JP2021173778A - 粉体収納容器、補給装置、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、ユーザーなどの操作者は、粉体収納容器の扱いに細心の注意を払っていた。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2は作像部を示す拡大図であり、図3はそのトナー補給装置とその近傍とを示す構成図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある設置部31(トナー容器受台)には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4色の略円筒状の粉体収納容器としてのトナー容器32Y、32M、32C、32Kが着脱可能(交換可能)に載置されている。また、各トナー容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置のホッパ81Y、81M、81C、81Kが配設されている。
また、設置部31の下方には中間転写ユニット15が配設されている。その中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7(書込み部)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、シート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中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、シートPは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51と、現像ローラ51に対向するドクターブレード52と、現像剤収容部53、54内に配設された2つの搬送スクリュ55と、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56と、等で構成される。現像ローラ51は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部53、54内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
現像ローラ51のスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51上を移動する。
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナー容器32Yに収容されているトナーが、補給装置としてのトナー補給装置90を介して現像剤収容部54内に補給される。
現像ローラ51上に担持された現像剤は、図3中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52の位置に達する。そして、現像ローラ51上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部53の上方に達して、この位置で現像ローラ51から離脱される。
トナー補給装置90(補給装置)は、設置部31に設置されたトナー容器32Y(粉体収納容器)の容器本体33を所定方向(図3の矢印方向である。)に回転駆動して、トナー容器32Y内に収納された粉体としてのトナーを容器外に排出して、サブホッパ70を介して被補給部としての現像装置5Yに導くためのものであって、トナー補給経路(トナー搬送経路)を形成している。
なお、図3は、理解を容易にするために、トナー容器32Y、トナー補給装置90、現像装置5Yの配置方向などを変えて図示している。実際には、図3において、トナー容器32Yとトナー補給装置90の一部との長手方向が紙面垂直方向になるように配設されている(図1参照)。また、搬送管95、96の向きや配置も簡略化して図示している。
詳しくは、図3(及び図4)を参照して、トナー容器32Yが装置本体100の設置部31にセットされると、トナー容器32Yのシャッタ部材35が装置本体100のトナー搬送ノズル91に押動されて、トナー搬送ノズル91が貫通穴部34a1を介してトナー容器32Y(容器本体33)の内部に挿入される。これにより、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーの排出(トナー搬送ノズル91を介した排出である。)が可能になる。
なお、トナー容器32Yの底部(図3の左方である。)には、トナー容器32Yの設置部31への装着操作を容易にするための把持部33d(容器本体33の外径よりも小さな外径で形成されている。)が形成されている。ユーザーは、把持部33dを把持しながら、トナー容器32Yを設置部31にセットしたり、設置部31からトナー容器32Yを取り出したりすることになる。
また、容器本体33の頭部側(図3の右方である。)の外周面には、画像形成装置本体100の駆動ギア110に噛合するギア部37が形成されている。トナー容器32Yが設置部31に装着されると、容器本体33のギア部37が画像形成装置本体100の駆動ギア110に噛合することになる。そして、駆動モータ115が駆動されると、そのモータ軸に設置された駆動ギア110からギア部37に駆動が伝達されて、容器本体33が回転駆動されることになる。すなわち、駆動モータ115と駆動ギア110とが、容器本体33を回転駆動する駆動機構として機能することになる。
なお、トナー容器32Yの構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。
ここで、トナー搬送ノズル91の流出口の下方には、落下経路部82を介してホッパ81が設けられている。ホッパ81の底部には吸引口83が設けられていて、この吸引口83が搬送管95(チューブ)の一端に接続されている。搬送管95は、親トナー性の低いフレキシブルなゴム材料からなり、その他端が現像剤ポンプ60(ダイヤフラムポンプ)に接続されている。現像剤ポンプ60は、サブホッパ70、搬送管96を介して現像装置5Yに接続されている。
このように構成されたトナー補給装置90において、駆動モータ115(駆動機構)によってトナー容器32Yの容器本体33が回転駆動されて、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーがトナー搬送ノズル91を介して容器外に排出される。トナー容器32Yから排出されたトナーは、落下経路部82を落下してホッパ81に貯留される。ホッパ81に貯留されたトナーは、現像剤ポンプ60が稼働することで、空気とともに吸引口83から吸引されて搬送管95を介して現像剤ポンプ60からサブホッパ70に向けて搬送される。そして、サブホッパ70に搬送されて貯留されたトナーは、搬送管96を介して現像装置5Y内に適宜に補給される。すなわち、トナー容器32Y内のトナーは、図3中の破線矢印方向に搬送されることになる。
詳しくは、トナー残量検知センサ86としては、圧電センサ、透過光センサなどを用いることができる。トナー残量検知センサ86の検知面の高さは、吸引口83の上方に堆積されるトナー量(堆積高さ)が狙いの値になるように設定されている。
そして、トナー残量検知センサ86の検知結果に基づいて、トナー容器32Y(容器本体33)を回転駆動する駆動モータ115の駆動タイミングや駆動時間が制御される。具体的に、トナー残量検知センサ86によってその位置にトナーがないものと判別された場合には駆動モータ115が所定時間だけ駆動されて、トナー残量検知センサ86によってその位置にトナーがあるものと判別された場合には駆動モータ115の駆動が停止されることになる。そして、そのような制御が繰り返しおこなわれても、トナー残量検知センサ86によってその位置にトナーがない状態が連続的に検知された場合には、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーが空になった状態(トナーエンド状態)、又は、それに近い状態(トナーニアエンド状態)であるものと判別されることになる。
なお、図5は側面図であるが、側面図である図4の図示方向とは逆方向から図示したものである(左右反転した図になっている)。
図4、図5等を参照して、トナー容器32Yは、容器本体33、保持部材34、シャッタ部材35、ロッド部材36、圧縮スプリング38、などで構成されている。保持部材34には、キャップ部として機能する立設部34aが形成されている。容器本体33は、立設部34a(保持部材34)に対して相対的に回転可能に形成されるとともに、内周面(内周部)に螺旋状の突起33a1が形成されたボトル状部材である。
そして、トナー容器32Yが画像形成装置本体100(設置部31)に装着された状態で、立設部34aが形成された保持部材34(及び、シャッタ部材35、ロッド部材36、圧縮スプリング38)は非回転で保持されて、容器本体33は画像形成装置本体100に設置された駆動モータ115(駆動機構)によって回転駆動されて、トナー容器32Yの内部に収容されたトナーがトナー搬送ノズル91を介して排出されることになる。
なお、図5に示すように、トナー容器32Yにおいて、長手方向一端側には他の部分に比べて小さな外径からなる小径部Xが形成されている。そして、この小径部Xは、トナー搬送ノズル91(図4(B)参照)が挿入されて、容器内のトナーを容器外に排出するための排出部として機能することになる。
なお、貫通穴部34a1は、容器本体33の回転中心を中心とする略円柱状の穴部である。シャッタ部材35は、そのような形状の貫通穴部34a1に嵌合するように形成されたキャップ状部材である。
詳しくは、シール材40は、発泡ポリウレタンやフエルトなどの弾性材料で形成されていて、貫通穴部34a1の周面全域に沿うように立設部34aに貼着されている。そして、シール材40は、シャッタ部材35が貫通穴部34a1を閉鎖した状態ではシャッタ部材35と貫通穴部34a1との間を封止して、シャッタ部材35が貫通穴部34a1を開放した状態ではトナー搬送ノズル91と貫通穴部34a1との間を封止して、容器本体33内のトナーが貫通穴部34a1から漏出しないようにしている。
また、図5に示すように、ロッド部材36は、その軸中心が、容器本体33の回転中心に略一致するように配置されている。これにより、容器本体33が回転駆動されるときに、非回転で保持されるロッド部材36に予定していない回転力が間接的に作用してしまったとしても、シャッタ部材35の位置がズレてしまう不具合などが生じにくくなる。
保持部材34の立設部34a(キャップ部)は、貫通穴部34a1が形成されていて、トナー搬送ノズル91が挿入される方向(図4、図5の左右方向である。)に立設されている。立設部34aは、容器本体33に対して相対的に回転可能に嵌合されるものである。
立設部34aには、トナー搬送ノズル91が挿入される方向の手前側(図4の右方であって、図5の左方である。)に開口する開口部34a2が形成されている。開口部34a2は、容器本体33の回転中心を中心とする略円柱状の凹部である。
付勢部材としての圧縮スプリング38は、シャッタ部材35と保持部34cとの間で架橋部34bに対向するようにロッド部材36に巻装されている。圧縮スプリング38は、貫通穴部34a1が閉鎖される方向(図4の右方であって、図5の左方である。)にシャッタ部材35を付勢するものである。
これに対して、シャッタ部材35は、画像形成装置本体100(設置部31)からの離脱動作に連動して、トナー搬送ノズル91の押動が解除されて、圧縮スプリング38の付勢力によって、ロッド部材36とともに貫通穴部34a1の側に移動して貫通穴部34a1を閉鎖することになる。具体的に、シャッタ部材35(及び、ロッド部材36)は、閉鎖時に図4(B)、(A)の順番で動作することになる。
なお、図4(B)に示すように、装置本体100へのトナー容器32Yのセットが完了した状態のとき、シャッタ部材35は保持部34cに当接した状態になり、圧縮スプリング38はシャッタ部材35の凹部に収納された状態になる。これにより、装置本体100にトナー容器32Yがセットされた状態のとき、圧縮スプリング38に容器内のトナーが付着する不具合を防止することができる。
詳しくは、嵌合部94は、トナー搬送ノズル91の主部の外径よりも大きな外径で形成されていて、立設部34aの開口部34a2に嵌合可能に略円柱状に形成されている。また、嵌合部94は、トナー搬送ノズル91の主部に対して装着方向にスライド移動可能に設置されている。また、トナー搬送ノズル91には、嵌合部94を装着方向奥側(図4の左方である。)に付勢する圧縮スプリング97が設置されている。
このような構成により、嵌合部94は、トナー容器32Yの装着動作に連動して、トナー搬送ノズル91がトナー容器32Y内に挿入されると、圧縮スプリング97に付勢されて開口部34a2に嵌合することになる。これに対して、嵌合部94は、トナー容器32Yの離脱動作に連動して、トナー搬送ノズル91がトナー容器32Yから引き抜かれると、開口部34a2から引出されることになる。
トナー容器32Yは、粉体としてのトナーを収納する略円筒状の粉体収納容器である。
そして、トナー容器32Yには、内部に収納されたトナー(粉体)を長手方向(所定方向に回転する容器本体33の軸方向であって、図2の左右方向、図7の紙面垂直方向である。)に搬送するための搬送部としての突起33a1(図6、図8等参照)が、所定方向に回転する容器本体33(粉体収納容器)の内周部33C(内周面)において長手方向に螺旋状に形成されている。
詳しくは、この螺旋状の突起33a1は、先に説明した螺旋状の溝33aによって形成されたものである。すなわち、容器本体33の外周面側から内周面側に向けて螺旋状の溝33aを形成することで、内周部33Cに螺旋状の突起33a1(内周面から内部に向けて突起している。)が形成されることになる。
そして、このように螺旋状の突起33a1が形成された容器本体33(トナー容器32Y)が回転軸を中心に回転することで、ネジの効果により、内部に収納されたトナーが長手方向一端側(排出部としての小径部X)に向けて搬送されることになる。
詳しくは、図7に示すように、トナー容器32Yは、長手方向(回転軸)に直交する断面でみたときに、大きな外径(D1×2)からなる大外周部33Aと、大外周部33Aに比べて小さな外径(D2×2)からなる小外周部33Bと、が境界部33Dで繋がって、内部に略円状の内周部33Cが形成されている。具体的に、大外周部33Aの半径D1は小外周部33Bの半径D2よりも大きく(D1>D2)、内部に半径Rの内周部33Cが形成されている。
さらに換言すると、トナー容器32Yの主部(容器本体33)は、完全な円筒形状ではなくて、外径の異なる円筒(半円筒)が繋がったものとなっている。そして、外径の異なる円筒(半円筒)が繋がった境界部が段差となっている。
換言すると、内周部33Cに螺旋状の突起33a1が整然と形成されるように、溝33aは、外側からみると、大外周部33Aと小外周部33Bとの境界部33Dで位相が一致するように形成されている。
これにより、容器内のトナーが長手方向にスムーズに搬送されることになる。
また、新品のトナー容器32Yが単体で梱包箱に収納されるような場合であっても、梱包箱の内壁面に境界部33D(段差)が引っ掛かるので、梱包箱の内部でトナー容器32Yが回転しにくくなる。
また、トナー容器32Yの境界部33Dがリブのように作用して、トナー容器32Yの機械的強度が増すことになる。したがって、トナー容器32Yが落下して衝撃を受けた場合などであっても破損しにくくなる。また、オートメーション化された製造工場において、トナー容器32Yがロボットアームに把持された場合などであっても、トナー容器32Yが潰れにくくなる。
さらに、装置の設置部31でトナー容器32Y(容器本体33)が回転駆動されるときに、境界部33D(段差)が設置面を通過することにより、トナー容器32Yが加振されることになる。そのため、トナー容器32Yの内部に収納されたトナーが適度にほぐされて、トナーが凝集しにくくなる。
すなわち、トナー容器32Y(容器本体33)において大外周部33Aと小外周部33Bとの境界部33Dに形成される段差(境界部33D)は、角が取れたようななだらかな形状ではなく、角が立った形状のものとなる。
したがって、載置面200から転がりにくくなる効果が発揮されやすくなる。
すなわち、図7に示すように、長手方向に直交する断面でみたときに、大外周部33Aと小外周部33Bとは、それぞれ周方向の約180度の範囲に円弧状に形成されている。
このように構成することで、トナー容器32Yが時計方向にも反時計方向にも180度以上転がることがなく、バランスよく転がりを防止することができる。
そして、図6に示すように、大外周部33Aと小外周部33Bとは、少なくとも小径部X(排出部)を除き、長手方向の略全域に形成されている。具体的に、トナー容器32Yにおいて、小径部Xと把持部33d(図3参照)とを除く、容器本体33の長手方向の略全域に大外周部33Aと小外周部33Bとが設けられている。小径部Xと把持部33dとは、いずれも、外径が異なるようには形成されていない。
また、トナー容器32Yには、大外周部33Aよりも大きな外径からなる部分が形成されていない。特に、小径部Xと把持部33dとは、小外周部33Bよりも小さな外径で形成されている。
これらの構成により、大外周部33Aと小外周部33Bとの境界部33D(段差)によって容器の転がりを防止する効果が発揮されやすくなる。
これにより、大外周部33Aと小外周部33Bとが別々に形成されて接合される場合に比べて、容器本体33(トナー容器32Y)の全体的な強度を高めることができるとともに、製造コストを低くすることが可能になる。
図10に示すように、変形例におけるトナー容器32Yにも、大外周部33Aと小外周部33Bとが形成されている。
しかし、変形例におけるトナー容器32Yは、図7に示すものとは異なり、大外周部33Aが形成された部分の肉厚と、小外周部33Bが形成された部分の肉厚と、が同等になるように形成されている。したがって、大外周部33Aが形成された部分の内周部33C1の半径R1は、小外周部33Bが形成された部分の内周部33C2の半径R2に比べて大きくなる(R1>R2)。
このような場合であっても、内周部33C1、33C2に螺旋状に形成する突起33a1を連続的に形成することで、トナーの搬送性が低下する不具合を防止することが可能になる。また、トナー容器32Yの肉厚を均一化することで、トナー容器32Yの強度のバランスが向上することになる。
これにより、載置面200に置かれても転がりにくいトナー容器32Yを提供することができる。
また、本実施の形態では、トナー搬送ノズル91が小径部X(排出部)に挿入されるように構成されたトナー容器32Y(粉体収納容器)に対して本発明を適用したが、本発明が適用される粉体収納容器はこれに限定されることなく、略筒状の粉体収納容器のすべてに対して本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
32Y、32M、32C、32K トナー容器(粉体収納容器)、
33 容器本体、
33A 大外周部、
33B 小外周部、
33C 内周部、
33D 境界部、
33a 溝、
33a1 突起(搬送部)、
34 保持部材、
90 トナー補給装置(補給装置)、
91 トナー搬送ノズル、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、
200 載置面、
X 小径部(排出部)。
Claims (10)
- 粉体を収納する略円筒状の粉体収納容器であって、
内部に収納された粉体を長手方向に搬送するための搬送部を備え、
前記長手方向に直交する断面でみたときに、大きな外径からなる大外周部と、前記大外周部に比べて小さな外径からなる小外周部と、が境界部で繋がっていることを特徴とする粉体収納容器。 - 前記搬送部は、所定方向に回転する当該粉体収納容器の内周部において前記長手方向に螺旋状に形成された突起であることを特徴とする請求項1に記載の粉体収納容器。
- 前記突起は、前記大外周部と前記小外周部とに跨るように前記長手方向に螺旋状に連続的に形成された溝によって形成されたものであることを特徴とする請求項2に記載の粉体収納容器。
- 前記境界部は、前記大外周部と前記小外周部との外径差によって略径方向に生じる段差を具備したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の粉体収納容器。
- 前記大外周部と前記小外周部とは、それぞれ周方向の略半周の範囲に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の粉体収納容器。
- 前記長手方向の一端側に、粉体を排出するための排出部が形成され、
前記搬送部は、内部に収納された粉体を前記排出部に向けて搬送し、
前記大外周部と前記小外周部とは、少なくとも前記排出部を除き、前記長手方向の略全域に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の粉体収納容器。 - 前記大外周部よりも大きな外径からなる部分が形成されていないことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の粉体収納容器。
- 当該粉体収納容器は一体成型にて形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の粉体収納容器。
- 被補給部に粉体を補給する補給装置であって、
請求項1〜請求項8のいずれかに記載の粉体収納容器が着脱可能に設置されたことを特徴とする補給装置。 - 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の粉体収納容器が着脱可能に設置されたことを特徴とする画像形成装置。
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