JP6025631B2 - 現像剤補給容器 - Google Patents
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Description
まず、画像形成装置の基本構成について説明し、続いて、この画像形成装置に搭載される現像剤補給システム、つまり、現像剤補給装置と現像剤補給容器の構成について順に説明する。
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、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給装置201について、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図2(a)は現像剤補給装置201の部分断面図、図2(b)は現像剤補給容器1を装着する装着部10の斜視図、図2(c)は装着部10の断面図を示している。また、図3は、制御系並びに、現像剤補給容器1と現像剤補給装置201を部分的に拡大した断面図を示している。図4は制御系による現像剤補給の流れを説明するフローチャートである。
次に、現像剤補給容器1の装着/取り出し方法について説明する。
次に、現像剤補給装置201による現像剤補給制御について、図4のフローチャートを基に説明する。この現像剤補給制御は、制御装置(CPU)600により各種機器を制御することにより実行される。
次に、現像剤補給システムの構成要素である現像剤補給容器1の構成について、図6、図7を用いて説明する。ここで、図6(a)は現像剤補給容器1の全体斜視図、図6(b)は現像剤補給容器1の排出口4a周辺の部分拡大図、図6(c)は現像剤補給容器1を装着部10に装着した状態を示す正面図である。また、図7(a)は現像剤補給容器の断面斜視図、図7(b)はポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分断面図、(c)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
本例では、後述するように、ポンプ部3aにより現像剤補給容器1内の容積を変化させることにより、排出口4aから現像剤を排出させる構成となっている。よって、現像剤補給容器1の材質としては、容積の変化に対して大きく潰れてしまったり、大きく膨らんでしまったりしない程度の剛性を有したものを採用するのが好ましい。
このフランジ部4には、図7(a)、(b)に示すように、円筒部2kから搬送されてきた現像剤を一時的に収容するための中空の排出部(現像剤排出室)4cが設けられている。この排出部4cの底部には、現像剤補給容器1の外へ現像剤の排出を許容する、つまり、現像剤補給装置201へ現像剤を補給するための小さな排出口4aが形成されている。また、排出口4aの上部には、排出口4aと現像剤補給容器1の内部とを連絡する排出前の現像剤を一定量貯留可能な連通路4dが設けられている。この連通路は、排出前の現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部の機能も有する。この排出口4aの大きさについては後述する。
従って、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201に装着された状態では、フランジ部4に設けられている排出部4cも、円筒部2kの回転方向へ回転することが実質阻止された状態となる(ガタ程度の移動は許容する)。
本例では、現像剤補給容器1の排出口4aについて、現像剤補給容器1が現像剤補給装置201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4a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4a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。
次に、現像剤収容室として機能する円筒部2kについて図6、図7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)3aについて図7を用いて説明する。ここで、図7(a)は現像剤補給容器の断面斜視図、図7(b)はポンプ部が使用上最大限伸張された状態の部分断面図、図7(c)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。
次に、搬送突起2cを備えた円筒部2kを回転させるための回転駆動力を現像剤補給装置201から受ける、現像剤補給容器1の駆動受け機構(駆動受け部、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。なお、本例では、駆動変換機構の例としてカム機構を用いた場合について説明する。
本例では、駆動変換機構は、円筒部2kの回転に伴い排出部4cへ搬送される現像剤搬送量(単位時間当たり)が、排出部4cからポンプ部作用により現像剤補給装置201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11に示すように、駆動変換機構(往復動部材係合突起3cとカム溝2eにより構成されるカム機構)を、現像剤収容部2の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、円筒部2k、ポンプ部3a、排出部4c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2k、ポンプ部3a、排出部4cの内部空間から隔てられた位置に設けている。
次に、図11、図12を用いて、ポンプ部3aによる現像剤補給工程について説明する。図11(a)はポンプ部3aが使用上最大限伸張された状態の部分図、図11(b)はポンプ部3aが使用上最大限収縮された状態の部分図、図11(c)はポンプ部3aの部分図である。図12は前述の駆動変換機構(往復動部材係合突起3cとカム溝2eにより構成されるカム機構)における、カム溝2eの展開図を示したものである。
まず、吸気工程(排出口4a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4aを介した排気動作)について説明する。
次に、ポンプ部3aが往復動作しない動作停止工程について説明する。
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、図12を用いてカム溝2eの設定条件の変形例について説明する。図12に示す駆動変換機構部の展開図を用いて、カム溝2eの形状を変更した場合のポンプ部3aの運転条件に与える影響について説明する。
次に本発明の最も特徴的な構成である規制部7について図7、図19〜図23を用いて具体的に説明する。図7(a)は、現像剤補給容器の断面斜視図、図7(b)はポンプが最大限膨張された時の部分断面図、図7(c)はポンプ部が使用上最大限収縮された状態の部分断面図である。また、図19(a)は実施例1の容器に内装される搬送部材6全体の斜視図で、図19(b)は搬送部材6の側面図、図20〜図23はそれぞれ補給動作時の容器内の様子を図7のポンプ部3a側から見た断面図である。
なお、本発明の現像剤補給容器1は、上述の実施例1にて説明した現像剤補給容器1に限定されるものではない。例えば、変形例として、図25(a)、(b)に示すような現像剤補給容器1においても同様の性能を得ることができる。
次に図26、図27、図28を用いて実施例2について説明する。図26は実施例2における現像剤補給容器1の部分断面斜視図である。図27(a)は実施例2における搬送部材6の斜視図、図27(b)は搬送部材6の部分断面斜視図である。図28(a)、(b)は補給動作時の容器内の様子を図26のポンプ部3a側から見た断面図である。
T …現像剤
1 …現像剤補給容器
2 …現像剤収容部
2c …搬送突起
2d …ギア部
2e,2g,2h,2i …カム溝
2k …円筒部
3a …ポンプ部
3b …往復動部材
3c …往復動部材係合突起
3f …保護部材回転規制部
4 …フランジ部
4a …排出口
4b …シャッタ
4c …排出部
4d …連通路
4e …軸保持部
5b …フランジシール
6 …搬送部材
6a …傾斜リブ
6b …接触部
7 …規制部
7a,7b …スラスト抑止壁
7c,7d …ラジアル抑止壁
7e …収容部開口
7f …連通路開口
7g …通気路
7h …回転中心軸部
7i …接触部
10 …装着部
10a …ホッパ
10b …搬送スクリュー
10c …開口
10d …現像剤センサ
11 …回転規制部
13 …現像剤受入れ口
21 …突き当て部
100 …装置本体
104 …感光体
201 …現像剤補給装置
201a …現像器
300 …駆動ギア
500 …駆動モータ
600 …制御装置
Claims (8)
- 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
前記現像剤補給容器は、
現像剤を収容可能な現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を前記現像剤補給容器から排出する排出口と、
前記現像剤補給容器の内部から前記排出口に通じる連通路と、
少なくとも前記排出口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可変なポンプ部と、
前記現像剤補給容器の内面にある前記連通路の入口領域に現像剤が流入することを規制する規制部と、
前記規制部の前記入口領域への移動と前記規制部の前記入口領域からの退避とを行うための移動部と、
前記規制部の内部は、前記排出口と少なくとも前記ポンプ部との間を通気するための通気路を備えることを特徴とする現像剤補給容器。 - 前記現像剤収容部に収容した現像剤の流動性エネルギーは、4.3×10−4(kg・m2/s2(J))以上、4.14×10−3(kg・m2/s2(J))以下であり、
前記排出口の開口面積は、12.6(mm2)以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。 - 前記現像剤補給容器は、
前記現像剤収容部の現像剤を回転に伴い搬送する搬送部と、
前記搬送部により現像剤が搬送され、前記排出口を備えた現像剤排出室と、
前記現像剤補給装置から前記搬送部を回転させる為の回転駆動力を受ける駆動受け部と、
前記駆動受け部が受けた回転駆動力を前記ポンプ部の動作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1又は請求項2に記載の現像剤補給容器。 - 前記規制部は、前記搬送部の回転と共に前記移動部が回転することで動作することを特徴とする請求項3に記載の現像剤補給容器。
- 前記通気路は、前記連通路と連通する連通路開口と、前記現像剤収容部と連通する収容部開口を備え、
前記収容部開口は、前記規制部の現像剤の流入を規制する状態時に、少なくとも前記連通路開口より鉛直方向上方に位置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。 - 前記通気路の一方の開口は、前記規制部が現像剤が流入することを規制する位置にあるときに前記連通路と対向する前記規制部の部分に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
- 前記通気路の他方の開口は、前記規制部が現像剤が流入することを規制する位置にあるときに前記ポンプ部と対向する前記規制部の側面に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の現像剤補給容器。
- 前記通気路は、前記排出口と前記現像剤収容部との間を通気することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の現像剤補給容器。
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