JP2010256894A - 現像剤補給容器及び現像剤補給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像剤補給容器に蛇腹状のポンプを設け、このポンプを画像形成装置側から入力された駆動力により、排出口を介した吸気動作と排気動作を交互に繰り返し切り替わるように構成する。従って、現像剤を十分に解すことが可能となり、現像剤の排出を適切に行うことができる。
【選択図】 図9
Description
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を排出する排出口と、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記現像剤収容部の内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とするものである。
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤受入れ部に向けて排出する排出口と、前記駆動部から駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記現像剤収容部の内圧を大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とするものである。
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を排出する排出口と、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に繰り返し行われるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とするものである。
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤受入れ部に向けて排出する排出口と、前記駆動部から駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に繰り返し行われるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とするものである。
4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下の流動性エネルギーを有する現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤の排出を許容する開口面積が12.6(mm2)以下のピンホールと、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記ピンホールを通して内部に向かう気流と外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構と、
を有することを特徴とするものである。
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下の流動性エネルギーを有する現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤の排出を許容する開口面積が12.6(mm2)以下のピンホールと、前記駆動部から駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記ピンホールを通して内部に向かう気流と外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構と、を有することを特徴とするものである。
現像剤補給容器(所謂、トナーカートリッジ)が着脱可能(取り外し可能)に装着される現像剤補給装置が搭載された画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した複写機(電子写真画像形成装置)の構成について図1を用いて説明する。
次に、現像剤補給装置8について、図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、現像剤補給装置8の概略斜視図である。図4は図3の裏側から見た現像剤補給装置8の概略斜視図である。図5は現像剤補給装置8の概略断面図である。
次に現像剤補給装置8による現像剤補給制御について、図6、図7を用いて説明する。図6は制御装置600の機能構成を示すブロック図であり、図7は補給動作の流れを説明するフローチャートである。
次に、本発明実施の形態に係る現像剤補給容器1について、図9、図10を用いて説明する。図9は、現像剤補給容器1の概略斜視図である。また、図10は、現像剤補給容器1の概略断面図である。
また、係止部材9を駆動する駆動モータ500を制御装置600が制御することにより、容積変化速度が90cm3/sとなるように設定されている。なお、容積変化量、容積変化速度は現像剤補給装置8側からの要求排出量を鑑みて適宜設定することができる。
つまり、ポンプ部2は、駆動入力部として機能する係止部3が受けた駆動力により排出口1cを通して現像剤補給容器の内部に向かう気流と現像剤補給容器から外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構として機能する。
また、現像剤補給容器1は排出口1cのみが現像剤補給容器1外部と連通しており、排出口1cを除いて実質密閉されている。
現像剤補給容器1を輸送する際の現像剤漏れを防止するため、排出口1cの周囲を取り囲むように弾性体で形成されたシール部材4がフランジ部1gの下面に接着、固定されている。このシール部材4がフランジ部1gの下面との間で圧縮されるように、排出口1cを密閉するためのシャッタ5が設けられている。このシャッタ5は、付勢部材であるバネ(不図示)により閉鎖方向に常時付勢された状態(バネの伸び力で付勢)にある。
本例では、現像剤補給容器1の排出口1cについて、現像剤補給容器1が現像剤補給装置8に現像剤を補給する姿勢のとき、重力作用のみでは十分に排出されない程度の大きさに設定している。つまり、排出口1cの開口サイズは、重力作用のみでは現像剤補給容器から現像剤の排出が不充分となる程度に小さく設定している(微細口(ピンホール)とも言う)。言い換えると、排出口1cが現像剤で実質閉塞されるようにその開口の大きさを設定している。これにより、以下の効果を期待できる。
(1)排出口1cから現像剤が漏れ難くなる。
(2)排出口1cを開放した際の現像剤の過剰排出を抑制できる。
(3)現像剤の排出をポンプ部による排気動作に支配的に依存させることができる。
次に、図15〜18を用いて、ポンプ2による現像剤補給工程について説明する。図15はポンプ2の伸縮部2aが縮んだ状態を示す概略斜視図である。図16はポンプ2の伸縮部2aが伸びた状態を示す概略斜視図である。図17はポンプ2の伸縮部2aが縮んだ状態を示す概略断面図である。図18はポンプ2の伸縮部2aが伸びた状態を示す概略断面図である。
まず、排出口1cを介した排気動作について説明する。
次に、排出口1cを介した吸気動作について説明する。
次に、現像剤補給容器1の内圧がどのように変化しているかについての検証実験を行った。以下、この検証実験について説明する。
次に、吸気工程での排出口1cを介した吸気動作による現像剤の解し効果について検証を行った。なお、排出口1cを介した吸気動作に伴う現像剤の解し効果が大きければ、小さな排気圧(少ないポンプ容積変化量)で、次の排気工程において現像剤補給容器1内の現像剤の排出をただちに開始させることができる。従って、本検証は、本例の構成であれば、現像剤の解し効果が顕著に高まることを示すためのものである。以下、詳しく説明する。
次に、現像剤補給容器Cの物流後の状態を想定して15分間に亘り加振を行った後、ホッパHに接続する。
本例の現像剤補給容器1では、実施例1とは異なり、部分X(排出口1cが形成された排出部とも呼ぶ)の側方に接続部14cを介して円筒部14が接続された構造となっている。
次に、現像剤補給工程について説明する。
まず、現像剤補給装置8について、図31を用いて説明する。
次に現像剤補給容器1の構成について、図32、図33を用いて説明する。
次に、往復動に伴いその容積が可変なポンプ部(往復動可能なポンプ)20bについて図33、図34を用いて説明する。ここで、図34(a)はポンプ部20bが現像剤補給工程において使用上最大限伸張された状態、図34(b)はポンプ部20bが現像剤補給工程において使用上最大限圧縮された状態を示す現像剤補給容器1の断面図である。
次に、搬送部20cを回転させるための回転駆動力を現像剤補給装置8から受ける、現像剤補給容器1の駆動受け機構(駆動入力部、駆動力受け部)について説明する。
次に、現像剤補給容器1の駆動変換機構(駆動変換部)について説明する。
また、このような問題は、新品の現像剤補給容器1へ交換する際にも同様に発生し得る。
現像剤収容部20の円筒部20kの外周面には、図33、34に示すように、周方向において、実質等間隔となるように、回転部として機能するカム突起20dが複数設けられている。具体的には、円筒部20kの外周面に2つのカム突起20dが約180°対向するように設けられている。
本例では、駆動変換機構は、円筒部20kの回転に伴い排出部21hへ搬送される現像剤搬送量(単位時間当たり)が、排出部21hからポンプ作用により現像剤補給装置8へ排出される量(単位時間当たり)よりも多くなるように駆動変換している。
本例では、図33、図34に示すように、駆動変換機構(カム突起20dとカム溝21bにより構成されるカム機構)を、現像剤収容部20の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、円筒部20k、ポンプ部20b、フランジ部21の内部に収容された現像剤と接触することが無いように、円筒部20k、ポンプ部20b、フランジ部21の内部空間から隔てられた位置に設けている。
次に、図34を用いて、ポンプ部による現像剤補給工程について説明する。
まず、吸気工程(排出口21aを介した吸気動作)について説明する。
次に、排気工程(排出口21aを介した排気動作)について説明する。
次に、図36〜図41を用いてカム溝21bの設定条件の変形例について説明する。図36〜図41は、いずれも、カム溝21bの展開図を示したものである。図36〜図41に示すフランジ部21の展開図を用いて、カム溝21bの形状を変更した場合のポンプ部20bの運転条件に与える影響について説明する。
本例では、図53(a)〜(e)に示すように、フランジ部21に、つまり、排出部21hの上部に蛇腹タイプのポンプ部21fが接続されている。更に、ポンプ部21fの上端部には駆動変換部として機能するカム突起21gが接着、固定されている。一方、現像剤収容部20の長手方向一端面には、カム突起21gが嵌り込む関係となる駆動変換部として機能するカム溝20eが形成されている。
次に、本例の現像剤補給容器1の現像剤補給工程について説明する。
次に、比較例について、図67を用いて説明する。図67(a)は現像剤補給容器150にエアーを送り込んでいる状態を示す断面図、図67(b)は現像補給容器150からエアー(現像剤)を排出させている状態を示す断面図である。また、図67(c)は貯留部123からホッパ8gへ現像剤を搬送している状態を示す断面図、図67(d)はホッパ8gから貯留部123へエアーを取り込んでいる状態を示す断面図である。また、本比較例では、上述した実施例と同様な機能を奏するものについては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
また、本比較例の現像剤補給装置180は、実施例1で説明した図3、5に示す現像剤補給装置8から係止部材9やこの係止部材9を駆動するための機構を省き、その代わりに、後述するポンプ、貯留部、弁機構等が追加された構成となっている。
1a 容器本体
1b 現像剤収容スペース
1c 排出口
1f 傾斜面
1g フランジ部
1h 内筒部
2 ポンプ
2a 伸縮部
3 係止部
3a 係止穴
4 シール部材
5 シャッタ
6 外筒部
7 カムギア部
7a ギア部
7b カム溝
7c 回転係合部
8 現像剤補給装置
8a 現像剤受入れ口
8b 位置決めガイド
8c 長穴部
8d ガイド部
8e 開口
8f 装着部
8g ホッパ
8h 突き当て部
8i ストッパ部
8k 現像剤残量センサ
9 係止部材
9a 係止部
9b レール部
9c ギア部
9d テーパ部
10 ギア
12 ポンプ
13 板状部材
14 円筒部
14a 搬送突起
14b ギア部
14c 接続部
14e カップリング部
15 カムフランジ部
15a カム溝
20 現像剤収容部
20a ギア部
20b ポンプ部
20c 搬送部
20d カム突起
20e カム溝
20f 中継部
20g 回転受け部
20h 閉止部
20k 円筒部
20k1 円筒部
20k2 円筒部
20l 圧縮突起
20m 撹拌部材
20n カム溝
20q 圧縮板
20r バネ
20u 連通開口
21 フランジ部
21a 排出口
21b カム溝
21c カム溝
21d カム溝
21e カム溝
21f ポンプ部
21g カム突起
21h 排出部
21i フランジ部
21j 凸部
21k 開口
21m 閉止部
21p 壁部
23 バッファ部
26 シャッタ
27 シール部材
29 回転方向規制部
30 回転軸線方向規制部
31 現像剤受入れ口
32 仕切り壁
32a 傾斜突起
34 シール
35 仕切り弁
36 ポンプ部
37 カムフランジ部
37a カム突起
47 ノズル
55 錘
100 装置本体
122 ポンプ
123 貯留部
150 現像剤補給容器
180 現像剤補給装置
201 現像器
300 駆動ギア
500 駆動モータ
600 制御装置
Claims (26)
- 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部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を排出する排出口と、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記現像剤収容部の内圧が大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作するポンプ部と、
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に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm2)以下であることを特徴とする請求項1の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は往復動に伴いその容積が可変な容積可変型ポンプを有することを特徴とする請求項1又は2の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部の容積増加に伴い前記現像剤収容部内が大気圧よりも低い状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項3の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項3又は4の現像剤補給容器。
- 前記駆動入力部は回転駆動力を受けるように構成されており、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送部と、前記駆動入力部が受け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、を有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかの現像剤補給容器。
- 現像剤補給装置と、前記現像剤補給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システムにおいて、
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤受入れ部に向けて排出する排出口と、前記駆動部と係合可能に設けられ駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記現像剤収容部の内圧を大気圧よりも低い状態と高い状態とに交互に繰り返し切り替わるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とする現像剤補給システム。 - 前記現像剤補給容器に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm2)以下であることを特徴とする請求項7の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部は往復動に伴いその容積が可変な容積可変型ポンプを有することを特徴とする請求項7又は8の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部の容積増加に伴い前記現像剤収容部内が負圧状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項9の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項9又は10の現像剤補給システム。
- 前記駆動部は前記駆動入力部へ回転駆動力を付与する構成とされており、
前記現像剤補給容器は、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送部と、前記駆動入力部が受けた回転駆動力を前記ポンプ部を往復動させる力へ変換する駆動変換部と、を有することを特徴とする請求項9乃至11のいずれかの現像剤補給システム。 - 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部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を排出する排出口と、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に繰り返し行われるように動作するポンプ部と、
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に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm2)以下であることを特徴とする請求項13の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は往復動に伴いその容積が可変な容積可変型ポンプを有することを特徴とする請求項13又は14の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部の容積増加に伴い前記現像剤収容部内が負圧状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項15の現像剤補給容器。
- 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項15又は16の現像剤補給容器。
- 前記駆動入力部は回転駆動力を受けるように構成されており、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送部と、前記駆動入力部が受け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、を有することを特徴とする請求項15乃至17のいずれかの現像剤補給容器。
- 現像剤補給装置と、前記現像剤補給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システムにおいて、
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤受入れ部に向けて排出する排出口と、前記駆動部から駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記排出口を介した吸気動作と排気動作が交互に繰り返し行われるように動作するポンプ部と、
を有することを特徴とする現像剤補給システム。 - 前記現像剤補給容器に収容される現像剤の流動性エネルギーは4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下であり、前記排出口の面積は12.6(mm2)以下であることを特徴とする請求項19の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部は往復動に伴いその容積が可変な容積可変型ポンプを有することを特徴とする請求項19又は20の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部の容積増加に伴い前記現像剤収容部内が負圧状態となるように前記排出口が現像剤で実質的に閉塞されるように構成したことを特徴とする請求項21の現像剤補給システム。
- 前記ポンプ部は伸縮可能な蛇腹状ポンプを有することを特徴とする請求項21又は22の現像剤補給システム。
- 前記駆動部は前記駆動入力部へ回転駆動力を付与する構成とされており、
前記現像剤補給容器は、前記駆動入力部が受けた回転駆動力により前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記排出口に向けて搬送する搬送部と、前記駆動入力部が受けた回転駆動力を前記ポンプ部を往復動させる力へ変換する駆動変換部と、を有することを特徴とする請求項21乃至23のいずれかの現像剤補給システム。 - 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器であって、
4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下の流動性エネルギーを有する現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤の排出を許容する開口面積が12.6(mm2)以下のピンホールと、
前記現像剤補給装置から駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部が受けた駆動力により前記ピンホールを通して内部に向かう気流と外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構と、
を有することを特徴とする現像剤補給容器。 - 現像剤補給装置と、前記現像剤補給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システムにおいて、
前記現像剤補給装置は、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入れる現像剤受入れ部と、前記現像剤補給容器へ駆動力を付与する駆動部と、を有し、
前記現像剤補給容器は、4.3×10−4(kg・m2/s2)以上4.14×10−3(kg・m2/s2)以下の流動性エネルギーを有する現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤の排出を許容する開口面積が12.6(mm2)以下のピンホールと、前記駆動部から駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部が受けた駆動力により前記ピンホールを通して内部に向かう気流と外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構と、
を有することを特徴とする現像剤補給システム。
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