KR101875985B1 - 현상제 보급 용기, 현상제 보급 시스템 및 화상 형성 장치 - Google Patents

현상제 보급 용기, 현상제 보급 시스템 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

종래 에어를 이용하여 현상제 보급 용기로부터 현상제 도입 장치에 현상제를 보급할 때에는, 현상제 도입 장치측에 필터를 설치하고 있었지만, 현상제 보급 용기로부터 현상제 도입 장치측에 에어와 현상제의 혼합기를 계속해서 보내는 압송 방식에서는 필터의 눈막힘의 문제가 있었다. 현상제 보급 용기측에 현상제 도입부 내부의 에어를 현상제 수용부측으로 이동시키는 흡기 동작과, 현상제 수용부 내부의 에어를 현상제 도입부측으로 이동시키는 배기 동작이 행해지도록 동작하는 펌프부를 설치하였다. 이에 의해 필터부에는 흡기 동작시에 현상제를 필터로부터 털어내는 역세정 효과가 작용하여, 필터의 눈막힘이 억제된다.

Description

현상제 보급 용기, 현상제 보급 시스템 및 화상 형성 장치{DEVELOPER REPLENISHING CONTAINER, DEVELOPER REPLENISHING SYSTEM, AND IMAGE FORMATION DEVICE}
본 발명은 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기, 현상제 도입 장치와 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
이 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템은, 예를 들어 복사기, 팩시밀리, 프린터 및 이들 기능을 복수 구비한 복합기 등의 화상 형성 장치에서 사용될 수 있다.
종래, 복사기 등의 전자 사진식의 화상 형성 장치에는 미분말의 현상제가 사용되고 있다. 이러한 화상 형성 장치에서는, 화상 형성에 수반해서 소비되어버리는 현상제(토너)가 현상제 보급 용기로부터 보급되는 구성으로 되어 있다.
이러한 종래의 현상제 보급 용기로서, 에어를 이용하여 토너를 보급하는 방식이 알려져 있다.
예를 들어, 일본 특허 공개 평10-268641호 공보, 일본 특허 공개 제2000-199994호 공보에 기재된 장치에서는, 토너 수납 케이스와 현상 장치의 사이에 스크루 펌프와 에어 펌프를 설치하여, 이들 펌프에 의해 토너 수납 케이스로부터 현상 장치를 향해 상방으로 토너를 압송하는 에어 반송 방식을 채용하고 있다.
또한, 일본 특허 공개 평10-268641호 공보, 일본 특허 공개 제2000-199994호 공보에 기재된 장치에서는, 토너와 기체의 혼합기를 그대로 현상 장치에 유입시켜버리면 현상 장치로부터 토너가 분출되어 화질 저하의 원인이 되어버리므로, 현상 장치의 앞쪽에 토너와 기체를 분리하기 위한 필터(통기 부재)를 설치하고 있다.
그러나, 일본 특허 공개 평10-268641호 공보, 일본 특허 공개 제2000-199994호 공보에 기재된 장치에서는, 토너를 압송하는 에어 반송 방식을 채용하고 있는 점에서, 후술하는 문제가 걱정된다.
여기서, 필터는, 구조상, 배기는 허용하지만 토너가 빠져나가는 것을 사실상 저지하는 특성을 가지고 있으므로, 필터가 토너에 의해 눈막힘이 발생되어버리는 것은 피할 수 없는 문제이다.
즉, 토너를 압송하는 에어 반송 방식을 채용하는 일본 특허 공개 평10-268641호 공보, 일본 특허 공개 제2000-199994호 공보에 기재된 구성의 경우, 필터에 대하여 배기 방향으로의 공기압이 계속해서 작용하기만 하므로, 필터가 단기간에 토너로 막혀버리게 된다. 그 결과, 필터의 배기 기능이 손상되어, 현상 장치로부터 토너가 분출하는 것에 기인해서 화질이 저하되어버릴 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 통기 부재가 현상제로 눈막힘이 발생되어버리는 것을 억제할 수 있는 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 통기 부재가 현상제로 눈막힘이 발생되어버리는 것에 기인해서 화질이 저하되어버리는 것을 억제할 수 있는 현상제 보급 용기 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 첨부 도면을 참조하면서 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 밝혀질 것이다.
제1 발명은,
현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재를 갖는 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기이며,
현상제를 수용하는 현상제 수용부와,
상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 도입부를 향해 배출하는 배출구와,
상기 현상제 도입 장치로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와,
상기 구동 입력부에 입력된 구동력에 의해 상기 배출구를 통한 배기 동작과 흡기 동작이 교대로 반복해서 행해지도록 동작하는 펌프부
를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제2 발명은,
현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
상기 현상제 보급 용기는, 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 도입부를 향해 배출하는 배출구와, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부에 입력된 구동력에 의해 상기 배출구를 통한 배기 동작과 흡기 동작이 교대로 반복해서 행해지도록 동작하는 펌프부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제3 발명은,
현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재를 구비한 현상제 도입 장치를 갖는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기이며,
현상제를 수용하는 현상제 수용부와,
상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 도입부를 향해 배출하는 배출구와,
상기 화상 형성 장치로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와,
상기 구동 입력부에 입력된 구동력에 의해 상기 현상제 도입부의 외부로의 통기와 내부로의 통기가 상기 통기 부재를 통해 교대로 반복해서 행해지도록 동작하는 펌프부
를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제4 발명은,
현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 화상 형성 장치에 있어서,
상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
상기 현상제 보급 용기는, 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 도입부를 향해 배출하는 배출구와, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부에 입력된 구동력에 의해 상기 현상제 도입부의 외부로의 통기와 내부로의 통기가 상기 통기 부재를 통해 교대로 반복해서 행해지도록 동작하는 펌프부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제5 발명은,
현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재를 구비한 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기이며,
4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와,
상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과,
상기 현상제 보급 장치로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와,
상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해 상기 핀 홀을 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 반복 발생시키는 기류 발생 기구
를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제6 발명은,
현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
상기 현상제 보급 용기는, 4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해 상기 핀 홀을 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 반복 발생시키는 기류 발생 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제7 발명은,
현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재를 구비한 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기이며,
4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와,
상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과,
상기 현상제 보급 장치로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와,
상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해, 상기 통기 부재를 통해 상기 현상제 도입부의 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류가 교대로 발생하도록, 상기 핀 홀을 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 발생시키는 기류 발생 기구
를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
제8 발명은,
현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 통기 부재와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
상기 현상제 보급 용기는, 4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해, 상기 통기 부재를 통해 상기 현상제 도입부의 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류가 교대로 발생하도록, 상기 핀 홀을 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 반복 발생시키는 기류 발생 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
도 1은 화상 형성 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 화상 형성 장치의 사시도이다.
도 3은 현상제 도입 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 현상제 도입 장치를 다른 각도에서 본 사시도이다.
도 5는 도 3의 현상제 도입 장치의 단면도이다.
도 6은 제어 장치의 기능 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 보급 동작의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 호퍼가 없는 현상제 도입 장치와 현상제 보급 용기의 장착 상태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 현상제 보급 용기의 사시도이다.
도 10은 현상제 보급 용기의 단면도이다.
도 11은 배출구와 경사면을 연결한 현상제 보급 용기를 도시하는 단면도이다.
도 12의 (a)는 유동성 에너지를 측정하는 장치에서 사용하는 블레이드의 사시도, (b)는 측정 장치의 모식도이다.
도 13은 배출구의 직경과 배출량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 14는 용기 내의 충전량과 배출량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 15는 현상제 보급 용기와 현상제 도입 장치의 동작 상태의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 16은 현상제 보급 용기와 현상제 도입 장치를 도시하는 사시도이다.
도 17은 현상제 보급 용기와 현상제 도입 장치를 도시하는 단면도이다.
도 18은 현상제 보급 용기와 현상제 도입 장치를 도시하는 단면도이다.
도 19는 실시예 1에 관한 현상제 수용부의 내압의 추이를 도시하는 도면이다.
도 20의 (a)는 검증 실험에 사용한 현상제 보급 시스템(실시예 1)을 도시하는 블록도, (b)는 현상제 보급 용기 내에서 발생하는 현상을 도시하는 개략도이다.
도 21의 (a)는 검증 실험에 사용한 현상제 보급 시스템(비교예)을 도시하는 블록도, (b)는 현상제 보급 용기 내에서 발생하는 현상을 도시하는 개략도이다.
도 22는 실시예 2의 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도이다.
도 23은 도 22의 현상제 보급 용기의 단면도이다.
도 24는 실시예 3의 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도이다.
도 25는 실시예 3의 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도이다.
도 26은 실시예 3의 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도이다.
도 27은 실시예 4의 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도이다.
도 28은 실시예 4의 현상제 보급 용기를 도시하는 단면 사시도이다.
도 29는 실시예 4의 현상제 보급 용기를 도시하는 부분 단면도이다.
도 30은 실시예 4의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 31의 (a)는 장착부의 정면도, (b)는 장착부 내부의 부분 확대 사시도, (c)는 현상제 도입 장치의 부분 단면도이다.
도 32의 (a)는 실시예 5에 관한 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도, (b)는 배출구 주변의 모습을 도시하는 사시도, (c), (d)는 현상제 보급 용기를 현상제 도입 장치의 장착부에 장착한 상태를 도시하는 정면도 및 단면도이다.
도 33의 (a)는 실시예 5에 관한 현상제 수용부를 나타내는 부분 사시도, (b)는 현상제 보급 용기를 도시하는 단면 사시도이고, (c)는 플랜지부의 내면을 도시하는 단면도이다. (d)는 현상제 보급 용기를 도시하는 단면도이다.
도 34의 (a), (b)는 실시예 5에 관한 현상제 보급 용기에서의 펌프부에 의한 흡기 및 배기 동작시의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 35는 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상을 나타내는 전개도이다.
도 36은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 37은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 38은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 39는 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 40은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 41은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 42는 현상제 보급 용기의 내압 변화의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 43의 (a)는 실시예 6에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 44는 실시예 7에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 45의 (a)는 실시예 8에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 단면도, (c)는 캠 기어를 도시하는 사시도, (d)는 캠 기어의 회전 걸림부를 도시하는 부분 확대도이다.
도 46의 (a)는 실시예 9에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 47의 (a)는 실시예 10에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 48의 (a) 내지 (d)는 구동 변환 기구의 동작을 도시하는 도면이다.
도 49의 (a)는 실시예 11에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b), (c)는 구동 변환 기구의 동작을 도시하는 도면이다.
도 50의 (a)는 실시예 12에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면 사시도, (b), (c)는 펌프부에 의한 흡기 및 배기 동작의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 51의 (a)는 실시예 12에 관한 현상제 보급 용기의 다른 예를 나타내는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 커플링부를 도시하는 도면이다.
도 52의 (a)는 실시예 13에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면 사시도, (b), (c)는 펌프부에 의한 흡기 및 배기 동작의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 53의 (a)는 실시예 14에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 단면 사시도, (c)는 현상제 수용부 단부의 구성을 도시하는 도면, (d), (e)는 펌프부의 흡기 및 배기 동작시의 모습을 도시하는 도면이다.
도 54의 (a)는 실시예 15에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 플랜지부의 구성을 도시하는 사시도, (c)는 원통부의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 55의 (a), (b)는 실시예 15에 관한 현상제 보급 용기의 펌프부에 의한 흡기 및 배기 동작의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 56은 실시예 15에 관한 현상제 보급 용기의 펌프부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 57의 (a), (b)는 실시예 16에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 58의 (a), (b)는 실시예 17에 관한 현상제 보급 용기의 원통부 및 플랜지부를 도시하는 사시도다.
도 59의 (a), (b)는 실시예 17에 관한 현상제 보급 용기의 부분 단면 사시도이다.
도 60은 실시예 17에 관한 펌프의 동작 상태와 회전 셔터의 개폐 타이밍의 관계를 나타내는 타임차트이다.
도 61은 실시예 18에 관한 현상제 보급 용기를 나타내는 부분 단면 사시도이다.
도 62의 (a) 내지 (c)는 실시예 18에 관한 펌프부의 동작 상태를 도시하는 부분 단면도이다.
도 63은 실시예 18에 관한 펌프의 동작 상태와 구획 밸브의 개폐 타이밍의 관계를 나타내는 타임차트이다.
도 64의 (a)는 실시예 19에 관한 현상제 보급 용기의 부분 사시도, (b)는 플랜지부의 사시도, (c)는 현상제 보급 용기의 단면도이다.
도 65의 (a)는 실시예 20에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 도시하는 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 단면 사시도이다.
도 66은 실시예 20에 관한 현상제 보급 용기의 구성을 나타내는 부분 단면 사시도이다.
도 67의 (a)는 교반 막대를 구비한 현상제 보급 용기를 도시하는 단면 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 단면도이다.
도 68은 플랜지부와 원통부간의 시일을 설명하기 위한 현상제 보급 용기의 단면 사시도이다.
도 69의 (a)는 현상제 보급 용기의 분해 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 사시도이다.
도 70은 용기 본체의 사시도이다.
도 71의 (a)는 상측 플랜지부의 사시도(상면측), (b)는 상측 플랜지부의 사시도(하면측)이다.
도 72의 (a)는 하측 플랜지부의 사시도(상면측), (b)는 하측 플랜지부의 사시도(하면측), (c)는 하측 플랜지부의 정면도이다.
도 73의 (a)는 셔터의 상면도, (b)는 셔터의 사시도이다.
도 74의 (a)는 펌프의 사시도, (b)는 펌프의 정면도이다.
도 75의 (a)는 왕복 부재의 사시도(상면측), (b)는 왕복 부재의 사시도(하면측)이다.
도 76의 (a)는 커버의 사시도(상면측), (b)는 커버의 사시도(하면측)이다.
도 77의 (a)는 현상제 도입 장치의 부분 확대 사시도, (b)는 현상제 도입부의 사시도이다.
이하, 본 발명에 관한, 현상제 보급 용기, 현상제 보급 시스템, 화상 형성 장치에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서, 특별한 기재가 없는 한, 발명의 사상의 범위 내에서 현상제 보급 용기의 다양한 구성을 마찬가지의 기능을 발휘하는 공지된 다른 구성으로 치환하는 것이 가능하다. 즉, 특별한 기재가 없는 한, 후술하는 실시예에 기재된 현상제 보급 용기의 구성만으로 한정할 의도는 없다.
(실시예 1)
우선, 화상 형성 장치의 기본 구성에 대하여 설명하고, 계속해서, 이 화상 형성 장치에 탑재되는 현상제 보급 시스템을 구성하는 현상제 도입 장치와 현상제 보급 용기의 구성에 대하여 순서대로 설명한다.
(화상 형성 장치)
현상제 보급 용기(소위, 토너 카트리지)가 착탈 가능(제거 가능)하게 장착되는 현상제 도입 장치가 탑재된 화상 형성 장치의 일례로서, 전자 사진 방식을 채용한 복사기(전자 사진 화상 형성 장치)의 구성에 대해 도 1을 사용하여 설명한다.
도 1에서, 100은 복사기 본체(이하, 화상 형성 장치 본체 또는 장치 본체라고 함)이다. 또한, 101은 원고이며, 원고대 유리(102) 위에 놓여진다. 그리고, 원고의 화상 정보에 따른 광상을 광학부(103)의 복수의 미러(M)과 렌즈(Ln)에 의해, 전자 사진 감광체(104)(이하, 감광체) 상에 결상시킴으로써 정전 잠상을 형성한다. 이 정전 잠상은 건식 현상기(1성분 현상기)(201)에 의해 현상제(건식 분체)로서의 토너(1성분 자성 토너)를 사용하여 가시화된다.
또한, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)로부터 보급해야 할 현상제로서 1성분 자성 토너를 사용한 예에 대하여 설명하지만, 이러한 예뿐만 아니라, 후술하는 바와 같은 구성으로 해도 상관없다.
구체적으로는, 1성분 비자성 토너를 사용하여 현상을 행하는 1성분 현상기 를 사용하는 경우, 현상제로서 1성분 비자성 토너를 보급하게 된다. 또한, 자성 캐리어와 비자성 토너를 혼합한 2성분 현상제를 사용하여 현상을 행하는 2성분 현상기를 사용하는 경우, 현상제로서 비자성 토너를 보급하게 된다. 또한, 이 경우, 현상제로서 비자성 토너와 함께 자성 캐리어도 아울러 보급하는 구성으로 해도 상관없다.
105 내지 108은 기록 매체(이하, "시트"라고도 함)(S)를 수용하는 카세트이다. 이들 카세트(105 내지 108)에 적재된 시트(S) 중, 복사기의 액정 조작부로부터 조작자(유저)가 입력한 정보 또는 원고(101)의 시트 크기를 바탕으로 최적의 카세트가 선택된다. 여기서 기록 매체로는 용지에 한정되지 않고, 예를 들어 OHP 시트 등 적절히 사용, 선택할 수 있다.
그리고, 급송 분리 장치(105A 내지 108A)에 의해 반송된 1장의 시트(S)를, 반송부(109)를 경유하여 레지스트 롤러(110)까지 반송하고, 감광체(104)의 회전과, 광학부(103)의 스캔의 타이밍을 동기시켜서 반송한다.
111, 112는 전사 대전기, 분리 대전기이다. 여기서, 전사 대전기(111)에 의해, 감광체(104) 상에 형성된 현상제에 의한 상을 시트(S)에 전사한다. 그리고, 분리 대전기(112)에 의해, 현상제상(토너상)이 전사된 시트(S)를 감광체(104)로부터 분리한다.
이 후, 반송부(113)에 의해 반송된 시트(S)는, 정착부(114)에서 열과 압력에 의해 시트상의 현상제상을 정착시킨 후, 편면 카피인 경우에는, 배출 반전부(115)를 통과하여, 배출 롤러(116)에 의해 배출 트레이(117)에 배출된다.
또한, 양면 카피인 경우에는, 시트(S)는 배출 반전부(115)를 지나, 한번 배출 롤러(116)에 의해 일부가 장치 밖으로 배출된다. 그리고, 이 후, 시트(S)의 종단부가 플래퍼(118)를 통과하여, 배출 롤러(116)에 아직 끼움 지지되어 있는 타이밍에서 플래퍼(118)를 제어함과 함께 배출 롤러(116)를 역회전시킴으로써, 다시 장치 내로 반송된다. 또한, 이 후, 재급송 반송부(119, 120)를 경유하여 레지스트 롤러(110)까지 반송된 후, 편면 카피인 경우와 마찬가지의 경로를 거쳐 배출 트레이(117)에 배출된다.
상기 구성의 장치 본체(100)에 있어서, 감광체(104)의 주위에는 현상 수단으로서의 현상기(201), 클리닝 수단으로서의 클리너부(202), 대전 수단으로서의 1차 대전기(203) 등의 화상 형성 프로세스 기기가 설치되어 있다. 또한, 현상기(201)는 원고(101)의 화상 정보에 기초하여 광학부(103)에 의해 감광체(104)에 형성된 정전 잠상에 현상제를 부착시킴으로써 현상하는 것이다. 또한, 1차 대전기(203)는, 감광체(104) 상에 원하는 정전상을 형성하기 위하여 감광체 표면을 균일하게 대전하기 위한 것이다. 또한, 클리너부(202)는 감광체(104)에 잔류하고 있는 현상제를 제거하기 위한 것이다.
도 2는, 화상 형성 장치의 외관도이다. 화상 형성 장치의 외장 커버의 일부인 교환용 전방 커버(40)를 조작자가 열면, 후술하는 현상제 도입 장치(8)의 일부가 나타난다.
그리고, 이 현상제 도입 장치(8) 내에 현상제 보급 용기(1)를 삽입함으로써, 현상제 보급 용기(1)는 현상제 도입 장치(8)에 현상제를 보급 가능한 상태로 세팅된다. 한편, 조작자가 현상제 보급 용기(1)를 교환할 때는, 장착시와는 역의 조작을 행함으로써 현상제 도입 장치(8)로부터 현상제 보급 용기(1)를 꺼내고, 새로운 현상제 보급 용기(1)를 다시 세팅하면 된다. 여기에서는, 교환용 전방 커버(40)는 현상제 보급 용기(1)를 착탈(교환)하기 위한 전용 커버이며, 현상제 보급 용기(1)를 착탈하기 위해서만 개폐된다. 또한, 장치 본체(100)의 유지 보수는, 전방면 커버(100c)를 개폐함으로써 행해진다.
(현상제 도입 장치)
이어서, 현상제 도입 장치(8)에 대하여 도 3, 도 4, 도 5를 사용해서 설명한다. 도 3은, 현상제 도입 장치(8)의 개략 사시도이다. 도 4는 도 3의 이측에서 본 현상제 도입 장치(8)의 개략 사시도이다. 도 5는 현상제 도입 장치(8)의 개략 단면도이다.
현상제 도입 장치(8)에는, 현상제 보급 용기(1)가 제거 가능(착탈 가능)하게 장착되는 장착부(장착 스페이스)(8f)가 설치되어 있다. 또한, 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(배출공)(1c)로부터 배출된 현상제를 받아들이기 위한 현상제 수용구(현상제 수용 구멍)(8a)가 형성되어 있다. 또한, 현상제 수용구(8a)의 직경은, 장착부(8f) 내가 현상제에 의해 더럽혀지는 것을 가급적 방지할 목적으로, 현상제 보급 용기(1)의 배출구(1c)와 대략 동일하게 하는 것이 바람직하다. 현상제 수용구(8a)와 배출구(1c)의 직경이 동일하다면, 각각의 입구의 내면 이외에 현상제가 부착되어 더럽혀지는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
본 예에서는, 현상제 수용구(8a)는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(1c)에 맞춰서 미세구(핀 홀)로 되어 있으며, 약 φ2mm로 설정되어 있다.
또한, 현상제 보급 용기(1)의 위치를 고정하기 위한 L자 형상의 위치 결정 가이드(유지 부재)(8b)가 설치되어 있고, 이 위치 결정 가이드(8b)에 의해 현상제 보급 용기(1)의 장착부(8f)에 대한 장착 방향이 A 방향으로 되도록 구성되어 있다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 장착부(8f)로부터의 제거 방향은, A 방향과는 역방향이 된다.
또한, 현상제 도입 장치(8)는 그 하부에 현상제를 일시적으로 저류해 두는 현상제 도입부로서 기능하는 호퍼(8g)가 설치되어 있다. 이 호퍼(8g) 내에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 현상기(201)의 일부인 현상제 호퍼부(201a)로 현상제를 반송하기 위한 반송 스크류(11)와, 현상제 호퍼부(201a)와 연통된 개구(8e)가 형성되어 있다.
또한, 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 호퍼(8g)의 일부에는 개구가 형성되어 있고, 그 개구를 막도록 통기 부재로서 기능하는 필터(8m)가 설치되어 있다. 이 필터(8m)는 호퍼(8g)의 외부로 토너가 누설되어버리는 것을 실질적으로 방지하면서도, 호퍼(8g)의 내외로의 통기를 허용하는 특성을 가지고 있다. 그로 인해, 호퍼(8g)의 내압 상승을 완화시키는 것이 가능하게 되어, 화질의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)측에 다른 목적으로 다른 필터를 설치했다고 해도, 호퍼(8g)측에 필터(8m)를 설치하고 있는 것이다. 또한, 현상제 보급 용기(1)측에 다른 목적으로 설치한 필터를 통해서 에어가 미량 출입하는 경우가 있어도, 이 영향을 무시할 수 있는 혼합 기체(에어와 토너)를 배출시킬 것이 요구되기 때문에, 호퍼(8g)에 필터(8m)를 설치하는 것이 바람직하다.
여기서, 필터(8m)를 설치하지 않은 경우의 폐해에 대하여 설명한다.
본 예에서는, 호퍼(8g)는, 호퍼(8g) 밖으로의 현상제의 비산을 방지할 목적으로, 도 17에 도시한 바와 같이 현상제 수용구(8a)와 개구(8e)(현상기와 연결되는 연통구) 이외는 밀폐된 상태에 있다. 또한, 화상 형성시에는 호퍼(8g) 내의 하부는 현상제로 채워져 있는 상태에 있다.
따라서, 후술하는 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제와 함께 에어가 보내지면, 호퍼(8g) 내의 상부에 있는 공기층의 압력이 상승하고, 그 압력 상승에 의해 개구(8e)로부터 현상제나 에어가 의도하지 않게 압출되어버릴 우려가 있다.
이와 같이, 개구(8e)로부터 현상제와 함께 에어가 배출되어버리면, 현상기의 내압이 상승해서 후술하는 현상 롤러(201f) 단부(도 1 참조)로부터 현상제가 분출되어버리거나, 특히 2성분 현상에서는 현상기 내의 T/D비(현상제와 현상제+캐리어의 혼합비)가 의도하지 않게 상승되어버리는 등의 폐해가 발생할 우려가 있다. 이러한 문제는, 화상 형성 장치 내의 현상제 오염이나, 형성해야 할 화상의 화질 저하로 이어져서, 개선해야 할 문제이다.
이러한 이유로 인해, 본 예에서는, 호퍼(8g)에 개구와 함께 압력 조절 기능을 구비한 필터(8m)를 설치하고 있다.
또한, 필터(8m)로는, 에어는 통과시키지만 현상제는 거의 통과시키지 않아 에어와 현상제를 분리하는 기능을 갖고 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 프레시제(상품명, 아사히화성 섬유 가부시끼가이샤 제조)를 사용하고 있으며, 상세하게는, 재질이 스판 본드 부직포, 평균 구멍 직경이 5㎛, JIS- P8117의 걸리(Gurley)법에 기초하는 통기 저항도가 2.5(sec)으로 되어 있다. 또한, 이러한 재질의 것이 아니라도, 나일론이나 종이로 만든 것이어도 된다. 또한, 수지, 금속 등에 미세한 구멍을 다수 형성한 구성의 것이어도 상관없다.
또한, 필터(8m)의 설치 위치로서, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 에어와 현상제의 혼합 기체에 접할 수 있고, 또한, 호퍼(8g) 내의 현상제의 가루면보다 상부에 있는 것이 바람직하다. 가루면보다 하부에 있는 경우에는, 필터(8m)가 현상제에 매몰되어버려 필터(8m)의 통기성이 저하되어버리기 때문이다.
또한, 본 실시예에서 호퍼(8g)의 용적은 130cm3로 되어 있다.
도 1에 도시하는 현상기(201)는, 상술한 바와 같이, 원고(101)의 화상 정보에 기초하여 감광체(104) 상에 형성된 정전 잠상을, 현상제를 사용하여 현상하는 것이다. 또한, 현상기(201)에는, 현상제 호퍼부(201a) 이외에, 현상 롤러(201f)가 설치되어 있다.
이 현상제 호퍼부(201a)에는, 현상제 보급 용기(1)로부터 보급된 현상제를 교반하기 위한 교반 부재(201c)가 설치되어 있다. 그리고, 이 교반 부재(201c)에 의해 교반된 현상제는, 반송 부재(201d)에 의해 반송 부재(201e)측으로 보내진다.
그리고, 반송 부재(201e, 201b)에 의해 순서대로 반송되어 온 현상제는, 현상 롤러(201f)에 담지되어, 최종적으로 감광체(104)에 공급된다.
또한, 현상제 도입 장치(8)에는, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 후술하는 현상제 보급 용기(1)를 구동하는 구동 기구로서 기능하는 걸림 지지 부재(9)와 기어(10)를 갖고 있다.
이 걸림 지지 부재(9)는, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 장착되었을 때에, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력부로서 기능하는 걸림부(3)와 걸어 지지하도록 구성되어 있다.
또한, 이 걸림 지지 부재(9)는, 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 형성된 긴 구멍부(8c)에 헐겁게 끼워져 있어, 장착부(8f)에 대하여 도면 중, 상하 방향으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 이 걸림 지지 부재(9)는 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 걸림부(3)(도 9 참조)와의 삽입성을 고려하여 그 선단에 테이퍼부(9d)가 형성되어 있고, 둥근 봉 형상으로 되어 있다.
또한, 이 걸림 지지 부재(9)의 걸림부(9a)(걸림부(3)과 걸어 결합하는 결합 부위)는 도 4에 도시하는 레일부(9b)에 연결되어 있고, 레일부(9b)는 현상제 도입 장치(8)의 가이드부(8d)에 그 양쪽 측단부가 유지되어, 도면 중, 상하 방향으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다.
그리고, 레일부(9b)에는, 기어부(9c)가 설치되어 있어, 기어(10)와 걸어 결합하고 있다. 또한, 이 기어(10)는 구동 모터(500)와 연결되어 있다. 따라서, 화상 형성 장치(100)에 설치된 제어 장치(600)에 의해 구동 모터(500)의 회전 방향을 주기적으로 역회전시키는 제어를 행함으로써, 걸림 지지 부재(9)가 긴 구멍(8c)을 따라, 도면 중, 상하 방향으로 왕복 이동하는 구성으로 되어 있다.
(현상제 도입 장치에 의한 현상제 보급 제어)
다음으로 현상제 도입 장치(8)에 의한 현상제 보급 제어에 대해서, 도 6, 도 7을 사용하여 설명한다. 도 6은 제어 장치(600)의 기능 구성을 도시하는 블록도이며, 도 7은 보급 동작의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
본 예에서는, 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 흡기 동작에 수반하여 현상제 도입 장치(8)측으로부터 현상제 보급 용기(1) 내에 현상제가 역류하지 않도록, 호퍼(8g) 내에 일시적으로 저류되는 현상제의 양(제면의 높이)을 제한하고 있다. 따라서, 본 예에서는, 호퍼(8g) 내에 수용되어 있는 현상제의 양을 검출하는 현상제 센서(8k)(도 5 참조)를 설치하고 있다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 그 현상제 센서(8k)의 출력에 따라서 제어 장치(600)가 구동 모터(500)를 작동/비작동의 제어를 행함으로써, 호퍼(8g) 내에 일정량 이상의 현상제가 수용되지 않도록 구성하고 있다. 그 제어 플로우에 대하여 설명한다. 우선 도 7에 도시한 바와 같이, 현상제 센서(8k)가 호퍼(8g) 내의 현상제 잔량을 체크한다(S100). 그리고, 현상제 센서(8k)에 의해 검출된 현상제 수용량이 소정 미만이라고 판정된 경우, 즉 현상제 센서(8k)에 의해 현상제가 검출되지 않은 경우, 구동 모터(500)를 구동하여, 일정시간 현상제의 보급을 실행한다(S101).
그 결과, 현상제 센서(8k)에 의해 검출된 현상제 수용량이 소정량에 달했다고 판정된 경우, 즉, 현상제 센서(8k)에 의해 현상제가 검출된 경우, 구동 모터(500)의 구동을 오프하여, 현상제의 보급 동작을 정지한다(S102). 이 보급 동작의 정지에 의해, 일련의 현상제 보급 공정이 종료된다.
이러한 현상제 보급 공정은, 화상 형성에 수반해서 현상제가 소비되어 호퍼(8g) 내의 현상제 수용량이 소정량 미만으로 되면, 반복해서 실행되는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출된 현상제를, 호퍼(8g) 내에 일시적으로 저류하고, 그 후, 현상기에 보급하는 구성으로 하고 있지만, 이하와 같은 현상제 도입 장치의 구성으로 해도 상관없다.
특히 장치 본체(100)가 저속기인 경우에는, 본체의 콤팩트화, 저비용화가 요구된다. 이 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제를 직접 현상기(201)에 보급하는 구성이 바람직하다. 구체적으로는, 상술한 호퍼(8g)를 생략하고, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상기(201)에 직접 현상제를 보급하는 구성이다. 또한, 이 도 8은, 현상제 도입부로서 2성분 현상기(201)를 사용한 예이다.
이 현상기(201)에는, 현상제가 보급되는 교반실과 현상 롤러(201f)에 현상제를 공급하는 현상실을 갖고 있으며, 교반실과 현상실에는 현상제 반송 방향이 서로 역방향이 되는 스크류(201d)가 설치되어 있다. 그리고, 교반실과 현상실은 길이 방향 양단부에서 서로 연통되어 있어, 2성분 현상제는 이들 2개의 방으로 순환 반송되는 구성으로 되어 있다.
또한, 교반실에는 현상제 중의 토너 농도를 검출하는 자기 센서(201g)가 설치되어 있고, 이 자기 센서(201g)의 검출 결과에 기초하여 제어 장치(600)가 구동 모터(500)의 동작을 제어하는 구성으로 되어 있다. 이 구성의 경우, 현상제 보급 용기(1)로부터 보급되는 현상제는, 비자성 토너, 또는 비자성 토너 및 자성 캐리어가 된다.
또한, 현상기(201)에는 통기 부재로서 기능하는 필터(201m)가 설치되어 있다. 이 필터(201m)는 상술한 필터(8m)와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 이것은, 현상기의 내압 상승에 수반해서 현상 롤러(201f) 단부(도 8 참조)로부터 토너가 분출되어버림으로 인한 화상 형성 장치 내의 현상제 오염이나, 형성해야 할 화상의 화질 저하를 방지하기 위해서이다.
본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제는 배출구(1c)로부터 중력 작용만으로는 거의 배출되지 않고, 펌프(2)에 의한 배기 동작에 의해 현상제가 배출되기 때문에, 배출량의 변동을 억제할 수 있다. 그로 인해, 호퍼(8g)를 생략한 도 8과 같은 예에서도, 마찬가지로, 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 적용이 가능하다.
(현상제 보급 용기)
이어서, 본 발명 실시 형태에 따른 현상제 보급 용기(1)에 대해서, 도 9, 도 10을 사용하여 설명한다. 도 9는, 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도이다. 또한, 도 10은, 현상제 보급 용기(1)의 개략 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)는 현상제를 수용하는 현상제 수용부로서 기능하는 용기 본체(1a)를 갖고 있다. 또한, 도 10에 도시하는 1b는, 용기 본체(1a) 내의 현상제가 수용되는 현상제 수용 스페이스를 나타내고 있다. 즉, 본 예에서는, 현상제 수용부로서 기능하는 현상제 수용 스페이스(1b)는, 용기 본체(1a)와 후술하는 펌프(2)의 내부 스페이스를 합한 것이 된다. 본 예에서는, 체적 평균 입경이 5㎛ 내지 6㎛의 건식 분체인 1성분 토너가 현상제 수용 스페이스(1b)에 수용되어 있다.
또한, 본 예에서는, 펌프부로서, 그 용적이 가변인 용적 가변형 펌프(2)를 채용하고 있다. 구체적으로는, 펌프(2)로서, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 구동력에 의해 신축 가능한 주름 상자형 신축부(주름 상자부, 신축 부재)(2a)가 설치된 것을 채용하고 있다.
본 예의 주름 상자형 펌프(2)는 도 9, 10에 도시한 바와 같이, "바깥 접기"부와 "안쪽 접기"부가 주기적으로 교대로 형성되어 있고, 그 접힌 선을 따라(그 접힌 선을 기점으로 해서), 접히거나 늘어날 수 있다. 따라서, 본 예와 같이, 주름 상자형 펌프(2)를 채용한 경우, 신축량에 대한 용적 변화량의 변동을 적게 할 수 있으므로, 안정된 용적 가변 동작을 행하는 것이 가능하게 된다.
여기서 본 실시예에서는, 현상제 수용 스페이스(1b)의 전체 용적은 480cm3이고, 그 중, 펌프부(2)의 용적은 160cm3(신축부(2a)가 자연 길이일 때)이며, 본 예에서는 펌프부(2)를 자연 길이로부터 신장하는 방향으로 펌핑 동작을 행하는 설정으로 되어 있다.
또한, 펌프부(2)의 신축부(2a)의 신축에 의한 용적 변화량은 15cm3이며, 펌프(2)의 최대 신장시의 전체 용적은 495cm3로 설정되어 있다.
또한, 현상제 보급 용기(1)에는, 240g의 현상제가 충전되어 있다.
또한, 걸림 지지 부재(9)를 구동하는 구동 모터(500)를 제어 장치(600)가 제어함으로써, 용적 변화 속도가 90cm3/s이 되도록 설정되어 있다. 또한, 용적 변화량, 용적 변화 속도는 현상제 도입 장치(8)측으로부터의 요구 배출량을 감안하여 적절히 설정할 수 있다.
또한, 본 예의 펌프(2)는 주름 상자형의 것을 채용하고 있지만, 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 공기량(압력)을 변화시킬 수 있는 펌프이면, 다른 구성이어도 상관없다. 예를 들어, 펌프부(2)로서, 1축 편심 스크루 펌프를 사용하는 구성이어도 상관없다. 이 경우, 1축 편심 스크루 펌프에 의한 흡기 및 배기를 행하기 위한 개구가 별도로 필요하게 된다. 또한, 그 개구에는 현상제가 누출되어버리는 것을 방지하기 위한 필터 등의 기구가 상술한 필터(8m)와는 별도로 필요하게 된다. 또한 1축 편심 스크루 펌프를 구동하기 위한 토크가 매우 높은 점에서 화상 형성 장치 본체(100)에 대한 부하가 증대된다. 따라서, 이러한 폐해가 없는, 주름 상자형 펌프가 보다 더 바람직하다.
또한, 현상제 수용 스페이스(1b)가 펌프부(2)의 내부 공간만으로 되는 구성이어도 전혀 상관없다. 즉, 이 경우, 펌프부(2)가 현상제 수용부(1b)로서의 기능도 동시에 하게 된다.
또한, 펌프부(2)의 접합부(2b)와 용기 본체(1a)의 피접합부(1i)가 열 용착에 의해 일체화되어 있어, 여기로부터 현상제가 누설되지 않도록 현상제 수용 스페이스(1b)의 기밀성이 유지되게 구성되어 있다.
또한, 현상제 보급 용기(1)에는, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기구와 걸림 결합 가능하게 설치되고, 이 구동 기구로부터 펌프부(2)를 구동하기 위한 구동력이 입력되는 구동 입력부(구동력 수용부, 구동 연결부, 걸림부)로서 걸림부(3)가 설치되어 있다.
구체적으로는, 현상제 도입 장치(8)의 걸림 지지 부재(9)와 걸림 지지 가능한 걸림부(3)는, 펌프부(2)의 상단부에 접착제에 의해 설치되어 있다. 또한, 걸림부(3)에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 중앙에 걸림 지지 구멍(3a)이 형성되어 있다. 현상제 보급 용기(1)가 장착부(8f)(도 3 참조)에 장착되었을 때에 이 걸림 지지 구멍(3a)에 걸림 지지 부재(9)가 삽입됨으로써, 양자가 실질적으로 일체화된다(삽입성을 고려하여 약간 덜걱거림이 있음). 이에 의해, 도 9에 도시한 바와 같이, 신축부(2a)의 신축 방향인 p 방향, q 방향에 대하여 걸림부(3)와 걸림 지지 부재(9)의 상대 위치가 고정된다. 또한, 펌프부(2)와 걸림부(3)는 예를 들어 사출 성형법이나 블로우 성형법 등을 사용하여 일체적으로 형성된 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 하여 걸림 지지 부재(9)와 실질적으로 일체화된 걸림부(3)는 걸림 지지 부재(9)로부터 펌프부(2)의 신축부(2a)를 신축시키기 위한 구동력이 입력된다. 그 결과, 걸림 지지 부재(9)의 상하 이동에 수반하여, 이것에 추종해서 펌프부(2)의 신축부(2a)를 신축시키는 것이 가능하게 된다.
즉, 펌프부(2)는, 구동 입력부로서 기능하는 걸림부(3)가 받은 구동력에 의해 배출구(1c)를 통해 현상제 보급 용기의 내부를 향하는 기류와 현상제 보급 용기로부터 외부를 향하는 기류를 교대로 반복 발생시키는 기류 발생 기구로서 기능한다.
또한, 본 예에서는, 둥근 봉 형상이 되는 걸림 지지 부재(9)와 둥근 구멍 형상이 되는 걸림부(3)를 사용하여 양자를 실질적으로 일체화시키는 예로 하고 있지만, 신축부(2a)의 신축 방향(p 방향, q 방향)에 대하여 서로의 상대 위치를 고정할 수 있으면, 다른 구조로 해도 상관없다. 예를 들어, 걸림부(3)를 막대 형상 부재로 하면서 걸림 지지 부재(9)를 걸림 지지 구멍으로 하는 예나, 걸림부(3)와 걸림 지지 부재(9)의 단면 형상을, 삼각형이나 사각형 등의 다각형이나, 타원이나 성형 등 그 밖의 형상으로 하는 것도 가능하다. 또는, 종래 공지의 다른 걸림 지지 구성을 채용해도 상관없다.
또한, 용기 본체(1a)의 하단부의 플랜지부(1g)에는, 현상제 수용 스페이스(1b)에 있는 현상제의 현상제 보급 용기(1) 밖으로의 배출을 허용하는 배출구(1c)가 형성되어 있다. 배출구(1c)에 대해서는 상세를 후술한다.
또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 용기 본체(1a)의 하부는 배출구(1c)를 향하여 경사면(1f)이 형성되어 있고, 현상제 수용 스페이스(1b)에 수용된 현상제는 중력에 의해 경사면(1f)을 미끄러져 떨어져서 배출구(1c) 근방에 모이는 형상으로 되어 있다. 본 예에서는, 이 경사면(1f)의 경사 각도(현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 세팅된 상태에서의 수평면과의 이루는 각도)는 현상제인 토너의 안식각보다 큰 각도로 설정되어 있다.
또한, 배출구(1c) 주변부의 형상에 대해서는, 도 10에 도시하는 바와 같이 배출구(1c)와 용기 본체(1a) 내부의 접속부의 형상을 평평한 형상(도 10에서의 1W)으로 하는 것 외에는, 도 11에 도시하는 바와 같이 경사면(1f)과 배출구(1c)를 접속한 형상도 있다.
도 10에 도시하는 평평한 형상에서는 현상제 보급 용기(1)의 높이 방향의 스페이스 효율이 좋고, 도 11에 도시하는 경사면(1f)과 접속한 형상에서는 경사면(1f)에 남는 현상제가 배출구(1c)로 유도되기 때문에 잔량이 적다는 이점이 있다. 이상과 같이 배출구(1c) 주변부의 형상에 대해서는 필요에 따라서 적절히 선택하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는, 도 10에 도시한 평평한 형상을 선택한다.
또한, 현상제 보급 용기(1)는 배출구(1c)만이 현상제 보급 용기(1) 외부와 연통되어 있어, 배출구(1c)를 제외하면 실질적으로 밀폐되어 있다.
이어서, 배출구(1c)를 개폐하는 셔터 기구에 대하여 도 3, 도 10을 사용해서 설명한다.
현상제 보급 용기(1)를 수송할 때의 현상제 누설을 방지하기 위해서, 배출구(1c)의 주위를 둘러싸도록 탄성체로 형성된 시일 부재(4)가 플랜지부(1g)의 하면에 접착, 고정되어 있다. 이 시일 부재(4)가 플랜지부(1g)의 하면과의 사이에서 압축되도록, 배출구(1c)를 밀폐하기 위한 셔터(5)가 설치되어 있다. 이 셔터(5)는 가압 부재인 스프링(도시하지 않음)에 의해 폐쇄 방향으로 항상 가압된 상태(스프링의 신장력으로 가압)에 있다.
이 셔터(5)는 현상제 보급 용기(1)를 장착하는 동작에 연동하여, 현상제 도입 장치(8)에 형성된 맞닿음부(8h)(도 3)의 단부면에 맞닿음으로써, 스프링이 줄어들어, 개봉이 행해지도록 구성되어 있다. 이때, 현상제 보급 용기(1)의 플랜지부(1g)가 현상제 도입 장치(8)측의 위치 결정 가이드(8b)와 맞닿음부(8h)의 사이에 삽입되어, 현상제 보급 용기(1)의 측면(1k)(도 9 참조)이 현상제 도입 장치(8)의 스토퍼부(8i)에 접촉한다. 그 결과, 현상제 도입 장치(8)에 대한 장착 방향(A 방향)의 위치가 정해진다(도 17 참조).
이와 같이, 플랜지부(1g)가 위치 결정 가이드(8b)에 가이드되면서 현상제 보급 용기(1)의 삽입 동작이 완료된 시점에서, 배출구(1c)와 현상제 수용구(8a)의 위치가 합치된다.
또한, 현상제 보급 용기(1)의 삽입 동작이 완료된 시점에서, 배출구(1c)와 수용구(8a)의 사이는 시일 부재(4)(도 17)에 의해, 외부로 현상제가 누설되지 않도록 시일된다.
그리고, 현상제 보급 용기(1)의 삽입 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)의 걸림부(3)의 걸림 지지 구멍(3a)에 걸림 지지 부재(9)가 삽입되어, 양자가 일체화된다.
또한, 이때, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 도입 장치(8)에 대한 장착 방향(A 방향)과 직교하는 방향(도 3에서 상하 방향)의 위치도 위치 결정 가이드(8b)의 L자부에 의해 결정된다. 즉, 위치 결정부로서의 플랜지부(1g)는 현상제 보급 용기(1)가 상하 방향(펌프(2)의 왕복 이동 방향)으로 움직여버리는 것을 방지하는 역할도 하고 있다.
여기까지가, 현상제 보급 용기(1)의 일련의 장착 공정이 된다. 즉, 조작자가 교환용 전방 커버(40)를 닫음으로써, 장착 공정이 완료한다.
또한, 현상제 도입 장치(8)로부터의 현상제 보급 용기(1)의 제거 공정은, 상술한 장착 공정과는 역의 수순으로 조작을 행하면 된다.
구체적으로는, 교환용 전방 커버(40)를 열고, 현상제 보급 용기(1)를 장착부(8f)로부터 꺼내면 된다. 이때, 맞닿음부(8h)에 의한 간섭 상태가 해제됨으로써, 스프링(도시하지 않음)에 의해 셔터(5)가 폐쇄된다.
또한, 본 예에서는, 용기 본체(1a)(현상제 수용 스페이스(1b))의 내압을, 대기압(외기압)보다 낮게 한 상태(감압 상태, 부압 상태)와, 대기압보다 높게 한 상태(가압 상태, 정압 상태)로 소정의 주기로 교대로 반복해서 변화시키고 있다. 여기서 대기압(외기압)은 현상제 보급 용기(1)가 설치된 환경에서의 것이다. 이와 같이, 용기 본체(1a)의 내압을 변화시킴으로써, 배출구(1c)로부터 현상제를 배출시키는 구성으로 되어 있다. 본 예에서는, 480cm3 내지 495cm3의 사이를 약 0.3초의 주기로 변화(왕복 이동)시키는 구성으로 되어 있다.
용기 본체(1a)의 재질로는, 내압의 변화에 대하여 크게 찌그러져버리거나, 크게 부풀어 버리거나 하지 않을 정도의 강성을 가진 것을 채용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 예에서는, 용기 본체(1a)의 재질로서 폴리스티렌 수지를 채용하고, 펌프(2)의 재질로서 폴리프로필렌 수지를 사용하고 있다.
또한, 사용하는 재질에 관해서, 용기 본체(1a)는 압력에 견딜 수 있는 소재이면, 예를 들어 ABS(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 수지를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 금속제이어도 상관없다.
또한, 펌프(2)의 재질에 관해서는, 신축 기능을 발휘해서 용적 변화에 따라 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압을 변화시킬 수 있는 전제의 재료이면 된다. 예를 들어, ABS(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체), 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등을 얇게 형성한 것이라도 상관없다. 또한, 고무나, 그 밖의 신축성 재료 등을 사용하는 것도 가능하다.
또한, 수지 재료의 두께를 조정하거나 해서, 용기 본체(1a), 펌프(2)의 각각이 상술한 기능을 만족하는 것이라면, 용기 본체(1a)와 펌프(2)를 동일한 재질로, 예를 들어 사출 성형법이나 블로우 성형법 등을 사용하여 일체적으로 성형된 것을 사용해도 상관없다.
또한, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)는 외부와는 배출구(1c)를 통해서만 연통되어 있어, 배출구(1c)를 제외하면 외부로부터 실질적으로 밀폐된 구성으로 하고 있다. 즉, 펌프(2)에 의해 현상제 보급 용기(1)의 내압을 가압, 감압시켜서 배출구(1c)로부터 현상제를 배출하는 구성을 채용하고 있으므로, 안정적인 배출 성능이 유지될 정도의 기밀성이 요구된다.
한편, 현상제 보급 용기(1)를 운반(특히, 항공 수송)할 때나 장기간 보존할 때에, 환경의 급격한 변동에 따라 용기의 내압이 급격하게 변동해버릴 우려가 있다. 예를 들어, 표고가 높은 지역에서 사용하는 경우나, 기온이 낮은 장소에 보관되어 있었던 현상제 보급 용기(1)를 기온이 높은 실내로 가져와 사용하는 경우 등, 현상제 보급 용기(1)의 내부가 외기에 대해 가압 상태로 되어버릴 우려가 있다. 이러한 사태가 되면, 용기가 변형되거나, 개봉시에 현상제가 분출되어버리는 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 예에서는, 그 대책으로서, 현상제 보급 용기(1)에 직경(φ)이 3mm인 개구를 형성하여, 이 개구에 필터를 설치하고 있다. 필터로는, 외부로의 현상제 누설은 방지하면서 용기 내외의 통기를 허용하는 특성을 구비한, 닛토덴코 가부시키가이샤 제조의 TEMISH(등록 상표명)를 사용하였다. 또한, 본 예에서는, 이러한 대책을 실시하고는 있지만, 펌프(2)에 의한 배출구(1c)를 통한 흡기 동작 및 배기 동작에 대한 영향은 무시할 수 있어, 사실상, 현상제 보급 용기(1)의 기밀성은 유지되어 있다고 할 수 있다.
(현상제 보급 용기의 배출구에 대해서)
본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 배출구(1c)에 대해서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 현상제를 보급하는 자세일 때, 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않을 정도의 크기로 설정하고 있다. 즉, 배출구(1c)의 개구 크기는, 중력 작용만으로는 현상제 보급 용기로부터 현상제의 배출이 불충분해질 정도로 작게 설정하고 있다(미세구(핀 홀)라고도 함). 바꾸어 말하면, 배출구(1c)가 현상제로 실질적으로 폐색되도록 그 개구의 크기를 설정하고 있다. 이에 의해, 이하의 효과를 기대할 수 있다.
(1) 배출구(1c)로부터 현상제가 누설되기 어려워진다.
(2) 배출구(1c)를 개방했을 때의 현상제의 과잉 배출을 억제할 수 있다.
(3) 현상제의 배출을 펌프부에 의한 배기 동작에 지배적으로 의존시킬 수 있다.
따라서, 본 발명자들은, 중력 작용만으로 충분히 배출되지 않는 배출구(1c)를 어느 정도의 크기로 설정해야 하는가에 대해 검증 실험을 행하였다. 이하, 그 검증 실험(측정 방법)과 그 판단 기준을 이하에 설명한다.
저부 중앙에 배출구(원 형상)가 형성된 소정 용적의 직육면체 용기를 준비하고, 용기 내에 현상제를 200g 충전한 후, 충전구를 밀폐하여 배출구를 막은 상태에서 용기를 잘 흔들어서 현상제를 충분히 푼다. 이 직육면체 용기는, 용적이 약 1000cm3, 크기는, 세로 90mm×가로 92mm×높이 120mm로 되어 있다.
그 후, 가급적 빠르게 배출구를 연직 하방을 향한 상태에서 배출구를 개봉하여, 배출구로부터 배출된 현상제의 양을 측정한다. 이때, 이 직육면체 용기는, 배출구 이외는 완전히 밀폐된 상태로 한다. 또한, 검증 실험은 온도 24℃, 상대 습도 55%의 환경하에서 행하였다.
상기 수순으로, 현상제의 종류와 배출구의 크기를 바꾸어서 배출량을 측정한다. 또한, 본 예에서는, 배출된 현상제의 양이 2g 이하인 경우, 그 양은 무시할 수 있는 수준이며, 그 배출구가 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않는 크기라고 판단하였다.
검증 실험에 사용한 현상제를 표 1에 나타내었다. 현상제의 종류는, 1성분 자성 토너, 2성분 현상기에 사용되는 2성분 비자성 토너, 2성분 현상기에 사용되는 2성분 비자성 토너와 자성 캐리어의 혼합물이다.
이들 현상제의 특성을 나타내는 물성값으로서, 유동성을 나타내는 안식각 이외에, 분체 유동성 분석 장치(Freeman Technology사제 파우더 레오미터 FT4)에 의해, 현상제층의 풀어짐성을 나타내는 유동성 에너지에 대하여 측정하였다.
Figure 112013034547179-pct00001
이 유동성 에너지의 측정 방법에 대하여 도 12를 사용하여 설명한다. 여기서 도 12는 유동성 에너지를 측정하는 장치의 모식도이다.
이 분체 유동성 분석 장치의 원리는, 분체 샘플 중에서 블레이드를 이동시키고, 그 블레이드가 분체 중을 이동하는 데 필요한 유동성 에너지를 측정하는 것이다. 블레이드는 프로펠러형으로, 회전하는 동시에 회전축 방향으로도 이동하기 때문에 블레이드의 선단은 나선을 그리게 된다.
프로펠러형의 블레이드(51)(이하, 블레이드라고 함)로서, 직경이 48mm이고, 반시계 방향으로 매끄럽게 비틀린 SUS제의 블레이드(형식 번호: C210)를 사용하였다. 상세하게는, 48mm×10mm의 블레이드판의 중심에 블레이드판의 회전면에 대하여 법선 방향으로 회전축이 존재하고, 블레이드판의 양 최외측 테두리부(회전축으로부터 24mm 부분)의 비틀림각이 70°, 회전축으로부터 12mm의 부분의 비틀림각이 35°로 되어 있다.
유동성 에너지란, 분체층 중에 상술한 바와 같이 나선 형상으로 회전하는 블레이드(51)를 침입시켜, 블레이드가 분체층 중을 이동할 때에 얻어지는 회전 토크와 수직 하중의 총합을 시간 적분하여 얻어진 총 에너지를 가리킨다. 이 값이, 현상제 분체층의 풀어짐성을 나타내고 있으며, 유동성 에너지가 큰 경우에는 풀어지기 어렵고, 유동성 에너지가 작은 경우에는 풀어지기 쉬운 것을 의미하고 있다.
금회의 측정에서는, 도 12에 나타내는 대로, 이 장치의 표준 부품인 φ가 50mm인 원통 용기(50)(용적 200cm3, 도 12의 L1=50mm)에 각 현상제(T)를 가루면 높이 70mm(도 12의 L2)가 되도록 충전하였다. 충전량은, 측정하는 부피 밀도에 맞춰서 조정한다. 또한, 표준 부품인 φ48mm의 블레이드(51)를 분체층에 침입시켜, 침입 깊이 10 내지 30mm 사이에 얻어진 에너지를 표시한다.
측정시의 설정 조건으로는, 블레이드(51)의 회전 속도(tip speed. 블레이드의 최외측 테두리부의 주위 속도)를 60mm/s, 또한, 분체층에 대한 연직 방향의 블레이드 진입 속도를, 이동 중인 블레이드(51)의 최외측 테두리부가 그리는 궤적과 분체층 표면의 이루는 각(θ)(helix angle. 이후 이루는 각이라 함)이 10°가 되는 속도로 하였다. 분체층에 대한 수직 방향의 진입 속도는 11mm/s이다(분체층에 대한 연직 방향의 블레이드 진입 속도=블레이드의 회전 속도×tan(이루는 각×π/180)). 또한, 이 측정에 대해서도 온도 24℃, 상대 습도 55%의 환경하에서 행하였다.
또한, 현상제의 유동성 에너지를 측정할 때의 현상제의 부피 밀도는, 현상제의 배출량과 배출구의 크기의 관계를 검증하는 실험시의 부피 밀도에 가깝고, 부피 밀도의 변화가 적어 안정적으로 측정을 할 수 있는 부피 밀도로서 0.5g/cm3로 조정하였다.
이와 같이 하여 측정된 유동성 에너지를 가지는 현상제(표 1)에 대해서, 검증 실험을 행한 결과를 도 13에 나타내었다. 도 13은, 배출구의 직경과 배출량의 관계를 현상제의 종류마다 나타낸 그래프이다.
도 13에 나타내는 검증 결과로부터, 현상제 A 내지 E에 대해서, 배출구의 직경(φ)이 4mm(개구 면적이 12.6mm2: 원주율은 3.14로 계산, 이하 동일) 이하이면 배출구로부터의 배출량이 2g 이하로 되는 것이 확인되었다. 배출구의 직경(φ)이 4mm보다 커지면, 어느 현상제든, 배출량이 급격하게 많아지는 것으로 확인되었다.
즉, 현상제의 유동성 에너지(부피 밀도가 0.5g/cm3)가 4.3×10-4(kg·m2/s2(J)) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2(J)) 이하일 때, 배출구의 직경(φ)이 4mm(개구 면적이 12.6mm2) 이하이면 된다.
또한, 현상제의 부피 밀도에 대해서는, 이 검증 실험에서는 충분히 현상제를 풀어서 유동화한 상태에서 측정을 행하고 있어, 통상의 사용 환경에서 상정되는 상태(방치된 상태)보다 부피 밀도가 낮아, 보다 배출되기 쉬운 조건에서 측정을 행하고 있다.
이어서, 도 13의 결과로부터 가장 배출량이 많아지는 현상제 A를 사용하여, 배출구의 직경(φ)을 4mm로 고정하고, 용기 내의 충전량을 30 내지 300g으로 해서, 마찬가지의 검증 실험을 행하였다. 그 검증 결과를 도 14에 도시한다. 도 14의 검증 결과로부터, 현상제의 충전량을 변화시켜도, 배출구로부터의 배출량은 거의 변함 없음을 확인할 수 있었다.
이상의 결과로부터, 배출구를 φ4mm(면적 12.6mm2) 이하로 함으로써, 현상제의 종류나 부피 밀도 상태에 의하지 않고, 배출구를 아래로 한 상태(현상제 도입 장치(201)에 대한 보급 자세를 상정)에서, 배출구로부터 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않음을 확인할 수 있었다.
한편, 배출구(1c)의 크기의 하한값으로는, 현상제 보급 용기(1)로부터 보급해야 할 현상제(1성분 자성 토너, 1성분 비자성 토너, 2성분 비자성 토너, 2성분 자성 캐리어)가 적어도 통과할 수 있는 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 현상제 보급 용기(1)에 수용되어 있는 현상제의 입경(토너의 경우에는 체적 평균 입경, 캐리어의 경우에는 개수 평균 입경)보다 큰 배출구로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 보급용의 현상제에 2성분 비자성 토너와 2성분 자성 캐리어가 포함되어 있는 경우, 큰 쪽의 입경, 즉, 2성분 자성 캐리어의 개수 평균 입경보다 큰 배출구로 하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 보급용의 현상제에 2성분 비자성 토너(체적 평균 입경이 5.5㎛) 및 2성분 자성 캐리어(개수 평균 입경이 40㎛)가 포함되어 있는 경우, 배출구(1c)의 직경을 0.05mm(개구 면적 0.002mm2) 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
단, 배출구(1c)의 크기를 현상제의 입경에 가까운 크기로 설정해버리면, 현상제 보급 용기(1)로부터 원하는 양을 배출시키는 데 필요한 에너지, 즉, 펌프(2)를 동작시키는 데 필요한 에너지가 커져버린다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 제조상에 있어서도 제약이 발생하는 경우가 있다. 사출 성형법을 사용하여 수지 부품에 배출구(1c)를 성형하기 위해서는, 배출구(1c)의 부분을 형성하는 금형 부품의 내구성이 엄격해져버린다. 이상으로부터, 배출구(1c)의 직경(φ)은 0.5mm 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 예에서는, 배출구(1c)의 형상을 원 형상으로 하고 있지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 즉, 직경이 4mm인 경우에 상당하는 개구 면적인 12.6mm2 이하의 개구 면적을 갖는 개구이면, 정사각형, 직사각형, 타원이나, 직선과 곡선을 조합한 형상 등으로 변경 가능하다.
단, 원 형상의 배출구는, 개구의 면적을 동일하게 했을 경우, 다른 형상에 비해 현상제가 부착되어 더럽혀지는 개구의 테두리의 둘레 길이가 가장 작다. 그로 인해, 셔터(5)의 개폐 동작에 연동해서 퍼져버리는 현상제의 양도 적어, 더럽혀지기 어렵다. 또한, 원 형상의 배출구는, 배출시의 저항도 적어 가장 배출성이 높다. 따라서, 배출구(1c)의 형상으로는, 배출량과 오염 방지의 균형이 가장 우수한 원 형상이 보다 바람직하다.
이상으로부터, 배출구(1c)의 크기에 대해서는, 배출구(1c)를 연직 하방으로 향한 상태(현상제 도입 장치(8)에 대한 보급 자세를 상정)에서, 중력 작용만으로 충분히 배출되지 않는 크기가 바람직하다. 구체적으로는, 배출구(1c)의 직경(φ)은, 0.05mm(개구 면적 0.002mm2) 이상 4mm(개구 면적 12.6mm2) 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 배출구(1c)의 직경(φ)은, 0.5mm(개구 면적 0.2mm2) 이상 4mm(개구 면적 12.6mm2) 이하의 범위로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 본 예에서는, 이상의 관점에서, 배출구(1c)를 원 형상으로 하고, 그 개구의 직경(φ)을 2mm로 설정하고 있다.
또한, 본 예에서는, 배출구(1c)의 수를 1개로 하고 있지만 그것에 한정하는 것은 아니고, 각각의 개구 면적이 상술한 개구 면적의 범위를 만족하도록, 배출구(1c)를 복수 설치하는 구성으로 해도 상관없다. 예를 들어, 직경(φ)이 2mm인 1개의 현상제 수용구(8a)에 대하여 직경(φ)이 0.7mm인 배출구(1c)를 2개 설치하는 구성이다. 단, 이 경우, 현상제의 배출량(단위 시간당)이 저하되어버리는 경향이 되기 때문에, 직경(φ)이 2mm인 배출구(1c)를 1개 설치하는 구성이 보다 더 바람직하다.
(현상제 보급 공정)
이어서, 도 15 내지 18을 사용하여, 펌프(2)에 의한 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다. 도 15는 펌프(2)의 신축부(2a)가 줄어든 상태를 도시하는 개략 사시도이다. 도 16은 펌프(2)의 신축부(2a)가 늘어난 상태를 도시하는 개략 사시도이다. 도 17은 펌프(2)의 신축부(2a)가 줄어든 상태를 도시하는 개략 단면도이다. 도 18은 펌프(2)의 신축부(2a)가 늘어난 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 흡기 공정(배출구(1c)를 통한 흡기 동작)과 배기 공정(배출구(1c)를 통한 배기 동작)이 교대로 반복해서 행해지도록, 구동 변환 기구에 의해 회전력의 구동 변환이 행해지는 구성으로 되어 있다. 이하, 흡기 공정과 배기 공정에 대해서, 순서대로 상세하게 설명한다.
우선, 펌프를 사용한 현상제의 배출 원리에 대하여 설명한다.
펌프(2)의 신축부(2a)의 동작 원리는 상술한 바와 같다. 다시 설명하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 신축부(2a)의 하단부는 용기 본체(1a)에 접합되어 있다. 또한, 이 용기 본체(1a)는 하단부의 플랜지부(1g)를 개재하여 현상 보급 장치(8)의 위치 결정 가이드(8b)에 의해, p 방향, q 방향(필요에 따라 도 9 참조)으로의 이동이 저지된 상태가 된다. 그로 인해, 용기 본체(1a)와 접합되어 있는 신축부(2a)의 하단부는, 현상제 도입 장치(8)에 대하여 상하 방향의 위치가 고정된 상태로 된다.
한편, 신축부(2a)의 상단부는 걸림부(3)를 통해, 걸림 지지 부재(9)에 걸어 지지되어 있고, 이 걸림 지지 부재(9)가 상하 이동함으로써, p 방향, q 방향으로 왕복 이동한다.
따라서, 펌프(2)의 신축부(2a)는 하단부가 고정된 상태에 있으므로, 그것보다 상측의 부분이 신축 동작을 행하게 된다.
이어서, 펌프(2)의 신축부(2a)의 신축 동작(배기 동작 및 흡기 동작)과 현상제 배출의 관계에 대하여 설명한다.
(배기 동작)
우선, 배출구(1c)를 통한 배기 동작에 대하여 설명한다.
걸림 지지 부재(9)가 아랫쪽으로 이동하는 것에 수반하여, 신축부(2a)의 상단부가 p 방향으로 변위함으로써(신축부가 줄어듬으로써), 배기 동작이 행해진다. 구체적으로는, 이 배기 동작에 수반하여 현상제 수용 스페이스(1b)의 용적이 감소되어 간다. 그때, 용기 본체(1a)의 내부는 배출구(1c)를 제외하면 밀폐되어 있어, 현상제가 배출될 때까지는, 배출구(1c)가 현상제로 실질적으로 막힌 상태로 되어 있기 때문에, 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 용적이 감소되어 감으로써 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압이 상승되어 간다.
이때, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압은 호퍼(8g) 내의 압력(대기압과 거의 동등)보다 커지기 때문에, 도 17에 도시한 바와 같이, 현상제는 현상제 수용 스페이스(1b)와 호퍼(8g)의 압력차에 의해 공기압으로 압출된다. 즉, 현상제 수용 스페이스(1b)로부터 호퍼(8g)에 현상제(T)가 배출된다. 도 17의 화살표는, 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 현상제(T)에 작용하는 힘의 방향을 나타낸 것이다.
그 후, 현상제와 함께 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 에어도 배출되어 가기 때문에, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압은 저하되어 간다.
또한, 배기 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 도입 장치(8)측에 에어와 현상제의 혼합 기체가 유입되는데, 그 혼합 기체에 포함되는 에어는 도 17의 화살표 A로 나타낸 바와 같이 호퍼(8g)에 설치된 필터(8m)를 통해 현상제 도입 장치(8) 외부로 빠져나간다. 그 결과, 현상제 도입 장치(8), 즉, 호퍼(8g)의 내압 상승을 억제할 수 있다. 이때, 필터(8m)에는 분리된 현상제가 부착된다.
(흡기 동작)
이어서, 배출구(1c)를 통한 흡기 동작에 대하여 설명한다.
걸림 지지 부재(9)가 상방으로 이동하는 것에 수반하여, 펌프(2)의 신축부(2a)의 상단부가 q 방향으로 변위함으로써(신축부가 늘어남으로써), 흡기 동작이 행해진다. 구체적으로는, 이 흡기 동작에 수반하여 현상제 수용 스페이스(1b)의 용적이 증대되어 간다. 그때, 용기 본체(1a)의 내부는 배출구(1c)를 제외하면 밀폐된 상태로 되어 있고, 배출구(1c)가 현상제로 실질적으로 막힌 상태로 되어 있다. 그 때문에 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 용적 증가에 수반하여, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압이 감소되어 간다.
이때, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압은 호퍼(8g)의 내압(대기압과 거의 동등)보다 작아진다. 그로 인해, 도 18에 도시한 바와 같이, 호퍼(8g) 내의 상부에 있는 에어가, 현상제 수용 스페이스(1b)와 호퍼(8g)의 압력차에 의해, 배출구(1c)를 통하여 현상제 수용 스페이스(1b) 내로 이동한다. 도 18의 화살표는, 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 현상제(T)에 작용하는 힘의 방향을 나타내고 있다. 또한, 도 18의 타원으로 나타낸 Z는, 호퍼(8g)로부터 도입된 에어를 모식적으로 도시한 것이다.
그때, 배출구(1c)를 통하여 현상제 도입 장치(8)측으로부터 에어가 도입되기 때문에, 배출구(1c) 근방에 위치하는 현상제를 풀 수 있다. 구체적으로는, 배출구(1c) 근방에 위치하는 현상제에 대하여 에어를 포함시킴으로써 부피 밀도를 저하시켜, 현상제를 유동화시킬 수 있다.
이와 같이, 현상제를 유동화시켜 둠으로써, 다음 배기 동작시에, 배출구(1c)로부터 현상제를 폐색되지 않고 배출시키는 것이 가능하게 되는 것이다. 따라서, 배출구(1c)로부터 배출되는 현상제(T)의 양(단위 시간당)을 장기에 걸쳐서 거의 일정하게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 현상제 보급 용기의 흡기 동작에 수반하여 현상제 도입 장치(8)로부터 현상제 보급 용기(1)에 에어가 도입되는데, 이에 따라 호퍼(8g)의 외부로부터 필터(8m)를 통해 에어가 유입하는 방향(도 18의 B 방향)의 압력이 호퍼(8g)에 작용한다.
따라서, 현상제 보급 용기의 흡기 동작시에 있어서, 현상제 보급 용기의 배기 동작시와는 역방향의 에어의 흐름(도 18의 B 방향)이 필터(8m) 내에 발생한다. 그 결과, 현상제 보급 용기의 배기 동작시에 필터(8m)에 부착되어버린 현상제가 호퍼(8g) 내로 떨어져서(이후, 역세정 효과라 함), 필터(8m)가 현상제로 눈막힘이 발생되어버리는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 예의 현상제 보급 용기(1)를 채용함으로써, 필터(8m)에 부착된 현상제를 흡기 동작시의 역세정 효과에 의해 털어낼 수 있으므로, 필터(8m)를 리프레시된 상태로 장기에 걸쳐 유지하는 것이 가능하게 된다. 즉, 필터(8m)에 현상제가 계속해서 축적되지 않으므로, 필터(8m)의 필터링 기능이 손상되어버리는 것에 기인해서, 형성해야 할 화상의 화질 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 필터(8m)를 교환할 필요가 없어져서, 필터 교환에 수반되는 비용 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 배출구(21a)를 통한 현상제 보급 용기의 흡기 동작과 배기 동작이 교대로 반복해서 행해지기 때문에, 이에 따라, 필터(8m)를 통한 호퍼(8g)의 배기 동작과 흡기 동작도 교대로 반복해서 행해지게 된다. 그 결과, 필터(8m)는 배기 동작과 흡기 동작에 수반하여 호퍼(8g) 본체에 대해 스스로 진동하므로, 상술한 역세정 효과뿐만 아니라, 이 필터(8m)의 진동에 의해 현상제를 털어내는 효과도 함께 얻을 수 있다.
(현상제 수용부의 내압의 추이)
이어서, 현상제 보급 용기(1)의 내압이 어떻게 변화하고 있는지에 대한 검증 실험을 행하였다. 이하, 이 검증 실험에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1) 내의 현상제 수용 스페이스(1b)가 현상제로 채워지도록 현상제를 충전한 뒤에, 펌프(2)를 15cm3의 용적 변화량으로 신축시켰을 때의, 현상제 보급 용기(1)의 내압의 추이를 측정하였다. 현상제 보급 용기(1)의 내압의 측정은, 현상제 보급 용기(1)에 압력계(가부시끼가이샤 키엔스사제, 제품명: AP- C40)를 접속해서 행하였다.
현상제를 충전한 현상제 보급 용기(1)의 셔터(5)를 개방하여 배출구(1c)를 외부의 에어와 연통 가능하게 한 상태에서, 펌프(2)를 신축 동작시키고 있을 때의 압력 변화의 추이를 도 19에 나타내었다.
도 19에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 대기압(기준(0))에 대한 현상제 보급 용기(1) 내의 상대적인 압력을 나타내고 있다(+가 정압측, -가 부압측을 나타내고 있음).
현상제 보급 용기(1)의 용적이 증가하여, 현상제 보급 용기(1)의 내압이 외부의 대기압에 대하여 부압이 되면, 그 기압차에 의해 배출구(1c)로부터 에어가 도입된다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 감소하여, 현상제 보급 용기(1)의 내압이 대기압에 대하여 정압이 되면, 내부의 현상제에 압력이 가해진다. 이때, 현상제 및 에어가 배출된 분만큼 내부의 압력이 완화된다.
이 검증 실험에 의해, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 증가함으로써 현상제 보급 용기(1)의 내압이 외부의 대기압에 대해 부압이 되어, 그 기압차에 의해 에어가 도입되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 감소함으로써 현상제 보급 용기(1)의 내압이 대기압에 대하여 정압이 되어, 내부의 현상제에 압력이 가해짐으로써 현상제가 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 이 검증 실험에서는, 부압측의 압력의 절대값은 1.3kPa, 정압측의 압력의 절대값은 3.0kPa이었다.
이와 같이, 본 예의 구성의 현상제 보급 용기(1)이면, 펌프(2)에 의한 흡기 동작과 배기 동작에 수반하여 현상제 보급 용기(1)의 내압이 부압 상태와 정압 상태로 교대로 전환되어, 현상제의 배출을 적절하게 행하는 것이 가능하게 되는 것으로 확인되었다.
이상 설명한 대로, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)에 흡기 동작과 배기 동작을 행하는 간이한 펌프를 설치함으로써, 에어에 의한 현상제의 풀어짐 효과를 얻으면서, 에어에 의한 현상제의 배출을 안정적으로 행할 수 있다.
즉, 본 예의 구성이면, 배출구(1c)의 크기가 매우 작은 경우에도, 현상제를 부피 밀도가 작은 유동화된 상태로 배출구(1c)를 통과시킬 수 있기 때문에, 현상제에 큰 스트레스를 주지 않고, 높은 배출 성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 용적 가변형의 펌프(2)의 내부를 현상제 수용 스페이스(1b)로서 이용하는 구성으로 하고 있기 때문에, 펌프(2)의 용적을 증대시켜서 내압을 감압시킬 때, 새로운 현상제 수용 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 펌프(2)의 내부가 현상제로 채워져 있는 경우에도, 간이한 구성으로 현상제에 에어를 포함시켜서, 부피 밀도를 저하시킬 수 있다(현상제를 유동화시킬 수 있음). 따라서, 현상제 보급 용기(1)에 현상제를 종래 이상으로 고밀도로 충전시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 이상과 같이, 펌프(2)의 내부 공간을 현상제 수용 스페이스(1b)로서 사용하지 않고, 필터(에어는 통과할 수 있지만 토너는 통과할 수 없는 필터)에 의해 펌프(2)와 현상제 수용 스페이스(1b)의 사이를 구획하는 구성으로 해도 상관없다. 단, 펌프의 용적 증대시에 새로운 현상제 수용 공간을 형성할 수 있는 점에서, 상술한 실시예의 구성이 보다 더 바람직하다.
(흡기 공정에서의 현상제의 풀어짐 효과에 대해서)
이어서, 흡기 공정에서의 배출구(1c)를 통한 흡기 동작에 의한 현상제의 풀어짐 효과에 대하여 검증을 행하였다. 또한, 배출구(1c)를 통한 흡기 동작에 수반하는 현상제의 풀어짐 효과가 크면, 작은 배기압(적은 펌프 용적 변화량)으로, 다음 배기 공정에서 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제의 배출을 바로 개시시킬 수 있다. 따라서, 본 검증은, 본 예의 구성이면, 현상제의 풀어짐 효과가 현저하게 높아지는 것을 나타내기 위한 것이다. 이하, 상세하게 설명한다.
도 20의 (a), 21의 (a)에 검증 실험에 사용한 현상제 보급 시스템의 구성을 간이하게 나타낸 블록도를 나타낸다. 도 20의 (b), 21의 (b)는 현상제 보급 용기 내에서 발생하는 현상을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 20은 본 예와 마찬가지의 방식의 경우이며, 현상제 보급 용기(C)에 현상제 수용부(C1)와 함께 펌프부(P)가 설치되어 있다. 그리고, 펌프부(P)의 신축 동작에 의해 현상제 보급 용기(C)의 배출구(본 예와 마찬가지의 배출구(1c)(도시하지 않음))를 통한 흡기 동작과 배기 동작을 교대로 행하여, 호퍼(H)에 현상제를 배출하는 것이다. 한편, 도 21은 비교예의 방식의 경우이며, 펌프부(P)를 현상제 도입 장치측에 설치하고, 펌프부(P)의 신축 동작에 의해 현상제 수용부(C1)로의 송기 동작과 현상제 수용부(C1)로부터의 흡인 동작을 교대로 행하여, 호퍼(H)에 현상제를 배출시키는 것이다. 또한, 도 20, 도 21에서, 현상제 수용부(C1), 호퍼(H)는 동일한 내용적이며, 펌프부(P)도 동일한 내용적(용적 변화량)으로 되어 있다.
우선, 현상제 보급 용기(C)에 200g의 현상제를 충전한다.
이어서, 현상제 보급 용기(C)의 물류 후의 상태를 상정해서 15분간에 걸쳐 가진을 행한 후, 호퍼(H)에 접속한다.
그리고, 펌프부(P)를 동작시켜서, 배기 공정에서 바로 현상제를 배출 개시시키기 위해 필요한 흡기 공정의 조건으로서, 흡기 동작시에 달하는 내압의 피크값을 측정하였다. 또한, 도 20의 경우에는 현상제 수용부(C1)의 용적이 480cm3가 되는 상태, 도 21의 경우에는 호퍼(H)의 용적이 480cm3가 되는 상태를 각각 펌프부(P)의 동작을 스타트시키는 위치로 하고 있다.
또한, 도 21의 구성에서의 실험은, 도 20의 구성과 공기 용적의 조건을 맞추기 위해, 미리 호퍼(H)에 200g의 현상제를 충전한 뒤 행하였다. 또한, 현상제 수용부(C1) 및 호퍼(H)의 내압은, 각각에 압력계(가부시끼가이샤 키엔스사제, 제품명: AP-C40)를 접속함으로써 측정을 행하였다.
검증의 결과, 도 20에 나타내는 본 예와 마찬가지의 방식에서는, 흡기 동작시의 내압의 피크값(부압)의 절대값이 적어도 1.0kPa이면, 다음 배기 공정에서 현상제를 즉시 배출 개시시킬 수 있었다. 한편, 도 21에 나타내는 비교예의 방식에서는, 송기 동작시의 내압의 피크값(정압)이 적어도 1.7kPa이 아니면, 다음 배기 공정에서 현상제를 즉시 배출 개시시킬 수 없었다.
즉, 도 20에 나타내는 본 예와 마찬가지의 방식이면, 펌프부(P)의 용적 증가에 수반해서 흡기가 행해지므로, 현상제 보급 용기(C)의 내압을 대기압(용기 밖의 압력)보다 낮은 부압측으로 할 수 있어, 현상제의 풀어짐 효과가 현저하게 높은 것이 확인되었다. 이것은, 도 20의 (b)에 도시한 바와 같이, 펌프부(P)의 신장에 수반하여 현상제 보급 용기(C)의 용적이 증가함으로써, 현상제층(T)의 상부의 공기층(R)이 대기압에 대해 감압 상태가 되기 때문이다. 그로 인해, 이 감압 작용에 의해 현상제층(T)의 체적이 팽창하는 방향으로 힘이 작용하기 때문에(파선 화살표), 현상제층을 효율적으로 푸는 것이 가능하게 되는 것이다. 또한, 도 20의 방식에서는, 이 감압 작용에 의해, 현상제 보급 용기(C) 내에 외부로부터 에어가 도입되게 되고(백색 화살표), 이 에어가 공기층(R)에 도달할 때에도 현상제층(T)이 풀어지게 되어, 매우 우수한 시스템이라고 할 수 있다. 현상제 보급 용기(C) 내의 현상제가 풀어져 있다는 증거로, 본 실험에서는 흡기 동작시에 현상제 보급 용기(C) 내의 현상제 전체의 외관 체적이 증가하고 있는 현상을 확인했다(현상제의 상면이 위로 움직이는 현상).
한편, 도 21에 나타내는 비교예의 방식에서는, 현상제 수용부(C1)로의 송기 동작에 수반하여 현상제 보급 용기(C)의 내압이 높아져 대기압보다 정압측이 되어버려 현상제가 응집되어버리기 때문에, 현상제의 풀어짐 효과가 인정되지 않았다. 이것은, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(C)의 외부로부터 에어가 강제적으로 보내지기 때문에, 현상제층(T)의 상부의 공기층(R)이 대기압에 대해 가압 상태로 되기 때문이다. 그로 인해, 이 가압 작용에 의해, 현상제층(T)의 체적이 수축하는 방향으로 힘이 작용하기 때문에(파선 화살표), 현상제층(T)이 압밀화되어버리는 것이다. 실제로, 본 비교예에서는 흡기 동작시에 현상제 보급 용기(C) 내의 현상제 전체의 외관 체적이 증가하는 현상을 확인할 수 없었다. 따라서, 도 21의 방식에서는, 현상제층(T)의 압밀화에 의해, 그 후의 현상제 배출 공정을 적절하게 행할 수 없을 우려가 높다.
또한, 상기한 공기층(R)이 가압 상태가 됨으로 인한 현상제층(T)의 압밀화를 방지하기 위해서, 공기층(R)에 상당하는 부위에 에어 제거용의 필터 등을 설치하여, 압력 상승을 저감하는 것도 생각할 수 있지만, 필터 등의 통기 저항분은 공기층(R)의 압력이 상승되어버린다. 또한, 압력 상승을 가령 없앴다고 해도, 상술한 공기층(R)을 감압 상태로 함으로 인한 풀어짐 효과는 얻어지지 않는다.
이상으로부터, 본 예의 방식을 채용함으로써, 펌프부의 용적 증가에 수반하는 "배출구를 통한 흡기 동작"이 하는 역할이 큰 것으로 확인되었다.
이상과 같이, 펌프(2)가 배기 동작과 흡기 동작을 교대로 반복해서 행함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 배출구(1c)로부터 현상제의 배출을 효율적으로 행하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 예에서는, 배기 동작과 흡기 동작을 동시에 병행하여 행하는 것이 아니라, 교대로 반복해서 행하는 구성으로 하고 있으므로, 현상제의 배출에 필요한 에너지를 가급적으로 적게 할 수 있다.
또한, 펌프(2)가 배기 동작과 흡기 동작을 교대로 반복하고, 또한 본 실시예에 나타낸 바와 같이 그 반복을 빠르게 전환함으로써, 단위 시간당에서의 필터(8m)의 역세정 횟수가 증가하여, 역세정 효과를 보다 효과적으로 볼 수 있다.
한편, 종래와 같이 현상제 도입 장치측에 송기용의 펌프와 흡인용의 펌프를 따로따로 설치한 경우에는, 2개의 펌프의 동작을 제어할 필요가 있으며, 특히 급속하게 송기와 흡기를 교대로 전환하는 것은 용이하지 않다.
따라서, 본 예에서는, 1개의 펌프를 사용하여 현상제의 배출을 효율적으로 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이화할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 펌프의 배기 동작과 흡기 동작을 교대로 반복함으로써 현상제의 배출을 효율적으로 행할 수 있지만, 배기 동작, 흡기 동작을 도중에 한번 정지했다가 다시 동작시켜도 상관없다.
예를 들어, 펌프의 배기 동작을 한꺼번에 행하는 것이 아니라, 펌프의 압축 동작을 도중에 일단 정지하고, 그 후 다시 압축해서 배기해도 된다. 흡기 동작도 마찬가지이다. 또한, 배출량 및 배출 속도를 만족한다는 전제에서, 각 동작을 다단계로 해도 상관없다. 단, 어디까지나 펌프의 동작은 다단계로 분할한 배기 동작 후에 흡기 동작을 행하며, 기본적으로 배기 동작과 흡기 동작을 반복하는 것에는 변함이 없다.
또한, 본 예에서는, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압을 감압 상태로 함으로써 배출구(1c)로부터 에어를 도입해서 현상제를 풀고 있다. 한편, 상술한 종래예에서는, 현상제 보급 용기(1) 외부로부터 현상제 수용 스페이스(1b)에 에어를 보내옴으로써 현상제를 풀고 있는데, 그때, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압은 가압 상태로 되어 있어, 현상제가 응집되어버린다. 즉, 현상제를 푸는 효과로는 현상제가 응집하기 어려운 감압 상태에서 풀 수 있는 본 예가 더 바람직하다.
(현상제 보급 용기의 흡기 및 배기 동작에 의한 통기 부재에 대한 역세정 효과의 검증)
이어서, 현상제 보급 용기가 현상제 도입 장치에 대하여 배기 동작과 흡기 동작을 교대로 반복함으로써, 통기 부재로서 기능하는 필터(8m)의 눈막힘이 억제되는 역세정 효과가 발생하고 있는지 여부에 대하여 검증 실험을 행하였다.
구체적인 실험 방법을 설명한다. 본 검증에 사용한 필터(8m)는 JIS- P8117의 걸리(Gurley)법으로 규정되는 통기 저항도가 2.5(sec)인 것이고, 크기(면적)는 900(mm2)인 것을 사용하였다. 또한, 펌프(2)의 동작 조건으로서, 480cm3 내지 495cm3의 사이를 약 0.3초의 주기로 변화(왕복 이동)시키는 것으로 하였다. 수순은 이하와 같다.
(1) 현상제 보급 용기에 현상제를 200g 충전한다.
(2) 현상제 보급 용기를 현상제 도입 장치에 장착하고, 현상제가 빈 호퍼(8g) 내에 현상제 센서(8k)가 반응할 때까지 현상제의 보급을 행한다.
(3) 화상 형성 동작을 행하고, 이에 따라 호퍼(8g)로부터 현상기에 현상제 보급을 행한다(스크류(11)를 회전시켜서 개구(8e)로부터 현상제를 배출함). 그 결과, 호퍼(8g) 내의 현상제가 감소되는데, 이것이 현상제 센서(8k)에 의해 검출되는 것에 수반하여 구동 기어(300)를 회전시켜서 현상제 보급 용기로부터 호퍼(8g)로의 현상제 보급이 행해진다.
(4) (3)의 동작을 현상제 보급 용기의 현상제가 소진될 때까지 반복한다.
(5) 빈 현상제 보급 용기를 꺼내고, 새로운 현상제 보급 용기를 장착한다.
이상의 수순에 따라서, (3) 내지 (5)의 공정을 총 20회 반복한(현상제 보급 용기를 20개 다 사용할 때까지) 경우의 검증 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2에서, ○은 호퍼(8g)로부터 현상기에 혼합 기체(현상제와 에어)가 의도하지 않게 실질적으로 배출되지 않은 경우를 나타내고, ×는 호퍼(8g)로부터 현상기에 혼합 기체가 화질 저하를 초래할 정도의 양이 배출되어버렸을 경우를 나타내고 있다.
또한, 비교예로는, 본 실시예와는 달리, 현상제 보급 용기로부터 현상제 도입 장치에 현상제를 압송시키는 방식을 채용하고 있다. 구체적으로는, 도 9에 도시한 바와 같은 주름 상자형 펌프의 펌프(2)의 일부에 개구를 형성하고, 펌프(2)의 내면에 그 개구를 개폐하는 밸브를 설치한 구성으로 되어 있다. 이 밸브는 펌프 신장시에는 외부로부터 현상제 보급 용기 내에 에어를 도입할 수 있도록 개구를 개방하고, 펌프 수축시에는 현상제 보급 용기 내의 에어가 외부로 빠져나가지 않도록 개구를 폐쇄하는 것이다. 또한, 펌프의 동작 조건은 상기 실시예의 검증과 동일한 조건으로 하였다.
따라서 펌프 신장시는 외부로부터 현상제 보급 용기 내에 에어를 도입하기 때문에, 현상제 도입 장치로부터 현상제 보급 용기로의 에어의 흐름은 없어 통기 부재(필터)에서의 역세정 효과는 나타나지 않고, 현상제 보급 용기로부터 현상제 도입 장치에 간헐적으로 배기 동작만이 행해진다. 펌프(2)의 동작 조건은 상기 실시예와 동일한 것으로 하였다.
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○: 호퍼(8g)로부터 의도하지 않은 배출 없음, ×: 호퍼(8g)로부터 의도하지 않은 배출 있음
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 구성에서는 마지막까지 문제가 발생하지 않았지만, 압송 방식을 채용한 비교예의 경우에는 10개째 이후에 혼합 기체가 현상기로 배출되어버려 화질의 저하가 확인되었다.
이것은, 압송 방식의 경우, 필터(8m)에 현상제가 계속해서 축적되어, 그것이 10개째 이후에 필터의 기능이 파탄되어버린 것으로 생각된다.
한편, 본 실시예의 경우, 배기 동작뿐만 아니라 흡기 동작을 교대로 반복해서 행하는 구성으로 하고 있기 때문에, 역세정 효과에 의해 필터(8m)의 눈막힘이 진행되지 않아, 화질의 저하가 나타나지 않았다.
(실시예 2)
이어서, 실시예 2의 구성에 대해 도 22, 23을 사용하여 설명한다. 도 22는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도를 도시하고 있고, 도 23은 현상제 보급 용기(1)의 개략 단면도를 도시하고 있다. 또한, 본 예에서는, 펌프의 구성이 실시예 1과 상이할 뿐이며, 그 밖의 구성은 실시예 1과 거의 마찬가지이다. 따라서, 본 예에서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 도 22, 도 23에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 같은 주름 상자형의 용적 가변형 펌프 대신에 플런저형 펌프를 사용하고 있다. 이 플런저형 펌프는, 내통부(1h)의 외주면의 근방을 내통부(1h)에 대하여 상대 이동 가능하게 설치된 외통부(6)를 갖고 있다. 또한, 외통부(6)의 상면에는, 실시예 1과 마찬가지로, 걸림부(3)가 접착, 고정되어 있다. 즉, 외통부(6)의 상면에 고정된 걸림부(3)는 현상제 도입 장치(8)의 걸림 지지 부재(9)가 삽입됨으로써, 실질적으로 양자가 일체화되어, 외통부(6)가 걸림 지지 부재(9)와 함께 상하 이동(왕복 이동)하는 것이 가능하게 된다.
또한, 내통부(1h)는 용기 본체(1a)와 접속되어 있고, 그 내부 공간은 현상제 수용 스페이스(1b)로서 기능한다.
또한, 이 내통부(1h)와 외통부(6)의 간극으로부터 에어의 누설을 방지하기 위해서(기밀성을 유지함으로써 현상제가 누설되지 않도록), 탄성 시일(7)이 내통부(1h)의 외주면에 접착, 고정되어 있다. 이 탄성 시일(7)은 내통부(1h)와 외통부(6)의 사이에서 압축되도록 구성되어 있다.
따라서, 현상제 도입 장치(8)에 부동으로 고정된 용기 본체(1a)(내통부(1h))에 대하여 외통부(6)를 p 방향, q 방향으로 왕복 이동시킴으로써 현상제 수용 스페이스(1b) 내의 용적을 변화시킬 수 있다. 즉, 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압을 부압 상태와 정압 상태로 교대로 반복해서 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 외통부(6)의 형상이 원통 형상인 예에 대하여 설명했지만, 예를 들어 단면이 사각형 등의 다른 형상이어도 상관없다. 이 경우, 내통부(1h)의 형상도 외통부(6)의 형상에 대응시키는 것이 바람직하다. 또한, 플런저형 펌프에 한하지 않고, 피스톤 펌프를 사용해도 상관없다.
또한, 본 예의 펌프를 사용한 경우, 내통과 외통의 간극으로부터의 현상제 누설을 방지하기 위한 시일 구성이 필요해지고, 그 결과 구성이 복잡해짐과 함께 펌프부를 구동하기 위한 구동력이 커져버리므로, 실시예 1이 보다 더 바람직하다.
(실시예 3)
이어서, 실시예 3의 구성에 대해 도 24, 25를 사용하여 설명한다. 도 24는 본 실시예의 현상제 보급 용기(1)의 펌프(12)가 늘어난 상태를 도시하는 외관 사시도이며, 도 25는 현상제 보급 용기(1)의 펌프(12)가 줄어든 상태를 도시하는 외관 사시도이다. 또한, 본 예에서는, 펌프의 구성이 실시예 1과 상이할 뿐이며, 그 밖의 구성은 실시예 1과 거의 마찬가지이다. 따라서, 본 예에서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 도 24, 25에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 같은 주름 상자형의 접힌 선이 있는 펌프 대신에 접힌 선이 없는, 팽창과 수축이 가능한 막 형상의 펌프(12)를 사용하고 있다. 이 펌프(12)의 막 형상부는 고무제로 되어 있다. 또한, 펌프(12)의 막 형상부의 재질로는, 고무가 아니라, 수지 필름 등의 유연 재료를 사용해도 상관없다.
이 막 형상의 펌프(12)는 용기 본체(1a)와 접속되어 있고, 그 내부 공간은 현상제 수용 스페이스(1b)로서 기능한다. 또한, 이 막 형상의 펌프(12)에는, 상기 실시예와 마찬가지로, 그 상부에 걸림부(3)가 접착, 고정되어 있다. 따라서, 걸림 지지 부재(9)의 상하 이동에 수반하여, 펌프(12)는 팽창과 수축을 교대로 반복할 수 있다.
이와 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이화할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예의 경우, 도 26에 도시한 바와 같이, 펌프(12)의 막 형상부의 상면에 막 형상부보다 강성이 높은 판상 부재(13)를 설치하고, 이 판상 부재(13)에 걸림부(3)를 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 펌프(12)의 걸림부(3)의 근방만이 변형되어버리는 것에 기인하여, 펌프(12)의 용적 변화량이 적어져버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 걸림 지지 부재(9)의 상하 이동에 대한 펌프(12)의 추종성을 향상시키는 것이 가능하게 되어, 펌프(12)의 팽창, 수축을 효율적으로 행하게 할 수 있다. 즉, 현상제의 배출성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 펌프(12)의 용적 변화량의 저하가 억제됨으로써, 통기 부재(필터(8m))(도 17, 도 18 참조)의 역세정 효과도 보다 효과적으로 기능한다.
(실시예 4)
이어서, 실시예 4의 구성에 대해 도 27 내지 29를 참조하여 설명한다. 도 27은 현상제 보급 용기(1)의 외관 사시도, 도 28은 현상제 보급 용기(1)의 단면 사시도, 도 29는 현상제 보급 용기(1)의 부분 단면도이다. 또한, 본 예에서는, 현상제 수용 스페이스의 구성이 실시예 1과 상이할 뿐이며, 그 밖의 구성은 실시예 1과 거의 마찬가지이다. 따라서, 본 예에서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 27, 28과 같이, 본 예의 현상제 보급 용기(1)는 용기 본체(1a) 및 펌프(2)의 부분 X와 원통부(14)의 부분 Y의 2개의 요소로 구성되어 있다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 부분 X의 구조는, 실시예 1에서 설명한 것과 거의 마찬가지이며, 상세한 설명을 생략한다.
(현상제 보급 용기의 구성)
본 예의 현상제 보급 용기(1)에서는, 실시예 1과는 달리, 부분 X(배출구(1c)가 형성된 배출부라고도 함)의 측방에 접속부(14c)를 통해 원통부(14)가 접속된 구조로 되어 있다.
이 원통부(현상제 수용 회전부)(14)는, 길이 방향 일단부측은 막혀 있는 한편, 부분 X의 개구와 접속되는 측인 타단부측은 개구되어 있고, 그 내부 공간은 현상제 수용 스페이스(1b)로 되어 있다. 따라서, 본 예에서는, 용기 본체(1a)의 내부 공간, 펌프(2)의 내부 공간, 원통부(14)의 내부 공간 모두가 현상제 수용 스페이스(1b)로 되어 있어, 다량의 현상제를 수용하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 현상제 수용 회전부로서의 원통부(14)의 단면 형상이 원형으로 되고 있지만, 반드시 원형이 아니어도 상관없다. 예를 들어, 현상제 반송시에 있어서 회전 운동을 저해하지 않는 범위이면, 현상제 수용 회전부의 단면 형상을 다각형 형상 등, 비원형 형상으로 해도 상관없다.
그리고, 이 원통부(14)의 내부에는 나선 형상의 반송 돌기(반송부)(14a)가 형성되어 있고, 이 반송 돌기(14a)는 원통부(14)가 R 방향으로 회전하는 것에 수반하여, 수용된 현상제를 부분 X(배출구(1c))를 향해 반송하는 기능을 갖고 있다.
또한, 원통부(14)의 내부에는, 반송 돌기(14a)에 의해 반송되어 온 현상제를, 원통부(14)의 R 방향으로의 회전(회전 축선은 대략 수평 방향)에 수반하여, 부분 X측으로 념기는 수수 부재(반송부)(16)가 원통부(14)의 내부에 세워 설치되어 있다. 이 수수 부재(16)는 현상제를 퍼올리는 판상부(16a)와, 판상부(16a)에 의해 퍼올려진 현상제를 부분 X를 향해 반송(가이드)하는 경사 돌기(16b)가 판상부(16a)의 양면에 형성되어 있다. 또한, 판상부(16a)에는, 현상제의 교반성을 향상시키기 위해, 현상제의 왕래를 허용하는 관통 구멍(16c)이 형성되어 있다.
또한, 원통부(14)의 길이 방향 일단부측(현상제 반송 방향 하류단측)의 외주면에는 구동 입력부로서의 기어부(14b)가 접착, 고정되어 있다. 이 기어부(14b)는, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되면, 현상제 도입 장치(8)에 설치된 구동 기구로서 기능하는 구동 기어(300)와 걸어 결합된다. 따라서, 구동 기어(300)로부터의 회전 구동력이 회전력 수용부로서의 기어부(14b)에 입력되면, 원통부(14)가 R 방향(도 28)으로 회전하게 된다. 또한, 이러한 기어부(14b)의 구성에 한하지 않고, 원통부(14)를 회전시킬 수 있는 것이라면, 예를 들어 벨트나 마찰차를 사용하는 것 등, 다른 구동 입력 기구를 채용해도 상관없다.
그리고, 도 29에 도시한 바와 같이, 원통부(14)의 길이 방향 일단부측(현상제 반송 방향 하류단측)에는, 부분 X와의 접속관의 역할을 하는 접속부(14c)가 설치되어 있다. 또한, 상술한 경사 돌기(16b)의 일단부가 이 접속부(14c)의 근방에 이르기까지 연장하도록 설치되어 있다. 따라서, 경사 돌기(16b)에 의해 반송되는 현상제가, 다시 원통부(14)의 저면측으로 낙하하는 것을 가급적으로 방지하고, 접속부(14c)측으로 적절하게 넘기도록 구성되어 있다.
또한, 이상과 같이 원통부(14)는 회전하는 것에 반해, 실시예 1과 마찬가지로, 용기 본체(1a)나 펌프(2)는 플랜지부(1g)를 통해 현상제 도입 장치(8)에 부동이 되도록(원통부(14)의 회전 축선 방향 및 회전 방향으로의 이동이 저지되도록) 유지되어 있다. 그로 인해, 원통부(14)는 용기 본체(1a)에 대하여 상대 회전이 자유(자재)롭게 접속되어 있다.
또한, 원통부(14)와 용기 본체(1a) 간에는 링 형상의 탄성 시일(15)이 설치되어 있고, 이 탄성 시일(15)은 원통부(14)와 용기 본체(1a)의 사이에서 소정량 압축됨으로써 시일한다. 이에 의해, 원통부(14)의 회전 중에 그곳으로부터 현상제가 누설되어버리는 것을 방지하고 있다. 또한, 이에 의해, 기밀성도 유지되므로, 펌프(2)에 의한 풀어짐 작용과 배출 작용을 현상제에 대해 낭비 없이 발생시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 현상제 보급 용기(1)로서 배출구(1c) 이외에는 실질적으로 내부와 외부가 연통되는 개구가 없다.
(현상제 보급 공정)
이어서, 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
조작자가 현상제 보급 용기(1)를 현상제 도입 장치(8)에 삽입, 장착시키면, 실시예 1과 마찬가지로 현상제 보급 용기(1)의 걸림부(3)가 현상제 도입 장치(8)의 걸림 지지 부재(9)와 걸어 지지하는 동시에, 현상제 보급 용기(1)의 기어부(14b)가 현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)와 걸어 결합한다.
그 후, 구동 기어(300)를 회전 구동용의 다른 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 회전 구동함과 함께, 걸림 지지 부재(9)를 상술한 구동 모터(500)에 의해 상하 방향으로 구동시킨다. 그러면, 원통부(14)가 R 방향으로 회전하고, 그것에 수반하여, 내부의 현상제가 반송 돌기(14a)에 의해 수수 부재(16)를 향해 반송된다. 그리고, 원통부(14)의 R 방향으로의 회전에 수반하여, 수수 부재(16)는 현상제를 퍼올리는 동시에 접속부(14c)로 반송한다. 그리고, 접속부(14c)로부터 용기 본체(1a) 내로 반송되어 온 현상제는, 실시예 1과 마찬가지로, 펌프(2)의 신축 동작에 수반하여 배출구(1c)로부터 배출된다.
이상이, 현상제 보급 용기(1)의 일련의 장착 내지 보급 공정이다. 또한, 현상제 보급 용기(1)를 교환할 때는, 조작자가 현상제 도입 장치(8)로부터 현상제 보급 용기(1)를 꺼내고, 다시 새로운 현상제 보급 용기(1)를 삽입, 장착하면 된다.
실시예 1 내지 실시예 3과 같은 현상제 수용 스페이스(1b)가 연직 방향으로 긴 종형의 용기 구성인 경우, 현상제 보급 용기(1)의 용적을 크게 해서 충전량을 늘리면, 현상제의 자중에 의해 배출구(1c) 근방에 중력 작용이 보다 집중되어버린다. 그 결과, 배출구(1c) 근방의 현상제가 압밀되기 쉬워져, 배출구(1c)로부터의 흡기/배기의 방해가 된다. 이 경우, 배출구(1c)로부터의 흡기로 압밀된 현상제를 풀거나, 또는, 배기로 현상제를 배출시키기 위해서는, 펌프(2)의 용적 변화량의 증가에 의해 현상제 수용 스페이스(1b)의 내압(부압/정압)을 더 크게 해야만 한다. 그러나, 그 결과, 펌프(2)를 구동시키기 위한 구동력도 증가하여, 화상 형성 장치 본체(100)에 대한 부하가 과대해질 우려가 있다.
그에 반해, 본 실시예에서는, 용기 본체(1a) 및 펌프(2)의 부분 X와 원통부(14)의 부분 Y를 수평 방향으로 배열하여 설치하고 있기 때문에, 도 9에 나타내는 구성에 대하여 용기 본체(1a) 내에서의 배출구(1c) 상의 현상제층의 두께를 얇게 설정할 수 있다. 이에 의해, 중력 작용에 의해 현상제가 압밀되기 어려워지기 때문에, 그 결과 화상 형성 장치 본체(100)에 부하를 주지 않고, 안정된 현상제의 배출이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 예의 구성이면, 원통부(14)를 설치함으로써 화상 형성 장치 본체에 부하를 주지 않고 현상제 보급 용기(1)를 대용량화할 수 있다.
또한, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이화할 수 있다.
또한, 원통부(14)에서의 현상제 반송 기구로서, 상술한 예에 한하지 않고, 현상제 보급 용기(1)를 진동, 또는 요동, 또는 그 밖의 방식을 사용하는 구성으로 해도 상관없다. 구체적으로는, 예를 들어 도 30과 같은 구성으로 해도 상관없다.
즉, 도 30에 도시한 바와 같이, 원통부(14) 자체는 현상제 도입 장치(8)에 실질적으로 부동(약간 덜걱거림이 있음)이도록 고정되는 구성으로 하면서, 반송 돌기(14a) 대신에 원통부(14)에 대하여 상대 회전함으로써 현상제를 반송하는 반송 부재(17)가 원통부 내에 내장되어 있다.
반송 부재(17)는 축부(17a)와 축부(17a)에 고정된 가요성의 반송 날개(17b)로 구성되어 있다. 또한, 이 반송 날개(17b)는, 축부(17a)의 축선 방향에 대하여 선단측이 경사진 경사부(S)를 갖고 있다. 그로 인해, 원통부(14) 내의 현상제를 교반하면서 부분 X를 향해 반송하는 것이 가능하게 된다.
또한, 원통부(14)의 길이 방향 일단부면에는 회전력 수용부로서의 커플링부(14e)가 설치되어 있고, 이 커플링부(14e)는, 현상제 도입 장치(8)의 커플링 부재(도시하지 않음)와 구동 연결함으로써 회전 구동력이 입력되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 커플링부(14e)는 반송 부재(17)의 축부(17a)와 동축적으로 결합되어 있어, 축부(17a)에 회전 구동력이 전달되는 구성으로 되어 있다.
따라서, 현상제 도입 장치(8)의 커플링 부재(도시하지 않음)로부터 부여된 회전 구동력에 의해 축부(17a)에 고정되어 있는 반송 날개(17b)가 회전하여, 원통부(14) 내의 현상제가 부분 X를 향해 교반되면서 반송된다.
단, 도 30에 나타내는 변형예에서는, 현상제 반송 공정에서 현상제에 부여하는 스트레스가 커져버리는 경향이 있고, 또한, 구동 토크도 커져버리므로, 본 실시예와 같은 구성이 보다 더 바람직하다.
본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
(실시예 5)
이어서, 실시예 5의 구성에 대해서, 도 31 내지 33을 사용하여 설명한다. 또한, 도 31의 (a)는 현상제 도입 장치(8)를 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향에서 본 정면도, (b)는 현상제 도입 장치(8)의 내부의 사시도이다. 도 32의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 전체 사시도, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(21a) 주변의 부분 확대도, (c) 내지 (d)는 현상제 보급 용기(1)를 장착부(8f)에 장착한 상태를 도시하는 정면도 및 단면도이다. 도 33의 (a)는 현상제 수용부(20)의 사시도, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 내부를 도시하는 부분 단면도, (c)는 플랜지부(21)의 단면도, (d)는 현상제 보급 용기(1)를 도시하는 단면도이다.
상술한 실시예 1 내지 4에서는, 현상제 도입 장치(8)의 걸림 지지 부재(9)를 상하 이동시킴으로써 펌프를 신축시키는 예에 대하여 설명했지만, 본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)로부터 현상제 보급 용기(1)가 회전 구동력을 받는 점이 크게 다르다. 그 밖의 구성에 대해, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
구체적으로는, 본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)로부터 입력된 회전 구동력을 펌프를 왕복 이동시키는 방향의 힘으로 변환하여, 이것을 펌프에 전달하는 구성으로 하고 있다.
이하, 현상제 도입 장치(8), 현상제 보급 용기(1)의 구성에 대해서, 순서대로 상세하게 설명한다.
(현상제 도입 장치)
우선, 현상제 도입 장치(8)에 대해서, 도 31을 사용하여 설명한다. 현상제 도입 장치(8)는 현상제 보급 용기(1)가 제거 가능(착탈 가능)하게 장착되는 장착부(장착 스페이스)(8f)를 갖고 있다. 현상제 보급 용기(1)는 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이, 장착부(8f)에 대하여 M 방향으로 장착되는 구성으로 되어 있다. 즉, 현상제 보급 용기(1)의 길이 방향(회전 축선 방향)이 거의 이 M 방향과 일치하도록 장착부(8f)에 장착된다. 또한, 이 M 방향은, 후술하는 도 33의 (b)의 X 방향과 실질적으로 평행하다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 장착부(8f)로부터의 취출 방향은 이 M 방향과는 반대 방향이 된다.
또한, 장착부(8f)에는, 도 31의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 장착되었을 때에 현상제 보급 용기(1)의 플랜지부(21)(도 32 참조)와 접촉함으로써 플랜지부(21)의 회전 방향으로의 이동을 규제하기 위한 회전 방향 규제부(유지 기구)(29)가 설치되어 있다. 또한, 장착부(8f)에는, 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 장착되었을 때에 현상제 보급 용기(1)의 플랜지부(21)와 걸어 지지함으로써 플랜지부(21)의 회전 축선 방향으로의 이동을 규제하기 위한, 회전 축선 방향 규제부(유지 기구)(30)가 설치되어 있다. 이 회전 축선 방향 규제부(30)는 플랜지부(21)와의 간섭에 수반해서 탄성 변형하고, 그 후, 플랜지부(21)와의 간섭이 해제된 단계에서 탄성 복귀함으로써 플랜지부(21)를 걸어 지지하는 수지제의 스냅 로크 기구로 되어 있다.
또한, 장착부(8f)는 현상제 보급 용기(1)가 장착되었을 때에, 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(21a)(도 32 참조)와 연통되어, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출된 현상제를 받아들이기 위한 현상제 수용구(31)를 갖고 있다. 그리고, 현상제 보급 용기(1)의 배출구(21a)로부터 현상제가 현상제 수용구(31)를 통해 현상제 도입 장치(8)에 공급된다. 또한, 본 실시예에서, 현상제 수용구(31)의 직경(φ)은, 장착부(8f) 내에서의 현상제에 의한 오염을 가급적 방지할 목적으로, 배출구(21a)와 동일하게, 약 2mm로 설정되어 있다.
또한, 장착부(8f)는 도 31의 (a)에 도시한 바와 같이, 구동 기구(구동부)로서 기능하는 구동 기어(300)를 갖고 있다. 이 구동 기어(300)는 구동 모터(500)로부터 구동 기어열을 개재하여 회전 구동력이 전달되어, 장착부(8f)에 세팅된 상태에 있는 현상제 보급 용기(1)에 대하여 회전 구동력을 부여하는 기능을 갖고 있다.
또한, 구동 모터(500)는 도 31에 도시한 바와 같이, 제어 장치(CPU)(600)에 의해 그 동작이 제어되는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 예에서, 구동 기어(300)는 구동 모터(500)의 제어를 간이화시키기 위해 일방향으로만 회전하도록 설정되어 있다. 즉, 제어 장치(600)는 구동 모터(500)에 대해서, 그 온(작동)/오프(비작동)만을 제어하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 구동 모터(500)(구동 기어(300))를 정방향과 역방향으로 주기적으로 반전시킴으로써 얻어지는 반전 구동력을 현상제 보급 용기(1)에 부여하는 구성에 비해, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기구의 간이화를 도모할 수 있다.
(현상제 보급 용기)
다음으로 현상제 보급 용기(1)의 구성에 대해서, 도 32, 도 33을 사용하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)는 도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 중공 원통형으로 형성되어 내부에 현상제를 수용하는 내부 공간을 구비한 현상제 수용부(20)(용기 본체라고도 함)를 갖고 있다. 본 예에서는, 원통부(20k)와 펌프부(20b)가 현상제 수용부(20)로서 기능한다. 또한, 현상제 보급 용기(1)는 현상제 수용부(20)의 길이 방향(현상제 반송 방향) 일단부측에 플랜지부(21)(비회전부라고도 함)를 갖고 있다. 또한, 현상제 수용부(20)는 이 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성되어 있다.
또한, 본 예에서는, 도 33의 (d)에 도시한 바와 같이, 현상제 수용부로서 기능하는 원통부(20k)의 전체 길이(L1)가 약 300mm, 외경(R1)이 약 70mm로 설정되어 있다. 또한, 펌프부(20b)의 전체 길이(L2)(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 신장된 상태일 때)는 약 50mm, 플랜지부(21)의 기어부(20a)가 설치되어 있는 영역의 길이(L3)는 약 20mm로 되어 있다. 또한, 현상제 수용부로서 기능하는 배출부(21h)가 설치되어 있는 영역의 길이(L4)는 약 25mm로 되어 있다. 또한, 펌프부(20b)의 최대 외경(R2)(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 신장된 상태일 때)이 약 65mm, 현상제 보급 용기(1)의 현상제를 수용할 수 있는 전체 용적이 약 1250cm3로 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 현상제 수용부로서 기능하는 원통부(20k)와 펌프부(20b)와 함께, 배출부(21h)가 현상제를 수용할 수 있는 영역으로 되어 있다.
또한, 본 예에서는, 도 32, 33에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태일 때 원통부(20k)와 배출부(21h)가 수평 방향으로 배열되도록 구성되어 있다. 즉, 원통부(20k)는 그 수평 방향 길이가 그 연직 방향 길이 보다 충분히 길어, 그 수평 방향 일단부측이 배출부(21h)와 접속된 구성으로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태일 때 배출부(21h)의 연직 상방에 원통부(20k)가 위치하도록 구성하는 경우에 비해, 흡기 및 배기 동작을 원활하게 행하는 것이 가능하게 된다. 왜냐하면, 배출구(21a) 상에 존재하는 토너의 양이 적어지기 때문에, 배출구(21a) 근방의 현상제가 압밀되기 어려워지기 때문이다. 따라서, 흡기 동작시에는 호퍼(8g)로부터 에어를 도입하기 쉬워져, 그 결과, 통기 부재(필터)의 역세정 효과도 보다 효과적으로 볼 수 있다.
이 플랜지부(21)에는, 도 32의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제 수용부 내(현상제 수용실 내)(20)로부터 반송되어 온 현상제를 일시적으로 저류하기 위한 중공의 배출부(현상제 배출실)(21h)가 설치되어 있다(필요에 따라서 도 33의 (b), (c) 참조). 이 배출부(21h)의 저부에는, 현상제 보급 용기(1)의 밖으로 현상제의 배출을 허용하는, 즉, 현상제 도입 장치(8)에 현상제를 보급하기 위한 작은 배출구(21a)가 형성되어 있다. 이 배출구(21a)의 크기에 대해서는 상술한 바와 같다.
또한, 배출부(21h) 내(현상제 배출실 내)의 저부의 내부 형상은, 잔류하는 현상제의 양을 가능한 한 저감시키기 위해서, 배출구(21a)를 향해 직경이 축소되는 깔때기 형상으로 설치되어 있다(필요에 따라서 도 33의 (b), (c) 참조).
또한, 플랜지부(21)에는 배출구(21a)를 개폐하는 셔터(26)가 설치되어 있다. 이 셔터(26)는 현상제 보급 용기(1)의 장착부(8f)에 대한 장착 동작에 수반하여, 장착부(8f)에 설치된 맞닿음부(8h)(필요에 따라 도 31의 (b) 참조)와 맞닿도록 구성되어 있다. 따라서, 셔터(26)는 현상제 보급 용기(1)의 장착부(8f)에 대한 장착 동작에 수반하여, 현상제 수용부(20)의 회전 축선 방향(M 방향과는 역방향)으로 현상제 보급 용기(1)에 대해 상대적으로 슬라이드한다. 그 결과, 셔터(26)로부터 배출구(21a)가 노출되어 개봉 동작이 완료한다.
이 시점에서, 배출구(21a)는 장착부(8f)의 현상제 수용구(31)와 위치가 합치하고 있으므로 서로 연통된 상태가 되어, 현상제 보급 용기(1)로부터의 현상제 보급이 가능한 상태로 된다.
또한, 플랜지부(21)는 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 장착되면, 실질적으로 부동이 되게 구성되어 있다.
구체적으로는, 플랜지부(21)는 도 32의 (c)에 도시한 바와 같이, 장착부(8f)에 설치된 회전 방향 규제부(29)에 의해 현상제 수용부(20)의 회전 축선 주위의 방향으로 회전하지 않도록 규제(저지)된다. 즉, 플랜지부(21)는 현상제 도입 장치(8)에 의해 실질적으로 회전 불가하게 유지된다(덜걱거림 정도의 약간의 무시할 수 있는 회전은 가능하게 되어 있음).
또한, 플랜지부(21)는 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여 장착부(8f)에 설치된 회전 축선 방향 규제부(30)에 걸어 지지된다. 구체적으로는, 플랜지부(21)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작 도중에 회전 축선 방향 규제부(30)에 접촉함으로써, 회전 축선 방향 규제부(30)를 탄성 변형시킨다. 그 후, 플랜지부(21)는, 장착부(8f)에 설치된 스토퍼인 내벽부(28a)(도 32의 (d) 참조)에 맞닿음으로써 현상제 보급 용기(1)의 장착 공정이 완료한다. 이때, 장착 완료와 거의 동시에, 플랜지부(21)에 의한 간섭된 상태가 풀어져서, 회전 축선 방향 규제부(30)의 탄성 변형이 해제된다.
그 결과, 도 32의 (d)에 도시한 바와 같이, 회전 축선 방향 규제부(30)가 플랜지부(21)의 에지부(걸림부로서 기능함)와 걸어 지지됨으로써, 회전 축선 방향(현상제 수용부(20)의 회전 축선 방향)으로의 이동이 실질적으로 저지(규제)된 상태가 된다. 이때, 덜걱거림 정도의 약간의 무시할 수 있는 이동은 가능하게 되어 있다.
이상과 같이, 본 예에서는, 플랜지부(21)가, 현상제 수용부(20)의 회전 축선 방향으로 스스로 이동하지 않도록, 현상제 도입 장치(8)의 회전 축선 방향 규제부(30)에 의해 유지되어 있다. 또한, 플랜지부(21)는, 현상제 수용부(20)의 회전 방향으로 스스로 회전하지 않도록, 현상제 도입 장치(8)의 회전 방향 규제부(29)에 의해 유지되어 있다.
또한, 조작자에 의해 현상제 보급 용기(1)가 장착부(8f)로부터 꺼내질 때에, 플랜지부(21)로부터의 작용에 의해 회전 축선 방향 규제부(30)는 탄성 변형되어, 플랜지부(21)와의 걸림 지지가 해제된다. 또한, 현상제 수용부(20)의 회전 축선 방향은, 기어부(20a)(도 33)의 회전 축선 방향과 거의 일치하고 있다.
따라서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는, 플랜지부(21)에 설치되어 있는 배출부(21h)도, 현상제 수용부(20)의 회전 축선 방향 및 회전 방향으로의 이동이 실질적으로 저지된 상태가 된다(덜걱거림 정도의 이동은 허용함).
한편, 현상제 수용부(20)는, 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 방향으로의 규제는 받지 않고, 현상제 보급 공정에서 회전하는 구성으로 되어 있다. 단, 현상제 수용부(20)는 플랜지부(21)에 의해, 회전 축선 방향으로의 이동이 실질적으로 저지된 상태가 된다(덜걱거림 정도의 이동은 허용함).
(펌프부)
이어서, 왕복 이동에 수반해서 그 용적이 가변인 펌프부(왕복 이동 가능한 펌프)(20b)에 대하여 도 33, 도 34를 사용해서 설명한다. 여기서, 도 34의 (a)는 펌프부(20b)가 현상제 보급 공정에서 사용상 최대한 신장된 상태, 도 34의 (b)는 펌프부(20b)가 현상제 보급 공정에서 사용상 최대한 압축된 상태를 나타내는 현상제 보급 용기(1)의 단면도이다.
본 예의 펌프부(20b)는, 배출구(21a)를 통해 흡기 동작과 배기 동작을 교대로 행하게 하는 흡기 및 배기 기구로서 기능한다.
펌프부(20b)는 도 33의 (b)에 도시한 바와 같이, 배출부(21h)와 원통부(20k)의 사이에 설치되어 있고, 원통부(20k)에 접속, 고정되어 있다. 즉, 펌프부(20b)는 원통부(20k)와 함께 일체적으로 회전 가능하게 된다.
또한, 본 예의 펌프부(20b)는, 그 내부에 현상제를 수용 가능한 구성으로 되어 있다. 이 펌프부(20b) 내의 현상제 수용 스페이스는, 후술하는 바와 같이, 흡기 동작시에서의 현상제의 유동화에 큰 역할을 담당하고 있다.
그리고, 본 예에서는, 펌프부(20b)로서, 왕복 이동에 수반하여 그 용적이 가변인 수지제의 용적 가변형 펌프(주름 상자형 펌프)를 채용하고 있다. 구체적으로는, 도 33의 (a) 내지 (b)에 도시한 바와 같이, 주름 상자형 펌프를 채용하고 있으며, "바깥 접기"부와 "안쪽 접기"부가 주기적으로 교대로 복수 형성되어 있다. 따라서, 이 펌프부(20b)는 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 구동력에 의해, 압축, 신장을 교대로 반복해서 행할 수 있다. 또한, 본 예에서는, 펌프부(20b)의 신축시의 용적 변화량은 15cm3(cc)로 설정되어 있다. 도 33의 (d)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)의 전체 길이(L2)(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 신장된 상태일 때)는 약 50mm, 펌프부(2b)의 최대 외경(R2)(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 신장된 상태일 때)은 약 65mm로 되어 있다.
이러한 펌프부(20b)를 채용함으로써, 현상제 보급 용기(1)(현상제 수용부(20) 및 배출부(21h))의 내압을, 대기압보다 높은 상태와 대기압보다 낮은 상태로, 소정의 주기(본 예에서는 약 0.9초)로 교대로 반복해서 변화시킬 수 있다. 이 대기압은, 현상제 보급 용기(1)가 설치된 환경에서의 것이다. 그 결과, 소직경(직경이 약 2mm)의 배출구(21a)로부터 배출부(21h) 내에 있는 현상제를 효율적으로 배출시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 펌프부(20b)는 도 33의 (b)에 도시한 바와 같이, 배출부(21h)측의 단부가 플랜지부(21)의 내면에 설치된 링 형상의 시일 부재(27)를 압축한 상태에서, 배출부(21h)에 대해 상대 회전 가능하게 고정되어 있다.
이에 의해, 펌프부(20b)는 시일 부재(27)와 미끄럼 이동하면서 회전하기 때문에, 회전 중에 있어서 펌프부(20b) 내의 현상제가 누설되지 않고, 또한, 기밀성이 유지된다. 즉, 배출구(21a)를 통한 공기의 출입이 적절하게 행해지게 되어, 보급 중에서의 현상제 보급 용기(1)(펌프부(20b), 현상제 수용부(20), 배출부(21h))의 내압을 원하는 상태로 할 수 있게 되어 있다.
(구동 전달 기구)
이어서, 반송부(20c)를 회전시키기 위한 회전 구동력을 현상제 도입 장치(8)로부터 받는, 현상제 보급 용기(1)의 구동받이 기구(구동 입력부, 구동력 수용부)에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)에는, 도 33의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)(구동 기구로서 기능함)와 걸림 결합(구동 연결) 가능한 구동 수용 기구(구동 입력부, 구동력 수용부)로서 기능하는 기어부(20a)가 설치되어 있다. 이 기어부(20a)는, 펌프부(20b)의 길이 방향 일단부측에 고정되어 있다. 즉, 기어부(20a), 펌프부(20b), 원통부(20k)는 일체적으로 회전 가능한 구성으로 되어 있다.
따라서, 구동 기어(300)로부터 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력은 펌프부(20b)를 통해 원통부(20k)(반송부(20c))에 전달되는 구조로 되어 있다.
즉, 본 예에서는, 이 펌프부(20b)가 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력을 현상제 수용부(20)의 반송부(20c)에 전달하는 구동 전달 기구로서 기능하고 있다.
따라서, 본 예의 주름 상자형 펌프부(20b)는 그 신축 동작을 저해하지 않는 범위 내에서, 회전 방향으로의 비틀림에 강한 특성을 갖는 수지재를 사용해서 제조되어 있다.
또한, 본 예에서는, 현상제 수용부(20)의 길이 방향(현상제 반송 방향) 일단부측, 즉, 배출부(21h)측의 일단부에 기어부(20a)를 설치하고 있지만, 이러한 예에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 현상제 수용부(2)의 길이 방향 타단부측, 즉, 최후미측에 설치해도 상관없다. 이 경우, 대응하는 위치에 구동 기어(300)가 설치되게 된다.
또한, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력부와 현상제 도입 장치(8)의 구동부간의 구동 연결 기구로서 기어 기구를 사용하고 있지만, 이러한 예에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 공지된 커플링 기구를 사용하도록 해도 상관없다. 구체적으로는, 현상제 수용부(20)의 길이 방향 일단부의 저면(도 33의 (d)의 우측 단부면)에 구동 입력부로서 비원 형상의 오목부를 형성하고, 한편, 현상제 도입 장치(8)의 구동부로서 상술한 오목부와 대응한 형상의 볼록부를 형성하여, 이들이 서로 구동 연결되는 구성으로 해도 상관없다.
(구동 변환 기구)
이어서, 현상제 보급 용기(1)의 구동 변환 기구(구동 변환부)에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)에는, 기어부(20a)가 받은 반송부(20c)를 회전시키기 위한 회전 구동력을, 펌프부(20b)를 왕복 이동시키는 방향의 힘으로 변환하는 구동 변환 기구(구동 변환부)가 설치되어 있다. 또한, 본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 구동 변환 기구로서 캠 기구를 채용한 예에 대하여 설명하는데, 이러한 예에만 한하지 않고, 실시예 6 이후에서 설명하는 바와 같은 다른 구성을 채용해도 상관없다.
즉, 본 예에서는, 반송부(20c)와 펌프부(20b)를 구동하기 위한 구동력을 1개의 구동 입력부(기어부(20a))에서 받는 구성으로 하면서, 기어부(20a)가 받은 회전 구동력을, 현상제 보급 용기(1)측에서 왕복 이동력으로 변환하는 구성으로 하고 있다.
이것은, 현상제 보급 용기(1)에 구동 입력부를 2개 따로따로 설치하는 경우에 비해, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력 기구의 구성을 간이화할 수 있기 때문이다. 또한, 현상제 도입 장치(8)의 1개의 구동 기어로부터 구동을 받는 구성으로 했기 때문에, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기구의 간이화에도 공헌할 수 있다.
또한, 현상제 도입 장치(8)로부터 왕복 이동력을 받는 구성으로 했을 경우, 상술한 바와 같은, 현상제 도입 장치(8)와 현상제 보급 용기(1)의 사이의 구동 연결이 적절하게 행해지지 않아, 펌프부(20b)를 구동할 수 없게 될 우려가 있다. 구체적으로는, 현상제 보급 용기(1)를 화상 형성 장치(100)로부터 꺼낸 후, 다시 이것을 장착하는 경우에, 펌프부(20b)를 적절하게 왕복 이동시킬 수 없는 문제가 우려된다.
예를 들어, 펌프부(20b)가 자연 길이 보다 압축된 상태에서 펌프부(20b)에 대한 구동 입력을 정지시킨 경우, 현상제 보급 용기(1)를 꺼내면, 펌프부(20b)가 자기 복원하여 신장된 상태가 된다. 즉, 화상 형성 장치(100)측의 구동 출력부의 정지 위치는 그대로임에도 불구하고, 펌프부(20b)용의 구동 입력부의 위치가 현상제 보급 용기(1)가 꺼내져 있는 동안에 변해버린다. 그 결과, 화상 형성 장치(100)측의 구동 출력부와 현상제 보급 용기(1)측의 펌프부(20b)용의 구동 입력부의 구동 연결이 적절하게 행해지지 않아, 펌프부(20b)를 왕복 이동시킬 수 없게 되어버린다. 그러면, 현상제 보급이 행해지지 않게 되어, 그 후의 화상 형성을 할 수 없는 상황에 빠져버릴 우려가 있다.
또한, 이러한 문제는, 현상제 보급 용기(1)가 꺼내져 있을 때에, 유저에 의해 펌프부(20b)의 신축 상태가 바뀌어버리는 경우도 마찬가지로 발생할 수 있다.
또한, 이러한 문제는, 신품의 현상제 보급 용기(1)로 교환할 때에도 마찬가지로 발생할 수 있다.
본 예의 구성이면, 이러한 문제를 해결하는 것이 가능하다. 이하, 상세하게 설명한다.
현상제 수용부(20)의 원통부(20k)의 외주면에는, 도 33, 34에 도시한 바와 같이, 둘레 방향에서, 실질적으로 등간격이 되도록 회전부로서 기능하는 캠 돌기(20d)가 복수 형성되어 있다. 구체적으로는, 원통부(20k)의 외주면에 2개의 캠 돌기(20d)가 약 180° 대향하도록 형성되어 있다.
여기서, 캠 돌기(20d)의 배치 개수에 대해서는, 적어도 1개 설치되어 있으면 상관없다. 단, 펌프부(20b)의 신축시의 항력에 의해 구동 변환 기구 등에 모멘트가 발생하여, 원활한 왕복 이동이 행해지지 않을 우려가 있기 때문에, 후술하는 캠 홈(21b)의 형상과의 관계가 파탄되지 않도록 복수 개 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 플랜지부(21)의 내주면에는, 이 캠 돌기(20d)가 끼워지는 종동부로서 기능하는 캠 홈(21b)이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 이 캠 홈(21b)에 대해서, 도 35를 사용하여 설명한다. 도 35에서, 화살표 A는 원통부(20k)의 회전 방향(캠 돌기(20d)의 이동 방향), 화살표 B는 펌프부(20b)의 신장 방향, 화살표 C는 펌프부(20b)의 압축 방향을 나타내고 있다. 또한, 원통부(20k)의 회전 방향 A에 대한 캠 홈(21c)의 이루는 각도를 α, 캠 홈(21d)의 이루는 각도를 β라 한다. 또한, 캠 홈(21b)의 펌프부(20b)의 신축 방향 B, C에서의 진폭(=펌프부(20b)의 신축 길이)을 L이라 한다.
구체적으로는, 이 캠 홈(21b)은, 이것을 전개한 도 35에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)측에서 배출부(21h)측으로 경사진 홈부(21c)와, 배출부(21h)측에서 원통부(20k)측으로 경사진 홈부(21d)가 교대로 연결된 구조로 되어 있다. 본 예에서는, α=β로 설정하고 있다.
따라서, 본 예에서는, 이 캠 돌기(20d)와 캠 홈(21b)이, 펌프부(20b)에 대한 구동 전달 기구로서 기능한다. 즉, 이 캠 돌기(20d)와 캠 홈(21b)은, 구동 기어(300)로부터 기어부(20a)가 받은 회전 구동력을, 펌프부(20b)를 왕복 이동시키는 방향으로의 힘(원통부(20k)의 회전 축선 방향으로의 힘)으로 변환하고, 이것을 펌프부(20b)에 전달하는 기구로서 기능한다.
구체적으로는, 구동 기어(300)로부터 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력에 의해 펌프부(20b)와 함께 원통부(20k)가 회전하고, 이 원통부(20k)의 회전에 수반하여 캠 돌기(20d)가 회전하게 된다. 따라서, 이 캠 돌기(20d)와 걸림 결합 관계에 있는 캠 홈(21b)에 의해, 펌프부(20b)가 원통부(20k)와 함께 회전 축선 방향(도 33의 X 방향)으로 왕복 이동하게 된다. 이 X 방향은, 도 31, 32의 M 방향과 거의 평행한 방향으로 되어 있다.
즉, 이 캠 돌기(20d)와 캠 홈(21b)은, 펌프부(20b)가 신장된 상태(도 34의 (a))와 펌프부(20b)가 수축된 상태(도 34의 (b))가 교대로 반복되도록, 구동 기어(300)로부터 입력된 회전 구동력을 변환하고 있다.
따라서, 본 예에서는, 상술한 바와 같이 펌프부(20b)가 원통부(20k)와 함께 회전하도록 구성되어 있기 때문에, 원통부(20k) 내의 현상제가 펌프부(20b) 내를 경유할 때에 펌프(20b)의 회전에 의해 현상제를 교반할(풀) 수 있다. 즉, 펌프부(20b)를 원통부(20k)와 배출부(21h)의 사이에 설치하고 있기 때문에, 배출부(21h)에 보내지는 현상제에 대하여 교반 작용을 실시할 수 있게 되어 있어, 더욱 바람직한 구성이라고 할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 상술한 바와 같이 원통부(20k)가 펌프부(20b)와 함께 왕복 이동하도록 구성되어 있기 때문에, 원통부(20k)의 왕복 이동에 의해 원통부(20k) 내의 현상제를 교반할(풀) 수 있다.
(구동 변환 기구의 설정 조건)
본 예에서는, 구동 변환 기구는, 원통부(20k)의 회전에 수반하여 배출부(21h)에 반송되는 현상제 반송량(단위 시간당)이, 배출부(21h)로부터 펌프 작용에 의해 현상제 도입 장치(8)에 배출되는 양(단위 시간당)보다 많아지도록 구동 변환하고 있다.
이것은, 배출부(21h)에 대한 반송부(20c)에 의한 현상제의 반송 능력에 대하여 펌프부(20b)에 의한 현상제의 배출 능력이 더 크면, 배출부(21h)에 존재하는 현상제의 양이 점차적으로 감소되기 때문이다. 즉, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 도입 장치(8)에 대한 현상제 보급에 필요한 시간이 길어져버리는 것을 방지하기 위해서이다.
따라서, 본 예의 구동 변환 기구는, 배출부(21h)에 대한 반송부(20c)에 의한 현상제의 반송량을 2.0g/s, 펌프부(20b)에 의한 현상제의 배출량을 1.2g/s로 설정하고 있다.
또한, 본 예에서는, 구동 변환 기구는, 원통부(20k)가 1회전하는 동안에 펌프부(20b)가 복수 회 왕복 이동하도록 구동 변환하고 있다. 이것은 이하의 이유에 따른 것이다.
원통부(20k)를 현상제 도입 장치(8) 내에서 회전시키는 구성의 경우, 구동 모터(500)는 원통부(20k)를 항상 안정되게 회전시키기 위해 필요한 출력으로 설정하는 것이 바람직하다. 단, 화상 형성 장치(100)에서의 소비 에너지를 가능한 한 삭감하기 위해서는, 구동 모터(500)의 출력을 최대한 작게 하는 것이 바람직하다. 여기서, 구동 모터(500)에 필요한 출력은, 원통부(20k)의 회전 토크와 회전 수로부터 산출되므로, 구동 모터(500)의 출력을 작게 하기 위해서는, 원통부(20k)의 회전 수를 가능한 한 낮게 설정하는 것이 바람직하다.
그러나, 본 예의 경우, 원통부(20k)의 회전 수를 작게 해버리면, 단위 시간당의 펌프부(20b)의 동작 횟수가 줄어들게 되므로, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양(단위 시간당)이 줄어들게 된다. 즉, 화상 형성 장치 본체(100)로부터 요구되는 현상제의 보급량을 단시간에 만족시키기 위해서는, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양으로는 부족하게 될 우려가 있다.
따라서, 펌프부(20b)의 용적 변화량을 증가시키면, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제 배출량을 증가시킬 수 있기 때문에, 화상 형성 장치 본체(100)로부터의 요구에 부응하는 것이 가능하게 되지만, 이러한 대처 방법에서는 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 펌프부(20b)의 용적 변화량을 증가시키면, 배기 공정에서의 현상제 보급 용기(1)의 내압(정압)의 피크값이 커지기 때문에, 펌프부(20b)를 왕복 이동시키는데 필요한 부하가 증대되어버린다. 또한, 그때에는 통기 부재(필터)에 대하여 배기 동작시의 눈막힘 정도도 커지게 된다.
이러한 이유로 인해, 본 예에서는, 원통부(20k)가 1회전하는 동안에 펌프부(20b)를 복수 주기 동작시키고 있는 것이다. 이에 의해, 원통부(20k)가 1회전하는 동안에 펌프부(20b)를 1주기밖에 동작시키지 않는 경우에 비해, 펌프부(20b)의 용적 변화량을 크게 하지 않고, 단위 시간당의 현상제의 배출량을 증가시키는 것이 가능하게 된다. 그리고, 현상제의 배출량을 증가시킬 수 있었던 만큼, 원통부(20k)의 회전 수를 저감하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 원통부(20k)가 1회전하는 동안에 펌프부(20b)를 복수 주기 동작시키는 것에 수반하는 효과에 대하여 검증 실험을 행하였다. 실험 방법은, 현상제 보급 용기(1)에 현상제를 충전하고, 현상제 보급 공정에서의 현상제의 배출량과 원통부(20k)의 회전 토크를 측정하였다. 그리고, 원통부(20k)의 회전 토크와 미리 설정된 원통부(20k)의 회전 수로부터, 원통부(20k)의 회전에 필요한 구동 모터(500)의 출력(=회전 토크×회전 수)을 산출하였다. 실험 조건은, 원통부(20k)의 1회전당의 펌프부(20b)의 동작 횟수를 2회, 원통부(20k)의 회전 수를 30rpm, 펌프부(20b)의 용적 변화량을 15cm3로 하였다.
검증 실험의 결과, 현상제 보급 용기(1)로부터의 현상제 배출량은, 약 1.2g/s가 되었다. 또한, 원통부(20k)의 회전 토크(정상시의 평균 토크)는 0.64N·m이고, 구동 모터(500)의 출력은, 약 2W(모터 부하(W)=0.1047×회전 토크(N·m)×회전 수(rpm). 0.1047은 단위 환산 계수)로 산출되었다.
한편, 원통부(20k)의 1회전당의 펌프부(20b)의 동작 횟수를 1회, 원통부(20k)의 회전 수를 60rpm으로 설정하고, 그 이외의 조건은 상기와 마찬가지로 하여 비교 실험을 행하였다. 즉, 상기의 검증 실험과 현상제의 배출량이 동일한, 약 1.2g/s가 되도록 하였다.
그러면, 비교 실험의 경우, 원통부(20k)의 회전 토크(정상시의 평균 토크)는 0.66N·m이고, 구동 모터(500)의 출력은, 약 4W로 산출되었다.
이상의 결과로부터, 원통부(20k)가 1회전하는 동안에 펌프부(20b)를 복수 주기 동작시키는 구성으로 하는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있었다. 즉, 원통부(20k)의 회전 수를 저감시킨 상태에서도, 현상제 보급 용기(1)의 배출 성능을 유지하는 것이 가능하게 되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 예와 같은 구성으로 함으로써, 구동 모터(500)를 보다 작은 출력으로 설정할 수 있기 때문에, 화상 형성 장치 본체(100)에서의 소비 에너지의 삭감에 공헌할 수 있다.
또한, 본 예의 구성이면, 용적 가변량이 증가하지 않으므로 배기 동작시의 통기 부재(필터)에 대한 막힘 정도는 변하지 않고, 또한 단위 시간당의 흡기 동작·배기 동작의 전환 횟수가 증가하기 때문에, 필터의 역세정 횟수가 증가하여, 보다 효과적으로 역세정 효과를 볼 수 있다.
(구동 변환 기구의 배치 위치)
본 예에서는, 도 33, 도 34에 도시한 바와 같이, 구동 변환 기구(캠 돌기(20d)와 캠 홈(21b)에 의해 구성되는 캠 기구)를 현상제 수용부(20)의 외부에 설치하고 있다. 즉, 구동 변환 기구를, 원통부(20k), 펌프부(20b), 플랜지부(21)의 내부에 수용된 현상제와 접촉하지 않도록, 원통부(20k), 펌프부(20b), 플랜지부(21)의 내부 공간으로부터 이격된 위치에 설치하고 있다.
이에 의해, 구동 변환 기구를 현상제 수용부(20)의 내부 공간에 설치한 경우에 상정되는 문제를 해소할 수 있다. 즉, 구동 변환 기구의 마찰 부위로의 현상제의 침입에 의해, 현상제의 입자에 열과 압력이 가해져서 연화되어 몇 개의 입자끼리 달라붙어 큰 덩어리(조대 입자)가 되어버리거나, 변환 기구에 대한 현상제의 물림에 의해 토크업하는 것을 방지할 수 있다.
(펌프부에 의한 현상제 배출 원리)
이어서, 도 34를 사용하여, 펌프부에 의한 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 흡기 공정(배출구(21a)를 통한 흡기 동작)과 배기 공정(배출구(21a)를 통한 배기 동작)이 교대로 반복해서 행해지도록, 구동 변환 기구에 의해 회전력의 구동 변환이 행해지는 구성으로 되어 있다. 이하, 흡기 공정과 배기 공정에 대해서, 순서대로 상세하게 설명한다.
(흡기 공정)
우선, 흡기 공정(배출구(21a)를 통한 흡기 동작)에 대하여 설명한다.
도 34의 (a)에 도시한 바와 같이, 상술한 구동 변환 기구(캠 기구)에 의해 펌프부(20b)가 ω 방향으로 신장됨으로써 흡기 동작이 행해진다. 즉, 이 흡기 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)의 현상제를 수용할 수 있는 부위(펌프부(20b), 원통부(20k), 플랜지부(21))의 용적이 증대된다.
그때, 현상제 보급 용기(1)의 내부는 배출구(21a)를 제외하면 실질적으로 밀폐된 상태로 되어 있고, 또한, 배출구(21a)가 현상제(T)로 실질적으로 막힌 상태로 되어 있다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1)의 현상제(T)를 수용할 수 있는 부위의 용적 증가에 수반하여 현상제 보급 용기(1)의 내압이 감소한다.
이때, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 대기압(외기압)보다 낮아진다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1) 밖에 있는 에어가, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 배출구(21a)를 통해 현상제 보급 용기(1) 내로 이동한다.
그때, 배출구(21a)를 통해 현상제 보급 용기(1) 밖에서 에어가 도입되기 때문에, 배출구(21a) 근방에 위치하는 현상제(T)를 풀(유동화시킬) 수 있다. 구체적으로는, 배출구(21a) 근방에 위치하는 현상제에 대하여 에어를 포함시킴으로써 부피 밀도를 저하시켜, 현상제(T)를 적절하게 유동화시킬 수 있다.
또한, 그 결과, 에어가 배출구(21a)를 통해 현상제 보급 용기(1) 내로 도입되기 때문에, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 그 용적이 증가하고 있음에도 불구하고 대기압(외기압) 근방을 추이하게 된다.
이와 같이, 현상제(T)를 유동화시켜 둠으로써, 후술하는 배기 동작시에, 현상제(T)가 배출구(21a)에 막혀버리지 않고, 배출구(21a)로부터 현상제를 원활하게 배출시키는 것이 가능하게 되는 것이다. 따라서, 배출구(21a)로부터 배출되는 현상제(T)의 양(단위 시간당)을 장기에 걸쳐서 거의 일정하게 하는 것이 가능하게 된다.
(배기 공정)
이어서, 배기 공정(배출구(21a)를 통한 배기 동작)에 대하여 설명한다.
도 34의 (b)에 도시한 바와 같이, 상술한 구동 변환 기구(캠 기구)에 의해 펌프부(20b)가 γ 방향으로 압축됨으로써 배기 동작이 행해진다. 구체적으로는, 이 배기 동작에 수반하여 현상제 보급 용기(1)의 현상제를 수용할 수 있는 부위(펌프부(20b), 원통부(20k), 플랜지부(21))의 용적이 감소한다. 그때, 현상제 보급 용기(1)의 내부는 배출구(21a)를 제외하면 실질적으로 밀폐되어 있어, 현상제가 배출될 때까지는, 배출구(21a)가 현상제(T)로 실질적으로 막힌 상태로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)의 현상제(T)를 수용할 수 있는 부위의 용적이 감소해 감으로써 현상제 보급 용기(1)의 내압이 상승한다.
이때, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 대기압(외기압)보다 높아지기 때문에, 도 34의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제(T)는 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해 배출구(21a)로부터 압출된다. 즉, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 도입 장치(8)에 현상제(T)가 배출된다.
그 후, 현상제(T)와 함께 현상제 보급 용기(1) 내의 에어도 배출되어 가기 때문에, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 저하된다.
이상과 같이, 본 예에서는, 1개의 왕복 이동식의 펌프를 사용하여 현상제의 배출을 효율적으로 행할 수 있으므로, 현상제 배출에 필요한 기구를 간이화할 수 있다.
(캠 홈의 설정 조건)
이어서, 도 36 내지 도 41을 사용하여 캠 홈(21b)의 설정 조건의 변형예에 대하여 설명한다. 도 36 내지 도 41은 모두, 캠 홈(21b)의 전개도를 나타낸 것이다. 도 36 내지 도 41에 나타내는 플랜지부(21)의 전개도를 사용하여, 캠 홈(21b)의 형상을 변경한 경우의 펌프부(20b)의 운전 조건에 미치는 영향에 대하여 설명한다.
여기서, 도 36 내지 도 41에서, 화살표 A는 현상제 수용부(20)의 회전 방향(캠 돌기(20d)의 이동 방향), 화살표 B는 펌프부(20b)의 신장 방향, 화살표 C는 펌프부(20b)의 압축 방향을 나타낸다. 또한, 캠 홈(21b) 중, 펌프부(20b)를 압축시킬 때 사용되는 홈을 캠 홈(21c), 펌프부(20b)를 신장시킬 때 사용하는 홈을 캠 홈(21d)이라 한다. 또한, 현상제 수용부(20)의 회전 방향 A에 대한 캠 홈(21c)의 이루는 각도를 α, 캠 홈(21d)의 이루는 각도를 β, 캠 홈의 펌프부(20b)의 신축 방향 B, C에서의 진폭(=펌프부(20b)의 신축 길이)을 L이라 한다.
우선, 펌프부(20b)의 신축 길이(L)에 대하여 설명한다.
예를 들어, 신축 길이(L)를 짧게 했을 경우, 펌프부(20b)의 용적 변화량이 감소해버리므로, 외기압에 대해 발생시킬 수 있는 압력차도 작아져버린다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제에 가해지는 압력이 감소되어, 결과적으로 펌프부의 1주기(=펌프부(20b)를 1왕복 신축)당의 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양이 감소된다.
이로부터, 도 36에 도시한 바와 같이, 각도 α, β가 일정한 상태에서 캠 홈의 진폭(L')을 L'<L로 설정하면, 도 35의 구성에 대하여 펌프부(20b)를 1왕복시켰을 때에 배출되는 현상제의 양을 감소시킬 수 있다. 반대로, L'>L로 설정하면, 현상제의 배출량을 증가시키는 것도 당연히 가능하게 된다.
또한, 캠 홈의 각도 α, β에 대해서, 예를 들어 각도를 크게 한 경우, 현상제 수용부(20)의 회전 속도가 일정하면, 현상제 수용부(20)가 일정 시간 회전했을 때에 이동하는 캠 돌기(20d)의 이동 거리가 증가하기 때문에, 결과적으로 펌프부(20b)의 신축 속도는 증가한다.
한편, 캠 돌기(20d)가 캠 홈(21b)을 이동할 때에 캠 홈(21b)으로부터 받는 저항이 커지기 때문에, 결과적으로 현상제 수용부(20)를 회전시키는 데 필요한 토크가 증가한다.
이로부터, 도 37에 도시한 바와 같이, 신축 길이(L)가 일정한 상태에서 캠 홈(21c)의 각도 α', 캠 홈(21d)의 각도 β'를, α'>α 및 β'>β로 설정하면, 도 35의 구성에 대하여 펌프부(20b)의 신축 속도를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 현상제 수용부(20)의 1회전당의 펌프부(20b)의 신축 횟수를 증가시킬 수 있다. 또한, 배출구(21a)로부터 현상제 보급 용기(1) 내로 들어가는 공기의 유속이 증가하기 때문에, 배출구(21a) 주변에 존재하는 현상제의 풀어짐 효과는 향상된다. 또한, 펌프부(20b)의 신축 횟수가 증가함으로써 단위 시간당의 흡기 동작수가 증가하기 때문에, 그에 따른 역세정 횟수가 증가하여, 보다 효과적으로 역세정 효과를 볼 수 있다.
반대로, α'<α 및 β'<β로 설정하면 현상제 수용부(20)의 회전 토크를 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 유동성이 높은 현상제를 사용한 경우, 펌프부(20b)를 신장시켰을 때에, 배출구(21a)로부터 들어온 공기에 의해 배출구(21a) 주변에 존재하는 현상제가 날아가버리기 쉬워진다. 그 결과, 배출부(21h) 내에 현상제를 충분히 저류할 수 없게 되어, 현상제의 배출량이 저하될 가능성이 있다. 이 경우에는, 본 설정에 의해 펌프부(20b)의 신장 속도를 감소시키면, 현상제의 날림을 억제함으로써 배출 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 38에 나타내는 캠 홈(21b)과 같이, 각도 α<각도 β로 설정하면, 펌프부(20b)의 신장 속도를 압축 속도에 대하여 크게 할 수 있다. 반대로, 도 40에 도시한 바와 같이 각도 α>각도 β로 설정하면, 펌프부(20b)의 신장 속도를 압축 속도에 대해 작게 할 수 있다.
예를 들어, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제가 고밀도 상태에 있는 경우, 펌프부(20b)를 신장시킬 때보다 압축시킬 때가 펌프부(20b)의 동작력이 더 커져버린다. 그 결과, 펌프부(20b)를 압축시킬 때가 현상제 수용부(20)의 회전 토크가 더 높아지기 쉽다. 그러나, 이 경우에는, 캠 홈(21b)을 도 38에 나타내는 구성으로 설정하면, 도 35의 구성에 대하여 펌프부(20b)의 신장시에 있어서의 현상제의 풀어짐 효과를 증가시킬 수 있다. 또한, 압축시에 캠 돌기(20d)가 캠 홈(21b)으로부터 받는 저항이 작아져, 펌프부(20b)의 압축시에 있어서의 회전 토크의 증가를 억제하는 것이 가능하게 된다.
이 경우, 통기 부재(필터)에 대해서는, 흡기 동작시에는 보다 빠른 유속으로 역세정 방향으로 에어를 도입할 수 있기 때문에, 보다 효과적으로 역세정 효과를 볼 수 있다.
또한, 도 39에 도시한 바와 같이, 캠 홈(21c, 21d)의 사이에 현상제 수용부(20)의 회전 방향(도면 중 화살표 A)에 대하여 실질적으로 평행한 캠 홈(21e)을 형성해도 된다. 이 경우, 캠 돌기(20d)가 캠 홈(21e)을 통과하고 있는 동안에는 캠 작용이 일어나지 않으므로, 펌프부(20b)가 신축 동작을 정지하는 과정을 설치하는 것이 가능하게 된다.
그에 의해, 예를 들어 펌프부(20b)가 신장된 상태에서 동작 정지하는 과정을 설치하면, 배출구(21a) 주변에 항상 현상제가 존재하는 배출 초기에는, 동작 정지 동안에 현상제 보급 용기(1) 내의 감압 상태가 유지되기 때문에 현상제의 풀어짐 효과가 보다 향상된다.
한편, 배출 말기에는, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제가 적어지고, 배출구(21a)로부터 들어온 공기에 의해 배출구(21a) 주변에 존재하는 현상제가 날림으로써, 배출부(21h) 내에 현상제를 충분히 저류할 수 없게 된다.
즉, 현상제의 배출량이 점차적으로 감소되어버리는 경향이 되는데, 이 경우도 신장된 상태에서 동작을 정지함으로써, 그동안에 현상제 수용부(20)를 회전해서 현상제를 계속 반송하면, 배출부(21h)를 현상제로 충분히 채울 수 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제가 빌 때까지 안정된 현상제의 배출량을 유지할 수 있다.
또한, 도 35의 구성에서, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제 배출량을 증가시킬 경우, 상술한 바와 같이 캠 홈의 신축 길이(L)를 길게 설정함으로써 달성할 수 있다. 그러나, 이 경우, 펌프부(20b)의 용적 변화량이 증가하게 되기 때문에, 외기압에 대하여 발생할 수 있는 압력차도 커진다. 그로 인해, 펌프부(20b)를 구동시키기 위한 구동력도 증가하여, 현상제 도입 장치(8)에서 필요한 구동 부하가 과대해질 우려가 있다.
따라서, 상기의 폐해를 발생시키지 않고, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제의 배출량을 증가시키기 위해서, 도 40에 나타내는 캠 홈(21b)과 같이, 각도 α>각도 β로 설정함으로써, 펌프부(20b)의 압축 속도를 신장 속도에 대해 크게 해도 상관없다.
여기서, 도 40의 구성의 경우에 대해 검증 실험을 행하였다.
검증 방법은, 도 40에 나타내는 캠 홈(21b)을 갖는 현상제 보급 용기(1)에 현상제를 충전하고, 펌프부(20b)를 압축 동작→신장 동작의 순으로 용적 변화시켜서 배출 실험을 행하여, 그때의 배출량을 측정하였다. 또한 실험 조건으로서, 펌프부(20b)의 용적 변화량을 50cm3, 펌프부(20b)의 압축 속도를 180cm3/s, 펌프부(20b)의 신장 속도를 60cm3/s로 설정하였다. 펌프부(20b)의 동작 주기는 약 1.1초이다.
또한, 도 35의 구성의 경우에 대해서도 마찬가지로 현상제의 배출량을 측정하였다. 단, 펌프부(20b)의 압축 속도 및 신장 속도는, 모두 90cm3/s로 설정하고, 펌프부(20b)의 용적 변화량과 펌프부(20b)의 1주기에 걸리는 시간은, 도 40의 예와 동일하다.
검증 실험 결과에 대하여 설명한다. 우선 도 42의 (a)에, 펌프(20b)의 용적 변화시에 있어서의 현상제 보급 용기(1)의 내압 변화의 추이를 나타낸다. 도 42의 (a)에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 대기압(기준(0))에 대한 현상제 보급 용기(1) 내의 상대적인 압력을 나타내고 있다(+가 정압측, -가 부압측을 나타내고 있음). 또한, 실선은 도 40, 점선은 도 35에 나타내는 캠 홈(21b)을 갖는 현상제 보급 용기(1)에서의 압력 추이를 나타낸다.
우선, 펌프부(20b)의 압축 동작시에 있어서, 양쪽 예 모두 시간 경과와 함께 내압은 상승하여, 압축 동작 종료시에 피크에 달한다. 이때, 현상제 보급 용기(1) 내가 대기압(외기압)에 대하여 정압으로 추이하기 때문에, 내부의 현상제에 대하여 압력이 가해져 현상제는 배출구(21a)로부터 배출된다.
계속해서, 펌프부(20b)의 신장 동작시에는, 펌프부(20b)의 용적이 증가하기 때문에, 양쪽 예 모두 현상제 보급 용기(1)의 내압은 감소해 간다. 이때는, 현상제 보급 용기(1) 내가 대기압(외기압)에 대하여 정압에서 부압으로 되어, 에어가 배출구(21a)로부터 도입될 때까지는, 내부의 현상제에 대하여 압력이 계속해서 가해지기 때문에, 현상제는 배출구(21a)로부터 배출된다.
즉, 펌프부(20b)의 용적 변화시에 있어서, 현상제 보급 용기(1)가 정압 상태, 즉 내부의 현상제에 압력이 가해지고 있는 동안에는 현상제가 배출되기 때문에, 펌프부(20b)의 용적 변화시에 있어서의 현상제의 배출량은, 압력의 시간 적분량에 따라서 증가한다.
여기서, 도 42의 (a)에 도시한 바와 같이, 펌프(20b)의 압축 동작 종료시의 도달압은, 도 40의 구성에서는 5.7kPa, 도 35의 구성에서는 5.4kPa이 되어, 펌프부(20b)의 용적 변화량이 동일함에도 불구하고 도 40의 구성이 더 높아져 있다. 이것은, 펌프부(20b)의 압축 속도를 크게 함으로써 현상제 보급 용기(1) 내가 한꺼번에 가압되어, 압력에 밀려서 현상제가 배출구(21a)로 한꺼번에 집중됨으로써, 현상제가 배출구(21a)로부터 배출될 때의 배출 저항이 커졌기 때문이다. 양쪽 예 모두 배출구(21a)는 소직경으로 설정되어 있기 때문에, 그 경향은 더욱 현저한 것이 된다. 따라서, 도 42의 (a)에 도시한 바와 같이, 양쪽 예 모두 펌프부의 1주기에 걸리는 시간은 동일하기 때문에, 압력의 시간 적분량은 도 40의 예가 더 커져 있다.
이어서, 표 3에, 펌프부(20b)의 1주기당에 있어서의 현상제의 배출량의 실측값을 나타낸다.
Figure 112013034547179-pct00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 도 40의 구성에서는 3.7g, 도 35의 구성에서는 3.4g으로, 도 40이 더 많이 배출되어 있었다. 이 결과와 도 42의 (a)의 결과로부터, 펌프부(20b)의 1주기당에서의 현상제의 배출량이 압력의 시간 적분량에 따라서 증가하는 것이 재차 확인되었다.
이상과 같이, 도 40과 같이, 펌프부(20b)의 압축 속도를 신장 속도에 대해 크게 설정하여, 펌프부(20b)의 압축 동작시에 현상제 보급 용기(1) 내를 보다 높은 압력에 도달시킴으로써, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제 배출량을 증가시킬 수 있다.
이어서, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제 배출량을 증가시키는 다른 방법에 대하여 설명한다.
도 41에 나타내는 캠 홈(21b)에서는, 도 39와 마찬가지로, 캠 홈(21c)과 캠 홈(21d)의 사이에 현상제 수용부(20)의 회전 방향에 대하여 실질적으로 평행한 캠 홈(21e)을 형성하고 있다. 단, 도 41에 나타내는 캠 홈(21b)에서는, 캠 홈(21e)은 펌프부(20b)의 1주기의 중에서, 펌프부(20b)의 압축 동작 후에 펌프부(20b)를 압축한 상태에서, 펌프부(20b)를 동작 정지시키는 위치에 형성하고 있다.
여기서 마찬가지로, 도 41의 구성에 대해서도, 현상제의 배출량의 측정을 행하였다. 검증 실험 방법은, 펌프부(20b)의 압축 속도 및 신장 속도를 180cm3/s로 설정하고, 그 이외는 도 40에 나타내는 예와 마찬가지로 하였다.
검증 실험 결과에 대하여 설명한다. 도 42의 (b)에, 펌프부(20b)의 신축 동작 중에서의 현상제 보급 용기(1)의 내압 변화의 추이를 나타낸다. 여기서, 실선은 도 41, 점선은 도 40에 나타내는 캠 홈(21b)을 갖는 현상제 보급 용기(1)에서의 압력 추이를 나타낸다.
도 41의 경우에 있어서도, 펌프부(20b)의 압축 동작시는 시간 경과와 함께 내압은 상승하여 압축 동작 종료시에 피크에 달한다. 이때, 도 40과 마찬가지로, 현상제 보급 용기(1) 내가 정압 상태로 추이하기 때문에, 내부의 현상제는 배출된다. 또한, 도 41의 예에서의 펌프부(20b)의 압축 속도는 도 40의 예와 동일하게 설정했으므로, 펌프부(20b)의 압축 동작 종료시의 도달압은 5.7kPa로, 도 40일 때와 동등하였다.
계속해서, 펌프부(20b)를 압축한 상태에서 동작을 정지하면, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 완만하게 감소해 간다. 이것은, 펌프부(20b)의 동작 정지 후에도, 펌프부(20b)의 압축 동작으로 발생한 압력이 남아있기 때문에, 그 작용에 의해 내부의 현상제와 에어가 배출되기 때문이다. 단, 압축 동작 종료 후, 바로 신장 동작을 개시하는 것보다는, 내압을 높은 상태로 유지할 수 있기 때문에, 그동안에 현상제는 보다 많이 배출된다.
또한, 그 후 신장 동작을 개시시키면, 도 40의 예와 마찬가지로 현상제 보급 용기(1)의 내압은 감소되어 나가, 현상제 보급 용기(1) 내가 정압에서 부압으로 될 때까지는, 내부의 현상제에 대해 압력이 계속해서 가해지기 때문에 현상제는 배출된다.
여기서, 도 42의 (b)에서 압력의 시간 적분값을 비교하면, 양쪽 예 모두 펌프부(20b)의 1주기에 걸리는 시간은 동일하기 때문에, 펌프부(20b)의 동작 정지시에 높은 내압을 유지하고 있는 만큼, 압력의 시간 적분량은 도 41의 예가 더 커져 있다.
또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 펌프부(20b)의 1주기당에서의 현상제의 배출량의 실측값은, 도 41의 경우에서는 4.5g으로, 도 40의 경우(3.7g)보다 많이 배출되어 있었다. 도 42의 (b)와 표 3의 결과로부터, 펌프부(20b)의 1주기당에서의 현상제의 배출량이 압력의 시간 적분량에 따라서 증가하는 것이 재차 확인되었다.
이와 같이, 도 41의 예는, 펌프부(20b)의 압축 동작 후, 펌프부(20b)를 압축한 상태에서 동작 정지하도록 설정한 구성이다. 그로 인해, 펌프부(20b)의 압축 동작시에 현상제 보급 용기(1) 내를 보다 높은 압력에 도달시키고, 또한 그 압력을 가능한 한 높은 상태로 유지함으로써, 펌프부(20b)의 1주기당의 현상제 배출량을 더욱 증가시킬 수 있다.
이상과 같이, 캠 홈(21b)의 형상을 변경함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 배출 능력을 조정할 수 있기 때문에, 현상제 도입 장치(8)로부터 요구되는 현상제의 양이나 사용하는 현상제의 물성 등에 적절히 대응하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 35 내지 도 41에서는, 펌프부(20b)에 의한 배기 동작과 흡기 동작이 교대로 전환되는 구성으로 되어 있지만, 배기 동작이나 흡기 동작을 그 도중에 일단 중단시키고, 소정 시간 경과 후에 배기 동작이나 흡기 동작을 재개시키도록 해도 상관없다.
예를 들어, 펌프부(20b)에 의한 배기 동작을 한꺼번에 행하는 것이 아니라, 펌프부의 압축 동작을 도중에 일단 정지시키고, 그 후 다시 압축해서 배기해도 된다. 흡기 동작도 마찬가지이다. 또한, 현상제의 배출량이나 배출 속도를 만족할 수 있는 범위 내에서, 배기 동작이나 흡기 동작을 다단계로 해도 상관없다. 이와 같이, 배기 동작이나 흡기 동작을 각각 다단계로 분할하여 실행하도록 구성했다 해도, "배기 동작과 흡기 동작을 교대로 반복해서 행하는" 것에는 변함이 없다.
또한, 도 67에 도시한 바와 같이, 기어(20a)의 내주면측에 배출구(21a)의 바로 위쪽을 통과할 수 있도록 원통부(20k)의 축선 방향을 따라 신장된 교반 막대(20x)를 설치해도 상관없다. 여기서, 도 67의 (a)는 현상제 보급 용기의 내부 사시도이며, (b)는 현상제 보급 용기의 단면도이다.
이 교반 막대(20x)는 원통부(20k)의 회전에 수반해서 일체 회전함으로써, 배출구(21a)의 바로 위쪽의 위치에 존재하는 현상제층을 푸는 기능을 구비하고 있다. 따라서, 배출부(21h) 내의 현상제층이 가령 고부피 밀도로 되어버린 경우에도, 현상제를 푼 뒤에 배출시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 상술한 펌프에 의한 흡기 동작(부압화)에 수반하는 현상제 풀어짐 효과를 어시스트하는 것이 가능하게 된다.
또한, 원통부(20k)의 회전 방향에서의 교반 막대(20x)의 설치 위치에 대해서는 이하와 같다. 즉, 펌프부(20b)가 수축하는 도중의 시점에서, 배출구(21a)에 가장 접근하는 타이밍이 되도록 교반 막대(20x)를 설치, 또는, 펌프부(20b)가 신장되는 도중의 시점에서, 배출구(21a)에 가장 접근하는 타이밍이 되도록 교반 막대(20x)를 설치하는 것이 바람직하다. 이것은, 펌프(20b)가 동작하고 있는 도중에 배출구(21a) 상의 현상제를 풀어줌으로써, 보다 풀기 효과가 높아지기 때문이다.
또한, 교반 막대(20x)를 설치함으로써, 흡기 동작시에 배출구(21a) 상의 현상제를 보다 잘 풀 수 있게 되어, 그만큼 흡기 동작시에 배출구(21a)로부터 도입되는 에어량도 증가한다. 그 때문에 흡기 동작시에 통기 부재(필터)를 통과하는 역세정 방향의 에어량도 증가하기 때문에, 보다 효과적으로 역세정 효과를 볼 수 있다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 반송부(나선 형상의 볼록부(20c))를 회전시키기 위한 구동력과 펌프부(주름 상자형 펌프부(20b))를 왕복 이동시키기 위한 구동력을 1개의 구동 입력부(기어부(20a))에서 받는 구성으로 하고 있다. 따라서, 현상제 보급 용기의 구동 입력 기구의 구성을 간이화할 수 있다. 또한, 현상제 도입 장치에 설치된 1개의 구동 기구(구동 기어(300))에 의해 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구성으로 했기 때문에, 현상제 도입 장치의 구동 기구의 간이화에도 공헌할 수 있다. 또한, 현상제 도입 장치에 대한 현상제 보급 용기의 위치 결정 기구로서 간이한 것을 채용하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예의 구성에 의하면, 현상제 도입 장치로부터 받은 반송부를 회전시키기 위한 회전 구동력을, 현상제 보급 용기의 구동 변환 기구에 의해 구동 변환하는 구성으로 함으로써, 펌프부를 적절하게 왕복 이동시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 현상제 보급 용기가 현상제 도입 장치로부터 왕복 구동력의 입력을 받는 방식에서 펌프부의 구동을 적절하게 행할 수 없게 되어버리는 문제를 피하는 것이 가능하게 된다.
(실시예 6)
이어서, 실시예 6의 구성에 대하여 도 43의 (a) 내지 (b)를 사용하여 설명한다. 도 43의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도, 도 43의 (b)는 펌프부(20b)가 신장된 상태를 도시하는 개략 단면도이다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 회전 축선 방향에서 원통부(20k)를 분단하는 위치에 펌프부(20b)와 함께 구동 변환 기구(캠 기구)를 설치한 점이 실시예 5와 크게 다르다. 그 밖의 구성은 실시예 5와 거의 마찬가지이다.
도 43의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 회전에 수반하여 현상제를 배출부(21h)를 향해 반송하는 원통부(20k)는, 원통부(20k1)와 원통부(20k2)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 펌프부(20b)는 이 원통부(20k1)와 원통부(20k2)의 사이에 설치되어 있다.
이 펌프부(20b)와 대응하는 위치에 구동 변환 기구로서 기능하는 캠 플랜지부(15)가 설치되어 있다. 이 캠 플랜지부(15)의 내면에는, 실시예 5와 마찬가지로, 캠 홈(15a)이 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 한편, 원통부(20k2)의 외주면에는, 캠 홈(15a)에 끼워지게 구성된, 구동 변환 기구로서 기능하는 캠 돌기(20d)가 형성되어 있다.
또한, 현상제 도입 장치(8)에는, 회전 방향 규제부(29)(필요에 따라 도 31 참조)와 마찬가지의 부위가 형성되어 있어, 캠 플랜지부(15)의 유지부로서 기능함으로써 실질적으로 회전 불가하게 유지된다. 또한, 현상제 도입 장치(8)에는 회전 축선 방향 규제부(30)(필요에 따라 도 31 참조)와 마찬가지의 부위가 형성되어 있어, 캠 플랜지부(15)의 유지부로서 기능함으로써 실질적으로 이동 불가하게 유지된다.
따라서, 기어부(20a)에 회전 구동력이 입력되면, 원통부(20k2)와 함께 펌프부(20b)가 ω 방향과 γ 방향으로 왕복 이동(신축)하게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 펌프부(20b)의 설치 위치를 원통부를 분단하는 위치에 설치해도, 실시예 5와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해 펌프부(20b)를 왕복 이동시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 배출부(21h)에 저류되어 있는 현상제에 대하여 효율적으로 펌프부(20b)에 의한 작용을 실시할 수 있다는 점에서, 펌프부(20b)가 배출부(21h)에 직접적으로 접속되어 있는 실시예 5의 구성이 보다 더 바람직하다.
또한, 현상제 도입 장치(8)에 의해 실질적으로 부동이 되도록 유지해야만 하는 캠 플랜지부(구동 변환 기구)(15)가 별도로 필요하게 된다. 또한, 현상제 도입 장치(8)측에 캠 플랜지부(15)가 원통부(20k)의 회전 축선 방향으로 이동하는 것을 규제하는 기구가 별도로 필요하게 된다. 따라서, 이러한 기구의 복잡화를 고려하면, 플랜지부(21)를 이용하는 실시예 5의 구성이 보다 더 바람직하다.
왜냐하면, 실시예 5에서는, 배출구(21a)의 위치를 실질적으로 부동으로 하기 위해 플랜지부(21)가 현상제 도입 장치(8)에 의해 유지되는 구성으로 되어 있으며, 이 점에 착안하여 구동 변환 기구를 구성할 뿐인 캠 기구를 플랜지부(21)에 설치하고 있기 때문이다. 즉, 구동 변환 기구의 간이화를 도모하고 있기 때문이다.
(실시예 7)
이어서, 실시예 7의 구성에 대해 도 44를 사용하여 설명한다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 반송 방향 상류측의 단부에 구동 변환 기구(캠 기구)를 설치한 점과, 원통부(20k) 내의 현상제를 교반 부재(20m)를 사용해서 반송하는 점이 실시예 5와 크게 다르다. 그 밖의 구성은 실시예 5와 거의 마찬가지이다.
본 예에서는, 도 44에 도시한 바와 같이, 원통부(20k) 내에 원통부(20k)에 대하여 상대 회전하는 반송부로서의 교반 부재(20m)가 설치되어 있다. 이 교반 부재(20m)는, 현상제 도입 장치(8)에 회전 불가하도록 고정된 원통부(20k)에 대하여 기어부(20a)가 받은 회전 구동력에 의해, 상대 회전함으로써 현상제를 교반하면서 배출부(21h)를 향해 회전 축선 방향으로 반송하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 교반 부재(20m)는, 축부와, 이 축부에 고정된 반송 날개부를 구비한 구성으로 되어 있다.
또한, 본 예에서는, 구동 입력부로서의 기어부(20a)가 현상제 보급 용기(1)의 길이 방향 일단부측(도 44에서 우측)에 설치되어 있고, 이 기어부(20a)가 교반 부재(20m)와 동축적으로 결합된 구성으로 되어 있다.
또한, 기어부(20a)와 동축적으로 회전하도록 기어부(20a)와 일체화된 중공의 캠 플랜지부(21i)가 현상제 보급 용기의 길이 방향 일단부측(도 44에서 우측)에 설치되어 있다. 이 캠 플랜지부(21i)에는, 원통부(20k)의 외주면에 약 180° 대향하는 위치에 2개 형성된 캠 돌기(20d)와 끼워 맞춰지는 캠 홈(21b)이, 내면에 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다.
또한, 원통부(20k)는 그 일단부(배출부(21h)측)이 펌프부(20b)에 고정되고, 또한 펌프부(20b)는 그 일단부(배출부(21h)측)가 플랜지부(21)에 고정되어 있다(각각 열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음). 따라서, 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는, 펌프부(20b)와 원통부(20k)는 플랜지부(21)에 대하여 실질적으로 회전 불가가 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5와 마찬가지로, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되면, 플랜지부(21)(배출부(21h))는 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 방향 및 회전 축선 방향으로의 이동이 저지된 상태가 된다.
따라서, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)에 회전 구동력이 입력되면, 교반 부재(20m)와 함께 캠 플랜지부(21i)가 회전한다. 그 결과, 캠 돌기(20d)는 캠 플랜지부(21i)의 캠 홈(21b)에 의해 캠 작용을 받아, 원통부(20k)가 회전 축선 방향으로 왕복 이동을 행함으로써, 펌프부(20b)가 신축하게 된다.
이와 같이, 교반 부재(20m)가 회전함에 따라 현상제가 배출부(21h)에 반송되어, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(20b)에 의한 흡기 및 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예의 구성에서도, 실시예 5 내지 6과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)가 받은 회전 구동력에 의해, 원통부(20k)에 내장된 교반 부재(20m)의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예의 경우, 원통부(20k)에서의 현상제 반송 공정에서 현상제에 부여하는 스트레스가 커져버리는 경향이 있고, 또한, 구동 토크도 커져버리기 때문에, 실시예 5나 6의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 8)
이어서, 실시예 8의 구성에 대해서, 도 45의 (a) 내지 (d)를 사용하여 설명한다. 도 45의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 확대 단면도, (c) 내지 (d)는 캠부의 확대 사시도이다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 펌프부(20b)가 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 불가가 되도록 고정되어 있는 점이 크게 다르며, 그 밖의 구성은 실시예 5와 거의 마찬가지이다.
본 예에서는, 도 45의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)와 현상제 수용부(20)의 원통부(20k)와의 사이에 중계부(20f)가 설치되어 있다. 이 중계부(20f)는 그 외주면에 캠 돌기(20d)가 약 180° 대향하는 위치에 2개 형성되어 있고, 그 일단부측(배출부(21h)측)은 펌프부(20b)에 접속, 고정되어 있다(열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음).
또한, 펌프부(20b)는, 그 일단부(배출부(21h)측)가 플랜지부(21)에 고정(열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음)되어 있어, 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는 실질적으로 회전 불가가 된다.
그리고, 원통부(20k)와 중계부(20f)의 사이에서 시일 부재(27)가 압축되도록 구성되어 있고, 원통부(20k)는 중계부(20f)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 일체화되어 있다. 또한, 원통부(20k)의 외주부에는, 후술하는 캠 기어부(7)로부터 회전 구동력을 받기 위한 회전 수용부(볼록부)(20g)가 설치되어 있다.
한편, 중계부(20f)의 외주면을 덮도록, 원통 형상의 캠 기어부(7)가 설치되어 있다. 이 캠 기어부(7)는, 플랜지부(21)에 대하여 원통부(20k)의 회전 축선 방향으로는 실질적으로 부동(덜걱거림 정도의 이동은 허용함)이 되도록 걸어 결합하고, 또한 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 설치되어 있다.
이 캠 기어부(7)에는, 도 45의 (c)에 도시한 바와 같이, 현상제 도입 장치(8)로부터 회전 구동력이 입력되는 구동 입력부로서의 기어부(7a)와, 캠 돌기(20d)와 걸어 결합하는 캠 홈(7b)이 형성되어 있다. 또한, 캠 기어부(7)에는, 도 45의 (d)에 도시한 바와 같이, 회전 수용부(20g)와 걸어 결합하여 원통부(20k)와 함께 회전하기 위한 회전 걸림부(오목부)(7c)가 형성되어 있다. 즉, 회전 걸림부(오목부)(7c)는, 회전 수용부(20g)에 대하여 회전 축선 방향으로의 상대 이동이 허용되면서도, 회전 방향으로는 일체적으로 회전할 수 있는 걸림 결합 관계로 되어 있다.
본 예에서의 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)로부터 기어부(7a)가 회전 구동력을 받아 캠 기어부(7)가 회전하면, 캠 기어부(7)는, 회전 걸림부(7c)에 의해 회전 수용부(20g)와 걸림 결합 관계에 있으므로, 원통부(20k)와 함께 회전한다. 즉, 회전 걸림부(7c)와 회전 수용부(20g)가, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(7a)에 입력된 회전 구동력을 원통부(20k)(반송부(20c))에 전달하는 역할을 하고 있다.
한편, 실시예 5 내지 7과 마찬가지로, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되면, 플랜지부(21)는 회전 불가가 되도록 현상제 도입 장치(8)에 유지되고, 그 결과, 플랜지부(21)에 고정된 펌프부(20b)와 중계부(20f)도 회전 불가가 된다. 또한 동시에, 플랜지부(21)는 회전 축선 방향으로의 이동이 현상제 도입 장치(8)에 의해 저지된 상태가 된다.
따라서, 캠 기어부(7)가 회전하면, 캠 기어부(7)의 캠 홈(7b)과 중계부(20f)의 캠 돌기(20d)의 사이에 캠 작용이 일어난다. 즉, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(7a)에 입력된 회전 구동력이, 중계부(20f)와 원통부(20k)를 (현상제 수용부(20)의) 회전 축선 방향으로 왕복 이동시키는 힘으로 변환된다. 그 결과, 플랜지부(21)에 그 왕복 이동 방향 일단부측(도 45의 (b)의 좌측)의 위치가 고정된 상태에 있는 펌프부(20b)는, 중계부(20f)와 원통부(20k)의 왕복 이동에 연동헤서 신축하게 되어, 펌프 동작이 행해지게 된다.
이와 같이, 원통부(20k)가 회전함에 따라 반송부(20c)에 의해 현상제가 배출부(21h)로 반송되어, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(20b)에 의한 흡기 및 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력을, 원통부(20k)를 회전시키는 힘과 펌프부(20b)를 회전 축선 방향으로 왕복 이동(신축 동작)시키는 힘으로 동시 변환하여 전달하고 있다.
따라서, 본 예에서도, 실시예 5 내지 7과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 원통부(20k)(반송부(20c))의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
(실시예 9)
이어서, 실시예 9의 구성에 대해서, 도 46의 (a), (b)를 사용하여 설명한다. 도 46의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 확대 단면도를 도시하고 있다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기구(300)로부터 받은 회전 구동력을, 펌프부(20b)를 왕복 이동시키기 위한 왕복 구동력으로 변환한 후, 그 왕복 구동력을 회전 구동력으로 변환함으로써 원통부(20k)를 회전시키는 점이, 상기 실시예 5와 크게 다른 점이다.
본 예에서는, 도 46의 (b)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)와 원통부(20k)의 사이에 중계부(20f)가 설치되어 있다. 이 중계부(20f)는, 그 외주면에 캠 돌기(20d)가 각각 약 180° 대향하는 위치에 2개 설치되어 있고, 그 일단부측(배출부(21h)측)은 펌프부(20b)에 접속, 고정되어 있다(열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음).
또한, 펌프부(20b)는, 그 일단부(배출부(21h)측)가 플랜지부(21)에 고정(열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음)되어 있어, 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는 실질적으로 회전 불가가 된다.
그리고, 원통부(20k)의 일단부와 중계부(20f)의 사이에서 시일 부재(27)가 압축되도록 구성되어 있고, 원통부(20k)는 중계부(20f)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 일체화되어 있다. 또한, 원통부(20k)의 외주부에는, 캠 돌기(20i)가 각각 약 180° 대향하는 위치에 2개 형성되어 있다.
한편, 펌프부(20b)나 중계부(20f)의 외주면을 덮도록, 원통 형상의 캠 기어부(7)가 설치되어 있다. 이 캠 기어부(7)는 플랜지부(21)에 대하여 원통부(20k)의 회전 축선 방향으로는 부동이 되도록 걸어 결합하고, 또한 상대 회전 가능하게 되도록 설치되어 있다. 또한, 이 캠 기어부(7)에는, 실시예 8과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 회전 구동력이 입력되는 구동 입력부로서의 기어부(7a)와, 캠 돌기(20d)와 걸어 결합하는 캠 홈(7b)이 형성되어 있다.
또한, 원통부(20k)나 중계부(20f)의 외주면을 덮도록, 캠 플랜지부(15)가 설치되어 있다. 캠 플랜지부(15)는, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 장착되면, 실질적으로 부동이 되도록 구성되어 있다. 또한, 이 캠 플랜지부(15)에는, 캠 돌기(20i)와 걸어 결합하는 캠 홈(15a)이 형성되어 있다.
이어서, 본 예에서의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)로부터 기어부(7a)가 회전 구동력을 받아 캠 기어부(7)가 회전한다. 그러면, 펌프부(20b)와 중계부(20f)는 플랜지부(21)에 회전 불가하게 유지되어 있기 때문에, 캠 기어부(7)의 캠 홈(7b)과 중계부(20f)의 캠 돌기(20d)의 사이에 캠 작용이 일어난다.
즉, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(7a)에 입력된 회전 구동력이, 중계부(20f)를 (원통부(20k)의) 회전 축선 방향으로 왕복 이동시키는 힘으로 변환된다. 그 결과, 플랜지부(21)에 그 왕복 이동 방향 일단부측(도 46의 (b)의 좌측)의 위치가 고정된 상태에 있는 펌프부(20b)는, 중계부(20f)의 왕복 이동에 연동해서 신축하게 되어, 펌프 동작이 행해지게 된다.
또한, 중계부(20f)가 왕복 이동하면, 캠 플랜지부(15)의 캠 홈(15a)과 캠 돌기(20i)의 사이에 캠 작용이 일어나서, 회전 축선 방향으로의 힘이 회전 방향으로의 힘으로 변환되어, 이것이 원통부(20k)에 전달된다. 그 결과, 원통부(20k)(반송부(20c))가 회전하게 된다. 따라서, 원통부(20k)가 회전함에 따라 반송부(20c)에 의해 현상제가 배출부(21h)로 반송되어, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(20b)에 의한 흡기 및 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력을, 펌프부(20b)를 회전 축선 방향으로 왕복 이동(신축 동작)시키는 힘으로 변환시킨 후, 그 힘을 원통부(20k)를 회전시키는 힘으로 변환하여 전달하고 있다.
따라서, 본 예에서도, 실시예 5 내지 8과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 원통부(20k)(반송부(20c))의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
단, 본 예의 경우, 현상제 도입 장치(8)로부터 입력된 회전 구동력을 왕복 구동력으로 변환한 뒤에 다시 회전 방향의 힘으로 변환해야만 해서, 구동 변환 기구의 구성이 복잡화되어버리기 때문에, 재변환이 불필요한 실시예 5 내지 8의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 10)
이어서, 실시예 10의 구성에 대해서, 도 47의 (a) 내지 (b), 도 48의 (a) 내지 (d)를 사용하여 설명한다. 도 47의 (a)는 현상제 보급 용기의 개략 사시도, (b)는 현상제 보급 용기의 확대 단면도, 도 48의 (a) 내지 (d)는 구동 변환 기구의 확대도를 나타내고 있다. 또한, 도 48의 (a) 내지 (d)는 후술하는 기어링(60) 및 회전 걸림부(60b)의 동작 설명의 사정상, 당해 부위가 항상 상면에 있는 상태를 모식적으로 표현한 도이다. 또한, 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 구동 변환 기구로서 베벨 기어를 사용한 점이, 상기한 실시예와 크게 다른 점이다.
도 47의 (b)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)와 원통부(20k)의 사이에 중계부(20f)가 설치되어 있다. 이 중계부(20f)는 후술하는 연결부(62)가 걸어 결합하는 걸림 결합 돌기(20h)가 형성되어 있다.
또한, 펌프부(20b)는 그 일단부(배출부(21h)측)가 플랜지부(21)에 고정(열 용착법에 의해 양자가 고정되어 있음)되어 있어, 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는 실질적으로 회전 불가가 된다.
그리고, 원통부(20k)의 배출부(21h)측의 일단부와 중계부(20f)의 사이에서 시일 부재(27)가 압축되도록 구성되어 있고, 원통부(20k)는 중계부(20f)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 일체화되고 있다. 또한, 원통부(20k)의 외주부에는, 후술하는 기어링(60)으로부터 회전 구동력을 받기 위한 회전 수용부(볼록부)(20g)가 설치되어 있다.
한편, 원통부(20k)의 외주면을 덮도록, 원통 형상의 기어링(60)이 설치되어 있다. 이 기어링(60)은, 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 설치되어 있다.
이 기어링(60)에는, 도 47의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 후술하는 베벨 기어(61)에 회전 구동력을 전달하기 위한 기어부(60a)와, 회전 수용부(20g)와 걸어 결합하여 원통부(20k)와 함께 회전하기 위한 회전 걸림부(오목부)(60b)가 형성되어 있다. 회전 걸림부(오목부)(60b)는, 회전 수용부(20g)에 대하여 회전 축선 방향으로의 상대 이동이 허용되면서도, 회전 방향으로는 일체적으로 회전할 수 있는 걸림 결합 관계로 되어 있다.
또한, 플랜지부(21)의 외주면에는, 베벨 기어(61)가 플랜지부(21)에 대하여 회전 가능하게 되도록 설치되어 있다. 또한, 베벨 기어(61)와 걸림 결합 돌기(20h)는 연결부(62)에 의해 접속되어 있다.
이어서, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)로부터 현상제 수용부(20)의 기어부(20a)가 회전 구동력을 받아서 원통부(20k)가 회전하면, 원통부(20k)는 회전 수용부(20g)에 의해 기어링(60)과 걸림 결합 관계에 있으므로, 기어링(60)은 원통부(20k)와 함께 회전한다. 즉, 회전 수용부(20g)와 회전 걸림부(60b)가 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력을 기어링(60)에 전달하는 역할을 하고 있다.
한편, 기어링(60)이 회전하면, 그 회전 구동력은 기어부(60a)로부터 베벨 기어(61)에 전달되어, 베벨 기어(61)는 회전한다. 그리고, 이 베벨 기어(61)의 회전 구동은, 도 48의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 연결부(62)를 통해 걸림 결합 돌기(20h)의 왕복 운동으로 변환된다. 이에 의해, 걸림 결합 돌기(20h)를 갖는 중계부(20f)는 왕복 운동된다. 그 결과, 펌프부(20b)는 중계부(20f)의 왕복 이동에 연동해서 신축하게 되어, 펌프 동작이 행해지게 된다.
이와 같이, 원통부(20k)가 회전함에 따라 반송부(20c)에 의해 현상제가 배출부(21h)로 반송되어, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(20b)에 의한 흡기 및 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 9와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 원통부(20k)(반송부(20c))의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 베벨 기어를 사용한 구동 변환 기구의 경우, 부품 개수가 많아지게 되므로, 실시예 5 내지 9의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 11)
이어서, 실시예 11의 구성에 대해서, 도 49의 (a) 내지 (c)를 사용하여 설명한다. 도 49의 (a)는 구동 변환 기구의 확대 사시도, (b) 내지 (c)는 구동 변환 기구를 상방에서 본 확대도를 나타내고 있다. 또한, 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도 49의 (b), (c)는 후술하는 기어링(60) 및 회전 걸림부(60b)의 동작 설명의 사정상, 당해 부위가 항상 상면에 있는 상태를 모식적으로 나타낸 도이다.
본 예에서는, 구동 변환 기구로서 자석(자계 발생 수단)을 사용한 점이, 상기한 실시예와 크게 다른 점이다.
도 49(필요에 따라 도 48 참조)에 도시한 바와 같이, 베벨 기어(61)에 직육면체 형상의 자석(63)을 설치함과 함께, 중계부(20f)의 걸림 결합 돌기(20h)에 자석(63)에 대해 한쪽의 자극이 향하도록 막대 형상의 자석(64)이 설치되어 있다. 직육면체 형상의 자석(63)은 길이 방향 일단부측이 N극이고 타단부측이 S극으로 되어 있으며, 베벨 기어(61)의 회전과 함께 그 방향을 바꾸는 구성으로 되어 있다. 또한, 막대 형상의 자석(64)은 용기의 외측에 위치하는 길이 방향 일단부측이 S극이고 타단부측이 N극으로 되어 있어, 회전 축선 방향으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 자석(64)은 플랜지부(21)의 외주면에 형성된 길고 둥근 형상의 가이드 홈에 의해 회전할 수 없도록 구성되어 있다.
이 구성에서는, 베벨 기어(61)의 회전에 의해 자석(63)이 회전하면, 자석(64)과 마주보는 자극이 교체되기 때문에, 그때의 자석(63)과 자석(64)이 끌어당기는 작용과 서로 반발하는 작용이 교대로 반복된다. 그 결과, 중계부(20f)에 고정된 펌프부(20b)가 회전 축선 방향으로 왕복 이동하게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예의 구성에서도, 실시예 5 내지 10과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 반송부(20c)(원통부(20k))의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 베벨 기어(61)에 자석을 설치한 예에 대하여 설명했지만, 구동 변환 기구로서 자력(자계)을 이용하는 구성이면, 이와 같은 구성이 아니어도 상관없다.
또한, 구동 변환의 확실성을 고려하면, 상기의 실시예 5 내지 10의 구성이 보다 더 바람직하다. 또한, 현상제 보급 용기(1)에 수용되어 있는 현상제가 자성 현상제일 경우(예를 들어, 1성분 자성 토너, 2성분 자성 캐리어), 자석의 근방의 용기 내벽 부분에 현상제가 포착되어버릴 우려가 있다. 즉, 현상제 보급 용기(1)에 잔류하는 현상제의 양이 많아지게 될 우려가 있기 때문에, 실시예 5 내지 10의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 12)
이어서, 실시예 12의 구성에 대해서, 도 50의 (a) 내지 (c), 도 51의 (a) 내지 (b)를 사용하여 설명한다. 또한, 도 50의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 내부를 도시하는 단면 사시도, (b)는 펌프부(20b)가 현상제 보급 공정에서 최대한 신장된 상태, (c)는 펌프부(20b)가 현상제 보급 공정에서 최대한 압축된 상태를 나타내는 현상제 보급 용기(1)의 단면도이다. 도 51의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 내부를 도시하는 개략도, (b)는 원통부(20k)의 후단부측을 나타내는 부분 사시도이다. 또한, 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 펌프부(20b)를 현상제 보급 용기(1)의 선단부에 설치한 점과, 펌프부(20b)에 구동 기어(300)로부터 받은 회전 구동력을 원통부(20k)에 전달하는 기능/역할을 담당시키지 않고 있는 점이 상술한 실시예와 크게 다른 점이다. 즉, 본 예에서는, 구동 변환 기구에 의한 구동 변환 경로 외, 즉, 구동 기어(300)로부터의 회전 구동력을 받는 커플링부(20a)(도 51의 (b) 참조)로부터 캠 홈(20n)에 이르는 구동 전달 경로 외에 펌프부(20b)를 설치하고 있다.
이것은, 실시예 5의 구성에서는, 구동 기어(300)로부터 입력된 회전 구동력은, 펌프부(20b)를 통해 원통부(20k)에 전달된 후에 왕복 이동력으로 변환되기 때문에, 현상제 보급 공정 중에는 펌프부(20b)에 항상 회전 방향으로의 힘이 작용해버리기 때문이다. 그로 인해, 현상제 보급 공정 중에 있어서, 펌프부(20b)가 회전 방향으로 비틀어져 펌프 기능을 손상시켜버릴 우려가 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
도 50의 (a)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)는 그 일단부(배출부(21h)측)의 개방부가 플랜지부(21)에 고정(열 용착법에 의해 고정되어 있음)되어 있어, 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는, 플랜지부(21)와 함께 실질적으로 회전 불가가 된다.
한편, 플랜지부(21)나 원통부(20k)의 외주면을 덮도록, 구동 변환 기구로서 기능하는 캠 플랜지부(15)가 설치되어 있다. 이 캠 플랜지부(15)의 내주면에는, 도 50에 도시한 바와 같이, 2개의 캠 돌기(15a)가 약 180° 대향하도록 형성되어 있다. 또한, 캠 플랜지부(15)는 펌프부(20b)의 일단부(배출부(21h)측의 반대측)의 폐쇄된 측에 고정되어 있다.
한편, 원통부(20k)의 외주면에는 구동 변환 기구로서 기능하는 캠 홈(20n)이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고, 이 캠 홈(20n)에 캠 돌기(15a)가 끼워지는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 예에서는, 실시예 5와는 달리, 도 51의 (b)에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)의 일단부면(현상제 반송 방향 상류측)에 구동 입력부로서 기능하는 비원형(본 예에서는 사각형)의 볼록 형상의 커플링부(20a)가 형성되어 있다. 한편, 현상제 도입 장치(8)에는, 볼록 형상의 커플링부(20a)와 구동 연결하여 회전 구동력을 부여하기 위해서, 비원형(사각형)의 오목 형상의 커플링부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 오목 형상의 커플링부는, 실시예 5와 마찬가지로, 구동 모터(500)에 의해 구동되는 구성으로 되어 있다.
또한, 플랜지부(21)는 실시예 5와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 축선 방향 및 회전 방향으로의 이동이 저지된 상태에 있다. 한편, 원통부(20k)는 플랜지부(21)와 시일부(27)를 통해 서로 접속 관계에 있고, 또한, 원통부(20k)는 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 설치되어 있다. 이 시일부(27)로는, 원통부(20k)와 플랜지부(21)의 사이에서의 에어(현상제)의 출입을 펌프부(20b)를 사용한 현상제 보급에 악영향을 주지 않는 범위 내에서 방지함과 함께 원통부(20k)의 회전을 허용하도록 구성된 미끄럼 이동형 시일을 채용하고 있다. 당연히, 통기 부재(필터)의 역세정 효과에도 악영향을 주지 않는다.
이어서, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 후, 현상제 도입 장치(8)의 오목 형상의 커플링부로부터 회전 구동력을 받아서 원통부(20k)가 회전하면, 그에 따른 캠 홈(20n)이 회전한다.
따라서, 이 캠 홈(20n)과 걸림 결합 관계에 있는 캠 돌기(15a)에 의해, 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 축선 방향으로의 이동이 저지되도록 유지된 원통부(20k) 및 플랜지부(21)에 대하여 캠 플랜지부(15)가 회전 축선 방향으로 왕복 이동하게 된다.
그리고, 캠 플랜지부(15)와 펌프부(20b)는 고정되어 있기 때문에, 펌프부(20b)는 캠 플랜지부(15)와 함께 왕복 운동(ω 방향, γ 방향)한다. 그 결과, 펌프부(20b)는 도 50의 (b), (c)에 도시한 바와 같이, 캠 플랜지부(15)의 왕복 이동에 연동해서 신축하게 되어, 펌핑 동작이 행해지게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 11과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력을 현상제 보급 용기(1)에 있어서 펌프부(20b)를 동작시키는 방향의 힘으로 변환하는 구성을 채용함으로써, 펌프부(20b)를 적절하게 동작시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력을 펌프부(20b)를 통하지 않고 왕복 이동력으로의 변환을 행하는 구성으로 함으로써, 펌프부(20b)의 회전 방향으로의 비틀림에 의한 파손을 방지하는 것도 가능하게 된다. 따라서, 펌프부(20b)의 강도를 과도하게 크게 할 필요성이 없어지므로, 펌프부(20b)의 두께를 보다 얇게 하거나, 그 재질로서 보다 저렴한 재료의 것을 선택하는 것이 가능하게 된다.
이상의 예에서는, 펌프부(20b)를 현상제 보급 용기(1)의 선단부에 설치하고 있지만, 이 구성은 그 상태에서, 이하와 같은 캠 기구(구동 변환부)나, 현상제 보급 용기(1)를 개폐하는 셔터를 채용해도 상관없다. 이하, 이러한 변형예에 대하여 상세하게 설명한다.
(현상제 보급 용기)
펌프부(20b)의 설치 위치는 공통되지만 다른 일부의 구성이 상이한 현상제 보급 용기(1)의 변형예에 대해서, 도 69를 사용하여 설명한다. 도 69의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 분해 사시도, 도 69의 (b)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도이다. 여기서, 설명의 편의상, 도 69의 (b)는 후술하는 커버(24)를 단면 표시하고 있다.
또한, 도 77은 본 변형예에서의 현상제 보급 용기(1)가 장착되는 현상제 도입 장치(8)를 도시한 도면이며, (a)는 부분 확대 사시도, (b)는 현상제 도입부(39)의 사시도이다.
또한, 본 변형예에 나타내는 현상제 보급 용기(1)는 본 실시예 12의 구성에 대하여 주로, 펌프부나 펌프부를 신축시키는 캠 기구부, 및 그것들을 덮는 커버 부재가 존재하는 점이 다르다. 또한, 현상제 도입 장치(8)에 대한 현상제 보급 용기(1)의 장탈착시에 있어서의 접속부의 기구가 상이하므로, 특히 이들 상위점에 대하여 상세하게 설명한다. 이들 이외의 구성은, 상술한 예와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
도 69의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)는 주로, 현상제 수용부(20), 플랜지부(25), 셔터(5), 펌프부(2), 왕복 부재(38), 커버(24)를 포함하여 구성된다. 그리고, 현상제 보급 용기(1)는 현상제 도입 장치(8) 내에서 도 69의 (b)에 나타내는 회전축(P)을 중심으로 화살표 R 방향으로 회전함으로써, 현상제 도입 장치(8)에 현상제를 보급한다. 이하에, 현상제 보급 용기(1)를 구성하는 각 요소에 대해서 상세하게 설명한다.
(용기 본체)
도 70은, 용기 본체로서의 현상제 수용부(20)의 사시도이다. 현상제 수용부(현상제 반송실)(20)는, 도 70에 도시한 바와 같이 내부에 현상제를 수용 가능한 중공 원통형의 원통부(20k)를 갖고 있다. 이 원통부(20k)는 회전 축선(P)을 중심으로 그 주위를 화살표 R 방향으로 회전함으로써 원통부(20k) 내의 현상제를 배출구측을 향해 반송하는 나선 형상의 반송 홈(20c)을 갖고 있다.
또한, 도 70에 도시한 바와 같이, 현상제 수용부(20)의 일단부면측의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐, 캠 홈(20n)과, 현상제 도입 장치로부터 회전 구동을 받는 구동 수용부(구동 입력부, 기어부)(20a)가 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 본 예에서는, 캠 홈(20n)과 기어부(20a)가 현상제 수용부(20)에 대하여 일체적으로 형성되어 있다고 기재했지만, 캠 홈(20n) 또는 기어부(20a)를 별체로서 형성하여, 현상제 수용부(20)에 일체적으로 설치하는 구성이어도 된다.
또한, 본 예에서는, 현상제로서 체적 평균 입경이 5㎛ 내지 6㎛의 토너가 현상제 수용부(20) 내에 수용되어 있고, 현상제를 수용하는 스페이스로는, 현상제 수용부(20)뿐만 아니라, 후술하는 플랜지부(25) 및 펌프부(2)의 내부 스페이스를 합친 것이 된다.
(플랜지부)
계속해서, 플랜지부(25)에 대하여 도 69를 사용하여 설명한다. 도 69의 (b)에 도시한 바와 같이, 플랜지부(현상제 배출실)(25)는, 현상제 수용부(20)와 회전 축선(P)에 대하여 상대 회전 가능하게 설치되어 있다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되면, 플랜지부(25)는 장착부(8f)(도 77의 (a) 참조)에 대하여 화살표 R 방향의 회전이 실질적으로 불가하도록 유지된다.
또한, 플랜지부(25)에는, 그 일부에, 배출구(25a4)(도 71 참조)가 형성되어 있다. 또한, 도 69의 (a)에 도시한 바와 같이, 플랜지부(25)는 조립성을 고려하여, 상측 플랜지부(25a), 하측 플랜지부(25b)로 구성되어 있다. 이하, 상세히 설명하는데, 플랜지부(25)에는, 펌프부(2), 왕복 부재(캠 아암)(38), 셔터(5), 커버(24)가 부착되어 있다.
우선, 도 69의 (a)에 도시한 바와 같이, 상측 플랜지부(25a)의 일단부측에는 펌프부(2)가 나사 접합되고, 타단부측에는 현상제 수용부(20)가 시일 부재(도시하지 않음)를 통해 접합된다. 또한, 펌프부(2)를 끼우도록 해서, 아암 형상 부재로서의 왕복 부재(38)가 배치되고, 왕복 부재(38)에 형성된 캠 돌기로서의 걸림 결합 돌기(38b)(도 75 참조)가 현상제 수용부(20)의 캠 홈(20n)에 끼워진다.
그리고, 상측 플랜지부(25a)와 하측 플랜지부(25b)의 간극에는 셔터(5)가 내장된다. 또한, 외관상의 외견을 향상시킬 목적과 함께, 왕복 부재(38)와 펌프부(2)를 보호하기 위해서, 상기한 플랜지부(25), 펌프부(2), 왕복 부재(38)의 전체를 덮도록 커버(24)가 일체적으로 부착되어, 도 69의 (b)와 같이 구성된다.
(상측 플랜지부)
도 71에 상측 플랜지부(25a)의 확대도를 나타낸다. 도 71의 (a)는 상측 플랜지부(25a)를 비스듬하게 상측 방향에서 본 사시도, 도 71의 (b)는 상측 플랜지부(25a)를 비스듬히 아래 방향에서 본 사시도이다.
상측 플랜지부(25a)는, 펌프부(2)가 나사 접합되는 도 71의 (a)에 나타내는 펌프 접합부(25a1)(나사는 도시하지 않음)와, 현상제 수용부(20)가 접합되는 용기 본체 접합부(25a2)(도 71의 (b) 참조)와, 현상제 수용부(20)로부터 반송된 현상제를 모아두는 저류부(25a3)(도 71의 (a) 참조)를 구비하고 있다. 또한, 저류부(25a3)의 현상제를 배출하기 위한 배출구(개구)(25a4)(도 71의 (b) 참조)와, 현상제 도입 장치(8)에 설치된 현상제 도입부(39)(도 77의 (b) 참조)가 접속하는 접속부(25a6)를 일부에 형성한 개구 시일(25a5)을 구비하고 있다.
여기서, 개구 시일(25a5)은 양면 테이프로 상측 플랜지부(25a)의 하면에 부착할 수 있으며, 후술하는 셔터(5)와 상측 플랜지부(25a)에 끼움 지지되고 있어, 배출구(25a4)로부터의 현상제의 누설을 방지하고 있다. 또한, 본 예에서는 배출구(25a4)를 상측 플랜지부(25a)와 별체인 개구 시일(25a5)에 형성했지만, 배출구(25a4)를 상측 플랜지부(25a)에 직접 형성해도 된다.
또한, 본 예에서는 현상제 보급 용기(1)의 하면에, 즉 상측 플랜지부(25a)의 하면측에 배출구(25a4)를 형성했지만, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 도입 장치(8)에 대한 장탈착 방향의 상류 측단부면 또는 하류 측단부면 이외의 측면에 형성되어 있으면, 본 예에서 나타내는 접속 구성을 적용할 수 있다. 배출구(25a4)의 측면 상의 위치에 대해서는 적절히 설정하면 된다. 또한, 본 예에서의 현상제 보급 용기(1)와 현상제 도입 장치(8)의 접속 동작에 대해서는 후술한다.
(하측 플랜지부)
도 72에 하측 플랜지부(25b)를 나타낸다. 도 72의 (a)는 하측 플랜지부(25b)를 비스듬하게 상측 방향에서 본 사시도, 도 72의 (b)는 하측 플랜지부(25b)를 비스듬히 아래 방향에서 본 사시도, 도 72의 (c)는 정면도이다.
하측 플랜지부(25b)는 도 72의 (a)에 도시한 바와 같이, 셔터(5)(도 73 참조)가 삽입되는 셔터 삽입부(25b1)를 구비하고 있다. 또한 하측 플랜지부(25b)는, 현상제 도입부(39)(도 77 참조)와 걸림 가능한 걸림부(25b2, 25b4)를 갖고 있다.
걸림부(25b2, 25b4)는, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 도입부(39)에 대한 현상제 보급이 가능한 서로 접속된 상태가 되도록, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여, 현상제 도입부(39)를 현상제 보급 용기(1)를 향해 변위시킨다. 또한, 걸림부(25b2, 25b4)는, 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)와 현상제 도입부(39)의 접속 상태가 끊어지도록, 현상제 도입부(39)가 현상제 보급 용기(1)로부터 이격되는 방향으로 변위하는 것을 가능하게 한다.
걸림부(25b2, 25b4) 중, 제1 걸림부(25b2)는, 현상제 도입부(39)의 개봉 동작이 행해지도록, 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향과 교차하는 방향으로 현상제 도입부(39)를 변위시킨다. 본 예에서는, 제1 걸림부(25b2)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여, 현상제 도입부(39)가 현상제 보급 용기(1)의 개구 시일(25a5) 상의 일부에 형성된 접속부(25a6)와 접속된 상태가 되도록, 현상제 도입부(39)를 현상제 보급 용기(1)를 향해 변위시킨다. 제1 걸림부(25b2)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있다.
또한, 제1 걸림부(25b2)는, 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작에 수반하여, 현상제 도입부(39)의 재봉 동작이 행해지도록, 현상제 보급 용기(1)의 취출 방향과 교차하는 방향으로 현상제 도입부(39)가 변위하도록 가이드한다. 본 예에서는, 제1 걸림부(25b2)는, 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작에 수반하여, 현상제 도입부(39)와 현상제 보급 용기(1)의 접속부(25a6)의 접속 상태가 끊어지도록, 현상제 도입부(39)가 현상제 보급 용기(1)로부터 연직 하측 방향으로 이격되도록 가이드한다.
한편, 제2 걸림부(25b4)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여, 배출구(25a4)가 현상제 도입부(39)의 현상제 수용구(39a)와 연통된 상태가 되도록, 현상제 보급 용기(1)가 후술하는 셔터(5)에 대해 상대 이동하는 동안에, 즉 현상제 받침구(39a)가 접속부(25a6)로부터 배출구(25a4)까지 이동하는 동안에, 현상제 수용구(39a)에 설치된 본체 시일(41)과 개구 시일(25a5)이 접속된 상태를 유지시킨다. 제2 걸림부(25b4)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향과 평행한 방향으로 연장되어 있다.
또한, 제2 걸림부(25b4)는, 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작에 수반하여, 배출구(25a4)가 다시 봉해지도록, 현상제 보급 용기(1)가 상기 셔터(5)에 대하여 상대 이동하는 동안에, 즉 현상제 수용구(39a)가 배출구(25a4)로부터 상기 접속부(25a6)까지 이동하는 동안에, 본체 시일(41)과 개구 시일(25a5)이 접속된 상태를 유지시킨다.
또한, 하측 플랜지부(25b)는 현상제 보급 용기(1)를 현상제 도입 장치(8)에 장착 또는 현상제 도입 장치(8)로부터 취출하는 동작에 수반하여, 후술하는 셔터(5)가 갖는 지지부(5d)의 탄성 변형을 규제 또는 허용하는 도 72의 (a)에 나타내는 규제 리브(규제부)(25b3)를 구비하고 있다. 또한, 규제 리브(25b3)는, 셔터 삽입부(25b1)의 삽입면에서 연직 상방향으로 돌출되어, 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향을 따라서 형성되어 있다. 또한, 도 72의 (b)에 도시한 바와 같이, 물류에 의한 파손이나, 조작자에 의한 오조작으로부터 셔터(5)를 보호하는 보호부(25b5)가 설치되어 있다. 또한, 하측 플랜지부(25b)는 셔터(5)가 셔터 삽입부(25b1)에 삽입된 상태에서 상측 플랜지부(25a)와 일체화되어 있다.
(셔터)
도 73에 개폐 기구로서 기능하는 셔터(5)를 나타낸다. 도 73의 (a)는 셔터(5)의 상면도, 도 73의 (b)는 셔터(5)의 비스듬하게 상측 방향에서 본 사시도이다.
셔터(5)는 현상제 보급 용기(1)에 대하여 상대 이동 가능하게 설치되고, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작/취출 동작에 수반하여, 배출구(25a4)를 개방/폐쇄시킨다. 셔터(5)에는, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 장착되어 있지 않을 때, 배출구(25a4)로부터의 현상제의 누설을 방지하는 현상제 밀봉부(5a)와, 현상제 밀봉부(5a)의 배면측(이측)에 하측 플랜지부(25b)의 셔터 삽입부(25b1) 상을 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면(5i)이 설치되어 있다.
셔터(5)는 현상제 보급 용기(1)가 셔터(5)에 대하여 상대 이동하는 것이 가능하게 되도록, 현상제 보급 용기(1)의 장탈착 동작에 수반하여, 현상제 도입 장치(8)의 셔터 스토퍼부(8n, 8p)(도 77의 (a) 참조)에 유지되는 스토퍼부(유지부)(5b, 5c)를 갖고 있다. 이 스토퍼부(5b, 5c) 중, 제1 스토퍼부(5b)는 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작시에, 현상제 도입 장치(8)의 제1 셔터 스토퍼부(8n)와 걸어 결합하여, 셔터(5)의 현상제 도입 장치(8)에 대한 위치를 고정한다. 제2 스토퍼부(5c)는 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작시에, 현상제 도입 장치(8)의 제2 셔터 스토퍼부(8p)에 걸어 결합한다.
또한, 셔터(5)는 스토퍼부(4b, 4c)가 변위 가능하게 되도록 지지하는 지지부(5d)를 갖고 있다. 지지부(5d)는 제1 스토퍼부(5b)와 제2 스토퍼부(4c)를 변위 가능하도록 지지하기 위해서, 현상제 밀봉부(5a)로부터 연장되서 설치되어 탄성 변형 가능하도록 설치되어 있다. 또한, 제1 스토퍼부(5b)와 지지부(5d)가 형성하는 각도 α는 예각이 되도록, 제1 스토퍼부(5b)는 경사져 있다. 그에 반해 제2 스토퍼부(5c)와 지지부(5d)가 형성하는 각도 β는 둔각이 되도록, 제2 스토퍼부(5c)는 경사져 있다.
또한, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)에 비장착시에, 셔터(5)의 현상제 밀봉부(5a)에는, 배출구(25a4)와 대향하는 위치보다 장착 방향 하류측에 로크 돌기(5e)가 형성되어 있다. 로크 돌기(5e)는 개구 시일(25a5)(도 71의 (b) 참조)과의 접촉량이 현상제 밀봉부(5a)보다 커지기 때문에, 셔터(5)와 개구 시일(25a5)의 정지 마찰력이 커진다. 따라서, 물류 등에 의한 진동에 의한 셔터(5)의 예기하지 못한 이동(변위)을 방지할 수 있다. 또한, 현상제 밀봉부(5a) 전체를 로크 돌기(5e)와 개구 시일(25a5)의 접촉량에 상당하는 형상으로 해도 되지만, 그 경우, 로크 돌기(5e)를 형성한 경우와 달리, 셔터(5)가 이동할 때의 개구 시일(25a5)과의 운동 마찰력이 커지기 때문에, 현상제 보급 용기(1)를 현상제 보급 장치(8)에 장착할 때의 조작력이 커져서, 유용성상 바람직하지 않다. 따라서, 본 예와 같이 일부에 로크 돌기(5e)를 형성하는 구성이 바람직하다.
또한, 도 73의 (a)에 도시한 바와 같이, 셔터(5)에는, 배출구(25a4)와 연통 가능한 셔터 개구(연통구)(5f)가 형성되어 있다. 여기서, 셔터 개구(5f)의 직경은, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 도입 장치(8)에 대한 착탈 동작에 수반하는 셔터(5)의 개폐시에 현상제가 불필요하게 배출되어버려, 그 주위가 현상제로 더럽혀지는 것을 가급적 방지할 목적으로, 약 Φ2mm로 설정되어 있다.
본 변형예에서는, 하측 플랜지부(25b)에 설치된 걸림부(25b2, 25b4)를 이용하여, 현상제 도입 장치(8)에 대한 착탈 동작에 수반하여, 현상제 도입부(39)를 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향과 교차하는 연직 방향 하방으로부터 접속, 또는 연직 방향 하방으로 이격시킬 수 있다. 따라서, 이러한 셔터 개폐 기구를 채용함으로써, 간단하면서도 공간 절약적인 구성으로 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향 하류측의 단부면(Y)(도 69의 (b) 참조)의 현상제 오염을 방지할 수 있다. 또한, 본체 시일(41)이 하측 플랜지부(25b)의 보호부(25b5)나 셔터 하면(미끄럼 이동면)(5i)을 끔으로 인한 현상제에 의한 오염을 방지할 수 있다.
즉, 본 변형예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작을 이용하여, 현상제 보급 용기(1)와 현상제 도입 장치(8)의 접속 상태를, 현상제에 의한 오염을 최소한으로 억제하여 양호하게 할 수 있다. 마찬가지로, 현상제 보급 용기(1)의 취출 동작을 이용하여, 현상제 보급 용기(1)와 현상제 도입 장치(8)의 접속 상태로부터의 이격 및 재밀봉을, 현상제에 의한 오염을 최소한으로 억제하여 양호하게 할 수 있다.
(펌프부)
도 74에 기류 발생부로서 기능하는 펌프부(2)를 나타낸다. 도 74의 (a)는 펌프부(2)의 사시도, 도 74의 (b)는 펌프부(2)의 정면도이다. 펌프부(2)는, 상기 구동 수용부(구동 입력부)(20a)가 받은 구동력에 의해 현상제 수용부(20)의 내압이 대기압보다 낮은 상태와 높은 상태로 교대로 반복해서 전환되도록 동작하는 펌프부이다.
본 예에서도 상술한 바와 같이 작은 배출구(25a4)로부터 현상제를 안정적으로 배출시키기 위해서, 현상제 보급 용기(1)의 일부에 상기한 펌프부(2)를 설치하고 있다. 펌프부(2)는 그 용적이 가변 가능한 용적 가변형 펌프로 되어 있다. 구체적으로는, 펌프부로서, 신축 가능한 주름 상자형의 신축 부재로 구성되어 있는 것을 채용하고 있다. 이 펌프부(2)의 신축 동작에 의해 현상제 보급 용기(1) 내의 압력을 변화시키고, 그 압력을 이용하여 현상제의 배출을 행하고 있다. 구체적으로는, 펌프부(2)를 줄일 때에는 현상제 보급 용기(1) 내가 가압 상태로 되어, 그 압력에 압출되는 형태로 현상제가 배출구(25a4)로부터 배출된다. 또한 펌프부(2)를 늘릴 때에는 현상제 보급 용기(1) 내가 감압 상태로 되어, 외부로부터 배출구(25a4)를 통해 에어가 도입된다. 이 도입된 에어에 의해 배출구(25a4)나 저류부(25a3) 부근의 현상제를 풀어, 다음 배출이 원활하게 행해지도록 되어 있다. 이상과 같은 신축 동작을 반복함으로써 배출이 행해진다.
본 예의 펌프부(2)는 도 74의 (b)에 도시한 바와 같이, "바깥 접기"부와 "안쪽 접기"부가 주기적으로 형성된 주름 상자형 신축부(주름 상자부, 신축 부재)(2a)가 설치되어 있다. 신축부(2a)는 그 접힌 선을 따라(그 접힌 선을 기점으로 해서), 화살표 B 방향으로 접히거나, 화살표 A 방향으로 신장될 수 있다. 따라서, 본 예와 같이, 주름 상자형 펌프부(2)를 채용한 경우, 신축량에 대한 용적 변화량의 변동을 적게 할 수 있으므로, 안정된 용적 가변 동작을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는 펌프부(2)의 재료로는 폴리프로필렌 수지(이하, PP라고 약기함)를 채용했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 펌프부(2)의 재료(재질)에 관해서는, 신축 기능을 발휘해서 용적 변화에 따라 현상제 수용부의 내압을 변화시킬 수 있는 전제의 재료이면 무엇이든지 좋다. 예를 들어, ABS(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체), 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등을 얇게 형성한 것이라도 상관없다. 또한, 고무나, 그 밖의 신축성 재료 등을 사용하는 것도 가능하다.
또한, 도 74의 (a)에 도시한 바와 같이, 펌프부(2)의 개구 단부측에는, 상측 플랜지부(25a)와 접합 가능하도록 접합부(2b)가 설치되어 있다. 여기에서는, 접합부(2b)로서 나사부가 형성된 구성을 예시하고 있다. 또한, 도 74의 (b)에 도시한 바와 같이 타단부측에는 후술하는 왕복 부재(38)와 동기해서 변위하기 위해 왕복 부재(38)와 걸어 결합하는 왕복 부재 걸림부(2c)를 구비하고 있다.
(왕복 부재)
도 75에 왕복 부재(38)를 나타낸다. 도 75의 (a)는 왕복 부재(38)를 비스듬하게 상측 방향에서 본 사시도, 도 75의 (b)는 왕복 부재(38)를 비스듬히 아래 방향에서 본 사시도이다.
도 75의 (b)에 도시한 바와 같이, 구동 변환부의 기능의 일부를 담당하는 왕복 부재(캠 아암)(38)는 상술한 펌프부(2)의 용적을 가변시키기 위해서, 펌프부(2)에 설치된 왕복 부재 걸림부(2c)에 걸어 결합하는 펌프 걸림부(38a)를 구비하고 있다.
또한, 왕복 부재(38)는 도 75의 (a), 도 75의 (b)에 도시한 바와 같이, 조립되었을 때에, 상술한 캠 홈(20n)(도 69 참조)에 끼워지는 캠 돌기(구동 변환부로서 기능함)로서의 걸림 결합 돌기(38b)를 구비하고 있다. 걸림 결합 돌기(38b)는 펌프 걸림부(38a) 근방으로부터 연장되는 아암(38c)의 선단부에 형성되어 있다.
또한, 왕복 부재(38)는, 후술하는 커버(24)의 왕복 부재 유지부(24b)(도 76 참조)에 의해, 아암(38c)의 축선(P)(도 69의 (b) 참조)을 중심으로 한 회전 동작이 규제/저지되어 있다. 따라서, 현상제 수용부(20)가 구동 기어(300)에 의해 기어부(20a)로부터 구동을 받아, 캠 홈(20n)이 일체가 되어 회전할 때에, 캠 홈(20n)에 끼워진 걸림 결합 돌기(38b)와 커버(24)의 왕복 부재 유지부(24b)의 작용에 의해, 왕복 부재(38)는 화살표 A, B 방향으로 왕복 운동한다. 그에 수반하여, 또한, 왕복 부재(38)의 펌프 걸림부(38a)와 왕복 부재 걸림부(2c)를 통해 걸어 결합한 펌프부(2)가 화살표 A, B 방향으로 신축 운동한다.
(커버)
도 76에 커버(24)를 나타낸다. 도 76의 (a)는 커버(24)를 비스듬하게 상측 방향에서 본 사시도, 도 76의 (b)는 커버(24)를 비스듬하게 아래 방향에서 본 사시도이다.
커버(24)는, 왕복 부재(38)나 펌프부(2)의 보호를 목적으로서, 도 69의 (b)에 도시한 바와 같이 설치되어 있다. 상세하게는, 커버(24)는 도 69의 (b)에 도시한 바와 같이 플랜지부(25), 펌프부(2), 왕복 부재(38)의 전체를 덮도록 도시하지 않은 기구에 의해 상측 플랜지부(25a)나 하측 플랜지부(25b) 등과 일체적으로 설치되어 있다.
또한, 커버(24)에는, 현상제 도입 장치(8)에 설치된, 현상제 보급 용기(1)의 장착 방향을 따라 연장되는 리브 형상의 삽입 가이드(도시하지 않음)에 가이드되는 가이드 홈(24a)이 형성되어 있다. 또한, 커버(24)에는, 상술한 왕복 부재(38)의 축(P)(도 69의 (b) 참조)에 회전 변위를 규제하는 왕복 부재 유지부(24b)가 설치되어 있다.
본 변형예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 변형예에 의하면, 현상제 도입부(39)를 변위시켜서 현상제 보급 용기(1)에 접속/이격시키기 위한 기구를 간이화할 수 있다. 즉, 현상기 전체를 상방으로 이동시키기 위한 구동원이나 구동 전달 기구가 불필요한 구성으로 되어 있으므로, 화상 형성 장치측의 구조가 복잡화하거나, 부품 개수 증가에 의한 비용 상승이 없다. 왜냐하면, 현상기 전체가 상하로 이동하는 구성으로 한 경우, 현상기와 간섭하지 않도록 그것을 위한 큰 스페이스가 필요해지지만, 본 변형예에 의하면, 그 스페이스가 불필요하게 되기 때문이다.
이상, 본 예의 구성에서는, 실시예 5 내지 11의 구성과 같이 펌프부(20b)를 배출부(21h)와 원통부(20k)의 사이에 설치하지 않고, 배출부(21h)의 원통부(20k)로부터 먼 쪽에 설치하고 있으므로, 현상제 보급 용기(1)에 잔류하는 현상제의 양을 적게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 51의 (a)에 도시한 바와 같이, 펌프부(20b)의 내부 공간을 현상제 수용 스페이스로서 사용하지 않고, 필터(65)에 의해 펌프부(20b)와 배출부(21h)의 사이를 구획하는 구성으로 해도 상관없다. 이 필터는, 에어는 용이하게 통과시키지만 토너는 실질적으로 통과시키지 않는 특성을 구비한 것이다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 펌프부(20b)의 "안쪽 접기"부가 압축되었을 때에 "안쪽 접기"부 내에 존재하는 현상제에 스트레스를 주게 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 단, 펌프부(20b)의 용적 증대시에 새로운 현상제 수용 스페이스를 형성할 수 있는 점, 즉, 현상제가 이동할 수 있는 새로운 공간을 형성해서 현상제가 보다 풀어지기 쉬워진다는 점에서, 상술한 도 50의 (a) 내지 (c)의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 13)
이어서, 실시예 13의 구성에 대해, 도 52의 (a) 내지 (c)를 사용하여 설명한다. 도 52의 (a) 내지 (c)는 현상제 보급 용기(1)의 확대 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 52의 (a) 내지 (c)에서, 펌프 이외의 구성은, 도 50 및 51에 나타내는 구성과 거의 마찬가지이며, 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 도 52에 도시한 바와 같은 "바깥 접기"부와 "안쪽 접기"부가 주기적으로 교대로 복수 형성된 주름 상자형 펌프가 아니라, 도 52에 도시한 바와 같은, 접힌 선이 실질적으로 없이, 팽창과 수축이 가능한 막 형상의 펌프(12)를 채용하고 있다.
본 예에서는 이 막 형상의 펌프(12)로서 고무제의 것을 사용하고 있지만, 이러한 예뿐만 아니라, 수지 필름 등의 유연 재료를 사용해도 상관없다.
이와 같은 구성에 있어서, 캠 플랜지부(15)가 회전 축선 방향으로 왕복 이동하면, 막 형상 펌프(12)가 캠 플랜지부(15)와 함께 왕복 운동한다. 그 결과, 막 형상 펌프(12)는 도 52의 (b), (c)에 도시한 바와 같이, 캠 플랜지부(15)의 왕복 이동(ω 방향, γ 방향)으로 연동해서 신축하게 되어, 펌핑 동작이 행해지게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프(12)로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 12와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력을 현상제 보급 용기(1)에 있어서 펌프부(12)를 동작시키는 방향의 힘으로 변환하는 구성을 채용함으로써, 펌프부(12)를 적절하게 동작시키는 것이 가능하게 된다.
(실시예 14)
이어서, 실시예 14의 구성에 대하여 도 53의 (a) 내지 (e)를 사용하여 설명한다. 도 53의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 확대 단면도, (c) 내지 (e)는 구동 변환 기구의 개략적인 확대도를 나타내고 있다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 펌프부를 회전 축선 방향과 직교하는 방향으로 왕복 이동시키는 점이, 상기 실시예와 크게 다른 점이다.
(구동 변환 기구)
본 예에서는, 도 53의 (a) 내지 (e)에 도시한 바와 같이, 플랜지부(21)에, 즉, 배출부(21h)의 상부에 주름 상자 타입의 펌프부(21f)가 접속되어 있다. 또한, 펌프부(21f)의 상단부에는 구동 변환부로서 기능하는 캠 돌기(21g)가 접착, 고정되어 있다. 한편, 현상제 수용부(20)의 길이 방향 일단부면에는, 캠 돌기(21g)가 끼워지는 관계가 되는 구동 변환부로서 기능하는 캠 홈(20e)이 형성되어 있다.
또한, 현상제 수용부(20)는 도 53의 (b)에 도시한 바와 같이, 배출부(21h)측의 단부가 플랜지부(21)의 내면에 설치된 시일 부재(27)를 압축한 상태에서, 배출부(21h)에 대하여 상대 회전 가능하게 고정되어 있다.
또한, 본 예에서도, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여, 배출부(21h)의 양측면부(회전 축선 방향 X와 직교하는 방향에서의 양 단부면)가 현상제 도입 장치(8)에 의해 유지되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급시에, 배출부(21h)의 부위가 실질적으로 회전하지 않도록 고정된 상태가 된다.
또한, 현상제 보급 용기(1)의 장착 동작에 수반하여, 배출부(21h)의 외 저면부에 형성된 볼록부(21j)가 장착부(8f)에 형성된 오목부에 의해 걸어 지지되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급시에, 배출부(21h)가 회전 축선 방향으로 실질적으로 이동하지 않도록 고정된 상태가 된다.
여기서, 캠 홈(20e)의 형상은, 도 53의 (c) 내지 (e)에 도시한 바와 같이 타원 형상으로 되어 있고, 이 캠 홈(20e)을 따라 이동하는 캠 돌기(21g)는 현상제 수용부(20)의 회전 축선으로부터의 거리(직경 방향으로의 최단 거리)가 변화되도록 구성되어 있다.
또한, 도 53의 (b)에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)로부터 나선 형상의 볼록부(반송부)(20c)에 의해 반송되어 온 현상제를, 배출부(21h)로 반송하기 위한 판상의 구획벽(32)이 설치되어 있다. 이 구획벽(32)은, 현상제 수용부(20)의 일부 영역을 대략 2분할하도록 설치되어 있고, 현상제 수용부(20)와 함께 일체적으로 회전하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 구획벽(32)에는 그 양면에 현상제 보급 용기(1)의 회전 축선 방향에 대하여 경사진 경사 돌기(32a)가 형성되어 있다. 이 경사 돌기(32a)는 배출부(21h)의 입구부에 접속되어 있다.
따라서, 반송부(20c)에 의해 반송되어 온 현상제는, 원통부(20k)의 회전에 연동해서 이 구획벽(32)에 의해 중력 방향 하방에서 상방으로 쓸어 올릴 수 있다. 그 후, 원통부(20k)의 회전이 진행함에 따라 중력에 의해 구획벽(32) 표면 상을 미끄러져 떨어져서, 결국 경사 돌기(32a)에 의해 배출부(21h)측으로 넘겨진다. 이 경사 돌기(32a)는 원통부(20k)가 반주할 때마다 현상제가 배출부(21h)로 보내지도록, 구획벽(32)의 양면에 형성되어 있다.
(현상제 보급 공정)
이어서, 본 예의 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
조작자에 의해 현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되면, 플랜지부(21)(배출부(21h))는, 현상제 도입 장치(8)에 의해 회전 방향 및 회전 축선 방향으로의 이동이 저지된 상태가 된다. 또한, 펌프부(21f)와 캠 돌기(21g)는 플랜지부(21)에 고정되어 있기 때문에, 마찬가지로 회전 방향 및 회전 축선 방향으로의 이동이 저지된 상태가 된다.
그리고, 구동 기어(300)(도 32, 도 33 참조)로부터 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력에 의해 현상제 수용부(20)가 회전하고, 캠 홈(20e)도 회전한다. 한편, 회전하지 않도록 고정되어 있는 캠 돌기(21g)는 캠 홈(20e)으로부터 캠 작용을 받으므로, 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력이 펌프부(21f)를 상하 방향으로 왕복 이동시키는 힘으로 변환된다. 여기서, 도 53의 (d)는, 캠 돌기(21g)가 캠 홈(20e)에서의 타원과 그 장축(La)의 교점(도 53의 (c)의 Y점)에 위치함으로써, 펌프부(21f)가 가장 신장된 상태를 나타내고 있다. 한편, 도 53의 (e)는, 캠 돌기(21g)가 캠 홈(20e)에서의 타원과 그 단축(Lb)의 교점(동일하게 Z점)에 위치함으로써 펌프부(21f)가 가장 압축된 상태를 나타내고 있다.
이러한, 도 53의 (d)와 도 53의 (e)의 상태를 교대로 소정의 주기로 반복함으로써, 펌프부(21f)에 의한 흡기 및 배기 동작이 행해진다. 즉, 현상제의 배출 동작이 원활하게 행해진다.
이와 같이, 원통부(20k)가 회전함에 따라 반송부(20c) 및 경사 돌기(32a)에 의해 현상제가 배출부(21h)에 반송되어, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(21f)에 의한 흡기 및 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 13과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)가 회전 구동력을 받음으로써, 반송부(20c)(원통부(20k))의 회전 동작과 펌프부(21f)의 왕복 동작의 양쪽을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예와 같이, 펌프부(21f)를 배출부(21h)의 중력 방향 상부(현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태일 때)에 설치함으로써, 실시예 5에 비해, 펌프부(21f) 내에 잔류해버리는 현상제의 양을 가급적으로 적게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 펌프부(21f)로서 주름 상자형 펌프를 채용하고 있지만, 실시예 13에서 설명한 막 형상 펌프를 펌프부(21f)로서 채용해도 상관없다.
또한, 본 예에서는 구동 전달부로서의 캠 돌기(21g)를 펌프부(21f)의 상면에 접착제로 고정하고 있지만, 캠 돌기(21g)를 펌프부(21f)에 고정하지 않아도 된다. 예를 들어, 종래 공지의 스냅 훅이나, 캠 돌기(3g)를 둥근 막대 형상으로, 펌프부(3f)에 둥근 막대 형상의 캠 돌기(3g)가 끼움 가능한 원 구멍 형상을 설치하는 구성이라도 상관없다. 이러한 예에서도 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
(실시예 15)
이어서, 실시예 15의 구성에 대해, 도 54 내지 도 56을 사용하여 설명한다. 도 54의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 개략 사시도, (b)는 플랜지부(21)의 개략 사시도, (c)는 원통부(20k)의 개략 사시도, 도 55의 (a), (b)는 현상제 보급 용기(1)의 확대 단면도, 도 56은 펌프부(21f)의 개략도를 나타내고 있다. 본 예에서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서는, 펌프부를 복귀 동작시키는 방향의 힘으로 변환하지 않고 진행 동작시키는 방향의 힘으로 회전 구동력을 변환하는 점이, 상기 실시예와 크게 다른 점이다.
본 예에서는, 도 54 내지 도 56에 도시한 바와 같이, 플랜지부(21)의 원통부(20k)측의 측면에, 주름 상자 타입의 펌프부(21f)가 설치되어 있다. 또한, 이 원통부(20k)의 외주면에는 기어부(20a)가 전체 둘레에 걸쳐서 설치되어 있다. 또한, 원통부(20k)의 배출부(21h)측의 단부에는, 원통부(20k)의 회전에 의해 펌프부(21f)와 접촉함으로써 펌프부(21f)를 압축시키는 압축 돌기(20l)가 약 180° 대향하는 위치에 2개 형성되어 있다. 이들 압축 돌기(20l)의 회전 방향 하류측의 형상은, 펌프부(21f)에 대한 접촉시의 쇼크를 경감시키기 위해서, 펌프부(21f)를 서서히 압축시키도록 테이퍼 형상으로 되어 있다. 한편, 압축 돌기(20l)의 회전 방향 상류측의 형상은, 펌프부(21f)를 자신의 탄성 복귀력에 의해 순간적으로 신장시키기 위해서, 원통부(20k)의 회전 축선 방향과 실질적으로 평행해지도록 원통부(20k)의 단부면으로부터 수직인 면 형상으로 되어 있다.
또한, 실시예 10과 마찬가지로, 원통부(20k) 내에는, 나선 형상의 볼록부(20c)에 의해 반송되어 온 현상제를 배출부(21h)로 반송하기 위한 판상의 구획벽(32)이 설치되어 있다.
이어서, 본 예의 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착된 후, 현상제 도입 장치(8)의 구동 기어(300)로부터 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력에 의해 현상제 수용부(20)인 원통부(20k)가 회전하고, 압축 돌기(20l)도 회전한다. 그때, 압축 돌기(20l)가 펌프부(21f)와 접촉하면, 도 55의 (a)에 도시한 바와 같이, 펌프부(21f)는 화살표 γ의 방향으로 압축되고, 그에 의해 배기 동작이 행해진다.
한편, 원통부(20k)의 회전이 더 진행하여, 압축 돌기(20l)와 펌프부(21f)의 접촉이 해제되면, 도 55의 (b)에 도시한 바와 같이, 펌프부(21f)는 자기 복원력에 의해 화살표 ω 방향으로 신장되어 원래의 형상으로 복귀하고, 그에 의해 흡기 동작이 행해진다.
이러한, 도 55의 (a)와 (b)의 상태를 교대로 소정의 주기로 반복함으로써, 펌프부(21f)에 의한 흡기 및 배기 동작이 행해진다. 즉, 현상제의 배출 동작이 원활하게 행해진다.
이와 같이, 원통부(20k)가 회전함에 따라 나선 형상의 볼록부(반송부)(20c) 및 경사 돌기(반송부)(32a)(도 53 참조)에 의해 현상제가 배출부(21h)로 반송된다. 그리고, 배출부(21h) 내에 있는 현상제는 최종적으로 펌프부(21f)에 의한 배기 동작에 의해 배출구(21a)로부터 배출된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 14와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 현상제 보급 용기(1)의 회전 동작과 펌프부(21f)의 왕복 동작의 양쪽을 행할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 펌프부(21f)는 압축 돌기(20l)와의 접촉에 의해 압축되고, 접촉이 해제됨으로써 펌프부(21f)의 자기 복원력에 의해 신장되는 구성으로 되어 있지만, 역의 구성으로 해도 상관없다.
구체적으로는, 펌프부(21f)가 압축 돌기(20l)에 접촉했을 때에 양쪽이 걸어 지지하도록 구성하여, 원통부(20k)의 회전이 진행함에 따라 펌프부(21f)가 강제적으로 신장된다. 그리고, 또한 원통부(20k)의 회전이 진행해서 걸림 지지가 해제되면, 펌프부(21f)가 자기 복원력(탄성 복귀력)에 의해 원래의 형상으로 복귀한다. 이에 의해 흡기 동작과 배기 동작이 교대로 행해지는 구성이다. 이 구성에서는 흡기 동작시에 확실하게 배출구(21a)로부터 에어가 도입되기 때문에, 필터에 대한 역세정 효과도 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 본 예의 경우, 펌프부(21f)가 장기간에 걸쳐 복수 회 신축 동작을 반복함으로써 펌프부(21f)의 자기 복원력이 저하되어버릴 우려가 있으므로, 상기한 실시예 5 내지 14의 구성이 보다 더 바람직하다. 또는, 도 56에 나타내는 구성을 채용함으로써, 이러한 문제에 대처하는 것이 가능하다.
도 56에 도시한 바와 같이, 펌프부(21f)의 원통부(20k)측의 단부면에 압축판(20q)이 고정되어 있다. 또한, 플랜지부(21)의 외면과 압축판(20q)의 사이에, 가압 부재로서 기능하는 스프링(20r)이 펌프부(21f)를 덮도록 설치되어 있다. 이 스프링(20r)은 펌프부(21f)에 항상 신장 방향으로 가압되도록 구성되어 있다.
이러한 구성으로 함으로써, 압축 돌기(20l)와 펌프부(21f)의 접촉이 해제되었을 때의 펌프부(21f)의 자기 복원을 보조할 수 있기 때문에, 펌프부(21f)의 신축 동작을 장기간에 걸쳐 복수 회 행한 경우에도 확실하게 흡기 동작을 실행시킬 수 있다.
또한, 본 예에서는, 구동 변환 기구로서 기능하는 압축 돌기(20l)를 약 180° 대향하도록 2개 형성하고 있지만, 형성 개수에 대해서는 이러한 예에 한하지 않고, 1개 형성하는 경우나 3개 형성하는 경우 등으로 해도 상관없다. 또한, 압축 돌기를 1개 형성하는 대신, 구동 변환 기구로서 다음과 같은 구성을 채용해도 상관없다. 예를 들어, 원통부(20k)의 펌프부(21f)와 대향하는 단부면의 형상을, 본 예와 같이 원통부(20k)의 회전 축선에 수직인 면으로는 하지 않고, 회전 축선에 대해 경사진 면으로 하는 경우이다. 이 경우, 이 경사면이 펌프부(21f)에 작용하도록 설치되므로, 압축 돌기와 동등한 작용을 실시하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들어 원통부(20k)의 펌프부(21f)와 대향하는 단부면의 회전 중심으로부터 펌프부(21f)를 향해 회전 축선 방향으로 축부를 연장시켜, 이 축부에 회전 축선에 대하여 경사진 경사판(원반 형상의 부재)을 설치한 경우이다. 이 경우, 이 경사판이 펌프부(21f)에 작용하도록 설치되므로, 압축 돌기와 동등한 작용을 실시하는 것이 가능하다.
도 56에 나타내는 구성(스프링(20r))이면, 도 54에 나타내는 구성(스프링 없음)에 비해, 흡기 동작시에 보다 확실하게 배출구(21a)로부터 에어를 도입할 수 있음으로써, 통기 부재(필터)에 대한 역세정 효과도 보다 확실하게 얻을 수 있다.
(실시예 16)
이어서, 실시예 16의 구성에 대해서, 도 57의 (a) 내지 (b)를 사용하여 설명한다. 도 57의 (a) 내지 (b)는 현상제 보급 용기(1)를 모식적으로 나타내는 단면도를 도시하고 있다.
본 예에서는, 펌프부(21f)를 원통부(20k)에 설치하고, 이 펌프부(21f)가 원통부(20k)와 함께 회전하는 구성으로 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 펌프부(21f)에 설치한 추(20v)에 의해, 펌프부(21f)가 회전에 수반하여 왕복 이동을 행하는 구성으로 되어 있다. 본 예의 그 밖의 구성은, 실시예 14(도 53)와 마찬가지이며, 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 57의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 수용 스페이스로서, 원통부(20k), 플랜지부(21), 펌프부(21f)가 기능한다. 또한, 펌프부(21f)는 원통부(20k)의 외주부에 접속되어 있고, 펌프부(21f)에 의한 작용이 원통부(20k) 및 배출부(21h)에 발생하도록 구성되어 있다.
이어서, 본 예의 구동 변환 기구에 대하여 설명한다.
원통부(20k)의 회전 축선 방향 일단부면에 구동 입력부로서 기능하는 커플링부(사각 형상의 볼록부)(20a)가 설치되어 있고, 이 커플링부(20a)가 현상제 도입 장치(8)로부터 회전 구동력을 받는다. 또한, 펌프부(21f)의 왕복 이동 방향 일단부의 상면에는 추(20v)가 고정되어 있다. 본 예에서는, 이 추(20v)가 구동 변환 기구로서 기능한다.
즉, 원통부(20k)와 함께 펌프부(21f)가 일체적으로 회전하는 데 수반하여, 펌프부(21f)가 추(20v)의 중력 작용에 의해 상하 방향으로 신축을 행한다.
구체적으로는, 도 57의 (a)는 추가 펌프부(21f)보다 중력 방향 상측에 위치하고 있어, 추(20v)의 중력 작용(백색 화살표)에 의해 펌프부(21f)가 수축하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이때, 배출구(21a)로부터 배기, 즉, 현상제의 배출이 행해진다(흑색 화살표).
한편, 도 57의 (b)는 추(20v)가 펌프부(21f)보다 중력 방향 하측에 위치하고 있어, 추(20v)의 중력 작용(백색 화살표)에 의해 펌프부(21f)가 신장되어 있는 상태를 나타내고 있다. 이때, 배출구(21a)로부터 흡기가 행해져(흑색 화살표), 현상제가 풀어진다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 15와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 현상제 보급 용기(1)의 회전 동작과 펌프부(21f)의 왕복 동작의 양쪽을 행할 수 있다.
또한, 본 예의 경우, 펌프부(21f)가 원통부(20k)를 중심으로 회전하는 구성으로 되어 있으므로, 현상제 도입 장치(8)의 장착부(8f)의 스페이스가 커져, 장치가 대형화되어버리기 때문에, 실시예 5 내지 15의 구성이 보다 더 바람직하다.
(실시예 17)
이어서, 실시예 17의 구성에 대해, 도 58 내지 60을 사용하여 설명한다. 여기서 도 58의 (a)는 원통부(20k)의 사시도, (b)는 플랜지부(21)의 사시도를 나타내고 있다. 도 59의 (a) 내지 (b)는 현상제 보급 용기(1)의 부분 단면 사시도이며, 특히, (a)는 회전 셔터가 개방된 상태, (b)는 회전 셔터가 닫힌 상태를 나타내고 있다. 도 60은 펌프부(21f)의 동작 타이밍과 회전 셔터의 개폐 타이밍의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 60에서, "수축"은 펌프부(21f)에 의한 배기 공정을 나타내고, "신장"은 펌프부(21f)에 의한 흡기 공정을 나타내고 있다.
본 예는, 펌프부(21f)의 신축 동작 중에서 배출실(21h)과 원통부(20k)의 사이를 구획하는 기구를 설치한 점이, 상술한 실시예와 크게 다른 점이다. 즉, 본 예에서는, 원통부(20k)와 배출부(21h) 중 펌프부(21f)의 용적 변화에 수반하는 압력 변동이 배출부(21h)에 선택적으로 발생하도록 원통부(20k)와 배출부(21h)의 사이를 구획하도록 구성하고 있다.
또한, 배출부(21h) 내는 후술하는 바와 같이 원통부(20k) 내로부터 반송되어 온 현상제를 도입하는 현상제 수용부로서의 기능을 갖는다. 본 예의 상기의 점 이외의 구성은, 실시예 14(도 53)와 거의 마찬가지이며, 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 58의 (a)에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)의 길이 방향 일단부면은, 회전 셔터로서의 기능을 갖고 있다. 즉, 원통부(20k)의 길이 방향 일단부면에는, 플랜지부(21)에 현상제를 배출하기 위한 연통 개구(20u)와 폐지부(20h)가 설치되어 있다. 이 연통 개구(20u)는 부채형 형상으로 되어 있다.
한편, 플랜지부(21)에는, 도 58의 (b)에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)로부터의 현상제를 받아들이기 위한 연통 개구(21k)가 형성되어 있다. 이 연통 개구(21k)는 연통 개구(20u)와 마찬가지로 부채형 형상으로 되어 있고, 연통 개구(21k)와 동일면 상에서의 그 이외의 부분은 폐쇄된 폐지부(21m)로 되어 있다.
도 59의 (a) 내지 (b)는, 상술한 도 58의 (a)에 나타내는 원통부(20k)와 도 58의 (b)에 나타내는 플랜지부(21)를 조립한 상태의 것이다. 연통 개구(20u), 연통 개구(21k)의 외주면은 시일 부재(27)를 압축하도록 접속되어 있고, 원통부(20k)가 고정된 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 접속되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 기어부(20a)가 받은 회전 구동력에 의해 원통부(20k)가 상대 회전하면, 원통부(20k)와 플랜지부(21)의 사이의 관계가 연통 상태와 비통연 상태로 교대로 전환된다.
즉, 원통부(20k)의 회전에 수반하여, 원통부(20k)의 연통 개구(20u)가 플랜지부(21)의 연통 개구(21k)와 위치가 합치되어 연통된 상태(도 59의 (a))가 된다. 그리고, 원통부(20k)가 더 회전함에 수반하여, 원통부(20k)의 연통 개구(20u)의 위치가 플랜지부(21)의 연통 개구(21k)의 위치와 맞지 않은 채, 플랜지부(21)가 구획되어서 플랜지부(21)를 실질적으로 밀폐 공간으로 하는 비연통된 상태(도 59의 (b))로 전환된다.
이러한, 적어도 펌프부(21f)의 신축 동작시에 있어서 배출부(21h)를 격리시키는 구획 기구(회전 셔터)를 설치하는 것은 이하의 이유에 의한 것이다.
현상제 보급 용기(1)로부터의 현상제의 배출은, 펌프부(21f)를 수축시켜서 현상제 보급 용기(1)의 내압을 대기압보다 높임으로써 행하고 있다. 따라서, 상술한 실시예 5 내지 15와 같이 구획 기구가 없을 경우, 그 내압 변화의 대상이 되는 공간이 플랜지부(21)의 내부 공간뿐만 아니라 원통부(20k)의 내부 공간도 포함되어, 펌프부(21f)의 용적 변화량을 크게 하지 않을 수 없게 되기 때문이다.
이것은, 펌프부(21f)가 수축하기 직전의 현상제 보급 용기(1)의 내부 공간의 용적에 대한, 펌프부(21f)가 완전히 수축한 직후의 현상제 보급 용기(1)의 내부 공간의 용적의 비율에, 내압이 의존하고 있기 때문이다.
그에 반해, 구획 기구를 설치한 경우, 플랜지부(21)로부터 원통부(20k)로의 공기의 이동이 없기 때문에, 플랜지부(21)의 내부 공간만을 대상으로 하면 되게 된다. 즉, 동일한 내압값으로 하는 것이라면, 원래의 내부 공간의 용적량이 작은 것이 펌프부(21f)의 용적 변화량을 작게 할 수 있기 때문이다.
본 예에서는, 구체적으로는, 회전 셔터로 구획된 배출부(21h)의 용적을 40cm3로 함으로써, 펌프부(21f)의 용적 변화량(왕복 이동량)을 2cm3(실시예 5의 구성에서는 15cm3)로 하고 있다. 이러한 적은 용적 변화량이어도, 실시예 5와 마찬가지로, 충분한 흡기 및 배기 효과에 의한 현상제 보급을 행하는 것이 가능하다.
이와 같이, 본 예에서는, 상술한 실시예 5 내지 16의 구성에 비해, 펌프부(21f)의 용적 변화량을 가급적으로 작게 하는 것이 가능하게 되는 것이다. 그 결과, 펌프부(21f)의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 펌프부(21f)를 왕복 이동시키는 거리(용적 변화량)를 짧게(작게)하는 것이 가능하게 된다. 특히, 현상제 보급 용기(1)에 대한 현상제의 충전량을 많게 하기 위해서 원통부(20k)의 용량을 크게 하는 구성인 경우, 이러한 구획 기구를 설치하는 것은 효과적이다.
이어서, 본 예의 현상제 보급 공정에 대하여 설명한다.
현상제 보급 용기(1)가 현상제 도입 장치(8)에 장착되고, 플랜지부(21)가 고정된 상태에서 구동 기어(300)로부터 기어부(20a)에 구동이 입력됨으로써 원통부(20k)가 회전하고, 캠 홈(20e)도 회전한다. 한편, 플랜지부(21)와 함께 현상제 도입 장치(8)에 회전 불가하게 유지되어 있는 펌프부(21f)에 고정된 캠 돌기(21g)는 캠 홈(20e)으로부터 캠 작용을 받는다. 따라서, 원통부(20k)의 회전에 수반하여, 펌프부(21f)가 상하 방향으로 왕복 이동한다.
이와 같은 구성에 있어서, 펌프부(21f)의 펌핑 동작(흡기 동작, 배기 동작)의 타이밍과 회전 셔터의 개폐 타이밍에 대해, 도 60을 사용하여 설명한다. 도 60은 원통부(20k)가 1회전할 때의 타이밍 차트이다. 또한, 도 60에서, "수축"은 펌프부(21f)의 수축 동작(펌프부(21f)에 의한 배기 동작)이 행해지고 있을 때, "신장"은 펌프부(21f)의 신장 동작(펌프부(21f)에 의한 흡기 동작)이 행해지고 있을 때를, "정지"는 펌프부(21f)가 동작을 정지하고 있을 때를 나타내고 있다. 또한, "연통"은 회전 셔터가 개방되어 있을 때, "비연통"은 회전 셔터가 폐쇄되어 있을 때를 나타내고 있다.
우선, 도 60에 도시한 바와 같이, 구동 변환 기구는, 연통 개구(21k)와 연통 개구(20u)의 위치가 합치해서 연통 상태로 되어 있을 때, 펌프부(21f)에 의한 펌핑 동작이 정지하도록, 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력을 변환한다. 구체적으로는, 본 예에서는, 연통 개구(21k)와 연통 개구(20u)가 연통되어 있는 상태일 때, 원통부(20k)가 회전해도 펌프부(21f)가 동작하지 않도록, 원통부(20k)의 회전 중심으로부터 캠 홈(20e)까지의 반경 거리를 동일하게 하도록 설정되어 있다.
이때, 회전 셔터가 개방 위치에 위치하고 있으므로, 원통부(20k)로부터 플랜지부(21)로의 현상제의 반송이 행해진다. 구체적으로는, 원통부(20k)의 회전에 수반하여, 현상제가 구획벽(32)에 의해 쓸어 올려지고, 그 후, 중력에 의해 경사 돌기(32a) 상을 미끄러져 떨어짐으로써, 현상제가 연통 개구(20u)와 연통 개구(21k)를 통해 플랜지부(21)로 이동한다.
이어서, 도 60에 도시한 바와 같이, 구동 변환 기구는, 연통 개구(21k)와 연통 개구(20u)의 위치가 어긋나서 비연통 상태로 되어 있을 때, 펌프부(21f)에 의한 펌핑 동작이 행해지도록, 기어부(20a)에 입력된 회전 구동력을 변환한다.
즉, 원통부(20k)가 더 회전함에 수반하여, 연통 개구(21k)와 연통 개구(20u)의 회전 위상이 어긋남으로써, 폐지부(20h)에 의해 연통 개구(21k)가 폐지되어, 플랜지부(21)의 내부 공간이 격리된 비연통 상태로 된다.
그리고, 이때, 원통부(20k)의 회전에 수반하여, 비연통 상태를 유지시킨 상태에서(회전 셔터가 폐쇄 위치에 위치하고 있음), 펌프부(21f)를 왕복 이동시킨다. 구체적으로는, 원통부(20k)의 회전에 의해 캠 홈(20e)도 회전하고, 그 회전에 대하여 원통부(20k)의 회전 중심으로부터 캠 홈(20e)까지의 반경 거리가 변화한다. 그에 의해, 캠 작용을 받아서 펌프부(21f)가 펌핑 동작을 행한다.
그 후, 원통부(20k)가 더 회전하면, 다시 연통 개구(21k)와 연통 개구(20u)의 회전 위상이 겹쳐서, 원통부(20k)와 플랜지부(21)가 연통된 상태로 된다.
이상의 흐름을 반복하면서, 현상제 보급 용기(1)로부터의 현상제 보급 공정이 행해진다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)가 회전 구동력을 받음으로써, 원통부(20k)의 회전 동작과 펌프부(21f)에 의한 흡기 및 배기 동작의 양쪽을 행할 수 있다.
또한, 본 예의 구성에 의하면, 펌프부(21f)의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 펌프부(21f)의 용적 변화량(왕복 이동량)을 작게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 펌프부(21f)를 왕복 이동시키는 데 필요한 부하를 작게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는, 회전 셔터를 회전 동작시키는 구동력을 현상제 도입 장치(8)로부터 별도로 받는 구성으로 하지 않고, 반송부(원통부(20k), 나선 형상의 볼록부(20c))를 위해 받는 회전 구동력을 이용하고 있는 점에서, 구획 기구의 간이화도 도모하는 것이 가능하다.
또한, 펌프부(21f)의 용적 변화량이, 원통부(20k)를 포함한 현상제 보급 용기(1)의 전체 용적에 의존하지 않고, 플랜지부(21)의 내부 용적에 의해 설정 가능한 것은 상술한 바와 같다. 따라서, 예를 들어 현상제 충전량이 서로 다른 복수 종류의 현상제 보급 용기를 제조함에 있어서 이에 대응하고자 원통부(20k)의 용량(직경)을 바꾸었을 경우에는, 비용 절감 효과도 기대할 수 있다. 즉, 펌프부(21f)를 포함한 플랜지부(21)를 공통의 유닛으로서 구성하고, 이 유닛을 복수 종류의 원통부(20k)에 대하여 공통으로 조립하는 구성으로 함으로써, 제조 비용을 삭감하는 것이 가능하게 된다. 즉, 공통화를 하지 않는 경우에 비해, 금형의 종류를 증가시킬 필요가 없는 등, 제조 비용을 삭감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 예에서는, 원통부(20k)와 플랜지부(21)가 비연통 상태일 동안에, 펌프부(21f)를 1주기분 왕복 이동시키는 예로 했지만, 실시예 5와 마찬가지로, 그동안에 복수 주기분 펌프부(21f)를 왕복 이동시켜도 상관없다.
또한, 본 예에서는, 펌프부의 수축 동작 및 신장 동작 동안에, 계속 배출부(21h)를 격리하는 구성으로 하고 있지만, 이하와 같은 구성으로 해도 상관없다. 즉, 펌프부(21f)의 소형화나 펌프부(21f)의 용적 변화량(왕복 이동량)을 작게 할 수 있는 것이라면, 펌프부의 수축 동작 및 신장 동작 동안에, 약간 배출부(21h)를 개방시켜도 상관없다.
또한, 본 예에서는, 플랜지부(21)에 설치된 시일 부재(27)에 의해 플랜지부(21)와 원통부(20k) 사이를 시일하는 구성으로 하고 있지만, 이하와 같은 구성이어도 상관없다.
구체적으로는, 도 68에 도시한 바와 같이, 플랜지부(21)와 원통부(20k)의 사이에 하층이 되는 탄성층(27a)과 상층이 되는 저마찰층(27b)의 2층 구성의 시일을 추가하고 있다. 이것은, 회전 불가하게 고정된 플랜지부(21)에 대하여 회전하는 원통부(20k) 간의 시일에 요구되는 기능으로서, 현상제 누설을 방지하는 것은 물론, 미끄럼 이동에 의한 회전 토크 업을 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하기 때문이다. 따라서, 하층에는 현상제 누설을 양호하게 방지하기 위해 압축성이 우수한 탄성층(27a)을 채용하고, 상층에는 하층보다 미끄럼 이동성이 우수한 저마찰층(27b)을 채용하고 있다. 이 경우, 탄성층(27a)과 저마찰층(27b)의 2층 구성의 시일만으로 현상제 누설을 방지할 수 있는 것이라면 축 시일로서 설치한 시일 부재(27)는 없어도 상관없다. 또는, 축 시일로서의 시일 부재(27) 그 자체를 2층화하는 구성으로 해도 상관없다.
구체적으로는, 탄성층(27a)으로서 두께가 1.5mm인 몰토프렌(상품명, 이노아크 코포레이숀사제)을 사용하고, 저마찰층(27b)으로서 발포 폴리우레탄인 두께가 1.5mm인 포론(상품명, 이노아크 코포레이숀사제)을 사용하였다.
그 결과, 회전 토크 상승을 억제하면서도, 원통부(20k)와 플랜지(21) 사이의 미끄럼 이동 부위에서 화상 품질에 영향을 주는 응집체(현상제의 덩어리)나 조대 입자(현상제가 녹은 덩어리)가 발생해버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 시일 구성 대신에 다음과 같은 구성으로 해도 상관없다.
구체적으로는, 플랜지부뿐만 아니라, 원통부에도 시일 부재를 설치하는 구성으로 한 경우이다. 이 경우, 시일 부재로서, 모두 발포 폴리우레탄인 두께가 2.0mm의 포론(상품명, 이노아크 코포레이숀사제)을 사용하였다. 이러한 구성으로 함으로써, 발포체의 셀 내에 현상제가 들어가는 것이 가능하게 되기 때문에, 현상제의 응집체나 조대 입자의 발생을 억제할 수 있다.
(실시예 18)
이어서, 실시예 18의 구성에 대해 도 61 내지 63을 사용하여 설명한다. 여기서 도 61은 현상제 보급 용기(1)의 부분 단면 사시도이다. 도 62의 (a) 내지 (c)는 구획 기구(구획 밸브(35))의 동작 상황을 나타내는 부분 단면도이다. 도 63은, 펌프부(21f)의 펌핑 동작(수축 동작, 신장 동작)의 타이밍과 후술하는 구획 밸브(35)의 개폐 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 63에서, "수축"은 펌프부(21f)의 수축 동작(펌프부(21f)에 의한 배기 동작)이 행해지고 있을 때, "신장"은 펌프부(21f)의 신장 동작(펌프부(21f)에 의한 흡기 동작)이 행해지고 있을 때를 나타내고 있다. 또한, "정지"는 펌프부(21f)가 동작을 정지하고 있을 때를 나타내고 있다. 또한, "개방"은 구획 밸브(35)가 개방되어 있을 때, "폐쇄"는 구획 밸브(35)가 폐쇄되어 있을 때를 나타내고 있다.
본 예는, 펌프부(21f)의 신축시에 있어서 배출부(21h)와 원통부(20k)의 사이를 구획하는 기구로서 구획 밸브(35)를 설치한 점이, 상술한 실시예와 크게 다른 점이다. 본 예의 상기의 점 이외의 구성은, 실시예 12(도 50 및 51)와 거의 마찬가지이며, 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 예에서는, 도 50 및 51에 나타내는 실시예 12의 구성에 대하여, 실시예 14에 관한 도 53에 나타내는 판상의 구획벽(32)이 설치되어 있다.
상술한 실시예 17에서는 원통부(20k)의 회전을 이용한 구획 기구(회전 셔터)를 채용하고 있지만, 본 예에서는 펌프부(21f)의 왕복 이동을 이용한 구획 기구(구획 밸브)를 채용하고 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
도 61에 도시한 바와 같이, 배출부(3h)가 원통부(20k)와 펌프부(21f)의 사이에 설치되어 있다. 그리고, 배출부(3h)의 원통부(20k)측에는 벽부(33)가 설치되고, 또한 벽부(33)로부터 도면 중 좌측의 하방에 배출구(21a)가 형성되어 있다. 그리고, 이 벽부(33)에 형성된 연통구(33a)(도 62 참조)를 개폐하는 구획 기구로서 기능하는 구획 밸브(35)와 탄성체(이하, 시일)(34)가 설치되어 있다. 구획 밸브(35)는, 펌프부(21f)의 내부의 일단부측(배출부(21h)와는 반대측)에 고정되어 있고, 펌프부(21f)의 신축 동작에 따라 현상제 보급 용기(1)의 회전 축선 방향으로 왕복 이동한다. 또한, 시일(34)은 구획 밸브(35)에 고정되어 있어, 구획 밸브(35)의 이동에 따라 일체적으로 이동한다.
이어서, 현상제 보급 공정에서의 구획 밸브(35)의 동작에 대해, 도 62의 (a) 내지 (c)를 사용하여 상세를 설명한다(필요에 따라 도 63 참조).
도 62의 (a)는 펌프부(21f)가 최대한 신장된 상태를 나타내고 있고, 구획 밸브(35)는 배출부(21h)와 원통부(20k)의 사이에 설치된 벽부(33)로부터 이격되어 있다. 이때, 원통부(20k) 내의 현상제는, 원통부(20k)의 회전에 수반하여, 경사 돌기(32a)에 의해 연통구(33a)를 통해 배출부(21h) 내로 넘겨진다(반송된다).
그 후, 펌프부(21f)가 수축하면, 도 62의 (b)에 나타내는 상태가 된다. 이때, 시일(34)은 벽부(33)에 접촉하여, 연통구(33a)를 폐쇄한 상태가 된다. 즉, 배출부(21h)가 원통부(20k)로부터 격리된 상태가 된다.
거기에서, 펌프부(21f)가 더 수축하면, 도 62의 (c)에 나타내는 펌프부(21f)가 최대한 수축된 상태가 된다.
도 62의 (b)에 나타내는 상태로부터 도 62의 (c)에 나타내는 상태까지의 동안에는, 시일(34)이 벽부(33)에 접촉된 상태 그대로이므로, 배출부(21h)의 내압이 가압되어 대기압보다 높은 정압 상태로 되어, 배출구(21a)로부터 현상제가 배출된다.
그 후, 펌프부(21f)의 신장 동작에 수반하여, 도 62의 (c)에 나타내는 상태에서 도 62의 (b)에 나타내는 상태까지의 동안에는, 시일(34)이 벽부(33)에 접촉된 상태 그대로이므로, 배출부(21h)의 내압이 감압되어 대기압보다 낮은 부압 상태로 된다. 즉, 배출구(21a)를 통해 흡기 동작이 행해진다.
펌프부(21f)가 더 신장되면, 도 62의 (a)에 나타내는 상태로 복귀된다. 본 예에서는, 이상의 동작을 반복함으로써 현상제 보급 공정이 행해진다. 이와 같이, 본 예에서는, 펌프부의 왕복 동작을 이용하여 구획 밸브(35)를 이동시키고 있기 때문에, 펌프부(21f)의 수축 동작(배기 동작)의 초기와 신장 동작(흡기 동작)의 후기의 기간은 구획 밸브가 개방된 상태로 되어 있다.
여기서, 시일(34)에 대하여 상세하게 설명한다. 이 시일(34)은 벽부(33)에 접촉함으로써 배출부(21h)의 밀폐성을 확보하면서, 펌프부(21f)의 수축 동작에 수반하여 압축되는 것이므로, 시일성과 유연성을 겸비한 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 예에서는, 그러한 특성을 구비한 발포 폴리우레탄(가부시끼가이샤 이노아크 코포레이숀사제, 상품명: 몰토프렌 SM-55: 두께 5mm)을 사용하고 있고, 펌프부(21f)의 최대 수축시의 두께가 2mm(압축량 3mm)가 되도록 설정되어 있다.
이와 같이, 펌프부(21f)에 의한 배출부(21h)에 대한 용적 변동(펌프 작용)에 대해서는, 실질적으로 시일(34)이 벽부(33)에 접촉한 후 3mm 압축될 때까지의 동안으로 한정되지만, 구획 밸브(35)에 의해 제한된 범위에 한정해서 펌프부(21f)를 작용시킬 수 있다. 그로 인해, 이러한 구획 밸브(35)를 사용해도, 현상제의 안정된 배출이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 17과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 기어부(20a)가 회전 구동력을 받음으로써, 원통부(20k)의 회전 동작과 펌프부(21f)에 의한 흡기 및 배기 동작의 양쪽을 행할 수 있다.
또한, 실시예 17과 마찬가지로, 펌프부(21f)의 소형화나 펌프부(21f)의 용적 변화량을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 펌프부의 공통화에 의한 비용 절감 장점도 예상된다.
또한, 본 예에서는, 현상제 도입 장치(8)로부터 구획 밸브(35)를 동작시키는 구동력을 별도로 받는 구성으로 하지 않고, 펌프부(21f)의 왕복 이동력을 이용하고 있는 점에서, 구획 기구의 간이화를 도모하는 것이 가능하다.
(실시예 19)
이어서, 실시예 19의 구성에 대해서, 도 64의 (a) 내지 (c)를 사용하여 설명한다. 여기서, 도 64의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 부분 단면 사시도, (b)는 플랜지부(21)의 사시도, (c)는 현상제 보급 용기의 단면도를 도시하고 있다.
본 예는, 배출실(21h)과 원통부(20k)의 사이를 구획하는 기구로서 버퍼부(23)를 설치한 점이, 상술한 실시예와 크게 다른 점이다. 본 예의 상기의 점 이외의 구성은, 실시예 14(도 53)와 거의 마찬가지이며, 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 64의 (b)에 도시한 바와 같이, 버퍼부(23)가 플랜지부(21)에, 회전 불가하도록 고정된 상태로 설치되어 있다. 이 버퍼부(23)에는, 상방에 개구된 수용 구(23a)와, 배출부(21h)와 연통된 공급구(23b)가 형성되어 있다.
이러한 플랜지부(21)가 도 64의 (a), (c)에 도시한 바와 같이, 버퍼부(23)가 원통부(20k) 내에 위치하도록 원통부(20k)에 부착된다. 또한, 원통부(20k)는 현상제 도입 장치(8)에 이동 불가하게 유지된 플랜지부(21)에 대하여 상대 회전 가능하게 되도록 플랜지부(21)에 접속되어 있다. 이 접속부에는, 링 형상의 시일이 내장되어 있어, 에어나 현상제의 누설을 방지하는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 예에서는, 도 64의 (a)에 도시한 바와 같이, 버퍼부(23)의 수용구(23a)를 향해 현상제를 반송하기 위해서, 경사 돌기(32a)가 구획벽(32)에 형성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 현상제 보급 용기(1)의 현상제 보급 동작이 종료될 때까지, 현상제 수용부(20) 내의 현상제는 현상제 보급 용기(1)의 회전에 맞춰서 구획벽(32) 및 경사 돌기(32a)에 의해 개구부(23a)로부터 버퍼부(23) 내로 넘겨진다.
따라서, 도 64의 (c)에 도시한 바와 같이, 버퍼부(23)의 내부 공간이 현상제로 채워진 상태를 유지할 수 있다.
그 결과, 버퍼부(23)의 내부 공간을 채우도록 존재하는 현상제가, 원통부(20k)로부터 배출부(21h)로의 공기의 이동을 실질적으로 차단하게 되어, 버퍼부(23)는 구획 기구로서의 역할을 하게 된다.
따라서, 펌프부(21f)가 왕복 동작할 때에는, 적어도 배출부(21h)를 원통부(20k)로부터 격리시킨 상태로 하는 것이 가능하게 되어, 펌프부의 소형화나 펌프부의 용적 변화량을 적게 하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 18과 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 반송부(20c)(원통부(20k))의 회전 동작과 펌프부(21f)의 왕복 동작의 양쪽을 행할 수 있다.
또한, 실시예 17 내지 18과 마찬가지로, 펌프부의 소형화나 펌프부의 용적 변화량을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 펌프부의 공통화에 의한 비용 절감 장점도 예상된다.
또한, 본 예에서는, 구획 기구로서 현상제를 이용하고 있는 점에서, 구획 기구의 간이화를 도모하는 것이 가능하다.
(실시예 20)
이어서, 실시예 20의 구성에 대해서, 도 65 내지 66을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 65의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 사시도이며, (b)는 현상제 보급 용기(1)의 단면도, 도 66은 노즐부(47)를 도시하는 단면 사시도를 나타내고 있다.
본 예에서는, 펌프부(20b)에 노즐부(47)를 접속하고 이 노즐부(47)에 일단 흡입된 현상제를 배출구(21a)로부터 배출시키고 있으며, 이 구성이 상술한 실시예와 크게 다른 점이다. 본 예의 그 밖의 구성에 대해서는, 상술한 실시예 14와 거의 마찬가지이며, 동일한 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
도 65의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)는 플랜지부(21)와 현상제 수용부(20)로 구성되어 있다. 이 현상제 수용부(20)는 원통부(20k)로 구성되어 있다.
원통부(20k) 내에는, 도 65의 (b)에 도시한 바와 같이, 반송부로서 기능하는 구획벽(32)이 회전 축선 방향의 전역에 걸쳐서 설치되어 있다. 이 구획벽(32)의 일단부면에는, 경사 돌기(32a)가 회전 축선 방향의 서로 다른 위치에 복수 형성되어 있고, 회전 축선 방향 일단부측으로부터 타단부측(플랜지부(21)에 가까운 측)을 향해 현상제를 반송하는 구성으로 되어 있다. 또한, 경사 돌기(32a)는 구획벽(32)의 타단부면에도, 마찬가지로 복수 형성되어 있다. 또한, 인접하는 경사 돌기(32a) 간에는 현상제의 통과를 허용하는 관통구(32b)가 형성되어 있다. 이 관통 구(32b)는 현상제를 교반하기 위한 것이다. 또한, 반송부의 구성으로는 다른 실시예에서 나타낸 바와 같은, 원통부(20k) 내에 나선 형상의 돌기(20c)와 플랜지부(21)에 현상제를 보내오기 위한 구획벽(32)을 조합한 것이어도 상관없다. 이어서, 펌프부(20b)를 포함하는 플랜지부(21)에 대하여 상세하게 설명한다.
플랜지부(21)는 원통부(20k)에 대하여 소경부(49) 및 시일 부재(48)를 통해 상대 회전 가능하게 접속되어 있다. 플랜지부(21)는 현상제 도입 장치(8)에 장착된 상태에서는, 현상제 도입 장치(8)에 이동 불가가 되도록(회전 동작 및 왕복 동작을 할 수 없도록) 유지된다.
또한, 플랜지부(21) 내에는, 도 66에 도시한 바와 같이, 원통부(20k)로부터 반송된 현상제를 도입하는 보급량 조정부(이하, 유량 조정부라고도 함)(52)가 설치되어 있다. 또한, 보급량 조정부(52) 내에는 펌프부(20b)로부터 배출구(21a) 방향을 향해 연장되는 노즐부(47)가 설치되어 있다. 또한, 기어부(20a)가 받은 회전 구동을 왕복 이동력으로 변환하는 구동 변환 기구에 의해 펌프부(20b)가 상하 방향으로 구동된다. 따라서, 노즐부(47)는 펌프부(20b)의 용적 변화에 수반하여, 보급량 조정부(52) 내의 현상제를 흡입하는 동시에 이것을 배출구(21a)로부터 배출시키는 구성으로 되어 있다.
이어서, 본 예에서의 펌프부(20b)에 대한 구동 전달의 구성에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 구동 기어(300)로부터의 회전 구동을, 원통부(20k)에 설치된 기어부(20a)에서 받음으로써, 원통부(20k)가 회전한다. 또한, 원통부(20k)의 소경부(49)에 설치된 기어부(42)를 통해 기어부(43)에 회전 구동이 전달된다. 여기서, 기어부(43)에는, 기어부(43)와 일체로 회전하는 샤프트부(44)가 설치되어 있다.
샤프트부(44)의 일단부는 하우징(46)에 회전 가능하게 축지지되어 있다. 또한, 샤프트부(44)의 펌프부(20b)에 상대하는 위치에는 편심 캠(45)이 설치되어, 전달된 회전력에 의해 편심 캠(45)이 회전 중심(샤프트(44)의 회전 중심)으로부터의 거리를 달리하는 궤적으로 회전함으로써, 펌프부(20b)를 밀어 내린다(용적을 줄인다). 이 밀어 내림에 의해, 노즐부(47) 내의 현상제가 배출구(21a)를 통해 배출된다.
또한, 편심 캠(45)에 의한 밀어 내리는 힘이 없어지면, 펌프부(20b)의 복원력에 의해 펌프부(20b)는 원래의 위치로 복귀된다(용적이 늘어난다). 이 펌프부의 복원(용적 증가)에 의해, 배출구(21a)를 통해 흡기 동작이 행해져서, 배출구(21a) 근방에 위치하는 현상제에 대하여 풀어짐 작용을 실시하는 것이 가능하게 된다.
이상의 동작을 반복함으로써, 펌프부(20b)의 용적 변화에 따라 현상제를 효율적으로 배출하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 펌프부(20b)에 스프링 등의 가압 부재를 설치하여, 복원시(또는 밀어 내림시)의 서포트를 하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
이어서, 중공의 원추 형상의 노즐부(47)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 노즐부(47)에는, 외주부에 개구(53)가 형성되어 있고, 또한, 노즐부(47)에는, 그 선단측에 배출구(21a)를 향해 현상제를 토출하는 토출구(54)를 갖는 구성으로 되어 있다.
현상제 보급 공정시에, 노즐부(47)의 적어도 개구(53)가 보급량 조정부(52) 내의 현상제층 중에 침입한 상태를 만들어 냄으로써, 펌프부(20b)에 의해 발생하는 압력을 보급량 조정부(52) 내의 현상제에 효율적으로 작용시키는 효과를 발휘한다.
즉, 보급량 조정부(52) 내(노즐(47) 주위의)의 현상제가, 원통부(20k)와의 구획 기구의 역할을 하기 때문에, 펌프부(20b)의 용적 변화의 효과를 보급량 조정부(52) 내라는 한정된 범위에서 발휘시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 실시예 17 내지 19의 구획 기구와 마찬가지로, 노즐부(47)가 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 예에서도, 1개의 펌프로 흡기 동작과 배기 동작을 행할 수 있으므로, 현상제 배출 기구의 구성을 간이하게 할 수 있다. 또한, 배출구(21a)를 통한 흡기 동작에 의해 현상제 보급 용기 내를 감압 상태(부압 상태)로 할 수 있으므로, 현상제를 효율적으로 푸는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 통기 부재(필터)에 역세정 효과를 발생시킬 수 있으므로, 필터의 기능을 장기에 걸쳐서 유지시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서도, 실시예 5 내지 19와 마찬가지로, 현상제 도입 장치(8)로부터 받은 회전 구동력에 의해, 현상제 수용부(20)(원통부(20k))의 회전 동작과 펌프부(20b)의 왕복 동작의 양쪽을 행할 수 있다. 또한, 실시예 17 내지 19와 마찬가지로, 펌프부(20b)나 노즐부(47)를 포함하는 플랜지부(21)의 공통화에 의한 비용 장점도 예상할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 실시예 17 내지 18의 구성과 같이 현상제와 구획 기구가 서로 마찰하는 관계로 되지 않아, 현상제에 대한 손상을 피하는 것이 가능하게 된다.
[산업상 이용가능성]
본 발명에 따르면, 통기 부재가 현상제로 눈막힘되어버리는 것을 억제할 수 있는 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템이 제공된다.

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  9. 현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
    상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 필터와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
    상기 현상제 보급 용기는, 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 도입부를 향해 배출하는 배출구와, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부에 입력된 구동력에 의해 상기 배출구와 상기 필터를 통한 배기 동작과 흡기 동작이 교대로 반복해서 행해지도록 동작하는 펌프부를 갖는 것을 특징으로 하는 현상제 보급 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현상제 보급 용기에 수용되는 현상제의 유동성 에너지는 4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하이고, 상기 배출구의 면적은 12.6(mm2) 이하인 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 펌프부는 왕복 이동에 수반해서 그 용적이 가변인 용적 가변형 펌프를 갖는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펌프부의 용적 증가에 수반해서 상기 현상제 수용부 내가 부압 상태로 되도록 상기 배출구가 현상제로 실질적으로 폐색되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 펌프부는 신축 가능한 주름 상자형 펌프를 갖는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 구동 입력부는 회전 구동력을 받도록 구성되어 있고, 상기 구동 입력부가 받은 회전 구동력에 의해 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 배출구를 향해 반송하는 반송부와, 상기 구동 입력부가 받은 회전 구동력을 상기 펌프부를 동작시키는 힘으로 변환하는 구동 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 펌프부에 접속되어 그 선단에 개구가 형성된 노즐부를 갖고, 상기 노즐부는 상기 개구가 상기 배출구의 근방에 위치하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 노즐부에는 그 선단측의 주위에 개구가 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 시스템.
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  34. 현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
    상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 필터와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
    상기 현상제 보급 용기는, 4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해 상기 핀 홀과 상기 필터를 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 반복해서 발생시키는 기류 발생 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 현상제 보급 시스템.
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  36. 현상제 도입 장치와, 상기 현상제 도입 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기를 갖는 현상제 보급 시스템에 있어서,
    상기 현상제 도입 장치는, 현상제를 도입하는 현상제 도입부와, 상기 현상제 도입부의 내외로의 통기를 허용하는 필터와, 상기 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구동부를 갖고,
    상기 현상제 보급 용기는, 4.3×10-4(kg·m2/s2) 이상 4.14×10-3(kg·m2/s2) 이하의 유동성 에너지를 갖는 현상제를 수용하는 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제의 배출을 허용하는 개구 면적이 12.6(mm2) 이하인 핀 홀과, 상기 구동부로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부와, 상기 구동 입력부가 받은 구동력에 의해, 상기 필터를 통해 상기 현상제 도입부의 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류가 교대로 반복하여 발생하도록, 상기 핀 홀을 통해 내부를 향하는 기류와 외부를 향하는 기류를 교대로 반복 발생시키는 기류 발생 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 현상제 보급 시스템.
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