JP4970804B2 - Powder container / toner container / image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、トナー等の粉体を回収して蓄積するための粉体収容器、該粉体収容器を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a powder container for collecting and storing powder such as toner, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a plotter having the powder container.
複写機等の画像形成装置では、記録媒体や中間体へトナー像を転写した後の感光体ドラムや中間転写ベルト上に残った転写残トナーをクリーニング機構により除去し、粉体回収ボックスへ回収して一元的に集約・蓄積するようになっている。
この種の粉体回収ボックスは、クリーニング機構に接続されるトナー入口部と、ボックス内に投入されたトナーを搬送するトナー搬送手段と、ボックス内のトナーの収容程度(充填率)を検知するトナー検知手段を備えている。
トナー検知手段によりボックス内がトナーで満杯状態になったことが検知されたら粉体回収ボックスを交換するようになっている。
ユーザーの利便性向上の観点からすると、粉体回収ボックスの交換回数はできるだけ減らした方がよく、そのためにはボックスの容量をできるだけ大きくするのが望ましい。
In an image forming apparatus such as a copying machine, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum or intermediate transfer belt after the toner image is transferred to a recording medium or intermediate is removed by a cleaning mechanism and collected in a powder recovery box. Centralized and accumulated.
This type of powder recovery box includes a toner inlet connected to a cleaning mechanism, a toner transport unit that transports toner put in the box, and a toner that detects the degree of toner storage (filling rate) in the box. A detection means is provided.
When the toner detection means detects that the box is full of toner, the powder recovery box is replaced.
From the viewpoint of improving user convenience, it is better to reduce the number of replacements of the powder collection box as much as possible. For this purpose, it is desirable to increase the capacity of the box as much as possible.
しかしながら、この種の画像形成装置では周知のように小型化、低コスト化が進んできており、粉体回収性向上の観点からのみボックスを大きくすることは許されないのが実情である。
粉体回収ボックスは、一般に、画像形成装置本体の底部に配置される給紙手段と、その上方に位置する画像形成部との間などのいわゆるデッドスペースを利用して配置されることが多い。
粉体回収ボックスの構成として、ボックス形状のトナーカートリッジ内にトナー搬送部を設けた構成がある(例えば、特許文献1)。この構成においては、トナーを外部に補給するスクリューの軸に偏心カムを設け、該偏心カムにより平板を水平方向に往復動させ、該平板に一体に形成されたハの字形の内向きの突起でトナーを搬送するものである。さらに、カートリッジ内には、トナーの残量を検知するための構成も設けられている。
However, in this type of image forming apparatus, as is well known, downsizing and cost reduction have progressed, and the actual situation is that it is not allowed to enlarge the box only from the viewpoint of improving the powder recovery.
In general, the powder collection box is often arranged using a so-called dead space such as a space between a paper feeding unit arranged at the bottom of the image forming apparatus main body and an image forming unit located above the sheet feeding unit.
As a configuration of the powder collection box, there is a configuration in which a toner conveying unit is provided in a box-shaped toner cartridge (for example, Patent Document 1). In this configuration, an eccentric cam is provided on the shaft of the screw that replenishes toner to the outside, and the flat plate is reciprocated in the horizontal direction by the eccentric cam, and a C-shaped inward projection formed integrally with the flat plate. The toner is conveyed. Further, a configuration for detecting the remaining amount of toner is provided in the cartridge.
一方、現像に供されるために現像装置内へ導入されるトナーは、円滑な移動により供給不良が生じないようにすることが重要である。しかし、収容されるトナーの一部には、凝固していわゆるブロッキング現象を生じているものもあり、円滑な移動が阻害されることがある。
そこで、従来では、このようなブロッキングを生じているトナーをほぐすための構成が提案されている(例えば、特許文献2)。この構成においては、スクリューにおけるトナーの流出側近傍に、落下してくるトナーと接触可能な加圧用マイラーを配置し、加圧用マイラーをこれに当接可能な角棒を回転させて振動させることにより、堆積したトナーの上位部分を下方に向けて押し込むことで上方に向け上昇しながら堆積しているトナーを下方に流してブロッキングの防止と堆積トナーの拡散を行うようになっている。
On the other hand, it is important that the toner introduced into the developing device to be used for development does not cause supply failure by smooth movement. However, some of the accommodated toner is solidified to cause a so-called blocking phenomenon, and smooth movement may be hindered.
Therefore, conventionally, a configuration for loosening the toner causing such blocking has been proposed (for example, Patent Document 2). In this configuration, a pressure mylar that can come into contact with the falling toner is disposed in the vicinity of the toner outflow side of the screw, and the pressure mylar is rotated by rotating a square bar that can contact the pressure mylar. By pushing the upper portion of the accumulated toner downward, the accumulated toner flows downward while preventing the blocking and spreading of the accumulated toner.
また、特許文献2に開示されているような堆積トナーの拡散を行う構成として、トナー収容器の壁面を撓ませて堆積しているトナーを崩れさせる用にした構成もある(例えば、特許文献3)。 Further, as a configuration for diffusing the accumulated toner as disclosed in Patent Document 2, there is a configuration in which the deposited toner is broken by bending the wall surface of the toner container (for example, Patent Document 3). ).
しかしながら、小型化の面から画像形成装置本体の高さ方向の余裕が無い場合、粉体回収ボックスの寸法比は、必然的に縦横方向(X、Y方向)に大きく、高さ方向(Z方向)に小さいものとならざるを得ない。すなわち、水平方向に広く、高さが小さい扁平状のボックス形状となりやすい。 However, when there is no room in the height direction of the image forming apparatus main body from the viewpoint of miniaturization, the dimensional ratio of the powder recovery box is inevitably large in the vertical and horizontal directions (X and Y directions), and the height direction (Z direction). ) Must be small. That is, it tends to be a flat box shape that is wide in the horizontal direction and small in height.
このようなボックス形状ではトナーを均一に蓄積していくのが非常に難しく、部分的に固まって蓄積されてしまう虞がある。トナー検知手段の周辺にトナーが固まって蓄積されると、ボックス全体では満杯ではないにも拘わらず満杯検知がなされ、非満杯状態で早期に交換動作が要求されてユーザーの利便性の低下を来たすことになる。 In such a box shape, it is very difficult to accumulate toner uniformly, and there is a possibility that the toner is partially solidified and accumulated. When toner is solidified and accumulated around the toner detection means, the entire box is not full, but full detection is performed, and the replacement operation is requested early in a non-full state, resulting in a decrease in user convenience. It will be.
特許文献1に開示された技術は、予めカートリッジ内に収容されていたトナーの凝集を防止しつつ最後まで効率的にトナーを補給することを目的とするもので、ハの字形に配置された搬送部材としての突起の搬送方向は、同文献の図7に示されているように、互いに交差して異なるものの、相互作用により一方向的にトナーをトナー検知手段に向かわせるものとなっている。 The technique disclosed in Patent Document 1 aims to efficiently replenish toner to the end while preventing aggregation of the toner previously stored in the cartridge. As shown in FIG. 7 of the same document, the conveying direction of the protrusion as a member is different from each other, but the toner is unidirectionally directed to the toner detecting means by the interaction.
したがって、この搬送方式を粉体回収ボックスに適用しようとした場合、トナー検知手段の周辺にトナーが固まって蓄積されやすく、上記誤検知の問題は解消されない。 Therefore, when this conveying method is applied to the powder recovery box, the toner is easily solidified and accumulated around the toner detecting means, and the above-described problem of erroneous detection cannot be solved.
一方、特許文献2及び特許文献3に開示された技術においては、導入されたトナーをほぐすことで収容空間内でのトナーの充填率を高めることができるものの、トナーが十分に堆積してほぐすための部材と接触した段階でほぐす操作が行われる構成であることから、トナーの堆積がある程度進行した段階でないと所期の目的を達成することができない。従って、堆積しているトナーには高さの異なる部位が存在することとなり、例えば、高い部位がトナー検知部に対向していると、未だ収容容器内が満杯でなくても満杯と判断してしまうことにある虞がある。 On the other hand, in the techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, although the toner filling rate can be increased by loosening the introduced toner, the toner is sufficiently accumulated and loosened. Since the loosening operation is performed at the stage of contact with the member, the intended purpose cannot be achieved unless the toner has been accumulated to some extent. Therefore, the accumulated toner has parts with different heights. For example, if the high part faces the toner detection unit, it is determined that the container is full even if the container is not full. There is a risk that it will end up.
このように、粉体回収ボックス内でのトナーの挙動が適正でないと、満杯状態を検知するための粉体検知手段を設けてもこれにより正確な満杯状態が割り出せない場合がある。 As described above, if the behavior of the toner in the powder recovery box is not appropriate, there may be a case where an accurate full state cannot be determined even if a powder detection unit for detecting the full state is provided.
さらに、カートリッジ内に収容されたトナーは、粒子間の多少なりとも空間が存在している状態で堆積されていることから、空間が収容スペースを狭小化してしまうことが原因して余剰の収容空間があるにも拘わらず、満杯状態として誤検知されてしまう虞がある。特に、水平方向にトナーを移動させる場合、回収されたトナーの堆積高さにバラツキが生じていることもあり、高さの高い部分が検知対象となった場合には、高さの低い部分から高い部分までの領域でまだ回収できるスペースが残っていて現実の満杯状態に相当していないにも拘わらず、満杯検知として誤検知が発生してしまうことがある。 Further, since the toner stored in the cartridge is accumulated in a state where there is some space between the particles, the excessive storage space is caused by the space narrowing the storage space. In spite of this, there is a possibility that it is erroneously detected as a full state. In particular, when the toner is moved in the horizontal direction, there may be variations in the accumulated height of the collected toner. Although there is still a space that can be collected in the region up to the high part and it does not correspond to an actual full state, a false detection may occur as a full detection.
本発明は、トナー等の粉体の流れおよび流れる量を自在にコントロールでき、回収されるトナーの実情を正確に検知できるようにするとともに、現実の満杯状態まで回収量を増進させることができるようにすることで、粉体検知手段の誤検知を低減できてユーザーの利便性向上に寄与できる粉体収容器及びこれを有する画像形成装置の提供を、その主な目的とする。 The present invention can freely control the flow and amount of powder such as toner so that the actual condition of the collected toner can be accurately detected, and the collected amount can be increased to an actual full state. Accordingly, the main object of the present invention is to provide a powder container and an image forming apparatus having the powder container that can reduce erroneous detection of the powder detection means and contribute to improvement of user convenience.
本発明は、粉体搬送手段に粉体を加圧する機構を組み合わせることにより、搬送される粉体の高さを均すことにより局部的な高さのバラツキが発生した場合にこの部分のみを対象として誤検知が発生するのを防止するとともに加圧により粉体同士の充填率を高めて現実の満杯状態を得られるようにする、という思想に基づいている。 The present invention is intended only for this part when there is a variation in local height by leveling the height of the powder to be conveyed by combining the mechanism for pressing the powder with the powder conveying means. As described above, it is based on the idea of preventing the occurrence of erroneous detection and increasing the filling rate between powders by pressing so that an actual full state can be obtained.
具体的には、請求項1記載の発明が、粉体が投入される粉体入口部を備えたケースを有し、該ケース内に投入された粉体の満杯状態を検知する粉体満杯検知手段を備え、略水平に設置される粉体収容器において、上記ケース内には水平方向で往復動可能な攪拌板が設けられ、該攪拌板は、上記水平方向での往復動方向に対して略水平面上で角度を有して上記粉体を上記往復動方向と異なる方向に押し動かすことができる複数の堰板部を並列させた搬送部材で形成されて該搬送部材の堰板間に入り込む粉体の押し動かし方向を異ならせる搬送部を備え、上記搬送部の攪拌板と対面する位置には、該攪拌板の往復動およびこの往復動方向と異なる方向への上記粉体の搬送方向と直交する高さ方向に移動可能な加圧手段が配置され、上記搬送部による上記粉体の搬送方向に搬送される上記粉体を上記加圧手段により加圧して上記粉体の高さを均すことを特徴としている。 Specifically, the invention according to claim 1 has a case having a powder inlet portion into which powder is put, and a powder full detection for detecting a full state of the powder put into the case. In the powder container provided with the means and installed substantially horizontally, a stirring plate capable of reciprocating in the horizontal direction is provided in the case, and the stirring plate is in a reciprocating direction in the horizontal direction. It is formed by a conveying member in which a plurality of dam plates that have an angle on a substantially horizontal plane and can push and move the powder in a direction different from the reciprocating direction, and enter between the dam plates of the conveying member. A conveying unit for changing the pushing direction of the powder, and at a position facing the stirring plate of the conveying unit, a reciprocating motion of the stirring plate and a conveying direction of the powder in a direction different from the reciprocating direction; pressing means movable is arranged in the height direction orthogonal to the conveying unit The powder is transported in the transport direction of the powder is pressurized by the pressurizing means is characterized by leveling the height of the powder.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の粉体収容器において、上記粉体搬送加圧手段は、搬送される粉体の収容領域のほぼ全域に対面して配置され、搬送される粉体の高さ方向に移動して該粉体を加圧することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the powder container according to the first aspect, wherein the powder conveying and pressurizing means is disposed so as to face almost the entire area of the powder containing area to be conveyed and conveyed. It is characterized in that the powder is pressed by moving in the body height direction.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の粉体収容器において、上記粉体搬送加圧手段は、粉体を加圧することで粉体の高さを均すことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the powder container according to the first or second aspect, the powder conveying and pressurizing means equalizes the height of the powder by pressurizing the powder. .
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の粉体収容器において、上記粉体搬送加圧手段は、上記粉体の搬送を行う手段とは別に加圧する機構を組み合わせて構成されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the powder container according to any one of the first to third aspects, the powder conveyance pressurizing means is combined with a mechanism for pressurizing separately from the means for conveying the powder. It is characterized by being configured.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の粉体収容器において、上記粉体搬送加圧手段は、上記粉体の搬送部の一部に加圧部を備えて構成されていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the powder container according to any one of the first to third aspects, the powder conveying and pressurizing means includes a pressurizing unit in a part of the powder conveying unit. It is characterized by being composed.
請求項6記載の発明は、請求項5に記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は、高さ方向上部よりも下部の水平方向面積が大きくされた面を有していることを特徴としている。 A sixth aspect of the present invention is the powder container according to the fifth aspect, wherein a part of the conveying portion has a surface having a lower horizontal area than the upper portion in the height direction. It is characterized by.
請求項7記載の発明は、請求項6記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は、縦断面が三角形状とされていることを特徴としている。 A seventh aspect of the present invention is the powder container according to the sixth aspect, characterized in that a part of the transport portion has a triangular cross section.
請求項8記載の発明は、請求項6記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は縦断面が逆T字状とされていることを特徴としている。
The invention described in
請求項9記載の発明は、請求項6記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は、水平方向に沿って傾けられた形状とされていることを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the powder container according to the sixth aspect of the present invention, a part of the conveying section is inclined along the horizontal direction.
請求項10記載の発明は、請求項6乃至9のいずれかに記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は、リブ構造とされていることを特徴としている。 According to a tenth aspect of the present invention, in the powder container according to any one of the sixth to ninth aspects, a part of the transport portion has a rib structure.
請求項11記載の発明は、請求項1乃至10のいずれかに記載の粉体収容器において、上記搬送部の一部は、これが収容されている空間底面から離間して配置されていることを特徴としている。
The invention described in
請求項12記載の発明は、請求項1乃至11のいずれかに記載の粉体収容器をトナー収容器として用いることを特徴としている。
The invention described in
請求項14記載の発明は、請求項13記載のトナー収容器を画像形成後のトナー回収部に用いることを特徴としている。 According to a fourteenth aspect of the present invention, the toner container according to the thirteenth aspect is used in a toner collecting portion after image formation.
本発明によれば、狭い空間内に収容されるトナーなどの粉体をブロッキング現象や固まりを解消してその移動状態をコントロールできるようにするとともに、現実の満杯状態に相当するまでトナーの回収が行えるようにすることで容器内での粉体の埋まり方を規定して一部に偏在するのを防止することにより粉体検知部への粉体の充填を最後の順序で行えるようにして収容器が満杯になる前に粉体検知部において満杯状態を検知するという誤操作をなくして検知精度を高めることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to control the moving state of powder such as toner contained in a narrow space by eliminating blocking phenomenon and clumping, and collecting toner until it corresponds to an actual full state. By defining the method of filling the powder in the container and preventing it from being unevenly distributed in part, the powder detection unit can be filled with powder in the final order. It is possible to improve detection accuracy by eliminating an erroneous operation of detecting a full state in the powder detection unit before the container is full.
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
まず、図1に基づいて本実施例による粉体収容器を備えたトナー収容器が装備される画像形成装置の全体構成を説明する。
図1に示す画像形成装置1においては、露光ユニット3により、略水平方向に並設された4つの画像形成ユニット4、5、6、7への光書き込みが行われ静電潜像が形成される。各静電潜像は各画像形成ユニットの現像手段によりそれぞれ可視像化される。
First, the overall configuration of an image forming apparatus equipped with a toner container having a powder container according to this embodiment will be described with reference to FIG.
In the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1, the exposure unit 3 performs optical writing on the four
各画像形成ユニットに形成された各トナー像は中間転写ベルト8上に順次重ねて転写される。給紙カセット1に積載された転写紙が給紙ローラ2により給紙され、レジストローラ対9で斜めずれを修正された後所定のタイミングで2次転写部位へ送られる。2次転写部位で2次転写ローラ10により中間転写ベルト8上の重ね合わせトナー像は転写紙に一括転写される。
その後定着ユニット11によりカラートナー像は転写紙上に画像として定着され、排紙ローラ対12により装置上面の排紙トレイ15に出力画像として排出される。
The toner images formed on the image forming units are sequentially transferred onto the
Thereafter, the color toner image is fixed as an image on the transfer paper by the fixing
中間転写ベルト8上の転写残トナーは、クリーニング機構13により、ベルト上より除去され、粉体収容器としてのトナー収容ボックス14へ蓄積される。
近年、このような画像形成装置においても、小型化、低コスト化が進んできている。またユーザーの利便性の向上も求められている。
そこで、ユーザーの利便性向上を狙い、粉体ボックスの交換回数を減らすためにボックスの容量をできるだけ大きくすることが望ましい。しかしながらそれにより機械の大きさが大きくなることは許容されない。よって機械構成のなかでのデッドスペースを埋めるような形態での粉体ボックス配置になることが多い。
The transfer residual toner on the
In recent years, even in such an image forming apparatus, downsizing and cost reduction have been advanced. There is also a need for improved user convenience.
Therefore, it is desirable to increase the capacity of the box as much as possible in order to improve user convenience and reduce the number of times the powder box is replaced. However, it does not allow the size of the machine to increase. Therefore, it is often the case that the powder box is arranged in a form that fills the dead space in the machine configuration.
本実施形態の画像形成装置では、給紙ローラ2から2次転ローラ10までの空間が転写紙搬送の関係によりある程度、離れている必要があり、デッドスペースが生じやすく、ここにトナー収容ボックスなどの粉体収容器を設置することが多い。
しかしながら、前述の構成をとった場合、既に述べたように、次に挙げる問題点を生じる。
In the image forming apparatus of this embodiment, the space from the paper feed roller 2 to the
However, when the above-described configuration is adopted, the following problems occur as described above.
粉体ボックスの寸法比がX、Y方向に大きくZ方向に小さくなるために、トナーを均一に蓄積していくのが非常に難しい。部分的に固まって蓄積されてしまうと粉体(以下、「トナー」ともいう)が搬送されずに詰まってしまい他の部分にまで不都合が生じたり、粉体の容量フル検出(満杯検出)の検出精度が著しく悪くなってしまう不都合が生じる。 Since the dimensional ratio of the powder box is large in the X and Y directions and small in the Z direction, it is very difficult to accumulate toner uniformly. If it is partially solidified and accumulated, the powder (hereinafter also referred to as “toner”) will be clogged without being conveyed, causing inconvenience to other parts, or full detection of powder capacity (full detection) There arises a disadvantage that the detection accuracy is remarkably deteriorated.
本発明者らの考察によれば、粉体を均一に蓄積できるようにコントロールするためには、水平面の異なる位置で、方向が異なる複数の流れを作る必要がある。
それを達成しようとした場合、例えば図8に示すように、粉体ボックス100の底面部面積全体をカバーするようにトナー攪拌棒17を配置したり、図9に示すように、搬送スクリュー18を複数本配置する構成が考えられる。
しかしながら、このような方式ではトナー攪拌棒17や搬送スクリュー18等の攪拌手段を駆動する構成が複雑となり、高価のものとならざるを得ない。すなわち、複数の攪拌手段を同時に異なる向きに回転させるためには複雑なギア列が必要となるからである。
According to the study by the present inventors, it is necessary to create a plurality of flows in different directions at different positions on the horizontal plane in order to control the powder so that it can be accumulated uniformly.
In order to achieve this, for example, as shown in FIG. 8, the
However, in such a system, the configuration for driving the stirring means such as the
また、このようにしても、トナーの搬送方向を単純に逆向きにするだけであるので、トナーの流れや流れる量を微妙にコントロールすることが難しく、依然として粉体の容量フル検出精度が低いという問題を解消できない。 Even in this case, since the toner conveyance direction is simply reversed, it is difficult to finely control the toner flow and flow amount, and the powder full capacity detection accuracy is still low. The problem cannot be solved.
本実施例では、上記事情に鑑み、簡単な構成でトナーの流れ及び流れる量を容易に且つ高精度に制御でき、粉体満杯検知手段の位置まで確実にトナーを移動させるようにして粉体の満杯検知の精度を高めることができる粉体収容器を提供することを目的としている。 In the present embodiment, in view of the above circumstances, the flow and amount of toner can be controlled easily and with high accuracy with a simple configuration, and the toner can be reliably moved to the position of the powder full detection means. An object of the present invention is to provide a powder container that can increase the accuracy of full detection.
本実施例に用いられる粉体収容器としてのトナー収容ボックス14は、図2に示すように、粉体入口部としての粉体入口部20を有する上ケース21と、下ケース22と、粉体満杯検知ユニット23等を有している。粉体入口部20にクリーニング機構13から延びる図示しない粉体移送ホースが接続され、粉体が投入される。
As shown in FIG. 2, a
図3に示すように、下ケース22には、粉体搬送手段としての粉体搬送手段24が収容されている。粉体搬送手段24は、矢印25で示すように、水平方向で略往復運動を行う攪拌板26と、カム軸27と、該カム軸27の一端部に固定され図示しない画像形成装置の駆動源に接続される駆動ギア28と、カム軸27の他端部に設けられ攪拌板26に一体に形成されたカム受部29に収容された偏心カム30等を有している。
カム軸27は攪拌板26に一体に形成された複数の支持片31によって支持されている。カム軸27は駆動ギア28側が分割されており、カップリング32によって接続されている。
As shown in FIG. 3, the
The
粉体満杯検知ユニット23は、粉体検知手段としての粉体満杯検知手段34を有している。粉体満杯検知手段34としては、例えば光反射型フォトセンサを用いることができる。
The powder
攪拌板26は合成樹脂で一体に形成されており、略水平面の異なる位置に配置された複数の搬送部33A、33B、33C・・・33Pを有している。各搬送部33は縦・横に走るリブにより矩形状に区画されており、粉体搬送手段24の移動方向(矢印25で示す往復運動方向)に対して略水平面上で角度を有してトナーを押し動かすことができる複数の堰板部を並列させた搬送部材(搬送部33Fでいえば33Fa)で形成されている。
The stirring
各搬送部材は略等間隔に斜交い状に配置されており、各搬送部材間は溝となっている。
各搬送部33は、例えば33Hタイプと、これとは搬送方向が異なる例えば33Kのタイプの2種類から構成されている。
搬送部33A、33B、33H、33M、33N、33Pではトナーの搬送方向は実線矢印で示す方向となり、搬送部33C、33D、33E、33F、33G、33I、33J、33K、33L、33Pでは破線矢印で示す方向となる。つまり、トナーが押し動かされる方向が搬送部33A〜33P同士で異なるようになっている。
これらのうち、例えば搬送部33A、33B、33M、33N、33P、33Gの搬送方向は、粉体満杯検知手段34に近づく方向であり、例えば搬送部33J、33K、33Lの搬送方向は粉体満杯検知手段34から遠ざかる方向である。
搬送部33N及び33Pの上面には、カム軸27に沿って延びる仕切り板35が一体に形成されている。仕切り板35は、搬送部33N及び33Pの上部の粉体の流れを規制するものである。
The respective conveying members are arranged obliquely at substantially equal intervals, and a groove is formed between the respective conveying members.
Each transport unit 33 is composed of, for example, a 33H type and a 33K type having a different transport direction.
In the
Among these, for example, the conveyance direction of the
A
上記各搬送部同士は、これに用いられてトナーを押し動かすことができる堰板部の間隔が異ならせてあり、搬送部を移動するトナーの量が異なるようになっている。つまり、堰板部間の間隔を大きくすると、堰板部間に入り込むトナー量が堰板部間隔が小さい場合に比べて多くなる。 Each of the above-mentioned conveying units has different intervals between barrier plates that can be used to push and move the toner, so that the amount of toner that moves through the conveying unit is different. That is, when the interval between the dam plate portions is increased, the amount of toner entering between the dam plate portions is larger than when the interval between the dam plate portions is small.
また、搬送部33F、33Gと搬送部33J、33Mとの間には、カム軸27と直交する方向に延びる仕切り板36が一体に形成されている。仕切り板36は搬送部33F、33Gと搬送部33J、33Mとの間における上部と下部の粉体の流れおよび流れる量を規制するものである。これらの仕切り板35、36は、搬送部によって生じるトナーの流れに突き当たる位置に配置されている。
In addition, a
本実施例における搬送部の搬送構造に用いられる粉体搬送手段24は、図4に示す構成を備えた駆動機構により往復運動するようになっており、そして、往路と復路とで運動形態が異ならせてある。 The powder conveying means 24 used in the conveying structure of the conveying unit in this embodiment is configured to reciprocate by a driving mechanism having the configuration shown in FIG. 4, and the movement form is different between the forward path and the backward path. It is.
上述した運動形態は、往路と復路との移動軌跡を異ならせることで実現され、移動軌跡には、高さ方向および傾きが相当している。
このように運動形態が異ならせてあることにより、粉体搬送手段24における搬送に供される搬送面の形状が往路と復路とで異なる結果となり、往路と復路とで傾きを異ならせてトナーの突き崩し、そして移動方向への搬送(往路でのトナーの押し動かし)を効率よく行うことができる。以下、この構成について図4において説明する。
The above-described motion form is realized by making the movement trajectory different between the forward path and the return path, and the height direction and the inclination correspond to the movement trajectory.
Since the movement forms are different in this way, the shape of the conveyance surface provided for conveyance in the powder conveyance unit 24 is different between the forward path and the backward path, and the inclination of the forward path and the backward path is different, so Breaking down and transporting in the moving direction (pressing and moving the toner in the forward path) can be performed efficiently. Hereinafter, this configuration will be described with reference to FIG.
図4(駆動ギア28側から見た概要断面図)において、偏心カム30の大径部が下方に向いている状態でカム軸27が回転すると、攪拌板26は、カム受け部29に対する偏心カム30の大径部の位相に応じて、まず矢印Aで示すように上方に浮き上がるように図中左側に移動し、続いて矢印Bで示すように若干後退しながら下降し、続いて矢印Cで示すように略水平に後退し、続いて矢印Dで示すように若干後退しながら斜め上方に移動し、これらを繰り返して全体として略往復運動を行う。これにより、往動時(図4中、符号Cで示す方向)には、攪拌板26が下ケース22の底面に沿って移動することにより搬送部33がトナーを押し動かすことができ、復動時(図4中、符号D,Aで示す方向)には、攪拌板36がしたケース22の底面から浮き上がることにより搬送部33も浮き上がりながら移動することになり、押し動かしたトナーから離れてトナーが戻されない状態、換言すれば、押し動かされた位置にトナーを止まらせた状態で移動することになる。
In FIG. 4 (schematic cross-sectional view seen from the
攪拌板26の運動形態は、往路と復路とで符号A〜Dで示すように傾きの違い、そして、傾きの違いから得られる高さ方向の違いとなって現れる。なお、偏心カム30の回転速度を攪拌板26の往路と復路とで異ならせるようにしても良く、この場合には、トナーの移送に寄与しない運動形態に相当する復路での移動速度を往路よりも速くすることでトナーの移動を迅速化することができる。
The motion form of the stirring
このような搬送部での搬送構造によれば、単一の駆動源により、ギア列を介することなく搬送方向が異なる複数の搬送部33を同時に往復運動させることができる。
攪拌板26が往復運動を行うと、各搬送部ではそれぞれ異なった流れとなるが、図5に示すように、全体としては黒太の矢印で示すような搬送流れが生じ、結果的に搬送流れに沿って複数の領域が形成されていることになる。つまり、複数の領域は、仕切り板35、36で区画されたエリアa1、粉体入口部20に近いエリアa2、カム受部29近傍のエリアa3、そして搬送流れの順序でいうと最後の領域となる粉体満杯検知手段34に面したエリアa4が設定される。これら各領域をなすエリアのうちで、粉体入口部20に近いエリアa1が入口領域とされ、粉体満杯検知手段34に面するエリアa4がセンサ領域とされ、そして、入口領域およびセンサ領域の間で粉体検知手段20に面しないエリアa1がトナーを貯めることができる貯留領域とされ、各領域のうちで、入口部領域は、センサ領域よりも面積が大きく設定されて流入してくるトナーが入口領域で詰まるのを防止できるようになっている。
According to such a transport structure in the transport unit, a plurality of transport units 33 having different transport directions can be simultaneously reciprocated by a single drive source without using a gear train.
When the agitating
さらに、入口領域でのトナーの出口は、センサ領域よりも貯留領域におけるトナーの入り口側に連続する構成とされることにより、入口部領域に導入されらトナーが搬送部により貯留領域の入口まで搬送されることになるので、入口領域でトナーの搬送が滞ることがなく入口領域でのトナーの詰まりを防止できる。 Furthermore, the toner outlet in the inlet region is configured to be continuous with the toner inlet side in the storage region rather than the sensor region, so that the toner introduced into the inlet region is transported to the inlet of the storage region by the transport unit. As a result, toner conveyance is not delayed in the entrance area, and toner clogging in the entrance area can be prevented.
このような領域の設定と各領域間での搬送順序の設定により、トナーが各エリアに移動する過程でトナーの量が搬送部での堰板部の間隔および仕切り板35,36による移動方向の規制によって異なることになり、各エリア間で偏在することがないようにしてトナー収容ボックス14が満杯になる前の時期におい搬送過程の最終段階に相当する粉体満杯検知手段34に近いエリアa4に対してトナーが充填されるようになっている。
By setting the areas and setting the transport order between the areas, the amount of toner in the process of moving the toner to each area can be changed in the distance between the weir plates in the transport section and in the moving direction by the
すなわち、搬送方向が異なる2種類のタイプの搬送部33の配置パターンによって全体としての搬送流れを微妙にコントロールすることができ、粉体満杯検知手段34近傍が早期に充填されて誤検知となることを防止することができる。
各搬送部33の配置パターンは、本例に限定されるものではなく、トナーの流動特性等の条件に応じて実験等によりその最適なパターンを決定することができる。
That is, the overall transport flow can be finely controlled by the arrangement patterns of the two types of transport units 33 having different transport directions, and the vicinity of the powder full detection means 34 is filled early, resulting in false detection. Can be prevented.
The arrangement pattern of each conveyance unit 33 is not limited to this example, and an optimum pattern can be determined by experiments or the like according to conditions such as toner flow characteristics.
図3に示すように、下ケース22の粉体満杯検知手段34寄りには、攪拌板26の同側端部を下面側から支持する支持部材40、40が対向して設けられている(図5では省略)。支持部材40の機能を図6(カム受部29側から見た概要断面図)に基づいて説明する。
As shown in FIG. 3,
攪拌板26の偏心カム30から離れた側の端部を支持部材40で支持した状態で往復運動を行うと、支持部材40を境にして両側でトナーの搬送方向が逆転する。
When the reciprocating motion is performed in a state where the end of the stirring
すなわち、偏心カム30寄りの搬送部33Aでは容器内のトナーを下から上へすくい上げるような動きとなり(矢印R)、トナーの搬送方向は図中左方向となる。
That is, the
一方、搬送部33Bでは、搬送部33Aと同じ構成を有するものの、容器内のトナーを上から下へ掻き上げるような動きとなり(矢印L)、トナーの搬送方向は図中右方向となる。
この特性を利用して、粉体入口部20に近い部分では入口から離れる方向の、入口から遠い部分では入口に向かう方向の搬送流れが生じるように支持部材40を配置し、上記のような全体としての搬送流れを得ている。
On the other hand, although the
By utilizing this characteristic, the
以上のような構成において本実施例には、移送されるトナーの高さ方向でのバラツキをなくすことにより、収容されるトナー量を増加させて現実の満杯状態に至るまでトナーを回収できるための構成が備えられている、以下、この構成について説明する。 In the above-described configuration, the present embodiment eliminates the variation in the height of the transferred toner, thereby increasing the amount of toner accommodated and recovering the toner until the actual full state is reached. Hereinafter, this configuration will be described.
図7は、上記構成の一例を示すための図であり、同図においてカートリッジ14(図2参照)の内部には、トナーの搬送手段である攪拌板26の近傍に、攪拌板26によって移送されたトナーを加圧することができる圧縮機構100が設けられている。
圧縮機構100は、攪拌板26と組み合わせて用いられる機構であり、トナーの高さ方向に往復動可能な加圧部材100Aと加圧部材100Aに連結された駆動部100Bとを備えている。
加圧部材100Aは、ほぼ攪拌板26の占有領域全域を覆うことができる平面視サイズを有し、攪拌板26により移送されるトナーの堆積部全域に対面することができるようになっている。なお、加圧部材100Aは、図7に示すように、攪拌板26の上方に位置している場合には無垢の板部材が用いられるが、攪拌板26の下方に位置する場合には、移送されたトナーを下ケース22側に向けて落下させるための網目部などの貫通部が設けられて用いられる。
FIG. 7 is a diagram for illustrating an example of the above-described configuration. In FIG. 7, the cartridge 14 (see FIG. 2) is transferred by the stirring
The
The
駆動部100Bは、加圧部材100Aを昇降駆動する部材であり、昇降ストロークとして、移送されたトナーの表面に接触して高さ方向でばらついている高さのうちで最も高い位置のトナーを突き崩すことで高さ方向でトナーを均すことができ、突き崩す際に押し固めて塊としないストロークを設定されている。本実施例では、上記の昇降ストロークとして、1mm以上に設定されている。また、駆動力は、独自の駆動源を用いたりあるいは攪拌板26能動源である偏心カム30に連動させるようにして得るようになっている。
The drive unit 100B is a member that drives the
本構成においては、攪拌板26によって移送されるトナーは各領域に移動する課程であるいは移動した時点で圧縮機構100の加圧部材100Aにより押し崩されて均される。これにより、トナーの高さが均一化されるとともにトナーの粒子間に存在していた空間が狭小化されることでトナーの回収が可能な余剰スペースを生み出すことができ、カートリッジ14内で充填されたトナーが現実の満杯状態に近づきやすくなる。この結果、高さのバラツキが生じた際に、最高位置のトナー検知により満杯状態であると誤検知することがなくなるばかりでなく、カートリッジ14内の容積に対する現実の満杯状態に即した収容量が確保できることになる。
なお、圧縮機構100は、上述した攪拌板26に代えてトナーの移送が可能な搬送スクリューなどと組み合わせることも可能である。
なお、上述した圧縮機構100は、攪拌板26とは別に設けることなく、攪拌板26の運動態位を利用することにより搬送手段を兼ねた構成とすることも可能である。
In this configuration, the toner transferred by the stirring
Note that the
Note that the
図10は、攪拌板26によりトナーの高さを均す場合の構成を示す図であり、便宜上、複数の形態を纏めて示している。
図10において攪拌板26のリブは、その断面形態として、図10中、符号(α)で示すように、底辺がカートリッジ14の下ケース22と平行する断面三角形状としたり、符号(β)で示すように、逆T字状としたり、さらには、符号(γ)で示すように、下ケース22の面を基準とした垂線に対して角度θ(好ましくは−70〜+70°)を設定して傾けた形態とすることができる。いずれの場合にも、加圧部材100Aが昇降した際にその下方に位置するトナーと接触する面を大きくして圧縮率を上げて押し崩しやすくしている。なお、上記各形態のいずれかを組み合わせて用いることも可能である。このような構成とすることにより、トナーの移送のための運動形態を利用してトナーの高さを均すことができるとともに、トナーの粒子間に存在する空間を狭小化してトナーの収容スペースの拡大が可能となる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration in which the height of toner is leveled by the stirring
In FIG. 10, the rib of the stirring
14 粉体収容器としてのトナー回収ボックス
20 粉体入口部
22 下ケース
24 粉体搬送手段
26 攪拌板
33 搬送部
34 粉体検知手段としての粉体満杯検知手段
100 圧縮機構
100A 加圧部材
100B 駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
上記ケース内には水平方向で往復動可能な攪拌板が設けられ、
該攪拌板は、上記水平方向での往復動方向に対して略水平面上で角度を有して上記粉体を上記往復動方向と異なる方向に押し動かすことができる複数の堰板部を並列させた搬送部材で形成されて該搬送部材の堰板間に入り込む粉体の押し動かし方向を異ならせる搬送部を備え、
上記搬送部の攪拌板と対面する位置には、該攪拌板の往復動およびこの往復動方向と異なる方向への上記粉体の搬送方向と直交する高さ方向に移動可能な加圧手段が配置され、
上記搬送部による上記粉体の搬送方向に搬送される上記粉体を上記加圧手段により加圧して上記粉体の高さを均すことを特徴とする粉体容器。 A powder container having a case having a powder inlet portion into which powder is charged, and having powder full detection means for detecting a full state of the powder charged in the case, and installed substantially horizontally In the vessel
A stirring plate that can reciprocate in the horizontal direction is provided in the case,
The stirring plate has a plurality of weir plate portions arranged in parallel so as to have an angle on a substantially horizontal plane with respect to the reciprocating direction in the horizontal direction and capable of pushing the powder in a direction different from the reciprocating direction. A conveying unit that is formed of a conveying member that changes the direction of pushing and moving the powder entering between the barrier plates of the conveying member,
At the position of the conveying unit facing the stirring plate , a reciprocating motion of the stirring plate and a pressurizing means movable in a height direction orthogonal to the powder conveying direction in a direction different from the reciprocating direction are arranged. And
A powder container, wherein the powder conveyed in the conveying direction of the powder by the conveying unit is pressed by the pressing means to level the height of the powder.
上記粉体搬送加圧手段は、搬送される粉体の収容領域のほぼ全域に対面して配置され、搬送される粉体の高さ方向に移動して該粉体を加圧することを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 1, wherein
The powder conveying and pressurizing means is disposed so as to face almost the entire storage area of the powder to be conveyed, and moves in the height direction of the conveyed powder to pressurize the powder. Powder container.
上記粉体搬送加圧手段は、粉体を加圧することで粉体の高さを均すことを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 1 or 2,
The powder container pressurizing means equalizes the height of the powder by pressurizing the powder.
上記粉体搬送加圧手段は、上記粉体の搬送を行う手段とは別に加圧する機構を組み合わせて構成されていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to any one of claims 1 to 3,
The powder container pressurizing means is configured by combining a mechanism for pressurizing separately from the means for conveying the powder.
上記粉体搬送加圧手段は、上記粉体の搬送部の一部に加圧部を備えて構成されていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to any one of claims 1 to 3,
The powder container is characterized in that the powder conveying and pressurizing means includes a pressing unit in a part of the powder conveying unit.
上記搬送部の一部は、高さ方向上部よりも下部の水平方向面積が大きくされ面を有していることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 5,
A part of said conveyance part has a horizontal direction area larger in the lower part than the upper part in the height direction, and has a surface.
上記搬送部の一部は、縦断面が三角形状とされていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 6,
A powder container, wherein a part of the transport section has a triangular longitudinal section.
上記搬送部の一部は、縦断面が逆T字状とされていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 6,
A powder container, wherein a part of the transport unit has an inverted T-shaped longitudinal section.
上記搬送部の一部は、水平方向に沿って傾けられた形状とされていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to claim 6,
A powder container, wherein a part of the transport section is inclined along a horizontal direction.
上記搬送部の一部は、リブ構造とされていることを特徴とする粉体収容器。 The powder container according to any one of claims 6 to 9,
A powder container, wherein a part of the transport section has a rib structure.
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