JP4069146B2 - Developer storage container and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤収納容器、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤を用いる場合の現像剤交換構造に関する。 The present invention relates to a developer container, a developing device, and an image forming apparatus, and more particularly to a developer replacement structure when a two-component developer is used.
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に担持されている静電潜像に対してトナーなどの現像剤を用いて可視像処理が行われる。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, or a printing machine, a visible image using a developer such as toner is applied to an electrostatic latent image carried on a photosensitive member that is a latent image carrier. Processing is performed.
可視像処理に用いられる現像剤の一つとして、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤が知られている。
二成分系現像剤を用いる場合には、可視像処理に用いられることで消費されたトナーを補給して現像剤濃度を一定に保つことが必要であり、このための構成として次のようなものが提案されている。
As a developer used for visible image processing, a two-component developer composed of a toner and a carrier is known.
In the case of using a two-component developer, it is necessary to replenish the toner consumed by being used for visible image processing to keep the developer concentration constant. Things have been proposed.
新規トナーを収容しているトナーボトルやトナータンク等のハード容器からなるトナー収容容器を現像装置におけるトナー補給部に設置する構成、さらには、トナー補給部に設置されたトナー収容容器から吐出されるトナーを吸引負圧を生起させて現像槽内に導入する構成(例えば、特許文献1乃至3)、また、トナー収容容器として袋状の容器を用いてトナーを補給する構成(例えば、特許文献4乃至8)、そして、トナー収容容器からトナーを吐出させる構成としてはトナー収容容器に非対称往復動作を行わせることによる振動により容器下面に形成されている開口からトナーを流出させる構成(例えば、特許文献9)、現像槽と近接する位置にトナー貯蔵容器を配置し、主として重力によりトナーの流出により現像槽内に新たなトナーを補給する構成(例えば、特許文献10乃至12)がある。
A configuration in which a toner container made up of a hard container such as a toner bottle or a toner tank containing new toner is installed in the toner replenishing unit of the developing device, and is further discharged from the toner containing container installed in the toner replenishing unit A configuration in which a negative suction pressure is generated to introduce the toner into the developing tank (for example,
二成分系現像剤はトナーが消費されると、現像剤濃度の変化を防止するために新規トナーが補給される一方、キャリアは概ね新規トナーの補給に拘わらす使用されることが多い。このため、キャリアの経時的な変化として、攪拌頻度の増加による劣化がある。キャリアの劣化には、キャリア自体の摩滅などによる疲労、帯電性を上げるために表面に形成されている被覆層の破損さらには、トナーが表面に融着してしまうトナーフィルミングなどがあり、これら劣化現象によりトナーの帯電能力を損ねることがある。
このようなキャリアの劣化によるトナーの帯電能力の低下を防止するために、トナーの補給とは別にキャリアを補給することにより過剰となった現像剤を現像層内から排出して劣化したキャリアを含む現像剤を新規な現像剤に置換するトリクル現像方式と称される現像剤交換システムが提案されている。
When the toner is consumed, the two-component developer is replenished with new toner to prevent a change in developer concentration, while the carrier is often used in connection with replenishment of new toner. For this reason, there is a deterioration due to an increase in the stirring frequency as a change with time of the carrier. Carrier deterioration includes fatigue due to wear of the carrier itself, damage to the coating layer formed on the surface in order to increase chargeability, and toner filming in which the toner is fused to the surface. A deterioration phenomenon may impair the charging ability of the toner.
In order to prevent the deterioration of the charging ability of the toner due to the deterioration of the carrier, the carrier that has deteriorated by discharging the developer that has become excessive by supplying the carrier separately from the supply of the toner is included. There has been proposed a developer exchange system called a trickle development system in which a developer is replaced with a new developer.
この方式においては、現像装置にトナーとキャリアとの混合剤(通称、プリミックス現像剤と称されている)を補給する方式(例えば、特許文献13乃至16)、また、現像装置にトナーとキャリアとを独立して補給し、現像槽内の余剰現像剤を回収する方式(例えば、特許文献17乃至19)、さらに、トナー消費量に対応したトナー補給、補給トナー量に対応したキャリアの補給及び現像剤の排出をそれぞれ制御する方式(例えば、特許文献20、21)、さらには、キャリア補給部を複数の現像装置に対して共通化した方式(例えば、特許文献22,23)、そして現像手段と異なる箇所に配置されているトナー及びキャリアを、その混合比を調合して現像槽内に供給する方式(例えば、特許文献24,25)がある。
In this method, a developing agent is supplied with a toner and carrier mixture (commonly referred to as a premix developer) (for example, Patent Documents 13 to 16), and the developing device is provided with toner and carrier. And a method of recovering excess developer in the developing tank (for example,
従来行われていた補給現像剤の交換に際しては、現像装置の解体、収容容器の取り出しおよび再装填そして現像装置の再組み立てなどのきわめて専門的な知識を有する作業が必要となるために、ユーザ自身での作業は困難な場合が多く、サービスマンによる作業を依頼するのが現状である。このため、交換作業のための画像形成処理作業の中断、いわゆる機械のダウンタイムが生じたりユーザへの交換費用の負担が強いられるなどの不具合が生じていた。
このような不具合を軽減する現像方式であるトリクル現像方式においても、補給現像剤の交換に関しては上述した作業が必要であり、この作業に係る不具合は未だ解消されないままである。
The replacement of the replenishment developer, which has been performed in the past, requires operations with extremely specialized knowledge such as dismantling the developing device, taking out and reloading the storage container, and reassembling the developing device. In many cases, it is difficult to work at the service center. For this reason, there have been problems such as interruption of image forming processing for replacement work, so-called machine downtime, and a burden of replacement costs on the user.
Even in the trickle development system, which is a development system that reduces such problems, the above-described work is necessary for replacement of the replenishment developer, and the problems related to this work still remain.
請求項1記載の発明は、潜像担持体上に形成されている静電潜像を現像剤を利用して可視像処理すると共に、現像剤を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤を流動化して移送する移送手段と、前記移送手段に連結されているノズルを有し、前記ノズルを介して現像剤収納容器から現像剤を移送する画像形成装置において、
前記現像剤収納容器の下部には、現像剤を吐出するための吐出部材が設けられ、
前記吐出部材の前記現剤収納容器内の底面となる面の一部には、前記現像剤収納容器内の現像剤を吐出する吐出開口が形成され、前記吐出開口の下方には、該吐出開口を閉鎖可能なキャップが内部に装填されていると共に、前記吐出開口と内面上部で連通し、側方が開放されているパイプが設けられ、前記ノズルが前記パイプ内に前記開放されている側方から挿入されることで前記キャップが前記ノズルにより押され、前記パイプ内を移動し、前記吐出開口が開放されると共に、前記ノズルの上面に設けられた現像剤受け入れ開口が前記吐出開口と連通することを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is subjected to visible image processing using a developer, a developer storage container for storing the developer, and the developer In an image forming apparatus having a transfer means for fluidizing and transferring the liquid, and a nozzle connected to the transfer means, and transferring the developer from the developer storage container via the nozzle,
A discharge member for discharging the developer is provided at a lower portion of the developer storage container.
Wherein a portion of the bottom surface and comprising a surface of said current agent storage container of the discharge member, the discharge apertures for discharging the developer in the developer accommodating container is formed, below the discharge opening, out said discharge A cap that can close the opening is loaded inside, a pipe that communicates with the discharge opening at the upper part of the inner surface and that is open on the side is provided, and the side on which the nozzle is open in the pipe By inserting the cap from the side, the cap is pushed by the nozzle, moves in the pipe, the discharge opening is opened, and a developer receiving opening provided on the upper surface of the nozzle communicates with the discharge opening. It is characterized by doing.
請求項2記載の発明は、潜像担持体上に形成されている静電潜像を現像剤を利用して可視像処理する画像形成装置に用いられ、前記現像剤を収容する収容部材を備えた現像剤収納容器において、前記現像剤収納容器の下部には、現像剤を吐出するための吐出部材が設けられ、前記吐出部材の前記現像剤収納容器内の底面となる面の一部には、前記現像剤収納容器内の現像剤を吐出する吐出開口が形成され、前記吐出開口の下方には、内面上部で前記吐出開口と連通しており、側方へ延びるパイプ部が設けられ、前記パイプ部の内部を前記パイプ部の軸線方向へ移動することで前記吐出口を閉鎖する閉鎖する閉鎖位置と、開放する開放位置との間で移動可能なキャップが装填されていることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is used in an image forming apparatus for processing a visible image of an electrostatic latent image formed on a latent image carrier using a developer, and an accommodating member for accommodating the developer is provided. In the developer storage container provided, a discharge member for discharging the developer is provided at a lower portion of the developer storage container, and a part of a surface of the discharge member serving as a bottom surface in the developer storage container Is formed with a discharge opening for discharging the developer in the developer container, and below the discharge opening is communicated with the discharge opening at the upper part of the inner surface, and a pipe portion extending to the side is provided, A cap that is movable between a closed position that closes the discharge port by moving the inside of the pipe part in the axial direction of the pipe part and an open position that opens is loaded. Yes.
請求項3記載の発明は、前記吐出部材には漏斗状の前記現像剤収納容器内の底面となる面が形成され、その面の一部に前記吐出開口が設けられていることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is characterized in that the discharge member has a funnel-shaped surface serving as a bottom surface in the developer storage container, and the discharge opening is provided in a part of the surface. .
請求項4記載の発明は、前記キャップは弾性部材によって前記パイプ部内で閉鎖方向に付勢されていることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that the cap is urged in the closing direction within the pipe portion by an elastic member .
請求項5記載の発明は、請求項1又は2に記載の現像剤収納容器を利用する現像装置において、上記移送手段は、吸引圧力を生起可能な一軸偏心スクリューポンプが用いられ、該吸引圧力により、現像剤収納手段が自らの柔軟性により変形可能であることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device using the developer container according to the first or second aspect, the transfer means is a uniaxial eccentric screw pump capable of generating a suction pressure. The developer storage means can be deformed by its own flexibility .
本発明によれば、画像形成装置に現像剤収納容器を搭載するまでの間、収納容器から不用意な現像剤の漏出を防止することが可能となる。According to the present invention, it is possible to prevent inadvertent leakage of the developer from the storage container until the developer storage container is mounted on the image forming apparatus.
以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る現像装置を用いる画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示す画像形成装置は、色分解に対応する色の補色現像剤による複数の色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、カラープリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機などの画像形成装置に適用可能である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus using a developing device according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes a plurality of colors using complementary color developers corresponding to color separation. This is a color printer capable of forming an image. The present invention can be applied not only to a color printer but also to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printing machine.
図1において、カラープリンタ1は、色分解毎の画像を形成可能な画像形成ユニット2(便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する頭文字Y、M、C、Bを符号2に添えて表示する)が並置されており、これら各画造形性ユニット2Y、2M、2C、2Bの下方には、露光ユニット3が配置されている。
In FIG. 1, a
各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bはいずれも同じ構成を備え手織り、今、イエロー画像を形成するユニットを代表してその構成を説明すると次の通りである。
画像形成ユニット2Yには、潜像担持体である感光体ドラム4Yが備えられており、感光体ドラム4Yの周囲には、図示矢印方向に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置5Y、露光ユニット3からの書き込み光の入射部6Y、現像装置7Y、転写装置8、クリーニング装置9Yがそれぞれ配置されている。
Each of the
The
図1に示すカラープリンタにおける現像装置7Yは、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられ、トナーとキャリアとの混合比率が1.5から5.0トナー重量%に設定されて現像が行われる。現像により現像剤が消費されるのに伴い、現像剤の濃度を維持するための新たな現像剤が後述する補給部から補給されるようになっており、本実施形態では、予め、トナーとキャリアとの混合比率が設定されて両者が混合されているプリミックス現像剤が補給現像剤として用いられる。補給部の構成に関しては後で説明する。
The developing
図1において転写装置8は、各画像形成ユニットの感光体ドラムと対向当接しながら移動することができる転写ベルト8Aを備えており、転写ベルト8Aをはさんで感光体ドラム4Yと対向する位置に転写バイアスを印加可能な転写ローラ8Yが設けられている。
In FIG. 1, the
本実施形態における転写装置8は、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bにおいて感光体ドラム上に担持されている可視像を転写ベルト8Aに順次重畳転写する1次転写行程と、重畳された画像を給紙装置10から繰り出される記録紙などに対して一括転写する2次転写行程とを実施する構成とされている。このため、2次転写行程を実施できる位置には、転写バイアスを印加可能な転写ローラを備えた2次転写装置11が配置されている。
In the present embodiment, the
給紙装置10には、記録紙を収容している給紙カセット10A及び給送路中に配置されているレジストローラ10Bとが備えられており、レジストローラ10Bは、手差し給紙トレイ10Cから導入される記録紙の搬送路が給紙カセット10Aからの搬送路と合流する位置に設けられている。
図1において符号12は転写ベルト10Aのクリーニング装置を、符号13は転写ベルト10Aの除電装置をそれぞれ示している。
The
In FIG. 1,
図1に示すカラープリンタ1では、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bにおいて形成された色画像が転写装置8の転写ベルト8Aに対して1次転写行程により順次重畳転写され、重畳画像が2次転写行程において記録紙に一括転写された記録紙が定着装置14に移動することにより画像を定着されて排紙トレイ1A上に排出されるようになっている。
In the
カラープリンタ1の内部において各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Bの上方空間には、トリクル現像方式に用いられるトナーおよびキャリアが予め設定された混合比率によって混合されたプリミックス現像剤の補給部15Y、15M、15C、15Bが配置されている。
現像剤の補給部は、感光体ドラムに供給されようとしているトナーとは別に新規なプリミックス現像剤を現像装置(便宜上、図1に示した符号7Yを用いる)に補給するための構成であり、その構成が図2および図3に示されている。
図2において、現像剤の補給部(便宜上、符号15Yを用いて説明するが、他の色のトナー補給部に関しても同様な構成である)15Yは、現像剤収納手段として、減容可能な柔軟性を有する袋体で構成されて内部にプリミックス現像剤を収容している収容部材15Y1と、収容部材15Y1を載置した状態で往復動可能な収容部材支持構造体15Y2とを備えている。本実施形態でのプリミックス現像剤は、トナーとキャリアとの混合比率が、現像槽内での混合比率として1.5〜5.0トナー重量%に設定されている場合に、70〜90トナー重量%に設定されている。
A premix developer replenishment unit in which toner and carrier used for trickle development are mixed in a space above each
The developer replenishing unit is configured to replenish a new premix developer to the developing device (for convenience,
In FIG. 2, a developer replenishing portion (for convenience, the description will be made using the
収容部材15Y1は、図2および図3に示すように、50μm〜300μm程度の厚さを有して一部に開口15Y1aが形成されている樹脂フィルムなどの柔軟性材質が用いられた袋体であり、開口15Y1aには、接着若しくは溶着されて一体化された吐出部材15Y3が設けられている。収容部材15Y1には底板15Y4が一体化されており、底板15Y4は、収容部材15Y1に比べて厚さが厚く剛性が高められる0.5mm程度の樹脂により構成されている。 2 and 3, the housing member 15Y1 is a bag body made of a flexible material such as a resin film having a thickness of about 50 μm to 300 μm and partially formed with an opening 15Y1a. Yes, the opening 15Y1a is provided with a discharge member 15Y3 which is integrated by bonding or welding. A bottom plate 15Y4 is integrated with the housing member 15Y1, and the bottom plate 15Y4 is made of a resin having a thickness of about 0.5 mm, which is thicker and more rigid than the housing member 15Y1.
収容部材15Y1および底板15Y4との組み合わせにより、収容部材15Y1の減容により内部に収容されているプリミックス現像剤が全消費されると丈が小さくなり廃棄処分時での回収の際に収容部材15Y1同士を比較的大量に積層することができるので回収効率を上げることが可能となり、また、底板15Y4が比較的剛性が高い構成であることにより収容部材支持構造体15Y2への装着を容易化できるとともに収容部材支持構造体15Y2の往復動時での変形を抑えてプリミックス現像剤の排出が阻害されるのを防止できるようになっている。 Due to the combination of the housing member 15Y1 and the bottom plate 15Y4, when the premix developer housed therein is completely consumed due to the volume reduction of the housing member 15Y1, the length is reduced and the housing member 15Y1 is collected at the time of disposal. Since it is possible to stack a relatively large amount of each other, it is possible to increase the recovery efficiency. Further, since the bottom plate 15Y4 has a relatively high rigidity, it can be easily attached to the housing member support structure 15Y2. It is possible to prevent the discharge of the premix developer from being inhibited by suppressing the deformation of the housing member support structure 15Y2 during the reciprocating motion.
吐出部材15Y3には、漏斗状の底面が形成され、その底面の一部には吐出口15Y3Aが形成されている。吐出開口15Y3Aの下方には、長手方向一端が閉塞しているパイプ部15Y3Bが設けられている。
パイプ部15Y3Bの内部には、閉塞端側から順に、コイルバネなどの弾性体17,キャップ18,シールホルダ(図3参照)19,シール20および吐出ノズル21が装填されるようになっている。パイプ部15Y3Bは、収容部材15Y3側に設けられており、上記各部材のうちで、弾性体17,キャップ18,シールホルダ19及びシール20が予め装填され、キャップ18が弾性体17の付勢により吐出開口15Y3Aを閉鎖するようになっており、この状態はキャップ18の頭部がシールホルダ19に衝止されることにより保持される。これにより、底板15Y4と一体の収容部材15Y1が収容部材支持構造体15Y2に搭載されるまでの間、収容部材15Y1内部からのプリミックス現像剤の漏出を防ぐようになっている。
吐出ノズル21は、吐出部材15Y3のパイプ部15Y3B内に挿入されると、図2に示すように、吐出部材15Y3の吐出開口15Y3Aと連通することができ、吐出開口15Y3Aと反対側の端部には、後述する吸引ポンプとの間に連結されるチューブ22の一端が装着されている。
The discharge member 15Y3 has a funnel-shaped bottom surface, and a discharge port 15Y3A is formed in a part of the bottom surface. Below the discharge opening 15Y3A, a pipe portion 15Y3B whose one end in the longitudinal direction is closed is provided.
Inside the pipe portion 15Y3B, an
When the
吐出ノズル21は、収容部材支持構造体15Y2に一体化されて設けられている作動片23に締結されて共に移動する構成を備えている。
作動片23が一体化されている収容部材支持構造体15Y2は、図2に示すように、トナー補給部15Yに設けられている支持台24に対してコイルバネなどの弾性体25により押圧付勢されており、押圧付勢による移動は作動片23の一端が対向当接している作動カム26によって規制されている。
The
As shown in FIG. 2, the housing member support structure 15Y2 in which the
作動カム26は、収容部材支持構造体15Yを符号B−Cで示す方向に往復動させる駆動部材であり、小径部が作動片23に対向した場合には、符号Bで示す方向に収容部材支持構造体15Y2を移動させ、大径部が作動片23に対向した場合には、符号Cで示す方向に収容部材支持構造体15Y2を移動させる。図2では、作動カム26の小径部に作動片23が対向した状態が示されており、この状態では、吐出部材15Y3の吐出開口15Y3Aと吐出ノズル21とが連通する。
The
収容部材支持構造体15Y2は、その底面に配置されている転動体27を介して支持台23上を往復動することができ、さらに、作動カム26が配置されている側には作動片23と平行する片部24Aが設けられている。片部24Aには、作動片23を衝止するための緩衝部材28が取り付けられている。
緩衝部材28は、作動カム25の大径部から小径部に当接状態が変化した場合に作動片23が衝突するストッパであり、ゴムやスポンジ等の弾性部材が用いられる。
The housing member support structure 15Y2 can reciprocate on the
The
収容部材支持構造体15Y2は、作動片23が作動カム26の大径部から小径部に対向状態を変化させるときに弾性体25の押圧付勢を介して緩衝部材28に衝突する。このため、収容部材支持構造体15Y2は衝突により急激な加速度変化を来す。従って、収容部材支持構造体15Y2に搭載されている収容部材15Y1内のトナーには、大きな慣性力が発生し、一方向、つまり、図2において吐出部材15Y3側に向けて大きく移動することができ、この移動に際しても、突き崩された状態で流動性が高められて移動することになる。
The housing member support structure 15Y2 collides with the
図2において吐出ノズル21に一端が装着されているチューブ22を備えたトナー移送手段としての吸引ポンプ29は、粉体ポンプを構成するものであり、一軸偏心スクリューポンプ(通称、モーノポンプ)が用いられている。吸引ポンプ29の構成としては、金属または樹脂などの剛性部材を用いて偏心させたスクリュー形状のローラ29Aと、ゴム材料により内側が2条のスクリュー形状とされたステータ29Bと、これら両部材を内包するホルダ29Cとを備えている。吸引ポンプ29では、ロータ19Aが回転すると、ポンプに自吸力(吸引圧力)が発生し、チューブ22内を吸引負圧化傾向とすることにより収容部材15Y1内のプリミックス現像剤を吸引することができる。
In FIG. 2, a
吸引ポンプ29の吸引吐出側には、図2に示すように現像装置(便宜上、図1において用いた符号7Yで示す)が連結されており、収容部材15Y1から吸引されたプリミックス現像剤を導入できるようになっている。
現像装置7Yには、図4および図5に示すように、吸引ポンプ29側に対向する壁面に開口7Y1が形成されており、プリミックス現像剤を導入できるようになっている。現像装置7Yには、感光体ドラム4Yと対向して二成分系現像剤を供給可能な現像ローラ7Y2及び一対の攪拌供給ローラ7Y3,7Y4および現像ローラ7Y2での現像剤層厚を規定するドクター部材7Y5がそれぞれ配置され、現像ローラ7Y2に供給される現像剤濃度は、現像槽7Y6に設けられている現像剤濃度センサ30により検出されるようになっている。本実施形態では、トナーとキャリアとの混合比率が1.5〜5.0重量%に設定された現像剤が用いられる。現像剤中のトナー量は現像剤濃度センサ30による透磁率変化を検出することで行われ、不足した場合には吸引ポンプ29側に設けられている駆動モータM1(図2参照)および作動カム26の駆動モータ(図示されず)の回転量を制御することが行われる。
As shown in FIG. 2, a developing device (shown by
As shown in FIGS. 4 and 5, the developing device 7 </ b> Y has an opening 7 </ b> Y <b> 1 formed on the wall surface facing the
現像装置7Yおける現像槽7Y6には、槽内に収容される現像剤の量を一定化するために過剰な現像剤を溢れ出さすための堰部7Y7が設けられており、堰部7Y7からオーバーフローした現像剤が図示しない回収部に排出されるようになっている。オーバーフローする現像剤の回収部は、現像槽内に設けることに限らず、図5に示すように、堰部7Y7を現像装置7Yの外部に取り付けることも可能である。
The developing tank 7Y6 in the developing
図6は、収容部材15Y1内のプリミックス現像剤が吸引移送される際の挙動を示す図であり、同図では、プリミックス現像剤が吸引移送されるに従い減少するのに伴い、収容部材15Y1の減容状態が(A)から(D)の順で示されている。
吸引ポンプ29により吸引負圧化傾向とされた収容部材15Y1の内部からはプリミックス現像剤が順次吐出されることになるが、作動片23と作動カム26の小径部とが対向する際には作動片23と一体の収容部材支持構造体15Y2に加速度変化が発生する。このため、プリミックス現像剤には、大きな衝撃慣性力が生起されることにより一方向、つまり、吐出部材15Y3側に向けて流動することになる。衝撃慣性力はプリミックス現像剤の残量に関係なく発生し、残量が多い場合でもその重量による慣性力が大きくなるので、プリミックス現像剤の流動は阻害されることなく安定した移送が行われることになる。
FIG. 6 is a diagram showing the behavior when the premix developer in the housing member 15Y1 is sucked and transferred. In FIG. 6, the housing member 15Y1 decreases as the premix developer is sucked and transferred. The volume reduction states are shown in the order of (A) to (D).
The premix developer is sequentially discharged from the inside of the housing member 15Y1 that has been set to a negative suction pressure by the
本実施形態では、衝撃慣性力の大きさについて検討したところ、剛体を対象とした場合に比べてプリミックス現像剤などの流動性がある物質においては大きな加速度が必要となることを考慮して、900g程度の収容量である場合には40m/sec2(重力加速度の約4倍)以上の加速度が設定されている。これ以下の加速度である場合には安定した流動性が得られないことが実験により確認されており、逆に加速度が大き過ぎる場合には、衝撃力が強すぎて吐出開口付近でトナーの凝集固化による吐出開口の閉塞現象が発生し、プリミックス現像剤の補給量が不安定となる。このような結果から、実験により確認された加速度の上限値は、200m/sec2であった。収容部材支持構造体15Y2の往復動の繰り返しにより内部からプリミックス現像剤が流出すると、収容部材15Y1は吸引ポンプ29による負圧化傾向により内部が減容し、殆ど全てのプリミックス現像剤が排出された場合には、未補給時での容積の1/10〜1/5程度に減少させることができ、使用後の廃棄処分時に減容した収容部材を重畳する数を増大させて回収効率の向上と保管スペースの低減化が図れる。
In the present embodiment, the magnitude of the impact inertia force was examined, and considering that a large acceleration is required for a fluid material such as a premix developer compared to a case where a rigid body is a target, When the accommodation amount is about 900 g, an acceleration of 40 m / sec 2 (about 4 times the acceleration of gravity) or more is set. Experiments have confirmed that stable fluidity cannot be obtained when the acceleration is less than this, and conversely, when the acceleration is too large, the impact force is too strong and the toner coagulates and solidifies near the discharge opening. As a result, the discharge opening is blocked and the replenishment amount of the premix developer becomes unstable. From such a result, the upper limit value of the acceleration confirmed by the experiment was 200 m / sec 2 . When the premix developer flows out from the inside due to repeated reciprocation of the housing member support structure 15Y2, the inside of the housing member 15Y1 is reduced due to a negative pressure tendency by the
現像剤補給部では、吸引ポンプ29でのロータとステータとの歯の位相が異なる噛み合い状態により間欠的に吸引力が発生するので、この発生時期に整合するように収容部材支持構造体15Y2の往復動サイクルが規定されており、吸引力が発生してチューブ22内が負圧化傾向とされた時期に収容部材15Y1の内部からプリミックス現像剤が吐出される状態を設定されている。これにより、吐出開口が開放された際には補給される現像剤のみがチューブ22内に導入されることになるので、外気の取り込みが防止され、空気の存在によるとプリミックス現像剤の吐出量に変化がない状態を維持できるようになっている。
In the developer replenishment section, suction force is intermittently generated due to the meshing state where the phases of the rotor and stator teeth in the
本実施形態では、現像剤濃度センサ30により現像槽内の現像剤のトナーとキャリアとの混合比率が変化し、いわゆる現像剤濃度が低下した場合には、吸引ポンプ29が作動され、これにより生起される吸引圧力が現像剤収納手段を構成する収容部材15Y1内に作用するとプリミックス現像剤が吸引されて吸引ポンプ29内に導入され、現像装置15Yに向けて流動される。
In the present embodiment, when the mixing ratio of the developer toner and the carrier in the developer tank is changed by the
収容部材15Y1内に収容されているプリミックス現像剤は、トナーとキャリアとの混合比率が70〜90トナー重量%に設定されているが、その理由は次の通りである。
補給されるプリミックス現像剤は、キャリアの混合比率を高める方が流動性がよくなり、移送時での流量変化などが抑制され経時的に安定した補給が可能となる反面、トナーの混合比率が低くなるためにトナーの補給量を増加する目的で現像剤収納手段としての容積を大きくしなければならなくなる。これにより、現像剤収納手段の体積が大きくなることにより装置内での設置スペースも大型化してしまう。しかも、キャリアを多くした場合には、移送手段として用いられる吸引ポンプ29内に有する部材、特に耐摩耗性の低いゴム製のステータがキャリアによって摩耗しやすくなり、吸引ポンプ29の耐久性が悪化したり現像剤の移送距離やキャリアの質量増加による揚程に悪影響を及ぼす。このような理由から、上記混合比率に設定することで移送の際の不具合を解消するようになっている。
The premix developer stored in the storage member 15Y1 has a toner / carrier mixing ratio set to 70 to 90% by weight of the toner for the following reason.
The premix developer to be replenished has better fluidity when the carrier mixing ratio is increased, and changes in the flow rate during transport are suppressed and stable replenishment over time is possible, but the toner mixing ratio is high. In order to increase the toner replenishment amount, the volume as the developer storage means must be increased. As a result, the volume of the developer storage means increases and the installation space in the apparatus also increases. In addition, when the number of carriers is increased, members included in the
現像剤収納手段を構成する収容部材15Y1は、減容可能な柔軟性を有する袋体で構成されているので、内部に収容されているプリミックス現像剤が減少するに従い収縮変形し、プリミックス現像剤が全消費された場合には殆ど容積を持たない状態に潰れる。この結果、補給部において現像剤収納手段を交換する際の取り出しおよび廃棄処分時での単位体積当たりでの重ね量も多くでき、回収効率を高めて丈が嵩張る場合のような物流コストの上昇を抑えることができる。 Since the housing member 15Y1 constituting the developer housing means is formed of a flexible bag that can be reduced in volume, the housing member 15Y1 shrinks and deforms as the premix developer contained therein decreases, and the premix development is performed. When the agent is completely consumed, it collapses into a state having almost no volume. As a result, it is possible to increase the stacking amount per unit volume at the time of replacement and disposal of the developer storage means in the replenishment section, and increase the logistics cost as in the case where the collection efficiency is increased and the length is bulky. Can be suppressed.
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図7は、本発明の別の実施形態による現像装置における現像剤の補給部を示す図2相当の図であり、同図における構成においては、現像剤収納手段の減容時での変形状態を促進することを特徴としている。なお、図7において、図2に示した構成部材と同じものに関しては同符号により示してある。
図7において、吸引ポンプ29に連結されているチューブ22における現像剤収納手段31側の端部にはノズル(便宜上、符号21’で示す)が連結されており、このノズル21’は現像剤収納手段31に挿入されるようになっている。本実施形態におけるノズル21’は、現像剤収納手段31が縦置きされる設置状態に合わせて後述する口金部材の下面から上方に向けて現像剤収納手段31の内部に挿入される構成とされているので、その先端部に設けられている現像剤の導入口21A’が図2に示した構成と違って、周方向に複数箇所に設けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a developer replenishment section in a developing device according to another embodiment of the present invention. In the configuration in FIG. 7, the deformation state of the developer storage means when the volume is reduced is shown. It is characterized by promoting. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 7, a nozzle (denoted by reference numeral 21 'for convenience) is connected to the end of the
図7に示す現像剤収納手段31は、ポリエチレンやナイロンなどの柔軟性を有する60〜200μm程度の厚さの袋体からなる収容部材31Aを備えている。収容部材31Aは、上述した樹脂を用いたシートあるいはフィルムを単層あるいは複数の層を積層して形成されている。
The developer storage means 31 shown in FIG. 7 includes a
図8は、収容部材31Aのみを示した斜視図であり、同図において、収容部材31Aは、4つのシートを組み合わせて重ね合わせ、各片縁を熱溶着することにより一体化されたガゼット容器と称される袋状の容器構造をなし、膨縮することができるようになっている。
収容部材31Aの外表面の一部には、図中、符号31A1で示すように、内側に向けた谷折り部で構成された折り目が形成されており、折り目31A1は、収縮時に屈曲部として内側に屈曲することにより収容部材31Aを折り畳まれた状態に変形させるようになっている。
FIG. 8 is a perspective view showing only the
A part of the outer surface of the
図8は収容部材31Aが膨張した状態であり、この状態が内部にプリミックス現像剤を充満された状態であり、図9は内部が減溶されて収縮した状態であり、この状態が内部のプリミックス現像剤を全消費した状態である。
FIG. 8 shows a state in which the
図7において、収容部材31に設けられている開口部には口金部材32が取り付けられている。
口金部材32は、樹脂製のケース32Aと、スポンジなどで構成されたシール部材32Bとを備え、ケース32Aが現像剤補給部に設けられている容器ホルダ33に嵌合されることによりノズル21’を挿入できる状態とし、ノズル21’が挿入された場合にはシール32Bがノズル21’の外周面に密着して収容部材31Aの内部を密封するようになっている。
In FIG. 7, a
The
図10は、図7中、符号(10)で示す方向の断面図であり、同図において、
符号33は現像剤収納手段31を搭載可能な受け部をなす容器トレイであり、容器トレイ33には、収容部材31Aの折り目に対向する内面に内側に向けて突出する凸部33Aが設けられている。
凸部33Aは、収容部材31Aに設けられている折り目31A1に対向しており、折り目31A1に対して、2〜10mm程度食い込むことにより折り目の屈曲性を高めるようになっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view in the direction indicated by reference numeral (10) in FIG.
The
本実施形態においては、吸引ポンプ29の作動により現像剤収納手段31からのプリミックス現像剤が現像装置に向けて補給され際には、図2に示した構成と同様に、プリミックス現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比率によってトナーのみでの移送に比べて流動性を高めた状態で補給することができる。
In the present embodiment, when the premix developer from the developer storage means 31 is replenished toward the developing device by the operation of the
現像剤収納手段31の収容部材31Aの内部は、吸引ポンプ29からの吸引圧力によって負圧化傾向とされることによりプリミックス現像剤が吸引されると、ノズル21’が挿入されているシール32によって密封されていることにより、減溶する。これに伴い、収容部材31Aは収縮変形するが、その変形時には折り目31A1が容器トレイ33の凸部33Aに規制されて屈曲しやすい状態とされているので、減溶するに従い、折り畳まれた状態、つまり図9に示した状態に形状が近付いていく。このように、折り目31A1を屈曲部として用いることにより、減溶時での収容部材31Aの形状が通常の袋体の減溶時に見られるような、ねじれた形状となることがなく、対向する片部同士が折り重なるように畳まれた状態で収縮変形することができる。これにより、収容されているプリミックス現像剤が全消費された場合には、図9に示すように、収容部材31Aがきちんと折り畳まれた状態となり、廃棄処理時での積載高さを低くして単位体積当たりの回収数を多くすることができる。しかも、収容部材31Aが潰れる際の形状を監視する必要もなく、収容部材31A自体の収縮変形動作に応じて予め希望する形状である折り畳まれた形状に変形させることができる。この結果、ねじれた形状の場合と違って、ねじれによる残余空間にプリミックス現像剤が滞ることもなく殆ど全てを補給に費やすことができ、残留現像剤がないことによる補給コストを低減することができる。
When the premix developer is sucked into the
図2および図9に示した実施形態によれば、収容部材に対してノズル21あるいは21’を介してチューブ22を吸引ポンプ29に連結するだけで補給態勢を採ることができるので、収容部材の設置箇所に制約を受けることがなく、しかも、粉塵の飛散なども殆ど起こらないことにより装置内部の汚損を防止することができる。また、従来現像剤の移送に用いられているスクリューオーガと比較して、気流搬送が可能な本実施形態では、移送途中でのスクリューによる押し固めによる凝集固化なども発生することがないので、ブロッキング現象の発生もなくこれに伴う駆動源での消費電力の増加や部材の破損なども未然に防止することができる。特に、移送距離が長くなると、スクリューオーガ方式の場合にはスクリューオーガを多段に連結することになり、移送過程での現像剤の摩擦熱による変質や部品点数の増加さらにはメンテナンスコストの増加をそれぞれ解消することができる。
According to the embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 9, the replenishment posture can be taken only by connecting the
1 画像形成装置
7Y、7M、7C、7B 現像装置
15Y、15M、15C、15B 現像剤補給部
15Y1,31A 収容部材
15Y2 収容部材支持構造体
26 作動カム
29 移送手段をなす吸引ポンプ
30 現像剤濃度検知センサ
31 現像剤収納手段
31A1 折り目
32 口金部材
33 現像剤収納手段の搭載部をなす容器トレイ
33A 凸部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記現像剤収納容器の下部には、現像剤を吐出するための吐出部材が設けられ、
前記吐出部材の前記現剤収納容器内の底面となる面の一部には、前記現像剤収納容器内の現像剤を吐出する吐出開口が形成され、
前記吐出開口の下方には、該吐出開口を閉鎖可能なキャップが内部に装填されていると共に、前記吐出開口と内面上部で連通し、側方が開放されているパイプが設けられ、
前記ノズルが前記パイプ内に前記開放されている側方から挿入されることで前記キャップが前記ノズルにより押され、前記パイプ内を移動し、前記吐出開口が開放されると共に、前記ノズルの上面に設けられた現像剤受け入れ開口が前記吐出開口と連通することを特徴とする画像形成装置。 The electrostatic latent image formed on the latent image carrier is subjected to visible image processing using a developer, a developer storage container for storing the developer, and transfer means for fluidizing and transferring the developer. And an image forming apparatus having a nozzle connected to the transfer means and transferring the developer from the developer storage container via the nozzle.
A discharge member for discharging the developer is provided at a lower portion of the developer storage container.
The part of the bottom surface and comprising a surface of said current agent storage container of the discharge member, the discharge apertures for discharging a developer said developer accommodating container is formed,
Below the discharge opening, a cap capable of closing the discharge opening is loaded inside, and a pipe that communicates with the discharge opening at the upper part of the inner surface and is open on the side is provided.
When the nozzle is inserted into the pipe from the opened side, the cap is pushed by the nozzle and moves in the pipe, the discharge opening is opened, and the upper surface of the nozzle is An image forming apparatus, wherein the provided developer receiving opening communicates with the discharge opening.
前記現像剤収納容器の下部には、現像剤を吐出するための吐出部材が設けられ、
前記吐出部材の前記現像剤収納容器内の底面となる面の一部には、前記現像剤収納容器内の現像剤を吐出する吐出開口が形成され、
前記吐出開口の下方には、内面上部で前記吐出開口と連通しており、側方へ延びるパイプ部が設けられ、
前記パイプ部の内部を前記パイプ部の軸線方向へ移動することで前記吐出口を閉鎖する閉鎖する閉鎖位置と、開放する開放位置との間で移動可能なキャップが装填されていることを特徴とする現像剤収納容器。 In a developer storage container including a storage member for storing the developer, which is used in an image forming apparatus that processes an electrostatic latent image formed on a latent image carrier using a developer.
A discharge member for discharging the developer is provided at a lower portion of the developer storage container.
A discharge opening for discharging the developer in the developer storage container is formed in a part of the bottom surface of the discharge member in the developer storage container .
Below the discharge opening, communicated with the discharge opening at the upper part of the inner surface, provided with a pipe portion extending sideways,
A cap that is movable between a closed position that closes the discharge port by moving the inside of the pipe part in an axial direction of the pipe part and an open position that opens is loaded. Developer storage container.
前記現像剤を流動化して移送する移送手段は、吸引圧力を生起可能な一軸偏心スクリューポンプが用いられ、
前記現像剤収納容器は、前記移送手段により生起される吸引圧力によって自らの柔軟性により減容可能であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus using the developer container according to claim 1,
As the transfer means for fluidizing and transferring the developer, a uniaxial eccentric screw pump capable of generating suction pressure is used,
The image forming apparatus, wherein the developer container can be reduced by its own flexibility by a suction pressure generated by the transfer means.
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