JP5511471B2 - 現像剤補給容器及び現像剤補給システム - Google Patents

現像剤補給容器及び現像剤補給システム Download PDF

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Description

本発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器及びこれらを有する現像剤補給システムに関する。この現像剤補給容器及び現像剤補給システムは、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
従来、電子写真複写機等の画像形成装置には微粉末の現像剤が使用されている。このような画像形成装置では、画像形成に伴い消費されてしまう現像剤を、現像剤補給容器から補給される構成となっている。
こうした従来の現像剤補給容器としては、例えば、特許文献1、2のものがある。
特許文献1に記載の装置では、現像剤補給容器から画像形成装置へ現像剤を一括して落下補給させる方式を採用している。さらに、特許文献1に記載の装置では、現像剤補給容器に収容されている現像剤が固まってしまっているような状況においても、現像剤補給容器から画像形成装置へ現像剤を余すこと無く補給できるように、現像剤補給容器の一部を蛇腹状としている。つまり、現像剤補給容器内で固まってしまっている現像剤を画像形成装置側へと払い出すため、ユーザにより現像剤補給容器を数回押すことで蛇腹状の部位を伸縮(往復動)させる構成となっている。
このように、特許文献1に記載の装置では、現像剤補給容器の蛇腹状の部位を伸縮させる動作をユーザにより手動で行わなければならない構成となっている。
また、特許文献2に記載の装置では、画像形成装置から入力された回転駆動力により螺旋状の凸部が形成された現像剤補給容器を回転させることで、現像剤補給容器に収容された現像剤を搬送する方式を採用している。さらに、特許文献2に記載の装置では、現像剤補給容器の回転に伴い螺旋状の凸部により搬送されてきた現像剤が、現像剤補給容器に差し込まれたノズルを通して画像形成装置に設けられた吸引ポンプにより画像形成装置側へと吸い出される構成となっている。
このように、特許文献2に記載の装置では、現像剤補給容器を回転駆動する駆動源とともに吸引ポンプを駆動するための駆動源がそれぞれ必要な構成となっている。
実開昭63−6464号公報 特開2006−047811号公報
このような背景の中で、本発明者等は、次のような構成の現像剤補給容器を検討した。
具体的には、現像剤補給容器に、回転力を受けて現像剤を搬送する搬送部とともに、この搬送部により搬送されてきた現像剤を排出口から排出させるための往復動式のポンプ部を設けた場合である。しかしながら、このような構成を採用した場合、後述する問題が懸念される。
つまり、現像剤補給容器に搬送部を回転させるための駆動入力部とともにポンプ部を往復動させるための駆動入力部を設けた場合である。この場合、現像剤補給容器の2つの駆動入力部が画像形成装置側の2つの駆動出力部とそれぞれ適切に駆動連結できるようにすることが求められる。
しかしながら、現像剤補給容器を画像形成装置から取り出した後、再度これを装着するような場合に、ポンプ部を適切に往復動させることができない恐れがある。
具体的には、ポンプ部の伸縮状態、つまり、ポンプ用の駆動入力部の往復動方向における停止位置に依っては、現像剤補給容器を再度装着した際にポンプ用の駆動入力部がポンプ用の駆動出力部と駆動連結できない恐れがある。
例えば、ポンプ部が自然長よりも圧縮された状態でポンプ部への駆動入力を停止させた場合、現像剤補給容器を取り出すと、ポンプ部が自己復元して伸張された状態となる。つまり、画像形成装置側の駆動出力部の停止位置はそのままであるにも関わらず、ポンプ部用の駆動入力部の位置が現像剤補給容器が取り出されている間に変わってしまうのである。
その結果、画像形成装置側の駆動出力部と現像剤補給容器側のポンプ部用の駆動入力部との駆動連結が適切に行われず、ポンプ部を往復動させることができなくなってしまうのである。従って、画像形成装置への現像剤補給が行われないことになってしまい、その後の画像形成ができない状況に陥ってしまう。
なお、このような問題は、現像剤補給容器が取り出されている際に、ユーザによりポンプ部の伸縮状態を変えられてしまう場合も同様に発生し得る。
このように、現像剤補給容器に搬送部を回転させるための駆動入力部とともにポンプ部を往復動させるための駆動入力部をそれぞれ設ける構成とした場合、上述した問題の懸念があり、これを改善することが望まれる。
そこで、本発明の目的は、現像剤補給容器が備えている搬送部とともにポンプ部を適切に動作させることができる現像剤補給容器及び現像剤補給システムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、現像剤補給容器に収容された現像剤を適切に搬送するとともに現像剤補給容器に収容された現像剤を適切に排出させることができる現像剤補給容器及び現像剤補給システムを提供することである。
なお、本発明の更なる目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
第1の発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器であって、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室内の現像剤を回転に伴い搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送されてきた現像剤を排出する排出口を備えた現像剤排出室と、
前記現像剤補給装置から前記搬送部を回転させるための回転駆動力が入力される駆動入力部と、
少なくとも前記現像剤排出室に対して作用するように設けられ往復動に伴いその容積が可変なポンプ部と、
前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換する駆動変換部と、
を有することを特徴とするものである。
第2の発明は、現像剤補給装置と、前記現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器と、を有する現像剤補給システムにおいて、
前記現像剤補給装置は、前記現像剤補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、前記現像剤補給容器から現像剤を受入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室内の現像剤を回転に伴い搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送されてきた現像剤を排出する排出口を備えた現像剤排出室と、前記駆動部から前記搬送部を回転させるための回転駆動力が入力される駆動入力部と、少なくとも前記現像剤排出室に対して作用するように設けられ往復動に伴いその容積が可変なポンプ部と、前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換する駆動変換部と、
を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、現像剤補給容器が備えている搬送部とともにポンプ部を適切に動作させることができる。
また、現像剤補給容器に収容された現像剤を適切に搬送するとともに現像剤補給容器に収容された現像剤を適切に排出させることができる。
画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 (a)は現像剤補給装置の部分断面図、(b)は装着部の正面図、(c)は装着部内部の部分拡大斜視図である。 現像剤補給容器と現像剤補給装置を示す拡大断面図である。 現像剤補給の流れを説明するフローチャートである。 現像剤補給装置の変形例を示す拡大断面図である。 (a)は実施例1に係る現像剤補給容器を示す斜視図、(b)は排出口周辺の様子を示す斜視図、(c)、(d)は現像剤補給容器を現像剤補給装置の装着部に装着した状態を示す正面図及び断面図である。 (a)は現像剤収容部を示す部分斜視図、(b)は現像剤補給容器を示す斜視断面図、(c)はフランジ部の内面を示す断面図、(d)は現像剤補給容器を示す断面図である。 (a)は流動性エネルギーを測定する装置で用いるブレードの斜視図、(b)は装置の模式図である。 排出口の径と排出量との関係を示したグラフである。 容器内の充填量と排出量との関係を示したグラフである。 (a)、(b)は現像剤補給容器のポンプ部による吸排気動作時の様子を示す断面図である。 現像剤補給容器のカム溝形状を示す展開図である。 現像剤補給容器の内圧の推移を示す図である。 (a)は検証実験に用いた現像剤補給システム(実施例1)を示すブロック図、(b)は現像剤補給容器内で生じる現象を示す概略図である。 (a)は検証実験に用いた現像剤補給システム(比較例)を示すブロック図、(b)は現像剤補給容器内で生じる現象を示す概略図である。 現像剤補給容器のカム溝形状を示す展開図である。 現像剤補給容器のカム溝形状の1例を示す展開図である。 現像剤補給容器のカム溝形状の1例を示す展開図である。 現像剤補給容器のカム溝形状の1例を示す展開図である。 現像剤補給容器のカム溝形状の1例を示す展開図である。 現像剤補給容器のカム溝形状の1例を示す展開図である。 現像剤補給容器の内圧変化の推移を示すグラフである。 (a)は実施例2に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の構成を示す断面図である。 実施例3に係る現像剤補給容器の構成を示す断面図である。 (a)は実施例4に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の断面図、(c)はカムギアを示す斜視図、(d)はカムギアの回転係合部を示す部分拡大図である。 (a)は実施例5に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の構成を示す断面図である。 (a)は実施例6に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の構成を示す断面図である。 (a)〜(d)は駆動変換機構の動作を示す図である。 (a)は実施例7に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)、(c)は駆動変換機構の動作を示す図である。 (a)は実施例8に係る現像剤補給容器の構成を示す断面斜視図、(b)、(c)はポンプ部による吸排気動作の様子を示す断面図である。 (a)は実施例8に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器のカップリング部を示す図である。 (a)は実施例9に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)、(c)はポンプ部による吸排気動作の様子を示す断面図である。 (a)は実施例10に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の構成を示す断面斜視図、(c)は円筒部の端部の構成を示す図、(d)、(e)はポンプ部による吸排気動作の様子を示す図である。 (a)は実施例11に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)はフランジ部の構成を示す斜視図、(c)は円筒部の構成を示す斜視図である。 (a)、(b)はポンプ部による吸排気動作の様子を示す断面図である。 ポンプ部の構成を示す図である。 (a)、(b)は実施例12に係る現像剤補給容器の構成を模式的に示す断面図である。 (a)、(b)は実施例13に係る現像剤補給容器の円筒部及びフランジ部を示す斜視図である。 (a)、(b)は実施例13に係る現像剤補給容器の部分断面斜視図である。 実施例13に係るポンプの動作状態と回転シャッタの開閉タイミングとの関係を示すタイムチャートである。 実施例14に係る現像剤補給容器を示す部分断面斜視図である。 (a)〜(c)は実施例14に係るポンプ部の動作状態を示す部分断面図である。 実施例14に係るポンプの動作状態と仕切り弁の開閉タイミングとの関係を示すタイムチャートである。 (a)は実施例15に係る現像剤補給容器の部分断面斜視図、(b)はフランジ部の斜視図、(c)は現像剤補給容器の断面図である。 (a)は実施例16に係る現像剤補給容器の構成を示す斜視図、(b)は現像剤補給容器の断面斜視図である。 実施例16に係る現像剤補給容器の構成を示す部分断面斜視図である。 (a)は実施例17に係る現像剤補給容器の構成を示す断面斜視図、(b)、(c)は現像剤補給容器を示す部分断面図である。 (a)、(b)は実施例18に係る現像剤補給容器の構成を示す部分断面斜視図である。
以下、本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給システムについて具体的に説明する。なお、以下において、特段の記載がない限り、発明の思想の範囲内において現像剤補給容器の種々の構成を同様な機能を奏する公知の他の構成に置き換えることが可能である。すなわち、特段の記載がない限り、後述する実施例に記載された現像剤補給容器の構成だけに限定する意図はない。
まず、画像形成装置の基本構成について説明し、続いて、この画像形成装置に搭載される現像剤補給システム、つまり、現像剤補給装置と現像剤補給容器の構成について順に説明する。
(画像形成装置)
現像剤補給容器(所謂、トナーカートリッジ)が着脱可能(取り外し可能)に装着される現像剤補給装置が搭載された画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した複写機(電子写真画像形成装置)の構成について図1を用いて説明する。
同図において、100は複写機本体(以下、画像形成装置本体もしくは装置本体という)である。また、101は原稿であり、原稿台ガラス102の上に置かれる。そして、原稿の画像情報に応じた光像を光学部103の複数のミラーMとレンズLnにより、電子写真感光体104(以下、感光体)上に結像させることにより静電潜像を形成する。この静電潜像は乾式の現像器(1成分現像器)201aにより現像剤(乾式粉体)としてのトナー(1成分磁性トナー)を用いて可視化される。
なお、本例では現像剤補給容器1から補給すべき現像剤として1成分磁性トナーを用いた例について説明するが、このような例だけではなく、後述するような構成としても構わない。
具体的には、1成分非磁性トナーを用いて現像を行う1成分現像器を用いる場合、現像剤として1成分非磁性トナーを補給することになる。また、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した2成分現像剤を用いて現像を行う2成分現像器を用いる場合、現像剤として非磁性トナーを補給することなる。なお、この場合、現像剤として非磁性トナーとともに磁性キャリアも併せて補給する構成としても構わない。
105〜108は記録媒体(以下、「シート」ともいう)Sを収容するカセットである。これらカセット105〜108に積載されたシートSのうち、複写機の液晶操作部から操作者(ユーザ)が入力した情報もしくは原稿101のシートサイズを基に最適なカセットが選択される。ここで記録媒体としては用紙に限定されずに、例えばOHPシート等適宜使用、選択できる。
そして、給送分離装置105A〜108Aにより搬送された1枚のシートSを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送し、感光体104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて搬送する。
111、112は転写帯電器、分離帯電器である。ここで、転写帯電器111によって、感光体104上に形成された現像剤による像をシートSに転写する。そして、分離帯電器112によって、現像剤像(トナー像)の転写されたシートSを感光体104から分離する。
この後、搬送部113により搬送されたシートSは、定着部114において熱と圧によりシート上の現像剤像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。
また、両面コピーの場合には、シートSは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートSの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置内へ搬送される。さらに、この後、再給送搬送部119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
上記構成の装置本体100において、感光体104の回りには現像手段としての現像器201a、クリーニング手段としてのクリーナ部202、帯電手段としての一次帯電器203等の画像形成プロセス機器が設置されている。なお、現像器201aは原稿101の画像情報に基づき光学部103により感光体104に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより現像するものである。また、一次帯電器203は、感光体104上に所望の静電像を形成するため感光体表面を一様に帯電するためのものである。また、クリーナ部202は感光体104に残留している現像剤を除去するためのものである。
(現像剤補給装置)
次に、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給装置201について、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図2(a)は現像剤補給装置201の部分断面図、図2(b)は装着部10を現像剤補給容器1の装着方向から見た部分正面図、図2(c)は装着部10の内部を拡大した斜視図を示している。また、図3は、制御系並びに、現像剤補給容器1と現像剤補給装置201を部分的に拡大した断面図を示している。図4は制御系による現像剤補給の流れを説明するフローチャートである。
現像剤補給装置201は、図1に示すように、現像剤補給容器1が取り外し可能(着脱可能)に装着される装着部(装着スペース)10と、現像剤補給容器1から排出された現像剤を一時的に貯留するホッパ10aと、現像器201aと、を有している。現像剤補給容器1は、図2(c)に示すように、装着部10に対してM方向に装着される構成となっている。つまり、現像剤補給容器1の長手方向(回転軸線方向)がほぼこのM方向と一致するように装着部10に装着される。なお、このM方向は、後述する図7(b)のX方向と実質平行である。また、現像剤補給容器1の装着部10からの取り出し方向はこのM方向とは反対の方向となる。
現像器201aは、図1及び図2(a)に示すように、現像ローラ201fと、撹拌部材201c、送り部材201d、201eを有している。そして、現像剤補給容器1から補給された現像剤は撹拌部材201cにより撹拌され、送り部材201d、201eにより現像ローラ201fに送られて、現像ローラ201fにより感光体104に供給される。
なお、現像ローラ201fには、ローラ上の現像剤コート量を規制する現像ブレード201g、現像器201aとの間の現像剤の漏れを防止するために現像ローラ201fに接触配置された漏れ防止シート201hが設けられている。
また、装着部10には、図2(b)に示すように、現像剤補給容器1が装着された際に現像剤補給容器1のフランジ部3(図6参照)と当接することでフランジ部3の回転方向への移動を規制するための回転方向規制部(保持機構)11が設けられている。さらに、装着部10には、図2(c)に示すように、現像剤補給容器1が装着された際に現像剤補給容器1のフランジ部3と係止することでフランジ部3の回転軸線方向への移動を規制するための、回転軸線方向規制部(保持機構)12が設けられている。この回転軸線方向規制部12は、フランジ部3との干渉に伴い弾性変形し、その後、フランジ部3との干渉が解除された段階で弾性復帰することでフランジ部3を係止する樹脂製のスナップロック機構とされている。
また、装着部10は、現像剤補給容器1が装着された際に、後述する現像剤補給容器1の排出口(排出孔)3a(図6参照)と連通し、現像剤補給容器1から排出された現像剤を受入れるための現像剤受入れ口(現像剤受入れ孔)13を有している。そして、現像剤補給容器1の排出口3aから現像剤が現像剤受入れ口13を通して現像器201aへと供給される。なお、本実施例において、現像剤受入れ口13の直径φは、装着部10内での現像剤による汚れを可及的に防止する目的で、排出口3aと同じで微細口(ピンホール)とされており、約2mmに設定されている。
また、ホッパ10aは、図3に示すように、現像器201aへ現像剤を搬送するための搬送スクリュー10bと、現像器201aと連通した開口10cと、ホッパ10a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ10dを有している。
更に、装着部10は、図2(b)、図3に示すように、駆動機構(駆動部)として機能する駆動ギア300を有している。この駆動ギア300は、駆動モータ500から駆動ギア列を介して回転駆動力が伝達され、装着部10にセットされた状態にある現像剤補給容器1に対し回転駆動力を付与する機能を有している。
また、駆動モータ500は、図3に示すように、制御装置(CPU)600によりその動作を制御される構成となっている。制御装置600は、図3に示すように、残量センサ10dから入力された現像剤残量情報に基づき、駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。
なお、本例において、駆動ギア300は、駆動モータ500の制御を簡易化させるため、一方向にのみ回転するように設定されている。つまり、制御装置600は、駆動モータ500について、そのオン(作動)/オフ(非作動)のみを制御する構成となっている。従って、駆動モータ500(駆動ギア300)を正方向と逆方向とに周期的に反転させることで得られる反転駆動力を現像剤補給容器1に付与する構成に比して、現像剤補給装置201の駆動機構の簡易化を図ることができる。
(現像剤補給容器の装着/取り出し方法)
次に、現像剤補給容器1の装着/取り出し方法について説明する。
まず、操作者が、交換カバーを開き、現像剤補給容器1を現像剤補給装置201の装着部10へ挿入、装着させる。この装着動作に伴い、現像剤補給容器1のフランジ部3が現像剤補給装置201に保持、固定される。
その後、操作者が交換カバーを閉じることで、装着工程が終了する。その後、制御装置600が駆動モータ500を制御することにより、駆動ギア300を適宜のタイミングで回転させる。
一方、現像剤補給容器1内の現像剤が空となってしまった場合には、操作者が、交換カバーを開き、装着部10から現像剤補給容器1を取り出す。そして、予め用意してある新しい現像剤補給容器1を装着部10へと挿入、装着し、交換カバーを閉じることにより、現像剤補給容器1の取り出し〜再装着に至る交換作業が終了する。
(現像剤補給装置による現像剤補給制御)
次に、現像剤補給装置201による現像剤補給制御について、図4のフローチャートを基に説明する。この現像剤補給制御は、制御装置(CPU)600により各種機器を制御することにより実行される。
本例では、現像剤センサ10dの出力に応じて制御装置600が駆動モータ500の作動/非作動の制御を行うことにより、ホッパ10a内に一定量以上の現像剤が収容されないように構成している。
具体的には、まず、現像剤センサ10dがホッパ10a内の現像剤収容量をチェックする(S100)。そして、現像剤センサ10dにより検出された現像剤収容量が所定量未満であると判定された場合、つまり、現像剤センサ10dにより現像剤が検出されなかった場合、駆動モータ500を駆動し、一定時間、現像剤の補給動作を実行する(S101)。
この現像剤補給動作の結果、現像剤センサ10dにより検出された現像剤収容量が所定量に達したと判定された場合、つまり、現像剤センサ10dにより現像剤が検出された場合、駆動モータ500の駆動をオフし、現像剤の補給動作を停止する(S102)。この補給動作の停止により、一連の現像剤補給工程が終了する。
このような現像剤補給工程は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ10a内の現像剤収容量が所定量未満となると、繰り返し実行される構成となっている。
なお、本例では、現像剤補給容器1から排出された現像剤を、ホッパ10a内に一時的に貯留し、その後、現像器201aへ補給する構成としているが、以下のような現像剤補給装置201の構成としても構わない。
具体的には、図5に示すように、上述したホッパ10aを省き、現像剤補給容器1から現像器201aへ直接的に現像剤を補給する構成である。この図5は、現像剤補給装置201として2成分現像器800を用いた例である。この現像器800には、現像剤が補給される攪拌室と現像スリーブ800aへ現像剤を供給する現像室を有しており、攪拌室と現像室には現像剤搬送方向が互いに逆向きとなる攪拌スクリュー800bが設置されている。そして、攪拌室と現像室は長手方向両端部において互いに連通しており、2成分現像剤はこれらの2つの部屋を循環搬送される構成となっている。また、攪拌室には現像剤中のトナー濃度を検出する磁気センサ800cが設置されており、この磁気センサ800cの検出結果に基づいて制御装置600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。この構成の場合、現像剤補給容器から補給される現像剤は、非磁性トナー、もしくは非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。
本例では、後述するように、現像剤補給容器1内の現像剤は排出口3aから重力作用のみではほとんど排出されず、ポンプ部2bによる排気動作によって現像剤が排出されるため、排出量のばらつきを抑えることができる。そのため、ホッパ10aを省いた図5のような例であっても、同様に、後述する現像剤補給容器1の適用が可能である。
(現像剤補給容器)
次に、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給容器1の構成について、図6、図7を用いて説明する。ここで、図6(a)は現像剤補給容器1の全体斜視図、図6(b)は現像剤補給容器1の排出口3a周辺の部分拡大図、図6(c)、(d)は現像剤補給容器1を装着部10に装着した状態を示す正面図及び断面図である。また、図7(a)は現像剤収容部2を示す斜視図、図7(b)は現像剤補給容器1の内部を示す断面斜視図、図7(c)はフランジ部3の断面図、図7(d)は現像剤補給容器1の断面図である。
現像剤補給容器1は、図6(a)に示すように、中空円筒状に形成され内部に現像剤を収容する内部空間を備えた現像剤収容部2(容器本体とも呼ぶ)を有している。本例では、円筒部2kとポンプ部2bが現像剤収容部2として機能する。さらに、現像剤補給容器1は、現像剤収容部2の長手方向(現像剤搬送方向)一端側にフランジ部3(非回転部とも呼ぶ)を有している。また、現像剤収容部2はこのフランジ部3に対して相対回転可能に構成されている。なお、円筒部2kの断面形状を、現像剤補給工程における回転動作に影響を与えない範囲内において、非円形状としても構わない。例えば、楕円形状のものや多角形状のものを採用しても構わない。
なお、本例では、図7(d)に示すように、現像剤収容室として機能する円筒部2kの全長L1が約300mm、外径R1が約70mmに設定されている。また、ポンプ部2bの全長L2(使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき)は約50mm、フランジ部3のギア部2aが設置されている領域の長さL3は約20mmとなっている。また、現像剤排出室として機能する排出部3hが設置されている領域の長さL4は約25mmとなっている。さらに、ポンプ部2bの最大外径R2(使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき)が約65mm、現像剤補給容器1の現像剤を収容し得る全容積が約1250cmとなっている。なお、本例では、現像剤収容部として機能する円筒部2kとポンプ部2bとともに、排出部3hが現像剤を収容し得る領域となっている。
また、本例では、図6、7に示すように、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態のとき円筒部2kと排出部3hが水平方向に並ぶように構成されている。つまり、円筒部2kは、その水平方向長さがその鉛直方向長さよりも充分に長く、その水平方向一端側が排出部3hと接続された構成となっている。従って、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態のとき排出部3hの鉛直上方に円筒部2kが位置するように構成する場合に比して、後述する排出口3a上に存在する現像剤の量が少なくすることができる。その為、排出口3a近傍の現像剤が圧密され難く、吸排気動作を円滑に行うことが可能となる。
(現像剤補給容器の材質)
本例では、後述するように、ポンプ部2bにより現像剤補給容器1内の圧力(以下、内圧)を変化させることにより、排出口3aから現像剤を排出させる構成となっている。よって、現像剤補給容器1の材質としては、内圧の変化に対して大きく潰れてしまったり、大きく膨らんでしまったりしない程度の剛性を有したものを採用するのが好ましい。
また、本例では、現像剤補給容器1は、外部とは排出口3aを通じてのみ連通しており、排出口3aを除き外部から密閉された構成としている。つまり、ポンプ部2bにより現像剤補給容器1の内圧を加圧、減圧させて排出口3aから現像剤を排出する構成を採用していることから、安定した排出性能が保たれる程度の気密性が求められる。
そこで、本例では、現像剤収容部2と排出部3hの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部2bの材質をポリプロピレン樹脂としている。
なお、使用する材質に関して、現像剤収容部2と排出部3hは圧力に耐えうる素材であれば、例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の樹脂を使用することが可能である。また、金属製であっても構わない。
また、ポンプ部2bの材質に関しては、伸縮機能を発揮し容積変化によって現像剤補給容器1の内圧を変化させることができる材料であれば良い。例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン等を肉薄で形成したものでも構わない。また、ゴムや、その他の伸縮性材料などを使用することも可能である。
なお、樹脂材料の厚みを調整するなどして、ポンプ部2b、現像剤収容部2、排出部3hのそれぞれが上述した機能を満たすのであれば、それぞれを同じ材質で、例えば、射出成形法やブロー成形法等を用いて一体的に成形されたものを用いても構わない。
また、現像剤補給容器1を運搬する(特に、空輸)際や長期間保存する際に、環境の急激な変動により容器の内圧が急激に変動してしまう恐れがある。例えば、標高の高い地域で使用する場合や、気温の低い場所に保管されていた現像剤補給容器1を気温の高い室内に持ち込み使用する場合など、現像剤補給容器1の内部が外気に対して加圧状態になってしまう恐れがある。このような事態になると、容器が変形したり、開封時に現像剤が噴出してしまう等の問題が生じ得る。
そこで、本例では、その対策として、現像剤補給容器1に直径φが3mmの開口を形成し、この開口にフィルタを設けている。フィルタとしては、外部への現像剤漏れは防止しつつ容器内外の通気を許容する特性を備えた、日東電工株式会社製のTEMISH(登録商標名)を用いた。なお、本例では、このような対策を施してはいるが、ポンプ部2bによる排出口3aを介した吸気動作並びに排気動作への影響は無視することができ、事実上、現像剤補給容器1の気密性は保たれていると言える。
以下、フランジ部3、円筒部2k、ポンプ部2bの構成について、順に、詳細に説明する。
(フランジ部)
このフランジ部3には、図6(b)に示すように、現像剤収容部内(現像剤収容室内)2から搬送されてきた現像剤を一時的に貯留するための中空の排出部(現像剤排出室)3hが設けられている(必要に応じて図7(b)、(c)参照)。この排出部3hの底部には、現像剤補給容器1の外へ現像剤の排出を許容する、つまり、現像剤補給装置201へ現像剤を補給するための小さな排出口3aが形成されている。この排出口3aの大きさについては後述する。
また、排出部3h内(現像剤排出室内)の底部の内部形状は、残留してしまう現像剤の量を可能な限り低減させるため、排出口3aに向けて縮径する漏斗(じょうご)状に設けられている(必要に応じて図7(b)、(c)参照)。
さらに、フランジ部3には排出口3aを開閉するシャッタ4が設けられている。このシャッタ4は、現像剤補給容器1の装着部10への装着動作に伴い、装着部10に設けられた突き当て部21(必要に応じて図2(c)参照)と突き当たるように構成されている。従って、シャッタ4は、現像剤補給容器1の装着部10への装着動作に伴い、現像剤収容部2の回転軸線方向(M方向とは逆方向)へ現像剤補給容器1に対して相対的にスライドする。その結果、シャッタ4から排出口3aが露出されて開封動作が完了する。
この時点で、排出口3aは装着部10の現像剤受入れ口13と位置が合致しているので互いに連通した状態となり、現像剤補給容器1からの現像剤補給が可能な状態となる。
また、フランジ部3は、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201の装着部10に装着されると、実質不動となるように構成されている。
具体的には、フランジ部3は、図6(c)に示すように、装着部10に設けられた回転方向規制部11により現像剤収容部2の回転軸線周りの方向へ回転しないように規制(阻止)される。つまり、フランジ部3は現像剤補給装置201により実質回転不可となるように保持される(ガタ程度の僅かな無視できる回転は可能となっている)。
さらに、フランジ部3は、現像剤補給容器1の装着動作に伴い装着部10に設けられた回転軸線方向規制部12に係止される。具体的には、フランジ部3は、現像剤補給容器1の装着動作の途中で回転軸線方向規制部12に当接することで、回転軸線方向規制部12を弾性変形させる。その後、フランジ部3は、装着部10に設けられたストッパである内壁部10f(図6(d)参照)に突き当たることで現像剤補給容器1の装着工程が完了する。このとき、装着完了とほぼ同時に、フランジ部3による干渉した状態が解かれて、回転軸線方向規制部12の弾性変形が解除される。
その結果、図6(d)に示すように、回転軸線方向規制部12がフランジ部3のエッジ部(係止部として機能する)と係止することにより、回転軸線方向(現像剤収容部2の回転軸線方向)への移動が実質阻止(規制)された状態となる。このとき、ガタ程度の僅かな無視できる移動は可能となっている。
なお、操作者により現像剤補給容器1が装着部10から取り出される際に、フランジ部3からの作用により回転軸線方向規制部12は弾性変形し、フランジ部3との係止が解除される。なお、現像剤収容部2の回転軸線方向は、ギア部2a(図7)の回転軸線方向とほぼ一致している。
以上のように、本例では、フランジ部3には、現像剤収容部2の回転軸線方向へ自らが移動することがないように、現像剤補給装置201の保持機構(図2(c)の12)により保持される保持部が設けられている。また、フランジ部3には、現像剤収容部2の回転方向へ自らが回転することがないように、現像剤補給装置201の保持機構(図2(c)の11)により保持される保持部も設けられている。
従って、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態では、フランジ部3に設けられている排出部3hも、現像剤収容部2の回転軸線方向及び回転方向への移動が実質阻止された状態となる(ガタ程度の移動は許容する)。
一方、現像剤収容部2は現像剤補給装置201により回転方向への規制は受けることなく、現像剤補給工程において回転する構成となっている。但し、現像剤収容部2は、フランジ部3により、回転軸線方向への移動が実質阻止された状態となる(ガタ程度の移動は許容する)。
(フランジ部の排出口について)
本例では、現像剤補給容器1の排出口3aについて、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に現像剤を補給する姿勢のとき、重力作用のみでは十分に排出されない程度の大きさに設定している。つまり、排出口3aの開口サイズは、重力作用のみでは現像剤補給容器から現像剤の排出が不充分となる程度に小さく設定している(微細口(ピンホール)とも言う)。言い換えると、排出口3aが現像剤で実質閉塞されるようにその開口の大きさを設定している。これにより、以下の効果を期待できる。
(1)排出口3aから現像剤が漏れ難くなる。
(2)排出口3aを開放した際の現像剤の過剰排出を抑制できる。
(3)現像剤の排出をポンプ部による排気動作に支配的に依存させることができる。
そこで、本発明者等は、重力作用のみで十分に排出されない排出口3aをどのくらいの大きさに設定すべきか、検証実験を行った。以下、その検証実験(測定方法)とその判断基準を以下に説明する。
底部中央に排出口(円形状)が形成された所定容積の直方体容器を用意し、容器内に現像剤を200g充填した後、充填口を密閉し排出口を塞いだ状態で容器をよく振って現像剤を十分に解す。この直方体容器は、容積が約1000cm、大きさは、縦90mm×横92mm×高さ120mmとなっている。
その後、可及的速やかに排出口を鉛直下方に向けた状態で排出口を開封し、排出口から排出された現像剤の量を測定する。このとき、この直方体容器は、排出口以外は完全に密閉されたままの状態とする。また、検証実験は温度24℃、相対湿度55%の環境下で行った。
上記手順で、現像剤の種類と排出口の大きさを変えて排出量を測定する。なお、本例では、排出された現像剤の量が2g以下である場合、その量は無視できるレベルであり、その排出口が重力作用のみでは十分に排出されない大きさであると判断した。
検証実験に用いた現像剤を表1に示す。現像剤の種類は、1成分磁性トナー、2成分現像器に用いられる2成分非磁性トナー、2成分現像器に用いられる2成分非磁性トナーと磁性キャリアの混合物である。
これらの現像剤の特性を表す物性値として、流動性を示す安息角の他に、粉体流動性分析装置(Freeman Technology社製 パウダーレオメータFT4)により、現像剤層の解れ易さを示す流動性エネルギーについて測定した。
Figure 0005511471
この流動性エネルギーの測定方法について図8を用いて説明する。ここで図8は流動性エネルギーを測定する装置の模式図である。
この粉体流動性分析装置の原理は、粉体サンプル中でブレードを移動させ、そのブレードが粉体中を移動するのに必要な流動性エネルギーを測定するものである。ブレードはプロペラ型で、回転すると同時に回転軸方向にも移動するためブレードの先端はらせんを描くことになる。
プロペラ型のブレード54(以下、ブレードと呼ぶ)として、径が48mmで、反時計回りになめらかにねじられたSUS製のブレード(型番:C210)を使用した。詳細には、48mm×10mmのブレード板の中心にブレード板の回転面に対して法線方向に回転軸が存在し、ブレード板の両最外縁部(回転軸から24mm部分)のねじれ角が70°、回転軸から12mmの部分のねじれ角が35°となっている。
流動性エネルギーとは、粉体層中に上述の如くらせん状に回転するブレード54を侵入させ、ブレードが粉体層中を移動する際に得られる回転トルクと垂直荷重の総和を時間積分して得られたトータルエネルギーを指す。この値が、現像剤粉体層の解れ易さを表しており、流動性エネルギーが大きい場合は解れにくく、流動性エネルギーが小さい場合は解れ易いことを意味している。
今回の測定では、図8に示す通り、この装置の標準部品であるφが50mmの円筒容器53(容積200cc、図8のL1=50mm)に各現像剤Tを粉面高さ70mm(図8のL2)となるように充填した。充填量は、測定する嵩密度に合せて調整する。更に、標準部品であるφ48mmのブレード54を粉体層に侵入させ、侵入深さ10〜30mm間に得られたエネルギーを表示する。
測定時の設定条件としては、ブレード54の回転速度(tip speed。ブレードの最外縁部の周速)を60mm/s、また、粉体層への鉛直方向のブレード進入速度を、移動中のブレード54の最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角θ(helix angle。以後なす角と呼ぶ)が10°になるスピードとした。粉体層への垂直方向の進入速度は11mm/sである(粉体層への鉛直方向のブレード進入速度=ブレードの回転速度×tan(なす角×π/180))。また、この測定についても温度24℃、相対湿度55%の環境下で行った。
なお、現像剤の流動性エネルギーを測定する際の現像剤の嵩密度は、現像剤の排出量と排出口の大きさとの関係を検証する実験の際の嵩密度に近く、嵩密度の変化が少なく安定して測定ができる嵩密度として0.5g/cmに調整した。
このようにして測定された流動性エネルギーをもつ現像剤(表1)について、検証実験を行った結果を図9に示す。図9は、排出口の径と排出量との関係を、現像剤の種類毎に示したグラフである。
図9に示す検証結果より、現像剤A〜Eについて、排出口の直径φが4mm(開口面積が12.6mm:円周率は3.14で計算、以下同じ)以下であれば、排出口からの排出量が2g以下になることが確認された。排出口の直径φが4mmよりも大きくなると、いずれの現像剤とも、排出量が急激に多くなることが確認された。
つまり、現像剤の流動性エネルギー(嵩密度が0.5g/cm)が4.3×10−4(kg・m/s(J))以上4.14×10−3(kg・m/s(J))以下のとき、排出口の直径φが4mm(開口面積が12.6(mm))以下であれば良い。
また、現像剤の嵩密度については、この検証実験では十分に現像剤を解して流動化した状態で測定を行っており、通常の使用環境で想定される状態(放置された状態)よりも嵩密度が低く、より排出し易い条件で測定を行っている。
次に、図9の結果から最も排出量が多くなる現像剤Aを用いて、排出口の直径φを4mmに固定して、容器内の充填量を30〜300gに振って、同様の検証実験を行った。その検証結果を図10に示す。図10の検証結果から、現像剤の充填量を変化させても、排出口からの排出量はほとんど変わらないことが確認できた。
以上の結果から、排出口をφ4mm(面積12.6mm)以下にすることで、現像剤の種類や嵩密度状態に依らず、排出口を下にした状態(現像剤補給装置201への補給姿勢を想定)で、排出口から重力作用のみでは十分に排出されないことが確認できた。
一方、排出口3aの大きさの下限値としては、現像剤補給容器1から補給すべき現像剤(1成分磁性トナー、1成分非磁性トナー、2成分非磁性トナー、2成分磁性キャリア)が少なくとも通過できる値に設定するのが好ましい。つまり、現像剤補給容器1に収容されている現像剤の粒径(トナーの場合は体積平均粒径、キャリアの場合は個数平均粒径)よりも大きい排出口にするのが好ましい。例えば、補給用の現像剤に2成分非磁性トナーと2成分磁性キャリアが含まれている場合、大きい方の粒径、つまり、2成分磁性キャリアの個数平均粒径よりも大きな排出口にするのが好ましい。
具体的には、補給すべき現像剤に2成分非磁性トナー(体積平均粒径が5.5μm)と2成分磁性キャリア(個数平均粒径が40μm)が含まれている場合、排出口3aの径を0.05mm(開口面積0.002mm)以上に設定するのが好ましい。
但し、排出口3aの大きさを現像剤の粒径に近い大きさに設定してしまうと、現像剤補給容器1から所望の量を排出させるのに要するエネルギー、つまり、ポンプ部2bを動作させるのに要するエネルギーが大きくなってしまう。また、現像剤補給容器1の製造上においても制約が生じる場合がある。射出成形法を用いて樹脂部品に排出口3aを成形するには、排出口3aの部分を形成する金型部品の耐久性が厳しくなってしまう。以上から、排出口3aの直径φは0.5mm以上に設定するのが好ましい。
なお、本例では、排出口3aの形状を円形状としているが、このような形状に限定されるものでは無い。つまり、直径が4mmの場合に相当する開口面積である12.6mm以下の開口面積を有する開口であれば、正方形、長方形、楕円や、直線と曲線を組合わせた形状等、に変更可能である。
但し、円形状の排出口は、開口の面積を同じとした場合、他の形状に比べて現像剤が付着して汚れてしまう開口の縁の周長が最も小さい。そのため、シャッタ4の開閉動作に連動して広がってしまう現像剤の量も少なく、汚れ難い。また、円形状の排出口は、排出時の抵抗も少なく最も排出性が高い。従って、排出口3aの形状としては、排出量と汚れ防止のバランスが最も優れた円形状がより好ましい。
以上より、排出口3aの大きさについては、排出口3aを鉛直下方に向けた状態(現像剤補給装置201への補給姿勢を想定)で、重力作用のみで十分に排出されない大きさが好ましい。具体的には、排出口3aの直径φは、0.05mm(開口面積0.002mm)以上4mm(開口面積12.6mm)以下の範囲に設定するのが好ましい。さらに、排出口3aの直径φは、0.5mm(開口面積0.2mm)以上4mm(開口面積12.6mm)以下の範囲に設定するのがより好ましい。本例では、以上の観点から、排出口3aを円形状とし、その開口の直径φを2mmに設定している。
なお、本例では、排出口3aの数を1個としているがそれに限るものではなく、それぞれの開口面積が上述した開口面積の範囲を満足するように、排出口3aを複数設ける構成としても構わない。例えば、直径φが2mmの1つの現像剤受入れ口13に対して、直径φが0.7mmの排出口3aを2つ設ける構成である。但し、この場合、現像剤の排出量(単位時間当たり)が低下してしまう傾向となるため、直径φが2mmの排出口3aを1つ設ける構成の方がより好ましい。
(円筒部)
次に、現像剤収容室として機能する円筒部2kについて図6、7を用いて説明する。
現像剤収容部2は、図6、7に示すように、現像剤収容部2の回転軸線方向に延伸して設けられた中空の円筒部2kを有している。この円筒部2kの内面には、現像剤収容部2内に収容された現像剤を、自らの回転に伴い、現像剤排出室として機能する排出部3h(排出口3a)に向けて搬送する手段として機能する螺旋状に突出した搬送部2cが設けられている。
また、円筒部2kは、その長手方向一端側において後述するポンプ部2bと一体的に回転可能となるように接着剤により互いに固定されている。また、円筒部2kは、上述した材質の樹脂を用いてブロー成型法により形成されている。
なお、現像剤補給容器1の容積を大きくし充填量を増やそうとした場合、現像剤収容部としてのフランジ部3の容積を高さ方向に大きくする方法が考えられる。しかし、このような構成とすると、現像剤の自重により排出口3a近傍の現像剤への重力作用がより増大してしまう。その結果、排出口3a近傍の現像剤が圧密されやすくなり、排出口3aを介した吸気/排気の妨げとなる。この場合、排出口3aからの吸気で圧密された現像剤を解す、または、排気で現像剤を排出させるためには、ポンプ部2bの容積変化量の増加により現像剤収容部の内圧(負圧、正圧のピーク値)を更に大きくしなければならなくなる。しかし、その結果、ポンプ部2bを駆動させるための駆動力も増加し、画像形成装置本体100への負荷が過大になる恐れがある。
それに対し、本例においては、円筒部2kをフランジ部3に水平方向に並べて設置しているため、上記構成に対して、現像剤補給容器1内における排出口3a上の現像剤層の厚さを薄く設定することができる。これにより、重力作用により現像剤が圧密されにくくなるため、その結果、画像形成装置本体100へ負荷をかけることなく、安定した現像剤の排出が可能になる。
(ポンプ部)
次に、往復動に伴いその容積が可変なポンプ部(往復動可能なポンプ)2bについて図7、図11を用いて説明する。ここで、図11(a)はポンプ部2bが現像剤補給工程において使用上最大限伸張された状態、図11(b)はポンプ部2bが現像剤補給工程において使用上最大限圧縮された状態を示す現像剤補給容器1の断面図である。
本例のポンプ部2bは、排出口3aを介して吸気動作と排気動作を交互に行わせる吸排気機構として機能する。言い換えると、ポンプ部2bは、排出口3aを通して現像剤補給容器の内部に向かう気流と現像剤補給容器から外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構として機能する。
ポンプ部2bは、図7(b)に示すように、排出部3hと円筒部2kとの間に設けられており、円筒部2kに接続、固定されている。つまり、ポンプ部2bは円筒部2kとともに一体的に回転可能となる。
また、本例のポンプ部2bは、その内部に現像剤を収容可能な構成となっている。このポンプ部2b内の現像剤収容スペースは、後述するように、吸気動作時における現像剤の流動化に大きな役割を担っている。
そして、本例では、ポンプ部2bとして、往復動に伴いその容積が可変な樹脂製の容積可変型ポンプ(蛇腹状ポンプ)を採用している。具体的には、図7(a)〜(b)に示すように、蛇腹状のポンプを採用しており、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に交互に複数形成されている。従って、このポンプ部2bは、現像剤補給装置201から受けた駆動力により、圧縮、伸張を交互に繰り返し行うことができる。なお、本例では、ポンプ部2bの伸縮時の容積変化量は、15cm(cc)に設定されている。図7(d)に示すように、ポンプ部2bの全長L2(使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき)は約50mm、ポンプ部2bの最大外径R2(使用上の伸縮可能範囲の中で最も伸びた状態のとき)は約65mmとなっている。
このようなポンプ部2bを採用することにより、現像剤補給容器1(現像剤収容部2及び排出部3h)の内圧を、大気圧よりも高い状態と大気圧よりも低い状態とに、所定の周期(本例では約0.9秒)で、交互に繰り返し変化させることができる。この大気圧は、現像剤補給容器1が設置された環境におけるものである。その結果、小径(直径が約2mm)の排出口3aから排出部3h内にある現像剤を効率良く、排出させることが可能となる。
また、ポンプ部2bは、図7(b)に示すように、排出部3h側の端部がフランジ部3の内面に設けられたリング状のシール部材5を圧縮した状態で、排出部3hに対して相対回転可能に固定されている。
これにより、ポンプ部2bは、シール部材5と摺動しながら回転するため、回転中においてポンプ部2b内の現像剤が漏れることなく、また、気密性が保たれる。つまり、排出口3aを介した空気の出入りが適切に行われるようになり、補給中における、現像剤補給容器1(ポンプ部2b、現像剤収容部2、排出部3h)の内圧を所望の状態にすることができるようになっている。
(駆動受け機構)
次に、搬送部2cを回転させるための回転駆動力を現像剤補給装置201から受ける、現像剤補給容器1の駆動受け機構(駆動入力部、駆動力受け部)について説明する。
現像剤補給容器1には、図7(a)に示すように、現像剤補給装置201の駆動ギア300(駆動機構として機能する)と係合(駆動連結)可能な駆動受け機構(駆動入力部、駆動力受け部)として機能するギア部2aが設けられている。このギア部2aは、ポンプ部2bの長手方向一端側に固定されている。つまり、ギア部2a、ポンプ部2b、円筒部2kは、一体的に回転可能な構成となっている。
従って、駆動ギア300からギア部2aに入力された回転駆動力はポンプ部2bを介して円筒部2k(搬送部2c)へ伝達される仕組みとなっている。
つまり、本例では、このポンプ部2bが、ギア部2aに入力された回転駆動力を現像剤収容部2の搬送部2cへ伝達する駆動伝達機構として機能している。
従って、本例の蛇腹状のポンプ部2bは、その伸縮動作を阻害しない範囲内で、回転方向へのねじれに強い特性を備えた樹脂材を用いて製造されている。
なお、本例では、現像剤収容部2の長手方向(現像剤搬送方向)一端側、つまり、排出部3h側の一端にギア部2aを設けているが、このような例に限られるものではなく、例えば、現像剤収容部2の長手方向他端側、つまり、最後尾側に設けても構わない。この場合、対応する位置に駆動ギア300が設置されることになる。
また、本例では、現像剤補給容器1の駆動入力部と現像剤補給装置201の駆動部間の駆動連結機構としてギア機構を用いているが、このような例に限られるものではなく、例えば、公知のカップリング機構を用いるようにしても構わない。具体的には、現像剤収容部2の長手方向一端の底面(図7(d)の右側の端面)に駆動入力部として非円形状の凹部を設け、一方、現像剤補給装置201の駆動部として前述の凹部と対応した形状の凸部を設け、これらが互いに駆動連結する構成としても構わない。
(駆動変換機構)
次に、現像剤補給容器1の駆動変換機構(駆動変換部)について説明する。なお、本例では、駆動変換機構の例としてカム機構を用いた場合について説明するが、このようなカム機構だけに限らず、後述する他の実施例の機構やその他の公知の機構を採用することが可能である。
現像剤補給容器1には、ギア部2aが受けた搬送部2cを回転させるための回転駆動力を、ポンプ部2bを往復動させる方向の力へ変換する駆動変換機構(駆動変換部)として機能するカム機構が設けられている。
つまり、本例では、搬送部2cとポンプ部2bを駆動するための駆動力を1つの駆動入力部(ギア部2a)で受ける構成としつつ、ギア部2aが受けた回転駆動力を、現像剤補給容器1側で往復動力へ変換する構成としている。
これは、現像剤補給容器1に駆動入力部を2つ別々に設ける場合に比して、現像剤補給容器1の駆動入力機構の構成を簡易化できるからである。更に、現像剤補給装置201の1つの駆動ギアから駆動を受ける構成としたため、現像剤補給装置201の駆動機構の簡易化にも貢献することができる。
また、現像剤補給装置201から往復動力を受ける構成にした場合、前述したような、現像剤補給装置201と現像剤補給容器1間の駆動連結が適切に行われずに、ポンプ部2bを駆動することができなくなる恐れがある。具体的には、現像剤補給容器1を画像形成装置100から取り出した後、再度これを装着するような場合に、ポンプ部2bを適切に往復動させることができない問題が懸念される。
例えば、ポンプ部2bが自然長よりも圧縮された状態でポンプ部2bへの駆動入力を停止させた場合、現像剤補給容器を取り出すと、ポンプ部2bが自己復元して伸張された状態となる。つまり、画像形成装置100側の駆動出力部の停止位置はそのままであるにも関わらず、ポンプ部用の駆動入力部の位置が現像剤補給容器1が取り出されている間に変わってしまう。その結果、画像形成装置100側の駆動出力部と現像剤補給容器1側のポンプ部2b用の駆動入力部との駆動連結が適切に行われず、ポンプ部2bを往復動させることができなくなってしまう。すると、現像剤補給が行われないことになり、その後の画像形成ができない状況に陥ってしまう懸念がある。
なお、このような問題は、現像剤補給容器1が取り出されている際に、ユーザによりポンプ部2bの伸縮状態を変えられてしまう場合も同様に発生し得る。
また、このような問題は、新品の現像剤補給容器1へ交換する際にも同様に発生し得る。
本例の構成であれば、このような問題を解決することが可能である。以下、詳細に説明する。
現像剤収容部2の円筒部2kの外周面には、図7、図11に示すように、周方向において、実質等間隔となるように、回転部として機能するカム突起2dが複数設けられている。具体的には、円筒部2kの外周面に2つのカム突起2dが約180°対向するように設けられている。
ここで、カム突起2dの配置個数については、少なくとも1つ設けられていれば構わない。但し、ポンプ部2bの伸縮時の抗力により駆動変換機構等にモーメントが発生し、スムーズな往復動が行われない恐れがあるため、後述するカム溝3bの形状との関係が破綻しないよう複数個設けるのが好ましい。
一方、フランジ部3の内周面には、このカム突起2dが嵌り込む従動部として機能するカム溝3bが全周に亘り形成されている。このカム溝3bについて、図12を用いて説明する。図12において、矢印Aは円筒部2kの回転方向(カム突起2dの移動方向)、矢印Bはポンプ部2bの伸張方向、矢印Cはポンプ部2bの圧縮方向を示している。また、円筒部2kの回転方向Aに対するカム溝3cのなす角度をα、カム溝3dのなす角度をβとする。また、カム溝のポンプ部2bの伸縮方向B、Cにおける振幅(=ポンプ部2bの伸縮長さ)をLとする。
具体的には、このカム溝3bは、これを展開した図12に示すように、円筒部2k側から排出部3h側へ傾斜した溝部3cと、排出部3h側から円筒部2k側へ傾斜した溝部3dとが、交互に連結された構造となっている。本例では、α=βに設定している。
従って、本例では、このカム突起2dとカム溝3bが、ポンプ部2bへの駆動伝達機構として機能する。つまり、このカム突起2dとカム溝3bは、駆動ギア300からギア部2aが受けた回転駆動力を、ポンプ部2bを往復移動させる方向への力(円筒部2kの回転軸線方向への力)に変換し、これをポンプ部2bへ伝達する機構として機能する。
具体的には、駆動ギア300からギア部2aに入力された回転駆動力によりポンプ部2bとともに円筒部2kが回転し、この円筒部2kの回転に伴いカム突起2dが回転することになる。従って、このカム突起2dと係合関係にあるカム溝3bにより、ポンプ部2bが円筒部2kとともに回転軸線方向(図7のX方向)へ往復移動することになる。このX方向は、図2、図6のM方向とほぼ平行な方向となっている。
つまり、このカム突起2dとカム溝3bは、ポンプ部2bが伸張した状態(図11の(a))とポンプ部2bが収縮した状態(図11の(b))が交互に繰り返されるように、駆動ギア300から入力された回転駆動力を変換している。
従って、本例では、前述のようにポンプ部2bが円筒部2kとともに回転するように構成されているため、円筒部2k内の現像剤がポンプ部2b内を経由する際に、ポンプ部2bの回転により現像剤を撹拌する(解す)ことができる。また、本例では、ポンプ部2bを円筒部2kと排出部3hとの間に設けているため、排出部3hへ送り込まれる現像剤に対して攪拌作用を施すことができるようになっており、更に好ましい構成と言える。
また、本例では、前述のように円筒部2kがポンプ部2bとともに往復動するように構成されているため、円筒部2kの往復動により円筒部2k内の現像剤を攪拌する(解す)ことができる。
(駆動変換機構の設定条件)
本例では、駆動変換機構は、円筒部2kの回転に伴い排出部3hへ搬送される現像剤搬送量(単位時間当たり)が、排出部3hからポンプ作用により現像剤補給装置201へ排出される量(単位時間当たり)よりも多くなるように駆動変換している。
これは、排出部3hへの搬送部2cによる現像剤の搬送能力に対してポンプ部2bによる現像剤の排出能力の方が大きいと、排出部3hに存在する現像剤の量が次第に減少してしまうからである。つまり、現像剤補給容器1から現像剤補給装置201への現像剤補給に要する時間が長くなってしまうことを防止するためである。
そこで、本例の駆動変換機構は、排出部3hへの搬送部2cによる現像剤の搬送量を2.0g/s、ポンプ部2bによる現像剤の排出量を1.2g/sに設定している。
また、本例では、駆動変換機構は、円筒部2kが1回転する間にポンプ部2bが複数回往復動するように、駆動変換している。これは以下の理由に依るものである。
円筒部2kを現像剤補給装置201内で回転させる構成の場合、駆動モータ500は円筒部2kを常時安定して回転させるために必要な出力に設定するのが好ましい。但し、画像形成装置100における消費エネルギーを可能な限り削減するためには、駆動モータ500の出力を極力小さくする方が好ましい。ここで、駆動モータ500に必要な出力は、円筒部2kの回転トルクと回転数から算出されることから、駆動モータ500の出力を小さくするには、円筒部2kの回転数を可能な限り低く設定するのが好ましい。
しかし、本例の場合、円筒部2kの回転数を小さくしてしまうと、単位時間当たりのポンプ部2bの動作回数が減ってしまうことから、現像剤補給容器1から排出される現像剤の量(単位時間当たり)が減ってしまう。つまり、画像形成装置本体100から要求される現像剤の補給量を短時間で満足させるには、現像剤補給容器1から排出される現像剤の量では不足してしまう恐れがある。
そこで、ポンプ部2bの容積変化量を増加させれば、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤排出量を増やすことができるため、画像形成装置本体100からの要求に応えることが可能となるが、このような対処方法では以下のような問題がある。
つまり、ポンプ部2bの容積変化量を増加させると、排気工程における現像剤補給容器1の内圧(正圧)のピーク値が大きくなるため、ポンプ部2bを往復動させるのに要する負荷が増大してしまう。
このような理由から、本例では、円筒部2kが1回転する間にポンプ部2bを複数周期動作させているのである。これにより、円筒部2kが1回転する間にポンプ部2bを1周期しか動作させない場合に比して、ポンプ部2bの容積変化量を大きくすることなく、単位時間当たりの現像剤の排出量を増やすことが可能となる。そして、現像剤の排出量を増やすことができた分、円筒部2kの回転数を低減することが可能となる。
ここで、円筒部2kが1回転する間にポンプ部2bを複数周期動作させることに伴う効果について検証実験を行った。実験方法は、現像剤補給容器1に現像剤を充填し、現像剤補給工程における現像剤の排出量と円筒部2kの回転トルクを測定した。そして、円筒部2kの回転トルクと予め設定された円筒部2kの回転数から、円筒部2kの回転に必要な駆動モータ500の出力(=回転トルク×回転数)を算出した。実験条件は、円筒部2kの1回転当たりのポンプ部2bの動作回数を2回、円筒部2kの回転数を30rpm、ポンプ部2bの容積変化量を15cmとした。
検証実験の結果、現像剤補給容器1からの現像剤排出量は、約1.2g/sとなった。また、円筒部2kの回転トルク(定常時の平均トルク)は0.64N・mで、駆動モータ500の出力は、約2W(モータ負荷(W)=0.1047×回転トルク(N・m)×回転数(rpm)。0.1047は単位換算係数)と算出された。
一方、円筒部2kの1回転当たりのポンプ部2bの動作回数を1回、円筒部2kの回転数を60rpmに設定して、それ以外の条件は上記と同様にして比較実験を行った。つまり、上記の検証実験と現像剤の排出量が同じ、約1.2g/sとなるようにした。
すると、比較実験の場合、円筒部2kの回転トルク(定常時の平均トルク)は0.66N・mで、駆動モータ500の出力は、約4Wと算出された。
以上の結果から、円筒部2kが1回転する間にポンプ部2bを複数周期動作させる構成にした方が好ましいことが確認できた。つまり、円筒部2kの回転数を低減させたままでも、現像剤補給容器1の排出性能を維持することが可能になることが確認できた。従って、本例のような構成とすることにより、駆動モータ500をより小さい出力に設定できるため、画像形成装置本体100での消費エネルギーの削減に貢献することができる。
(駆動変換機構の配置位置)
本例では、図7、図11に示すように、駆動変換機構(カム突起2dとカム溝3bにより構成されるカム機構)を、現像剤収容部2の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、円筒部2k、ポンプ部2b、フランジ部3の内部に収容された現像剤と接触することが無いように、円筒部2k、ポンプ部2b、フランジ部3の内部空間から隔てられた位置に設けている。
これにより、駆動変換機構を現像剤収容部2の内部空間に設けた場合に想定される問題を解消することができる。つまり、駆動変換機構の摺擦箇所への現像剤の侵入により、現像剤の粒子に熱と圧が加わって軟化していくつかの粒子同士がくっついて大きな塊(粗粒)となってしまったり、変換機構への現像剤の噛み込みによりトルクアップするのを防止することができる。
(現像剤補給工程)
次に、図11を用いて、ポンプ部による現像剤補給工程について説明する。
本例では、後述するように、吸気工程(排出口3aを介した吸気動作)と排気工程(排出口3aを介した排気動作)が交互に繰り返し行われるように、駆動変換機構により回転力の駆動変換が行われる構成となっている。以下、吸気工程と排気工程について、順に、詳細に説明する。
(吸気工程)
まず、吸気工程(排出口3aを介した吸気動作)について説明する。
図11(a)に示すように、上述した駆動変換機構(カム機構)によりポンプ部2bがω方向に伸張されることで、吸気動作が行われる。つまり、この吸気動作に伴い、現像剤補給容器1の現像剤を収容し得る部位(ポンプ部2b、円筒部2k、フランジ部3)の容積が増大する。
その際、現像剤補給容器1の内部は排出口3aを除き実質密閉された状態となっており、さらに、排出口3aが現像剤Tで実質的に塞がれた状態となっている。そのため、現像剤補給容器1の現像剤Tを収容し得る部位の容積増加に伴い、現像剤補給容器1の内圧が減少する。
このとき、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも低くなる。そのため、現像剤補給容器1外にあるエアーが、現像剤補給容器1内外の圧力差により、排出口3aを通って現像剤補給容器1内へと移動する。
その際、排出口3aを通して現像剤補給容器1外からエアーが取り込まれるため、排出口3a近傍に位置する現像剤Tを解す(流動化させる)ことができる。具体的には、排出口3a近傍に位置する現像剤に対して、エアーを含ませることで嵩密度を低下させ、現像剤Tを適切に流動化させることができる。
更に、この際、エアーが排出口3aを介して現像剤補給容器1内に取り込まれるため、現像剤補給容器1の内圧はその容積が増加しているにも関わらず大気圧(外気圧)近傍を推移することになる。
このように、現像剤Tを流動化させておくことにより、後述する排気動作時に、現像剤Tが排出口3aに詰まってしまうことなく、排出口3aから現像剤をスムーズに排出させることが可能となるのである。従って、排出口3aから排出される現像剤Tの量(単位時間当たり)を、長期に亘り、ほぼ一定とすることが可能となる。
(排気工程)
次に、排気工程(排出口3aを介した排気動作)について説明する。
図11(b)に示すように、上述した駆動変換機構(カム機構)によりポンプ部2bがγ方向に圧縮されることで、排気動作が行われる。具体的には、この排気動作に伴い現像剤補給容器1の現像剤を収容し得る部位(ポンプ部2b、円筒部2k、フランジ部3)の容積が減少する。その際、現像剤補給容器1の内部は排出口3aを除き実質密閉されており、現像剤が排出されるまでは、排出口3aが現像剤Tで実質的に塞がれた状態となっている。従って、現像剤補給容器1の現像剤Tを収容し得る部位の容積が減少していくことで現像剤補給容器1の内圧が上昇する。
このとき、現像剤補給容器1の内圧は大気圧(外気圧)よりも高くなるため、図11(b)に示すように、現像剤Tは現像剤補給容器1内外の圧力差により、排出口3aから押し出される。つまり、現像剤補給容器1から現像剤補給装置201へ現像剤Tが排出される。
現像剤Tとともに現像剤補給容器1内のエアーも排出されていくため、現像剤補給容器1の内圧は低下する。
以上のように、本例では、1つの往復動式のポンプを用いて現像剤の排出を効率良く行うことができるので、現像剤排出に要する機構を簡易化することができる。
(現像剤補給容器の内圧の推移)
次に、現像剤補給容器1の内圧がどのように変化しているかについての検証実験を行った。以下、この検証実験について説明する。
現像剤補給容器1内の現像剤収容スペースが現像剤で満たされるように現像剤を充填した上で、ポンプ部2bを15cmの容積変化量で伸縮させた際の、現像剤補給容器1の内圧の推移を測定した。現像剤補給容器1の内圧の測定は、現像剤補給容器1に圧力計(株式会社キーエンス社製、型名:AP−C40)を接続して行った。
現像剤を充填した現像剤補給容器1のシャッタ4を開いて排出口3aを外部のエアーと連通可能とした状態で、ポンプ部2bを伸縮動作させている際の圧力変化の推移を図13に示す。
図13において、横軸は時間を示し、縦軸は大気圧(基準(0))に対する現像剤補給容器1内の相対的な圧力を示している(+が正圧側、−が負圧側を示している)。
現像剤補給容器1の容積が増加し、現像剤補給容器1の内圧が外部の大気圧に対して負圧になると、その気圧差により排出口3aからエアーが取り込まれる。また、現像剤補給容器1の容積が減少し、現像剤補給容器1の内圧が大気圧に対して正圧になると、内部の現像剤に圧力が掛かる。このとき、現像剤及びエアーが排出された分だけ内部の圧力が緩和される。
この検証実験により、現像剤補給容器1の容積が増加することで現像剤補給容器1の内圧が外部の大気圧に対して負圧になり、その気圧差によりエアーが取り込まれることを確認できた。また、現像剤補給容器1の容積が減少することで現像剤補給容器1の内圧が大気圧に対して正圧になり、内部の現像剤に圧力が掛かることで現像剤が排出されることを確認できた。この検証実験では、負圧側の圧力の絶対値は0.5kPa、正圧側の圧力の絶対値は1.3kPaであった。
このように、本例の構成の現像剤補給容器1であれば、ポンプ部2bによる吸気動作と排気動作に伴い現像剤補給容器1の内圧が負圧状態と正圧状態とに交互に切り替わり、現像剤の排出を適切に行うことが可能となることが確認された。
以上説明した通り、本例では、現像剤補給容器1に吸気動作と排気動作を行う簡易なポンプを設けたことで、エアーによる現像剤の解し効果を得ながら、エアーによる現像剤の排出を安定的に行うことができる。
つまり、本例の構成であれば、排出口3aの大きさが極めて小さい場合であっても、現像剤を嵩密度の小さい流動化した状態で排出口3aを通過させることが出来るため、現像剤に大きなストレスをかけることなく、高い排出性能を確保することができる。
また、本例では、容積可変型のポンプ部2bの内部を現像剤収容スペースとして利用する構成としているため、ポンプ部2bの容積を増大させて内圧を減圧させる際に、新たな現像剤収容空間を形成することができる。従って、ポンプ部2bの内部が現像剤で満たされている場合であっても、簡易な構成で、現像剤にエアーを含ませて、嵩密度を低下させることができる(現像剤を流動化させることができる)。よって、現像剤補給容器1に現像剤を従来以上に高密度に充填させることが可能となる。
(吸気工程における現像剤の解し効果について)
次に、吸気工程での排出口3aを介した吸気動作による現像剤の解し効果について検証を行った。なお、排出口3aを介した吸気動作に伴う現像剤の解し効果が大きければ、小さな排気圧(少ないポンプ容積変化量)で、次の排気工程において現像剤補給容器1内の現像剤の排出をただちに開始させることができる。従って、本検証は、本例の構成であれば、現像剤の解し効果が顕著に高まることを示すためのものである。以下、詳しく説明する。
図14(a)、15(a)に検証実験に用いた現像剤補給システムの構成を簡易に示したブロック図を示す。図14(b)、15(b)は現像剤補給容器内で生じる現象を示す概略図である。なお、図14は本例と同様な方式の場合であり、現像剤補給容器Cに現像剤収容部C1とともにポンプ部Pが設けられている。そして、ポンプ部Pの伸縮動作により現像剤補給容器Cの排出口(直径φが2mm(不図示))を介した吸気動作と排気動作を交互に行い、ホッパHに現像剤を排出するものである。一方、図15は比較例の方式の場合であり、ポンプ部Pを現像剤補給装置側に設け、ポンプ部Pの伸縮動作により現像剤収容部C1への送気動作と現像剤収容部C1からの吸引動作を交互に行い、ホッパHに現像剤を排出させるものである。なお、図14、図15において、現像剤収容部C1、ホッパHは同じ内容積であり、ポンプ部Pも同じ内容積(容積変化量)となっている。
まず、現像剤補給容器Cに200gの現像剤を充填する。
次に、現像剤補給容器Cの物流後の状態を想定して15分間に亘り加振を行った後、ホッパHに接続する。
そして、ポンプ部Pを動作させて、排気工程において直ちに現像剤を排出開始させるために必要となる吸気工程の条件として、吸気動作時に達する内圧のピーク値を測定した。なお、図14の場合は現像剤収容部C1の容積が480cmとなる状態、図15の場合はホッパHの容積が480cmとなる状態を各々ポンプ部Pの動作をスタートさせる位置としている。
また、図15の構成での実験は、図14の構成と空気容積の条件を揃えるため、予めホッパHに200gの現像剤を充填した上で行った。また、現像剤収容部C1及びホッパHの内圧は、それぞれに圧力計(株式会社キーエンス社製、型名:AP−C40)を接続することで測定を行った。
検証の結果、図14に示す本例と同様な方式では、吸気動作時の内圧のピーク値(負圧)の絶対値が少なくとも1.0kPaであれば、次の排気工程において現像剤を直ちに排出開始させることができた。一方、図15に示す比較例の方式では、送気動作時の内圧のピーク値(正圧)が少なくとも1.7kPaでないと、次の排気工程において現像剤を直ちに排出開始させることができなかった。
つまり、図14に示す本例と同様な方式であれば、ポンプ部Pの容積増加に伴い吸気が行われることから、現像剤収容部C1の内圧を大気圧(容器外の圧力)よりも低い負圧側にすることができ、現像剤の解し効果が顕著に高いことが確認された。これは、図14(b)に示すように、ポンプ部Pの伸張に伴い現像剤収容部C1の容積が増加することにより、現像剤層Tの上部の空気層Rが大気圧に対して減圧状態となるからである。そのため、この減圧作用により現像剤層Tの体積が膨張する方向に力が働くため(波線矢印)、現像剤層を効率的に解すことが可能となるのである。さらに、図14の方式においては、この減圧作用により、現像剤収容部C1内へ外部からエアーが取り込まれることになり(白抜き矢印)、このエアーが空気層Rへ到達する際にも現像剤層Tが解されることになり、非常に優れたシステムと言える。
一方、図15に示す比較例の方式では、現像剤収容部C1への送気動作に伴い現像剤収容部C1の内圧が高まり大気圧よりも正圧側となってしまい現像剤が凝集してしまうため、現像剤の解し効果が認められなかった。これは、図15(b)に示すように、現像剤収容部C1の外部からエアーが強制的に送り込まれるため、現像剤層Tの上部の空気層Rが大気圧に対して加圧状態となるからである。そのため、この加圧作用により、現像剤層Tの体積が収縮する方向に力が働くため(波線矢印)、現像剤層Tが圧密化してしまうのである。従って、図15の方式においては、現像剤層Tの圧密化により、その後の現像剤排出工程を適切に行うことができない恐れが高い。
また、上記した空気層Rが加圧状態となることによる現像剤層Tの圧密化を防ぐ為に空気層Rと対向する部位にエア抜き用のフィルタ等を設けて、圧力上昇を低減することも考えられる。しかし、フィルタ等の透気抵抗分が、空気層Rの圧力上昇に繋がってしまう。また、圧力上昇を仮に無くしたとしても、上述した空気層Rを減圧状態とすることによる解し効果は得られない。
以上から、本例の方式を採用することにより、ポンプ部の容積増加に伴う「排出口を介した吸気動作」が果たす役割が大きいことが確認された。
(カム溝の設定条件の変形例)
次に、図16〜図21を用いてカム溝3bの設定条件の変形例について説明する。図16〜図21は、いずれも、カム溝3bの展開図を示したものである。図16〜図21に示すフランジ部3の展開図を用いて、カム溝3bの形状を変更した場合のポンプ部2bの運転条件に与える影響について説明する。
ここで、図16〜図21において、矢印Aは現像剤収容部2の回転方向(カム突起2dの移動方向)、矢印Bはポンプ部2bの伸張方向、矢印Cはポンプ部2bの圧縮方向を示す。また、カム溝3bのうち、ポンプ部2bを圧縮させる際に使用される溝をカム溝3c、ポンプ部2bを伸張させる際に使用する溝をカム溝3dとする。更に、現像剤収容部2の回転方向Aに対するカム溝3cのなす角度をα、カム溝3dのなす角度をβ、カム溝のポンプ部2bの伸縮方向B、Cにおける振幅(=ポンプ部2bの伸縮長さ)をLとする。
まず、ポンプ部2bの伸縮長さLに関して説明する。
例えば、伸縮長さLを短くした場合、即ち、ポンプ部2bの容積変化量が減少してしまうことから、外気圧に対し発生させることができる圧力差も小さくなってしまう。そのため、現像剤補給容器1内の現像剤にかかる圧力が減少し、結果としてポンプ部の1周期(=ポンプ部2bを1往復伸縮)当たりの現像剤補給容器1から排出される現像剤の量が減少する。
このことから、図16に示すように、角度α、βが一定の状態でカム溝の振幅L´をL´<Lに設定すれば、図12の構成に対し、ポンプ部2bを1往復させた際に排出される現像剤の量を減少させることができる。逆に、L´>Lに設定すれば、現像剤の排出量を増加させることも当然可能となる。
また、カム溝の角度α、βに関して、例えば、角度を大きくした場合、現像剤収容部2の回転速度が一定であれば、現像剤収容部2が一定時間回転した時に移動するカム突起2dの移動距離が増えるため、結果としてポンプ部2bの伸縮速度は増加する。
その一方、カム突起2dがカム溝3bを移動する際にカム溝3bから受ける抵抗が大きくなるため、結果として現像剤収容部2を回転させるのに要するトルクが増加する。
このことから、図17に示すように、伸縮長さLが一定の状態でカム溝3cの角度α´、カム溝3dの角度β´を、α´>α及びβ´>βに設定すれば、図12の構成に対しポンプ部2bの伸縮速度を増加できる。その結果、現像剤収容部2の1回転当たりのポンプ部2bの伸縮回数を増加させることができる。更に、排出口3aから現像剤補給容器1内へ入り込む空気の流速が増加するため、排出口3a周辺に存在する現像剤の解し効果は向上する。
逆に、α´<α及びβ´<βに設定すれば現像剤収容部2の回転トルクを減少させることができる。また、例えば、流動性の高い現像剤を使用した場合、ポンプ部2bを伸張させた際に、排出口3aから入り込んだ空気により排出口3a周辺に存在する現像剤が吹き飛ばされやすくなる。その結果、排出部3h内に現像剤を十分に貯留することができなくなり、現像剤の排出量が低下する可能性がある。この場合は、本設定によりポンプ部2bの伸張速度を減少させれば、現像剤の吹き飛ばしを抑えることで排出能力を向上することができる。
また、図18に示すカム溝3bのように、角度α<角度βに設定すれば、ポンプ部2bの伸張速度を圧縮速度に対して大きくすることができる。逆に、図20に示すように、角度α>角度βに設定すれば、ポンプ部2bの伸張速度を圧縮速度に対して小さくすることができる。
それにより、例えば現像剤補給容器1内の現像剤が高密度状態にある場合、ポンプ部2bを伸張する時よりも圧縮する時の方がポンプ部2bの動作力が大きくなるため、結果としてポンプ部2bを圧縮する時の方が現像剤収容部2の回転トルクが高くなりやすい。しかし、この場合は、カム溝3bを図18に示す構成に設定すれば、図12の構成に対しポンプ部2bの伸張時における現像剤の解し効果を増加させることができる。更に、ポンプ部2b圧縮時にカム突起2dがカム溝3bから受ける抵抗が小さくなり、ポンプ部2bの圧縮時における回転トルクの増加を抑制することが可能になる。
なお、図19に示すように、カム溝3c、3dの間に現像剤収容部2の回転方向(図中矢印A)に対して実質平行なカム溝3eを設けても良い。この場合、カム突起2dがカム溝3eを通過している間はカム作用が働かないので、ポンプ部2bが伸縮動作を停止する過程を設けることが可能となる。
それにより、例えば、ポンプ部2bが伸張した状態で動作停止する過程を設ければ、排出口3a周辺に常に現像剤が存在する排出初期には、動作停止の間、現像剤補給容器1内の減圧状態が維持されるため現像剤の解し効果がより向上する。
一方、排出末期には、現像剤補給容器1内の現像剤が少なくなるのと、排出口3aから入り込んだ空気により排出口3a周辺に存在する現像剤が吹き飛ばされることにより、排出部3h内に現像剤を十分に貯留することができなくなる。
つまり、現像剤の排出量が次第に減少してしまう傾向となるが、この場合も伸張した状態で動作を停止することで、その間に現像剤収容部2を回転し現像剤を搬送し続ければ、排出部3hを現像剤で十分に満たすことができる。従って、現像剤補給容器1内の現像剤が空となるまで安定した現像剤の排出量を維持することができる。
また、図12の構成において、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤排出量を増加させる場合、前述のようにカム溝の伸縮長さLを長く設定することで達成できる。しかし、この場合、ポンプ部2bの容積変化量が増加することになるから、外気圧に対し発生できる圧力差も大きくなる。そのため、ポンプ部2bを駆動させるための駆動力も増加し、現像剤補給装置201で必要となる駆動負荷が過大になる恐れがある。
そこで、上記の弊害を発生させることなく、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤の排出量を増加させるために、図20に示すカム溝3bのように、角度α>角度βに設定することで、ポンプ部2bの圧縮速度を伸張速度に対して大きくしても構わない。
ここで、図20の構成の場合について検証実験を行った。
検証方法は、図20に示すカム溝3bを有する現像剤補給容器1に現像剤を充填し、ポンプ部2bを圧縮動作→伸張動作の順で容積変化させて排出実験を行い、その際の排出量を測定した。また実験条件として、ポンプ部2bの容積変化量を50cm、ポンプ部2bの圧縮速度を180cm/s、ポンプ部2bの伸張速度を60cm/sに設定した。ポンプ部2bの動作周期は約1.1秒である。
なお、図12の構成の場合についても、同様に、現像剤の排出量を測定した。但し、ポンプ部2bの圧縮速度及び伸張速度は、いずれも90cm/sに設定し、ポンプ部2bの容積変化量とポンプ部2bの1周期にかかる時間は、図20の例と同じである。
検証実験結果について説明する。まず図22(a)に、ポンプ2bの容積変化時における現像剤補給容器1の内圧変化の推移を示す。図22(a)において、横軸は時間を示し、縦軸は大気圧(基準(0))に対する現像剤補給容器1内の相対的な圧力を示している(+が正圧側、−が負圧側を示している)。また、実線は図20、点線は図12に示すカム溝3bを有する現像剤補給容器1での圧力推移を示す。
まず、ポンプ部2bの圧縮動作時において、両例とも時間経過とともに内圧は上昇し、圧縮動作終了時にピークに達する。この際、現像剤補給容器1内が大気圧(外気圧)に対して正圧で推移するため、内部の現像剤に対して圧力が掛かり現像剤は排出口3aから排出される。
続いて、ポンプ部2bの伸張動作時には、ポンプ部2bの容積が増加するため、両例とも現像剤補給容器1の内圧は減少していく。この際は、現像剤補給容器1内が大気圧(外気圧)に対して正圧から負圧になり、エアーが排出口3aから取り込まれるまでは、内部の現像剤に対して圧力が掛かり続けるため、現像剤は排出口3aから排出される。
つまり、ポンプ部2bの容積変化時において、現像剤補給容器1が正圧状態、即ち内部の現像剤に圧力が掛かっている間は現像剤が排出されるため、ポンプ部2bの容積変化時における現像剤の排出量は、圧力の時間積分量に応じて増加する。
ここで、図22(a)に示すように、ポンプ2bの圧縮動作終了時の到達圧は、図20の構成では5.7kPa、図12の構成では5.4kPaとなり、ポンプ部2bの容積変化量が同一にもかかわらず図20の構成の方が高くなっている。これは、ポンプ部2bの圧縮速度を大きくすることで現像剤補給容器1内が一気に加圧され、圧力に押されて現像剤が排出口3aに一気に集中することで、現像剤が排出口3aから排出される際の排出抵抗が大きくなったためである。両例とも排出口3aは小径に設定されているため、更にその傾向は顕著なものとなる。従って、図22(a)に示すように、両例ともポンプ部の1周期にかかる時間は同じであるため、圧力の時間積分量は図20の例の方が大きくなっている。
次に、表2に、ポンプ部2bの1周期当たりにおける現像剤の排出量の実測値を示す。
Figure 0005511471
表2に示すように、図20の構成では3.7g、図12の構成では3.4gであり、図20の方が多く排出されていた。この結果と図22(a)の結果から、ポンプ部2bの1周期当たりにおける現像剤の排出量が、圧力の時間積分量に応じて増加することが改めて確認された。
以上のように、図20の構成のように、ポンプ部2bの圧縮速度を伸張速度に対して大きく設定し、ポンプ部2bの圧縮動作時に現像剤補給容器1内をより高い圧力に到達させることで、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤排出量を増加させることができる。
次に、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤排出量を増加させる別の方法について説明する。
図21に示すカム溝3bでは、図19と同様に、カム溝3cとカム溝3dの間に現像剤収容部2の回転方向に対して実質平行なカム溝3eを設けている。但し、図21に示すカム溝3bでは、カム溝3eはポンプ部2bの1周期の中で、ポンプ部2bの圧縮動作の後にポンプ部2bを圧縮した状態で、ポンプ部2bを動作停止させる位置に設けている。
ここで、同様に、図21の構成についても、現像剤の排出量の測定を行った。検証実験方法は、ポンプ部2bの圧縮速度及び伸張速度を180cm/sに設定し、それ以外は図20に示す例と同様とした。
検証実験結果について説明する。図22(b)に、ポンプ2bの伸縮動作中における現像剤補給容器1の内圧変化の推移を示す。ここで、実線は図21、点線は図20に示すカム溝3bを有する現像剤補給容器1での圧力推移を示す。
図21の場合においても、ポンプ部2bの圧縮動作時は時間経過とともに内圧は上昇して圧縮動作終了時にピークに達する。この際、図20と同様に、現像剤補給容器1内が正圧状態で推移するため、内部の現像剤は排出される。なお、図21の例におけるポンプ部2bの圧縮速度は図20の例と同一に設定したので、ポンプ2bの圧縮動作終了時の到達圧は5.7kPaで、図20の時と同等だった。
続いて、ポンプ部2bを圧縮した状態で動作を停止すると、現像剤補給容器1の内圧は緩やかに減少していく。これは、ポンプ2bの動作停止後も、ポンプ2bの圧縮動作で発生した圧力が残っているため、その作用により内部の現像剤とエアーが排出されるためである。但し、圧縮動作終了後、即伸張動作を開始するよりは、内圧を高い状態で維持することができるため、その間に現像剤はより多く排出される。
更に、その後伸張動作を開始させると、図20の例と同様に現像剤補給容器1の内圧は減少していき、現像剤補給容器1内が正圧から負圧になるまでは、内部の現像剤に対して圧力が掛かり続けるため現像剤は排出される。
ここで、図22(b)において圧力の時間積分値を比較すると、両例ともポンプ部2bの1周期にかかる時間は同じであるため、ポンプ部2bの動作停止時に高い内圧を維持している分、圧力の時間積分量は図21の例の方が大きくなっている。
また、表2に示すように、ポンプ部2bの1周期当たりにおける現像剤の排出量の実測値は、図21の場合では4.5gで、図20の場合(3.7g)より多く排出されていた。図22(b)と表2の結果から、ポンプ部2bの1周期当たりにおける現像剤の排出量が、圧力の時間積分量に応じて増加することが改めて確認された。
このように、図21の例は、ポンプ部2bの圧縮動作の後、ポンプ部2bを圧縮した状態で動作停止するように設定した構成である。そのため、ポンプ2bの圧縮動作時に現像剤補給容器1内をより高い圧力に到達させ、かつその圧力をできるだけ高い状態で維持することにより、ポンプ部2bの1周期当たりの現像剤排出量を更に増加させることができる。
以上のように、カム溝3bの形状を変更することにより、現像剤補給容器1の排出能力を調整することができるため、現像剤補給装置201から要求される現像剤の量や使用する現像剤の物性等に適宜対応することが可能となる。
なお、図12、図16〜図21においては、ポンプ部2bによる排気動作と吸気動作が交互に切り替わる構成となっているが、排気動作や吸気動作をその途中で一旦中断させて、所定時間経過後に排気動作や吸気動作を再開させるようにしても構わない。
例えば、ポンプ部2bによる排気動作を一気に行うのではなく、ポンプ部の圧縮動作を途中で一旦停止させて、その後再び圧縮して排気しても良い。吸気動作も同様である。更に、現像剤の排出量や排出速度を満足できる範囲内において、排気動作や吸気動作を多段階にしても構わない。このように、排気動作や吸気動作をそれぞれ多段階に分割して実行するように構成したとしても、「排気動作と吸気動作を交互に繰り返し行う」ことに変わりは無い。
以上のように、本例では、搬送部(螺旋状の凸部2c)を回転させるための駆動力とポンプ部(蛇腹状のポンプ2b)を往復動させるための駆動力を1つの駆動入力部(ギア部2a)で受ける構成としている。従って、現像剤補給容器の駆動入力機構の構成を簡易化することができる。また、現像剤補給装置に設けられた1つの駆動機構(駆動ギア300)により現像剤補給容器へ駆動力を付与する構成としたため、現像剤補給装置の駆動機構の簡易化にも貢献することができる。また、現像剤補給装置に対する現像剤補給容器の位置決め機構として簡易なものを採用することが可能となる。
また、本例の構成によれば、現像剤補給装置から受けた搬送部を回転させるための回転駆動力を、現像剤補給容器の駆動変換機構により駆動変換する構成としたことで、ポンプ部を適切に往復動させることが可能となる。つまり、現像剤補給容器が現像剤補給装置から往復駆動力の入力を受ける方式においてポンプ部の駆動を適切に行えなくなってしまう問題を回避することが可能となる。
次に、実施例2の構成について図23(a)〜(b)を用いて説明する。図23(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、図23(b)はポンプ部2bが伸びた状態を示す概略断面図である。本例では、上述した実施例1と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、現像剤補給容器1の回転軸線方向において円筒部2kを分断する位置にポンプ部2bとともに駆動変換機構(カム機構)を設けた点が実施例1と大きく異なる。その他の構成は実施例1とほぼ同様である。
図23(a)に示すように、本例では、回転に伴い現像剤を排出部3hに向けて搬送する円筒部2kは、円筒部2k1と円筒部2k2により構成されている。そして、ポンプ部2bはこの円筒部2k1と円筒部2k2との間に設けられている。
このポンプ部2bと対応する位置に駆動変換機構として機能するカムフランジ部15が設けられている。このカムフランジ部15の内面には、実施例1と同様に、カム溝15aが全周に亘って形成されている。一方、円筒部2k2の外周面には、カム溝15aに嵌まり込むように構成された、駆動変換機構として機能するカム突起2dが形成されている。
また、現像剤補給装置201には回転方向規制部11(必要に応じて図2参照)と同様な部位が形成されており、カムフランジ部15の保持部として機能する下面が現像剤補給装置201の上述した部位により実質回転不可となるように保持される。さらに、現像剤補給装置201には回転軸線方向規制部12(必要に応じて図2参照)と同様な部位が形成されており、カムフランジ部15の保持部として機能する下面の回転軸線方向一端が上述した部位により実質移動不可となるように保持される。
従って、ギア部2aに回転駆動力が入力されると、円筒部2k2とともにポンプ部2bがω方向とγ方向へ往復動(伸縮)することになる。
以上のように、本例の構成においても、ポンプ部の設置位置を円筒部を分断する位置に設けたとしても、実施例1と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力によりポンプ部2bを往復動させることが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、現像剤収容部内を減圧にして吸気動作を行うことができるため高い解し効果を得ることができる。
なお、排出部3hに貯留されている現像剤に対して効率良くポンプ部2bによる作用を施せるという点で、ポンプ部2bが排出部3hに直接的に接続されている実施例1の構成の方がより好ましい。
さらに、現像剤補給装置201により実質不動となるように保持しなければならないカムフランジ部(駆動変換機構)15が別途必要となってしまう点で、フランジ部3を利用する実施例1の構成の方がより好ましい。また、現像剤補給装置201側にカムフランジ部15が円筒部2kの回転軸線方向に移動するのを規制する機構が別途必要となることから、実施例1の構成の方がより好ましい。
なぜなら、実施例1では、排出口3aの位置を実質不動とするためフランジ部3が現像剤補給装置201により保持される構成となっており、この点に着目して駆動変換機構を構成する一方のカム機構をフランジ部3に設けているからである。つまり、駆動変換機構の簡易化を図っているからである。
次に、実施例3の構成について図24を用いて説明する。本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、現像剤補給容器1の現像剤搬送方向上流側の端部に駆動変換機構(カム機構)を設けた点と、円筒部2k内の現像剤を攪拌部材2mを用いて搬送する点が実施例1と大きく異なる。その他の構成は実施例1とほぼ同様である。
本例では、図24に示すように、円筒部2k内に円筒部2kに対して相対回転する搬送部としての撹拌部材2mが設けられている。この撹拌部材2mは、現像剤補給装置201に回転不可となるように固定された円筒部2kに対し、ギア部2aが受けた回転駆動力により、相対回転することにより現像剤を攪拌しながら排出部3hに向けて回転軸線方向に搬送する機能を有している。具体的には、攪拌部材2mは、軸部と、この軸部に固定された搬送翼部と、を備えた構成となっている。
また、本例では、駆動入力部としてのギア部2aが、現像剤補給容器1の長手方向一端側(図24において右側)に設けられており、このギア部2aが攪拌部材2mと同軸的に結合された構成となっている。
さらに、ギア部2aと同軸的に回転するようにギア部2aと一体化された中空のカムフランジ部3iが現像剤補給容器の長手方向一端側(図24において右側)に設けられている。このカムフランジ部3iには、円筒部2kの外周面に約180°対向する位置に2つ設けられたカム突起2dと嵌合するカム溝3bが、内面に全周に亘って形成されている。
また、円筒部2kはその一端部(排出部3h側)がポンプ部2bに固定され、更にポンプ部2bはその一端部(排出部3h側)がフランジ部3に固定されている(それぞれ熱溶着法により両者が固定されている)。従って、現像剤補給装置201に装着された状態では、ポンプ部2bと円筒部2kはフランジ部3に対して実質回転不可となる。
なお、本例においても実施例1と同様に、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着されると、フランジ部3(排出部3h)は現像剤補給装置201により回転方向並びに回転軸線方向への移動が阻止された状態となる。
従って、現像剤補給装置201からギア部2aに回転駆動力が入力されると、攪拌部材2mとともにカムフランジ部3iが回転する。その結果、カム突起2dはカムフランジ部3iのカム溝3bによってカム作用を受け、円筒部2kが回転軸線方向へ往復移動を行うことにより、ポンプ部2bが伸縮するようになる。
このように、攪拌部材2mが回転するに連れて現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部2bによる吸排気動作により排出口3aから排出される。
以上のように、本例の構成においても、実施例1〜2と同様に、現像剤補給装置201からギア部2aが受けた回転駆動力により、円筒部2kに内蔵された攪拌部材2mの回転動作とポンプ部2bの往復動作の双方を行うことが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
なお、本例の場合、円筒部2kでの現像剤搬送工程において現像剤に与えるストレスが大きくなってしまう傾向にあり、また、駆動トルクも大きくなってしまうことから、実施例1や2の構成の方がより好ましい。
次に、実施例4の構成について、図25(a)〜(d)を用いて説明する。図25の(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、(b)は現像剤補給容器1の拡大断面図、(c)〜(d)はカム部の拡大斜視図である。本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、ポンプ部2bが現像剤補給装置201により回転不可となるように固定されている点が大きく異なり、その他の構成は実施例1とほぼ同様である。
本例では、図25(a)、(b)に示すように、ポンプ部2bと現像剤収容部2の円筒部2kとの間に中継部2fが設けられている。この中継部2fは、その外周面にカム突起2dが約180°対向する位置に2つ設けられており、その一端側(排出部3h側)はポンプ部2bに接続、固定されている(熱溶着法により両者が固定されている)。
また、ポンプ部2bは、その一端部(排出部3h側)がフランジ部3に固定(熱溶着法により両者が固定されている)されており、現像剤補給装置201に装着された状態では、実質回転不可となる。
そして、円筒部2kの排出部3h側の一端部と中継部2fとの間でシール部材5が圧縮されるように構成されており、円筒部2kは中継部2fに対して相対回転可能となるように一体化されている。また、円筒部2kの外周部には、後述するカムギア部7から回転駆動力を受けるための回転受け部(凸部)2gが設けられている。
一方、中継部2fの外周面を覆うように、円筒形状のカムギア部7が設けられている。このカムギア部7はフランジ部3に対して円筒部2kの回転軸線方向には実質不動(ガタ程度の移動は許容する)となるよう係合し、且つフランジ部3に対して相対回転可能となるように設けられている。
このカムギア部7には、図25(c)に示すように、現像剤補給装置201から回転駆動力が入力される駆動入力部としてのギア部7aと、カム突起2dと係合するカム溝7bが設けられている。さらに、カムギア部7には、図25(d)に示すように、回転受け部2gと係合して円筒部2kと連れ回りするための回転係合部(凹部)7cが設けられている。つまり、回転係合部(凹部)7cは、回転受け部2gに対し回転軸線方向への相対移動が許容されながらも、回転方向へは一体的に回転できるような係合関係となっている。
本例における現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給装置201の駆動ギア300からギア部7aが回転駆動力を受けてカムギア部7が回転すると、カムギア部7は回転係合部7cにより回転受け部2gと係合関係にあるので、円筒部2kとともに回転する。つまり、回転係合部7cと回転受け部2gが、現像剤補給装置201からギア部7aに入力された回転駆動力を円筒部2k(搬送部2c)へ伝達する役割を果たしている。
一方、実施例1〜3と同様に、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着されると、フランジ部3は回転不可となるように現像剤補給装置201に保持され、その結果、フランジ部3に固定されたポンプ部2bと中継部2fも回転不可となる。また同時に、フランジ部3は回転軸線方向への移動が現像剤補給装置201により阻止された状態となる。
従って、カムギア部7が回転すると、カムギア部7のカム溝7bと中継部2fのカム突起2dとの間にカム作用が働く。つまり、現像剤補給装置201からギア部7aに入力された回転駆動力が、中継部2fと円筒部2kを(現像剤収容部2の)回転軸線方向へ往復動させる力へ変換される。その結果、フランジ部3にその往復動方向一端側(図25(b)の左側)の位置が固定された状態にあるポンプ部2bは、中継部2fと円筒部2kの往復動に連動して伸縮することになり、ポンプ動作が行われることになる。
このように、円筒部2kが回転するに連れて搬送部2cにより現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部2bによる吸排気動作により排出口3aから排出される。
以上のように、本例では、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力を、円筒部2kを回転させる力とポンプ部2bを回転軸線方向へ往復動(伸縮動作)させる力に同時変換し、伝達している。
従って、本例においても、実施例1〜3と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、円筒部2k(搬送部2c)の回転動作とポンプ部2bの往復動作の両方を行うことが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
次に、実施例5の構成について、図26(a)、(b)を用いて説明する。図26の(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、(b)は現像剤補給容器1の拡大断面図を示している。本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、現像剤補給装置201の駆動機構300から受けた回転駆動力を、ポンプ部2bを往復動させるための往復駆動力に変換した後、その往復駆動力を回転駆動力に変換することで円筒部2kを回転させる点が、上記実施例1と大きく異なる点である。
本例では、図26(b)に示すように、ポンプ部2bと円筒部2kとの間に中継部2fが設けられている。この中継部2fは、その外周面にカム突起2dが各々約180°対向する位置に2つ設けられており、その一端側(排出部3h側)はポンプ部2bに接続、固定されている(熱溶着法により両者が固定されている)。
また、ポンプ部2bは、その一端部(排出部3h側)がフランジ部3に固定(熱溶着法により両者が固定されている)されており、現像剤補給装置201に装着された状態では、実質回転不可となる。
そして、円筒部2kの一端部と中継部2fとの間でシール部材5が圧縮されるように構成されており、円筒部2kは中継部2fに対して相対回転可能となるように一体化されている。また、円筒部2kの外周部には、カム突起2iが各々約180°対向する位置に2つ設けられている。
一方、ポンプ部2bや中継部2fの外周面を覆うように、円筒形状のカムギア部7が設けられている。このカムギア部7は、フランジ部3に対して円筒部2kの回転軸線方向には不動となるよう係合し、且つ相対回転可能となるように設けられている。また、このカムギア部7には、実施例4と同様に、現像剤補給装置201から回転駆動力が入力される駆動入力部としてのギア部7aと、カム突起2dと係合するカム溝7bが設けられている。
更に、円筒部2kや中継部2fの外周面を覆うように、カムフランジ部15が設けられている。カムフランジ部15は、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201の装着部10に装着されると、実質不動となるように構成されている。また、このカムフランジ部15には、カム突起2iと係合するカム溝15aが設けられている。
次に、本例における現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給装置201の駆動ギア300からギア部7aが回転駆動力を受けてカムギア部7が回転する。すると、ポンプ部2bと中継部2fはフランジ部3に回転不可に保持されているため、カムギア部7のカム溝7bと中継部2fのカム突起2dとの間にカム作用が働く。
つまり、現像剤補給装置201からギア部7aに入力された回転駆動力が、中継部2fを(円筒部2kの)回転軸線方向へ往復動させる力へ変換される。その結果、フランジ部3にその往復動方向一端側(図26(b)の左側)の位置が固定された状態にあるポンプ部2bは、中継部2fの往復動に連動して伸縮することになり、ポンプ動作が行われることになる。
更に、中継部2fが往復動すると、カムフランジ部15のカム溝15aとカム突起2iとの間にカム作用が働き、回転軸線方向への力が回転方向への力に変換され、これが円筒部2kへ伝達される。その結果、円筒部2k(搬送部2c)が回転することになる。よって、円筒部2kが回転するに連れて搬送部2cにより現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部2bによる吸排気動作により排出口3aから排出される。
以上のように、本例では、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力を、ポンプ部2bを回転軸線方向へ往復動(伸縮動作)させる力に変換させた後、その力を円筒部2kを回転させる力に変換し、伝達している。
従って、本例においても、実施例1〜4と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、円筒部2k(搬送部2c)の回転動作とポンプ部2bの往復動作の両方を行うことが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
但し、本例の場合、現像剤補給装置201から入力された回転駆動力を往復駆動力に変換した上で再度回転方向の力へ変換しなければならず、駆動変換機構の構成が複雑化してしまうため、再変換が不要な実施例1〜4の構成の方がより好ましい。
次に、実施例6の構成について、図27(a)〜(b)、図28(a)〜(d)を用いて説明する。図27の(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、(b)は現像剤補給容器1の拡大断面図、図28(a)〜(d)は駆動変換機構の拡大図を示している。なお、図28(a)〜(d)は後述するギアリング8、及び回転係合部8bの動作説明の都合上、当該部位が常に上面にある状態を模式的に表した図である。また、本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、駆動変換機構としてかさ歯ギアを用いた点が、上記した実施例と大きく異なる点である。
図27(b)に示すように、ポンプ部2bと円筒部2kとの間に中継部2fが設けられている。この中継部2fは、後述する連結部14が係合する係合突起2hが設けられている。
また、ポンプ部2bは、その一端部(排出部3h側)がフランジ部3に固定(熱溶着法により両者が固定されている)されており、現像剤補給装置201に装着された状態では、実質回転不可となる。
そして、円筒部2kの排出部3h側の一端部と中継部2fとの間でシール部材5が圧縮されるように構成されており、円筒部2kは中継部2fに対して相対回転可能となるように一体化されている。また、円筒部2kの外周部には、後述するギアリング8から回転駆動力を受けるための回転受け部(凸部)2gが設けられている。
一方、円筒部2kの外周面を覆うように、円筒形状のギアリング8が設けられている。このギアリング8はフランジ部3に対して相対回転可能となるように設けられている。
このギアリング8には、図27(a)、(b)に示すように、後述するかさ歯ギア9に回転駆動力を伝達するためのギア部8aと、回転受け部2gと係合して円筒部2kと連れ回りするための回転係合部(凹部)8bが設けられている。回転係合部(凹部)8bは、回転受け部2gに対し回転軸線方向への相対移動が許容されながらも、回転方向へは一体的に回転できるような係合関係となっている。
また、フランジ部3の外周面には、かさ歯ギア9がフランジ部3に対して回転可能となるように設けられている。更に、かさ歯ギア9と係合突起2hは連結部14により接続されている。
次に、現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給装置201の駆動ギア300から現像剤収容部2のギア部2aが回転駆動力を受けて円筒部2kが回転すると、円筒部2kは回転受け部2gによりギアリング8と係合関係にあるので、ギアリング8は円筒部2kとともに回転する。つまり、回転受け部2gと回転係合部8bが、現像剤補給装置201からギア部2aに入力された回転駆動力をギアリング8へ伝達する役割を果たしている。
一方、ギアリング8が回転すると、その回転駆動力はギア部8aからかさ歯ギア9に伝達され、かさ歯ギア9は回転する。そして、このかさ歯ギア9の回転駆動は、図28(a)〜(d)に示すように、連結部14を介して係合突起2hの往復運動に変換される。これにより、係合突起2hを有する中継部2fは往復運動される。その結果、ポンプ部2bは、中継部2fの往復動に連動して伸縮することになり、ポンプ動作が行われることになる。
このように、円筒部2kが回転するに連れて搬送部2cにより現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部2bによる吸排気動作により排出口3aから排出される。
従って、本例においても、実施例1〜5と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、円筒部2k(搬送部2c)の回転動作とポンプ部2bの往復動作の両方を行うことが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
なお、かさ歯ギアを用いた駆動変換機構の場合、部品点数が多くなってしまうことから、実施例1〜5の構成の方がより好ましい。
次に、実施例7の構成について、図29(a)〜(c)を用いて説明する。図29の(a)は駆動変換機構の拡大斜視図、(b)〜(c)は駆動変換機構を上方から見た拡大図を示している。なお、図29(b)、(c)は後述するギアリング8、及び回転係合部8bの動作説明の都合上、当該部位が常に上面にある状態を模式的に表した図である。また、本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、駆動変換機構として磁石(磁界発生手段)を用いた点が、上記した実施例6と大きく異なる点である。
図29(必要に応じて図28参照)に示すように、かさ歯ギア9に直方体状の磁石19を設けるとともに、中継部2fの係合突起2hに磁石19に対して一方の磁極が向くように棒状の磁石20が設けられている。直方体状の磁石19は長手方向一端側がN極で他端側がS極となっており、かさ歯ギア9の回転とともにその向きを変える構成となっている。また、棒状の磁石20は容器の外側に位置する長手方向一端側がS極で他端側がN極となっており、回転軸線方向へ移動可能な構成となっている。なお、磁石20は、フランジ部3の外周面に形成された長丸形状のガイド溝により回転できないように構成されている。
この構成では、かさ歯ギア9の回転により磁石19が回転すると、磁石20と向き合う磁極が入れ替わるため、その際の磁石19と磁石20が引き合う作用と反発し合う作用が交互に繰り返される。その結果、中継部2fに固定されたポンプ部2bが回転軸線方向に往復動することになる。
以上のように、本例の構成においても、実施例1〜6と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、搬送部2c(円筒部2k)の回転動作とポンプ部2bの往復動作の両方を行うことが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
なお、本例では、かさ歯ギア9に磁石を設けた例について説明したが、駆動変換機構として磁力(磁界)を利用する構成であれば、このような構成でなくても構わない。
また、駆動変換の確実性を考慮すると、上記の実施例1〜6の構成の方がより好ましい。また、現像剤補給容器1に収容されている現像剤が磁性現像剤である場合(例えば、1成分磁性トナー、2成分磁性キャリア)、磁石の近傍の容器内壁部分に現像剤が捕捉されてしまう恐れがある。つまり、現像剤補給容器1に残留する現像剤の量が多くなってしまう恐れがあるため、実施例1〜6の構成の方がより好ましい。
次に、実施例8の構成について、図30(a)〜(c)、図31(a)〜(b)を用いて説明する。図30の(a)は現像剤補給容器1の内部を示す概略図、(b)はポンプ部2bが現像剤補給工程において最大限伸張された状態、(c)はポンプ部2bが現像剤補給工程において最大限圧縮された状態を示す現像剤補給容器1の断面図である。図31の(a)は現像剤補給容器1の内部を示す概略図、(b)は円筒部2kの後端部を示す部分斜視図である。なお、本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、ポンプ部2bを現像剤補給容器1の先端部に設けた点と、ポンプ部2bに駆動ギア300から受けた回転駆動力を円筒部2kへ伝達する機能/役割を担わせていない点が上述した実施例と大きく異なる点である。つまり、本例では、駆動変換機構による駆動変換経路外、つまり、駆動ギア300からの回転駆動力を受けるカップリング部2a(図31(b)参照)からカム溝2nへ至る駆動伝達経路外にポンプ部2bを設けている。
これは、実施例1の構成では、駆動ギア300から入力された回転駆動力は、ポンプ部2bを介して円筒部2kに伝達された後に往復動力へ変換されるため、現像剤補給工程中はポンプ部2bに常時回転方向への力が働いてしまうからである。そのため、現像剤補給工程中において、ポンプ部2bが回転方向に捻れてしまいポンプ機能を損ねてしまう恐れがある。以下、詳細に説明する。
図30(a)に示すように、ポンプ部2bは、その一端部(排出部3h側)の開放部がフランジ部3に固定(熱溶着法により固定されている)されており、現像剤補給装置201に装着された状態では、フランジ部3とともに実質回転不可となる。
一方、フランジ部3や円筒部2kの外周面を覆うように、駆動変換機構として機能するカムフランジ部15が設けられている。このカムフランジ部15の内周面には、図30に示すように、2つのカム突起15aが約180°対向するように設けられている。更に、カムフランジ部15は、ポンプ部2bの一端部(排出部3h側の反対側)の閉鎖された側に固定されている。
一方、円筒部2kの外周面には駆動変換機構として機能するカム溝2nが全周に亘り形成されており、このカム溝2nにカム突起15aが嵌り込む構成となっている。
また、本例では、実施例1とは異なり、図31(b)に示すように、円筒部2kの一端面(現像剤搬送方向上流側)に駆動入力部として機能する非円形(本例では四角形)の凸状のカップリング部2aが形成されている。一方、現像剤補給装置201には、凸状のカップリング部2aと駆動連結し、回転駆動力を付与するため、非円形(四角形)の凹状のカップリング部(不図示)が設置されている。この凹状のカップリング部は、実施例1と同様に、駆動モータ500により駆動される構成となっている。
さらに、フランジ部3は、実施例1と同様に、現像剤補給装置201により回転軸線方向及び回転方向への移動を阻止された状態にある。一方、円筒部2kはフランジ部3とシール部5を介して互いに接続関係にあり、また、円筒部2kはフランジ部3に対して相対回転可能となるように設けられている。このシール部5としては、円筒部2kとフランジ部3の間からのエアー(現像剤)の出入りをポンプ部2bを用いた現像剤補給に悪影響を与えない範囲内で防止するとともに円筒部2kの回転を許すように構成された摺動型シールを採用している。
次に、現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された後、現像剤補給装置201の凹状のカップリング部から回転駆動力を受けて円筒部2kが回転すると、それに伴いカム溝2nが回転する。
従って、このカム溝2nと係合関係にあるカム突起15aにより、現像剤補給装置201により回転軸線方向への移動が阻止されるように保持された円筒部2k及びフランジ部3に対して、カムフランジ部15が回転軸線方向へ往復移動することになる。
そして、カムフランジ部15とポンプ部2bは固定されているため、ポンプ部2bはカムフランジ部15とともに往復運動(ω方向、γ方向)する。その結果、ポンプ部2bは、図30(b)、(c)に示すように、カムフランジ部15の往復動に連動して伸縮することになり、ポンピング動作が行われることになる。
以上のように、本例においても、上述した実施例と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力を現像剤補給容器1においてポンプ部bを動作させる方向の力へ変換する構成を採用したことにより、ポンプ部2bを適切に動作させることが可能となる。
また、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力をポンプ部2bを介することなく往復動力への変換を行う構成としたことにより、ポンプ部2bの回転方向への捻れによる破損を防止することも可能となる。従って、ポンプ部2bの強度を過渡に大きくする必要性がなくなることから、ポンプ部2bの厚さをより薄くしたり、その材質としてより安価な材料のものを選ぶことが可能となる。
さらに、本例の構成では、実施例1〜7の構成のようにポンプ部2bを排出部3hと円筒部2kとの間に設置せずに、排出部3hの円筒部2kから離れた側に設置しているので、現像剤補給容器1に残留する現像剤の量を少なくすることが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる。
なお、図31(a)に示すように、ポンプ部2bの内部空間を現像剤収容スペースとして使用せずに、フィルタ(エアーは通過させるもののトナーは通過させない特性を備えたもの)17によりポンプ部2bと排出部3hとの間を仕切る構成としても構わない。このような構成を採用することにより、ポンプ部2bの「谷折り」部が圧縮された際に「谷折り」部内に存在する現像剤にストレスを与えてしまうことを防止することが可能となる。但し、ポンプ部2bの容積増大時に新たな現像剤収容スペースを形成できる点、つまり、現像剤が移動し得る新たな空間を形成し現像剤がより解れ易くなるという点で、上述した図30(a)〜(c)の構成の方がより好ましい。
次に、実施例9の構成について、図32(a)〜(c)を用いて説明する。図32(a)〜(c)は、現像剤補給容器1の拡大断面図を示している。なお、図32(a)〜(c)において、ポンプ以外の構成は、図30及び31に示す構成とほぼ同様であり、同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、図32に示すような「山折り」部と「谷折り」部が周期的に交互に複数形成された蛇腹状のポンプではなく、図32に示すような、折り目が実質無く、膨張と収縮が可能な膜状のポンプ16を採用している。
本例ではこの膜状のポンプ16としてゴム製のものを用いているが、このような例だけではなく、樹脂フィルムなどの柔軟材料を用いても構わない。
このような構成において、カムフランジ部15が回転軸線方向へ往復移動すると、膜状ポンプ16がカムフランジ部15とともに往復運動する。その結果、膜状ポンプ16は、図32(b)、(c)に示すように、カムフランジ部15の往復動(ω方向、γ方向)に連動して伸縮することになり、ポンピング動作が行われることになる。
以上のように、本例においても、実施例1〜8と同様に、現像剤補給装置から受けた回転駆動力を現像剤補給容器においてポンプ部を動作させる方向の力へ変換する構成を採用したことにより、ポンプ部を適切に動作させることが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
次に、実施例10の構成について図33(a)〜(e)を用いて説明する。図33の(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、(b)は現像剤補給容器1の拡大断面図、(c)〜(e)は駆動変換機構の概略拡大図を示している。本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、ポンプ部を回転軸線方向と直交する方向に往復動させる点が、上記実施例と大きく異なる点である。
(駆動変換機構)
本例では、図33(a)〜(e)に示すように、フランジ部3に、つまり、排出部3hの上部に蛇腹タイプのポンプ部3fが接続されている。更に、ポンプ部3fの上端部には駆動変換部として機能するカム突起3gが接着、固定されている。一方、現像剤収容部2の長手方向一端面には、カム突起3gが嵌り込む関係となる駆動変換部として機能するカム溝2eが形成されている。
また、現像剤収容部2は、図33(b)に示すように、排出部3h側の端部がフランジ部3の内面に設けられたシール部材5を圧縮した状態で、排出部3hに対して相対回転可能に固定されている。
また、本例でも、現像剤補給容器1の装着動作に伴い、排出部3hの両側面部(回転軸線方向Xと直交する方向における両端面)が現像剤補給装置201により保持される構成となっている。従って、現像剤補給時に、排出部3hの部位が実質回転しないように固定された状態となる。
また、同様に、現像剤補給容器1の装着動作に伴い、排出部3hの外底面部に設けられた凸部3jが装着部10に設けられた凹部により係止される構成となっている。従って、現像剤補給時に、排出部3hの部位が回転軸線方向へ実質移動しないように固定された状態となる。
ここで、カム溝2eの形状は、図33(c)〜(e)に示すように楕円形状となっており、このカム溝2eに沿って移動するカム突起3gが、現像剤収容部2の回転軸線からの距離(径方向への最短距離)が変化するように構成されている。
また、図33(b)に示すように、円筒部2kから螺旋状の凸部(搬送部)2cにより搬送されてきた現像剤を、排出部3hへと搬送するための板状の仕切り壁6が設けられている。この仕切り壁6は、現像剤収容部2の一部の領域を略2分割するように設けられており、現像剤収容部2とともに一体的に回転する構成とされている。そして、この仕切り壁6にはその両面に現像剤補給容器1の回転軸線方向に対し傾斜した傾斜突起6aが設けられている。この傾斜突起6aは排出部3hの入口部に接続されている。
従って、搬送部2cにより搬送されてきた現像剤は、円筒部2kの回転に連動してこの仕切り壁6により重力方向下方から上方へと掻き上げられる。その後、円筒部2kの回転が進むに連れて重力によって仕切り壁6表面上を滑り落ち、やがて傾斜突起6aによって排出部3h側へと受け渡される。この傾斜突起6aは、円筒部2kが半周する毎に現像剤が排出部3hへと送り込まれるように、仕切り壁6の両面に設けられている。
(現像剤補給工程)
次に、本例の現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
操作者により現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着されると、フランジ部3(排出部3h)は現像剤補給装置201により回転方向及び回転軸線方向への移動が阻止された状態になる。また、ポンプ部3fとカム突起3gはフランジ部3に固定されているため、同様に、回転方向及び回転軸線方向への移動が阻止された状態となる。
そして、駆動ギア300(図6参照)からギア部2aに入力された回転駆動力により現像剤収容部2が回転し、カム溝2eも回転する。一方、回転しないように固定されているカム突起3gはカム溝2eからカム作用を受けることから、ギア部2aに入力された回転駆動力がポンプ部3fを上下方向に往復移動させる力へと変換される。なお、本例では、カム突起3gがポンプ部3fの上面に接着されているが、ポンプ部3fを適切に上下動させることができるのであれば、カム突起3gをポンプ部3fに接着しなくても構わない。例えば、従来公知のパッチン止めや、カム突起3gを丸棒状に、ポンプ部3fに丸棒状のカム突起3gが嵌入可能な丸穴形状を設ける、と言った構成でも構わない。
ここで、図33(d)は、カム突起3gがカム溝2eにおける楕円とその長軸Laの交点(図33(c)のY点)に位置することでポンプ部3fが最も伸張された状態を示している。一方、図33(e)は、カム突起3gがカム溝2eにおける楕円とその短軸Lbの交点(同じくZ点)に位置することでポンプ部3fが最も圧縮された状態を示している。
このような、図33(d)と図33(e)の状態を交互に所定の周期で繰り返すことで、ポンプ部3fによる吸排気動作が行われる。つまり、現像剤の排出動作が円滑に行われる。
このように、円筒部2kが回転するに連れて搬送部2c及び傾斜突起6aにより現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部3fによる吸排気動作により排出口3aから排出される。
以上のように、本例においても、実施例1〜9と同様に、現像剤補給装置201からギア部2aが回転駆動力を受けることにより、搬送部2c(円筒部2k)の回転動作とポンプ部3fの往復動作の両方を行うことが可能となる。
また、本例のように、ポンプ部3fを排出部3hの重力方向上部(現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態のとき)に設けたことで、実施例1に比して、ポンプ部3f内に残留してしまう現像剤の量を可及的に少なくすることが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる。
なお、本例では、ポンプ部3fとして蛇腹状のポンプを採用しているが、実施例9で説明した膜状ポンプをポンプ部3fとして採用しても構わない。
また、本例では駆動伝達部としてのカム突起3gをポンプ部3fの上面に接着剤にて固定しているが、カム突起3gをポンプ部3fに固定しなくても良い。例えば、従来公知のパッチン止めや、カム突起3gを丸棒状に、ポンプ部3fに丸棒状のカム突起3gが嵌入可能な丸穴形状を設ける、と言った構成でも構わない。このような例であっても同様の効果を奏することが可能である。
次に、実施例11の構成について、図34〜36を用いて説明する。図34の(a)は現像剤補給容器1の概略斜視図、(b)はフランジ部3の概略斜視図、(c)は円筒部2kの概略斜視図、図35の(a)〜(b)は現像剤補給容器1の拡大断面図、図36はポンプ部3fの概略図を示している。本例では、上述した実施例と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、ポンプ部3fを復動作させる方向の力へ変換することなく往動作させる方向の力へ回転駆動力を変換する点が、上記実施例と大きく異なる点である。
本例では、図34〜36に示すように、フランジ部3の円筒部2k側の側面に、蛇腹タイプのポンプ部3fが設けられている。また、この円筒部2kの外周面にはギア部2aが全周に亘って設けられている。さらに、円筒部2kの排出部3h側の端部には、円筒部2kの回転によりポンプ部3fと当接することでポンプ部3fを圧縮させる圧縮突起2lが約180°対向する位置に2つ設けられている。これらの圧縮突起21の回転方向下流側の形状は、ポンプ部3fへの当接時のショックを軽減させるため、ポンプ部3fを徐々に圧縮させるようにテーパ状とされている。一方、圧縮突起21の回転方向上流側の形状は、ポンプ部3fを自らの弾性復帰力により瞬時に伸張させるため、円筒部2kの回転軸線方向と実質平行となるように円筒部2kの端面から垂直な面形状とされている。
また、実施例10と同様に、円筒部2k内には、螺旋状の凸部2cにより搬送されてきた現像剤を排出部3hへ搬送するための板状の仕切り壁6が設けられている。
次に、本例の現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された後、現像剤補給装置201の駆動ギア300からギア部2aに入力された回転駆動力により現像剤収容部2である円筒部2kが回転し、圧縮突起2lも回転する。その際、圧縮突起2lがポンプ部3fと当接すると、図35(a)に示すように、ポンプ部3fは矢印γの方向に圧縮され、それにより排気動作が行われる。
一方、更に円筒部2kの回転が進行し、圧縮突起2lとポンプ部3fの当接が解除されると、図35(b)に示すように、ポンプ部3fは自己復元力により矢印ω方向に伸張されて元の形状に復帰し、それにより吸気動作が行われる。
このような、図35の状態を交互に所定の周期で繰り返すことで、ポンプ部3fによる吸排気動作が行われる。つまり、現像剤の排出動作が円滑に行われる。
このように、円筒部2kが回転するに連れて螺旋状の凸部(搬送部)2c及び傾斜突起(搬送部)6a(図33参照)により現像剤が排出部3hへと搬送され、排出部3h内にある現像剤は最終的にポンプ部3fによる排気動作により排出口3aから排出される。
以上のように、本例においても、実施例1〜10と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、現像剤補給容器1の回転動作とポンプ部3fの往復動作の両方を行うことができる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
なお、本例では、ポンプ部3fは圧縮突起2lとの当接により圧縮され、当接が解除されることでポンプ部3fの自己復元力により伸張する構成とされているが、逆の構成としても構わない。
具体的には、ポンプ部3fが圧縮突起2lに当接した際に両方が係止するように構成し、円筒部2kの回転が進行するに連れてポンプ部3fが強制的に伸張される。そして、更に円筒部2kの回転が進行して係止が解除されると、ポンプ部3fが自己復元力(弾性復帰力)により元の形状に復帰する。これにより吸気動作と排気動作が交互に行われる構成である。
なお、本例では、駆動変換機構として機能する圧縮突起21を約180°対向するように2つ設けているが、設置個数についてはこのような例に限らず、1つ設ける場合や3つ設ける場合などとしても構わない。また。圧縮突起を1つ設ける代わりに、駆動変換機構として次のような構成を採用しても構わない。例えば、円筒部2kのポンプ部と対向する端面の形状を、本例のように円筒部2kの回転軸線に垂直な面とはせずに回転軸線に対し傾斜した面とする場合である。この場合、この傾斜面がポンプ部に作用するように設けられることから、圧縮突起と同等な作用を施すことが可能である。また、例えば、円筒部2kのポンプ部と対向する端面の回転中心からポンプ部に向けて回転軸線方向へ軸部を延出させ、この軸部に回転軸線に対し傾斜した斜板(円盤状の部材)を設けた場合である。この場合、この斜板がポンプ部に作用するように設けられることから、圧縮突起と同等な作用を施すことが可能である。
また、本例の場合、ポンプ部3fが長期間に亘り複数回伸縮動作を繰り返すことでポンプ部3fの自己復元力が低下してしまう恐れがあるので、上記した実施例1〜10の構成の方がより好ましい。または、図36に示す構成を採用することにより、このような問題に対処することが可能である。
図36に示すように、ポンプ部3fの円筒部2k側の端面に圧縮板2qが固定されている。また、フランジ部3の外面と圧縮板2qとの間に、付勢部材として機能するバネ2tがポンプ部3fを覆うように設けられている。このバネ2tは、ポンプ部3fに常時伸張方向への付勢をかけるように構成されている。
このような構成とすることにより、圧縮突起2lとポンプ部3fの当接が解除された際のポンプ部3fの自己復元を補助することができるため、ポンプ部3fの伸縮動作を長期間に亘り複数回行った場合でも確実に吸気動作を実行させることができる。
次に、実施例12の構成について、図37(a)〜(b)を用いて説明する。図37の(a)〜(b)は現像剤補給容器1を模式的に表す断面図を示している。
本例では、ポンプ部3fを円筒部2kに設け、このポンプ部3fが円筒部2kとともに回転する構成となっている。さらに、本例では、ポンプ部3fに設けた錘2vにより、ポンプ部3fが回転に伴い往復動を行う構成となっている。本例のその他の構成は、実施例1(図3、図7)と同様であり、同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図37(a)に示すように、現像剤補給容器1の現像剤収容スペースとして、円筒部2k、フランジ部3、ポンプ部3fが機能する。また、ポンプ部3fは円筒部2kの外周部に接続されており、ポンプ部3fによる作用が円筒部2k及び排出部3hに生じるように構成されている。
次に、本例の駆動変換機構について説明する。
円筒部2kの回転軸線方向一端面に駆動入力部として機能するカップリング部(四角形状の凸部)2aが設けられており、このカップリング部2aが現像剤補給装置201より回転駆動力を受ける。また、ポンプ部3fの往復動方向一端の上面には錘2vが固定されている。本例では、この錘が駆動変換機構として機能する。
つまり、円筒部2kとともにポンプ3fが一体的に回転するのに伴い、ポンプ部3fが錘2vの重力作用により上下方向に伸縮を行う。
具体的には、図37(a)は、錘がポンプ部3fよりも重力方向上側に位置しており、錘2vの重力作用(白抜き矢印)によりポンプ部3fが収縮している状態を示している。このとき、排出口3aから排気、つまり、現像剤の排出が行われる(黒塗り矢印)。
一方、図37(b)は、錘2vがポンプ部3fよりも重力方向下側に位置しており、錘2vの重力作用(白抜き矢印)によりポンプ部3fが伸張している状態を示している。このとき、排出口3aから吸気が行われ(黒塗り矢印)、現像剤が解される。
以上のように、本例においても、実施例1〜11と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、現像剤補給容器1の回転動作とポンプ部3fの往復動作の両方を行うことができる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる。
なお、本例の場合、ポンプ部3fが円筒部2kを中心に回転する構成とされているので、現像剤補給装置201の装着部10のスペースが大きくなり、装置が大型化してしまうことから、実施例1〜11の構成の方がより好ましい。
次に、実施例13の構成について、図38〜40を用いて説明する。ここで図38の(a)は円筒部2kの斜視図、(b)はフランジ部3の斜視図を示している。図39の(a)〜(b)は現像剤補給容器1の部分断面斜視図であり、特に、(a)は回転シャッタが開いた状態、(b)は回転シャッタが閉まった状態を示している。図40はポンプ3fの動作タイミングと回転シャッタの開閉タイミングの関係を示すタイミングチャートである。なお、図39において、「収縮」はポンプ部3fの排気工程を表し、「伸張」はポンプ部3fの吸気工程を表している。
本例は、ポンプ部3fの伸縮動作中において排出室3hと円筒部2kとの間を仕切る機構を設けた点が、上述の実施例と大きく異なる点である。つまり、本例では、円筒部2kと排出部3hのうちポンプ部3fの容積変化に伴う圧力変動が排出部3hに選択的に生じるように円筒部2kと排出部3hとの間を仕切るように構成している。本例の上記の点以外の構成は、実施例10(図33)とほぼ同様であり、同様な構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図38(a)に示すように、円筒部2kの長手方向一端面は、回転シャッタとしての機能を有している。つまり、円筒部2kの長手方向一端面には、フランジ部3へ現像剤を排出するための連通開口2rと閉止部2sが設けられている。この連通開口2rは扇形形状を為している。
一方、フランジ部3には、図38(b)に示すように、円筒部2kからの現像剤を受入れるための連通開口3kが設けられている。この連通開口3kは連通開口2rと同様に扇形形状を為しており、連通開口3kと同一面上におけるそれ以外の部分は閉じられた閉止部3mとなっている。
図39(a)〜(b)は、上述の図38(a)に示す円筒部2kと図38(b)に示すフランジ部3を組み立てた状態のものである。連通開口2r、連通開口3kの外周面はシール部材5を圧縮するよう接続されており、円筒部2kが固定されたフランジ部3に対して相対回転可能となるように接続されている。
このような構成において、ギア部2aが受けた回転駆動力により円筒部2kが相対回転すると、円筒部2kとフランジ部3との間の関係が連通状態と非通連状態とに交互に切り替わる。
つまり、円筒部2kの回転に伴い、円筒部2kの連通開口2rがフランジ部3の連通開口3kと位置が合致し連通した状態(図39(a))となる。そして、円筒部2kの更なる回転に伴い、円筒部2kの連通開口2rの位置がフランジ部3の連通開口3kの位置と合わずに、フランジ部3が仕切られてフランジ部3を実質密閉空間にする非連通な状態(図39(b))に切り替わる。
このような、少なくともポンプ部3fの伸縮動作時において排出部3hを隔離させる仕切り機構(回転シャッタ)を設けるのは以下の理由によるものである。
現像剤補給容器1からの現像剤の排出は、ポンプ部3fを収縮させることにより現像剤補給容器1の内圧を大気圧よりも高めることで行っている。従って、上述した実施例1〜11のように仕切り機構がない場合、その内圧変化の対象となる空間がフランジ部3の内部空間だけでなく円筒部2kの内部空間も含まれ、ポンプ部3fの容積変化量を大きくせざるを得なくなるからである。
これは、ポンプ部3fが収縮する直前における現像剤補給容器1の内部空間の容積に対する、ポンプ部3fが収縮し切った直後における現像剤補給容器1の内部空間の容積の割合に、内圧が依存しているからである。
それに対し、仕切り機構を設けた場合、フランジ部3から円筒部2kへの空気の移動がないため、フランジ部3の内部空間のみを対象にすればよくなる。つまり、同じ内圧値にするのであれば、元の内部空間の容積量が小さい方がポンプ部3fの容積変化量を小さくすることができるからである。
本例では、具体的には、回転シャッタにて仕切られた排出部3hの容積を40cmとすることで、ポンプ部3fの容積変化量(往復移動量)を2cm(実施例1の構成では15cm)としている。このような少ない容積変化量であっても、実施例1と同様に、充分な吸排気効果による現像剤補給を行うことが可能である。
このように、本例では、上述の実施例1〜12の構成に比して、ポンプ部3fの容積変化量を可及的に小さくすることが可能となるのである。その結果、ポンプ部3fの小型化が可能となる。また、ポンプ部3fを往復動させる距離(容積変化量)を短く(小さく)することが可能となる。特に、現像剤補給容器1への現像剤の充填量を多くするため円筒部2kの容量を大きくする構成の場合、このような仕切り機構を設けることは効果的である。
次に、本例の現像剤補給工程について説明する。
現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着され、フランジ部3が固定された状態で駆動ギア300からギア部2aに駆動が入力されることで円筒部2kが回転し、カム溝2eも回転する。一方、フランジ部3とともに現像剤補給装置201に回転不可に保持されているポンプ部3fに固定されたカム突起3gはカム溝2eからカム作用を受ける。従って、円筒部2kの回転に伴い、ポンプ部3fが上下方向へ往復動する。
このような構成において、ポンプ部3fのポンピング動作(吸気動作、排気動作)のタイミングと回転シャッタの開閉タイミングについて、図40を用いて説明する。図40は円筒部2kが1回転する際のタイミングチャートである。なお、図40において、「収縮」はポンプ部の収縮動作(ポンプ部による排気動作)が行われているとき、「伸張」はポンプ部の伸張動作(ポンプ部による吸気動作)が行われているときを、「停止」はポンプ部が動作を停止しているときを示している。また、「開放」は回転シャッタが開いているとき、「閉鎖」は回転シャッタが閉じているときを示している。
まず、図40に示すように、駆動変換機構は、連通開口3kと連通開口2rの位置が合致し連通状態となっているとき、ポンプ部3fによるポンピング動作が停止するように、ギア部2aに入力された回転駆動力を変換する。具体的には、本例では、連通開口3kと連通開口2rが連通している状態のとき、円筒部2kが回転してもポンプ部3fが動作しないように、円筒部2kの回転中心からカム溝2eまでの半径距離を同一とするように設定されている。
このとき、回転シャッタが開位置に位置しているので、円筒部2kからフランジ部3への現像剤の搬送が行われる。具体的には、円筒部2kの回転に伴い、現像剤が仕切り壁6によって掻き上げられ、その後、重力によって傾斜突起6a上を滑り落ちることで、現像剤が連通開口2rと連通開口3kを通ってフランジ3へと移動する。
次に、図40に示すように、駆動変換機構は、連通開口3kと連通開口2rの位置がずれて非連通状態となっているとき、ポンプ部3fによるポンピング動作が行われるように、ギア部2bに入力された回転駆動力を変換する。
つまり、円筒部2kの更なる回転に伴い、連通開口3kと連通開口2rの回転位相がずれることで、閉止部2sにより連通開口3kが閉止され、フランジ3の内部空間が隔離された非連通状態となる。
そして、このとき、円筒部2kの回転に伴い、非連通状態を維持させたままで(回転シャッタが閉位置に位置している)、ポンプ部3fを往復動させる。具体的には、円筒部2kの回転によりカム溝2eも回転し、その回転に対して円筒部2kの回転中心からカム溝2eまでの半径距離が変化する。それにより、カム作用を受けてポンプ部3fがポンピング動作を行う。
その後、更に円筒部2kが回転すると、再び連通開口3kと連通開口2rの回転位相が重なり、円筒部2kとフランジ部3が連通した状態となる。
以上の流れを繰り返しながら、現像剤補給容器1からの現像剤補給工程が行われる。
以上のように、本例においても、現像剤補給装置201からギア部2aが回転駆動力を受けることにより、円筒部2kの回転動作とポンプ部3fによる吸排気動作の両方を行うことができる。
さらに、本例の構成によれば、ポンプ部3fの小型化が可能となる。また、ポンプ部3fの容積変化量(往復移動量)を小さくすることが可能となり、その結果、ポンプ部3fを往復動させるのに要する負荷を小さくすることが可能となる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
また、本例では、回転シャッタを回転動作させる駆動力を現像剤補給装置201から別途受ける構成とせずに、搬送部(円筒部2k、螺旋状の凸部2c)のために受ける回転駆動力を利用していることから、仕切り機構の簡易化も図ることが可能である。
また、ポンプ部3fの容積変化量が、円筒部2kを含めた現像剤補給容器1の全容積に依存することなく、フランジ部3の内部容積により設定可能であることは上述した通りである。従って、例えば、現像剤充填量が異なる複数種類の現像剤補給容器を製造するにあたりこれに対応するべく円筒部2kの容量(径)を変えた場合には、コストダウン効果をも見込むことができる。つまり、ポンプ部3fを含めたフランジ部3を共通のユニットとして構成し、このユニットを複数種類の円筒部2kに対して共通に組み付ける構成とすることにより、製造コストを削減することが可能となる。つまり、共通化をしない場合に比べて、金型の種類を増やす必要が無いなど、製造コストを削減することが可能となる。 なお、本例では、円筒部2kとフランジ3とが非連通状態の間に、ポンプ部3fを1周期分往復動させる例としたが、実施例1と同様に、この間に複数周期分ポンプ部3fを往復動させても構わない。
また、本例では、ポンプ部の収縮動作及び伸張動作の間中、ずっと排出部3hを隔離する構成としているが、以下のような構成としても構わない。つまり、ポンプ部3fの小型化やポンプ部3fの容積変化量(往復移動量)を小さくできるのであれば、ポンプ部の収縮動作及び伸張動作の間に、僅かに排出部3hを開放させても構わない。
次に、実施例14の構成について、図41〜43を用いて説明する。ここで図41は現像剤補給容器1の部分断面斜視図。図42の(a)〜(c)は仕切り機構(仕切り弁35)の動作状況を示す部分断面である。図43は、ポンプ部2bのポンピング動作(収縮動作、伸張動作)のタイミングと後述する仕切り弁35の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図43において、「収縮」はポンプ部2bの収縮動作(ポンプ部2bによる排気動作)が行われているとき、「伸張」はポンプ部2bの伸張動作(ポンプ部2bによる吸気動作)が行われているときを示している。また、「停止」はポンプ部2bが動作を停止しているときを示している。また、「開放」は仕切り弁35が開いているとき、「閉鎖」は仕切り弁35が閉じているときを示している。
本例は、ポンプ部2bの伸縮時において排出部3hと円筒部2kとの間を仕切る機構として仕切り弁35を設けた点が、上述の実施例と大きく異なる点である。本例の上記の点以外の構成は、実施例8(図30)とほぼ同様であり、同様な構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。なお、本例では、図30に示す実施例8の構成に対し、実施例10に係る図33に示す板状の仕切り壁6が設けられている。
上述した実施例13では円筒部2kの回転を利用した仕切り機構(回転シャッタ)を採用しているが、本例ではポンプ部2bの往復動を利用した仕切り機構(仕切り弁)を採用している。以下、詳細に説明する。
図41に示すように、排出部3hが円筒部2kとポンプ部2bと間に設けられている。さらに、排出部3hの円筒部2k側の端部に壁部33が設けられ、更に壁部33から図中左側の下方には、排出口3aが設けられている。そして、この壁部33に形成された連通口33aを開閉する仕切り機構として機能する仕切り弁35と弾性体(以下、シール)34が設けられている。仕切り弁35は、ポンプ部2bの内部の一端側(排出部3hとは反対側)に固定されており、ポンプ部2bの伸縮動作に伴って現像剤補給容器1の回転軸線方向に往復移動する。また、シール34は、仕切り弁35に固定されており、仕切り弁35の移動に伴って一体的に移動する。
次に、現像剤補給工程における仕切り弁35の動作について、図42(a)〜(c)を用いて詳細を説明する(必要に応じて図43参照)。
図42(a)はポンプ部2bが最大限伸張した状態を示しており、仕切り弁35は排出部3hと円筒部2kとの間に設けられた壁部33から離間している。このとき、円筒部2k内の現像剤は、円筒部2kの回転に伴い、傾斜突起6aにより連通口33aを介して排出部3h内へと受け渡される(搬送される)。
その後、ポンプ部2bが収縮すると、図42(b)に示す状態となる。このとき、シール34は壁部33に当接し、連通口33aを閉鎖した状態となる。つまり、排出部3hが円筒部2kから隔離された状態となる。
そこから、更に、ポンプ部2bが収縮すると、図42(c)に示すポンプ部2bが最大限収縮した状態になる。
図42(b)に示す状態から図42(c)に示す状態までの間は、シール34が壁部33に当接したままであるので、排出部3hの内圧が加圧されて大気圧よりも高い正圧状態となり、排出口3aから現像剤が排出される。
その後、ポンプ部2bの伸張動作に伴い、図42(c)に示す状態から図42(b)に示す状態までの間は、シール34が壁部33に当接したままであるので、排出部3hの内圧が減圧されて大気圧よりも低い負圧状態となる。つまり、排出口3aを介して吸気動作が行われる。
ポンプ部2bが更に伸張すると、図42(a)に示す状態に戻る。本例では、以上の動作を繰り返すことで、現像剤補給工程が行われる。このように、本例では、ポンプ部の往復動作を利用して仕切り弁35を移動させているため、ポンプ部2bの収縮動作(排気動作)の初期と伸張動作(吸気動作)の後期の期間は仕切り弁が開いた状態となっている。
ここで、シール34について詳述する。このシール34は、壁部33に当接することにより排出部3hの密閉性を確保しつつ、ポンプ部2bの収縮動作に伴い圧縮されるものであることから、シール性と柔軟性を兼ね備えた材質のものを用いるのが好ましい。本例においては、そのような特性を備えたシール材として発泡ポリウレタン(株式会社イノアックコーポレーション社製の商品名:モルトプレン、SM−55:厚さ5mm)を使用している。そして、ポンプ部2bの最大収縮時におけるシール材の厚さが2mm(圧縮量3mm)となるように設定されている。
以上のように、ポンプ部2bによる排出部3hに対する容積変動(ポンプ作用)については、実質、シール34が壁部33に当接後3mm圧縮されるまでの間に限られるが、仕切り弁35により限られた範囲に限定してポンプ部2bを作用させることができる。そのため、このような仕切り弁35を用いたとしても、現像剤の安定した排出が可能となる。
このように、本例においても、実施例1〜13と同様に、現像剤補給装置201からギア部2aが回転駆動力を受けることにより、円筒部2kの回転動作とポンプ部2bによる吸排気動作の両方を行うことができる。
さらに、実施例13と同様に、ポンプ部2bの小型化やポンプ部2bの容積変化量を小さくすることが可能となる。また、ポンプ部の共通化によるコストダウンメリットも見込まれる。
また、本例では、現像剤補給装置201から仕切り弁35を動作させる駆動力を別途受ける構成とせずに、ポンプ部2bの往復動力を利用していることから、仕切り機構の簡易化を図ることが可能である。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
次に、実施例15の構成について、図44(a)〜(c)を用いて説明する。ここで、図44の(a)は現像剤補給容器1の部分断面斜視図、(b)はフランジ部3の斜視図、(c)は現像剤補給容器の断面図を示している。
本例は、排出室3hと円筒部2kとの間を仕切る機構としてバッファ部23を設けた点が、上述の実施例と大きく異なる点である。本例の上記の点以外の構成は、実施例10(図33)とほぼ同様であり、同様な構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図44(b)に示すように、バッファ部23が、フランジ部3に、回転不可となるように固定された状態で設けられている。このバッファ部23には、上方に開口した受入れ口23aと、排出部3hと連通した供給口23bが設けられている。
このようなフランジ部3が、図44(a)、(c)に示すように、バッファ部23が円筒部2k内に位置するように、円筒部2kに組み付けられる。また、円筒部2kは、現像剤補給装置201に移動不可に保持されたフランジ部3に対して、相対回転可能となるようにフランジ部3に接続されている。この接続部には、リング状のシールが組み込まれており、エアーや現像剤の漏れを防止する構成となっている。
また、本例では、図44(a)に示すように、バッファ部23の受入れ口23aに向けて現像剤を搬送するため、傾斜突起6aが仕切り壁6に設置されている。
本例では、現像剤補給容器1の現像剤補給動作が終了するまで、現像剤収容部2内の現像剤は現像剤補給容器1の回転に合わせて仕切り壁6及び傾斜突起6aにより開口部23aからバッファ部23内に受け渡される。
従って、図44(c)に示すように、バッファ部23の内部空間が現像剤で満たされた状態を維持することができる。
その結果、バッファ部23の内部空間を満たすように存在する現像剤が、円筒部2kから排出部3hへの空気の移動を実質遮ることになり、バッファ部23は仕切り機構としての役割を果たすことになる。
従って、ポンプ部3fが往復動作する際には、少なくとも、排出部3hを円筒部2kから隔離させた状態とすることが可能となり、ポンプ部の小型化やポンプ部の容積変化量を小さくすることが可能となる。
このように、本例においても、実施例1〜14と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、搬送部2c(円筒部2k)の回転動作とポンプ部3fの往復動作の両方を行うことができる。
さらに、実施例13〜14と同様に、ポンプ部の小型化やポンプ部の容積変化量を小さくすることが可能となる。また、ポンプ部の共通化によるコストダウンメリットも見込まれる。
また、本例では、仕切り機構として現像剤を利用していることから、仕切り機構の簡易化を図ることが可能である。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる
次に、実施例16の構成について、図45〜46を用いて説明する。ここで、図45の(a)は現像剤補給容器1の斜視図であり、(b)は現像剤補給容器1の断面図、図46はノズル部47を示す断面斜視図を示している。
本例では、ポンプ部2bにノズル部47を接続しこのノズル部47に一旦吸入した現像剤を排出口3aから排出させており、この構成が上述した実施例と大きく異なるところである。本例のその他の構成については、前述した実施例10と同様であり、同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図45(a)に示すように、現像剤補給容器1は、フランジ部3と現像剤収容部2より構成されている。この現像剤収容部2は円筒部2kより構成されている。
円筒部2k内には、図45(b)に示すように、搬送部として機能する仕切り壁6が、回転軸線方向の全域に亘って設けられている。この仕切り壁6の一端面には、傾斜突起6aが回転軸線方向の異なる位置に複数設けられており、回転軸線方向一端側から他端側(フランジ部3に近い側)に向けて現像剤を搬送する構成となっている。また、傾斜突起6aは、仕切り壁6の他端面にも、同様に、複数設けられている。さらに、隣り合う傾斜突起6a間には現像剤の通過を許す貫通口6bが設けられている。この貫通口6bは現像剤を攪拌するためのものである。なお、搬送部の構成としては他の実施例で示したような、円筒部2k内にらせん状の突起2cとフランジ部3に現像剤を送り込むための仕切り壁6を組み合わせたものであっても構わない。
次に、ポンプ部2bを含むフランジ部3について詳述する。
フランジ部3は、円筒部2kに対して小径部49、及びシール部材48を介して相対回転可能に接続されている。フランジ部3は現像剤補給装置201に装着された状態においては、現像剤補給装置201に移動不可となるように(回転動作及び往復動作ができないように)保持される。
更に、フランジ部3内には、図46に示すように、円筒部2kから搬送された現像剤を受入れる、補給量調整部(以下流量調整部とも言う)50が設けられている。更に、補給量調整部50内にはポンプ部2bから排出口3a方向に向けて延在するノズル部47が設けられている。また、ギア部2aが受けた回転駆動を往復動力に変換する駆動変換機構によりポンプ部2bが上下方向に駆動される。従って、ノズル部47は、ポンプ2bの容積変化に伴い、補給量調整部50内の現像剤を吸入するとともにこれを排出口3aから排出させる構成となっている。
次に、本例におけるポンプ部2bへの駆動伝達の構成について説明する。
前述の通り、駆動ギア300からの回転駆動を、円筒部2kに設けられたギア部2aで受ける事で、円筒部2kが回転する。更に、円筒部2kの小径部49に設けられたギア部42を介してギア部43に回転駆動が伝達される。ここで、ギア部43には、ギア部43と一体で回転するシャフト部44が設けられている。
シャフト部44の一端はハウジング46に回転可能に軸支されている。また、シャフト44のポンプ部2bに相対する位置には偏心カム45が設けられ、伝達された回転力により偏心カム45が回転中心(シャフト44の回転中心)からの距離を異にする軌跡で回転することで、ポンプ部2bを押し下げる(容積を縮める)。この押し下げにより、ノズル部47内の現像剤が排出口3aを通して排出される。
また、偏心カム45による押し下げ力が無くなると、ポンプ部2bの復元力によりポンプ部2bは元の位置に戻る(容積が広がる)。このポンプ部の復元(容積増加)により、排出口3aを介して吸気動作が行われ、排出口3a近傍に位置する現像剤に対して解し作用を施すことが可能となる。
以上の動作を繰り返すことで、ポンプ部2bの容積変化により、現像剤を効率的に排出する構成となっている。なお、前述した通り、ポンプ部2bにバネ等の付勢部材を設け、復元時(若しくは押し下げ時)のサポートをする構成とすることも可能である。
次に、中空の円錐状のノズル部47について更に詳しく述べる。ノズル部47には、外周部に開口51が設けられており、また、ノズル部47には、その先端側に排出口3aに向けて現像剤を吐出する吐出口52を有する構成となっている。
現像剤補給工程の際に、ノズル部47の少なくとも開口51が補給量調整部50内の現像剤層中に侵入した状態を作り出すことで、ポンプ部2bにより生じる圧力を補給量調整部50内の現像剤に効率的に作用させる効果を発揮する。
つまり、補給量調整部50内(ノズル47周囲の)の現像剤が、円筒部2kとの仕切り機構の役割を果たすため、ポンプ2bの容積変化の効果を補給量調整部50内と言う限定された範囲において発揮させることが可能となる。
このような構成とすることで、実施例13〜15の仕切り機構と同様に、ノズル部47が同様な効果を奏することが可能となる。
以上のように、本例においても、実施例1〜15と同様に、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力により、搬送部6(円筒部2k)の回転動作とポンプ部2bの往復動作の両方を行うことができる。また、実施例13〜15と同様に、ポンプ部2bやノズル部47を含むフランジ部3の共通化によるコストメリットも見込める。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。また、微小な排出口を介した吸気動作を行うことにより、現像剤補給容器内を減圧状態(負圧状態)にすることができるため、現像剤を適切に解すことが可能となる。
なお、本例では、実施例13〜14の構成のように現像剤と仕切り機構とが互いに摺擦する関係とならず、現像剤へのダメージを回避することが可能となる。
次に、実施例17の構成について、図47を用いて説明する。本例では、上述した実施例1と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
本例では、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力を、直線的な往復駆動力に変換することでポンプ部2bを往復運動させた際に、排出口3aを介した吸気動作が行われずに排出口3aを介した排気動作が行われる。その他の構成は上述した実施例8(図30)の構成とほぼ同様である。
図47(a)〜(c)に示すように、本例では、ポンプ部2bの一端側(排出部3h側の反対側)に通気孔2pを設けており、この通気孔2Pを開閉する通気弁18をポンプ部2bの内面に設けている。
また、カムフランジ部15の一端部には、通気孔2pと連通するように通気孔15bが設けられている。更に、ポンプ2bと排出部3hとの間を仕切るフィルタ(エアーは通過できるものの現像剤は実質通過できないフィルタ)17を設けている。
次に、現像剤補給工程の動作について説明する。
まず、図47(b)に示すように、上述したカム機構によりポンプ部2bがω方向に伸張されると、円筒部2kの内圧が減少して大気圧(外気圧)よりも小さくなる。この際、現像剤補給容器1内外との圧力差により通気弁18が開放され、現像剤補給容器1外にあるエアーが、矢印Aに示すように、通気孔2p、15bを通って現像剤補給容器1(ポンプ部2b)内へと流入する。
次に、図47(c)に示すように、上述したカム機構によりポンプ部2bがγ方向に圧縮されると、現像剤補給容器1(ポンプ部2b)の内圧が上昇していく。この際、現像剤補給容器1(ポンプ部2b)の内圧上昇により通気弁18が封鎖されることで、通気孔2p、15bは密閉される。それにより、現像剤補給容器1の内圧が更に上昇して大気圧(外気圧)よりも大きくなるため、現像剤は現像剤補給容器1内外の圧力差により、排出口3aから空気圧で押し出される。つまり、現像剤収容部2から現像剤が排出される。
以上のように、本例の構成においても、実施例1〜16と同様に、現像剤補給装置から受けた回転駆動力により、現像剤補給容器の回転動作とポンプ部の往復動作の両方を行うことができる。
また、本例においても、1つのポンプで吸気動作と排気動作を行うことができるので、現像剤排出機構の構成を簡易にすることができる。
但し、本例の構成では、排出口3aからの吸気動作に伴う現像剤の解し効果が得られないため、現像剤を十分に解しつつこれを効率的に排出できるという点で、実施例1〜16の構成の方がより好ましい。
次に、実施例18の構成について、図48を用いて説明する。図48の(a)〜(b)は、現像剤補給容器1の内部を示す斜視図である。
本例では、ポンプ3fの伸張動作により排出口3aではなく通気孔2pからエアーを取り込む構成となっている。つまり、現像剤補給装置201から受けた回転駆動力を往復駆動力に変換しているものの、排出口3aを介した吸気動作が行われずに排出口3aを介した排気動作のみが行われる。その他の構成は上述した実施例13(図39)の構成とほぼ同様である。
本例では、図48に示すように、ポンプ部3fの伸張動作時にエアーを取り込むための通気孔2pがポンプ部3fの上面に設けられている。さらに、この通気孔2pを開閉する通気弁18がポンプ部3fの内側に設けられている。
図48(a)は、ポンプ部3fの伸張動作に伴い通気弁18が開放され、ポンプ部3fに設けた通気孔2pからエアーが取り込まれる状態を示している。このとき、回転シャッタが開放した状態(連通開口3kが閉止部2sで閉止されていないm状態)にあり、円筒部2kから排出部3hに向けて現像剤が送り込まれる。
図48(b)は、ポンプ部3fの収縮動作に伴い通気弁18が閉鎖され、通気孔2pを介したエアーの取り込みが阻止された状態を示している。このとき、回転シャッタが閉鎖された状態(連通開口3kが閉止部2sで閉止された状態)にあり、円筒部2kから排出部3hが隔離された状態となっている。そして、ポンプ部3fの収縮動作に伴い排出口3aから現像剤が排出される。
以上のように、本例の構成においても、実施例1〜17と同様に、現像剤補給装置から受けた回転駆動力により、現像剤補給容器1の回転動作とポンプ部3fの往復動作の両方を行うことができる。
但し、本例の構成では、排出口3aからの吸気動作に伴う現像剤の解し効果が得られないため、現像剤を十分に解しつつこれを効率的に排出できるという点で、実施例1〜16の構成の方がより好ましい。
以上、本発明に係る例として実施例1〜18について具体的に説明したが、以下のような構成の変更が可能である。
例えば、実施例1〜18において、容積可変型のポンプ部として蛇腹状のポンプや膜状のポンプを例に説明したが、以下のような構成を採用しても構わない。
具体的には、現像剤補給容器1に内蔵させるポンプ部として、内筒と外筒との2重構造で構成されたピストン型ポンプやプランジャー型ポンプを用いた例である。このようなポンプを用いた場合でも現像剤補給容器1の内圧を、正圧状態(加圧状態)と負圧状態(減圧状態)に交互に変化させることができるので、現像剤を排出口3aから適切に排出させることが可能となる。但し、これらのポンプを用いた場合、内筒と外筒の隙間からの現像剤漏れを防止するためのシール構成が必要となり、その結果構成が複雑になるとともにポンプ部を駆動するための駆動力が大きくなってしまうことから、上述の例の方がより好ましい。
また、以上の実施例1〜18において、種々の構成/思想を他の実施例に記載された構成/思想に置き換えることも可能である。
例えば、実施例1〜2、4〜18において、実施例3(図24)で説明した搬送部(円筒部に対して相対回転する撹拌部材2m)を採用しても構わない。このような搬送部の採用に伴い必要となる他の構成は、他の実施例に記載された構成を適宜採用すれば良い。
また、例えば、実施例1〜8、10〜18において、実施例9(図32)のようなポンプ部(膜状のポンプ)を採用しても構わない。さらに、例えば、実施例1〜10、12〜18において、実施例11(図34〜36)のような、ポンプ部を往動作させる力へ変換することなくポンプ部を復動作させる力へ変換する駆動変換機構を採用しても構わない。
1 現像剤補給容器
2 現像剤収容部
2a ギア部、カップリング部
2b ポンプ部
2c 搬送突起、搬送部
2d カム突起
2e カム溝
2f 中継部
2g 回転受け部(凸部)
2h 係合突起
2i カム突起
2k、2k1、2k2 円筒部
2l 圧縮突起
2m 攪拌部材
2n カム溝
2p 通気孔
2q 圧縮板
2r 連通開口
2s 閉止部
2t ばね
2v 錘
3 フランジ部
3a 排出口
3b、3c、3d、3e カム溝
3f ポンプ部
3g カム突起
3h 排出部
3i 外筒部(カムフランジ)
3j 凸部
3k 連通開口
3m 閉止部
4 シャッタ
5 シール部材
6 仕切り壁
6a 傾斜突起
6b 貫通口
7 カムギア部
7a ギア部
7b カム溝
7c 回転係合部
8 ギアリング
8a ギア部
8b 回転係合部
9 かさ歯ギア
10 装着部
10a ホッパ
10b 搬送スクリュー
10c 開口
10d 現像剤センサ
11 回転方向規制部
12 回転軸線方向規制部
13 現像剤受入れ口
14 連結部
15 カムフランジ部
15a カム溝
15b 通気孔
16 膜状ポンプ
17 フィルタ
18 通気弁
19 磁石
20 磁石
21 突き当て部
23 バッファ部
23a 受入れ口
23b 供給口
33 壁部
33a 連通口
34 弾性体(シール)
35 仕切り弁
44 シャフト
45 偏心カム
46 ハウジング
47 ノズル部
48 シール部材
49 小径部
50 補給量調整部(流量調整部)
51 開口
52 吐出口
53 円筒容器
54 ブレード
100 画像形成装置
201 現像剤補給装置
201a 現像器
300 駆動ギア
500 駆動モータ
600 制御装置(CPU)
T 現像剤

Claims (58)

  1. 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器であって、
    現像剤を収容する現像剤収容室と、
    前記現像剤収容室内の現像剤を回転に伴い搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送されてきた現像剤を排出する排出口を備えた現像剤排出室と、
    前記現像剤補給装置から前記搬送部を回転させるための回転駆動力が入力される駆動入力部と、
    少なくとも前記現像剤排出室に対して作用するように設けられ往復動に伴いその容積が可変なポンプ部と、
    前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換する駆動変換部と、
    を有することを特徴とする現像剤補給容器。
  2. 前記駆動変換部は前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を往復動させる力へ変換することを特徴とする請求項1の現像剤補給容器。
  3. 前記駆動変換部は、前記ポンプ部の往復動に伴い少なくとも前記現像剤排出室の内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に切り替わるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項1又は2の現像剤補給容器。
  4. 前記ポンプ部の容積増加に伴い少なくとも前記現像剤排出室内が負圧状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項3の現像剤補給容器。
  5. 前記現像剤補給容器に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m/s)以上4.14×10−3(kg・m/s)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm)以下であることを特徴とする請求項3又は4の現像剤補給容器。
  6. 前記駆動変換部は、前記ポンプ部の往復動に伴い前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に行われるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかの現像剤補給容器。
  7. 前記駆動変換部は、前記搬送部が1回転する間に前記ポンプ部が複数回往復動するように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの現像剤補給容器。
  8. 前記駆動変換部は、前記搬送部による前記現像剤収容室から前記現像剤排出室への単位時間当たりの現像剤搬送量が前記ポンプ部による前記現像剤排出室から前記現像剤補給装置への単位時間当たりの現像剤排出量よりも多くなるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかの現像剤補給容器。
  9. 前記駆動変換部は前記現像剤収容室及び前記現像剤排出室内の現像剤と接触しないように前記現像剤収容室及び前記現像剤排出室の内部空間から隔てられた位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかの現像剤補給容器。
  10. 前記現像剤排出室が実質回転不可となるように前記現像剤補給装置に保持される保持部を有し、前記排出口は前記現像剤排出室の底部に設けられていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかの現像剤補給容器。
  11. 前記駆動変換部は、前記搬送部と一体的に回転可能な回転部と、前記現像剤排出室とともに実質回転不可となるように設けられ前記回転部に従動することにより往復動可能な従動部と、を有し、前記従動部は前記ポンプ部と一体的に移動するように設けられていることを特徴とする請求項10の現像剤補給容器。
  12. 前記ポンプ部は前記現像剤排出室に接続されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかの現像剤補給容器。
  13. 前記現像剤収容室と前記現像剤排出室のうち前記ポンプ部の容積変化に伴う圧力変動が前記現像剤排出室に選択的に生じるように前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を実質的に仕切る仕切り部を有することを特徴とする請求項12の現像剤補給容器。
  14. 前記仕切り部は前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を仕切る閉位置と前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を開放する開位置との間を移動可能に構成されており、前記駆動変換部は前記仕切り部が前記閉位置に位置している際に少なくとも前記ポンプ部により前記排出口を介した排気動作が行われるように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項13の現像剤補給容器。
  15. 前記駆動変換部は前記仕切り部が前記閉位置に位置している際に前記ポンプ部により前記排出口を介した吸気動作が行われるように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項14の現像剤補給容器。
  16. 前記駆動変換部は前記仕切り部が前記開位置に位置している際は前記ポンプ部が動作しないように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項14又は15の現像剤補給容器。
  17. 前記仕切り部は前記搬送部と一体的に回転するように構成されていることを特徴とする請求項14乃至16のいずれかの現像剤補給容器。
  18. 前記仕切り部は前記駆動変換部により変換された力により往復動するように設けられていることを特徴とする請求項14乃至16のいずれかの現像剤補給容器。
  19. 前記ポンプ部に接続されその先端に開口が形成されたノズル部を有し、前記ノズル部は前記開口が前記排出口の近傍に位置するように設けられていることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかの現像剤補給容器。
  20. 前記ノズル部にはその先端側の周囲に開口が複数形成されていることを特徴とする請求項19の現像剤補給容器。
  21. 前記駆動変換部は、前記搬送部と一体的に回転可能な回転部と、前記回転部に従動することにより往復動可能な従動部と、を有し、
    前記駆動入力部から前記従動部へ至る駆動変換経路外に前記ポンプ部を設けたことを特徴とする請求項1乃至20のいずれかの現像剤補給容器。
  22. 前記駆動変換部は前記駆動入力部が受けた回転駆動力を前記ポンプ部とともに前記現像剤収容室が往復動するように変換することを特徴とする請求項1乃至21のいずれかの現像剤補給容器。
  23. 前記ポンプ部は、その内部空間に現像剤を収容可能であり、且つ、前記搬送部とともに一体的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至22のいずれかの現像剤補給容器。
  24. 前記ポンプ部は前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間に設けられていることを特徴とする請求項23の現像剤補給容器。
  25. 前記駆動変換部は前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換するカム機構を有することを特徴とする請求項1乃至24のいずれかの現像剤補給容器。
  26. 前記搬送部は前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容室と一体的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至25のいずれかの現像剤補給容器。
  27. 前記現像剤収容室を前記現像剤補給装置に実質回転不可となるように保持する保持部を有し、前記搬送部は、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容室に対し相対回転可能な軸部と、前記軸部に固定され現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送翼部と、を有することを特徴とする請求項1乃至25のいずれかの現像剤補給容器。
  28. 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項1乃至27のいずれかの現像剤補給容器。
  29. 前記現像剤収容室は、その容積が前記現像剤排出室よりも大きく、且つ、前記現像剤補給装置に装着されているときその水平方向長さがその鉛直方向長さよりも長く、
    前記現像剤排出室は、前記現像剤収容室の水平方向一端で連通し、且つ、前記ポンプ部が接続されており、
    前記搬送部は前記現像剤排出室に向けて前記水平方向と実質平行な方向に現像剤を搬送するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至28のいずれかの現像剤補給容器。
  30. 現像剤補給装置と、前記現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器と、を有する現像剤補給システムにおいて、
    前記現像剤補給装置は、前記現像剤補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、前記現像剤補給容器から現像剤を受入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
    前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室内の現像剤を回転に伴い搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送されてきた現像剤を排出する排出口を備えた現像剤排出室と、前記駆動部から前記搬送部を回転させるための回転駆動力が入力される駆動入力部と、少なくとも前記現像剤排出室に対して作用するように設けられ往復動に伴いその容積が可変なポンプ部と、前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換する駆動変換部と、
    を有することを特徴とする現像剤補給システム。
  31. 前記駆動変換部は前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を往復動させる力へ変換することを特徴とする請求項30の現像剤補給システム。
  32. 前記駆動変換部は、前記ポンプ部の往復動に伴い少なくとも前記現像剤排出室の内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に切り替わるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項30又は31の現像剤補給システム。
  33. 前記ポンプ部の容積増加に伴い少なくとも前記現像剤排出室内が負圧状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項32の現像剤補給システム。
  34. 前記現像剤補給容器に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m/s)以上4.14×103(kg・m/s)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm)以下であることを特徴とする請求項32又は33の現像剤補給システム。
  35. 前記駆動変換部は、前記ポンプ部の往復動に伴い前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に行われるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項30乃至34のいずれかの現像剤補給システム。
  36. 前記駆動変換部は、前記搬送部が1回転する間に前記ポンプ部が複数回往復動するように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項30乃至35のいずれかの現像剤補給システム。
  37. 前記駆動変換部は、前記搬送部による前記現像剤収容室から前記現像剤排出室への単位時間当たりの現像剤搬送量が前記ポンプ部による前記現像剤排出室から前記現像剤補給装置への単位時間当たりの現像剤排出量よりも多くなるように、回転駆動力を変換することを特徴とする請求項30乃至36のいずれかの現像剤補給システム。
  38. 前記駆動変換部は前記現像剤収容室及び前記現像剤排出室内の現像剤と接触しないように前記現像剤収容室及び前記現像剤排出室の内部空間から隔てられた位置に設けられていることを特徴とする請求項30乃至37のいずれかの現像剤補給システム。
  39. 前記現像剤補給容器は前記現像剤排出室が実質回転不可となるように前記現像剤補給装置に保持される保持部を有し、前記排出口は前記現像剤排出室の底部に設けられていることを特徴とする請求項30乃至38のいずれかの現像剤補給システム。
  40. 前記駆動変換部は、前記搬送部と一体的に回転可能な回転部と、前記現像剤排出室とともに実質回転不可となるように設けられ前記回転部に従動することにより往復動可能な従動部と、を有し、前記従動部は前記ポンプ部と一体的に移動するように設けられていることを特徴とする請求項39の現像剤補給システム。
  41. 前記ポンプ部は前記現像剤排出室に接続されていることを特徴とする請求項30乃至40のいずれかの現像剤補給システム。
  42. 前記現像剤補給容器は前記現像剤収容室と前記現像剤排出室のうち前記ポンプ部の容積変化に伴う圧力変動が前記現像剤排出室に選択的に生じるように前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を実質的に仕切る仕切り部を有することを特徴とする請求項41の現像剤補給システム。
  43. 前記仕切り部は前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を仕切る閉位置と前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間を開放する開位置との間を移動可能に構成されており、前記駆動変換部は前記仕切り部が前記閉位置に位置している際に少なくとも前記ポンプ部により前記排出口を介した排気動作が行われるように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項42の現像剤補給システム。
  44. 前記駆動変換部は前記仕切り部が前記閉位置に位置している際に前記ポンプ部により前記排出口を介した吸気動作が行われるように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項43の現像剤補給システム。
  45. 前記駆動変換部は前記仕切り部が前記開位置に位置している際は前記ポンプ部が動作しないように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項43又は44の現像剤補給システム。
  46. 前記仕切り部は前記搬送部と一体的に回転するように構成されていることを特徴とする請求項43乃至45のいずれかの現像剤補給システム。
  47. 前記仕切り部は前記駆動変換部により変換された力により往復動するように設けられていることを特徴とする請求項43乃至45のいずれかの現像剤補給システム。
  48. 前記現像剤補給容器は前記ポンプ部に接続されその先端に開口が形成されたノズル部を有し、前記ノズル部は前記開口が前記排出口の近傍に位置するように設けられていることを特徴とする請求項30乃至47のいずれかの現像剤補給システム。
  49. 前記ノズル部にはその先端側の周囲に開口が複数形成されていることを特徴とする請求項48の現像剤補給システム。
  50. 前記駆動変換部は、前記搬送部と一体的に回転可能な回転部と、前記回転部に従動することにより往復動可能な従動部と、を有し、
    前記駆動入力部から前記従動部へ至る駆動変換経路外に前記ポンプ部を設けたことを特徴とする請求項30乃至49のいずれかの現像剤補給システム。
  51. 前記駆動変換部は前記ポンプ部とともに前記現像剤収容室が往復動するように回転駆動力を変換することを特徴とする請求項30乃至50のいずれかの現像剤補給システム。
  52. 前記ポンプ部は、その内部空間に現像剤を収容可能であり、且つ、前記搬送部とともに一体的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項30乃至51のいずれかの現像剤補給システム。
  53. 前記ポンプ部は前記現像剤収容室と前記現像剤排出室との間に設けられていることを特徴とする請求項52の現像剤補給システム。
  54. 前記駆動変換部は前記駆動入力部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換するカム機構を有することを特徴とする請求項30乃至53のいずれかの現像剤補給システム。
  55. 前記搬送部は前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容室と一体的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項30乃至54のいずれかの現像剤補給システム。
  56. 前記現像剤補給容器は前記現像剤収容室を前記現像剤補給装置に実質回転不可となるように保持する保持部を有し、前記搬送部は、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容室に対し相対回転可能な軸部と、前記軸部に固定され現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送翼部と、を有することを特徴とする請求項30乃至54のいずれかの現像剤補給システム。
  57. 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項30乃至56のいずれかの現像剤補給システム。
  58. 前記現像剤収容室は、その容積が前記現像剤排出室よりも大きく、且つ、前記現像剤補給装置に装着されているときその水平方向長さがその鉛直方向長さよりも長く、
    前記現像剤排出室は、前記現像剤収容室の水平方向一端で連通し、且つ、前記ポンプ部が接続されており、
    前記搬送部は前記現像剤排出室に向けて前記水平方向と実質平行な方向に現像剤を搬送するように構成されていることを特徴とする請求項30乃至57のいずれかの現像剤補給システム。
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