JP7289751B2 - 現像剤補給容器及び現像剤補給システム - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を利用した画像形成装置に用いて好適な現像剤補給容器、及び現像剤補給システムに関する。

従来、複写機などの電子写真方式の画像形成装置には微粉末のトナーなどの現像剤が使用されている。こうした画像形成装置では、画像形成に伴い現像剤が消費されることから、現像剤補給装置から現像剤が補給できるようになっている。現像剤補給装置は、現像剤を収容した現像剤補給容器が画像形成装置本体内に設けられた現像剤受入れ装置に装着されて、現像剤の補給を行い得る。現像剤受入れ装置への装着前に現像剤が漏れ出さないように、現像剤補給容器の排出口にはシャッタが設けられている（特許文献１）。特許文献１に記載の現像剤補給容器の場合、現像剤受入れ装置への装着動作に伴い、シャッタが排出口を閉じた位置から開いた位置に移動されるようになっている。

ところで、画像形成装置は、現像剤補給容器が装着された状態で設置先へ移送されることがある（装着同梱移送などと呼ばれる）。装着同梱移送する場合に、特許文献１に記載の現像剤補給容器では、先に現像剤補給容器が装着されることから、その装着動作に伴いシャッタが開いた位置にある。しかし、シャッタが開いた位置にあると、画像形成装置の移送時に排出口から現像剤が漏れ出しやすい。そこで、シャッタが閉じた位置にある状態で画像形成装置を移送し、設置先に設置してから画像形成装置を初期動作させて、閉じた位置から開いた位置にシャッタを移動させる構成が提案されている（特許文献２）。

特開２００５－２８４２４４号公報 特開２０１５－４９２９１号公報

しかしながら、上述の特許文献２に記載の装置の場合、シャッタを閉じた位置から開いた位置に移動させるための機構が必要となり、装着同梱移送しない場合に比べてコストが割高となるし、また昨今の装置の小型化の要望に反する。

本発明は、画像形成装置に現像剤補給容器が装着済みである場合に、現像剤補給容器の排出口を閉じた位置にあるシャッタを、排出口を開いた位置に移動させることが容易な構成で実現可能な現像剤補給容器並びに現像剤補給システムの提供を目的とする。

本発明に係る現像剤補給容器は、現像剤受入れ装置に着脱可能な現像剤補給容器において、回転して内部に収容されている現像剤を搬送可能に設けられ、外周面に係合溝を有する容器本体と、前記容器本体が相対回転可能に挿入され、前記容器本体から搬送される現像剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された現像剤を排出可能な排出口とを有し、前記現像剤受入れ装置に非回転に装着される排出部と、前記容器本体の回転に伴い往復動作して吸気動作と排気動作とを行うポンプ部と、前記ポンプ部と前記係合溝に掛け渡されて、前記容器本体の回転に伴い前記係合溝に沿って動作することで、前記容器本体の回転動作を前記ポンプ部の往復動作に変換する変換部材と、前記排出部に設けられ、前記排出口を閉じた位置で前記係合溝に係合する係合部を有し、前記容器本体の回転により前記係合部と前記係合溝との係合が解除されて、前記排出口を閉じた位置から前記排出口を開いた位置へ移動可能になるシャッタと、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置に現像剤補給容器が装着済みである場合に、現像剤補給容器の排出口を閉じた位置にあるシャッタを、排出口を開いた位置に移動させることが容易な構成で実現できる。

本実施形態の現像剤補給容器を適用可能な画像形成装置を示す概略図。 画像形成装置を示す外観斜視図。 現像剤受入れ装置の（ａ）斜視図、（ｂ）部分拡大斜視図、（ｃ）現像剤受入れ部を示す斜視図。 本実施形態の現像剤補給容器を示す（ａ）斜視図、（ｂ）部分拡大断面図。 容器本体を示す斜視図。 フランジ部を示す（ａ）斜視図、（ｂ）底面図。 ポンプ部を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図。 往復動部材を示す（ａ）斜視図、（ｂ）角度を変えて見た斜視図。 カム溝を示す展開図。 カバーを示す（ａ）斜視図、（ｂ）反対側から見た斜視図。 本実施形態のシャッタを示す（ａ）斜視図、（ｂ）部分拡大斜視図、（ｃ）部分拡大側面図。 （ａ）現像剤補給容器のフランジ部側を示す斜視図、（ｂ）シャッタとカム溝の初期係合状態を示す部分拡大斜視図。 現像剤補給容器の装着開始時を示す（ａ）側面図、（ｂ）部分拡大斜視図。 現像剤補給容器の装着途中を示す（ａ）側面図、（ｂ）部分拡大斜視図。 現像剤補給容器の装着途中であってシャッタとカム溝との係合が解除された時点を示す（ａ）側面図、（ｂ）部分拡大斜視図、（ｃ）シャッタとカム溝の係合状態を示す部分拡大斜視図。 現像剤補給容器の装着完了時を示す（ａ）側面図、（ｂ）部分拡大斜視図、（ｃ）シャッタとカム溝の係合状態を示す部分拡大斜視図。

以下、本実施形態について説明する。まず、画像形成装置について概要を説明し、続いて、この画像形成装置に搭載される現像剤補給装置並びに現像剤補給容器について説明する。

本実施形態の現像剤補給容器（所謂、トナーカートリッジ）が挿抜可能な現像剤補給装置を搭載した画像形成装置として、電子写真方式を採用した画像形成装置について図１及び図２を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１００は、まず原稿台ガラス１０２の上に置かれた原稿１０１を読み取って画像情報を取得する、あるいは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から送信された画像情報を取得する。そして、取得した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（以下、感光体１０４）上に結像させることにより、感光体１０４に静電潜像が形成される。この静電潜像は、乾式の現像器（１成分現像器）２０１により現像剤としてのトナー（１成分磁性トナー）を用いて可視化される。

なお、本実施形態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成分現像器を用いてもよく、その場合、現像剤として非磁性トナーを補給することになる。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であってもよい。

図１に示す現像器２０１は、原稿１０１の画像情報に基づいて感光体１０４上に形成された静電潜像を、現像剤としてトナーを用いて現像するものである。この現像器２０１には、現像剤補給システム２００が接続されており、現像剤補給システム２００は、現像剤補給容器１と、現像剤補給容器１が着脱可能な現像剤受入れ装置８とを有する。現像剤補給システム２００については後述する。

現像器２０１は、現像剤ホッパ部２０１ａの他に、現像ローラ２０１ｆが設けられている。この現像剤ホッパ部２０１ａには、現像剤補給容器１から補給された現像剤を撹拌するための撹拌部材２０１ｃが設けられている。そして、この撹拌部材２０１ｃにより撹拌された現像剤は、搬送部材２０１ｄにより搬送部材２０１ｅ側へと送られる。そして、搬送部材２０１ｅ、２０１ｂにより順に搬送されてきた現像剤は、現像ローラ２０１ｆに担持され、最終的に感光体１０４と対向する現像部へと供給される。本実施形態では、１成分現像剤を用いているため、現像剤補給容器１から現像剤としてのトナーを、現像器２０１へ補給する構成としているが、２成分現像剤を用いる場合、現像剤補給容器から現像剤としてのトナー及びキャリアを補給する構成としても構わない。

記録材（以下、シートと呼ぶ）は、カセット１０５～１０８に積載された状態で収容されている。これらカセット１０５～１０８のうち、装置本体に設けられた操作部（不図示）から操作者が入力した情報もしくは原稿１０１のサイズを基に、最適なサイズのシートＳが収容されているカセットが選択される。そして、選択されたカセット１０５～１０８のいずれかから、給送分離装置１０５Ａ～１０８ＡによりシートＳが１枚ずつ搬送される。なお、シートＳとしては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

給送分離装置１０５Ａ～１０８Ａにより搬送された１枚のシートＳは、搬送部１０９を経由してレジストレーションローラ１１０まで搬送される。レジストレーションローラ１１０は、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シートＳを転写帯電器１１１へ搬送する。転写帯電器１１１は、感光体１０４上に形成された現像剤によるトナー像をシートＳに転写する。そして、分離帯電器１１２は、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。その後、搬送部１１３により搬送されたシートＳは、定着部１１４において加熱及び加圧される。これにより、シートＳ上のトナー像が定着される。

シートＳの片面のみに画像形成する片面印刷の場合、トナー像が定着されたシートＳは排出反転部１１５を通過して、排出ローラ１１６により排出トレイ１１７へ排出される。他方、シートＳの両面に画像形成する両面印刷の場合、片面にトナー像が定着されたシートＳは、排出反転部１１５を通って、排出ローラ１１６により一部が装置外へ一度排出される。その後、シートＳの終端がフラッパ１１８を通過すると、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が制御されると共に排出ローラ１１６が逆回転されることにより、シートＳは装置本体内へ戻される。そして、再給送搬送部１１９，１２０を経由してレジストレーションローラ１１０まで搬送され、片面印刷の場合と同様にしてトナー像が定着されて排出トレイ１１７へ排出される。

上記構成の画像形成装置１００において、感光体１０４の周りには現像器２０１、クリーナ部２０２、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２０１は、読み取った原稿１０１の画像情報やホスト機器から送信された画像情報などに基づき感光体１０４に形成された静電潜像に現像剤を付着させ、静電潜像を現像するためのものである。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ドラム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。

本実施形態の場合、図２に示すように、画像形成装置１００の装置本体１００ａの外装カバーの一部である交換用カバー１００ｂを操作者が開けると、後述する現像剤受入れ装置８の一部が現れる。そして、この現像剤受入れ装置８に現像剤補給容器１を挿入することで、現像剤補給容器１は現像剤受入れ装置８へ現像剤を補給可能な状態に装着される。他方、操作者が現像剤補給容器１を交換する際は、装着動作とは逆の動作を行って現像剤受入れ装置８から現像剤補給容器１を離脱した後に、新たな現像剤補給容器１を装着する。なお、交換用カバー１００ｂは現像剤補給容器１を着脱（交換）するための専用カバーであって、現像剤補給容器１を着脱するためだけに開閉される。他方、画像形成装置１００のメンテナンスは、前面カバー１００ｃを開閉することにより行われる。ここで、交換用カバー１００ｂと前面カバー１００ｃは一体であってもよく、その場合、現像剤補給容器１の交換や、画像形成装置１００のメンテナンスは一体化されたカバー（不図示）を開閉することにより行われる。こうした構成の場合に、画像形成装置１００の設置後に現像剤補給容器１を装着するのではなく、既に述べたように、現像剤補給容器１を予め装着した画像形成装置１００を設置先へ移送して設置することがある（装着同梱移送）。

［現像剤受入れ装置］
次に、現像剤補給システム２００を構成する現像剤受入れ装置８について、図３（ａ）乃至図３（ｃ）を用いて説明する。なお、図３（ｂ）では説明を理解しやすくするために、図３（ａ）に示した引き込みレバー１０の図示を省略している。

現像剤受入れ装置８は、現像剤補給容器１を駆動する駆動機構として機能する駆動ギア９を有している。この駆動ギア９は、駆動モータ６００から駆動ギア列（不図示）を介して回転駆動力が伝達され、後述する装着部８ｆに装着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。駆動モータ６００は、制御装置５００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５００は、駆動モータ６００の制御の他、画像形成装置１００全体の制御を行う。このような制御装置５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラム読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵは、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに収納されたデータを参照して制御を行う。

現像剤受入れ装置８の鉛直方向下方には、現像剤補給容器１から補給された現像剤を一時的に溜めておくサブホッパ８ｃが設けられている。このサブホッパ８ｃ内には、図示を省略したが、現像器２０１の一部である現像剤ホッパ部２０１ａ（図１参照）へ現像剤を搬送するための搬送スクリューと、現像剤ホッパ部２０１ａと連通した開口が設けられている。

現像剤受入れ装置８は、現像剤補給容器１が着脱自在に装着される装着部８ｆを有している。装着部８ｆには、現像剤補給容器１を着脱方向に案内するための着脱ガイド８ｅが設けられている。本実施形態の場合、着脱ガイド８ｅにより現像剤補給容器１の装着方向が矢印Ａ方向となるように、現像剤補給容器１の離脱方向が矢印Ａ方向と反対方向（矢印Ｂ方向）となるように構成されている。

また、装着部８ｆには、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部１１と、現像剤受入れ部１１よりも装着方向（矢印Ａ方向）の下流側に突き当たり部８ｇとが設けられている。詳しくは後述するように、現像剤受入れ装置８に現像剤補給容器１を装着する際に、シャッタ４（図１１（ａ）乃至図１１（ｂ）参照）が突き当たり部８ｇに突き当たることで、現像剤補給容器１の現像剤受入れ装置８に対する装着方向への移動が規制される。

現像剤受入れ部１１は、現像剤補給容器１の装着時にフランジ部３の排出口３ａ４（図４（ｂ）参照）と接続され、排出口３ａ４から排出される現像剤を受け入れる受入れ口１１ａを有する。現像剤受入れ部１１は、受入れ口１１ａが排出口３ａ４に対して遠近動する方向に、本実施形態では現像剤受入れ装置８に対して鉛直方向に移動可能（変位可能）に取り付けられている。本実施形態の場合、現像剤受入れ部１１は、図３（ｃ）に示すように、ばね１２（例えばコイルばね）により受入れ口１１ａが排出口３ａ４から遠ざかる方向（鉛直方向下方）に付勢されている。それ故、現像剤受入れ部１１は、受入れ口１１ａが排出口３ａ４に近づく方向（鉛直方向上方）へ移動する際に、ばね１２による付勢力に抗して移動することとなる。

図３（ｃ）に示すように、現像剤受入れ部１１には、受入れ口１１ａを取り囲むように形成された本体シール１３が配置されている。本体シール１３は、弾性体、発泡体等で構成されている。本体シール１３は、現像剤補給容器１が装着された状態で、フランジ部３の排出口３ａ４を取り囲む開口シール３ａ５（図４（ｂ）参照）との間でシャッタ４（図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）参照）を挟んで密着する。これにより、フランジ部３の排出口３ａ４からシャッタ４のシャッタ開口４ｊ（図４（ｂ）参照）を介して受入れ口１１ａへと排出される現像剤が、現像剤搬送経路である受入れ口１１ａ外へ漏れないようにしている。

なお、受入れ口１１ａの直径は、シャッタ開口４ｊから現像剤が排出できる大きさであればよい。本実施形態の場合、受入れ口１１ａの直径は、装着部８ｆ内での現像剤による汚れを可及的に防止するために、微細口（ピンホール）として約２ｍｍに設定されている。

また、現像剤受入れ部１１には、略コの字状に形成されたアーム部１１ｄの一対のアームから中央側に向けて突出する係止部１１ｂが設けられている。本実施形態の場合、後述するように、この係止部１１ｂが、現像剤補給容器１に設けられたガイド部３０（図６（ａ）参照）に直接係合され、ガイドされることで、現像剤受入れ部１１が現像剤補給容器１へ向けて鉛直方向上方へ持ち上げられる。

本実施形態の場合、現像剤受入れ装置８はさらに引き込み部材としての引き込みレバー１０を有している。引き込みレバー１０は、現像剤受入れ部１１を挟んで装着部８ｆと反対側の装着方向下流側に回動可能に設けられている。引き込みレバー１０は、現像剤補給容器１の装着動作に伴い後述するフランジ部３（図６（ａ）参照）の一部を引っ掛けて回動することにより、現像剤補給容器１を所定の装着完了位置（第二位置）に引き込むことができる。引き込みレバー１０はフランジ部３の一部を引っ掛けるために先端部が鉤爪状に形成され、また現像剤補給容器１を装着方向側に引き込む力を得るために、付勢部材としてのコイルばね１０ａにより付勢されている（図１３（ａ）参照）。引き込みレバー１０は現像剤補給容器１の装着時にカバー７を介して装着方向に押され、引き込みレバー１０を回動させないためのロック（不図示）が解除された場合に、コイルばね１０ａの付勢力によって鉤爪状の先端部を上昇させるように回動し得る。

［現像剤補給容器］
次に、現像剤補給システム２００を構成する本実施形態の現像剤補給容器１について、図４（ａ）乃至図１２（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、現像剤補給容器１は、容器本体２と、フランジ部３と、シャッタ４と、ポンプ部５と、往復動部材６と、カバー７とを有する。容器本体２は現像剤を現像剤受入れ装置８（図３（ａ）参照）へ補給するために、現像剤受入れ装置８内で図４（ａ）に示す回転軸線Ｐを中心に矢印Ｒ方向へ回転して、内部に収容されている現像剤を搬送可能に設けられている。本実施形態の場合、現像剤受入れ装置８に装着される前（初期状態）の現像剤補給容器１においては、シャッタ４の一部が装着方向（矢印Ａ方向）に関し現像剤補給容器１の最下流端部（詳しくはカバー７）よりも下流側に突出している。以下、現像剤補給容器１を構成する各要素について詳細に説明する。

［容器本体］
図５に示すように、容器本体２は内部に現像剤を収容する現像剤収容部２ｃを有する。また、容器本体２には、容器本体２が回転軸線Ｐに対して矢印Ｒ方向へ回転することによって容器本体２内の現像剤を現像剤収容部２ｃひいては現像剤貯留部３ａ６（図４（ｂ）参照）へ搬送するための螺旋状に形成された搬送溝２ａが形成されている。さらに、容器本体２には、開口した一端面側の外周面の全周に亘る係合溝としてのカム溝２ｂと、本体側から駆動を受ける駆動受け部２ｄ（ギア）とが形成されている。なお、本実施形態では、カム溝２ｂと駆動受け部２ｄが容器本体２に対して一体的に形成されているが、カム溝２ｂあるいは駆動受け部２ｄを別体として形成し、容器本体２に一体的に取り付けた構成であってもよい。なお、本実施形態では現像剤として、例えば体積平均粒径が５μｍ～６μｍのトナーが現像剤収容部２ｃ内に収容されている。そして、本実施形態では、現像剤収容部２ｃは容器本体２だけでなく、容器本体２と後述するフランジ部３及びポンプ部５の内部スペースを合わせたものである。

［フランジ部］
続いて、フランジ部３について、図３（ａ）を参照しながら図４（ａ）乃至図６（ｂ）を用いて説明する。排出部としてのフランジ部３は、容器本体２が挿入されるようにして相対回転可能に取り付けられている。そして、現像剤補給容器１が現像剤受入れ装置８に装着される際に、フランジ部３が装着部８ｆに対し非回転に装着される。このフランジ部３の一部には、図６（ｂ）に示すように、排出口３ａ４が設けられており、その周囲には開口シール３ａ５が貼着されている。排出口３ａ４の上部には、排出前の現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部３ａ６が設けられている。フランジ部３には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、後述するポンプ部５、往復動部材６、シャッタ４、カバー７が組み付けられている。

図４（ｂ）に示すように、フランジ部３の一端側にはポンプ部５がネジ接合され、他端側には容器本体２が不図示のシール部材を介して接合される。そして、ポンプ部５を挟み込むようにして、往復動部材６が配置され、往復動部材６に設けられた係合突起６ｂ（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）が容器本体２のカム溝２ｂ（図９参照）に嵌め込まれる。さらに、フランジ部３にはシャッタ４が組み込まれる。シャッタ４が設けられている面は、フランジ部３の底面である。また、外観上の見た目を向上させる目的と往復動部材６、ポンプ部５を保護するために、上記したフランジ部３、ポンプ部５、往復動部材６の全体を覆うようにカバー７が一体的に組み付けられて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように構成されている。

［ガイド部］
フランジ部３は、図６（ａ）に示すように、現像剤受入れ部１１の係止部１１ｂと係合可能なガイド部３０を有している。ガイド部３０は、現像剤補給容器１から現像剤受入れ部１１への現像剤補給が可能な互いが接続した状態となるように、現像剤補給容器１の装着動作に伴い、現像剤受入れ部１１を現像剤補給容器１に向けて変位させる。また、ガイド部３０は、現像剤補給容器１の離脱動作に伴い、現像剤補給容器１と現像剤受入れ部１１との接続状態が断たれるように、現像剤受入れ部１１が現像剤補給容器１から離間する方向へ変位させる。

ガイド部３０は、図６（ａ）に示すように、傾斜部３ｂと平行部３ｃとを有し、回転軸線Ｐを含む水平面よりも下方に配置されている。傾斜部３ｂは、現像剤受入れ部１１の開封動作が行われるように、現像剤補給容器１の装着方向と交差する方向へ現像剤受入れ部１１を変位させる。本実施形態では、傾斜部３ｂは、現像剤補給容器１の装着動作に伴い、現像剤受入れ部１１が現像剤補給容器１の開口シール３ａ５上の一部と接続した状態となるように、現像剤受入れ部１１を現像剤補給容器１に向けて変位させる。このために傾斜部３ｂは、現像剤補給容器１の装着方向と交差する方向に延びている。具体的には、傾斜部３ｂは、現像剤補給容器１の装着動作に伴って、現像剤受入れ部１１の受入れ口１１ａ（図３（ｃ）参照）が排出口３ａ４と連通する方向に、係合した係止部１１ｂを案内するように傾斜した傾斜面を有する。

平行部３ｃは、傾斜部３ｂの装着方向上流端部と滑らかに連続し、装着方向と略平行に形成されている。このような平行部３ｃは、現像剤補給容器１の装着動作に伴い、排出口３ａ４が現像剤受入れ部１１の受入れ口１１ａと連通した状態となるように、現像剤受入れ部１１の位置を維持させる。即ち、現像剤受入れ部１１が現像剤補給容器１の開口シール３ａ５上の一部と接続してから、現像剤補給容器１がシャッタ４に対し相対移動する間、本体シール１３と開口シール３ａ５が接続した状態を維持させる。言い換えれば、受入れ口１１ａが開口シール３ａ５上の一部と接続してから排出口３ａ４まで移動する間、本体シール１３と開口シール３ａ５が接続した状態を維持させ、受入れ口１１ａを排出口３ａ４と連通させる。このために平行部３ｃは、現像剤補給容器１の装着方向と平行な方向に延びている。具体的には、平行部３ｃの係止部１１ｂが係合する面は、略水平な面である。

現像剤補給容器１の現像剤受入れ装置８への装着動作時には、まず、ガイド部３０の傾斜部３ｂの装着方向下流端部に、現像剤受入れ部１１の係止部１１ｂが接触する。そして、現像剤補給容器１の装着方向（矢印Ａ方向）の移動に伴って、係止部１１ｂが傾斜部３ｂの形状に沿ってガイドされる。これにより、現像剤受入れ部１１は、装着される現像剤補給容器１に近づく方向に変位する。更に、現像剤補給容器１が装着方向に移動されると、係止部１１ｂが平行部３ｃに乗り上げて移動し、受入れ口１１ａ（図３（ｃ）参照）が排出口３ａ４と連通した状態となる。

また、本実施形態の場合、フランジ部３には、引き込みレバー１０（図３（ａ）参照）に係止される引き込み係止部３ｅが設けられている。即ち、現像剤補給容器１は装着動作に伴い、フランジ部３の引き込み係止部３ｅが引き込みレバー１０に係止され、フランジ部３が引き込みレバー１０の回動動作により装着方向に引き込まれることで、所定の装着完了位置に移動されるようになっている。

［ポンプ部］
図７（ａ）及び図７（ｂ）に、ポンプ部５を示す。ポンプ部５は、容器本体２の駆動受け部２ｄが受けた駆動力により、現像剤収容部２ｃの内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作する。本実施形態では上述したように小さな排出口３ａ４から現像剤を安定的に排出させるために、現像剤補給容器１の一部にポンプ部５を設けている。ポンプ部５はその容積を変更可能な容積可変型ポンプである。具体的には、ポンプ部５として、伸縮可能な蛇腹状の伸縮部材で構成されているものを採用している。

このポンプ部５の伸縮動作により現像剤補給容器１内の圧力を変化させ、その圧力を利用して現像剤の排出を行っている。具体的には、ポンプ部５を縮める際には現像剤補給容器１内が加圧状態となり、その圧力に押し出される形で現像剤がフランジ部３の排出口３ａ４から排出される。また、ポンプ部５を伸ばす際には現像剤補給容器１内が減圧状態になり、外部から排出口３ａ４を介してエアが取り込まれる。この取り込まれたエアにより排出口３ａ４や、フランジ部３の容器本体２から搬送された現像剤を貯留する貯留部３ａ３付近（図６（ａ）参照）の現像剤がほぐれ、次の排出がスムーズに行われるようになっている。即ち、フランジ部３の排出口３ａ４や貯留部３ａ３付近は、現像剤補給容器１の運搬時などの振動で現像剤補給容器１内の現像剤が集まり、この部分で現像剤が固まってしまう場合がある。したがって、上述のように排出口３ａ４を介してエアが取り込まれることで、このように固まってしまった現像剤をほぐすことができる。また、通常の現像剤の排出動作においては、このようにエアが取り込まれることで、エアと粉体である現像剤が混成されて、現像剤の流動性が良くなり、現像剤の詰まりが生じにくくなるという効果もある。

図７（ａ）に示すように、ポンプ部５は開口端側に、フランジ部３と接合可能なように接合部５ｂを有している。ここでは、接合部５ｂとしてネジが形成された構成を例示している。また、図７（ｂ）に示すように、ポンプ部５は他端側に、後述する往復動部材６（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）と同期して変位させるために、往復動部材６と係合する往復動部材係合部５ｃを有する。

また、図７（ｂ）に示すように、ポンプ部５は、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に形成された蛇腹状の伸縮部５ａを有する。伸縮部５ａは、その折り目に沿って（その折り目を基点として）、接合部５ｂに対して往復動部材係合部５ｃを矢印Ｂ方向に移動させることで折り畳まれたり、矢印Ａ方向に移動させることで伸びたりし得る。したがって、本実施形態のような蛇腹状のポンプ部５を採用した場合には、伸縮量に対する容積変化量のばらつきを少なくすることができるので、安定した容積可変動作を行うことが可能となる。

なお、本実施形態ではポンプ部５の材料としてポリプロピレン樹脂を用いたが、これに限らない。ポンプ部５の材料（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収容部２ｃの内圧を変化させることができる材料であれば何でもよい。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、ポリエチレン等を用いてもよい。あるいは、ゴム、その他の伸縮性材料などを用いることも可能である。

［往復動部材］
図８（ａ）及び図８（ｂ）に、変換部材としての往復動部材６を示す。往復動部材６は上述したポンプ部５の容積を可変するために、ポンプ部５に設けられた往復動部材係合部５ｃ（図７（ｂ）参照）に係合するポンプ係合部６ａを有する。また、往復動部材６は、組み立ての際にカム溝２ｂ（図９参照）に嵌め込まれる係合突起６ｂを有する。係合突起６ｂは、ポンプ係合部６ａ近傍より着脱方向（図中矢印Ａ、Ｂ方向）に延在するアーム６ｃの先端部に設けられている。また、往復動部材６は、後述するカバー７の往復動部材保持部７ｂ（図１０（ｂ）参照）によってアーム６ｃの回転軸線Ｐ（図６（ａ）参照）中心の回転変位が規制されている。したがって、容器本体２が駆動ギア９によって駆動受け部２ｄより駆動を受け、カム溝２ｂが一体となって回転する際に、カム溝２ｂに嵌め込まれた係合突起６ｂとカバー７の往復動部材保持部７ｂの作用により、往復動部材６は矢印Ａ、Ｂ方向へ往復運動する。それに伴い、さらに、往復動部材６のポンプ係合部６ａと往復動部材係合部５ｃを介して係合したポンプ部５が矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向へ伸縮動作する。このように、往復動部材６は容器本体２の回転動作をポンプ部５の往復動作に変換する。

［カム溝］
図９に、カム溝２ｂの一例を示す。本実施形態では、容器本体２の一回転当たりにポンプ部５が二往復動作するカム溝２ｂを示している。図９において、矢印Ｒは容器本体２の回転方向、矢印Ａはポンプ部５の伸長方向（ここでは現像剤補給容器１の装着方向に一致する）、矢印Ｂはポンプ部５の圧縮方向（ここでは現像剤補給容器１の離脱方向に一致する）を示す。

図９に示すように、カム溝２ｂは、ポンプ部５を圧縮させるためのカム溝２ｇと、ポンプ部５を伸長させるためのカム溝２ｈとを有する。ポンプ部５を二往復動作させるために、カム溝２ｇとカム溝２ｈは二個ずつ形成されている。なお、ここでは容器本体２の回転方向（矢印Ｒ方向）に対するカム溝２ｇのなす角度をα、カム溝２ｈのなす角度をβ、カム溝２ｂによるポンプ部５の伸縮長さをＫ１で示している。これら角度α、角度β、伸縮長さＫ１は、ポンプ部５の一往復当たりの現像剤の排出量、ポンプ部５の伸縮速度、更には容器本体２の回転トルクなどを所望の値に調整するためのパラメータである。

本実施形態の場合、カム溝２ｂには、ポンプ部５を圧縮動作（排気動作）も伸長動作（吸気動作）もさせない動作停止状態に維持するためのカム溝２ｉが形成されている。このカム溝２ｉを形成する理由について述べる。本実施形態では、駆動モータ６００（図３（ａ）参照）が制御されると容器本体２が回転し、これによりポンプ部５が往復動作して現像剤補給容器１からほぼ一定量の現像剤が排出される。しかしながら、駆動モータ６００による制御だけではポンプ部５の容積可変量を毎回同じにすることが難しいために、現像剤補給容器１から排出される現像剤量が安定しない。例えば、上記したカム溝２ｂにカム溝２ｉを設けずに、ポンプ部５を圧縮動作させるためのカム溝２ｇと、ポンプ部５を伸長動作させるためのカム溝２ｈとでカム溝２ｂを構成した場合を考える。この場合、ポンプ部５の圧縮動作と伸長動作とを切り替えるためには、伸長動作や圧縮動作の途中で駆動モータ６００を停止させる必要がある。ただし、駆動モータ６００を停止しても容器本体２は惰性で回転し続け、容器本体２が停止するまでポンプ部５も連動して往復動作し続ける。容器本体２が惰性で回転する距離は容器本体２の回転速度に依存し、容器本体２の回転速度は駆動モータ６００にかかるトルクに依存する。このことから、現像剤補給容器１内の現像剤量によって駆動モータ６００にかかるトルクが変わると、容器本体２の回転速度も変わることから、ポンプ部５を同じ位置で停止させることが難しくなる。

上記点に鑑み、ポンプ部５を同じ位置で停止させるためには、容器本体２が回転中でもポンプ部５を往復動させない領域をカム溝２ｂに設ければよい。そこで、カム溝２ｂには、容器本体２が回転してもポンプ部５を圧縮動作も伸長動作もさせないためのカム溝２ｉが設けられている。カム溝２ｉは、容器本体２の回転方向（矢印Ｒ方向）に延びるストレート状の溝である。

なお、本実施形態の場合、詳しくは後述するように、カム溝２ｂには往復動部材６の係合突起６ｂが嵌め込まれる他に、シャッタ４のシャッタ係合部４０が係合される（図１１（ａ）乃至図１２（ｂ）参照）。図９は一例であり、シャッタ係合部４０がカム溝２ｂのうちカム溝２ｈの装着方向最上流部に係合され、往復動部材６の係合突起６ｂがカム溝２ｈのシャッタ係合部４０の係合位置から回転方向に４分の１周期離れた位置に係合されている。

［カバー］
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に、カバー７を示す。上述したが、カバー７は、現像剤補給容器１の外観の見た目の向上と、往復動部材６やポンプ部５の保護を目的として、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように設けられている。詳しくは、カバー７は、フランジ部３、ポンプ部５、往復動部材６の全体を覆うように設けられている。図１０（ａ）に示すように、カバー７には、現像剤受入れ装置８の着脱ガイド８ｅ（図３（ａ）参照）にガイドされるガイド溝７ａが設けられている。また、図１０（ｂ）に示すように、カバー７には、上述した往復動部材６が回転軸線Ｐ（図４（ａ）参照）を中心に回転変位しないように規制する往復動部材保持部７ｂが設けられている。

［シャッタ］
次に、本実施形態のシャッタ４について、図１１（ａ）乃至図１２（ｂ）を用いて説明する。シャッタ４はフランジ部３のシャッタ挿入部３ｄ上（図６（ａ）参照）を摺動するようにして、フランジ部３に対して移動可能に設けられている。シャッタ４にはシャッタ開口４ｊが形成されており、フランジ部３の排出口３ａ４（図６（ｂ）参照）を開閉する。即ち、シャッタ４が現像剤補給容器１に対して移動することで、現像剤受入れ部１１の受入れ口１１ａ（図３（ｃ）参照）とシャッタ開口４ｊが連通し、さらに排出口３ａ４が連通する。これにより、現像剤補給容器１内部の現像剤を受入れ口１１ａへ排出可能となる。また、シャッタ４のシャッタ開口４ｊから外れた位置には、現像剤封止部４ａが設けられている。現像剤封止部４ａは、現像剤補給容器１が現像剤受入れ装置８の装着部８ｆ（図３（ａ）参照）に装着されていない時に排出口３ａ４を塞ぎ、排出口３ａ４からの現像剤の漏れを防ぐ。なお、シャッタ４は、現像剤封止部４ａを上向きにした姿勢で、フランジ部３に係合している。

シャッタ４は、現像剤補給容器１がシャッタ４に対して相対移動することが可能となるように、現像剤補給容器１の着脱動作に伴い、現像剤受入れ装置８に保持されるストッパ部４ｂを有している。また、シャッタ４は、ストッパ部４ｂを変位可能に支持する支持部４ｃ、４ｄを有している。支持部４ｃ、４ｄはそれぞれがストッパ部４ｂを変位可能に支持するために弾性変形可能に、現像剤封止部４ａの両側面の一端側から他端側に向けて延設されている。

さらに、本実施形態のシャッタ４は、装着方向（図中矢印Ａ方向）の下流端にシャッタ係合部４０を有している。シャッタ係合部４０は、上述した容器本体２のカム溝２ｂ（図９参照）に係合可能に形成されている。即ち、シャッタ係合部４０は、図１１（ｂ）に示すように、係合突起４ｅと、変形部４ｆとを有する。変形部４ｆは、現像剤封止部４ａに連続する一面に装着方向下流端部から装着方向に向けてスリット４ｇが形成されることにより、図１１（ｃ）に示すように、重力方向上方から下方に向かう力（図中矢印Ｆ）が掛かった時に弾性変形可能に設けられている。この変形部４ｆから容器本体２側に向けて突出するようにして、容器本体２のカム溝２ｂに係合する係合突起４ｅが設けられている。係合突起４ｅ先端部４ｈは、容器本体２の回転によりカム溝２ｂに係合した係合状態が解除可能に、装着方向から見て円弧状、且つ装着方向に交差する方向から見て装着方向の下流側よりも上流側が重力方向下方に下がるように傾斜状に形成されている。

図１２（ａ）に示すように、上記したシャッタ４が組み込まれた現像剤補給容器１では、現像剤受入れ装置８に装着される前（初期状態）において、シャッタ４の一部が装着方向（矢印Ａ方向）の下流側にカバー７の表面から突出している。本実施形態では、カバー７の表面からシャッタ４の下流端部までの長さ、つまりシャッタ４の突出量が６ｍｍに設定されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、シャッタ４は、シャッタ係合部４０の係合突起４ｅがカム溝２ｂの装着方向最上流部に係合されている。この係合突起４ｅがカム溝２ｂに係合した係合状態の場合、シャッタ４はフランジ部３の排出口３ａ４（図４（ｂ）参照）を閉じた位置にあり、装着方向（矢印Ａ方向）とその反対方向（矢印Ｂ方向）のいずれの方向にも移動し難い。そして、容器本体２が回転すると、係合突起４ｅが変形部４ｆの変形により容器本体２の回転方向の反対側からカム溝２ｂを乗り越えて、上記係合状態からカム溝２ｂとの係合が解除された解除状態に移行する。解除状態の場合、シャッタ４は装着方向（矢印Ａ方向）とその反対方向（矢印Ｂ方向）のいずれの方向にも移動可能となるため、シャッタ４は排出口３ａ４を閉じた位置から排出口３ａ４を開いた位置へ移動され得る。

［シャッタ動作について］
次に、現像剤補給容器１の現像剤受入れ装置８への装着動作に伴うシャッタ４の動作について、図１３（ａ）乃至図１６（ｃ）を用いて説明する。装着動作とは、現像剤補給容器１から現像剤受入れ装置８に対して、現像剤が補給可能になるまでの動作のことを指す。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は現像剤補給容器１の装着開始時を示し、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は現像剤補給容器１の装着途中を示す。また、図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）は現像剤補給容器１の装着途中であってシャッタ４とカム溝２ｂとの係合が解除された時点を示し、図１６（ａ）乃至図１６（ｃ）は現像剤補給容器１の装着完了時を示す。なお、現像剤補給容器１を装着同梱移送する場合、ユーザは図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示す状態に現像剤補給容器１を装着した画像形成装置１００を移送することになる。

ユーザによる図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す現像剤補給容器１の装着開始時、現像剤補給容器１内においてフランジ部３とシャッタ４とは相対移動することなく一体的に装着方向（矢印Ａ方向）へ移動する。フランジ部３とシャッタ４とが一体的に移動することで、シャッタ４はフランジ部３の排出口３ａ４（図４（ｂ）参照）を閉じた位置に維持される。即ち、この場合、駆動ギア９が駆動受け部２ｄに噛合していないことから、容器本体２は回転し得ない。容器本体２が回転しなければ、上述したように、係合突起４ｅはカム溝２ｂとの係合が解除された解除状態に移行しない（図１２（ｂ）参照）。したがって、シャッタ４は装着方向（矢印Ａ方向）とその反対方向のいずれの方向にも移動せず、排出口３ａ４を閉じた位置のままである。

図１３（ａ）に示す状態から、ユーザによって現像剤補給容器１が装着方向奥へとさらに移動されると、図１４(ａ)及び図１４（ｂ）に示すように、現像剤補給容器１のカバー７が引き込みレバー１０に当接する。この時点で、駆動ギア９は未だ駆動受け部２ｄに噛合していないため（つまり容器本体２は回転しない）、シャッタ４は排出口３ａ４を閉じた位置のままである。本実施形態の場合、シャッタ４の一部が装着方向（矢印Ａ方向）の下流側にカバー７の表面から突出しているが、この時点で、シャッタ４は現像剤受入れ装置８の突き当たり部８ｇに突き当たっていない。また、この時点で現像剤受入れ部１１の係止部１１ｂが傾斜部３ｂに係止され始めることから、これ以降、現像剤受入れ部１１は現像剤補給容器１の装着方向への移動に伴って、傾斜部３ｂに沿って重力方向上方へ変位され得る。

引き続き、図１４（ａ）に示す状態から、ユーザによって現像剤補給容器１がさらに装着方向奥へと移動される。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、引き込みレバー１０がカバー７に押されて矢印Ｄ方向に回動し、引き込み係止部３ｅを係止した第一位置に、フランジ部３が装着される。そして、ユーザによらず、引き込み係止部３ｅを係止した引き込みレバー１０の回動によって、現像剤補給容器１は装着方向（矢印Ａ方向）に引き込まれる。

その際に、シャッタ４は現像剤受入れ装置８の突き当たり部８ｇに突き当たる。ただし、シャッタ４は、図１５（ｃ）に示すように、係合突起４ｅがカム溝２ｂと係合した係合状態のままであり、装着方向（矢印Ａ方向）とその反対方向のいずれの方向にも移動しない。それ故、シャッタ４が突き当たり部８ｇに突き当たった状態では、引き込みレバー１０による現像剤補給容器１の引き込み動作が規制され、現像剤補給容器１はそれ以上、装置本体下流側へ引き込まれずに、引き込み係止部３ｅを係止した第一位置に維持される。シャッタ４は、未だ排出口３ａ４を閉じた位置である。この時点で、駆動ギア９は駆動受け部２ｄに噛合している。

また、現像剤受入れ部１１は、傾斜部３ｂに沿って変位する。これにより、現像剤受入れ部１１が初期位置よりも重力方向上方へ持ち上げられて、現像剤受入れ口１１ａがシャッタ４のシャッタ開口４ｊと当接するが、この状態では未だシャッタ開口４ｊと排出口３ａ４が連通していない（図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）。

続いて、図３（ａ）に示した制御装置５００の制御のもと、駆動モータ６００から駆動ギア９に回転駆動力が付与される。そして、駆動ギア９は駆動受け部２ｄに噛合しているので、駆動ギア９から駆動受け部２ｄに回転駆動力が伝達されて、容器本体２が回転する。容器本体２が回転すると、シャッタ係合部４０の係合突起４ｅがカム溝２ｂを乗り越えて、カム溝２ｂと係合した係合状態からカム溝２ｂとの係合が解除された解除状態に移行する。解除状態の場合、シャッタ４は装着方向（矢印Ａ方向）とその反対方向（矢印Ｂ方向）のいずれの方向にも移動可能となる。

上記のように、シャッタ４は係合突起４ｅがカム溝２ｂと係合した係合状態で突き当たり部８ｇに突き当たり、引き込みレバー１０による現像剤補給容器１の引き込み動作を規制していた。それ故、シャッタ４が解除状態に移行し移動可能となることで、引き込みレバー１０による現像剤補給容器１の引き込み動作の規制が解除される。現像剤補給容器１は、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、第一位置よりも装着方向下流側の第二位置に引き込まれて、カバー７が現像剤受入れ装置８に当接した状態で停止する。このとき、図１６（ｃ）に示すように、シャッタ係合部４０の係合突起４ｅは、カム溝２ｂと係合した係合状態からカム溝２ｂとの係合が解除された解除状態を維持するように、カム溝２ｂから装着方向上流側に外れた位置に位置づけられる。本実施形態の場合、第二位置（装着完了位置）ではシャッタ４が排出口３ａ４を開いた位置にある。また、現像剤受入れ部１１は平行部３ｃに沿って変位している。こうして、シャッタ開口４ｊと排出口３ａ４とが連通するので、現像剤補給容器１から現像剤受入れ装置８への現像剤の補給が可能になる。

以上のように、本実施形態では、シャッタ４がポンプ部５を駆動するために容器本体２の外周面に形成されたカム溝２ｂに係合される。そして、現像剤補給容器１を装着同梱した画像形成装置１００を移送する際には、シャッタ４とカム溝２ｂとの係合状態を維持させる。移送後、設置先において容器本体２を回転させて、シャッタ４とカム溝２ｂとの係合状態を解除して、シャッタ４を閉じ位置から開き位置へと移動させる。このように、現像剤補給容器１の装着同梱移送時に、現像剤補給容器１から現像剤が漏れないようにすることが、シャッタ４とカム溝２ｂの係合状態と解除状態を用いての容易な構成で実現できる。

１…現像剤補給容器、２…容器本体、２ｂ…係合溝（カム溝）、３…排出部（フランジ部）、３ａ４…排出口、３ａ６…貯留部（現像剤貯留部）、４…シャッタ、５…ポンプ部、６…変換部材（往復動部材）、８…現像剤受入れ装置、８ｆ…装着部、８ｇ…突き当たり部、１０…引き込み部材(引き込みレバー)、１０ａ…付勢部材（コイルばね）、４０…係合部（シャッタ係合部）

Claims (4)

1. 現像剤受入れ装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
   回転して内部に収容されている現像剤を搬送可能に設けられ、外周面に係合溝を有する容器本体と、
   前記容器本体が相対回転可能に挿入され、前記容器本体から搬送される現像剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された現像剤を排出可能な排出口とを有し、前記現像剤受入れ装置に非回転に装着される排出部と、
   前記容器本体の回転に伴い往復動作して吸気動作と排気動作とを行うポンプ部と、
   前記ポンプ部と前記係合溝に掛け渡されて、前記容器本体の回転に伴い前記係合溝に沿って動作することで、前記容器本体の回転動作を前記ポンプ部の往復動作に変換する変換部材と、
   前記排出部に設けられ、前記排出口を閉じた位置で前記係合溝に係合する係合部を有し、前記容器本体の回転により前記係合部と前記係合溝との係合が解除されて、前記排出口を閉じた位置から前記排出口を開いた位置へ移動可能になるシャッタと、を備える、
   ことを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記係合部は、前記係合溝の装着方向最上流部に係合されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
3. 前記シャッタは、前記係合部が前記係合溝に係合した状態で、装着方向に関し下流端部が前記排出部の下流端部よりも下流側に飛び出ている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤補給容器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載された現像剤補給容器と、
   前記排出部が装着される装着部と、装着方向に関し前記排出部が第一位置に装着された場合に前記排出部の一部を引っ掛けて、回動することにより前記排出部を装着方向下流側の第二位置に引き込む引き込み部材と、前記引き込み部材を回動可能に付勢する付勢部材とを有する現像剤受入れ装置と、を備え、
   前記シャッタは、前記係合部が前記係合溝に係合した係合状態で、前記装着部の突き当たり部に突き当たることで、前記引き込み部材の引き込み動作を規制して前記排出部を前記第一位置に維持し、前記容器本体の回転により前記係合状態が解除された場合に、前記引き込み部材により前記第二位置に引き込まれる前記排出部に対し前記装着方向の反対方向に相対移動して、前記排出口を閉じた位置から前記排出口を開いた位置へ移動する、
   ことを特徴とする現像剤補給システム。

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