JP5593756B2 - Image forming apparatus and toner conveying apparatus - Google Patents
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本発明は、画像形成装置及びトナー搬送装置に係り、特に、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に使用して好適な画像形成装置及びトナー搬送装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a toner conveying apparatus, and more particularly to an image forming apparatus and a toner conveying apparatus suitable for use in a printer, a copying machine, a facsimile, and the like.
一般に、画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体や中間転写体等)と対向する現像領域まで、表面に現像剤を担持して現像剤を搬送する現像剤担持体と現像剤(トナーまたはトナー及びキャリア)とを収容する現像剤収容部、現像剤担持体または現像剤担持体に担持された現像剤に現像剤収容部のトナーを供給する現像装置及び現像剤収容部にトナーを補給するトナー収容器を備えて構成されている。そして、このような画像形成装置において、トナーを補給することの最大の目的は、現像剤収容部内のトナー濃度を一定に保つために画像出力によって像担持体へ搬送されたトナー量を補充供給することにある。 In general, an image forming apparatus includes a developer carrier and a developer (toner) that carry a developer by carrying a developer on the surface up to a development region facing an image carrier (for example, a photoreceptor or an intermediate transfer member). Or toner and carrier), a developer container that supplies toner to the developer carrier, or a developer that supplies toner in the developer container to the developer carried on the developer carrier, and the developer container. And a toner container. In such an image forming apparatus, the greatest purpose of replenishing toner is to replenish and supply the amount of toner conveyed to the image carrier by image output in order to keep the toner density in the developer accommodating portion constant. There is.
このトナーの補充供給において、供給するトナー量が多すぎるとトナーの飛散や現像剤収容部内のトナー濃度の上昇による高濃度画像を発生させてしまう。また、トナーの過剰補給が起こると、現像剤収容部内で行われているトナーとキャリアとの攪拌機能が効かず均一な現像剤を作ることができなくなる場合もある。また、逆に、像担持体へ供給するトナー量が少なすぎると低濃度画像や画像形成時にキャリア付着が発生させてしまう場合がある。 In this replenishment supply of toner, if the amount of toner to be supplied is too large, a high density image is generated due to scattering of toner or an increase in toner density in the developer container. In addition, when toner is excessively replenished, the stirring function of the toner and the carrier performed in the developer accommodating portion may not work and a uniform developer may not be produced. Conversely, if the amount of toner supplied to the image carrier is too small, carrier adhesion may occur during low density image formation or image formation.
従って、トナー補給の最大の課題は、現像剤収容部が必要としているだけのトナー量を確実に補給し、現像剤収容部内のトナー濃度を一定に保つことである。このような課題を解決することができるようにした従来技術として、例えば、特許文献1等に記載された技術が知られている。この従来技術は、現像装置初期化時のトナー濃度のオーバーシュートを防止し、トナー飛散を発生させないようにする目的で、トナー収容部と現像剤収容部とが一体となった現像装置内にシール部材を予め取り付けるというものである。 Therefore, the biggest problem of toner replenishment is to reliably replenish the toner amount required by the developer accommodating portion and to keep the toner concentration in the developer accommodating portion constant. As a conventional technique capable of solving such a problem, for example, a technique described in Patent Document 1 is known. This prior art is designed to prevent the toner density from overshooting at the time of initialization of the developing device, and to prevent toner scattering, so that the toner containing portion and the developer containing portion are sealed in the developing device. The member is attached in advance.
また、他の従来技術として、例えば、特許文献2等に記載された技術が知られている。この従来技術は、現像剤担持体と現像剤収容部とを有し、現像剤担持体または現像剤担持体に担持された現像剤に現像剤収容部のトナーを供給する現像装置を含むよう構成されたプロセスカートリッジと、トナー収容器とが、それぞれ個別に画像形成装置本体に対して脱着自在に構成され、トナー収容器から現像剤収容部へトナーの自重を利用して搬送を行うトナー搬送手段としてのトナー搬送装置を画像形成装置本体に設けるというものである。 As another conventional technique, for example, a technique described in Patent Document 2 is known. This prior art includes a developer carrying member and a developer containing portion, and includes a developing device that supplies the developer carrying member or the toner carried on the developer carrying member to the toner in the developer containing portion. The process cartridge and the toner container are individually detachable from the main body of the image forming apparatus, and transport the toner from the toner container to the developer container using its own weight. Is provided in the main body of the image forming apparatus.
現像装置とトナー収容器とトナー搬送装置とを有し、現像装置とトナー収容器とが画像形成装置本体に対して個別に着脱自在に構成されている画像形成装置の特許文献2に記載された従来技術は、トナー搬送手段がトナーの自重を利用したもので、現像手段へのトナー補給部が水平方向になっているため、トナー搬送コイルが停止してトナー補給をストップしても、トナーの状態、とりわけ、トナーの流動性がよい状態の場合、現像手段へのトナー補給口端部からトナーが現像剤収容部に落下してしまうという問題点を有している。 Patent Document 2 discloses an image forming apparatus that includes a developing device, a toner container, and a toner conveying device, and the developing device and the toner container are individually detachable from the main body of the image forming apparatus. In the prior art, the toner conveying means uses the weight of the toner, and the toner replenishing portion to the developing means is in the horizontal direction. In the state, in particular, in a state where the fluidity of the toner is good, there is a problem that the toner falls from the end of the toner replenishing port to the developing unit to the developer accommodating portion.
このため、前述の従来技術は、1回分のトナー落下量は僅かではあるが、度重なると現像剤収容部内のトナー濃度が上昇し高濃度画像やトナー飛散が発生させるという問題点を生じ、さらに、トナーの過剰補給が起こると、現像剤収容部内で行われているトナーとキャリアとの攪拌機能が効かず均一な現像剤を作ることができなくなる場合があるという問題点を生じさせる。 For this reason, although the above-mentioned conventional technique has a small amount of toner falling for one time, if it is repeated, the toner density in the developer containing portion rises, causing a problem that a high density image or toner scattering occurs, If the toner is excessively replenished, the function of stirring the toner and the carrier carried out in the developer accommodating portion does not work, and a uniform developer may not be produced.
前述したような問題点に対する対策として、トナー搬送手段により、トナーが自身の自重により落下した最下点より上側へ搬送する経路を形成し、その先に現像手段へのトナー落下口を設けるようにした画像形成装置が知られている。しかし、この画像形成装置は、トナー収容器からのトナー搬送経路内へのトナー充填を行う場合、トナー搬送経路内にトナーが満たされていないと、現像剤収容部へトナーが流れ込んでしまうという問題点を有し、また、高画像面積の画像の出力時、現像剤収容部へのトナー補給が多くなるため、トナー搬送経路内のトナーの入れ替わりが激しくなり、トナーの流動性がよくなるため、現像剤収容部へのトナーの流れ込みが発生する場合があるという問題点を有している。 As a countermeasure against the problems as described above, a path for transporting toner above the lowest point where the toner has fallen by its own weight is formed by the toner transport unit, and a toner dropping port to the developing unit is provided at the end. Such an image forming apparatus is known. However, in this image forming apparatus, when toner is charged into the toner conveyance path from the toner container, if the toner is not filled in the toner conveyance path, the toner flows into the developer accommodating portion. In addition, when an image with a large image area is output, toner replenishment to the developer container increases, so toner replacement in the toner transport path becomes intense and toner fluidity is improved. There is a problem in that toner may flow into the agent container.
前述したような問題点に対する対策として、前述したトナー搬送手段に磁界発生手段を設け、前述のトナー搬送経路内側に磁性キャリアを存在させ、前述のトナー搬送手段を構成するトナー搬送部材を、中心軸を形成したものとしその周りにスクリュ形状を構成するようにした画像形成装置が知られている。しかし、この画像形成装置は、高画像面積の画像出力時で、かつ、スクリュ形状ピッチが大きい場合や、前述のトナー搬送管の長さ(全周管になっている領域)が小さい場合に、高画像面積の画像を連続して出力すると、トナーが前述の現像剤収容部へ流れ込んでしまう場合があるという問題点を有している。 As a countermeasure against the above-described problems, a magnetic field generating unit is provided in the toner transport unit described above, a magnetic carrier is present inside the toner transport path, and the toner transport member constituting the toner transport unit is disposed on the central shaft. There is known an image forming apparatus in which a screw shape is formed around the above. However, this image forming apparatus is used when outputting an image with a large image area and when the screw shape pitch is large or when the length of the above-described toner conveying tube (the region that forms the entire peripheral tube) is small. When an image having a large image area is continuously output, there is a problem that the toner may flow into the developer container.
前述したような問題点に対する対策として、トナー搬送経路をスクリュ形状ピッチの1.5倍以上であるようにした画像形成装置が知られている。しかし、この画像形成装置は、トナー搬送経路を長くとっているため、また、トナー搬送経路の上流側の開口を小さくしているため、その部分においてトナー詰まりが発生し、現像剤収容部へトナーを供給することができなくなる恐れがある。これを解決するためには、トナー搬送経路の上流側の開口にトナーほぐし部材を設けることにより、トナーの詰まりの発生を抑えることが可能ではあるが、圧電センサ部かきとり部材と同じ回転体にトナーほぐし部材が取り付けられているため、トナーほぐし部材が圧電センサに悪影響を与える可能性がある。また、トナーほぐし部材の長さが短いと、長時間の使用でトナーの撹拌が長時間に渡って行われトナーほぐし部材がカールした場合に、トナー詰まりを抑えることが難しくなる可能性がある。 As a countermeasure against the above-described problems, an image forming apparatus is known in which the toner conveyance path is 1.5 times or more the screw shape pitch. However, since this image forming apparatus has a long toner conveyance path and a small opening on the upstream side of the toner conveyance path, toner clogging occurs in that portion, and the toner is transferred to the developer container. May not be able to supply. In order to solve this problem, it is possible to suppress the occurrence of toner clogging by providing a toner loosening member at the opening on the upstream side of the toner conveyance path, but the toner is placed on the same rotating body as the piezoelectric sensor scraping member. Since the loosening member is attached, the toner loosening member may adversely affect the piezoelectric sensor. In addition, when the length of the toner loosening member is short, it may be difficult to suppress clogging of the toner when the toner is stirred for a long time and the toner loosening member is curled.
そのための対策としては、圧電センサ部かきとり部材とトナーほぐし部材とを貼り付ける順番を規定したり、トナーほぐし部材を長くすることにより対応することが可能である。しかし、この場合、トナーほぐし部材を設けるにより、部品代や貼り付け工賃等コストアップにつながるという問題点を生じてしまう。 As countermeasures for this, it is possible to define the order in which the piezoelectric sensor part scraping member and the toner loosening member are attached, or to lengthen the toner loosening member. However, in this case, the provision of the toner loosening member causes a problem that costs such as parts cost and pasting cost increase.
本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解決し、ホッパ部から搬送経路へのトナーを効果的にほぐして現像手段に送り込むことを可能として高画質現像を行うことができるようにした画像形成装置及びトナー搬送装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to effectively loosen the toner from the hopper to the transport path and send it to the developing means so that high-quality development can be performed. Another object is to provide an image forming apparatus and a toner conveying apparatus.
前述の目的を達成するために、本発明は、像担持体と、剤担持手段および現像剤を収容する現像剤収容部を備えた現像手段と、前記現像剤収容部にトナーを補給するトナー収容手段と、該トナー収容手段の一部であって、トナーを一時的に貯留して、前記現像手段にトナーを供給するホッパ部と、該ホッパ部から前記現像手段の現像剤収容部へトナーの搬送を行うトナー搬送手段とを有し、前記トナー搬送手段は、トナー搬送管の内部にトナー搬送部材が設けられて構成されており、前記トナー搬送管は、前記トナー搬送手段の上流部の内径が下流部の内径より大きく構成されると共に、前記ホッパ部側に開口部を有しており、前記トナー搬送部材は、中心軸の周りにコイルバネによるスクリュ形状を有して構成され、前記トナー搬送手段の上流部のスクリュ形状の外径が、下流部のスクリュ形状の外径よりも大きく、その大きい部分が前記開口部を介してホッパ部の中に露出していることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an image carrier, a developing means having a developer container for containing an agent carrier and a developer, and a toner container for supplying toner to the developer container. And a hopper part that is a part of the toner storage means and temporarily stores the toner and supplies the toner to the developing means, and the toner from the hopper part to the developer storage part of the developing means. and a conveying means for transferring said toner conveying means, internally to the toner conveying member of the toner conveying pipe is configured provided, the toner transport pipe, the upper stream portion of the conveying means with an inner diameter greater configured than the inner diameter of the lower flow portion has an opening in the hopper portion, the toner conveying member is configured to have a screw shape of the coil spring around the central axis, wherein Of toner conveying means The outer diameter of the screw shape of the flow section is larger than the outer diameter of the screw shape of the downstream portion, characterized in that the large part is exposed into the hopper through the opening.
本発明によれば、ホッパ部から搬送経路へのトナーを効果的にほぐして現像手段に送り込むことができるので、高画質現像を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to effectively loosen the toner from the hopper portion to the conveyance path and send it to the developing means, so that high-quality development can be performed.
以下、本発明による画像形成装置、画像形成方法、トナー搬送装置及びトナー搬送方法の実施形態を図面により詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び形状等を有する部材や構成部品等の構成要素については、同一の符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。また、図及び説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がないものは適宜断わりなく省略することがある。 Embodiments of an image forming apparatus, an image forming method, a toner conveying apparatus, and a toner conveying method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, components having the same functions, shapes, and the like, and constituent elements such as components are denoted by the same reference numerals and will not be described later. In addition, in order to simplify the drawings and the description, even components that are to be represented in the drawings may be omitted as appropriate without being specifically described in the drawings.
図1は本発明の実施形態による画像形成装置であるカラープリンタの基本構成を示す断面図である。以下に説明する本発明の実施形態による画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成することが可能なカラープリンタ(以下、プリンタと略記する)の例である。 FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of a color printer which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention described below is an example of a color printer (hereinafter abbreviated as a printer) that can form a full-color image using a tandem method.
図1に示すプリンタは、基本的に、例えば、特許文献2に開示されている電子写真方式のプリンタと同様の構成を有している。そして、このプリンタは、装置本体1の下部に記録材としての用紙Pが収納される給紙部2が配設され、その上方に画像形成部3を配置して構成されている。画像形成部3は、像担持体を備えた複数の作像手段として、4個の作像ユニット8Y、8C、8M、8BKを備えた作像部8と、複数のローラ4、5、6及びこれらのローラ4、5、6に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された中間転写体としての中間転写ベルト7aを有する中間転写ユニット7と、前述の各像担持体に光による書き込みを行う光書き込み部としての光書き込みユニット15と、用紙Pにトナー像を定着する定着装置19とを有して構成されている。
The printer shown in FIG. 1 basically has the same configuration as the electrophotographic printer disclosed in Patent Document 2, for example. In this printer, a sheet feeding unit 2 for storing a sheet P as a recording material is disposed at a lower portion of the apparatus main body 1, and an image forming unit 3 is disposed above the sheet feeding unit 2. The image forming unit 3 includes, as a plurality of image forming units including an image carrier, an image forming unit 8 including four
作像ユニット8Y、8C、8M、8BK及び中間転写ユニット7は、装置本体1に対して着脱自在に構成されている。そして、給紙部2から定着装置19までの間には、画像形成部3で形成された画像が転写される用紙Pを搬送する搬送経路Rが形成されている。ローラ6は、後述する2次転写装置を構成しており、一点鎖線で示す用紙Pの搬送経路Rに臨んで配置されている。搬送経路Rの端部R1は、装置本体1の上部に形成された排紙部20を構成する積載部としての排紙トレイ22に臨むべく開放されている。なお、作像ユニット8Y、8C、8M、8BKは、プロセス・カートリッジ・ユニット(PCU)8Y、8C、8M、8BKとも呼ばれる。
The
中間転写ベルト7aのローラ4とローラ5との間は、このベルト7aの下部側ベルト走行辺に相当している。中間転写ベルト7aには、ローラ6と対向する部位に2次転写装置となる2次転写ローラ16が搬送経路Rに臨むように配設され、ローラ4と対向する部位にベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置17が配設されている。
The space between the roller 4 and the roller 5 of the
作像部8は、中間転写ベルト7aの下部側ベルト走行辺に対向するように、中間転写ベルト7aの下方に配設されている。本発明の実施形態において、各作像ユニット8Y、8C、8M、8BKは、基本的には同一の構成であり、図1には代表して作像ユニット8BKの構成にのみ構成要素の符号を付している。各作像ユニット8Y、8C、8M、8BKは、中間転写ベルト7aに接する像担持体としての感光体ドラム10をそれぞれ具備している。各感光体ドラム10の周りには、帯電装置11、現像手段としての現像装置12、クリーニング装置13がそれぞれ配置されている。各感光体ドラム10が中間転写ベルト7aに接する位置における中間転写ベルト7aの内側には、1次転写を行う転写手段としての転写ローラ14がそれぞれ設けられている。
The image forming unit 8 is disposed below the
作像ユニット8Y、8C、8M、8BKのそれぞれは、各現像装置12に収容されている現像剤としてのトナーの色が異なる点のみ相違し、その他の構成は基本的に同様である。各作像ユニット8Y、8C、8M、8BKの各現像装置12には、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーが収容されている。各現像装置12は、トナーが減ると現像装置の上方に装着セットされているトナーボトル32Y、32C、32M、32BKから補給用のトナーがそれぞれ供給されるように構成されている。
Each of the
図2は現像装置12の構成の詳細を説明する断面図である。この図2において、イエローを表す符号「Y」を現像装置12の符号の末尾に付加し、作像ユニット8Yの現像装置12Yを代表してその細部構成を説明する。同様に、図2において括弧を付して示す現像装置12Cは作像ユニット8Cに、現像装置12Mは作像ユニット8Mに、現像装置12BKは作像ユニット8BKに、それぞれ対応して配設されるものを表している。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating details of the configuration of the developing
現像装置12Yは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子であるキャリアとトナーとを含む二成分系現像剤(以下、単に「現像剤」という)を表面に担持して感光体ドラム10の外周表面と対向する現像領域まで搬送する剤担持手段である現像剤担持体としての現像スリーブ25と、現像スリーブ25上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター26と、ドクター26の現像剤搬送方向上流側に形成され前述の現像領域まで搬送されずにドクター26で規制された現像剤を収容する現像剤収容部27と、現像剤収容部27に隣接して形成されトナーを収容するトナー収容部28と、トナーを攪拌搬送するためのトナー搬送スクリュ29とを具備して構成されている。
The developing
光書き込みユニット15は、光変調されたレーザ光Lを各感光体ドラム10の表面に照射して、その感光体表面に色毎の潜像を形成するものであり、本発明の実施形態では、作像部8の下方に配置されている。
The
次に、前述のプリンタの動作についてを説明する。 Next, the operation of the above-described printer will be described.
前述したように構成される図1に示すプリンタにおいて、画像形成動作が開始されると、各作像ユニット8Y、8C、8M、8BKの感光体ドラム10は、図示しない駆動装置によって時計回りの方向に回転駆動され、各感光体ドラム10の表面が帯電装置11によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム10の外周表面には、光書き込みユニット15からのレーザ光Lがそれぞれ照射されて、それぞれの表面に静電潜像が形成される。この際、各感光体ドラム10に露光する画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、各感光体ドラム10の回転に伴って現像装置12と対向する位置を通るとき、各現像装置12のトナーによってトナー像として可視像化される。
In the printer shown in FIG. 1 configured as described above, when the image forming operation is started, the
ここで、図2を参照して現像装置12Yを代表してその動作の詳細を説明する。現像装置12Yは、現像スリーブ25上に現像剤層が形成される。また、現像スリーブ25の回転により搬送される現像剤層の動きにより、現像剤収容部27からトナーが現像剤内に取り込まれる。このトナーの取り込みは、現像剤が所定のトナー濃度範囲内になるように行われる。現像剤中に取り込まれたトナーは、キャリアとの摩擦帯電により帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、内部に磁極を有する現像スリーブ25の表面に供給され、その磁力により担持される。現像スリーブ25に担持された現像剤層は、現像スリーブ25の回転に伴い図2に示す矢印方向である反時計回り方向に搬送される途中において、ドクター26で現像剤の層厚が規制された後、感光体ドラム10と対向する現像領域まで搬送される。そして、現像領域において、感光体ドラム10上に形成された静電潜像に基づく現像が行われる。現像スリーブ25上に残った現像剤層は、現像スリーブ25の回転に伴い現像剤収容部27の現像剤搬送方向上流部分に搬送される。
Here, the operation of the developing
図1の参照に戻って、中間転写ベルト7aが巻き掛けられた複数のローラ4、5、6のうちの1つのローラが、図示しない駆動装置によって反時計回り方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト7aが図2に矢印で示す反時計回り方向に走行駆動されることにより他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト7aには、図2に示して説明したようにイエローのトナーを有する現像装置12Yを具備する作像ユニット8Yで形成されたイエロートナー像が転写ローラ14によって転写される。その転写されたイエロートナー像には、その後、作像ユニット8C、8M及び8BKで形成されたシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写ローラ14によって順次重ね転写され、こうして中間転写ベルト7aはその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
Referring back to FIG. 1, one of the plurality of rollers 4, 5, 6 around which the
トナー像が転写された後の各感光体ドラム10の表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置13によって感光体ドラム10の表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
Residual toner adhering to the surface of each
一方、給紙部2から給紙される用紙Pは、搬送経路Rに送り込まれ、2次転写ローラ16よりも搬送経路Rの上流側(給紙部2側)に配設されたレジストローラ対18によって給紙タイミングが取られて、ローラ6と2次転写ローラ16とが対向する転写部に給送される。このとき、2次転写ローラ16には、中間転写ベルト7aの表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト7aの表面のトナー像が用紙P上に一括して転写される。トナー像が転写された用紙Pは、定着装置19へ搬送され、定着装置19を通過する際に熱と圧力とが加えられてトナー像が溶融されて定着される。トナー像が定着された用紙Pは、搬送経路Rの端部R1に配設された排出部21へ搬送されて排紙トレイ22に排出される。トナー像を用紙Pに転写した後の中間転写ベルト7aは、このベルト7a上に残留したトナーがベルトクリーニング装置17より除去される。
On the other hand, the sheet P fed from the sheet feeding unit 2 is sent to the conveyance path R, and a pair of registration rollers disposed on the upstream side (the sheet feeding unit 2 side) of the conveyance path R with respect to the
前述したように構成されたタンデム方式のプリンタは、4個の作像ユニット8Y、8M、8C、8BKを中間転写ベルト7aに対向して設け、中間転写ベルト7aに順次各色のトナー像を重ね転写するため、例えば、作像手段が1つで4色の現像装置を持ち、中間転写ベルト上にトナー像を重ね転写し、その後用紙に転写する形式のものと比べて、作像時間を大幅に短縮することができる。また、前述で説明したプリンタは、装置本体1の上部に積載部としての排紙トレイ22が配置されているので、排紙トレイ22を装置本体1から突出させて設ける必要がなく、設置面積や占有面積を小さくすることができるという利点を有する。
In the tandem printer configured as described above, four
前述では、用紙P上にフルカラー画像を形成する場合の画像形成動作について説明したが、作像部8の作像ユニットの何れか1つを使用して単色画像を形成したり、2色または3色の画像を形成したりすることもできる。また、本発明の実施形態によるプリンタを用いてモノクロ印刷を行う場合には、作像ユニット8BKの感光体ドラム10上にのみ静電潜像を形成し、作像ユニット8BKによって現像して用紙Pに転写し、定着装置19で定着すればよい。
The image forming operation in the case where a full color image is formed on the paper P has been described above. However, a single color image is formed using any one of the image forming units of the image forming unit 8, or two colors or three colors are formed. A color image can also be formed. Further, when monochrome printing is performed using the printer according to the embodiment of the present invention, an electrostatic latent image is formed only on the
図3は本発明の実施形態によるトナー搬送装置の構成例1を示す図であり、次に、図3を参照して本発明の実施形態によるトナー搬送装置の構成例1について説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example 1 of the toner conveyance device according to the embodiment of the present invention. Next, a configuration example 1 of the toner conveyance device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本発明の実施形態によるトナー搬送装置は、黒トナー用のトナー搬送装置50BKを例とすると、図3に示すように、トナーボトル32BK内のトナーを搬送するトナー搬送経路の下部に落下させるホッパ部64と、トナー搬送管63及びトナー搬送管63の内部に設けられ、その回転運動によってトナーを搬送方向下流側へ移動させる搬送スクリュー機構を有するトナー搬送部材60により構成されるトナー搬送経路と、トナー搬送部材60及びトナーボトル32BKを駆動する駆動手段としての駆動モータ55とを備えて構成されている。なお、前述において、トナーボトル32BKとホッパ部64とは、本発明におけるトナー収容手段を構成している。
In the toner conveying device according to the embodiment of the present invention, taking the toner conveying device 50BK for black toner as an example, as shown in FIG. 3, a hopper unit that drops the toner in the toner bottle 32BK to the lower part of the toner conveying path. 64, a toner transport path that includes a
トナー搬送管63は、樹脂のモールドで形成されており、トナー搬送管63の内周壁とトナー搬送部材60の外周との隙間(最大、最小寸法)は、0.1mm〜0.2mm程度に設定されている。
The
前述したように、トナー搬送管63内にトナー搬送部材60をほぼ内接するように設置し、トナーに対してその搬送方向へ移動する力を付与することにより、トナー搬送管63内にトナーが堆積することを防ぐことができる。これにより、作像ユニット8BKの現像装置12BKに、トナー搬送管63内に堆積してしまったトナーが何らかの衝撃等により一度に流れ込むことによる不具合を防止することができる。
As described above, the
さらに、トナー搬送管63は、図3に示しているように、その下流に行くに従って上側にトナーを搬送するように傾斜したレイアウトとなるように配置されている。そして、トナーボトル32BK内のトナーは、ホッパ部64を経て、トナー搬送管63の最下点65に行き、その後、搬送部材60のスクリューの回転により、搬送管63内をスクリューに沿って移動し、落下口66より現像手段に供給される。
Further, as shown in FIG. 3, the
前述において、トナーボトル32BK内のトナーの材質がポリエステル系樹脂のもので、トナーの粒子径の範囲が6.0μm〜12.5μmのものを、トナーボトル32BK内に235g充填し、このトナーボトル32BKを、上下に数回振ってトナーの流動性をよくした状態でセットした。 In the foregoing, toner material in the toner bottle 32BK is made of polyester resin, and toner particles having a particle diameter range of 6.0 μm to 12.5 μm are filled into the toner bottle 32BK. Was set with the toner fluidity improved by shaking up and down several times.
このとき、構成例1としての図3に示すトナー搬送装置の場合、トナーボトル32BK内のトナーは、ホッパ部64、トナー搬送管63の開口部78を経てトナー搬送管63の下部に流入した後、約10gのトナーが落下口66より現像装置12のトナー収容部28に流れ込んだ。現像剤収容部のトナー濃度の制御範囲は、4wt%〜9wt%であるが、約10gのトナーが流れ込むことにより、トナー濃度が11wt%まで上昇し、トナー濃度制御を行う上では、無視できない量であった。
At this time, in the toner conveying device shown in FIG. 3 as the configuration example 1, the toner in the toner bottle 32BK flows into the lower portion of the
そこで、図3に示す構成例1のトナー搬送装置は、搬送管63の外周全域に磁界発生手段71を設け、トナー搬送経路内部に磁性キャリア72を充填することにより、トナー落下口66からのトナー落下量を0g〜0.5gに減少させることができた。この場合、現像剤収容部のトナー濃度は、最悪で7.2wt%に当り、この程度であればトナー濃度制御に与える影響のないことが実験により確かめられた。
Therefore, in the toner conveying apparatus of the configuration example 1 shown in FIG. 3, the magnetic field generating means 71 is provided in the entire outer periphery of the conveying
また、図3に示す例では、トナー搬送管の長さ(全周管になっている領域)aを、スクリュ形状のピッチpの1.5倍以上(a>1.5p)に設定している。これにより、高画像面積の画像の形成を連続して行っても(A3全ベタ100枚)、現像剤収容部へのトナーの流れ込みを抑えることができた。このことは、実験より確かめられた。 Further, in the example shown in FIG. 3, the length (area of the entire circumference tube) a of the toner conveying tube is set to 1.5 times or more (a> 1.5p) of the screw-shaped pitch p. Yes. As a result, even when images having a large image area were continuously formed (100 sheets of all A3 solid sheets), the flow of toner into the developer accommodating portion could be suppressed. This was confirmed by experiments.
図4は本発明の実施形態によるトナー搬送装置の構成例2を示す図、図5は図4におけるB−B断面を示す断面図、図6はほぐし部材の長さによるトナー供給量の経時変化について説明する図、図7は圧電センサのかきとり部材によるトナーかきとり動作の例を説明する図、図8は圧電センサのかきとり部材によるトナーかきとり動作の他の例を説明する図ある。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration example 2 of the toner conveying device according to the embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing a section BB in FIG. 4, and FIG. 6 is a change with time of the toner supply amount depending on the length of the loosening member. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the toner scraping operation by the scraping member of the piezoelectric sensor, and FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the toner scraping operation by the scraping member of the piezoelectric sensor.
以下、図4〜図8を参照して、トナー搬送装置の構成例2について説明するが、ここで説明するトナー搬送装置の構成例2は、図3に示すトナー搬送装置の構成例1において、搬送管63の開口部78の上部のホッパ部64内にほぐし部材75を設けた例であり、それ以外の構成は、図3に示す構成例1の場合と同一である。なお、以後に説明する他のトナー搬送装置の構成例でも同様であるが、磁界発生手段71は設けなくてもよい。
Hereinafter, a configuration example 2 of the toner conveyance device will be described with reference to FIGS. 4 to 8. The configuration example 2 of the toner conveyance device described here is the same as the configuration example 1 of the toner conveyance device shown in FIG. This is an example in which a loosening
図5に示す構成例2では、厚みが0.05mm〜0.2mmで、材質としてPETを用いたほぐし部材75がトナー搬送管63の開口部78の上部に設けられると共に、圧電センサ77のかきとり部材76がホッパ部64内に設けられている。前述のほぐし部材75は、圧電センサ77のかきとり部材76とは別の構成とされており、これらは、トナー搬送部材60とは別の回転体67に取り付けられている。
In the configuration example 2 shown in FIG. 5, a loosening
回転体67の回転に伴って、かきとり部材76とほぐし部材75が、図5に示す矢印の方向に回転し、これにより、圧電センサ77上のトナーをかきとり、また、開口部78のトナーをほぐすことができ、トナーを詰まらせることなく、現像剤収容部へトナーを搬送させることができる。
As the
ほぐし部材75の厚みが薄すぎると開口部78に詰まったトナーの詰まりを十分解消させることができず、また、ほぐし部材75の厚みが厚すぎると回転体67の回転により、ほぐし部材75がトナー収容手段の一部であるホッパ部64の内壁79(a)、79(b)に強く接触することにより、トナー緩凝集体が発生し、トナー緩凝集体が現像装置12の現像剤収容部へ搬送され、さらに、ドクター26に詰まることで、画像上白スジを発生させてしまうことになる。そのため、本発明の実施形態では、ほぐし部材75の厚みを0.05mm〜0.2mmに設定することとしており、これにより、トナーの詰まりを十分解消できると共に、緩凝集体の発生も抑えることができる。このことは、実験より確かめられた。
If the thickness of the loosening
前述で説明した本発明の実施形態による構成例2のトナー搬送装置は、図5に示すように、トナー搬送部材60とは別の回転体67に、ほぐし部材75を先に貼り付け、その上から圧電センサ77のかきとり部材76を設けた構成となっている。このようにすることにより、圧電センサ77上のトナーをかきとるとき、図7に示しているように、ほぐし部材75よりも先に圧電センサ77のかきとり部材76が圧電センサ77の接触部を均等に、かつ水平にかきとることができる。しかし、逆の構成の場合、図8に示しているように、ほぐし部材75が先に通過すると、ほぐし部材75が圧電センサ77のかきとり部材76よりも長いため、圧電センサ77のかきとり部材76が圧電センサ77をかきとるときには、接触部が斜めとなり、均等にかきとることができず、誤検知の可能性がある。
As shown in FIG. 5, the toner conveyance device of the configuration example 2 according to the embodiment of the present invention described above has a loosening
また、ほぐし部材75は、トナー搬送管63の内部にまで届く程度に長いため、長時間に渡ってトナーを撹拌させると徐々にカールする。このカールを抑えるためにほぐし部材75を短くすると、トナーの詰まりを抑えることができず、トナーの補給量が徐々に低下してくる。しかし、ほぐし部材75を十分な長さのものとすると、長時間の運用によってカールしてもトナーの詰まりを抑えることが可能である。
Further, since the loosening
図6には、ほぐし部材75の長さによるトナー供給量の経時変化を示しており、この図から判るように、ほぐし部材75の長さを、トナー搬送管63の内部にまで届く程度の長さとすると、長時間の装置の運用によっても、トナーの補給量は、補給量規格値である0.24g/s〜0.36g/sの範囲から外れることはない。しかし、ほぐし部材75の長さが、トナー搬送管63の内部にまで届いていない場合、トナーの補給量は、補給量規格値である0.24g/s〜0.36g/sの範囲から外れてしまう。
FIG. 6 shows the change over time in the toner supply amount depending on the length of the loosening
図9は本発明の実施形態によるトナー搬送装置の構成例3を示す図、図10はトナー搬送装置の構成例3の作用について説明する図であり、次に、トナー搬送装置の構成例3について説明する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example 3 of the toner conveyance device according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of the configuration example 3 of the toner conveyance device. Next, a configuration example 3 of the toner conveyance device will be described. explain.
前述で説明した本発明の実施形態によるトナー搬送装置の構成例2は、図5に示して説明したように、ほぐし部材75を設けることとしているので、ほぐし部材75の部品代や貼付工賃が必要となりコストアップとなる。これを回避するため、図9に示すトナー搬送装置の構成例3では、トナー搬送部材60の上流部分のトナー搬送管63の開口部78の領域で、搬送部材60の外径とトナー搬送管63の内径とを下流部分と比べて大きくしている。これにより、トナーが詰まりやすい開口部78のトナーを、その搬送効果によりほぐすことができる。また、図9に示す例では、搬送部材60をコイルバネで形成している。そして、このコイルバネによる搬送部材60が回転する際には、図10に示しているように、トナー搬送部材60がトナー搬送管63の内壁下面に当接して弾むことになる。これにより、トナー搬送管63の上方の開口部78からトナー搬送部材60が露出して上方のトナーに対して下方からの粉砕作用を与えることができる。
In the above-described configuration example 2 of the toner conveying device according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the loosening
図11はトナー搬送装置の構成例3で使用する搬送部材60の詳細な構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the
前述したように、トナー搬送装置の構成例3で使用する搬送部材60は、コイルバネにより形成されている。そして、その上流部は、円錐状に巻きが形成され、また、その下流部は、トナー搬送管63の内径に合わせてストレートに形成されている。このような形状を持つ搬送部材60の両端には、トナー搬送管63の両端の滑り軸受に嵌め合わせられるような軸径を持つ軸径部が設けられており、この軸径部にバネの一端が差し込まれ、搬送部材60の中心軸と共に、軸径部にろう付け半田により固定されている。搬送部材60の両端の軸径部は、その外側に溝が設けられており、図示しないEリング(止め輪)により、トナー搬送管63両端の滑り軸受に固定されている。
As described above, the
図12はトナー搬送装置の構成例3で使用する搬送部材60の詳細な構成の他の例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the detailed configuration of the
図12に示す搬送部材60の構成例は、図11に示して説明した例におけるコイルバネにより形成された搬送部材60の上流部の円錐形状の部分を偏芯させたものである。このような構成とすることにより、偏芯させた部分のコイルバネがトナー搬送管63の下面と周期的に強弱を付けて当接するすることになり、開口部78からの露出の仕方が規則的に変化することとなる。これにより、より一層、トナーのほぐし効果を向上させることができる。
The configuration example of the conveying
1 装置本体
2 給紙部
3 画像形成部
4、5、6 ローラ
7 中間転写ユニット
7a 中間転写ベルト
8 作像部
8Y、8C、8M、8BK 作像ユニット
10 感光体ドラム
11 帯電装置
12 現像装置
13 クリーニング装置
14 転写ローラ
15 光書き込みユニット
16 2次転写ローラ
17 ベルトクリーニング装置
18 レジストローラ対
19 定着装置
20 排紙部
21 排出部
22 排紙トレイ
25 現像スリーブ
26 ドクター
27 現像剤収容部
28 トナー収容部
29 トナー搬送スクリュ
50BK トナー搬送装置
32BK トナーボトル
60 トナー搬送部材
63 トナー搬送管
64 ホッパ部
66 落下口
67 回転体
71 磁界発生手段
72 磁性キャリア
75 ほぐし部材
76 かきとり部材
77 圧電センサ
78 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Paper feed part 3 Image forming part 4, 5, 6 Roller 7
Claims (10)
剤担持手段および現像剤を収容する現像剤収容部を備えた現像手段と、
前記現像剤収容部にトナーを補給するトナー収容手段と、
該トナー収容手段の一部であって、トナーを一時的に貯留して、前記現像手段にトナーを供給するホッパ部と、
該ホッパ部から前記現像手段の現像剤収容部へトナーの搬送を行うトナー搬送手段と、
を有し、
前記トナー搬送手段は、トナー搬送管の内部にトナー搬送部材が設けられて構成されており、
前記トナー搬送管は、前記トナー搬送手段の上流部の内径が下流部の内径より大きく構成されると共に、前記ホッパ部側に開口部を有しており、
前記トナー搬送部材は、中心軸の周りにコイルバネによるスクリュ形状を有して構成され、前記トナー搬送手段の上流部のスクリュ形状の外径が、下流部のスクリュ形状の外径よりも大きく、その大きい部分が前記開口部を介してホッパ部の中に露出していることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A developing means comprising a developer carrying means and a developer containing portion for containing the developer;
Toner storage means for supplying toner to the developer storage section;
A hopper unit that is a part of the toner storage unit, temporarily stores the toner, and supplies the toner to the developing unit;
Toner conveying means for conveying toner from the hopper to the developer accommodating portion of the developing means;
Have
The toner conveying means is configured by providing a toner conveying member inside a toner conveying tube,
The toner transport pipe, the inner diameter of the upper stream portion with larger formed than the inner diameter of the lower flow portion of the conveying means has an opening in the hopper portion,
The toner conveying member is configured to have a screw shape by a coil spring around a central axis, and the outer diameter of the screw shape at the upstream portion of the toner conveying means is larger than the outer diameter of the screw shape at the downstream portion, An image forming apparatus, wherein a large portion is exposed in the hopper through the opening.
剤担持手段および現像剤を収容する現像剤収容部を備えた現像手段と、
前記現像剤収容部にトナーを補給するトナー収容手段と、
該トナー収容手段の一部であって、トナーを一時的に貯留して、前記現像手段にトナーを供給するホッパ部と、
該ホッパ部から前記現像手段の現像剤収容部へトナーの搬送を行うトナー搬送手段と、
を有して構成される画像形成装置におけるトナー搬送装置において、
前記トナー搬送装置としてのトナー搬送手段は、トナー搬送管の内部にトナー搬送部材が設けられて構成されており、
前記トナー搬送管は、前記トナー搬送手段の上流部の内径が下流部の内径より大きく構成されると共に、前記ホッパ部側に開口部を有しており、
前記トナー搬送部材は、中心軸の周りにコイルバネによるスクリュ形状を有して構成され、前記トナー搬送手段の上流部のスクリュ形状の外径が、下流部のスクリュ形状の外径よりも大きく、その大きい部分が前記開口部を介してホッパ部の中に露出していることを特徴とするトナー搬送装置。 An image carrier;
A developing means comprising a developer carrying means and a developer containing portion for containing the developer;
Toner storage means for supplying toner to the developer storage section;
A hopper unit that is a part of the toner storage unit, temporarily stores the toner, and supplies the toner to the developing unit;
Toner conveying means for conveying toner from the hopper to the developer accommodating portion of the developing means;
In a toner conveying device in an image forming apparatus configured to include:
The toner conveying means as the toner conveying device is configured by providing a toner conveying member inside a toner conveying tube,
The toner transport pipe, the inner diameter of the upper stream portion with larger formed than the inner diameter of the lower flow portion of the conveying means has an opening in the hopper portion,
The toner conveying member is configured to have a screw shape by a coil spring around a central axis, and the outer diameter of the screw shape at the upstream portion of the toner conveying means is larger than the outer diameter of the screw shape at the downstream portion, A toner conveying device, wherein a large portion is exposed in the hopper through the opening.
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