JP7489027B2 - Powder container, developing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、粉体収容容器、現像装置、及び、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a powder container, a developing device, and an image forming device.
従来、画像形成装置で用いられる画像形成用の粉体を収容するための粉体収容容器が知られている。
例えば特許文献1には、係る粉体としてのトナーを収容する粉体収容容器であって、内壁上に、シリカ粒子の表面にフッ素化合物を結合させたフッ素含有粒子を含む層を備え、フッ素含有粒子の二次平均粒子径が20nm以上48nm以下であるものが記載されている。このような層を設けることで、内壁の微細な凹凸を減らすことでトナーの付着を低減させ、これにより、トナーが凝集して内壁に固着してトナーを最後まで使用しきけないという問題を解決できるとしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, powder containers for containing powder for image formation used in image forming apparatuses are known.
For example, Patent Document 1 describes a powder storage container for storing toner as such a powder, which has a layer on the inner wall containing fluorine-containing particles formed by bonding a fluorine compound to the surface of silica particles, and the fluorine-containing particles have a secondary average particle diameter of 20 nm to 48 nm. By providing such a layer, fine irregularities on the inner wall are reduced, thereby reducing toner adhesion, which solves the problem of toner agglomerating and adhering to the inner wall, making it impossible to use up the toner.
しかし、内壁上に、二次平均粒子径が50nm以下のシリカ微粒子の表面にフッ素化合物を結合させたフッ素含有シリカ微粒子を厚さ例えば0.3~3μm設ける必要があり、コスト高になってしまう。 However, it is necessary to provide fluorine-containing silica particles, which are silica particles with a secondary average particle size of 50 nm or less and have a fluorine compound bonded to the surface, on the inner wall to a thickness of, for example, 0.3 to 3 μm, which increases costs.
本発明は、上記課題を解決するため、画像形成用の粉体が収容された粉体収容容器が装着可能であり、前記粉体収容容器からの粉体を受け入れる粉体受入口を有する搬送管を備え、装着された粉体収容容器を回転する画像形成装置に用いる粉体収容容器において、前記画像形成用の粉体を収容する回転可能な粉体収容部と、前記搬送管が挿入可能な管挿入口を備え、前記粉体収容部の容器開口部内に設けられた搬送管受入部材と、前記粉体収容部が回転することで前記容器開口部側の粉体を汲み上げて前記粉体受入口へと供給する汲み上げ面と、を有し、前記粉体収容部の内壁面にDLC被膜を設け、前記汲み上げ面には前記DLC被膜が存在しないか、または、他の箇所より厚さが薄い箇所を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a powder storage container for use in an image forming device that can be fitted with a powder storage container containing powder for image formation, and that is equipped with a conveying tube having a powder receiving inlet for receiving powder from the powder storage container, and that rotates the fitted powder storage container, the powder storage container having a rotatable powder storage section that contains powder for image formation, a conveying tube receiving member that has a tube insertion inlet into which the conveying tube can be inserted and is provided within a container opening of the powder storage section, and a pumping surface that pumps up powder on the container opening side and supplies it to the powder receiving inlet as the powder storage section rotates, the powder storage section being provided with a DLC coating on an inner wall surface, and the pumping surface having a portion where the DLC coating is absent or where the DLC coating is thinner than other portions .
本発明によれば、従来に比してコストの上昇を抑えて内壁へのトナー固着を抑制できるという優れた効果を奏することができる。 The present invention has the excellent effect of suppressing toner adhesion to the inner wall while suppressing increases in costs compared to conventional methods.
以下、本発明を画像形成装置としての複写機(以下、複写機500という)に適用した、本発明の一実施形態について説明する。
図2は、本実施形態の複写機500の概略構成図である。複写機500は、複写機装置本体(以下、プリンタ部100という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)及びプリンタ部100上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部400という)から構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in which the present invention is applied to a copying machine (hereinafter, referred to as a copying machine 500) as an image forming apparatus.
2 is a schematic diagram of a
プリンタ部100の上部にはトナー容器収容部70が設けられている。このトナー容器収容部70に、画像形成用の粉体であるトナーを収容した粉体収容容器として、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した四つのトナー容器32(Y,M,C,K)が着脱自在(交換自在)に設置されている。トナー容器収容部70の下方には中間転写ユニット85が配設されている。
A toner
中間転写ユニット85は、中間転写ベルト48、四つの一次転写バイアスローラ49(Y,M,C,K)、二次転写バックアップローラ82、複数のテンションローラ、及び、中間転写クリーニング装置等で構成される。中間転写ベルト48は、複数のローラ部材によって張架、支持されるとともに、この複数のローラ部材の1つである二次転写バックアップローラ82の回転駆動によって図2中の矢印方向に無端移動する。
The
プリンタ部100には、中間転写ベルト48に対向するように、各色に対応した四つの作像部46(Y,M,C,K)が並設されている。また、四つのトナー容器32(Y,M,C,K)の下方には、それぞれに対応した四つのトナー補給装置60(Y,M,C,K)が配設されている。そして、トナー容器32(Y,M,C,K)に収容されたトナーは、それぞれに対応するトナー補給装置60(Y,M,C,K)によって、各色に対応した作像部46(Y,M,C,K)の現像装置(粉体物使用部)内に供給(補給)される。
In the
また、図2に示すように、プリンタ部100は四つの作像部46の下方に潜像形成手段である露光装置47を備える。露光装置47は、スキャナ部400で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、後述する感光体41の表面に対して露光し、感光体41の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部100が備える露光装置47は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはLEDアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
As shown in FIG. 2, the
図3は、イエローに対応した作像部46Yの概略構成を示す模式図である。作像部46Yは、潜像担持体であるドラム状の感光体41Yを備える。さらに、作像部46Yは、帯電手段である帯電ローラ44Y、現像手段である現像装置50Y、感光体クリーニング装置42Y、除電装置等を感光体41Yの周囲に配設した構成である。そして、感光体41Y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)が行われて、感光体41Y上にイエロー画像が形成されることになる。
Figure 3 is a schematic diagram showing the general configuration of the
他の三つの作像部46(M,C,K)も、使用されるトナーの色が異なる点以外は、イエローに対応した作像部46Yとほぼ同様の構成となっていて、各感光体41(M,C,K)上にそれぞれのトナーに対応した色の画像が形成される。以下、イエローに対応した作像部46Yを例に取って説明する。
The other three imaging units 46 (M, C, K) are configured in a similar manner to the
感光体41Yは、駆動モータによって図3中の時計回り方向に回転駆動する。そして、帯電ローラ44Yと対向する位置で、感光体41Yの表面が一様に帯電される(帯電工程)。その後、感光体41Yの表面は、露光装置47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イエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程)。その後、感光体41Yの表面は、現像装置50Y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、イエローのトナー像が形成される(現像工程)。
The
中間転写ユニット85の四つの一次転写バイアスローラ49(Y,M,C,K)は、それぞれ、中間転写ベルト48を感光体41(Y,M,C,K)との間に挟み込んで一次転写ニップを形成している。そして、一次転写バイアスローラ49(Y,M,C,K)に、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
The four primary transfer bias rollers 49 (Y, M, C, K) of the
現像工程でトナー像が形成された感光体41Yの表面は、中間転写ベルト48を挟んで一次転写バイアスローラ49Yと対向する一次転写ニップに達して、この一次転写ニップで感光体41Y上のトナー像が中間転写ベルト48上に転写される(一次転写工程)。このとき、感光体41Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。一次転写ニップでトナー像を中間転写ベルト48に転写した感光体41Yの表面は、感光体クリーニング装置42Yとの対向位置に達する。この対向位置で感光体41Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード42aによって機械的に回収される(クリーニング工程)。最後に、感光体41Yの表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体41Y上の残留電位が除去される。こうして、感光体41Y上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
The surface of the
このような作像プロセスは、他の作像部46(M,C,K)でも、イエロー作像部46Yと同様に行われる。これにより、各感光体41(Y,M,C,K)上の各色のトナー像が、中間転写ベルト48上に重ねて一次転写され、中間転写ベルト48上にカラートナー像が形成される。
This image creation process is performed in the other image creation units 46 (M, C, K) in the same way as in the yellow
各色のトナー像が重ねて転写され、カラートナー像が形成された中間転写ベルト48は、二次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、二次転写バックアップローラ82が、二次転写ローラ89との間に中間転写ベルト48を挟み込んで二次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト48上に形成されたカラートナー像は、二次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体P上に転写される。二次転写ニップに搬送される記録媒体Pは、プリンタ部100の下方に配設された給紙部200の給紙トレイ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る。
The
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト48には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。中間転写ベルト48の表面が中間転写クリーニング装置との対向位置に達すると、その表面上の未転写トナーが中間転写クリーニング装置に回収され、中間転写ベルト48上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
After passing through the secondary transfer nip, untransferred toner that has not been transferred to the recording medium P remains on the
二次転写ニップでカラートナー像が転写された記録媒体Pは、定着装置86の位置に搬送される。定着装置86では、表面に転写されたカラートナー像が記録媒体P上に定着される。定着装置86を通過した記録媒体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。装置外に排出された記録媒体Pは、スタック部30上に順次スタックされる。こうして、複写機500における一連の画像形成プロセスが完了する。
The recording medium P onto which the color toner image has been transferred at the secondary transfer nip is transported to the position of the
次に、作像部46における現像装置50について、イエローに対応した作像部46Yを例に挙げて説明を行う。現像装置50Yは、図3に示すように、現像ローラ51Y、ドクタブレード52Y、二つの現像剤搬送スクリュウ55Y、及び、トナー濃度検知センサ56Y等で構成される。二つの現像剤搬送スクリュウ55Yは、二つの現像剤収容部(53Y,54Y)内に配設されている。
Next, the developing device 50 in the image forming unit 46 will be explained using the
第一現像剤収容部53Y及び第二現像剤収容部54Y内には、キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤Gが収容されている。第二現像剤収容部54Yは、その上方に形成された開口を介してトナー落下搬送経路64Yに連通している。また、トナー濃度検知センサ56Yは、第二現像剤収容部54Y内の現像剤G中のトナー濃度を検知する。
The first
次に、トナー補給装置60(Y,M,C,K)(トナー搬送装置)(粉体搬送装置)について説明する。図4は、トナー補給装置60Yにトナー容器32Yが設置された状態を示す模式図である。
Next, we will explain the toner supply device 60 (Y, M, C, K) (toner transport device) (powder transport device). Figure 4 is a schematic diagram showing the state in which the
プリンタ部100のトナー容器収容部70(図2参照)に設置された各トナー容器32(Y,M,C,K)内のトナーは、各色の現像装置50(Y,M,C,K)内のトナー消費に応じて、適宜に各現像装置50(Y,M,C,K)内に補給される。このとき、各トナー容器32(Y,M,C,K)内のトナーは、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置60(Y,M,C,K)によって補給される。
The toner in each toner container 32 (Y, M, C, K) installed in the toner container storage unit 70 (see FIG. 2) of the
トナー補給装置60(Y,M,C,K)は、トナー容器32が装着可能なトナー容器収容部、トナー容器32からのトナーを受け入れる受入口としてのノズル開口610を有する搬送管としての搬送ノズル611(Y,M,C,K)を備えている。搬送ノズル611内には搬送スクリュウ614(Y,M,C,K)が設けられている。搬送ノズル611はトナー落下搬送経路64(Y,M,C,K)に連なる。トナー補給装置60(Y,M,C,K)は、容器回転駆動部91(Y,M,C,K)等も備えている。
The toner supply device 60 (Y, M, C, K) is equipped with a toner container storage section in which the
粉体容器たるトナー容器32Yが図4中矢印Qの方向へ移動してプリンタ部100のトナー容器収容部に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器32Yの容器先端側からトナー補給装置60Yの搬送ノズル611Yが挿入される。これにより、トナー容器32Y内と搬送ノズル611Y内とが連通する。
When the
トナー容器32Yは、略円筒状のトナーボトルである。トナー補給装置60のトナー容器収容部に非回転で保持される容器先端側カバー34Yと、容器ギア301Yが一体的に形成された容器本体33Yとから構成される。容器本体33Yは、容器先端側カバー34Yに対して相対的に回転可能に保持されている。
The
複写機500の手前側(図2の紙面垂直方向手前側)に設置された本体カバーを開放すると、トナー容器収容部の挿入口が露呈される。そして、各トナー容器32(Y,M,C,K)の長手方向を水平方向とした状態で、複写機500の手前側から各トナー容器32(Y,M,C,K)の着脱操作(トナー容器32の長手方向を着脱方向とする着脱操作)を行う。なお、図4中のセットカバー608Yは、トナー容器収容部の一部である。
When the main body cover installed on the front side of the copier 500 (the front side in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) is opened, the insertion port of the toner container storage unit is exposed. Then, with the longitudinal direction of each toner container 32 (Y, M, C, K) in the horizontal direction, the toner containers 32 (Y, M, C, K) are attached and detached from the front side of the copier 500 (the attachment and detachment operation is performed with the longitudinal direction of the
容器先端側カバー34Yがトナー容器収容部に装着された状態で、駆動モータや駆動ギア等で構成されている容器回転駆動部91Yから容器本体33Yに具備された容器ギア301Yに回転駆動が入力される。これにより、容器本体33Yが図4中の矢印A方向に回転駆動される。容器本体33Y自体が回転することで、容器本体33Yの内周面に螺旋状に形成された螺旋状突起302Yによって、容器本体33Yの内部に収容されたトナーが容器本体長手方向に沿って図4中の右側から左側へ搬送される。
With the
容器本体33の容器先端側カバー側(図中右側)には、容器先端側カバー側に搬送されてきたトナーを、容器本体33の回転によって上方に汲み上げる汲み上げ部を有している。この汲み上げ部により、トナー容器に挿入された搬送ノズル611よりも上方にトナーが汲み上げられ、搬送ノズル611Yのトナー容器側端部に設けられたノズル開口610Yに落下することで、搬送ノズル611内にトナーが供給される。
The
搬送ノズル611Y内には、搬送スクリュウ614Yが配置されており、容器回転駆動部91Yから搬送スクリュウギア605Yに回転駆動が入力されることで、搬送スクリュウ614Yが回転し、搬送ノズル611Y内に供給されたトナーを搬送する。搬送ノズル611Yの搬送方向下流端は、トナー落下搬送経路64Yに接続されており、搬送スクリュウ614Yによって搬送されたトナーは、トナー落下搬送経路64Yを自重落下して現像装置50Y(第二現像剤収容部54Y)内に補給される。
A
トナー容器32(Y,M,C,K)は、それぞれ、寿命に達したとき(収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったとき)に新品のものに交換される。トナー容器32の長手方向における容器先端側カバー34とは反対側の端部には把手部303が設けられており、交換の際には、作業者が把手部303を握って引き出すことで、装着されたトナー容器32を取り外すことが出来る。
Each toner container 32 (Y, M, C, K) is replaced with a new one when it reaches the end of its life (when the toner contained therein has been almost completely consumed and is empty). A
上述した露光装置47で用いる画像情報に基づいて制御部90がトナー消費量を算出し、制御部90が現像装置50Yへのトナーの供給を要すると判断する場合がある。また、トナー濃度検知センサ56Yの検知結果に基づいて現像装置50Y内のトナー濃度が低下したことを制御部90にて検出する場合がある。これらの場合は、制御部90の制御によって容器回転駆動部91Yを回転駆動し、トナー容器32Yの容器本体33Yと搬送スクリュウ614Yとを所定時間回転させて現像装置50Yへのトナー補給を行う。
The
トナー容器32の具体例について説明する。この具体例は特許文献4に開示されている例と基本的に同一構造である。図5はトナー容器32の斜視図である。図6は容器先端側カバー34を取り外し状態のトナー容器32の先端部の説明図である。図6(a)は縦断面、図6(b)はノズル受入部材330を取り外した状態の縦断面である。図5に示すように、容器先端側カバー34は、容器本体33の一端部の周囲を覆い、容器本体33の一端部にある容器開口部33aを露出させる開口や、容器ギア301を露出させるギア露出開口34aが形成されている。
A specific example of the
図6(b)に示すように、容器先端側カバー34を取り外したトナー容器32は、容器本体33と、ノズル受入口331を形成するノズル受入部材330とから構成される。容器本体33は、略円筒状であり、円筒の中心軸を回転軸として回転する構成となっている。この回転軸に平行な方向を「回転軸方向」と呼び、回転軸方向において、トナー容器32におけるノズル受入口331が形成されている側(容器先端側カバー34が配置されている側)を「容器先端側」と呼ぶことにする。また、トナー容器32における把手部303が配置されている側(容器先端側とは逆側)を「容器後端側」と呼ぶことにする。
As shown in FIG. 6(b), the
上述したトナー容器32の長手方向は回転軸方向であり、トナー補給装置60にトナー容器32を装着した状態では、回転軸方向は水平方向となる。容器本体33の容器ギア301よりも容器後端側は、容器先端側よりもその外径が大きくなっており、その内周面には螺旋状突起302が形成されている。
The longitudinal direction of the
容器本体33の容器先端側の内壁には、容器本体33が図中矢印A方向に回転することで螺旋状突起302によって容器先端側に搬送されてきたトナーを、容器本体33の回転によって上方に汲み上げる汲み上げ部304が形成されている。汲み上げ部304は、螺旋状突起302の搬送力によって汲み上げ部304に対向する内部空間に進入したトナーを、容器本体33の回転に応じて汲み上げ面3040によって上方に汲み上げる。これにより、挿入された搬送ノズル611(図1参照)よりも上方にトナーを汲み上げることができる。また、汲み上げ部304の内周面にも、螺旋状突起302と同様に内部のトナーを搬送するように、螺旋状に形成された汲み上げ部螺旋状突起304aが形成されている。汲み上げ部304の詳細構成の具体例については後述する。
On the inner wall of the
容器本体33の汲み上げ部304よりもさらに容器先端側には、容器ギア301が形成されている。この容器ギア301の一部(図5中の奥側)がギア露出開口34aから露出してトナー補給装置60側の容器駆動ギア601に噛み合う構成となっている。
A
容器本体33の容器ギア301よりもさらに容器先端側には、円筒状の容器開口部33aが形成されている。この容器開口部33aにノズル受入部材330の受入部材固定部337を圧入することにより、容器本体33に対してノズル受入部材330を固定することが出来る。トナー容器32は、容器本体33に対して容器開口部33aの開口からトナーを充填後、ノズル受入部材330を容器本体33の容器開口部33aに固定する構成となっている。
A
容器本体33の容器開口部33aの容器ギア301側の端部には、カバー爪引掛け部306が形成されている。容器先端側(図5中の左側)から容器先端側カバー34を取り付けることにより、容器本体33が回転軸方向で容器先端側カバー34を貫き、容器先端側カバー34の上部に設けられたカバー爪部341がカバー爪引掛け部306に引っ掛かる。カバー爪部341が引っ掛かることで、容器本体33と容器先端側カバー34とは、相対的に回転可能な取り付けとなる。カバー爪引掛け部306は、容器本体33とは別体に形成され、容器本体33に対して着脱可能に構成されていてもよい。
A
ノズル受入部材330は、容器シャッタ支持部材340と、容器シャッタ332と、容器シール333と、容器シャッタバネ336とから構成される。容器シャッタ支持部材340は、シャッタ後端支持部335、シャッタ側面支持部335a及び受入部材固定部337からなり、容器シャッタバネ336はコイルスプリングからなる。
The
容器シャッタ332は、先端円筒部332c、滑動部332d、ガイドロッド332e及びシャッタ抜け防止爪332aから成る。先端円筒部332cは、容器シール333の円筒開口(ノズル受入口331)と密着する容器先端側の部分である。滑動部332dは、先端円筒部332cよりも容器後端側に形成され、先端円筒部332cよりは外径が少し大きく、一対のシャッタ側面支持部335aの内周面を滑動する円筒状の部分である。ガイドロッド332eは、容器シャッタバネ336のコイル内部に挿入されることで容器シャッタバネ336が座屈しないようにガイドするロッド部分である。シャッタ抜け防止爪332aは、ガイドロッド332eの起立した根元とは反対側の端部に備えられ、容器シャッタ支持部材340から容器シャッタ332の脱落を防止する。
The
容器シャッタバネ336は、先端円筒部332cとシャッタ後端支持部335との間に圧縮された状態にて挿入されているため、容器シャッタ332はシャッタ後端支持部335から離れる方向(容器先端方向)への付勢力を受ける。容器シャッタ332の容器後端側の端部に形成されたシャッタ抜け防止爪332aがシャッタ後端支持部335の外壁面に引っ掛かる。これにより、容器シャッタ332がシャッタ後端支持部335から離れる方向に移動することを防止している。
Since the
このようなシャッタ抜け防止爪332aのシャッタ後端支持部335に対する引っ掛かりと、容器シャッタバネ336の付勢力と、によって、位置決めがなされる。詳しくは、容器シャッタ332のトナー漏れ防止機能を発揮する先端円筒部332cと容器シール333との軸方向の容器シャッタ支持部材340に対する位置決めがなされる。両者が密着する関係で位置決めがされ、トナーの漏出を防止することが出来る。
The positioning is achieved by the hooking of the shutter
図7はトナー容器の容器先端側の説明図である。図7(a)は斜視図であり、図7(b)は容器開口部側から観察した図であり、図7(c)は側面から観察した図である。容器本体33の軸方向一端に形成されて容器本体33よりも小さい内径を有した筒状の容器開口部33a、螺旋状突起304aと、容器開口部33aよりも容器本体33の内部側(軸方向他端側、容器後端側)に配置された汲み上げ部304とを備える。汲み上げ部304は、容器本体33が図中矢印A方向に回転することで螺旋状突起304aにより搬送されたトナーを、容器開口部33aから挿入された搬送ノズル611(搬送管)のノズル開口610(粉体受入口)よりも上方に汲み上げてからノズル開口610へ落下させる汲み上げ面3040、汲み上げ部304の内径側端縁に連設されて汲み上げ面3040と交差する方向へ延びる内径側壁面308とを備える。
Figure 7 is an explanatory diagram of the tip side of the toner container. Figure 7(a) is an oblique view, Figure 7(b) is a view observed from the container opening side, and Figure 7(c) is a view observed from the side. The container is equipped with a
汲み上げ面3040は、容器本体33の回転方向と交叉する方向に伸びる面である。汲み上げ面3040は、容器開口部33aから軸方向に沿って容器後端側に向けて伸びる内径側端縁3041と、容器本体33の最外周面側に位置し、容器天面307(又はその近傍)から軸方向に沿って容器後端側に向けて伸びる外径側端縁3042と、内径側端縁3041と外径側端縁3042の先端側同士と後端側同士を夫々接続する先端側端縁3043と後端側端縁3044とを備える。容器本体33の軸方向先端面を容器天面307と称する。
The
図示の例において容器天面307は軸方向と略直交しているが、容器天面は容器後端に向かって伸びる傾斜面であってもよい。内径側壁面308は、容器開口部33aの内側端縁から軸方向他端側へ所定長延びる部位を有する面である。図7の例では、容器ギア301とカバー爪引掛け部306とが容器本体33とは別部材で構成され、図7はこの別部材が取り外された状態を示す。この別部材は、容器開口部33aの外周部に形成された雌型のネジ33bにより、容器本体33に一体化される(図7(c)参照)。
In the illustrated example, the container
図7(d)と図7(e)は、汲み上げ部304の機能の説明図である。トナー容器32の先端部側の横断面であり、図7(c)のB-B断面を示している。汲み上げ面3040については内壁面側から引き出し線を引き出して符号を付している。汲み上げ面3040は、容器本体33の矢印A方向の回転により、トナーTを一時的に保持してノズル開口610よりも上方に持ち上げる(図7(d))。また、汲み上げ部304は、容器本体33の回転に伴って、汲み上げたトナーを、内径側端縁3041からノズル開口610に向けて落下させる(図7(e))。
Figures 7(d) and 7(e) are explanatory diagrams of the function of the
ノズル開口610に対する汲み上げ面3040の傾斜角度は、汲み上げ面3040の角度がトナーの安息角に到達したときに、汲み上げ面3040の上面を回転軸R(或いはノズル開口610)に向けて延長した延長面(延長線)が、ノズル開口610の幅方向奥側端縁(汲み上げ面3040から離間した側に位置するノズル開口610の幅方向端縁)とノズル開口610の幅方向中央部(トナー容器32の回転軸Rの直上に相当する位置)との間に位置するように設定されている。
The inclination angle of the
図8は汲み上げ部の具体例の斜視図である。この具体例は特許文献5に開示されている例と基本的に同一構造である。図6(a)のC-C断面で切断し容器後端側から見た斜視である。図8(a)と図8(b)で回転角度及び見る角度を異ならせている。図7(a)に示した四角形状の汲み上げ面3040の4辺に当たる内径側端縁3041、外径側端縁3042、先端側端縁3043、後端側端縁3044の容器内面側の箇所に同一の符号を付している。また、内径側壁面308、容器開口部33a及び容器天面307に対応する容器内面側の箇所にも同一の符号を付している。なお、この図8に示す例は、汲み上げ部螺旋状突起304aの汲み上げ面3040などに対する形成位置が図7の例とは異なっている。符号301で示すのは容器ギア301である。図8(b)に汲み上げ面3040の表面の部分拡大図を合わせて示しているが、これについては後述する。
Figure 8 is a perspective view of a specific example of the pumping section. This specific example has basically the same structure as the example disclosed in Patent Document 5. It is a perspective view cut along the C-C cross section of Figure 6(a) and viewed from the rear end side of the container. The rotation angle and viewing angle are different between Figure 8(a) and Figure 8(b). The same reference numerals are given to the inner
図1は図5乃至図7で説明した具体例に対応するトナー補給装置60の具体例を合わせて示す縦断面図である。612はノズルシャッタ鍔部、608はセットカバー、602はフレーム、603は駆動モータ、91は容器回転駆動部、604は駆動伝達ギア、605は搬送スクリュギア、607はノズルホルダ、64はトナー落下搬送経路、614は搬送スクリュ、613はノズルシャッタバネ、612はノズルシャッタ、611は搬送ノズル、をそれぞれ示す。ノズルシャッタ612は、トナー容器32が装着される前の非装着時では、搬送ノズル611に形成されたノズル開口610を閉鎖し、トナー容器32が装着された装着時にはノズル開口610を開放する。トナー容器収容部70に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器32Yの容器先端側からトナー補給装置60Yの搬送ノズル611Yの先端が容器シャッタ332をトナー容器32の内部に押し込みながら挿入される。これにより、トナー容器32Y内と搬送ノズル611Y内とが連通する。
1 is a vertical cross-sectional view showing a specific example of a
次に、本実施形態の特徴部であるトナー容器の内壁について説明する。電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーは消耗品であり、トナー容器内部のトナーが空になったことを検知して交換される。近年トナーの低温定着化が進んでおり、トナーがトナー容器内壁に付着し最後まで使い切れない問題が生じている。特にらせん形状の容器本体が回転し、画像形成装置に設けられた搬送スクリュにトナーを供給する方式のトナー容器では容器内部に付着したトナーを掻き落とすことができないため、トナー容器の回転に伴い、容器の凹凸形状にトナーが引っ掛かり付着してしまう。 Next, the inner wall of the toner container, which is a characteristic feature of this embodiment, will be described. Toner used in electrophotographic image forming devices is a consumable item, and is replaced when it is detected that the toner inside the toner container is empty. In recent years, toner has been fixed at lower temperatures, which has led to the problem that toner adheres to the inner wall of the toner container and cannot be used up to the end. In particular, toner containers that rotate a spiral-shaped container body and supply toner to a conveying screw installed in an image forming device cannot scrape off toner that has adhered to the inside of the container, so as the toner container rotates, the toner gets caught on the uneven shape of the container and adheres to it.
そこで、本実施形態のトナー容器では内壁にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)の被膜を設けた。つまり、内壁表面にDLCのコート層を形成した。DLCは、特許文献2に記載されているように現像ローラにコートすることでトナーの付着を低減する効果がある。同様にDLCの高い離形性をトナー容器に適応した。トナー容器(PET樹脂)に対してコートすることで、容器に対するトナーの付着力を下げることができる。その結果、トナー容器内壁へのトナー付着を減らし、トナー交換時の残量を低減できる。 Therefore, in the toner container of this embodiment, a DLC (diamond-like carbon) coating is provided on the inner wall. In other words, a DLC coating layer is formed on the inner wall surface. As described in Patent Document 2, DLC has the effect of reducing toner adhesion when coated on the developing roller. Similarly, the high releasability of DLC is applied to the toner container. By coating the toner container (PET resin), the adhesion force of the toner to the container can be reduced. As a result, toner adhesion to the inner wall of the toner container is reduced, and the amount of toner remaining when replacing the toner can be reduced.
トナー容器へのDLCコートの方法としては特許文献3に記載の、プラズマCVD装置を使用した方法を用いることができる。図9は製造工程の模式図である。図9(a)はトナー容器をブロー成型後に容器550の内部に原料ガスである炭化水素系ガスを供給するためのノズル551を入れる。容器550の内外にカソード電極などを配置しておく。ノズル551で内部に原料ガスを供給し、カソード電極に高周波電力を供給してプラズマ放電によりプラズマ552を発生させ(図9(b))、成膜を行う。図9(c)中の符号553が形成された膜を示す。成膜には他のガスを添加することができ、例えばフッ素を添加することでDLC単独の膜に比べ離形性を上げることができる。成膜時間を長くするほど膜の厚みを厚くすることができる。
The method of applying DLC to a toner container can be a method using a plasma CVD device as described in Patent Document 3. Figure 9 is a schematic diagram of the manufacturing process. In Figure 9(a), a
トナー容器32にはせん形状の溝(302、304a)があるため、溝部分に成膜しにくい。コートされない場所があるとそこにトナーが付着するため、トナーが接触する箇所すべてにコートすることが好ましい。成膜時間を長くすると成膜されていない場所はなくなるが、熱によりトナー容器が変形してしまう。そこで、溝部分に確実にコートされ、ボトルの変形がない程度に成膜時間を設定する。プラズマ放電を用いているため、材料費がほぼ不要であり、低コストでコーティングできる。
The
また、DLCコートには酸素を通しにくい特性がある。図10はDLC膜厚と防湿性の関係を示すグラフである。横軸が放置時間、縦軸に相対湿度を取っている。膜厚の異なるトナー容器を温度23度、相対湿度50%環境から温度40度、相対湿度70%環境に移動させ20日放置した時の容器内部の湿度の上昇を比較した。DLC膜厚50nmでは20日後に環境湿度と同等になっているのに対し、100nmでは低い湿度を維持しており、DLCコート膜厚を100nm以上確保するとことで防湿性が向上する。膜厚が厚いほど防湿性は高くなるが、膜厚を厚くするために成膜時間を長くすると容器が熱で変形してしまうため100nm以上200nm以下が好ましい。 DLC coating also has the property of being difficult for oxygen to pass through. Figure 10 is a graph showing the relationship between DLC film thickness and moisture resistance. The horizontal axis is the time left standing, and the vertical axis is the relative humidity. Toner containers with different film thicknesses were moved from an environment with a temperature of 23 degrees and a relative humidity of 50% to an environment with a temperature of 40 degrees and a relative humidity of 70% and left standing for 20 days, and the increase in humidity inside the container was compared. With a DLC film thickness of 50 nm, the humidity was equivalent to the environmental humidity after 20 days, while with a DLC film thickness of 100 nm, the humidity remained low, and moisture resistance was improved by ensuring a DLC coat thickness of 100 nm or more. The thicker the film, the higher the moisture resistance, but if the film formation time is extended to increase the film thickness, the container will deform due to heat, so a thickness of 100 nm or more and 200 nm or less is preferable.
トナー容器32は、搬送管が挿入可能な管挿入口を備え、前記粉体収容部の容器開口部内に設けられた搬送管受入部材と、前記粉体収容部が回転することで前記容器開口部側の粉体を汲み上げて粉体受入口へと供給する粉体の汲み上げ面3040とを有する。このようなトナー容器32においては、らせん形状の溝にそってトナーを搬送する部分と搬送されたトナーをくみ上げ、搬送菅に供給するくみ上げ部の2種類の機能に分かれている。それぞれに最適な表面状態とすることで補給量の安定化と残量の低減の効果をより良好に得ることができる。具体的には次の通りである。
The
DLCコートを行わないと、トナー容器32の内壁全面にトナーが付着する。らせん溝部分にトナーが付着すると残量として残るだけでなく、溝が浅くなるためトナーの搬送量も低下し補給量も低下してしまう。DLCコートすることでトナーが付着しにくくなりトナー残量が低減する効果がある。一方くみ上げ部にDLCコートをしてしまうと不都合が生じることがあるので、これを避けるためにはくみ上げ部にDLCコートしないことが好ましい。
If DLC coating is not performed, toner will adhere to the entire inner wall of the
不都合及びその発生理由、並びに対策は次のとおりである。トナー容器からトナーを補給する動作において、トナー容器が回転することで、図7(d)に示すように汲み上げ面3040にトナーをくみ上げる。トナー容器32の回転によって汲み上げ面3040が図7(e)に示すように水平より上側に来たとき、汲み上げ面3040からノズル開口610へとトナーを供給する。このようなトナー容器32においては、汲み上げ面3040が下から上に移動する間に汲み上げ面3040上に汲み上げたトナーが落下しないことが重要である。汲み上げ面3040とトナーとの摩擦が極端に少ないと、汲み上げ面が下から上に移動するまでの間に、ほとんどのトナーがこぼれ落ちトナーを補給することができないからである。
The inconvenience, the reason for its occurrence, and the countermeasures are as follows. When replenishing toner from a toner container, the toner container rotates, and toner is pumped up to the
それを防止する対策は、汲み上げ面3040を除いてDLCコートを行うようにすることである。これにより、トナーの付着を減らすだけでなく、安定した補給量を確保できる。汲み上げ面3040にDLCコートがされないようにするには、DLCコートの形成工程に先立って、汲み上げ面3040をマスク材でマスクし、DLCコートの形成後に、このマスク材を取り外せばよい。
A measure to prevent this is to perform DLC coating on all areas except the
トナー容器へのマスク着脱の手間の増加からトナー容器の生産本数がその分だけ低下するのを避けるには、次のようにしてもよい。汲み上げ面3040(容器内壁面)に凹凸形状をつけておき、薄くDLCコートするのである。この凹凸形状の一例として、図8(b)に汲み上げ面3040の表面の部分拡大図を合わせて示している。この凹凸形状は半球状の凸部あるいは凹部を無数形成して凹凸形状にしたものである。凹凸形状は数ミクロンの凹凸形状でよい。細かな凹凸があるため膜が他の場所に比べて厚くなりにくい。また、DLCコートの厚さは200nm以下の厚さであるためコートされても凹凸によってすべり落ちることはない。従って、くみ上げ部をマスクするより手間なく残量低減、補給量安定化の効果を得ることができる。
In order to avoid the corresponding decrease in the number of toner containers produced due to the increased effort of attaching and detaching the mask to the toner container, the following can be done. The pumping surface 3040 (the inner wall surface of the container) is given an uneven shape and then a thin DLC coating is applied. As an example of this uneven shape, a partial enlarged view of the surface of the
以上、実施形態のトナー容器32は画像形成用の粉体としての粉体トナーを収容するものであるが、二成分の現像剤の粉体キャリアを収容するものや、粉体キャリアと粉体トナーとを現像器内おけるよりはトナーの割合が高くなるように混合したプレミックス現像剤を収容するものにも適用できる。
As described above, the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
本実施形態に係る粉体収容容器としてのトナー容器32は、内壁面にDLC被膜を設けたので、従来に比してコストの上昇を抑えて内壁へのトナー固着を抑制できる。
The above description is merely an example, and the present invention provides unique effects for each of the following aspects.
(Aspect 1)
The
(態様2)
また、トナー容器32は、画像形成用の粉体を収容する回転可能な粉体収容部である容器本体33と、搬送管が挿入可能な管挿入口を備え、粉体収容部の容器開口部内に設けられた搬送管受入部材としてのノズル受入部材330と、容器本体33が回転することで容器開口部側の粉体を汲み上げて粉体受入口へと供給する粉体の汲み上げ面3040と、を有し、粉体収容部の内壁面にDLC被膜を設けたものである。よって、回転する粉体収容部内へのトナー固着を抑制できる。
(Aspect 2)
The
(態様3)
また、トナー容器32は、内壁面において互いに機能が異なり、互いに前記DLC被膜の厚さが異なる箇所を備えるものである。よって、場所によって必要なトナー搬送性が異なるとこめ、それぞれ必要な膜厚にすることで、補給量が安定し、残量も少なくなる。
(Aspect 3)
In addition, the
(態様4)
また、トナー容器32は、汲み上げ面3040にはDLC被膜が存在しないか、または、他の箇所より厚さが薄い箇所を備えるものである。よって、くみ上げ面からトナーが滑り落ちるのを防止し、安定した補給量を確保できる。
(Aspect 4)
Further, the
(態様5)
また、トナー容器32は、汲み上げ面3040に凹凸形状を設けたものである。よって、くみ上げ面にDLCコートされないようにするためには成膜時にあらかじめマスクしておくことが必要となるところ、くみ上げ面に凹凸を表面に設けておけばコートされにくくなるため、成膜時にマスクしておく必要がない。
(Aspect 5)
Further, the
(態様6)
また、トナー容器32は、DLC膜の厚さは100~200nmであるものである。よって、コート膜を厚くすることで付着防止だけでなく、防湿効果が高まるため長期保管後もトナーの品質を維持できる。
(Aspect 6)
The
26 :給紙トレイ
27 :給紙ローラ
28 :レジストローラ対
29 :排紙ローラ対
30 :スタック部
32 :トナー容器
32Y :トナー容器
33 :容器本体
33Y :容器本体
33a :容器開口部
33b :ネジ
34 :容器先端側カバー
34Y :容器先端側カバー
34a :ギア露出開口
41 :感光体
41Y :感光体
42Y :感光体クリーニング装置
42a :クリーニングブレード
44Y :帯電ローラ
46 :作像部
47 :露光装置
48 :中間転写ベルト
49 :一次転写バイアスローラ
49Y :一次転写バイアスローラ
50 :現像装置
50Y :現像装置
51Y :現像ローラ
0052 :段落
52Y :ドクタブレード
53Y :第一現像剤収容部
54Y :第二現像剤収容部
55Y :現像剤搬送スクリュウ
56Y :トナー濃度検知センサ
60 :トナー補給装置
60Y :トナー補給装置
64 :トナー落下搬送経路
64Y :トナー落下搬送経路
70 :トナー容器収容部
82 :二次転写バックアップローラ
85 :中間転写ユニット
86 :定着装置
89 :二次転写ローラ
90 :制御部
91 :容器回転駆動部
91Y :容器回転駆動部
100 :プリンタ部
200 :給紙部
301 :容器ギア
301Y :容器ギア
302 :螺旋状突起
302Y :螺旋状突起
303 :把手部
304 :汲み上げ部
304a :汲み上げ部螺旋状突起
306 :カバー爪引掛け部
307 :容器天面
308 :内径側壁面
330 :ノズル受入部材
331 :ノズル受入口
332 :容器シャッタ
332a :シャッタ抜け防止爪
332c :先端円筒部
332d :滑動部
332e :ガイドロッド
333 :容器シール
335 :シャッタ後端支持部
335a :シャッタ側面支持部
336 :容器シャッタバネ
337 :受入部材固定部
340 :容器シャッタ支持部材
341 :カバー爪部
400 :スキャナ部
500 :複写機
550 :容器
551 :ノズル
552 :プラズマ
601 :容器駆動ギア
605Y :搬送スクリュウギア
608Y :セットカバー
610 :ノズル開口
610Y :ノズル開口
611 :搬送ノズル
611Y :搬送ノズル
612 :ノズルシャッタ
614 :搬送スクリュウ
614Y :搬送スクリュウ
3040 :汲み上げ面
3041 :内径側端縁
3042 :外径側端縁
3043 :先端側端縁
3044 :後端側端縁
A :矢印
G :現像剤
L :レーザ光
P :記録媒体
R :回転軸
T :トナー
26: Paper feed tray 27: Paper feed roller 28: Pair of registration rollers 29: Pair of paper discharge rollers 30: Stack section 32: Toner container 32Y: Toner container 33: Container body 33Y: Container body 33a: Container opening 33b: Screw 34: Container front end cover 34Y: Container front end cover 34a: Gear exposure opening 41: Photoconductor 41Y: Photoconductor 42Y: Photoconductor cleaning device 42a: Cleaning blade 44Y: Charging roller 46: Imaging section 47: Exposure device 48: Intermediate transfer belt 49: Primary transfer bias roller 49Y: Primary transfer bias roller 50: Development device 50Y: Development device 51Y: Development roller 0052: Paragraph 52Y: Doctor blade 53Y: First developer container 54Y: Second developer container 55Y: Developer transport screw 56Y : toner concentration detection sensor 60 : toner supply device 60Y : toner supply device 64 : toner drop transport path 64Y : toner drop transport path 70 : toner container storage section 82 : secondary transfer backup roller 85 : intermediate transfer unit 86 : fixing device 89 : secondary transfer roller 90 : control section 91 : container rotation drive section 91Y : container rotation drive section 100 : printer section 200 : paper feed section 301 : container gear 301Y : container gear 302 : spiral projection 302Y : spiral projection 303 : handle section 304 : pumping section 304a : pumping section spiral projection 306 : cover claw hook section 307 : container top surface 308 : inner diameter side wall surface 330 : nozzle receiving member 331 : nozzle receiving port 332 : container shutter 332a : shutter removal prevention claw 332c : Tip cylindrical portion 332d : Sliding portion 332e : Guide rod 333 : Container seal 335 : Shutter rear end support portion 335a : Shutter side support portion 336 : Container shutter spring 337 : Receiving member fixing portion 340 : Container shutter support member 341 : Cover claw portion 400 : Scanner portion 500 : Copy machine 550 : Container 551 : Nozzle 552 : Plasma 601 : Container drive gear 605Y : Conveying screw gear 608Y : Set cover 610 : Nozzle opening 610Y : Nozzle opening 611 : Conveying nozzle 611Y : Conveying nozzle 612 : Nozzle shutter 614 : Conveying screw 614Y : Conveying screw 3040 : Pumping surface 3041 : Inner diameter side edge 3042 : Outer diameter side edge 3043 : Leading edge 3044 : Trailing edge A : Arrow G : Developer L : Laser light P : Recording medium R : Rotation axis T : Toner
Claims (6)
前記粉体収容容器からの粉体を受け入れる粉体受入口を有する搬送管を備え、装着された粉体収容容器を回転する画像形成装置に用いる粉体収容容器において、
前記画像形成用の粉体を収容する回転可能な粉体収容部と、
前記搬送管が挿入可能な管挿入口を備え、前記粉体収容部の容器開口部内に設けられた搬送管受入部材と、
前記粉体収容部が回転することで前記容器開口部側の粉体を汲み上げて前記粉体受入口へと供給する汲み上げ面と、を有し、
前記粉体収容部の内壁面にDLC被膜を設け、
前記汲み上げ面には前記DLC被膜が存在しないか、または、他の箇所より厚さが薄い箇所を備えることを特徴とする粉体収容容器。 A powder container that contains powder for image formation can be attached to the image forming apparatus.
A powder container for use in an image forming apparatus that includes a conveying pipe having a powder receiving port for receiving powder from the powder container, and that rotates the attached powder container,
a rotatable powder container that contains the powder for image formation;
a conveying tube receiving member provided within a container opening of the powder storage unit, the conveying tube receiving member having a tube insertion opening into which the conveying tube can be inserted;
a pumping surface that pumps up the powder on the container opening side and supplies it to the powder receiving port by rotating the powder storage portion,
A DLC coating is provided on an inner wall surface of the powder container,
A powder storage container, characterized in that the DLC coating is not present on the pumping surface or has a portion where the DLC coating is thinner than other portions.
前記汲み上げ面に凹凸形状を設けたことを特徴とする粉体収容容器。 The powder storage container according to claim 1 ,
A powder storage container, characterized in that the pumping surface is provided with an uneven shape.
DLC膜の厚さは100~200nmであることを特徴とする粉体収容容器。 The powder storage container according to claim 1 or 2 ,
A powder storage container, characterized in that the DLC film has a thickness of 100 to 200 nm.
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