(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填物を外部に放出する開口部を有する、前記充填物を容れる容器部と、
軸を中心に回転する回転部材であり、
前記軸の延びる方向である軸方向に並び、接合部位で互いに接合する２つの骨組みであって、前記軸方向において前記接合部位側が前記軸の回転方向後側に位置し、前記軸方向における前記接合部位から離れる側が前記回転方向前側に位置する２つの骨組みを有し、前記回転方向前側が広く、回転方向後側になるにつれ狭くなる略Ｖ字状の形状を有し、最も狭くなる部位である前記接合部位と、前記開口部とが、前記軸方向の成分上で同じ箇所に位置し、前記軸と共に回動する第１の搬送部材と、
前記軸方向に複数並び、前記軸と共に回動し、前記軸方向と直交する方向である直交方向における前記軸から離れる側の端部が前記容器部の内壁と接する第２の搬送部材と、を有する回転部材と、
を有する現像剤供給容器。
【請求項２】
請求項１に記載の現像剤供給容器において、
前記第１の搬送部材は、前記直交方向において前記軸から離れ、少なくとも前記接合部位、および前記軸方向の両端部が、前記軸から延びる支持部を介して前記軸に接続する現像剤供給容器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像剤供給容器において、
前記第２の搬送部材は、板状であり、可撓性を有する現像剤供給容器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の現像剤供給容器において、
前記回転部材は、さらに、前記第２の搬送部材の前記直交方向における前記軸側の端部を支持している支持部材を有する
現像剤供給容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像剤供給容器において、
前記充填物は、現像剤であり、
前記現像剤供給容器は、画像形成装置の現像器に前記現像剤を充填するための、前記画像形成装置に着脱可能なカートリッジである
現像剤供給容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に記載の実施形態は、現像剤を搬送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、キャリアおよびトナーからなる２成分現像剤を収容する現像器を有している。画像形成装置は、感光体ドラムの表面に２成分現像剤を供給することで、ドラム表面に形成されている静電潜像を顕像化する。
【０００３】
従来の現像剤の充填は、現像剤充填用の専用カートリッジを採用し、トナーホッパ部分を現像カートリッジと交換したりして充填している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の現像剤充填用カートリッジを図８に示す。メンテナンス者は、現像剤が封入された現像剤カートリッジ３００を画像形成装置に装着する。現像剤カートリッジ３００は、現像器の上部に位置するよう、また降下口３０４と現像器の投入口とが接合するように画像形成装置に装着される。現像剤収容部３１３に充填された現像剤は、軸３１０で回転するパドル３０２により搬送される。パドル３０２は、画像形成装置内部にあるモータから動力を得て回転する。
【０００５】
現像剤収容部３１３の下部には、オーガ３０３を収容している搬送室３１２がある。パドル３０２で搬送された現像剤は、重力により降下して搬送室３１２に流入する。尚、図８では不図示であるが、現像剤収容部３１３と搬送室３１２との間には紙面手前側が開口している仕切りがあり、現像剤は、この開口部を介して現像剤収容部３１３から搬送室３１２に流入する。
【０００６】
オーガ３０３は軸３１１で回転し、搬送室３１２内の現像剤を降下口３０４の位置まで搬送する。降下口３０４まで搬送された現像剤は、重力により落下して下部に位置する現像器に充填される。
【０００７】
現像器に現像剤を充填し終えた後、現像剤カートリッジ３００は、メンテナンス者により画像形成装置から取り外される。
【０００８】
従来の現像剤カートリッジでは、オーガの回転量やピッチにより現像剤の落下量が決まる。また従来の現像剤カートリッジは、オーガによる現像剤搬送機構を用いているため、充填される現像剤量によっては、現像器に充填するのに時間を要する。
【０００９】
実施形態は、従来の機構よりも現像器に充填する時間を短縮する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の現像剤供給容器は、容器部と、回転部材とを有する。容器部は、充填物を外部に放出する開口部を有する。容器部は、充填物を容れる。回転部材は、軸を中心に回転する。回転部材は、回転部材の回転移動方向の上流側が広く、下流側になるにつれ狭くなる形状を有し、最も狭くなる部位と前記開口部とが、前記軸の方向成分上で同じ箇所に位置する第１の搬送部材を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の現像剤カートリッジを示した前方斜視図である。
【図２】実施形態の現像剤カートリッジを示した後方斜視図である。
【図３】実施形態の画像形成装置を示した図であり、現像剤カートリッジの着脱位置および着脱方向を示した図である。
【図４】実施形態の画像形成装置の、トナーカートリッジを挿入するときの状況を示す図である。
【図５】実施形態の現像剤収容部の内部を示した図である。
【図６】実施形態の現像剤収容部の内部装置を取り外した場合の図である。
【図７】実施形態の薄板部材を説明するための模式図である。
【図８】従来の現像剤カートリッジを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の現像剤カートリッジについて、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は、実施形態の現像剤カートリッジ１、および、これに接続する画像形成装置１００内のモータ３０を、前方より示したものであり、図２は後方より示したものである。また図３は、画像形成装置１００に現像剤カートリッジ１を着脱するときの状態を示した図である。尚、各図面に示される座標系の向き（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）は共通しており、Ｘ軸は現像剤カートリッジ１の短手方向、Ｙ軸は長手方向や回転軸方向、Ｚ軸は高さ方向である。
【００１４】
現像剤カートリッジ１（現像剤供給容器）は、現像剤を搬送し、現像剤を現像器に充填させる現像剤収容部１０と、複数のスペーサ１１とにより構成される。スペーサ１１は、現像剤カートリッジ１の外郭形状を、後述するトナーカートリッジ２０１と略同じ形状にするための部位である。スペーサ１１の外郭枠は骨組み構造で形成されており、またスペーサ１１の数を３室としているが、態様はこれに限定されない。外郭形状を規定の形状に確保できるものであれば、どのような構造であってもよい。
【００１５】
現像剤収容部１０は、現像剤を収容する容器６４（容器部）および上蓋６５で外郭を成している。上蓋６５の上面には、取り出しバー５１が設置されている。取り出しバー５１は、現像剤カートリッジ１を画像形成装置１００より取り出すときに、メンテナンス者が把持する部位である。また上蓋６５の上面には、掛止部材５２が設置されている。掛止部材５２は、現像剤カートリッジ１を画像形成装置に装着した際、現像剤カートリッジ１を画像形成装置１００に掛止して固定する部位である。
【００１６】
容器６４の一つの壁面（Ｘ−Ｚ面）には、現像剤放入口６６が位置している。尚、図１では現像剤放入口６６は蓋により塞がれている。現像剤放入口６６は、ボトルに入っている現像剤を現像剤収容部１０の内部に放入するための開口部である。尚、現像剤は生産時に予め封入される。また容器６４は、現像剤放入口６６を有する壁面の反対側壁面に、モータ３０からの動力を伝達するための第１ギア３４を有する（図２参照）。
【００１７】
容器６４の下部には、現像剤カートリッジ１が画像形成装置１００へ挿入する位置を規制する位置決め部材５３がある。また容器６４の下部には、現像剤収容部１０の内部の現像剤を、現像器に充填する降下口６１がある。降下口６１は、現像器の現像剤投入口と接合する部位である。降下口６１は、Ｙ軸方向に移動可能なシャッタ６２により開閉する。シャッタ６２が矢印の方向に進むことで、降下口６１は開状態となる。
【００１８】
スペーサ１１の内側下部には、モータ３０からの動力を現像剤収容部１０の内部に伝達するシャフト部材３２がＹ軸方向に横貫している。
【００１９】
モータ３０は、現像剤カートリッジ１の駆動源であり、且つ後述のトナーカートリッジ２０１の駆動源でもある。モータ３０は、画像形成装置１００の内部の規定位置に固定されている。シャフト部材３２の一方の端部に設けられたカップリング３１Ｂは、現像剤カートリッジ１が画像形成装置１００に装着されるときにモータ３０の回転駆動部に設けられたカップリング３１Ａと結合する。またシャフト部材３２の他方の端部には、第１ギア３４と噛み合い、第１ギア３４よりも小径の第２ギア３３が設けられている。
【００２０】
モータ３０からの動力伝達について説明する。モータ３０により動力を得たカップリング３１Ａは、図１に示す矢印Ａの方向に回転する。この回転によりシャフト部材３２および第２ギア３３がカップリング３１Ａと同じ矢印方向Ａで回転する。第２ギア３３と咬合している第１ギア３４は、第２ギア３３の回転とは逆の方向（矢印Ｂ）に回転し、容器６４の内部にあるパドル２０（後述）を回転させる。これにより、パドル２０は第１ギア３４と同方向に回転し、容器６４内部に充填された現像剤を搬送する。
【００２１】
現像剤カートリッジ１の画像形成装置１００への着脱について、図３を参照しつつ説明する。現像剤カートリッジ１は、操作パネル１２１が設けられた画像形成装置１００の壁面、すなわち本体正面側の壁面から、Ｙ軸方向に挿脱自在に画像形成装置１００に取り付けられる。
【００２２】
画像形成装置１００の本体正面側の壁面には、現像剤カートリッジ１を出し入れする出し入れ口１１１、およびこの出し入れ口１１１を覆う出し入れ口カバー１０１が設けられている。出し入れ口カバー１０１を手動で開状態にすると、出し入れ口１１１が露出する。
【００２３】
メンテナンス者は、現像剤カートリッジ１を出し入れ口１１１に押し込むことで、現像剤カートリッジ１が挿入される。ある程度まで押し込まれると、位置決め部材５３が画像形成装置１００の一部と嵌合すると同時に、掛止部材５２が画像形成装置１００に備えられるフック（不図示）と係合する。これにより、現像剤カートリッジ１は画像形成装置１００に固定され、画像形成装置１００内部のモータ３０とも結合される。またこのとき、シャッタ６２が画像形成装置１００の一部に当接して開状態となる。このように装着が完了した状態で、メンテナンス者が操作パネル１２１を用いて、現像剤を現像器に充填する指示を行う。現像剤カートリッジ１は、モータ３０から動力を得て充填動作を開始する。充填動作が完了すると、メンテナンス者は掛止部材５２とフックとの係合を解除し、取り出しバー５１を把持して現像剤カートリッジ１を引き抜く。このときに、モータ３０との結合も解除され、シャッタ６２がスライドして降下口６１は閉状態となる。
【００２４】
本実施形態では、図４に示すように、現像剤カートリッジ１が取り出された後の出し入れ口１１１に、現像剤カートリッジ１の外郭形状と同じ外郭形状であるトナーカートリッジ２０１が挿入される。トナーカートリッジ２０１が装着された状態が、画像形成装置１００の運用時の使用状態となる。本実施形態では、このように、トナーカートリッジ２０１が装着される出し入れ口１１１を、現像剤カートリッジ１の装着にも流用し、且つモータ３０も流用する。従来の画像形成装置では、トナーカートリッジが装着される位置と現像剤カートリッジが装着される位置とは異なっており、現像剤カートリッジを着脱するための出し入れ口が別途設けられていた。本実施形態では、必要に応じてスペーサなどを設けることでトナーカートリッジ２０１の外郭形状と現像剤カートリッジ１の外郭形状とが同じとなるように設計、構築する。また本実施形態では、トナーカートリッジ２０１が装着される位置に、現像剤カートリッジ１を着脱する。これにより、画像形成装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
次に、現像剤収容部１０の内部について図５、図６を用いて説明する。図５は、現像剤収容部１０の上蓋６５を取り外した状態を示した図であり、図６は現像剤収容部１０の内部機構を取り外した状態を示した図である。図５、図６ともに、実線の太線で示した矢印Ａ、Ｂが各部材の回転方向である。
【００２６】
現像剤収容部１０は、Ｖ字型形状を有するパドル２０（回転部材）を有している。まずは、ここでパドル２０をＶ字型とした意義について説明し、後に詳細な説明をする。現像剤収容部１０の降下口６１は、本実施形態では、重力方向真下に向けて空いているのではなく、図５、図６に示すように上方に傾けた位置で開口している。上記のようにトナーカートリッジ２０１の装着位置を流用し、画像形成装置１０の受入口と連通させるためには、トナーカートリッジ２０１の「トナーの排出口」の位置と同じ位置に降下口６１が位置する必要がある。
【００２７】
一方で、トナーカートリッジ２０１を装着してトナーを排出する際、排出量を微調整することを目的として、揚げて排出することが必要であり、このことから、「トナーの排出口」を上方に傾けた位置で開口させている。以上のことから、本実施形態では、降下口６１もまた、「トナーの排出口」と同様に、上方に傾けた位置に開口するよう実装される。
【００２８】
一方、現像剤の排出口として使う場合は、速やかに全量を、降下口６１から排出させて本体に充填させる必要があるため、本実施形態では、パドル２０の形状を、排出に特化した形状となるよう工夫し、Ｖ字型形状としている。
【００２９】
引き続き、現像剤収容部１０の内部構成について説明する。パドル２０の軸２３（図６参照）が、第１ギア３４の回転軸３４Ａと嵌合することで、第１ギア３４とパドル２０が一体となる。これにより、パドル２０は軸２３で第１ギア３４と同じ方向（矢印Ｂ）で回転する。パドル２０は、Ｙ軸方向から視認した場合に軸２３で点対称を成す２つの第１アーム２１（第１の搬送部材）を有する。１つの第１アーム２１は、外郭形状が歪曲している２つの骨組み２１Ａ、２１Ｂを有する。
【００３０】
２つの歪曲骨組み２１Ａ、２１Ｂは、パドル２０のＹ軸方向成分の中心部に位置するポイント２９で接合している。第１アーム２１は、この２つの歪曲骨組み２１Ａ、２１Ｂにより、ポイント２９を接合点としたＶ字型を形成する。２つの歪曲骨組み２１Ａ、２１Ｂは、図５、図６に示すように、Ｚ軸方向で視認した場合にＶ字型を形成するとともに、Ｘ軸方向で視認した場合でもＶ字型を形成する。換言すると、２つの歪曲骨組み２１Ａ、２１Ｂは、パドル２０の回転方向Ｂの上流側（第１アーム２１の移動方向の前方側）では間隔が広く開いており、下流側（第１アーム２１の移動方向の後方側）になるにつれて間隔が狭まり、ポイント２９で接合している。
【００３１】
パドル２０のＹ軸方向での中心部（容器６４のＹ軸方向中心部）には、搬送した現像剤を現像器に放出する降下口６１（開口部）が位置している。すなわち、パドル２０のポイント２９と降下口６１とでは、Ｙ軸成分、すなわち軸２３の方向成分で一致しており、同じ箇所に位置している。
【００３２】
パドル２０の第１アーム２１が中心に向けて傾斜していることから、現像剤収容部１０の内部に収容された現像剤は、パドル２０が矢印Ｂの方向で回転することで搬送され、且つ歪曲傾斜の下り方向、すなわちポイント２９に向けて集まる傾向になる（図５の破線矢印方向）。ここでパドル２０の回転により、ポイント２９が降下口６１付近に近づくと、ポイント２９に集まった現像剤が降下口６１から放出されて現像器に充填される。このように本実施形態の現像剤収容部１０は、パドル２０が矢印Ｂの方向で回転することで、降下口６１が位置する中央部に現像剤を集め、その後現像器に充填する構成となる。この構成により、現像剤収容部１０は、短時間でより多くの量の現像剤を現像器に充填させることができる。
【００３３】
現像剤収容部１０は、容器６４の内壁とパドル２０とは接しておらず、隙間がある。容器６４に収容されている現像剤の残りが少ない場合、現像剤は、この隙間に残ることになる。本実施形態では、薄板部材４０（第２の搬送部材）を設けて、隙間や容器６４の内壁に付着した現像剤もすくって集め、降下口６１まで搬送する。
【００３４】
薄板部材４０は、図６に示すように複数のシート部材４１により構成される部材である。薄板部材４０は、一端が自由端となっており容器６４の内壁と接しており、他端部がパドル２０の第２アーム２２（支持部材）と結合している。薄板部材４０の幅長（Ｘ軸方向の長さ）は、図６に示すようにＹ軸成分におけるアーム両端部で短くなっており、Ｙ軸成分におけるアーム中央部で長くなっている。
【００３５】
図７（Ａ）は、Ｙ軸方向から視認した場合のパドル２０の一部および薄板部材４０を示した模式図であり、図７（Ｂ）は、Ｘ軸方向から視認した場合の模式図である。また図７（Ｃ）は、回転により図７（Ｂ）の状態から薄板部材４０が下方向に微移動したときの状態を示す図である。薄板部材４０を構成するシート部材４１（４１Ａ〜４１Ｄ）は、図７（Ａ）に図示するように、一端が第２アーム２２と結合し、他端が容器６４の内壁と接している。また両端部に位置するシート部材４１Ａが短く、中央部に位置する４１Ｄが長い。
【００３６】
容器６４とシート部材４１Ａ〜４１Ｄそれぞれとの接触位置について説明する。図７（Ａ）や図７（Ｂ）に示すように、矢印Ｂで示す回転方向において、シート部材４１Ａの容器６４との接点は、第２アーム２２の移動方向前方（軸２３の回転方向上流側）に位置し、シート部材４１Ｂ、４１Ｃと容器６４との接点は徐々に後方（軸２３の回転方向下流側）に位置している。また中央部の４１Ｄの容器６４との接点は、第２アーム２２の移動方向の最も後方の位置となる。このように、薄板部材４０のシート部材４１Ａ〜４１Ｄと容器６４の内壁とでは、両端が移動方向前方となり、中央部側になるにつれ移動方向後方となって接する。換言すると、薄板部材４０と容器６４の内壁との接触形状は、Ｘ軸方向から視認した場合においてＶ字型を形成して接する（図７（Ｂ）参照）。
【００３７】
パドル２０が軸２３を中心にして矢印Ｂの方向で回転することで、パドル２０の第２アーム２２と接合している薄板部材４０も、軸２３を中心にパドル２０と同じ矢印方向Ｂに回転移動する。この回転移動より、薄板部材４０は容器６４の縁にある現像剤を回転方向に払い出し、且つ、回転移動方向の後方に位置するシート部材４１Ｄに現像剤を集める。この様子を図７（Ｂ）、図７（Ｃ）を参照して説明する。図７（Ｃ）は、薄板部材４０と容器６４との接触部位が、図７（Ｂ）の状態から矢印Ｂの方向で回転により下方に移動した状態を示している。図７（Ｂ）に示す容器６４に付着した現像剤粒子は、シート部材４１Ａ〜４１Ｄにより押されて、図７（Ｃ）の状態では中央部に移動している。このようにしてシート部材４１Ｄ付近の中央部に集められた現像剤は、中央部に位置する降下口６１で放出され、現像器に充填される。
【００３８】
図５や図６に示すように、本実施形態では、降下口６１が現像剤収容部１０のＹ軸方向中央部に設けられていることから、パドル２０のポイント２９、および薄板部材４０の回転方向最も後方となるシート部材４１Ｄも、現像剤収容部１０のＹ軸方向中央部に位置する構成としている。このように本実施形態では、いずれも中央部に位置するものとしているが、態様を限定するものでない。パドル２０のＶ字型の接合部（ポイント２９）、および薄板部材４０の回転方向最も後方となるシート部材４１Ｄの位置は、降下口６１のＹ軸方向成分の位置に合わせた箇所となっていればよい。
【００３９】
また、パドル２０の歪曲骨組み２１Ａ、２１Ｂは、ポイント２９で結合しているものとして説明したが、結合せずに隙間のある状態でもよい。骨組み２１Ａ、２１Ｂは、本実施形態では歪曲しているが、直線形状であってもよい。
【００４０】
以上に詳説したように、実施形態の構成により、短時間で多くの現像剤を現像器に充填することができる。
【００４１】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００４２】
１  現像剤カートリッジ、１０  現像剤収容部、１１  スペーサ、
２０  パドル、２１  第１アーム、２１Ａ、２１Ｂ  骨組み、
２２  第２アーム、２３  軸、２９  ポイント、
３０  モータ、３１Ａ、３１Ｂ  カップリング、３２  シャフト部材、
３３  第２ギア、３４  第１ギア、３４Ａ  回転軸、
４０  薄板部材、４１  シート部材
５１  取り出しバー、５２  掛止部材、５３  位置決め部材、
６１  降下口、６２  シャッタ、６４  容器、６５  上蓋、６６  現像剤放入口、
１００  画像形成装置、１０１  出し入れ口カバー、１１１  出し入れ口、
１２１  操作パネル、２０１  トナーカートリッジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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