JP5533980B2 - 搬送部材及び現像剤収容器 - Google Patents

Description

本発明は、搬送部材及び現像剤収容器に関する。

現像剤によって像を現像する画像形成装置においては、現像装置に現像剤を補給するための消耗品として、装置に着脱自在な現像剤収容器が利用されている。この現像剤収容器は、例えばトナーカートリッジと呼ばれており、筒状の容器と、その容器に収容される搬送部材とを備えている（例えば特許文献１〜４）。この搬送部材は例えば針金を容器の内径に合わせて螺旋状に巻いたものであり、この搬送部材を一定方向に回転させることで、容器に収容されている現像剤を、その容器の端部に設けられた排出口へと攪拌しながら搬送する。排出口から排出された現像剤は現像装置へと補給されることになる。

特開平１０−２４７００９号公報 特開２０００−３０５３４４号公報 特開２００６−５３４４６号公報 特開２００２−２６８３４４号公報

本発明は、金型の分かれ目の部分から離間させて抜き易くすることを目的とする。

請求項１に係る発明は、回転軸と、前記回転軸の軸方向と所定の第１の角度を成した状態で螺旋状に延びる第１部位と、前記回転軸の軸方向に対して傾きを有し、前記軸方向と成す角度が前記第１の角度よりも小さい第２の角度であり、前記回転軸の軸方向と平行な
方向から見たときに互いに略平行な方向に延びる直線状の第２部位とが設けられた螺旋部材とを具備し、前記第１部位及び前記第２部位は、前記螺旋部材の１ピッチ内に存在することを特徴とする搬送部材である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の搬送部材において、前記回転軸と前記螺旋部材とを連結する支持板を複数備え、前記回転軸の軸方向と平行な方向から見たときに、前記支持板が前記螺旋部材へ延びる方向と前記第２部位から前記回転軸におろした垂線とがなす角度が、略９０度であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の搬送部材において、前記螺旋部材の前記第２部位と前記回転軸とを連結する連結部を備えることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の搬送部材と、当該搬送部材及び現像剤を収容する収容室とを備えることを特徴とする現像剤収容器である。

請求項１に記載の搬送部材によれば、本構成を採用しない場合と比較して、金型の分かれ目の部分を離間させ、抜き易くすることができる。
請求項２及び３に記載の搬送部材によれば、本構成を採用しない場合と比較して、現像剤を搬送する際に、負荷がかかる部位の変形や裂傷を低減することができる。
請求項４に記載の現像剤収容器は、金型の分かれ目の部分を離間させ、抜き易くした搬送部材により構成することができる。

現像剤収容器の一例であるトナーカートリッジの構造を説明するための分解斜視図である。 トナーカートリッジの側面図である。 図２中の所定の区間を拡大した側面図である。 図２中の所定の区間を、搬送方向上流側から見た要部断面図である。 第２部位が設けられていない螺旋状搬送部材を示した斜視図である。 螺旋状搬送部材の曲線の微小部分について拡大した斜視図である。 螺旋形状を保持するための金型の条件を説明するための図である。 螺旋状搬送部材を説明するため図である。 螺旋状搬送部材の第２部位と第１部位とを滑らかに繋いだ態様の一例を示す図である。 螺旋状搬送部材の第２部位と第１部位とを不連続に繋いだ態様の一例を示す図である。 螺旋状搬送部材の第２部位と第１部位とを滑らかに繋いだ態様の一例を示す図である。 回転軸と支持板を成型する金型を説明するための図である。 金型のうち、下方向に抜き出す部分を示した斜視図である。 第２実施形態において、金型を分離する面と螺旋状搬送部材の第２部位との関係を示す図である。 第２部位と回転軸の軸方向とが成す角度の影響を説明するための図である。 変形例における要部断面図である。 変形例における第２部位を説明する側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［Ａ：第1実施形態］
［Ａ−１：トナーカートリッジの全体構造］
図１は、現像剤収容器の一例であるトナーカートリッジ１０の構造を説明するための分解斜視図である。
トナーカートリッジ１０は、収容室の一例を構成する容器１１および蓋体１７と、搬送部材の一例である搬送具２０と、カップリング３０とを備えており、図示せぬ画像形成装置に着脱自在に構成されている。容器１１は、紙やプラスチックス等により成型された有底筒状の部材であり、その内壁面によって形成された収容空間に、粉状の現像剤を収容している。この容器１１の底部１２には孔１３が設けられており、この孔１３にカップリング３０の一部が挿入される。また、容器１１の底部１２に近いほうの端部周面には、現像装置のリザーブタンク（図示略）に現像剤を送り出すための現像剤排出口１５が設けられている。現像剤排出口１５の近傍には、容器１１の周方向に往復移動可能な扉１６が設けられている。この扉１６は、トナーカートリッジ１０が画像形成装置に装着されていないときには閉じられており、トナーカートリッジ１０が画像形成装置に装着されているときは開かれる。容器１１の開口部１４に蓋体１７が挿入又は噛み合わされることで、開口部１４が閉じられて、トナーカートリッジ１０内の収容室は閉空間となる。

容器１１内には、その容器１１内の収容室の長手方向とほぼ同等の長さを有し、収容室の内径よりやや小さい外径を有する搬送具２０が収容される。この搬送具２０は、例えばポロプロピレン、高密度ポリエチレン又は低密度ポリエチレンなどの樹脂材料を射出成型などにより一体成形して製造される。搬送具２０の回転軸２１の一端は、孔１３に挿入されたカップリング３０に連結される。画像形成装置側に設けられたモータなどの駆動装置（図示略）によってカップリング３０が矢線Ｄ方向に回転させられると、それに連結された搬送具２０も矢線Ｄ方向に回転することになる。

［Ａ−２：搬送具２０の構造］
図２はトナーカートリッジ１０の側面図である。ここで、図１と図２とを参照しながら、搬送具２０の構造について詳細に説明する。
搬送具２０は、断面が十字状の回転軸２１と、その回転軸２１の軸方向に沿って設けられた螺旋状搬送部材２３と、回転軸２１と螺旋状搬送部材２３とを連結する支持板２４とを備えている。螺旋状搬送部材２３は容器１１の収容室の内径よりやや小さい外径を有している。よって、搬送具２０を収容室に収容したときには、螺旋状搬送部材２３の外径は、収容室の内径に沿って配置されることになる。回転軸２１の一端には、カップリング３０が取り付けられる取付部２２が設けられている。現像剤は、回転軸２１の軸方向に沿って、この取付部２２が設けられてない側から、取付部２２が設けられている側へと搬送される。

図３は、図２中の断面Ａ−Ａから断面Ｂ−Ｂまでの区間を拡大した側面図である。螺旋状搬送部材２３は、回転軸２１に沿って、螺旋状に設けられている。図３に示すように、螺旋状搬送部材２３においては、第１部位の一例である第１部位２３１と、第２部位の一例である第２部位２３２とが、回転軸２１の軸方向に沿って交互に設けられている。螺旋状搬送部材２３の全部位における第２部位２３２の占める割合については特に限定はないが、ここでは１〜３０％程度とする。

［Ａ−３：螺旋状搬送部材の構造］
図４は、図２中の断面Ａ−Ａから断面Ｂ−Ｂまでの区間を、搬送方向上流側から見た要部断面図であり、螺旋状搬送部材２３の構造を説明する図である。ここでは、図３および図４を参照しながら、図２中の断面Ａ−Ａから断面Ｂ−Ｂまでの区間について説明する。
図４に示すように、螺旋状搬送部材２３は、回転軸２１を中心に弧を描きつつ、図３に示すように回転軸２１の軸方向に螺旋状に延びている。この螺旋状搬送部材２３は支持板２４Ａ、２４Ｂにより回転軸２１と連結されることで支持されている。この回転軸２１、螺旋状搬送部材２３および支持板２４Ａ、２４Ｂはそれぞれ、所定の太さを有する棒状の部材であり、これらの間には間隙が存在する。上記区間において、螺旋状搬送部材２３は、第１部位２３１Ａ、２３１Ｂと、これらに挟まれた第２部位２３２とを有する。第１部位２３１Ａ、２３１Ｂは上述した第１部位２３１を説明の便宜上２つに区分した同一体積の部位であり、この第１部位２３１Ａ、２３１Ｂが回転軸２１の軸方向ｃとなす角度はいずれもα１である。また、第２部位２３２が回転軸２１の軸方向ｃとなす角度はα２である。図３に示すように、第２部位２３２が回転軸２１の軸方向ｃとなす角度α２は、第１部位２３１Ａ、２３１Ｂが回転軸２１の軸方向ｃとなす角度α１よりも小さい。

支持板２４Ａは、上記区間のうち搬送方向上流側の位置にて、回転軸２１に直交する方向に設けられたほぼ直線状の部材である。支持板２４Ｂは、上記区間のうち搬送方向下流側の位置にて、回転軸２１に直交する方向に設けられたほぼ直線状の部材である。このように回転軸２１の軸方向に隣接する支持板２４Ａと支持板２４Ｂとは、図４に示すように、回転軸２１の軸方向に平行な方向から見たときに、１８０度の角度をなしている。

支持板２４Ａの先端部分は、第１部位２３１Ａの一方の端部を支持している。第１部位２３１Ａの他方の端部は、第２部位２３２の一方の端部と連結している。そして、第２部位２３２の他方の端部は、第１部位２３１Ｂの一方の端部と連結している。第１部位２３１Ｂの他方の端部は支持板２４Ｂの先端部分によって支持されている。上述したとおり第１部位２３１Ａと第１部位２３１Ｂは同一体積の部材であるため、支持板２４Ａと連結した第１部位２３１Ａの端部と支持板２４Ｂと連結した第１部位２３１Ｂの端部との中央に第２部位２３２は位置する。このように第１部位２３１Ａと第１部位２３１Ｂとに両端を連結された第２部位２３２は、回転軸２１の軸方向から見たときに支持板２４Ａおよび支持板２４Ｂとそれぞれ９０度の角度を成す位置に存在する。
上述した区間が、回転軸２１を中心として１８０度の位相差で、当該回転軸２１の軸方向に複数（図の例では１１個）連結されることにより、螺旋状搬送部材２３が形成される。

［Ａ−４：第２部位２３２を設けている理由について］
ここで、第２部位２３２を設けている理由を説明する。搬送具２０は、回転軸２１を中心とした回転運動を、回転軸２１の軸方向の直線運動に変換する機能を有しており、このような機能を果たすために螺旋状搬送部材２３を備えている。ここで、ｘｙｚ座標系を用いて、上述した第２部位２３２を設けた螺旋状搬送部材２３と、これを設けていない螺旋状搬送部材２３０とを表現して、両者の違いを説明する。

図５は、第２部位２３２が設けられていない螺旋状搬送部材２３０をｘｙｚ座標系で示した斜視図である。以下、図において、螺旋状搬送部材２３と螺旋状搬送部材２３０は、ｘｙｚ座標系におけるｚ軸方向に螺旋状に延びているものとし、また、説明を分かりやすくするために螺旋状搬送部材２３０は、ｚ軸に垂直な方向には厚みがないものと仮定する。この場合、螺旋状搬送部材２３０は、図に示すように、曲線ｆ１と曲線ｆ２で挟まれた帯状の螺旋形状によって表される。螺旋状搬送部材２３０の縁は、曲線ｆ１及び曲線ｆ２によって表されており、原点に近い方の縁が曲線ｆ１であり、原点から遠い方の縁が曲線ｆ２である。これらの曲線ｆ１と曲線ｆ２とはｚ軸方向にΔｚの距離を有している。つまり、このΔｚは、螺旋状搬送部材２３０のｚ軸方向の厚みを意味している。θは、ｚ軸と平行な方向から見たときに、螺旋状搬送部材２３０上の任意の点からｚ軸に下ろした垂線が、ｘ軸と成す角度を表している。ｒはこの螺旋状搬送部材２３０とｚ軸との距離である。つまり、このｒは、螺旋状搬送部材２３０の螺旋の径を表しており、ここでは任意の定数である。αは、螺旋状搬送部材２３０の曲線ｆ１上の任意の点において、その点からｚ軸へ下ろした垂線と平行な方向から見たときに、その点における曲線ｆ１の接線とｚ軸とが成す角度である。つまり、このαは、螺旋状搬送部材２３０は回転軸２１の軸方向と成す角度を意味しており、任意の定数である。

図６は、曲線ｆ１の微小部分について拡大した斜視図である。図に示すように、曲線ｆ１上の任意の点Ｑ０は、上述した角度θがｄθだけ変位すると、点Ｑ１に変位する。平面Ｓは、点Ｑ０を通り、ｚ軸に垂直な平面である。点Ｑ２は、点Ｑ１を平面Ｓに正射影した点である。したがって、点Ｑ０から点Ｑ１が描く軌跡（以下、弧Ｑ０→Ｑ１という）は、平面Ｓにおける点Ｑ０から点Ｑ２が描く軌跡（以下、弧Ｑ０→Ｑ２という）に正射影される。このときの弧Ｑ０→Ｑ２の長さは、半径ｒ、角度ｄθの弧の長さであるから、ｒ・ｄθである。ここで、弧Ｑ０→Ｑ１のｚ軸方向の変位（すなわち、点Ｑ２と点Ｑ１を結ぶ線分の長さ）をｄｚとすると、上述の角度α、ｄｚおよびｄθとの間には次式（１）の関係がある。

ｒ・ｄθ／ｄｚ＝ｔａｎα （１）
ここで、曲線ｆ１がθ＝０のときにｚ＝０であるとして式（１）を積分し、曲線ｆ１をｘｙｚ座標系で現すと、次式（２）のようになる。

ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ （２）
ｚ＝（ｒ／ｔａｎα）・θ
また、曲線ｆ２をｘｙｚ座標系で現すと、次式（３）のようになる。

ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ （３）
ｚ＝（ｒ／ｔａｎα）・θ＋Δｚ

樹脂材料の成型の方法には、加熱すると液体になる熱可塑性樹脂を高温高圧下で金型に射出し、成型を行う射出成型と、常温で液体の樹脂に硬化剤を混入して常温常圧下で金型に流し込み、樹脂の重合反応を生じさせて成型を行う注型成型がある。いずれにしても、液状の材料を一定時間、金型により所定形状に保持すること、および固化した成型品を金型からはく離することが必要である。上述したとおり螺旋状搬送部材２３０とｚ軸との距離ｒは定数であるため、螺旋状搬送部材２３０を内側から保持する金型の形状は、おおよそ、ｚ軸を中心とした半径ｒの円柱Ｖ０となる。図７（ａ）はこの円柱Ｖ０をｘｙ平面で切断した断面図である。また、図７（ｂ）はこの円柱Ｖ０の周囲に形成される螺旋状搬送部材２３０をｘ軸方向に平行な方向から見た側面図である。この図において、ｚ軸に垂直な平面Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を想定する。螺旋状搬送部材２３０の曲線ｆ１は、θ＝０においてｚ軸に垂直な平面Ｓ０と交差し、θ＝πにおいてｚ軸に垂直な平面Ｓ２と交差し、θ＝２πにおいてｚ軸に垂直な平面Ｓ４と交差する。また、螺旋状搬送部材２３０の曲線ｆ２は、θ＝０においてｚ軸に垂直な平面Ｓ１と交差し、θ＝πにおいてｚ軸に垂直な平面Ｓ３と交差する。

ここで、円柱Ｖ０を平面Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で切断し、各部分をｙ軸の正方向および負方向のいずれかに抜き出すことが可能であるか考察する。平面Ｓ１と平面Ｓ２と挟まれた空間には、ｙ成分が負である領域に螺旋状搬送部材２３０が存在していない。それゆえ、円柱Ｖ０のうち、平面Ｓ１と平面Ｓ２とで切り取られた部分は下方向（すなわち、ｙ軸の負方向）に抜き出すことが可能である。同様に、平面Ｓ３と平面Ｓ４と挟まれた空間には、ｙ成分が正である領域に螺旋状搬送部材２３０が存在していない。それゆえ、円柱Ｖ０のうち、平面Ｓ３と平面Ｓ４とで切り取られた部分は上方向（すなわち、ｙ軸の正方向）に抜き出すことが可能である。
一方、平面Ｓ０と平面Ｓ１に挟まれた空間および平面Ｓ２と平面Ｓ３に挟まれた空間には、ｙ成分が正である領域と負である領域の双方に螺旋状搬送部材２３０が存在している。したがって、この平面で切り取られる円柱Ｖ０は、ｙ軸の正方向および負方向のいずれにも抜き出すことはできない。なぜなら、その抜き出し方向に螺旋状搬送部材２３０が存在しているからである。

以上のように、螺旋状搬送部材２３０をすべて螺旋形状で作成すると、螺旋状搬送部材２３０の内側に配置される金型である円柱Ｖ０のうちの一部は、ｙ軸方向に抜き出すことができない。そこで、これを改良した螺旋状搬送部材２３は、螺旋状搬送部材２３０と同様に螺旋形状の曲面で形成される第１部位２３１と、平面で構成された第２部位２３２の２つの部位を有する。その理由は以下のとおりである。

図８（ａ）は、螺旋状搬送部材２３を成形するための金型の一部をｘｙ平面で切断したときの断面図である。
同図に示した金型は、上述の円柱Ｖ０をｘ軸に垂直な２つの平面Ｓ５，Ｓ６で切断し、切断した立体Ｖ２および立体Ｖ３を取り除いた形状の立体Ｖ１となる。平面Ｓ５のｘ成分は、「ｒ１」であり、平面Ｓ６のｘ成分は「−ｒ１」である。この「ｒ１」は円柱Ｖ０の半径ｒよりも小さい。この立体Ｖ２および立体Ｖ３は原点を中心として対称であるため、以下、立体Ｖ２について説明し、立体Ｖ３についての説明を省略する。なお、平面Ｓ５，Ｓ６は、ともにｘ軸に垂直であるから互いに平行であり、平面Ｓ５，Ｓ６で切り取られた立体Ｖ１の各面も平行である。したがって、これらの各面によって成型される螺旋状搬送部材２３の各部位も、ｚ軸方向と平行な方向から見たときに互いに平行な方向に延びる直線状になる。

図８（ｂ）は、この立体Ｖ１の周囲に形成される螺旋状搬送部材２３の一部を拡大して、ｘ軸方向に平行な方向から見た側面図である。図８（ｂ）に示す点Ｐ１１，点Ｐ１２，点Ｐ１３，点Ｐ１４は曲線ｆ１に、点Ｐ２１，点Ｐ２２，点Ｐ２３，点Ｐ２４は曲線ｆ２にそれぞれ属している。そして、図８（ｂ）は、これらの点で囲まれた領域を、螺旋形状の内側から見ている。立体Ｖ１と立体Ｖ２は、ｚ軸に平行な直線Ｌ２および直線Ｌ３で挟まれる部分において、平面Ｓ５で切断されている。直線Ｌ２のｙ成分は、−（ｒ²−ｒ１²）^(1/2)であり、直線Ｌ３のｙ成分は、（ｒ²−ｒ１²）^(1/2)である。
螺旋状搬送部材２３は、点Ｐ１２、点Ｐ２２で直線Ｌ２と接しており、それぞれのｚ成分は、点Ｐ１２の方が点Ｐ２２よりも小さい。また、螺旋状搬送部材２３は点Ｐ１３、点Ｐ２３で直線Ｌ３と接しており、それぞれのｚ成分は点Ｐ１３の方が点Ｐ２３よりも小さい。点Ｐ１２−点Ｐ１３−点Ｐ２３−点Ｐ２２で囲まれた領域、つまり第２部位２３２は、立体Ｖ１の直線Ｌ２と直線Ｌ３で区切られる平面によって成型される部分である。点Ｐ１２−点Ｐ１３を結んだ線分および点Ｐ２２−点Ｐ２３を結んだ線分はそれぞれ、第２部位２３２の縁に相当し、これらがｚ軸となす角度はα２である。
一方、点Ｐ１１−点Ｐ１２−点Ｐ２２−点Ｐ２１で囲まれた領域、および点Ｐ１３−点Ｐ２３−点Ｐ２４−点Ｐ１４で囲まれた領域、つまり第１部位２３１は、立体Ｖ１の曲面に保持されて成型される部分である。点Ｐ１１−点Ｐ１２を結んだ線分、点Ｐ１３−点Ｐ１４を結んだ線分、点Ｐ２１−点Ｐ２２を結んだ線分、および点Ｐ２３−点Ｐ２４を結んだ線分はそれぞれ、第１部位２３１の縁に相当し、これらがｚ軸となす角度はα１である。

第２部位２３２は、ｙ軸に平行であるため、この第２部位２３２に接する立体Ｖ１をｙ軸の正負いずれの方向にも抜き出すことが可能である。一方、第１部位２３１のうち第２部位２３２よりもｙ軸の負方向にある部分は、ｙ成分が負の空間に存在している。そのため、これに接する立体Ｖ１はｙ軸の負の方向に抜き出すことができない。同様に第１部位２３１のうち第２部位２３２よりもｙ軸の正方向にある部分は、ｙ成分が正の空間に存在している。そのため、これに接する立体Ｖ１はｙ軸の正の方向に抜き出すことができない。したがって、第２部位２３２の線分Ｐ１２−Ｐ２２に接する立体Ｖ１はｙ軸の正の方向に、第２部位２３２の線分Ｐ１３−Ｐ２３に接する立体Ｖ１はｙ軸の負の方向にそれぞれ抜き出す必要がある。このように立体Ｖ１はその部分毎に抜き出し方向が異なるために、立体Ｖ１を第２部位２３２の対角線であるＰ１３−Ｐ２２を通る面Ｓ１０で分離した構成にする必要がある。

［Ａ−５：第２部位２３２の角度α２とΔｚとの関係について］
上述したように、回転軸２１の軸方向と平行な方向から見たときに互いに略平行な方向に延びる直線状の第２部位２３２を設け、さらに、回転軸２１の軸方向と垂直な方向から見たときに、その第２部位の位置にある面Ｓ１０で分離する金型を用いることで、その金型を螺旋状搬送部材２３の内側から抜き出すことができる。
ただし、上述した角度α２と、前述したΔｚ、つまり螺旋状搬送部材２３０のｚ軸方向の厚みとの大小関係によっては、Ｐ１３−Ｐ２２を通る面Ｓ１０がｚ軸と成す角度が９０度を超えてしまうことがある。このような場合には、金型を面Ｓ１０で分離したとしても、その金型を構成する各部分を螺旋状搬送部材２３の内側から抜き出すことができない。以下、その理由を説明する。

図９（ａ）は、第１部位２３１が回転軸２１の軸方向と成す角度α１と、第２部位２３２が回転軸２１の軸方向と成す角度α２とが同じである場合において、螺旋状搬送部材２３の内側をｘ軸に平行な方向から見たときの側面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した螺旋状搬送部材２３と、これを成型する金型とが組み合わさった状態を示す斜視図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）で示した、螺旋状搬送部材２３と金型の組み合わさった状態を、螺旋状搬送部材２３の回転軸を含む平面で切断した断面図である。
螺旋状搬送部材２３の第１部位２３１がｚ軸と成す角度α１が大きいと、図８（ｂ）に示した点Ｐ１３のｚ成分が点Ｐ２２のｚ成分よりも小さい場合がある。この様な場合、立体Ｖ１を、Ｐ１３−Ｐ２２を通る面で切断したとすると、切断された２つの立体は、図９（ｃ）に示すように、抜き出し方向に互いに噛み合ってそれぞれが抜き出されるのを互いに邪魔するので、ｙ軸の正負いずれの方向にも抜き出すことができない。

次に、図１０（ａ）は、第１部位２３１が回転軸２１の軸方向と成す角度α１よりも、第２部位２３２が回転軸２１の軸方向と成す角度α２が小さい場合において、螺旋状搬送部材２３の内側をｘ軸に平行な方向から見たときの側面図である。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した螺旋状搬送部材２３と、これを成型する金型とが組み合わさった状態を示す斜視図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）で示した、螺旋状搬送部材２３と金型の組み合わさった状態を、螺旋状搬送部材２３の回転軸を含む平面で切断した断面図である。図１０において、第２部位２３２の角度α２とΔｚとの関係は、点Ｐ１３のｚ成分が点Ｐ２２のｚ成分よりも必ず大きくなるように設計されている。これにより、立体Ｖ１を、Ｐ１３−Ｐ２２を通る面で切断しても、図１０（ｃ）に示すように、切断された２つの立体は抜き出し方向に互いに噛み合うことがないので、それぞれを適宜、螺旋状搬送部材２３から抜き出すことが可能である。

このように、螺旋状搬送部材２３から金型である立体Ｖ１を取り出すためには、角度α２とΔｚの間に次式（４）を満たす関係が必要である。
Δｚ ≦ ２・（ｒ²−ｒ１²）^(1/2)／ｔａｎα２ （４）
なお、図１１（ａ）は、角度α１と角度α２とが同じではあるが、点Ｐ１３のｚ成分が点Ｐ２２のｚ成分よりも大きい場合において、螺旋状搬送部材２３の内側をｘ軸に平行な方向から見たときの側面図である。また図１１（ｂ）は、図１１（ａ）で示した螺旋状搬送部材２３と、これを成型する金型とが組み合わさった状態を、螺旋状搬送部材２３の回転軸を含む平面で切断した断面図である。このように、角度α１（＝角度α２）がΔｚとの関係において十分に小さい場合には、Ｐ１３−Ｐ２２を通る面で切断された２つの立体は、抜き出し方向に互いに噛み合うことがないので、それぞれ、ｙ軸の正負いずれかの方向に抜き出すことができる。すなわち、この第１実施形態においては、必ずしも螺旋状搬送部材２３に設けた第２部位２３２が回転軸２１の軸方向ｃとなす角度α２は、第１部位２３１が回転軸２１の軸方向ｃとなす角度α１よりも小さくなくてよく、第２部位２３２が、回転軸２１の軸方向と平行な方向から見たときに互いに平行な方向に延びる直線状であればよい。

［Ａ−６：金型の構造］
螺旋状搬送部材２３のみを成型する場合には、上述したような形状の立体Ｖ１から構成される金型を螺旋状搬送部材２３の内側から抜き出せばよい。しかし、搬送具２０のように螺旋状搬送部材２３が回転軸２１と支持板２４で連結されている場合には、立体Ｖ１の内部に回転軸２１と支持板２４を成型しなければならない。
図１２はこのような回転軸２１と支持板２４を成型する金型を説明するための図である。図１２（ａ）に示すように、Ｓ７は、第２部位２３２のうち、点Ｐ１３と点Ｐ２２を通るｘ軸に平行な平面である。このＳ７により、立体Ｖ１は、立体Ｖ１Ｌ（図中左側）と立体Ｖ１Ｒ（図中右側）とに分離する。立体Ｖ１Ｒと立体Ｖ１Ｌとは対称であるため、以下、立体Ｖ１Ｒについて説明する。立体Ｖ１Ｒはｙ軸の下方向へ抜き出す金型であるが、支持板２４Ｒまでの領域（図中斜線で示す）は、回転軸２１が下方向に存在するため、下方向へ抜き出すことができない。

図１２（ｂ）は、この領域を横切るｚ軸に垂直な平面Ｓ８によって、立体Ｖ１Ｒを切断した断面図である。図中に示した、立体Ｖ５はＶ１Ｒの一部であり、回転軸２１のｘ軸方向の幅で、回転軸２１よりｙ成分が正の領域を切り取った立体である。そして、立体Ｖ４は立体Ｖ１Ｒから立体Ｖ５を除去した立体である。ここで、立体Ｖ４を下方向に抜き出した後、立体Ｖ５は上方向、および支持板２４Ｒから離れる方向に抜き出すことができる。
このように、立体Ｖ１Ｒをさらに立体Ｖ４および立体Ｖ５に分割することで螺旋状搬送部材２３が、回転軸２１および支持板２４と一体となった搬送具を成型する金型を搬送具から剥離させることができる。

以上のように、立体Ｖ１Ｒを立体Ｖ４および立体Ｖ５に分割すると、立体Ｖ４は下方向に、立体Ｖ５は上方向に抜き出すことができる。同様に、立体Ｖ１Ｌも、上方向に抜き出す部分と下方向に抜き出す部分に分割する。そうすると、立体Ｖ１Ｌおよび立体Ｖ１Ｌのそれぞれの分割した部分は、抜き出す方向ごとに一体の金型であってもよい。
図１３はこのような金型のうち、下方向に抜き出す部分を示した斜視図である。図に示すように、金型は鋸歯のような形状をしており、これが上下に嵌め込まれて、搬送具２０の型を形成する。

［Ａ−７：支持板の作用について］
なお、上述した支持板２４の作用について、図４に戻り、説明する。上述したように、螺旋状搬送部材２３には、第１部位２３１と第２部位２３２が設けられており、第２部位２３２が回転軸２１の軸方向と成す角度α２は、第１部位２３１が回転軸２１の軸方向と成す角度α１よりも小さくなるように成型されている。
収容室内に充填された現像剤には重力が働くため、現像剤は収容室内の下方ほど密に存在している。図４に示すように、矢線Ｄ方向に螺旋状搬送部材２３が回転移動すると、現像剤の慣性力により螺旋状搬送部材２３は、現像剤から矢線Ｄ方向の反対方向に反力を受ける。例えば、図中右方の領域においては全体として上向きの反力Ｆｕを受け、図中左方の領域においては全体として下向きの反力Ｆｄを受ける。

第２部位２３２は、回転軸２１の軸方向と成す角度が第１部位２３１よりも小さいので、矢線Ｄ方向に回転するときに現像剤を押す第２部位２３２の面の法線ベクトルは、第１部位２３１の場合の法線ベクトルよりも矢線Ｄ方向に近い。したがって、第２部位２３２は、第１部位２３１よりも、現像剤からの反力Ｆｕ、Ｆｄを強く受けやすい。特に、図４に示すように、螺旋状搬送部材２３を、隣り合う（すなわち、回転軸に対して互いに１８０度の角度を成す位置に設けられている）２つの第２部位２３２、２３２の中心同士を結ぶ線が水平になるような状態にしたとき、これら２つの第２部位２３２、２３２に挟まれた第１部位２３１は、これらの第２部位２３２、２３２から正反対の方向の反力Ｆｕ、Ｆｄが伝達されることとなり、変形や裂傷の可能性が高くなる。支持板２４Ａ、２４Ｂは、反力Ｆｕ、Ｆｄの方向と平行な方向に延びているので、このような第１部位２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）に伝達された反力を受け止めて、上記のような変形、裂傷を防止する作用、効果を有している。

［Ｂ：第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態とその構成、動作において多くの点で共通しているので、以下には、第２実施形態が第１実施形態と異なる点のみ説明し、他は省略する。
第２実施形態においては、螺旋状搬送部材２３を内側から保持する金型である立体Ｖ１は、円柱Ｖ０そのものであるという点で、第１実施形態と異なる。すなわち、第２実施形態において、螺旋状搬送部材２３の第１部位２３１および第２部位２３２は、すべて螺旋形状で作成されている。
また、第２実施形態においては、上記の立体Ｖ１を立体Ｖ１Ｌ及び立体Ｖ１Ｒに分離する面Ｓ１０は、第２部位２３２の対角線Ｐ１３−Ｐ２２を通らないという点で、第１実施形態と異なる。

図１４は、第２実施形態において、立体Ｖ１を立体Ｖ１Ｌ及び立体Ｖ１Ｒに分離する面Ｓ１０と、螺旋状搬送部材２３の第２部位２３２との関係を示す図である。図１４に示すように、第２部位２３２には、点Ｐ１２と点Ｐ１３とを結ぶ線上の１点である点Ｐ１５と、点Ｐ２２と点Ｐ２３とを結ぶ線上の１点である点Ｐ２５がある。そして、第２実施形態においては、立体Ｖ１を分離する面Ｓ１０は、この点Ｐ１５と点Ｐ２５とを結ぶ線を通る。このとき、立体Ｖ１は、面Ｓ１０を境に立体Ｖ１Ｌと立体Ｖ１Ｒとに分離される。図に示すように、点Ｐ１５と点Ｐ２５とを結ぶ線とｚ軸との成す角γは鋭角（９０度＞γ＞０度）または９０度である。そのため、立体Ｖ１Ｌは上側（ｙ軸が正の方向）へ抜き出すことができ、立体Ｖ１Ｒは下側（ｙ軸が負の方向）へ抜き出すことができる。

ここで、第２部位２３２と回転軸２１の軸方向とが成す角度について、金型である立体Ｖ１Ｒ、Ｖ１Ｌの抜き出しやすさと関連付けて説明する。図１５は、２つの第２部位２３２−２，２３２−３を例に挙げ、これらの第２部位と回転軸２１の軸方向とが成す角度の影響を説明するための図である。ここで、第２部位２３２−２と、回転軸２１の軸方向であるｚ軸とが成す角度はα２であり、第２部位２３２−３と、回転軸２１の軸方向であるｚ軸とが成す角度はα３であって、その大小関係は、９０度≧γ＞α２＞α３＞０度とする。
この場合、第２部位２３２−２と面Ｓ１０とが成す角度φ２、および第２部位２３２−３と面Ｓ１０とが成す角度φ３はそれぞれ、次式の通りとなる。
φ２＝γ−α２， φ３＝γ−α３

第２部位２３２−２，２３２−３は同じ厚みＷを有している。そして、図に示すように、第２部位２３２−２が、立体Ｖ１の切断面である面Ｓ１０の外縁と接する長さはＴ２であり、第２部位２３２−３が、上記外縁と接する長さはＴ３である。これらを、厚みＷ、角度φ２、φ３で表すと、それぞれ次式の通りとなる。
Ｔ２＝Ｗ／ｓｉｎφ２， Ｔ３＝Ｗ／ｓｉｎφ３

γ、α２、α３の上述した大小関係により、φ２とφ３との大小関係は、９０度＞φ３＞φ２＞０であるから、ｓｉｎφ３＞ｓｉｎφ２である。このため、Ｔ２とＴ３との大小関係は、Ｔ２＞Ｔ３となる。このように、厚みＷを一定のまま、第２部位２３２と回転軸２１の軸方向とが成す角度をより低角度にすると、第２部位２３２とこれを内側から保持する金型（立体Ｖ１）の切断面の外縁とが接する長さはより短くなる。この長さが長いほど、第２部位２３２の部分から金型を抜き出す際には金型をより長い距離だけ移動させなければならないので、金型を抜き出しにくくなる。つまり、この長さが長いほど金型を抜き出しやすくなる。したがって、第２部位２３２と回転軸２１の軸方向とが成す角度を低角度にすることで、金型を抜き出しやすくなる。特に螺旋状搬送部材２３は一般に樹脂で製造するため、ある程度の可撓性を有している。よって、上記のように低角度部位（第２部位２３２）において、螺旋状搬送部材２３と金型切断面の外縁とが接する部分をより短くすることで、金型を或る程度抜き出しやすくすれば、可撓性のある螺旋状搬送部材２３が適度に変形し或いは撓むことによって、金型を抜き出すことが十分可能となる。

上述した第１実施形態では、螺旋状搬送部材２３に設けた第２部位２３２は、回転軸２１の軸方向と平行な方向から見たときに互いに平行な方向に延びる直線状であったが、このように、螺旋状搬送部材２３を内側から保持する金型である立体Ｖ１を分離する面Ｓ１０が、第２部位２３２の対角線Ｐ１３−Ｐ２２を通らなくてもよいのであれば、この第２部位２３２を、回転軸２１の軸方向と平行な方向から見たときに互いに略平行な方向に延びる直線状の形状にする必要はない。すなわち、第２部位２３２が、第１部位２３１と同様に、回転軸２１の軸方向と平行な方向から見たときに弧を描く形状であっても、第１部位２３１よりも回転軸２１の軸方向と成す角度が低角度になっていれば十分である。

［Ｃ：変形例］
上記実施形態を次のように変形してもよい。
（１）上述の第１及び第２実施形態においては、回転軸２１と螺旋状搬送部材２３とは第１部位２３１でのみ支持板２４により連結されていたが、そうではなくて、第２部位２３２と回転軸２１とを連結するようにしてもよい。図１６は、この変形例における要部断面図である。また、図１７はこの変形例における第２部位２３２を説明する側面図である。図１６および図１７に示すように、第２部位２３２は、回転軸２１と連結板２５によって連結されている。回転軸２１の軸方向に平行な方向から見たときに、連結板２５と支持板２４とがなす角度は９０度である。第２部位２３２は金型である立体Ｖ１と点Ｐ１２−点Ｐ２２−点Ｐ２３−点Ｐ１３を結んでなる平面で接しており、点Ｐ１４および点Ｐ２４はこの平面の内部にある。連結板２５は点Ｐ１３−点Ｐ１４−点Ｐ２２−点Ｐ２４を結んでなる平面で第２部位２３２と接続している。それぞれのｚ成分については、点Ｐ１４が点Ｐ２２よりも大きく、点Ｐ２４が点Ｐ１３よりも小さい。ここで、立体Ｖ１を切断する際に上述した場合にあっては、点Ｐ１３と点Ｐ２２を含む平面で切断していたが、この場合には連結板２５を成型する必要があるため、立体Ｖ１のうち、第２部位２３２と接する部分については点Ｐ２２−点Ｐ１４を含みｘ軸に平行な平面と、点Ｐ１４−点Ｐ１３を含みｘ軸に平行な平面とで立体Ｖ１を切断するとともに、点Ｐ２２−点Ｐ２４を含みｘ軸に平行な平面と、点Ｐ２４−点Ｐ１３を含みｘ軸に平行な平面とで立体Ｖ１を切断する。このようにすると、連結板２５が形成されるとともに、これらの平面で切断された立体Ｖ１は互いに噛み合うことなくｙ軸の正負いずれかの方向に抜き出すことができるからである。また、第２部位２３２は連結板２５によって回転軸２１に堅固に支持されるため、螺旋状搬送部材２３の強度を高め、変形や裂傷を防ぐことができる。なお、回転軸２１と螺旋状搬送部材２３とを連結する部材として、支持板２４を設けずに、上記の連結板２５のみを設けてもよい。

（２）上述の第１及び第２実施形態においては、螺旋状搬送部材２３は、第１部位２３１と第２部位２３２という２つの部位を有していた。しかし、螺旋状搬送部材２３を構成する部位の数はこれに限られない。例えば、回転軸２１の軸方向となす角度が第１部位２３１とも第２部位２３２とも異なる第３の部位を有していてもよい。また、これらの部位の連結部分においては２つの部位の境界線である稜が存在した。しかし、これらの部位が連続的に連結されていてもよい。要するに、螺旋状搬送部材２３が回転軸２１の軸方向と成す角度が部位によって異なっていればよい。

１０…トナーカートリッジ、１１…容器、１２…底部、１３…孔、１４…開口部、１５…現像剤排出口、１６…扉、１７…蓋体、２０…搬送具、２１…回転軸、２２…取付部、２４…支持板、２４Ａ…支持板、２４Ｂ…支持板、３０…カップリング、ｆ１…曲線、ｆ２…曲線、２３，２３０…螺旋状搬送部材、２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ…第１部位、２３２…第２部位

Claims (4)

1. 回転軸と、
   前記回転軸の軸方向と所定の第１の角度を成した状態で螺旋状に延びる第１部位と、前記回転軸の軸方向に対して傾きを有し、前記軸方向と成す角度が前記第１の角度よりも小さい第２の角度であり、前記回転軸の軸方向と平行な方向から見たときに互いに略平行な方向に延びる直線状の第２部位とが設けられた螺旋部材とを具備し、
   前記第１部位及び前記第２部位は、前記螺旋部材の１ピッチ内に存在する
   ことを特徴とする搬送部材。
2. 前記回転軸と前記螺旋部材とを連結する支持板を複数備え、
   前記回転軸の軸方向と平行な方向から見たときに、前記支持板が前記螺旋部材へ延びる方向と前記第２部位から前記回転軸におろした垂線とがなす角度が、略９０度である
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送部材。
3. 前記螺旋部材の前記第２部位と前記回転軸とを連結する連結部を備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送部材。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の搬送部材と、
   当該搬送部材及び現像剤を収容する収容室と
   を備えることを特徴とする現像剤収容器。

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