JP5659657B2 - Powder conveying apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、粉体収容部に収容された粉体を排出部へ搬送する粉体搬送装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a powder conveying device that conveys powder contained in a powder containing portion to a discharge portion, and an image forming apparatus including the same.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置では、一般的にトナーやキャリアと呼ばれる現像剤を用いて、現像装置によりトナー像を形成して画像を作成している。この種の画像形成装置は、トナーが画像形成と共に消費されるため、通常は、トナーを収容したトナーカートリッジを画像形成装置に装着し、カートリッジ内のトナーが無くなったら新しいカートリッジと交換して新しいトナーを補充するようにしている。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine of these, a toner image is formed by a developing device using a developer generally called a toner or a carrier. ing. In this type of image forming apparatus, since toner is consumed together with image formation, normally, a toner cartridge containing toner is attached to the image forming apparatus, and when the toner in the cartridge runs out, a new cartridge is replaced. To replenish.
また、上記のようなカートリッジを用いたトナー補充方式においては、ランニングコストの低減のため、カートリッジ内のトナーを可能な限り残さず使い切りたいというユーザの要請がある。そのため、従来、トナーカートリッジとして、筒状の容器の内面に螺旋状の突起を設けたスクリューボトルと呼ばれる容器を用い、この容器を回転させることによってトナーを少しずつ排出部に搬送する方法や、通称オーガと呼ばれるスクリューを容器内部に設けて、これを回転させることでトナーを排出部に送る方法等が採用されている。 Further, in the toner replenishing method using the cartridge as described above, there is a user's request to use up as much toner as possible in the cartridge in order to reduce running cost. Therefore, conventionally, as a toner cartridge, a container called a screw bottle in which a spiral protrusion is provided on the inner surface of a cylindrical container, and a method of conveying the toner little by little by rotating this container, commonly known as A method in which a screw called an auger is provided inside a container and rotated to send toner to a discharge unit is adopted.
しかし、上記オーガによる搬送方式は、容器内部にスクリューを設けかつ回転させる必要があり、構造が複雑となる欠点がある。また、この搬送方式では、堆積したトナーをオーガで強制的に搬送するため、トナーに負荷がかかり、トナーの凝集や劣化の虞がある。さらに、交換する容器内部にスクリューを設けることは、消耗品のコストを高めると同時に、資源の消費による環境負荷を増大に繋がるといった問題もある。 However, the conveyance method using the auger has a drawback that the structure is complicated because it is necessary to provide and rotate the screw inside the container. Further, in this transport system, the accumulated toner is forcibly transported by the auger, so that a load is applied to the toner and there is a risk of toner aggregation or deterioration. Furthermore, providing a screw inside the container to be replaced raises the cost of consumables and at the same time increases the environmental load due to resource consumption.
一方、上記スクリューボトルによる搬送方式は、容器内部にスクリューを設ける必要がないため、構成がシンプルとなる。しかし、この搬送方式では、容器自体を回転させて使用するため、通常、容器の形状は円筒状の容器本体の一側面に出口を設けた形状(ビンを横にしたような形状)となり、直方体の容器と比較して収容できるトナー量が少ないという欠点や、交換時に手が滑りやすく持ちにくいという欠点がある。 On the other hand, the conveyance method using the screw bottle does not require a screw inside the container, and thus the configuration is simple. However, in this transport method, the container itself is rotated and used, so the shape of the container is usually a shape in which an outlet is provided on one side of a cylindrical container body (a shape like a bottle lying sideways). There is a drawback that the amount of toner that can be stored is smaller than that of this container, and that a hand is slippery and difficult to hold at the time of replacement.
また、従来、上記のスクリューボトルやオーガを用いないトナー搬送方式として、外部から容器に衝撃を与えたり、容器をストッパーに当接させたりして、容器に振動(往復運動)を与え、トナーの慣性力によってトナーを移動/排出する方式がある(特許文献1参照)。この方式は、トナーが大量に収容されている状態では、容器中で積載されているトナーが振動によりまとまって移動するため、振動一往復あたりのトナーの搬送速度を十分確保できる。しかしながら、容器中のトナー量が少なくなるに連れて、トナーの山が崩れ薄く広がってしまうため、振動一往復あたりのトナーの搬送速度がトナーの山の高さに応じて低下し、搬送速度を維持することができなくなるといった問題がある。また、容器に生じる振動が書き込み系に影響を与え、画像を乱すといった問題もある。 Conventionally, as a toner transport method that does not use the screw bottle or auger, the container is vibrated (reciprocating) by applying an impact to the container from the outside or by bringing the container into contact with a stopper. There is a system in which toner is moved / discharged by inertial force (see Patent Document 1). In this method, in a state where a large amount of toner is stored, the toner loaded in the container moves together by vibration, so that it is possible to secure a sufficient toner conveyance speed per vibration reciprocation. However, as the amount of toner in the container decreases, the toner peak collapses and spreads thinly, so the toner transport speed per round trip of vibration decreases with the height of the toner peak, and the transport speed is reduced. There is a problem that it cannot be maintained. In addition, there is a problem that the vibration generated in the container affects the writing system and disturbs the image.
また、上記各搬送方式とは異なる搬送方式として、変形可能な容器を用い、その容器の外部から凸部を押し当てて移動させることで、内部のトナーを送り出す方式が提案されている(特許文献2参照)。この搬送方法によれば、小ストレスでトナーを搬送することができ、トナーの凝集や劣化を抑制することができる。 Further, as a transport method different from the above-described transport methods, a method has been proposed in which a deformable container is used, and a toner is sent out by pressing and moving a convex portion from the outside of the container (Patent Document). 2). According to this transport method, the toner can be transported with a small stress, and aggregation and deterioration of the toner can be suppressed.
しかし、上記変形可能な容器に凸部を押し当ててトナーを搬送する方式は、容器内のトナー量(残量)によって、凸部によって動かされるトナー量が変化するため、安定したトナーの搬送を行うことが困難であった。 However, the method of conveying the toner by pressing the convex portion against the deformable container changes the amount of toner moved by the convex portion depending on the toner amount (remaining amount) in the container, so that stable toner conveyance is possible. It was difficult to do.
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、トナー等の粉体の収容量にかかわらず安定した粉体の搬送を行うことができる粉体搬送装置、及びその粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides a powder conveying apparatus capable of stably conveying powder regardless of the amount of powder such as toner, and an image forming apparatus including the powder conveying apparatus. The device is to be provided.
請求項1の発明は、粉体を収容すると共に少なくとも一部が変形可能な粉体収容部と、当該粉体収容部内の粉体を外部へ排出するための排出部と、前記粉体収容部の変形可能な部分を内側へ押し込んだ状態で前記排出部側へ移動して粉体を排出部へ送り出す送出部材とを備えた粉体搬送装置において、前記粉体収容部内の粉体残量に応じて、前記送出部材の前記排出部側への移動を制御する制御手段を設け、前記粉体収容部内の粉体残量が少なくなるにつれて、前記送出部材の前記排出部側への所定時間内の移動回数を増加させるように構成し、前記送出部材は、前記粉体収容部に向かって起立した状態と倒れた状態とに切換可能で、前記排出部側へ向かう送出方向とこれとは逆方向の戻り方向とに同じ経路で往復移動可能に構成され、前記送出方向への移動時に前記起立した状態になり、前記戻り方向への移動時に前記倒れた状態となるものである。
The invention of
粉体収容部内の粉体残量が少なくなるにつれて、送出部材の1回の移動で排出部へ送り出せる粉体の量は減少する。そこで、粉体残量が少なくなるにつれて送出部材の移動回数を増加させることにより、粉体残量が多い場合と同等量の粉体を排出部へ送り出すことができるようになる。これにより、粉体収容部内の粉体の収容量にかかわらず安定した粉体の搬送を行うことができる。 As the amount of powder remaining in the powder container decreases, the amount of powder that can be delivered to the discharge part with a single movement of the delivery member decreases. Therefore, by increasing the number of movements of the delivery member as the remaining amount of powder decreases, an amount of powder equivalent to that when the remaining amount of powder is large can be sent to the discharge unit. Thereby, stable powder conveyance can be performed regardless of the amount of powder contained in the powder container.
請求項2の発明は、請求項1に記載の粉体搬送装置において、前記送出部材の前記移動回数を増加させるにつれて、前記送出部材の移動速度を増加させるように構成したものである。
A second aspect of the present invention, in the powder conveying apparatus of
送出部材の移動回数を増加させるにつれて、送出部材の移動速度を増加させることにより、1回分の移動にかかる時間を短くすることができるので、移動回数を増加させても動作時間の延長を低減することが可能となる。 As the number of movements of the delivery member is increased, the time required for one movement can be shortened by increasing the movement speed of the delivery member. Therefore, even if the number of movements is increased, the extension of the operation time is reduced. It becomes possible.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の粉体搬送装置において、前記排出部内の粉体を検知する粉体検知手段を設け、当該粉体検知手段によって前記排出部内の粉体が所定量未満となっていると検知された場合、前記排出部へ粉体を送り出す送出指示により前記送出部材を前記排出部側へ移動させ、前記粉体検知手段によって前記排出部内の粉体が所定量以上になったと検知されるまで、前記送出部材の前記排出部側への移動を所定回数繰り返すように構成したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the powder conveyance device according to the first or second aspect , a powder detection unit that detects powder in the discharge unit is provided, and the powder in the discharge unit is detected by the powder detection unit. When it is detected that the amount is less than a predetermined amount, the delivery member is moved to the delivery unit side in response to a delivery instruction for delivering the powder to the delivery unit, and the powder in the delivery unit is moved by the powder detection means. The movement of the delivery member to the discharge portion side is repeated a predetermined number of times until it is detected that the amount exceeds a predetermined amount.
粉体検知手段によって排出部内の粉体が所定量以上になったと検知されるまで、送出部材の排出部側への移動を所定回数繰り返すことにより、粉体収容部内の粉体残量の多い、少ないに関わらず、排出部内に所定量以上の粉体を供給することができる。すなわち、粉体収容部内の粉体残量が少ないために、1回の送出部材の移動では排出部に所定量の粉体を送れない場合であっても、送出部材の移動を繰り返し行うことで、所定量の粉体を排出部へ送り出すことが可能である。これにより、粉体収容部内の粉体残量にかかわらず安定して確実に粉体の搬送を行うことができるようになる。 Until the powder detection means detects that the amount of powder in the discharge portion has reached a predetermined amount or more, by repeating the movement of the delivery member to the discharge portion a predetermined number of times, the amount of powder remaining in the powder storage portion is large. Regardless of the amount, a predetermined amount or more of powder can be supplied into the discharge section. In other words, since the remaining amount of powder in the powder container is small, even if a predetermined amount of powder cannot be sent to the discharge part by one movement of the delivery member, the movement of the delivery member is repeated. It is possible to send a predetermined amount of powder to the discharge section. As a result, the powder can be stably and reliably conveyed regardless of the amount of powder remaining in the powder container.
請求項4の発明は、請求項3に記載の粉体搬送装置において、前記粉体検知手段を、圧電素子を有し、当該圧電素子への粉体の接触圧を測定して粉体を検知する圧電センサとしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the powder conveyance device according to the third aspect , the powder detection means includes a piezoelectric element, and the contact pressure of the powder to the piezoelectric element is measured to detect the powder. This is a piezoelectric sensor.
粉体検知手段を圧電センサとすることにより、粉体量を直接検知できるので、検知精度が向上し、適切な粉体量を排出部へ送り出すことができるようになる。 By using a piezoelectric sensor as the powder detection means, the amount of powder can be detected directly, so that the detection accuracy is improved and an appropriate amount of powder can be sent to the discharge section.
請求項5の発明は、請求項3に記載の粉体搬送装置において、前記粉体検知手段を、光を照射する発光部と、光を受光する受光部を有し、前記発光部から前記受光部への光路が粉体によって遮断されることにより粉体を検知する光学式センサとしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the powder conveyance device according to the third aspect , the powder detection unit includes a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives light, and the light receiving unit receives the light from the light emitting unit. This is an optical sensor that detects powder by blocking the optical path to the part with powder.
粉体検知手段を光学式センサとすることも可能である。 The powder detection means may be an optical sensor.
請求項6の発明は、請求項5に記載の粉体搬送装置において、前記発光部及び前記受光部を、前記排出部の外側にかつ前記排出部に接触しないように配設すると共に、前記排出部に前記発光部から受光部への導光路を形成したものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the powder conveyance device according to the fifth aspect , the light emitting unit and the light receiving unit are disposed outside the discharge unit and not in contact with the discharge unit, and the discharge unit A light guide path from the light emitting part to the light receiving part is formed in the part.
発光部と受光部を、排出部の外側にかつ排出部に接触しないように配設することにより、排出部に振動が生じたとしても発光部と受光部は振動の影響を受けずにすむ。また、この場合、排出部には導光路のみ形成すればよいので、低コストで振動による誤検知を防止できる。 By disposing the light emitting unit and the light receiving unit outside the discharge unit so as not to contact the discharge unit, even if vibration occurs in the discharge unit, the light emitting unit and the light receiving unit are not affected by the vibration. In this case, since only the light guide path needs to be formed in the discharge portion, erroneous detection due to vibration can be prevented at low cost.
請求項7の発明は、請求項3から6のいずれか1項に記載の粉体搬送装置において、前記排出部に振動を付与する振動付与手段を備えたものである。 A seventh aspect of the present invention is the powder conveying apparatus according to any one of the third to sixth aspects, further comprising vibration applying means for applying vibration to the discharge portion.
この場合、振動付与手段によって排出部に振動を付与するようにしているので、排出部の内面に粉体が付着するのを防止でき、あるいは、振動によって付着していた粉体を落とすことができる。これにより、粉体が付着していることによる粉体検知手段の誤検知を防止することが可能となる。 In this case, since vibration is applied to the discharge portion by the vibration applying means, it is possible to prevent the powder from adhering to the inner surface of the discharge portion, or it is possible to drop the powder attached by the vibration. . Thereby, it is possible to prevent erroneous detection of the powder detection means due to the adhesion of powder.
請求項8の発明は、現像装置と、当該現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置をと少なくとも備えた画像形成装置において、前記現像剤補給装置として、請求項1から7のいずれか1項に記載の粉体搬送装置を用いた画像形成装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus including at least a developing device and a developer replenishing device that replenishes the developing device, the developer replenishing device is any one of the first to seventh aspects. An image forming apparatus using the powder conveying apparatus according to the item.
画像形成装置が、請求項1から7のいずれか1項に記載の粉体搬送装置を現像剤補給装置として用いているので、これらの粉体搬送装置による上記効果が得られる。
Since the image forming apparatus uses the powder conveying device according to any one of
本発明によれば、粉体収容部内の粉体の残量にかかわらず粉体を排出部へ安定して確実に送り出すことができる。 According to the present invention, the powder can be stably and reliably delivered to the discharge unit regardless of the remaining amount of the powder in the powder container.
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。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, embodiments according to the present invention will be described 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.
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a printer as an image forming apparatus, and FIG. 2 is an enlarged view showing an image forming unit thereof.
図1に示すように、中間転写ユニット10の中間転写ベルト11に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y,6M,6C,6Bkが並設されている。なお、装置本体100に設置される4つの作像部6Y,6M,6C,6Bkは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図2において、作像部6と感光体ドラム1と1次転写バイアスローラ9と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。
As shown in FIG. 1,
図2を参照して、作像部6は、像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配設された帯電部4、現像部としての現像装置5、クリーニング部2等で構成されている(図1では現像装置5のみ表示)。感光体ドラム1上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われ、感光体ドラム1上に所望のトナー像が形成される。なお、感光体ドラム1の代わりに、ベルト状の感光体を用いてもよい。
Referring to FIG. 2, the image forming unit 6 includes a
作像部6を構成する、感光体ドラム1、帯電部4、現像装置5、クリーニング部2は、それぞれ、画像形成装置本体100に対して着脱自在に設置できるように構成されている。そして、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換可能となっている。
The
なお、本実施形態では、作像部6を構成する、感光体ドラム1、帯電部4、現像装置5、クリーニング部2を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体100に着脱自在に設置されるプロセスユニットとすることもできる。その場合、作像部6のメンテナンスを行う際の作業性が向上する。
In this embodiment, the
図2に基づき、作像部6における現像装置5の構成についてさらに詳しく説明する。
図2に示すように、現像装置5は、感光体ドラム1に対向する現像剤担持体としての現像ローラ51、現像ローラ51の下方に設置された現像剤規制部材としてのドクターブレード52、現像剤収容部53,54内に配設された現像剤攪拌搬送部材としての2つの搬送スクリュー55,56、現像剤Gを収容するケース50等で構成されている。現像剤Gとしては、トナーから成る1成分現像剤を用いている。また、現像装置5には、現像剤G中のトナー濃度を検知する図示しないトナー濃度センサが設けてある。
The configuration of the developing device 5 in the image forming unit 6 will be described in more detail based on FIG.
As shown in FIG. 2, the developing device 5 includes a developing
現像ローラ51の表面は、サンドブラスト処理により5〜35μmRzの範囲に粗面化されている。また、サンドブラスト以外の各種ブラスト処理を使用することも可能である。また、ブラスト処理に代えて、0.05〜1mmの深さを有する複数条の溝を形成してもよい。溝は、現像ローラ51の回転方向に対して垂直方向、又は斜めに配設したり、あるいは、互いに交差させてアヤメ状に配設したり、波型に形成したりすることが可能である。このように、現像ローラ51の表面に溝を形成したり、表面を粗面化処理したりすることによって、現像剤が現像ローラ51上で滑り落ちるのを抑制し、現像ローラ51上に現像剤を途切れることなく付着させることが可能となる。
The surface of the developing
図2を参照して、感光体ドラム1は、不図示の駆動部によって図2中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4の位置で、帯電ローラ4aにより感光体ドラム1の表面が一様に帯電される(帯電工程)。ここでは、帯電手段として感光体ドラム1に接触させる帯電ローラ4aを用いているが、帯電チャージャ等の感光体ドラム1に対して非接触に配設するものを用いてもよい。
その後、感光体ドラム1の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される(露光工程)。また、露光部は、LEDアレイからのLED光によって静電潜像を形成するものであってもよい。あるいは、イオン照射等によって静電潜像を像担持体上に形成するものを適用することも可能である。
Referring to FIG. 2, the
Thereafter, the surface of the
その後、感光体ドラム1の表面は、現像装置5の現像ローラ51との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される(現像工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト11及び第1転写バイアスローラ9との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト11上に転写される(1次転写工程)。なお、ここでは、1次転写バイアスローラ9を感光体ドラム1に接触させたローラ接触方式を採用しているが、感光体ドラム1にベルトを接触させるベルト接触方式のものや、転写チャージャ等の非接触方式のものを用いてもよい。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
その後、感光体ドラム1の表面は、クリーニング部2との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって回収される(クリーニング工程)。また、クリーニング手段として、クリーニングバイアスが印加されるブラシやローラを感光体ドラム1に接触させて未転写トナーを回収する静電回収方式のものを適用してもよい。
Thereafter, the surface of the
最後に、感光体ドラム1の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。なお、除電部は、コロナ帯電を利用して強制的に残留電位を下げる方式のものでもよいし、感光体ドラム1に光を当てて露光することにより残留電位を下げる方式でもよい。また、感光体ドラム1の種類や、感光体ドラム1の帯電方式によっては、除電部を省略することも可能である。
こうして、感光体ドラム1上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
Finally, the surface of the
Thus, a series of image forming processes performed on the
上述した作像プロセスは、4つの作像部6Y,6M,6C,6Bkで、それぞれ行われる。すなわち、図1に示す読み取り部32で読み取った画像情報に基づいて、作像部の下方に配設された図示しない露光部から、レーザ光L(図2参照)が、各作像部6Y,6M,6C,6Bkの感光体ドラム1上に向けて照射される。詳しくは、露光部は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム1上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム1上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト11上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト11上にカラー画像が形成される。
The above-described image forming process is performed in each of the four
4つの1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9BKは、それぞれ、中間転写ベルト11を感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Bkに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト11は、図の矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Bkの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bk上の各色のトナー像が、中間転写ベルト11上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト11は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト11を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト11上に形成されたカラートナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材P上に転写される。このとき、中間転写ベルト11には、被転写材Pに転写されなかった未転写トナーが残存するが、中間転写ベルト11上の残存トナーは図示しないベルトクリーニング装置によって除去される。
こうして、中間転写ベルト11上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された被転写材Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
Here, the transfer material P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from a
Specifically, a plurality of transfer materials P such as transfer paper are stored in the
レジストローラ対28に搬送された被転写材Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト11上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、被転写材Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材P上に、所望のカラー画像が転写される。
The transfer material P conveyed to the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材P上に定着される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置本体100外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the transfer material P on which the color image has been transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing
Thereafter, the transfer material P is discharged out of the apparatus through the rollers of the
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.
また、図1において、中間転写ユニット10の上方には、トナー補給部31が配設されている。トナー補給部31は、各色のトナーが充填された4つのトナー補給装置(現像剤補給装置)60Y,60M,60C,60Bkを有する。各トナー補給装置60Y,60M,60C,60Bkからは、対応する現像装置5Y,5M,5C,5Bkにトナー搬送経路が延びており、このトナー搬送経路を介して、トナー補給装置60Y,60M,60C,60Bkから現像装置5Y,5M,5C,5Bkにトナーが供給されるようになっている。これにより、各現像装置5Y,5M,5C,5Bkでのトナー消費量に応じてトナーを新たに供給することができ、長期に亘って現像装置を利用することが可能である。
In FIG. 1, a
上記4つのトナー補給装置60Y,60M,60C,60Bkは、異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、以下、1つのトナー補給装置の構成について説明する。
The four
図3は、トナー補給装置の斜視図である。なお、図3において、トナー補給装置における符号のアルファベット(Y,M,C,Bk)は省略している。
図3に示すように、トナー補給装置60は、トナーを充填したトナー収容器(粉体収容器)としてのトナーカートリッジ61と、トナーカートリッジ61を保持する保持部材としての引出トレイ62と、トナーカートリッジ61を固定する固定部63と、トナーカートリッジ61から排出されたトナーを貯留するサブホッパ64等によって構成されている。また、サブホッパ64には、内部に貯留されたトナーを現像装置に向けて搬送するための図示しないトナー搬送パイプが接続されている。
FIG. 3 is a perspective view of the toner supply device. In FIG. 3, the alphabets (Y, M, C, Bk) of the reference numerals in the toner replenishing device are omitted.
As shown in FIG. 3, the
引出トレイ62は、本体側フレーム65に対して水平方向に移動可能に取り付けられている。引出トレイ62を図の矢印X1方向に移動させた場合は、引出トレイ62を装置本体から引き出すことができ、反対に、引出トレイ62を図の矢印X2方向に移動させた場合は、引出トレイ62を装置本体に収容できるようになっている。
The
図4は、トナーカートリッジ61の構成図である。同図において、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は底面図、(d)は断面図を示す。
図4に示すように、トナーカートリッジ61は、粉体としてのトナーを収容するトナー収容部(粉体収容部)66と、トナー収容部66内のトナーを外部へ排出するための排出部67によって構成されている。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 4, the
図4(d)に示すように、トナー収容部66は、一端部側で開口したトナー投入口(粉体投入口)66aを有する変形可能な長手状の袋部材で構成されている。このトナー収容部66の素材としては、柔軟な素材が用いられる。本実施形態では、トナー収容部66を、PET(ポリエステル樹脂)、PP(ポリプロピレン樹脂)、PA(ポリアミド樹脂)、LDPE(低密度ポリエチレン)の4種類の薄い樹脂製のシートを貼り合わせて構成しているが、1枚のシート材を袋状につなぎ合わせて構成することも可能である。例えば、内寸が60mm×60mm×400mmのトナー収容部66を形成した場合、トナーを約500g収容することが可能である。また、本実施形態では、トナー収容部66に、トナー投入口66aからトナーを充填しやすいように、トナー投入口66aを開口した状態に保持する開口保持部材68が設けられている。
As shown in FIG. 4D, the
トナー収容部66は、透明の部材で構成されていてもよいし、半透明や不透明の部材で構成されていてもよい。また、トナー収容部66を内部に収容されるトナーと同色に着色してもよい。また、トナー収容部66の素材には、PA(ポリアミド樹脂、ナイロン)、PE(高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン)、PC(ポリカーボネート樹脂)、PP(ポリプロピレン樹脂)、PS(ポリスチレン樹脂)、PAN(ポリアクリロニトリル樹脂)、PET(ポリエステル樹脂)、PVC(ポリ塩化ビニル樹脂)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン樹脂)等の様々な樹脂のシートを単独又は複合した材料を用いることができる。シートの形成方法としては、PVD(Physical Vapor Deposition )法やCVD(Chemical Vapor Deposition )法等の薄膜形成方法を適用することが可能である。また、シートの接着を熱溶着で行う場合は、最内側のシート層にLDPEを用いることにより接着性が向上する。
The
排出部67には、トナーを導入するための導入口67aと、トナーを排出するための排出口67bとが形成されている。本実施形態では、排出口67bは下方を臨むように配設されている。これにより、トナーを排出口67bから重力によって落下させてサブホッパへ送ることができ、トナーを排出する構成の簡素化を図ることが可能である。また、排出部67内には、導入口67aから排出口67bに向かって下方に傾斜した傾斜面67cが設けられており、トナーが排出口67bへスムーズに搬送されるようになっている。この傾斜面67cの水平面に対する傾斜角度は、10°以上に設定することが望ましい。また、排出口67bの底面(下面)には、排出口67bを開閉するためのスライドシャッタ67dが図4(b)の矢印Y方向にスライド移動可能に設けられている。
In the
図5は、トナーカートリッジ61の分解図である。同図において、(a)は排出部67の斜視図、(b)は開口保持部材68の斜視図、(c)は開口保持部材68をトナー収容部66に設けた状態の斜視図を示す。
図5(b)に示すように、開口保持部材68は、短筒状の挿入部68aと、フランジ状の連結部68bとが一体成型されて構成されている。図5(c)に示すように、挿入部68aは、トナー収容部66のトナー投入口66aに挿入可能となっている。本実施形態では、トナー収容部66と開口保持部材68とを熱容着にて接着するようにしているが、接着剤等により接着してもよい。また、熱容着する際に、挿入部68aの挿入箇所を図5(c)の上下方向から抑えやすいように、挿入部68aの外形は略六角形状に形成されている。
FIG. 5 is an exploded view of the
As shown in FIG. 5B, the
図5(a)に示すように、排出部67の導入口67a側には、開口保持部材68の連結部68bと係合可能な一対の溝部67eが設けられている。上記のように、開口保持部材68をトナー収容部66に挿入して接着した後、開口保持部材68を溝部67eに上方から挿入して係合させることにより、トナー収容部66と排出部67とを一体的に連結させることが可能となっている。また、排出部67の開口保持部材68との連結部には、当該連結部からトナーが漏れないようにシール材69が設けられている。
As shown in FIG. 5A, a pair of
図6(a)は、トナーカートリッジ61を引出トレイ62に装着する前の状態を示す平面図、同図の(b)は、トナーカートリッジ61を引出トレイ62に装着した状態を示す平面図である。
図6(b)に示すように、排出部67の両側面にはそれぞれ凹部67fが設けられている。一方、各凹部67fに対応する引出トレイ62の部位には、凸部62aが設けてあり、各凸部62aは対応する凹部67f内に挿入可能となっている。また、トナー収容部66の排出部67側とは反対側の端部には、相手側の係止部に係止される被係止部としての孔部66bが形成されている。一方、孔部66bに対応する引出トレイ62の部位には、係止部としてのフック状の引っ掛け部62bが設けられている。
FIG. 6A is a plan view showing a state before the
As shown in FIG. 6B,
そして、この引っ掛け部62bを孔部66bに挿入して係止すると共に、上記凸部62aを上記凹部67f内に挿入することによって、トナーカートリッジ61は引出トレイ62に対して装着された状態となる。また、このようにトナーカートリッジ61を装着した状態では、通常、凸部62aと凹部67fは互いに非接触状態となっている。しかし、引出トレイ62を装置本体に対し引き出す又は収容する際に、トナーカートリッジ61が長手方向に移動した場合、凸部62aが凹部67fに当接することでトナーカートリッジ61の長手方向の移動を規制するようになっている。
The
また、トナーカートリッジ61を引出トレイ62から取り外すには、凸部62aを凹部67fから離脱させ、引っ掛け部62bを孔部66bから離脱させればよい。本実施形態では、各凸部62a(又は各凹部67f)は、互いに同じ形状に形成されているが、異なる形状とすることで、トナーカートリッジ61の誤装着を防止することも可能である。
Further, in order to remove the
図7は、上記固定部63の拡大図である。同図において、(a)は固定部63にトナーカートリッジ61を固定する前の状態を示し、(b)は固定部63にトナーカートリッジ61を固定した状態を示す。
図7に示すように、固定部63は、サブホッパ64の上部に接続された本体部70と、本体部70の上部に取り付けられた固定アーム71と、固定アーム71と本体部70とに渡って取り付けられたバネ部材72と、固定アーム71よりも下方で本体部70に取り付けられたシャッタ開放部材73を有している。なお、固定アーム71、バネ部材72及びシャッタ開放部材73は、それぞれ、図の手前側と奥側に1つずつ設けられている。
FIG. 7 is an enlarged view of the fixing
As shown in FIG. 7, the fixing
固定アーム71は、凹部71aを有する略C字状に形成されている。また、固定アーム71は、その中間部に配設された水平方向の支軸71bを中心に本体部70に回動可能に取り付けられている。この支軸71bを中心に固定アーム71が回動することで、固定アーム71は、図7(a)に示す固定解除位置と、図7(b)に示す固定位置とに切り換えられるようになっている。
The fixed
バネ部材72は、引張コイルバネであり、その一端部は固定アーム71に取り付けられ、他端部は本体部70に取り付けられている。図7(a)(b)に示すように、固定アーム71が固定位置と固定解除位置との間で回動すると、バネ部材72の固定アーム71に取り付けられた端部が固定アーム71の回動支点(支軸71b)を越えて移動するようになっている。このように、固定アーム71の回動に伴ってバネ部材72が回動支点を越えることで、バネ部材72は固定アーム71をその回動させる方向へ付勢するようになっている。
The
一方、排出部67には、上記固定アーム71によって固定される被固定部としての突起部67gが設けられている。この突起部67gは、排出部67の両側面にそれぞれ1つずつ設けられている(図4(a)又は(c)参照)。
On the other hand, the
シャッタ開放部材73は、水平方向の支軸73bを中心に本体部70に回動可能に取り付けられている。また、シャッタ開放部材73は、排出部67に設けられたスライドシャッタ67dの凸部670dを保持するための凹部73aを有する。
The
また、固定部63の本体部70には、切欠き部70aが形成されている。一方、排出部67の両側面には、それぞれ、前記切欠き部70aの上部に当接可能なL字状の突片部67hが突設されている。
Further, a
トナーカートリッジ61を固定部63に固定するには、まず、上記図6において説明したようにトナーカートリッジ61を引出トレイ62に装着する。そして、引出トレイ62を装置本体に収容する方向(図3の矢印X2方向)へ移動させる。この収容動作に伴って、図7(a)に示すように、トナーカートリッジ61の排出部67が固定部63に接近すると、排出部67に設けてある突起部67gが固定アーム71の一端部(図の下方の端部)71cに当接し、バネ部材72の付勢力に抗して固定アーム71を図の反時計方向に回動させる。これにより、固定アーム71は、図7(a)に示す固定解除位置から図7(b)に示す固定位置へと切り換えられる。その結果、図7(b)に示すように、突起部67gは、固定アーム71の凹部71a内に収容されると共に、固定アーム71の他端部(図の左側の端部)71dと本体部70の縁とによって挟まれて固定される。また、固定アーム71の回動に伴ってバネ部材72が固定アーム71の回動支点を越えると、バネ部材72は固定アーム71を切換後の位置に保持する方向に付勢するようになる。
In order to fix the
また、トナーカートリッジ61を固定部63に固定する際、トナーカートリッジ61の排出部67が固定部63に接近することにより、排出部67に設けてある突片部67hが本体部70の切欠き部70aに挿入され、突片部67hが切欠き部70aの上部に当接する(図7(b)参照)。これにより、排出部67の上下方向のがたつきが防止される。
Further, when the
さらに、排出部67に設けてあるスライドシャッタ67dがシャッタ開放部材73に当接し、シャッタ開放部材73を図の時計方向へ回動させる。そして、図7(b)に示すように、スライドシャッタ67dの凸部670dがシャッタ開放部材73の凹部73aに挿入され保持される。また、このとき、シャッタ開放部材73が回動して本体部70に当接することにより、シャッタ開放部材73のそれ以上の回動が規制されるため、スライドシャッタ67dはシャッタ開放部材73によって排出部67の後方へと押されて移動する。これにより、スライドシャッタ67d(排出口)が開放され、排出部67からサブホッパ64へトナーを排出することが可能となる。
以上のようにして、トナーカートリッジ61の固定部63への固定が完了する。
Further, the
As described above, the fixing of the
また、トナーカートリッジ61の固定を解除する場合は、引出トレイ62を装置本体に対して引き出す方向(図3の矢印X1方向)へ移動させる。この引出動作により、トナーカートリッジ61は図7(b)において左方向へ移動し、排出部67に設けてある突起部67gが固定アーム71の他端部71dを押して、バネ部材72の付勢力に抗して固定アーム71を図の時計方向に回動させる。これにより、固定アーム71は図7(b)に示す固定位置から図7(a)に示す固定解除位置へ回動し、突起部67gが固定アーム71から離脱する。また、これと同時に、排出部67に設けてある突片部67hとスライドシャッタ67dとが、それぞれ切欠き部70aとシャッタ開放部材73とから離脱し、トナーカートリッジ61の固定が解除される。また、シャッタ開放部材73から離脱したスライドシャッタ67dは、図示しないバネ等の付勢力を受けて排出口を閉塞する方向にスライド移動させられるようになっており、排出口からのトナー漏れを防止する。
Further, when releasing the fixation of the
図8は、引出トレイ62の斜視図である。
図8に示すように、引出トレイ62は、上記トナーカートリッジ61の両側面を支持する一対の側壁62cと、トナーカートリッジ61を載置する載置面62dとを有する。各側壁62cの図の手前側の端部には、本体側フレーム65(図9参照)に取り付ける際に主基準となる主基準軸62eが配設されている。なお、本実施形態では、この主基準軸62eは、後述のトナー搬送装置に駆動力を伝達する伝達ギヤ74の支軸として用いられている。また、各側壁62cの図の奥側の端部には、それぞれ本体側フレーム65に取り付ける際に従基準となる従基準軸62fが1つずつ配設されている。
FIG. 8 is a perspective view of the
As shown in FIG. 8, the
図9は、引出トレイ62を本体側フレーム65に取り付けた状態の斜視図である。
図9に示すように、本体側フレーム65は、引出トレイ62の引出方向X1及び収容方向X2に伸びる一対のガイドレール65aを有する。また、各ガイドレール65aの上端縁は、引出トレイ62の両側壁62cに形成された溝62g内に挿入されている。これにより、引出トレイ62はガイドレール65aに沿って引出方向X1と収容方向X2とに移動可能に構成されている。
FIG. 9 is a perspective view of a state in which the
As shown in FIG. 9, the main
また、本体側フレーム65の図の手前側の端部には、引出トレイ62の上記主基準軸62eと嵌合可能な第1の位置決め凹部65bが形成され(図10参照)、本体側フレーム65の図の奥側の端部には、上記従基準軸62fと嵌合可能な第2の位置決め凹部65cが形成されている。これにより、引出トレイ62を収容方向X2に移動させた際、主基準軸62e及び従基準軸62fが、第1及び第2の位置決め凹部65b,65cに挿入されて互いに嵌合することにより、引出トレイ62は本体側フレーム65に対して所定の位置に位置決めされるようになっている。
Also, a
また、図9に示すように、本体側フレーム65の図の手前側の端部には、駆動装置によって駆動される駆動ギヤ75が設けられている。この駆動ギヤ75は、引出トレイ62を収納し本体側フレーム65に位置決めされた状態で、伝達ギヤ74と連結されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 9, a
また、図11に示すように、本体側フレーム65には、引出トレイ62を加圧して固定する加圧部材76が設けられている。本実施形態では、加圧部材76を2つのレバーを組み合わせたもので構成している。引出トレイ62を収容方向X2に移動させた際、これら2つのレバーで引出トレイ62の下面に設けた凸部62hを挟み込むように加圧することによって、引出トレイ62を第1及び第2の位置決め凹部65b,65c側へ押し付けて固定するようになっている。
As shown in FIG. 11, the main
また、図12に示すように、引出トレイ62には、トナー収容部66内のトナーを排出部67側へ搬送するためのトナー搬送装置(粉体搬送装置)8が設けてある。以下、図12〜図15に基づき、トナー搬送装置8の構成を詳しく説明する。
As shown in FIG. 12, the
図13に示すように、上記トナー搬送装置8は、ベース部材80と、ベース部材80に取り付けられた送出部材81及び一対の脚部材82と、ベース部材80を移動させる移動手段としてのベルト部材83と、ベース部材80をガイドするガイド部材としての一対のガイドレール84等によって構成されている。なお、図13において、手前側のガイドレール84は図示省略している。
As shown in FIG. 13, the toner conveying device 8 includes a
ベース部材80は、上部80aと下部80bとに分割されており、これら上部80aと下部80bによってベルト部材83を挟み込むことによって、ベルト部材83にベース部材80が取り付けられている。ベルト部材83は、無端状のベルトで構成されており、引出トレイ62に設けられた2つのローラ77,78(図12参照)によって張架されている。一方のローラ77に上記伝達ギヤ74(図8参照)から駆動力が伝達されることにより、ベルト部材83は正逆両方向に回転可能に構成されている。このように、ベルト部材83が正方向又は逆方向に回転することによって、ベース部材80と、これに取り付けられた送出部材81及び脚部材82は、一体的に、排出部67側へ向かう送出方向Z1と、それとは逆方向の戻り方向Z2とに、往復移動可能となっている。
The
また、ベース部材80の両側面には、ガイドレール84上を転動する回転体としてのコロ85が2つずつ設けてある。このように、ベース部材80にコロ85を設けることで、ベース部材80がガイドレール84に沿って円滑に移動できるようになっている。なお、一対のガイドレール84は、引出トレイ62に固定されている。
Further, two
また、図13に示すように、送出部材81と脚部材82は、水平方向の支軸86を介して互いに開閉可能に取り付けられている。詳しくは、送出部材81と脚部材82は、それぞれ、前記支軸86を中心に互いに独立して回動可能に構成されており、送出部材81又は脚部材82が当該支軸86を中心に回動することで、送出部材81と脚部材82は互いに開閉可能となっている。また、送出部材81と脚部材82は、図示しない付勢部材としての捩りコイルバネによって互いに開く方向に付勢されている。また、送出部材81には、脚部材82を閉じた際に当該脚部材82を収容するための収容凹部81aが形成されている。
Moreover, as shown in FIG. 13, the
上記ベルト部材83の回転方向の切換は、図14に示す2つのスイッチ87,88によって行う。移動方向切換手段としての各スイッチ87,88は、それぞれ、送出部材81の移動方向切換位置に配設されている。具体的には、一方のスイッチ87は、引出トレイ62の送出方向Z1の端部(図の左側の端部)に配設され、他方のスイッチ88は、引出トレイ62の戻り方向Z2の端部(図の右側の端部)に配設されている。また、送出部材81が移動方向切り換え位置の一方に到達した際、その位置に配設されたスイッチ87又は88に対して、ベース部材80が接触するようになっている。すなわち、ベース部材80は、各スイッチ87,88に接触してオンにする入力手段として機能する。また、接触式のスイッチの代わりに非接触式のセンサを配設し、ベース部材80等に設けた被検知部(入力手段)がその非接触式のセンサに近接することで当該センサをオンにするようにしてもよい。
The rotation direction of the
図15は、送出部材81と脚部材82の側面図である。
図15に示すように、脚部材82は、上記引出トレイ62の載置面62dに当接しており、この載置面62dに沿って送出方向Z1と戻り方向Z2に往復移動可能となっている。すなわち、載置面62dは、脚部材82をガイドするガイド面としての機能も有する。上記のように、送出部材81と脚部材82は捩りコイルバネによって互いに開くように付勢されているが、脚部材82は、載置面62dに当接することによって水平方向に配設された状態で支持されている。一方、送出部材81は、水平方向に支持されている脚部材82に対して送出方向Z1(排出部67側)へ回動して開くように付勢されているが、図示しないストッパー等の規制部が前記捩りコイルバネの付勢力に抗して送出部材81の開く方向への回動を規制している。これにより、送出部材81は載置面62dに対して起立した状態(図の実線で示す状態)となるように支持されている。このように、載置面62dと規制部とによって、送出部材81が載置面62dに対して所定の起立した状態となるように、送出部材81と脚部材82とが成す開き角度は所定の角度αに保持されている。
FIG. 15 is a side view of the
As shown in FIG. 15, the
また、図15において、開き角度βは、送出部材81を上記規制部によって規制しないようにした場合の角度である。すなわち、この角度βは、上記捩りコイルバネが自然状態である場合の開き角度を示す。図15に示すように、自然状態の捩りコイルバネによって保持される開き角度βは、送出部材81が所定の起立した状態となる開き角度αより大きく、かつ、180°よりも小さい範囲内で設定されている。
Further, in FIG. 15, the opening angle β is an angle when the
また、上記図6(a)に示すように、脚部材82が載置面62d上で往復移動する方向(送出方向Z1及び戻り方向Z2)の両端部側に、それぞれ、脚部材82が侵入可能な凹部62i,62jが設けられている。本実施形態では、これら凹部62i,62jを設けることで、送出部材81を載置面62dに対して起立した状態と倒れた状態とに切換可能に構成している。
以下、図16と図17に基づき、送出部材81を起立した状態と倒れた状態とに切り換える切り換え動作について説明する。
Further, as shown in FIG. 6A, the
Hereinafter, a switching operation for switching the sending
図16(a)は、送出部材81が、送出方向Z1の端部側の凹部62iに到達する前の状態を示す。この状態では、送出部材81と脚部材82とが成す開き角度は、図示しない規制部と載置面62dによって所定の角度αに保持されており、送出部材81は載置面62dに対して所定の起立した状態となっている。
FIG. 16A shows a state before the
そして、図16(b)に示すように、送出部材81が送出方向Z1に移動し、脚部材82が凹部62iの位置に到達すると、この位置では脚部材82を支持する載置面62dが存在しないため、脚部材82は図示しない捩りコイルバネの付勢力を受けて下方に開き、脚部材82が凹部62i内に侵入する。このときの送出部材81と脚部材82との間の開き角度は、上記捩りコイルバネの自然状態で保持される角度βとなる。
Then, as shown in FIG. 16B, when the
また、送出部材81が凹部62iの位置に到達したとき、図14に示すスイッチ87にベース部材80が接触し、送出部材81の移動方向が切り換えられる。
When the
図16(c)に示すように、移動方向が切り換えられ、送出部材81が戻り方向Z2へ移動すると、脚部材82が凹部62iの縁(開口部付近)に当接し、脚部材82の先端が上方へ持ち上げられる。このように脚部材82が持ち上げられ、さらに開く方向に脚部材82が回動すると、開き角度が上記角度βより大きくため、上記捩りコイルバネによる付勢力は閉じる方向へ作用する。その結果、送出部材81は閉じる方向に付勢力を受け載置面62d上に倒される。
As shown in FIG. 16C, when the movement direction is switched and the
そして、図16(d)に示すように、脚部材82が凹部62iから脱すると、送出部材81及び脚部材82は、載置面62d上に水平状に倒れた状態で保持される。詳しくは、この状態で、送出部材81と脚部材82とが成す開き角度は、180°に近い角度に開いているため、送出部材81と脚部材82は捩りコイルバネによって互いに閉じる方向に付勢力を受けているが、載置面62dによって送出部材81と脚部材82の回動が規制されているので、送出部材81と脚部材82は水平状に倒れた状態で保持される。なお、送出部材81と脚部材82は、互いに180°以上開かないように構成されている。
Then, as shown in FIG. 16 (d), when the
図17(a)は、上記のようにして倒された送出部材81が、戻り方向Z2の端部側の凹部62jに到達する前の状態を示す。この状態では、上記図16(d)に示す状態と同様に、送出部材81と脚部材82とが成す開き角度は、180°に近い角度に開いており、送出部材81と脚部材82は載置面62d上で水平状に倒れた状態で保持されている。
FIG. 17A shows a state before the
そして、図17(b)に示すように、脚部材82が凹部62jの位置に到達すると、この位置では脚部材82を支持する載置面62dが存在しないため、脚部材82は上記捩りコイルバネの付勢力を受けて下方に閉じ、脚部材82が凹部62j内に侵入する。また、このときの送出部材81と脚部材82との間の開き角度は、捩りコイルバネの自然状態で保持される角度βとなる。なお、送出部材81は、凹部62j内に侵入できないように構成されているため、送出部材81は凹部62j上を通過する。
Then, as shown in FIG. 17B, when the
また、送出部材81が凹部62jの位置に到達したとき、図14に示すスイッチ88にベース部材80が接触し、送出部材81の移動方向が切り換えられる。
When the
図17(c)に示すように、移動方向が切り換えられ、送出部材81が送出方向Z1へ移動すると、脚部材82が凹部62jの縁(開口部付近)に当接し、脚部材82の先端が上方へ持ち上げられる。このように脚部材82が持ち上げられ、さらに閉じる方向に脚部材82が回動すると、開き角度が上記角度βより小さくため、上記捩りコイルバネによる付勢力は開く方向へ作用する。その結果、送出部材81は開く方向に付勢力を受け起立させられる。
As shown in FIG. 17C, when the movement direction is switched and the
そして、図17(d)に示すように、脚部材82が凹部62jから脱すると、送出部材81は、所定の開き角度αで起立した状態に保持される。
Then, as shown in FIG. 17 (d), when the
以下、図18に基づいて、本発明に係るトナー搬送装置8のトナーの送出動作(搬送動作)について説明する。
図18に示す状態では、トナーカートリッジ61が引出トレイ62に装着され、さらに、その引出トレイ62が装置本体内に収容された状態となっている。従って、この状態で装置本体側の駆動装置からベルト部材83に駆動力が伝達可能となっており、送出部材81を往復移動させ得る状態となっている。
Hereinafter, the toner delivery operation (conveyance operation) of the toner conveyance device 8 according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the state shown in FIG. 18, the
ベルト部材83を駆動させ、図18(a)に示すように、送出部材81を送出方向Z1に移動させると、送出部材81がトナー収容部66の底面を内側に押し込んだ状態で移動することにより、トナー収容部66内のトナーTが排出部67側へ移動させられる。そして、図18(b)に示すように、排出部67側へ移動させられたトナーTは、慣性力と重力によって排出部67から下方のサブホッパ64へ送られる。
When the
また、図19は、トナー収容部66内のトナーTの残量が減少した場合のトナーTを送り出す様子を示した図である。
図19(a)に示すように、トナー残量が減少して中程度になった場合は、上記図18に示すトナー残量が多い場合に比べて、排出部67へのトナー送出量が少なくなり、図19(b)に示すように、トナー残量がさらに少なくなった場合はトナー送出量も一層少なくなる。このように、トナー残量が減少するにつれて、排出部67へのトナー送出量も減少する。例えば、トナー収容部66内のトナー残量が200g以上ある場合は、1回の送出動作によるトナー送出量は10g以上であるが、トナー残量が100〜200gの場合は5g程度、トナー残量が100g以下の場合は3g程度になる。
FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which the toner T is sent out when the remaining amount of the toner T in the
As shown in FIG. 19A, when the remaining amount of toner decreases to a medium level, the amount of toner delivered to the
そこで、本実施形態では、トナー収容部66内のトナー残量に関わらず安定したトナー搬送を実現するために、以下のように構成している。
Therefore, in this embodiment, in order to realize stable toner conveyance regardless of the remaining amount of toner in the
図20は、排出部67及びその周辺部の拡大断面図である。
図20に示すように、排出部67には、内部のトナーを検知するトナー検知手段(粉体検知手段)としてのトナーセンサ20を配設している。本実施形態では、トナーセンサ20を、圧電素子を有し、その圧電素子へのトナーの接触圧を測定して粉体を検知する圧電センサとしている。
FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of the
As shown in FIG. 20, the
また、トナーセンサ20を光学式センサとしてもよい。具体的には、図21に示すように、光学式センサは、光を照射する発光部20aと、光を受光する受光部20bを有し、発光部20aと受光部20bを排出部67に互いに対向するように配設する。図21に示す実施形態では、発光部20aと受光部20bとの間に光を通過させる導光路21,22が形成されている。各導光路21,22の間にはトナーが介在できる空間が設けられており、この空間にトナーが介在して発光部20aから受光部20bへの光路が遮断されることにより、トナーを検知する仕組みとなっている。また、トナーを掻き取る掻取部材23が、導光路21,22間を通過するように構成されている。この場合、掻取部材23は回転軸24に取り付けられており、回転軸24が回転することによって掻取部材23が導光路21,22間を通過する。これにより、導光路21,22間にトナーが滞留するのを防止して、トナーの検知精度を向上させている。なお、図示省略しているが、圧電センサを用いた実施形態においても、トナーを掻き取る掻取部材を設けており、正確にトナーを検知できるようにしている。
The
また、図20に示すように、サブホッパ64には、内部のトナーを検知する別のトナー検知手段(粉体検知手段)としてのトナーセンサ40を配設している。以下、便宜的に、上記排出部67に設けられたトナーセンサ20を第1トナーセンサ、サブホッパ64に設けられたトナーセンサ40を第2トナーセンサと称する。この第2トナーセンサ40としては、第1トナーセンサ20と同様に、圧電センサや光学式センサ等を用いることができる。
As shown in FIG. 20, the
第1トナーセンサ20及び第2トナーセンサ40として、圧電センサを用いた場合は、トナーの接触圧を測定することによりトナー量を直接検知できるので、検知精度が向上し、適切なトナー量を排出部67へ送り出すことができる。一方、光学式センサを用いた場合、図21に示す発光部20aと受光部20bを、排出部67の外側にかつ排出部67に接触しないように配設することにより、排出部67に振動が生じたとしても発光部20aと受光部20bは振動の影響を受けずにすむ。また、この場合、排出部67には、導光路21,22のみ形成すればよいので、低コストで振動による誤検知を防止できる。なお、第1トナーセンサ20及び第2トナーセンサ40として、光の反射率を測定する反射型の光学式センサや、透磁率を測定する磁気センサなどを用いることも可能である。
When piezoelectric sensors are used as the
図22は、送出部材の制御系を示すブロック図である。
図22に示すように、送出部材81は、第1トナーセンサ20又は第2トナーセンサ40の検知信号を受けた制御手段15によってその動作を制御されるように構成されている。詳しくは、制御手段15によって、送出部材81を設けたベルト部材83の駆動装置を制御することにより、送出部材81の送出方向への移動開始、移動停止、移動回数及び移動速度を制御可能に構成している。
FIG. 22 is a block diagram showing a control system of the delivery member.
As shown in FIG. 22, the
以下、図23のフローチャートを参照して、送出部材の制御方法を説明する。
サブホッパ64内のトナーが現像装置へと供給されることにより、排出部67内のトナー量が少なくなった結果、第1トナーセンサ20によってトナーが検知されなくなると(排出部67内のトナーが所定量未満となっていると検知されると)、制御手段15によって排出部67へトナーを送り出す送出指示が出される。そして、送出部材81を排出部67側へ移動させ送出動作を行う(STEP1)。この送出動作を行うことにより、送出部材81によってトナーが排出部67へと送られ、第1トナーセンサ20によってトナー有りと検知されるようになった場合は(STEP2の「YES」)、送出動作を終了する。
Hereinafter, the control method of the delivery member will be described with reference to the flowchart of FIG.
As a result of the toner in the
一方、上記送出動作を行っても、依然、第1トナーセンサ20がトナー無しと検知する場合は(STEP2の「NO」)、再度、送出部材81を移動させ送出動作を行う(STEP3)。そして、この送出動作の結果、第1トナーセンサ20によってトナー有りと検知されるようになった場合は(STEP4の「YES」)、送出動作を終了する。しかし、それでも第1トナーセンサ20によってトナー無しと検知される場合は(STEP4の「NO」)、送出部材81の移動速度を増加して送出動作を行う(STEP5)。
On the other hand, if the
そして、上記送出動作を行うことにより、第1トナーセンサ20によってトナー有りと検知されるようになった場合は(STEP6の「YES」)、送出動作を終了し、トナー無しと検知された場合は(STEP6の「NO」)、移動速度を増加した状態で再度送出動作を行う(STEP7)。その後、第1トナーセンサ20によってトナー有りと検知されるまで、送出動作を所定回数繰り返し行う(STEP7〜9)。
If the
上記のように、速度を増加した状態での送出動作を所定回数繰り返した結果、第1トナーセンサ20がトナー無しと検知する場合であって(STEP9の「YES」)、送出部材81の移動速度が最大値になっていない場合は(STEP10の「NO」)、さらに送出部材81の移動速度を増加して送出動作を行う(STEP5)。そして、第1トナーセンサ20によってトナー有りと検知されるまで、送出動作を所定回数繰り返し行い(STEP7〜9)、それでも、第1トナーセンサ20がトナー無しと検知する場合は、以後同様に、さらに速度を増加して送出動作を行う(STEP9、10及びSTEP5〜8)。その後、送出部材81の移動速度が最大値になった状態で送出動作を所定回数行った結果、最終的に、トナー有りと検知されなかった場合(STEP10の「YES」)、トナー収容部66内にトナーが無いと判断して送出動作を終了する。また、サブホッパ64に設けた第2トナーセンサ40がトナー無しと検知した場合も、トナー収容部66内にトナーが無いと判断して送出動作を終了する。トナー収容部66内にトナーが無いと判断した場合は、併せてトナーカートリッジの交換を促す信号を発する。
As described above, when the
また、本実施形態では、第1トナーセンサ20による検知精度を向上させるため、排出部67に振動を付与する振動付与手段を固定部63に設けている。すなわち、第1トナーセンサ20の周辺の排出部67の内面にトナーが付着すると、それにより第1トナーセンサ20が誤検知してしまうことがあるため、振動付与手段の振動により排出部67の内面にトナーが付着するのを防止して、第1トナーセンサ20が誤検知しないようにしている。
In the present embodiment, in order to improve the detection accuracy of the
以下、図24〜図27に基づき、振動付与手段、及びその振動発生手段を設けた固定部の具体的構成について説明する。
図24は固定部の断面図、図25は振動発生手段の斜視図、図26と27は固定部の斜視図である。
図24に示すように、固定部63には、振動付与手段として、回転軸に付設された偏心錘93が設けられている。図25に示すように、偏心錘93は、軸方向の両側に突出した円筒状の部材であり、その中心からずれた位置に回転軸を挿通するための挿通孔93aが形成されている。そして、固定部63に設けられた駆動手段94(図24参照)から回転軸に駆動力が付与され、偏心錘93が回転軸と一緒に回転することによって、振動を発生させる仕組みとなっている。また、偏心錘93の偏心量(回転中心からのずれ量)は、1mm以下となるように設定されており、発生する振動は非常に微小なものとなっている。また、図26に示すように、上記回転軸の両端は矩形の支持部材95によって支持されており、各支持部材95は、回転軸と共に回転するようになっている。
Hereinafter, based on FIGS. 24 to 27, the specific configuration of the vibration applying means and the fixing portion provided with the vibration generating means will be described.
24 is a cross-sectional view of the fixing portion, FIG. 25 is a perspective view of the vibration generating means, and FIGS. 26 and 27 are perspective views of the fixing portion.
As shown in FIG. 24, the fixed
また、図26及び図27に示すように、固定部63の本体部70は、装置本体に固定された基台部96に対し、揺動支持部97を介して水平方向(図の矢印V方向)に揺動可能に取り付けられている。具体的には、揺動支持部97は、基台部96の両側面に形成された水平方向の長孔97aと、その長孔97aに挿通されるボルト97bによって構成されており、長孔97aに挿通されたボルト97bによって本体部70の一端部側が基台部96に取り付けられている。このように、本体部70を揺動可能に構成することによって、本体部70を効果的に振動させるようにしている。さらに、本実施形態では、本体部70をより効果的に振動させるために、上記偏心錘93を、揺動支持部97を設けた端部と離れた端部側に設けている。
Further, as shown in FIGS. 26 and 27, the
図28は、振動付与手段の他の実施形態の構成を示す概略図である。
図28に示す振動付与手段は、回転軸を中心に偏心回転する偏心カム98を有している。偏心カム98は、基台96に固定されたカム支持部材42に図示しない軸受けを介して回転可能に取り付けられている。固定部63の本体部70には、偏心カム98の周面が当接するカム当接部43が設けてある。また、本体部70とカム支持部材42は、複数のバネ部材44で接続されており、これらバネ部材44の付勢力によって本体部70は偏心カム98側へ付勢され、カム当接部43が偏心カム98に当接している。そして、図示しない駆動手段からの駆動力を受けて偏心カム98が回転すると、その回転に伴って本体部70が基台95に対し図の矢印V方向へ揺動して振動が発生するようになっている。
FIG. 28 is a schematic view showing the configuration of another embodiment of the vibration applying means.
The vibration applying means shown in FIG. 28 has an
また、図29は、振動付与手段のさらに別の実施形態の構成を示す概略図である。
ここでは、図29に示すように、振動付与手段としてリニアモータ99を用いており、このリニアモータ99を介して本体部70を基台96に取り付けている。リニアモータ99の固定体を基台96に固定し、固定体に対して往復移動可能な可動体を本体部70に固定することにより、本体部70を基台96に対して図の矢印V方向に揺動させて振動を発生可能となっている。
FIG. 29 is a schematic diagram showing the configuration of still another embodiment of the vibration applying means.
Here, as shown in FIG. 29, a
ここで、トナーの詳細を以下に示す。
トナーには主に樹脂成分、顔料成分、ワックス成分及び外側の添加剤から形成されている。樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなど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−クロロ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など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、ポリ酢酸ビニル等がある。
Here, details of the toner are shown below.
The toner is mainly formed of a resin component, a pigment component, a wax component, and an external additive. As resins, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicon resin, butyral resin, terpene There are resins, polyol resins and the like. Examples of vinyl resins include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate 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 and the like.
ポリエステル樹脂としては以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。 The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trihydric or higher alcohol as shown in the group C or Carboxylic acid may be added as a third component.
A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。 Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.
B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。 Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.
C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。 Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid. As the polyol resin, an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are those obtained by reacting two or more compounds.
本実施形態の現像剤で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
The following are used as pigments used in the developer of the present embodiment.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。 Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。 Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。 Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and indanthrene blue BC.
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。 Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
これらは1種または2種以上を使用することができる。特にカラー現像剤においては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本実施形態で用いる現像剤では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。 These can use 1 type (s) or 2 or more types. Especially in color developers, it is essential to uniformly disperse a good pigment. Instead of putting the pigment directly into a large amount of resin, a master batch in which the pigment is once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in the form is used. In this case, a solvent is generally used to help dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and the developer used in this embodiment is dispersed using water. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.
本実施形態で用いる現像剤には定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は65〜90[℃]であることが好ましい。この範囲より低い場合には、現像剤の保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。 A release agent can be internally added to the developer used in the exemplary embodiment in order to prevent an offset at the time of fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 [° C.]. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the developer is likely to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
現像剤には離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を2種以上混合した物でも良い。 An additive may be added to the developer for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or the like. As additives, styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.
現像剤の樹脂としては、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度(Tg)において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のTgや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Tg低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。従って、この結晶性ポリエステル樹脂の導入は、現像剤の低温定着性の向上に非常に有効である。 Crystalline polyester may be used as the developer resin. It is an aliphatic polyester having crystallinity, having a sharp molecular weight distribution, and increasing the absolute amount of its low molecular weight as much as possible. This resin undergoes a crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity suddenly decreases from the solid state and exhibits a fixing function to paper. By using this crystalline polyester resin, low-temperature fixing can be achieved without excessively reducing the Tg and molecular weight of the resin. Therefore, there is no decrease in storage stability associated with a decrease in Tg. Also, there is no excessively high gloss and offset resistance deterioration due to the low molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective for improving the low-temperature fixability of the developer.
トナーとしては、流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着又は固着させてもよい。この無機微粉体の平均粒径は10〜200[nm]が適している。10[nm]より小さい粒径の場合には、流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200[nm]より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。本発明の無機微粉体としては、Si、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物、炭酸化物、硫化物や複合酸化物が挙げられ、これらのうち安全性・安定性等から以下の酸化物を採用することが多い。 As the toner, an inorganic fine powder may be attached or fixed to the toner surface as a fluidity improver. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably 10 to 200 [nm]. When the particle size is smaller than 10 [nm], it is difficult to create an uneven surface having an effect on fluidity. When the particle size is larger than 200 [nm], the powder shape becomes rough, Problems arise. Examples of the inorganic fine powder of the present invention include Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, and Zr. These include oxides, carbonates, sulfides and composite oxides. Of these, the following oxides are often employed from the viewpoint of safety and stability.
特に、二酸化珪素(シリカ)、酸化チタン、酸化アルミ(アルミナ、コランダム)の微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により添加物の表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例はシランカップリング剤で、以下のものが挙げられる。 In particular, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium oxide, and aluminum oxide (alumina, corundum) are preferably used. Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment of the additive with a hydrophobizing agent or the like. A typical example of the hydrophobizing agent is a silane coupling agent, which includes the following.
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。 Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.
添加剤を疎水化処理することによって、ナノ粒子である添加剤の表面に水分が吸着しにくくなり、トナーの安定性が向上する。
無機微粉体はトナーに対して0.1〜2[重量%]使用されるのが好ましい。0.1[重量%]未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2[重量%]を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や磨耗等の問題が生じやすい傾向がある。
Hydrophobizing the additive makes it difficult for moisture to be adsorbed on the surface of the additive, which is a nanoparticle, and improves the stability of the toner.
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1 [wt%], the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2 [wt%], there are problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor. It tends to occur.
また、少なくとも樹脂、顔料から成る粉体の表面に電荷制御剤を付着又は固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしてもよい。その平均粒径は、5〜200[nm]の小さい粒径のものが最適である。 In addition, a charge control agent may be adhered or fixed to the surface of at least a powder composed of a resin and a pigment so that the powder surface shape has a small period and a large period. The average particle size is optimally a small particle size of 5 to 200 [nm].
また、本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内でさらに他の添加剤、例えば、有機物の粉末であるテフロン(登録商標)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末等の金属石鹸粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末、あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤、あるいはカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末、酸化インジウム粉末等の導電性粒子及び絶縁性の粉末に導電性粒子を被覆処理した粉末等の、導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。 In addition, the toner of the present invention may further contain other additives, such as Teflon (registered trademark) powder, which is an organic powder, metal soap powder such as zinc stearate powder, Lubricant powder such as vinylidene fluoride powder, abrasive such as cerium oxide powder, silicon carbide powder, strontium titanate powder, or conductive particles such as carbon black powder, zinc oxide powder, tin oxide powder, indium oxide powder and insulating properties A small amount of a conductivity-imparting agent such as a powder obtained by coating conductive particles on the powder may be used as a developability improver.
トナーに微粉体が添加されていることによって、送出部材81が動作するときにトナーがほぐされやすくなり、しばらく補給動作が無くトナーの流動性が低下してしまった場合においても、トナーをトナー収容部66から排出することができる。
The addition of fine powder to the toner makes it easier for the toner to be loosened when the
以上のように、本発明の実施形態では、送出部材81を移動させて送出動作を行った後、第1トナーセンサ20によってトナーの有無を確認し、トナー有りと検知されるまで(排出部67内のトナーが所定量以上になったと検知されるまで)送出動作を繰り返すようにしているので、トナー収容部66内のトナー残量の多い、少ないに関わらず、排出部67内に所定量以上のトナーを供給することができる。すなわち、トナー収容部66内のトナー残量が少ないために、1回の送出動作では排出部67に所定量のトナーを送れない場合であっても、送出動作を繰り返し行うことで、所定量のトナーを排出部67へ送り出すことが可能である。このように、本実施形態によれば、トナー収容部66内のトナー残量にかかわらず安定して確実にトナーの搬送を行うことができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, after the sending
また、上記本発明の実施形態では、送出動作を繰り返し行う際、所定のタイミングで送出部材81の移動速度を増加させている。送出動作の回数が増加すると、それに伴って動作時間が長くなるが、移動速度を増加させることにより、1回分の送出動作にかかる時間を短くすることができ、動作時間の延長を低減することが可能となる。言い換えれば、所定の時間内での送出部材81の移動回数(送出回数)を増加させるために、移動速度を増加させている。
In the embodiment of the present invention, when the delivery operation is repeated, the moving speed of the
また、本実施形態では、振動付与手段によって排出部67に振動を付与するようにしているので、排出部67の内面にトナーが付着するのを防止でき、あるいは、振動によって付着していたトナーを落とすことができる。これにより、トナーが付着していることによる第1トナーセンサ20の誤検知を防止することができる。また、本実施形態のように振動付与手段を備える場合は、第1トナーセンサ20を光学式センサで構成し、発光部20aと受光部20bを、排出部67の外側にかつ排出部67に接触しないように配設することが好ましい。これにより、排出部67に振動が生じても、第1トナーセンサ20が振動によって誤検知するのを防止することができる。
In this embodiment, since the vibration is applied to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上記本発明の実施形態では、第1トナーセンサ20の検知結果に基づいて送出動作を繰り返し行うことにより、結果として、トナー収容部66内のトナー残量に応じて送出回数を制御するようになっているが、トナー収容部66内のトナー残量をセンサ等で把握することにより、そのトナー残量に応じて所定時間内の送出部材81の移動回数(送出回数)や移動速度を変更してもよい。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the embodiment of the present invention, the sending operation is repeatedly performed based on the detection result of the
トナー収容部66内のトナー残量を把握する方法としては、トナー収容部66内のトナー量を検知するセンサを設けたり、出力画像のトナー消費量からトナー収容部66内のトナー残量を算出したりする方法などがある。あるいは、送出動作の回数から送り出したトナー量を算出することにより、トナー残量を推定することも可能である。そして、予め、トナー残量に応じて送出部材81の移動回数及び移動速度を設定しておき、送出指示があった場合は、把握したトナー残量に応じて送出部材81の移動回数と移動速度を決定する。
As a method of grasping the remaining amount of toner in the
例えば、図30に、トナー残量に基づいて送出部材81の移動速度を設定した一例を示す。
図30の横軸はトナー収容部66内のトナー残量を示し、縦軸は各場合における1回の送出動作でのトナー搬送量を示している。この例では、トナー残量を4つの範囲に分け、トナー残量が各範囲にある場合の送出部材81の移動速度を設定している。具体的には、トナー残量が200g以上の場合は移動速度を100mm/s、トナー残量が110g以上200g未満の場合は移動速度を200mm/s、トナー残量が70g以上110g未満の場合は移動速度を300mm/s、トナー残量が70g未満の場合は移動速度を350mm/sに設定している。このように、トナー残量が少なくなるにつれて移動速度を速くすることにより、所定時間内での送出動作の回数を確保することができると共に、送出動作に要する時間の延長を低減することができる。
For example, FIG. 30 shows an example in which the moving speed of the
The horizontal axis in FIG. 30 indicates the remaining amount of toner in the
なお、送出部材81の移動速度を増加させて送出動作を行うとトナーが凝集しやすくなるが、移動速度を増加させるのはトナー残量が少ない場合であるので、トナーが凝集する虞はない。このため、移動速度を増加させることによって、トナーが凝集することによるトナー搬送不良や、排出部67やサブホッパ64へのトナー搬送不可などの不具合が発生することはない。
Note that if the feeding operation is performed by increasing the moving speed of the sending
また、上述の実施形態では、トナー収容部66の全体を変形可能な部材で構成しているが、送出部材81が押し込む箇所のみを変形可能な部材で構成してもよい。また、トナー収容部66の底面(送出部材81との接触面)の耐摩耗性を高くしたり、当該底面をPVDやCVD等の各種方式を用いて形成した摩擦係数の小さい薄膜で構成したりすることにより、送出部材81の摺接によるトナー収容部66の底面の磨耗を抑制することができる。あるいは、潤滑剤を送出部材81とトナー収容部66の少なくとも一方に塗布する機構を設けることにより、両者間の摩擦を小さくして磨耗を抑制することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the entire
また、トナー収容部66に予め折り目を付けておき、内部のトナー量の減少に伴って、送出部材81の送出動作によりトナー収容部66が折り目に沿って折り畳まれるように構成してもよい。この場合、トナー収容部66を減容化できるので、使用済みのトナー収容部66を廃棄又は回収する際のコストを低減することができる。また、トナー収容部66が変形しやすくなるので、トナーの排出を行いやすくなる。
Alternatively, a crease may be provided in the
また、上述の実施形態では、本発明の構成を粉体としてトナーから成る現像剤を用いるトナー搬送装置に適用した場合を例に説明したが、トナーと磁性キャリアとから成る現像剤を用いるトナー搬送装置にも本発明の構成を適用可能である。あるいは、本発明の構成を、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置に適用してもよい。また、上述の実施形態では、トナー収容部66と排出部67とを一体として、引出トレイ62に対して着脱されるように構成しているが、排出部67が引出トレイ62(又は固定部63)に据え置きになっていて、トナー収容部66を着脱するように構成してもよい。また、本発明に係る粉体搬送装置は、図1に示すプリンタに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、又はこれらの複合機等に搭載することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to a toner conveyance device using a developer composed of toner as powder has been described as an example. However, toner conveyance using a developer composed of toner and a magnetic carrier is described. The configuration of the present invention can also be applied to an apparatus. Alternatively, the configuration of the present invention may be applied to a powder conveyance device that conveys powder other than toner. Further, in the above-described embodiment, the
8 トナー搬送装置(粉体搬送装置)
15 制御手段
20 第1トナーセンサ(粉体検知手段)
20a 発光部
20b 受光部
21 導光路
22 導光路
66 トナー収容部(粉体収容部)
93 偏心錘(振動付与手段)
98 偏心カム(振動付与手段)
99 リニアモータ(振動付与手段)
T トナー(粉体)
8 Toner conveying device (powder conveying device)
15 Control means 20 First toner sensor (powder detection means)
20a
93 Eccentric weight (vibration applying means)
98 Eccentric cam (vibration applying means)
99 Linear motor (vibration applying means)
T Toner (powder)
Claims (8)
前記粉体収容部内の粉体残量に応じて、前記送出部材の前記排出部側への移動を制御する制御手段を設け、
前記粉体収容部内の粉体残量が少なくなるにつれて、前記送出部材の前記排出部側への所定時間内の移動回数を増加させるように構成し、
前記送出部材は、
前記粉体収容部に向かって起立した状態と倒れた状態とに切換可能で、
前記排出部側へ向かう送出方向とこれとは逆方向の戻り方向とに同じ経路で往復移動可能に構成され、
前記送出方向への移動時に前記起立した状態になり、前記戻り方向への移動時に前記倒れた状態となることを特徴とする粉体搬送装置。 A powder container for accommodating powder and at least a part of which is deformable, a discharge part for discharging the powder in the powder container to the outside, and a deformable part of the powder container inside In a powder conveying device provided with a delivery member that moves to the discharge unit side in a state of being pushed into and sends powder to the discharge unit,
In accordance with the amount of powder remaining in the powder container, a control means is provided for controlling the movement of the delivery member to the discharge part ,
As the remaining amount of powder in the powder container decreases, the number of movements of the delivery member to the discharge unit within a predetermined time is increased,
The delivery member is
It is possible to switch between a standing state and a falling state toward the powder container,
It is configured to be able to reciprocate on the same route in the delivery direction toward the discharge unit and in the return direction opposite to this,
The powder conveying apparatus, wherein the powder conveying device is in the upright state when moving in the delivery direction and in the collapsed state when moving in the return direction .
前記現像剤補給装置として、請求項1から7のいずれか1項に記載の粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus using the powder conveying device according to claim 1 as the developer replenishing device.
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