WO2014147847A1 - 現像剤補給容器及び現像剤補給装置 - Google Patents
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Abstract
装置本体100に着脱可能な現像剤補給容器1は、現像剤を収容する現像剤収容部1cと、装置本体100から現像剤収容部1cを回転させるための回転駆動力を受ける封止部材2と、現像剤収容部1cが回転することで現像剤収容部1cに収容した現像剤を排出する排出口4aと、装置本体100に装着後、装置本体100に設けられた回転規制部材7と係合することにより現像剤収容部1cの回転を規制し、装置本体100に設けられた開閉可能なカバー15が閉状態のときに係合状態が解除される被係合部1eと、を有する。
Description
本発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器及びこれらを有する現像剤補給装置に関する。この現像剤補給容器や現像剤補給装置は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
従来、複写機等の電子写真式の画像形成装置には微粉末の現像剤が使用されている。このような画像形成装置では、画像形成に伴い消費されてしまう現像剤を、現像剤補給容器から補給される構成となっている。
こうした従来の現像剤補給容器として、例えば、特開2002−318490号公報に記載の装置では、画像形成装置から受けた回転駆動により現像剤補給容器が回転することにより画像形成装置へ現像剤を落下補給させる方式を採用している。また、特開2012−93735号公報に記載の装置では、現像剤補給容器の一部に蛇腹状の伸縮部材が設けられており、画像形成装置から受けた回転駆動を往復動へ変換し、往復動を利用して伸縮部材を伸縮させることで容器内の内圧を変化させ、外気圧との圧力差を発生させて現像剤補給容器から現像剤を排出させる方式を採用している。
このように特開2002−318490号公報、特開2012−93735号公報ともに回転駆動することで現像剤補給容器から現像剤が排出される構成となっている。
こうした従来の現像剤補給容器として、例えば、特開2002−318490号公報に記載の装置では、画像形成装置から受けた回転駆動により現像剤補給容器が回転することにより画像形成装置へ現像剤を落下補給させる方式を採用している。また、特開2012−93735号公報に記載の装置では、現像剤補給容器の一部に蛇腹状の伸縮部材が設けられており、画像形成装置から受けた回転駆動を往復動へ変換し、往復動を利用して伸縮部材を伸縮させることで容器内の内圧を変化させ、外気圧との圧力差を発生させて現像剤補給容器から現像剤を排出させる方式を採用している。
このように特開2002−318490号公報、特開2012−93735号公報ともに回転駆動することで現像剤補給容器から現像剤が排出される構成となっている。
しかしながら、特開2002−318490号公報、特開2012−93735号公報に記載の現像剤補給容器では画像形成装置にセット後、前カバーを閉じる前にユーザーが現像剤補給容器を回転させてしまうと、現像剤補給容器から現像剤が排出されてしまう可能性がある。過剰な現像剤補給が行われると画質に影響を及ぼす可能性もある。
そこで、本発明の目的は、ユーザーの誤操作による現像剤の過剰な補給が行われることを抑制することができる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
また、本発明の更なる目的は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
そこで、本発明の目的は、ユーザーの誤操作による現像剤の過剰な補給が行われることを抑制することができる現像剤補給容器及び現像剤補給装置を提供することである。
また、本発明の更なる目的は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
本発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器であって、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤補給装置から前記現像剤収容室を回転させるための回転駆動力を受ける駆動受け部と、前記現像剤収容室が回転することで前記現像剤収容室に収容した現像剤を排出する排出部と、前記現像剤補給装置に装着後、前記現像剤補給装置に設けられた係合部と係合することにより前記現像剤収容室の回転を規制し、前記現像剤補給装置に設けられた開閉可能なカバーが閉状態のときに係合状態が解除される被係合部と、を有する現像剤補給容器を提供する。
本発明によれば、ユーザーの誤操作等による現像剤補給容器からの過剰な補給を抑制することができる。
図1は画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
図2は図1の画像形成装置を示す斜視図である。
図3は実施例1の現像剤補給容器の断面斜視図である。
図4は実施例1の現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図5は実施例1における現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に挿入している様子を示す断面斜視図である。
図6は補給動作の流れを説明するフローチャートである。
図7は実施例1の変形例の一例を示す現像剤補給容器と現像剤受け入れ装置の断面図である。
図8の(a)~(b)実施例1の封止部材の斜視図である。
図9は実施例1の封止部材の(a)上面図、(b)正面図、(c)C−C断面図である。
図10の(a)~(c)実施例1の現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に装着した際の回転規制部材の動きを示す図である。
図11の(a)~(b)現像剤受け入れ装置の回転規制部材の状態を示す図である。
図12は図11(a)、(b)に対応する現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図13の(a)回転規制部材の斜視図、(b)解除レバーの斜視図である。
図14は実施例1の現像剤補給容器の部分断面斜視図である。
図15の(a)~(c)実施例1の現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に挿入して、封止部材を開放する様子を段階的に示す部分断面図である。
図16は実施例2の現像剤補給容器の断面斜視図である。
図17は実施例2の容器本体の(a)斜視図、(b)部分斜視図である。
図18は実施例2の現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図19は実施例2における現像剤補給容器と現像剤受け入れ装置を示す断面斜視図である。
図20の(a)~(b)実施例2のフランジの斜視図である。
図21は実施例2のシャッタの(a)正面図、(b)斜視図である。
図22は実施例2のポンプ部の正面図である。
図23は実施例2の往復部材の斜視図である。
図24は実施例2のカバーの斜視図である。
図25は現像剤補給容器の変形例を示す部分拡大図である。
図26は実施例1と実施例2の現像剤補給容器での回転回数に対する補給量のイメージを示すグラフである。
図2は図1の画像形成装置を示す斜視図である。
図3は実施例1の現像剤補給容器の断面斜視図である。
図4は実施例1の現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図5は実施例1における現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に挿入している様子を示す断面斜視図である。
図6は補給動作の流れを説明するフローチャートである。
図7は実施例1の変形例の一例を示す現像剤補給容器と現像剤受け入れ装置の断面図である。
図8の(a)~(b)実施例1の封止部材の斜視図である。
図9は実施例1の封止部材の(a)上面図、(b)正面図、(c)C−C断面図である。
図10の(a)~(c)実施例1の現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に装着した際の回転規制部材の動きを示す図である。
図11の(a)~(b)現像剤受け入れ装置の回転規制部材の状態を示す図である。
図12は図11(a)、(b)に対応する現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図13の(a)回転規制部材の斜視図、(b)解除レバーの斜視図である。
図14は実施例1の現像剤補給容器の部分断面斜視図である。
図15の(a)~(c)実施例1の現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置に挿入して、封止部材を開放する様子を段階的に示す部分断面図である。
図16は実施例2の現像剤補給容器の断面斜視図である。
図17は実施例2の容器本体の(a)斜視図、(b)部分斜視図である。
図18は実施例2の現像剤受け入れ装置の斜視図である。
図19は実施例2における現像剤補給容器と現像剤受け入れ装置を示す断面斜視図である。
図20の(a)~(b)実施例2のフランジの斜視図である。
図21は実施例2のシャッタの(a)正面図、(b)斜視図である。
図22は実施例2のポンプ部の正面図である。
図23は実施例2の往復部材の斜視図である。
図24は実施例2のカバーの斜視図である。
図25は現像剤補給容器の変形例を示す部分拡大図である。
図26は実施例1と実施例2の現像剤補給容器での回転回数に対する補給量のイメージを示すグラフである。
以下、本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給装置について具体的に説明する。なお、以下において、特段の記載がない限り、発明の思想の範囲内において現像剤補給容器の種々の構成を同様な機能を奏する公知の他の構成に置き換えることが可能である。すなわち、特段の記載がない限り、後述する実施例に記載された現像剤補給容器の構成だけに限定する意図はない。
(画像形成装置)
まず、本発明に係る現像剤補給容器1が装着される画像形成装置の一例である電子写真画像形成装置の構成について図1に基づいて説明する。図1に示す電子写真複写機本体100(以下、「装置本体100」という)において、原稿101が原稿台ガラス102の上に置かれると、原稿101の画像情報に応じた光像が光学部103の複数のミラーMとレンズLnにより、像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」という)104上に結像する。カセット105,106,107,108に積載された記録媒体(以下、「シート」という)Sのうち、図2に示す操作部100aから使用者(ユーザー)が入力した情報もしくは原稿101のシートサイズから、最適なシートSをカセット105~108のシートサイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としてはシートに限定されずに、例えばOHPシート等適宜選択できる。
そして、給送・分離装置105A,106A,107A,108Aにより搬送された1枚のシートSを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。更にレジストローラ110によりシートSを感光体ドラム104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて転写部に搬送する。転写部では、転写放電器111によって、感光体ドラム104上に形成された現像剤像(トナー像)をシートSに転写する。そして、分離放電器112によって、現像剤像の転写されたシートSを感光体ドラム104から分離する。
この後、搬送部113により定着部114へ搬送されたシートSは、定着部114において熱と圧力によりシートS上のトナー像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。又、多重コピーの場合には、排出反転部115のフラッパ118の制御により、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
又、両面コピーの場合には、シートSは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートSの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置本体100内へ搬送される。更にこの後、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
ところで、上記構成の装置本体100において、感光体ドラム104の回りには現像手段としての現像装置201、クリーナ装置202、一次帯電器203等が配置されている。現像装置201は、原稿101の画像情報に基づいて一様に帯電された感光体ドラム104上を光学部103により露光して形成された静電潜像を、現像剤(トナー)を用いて現像するものである。そして、この現像装置201へ現像剤としてのトナーを補給するための現像剤補給容器1が使用者によって装置本体100に着脱可能に装着されている。なお、現像剤補給容器1からトナーのみを画像形成装置側へ補給する場合や、トナー及びキャリアを補給する場合であっても本発明を適用できる。本実施例では前者の例についての説明である。
また、現像装置201は収容手段としての現像器201aを有している。現像器201aは、現像剤補給容器1から補給された現像剤を撹拌するための撹拌部材201cを有している。そして、この撹拌部材201cにより撹拌された現像剤は、マグネットローラ201dにより送られる。現像器201aは、現像ローラ201fと、搬送部材201eを有している。そして、マグネットローラ201dにより現像器201aから送られた現像剤は、搬送部材201eにより現像ローラ201fに送られて、この現像ローラ201fにより感光体ドラム104に供給される。尚、クリーナ装置202は、感光体ドラム104に残留している現像剤を除去するためのものである。又、一次帯電器203は、感光体ドラム104を帯電するためのものである。
図2に示す外装カバーの一部である現像剤補給容器交換用前カバー15(以下、「交換用前カバー」という)を図2に示すように使用者が開け、現像剤補給容器受け入れ装置8(図4)に対し現像剤補給容器1を挿入する。使用者が現像剤補給容器1を装置本体100から取り出す際には、交換用前カバー15を開け現像剤補給容器1を取り出す。ここで、交換用前カバー15は現像剤補給容器1を着脱(交換)するための専用カバーであって、装置本体100に開閉可能に設けられており、現像剤補給容器1を着脱するためだけに開閉される。尚、装置本体100のメンテナンスは、前面カバー100cを開閉することによって行われる。なお、上記した例では現像剤補給容器1を交換するための専用カバーとしているが、専用カバーを設けずに前面カバー100cのみとしてもよい。その際、前面カバー100cは現像剤補給容器1のカバーとして機能する。また、前面カバーの内側に交換用前カバーを配置する構成であっても構わない。
(現像剤補給装置)
次に、現像剤補給装置は上記の現像装置201、現像剤受け入れ装置8、現像剤補給容器1で構成されている。ここでは現像剤補給装置の構成要素である現像剤受け入れ装置8について図1、図4、図5、図11、図12、図15を用いて説明する。ここで、図1は画像形成装置本体の概略断面図、図4は現像剤受け入れ装置8の斜視図、図5は現像剤受け入れ装置8と現像剤補給容器1の断面斜視図、図11は現像剤受け入れ装置の一部を拡大した部分拡大図と図12はその斜視図、図13は回転規制部材7の斜視図を示している。
現像剤受け入れ装置8は、図4に示すように、現像剤補給容器1が取り外し可能(着脱可能)に装着される装着部(装着スペース)8cと、現像剤補給容器1から排出された現像剤を一時的に貯留するホッパ8aと、を有している。現像剤補給容器1は、図5に示すように、装着部8cに対して矢印A方向に装着される構成となっている。つまり、現像剤補給容器1の長手方向(回転軸線方向)がほぼこの矢印A方向と一致するように装着部8cに装着される。また、現像剤補給容器1の装着部8cからの取り出し方向は図5で示す矢印B方向となる。
そして、現像剤は後述する現像剤補給容器1の排出口4a(図3参照)からホッパ8aへと供給される。また、ホッパ8aは図5に示すように、現像器201aへ現像剤を搬送するための搬送スクリュー30を有する。
また、現像剤受け入れ装置8の交換用前カバー15の近傍には後述する現像剤補給容器1の回転を規制(ロック)するための回転規制部材7が設けられている。回転規制部材7は図13に示すようにガイド突起7aが2か所設けられており、現像剤受け入れ装置8に設けられたレール8g(図4参照)に嵌め込まれた構成となっている。それにより回転規制部材7は、図11に示す矢印X方向、矢印Y方向にのみ移動可能に支持され、さらに第一バネ40により矢印Y方向へ付勢されている。また、回転規制部材7の近傍には解除レバー6が配置されており、回転規制部材7は受け面7cが解除レバー6の側面6cに当接して静止している。
また、解除レバー6は現像剤受け入れ装置8に矢印A方向、矢印B方向のみ移動できるよう支持されており、第二バネ41により矢印B方向へ付勢されている。図11(a)、図12(a)に示すように交換用前カバー15を開けた状態では解除レバー6の一部がストッパ8hに当接して静止している。
また、回転規制部材7には図13に示すように傾斜面7eと傾斜面7fが設けられており、その間に規制部7bを有している。
更に、現像剤受け入れ装置8には現像剤補給容器1を回転させるための封止部材係合部(駆動部)20、駆動軸60が設けられており、駆動軸60は不図示の駆動モータ500と繋がっている。駆動モータ500が回転すると、駆動軸60を介して封止部材係合部20が回転し、その回転が後述する封止部材(駆動受け部)2へと伝わり現像剤補給容器1が回転する。
また、現像剤受け入れ装置8には、図5に示すようにホッパ8a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ8fを有している。そして、駆動モータ500は、制御装置(CPU)600によりその動作を制御される構成となっている。制御装置600は、図に示すように、現像剤センサ8fから入力された現像剤残量情報に基づき、駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。
なお、本例において、駆動モータ500は制御を簡易化させるため、一方向にのみ回転するように設定されている。つまり、制御装置600は、駆動モータ500について、そのオン(作動)/オフ(非作動)のみを制御する構成となっている。従って、駆動モータ500を正方向と逆方向とに周期的に反転させることで得られる反転駆動力を現像剤補給容器1に付与する構成に比して、現像剤補給装置の駆動機構の簡易化を図ることができる。
(現像剤補給装置による現像剤補給制御)
次に現像剤受け入れ装置8による現像剤補給制御について、図5、図6、図7を用いて説明する。図6は補給動作の流れを説明するフローチャート、図7は現像剤受け入れ装置8の変形例を示す現像剤受け入れ装置8と現像剤補給容器1の断面図である。
本例では、ホッパ8aからの現像剤あふれ、周囲への現像剤飛散を抑制するためにホッパ8a内に一時的に貯留される現像剤の量(剤面の高さ)を制限している。そこで、前述したとおりホッパ8a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ8f(図5参照)を設けている。そして、その現像剤センサ8fの出力に応じて制御装置600が駆動モータ500を作動/非作動の制御を行うことにより、ホッパ8a内に一定量以上の現像剤が補給されないように構成している。その制御フローについて説明する。まず図6に示すように、現像剤センサ8fがホッパ8a内の現像剤残量をチェックする(S100)。そして、現像剤センサ8fにより現像剤収容量が所定未満であると判定された場合、つまり現像剤センサ8fにより現像剤が検出されなかった場合、駆動モータ500を駆動し、一定時間、現像剤の補給を実行する(S101)。
現像剤の補給がなされた結果、現像剤センサ8fにより現像剤収容量が所定量に達したと判定された場合、つまり現像剤センサ8fにより現像剤が検出された場合、駆動モータ500の駆動をオフし、現像剤の補給動作を停止する(S102)。この補給動作の停止により、一連の現像剤補給工程が終了する。
このような現像剤補給工程は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ8a内の現像剤収容量が所定量未満となると、繰り返し実行される構成となっている。ただし、交換用前カバー15が開いた状態では上記制御が働かず、その状態で補給が行われた場合にはホッパ8aからトナーが溢れる可能性がある。
なお、本例では、現像剤補給容器1から排出された現像剤を、ホッパ8a内に一時的に貯留し、その後、現像器201へ補給する構成としているが、以下のような現像剤補給装置の構成としても構わない。
特に装置本体100が低速機の場合には、本体のコンパクト化、低コスト化が要求される。その要求を達成する為には、現像剤補給容器1から現像剤を直接現像器201に補給する構成が望ましい。具体的には、図7に示すように上述したホッパ8aを省き、現像剤補給容器1から現像器201(本例では2成分現像器)へ直接的に現像剤を補給する構成が挙げられる。この現像器201は、現像剤が補給される撹拌室と現像ローラ201fへ現像剤を供給する現像室を有しており、更に撹拌室と現像室には現像剤搬送方向が互いに逆向きとなる搬送部材(スクリュー)201dが設置されている。そして、撹拌室と現像室は長手方向両端部において互いに連通しており、2成分現像剤はこれらの2つの部屋を循環搬送される構成となっている。また、撹拌室には現像剤中のトナー濃度を検出する磁気センサ201gが設置されており、この磁気センサ201gの検出結果に基づいて制御装置600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。この構成の場合、現像剤補給容器1から補給される現像剤は、非磁性トナー、もしくは非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。
(現像剤補給容器)
実施例1の現像剤補給容器1について図3、図5、図15を用いて説明する。図3は実施例1における現像剤補給容器1の断面斜視図,図5は現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向へ挿入途中の様子を表す断面斜視図、図15(a)~(c)は現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入完了するまでの様子を段階的に表す部分断面図である。
図3に示すように、現像剤補給容器1は主に容器本体1a、フランジ部4、バッフル部材3、封止部材(駆動受け部)2から構成される。
現像剤補給容器1は略円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に容器本体1aの円筒部より小径の排出口4aが突設されている。排出口4aには排出口4aを閉じる封止部材2が設けてあり、図15(a)~(c)に関連した後述する説明にて理解されるように、この封止部材2が現像剤補給容器1に対して相対的にスライド移動(図5矢印Aもしくは矢印B方向)することにより、排出口4aの開閉動作を行う構成になっている。
封止部材2の先端部には、後述する弾性変形可能な係合突起2aと、係合突起2aの装置本体側の封止部材係合部20との係合を解除する解除突起2bとが設けてあり、この係合突起2aは封止部材係合部20と係合して、現像剤補給容器1に回転駆動力を伝達する機能を果たす構成になっている。この係合突起2a及び解除突起2bの構成については後で詳細に述べる。
現像剤補給容器1の内部構成について図3を用いて説明する。上述のように、現像剤補給容器1は略円筒形状をしており、現像剤受け入れ装置8に略水平に配置され、現像剤受け入れ装置8から回転駆動力を受けて、軸Pを中心に矢印R方向に回転する構成になっている。
そして現像剤補給容器1の内部には現像剤を搬送するためのバッフル部材3が配置される。現像剤補給容器1が回転することにより、螺旋状の突起1bによって現像剤補給容器1の上流側から下流側へ(矢印A方向)搬送されてきた現像剤はやがてバッフル部材3に到達する。傾斜突起3aの一端は、排出口4aに接続するように設けられており、最終的に現像剤はバッフル部材3の回転に伴って、この傾斜突起3aを滑り落ちるように排出口4aへ搬送される。
現像剤補給容器1の内部構成は、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8から回転駆動力を受けることにより、現像剤を排出する機能を有するものであれば、特にその内部の形状や構成について限定するものではない。つまり、現像剤補給容器1の内部構成については、実施例1のように一般的によく知られている螺旋状の突起1bを形成したものや、その他の構成であっても構わない。
(封止部材)
次に、封止部材2の構成について図8~図9、図14を用いて更に説明する。図8(a)と図8(b)は実施例1における封止部材2の斜視図である。図9は実施例1における封止部材2の(a)上面図、(b)正面図、(c)C−C断面図である。図14は実施例1における現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8の封止部材係合部20と係合し、開封された状態を示す断面斜視図である。
図8に示すように封止部材2は現像剤補給容器1の排出口4aを開封可能に封止する封止部2dを備えている。また、封止部2dは排出口4aの内径よりも適当量大きく設定されたシール部2eを備えている。シール部2eは排出口4aを形成する内壁4b(図14)と圧入することにより密着してシールしていることから、適度な弾性を有することが好ましい。
封止部材2は複数の弾性変形部2cを備えている。また、封止部材2の複数の弾性変形部2cには、それぞれ1つの係合突起2aが設けられている。この係合突起2aが封止部材係合部20によって半径方向内側(図9(c)矢印D方向)へ押圧されることで、弾性変形部2cは容易に弾性変形可能である。更に、係合突起2aと対となって解除突起2bが設けられており、係合突起2aと解除突起2bは弾性変形部2cを介して一体となっている。
一方、現像剤受け入れ装置8に設けた封止部材係合部20の係止穴20h(図14)は封止部材2の係止面2a2と係止するように構成されている。
係合突起2aは弾性変形部2cの円筒面よりも半径方向外側に向かって突出している。この係合突起2aは、現像剤補給容器1と封止部材2とを離間させる(排出口4aを閉状態から開状態にする)際に、封止部材2を現像剤受け入れ装置8の被係止部としての係止穴20hにスナップフィット的に係止させるための係止部として作用する係止面2a2を有している。また、封止部材2は弾性変形を補助、促進するためのスリット溝2fを備えている。そして、係合突起2a及び解除突起2bは、半径方向内側(矢印D方向)に押圧された場合には半径方向内側(矢印D方向)に弾性変形し、半径方向内側(矢印D方向)の押圧を除荷した場合には、半径方向外側(矢印Dと逆方向)に弾性変形が回復する構成となっている。
すなわち、図14に示すように、係合突起2aは現像剤補給容器1と封止部材2とを相対的にスライド移動(矢印A方向)させて排出口4aを開閉するために封止部材係合部20と係止される係止機能(抜け止め機能)を、弾性変形部2c、係止面2a2で果たしている。
また、封止部材2を現像剤受け入れ装置8の封止部材係合部20に挿入する際に、スムーズに挿入されるように、係合突起2aはテーパ面2a1を有している。図5に示すように、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入していくと、やがて封止部材係合部20と封止部材2の係合が開始され、係合突起2aは封止部材2の内面から押圧力を受け、弾性変形部2cが半径方向内側に変位する。更に現像剤補給容器1の挿入を進めると、係合突起2aが封止部材係合部20の内面から受けていた押圧力が解除される。すると、弾性変形部2cは弾性変位した状態から復帰し、封止部材(係止部)2と現像剤受け入れ装置(被係止部)8との係止が完了する。
そして、係止が完了した後、封止部材2と現像剤補給容器1とを相対的に離間させるために、封止部材2を矢印A方向へスライド移動させることで、排出口4aが閉状態から開状態とされ、現像剤が排出可能な状態となる。尚、実施例1では、容器本体1aに固定されたフランジ部4を現像剤受け入れ装置8に係止させてスライド方向の移動を規制した状態において、封止部材2を前進(図14、矢印A方向)、後退(図14、矢印B方向)させることで排出口4aの開封、密封を行っている。
次に係合突起2aと対を成して設けている解除突起2bについて図8~図9、図14を用いて説明する。この解除突起2bは、現像剤補給容器1を交換する際に封止部材係合部20に係合した封止部材2の係止状態を解除するための突起であって、この係止を解除して古い現像剤補給容器1を取り出して新しい現像剤補給容器1に交換するためのものである。
この解除突起2bは、現像剤受け入れ装置8の解除部材21のスライド動作(図14のB方向)により、解除突起2bが押圧されることで弾性変形部2cが半径方向内側に弾性変形し、係合突起2aと封止部材係合部20の係止状態を解除する役割を果たしている。
次に封止部材2のもう一つの機能である、フランジ部4と係止するフランジ係止部2h(図8(b))について説明する。
フランジ係止部2hは半径方向外側に突出した突起部2gを備えている。この突起部2gは、図8(b)のようなスナップフィット構造を有し、上述した排出口を形成する内壁4bの段差面4c(図14参照)と係止して封止部材2の離間距離を規制するための役割を果たしている。
さらに、このフランジ係止部2hはスナップフィット構造であることから、フランジ部4に対してフランジ係止部2hを挿入する(図14矢印B方向)際はフランジ係止部2hが容易に半径方向内側に撓みながら挿入されるためにスムーズに挿入でき、且つ抜けにくい構成になっている。
以上説明してきたような封止部材2はプラスチック等の樹脂を射出成型して製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても、任意に分割、接合しても構わない。また、排出口4aに圧入嵌合してこれを密封する機能が要求されるため、適度な強度と弾性が必要とされる。
そのような材料としては低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、直鎖状ポリアミド、例えば商品名ナイロン、高密度ポリエチレン、ポリエステル、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体)、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)等が好ましく利用できる。
また、シール部のみをエラストマーなどの比較的軟らかい材料にし、封止部材2を先に述べたような樹脂材料にして2色成形するということも、もちろん可能である。このような構成にすると、シール部が軟らかいエラストマーなので密着性が高まりより良いシール性が得られることと、封止部材2の開封時の力を低減でき、より好ましい。尚、実施例1においては封止部材2本体をABS樹脂、シール部2eのみをエラストマーとした2色成形した例を示している。
容器本体1aについて、図3を用いて説明する。容器本体1aは内部に現像剤を収容する現像剤収容部(現像剤収容室)1cと、容器本体1aが軸Pに対して矢印R方向に回転することによって現像剤収容部1c内の現像剤を矢印A方向へ搬送する螺旋状の突起1bから構成される。また、容器本体1aの挿入方向上流側端面近傍には被係合部1eが設けてある。被係合部1eは図10に示すように容器本体1aの外周面から凹んだ形状となっており、回転方向下流側の第1の係合面1e1と回転方向上流側の第2の係合面1e2を有する。第1の係合面1e1と第2の係合面1e2はともに容器本体1aの回転方向に対して略垂直な面で構成されている。
フランジ部4について図3、図5を用いて説明する。図3に示すように、フランジ部4は、容器本体1aに取り付けられ、フランジ部4と容器本体1aは回転軸Pを中心にして矢印R方向に一体的に回転する。フランジ部4は、略中空円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に円筒部が突設されており、この円筒部先端側が現像剤をホッパ8a(図5)へ排出するための排出口4aとなっている。排出口4aは、現像剤収容部1cが回転することで現像剤収容部1cに収容した現像剤を排出する排出部である。
バッフル部材3について図3を用いて説明する。図3に示すように、バッフル部材3は容器本体1aに取り付けられ、バッフル部材3と容器本体1aは軸Pを中心にして一体的に矢印R方向に回転する。バッフル部材3には表裏両面に傾斜した傾斜突起3aが複数設けられ、傾斜突起3aの一端は排出口4aに達している。
(現像剤補給容器の交換動作)
次に、現像剤補給容器1の交換動作について図10~図12、図15を用いて説明する。図10は容器本体1aの把持部1f側から見た現像剤補給容器1と現像剤受け入れ装置8の部分拡大図であり、図10(a)は現像剤補給容器の回転が規制された状態、図10(b)は現像剤補給容器の回転規制が解除された状態、図10(c)は現像剤補給容器が規制される前の状態を示す。また、図11は現像剤受け入れ装置8を上から見た図であり、図11(a)は回転規制部材が容器の回転を規制する位置にある状態を、図11(b)は回転規制部材が容器の回転規制を解除した状態を示す現像剤受け入れ装置8の部分拡大図である。図12(a)、(b)は図11(a)、(b)に対応する斜視図、図15(a)~(c)は現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入完了するまでの様子を段階的に表す断面図を示している。
画像形成のプロセスに伴い、現像剤補給容器1内の現像剤が略全量消費されると、現像剤受け入れ装置8に設けられた現像剤補給容器空検知手段(不図示)によって現像剤補給容器1内の現像剤が無くなったことが検知される。そして、その旨が液晶等の表示手段100b(図2)によりユーザーに知らされる。
実施例1において現像剤補給容器1の交換はユーザー自身が行い、その手順は以下の通りである。
まず、閉じられた状態の交換用前カバー15(図2)を開く。次に、ユーザーが不図示のレバーを操作することにより、レバーの動作に連動して封止部材係合部20が矢印B方向(図14)にスライドする。封止部材係合部20のスライド動作に伴い、図15(c)の状態にある封止部材2は矢印B方向(図5参照)へスライドする。すると、排出口4aを開放する状態にあった封止部材2が排出口4aに圧入嵌合され、排出口4aが閉止されることで、上記図15(b)に示す状態となる。このとき、封止部材2は封止部材係合部20と係止状態を維持している。
次に、現像剤受け入れ装置8の制御により、解除部材21(図14)が矢印B方向にスライドする。解除部材21のスライドが進むと、やがて、解除部材21の内面が解除突起2bを半径方向内側に押圧し始める。すると、弾性変形部2cが半径方向内側に撓むことにより、封止部材2と封止部材係合部20の係止が解除される。
次にユーザーは、現像剤受け入れ装置8との係止が解除された空の現像剤補給容器1を矢印B(図14)方向に引き出し、現像剤受け入れ装置8から取り出す。
以後、現像剤補給容器1の回転規制について現像剤補給容器1の装着動作とともに詳しく説明する。
まず現像剤補給容器1の挿入前の状態について、図11(a)、図12(a)に示すように、解除レバー6が第二バネ41の付勢された状態でストッパ8hに当接して静止している。また、その際回転規制部材7は解除レバー6の側面6cに当接して静止している。この状態からユーザーは新しい現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に矢印A方向へ挿入(図15(a))していく。その際、現像剤補給容器1と回転規制部材7は干渉する位置関係にあるが、回転規制部材7の傾斜面7fにより第一バネ40の付勢力に逆らって矢印X方向(図11)に移動し、上記干渉を回避しながら現像剤補給容器1は現像剤受け入れ装置8へと挿入されていく。
更に、図15(b)に示す状態まで挿入すると、封止部材2の係合突起2aが封止部材係合部20と係合してそれ以上は押し込めなくなる。その後、ユーザーが不図示のレバーを操作することにより、レバー操作に連動して封止部材係合部20がスライドし、封止部材係合部20に係止された状態の封止部材2が現像剤補給容器1から離間され、排出口4aが開口される(図15(c))。
その際、容器本体1aの被係合部1eと回転規制部材(係合部)7の位置関係は、図10(a)で示すように互いの位相があっている場合と、図10(c)で示すように互いの位相が異なっている場合があり得る。位相があっている場合には被係合部1eに回転規制部材7が嵌り込む。この状態でユーザーが容器本体1aを回転させようとした際には、回転規制部材7の規制部7bが被係合部1eに設けられた第1の係合面1e1もしくは第2の係合面1e2のいずれかに当接(係合)することで回転は規制され回転規制状態となる。また、図10(c)で示すように位相が異なっている場合に、ユーザーが容器本体1aを回転させようとした際には、規制部7bが被係合部1eに嵌り込むまでは回転させることができる。回転により図10(a)に示すように規制部7bが被係合部1eと位相が合うと、第一バネ40の付勢力により回転規制部材7が被係合部1e内に嵌り込み、前述したように回転規制状態となる。このように本実施例では、回転規制部材7は予め設定した量を超えて現像剤補給容器1が回転することを規制する回転規制部材としての機能を有するものである。
その後、ユーザーが交換用前カバー15を閉じる。その際、図11(b)、図12(b)に示すように交換用前カバー15に設けられた突起15aが解除レバー6の端部6dに当接し、矢印A方向へ押し込む。解除レバー6が移動すると、解除レバー6に設けられた傾斜面6aが回転規制部材7の受け面7cに当接することで回転規制部材7を矢印X方向へ押し上げ、図11(b)、図12(b)に示すように解除レバーの支持面6bと回転規制部材の受け面7cが当接した状態となる。このとき規制部7bと被係合部1eは図10(b)で示すように被係合部1eから規制部7bが離れ、回転方向で干渉しない位置関係となる。この状態が回転規制解除状態であり、規制解除状態においては容器本体1aは自由に回転することができる。つまり、交換用前カバー15が閉じられる(閉状態)と、回転規制部材7が容器本体1aの回転を邪魔しない位置まで退避し、回転規制部材7と被係合部1eとの係合状態(回転規制状態)が解除される。なお、規制解除の動作は上記の構成に限られず、交換用前カバーの開閉を検知する検知部材の検知結果により規制解除の動作を決定する構成であってもいい。
最後に、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8から脱着する時の動きについて説明する。現像剤補給容器1を取り出す為に交換用前カバー15をユーザーが開いた際に、回転規制部材7が現像剤補給容器1の被係合部1eに嵌り込んでいなければ、回転規制部材7と現像剤補給容器1との干渉は無いため、そのまま引き抜くことで脱着される。一方、現像剤補給容器1の補給時の回転停止位置によっては、交換用前カバー15を開いた際に前記回転規制部材7が現像剤補給容器1の被係合部1eに嵌り込んでいる場合がある。その際には現像剤補給容器1と回転規制部材7が干渉する位置関係にあるが、その場合は前述した現像剤補給容器1の挿入時と同様に、回転規制部材7の傾斜面7eにより回転規制部材7が非干渉位置に移動せしめられ、現像剤補給容器1を脱着することが可能となる。
以上が現像剤補給容器1の交換手順である。
次に、被係合部1eの第1の係合面1e1と第2の係合面1e2の距離について、基本的には規制部7bが被係合部1eに嵌り込むことができれば機能を果たすため、規制部7bの厚みよりも大きければよい。
また、本例では容器本体1aに設けた被係合部1eの外周面からの凹み量を5mmと設定している。この凹み量は値が小さくなると、被係合部1eと前述した回転規制部材7の規制部7bとの係合量が少なくなり、回転規制力が小さくなる。逆に凹み量が大きくなれば、上記係合量が多くなり回転規制力が大きくなる。したがって、凹み量は必要とされる回転規制力に応じて適宜調整することができる。
また、被係合部1eはより挿入方向下流側に設けてもよいが、好ましくは本例のようにユーザーが把持する把持部1f(図16)により近い方がよい。なお、把持部1fは、現像剤補給容器1の挿入方向(矢印A方向)の上流側端部に設けられている。図16に示すように、この把持部1fと被係合部1eの距離が近いと、回転規制時にユーザーが把持部1fに回転力をかけた際、容器本体1aに加わる力の領域は距離が小さい分、小さくて済む。逆に把持部1fと被係合部1eの距離が遠いと、把持部1fに回転力が加わった際に把持部1fと被係合部1e間は、広い領域でねじりの力が働くため、容器本体1aが変形してしまう恐れがある。
また、本例では容器本体1aの被係合部1eが凹形状で、回転規制部材7が凸形状となっているが、基本的には係合して回転を規制できる構成であれば他の構成であってもよい。例えば本例とは逆の関係となる、被係合部1eが凸形状で、回転規制部材7が凹形状である構成であっても構わない。
また、本例では被係合部1eを容器本体1aの外周面に少なくとも1か所以上設けた構成として、容器本体1aの回転周方向の1か所に被係合部1eを設けた構成を例示したが、被係合部1eを容器本体1aの回転方向に複数個所設けた構成としても構わない。被係合部1eを複数個所に設けることによりユーザーが回転させた際により小さな角度で規制をかけることが可能になるため、現像剤補給容器1からの意図しない排出をより抑制することができる。本例のように1か所の場合には、最大で360°近く回転してから規制する可能性があるのに対し、例えば図25に示すように周方向に均等に2か所配置した場合には最大で180°以内で回転規制状態となり、規制が掛かるまでの回転量を抑制することができる。よって被係合部を容器本体の外周面に何ヵ所配置するかについては、ボトルの回転量と補給量の相関関係から適宜選択することができる。
以上述べたとおり、本例の構成によれば回転することで現像剤が排出される構成の現像剤補給容器1において、ユーザーの誤操作等による不用な現像剤補給容器の回転を所定の角度以内に制限することができることから、現像剤補給容器1からの意図しない補給を抑制することができる。その結果、本実施例に示す回転規制機構を有する現像剤補給容器は回転規制機構を持たない現像剤補給容器1に対して、ホッパ8aからの現像剤あふれや特に直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化を防ぐことができる。
ここでホッパ8aを設けた場合には、一旦ホッパ8aに現像剤を貯留し、搬送スクリュー30(図5)にて現像装置201への現像剤排出量をコントロールすることができる。そのため上述したように回転規制無しの構成で現像剤補給容器1を誤回転させた場合であっても、現像装置201まで現像剤が流れ込んでしまうことはなく画質へ与える影響は少ない。ただし、ホッパ8a内に本体からの要求を超えた現像剤が補給されてしまうと、最終的にはホッパ8aから現像剤が溢れ、機内飛散等の弊害が出る可能性がある。
一方、ホッパ8aが無く直接現像装置201へ補給する構成において、回転規制無しの構成で現像剤補給容器1を誤回転させた場合には、現像剤補給容器1から排出した現像剤がそのまま現像装置201へ補給されるため、現像装置201内の現像剤濃度が上がることによる画質悪化が懸念される。最悪の場合、現像剤濃度の上がりすぎによる画像形成装置のエラーに繋がり機械が動作停止してしまう可能性がある。更にはホッパ8aを設けた場合と同様、本体からの要求を超えた現像剤が補給されることによる剤溢れ、機内飛散等の弊害の可能性がある。
よって前述した本構成で示した規制構成を設けることによって、ホッパ8aの有り無しそれぞれの場合において、上記弊害を低減する効果が期待できる。
特にホッパ8aがなく直接現像装置201へ補給する場合においての方が、画像形成装置本体の成果物である画像に影響を与えてしまう可能性があるという意味において本構成を適用した際の効果は大きい。
まず、本発明に係る現像剤補給容器1が装着される画像形成装置の一例である電子写真画像形成装置の構成について図1に基づいて説明する。図1に示す電子写真複写機本体100(以下、「装置本体100」という)において、原稿101が原稿台ガラス102の上に置かれると、原稿101の画像情報に応じた光像が光学部103の複数のミラーMとレンズLnにより、像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」という)104上に結像する。カセット105,106,107,108に積載された記録媒体(以下、「シート」という)Sのうち、図2に示す操作部100aから使用者(ユーザー)が入力した情報もしくは原稿101のシートサイズから、最適なシートSをカセット105~108のシートサイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としてはシートに限定されずに、例えばOHPシート等適宜選択できる。
そして、給送・分離装置105A,106A,107A,108Aにより搬送された1枚のシートSを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。更にレジストローラ110によりシートSを感光体ドラム104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて転写部に搬送する。転写部では、転写放電器111によって、感光体ドラム104上に形成された現像剤像(トナー像)をシートSに転写する。そして、分離放電器112によって、現像剤像の転写されたシートSを感光体ドラム104から分離する。
この後、搬送部113により定着部114へ搬送されたシートSは、定着部114において熱と圧力によりシートS上のトナー像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。又、多重コピーの場合には、排出反転部115のフラッパ118の制御により、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
又、両面コピーの場合には、シートSは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、シートSの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置本体100内へ搬送される。更にこの後、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
ところで、上記構成の装置本体100において、感光体ドラム104の回りには現像手段としての現像装置201、クリーナ装置202、一次帯電器203等が配置されている。現像装置201は、原稿101の画像情報に基づいて一様に帯電された感光体ドラム104上を光学部103により露光して形成された静電潜像を、現像剤(トナー)を用いて現像するものである。そして、この現像装置201へ現像剤としてのトナーを補給するための現像剤補給容器1が使用者によって装置本体100に着脱可能に装着されている。なお、現像剤補給容器1からトナーのみを画像形成装置側へ補給する場合や、トナー及びキャリアを補給する場合であっても本発明を適用できる。本実施例では前者の例についての説明である。
また、現像装置201は収容手段としての現像器201aを有している。現像器201aは、現像剤補給容器1から補給された現像剤を撹拌するための撹拌部材201cを有している。そして、この撹拌部材201cにより撹拌された現像剤は、マグネットローラ201dにより送られる。現像器201aは、現像ローラ201fと、搬送部材201eを有している。そして、マグネットローラ201dにより現像器201aから送られた現像剤は、搬送部材201eにより現像ローラ201fに送られて、この現像ローラ201fにより感光体ドラム104に供給される。尚、クリーナ装置202は、感光体ドラム104に残留している現像剤を除去するためのものである。又、一次帯電器203は、感光体ドラム104を帯電するためのものである。
図2に示す外装カバーの一部である現像剤補給容器交換用前カバー15(以下、「交換用前カバー」という)を図2に示すように使用者が開け、現像剤補給容器受け入れ装置8(図4)に対し現像剤補給容器1を挿入する。使用者が現像剤補給容器1を装置本体100から取り出す際には、交換用前カバー15を開け現像剤補給容器1を取り出す。ここで、交換用前カバー15は現像剤補給容器1を着脱(交換)するための専用カバーであって、装置本体100に開閉可能に設けられており、現像剤補給容器1を着脱するためだけに開閉される。尚、装置本体100のメンテナンスは、前面カバー100cを開閉することによって行われる。なお、上記した例では現像剤補給容器1を交換するための専用カバーとしているが、専用カバーを設けずに前面カバー100cのみとしてもよい。その際、前面カバー100cは現像剤補給容器1のカバーとして機能する。また、前面カバーの内側に交換用前カバーを配置する構成であっても構わない。
(現像剤補給装置)
次に、現像剤補給装置は上記の現像装置201、現像剤受け入れ装置8、現像剤補給容器1で構成されている。ここでは現像剤補給装置の構成要素である現像剤受け入れ装置8について図1、図4、図5、図11、図12、図15を用いて説明する。ここで、図1は画像形成装置本体の概略断面図、図4は現像剤受け入れ装置8の斜視図、図5は現像剤受け入れ装置8と現像剤補給容器1の断面斜視図、図11は現像剤受け入れ装置の一部を拡大した部分拡大図と図12はその斜視図、図13は回転規制部材7の斜視図を示している。
現像剤受け入れ装置8は、図4に示すように、現像剤補給容器1が取り外し可能(着脱可能)に装着される装着部(装着スペース)8cと、現像剤補給容器1から排出された現像剤を一時的に貯留するホッパ8aと、を有している。現像剤補給容器1は、図5に示すように、装着部8cに対して矢印A方向に装着される構成となっている。つまり、現像剤補給容器1の長手方向(回転軸線方向)がほぼこの矢印A方向と一致するように装着部8cに装着される。また、現像剤補給容器1の装着部8cからの取り出し方向は図5で示す矢印B方向となる。
そして、現像剤は後述する現像剤補給容器1の排出口4a(図3参照)からホッパ8aへと供給される。また、ホッパ8aは図5に示すように、現像器201aへ現像剤を搬送するための搬送スクリュー30を有する。
また、現像剤受け入れ装置8の交換用前カバー15の近傍には後述する現像剤補給容器1の回転を規制(ロック)するための回転規制部材7が設けられている。回転規制部材7は図13に示すようにガイド突起7aが2か所設けられており、現像剤受け入れ装置8に設けられたレール8g(図4参照)に嵌め込まれた構成となっている。それにより回転規制部材7は、図11に示す矢印X方向、矢印Y方向にのみ移動可能に支持され、さらに第一バネ40により矢印Y方向へ付勢されている。また、回転規制部材7の近傍には解除レバー6が配置されており、回転規制部材7は受け面7cが解除レバー6の側面6cに当接して静止している。
また、解除レバー6は現像剤受け入れ装置8に矢印A方向、矢印B方向のみ移動できるよう支持されており、第二バネ41により矢印B方向へ付勢されている。図11(a)、図12(a)に示すように交換用前カバー15を開けた状態では解除レバー6の一部がストッパ8hに当接して静止している。
また、回転規制部材7には図13に示すように傾斜面7eと傾斜面7fが設けられており、その間に規制部7bを有している。
更に、現像剤受け入れ装置8には現像剤補給容器1を回転させるための封止部材係合部(駆動部)20、駆動軸60が設けられており、駆動軸60は不図示の駆動モータ500と繋がっている。駆動モータ500が回転すると、駆動軸60を介して封止部材係合部20が回転し、その回転が後述する封止部材(駆動受け部)2へと伝わり現像剤補給容器1が回転する。
また、現像剤受け入れ装置8には、図5に示すようにホッパ8a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ8fを有している。そして、駆動モータ500は、制御装置(CPU)600によりその動作を制御される構成となっている。制御装置600は、図に示すように、現像剤センサ8fから入力された現像剤残量情報に基づき、駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。
なお、本例において、駆動モータ500は制御を簡易化させるため、一方向にのみ回転するように設定されている。つまり、制御装置600は、駆動モータ500について、そのオン(作動)/オフ(非作動)のみを制御する構成となっている。従って、駆動モータ500を正方向と逆方向とに周期的に反転させることで得られる反転駆動力を現像剤補給容器1に付与する構成に比して、現像剤補給装置の駆動機構の簡易化を図ることができる。
(現像剤補給装置による現像剤補給制御)
次に現像剤受け入れ装置8による現像剤補給制御について、図5、図6、図7を用いて説明する。図6は補給動作の流れを説明するフローチャート、図7は現像剤受け入れ装置8の変形例を示す現像剤受け入れ装置8と現像剤補給容器1の断面図である。
本例では、ホッパ8aからの現像剤あふれ、周囲への現像剤飛散を抑制するためにホッパ8a内に一時的に貯留される現像剤の量(剤面の高さ)を制限している。そこで、前述したとおりホッパ8a内に収容されている現像剤の量を検出する現像剤センサ8f(図5参照)を設けている。そして、その現像剤センサ8fの出力に応じて制御装置600が駆動モータ500を作動/非作動の制御を行うことにより、ホッパ8a内に一定量以上の現像剤が補給されないように構成している。その制御フローについて説明する。まず図6に示すように、現像剤センサ8fがホッパ8a内の現像剤残量をチェックする(S100)。そして、現像剤センサ8fにより現像剤収容量が所定未満であると判定された場合、つまり現像剤センサ8fにより現像剤が検出されなかった場合、駆動モータ500を駆動し、一定時間、現像剤の補給を実行する(S101)。
現像剤の補給がなされた結果、現像剤センサ8fにより現像剤収容量が所定量に達したと判定された場合、つまり現像剤センサ8fにより現像剤が検出された場合、駆動モータ500の駆動をオフし、現像剤の補給動作を停止する(S102)。この補給動作の停止により、一連の現像剤補給工程が終了する。
このような現像剤補給工程は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ8a内の現像剤収容量が所定量未満となると、繰り返し実行される構成となっている。ただし、交換用前カバー15が開いた状態では上記制御が働かず、その状態で補給が行われた場合にはホッパ8aからトナーが溢れる可能性がある。
なお、本例では、現像剤補給容器1から排出された現像剤を、ホッパ8a内に一時的に貯留し、その後、現像器201へ補給する構成としているが、以下のような現像剤補給装置の構成としても構わない。
特に装置本体100が低速機の場合には、本体のコンパクト化、低コスト化が要求される。その要求を達成する為には、現像剤補給容器1から現像剤を直接現像器201に補給する構成が望ましい。具体的には、図7に示すように上述したホッパ8aを省き、現像剤補給容器1から現像器201(本例では2成分現像器)へ直接的に現像剤を補給する構成が挙げられる。この現像器201は、現像剤が補給される撹拌室と現像ローラ201fへ現像剤を供給する現像室を有しており、更に撹拌室と現像室には現像剤搬送方向が互いに逆向きとなる搬送部材(スクリュー)201dが設置されている。そして、撹拌室と現像室は長手方向両端部において互いに連通しており、2成分現像剤はこれらの2つの部屋を循環搬送される構成となっている。また、撹拌室には現像剤中のトナー濃度を検出する磁気センサ201gが設置されており、この磁気センサ201gの検出結果に基づいて制御装置600が駆動モータ500の動作を制御する構成となっている。この構成の場合、現像剤補給容器1から補給される現像剤は、非磁性トナー、もしくは非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。
(現像剤補給容器)
実施例1の現像剤補給容器1について図3、図5、図15を用いて説明する。図3は実施例1における現像剤補給容器1の断面斜視図,図5は現像剤補給容器を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向へ挿入途中の様子を表す断面斜視図、図15(a)~(c)は現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入完了するまでの様子を段階的に表す部分断面図である。
図3に示すように、現像剤補給容器1は主に容器本体1a、フランジ部4、バッフル部材3、封止部材(駆動受け部)2から構成される。
現像剤補給容器1は略円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に容器本体1aの円筒部より小径の排出口4aが突設されている。排出口4aには排出口4aを閉じる封止部材2が設けてあり、図15(a)~(c)に関連した後述する説明にて理解されるように、この封止部材2が現像剤補給容器1に対して相対的にスライド移動(図5矢印Aもしくは矢印B方向)することにより、排出口4aの開閉動作を行う構成になっている。
封止部材2の先端部には、後述する弾性変形可能な係合突起2aと、係合突起2aの装置本体側の封止部材係合部20との係合を解除する解除突起2bとが設けてあり、この係合突起2aは封止部材係合部20と係合して、現像剤補給容器1に回転駆動力を伝達する機能を果たす構成になっている。この係合突起2a及び解除突起2bの構成については後で詳細に述べる。
現像剤補給容器1の内部構成について図3を用いて説明する。上述のように、現像剤補給容器1は略円筒形状をしており、現像剤受け入れ装置8に略水平に配置され、現像剤受け入れ装置8から回転駆動力を受けて、軸Pを中心に矢印R方向に回転する構成になっている。
そして現像剤補給容器1の内部には現像剤を搬送するためのバッフル部材3が配置される。現像剤補給容器1が回転することにより、螺旋状の突起1bによって現像剤補給容器1の上流側から下流側へ(矢印A方向)搬送されてきた現像剤はやがてバッフル部材3に到達する。傾斜突起3aの一端は、排出口4aに接続するように設けられており、最終的に現像剤はバッフル部材3の回転に伴って、この傾斜突起3aを滑り落ちるように排出口4aへ搬送される。
現像剤補給容器1の内部構成は、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8から回転駆動力を受けることにより、現像剤を排出する機能を有するものであれば、特にその内部の形状や構成について限定するものではない。つまり、現像剤補給容器1の内部構成については、実施例1のように一般的によく知られている螺旋状の突起1bを形成したものや、その他の構成であっても構わない。
(封止部材)
次に、封止部材2の構成について図8~図9、図14を用いて更に説明する。図8(a)と図8(b)は実施例1における封止部材2の斜視図である。図9は実施例1における封止部材2の(a)上面図、(b)正面図、(c)C−C断面図である。図14は実施例1における現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8の封止部材係合部20と係合し、開封された状態を示す断面斜視図である。
図8に示すように封止部材2は現像剤補給容器1の排出口4aを開封可能に封止する封止部2dを備えている。また、封止部2dは排出口4aの内径よりも適当量大きく設定されたシール部2eを備えている。シール部2eは排出口4aを形成する内壁4b(図14)と圧入することにより密着してシールしていることから、適度な弾性を有することが好ましい。
封止部材2は複数の弾性変形部2cを備えている。また、封止部材2の複数の弾性変形部2cには、それぞれ1つの係合突起2aが設けられている。この係合突起2aが封止部材係合部20によって半径方向内側(図9(c)矢印D方向)へ押圧されることで、弾性変形部2cは容易に弾性変形可能である。更に、係合突起2aと対となって解除突起2bが設けられており、係合突起2aと解除突起2bは弾性変形部2cを介して一体となっている。
一方、現像剤受け入れ装置8に設けた封止部材係合部20の係止穴20h(図14)は封止部材2の係止面2a2と係止するように構成されている。
係合突起2aは弾性変形部2cの円筒面よりも半径方向外側に向かって突出している。この係合突起2aは、現像剤補給容器1と封止部材2とを離間させる(排出口4aを閉状態から開状態にする)際に、封止部材2を現像剤受け入れ装置8の被係止部としての係止穴20hにスナップフィット的に係止させるための係止部として作用する係止面2a2を有している。また、封止部材2は弾性変形を補助、促進するためのスリット溝2fを備えている。そして、係合突起2a及び解除突起2bは、半径方向内側(矢印D方向)に押圧された場合には半径方向内側(矢印D方向)に弾性変形し、半径方向内側(矢印D方向)の押圧を除荷した場合には、半径方向外側(矢印Dと逆方向)に弾性変形が回復する構成となっている。
すなわち、図14に示すように、係合突起2aは現像剤補給容器1と封止部材2とを相対的にスライド移動(矢印A方向)させて排出口4aを開閉するために封止部材係合部20と係止される係止機能(抜け止め機能)を、弾性変形部2c、係止面2a2で果たしている。
また、封止部材2を現像剤受け入れ装置8の封止部材係合部20に挿入する際に、スムーズに挿入されるように、係合突起2aはテーパ面2a1を有している。図5に示すように、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入していくと、やがて封止部材係合部20と封止部材2の係合が開始され、係合突起2aは封止部材2の内面から押圧力を受け、弾性変形部2cが半径方向内側に変位する。更に現像剤補給容器1の挿入を進めると、係合突起2aが封止部材係合部20の内面から受けていた押圧力が解除される。すると、弾性変形部2cは弾性変位した状態から復帰し、封止部材(係止部)2と現像剤受け入れ装置(被係止部)8との係止が完了する。
そして、係止が完了した後、封止部材2と現像剤補給容器1とを相対的に離間させるために、封止部材2を矢印A方向へスライド移動させることで、排出口4aが閉状態から開状態とされ、現像剤が排出可能な状態となる。尚、実施例1では、容器本体1aに固定されたフランジ部4を現像剤受け入れ装置8に係止させてスライド方向の移動を規制した状態において、封止部材2を前進(図14、矢印A方向)、後退(図14、矢印B方向)させることで排出口4aの開封、密封を行っている。
次に係合突起2aと対を成して設けている解除突起2bについて図8~図9、図14を用いて説明する。この解除突起2bは、現像剤補給容器1を交換する際に封止部材係合部20に係合した封止部材2の係止状態を解除するための突起であって、この係止を解除して古い現像剤補給容器1を取り出して新しい現像剤補給容器1に交換するためのものである。
この解除突起2bは、現像剤受け入れ装置8の解除部材21のスライド動作(図14のB方向)により、解除突起2bが押圧されることで弾性変形部2cが半径方向内側に弾性変形し、係合突起2aと封止部材係合部20の係止状態を解除する役割を果たしている。
次に封止部材2のもう一つの機能である、フランジ部4と係止するフランジ係止部2h(図8(b))について説明する。
フランジ係止部2hは半径方向外側に突出した突起部2gを備えている。この突起部2gは、図8(b)のようなスナップフィット構造を有し、上述した排出口を形成する内壁4bの段差面4c(図14参照)と係止して封止部材2の離間距離を規制するための役割を果たしている。
さらに、このフランジ係止部2hはスナップフィット構造であることから、フランジ部4に対してフランジ係止部2hを挿入する(図14矢印B方向)際はフランジ係止部2hが容易に半径方向内側に撓みながら挿入されるためにスムーズに挿入でき、且つ抜けにくい構成になっている。
以上説明してきたような封止部材2はプラスチック等の樹脂を射出成型して製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても、任意に分割、接合しても構わない。また、排出口4aに圧入嵌合してこれを密封する機能が要求されるため、適度な強度と弾性が必要とされる。
そのような材料としては低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、直鎖状ポリアミド、例えば商品名ナイロン、高密度ポリエチレン、ポリエステル、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体)、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)等が好ましく利用できる。
また、シール部のみをエラストマーなどの比較的軟らかい材料にし、封止部材2を先に述べたような樹脂材料にして2色成形するということも、もちろん可能である。このような構成にすると、シール部が軟らかいエラストマーなので密着性が高まりより良いシール性が得られることと、封止部材2の開封時の力を低減でき、より好ましい。尚、実施例1においては封止部材2本体をABS樹脂、シール部2eのみをエラストマーとした2色成形した例を示している。
容器本体1aについて、図3を用いて説明する。容器本体1aは内部に現像剤を収容する現像剤収容部(現像剤収容室)1cと、容器本体1aが軸Pに対して矢印R方向に回転することによって現像剤収容部1c内の現像剤を矢印A方向へ搬送する螺旋状の突起1bから構成される。また、容器本体1aの挿入方向上流側端面近傍には被係合部1eが設けてある。被係合部1eは図10に示すように容器本体1aの外周面から凹んだ形状となっており、回転方向下流側の第1の係合面1e1と回転方向上流側の第2の係合面1e2を有する。第1の係合面1e1と第2の係合面1e2はともに容器本体1aの回転方向に対して略垂直な面で構成されている。
フランジ部4について図3、図5を用いて説明する。図3に示すように、フランジ部4は、容器本体1aに取り付けられ、フランジ部4と容器本体1aは回転軸Pを中心にして矢印R方向に一体的に回転する。フランジ部4は、略中空円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に円筒部が突設されており、この円筒部先端側が現像剤をホッパ8a(図5)へ排出するための排出口4aとなっている。排出口4aは、現像剤収容部1cが回転することで現像剤収容部1cに収容した現像剤を排出する排出部である。
バッフル部材3について図3を用いて説明する。図3に示すように、バッフル部材3は容器本体1aに取り付けられ、バッフル部材3と容器本体1aは軸Pを中心にして一体的に矢印R方向に回転する。バッフル部材3には表裏両面に傾斜した傾斜突起3aが複数設けられ、傾斜突起3aの一端は排出口4aに達している。
(現像剤補給容器の交換動作)
次に、現像剤補給容器1の交換動作について図10~図12、図15を用いて説明する。図10は容器本体1aの把持部1f側から見た現像剤補給容器1と現像剤受け入れ装置8の部分拡大図であり、図10(a)は現像剤補給容器の回転が規制された状態、図10(b)は現像剤補給容器の回転規制が解除された状態、図10(c)は現像剤補給容器が規制される前の状態を示す。また、図11は現像剤受け入れ装置8を上から見た図であり、図11(a)は回転規制部材が容器の回転を規制する位置にある状態を、図11(b)は回転規制部材が容器の回転規制を解除した状態を示す現像剤受け入れ装置8の部分拡大図である。図12(a)、(b)は図11(a)、(b)に対応する斜視図、図15(a)~(c)は現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に対して矢印A方向に挿入完了するまでの様子を段階的に表す断面図を示している。
画像形成のプロセスに伴い、現像剤補給容器1内の現像剤が略全量消費されると、現像剤受け入れ装置8に設けられた現像剤補給容器空検知手段(不図示)によって現像剤補給容器1内の現像剤が無くなったことが検知される。そして、その旨が液晶等の表示手段100b(図2)によりユーザーに知らされる。
実施例1において現像剤補給容器1の交換はユーザー自身が行い、その手順は以下の通りである。
まず、閉じられた状態の交換用前カバー15(図2)を開く。次に、ユーザーが不図示のレバーを操作することにより、レバーの動作に連動して封止部材係合部20が矢印B方向(図14)にスライドする。封止部材係合部20のスライド動作に伴い、図15(c)の状態にある封止部材2は矢印B方向(図5参照)へスライドする。すると、排出口4aを開放する状態にあった封止部材2が排出口4aに圧入嵌合され、排出口4aが閉止されることで、上記図15(b)に示す状態となる。このとき、封止部材2は封止部材係合部20と係止状態を維持している。
次に、現像剤受け入れ装置8の制御により、解除部材21(図14)が矢印B方向にスライドする。解除部材21のスライドが進むと、やがて、解除部材21の内面が解除突起2bを半径方向内側に押圧し始める。すると、弾性変形部2cが半径方向内側に撓むことにより、封止部材2と封止部材係合部20の係止が解除される。
次にユーザーは、現像剤受け入れ装置8との係止が解除された空の現像剤補給容器1を矢印B(図14)方向に引き出し、現像剤受け入れ装置8から取り出す。
以後、現像剤補給容器1の回転規制について現像剤補給容器1の装着動作とともに詳しく説明する。
まず現像剤補給容器1の挿入前の状態について、図11(a)、図12(a)に示すように、解除レバー6が第二バネ41の付勢された状態でストッパ8hに当接して静止している。また、その際回転規制部材7は解除レバー6の側面6cに当接して静止している。この状態からユーザーは新しい現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に矢印A方向へ挿入(図15(a))していく。その際、現像剤補給容器1と回転規制部材7は干渉する位置関係にあるが、回転規制部材7の傾斜面7fにより第一バネ40の付勢力に逆らって矢印X方向(図11)に移動し、上記干渉を回避しながら現像剤補給容器1は現像剤受け入れ装置8へと挿入されていく。
更に、図15(b)に示す状態まで挿入すると、封止部材2の係合突起2aが封止部材係合部20と係合してそれ以上は押し込めなくなる。その後、ユーザーが不図示のレバーを操作することにより、レバー操作に連動して封止部材係合部20がスライドし、封止部材係合部20に係止された状態の封止部材2が現像剤補給容器1から離間され、排出口4aが開口される(図15(c))。
その際、容器本体1aの被係合部1eと回転規制部材(係合部)7の位置関係は、図10(a)で示すように互いの位相があっている場合と、図10(c)で示すように互いの位相が異なっている場合があり得る。位相があっている場合には被係合部1eに回転規制部材7が嵌り込む。この状態でユーザーが容器本体1aを回転させようとした際には、回転規制部材7の規制部7bが被係合部1eに設けられた第1の係合面1e1もしくは第2の係合面1e2のいずれかに当接(係合)することで回転は規制され回転規制状態となる。また、図10(c)で示すように位相が異なっている場合に、ユーザーが容器本体1aを回転させようとした際には、規制部7bが被係合部1eに嵌り込むまでは回転させることができる。回転により図10(a)に示すように規制部7bが被係合部1eと位相が合うと、第一バネ40の付勢力により回転規制部材7が被係合部1e内に嵌り込み、前述したように回転規制状態となる。このように本実施例では、回転規制部材7は予め設定した量を超えて現像剤補給容器1が回転することを規制する回転規制部材としての機能を有するものである。
その後、ユーザーが交換用前カバー15を閉じる。その際、図11(b)、図12(b)に示すように交換用前カバー15に設けられた突起15aが解除レバー6の端部6dに当接し、矢印A方向へ押し込む。解除レバー6が移動すると、解除レバー6に設けられた傾斜面6aが回転規制部材7の受け面7cに当接することで回転規制部材7を矢印X方向へ押し上げ、図11(b)、図12(b)に示すように解除レバーの支持面6bと回転規制部材の受け面7cが当接した状態となる。このとき規制部7bと被係合部1eは図10(b)で示すように被係合部1eから規制部7bが離れ、回転方向で干渉しない位置関係となる。この状態が回転規制解除状態であり、規制解除状態においては容器本体1aは自由に回転することができる。つまり、交換用前カバー15が閉じられる(閉状態)と、回転規制部材7が容器本体1aの回転を邪魔しない位置まで退避し、回転規制部材7と被係合部1eとの係合状態(回転規制状態)が解除される。なお、規制解除の動作は上記の構成に限られず、交換用前カバーの開閉を検知する検知部材の検知結果により規制解除の動作を決定する構成であってもいい。
最後に、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8から脱着する時の動きについて説明する。現像剤補給容器1を取り出す為に交換用前カバー15をユーザーが開いた際に、回転規制部材7が現像剤補給容器1の被係合部1eに嵌り込んでいなければ、回転規制部材7と現像剤補給容器1との干渉は無いため、そのまま引き抜くことで脱着される。一方、現像剤補給容器1の補給時の回転停止位置によっては、交換用前カバー15を開いた際に前記回転規制部材7が現像剤補給容器1の被係合部1eに嵌り込んでいる場合がある。その際には現像剤補給容器1と回転規制部材7が干渉する位置関係にあるが、その場合は前述した現像剤補給容器1の挿入時と同様に、回転規制部材7の傾斜面7eにより回転規制部材7が非干渉位置に移動せしめられ、現像剤補給容器1を脱着することが可能となる。
以上が現像剤補給容器1の交換手順である。
次に、被係合部1eの第1の係合面1e1と第2の係合面1e2の距離について、基本的には規制部7bが被係合部1eに嵌り込むことができれば機能を果たすため、規制部7bの厚みよりも大きければよい。
また、本例では容器本体1aに設けた被係合部1eの外周面からの凹み量を5mmと設定している。この凹み量は値が小さくなると、被係合部1eと前述した回転規制部材7の規制部7bとの係合量が少なくなり、回転規制力が小さくなる。逆に凹み量が大きくなれば、上記係合量が多くなり回転規制力が大きくなる。したがって、凹み量は必要とされる回転規制力に応じて適宜調整することができる。
また、被係合部1eはより挿入方向下流側に設けてもよいが、好ましくは本例のようにユーザーが把持する把持部1f(図16)により近い方がよい。なお、把持部1fは、現像剤補給容器1の挿入方向(矢印A方向)の上流側端部に設けられている。図16に示すように、この把持部1fと被係合部1eの距離が近いと、回転規制時にユーザーが把持部1fに回転力をかけた際、容器本体1aに加わる力の領域は距離が小さい分、小さくて済む。逆に把持部1fと被係合部1eの距離が遠いと、把持部1fに回転力が加わった際に把持部1fと被係合部1e間は、広い領域でねじりの力が働くため、容器本体1aが変形してしまう恐れがある。
また、本例では容器本体1aの被係合部1eが凹形状で、回転規制部材7が凸形状となっているが、基本的には係合して回転を規制できる構成であれば他の構成であってもよい。例えば本例とは逆の関係となる、被係合部1eが凸形状で、回転規制部材7が凹形状である構成であっても構わない。
また、本例では被係合部1eを容器本体1aの外周面に少なくとも1か所以上設けた構成として、容器本体1aの回転周方向の1か所に被係合部1eを設けた構成を例示したが、被係合部1eを容器本体1aの回転方向に複数個所設けた構成としても構わない。被係合部1eを複数個所に設けることによりユーザーが回転させた際により小さな角度で規制をかけることが可能になるため、現像剤補給容器1からの意図しない排出をより抑制することができる。本例のように1か所の場合には、最大で360°近く回転してから規制する可能性があるのに対し、例えば図25に示すように周方向に均等に2か所配置した場合には最大で180°以内で回転規制状態となり、規制が掛かるまでの回転量を抑制することができる。よって被係合部を容器本体の外周面に何ヵ所配置するかについては、ボトルの回転量と補給量の相関関係から適宜選択することができる。
以上述べたとおり、本例の構成によれば回転することで現像剤が排出される構成の現像剤補給容器1において、ユーザーの誤操作等による不用な現像剤補給容器の回転を所定の角度以内に制限することができることから、現像剤補給容器1からの意図しない補給を抑制することができる。その結果、本実施例に示す回転規制機構を有する現像剤補給容器は回転規制機構を持たない現像剤補給容器1に対して、ホッパ8aからの現像剤あふれや特に直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化を防ぐことができる。
ここでホッパ8aを設けた場合には、一旦ホッパ8aに現像剤を貯留し、搬送スクリュー30(図5)にて現像装置201への現像剤排出量をコントロールすることができる。そのため上述したように回転規制無しの構成で現像剤補給容器1を誤回転させた場合であっても、現像装置201まで現像剤が流れ込んでしまうことはなく画質へ与える影響は少ない。ただし、ホッパ8a内に本体からの要求を超えた現像剤が補給されてしまうと、最終的にはホッパ8aから現像剤が溢れ、機内飛散等の弊害が出る可能性がある。
一方、ホッパ8aが無く直接現像装置201へ補給する構成において、回転規制無しの構成で現像剤補給容器1を誤回転させた場合には、現像剤補給容器1から排出した現像剤がそのまま現像装置201へ補給されるため、現像装置201内の現像剤濃度が上がることによる画質悪化が懸念される。最悪の場合、現像剤濃度の上がりすぎによる画像形成装置のエラーに繋がり機械が動作停止してしまう可能性がある。更にはホッパ8aを設けた場合と同様、本体からの要求を超えた現像剤が補給されることによる剤溢れ、機内飛散等の弊害の可能性がある。
よって前述した本構成で示した規制構成を設けることによって、ホッパ8aの有り無しそれぞれの場合において、上記弊害を低減する効果が期待できる。
特にホッパ8aがなく直接現像装置201へ補給する場合においての方が、画像形成装置本体の成果物である画像に影響を与えてしまう可能性があるという意味において本構成を適用した際の効果は大きい。
次に実施例2について図16~図23を用いて説明する。尚、実施例2は、前述した実施例と現像剤補給装置と現像剤補給容器の構成が一部異なるものであり、同様な機能を有する構成に対しては同符号を付すことで詳細な説明は省略する。
(現像剤補給装置)
現像剤受け入れ装置8について、図18、図19を用いて説明する。図18は、現像剤受け入れ装置の斜視図、図19は現像剤受け入れ装置と現像剤補給容器を示す断面斜視図である。
図18、図19に示すように、現像剤受け入れ装置8は、後述するカバー52(図24)の現像剤受け入れ装置突き当て部52cと当接するカバー突き当て部8k、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入する際、カバー52のガイド溝52aと当接することにより挿入方向(矢印A,B方向)と交差する回転方向(矢印R方向)への変位を規制する挿入ガイド8m、ホッパ8a、ホッパ8aへ連通する連通部8n、搬送スクリュー30、シャッタ55(図21(a))のストッパ部55b(55c)と係合するシャッタストッパ部8p、ボトル受けローラ23、現像剤補給容器1へ回転駆動を伝達するための駆動ギア25、回転規制部材7、解除レバー6、第一バネ40(図11)、第二バネ41(図11)で構成される。
(現像剤補給容器)
現像剤補給容器1について図16を用いて説明する。図16は現像剤補給容器1の断面斜視図である。
図16に示すように、現像剤補給容器1は、主に容器本体1a、バッフル部材3、フランジ部53、シャッタ55、ポンプ部51、往復部材50、カバー52から構成される。そして現像剤補給容器1は後述する現像剤補給手段により、現像剤補給容器1内の現像剤をホッパ8a(図19)へ補給する。以下に、現像剤補給容器1を構成する各要素について、詳細に説明する。
(容器本体)
容器本体1aについて、図17を用いて説明する。図17(a)は容器本体1aの斜視図、図17(b)は容器本体1aの部分拡大斜視図である。
実施例2の容器本体1aは、実施例1の容器に対し、駆動変換部として機能するカム溝1g、駆動受け部として機能する駆動受け部1hが設けられている点が異なる。
本例では、カム溝1g、回転触れ規制部1m、駆動受け部1hは容器本体1aと一体的に形成されている。尚、カム溝1gと回転振れ規制部1mと駆動受け部1hを別体として形成し、容器本体1aに一体的に取り付ける構成等であってもよい。また、収容部1kは、容器本体1aだけではなく、容器本体1aと後述するフランジ部53(図16)とポンプ部51(図16)の内部スペースを合わせたものとなる。
カム溝1gは、以下に説明する係合突起50bなどとともに、駆動受け部1hに入力された回転駆動力をポンプ部51を動作させる力へ変換する駆動変換部として機能する。カム溝1gは図17(b)に示すように容器本体1a先端側の円筒面に配置された溝である。この溝は現像剤補給容器1の回転軸方向の位置が変わらない部分と現像剤補給容器1の回転軸方向に傾斜した部分を有している。その軌跡は容器本体1aの円筒面上を前記回転軸方向に周期的に往復するように構成されている。ここに後述する往復部材50(図23)の係合突起50b(図23)が嵌りこませた状態で容器本体1aを回転させると係合突起50bがカム溝1gの溝形状に沿って回転軸方向に往復動する。これにより係合突起50bが設けられた往復部材50が容器本体1aに対して前記回転軸線方向に往復動する。更に往復部材50に対して前記回転軸線方向に移動不可となるように係合するポンプ部51が前記往復部材50の往復動に伴って伸縮することにより、後述する原理にて現像剤補給容器1から現像剤の排出を行う構成となっている。
(バッフル部材)
バッフル部材3について図16を用いて説明する。現像剤補給容器1内の現像剤はバッフル部材3の回転に伴って、傾斜突起3aを滑り落ちるようにフランジ部53の内部へ搬送される。
(フランジユニット部)
続いて、フランジユニット部70について図16を用いて説明する。図16は現像剤補給容器1の断面斜視図である。
図16に示すように、フランジユニット部70は、フランジ部53、往復部材50、ポンプ部51、カバー52、シャッタ55、開口シール54(図20)より構成される。
フランジユニット部70は容器本体1aと相対回転可能に取り付けられ、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に装着されると、現像剤受け入れ装置8に対してフランジユニット部70は軸Pを中心とする回転が規制された状態で保持される(図16)。フランジ部53の一端部にはポンプ部51がネジ接合され、他端部には容器本体1aがシール部材(不図示)を介して接合される。また、ポンプ部51をスラスト方向に挟み込むようにして、往復部材50が配置され、往復部材50に設けられた係合突起50b(図23(a))が容器本体1aのカム溝1g(図17)に嵌め込まれる。さらに、フランジ部53のシャッタ挿入部53c(図20(a))にはシャッタ55(図21)が組み込まれる。また、ユーザーが現像剤補給容器1に触れて予期せぬケガが発生するのを防止する目的と、往復部材50やポンプ部51の保護を目的として、カバー52(図24)が設けられている。
(フランジ部)
次に、フランジ部53について、図20を用いて説明する。図20(a)と図20(b)はフランジ部53の斜視図を示している。
フランジ部53は、ポンプ部51(図22)がネジ接合されるポンプ接合部53aと、容器本体1aが接合される容器本体接合部53bと、シャッタ挿入部53cを備えている。
また、前述したフランジ部53内の現像剤を排出する円形のシール穴54aを形成した開口シール54を備えている(図20(b))。ここで、開口シール54は両面テープでフランジ部53の下面に貼り付けられ、後述するシャッタ55とフランジ部53に圧縮された状態で挟持されている。
(シャッタ)
次に図21を用いてシャッタ55について説明する。図21(a)はシャッタ55の正面図、21(b)は斜視図である。
シャッタ55は、現像剤補給容器1(図16)に対して相対移動可能に設けられ、現像剤補給容器1の着脱動作に伴い、シール穴54aを開閉する。シャッタ55には、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に装着されていないときに、シール穴54a(図20(b))からの現像剤の漏れを防ぐ現像剤封止部55aと、現像剤封止部55aの背面側にフランジ部53のシャッタ挿入部53cを摺動する摺動面55iが設けられている。シャッタ55は、現像剤補給容器1がシャッタ55に対して相対移動することが可能となるように、現像剤補給容器1の着脱動作に伴い、現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図18)に保持されるストッパ部55b,55cを有している。
また、シャッタ55は、前記ストッパ部55b,55cが変位可能となるように支持する支持部55dを有しており、現像剤封止部55aより延設されて弾性変形可能に設けられている。
さらに、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に非装着時に、シャッタ55が現像剤補給容器1に対して相対移動するのを防止する目的として、現像剤封止部55aには規制突起55eが設けられている。
ここで、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8へ着脱する際のシャッタ55の開閉に伴って現像剤が不用に排出されてしまい、その周辺が現像剤で汚れてしまうのを可及的に防止する目的で、排出開口55fの直径は極力小さくすることが望ましく、実施例2では約Φ2mmに設定されている。
(ポンプ部)
次に図22を用いてポンプ部51について説明する。図22はポンプ部51の正面図である。
ポンプ部51は駆動ギア25(図18)より駆動受け部1h(図17)が受けた回転駆動力により現像剤収容部1c(図16)の内圧を周期的に変化させるように動作するポンプ部である。
ポンプ部51の開口端側には、フランジ部53(図20(a))と接合可能なように接合部51bが設けられている。実施例2では、接合部51bとしてネジが形成された構成を例示している。さらに、他端側には後述する往復部材50と同期して変位するために往復部材50と係合する往復部材係合部51cを備えている。
実施例2では上述したように小さな排出開口55f(図21(a))から現像剤を安定的に排出させるために、現像剤補給容器1にポンプ部51を設けている(図16)。ポンプ部51はその容積が変化する容積変化型ポンプとなっている。このポンプ部51の伸縮動作により現像剤補給容器1内の圧力を変化させ、その圧力を利用して現像剤の排出を行っている。
実施例2のポンプ部51は、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に形成された蛇腹状の伸縮部51aが設けられている。その折り目を基点として、伸縮部51aは折り畳まれたり、伸びたりすることができる。
また、実施例2ではポンプ部51の材料としてはポリプロピレン樹脂(以下、PPと略す)を採用したが、これに限定されるものではない。ポンプ部51の材料に関しては、伸縮機能を発揮し容積変化によって現像剤収容部1c(図16)の内圧を変化させることができる前提の材料であれば何でもよい。例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン等を薄肉で形成したものでも構わない。また、ゴムやその他の伸縮性材料などを使用することも可能である。さらに、ポンプ部51の役割は現像剤収容部1c(図16)の内圧を変化させることであるため、蛇腹状のポンプの代わりにピストンを使用することも可能である。
(往復部材)
次に、図23、図17を用いて往復部材50について説明する。図23(a)、図23(b)は往復部材50の斜視図を示している。
往復部材50は前述したポンプ部51の容積を変化させるために、ポンプ部51に設けられた往復部材係合部51c(図22)に係合するポンプ部係合部50aを備えている。さらに往復部材50は組み立てられた際に、前述したカム溝1g(図17(b))に嵌め込まれる係合突起50bを備えている。係合突起50bはポンプ部係合部50a近傍より延在するアーム50cの先端部に設けられている。また、往復部材50は、後述するカバー52の往復部材保持部52b(図24(b))によって矢印AB方向(図19)にのみスライド可能に保持される。したがって、駆動受け部1h(図17)が駆動ギア25(図19)から回転駆動力を受け、容器本体1aが回転するとカム溝1gも容器本体1aに同期して回転し、カム溝1g(図17)に嵌め込まれた係合突起50bのカム作用とカバー52の往復部材保持部52b(図24(b))の作用により、往復部材50は矢印A、B方向へ往復運動する(図19)。その往復運動に同期して、ポンプ部51が伸縮運動をする。
(カバー)
次に図24を用いてカバー52について説明する。図24(a)、図24(b)はカバー52の斜視図を示している。
上述したように、カバー52は、ユーザーが現像剤補給容器1に触れて予期せぬケガが発生するのを防止する目的と、往復部材50やポンプ部51の保護を目的として、図16のように設けられている。詳しくは、カバー52は、フランジ部53、ポンプ部51、往復部材50の全体を覆うように設けられている。また、カバー52には、現像剤受け入れ装置8が備える挿入ガイド8m(図18)と係合することで、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入するのをサポートするガイド溝52aが設けられている。さらに、カバー52には、軸P(図16)に対して往復部材50の回転変位を規制するための往復部材保持部52bが設けられている。そして、カバー52には、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入する際、現像剤受け入れ装置8のカバー突き当て部8k(図19)と当接することで現像剤補給容器1の装着を完了させるための現像剤受け入れ装置突き当て部52cが設けられている。現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿脱着する詳しい方法は後述する。
(現像剤排出原理)
次に、現像剤排出原理について、図16を用いて説明する。P軸を中心とした、現像剤補給容器1の回転(矢印R方向)によって容器本体1aに形成された螺旋状の突起1bが現像剤を容器本体1aの上流側から下流側(矢印A方向)へ搬送する。そして、螺旋状の突起1bによって搬送された現像剤はやがてバッフル部材3に達する。次に現像剤補給容器1と一体的に回転するバッフル部材3で掻き揚げられた現像剤がバッフル部材3の表面上を滑り落ち、傾斜突起3aによってフランジ部53内へ搬送される。この動作を繰り返すことによって、現像剤補給容器1内部の現像剤は順次、撹拌・搬送されてフランジ部53内へ貯留される。
そして、上述したように、往復部材50の往復運動と同期して、ポンプ部51は伸縮運動をする。詳しく説明すると、ポンプ部51を縮める際には、現像剤補給容器1内が加圧状態となり、その圧力に押し出される形でフランジ部53内に貯留された現像剤が排出開口55f(図21(a))から排出される。またポンプ部51を伸ばす際には、現像剤補給容器1内が減圧状態になり、外部から排出開口55f(図21(a))を介してエアが取り込まれる。この取り込まれたエアにより排出開口55f(図21(a))近傍の現像剤が解れ、次の排出がスムーズに行われるようになっている。以上のようにポンプ部51が伸縮運動を繰り返し行うことで現像剤の排出が行われる。
(現像剤補給容器の交換動作)
次に、現像剤補給容器1の交換動作について説明する。基本的には、実施例1と同様な流れで現像剤補給容器1の交換が行われる。画像形成のプロセスに伴い、現像剤補給容器1内の現像剤が略全量消費されると、現像剤受け入れ装置8に設けられた現像剤補給容器空検知手段(不図示)によって現像剤補給容器1内の現像剤が無くなったことが検知される。そして、その旨が液晶等の表示手段100b(図2)によりユーザーに知らされる。
実施例2において現像剤補給容器1の交換はユーザー自身が行い、その手順は以下の通りである。
まず、閉じられた状態の交換用前カバー15(図2)を開く。次に、ユーザーが容器本体1aの把持部1fを掴んで図19に示す矢印B方向へ移動させる。その際シャッタ55のストッパ部55b、55cは現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)に引っかかっており、シャッタ55がフランジ部53に対して相対移動してシール穴54aを閉鎖する。閉鎖後はシャッタ55の支持部55dが撓むことでシャッタ55のストッパ部55b,55cと現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)の係合が解除される。その後、シャッタ55は現像剤補給容器1と一体となって移動する。ユーザーは更に現像剤補給容器1を矢印B方向(図19)へ移動させ、画像形成装置本体から現像剤補給容器1を取り出す。
現像剤補給容器1の回転規制について、容器本体1aの被係合部1eと回転規制部材7の装着時の位置関係は実施例1と同じであり、同じ動作をするため詳細な説明は省く。本実施例においても実施例1と同様に、回転規制部材7は予め設定した量を超えて現像剤補給容器1が回転することを規制する回転規制部材としての機能を有するものである。
まず現像剤補給容器1の挿入時には回転規制部材7の傾斜面7eにより第一バネ40の付勢力に逆らって矢印X方向(図11)に移動し、上記干渉を回避しながら現像剤補給容器1は現像剤受け入れ装置8へと挿入されていく。
更に、現像剤補給容器1を挿入すると、シャッタ55のストッパ部55b,55cは現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)に引っかかり、その後、シャッタ55が現像剤受け入れ装置8に固定された状態でフランジ部53と相対移動し、シール穴54aとシャッタ55の排出開口55fが連通する。
その後、ユーザーが交換用前カバー15を閉じる。その際、図11(b)、図12(b)に示すように交換用前カバー15に設けられた突起15aが解除レバー6の端部6dに当接し、解除レバー6を矢印A方向へ押し込む。解除レバー6が移動すると、解除レバー6に設けられた傾斜面6aが回転規制部材7を矢印X方向へ押し上げ、図11(b)、図12(b)に示すように解除レバー6の支持面6bと回転規制部材7の受け面7cが当接した状態となる。このとき規制部7bと被係合部1eは図10(b)で示すように被係合部1eから規制部7bが離れ、現像剤補給容器1の回転方向で干渉しない位置関係となる。この状態が被係合部1eと規制部7bの係合状態(回転規制状態)が解除された回転規制解除状態であり、規制解除状態において容器本体1aは自由に回転することができる。つまり、交換用前カバー15が閉じられると、回転規制部材7が容器本体1aの回転を邪魔しない位置まで退避し、回転規制が解除される。なお、規制解除の動作は上記の構成に限られず、交換用前カバーの開閉を検知する検知部材の検知結果により規制解除の動作を決定する構成であってもいい。
現像剤補給容器1の脱着時の動きについては実施例1と同様である。以上が実施例2における現像剤補給容器1の交換手順である。
実施例2で示す現像剤補給容器1は上記のとおり、ポンプ部51により現像剤補給容器1内の圧力を変化させることにより現像剤を排出させる構成となっている。その排出性能は図26に示す通り実施例1の容器と比較して、現像剤補給容器の回転回数に対する現像剤の排出量(補給量)が安定している。従って、実施例2で示す現像剤補給容器ではホッパ8aを設けずに直接現像装置201へ補給しても、補給量が不安定であることに起因する画質(画像の濃度変化)影響が少ない。よって、直接現像装置201へ補給する構成をとる場合には実施例1よりも実施例2の現像剤補給容器1を用いる方がより好ましい。
しかしながら、本例に示す回転規制構成が無い場合には、現像剤受け入れ装置8への装着後にユーザーが現像剤補給容器1を回転させてしまうと、現像装置201内の現像剤濃度が上がることによる画質悪化が懸念される。最悪の場合、現像剤濃度の上がりすぎによる画像形成装置のエラーに繋がり機械が動作停止してしまう可能性がある。よって本構成で示した規制構成が無い場合には、ホッパ8aの有無に関わらずどちらも弊害はあるが、特にホッパ8aがなく直接現像装置201へ補給する場合の方が、画像形成装置本体の成果物である画像に影響を与えてしまう可能性があるという意味において本構成を適用した際の効果は大きい。
本構成で示した規制構成が適用されていれば現像剤補給容器からの意図しない補給が行われることはないため、前述したような状況に至ることはない。
また、実施例2の現像剤補給容器1では上述したようにポンプ部51が伸びる際に排出開口55fからエアーを取り込み、排出開口55f近傍の現像剤を解し、その後ポンプ部51が縮むことで排出開口55fから現像剤を排出させている。従ってエアの作用により充分に解されることにより、スムーズに安定して現像剤を排出することができる。
そこで本例ではポンプ部51が縮んだ状態から排出が開始できる位置に被係合部1eを配置している。これにより被係合部1eと回転規制部材7の係合による現像剤補給容器1の回転規制時はポンプ部51が縮んだ状態となっており、この回転規制状態(被係合部1eと回転規制部材7の係合状態)を解除した後に駆動が伝わった際にはポンプ部51が伸びる動作から現像剤の排出が開始できる。そのため、排出初期から安定して現像剤を補給することが可能となる。よって実施例2においてはポンプ部51が縮んだ状態から排出が開始できる位置に被係合部1eを配置することがより好ましい。
画質を安定させるためには現像装置201への現像剤の補給は、ある一定の範囲内でのコントロールが求められ、その範囲を超えると画質悪化へと繋がってしまう。よって、現像剤補給容器1から直接現像装置201へ補給する構成の場合には、画質悪化へ繋がる補給過多となる状況は抑制する必要があり、本例で述べた現像剤補給容器1の回転規制の必要性は高い。比較例として被係合部1eが無い現像剤補給容器1について説明する。被係合部1eが無い現像剤補給容器では、現像剤受け入れ装置8への装着後、ユーザーが現像剤補給容器1を回転させることにより、ホッパ8aもしくは現像装置201へ回転量に比例して際限なく現像剤を補給してしまうことになる。そうなると、前述したとおり、ホッパ8aからの現像剤溢れや特に直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化・またはエラーによる画像形成装置の動作停止につながる恐れがある。
以上説明したとおり、本例の構成によれば回転することで現像剤補給容器1から現像剤が排出される構成において、装置への装着後の現像剤補給容器1の回転を所定の角度以内に制限することができ、ユーザーの誤操作等による意図しない現像剤補給容器1からの補給を抑制することができる。その結果、被係合部1eを有する現像剤補給容器は被係合部1eを持たない現像剤補給容器1に対して、ホッパ8aからの現像剤溢れによるトナー飛散や、直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化等の弊害を抑制することができる。
(現像剤補給装置)
現像剤受け入れ装置8について、図18、図19を用いて説明する。図18は、現像剤受け入れ装置の斜視図、図19は現像剤受け入れ装置と現像剤補給容器を示す断面斜視図である。
図18、図19に示すように、現像剤受け入れ装置8は、後述するカバー52(図24)の現像剤受け入れ装置突き当て部52cと当接するカバー突き当て部8k、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入する際、カバー52のガイド溝52aと当接することにより挿入方向(矢印A,B方向)と交差する回転方向(矢印R方向)への変位を規制する挿入ガイド8m、ホッパ8a、ホッパ8aへ連通する連通部8n、搬送スクリュー30、シャッタ55(図21(a))のストッパ部55b(55c)と係合するシャッタストッパ部8p、ボトル受けローラ23、現像剤補給容器1へ回転駆動を伝達するための駆動ギア25、回転規制部材7、解除レバー6、第一バネ40(図11)、第二バネ41(図11)で構成される。
(現像剤補給容器)
現像剤補給容器1について図16を用いて説明する。図16は現像剤補給容器1の断面斜視図である。
図16に示すように、現像剤補給容器1は、主に容器本体1a、バッフル部材3、フランジ部53、シャッタ55、ポンプ部51、往復部材50、カバー52から構成される。そして現像剤補給容器1は後述する現像剤補給手段により、現像剤補給容器1内の現像剤をホッパ8a(図19)へ補給する。以下に、現像剤補給容器1を構成する各要素について、詳細に説明する。
(容器本体)
容器本体1aについて、図17を用いて説明する。図17(a)は容器本体1aの斜視図、図17(b)は容器本体1aの部分拡大斜視図である。
実施例2の容器本体1aは、実施例1の容器に対し、駆動変換部として機能するカム溝1g、駆動受け部として機能する駆動受け部1hが設けられている点が異なる。
本例では、カム溝1g、回転触れ規制部1m、駆動受け部1hは容器本体1aと一体的に形成されている。尚、カム溝1gと回転振れ規制部1mと駆動受け部1hを別体として形成し、容器本体1aに一体的に取り付ける構成等であってもよい。また、収容部1kは、容器本体1aだけではなく、容器本体1aと後述するフランジ部53(図16)とポンプ部51(図16)の内部スペースを合わせたものとなる。
カム溝1gは、以下に説明する係合突起50bなどとともに、駆動受け部1hに入力された回転駆動力をポンプ部51を動作させる力へ変換する駆動変換部として機能する。カム溝1gは図17(b)に示すように容器本体1a先端側の円筒面に配置された溝である。この溝は現像剤補給容器1の回転軸方向の位置が変わらない部分と現像剤補給容器1の回転軸方向に傾斜した部分を有している。その軌跡は容器本体1aの円筒面上を前記回転軸方向に周期的に往復するように構成されている。ここに後述する往復部材50(図23)の係合突起50b(図23)が嵌りこませた状態で容器本体1aを回転させると係合突起50bがカム溝1gの溝形状に沿って回転軸方向に往復動する。これにより係合突起50bが設けられた往復部材50が容器本体1aに対して前記回転軸線方向に往復動する。更に往復部材50に対して前記回転軸線方向に移動不可となるように係合するポンプ部51が前記往復部材50の往復動に伴って伸縮することにより、後述する原理にて現像剤補給容器1から現像剤の排出を行う構成となっている。
(バッフル部材)
バッフル部材3について図16を用いて説明する。現像剤補給容器1内の現像剤はバッフル部材3の回転に伴って、傾斜突起3aを滑り落ちるようにフランジ部53の内部へ搬送される。
(フランジユニット部)
続いて、フランジユニット部70について図16を用いて説明する。図16は現像剤補給容器1の断面斜視図である。
図16に示すように、フランジユニット部70は、フランジ部53、往復部材50、ポンプ部51、カバー52、シャッタ55、開口シール54(図20)より構成される。
フランジユニット部70は容器本体1aと相対回転可能に取り付けられ、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に装着されると、現像剤受け入れ装置8に対してフランジユニット部70は軸Pを中心とする回転が規制された状態で保持される(図16)。フランジ部53の一端部にはポンプ部51がネジ接合され、他端部には容器本体1aがシール部材(不図示)を介して接合される。また、ポンプ部51をスラスト方向に挟み込むようにして、往復部材50が配置され、往復部材50に設けられた係合突起50b(図23(a))が容器本体1aのカム溝1g(図17)に嵌め込まれる。さらに、フランジ部53のシャッタ挿入部53c(図20(a))にはシャッタ55(図21)が組み込まれる。また、ユーザーが現像剤補給容器1に触れて予期せぬケガが発生するのを防止する目的と、往復部材50やポンプ部51の保護を目的として、カバー52(図24)が設けられている。
(フランジ部)
次に、フランジ部53について、図20を用いて説明する。図20(a)と図20(b)はフランジ部53の斜視図を示している。
フランジ部53は、ポンプ部51(図22)がネジ接合されるポンプ接合部53aと、容器本体1aが接合される容器本体接合部53bと、シャッタ挿入部53cを備えている。
また、前述したフランジ部53内の現像剤を排出する円形のシール穴54aを形成した開口シール54を備えている(図20(b))。ここで、開口シール54は両面テープでフランジ部53の下面に貼り付けられ、後述するシャッタ55とフランジ部53に圧縮された状態で挟持されている。
(シャッタ)
次に図21を用いてシャッタ55について説明する。図21(a)はシャッタ55の正面図、21(b)は斜視図である。
シャッタ55は、現像剤補給容器1(図16)に対して相対移動可能に設けられ、現像剤補給容器1の着脱動作に伴い、シール穴54aを開閉する。シャッタ55には、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に装着されていないときに、シール穴54a(図20(b))からの現像剤の漏れを防ぐ現像剤封止部55aと、現像剤封止部55aの背面側にフランジ部53のシャッタ挿入部53cを摺動する摺動面55iが設けられている。シャッタ55は、現像剤補給容器1がシャッタ55に対して相対移動することが可能となるように、現像剤補給容器1の着脱動作に伴い、現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図18)に保持されるストッパ部55b,55cを有している。
また、シャッタ55は、前記ストッパ部55b,55cが変位可能となるように支持する支持部55dを有しており、現像剤封止部55aより延設されて弾性変形可能に設けられている。
さらに、現像剤補給容器1が現像剤受け入れ装置8に非装着時に、シャッタ55が現像剤補給容器1に対して相対移動するのを防止する目的として、現像剤封止部55aには規制突起55eが設けられている。
ここで、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8へ着脱する際のシャッタ55の開閉に伴って現像剤が不用に排出されてしまい、その周辺が現像剤で汚れてしまうのを可及的に防止する目的で、排出開口55fの直径は極力小さくすることが望ましく、実施例2では約Φ2mmに設定されている。
(ポンプ部)
次に図22を用いてポンプ部51について説明する。図22はポンプ部51の正面図である。
ポンプ部51は駆動ギア25(図18)より駆動受け部1h(図17)が受けた回転駆動力により現像剤収容部1c(図16)の内圧を周期的に変化させるように動作するポンプ部である。
ポンプ部51の開口端側には、フランジ部53(図20(a))と接合可能なように接合部51bが設けられている。実施例2では、接合部51bとしてネジが形成された構成を例示している。さらに、他端側には後述する往復部材50と同期して変位するために往復部材50と係合する往復部材係合部51cを備えている。
実施例2では上述したように小さな排出開口55f(図21(a))から現像剤を安定的に排出させるために、現像剤補給容器1にポンプ部51を設けている(図16)。ポンプ部51はその容積が変化する容積変化型ポンプとなっている。このポンプ部51の伸縮動作により現像剤補給容器1内の圧力を変化させ、その圧力を利用して現像剤の排出を行っている。
実施例2のポンプ部51は、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に形成された蛇腹状の伸縮部51aが設けられている。その折り目を基点として、伸縮部51aは折り畳まれたり、伸びたりすることができる。
また、実施例2ではポンプ部51の材料としてはポリプロピレン樹脂(以下、PPと略す)を採用したが、これに限定されるものではない。ポンプ部51の材料に関しては、伸縮機能を発揮し容積変化によって現像剤収容部1c(図16)の内圧を変化させることができる前提の材料であれば何でもよい。例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン等を薄肉で形成したものでも構わない。また、ゴムやその他の伸縮性材料などを使用することも可能である。さらに、ポンプ部51の役割は現像剤収容部1c(図16)の内圧を変化させることであるため、蛇腹状のポンプの代わりにピストンを使用することも可能である。
(往復部材)
次に、図23、図17を用いて往復部材50について説明する。図23(a)、図23(b)は往復部材50の斜視図を示している。
往復部材50は前述したポンプ部51の容積を変化させるために、ポンプ部51に設けられた往復部材係合部51c(図22)に係合するポンプ部係合部50aを備えている。さらに往復部材50は組み立てられた際に、前述したカム溝1g(図17(b))に嵌め込まれる係合突起50bを備えている。係合突起50bはポンプ部係合部50a近傍より延在するアーム50cの先端部に設けられている。また、往復部材50は、後述するカバー52の往復部材保持部52b(図24(b))によって矢印AB方向(図19)にのみスライド可能に保持される。したがって、駆動受け部1h(図17)が駆動ギア25(図19)から回転駆動力を受け、容器本体1aが回転するとカム溝1gも容器本体1aに同期して回転し、カム溝1g(図17)に嵌め込まれた係合突起50bのカム作用とカバー52の往復部材保持部52b(図24(b))の作用により、往復部材50は矢印A、B方向へ往復運動する(図19)。その往復運動に同期して、ポンプ部51が伸縮運動をする。
(カバー)
次に図24を用いてカバー52について説明する。図24(a)、図24(b)はカバー52の斜視図を示している。
上述したように、カバー52は、ユーザーが現像剤補給容器1に触れて予期せぬケガが発生するのを防止する目的と、往復部材50やポンプ部51の保護を目的として、図16のように設けられている。詳しくは、カバー52は、フランジ部53、ポンプ部51、往復部材50の全体を覆うように設けられている。また、カバー52には、現像剤受け入れ装置8が備える挿入ガイド8m(図18)と係合することで、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入するのをサポートするガイド溝52aが設けられている。さらに、カバー52には、軸P(図16)に対して往復部材50の回転変位を規制するための往復部材保持部52bが設けられている。そして、カバー52には、現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿入する際、現像剤受け入れ装置8のカバー突き当て部8k(図19)と当接することで現像剤補給容器1の装着を完了させるための現像剤受け入れ装置突き当て部52cが設けられている。現像剤補給容器1を現像剤受け入れ装置8に挿脱着する詳しい方法は後述する。
(現像剤排出原理)
次に、現像剤排出原理について、図16を用いて説明する。P軸を中心とした、現像剤補給容器1の回転(矢印R方向)によって容器本体1aに形成された螺旋状の突起1bが現像剤を容器本体1aの上流側から下流側(矢印A方向)へ搬送する。そして、螺旋状の突起1bによって搬送された現像剤はやがてバッフル部材3に達する。次に現像剤補給容器1と一体的に回転するバッフル部材3で掻き揚げられた現像剤がバッフル部材3の表面上を滑り落ち、傾斜突起3aによってフランジ部53内へ搬送される。この動作を繰り返すことによって、現像剤補給容器1内部の現像剤は順次、撹拌・搬送されてフランジ部53内へ貯留される。
そして、上述したように、往復部材50の往復運動と同期して、ポンプ部51は伸縮運動をする。詳しく説明すると、ポンプ部51を縮める際には、現像剤補給容器1内が加圧状態となり、その圧力に押し出される形でフランジ部53内に貯留された現像剤が排出開口55f(図21(a))から排出される。またポンプ部51を伸ばす際には、現像剤補給容器1内が減圧状態になり、外部から排出開口55f(図21(a))を介してエアが取り込まれる。この取り込まれたエアにより排出開口55f(図21(a))近傍の現像剤が解れ、次の排出がスムーズに行われるようになっている。以上のようにポンプ部51が伸縮運動を繰り返し行うことで現像剤の排出が行われる。
(現像剤補給容器の交換動作)
次に、現像剤補給容器1の交換動作について説明する。基本的には、実施例1と同様な流れで現像剤補給容器1の交換が行われる。画像形成のプロセスに伴い、現像剤補給容器1内の現像剤が略全量消費されると、現像剤受け入れ装置8に設けられた現像剤補給容器空検知手段(不図示)によって現像剤補給容器1内の現像剤が無くなったことが検知される。そして、その旨が液晶等の表示手段100b(図2)によりユーザーに知らされる。
実施例2において現像剤補給容器1の交換はユーザー自身が行い、その手順は以下の通りである。
まず、閉じられた状態の交換用前カバー15(図2)を開く。次に、ユーザーが容器本体1aの把持部1fを掴んで図19に示す矢印B方向へ移動させる。その際シャッタ55のストッパ部55b、55cは現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)に引っかかっており、シャッタ55がフランジ部53に対して相対移動してシール穴54aを閉鎖する。閉鎖後はシャッタ55の支持部55dが撓むことでシャッタ55のストッパ部55b,55cと現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)の係合が解除される。その後、シャッタ55は現像剤補給容器1と一体となって移動する。ユーザーは更に現像剤補給容器1を矢印B方向(図19)へ移動させ、画像形成装置本体から現像剤補給容器1を取り出す。
現像剤補給容器1の回転規制について、容器本体1aの被係合部1eと回転規制部材7の装着時の位置関係は実施例1と同じであり、同じ動作をするため詳細な説明は省く。本実施例においても実施例1と同様に、回転規制部材7は予め設定した量を超えて現像剤補給容器1が回転することを規制する回転規制部材としての機能を有するものである。
まず現像剤補給容器1の挿入時には回転規制部材7の傾斜面7eにより第一バネ40の付勢力に逆らって矢印X方向(図11)に移動し、上記干渉を回避しながら現像剤補給容器1は現像剤受け入れ装置8へと挿入されていく。
更に、現像剤補給容器1を挿入すると、シャッタ55のストッパ部55b,55cは現像剤受け入れ装置8のシャッタストッパ部8p(図16)に引っかかり、その後、シャッタ55が現像剤受け入れ装置8に固定された状態でフランジ部53と相対移動し、シール穴54aとシャッタ55の排出開口55fが連通する。
その後、ユーザーが交換用前カバー15を閉じる。その際、図11(b)、図12(b)に示すように交換用前カバー15に設けられた突起15aが解除レバー6の端部6dに当接し、解除レバー6を矢印A方向へ押し込む。解除レバー6が移動すると、解除レバー6に設けられた傾斜面6aが回転規制部材7を矢印X方向へ押し上げ、図11(b)、図12(b)に示すように解除レバー6の支持面6bと回転規制部材7の受け面7cが当接した状態となる。このとき規制部7bと被係合部1eは図10(b)で示すように被係合部1eから規制部7bが離れ、現像剤補給容器1の回転方向で干渉しない位置関係となる。この状態が被係合部1eと規制部7bの係合状態(回転規制状態)が解除された回転規制解除状態であり、規制解除状態において容器本体1aは自由に回転することができる。つまり、交換用前カバー15が閉じられると、回転規制部材7が容器本体1aの回転を邪魔しない位置まで退避し、回転規制が解除される。なお、規制解除の動作は上記の構成に限られず、交換用前カバーの開閉を検知する検知部材の検知結果により規制解除の動作を決定する構成であってもいい。
現像剤補給容器1の脱着時の動きについては実施例1と同様である。以上が実施例2における現像剤補給容器1の交換手順である。
実施例2で示す現像剤補給容器1は上記のとおり、ポンプ部51により現像剤補給容器1内の圧力を変化させることにより現像剤を排出させる構成となっている。その排出性能は図26に示す通り実施例1の容器と比較して、現像剤補給容器の回転回数に対する現像剤の排出量(補給量)が安定している。従って、実施例2で示す現像剤補給容器ではホッパ8aを設けずに直接現像装置201へ補給しても、補給量が不安定であることに起因する画質(画像の濃度変化)影響が少ない。よって、直接現像装置201へ補給する構成をとる場合には実施例1よりも実施例2の現像剤補給容器1を用いる方がより好ましい。
しかしながら、本例に示す回転規制構成が無い場合には、現像剤受け入れ装置8への装着後にユーザーが現像剤補給容器1を回転させてしまうと、現像装置201内の現像剤濃度が上がることによる画質悪化が懸念される。最悪の場合、現像剤濃度の上がりすぎによる画像形成装置のエラーに繋がり機械が動作停止してしまう可能性がある。よって本構成で示した規制構成が無い場合には、ホッパ8aの有無に関わらずどちらも弊害はあるが、特にホッパ8aがなく直接現像装置201へ補給する場合の方が、画像形成装置本体の成果物である画像に影響を与えてしまう可能性があるという意味において本構成を適用した際の効果は大きい。
本構成で示した規制構成が適用されていれば現像剤補給容器からの意図しない補給が行われることはないため、前述したような状況に至ることはない。
また、実施例2の現像剤補給容器1では上述したようにポンプ部51が伸びる際に排出開口55fからエアーを取り込み、排出開口55f近傍の現像剤を解し、その後ポンプ部51が縮むことで排出開口55fから現像剤を排出させている。従ってエアの作用により充分に解されることにより、スムーズに安定して現像剤を排出することができる。
そこで本例ではポンプ部51が縮んだ状態から排出が開始できる位置に被係合部1eを配置している。これにより被係合部1eと回転規制部材7の係合による現像剤補給容器1の回転規制時はポンプ部51が縮んだ状態となっており、この回転規制状態(被係合部1eと回転規制部材7の係合状態)を解除した後に駆動が伝わった際にはポンプ部51が伸びる動作から現像剤の排出が開始できる。そのため、排出初期から安定して現像剤を補給することが可能となる。よって実施例2においてはポンプ部51が縮んだ状態から排出が開始できる位置に被係合部1eを配置することがより好ましい。
画質を安定させるためには現像装置201への現像剤の補給は、ある一定の範囲内でのコントロールが求められ、その範囲を超えると画質悪化へと繋がってしまう。よって、現像剤補給容器1から直接現像装置201へ補給する構成の場合には、画質悪化へ繋がる補給過多となる状況は抑制する必要があり、本例で述べた現像剤補給容器1の回転規制の必要性は高い。比較例として被係合部1eが無い現像剤補給容器1について説明する。被係合部1eが無い現像剤補給容器では、現像剤受け入れ装置8への装着後、ユーザーが現像剤補給容器1を回転させることにより、ホッパ8aもしくは現像装置201へ回転量に比例して際限なく現像剤を補給してしまうことになる。そうなると、前述したとおり、ホッパ8aからの現像剤溢れや特に直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化・またはエラーによる画像形成装置の動作停止につながる恐れがある。
以上説明したとおり、本例の構成によれば回転することで現像剤補給容器1から現像剤が排出される構成において、装置への装着後の現像剤補給容器1の回転を所定の角度以内に制限することができ、ユーザーの誤操作等による意図しない現像剤補給容器1からの補給を抑制することができる。その結果、被係合部1eを有する現像剤補給容器は被係合部1eを持たない現像剤補給容器1に対して、ホッパ8aからの現像剤溢れによるトナー飛散や、直接現像装置201へ過補給した際に起こる画像悪化等の弊害を抑制することができる。
本発明によれば、ユーザーの誤操作等による現像剤補給容器からの過剰な補給を抑制することができる。
Claims (7)
- 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器であって、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤補給装置から前記現像剤収容室を回転させるための回転駆動力を受ける駆動受け部と、
前記現像剤収容室が回転することで前記現像剤収容室に収容した現像剤を排出する排出部と、
前記現像剤補給装置に装着後、前記現像剤補給装置に設けられた係合部と係合することにより前記現像剤収容室の回転を規制し、前記現像剤補給装置に設けられた開閉可能なカバーが閉状態のときに係合状態が解除される被係合部と、
を有することを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記現像剤補給容器は、少なくとも前記現像剤収容室に対して作用するように設けられ往復動に伴いその容積が変化するポンプ部と、
前記駆動受け部に入力された回転駆動力を前記ポンプ部を動作させる力へ変換する駆動変換部と、を有し、
前記現像剤収容室の回転と連動して前記ポンプ部が動作することにより現像剤を排出することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記被係合部は前記駆動受け部からの駆動を受けて前記現像剤収容室が回転を開始した際に前記ポンプ部が伸びる動作から開始できる位置に設けられたことを特徴とする請求項2に記載の現像剤補給容器。
- 前記被係合部は前記現像剤収容室の把持部の近くに設けたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
- 前記被係合部は前記現像剤補給容器の回転方向に複数個所設けたことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
- 前記被係合部は回転方向に略垂直な第1の係合面と第2の係合面を有することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
- 現像剤受け入れ装置と、前記現像剤受け入れ装置に着脱可能な現像剤補給容器と、を有する現像剤補給装置において、
前記現像剤受け入れ装置は、前記現像剤補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、前記現像剤補給容器から現像剤を受け入れる現像剤受け入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、前記現像剤補給容器の回転を規制するための係合部と、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤補給装置から前記現像剤収容室を回転させるための回転駆動力を受ける駆動受け部と、前記現像剤収容室が回転することで前記現像剤収容室に収容した現像剤を排出する排出部と、前記現像剤補給装置に装着後、前記係合部と係合することにより前記現像剤収容室の回転を規制し、前記現像剤補給装置に設けられた開閉可能なカバーが閉状態のときに係合状態が解除される被係合部と、
を有することを特徴とする現像剤補給装置。
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