JP4743857B2 - Developer transport device and image forming apparatus - Google Patents
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この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において現像剤を所定の搬送先に移送する現像剤搬送装置とそれを備えた画像形成装置とに関し、特に、現像装置に向けて新品のキャリア及びトナーを移送する現像剤搬送装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developer transport device for transporting a developer to a predetermined transport destination in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the developer transport device. More particularly, the present invention relates to a developer conveying device and an image forming apparatus for transferring a new carrier and toner toward the developing device.
従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤(添加剤等を添加する場合も含むものとする。)を収容した現像部に、適宜に新しいキャリアを補給して現像剤の入替えをおこなう技術(これをトリクル現像方式という。)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, a developing unit that contains a two-component developer composed of toner and a carrier (including cases where an additive or the like is added) A technique (referred to as trickle development method) in which a new carrier is appropriately replenished and the developer is replaced is known (for example, see Patent Document 1).
2成分現像剤を用いた現像部は、現像部内におけるトナー消費に応じて、現像部の一部に設けられたトナー補給口から現像部内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像部内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その2成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。 In the developing unit using the two-component developer, toner is appropriately supplied into the developing unit from a toner supply port provided in a part of the developing unit in accordance with toner consumption in the developing unit. The replenished toner is stirred and mixed by a stirring member such as a transport screw together with the developer in the developing unit. Part of the stirred and mixed developer is supplied to the developing roller. After the developer carried on the developing roller is regulated to an appropriate amount by the doctor blade, the toner in the two-component developer adheres to the latent image on the photosensitive drum at a position facing the photosensitive drum.
このように、通常の現像工程において現像部内に収容された2成分現像剤中のキャリアは消費されることなく現像部内に残るために、キャリアに経時劣化が生じてしまう。詳しくは、キャリアが現像部内で長時間かけて撹拌・混合されることでキャリアのコーティング層が磨耗又は剥離してキャリアの帯電能力が低下する「膜削れ現象」や、キャリアの表面にトナーの成分や添加剤が付着してキャリアの帯電能力が低下する「スペント現象」が生じてしまう。 As described above, the carrier in the two-component developer accommodated in the developing unit in the normal developing process remains in the developing unit without being consumed, and thus the carrier deteriorates with time. Specifically, the carrier is agitated and mixed for a long time in the developing part, and the coating layer of the carrier wears or peels off, resulting in a “film scraping phenomenon” in which the charging ability of the carrier is reduced, or a toner component on the surface of the carrier. In addition, the “spent phenomenon” in which the charging ability of the carrier is reduced due to the adhesion of additives.
トリクル現像方式は、このようなキャリアの経時劣化による出力画像の画質低下を防止するためのものである。すなわち、現像部内に新しいキャリア(又は新しい2成分現像剤)を適宜に補給するとともに、現像部内に収容された2成分現像剤の一部を適宜に現像部外に排出することで、現像部内の劣化キャリアを減じて現像部内に収容されたキャリアの量と帯電能力とを維持するものである。
このようなトリクル現像方式を用いた画像形成装置は、キャリアの経時劣化が許容できないレベルになった時点で現像部やキャリアをまとめて新品のものに交換する必要のある装置に比べて、経時においても出力画像の画質が安定化することになる。
The trickle development method is for preventing the deterioration of the image quality of the output image due to such deterioration of the carrier over time. That is, a new carrier (or a new two-component developer) is appropriately replenished in the developing unit, and a part of the two-component developer accommodated in the developing unit is appropriately discharged to the outside of the developing unit. The amount of deteriorated carriers is reduced to maintain the amount of carriers accommodated in the developing unit and the charging ability.
An image forming apparatus using such a trickle development method is more time-consuming than an apparatus in which the developing unit and the carrier need to be replaced with new ones when the deterioration of the carrier over time becomes unacceptable. Also, the image quality of the output image will be stabilized.
また、特許文献1等には、トリクル現像方式を用いた画像形成装置であって、トナー収容部(トナー収納容器)に収容されたトナーと、キャリア収容部(キャリア収納容器)に収容されたキャリアと、をスクリューポンプ(モーノポンプ)を用いて現像部に搬送する現像剤搬送装置が開示されている。このような現像剤搬送装置は、現像剤の搬送元となるトナー収容部及びキャリア収容部と、現像剤の搬送先となる現像部と、の間の現像剤搬送経路をフレキシブルな搬送管(チューブ)で形成するために、コイルスクリュを内設した中空パイプで現像剤搬送経路を形成する装置に比べて、搬送時に現像剤に与えるストレスが少なく、画像形成装置全体のレイアウトの自由度も向上することが知られている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-133959 discloses an image forming apparatus using a trickle developing method, in which toner is stored in a toner storage unit (toner storage container) and carrier stored in a carrier storage unit (carrier storage container). And a developer conveying device that conveys the toner to a developing unit using a screw pump (Mono pump). Such a developer transport device includes a flexible transport pipe (tube) in a developer transport path between a toner container and carrier container serving as a developer transport source, and a developer serving as a developer transport destination. ), The stress applied to the developer during transport is less, and the degree of freedom in the layout of the entire image forming apparatus is also improved, compared to a device that forms a developer transport path with a hollow pipe having a coil screw. It is known.
上述した特許文献1等の技術は、スクリューポンプによって搬送管内の気体を送出(又は送入)して搬送管内に負圧(又は正圧)を発生させることで、搬送管内においてキャリア及びトナーを搬送させるものである。
しかし、特許文献1等の技術は、経時で搬送管の底部にキャリアが沈積していくという問題があった。これは、キャリアとトナーとが充分に分散混合されていない状態で搬送管内を移送されるために、比重の重いキャリアがトナーから分離して搬送管の底部に移動するためである。
The technology disclosed in Patent Document 1 described above transports carrier and toner in the transport pipe by sending (or feeding) gas in the transport pipe by a screw pump to generate negative pressure (or positive pressure) in the transport pipe. It is something to be made.
However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the carrier is deposited on the bottom of the transport pipe with time. This is because the carrier and toner are transported through the transport tube in a state where the carrier and toner are not sufficiently dispersed and mixed, so that the carrier having a high specific gravity separates from the toner and moves to the bottom of the transport tube.
このように搬送管の底部にキャリアが沈積していくと、スクリューポンプによる負圧(又は正圧)によって、比重の軽いトナーが主として現像部に移送されてしまい、現像部へのキャリア補給が不充分になってしまう。また、重力に逆らった搬送経路(低位置から高位置への傾斜経路等である。)では、特にキャリアの沈積が生じやすく、搬送管の閉塞が発生する可能性もあった。また、このような問題は、搬送管による搬送経路が長く設定されている場合等には特に無視できないものになっていた。 When the carrier is thus deposited on the bottom of the transport pipe, the negative pressure (or positive pressure) generated by the screw pump causes toner with a low specific gravity to be mainly transferred to the developing unit, which prevents the carrier from being supplied to the developing unit. It will be enough. Further, in the transport path against gravity (such as an inclined path from a low position to a high position), carrier deposition is particularly likely to occur, and the transport pipe may be blocked. Further, such a problem cannot be ignored particularly when the transport route by the transport pipe is set long.
このような問題を解決するために、スクリューポンプによって搬送管内に発生させる圧力を大きくする方策も考えられる。しかし、その場合、装置の大型化・高コスト化や現像部の内圧上昇等の新たな問題が生じてしまう。 In order to solve such a problem, a measure for increasing the pressure generated in the conveying pipe by the screw pump is also conceivable. However, in this case, new problems such as an increase in the size and cost of the apparatus and an increase in the internal pressure of the developing unit occur.
このような問題は、キャリア収容部に収容されたキャリアとトナー収容部に収容されたトナーとを搬送する現像剤搬送装置に限定されず、2成分現像剤収容部に収容された2成分現像剤を搬送する現像剤搬送装置や、キャリア収容部に収容されたキャリアのみを搬送する現像剤搬送装置においても共通するものである。また、トナー収容部に収容されたトナーのみを搬送する現像剤搬送装置においても、ある程度共通する問題である。 Such a problem is not limited to the developer conveying device that conveys the carrier accommodated in the carrier accommodating portion and the toner accommodated in the toner accommodating portion, and the two-component developer accommodated in the two-component developer accommodating portion. This is also common to the developer conveying device that conveys the toner and the developer conveying device that conveys only the carrier accommodated in the carrier accommodating portion. In addition, this problem is also common to some extent in the developer transport device that transports only the toner stored in the toner storage unit.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的簡易な構成で、搬送管が閉塞することなく現像剤が効率的かつ確実に搬送される現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and without causing damage to the developer, the degree of freedom in layout is relatively high, and the transport pipe is blocked with a relatively simple configuration. It is another object of the present invention to provide a developer conveying device and an image forming apparatus that efficiently and reliably convey the developer.
この発明の請求項1記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、ポンプによって送入又は送出される気体とともに前記現像剤が搬送される搬送管と、前記搬送管の経路中において前記搬送管の外周の一部又は全部を覆うように単数又は複数配設された多孔質部材と、前記多孔質部材を介して前記搬送管の内部に気体を送入する送気手段と、を備え、前記搬送管は、トナー収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出口と、キャリア収容部に収容されたキャリアを補給するキャリア補給口と、に連通し、前記多孔質部材は、少なくとも1つが前記キャリア補給口の近傍に配設されたものである。 A developer conveying device according to a first aspect of the present invention is a developer conveying device that conveys a developer composed of toner and a carrier, and the developer is supplied together with a gas fed or delivered by a pump. A transport pipe to be transported, a porous member arranged in a single or plural manner so as to cover a part or all of the outer periphery of the transport pipe in the path of the transport pipe, and the transport pipe via the porous member An air supply means for supplying gas into the interior of the printer , wherein the transport pipe supplies a toner discharge port for discharging the toner stored in the toner storage portion and a carrier supply for supplying the carrier stored in the carrier storage portion And at least one of the porous members disposed in the vicinity of the carrier supply port .
また、請求項2記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記トナー排出口の近傍に配設された第2の多孔質部材を介して前記トナー収容部の内部に気体を送入する第2の送気手段を備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the developer conveying device according to the first aspect, wherein the toner containing portion is interposed via a second porous member disposed in the vicinity of the toner discharge port. Is provided with a second air feeding means for feeding gas into the interior.
また、請求項3記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記搬送管は、前記トナー排出口が配設されるとともに前記トナー収容部に挿脱自在に設置されるノズルを備え、前記第2の送気手段は、前記ノズル内に前記第2の多孔質部材を介して気体を送入するように構成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the developer conveying device according to the second aspect, the conveying tube is provided with the toner discharge port and is detachably inserted into the toner accommodating portion. The nozzle is provided, and the second air feeding means is configured to feed gas into the nozzle through the second porous member.
また、請求項4記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記第2の多孔質部材は、前記トナー収容部に収容されたトナーに埋没する位置に配設されたものである。
Further, the developer conveying device according to a fourth aspect of the invention, in the invention according to
また、請求項5記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記送気手段が稼動しているときに前記キャリア補給口を閉鎖するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the developer conveying device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the carrier replenishing port is closed when the air supply means is operating. To do.
また、請求項6記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記ポンプは、前記送気手段の稼動が完了した後に稼動されるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developer conveying device according to the first to fifth aspects, the pump is operated after the operation of the air supply means is completed. Is.
また、請求項7記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記ポンプを、前記搬送管から気体とともに現像剤を送出するスクリューポンプとしたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the developer transport device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the pump is a screw pump that sends the developer together with the gas from the transport pipe. It is what.
また、請求項8記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記搬送管は、トナーとキャリアとが収容されるとともに像担持体上に形成される潜像を現像する現像部に向けて前記現像剤を搬送するものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the developer conveying device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the conveying tube accommodates toner and a carrier and an image carrier. The developer is conveyed toward a developing unit that develops the latent image formed thereon.
また、請求項9記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項8に記載の発明において、前記現像部は、その内部に収容された前記トナー及び前記キャリアの一部を排出する排出手段を備えたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the developer conveying device according to the eighth aspect , wherein the developing section discharges the toner and a part of the carrier contained therein. It is equipped with.
また、請求項10記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項9のいずれかに記載の発明において、前記多孔質部材は、その開口率が5〜40%になるように形成されたものである。
Further, in the developer conveying device according to the invention of
また、請求項11記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記多孔質部材は、その平均開口径が0.3〜20μmになるように形成されたものである。 The developer conveying device according to the invention of claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 10 , wherein the porous member has an average opening diameter of 0.3 to 20 μm. It is formed as follows.
また、請求項12記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記多孔質部材は、その孔部の平均空孔径がトナーの体積平均粒径の0.1〜5倍の大きさになるように形成されたものである。 The developer conveying device according to a twelfth aspect of the present invention is the developer conveying device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the porous member has an average pore diameter of a toner volume. It is formed so as to be 0.1 to 5 times the average particle size.
また、請求項13記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項13のいずれかに記載の現像剤搬送装置を備えたものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, an image forming apparatus includes the developer conveying device according to any one of the first to thirteenth aspects.
なお、本願において、「現像剤」とは、現像工程に用いられる剤であって、「キャリア」、「トナー」、「キャリアとトナーとからなる2成分現像剤」等のすべてを総称するものであると定義する。 In this application, “developer” is an agent used in the development process, and is a general term for all of “carrier”, “toner”, “two-component developer composed of carrier and toner”, and the like. Define that there is.
本発明は、搬送管の経路中に単数又は複数配設された多孔質部材を介して搬送管の内部に気体を送入している。これによって、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的簡易な構成で、搬送管が閉塞することなく現像剤が効率的かつ確実に搬送される現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, the gas is fed into the inside of the transport pipe through one or more porous members disposed in the path of the transport pipe. As a result, the developer transport device can transport the developer efficiently and reliably without damaging the developer, having a relatively high degree of freedom in layout, and having a relatively simple configuration without blocking the transport pipe. In addition, an image forming apparatus can be provided.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、22は感光体ドラム21上を帯電する帯電部、23Y、23M、23C、23BKは感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像部(現像装置)、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is an apparatus main body of a color copying machine as an image forming apparatus, 2 is a writing unit that emits laser light based on input image information, and 20Y, 20M, 20C, and 20BK are colors (yellow, magenta, cyan, black). ), A photosensitive drum as an image carrier accommodated in each of the
また、27は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、28は中間転写ベルト27上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する第2転写バイアスローラ、29は中間転写ベルト27上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、30は4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを搬送する搬送ベルト、32Y、32M、32C、32BKは各現像部23Y、23M、23C、23BKに各色のトナーを補給するトナー補給部、47Y、47M、47C、47BKは各現像部23Y、23M、23C、23BKに新たにキャリアを補給するキャリア補給部、51は原稿Dを原稿読込部55に搬送する原稿搬送部、55は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部(スキャナ)、61は転写紙等の記録媒体Pが収納される給紙部、66は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着部、85は各トナー補給部32Y、32M、32C、32BKのトナーカートリッジが着脱自在に設置されるトナー容器保持部、86は各キャリア補給部47Y、47M、47C、47BKのキャリアカートリッジが着脱自在に設置されるキャリア容器保持部、を示す。
In addition, 27 is an intermediate transfer belt on which toner images of a plurality of colors are transferred in an overlapping manner, 28 is a second transfer bias roller for transferring the toner image formed on the
ここで、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、それぞれ、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング部25が、一体化されたものである。
各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成がおこなわれる。
Here, each of the
Image formation of each color (yellow, magenta, cyan, black) is performed on the
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport roller of the
詳しくは、原稿読込部55は、コンタクトガラス53上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム21上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー6〜8で反射された後に、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー3により、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
The laser beam corresponding to the yellow component is reflected by the
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー9〜11で反射された後に、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム12表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is reflected by the mirrors 9 to 11 and then irradiated to the surface of the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21表面は、それぞれ、現像部23Y、23M、23C、23BKとの対向位置に達する。そして、各現像部23Y、23M、23C、23BKから感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、中間転写ベルト27との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
そして、第1転写工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、クリーニング部25との対向位置に達する。そして、クリーニング部25で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
Thereafter, the surface of the
他方、感光体ドラム21上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト27表面は、図中の矢印方向に走行して、第2転写バイアスローラ28の位置に達する。そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト27上のフルカラーの画像が2次転写される(第2転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト27表面は、中間転写ベルトクリーニング部29の位置に達する。そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部29に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
Thereafter, the surface of the
ここで、第2転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された転写紙Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P at the position of the second transfer bias roller 28 is transported from the
Specifically, the transfer paper P fed by the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルト30により、定着部66に導かれる。定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing process is discharged as an output image by the
次に、図2及び図3にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図2は作像部の近傍を示す概略断面図であり、図3はその現像部を示す長手方向(図2の紙面垂直方向である。)の断面図である。
なお、装置本体1に設置される4つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像部における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
Next, the image forming unit of the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the image forming portion, and FIG. 3 is a cross-sectional view in the longitudinal direction (the direction perpendicular to the paper in FIG. 2) showing the developing portion.
Since the four image forming units installed in the apparatus main body 1 have substantially the same structure except that the color of the toner T used in the image forming process is different, alphabets (Y, M) of reference numerals in the process cartridge and the developing unit are used. , C, BK) are not shown.
図2に示すように、プロセスカートリッジ20には、主として、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電部22と、クリーニング部25とが、ケース26に一体的に収納されている。クリーニング部25には、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a及びクリーニングローラ25bが設置されている。
As shown in FIG. 2, the
現像部23は、主として、感光体ドラム21に対向する現像ローラ23aと、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bと、仕切部材23eを介して第1搬送スクリュ23bに対向する第2搬送スクリュ23cと、現像ローラ23aに対向するドクターブレード23dと、で構成される。
The developing
また、現像部23には、仕切部材23eで隔絶された第1現像剤収容部23gと第2現像剤収容部23hとが設けられている。図3を参照して、第1現像剤収容部23gと第2現像剤収容部23hとは長手方向両端部(仕切部材23eが介在しない範囲である。)で連通して、現像剤の循環経路を形成している。第1現像剤収容部23gには、現像ローラ23a、第1搬送スクリュ23b、ドクターブレード23d、が配設されている。第2現像剤収容部23hには、第2搬送スクリュ23c、磁気センサ40、が配設されている。
Further, the developing
図3を参照して、現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット23a1と、非磁性材料からなりマグネット23a1の周囲を回転するスリーブ23a2と、で構成される。マグネット23a1によって現像ローラ23a(スリーブ23a2)上に複数の磁極(主極、搬送極、汲み上げ極、剤切り極等である。)が形成される。
Referring to FIG. 3, the developing
現像ローラ23a(スリーブ23a2)は、装置本体1に設置された不図示の駆動モータに連結されていて、駆動モータによって回転駆動される。また、図示は省略するが、現像ローラ23aと、第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cとは、ギア列によって駆動連結されている。これにより、現像ローラ23aが駆動モータによって回転駆動されるのにともない、それに従動して第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cも回転駆動される。
The developing
現像部23内には、トナーTとキャリアCとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
本実施の形態1におけるトナーT(現像剤G中のトナーとトナーカートリッジ33内のトナーとである。)は、樹脂及び着色剤からなるトナー母体粒子や添加剤を含有する。
また、本実施の形態1におけるトナーTは、単量体を使用して乳化重合、懸濁重合等の重合反応によって合成する方法や、樹脂自体を熱等によって熔融し噴霧して微粒子化する方法や、水中等へ分散することによって所定の粒子サイズにして得られる母体粒子に添加剤をヘンシェルミキサー等で混合付着させる方法によって製造することができる。
A two-component developer G composed of toner T and carrier C is accommodated in the developing
The toner T in the first embodiment (the toner in the developer G and the toner in the toner cartridge 33) contains toner base particles and additives composed of a resin and a colorant.
In addition, the toner T according to the first exemplary embodiment is synthesized by a polymerization reaction such as emulsion polymerization or suspension polymerization using a monomer, or by a method in which the resin itself is melted and sprayed to form fine particles. Alternatively, it can be produced by a method in which an additive is mixed and adhered to a base particle obtained by dispersing in water or the like to a predetermined particle size using a Henschel mixer or the like.
トナーTに含有される樹脂としては、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン/p−クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタリン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/アクリロニトリル/インデン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等を単独又は2種以上混合して用いることができる。 As the resin contained in the toner T, styrene such as polystyrene, polychlorostyrene, polyvinyltoluene, and the like, and a substituted polymer thereof; styrene / p-chlorostyrene copolymer, styrene / propylene copolymer, styrene / vinyl Toluene copolymer, styrene / vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / Methyl methacrylate copolymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl methyl ether Copolymer, styrene / vinyl ethyl Ether copolymer, styrene / vinyl methyl ketone copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, styrene / acrylonitrile / indene copolymer, styrene / maleic acid copolymer, styrene / maleic acid ester Styrene copolymers such as copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl butyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, A phenol resin, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, an aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be used alone or in combination of two or more.
トナーTに用いられる黒色の着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が用いられる。シアンの着色剤としては、フタロシアニンブルー、メチルレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が用いられる。マゼンタの着色剤としては、ローダミン6Gレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンB、アリザリンレーキ等が用いられる。イエローの着色剤としては、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が用いられる。 As the black colorant used for the toner T, carbon black, aniline black, furnace black, lamp black, and the like are used. Examples of cyan colorants include phthalocyanine blue, methyllene blue, Victoria blue, methyl violet, aniline blue, and ultramarine blue. As the magenta colorant, rhodamine 6G lake, dimethylquinacridone, watching red, rose bengal, rhodamine B, alizarin lake and the like are used. As the yellow colorant, chrome yellow, benzidine yellow, hansa yellow, naphthol yellow, molybdenum orange, quinoline yellow, tartrazine and the like are used.
これらのトナーTには、効率的に帯電を付与するために、少量の帯電付与剤(例えば、染顔料、極性制御剤等である。)を含有させることができる。極性制御剤としては、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のCo、Cr又はFe等の金属錯体、有機染料、四級アンモニウム塩等を用いることができる。 These toners T can contain a small amount of a charge imparting agent (for example, a dye or pigment, a polarity control agent, etc.) in order to impart the charge efficiently. As the polarity control agent, metal complex salts of monoazo dyes, nitrohumic acid and salts thereof, salicylic acid, naphthoic acid, metal complexes of dicarboxylic acid such as Co, Cr or Fe, organic dyes, quaternary ammonium salts and the like can be used.
添加剤として用いられる無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。その中でも、シリカ、酸化チタンの2種を用いる場合には、トナーに対して添加剤の埋没を抑制する効果と、トナーの帯電を安定させる効果と、が特に大きく発揮される。 Examples of inorganic fine particles used as additives include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, iron oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, Mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, parium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like can be used. Among these, when two types of silica and titanium oxide are used, the effect of suppressing the burying of the additive in the toner and the effect of stabilizing the charging of the toner are particularly exhibited.
また、本実施の形態1におけるキャリアC(2成分現像剤G中のキャリアCとキャリアカートリッジ48内のキャリアCとである。)は、磁性を有する核体粒子に被覆層が形成されたものである。
キャリアCの核体粒子としては、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属やマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の合金又はその化合物等が用いられる。
Further, the carrier C (the carrier C in the two-component developer G and the carrier C in the carrier cartridge 48) in the first embodiment is one in which a coating layer is formed on magnetic core particles. is there.
As the core particles of the carrier C, ferromagnetic metals such as iron, cobalt and nickel, alloys such as magnetite, hematite and ferrite, or compounds thereof are used.
キャリアCの被覆層を形成するための樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン及びクロロスルホン化ポリエチレン;ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体;スチレン/アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂のようなシリコン樹脂又はその変性品(例えばアルキド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変性品);弗素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン;ポリアミド;ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート;ポリウレタン;ポリカーボネート;アミノ樹脂、例えば尿素・ホルムアルデヒド樹脂;エポキシ樹脂等を用いることができる。これらの樹脂の中でも、トナースペントを防止する点で好ましいのは、アクリル樹脂、シリコン樹脂又はその変性品及び弗素樹脂である(特に、シリコン樹脂又はその変性品が好ましい。)。被覆層の形成方法としては、キャリア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等によって樹脂を塗布するものが用いられる。 Examples of the resin for forming the coating layer of the carrier C include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorosulfonated polyethylene; polyvinyl and polyvinylidene resins such as polystyrene, acrylic resin (eg, polymethyl methacrylate), Polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether and polyvinyl ketone; vinyl chloride / vinyl acetate copolymer; styrene / acrylic acid copolymer; straight silicone resin composed of organosiloxane bond Or modified products thereof (for example, modified products by alkyd resin, polyester, epoxy resin, polyurethane, etc.); fluorine resin, For example, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene; polyamide; polyester such as polyethylene terephthalate; polyurethane; polycarbonate; amino resin such as urea / formaldehyde resin; it can. Among these resins, acrylic resin, silicone resin or a modified product thereof, and fluorine resin are preferable from the viewpoint of preventing toner spent (particularly silicone resin or modified product thereof is preferable). As a method for forming the coating layer, a method in which a resin is applied to the surface of the carrier core particles by a spraying method, a dipping method or the like is used.
また、キャリアCには、キャリア抵抗の調整等をおこなうために、被覆層中に微粉末を添加することができる。被覆層中に分散される微粉末は、0.01〜5.0μm程度の粒径のものが好ましい。また、微粉末は、被覆樹脂100重量部に対して2〜30重量部(特に、5〜20重量部)添加されることが好ましい。微粉末としては、シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物やカーボンブラック等の顔料を用いることができる。 In addition, a fine powder can be added to the coating layer to the carrier C in order to adjust the carrier resistance. The fine powder dispersed in the coating layer preferably has a particle size of about 0.01 to 5.0 μm. Moreover, it is preferable that 2-30 weight part (especially 5-20 weight part) is added with respect to 100 weight part of coating resin. As the fine powder, metal oxides such as silica, alumina and titania, and pigments such as carbon black can be used.
先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ23aは、図2中の矢印方向に回転している。現像部23内の現像剤Gは、図3に示すように、間に仕切部材23eを介在するように配設された第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cの矢印方向の回転によって、トナー補給部32から現像剤補給口23fを介して補給されたトナーT(新品トナー)とともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図3中の破線矢印方向の循環である。)。第1搬送スクリュ23bは現像剤Gを図3中の左側に搬送して、第2搬送スクリュ23cは現像剤Gを図3中の右側(第1搬送スクリュ23bの搬送方向とは逆の方向である。)に搬送する。
The above-described image forming process will be described in more detail with a focus on the developing process.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTは、キャリアCとともに現像ローラ23a上に担持される。現像ローラ23a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード23dの位置に達する。そして、現像ローラ23a上の現像剤Gは、ドクターブレード23dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域である。)に達する。
Then, the toner T that is frictionally charged and adsorbed on the carrier C is carried on the developing
その後、現像領域において、現像剤G中のトナーTが、感光体ドラム21表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ23aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
Thereafter, in the development area, the toner T in the developer G adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
その後、現像工程にて感光体ドラム21に付着したトナーTは、そのほとんどが中間転写ベルト27上に転写される。そして、感光体ドラム21上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード25a及びクリーニングローラ25bによってクリーニング部25内に回収される。
Thereafter, most of the toner T adhering to the
ここで、装置本体1に設けられたトナー補給部32には、新品のトナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されたトナーカートリッジ33が交換自在に設置される(図4を参照できる。)。トナーカートリッジ33内に収容された新品トナーTは、現像剤搬送装置によって現像部23に導かれる。現像剤搬送装置は、搬送管としてのチューブ95、チューブ95内に負圧を生じさせるスクリューポンプ100、トナーカートリッジ33内に空気を送入するエアーポンプ90、送気手段としてのエアーポンプ91、等で構成される。また、本実施の形態1における現像剤搬送装置には、キャリア補給部47も接続されている。なお、現像剤搬送装置の構成・動作については後で詳しく説明する。
Here, in the
トナーカートリッジ33内のトナーTは、現像部23内のトナーTの消費にともない、現像剤補給口23fから現像部23内に適宜に補給されるものである。現像部23内のトナーTの消費は、現像部23の第2搬送スクリュ23cの下方に設置された磁気センサ40(トナー濃度検知手段)や、感光体ドラム21に対向するフォトセンサ(不図示である。)によって検出される。そして、磁気センサ40やフォトセンサの検知結果が狙いのトナー濃度(現像剤G中のトナーTの割合である。)の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部32から現像剤補給口23fを介して現像部23にトナーが補給される。
現像部23に補給するトナー補給量の調整は、スクリューポンプ100の駆動時間を制御することによっておこなわれる。
The toner T in the
Adjustment of the amount of toner replenished to the developing
さらに、本実施の形態1における現像部23は、トリクル現像方式が用いられている。
本実施の形態1における画像形成装置には、現像部23内に収容された現像剤Gの一部を現像部23外に排出する排出手段23k(図2を参照できる。)と、現像部23内に新たにキャリアCを補給するキャリア補給部47(図4を参照でできる。)と、が設けられている。
Further, the developing
The image forming apparatus according to the first embodiment includes a
詳しくは、現像剤搬送装置には、トナー補給部32とは別に、キャリア補給部47が接続されている。キャリア補給部47には、新品のキャリアCが収容されたキャリアカートリッジ48が交換自在に設置される(図4を参照できる。)。キャリアカートリッジ48内に収容された新品キャリアCは、現像剤搬送装置によって現像剤補給口23fを介して現像部23に導かれる。
Specifically, a
一方、第2現像剤収容部23hにおける壁面の上方には、排出手段としての現像剤排出口23kが設けられている。
そして、キャリア補給部47から現像部23内に新品キャリアCが補給されて現像部23内の現像剤量が所定量を超えると、過剰になった現像剤Gが現像剤排出口23kから現像部23外に排出される。現像剤排出口23kから排出された現像剤Gは、現像剤回収経路43を経由して現像剤回収部44まで搬送される。
このように、新品キャリアCの補給にともない現像剤面が上昇して、現像剤排出口23kの高さを超えた現像剤Gが現像部23外に排出されるので、現像部23内の剤面(現像剤量)は常に一定に保たれることになる。
On the other hand, a
When the new carrier C is replenished from the
In this way, as the new carrier C is replenished, the developer surface rises, and the developer G exceeding the height of the
すなわち、本実施の形態1では、現像部23内に新品キャリア(新品現像剤)を適宜に補給するとともに、現像部23内に収容された現像剤の一部を適宜に現像部23外に排出しているので、現像部23内の劣化キャリアを減じて現像部23内に収容された現像剤の量と帯電能力とを維持することができる。
なお、本実施の形態1では、現像部23から現像剤を排出する排出手段としてオーバーフロー法を用いたが、現像剤排出口23kに開閉自在なシャッタを設けて、シャッタの開閉によって現像剤の排出をおこなうこともできる。
That is, in the first embodiment, a new carrier (new developer) is appropriately supplied into the developing
In the first embodiment, the overflow method is used as the discharging means for discharging the developer from the developing
以下、図4にて、本実施の形態1で特徴的な、現像剤搬送装置の構成・動作について詳述する。
図4を参照して、現像剤搬送装置は、搬送管としてのチューブ95、チューブ95内の空気を送出して負圧を生じさせるスクリューポンプ100、トナーカートリッジ33内に空気を送入するエアーポンプ90(第2の送気手段)、送気手段としてのエアーポンプ91、等で構成されている。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the configuration and operation of the developer conveying device, which is characteristic of the first embodiment, will be described in detail.
Referring to FIG. 4, the developer conveying device includes a
ここで、本実施の形態1におけるスクリューポンプ100は、ロータ101及びステータ102を備えた吸引型ポンプであって、ロータ101を作動することにより吸引口103に吸引力を発生させる(チューブ95内から空気を送出して負圧を発生させる。)。
スクリューポンプの主部は、ステータ102とロータ101とで構成される。ステータ102は、ゴム等の弾性材料からなる雌ねじ状部材であって、その内部にはダブルピッチの螺旋溝が形成されている。ロータ101は、金属や樹脂等からなる雄ねじ状部材であって、ステータ102内に回動自在に嵌挿されている。ロータ101は、駆動軸104にスプリングピンを介して連結されていて、駆動軸104が回転されることによって回転駆動される。ここで、駆動軸104による回転運動は偏心運動であることから、スクリューポンプを一軸偏心スクリューポンプとも呼ぶ。ロータ101が回転することによって、吸引口103には吸引圧力が発生して、吸引口103から吸い込んだ現像剤が吐出部105へ吐出されることになる。吐出部105に吐出された現像剤は、搬送管106を自重落下した後に、現像剤補給口23fを介して現像部23内に補給される。
Here, the
The main part of the screw pump is composed of a
搬送管としてのチューブ95は、柔軟性と耐トナー性とに優れた材料からなり、その内径が2〜8mmになるように形成されている。チューブ95の材料としては、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等のゴム材料や、エラストマー樹脂を用いることができる。
このようなフレキシブルなチューブ95を用いるとともに、キャリア及びトナーのエアー搬送をおこなうことで、現像剤搬送経路のレイアウトの自由度が増して、画像形成装置が小型化される。本実施の形態1における現像剤搬送装置は、スクリューポンプ100によってチューブ95内に圧力を発生させることによってキャリア及びトナーを移送するものであるために、キャリアカートリッジ48やトナーカートリッジ33を現像部23よりも低い位置に配設することもできる。
The
By using such a
搬送管としてのチューブ95は、一端がスクリューポンプ100の吸引口103に接続され、他端がノズル80を介してトナーカートリッジ(トナー収容部)33に接続されている。
ノズル80にはトナー収容部としてのトナーカートリッジ33が着脱可能に設置される。そして、トナーカートリッジ33内のトナーTが、ノズル80の先端に設けられたトナー排出口81を介して、チューブ95内に移送されることになる。
One end of the
A
ノズル80には、第2の多孔質部材としての多孔質管82を介してエアーポンプ90(第2の送気手段)が接続されている。詳しくは、ノズル51の多孔質管82には、チューブ93を介して、エアーポンプ90が接続されている。多孔質管82は、多孔質焼結ガラス等の多孔質材料で構成されている。多孔質材料としては、トナーTの平均体積粒径よりも小さな細孔、例えば、平均孔径が10μm程度のガラス製、金属製、樹脂製の焼結多孔質板やメッシュを用いることができる。
An air pump 90 (second air supply means) is connected to the
そして、エアーポンプ90からノズル80内に空気が供給されると、トナー排出口81を介してトナーカートリッジ33内に気体が送入されて、ノズル80内及びトナー排出口81近傍におけるトナー搬送性が高められることになる。
詳しくは、多孔質管82を介してトナーカートリッジ33内に送入された空気は、多孔質管82に存在する無数の微細孔に進入した後に多方向に分岐する。そして、これら無数の微細孔内を通過して多孔質管82から送出された空気は、無数に分岐した気泡のような状態でトナー排出口81近傍のトナーと混合されることになる。このようにして形成されたトナーと空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、トナー排出口81から排出されるトナーTの搬送性(トナー排出性)が向上することになる。
When air is supplied from the
Specifically, the air fed into the
ここで、トナーカートリッジ33は、樹脂材料からなるボトル状(又は袋状)の容器である。トナーカートリッジ33の先端には、ノズル80が挿脱可能に装着される口金部材33bが溶着(又は接着)されている。さらに、口金部材33bには、発泡ポリウレタン、ゴム等からなるシール部材33aが設置されている。そして、ノズル80がシール部材33aに密着しながら挿脱されることで、トナーカートリッジ33からのトナーTの漏出が抑止される。
また、トナーカートリッジ33の上面には開口が形成され、その開口にはフィルタ33cが覆設されている。これにより、第2の送気手段としてのエアーポンプ90によって多孔質管82を介してトナーカートリッジ33内に空気が送入されても、トナーカートリッジ33から外部へのトナー漏出を抑止しつつ、トナーカートリッジ33内の内圧が上昇するのを抑止することができる。なお、フィルタ33cとしては、フッ素樹脂製の連続多孔質構造体である「ゴアテックス(登録商標)」(ジャパンゴアテックス社製)等を用いることができる。
Here, the
Further, an opening is formed in the upper surface of the
また、搬送管としてのチューブ95の経路中には、キャリアフィーダ70、ノズル75を介して、キャリアカートリッジ(キャリア収容部)48が接続されている。
ノズル75の先端部にはキャリア排出口76が設けられていて、キャリアカートリッジ48内のキャリアCはキャリア排出口76を介してノズル75内に自重落下する。そして、ノズル75内に落下したキャリアは、キャリアフィーダ70の回転部71に設けられた穴部72に保持される。回転部71は、不図示のモータによって矢印方向に回転駆動される。これによって、穴部72に保持されたキャリアがチューブ95(多孔質管92cが設置された位置である。)に自重落下する。このように、キャリア補給口として機能するキャリアフィーダ70によって一定量のキャリアがチューブ95内に供給される。そして、キャリアは、スクリューポンプ100による負圧によって空気及びトナーTとともにチューブ95内で搬送されることになる。
In addition, a carrier cartridge (carrier accommodating portion) 48 is connected to the path of the
A
なお、キャリア補給口として機能するキャリアフィーダ70は、後述する送気手段としてのエアーポンプ91が稼動しているとき(チューブ95内に空気を送入しているときである。)には、チューブ95内へのキャリア補給をおこなわないように制御される(キャリア補給口の閉鎖である。)。換言すると、エアーポンプ91によるチューブ95内への送気動作と、キャリア補給部47からのキャリア補給動作と、は同時におこなわれない。これは、エアーポンプ91によるチューブ95内への送気動作によって、キャリアカートリッジ48内に向けても空気が送入されて、キャリアフィーダ70からのキャリア補給(自重落下)が妨げられるのを抑止するためである。
The
ここで、キャリアカートリッジ48は、樹脂材料からなるボトル状(又は袋状)の容器である。キャリアカートリッジ48の先端には、ノズル75が挿脱可能に装着される口金部材48bが溶着(又は接着)されている。さらに、口金部材48bには、発泡ポリウレタン、ゴム等からなるシール部材48aが設置されている。そして、ノズル75がシール部材48aに密着しながら挿脱されることで、キャリアカートリッジ48からのキャリアCの漏出が抑止される。
Here, the
ここで、本実施の形態1で特徴的な構成として、搬送管としてのチューブ95の経路中に、複数の多孔質部材としての多孔質管92a〜92dが設置されている。そして、それらの多孔質管92a〜92dには、チューブ98、98a〜98dを介して送気手段としてのエアーポンプ91が接続されている。
送気手段としてのエアーポンプ91に接続されるチューブ98、98a〜98dは、搬送管としてのチューブ95と同等の材料で形成することができる。そして、エアーポンプ91から送出される空気は、主管としてのチューブ98から枝管としての各チューブ98a〜98dを経由して、各多孔質管92a〜92dに送られる。
Here, as a characteristic configuration of the first embodiment,
The
多孔質部材としての多孔質管92a〜92dは、空気を通す微細な多孔質材料からなり、その開口率が5〜40%(好ましくは10〜20%である。)になるように形成され、その平均開口径が0.3〜20μm(好ましくは、5〜15μmである。)になるように形成され、その孔部の平均空孔径がトナーTの体積平均粒径の0.1〜5倍(好ましくは、0.5〜3倍である。)の大きさになるように形成されている。多孔質材料としては、例えば、ガラス、樹脂粒子の焼結体、フォトエッチングされた樹脂、熱的に穿孔された樹脂等の多孔質樹脂材料;金属製の焼結体、穿孔処理された金属板状材料、網積層体、易熔融性金属糸束の周囲に電気化学的方法により金属銅を析出させて易熔融性金属糸束が貫通植設された形に作製した銅版を加熱することにより、該易熔融性金属糸部分が選択的に除去された跡の孔部分を有する選択的熔融跡孔を有する金属材料、等を用いることができる。
The
このように構成された複数の多孔質管92a〜92dを介してチューブ95(搬送管)の経路中に複数箇所分割して空気を送入することで、チューブ95からの現像剤漏出を抑止しつつ、チューブ95全域における現像剤の流動性を向上させることができる。
詳しくは、多孔質管92a〜92dを介してチューブ95内に送入された空気は、多孔質管92a〜92dに存在する無数の微細孔に進入した後に多方向に分岐する。そして、これら無数の微細孔内を通過して多孔質管92a〜92dから送出された気体は、無数に分岐した気泡のような状態でチューブ95内のトナーとキャリアとを撹拌・混合して均一に分散する。このようにして均一に分散されたトナー及びキャリアと空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、チューブ95全域における現像剤搬送性が向上することになる。
The
Specifically, the air fed into the
具体的には、図5に示すように、チューブ95が重力に逆らった傾斜経路(矢印方向に現像剤が搬送される。)であっても、図5(B)のようにキャリアCの沈積が生じてチューブ95の閉塞が発生することなく、図5(A)のようにキャリアCがチューブ95内に均一に分散される。
Specifically, as shown in FIG. 5, even if the
なお、本実施の形態1では、チューブ95に設置される複数の多孔質管92a〜92dのうち、1つの多孔質管92cがキャリア補給口(キャリアフィーダ70)の近傍に配設されている。これによって、エアーポンプ91を稼動させることで、キャリア補給口の真下のチューブ95底部にキャリアを沈積させることなく、チューブ95内で搬送されるトナーとキャリアとを効率よく分散混合することができる。
In the first embodiment, among the plurality of
このように構成された現像剤搬送装置は、キャリア補給時に次のように動作する。
キャリア補給部47から現像部23へのキャリア補給をおこなうとき、まず、送気手段としてのエアーポンプ91が稼動停止した状態で、制御部からの電気信号によってキャリアフィーダ70の回転部71の回転駆動が開始されてチューブ95内に所望量のキャリア補給がおこなわれる。その後、送気手段としてのエアーポンプ91が稼動される。すなわち、エアーポンプ91によって、複数の多孔質管92a〜92dを介してチューブ95内に空気が送入される。このとき、スクリューポンプ100は稼動停止しているために、ステータ102とロータ101とによるシール性が維持された状態になっている。そのため、チューブ95内におけるトナーとキャリアとの撹拌効率がさらに向上されることになる。なお、エアーポンプ91によるチューブ95内への送気は、新たにチューブ95内に供給されるトナー及びキャリアを分散混合するだけではなく、チューブ95内に残留しているトナー及びキャリアをも分散混合するものである。
The developer conveying device configured as described above operates as follows when the carrier is replenished.
When carrier replenishment from the
さらに、このとき、第2の送気手段としてのエアーポンプ90によって、多孔質管82を介してトナーカートリッジ33及びノズル80の内部に空気が送入される。これにより、トナー排出口81近傍とノズル80内におけるトナー流動性が高められる。
Further, at this time, air is fed into the
そして、エアーポンプ91の稼動(現像剤の分散混合である。)が完了した後に、スクリューポンプ100の稼動が開始されて、現像部23への現像剤補給がおこなわれる。このとき、スクリューポンプ100のステータ102とロータ101との間を通過する現像剤は、トナーとキャリアとの比率が安定してして分散性のよいものであるために、比率が不安定でトナーよりも硬度の高いキャリアの比率が大きくなってしまう場合に比べて、ステータ102とロータ101とにかかる負荷を低減できる。すなわち、ステータ102とロータ101との磨耗が軽減されて、スクリューポンプ100の耐久性も向上する。
Then, after the operation of the air pump 91 (dispersing and mixing the developer) is completed, the operation of the
以上説明したように、本実施の形態1における現像剤搬送装置によれば、チューブ95の経路中に複数配設された多孔質管92a〜92dを介してチューブ95の内部に気体を送入している。これによって、現像剤C、Tにダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的簡易な構成で、チューブ95が閉塞することなく現像剤C、Tを効率的かつ確実に搬送することができる。
As described above, according to the developer conveying device in the first embodiment, the gas is fed into the
なお、本実施の形態1では、キャリアを収容するキャリアカートリッジ48(キャリア収容部)と、トナーを収容するトナーカートリッジ33(トナー収容部)と、を別体として、キャリアとトナーとを搬送する現像剤搬送装置に対して本発明を適用した。これに対して、2成分現像剤収容部に収容された2成分現像剤(トナー及びキャリア)を搬送する現像剤搬送装置や、キャリア収容部に収容されたキャリアのみを搬送する現像剤搬送装置に対しても、本発明を適用することができる。さらには、トナー収容部に収容されたトナーのみを搬送する現像剤搬送装置においても、本発明を適用することができる。そして、それらの場合にも、搬送管の経路中に単数又は複数配設された多孔質部材を介して搬送管の内部に気体を送入することで、搬送管が閉塞することなく現像剤(トナー又は/及びキャリア)を効率的かつ確実に搬送することができる。 In the first embodiment, the carrier cartridge 48 (carrier accommodating portion) that accommodates the carrier and the toner cartridge 33 (toner accommodating portion) that accommodates the toner are separated, and the development for conveying the carrier and the toner is performed. The present invention was applied to the agent transport device. On the other hand, a developer conveying device that conveys a two-component developer (toner and carrier) accommodated in a two-component developer accommodating portion, or a developer conveying device that conveys only a carrier accommodated in a carrier accommodating portion. The present invention can also be applied to this. Furthermore, the present invention can also be applied to a developer conveying device that conveys only the toner accommodated in the toner accommodating portion. In these cases, the developer (without the clogging of the conveying pipe) can be obtained by feeding the gas into the conveying pipe through one or more porous members disposed in the path of the conveying pipe. Toner and / or carrier) can be conveyed efficiently and reliably.
また、本実施の形態1では、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKを、それぞれ、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング部25を一体化して構成した。また、各現像部23Y、23M、23C、23BKを、単体のユニットとして構成した。これに対して、各現像部23Y、23M、23C、23BKを、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKと一体化することもできる。すなわち、プロセスカートリッジ20を、感光体ドラム21、帯電部22、現像部23、クリーニング部25で構成することもできる。この場合にも、本実施の形態1と同様の効果を奏することになる。さらには、作像部のメンテナンス性が向上する。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における現像剤搬送装置を示す全体構成図である。本実施の形態2における現像剤搬送装置は、トナー収容部33の傾斜壁面に設置された第2の多孔質部材112を介してトナー収容部33内に気体を送入する点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6 is an overall configuration diagram illustrating the developer transport device according to the second embodiment. The developer conveying device according to the second exemplary embodiment is that the gas is fed into the
図6に示すように、本実施の形態2における現像剤搬送装置も、前記実施の形態1のものと同様に、チューブ95(搬送管)、スクリューポンプ100、エアーポンプ91(送気手段)、エアーポンプ90(第2の送気手段)、等で構成されている。また、チューブ95には、複数の多孔質管(多孔質部材)92a〜92cがほぼ等間隔に配設されている。そして、エアーポンプ91によって多孔質管92a〜92cを介してチューブ95内に空気が送入されて、チューブ95内における現像剤の分散性が高められる。
なお、本実施の形態2では、エアーポンプ91に接続されたチューブ98の経路中に電磁弁111が設置されていて、電磁弁111の開閉制御によってチューブ95への送気動作が制御されている。
As shown in FIG. 6, the developer conveying device in the second embodiment is similar to that in the first embodiment. An air pump 90 (second air supply means) is configured. In addition, a plurality of porous tubes (porous members) 92a to 92c are arranged in the
In the second embodiment, the
ここで、本実施の形態2では、トナー収容部としてのトナーカートリッジ33に収容されたトナーに埋没する位置に、第2の多孔質部材としての多孔質板112が設置されている。
詳しくは、多孔質板112は、トナーカートリッジ33がセットされた状態で、トナー排出口81の近傍であってトナー排出口81の周囲を囲むトナーカートリッジ33の傾斜壁面に配設されている。ここで、トナー排出口81の周囲を囲むトナーカートリッジ33の壁面は、トナーカートリッジ33内のトナーをトナー排出口81に向けて効率的に滑落させるためのものであって、その構造としてロート構造、逆裁頭円錐型構造、円錐、楕円錐、三角錐等を逆にした構造、少なくとも一面が傾斜壁面となっている多面側壁を有する多角構造、等を用いることができる。
Here, in the second embodiment, the
Specifically, the
また、第2の多孔質部材としての多孔質板112は、トナーカートリッジ33がセットされた状態で、チューブ93a、電磁弁110、チューブ93を介して第2の送気手段としてのエアーポンプ90に接続されるように構成されている。さらに、エアーポンプ90は、チューブ93、電磁弁110、チューブ93bを介して、ノズル80の多孔質管82にも接続されている。
なお、多孔質板112や多孔質管82、92a〜92cは、前記実施の形態1における多孔質管82、92a〜92dと同等の材料で形成されている。
Further, the
The
このように構成された多孔質板112を介してトナー排出口81の近傍に直接的に空気を送入することで、多孔質板112からのトナー漏出を抑止しつつ、トナー排出口81近傍のトナーの嵩密度を恒常的に低下させることができる。
すなわち、多孔質板112を介してトナーカートリッジ33内に送入された空気は、多孔質板112に存在する無数の微細孔に進入した後に多方向に分岐する。そして、これら無数の微細孔内を通過して多孔質板112から送出された空気は、無数に分岐した気泡のような状態でトナー排出口81近傍のトナーと混合されることになる。このようにして形成されたトナーと空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、トナー排出口81から排出されるトナーの搬送性が向上することになる。
By sending air directly into the vicinity of the
In other words, the air sent into the
以上説明したように、本実施の形態2における現像剤搬送装置によれば、チューブ95の経路中に複数配設された多孔質管92a〜92cを介してチューブ95の内部に気体を送入している。これによって、現像剤C、Tにダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的簡易な構成で、チューブ95が閉塞することなく現像剤C、Tを効率的かつ確実に搬送することができる。
As described above, according to the developer transport device in the second embodiment, the gas is fed into the
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
23、23Y、23M、23C、23BK 現像部(現像装置)、
23f 現像剤補給口、
23k 現像剤排出口(排出手段)、
32、32Y、32M、32C、32BK トナー補給部、
33 トナーカートリッジ(トナー収容部)、
43 現像剤回収経路、 44 現像剤回収部、
47、47Y、47M、47C、47BK キャリア補給部、
48 キャリアカートリッジ(キャリア収容部)、
70 キャリアフィーダ(キャリア補給口)、
75 ノズル、 76 キャリア排出口、
80 ノズル、 81 トナー排出口、
82 多孔質管(第2の多孔質部材)、
90 エアーポンプ(第2の送気手段)、
91 エアーポンプ(送気手段)、
92a〜92d 多孔質管(多孔質部材)、
95 チューブ(搬送管)、 98 チューブ、
100 スクリューポンプ(ポンプ)、
112 多孔質板(第2の多孔質部材)、
G 2成分現像剤、 C キャリア、 T トナー。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
23, 23Y, 23M, 23C, 23BK Developing unit (developing device),
23f Developer supply port,
23k developer outlet (discharge means),
32, 32Y, 32M, 32C, 32BK toner supply unit,
33 toner cartridge (toner container),
43 developer collection path, 44 developer collection section,
47, 47Y, 47M, 47C, 47BK Carrier supply part,
48 carrier cartridge (carrier accommodating part),
70 Carrier feeder (carrier supply port),
75 nozzles, 76 carrier outlets,
80 nozzles, 81 toner outlet,
82 porous tube (second porous member),
90 Air pump (second air supply means),
91 Air pump (air supply means),
92a to 92d porous tube (porous member),
95 tubes (conveying tubes), 98 tubes,
100 Screw pump (pump),
112 porous plate (second porous member),
G Two-component developer, C carrier, T toner.
Claims (13)
ポンプによって送入又は送出される気体とともに前記現像剤が搬送される搬送管と、
前記搬送管の経路中において前記搬送管の外周の一部又は全部を覆うように単数又は複数配設された多孔質部材と、
前記多孔質部材を介して前記搬送管の内部に気体を送入する送気手段と、
を備え、
前記搬送管は、トナー収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出口と、キャリア収容部に収容されたキャリアを補給するキャリア補給口と、に連通し、
前記多孔質部材は、少なくとも1つが前記キャリア補給口の近傍に配設されたことを特徴とする現像剤搬送装置。 A developer transport device for transporting a developer composed of toner and a carrier ,
A transport pipe through which the developer is transported together with a gas sent or delivered by a pump;
A porous member disposed singly or plurally so as to cover part or all of the outer periphery of the transport pipe in the path of the transport pipe;
An air feeding means for feeding gas into the transport pipe through the porous member;
Equipped with a,
The transport pipe communicates with a toner discharge port for discharging the toner stored in the toner storage unit and a carrier supply port for supplying the carrier stored in the carrier storage unit,
At least one of the porous members is disposed in the vicinity of the carrier supply port .
前記第2の送気手段は、前記ノズル内に前記第2の多孔質部材を介して気体を送入するように構成されたことを特徴とする請求項2に記載の現像剤搬送装置。The developer conveying apparatus according to claim 2, wherein the second air feeding unit is configured to feed gas into the nozzle via the second porous member.
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