JP2007101903A - トナー供給搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー導入口と多孔質管の間にシャッター部を設け、トナー搬送動作終了直前にシャッター部を閉じて、搬送径路内に残留するトナーを搬送することにより、搬送径路内でのトナー溜りを防止して余計な送気によるトナーストレスを低減したトナー供給搬送装置を提供する。
【解決手段】トナー導入口１６５と多孔質管１６６の間にはトナー供給シャッター１７１が設けられ、吸引ポンプによるトナー搬送動作時にはトナー供給シャッター１７１が開けられ、トナー搬送動作停止直前に、トナー供給シャッター１７１が閉じられるようになっている。トナー供給シャッター１７１を閉じてからポンプ停止までの時間を適正化することで、送気チューブ１６８から送気され搬送ホース内のトナーを現像装置内へ搬送し、搬送チューブ内のトナー溜まりを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナー供給搬送装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ファクシミリ装置、複写機、又はこれらの複合機等、特に電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナー供給搬送装置に関するものである。

従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、スクリュー状のオーガなどの可動部材が設けられた搬送管に、トナー収容部内のトナーを通して搬送するトナー供給搬送装置が装備されている。このトナー供給搬送装置では、可動部材と搬送管内壁との間でトナーを激しく擦って軟化させることによりトナー塊が形成されるため、表面の外添剤がトナーから離脱してトナーの動的な物性を変化させて画像に悪影響を及ぼすことがあった。また近年、定着装置によるトナー像の定着温度をできるだけ低く抑える目的で、より低い温度で軟化するトナーを使用することから、該トナーに使用される樹脂特性等によりトナー塊、所謂、二次粒子が特に発生し易い傾向にある。
このような問題を回避するため、例えば、特許文献１及び特許文献２には、トナーを現像装置やこれに付属するトナー補給タンク等のトナー収納装置へ搬送する手段として、現像部から離れた任意の位置に配置したトナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段から、コイルスクリュー等を用いずに、トナーを空気との混合気として粉体移送が可能な、一軸偏芯スクリュー（ロータ）が二条螺旋貫通孔を有する弾性体（ステータ）内を回転することにより、空隙を移動させて圧力を発生させ、この圧力によりトナーを空気との混合気を移送するスクリューポンプを用いて搬送する技術が開示されている。
この搬送技術によれば、トナー補給等に際して搬送間隔を延長できるという長所の他、装置の小型化、構成の簡易化、メンテナンス時の操作性の向上を図れる等の多くの長所を発揮させることができる。具体的には、図４に示すように、トナーを空気との混合体として粉体移送が可能なスクリューポンプ２１１のトナー移送手段では、トナーの搬送に用いられる空気がトナーの搬送先、即ちトナー入り容器２１２下部に密封状態で嵌合されるトナー吸引のためのノズル２１３の開口部の下部に位置する。そして、外部の空気ポンプ２１８と連結する開口部２１４より空気流を断続的に容器内のトナー塊に与え、ノズル２１３周辺部において、トナーと空気との混合体を形成せしめ、トナーの流動性を高めた状態で、ノズル近傍に設けられたトナー搬送経路２１５へのトナー導入口にトナーと空気との混合体が導かれるようになっている。更に、トナー搬送経路２１５に入った混合体はスクリューポンプ２１１の吸引機能により、装置現像ユニット２１６にまで導かれるものである。
特開２００３−３３０２１８公報 特開２００４−４３９４公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されているトナー供給搬送手段における問題点としては、スクリューポンプの停止後に搬送ホース内に存在していたトナーが時間の経過とともにスクリューポンプ近傍に溜まり、流動性が低下、凝集し、再度トナー供給動作を行った際に、この凝集したトナーがスクリューポンプに進入することで、スクリューポンプ内で塊となり、その結果、プリント上に地汚れ、白抜け等の異常画像を発生させるといった問題がある。
また、搬送ホース内に残ったトナーが多い場合には、搬送ホース内にトナーを詰まらせてトナー搬送装置によるトナー搬送ができなくなるという問題がある。これは、装置が稼動しない間隔が長くなると、容器から現像ユニットに到るまでの搬送パイプ内で滞留トナーが固着し、その後のトナー搬送が円滑に実行されなくなるためである。
本発明は、かかる課題に鑑み、トナー導入口と多孔質管の間にシャッター部を設け、トナー搬送動作終了直前にシャッター部を閉じて、搬送径路内に残留するトナーを搬送することにより、搬送径路内でのトナー溜りを防止して余計な送気によるトナーストレスを低減したトナー供給搬送装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーを導入するためのトナー導入口を備え且つこのトナー導入口から導入されたトナーを搬送する搬送管と、を備え、前記トナー収容部内から現像手段にトナーを供給するトナー供給搬送装置であって、前記トナー収容部内における前記トナー導入口の近傍に配設された多孔質部材と、前記トナー収容部外に延伸した前記搬送管内に配設された多孔質管と、前記多孔質部材及び前記多孔質管を介して空気を送る送気手段と、前記トナー導入口と前記多孔質管との間に配設され、前記トナー導入口から排出されたトナーを通過又は阻止するシャッター部と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、トナー導入口と多孔質管の間にシャッター部が設けられている点が特徴である。即ち、トナー搬送動作が停止した後、トナーが溜り易い場所は多孔質管部分である。そこで本発明では、トナー搬送動作が停止する直前にシャッター部を閉じて、以後のトナー供給を停止して多孔質管以降の部分に溜まっているトナーを吸引ポンプにより除去するものである。
請求項２は、前記シャッター部は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時には該シャッター部を開放して前記トナーを通過させ、前記トナー搬送動作が停止する直前に前記シャッター部を閉鎖して前記トナーの通過を阻止するように動作することを特徴とする。
トナー導入口と多孔質管の間にシャッター部が設けられ、吸引ポンプによるトナー搬送動作時にはシャッター部が開けられ、トナー搬送動作停止直前に、トナー供給シャッターが閉じられるようになっている。シャッター部を閉じてからポンプ停止までの時間を適正化することで、送気手段から送気され搬送管内のトナーを現像装置内へ搬送し、搬送管内のトナー溜まりを防止するものである。シャッター部を閉じてからポンプ停止までの時間は、搬送経路の長さ、レイアウトに依存する。
請求項３は、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーを導入するためのトナー導入口を備え且つこのトナー導入口から導入されたトナーを搬送する搬送管と、を備え、前記トナー収容部内から現像手段にトナーを供給するトナー供給搬送装置であって、前記トナー収容部内における前記トナー導入口の近傍に配設された多孔質部材と、前記トナー収容部外に延伸した前記搬送管内に配設された多孔質管と、前記多孔質部材及び前記多孔質管を介して空気を送る送気手段と、前記トナー導入口と前記多孔質管の間に配設され、前記搬送管に前記トナーを搬送するか該トナーの通過を阻止して外部から空気を導入するかを切り換える切替シャッター部と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、トナー導入口と多孔質管の間に切替シャッター部が設けられている点が特徴である。即ち、トナー搬送動作が停止した後、トナーが溜り易い場所は多孔質管部分である。そこで本発明では、トナー搬送動作が停止する直前に切替シャッター部を閉じて、以後のトナー供給を停止して多孔質管以降の部分に溜まっているトナーを外部から導入した空気により除去するものである。

請求項４は、前記切替シャッター部は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時には前記トナー導入口から排出されたトナーを通過させる方向に切り替わり、前記トナー搬送動作が停止する直前に前記トナーの通過を阻止して外部から空気を導入する方向に切り替わることを特徴とする。
トナー導入口と多孔質管の間に切換シャッター部を設け、吸引ポンプによるトナー搬送時はトナー導入口からのトナー吸引を行い、トナー搬送停止前に、エア導入口側にシャッターを切換え、搬送ホース内のトナーを現像装置内へ搬送し、搬送チューブ内のトナー溜まりを防止するとともに、吸引ポンプの停止と同時に送気手段による送気を停止して、搬送管内のトナー溜まりを防止する。
請求項５は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のトナー供給搬送装置を備えたことを特徴とする。
画像形成装置に請求項１乃至４の何れか一つに記載のトナー供給搬送装置を備えることにより、トナー搬送管内のトナー溜りを防止すると共に、トナー収容部内のトナーの流動性を改善して、高精度にトナーを搬送し、より高品質の画像を得ることができる。

本発明によれば、トナー収容部内におけるトナー導入口の近傍に配設された多孔質部材と、トナー収容部外に延伸した搬送管内に配設された多孔質管と、多孔質部材及び多孔質管を介して空気を送る送気手段と、トナー導入口と多孔質管の間に配設され、トナー導入口から排出されたトナーを通過又は阻止するシャッター部と、を備えることにより、簡単な構成によりトナー溜りを確実に低減することができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の画像形成装置（プリンタ）の一例を示す概略構成図である。このプリンタは、プリンタ部９０と、トナー貯蔵部１００とを備えており、両者は互いに独立して移動可能に構成されている。
プリンタ部９０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像記録部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、光書込ユニット２と、給紙カセット３、４と、レジストローラ対５と、転写ユニット６と、ベルト定着方式の定着ユニット８と、排紙トレイ等を備えて構成される。更に、図示しない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。なお、以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示す。
トナー像記録部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、潜像を担持する静電潜像担持体であるドラム状の感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを有している。これら感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれ図示しない駆動手段によって図１中時計回りに回転駆動されて表面を無端移動させる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調したレーザー光Ｌを発する光書込ユニット２によって暗中にて光走査されて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像を担持する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るトナー供給搬送装置を備えた図１に示す４つのトナー収容器のうちのいずれか１つを示す拡大構成図である。４つのトナー収容器は、収容するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっているので、図２においては、符号に付すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添字を省略している。
トナー貯蔵部１００のトナー収容器１５４は、円筒型容器の下に逆裁頭円錐型容器によるテーパー部が連結された形状の容器部１５５と、蓋部１５６と、キャップ部１５７等を有している。トナーを収容する容器部１５５の円筒型容器には、その外周面からドーナッツ状に突出する突出部１５８が突設せしめられている。トナー収容器１５４は、図示しない架台の支持板１５９に設けられた丸穴に挿入される。そして、突出部１５８が、この丸穴の周囲に押し当たることで、図示しない架台に支持される。
容器部１５５の円筒型容器の上端付近には、トナー収容器１５４内に収容されているトナーを周知の技術によって上限レベルで検知する上限レベル検知センサ１６９が固定されている。また、容器部１５５の逆裁頭円錐型容器のテーパーには、トナー収容器１５４内に収容されているトナーを下限レベルで検知する下限レベルセンサ１７０が固定されている。
容器部１５５の上端には、蓋部１５６が着脱可能に装着されている。後述するサービスマンは、この蓋部１５６を容器部１５５から取り外して容器部１５５の上端を開口させた状態で、容器部１５５内にトナーを補充する。このように着脱可能な蓋部１５６には、排気管１６０が接続されている。この排気管には、流入側から吐出側に向けて、フィルタ部材１６１、ゲート弁１６２が順次接続されている。
キャップ部１５７は、容器部１５５の下端に螺合可能に着脱されるキャップ部材１６３と、これの中心を容器外（以下、室外という）から容器内（以下、室内という）に向けて貫通するように固定されたノズル部材１６４とを有している。キャップ部１５７が容器部１５５に取り付けられると、容器部１５５の下端が密閉されるとともに、容器部１５５の底面から上面に向けて突出するノズルが容器内に形成される仕組みである。
ノズル部材１６４の室内側の周面には、トナー導入口１６５が設けられている。また、ノズル部材１６４の室外側には、多孔質焼結ガラス等の多孔質材料で構成された多孔質部材たる多孔質管１６６が接続されている。多孔質管１６６の多孔質材料としては、トナーの平均的な粒径より小さな細孔、例えば、平均孔径１０μｍ前後のガラス製、金属製、樹脂製の焼結多孔質板やメッシュを用いることができる。

また本実施形態では、トナー導入口１６５と多孔質管１６６の間にはトナー供給シャッター１７１が設けられ、吸引ポンプによるトナー搬送動作時にはトナー供給シャッター１７１が開けられ、トナー搬送動作停止直前に、トナー供給シャッター１７１が閉じられるようになっている。トナー供給シャッター１７１を閉じてからポンプ停止までの時間を適正化することで、送気チューブ１６８から送気され搬送ホース内のトナーを現像装置内へ搬送し、搬送チューブ内のトナー溜まりを防止する。この時間は、搬送経路の長さ、レイアウトに依存するが、実機では１〜３秒程度で効果が確認された。
容器部１５５の逆裁頭円錐型容器のテーパーには、多孔質焼結ガラス等の多孔質材料で構成された多孔質部材１６７が、裁頭円錐の全周に渡って固定されており、これがノズル部材１６４のトナー導入口１６５を取り囲んでいる。ノズル部材１６４の多孔質管１６６や、容器部１５５の多孔質部材１６７には、それぞれ送気チューブ１６８が接続されている。これら送気チューブ１６８の他端側は、空気調整装置１７１に接続されている。
搬送管たるノズル部材１６４の室外側の端部には、搬送管たる搬送ホース１０８が接続されている。この搬送ホース１０８の図示しない他端側は、先に図２に示したように、プリンタ部内の吸引ポンプ１０１に接続されている。吸引ポンプ１０１が作動すると、搬送ホース１０８やノズル部材１６４を通して、トナー収容器１５４内のトナーが吸引されるのである。そして、吸引されたトナーは、搬送ホース１０８とノズル部材１６４と吸引ポンプ１０１とを通して、搬送先であるトナー貯留部２７に補給される。

図３は、本発明の第２の実施形態に係るトナー供給搬送装置を備えた図１に示す４つのトナー収容器のうちのいずれか１つを示す拡大構成図である。同じ構成要素には図２と同じ参照番号を付して説明する。尚、本実施形態では図２と異なる点のみについて説明する。図３に示すように、トナー導入口１６５と多孔質管１６６の間にトナー／エア切換シャッター１７３を設け、吸引ポンプによるトナー搬送時はトナー導入口１６５からのトナー吸引を行い、トナー搬送停止前に、エア導入口１７２側にシャッターを切換え、搬送ホース１０８内のトナーを現像装置内へ搬送し、搬送ホース１０８内のトナー溜まりを防止するとともに、吸引ポンプの停止と同時に送気チューブによる送気を停止して、搬送ホース１０８内のトナー溜まりを防止でき、余分な送気によるトナーストレス（流動性維持のための外添剤のトナーへの埋没による流動性低下）を低減することが可能になる。

以上の通り本発明によれば、トナー収容器１５４内におけるトナー導入口１６５の近傍に配設された多孔質部材１６７と、トナー収容器外に延伸したノズル部材１６４内に配設された多孔質管１６６と、多孔質部材１６７及び多孔質管１６６を介して空気を送る送気手段と、トナー導入口１６５と多孔質管１６６の間に配設され、トナー導入口１６５から排出されたトナーを通過又は阻止するトナー供給シャッター１７１と、を備えたので、簡単な構成によりトナー溜りを確実に低減することができる。
また、トナー供給シャッター１７１は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時にはトナー供給シャッター１７１を開放してトナーを通過させ、トナー搬送動作が停止する直前にトナー供給シャッター１７１を閉鎖してトナーを阻止するように動作するので、トナー供給シャッター１７１を閉鎖することにより余分なトナー供給を防止し、且つ搬送ホース１０８内に溜まったトナーを確実に現像手段に搬送することができる。

また、トナー収容器内におけるトナー導入口１６５の近傍に配設された多孔質部材１６７と、トナー収容器外に延伸したノズル部材１６４内に配設された多孔質管１６６と、多孔質部材１６７及び多孔質管１６６を介して空気を送る送気手段と、トナー導入口１６５と多孔質管１６６の間に配設され、搬送ホース１０８にトナーを搬送するかトナーの通過を阻止して外部から空気を導入するかを切り換えるトナー／エア切換シャッター１７３と、を備えたので、簡単な構成によりトナー溜りを確実に低減すると共に、外部からの導入空気により強制的にトナーを除去することができる。
また、トナー／エア切換シャッター１７３は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時にはトナー導入口１６５から排出されたトナーを通過させる方向に切り替わり、トナー搬送動作が停止する直前にトナーの通過を阻止して外部から空気を導入する方向に切り替わるので、トナー／エア切換シャッター１７３を切り替えることにより余分なトナー供給を防止し、且つ搬送ホース１０８内に溜まったトナーを導入空気により確実に除去して現像手段に搬送することができる。
また、画像形成装置は本発明のトナー供給搬送装置を備えたので、高画質で安定な画像出力を得ることが可能となる。

画像形成装置（プリンタ）の一例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るトナー供給搬送装置を備えた図１に示す４つのトナー収容器のうちのいずれか１つを示す拡大構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るトナー供給搬送装置を備えた図１に示す４つのトナー収容器のうちのいずれか１つを示す拡大構成図である。 従来のスクリューポンプのトナー移送手段を示す図である。

符号の説明

１０８ 搬送ホース、１６５ トナー導入口、１６６ 多孔質管、１６８ 送気チューブ、１７１ トナー供給シャッター、１７２ エア導入口、１７３ トナー／エア切換シャッター

Claims (5)

1. トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーを導入するためのトナー導入口を備え且つこのトナー導入口から導入されたトナーを搬送する搬送管と、を備え、前記トナー収容部内から現像手段にトナーを供給するトナー供給搬送装置であって、
   前記トナー収容部内における前記トナー導入口の近傍に配設された多孔質部材と、前記トナー収容部外に延伸した前記搬送管内に配設された多孔質管と、前記多孔質部材及び前記多孔質管を介して空気を送る送気手段と、前記トナー導入口と前記多孔質管との間に配設され、前記トナー導入口から排出されたトナーを通過又は阻止するシャッター部と、を備えたことを特徴とするトナー供給搬送装置。
2. 前記シャッター部は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時には該シャッター部を開放して前記トナーを通過させ、前記トナー搬送動作が停止する直前に前記シャッター部を閉鎖して前記トナーの通過を阻止するように動作することを特徴とする請求項１に記載のトナー供給搬送装置。
3. トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーを導入するためのトナー導入口を備え且つこのトナー導入口から導入されたトナーを搬送する搬送管と、を備え、前記トナー収容部内から現像手段にトナーを供給するトナー供給搬送装置であって、
   前記トナー収容部内における前記トナー導入口の近傍に配設された多孔質部材と、前記トナー収容部外に延伸した前記搬送管内に配設された多孔質管と、前記多孔質部材及び前記多孔質管を介して空気を送る送気手段と、前記トナー導入口と前記多孔質管の間に配設され、前記搬送管に前記トナーを搬送するか該トナーの通過を阻止して外部から空気を導入するかを切り換える切替シャッター部と、を備えたことを特徴とするトナー供給搬送装置。
4. 前記切替シャッター部は、吸引ポンプによるトナー搬送動作時には前記トナー導入口から排出されたトナーを通過させる方向に切り替わり、前記トナー搬送動作が停止する直前に前記トナーの通過を阻止して外部から空気を導入する方向に切り替わることを特徴とする請求項３に記載のトナー供給搬送装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のトナー供給搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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