JP2020020886A - 粉体補給装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態の複写機500の概略構成図である。複写機500は、複写機装置本体(以下、プリンタ部100という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)及びプリンタ部100上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部400という)から構成される。
作像部46Yは、潜像担持体であるドラム状の感光体41Yを備える。さらに、作像部46Yは、帯電手段である帯電ローラ44Y、現像手段である現像装置50Y、感光体クリーニング装置42Y、除電装置等を感光体41Yの周囲に配設した構成である。そして、感光体41Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われて、感光体41Y上にイエロー画像が形成されることになる。
上述した二次転写ニップに搬送される記録媒体Pは、プリンタ部100の下方に配設された給紙部200の給紙トレイ26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されるものである。詳しくは、給紙トレイ26には記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計回り方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28の二つのローラによって形成されるローラニップに向けて搬送される。
第二現像剤収容部54Y内に補給されたトナーは、二つの現像剤搬送スクリュー55Yによって、現像剤Gとともに混合、攪拌されながら、第一現像剤収容部53Yと第二現像剤収容部54Yとの間を循環する。
図3は、トナー補給装置60を示す模式図であり、図4は、トナー補給装置の部分概略断面図であり、図5は、トナー容器収容部70に四つのトナー容器32(Y,M,C,K)が設置された状態を示す概略斜視図である。
粉体容器たるトナー容器32Yが図5中矢印Qの方向へ移動してプリンタ部100のトナー容器収容部70に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器32Yの容器先端側からトナー補給装置60Yの搬送ノズル611Yが挿入される。これにより、トナー容器32Y内と搬送ノズル611Y内とが連通する。
図6に示すように、容器本体33は、容器ギヤ301と、容器先端側(カバー側)に搬送されてきたトナーを、容器本体33の回転によって上方に汲み上げる汲み上げ部304aとを有している。本実施形態においては、汲み上げ部304aが、回転方向に180°の間隔を開けて2つ設けられている。
図7、図8は、容器回転駆動部91の概略構成図であり、図7は、K色のトナー補給装置に駆動力を伝達する様子を示す概略構成図であり、図8は、C色のトナー補給装置に駆動力を伝達する様子を示す概略構成図である。
本実施形態の容器回転駆動部91は、2つのトナー補給装置を駆動するものであり、図7の容器回転駆動装置は、K色のトナー補給装置60Kと、C色のトナー補給装置60とを駆動する。また、同様な構成のY色のトナー補給装置とM色のトナー補給装置とを駆動する容器回転駆動部も備えている。
図9(a)に示すように、搬送ノズルと、現像装置との間にサブホップを有する従来機においては、サブホッパにトナーが一時貯留されるため、搬送ノズルから排出されるトナー量が不安定であっても、現像装置へのトナー補給量には、さほど影響がない。しかし、図9(b)に示すように、搬送ノズルから排出されたトナーを、直接、現像装置へ補給する本実施形態では、搬送ノズルから排出されるトナー量が不安定であると、画像濃度ムラなど、画像に影響を及ぼすおそれがある。そして、以下に説明するように、トナー容器内のトナー残量によって、搬送ノズルから排出されるトナー量(トナー補給量)が、不安定となる場合がある。
図10(a)に示すように、トナー容器内のトナーの高さ(搬送ノズル側のトナー高さ)が、容器本体33内の下面からノズル開口部610までの高さHよりも高い場合は、搬送スクリュー614によりトナーが搬送されると、ノズル開口部610の上に堆積したトナーがノズル開口部610に入り込む。その結果、搬送ノズル内は、常にほぼトナーで満たされており、一回の補給動作における搬送スクリューの搬送量が、ほぼ、一回の補給動作で搬送可能な最大搬送量となる。よって、容器本体33内の下面からノズル開口部610までの高さHよりも高い場合は、搬送スクリューが搬送可能な最大搬送量が、ほぼトナー補給量となる。
Pt=A×n×p×η×ρ・・・・(1)
A:搬送ノズルの空間断面積[cm2]
n:スクリュー回転数[rps]
p:スクリューピッチ[cm]
η:搬送効率
ρ:トナーのかさ密度[g/cm3]
R≧{1/(N×T)}×60・・・・(2)
容器本体の回転数Rを、上記(式2)に基づいて、設定することで、一回の補給動作で1回、搬送ノズル611にトナーを供給することができる。汲み上げ部304aの個数Nが増えるほど成型性が困難になり、コストが増えてしまう。したがって、汲み上げ部個数Nは成型性の観点から2個に設定することが適している。
一方、実験No.1やNo.2は、上記式(2)を満たしており、一回の補給動作で、汲み上げ部304aからノズル開口へのトナー供給が行なわれる。よって、トナー補給量を低下が起きず、良好な画像を得ることができたと考えられる。
図11(a)、図11(b)においては、容器本体33の回転数を98[rpm]であり、汲み上げ部304aが、180°の間隔を開けて2つ有するものを用いた。そして、容器回転駆動部の駆動モータ603を、0.5秒間隔で、ON/OFFの切り替えを行なった。
(態様1)
トナー容器32などの粉体容器と、一端側が粉体容器に挿入され、一端側の上部に粉体容器からのトナーなどの粉体を受け入れるノズル開口部610などの開口部を有する搬送ノズル611などの搬送管と、搬送管内の粉体を搬送する搬送スクリュー614と、粉体容器内の粉体を開口部に汲み上げる汲み上げ部304aとを備え、粉体容器内の粉体を、現像装置50などの被補給部へ補給するトナー補給装置60などの粉体補給装置において、搬送スクリューの搬送能力を、粉体容器の粉体が空になる直前の前記汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下に設定した。
粉体容器内の粉体が残り少なくなると、搬送スクリューの搬送能力(単位時間当たりの最大搬送量[g/s])に対応した粉体補給量(搬送能力×補給動作時間)に対し、実際の粉体補給量が減少する場合があった。この場合。搬送スクリューの回転数に基づいて判定したトナーエンドの精度が悪くなるおそれがある。
これは、粉体容器内の粉体が残り少なくなると、汲み上げ部の汲み上げ量が減少し、開口部から搬送管へ供給される粉体量が、搬送スクリューの搬送能力に対応した粉体補給量以下となるからである。
そこで、態様1では、図12(b)に示したように、搬送スクリューの搬送能力を、粉体容器の粉体が空になる直前の汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下に設定した。これにより、粉体容器の粉体が空になる直前においても、汲み上げ量≧搬送スクリューの最大搬送量の関係を維持することができ、粉体容器の粉体が空になるまで、搬送スクリューの搬送能力に対応した粉体補給量を維持でき、搬送スクリューの回転数に基づいて精度よくトナーエンドを判定することができる
なお、ここでいう粉体容器の粉体が空になる直前とは、粉体容器の粉体量が、汲み上げ量が減少する粉体量以下のときであり、本実施形態では、粉体容器内の粉体量が20g以下である。
また、ここでいう粉体容器が空とは、粉体容器内の粉体量が、汲み上げ部材で粉体を汲み上げることができなくなる粉体量以下のときであり、本実施形態では、粉体容器内の粉体量が5g以下である。
態様1において、搬送ノズル611などの搬送管の空間断面積をA[cm2]、搬送スクリュー614の回転数をn[rps]、搬送スクリュー614のスクリューピッチp[cm]、搬送効率をη、トナーなどの粉体のかさ密度をρとしたとき、搬送能力Ptは、Pt=A×n×p×ρ×ηであり、粉体容器の粉体が空になる直前の汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下となるように、搬送管の空間断面積A[cm2]、搬送スクリューの回転数n[rps]および搬送スクリュー614のスクリューピッチp[cm]を設定した。
これによれば、実施形態で説明したように、粉体容器の粉体が空になる直前の汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下に搬送能力を設定することができる。
態様1または2において、搬送ノズル611などの搬送管から排出されたトナーなどの粉体は、一時貯留されることなく直接現像装置50などの被補給部へ補給される。
これによれば、実施形態で説明したように、サブホッパなどの一時貯留部を無くすことができ、部品点数の削減を図ることができる。これにより、装置のコストダウンや、装置の小型化を図ることができる。
態様1乃至3において、汲み上げ部304aは、トナー容器32などの粉体容器に設けられており、粉体容器が回転駆動することで、汲み上げ部304aにより粉体容器内の粉体をノズル開口部610などの開口部に汲み上げるものであり、汲み上げ部304aの数をNとしたとき、粉体容器は、一回の補給動作で(360°/N)以上、回転する。
これによれば、実施形態で説明したように、一回の補給動作で、少なくとも一回は、ノズル開口部610などの開口部にトナーなどの粉体を補給することができる。これにより、現像装置50などの被補給部への粉体補給量の低下を抑制することができる。
態様1乃至4いずれかにおいて、汲み上げ部304aは、トナー容器32などの粉体容器に設けられており、粉体容器が回転駆動することで、汲み上げ部304aにより粉体容器内のトナーなどの粉体をノズル開口部610などの開口部に汲み上げるものであり、粉体容器の回転駆動と、搬送スクリューの回転駆動とを同一の駆動源で行なう。
これによれば、実施形態で説明したように、搬送スクリュー614とトナー容器32などの粉体容器とをそれぞれ別の駆動源で駆動する場合に比べて、駆動源の数を減らすことができる。これにより、装置のコストダウンや、装置の小型化を図ることができる。
トナー容器32など粉体容器と、一端側が粉体容器に挿入され、一端側の上部に粉体容器からのトナーなどの粉体を受け入れるノズル開口部610などの開口部を有する搬送ノズル611など搬送管と、搬送管内の粉体を搬送する搬送スクリュー614と、粉体容器に設けられ、粉体容器が回転駆動することで粉体容器内の粉体を開口部に汲み上げる汲み上げ部304aとを備え、粉体容器内の粉体を、現像装置50などの被補給部へ補給するトナー補給装置60などの粉体補給装置において、汲み上げ部の数をNとしたとき、粉体容器は、一回の補給動作で(360°/N)以上、回転する。
これによれば、実施形態で説明したように、一回の補給動作で、少なくとも一回は、ノズル開口部610などの開口部にトナーなどの粉体を補給することができる。これにより、現像装置50などの被補給部への粉体補給量の低下を抑制することができる。また、搬送スクリューの搬送能力に対応した粉体補給量に対し、実際の粉体補給量が減少するのを抑制することができ、精度よくトナーエンドの判定を行うことがきる。
感光体41などの像担持体と、現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置50などの現像手段と、現像手段で使用される現像剤を収容するトナー容器32などの現像剤収容容器内の現像剤を現像手段に補給するトナー補給装置60などの現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、現像剤補給手段として、態様1乃至6いずれかの粉体補給装置を用いた。
これによれば、現像剤収容容器内の現像剤が空となるまで、良好な画像を形成することができる。
33 :容器本体
34 :容器先端側カバー
41 :感光体
46 :作像部
50 :現像装置
56 :トナー濃度検知センサ
60 :トナー補給装置
64 :トナー落下搬送経路
70 :トナー容器収容部
71 :挿入口形成部
72 :容器受部
73 :容器カバー受入部
90 :制御部
91 :容器回転駆動部
100 :プリンタ部
191C :駆動伝達部
191K :駆動伝達部
301 :容器ギヤ
302Y :螺旋状突起
303 :把手部
304a :汲み上げ部
500 :複写機
603 :駆動モータ
603a :モータギヤ
604 :アイドラギヤ
605 :搬送スクリュギヤ
608 :セットカバー
610 :ノズル開口部
611 :搬送ノズル
614 :搬送スクリュー
623 :切り替えギヤ
623a :回転軸
623b :軸受
624 :入力ギヤ
625 :入力アイドラギヤ
626 :ボトル駆動ギヤ
627 :長孔
Claims (7)
- 粉体容器と、
一端側が前記粉体容器に挿入され、前記一端側の上部に前記粉体容器からの粉体を受け入れる開口部を有する搬送管と、
前記搬送管内の粉体を搬送する搬送スクリューと、
前記粉体容器内の粉体を前記開口部に汲み上げる汲み上げ部とを備え、
前記粉体容器内の粉体を、被補給部へ補給する粉体補給装置において、
前記搬送スクリューの搬送能力を、前記粉体容器の粉体が空になる直前の前記汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下に設定したことを特徴とする粉体補給装置。 - 請求項1に記載の粉体補給装置において、
前記搬送管の空間断面積をA[cm2]、前記搬送スクリューの回転数をn[rps]、前記搬送スクリューのスクリューピッチp[cm]、搬送効率をη、粉体のかさ密度をρとしたとき、前記搬送能力をPtとしたとき、Pt=A×n×p×ρ×ηであり、
前記粉体容器の粉体が空になる直前の前記汲み上げ部の汲み上げ量に応じた搬送能力以下となるように、前記搬送管の空間断面積A[cm2]、前記搬送スクリューの回転数n[rps]、および、前記搬送スクリューのスクリューピッチp[cm]を設定したことを特徴とする粉体補給装置。
- 請求項1または2に記載の粉体補給装置において、
前記搬送管から排出された粉体は、一時貯留されることなく直接前記被補給部へ補給されることを特徴とする粉体補給装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の粉体補給装置において、
前記汲み上げ部は、前記粉体容器に設けられており、
前記粉体容器が回転駆動することで、前記汲み上げ部により前記粉体容器内の粉体を前記開口部に汲み上げるものであり、
前記汲み上げ部の数をNとしたとき、
前記粉体容器は、一回の補給動作で(360°/N)以上、回転することを特徴とする粉体補給装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の粉体補給装置において、
前記汲み上げ部は、前記粉体容器に設けられており、
前記粉体容器が回転駆動することで、前記汲み上げ部により前記粉体容器内の粉体を前記開口部に汲み上げるものであり、
前記粉体容器の回転駆動と、前記搬送スクリューの回転駆動とを同一の駆動源で行なうことを特徴とする粉体補給装置。 - 粉体容器と、
一端側が前記粉体容器に挿入され、前記一端側の上部に前記粉体容器からの粉体を受け入れる開口部を有する搬送管と、前記搬送管内の粉体を搬送する搬送スクリューと、
前記粉体容器に設けられ、前記粉体容器が回転駆動することで前記粉体容器内の粉体を前記開口部に汲み上げる汲み上げ部とを備え、
前記粉体容器内の粉体を、被補給部へ補給する粉体補給装置において、
前記汲み上げ部の数をNとしたとき、
前記粉体容器は、一回の補給動作で(360°/N)以上、回転することを特徴とする粉体補給装置。
- 像担持体と、
現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給手段として、請求項1乃至6いずれか一項に記載の粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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