JP4912698B2

JP4912698B2 - 負圧測定装置のシール機構

Info

Publication number: JP4912698B2
Application number: JP2006059473A
Authority: JP
Inventors: 博明湯山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-03-06
Also published as: JP2007239781A

Description

本発明は、負圧測定装置のシール機構に関する。

挿入孔に円筒体を着脱自在に挿入する場合に、両者の間の気密性を保つ必要があるときには両者の間にＯリングが配設される（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１の発明では、挿入される円筒体（ボデー）の外径よりも大きい内径を有するＯリングを、装着孔（挿入孔）を有する検査治具と押圧部材との間に形成したテーパ面に配置し、押圧部材でこのＯリングを押圧して内径側に拡大させることにより、装着孔（挿入孔）に挿入された円筒体（ボデー）の外周面にＯリングの内径側を密着させてシールするようにしている。
特開平３−２３４９７２号公報（第１図）

ところで、前記特許文献１の発明では、Ｏリングを押圧する際に、円筒体（ボデー）の環状の突起部を介して押圧部材を下方へ押す操作を行っているが、円筒体（ボデー）の環状の突起部を手動操作で下方へ移動させてＯリングを押圧する構成では作業性が悪かった。このため、作業性よくＯリングを押圧してシールすることができるシール機構が望まれていた。

また、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、現像器とトナーを収納したトナー容器（トナーカートリッジ）が離れている場合、モーノポンプ（粉体ポンプ）を回転駆動して負圧を発生させ、トナー容器内のトナーをトナー供給管を介して現像器へ吸引供給させるようにしている。この場合、工場での画像形成装置（複写機やプリンタ等）の組立て工程時（または組立て工程終了後）に、前記モーノポンプの動作品質を保証するためにこのモーノポンプを回転駆動して、所定の負圧が発生しているかを負圧測定装置で全数測定している。

モーノポンプの回転駆動により発生する負圧を負圧測定装置で測定する場合、トナー容器をトナー容器装着部から一旦取り外し、トナー供給管のトナー容器側の先端部に取り付けた筒状のノズル部材に、負圧測定装置側のノズル挿入孔を着脱自在に挿入し、ノズル部材の外周面とノズル挿入孔の内周面との間をＯリングによりシールする。この際、ノズル挿入孔の径よりもＯリングの内径側の径の方が小さい場合、ノズル挿入孔をノズル部材に対して挿脱する際にＯリングの内径側がノズル挿入孔の内周面に擦られて損傷し、シール性が早期に低下する。

このため、ノズル挿入孔の径よりもＯリングの内径側の径の方を大きくし、前記特許文献１のようにノズル部材をノズル挿入孔に挿入させた後にＯリングを押圧して内径側を押し広げて、ノズル部材の外周面とノズル挿入孔の内周面との間をシールする構造が考えられる。

しかしながら、前記したように前記特許文献１のようなシール構造では、作業性よくＯリングを押圧してその内径側を押し広げてシールすることができなかった。

そこで、本発明は、作業性よくＯリングを押圧してその内径側を押し広げてシールすることができる負圧測定装置のシール機構を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像形成装置に設けた現像器に、負圧の発生によって剤収納容器から剤を供給する剤供給手段の負圧発生具合を測定する負圧測定装置のシール機構であって、剤供給管を介して他端側に前記剤供給手段が接続されたノズル部材と、筒状の枠体内にその長手方向に沿って摺動自在に内包され、前記ノズル部材が着脱自在に挿入されるノズル挿入孔を有するノズル挿入部材と、前記ノズル挿入孔とこのノズル挿入孔に挿入される前記ノズル部材との間をシールするための、平常時は前記ノズル部材の外径より大きい内径を有する環状弾性体と、を有する負圧測定装置のシール機構において、前記枠体内の前記ノズル挿入部材を押圧して移動させるための力を発生させる流体を外部から流入させる流体流入部を備え、前記流体流入部から流入される流体による押圧力により、前記ノズル挿入部材を前記枠体の長手方向に沿って移動させて、前記環状弾性体を前記ノズル挿入孔に設けた当接面に押圧し、前記環状弾性体をその内径側に向けてのみ拡大するように弾性変形させて、前記ノズル挿入孔に挿入された前記ノズル部材の外周面に前記環状弾性体の内径側を密着させることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、前記ノズル挿入孔の前記挿入口と反対側の開口端に連結管を気密状態で摺動自在に接続し、前記連結管の他端側を揺動自在なジョイント部材を介して固定したことを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、前記枠体を設置した測定治具が、前記剤収納容器に合わせた形状であることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、前記測定治具が、複数の剤収納容器がそれぞれ着脱自在に装着される剤収納容器装着部の数に応じて所定の間隔で一体的に複数連結されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、流体流入部から流入される流体による押圧力により、ノズル挿入部材をノズル部材挿入部側に移動させて環状弾性体を当接面に押圧することによって、作業性よくノズル部材の外周面に環状弾性体の内径側を密着させることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、ノズル部材の位置に対してノズル挿入部材のノズル挿入孔の位置が多少ずれている場合でも、両者のずれをジョイント部材による揺動によって吸収することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、測定治具を剤収納容器に合わせた形状にしたことにより、画像形成装置側のノズル部材が位置する剤収納容器装着部に測定治具を容易に装着することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、異なる色の剤（トナー）をそれぞれ収納した複数の剤収納容器（トナー収納容器）が各剤収納容器装着部（トナー収納容器装着部）に装着される画像形成装置においても、複数の剤収納容器装着部（トナー収納容器装着部）に測定治具を同時に装着することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係るシール構造を適用した負圧測定装置を示す斜視図である。なお、本実施形態に係る負圧測定装置は、画像形成装置（複写機やプリンタなど）のトナー収納容器装着部に着脱自在に設置されるカートリッジタイプのトナー収納容器（トナーカートリッジ）内のトナー（剤）を、負圧の発生によってトナー供給管を介して現像器に供給するモーノポンプの負圧発生状況を確認するものである。

図１に示すように、本実施形態に係る負圧測定装置１は、本発明に係るシール構造を備えた複数（図１では４つ）の測定治具２，３，４，５と、各測定治具２，３，４，５の上部を所定の間隔で固定した固定板６と、連結管７，８，９，１０を介して各測定治具２，３，４，５に接続された圧力測定機１１，１２，１３，１４を備えている。各測定治具２，３，４，５の数は、カラー画像を出力可能な複写機やプリンタなどの画像形成装置のトナー収納容器装着部に着脱自在に装着されるトナー収納容器の数に対応している。

各測定治具２，３，４，５は、トナーカートリッジの外観形状に応じた透明容器１５，１６，１７，１８内に設置されている。各透明容器１５〜１８の下面は、各測定治具２，３，４，５の下面が露出するように開口してる。なお、各測定治具２，３，４，５は同様な構造なので、以下、測定治具２について説明する。

測定治具２は、図２に示すように、段部を有するほぼ円筒状の外枠体２０と、つば部２１ａを有するほぼ円筒状のノズル挿入部材２１と、ノズル挿入部材２１の下部に保持された断面形状が円形のＯリング２２とを備えており、外枠体２０の内周面にノズル挿入部材２１の外周面が摺動自在に接するように内包されている。

外枠体２０は、中央外枠２０ａの上下面に上枠２０ｂと下枠２０ｃをそれぞれボルト留めして一体化されている。ノズル挿入部材２１の中央外周に形成したつば部２１ａの下面と中央外枠２０ａ内に形成した溝部２０ｄとの間には、ばね２３が設置されており、このばね２３によりノズル挿入部材２１は上方に付勢されている。ノズル挿入部材２１内には、ノズル挿入孔２１ｂが形成されている。また、ノズル挿入部材２１の外周面と外枠体２０（中央外枠２０ａ、上枠２０ｂ）の内周面との間は、複数（図２では、３つ）のＯリング２４ａ，２４ｂ，２４ｃによりシールされている。

外枠体２０の上枠２０ｂには、可撓性を有するエア配管（流体流入部）２５の一端側が接続されており、圧縮空気発生源（不図示）で発生した圧縮空気（流体）Ａが、エア配管２５から上枠２０ｂ、中央外枠２０ａに形成したエア流路（流体流入部）２０ｅを通して、ノズル挿入部材２１のつば部２１ａの上面に形成した空間２６に流入するように構成されている。

ノズル挿入部材２１の下部には、内側斜め下方側が半径中心となるような断面半円状のリング溝２１ｃが形成されており、このリング溝２１ｃに弾性変形自在なシリコンゴム等からなる前記Ｏリング２２が保持されている。これにより、Ｏリング２２の上部側および外周側の周面がリング溝２１ｃに接している。また、Ｏリング２２の下部は、ノズル部材挿入部としての下枠２０ｃの内側上面に形成した平面状の当接面２０ｆに接している。Ｏリング２２は、押圧されていない定常状態時（図２に示した状態）のときにおける内径はノズル挿入部材２１の内周面の径とほぼ同じであり、ノズル挿入部材２１の内周面より突出していない。

下枠２０ｃには、後述するノズル部材３０が挿入される挿入口２０ｇが形成されており、ノズル部材３０が挿入されやすいように挿入口２０ｇの下部開口側が大きくなっている。挿入口２０ｇは、前記ノズル挿入部材２１のノズル挿入孔２１ｂと同軸線上に位置し、ノズル挿入孔２１ｂと同じ径に形成されている。

ノズル挿入孔２１ｂの上部には、Ｏリング２７を介して連結管７の下部が摺動自在に嵌合されており、連結管７の上部側はフレキシブルジョイント（ジョイント部材）２８（図１参照）を介して固定板６上の圧力測定器１１に接続されている。これにより、ノズル挿入部材２１（外枠体２０）は、連結管７を介してフレキシブルジョイント２８により揺動自在に保持されている。

ノズル挿入部材２１のノズル挿入孔２１ｂには、前記挿入口２０ｇを通して円筒状のノズル部材３０が着脱自在に挿入される。ノズル部材３０の外径は、ノズル挿入孔２１ｂおよび挿入口２０ｇの内径よりも少し小さく形成されている。ノズル３０の上部には開口部３０ａが設けられている。

ノズル部材３０は、例えば図３に示すように、画像形成装置（複写機やプリンタなど）のトナーＴを収納したトナー収納容器（トナーカートリッジ）３１が着脱自在に装着されるトナー収納容器装着部３２の底部から突出するようにして設置されている。トナー収納容器３１の底部には、気密性を保持した状態でノズル部材３０を挿脱自在なノズル挿入口（不図示）が設けられている。なお、例えばブラックトナー、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナーがそれぞれ収納された４つのトナー収納容器が各トナー収納容器装着部に着脱自在に装着される画像形成装置では、４つのトナー収納容器装着部３２にノズル部材３０がそれぞれ設置されている。

図３に示したように、一端側にノズル部材３０を接続したフレキシブルなトナー供給管３３の他端側には、モーノポンプ（粉体ポンプ）３４を介して現像器３５が接続されている。そして、現像時にモータ３６を駆動しモーノポンプ３４の回転駆動によって負圧を発生させることにより、トナー収納容器３１内のトナーＴをノズル部材３０を通して吸引し、トナー供給管３３とモーノポンプ３４を通して現像器３５に供給することができる。これにより、トナー収納容器３１の配置位置の自由度が高くなり、トナー収納容器３１を現像器３５から離れた位置に配置することができる。

次に、前記した負圧測定装置１による、モーノポンプ３４の回転駆動によって発生する負圧の測定手順について説明する。

先ず、図４（ａ），（ｂ）に示すように、工場での画像形成装置（複写機やプリンタなど）の組立て工程時（または組立て工程終了後）において、画像形成装置（複写機やプリンタなど）３７の４つのトナー収納容器（不図示）が装着される各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに負圧測定装置１（図１参照）を装着する。この際、作業者が固定板６の両側に設けた取っ手２９ａ，２９ｂを持って負圧測定装置１を移動させることにより、一体に連結された各測定治具２，３，４，５を各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに容易に、かつ同時に装着することができる。

なお、図４（ｂ）では省略したが、各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに装着した負圧測定装置１には、各圧力測定機１１，１２，１３，１４に電力を供給する電力線、および各測定治具２，３，４，５に一端側を接続し他端側が圧縮空気発生源（コンプレッサ）に接続された可撓性を有するエア配管２５（図１、図２参照）が取り付けられている。

各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、通常時は開閉自在なカバー３８で閉じられている。なお、各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄには、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナーがそれぞれ収納された４つのトナー収納容器がそれぞれ着脱自在に装着される。トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのほぼ中央下面には、前記ノズル部材３０が突出するようにして位置している。

負圧測定装置１を各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに装着すると、図２に示したように、挿入口２０ｇを通してノズル挿入部材２１のノズル挿入孔２１ｂにノズル部材３０が挿入された状態となる。この際、各ノズル挿入部材２１（外枠体２０）は、連結管７を介してフレキシブルジョイント２８により揺動自在に保持されているので、ノズル部材３０の位置に対してノズル挿入孔２１ｂ（挿入口２０ｇ）の位置が少しずれていても、フレキシブルジョイント２８によってノズル挿入部材２１（外枠体２０）が揺動して、ノズル部材３０をノズル挿入孔２１ｂ（挿入口２０ｇ）に確実に挿入することができる。

ノズル部材３０がノズル挿入孔２１ｂに挿入されるときは、ノズル挿入孔２１ｂの内周面にＯリング２２の内径側が突出していないので、Ｏリング２２がノズル部材３０の挿入によって擦れることはない。

そして、図５に示すように、エア導入スイッチ（不図示）をＯＮして、圧縮空気Ａをエア配管２５からエア流路２０ｅを通してノズル挿入部材２１のつば部２１ａの上面に形成した空間２６に流入させ、ノズル挿入部材２１を下方に押圧する。これにより、ノズル挿入部材２１が、ばね２３による付勢力に抗して外枠体２０の内周面に沿って下方に少し摺動することにより、ノズル挿入部材２１の下部のリング溝２１ｃに保持されているＯリング２２が下枠２０ｃの当接面２０ｆに圧接して圧縮される。

この際、Ｏリング２２はノズル挿入部材２１のリング溝２１ｃでその上部側と外周側が保持されているので、Ｏリング２２はその内側（内径側）に拡大するように弾性変形してノズル部材３０の外周面に密着し、ノズル部材３０の外周面周囲をシールする。これにより、各測定治具２，３，４，５内においてノズル部材３０の外周面とノズル挿入孔２１ｂの内周面との間の気密性が良好に保持され、モーノポンプ３４の回転駆動によって発生する負圧（吸引力）を正確に測定するための準備が整う。

そして、現像器３５のモータ３６（図３参照）を駆動してモーノポンプ３４を回転駆動すると共に、各圧力測定機１１，１２，１３，１４をＯＮする。そして、モーノポンプ３４の回転駆動によって負圧（吸引力）を発生させ、各圧力測定機１１，１２，１３，１４により規定時間内における圧力（負圧）を測定し、所定の圧力（負圧）が発生しているか否かを確認する。この際、所定の圧力（負圧）が発生していない場合は、負圧測定装置１を取り外した後に、このモーノポンプ３４を有する画像形成装置を修理工程に移送して修理を行う。

なお負圧測定装置１を各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄから取り外す際には、先ず、エア導入スイッチ（不図示）をＯＦＦしてノズル挿入部材２１に対する押圧を解除することにより、ばね２３による付勢力によってノズル挿入部材２１が外枠体２０の内周面に沿って上方に少し摺動して元の位置に戻る（図２の状態）。これにより、Ｏリング２２の圧縮状態が解除され、Ｏリング２２の内周側がノズル挿入孔２１ｂの内周面とほぼ同じ位置に戻り、Ｏリング２２によるノズル部材３０の外周面に対するシール状態が解除される。

そして、取っ手２９ａ，２９ｂを持って負圧測定装置１を少し上方に移動させることにより、ノズル挿入孔２１ｂ（挿入口２０ｇ）からノズル部材３０が外れ、この状態から負圧測定装置１を手前に移動させることで、負圧測定装置１を各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄから取り外すことができる。

このように、本実施形態に係るシール機構によれば、ノズル部材３０をノズル挿入孔２１ｂに挿入するときと取り外すときは、ノズル部材３０の外周面がＯリング２２の内径側に擦れることがないので、負圧測定装置１を用いて前記負圧測定を繰り返し行った場合でもＯリング２２の損傷が防止され、長期にわたってシール漏れを防止して正確な負圧測定を行うことができる。

また、負圧測定時にはエア配管２５を通して流入される圧縮空気による押圧力により、ノズル挿入部材２１を押し下げてＯリング２２の内径側を押し広げることで、作業性よくノズル部材３０の外周面とノズル挿入孔２１ｂの内周面との間をシールすることができる。特に、本実施形態のように、４つのトナー収納容器が装着される各トナー収納容器装着部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにノズル部材３０がそれぞれ設置されている場合に、一体に連結された各測定治具２，３，４，５の各ノズル挿入孔２１ｂを各ノズル部材３０に同時に挿入させることができるので、負圧測定をより作業性よく行うことができる。

なお、前記した実施形態では、現像器にトナーを供給するためのモーノポンプの回転駆動によって発生する負圧（吸引力）を測定するための負圧測定装置に本発明に係るシール機構を適用した例であったが、前記負圧測定装置以外の圧力測定装置等においても本発明に係るシール機構を同様に適用することが可能である。

本発明の実施形態に係るシール構造を備えた負圧測定装置を示す斜視図。本発明の実施形態に係る負圧測定装置の測定治具に設けたノズル挿入孔にノズルを挿入した状態を示す断面図。現像器のモーノポンプによるトナー供給構造を示す図。（ａ）は、画像形成装置のトナー収納容器装着部を示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る負圧測定装置を画像形成装置のトナー収納容器装着部に装着した状態を示す斜視図。本発明の実施形態に係る負圧測定装置の測定治具に設けたノズル挿入孔に挿入されたノズルをＯリングでシールした状態を斜視図。

符号の説明

１負圧測定装置
２，３，４，５測定治具
１１，１２，１３，１４圧力測定機
２０外枠体（枠体）
２１ノズル挿入部材
２１ｂノズル挿入孔
２１ｃリング溝
２２Ｏリング（環状弾性体）
２３ばね
２５エア配管（流体流入部）
２８フレキシブルジョイント（ジョイント部材）
３０ノズル部材
３１トナー収納容器（剤収納容器）
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄトナー収納容器装着部（剤収納容器装着部）
３３トナー供給管
３４モーノポンプ（剤供給手段）
３５現像器
３６モータ
Ａ圧縮空気（流体）
Ｔトナー（剤）

Claims

画像形成装置に設けた現像器に、負圧の発生によって剤収納容器から剤を供給する剤供給手段の負圧発生具合を測定する負圧測定装置のシール機構であって、
剤供給管を介して他端側に前記剤供給手段が接続されたノズル部材と、筒状の枠体内にその長手方向に沿って摺動自在に内包され、前記ノズル部材が着脱自在に挿入されるノズル挿入孔を有するノズル挿入部材と、前記ノズル挿入孔とこのノズル挿入孔に挿入される前記ノズル部材との間をシールするための、平常時は前記ノズル部材の外径より大きい内径を有する環状弾性体と、を有する負圧測定装置のシール機構において、
前記枠体内の前記ノズル挿入部材を押圧して移動させるための力を発生させる流体を外部から流入させる流体流入部を備え、
前記流体流入部から流入される流体による押圧力により、前記ノズル挿入部材を前記枠体の長手方向に沿って移動させて、前記環状弾性体を前記ノズル挿入孔に設けた当接面に押圧し、前記環状弾性体をその内径側に向けてのみ拡大するように弾性変形させて、前記ノズル挿入孔に挿入された前記ノズル部材の外周面に前記環状弾性体の内径側を密着させる、
ことを特徴とする負圧測定装置のシール機構。
前記環状弾性体は、ゴム材またはシリコン材からなるＯリングである、
ことを特徴とする請求項１に記載の負圧測定装置のシール機構。
前記ノズル挿入孔の前記挿入口と反対側の開口端に連結管を気密状態で摺動自在に接続し、前記連結管の他端側を揺動自在なジョイント部材を介して固定した、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の負圧測定装置のシール機構。
前記枠体を設置した測定治具は、前記剤収納容器に合わせた形状である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の負圧測定装置のシール機構。
前記測定治具は、複数の前記剤収納容器がそれぞれ着脱自在に装着される剤収納容器装着部の数に応じて所定の間隔で一体的に複数連結されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の負圧測定装置のシール機構。