JP2020056827A - 現像剤補給容器 - Google Patents

Abstract

【課題】非回転部である排出室と、排出室に対し相対回転する収容室と、排出室に設けられ収容室に押圧されることで現像剤の飛散を抑制するシール部材と、を有する現像剤補給容器において、シール部材に生ずるスライドする方向のストレスを軽減することができる現像剤補給容器を提供する。【解決手段】現像剤補給容器は、現像剤を排出する排出口を有し、非回転部である排出室４ｃと、内部に現像剤を収容し、排出室４ｃに対して相対回転する収容室２と、排出室４ｃと収容室２とが接続する部分をシールする弾性の環状のシール部材であるフランジシール７７ｂと、フランジシール７７ｂに対して摺動可能であり、フランジシール７７ｂを収容室２に向かって押圧するための環状の押圧部２ｃと、排出室４ｃに設けられ、押圧部２ｃに押圧されたフランジシール７７ｂを摺動可能に、フランジシール７７ｂを受ける環状の受け部４ｅと、を有する。【選択図】図１１

Description

本発明は、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などの画像形成装置における現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に関する。

従来、電子写真複写機などの画像形成装置にはトナー等の現像剤が使用されている。このような画像形成装置は、画像形成に伴い消費されてしまう現像剤が、現像剤補給容器から補給される構成となっている。

従来の構成として、非回転部である排出室と、この排出室に対し相対回転する収容室と、排出室に設けられ収容室に押圧されることで現像剤の飛散を抑制するシールと、を有する現像剤補給容器が開示されている（特許文献１参照）。上記の構成において、シール部材は排出室に粘着材で固定されている。排出室に粘着材で固定されたシール部材は、現像剤補給動作時において、回転する収容室の開口部に摺擦することで、排出室と収容室との隙間から現像剤が漏出するのを防止している。

特開２０１４−１８６１３８号公報

このような構成において、シール部材の一方面は収容室との摺擦し、多方面は排出室に固定されているため、シール部材の中心と収容室の回転中心がずれた場合には、シール部材にはスライドする方向に力が生ずる。その結果、シール部材にはより大きなストレスがかかることになる。そのため、そのストレスに対応する必要があり、シール部材の選択が制限されていた。

本発明は、現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状のシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記収容室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記排出室に設けられ、前記押圧部に押圧された前記シール部材を摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする。

本発明により、シール部材に生ずるスライドする方向のストレスを軽減することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 現像器の要部の概略断面図である。 （ａ）現像剤補給装置の装着部の斜視図、（ｂ）装着部の断面図である。 現像剤補給容器及び現像剤補給装置の部分断面図である。 現像剤補給制御の流れを説明するフローチャート図である。 現像剤補給装置の変形例を示す部分断面図である。 （ａ）現像剤補給容器の斜視図、（ｂ）排出口の周辺を示す側面図である。 従来構成における、（ａ）現像剤補給容器の部分断面斜視図、（ｂ）規制部の周辺の拡大斜視図である。 （ａ）ポンプ部の最大限伸張状態の現像剤補給容器の部分側面図、（ｂ）ポンプ部の最大限収縮状態の現像剤補給容器の部分側面図である。 現像剤補給容器のカム溝の形状を示す展開図である。 本発明の第一実施形態における、（ａ）収容室及びフランジ部の部分断面図、（ｂ）規制部の周辺の拡大断面図である。 本発明の第一実施形態の作用を説明するシミュレーションモデルである。 本発明の第一実施形態のシミュレーションモデルである。 本発明の第一実施形態の拡大断面図である。 本発明の第二実施形態における、（ａ）収容室及びフランジ部の部分断面図、（ｂ）規制部の周辺の拡大断面図である。 本発明の第二実施形態の作用を説明するシミュレーションモデルである。 本発明の第二実施形態の作用を説明するシミュレーションモデルである。 本発明の第二実施形態のシミュレーションモデルである。 本発明の第二実施形態のシミュレーションモデルである。

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（第一実施形態）
本発明における構成の一例として、画像形成装置内の現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。

（画像形成装置）
図１は、本実施形態の現像剤補給容器が着脱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１００の概略断面図である。本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いた複写機である。

画像形成装置１００は、ドラム型の感光体（電子写真感光体）１０４を有する。感光体１０４は、図１中の矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転駆動される。感光体１０４の周りには、帯電手段としての帯電器２０３、現像手段としての現像器２０１、クリーニング手段としてのクリーナ部２０２などの画像形成プロセス機器が配置されている。

また、画像形成装置１００は、原稿台ガラス１０２を有し、この原稿台ガラス１０２上に原稿Ｇが置かれる。そして、原稿Ｇ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とによって、予め帯電器２０３によって一様に帯電された感光体１０４上に結像されることにより、感光体１０４上に静電潜像（静電像）が形成される。感光体１０４上に形成された静電潜像は、乾式の現像器（１成分現像器）２０１により、現像剤（乾式粉体）としてのトナー（１成分磁性トナー）を用いて現像（可視化）され、感光体１０４上にトナー像（現像剤像）が形成される。

画像形成装置１００には、記録媒体（以下、「シート」ともいう。）Ｐを収容するカセット１０５〜１０８が設けられている。これらカセット１０５〜１０８のうち、画像形成装置１００に設けられた操作部（図示せず）などからユーザなどの操作者によって入力された情報や、原稿Ｇのサイズに基づいて選択されたカセットから、シートＰが給送される。記録媒体としては、記録用紙、ＯＨＰシートなどが適宜使用される。給送分離装置１０５Ａ〜１０８Ａにより搬送された１枚のシートＰが、搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送される。そして、このシートＰが、感光体１０４の回転や光学部１０３のスキャンのタイミングと同期がとられて転写部に搬送される。

転写部では、転写帯電器１１１、分離帯電器１１２が感光体１０４に対向して配置されている。感光体１０４上に形成されたトナー像は、転写部において転写帯電器１１１によってシートＰに静電的に転写される。転写後に感光体１０４上に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーナ部２０２によって感光体１０４上から除去されて回収される。そして、トナー像の転写されたシートＰは、分離帯電器１１２によって感光体１０４から分離される。感光体１０４から分離されたシートＰは、搬送部１１３により定着部１１４へと搬送され、定着部１１４において熱及び圧によりトナー像が定着（溶融固着）される。

その後、片面コピーの場合には、シートＰは、排出反転部１１５を通過し、排出ローラ１１６により画像形成装置１００の外部に設けられた排出トレイ１１７へ排出される。また、両面コピーの場合には、シートＰは、排出反転部１１５を通り、一度排出ローラ１１６により一部が排出トレイ１１７へ排出される。そして、このシートＰは、その終端がフラッパ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が制御されると共に排出ローラ１１６が逆回転されることにより、再度、画像形成装置１００の内部へと搬送される。その後、このシートＰは、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。

（現像器）
次に、本実施形態における現像器２０１について更に説明する。図２は、本実施形態における現像器２０１の要部の概略断面図である。

図１及び図２に示すように、現像器２０１は、現像容器２０１ａ、現像ローラ２０１ｆ、撹拌部材２０１ｃ、及び送り部材２０１ｄ、２０１ｅを有する。本実施形態では、現像器２０１には、後述する現像剤補給容器（トナーカートリッジ）１が装着された現像剤補給装置２０から、現像剤Ｔとして１成分磁性トナーが補給される。

現像器２０１に補給された現像剤Ｔは、撹拌部材２０１ｃにより撹拌され、送り部材２０１ｄ、２０１ｅにより現像ローラ２０１ｆに送られて、現像ローラ２０１ｆにより感光体１０４に供給される。

また、現像器２０１には、現像ローラ２０１ｆ上の現像剤Ｔのコート量を規制する現像ブレード２０１ｇが現像ローラ２０１ｆに接触して配置されている。また、現像器２０１には、現像ローラ２０１ｆと現像容器２０１ａとの間からの現像剤Ｔの漏れを防止するために、漏れ防止シート２０１ｈが現像ローラ２０１ｆに接触して配置されている。

なお、本実施形態では、現像器２０１は１成分現像器であり、現像剤補給容器１から現像器２０１に補給する現像剤Ｔは１成分磁性トナーであるが、これに限定されるものではない。具体的には、現像器２０１は、１成分非磁性トナーを用いて現像を行う１成分現像器であってもよく、この場合現像器２０１には現像剤Ｔとして１成分非磁性トナーを補給することになる。また、現像器２０１は、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した２成分現像剤を用いて現像を行う２成分現像器であってもよく、この場合現像器２０１には現像剤Ｔとして非磁性トナーを補給することになる。なお、この場合、現像剤Ｔとして非磁性トナーと共に磁性キャリアも併せて補給する構成としても構わない。

（現像剤補給装置）
次に、現像剤補給装置２０について説明する。図３（ａ）は、現像剤補給容器１が装着される現像剤補給装置２０の装着部２０ａの斜視図、図３（ｂ）は、装着部２０ａの断面図である。また、図４は、駆動系及び制御系の模式図と共に示す、現像剤補給容器１が装着された現像剤補給装置２０の部分断面図である。

現像剤補給装置２０は、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）２０ａ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２０ｂと、を有する。

現像剤補給容器１は、装着部２０ａに対して図３（ｂ）中の矢印Ｍ方向に装着される。

つまり、現像剤補給容器１は、その長手方向（回転軸線方向）がほぼこの矢印Ｍ方向と一致するように装着部２０ａに装着される。なお、この矢印Ｍ方向は、後述する図８中の矢印Ｘ方向（現像剤補給容器の回転軸線方向）と実質的に平行である。また、現像剤補給容器１の装着部２０ａからの取り出し方向は、この矢印Ｍ方向とは反対方向となる。

装着部２０ａは、現像剤補給容器１が装着された際に現像剤補給容器１のフランジ部４（排出室）と当接することでフランジ部４の回転方向への移動を規制するための回転方向規制部（突起部）２１を有する。また、装着部２０ａは、現像剤補給容器１が装着された際に、現像剤補給容器１に設けられた孔である排出口４ａ（図７（ｂ）参照）と連通し、現像剤補給容器１から排出された現像剤を受入れるための孔である現像剤受入れ口２３を有する。現像剤補給容器１の排出口４ａから排出された現像剤が、現像剤受入れ口２３を通してホッパ２０ｂへと供給される。本実施形態では、現像剤受入れ口２３の直径は、装着部２０ａ内の現像剤による汚れを抑制するべく、現像剤受入れ口２３を微細口（ピンホール）とするために、３．０ｍｍに設定されている。なお、現像剤受入れ口２３の直径は排出口４ａから現像剤が排出できる直径であればよい。ホッパ２０ｂは、図４に示すように、現像器２０１へ現像剤を搬送するための搬送スクリュー２０ｂ１と、現像器２０１と連通した開口２０ｂ２と、ホッパ２０ｂ内に収容されている現像剤の量を検出する残量センサ２０ｂ３と、を有する。

また、装着部２０ａは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動機構（駆動部）として機能する駆動ギア３００を有する。この駆動ギア３００は、図４に示すように駆動モータ５００から駆動ギア列を介して回転駆動力が伝達され、装着部２０ａにセットされた状態の現像剤補給容器１に対し回転駆動力を付与する。

また、駆動モータ５００は、図４に示すように制御装置（ＣＰＵ）６００によりその動作を制御される。制御装置６００は、図４に示すように、残量センサ２０ｂ３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。なお、本実施形態では、駆動ギア３００は、駆動モータ５００の制御を簡易化するため、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。したがって、駆動モータ５００（駆動ギア３００）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に付与する構成と比べて、現像剤補給装置２０の駆動機構の簡易化を図ることができる。

本実施形態では、装着部２０ａ、ホッパ２０ｂ、駆動モータ５００、制御装置６００などを有して現像剤補給装置２０が構成され、その装着部２０ａに現像剤補給容器１が着脱可能に装着される。

（現像剤補給容器の装着／取り出し方法）
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。

まず、操作者が、装置本体１０１に設けられた交換カバー（図示せず）を開き、現像剤補給容器１を現像剤補給装置２０の装着部２０ａへ挿入して、装着する。この装着動作に伴い、現像剤補給容器１のフランジ部４が現像剤補給装置２０に保持されて、固定される。その後、操作者が交換カバーを閉じることで、装着工程が終了する。その後、制御装置６００が駆動モータ５００を制御することにより、駆動ギア３００を適宜のタイミングで回転させる。

一方、現像剤補給容器１内の現像剤が空になった場合には、操作者が交換カバーを開き、装着部２０ａから現像剤補給容器１を取り出す。そして、予め用意してある新しい現像剤補給容器１を装着部２０ａへと挿入して、装着し、交換カバーを閉じることにより、現像剤補給容器１の取り出しから再装着に至る交換作業が終了する。

（現像剤補給制御）
次に、現像剤補給装置２０による現像剤補給制御について説明する。図５は、制御系による現像剤補給制御の流れを説明するフローチャート図である。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。

本実施形態では、残量センサ２０ｂ３の出力に応じて制御装置６００が駆動モータ５００の作動／非作動の制御を行うことにより、ホッパ２０ｂ内に一定量以上の現像剤が収容されないようになっている。

具体的には、まず、残量センサ２０ｂ３がホッパ２０ｂ内の現像剤量（現像剤残量、現像剤収容量）をチェックする（Ｓ１００）。そして、制御装置６００は、残量センサ２０ｂ３により検出された現像剤量が所定量未満であると判定した場合、駆動モータ５００を駆動し、一定時間、現像剤補給動作を実行させる（Ｓ１０１）。なお、制御装置６００は、残量センサ２０ｂ３により現像剤が検出されなかった場合、残量センサ２０ｂ３により検出された現像剤量が所定量未満であると判定する。制御装置６００は、この現像剤補給動作の結果、現像剤センサ２０ｂ３により検出された現像剤量が所定量に達したと判定した場合、駆動モータ５００の駆動をオフし、現像剤補給動作を停止させる（Ｓ１０２）。

なお、制御装置６００は、現像剤センサ２０ｂ３により現像剤が検出された場合、現像剤センサ２０ｂ３により検出された現像剤量が所定量に達したと判定する。この現像剤補給動作の停止により、一連の現像剤補給制御が終了する。このような現像剤補給制御は、画像形成に伴い現像剤が消費されてホッパ２０ｂ内の現像剤量が所定量未満となると、繰り返し実行される。

なお、本実施形態では、現像剤補給装置２０は、現像剤補給容器１から排出された現像剤をホッパ２０ｂ内に一時的に貯留し、その後現像器２０１へ補給する。しかし、これに限定されるものではなく、次のような構成としても良い。具体的には、図６に示すように、上述したホッパ２０ｂを省き、現像剤補給容器１から現像器へ直接的に現像剤Ｔを補給する構成である。図６に示す例は、現像器として２成分現像器８００を用いた例である。この現像器８００は、現像剤Ｔが補給される攪拌室と、現像スリーブ８００ａへ現像剤Ｔを供給する現像室と、を有しており、攪拌室と現像室とにはそれぞれ回転軸線方向が互いに逆向きとなる攪拌スクリュー８００ｂが設置されている。そして、攪拌室と現像室とは長手方向の両端部において互いに連通しており、現像剤Ｔはこれらの２つの室を循環搬送される。また、攪拌室には現像剤Ｔ中のトナー濃度を検出する磁気センサ８００ｃが設置されており、この磁気センサ８００ｃ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。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Ｔは、非磁性トナー、又は非磁性トナー及び磁性キャリアとなる。

本実施形態では、現像剤補給容器１内の現像剤は、排出口４ａから重力作用のみではほとんど排出されず、後述するポンプ部６による吸排気動作によって排出口４ａから排出されるため、現像剤の排出量のばらつきを抑えることができる。したがって、上述の図６の例のようにホッパ２０ｂを省いた場合でも、現像器に現像剤を安定的に補給することが可能である。

（現像剤補給容器の構成）
次に、図７、図８を参照して、現像剤補給容器１の構成について説明する。図７（ａ）は、現像剤補給容器１の全体斜視図、図７（ｂ）は、現像剤補給容器１の排出口４ａの周辺の部分拡大図である。また、図８（ａ）は、現像剤補給容器１の部分断面斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）中の部分Ａの拡大斜視図である。

現像剤補給容器１は、中空円筒状に形成され、内部に現像剤を収容する内部空間（現像剤収容空間）を備えた収容室（現像剤収容部）２を有している。つまり、収容室２は、後述する搬送突起２ａや押圧部２ｃが形成された概略円筒状の円筒部２ｂで構成されている。また、現像剤補給容器１は、収容室２の長手方向（回転軸線方向）の一端側に非回転部であるフランジ部４を有する。収容室２は、フランジ部４に対して相対回転可能とされている。フランジ部４は、上述した排出口４ａ、後述するシャッタ４ｂ、排出室（現像剤排出部）４ｃ、往復部材５、ポンプ部６などを有して構成されている。

なお、収容室２の断面形状を、後述する現像剤補給工程における回転動作に影響を与えない範囲内において非円形状、例えば、楕円形状や多角形状としても構わない。

本実施形態では、現像剤補給容器１は、これが現像剤補給装置２０に装着された状態で収容室２と排出室４ｃとが収容室２の回転軸線方向（図８中の矢印Ｘ方向）に並ぶように構成されている。つまり、収容室２は、回転軸線方向の長さが鉛直方向長さよりも充分に長い。そして、収容室２は開口を有しており、この開口がフランジ部４と連通するように収容室２はフランジ部４に装着される。現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０に装着された状態で、排出室４ｃの鉛直上方に収容室２が位置するような構成と比べて、排出口４ａの上に存在する現像剤の量を少なくすることができる。

そのため、排出口４ａの近傍の現像剤が圧密され難く、後述する吸排気動作を円滑に行うことが可能となる。

（現像剤補給容器の材質）
本実施形態では、現像剤補給容器１は、ポンプ部６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。そのため、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するのが好ましい。また、本実施形態では、現像剤補給容器１は、外部とは実質的に排出口４ａを通じてのみ連通しており、排出口４ａを除き外部から密閉されている。つまり、本実施形態では、ポンプ部６により現像剤補給容器１の容積を減少、増加させて排出口４ａから現像剤を排出するので、現像剤補給容器１には安定した排出性能が保たれる程度の気密性が求められる。そこで、本実施形態では、収容室２を構成する円筒部２ｂの材質をＰＥＴ樹脂とし、排出室４ｃの材質をポリスチレン樹脂とし、ポンプ部６の材質をポリプロピレン樹脂としている。

なお、円筒部２ｂ及び排出室４ｃの材質としては、容積変化に耐えうる素材であれば、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）、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの他の樹脂を使用することも可能である。また、円筒部２ｂ及び排出室４ｃは、金属製であっても構わない。また、ポンプ部６の材質としては、伸縮機能を発揮し容積変化によって現像剤補給容器１の容積を変化させることができる材料であれば良い。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、ポリエチレンなどを肉薄で形成したものでも構わない。

また、ポンプ部６の材質としては、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。

また、ポンプ部６、円筒部２ｂ、排出室４ｃは、それぞれが上述した機能を満たすのであれば、樹脂材料の厚みを調整するなどしてそれぞれを同じ材質で、例えば、射出成形法やブロー成形法などを用いて一体的に成形しても構わない。

（フランジ部）
図８（ａ）に示すように、フランジ部４には、収容室２（円筒部２ｂ）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室４ｃが設けられている。この排出室４ｃの底部には、現像剤補給容器１の外への現像剤の排出を許容するための、つまり、排出室４ｃから現像剤補給装置２０のホッパ２０ｂ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。排出口４ａの上部には、排出前の現像剤を一定量貯留可能な現像剤貯留部４ｄが設けられている。

また、フランジ部４には、排出口４ａを有するシャッタ４ｂが設けられている。このシャッタ４ｂは、現像剤補給容器１の装着部２０ａへの装着動作に伴い、装着部２０ａに設けられた突き当て部３１（図３（ａ）参照）と突き当たる。したがって、シャッタ４ｂは、現像剤補給容器１の装着部２０ａへの装着動作に伴い、収容室２の回転軸線方向に沿って矢印Ｘ方向とは逆方向へ現像剤補給容器１に対して相対的にスライドする。なお、この一連の動作が終了したとき、シャッタ４ｂに設けられた排出口４ａは現像剤貯留部４ｄの下部に移動されている。そして、この時点で、排出口４ａは図３（ｂ）に示す装着部２０ａの現像剤受入れ口２３と位置が合致している。そのため、排出口４ａと現像剤受入れ口２３とが互いに連通した状態となり、現像剤補給容器１から現像剤補給装置２０のホッパ２０ｂへの現像剤の補給が可能な状態となる。シャッタ４ｂと現像剤貯留部４ｄとの間には、開口シール７ａが設けられている。

また、フランジ部４は、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０の装着部２０ａに装着されると、実質的に不動となるように構成されている。具体的には、現像剤補給装置２０には、フランジ部４が自ら収容室２の回転方向へ回転することがないように、図３（ａ）に示す回転方向規制部２１が設けられている。したがって、現像剤補給容器１が現像剤補給装置２０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室４ｃも、収容室２の回転方向へ回転することが実質的に阻止された状態となる（ガタ程度の移動は許容する）。一方、収容室２は、現像剤補給装置２０により回転方向への規制は受けることなく、現像剤補給工程において回転する。

また、フランジ部４には、図８（ａ）に示すように、収容室２から後述するように螺旋状の凸部（搬送突起）２ａにより搬送されてきた現像剤を排出室４ｃへと搬送するための、板状の搬送部材８が設けられている。この搬送部材８は、収容室２の一部の領域を略２分割するように設けられており、収容室２と共に一体的に回転する。そして、この搬送部材８には、その両面に収容室２の回転軸線方向に対し排出室４ｃ側に傾斜した傾斜リブ８ａが複数設けられている。この構成により、搬送突起２ａにより搬送されてきた現像剤は、収容室２の回転に連動してこの板状の搬送部材８により鉛直方向下方から上方へと掻き上げられる。その後、現像剤は、収容室２の回転が進むに連れて重力によって搬送部材８の表面上を滑り落ち、やがて傾斜リブ８ａによって排出室４ｃ側へと受け渡される。本実施形態では、この傾斜リブ８ａは、収容室２が半周する毎に現像剤が排出室４ｃへと送り込まれるように、搬送部材８の両面に設けられている。

また、フランジ部４には、排出室４ｃと収容室２との間をシールするフランジシール７ｂの移動を規制する規制部９（図８（ｂ）、図１１参照）が設けられている。この規制部９の詳細については後述する。

（収容室）
図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、収容室２（円筒部２ｂ）には、そこに収容された現像剤を自らの回転に伴い排出室４ｃ（排出口４ａ）に向けて搬送するための、螺旋状に突出した搬送突起２ａが設けられている。本実施形態では、収容室２は、上述した材質の樹脂を用いてブロー成型法により形成されている。

なお、現像剤補給容器１の容積を大きくし充填量を増やそうとした場合、現像剤収容空間としての排出室４ｃの容積を高さ方向に大きくする方法が考えられる。しかし、このような構成とすると、現像剤の自重により排出口４ａの近傍の現像剤への重力作用がより増大してしまう。その結果、排出口４ａの近傍の現像剤が圧密されやすくなり、排出口４ａを介した吸気／排気の妨げとなる。この場合、排出口４ａからの吸気で圧密された現像剤を解す、又は排気で現像剤を排出させるためには、ポンプ部６の容積変化量を更に大きくしなければならなくなる。しかし、その場合、ポンプ部６を駆動させるための駆動力も増加し、装置本体１０１への負荷が過大になるおそれがある。これに対し、本実施形態では、収容室２を排出室４ｃに対し水平方向に並べて設置して、収容室２の容積により充填量を調整しているため、現像剤補給容器１内における排出口４ａ上の現像剤層の厚さを薄く設定することができる。これにより、重力作用により現像剤が圧密されにくくなるため、装置本体１０１の負荷を過大とすることなく、安定した現像剤の排出が可能になる。

また、図８（ｂ）に示すように、従来の構成においては、排出室４ｃの矢印Ｘ方向上流側の端部に設けられたシール部材設置面４ｅには、環状のシール部材であるフランジシール７ｂが、粘着材（両面テープ）７ｃで固定されている。

本実施形態のフランジシール７ｂは、後述する図１１（ａ）、および図１１（ｂ）に示すように、排出室４ｃのシール部材設置面４ｅに固着されずに備えてある。また、フランジシール７ｂは、排出室４ｃのシール部材設置面４ｅと収容室２の押圧部２ｃのいずれの接触面においても接着されずに摺擦（摺動）する構成とする。

（ポンプ部）
本実施形態では、ポンプ部６は、排出口４ａを介して吸気動作と排気動作とを交互に行わせる吸排気機構として機能する。言い換えると、ポンプ部６は、排出口４ａを通して現像剤補給容器１の内部に向かう気流と現像剤補給容器１から外部に向かう気流と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。

ポンプ部６は、図８（ａ）に示すように、排出室４ｃの矢印Ｘ方向下流側に設けられている。そして、ポンプ部６は、排出室４ｃに固定されているため非回転である。また、ポンプ部６は、その内部に現像剤を収容可能な現像剤収容空間を有している。このポンプ部６内の現像剤収容空間は、後述する吸気動作時における現像剤の流動化に大きな役割を担っている。

本実施形態では、ポンプ部６は、往復動に伴いその容積が可変な樹脂製の容積可変型ポンプ部（蛇腹状ポンプ）で構成されている。具体的には、ポンプ部６は、蛇腹状のポンプであり、「山折り」部と「谷折り」部とが周期的に交互に複数形成されている。したがって、このポンプ部６は、後述するように現像剤補給装置２０から受けた駆動力により、圧縮、伸張を交互に繰り返し行うことができる。このポンプ部６により、現像剤補給容器１の容積を所定の周期で交互に繰り返し変化させることができる。その結果、小径（直径が約２．５ｍｍ）の排出口４ａから排出室４ｃ内にある現像剤を効率良く排出させることが可能となる。

（駆動受け機構）
現像剤補給容器１には、現像剤補給装置２０の駆動機構（駆動部）として機能する駆動ギア３００と係合（駆動連結）可能な、駆動受け機構（駆動入力部、駆動力受け部）として機能するギア部３ａが設けられている。このギア部３ａは、収容室２と一体的に回転可能なように収容室２に固定された駆動受け部材３に設けられている。したがって、駆動ギア３００からギア部３ａに入力された回転駆動力により、ギア部３ａと収容室２とが一体的に回転することで、収容室２内に収容された現像剤を排出室４ｃに搬送することができる。

本実施形態では、ギア部３ａは、矢印Ｘ方向において収容室２の略中央より下流側に設けてられている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば矢印Ｘ方向において収容室２の略中央より上流側の端部に設けられていても構わない。この場合、対応する位置に駆動ギア３００が設置されることになる。

また、本実施形態では、現像剤補給容器１の駆動入力部と現像剤補給装置２０の駆動部との間の駆動連結機構としてギア機構を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば利用可能な任意のカップリング機構を用いるようにしても構わない。具体的には、現像剤補給容器１の駆動入力部として非円形状の凹部を設け、現像剤補給装置２０の駆動部としてその凹部と対応した形状の凸部を設け、これらが互いに駆動連結する構成とすることができる。

（駆動変換機構）
次に、図９を参照して、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。図９（ａ）は、ポンプ部６が使用上最大限伸張された状態の部分側面図、図９（ｂ）はポンプ部６が使用上最大限収縮された状態の部分側面図である。

現像剤補給容器１には、ギア部３ａが受けた収容室２を回転させるための回転駆動力を、ポンプ部６を往復動させる方向の力へ変換する駆動変換機構として機能する、後述するカム溝３ｂと往復部材突起５ａとで構成されるカム機構が設けられている。つまり、本実施形態では、ギア部３ａが受けた回転駆動力を、現像剤補給容器１側で往復動力へ変換することで、収容室２を回転させる駆動力とポンプ部６を往復動させる駆動力とを、１つの駆動入力部（ギア部３ａ）で受ける構成としている。これにより、現像剤補給容器１に駆動入力部を２つ別々に設ける場合と比べて、現像剤補給容器１の駆動入力機構の構成を簡易化することが可能となる。また、現像剤補給装置２０の１つの駆動部（駆動ギア３００）から駆動を受ける構成としているため、駆動部を２つ別々に設ける場合と比べて、現像剤補給装置２０の駆動機構の構成を簡易化することが可能となる。

図９に示すように、本実施形態では、現像剤補給容器１は、回転駆動力をポンプ部６の往復動力に変換するための部材としての往復部材５を有する。具体的には、現像剤補給容器１は、ギア部３ａと一体となって回転する駆動受け部材３の全周に設けられたカム溝３ｂを有する。このカム溝３ｂについては後述する。また、現像剤補給容器１は、非回転かつ矢印Ｘ方向に沿ってスライド移動可能な往復部材５を有する。この往復部材５の腕部５ｂから一部が突出して形成された往復部材突起５ａが、カム溝３ｂと係合している。そのため、収容室２が回転すると、カム溝３ｂに沿って矢印Ｘ方向又はその逆方向へ往復部材突起５ａが往復動する。そして、この往復動は、ポンプ部６の係合部６ａと往復部材５に設けられた係合部５ｃとが係合しているため、ポンプ部６の往復動力となる。なお、往復部材５は、収容室２の回転方向へ自らが回転することがないように（ガタ程度は許容する）規制されている。

つまり、駆動ギア３００から入力された回転駆動力でカム溝３ｂが回転することで、カム溝３ｂに沿って往復部材突起５ａが矢印Ｘ方向又はその逆方向に往復動作をする。そのため、ポンプ部６は、往復部材５と一体となって、伸張した状態（図９（ａ））と、収縮した状態（図９（ｂ））と、を交互に繰り返し、現像剤補給容器１の容積を変化させることができる。

なお、往復部材突起５ａは、少なくとも１つ設けられていればよい。ただし、ポンプ部６の伸縮時の抗力により駆動変換機構などにモーメントが発生し、スムーズな往復動が行われないおそれがあるため、後述するカム溝３ｂの形状との関係が破綻しないよう複数個設けるのが好ましい。本実施形態では、２つの往復部材突起５ａが現像剤補給容器１の周方向に約１８０°隔てて対向するように配置されており、これらの往復部材突起５ａがカム溝３ｂと係合している。

（駆動変換機構の配置位置）
本実施形態では、図９に示すように、駆動変換機構（往復部材突起５ａとカム溝３ｂにより構成されるカム機構）を、収容室２の外部に設けている。つまり、駆動変換機構を、現像剤収容空間として機能する収容室２、排出室４ｃ、ポンプ部６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、収容室２、排出室４ｃ、ポンプ部６の内部空間から隔てられた位置に設けている。これにより、駆動変換機構を現像剤収容空間に設けた場合に想定される問題を解消することができる。つまり、駆動変換機構の摺擦箇所への現像剤の侵入により、現像剤の粒子に熱と圧が加わって軟化していくつかの粒子同士がくっついて大きな塊（粗粒）となることや、変換機構への現像剤の噛み込みによりトルクアップするのを防止することができる。

次に、現像剤補給容器１から現像剤補給装置２０への現像剤補給工程について説明する。まず、図１０を参照して、カム溝３ｂの設定条件について説明する。図１０は、図９に示す駆動受け部材３のカム溝３ｂの展開図を示したものである。

図１０において、矢印Ａは収容室２の回転方向（カム溝３ｂの移動方向）、矢印Ｂはポンプ部６の伸張方向、矢印Ｃはポンプ部６の圧縮方向を示す。カム溝３ｂは、ポンプ部６を伸張させる際に使用する吸気カム溝３ｃと、ポンプ部６を圧縮させる際に使用される排気カム溝３ｄと、ポンプ部６を往復動作させない際に使用される停止カム溝３ｅと、が連続して形成された構成となっている。

次に、図９、図１０を参照して、ポンプ部６による現像剤補給工程について説明する。本実施形態では、ポンプ部６の動作による吸気工程（排出口４ａを介した吸気動作）及び排気工程（排出口４ａを介した排気動作）と、ポンプ部６が非動作の動作停止工程（排出口４ａを介した吸排気が行われない）と、が行われる。このとき、駆動変換機構が回転駆動力を往復動力へ変換する構成となっている。以下に、往復部材突起５ａが上述の吸気カム溝３ｃ、排気カム溝３ｄ、停止カム溝３ｅにそれぞれ係合している状態の各現像剤補給工程を順次説明する。

吸気工程（排出口４ａを介した吸気動作）について説明する。上述した駆動変換機構（カム機構）により、ポンプ部６が最も縮んだ状態（図９（ｂ））からポンプ部６が最も伸びた状態（図９（ａ））になることで、吸気動作が行われる。

この吸気動作に伴い、現像剤収容空間として機能する現像剤補給容器１の内部（収容室２、排出室４ｃ、ポンプ部６）の容積が増大する。

その際、現像剤補給容器１の内部は排出口４ａを除き実質的に密閉された状態となっており、また排出口４ａが現像剤で実質的に塞がれた状態となっている。そのため、現像剤補給容器１の現像剤を収容し得る部位の容積の増加に伴い、現像剤補給容器１の内圧が減少する。このとき、現像剤補給容器１の内圧は大気圧（外気圧）よりも低くなる。そのため、現像剤補給容器１外のエアーが、現像剤補給容器１内外の圧力差により、排出口４ａを通って現像剤補給容器１内へと移動する。その際、排出口４ａを通して現像剤補給容器１外からエアーが取り込まれるため、排出口４ａの近傍に位置する現像剤を解す（流動化させる）ことができる。具体的には、排出口４ａの近傍に位置する現像剤にエアーを含ませることでかさ密度を低下させ、現像剤を適切に流動化させることができる。また、この際、エアーが排出口４ａを介して現像剤補給容器１内に取り込まれるため、現像剤補給容器１の容積が増加しているにもかかわらず、現像剤補給容器１の内圧は大気圧（外気圧）近傍を推移することになる。

このように、現像剤を流動化させておくことにより、後述する排気動作時に、現像剤が排出口４ａに詰まってしまうことなく、排出口４ａから現像剤をスムーズに排出させることが可能となる。したがって、排出口４ａから排出される現像剤の量（単位時間当たり）を、長期に亘り、ほぼ一定とすることが可能となる。

なお、吸気動作は、ポンプ部６が最も縮んだ状態から最も伸びた状態になることで行われることに限定されるものではない。例えば、ポンプ部６が最も縮んだ状態から最も伸びた状態になる途中で停止したとしても、現像剤補給容器１の内圧変化が行われれば吸気動作は行われる。つまり、吸気工程とは、往復部材突起５ａが図１０に示す吸気カム溝３ｃに係合している状態のことである。

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。上述した駆動変換機構（カム機構）により、ポンプ部６が最も伸びた状態（図９（ａ））からポンプ部６が最も縮んだ状態（図９（ｂ））になることで、排気動作が行われる。

この排気動作に伴い、現像剤収容空間として機能する現像剤補給容器１の内部（収容室２、排出室４ｃ、ポンプ部６）の容積が減少する。その際、現像剤補給容器１の内部は排出口４ａを除き実質的に密閉されており、現像剤が排出されるまでは、排出口４ａが現像剤で実質的に塞がれた状態となっている。したがって、現像剤補給容器１の内部の容積が減少していくことで現像剤補給容器１の内圧が上昇する。このとき、現像剤補給容器１の内圧は大気圧（外気圧）よりも高くなるため、現像剤は現像剤補給容器１内外の圧力差により、排出口４ａから押し出される。つまり、現像剤補給容器１から現像剤補給装置２０へ現像剤が排出される。現像剤とともに現像剤補給容器１内のエアーも排出されていくため、現像剤補給容器１の内圧は低下する。

以上のように、本実施形態では、１つの往復動式のポンプ部６を用いて現像剤の排出を効率良く行うことができるので、現像剤の排出に要する機構を簡易化することができる。

なお、排気動作は、ポンプ部６が最も伸びた状態から最も縮んだ状態になることで行われることに限定されるものではない。例えば、ポンプ部６が最も伸びた状態から最も縮んだ状態になる途中で停止したとしても、現像剤補給容器１の内圧変化が行われれば排気動作は行われる。つまり、排気工程とは、往復部材突起５ａが図１０に示す排気カム溝３ｄに係合している状態のことである。

次に、ポンプ部６が往復動作しない動作停止工程について説明する。現像剤補給装置２０は、現像器が必要とする量の現像剤を現像剤補給容器１から現像器に補給する必要がある。このとき、現像剤補給容器１から排出される現像剤量を安定させるために、毎回決まった容積変化量とすることが望ましい。例えば、前述したホッパ２０ｂを省いた構成（図６）を採用する場合、現像剤補給容器１から排出される現像剤の量が、現像器内の現像剤中のトナー濃度に直接影響を与えるため、このことは特に重要となる。

例えば、排気工程及び吸気工程のみで構成されたカム溝３ｂにすると、排気工程又は吸気工程の途中で駆動モータ５００の駆動を停止させることになる。その際、駆動モータ５００の回転が停止した後も惰性で収容室２が回転し、収容室２が停止するまでポンプ部６も連動して往復動作し続け、排気工程又は吸気工程が行われることが考えられる。惰性で収容室２が回転する距離は、収容室２の回転速度に依存する。また、収容室２の回転速度は、駆動モータ５００に与えられるトルクに依存する。そして、現像剤補給容器１内の現像剤量によってモータに与えられるトルクは変化する。そのため、収容室２の速度も変化する可能性があり、ポンプ部６の停止位置を毎回同じにすることが難しくなる。

そこで、ポンプ部６を毎回決まった位置で停止させるためには、カム溝３ｂに、収容室２が回転動作中でもポンプ部６が往復動しない領域を設けることが好ましい。本実施形態では、ポンプ部６を往復動させないために、図１０に示す停止カム溝３ｅを設けている。停止カム溝３ｅは、収容室２の回転方向に沿って形成されており、収容室２が回転しても往復部材５が動かないストレート形状である。つまり、動作停止工程とは、往復部材突起５ａが停止カム溝３ｅに係合している状態のことである。

なお、本実施形態ではポンプ部６が往復動しない期間を設けたが、この期間は排出口４ａから現像剤が排出されない（収容室２の回転時振動などで排出口４ａから落ちてしまう現像剤は許容する）期間であればよい。したがって、停止カム溝３ｅの形状は、排出口４ａを通じた排気工程、吸気工程が行われなければ、回転軸線方向に対し直交する形状でなくともよく、回転軸線方向に対し傾斜する形状であっても何ら構わない。

（フランジシール部）
次に図１１を参照して本実施形態について説明する。図１１（ａ）は現像剤補給容器１の収容室２とフランジ部４の部分断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中の部分Ｂの拡大断面図である。

（実施例１）
前述したように図８（ｂ）に示すように従来の構成においては、排出室４ｃのシール部材設置面（受け部）４ｅには弾性の環状のシール部材であるフランジシール７ｂが粘着材（両面テープ）７ｃで固定されている。

本実施例のフランジシール７７ｂは、収容室２とフランジ部４の接続する部分に設けられている。排出室４ｃのシール部材設置面４ｅとは固着されずに備え、シール部材設置面４ｅと収容室２の押圧部２ｃのいずれの接触面においても摺擦可能（摺動可能）とする。フランジシール７７ｂと押圧部２ｃはそれぞれ角度αの傾斜面７７ｄ，２ｅが設けられ、この傾斜面７７ｄ，２ｅの部分で互いに接触する。傾斜面７７ｄは、半径方向の内側の高さ（厚み）よりも半径方向の外側の高さ（厚み）が高くなるような傾斜面である。傾斜面２ｅは、半径方向の外側が半径方向の内側よりもシール部材設置面４ｅから離れるような傾斜面である。

この構成をとることで、収容室２が押圧され回転したときフランジシール７７ｂは収容室と共に回転し、シール部材設置面４ｅとは滑る。これは楔効果によってシール部材設置面４ｅとフランジシール底面７７ｅの間に作用する摩擦力より、押圧部傾斜面２ｅとフランジシール傾斜面７７ｄの間に作用する摩擦力が大きくなるからである。もし両者が同等の摩擦力だった場合フランジシールはどちらに対して滑るかが不定になり、場合によってはスティック・スリップの現象が発生し振動、騒音等の不具合が発生するので避けるべきである。この場合本実施形態のように両者に摩擦力差を設け一方のみを滑らせることが望ましい。

本実施形態によれば、収容室２が径方向に振れながら回転したり、収容室２と排出室４ｃとの回転軸線の芯ずれがある場合においても、フランジシール７７ｂは収容室２と一体的に回転する。従って従来例で懸念されていた排出室とフランジシールとの間に作用する横ずれ力による破損の心配がない。また、収容室とフランジシールも接着されていないので過大なストレスが作用しない。従って収容室の回転トルクが増加する懸念もない。

さらに、組立て時に関しても利点がある。フランジシール７７ｂを収容室２に組み込むとき厳密に位置合わせをしなくてもよい。なぜならフランジシール７７ｂを収容室２に組み込む時点でフランジシール７７ｂは傾斜面７７ｄ，２ｅで保持されるためある程度調芯される。さらに排出室４ｃに組み込んだ時作用する摩擦力が不均一でも収容室を回転させることで均一化して高精度に調芯されるからである。

本実施例の作用を検証するため有限要素法による構造解析シミュレーションを行った。図１２にシミュレーションモデルおよび計算結果を示す。図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ計算初期状態、押圧状態、押圧回転状態を示す断面図である。図１２（ｄ）はそれぞれの状態のフランジシール７７ｂの形状詳細を示す。

押圧部傾斜面２ｅ及びシール部材設置面４ｅは剛体面としてモデル化する。フランジシール７７ｂは弾性体で図示のようなメッシュモデルで構築する。本モデルではフランジシールはヤング率０．２ＭＰａとした。フランジシール傾斜面７７ｄ、収容室傾斜面２ｅの角度αは４５゜とした。また収容室２の押圧力は２Ｎとした。またフランジシール傾斜面７７ｄ、収容室傾斜面２ｅの間の摩擦係数およびフランジシール底面７７ｅとシール部材設置面４ｅの間の摩擦係数は等しく０．３とした。尚、本実施例は今回用いた数値に限定されるものではない。

図１２（ａ）に示すように初期状態では押圧部傾斜面２ｅの小径側端部２ｆとフランジシール傾斜面７７ｄの小径側端部７７ｆは径方向に等しい。図１２（ｂ）は押圧部２ｃを押圧した状態だが、フランジシール傾斜面端部７７ｆは収容室傾斜面端部２ｆに対して大径側に変形する。図１２（ｃ）で押圧部２ｃをそのまま押圧しつつ回転させている。この結果フランジシール７７ｂは押圧部２ｃと一体化して回転することが確認され、本実施例の作用が検証された。

図１２（ｄ）は図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）の各ステップ時のフランジシール７７ｂの断面形状詳細を重ね書きしたものである。点線、一点鎖線、実線がそれぞれ図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）の状態を表している。無荷重状態（点線）に対し押圧時（一点鎖線）は傾斜面７７ｄ側を起点として大径側に滑る。底面７７ｅ側はこれに追随して滑るがやや小径側に歪んだ状態で静定する。押圧・回転時（実線）はフランジシール７７ｂが回転してフランジシール底面７７ｅとシール部材設置面４ｅ間で滑ることで押圧時に発生した歪みが解消されフランジシール底面７７ｅがやや大径側に移動する。

このようにフランジシール７７ｂは押圧部２ｃの押圧により大径側に変形し、押圧によって発生した歪みも回転させることで解消されるため、フランジシールに過剰なストレスを生じさせないことがわかる。

次に傾斜角αを変化させて計算を行った。その結果を図１３に示す。結果は最終状態（押圧回転状態）である。計算条件は傾斜角以外は図１２の時と同様である。

図１３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ傾斜角αが６０゜，４５゜（図１２条件），２０゜，１０゜である。計算結果は傾斜角αが１０゜以外は意図通り押圧部２ｃと一体化して回転した。また、押圧力は４パターンとも同様だが押圧部２ｃの排出室４ｃ側への侵入量が傾斜角αが大きい方が明らかに大きい。同時にフランジシール傾斜面端部７７ｆの位置が傾斜角αが小さい方が大径側になっている。すなわち傾斜角が小さいと押圧部傾斜面２ｅの侵入量が大きいため斜面の長さが大きくなる。またフランジシールの大径側への変形が大きくなる。これは装置構成を考えた時いずれも大型化する懸念があり、傾斜角αが６０゜以上は現実的ではない。

従って傾斜角αは好適には２０゜〜６０゜であると考えられる。

上述のようなフランジシールの特性を鑑み他の実施例について説明する。図１４は図１１（ｂ）と同様の拡大断面図である。図１４（ａ），（ｂ）はそれぞれ押圧部２ｃ組み込み前、押圧部２ｃ組み込み（押圧）後を示す。

本実施形態の特徴は収容室の押圧部傾斜面２ｅの端部に垂直な側壁２ｇを形成した点である。側壁２ｇとフランジシールの内径側側面７７ｇの隙間を０．１〜０．３ｍｍと小さく設定することで、押圧部２ｃにフランジシール７７ｂを組み付ける時押圧部側壁２ｇがガイドとなり同軸度の高い、高精度な組み立てが可能となる。また、フランジシールの内径が側壁２ｇの外径より小さい、所謂締まりばめの構成にするのもよい。締まりばめ代は０．３ｍｍ以下が好ましい。こうすることでフランジシール７７ｂが押圧部２ｃに仮固定されるので、組立て時の天地方向の向きを図１４のように垂直方向に限定する必要がない。押圧部側壁２ｇの高さは図１４（ｂ）に示す組み込み後（押圧後）にシール部材設置面４ｅとの間に隙間が生じる高さである。

側壁２ｇとフランジシールの内径側側面７７ｇの隙間が小さいまたは、締まりばめのどちらであっても図１４（ｂ）に示すように組み込み後は押圧部傾斜面２ｅによってフランジシール７７ｂは大径側に移動する。その結果、押圧部側壁２ｇとフランジシールの内径側側面７７ｇは離間して押圧部側壁２ｇによる影響はなくなる。

これらの実施例において押圧部傾斜面２ｅとフランジシール傾斜面７７ｄの角度は必ずしも同値である必要はない。シミュレーションによれば５゜程度の偏差は影響がないことがわかっている。

また、これらの実施例は収容室２と排出室４ｃとフランジシール７７ｂとの関係が逆転してもよい。すなわちフランジシール傾斜面７７ｄが排出室側に固定され、収容室２が回転してフランジシール底面７７ｅが押圧部２ｃに対して滑る構成にも適用できる。

ここで押圧部によってフランジシールが滑る方向は本例のようにフランジシール外径が大きくなる方向が好ましい。何故なら外径が小さくなる方向に変形するとフランジシールを圧縮する方向となり座屈が発生する恐れがあるためである。この滑る方向は斜面の向きによって規定される。従ってフランジシールの断面形状は半径が大きくなる方が厚い方向の傾斜となっていることが好ましい。

（実施例２）
次に図１５を参照して本実施形態の他の実施例について説明する。図１５（ａ）は現像剤補給容器１の収容室２とフランジ部４の部分断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）中の部分Ｃの拡大断面図である。

本実施例も実施例１と同様にフランジシール７７ｂは排出室４ｃのシール部材設置面４ｅとは固着されず、シール部材設置面４ｅと収容室２の押圧部２ｃのいずれの接触面においても摺擦する構成とする。フランジシール７７ｂはその内径よりも一段大径の側壁７７ｄを備える。押圧部２ｃの外径部２ｅはフランジシール側壁７７ｄと接触する。押圧外径部２ｅの直径はフランジシール側壁の内径より大きく、両者は締まりばめの関係である。

この構成をとることで、押圧部２ｃが押圧され回転したときフランジシール７７ｂは押圧部２ｃと共に回転し、シール部材設置面４ｅとは滑る。押圧外径部２ｅとフランジシール側壁７７ｄがこれは締まりばめになっているためこの間に作用する摩擦力がシール部材設置面４ｅとフランジシール底面７７ｅとの間に作用する摩擦力よりも大きくなるためである。

本実施形態によれば、収容室２が径方向に振れながら回転したり、収容室２と排出室４ｃとの回転軸の芯ずれがある場合においても、フランジシール７７ｂは収容室２と一体的に回転する。従って従来例で懸念されていた排出室とフランジシールとの間に作用する横ずれ力による破損の心配がない。また、収容室とフランジシールも接着されていないので過大なストレスが作用しない。従って、収容室の回転トルクが増加する懸念もない。

さらに、組立て時に関しても利点がある。フランジシール７７ｂを収容室２に組み込むとき締まりばめによってフランジシール７７ｂは収容室２に固定される。従って組立て時の天地方向の向きを図１５のように垂直方向に限定する必要がない。

本実施例の作用を検証するため有限要素法による構造解析シミュレーションを行った。図１６にシミュレーションモデルおよび計算結果を示す。図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれフランジシール単体、収容室に組み付け時、押圧状態を示す断面図である。図１６（ｄ），（ｅ）は押圧回転状態で、それぞれ押圧力２Ｎ時、１０Ｎ時である。押圧部２ｃ及びシール部材設置面４ｅは剛体面としてモデル化する。フランジシール７７ｂは弾性体で実施例１と同様なメッシュモデルで構築する。本モデルではフランジシールはヤング率０．２ＭＰａとした。収容室２の押圧力は前述のように実施例１と同等の２Ｎと、比較的過大な荷重である１０Ｎとした。押圧外径部２ｅとフランジシール側壁７７ｄとの締まりばめ代は０．５ｍｍとし、同壁間の摩擦係数は０．３、フランジシール底面７７ｅとシール部材設置面４ｅの間の摩擦係数は等しく０．３とした。尚、本実施例は今回用いた数値に限定されるものではない。

図１６（ｂ）に示すようにフランジシール７７ｂを収容室の押圧部２ｃに組み付けると、フランジシール７７ｂは締まりばめにより押圧部の内径側に倒れこむような変形が発生する。しかし押圧部２ｃをシール部材設置面４ｅに押圧すると図１６（ｃ）に示すようにフランジシール底面７７ｅは幅方向全域でシール部材設置面に接触する。その後押圧部２ｃを押圧しながら回転すると図１６（ｄ）に示すようにフランジシール底面７７ｅが押圧部の外径側に移動し外周壁がシール部材設置面４ｅと略垂直になり、フランジシール底面７７ｅ全域の接触を保持する。そしてフランジシール７７ｂは押圧部２ｃと一体化して回転することが確認され、本実施例の作用が検証された。

この構成の安定性を確認するために、前述のように比較的過大な荷重で押圧・回転させた結果を図１６（ｅ）に示す。フランジシール底面７７ｅはさらに押圧部の外径側に移動しフランジシール７７ｂは大きく変形する。そしてフランジシール底面７７ｅの外周側端部がシール部材設置面４ｅから浮き上がり、接触領域が減少する。この結果シール性が低下し、さらにフランジシール７７ｂが大変形することで回転抵抗が増加する。従って本構成は比較的過大な押圧力の状況下では現像剤補給容器の密閉性および回転トルクの増加が懸念される。ここで設定した比較的過大な押圧力は今回の構成や物性等の条件では発生し得ないが、例えばフランジシールの硬度が大きく、収容室と排出室の組立て時の寸法ばらつきの影響でフランジシールの押圧量が大きくなった場合想定できる荷重である。従って考慮しておく方が好ましい。

他の実施例について説明する。図１７に本実施例のシミュレーションモデルおよび計算結果を示す。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれフランジシール単体、収容室に組み付け時、押圧状態を示す断面図である。図１７（ｄ），（ｅ）は押圧回転状態で、それぞれ押圧力２Ｎ時、１０Ｎ時である。シミュレーションモデルの条件、物性等は実施例２の前述と同じである。

本実施例ではフランジシール底面７７ｅが角度βの傾斜面となっている。本例ではβは９．５゜である。

図１７（ｂ）に示すようにフランジシール７７ｂを収容室の押圧部２ｃに組み付けると、フランジシール７７ｂは締まりばめにより押圧部の内径側に倒れこむような変形が発生し、底面７７ｅの傾斜角度はβより小さいβ’となる。本例の計算結果ではβ’は３．９゜である。押圧部２ｃをシール部材設置面４ｅに押圧すると図１７（ｃ）に示すようにフランジシール底面７７ｅは幅方向全域でシール部材設置面に接触する。その後押圧部２ｃを押圧しながら回転すると図１７（ｄ）に示すようにフランジシール底面７７ｅは押圧部半径方向へほぼ移動せず、フランジシール底面７７ｅ全域の接触を保持する。この時フランジシール７７ｂは押圧部２ｃと一体化して回転することが確認された。さらに比較的過大な荷重で押圧・回転させた結果を図１７（ｅ）に示す。フランジシール底面７７ｅはやや押圧部の外径側に移動するが変形は軽微で、かつフランジシール底面７７ｅ全域の接触を保持する。そしてこの場合もフランジシール７７ｂは押圧部２ｃと一体化して回転することが確認された。従って本例においてはフランジシールの押圧量が大きくなった場合でも現像剤補給容器の密閉性及び収容室の回転トルクの増加が懸念される事態にはならない。

本実施例の現象が発生するメカニズムについて考察する。図１８は図１６及び図１７の部分Ｄを拡大した、フランジシール７７ｂの詳細断面を示すシミュレーション結果である。図１８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ、押圧力２Ｎ時、押圧力１０Ｎ時、βが９．５゜で押圧力１０Ｎ時、βを２６．６゜と変更し押圧力１０Ｎ時である。各詳細図は４個の断面図が重ね書きされている。細点線がフランジシール単体、一点鎖線がフランジシールを押圧部に組み付けた時、太点線が押圧部を押圧したとき、実線がその後押圧部を押圧しつつ回転した時である。フランジシールを押圧部に組み付けると（細点線から一点鎖線）、フランジシール側壁７７ｄが締まりばめによって広がり、その影響でフランジシールは内径側に倒れこむような変形が発生する。この時フランジシール底面７７ｅの角度βはマイナス方向に変化しβ’となる。そしてフランジシールはシール部材設置面４ｅに押圧される（一点鎖線から太点線）。次に押圧され回転したときの変化（太点線から実線）はそれぞれで異なるので、順に説明する。図１８（ａ），（ｂ）に示すように、実施例２においてフランジシール底面の外周側端部７７ｆは回転することで外周側に移動するが、その量が押圧力によって異なる。押圧力が２Ｎの図１８（ａ）においては移動量が小さくフランジシール底面７７ｅは全面がシール部材設置面４ｅに接触する正常状態を示す。ところが押圧力が１０Ｎの図１８（ｂ）においては外周側端部７７ｆの移動量が大きく、フランジシール底面７７ｅの外周側はシール部材設置面４ｅから離間し、不正な状態である。

図１８（ｃ），（ｄ）は押圧力１０Ｎの場合を示す。図１８（ｃ）のようにフランジシール底面７７ｅの傾斜角度βが９．５゜の場合、フランジシール外周側端部７７ｆの移動量は図１８（ａ）に示す押圧力２Ｎの時と同等で、正常な状態である。ところが図１８（ｄ）のようにフランジシール底面７７ｅの傾斜角度βが２６．６゜の場合、フランジシール外周側端部７７ｆの移動は方向が逆に内径側で、かつ大きくなる。またフランジシール側壁７７ｄが傾き、図示しない押圧部の外径部から離間して、不正な状態である。従って、フランジシール底面の傾斜角度は大きければよいということではない。傾斜角度βを変化させて計算検討したところ２０゜以下でフランジシール底面７７ｅは全面がシール部材設置面４ｅに接触する正常状態となることを確認した。

それではこれらフランジシールに作用する荷重及び断面形状で押圧時から押圧回転時の断面の変化（太点線から実線）がなぜ発生するのかを考察する。変形のきっかけは押圧時（太点線）のフランジシール底面７７ｅに作用する接触圧分布であると考えた。図１９に押圧時のフランジシール断面とフランジシール底面の接触圧分布を示す。図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図１８と同じくそれぞれ、押圧力２Ｎ時、押圧力１０Ｎ時、βが９．５゜で押圧力１０Ｎ時、βを２６．６゜と変更し押圧力１０Ｎ時である。接触圧分布は濃いほど接触圧が高いことを示し、接触圧に対する濃淡の度合いは図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）において同じスケールになっている。接触圧分布はいずれも同心円状に分布している。接触圧の最も大きくなる半径上のポイントを矢印で示す。図１９（ａ），（ｂ）に示すように、押圧力２Ｎ、１０Ｎはいずれもフランジシールの外周端部が接触圧が大きくなる。また押圧力１０Ｎの方が濃く接触圧が大きい。押圧力１０Ｎ、フランジシール底面７７ｅの傾斜角度βが９．５゜の場合は図１９（ｃ）に示すようにフランジシールの幅方向略中央の部分が接触圧が大きい。傾斜角度βが２６．６゜の場合は図１９（ｄ）に示すようにフランジシールの幅方向略中央より内周側の部分が接触圧が大きい。さらに傾斜角度βが９．５゜の場合より分布の濃淡が濃く接触圧が大きい。

図１８の各図に示す黒矢印は、図１９から読み取った押圧時のタイミング（太点線）における接触圧の大きい箇所と、押圧力が作用する押圧部（不図示）の内外周壁の中間部に、それぞれ作用する力の向きと大きさを表したものである。各図二つの黒矢印の力の作用から発生するモーメントの、その大きさと向きを白抜き矢印で示す。この矢印の大きさ、向きは、押圧回転時の断面の変化（太点線から実線）と対応する。従って押圧回転時の断面の変化は押圧時のフランジシール底面７７ｅに作用する接触圧分布の半径方向の傾斜と、押圧部の押圧力作用位置とのずれによるモーメントによって発生すると考えられる。

以上述べたようにフランジシールを収容室の押圧部に締まりばめにすることで、従来例で懸念されていた排出室とフランジシールとの間に作用する横ずれ力による破損や回転トルクの増加の懸念がなくなる。さらに押圧部の押圧力が大きい場合でもフランジシール底面に２０゜以下の傾斜を、半径が小さくなる方が高くなる方向に設けることでフランジシールの破損や回転トルクの増加を防止できる。

尚、これらの実施例は収容室２と排出室４ｃとフランジシール７７ｂとの関係が逆転してもよい。すなわちフランジシール側壁７７ｄが排出室側に固定され、収容室２が回転してフランジシール底面７７ｅが押圧部２ｃに対して滑る構成にも適用できる。

１ 現像剤補給容器
２ 収容室
２ｇ 規制壁
４ｃ 排出室
７７ｂ フランジシール

Claims (5)

1. 現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器において、
   現像剤を排出する排出口を有し、現像剤を排出する排出室と、前記排出室に現像剤を供給する開口を有し、前記排出室に対して相対回転可能に前記排出室に保持され、現像剤を収容する回転可能な収容室と、前記排出室と前記収容室とが接続する部分をシールする弾性の環状のシール部材と、前記シール部材に対して摺動可能であり、前記シール部材を前記収容室に向かって押圧するための環状の押圧部と、前記排出室に設けられ、前記押圧部に押圧された前記シール部材を摺動可能に、前記シール部材を受ける環状の受け部と、を有することを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記シール部材は内側の高さよりも外側の高さが高くなるような傾斜面を有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。
3. 前記押圧部は半径方向の外側が半径方向の内側よりも前記受け部から離れるような傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給容器。
4. 前記受け部の半径方向の内側に環状の突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の現像剤補給容器。
5. 前記収容室の回転軸線方向において、前記突起部の高さの前記シール部材の高さよりも低いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の現像剤補給容器。

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