JP2005017788A - トナー補給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけることが可能なトナー補給装置を提供することを課題とする。
【解決手段】柔軟性のトナー収納容器20と、トナー収納容器20内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブ111を設ける。バルブ111は、トナー搬送経路より、上方に位置する。
【選択図】 図2

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、特に2成分現像剤または1成分現像剤を用いたプリンター、ファクシミリ、あるいは複写機等に用いられる現像装置のトナー補給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子写真に用いる乾式のトナー(またはキャリア、トナーとキャリアの混合物。以下省略してトナーと記述する)収納容器として、ハードボトルが一般的である。
【0003】
従来のトナー補給方式は、収容器内部にトナー攪拌手段兼排出手段としてのアジテータを設けたものや、容器壁面に螺旋溝を設けて容器を回転させることにより内部のトナーを移動させ排出するもの、または排出機構を持たずに手で補給するもの等がある。しかし近年環境問題が重視され、トナー収納容器の回収、リサイクル性が求められている。そこで、フレキシブルな材料で作られた、特許文献1、2に記載されているように、減容可能なソフト容器の提案がされているが、電子写真用乾式トナーは一般に流動性が悪く、凝集しやすい性質があるために、ソフト容器からの排出が非常に困難とされている。容器がソフトであるために、アジテータや排出機構を付加しにくく、あるいは排出機構を設けると減容が妨げられる、または手で補給するにもハンドリング性が悪い等のためである。
そこで、フレキシブル容器内のトナーを吸引型の粉体ポンプ(一軸偏心スクリューポンプ)によりトナーを吸引排出し、さらにトナーが排出されるとともにトナー容器を減容させることも考えられるが、自動減容型トナー搬送装置におけるトナー容器は、トナーの残量が少なくなってくると、容器側面の折り畳まれるシート部(特にトナーの吸引口から離れた位置)にトナーが挟まり、落下できず残量となってしまう場合がある。特にトナーの流動性が悪い(架橋しやすい)とトナー残量が増えるという問題がある。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−324863号公報
【特許文献2】
特開2002−72649号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけることが可能なトナー補給装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、電子写真画像形成装置に用いる柔軟性のトナー収納容器と、トナー収納容器内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブを設けることを特徴とするトナー補給装置である。
【0007】
請求項2に記載の本発明は、前記バルブが、トナー搬送経路より、上方に位置することを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置である。
【0008】
請求項3に記載の本発明は、前記トナー搬送経路と前記バルブとの間に、トナーを遮断する通気性フィルタを設けることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のトナー補給装置である。
【0009】
請求項4に記載の本発明は、前記バルブが、トナーの吸引が終了した直後に解放することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のトナー補給装置である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図1は、本発明に係わるトナー補給装置を使用する画像形成装置の外観図である。
トナーは画像の形成量に応じて消費されるため、トナー容器が空になったときに交換するが、交換は図のように、トナー容器着脱用扉100を手前に引いて図に示すように開け、空となった容器を取り出してから、新しいトナー収納容器をセットして扉を閉めることによって行われる。
【0011】
図2は、トナー容器から現像器へのトナー供給の手段を示す図である。
感光体ドラム2は、図示しない帯電器及び光書込み装置によって表面に静電潜像が形成される。現像器を構成するケーシング14は、この内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー15、16が矢印C、D方向に回転しており、この部分にはトナーとキャリアとを混合した現像剤が入っている。搬送オーガによって、例えばスクリュー15では現像剤が図中手前から奥側に現像剤が搬送され、スクリュー16では現像剤が奥側から手前に搬送され奥側と手前側には中央の仕切り17の無い部分が設けられて、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ19によって磁力で吸い上げ、吸着され、ドクターブレード18で厚さが均一にされてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成するものである。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つために、トナー補給口67より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【0012】
トナー補給部の構成は、新しいトナーを収容するトナー収納容器20があり、トナー収納容器20内のトナーを粉体ポンプ手段60(一軸スクリューポンプ)で吸引排出して現像器のトナー補給口67に供給する。バルブ111は、電気信号によって内部が開閉され、トナー搬送経路と外気を導通、または遮断する。
【0013】
トナー収納容器20は、トナーを収納する袋状の柔軟なトナー容器21とその最下部に接続された口金部30とにより構成される。口金部30には、吸引用のノズル110が挿入される。
シャッター50は、ノズル110が挿入されないときにトナー流出を止めるためのものである。
また、シール材42は、ノズル110又はシャッター50の両側に配置され気密性を保つためのものである。
【0014】
ノズルには粉体ポンプ手段60がチューブ65を介して接続される。粉体ポンプ手段60は一軸偏芯スクリューポンプといわれる構成である。ローター69、ステータ62はポンプを構成する2つの主要部品であり、ローター69は円形断面が螺旋状にねじれた形状をしており、硬い材質である。一方、ステータ62はゴム状の柔軟な材料で出来ており、長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有している。また、ステータ62の螺旋のピッチはローター69の螺旋のピッチの2倍の長さに形成されている。このような2つの部品を嵌合し、ローター69側を回転する事でローター69とステータ62との間に出来るスペースに入ったトナーを移送する物である。モーター66は、ユニバーサルジョイント64を介して、ローター69を回転駆動するためのものである。トナーは図の左から右に吸引搬送されてトナー排出口67から下方に落下し、落下したトナーが現像器14に供給される構成である。ノズル110から現像器14に至る部分は本体装置に固定され、トナー収納容器20は内部のトナーが消費されて無くなる毎に、新しいトナー収納容器20と交換される。交換の都度、ノズル110の着脱が行われるために、着脱時の汚れやエアーの漏れを防ぐ為には口金部30とノズル110との間の密閉性が非常に重要である。
【0015】
図3は、トナー容器21にトナーを充填した状態の斜視図である。
図4は、トナー容器21内部のトナーが排出されて減容した(しぼんだ)状態を示す正面図である。
トナー容器21を形成するシートは、内側が溶着するためのポリエチレン、外側がナイロンで構成される2層シートである。シートは強度を向上させるために、外側にアルミや、PET(ポリエチレンテレフタレート)を設けることもできる。またシート厚は、50〜210μmである。
【0016】
図5は、口金部30の分解斜視図である。
口金部30はシートと熱溶着される口金40、口金40と系合されるキャップ43、シャッター50、シャッター50との密着性を保持するシール42で構成される。キャップ43の底面には円形の凹部46があり、凹部にフィルタが貼り付けてあり、容器内部と外気がフィルタを介して空気が導通している。
この口金方式の特徴は、シャッター50が口金内部から外側に押し出される方式であり、トナーの流路の妨げにならないこと、また、口金の外にシャッター50を退避させる為にシャッター50の退避スペースを口金に設ける必要が無い為口金を極コンパクトに出来ること、又、トナーの流路(圧力)に直交して配置してある為に容器圧力によってシャッター50が押し出されることが無く安定で有ることが上げられる。
【0017】
口金部30を口金本体40とキャップ43とに分けてあるのは、容器内部にトナーを充填しやすくするためである。一体に構成するとトナーの充填経路が狭く、折れ曲がった状態となるのに対して、この様に分割することにより、トナーを充填するときは比較的大きな開口部からストレートにトナーを充填でき、充填後にキャップを取りつけ、その後にシャッター50を挿入することでトナーの充填が容易に行うことが出来る。また、充填作業でシール材が汚れる等の不具合も解消できる。
シール42はシャッター50に軽く圧接するゴム材等で形成される。
シャッター50は指等で押せば移動してしまうため、操作中にシャッター50が移動してトナーが漏れ出す障害を防ぐ為には、指で誤って押すことの出来ない大きさであることが好ましく、少なくとも8mm四方以下、好ましくは6mm四方以下の断面積とする。
【0018】
また、トナー補給時には、現像器14内部のトナー濃度が不足したという信号により、電源Nよりモーターに通電し、一軸偏芯スクリューポンプ60がONになり、袋状の柔軟なトナー容器21内のトナーを吸引して現像器14の現像剤部に供給(落下)させる。一定量の補給が完了したらOFFとする。
【0019】
本補給システムでは、トナーが順次補給されていくと、シート状の容器が図4に示すように折り畳まれ減容されていく。
図6は、トナー容器の側面の折り畳まれる部位にトナーが挟まった状態を示す図である。
トナー残量が少なくなっていくと、トナー容器21の側面の折り畳まれる部位に、図6に示すように、トナーが挟まることがある。トナーの流動性が高い場合はこのような現象は起きにくい。しかし、トナーの流動性が悪い場合、あるいは環境の変化(高温高湿状態)によってトナーの流動性が悪化すると、トナーが挟まり易くなる。このように一度側面にトナーが挟まれてしまうと、口金部30のトナーの入り口にトナーが落下せず、滞留したままトナー残量となってしまう。このとき、粉体ポンプがトナーを吸引しようと負圧を発生させると、空気のみを吸引し、補給経路及び容器が負圧になり、側面の折り込み部に挟まれて落下しないトナーはさらに圧迫され、押し固められる可能性がある。そこで、この補給経路が負圧の状態になった時に、本発明の特徴であるバルブ111を解放すると、外気と補給経路は圧力差が生じるため、補給経路に空気が送り込まれる。すると袋状の柔軟な容器21の内圧は大気圧に戻ろうとし、容器21はわずかに膨らむ。これにより、折り込み部に挟まれたトナーは動き、落下する。このようにバルブ111によって、容器21の折り込み部分にトナーが挟まれても、トナーを落下させることができ、またトナーの挟まり自体を未然に防止することも可能である。
【0020】
トナー残量が少なくなった時に、ポンプの吸引−バルブの解放を繰り返せば、トナー残量が大幅に低減される。
吸引ポンプによる吸引が終わった直後は、最も経路の内圧が負圧になっているため、このときにバルブを解放すれば、空気の容器21への流入速度が速まり、容器を動かす効果が最も高くなる。
バルブ111は、図2に示すように、補給経路より上方に設置すれば、補給経路のトナーがバルブ111に進入するのを防止することができる。さらにバルブ111と補給経路との間に、空気のみを通過させ、トナーを遮断するフィルタを設ければ、より確実にトナーの進入を防止できる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけて使い切ることが可能なトナー補給装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるトナー補給装置を使用する画像形成装置の外観図である。
【図2】トナー容器から現像装置へのトナー供給の手段を示す図である。
【図3】トナー容器にトナーを充填した状態の斜視図である。
【図4】トナー容器内部のトナーが排出されて減容した状態を示す正面図である。
【図5】口金部の分解斜視図である。
【図6】トナー容器の側面の折り畳まれる部位にトナーが挟まった状態を示す図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
2 感光体ドラム
14 現像装置
15 スクリュー
16 スクリュー
17 中央の仕切り
18 ドクターブレード
19 現像ローラ
20 トナー収納容器
21 トナー容器
30 口金部
40 口金
42 シール
43 キャップ
50 シャッター
60 一軸偏心スクリューポンプ
62 ステーター
64 ユニバーサルジョイント
65 チューブ
66 モーター
67 トナー補給口(排出口)
69 ローター
100 トナー収納容器着脱用扉
111 バルブ

Claims (4)

  1. 電子写真画像形成装置に用いる柔軟性のトナー収納容器と、
    トナー収納容器内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、
    略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、
    トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、
    前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブを設ける
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  2. 前記バルブは、トナー搬送経路より、上方に位置する
    ことを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
  3. 前記トナー搬送経路と前記バルブとの間に、トナーを遮断する通気性フィルタを設ける
    ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のトナー補給装置。
  4. 前記バルブは、トナーの吸引が終了した直後に解放する
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のトナー補給装置。
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