JP2005234605A - Toner, toner conveying device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 トナー収容器に対するトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送方式を採用しても、吸引管内のトナー詰まりを抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナーとして、次に列記する何れかの性状のものを用いるように画像形成装置を構成した。
(1)上記せん断試験器100において16G[N/m2]の垂直応力が付与されたときの最大せん断応力τmaxが30G[N/m2]以下であるトナー。
(2)上記せん断試験機100を用いた単軸崩壊応力測定法によって測定される単軸崩壊応力fcが50G[N/m2]以下であるトナー。
【選択図】 図8PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of suppressing clogging of toner in a suction pipe even when a toner conveyance method using both toner suction and air supply to a toner container is employed.
An image forming apparatus is configured to use toner having any of the properties listed below.
(1) A toner having a maximum shear stress τmax of 30 G [N / m 2] or less when a normal stress of 16 G [N / m 2] is applied in the shear tester 100.
(2) A toner having a uniaxial collapse stress fc of 50 G [N / m 2] or less measured by a uniaxial collapse stress measurement method using the shear tester 100.
[Selection] Figure 8
Description
本発明は、潜像を現像するトナー、並びにこれを用いるトナー搬送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 toner for developing a latent image, and a toner conveying device and an image forming apparatus using the toner.
従来、トナーを用いる画像形成装置において、トナーをトナー収容器内から画像形成装置本体内の所定位置まで搬送するものが知られている。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、補充用のトナーを収容する補充用トナー収容器を備え、ここから現像手段までトナーを搬送するものがある。現像手段内に搬送されたトナーは、ドラム状感光体等の潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために使用される。また例えば、トナー像を転写した後の潜像担持体上からクリーニング手段によって回収されたトナーを収容する回収トナー収容器を備え、ここから廃トナー容器や現像手段までトナーを搬送するものもある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using toner, one that conveys toner from a toner container to a predetermined position in the main body of the image forming apparatus is known. For example, an electrophotographic image forming apparatus includes a replenishing toner container that contains replenishing toner, and conveys the toner from here to developing means. The toner conveyed into the developing means is used to develop an electrostatic latent image formed on a latent image carrier such as a drum-shaped photoconductor. Further, for example, there is a recovery toner container that stores toner recovered by the cleaning unit from the latent image carrier after the toner image is transferred, and transports the toner from here to a waste toner container or a developing unit.
かかる画像形成装置において、トナーを搬送する方式は様々である。例えば、搬送元と搬送先とを結ぶ搬送パイプ内に配設されたコイルスクリューを回転させることでトナーをパイプ内移動させて搬送するものがある。また例えば、搬送元の直下に搬送先を位置させ、重力落下によってトナーを搬送するものもある。また例えば、トナー収容器内のトナーを吸引ポンプによって吸引しながら搬送するものもある。 In such an image forming apparatus, there are various methods for conveying toner. For example, there is an apparatus that transports toner by moving a coil screw disposed in a transport pipe connecting a transport source and a transport destination. Further, for example, there is a type in which a transport destination is positioned directly below a transport source and toner is transported by gravity drop. In addition, for example, there is a type in which toner in a toner container is conveyed while being sucked by a suction pump.
これらのうち、トナーをコイルスクリューの回転によって搬送するものでは、コイルスクリューを内蔵する搬送パイプが直線形状になるため、トナー搬送路を直線状に構成せざるを得ず、レイアウト自由度が低くなるという欠点がある。また、トナーを重力落下によって搬送するものにおいても、搬送元の直下に搬送先を位置させる必要があるため、レイアウト自由度が低くなるという欠点がある。 Among these, in the case where the toner is transported by the rotation of the coil screw, the transport pipe containing the coil screw has a linear shape, so the toner transport path must be configured in a straight line, and the degree of layout freedom is low. There is a drawback. In addition, even in the case where toner is transported by gravity drop, it is necessary to position the transport destination immediately below the transport source, which causes a drawback that the degree of freedom in layout becomes low.
一方、トナーを吸引ポンプによって搬送するものにおいては、吸引ポンプの吸引口とトナー収容器とを結ぶ吸引管や、吸引ポンプの吐出口と搬送先とを結ぶ吐出管に、コイルスクリュー等の搬送部材を内蔵させる必要がない。このため、吸引管や吐出管として可撓性に富んだフレキシブルパイプを使用して、トナー搬送路を自由に設計することができる。 On the other hand, in a case where toner is transported by a suction pump, a transport member such as a coil screw is connected to a suction tube connecting the suction port of the suction pump and the toner container, or a discharge tube connecting the discharge port of the suction pump and the transport destination. Need not be built in. For this reason, it is possible to freely design the toner conveyance path by using a flexible pipe having high flexibility as the suction pipe and the discharge pipe.
しかしながら、トナー収容器の形状によっては、容器内面に付着したトナーが周囲のトナーと癒着して固まりとなり、いわゆるトナーブロッキングという現象を引き起こして吸引管に向けて流れ込まなくなる場合がある。 However, depending on the shape of the toner container, the toner adhering to the inner surface of the container may coalesce with the surrounding toner and become solidified, causing a phenomenon of so-called toner blocking and not flowing toward the suction tube.
そこで、吸引ポンプによるトナー吸引と、エアーポンプによるトナー収容器内への送気とを併用する方式のものが登場するに至った。この方式では、送気による空気圧や気流によってトナー収容器内のトナーを攪拌するとともに、トナーブロッキングを崩すことができるので、トナー収容器内のトナーを無駄なく上記吸引管まで到達させることができる。 In view of this, a system in which toner suction by a suction pump and air feeding into a toner container by an air pump are used together has appeared. In this system, the toner in the toner container can be agitated by the air pressure or the airflow by the air supply and the toner blocking can be broken, so that the toner in the toner container can reach the suction pipe without waste.
ところで、本発明者らがトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送装置を試作したところ、トナー吸引だけのものに比べて、上記吸引管内のトナー詰まりを引き起こし易くなることがわかった。そこで、このトナー詰まりについて鋭意研究を行った結果、その原因を次のように見出した。即ち、トナー吸引と送気との併用方式では、両方を同時に実施するとエアーポンプからの送気をトナー収容器内で十分に滞留させなで吸引ポンプに吸引させてしまう。そして、このことにより、トナー収容器内におけるトナー攪拌効率を著しく低下させてしまう。このため、トナー吸引と送気とを別々のタイミングで実施することが一般的に行われる。ところが、単独送気のためにエアーポンプだけを駆動させると、送気による影響で吸引管の内圧を高めてトナー凝集を助長する結果、吸引管内のトナー詰まりに至っていたのである。 By the way, when the present inventors made a prototype of a toner conveying device that uses both toner suction and air feeding, it was found that the toner in the suction tube is likely to be clogged as compared with the case of only toner suction. Therefore, as a result of earnest research on the toner clogging, the cause was found as follows. That is, in the combined system of toner suction and air feeding, if both are performed simultaneously, the air feeding from the air pump is sucked into the suction pump without being sufficiently retained in the toner container. As a result, the toner stirring efficiency in the toner container is significantly reduced. For this reason, toner suction and air supply are generally performed at different timings. However, when only the air pump is driven for single air supply, the internal pressure of the suction pipe is increased by the influence of the air supply to promote toner aggregation, resulting in toner clogging in the suction pipe.
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次に説明するようなトナー、並びにこれを用いるトナー搬送装置及び画像形成装置を提供することである。即ち、トナー収容器に対するトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送方式を採用しても、吸引管内のトナー詰まりを抑えることができるトナー、並びにこれを用いるトナー搬送装置及び画像形成装置である。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a toner as described below, and a toner conveying device and an image forming apparatus using the toner. That is, a toner that can suppress toner clogging in the suction tube even when a toner conveyance method that uses both toner suction and air supply to the toner container is employed, and a toner conveyance device and an image forming apparatus that use the toner.
本発明者らは、吸引管内のトナー詰まりを抑え得るエアーポンプ送気圧力や送気頻度について実験によって調査してみた。しかしながら、同じエアーポンプ送気圧力や送気頻度であっても、トナーの種類によってトナー詰まりの発生状況が異なることがわかった。そこで、トナーの性状に着目してみた。様々な性状のトナーを用いてトナー詰まりの発生状況について鋭意研究を重ねたのである。すると、吸引管内におけるトナー詰まりは、トナーの流動性に密接に関連していることがわかった。 The present inventors investigated the air pump air supply pressure and the air supply frequency that can suppress toner clogging in the suction pipe by experiments. However, it has been found that the occurrence of toner clogging differs depending on the type of toner even with the same air pump air supply pressure and air supply frequency. Therefore, attention was paid to the properties of the toner. We have conducted extensive research on the occurrence of toner clogging using toners of various properties. Then, it was found that toner clogging in the suction tube is closely related to toner fluidity.
図1は、トナーの最大せん断応力や単軸崩壊応力の測定に用いられるせん断試験機を示す模式図である。このせん断試験機は、粉体の流動性の指標となる最大せん断応力や単軸崩壊応力を測定するための装置として従来から知られているものである。図1において、せん断試験機100は、上面に鋸刃状の一様な凹凸を有する固定板101、下面に鋸刃状の一様な凹凸を有する可動板102、分銅103、4つの車輪によって移動可能なロードセル104などを有している。また、ロードセル104を駆動するための駆動モータ105、これの駆動軸に固定されたリール106、これに巻き付けられた導線107、ロードセル104と可動板102とを接続する接続線108なども有している。鋸刃状の面を上にして固定された固定板101の上には被検体である粉体109が載置され、粉体109の上には可動板102がその鋸刃状の面を下にして載せられる。粉体109が、固定板101の鋸刃状の上面と、可動板102の鋸刃状の下面との間に挟まれるのである。可動板101の上には、更に分銅103が載せられる。分銅103と可動板101との重みにより、粉体109には所定の垂直応力が付与される。可動板102には接続線108の一端が接続され、もう一端はロードセル104の後部に接続されている。このロードセル104は、4つの車輪によって移動可能に構成されており、その前部にはリール106に巻き付けられた導線107の端部が接続されている。駆動モータ105が回転駆動すると、これに伴って導線107がリール106に巻き取られるとともに、ロードセル104が引っ張られて前方に移動する。更に、ロードセル104の移動に伴って可動板102も前方に移動することで、粉体109にせん断応力が付与される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a shear tester used for measuring the maximum shear stress and uniaxial collapse stress of toner. This shear tester is conventionally known as an apparatus for measuring the maximum shear stress and the uniaxial collapse stress, which are indicators of powder fluidity. In FIG. 1, the
本発明者らは、かかる構成のせん断試験器100を用いて、様々な種類のトナーについて単軸崩壊応力を単軸崩壊応力測定法によって測定した。この単軸崩壊応力測定法の詳細は次に説明するとおりである。即ち、固定板101上に50mm×70mm×6mm程度の粉体層を載置し、これに対して可動板102と分銅103との重みによって約700G[N/m2](70g/cm2以下)の予圧を5分程度付与する。そして、分銅103をより軽いものに代えて粉体層(本例ではトナー層)に200G[N/m2](20g/cm2)以下の垂直応力σを付与する。次に、図2に示すように、垂直応力σを付与しながら、ロードセル104を水平方向に少ずつ移動させて粉体層にせん断応力を付与していく。すると、ロードセル104の変位量δと、粉体層に付与されるせん断応力τとには、図3に示す特性が現れる。具体的には、トナーに付与されるせん断応力τは、ロードセル104の変位量δが大きくなるにつれて増加し、変位量δ1にてトナー層が崩壊して最大せん断応力τmax1(垂直応力σ1付与時の値)となる。そして、粉体層崩壊後のせん断応力τは一定の値τsを示すのである。単軸崩壊応力測定法では、2以上の異なる垂直応力σについてそれぞれ最大せん断応力τmaxを測定し、測定結果に基づいて垂直応力σと最大せん断応力τmaxとの関係式である近似直線式を求める。そして、この近似直線のσ−τ軸座標における原点(0点)と、この近似直線とに接する円の直径を単軸崩壊応力fcとして求める。
The present inventors measured the uniaxial collapse stress for various types of toner by the uniaxial collapse stress measurement method using the
図4は、垂直応力σと最大せん断応力τmaxとの関係を示すグラフである。この図では、互いに異なる3つの垂直応力σ1、σ2、σ3について、それぞれ最大せん断応力τmax1、τmax2、τmax3を求めて近似直線L1を得た例を示している。厳密には、より多くの垂直応力σで多数点測定すると、垂直応力σと最大せん断応力τmaxとの関係は破壊包絡曲線L2となるが、単軸崩壊応力測定法では破壊包絡曲線L2の代わりに近似直線L1を用いる。そして、近似直線L1のσ−τ軸座標における原点P1、及び、近似直線L1との接点P2の2点に接する接円Cの直径(σ軸切片)を単軸崩壊応力fcとして求める。図4より、接円Cと近似直線L1との接点P2付近における垂直応力σでは、近似直線L1、破壊包絡曲線L2ともにほぼ同じ値の単軸崩壊応力fcが得られることがわかる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the normal stress σ and the maximum shear stress τmax. This figure shows an example in which an approximate straight line L1 is obtained by obtaining maximum shear stresses τmax1, τmax2, and τmax3 for three different vertical stresses σ1, σ2, and σ3, respectively. Strictly speaking, when many points are measured with more normal stress σ, the relationship between the normal stress σ and the maximum shear stress τmax becomes a fracture envelope curve L2, but in the uniaxial collapse stress measurement method, instead of the fracture envelope curve L2, An approximate straight line L1 is used. Then, the diameter (σ axis intercept) of the contact circle C that is in contact with the origin P1 of the approximate straight line L1 on the σ-τ axis coordinates and the contact point P2 with the approximate straight line L1 is obtained as the uniaxial collapse stress fc. As can be seen from FIG. 4, the uniaxial collapse stress fc having substantially the same value is obtained for the approximate straight line L1 and the fracture envelope curve L2 in the normal stress σ near the contact point P2 between the contact circle C and the approximate straight line L1.
本発明者らは、互いに平均粒径が同じで且つ流動性が異なるA〜Iの9種類のトナーについて、単軸崩壊応力測定法による単軸崩壊応力fcと、上記吸引管内におけるトナー詰まりの有無との関係を試験してみた。トナー詰まりについては、補充用のトナーを収容するトナーカートリッジから現像装置に向けてトナーを搬送するトナー搬送装置(トナー吸引と送気とを併用)を付設した電子写真プリンタの試験機にて調査した。この試験器は、次に列記する条件を具備しており、何れも殆どのプリンタや複写機に適用可能な値である。
・トナー搬送路(吸引管後端〜吐出管先端)の長さや揚程:0.3〜1.0[m]
・吸引管長さ:0.5[m]
・吸引管内径:φ6[mm]
・吸引ポンプの吸引圧力:10〜30[kPa]
・エアー供給時における吸引管内の最大圧力:30[kPa]
・エアー供給頻度:30秒に1回(1秒間)
・エアー流量:2[リッター/min]
試験の結果を次の表1に示す。
-Length and lift of toner conveyance path (rear end of suction pipe to front end of discharge pipe): 0.3 to 1.0 [m]
・ Suction tube length: 0.5 [m]
・ Suction tube inner diameter: φ6 [mm]
-Suction pump suction pressure: 10-30 [kPa]
・ Maximum pressure in the suction pipe when supplying air: 30 [kPa]
・ Air supply frequency: Once every 30 seconds (1 second)
・ Air flow rate: 2 [liter / min]
The results of the test are shown in Table 1 below.
表1より、単軸崩壊応力fcが4.8[g/cm2]以下のトナーではトナー詰まりを生じないのに対し、5.2[g/cm2]以上のトナーではトナー詰まりを生じていることがわかる。トナー詰まり有無の境界付近における単軸崩壊応力fcをより詳細に調べたところ、トナー詰まり「無し」の臨界点はおおむね5.0[g/cm2]であることがわかった。従来、単軸崩壊応力fcの値は、粉体の流動性を示す指標として用いられてきたが、この研究結果により、上記吸引管内におけるトナーの詰まり易さを示す指標としても有用であることが判明したのである。なお、5.0[g/cm2]は、50G[N/m2]に相当する(但し、Gは重力加速度:約9.80665)。 From Table 1, toner clogging does not occur with toner having a uniaxial collapse stress fc of 4.8 [g / cm 2 ] or less, whereas toner clogging occurs with toner of 5.2 [g / cm 2 ] or more. I understand that. When the uniaxial collapse stress fc near the boundary of the presence or absence of toner clogging was examined in detail, it was found that the critical point of “no toner clogging” was generally 5.0 [g / cm 2 ]. Conventionally, the value of the uniaxial collapse stress fc has been used as an index indicating the fluidity of the powder. However, this research result may be useful as an index indicating the ease of clogging of toner in the suction tube. It turns out. Note that 5.0 [g / cm 2 ] corresponds to 50 G [N / m 2 ] (where G is gravitational acceleration: about 9.80665).
本発明者らは、このような単軸崩壊応力測定法による測定結果の集計をしているうちに、次に説明するような興味深い現象を見出した。即ち、単軸崩壊応力測定法では、1つの被検体(粉体)について少なくとも2以上の垂直応力σで最大せん断応力τmaxを測定しなければならない。最大せん断応力τmaxと単軸崩壊応力FCとにある程度の相関が得られれば、最大せん断応力τmaxをある特定の値の垂直応力σについてだけ測定すればよいのだが、良好の相関が得られないからである。図5、図6は、それぞれ4.5[g/cm2]、7.4[g/cm2]の垂直応力σを付与したときにおける最大せん断応力τmaxと単軸崩壊応力FCとの関係を示すグラフである。それぞれ各プロット座標が近似直線L1から大きく離れて分散しているのがわかる。最大せん断応力τmaxと単軸崩壊応力FCとに良好な相関係数が得られていないのである。ところが、同様のグラフを1.6[g/cm2]の垂直応力σについて作成してみたところ、驚いたことに、図7に示すように、極めて良好な相関を示すことがわかった。そこで、1.6[g/cm2]の垂直応力σを付与したときの最大せん断応力τmaxと、トナー詰まりの有無との関係に着目してみた。両者の関係を次の表2に示す。
そこで、上記目的を達成するために、請求項1の発明は、被画像形成体に付着してトナー像を構成するトナーであって、単軸崩壊応力測定法に用いられる最大せん断応力試験で16G(但し、Gは重力加速度)[N/m2]の垂直応力が付与された場合の最大せん断応力が30G[N/m2]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、被画像形成体に付着してトナー像を構成するトナーであって、単軸崩壊応力測定法によって求められる単軸崩壊応力が50G(但し、Gは重力加速度)[N/m2]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、トナーを収容するトナー収容器内に送風する送風手段と、該トナー収容器に接続される吸引管と、該吸引管内に負圧を生じせしめて該トナー収容器内のトナーを吸引する吸引ポンプとを備え、トナーを該吸引ポンプで吸引して該トナー収容器内から搬送先まで搬送するトナー搬送装置であって、トナーとして請求項1又は2のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、トナーを収容するトナー収容器と、該トナー収容器内のトナーを搬送先まで搬送するトナー搬送装置とを備え、トナーを被画像形成体に付着させて画像を形成する画像形成装置であって、トナーとして請求項1又は2のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置であって、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを備え、上記搬送先が該現像手段であることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4又は5の画像形成装置であって、上記トナー収容器と上記搬送先との揚程と、上記吸引管の全長とが何れも1[m]以下であり、且つ、上記吸引ポンプによる負圧が10[kPa]以上であることを特徴とするものである。
これらの発明のうち、請求項1の発明の構成を備えるものにおいては、16G[N/m2]の垂直応力が付与された場合の最大せん断応力を30G[N/m2]以下にとどめるという良好な流動性を発揮するトナーが、トナー搬送装置の吸引管内におけるトナー詰まりを抑える。よって、トナー収容器に対するトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送方式を採用しても、吸引管内におけるトナー詰まりを抑えることができる。
また、請求項2の発明の構成を備えるものにおいては、単軸崩壊応力測定法によって求められる単軸崩壊応力を50G[N/m2]以下にとどめるという良好な流動性を発揮するトナーが、トナー搬送装置の吸引管内におけるトナー詰まりを抑える。よって、トナー収容器に対するトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送方式を採用しても、吸引管内におけるトナー詰まりを抑えることができる。
In order to achieve the above object, the invention of
The invention of
According to a third aspect of the present invention, there is provided a blower for blowing air into a toner container for containing toner, a suction pipe connected to the toner container, and a negative pressure in the suction pipe to generate the toner container. And a suction pump that sucks the toner in the toner container and sucks the toner with the suction pump to transport the toner from the toner container to a transport destination. It is characterized by this.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a toner container that contains toner and a toner conveying device that conveys the toner in the toner container to a conveyance destination, and the toner is attached to the image forming body to form an image. An image forming apparatus to be formed, wherein the toner according to
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the fourth aspect, comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with toner. The transport destination is the developing means.
The invention according to
Of these inventions, as in those with the configuration of the invention of
Further, in the toner having the configuration of the invention of
請求項1、2、3、4、5又は6の発明によれば、トナー収容器に対するトナー吸引と送気とを併用するトナー搬送方式を採用しても、吸引管内のトナー詰まりを抑えることができるという優れた効果がある。 According to the first, second, third, fourth, fifth, and sixth aspects of the present invention, even when the toner conveyance method using both the toner suction and the air supply to the toner container is employed, the toner clogging in the suction tube can be suppressed. There is an excellent effect of being able to.
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式の複写機(以下、単に複写機という)に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図8は、この複写機の要部を示す概略構成図である。図において、この複写機は、原稿読取部1と、原稿自動供給部2と、プリンタ部3と、給紙部4とを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter simply referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described.
First, a basic configuration of the copying machine according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing the main part of the copying machine. In the figure, the copying machine includes a
上記原稿自動供給部2は、その上面に載置された図示しない原稿を後述のコンタクトガラス5上に自動で供給する。
上記原稿読取部1は、図示しない原稿の画像を読み取るためのものである。ユーザーの手作業により、原稿読取部1の上部に固設されたコンタクトガラス5上に原稿が置かれた状態で、図示しないスタートスイッチが操作されると、原稿読取部1による原稿読取が直ちに開始される。また、上記原稿自動供給部2上に原稿が置かれた状態でスタートスイッチが操作されると、その原稿がコンタクトガラス5上に自動給紙された後、原稿読取部1による原稿読取が開始される。読取開始により、コンタクトガラス5上に置かれた原稿は図中右方向へ移動する光源6によって光照明される。原稿からの反射光像は、第1ミラー7、第2ミラー8で順次反射する。そして、結像レンズ9を経た後、反射光像を読み取るためのCCD等からなるイメージセンサ10に検知されて画像情報が読み取られる。
The
The
上記プリンタ部3は、被画像形成体としての転写紙P上に画像としてのトナー像を形成するためのもので、光書込ユニット11やドラム状感光体12を備えている。また、潜像担持体たるドラム状感光体12の周囲に、帯電装置13、現像手段たる現像器40、転写搬送ユニット14、ドラムクリーニング装置15、除電器16などを備えている。更には、定着装置17、反転排紙ユニット18、レジストローラ対19なども備えている。上記スタートスイッチが操作されると、図示しない駆動手段によるドラム状感光体12の回転駆動が開始される。
The
上記光書込ユニット11は、原稿読取部1で読み取られた画像信号に基づいてレーザ光Lを光変調して、潜像担持体としてのドラム状感光体12を露光する。具体的には、レーザダイオード等からなる光源20からレーザ光Lを発する。このレーザ光Lは、ポリゴンモータ21によって回転駆動される回転多面鏡22上で主走査方向(ドラム状感光体12の軸線方向)に偏向せしめられながら、fθレンズなどからなる走査結像用のレンズ系23を通る。そして、ミラー24、レンズ25を経て、回転駆動されているドラム状感光体12上に到達してその表面に静電潜像を走査する。
The
上記転写搬送ユニット14は、転写搬送ベルトを複数の張架ローラによってテンション張架しながら無端移動せしめながら、ドラム状感光体12の周面に当接させて転写ニップを形成している。また、転写ニップにおける転写搬送ベルト裏面(フープ内周面)に図示しない転写バイアスローラを当接させている。この転写バイアスローラには図示しない電源によって転写バイアスが印加されており、この印加によって転写ニップに転写電界が形成される。
The transfer / conveying
上記光書込ユニット11による露光でドラム状感光体12上に形成された静電潜像は、現像器40によって現像されてトナー像となった後、上記転写ニップに進入する。一方、上記レジストローラ対19は、上記スタートスイッチの操作に基づいて後述の給紙部4から送られてくる転写紙Pをローラ間に挟み込む。そして、転写紙Pを転写ニップにてドラム状感光体12上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出す。この送り出しにより、転写ニップではドラム状感光体12上のトナー像が転写紙Pに密着せしめられる。そして、転写電界やニップ圧の影響を受けて、ドラム表面から転写紙表面に転写される。転写ニップを通過した転写紙Pは、転写搬送ユニット14の転写搬送ベルトによって定着装置17内に送られる。定着装置17は、送られてきた転写紙Pを加熱ローラ17aと加圧ローラ17bとの間に挟み込む。そして、熱や圧力の影響によってトナー像を転写紙P上に定着せしめながら、反転排紙ユニット18に向けて排紙する。
The electrostatic latent image formed on the drum-shaped
上記反転排紙ユニット18は、送られてきた転写紙Pを排出路18aに通して機外の図示しない排紙トレイに排紙する。但し、両面コピーモードがユーザーによって選択されている場合には、転写紙Pを反転部18bに通して裏表反転させた後、上記レジストローラ対19に向けて搬送する。これにより、その転写紙Pはレジストローラ対19から上記転写ニップに向けて再び送られ、先にトナー像が転写された面とは反対側の面に、新たなトナー像が転写される。
The reverse
上記ドラムクリーニング装置15は、上記転写ニップを通過した後のドラム状感光体12表面に付着している転写残トナーをクリーニングして、トナー収容器たる図示しない回収タンクに収容する。クリーニング後のドラム状感光体12表面は、上記除電器16によって除電された後、上記帯電装置13によって一様帯電せしめられて次の画像形成に備える。
The
上記給紙部4は、多段配設された3つの給紙カセット26,27,28を備えており、それぞれに複数枚の転写紙Pを収容している。また、複数組の搬送ローラ対32を有する給紙路33も備えている。給紙カセット26,27,28は、内部に収容している転写紙Pの最上紙に給紙ローラ26a,27a,28aを押し当てており、その回転駆動によって最上紙を給紙路33に向けて送り出す。上記スタートスイッチが操作されると、何れか1つの給紙カセットから給紙路33に転写紙が送り出されるのである。給紙路33は、受け取った転写紙Pを複数組の搬送ローラ対32によってプリンタ部のレジストローラ19に向けて給紙する。
The
ドラム状感光体12の側方に配設された現像器40には、これにトナーを搬送供給するトナー搬送装置50が装着されている。また、現像器40内には、トナーと磁性キャリアとを含有する図示しない二成分現像剤が収容されている。上記トナー搬送装置50によって現像器40内に補給されたトナーは、内部の二成分現像剤と混合攪拌されて現像に使用される。現像器40の底面には、図示しないTセンサが配設されている。このTセンサは、現像器40内の二成分現像剤の透磁率に応じた信号を図示しない制御部に出力する。二成分現像剤のトナー濃度は、透磁率と相関するため、Tセンサは二成分現像剤のトナー濃度を検知していることになる。上記制御部は、Tセンサからの出力信号を、所定の目標値に近づけるようにトナー搬送装置50を適宜動作させることで、現像に伴ってトナー濃度を低下させた二成分現像剤のトナー濃度を回復させる。但し、二成分現像剤の透磁率が湿度等の環境変化や二成分現像剤の嵩変化などによって変動するため、制御部は上記目標値を適宜補正する。具体的には、所定のタイミングでドラム状感光体12上に形成せしめた基準トナー像の画像濃度に応じて、上記目標値を補正する。この画像濃度については、例えば基準トナー像の光反射率を検知する反射型フォトセンサ(以下、Pセンサという)からの出力などによって把握される。
A developing
上記転写ニップを通過したドラム状感光体12の表面には、転写紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置15によって掻き取られて図示しない回収タンクに回収される。
Untransferred toner that has not been transferred onto the transfer paper adheres to the surface of the drum-shaped
図9は、上記トナー搬送装置50を示す詳細構成図である。トナー搬送装置50は、吸引ポンプ60、カートリッジホルダ70、エアーポンプ部80などを備えている。吸引ポンプ60は、一軸偏心スクリューポンプやモーノポンプなどと言われるタイプのもので、ステータ61内のロータ62を吸引モータ63によって回転させることで、吸引口64内に負圧を発生させる。この吸引口64には、可撓性の吸引チューブ51の先端が接続されている。
FIG. 9 is a detailed configuration diagram showing the
上記カートリッジホルダ70は、図中上側を開口させたホルダ部71、これの底面に挿入されたノズル72などを備えている。ホルダ部71は、トナー収容器たるトナーカートリッジ90を保持するためのものである。トナーカートリッジ90は、保護ケース91は、ある程度の剛性を発揮する紙、段ボール、プラスチック等の材料で構成され、トナー収容袋92を内包している。トナー収容袋92は、80〜200[μm]厚のシート材が単層又は複層で袋状に成形された袋部93と、これのトナー排出側に固定された口金部94とから構成されており、空気の出入りがない密閉構造となっている。シート材としては、ポリエチレンやナイロン等の樹脂シート、又は紙シートが用いられている。トナー収容袋92の内部には、補給用のトナーが収容されている。トナー収容袋92の口金部94は、袋部93の開口内に係合するように樹脂や紙等の剛性材料からなる係合部94bと、スポンジ等の弾性材料からなる開口シール部94aとを有している。かかる構成のトナーカートリッジ90は、口金部94側を鉛直方向下側にしてカートリッジホルダ70のホルダ部71に装着される。このとき、ホルダ部71の底面に挿入されていたノズル72の先端が、トナーカートリッジ90の口金部94の開口シール部94aを貫通して袋部93内に進入する。開口シール部94aがノズル74の周囲に密着することで、トナーカートリッジ90内から外部へのトナー漏れが防がれている。ノズル72の先端側には、トナー吸引口73が形成されている。後端側には、トナー通路74と空気受入路75とに分かれるようにT字路が形成されている。このうち、トナー通路74には、上述の吸引チューブ51の後端が接続されている。
The
上記エアーポンプ部80は、エアーポンプ81、中継チューブ82、これに接続された電磁弁83、送気チューブ84などから構成されている。エアーポンプ81は、電磁弁83が開かれた状態で駆動することで、中継チューブ82と、電磁弁83と、送気チューブ84とを介して、上記ノズル72の空気受入路75内にエアーを送る。上記吸引ポンプ60は、不動作状態において吸引口64から流体を受け入れないような構造になっている。このため、エアーポンプ81からノズル72の空気受入路75内に送られたエアーは、トナー通路74に流入することなく、ノズル72のトナー吸引口73を通って袋部93内に至る。そして、袋部96内のトナーを攪拌してほぐすことで、袋部93内におけるトナーブロッキング(トナーの架橋現象)の発生を抑える。また、たとえ長期放置によってトナーブロッキングが生じたとしても、気流等によってそれを崩す。これらの結果、袋部93内のトナーを自重によってノズル72のトナー吸引口73に向けてスムーズに流れ込ませることが可能になり、トナーカートリッジ90内に残ってしまうトナー量を低減している。
The
図10は、上記トナー収容袋92を示す斜視図である。図示のように、トナー収容袋92の袋部93の底部(トナー排出側とは反対側)には、通気フィルター95が設けられている。上記エアーポンプから袋部93内に送られたエアーは、最終的にはこの通気フィルター95を通って外部に排出されるが、通気フィルター95のメッシュはトナー粒子を通過させない程度に細かくなっている。このため、ある程度の時間をかけて通気フィルター95を通過していき、エアーポンプ駆動時には袋部93内の気圧が一時的に上昇する。
FIG. 10 is a perspective view showing the
先に示した図9において、エアーポンプ部80の電磁弁83が閉じられた状態では、トナーカートリッジ90の袋部93内から、ノズル72内と、吸引チューブ51内と、吸引ポンプ60内に至るまでの空間が密閉環境となる。このため、吸引ポンプ60が作動して吸引チューブ51内に負圧が発生すると、ノズル72のトナー吸引口73に吸引力が発生する。そして、袋部93内のトナーがトナー吸引口73から吸引され、ノズル72のトナー通路74、吸引チューブ51、吸引ポンプ60内を順次通過して、吸引ポンプ60の吐出側に接続されている現像器40内に補給される。
In FIG. 9 described above, in a state where the
上記吸引ポンプ60とノズル72とを接続する吸引チューブ51は、3〜7[mm]の内径に成形されており、可撓性と耐トナー性とに優れたゴム材料やプラスチック材料が使用されている。かかるゴム材料としては、ポリウレタンゴム、ニトリルゴム、EPDMゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。また、プラスチック材料としては、ポリエチレン、ナイロンなどが挙げられる。可撓性に優れたフレキシブルな吸引チューブ51を使用することで、複写機内部においてトナー移送経路を自由に配設することが可能となり、装置内部のレイアウト自由度が極めて良好になっている。また、このトナー補給装置50では、トナーカートリッジ90を現像器40よりも重力方向下側に位置させる場合でも、吸引ポンプ60として吸引力の比較的高いものを用いることで、トナーのポンプアップ搬送が可能になる。そして、このことによっても、装置内部のレイアウト自由度が向上しており、トナーカートリッジ90を交換操作が最も容易となる位置に配設することができる。
The
図11は、吸引ポンプ60のポンプ部を示す分解斜視図である。図において、吸引ポンプ60のポンプ部は、ステータ61、ロータ62、これらを内包するホルダ65などを有している。ステータ61は、ゴム等の弾性部材にダブルピッチの螺旋溝が形成された雌ねじ状の形状になっている。また、ロータ62は、金属や樹脂等の材料が雄ねじ状に成形されたもので、ステータ61の螺旋溝内に回動自在に嵌挿されている。このロータ62の後端には、スプリングピン66によって固定される駆動軸67が連結している。ステータ61を内包するホルダ65は、その内周面にステータ61の端部に設けられたフランジ部を接触させることで、ステータ61を図中矢印A方向に揺動可能に支持する。この揺動のために、ホルダ65の内面と、ステータ61の外面との間にはギャップGが形成されている。上記駆動軸67の先には、図示しないモータが連結しており、これの回転に伴ってロータ62がステータ61内で回転する。このとき、ロータ62がその複雑な形状に起因して偏心回転する。このことが、吸引ポンプ(60)を一軸偏心スクリューポンプと称する所以である。ロータ62が偏心回転すると、ステータ61が図中矢印A方向に揺動するのである。ロータ62の回転によって吸引口64に吸引力P2が発生すると、吸引口64からトナーが吸い込まれる。吸い込まれたトナーは、ポンプ部内部を通った後、駆動軸67の下側に設けられた図示しない排出口から排出される。
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a pump portion of the
図12(a)は、上記ロータ62が嵌挿された上記ステータ61を示す縦断面図である。この図において、D2はステータ61の内径に対するロータ62の螺旋外径の食い込み量を示している。図12(b)は、ロータ62がステータ61の内径の一端側に偏った位置で停止している状態を示す横断面図である。この図において、D3は、ステータ61に対するその端部付近におけるロータ62の食い込み量を示している。図12(c)は、ロータ62がステータ61の内径のほぼ中心位置にある状態を示す横断面図である。この図において、D1は、ステータ61の最小内径部分に対するロータ62の食い込み量を示している。本発明者らは実験により、吸引ポンプ60に所望の吐出圧及び吸引圧を発揮させるためには、D1、D2、D3の3つの食い込み量を設定することが重要であることを見出している。先に示した図12(a)において、吸引ポンプ60のポンプ部におけるロータ62とステータ61との間には、空隙g1〜g3が形成されている。これら空隙は、ロータ62がステータ61に対して上述の3つの食い込み量で食い込むことで、互いに仕切られて密閉された状態になっている。この状態でロータの62が回転駆動すると、密閉された3つの空隙g1〜g3がそれぞれ回転して内部のトナーを吐出側に向けて搬送する。吐出側では、ロータ62が所定の回転位置にくると密閉された空隙g1が開放されてトナーが吐き出される。これに対し、吸引側では、ロータ62が所定の回転位置にくると密閉された空隙g3が開放した後、周囲の空気やトナーを巻き込みながら再び密閉状態となる。これらの結果、吸引ポンプ60の吐出側、吸引側で、それぞれ吐出圧、吸引圧が発生する。
FIG. 12A is a longitudinal sectional view showing the
吐出圧や吸引圧を増やすには、上記空隙g1〜g3の密閉度を増加させればよい。具体的には、上記D1〜D3の食い込み量を増加させるのである。そうすれば、吸引ポンプ60のトルクを増加させることができる。但し、食い込み量を増加させると、内部の温度上昇も大きくなるため、吸引ポンプ60内部でトナーを凝集させ易くなる。これに対し、食い込み量を減少させると、トルクの減少によって吸引ポンプ60のトナー吸引力やトナー搬送力を低下させるものの、温度上昇によるトナー凝集を生じ難くなる。本実施形態に係る複写機では、本発明者らの研究によって見出された適切な値に、3つの食い込み量D1、D2、D3が設定されている。この適切な値とは、トナー凝集度を吸引ポンプ60通過前と通過後とで変化させず、且つ所望のトナー搬送力を発揮させることができる値である。よって、吸引ポンプ60は、トナーを確実に搬送し、且つトナー凝集による異常画像の発生を抑えることができる。
In order to increase the discharge pressure and the suction pressure, the sealing degree of the gaps g1 to g3 may be increased. Specifically, the amount of biting of D1 to D3 is increased. Then, the torque of the
図13は、本実施形態に係る複写機の電気回路の一部を示すブロック図である。図において、マイクロ・プロセッシング・ユニット(以下、MPUという)150は、複写機本体の制御手段となっている。このMPU150には、ドラム状感光体上に形成された基準トナー像の濃度を検知するPセンサ151、上記現像器(40)に設けられたTセンサ41などが接続されている。また、上記トナー搬送装置(50)に設けられた吸引モータ63、エアーポンプ81、電磁弁83なども接続されている。MPU150は、Pセンサ151から送られてくる信号の出力値に応じて、吸引モータ63を駆動制御することで、上記現像器(40)内にトナーを補給する。また、MPU150はタイマ機能を有しており、トナー補給動作時間(吸引モータの駆動動作時間)を累積してカウントする。更には、所定のタイミングでエアーポンプ81を駆動制御して、上記トナーカートリッジ90内のトナーを送気によって攪拌する。なお、図示しない複写機の主電源がOFFされても、MPU150には電源が供給されるようになっているため、その内部に記憶されたトナー補給動作時間の累積カウント値は保持される。
FIG. 13 is a block diagram showing a part of an electric circuit of the copying machine according to the present embodiment. In the figure, a micro processing unit (hereinafter referred to as MPU) 150 is a control means of the copying machine main body. Connected to the
図14は、上記吸引モータ63、エアーポンプ81、電磁弁83の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図において、吸引モータ63は上記Pセンサ(151)の出力に基づいて適宜ON、OFFされる。吸引モータ63のトナー補給動作時間の累積カウント値が所定値に達すると、吸引モータ63の停止後に、エアーポンプ81と電磁弁83とが所定時間だけ駆動制御される。これにより、トナーカートリッジ(90)内におけるトナーの攪拌が行われる。先に示した図9において、エアーポンプ81からのエアーを吸引ポンプ60に吸い込ませてしまうと、トナーカートリッジ90内に十分に対流させることができず、トナー攪拌性能を著しく低下させてしまう。そこで、エアーポンプ81と電磁弁(通電時開式)83とについては、必ず吸引モータ63(吸引ポンプ60)を停止させているときに駆動させるようにする。
FIG. 14 is a timing chart showing operation timings of the
図15は、上記MPU(150)によって実施されるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。トナー補給制御において、上記MPU(150)はまず上記Pセンサ(151)からの出力値を読み込んだ後(ステップ1:以下ステップをSと記す)、これから出力される画像の画像面積率を読み込む(S2)。そして、Pセンサからの出力値と、画像面積率とに基づいてトナー消費量を算出した後(S3)、算出結果に基づいて上記吸引モータ63の駆動時間を算出するS4)。次に、この駆動時間をこれまでのトナー補給動作時間の累積カウント値C1に加算した後(S5)、吸引モータ63をその駆動時間だけ駆動する(S6、S7)。そして、累積カウント値C1についてN秒を超えたか否かを判断する(S8)。ここで、N秒を超えた場合には(S8でY)、上記エアーポンプ81と電磁弁83とを所定時間だけ駆動してから(S9)、累積カウント値C1をゼロにリセットして(S10)、トナー補給制御を終了する。また、N秒を超えていない場合には(S8でN)、そのままトナー補給制御を終了する。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of toner supply control performed by the MPU (150). In the toner replenishment control, the MPU (150) first reads an output value from the P sensor (151) (step 1: step is hereinafter referred to as S), and then reads an image area ratio of an image to be output (step S1). S2). Then, after calculating the toner consumption based on the output value from the P sensor and the image area ratio (S3), the driving time of the
次に、本実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図16は、上記トナー補給装置(50)のノズル72の側面図と断面図とを並べて示すものである。図において、点線矢印は上記エアーポンプ81から供給される空気の移動方向を示し、実線矢印はトナーの移動方向を示している。図示しないエアーポンプ(81)から送られてくる空気は、まず、その殆どが図中点線矢印Cと、点線矢印Aとに沿って移動する。具体的には、ノズル72の空気受入路75を通った後、トナー吸引口73を経由して図示しないトナー収容袋内に進入して内部のトナーを攪拌する。このようにトナー収容袋内に進入した空気は、やがて上記通気フィルター95(図10参照)から袋外部に排出されるが、この排出にはある程度の時間を要するため、袋内の気圧が一時的に上昇する。すると、ノズル72の空気受入路75を通った後の空気の一部が、トナー吸引口73の方向にではなく、トナー通路74の方向(点線矢印B方向)に移動して吸引チューブ51内のトナーを押圧する。定期的な上記エアーポンプ81の駆動によってこの押圧が繰り返し起こると、やがて吸引チューブ51内のトナーが凝集する(図中Fの部分)。そして、上記吸引ポンプ60の吸引圧力では搬送できなくなる程の強い凝集塊となってしまうおそれがある。
Next, a characteristic configuration of the copying machine according to the present embodiment will be described.
FIG. 16 shows a side view and a sectional view of the
図17は、上記ノズル72の変形例の側面図と断面図とを並べて示すものである。この変形例のノズル72Aは、いわゆる「2重管ノズル方式」のものである。2重管ノズル方式では、ノズル内にT字状の2股が形成されない。図示しないエアーポンプ(81)から送られてくる空気は、外管と内管との間のギャップを通って図示しないトナー収容袋内に必ず進入するようになっている。内管は、外管よりも長く形成されて外管先端から突出するようになっており、この突出部分にトナー吸引口73が形成されている。トナー収容袋内のトナーは、図示しない吸引ポンプ(60)の駆動により、このトナー吸引口73から吸引されて吸引チューブ51内を搬送される。かかる構成のノズル72Aでも、図示しないエアーポンプ(81)からの送気によってトナー収容袋内の内圧が高まると、やがて内部の空気がトナー吸引口73から吸引チューブ51内に進入してチューブ内のトナーを押圧する。そして、この押圧によってトナーの凝集が起こってしまう。
FIG. 17 shows a side view and a sectional view of a modified example of the
そこで、本複写機では、トナーとして次に列記する何れかの性状のものを用いるように構成されている。そして、かかる性状のトナーを用いるべき旨をユーザーに対して指定している。この指定は、例えば、使用すべきトナーの情報(性状、種類、製品名、製品番号の少なくとも1つ)が複写機本体の取り扱い説明書やパンフレットに明記されることによって行われる。また例えば、この情報が複写機本体に明記されたり、情報を記載したシールが複写機本体に貼付されたりすることによって行われる。また例えば、複写機本体の製造元あるいは販売元が、この情報を文書、電子データ又は口頭によってユーザーに伝えることによって行われる。
(1)上記せん断試験器100において16G[N/m2]の垂直応力が付与されたときの最大せん断応力τmaxが30G[N/m2]以下であるトナー。
(2)上記せん断試験機100を用いた単軸崩壊応力測定法によって測定される単軸崩壊応力fcが50G[N/m2]以下であるトナー。
Therefore, this copying machine is configured to use any of the properties listed below as the toner. The user is instructed to use toner having such properties. This designation is performed, for example, by specifying information (at least one of property, type, product name, and product number) of toner to be used in an instruction manual or a pamphlet of the copying machine main body. Further, for example, this information is specified on the copying machine main body, or a sticker describing the information is attached to the copying machine main body. In addition, for example, this is performed by the manufacturer or distributor of the copying machine main body transmitting this information to the user by document, electronic data, or verbally.
(1) A toner having a maximum shear stress τmax of 30 G [N / m 2 ] or less when a normal stress of 16 G [N / m 2 ] is applied in the
(2) A toner having a uniaxial collapse stress fc of 50 G [N / m 2 ] or less measured by a uniaxial collapse stress measurement method using the
かかる構成の複写機では、16G[N/m2]の垂直応力が付与されたときの最大せん断応力τmaxが30G[N/m2]以下であるか、あるいは単軸崩壊応力fcが50G[N/m2]以下であるという良好な流動性を発揮するトナーを用いることになる。そして、このことにより、トナー収容器たるトナーカートリッジ90(厳密にはトナー収容袋92)に対するトナー吸引と送気とを併用しても、吸引管たる吸引チューブ51内におけるトナーの凝集を抑える。よって、かかる凝集による吸引チューブ51内におけるトナー詰まりを抑えることができる。更には、トナー詰まりを抑えることで、トナー詰まりによる吸引ポンプ60の過負荷を抑えることができるので、吸引ポンプ60の過負荷による損傷も抑えることができる。
In the copying machine having such a configuration, the maximum shear stress τmax when a normal stress of 16 G [N / m 2 ] is applied is 30 G [N / m 2 ] or less, or the uniaxial collapse stress fc is 50 G [N / M 2 ] or less, a toner that exhibits good fluidity is used. As a result, toner aggregation in the
なお、トナーの詰まり易さを示す指標として、単軸崩壊応力fcではなく、16G[N/m2]の垂直応力を付与した場合の最大せん断応力である16τmaxを用いれば、流動性試験法を簡素化してトナーの管理をより容易に行うことができる。最大せん断応力16τmaxでは、トナーの最大せん断応力を1回測定しただけでそのトナーの詰まり易さを知ることができるからである。これに対し、単軸崩壊応力fcを用いる場合には、最大せん断応力16τmaxを用いる場合よりもトナーの詰まり易さを正確に知ることができる。 In addition, as an index indicating the ease of clogging of the toner, the fluidity test method is used by using 16τmax which is the maximum shear stress when a normal stress of 16 G [N / m 2 ] is applied instead of the uniaxial collapse stress fc. It is possible to simplify and manage the toner more easily. This is because at the maximum shear stress of 16τmax, it is possible to know the ease of clogging of the toner only by measuring the maximum shear stress of the toner once. On the other hand, when the uniaxial collapse stress fc is used, it is possible to know the ease of clogging of toner more accurately than when the maximum shear stress 16τmax is used.
また、これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式の複写機について説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、複写機に限らず、プリンタやファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、LEDによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特開平11−301014号公報に記載の画像形成装置のような直接記録方式などがある。更には、画像形成装置ではなく、トナー搬送装置についても本発明の適用が可能である。このトナー搬送装置の構成が図9に示されるものに限定されないことは言うまでもない。 In the above, a two-component development type copying machine using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier has been described. However, the present invention is also applied to a one-component development method using a one-component developer not containing a magnetic carrier. Can be applied. Further, the image forming apparatus is not limited to a copying machine, and may be another image forming apparatus such as a printer or a facsimile. In addition, a method of forming an electrostatic latent image by exposure using an LED or ion application may be used instead of the method of performing exposure using a laser beam. The present invention can also be applied to an image forming method that does not use an electrophotographic process. As such a method, for example, there is a direct recording method such as an image forming apparatus described in JP-A-11-301014. Furthermore, the present invention can be applied not only to the image forming apparatus but also to the toner conveying apparatus. Needless to say, the configuration of the toner conveying device is not limited to that shown in FIG.
図18はトナー搬送装置50の変形例装置を示す詳細構成図である。
この変形例装置における吸引ポンプ60の吐出側には吐出チューブ68が接続されており、その先端には吐出ホッパ69が繋がっている。吐出チューブ68を通って吐出ホッパ69に吐出されたトナーが現像器40に供給される。エアーポンプ81の吐出口に接続された中継チューブ82には、2股に分かれる分流管88が接続されており、それぞれの先に第1電磁弁85、第2電磁弁86が接続されている。そして、第1電磁弁85の先は、送気チューブ84を介してノズル72の空気受入路75に接続されている。一方、第2電磁弁86の先は、分流チューブ89を介して吸引ポンプ60の吐出側に接続されている。吸引ポンプ60の吐出側から吐出チューブ68の先端までのトナー移送経路は密閉であるため、吐出側から吐出されるトナーは吐出チューブ68を圧送されて吐出ホッパ69に至る。このとき、吐出チューブ68の後端付近に位置するトナーには、先端付近に位置するトナーの重みを受けて押圧される。しかしながら、本変形例装置においても上述のような性状のトナーを用いているため、吐出チューブ68内におけるトナー詰まりをも抑えることができる。また、エアーポンプ60がONで、第1電磁弁85がOFF(閉鎖)で、且つ第2電磁弁がON(開放)という条件では、エアーポンプ60からの送気が吸引ポンプ60の吐出側に導かれる。そして、吸引ポンプ60の吐出側から吐出されたトナーが流動化せしめられながら吐出チューブ68内を搬送される。このことによっても、吐出チューブ68内におけるトナー詰まりが抑えられている。エアーポンプ60がONで、第1電磁弁85がON(開放)で、且つ第2電磁弁がOFF(閉鎖)という条件では、エアーポンプ60からの送気がトナー収容袋92内に導かれる。そして、袋内のトナーが攪拌される。
FIG. 18 is a detailed configuration diagram illustrating a modified example of the
A discharge tube 68 is connected to the discharge side of the
図19は、上記吸引モータ63、エアーポンプ81、第1電磁弁85、第2電磁弁86の動作タイミングを示すタイミングチャートである。上記トナー補給動作時間の累積カウント値C1がN秒を超えると、吸引モータ63の停止後に、エアーポンプ60がONで、第1電磁弁85がON(開放)で、且つ第2電磁弁がOFF(閉鎖)という条件が生起される。そして、エアーポンプ60からの送気がトナー収容袋92内に導かれ、袋内のトナーが攪拌・流動化して上記トナー収容袋(92)内におけるトナーブロッキングが崩される。このことにより、トナー収容袋内のトナーが余すことなく吸引されるため、カートリッジ交換時のトナー残量がほぼ解消される。
FIG. 19 is a timing chart showing operation timings of the
以上、本実施形態に係る複写機のトナー搬送装置50においては、トナー収容器たるトナーカートリッジ90内に送風する送風手段たるエアーポンプ部80を備えている。また、吸引管たる吸引チューブ51や、これの内部に負圧を生じせしめて吸引する吸引ポンプ60も備えており、トナーとして上述のような性状のものを用いる。かかる構成では、トナーカートリッジ90に対するトナー吸引と送気とを併用しても、吸引チューブ51内のトナー詰まりを抑えながら、トナーを搬送することができる。
また、実施形態に係る複写機においては、トナーとして上述のような性状のものを用いることで、トナー搬送装置50の吸引チューブ51内におけるトナー詰まりを抑えて、安定したトナー搬送制御を実施することができる。
また、潜像担持体たるドラム状感光体12と、現像手段たる現像器40とを用いて、電子写真プロセスによってトナー像を形成しながら、トナーをトナーカートリッジ90から現像器40内へのトナー補給制御を安定して行うことができる。そして、このことにより、現像器40内におけるトナー濃度を安定して維持することができる。
また、トナーカートリッジ90と搬送先である現像器40との揚程、吸引管たる吸引チューブ51の全長が何れも1[m]以下であり、且つ、吸引ポンプ60による負圧が10[kPa]以上である。かかる構成は、本発明者らの試験に用いた試作機と同じ条件である。よって、異なる条件のものよりも確実に、吸引チューブ51内におけるトナー詰まりを抑えることができる。
As described above, the
Further, in the copying machine according to the embodiment, by using the toner having the above-described properties, toner clogging in the
Further, toner is replenished from the
Further, the head of the
12 ドラム状感光体(潜像担持体)
40 現像器(現像手段)
50 トナー搬送装置
51 吸引チューブ(吸引管)
60 吸引ポンプ
81 エアーポンプ(送気手段)
90 トナーカートリッジ(トナー収容器)
P 転写紙(被画像形成体)
σ 垂直応力
τ せん断応力
τmax 最大せん断応力
16τmax 16G[N/m2]の予圧が付与された場合の最大せん断応力
fc 単軸崩壊応力
12 Drum-shaped photoconductor (latent image carrier)
40 Developer (Developer)
50
60
90 Toner cartridge (toner container)
P Transfer paper (image forming body)
σ Normal stress τ Shear stress τmax Maximum shear stress 16τmax 16G [N / m 2 ] Maximum shear stress fc Uniaxial collapse stress
Claims (6)
単軸崩壊応力測定法に用いられる最大せん断応力試験で16G(但し、Gは重力加速度)[N/m2]の垂直応力が付与された場合の最大せん断応力が30G[N/m2]以下であることを特徴とするトナー。 A toner that forms a toner image by adhering to an image forming body,
Maximum shear stress when normal stress of 16G (G is acceleration of gravity) [N / m 2 ] is applied in the maximum shear stress test used for the uniaxial collapse stress measurement method is 30G [N / m 2 ] or less Toner characterized by being.
単軸崩壊応力測定法によって求められる単軸崩壊応力が50G(但し、Gは重力加速度)[N/m2]以下であることを特徴とするトナー。 A toner that forms a toner image by adhering to an image forming body,
A toner having a uniaxial collapse stress obtained by a uniaxial collapse stress measurement method of 50 G (where G is a gravitational acceleration) [N / m 2 ] or less.
トナーとして請求項1又は2のものを用いることを特徴とするトナー搬送装置。 A blowing means for blowing air into a toner container for containing toner, a suction pipe connected to the toner container, and a suction pump for sucking the toner in the toner container by generating a negative pressure in the suction pipe; A toner transport device that sucks toner with the suction pump and transports the toner from the toner container to a transport destination,
A toner conveying apparatus using the toner according to claim 1 or 2 as the toner.
トナーとして請求項1又は2のものを用いることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a toner container that contains toner; and a toner conveyance device that conveys toner in the toner container to a conveyance destination, and forms an image by attaching the toner to an image forming body.
An image forming apparatus using the toner according to claim 1 or 2 as a toner.
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを備え、上記搬送先が該現像手段であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4,
An image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with toner, and the transport destination is the developing unit.
上記トナー収容器と上記搬送先との揚程と、上記吸引管の全長とが何れも1[m]以下であり、且つ、上記吸引ポンプによる負圧が10[kPa]以上であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4, wherein:
The lift between the toner container and the transport destination and the total length of the suction pipe are both 1 [m] or less, and the negative pressure by the suction pump is 10 [kPa] or more. Image forming apparatus.
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|---|---|---|---|---|
| JP2009216972A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Ricoh Co Ltd | Single shaft eccentric screw suction pump, powder toner transfer device, and image forming apparatus |
-
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- 2005-04-15 JP JP2005117977A patent/JP2005234605A/en active Pending
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