JP4479693B2 - 粉体供給器、粉体供給器の製造方法、及び粉体供給器の再生方法 - Google Patents

粉体供給器、粉体供給器の製造方法、及び粉体供給器の再生方法 Download PDF

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Description

本発明は、粉体を貯留した容器内において、アジテータ等の回転部材の回転により粉体の攪拌を行うとともに、粉体供給口へ粉体を搬送する粉体供給器と、粉体供給器の製造方法、及び粉体供給器の再生方法に関する。
従来、感光体ドラムと、内部にトナーを収容する収容部を有し、前方に設けられた送出口からトナーを送出して感光体ドラムへ供給する現像装置(粉体供給器)と、帯電装置と、用紙へのトナーの転写装置と、クリーニング装置と、用紙への定着を行う定着装置とを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置が広く利用されている。
感光体ドラム、現像装置、帯電装置、及びクリーニング装置は、一体化され、プロセスカートリッジとして交換可能に設けられている。
プロセスカートリッジでは、収容部においてトナーを攪拌すると共に、送出口へトナーを搬送するトナー攪拌手段及びトナー搬送手段を一体化させた、攪拌搬送手段としてのアジテータが備えられている。
ここで、アジテータの第1例として、回転駆動軸に取り付けられた攪拌部材と、攪拌部材の一端に取り付けられる搬送シートとを有し、搬送シートに薄板状の金属部材を用いて湾曲変形に対する弾性復元力を上げて、トナー搬送力の低下を防止するアジテータが開示されている。(特許文献1参照)
しかしながら、特許文献1のアジテータにおいては、フィルムシートのように保管時に曲げ癖がつかないので有利であるが、搬送シートに金属部材を用いたので、通常のフィルムシートに比べて高コストとなる。また、金属部材であるため、製造時に折り目等がつきやすく、トナー搬送が不均一となる問題があった。
アジテータの第2例として、回転部材と、トナー攪拌搬送用のシート部材とを設け、使用前にそれらを別体としておき、使用開始時に回転部材が回転すると、シート部材に結合して一体となって回転するアジテータが開示されている。(特許文献2参照)
しかしながら、特許文献2のアジテータにおいては、回転部材とシート部材の連結部には遊びがあるため、シート部材がトナー搬送方向に対して逃げる角度方向に動いてしまい、十分なトナー搬送性を確保できなかったり、トナー残量が多くなる問題があった。
アジテータの第3例として、攪拌部材の回転半径よりも大きくトナー補給槽の内壁を摺動する程度に長く設定されている搬送シートの先端部に、摩擦抵抗の小さい摺動性部材を設けたアジテータが開示されている。(特許文献3参照)
しかしながら、特許文献3のアジテータにおいては、摺動性部材を、先端が折れ曲がった部分に貼り付けなければならず、組立精度が必要で組立性が悪く、製造コストが高くなる問題があった。また、摺動性部材の貼り付け不良があると、トナーの搬送不良が発生する問題があった。
特開2004−198800 特開2004−264674 特開2001−350335
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、シート状搬送部材を用いた粉体供給器において、使用開始前に、シート状搬送部材に曲げ癖がつくのを防ぎ、粉体搬送力の低下を防止できる粉体供給器、粉体供給器の製造方法、及び粉体供給器の再生方法を得ることを目的とする。
本発明の請求項1に係る粉体供給器は、粉体を収容するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、前記回転部材に固定され、当該固定された部位とは異なる部位であって前記回転部材の軸方向に対して斜めに切込が形成された自由端側が前記回転部材の回転により前記回転部材の軸方向に前記粉体を搬送する可撓性のシート状搬送部材と、前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁の幅が側壁の高さよりも長い扁平な略矩形状であって前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備え、未使用時に前記ハウジングの天壁及び側壁から隔てられた何れかの隅部に向けて、前記シート状搬送部材の自由端を位置させた保持状態となっていることを特徴とする。
上記構成によれば、ハウジングの形状が、底壁の幅が側壁の高さよりも長い扁平な略矩形状となっている。ここで、ハウジングの何れかの隅部に向けてシート状搬送部材の自由端を位置させると、回転部材からハウジングの隅部までの距離を、回転部材からハウジングの天壁又は底壁までの距離よりも十分長くとることができるため、自由端とハウジング底壁又は側壁等との接触面積が低減され、シート状搬送部材の湾曲を小さくすることができる。従って、粉体供給器の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時からシート状搬送部材の粉体搬送力を安定させることができる。
本発明の請求項に係る粉体供給器は、前記回転部材及び前記シート状搬送部材を複数設け、前記複数の回転部材を、位相を合わせて回転させることを特徴とする。
上記構成によれば、ハウジング内に複数の回転部材及びシート状搬送部材が設けられているので、ハウジングが扁平形状であっても、粉体供給口への粉体の搬送が安定し、小型化と大容量の両立が可能になる。また、複数のシート状搬送部材の位相を合わせているので、粉体搬送力が一定となる。
本発明の請求項に係る粉体供給器は、前記ハウジングに粉体を充填する粉体充填口を設け、粉体充填時に、前記シート状搬送部材の自由端が、前記粉体充填口を塞がない位置に保持されていることを特徴とする。
上記構成によれば、粉体充填時に、シート状搬送部材が、粉体充填口を塞がない位置に保持されているので、ハウジングへの粉体充填時に、シート状搬送部材が粉体の充填を妨げることがなく、効率よくスムーズに粉体を充填でき、短時間で粉体をハウジングに充填できる。
本発明の請求項に係る粉体供給器は、前記ハウジングに粉体を充填するための粉体充填口を、前記回転部材の両側に複数箇所設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、粉体充填口が前記回転部材の両側に複数箇所あるので、ハウジングへの粉体充填時に、シート状搬送部材に邪魔されずに粉体が入り込む。また、シート状搬送部材は粉体により両側から押圧されるので、片側に極端に湾曲することがなく、粉体充填後もシート状搬送部材の形状を維持できる。さらに、シート状搬送部材の形状が維持されるので、粉体搬送力が低下することなく、安定した画像濃度制御が可能となる。
本発明の請求項に係る粉体供給器の製造方法は、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の粉体供給器の前記シート状搬送部材の保持状態において粉体を充填し、組み立てることを特徴とする。
上記方法によれば、小型、扁平構成の粉体供給器においても粉体の充填効率が良くなるので、粉体供給器の生産性が向上する、また、輸送時、保管時でシート状搬送部材の曲げ癖を低減できるので、安定した粉体搬送を実現できる。
本発明の請求項に係る粉体供給器の製造方法は、請求項に記載の粉体供給器を用いて、粉体充填時に、複数の前記粉体充填口の少なくとも2箇所から粉体を同時に充填することを特徴とする。
上記方法によれば、複数箇所の粉体充填口から同時に粉体を充填できるので、短時間に粉体を充填できる。また、ハウジングへの粉体充填時に、同時に搬送部材の両側から粉体が入り込み、搬送部材は粉体により両側から押圧されるので、片側に極端に湾曲することがなく、粉体充填後も搬送部材の形状を維持できる。さらに、搬送部材の形状が維持されるので、粉体搬送力が低下することなく、安定した画像濃度制御が可能となる。
本発明の請求項に係る粉体供給器の再生方法は、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の粉体供給器の再生時において、前記シート状搬送部材の自由端側を、使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲させた後に粉体を充填することを特徴とする。
上記方法によれば、再生前のシート状搬送部材は、粉体の重みで湾曲して搬送力が低下しているが、シート状搬送部材の自由端側を使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲させることにより、搬送部材のへたりを矯正し、再生させることができるので、新品時と同様の粉体搬送力を得ることができる。その結果、再生した粉体供給器においても、新品時と同様の粉体搬送性が確保され、安定した画像濃度が得られる。
本発明は上記構成としたので、粉体供給器の使用開始前に、シート状搬送部材に曲げ癖がつくのを防ぎ、粉体搬送力の低下を防止できる
本発明の粉体供給器、粉体供給器の製造方法、及び粉体供給器の再生方法の第1実施形態を図面に基づき説明する。
図1には、本発明の粉体供給器としての現像装置10A、10B、10C、10Dを搭載したプリンタ110が示されている。
プリンタ110には、4色のトナー(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))によるフルカラー画像形成を行うプロセスカートリッジ120が、各色に対応して上下方向に4つ配列されている。
各トナーY、M、C、Kは、特に製造方法により限定されるものではなく、各種のトナーが使用可能である。
例えば、トナーの製造方法としては、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用できる。
また、上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。トナー母材は、結着樹脂と着色剤、離型剤とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。
平均粒径は2〜12μmのトナー、好ましくは3〜9μmのトナー母材を用いることができる。トナーの平均形状係数(ML2/A)が115〜140のものを用いることにより高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。
平均形状係数(ML2/A)は、下記式で計算された値を意味し、真球の場合、ML2/A=100となる。ML2/A=(最大長)2×π×100/(面積×4)である。 平均形状係数を求める為の具体的な手法として、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEXIII、ニレコ社製)に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について上記式のML2/Aの値を求める。
使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。
さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげることができる。
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
また、トナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。
湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナーおよび磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
本発明に用いるトナーは、上記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサーあるいはVブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
本発明に用いるトナーに添加される滑性粒子としては、グラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪族アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用でき、これらを単独で使用するか、あるいは併用しても良い。但し、平均粒径としては0.1〜10μmの範囲で、上記化学構造のものを粉砕して、粒径をそろえてもよい。トナーへの添加量は好ましくは0.05〜2.0重量%、より好ましくは0.1〜1.5重量%の範囲である。
本発明に用いるトナーには、電子写真感光体表面の付着物、劣化物除去の目的等で、無機微粒子、有機微粒子、該有機微粒子に無機微粒子を付着させた複合微粒子などを加えることができるが、研磨性に優れる無機微粒子が特に好ましい。
無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。
上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。
また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理することも好ましく使用される。
有機微粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。
粒子径としては、小さすぎると研磨能力に欠け、また、大きすぎると電子写真感光体表面に傷を発生しやすくなるため、平均粒子径で5nm〜1000nm、好ましくは5nm〜800nm、より好ましくは5nm〜700nmでのものが使用される。また、滑性粒子の添加量との和が0.6重量%以上であることが好ましい。
トナーに添加されるその他の無機酸化物としては粉体流動性、帯電制御等の為、1次粒径が40nm以下の小径無機酸化物を用い、更に付着力低減や帯電制御の為、それより大径の無機酸化物を添加することが好ましい。
これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用できるが、精密な帯電制御を行う為にはシリカと酸化チタンを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなる。
また、電子写真用カラートナーはキャリアと混合して使用されるが、キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉またはそれ等の表面に樹脂コーテイングを施したものが使用される。また、キャリアとの混合割合は、適宜設定することができる。
ここで、プロセスカートリッジ120は、感光体ドラム116と、感光体ドラム116の周囲に配設された帯電ロール118、イレーズランプ122、及び感光体ドラム116に作像される静電潜像に対して、各色のトナーの現像を行う現像装置10(10A、10B、10C、10D)などで構成されている。
一方、プリンタ110の下部には、用紙Pが収納された給紙カセット124が設けられている。給紙カセット124の近傍には、用紙Pを所定のタイミングで送り出すピックアップロール126が設けられている。
ピックアップロール126によって給紙カセット124から送り出された用紙Pは、搬送ロール128及びレジストレーションロール130を介して、用紙搬送路132へ送り込まれ、プロセスカートリッジ120に用紙Pを搬送する搬送装置144へ搬送されるようになっている。
プロセスカートリッジ120は、用紙搬送路132の上流側から前述のY、M、C、Kの色の順に配設されており、プロセスカートリッジ120の図中左側には、プロセスカートリッジ120に走査光を照射する露光装置134が配設されている。
露光装置134は、筐体136内に図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー138、結像レンズ140及びミラー142が配設されており、半導体レーザからの光は、ポリゴンミラー138で偏向走査され、結像レンズ140とミラー142を介して感光体ドラム116に照射される。これにより、感光体ドラム116に、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。
露光装置134に隣接する位置には画像データ処理ユニット166が、また、露光装置134の下部には露光装置134、プロセスカートリッジ120、定着装置156等の動作制御を行う制御回路168が設けられている。
また、プリンタ110の図中右側(感光体ドラム116と対向する位置)には、前述の搬送装置144が配設されている。搬送装置144は、プリンタ110の側壁110Aに沿って設けられた一対の張架ロール146、148と、この張架ロール146、148に巻き掛けられた搬送ベルト150とで構成されている。張架ロール148は、図示しないモータによって回転され、搬送ベルト150が移動するようになっている。
張架ロール146の近傍には、吸着ロール154が配設されており、この吸着ロール154に電圧が印加されることによって、搬送ベルト150に用紙Pが静電的に吸着されるようになっている。
また、搬送ベルト150の裏面の、各色の感光体ドラム116に対向する位置には、それぞれ転写ロール152が配設されている。この転写ロール152によって、感光体ドラム116上のトナー像が、搬送ベルト150によって搬送される用紙Pに転写され、定着装置156で定着される。そして、トナー像が定着された用紙Pは、排出ロール158によって排出トレイ160へ排出される。
次に、本発明の第1実施形態に係る現像装置10について説明する。
本発明の第1実施形態における現像装置10は、二成分現像方式を採用したものである。
図2には、本発明の粉体供給器としての現像装置10が示されている。図2aは、現像装置10の未使用時の状態が示されており、図2bは、現像装置10の使用時の状態が示されている。
現像装置10は、感光体ドラム116(図1参照)と対向する位置に配置され、且つ感光体ドラム116上の静電潜像をトナー及びキャリアからなる現像剤Gで可視像化する現像ユニット12と、この現像ユニット12に対してトナーTを供給するトナー補給ユニット14とを横方向に一体化した構成とされている。
現像ユニット12は、樹脂製の筐体であるハウジング16を有している。ハウジング16は感光体ドラム116の下方側に設けられており、感光体ドラム116側に向かって開口した開口部18が形成されている。ハウジング16の形状は、底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状となっている。
また、このハウジング16内には現像剤収容室20が形成されており、この現像剤収容室20内には、トナー及びキャリアからなる現像剤Gが収容されている。
さらに、ハウジング16内には、ハウジング16の開口部18から一部が露出するようにして現像ロール22が配設されており、ハウジング16の周壁に回転可能に軸支されている。現像ロール22の端部には、図示しないギアが固定されており、図示しないモータからの回転力がギアへ伝達され、ギアを介して現像ロール22がY方向に回転可能となっている。
現像ロール22は、現像剤G中に含まれたキャリアを磁力で吸着し、表面に現像剤Gの磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを感光体と対向する現像領域へ搬送する。そして、感光体上に形成された静電潜像が、現像ロール22の表面に形成されたキャリアとトナーとからなる現像剤Gの磁気ブラシによって顕像化されるようになっている。
現像ロール22の下方には、現像ロール22の軸方向に沿って第1攪拌搬送オーガ24及び第2攪拌搬送オーガ26が配設されている。第1攪拌搬送オーガ24及び第2攪拌搬送オーガ26は、それぞれ図示しない回転軸を備えており、ハウジング16の周壁に回転可能に軸支されている。
第1攪拌搬送オーガ24と第2攪拌搬送オーガ26の間には、第1仕切壁28が形成されており、この第1仕切壁28によって現像剤収容室20内は、第1攪拌搬送オーガ24が配設された第1攪拌路30と、第2攪拌搬送オーガ26が配設された第2攪拌路32とに二分されている。
また、第1仕切壁28の長手方向の両端部には、図示しない連通口が形成されており、この連通口によって第1攪拌路30と第2攪拌路32とが連通している。これにより、現像剤収容室20内の現像剤Gは、第1攪拌搬送オーガ24及び第2攪拌搬送オーガ26の回転によって、それぞれ第1攪拌路30及び第2攪拌路32内を攪拌されながら搬送されて、第1攪拌路30と第2攪拌路32との間を現像剤Gが循環するようになっている。
一方、現像ユニット12に隣接したトナー補給ユニット14には、トナーTが収容されるトナー収容室34が設けられている。トナー収容室34には、現像ロール22の軸方向に沿って第1アジテータ36が設けられている。
一方、トナー収容室34と現像剤収容室20との間には、トナー収容室の側壁としての第2仕切壁38と、湾曲壁40と、第3仕切壁42とが設けられている。
第2仕切壁38の下部からは、湾曲壁40がトナー収容室34側へ延び、また、第3仕切壁42が現像剤収容室20側へ延びることで、ハウジング16の底部に、トンネル状のディスペンス室44を形成している。ディスペンス室44内には、長手方向に沿ってトナーの攪拌搬送を行うディスペンスオーガ46が設けられている。
第2仕切壁38の下部であり、且つ湾曲壁40の長手方向の一方の端部近傍には、トナー収容室34とディスペンス室44とを連通するようにしてトナー供給口48が形成されている。これにより、トナー収容室34内に収容されたトナーTは、第1アジテータ36によって攪拌されながらトナー収容室34内を軸方向に搬送され、トナー供給口48からディスペンス室44へ送り込まれるようになっている。
一方、第3仕切壁42の長手方向の他方の端部近傍には、ディスペンス室44と現像剤収容室20とを連通するようにして開口部50が形成されており、これにより、ディスペンス室44内のトナーTは、ディスペンスオーガ46によって攪拌されながらディスペンス室44内を搬送され、開口部50から現像剤収容室20へ送り込まれるようになっている。
また、開口部50は、下端部が現像剤収容室20に収容されている現像剤Gの表面位置よりも下方に位置するようにして形成されている。これにより、開口部50の少なくとも一部が、現像剤収容室20に収容された現像剤Gに埋もれた状態となっており、ディスペンス室44から現像剤収容室20へ送り込まれたトナーTが現像剤Gの中に潜り込み、現像剤収容室20に収容された現像剤Gと混合しやすくなっている。
第1アジテータ36は、円筒状の第1回転軸52、四角柱状の第1回転部材54、及び第1攪拌搬送フィルム56を備え、トナー補給ユニット14の周壁に回転可能に軸支されている。
第1アジテータ36の第1回転部材54には、PET等の可撓性の樹脂フィルムからなる第1攪拌搬送フィルム56が、第1回転部材54の軸方向に亘って接着により貼付けられ固定されている。
ここで、トナー供給口48は、前述のように第2仕切壁38である側壁に設けられているため、第1アジテータ36及び図示しない他のアジテータは、トナー供給口48に向けて、水平方向に並んで配置されるようになっている。
図2aに示すように、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56A(自由端側)は、現像装置10の使用時の第1アジテータ36の先端部56Aの湾曲方向(図2b参照)と反対方向に湾曲され、ハウジング16の内壁と接することで保持されている。
先端部56Aの保持については、現像装置10の製造時のトナーTの充填前に図2aの状態で保持させたり、あるいは、現像装置10のトナー充填後に、第1アジテータ36を使用時とは反対方向(矢印Xの反対方向)に1回転以内で回転させて、先端部56Aを使用時とは反対方向に保持させることにより行われる。
ハウジング16における第1回転軸52を支持する側壁には、図示しないトナー充填口が設けられており、トナー充填口は、トナーTの充填時以外は、図示しないゴムキャップで封止されている。
トナーTの充填時には、現像装置10が垂直方向に立てかけられ、ゴムキャップがはずされ、トナーTをトナー充填口から注入するようになっている。
なお、トナーTの充填後は、現像装置10は水平方向に配置してから使用するようになっている。
ここで、図3aに示すように、第1攪拌搬送フィルム56には第1切込60、第2切込62、第3切込64が形成されている。
第1切込60及び第2切込62は、第1回転部材54の軸方向と略45°の角度をなし、且つ両方の端部からトナー供給口48に向かう方向に複数設けられている。第1切込60の長さは、第2切込62の長さよりも長くなっている。また、本実施形態においては、一対の第1切込60の間に、3つの第2切込62が設けられている。
第3切込64は、幅方向長さW2を有するトナー供給口48と対向する位置に、幅方向長さW3の間隔をおいて一対設けられており、第3切込64の切り込み方向は、第1回転部材54の回転半径方向とされている。
また、ハウジング16における第1回転軸52の軸方向の長さはW1である。 ここで、W3は、W2の半分以上の長さとなっており、W2は、W1の半分以下の長さとなっている。
本実施形態においては、幅方向の長さはW1>W2>W3となるように設けられている。
図2に示すように、第1回転軸52の端部には、図示しないギヤが固定されており、図示しないモータからの回転力がギヤへ伝達され、ギヤを介して第1回転部材54が回転すると、第1攪拌搬送フィルム56が回転し、トナー収容室34内のトナーTが攪拌搬送されながらトナー供給口48へ供給されるようになっている。
ここで、前述のW1、W2の長さについて説明する。
表1は、図3aにおけるハウジングの長さW1に対して、トナー供給口48の開口幅W2を変化させたときの、トナーTの搬送ムラの評価を行った結果である。トナーTの搬送ムラの判定ランクは、トナー供給口48を通って一定時間内に開口部50に供給されるトナー量の変動、及び目視での搬送状態により定義した。
Figure 0004479693
表1に示すように、ハウジング16の長さW1に対するトナー供給口48の開口幅W2の比率が0.6以上となると、トナーTの搬送ムラが大きくなることが分かる。
トナーTの搬送ムラが大きいと、現像剤収容室20側に排出されるトナーTの排出量の変動が大きくなって、画像形成時の画像濃度ばらつきが大きくなってしまう。
また、開口幅W2が広いと、一旦トナー供給口内に取り込まれたトナーも、トナー供給口内を搬送中に再びトナー収容室34側にはみ出されてしまったりしやすい。
従って、ハウジング16の長さW1に対するトナー供給口48の開口幅W2の比率は、0.5以下であることが好ましい。
但し、トナー供給口48の幅が極端に狭い場合は、トナーTの全体の供給量自体が減ってしまうため、開口幅W2は、最小でも10mmあることが好ましい。
なお、第1アジテータ36については、第1回転部材54に第1攪拌搬送フィルム56を貼り付けたもの以外の形態も使用可能である。
図4aには、アジテータの第2例としてのアジテータ68が示されている。アジテータ68は、円筒状の回転軸70と、回転軸70を中心として対称となる方向(両側)で、且つ回転軸70と直交する方向に突出して形成された複数の支持棒72と、支持棒72の回転軸70とは反対側の端部に設けられた支持板74と、支持板74に一端が固定され、自由端を有する搬送フィルム76とにより構成されている。
また、図4bには、アジテータの第3例としてのアジテータ80が示されている。アジテータ80は、一部がコの字型に曲げられた円筒状の回転軸82と、回転軸82に形成された平坦部82Aと、平坦部82Aに一端が固定され、自由端を有する搬送フィルム84とにより構成されている。
第2例、第3例のアジテータについても、搬送フィルム76、84を、現像装置10(図2参照)の使用時の湾曲方向と反対方向に保持させることができる。
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。
図2aに示すように、現像装置10の未使用時において、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、使用時とは反対方向に湾曲され保持されている。
続いて、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36がX方向に回転すると、第2仕切壁38の近傍、特に第2仕切壁38とハウジング16の内壁とで形成される角部において、先端部56Aの保持状態が開放され、第1攪拌搬送フィルム56は略平坦となる。
さらに、X方向に回転すると今度はトナーTによる負荷がかかり、第1攪拌搬送フィルム56は、X方向と反対側に湾曲し、図2bに示すような使用時と同じ湾曲状態となる。
現像装置10の未使用時に、先端部56Aが使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始から、第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
ここで、図3bに示すように、複数の第1切込56A、56Bにおいて、第1攪拌搬送フィルム56の撓み方に差が出ることにより、軸方向へのトナー搬送力(T1、T2)が生じ、第2切込62においても同様に、軸方向へのトナー搬送力T1、T2が生じる。
以後、第1攪拌フィルム56の回転力と、弾性復元力により、トナー収容室34内のトナーTは攪拌搬送され、トナー供給口48に供給される。
トナー供給口48から現像剤収容室20に供給されたトナーTは、現像剤Gと混合され、現像ロール126に供給される。
以上説明したように、本発明の第1実施形態においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが、現像装置10の使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲された保持状態となっているので、輸送時及び保管時の未使用時に、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aに使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつかず、弾性復元力を維持できる。
これにより、現像装置10の使用開始時からのトナー搬送力が安定し、トナー供給口48へ十分にトナーを搬送することができ、画像形成時に安定した画像濃度が得られる。
また、トナー供給口48の開口幅W2が、ハウジング16の長さW1の半分以下の長さとなっていて、トナー供給口48内に取り込まれたトナーが、搬送途中で再びトナー収容室34内にはみ出ることがないので、第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力の低下を防止できるとともに、トナー供給口48以降のトナー搬送ムラを抑えることができる。
さらに、ハウジング16の側壁である第2仕切壁38の下部に設けられたトナー供給口48に向けて、トナーを水平方向に搬送及び供給することになり、複数のアジテータを設ける場合は、アジテータを水平方向に並列に配置することになるので、ハウジングの垂直方向の厚みの増加を抑えることができ、小型化、扁平化、大容量化が可能となる。
次に、本発明の粉体供給器の第2実施形態を図面に基づき説明する。
なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部品には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図5a、b、cは、第1実施形態において説明した現像装置10の全体を表す断面図であり、トナー収容室34には、第1アジテータ以外に、第2アジテータ86が設けられている。
第2アジテータ86は、円筒状の第2回転軸88、四角柱状の第2回転部材90、及び第2攪拌搬送フィルム92を備え、トナー補給ユニット14の周壁に回転可能に軸支されている。第2回転部材90には、PET等の可撓性の樹脂フィルムからなる第2攪拌搬送フィルム92が、第2回転部材90の軸方向に亘って接着により貼付けられ固定されている。
ここで、トナー供給口48の近傍に設けられたシート状搬送部材を前方搬送部材とし、トナー供給口48が設けられた側壁である第2仕切壁38とは反対側に位置する側壁の近傍に設けられたシート状搬送部材を後方搬送部材としたとき、第1攪拌搬送フィルム56が前方搬送部材となり、第2攪拌搬送フィルム92が後方搬送部材となる。
図5a、b、cのいずれにおいても、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56A(自由端側)は、第1アジテータ36の回転方向Xと同じ方向に湾曲され、ハウジング16の内壁と接することで保持されている。
一方、図5aにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92A(自由端側)は、第2アジテータ86の回転方向Xと反対方向に湾曲され、ハウジング16の内壁17の底面と接することで保持されている。
また、図5bにおいて、内壁17の上面と側面とで囲まれ、先端部92Aが内壁17に非接触、又は湾曲せずに接触する退避領域91が設けられており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aが、退避領域91内に位置するように保持されている。このとき、攪拌搬送フィルム92の第2回転部材90に固定された部位の向きは、斜め方向(右下から左上に向かう方向)となっており、略矩形形状のハウジング16の底壁又は天壁に直交する方向と異なっている。
さらに、図5cにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、第2アジテータ86の回転方向Xと同じ方向に湾曲され、ハウジング16の内壁17の底面側と接することで保持されている。
なお、複数の回転部材が、所定の回転位置関係を保ちながら回転する状態が同位相の回転状態であり、図5a、b、cいずれも、第1回転部材54と第2回転部材90は同位相で回転するようになっている。
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。
図5aにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、回転方向と同じ方向に湾曲され保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、回転方向と反対方向に湾曲され保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第2仕切壁38の近傍、特に第2仕切壁38とハウジング16の内壁とで形成される角部において、先端部56Aの保持状態が開放され、第1攪拌搬送フィルム56は略平坦となる。
このとき、第2攪拌搬送フィルム92の湾曲状態は変化しない。
さらに、X方向に回転すると、今度はトナーTの負荷により、第1攪拌搬送フィルム56は、X方向と反対方向に湾曲する。
このとき、第2攪拌搬送フィルム92の湾曲状態は変化しない。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、先端部56Aが使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時から、第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、トナーに強い負荷を与えることなく、第1アジテータ36側にトナーを攪拌搬送する。
図5bにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、回転方向と同じ方向に湾曲され保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、退避領域91内に保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、内壁17の上面中央部近傍で、第1回転部材54の上面より上方の位置において、先端部56Aの保持状態が開放され、第1攪拌搬送フィルム56は略平坦となる。
このとき、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、内壁17と接触し、回転方向Xと反対方向に湾曲する。
さらに、X方向に回転すると、今度はトナーTの負荷により、第1攪拌搬送フィルム56は、X方向と反対方向に湾曲する。
このとき、第2攪拌搬送フィルム92の湾曲状態は変化しない。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1搬送フィルム56においては、先端部56Aが使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92においては、先端部92Aが退避領域91に位置していたことにより、自由端が、底壁又は天壁と直交するように当接した状態で保持されていないので、例えば略L字形状のような強い曲げ癖がつきにくくなっており、また、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
図5cにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、回転方向と同じ方向に湾曲され保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、回転方向と同じ方向に湾曲され保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56においては、第2仕切壁38の近傍、特に第2仕切壁38とハウジング16の内壁とで形成される角部において、先端部56Aの保持状態が開放される。
一方、第2攪拌搬送フィルム92においては、先端部92Aが内壁17と非接触状態となった時点で、先端部92Aの保持状態が開放される。
さらに、X方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92は、内壁17の上面と接触しX方向と反対側に湾曲する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
先端部56A及び先端部92Aが、使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時から、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92のトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
また、現像装置10の製造方法として、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92を図5a、b、cに示す位置で保持し、図示しないトナー充填口からトナーを充填する工程を設けた場合、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92が保持されているため、例えば、小型、扁平形状の現像装置10を用いても、トナー充填口を塞ぐことなくトナーを充填できる。
また、現像装置10の再生方法として、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92を、使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲させてからトナーを充填する工程を設けた場合、各攪拌搬送フィルムの使用時の湾曲方向の曲げ癖が解消され、新品の攪拌搬送フィルムに交換しなくても、使用初期からトナーの攪拌及び搬送が安定する。
以上説明したように、本発明の第2実施形態においては、ハウジング16内に複数の回転部材(54、90)及び複数のシート状搬送部材(56、92)が設けられているので、ハウジング16が扁平形状であっても、トナー供給口48へのトナーの搬送が安定する。
また、複数のシート状搬送部材(56、92)の位相を合わせているので、トナー搬送力が一定となる。
さらに、図5aの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端56Aを、第1回転部材54の回転方向Xと同じ方向に湾曲させたので、第1攪拌搬送フィルム56には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくく、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができる。
一方、第2攪拌搬送フィルムが第2回転部材90の回転方向Xと反対方向に湾曲され、使用時と同じ曲げ癖がつくので、必要以上の負荷をトナーに与えることがない。
図5bの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端56Aを、第1回転部材54の回転方向Xと同じ方向に湾曲させたので、第1攪拌搬送フィルム56には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくく、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができる。
また、退避領域91に、第2攪拌搬送フィルム92を位置させたことにより、第2攪拌搬送フィルムには、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第2攪拌搬送フィルムのトナー搬送力を安定させることができ、ハウジング16のトナー残量を低減することができる。
図5cの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92を、回転方向Xと同じ方向に湾曲させたことにより、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつかないので、弾性復元力を維持でき、使用開始時からトナー搬送力を安定させることができる。
また、第2攪拌搬送フィルムに、使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつかないことにより、例えば扁平なハウジング16を用いても、トナー搬送力が安定するので、残トナーを減らしてトナーを効率よく使用できる。
さらに、上記の保持状態は、トナー充填後に各回転部材(54、90)を使用時とは反対方向に回転することで容易に設定可能であり、現像装置10の製造工程での対応が容易となる。
また、上記製造方法によれば、小型、扁平形状の現像装置10においてもトナーの充填効率が良くなるので、現像装置10の生産性が向上する、また、輸送時、保管時で各攪拌搬送フィルムの曲げ癖を低減できるので、安定したトナー搬送を実現できる。
さらに、上記再生方法によれば、再生前の各攪拌搬送フィルムは、トナーの重みで湾曲してトナー搬送力が低下しているが、再生時に各攪拌搬送フィルムの自由端側を使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲させることにより、へたりを矯正し、再生させることができるので、新品時と同様のトナー搬送力を得ることができる。
その結果、再生した現像装置においても、新品時と同様のトナー搬送性が確保され、安定した画像濃度が得られる。
次に、本発明の粉体供給器の第3実施形態を図面に基づき説明する。
なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部品には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図6a、b、cには、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92の湾曲状態を変えた現像装置10が示されている。
ここで、前述のように、第1攪拌搬送フィルム56が前方搬送部材であり、第2攪拌搬送フィルム92が後方搬送部材である。
図6a、b、cの現像装置10には、内壁17の上面中央部近傍に位置し、第1回転部材54の上面より上方に位置するとともに、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが内壁17に非接触、又は湾曲せずに接触する退避領域93が設けられており、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが、退避領域93内に位置するように保持されている。
一方、図6aにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92A(自由端側)は、第2アジテータ86の回転方向Xと反対方向に湾曲され、ハウジング16の内壁17の側面と接することで保持されている。
また、図6bにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、退避領域91内に位置するように保持されている。
さらに、図6cにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、第2アジテータ86の回転方向Xと同じ方向に湾曲され、ハウジング16の内壁17の天面側と接することで保持されている。
なお、図6a、b、cいずれも、第1回転部材54と第2回転部材90は同位相で回転するようになっている。
次に、本発明の第3実施形態の作用について説明する。
図6aにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、退避領域93内に保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、回転方向Xと反対方向に湾曲され保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、内壁17の底面と接触し、回転方向Xと反対方向に湾曲する。
一方、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、回転方向Xと反対方向に湾曲したまま回転する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56においては、先端部56Aが退避領域93に位置していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、トナーに強い負荷を与えることなく、第1アジテータ36側にトナーを攪拌搬送する。
図6bにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、退避領域93内に保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、退避領域91内に位置するように保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56A及び第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、内壁17の底面又は側面と接触し、回転方向Xと反対方向に湾曲する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92は、先端部56A及び92Aが退避領域93、91に位置していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
図6cにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、退避領域93内に保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、回転方向Xと同じ方向に湾曲され保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、内壁17の底面と接触し、回転方向Xと反対方向に湾曲する。
一方、第2攪拌搬送フィルム92においては、先端部92Aが退避領域91にさしかかった時点で、先端部92Aの保持状態が開放され、回転により先端部92Aが内壁17の上面と接触することにより、回転方向と反対方向に湾曲する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56においては、先端部56Aが退避領域93に位置していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
以上説明したように、本発明の第3実施形態においては、複数のシート状搬送部材(56、92)の位相を合わせているので、トナー搬送力が一定となる。
さらに、図6aの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端56Aを第1回転部材54の上面より上方に設けた退避領域93に位置させたことにより、第1攪拌搬送フィルム56には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92が第2回転部材90の回転方向Xと反対方向に湾曲され、使用時と同じ曲げ癖がつくので、必要以上の負荷をトナーに与えることがない。
図6bの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端56Aを退避領域93に位置させたことにより、第1攪拌搬送フィルム56には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができる。
一方、退避領域91に、第2攪拌搬送フィルム92を位置させたことにより、第2攪拌搬送フィルムには、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第2攪拌搬送フィルムのトナー搬送力を安定させることができ、ハウジング16のトナー残量を低減することができる。
図6cの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端56Aを退避領域93に位置させたことにより、第1攪拌搬送フィルム56には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、回転方向Xと同じ方向に湾曲させたので、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくく、弾性復元力を維持でき、使用開始時からトナー搬送力を安定させることができる。
また、第2実施形態と同様の現像装置10の製造方法、再生方法が利用できる。
次に、本発明の粉体供給器の第4実施形態を図面に基づき説明する。
なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部品には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図7a、bには、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92の湾曲状態を変えた現像装置10が示されている。
ここで、前述のように、第1攪拌搬送フィルム56が前方搬送部材であり、第2攪拌搬送フィルム92が後方搬送部材である。
図7a、bの現像装置10においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが、回転方向Xと反対方向に湾曲され保持されている。
一方、図7aにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、ハウジング16の隅部の退避領域91内に位置するように保持されている。
また、図7bにおいて、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、第2アジテータ86の回転方向Xと同じ方向に湾曲され、ハウジング16の内壁17の底面側と接することで保持されている。
なお、図7a、bいずれも、第1回転部材54と第2回転部材90は同位相で回転するようになっている。
次に、本発明の第4実施形態の作用について説明する。
図7aにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、回転方向Xと反対方向に湾曲され保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、退避領域91内に保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56は、同じ湾曲状態のまま回転し、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、内壁17の側面又は底面と接触し、回転方向Xと反対方向に湾曲する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56は、トナーに強い負荷を与えることなく、トナー供給口48側にトナーを攪拌しながら供給できる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92においては、先端部92Aがハウジング16の隅部の退避領域91に位置していたことにより、第2回転部材90からハウジング16の隅部までの距離が長く、第2攪拌搬送フィルム92の自由端とハウジング16の側壁等との接触面積が低減されており、第2攪拌搬送フィルム92の湾曲が小さくなっている。
また、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、弾性復元力を維持でき、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
図7bにおいて、現像装置10の未使用時には、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、回転方向Xと反対方向に湾曲され保持されており、第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、ハウジング16の内壁17の底面側と接することで回転方向と同じ方向に湾曲され保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56は、同じ湾曲状態のまま回転する。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、先端部92Aが内壁17の底面と非接触状態となった時点で、先端部92Aの保持状態が開放され、回転により先端部92Aが内壁17の上面と接触することにより、回転方向と反対方向に湾曲する。
このように、第1アジテータ36及び第2アジテータ86がX方向に1回転以上回転することにより、第1攪拌搬送フィルム56と第2攪拌搬送フィルム92は、両者とも回転方向Xに対して反対方向に湾曲した状態となり、以後、X方向への回転により、トナーTをトナー供給口48へ供給する。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56は、トナーに強い負荷を与えることなく、トナー供給口48側にトナーを攪拌しながら供給できる。
一方、第2攪拌搬送フィルム92においては、使用時と反対方向に湾曲していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、現像装置10の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
以上説明したように、本発明の第4実施形態においては、複数のシート状搬送部材(56、92)の位相を合わせているので、トナー搬送力が一定となる。
さらに、図7aの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56が回転方向Xと反対方向に湾曲され、使用時と同じ曲げ癖がつくので、必要以上の負荷をトナーに与えることがない。
一方、第2攪拌搬送フィルム92の先端92Aを、ハウジング16の隅部の退避領域91に位置させたことにより、第2攪拌搬送フィルム92には、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくくなるので、弾性復元力を維持でき、使用開始時から第2攪拌搬送フィルム92のトナー搬送力を安定させることができ、残トナーが少なくなる。
さらに、ハウジング16が、底壁の長さが側壁の長さよりも長い扁平な略矩形状となっていることにより、ハウジング16の何れかの隅部に向けて第2攪拌搬送フィルムの自由端を位置させると、第2回転部材90からハウジング16の隅部までの距離を、第2回転部材90からハウジング16の天壁又は底壁までの距離よりも十分長くとることができるため、第2攪拌搬送フィルムの自由端とハウジング16底壁又は側壁等との接触面積が低減され、第2攪拌搬送フィルムの湾曲を小さくすることができる。
図7bの構成においては、第1攪拌搬送フィルム56が回転方向Xと反対方向に湾曲され、使用時と同じ曲げ癖がつくので、必要以上の負荷をトナーに与えることがない。
一方、第2攪拌搬送フィルム92は、回転方向Xと同じ方向に湾曲させたので、現像装置10の使用時と同じ湾曲方向の曲げ癖がつきにくく、弾性復元力を維持でき、使用開始時からトナー搬送力を安定させることができる。
また、第2実施形態と同様の現像装置10の製造方法、再生方法が利用できる。
次に、本発明の粉体供給器の第5実施形態を図面に基づき説明する。
図8aはトナー充填前の現像装置13の状態を示したものである。
現像装置13のハウジング16における回転軸52、88を支持している一方の側面に、トナーを充填するためのトナー充填口100が設けられている。
第1回転軸52の端部には、図示しない駆動ギヤが圧入及びEリング等の固定手段により固定されており、図示しないモータの回転による駆動が駆動ギヤに伝達されることにより、X方向に回転駆動されるようになっている。
一方、第2回転軸88の端部には、ギヤは固定されておらず、第2回転軸88は自由に回転できるようになっている。
第1回転軸52及び第2回転軸88の端部の所定の位置には、第1回転部材86及び第2回転部材54の回転位置が判別できるように、図示しない目印が設けられている。
ここで、第1回転部材54の上面より上方に位置するとともに、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが内壁17に非接触、又は湾曲せずに接触する退避領域93が設けられており、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが、退避領域93内に位置するように保持されている。これにより、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、トナー充填口100を塞がないようになっている。
第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、トナー充填口100を塞がないように内壁17の上面と接している。
次に、本発明の第5実施形態の作用について説明する。
図8aに示すように、まず、現像装置13が垂直方向に立てかけられ、図示しないトナー補給装置により、トナー充填口100からトナー収容室34内へトナーが充填される。トナーが所定量充填された後、トナー補給が終了し、トナー充填口100が図示しないキャップによって封止される。
続いて、図8bに示すように、トナー充填口100の封止後、前述の目印をもとに第2回転軸88が回転され、第1回転部材54と同位相の回転が可能となる位置で保持される。保持された第2回転軸88の端部にはギヤが固定され、第1回転軸52の端部に設けられたギヤ及び他のギヤ列との噛合により、第1回転部材54と第2回転部材88が同位相で回転可能となる。
ギヤの固定後、現像装置10は水平方向に配置される。このとき、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aは、ハウジング16の内壁17の上面に近い位置となっているので、トナーTにより負荷を受ける領域が少なく、第1攪拌搬送フィルム56は、退避領域93内に位置することができ、ほぼ平らに保持される。
続いて、図8cに示すように、図示しない駆動手段により第1回転軸52及び第2回転軸88がX方向に回転すると、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56A及び第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aが、回転方向と反対方向に湾曲し、トナーの攪拌及び搬送が行われ、トナー供給口48にトナーが供給されるようになる。
以上説明したように、本発明の第5実施形態においては、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56Aが、トナーの充填前に、回転部材の上面よりも上方に設けられた退避領域93に位置しているので、トナー充填時に第1攪拌搬送フィルム56へのトナーの負荷が低くなり使用時と同じ湾曲方向に湾曲されにくくなる。
また、第2回転部材90及び第2攪拌搬送フィルム92側を回転させて位相を合わせるので、第1攪拌搬送フィルム56が、ほぼ平坦な状態で使用時まで保持される。
これにより、第1攪拌搬送フィルム56の弾性復元力が維持され、使用開始時から第1攪拌搬送フィルム56のトナー搬送力を安定させることができ、トナー搬送力が低下することなく、安定した画像濃度制御が可能となる。
また、トナー充填時に、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92がトナー充填口100を塞がない位置に保持されることから、トナー収容室34へのトナーの充填が妨げられることがなくなるので、効率よくスムーズにトナーを充填でき、短時間でトナーが充填できる。
次に、本発明の粉体供給器の第6実施形態を図面に基づき説明する。
図9はトナー充填前の現像装置15の状態を示したものである。
現像装置15の第1回転軸52及び第2回転軸88を支持しているハウジング16の一方の側面に、第1回転軸52及び第2回転軸88を挟むように並列してトナー充填口102、104、106が設けられている。
第1回転軸52及び第2回転軸88の端部の所定の位置には、第1回転部材86及び第2回転部材54の回転位置が判別できるように、図示しない目印が設けられている。
ここで、第1攪拌搬送フィルム56の先端部56A及び第2攪拌搬送フィルム92の先端部92Aは、トナー充填口102、104、106を塞がないように配置され保持されている。
次に、本発明の第6実施形態の作用について説明する。
現像装置15が垂直方向に立てかけられ、図示しないトナー充填装置により、トナー充填口102、104、106からトナー収容室34内へ同時にトナーが充填される。このとき、各搬送部材はトナー充填口102、104、106を塞がない位置にあるので、トナーの充填は邪魔されない。
3箇所のトナー充填口102、104、106から同時にトナーを充填するので、トナー充填口が1箇所の場合に比べて、充填にかかる所要時間は1/3で済む。
充填されているトナーは、各搬送部材の両側から回りこみ、各搬送部材を覆うように貯留していくので、各搬送部材が極端に湾曲することがない。
トナーが所定量充填された後、トナー補給が終了し、トナー充填口102、104、106が図示しないキャップによって封止される。
続いて、現像装置15は水平方向に設置され、使用される。
以上説明したように、トナー充填口102、104、106が第1回転部材54及び第2回転部材90の両側に複数箇所あり、複数箇所のトナー充填口から同時にトナーを充填するので、短時間にトナーを充填できる。このとき、第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92に邪魔されずにトナーの充填ができる。
また、トナー充填時に、各搬送部材の両側から同時にトナーが入り込み、各搬送部材はトナーにより両側から押圧されるので、片側に極端に湾曲することがなく、トナー充填後も各搬送部材の形状を維持できる。
さらに、各搬送部材の形状が維持されるので、使用時のトナー搬送力が低下することなく、安定した画像濃度制御が可能となる。
次に、本発明の粉体供給器の第7実施形態を図面に基づき説明する。
図10は図示しない現像ユニットにトナーTを供給するトナーカートリッジ180を示したものである。
トナーカートリッジ180は、円筒形状でトナーTを貯留するハウジング182と、ハウジング182の内部に設けられた螺旋状のアジテータ186と、アジテータ186の外縁部に接着等の固定手段により固定された可撓性の攪拌搬送フィルム188と、トナーTを現像ユニットに供給するためのトナー供給口194とを有している。
螺旋状のアジテータ186は、回転軸184を備えており、ハウジング182の周壁に回転可能に軸支されている。
回転軸184の端部には、図示しないギアが固定されており、図示しないモータからの回転力がギアへ伝達され、ギアを介してアジテータ186が回転するようになっている。
ハウジング182の内壁には、アジテータ186の回転軸184を中心として半径方向に窪んだ退避溝192が設けられており、攪拌搬送フィルム188の自由端側が退避溝192内に位置することにより、ハウジング182の内壁に非接触、又は湾曲せずに接触するようになっている。
攪拌搬送フィルム188は、アジテータ186の回転により自由端側がハウジング182の内壁を摺擦移動可能となっている。
トナー供給口190は、ハウジング182の下方側で、且つトナーTの搬送方向下流側に設けられている。
次に、本発明の第7実施形態の作用について説明する。
トナーカートリッジ180の未使用時には、攪拌搬送フィルム188の先端部は、退避溝192内に保持されている。
ここで、図示しないモータが駆動され、アジテータ186が回転すると、攪拌搬送フィルム188の先端部は、ハウジング182の内壁と接触し、回転方向と反対方向に湾曲する。
このように、アジテータ186が回転することにより、攪拌搬送フィルム188は、回転方向に対して反対方向に湾曲した状態となり、ハウジング182の内壁を摺擦して移動し、トナーTの攪拌及び搬送を行う。これにより、トナーTがトナー供給口194へ供給される。
ここで、攪拌搬送フィルム188は、先端部が退避溝192に位置していたことにより、使用時の湾曲方向の曲げ癖がついていないため、トナーカートリッジ180の使用開始時からトナー搬送力が低下することがなくなり、安定したトナー搬送が行われる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
第1回転部材54及び第2回転部材90は、四角柱形状だけでなく、多角柱状、又は、円柱状のものであってもよい。
第1攪拌搬送フィルム56及び第2攪拌搬送フィルム92は、断面図における各回転部材の右側だけでなく、下側、又は左側に固定してもよい。
第1切込88A及び第2切込88Bの角度は、トナーTの搬送状態に応じて、0度〜90度の間で適宜選択してよい。
また、第1切込60及び第2切込62の角度は、それぞれ異なる角度で設けられてもよい。
トナー充填口100、102、104、106は、図示した位置以外に、トナー収容室34の断面領域において、上下左右にずらして設けてもよい。
本発明の現像装置を搭載したプリンタの断面図である。 本発明の第1実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第1実施形態に係るハウジング及びアジテータの断面図である。 本発明の第1実施形態に係るアジテータの斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第3実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第4実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第5実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第6実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の第7実施形態に係るトナーカートリッジの断面図である。
符号の説明
10 現像装置(粉体供給器)
16 ハウジング(ハウジング)
38 第2仕切壁(側壁)
48 トナー供給口(粉体供給口)
54 第1回転部材(回転部材)
56 第1攪拌搬送フィルム(シート状搬送部材、前方搬送部材)
56A 先端部(自由端側)
90 第2回転部材(回転部材)
91 退避領域(退避領域)
92 第2攪拌搬送フィルム(シート状搬送部材、後方搬送部材)
92A 先端部(自由端側)
93 退避領域(退避領域)
100 トナー充填口(粉体充填口)
102 トナー充填口(粉体充填口)
104 トナー充填口(粉体充填口)
106 トナー充填口(粉体充填口)
180 トナーカートリッジ(粉体供給器)
182 ハウジング(ハウジング)
186 アジテータ(回転部材)
188 攪拌搬送フィルム(シート状搬送部材)
192 退避溝(退避領域)
194 トナー供給口(粉体供給口)
G 現像剤
T トナー(粉体)

Claims (7)

  1. 粉体を収容するハウジングと、
    前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部材と、
    前記回転部材に固定され、当該固定された部位とは異なる部位であって前記回転部材の軸方向に対して斜めに切込が形成された自由端側が前記回転部材の回転により前記回転部材の軸方向に前記粉体を搬送する可撓性のシート状搬送部材と、
    前記ハウジングにおける前記粉体の搬送方向下流側に設けられた粉体供給口とを有し、
    前記ハウジングは、前記回転部材の軸方向から見て、当該ハウジングの底壁の幅が側壁の高さよりも長い扁平な略矩形状であって、前記側壁の下部から前記底壁へ延びる湾曲壁を有すると共に該湾曲壁に前記粉体供給口が形成され、前記底壁及び前記側壁から隔てられた所定位置に前記回転部材を備え、未使用時に、前記ハウジングの天壁及び側壁から隔てられた何れかの隅部に向けて、前記シート状搬送部材の自由端を位置させた保持状態となっていることを特徴とする粉体供給器。
  2. 前記回転部材及び前記シート状搬送部材を複数設け、前記複数の回転部材を、位相を合わせて回転させることを特徴とする請求項1に記載の粉体供給器。
  3. 前記ハウジングに粉体を充填する粉体充填口を設け、粉体充填時に、前記シート状搬送部材の自由端が、前記粉体充填口を塞がない位置に保持されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の粉体供給器。
  4. 前記ハウジングに粉体を充填するための粉体充填口を、前記回転部材の両側に複数箇所設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の粉体供給器。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の粉体供給器の前記シート状搬送部材の保持状態において粉体を充填し、組み立てることを特徴とする粉体供給器の製造方法。
  6. 請求項4に記載の粉体供給器を用いて、粉体充填時に、複数の前記粉体充填口の少なくとも2箇所から粉体を同時に充填することを特徴とする粉体供給器の製造方法。
  7. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の粉体供給器の再生時において、前記シート状搬送部材の自由端側を、使用時の湾曲方向と反対方向に湾曲させた後に粉体を充填することを特徴とする粉体供給器の再生方法。
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