JPS5981663A - 粉末供給装置 - Google Patents

粉末供給装置

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JPS5981663A
JPS5981663A JP58179050A JP17905083A JPS5981663A JP S5981663 A JPS5981663 A JP S5981663A JP 58179050 A JP58179050 A JP 58179050A JP 17905083 A JP17905083 A JP 17905083A JP S5981663 A JPS5981663 A JP S5981663A
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Deii Aachibarudo Rojiyaa
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機で使用するトナー等の粉末供給装置に関
する。
従来から写真複写機で使用するトナー等の乾燥粉末の供
給を簡単にするために数多(の方法が考案されて来たが
、いずれの方法でも粉末が固まりやすくトナーを均一に
供給することができないという問題があった。これに対
する)す¥決法は、トナーをかく拌して固まりをくだき
、トナー粉末を微粒子状態に保ち、トナー粉末が傾斜面
を流体のように流れ落ちるようにすることである。この
ようにか(拌した粉末の供給を容易にするため、じょう
ご形の振動容器を使用する方法がある(米国特許第3,
134,849号および米国特許第2,910,964
号参照)。−側面が斜面その反対側面が垂直面で形成さ
れたじょうご形容器が米国特許第4,069.791号
に示されている。しかし、このじょうご形容器では、粉
末が供給されるとき、かく拌された粉末が垂直側面を不
規則に落下するという間屯がある。
前記の3つの米国特許に示された装置は、トナー容器を
撮動するために、筒形コイル(ソレノイド)等の比較的
低周波(6011z)の振動機を使用している。トナー
供給容器を駆動するためにも・つと高い周波数を利用す
れば、もつとflllかい粉末を作り出すことができ、
その場合の効果は米国特許第4,298,168号に開
示されている。このように、供給容器からの粉末の流れ
や傾斜面を下る粉末の流れは供給容器の振動周波数や傾
斜度に大きく左右される。トナー粉末の正確な物理的特
性によって決まる約波数以下では、粉末を固まらせずに
トナーを流体のように保つことは非常にむづかしく・。
しかしまた、ある周波19.以上では、トナーがほこり
を生ずるほどかく拌されるため、トナーはやはり流体の
ように振舞わなくなる。このように、どんなトナー供給
装置にも、′トナーを流体のように振舞わせる振動数範
囲がある。
また、単にトナー粉末を流体として振舞わせるだけでな
く、トナーを比較的一定の流速で供給することも望まし
い。さらに、機械的な撮動が隣接するメカニズムに伝達
しないよう、振動型供給容器をばねで取付けることも望
ましい。しかしながら、より細かい粉末を作り且・つほ
こりを生じない程度の6011z 以上の高い周波数で
ばね取付は供給容器を駆動すると、トナーが供給されて
供給容器が空になるとき、トナーの流速がかなり変動す
る。
本発明は、容器の片側がトナー粉末の静止角度よりも大
きい角度の場合にトナー粉末の不規則な落下を防止する
装置と、トナー粉末供給容器からのトナー粉末の流速を
一定に保つと同時に振動周波数な独立に選択できる装置
とより成る。
粉末の不規則な落下を防止するため(・こ本発明では、
粉末容器に首部とバッフルを使用する。容器が撮動して
いるときトナー粉末の流量が一定に保たれ、しかも、振
動を停止したときトナー粉末の流れを停止するよう、首
部とバッフルの両方を水平面に対して特定の角度に設定
する。
又、粉末の流速を比較的一定に保つように振動周波数を
選択して細かい流体状の粉末を確実に得るようにする。
次に、容器が一杯のとき、供給装置の固有振動数が選択
した撮動周波数に等しいかそれより高くなるよう、振動
取付台のばねの堅さを調節する。こうすれば、容器が空
になり、固有振動数が高くなっても、供給装置の振動の
振幅はさほど増大しない。このように、トナー粉末の流
速は振動振幅の多少の変化にはあまり影響されないので
流速は比較的一定に保たれる。
以下、本発明の実施例を用いて説明する。
第1A図と第1B図は各々本発明の粉末供給装置に使用
する粉末供給容器の正面図、側面図である。容器lは1
枚の傾斜した側壁2.1枚の垂直側壁3そして粉末の不
規則な供給を防止するための垂直側壁3に設けたバッフ
ル4を有する。
振動機が作動していないときトナー粉末が供給されない
よう、側壁2の傾斜角10は粉末の静止角より小さいが
、撮動機が作力しているときは粉末がこの傾斜面を流れ
落ちるほど大きい必要がある。写真複写機で使用する一
般的なトナーの場合、この角度10は15度から40度
の範囲である。
なお、粉末の静止角とは粉末を安定に積み上げることが
できる水SF!−面に対する最大角度である。側壁2に
連続して首部5が設けられているので、側壁3が水平面
となす角度20は静止角より大きくすることができ、振
動機が作動していないときは首部5からトナー粉末は供
給されない。しかし、振動機を作動して庁部5からトナ
ー粉末を供給すると、トナー粉末は強制的に側壁3を滝
のように落下して不規則に供給される。側壁3の底の近
く、首部5の入口にバッフル4を設けているので、この
不規則な流れは大幅に減らすことができる。それは、バ
ッフル4が実質的に首部5を延長すると共K、首部5の
大きさを制限したり容器1の総内容積を減らしたりする
ことなく、2枚の傾斜側面を有する局部的な円錐を形成
しているからであも角度10を選択したのと同じ理由に
より、バッフル4が側壁3と交差する上部角30は角度
10と同一角度範囲内に設定される。
トナー容器1はばねで保持されており、モータで駆動さ
れる偏心手段またはそれと同等の他の手段(図示せず)
によって撮動が与えられ、トナーはかく拌される。トナ
ー容器lは偏心用1助ばね質量系として設計することが
でき、容器1はそのばね取付台−ヒで自由に移動するこ
とができる。このような被駆動系は第2図で表わされる
。その動作−解析の詳細は一定の質量系に関してマグロ
−ヒル社より1975年に発行されたBlernent
s ofVibration Analysis ’ 
(振動分析の要素)という文献のPP、39−48. 
 に記載されている。第2図において、Mは容器1およ
びトナーの質量、mは偏心振動機6の質量、「は偏心振
動機6の偏心距離、ωは駆動周波数、ω。は供給装置の
固有振動数、Xは容器1およびトナーの質量へ・1の応
答振幅である。又、7,8は容器1を支えるばねである
。この系の応答比(無次元)は M人=(−!!!−)21H(0月       (1
)In r      ωn である。上式において 倍率因子(magn+fication factor
 )はであり、上式においてξは力学系の減衰比である
しかし、前記文献に説明された分析は減衰比が変化する
一定の質階系について展開されたものである。これに対
して、減衰比(damping ratio )が一定
、例えば0.3で周波数を除(その他のすべてのパラメ
ータが一定に保たれるとすると、応答は質量Mに逆比例
する。従って、応答Qま第3図(こ示されているように
、減衰比が()、3の場合(こ、シト;答比の幾つかの
倍率(lX−6x ) +c−フ(・てソ゛ロットする
ことができる。
第3図から以下のことが理解される。まず、−・定の形
式の容器の場合、振動の糸幅(ま詰ま0を防止するほど
大きくなければならな(・。容器/l”−−4’4にな
ときは、トナーを望ましい流体のような状態しζ保つた
めに、容器がからなときより大きなエネルギーが必要で
ある。さらに、トナーがひとたび流れ始めると、その流
速は振動振幅の多少σ)変1ヒQこよっては影響されな
い。しかし、振幅カー大きく変化すると、流速は増大す
る。このように第31g+を検討することによって、よ
り細かな粉末を作り出すために駆動周波数を高くしてい
った場付、トナーが供給されるときなぜトナー流速が変
化する(1)かを理解することができる。
トナーが供給容器から流出するにつれて容器σ〕質量は
減少し、その結果、容器の固有振動数h″−ヒ昇る。駆
動周波数を高めて容器の固有振動数を越えるようにする
と、トナーが供給装置から排出されるので、第3図に曲
線lOで示されているように振動振幅が大幅に増大する
。これによってトナーの流速が増加する。これは、駆動
周波数が容器の固有振動数より高いときは常に当てはま
る。
トナーが供給されるとき、トナーを流体状態に保つため
に駆動周波数を一ヒげることによって前記のように流速
が増大するという問題を解決する方法は、第3図に曲線
20で示されているように、供給容器が一杯のとき供給
容器の固有振動数を振動機の周波数より高(することで
ある。第3図の応答曲線はω/ωn<1 のとき急速に
減少するので、質JiMが減少するにつれて応答振幅が
増大する現象はかなり減らすことができる。
このように、本発明に従って駆動周波数と供給容器の固
有周波数を選択することによって、粉末を流体状に保つ
ための最適な駆動周波数と、トナーのほぼ一定の流速の
双方を同時に維持することができる。
これまで説明した装置の作動は、トナーを数分間または
数時間にわたって均一に供給することが望ましい写真複
写機用の振動型トナー供給装置について述べて来た。例
えばそのような供給装置においては、振動を受けるトナ
ーの質量は供給装置が一杯のとき0.61f、からのと
きI)、 I KFである。
これは質量が6分の1になることを意味し、第3図では
供給装置が一杯のときの曲線rXから、供給装置がから
のときの曲線6Xに移ることを意味する。最適な駆動周
波数は、供給装置i /J・一杯のときトナー粒子が々
41かく分かれていて固まりが存在しないように決定す
る。その場合の一例として、最適駆動周波数は大体95
ト1zであった。これは従来の大部分の装置で使用され
て来た6Qt−(zの振動数よりかなり高い。次に、供
給容器が一杯のとき、供給装置のインパルス応答の測定
等の方法で供給装置の固有振動数を測定する。前述した
典型的な構造において、振動城付台の初期固有振動数は
供給容器が一杯のときとからのときにそれぞれ70Hz
および100Hzと測定された。この典型的な構造の応
答比は第3図に曲線IOで示され、トナーの流速はすで
に説明したように粉末が供給されるにつれて増大する。
ここで供給装置が一杯なとき固有1辰動数が駆動周波数
(本例では95Hz)に達するか越えるまで振動型取付
台を堅(することができる。すると応答比は第3図の曲
線20をたどり、トナーの排出速度はほぼ一定となる。
トナー供給装置かからになるとき、応答比をさらに一定
にし、流速をより均一にするよう、第3図に曲線30で
示されているように供給装置の固有)辰動数をさらに調
節することができる。しかし、固有振動数を駆動周波数
から遠ざけるように調節するにつれて、振動機と供給装
置の間のエネルギ伝達効率は低下する。従って、粉末を
流体状態に保つために駆動振幅rを太き(する必要が生
ずる。
実際には、適当なエネルギ伝達の場合、容器が一杯なと
き駆動周波数ωを固有振動数00,7ないし1.0倍に
保つ必要がある(o、7ωn〈ω〈1.Oωn兎
【図面の簡単な説明】
第1A図、第1B図は各々、本発明の粉末供給装置に使
用する容器の正面図、側面図。 第2図、第3図は本発明の粉末供給装置の説明図。 1:容器 2.3:側壁 4:バッフル 5:首部 出MA人 横河・ヒユーVノド・バソカード株式会社代
坤人 弁理士  長 谷 川  次  男015

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内部に粉末を収納するための容器と、前記容器を振動さ
    せるための振動手段とから成り、前記容器は水平面に対
    して前記振動手段が駆動状態、非駆動状態のとき各々前
    記粉氷を非静止状態、静止状態に保つような角度の第1
    側壁と、水平面に対して静止角以上の角度の第2側壁と
    、前記第1、る粉末供給装置。
JP58179050A 1982-09-27 1983-09-27 粉末供給装置 Granted JPS5981663A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US423892 1982-09-27
US06/423,892 US4583660A (en) 1982-09-27 1982-09-27 Vibratory toner dispensing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5981663A true JPS5981663A (ja) 1984-05-11
JPH049305B2 JPH049305B2 (ja) 1992-02-19

Family

ID=23680595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58179050A Granted JPS5981663A (ja) 1982-09-27 1983-09-27 粉末供給装置

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