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発明の名称 トナー補給容器及び電子写真画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143194
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−318971
出願日 平成9年(1997)11月5日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】新井 一郎
発明者 小俣 一彦 / 伴 豊 / 宮崎 京太 / 村上 歩 / 小野寺 真一 / 後藤 達也 / 武田 昌平
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 画像形成装置に据置いてトナーを補給するトナー補給容器において、該トナー補給容器のトナー排出口部全面に渡って、線状の流量規制部材を有することを特徴とするトナー補給容器。
【請求項2】 該流量規制部材は、網目状のフィルターで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のトナー補給容器。
【請求項3】 該トナー補給容器は、外部から振動を与えることにより容器本体内のトナーを搬送、排出せしめることを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
【請求項4】 該トナー補給容器底面は、略水平から、水平面に対して、該トナー排出口に向って下るように傾斜していることを特徴とする請求項3に記載のトナー補給容器。
【請求項5】 該トナー補給容器底面は、略水平であって、搬送方向の断面形状が、搬送方向へ傾斜した複数の微小な傾斜面を有するノコギリ刃状であって更に該ノコギリ刃状の傾斜面は、排出口方向に向って下るように斜めに形成された底面であることを特徴とする請求項3に記載のトナー補給容器。
【請求項6】 前記トナー補給容器底面の傾斜角は3〜10°であることを特徴とする請求項4に記載のトナー補給容器。
【請求項7】 トナー補給容器を着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、トナー排出口部全面に渡って線状の流量規制部材を有するトナー補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、前記トナー補給容器を加振する加振手段と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項8】 前記加振手段は電磁式であることを特徴とする請求項7に記載の電子写真画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置にトナーを補給するためのトナー補給容器及び電子写真画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用されている。画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、トナー補給容器を用いて画像形成装置へトナーを補給することが行なわれている。
【0003】トナーは極めて微細な粉末であり、物流時等の影響によりトナー補給容器内でパッキング(トナーを均一に供給することができないという状況)があった。
【0004】これらの状況に対応するために特公平7−113796号公報に示されたような容器内に攪拌部材を設けた構成や特公平4−9305号公報に示されたような振動を利用したトナー供給装置のトナー補給容器が種々提案されている。
【0005】特公平7−11796号公報に示されるトナー補給容器は略円筒形状であり該円筒の一端部にトナー排出用の開口が設けられている。更に容器内部には、ら旋状のトナー搬送部材が設けられており、該搬送部材を容器に固定し駆動するための筒状フランジ部材、ギア部材、軸受部のシール部材、前記トナー排出用開口の開閉用シャッター及びシール部材等の非常に多くの部品で構成されている。
【0006】また、特公平4−9305号公報に示されるトナー補給容器は、水平面とのなす角が静止角(安息角)以下の傾斜角(15〜40°)を有す底壁と、水平と該傾斜角をなすバッフルを備えた側壁を有し、これらの壁面で囲まれたトナー排出口を容器底部に設けた構成であり、該容器に特定条件の振動を与えることにより、該排出口よりトナーを排出させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の技術を更に発展させたものであり、下記のようなトナー補給容器及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
1)製造コスト低減。
2)残トナー量の低減3)トナー排出口付近でのトナーの閉塞、フラッシングの防止4)一定の振動条件で安定したトナー排出速度の維持が可能5)トナー補給容器内に存在する異物をトナー補給容器内から排出させない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明は画像形成装置に据置いてトナーを補給するトナー補給容器において、該トナー補給容器のトナー排出口部全面に渡って、線状の流量規制部材を有することを特徴とするトナー補給容器である。
【0009】本出願に係る第2の発明は該流量規制部材は、網目状のフィルターで構成されていることを特徴とする第1の発明に記載のトナー補給容器である。
【0010】本出願に係る第3の発明は該トナー補給容器は、外部から振動を与えることにより容器本体内のトナーを搬送、排出せしめることを特徴とする第1の発明に記載のトナー補給容器である。
【0011】本出願に係る第4の発明は該トナー補給容器底面は、略水平から水平面に対して、該トナー排出口に向って下るように傾斜していることを特徴とする第3の発明に記載のトナー補給容器である。
【0012】本出願に係る第5の発明は該トナー補給容器底面は、略水平であって搬送方向の断面形状が、搬送方向へ傾斜した複数の微小な傾斜面を有するノコギリ刃状であって、更に該ノコギリ刃状の傾斜面は排出口方向に向かって下るように斜めに形成された底面であることを特徴とする第3の発明に記載のトナー補給容器である。
【0013】本出願に係る第6の発明は前記トナー補給容器底面の傾斜角は3〜10°であることを特徴とする第4の発明に記載のトナー補給容器である。
【0014】本出願に係る第7の発明はトナー補給容器を着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、トナー排出口部全面に渡って線状の流量規制部材を有するトナー補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、前記トナー補給容器を加振する加振手段と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0015】本出願に係る第8の発明は前記加振手段は電磁式であることを特徴とする第7の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0017】(実施の形態1)本発明に係る実施の形態1を図面を参照して具体的に説明する。
【0018】{全体構成}図10は本発明のトナー補給容器の装着部を有する画像形成装置の断面図である。
【0019】原稿101は原稿台ガラス102の上に置かれ、光学部103の複数のミラーとレンズにより感光体ドラム104上に原稿の情報が結像するように配置される。給紙カセット105〜108に積載された用紙Pのうち、不図示の操作部から使用者が入力した情報もしくは原稿101の紙サイズから最適な給紙カセット105〜108を選択する。そして給紙、分離装置105A〜108Aにより搬送された1枚の紙を搬送部109を経由して、レジストローラ110まで搬送し、感光体ドラム104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングと同期させて用紙Pを転写・分離帯電器111,112に送り用紙Pの背面より感光体ドラム104上のトナー像と逆極性の電圧を加えて用紙Pにこのトナー像を転写して分離し、搬送部113によりこの用紙Pは定着部114へ送られ、定着部114で熱と圧により用紙P上のトナーを定着させたあと、1)片面コピーの場合、排紙反転部115を通過し排紙ローラ116により排紙トレー117へと排出される。
2)両面コピーの場合 排紙反転部115のフラッパー118の制御により用紙Pは再給紙搬送路119,120を搬送され、レジストローラ110まで搬送し、前記と同様に画像形成、転写、搬送、定着部を通り、今度は排紙トレー117上に排出される。
3)多重コピーの場合 排紙反転部115を通り一度排紙ローラ116により用紙Pの一部を機外へ排出し、用紙Pの終端がフラッパー118を通過し、排紙ローラ116にまだ挟持されているタイミングに前記フラッパー118を制御し前記排紙ローラ116を逆回転させ用紙Pを再度機内へ搬送し、再給紙搬送路119,120を搬送され、レジストローラー110まで搬送し、前記と同様に画像形成、転写、搬送、定着部を通り今度は排紙トレー117上に排出される。
【0020】上記構成の画像形成装置において、感光体ドラム104の回りには現像器201、クリーニング器202、一次帯電器203等の装置が配置されている。この画像形成部では一次帯電器203により図に示すように回転する感光体ドラム104が一様に帯電され、光学部103により感光体ドラム104に潜像が形成される。そして現像器201は原稿101の情報を光学部103により感光体ドラム104に静電潜像として結像した情報を顕在化するためにトナーを前記感光体ドラム104上に吸着させるのにトナーを供給しており、前記現像器201へトナーを補給するためのトナー補給容器10が装置本体13内部から機外へと着脱可能に設けられている。トナー補給容器10は図11、図12に示すようにトナー補給装置カバー121を矢印a方向に不図示のヒンジを中心に回転移動させ開けることにより、装着部100が見える。この装着部100内へトナー補給容器10を矢印方向へ挿入し、トナー補給装置カバー121を閉める。
【0021】図1、図2は本発明の実施の形態1のトナー補給容器10を示し、図1は斜視図、図2は側面図を示す。図3〜図5は、本発明のトナー補給容器のトナー排出口部に配設された流量規制部材の例を示す。
【0022】図1、図2においてトナー容器本体は容器底面2の一端部にトナー排出口3、更にトナー排出口3の内側部にトナーの流量を規制する流量規制部材4を有している。
【0023】トナー容器本体1は、プラスチックを射出成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形等の方法で製造するのが好ましいが他の材料及び製造方法であっても良い。また、トナー容器本体1は、一体的に形成するのが好ましいが、二部分あるいはそれ以上の部分に分割し、それらを溶着、接着等の手段で一体化する方法を取っても良い。
【0024】流量規制部材4は図3〜図5に示したような碁盤目状(図3)、レンガ目地状(図4)、輪の集合状(図5)の網目状のフィルターで構成されており、ナイロン、ポリエステル等の繊維、ステンレス、しんちゅう等の金属、プラスチックのモールド等からなり、容器本体1の製造時に射出成形、インサート成形により一体的に成形することが好ましいが、別体として容器本体1に溶着、接着等により接合しても良い。
【0025】また、本実施の形態において、トナー排出口3には、該トナー排出口3を開閉するスライド式シャッター5が設けてあり、シャッター5の上面側には該排出口3をシールするためのパッキン材6を有しているが、その他の方法としてイージーピールフィルム方式や回転シャッターを用いた方式(不図示)等本実施の形態のみに限定されるものではない。
【0026】容器底面2は水平面に対して、トナー排出口3の方向へ向って下降するように傾斜しておりその傾斜角θはトナーの流動性、必要とするトナー排出速度、振動条件により決定するが、3〜10°が好ましく、3°未満では、トナーの搬送能力が低く、10°を越える場合は、搬出性は、問題ないもののスペース効率的に好ましくない。
【0027】図9は画像形成装置本体13のトナー補給容器10を取り外し可能に装着する装着部100を示す。トナー補給容器10を図示矢印イ方向に着脱するための不図示のガイドレールを装着部100は有し、トナー補給容器10を装着部100に装着すると容器底面2は加振器8上に載置されると共にトナー補給装置カバー121を閉めると、トナー補給容器10は水平方向の全方位への移動が制限されるように装着部100の周壁とトナー補給装置カバー121で囲まれる。
【0028】加振器8はばね−質量系であつて質量部に交互に上下方向へ電磁力を加えることにより加振するようになっている。即ち、ばね8aで支えた導体付台板8bとトナー補給容器10とで質量となっている。
【0029】トナー排出口3は装着部100にトナー補給容器10が装着されると現像器201のホッパー201aの挿入口201bと一致する。ここで、手動又はトナー補給装置カバー121の閉動作と連動してシャッター5が開放される。
【0030】次に実施の形態に関する実施例をのべる。
【0031】〔実施例1〕は、内容積1000ccの容器本体1を容器底面2をトナー排出口3へ向って傾斜角10度で下るようにしてこの底面2を囲む側板1bを一体とし、天板1aと二部品化し、HIPSにて射出成形したものを用い、トナー排出口3の流量規制部材4は図3に示したポリエステル繊維製の網目状のフィルターを、HIPS材にてガイド部材7とインサート成形により成形した部材とをそれぞれ超音波溶着によって接合した。シャッター5は、HIPS材にて射出成形し更にパッキン材6として発泡ポリウレタン(イノアック社製ポロン)を貼着したものを用いた。
【0032】上記構成のトナー補給容器10に一成分系のトナー500gを充填したものを所定の画像形成装置本体13に挿入し加振器8上に底面2を接するようにして載置し、不図示の拘束部材で加振器8上でトナー補給容器10の移動を制限し、シャッター5で塞がれたトナー排出口3を開口した後に、周波数50Hz、両振幅1m/m、振動方向鉛直方向の電磁力に依る振動力をトナー補給容器10の底面2側より与え(図9参照)トナーの排出速度を確認したところ500gのトナーが20分でほぼ全量排出でき、ほぼ一定量の流量で排出されることが認められた(図8参照)。そして、トナー補給容器10内でのトナーの固化、フラッシングは、発生しなかった。また、排出途中で振動力を数回停止してみたが、トナーのフラッシングや、ボタ落ちの傾向は見られなかった。
【0033】尚本実施例に流量規制部材4として用いたフィルターは、Schweiz.Seidengazefabrik AG Thal製 Estal monoで開孔寸法a=148μm、フィルター開口部の投影面積を全フィルター面積で割った値である開口率53%のものを用いた。また、使用トナーの粒径は、体積平均径8μm最大粒径11μm(コールター社・マルチサイザー測定)のものを用いた。
【0034】〔実施例2〕実施の形態1と同一のトナー補給容器10に同一トナー500gを充填した後、トナー補給容器10全体を20m/m高さから自由落下させるタッピングを500回上下方向に行ないトナー補給容器10内のトナーを固化させた後に画像形成装置本体13にセットし、トナー排出性能を確認したところ、タッピング時の影響でフィルターである流量規制部材4とシャッター5の間にトナーが一部溜っており、更には、トナー全体が固化しているため、初期は、排出の定量性に若干のバラツキはあったものの約32分でほぼ全量が排出できた。
【0035】〔実施例3〕本実施例においては、容器底面2の傾斜角θを3°に変更した以外は実施例1と同様の構成のトナー補給容器10を用いて、実施例1と同様の条件にてトナー排出性を確認した結果、ほぼ全量排出に約60分要し、傾斜角θが小さい分トナーの搬送能力が低下しているので排出の後半では、ダラダラと小量づつを排出する傾向が見られ、これより小さい傾斜角は好ましくないと判断した。
【0036】〔実施例4〕本実施例においては、流量規制部材4として設けたフィルターの開孔寸法a(図3、図5参照)を95μm、開口率を49%に変更した以外は、実施例1と同様の構成のトナー補給容器10を用いて、実施例1と同様の条件にてトナー排出性を確認した結果、約30分でほぼ全量が排出でき、トナー補給容器10内部でのトナーの固化の傾向は見られなかった。
【0037】更に、排出途中で振動を停止してみたが、フラッシングの傾向はなく、トナーのボタ落ちは実施例1の場合より少なく、よりこのましい傾向が確認された。
【0038】
【実施の形態2】本実施の形態においては、容器底面2が略水平であり、図6、図7に示したように搬送方向の断面形状が搬送方向へ傾斜した複数の微小な傾斜面を有するノコギリ刃状であって更に該ノコギリ刃状の傾斜面は、トナーの搬送、排出方向に対し斜めに(直角方向ではない)形成されている(図7参照)。ノコギリ刃状の傾斜面を排出方向に対して斜めにしているのは縦方向(動)の振動に対して、水平方向の分力を発生させトナーを横移動させるため、更に容器底面全体を傾斜させる場合よりスペース効率は有利である。
【0039】上記以外は実施の形態1と同様の構成のトナー補給容器10を用いて実施例1と同様の条件にてトナー排出性を確認したところ図8のグラフに示したような結果を得た。本実施の形態2は図8のグラフに示した通りトナー排出口部にフィルター4が設けられていることにより初期のトナーの過大な流出を防止していると共に、容器底面2が略水平でありながら、複数の微小な傾斜面で構成されていることにより、トナー排出後期においても実施例1に比べ高い排出速度が維持できておりより好ましくない状態が確認できた。
【0040】尚、グラフ1のRefは、後述する比較例2の排出速度の状況を示すものである。
【0041】〔比較例1〕本比較例は、容器底面2が略水平であり、トナー排出口3部には流量規制部材4を具備していないこと以外は実施例1と同様の構成のトナー補給容器であり、実施例1と同様の条件にてトナー排出性を確認した結果、排出初期に過大な量のトナーが流出し、排出後期においては、トナー補給容器内にトナーが多量に残存しているにもかかわらずほとんど排出しない状況が発生し、トナー排出量の安定性、残トナー量に関して好ましくない結果であった。
【0042】〔比較例2〕本比較例は、容器底面2をトナー排出口3に向って10度傾斜させた以外は比較例1と同様な構成のトナー補給容器であり、比較例1と同様の条件にてトナー排出性を確認した結果、残トナー量は実施例1と同様なレベルであったものの、排出初期においては、比較例1よりも更に過大な量のトナーが図8に示すように流出し振動を停止しても、トナー排出が停止できない状況が発生し、トナー排出速度の安定性に関して好ましくない結果であった。
【0043】更に、比較例1でも同様であったが、振動を加えていないにもかかわらず流量を規制する部材がないためにトナー補給容器内のトナーがボタ落ちする状況も確認された。
【0044】(異物除去効果確認)実施例1〜4、実施の形態2のトナー補給容器10に夫々500gのトナーと500μm〜1000μm程度の粒径の異物(プラスチック片)を0.5g入れ、良く振った後に、実施例1と同一条件で振動を加えトナーを排出させた結果、各実施例及び実施の形態2共トナー補給容器10内には0.5gの異物が残留しておりトナー補給容器10外には排出されてないことが確認できた。
【0045】同様にして比較例1,2では、トナー排出後のトナー補給容器10内には異物の残留は認められなかった。
【0046】前記構成のトナー補給容器は部品点数が少ないうえに簡単に組立てることができるためコストが安い。
【0047】振動力によりトナーを流動化させ搬送排出する構成であり、デッドスペースがないため残トナー量が非常に少ない。
【0048】また、トナー排出口部に流量規制部材を設けているため、トナーがフラッシング気味になってもトナー排出速度が過大になることはなく、また、トナーが固化傾向にある場合は、固化したトナーをほぐす効果がある。更に振動停止時は、トナーが規制部材を通過しずらくなるためにトナー排出口部からのトナーのボタ落ち等の異常流出がおさえられる。
【0049】更に、単一の振動条件でも排出初期から後期においても安定したトナー排出速度が得られる。
【0050】また、使用済のトナー補給容器を回収して再利用する際にも、分解、清掃が容易であり、しかも各部品は、殆んど損耗しないのでトナーを再充填すれば再使用は十分可能である。また、各部品を成形材料に戻して再生することも容易である。
【0051】更にトナー排出口全面にわたってフィルターが取り付けられているため、容器本体内に存在する成形バリ等の異物がトナー補給時に画像形成装置内に混入することを防止できる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトナー補給容器及び電子写真画像形成装置によれば下記の効果がある。
(1)部品点数、組立工数が少なく製造コストが低減できる。
(2)トナー補給容器内の残トナー量が低減できる。
(3)トナー排出口付近でのトナーの閉塞、フラッシングが発生しない。
(4)一定の振動条件で、安定したトナー排出速度の維持ができる。
(5)トナー補給容器内に存在する異物を容器外に排出させない。




 

 


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