JP4355715B2 - 現像剤補給容器 - Google Patents

現像剤補給容器 Download PDF

Info

Publication number
JP4355715B2
JP4355715B2 JP2006142457A JP2006142457A JP4355715B2 JP 4355715 B2 JP4355715 B2 JP 4355715B2 JP 2006142457 A JP2006142457 A JP 2006142457A JP 2006142457 A JP2006142457 A JP 2006142457A JP 4355715 B2 JP4355715 B2 JP 4355715B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
supply container
gear
developer supply
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006142457A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007316113A (ja
Inventor
長嶋  利明
村上  雄也
礼知 沖野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006142457A priority Critical patent/JP4355715B2/ja
Priority to CN2007800257786A priority patent/CN101490629B/zh
Priority to EP07744358.8A priority patent/EP2028560B1/en
Priority to US12/301,930 priority patent/US7822372B2/en
Priority to KR1020087031128A priority patent/KR100938069B1/ko
Priority to PCT/JP2007/060939 priority patent/WO2007136136A1/ja
Publication of JP2007316113A publication Critical patent/JP2007316113A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4355715B2 publication Critical patent/JP4355715B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/1661Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements means for handling parts of the apparatus in the apparatus
    • G03G21/1676Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements means for handling parts of the apparatus in the apparatus for the developer unit
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • G03G15/0867Arrangements for supplying new developer cylindrical developer cartridges, e.g. toner bottles for the developer replenishing opening
    • G03G15/087Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • G03G15/0867Arrangements for supplying new developer cylindrical developer cartridges, e.g. toner bottles for the developer replenishing opening
    • G03G15/087Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
    • G03G15/0872Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge the developer cartridges being generally horizontally mounted parallel to its longitudinal rotational axis
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0877Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit
    • G03G15/0881Sealing of developer cartridges
    • G03G15/0886Sealing of developer cartridges by mechanical means, e.g. shutter, plug
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06Developing structures, details
    • G03G2215/066Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material
    • G03G2215/0663Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
    • G03G2215/0665Generally horizontally mounting of said toner cartridge parallel to its longitudinal rotational axis
    • G03G2215/067Toner discharging opening covered by arcuate shutter
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts
    • G03G2221/1651Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts for connecting the different parts
    • G03G2221/1657Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts for connecting the different parts transmitting mechanical drive power

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)

Description

本発明は、現像剤受入れ装置に着脱可能に設けられ少なくともセット方向への回動を伴うセット動作により現像剤受入れ装置にセットされる現像剤補給容器に関する。
従来より、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では微粉末の現像剤(トナー)が画像形成に使用されている。このような画像形成装置では、現像剤の消費に伴い、画像形成装置に交換自在にセットされた現像剤補給容器から現像剤の補給が行われている。
なお、現像剤は極めて微細な粉末であるため、現像剤補給作業時に取り扱い方によっては現像剤が飛散する可能性がある。このため、現像剤補給容器を画像形成装置内部に据え置いて、小さな開口部から少量ずつ現像剤を排出する方式が提案、実用されている。
こうした従来の現像剤補給容器において、現像剤を撹拌搬送する排出部材を内装した円筒状の容器を用いた例が数多く提案されている。
このような現像剤補給容器には、内装された排出部材を駆動するためのカップリング部材が設けられている。この現像剤補給容器のカップリング部材は画像形成装置側のカップリング部材と係合することによって駆動力を受ける構成とされている。
上記現像剤補給容器を画像形成装置に挿入装着後、ユーザが現像剤補給容器を所定角度回動させることで、現像剤補給容器の動作(現像剤補給)が可能な状態となる。即ち、現像剤補給容器の回動により、現像剤補給容器の外周面に設けられた開口と画像形成装置側の開口が連通し現像剤の補給が可能な状態となる。
一方、上記現像剤補給容器の回動セット動作を自動で行うために、画像形成装置側からの駆動力により現像剤補給容器を回動させるようにしたものが提案されている。これは現像剤補給容器を画像形成装置に挿入して前述のカップリング部材が係合した状態でモータを駆動し、容器側開口と装置側開口が一致するまで現像剤補給容器を回転させて自動的にセットするものである(特許文献1)。
特開昭53−46040号
しかしながら、従来の現像剤補給容器を自動的に回動セットする構成にあっては、カップリングを介して現像剤補給容器を回転させる負荷が排出部材を回転させるときもかかったままであり、画像形成に際して重い負荷がかかっていた。
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤補給容器を装着して画像形成を行うに際し、無用な負荷をかけることがない現像剤補給容器を提供するものである。
更に、本発明の他の目的は、現像剤補給容器を現像剤受入れ装置から途中で取り出して再度セットするような場合にも、確実にセットでき現像剤の補給を行うことができる現像剤補給容器を提供することである。
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、現像剤受入れ装置に着脱可能に設けられ少なくともセット方向への回動を伴うセット動作により現像剤受入れ装置にセットされる現像剤補給容器において、前記現像剤補給容器内の現像剤を外部へ排出する回転可能な排出部材と、前記現像剤受入れ装置の駆動部材から前記排出部材へ駆動力を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動部材から受けた駆動力により前記現像剤補給容器をセット方向へ回動させるための負荷を前記駆動伝達手段に付与する負荷付与手段と、を有し、前記駆動伝達手段は、前記現像剤補給容器に対する相対回転に伴い前記負荷付与手段による負荷を解除する解除位置と非解除位置とに移動可能な解除部と、前記現像剤補給容器の装着動作に伴い前記解除位置にある前記解除部を前記非解除位置へ移動させる移動部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、現像剤受入れ装置の駆動部材からの駆動力により現像剤補給容器をセット方向に回動させることができ、画像形成に際しては解除部によって負荷付与手段による負荷を解除することで現像剤補給容器を回転させる負荷を小さくすることができる。
また、装着時に解除部が解除位置にある場合でも移動部によって解除部が非解除位置へ移動するために、現像剤補給容器を現像剤受入れ装置から途中で取り出して再度セットするような場合にも、確実にセットでき現像剤の補給を行うことができる。
〔第1実施形態〕
次に本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。まず、現像剤受入れ装置を有する画像形成装置について説明し、次に現像剤補給容器について説明する。
(画像形成装置)
現像剤補給容器が取り外し自在に装着される現像剤受入れ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の構成について図1を用いて説明する。
同図において、100は電子写真複写機本体(以下「装置本体100」という)である。また、101は原稿であり、原稿台ガラス102の上に置かれる。そして、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104(以下、「感光体ドラム」という)上に結像させることにより静電潜像を形成する。この静電潜像は現像装置201により現像剤を用いて可視化される。
本実施形態では、現像剤としてトナーを使用している。従って、後述する現像剤補給容器には補給用のトナーが収容されている。なお、トナー及びキャリアを含む現像剤を使用する画像形成装置の場合、現像剤補給容器にトナーと共にキャリアを収容させ、これらを補給する構成としても構わない。
105〜108は記録媒体(以下、「シート」という)Sを収容するカセットである。これらカセット105〜108に積載されたシートSのうち、複写機の液晶操作部から操作者(ユーザ)が入力した情報もしくは原稿101のシートサイズを基にから最適なカセットが選択される。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シート等適宜使用、選択できる。
そして、給送分離装置105A〜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まで搬送し、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搬送する。
111,112は転写放電器、分離放電器である。ここで、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による像をシート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により搬送されたシートSは、定着部114において熱と圧によりシート上の現像剤像を定着させた後、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。また、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、再給送搬送部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。
また、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、再度装置内へ搬送される。さらにこの後、再給送搬送部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。
上記構成の装置本体100において、感光体ドラム104の周りには現像手段としての現像装置201、クリーニング手段としてのクリーナ部202、帯電手段としての一次帯電器203等の画像形成プロセス機器が設置されている。なお、クリーナ部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。また、一次帯電器203は、感光体ドラム104上に所望の静電像を形成するため感光ドラム表面を一様に帯電するためのものである。
(現像装置)
次に現像装置について説明する。現像装置201は原稿101の情報を光学部103により感光体ドラム104に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより現像するものである。そして、この現像装置201へ現像剤を補給するための現像剤補給容器1が装置本体100に操作者によって着脱可能に設けられている。
また、現像装置201は、現像剤補給容器1を取り外し可能に装着する現像剤受入れ装置10と現像器201aとを有しており、更に現像器201aは、現像ローラ201bと、送り部材201cを有している。現像剤補給容器1から補給された現像剤は、送り部材201cにより現像ローラ201bに送られて、この現像ローラ201bにより感光体ドラム104に供給される。なお、現像ローラ201bには、図2に示すように、ローラ上の現像剤コート量を規制する現像ブレード201d、現像器201aとの間の現像剤の漏れを防止するために現像ローラに接触配置された漏れ防止シート201eが設けられている。
また、図3に示すように、複写機の外装カバーの一部である現像剤補給容器の交換用カバー15が設けてある。操作者が現像剤補給容器1を装置本体100に装脱着を行う際は、前記交換用カバー15を開けて、現像剤補給容器1を矢印A方向に挿入して装着し、もしくはA方向と逆方向に引き抜いて脱着する。
(現像剤受入れ装置)
現像剤受入れ装置10には、図4a、図4bに示すように、現像剤補給容器1を取り外し可能に装着する収納部10aと、現像剤補給容器1から排出された現像剤を受入れる現像剤受入れ口10bが設けられている。現像剤受入れ口10bから補給された現像剤は上述した現像器に供給され画像形成に使用される。
また、図5a、図5bに示すように、現像剤補給容器1の挿入装着奥側に対応する位置に、現像器ホルダ13を設けてある。そして、この現像器ホルダ13には現像剤補給容器1と係合する係合部13aと支持部13bが設けてある。
更に、現像剤補給容器1及び収納部10aの周面形状に沿った略半円筒面の形状を有する現像器シャッタ11が設けられている。この現像器シャッタ11は、収納部10aの下縁に設けられたガイド部10cと係合して、現像剤受入れ口10bを開閉可能に円周方向に沿ってスライド移動することが可能である。
そして、ガイド部10cは、現像器シャッタ11の移動により開封される現像剤受入れ口10bの両縁部に形成されている。
現像器シャッタ11は、現像剤補給容器1を収納部10aに装着していない時は、一端を現像剤受入れ装置10に設けたストッパ10dに当接させて現像剤受入れ口10bを密閉した位置にあり、現像器から収納部10a側へ現像剤が逆流しないようにしている。
更に、現像器シャッタ11の開封時には、現像剤受入れ口10bの下端と現像器シャッタ11の上端を精度良く合致させて現像剤受入れ口10bが完全に開口する必要がある。そこで、現像器シャッタ11の開封移動の終了位置を規制するためのストッパ10e(図16b参照)が設けてある。
このストッパ10eは現像剤排出口1bが現像剤受入れ口10bと対向した位置にて容器本体の回動を停止させる停止部としても機能する。つまり、後述する開封突起によって現像器シャッタ11と係合関係にある現像剤補給容器の回動が、現像器シャッタ11の開封移動がストッパ10eによって停止するのに伴い停止することになる。
また、収納部10aの長手方向の一端には、画像形成装置本体100に設けられた駆動モータからの回転駆動力を伝達する駆動部材としての駆動ギア部材12が設けられている。この駆動ギア部材12は、後述するように、現像器シャッタ11を開封させるための現像剤補給容器1の回動方向とは同方向の回転力を第2のギア6(図6参照)に付与することで排出部材4を駆動する構成とされている。
また、駆動ギア部材12は、現像器の送り部材201c、現像ローラ201b、更には感光体ドラム104を回転駆動するための駆動ギア列とつながっている。本実施形態で用いた駆動ギア部材12はモジュール1、歯数17のものである。
(現像剤補給容器)
現像剤補給容器1は、図6aに示すように、現像剤を収容する収容部としての略円筒形状の容器本体1aの外周面に、容器本体1aの長手方向に延びたスリット状の現像剤排出口1bが設けられている。
この容器本体1aは、使用前の物流時に収容した現像剤を保護すること、また、現像剤の漏れが無いように、ある程度剛性を有することが望まれており、本実施形態では、材質にポリスチレンを用いて、射出成型にて成型してある。なお、使用する樹脂材はこのような例だけに限らずABSなど他の材質のものを使用することが可能である。
また、容器本体1aの端面には、ユーザが現像剤補給容器1の着脱操作時に掴む把手部材としてのハンドル2が設けられている。なお、このハンドル2は、容器本体1aと同様に、ある程度剛性を有することが望まれており、容器本体1aと同じ材質、成型方法を用いることにより形成されている。
なお、容器本体1aとハンドル2との固定については、機械的な嵌合、ねじ止め、接着、溶着による固定等、着脱操作時に外れない程度に十分な強度を確保できれば良く、本実施形態では、機械的な嵌合により固定化を行っている。
図6bに示すように、容器本体1aの第1のギア5が設けられた側とは反対側(長手方向に)の一端面には現像剤充填口1cが設けられており、現像剤充填後、不図示の封止部材等により封止される。
また、現像剤排出口1bは、後述するように、現像剤受入れ装置に装着された現像剤補給容器が所定角度回動した動作位置(現像剤の補給が可能となる現像剤補給容器のセット動作が完了した位置)にあるとき、略側方を向いている。なお、現像剤補給容器は、現像剤排出口1bが略鉛直上方を向いた状態で現像剤受入れ装置へ装着する構成とされている。
(容器シャッタ)
現像剤排出口1bは、図6aに示すように、現像剤補給容器1の外周面にほぼ沿った曲率を有する形状の容器シャッタ3により閉じられている。この容器シャッタ3は容器の長手方向両端側に設けられたガイド部1dと係合している。このガイド部1dは容器シャッタ3の開閉のためのスライド移動をガイドするともに容器シャッタ3が容器から外れてしまうのを防止している。
なお、容器からの現像剤漏れを防止するために、容器シャッタ3の現像剤排出口1bと対向する面にシール部材(不図示)を設けるのが好ましい。あるいは逆に、容器本体1aの現像剤排出口1bの周囲にシール部材を設けても構わない。もちろん、容器シャッタ3と容器本体1aの双方にシール部材を設けても構わない。本実施形態では、容器本体1aにのみシール部材を設けている。
なお、本実施形態のように容器シャッタ3を設けずに、樹脂製のシールフィルムを現像剤排出口の周りの容器本体部分に熱溶着などの方法で取り付けることで現像剤排出口を密封し、このシールフィルムを引き剥がして開封する構成としても構わない。
ただし、この構成の場合、現像剤が空になった容器を交換する際に、容器の内部に僅かながら残留した現像剤が現像剤排出口1bから飛散してしまう可能性がある。そのため、本実施形態のように容器シャッタ3を設け現像剤排出口1bを再封できるように構成するのが望ましい。
もちろん、容器の現像剤排出口の形状や容器内の現像剤充填量により、現像剤補給前の物流時等で現像剤の漏れが生じる可能性がある場合には、前述したシールフィルムと容器シャッタの双方を設け、より強固なシール性能を確保することもできる。
(排出部材)
容器本体1aの内部には、回転することで容器内の現像剤を撹拌しながら、現像剤排出口1bに向けて下方から上方に現像剤を搬送して現像剤排出口1bから容器外部へ現像剤を排出させる回転可能な排出部材4が装填されている。図6bに示すように、排出部材4は、主に撹拌軸4aと撹拌翼4bで構成されている。
撹拌軸4aの長手方向一端は容器本体1aに回転自在に設けられ且つ回転軸方向への移動が実質的に不可となるように設けられている。一方、撹拌軸4aの長手方向他端は第1のギア5と同軸的に回転可能となるように連結されている。具体的には、容器本体内部において第1のギア5の軸部と撹拌軸4aの他端とを係止することで両者の連結が為されている。また、第1のギア5の軸部の周りから容器の外へ現像剤が漏れ出してしまうのを防止するため、この軸部の周りにシール部材が設けられている。
なお、第1のギア5と撹拌軸4aは、上述のように互いに直結させる構成ではなく、両者をある部材を介して間接的に駆動連結関係にすることも可能である。
撹拌軸4aは、容器内部の現像剤が万が一固まってしまっている場合にも、これを解して現像装置側へと撹拌搬送することが可能なだけの剛性を有していることが好ましい。そして、撹拌軸4aは容器本体1aとの摺動抵抗を可能な限り小さくするのが好ましい。このような観点から、本実施形態では、撹拌軸4aの材質としてはポリスチレンを用いている。もちろん、このような材質だけに限らずポリアセタールなどの他の材質を用いても構わない。
撹拌翼4bは、撹拌軸4aに固定されており、撹拌軸4aの回転に伴い、容器内の現像剤を撹拌しつつ現像剤排出口1bに向けて搬送するためのものである。また、撹拌翼4bは、容器に残ってしまう現像剤の量を少なくする為、容器の内面と適度に摺動する程度の張り出し長さを有している。
また、図6bに示すように、撹拌翼4bの先端縁が略L字状に傾斜するように(図6bのア部)設けられており、このア部の回転遅れを利用して、現像剤を現像剤排出口1bに向けて容器の長手方向へ搬送する機能も併せ持っている。本実施形態では、撹拌翼はポリエステルシートにより形成されている。もちろん、このような材質だけに限らず可撓性樹脂シートであれば他の材質を用いても構わない。
以上説明した排出部材4の構成としては、現像剤補給容器の外へ現像剤を排出するため自らが回転することにより現像剤を搬送する機能を果たすことができるのであれば、上述した例に限らず、種々の構成を採用することが可能である。例えば、上述した撹拌翼の材料や形状などを変更したり、または、異なる搬送機構を採用しても構わない。また、本実施形態では別部品である第1のギア5と排出部材4を係止させることにより一体化させているが、第1のギア5と排出部材4の軸部を樹脂にて一体成型することにより一体化させても構わない。
(現像器シャッタの開閉機構)
次に現像器シャッタ11を開閉させるための機構について説明する。
図6cに示すように、容器本体1aの周面上には現像器シャッタを開閉するための連動部としての開封突起1e及び封止突起1fが設けられている。
開封突起1eは、現像剤補給容器1の装着後のセット操作(現像剤補給容器を動作位置(補給位置)に向けて所定角度回動させる操作)時に、現像器シャッタ11(図5参照)を押し下げて現像剤受入れ口10b(図5参照)を開封するためのものである。
封止突起1fは、現像剤補給容器1の取り出し操作(現像剤補給容器を動作位置(補給位置)から着脱を許容する位置に向けて所定角度逆方向に回動させる操作)時に、現像器シャッタ11を押し上げて現像剤受入れ口10bを密閉するためのものである。
このように現像器シャッタの開閉移動を現像剤補給容器の回動操作時と連動させるため、開封突起1eと封止突起1fは次のような位置となるように容器に設置されている。
つまり、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10(図5参照)に装着した際に、開封突起1eは現像器シャッタ11の開封時の回転方向に対して上流側に、封止突起1fは下流側に位置している。
なお、本実施形態では、現像器シャッタ11を開封突起1eと封止突起1fを用いて開閉させる構成を採用しているが、例えば、図7a、図7bに示すような構成としても構わない。
具体的には、容器本体1aの周面(開封突起1eが設けられていた位置と同等の箇所)に現像器シャッタ11と係合解除自在に係合するフック部(連動部)としてのスナップフィット爪部1kを設ける、といった構成である。
詳細には、このスナップフィット爪部1kは現像器シャッタ11の係合部(凹部)に上方から入り込むことにより係合が行われる。そしてスナップフィット爪部1kは、連結した現像器シャッタ11を容器本体1aの回動に伴い押し下げ、引き上げして開閉させる構成となっている。スナップフィット爪部1kと連結する現像器シャッタ11の連結部11aは、スナップフィット爪部1kの形状に対応した形状とされ、両者の連結が適正に行われるように構成されている。
また、後述するように、現像器シャッタ11を容器本体1aの回動に伴い引き上げて再封した後は、現像器シャッタ11はそれ以上の回動が阻止された状態にある。この状態で、現像剤補給容器1を着脱位置に向けてさらに回動させると、スナップフィット爪部1kは現像器シャッタ11との係合が解除され、現像剤補給容器1は現像器シャッタ11に対して相対回転し、現像剤排出口1bも再封される。このように、スナップフィット爪部1kは、現像器シャッタ11から離脱することができる程度に係止力が調整されている。
(駆動伝達手段)
次に、現像剤受入れ装置10から受けた回転駆動力を排出部材4へ伝達する駆動伝達手段の構成について説明する。
現像剤受入れ装置10には、現像剤補給容器1に回転力を与えるための駆動部材としての駆動ギア部材12が設けられている。
一方、現像剤補給容器1には、この駆動ギア部材12と駆動連結し、駆動ギア部材12から受けた回転駆動力を排出部材4へと伝達する駆動伝達手段が設けられている。
本実施形態では後述するように駆動伝達手段はギア列を有しており、それぞれのギアの回転軸は現像剤補給容器の端面に直接的に回転自在に支持されている。
本実施形態では現像剤補給容器1の装着後の使用位置(補給位置)へのセット時にハンドル2をもって現像剤補給容器1を所定角度回動させる前の時点では、駆動伝達手段と駆動ギア部材12とは駆動連結せずに周方向に互いに離れた位置(非係合状態)にある。その後、ハンドル2により現像剤補給容器1を回動させることで駆動伝達手段と駆動ギア部材12が対面し互いに駆動連結する構成となっている(係合状態)。
具体的には、排出部材4と連結した状態にある駆動力伝達手段としての第1のギア5(第1の駆動伝達部材)が、容器本体1aの長手方向一端面に現像剤補給容器の回動中心(ほぼ回動中心)の周りを回転可能となるように軸支されている。この第1のギア5は排出部材4と同軸的に回転可能である。
第1のギア5の回転中心は、セット動作時に現像剤補給容器1を所定角度回動させる際の容器の回動中心とほぼ一致するように取り付けられている。
さらに、駆動伝達手段としての第2のギア6(第2の駆動伝達部材)が、現像剤補給容器の回動中心から偏心した位置の周りを回転可能となるように容器に軸支されている。この第2のギア6は、現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12と駆動連結可能に設けられ、駆動ギア部材12から回転駆動力を受ける構成とされている。さらに、第2のギア6には、第1のギア5へ回転駆動力を伝達するため、図6dに示すように段ギア構成とされており、第1のギア5と駆動連結する第3のギア6′が設けられている。
この第2のギア6は、容器本体1aのセット動作時の回動方向とは逆方向への回転力を付与する駆動ギア部材12との噛合い駆動により、容器本体1aのセット動作時の回動方向と同方向へ回動する構成とされている。
なお、容器本体1aのセット動作時の回動方向は、前述したように、現像器シャッタ11の開封のための回動方向と同方向である。
このように、駆動ギア部材12から第2のギア6に回転駆動力が入力されると、第2のギア6と駆動連結関係にある第3のギア6′、第1のギア5が回転し、これに伴い、容器本体1a内部の排出部材4が回転する構成になっている。
第2のギア6は、前述したように、現像剤受入れ装置10に現像剤補給容器1を装着した時点では現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12から周方向に離れた位置にある。
その後、ユーザにより現像剤補給容器1の回動操作が行なわれると、第2のギア6は駆動ギア部材12と駆動連結した状態となる。この時点では、現像剤排出口1bが現像剤受入れ口10bと連通した状態とはなっていない(現像器シャッタ11は閉状態)。
その後、後述するように、現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12に駆動が入力される。
このように、第2のギア6の現像剤補給容器1(開封突起1eや現像剤排出口1b)に対する周方向の配設位置を調整することによって、第2のギア6と駆動ギア部材12との駆動連結開始が上述の時期に行われるよう設定されている。このため、第2のギア6は第1のギア5と回転中心が異なるように配置されている。
本実施形態では、容器の形状が中空円筒状であるので、排出部材の回転中心と容器本体の回転中心は一致(ほぼ一致)しており、排出部材4に直結している第1のギア5の回転中心は容器本体1aの回転中心と一致(ほぼ一致)している。これに対し第2のギア6は第1のギア5と回転中心が異なっており、現像剤補給容器1の回転に伴い、容器本体1aの回転中心に対し公転することで、現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12と連結する構成になっている。よって、第2のギア6の回転中心は容器本体1aの回転中心と異なっている。
なお、排出部材4の回転中心を容器本体1aの回転中心と異ならせた構成であっても構わない。例えば、排出部材4の回転中心を容器の現像剤排出口寄り(径方向)に位置させても良い。この場合、第1のギア5を小径化し、そして排出部材の回転中心と対応して容器本体の回転中心と異なる位置にて第1のギアが軸支されるように構成するのが好ましい。この点以外の構成は上記の例と同様である。
さらに、排出部材4の回転中心を容器本体1aの回転中心と異ならせた場合、第1のギア5を設けず、駆動伝達手段を第2のギア6のみにて構成し、これを排出部材4の回転中心と対応して容器本体1aの回転中心から偏心した位置にて容器に軸支されるようにしても構わない。このとき、第2のギア6は排出部材4と同軸的に回転可能となるように連結されている。
また、このとき、排出部材の回転方向が上述した例とは逆方向になり、側方に位置した現像剤排出口に向けて上方から下方へ現像剤を搬送する構成となってしまう。この場合、排出部材の構成としては、自転することにより容器内の現像剤を上方へ持ち上げ、そして、持ち上げた現像剤を下方に位置する現像剤排出口1bに向けてガイドするような機能を有していることが望ましい。
第1のギア5及び第2のギア6は、現像剤受入れ装置10からの駆動を十分に伝達する機能を有していることが望ましく、本実施形態では材質にポリアセタールを用い、射出成型した歯車としている。
詳細には、第1のギア5はモジュール0.5、歯数60、φ30mmとされている。また、第2のギア6はモジュール1、歯数20、φ20mm、第3のギア6′はモジュール0.5、歯数20、φ10mmとされ、第2のギア、第3のギアの回転中心は第1のギアの回転中心から20mm径方向に偏芯した位置に設けられている。
なお、これらのギアのモジュール、歯数、直径φは駆動伝達性を考慮して設定すれば良く、上述したものだけには限られない。
例えば、図8に示すように、第1のギア5の直径をφ20mm、第2のギア6の直径をφ40mmとしてもよい。ただし、後述する現像剤補給容器1のセット動作が良好に行われるように、第2のギア6の容器本体1aにおける周方向の取付け位置の調整が必要である。
図8に示す上記変形例の場合には、ギア比が変わったことにより、本実施形態の構成に比して現像剤補給容器1からの現像剤排出速度(排出部材4の回転速度)が上がってしまう(現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12の回転速度は同じ)。そして、現像剤を撹拌搬送するためのトルクが上昇する可能性があるため、容器内部の現像剤の種類(磁性、非磁性等の種類による比重差)、充填量、更には、駆動モータの出力等を考慮してギア比を設定するのが好ましい。
現像剤排出速度(排出部材の回転速度)を更に上げるためには、第1のギア5をより小径にし、第2のギアを大径にすれば良い。逆に、トルク重視の場合には、第1のギア5を大径に、第2のギアを小径にすれば良く、求められる仕様に合わせて適宜選択することができる。
なお、本実施形態では、図6に示したように、現像剤補給容器1をその長手方向から見たとき、第2のギア6が容器本体1aの外周よりも突出した構成になっているが、容器本体1aの外周から突出しないように第2のギア6を設置する構成であっても構わない。このの場合、現像剤補給容器1の包材への梱包性が良くなり、物流時などにおいて誤って落下させて破損してしまう等の事故の発生確率を低くすることができる。
(現像剤補給容器の組立て方法)
本実施形態の現像剤補給容器1の組立て方法は、まず、容器本体1a内に排出部材4を挿入する。そして、第1のギア5と容器シャッタ3を容器本体に組付けた後、一体化されている第2のギア6と第3のギア6′を組付ける。その後、充填口1cから現像剤を充填し、封止部材によって充填口を封止する。最後にハンドル2を組付ける。
このような、現像剤の充填と、第2のギア6、容器シャッタ3、ハンドル2の組立て順番は、組立てしやすいように適宜変更可能である。
なお、本実施形態では、容器本体1aとして内寸法φ50mm×長さ320mmの中空円筒容器を用いることで容積を約600ccとしている。また、現像剤の充填量を300gとしている。
(負荷付与手段)
本実施形態の現像剤補給容器1は前記駆動ギア部材12からの駆動力により、セット方向へ回動される。そのために、本実施形態の現像剤補給容器1には駆動ギア部材12から受けた駆動力により現像剤補給容器1をセット方向へ回動させるための負荷を前記駆動伝達手段に付与する負荷付与手段が設けられている。その構成を図9乃至図11を用いて説明する。
本実施形態では、現像剤補給容器を動作位置に向けて自動的に回動させる機構として、排出部材4へ回転駆動力を伝達するための駆動伝達手段を利用したことにより構成の簡易化を図っている。
つまり、本実施形態では、駆動ギア部材12の駆動力を駆動伝達手段を利用したトルク発生機構により現像剤補給容器1を動作位置に向けて自動的に回動させるための引き込み力を発生させている。
具体的には、第1のギア5の容器本体に対する回転負荷(トルク)を大きくすることにより第2のギア6の容器本体1aに対する回転負荷を大きくしている。
その結果、駆動ギア部材12と噛合った第2のギア6に駆動ギア部材12から駆動が入力されると、第2のギア6は容器本体1aに対する相対回転が抑制(制限)されている状態にあるので、容器本体1に回動力が生じる。その結果、容器本体1aが動作位置に向けて自動的に回動することになる。
つまり、現像剤補給容器1を自動的に回動させるとき、駆動伝達手段と現像剤補給容器間の相対回転が抑制(制限)されるようにトルク発生機構により、抑制力が作用した状態(抑制状態)となっている。言い換えると、駆動伝達手段の現像剤補給容器1に対する回動負荷が、現像剤補給容器を自動的に回動させるのに要する力よりも大きくされた状態となっている。
図9a、図9bに示すように、第1のギア5の円周面5cには負荷付与手段を構成するリング形状の固定部材9が嵌め込まれており、この固定部材9は第1のギア5の回転軸線を中心に第1のギア5に対して相対回転可能に構成されている。また、固定部材9の外周面上には、鋸歯状の引掛かり部9aが全周にわたって設けてある。
第1のギア5の軸部の円周面5cと固定部材9の内周面9bの間には、負荷付与手段を構成するリング部材14(所謂、Oリング)が圧縮した状態で設けられている。更に、リング部材14は第1のギア5の円周面5cに設けられた凹部5bに固定されているため、固定部材9を第1のギア5に対して相対回転させると、固定部材9の内周面9bと圧縮状態のリング部材14との摺動によりトルクが発生する仕組みになっている。
なお、本実施形態では鋸歯状の引掛かり部9aが全周に設けられているが、基本的には引掛かり部は1ヶ所でもよく、さらにその引掛かり部9aは凸形状でも凹形状でもよい。
また、リング部材14は弾性を有する材質であるゴム、フェルト、発泡体、ウレタンゴム、エラストマーなどを用いるのが好ましく、本実施形態ではシリコンゴムを使用している。また、リング部材14としては、円周部の一部が欠けたものなど、非リング状のものを採用しても構わない。
本実施形態では、第1のギア5の円周面5c上に凹部5bを設けて、そこにリング部材14を嵌め込んで固定させているが、固定方法はこれに限定されない。例えば、リング部材14を第1のギア5に固定させずに固定部材9に固定させて、第1のギア5の円周面5cとリング部材14を摺動させてトルクを発生させる構成であっても構わない。また、リング部材14と第1のギア5は一体成形(所謂、2色成型)により一体化しても構わない。
図6cに示すように、容器本体1aのギア設置側端面から突出した支柱1hに、固定部材9の回転を規制するための負荷付与手段を構成するロック部材7が変位可能に設けられている。また、ロック部材7は、図10に示すように、被解除部7a、ロック部7bから構成されている。なお、ロック部材7は後述するように容器本体1aに対する第2のギア6の回転負荷を変更する(切替える)手段としても機能するものである。つまり、ロック部材7は、現像剤補給容器と駆動伝達手段間の相対回転を抑制する抑制力を変更するための手段としても機能する。
次に、ロック部材7と固定部材9との関係を、図11a、図11bを用いて説明する。
図11aに示すように、ロック部7bが固定部材9の引掛かり部9aに引っ掛かった状態では、固定部材9は容器本体1aに対して回転が規制される。この状態で第1のギア5に第2のギア6を介して駆動ギア部材12から駆動が入力されると、リング部材14が固定部材9の内周面9bと第1のギア5の軸部との間で圧縮された状態にあるので、第1のギア5の回転負荷(トルク)が大きくなっている。
このようにして負荷付与手段により、駆動ギア部材12から受けた駆動力により現像剤補給容器1をセット方向へ回動させるための負荷が前記駆動伝達手段に付与される。
一方、図11bに示すように、ロック部7bが固定部材9の引掛かり部9aに引っ掛かっていない状態では、固定部材9は容器本体1aに対する相対回転が規制されていない。この状態で第1のギア5に第2のギア6を介して駆動ギア部材12から駆動が入力されると、固定部材9は第1のギア5と一体的に回転する。つまり、固定部材9、リング部材14による第1のギアの回転負荷(トルク)の増大分がキャンセルされ、第1のギアの回転負荷は十分に小さくなっている。
なお、本実施形態では、第1のギアと固定部材9間でリング部材14を挟み込むことにより摺動抵抗を生じさせてトルクを発生させる構成としているが、他の方法によりトルクを発生させる構成であっても構わない。例えば、S磁極とN磁極の引き付け力(磁力)を利用する構成や、弾性バネのねじりによる内径・外径の寸法変化を利用する構成であっても構わない。
(回動負荷切替手段)
次に、現像剤補給容器1に対する駆動伝達手段の回動負荷を切替える切替手段について説明する。
切替手段はトルク発生機構による容器本体1aに対する駆動伝達手段の相対回転が抑制された抑制状態と該抑制が解除された非抑制状態とを切り替えるものである。第1のギア5には解除部としての解除突起5a(図9参照)が突出して設けられている。この解除突起5aは、動作位置(補給位置)に回動された現像剤補給容器1に対して第1のギア5が回転することにより、ロック部材7の被解除部7aと突き当たる構成とされている。
つまり、解除部である解除突起5aは、現像剤補給容器1に対する相対回転に伴い前記負荷付与手段による負荷を解除する解除位置と非解除位置とに移動可能である。そして、この解除突起5aは、第1のギア5の回転に伴い被解除部7aを押し上げることにより、ロック部7bと固定部材9の引掛かり部9aとの引っ掛かりが外れ、第1のギア5にトルクが付与された状態を直ちに解除する機能を有している。
これにより、自動回転後の現像剤補給容器1に対する駆動伝達手段の相対回転が抑制(制限)された状態から解除(開放)される。言い換えると、駆動伝達手段の現像剤補給容器1に対する回動負荷が、十分に小さくされた状態となる(非抑制状態)。
このように、本実施形態のトルク発生機構は、容器本体1aに対する第1のギア5の回転を完全に阻止(ロック)させてはおらず、現像剤補給容器1が動作位置にて停止された状態において第1のギア5が容器本体1aに対して相対回転できる程度に回動負荷(トルク)を与えている。
なお、本実施形態では、トルク発生機構によるトルクをキャンセルするように解除しているが、解除後のトルクを現像剤補給容器の自動回転時のトルクに比して少なくとも小さくなるように変更すれば構わない。
(回動負荷切替え再セット機構)
前述したように、本実施形態では現像剤補給容器1を動作位置に自動的に回動させるために、回動負荷をかけて発生する回転力を利用している。更に、現像剤補給容器1が動作位置にセットされた後、第1のギア5に設けた解除突起5aによりロック部材7の被解除部7aを押し上げることにより回動負荷を解除している。
以上のような通常の一連の操作では、特に問題無く現像剤補給容器1の自動回動が達成できる機構になっている。しかし、ある条件下では達成できない場合がある。
例えば、(1)一度セットした現像剤補給容器1を何らかの理由で脱着可能な位置まで回転させて現像剤受入れ装置10から取り出し再度セットを行う場合である。あるいは、(2)新しい現像剤補給容器1をセットする前にロック部材7のロック状態を解除して第1のギア5を回転させた後、現像剤受入れ装置10に装着させるという場合である。
基本的には、本実施形態では新しい現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10に一度セットして現像剤の補給を開始した後は容器本体1a内の現像剤が無くなり交換するまでは現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10の外に取り出す必要は無い。また、新しい現像剤補給容器1はロック部材7が初期設定位置にセットされた状態で出荷するため、以上のような状況は通常生じない。
しかしながら、上記(1)(2)の場合には、ロック部材7のロックがかかっていないために回動負荷がかけられない状態になっている。この状態で現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10にセットしても回動負荷が生じないために現像剤補給容器1を自動で回動させることができず、シャッタを開封できなくなってしまう。
そこで本実施形態では、ロック部材7のロックが解除された状態で、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10に装着する時には、現像剤受入れ装置10とロック部材7が干渉してロック部材7をロック方向に移動させる構成を設けてある。また、ロック部材7には一端を容器本体1aに支持されたスプリングバネ8を引掛けてあり、現像剤受け入れ装置10との干渉により、ロック方向に力を受けた時に確実にロック方向への付勢力が増すように、フリップフロップ機構を設けてある。なお、フリップフロップ機構とは、スプリングバネ8を引き伸ばしてセットされた支持部2点のうち1点が移動可能で2点間の距離が可変にしてある。そして、支持部2点間でバネの張力がバランスの取れた位置から多少移動すると、移動した側にバネの張力が働き、より付勢力が働く機構をいう。
以上のように、ロックが解除された状態であっても、ロックが再度かけられるような機構を設けてあるが、図12に示すように、第1のギア5の解除突起5aがロック解除位置にある場合には、以上のような機構を設けても、再度ロックがかけられない。これは、解除突起5aが図12a〜図12cに示したような範囲の位置にある場合には、ロック部材7と解除突起5aが干渉している。このため、ロック方向の付勢がかかっても完全にロックさせることはできず、現像剤受入れ装置10の駆動を受けるとすぐにロック部材7が押し上げられて、ロック状態が作れず現像剤補給容器1に回動負荷を与えることができないということを意味している。
そこで本実施形態では、以上のような状態において、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10に挿入装着する時に、第1のギア5と現像剤受入れ装置10の一部を係合させるようにしている。この係合により、第1のギア5を回転させて解除範囲外(図12a〜図12cの範囲外)である非解除位置まで移動させ、再びロック可能な状態にする。すなわち、回動負荷切替えを再セットする機構を設けている。以下、具体的にその機構について説明する。
図6a及び図9bに示したように、第1のギア5には現像剤受入れ装置10に設けられた被係合手段と係合可能な係合手段となる第1の係合部として係合部(移動部)5d、第2の係合部として中心支持部5eを設けてある。
そして、前記係合部に対応して、図5に示すように、相対する現像剤受入れ装置10の現像器ホルダ13に、前記係合手段と係合可能な被係合手段となる第1の被係合部として係合部13a、第2の被係合部として支持部13bを設けてある。前記係合部5dと係合部13aは、第1のギア5の解除部である解除突起5aが解除位置にある状態で、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10に挿入した時には必ず干渉する位置に設けてある。係合部5dは第1のギア5の回転中心に設けた中心支持部5eから外側に向けて突出した略円筒状の突起形状としている。また、係合部13aは係合部5dを受けて第1のギア5を回転させるように現像剤補給容器1の挿入方向に傾斜したテーパ形状(斜面形状)にしてある。
図13a〜図13cに示すように、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10に挿入した時に、挿入の途中で略円筒形状の係合部5dが斜面形状のガイド部材である係合部13aと当接する。この状態で現像剤補給容器1を挿入していくと、係合部5dが係合部13aの斜面(図13aのア部)に沿って移動して第1のギア5が回転する。そして、現像剤補給容器1の挿入終了時には、第1のギア5の解除突起5aが前述の解除範囲外まで移動する。これにより、ロック部材7が解除突起5aの干渉を受けなくなるため、ロック部材7はフリップフロップ機構により再ロック可能な位置に移動することができ、現像剤補給容器1の自動開封を達成することができる。すなわち、移動部である係合部5dは現像剤補給容器1の装着動作に伴い解除位置にある解除突起5aを非解除位置に移動させる。
なお、係合部13aの斜面の傾斜方向は、係合部5dが係合部13aの斜面に沿って移動した時に、第1のギア5の解除突起5aが正規の回転方向とは逆の方向(図12のR方向)に移動するように設けてある。これは、現像剤補給容器1の挿入途中時に、ロック部材7をロック方向へ移動させ、フリップフロップ機構により、ロック方向へ付勢がかかった状態で、挿入動作の最後で係合部5d,13aが係合して、第1のギア5が回転した時に、解除突起5aが確実に解除位置から離れるからである。これにより、フリップフロップ機構により、ロック部材7が再ロックする方向に移動でき、確実に再ロックをかけることができる。
これに対し、解除突起5aが正規の回転方向(図12のR方向とは逆の方向)に回転してしまうと、ロック方向に付勢がかかる位置にいたロック部材7を完全に解除する位置まで移動させてしまうため、再ロックできる状態が形成できなくなる。
ただし、容器挿入動作終了後にロック部材7に対し、ロック方向に付勢がかけられる機構を持っていれば、上記のような問題は無い。その場合には、係合時の回転方向は正逆どちらでも良いため、例えば、両係合部5d,13aを共に菱形形状にすることもできる。しかし、この場合には容器挿入動作終了後、再度ロック方向に付勢をかける機構が必要になる。このため、機構が複雑になったり、部品点数が増えてコストアップする可能性もある。したがって、本実施形態のように係合部13aを斜面形状とし、解除突起5aを確実に解除位置から移動させる構成の方が好ましい。
両係合部の形状は、解除突起5aがロック解除位置にある時に、できるだけスムーズに小さな力で第1のギア5を回転させて解除範囲外まで回転させることが必要である。ただし、確実に再ロック可能な位置まで移動させることと、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10にセット後、現像剤補給時には第1のギア5が回転するので、両係合部5d,13aが係合部同士、または他の部材と干渉しないようにする必要がある。
このため、回転する第1のギア5に設けた係合部5dはできるだけ小さくすることが望ましく、円筒形状の突起のみにしている。一方、現像剤受入れ装置10側の係合部13aである斜面形状は、容器挿入方向に対する斜面の角度(図13中のα)が小さいと係合時の移動に要する力が小さくて済む。しかし、挿入量に対する第1のギアの回動量が小さくなり、一定の回動量を稼ぐために挿入方向の係合距離を長く取る必要がある。
逆に、容器挿入方向に対する斜面の角度αが大きいと、挿入量に対する第1のギア5の回動量が大きくなるが、移動に要する力も大きくなるため、挿入に要する力も大きくなる。よって、できるだけ小さな力でスムーズにかつ確実に再ロック可能領域まで第1のギア5を回転させるように係合部13aの設計を行うことが望ましい。
なお、斜面の表面は滑らかに第1のギア5を回転させることができる前提で、直線でも曲線でも構わない。本実施形態では、容器挿入方向に対する斜面の角度αを約50°とし、第1のギア5の回動角度を約40°(図12a〜図12cの領域分以上の角度)としている。
なお、図14に示すように、係合部13aは断面L字形状に形成している。そして、係合部5dは現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10にセット後、第1のギア5の回転中には現像剤受入れ装置10側の係合部13aの斜面部の内側空間内で回転し、係合部13aとは干渉しない構成になっている。
更に本実施形態では、図14に示すように、確実に係合させるように、第1のギア5には中心支持部5e、現像器ホルダ13には第2の被係合部13bの支持部を第1のギア5の回転中心部近傍に設けてある。容器挿入時には、略円筒形状の5e内部に13bの支持部が進入して第1のギア5が回転自在な状態で係合する。これにより、容器挿入時の第1のギア5の中心位置を規制することができ、係合量を確保すると共に、両係合部5d,13aが係合時に力を受けて、各々変形し係合量が減少するのを防止している。なお、第1のギア5が通常回転する時に回転負荷が生じないように、中心支持部5eと支持部13bの間には適度な隙間が設けてある。
一方、現像剤の補給が終了し、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10から取り出す時に、第1のギア5の回転位相は、現像剤受入れ装置10側でステッピングモータを用いたり、センサ類で位相を制御したりしない限り制御できずに不確定になる。通常、特殊な用途が無い限り、コストアップや複雑な制御を避けるために、特に回転位相の制御は行っていない。本実施形態についても、位相制御は行っておらず、回転駆動が停止した時点で、第1のギア5の解除突起5aが解除位置に存在する可能性がある。
このときには、図14及び図15に示すように、係合部5dがガイド部材である係合部13aと干渉しており、現像剤補給容器1の引き抜いて取り出す時に引っ掛かる構成になっている。そこで、係合部13aの斜面形状を下面(図15のイ部)にも設けて、容器取り出し時に係合部5dが前記斜面形状に当接してこれに沿って移動するようにしている。これにより、係合部13aと干渉しない非解除位置まで第1のギア5を回動させて容器を取り出すことができる。
なお、このときの第1のギア5の回転方向は、正規の回転方向になるが、ロック部材7は解除位置にあるため、解除突起5aと干渉することはない。
これにより、第1のギア5を再ロック可能な位置まで回転させることになる。このため、一度現像剤受入れ装置10から取り出した現像剤補給容器1をそのまま再度現像剤受入れ装置10に装着しても、再ロックがかかって、回動負荷を付与することにより容器の自動回動を行うことができる。第1のギア5の回転方向を容器挿入時と同じ方向(正規と逆の回転方向)にすることもできるが、その場合には、係合部13aの斜面形状の下面(図15のイ部)を逆方向に傾斜させる必要があり、斜面形状が大きくなってしまう。そのため、本実施形態のように構成するほうが好ましい。
(現像剤補給容器のセット動作)
次に図16及び図17を用いて現像剤補給容器のセット動作について説明する。なお、図16b、図17bは主に現像剤排出口1bと現像剤受入れ口10bと現像器シャッタ11との関係を説明するための断面図である。そして、図16c、図17cは主に駆動ギア部材12、第1のギア5、第2のギア6の関係を説明するための側面図、図16d、図17dは主に現像器シャッタ11と容器本体1aの連動部との関係を説明するための断面図である。
上述のセット動作とは、現像剤補給容器1が現像剤受入れ装置10に装着された着脱位置から、現像剤補給容器1を所定角度回動させて現像剤補給容器1の動作が可能な動作位置への、現像剤補給容器1の回動動作のことである。上述の着脱位置とは、現像剤補給容器1の現像剤受入れ装置10に対する着脱を許容する位置のことである。また、上述の動作位置とは、現像剤の補給(排出)が可能な補給位置(セット位置)のことである。さらに、現像剤補給容器1は、上述の着脱位置から僅かに回動した時点(以降)で現像剤受入れ装置10に対する着脱がロック機構により禁止された状態となり、上述の動作位置においてもやはり着脱が禁止された状態となっている。
現像剤補給容器のセット動作について順を追って説明する。
(1)ユーザが、交換用カバー15を開放することにより形成された開口から(図3参照)、現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10へ図16aの矢印A方向から挿入装着する。このとき、図16cに示すように、現像剤受入れ装置10側の駆動ギア部材12と、現像剤補給容器1側の第2のギア6は離れており、駆動伝達は不可能な状態になっている。
(2)現像剤受入れ装置10に現像剤補給容器1が挿入された後、ユーザがハンドル2を図16b〜図16dに示す矢印B方向(排出部材4の回転方向と逆方向)に回すことにより、現像剤補給容器1と現像剤受入れ装置10間の駆動連結が行われる。
具体的には、容器本体1aが矢印B方向に回転すると、第2のギア6が現像剤補給容器1の回転中心(排出部材4の回転中心)に対して公転し駆動ギア部材12と係合し、これ以降駆動ギア部材12から第2のギア6へ駆動を伝達可能な状態となる。
図18bは、現像剤補給容器1がユーザにより所定角度回動された状態を示している。この図18bの状態の時点では、現像剤補給容器1の現像剤排出口1bは容器シャッタ3にてほぼ閉鎖された状態にある(排出口1bの移動方向先端縁は現像剤受入れ装置10の容器シャッタ用のストッパ部10dと対向した位置にある)。また、現像剤受入れ口10bも現像器シャッタ11にて完全に閉鎖された状態にあり、現像剤を補給することができない状態になっている。
(3)ユーザが交換用カバー15を閉じる。
(4)交換用カバー15が閉じられると、現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12に駆動モータから駆動が入力される。
この駆動ギア部材12への駆動の入力に伴い、駆動ギア部材12と噛合っている第2のギア6の回転負荷が第1のギア5を介してトルク発生機構により大きくなっているので、現像剤補給容器1が動作位置(補給位置)に向けて自動的に回動する。
なお、本実施形態では、駆動伝達手段を利用して現像剤補給容器1に生じる回動力が、現像剤受入れ装置10から現像剤補給容器1が受ける回動抵抗力よりも大きくなるように設定されているので、この現像剤補給容器1の自動回動を適正に行うことができる。
また、このとき、開封突起1eによって現像剤補給容器1の回動動作と現像器シャッタ11の開放動作が連動して行われる。具体的には、現像剤受入れ口10bは容器本体1aの回動により現像器シャッタ11が現像剤補給容器1の開封突起1eに押し下げられてスライドして開封する(図16d→図17d)。
一方、容器本体1aの回動に伴う現像器シャッタ11の開封動作に連動して、現像剤排出口1bも、容器シャッタ3が現像剤受入れ装置10の係止部に突き当たりこれ以上の回動が規制されることにより開封される。
その結果、容器シャッタ3から露出した現像剤排出口1bが、現像器シャッタ11から露出した現像剤受入れ口10bと対向し、互いが連通した状態となる(図16b→図17b参照)。
現像器シャッタ11は、開封移動の終了位置を規定するためのストッパ10e(図17b参照)に突き当たって止まるため、現像剤受入れ口10bの下端と現像器シャッタ11の上端が精度良く合致する。なお、この現像剤補給容器の自動回転は互いに連結した状態にある現像器シャッタ11の移動停止に連動して終了する。
なお、本実施形態では、現像剤補給容器1が動作位置に位置した時点で現像剤排出口1bが現像剤受入れ口10bの位置と精度良く合致するように、容器本体1aに対する現像剤排出口1bの設置位置(周方向)を調整している。
(5)駆動ギア部材12への駆動の入力が継続して行われる。このとき、動作位置に位置した現像剤補給容器1は現像器シャッタ11を介してそれ以上の回転が阻止された状態となっている。従って、回転が阻止された現像剤補給容器1に対し第1のギア5がトルク発生機構によるトルクに抗して相対回転を開始し、第1のギア5に設けられた解除突起5aがロック部材7の被解除部7aに突き当たる(図18d)。更に第1のギア5の回転が進むと、解除突起5aが被解除部7aを図18dの矢印A方向に押し上げることにより(図18e)、ロック部材7のロック部7bの固定部材の引掛かり部9aへの引掛りが外れる(図11b参照)。
その結果、第1のギア5に付与されていた回転負荷(トルク)が解除され十分小さくなる。
その後は、現像剤補給工程において、現像剤受入れ装置(駆動ギア部材12)によって駆動伝達手段(第1〜第3のギア)を回転させるのに要する力が小さくて済む。従って、駆動ギア部材12に大きなトルク負荷をかけることもなく、安定した駆動伝達を行うことが可能となる。
また、本実施形態では、現像剤排出口1bと現像剤受入れ口10bの位置を合致させる現像剤補給容器の自動回動の終了後、時間差をおいて、第1のギア5に付与していた回転負荷を解除する構成とされている。従って、現像剤排出口1bと現像剤受入れ口10bの位置合わせを良好に遂行することが可能である。更に、解除突起5aがロック解除位置にある場合でも、確実に再度回転負荷を与える状態にすることができる。
なお、駆動伝達手段に付与されていた回転負荷(トルク)を変更せず(切替えず)にそのまま維持させる構成の場合には、次のような問題が発生する懸念があるので、回動負荷を変更する(切替える)本実施形態の構成の方がより好ましい。
つまり、回転負荷を変更せずにそのまま維持させる構成の場合では、現像剤排出口が現像剤受入れ口の位置と合致して容器本体1aの回転が完了した後も長時間に渡って第1のギア5にトルク発生機構が作用したままの状態となる。従って、第2のギア6を介して常に駆動ギア部材12にも負荷が掛かることになり、駆動ギア部材12の耐久性や駆動伝達の安定性等に影響を与えることが懸念される。また、長時間の回転摺動によりリング部材14が発熱し、この熱が原因で駆動伝達手段が熱劣化したり、内部の現像剤が熱劣化してしまう恐れがある。
一方、本実施形態の構成であれば、現像剤受入れ装置により駆動伝達手段を駆動するのに要する電力を削減することができる。また、駆動ギア部材12をはじめとする現像剤受入れ装置側の駆動ギア系列の強度や耐久性を過度に高めなくても済むので、現像剤受入れ装置のコストダウンに寄与することができる。さらに、駆動伝達手段や現像剤が熱劣化してしまうのを抑制することができる。
以上のように、現像剤受入れ装置から現像剤補給容器の駆動伝達手段に駆動を入力する、といった簡単な構成・行為であるにも関わらず、その後の現像剤補給工程を適正に遂行せしめるための現像剤補給容器の位置決め動作の自動化が可能となる。
即ち、現像剤補給容器を回動させるための特別な駆動モータや別系統の駆動ギア列などを設けること無く、駆動伝達手段を利用するといった簡単な構成で、現像剤補給容器を動作位置へと自動的に回動させることができる。その結果、ユーザビリティー性の向上を図ることが可能となり、併せて、現像剤の補給も良好に行うことができる。
従って、現像剤の補給量不足による画像濃度ムラや画像濃度不足といった画像不良の発生を抑制することができる。
さらに、本実施形態の構成であれば、上述したように、駆動伝達手段を利用して現像剤補給容器を動作位置へと自動的に回動させる構成の場合に懸念される問題を抑制することが可能となる。
(現像剤補給容器の取り外し動作)
次に現像剤補給容器を交換のためもしくは何らかの理由で現像剤補給容器を取り出す際の取り外し動作について説明する。
(1)まず、ユーザが交換用カバー15を開放する。
(2)そして、ユーザがハンドル2を図16の矢印B方向とは逆方向へ回すことで、現像剤補給容器1を動作位置から着脱位置へと回動させる。つまり、現像剤補給容器1が着脱位置へ戻り、図16cの状態になる。
このとき、現像剤受入れ口10bは現像器シャッタ11が現像剤補給容器1の封止突起1fに押し上げられることで再封移動するとともに、現像剤排出口1bも回動して、容器シャッタ3により再封される(図17b→図16b参照)。
具体的には、容器シャッタ3が現像剤受入れ装置10のストッパ部(不図示)に突き当たりそれ以上の移動を阻止され、この状態で現像剤補給容器1が回動することにより現像剤排出口1bが容器シャッタ3にて再閉鎖されるように構成されている。
そして、現像器シャッタ11を再封するための現像剤補給容器1の回動は、容器シャッタ3のガイド部1dに設けられた上記ストッパ部(不図示)が容器シャッタ3と突き当たることで停止するように構成されている。これにより、確実に現像剤排出口1bが容器シャッタ3に再閉鎖された状態で回動が停止する。
また、現像剤補給容器の回転に追従して第2のギア6と駆動ギア部材12の係合が解かれ、現像剤補給容器が着脱位置に位置した時点では第2のギア6と駆動ギア部材12は互いに干渉しない状態となる。
(3)最後に、ユーザが着脱位置にある現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10から取り出す。
この後、ユーザは予め用意されている新しい現像剤補給容器へと交換することになるが、これ以降の操作は上述した「現像剤補給容器のセット動作」と同様である。
また、仮に同じ現像剤補給容器1を再セットする場合でも、前述したように、容器取り出し時に解除突起5aが再ロック可能な位置に移動するため、確実にロックして容器の自動回動を達成することができる。
(現像剤補給容器を回動させる原理)
ここで、現像剤補給容器1を回動させる原理について、図19を用いて説明する。図19は引き込み力により現像剤補給容器1が自動回動する原理を説明するための図である。
第2のギア6が駆動ギア部材12と噛合った状態で駆動ギア部材12から回転力を受けたときに、第2のギア6の軸部Pに第2のギア6の回転に伴う回動力fがかかり、その回動力fが容器本体1aに作用する。この時に、この回動力fが現像剤補給容器1が現像剤受入れ装置10から受ける回動抵抗力F(現像剤補給容器1の外周面が現像剤受入れ装置10との摺動により受ける回動抵抗力)よりも大きい場合に、容器本体1aが回動することになる。
従って、第1のギア5にトルク発生機構を作用させることによる、第2のギア6の現像剤補給容器1に対する回動負荷は、現像剤補給容器1が現像剤受入れ装置10から受ける回動抵抗力よりも大きくするのが好ましい。
一方、トルク発生機構の作用が解除された後の、第2のギア6の現像剤補給容器1に対する回動負荷は、現像剤補給容器1が現像剤受入れ装置10から受ける回動抵抗力より少なくとも小さくするのが好ましい。
このような両者の力の大小関係が、駆動ギア部材12と第2のギア6との噛合いが開始された時点から現像器シャッタ11が開封完了する時点に至るまでの工程・期間中において成り立っているのが望ましい。
この回動力fは、第2のギア6と噛合った状態の駆動ギア部材12を現像器シャッタ11を開封させるための方向へ回動(手動)させた際の、駆動ギア部材12の回転トルクを測定することにより求めることができる。具体的には、駆動ギア部材12の回転軸中心部に駆動ギア部材12と共に回転する測定用の軸等を設け、その測定用の軸の回転トルクをトルク測定器により測定することで求めることができる。この回動トルクは容器内にトナーが入っていない状態で測定したものである。
回動抵抗力Fは、後述するように、容器本体1aを現像器シャッタ開封方向に回動(手動)させた際に、容器の回動中心の回動トルクを測定することで求めることができる。この測定は、駆動ギア部材12と第2のギア6との噛合いが開始された時点から現像器シャッタ11が開封完了する時点に至るまでにおいて容器本体1aを回動させることにより行われる。具体的には、駆動ギア部材12を現像剤受入れ装置10から外し、そして、容器本体1aの回動中心に容器本体1aと共に回動する測定用の軸等を設け、その測定用の軸の回動トルクをトルク測定器により測定することで求めることができる。
トルク測定器としては(株)東日製作所製のトルクゲージ(BTG90CN)を使用した。なお、トルク測定器として回転モータとトルク変換器が搭載されたトルク測定機を用いて自動的に測定しても良い。
次に、図19に示したモデルを用いて詳しくその原理を説明する。駆動ギア部材12、第2のギア6、第1のギア5の各々のピッチ円の半径をa、b、c、各ギアの軸中心のトルクをA、B、C(図19の各ギアの軸中心もA、B、Cで表示している)とする。また、駆動ギア部材12と第2のギア6が噛合って、引き込み時にかかる力をE、更に容器本体1aの回動中心抵抗トルクをDとする。
容器本体1a回動の条件として、f>Fとなり、
F=D/(b+c)
f=(c+2b)/(c+b)×E=(c+2b)/(c+b)×(C/c+B/b)
従って、
(c+2b)/(c+b)×(C/c+B/b)>D/(b+c)
(C/c+B/b)>D/(c+2b)
となる。
これより、確実に引き込み力を発生させて容器本体1aを回転させるためには、上記式を満たすのが好ましく、トルクCかトルクBを大きくする、トルクDを小さくするといった手段が考えられる。
つまり、排出部材に直結している第1のギア5と、第2のギア6の回転トルクを大きく、容器本体1aの回動抵抗力を小さくすれば、容器本体1aを回転させることができる。
本実施形態では、上述したトルク発生機構により、第1のギア5の回転トルクCを大きくして結果的に第2のギア6の回転トルクBを大きくすることにより達成している。
第1のギア5のトルクは、確実に引き込み力を発生させて容器本体1aを回転させることを考慮すると大きいほど好ましい。しかしながら、第1のギア5のトルクが大きすぎると、現像剤受入れ装置の駆動モータでの消費電力が大きくなってしまったり、各ギアの強度や耐久性を過度に高めなければならなくなる。また、発熱による現像剤への影響といった観点からも好ましくないので、リング部材14の固定部材9の内周面9bへの圧縮量やリング部材14の材質を調整することにより最適な値に設定するのが好ましい。
また、現像剤補給容器が現像剤受け入れ装置から受ける回動抵抗力(現像剤補給容器外周面と現像剤受入れ装置の設置部との摺動抵抗力)については、極力小さいことが好ましい。本実施形態では、このような観点から、容器本体1a回動時の摺動部(容器外周面)の面積を小さくしたり、摺動性の良いシール部材を容器の外周面に設けるなどの方法で対応している。
次に、第2のギア6の設定トルクについて具体的に述べる。
第2のギア6に付与するトルクは、容器回動力(現像剤補給容器外周面上)の大きさと、現像剤補給容器の直径と、第2のギア6の偏芯量・直径を勘案することで適切な値を設定するのが好ましい。ここで容器の回動抵抗力をF′、現像剤補給容器の直径をD′、第2のギア6の偏芯量(容器の回転中心から軸支されている地点までの距離)をe、第2のギア6の直径をd′とすると、
第2のギア6のトルク=F′×d′×D′/(2×(2e+d′))
の関係が成り立つ。
まず、容器の回動抵抗力F′については容器の直径やシール面積、使用するシール構成によっても変わってくるが、一般的な容器は直径30mm〜200mm程度が考えられ、その場合には一般的に1N〜200Nの範囲内で設定される。また、第2のギアの直径d′は、容器の直径から勘案して4mm〜100mm、第2のギア6の偏芯量eは4mm〜100mm程度となる。ここは画像形成装置の大きさやその仕様によって適宜選択する。したがって一般的に考えられる容器において、第2のギアのトルクは、上記の考えられる範囲のMIN、MAXを計算して、3.0×10-4N・m〜18.5N・mとなる。
例えば、本実施形態で用いたような容器の直径が60mmである場合を想定し、そして、上述したシール構成等のばらつきも考慮すると、回動抵抗力Fはおよそ5N以上100N以下の範囲内となるものと考えられる。
したがって本実施形態では第2のギアの偏芯量が20mm、直径が20mmとすると、第2のギア6の設定トルクは上記容器の回動抵抗力Fを考慮して、0.05N・m以上1N・m以下に設定するのが好ましい。なお、下限値は後述する各種ロス分や部材の寸法の振れ、安全率等を考慮するとその2倍程度の0.1N・m、上限値は現像剤補給容器に設けるトルク発生機構の強度を考慮して0.5N・m程度が好ましい。即ち、第2のギア6の設定トルクとしては、0.1N・m以上0.5N・m以下に設定するのがより好ましい。
本実施形態では、第2のギア6のトルクは、各種部材のばらつきや、現像剤補給容器内の現像剤を撹拌する際に生じる撹拌トルク(0.05N・m程度)を含めて0.15N・m以上0.34N・m以下の範囲内となるように構成している。ただし、撹拌トルクは現像剤の充填量や撹拌構成によっても変わってくるものなので、そこは適宜設定すれば良い。
また、現像剤補給容器の自動回転後、ロック部材7が解除されてトルク発生機構の寄与が0となった際には、現像剤補給容器の駆動に要する負荷はほぼ撹拌トルクのみとなる。
本実施形態では、ロック解除後の第2のギア6のトルクは撹拌トルクである0.05N・m程度となる。
このロック解除後の第2のギア6のトルクは、現像剤受入れ装置に掛かる負荷や消費電力などを考慮すると小さい程よい。さらに本実施形態のような構成を前提に考えれば、トルク発生機構による寄与トルクがロック解除時に0.05N・mより大きいと、トルク発生部から熱が発生しその熱が蓄積して現像剤補給容器内の現像剤に伝わり影響を及ぼす可能性がある。
従って、ロック解除後のトルク発生機構の寄与トルクは0.05N・m未満とするのが好ましい。
また、第2のギア6が駆動ギア部材12から回転力を受けた際に生じる力Eの方向を考慮することも重要なファクターである。
図19を用いて具体的に説明する。第2のギア6の軸部に生じる(容器本体1aを回動させるための)回動力fは、駆動ギア部材12から第2のギア6が受ける力Eの分力に相当する。従って、第2のギア6と駆動ギア部材12の係合時の位置関係次第では回動力fが発生しない場合も考えられる。図19のモデルでは、容器本体1aの回動中心であるC点(本モデルでは第1のギア5の回転中心と一致している)と第2のギア6の回転中心であるB点とを結んだ直線を基準線とする。この基準線と、B点と駆動ギア部材12の回転中心であるA点とを結んだ直線とのなす角度θ(基準線を0°とし時計回りの方向に測定した角度)としては、90°よりも大きく270°よりも小さくするのが好ましい。
特に、第2のギア6と駆動ギア部材12との噛合いにより生じた力Eに対し、この力Eのf方向成分(第2のギア6と駆動ギア部材12との噛合い部での容器本体の接線方向の分力)を効率良く活用するのが好ましい。従って、θを120°以上240°以下に設定するのが好ましい。なお、力Eのf方向成分を更に有効に活用するには、θを180°近傍に設定するのが好ましく、本モデルではθが180°の例となっている。
本実施形態では、以上のような点を考慮して、各ギアの配置位置などの構成が為されている。
なお、実際には、各ギアの駆動伝達時のロス等があるが、本モデルではこれを省略して説明している。従って、このようなロスを考慮した上で、現像剤補給容器の自動回動が適正に行われるよう現像剤補給容器の各種構成を設定すれば良いの言うまでもない。
以上のようにして本実施形態では、第1のギア5、第2のギア6として歯車を用いたことにより、簡単な構成で確実に駆動を伝達することができる。
そして、本実施形態に係る現像剤補給容器1を用いて、補給テストを行ったが、現像剤の補給に関する問題は無く、安定して画像形成を行うことができた。
なお、現像剤受入れ装置としては、上記した例に限らず、画像形成装置に対し着脱可能な構成、即ち、画像形成ユニットとしても構わない。なお、画像形成ユニットの例としては、感光体や帯電器、クリーナ等の画像形成プロセス手段を有するプロセスカートリッジや、現像ローラ等を有する現像器を有する現像カートリッジを挙げることができる。
なお、本実施形態では、容器の形状が円筒状とされているが、容器の形状はこの形態だけに限定されない。例えば、図20に示すように、円筒の一部をカットしたような断面構成とされた容器でも構わない。この場合、容器の回動時の回転中心は現像剤排出口周辺の円弧に対する中心位置になり、各シャッタの略回動中心になる。
上述において説明した各部材の材質、成型方法、形状等は、本実施形態に限定されるものではなく、上記効果が得られる範囲内で、自由に選択することができる。
〔第2実施形態〕
次に第2実施形態に係る装置について図21a、図21bを参照して説明する。なお、本実施形態は現像剤補給容器の駆動伝達手段の構成が第1実施形態と異なっているのみであり、他の構成は前述した第1実施形態と同一である。このため第1実施形態と重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
本実施形態では、図21a、図21bに示すように、4つのギア6a→6b→6c→5により排出部材4へ駆動力を伝達する構成である。
このように、第1のギア5に駆動を伝達するギアが奇数個となっている。そして、駆動ギア部材12と係合関係にあるギア6aの回転方向が、現像剤補給容器1を自動回転させる方向に設定されている。
このような構成であっても、第1実施形態と同様に、駆動ギア部材12に駆動が入力されると、これと噛合っているギア6aを介して容器本体1aに自動回転させる力を生じさせることができる。
第1のギア5に駆動を伝達するギアを複数個で構成する場合は、ギアを複数個用いることでコストアップの要因となるので、ギア6a、6b、6cを共通化するのが好ましい。
本実施形態についても、第1実施形態と同様、第1のギア5に設けた解除部により回動負荷が解除された状態で容器を本体にセットするような場合であっても、再ロックが可能になり、確実に容器を自動で回動させて開封、現像剤を補給することができる。
〔第3実施形態〕
次に第3実施形態に係る装置について図22を参照して説明する。なお、本実施形態も現像剤補給容器の駆動伝達手段の構成が第1実施形態と異なっているのみであり、他の構成は前述した第1実施形態と同一である。このため第1実施形態と重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
本実施形態では、駆動伝達手段として、図22に示すような、互いに駆動連結する当接面が摩擦抵抗の高い材料で構成した第1の摩擦車5、第2の摩擦車6、この第2の摩擦車6と同軸的に設けられた第3の摩擦車を用いている。現像剤受入れ装置の駆動部材も摩擦車12とされている。すなわち、前述した第1実施形態のギアを摩擦車に代えて構成している。
このような構成であっても、第1実施形態と同様に現像剤補給容器1を自動回転させることが可能である。ただし、第2の摩擦車6と駆動部材の摩擦車12が接触し、本体からの駆動が伝達されて、摩擦車12が回転するのに伴い、摩擦によって摩擦車6も回転し、少なくとも片方の摩擦車が弾性変形して、両摩擦車の回転中心軸間の距離が変化することにより、現像剤補給容器が回転する構成となる。
本実施形態についても、第1実施形態と同様、第1の摩擦車5に設けた解除突起5aにより、回動負荷が解除された状態で現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置にセットするような場合であっても、再ロックが可能になる。このため、確実に容器を自動で回動させて開封、現像剤を補給することができる。
〔第4実施形態〕
次に第4実施形態に係る装置について図23を参照して説明する。なお、本実施形態も現像剤補給容器の駆動伝達手段の構成が第1実施形態と異なっているのみであり、他の構成は前述した第1実施形態と同一である。このため第1実施形態と重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
本実施形態では、駆動伝達手段として、第2のギア6、第3のギア6′を設けずに、第1のギア5のみが設けられた構成とされている。また、第1のギア5に回動負荷を与える構成にしてあり、現像剤補給容器1の自動回転後、ロック部材7のロック解除が第1のギア5に設けられた解除突起5aによって行われる。このため、現像剤排出口1bを現像剤受入れ口10bと適正に連通させることが可能となっている。
本実施形態は、第1実施形態に比して、現像剤補給容器1の装着後の回動動作がすべて自動となるためユーザビリティー性が高い部分がある。
本実施形態についても、第1実施形態と同様に第1のギア5に設けた解除部により回動負荷が解除された状態で容器を本体にセットするような場合であっても、再ロックが可能になり、確実に容器を自動で回動させて開封、現像剤を補給することができる。
〔第5実施形態〕
次に第5実施形態に係る装置について図24を参照して説明する。なお、本実施形態も現像剤補給容器の駆動伝達手段の構成が第1実施形態と異なっているのみであり、他の構成は前述した第1実施形態と同一である。このため第1実施形態と重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
本実施形態では、駆動ギア部材12からの駆動力を伝達する駆動伝達手段が、第1のギア5、駆動伝達ベルト16並びにこれを懸架する2つのプーリにより構成されており、更に、第1のギアに回動負荷を与える構成にしてある。
また、本実施形態では、駆動伝達ベルト16はプーリに対して相対回転しないように、駆動伝達ベルト16の内面とプーリは高摩擦処理が施されている。なお、駆動伝達ベルト16の内面にも歯部を設け、これと対応するように2つのプーリにも歯部を設けることにより両者間のスリップを高レベルに防止する構成としても構わない。
本実施形態の場合、ユーザにより、現像剤受入れ装置10に装着された現像剤補給容器1が所定角度回動された時点で、駆動伝達ベルト16の歯部が現像剤受入れ装置10の駆動ギア部材12と係合する。その後、ユーザが交換用カバー15を閉じ、駆動ギア部材12に駆動が入力されると、ロック部材7により第1のギア5に回動負荷が与えられるため、容器に回動力が生じる。
従って、第1実施形態と同様に、容器本体1aが自動的に回動する。その結果、現像剤排出口1bと現像剤受入れ口10bの位置が合致した後、ロック部材7の被解除部7bが第1のギア5の解除突起5aによって押し上げられ、第1のギア5の回動負荷が解除された状態になる。
なお、本実施形態の駆動伝達ベルト16と駆動ギア部材12の係合部を第3実施形態と同じように、摩擦車にする例も考えられ、第3実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態の構成の場合は、第1のギア5と駆動ギア部材12間を自由に設計することができ、駆動伝達手段の設計の自由度(設置の自由度)が高まる、といった点において第1実施形態に比して有利である。
本実施形態についても、第1実施形態同様、第1のギア5に設けた解除突起5aがロック解除位置にあって回動負荷が解除された状態で現像剤補給容器1を現像剤受入れ装置10にセットするような場合であっても、再ロックが可能になる。このため、確実に現像剤補給容器1を自動で回動させて開封、現像剤を補給することができる。
〔他の実施形態〕
前述した各実施形態では、駆動伝達手段を利用して容器本体1aを自動回転させる構成としているが、次のような構成であっても構わない。
例えば、現像剤補給容器1を、現像剤を収容した内筒と、この内筒の周りを回転可能に設けられた外筒とにより構成された2重筒構造としても構わない。
この場合、内筒には現像剤を排出するための開口が設けられており、外筒にも現像剤を排出するための開口(現像剤排出口)が設けられている。これら内筒と外筒の開口は、現像剤補給容器を装着する前の時点では連通した状態とはなっておらず、外筒が上述した容器シャッタ3の役割を果たしている。
また、この外筒の開口は上述したようなシールフィルムによって密閉されている。このシールフィルムは、現像剤補給容器を現像剤受入れ装置に装着した後、現像剤補給容器を回動させる前に、ユーザによって引き剥がされるように構成されている。
さらに、内筒と外筒との間に現像剤が漏れ出さないように内筒の開口の周囲に弾性シール部材が設けられており、この弾性シール部材は内筒と外筒によって所定量圧縮されている。
このような現像剤補給容器を現像剤受入れ装置に装着した時点では、内筒の開口は現像剤受入れ装置の現像剤受入れ口と対向した位置にあり、一方、外筒の開口は現像剤受入れ口と対向しておらず、略鉛直上方を向いている。
このような状態で、上述した実施形態と同様に、現像剤補給容器のセット動作を行うことにより、現像剤受入れ装置に非回転となるように係止固定された内筒に対し、外筒だけが相対回転することになる。
その結果、現像剤補給容器を動作位置(補給位置)へ位置させる回動動作に連動して、現像器シャッタの開封動作が行われ、さらに、外筒の開口が現像剤受け入れ口と対向した状態となる。このため、最終的に、内筒開口、外筒開口、現像剤受入れ口が連通した状態となる。
現像剤補給容器の取り出し動作については、上述した実施形態と同様に、外筒をセット動作時とは逆方向に回動させることにより、内筒開口、現像剤受入れ口の再封動作が連動して行われる。なお、外筒開口については開封されたままであるが、現像剤補給容器を装置から取り出す時点では内筒開口は外筒によって再封されており、一方、外筒開口は鉛直上方を向いていることから、現像剤の飛散は極微量であった。
以上の各実施形態について、本発明に係る現像剤補給容器の例をそれぞれ説明したが、本発明の技術思想の範囲内であるならば、前述した各実施形態の構成を適宜組合わせたり構成を置き換えたりすることが可能であることは言うまでもない。
画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 現像装置の構成を示す部分断面図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着時の様子を示す斜視図である。 現像剤受入れ装置を示す斜視図である。 現像剤受入れ装置を示す斜視図である。 補給密封時における現像剤受入れ装置の内部の説明図である。 補給口開封時における現像剤受入れ装置の内部の説明図である。 現像剤補給容器の斜視説明図である。 現像剤補給容器の断面説明図である。 現像剤補給容器の側面説明図である。 現像剤補給容器の第2のギア及び第3のギアの斜視説明図である。 シャッタ開閉のスナップフィット部を示す側面説明図である。 シャッタ開閉のスナップフィット部を示す斜視説明図である。 現像剤補給容器の斜視説明図である。 現像剤補給容器のトルク発生機構の断面説明図である。 現像剤補給容器のトルク発生機構の分解説明図である。 ロック部材を示す斜視図である。 ロック部材をロックした状態の斜視説明図である。 ロック部材をロック解除した状態の斜視説明図である。 現像剤補給容器における解除突起がロック解除位置にあるときの側面説明図である。 現像剤補給容器における解除突起がロック解除位置にあるときの側面説明図である。 現像剤補給容器における解除突起がロック解除位置にあるときの側面説明図である。 現像剤補給容器セット時の第1の係合部と第1の被係合部の係合状態を示す説明図である。 現像剤補給容器セット時の第1の係合部と第1の被係合部の係合状態を示す説明図である。 現像剤補給容器セット時の第1の係合部と第1の被係合部の係合状態を示す説明図である。 現像剤補給容器セット後の第1の係合部と第1の被係合部の位置関係を示す部分断面図である。 現像剤補給容器取り出し時の第1の係合部と第1の被係合部の係合状態を示す説明図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後の様子を示す斜視説明図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後の様子を示す側面断面説明図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後の様子を示す側面説明図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後の様子を示す側面断面説明図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後、容器回動終了後の様子を示す斜視図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後、容器回動終了後の様子を示す側面断面図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後、容器回動終了後の様子を示す側面図である。 現像剤補給容器の現像剤受入れ装置装着後、容器回動終了後の様子を示す側面断面図である。 現像剤補給容器の装着後の側面図である。 現像剤補給容器の駆動連結完了後の側面図である。 現像剤補給容器の回動終了後の側面図である。 現像剤補給容器のロック解除直前の側面図である。 現像剤補給容器のロック解除時の側面図である。 引き込み力を説明するためのモデル図である 現像剤補給容器を示す斜視図である。 第2実施形態に係る現像剤補給容器を示す斜視図である。 第2実施形態に係る現像剤補給容器を示す側面図である。 第3実施形態に係る現像剤補給容器を示す斜視図である。 第4実施形態に係る現像剤補給容器の斜視図である。 第5実施形態に係る現像剤補給容器の斜視図である。
符号の説明
S …シート
1 …現像剤補給容器
1a …容器本体
1b …現像剤排出口
1c …現像剤充填口
1d …ガイド部
1e …開封突起
1f …封止突起
1h …支柱
1k …スナップフィット爪部
2 …ハンドル
3 …容器シャッタ
4 …排出部材
4a …撹拌軸
4b …撹拌翼
5 …第1のギア
5a …解除突起
5b …凹部
5c …円周面
5d …係合部
5e …中心支持部
6 …第2のギア
6′ …第3のギア
7 …ロック部材
7a …被解除部
7b …ロック部
8 …バネ部材
9 …固定部材
9a …引掛かり部
10 …現像剤受入れ装置
10a …収納部
10b …現像剤受入れ口
10c …ガイド部
10d …ストッパ
10e …ストッパ
11 …現像器シャッタ
12 …駆動ギア部材
13 …現像器ホルダ
13a …係合部
13b …支持部
14 …リング部材
15 …交換用カバー
16 …駆動伝達ベルト
100 …装置本体
101 …原稿
102 …原稿台ガラス
103 …光学部
104 …感光体ドラム
105〜108 …カセット
105A〜108A …給送分離装置
109 …搬送部
110 …レジストローラ
111 …転写放電器
112 …分離放電器
113 …搬送部
114 …定着部
115 …排出反転部
116 …排出ローラ
117 …排出トレイ
118 …フラッパ
119,120 …再給送搬送部
201 …現像装置
201a …現像器
201b …現像ローラ
201c …送り部材
201d …現像ブレード
201e …漏れ防止シート
202 …クリーナ部
203 …一次帯電器

Claims (5)

  1. 現像剤受入れ装置に着脱可能に設けられ少なくともセット方向への回動を伴うセット動作により現像剤受入れ装置にセットされる現像剤補給容器において、
    前記現像剤補給容器内の現像剤を外部へ排出する回転可能な排出部材と、
    前記現像剤受入れ装置の駆動部材から前記排出部材へ駆動力を伝達する駆動伝達手段と、
    前記駆動部材から受けた駆動力により前記現像剤補給容器をセット方向へ回動させるための負荷を前記駆動伝達手段に付与する負荷付与手段と、
    を有し、
    前記駆動伝達手段は、前記現像剤補給容器に対する相対回転に伴い前記負荷付与手段による負荷を解除する解除位置と非解除位置とに移動可能な解除部と、前記現像剤補給容器の装着動作に伴い前記解除位置にある前記解除部を前記非解除位置へ移動させる移動部と、
    を有することを特徴とする現像剤補給容器。
  2. 前記移動部は前記現像剤補給容器の取り出し動作に伴い前記解除位置にある前記解除部を前記非解除位置へ移動させることを特徴とする請求項1の現像剤補給容器。
  3. 前記移動部は前記現像剤補給容器の装着動作並びに取り出し動作に伴い前記現像剤受入れ装置のガイド部材と当接することにより前記解除位置にある前記解除部を前記非解除位置へ移動させることを特徴とする請求項2の現像剤補給容器。
  4. 前記駆動伝達手段は、前記解除部並びに前記移動部が立設され前記排出部材と同軸的に回転可能な第1の駆動伝達部材と、前記駆動部材と係合可能に設けられ前記現像剤補給容器の回動中心と異なる位置を中心に回転可能な第2の駆動伝達部材と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
  5. 前記駆動伝達手段は、回転中心に前記現像剤受入れ装置に設けられた被係合部と回転自在に係合する係合部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
JP2006142457A 2006-05-23 2006-05-23 現像剤補給容器 Expired - Fee Related JP4355715B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006142457A JP4355715B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 現像剤補給容器
CN2007800257786A CN101490629B (zh) 2006-05-23 2007-05-23 显影剂供给容器
EP07744358.8A EP2028560B1 (en) 2006-05-23 2007-05-23 Developer replenishing container
US12/301,930 US7822372B2 (en) 2006-05-23 2007-05-23 Developer supply container
KR1020087031128A KR100938069B1 (ko) 2006-05-23 2007-05-23 현상제 보급 용기
PCT/JP2007/060939 WO2007136136A1 (ja) 2006-05-23 2007-05-23 現像剤補給容器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006142457A JP4355715B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 現像剤補給容器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007316113A JP2007316113A (ja) 2007-12-06
JP4355715B2 true JP4355715B2 (ja) 2009-11-04

Family

ID=38723441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006142457A Expired - Fee Related JP4355715B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 現像剤補給容器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7822372B2 (ja)
EP (1) EP2028560B1 (ja)
JP (1) JP4355715B2 (ja)
KR (1) KR100938069B1 (ja)
CN (1) CN101490629B (ja)
WO (1) WO2007136136A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1768258B (zh) * 2003-03-28 2010-10-13 西铁城控股株式会社 旋光度测量装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979336B1 (ko) 2006-05-23 2010-08-31 캐논 가부시끼가이샤 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템
JP6083954B2 (ja) 2011-06-06 2017-02-22 キヤノン株式会社 現像剤補給容器及び現像剤補給システム
JP5632422B2 (ja) 2012-05-23 2014-11-26 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー容器及び画像形成装置
JP2016090933A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 キヤノン株式会社 現像剤の補給容器及び画像形成装置
JP7005249B2 (ja) 2017-09-21 2022-01-21 キヤノン株式会社 現像剤補給容器及び現像剤補給システム
JP7039226B2 (ja) 2017-09-21 2022-03-22 キヤノン株式会社 現像剤補給容器及び現像剤補給システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5346040A (en) 1976-10-08 1978-04-25 Canon Inc Developer cartridge
JPH01108581A (ja) 1987-10-21 1989-04-25 Mita Ind Co Ltd トナー供給装置
JP3408166B2 (ja) * 1997-09-30 2003-05-19 キヤノン株式会社 トナー供給容器及び電子写真画像形成装置
JP3450757B2 (ja) * 1998-09-22 2003-09-29 キヤノン株式会社 トナー補給容器
JP3450741B2 (ja) * 1999-03-29 2003-09-29 キヤノン株式会社 トナー補給容器
JP4693393B2 (ja) * 2003-11-19 2011-06-01 キヤノン株式会社 現像剤補給装置
RU2407049C2 (ru) * 2004-11-24 2010-12-20 Кэнон Кабусики Кайся Контейнер подачи проявителя

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1768258B (zh) * 2003-03-28 2010-10-13 西铁城控股株式会社 旋光度测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007136136A1 (ja) 2007-11-29
EP2028560A4 (en) 2012-11-28
EP2028560A1 (en) 2009-02-25
JP2007316113A (ja) 2007-12-06
KR20090015984A (ko) 2009-02-12
US20100129119A1 (en) 2010-05-27
KR100938069B1 (ko) 2010-01-21
EP2028560B1 (en) 2019-05-15
US7822372B2 (en) 2010-10-26
CN101490629A (zh) 2009-07-22
CN101490629B (zh) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4280745B2 (ja) 現像剤補給容器
JP4388133B2 (ja) 現像剤補給容器
KR100979336B1 (ko) 현상제 보급 용기 및 현상제 보급 시스템
JP4355715B2 (ja) 現像剤補給容器
JP4324174B2 (ja) 現像剤補給容器
JP4328773B2 (ja) 現像剤補給容器及び現像剤補給システム
JP4898501B2 (ja) 現像剤補給容器及び現像剤補給システム

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080116

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090728

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090803

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4355715

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130807

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees