KR20170137215A

KR20170137215A - 현상제 보급 용기

Info

Publication number: KR20170137215A
Application number: KR1020177034495A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 요모다; 아야토모 오키노; 마나부 짐바; 아키히토 가무라; 다카시 에노쿠치
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-12-12
Also published as: US20200166871A1; JP2014186138A; GB201518681D0; US20220128933A1; RU2020111651A3; WO2014147846A1; US11841642B2; EP2977821B1; RU2018142909A3; JP6025631B2; EP4063965A1; GB2568610A; RU2767148C2; BR112015022113A2; KR20150122807A; DE112013006853B4; GB2568610B; GB2527475A; RU2697423C2; US20180024465A1

Abstract

현상제 보급 장치(201)에 착탈 가능한 현상제 보급 용기(1)는, 현상제를 수용 가능한 현상제 수용부(2)와, 현상제 수용부(2)에 수용된 현상제를 현상제 보급 장치(201)를 향해 배출하는 배출구(4a)와, 배출구(4a)를 거친 배기 동작이 행해지도록 동작하는 펌프부(3a)와, 배출구(4a)와 접하는 위치에 설치되어, 현상제를 일정량 저류 가능한 연통로(4d)와, 연통로(4d)에 대하여 현상제의 유입을 억제하는 현상제 유입 규제 상태와, 현상제의 유입을 규제하지 않는 현상제 유입 비규제 상태를 취하고, 펌프부(3a)의 배기 동작 시에 현상제 유입 규제 상태에 위치하는 규제부(7)를 갖고, 규제부(7)는 연통로(4d)와 펌프부(3a)를 연통 가능한 통기로(7g)를 구비한다.

Description

현상제 보급 용기 {DEVELOPER SUPPLY CONTAINER}

본 발명은 현상제 보급 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기에 관한 것이다. 이 현상제 보급 용기는, 예를 들어 복사기, 팩시밀리, 프린터 및 이들의 기능을 복수 구비한 복합기 등의 화상 형성 장치에 있어서 사용될 수 있다.

종래, 전자 사진 복사기 등의 화상 형성 장치에는 미분말의 현상제가 사용되고 있다. 이러한 화상 형성 장치에서는, 화상 형성에 수반하여 소비되어 버리는 현상제를, 현상제 보급 용기로부터 보급되는 구성으로 되어 있다.

이러한 종래의 현상제 보급 용기로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2010-256894호 공보의 것이 있다.

일본 특허 공개 제2010-256894호 공보에 기재된 장치에서는, 현상제 보급 용기에 설치한 주름 상자 펌프를 사용해서 현상제를 배출하는 방식을 채용하고 있다. 구체적인 방법으로서는, 주름 상자 펌프를 신장시켜서 현상제 보급 용기 내의 기압을 대기압보다도 낮은 상태로 함으로써, 현상제 보급 용기 내로 공기를 도입해서 현상제를 유동화한다. 또한, 주름 상자 펌프를 수축시켜서 현상제 보급 용기 내의 기압을 대기압보다도 높은 상태로 함으로써, 현상제 보급 용기 내외의 압력차에 의해, 현상제를 압출해서 배출한다. 이 2개의 공정을 교대로 반복함으로써, 현상제를 안정되게 배출하는 구성으로 되어 있다.

이와 같이, 일본 특허 공개 제2010-256894호 공보에 기재된 장치에서는, 현상제 보급 용기로부터 현상제를 안정되게 배출할 수 있게 되어 있지만, 화상 형성 장치의 화상 안정성을 한층 실현하기 위해서, 현상제 보급 용기에 지금까지 이상으로 높은 보급 정밀도가 요구되어 오고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 현상제 보급 용기로부터 화상 형성 장치로의 현상제의 보급 정밀도가 보다 높은 현상제 보급 용기를 제공하는 것이다.

본 발명은 현상제 보급 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기이며, 상기 현상제 보급 용기는, 현상제를 수용 가능한 현상제 수용부와, 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 보급 용기로부터 배출하는 배출구와, 상기 현상제 보급 용기의 내부로부터 상기 배출구에 통하는 연통로와, 적어도 상기 배출구에 대하여 작용하도록 설치되어 왕복 이동에 수반하여 그 용적이 변화되는 펌프부와, 상기 현상제 보급 용기의 내면에 있는 상기 관통로의 입구 영역으로 현상제가 유입되는 것을 규제하는 규제부와, 상기 규제부의 상기 입구 영역으로의 이동과 상기 규제부의 상기 입구 영역으로부터의 퇴피를 행하기 위한 이동부와, 상기 규제부의 내부는, 상기 배출구와 적어도 상기 펌프부 사이를 통기하기 위한 통기로를 구비하는 현상제 보급 용기를 제공한다.

본 발명에 따르면, 현상제 보급 용기로부터, 높은 보급 정밀도로 현상제를 배출할 수 있게 되어, 화상 형성 장치에 대하여, 보다 안정된 배출성을 가진 현상제 보급 용기를 제공 가능해진다.

도 1은 화상 형성 장치의 전체 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2의 (a)는 현상제 보급 장치의 부분 단면도, (b)는 장착부의 사시도, (c)는 장착부의 단면도이다.
도 3은 현상제 보급 용기와 현상제 보급 장치를 도시하는 확대 단면도이다.
도 4는 현상제 보급의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 현상제 보급 장치의 변형예를 도시하는 확대 단면도이다.
도 6의 (a)는 제1 실시예에 관한 현상제 보급 용기를 도시하는 사시도, (b)는 배출구 주변의 모습을 도시하는 부분 확대도, (c)는 현상제 보급 용기를 현상제 보급 장치의 장착부에 장착한 상태를 도시하는 정면도이다.
도 7의 (a)는 현상제 보급 용기의 단면 사시도, (b)는 펌프부가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분 단면도, (c)는 펌프부가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분 단면도이다.
도 8의 (a)는 유동성 에너지를 측정하는 장치에서 사용하는 블레이드의 사시도, (b)는 장치의 모식도이다.
도 9는 배출구의 직경과 배출량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 용기 내의 충전량과 배출량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11의 (a)는 펌프부가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분도, (b)는 펌프가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분도, (c)는 펌프부의 부분도이다.
도 12는 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상을 나타내는 전개도이다.
도 13은 현상제 보급 용기의 내압의 추이를 도시하는 도면이다.
도 14는 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 15는 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 16은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 17은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 18은 현상제 보급 용기의 캠 홈 형상의 일례를 나타내는 전개도이다.
도 19의 (a)는 제1 실시예의 반송 부재 전체의 사시도, (b)는 반송 부재의 측면도이다.
도 20은 제1 실시예에 있어서의 펌프부의 동작 정지 공정 시의 배출부의 단면도이다.
도 21은 제1 실시예에 있어서의 흡기 시의 배출부의 단면도이다.
도 22는 제1 실시예에 있어서의 배기 시의 배출부의 단면도이다.
도 23은 제1 실시예에 있어서의 현상제가 배출된 후의 배출부의 단면도이다.
도 24는 비교예의 현상제 보급 용기의 단면 사시도이다.
도 25는 제1 실시예에 있어서의 변형예를 나타낸 단면 사시도이다.
도 26은 제2 실시예에 있어서의 현상제 보급 용기의 부분 단면 사시도이다.
도 27의 (a)는 제2 실시예에 있어서의 반송 부재 전체의 사시도, (b)는 반송 부재의 부분 단면 사시도이다.
도 28의 (a)(b)는 제2 실시예에 있어서의 배기 시의 배출부의 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 있어서, 특별한 기재가 없는 한, 발명 사상의 범위 내에 있어서 현상제 보급 용기의 다양한 구성을 마찬가지인 기능을 발휘하는 공지된 다른 구성으로 치환할 수 있다. 즉, 특단의 기재가 없는 한, 후술하는 실시예에 기재된 현상제 보급 용기의 구성에만 한정할 의도는 없다.

[제1 실시예]

먼저, 화상 형성 장치의 기본 구성에 대해서 설명하고, 계속해서, 이 화상 형성 장치에 탑재되는 현상제 보급 시스템, 즉 현상제 보급 장치와 현상제 보급 용기의 구성에 대해서 순서대로 설명한다.

(화상 형성 장치)

현상제 보급 용기(소위, 토너 카트리지)가 착탈 가능(제거 가능)하게 장착되는 현상제 보급 장치가 탑재된 화상 형성 장치의 일례로서, 전자 사진 방식을 채용한 복사기(전자 사진 화상 형성 장치)의 구성에 대해서 도 1을 사용해서 설명한다.

도 1에 있어서, 부호 100은 복사기 본체(이하, 화상 형성 장치 본체 또는 장치 본체라고 함)이다. 또한, 부호 101은 원고이며, 원고대 유리(102) 위에 놓인다. 그리고 원고의 화상 정보에 따른 광상을 광학부(103)의 복수의 미러(M)와 렌즈(Ln)에 의해, 전자 사진 감광체(104)(이하, 감광체라고 함) 상에 결상시킴으로써 정전 잠상을 형성한다. 이 정전 잠상은 건식의 현상기(1성분 현상기)(201a)에 의해 현상제(건식 분체)로서의 토너(1성분 자성 토너)를 사용해서 가시화된다.

또한, 본 예에서는 현상제 보급 용기(1)로부터 보급해야 할 현상제로서 1성분 자성 토너를 사용한 예에 대해서 설명하지만, 이러한 예뿐만 아니라, 후술하는 바와 같은 구성으로 해도 상관없다.

구체적으로는, 1성분 비자성 토너를 사용해서 현상을 행하는 1성분 현상기를 사용할 경우, 현상제로서 1성분 비자성 토너를 보급하게 된다. 또한, 자성 캐리어와 비자성 토너를 혼합한 2성분 현상제를 사용해서 현상을 행하는 2성분 현상기를 사용할 경우, 현상제로서 비자성 토너를 보급하는 것이 된다. 또한, 이 경우, 현상제로서 비자성 토너와 함께 자성 캐리어도 아울러 보급하는 구성으로 해도 상관없다.

부호 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 사이즈를 기초로 최적인 카세트가 선택된다. 여기서 기록 매체로서는 용지에 한정되지 않고, 예를 들어 OHP 시트 등 적절히 사용, 선택할 수 있다.

그리고 급송 분리 장치(105A 내지 108A)에 의해 반송된 1매의 시트(S)를, 반송부(109)를 경유해서 레지스트 롤러(110)까지 반송하고, 감광체(104)의 회전과, 광학부(103)의 스캔 타이밍을 동기시켜서 반송한다.

부호 111은 전사 대전기이며, 112는 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.

이후, 반송부(113)에 의해 반송된 시트(S)는, 정착부(114)에 있어서 열과 압에 의해 시트 위의 현상제상을 정착시킨 후, 편면 카피인 경우에는 배출 반전부(115)를 통과하고, 배출 롤러(116)에 의해 배출 트레이(117)로 배출된다.

또한, 양면 카피인 경우에는, 시트(S)는 배출 반전부(115)를 지나, 한번 배출 롤러(116)에 의해 일부가 장치 밖으로 배출된다. 그리고 이후, 시트(S)의 종단부가 플래퍼(118)를 통과하고, 배출 롤러(116)에 아직 끼움 지지되고 있는 타이밍에서 플래퍼(118)를 제어함과 함께 배출 롤러(116)를 역회전시킴으로써, 다시 장치 내로 반송된다. 또한, 이후, 재급송 반송부(119, 120)를 경유해서 레지스트 롤러(110)까지 반송된 후, 편면 카피인 경우와 마찬가지의 경로를 따라가 배출 트레이(117)로 배출된다.

상기 구성의 장치 본체(100)에 있어서, 감광체(104) 주위에는 현상 수단으로서의 현상기(201a), 클리닝 수단으로서의 클리너부(202), 대전 수단으로서의 1차 대전기(203) 등의 화상 형성 프로세스 기기가 설치되어 있다. 또한, 현상기(201a)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) 위에 원하는 정전상을 형성하므로 감광체 표면을 균일하게 대전하기 위한 것이다. 또한, 클리너부(202)는 감광체(104)에 잔류하고 있는 현상제를 제거하기 위한 것이다.

(현상제 보급 장치)

이어서, 현상제 보급 시스템의 구성 요소인 현상제 보급 장치(201)에 대해서, 도 1 내지 도 4를 사용해서 설명한다. 여기서, 도 2의 (a)는 현상제 보급 장치(201)의 부분 단면도, 도 2의 (b)는 현상제 보급 용기(1)를 장착하는 장착부(10)의 사시도, 도 2의 (c)는 장착부(10)의 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 3은, 제어계 및 현상제 보급 용기(1)와 현상제 보급 장치(201)를 부분적으로 확대한 단면도를 도시하고 있다. 도 4는 제어계에 의한 현상제 보급의 흐름을 설명하는 흐름도이다.

현상제 보급 장치(201)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 제거 가능(착탈 가능)하게 장착되는 장착부(장착 스페이스)(10)와, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출된 현상제를 일시적으로 저류하는 호퍼(10a)와, 현상기(201a)를 갖고 있다. 현상제 보급 용기(1)는, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 장착부(10)에 대하여 화살표 M 방향으로 장착되는 구성으로 되어 있다. 즉, 현상제 보급 용기(1)의 길이 방향(회전축선 방향)이 대략 이 화살표 M 방향과 일치하도록 장착부(10)에 장착된다. 또한, 이 화살표 M 방향은, 후술하는 도 7의 (b)의 화살표 X 방향과 실질적으로 평행하다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 장착부(10)로부터의 취출 방향은 이 화살표 M 방향과는 반대인 방향이 된다.

현상기(201a)는, 도 1 및 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상 롤러(201f)와, 교반 부재(201c), 이송 부재(201d, 201e)를 갖고 있다. 그리고 현상제 보급 용기(1)로부터 보급된 현상제는 교반 부재(201c)에 의해 교반되고, 이송 부재(201d, 201e)에 의해 현상 롤러(201f)로 이송되어서, 현상 롤러(201f)에 의해 감광체(104)에 공급된다.

또한, 현상 롤러(201f)에는 롤러 위의 현상제 코팅량을 규제하는 현상 블레이드(201g), 현상기(201a)와의 사이의 현상제 누설을 방지하기 위해서 현상 롤러(201f)에 접촉 배치된 누설 방지 시트(201h)가 설치되어 있다.

또한, 장착부(10)에는, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 장착되었을 때에 현상제 보급 용기(1)의 플랜지부(4)(도 6 참조)와 접촉함으로써, 플랜지부(4)의 회전 방향으로의 이동을 규제하기 위한 회전 규제부(보유 지지 기구)(11)가 설치되어 있다.

또한, 장착부(10)는 현상제 보급 용기(1)가 장착되었을 때에, 후술하는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(배출 구멍)(4a)(도 6 참조)와 연통하고, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출된 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용구(현상제 수용 구멍)(13)를 갖고 있다. 그리고 현상제 보급 용기(1)의 배출구(4a)로부터 현상제가 현상제 수용구(13)를 지나 현상기(201a)로 공급된다. 또한, 본 실시예에 있어서, 현상제 수용구(13)의 직경 ø는, 장착부(10) 내에서의 현상제에 의한 오염을 가급적 방지할 목적으로, 미세구(핀 홀)로 하여 약 3㎜로 설정되어 있다. 또한, 현상제 수용구의 직경은 배출구(4a)로부터 현상제를 배출할 수 있는 직경이면 좋다.

또한, 호퍼(10a)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 현상기(201a)로 현상제를 반송하기 위한 반송 스크루(10b)와, 현상기(201a)와 연통한 개구(10c)와, 호퍼(10a) 내에 수용되어 있는 현상제의 양을 검출하는 현상제 센서(10d)를 갖고 있다.

또한, 장착부(10)는, 도 2의 (b), (c)에 도시한 바와 같이, 구동 기구(구동부)로서 기능하는 구동 기어(300)를 갖고 있다. 이 구동 기어(300)는, 구동 모터(500)(도시하지 않음)로부터 구동 기어열을 거쳐 회전 구동력이 전달되고, 장착부(10)에 세트된 상태에 있는 현상제 보급 용기(1)에 대하여 회전 구동력을 부여하는 기능을 갖고 있다.

또한, 구동 모터(500)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어 장치(CPU)(600)에 의해 그 동작이 제어되는 구성으로 되어 있다. 제어 장치(600)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 현상제 센서(10d)로부터 입력된 현상제 잔량 정보에 기초하여, 구동 모터(500)의 동작을 제어하는 구성으로 되어 있다.

또한, 본 예에 있어서, 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 반대 방향으로 주기적으로 반전시킴으로써 얻어지는 반전 구동력을 현상제 보급 용기(1)에 부여하는 구성에 비하여, 현상제 보급 장치(201)의 구동 기구의 간이화를 도모할 수 있다.

(현상제 보급 용기의 장착/취출 방법)

이어서, 현상제 보급 용기(1)의 장착/취출 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 조작자가 교환 커버를 개방하여, 현상제 보급 용기(1)를 현상제 보급 장치(201)의 장착부(10)에 삽입, 장착시킨다. 이 장착 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)의 플랜지부(4)가 현상제 보급 장치(201)에 보유 지지, 고정된다.

그 후, 조작자가 교환 커버를 폐쇄함으로써, 장착 공정이 종료된다. 그 후, 제어 장치(600)가 구동 모터(500)를 제어함으로써, 구동 기어(300)를 적당한 타이밍에서 회전시킨다.

한편, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제가 비어 버린 경우에는, 조작자가 교환 커버를 개방하고, 장착부(10)로부터 현상제 보급 용기(1)를 취출한다. 그리고 미리 준비하고 있는 새로운 현상제 보급 용기(1)를 장착부(10)에 삽입, 장착하고, 교환 커버를 폐쇄함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 취출 내지 재장착에 이르는 교환 작업이 종료된다.

(현상제 보급 장치에 의한 현상제 보급 제어)

이어서, 현상제 보급 장치(201)에 의한 현상제 보급 제어에 대해서, 도 4의 흐름도를 기초로 설명한다. 이 현상제 보급 제어는 제어 장치(CPU)(600)에 의해 각종 기기를 제어함으로써 실행된다.

본 예에서는, 현상제 센서(10d)의 출력에 따라서 제어 장치(600)가 구동 모터(500)의 작동/비작동의 제어를 행함으로써, 호퍼(10a) 내에 일정량 이상의 현상제가 수용되지 않도록 구성하고 있다.

구체적으로는, 먼저 현상제 센서(10d)가 호퍼(10a) 내의 현상제 수용량을 체크한다(S100). 그리고 현상제 센서(10d)에 의해 검출된 현상제 수용량이 소정량 미만이라고 판정된 경우, 즉 현상제 센서(10d)에 의해 현상제가 검출되지 않은 경우, 구동 모터(500)를 구동하고, 일정 시간, 현상제의 보급 동작을 실행한다(S101).

이 현상제 보급 동작의 결과, 현상제 센서(10d)에 의해 검출된 현상제 수용량이 소정량에 달했다고 판정된 경우, 즉 현상제 센서(10d)에 의해 현상제가 검출된 경우, 구동 모터(500)의 구동을 오프하고, 현상제의 보급 동작을 정지한다(S102). 이 보급 동작의 정지에 의해, 일련의 현상제 보급 공정이 종료된다.

이러한 현상제 보급 공정은, 화상 형성에 수반하여 현상제가 소비되어서 호퍼(10a) 내의 현상제 수용량이 소정량 미만이 되면, 반복하여 실행되는 구성으로 되어 있다.

이와 같이, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출된 현상제를, 호퍼(10a) 내에 일시적으로 저류하고, 그 후, 현상기(201a)에 보급하는 구성이라도 상관없지만, 본 예에서는, 이하와 같은 현상제 보급 장치(201)의 구성으로 하고 있다.

구체적으로는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상술한 호퍼(10a)를 생략하고, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상기(201a)로 직접 현상제를 보급하는 구성이다. 이 도 5는, 현상제 보급 장치(201)로서 2성분 현상기(800)를 사용한 예이다. 이 현상기(800)에는, 현상제가 보급되는 교반실과 현상 슬리브(800a)에 현상제를 공급하는 현상실을 갖고 있으며, 교반실과 현상실에는 현상제 반송 방향이 서로 반대 방향이 되는 교반 스크루(800b)가 설치되어 있다. 그리고 교반실과 현상실은 길이 방향 양단부에 있어서 서로 연통하고 있으며, 2성분 현상제는 이들 2개의 방을 순환 반송되는 구성으로 되어 있다. 또한, 교반실에는 현상제 중의 토너 농도를 검출하는 자기 센서(800c)가 설치되어 있고, 이 자기 센서(800c)의 검출 결과에 기초하여 제어 장치(600)가 구동 모터(500)의 동작을 제어하는 구성으로 되어 있다. 이 구성의 경우, 현상제 보급 용기로부터 보급되는 현상제는, 비자성 토너, 또는 비자성 토너 및 자성 캐리어가 된다.

본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제는 배출구(4a)로부터 중력 작용만으로는 대부분 배출되지 않고, 펌프부(3a)에 의한 용적 변화 동작에 의해 현상제가 배출되므로, 배출량의 편차를 억제할 수 있다. 그로 인해, 호퍼(10a)를 생략할 수 있고, 도 5와 같은 예라도, 현상실에 현상제를 안정적으로 보급할 수 있다.

(현상제 보급 용기)

이어서, 현상제 보급 시스템의 구성 요소인 현상제 보급 용기(1)의 구성에 대해서, 도 6, 도 7을 사용해서 설명한다. 여기서, 도 6의 (a)는 현상제 보급 용기(1)의 전체 사시도, 도 6의 (b)는 현상제 보급 용기(1)의 배출구(4a) 주변의 부분 확대도, 도 6의 (c)는 현상제 보급 용기(1)를 장착부(10)에 장착한 상태를 도시하는 정면도이다. 또한, 도 7의 (a)는 현상제 보급 용기의 단면 사시도, 도 7의 (b)는 펌프부가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분 단면도, (c)는 펌프부가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분 단면도이다.

현상제 보급 용기(1)는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 중공 원통형으로 형성되어 내부에 현상제를 수용하는 내부 공간을 구비한 현상제 수용부(2)(용기 본체라고도 칭함)를 갖고 있다. 본 예에서는, 원통부(2k)와 배출부(4c)(도 5 참조), 펌프부(3a)(도 5 참조)가 현상제 수용부(2)로서 기능한다. 또한, 현상제 보급 용기(1)는, 현상제 수용부(2)의 길이 방향(현상제 반송 방향) 일단부측에 플랜지부(4)(비회전부라고도 칭함)를 갖고 있다. 또한, 원통부(2k)는 이 플랜지부(4)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 원통부(2k)의 단면 형상을, 현상제 보급 공정에서의 회전 동작에 영향을 주지 않는 범위 내에 있어서, 비원 형상으로 해도 상관없다. 예를 들어, 타원 형상의 것이나 다각 형상의 것을 채용해도 상관없다.

또한, 본 예에서는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상제 수용실로서 기능하는 원통부(2k)의 전체 길이 L1이 약 460㎜, 외경 R1이 약 60㎜로 설정되어 있다. 또한, 현상제 배출실로서 기능하는 배출부(4c)가 설치되어 있는 영역의 길이 L2는 약 21㎜, 펌프부(3a)의 전체 길이 L3(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 신장된 상태일 때)은 약 29㎜, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 펌프부(3a)의 전체 길이 L4(사용상의 신축 가능 범위 내에서 가장 수축된 상태일 때)는 약 24㎜로 되어 있다.

또한, 본 예에서는, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 보급 장치(201)에 장착된 상태일 때 원통부(2k)와 배출부(4c)가 수평 방향으로 나란히 구성되어 있다. 즉, 원통부(2k)는 그 수평 방향 길이가 그 연직 방향 길이보다도 충분히 길고, 그 수평 방향측이 배출부(4c)와 접속된 구성으로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 보급 장치(201)에 장착된 상태일 때, 배출부(4c)의 연직 상방에 원통부(2k)가 위치하도록 구성하는 경우에 비하여, 후술하는 배출구(4a) 상에 존재하는 현상제의 양을 적게 할 수 있다. 그로 인해, 배출구(4a) 근방의 현상제가 압밀되기 어려워, 흡기 및 배기 동작을 원활하게 행할 수 있게 된다.

(현상제 보급 용기의 재질)

본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 펌프부(3a)에 의해 현상제 보급 용기(1) 내의 용적을 변화시킴으로써, 배출구(4a)로부터 현상제를 배출시키는 구성으로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)의 재질로서는, 용적 변화에 대하여 크게 찌부러져 버리거나, 크게 부풀어 올라 버리거나 하지 않을 정도의 강성을 가진 것을 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)는 외부와는 배출구(4a)를 통해서만 연통하고 있으며, 배출구(4a)를 제외하고 외부로부터 밀폐된 구성으로 하고 있다. 즉, 펌프부(3a)에 의해 현상제 보급 용기(1)의 용적을 감소, 증가시켜서 배출구(4a)로부터 현상제를 배출하는 구성을 채용하고 있으므로, 안정된 배출 성능이 유지될 정도의 기밀성이 구해진다.

따라서, 본 예에서는, 현상제 수용부(2)와 배출부(4c)의 재질을 폴리스티렌 수지로 하고, 펌프부(3a)의 재질을 폴리프로필렌 수지로 하고 있다.

또한, 사용하는 재질에 관하여, 현상제 수용부(2)와 배출부(4c)는 용적 변화에 견딜 수 있는 소재이면, 예를 들어 ABS(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 다른 수지를 사용할 수 있다. 또한, 금속제라도 상관없다.

또한, 펌프부(3a)의 재질에 관해서는, 신축 기능을 발휘하여 용적 변화에 의해 현상제 보급 용기(1)의 용적을 변화시킬 수 있는 재료이면 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, 수지 재료의 두께를 조정하는 등하여, 펌프부(3a), 현상제 수용부(2), 배출부(4c)의 각각이 상술한 기능을 충족시키는 것이면, 각각을 동일한 재질로, 예를 들어 사출 성형법이나 블로우 성형법 등을 사용해서 일체적으로 성형된 것을 사용해도 상관없다.

이하, 현상제 보급 용기에 있어서의, 플랜지부(4), 원통부(2k), 펌프부(3a), 구동 수용 기구(2d), 구동 변환 기구(2e)(캠 홈)의 구성에 대해서, 차례로, 상세하게 설명한다.

(플랜지부)

이 플랜지부(4)에는, 도 7의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 원통부(2k)로부터 반송되어 온 현상제를 일시적으로 수용하기 위한 중공의 배출부(현상제 배출실)(4c)가 설치되어 있다. 이 배출부(4c)의 저부에는, 현상제 보급 용기(1) 밖으로 현상제의 배출을 허용하는, 즉 현상제 보급 장치(201)에 현상제를 보급하기 위한 작은 배출구(4a)가 형성되어 있다. 또한, 배출구(4a)의 상부에는 배출구(4a)와 현상제 보급 용기(1)의 내부를 연락하는 배출 전의 현상제를 일정량 저류 가능한 연통로(4d)가 설치되어 있다. 이 연통로는, 배출 전의 현상제를 일정량 저류 가능한 현상제 저류부의 기능도 갖는다. 이 배출구(4a)의 크기에 대해서는 후술한다.

또한, 플랜지부(4)에는 배출구(4a)를 개폐하는 셔터(4b)가 설치되어 있다. 이 셔터(4b)는, 현상제 보급 용기(1)의 장착부(10)로의 장착 동작에 수반하여, 장착부(10)에 설치된 맞댐부(21)[도 2의 (b) 참조]와 맞닿도록 구성되어 있다. 따라서, 셔터(4b)는 현상제 보급 용기(1)의 장착부(10)로의 장착 동작에 수반하여, 원통부(2k)의 회전축선 방향[도 2의 (c)의 화살표 M 방향과는 반대 방향]으로 현상제 보급 용기(1)에 대하여 상대적으로 슬라이드한다. 그 결과, 셔터(4b)로부터 배출구(4a)가 노출되어서 개봉 동작이 완료된다.

이 시점에서, 배출구(4a)는 장착부(10)의 현상제 수용구(13)와 위치가 합치하고 있으므로 서로 연통된 상태가 되어, 현상제 보급 용기(1)로부터의 현상제 보급이 가능한 상태가 된다.

또한, 플랜지부(4)는 현상제 보급 용기(1)가 현상제 보급 장치(201)의 장착부(10)에 장착되면, 실질적으로 움직이지 않도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 플랜지부(4)가 스스로 원통부(2k)의 회전 방향으로 회전하는 일이 없도록, 도 2의 (b)에 나타내는 회전 규제부(11)가 설치되어 있다.

따라서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 보급 장치(201)에 장착된 상태에서는, 플랜지부(4)에 설치되어 있는 배출부(4c)도, 원통부(2k)의 회전 방향으로 회전하는 것이 실질적으로 저지된 상태가 된다(덜걱거림 정도의 이동은 허용함).

한편, 원통부(2k)는 현상제 보급 장치(201)에 의해 회전 방향으로의 규제는 받는 일 없이, 현상제 보급 공정에 있어서 회전하는 구성으로 되어 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 원통부(2k)로부터 나선 형상의 볼록부(반송 돌기)(2c)에 의해 반송되어 온 현상제를, 배출부(4c)로 반송하기 위한 판 형상의 반송 부재(6)가 설치되어 있다. 이 반송 부재(6)는, 현상제 수용부(2)의 일부 영역을 대략 2 분할하도록 설치되어 있고, 원통부(2k)와 함께 일체적으로 회전하는 구성으로 되어 있다. 그리고 이 반송 부재(6)에는 그 양면에 원통부(2k)의 회전축선 방향에 대하여, 배출부(4c)측으로 경사진 경사 리브(6a)가 복수 설치되어 있다. 또한, 본 구성에 있어서, 반송 부재(6)의 단부에는 규제부(7)가 설치되어 있다. 또한, 규제부(7)의 상세한 설명은 후술한다.

상기의 구성에 의해, 반송 돌기(2c)에 의해 반송되어 온 현상제는, 원통부(2k)의 회전에 연동해서 이 판 형상의 반송 부재(6)에 의해 연직 방향 하방으로부터 상방으로 긁어 올릴 수 있다. 그 후, 원통부(2k)의 회전이 진행됨에 따라, 중력에 의해 반송 부재(6)의 표면 위를 미끄러져 떨어져, 드디어 경사 리브(6a)에 의해 배출부(4c)측으로 수수된다. 본 구성에 있어서는, 이 경사 리브(6a)는 원통부(2k)가 반주할 때마다 현상제가 배출부(4c)로 송입되도록, 반송 부재(6)의 양면에 설치되어 있다.

(플랜지부의 배출구에 대해서)

본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)의 배출구(4a)에 대해서, 현상제 보급 용기(1)가 현상제 보급 장치(201)에 현상제를 보급하는 자세일 때, 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않을 정도의 크기로 설정하고 있다. 즉, 배출구(4a)의 개구 사이즈는, 중력 작용만으로는 현상제 보급 용기로부터 현상제의 배출이 불충분해질 정도로 작게 설정하고 있다[미세구(핀 홀)라고도 함]. 바꾸어 말하면, 배출구(4a)가 현상제로 실질적으로 폐색되도록 그 개구의 크기를 설정하고 있다. 이에 의해, 이하의 효과를 기대할 수 있다.

(1) 배출구(4a)로부터 현상제가 누설되기 어려워진다.

(2) 배출구(4a)를 개방했을 때의 현상제의 과잉 배출을 억제할 수 있다.

(3) 현상제의 배출을 펌프부(3a)에 의한 배기 동작에 지배적으로 의존시킬 수 있다.

따라서, 본 발명자들은 중력 작용만으로 충분히 배출되지 않는 배출구(4a)를 어느 정도의 크기로 설정해야 하거나, 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 1000㎤, 크기는 세로 90㎜×가로 92㎜×높이 120㎜로 되어 있다.

그 후, 가급적 빠르게 배출구를 연직 하방을 향하게 한 상태에서 배출구를 개봉하고, 배출구로부터 배출된 현상제의 양을 측정한다. 이때, 이 직육면체 용기는 배출구 이외는 완전히 밀폐된 그대로의 상태로 한다. 또한, 검증 실험은 온도 24℃, 상대 습도 55%의 환경 하에서 행하였다.

상기 순서대로, 현상제의 종류와 배출구의 크기를 바꾸어서 배출량을 측정한다. 또한, 본 예에서는 배출된 현상제의 양이 2g 이하일 경우, 그 양은 무시할 수 있는 레벨이며, 그 배출구가 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않는 크기라고 판단하였다.

검증 실험에 사용한 현상제를 표 1에 나타낸다. 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(angle of rest) 외에, 분체 유동성 분석 장치(Freeman Technology사 제조 파우더 레오미터 FT4)에 의해, 현상제층의 풀어지기 쉬움을 나타내는 유동성 에너지에 대해서 측정하였다.

이 유동성 에너지의 측정 방법에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다. 여기서 도 8은 유동성 에너지를 측정하는 장치의 모식도이다.

이 분체 유동성 분석 장치의 원리는, 분체 샘플 중에서 블레이드를 이동시키고, 그 블레이드가 분체 중을 이동하는데 필요한 유동성 에너지를 측정하는 것이다. 블레이드는 프로펠러형으로, 회전하는 동시에 회전축 방향으로도 이동하기 때문에 블레이드의 선단부는 나선을 그리게 된다.

프로펠러형의 블레이드(54)(이하, 블레이드라 칭함)로서, 직경이 48㎜이고, 반시계 방향으로 매끄럽게 비틀린 SUS제의 블레이드(형식 번호 : C210)를 사용하였다. 상세하게는, 48㎜×10㎜의 블레이드판의 중심에 블레이드판의 회전면에 대하여 법선 방향으로 회전축이 존재하고, 블레이드판의 양 최외연부(회전축으로부터 24㎜ 부분)의 비틀림각이 70°, 회전축으로부터 12㎜ 부분의 비틀림각이 35°로 되어 있다.

유동성 에너지라 함은, 분체층 중에 상술한 바와 같이 나선 형상으로 회전하는 블레이드(54)를 침입시켜, 블레이드가 분체층 중을 이동할 때에 얻어지는 회전 토크와 수직 하중의 총합을 시간 적분해서 얻어진 토탈 에너지를 가리킨다. 이 값이, 현상제 분체층의 풀어지기 쉬움을 나타내고 있으며, 유동성 에너지가 큰 경우에는 풀어지기 어렵고, 유동성 에너지가 작은 경우에는 풀어지기 쉬운 것을 의미하고 있다.

금회의 측정에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 이 장치의 표준 부품인 ø가 50㎜인 원통 용기(53)(용적 200cc, 도 8의 L1=50㎜)에 각 현상제(T)를 분면 높이 70㎜(도 8의 L2)가 되도록 충전하였다. 충전량은, 측정하는 부피 밀도에 맞추어 조정한다. 또한, 표준 부품인 ø48㎜의 블레이드(54)를 분체층에 침입시켜, 침입 깊이 10 내지 30㎜ 사이에 얻어진 에너지를 표시한다.

측정 시의 설정 조건으로서는, 블레이드(54)의 회전 속도(tip speed. 블레이드의 최외연부의 주속)를 60㎜/s, 또한 분체층으로의 연직 방향의 블레이드 진입 속도를, 이동 중의 블레이드(54)의 최외연부가 그리는 궤적과 분체층 표면이 이루는 각 θ(helix angle. 이후 이루는 각이라 칭함)가 10°가 되는 스피드로 하였다. 분체층에의 수직 방향의 진입 속도는 11㎜/s이다[분체층에의 연직 방향의 블레이드 진입 속도=블레이드의 회전 속도×tan(이루는 각×π/180)]. 또한, 이 측정에 대해서도 온도 24℃, 상대 습도 55%의 환경 하에서 행하였다.

또한, 현상제의 유동성 에너지를 측정할 때의 현상제 부피 밀도는, 현상제의 배출량과 배출구의 크기와의 관계를 검증하는 실험 시의 부피 밀도에 가깝고, 부피 밀도의 변화가 적어 안정되게 측정할 수 있는 부피 밀도로서 0.5g/㎤로 조정하였다.

이와 같이 하여 측정된 유동성 에너지를 갖는 현상제(표 1)에 대해서, 검증 실험을 행한 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9는, 배출구의 직경과 배출량의 관계를, 현상제의 종류마다 나타낸 그래프이다.

도 9에 나타내는 검증 결과로부터, 현상제 A 내지 E에 대해서, 배출구의 직경 ø가 4㎜(개구 면적이 12.6㎟ : 원주율은 3.14로 계산, 이하 동일함) 이하이면 배출구로부터의 배출량이 2g 이하가 되는 것이 확인되었다. 배출구의 직경 ø가 4㎜보다도 커지면, 어떠한 현상제라도 배출량이 급격하게 많아지는 것이 확인되었다.

즉, 현상제의 유동성 에너지(부피 밀도가 0.5g/㎤)가 4.3×10^-4[kg·㎡/s²(J)] 이상, 4.14×10^-3[kg·㎡/s²(J)] 이하일 때, 배출구의 직경 ø가 4㎜[개구 면적이 12.6 (㎟)] 이하이면 좋다.

또한, 현상제의 부피 밀도에 대해서는, 이 검증 실험에서는 충분히 현상제를 풀어서 유동화한 상태에서 측정을 행하고 있으며, 통상의 사용 환경에서 상정되는 상태(방치된 상태)보다도 부피 밀도가 낮고, 보다 배출하기 쉬운 조건으로 측정을 행하고 있다.

이어서, 도 9의 결과로부터 가장 배출량이 많아지는 현상제 A를 사용하여, 배출구의 직경 ø를 4㎜로 고정하고, 용기 내의 충전량을 30 내지 300g으로 할당하여, 마찬가지의 검증 실험을 행하였다. 그 검증 결과를 도 10에 도시한다. 도 10의 검증 결과로부터, 현상제의 충전량을 변화시켜도, 배출구로부터의 배출량은 대부분 변화되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

이상의 결과로부터, 배출구를 ø4㎜(면적 12.6㎟) 이하로 함으로써, 현상제의 종류나 부피 밀도 상태에 상관없이, 배출구를 아래로 한 상태[현상제 보급 장치(201)로의 보급 자세를 상정]에서, 배출구로부터 중력 작용만으로는 충분히 배출되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 배출구(4a) 크기의 하한값으로서는, 현상제 보급 용기(1)로부터 보급해야 할 현상제(1성분 자성 토너, 1성분 비자성 토너, 2성분 비자성 토너, 2성분 자성 캐리어)를 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)보다도 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 입경보다도 큰 배출구로 하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 보급해야 할 현상제에 2성분 비자성 토너(체적 평균 입경이 5.5㎛)와 2성분 자성 캐리어(개수 평균 입경이 40㎛)가 포함되어 있는 경우, 배출구(4a)의 직경을 0.05㎜(개구 면적 0.002㎟) 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

단, 배출구(4a)의 크기를 현상제의 입경에 가까운 크기로 설정해 버리면, 현상제 보급 용기(1)로부터 원하는 양을 배출시키는데 필요로 하는 에너지, 즉 펌프부(3a)를 동작시키는데 필요로 하는 에너지가 커져 버린다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 제조상에 있어서도 제약이 발생하는 경우가 있다. 사출 성형법을 사용해서 수지 부품에 배출구(4a)를 성형하기 위해서는, 배출구(4a)의 부분을 형성하는 금형 부품의 내구성이 엄격해져 버린다. 이상으로부터, 배출구(4a)의 직경 ø는 0.5㎜ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 예에서는 배출구(4a)의 형상을 원 형상으로 하고 있지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 즉, 직경이 4㎜인 경우에 상당하는 개구 면적인 12.6㎟ 이하의 개구 면적을 갖는 개구이면, 정사각형, 직사각형, 타원이나, 직선과 곡선을 조합시킨 형상 등으로 변경 가능하다.

단, 원 형상의 배출구는 개구의 면적을 동일하게 한 경우, 다른 형상에 비하여 현상제가 부착되어서 오염되어 버리는 개구 테두리의 둘레 길이가 가장 작다. 그로 인해, 셔터(4b)의 개폐 동작에 연동해서 넓어져 버리는 현상제의 양도 적어, 오염되기 어렵다. 또한, 원 형상의 배출구는 배출 시의 저항도 적어 가장 배출성이 높다. 따라서, 배출구(4a)의 형상으로서는, 배출량과 오염 방지의 밸런스가 가장 우수한 원 형상이 보다 바람직하다.

이상에서, 배출구(4a)의 크기에 대해서는, 배출구(4a)를 연직 하방을 향하게 한 상태[현상제 보급 장치(201)로의 보급 자세를 상정]에서, 중력 작용만으로 충분히 배출되지 않는 크기가 바람직하다. 구체적으로는, 배출구(4a)의 직경 ø는, 0.05㎜(개구 면적 0.002㎟) 이상 4㎜(개구 면적 12.6㎟) 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 배출구(4a)의 직경 ø는, 0.5㎜ (개구 면적 0.2㎟) 이상 4㎜(개구 면적 12.6㎟) 이하의 범위로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 본 예에서는, 이상의 관점에서 배출구(4a)를 원 형상으로 하고, 그 개구의 직경 ø를 2㎜로 설정하고 있다.

또한, 본 예에서는, 배출구(4a)의 수를 1개로 하고 있지만 그에 한정되는 것은 아니며, 각각의 개구 면적이 상술한 개구 면적의 범위를 만족하도록, 배출구(4a)를 복수 설치하는 구성으로 해도 상관없다. 예를 들어, 직경 ø가 3㎜인 하나의 현상제 수용구(13)에 대하여, 직경 ø가 0.7㎜인 배출구(4a)를 2개 설치하는 구성이다. 단, 이 경우, 현상제의 배출량(단위 시간당)이 저하되어 버리는 경향이 되므로, 직경 ø가 2㎜인 배출구(4a)를 1개 설치하는 구성 쪽이 보다 바람직하다.

(원통부)

이어서, 현상제 수용실로서 기능하는 원통부(2k)에 대해서 도 6, 도 7을 사용해서 설명한다.

원통부(2k)는, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 원통부(2k)의 내면에는 수용된 현상제를 자신의 회전에 수반하여, 현상제 배출실로서 기능하는 배출부(4c)[배출구(4a)]를 향해 반송하는 반송부로서 기능하는 나선 형상으로 돌출된 반송 돌기(2c)가 설치되어 있다. 또한, 원통부(2k)는 상술한 재질의 수지를 사용해서 블로우 성형법에 의해 형성되어 있다.

또한, 현상제 보급 용기(1)의 용적을 크게 해서 충전량을 증가시키려고 한 경우, 현상제 수용부(2)로서의 배출부(4c)의 용적을 높이 방향으로 크게 하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 이와 같은 구성으로 하면, 현상제의 자중에 의해 배출구(4a) 근방의 현상제로의 중력 작용이 보다 증대해 버린다. 그 결과, 배출구(4a) 근방의 현상제가 압밀되기 쉬워져, 배출구(4a)를 거친 흡기/배기의 방해가 된다. 이 경우, 배출구(4a)로부터의 흡기로 압밀된 현상제를 풀거나 또는, 배기로 현상제를 배출시키기 위해서는, 펌프부(3a)의 용적 변화량을 더 크게 해야만 한다. 그러나 그 결과, 펌프부(3a)를 구동시키기 위한 구동력도 증가하고, 화상 형성 장치 본체(100)로의 부하가 과대해질 우려가 있다.

그에 반해, 본 예에 있어서는, 원통부(2k)를 플랜지부(4)에 수평 방향으로 나란히 설치하고, 원통부(2k)의 용적에 의해, 충전량을 조정하고 있으므로, 상기 구성에 대하여 현상제 보급 용기(1) 내에 있어서의 배출구(4a) 위의 현상제층의 두께를 얇게 설정할 수 있다. 이에 의해, 중력 작용에 의해 현상제가 압밀되기 어려워지므로, 그 결과, 화상 형성 장치 본체(100)에 부하를 거는 일 없이, 안정된 현상제의 배출이 가능해진다.

또한, 원통부(2k)는, 도 7의 (b), (c)에 도시한 바와 같이, 플랜지부(4)의 내면에 설치된 링 형상의 시일 부재의 플랜지 시일(5b)을 압축한 상태에서, 플랜지부(4)에 대하여 상대 회전 가능하게 고정되어 있다.

이에 의해, 원통부(2k)는 플랜지 시일(5b)와 미끄럼 이동하면서 회전하므로, 회전 중에 있어서 현상제가 누설되는 일 없이, 또한 기밀성이 유지된다. 즉, 배출구(4a)를 거친 공기의 출입이 적절히 행해지게 되어, 보급 중에 있어서의, 현상제 보급 용기(1)의 용적 변화를 원하는 상태로 할 수 있게 되어 있다.

(펌프부)

이어서, 왕복 이동에 수반하여 그 용적이 변화되는 펌프부(왕복 이동 가능한)(3a)에 대해서 도 7을 사용해서 설명한다. 여기서, 도 7의 (a)는 현상제 보급 용기의 단면 사시도, 도 7의 (b)는 펌프부가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분 단면도, 도 7의 (c)는 펌프부가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분 단면도이다.

본 예의 펌프부(3a)는, 배출구(4a)를 거쳐 흡기 동작과 배기 동작을 교대로 행하게 하는 흡기 및 배기 기구로서 기능한다. 바꾸어 말하면, 펌프부(3a)는 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 용기의 내부를 향하는 기류와 현상제 보급 용기로부터 외부를 향하는 기류를 교대로 반복하여 발생시키는 기류 발생 기구로서 기능한다.

펌프부(3a)는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 배출부(4c)로부터 화살표 X 방향으로 설치되어 있다. 즉, 펌프부(3a)는 배출부(4c)와 함께, 원통부(2k)의 회전 방향으로 스스로가 회전하는 일이 없도록 설치되어 있다.

또한, 본 예의 펌프부(3a)는, 그 내부에 현상제를 수용 가능한 구성으로 되어 있다. 이 펌프부(3a) 내의 현상제 수용 스페이스는, 후술하는 바와 같이, 흡기 동작 시에 있어서의 현상제의 유동화에 큰 역할을 담당하고 있다.

그리고 본 예에서는, 펌프부(3a)로서, 왕복 이동에 수반하여 그 용적이 변화되는 수지제의 용적 변화형 펌프부(주름 상자 형상 펌프)를 채용하고 있다. 구체적으로는, 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 주름 상자 형상의 펌프를 채용하고 있으며, 「산 접기」부와 「골 접기」부가 주기적으로 교대로 복수 형성되어 있다. 따라서, 이 펌프부(3a)는 현상제 보급 장치(201)로부터 받은 구동력에 의해, 압축, 신장을 교대로 반복하여 행할 수 있다. 또한, 본 예에서는 펌프부(3a)의 신축 시의 용적 변화량은, 5㎤(cc)로 설정되어 있다. 도 7의 (b)에 나타내는 L3은 약 29㎜, 도 7의 (c)에 나타내는 L4는 약 24㎜로 되어 있다. 펌프부(3a)의 외경 R2는 약 45㎜로 되어 있다.

이러한 펌프부(3a)를 채용함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 용적을, 변화시킴과 함께, 소정의 주기로, 교대로 반복하여 변화시킬 수 있다. 그 결과, 소경(직경이 약 2㎜)의 배출구(4a)로부터 배출부(4c) 내에 있는 현상제를 효율적으로, 배출시킬 수 있게 된다.

(구동 수용 기구)

이어서, 반송 돌기(2c)를 구비한 원통부(2k)를 회전시키기 위한 회전 구동력을 현상제 보급 장치(201)로부터 받는, 현상제 보급 용기(1)의 구동 수용 기구(구동 수용부, 구동력 수용부)에 대해서 설명한다.

현상제 보급 용기(1)에는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상제 보급 장치(201)의 구동 기어(300)(구동 기구로서 기능함)와 결합(구동 연결) 가능한 구동 수용 기구(구동 수용부, 구동력 수용부)로서 기능하는 기어부(2d)가 설치되어 있다. 이 기어부(2d)는, 원통부(2k)와 일체적으로 회전 가능한 구성으로 되어 있다.

따라서, 구동 기어(300)로부터 기어부(2d)에 입력된 회전 구동력은 도 11의 (a), (b)의 왕복 이동 부재(3b)를 거쳐 펌프부(3a)로 전달되는 구조로 되어 있다. 구체적으로는, 구동 변환 기구에서 후술한다. 본 예의 주름 상자 형상의 펌프부(3a)는, 그 신축 동작을 저해하지 않는 범위 내에서, 회전 방향으로의 비틀림에 강한 특성을 구비한 수지재를 사용해서 제조되어 있다.

또한, 본 예에서는, 원통부(2k)의 길이 방향(현상제 반송 방향)측에 기어부(2d)를 설치하고 있지만, 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 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 수용부와 현상제 보급 장치(201)의 구동부 간의 구동 연결 기구로서 기어 기구를 사용하고 있지만, 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 공지된 커플링 기구를 사용하도록 해도 상관없다. 구체적으로는, 구동 수용부로서 비원 형상의 오목부를 형성하고, 한편, 현상제 보급 장치(201)의 구동부로서 전술한 오목부와 대응한 형상의 볼록부를 설치하고, 이들이 서로 구동 연결하는 구성으로 해도 상관없다.

(구동 변환 기구)

이어서, 현상제 보급 용기(1)의 구동 변환 기구(구동 변환부)에 대해서 설명한다. 또한, 본 예에서는, 구동 변환 기구의 예로서 캠 기구를 사용한 경우에 대해서 설명한다.

현상제 보급 용기(1)에는, 기어부(2d)가 받은 원통부(2k)를 회전시키기 위한 회전 구동력을, 펌프부(3a)를 왕복 이동시키는 방향의 힘으로 변환하는 구동 변환 기구(구동 변환부)로서 기능하는 캠 기구가 설치되어 있다.

즉, 본 예에서는, 기어부(2d)가 받은 회전 구동력을, 현상제 보급 용기(1) 측에서 왕복 이동력으로 변환함으로써, 원통부(2k)를 회전시키는 구동력과 펌프부(3a)를 왕복 이동시키는 구동력을, 1개의 구동 수용부[기어부(2d)]에서 받는 구성으로 하고 있다.

이에 의해, 현상제 보급 용기(1)에 구동 수용부를 2개 따로따로 설치하는 경우에 비하여, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력 기구의 구성을 간이화할 수 있게 된다. 또한, 현상제 보급 장치(201)의 1개의 구동 기어로부터 구동을 받는 구성으로 했기 때문에, 현상제 보급 장치(201)의 구동 기구의 간이화에도 공헌할 수 있다.

여기서, 도 11의 (a)는 펌프부(3a)가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분도, 도 11의 (b)는 펌프부(3a)가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분도, 도 11의 (c)는 펌프부의 부분도이다. 도 11의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 회전 구동력을 펌프부(3a)의 왕복 이동력으로 변환하기 위해서 개재하는 부재로서는 왕복 이동 부재(3b)를 사용하고 있다. 구체적으로는, 구동 기어(300)로부터 회전 구동을 받은 구동 수용부[기어부(2d)]와, 일체가 되어 있는 전체 둘레에 홈이 마련되어 있는 캠 홈(2e)이 회전한다. 이 캠 홈(2e)에 대해서는 후술한다. 이 캠 홈(2e)에는, 왕복 이동 부재(3b)로부터 일부가 돌출된 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 캠 홈(2e)에 결합하고 있다. 또한, 본 예에서는, 이 왕복 이동 부재(3b)는, 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 원통부(2k)의 회전 방향으로 스스로가 회전하는 일이 없도록(덜걱거림 정도는 허용함) 보호 부재 회전 규제부(3f)에 의해 원통부(2k)의 회전 방향이 규제되고 있다. 이와 같이, 회전 방향이 규제됨으로써, 캠 홈(2e)의 홈을 따라서(도 7의 화살표 X 방향 또는 반대 방향) 왕복 이동하도록 규제되고 있다. 또한, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)는 캠 홈(2e)에 복수 결합하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 원통부(2k)의 외주면에 2개의 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 약 180° 대향하도록 설치되어 있다.

여기서, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)의 배치 개수에 대해서는, 적어도 1개 설치되어 있으면 상관없다. 단, 펌프부(3a)의 신축 시의 항력에 의해 구동 변환 기구 등에 모멘트가 발생하여, 원활한 왕복 이동이 행하여지지 않을 우려가 있으므로, 후술하는 캠 홈(2e) 형상과의 관계가 파탄되지 않도록 복수개 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 구동 기어(300)로부터 입력된 회전 구동력으로 캠 홈(2e)이 회전함으로써, 캠 홈(2e)을 따라 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 화살표 X 방향 또는 반대 방향으로 왕복 동작을 함으로써, 펌프부(3a)가 신장된 상태[도 11의 (a)]와 펌프부(3a)가 수축된 상태[도 11의 (b)]를 교대로 반복함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 용적 변화를 달성할 수 있다.

(구동 변환 기구의 설정 조건)

본 예에서는, 구동 변환 기구는 원통부(2k)의 회전에 수반하여 배출부(4c)로 반송되는 현상제 반송량(단위 시간당)이 배출부(4c)로부터 펌프부 작용에 의해 현상제 보급 장치(201)로 배출되는 양(단위 시간당)보다도 많아지도록 구동 변환하고 있다.

이것은, 배출부(4c)로의 반송 돌기(2c)에 의한 현상제의 반송 능력에 대하여 펌프부(3a)에 의한 현상제의 배출 능력 쪽이 크면, 배출부(4c)에 존재하는 현상제의 양이 점차적으로 감소되어 버리기 때문이다. 즉, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 보급 장치(201)로의 현상제 보급에 필요로 하는 시간이 길어져 버리는 것을 방지하기 위해서이다.

또한, 본 예에서는, 구동 변환 기구는 원통부(2k)가 1회전하는 동안에 펌프부(3a)가 복수회 왕복 이동하도록, 구동 변환하고 있다. 이것은 이하의 이유에 따른 것이다.

원통부(2k)를 현상제 보급 장치(201) 내에서 회전시키는 구성인 경우, 구동 모터(500)는 원통부(2k)를 항상 안정되게 회전시키기 위해서 필요한 출력으로 설정하는 것이 바람직하다. 단, 화상 형성 장치(100)에 있어서의 소비 에너지를 가능한 한 삭감하기 위해서는, 구동 모터(500)의 출력을 최대한 작게 하는 편이 바람직하다. 여기서, 구동 모터(500)에 필요한 출력은, 원통부(2k)의 회전 토크와 회전수로부터 산출되므로, 구동 모터(500)의 출력을 작게 하기 위해서는, 원통부(2k)의 회전수를 가능한 한 낮게 설정하는 것이 바람직하다.

그러나, 본 예의 경우, 원통부(2k)의 회전수를 작게 해 버리면, 단위 시간당의 펌프부(3a)의 동작 횟수가 감소해 버리므로, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양(단위 시간당)이 감소해 버린다. 즉, 화상 형성 장치 본체(100)로부터 요구되는 현상제의 보급량을 단시간에 충족시키기 위해서는, 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양에서는 부족해져 버릴 우려가 있다.

따라서, 펌프부(3a)의 용적 변화량을 증가시키면, 펌프부(3a)의 1주기당의 현상제 배출량을 증가시킬 수 있으므로, 화상 형성 장치 본체(100)로부터의 요구에 따를 수 있게 되지만, 이러한 대처 방법에서는 이하와 같은 문제가 있다.

즉, 펌프부(3a)의 용적 변화량을 증가시키면, 배기 공정에서의 현상제 보급 용기(1)의 내압(정압)의 피크값이 커지기 때문에, 펌프부(3a)를 왕복 이동시키는데 필요로 하는 부하가 증대해 버린다.

이러한 이유로, 본 예에서는 원통부(2k)가 1회전하는 동안에 펌프부(3a)를 복수 주기 동작시키고 있는 것이다. 이에 의해, 원통부(2k)가 1회전하는 동안에 펌프부(3a)를 1주기밖에 동작시키지 않는 경우에 비하여, 펌프부(3a)의 용적 변화량을 크게 하지 않고, 단위 시간당의 현상제의 배출량을 증가시킬 수 있게 된다. 그리고 현상제의 배출량을 증가시킬 수 있었던 만큼, 원통부(2k)의 회전수를 저감할 수 있게 된다.

따라서, 본 예와 같은 구성으로 함으로써, 구동 모터(500)를 보다 작은 출력으로 설정할 수 있으므로, 화상 형성 장치 본체(100)에서의 소비 에너지의 삭감에 공헌할 수 있다.

(구동 변환 기구의 배치 위치)

본 예에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 구동 변환 기구[왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)와 캠 홈(2e)에 의해 구성되는 캠 기구]를 현상제 수용부(2)의 외부에 설치하고 있다. 즉, 구동 변환 기구를, 원통부(2k), 펌프부(3a), 배출부(4c)의 내부에 수용된 현상제와 접촉할 일이 없도록, 원통부(2k), 펌프부(3a), 배출부(4c)의 내부 공간으로부터 이격된 위치에 설치하고 있다.

이에 의해, 구동 변환 기구를 현상제 수용부(2)의 내부 공간에 설치한 경우에 상정되는 문제를 해소할 수 있다. 즉, 구동 변환 기구의 마찰 개소로의 현상제의 침입에 의해, 현상제의 입자에 열과 압이 가해져 연화되어서 몇 가지의 입자끼리가 달라붙어서 큰 덩어리(조대 입자)가 되는 것이나, 변환 기구로의 현상제의 식입에 의해 토크 업하는 것을 방지할 수 있다.

이하에 현상제 보급 용기(1)에 의한 현상제 보급 장치(201)로의 현상제 보급 공정에 대해서 설명한다.

(현상제 보급 공정)

이어서, 도 11, 도 12를 사용하여, 펌프부(3a)에 의한 현상제 보급 공정에 대해서 설명한다. 도 11의 (a)는 펌프부(3a)가 사용상 최대한 신장된 상태의 부분도, 도 11의 (b)는 펌프부(3a)가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분도, 도 11의 (c)는 펌프부(3a)의 부분도이다. 도 12는 전술한 구동 변환 기구[왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)와 캠 홈(2e)에 의해 구성되는 캠 기구]에 있어서의, 캠 홈(2e)의 전개도를 나타낸 것이다.

본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 펌프부 동작에 의한 흡기 공정[배출구(4a)를 거친 흡기 동작]과 배기 공정[배출구(4a)를 거친 배기 동작]과 펌프부 비동작에 의한 동작 정지 공정[배출구(4a)로부터 흡기 및 배기가 행하여지지 않음]이 행하여지고, 구동 변환 기구가 회전 구동력을 왕복 이동력으로 변환하는 구성으로 되어 있다. 이하, 흡기 공정과 배기 공정과 동작 정지 공정에 대해서, 차례로, 상세하게 설명한다.

(흡기 공정)

먼저, 흡기 공정[배출구(4a)를 거친 흡기 동작]에 대해서 설명한다.

상술한 구동 변환 기구(캠 기구)에 의해 펌프부(3a)가 가장 수축된 상태의 도 11의 (b)로부터 펌프부(3a)가 가장 신장된 상태의 도 11의 (a)가 되는 것으로, 흡기 동작이 행하여진다. 즉, 이 흡기 동작에 수반하여, 현상제 보급 용기(1)의 현상제를 수용할 수 있는 부위[펌프부(3a), 원통부(2k), 배출부(4c)]의 용적이 증대한다.

그때, 현상제 보급 용기(1)의 내부는 배출구(4a)를 제외하고 실질적으로 밀폐된 상태로 되어 있고, 또한 배출구(4a)가 현상제(T)로 실질적으로 폐색된 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)보다도 낮아진다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1) 밖에 있는 에어가, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 용기(1) 내로 이동한다.

그때, 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 용기(1) 밖에서 에어가 도입되므로, 배출구(4a) 근방에 위치하는 현상제(T)를 풀(유동화시킴) 수 있다. 구체적으로는, 배출구(4a) 근방에 위치하는 현상제에 대하여, 에어를 함유하게 함으로써 부피 밀도를 저하시켜, 현상제(T)를 적절하게 유동화시킬 수 있다.

또한, 이때, 에어가 배출구(4a)를 거쳐 현상제 보급 용기(1) 내에 도입되므로, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 그 용적이 증가하고 있음에도 대기압(외기압) 근방을 추이하게 된다.

이와 같이, 현상제(T)를 유동화시켜서 둠으로써, 후술하는 배기 동작 시에, 현상제(T)가 배출구(4a)에 막혀 버리는 일 없이, 배출구(4a)로부터 현상제를 원활하게 배출시킬 수 있게 되는 것이다. 따라서, 배출구(4a)로부터 배출되는 현상제(T)의 양(단위 시간당)을 장기에 걸쳐, 거의 일정하게 할 수 있게 된다.

또한, 흡기 동작이 행하여지므로, 펌프부(3a)가 가장 수축된 상태로부터 가장 신장된 상태가 되는 것에 한정되지 않고, 펌프부(3a)가 가장 수축된 상태로부터 가장 신장되는 상태 도중에서 정지했다고 해도, 현상제 보급 용기(1)의 내압 변화가 행하여지면 흡기 동작은 행하여진다. 즉, 흡기 공정이라 함은, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 도 12에 나타내는 캠 홈(2h)에 결합하고 있는 상태인 것이다.

(배기 공정)

이어서, 배기 공정[배출구(4a)를 거친 배기 동작]에 대해서 설명한다.

펌프부(3a)가 가장 신장된 상태인 도 11의 (a)로부터 펌프부(3a)가 가장 수축된 상태인 도 11의 (b)가 됨으로써, 배기 동작이 행하여진다. 구체적으로는, 이 배기 동작에 수반하여 현상제 보급 용기(1)의 현상제를 수용할 수 있는 부위[펌프부(3a), 원통부(2k), 배출부(4c)]의 용적이 감소된다. 그때, 현상제 보급 용기(1)의 내부는 배출구(4a)를 제외하고 실질적으로 밀폐되어 있고, 현상제가 배출될 때까지는, 배출구(4a)가 현상제(T)로 실질적으로 폐색된 상태로 되어 있다. 따라서, 현상제 보급 용기(1)의 현상제(T)를 수용할 수 있는 부위의 용적이 감소되어 감으로써 현상제 보급 용기(1)의 내압이 상승한다.

이때, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 대기압(외기압)보다도 높아지기 때문에, 현상제(T)는 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 배출구(4a)로부터 압출된다. 즉, 현상제 보급 용기(1)로부터 현상제 보급 장치(201)로 현상제(T)가 배출된다.

현상제(T)와 함께 현상제 보급 용기(1) 내의 에어도 배출되어 가므로, 현상제 보급 용기(1)의 내압은 저하된다.

이상과 같이, 본 예에서는, 1개의 왕복 이동식의 펌프부(3a)를 사용해서 현상제의 배출을 효율적으로 행할 수 있으므로, 현상제 배출에 필요로 하는 기구를 간이화할 수 있다.

또한, 배기 동작이 행하여지므로, 펌프부(3a)가 가장 신장된 상태로부터 가장 수축된 상태가 되는 것에 한정되지 않고, 펌프부(3a)가 가장 신장된 상태로부터 가장 수축되는 상태 도중에 정지했다고 해도, 현상제 보급 용기(1)의 내압 변화가 행하여지면 배기 동작은 행하여진다. 즉, 배기 공정이라 함은 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 도 12에 나타내는 캠 홈(2g)에 결합되어 있는 상태인 것이다.

(동작 정지 공정)

이어서, 펌프부(3a)가 왕복 동작하지 않는 동작 정지 공정에 대해서 설명한다.

본 예에서는, 전술한 바와 같이 자기 센서(800c)나 현상제 센서(10d)의 검출 결과에 기초하여 제어 장치(600)가 구동 모터(500)의 동작을 제어하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에서는, 현상제 보급 용기로부터 배출되는 현상제량이 토너 농도에 직접 영향을 주므로, 화상 형성 장치가 필요로 하는 현상제량을 현상제 보급 용기(1)로부터 보급할 필요가 있다. 이때, 현상제 보급 용기로부터 배출되는 현상제량을 안정시키기 위해, 매회 정해진 용적 변화량을 행하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 배기 공정과 흡기 공정만으로 구성된 캠 홈(2e)으로 하면, 배기 공정 또는 흡기 공정 도중에 모터 구동을 정지시키게 된다. 그때, 구동 모터(500)가 회전 정지 후도 타성으로 원통부(2k)가 회전하고, 원통부(2k)가 정지할 때까지 펌프부(3a)도 연동해서 계속해서 왕복 동작하게 되어, 배기 공정 또는 흡기 공정이 행해지게 된다. 타성으로 원통부(2k)가 회전하는 거리는, 원통부(2k)의 회전 속도에 의존한다. 또한, 원통부(2k)의 회전 속도는 구동 모터(500)에 부여하는 토크에 의존한다. 이것으로부터, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제량에 의해 모터에의 토크가 변화되고, 원통부(2k)의 속도도 변화될 가능성이 있으므로, 펌프부(3a)의 정지 위치를 매회 동일하게 하는 것이 어렵다.

따라서, 펌프부(3a)를 매회 정해진 위치에서 정지시키기 위해서는, 캠 홈(2e)에, 원통부(2k)가 회전 동작 중에도 펌프부(3a)가 왕복 이동하지 않는 영역을 마련할 필요가 있다. 본 예에서는, 펌프부(3a)를 왕복 이동시키지 않기 위해서, 도 12에 나타내는 캠 홈(2i)을 마련하고 있다. 캠 홈(2i)은 원통부(2k)의 회전 방향으로 홈이 파여 있어, 회전해도 왕복 이동 부재(3b)가 움직이지 않는 스트레이트 형상이다. 즉, 동작 정지 공정이라 함은, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 캠 홈(2i)에 결합하고 있는 상태인 것이다.

또한, 상기 펌프부(3a)가 왕복 이동하지 않는다고 함은, 배출구(4a)로부터 현상제가 배출되지 않는 것[원통부(2k)의 회전 시 진동 등으로 배출구(4a)로부터 떨어져 버리는 현상제는 허용함]이다. 즉, 캠 홈(2i)은 배출구(4a)를 통한 배기 공정, 흡기 공정이 행하여지지 않으면, 회전 방향에 대하여 회전축 방향으로 경사져 있어도 상관없다. 또한, 캠 홈(2i)이 경사져 있으므로, 펌프부(3a)의 경사분의 왕복 동작은 허용할 수 있다.

(현상제 보급 용기의 내압의 추이)

이어서, 현상제 보급 용기(1)의 내압이 어떻게 변화되고 있는지에 대한 검증 실험을 행하였다. 이하, 이 검증 실험에 대해서 설명한다.

현상제 보급 용기(1) 내의 현상제 수용 스페이스가 현상제로 채워지도록 현상제를 충전한 다음, 펌프부(3a)를 5㎤의 용적 변화량으로 신축시켰을 때의, 현상제 보급 용기(1)의 내압의 추이를 측정하였다. 현상제 보급 용기(1)의 내압 측정은, 현상제 보급 용기(1)에 압력계(가부시끼가이샤 키엔스샤 제조, 제품명 : AP-C40)를 접속하여 행하였다.

현상제를 충전한 현상제 보급 용기(1)의 셔터(4b)를 개방해서 배출구(4a)를 외부의 에어와 연통 가능하게 한 상태에서, 펌프부(3a)를 신축 동작시키고 있을 때의 압력 변화의 추이를 도 13에 나타낸다.

도 13에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 대기압[기준(1kPa)]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(4a)로부터 에어가 도입된다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 감소되어, 현상제 보급 용기(1)의 내압이 대기압에 대하여 정압이 되면, 내부의 현상제에 압력이 가해진다. 이때, 현상제 및 에어가 배출된만큼만 내부의 압력이 완화된다.

이 검증 실험에 의해, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 증가함으로써 현상제 보급 용기(1)의 내압이 외부의 대기압에 대하여 부압이 되고, 그 기압차에 의해 에어가 도입되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 현상제 보급 용기(1)의 용적이 감소됨으로써 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 절댓값은 약 1.2kPa, 정압측의 압력의 절댓값은 약 0.5kPa였다.

이와 같이, 본 예의 구성의 현상제 보급 용기(1)이면, 펌프부(3a)에 의한 흡기 동작과 배기 동작에 수반하여 현상제 보급 용기(1)의 내압이 부압 상태와 정압 상태로 교대로 전환되어, 현상제의 배출을 적절하게 행할 수 있게 되는 것이 확인되었다.

이상 설명한 대로, 본 예에서는, 현상제 보급 용기(1)에 흡기 동작과 배기 동작을 행하는 간이한 펌프부를 설치함으로써, 에어에 의한 현상제의 풀림 효과를 얻으면서, 에어에 의한 현상제의 배출을 안정적으로 행할 수 있다.

즉, 본 예의 구성이면, 배출구(4a)의 크기가 매우 작은 경우라도, 현상제를 부피 밀도가 작은 유동화한 상태에서 배출구(4a)를 통과시킬 수 있으므로, 현상제에 큰 스트레스를 가하는 일 없이, 높은 배출 성능을 확보할 수 있다.

또한, 본 예에서는, 용적 변화형의 펌프부(3a)의 내부를 현상제 수용 스페이스로서 이용하는 구성으로 하고 있으므로, 펌프부(3a)의 용적을 증대시켜서 내압을 감압시킬 때, 새로운 현상제 수용 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 펌프부(3a)의 내부가 현상제로 채워져 있는 경우에도, 간이한 구성으로, 현상제에 에어를 함유시켜서, 부피 밀도를 저하시킬 수 있다(현상제를 유동화시킬 수 있음). 따라서, 현상제 보급 용기(1)에 현상제를 종래 이상으로 고밀도로 충전시킬 수 있게 된다.

(캠 홈의 설정 조건의 변형예)

이어서, 도 12를 사용해서 캠 홈(2e)의 설정 조건의 변형예에 대해서 설명한다. 도 12에 나타내는 구동 변환 기구부의 전개도를 사용하여, 캠 홈(2e)의 형상을 변경한 경우의 펌프부(3a)의 운전 조건에 끼치는 영향에 대해서 설명한다.

여기서, 도 12에 있어서, 화살표 A는 원통부(2k)의 회전 방향[캠 홈(2e)의 이동 방향], 화살표 B는 펌프부(3a)의 신장 방향, 화살표 C는 펌프부(3a)의 압축 방향을 나타낸다. 또한, 캠 홈(2e)의 구성은 펌프부(3a)를 압축시킬 때에 사용되는 홈을 캠 홈(2g)과, 펌프부(3a)를 신장시킬 때 사용하는 홈을 캠 홈(2h)과, 전술한 펌프부(3a)가 왕복 동작하지 않는 캠 홈(펌프부 비동작부)(2i)으로 되어 있다. 또한, 원통부(2k)의 회전 방향 A에 대한 캠 홈(2g)이 이루는 각도를 α, 캠 홈(2h)이 이루는 각도를 β로 하여, 캠 홈의 펌프부(3a)의 신축 방향 B, C에 있어서의 진폭[=펌프부(3a)의 신축 길이]는 전술한 바와 같이 K1이다.

먼저, 펌프부(3a)의 신축 길이 K1에 관해서 설명한다.

예를 들어, 신축 길이 K1을 짧게 한 경우, 즉 펌프부(3a)의 용적 변화량이 감소되어 버리므로, 외기압에 대하여 발생시킬 수 있는 압력차도 작아져 버린다. 그로 인해, 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제에 가해지는 압력이 감소되고, 결과적으로 펌프부의 1주기[=펌프부(3a)를 1왕복 신축]당의 현상제 보급 용기(1)로부터 배출되는 현상제의 양이 감소된다.

이것으로부터, 도 14에 도시한 바와 같이, 각도 α, β가 일정한 상태에서 캠 홈의 진폭 K2를 K2<K1로 설정하면, 도 12의 구성에 대하여, 펌프부(3a)를 1왕복시켰을 때에 배출되는 현상제의 양을 감소시킬 수 있다. 반대로, K2>K1로 설정하면, 현상제의 배출량을 증가시키는 것도 당연히 가능해진다.

또한, 캠 홈의 각도 α, β에 관해서, 예를 들어 각도를 크게 한 경우, 원통부(2k)의 회전 속도가 일정하면, 현상제 수용부(2)가 일정 시간 회전했을 때에 이동하는 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)의 이동 거리가 증가하므로, 결과적으로 펌프부(3a)의 신축 속도는 증가한다.

한편, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 캠 홈(2g), 캠 홈(2h)을 이동할 때에 캠 홈(2g), 캠 홈(2h)으로부터 받는 저항이 커지기 때문에, 결과적으로 원통부(2k)를 회전시키는데 필요로 하는 토크가 증가한다.

이것으로부터, 도 15에 도시한 바와 같이, 신축 길이 K1이 일정한 상태에서, 캠 홈(2g)의 각도 α', 캠 홈(2h)의 각도 β'를, α'>α 및 β'>β로 설정하면, 도 12의 구성에 대하여 펌프부(3a)의 신축 속도를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 원통부(2k)의 1회전당의 펌프부(3a)의 신축 횟수를 증가시킬 수 있다. 또한, 배출구(4a)로부터 현상제 보급 용기(1) 내로 인입하는 공기의 유속이 증가하므로, 배출구(4a) 주변에 존재하는 현상제의 풀림 효과는 향상된다.

반대로, α'<α 및 β'<β로 설정하면 원통부(2k)의 회전 토크를 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 유동성이 높은 현상제를 사용한 경우, 펌프부(3a)를 신장시켰을 때에, 배출구(4a)로부터 인입한 공기에 의해 배출구(4a) 주변에 존재하는 현상제를 불어 날리기 쉬워진다. 그 결과, 배출부(4c) 내에 현상제를 충분히 저류할 수 없게 되어, 현상제의 배출량이 저하될 가능성이 있다. 이 경우에는, 본 설정에 의해 펌프부(3a)의 신장 속도를 감소시키면, 현상제의 불어 날림을 억제함으로써 배출 능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 16에 나타내는 캠 홈(2e)과 같이, 각도 α<각도 β로 설정하면, 펌프부(3a)의 신장 속도를 압축 속도에 대하여 크게 할 수 있다. 반대로, 각도 α> 각도 β로 설정하면, 펌프부(3a)의 신장 속도를 압축 속도에 대하여 작게 할 수 있다.

그에 의해, 예를 들어 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제가 고밀도 상태에 있는 경우, 펌프부(3a)를 신장할 때보다 압축할 때 쪽이 펌프부(3a)의 동작력이 커지기 때문에, 결과적으로 펌프부(3a)를 압축할 때 쪽이 원통부(2k)의 회전 토크가 높아지기 쉽다. 그러나 이 경우에는, 캠 홈(2e)을 도 16에 나타내는 구성으로 설정하면, 도 12의 구성에 대하여 펌프부(3a)의 신장 시에 있어서의 현상제의 풀림 효과를 증가시킬 수 있다. 또한, 펌프부(3a)의 압축 시에 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 캠 홈(2e)으로부터 받는 저항이 작아져, 펌프부(3a)의 압축 시에 있어서의 회전 토크의 증가를 억제할 수 있게 된다.

또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 왕복 이동 부재 결합 돌기(3c)가 캠 홈(2h)을 통과한 직후에, 캠 홈(2g)을 통과하도록 캠 홈(2e)을 마련해도 좋다. 이 경우, 펌프부(3a)가 흡기 동작을 행한 직후에 배기 동작으로 들어가는 구성이 된다. 도 12의 펌프부(3a)가 신장한 상태에서 동작 정지하는 과정이 제외되므로, 제외되는 동작 정지 사이, 현상제 보급 용기(1) 내의 감압 상태가 지속되지 않아, 현상제(T)의 풀림 효과가 약해져 버린다. 그러나 동작 정지하는 과정이 제외되므로, 원통부(2k)가 1회전하는 동안에 흡기 및 배기 공정을 많이 도입할 수 있어, 많은 현상제(T)를 배출할 수 있다.

또한, 도 18에 도시한 바와 같이, 동작 정지 공정을 펌프부(3a)가 가장 수축된 상태, 또는 펌프부(3a)가 가장 신장된 상태 이외에, 배기 공정 및 흡기 공정 도중에도 마련할 수 있다. 이에 의해, 필요량의 용적 변화량으로 설정하는 것이 가능해, 현상제 보급 용기(1) 내의 압력을 조정할 수 있다.

이상과 같이, 도 12, 도 14 내지 도 18의 캠 홈(2e)의 형상을 변경함으로써, 현상제 보급 용기(1)의 배출 능력을 조정할 수 있으므로, 현상제 보급 장치(201)로부터 요구되는 현상제의 양이나 사용하는 현상제의 물성 등에 적절히 대응할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 예에서는, 반송 돌기[나선 형상의 볼록부(2c)]를 구비한 원통부(2k)를 회전시키기 위한 구동력과 펌프부(3a)를 왕복 이동시키기 위한 구동력을 1개의 구동 수용부[기어부(2d)]에서 받는 구성으로 하고 있다. 따라서, 현상제 보급 용기의 구동 입력 기구의 구성을 간이화할 수 있다. 또한, 현상제 보급 장치에 설치된 1개의 구동 기구[구동 기어(300)]에 의해 현상제 보급 용기에 구동력을 부여하는 구성으로 하였으므로, 현상제 보급 장치의 구동 기구의 간이화에도 공헌할 수 있다.

또한, 본 예의 구성에 의하면, 현상제 보급 장치로부터 받은 원통부(2k)를 회전시키기 위한 회전 구동력을, 현상제 보급 용기의 구동 변환 기구에 의해 구동 변환하는 구성으로 한 것으로, 펌프부(3a)를 적절하게 왕복 이동시킬 수 있게 된다.

(규제부)

이어서 본 발명의 가장 특징적인 구성인 규제부(7)에 대해서 도 7, 도 19 내지 도 23을 사용해서 구체적으로 설명한다. 도 7의 (a)는 현상제 보급 용기의 단면 사시도, 도 7의 (b)는 펌프가 최대한 팽창되었을 때의 부분 단면도, 도 7의 (c)는 펌프부가 사용상 최대한 수축된 상태의 부분 단면도이다. 또한, 도 19의 (a)는 제1 실시예의 용기에 내장되는 반송 부재(6) 전체의 사시도이고, 도 19의 (b)는 반송 부재(6)의 측면도, 도 20 내지 도 23은 각각 보급 동작 시의 용기 내의 모습을 도 7의 펌프부(3a)측으로부터 본 단면도이다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 구성에 있어서 규제부(7)는 반송 부재(6)의 펌프부(3a) 측단부에 일체로 설치되어 있다. 그로 인해, 원통부(2k)와 일체로 회전하는 반송 부재(6)의 회전 동작에 수반하여, 규제부(7)도 연동해서 회전하는 구성으로 되어 있다.

그리고 도 19에 도시한 바와 같이, 규제부(7)는 회전축 방향[도 7의 (b) 화살표 X]으로 폭(S)만큼 이격된 위치에 평행하게 설치된 2매의 스러스트 억지벽(7a, 7b)과, 회전 방향에 설치된 2매의 레이디얼 억지벽(7c, 7d)에 의해 구성되어 있다. 또한, 펌프부(3a) 측에 있는 스러스트 억지벽(7a)의 회전축 중심 부근에, 현상제 수용부(2) 내의 공간과 규제부(7) 내의 공간을 연통 가능한 수용부 개구(7e)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 수용부 개구(7e)는 규제부(7)의 펌프부측의 측면에 설치되어 있다. 또한, 2매의 스러스트 억지벽(7a, 7b)과, 2매의 레이디얼 억지벽(7c, 7d)의, 회전축 중심으로부터 이격된 외단부에 둘러싸인 개소에, 연통로(4d)와 연통 가능한 연통로 개구(7f)가 형성되어 있다. 즉, 연통부 개구(7f)의 회전축 스러스트 방향의 위치는, 연통로(4d)에 대하여 적어도 일부가 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 그리고 2매의 스러스트 억지벽(7a, 7b)과 2매의 레이디얼 억지벽(7c, 7d)에 둘러싸인, 규제부(7)의 내부에는 수용부 개구(7e)와 연통부 개구(7f)가 연통 가능한 통기로(7g)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 회전축 방향에 있어서 규제부(7)는 연통로(4d)를 덮고 있는 구성으로 되어 있다.

이어서, 현상제 보급 공정 시의 규제부(7)의 동작에 대해서 도 20 내지 도 23을 사용해서 설명한다. 도 20은 제1 실시예에 있어서의 펌프부의 동작 정지 공정 시의 배출부의 단면도이다. 도 21은 제1 실시예에 있어서의 흡기 시의 배출부의 단면도이다. 도 22는 제1 실시예에 있어서의 배기 시의 배출부의 단면도이다. 도 23은 제1 실시예에 있어서의 현상제가 배출된 후의 배출부의 단면도이다.

도 20에 있어서, 현상제 보급 용기(1)는 원통부(2k)의 회전에 수반하여, 펌프부(3a)가 정지하고 있는 동작 정지 공정으로 되어 있다.

이때, 규제부(7)는 반송 부재(6)의 회전에 따라 회전하고, 배출부(4c) 저부에 위치하는 연통로(4d)의 상부에 대하여, 규제부(7)의 저류부 개구(7f)가 덮고 있지 않은 상태가 된다. 또한, 펌프부(3a)는 동작 정지 공정으로 인해, 왕복 이동하지 않고, 현상제 수용부(2) 내의 내압 변화는 없다. 여기서, 본 실시예에서는 반송 부재(6)는 규제부(7)를 연통로(4d)의 개구부의 상부(입구 영역)로의 이동과 상기 입구 영역으로부터 퇴피하도록 이동시키는 이동부의 기능을 갖는다.

그 결과, 연통로(4d)에 대하여 규제부(7)가 작용하는 일은 없고, 반송 부재(6)에 의해 연통로(4d) 상부 근방으로 반송된 현상제(T)가, 연통로(4d) 내로 유입되어, 저류되는 상태(현상제 유입 비규제 상태)가 된다.

이 현상제 유입 비규제 상태로부터 반송 부재(6)가 회전함으로써, 도 21의 상태가 된다.

도 21에 있어서, 펌프부(3a)는 가장 수축된 상태로부터 가장 신장된 상태를 향하는 도중의 상태, 즉 흡기 공정으로 되어 있다.

이때, 규제부(7)는 반송 부재(6)의 회전에 따라 회전하고, 연통로(4d) 상부에 대하여, 규제부(7)의 연통로 개구(7f)가 연통로(4d) 상부를 덮고 있지 않은 상태로부터 그 일부를 덮는 상태가 된다. 또한, 펌프부(3a)는 흡기 공정으로 인해, 펌프부(3a)가 신장됨으로써 현상제 수용부(2) 내의 압력이 감압 상태가 되어, 현상제 보급 용기(1) 밖의 에어가, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 용기(1) 내로 이동한다.

그 결과, 전술한 공정에서 연통로(4d)에 저류된 현상제(T)는, 배출구(4a)로부터 도입된 에어를 함유함으로써, 부피 밀도가 저하되어, 유동화한 상태가 된다.

또한, 연통로(4d) 상부의 상태는, 규제부(7)의 회전에 수반하여, 규제부(7)의 연통로 개구(7f)가 연통로(4d) 상부를 덮음으로써, 규제부(7)의 회전 방향 하류측의 레이디얼 억지벽(7c)이, 연통로(4d) 상부의 현상제(T)를 밀어젖히는 상태가 된다. 또한, 연통로(4d) 상부에 대하여 규제부(7)의 연통로 개구(7f)가 일부 덮인 상태가 된다. 그 결과, 규제부(7)의 스러스트 억지벽(7a, 7b), 레이디얼 억지벽(7c, 7d)에 의해, 연통로(4d) 상부 근방의 현상제(T)의 연통로(4d) 내로의 유입이 규제된 상태(현상제 유입 규제 상태)가 된다.

이 현상제 유입 규제 상태로부터 다시 반송 부재(6)가 회전함으로써, 도 22의 상태가 된다.

도 22에 있어서, 펌프부(3a)는 가장 신장된 상태로부터 가장 수축된 상태를 향하는 도중의 상태, 즉 배기 공정으로 되어 있다.

이때, 규제부(7)는 반송 부재(6)의 회전에 따라 회전하고, 연통로(4d) 상부에 대하여 적어도 규제부(7)의 연통로 개구(7f)의 일부가 연통로(4d) 상부를 항상 덮은 상태로 되어 있다. 또한, 펌프부(3a)는 배기 공정으로 인해, 펌프부(3a)가 수축됨으로써, 현상제 보급 용기(1) 내의 내압은 대기압보다도 높아지므로, 현상제 보급 용기(1) 내의 에어가, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 용기(1) 밖으로 이동한다.

그 결과, 전술한 흡기 공정에서 연통로(4d) 내의 유동화된 현상제(T)가, 배출구(4a)를 지나 현상제 보급 장치(201)로 배출된다.

또한, 이 배기 공정에 있어서도, 연통로(4d) 상부의 상태는, 전술한 흡기 공정에 이어서, 규제부(7)의 회전에 수반하여, 규제부(7)의 회전 방향 하류측의 레이디얼 억지벽(7c)이, 연통로(4d) 상부의 토너를 밀어젖히고 있는 상태가 된다. 또한, 연통로(4d) 상부에 대하여 규제부(7)의 연통로 개구(7f)의 일부가 연통로(4d) 상부를 항상 덮은 상태가 된다. 그 결과, 배기 공정 시에 있어서는 항상, 규제부(7)의 스러스트 억지벽(7a, 7b), 레이디얼 억지벽(7c, 7d)에 의해, 연통로(4d) 상부 근방의 현상제(T)의 연통로(4d) 내로의 유입이 규제된 상태(현상제 유입 규제 상태)가 된다.

여기서, 배기 공정 시의 연통로(4d) 내의 현상제(T)에 대하여 작용하는, 현상제 보급 용기(1) 내의 에어 흐름에 대해서 구체적으로 기술한다. 본 구성에 있어서의, 배기 공정 시의 연통로(4d)에 대한 에어의 흐름은 이하에 기재하는 2가지를 들 수 있다.

하나는, 펌프부 또는 현상제 수용부(2) 내로부터, 규제부(7)의 회전축 중심 부근에 설치된 수용부 개구(7e), 규제부(7) 내부의 통기로(7g), 연통로(4d)와 연통하는 규제부(7)의 연통로 개구(7f)의 순으로 이동하여, 연통로(4d) 내의 현상제(T)에 작용하는 에어의 흐름이다. 다른 하나는, 연통로(4d) 상부와, 연통로(4d) 상부를 덮은 규제부(7)의 간극을 통과하여, 연통로(4d) 내의 현상제(T)에 작용하는 에어의 흐름이다.

그러나, 이하의 이유로, 배기 공정 시의 연통로(4d)에 대한 에어의 흐름은, 전자의 에어 흐름이 주류가 된다.

배기 공정 시에, 연통로(4d) 상부를 덮은 규제부(7)의 연통로 개구(7f) 외주 근방의 현상제(T)는, 규제부(7)의 스러스트 억지벽(7a, 7b), 레이디얼 억지벽(7c, 7d)에 의해, 연통로(4d) 내로의 유입이 규제되고 있다. 따라서, 규제부(7)의 연통로 개구(7f) 외주 근방에 있어서는, 현상제(T)가 체류하고 있으므로, 연통로(4d)에의 에어 흐름에 대하여 체류된 현상제(T)는 저항이 된다. 그에 반해, 규제부(7)의 회전축 부근에 설치된 수용부 개구(7e) 근방은, 배기 공정 시에 있어서, 연통로 개구(7f)와 비교하여, 연직 방향 상방에 위치하고 있으므로, 연통로 개구(7f)보다도 현상제(T)의 체류는 적고, 에어 흐름에 대한 저항은 작다. 그 결과, 배기 공정 시가 주가 되는 에어 흐름은, 에어 흐름에 대하여 현상제(T)에 의한 저항이 작은, 전자의 규제부(7) 내부의 통기로(7g)를 통과하는 에어 흐름이 주류가 되는 것이다.

그 결과, 배기 공정 시에 있어서는, 규제부(7) 내부의 통기로(7g)를 통과한 에어에 의해, 통기로(7g)와 연통 가능한 연통로(4d) 내의 현상제(T)가, 에어 흐름과 함께 현상제 보급 장치(201)로 배출되게 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 배기 공정 시에는, 연통로(4d)는 규제부(7)에 의해 항상 현상제(T)의 유입이 규제되는 현상제 유입 규제 상태로 인해, 연통로(4d) 내에는 거의 일정량의 현상제가 저류되고 있다.

또한, 배기 공정 시의 현상제 보급 용기(1) 내의 내압은, 에어의 흐름과 함께, 연통로(4d) 내의 현상제(T)가 배출된 시점(도 23)에서, 현상제 보급 용기(1) 내외의 공간이 연통하고, 그 후, 에어만이 방출되고, 최종적으로 현상제 보급 용기(1) 밖의 압력과 동등해진다. 즉, 연통로(4d) 내의 현상제(T)가 배출된 이후는, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해 에어만이 방출되고, 현상제(T)는 배출되지 않는다. 따라서, 배기 공정 시에 있어서는 연통로(4d) 내에 저류된 일정량의 현상제(T)만이 배출되므로, 매우 높은 보급 정밀도로 현상제 보급 장치(201)로 현상제(T)를 배출 가능하게 된다.

또한, 이 배기 공정 시에 있어서는, 규제부(7)의 연통로 개구(7f)가 연통로(4d)의 상부를 간극 없이 완전히 덮는 것이 바람직하다. 이에 의해, 배기 공정 시에, 연통로(4d) 상부 근방의 현상제(T)의 연통로(4d) 내로의 유입이 없어져, 보다 안정된 보급 정밀도를 얻을 수 있다.

여기서, 비교예로서, 규제부(7)가 없는 구성에 대해서 도 24를 사용해서 설명한다. 도 24는 본 구성과 비교하여, 규제부(7)를 배제했을 뿐이며, 그 밖의 구성은 본 구성과 마찬가지다.

도 24에 도시한 바와 같이, 비교예의 구성에 있어서는 연통로(4d) 상부에 규제부(7)는 없고, 항상 개방 상태이며, 연통로(4d)에 대하여 유입되는 현상제(T)는, 연통로(4d)로의 유입 규제 등의 제어를 받는 일은 없다. 그로 인해, 배기 공정에 있어서 현상제 보급 장치(201)에 대하여 배출되는 현상제(T)는, 연통로(4d)에 일정량 저류된 현상제(T) 이외에도, 연통로(4d) 상부 근방의 제어 불가능한 양의 현상제(T)도 함께 배출되어 버린다. 이 비교예의 구성에서의 제어 불가능한 양의 현상제라 함은, 주로 연통로(4d) 상부 근방의, 현상제 보급 용기(1) 내의 제어하고 있지 않은 현상제 분면의 영향을 받은 현상제(T)를 가리키고 있다. 현상제 분면을 제어하고 있지 않은 경우, 연통로(4d) 상부 근방의 현상제 분면은 높은 경우나 낮은 경우가 있고, 배기 공정 시에, 연통로(4d)로 유입되는 현상제량이 제어 불가능해서 일정하지 않다. 따라서, 비교예에서는 배기 공정 시에, 연통로(4d) 상부 근방의 제어 불가능한 양의 현상제(T)가 배출되어 버리는 것이다.

또한, 비교예는 배기 공정 시에 연통로(4d) 상부가 개방 상태이기 때문에, 배출구(4a) 상부에 항상 현상제(T)가 존재하고, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 현상제 보급 용기(1) 내의 내압이 대기압과 동등해질 때까지, 에어의 흐름과 함께 현상제(T)가 계속해서 배출되어 버린다.

따라서, 비교예에 있어서는, 연통로(4d) 상부 근방의 제어 불가능한 현상제량이, 배기 공정 시에 계속해서 배출되므로, 본 실시예의 구성에서 요구되는 보급 정밀도를 얻는 것은 매우 곤란하다.

이에 반해, 전술한 본 실시예의 구성에서는, 연통로(4d) 상부 근방의 현상제(T)에 대해서는, 규제부(7)의 회전 방향 하류측의 레이디얼 억지벽(7c)에 의해, 현상제(T)를 밀어젖혀, 현상제 분면을 끝까지 문질러 일정하게 함으로써, 연통로(4d) 내의 현상제 분면을 일정하게 제어하고 있다. 또한, 규제부(7)에 의해, 연통로(4d)를 덮음으로써, 연통로(4d) 내로의 현상제(T)의 유입을 규제하고, 연통로(4d) 내의 현상제 분면을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 그리고 배기 공정 시는, 전술한 바와 같이 연통로(4d) 내의 현상제(T)가 배출되면, 현상제 보급 용기(1) 내외의 공간이 연통하고, 그 후, 에어만이 방출되므로, 현상제 보급 용기(1) 내외의 압력차에 의해, 현상제(T)가 계속해서 배출되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이상으로부터, 규제부(7)를 설치한 본 구성은, 배기 공정에 있어서, 항상 연통로(4d) 내에 저류된 일정량의 현상제(T)를, 현상제 보급 장치(201)에 배출 가능해, 매우 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출 가능한 구성이라 할 수 있다.

그리고 도 23은 연통로(4d) 내의 현상제를 배출한 후의 상태이다. 이때, 벽면에의 부착분을 제외하고, 연통로(4d) 내에 현상제(T)는 없다. 여기에서 다시 반송 부재(6)가 회전함으로써, 도 20의 상태로 돌아와, 마찬가지의 공정이 반복된다. 따라서, 본 구성을 사용함으로써 배출 초기로부터 후기까지, 항상 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출하는 것이 가능하게 되어, 규제부(7)는 높은 보급 정밀도에 대응하는데, 매우 효과적인 구성이라 할 수 있다.

또한, 본 구성에서는, 규제부(7)를 반송 부재(6)에 대하여 2군데 부속된 구성으로 되어 있지만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 본 구성은 원통부(2k)가 360° 회전하는 중에, 2회의 배기 공정을 포함하는 캠 구성으로 하고 있었으므로, 2군데의 규제부(7)를 설치하였다. 예를 들어, 원통부(2k)가 360° 회전하는 중에, 3회의 배기 공정이면, 3군데의 규제부(7)를 설치하는 등의 배치로 해도 좋다.

또한, 본 구성에 있어서는, 전술한 바와 같이 규제부(7)는 이동부인 반송 부재(6)와 일체로 설치되고, 반송 부재(6)가 원통부(2k)와 일체로 회전하는 동작에 수반하여, 규제부(7)도 연동해서 회전하는 구성으로 되어 있다. 본 구성은, 전술한 바와 같이 원통부(2k)를 회전시키기 위한 구동력과 펌프부(3a)를 왕복 이동시키기 위한 구동력을 1개의 구동 수용부[기어부(2d)]로 받는 구성으로 하고 있다. 또한, 규제부(7)를 회전시키기 위한 구동력에 관해서도, 원통부(2k)를 회전시키기 위한 구동력과 함께 1개의 구동 수용부[기어부(2d)]로 받는 구성으로 하고 있다. 즉, 본 구성은, 원통부(2k)의 회전, 펌프부(3a)의 왕복 이동, 규제부(7)의 회전과 3개의 구동력을 필요로 하고 있으며, 이 3개의 구동력을 1개의 구동 수용부[기어부(2d)]에서 받는 구성으로 되어 있다.

따라서, 본 구성은 현상제 보급 용기(1)에 구동 수용부를 3개 따로따로 설치하는 경우에 비하여, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력 기구의 구성을 대폭으로 간이화할 수 있게 된다. 또한, 현상제 보급 장치(201)의 1개의 구동 기구[구동 기어(300)]로부터 구동을 받는 구성으로 하였으므로, 현상제 보급 장치(201)의 구동 기구의 간이화에도 크게 공헌할 수 있다.

또한, 현상제(T)의 배출에 관계되는, 펌프부(3a)의 왕복 이동과 규제부(7)의 회전의 2개의 구동이, 원통부(2k)의 회전과 연동하고 있으므로, 본 구성은 펌프부(3a)와 규제부(7)를 구동시키는 타이밍의 조정이, 매우 용이한 구성으로 되어 있다.

<제1 변형예>

또한, 본 발명의 현상제 보급 용기(1)는, 상술한 제1 실시예에서 설명한 현상제 보급 용기(1)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 변형예로서, 도 25의 (a), (b)에 도시한 바와 같은 현상제 보급 용기(1)에 있어서도 마찬가지의 성능을 얻을 수 있다.

도 25의 (a), (b)는 현상제 보급 용기(1)의 단면 사시도를 나타내고 있다. 또한, 도 25의 (a)는 후술하는 접촉부(6b)와 접촉부(7i)가 이격되어 있는 상태, 도 25의 (b)는 접촉부(6b)와 접촉부(7i)가 접촉하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 본 변형예에서는 반송 부재(6)와 규제부(7)의 구성이 제1 실시예와 다를 뿐이며, 그 밖의 구성은 제1 실시예와 거의 마찬가지이다. 따라서, 본 변형예에서는 상술한 제1 실시예와 마찬가지의 구성에 관해서는 같은 부호를 부여함으로써 상세한 설명을 생략한다.

본 변형예에서는, 도 25에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 같이 반송 부재(6)와 규제부(7)가 일체로 설치된 구성 대신에, 반송 부재(6)와 규제부(7)가 별개로 설치된 구성으로 되어 있다. 반송 부재(6)에 관해서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 현상제 보급 장치(201)로부터 받은 회전 구동력에 의해 회전 구동하는 원통부(2k)와 함께, 일체적으로 회전하는 구성으로 되어 있다. 규제부(7)에 관해서는, 도 25에 도시한 바와 같이, 배출부(4c)에 설치된 축 보유 지지부(4e)에 의해, 규제부(7)의 회전 중심축부(7h)가 회전 가능하게 축 지지된 상태로 보유 지지되고 있다.

또한, 도 25에 도시한 바와 같이, 본 변형예에 있어서의 반송 부재(6)와 규제부(7)에는, 각각 접촉부(6b)와 접촉부(7i)가 설치되어 있다. 이 접촉부(6b)와 접촉부(7i)는, 반송 부재(6)의 회전 시에 접촉 가능한 위치에 배치되어 있고, 반송 부재(6)의 회전에 의해, 접촉부(6b)가 접촉부(7i)와 접촉함으로써, 규제부(7)가 연동해서 회전 구동하는 구성으로 되어 있다. 즉, 본 변형예에 있어서도, 제1 실시예의 구성과 마찬가지로, 반송 부재(6)가 원통부(2k)와 일체로 회전하는 동작에 수반하여, 규제부(7)도 연동해서 회전하는 구성으로 되어 있다.

따라서, 본 변형예에 있어서도, 현상제 보급 공정 시의 규제부(7)는, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로 구동함으로써, 도 20 내지 도 23에 나타낸, 동작 정지 공정, 흡기 공정, 배기 공정 시도 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 규제부(7)를 설치한 본 변형예는, 배기 공정에 있어서, 항상 연통로(4d) 내에 저류된 일정량의 현상제(T)를, 현상제 보급 장치(201)로 배출 가능하고, 매우 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출 가능한 구성이라 할 수 있다. 또한, 본 변형예는, 규제부(7)가 배출부(4c)측에 보유 지지된 구성으로 되어 있으므로, 규제부(7)의 회전축 중심으로부터 이격된 외단부와 배출부(4c) 내벽의 간극을, 제1 실시예보다도 고정밀도로 제어할 수 있게 되어, 보다 안정된 보급 정밀도를 얻을 수 있다.

또한, 본 변형예도, 원통부(2k)의 회전, 펌프부(3a)의 왕복 이동, 규제부(7)의 회전과 3개의 구동력을 필요로 하고 있으며, 이 3개의 구동력을 하나의 구동 수용부[기어부(2d)]에서 받는 구성으로 되어 있다.

따라서, 본 변형예에 있어서도, 현상제 보급 용기(1)에 구동 수용부를 3개 따로따로 설치하는 경우에 비하여, 현상제 보급 용기(1)의 구동 입력 기구의 구성을 대폭으로 간이화할 수 있게 된다. 또한, 현상제 보급 장치(201)의 1개의 구동 기구[구동 기어(300)]로부터 구동을 받는 구성으로 했기 때문에, 현상제 보급 장치(201)의 구동 기구의 간이화에도 크게 공헌할 수 있다.

[제2 실시예]

이어서 도 26, 도 27, 도 28을 사용해서 제2 실시예에 대해서 설명한다. 도 26은 제2 실시예에 있어서의 현상제 보급 용기(1)의 부분 단면 사시도이다. 도 27의 (a)는 제2 실시예에 있어서의 반송 부재(6)의 사시도, 도 27의 (b)는 반송 부재(6)의 부분 단면 사시도이다. 도 28의 (a), (b)는 보급 동작 시의 용기 내의 모습을 도 26의 펌프부(3a) 측으로부터 본 단면도이다.

본 실시예는, 도 26, 도 27에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 비교하여, 반송 부재(6)와 일체로 설치된 규제부(7)의 형상이 변경된 구성으로 되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은 제1 실시예와 같다. 이로 인해 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하고, 여기에서는 본 실시예의 특징이 되는 구성에 대해서 설명한다. 또한, 전술한 실시예와 동일 기능을 갖는 부재에는 동일 부호를 붙인다.

본 실시예에 있어서 제1 실시예의 구성과 다른 포인트는, 연통로(4d) 내로의 현상제(T)의 유입이 규제된 상태(현상제 유입 규제 상태)에서의, 규제부(7)의 수용부 개구(7e)의 위치이다. 이하에 상세하게 설명한다.

제1 실시예에 있어서는, 도 22에 도시한 바와 같이, 현상제 유입 규제 상태의 수용부 개구(7e)의 위치는, 펌프부(3a) 측에 있는 스러스트 억지벽(7a)의 회전축 중심 부근에 설치되어 있다. 그에 반해, 본 실시예에서는, 도 28에 도시한 바와 같이, 현상제 유입 규제 상태에서의 수용부 개구(7e)의 위치는, 배출부(4c)의 연직 방향 최상단부 근방에 설치되어 있다.

또한, 도 28에 도시한 바와 같이, 현상제 유입 규제 상태에 있어서, 규제부(7)에 설치한 연통로 개구(7f)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 배출부(4c)의 연직 방향 최하단부 근방에 설치되어 있다. 또한, 규제부(7) 내부에 설치된 통기로(7g)도, 제1 실시예와 마찬가지로, 수용부 개구(7e)와 연통로 개구(7f)를 잇는 공간으로서 설치되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 현상제 유입 규제 상태에 있어서, 규제부(7) 내부의 통기로(7g)는 배출부(4c)의 연직 방향 최상단부 근방과 최하단부 근방을 잇는 공간으로 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 도 27에 도시한 바와 같이, 1개의 개구가 규제부(7)의 회전에 의해 위상이 역회전하고, 수용부 개구(7e)와 연통로 개구(7f)의 양쪽을 겸하는 구성으로 되어 있다.

도 28에 나타낸 현상제 보급 공정에 있어서, 본 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 마찬가지로, 규제부(7)가 회전 구동함으로써, 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 규제부(7)를 설치한 본 실시예는, 전술한 바와 같이, 배기 공정에 있어서, 항상 연통로(4d) 내에 저류된 일정량의 현상제(T)를, 현상제 보급 장치(201)로 배출 가능해, 매우 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출 가능한 구성이라 할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 현상제 유입 규제 상태에서, 수용부 개구(7e)의 위치가 배출부(4c)의 연직 방향 최상단부 근방에 설치됨으로써, 제1 실시예에 대하여 보다 확실하게 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출 가능하게 된다. 이하에 상세하게 기재한다.

도 22에 나타낸 제1 실시예와 같이, 수용부 개구(7e)가 규제부(7)의 회전축 중심 부근에 위치할 경우, 만약 현상제 보급 용기(1) 내의 현상제 분면이 수용부 개구(7e) 근방에 위치하고 있으면, 수용부 개구(7e)로부터 현상제(T)가 규제부(7) 내로 유입될 가능성이 있었다. 그리고 현상제 유입 규제 상태에 있어서, 수용부 개구(7e)로부터 현상제(T)가 유입된 경우, 현상제(T)는 통기로(7g), 연통로 개구(7f)를 통과하여, 규제부(7)로 덮인 연통로(4d)로 추가로 유입되어 버릴 가능성이 있다. 그로 인해, 배기 공정 시에는 규제부(7)를 구비한 본 구성은, 전술한 바와 같이, 연통로(4d) 내의 현상제(T)만이 배출되는 것이지만, 수용부 개구(7e)로부터 추가로 연통로(4d)로 유입된 제어 불가능한 양의 현상제(T)도 함께 배출될 가능성이 있었다. 그 결과, 제1 실시예는 매우 안정된 보급 정밀도로 현상제를 배출 가능한 것이지만, 현상제 분면으로부터의 제어 불가능한 양의 현상제(T)의, 연통로(4d)로의 유입의 영향을 받아, 배출량이 변동될 가능성이 있었다.

그러나, 본 실시예에서는, 도 28에 도시한 바와 같이, 현상제 유입 규제 상태에 있어서, 수용부 개구(7e)는 배출부(4c)의 연직 방향 최상단부 근방에 위치하고 있으므로, 현상제 분면이 수용부 개구(7e) 근방에 위치할 가능성은, 제1 실시예와 비교해서 매우 적다. 따라서, 수용부 개구(7e)로부터 규제부(7) 내로 현상제(T)가 유입될 확률을 크게 감소시킬 수 있어, 제1 실시예보다도, 규제부(7) 내로의 현상제(T)의 유입을 방지하는 점에서 유리한 구성이라 할 수 있다. 따라서, 현상제 유입 규제 상태 시에, 규제부(7)로 덮인 연통로(4d)로 추가로 유입되는 현상제(T)의 양은 거의 없어, 연통로(4d) 내의 현상제(T)의 양은 항상 안정된 상태가 된다. 그 결과, 배기 공정 시에는 규제부(7)를 구비한 본 구성은, 전술한 바와 같이, 연통로(4d) 내의 현상제(T)만이 배출되므로, 보다 확실하게 안정된 보급 정밀도로 현상제(T)를 배출 가능해져, 제1 실시예보다도, 더욱 바람직한 구성이라 할 수 있다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명에 따르면, 현상제 보급 용기로부터, 높은 보급 정밀도로 현상제를 배출할 수 있게 되어, 화상 형성 장치에 대하여 보다 안정된 배출성을 가진 현상제 보급 용기를 제공할 수 있게 된다.

Claims

현상제 보급 장치에 착탈 가능한 현상제 보급 용기에 있어서,
상기 현상제 보급 용기는,
현상제를 수용 가능한 현상제 수용부와,
상기 현상제 수용부에 수용된 현상제를 상기 현상제 보급 용기로부터 배출하는 배출구와,
상기 현상제 보급 용기의 내부로부터 상기 배출구에 통하게 하는 연통로와,
적어도 상기 배출구에 대하여 작용하도록 설치되어 왕복 이동에 수반하여 그 용적이 변화되는 펌프부와,
상기 현상제 보급 용기의 내면에 있는 상기 연통로의 입구 영역에 현상제가 유입되는 것을 규제하는 규제부와,
상기 규제부의 상기 입구 영역으로의 이동과 상기 규제부의 상기 입구 영역으로부터의 퇴피를 행하기 위한 이동부와,
상기 규제부의 내부는, 상기 배출구와 적어도 상기 펌프부 사이를 통기하기 위한 통기로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 현상제 보급 용기.