JP4123833B2

JP4123833B2 - Toner supply device

Info

Publication number: JP4123833B2
Application number: JP2002167667A
Authority: JP
Inventors: 尚也岩田; 徹岩波; 浩昭熊井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP2004012925A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられるトナー供給装置に係り、特に、トナー供給の安定化や消耗品の低コスト化を可能としたトナー供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、トナーを収容したトナーカートリッジから、トナー搬送手段によって現像装置にトナーを供給するトナー供給装置が用いられている。
【０００３】
かかるトナー供給装置においては、特開２０００−４７４６４号公報、特開平１０−１９８１５２号公報、特開平９−１５９５７号公報等に開示されているように、トナー供給の安定化や、トナーカートリッジ内の圧力低下に伴うトナーの吹き出し防止対策のために、トナーカートリッジ自体に空気孔を設けるように構成したものが多々提案されている。
【０００４】
上記特開２０００−４７４６４号公報に係る剤収納容器は、トナーまたはトナーとキャリアを混合してなる現像剤を収納する剤収納容器において、密閉構造をなす剤収納容器本体に、収納したトナーまたは現像剤を排出するための剤排出部と、当該容器本体内に空気の流入を行うための空気供給部とが設けられるように構成したものである。
【０００５】
また、上記特開平１０−１９８１５２号公報に係るトナー・カートリッジは、動作中におけるトナー含有内部領域での圧力増大を被るトナー・カートリッジであって、前記カートリッジがその側部に開口を有すると共に前記開口内に嵌合し且つこれを閉塞する着脱自在プラグを有することと、前記プラグが前記カートリッジ内に開口を有し、これが食い違い状経路によって達成される複数のチャンバから成る迷路と連通していることと、前記迷路が前記プラグにおける複数の穴と連通して、前記カートリッジの外部に至ることと、前記カートリッジ内への前記開口と前記カートリッジの前記外側との間における前記プラグ内に配置されたフィルターであり、前記複数の穴を通過して前記外側へ至るトナーを阻止するフィルターと、を備えるように構成したものである。
【０００６】
さらに、上記特開平９−１５９５７号公報に係る現像剤供給装置は、トナーを貯溜可能な空間を有する容器と、上記容器内の最低部に配置され、上記粉体ポンプと同一軸上に配置され、容器内にトナーを同粉体ポンプに向け移送するトナー搬送手段と、上記容器内における上記トナー搬送手段の上位近傍に配置され、容器内のトナーを攪拌しながら上記トナー搬送手段に向け移動させることが可能な攪拌・移送手段と、を備えるように構成したものである。また、上記容器は、その最上面部に空気抜き部を形成するようにした構成をも含んでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開２０００−４７４６４号公報、特開平１０−１９８１５２号公報、特開平９−１５９５７号公報等に開示された技術の場合には、トナー供給の安定化や、トナーカートリッジ内の圧力低下に伴うトナーの吹き出し防止対策のために、消耗品であるトナーカートリッジ自体に空気孔を設けると、トナーの漏れ防止対策等によって、部品点数が増加し、トナーカートリッジ自体のコストがアップしてしまうという問題点を有していた。
【０００８】
また、上記従来のトナー供給装置の場合には、画像形成装置の小型化に伴い、トナー搬送路の断面積の縮小も余儀なくされており、部品点数の増加を防止するため、トナーカートリッジに空気孔を設けない場合は、トナーカートリッジからのトナー排出に伴って、当該トナーカートリッジへの空気の流入は、トナー搬送路を介して行わざるを得ず、トナー搬送路が空気の流路となっている。そのため、トナー搬送路の断面積の減少に伴い、トナー搬送量も減少し、高密度の画像を頻繁にプリントした場合等には、トナーの搬送が不十分となって濃度低下が発生したり、濃度低下を防止するためには、単位時間当たりのプリント枚数である生産性を犠牲にせざるを得ないという問題点を有していた。
【０００９】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トナーカートリッジ自体に空気孔を設けた場合のように、トナー漏れ防止対策等による部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、しかも、トナー供給手段を従来と同等又はそれ以下に小型化しても、トナーの安定した十分な量の供給を可能としたトナー供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能で少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器のトナー排出口と連通するトナー供給口を有するジョイント部材と、
前記トナー供給口から前記ジョイント部材の内部に供給されたトナーを、現像装置まで搬送する搬送手段を有するトナー供給装置において、
前記ジョイント部材には、
前記現像剤搬送手段の現像剤搬送方向上流側で、かつ、前記搬送手段に対して重力方向で上面に配置され、当該ジョイント部材と現像剤収容容器の内部とが連通する空間に、空気を導入する空気孔を少なくとも１つ以上設け、
前記トナー供給口は、前記ジョイント部材の前記空気口と同じ面に配置され、
前記搬送手段は、前記空気孔とトナー供給口との間においては、現像剤を前記空気孔から前記トナー供給口へと搬送すること
ことを特徴とするトナー供給装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１記載のトナー供給装置において、前記空気孔は、前記現像剤収容容器のトナー排出口よりも、前記搬送手段のトナー搬送方向の上流側に設けたことを特徴とするトナー供給装置。
【００１２】
さらに、請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載のトナー供給装置において、前記ジョイント部材の内部に、前記現像剤収容容器のトナー排出口よりも上流側で、且つ空気孔よりも下流側に、トナーの移動を遮蔽する遮蔽板を設けたことを特徴とするトナー供給装置である。
【００１３】
又、請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のトナー供給装置において、前記空気孔にトナーの噴出を防止するシール部材を設けたことを特徴とするトナー供給装置である。
【００１４】
更に、請求項５に記載された発明は、請求項４に記載のトナー供給装置において、前記シール部材は、前記現像剤収容容器を収容する筐体側に設けたことを特徴とするトナー供給装置である。
【００１５】
また、請求項６に記載された発明は、請求項４に記載のトナー供給装置において、前記シール部材は、前記ジョイント部材に設けたことを特徴とするトナー供給装置である。
【００１６】
さらに、請求項７に記載された発明は、請求項５に記載のトナー供給装置において、前記シール部材は、空気透過性の材質を使用し、且つ前記シール部材を圧縮して使用することを特徴とするトナー供給装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【００１９】
図２において、01はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Print Head Device ）02と、このプリントヘッドデバイス02の静電潜像担持体としての４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner ）03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給する４つのトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C と、上記プリントヘッドデバイス02に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ09と、高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図２中、T は画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレT は、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
【００２０】
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ03は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２１】
図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２２】
このプリントヘッドデバイス02は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成部1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射するＲＯＳ（露光装置）03（図２参照）と、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーで現像する現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。
【００２３】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２４】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【００２５】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、１０４ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２６】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのＲＯＳ03によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２７】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として可視化される。
【００２８】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００２９】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44には、図２に示すように、対応する色のトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー401 ，402 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール403 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール403 に現像剤を搬送するオーガー402 によって、当該現像ロール403 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材404 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ²であり、また、このとき現像ロール403 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３０】
上記現像ロール403 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール403 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール403 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣ成分が-230Ｖ程度に設定されている。
【００３１】
この実施の形態では、上記現像装置41, 42, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３２】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３３】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように，トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００３４】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が60ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10²〜10³Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝10⁵〜10⁹Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝10⁵〜10⁹Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３５】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３６】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３７】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ60ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10²〜10³Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３８】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３９】
ところで、この実施の形態に係るトナー供給装置は、少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器のトナー排出口と連通するトナー供給口を有するジョイント部材と、前記トナー供給口からジョイント部材の内部に供給されたトナーを、現像装置まで搬送する搬送手段を有するトナー供給装置において、前記ジョイント部材には、当該ジョイント部材と現像剤収容容器の内部と連通する空間に、空気を導入する空気孔を少なくとも１つ以上設けるように構成されている。
【００４０】
また、この実施の形態に係るトナー供給装置は、前記空気孔は、前記現像剤収容容器のトナー排出口よりも、前記搬送手段のトナー搬送方向の上流側に設けるように構成されている。
【００４１】
図１はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す正面構成図である。また、図４はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタの要部を示す側面構成図である。
【００４２】
すなわち、この実施の形態に係るトナー供給装置70は、図４に示すように、所定の色のトナーとキャリアを混合した現像剤を収容したトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C と、当該トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から現像装置41, 42, 43, 44までトナー等を搬送するトナー搬送部材71とを備えるように構成されている。上記トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C は、図１に示すように、そのフロント側の下端部近傍に、トナー排出口72が開口されており、当該トナー排出口72は、通常、図示しないシャッター部材によって閉塞されているとともに、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C をプリンタ本体01に装着する動作に伴って開口されるように構成されている。
【００４３】
また、上記トナー搬送部材71は、図１及び図５に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C に結合されるジョイント部材73と、現像装置41, 42, 43, 44に連結される連結部材74と、これらジョイント部材73と連結部材74とを接続するパイプ状部材75とを備えている。上記ジョイント部材73は、図１に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の下面に結合される円弧状の曲面を有する結合部73ａを有し、この結合部75には、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から落下供給されるトナーを導入する導入口76が開口されている。また、上記ジョイント部材73には、結合部73ａの下方に、略円筒状に形成されたトナー搬送部77が一体的に設けられている。このトナー搬送部77の内部には、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から落下供給されるトナーを、現像装置41, 42, 43, 44へと搬送する搬送部材としての搬送用オーガー78が、回転自在に配設されている。
【００４４】
上記搬送用オーガー78は、図６及び図７、図８に示すように、回転軸79の外周に、トナー搬送用の羽根80を螺旋状に形成したものであり、当該回転軸79の基端部を回転自在に支持する軸受け部材81によって、トナー搬送部77の基端部に、片持ち梁状に取り付けられている。また、この搬送用オーガー78の回転軸79には、そのトナー搬送部77の外部に突出した基端部79ａに、当該搬送用オーガー78を回転駆動するためのはす歯ギアからなる駆動ギア82が取り付けられている。上記駆動ギア82は、図１に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の側方に、当該トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の長手方向に沿って配置された回転軸の端部に固定された駆動力伝達用のギア83と噛み合っている。
【００４５】
さらに、上記ジョイント部材73の先端部には、可撓性を有する軟質な合成樹脂等によって円筒状に形成されたパイプ状部材75が、嵌合された状態で取り付けられている。このパイプ状部材75の内部には、搬送用オーガー78の先端部に連結された金属製の項螺旋状のアジテーター84が配設されており、当該アジテーター85によって、ジョイント部材73の内部に供給されたトナーを、現像装置41, 42, 43, 44に連結された連結部材74まで搬送するように構成されている。この連結部材74は、パイプ状部材84の先端部に嵌合された状態で取り付けられており、当該パイプ状部材84を介して搬送されるトナーを、現像装置41, 42, 43, 44の内部に落下供給するように構成されている。
【００４６】
そして、この実施の形態において、上記ジョイント部材73には、図１、図５及び図６に示すように、当該ジョイント部材73とトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の内部と連通する空間に、空気を導入する空気孔85を少なくとも１つ以上設けるように構成されている。
【００４７】
更に具体的には、上記空気孔85は、図１、図５及び図６に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C のトナー排出口72よりも、搬送用オーガー78のトナー搬送方向の上流側であって、ジョイント部材73の上面において、搬送用オーガー78を回転自在に支持する軸受け部材81の近傍に設けるように構成されている。
【００４８】
なお、前記実施の形態において、前記ジョイント部材の内部に、前記現像剤収容容器のトナー排出口よりも上流側で、且つ空気孔よりも下流側に、トナーの移動を遮蔽する遮蔽板を設けるように構成しても良い。
【００４９】
図７及び図８に示す実施の形態では、遮蔽板が設けられていないが、図６に示すように、搬送用オーガー78の回転軸79に、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C のトナー排出口72よりも上流側で、且つ空気孔85よりも下流側に、トナーの移動を遮蔽する遮蔽板86を、当該回転軸79と一体的又は別体として設けるように構成しても良い。
【００５０】
以上の構成において、この実施の形態に係るトナー供給装置では、次のようにして、トナーカートリッジ自体に空気孔を設けた場合のように、トナー漏れ防止対策等による部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、しかも、トナー供給手段の小型化を達成しつつ、トナーの安定した十分な量の供給が可能となっている。
【００５１】
すなわち、この実施の形態に係るトナー供給装置では、図１、図５及び図６に示すように、当該ジョイント部材73とトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の内部と連通する空間に、空気を導入する空気孔85を少なくとも１つ以上設けるように構成されている。
【００５２】
そのため、上記トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から徐々にトナーを含む現像剤が供給された場合でも、当該トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の内部には、ジョイント部材73に設けられた空気孔85から導入された空気が、ジョイント部材73とトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の内部とを連通する空間を介して導入されるため、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の内部が負圧気味になることがなく、搬送用オーガー78等からなるトナー供給手段を小型化した場合でも、トナーの安定した十分な量の供給が可能である。
【００５３】
しかも、上記空気孔85は、図１、図５及び図６に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C のトナー排出口72よりも、搬送用オーガー78のトナー搬送方向の上流側であって、ジョイント部材73の上面において、搬送用オーガー78を回転自在に支持する軸受け部材81の近傍に設けられているため、当該搬送用オーガー78によって搬送されるトナー等が、空気孔85側に移動するのを抑制することができ、トナーカートリッジ自体に空気孔を設けた場合のように、トナー漏れ防止対策等が不要であり、部品点数の増加に伴うコストアップを招くことない。
【００５４】
また、上記搬送用オーガー78の回転軸79に、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C のトナー排出口72よりも上流側で、且つ空気孔85よりも下流側に、トナーの移動を遮蔽する遮蔽板86を、当該回転軸79と一体的又は別体として設けることによって、トナーの漏れを一層確実に防止することが可能となる。
【００５５】
そこで、本発明者らは、上記実施の形態の効果を確認するため、図１に示すように構成したトナー供給装置を試作し、空気孔の有無によってトナーの搬送性がどのように変化するかを調べる実験を行なった。
【００５６】
図９は上記実験の結果を示すものである。なお、縦軸は、３０秒間連続してトナーを供給した場合の単位時間当たりのトナー供給量を示すものである。
【００５７】
図９から明らかなように、本発明を適用した場合には、トナーの供給量が空気孔を設けない場合の約２倍程度向上していることがわかる。また、空気孔85からのトナー等の漏れは確認されなかった。
【００５８】
実施の形態２
図１０はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、空気孔にトナーの噴出を防止するシール部材を設けるように構成されている。
【００５９】
また、この実施の形態２では、シール部材は、前記現像剤収容容器を収容する筐体側に設けるように構成されている。
【００６０】
さらに、この実施の形態２では、前記シール部材は、前記ジョイント部材に設けるように構成しても良い。
【００６１】
また更に、この実施の形態２では、前記シール部材は、空気透過性の材質を使用し、且つ前記シール部材を圧縮して使用するように構成されている。
【００６２】
すなわち、この実施の形態２では、図１０に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C を収容する筐体としてのプリンタ本体01には、トナー供給装置71のジョイント部材73の空気孔85上部に対応した位置に、空気透過性のスポンジ状のシール部材90が、空気孔85を塞ぐように張り付けられている。このシール部材90としては、例えば、空気透過性２６ｋｇ／ｍ³の軟質ウレタンフォームからなるものが、２５％の圧縮率で用いられる。
【００６３】
また、図１１に示すように、トナー供給装置71のジョイント部材73に、空気孔85を塞ぐように空気透過性のスポンジ状のシール部材90を、当該空気孔85の部分を開口した両面テープ91によって張り付けるように構成しても良い。
【００６４】
前記実施の形態１においても、プリンタの通常の使用時においては、空気孔85からトナーが漏れるのを防止することが可能であるが³、この実施の形態２では、当該プリンタの運搬時や移動時等に、トナー供給装置71のジョイント部材73に設けた空気孔85からトナーが漏れるのをより一層確実に防止するように、シール部材90を設けたものであり、当該シール部材90は、空気透過性のスポンジ状のシール部材90であるので、前記実施の形態１と同様の作用は勿論得られる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、トナーカートリッジ自体に空気孔を設けた場合のように、トナー漏れ防止対策等による部品点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、しかも、トナー供給手段を従来と同等又はそれ以下に小型化しても、トナーの安定した十分な量の供給を可能としたトナー供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタの要部を示す構成図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す外観斜視図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す要部断面である。
【図７】図７はトナー搬送手段を示す外観斜視である。
【図８】図８はトナー搬送手段を示す外観斜視である。
【図９】図９は実験結果を示すグラフである。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態２に係るトナー供給装置を示す構成図である。
【図１１】図１１はこの発明の実施の形態２に係るトナー供給装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
41, 42, 43, 44：現像装置、04Y,04M,04K,04C ：トナーカートリッジ、72：トナー排出口、73：ジョイント部材、85：空気孔。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a toner supply device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine to which an electrophotographic method is applied. In particular, the toner supply is stabilized and the cost of consumables is reduced. The present invention relates to a toner supply device that can be used.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using the electrophotographic method, a toner supply device that supplies toner from a toner cartridge containing toner to a developing device by toner conveying means Is used.
[0003]
In such a toner supply device, as disclosed in JP-A No. 2000-47464, JP-A No. 10-198152, JP-A No. 9-15957, etc. Many proposals have been made to provide an air hole in the toner cartridge itself as a measure for preventing the toner from blowing out due to the pressure drop.
[0004]
The agent storage container according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-47464 is an agent storage container for storing a toner or a developer obtained by mixing toner and a carrier, and the toner or developer stored in the main body of the agent storage container having a sealed structure. An agent discharge portion for discharging the agent and an air supply portion for inflowing air into the container main body are provided.
[0005]
The toner cartridge according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-198152 is a toner cartridge that undergoes an increase in pressure in the toner-containing internal region during operation, and the cartridge has an opening on its side and the opening. A detachable plug that fits within and closes the plug; and the plug has an opening in the cartridge that communicates with a labyrinth consisting of a plurality of chambers achieved by a staggered path. A filter disposed in the plug between the opening into the cartridge and the outside of the cartridge, the maze communicating with a plurality of holes in the plug and reaching the outside of the cartridge A filter that blocks the toner that passes through the plurality of holes and reaches the outside. It is those that you have configured.
[0006]
Further, a developer supply device according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-15957 is disposed in a container having a space capable of storing toner and in the lowest part in the container, and disposed on the same axis as the powder pump. A toner conveying means for transferring the toner into the container toward the powder pump; and a toner conveying means disposed in the vicinity of the upper portion of the toner conveying means in the container for moving the toner in the container toward the toner conveying means while stirring. And a stirring / transfer means capable of performing the above. Moreover, the said container also contains the structure which formed the air vent part in the uppermost surface part.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems. That is, in the case of the techniques disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-47464, Japanese Patent Laid-Open No. 10-198152, Japanese Patent Laid-open No. 9-15957, etc. If the toner cartridge itself, which is a consumable item, is provided with air holes to prevent the toner from blowing out, the number of parts increases due to the prevention of toner leakage and the cost of the toner cartridge itself increases. Had problems.
[0008]
Further, in the case of the conventional toner supply device, as the image forming apparatus is downsized, the cross-sectional area of the toner conveyance path is inevitably reduced. In order to prevent an increase in the number of parts, air holes are provided in the toner cartridge. In the case where the toner cartridge is not provided, as the toner is discharged from the toner cartridge, the inflow of air into the toner cartridge is inevitably performed through the toner transport path, and the toner transport path is an air flow path. . As a result, the amount of toner transport decreases with a decrease in the cross-sectional area of the toner transport path, and when a high-density image is frequently printed, the toner transport becomes insufficient, resulting in a decrease in density, In order to prevent a decrease in density, there is a problem that productivity, which is the number of prints per unit time, must be sacrificed.
[0009]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to prevent toner leakage as in the case where the air hole is provided in the toner cartridge itself. Provided is a toner supply device that can supply a stable and sufficient amount of toner without causing an increase in cost due to an increase in the number of parts, and even if the toner supply means is reduced to the same size as or smaller than that of the conventional one. There is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention described in claim 1 is a developer container that is detachable from the image forming apparatus main body and contains a developer containing at least toner,
A joint member having a toner supply port communicating with a toner discharge port of the developer container;
In the toner supplying apparatus having a conveying means for conveying from said toner supply opening of the toner supplied to the inside of the joint member, to the developing device,
In the joint member,
In the developer conveyance direction upstream side of the developer conveying unit, and the direction of gravity is disposed on the upper surface with respect to the conveying means, the space between the joint member and the interior of the developer container communicates, introducing air air holes to the provided at least one,
The toner supply port is disposed on the same surface as the air port of the joint member,
The toner supply device according to claim 1, wherein the conveying unit conveys the developer from the air hole to the toner supply port between the air hole and the toner supply port .
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the toner supply device of the first aspect, the air hole is located upstream of the toner discharge port of the developer container in the toner transport direction of the transport unit. A toner supply device provided.
[0012]
Furthermore, the invention described in claim 3 is the toner supply device according to claim 1 or 2, wherein the inside of the joint member is upstream of the toner discharge port of the developer container and from the air hole. The toner supply device is characterized in that a shielding plate for shielding the movement of the toner is provided on the downstream side.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the toner supply device according to any one of the first to third aspects, wherein a seal member for preventing the ejection of toner is provided in the air hole. Device.
[0014]
Furthermore, the invention described in claim 5 is the toner supply apparatus according to claim 4, wherein the seal member is provided on a housing side for storing the developer container. is there.
[0015]
The invention described in claim 6 is the toner supply apparatus according to claim 4, wherein the seal member is provided on the joint member.
[0016]
Furthermore, the invention described in claim 7 is the toner supply device according to claim 5, wherein the seal member uses an air-permeable material, and the seal member is used after being compressed. And a toner supply device.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
Embodiment 1
FIG. 2 shows a tandem type full-color printer as an image forming apparatus to which the toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
[0019]
In FIG. 2, reference numeral 01 denotes a main body of a tandem type full-color printer. The printer main body 01 is roughly divided into a print head device (Print Head Device) 02 for forming a full-color image and this print. ROS (Raster Output Scanner) 03 as an exposure device that performs image exposure on the four photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 as the electrostatic latent image carrier of the head device 02, and each color of the print head device 02 Four toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C that supply toner of colors corresponding to the developing devices 41, 42, 43, and 44, and a paper feed cassette that supplies recording paper P as a recording medium to the print head device 02 05, a fixing device 70 for performing a fixing process on the recording paper P on which the toner image is transferred from the print head device 02, and an image is fixed on one side by the fixing device 70 A double-sided conveyance path 07 for conveying the recording sheet P to the transfer unit of the print head device 02 again with the front and back sides reversed, and a manual sheet feeding unit for feeding a desired recording sheet P from the outside of the printer main body 01 08, a control circuit that controls the operation of the printer, a controller 09 that includes an image processing circuit that performs image processing on an image signal, and an electric circuit 10 that includes a high-voltage power supply circuit and the like. In FIG. 2, T denotes a discharge toilet for discharging the recording paper P on which an image is formed. The discharge toilet T is integrally disposed on the upper portion of the printer main body 01.
[0020]
Of the various members arranged in the printer main body 01, ROS03 as an exposure device is image data corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C). From four semiconductor lasers that are driven to light based on the above, four laser beams emitted from these four semiconductor lasers, f-θ lenses for deflecting scanning, polygon mirrors, or a plurality of reflection mirrors It is configured.
[0021]
FIG. 3 shows a print head device of a tandem type full-color printer as an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the rotation direction of each rotation member.
[0022]
As shown in FIG. 3, the print head device 02 includes yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) photosensitive drums (image carriers) 11, 12, 13, and the like. Image forming units 1, 2, 3, 4 having 14 and charging rolls (contact-type charging devices) 21, 22, 23, 24 for primary charging contacting the photosensitive drums 11, 12, 13, 14; ROS (exposure device) 03 (see FIG. 2) for irradiating laser beams 31, 32, 33, 34 of each color of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C), and the above photoreceptor Developing devices 41, 42 for developing the electrostatic latent images formed on the drums 11, 12, 13, 14 with toners of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) colors. , 43, 44 and a first primary intermediate transfer drum (intermediate transfer member) 51 that contacts two of the four photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 among the four photosensitive drums 11, 12, and 14. A second primary intermediate transfer drum (intermediate transfer body) 52 in contact with the other two photosensitive drums 13 and 14, and a secondary intermediate transfer in contact with the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52. A drum (intermediate transfer member) 53 and a final transfer roll (transfer member) 60 in contact with the secondary intermediate transfer drum 53 constitute the main part.
[0023]
The photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are arranged at a predetermined interval so as to have a common tangential plane M. Further, the first primary intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52 are surfaces whose rotational axes are parallel to the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 and have predetermined symmetry planes as boundaries. They are arranged in a symmetrical relationship. Further, the secondary intermediate transfer drum 53 is arranged so that the rotational axis thereof is parallel to the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14.
[0024]
A signal corresponding to the image information for each color is rasterized by an image processing circuit disposed in the electric circuit 10 (see FIG. 2) and input to the ROS03. In this ROS03, the laser beams 31, 32, 33, and 34 of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) are modulated, and the corresponding photosensitive drums 11, 12, and 12 are modulated. 13 and 14 are irradiated.
[0025]
Around each of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, an image forming process for each color is performed by a known electrophotographic method. First, as the photoconductor drums 11, 12, 13, and 14, for example, photoconductor drums using an OPC photoconductor with a diameter of 30 mm are used. These photoconductor drums 11, 12, 13, and 14 are, for example, It is rotationally driven at a rotational speed of 104 mm / sec. As shown in FIG. 3, the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are applied with a DC voltage of about -840V to charging rolls 21, 22, 23, and 24 as contact-type charging devices. For example, it is charged to about -300V. The contact-type charging device includes a roll type, a film type, a brush type, and the like, but any type may be used. In this embodiment, a charging roll generally used in an electrophotographic apparatus in recent years is employed. Further, in order to charge the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, in this embodiment, a charging method in which only DC is applied is used, but a charging method in which AC + DC is applied may be used.
[0026]
Thereafter, laser light 31 corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) is formed on the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 by ROS03 as an exposure device. , 32, 33, and 34 are irradiated, and an electrostatic latent image corresponding to input image information for each color is formed. When the electrostatic latent image is written by ROS03, the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are discharged to a surface potential of the image exposure portion of about −60 V or less.
[0027]
In addition, electrostatic latent images corresponding to yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) colors formed on the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 Are developed by the developing devices 41, 42, 43, and 44, and yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) colors are formed on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, respectively. Visualized as a toner image.
[0028]
In this embodiment, as the developing devices 41, 42, 43, 44, a magnetic brush contact type two-component developing method is adopted, but the scope of application of the present invention is not limited to this developing method, Needless to say, the present invention can be sufficiently applied to a non-contact type developing system.
[0029]
The developing devices 41, 42, 43, and 44 are filled with yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) toners of different colors and a developer composed of a carrier. Yes. As shown in FIG. 2, when toner is supplied from the corresponding toner cartridges 04Y, 04M, 04K, and 04C, the supplied toner is supplied to the developing devices 41, 42, 43, and 44. 401 and 402 are sufficiently agitated with the carrier and triboelectrically charged. Inside the developing roll 403, a magnet roll (not shown) having a plurality of magnetic poles arranged at a predetermined angle is fixed. The amount of developer conveyed to the vicinity of the surface of the developing roll 403 is regulated by the developer amount regulating member 404 by the auger 402 that conveys the developer to the developing roll 403. In this embodiment, the amount of the developer is 30 to 50 g / m ² , and the charge amount of the toner existing on the developing roll 403 at this time is approximately about −20 to 35 μC / g.
[0030]
The toner supplied onto the developing roll 403 is in the form of a magnetic brush composed of a carrier and toner by the magnetic force of the magnet roll, and this magnetic brush comes into contact with the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14. ing. A developing bias voltage of AC + DC is applied to the developing roll 403 to develop the toner on the developing roll 403 into an electrostatic latent image formed on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14. It is formed. In this embodiment, for example, the AC component of the developing bias voltage is set to 4 kHz, 1.5 kVpp, and the DC component is set to about -230V.
[0031]
In this embodiment, in the developing devices 41, 42, 43, and 44, so-called “spherical toner” that is a substantially spherical toner is used, and an average particle diameter of about 3 to 10 μm is used. For example, the average particle diameter of the black toner is set to 8 μm, and the average particle diameter of the color toner is set to 7 μm.
[0032]
Next, the yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) toner images formed on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are first primary images. The secondary transfer is electrostatically performed on the intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52. The yellow (Y) and magenta (M) color toner images formed on the photosensitive drums 11 and 12 are formed on the first primary intermediate transfer drum 51 on the black ( The toner images of K) and cyan (C) are transferred onto the second primary intermediate transfer drum 52, respectively. Therefore, on the first primary intermediate transfer drum 51, the single color image transferred from either the photosensitive drum 11 or 12 and the two color toner images transferred from both the photosensitive drums 11 and 12 are superimposed. A double color image is formed. In addition, similar single-color images and double-color images are also formed on the second primary intermediate transfer drum 52 from the photosensitive drums 13 and 14.
[0033]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner image from the photosensitive drums 11, 12, 13, 14 onto the first and second primary intermediate transfer drums 51, 52 is about +250 to 500V. It is. This surface potential is set to an optimum value depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity. The ambient temperature and humidity can be easily known by detecting the resistance value of a member having a characteristic that the resistance value varies depending on the ambient temperature and humidity. As described above, when the charge amount of the toner is in the range of −20 to 35 μC / g and is in a normal temperature and humidity environment, the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 is + 380V is desirable.
[0034]
The first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 used in this embodiment have an outer diameter of 60 mm, for example, and a resistance value of about 10 ⁸ Ω. The first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 are cylindrical rotating bodies having a single layer or a plurality of layers whose surfaces are flexible or elastic, and are generally made of Fe, Al, or the like. A low resistance elastic rubber layer (R = 10 ² to 10 ³ Ω) typified by conductive silicone rubber or the like is provided on a metal pipe as a metal core as described above to a thickness of about 0.1 to 10 mm. Further, the outermost surfaces of the first and second intermediate transfer drums 51 and 52 are typically made of a high release layer (R = 10 ⁵ to 3) having a thickness of 3 to 100 μm of fluororubber in which fluororesin fine particles are dispersed. 10 ⁹ Ω) and bonded with a silane coupling agent-based adhesive (primer). What is important here is the resistance value and the releasability of the surface, and the resistance value of the high release layer is about R = 10 ⁵ to 10 ⁹ Ω. It is not limited.
[0035]
The single-color or double-color toner images formed on the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 in this way are electrostatically and tertiary-transferred onto the secondary intermediate transfer drum 53. Therefore, a final toner image from a single color image to a quadruple color image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is formed on the secondary intermediate transfer drum 53. Will be.
[0036]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner image from the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 onto the secondary intermediate transfer drum 53 is about +600 to 1200V. This surface potential is the same as when the toner is transferred from the photosensitive drums 11, 12, 13, 14 to the first primary intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52. Will be set to the optimum value. Further, since what is necessary for the transfer is a potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 and the secondary intermediate transfer drum 53, the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 have different potentials. It is necessary to set the value according to the surface potential. As described above, the charge amount of the toner is in the range of −20 to 35 μC / g, and the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 is +380 V in a normal temperature and humidity environment. The surface potential of the secondary intermediate transfer drum 53 is about +880 V, that is, the potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 and the secondary intermediate transfer drum 53 is + It is desirable to set it to about 500V.
[0037]
The secondary intermediate transfer drum 53 used in this embodiment has an outer diameter of 60 mm, which is the same as that of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52, for example, and the resistance value is set to about 10 ¹¹ Ω. . Similarly to the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52, the secondary intermediate transfer drum 53 is a single-layer or a cylindrical rotating body having a surface composed of a plurality of layers that is flexible or elastic. In general, a low resistance elastic rubber layer (R = 10 ² to 10 ³ Ω) typified by conductive silicone rubber or the like is formed on a metal pipe as a metal core made of Fe, Al or the like. It is provided at about 0.1-10mm. Further, the outermost surface of the secondary intermediate transfer drum 53 is typically formed by forming a fluororubber in which fluororesin fine particles are dispersed as a high release layer having a thickness of 3 to 100 μm, and a silane coupling agent-based adhesive. (Primer). Here, the resistance value of the secondary intermediate transfer drum 53 needs to be set higher than that of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52. Otherwise, the secondary intermediate transfer drum 53 will charge the first and second primary intermediate transfer drums 51, 52, making it difficult to control the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51, 52. Become. The material is not particularly limited as long as the material satisfies such conditions.
[0038]
Next, the final toner image from the single color image to the quadruple color image formed on the secondary intermediate transfer drum 53 is tertiary transferred onto the paper P passing through the paper conveyance path by the final transfer roll 60. . The paper P passes through a paper transporting roll 90 through a paper feeding process (not shown), and is fed into the nip portion between the secondary intermediate transfer drum 53 and the final transfer roll 60. After this final transfer step, the final toner image formed on the paper is fixed by the fixing device 70, and a series of image forming processes is completed.
[0039]
By the way, a toner supply device according to this embodiment includes a developer storage container storing a developer containing at least toner, a joint member having a toner supply port communicating with a toner discharge port of the developer storage container, In the toner supply device having a conveying means for conveying the toner supplied from the toner supply port to the inside of the joint member to the developing device, the joint member has a space communicating with the inside of the joint member and the developer container. Further, at least one air hole for introducing air is provided.
[0040]
Further, the toner supply device according to this embodiment is configured such that the air hole is provided upstream of the toner discharge direction of the developer container in the toner transport direction of the transport unit.
[0041]
FIG. 1 is a front structural view showing a toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a side configuration diagram showing a main part of a tandem type full-color printer as an image forming apparatus to which the toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
[0042]
That is, as shown in FIG. 4, the toner supply device 70 according to this embodiment includes a toner cartridge 04Y, 04M, 04K, 04C containing a developer in which toner of a predetermined color and a carrier are mixed, and the toner cartridge A toner conveying member 71 that conveys toner and the like from 04Y, 04M, 04K, 04C to developing devices 41, 42, 43, 44 is provided. As shown in FIG. 1, each of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, and 04C has a toner discharge port 72 in the vicinity of a lower end portion on the front side. The toner discharge port 72 is usually a shutter (not shown). In addition to being closed by the member, the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, and 04C are configured to be opened along with the operation of mounting the toner cartridges 04Y on the printer main body 01.
[0043]
Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the toner conveying member 71 is connected to a joint member 73 coupled to the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C, and developing devices 41, 42, 43, 44. A connecting member 74 and a pipe-like member 75 that connects the joint member 73 and the connecting member 74 are provided. As shown in FIG. 1, the joint member 73 has a coupling portion 73a having an arcuate curved surface coupled to the lower surface of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. An introduction port 76 for introducing the toner dropped and supplied from 04Y, 04M, 04K, and 04C is opened. Further, the joint member 73 is integrally provided with a toner conveying portion 77 formed in a substantially cylindrical shape below the coupling portion 73a. Inside the toner transport section 77, a transport auger 78 as a transport member for transporting the toner dropped from the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C to the developing devices 41, 42, 43, 44, It is rotatably arranged.
[0044]
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the conveying auger 78 is configured such that a toner conveying blade 80 is formed in a spiral shape on the outer periphery of the rotating shaft 79. It is attached in a cantilevered manner to the base end portion of the toner conveying portion 77 by a bearing member 81 that rotatably supports the portion. Further, on the rotation shaft 79 of the conveying auger 78, a drive gear 82 composed of a helical gear for rotating the conveying auger 78 to a base end portion 79a protruding to the outside of the toner conveying portion 77. Is attached. As shown in FIG. 1, the drive gear 82 is arranged at the end of a rotating shaft that is disposed on the side of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C along the longitudinal direction of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. Is engaged with a driving force transmission gear 83 fixed to the portion.
[0045]
Further, a pipe-like member 75 formed in a cylindrical shape by a soft synthetic resin having flexibility is attached to the distal end portion of the joint member 73 in a fitted state. Inside the pipe-like member 75, a metal spiral agitator 84 connected to the distal end portion of the transfer auger 78 is disposed, and is supplied to the inside of the joint member 73 by the agitator 85. The toner is conveyed to a connecting member 74 connected to the developing devices 41, 42, 43, 44. The connecting member 74 is attached in a state of being fitted to the tip of the pipe-shaped member 84, and the toner conveyed through the pipe-shaped member 84 is transferred to the inside of the developing devices 41, 42, 43, 44. It is comprised so that it may fall and supply.
[0046]
In this embodiment, the joint member 73 has a space communicating with the joint member 73 and the inside of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C, as shown in FIGS. At least one air hole 85 for introducing air is provided.
[0047]
More specifically, as shown in FIGS. 1, 5, and 6, the air hole 85 is formed in the toner transport direction of the transport auger 78 rather than the toner discharge port 72 of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. Is provided on the upper surface of the joint member 73 in the vicinity of the bearing member 81 that rotatably supports the transport auger 78.
[0048]
In the embodiment, a shielding plate for shielding the movement of the toner is provided inside the joint member on the upstream side of the toner discharge port of the developer container and on the downstream side of the air hole. You may comprise.
[0049]
In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, no shielding plate is provided. However, as shown in FIG. 6, the toner drains of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C are arranged on the rotating shaft 79 of the conveying auger 78. A shielding plate 86 that shields toner movement may be provided on the upstream side of the outlet 72 and on the downstream side of the air hole 85 so as to be integrated with the rotating shaft 79 or as a separate body.
[0050]
With the above configuration, in the toner supply device according to this embodiment, as in the case where air holes are provided in the toner cartridge itself as described above, the cost increases due to the increase in the number of parts due to measures for preventing toner leakage and the like. In addition, a stable and sufficient amount of toner can be supplied while achieving downsizing of the toner supply means.
[0051]
That is, in the toner supply device according to this embodiment, as shown in FIGS. 1, 5 and 6, air is supplied to the space communicating with the joint member 73 and the inside of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. At least one air hole 85 to be introduced is provided.
[0052]
Therefore, even when the developer containing toner is gradually supplied from the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C, the air provided in the joint member 73 is provided inside the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. Since the air introduced from the hole 85 is introduced through a space communicating the joint member 73 and the inside of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C, the inside of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C is negative. Even when the toner supply means including the conveying auger 78 and the like is reduced in size without causing pressure, a stable and sufficient amount of toner can be supplied.
[0053]
Moreover, as shown in FIGS. 1, 5 and 6, the air hole 85 is located upstream of the toner discharge port 72 of the toner cartridge 04Y, 04M, 04K, 04C in the toner transport direction of the transport auger 78. Since the upper surface of the joint member 73 is provided in the vicinity of the bearing member 81 that rotatably supports the transport auger 78, the toner transported by the transport auger 78 is moved to the air hole 85 side. As a result, it is possible to prevent the toner cartridge from moving, and unlike the case where an air hole is provided in the toner cartridge itself, it is not necessary to take measures to prevent toner leakage and the like.
[0054]
Further, the rotating shaft 79 of the conveying auger 78 is shielded to block toner movement upstream of the toner discharge port 72 and downstream of the air hole 85 of the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C. By providing the plate 86 integrally with the rotating shaft 79 or as a separate body, it is possible to prevent toner leakage more reliably.
[0055]
In order to confirm the effects of the above-described embodiment, the inventors of the present invention have prototyped a toner supply device configured as shown in FIG. 1 and how the toner transportability changes depending on the presence or absence of air holes. An experiment was conducted to investigate.
[0056]
FIG. 9 shows the results of the above experiment. The vertical axis indicates the toner supply amount per unit time when the toner is continuously supplied for 30 seconds.
[0057]
As can be seen from FIG. 9, when the present invention is applied, the toner supply amount is improved about twice as much as that in the case where no air hole is provided. Further, no leakage of toner or the like from the air hole 85 was confirmed.
[0058]
Embodiment 2
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the second embodiment, toner is ejected into the air holes. It is comprised so that the sealing member which prevents may be provided.
[0059]
Further, in the second embodiment, the seal member is configured to be provided on the housing side that accommodates the developer container.
[0060]
Furthermore, in this Embodiment 2, you may comprise the said sealing member so that it may provide in the said joint member.
[0061]
In the second embodiment, the sealing member is made of an air permeable material and is used by compressing the sealing member.
[0062]
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, the printer body 01 as a housing for accommodating the toner cartridges 04Y, 04M, 04K, 04C has an air hole 85 of the joint member 73 of the toner supply device 71. An air-permeable sponge-like seal member 90 is attached at a position corresponding to the upper portion so as to close the air hole 85. As this sealing member 90, for example, a material made of flexible urethane foam having an air permeability of 26 kg / m ³ is used at a compression rate of 25%.
[0063]
Further, as shown in FIG. 11, a joint member 73 of the toner supply device 71 is provided with an air-permeable sponge-like seal member 90 so as to close the air hole 85, and a double-sided tape 91 in which the air hole 85 is opened. You may comprise so that it may stick by.
[0064]
Also in the first embodiment, it is possible to prevent toner from leaking from the air holes 85 during normal use of the printer. ^{3 In} this second embodiment, however, the printer is transported or moved. In some cases, a seal member 90 is provided so as to prevent the toner from leaking from the air hole 85 provided in the joint member 73 of the toner supply device 71 more reliably. Since the permeable sponge-like seal member 90 is used, the same action as in the first embodiment can be obtained.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as in the case where an air hole is provided in the toner cartridge itself, the toner supply means does not cause an increase in cost due to an increase in the number of parts due to measures for preventing toner leakage or the like. Even if the size of the toner is reduced to the same or lower than that of the conventional toner, it is possible to provide a toner supply device capable of supplying a sufficient amount of toner stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a digital printer as an image forming apparatus to which the toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an image forming unit of a digital printer as an image forming apparatus to which the fixing device according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a block diagram showing a main part of a digital printer as an image forming apparatus to which the toner supply device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
FIG. 5 is an external perspective view showing the toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of the toner supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is an external perspective view showing a toner conveying unit.
FIG. 8 is an external perspective view showing a toner conveying unit.
FIG. 9 is a graph showing experimental results.
FIG. 10 is a block diagram showing a toner supply apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a main part of a toner supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
41, 42, 43, 44: developing device, 04Y, 04M, 04K, 04C: toner cartridge, 72: toner discharge port, 73: joint member, 85: air hole.

Claims

A developer containing container that is detachable from the image forming apparatus main body and contains a developer containing at least toner;
A joint member having a toner supply port communicating with a toner discharge port of the developer container;
In the toner supplying apparatus having a conveying means for conveying from said toner supply opening of the toner supplied to the inside of the joint member, to the developing device,
In the joint member,
In the developer conveyance direction upstream side of the developer conveying unit, and the direction of gravity is disposed on the upper surface with respect to the conveying means, the space between the joint member and the interior of the developer container communicates, introducing air air holes to the provided at least one,
The toner supply port is disposed on the same surface as the air port of the joint member,
The toner supply device according to claim 1, wherein the conveying unit conveys the developer from the air hole to the toner supply port between the air hole and the toner supply port .

2. The toner supply device according to claim 1, wherein the air hole is provided upstream of the toner discharge port of the developer container in the toner transport direction of the transport unit.

3. The toner supply device according to claim 1, wherein a shield for shielding toner movement is provided inside the joint member, upstream of the toner discharge port of the developer container and downstream of the air hole. A toner supply device comprising a plate.

4. The toner supply device according to claim 1, wherein a seal member that prevents ejection of toner is provided in the air hole. 5.

5. The toner supply device according to claim 4, wherein the seal member is provided on a housing side that stores the developer storage container. 6.

5. The toner supply apparatus according to claim 4, wherein the seal member is provided on the joint member.

6. The toner supply device according to claim 5, wherein the seal member is made of an air permeable material, and the seal member is used after being compressed.