JP7293029B2 - 現像剤補給容器 - 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用いられている。こうした画像形成装置では、画像形成によって消費されてしまう現像剤が、装置本体側に設けられた現像剤受入れ装置に装着された現像剤補給容器から補給できるようにしている。現像剤補給容器としては、容積可変なポンプを用いた吸排気動作に従って、容器本体内に収容されている補給用の現像剤が容器本体外へ排出されるものが提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の現像剤補給容器は、現像剤受入れ装置により回転駆動される容器本体の外周面に形成されているカム溝に沿って変換部材が往復動されることによって、容器本体の回転動作をポンプの吸排気動作に変換する構成となっている。この構成の場合、新品の現像剤補給容器が現像剤受入れ装置に装着された際に、ポンプが吸気動作から開始されるべく、変換部材はカム溝に係合されている。

特開２０１２－９３７３５号公報

本発明は、上述の特許文献１に記載の構成を更に改良した構成を提供することを目的とする。

本発明に係る現像剤補給容器は、現像剤受入れ装置に装着可能な現像剤補給容器であって、外周面に係合溝が形成され、装着状態で所定の回転方向に回転駆動される現像剤収容部と、第一方向に伸長して前記現像剤収容部内に吸気する吸気動作と、前記第一方向と反対の第二方向に圧縮して前記現像剤収容部内から排気する排気動作とを行うように往復動作するポンプ部と、前記係合溝に係合する係合部を有し、前記ポンプ部と前記係合溝に掛け渡されて前記現像剤収容部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、を備え、前記係合溝は、前記第一方向に前記変換部材を移動させる吸気用溝と前記第二方向に前記変換部材を移動させる排気用溝とが前記回転方向に亘って交互に形成され、前記排気用溝の前記第二方向下流端と前記吸気用溝の前記第一方向上流端とを接続する接続溝とが形成された第一溝と、前記係合部を前記吸気用溝へ案内可能に前記第一溝から前記回転方向下流側に向けて分岐された第二溝と、を有し、前記第二溝には、未装着状態で前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を抑制して前記変換部材を動作させず、装着状態で前記現像剤収容部が回転駆動され前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を許容して前記変換部材を動作させる抑制部が形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、上述の特許文献１に記載の構成を更に改良した構成を提供することができる。

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。 （ａ）現像剤補給装置の部分断面図、（ｂ）装着部の斜視図、（ｃ）装着部の断面図。 現像剤補給容器と現像剤補給装置を示す拡大断面図。 現像剤補給工程を説明するフローチャート。 現像剤補給装置の別の実施形態を示す拡大断面図。 （ａ）現像剤補給容器を示す外観斜視図、（ｂ）排出口周辺の様子を示す部分拡大図、（ｃ）現像剤補給容器を現像剤補給装置に装着した状態を示す正面図。 （ａ）現像剤補給容器の部分断面斜視図、（ｂ）現像剤補給容器の部分側面断面図、（ｃ）現像剤貯留部近傍の部分拡大図。 （ａ）ポンプ部が最大限伸張された状態の部分図、（ｂ）ポンプ部が最大限収縮された状態の部分図、（ｃ）現像剤補給容器をポンプ部側から見た図。 現像剤補給容器のカム溝を示す展開図。 現像剤補給容器のカム溝を示す斜視図。 ロック部を示す部分断面図。 他の実施形態のカム溝を示す展開図。

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。

［画像形成装置］
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を用いて説明する。

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）２０１ａ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。

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のシートサイズを基に、最適なサイズのシートＰ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Ｐが１枚ずつ搬送される。なお、シートＰ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ上のトナー像が定着される。

シートＰ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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、現像剤補給容器１を着脱可能な現像剤補給装置２０１について、図１乃至図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）は現像剤補給容器１が挿抜可能な装着部１０の外観斜視図、図２（ｃ）は装着部１０の断面図を示している。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。

現像剤受入れ装置としての現像剤補給装置２０１は、図１に示すように、現像剤補給容器１を装着可能な装着部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に対して図中矢印Ｍ方向に挿入される構成となっている。現像剤補給容器１の回転軸線方向（長手方向）は、ほぼこの挿入方向と一致する。なお、現像剤補給容器１の装着部１０からの離脱方向（抜き出す方向）は、図中矢印Ｍ方向と反対方向である。

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と、送り部材２０１ｄ、２０１ｅとを有している。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。

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４（後述する図６（ａ）参照）に当接することでフランジ部４の回転方向への移動を規制する、回転方向規制部（保持機構）１１が設けられている。

装着部１０は現像剤補給容器１が装着された際に、図３に示すように、現像剤補給容器１の排出口４ａと連通することにより、現像剤補給容器１から排出された現像剤を受入れる現像剤受入れ口１３を有する。そして、現像剤補給容器１の排出口４ａから現像剤が現像剤受入れ口１３を通してホッパ１０ａに供給される。ホッパ１０ａは、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。現像剤補給容器１から排出された現像剤は、ホッパ１０ａによって現像器２０１ａへと供給される。

なお、本実施形態において、現像剤受入れ口１３の直径は、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より、微細口（ピンホール）として約２ｍｍに設定されている。なお、現像剤受入れ口１３の直径は排出口４ａから現像剤が排出できる直径であればよい。

また、装着部１０は、図２（ｂ）、図２（ｃ）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（図３参照）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（詳しくは後述する現像剤収容部２）に対し回転駆動力を付与する機能を有している。

図３に示すように、駆動モータ５００は、制御装置６００によりその動作を制御される。制御装置６００は、現像剤センサ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。制御装置６００は、駆動モータ５００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６００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有するものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラムを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。

なお、本実施形態において、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。したがって、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。

［現像剤補給容器の着脱方法］
次に、現像剤補給容器１の着脱方法について説明する。まず、操作者は装着部１０に設けられた交換カバー（不図示）を開いて、現像剤補給容器１を装着部１０へ挿入する。操作者によって装着部１０の奥まで現像剤補給容器１が挿入されると、現像剤補給容器１の現像剤補給装置２０１への装着が完了する。その後、操作者は交換カバーを閉じる。ここで、現像剤補給容器１が装着された状態では、現像剤補給容器１のフランジ部４が装着部１０に保持、固定されている。

現像剤補給容器１内の現像剤が空となったような場合、操作者は交換カバーを開き、装着部１０から現像剤補給容器１を離脱させる（取り出す）。そして、現像剤が充填されている別の現像剤補給容器１を装着部１０へと挿入、装着した後、交換カバーを閉じる。こうして、操作者は現像剤補給容器１の交換作業を行う。

［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のフローチャートに基づき説明する。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。本実施形態では、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（Ｓ１００のＮｏ）、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）。

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（Ｓ１００のＹｅｓ）、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値未満となると、繰り返し実行される構成となっている。

なお、現像剤補給装置２０１は、上述したような、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へ補給するものに限られない。例えば、図５に示すような現像剤補給装置であってもよい。図５は、現像剤補給装置の別の実施形態を示す拡大断面図である。

図５に示す現像剤補給装置は、図３に示した現像剤補給装置からホッパ１０ａを省き、現像剤補給容器１から現像器８００へ直接的に現像剤を補給する。この場合の現像器８００は、非磁性トナー及び磁性キャリアを含んだ２成分現像剤を用いて画像形成を行うタイプの現像器である。現像器８００は、現像剤が補給される撹拌室と、現像スリーブ８００ａへ現像剤を供給する現像室とを有し、撹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撹拌スクリュー８００ｂが設置されている。そして、撹拌室と現像室は現像剤搬送方向の両端部において互いに連通していることから、現像剤はこれら２つの部屋を循環搬送される。撹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の動作を制御できるようにしている。

［現像剤補給容器］
次に、現像剤補給容器１について図６（ａ）乃至図７（ｃ）を用いて説明する。ここで、図６（ａ）は現像剤補給容器１の外観斜視図、図６（ｂ）は現像剤補給容器１の排出口４ａ周辺の部分拡大図、図６（ｃ）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である。また、図７（ａ）は現像剤補給容器１の部分断面斜視図、図７（ｂ）は現像剤補給容器１の部分断面側面図、図７（ｃ）は現像剤貯留部近傍の部分拡大図である。

現像剤補給容器１は、図６（ａ）に示すように、カバー４ｅを有している。カバー４ｅは、外観上の見た目を向上させる目的と後述するポンプ部３ａ及び往復動部材３ｂを保護するために、後述するフランジ部４、ポンプ部３ａ、往復動部材３ｂの全体を覆うようにして組み付けられている。そして、現像剤補給容器１は、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を有している。現像剤収容部２は、長手方向（回転軸線方向）の一端部が開口しており、後述するように、回転することによって内部に収容されている現像剤が開口した一端部側に向けて搬送されるようになっている。また、現像剤補給容器１は、現像剤収容部２の一端部側が挿入され、現像剤補給装置２０１（図１参照）に非回転に装着されるフランジ部４を有している。現像剤収容部２（詳しくは円筒部２ｋ）は、このフランジ部４に対して相対回転可能に一端部が挿入されている。なお、円筒部２ｋの断面形状は、現像剤補給工程において現像剤収容部２の回転動作に影響を与えなければ、非円形状としてもよい。例えば、楕円形状や多角形状であってもよい。

なお、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、円筒部２ｋの全長Ｌ１が約４６０ｍｍ、外径Ｒ１が約６０ｍｍに設定されている。また、後述の現像剤排出室４ｃが設置されている領域の長さＬ２は約２１ｍｍである。ポンプ部３ａの全長Ｌ３（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２９ｍｍであり、図７（ｃ）に示すように、ポンプ部３ａの全長Ｌ４（使用上の伸縮可能範囲の中で最も縮んだ状態のとき）は約２４ｍｍである。

［現像剤補給容器の材質］
本実施形態では、後述するように、ポンプ部３ａにより現像剤補給容器１の容積を変化させることにより、排出口４ａ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、容積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、本実施形態の現像剤補給容器１は、現像剤の排出時、現像剤補給装置２０１（図１参照）とは排出口４ａを通じてのみ連通しており、排出口４ａを除き外部から密閉される構成としている。つまり、ポンプ部３ａにより現像剤補給容器１の容積を減少、増加させて排出口４ａ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、本実施形態では、現像剤収容部２とフランジ部４の材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部３ａ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とフランジ部４は容積可変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３ａ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の容積を変化させることができる材料であればよい。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３ａ、現像剤収容部２、現像剤排出室４ｃ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。

以下、現像剤補給容器１における、フランジ部４、円筒部２ｋ、ポンプ部３ａ、駆動受け機構、駆動変換機構の構成について、順に説明する。

［フランジ部］
フランジ部４には、図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、円筒部２ｋから搬送されてきた現像剤を一時的に収容するための中空の現像剤排出室４ｃが設けられている。この現像剤排出室４ｃの底部には、現像剤排出室４ｃから現像剤の排出を許容する排出口４ａが形成されている。排出口４ａ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４ｄが設けられている。

なお、排出口４ａの周囲には、孔のあいた開口シール５ａが設けられている。シール部材としての開口シール５ａは両面テープで現像剤排出室４ｃに貼り付けられ、シャッタ８と現像剤排出室４ｃとに当接してこれらの隙間を封止した状態に挟持されることで、排出口４ａ周りから現像剤が漏れるのを防止する。

また、フランジ部４には排出口４ａを開閉するシャッタ８が設けられている。シャッタ８は、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に未装着状態で排出口４ａを閉じ、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に装着状態で排出口４ａを開くようになっている。即ち、シャッタ８は、現像剤補給容器１の現像剤補給装置２０１への挿抜動作に伴い排出口４ａを開閉し得る。これにより、未装着時の現像剤補給容器１からの現像剤漏れの防止と、装着時の現像剤補給容器１からの現像剤供給とを実現する。なお、現像剤補給容器１は現像剤補給装置２０１への装着時、フランジ部４側を先頭に装着部１０に挿入される。

フランジ部４は、現像剤補給容器１が装着部１０に装着されると、実質的に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４が自ら円筒部２ｋの回転方向へ回転することがないように、図２（ｂ）に示す回転方向規制部１１が設けられている。したがって、現像剤補給容器１が装着部１０に装着された状態では、フランジ部４に設けられている現像剤排出室４ｃも、円筒部２ｋの回転方向へ回転すること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）。なお、現像剤補給容器１は装着時、フランジ部４側を先頭に装着部１０に挿入される。一方、円筒部２ｋは現像剤補給装置２０１により回転方向への規制を受けずに、現像剤補給工程において回転する構成となっている。

さらに、図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、円筒部２ｋから螺旋状の凸部（搬送突起）２ｃにより搬送されてきた現像剤を、現像剤排出室４ｃへと搬送するための板状の搬送部材６が設けられている。この搬送部材６は、現像剤収容部２の一部の領域を略二分割するように設けられており、円筒部２ｋとともに一体的に回転する構成となっている。そして、この搬送部材６にはその両面に円筒部２ｋの回転軸線方向に対し、現像剤排出室４ｃ側に傾斜した傾斜リブ６ａが複数設けられている。傾斜リブ６ａは、円筒部２ｋの内部で円筒部２ｋと一体となって回転しつつ現像剤を搬送する部位である。また、本実施形態において、搬送部材６の端部には規制部７が設けられている。規制部７については後述する。

上記の構成により、搬送突起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板状の搬送部材６により鉛直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、重力によって搬送部材６の表面上を滑り落ち、やがて傾斜リブ６ａによって現像剤排出室４ｃ側へと受け渡される。本構成においては、この傾斜リブ６ａは、円筒部２ｋが半周する毎に現像剤が現像剤排出室４ｃへと送り込まれるように、搬送部材６の両面に設けられている。

［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（ａ）乃至図７（ｃ）を用いて説明する。円筒部２ｋの内面には、図６（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、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現像剤排出室４ｃ（排出口４ａ）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突起２ｃが設けられている。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。

また、円筒部２ｋは、図７（ｂ）乃至図７（ｃ）に示すように、フランジ部４の内面に設けられたリング状のシール部材のフランジシール５ｂを圧縮した状態で、フランジ部４に対して相対回転可能に固定されている。これにより、円筒部２ｋは、フランジシール５ｂと摺動しながら回転するため、回転中において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４ａを介した空気の出入りが適切に行われるようになり、現像剤の補給中における、現像剤補給容器１の容積可変を所望の状態にすることができるようになっている。なお、本実施形態の場合、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、円筒部２ｋは駆動モータ５００により所定の一方向に回転駆動される。

［ポンプ部］
図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示されるポンプ部３ａは、前記ギア部２ｄが受けた駆動力により現像剤収容部２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。

本実施形態では前述したように小さな排出口４ａ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の一部に上記したポンプ部３ａを設けている。ポンプ部３ａはその容積が可変可能な樹脂製の容積可変型ポンプとなっている。具体的には、ポンプ部３ａ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。具体的には、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。

このポンプ部３ａ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３ａ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排出口４ａから排出される。またポンプ部３ａ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４ａを介してエアーが取り込まれる。この取り込まれたエアーにより排出口４ａ付近の現像剤が解れ、次の排出がスムーズに行われるようになっている。以上のような伸縮動作をポンプ部３ａが繰り返し行うことで現像剤の排出が行われる。本実施形態のように、蛇腹状のポンプ部３ａを採用した場合、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。

［駆動受け機構］
次に、搬送突起２ｃを備えた円筒部２ｋ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６（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２ｄが設けられている。このギア部２ｄは、円筒部２ｋと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２ｄに入力された回転駆動力は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような往復動部材３ｂを介してポンプ部３ａへ伝達される仕組みとなっている。具体的には、駆動変換機構で後述する。本実施形態の蛇腹状のポンプ部３ａ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、本実施形態では、円筒部２ｋの長手方向（現像剤搬送方向）側にギア部２ｄ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、本実施形態では、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、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、本実施形態では、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。

現像剤補給容器１には、ギア部２ｄが受けた円筒部２ｋを回転させるための回転駆動力を、ポンプ部３ａ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、本実施形態では、ギア部２ｄ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ことで、円筒部２ｋを回転させる駆動力とポンプ部３ａを往復動させる駆動力を、１つの駆動入力部（ギア部２ｄ）で受ける構成としている。これにより、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することが可能となる。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。

ここで、図８（ａ）はポンプ部３ａが使用上最大限伸張された状態の部分図、図８（ｂ）はポンプ部３ａが使用上最大限収縮された状態の部分図、図８（ｃ）はポンプ部の部分図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、回転駆動力をポンプ部３ａの往復動力に変換する為に介する部材としては往復動部材３ｂを用いている。具体的には、駆動ギア３００から回転駆動を受けた駆動入力部（ギア部２ｄ）と、一体となっている全周にカム溝２ｅが設けられている円筒部２ｋが回転する。現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に装着された状態で、このカム溝２ｅには、往復動部材３ｂから一部が突出した係合部としての往復動部材係合突起３ｃが係合している。本実施形態では、図８（ｃ）に示すように、往復動部材３ｂが円筒部２ｋの回転方向へ自ら回転することがないように(ガタ程度は許容する)、カバー４ｅに弾性変形可能に設けられた回転規制部３ｆによって回転方向への移動が規制されている。このように、回転方向が規制されることで、カム溝２ｅの溝に沿って（図７（ｂ）の矢印Ｘ方向もしくは逆方向）往復動するように規制されている。さらに、往復動部材係合突起３ｃは、カム溝２ｅに複数係合するように設けられている。具体的には、２つの往復動部材係合突起３ｃが円筒部２ｋを挟んで約１８０°対向するように設けられている。

往復動部材係合突起３ｃ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３ａ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２ｅ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。

以上のように、駆動ギア３００から入力された回転駆動力で円筒部２ｋが回転することで、カム溝２ｅに沿って往復動部材係合突起３ｃが矢印Ｘ方向もしくは逆方向に往復動作する。これに応じて、ポンプ部３ａが伸張した状態（図８（ａ））と、ポンプ部３ａが収縮した状態（図８（ｂ））を交互に繰り返して、現像剤補給容器１の容積可変を達成することができる。

［駆動変換機構の設定条件］
駆動変換機構は、円筒部２ｋの回転に伴い単位時間当たりに現像剤排出室４ｃへ搬送される現像剤搬送量が、現像剤排出室４ｃからポンプ部作用により単位時間当たりに現像剤補給装置２０１へ排出される量よりも多くなるように駆動変換している。これは、現像剤排出室４ｃへの搬送突起２ｃによる現像剤の搬送能力に対してポンプ部３ａによる現像剤の排出能力の方が大きいと、現像剤排出室４ｃ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。また、本実施形態では、駆動変換機構は、円筒部２ｋが１回転する間にポンプ部３ａ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よる。

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。ただし、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。

しかしながら、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３ａの動作回数が減ってしまうことから、単位時間当たりに現像剤補給容器１から排出される現像剤の量が減ってしまう。つまり、画像形成装置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３ａの容積変化量を増加させれば、ポンプ部３ａ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３ａ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３ａ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、本実施形態では、円筒部２ｋが１回転する間にポンプ部３ａを複数周期動作させている（例えば２周期）。これにより、円筒部２ｋが１回転する間にポンプ部３ａを１周期しか動作させない場合に比して、ポンプ部３ａ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。したがって、こ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］
本実施形態では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、駆動変換機構（往復動部材係合突起３ｃとカム溝２ｅ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、現像剤排出室４ｃの内部に収容されている現像剤と接触することがないように、円筒部２ｋ、現像剤排出室４ｃ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。即ち、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）となることや、駆動変換機構を動作させるトルクがアップすることなど、を抑制し得る。

図９に、上記した駆動変換機構として機能するカム溝２ｅの一例を示す。本実施形態では、現像剤収容部２の一回転当たりにポンプ部３ａが二往復動作するカム溝２ｅを示している。図９において、矢印Ａは現像剤収容部２の回転方向、矢印Ｂはポンプ部３ａの伸長方向（第一方向）、矢印Ｃはポンプ部３ａの圧縮方向（第二方向）を示す。

図９に示すように、第一溝としてのカム溝２ｅは、ポンプ部３ａを圧縮動作（排気動作）させ現像剤収容部内から排気するための排気用溝としてのカム溝２ｇを有する。また、カム溝２ｅは、ポンプ部３ａを伸長動作（吸気動作）させ現像剤収容部内に吸気するための吸気用溝としてのカム溝２ｈを有する。ここでは、ポンプ部３ａ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。さらに、カム溝２ｅは、ポンプ部３ａ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を有している。そして、本実施形態の場合、現像剤収容部２（詳しくは円筒部２ｋ）には係合溝として、これらカム溝２ｇとカム溝２ｈとカム溝２ｉとを有する一連のカム溝２ｅの他に、カム溝２ｅに接続された第二溝としての移動規制カム溝２ｎが形成されている。移動規制カム溝２ｎについては後述する。なお、本実施形態の場合、カム溝２ｉは後述する非動作溝であり、カム溝２ｇの圧縮方向下流端（第二方向下流端）とカム溝２ｈの伸長方向上流端（第一方向上流端）とを接続する接続溝でもある。

ここで、非動作溝としてのカム溝２ｉについて述べる。本実施形態の場合、駆動モータ５００（図３参照）が制御されると現像剤収容部２が回転し、これによりポンプ部３ａ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５００による制御だけではポンプ部３ａ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２ｅにカム溝２ｉを設けずに、ポンプ部３ａを圧縮動作させるためのカム溝２ｇと、ポンプ部３ａを伸長動作させるためのカム溝２ｈとでカム溝２ｅを構成した場合を考える。この場合、ポンプ部３ａ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５００を停止させる必要がある。ただし、駆動モータ５００を停止しても現像剤収容部２は惰性で回転し続け、現像剤収容部２が停止するまでポンプ部３ａも連動して往復動作し続ける。現像剤収容部２が惰性で回転する距離は現像剤収容部２の回転速度に依存し、現像剤収容部２の回転速度は駆動モータ５００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５００にかかるトルクが変わると、現像剤収容部２の回転速度も変わることから、ポンプ部３ａ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３ａを同じ位置で停止させるためには、現像剤収容部２が回転中でもポンプ部３ａを往復動させない領域をカム溝２ｅに設ければよい。そこで、カム溝２ｅは、現像剤収容部２が回転してもポンプ部３ａを圧縮動作も伸長動作もさせないために、現像剤収容部２の回転方向（図９の矢印Ａ方向）に延びるストレート状のカム溝２ｉを有している。そうであるから、ポンプ部３ａを同じ位置で停止させることができるのであれば、カム溝２ｅはカム溝２ｉを有していなくてもよい。本実施形態の場合、カム溝２ｉは、往復動部材係合突起３ｃをカム溝２ｇからカム溝２ｈに案内するように、カム溝２ｇとカム溝２ｈとを接続している。

［搬送部材］
上述したように、現像剤を現像剤収容部２から現像剤排出室４ｃへと搬送する搬送部材６は、現像剤収容部２と一体的に回転するように現像剤収容部２内に設けられている。ただし、本実施形態の場合、図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示すように、搬送部材６は規制部７を有している。規制部７は、搬送部材６のポンプ部３ａ側の端部に一体で設けられている。そのため、円筒部２ｋと一体で回転する搬送部材６の回転動作に伴い、規制部７も連動して回転する。

規制部７は、回転位相によりフランジ部４に設けられた現像剤貯留部４ｄ上を覆うことが可能な形状となっており、回転に連動して現像剤貯留部４ｄの上部を覆ったり、覆わなかったりを定期的に繰り返すよう動作する。具体的に説明すると、円筒部２ｋより搬送された現像剤は現像剤貯留部４ｄ内とその上部近傍に貯留され、その後、規制部７の回転により現像剤貯留部４ｄの上部の現像剤は、規制部７によって押し退けられる。その状態で、ポンプ部３ａを圧縮する排気動作が行われると、現像剤貯留部４ｄ内の現像剤のみが排出される。このとき、規制部７が現像剤貯留部４ｄの上部を覆っている間は、周囲から現像剤貯留部４ｄの内部への現像剤の流入が抑制され、現像剤貯留部４ｄの内部以外の現像剤は排出されない。

こうして規制部７により現像剤貯留部４ｄの上部が覆われることで、現像剤貯留部４ｄ内への現像剤の流入を防ぎ、現像剤貯留部４ｄ内の現像剤粉面を一定の高さに保つことが可能となる。そして、ポンプ部３ａの排気動作時は、上述のように現像剤貯留部４ｄ内の現像剤が排出されるので、現像剤補給容器１の内外の空間が連通し、その後、エアーのみが放出される。すると、現像剤補給容器１の内外に圧力差が生じて、現像剤が排出され続けることが抑制される。

以上のことから、規制部７を設けた本実施形態は排気動作時に、常に現像剤貯留部４ｄ内に貯留された一定量の現像剤を現像剤補給装置２０１へ排出可能であり、安定した補給精度で現像剤を排出可能な構成であると言える。

そして、現像剤を排出した後には現像剤貯留部４ｄには壁面への付着分を除き、現像剤貯留部４ｄ内に現像剤はほとんど貯留されていない。ここからさらに搬送部材６が回転することで、再び現像剤貯留部４ｄへ現像剤が搬送され、同様の工程が繰り返される。よって、排出の初期から後期まで、安定した補給精度で現像剤を排出することが可能となる。

次に、上述したポンプ部３ａによる現像剤補給工程について説明する。現像剤補給工程として、上述のように、ポンプ部３ａが伸長動作する吸気工程（排出口４ａを介した吸気動作）と、ポンプ部３ａが圧縮動作する排気工程（排出口４ａを介した排気動作）と、ポンプ部３ａが伸長動作も圧縮動作もしない動作停止工程とがある。以下、吸気工程と排気工程と動作停止工程について、順に説明する。

［吸気工程］
まず、吸気工程について説明する。上述した駆動変換機構（カム機構）によりポンプ部３ａが最も縮んだ状態（図８（ｂ）参照）から、ポンプ部３ａが最も伸びた状態（図８（ａ）参照）になることで、吸気動作が行われる。この吸気動作に伴い、現像剤を収容し得る現像剤補給容器１の容積が増大する。この際に、現像剤補給容器１内は排出口４ａを除き実質密閉された状態となり、さらに、排出口４ａが現像剤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）よりも低くなって、現像剤補給容器１内外の圧力差により、エアーが現像剤補給容器１の外部から内部へ排出口４ａを通って吸気される。

こうして、排出口４ａを通じて現像剤補給容器１外からエアーが取り込まれるため、排出口４ａ近傍にある現像剤を解す（流動化させる）ことができる。具体的には、現像剤貯留部４ｄに貯留されてい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、現像剤を適切に流動化させることができる。なお、エアーが排出口４ａを介して現像剤補給容器１内に取り入れられるため、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。こうすると、単位時間当たりに排出される現像剤の量が長期に亘りほぼ一定となる。このようにして、現像剤を流動化させておくことにより、後述する排気動作時に、現像剤が排出口４ａに詰まってしまうことなく、排出口４ａから一定量の現像剤をスムーズに排出させることが可能となる。

なお、吸気動作が行われるために、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態から最も伸びた状態になることに限らず、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態から最も伸びる状態の途中で停止したとしても、現像剤補給容器１の内圧変化が行われれば吸気動作は行われる。つまり、吸気工程とは、往復動部材係合突起３ｃが図９に示すカム溝２ｈに係合している状態のことである。

［排気工程］
次に、排気工程について説明する。ポンプ部３ａが最も伸びた状態（図８（ａ）参照）から、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態（図８（ｂ）参照）になることで、排気動作が行われる。この排気動作に伴い、現像剤を収容し得る現像剤補給容器１の容積が減少する。その際に、現像剤補給容器１内は排出口４ａ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４ａが現像剤で実質的に塞がれた状態となっている。したがって、現像剤補給容器１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、現像剤は現像剤補給容器１内外の圧力差により、排出口４ａ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へ現像剤が排出される。そして、現像剤とともに現像剤補給容器１内のエアーも排出されるため、現像剤補給容器１の内圧が低下する。以上のように、本実施形態では、１つの往復動式のポンプ部３ａ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。

なお、排気動作が行われるために、ポンプ部３ａが最も伸びた状態から最も縮んだ状態になることに限らず、ポンプ部３ａが最も伸びた状態から最も縮む状態の途中で停止したとしても、現像剤補給容器１の内圧変化が行われれば排気動作は行われる。つまり、排気工程とは、往復動部材係合突起３ｃが図９に示すカム溝２ｇに係合している状態のことである。

［動作停止工程］
本実施形態では、上述したように現像剤センサ１０ｄや磁気センサ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である（図３、図５参照）。この構成では、現像剤補給容器１から排出される現像剤量がトナー濃度に直接影響を与えるので、画像形成装置１００が必要とする現像剤量を現像剤補給容器１から補給する必要がある。このとき、現像剤補給容器１から排出される現像剤量を安定させるために、ポンプ部３ａにより毎回決まった量で現像剤補給容器１の容積を可変するのが望ましい。そこで、本実施形態では、上述したように、円筒部２ｋが回転動作中でもポンプ部３ａが往復動しない動作停止状態に維持するためのカム溝２ｉをカム溝２ｅに設けている（図９参照）。したがって、動作停止工程とは、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｉに係合している状態のことである。

なお、ポンプ部３ａが動作停止工程であっても、規制部７は搬送部材６の回転に伴って回転する。ただし、ポンプ部３ａが動作停止工程である場合、規制部７が現像剤貯留部４ｄの上方に到達していない範囲にある。この場合、ポンプ部３ａは動作停止工程であるため、現像剤貯留部４ｄの近傍で内圧の変化が生じない。したがって、ポンプ部３ａによる吸気も排気も行われず、また規制部７が現像剤の搬送を妨げないことから、搬送部材６によって搬送された現像剤が現像剤貯留部４ｄに貯留され得る。

ところで、従来の現像剤補給容器１では、上述したように、円筒部２ｋの外周面に往復動部材３ｂを往復動させるための一連の経路であるカム溝２ｅが形成されている。そして、現像剤補給容器１が未装着状態であるとき、ポンプ部３ａは装着後の初回動作時に吸気動作するように最も縮んだ状態に初期設定されていた。また、往復動部材係合突起３ｃはカム溝２ｈに対しカム溝２ｈにおける移動方向（図９の矢印Ｂ方向）最上流から係合可能に、カム溝２ｉあるいはカム溝２ｈに係合されていた。

これは以下の理由による。即ち、現像剤補給容器１は運搬時などに、現像剤補給容器１内において現像剤が移動されて現像剤貯留部４ｄに入り込むことがある。そして、現像剤貯留部４ｄに入り込んだ現像剤は運搬中や保管中に固まって解れ難くなる。そこで、現像剤を排出させる前に外部からエアーを取り込んで現像剤を解す吸気を行うために、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態で、且つ往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｉあるいはカム溝２ｈに係合された状態で、現像剤補給容器１は製造され出荷されている。

しかしながら、従来の現像剤補給容器１では、ユーザが新品の現像剤補給容器１を現像剤補給装置２０１に装着し初回動作させた際に、現像剤補給容器１から一定量の現像剤が排出されないことがあった。これは、現像剤補給容器１がユーザの手元に届くまでの運搬中などに、円筒部２ｋが回転されてしまい、その場合に、カム溝２ｅに沿って往復動部材３ｂが移動し、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態から伸長されてしまうからである。即ち、運搬中に何らかの要因（例えば振動）で円筒部２ｋが回転されることにより、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｇに移動されることで、ポンプ部３ａが伸長される。ポンプ部３ａが伸長状態である現像剤補給容器１を装着した場合、円筒部２ｋを回転させても、現像剤貯留部４ｄの現像剤が抵抗となってポンプ部３ａによる吸気動作を行い得ず、現像剤が解れていないまま現像剤を排出させようとする。そもそも、ポンプ部３ａが伸長状態であると、現像剤貯留部４ｄの現像剤が抵抗となるので、ポンプ部３ａを縮めることも難しい。こうして、従来の現像剤補給容器１では、運搬中に円筒部２ｋが回転されることに起因して現像剤が排出され難くなることがあった。運搬中において、円筒部２ｋは装着時の回転方向（図９の矢印Ａ方向）だけでなく、装着時の回転方向と反対方向にも回転され得る。なお、以下の説明において単に回転方向という場合は、装着時の回転方向（図９の矢印Ａ方向）のことを指す。

本実施形態では上記点に鑑み、現像剤補給容器１の初回動作時に現像剤貯留部４ｄの現像剤を解す吸気動作から開始すべく、例え現像剤補給容器１の運搬中に円筒部２ｋが回転されても、ポンプ部３ａの圧縮状態を維持できるようにした。以下、本実施形態の現像剤補給容器１について、図９乃至図１１を用いて説明する。

本実施形態の現像剤補給容器１は、ポンプ部３ａを圧縮動作させるためのカム溝２ｇと、ポンプ部３ａを伸長動作させるためのカム溝２ｈと、カム溝２ｉとを有する一連のカム溝２ｅの他に、カム溝２ｅから分岐された移動規制カム溝２ｎが形成されている。移動規制カム溝２ｎは、往復動部材係合突起３ｃを吸気用のカム溝２ｈへ案内可能にカム溝２ｅから回転方向下流側に向けて分岐されている。即ち、本実施形態の場合、未装着状態（装着前）の新品の現像剤補給容器１において、ポンプ部３ａが最も縮んだ状態で、往復動部材３ｂの往復動部材係合突起３ｃが移動規制カム溝２ｎに係合されている。そして、装着状態で円筒部２ｋが回転駆動された場合に、移動規制カム溝２ｎに係合されていた往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈに対しカム溝２ｈにおける移動方向（矢印Ｂ方向）最上流から係合可能に、移動規制カム溝２ｎがカム溝２ｅから分岐されている。ここでは、移動規制カム溝２ｎの回転方向上流側が、カム溝２ｈにおける移動方向最上流でカム溝２ｈに接続するカム溝２ｉ、言い換えれば、カム溝２ｇにおける移動方向最下流でカム溝２ｇに接続するカム溝２ｉから分岐されている（分岐箇所２Ｘ参照）。

図９に示す実施形態では、移動規制カム溝２ｎが、カム溝２ｉとの分岐箇所２Ｘから円筒部２ｋの回転方向下流側に向けて、円筒部２ｋの回転軸線方向においてカム溝２ｉと同じ位置に、カム溝２ｉの延長線Ｄ上に形成されている。また、本実施形態では、２つの往復動部材係合突起３ｃが円筒部２ｋを挟んで約１８０°対向するように設けられていることから（図８（ａ）参照）、２つの移動規制カム溝２ｎが円筒部２ｋの回転方向において約１８０°ずれた位置に形成されている。

図９に示すように、装着後の初回動作時、円筒部２ｋが回転方向へ回転されることにより、往復動部材係合突起３ｃは移動規制カム溝２ｎに沿って回転方向とは逆方向へ移動する。そして、往復動部材係合突起３ｃは、移動規制カム溝２ｎ、カム溝２ｉを通ってカム溝２ｈへ移動する。往復動部材係合突起３ｃが移動規制カム溝２ｎを移動する際に、ポンプ部３ａは動作されることのない上述した動作停止工程となり、動作停止工程は往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈに到達するまで維持される。

往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈに到達すると、それ以降、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈに沿って移動するので、ポンプ部３ａが伸長動作する吸気工程となる。その後、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｇに到達すると、それ以降、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｇに沿って移動するので、ポンプ部３ａは圧縮動作する排気工程となる。さらに、円筒部２ｋが回転されると、往復動部材係合突起３ｃは移動規制カム溝２ｎとカム溝２ｉとの分岐箇所２Ｘに到達するが、往復動部材係合突起３ｃは移動規制カム溝２ｎに侵入することなくカム溝２ｉに侵入する。このように、往復動部材係合突起３ｃは移動規制カム溝２ｎを通過した以降、移動規制カム溝２ｎに戻ることなくカム溝２ｅに沿ってのみ移動する。

本実施形態の場合、移動規制カム溝２ｎの分岐箇所２Ｘの反対側は、往復動部材係合突起３ｃが回転方向下流側からカム溝２ｅに侵入しないように閉鎖されている。他方、移動規制カム溝２ｎの分岐箇所２Ｘ側には、図９及び図１０に示すように、移動規制カム溝２ｎの経路を塞ぐように、抑制部としてのロック部２ｍが設けられている。ポンプ部３ａは初期状態として、装着後の初回動作時に吸気動作するように最も縮んだ状態に設定され、往復動部材係合突起３ｃはロック部２ｍよりも回転方向下流側で移動規制カム溝２ｎに係合されている。

ロック部２ｍは、図１１に示すように、移動規制カム溝２ｎの底面から突出するように形成されている。ロック部２ｍは、円筒部２ｋの回転方向（矢印Ａ方向）に関し、下流側に上流側が高くなるように傾斜したロック面２ｍ１（傾斜面）を有し、上流側に下流側が高くなるように傾斜した抑制面２ｍ２とを有する。図１１において、ロック面２ｍ１の傾斜角度（円筒部２ｋの回転中心Ｏからロック面２ｍ１と移動規制カム溝２ｎとの交点を結ぶ直線Ｕに対する角度）を傾斜角α１で示した。また、抑制面２ｍ２の傾斜角度（円筒部２ｋの回転中心Ｏから抑制面２ｍ２と移動規制カム溝２ｎとの交点を結ぶ直線Ｊに対する角度）を傾斜角α２で示した。さらに、移動規制カム溝２ｎの底面からロック部２ｍの上端面までの高さを段差量Ｋで示した。なお、ロック部２ｍは、移動規制カム溝２ｎの深さが円筒部２ｋの回転方向の下流側よりも上流側が浅くなる段差として形成されていてもよい。

ロック部２ｍについて説明する。上述のように、現像剤補給容器１が未装着状態であるときの初期状態として、往復動部材係合突起３ｃはロック部２ｍよりも回転方向下流側で移動規制カム溝２ｎに係合されている。現像剤補給容器１が未装着状態である場合には、円筒部２ｋの回転によって往復動部材係合突起３ｃがロック部２ｍに当接することで、円筒部２ｋがそれ以上回転しないように、円筒部２ｋの回転が抑制される。即ち、ロック面２ｍ１に当接した往復動部材係合突起３ｃがロック部２ｍを乗り越えるのに必要な乗り越えトルクが、運搬時に円筒部２ｋに生じ得るであろう最大トルクよりも大きくなるように、ロック面２ｍ１が形成されている。なお、乗り越えトルクは駆動モータ５００のトルクよりも小さい。それ故、駆動モータ５００によって円筒部２ｋが回転された場合には、往復動部材係合突起３ｃはロック部２ｍを乗り越えて、上記のように、カム溝２ｉを通ってカム溝２ｈへ移動し得る。

上記の乗り越えトルクは、ロック面２ｍ１の傾斜角α１と段差量Ｋとにより所望の大きさに調整され得る。傾斜角α１を小さくすると、回転方向に対してより急な傾斜で往復動部材係合突起３ｃがロック面２ｍ１に当接することになるため、乗り越えトルクは大きくなる。ただし、傾斜角α１が「０°」に近いほど、駆動モータ５００によって円筒部２ｋが回転された場合に、往復動部材係合突起３ｃがロック面２ｍ１によりロックされてロック部２ｍを乗り越えられなくなる。かといって、傾斜角α１が「９０°」に近くなるほど、運搬時に円筒部２ｋに生じ得るであろう最大トルクが付加された場合に、往復動部材係合突起３ｃがロック部２ｍを乗り越えてしまい得る。そこで、ロック面２ｍ１の傾斜角α１は０°より大きく９０°よりも小さい範囲で、運搬時に円筒部２ｋに生じ得るであろう最大トルクと駆動モータ５００のトルクとのバランスに基づいて設定される。例えば、傾斜角α１は３０°以上５０°以下に設定されるのが好ましい。

また、上記の乗り越えトルクは、段差量Ｋを大きくすることによって大きくし得る。即ち、図１１に示すように、往復動部材３ｂはカバー４ｅに設けられた回転規制部３ｆにより外側から内側に向けて抑え付けられている。それ故、往復動部材係合突起３ｃがロック部２ｍを乗り越える際には、回転規制部３ｆの一部が往復動部材係合突起３ｃによって弾性変形する。この際に、ロック部２ｍの移動に応じて回転規制部３ｆの変形量は大きくなるが、この回転規制部３ｆの変形量が大きければ大きくなるほど、往復動部材係合突起３ｃがロック部２ｍを乗り越える際の乗り越えトルクが大きくなる。回転規制部３ｆの変形量は段差量Ｋが大きいほど大きくなる。したがって、この段差量Ｋについても傾斜角α１と組み合わせ、運搬時に円筒部２ｋに生じ得るであろう最大トルクと駆動モータ５００のトルクとのバランスに基づいて設定される。

また、ロック部２ｍには、抑制面２ｍ２が設けられている。抑制面２ｍ２は、駆動モータ５００によって円筒部２ｋが回転されてロック部２ｍを乗り越えた往復動部材係合突起３ｃが、移動規制カム溝２ｎを通過した以降、カム溝２ｅから移動規制カム溝２ｎに戻らないように、往復動部材係合突起３ｃの移動を抑制する。これは、装着状態で何らかの目的により、駆動モータ５００により円筒部２ｋを逆回転させたような場合に、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｅから移動規制カム溝２ｎへ移動されないようにするためである。それ故、抑制面２ｍ２の傾斜角α２はロック面２ｍ１の傾斜角α１よりも、小さく設定されるのが好ましい。例えば、傾斜角α２は１０°以上３０°以下に設定されるのが好ましい。

以上のように、本実施形態ではポンプ部３ａを伸縮動作させるカム溝２ｅから、運搬中に例え円筒部２ｋが回転されたとしてもポンプ部３ａが伸縮動作しないように、往復動部材３ｂの往復動部材係合突起３ｃを係合する移動規制カム溝２ｎが分岐されている。移動規制カム溝２ｎには、運搬中の円筒部２ｋの回転によって往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｅに移動せず、駆動モータ５００による円筒部２ｋの回転によって往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｅに移動できるようにロック部２ｍが設けられている。即ち、移動規制カム溝２ｎに往復動部材係合突起３ｃを係合させておくことで、運搬中にポンプ部３ａは伸縮動作せず、ポンプ部３ａは最も縮んだ状態に維持される。これにより、運搬中に円筒部２ｋが回転されることに起因して現像剤が排出され難くなることを抑制できる。

また、移動規制カム溝２ｎはカム溝２ｅのうちポンプ部３ａを伸長動作（吸気動作）させるカム溝２ｈに対し、カム溝２ｈにおいて往復動部材係合突起３ｃが移動する移動方向の上流側でカム溝２ｅに接続されている。そのため、装着後の円筒部２ｋの回転によって、往復動部材係合突起３ｃは移動規制カム溝２ｎを通過し、カム溝２ｉを介してカム溝２ｈに移動する。その後、往復動部材係合突起３ｃはカム溝２ｈを移動することから、排気動作に先んじてポンプ部３ａを吸気動作させることができる。こうしてポンプ部３ａを確実に吸気から動作させることにより、運搬中に例え現像剤貯留部４ｄに貯留された現像剤が固まっていたとしても、エアーにより解すことができ、装着後すぐに一定量の現像剤を補給できる。このように、現像剤の安定的な排出が容易な構成で実現できる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した実施形態では（図９参照）、移動規制カム溝２ｎの分岐箇所２Ｘと反対側がカム溝２ｅに接続されていない例を示したが、これに限らず、分岐箇所２Ｘと反対側がカム溝２ｅに接続されていてもよい。例えば、図９において、移動規制カム溝２ｎが回転方向下流側でカム溝２ｈに接続されていてもよい。ただし、そうする場合には、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈと移動規制カム溝２ｎとを行き来できないように、カム溝２ｈと移動規制カム溝２ｎとの間を遮蔽する遮蔽部を設ける必要がある。

なお、上述した実施形態では（図９参照）、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈに対しカム溝２ｈにおける移動方向（矢印Ｂ方向）最上流から係合可能に、移動規制カム溝２ｎがカム溝２ｅに接続されている例を示したが、これに限らない。例えば、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｈの経路途中から係合可能に、図９において点線で示すように、移動規制カム溝２ｎがカム溝２ｈの経路途中に接続されるように形成されていてもよい。この場合、移動規制カム溝２ｎは、カム溝２ｈとの分岐箇所２ＸＡから円筒部２ｋの回転方向下流側に向けて延びるように形成されている。

この場合、分岐箇所２ＸＡは、往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｇに沿って伸長方向の最上流から最下流まで移動した際に往復動部材３ｂが移動する範囲Ｈ（１００％）のうち、１０％以上５０％以下の範囲に設けられるのが好ましい。これは、移動規制カム溝２ｎＡとカム溝２ｈとの分岐箇所２ＸＡがカム溝２ｈの最下流に近ければ近いほど、往復動部材係合突起３ｃが移動規制カム溝２ｎＡからカム溝２ｈに移動してからの、ポンプ部３ａの吸気動作が十分に確保できないからである。ポンプ部３ａの吸気動作が十分に確保できなければ、運搬時に現像剤貯留部４ｄに貯留された現像剤を十分に解すことが難しくなる。

また、上述した実施形態では（図９参照）、移動規制カム溝２ｎが分岐箇所２Ｘから円筒部２ｋの回転方向下流側に向けて、円筒部２ｋの回転軸線方向においてカム溝２ｉと同じ位置に形成されたものを例に示したが、これに限らない。例えば、図１２に示すように、移動規制カム溝２ｎＢは、円筒部２ｋの回転軸線方向においてカム溝２ｅと重ならない位置に形成され、この移動規制カム溝２ｎＢと上記の分岐箇所２Ｘとを繋ぐように、連絡溝２ｒが形成される。連絡溝２ｒは、分岐箇所２Ｘからカム溝２ｈにおける移動方向上流側に、且つ回転方向下流側に向け延びるようにして、移動規制カム溝２ｎＢの回転方向上流端と、カム溝２ｉの回転方向下流端とを連絡している。

このような構成の場合、装着後の初期動作時にポンプ部３ａの伸長量を、連絡溝２ｒを設けた分だけ大きく確保することができる。即ち、未装着状態で移動規制カム溝２ｎＢに係合される往復動部材係合突起３ｃは、装着後の円筒部２ｋの回転に伴い、連絡溝２ｒを通過した後にカム溝２ｉに移動し、さらにカム溝２ｈに向け移動する。往復動部材係合突起３ｃが連絡溝２ｒを移動すると、往復動部材３ｂ（図８（ａ）参照）が図中矢印Ｂ方向に移動する。つまり、ポンプ部３ａが伸長されるので吸気が行われることになる。このように、装着後の初期動作時において、連絡溝２ｒの長さの分だけ現像剤補給容器１内をより減圧できるので、外部から排出口４ａを介して取り込まれるエアーを増やせる。その結果、例え運搬時に現像剤貯留部４ｄに現像剤が固まって解れ難くなっていたとしても、現像剤を確実に解して安定的に排出させ得る。

１…現像剤補給容器、２…現像剤収容部、２ｅ…係合溝（第一溝、カム溝）、２ｇ…係合溝（排気用溝、カム溝）、２ｈ…係合溝（吸気用溝、カム溝）、２ｉ…接続溝（非動作溝、カム溝）、２ｍ…抑制部（ロック部）、２ｍ１…傾斜面（ロック面）、２ｎ（２ｎＡ、２ｎＢ）…係合溝（第二溝、移動規制カム溝）、２ｒ…連絡溝、２Ｘ…分岐箇所、３ａ…ポンプ部、３ｂ…変換部材（往復動部材）、３ｃ…係合部（往復動部材係合突起）、２０１…現像剤受入れ装置（現像剤補給装置）

Claims (8)

1. 現像剤受入れ装置に装着可能な現像剤補給容器であって、
   外周面に係合溝が形成され、装着状態で所定の回転方向に回転駆動される現像剤収容部と、
   第一方向に伸長して前記現像剤収容部内に吸気する吸気動作と、前記第一方向と反対の第二方向に圧縮して前記現像剤収容部内から排気する排気動作とを行うように往復動作するポンプ部と、
   前記係合溝に係合する係合部を有し、前記ポンプ部と前記係合溝に掛け渡されて前記現像剤収容部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、を備え、
   前記係合溝は、前記第一方向に前記変換部材を移動させる吸気用溝と前記第二方向に前記変換部材を移動させる排気用溝とが前記回転方向に亘って交互に形成され、前記排気用溝の前記第二方向下流端と前記吸気用溝の前記第一方向上流端とを接続する接続溝とが形成された第一溝と、前記係合部を前記吸気用溝へ案内可能に前記第一溝から前記回転方向下流側に向けて分岐された第二溝と、を有し、
   前記第二溝には、未装着状態で前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を抑制して前記変換部材を動作させず、装着状態で前記現像剤収容部が回転駆動され前記変換部材と前記現像剤収容部とが相対回転した場合に前記係合部の前記第一溝への移動を許容して前記変換部材を動作させる抑制部が形成されている、
   ことを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記接続溝は、装着後の前記現像剤収容部の回転駆動に伴い前記ポンプ部を往復動作させることなく、前記係合部を前記排気用溝から前記吸気用溝に案内する非動作溝であり、
   前記第二溝は、前記非動作溝から分岐されている。
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
3. 前記第二溝は、前記吸気用溝から分岐されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
4. 前記第二溝は、前記係合部が前記吸気用溝に沿って前記第一方向に関し最上流から最下流まで移動した際に前記変換部材が移動する範囲のうち、１０％以上５０％以下の範囲となる分岐箇所で分岐されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給容器。
5. 前記第二溝は、前記非動作溝よりも前記第一方向の上流側に形成され、
   前記係合溝は、前記第二溝と前記非動作溝とを連絡する連絡溝を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給容器。
6. 前記抑制部は、前記第二溝の深さが前記回転方向の下流側よりも上流側が浅くなる段差である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
7. 前記抑制部は、前記第二溝の底面から突出するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
8. 前記抑制部は、前記回転方向の下流側の面が傾斜面である、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像剤補給容器。

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