JP7297588B2 - developer supply container - Google Patents
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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。 The present invention relates to a developer supply container suitable for use in image forming apparatuses using electrophotographic technology, such as printers, copiers, facsimiles, and multi-function machines.
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の場合、画像形成によって消費されてしまう現像剤が、装置本体に着脱自在な現像剤補給容器から補給される。現像剤補給容器は、容積可変な蛇腹状のポンプによる吸排気動作に従って、容器内に収容されている補給用の現像剤が容器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、蛇腹ポンプの伸縮量や容積を大きくせずとも、交換直後の現像剤量が多い状態から補給により現像剤量が少なくなった状態に至るまで、現像剤補給容器から現像剤を安定排出できる構成である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a developer such as fine powder toner is used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine. In the case of such an image forming apparatus, the developer that is consumed during image formation is replenished from a developer replenishing container detachably attached to the apparatus main body. A developer replenishing container has been proposed in which the replenishing developer stored in the container is discharged out of the container according to the intake and exhaust operation of a bellows-shaped pump with a variable volume (Patent Document 1). The developer replenishing container described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200002 can perform development from a state in which the amount of developer is large immediately after replacement to a state in which the amount of developer is small due to replenishment, without increasing the expansion and contraction amount and the volume of the bellows pump. It is configured such that the developer can be stably discharged from the developer replenishing container.
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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a configuration in which the configuration described in
本発明に係る現像剤補給容器は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、開口が形成された一端部を有し、回転により内部に収容されている現像剤が前記一端部側に向けて搬送される収容部と、前記収容部の回転により吸気動作と排気動作とを行うポンプ部と、前記収容部を相対回転可能に前記一端部が挿入され、前記収容部から搬送された現像剤を一定量貯留可能な貯留部と、前記貯留部に貯留された現像剤を排出可能な排出口と、前記ポンプ部と連通する吸排気口とを有し、前記現像剤補給装置に非回転に装着される排出部と、前記収容部内に設けられ、前記収容部と共に回転して、前記貯留部への現像剤の流入を抑制可能な第一範囲と、前記貯留部への現像剤の流入を抑制しない第二範囲とを移動する抑制部と、を備え、前記抑制部は、前記第一範囲を移動する場合に、前記収容部の回転軸線方向から見て前記吸排気口に対向する位置にあって前記開口の一部を塞ぐ第一壁面と、前記収容部の回転方向に関し前記第一壁面の両端に前記第一壁面から前記吸排気口側に突出するように立設された第二壁面及び第三壁面と、前記貯留部の現像剤入口を覆うようにして前記第二壁面と前記第三壁面とを内周側で繋ぐ第四壁面とを有し、前記第一壁面と前記第二壁面と前記第三壁面と前記第四壁面とは、前記第一範囲を移動する場合に、前記吸排気口と前記貯留部の現像剤入口とを含む所定の大きさの空間を形成して、前記ポンプ部により生じる前記吸排気口を通じた空気の流れを規制する、ことを特徴とする。 A developer supply container according to the present invention is a developer supply container that is attachable to and detachable from a developer supply device, and has one end portion in which an opening is formed. a housing portion conveyed toward the housing portion, a pump portion performing an intake operation and an exhaust operation by rotation of the housing portion, and the one end portion inserted into the housing portion so as to be relatively rotatable, and conveyed from the housing portion It has a storage section capable of storing a certain amount of developer, a discharge port capable of discharging the developer stored in the storage section, and an intake/exhaust port communicating with the pump section. a discharge portion that is mounted to rotate; a first range that is provided in the storage portion and rotates together with the storage portion so as to suppress inflow of the developer into the storage portion; and a suppressing portion that moves in a second range that does not suppress inflow, wherein the suppressing portion faces the intake and exhaust port when viewed from the rotation axis direction of the accommodating portion when moving in the first range. a first wall surface that blocks a part of the opening, and a second wall surface that protrudes from the first wall surface toward the intake/exhaust port on both ends of the first wall surface with respect to the rotation direction of the housing portion. It has two wall surfaces, a third wall surface, and a fourth wall surface that connects the second wall surface and the third wall surface on the inner peripheral side so as to cover the developer inlet of the storage section, and the first wall surface and the The second wall surface, the third wall surface, and the fourth wall surface form a space of a predetermined size that includes the intake/exhaust port and the developer inlet of the storage section when moving within the first range. and regulates the flow of air through the intake/exhaust port generated by the pump portion.
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。
According to the present invention, it is possible to provide a configuration obtained by further improving the configuration described in
［画像形成装置］
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。
[Image forming apparatus]
The present embodiment will be described below. First, the outline of the image forming apparatus will be described, and then the developer replenishing device and the developer replenishing container mounted in this image forming apparatus will be described.
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。 As an image forming apparatus equipped with a developer replenishing device into which a developer replenishing container (a so-called toner cartridge) of the present embodiment can be inserted and removed, an electrophotographic image forming apparatus will be described with reference to FIG.
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Ｊ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。
The
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。
In this embodiment, an example in which one-component magnetic toner is used as the developer to be replenished from the
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。 Specifically, in the case of using a one-component developing device that performs development using a one-component non-magnetic toner, the one-component non-magnetic toner is replenished as a developer. Also, a two-component developing device that performs development using a two-component developer in which a magnetic carrier and a non-magnetic toner are mixed may be used, in which case the non-magnetic toner is replenished as the developer. In this case, a configuration may be adopted in which a magnetic carrier is replenished together with the non-magnetic toner as the developer.
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。
Recording materials (hereinafter referred to as sheets) are accommodated in
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。
One sheet P transported by the feeding/separating
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。
In the case of single-sided printing in which an image is formed on only one side of the sheet P, the sheet P on which the toner image has been fixed passes through the
上記構成の画像形成装置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。
In the
［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。
[Developer supply device]
Next, the
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が挿抜可能な装着部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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the developing
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。
The developing
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。
As shown in FIG. 2B, the mounting
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。
When the
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。
In the present embodiment, the diameter of the
また、装着部１０は、図２（ｂ）、（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に対し回転駆動力を付与する機能を有している。
In addition, as shown in FIGS. 2B and 2C, the mounting
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。
As shown in FIG. 3, drive
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。
In this embodiment, the
［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。
[How to attach and detach the developer supply container]
Next, a method for attaching and detaching the
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。
When the developer in the
［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。
[Developer Replenishment Control by Developer Replenishing Device]
Next, developer replenishment control by the
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）。
Specifically, first, the
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。
As a result of this developer supply operation, when it is determined that the amount of contained developer detected by the
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。
Such a developer replenishing process is configured to be repeatedly executed when the amount of developer contained in the
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。
The
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。
The developer supply device shown in FIG. 5 omits the
［現像剤補給容器］
次に、本実施形態の現像剤補給容器１について、図６（ａ）乃至図１７（ｄ）を用いて説明する。まず、本実施形態の現像剤補給容器１の概要を説明する。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。
[Developer supply container]
Next, the
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て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排出部としてのフランジ部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。
As shown in FIG. 6A, the
［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。
[Material of developer supply container]
In this embodiment, as will be described later, the developer is discharged from the
また、後述するように、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、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。
Further, as will be described later, the
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。
Therefore, in the present embodiment, the material of the
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。
As for the material of the
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。
The configurations of the
［フランジ部］
フランジ部４には、図７（ａ）及び図７（ｂ）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。
[Flange]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
また、フランジ部４は凸状に形成された隔壁２０を有し、この隔壁２０によりポンプ部３ａと現像剤排出室４ｃとが隔てられて、現像剤収容部２内の現像剤がポンプ部３ａと現像剤排出室４ｃとを自由に行き来できないように構成されている。ただし、本実施形態の場合、隔壁２０にはポンプ部３ａと現像剤排出室４ｃとを連通し、現像剤排出室４ｃに対するポンプ部３ａによる吸排気のための吸排気口２０ａが形成されている。このような隔壁２０及び吸排気口２０ａについては後述する（図１４（ａ）及び図１４（ｂ）参照）。
The
更に、フランジ部４には排出口４ａを開閉するシャッタ４ｂが設けられている。シャッタ４ｂ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４ｂ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。
Further, the
シャッタ４ｂには、現像剤補給容器１の装着動作に伴い排出口４ａと連通し、現像剤補給装置２０１へ現像剤を補給するための小さなシャッタ排出口４ｅが形成されている。シャッタ４ｂ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（図２（ｂ）参照）と突き当たるように構成されている。したがって、シャッタ４ｂは、現像剤補給容器１の装着部１０への装着動作に伴い、円筒部２ｋの回転軸線方向（図２（ｃ）の矢印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４ｂのシャッタ排出口４ｅがフランジ部４の排出口４ａと連通して開封動作が完了する。この時点で、シャッタ排出口４ｅ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からの現像剤の補給が可能な状態となる。
The
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）。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は受けずに、現像剤補給工程において回転し得る。
The
更に、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ひいては現像剤貯留部４ｄ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、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。
Further, as shown in FIGS. 7(a) to 7(c), the developer conveyed from the
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。
With the above configuration, the developer conveyed by the conveying
［シャッタ排出口について］
次に、シャッタ排出口４ｅについて説明する。本実施形態の場合、シャッタ排出口４ｅは現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０１に現像剤を補給する姿勢のとき、現像剤が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、シャッタ排出口４ｅ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十分となる程度に小さい微細口（ピンホールと呼ばれる）に設定されている。言い換えれば、シャッタ排出口４ｅは現像剤で実質閉塞可能に、その開口の大きさが設定されている。こうすることにより、次に示す第１～第３の効果を期待できる。
[About the shutter outlet]
Next, the
第１に、シャッタ排出口４ｅから現像剤が漏れ難くなる。第２に、シャッタ排出口４ｅを開放した際の現像剤の過剰排出を抑制できる。第３に、現像剤の排出をポンプ部３ａ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ように、シャッタ排出口４ｅの開口サイズ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）とその判断基準を説明する。
First, it becomes difficult for the developer to leak from the
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１０００ｃｍ３、大きさが縦９０ｍｍ×横９２ｍｍ×高さ１２０ｍｍとなっている。 Prepare a rectangular parallelepiped container of a predetermined volume with a discharge port (circular shape) formed in the center of the bottom. After filling 200 g of developer in the container, shake the container well with the filling port closed and the discharge port blocked. Thoroughly dissolve the developer. This cuboid container has a volume of about 1000 cm 3 and a size of 90 mm long×92 mm wide×120 mm high.
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。 Thereafter, the discharge port is opened with the discharge port facing vertically downward as soon as possible, and the amount of developer discharged from the discharge port is measured. At this time, the rectangular parallelepiped container remains completely sealed except for the discharge port. Further, the verification experiment was conducted under an environment of 24° C. temperature and 55% relative humidity.
上記手順で、現像剤の種類とシャッタ排出口４ｅの大きさを変えて排出量を測定する。なお、本実施形態では、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、その時のシャッタ排出口４ｅ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。
In the above procedure, the discharge amount is measured by changing the type of developer and the size of the
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。 Table 1 shows the developer used in the verification experiment. The types of developer are one-component magnetic toner, two-component non-magnetic toner used in two-component developing device, and a mixture of two-component non-magnetic toner and magnetic carrier used in two-component developing device.
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。 In addition to the angle of repose, which indicates the properties of these developers, the fluidity, which indicates the fragility of the developer layer, was measured by a powder fluidity analyzer (Powder Rheometer FT4, manufactured by Freeman Technology). Energy was measured.
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。 A method for measuring this fluidity energy will be described with reference to FIG. Here, FIG. 8 is a schematic diagram of an apparatus for measuring fluidity energy. The principle of this powder flow analyzer is to move a blade through a powder sample and measure the flow energy required for the blade to move through the powder. The blade is a propeller type, and since it moves in the direction of the rotation axis at the same time as it rotates, the tip of the blade draws a spiral.
プロペラ型のブレード５４（以下、ブレードと呼ぶ）として、長さ４８ｍｍの、反時計回りになめらかにねじられたＳＵＳ製のブレード板（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。 As a propeller type blade 54 (hereinafter referred to as a blade), a blade plate made of SUS (model number: C210) having a length of 48 mm and smoothly twisted counterclockwise was used. Specifically, the rotation axis exists in the center of the blade plate of 48 mm × 10 mm in the normal direction to the rotation surface of the blade plate, and the twist angle of both outermost edges of the blade plate (24 mm from the rotation axis) is 70 °, and the twist angle at 12 mm from the rotation axis is 35°.
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。
Fluidity energy is obtained by penetrating the spirally rotating
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直径が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、標準部品である上記のブレード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。
In this measurement, as shown in FIG. 8, each developer T was placed in a cylindrical container 53 (capacity: 200 cc, L1=50 mm in FIG. 8) with a diameter of 50 mm, which is a standard part of this device, and the powder surface height was 70 mm (FIG. 8). of L2). The filling amount is adjusted according to the bulk density to be measured. Further, the
測定時の設定条件として、ブレード５４の回転速度（ｔｉｐ ｓｐｅｅｄ。ブレード５４の最外縁部の周速）は６０ｍｍ／ｓｅｃとした。また、粉体層への鉛直方向のブレード進入速度は、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／ｓｅｃ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。
As a setting condition at the time of measurement, the rotational speed of the blade 54 (tip speed: peripheral speed of the outermost edge of the blade 54) was set to 60 mm/sec. In addition, the blade approach speed in the vertical direction into the powder layer is such that the angle θ (helix angle, hereinafter referred to as the angle formed) formed by the trajectory drawn by the outermost edge of the moving
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／ｃｍ３に調整した。 The bulk density of the developer used for measuring the fluidity energy of the developer is close to the bulk density used in the experiment to verify the relationship between the amount of developer discharged and the size of the discharge port. It was adjusted to 0.5 g/cm 3 as a bulk density that is small and can be stably measured.
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。 FIG. 9 shows the results of a verification experiment conducted on the developer (Table 1) having the flow energy thus measured. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the diameter of the discharge port and the discharge amount for each type of developer.
図９に示す検証結果より、現像剤Ａ～Ｅ（表１参照）について、排出口の直径が４ｍｍ（開口面積が１２．６ｍｍ２：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／ｃｍ３）が４．３×１０－４（ｋｇ・ｍ２／ｓ２（Ｊ））以上４．１４×１０－３（ｋｇ・ｍ２／ｓ２（Ｊ））以下のとき、排出口の直径が４ｍｍ（開口面積が１２．６（ｍｍ２））以下であればよい。 From the verification results shown in FIG. 9, for developers A to E (see Table 1), the diameter of the discharge port is 4 mm (opening area is 12.6 mm 2 : circumference ratio is calculated as 3.14, the same applies hereinafter). It was confirmed that if there was, the amount of discharge from the discharge port would be 2 g or less. It was confirmed that when the diameter of the discharge port was larger than 4 mm, the amount of developer discharged increased sharply. That is, the fluidity energy of the developer (bulk density of 0.5 g/cm 3 ) is 4.3×10 −4 (kg·m 2 /s 2 (J)) or more and 4.14×10 −3 (kg· m 2 /s 2 (J)) or less, the diameter of the discharge port should be 4 mm (opening area is 12.6 (mm 2 )) or less.
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。 In addition, regarding the bulk density of the developer, in this verification experiment, the developer was sufficiently loosened and fluidized. Bulk density is low and measurements are made under conditions that make it easier to discharge.
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。 Next, using the developer A which discharges the largest amount from the results of FIG. 9, the diameter of the discharge port is fixed at 4 mm, and the filling amount in the container is varied from 30 to 300 g, and the same verification experiment is performed. gone. The verification result is shown in FIG. From the verification results of FIG. 10, it has been confirmed that even if the filling amount of the developer is changed, the amount of developer discharged from the discharge port hardly changes.
以上の結果、排出口を４ｍｍ（開口面積１２．６ｍｍ２）以下にすると、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現像剤が十分に排出されないことが確認できた。
As a result of the above, if the discharge port is set to 4 mm (opening area of 12.6 mm 2 ) or less, regardless of the type or bulk density of the developer, the state in which the discharge port is placed downward (the replenishment posture of the
一方で、シャッタ排出口４ｅ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、シャッタ排出口４ｅの径を０．０５ｍｍ（開口面積０．００２ｍｍ２）以上に設定するのが好ましい。
On the other hand, as the lower limit of the size of the
ただし、シャッタ排出口４ｅ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３ａ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。即ち、射出成形法を用いて樹脂部品であるシャッタ４ｂにシャッタ排出口４ｅを成形するには、シャッタ排出口４ｅの部分を形成する金型部品の耐久性が厳しくなる。以上から、シャッタ排出口４ｅの直径は０．５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
However, if the size of the
なお、本実施形態では、シャッタ排出口４ｅ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ない。つまり、直径が４ｍｍの場合に相当する開口面積である１２．６ｍｍ２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、直線と曲線を組合せた形状等であってもよい。
Although the shape of the
ただし、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可能性のある開口の縁の周長が最も小さい。そのため、シャッタ４ｂ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。したがって、シャッタ排出口４ｅ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好ましい。
However, when the area of the opening is the same, the circular discharge port has the smallest peripheral length of the edge of the opening to which the developer may adhere and become dirty compared to other shapes. Therefore, the amount of developer that spreads in association with the opening/closing operation of the
以上より、シャッタ排出口４ｅの大きさについては、シャッタ排出口４ｅ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、現像剤が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、シャッタ排出口４ｅの直径は、０．０５ｍｍ（開口面積０．００２ｍｍ２）以上４ｍｍ（開口面積１２．６ｍｍ２）以下の範囲に設定するのが好ましい。更に、シャッタ排出口４ｅの直径は、０．５ｍｍ（開口面積０．２ｍｍ２）以上４ｍｍ（開口面積１２．６ｍｍ２）以下の範囲に設定するのがより好ましい。本実施形態では、以上の観点から、シャッタ排出口４ｅを円形状とし、その開口の直径を３ｍｍに設定している。
As described above, with respect to the size of the
なお、本実施形態では、シャッタ排出口４ｅ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、シャッタ排出口４ｅを複数設ける構成としても構わない。例えば、直径が４ｍｍの１つの現像剤受入れ口１３に対して、直径が０．７ｍｍのシャッタ排出口４ｅを２つ設ける構成である。ただし、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、直径が２ｍｍのシャッタ排出口４ｅを１つ設ける方が好ましい。
In this embodiment, the number of
［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７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。円筒部２ｋの内面には、図７（ａ）及び図７（ｂ）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４ｃ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などにより形成される。
[Cylindrical part]
Next, the
また、円筒部２ｋは、図７（ｂ）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。
Further, as shown in FIG. 7B, the
［ポンプ部］
次に、往復動に伴いその容積が可変なポンプ部３ａについて、図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。ポンプ部３ａは、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。
[Pump part]
Next, the
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がポンプ部３ａを有している。ポンプ部３ａは、円筒部２ｋの回転方向へ自らが回転することがないように、フランジ部４に取り付けられている。ポンプ部３ａは、現像剤収容部２の回転に伴い往復動作して、現像剤収容部２の内圧が大気圧よりも低い伸長状態と、現像剤収容部２の内圧が大気圧よりも高い圧縮状態とに交互に繰り返し切り替わるように、その容積が可変する樹脂製のポンプである。具体的には、伸縮部材によって「山折り」部と「谷折り」部とが周期的に交互に複数形成されている蛇腹状の容積可変型ポンプを採用している。
In this embodiment, as described above, the
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を介してエアが取り込まれる。この取り込まれたエアにより排出口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。
The expansion and contraction of the
［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。
[Drive receiving mechanism]
Next, a drive receiving mechanism (drive input portion, driving force receiving portion) of the
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。したがって、駆動ギア３００からギア部２ｄに入力された回転駆動力は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の往復動部材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。
As shown in FIG. 6A, the
なお、本実施形態では、円筒部２ｋの長手方向側にギア部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。
In this embodiment, the
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。
Further, in the present embodiment, a gear mechanism is used as a drive connection mechanism between the drive input portion of the
［駆動変換機構］
次に、現像剤補給容器１の駆動変換機構について、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）を用いて説明する。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。図１１（ａ）はポンプ部３ａが最大限伸張された状態の部分図、図１１（ｂ）はポンプ部３ａが最大限収縮された状態の部分図、図１１（ｃ）はポンプ部の部分図である。
[Drive conversion mechanism]
Next, the drive conversion mechanism of the
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、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の駆動入力機構の簡易化にも貢献することができる。
As shown in FIGS. 11A and 11B, in the
図１１（ａ）及び図１１（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変換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溝が設けられているカム溝２ｅが回転する。このカム溝２ｅには、往復動部材３ｂから一部が突出した往復動部材係合突起３ｃがカム溝２ｅに係合している。
As shown in FIGS. 11(a) and 11(b), a reciprocating
なお、本実施形態では、この往復動部材３ｂは図１１（ｃ）に示すように、円筒部２ｋの回転方向へ自らが回転することがないように(ガタ程度は許容する)、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。更に、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、円筒部２ｋの外周面に２つの往復動部材係合突起３ｃが約１８０°対向するように設けられている。
In this embodiment, as shown in FIG. 11(c), the reciprocating
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。ただし、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。
At least one reciprocating
以上のように、駆動ギア３００から入力された回転駆動力でカム溝２ｅ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が図中矢印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１１（ａ））と、ポンプ部３ａが収縮した状態（図１１（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。
As described above, when the
［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依るものである。
[Setting conditions of drive conversion mechanism]
In the drive conversion mechanism, the amount of developer conveyed to the
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。
When the
しかし、本実施形態の場合、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。
However, in the case of the present embodiment, if the rotational speed of the
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。
Therefore, by increasing the volume change amount of the
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。
For this reason, in the present embodiment, the
［駆動変換機構の配置位置］
本実施形態では、図１１（ａ）及び図１１（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。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）となることや、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。
[Arrangement position of drive conversion mechanism]
In this embodiment, as shown in FIGS. 11(a) and 11(b), a drive conversion mechanism (a cam mechanism composed of a reciprocating
［カム溝］
図１２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１２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、矢印Ｃはポンプ部３ａの圧縮方向を示す。
[Cam groove]
FIG. 12 shows an example of the
図１２に示すように、カム溝２ｅは、ポンプ部３ａを圧縮させるためのカム溝２ｇと、ポンプ部３ａを伸長させるためのカム溝２ｈとを有する。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。なお、ここでは現像剤収容部２の回転方向（矢印Ａ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２ｅによるポンプ部３ａ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３ａの一往復当たりの現像剤の排出量、ポンプ部３ａの伸縮速度、更には現像剤収容部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。
As shown in FIG. 12, the
また、カム溝２ｅには、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が形成されている。カム溝２ｉを形成する理由について述べる。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。
Further, the
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には、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のカム溝２ｉが設けられている。カム溝２ｉは、現像剤収容部２の回転方向（図１２の矢印Ａ方向）に延びるストレート状の溝である。
In view of the above points, in order to stop the
［搬送部材］
上記したように、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（収容部内）に設けられている。図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）に、本実施形態の搬送部材６の一例を示す。図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）に示すように、本実施形態の搬送部材６は、基体部６ｂと、現像剤収容部２の回転軸線に対し現像剤排出室４ｃ側に傾斜した複数の傾斜リブ６ａを有している。搬送リブとしての傾斜リブ６ａは、平板状の基体部６ｂ表面から突出するようにして突条に形成されている。即ち、現像剤収容部２内の現像剤は、現像剤収容部２の回転に伴い基体部６ｂによって鉛直方向の下方から上方へと掻き上げられる。掻き上げられた現像剤は、重力によって基体部６ｂの表面上を滑り落ちて傾斜リブ６ａに到達する。傾斜リブ６ａは、基体部６ｂの表面上を滑り落ちてきた現像剤を現像剤排出室４ｃ側（図７（ａ）参照）へ搬送する。
[Conveyance member]
As described above, the conveying
［抑制部］
また、本実施形態の搬送部材６は、抑制部７を有する。本実施形態の場合、抑制部７は傾斜リブ６ａよりも搬送部材６の現像剤の搬送方向下流側に、現像剤収容部２の回転軸線方向に交差する方向から見て現像剤排出室４ｃに重なり合うように、搬送部材６に一体形成されている。つまり、抑制部７は現像剤収容部２と共に回転可能に現像剤収容部２内に設けられ、現像剤収容部２と一体で回転する搬送部材６の回転動作に伴って（図７（ａ）参照）、連動して回転する。
[Suppressor]
In addition, the conveying
抑制部７は現像剤収容部２の回転方向に関し、ポンプ部３ａによる吸気動作開始から排気動作終了まで、現像剤収容部２から現像剤貯留部４ｄ側（貯留部側）に現像剤が搬送され難い、現像剤収容部２の一端部側の一部を塞ぐ第一範囲に位置される。また、抑制部７は現像剤収容部２の回転方向に関し、ポンプ部３ａによる排気動作終了後（後述の動作停止工程）に、現像剤収容部２から現像剤貯留部４ｄ側に現像剤が搬送されやすい第二範囲に位置される。即ち、第一範囲にあるときの抑制部７は現像剤収容部２から現像剤貯留部４ｄへの現像剤の流入を抑制可能であり、第二範囲にあるときの抑制部７は現像剤収容部２から現像剤貯留部４ｄへの現像剤の流入を抑制しない。
With respect to the rotation direction of the
本実施形態の場合、抑制部７は、扇型柱部７ａと、扇型柱部７ａの外周面（繋ぎ壁面７ｈと呼ぶ）から立設されたスラスト壁面７ｂ（第一壁面）と、下流側壁面７ｃ（第三壁面）と、上流側壁面７ｄ（第二壁面）とを有している。スラスト壁面７ｂは抑制部７が第一範囲に位置する場合に、現像剤収容部２の回転軸線方向から見てフランジ部４の吸排気口２０ａ（図１４（ａ）参照）に対向する位置にあって現像剤収容部２の一端部側の一部を塞ぐように、扇型柱部７ａの周方向に設けられる。下流側壁面７ｃ、上流側壁面７ｄは、現像剤収容部２の回転方向（図中矢印Ｙ方向）に関し、スラスト壁面７ｂの両端にスラスト壁面７ｂから吸排気口２０ａ側（吸排気口側）に突出するように立設されている。下流側壁面７ｃがスラスト壁面７ｂの下流側に、上流側壁面７ｄがスラスト壁面７ｂの上流側に設けられる。なお、本実施形態のように、上流側壁面７ｄは基体部６ｂの一部を利用してよい。そうするように、基体部６ｂに対し扇型柱部７ａと、スラスト壁面７ｂとが設けられていればよい。
In the case of the present embodiment, the suppressing
扇型柱部７ａの外周面は抑制部７が第一範囲に位置する場合に、現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａ（図１４（ｂ）参照）を覆うようにして下流側壁面７ｃと上流側壁面７ｄとを内周側で繋ぐ繋ぎ壁面７ｈ（第四壁面）を形成する。繋ぎ壁面７ｈの回転軸線方向長さ（つまり、扇型柱部７ａの厚さ）は、抑制部７が第一範囲に位置する場合に、スラスト壁面７ｂと吸排気口２０ａとの間隔が現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａの大きさ程度（例えば５～１０ｍｍ）になるように形成されている。そして、抑制部７が第一範囲に位置する場合に、隔壁２０、スラスト壁面７ｂ、下流側壁面７ｃ、上流側壁面７ｄ、繋ぎ壁面７ｈによって所定の大きさの空間である連通路７ｇが形成されるようにしている。
When the suppressing
なお、本実施形態の場合、抑制部７が現像剤収容部２の回転方向に関し等間隔に離れた位置に２個設けられている。これは、本実施形態の場合、現像剤収容部２の一回転当たりにポンプ部３ａが二往復動作する構成であるからである。即ち、現像剤収容部２の一回転当たりにポンプ部３ａによる吸気動作と排気動作つまりはポンプ部３ａの往復動作がｎ回行われる場合、抑制部７はｎ個形成されるのが好ましい。
In the case of the present embodiment, two suppressing
次に、吸排気口２０ａについて、図７（ａ）乃至図７（ｃ）を参照しながら図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を用いて説明する。上述したように、フランジ部４は、現像剤排出室４ｃとポンプ部３ａとを隔てる隔壁２０を有する。隔壁２０には、ポンプ部３ａにより生じた空気を吸排気するための吸排気口２０ａが設けられている。
Next, the intake/
そして、上述したように、抑制部７が第一範囲に位置する場合、連通路７ｇが形成されて（図１３（ａ）参照）、この連通路７ｇは現像剤排出室４ｃ内の空間を吸排気口２０ａと現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａとを含む所定の大きさの空間に区切っている。この場合、ポンプ部３ａを圧縮する排気動作に伴い発生する空気は、図７（ｃ）に示す矢印に沿って、吸排気口２０ａから連通路７ｇを介して現像剤貯留部４ｄへ流れ、その後、その大部分はシャッタ排出口４ｅより排気される。また同様に、ポンプ部３ａを伸長する吸気動作に伴い発生する空気は、図７（ｃ）に示す矢印と逆方向に沿って、まずシャッタ排出口４ｅより取り込まれ、現像剤貯留部４ｄから連通路７ｇと吸排気口２０ａを通じてポンプ部３ａへ吸気される。
Then, as described above, when the suppressing
こうしたポンプ部３ａによる吸排気動作に伴って発生する空気の流れに従って、現像剤が吸排気口２０ａと排出口４ａさらにはシャッタ排出口４ｅを通じて吸排気され得る。したがって、ポンプ部３ａにも現像剤が貯まり得る。本実施形態では、吸排気口２０ａは現像剤収容部２の回転中心より鉛直方向下方側に設けている。そのため、吸排気口２０ａより鉛直方向上方側の現像剤は、使用によって現像剤が少なくなった排出末期状態の場合でも、現像剤補給容器１から外部へ排出でき、現像剤収容部２内に残存し得る現像剤をより低減することができる。そうできるようにするため、吸排気口２０ａは回転中心より鉛直下方側で隔壁２０の下端近傍に、また現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａの近傍に配置するのが好ましい。
The developer can be sucked and discharged through the suction/
即ち、吸排気口２０ａが現像剤収容部２の回転中心より鉛直下方側に１つ設けられることにより、排出末期状態の場合に、吸排気口２０ａの近傍の現像剤Ｔの粉面が下がっても、吸排気口２０ａに掛かるまでは空気の吸排気に関わる抵抗変化が小さくて済む。例えば、吸排気口２０ａを２つ設けた場合、吸排気口２０ａの位置によってはどちらかの吸排気口２０ａだけに現像剤Ｔの粉面が掛かってしまう。そのときは、空気の吸排気に関わる抵抗に変化が生じるため、現像剤補給容器１から排出される現像剤Ｔの量が変化してしまい得る。本実施形態では、吸排気口２０ａを現像剤収容部２の回転中心より鉛直下方側に設けることで、また１つだけ設けることで複数設けた場合に比べて、現像剤Ｔの粉面の低下に起因する影響を低減できる。これにより、現像剤収容部２内の現像剤Ｔがほぼ使い切られるまで、現像剤Ｔの影響を受け難くすることができる。ただし、場合によっては、吸排気口２０ａは１つだけでなく複数設けられてもよい。
That is, since one intake/
次に、ポンプ部３ａによる現像剤補給工程と、現像剤補給工程における抑制部７の動作について、図１５（ａ）乃至図１７（ｄ）を用いて説明する。まず、ポンプ部３ａが往復動作しない動作停止工程について、図１５（ａ）乃至図１５（ｄ）を用いて説明する。
Next, the developer supply process by the
［動作停止工程］
ポンプ部３ａが動作停止工程であっても、抑制部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、抑制部７は現像剤収容部２の回転方向に関し、連通路７ｇが現像剤入口４ｄａの上方に到達しておらず現像剤入口４ｄａを覆っていない範囲（第二範囲）にある。また、現像剤収容部２の回転軸線方向から見て、抑制部７（詳しくはスラスト壁面７ｂ）と吸排気口２０ａとは、重ならない位置にある。また、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難い。したがって、ポンプ部３ａによる吸気も排気も行われず、また抑制部７が現像剤Ｔの搬送を妨げ難いことから、搬送部材６によって現像剤入口４ｄａまで搬送された現像剤Ｔが現像剤貯留部４ｄに貯留され得る。
[Operation stop process]
Even when the
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１２参照）。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。
In this embodiment, as described above, the
［吸気工程］
次に、ポンプ部３ａが吸気動作する吸気工程について、図１６（ａ）乃至図１６（ｄ）を用いて説明する。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１１（ｂ）参照）から最も伸びた状態（図１１（ａ）参照）に移行することで、吸気動作が行われる。その際に、現像剤補給容器１の内部はシャッタ排出口４ｅを除き実質的に密閉された状態となり、更に、シャッタ排出口４ｅ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の容積の増加に伴い、現像剤補給容器１の内圧、具体的には現像剤貯留部４ｄの近傍及びポンプ部３ａ内の局所的な内圧は、大気圧（外気圧）よりも低くなりやすい。
[Intake process]
Next, an intake process in which the
また、この際に、抑制部７が搬送部材６の回転に伴って回転することで、抑制部７は現像剤収容部２の回転方向に関し、連通路７ｇが現像剤入口４ｄａを覆っていない範囲（第二範囲）から現像剤入口４ｄａの一部を覆う範囲（第一範囲）に移動する。即ち、現像剤貯留部４ｄへの現像剤の搬送が一部抑制され得る。また、現像剤収容部２の回転軸線方向から見て、抑制部７（詳しくはスラスト壁面７ｂ）は、吸排気口２０ａと重ならない位置から重なる位置へ移動する。この場合、連通路７ｇにより空間が限定されることで、ポンプ部３ａの吸気動作と相まって、現像剤補給容器１の内外でより大きな圧力差を生じさせることができる。こうしたポンプ部３ａの吸気動作及び抑制部７による空間の限定に伴って現像剤補給容器１内外に生じる圧力差により、図１６（ｄ）の矢印で示すように、現像剤補給容器１の外部の空気が、シャッタ排出口４ｅから現像剤補給容器１内へと流れ込みやすくなる。シャッタ排出口４ｅより流れ込む空気は現像剤貯留部４ｄを通り、連通路７ｇを介して吸排気口２０ａよりポンプ部３ａ内へ向かう。そして、ポンプ部３ａは現像剤排出室４ｃと隔壁２０にて隔てられている。そのため、シャッタ排出口４ｅより流れ込む空気は、連通路７ｇ以外へ漏れ難く、現像剤排出室４ｃ内にはほとんど拡散しない。このようにして、シャッタ排出口４ｅを介して現像剤補給容器１外から空気が取り入れられることにより、現像剤貯留部４ｄに貯留された現像剤Ｔを解す（流動化する）ことができる。具体的には、現像剤貯留部４ｄに貯留された現像剤Ｔに対して空気を含ませて嵩密度を低下させることにより、現像剤Ｔを適切に流動化し得る。
At this time, since the suppressing
本実施形態の現像剤補給容器１では、隔壁２０と抑制部７とによって、取り入れられた空気が現像剤排出室４ｃ内へ拡散し難くしたうえで、現像剤貯留部４ｄから吸排気口２０ａを通ってポンプ部３ａへ向かうように構成している。こうすると、上述したように、現像剤貯留部４ｄの近傍において局所的に現像剤補給容器１外との圧力差がより大きくなり得る。そして、現像剤貯留部４ｄの容積は、現像剤排出室４ｃや円筒部２ｋの容積と比較して非常に小さい。そのため、上記した現像剤貯留部４ｄの近傍で発生する局所的な圧力差は従来に比較して非常に高くできることから、物流の振動等によって現像剤貯留部４ｄの現像剤が圧密した状態になっても、確実に現像剤を流動化させることができる。こうして、後述するポンプ部３ａの排気動作に先んじて現像剤Ｔを流動化させておくことによって、排気動作時に、現像剤Ｔを詰まらせることなくスムーズに排出することができる。また、空気がシャッタ排出口４ｅ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Ｔの量が長期に亘りほぼ一定となる。
In the
また、抑制部７が現像剤貯留部４ｄ上部を一部覆った状態になることに加えて、抑制部７は回転に伴い、下流側壁面７ｃが現像剤貯留部４ｄ上部の現像剤Ｔを押し退ける。これにより、現像剤貯留部４ｄ上部の現像剤Ｔが現像剤貯留部４ｄへ流入するのが抑制されている。
In addition to the state where the suppressing
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１２に示すカム溝２ｈに係合している状態のことである。
Since the suction operation is performed, the state of the
［排気工程］
次に、ポンプ部３ａが排気動作する排気工程について、図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）を用いて説明する。上述した駆動変換機構（カム機構）によりポンプ部３ａが最も伸びた状態（図１１（ａ）参照）から最も縮んだ状態（図１１（ｂ）参照）になることで、排気動作が行われる。その際に、現像剤の排出が開始されるまでは、シャッタ排出口４ｅが現像剤Ｔで実質的に塞がれた状態のままであり、現像剤補給容器１の内部はシャッタ排出口４ｅを除き実質的に密閉された状態となっている。それ故、ポンプ部３ａによる排気動作に伴って、現像剤補給容器１の内圧は大気圧（外気圧）よりも高くなりやすい。
[Exhaust process]
Next, the exhaust process in which the
抑制部７はポンプ部３ａの排気動作が終了するまで、搬送部材６の回転に伴って回転することで、現像剤収容部２の回転方向に関し、連通路７ｇが常に現像剤入口４ｄａを覆う範囲に維持される。即ち、現像剤貯留部４ｄへの現像剤の搬送が抑制され得る。また、ポンプ部３ａによる排気動作中、現像剤収容部２の回転軸線方向から見て、抑制部７（詳しくはスラスト壁面７ｂ）は吸排気口２０ａに重なる位相にある。この場合、連通路７ｇにより空間が限定されることで、ポンプ部３ａにより吸排気口２０ａを通じて排気される空気は現像剤貯留部４ｄへ案内されることから、現像剤排出室４ｃ側へ拡散することはほとんどない。そして、ポンプ部３ａの排気動作に伴い、現像剤補給容器１内の内圧、具体的には現像剤貯留部４ｄ近傍の内圧が大気圧（外気圧）よりも高くなることで生じる空気の流れに従って、上述した吸気工程で流動化された現像剤Ｔがシャッタ排出口４ｅから排出される。そして、ポンプ部３ａによる排気動作終了後（動作停止工程）、抑制部７は第一範囲から第二範囲に移動される。本実施形態の場合、抑制部７は現像剤収容部２の回転方向に関し、下流側壁面７ｃがポンプ部３ａによる吸気動作の開始後に吸排気口２０ａの上流端部を通過し、上流側壁面７ｄがポンプ部３ａによる排気動作の終了後に吸排気口２０ａの下流端部を通過する。
The suppressing
ここで、排気工程時の現像剤貯留部４ｄ内の現像剤Ｔに対して作用する、現像剤補給容器１内の空気の流れについて、より具体的に説明する。本実施形態において、ポンプ部３ａの排気工程時に発生する空気の流れは、以下に記す２通りが挙げられる。１つは、ポンプ部３ａから隔壁２０に形成された吸排気口２０ａ、抑制部７の連通路７ｇ、現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａを通ることで、現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔに作用する空気の流れである。もう１つは、ポンプ部３ａから吸排気口２０ａ、連通路７ｇ、現像剤入口４ｄａと抑制部７との隙間、フランジ部４と抑制部７との隙間を通ることで、現像剤排出室４ｃの現像剤Ｔに作用する空気の流れである。
Here, the flow of air in the
しかし、以下の理由から、ポンプ部３ａの排気工程時における現像剤貯留部４ｄに対しての空気の流れは、前者の空気の流れが主流となる。即ち、排気工程時、現像剤貯留部４ｄを覆った抑制部７の外周近傍の現像剤Ｔは、抑制部７により現像剤貯留部４ｄ内への流入を抑制され、現像剤排出室４ｃの抑制部７の外周近傍では現像剤Ｔが滞留している。それ故、現像剤排出室４ｃに空気が流れようとすると現像剤Ｔの抵抗を受ける。この時、同様に現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔも空気の流れに対して抵抗となるが、本実施形態においてはポンプ部３ａの吸気工程時に、現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔを積極的に流動化させる構成としている。したがって、現像剤貯留部４ｄ内の現像剤Ｔの抵抗と、現像剤排出室４ｃに滞留した現像剤Ｔのエアの流れに対する抵抗と、を比較すると前者の方がはるかに小さい。その結果、排気工程時に主となる空気の流れは、空気の流れに対して現像剤Ｔによる抵抗が小さい現像剤貯留部４ｄへ向かいやすい。排気工程時においては、抑制部７の連通路７ｇを通過した空気により、現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔが空気の流れと共に排出されることになる。また、上述したように、排気工程時には、現像剤貯留部４ｄは、抑制部７により現像剤Ｔの流入が抑制されるため、現像剤貯留部４ｄ内にはほぼ一定量の現像剤が貯留されている。
However, for the following reason, the former air flow is the main flow of air to the
更に、排気工程時の現像剤補給容器１内の内圧は、空気の流れとともに、現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔが排出された時点で、現像剤補給容器１内外の空間が連通するため、現像剤補給容器１内の内圧は大気圧（外気圧）と同等の圧力にリセットされる。よって、現像剤貯留部４ｄの現像剤Ｔが排出された以後は、現像剤補給容器１から現像剤Ｔを排出する圧力差による空気の流れが発生せず、現像剤Ｔは排出されない。そのため、排気工程時においては、現像剤貯留部４ｄに貯留された一定量の現像剤Ｔのみが排出されるため、非常に高い補給精度で現像剤補給装置２０１へ現像剤Ｔを排出可能となる。
Further, the internal pressure in the
また、物流の振動により例えば連通路７ｇ内で現像剤Ｔが圧密状態となったとしても、本実施形態によれば、ポンプ部３ａの圧縮によって発生した空気の流れが連通路７ｇ内のみを通過して現像剤貯留部４ｄへ向かうため、上記圧密状態を確実に解消し得る。したがって、より安定的に現像剤貯留部４ｄへ空気を作用させることができ、現像剤補給装置２０１に安定的に現像剤Ｔを排出することができる。また、本実施形態の現像剤補給容器１では、空気が連通路７ｇを必ず通過するため、連通路７ｇ内に付着した現像剤Ｔを減少させることができ、安定的に現像剤貯留部４ｄに空気を作用させることができる。
Further, even if the developer T is condensed in the
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１２に示すカム溝２ｇに係合している状態のことである。
Since the exhaust operation is performed, the
以上のように、本実施形態では、ポンプ部３ａによる吸排気動作時に抑制部７によって空気の流れを連通路７ｇで限定することで、空気の主たる流れを現像剤貯留部４ｄへ作用する流れとすることができる。また、吸排気口２０ａが現像剤収容部２の回転中心より鉛直方向下方側の現像剤貯留部４ｄの現像剤入口４ｄａの近傍に設けられることで、現像剤の粉面の低下に起因する影響を低減できる。このようにして、本実施形態では、ポンプ部３ａによる吸排気動作に伴って現像剤収容部２から排出される現像剤の排出量を、現像剤収容部２内に残存する現像剤の量に関わらず一定量で安定させることが、容易な構成で実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the air flow is restricted by the
１…現像剤補給容器、２…収容部（現像剤収容部）、２ｅ…カム溝、３ａ…ポンプ部、３ｂ…変換部材（往復動部材）、４…排出部（フランジ部）、４ａ…排出口、４ｄ…貯留部（現像剤貯留部）、６…搬送部材、７…抑制部、７ｂ…第一壁面（スラスト壁面）、７ｃ…第三壁面（下流側壁面）、７ｄ…第二壁面（上流側壁面）、７ｈ…第四壁面（繋ぎ壁面）、２０ａ…吸排気口
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
開口が形成された一端部を有し、回転により内部に収容されている現像剤が前記一端部側に向けて搬送される収容部と、
前記収容部の回転により吸気動作と排気動作とを行うポンプ部と、
前記収容部を相対回転可能に前記一端部が挿入され、前記収容部から搬送された現像剤を一定量貯留可能な貯留部と、前記貯留部に貯留された現像剤を排出可能な排出口と、前記ポンプ部と連通する吸排気口とを有し、前記現像剤補給装置に非回転に装着される排出部と、
前記収容部内に設けられ、前記収容部と共に回転して、前記貯留部への現像剤の流入を抑制可能な第一範囲と、前記貯留部への現像剤の流入を抑制しない第二範囲とを移動する抑制部と、を備え、
前記抑制部は、前記第一範囲を移動する場合に、前記収容部の回転軸線方向から見て前記吸排気口に対向する位置にあって前記開口の一部を塞ぐ第一壁面と、前記収容部の回転方向に関し前記第一壁面の両端に前記第一壁面から前記吸排気口側に突出するように立設された第二壁面及び第三壁面と、前記貯留部の現像剤入口を覆うようにして前記第二壁面と前記第三壁面とを内周側で繋ぐ第四壁面とを有し、
前記第一壁面と前記第二壁面と前記第三壁面と前記第四壁面とは、前記第一範囲を移動する場合に、前記吸排気口と前記貯留部の現像剤入口とを含む所定の大きさの空間を形成して、前記ポンプ部により生じる前記吸排気口を通じた空気の流れを規制する、
ことを特徴とする現像剤補給容器。 In a developer supply container detachable from a developer supply device,
an accommodating portion having one end with an opening formed therein, and in which the developer accommodated therein is conveyed toward the one end by rotation;
a pump unit that performs an intake operation and an exhaust operation by rotating the accommodating unit;
a storage section into which the one end is inserted so as to be relatively rotatable in the storage section and capable of storing a certain amount of the developer conveyed from the storage section; and a discharge port capable of discharging the developer stored in the storage section. , a discharge portion having an intake/exhaust port communicating with the pump portion and mounted in the developer supply device in a non-rotating manner;
A first range that is provided in the storage section, rotates together with the storage section, and is capable of suppressing the inflow of the developer into the storage section, and a second range that does not suppress the inflow of the developer into the storage section. a moving restraint,
When the suppressing portion moves in the first range, the suppressing portion has a first wall surface facing the intake/exhaust port when viewed from the rotation axis direction of the accommodating portion and blocking a part of the opening; A second wall surface and a third wall surface which are erected on both ends of the first wall surface with respect to the rotation direction of the unit so as to protrude from the first wall surface toward the intake/exhaust port side, and cover the developer inlet of the storage unit. and a fourth wall surface that connects the second wall surface and the third wall surface on the inner peripheral side,
The first wall surface, the second wall surface, the third wall surface, and the fourth wall surface each have a predetermined size including the intake/exhaust port and the developer inlet of the storage section when moving in the first range. forming a narrow space to restrict the flow of air through the intake and exhaust ports generated by the pump section;
A developer supply container characterized by:
ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。 The air intake/exhaust port is provided on the lower side in the vertical direction than the center of rotation of the accommodation portion,
2. The developer supply container according to claim 1, wherein:
前記第三壁面は、前記収容部の回転方向に関し前記第一壁面の下流側に設けられ、
前記抑制部は、前記第三壁面が前記ポンプ部による吸気動作の開始後に前記吸排気口の上流端部を通過し、前記第二壁面が前記ポンプ部による排気動作の終了後に前記吸排気口の下流端部を通過する、
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。 The second wall surface is provided on the upstream side of the first wall surface with respect to the rotation direction of the accommodation portion,
The third wall surface is provided on the downstream side of the first wall surface with respect to the rotational direction of the accommodation section,
The suppressing portion has the third wall surface passing through an upstream end portion of the intake/exhaust port after the start of the intake operation by the pump unit, and the second wall surface of the intake/exhaust port after the end of the exhaust operation by the pump unit. passing through the downstream end,
3. The developer supply container according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。 When a series of operations of the pump unit from the start of the intake operation to the end of the exhaust operation are performed n times per rotation of the housing unit, n restraining units are provided at equal intervals in the rotation direction.
4. The developer supply container according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記抑制部は、現像剤の搬送方向下流側に前記搬送部材に一体形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。 a conveying member that conveys the developer in the storage unit toward the discharge unit;
The suppressing portion is formed integrally with the conveying member on the downstream side in the conveying direction of the developer,
5. The developer supply container according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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。 The pump section reciprocates along with the rotation of the storage section, and alternately repeats an expanded state in which the internal pressure of the storage section is lower than atmospheric pressure and a compressed state in which the internal pressure of the storage section is higher than atmospheric pressure. A variable volume pump whose volume is variable so as to switch,
6. The developer supply container according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
一端が前記ポンプ部に接続され、他端が前記カム溝に係合されて、前記収容部の回転に伴い前記カム溝に沿って動作することで、前記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を備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の現像剤補給容器。 The accommodating portion is a cylindrical container having a cam groove formed along the entire circumference of the outer peripheral surface,
One end is connected to the pump portion, and the other end is engaged with the cam groove, and operates along the cam groove as the housing portion rotates, so that the rotational movement of the housing portion is controlled by the pump portion. comprising a conversion member that converts to reciprocating motion;
7. The developer supply container according to claim 6, characterized in that:
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