JP2004184680A - Toner replenishing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置のトナー補給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速画像形成装置やカラー画像形成装置においては、トナーを貯留するトナー貯留部の容積が大きくなるために、トナー貯留部を現像装置の近傍に配置することが困難な場合が生ずるという問題がある。
【0003】
このような問題を解決する手段として、トナーを遠くまで搬送することができるエア搬送と呼ばれるトナー搬送方法によりトナー貯留部から現像装置にトナーを搬送するトナー補給技術が開発されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4等参照)。
【0004】
エア搬送を用いたトナー補給装置の基本的な構成は、トナー貯留部、該トナー貯留部からトナーと空気の混合流体を搬送する流体搬送手段、搬送された混合流体からトナーを分離するトナー分離部等からなっている。
【0005】
そして、トナーと分離された空気の一部を外部に放出することなく前記流体搬送手段に環流する構成のものが多い。また、トナー分離部には、トナーを外部に飛散させないためのフィルタを設け、一部の空気のみを外部に逃がして搬送路内気圧の調整を行っている。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−219329号公報(第5欄、第2行〜第7行)
【0007】
【特許文献2】
特開平10−97130号公報(第10欄、第5行〜第14行)
【0008】
【特許文献3】
特開平10−268641号公報(特許請求の範囲)
【0009】
【特許文献4】
特開平10−299672号公報(特許請求の範囲)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記公開公報、更には他の公開公報に開示されたトナー補給技術は、いずれも、ポンプ等の流体搬送手段により、トナーと空気との混合流体をトナー貯留部から現像装置へ搬送するものであるが、従来技術では、トナー貯留部から十分離れた位置に配置したトナー分離部に空気とトナーとの混合流体を搬送するポンプからなる流体搬送手段で搬送するのみであるために、トナーの搬送性能が十分でなく、搬送不良となる場合がある。そのためにポンプを大型化する必要があるが、大型化するとトナー分離部に設けたフィルタを通した外部への排気量が多くなって、フィルタに付着するトナー量が増大し、フィルタが早期に目詰まりを発生し、結果トナー飛散の原因となったり、定期点検時にフィルタを交換しなければならないなどの面倒な作業が必要となる。また、ポンプモータの回転数のバラツキ等により圧力バランスがくずれて外気圧との差も生じ、トナー飛散の原因にもなる。
【0011】
本発明は、従来のエア搬送を用いたトナー補給技術における前記の問題を解決することを目的とし、直接外気と接触するフィルタを取り払い、トナー搬送先を密閉空間とし、ポンプモータの回転制御を行って空気環流系全体の圧力を極力一定に保つことで、フィルタ交換不要なメンテナンス性の向上したトナー補給装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成によって達成することができる。
【0013】
(1)トナー貯留部からトナー分離部に、トナーと空気との混合流体をトナー供給用流体搬送手段によって搬送し、前記トナー分離部においてトナーと空気とを分離し、前記トナー分離部から現像装置にトナーを搬送し、且つ前記トナー分離部から前記トナー貯留部へ、分離しきれなかった残留トナーと空気との混合体を環流させるトナー環流用流体搬送手段を有するトナー補給装置において、トナーの供給及び環流経路を外気から密閉状態にし、トナー供給用流体搬送手段及びトナー環流用流体搬送手段を構成するポンプモータの回転数を、検知及び制御することを特徴とするトナー補給装置(第1の発明)。
【0014】
(2)トナー貯留部からトナー分離部に、トナーと空気との混合流体をトナー供給用流体搬送手段によって搬送し、前記トナー分離部においてトナーと空気とを分離し、前記トナー分離部から現像装置にトナーを搬送し、且つ前記トナー分離部から前記トナー貯留部へ、分離しきれなかった残留トナーと空気との混合体を環流させるトナー環流用流体搬送手段を有するトナー補給装置において、各搬送手段はトナーの搬送路を有し、各搬送路は少なくとも一部が樹脂またはゴムの可撓性のパイプよりなり、当該パイプの少なくとも一部の外側に金属製の部材を倦着し、当該部材をアースすることを特徴とするトナー補給装置(第2の発明)。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例を図面に従って説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術範囲や用語の意義を限定するものではない。
【0016】
図1は本発明のトナー補給装置を有する画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【0017】
図1において、自動原稿搬送装置20ではその原稿給紙台上に載置された原稿を1枚ずつ読取位置に搬送して読取後の原稿を原稿排紙皿に集積する。
【0018】
原稿読取部21は原稿の画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。
画像形成部22は電子写真方式により記録紙に画像を形成する。
【0019】
画像形成部22において、ドラム状の感光体1の周囲に帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、分離装置6及びクリーニング装置7が配置される。画像形成部22の下方には、複数の記録紙収納部を備えた給紙部23が設けられ記録紙を画像形成部22に給紙する。10は手差し給紙部である。給紙部23又は手差し給紙部10から給紙された記録紙はレジストローラ11により感光体1と転写装置5の間に供給され、定着装置8で定着処理されて排紙皿12に排紙される。
【0020】
感光体1の時計方向の回転に対応して、帯電装置2による帯電、露光装置3による像露光及び現像装置4による現像で感光体1上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写装置5により記録紙に転写される。トナー像が転写された記録紙は定着装置8において定着処理された後に排紙皿12に排紙される。
【0021】
現像装置4はトナーとキャリアを含む二成分現像剤又はキャリアを含まずトナー或いはトナー及び添加剤を含む一成分現像剤で感光体1上の静電潜像を現像する。現像装置4には所定量の現像剤が収納されており、二成分現像剤を用いる場合には、現像により消費されたトナーは次に説明するトナー貯留部24から補給されて、現像装置中の現像剤のトナー濃度が常に所定値に維持される。また、一成分現像剤を用いた現像装置では、同様のトナー補給により現像装置中の現像剤量が常に所定量に維持される。
【0022】
トナー貯留部24にはトナー容器31が装着される。トナー貯留部24はトナーホッパ30及び漏斗状のトナーと空気の混合室35を有し、現像装置4の近傍に配置されたトナー分離部60と現像装置4から離れた位置に設けられたトナー貯留部24とは輸送管であるパイプ40〜43により連結される。当該パイプ40〜43の材質は、少なくとの一部がシリコーン系ゴムまたはフッ素系樹脂の可撓性の部材であって、当該パイプは少なくとも一部が金属製のパイプよりなっている。
【0023】
次に、図2、3によりトナー補給装置について説明する。
図2は図1に示す画像形成装置のトナー補給装置を示し、図3はトナー貯留部を示す。
【0024】
トナー補給装置はトナー貯留部24、トナー供給用・トナー環流用流体搬送手段としてのポンプ501、502、トナー分離部60及びトナーの搬送路となるパイプ40〜43等からなる。
【0025】
図3において、トナー貯留部には円筒状のトナー容器31が装着され、トナー容器31をモータ38で回転駆動することにより、トナーがトナー容器31から開口部30aをとおしてトナーホッパ30に落下する。トナーホッパ30には複数のコ字状部が形成された棒状の撹拌部材32及び下部に搬送スクリュー34が設けられる。
【0026】
モータ39の回転により撹拌部材32及びスクリュー34が回転して、トナーホッパ30から混合室35に開口部30bをとおしてトナーが落下する。
【0027】
混合室35には、後に説明するようにパイプ43を介して空気が送り込まれるので、トナーと空気とが混合した流体が形成される。
【0028】
図4はダイヤフラムポンプの構造の断面図である。
トナー供給用・トナー環流用流体搬送手段には、図4に示すダイヤフラムポンプからなるポンプ501、502が用いられるが、特開平7−219329号公報に開示されているスクリューポンプ等の公知の任意のポンプ、ファン等を用いることができる。ポンプ501はトナーと空気との混合流体を混合室からトナー分離部に搬送するトナー供給用流体搬送手段を構成し、ポンプ502は分離しきれなかったトナーと空気とをトナー分離部から混合室に環流させるトナー環流用流体搬送手段を構成する。また、図示の例では、同一構造のポンプ501、502が用いられるが、トナー供給用流体搬送手段とトナー環流用流体搬送手段とに異なるものを用いてもよい。
【0029】
次にポンプ501、502を図4により説明する。ポンプ501と502は図4に示す同一の構造を有する。
【0030】
ポンプ501の吸気口はパイプ40に接続され、排気口はパイプ41に接続される。ポンプ502の吸気口はパイプ42に接続され、排気口がパイプ43に接続される。外壁50により形成されたポンプ室は内壁51により吸気室50aと排気室50bとに仕切られ、吸気室50aの吸気口には弁53が、排気室50bの通気口(内壁51に設けた通気口)には弁54が設けられる。
【0031】
ポンプ501、502の外形の一部はゴムからなる弾性体で形成されたダイヤフラム52で形成され、ダイヤフラム52はモータ55で駆動される偏心回転部材56により駆動されて実線で示す状態と点線で示す状態に変形する。
【0032】
ポンプモータ55a(55b)により偏心回転部材56が回転し、この回転によりダイヤフラム52が実線で示す状態と点線で示す状態間で変形し、吸気室50aの容積を変化させ吸気室50a内の圧力を増減させる。この圧力の増減により、弁53、54がそれぞれ実線で示す状態と点線で示す状態に変形し、流体を矢印で示すように一方向に搬送する。
【0033】
従来は、ポンプモータ55a(55b)の回転数のバラツキ等によりパイプ41側とパイプ42側の圧力バランスがくずれる場合があり、この圧力変化を軽減するためにトナー分離部60にフィルタを用い、一部の空気を外部に逃がし気圧の調整をしていた。しかしながら、フィルタが早期に目詰まり、トナー飛散が発生し、フィルタの定期交換という面倒な作業が必要となることは前述したとおりである。
【0034】
第1の発明は、このようなフィルタ交換等の面倒な作業を必要としない装置構造にした点を特徴としている。
【0035】
すなわち、外気から密閉状態にしたトナーの供給及び環流経路の中で、ポンプモータ55a(55b)は、検知手段としての、例えば、光学式の回転計57によって回転数が検知され、制御部58で所定の回転数に制御されることにより円滑な空気の流れが得られ、トナーの供給及び環流経路内の圧力を一定に保つことができ、外気との圧力差の調整に必要であったフィルタを無くすことができる。ポンプモータ55a対55bの回転数の比率は、両ポンプモータの吸・排気量が略同一となるように、予め実験によって得られたデータをもとに設定され、前記回転数の比率プログラムに従って制御部58からの指令で前記ポンプモータ55a、55bは回転する。
【0036】
次にトナー分離部60について説明する。
図5はトナー分離部の構造を示す断面図である。
トナー分離部60は、トナー分離部60の外径を形成する外壁61、トナー分離部60内を導入室6OAと排気室60Bとに分離する内壁65及び補助内壁66を有する。
【0037】
導入室60Aには空気導入口62が設けられ、排気室60Bには空気排出口63が設けられる。補助内壁66はトナーの落下を案内するとともに、導入室60A内のトナーの上昇を抑制する。トナー分離部60の下部には、羽を有する撹拌部材67及びトナーを軸方向に搬送するスクリュー68が設けられる。トナーと空気の混合流体は矢印W1のように空気導入口62から導入室60Aに導入され、W2で示すように落下する。導入室60A内には混合流体が充満するが、ポンプ502(図2参照)による流体搬送力による圧力を受けて、矢印W3で示すように一部上昇して排気室60Bに搬送される。トナーの比重と補助内壁66の作用で、矢印W3で示す方向に上昇する混合流体中のトナー濃度は低くなり、ほとんど空気のみからなる流体になる。排気室60B内の混合流体は矢印W4で示すように空気排出口63から排出される。
【0038】
図示のように、内壁65の垂直部65Aと垂直部64Aとにより混合流体が蛇行させる連通路が形成される。このような蛇行する連通路により、排出される空気中のトナー含有量が低い値となる。垂直部65A及び64Aは円筒状であり、垂直部65Aの円筒内に垂直部64Aの円筒が配置された構成になっている。
【0039】
図2に示すように、混合室35と、ポンプ501、502と、トナー分離部60とは、パイプ40、41、42及び43により連結される。
【0040】
ポンプ501により、矢印X1で示すように混合室35からポンプ501へ、矢印X2で示すようにポンプ501からトナー分離部60へ混合流体が搬送されてトナー供給が行われ、ポンプ502により、矢印X3で示すようにトナー分離部60からポンプ502へ、矢印X4で示すようにポンプ502から混合室35へと空気が環流する。そして、トナー分離部60においてトナーが分離され、スクリュー68によりトナーが現像装置4(図1参照)に供給される。
【0041】
第2の発明は、トナーがパイプの内部を搬送される中で、摩擦によるトナーへの帯電が発生し、パイプ内のトナー付着が原因となって、トナーの搬送が阻止される不具合を防止するためにパイプを所定の電気抵抗率以下の樹脂にして、その外側に金属製のアース部材44を巻いたり、途中の経路に金属製のパイプ45を用い、アースをとることにより、トナー搬送効果を向上させた点を特徴としている。
【0042】
図2〜5に示すトナー補給装置は次のように作動する。
トナーホッパ30内のトナー量は、ピエゾ素子を用いたトナーセンサ33により検知され、トナーセンサ33により検知されるレベルよりもトナーのレベルが下がるとモータ38が作動してトナー容器31からトナーホッパ30にトナーを補給する。
【0043】
図示しない制御手段から現像装置4へトナーを補給する補給信号により、図3に示すモータ39が作動して撹拌部材32を駆動してトナーホッパ30内のトナーを撹拌するとともに、スクリュー34を駆動してトナーを混合室35に落下させる。前記補給信号により、ポンプモータ55a、55bが作動してポンプ501、502が作動する。ポンプ501、502の作動により、混合室35内に気流が発生してトナーと空気とが混合され、混合流体はポンプ501の搬送力でパイプ40、41を経てトナー分離部60に搬送される。
【0044】
トナー分離部60で分離されたトナーはスクリュー68により現像装置4に供給される。また、分離しきれなかったトナーと空気との混合体はポンプ502の搬送力により輸送管42、43を経て混合室35に環流する。
【0045】
【発明の効果】
トナー供給用流体搬送手段とトナー環流用流体搬送手段のポンプを作動させるポンプモータを所定の回転数に制御することによって、外気から密閉されたトナー搬送経路内の圧力変化を少なくし、円滑にトナーを搬送することができるため、従来のようなトナー飛散につながるフィルタが不要になり、メンテナンス時、フィルタ交換等の面倒な作業を省くことができる。
【0046】
また、パイプにアース部材の帯電防止対策を取ることによって円滑なトナー搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナー補給装置を有する画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】図1に示す画像形成装置のトナー補給装置を示す。
【図3】トナー貯留部を示す。
【図4】ダイヤフラムポンプの構造の断面図である。
【図5】トナー分離部の構造を示す断面図である
【符号の説明】
24 トナー貯留部
30 トナーホッパ
35 混合室
40,41,42,43 パイプ
44 アース部材
55a,55b ポンプモータ
60 トナー分離部
501,502 ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner supply device for an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a high-speed image forming apparatus or a color image forming apparatus, there is a problem that it is difficult to arrange the toner storing section near the developing device because the volume of the toner storing section for storing the toner becomes large.
[0003]
As a means for solving such a problem, a toner replenishing technique has been developed in which toner is transported from a toner storage section to a developing device by a toner transport method called air transport that can transport toner to a distant place. Reference 1,
[0004]
The basic configuration of a toner replenishing device using air conveyance includes a toner storage unit, a fluid conveyance unit that conveys a mixed fluid of toner and air from the toner storage unit, and a toner separation unit that separates toner from the conveyed mixed fluid. Etc.
[0005]
In many cases, a part of the air separated from the toner is returned to the fluid conveying means without being released to the outside. The toner separating section is provided with a filter for preventing the toner from scattering to the outside, and only a part of the air is released to the outside to adjust the pressure in the conveying path.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-219329 (column 5,
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-10-97130 (
[0008]
[Patent Document 3]
JP-A-10-268641 (Claims)
[0009]
[Patent Document 4]
JP-A-10-299672 (Claims)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In each of the toner replenishing techniques disclosed in the above-mentioned publications and other publications, a mixed fluid of toner and air is transported from a toner reservoir to a developing device by a fluid transporting unit such as a pump. However, in the related art, the toner is transported only to a toner separating unit disposed at a position sufficiently distant from the toner storing unit by a fluid transporting unit including a pump that transports a mixed fluid of air and toner. May not be sufficient, resulting in poor conveyance. For this purpose, it is necessary to increase the size of the pump. However, when the size is increased, the amount of exhaust air to the outside through the filter provided in the toner separation unit increases, the amount of toner adhering to the filter increases, and the filter needs to be quickly inspected. A troublesome operation such as clogging occurs and toner scattering may occur, and a filter must be replaced at the time of periodic inspection. Further, the pressure balance is lost due to variations in the number of revolutions of the pump motor and the like, and a difference from the outside air pressure is generated, which also causes toner scattering.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional toner supply technology using air conveyance, remove a filter that directly contacts the outside air, set a toner conveyance destination as a closed space, and perform rotation control of a pump motor. It is therefore an object of the present invention to provide a toner replenishing apparatus which does not require filter replacement and has improved maintenance by keeping the pressure of the entire air recirculation system as constant as possible.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by the following configurations.
[0013]
(1) A mixed fluid of toner and air is transported from the toner storage section to the toner separation section by a toner supply fluid transport section, and the toner separation section separates the toner and air from the toner separation section. A toner replenishing device having a toner recirculating fluid conveying means for conveying the toner to the toner storage unit and recirculating a mixture of the residual toner and air which cannot be completely separated from the toner separating unit to the toner storing unit. And a recirculation path from outside air to a hermetically closed state, and detects and controls the number of rotations of a toner supply fluid transport unit and a pump motor constituting the toner recirculation fluid transport unit (first invention) ).
[0014]
(2) A mixed fluid of toner and air is transported from the toner storage section to the toner separating section by a toner supply fluid transporting section, and the toner separating section separates the toner and air from the toner separating section. A toner recirculating fluid transporting means for transporting the toner to the toner separating section and recirculating a mixture of the residual toner and air which cannot be separated from the toner separating section to the toner storing section. Has a toner transport path, at least a part of which is formed of a flexible pipe made of resin or rubber, a metal member is adhered to at least a part of the pipe, and the member is A toner replenishing device characterized by being grounded (second invention).
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the description in this column does not limit the technical scope of the claims and the meaning of terms.
[0016]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus having the toner supply device of the present invention.
[0017]
In FIG. 1, the
[0018]
The
The image forming unit 22 forms an image on recording paper by an electrophotographic method.
[0019]
In the image forming unit 22, a
[0020]
In response to the clockwise rotation of the photoconductor 1, a toner image is formed on the photoconductor 1 by charging by the charging
[0021]
The developing
[0022]
A
[0023]
Next, the toner supply device will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 shows a toner replenishing device of the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows a toner storing section.
[0024]
The toner replenishing device includes the
[0025]
In FIG. 3, a
[0026]
The rotation of the
[0027]
Since air is fed into the mixing
[0028]
FIG. 4 is a sectional view of the structure of the diaphragm pump.
[0029]
Next, the
[0030]
The intake port of the
[0031]
Part of the outer shape of the
[0032]
The
[0033]
Conventionally, the pressure balance between the
[0034]
The first invention is characterized in that the device structure does not require such a troublesome operation such as filter replacement.
[0035]
That is, in the supply and recirculation path of the toner sealed from the outside air, the
[0036]
Next, the
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the toner separating section.
The
[0037]
An
[0038]
As shown in the drawing, the
[0039]
As shown in FIG. 2, the mixing
[0040]
The mixed fluid is conveyed by the
[0041]
According to a second aspect of the present invention, it is possible to prevent a problem that the toner is charged due to friction while the toner is conveyed inside the pipe, and the conveyance of the toner is prevented due to the adhesion of the toner in the pipe. For this purpose, the pipe is made of a resin having a predetermined electric resistivity or less, and a
[0042]
The toner supply device shown in FIGS. 2 to 5 operates as follows.
The amount of toner in the
[0043]
In response to a replenishment signal for replenishing toner to the developing
[0044]
The toner separated by the
[0045]
【The invention's effect】
By controlling the pump motor, which operates the pumps of the toner supply fluid transport unit and the toner recirculation fluid transport unit, to a predetermined number of revolutions, the pressure change in the toner transport path sealed from the outside air is reduced, and the toner is smoothly distributed. Can be conveyed, so that a conventional filter that causes toner scattering is not required, and troublesome operations such as filter replacement during maintenance can be omitted.
[0046]
Further, by taking measures to prevent the ground member from being charged, the toner can be smoothly transported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus having a toner supply device according to the present invention.
FIG. 2 shows a toner supply device of the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 3 shows a toner storage section.
FIG. 4 is a sectional view of the structure of the diaphragm pump.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a toner separating unit.
24
Claims (3)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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