(57)【要約】【課題】現像剤吐出量のバラツキを低減し、現像剤重量修正作業をなくし、シンプルな構成の低コストの現像剤充填装置を提供することにある。【解決手段】画像形成装置で用いられる現像装置においてトナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を充填する現像剤充填装置において、ニードル弁軸１１の開閉により現像剤を吐出する現像剤充填ホッパ１０と、前記現像剤充填ホッパ１０に連結されたシュータパイプ３とを備え、前記ニードル弁軸１１に、前記現像剤充填ホッパ内側に沿って前記シュータパイプ３の出口１５を封止するシュータパイプ封止部材１９を設け、前記ニードル弁軸１１に対して前記シュータパイプ封止部材１９が可動である現像剤充填装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられるトナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を充填する現像剤充填装置において、ニードル弁軸の開閉により現像剤を吐出する現像剤充填ホッパと、前記現像剤充填ホッパに連結されたシュータパイプとを備え、前記ニードル弁軸に、前記現像剤充填ホッパ内側に沿って前記シュータパイプの出口を封止するシュータパイプ封止部材を設け、前記ニードル弁軸に対して前記シュータパイプ封止部材が可動であることを特徴とする現像剤充填装置。
【請求項２】
前記シュータパイプ封止部材の位置を変化し得ることを特徴とする請求項１記載の現像剤充填装置。
【請求項３】
画像形成装置に用いられるトナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を充填する現像剤充填装置において、ニードル弁軸の開閉により現像剤を吐出する現像剤充填ホッパと、前記現像剤充填ホッパに連結されたシュータパイプとを備え、前記ニードル弁軸に、前記現像剤充填ホッパ内側に沿って前記シュータパイプの出口を封止するシュータパイプ封止部材を設け、このシュータパイプ封止部材に対して前記ニードル弁軸が可動であることを特徴とする現像剤充填装置。
【請求項４】
前記シュータパイプ封止部材の位置を変化し得ることを特徴とする請求項３記載の現像剤充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなど電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置に関わる、トナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を封入するケースに吐出させ充填する現像剤充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は充填ホッパの拡大詳細図を含んでいる現像剤を吐出する現像剤充填装置の概略図である。図において、現像剤充填装置は現像剤供給ホッパ１、この現像剤供給ホッパ１を支持するフレーム２、充填ホッパ１０、現像剤供給ホッパ１と現像剤充填ホッパ１０を接続するシュータパイプ３、現像剤充填ホッパ１０から吐出された現像剤を受容する計量カップ４、およびフレーム２を支持するベース５を含んでいる。
現像剤充填ホッパ１０は、内部にニードル弁軸１１、外部にエアシリンダ１２を備え、このエアシリンダ１２にはニードル弁軸１１の開閉用時間タイマ１３が接続されている。
図１０は現像剤封止状態にある図１０の現像剤充填ホッパを示す概略図である。図１１は現像剤吐出状態にある図９の充填ホッパを示す概略図である。図９において現像剤供給ホッパ１に投入された現像剤はシュータパイプ３内を落下通過して、現像剤充填ホッパ１０へ到達する。
図１０に示すように、現像剤充填ホッパ１０では、充填出口（吐出口）１４に充填出口径より大きいニードル弁軸１１を押し付けて封止し、現像剤の落下を止めている。このニードル弁軸１１を上方向に移動させることにより、現像剤充填ホッパ１０内の現像剤は自重落下する（図１１）。ここで、ニードル弁軸１１の開閉時間を制御することにより、吐出量を設定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した現像剤充填装置では、現像剤の吐出重量を計量確認した後、作業者が現像剤を現像剤ケースに注入している。この装置は、シンプルな構成で低コストを目的とした現像剤充填治具である。
ここで、現像剤を連続して吐出すると、現像剤供給ホッパ内の現像剤は、充填ホッパへ落下していくので、中心付近より擂り鉢状に凹んでくる。このとき、現像剤の安息角を超えると、凹んだ周囲の現像剤が、中央部へ落ち込むことになる。このさいに、シュータパイプ内および充填ホッパ内の現像剤の詰まり具合が変化し、吐出量がバラツクことになる。
また、現像剤供給ホッパ内の現像剤残量が減少すると、現像剤の自己自重により詰まり具合が変化する。残量が少なくなると、自己自重による嵩密度が小さくなり、一定時間での吐出量は減少する。現像剤を現像剤供給ホッパに補給すると、自重による嵩密度が増して吐出量が増加し、バラツクことになる。
そこで、図１０および図１１のように、現像剤充填ホッパ１０の充填出口１４を封止するニードル弁軸１１の胴部１１ａに、シュータパイプ３の出口１５を封止するシュータパイプ封止部分１１ｂを設ける。現像剤充填ホッパ１０の上端およびニードル弁軸１１の胴部１１ａにはそれぞれエア抜き穴１６、１７が設けてある。
ニードル弁軸１１が封止位置にあるとき、シュータパイプ封止部分１１ｂはシュータパイプ３の出口１５を封止し、現像剤供給ホッパ１内の現像剤量を一定にするようにして、現像剤吐出量のバラツキの低減を図っている。
ここで、フルカラー対応機の現像剤は、Ｂｋ（ブラック：黒系）、Ｃ（シアン：青系）、Ｍ（マゼンダ：赤系）、Ｙ（イエロー：黄系）の各色分の４種類ある。この４種類は各々の現像剤の流動性が違うため、吐出具合が異なり、吐出重量のバラツキ具合も異なる。
現像剤充填装置では、吐出量を計量器（電子天秤）１８で確認した後、ケースへ注入しているが、上述のようなバラツキが生じると、現像剤重量の修正（余分な場合は除去、不足の場合は剤を追加する）作業が必要となる。
そこで、本発明の目的は、上述の現像剤吐出量のバラツキを低減し、現像剤重量修正作業をなくし、シンプルな構成の低コストの現像剤充填装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、画像形成装置に用いられるトナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を充填する現像剤充填装置において、ニードル弁軸の開閉により現像剤を吐出する充填ホッパと、前記現像剤充填ホッパに連結されたシュータパイプとを備え、前記ニードル弁軸に、前記現像剤充填ホッパ内側に沿って前記シュータパイプの出口を封止するシュータパイプ封止部材を設け、前記ニードル弁軸に対して前記シュータパイプ封止部材が可動である現像剤充填装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記シュータパイプ封止部材の位置を変化し得る請求項１記載の現像剤充填装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、画像形成装置に用いられるトナーおよび磁性粒子からなる２成分現像剤を充填する現像剤充填装置において、ニードル弁軸の開閉により現像剤を吐出する現像剤充填ホッパと、前記現像剤充填ホッパに連結されたシュータパイプとを備え、前記ニードル弁軸に、前記現像剤充填ホッパ内側に沿って前記シュータパイプの出口を封止するシュータパイプ封止部材を設け、このシュータパイプ封止部材に対して前記ニードル弁軸が可動である現像剤充填装置を最も主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記シュータパイプ封止部材の位置を変化し得る請求項３記載の現像剤充填装置を主要な特徴とする
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による現像剤充填装置において第１の実施の形態の現像剤充填ホッパ近傍を現像剤封止状態において示す概略図である。図２は図１の現像剤充填ホッパ近傍を現像剤吐出開始状態で示す概略図である。図３はシュータパイプ封止部材をシュータパイプ出口から完全に開放した状態を示す概略図である。
なお、図９に示した従来装置の全体構成のうち、現像剤供給ホッパ１、フレーム２、計量カップ４、ベース５、エアシリンダ１２、開閉用時間タイマ１３、エア抜き穴１６、電子天秤１８等は、図１乃至図８に示した実施形態には図示されていないが、図９に示した装置の全体構成をそのまま流用して各実施形態を説明する。また、その他の構成要素であって、図９の従来例と本発明の実施形態において対応する構成要素には、同一符号を付して説明する。
図１ないし図３において、充填ホッパ１０は内部にニードル弁軸１１、このニードル弁軸１１が貫通するシュータパイプ３の出口１５を封止するシュータパイプ封止部材１９を備えている。
図には示してないが、現像剤充填ホッパ１０の外部にエアシリンダを備え、このエアシリンダにはニードル弁軸１１の開閉用時間タイマ（制御手段）が接続されている。現像剤充填ホッパ１０の充填出口１４を封止するニードル弁軸１１には胴部を形成するシュータパイプ封止部材１９に係合するフランジ部分２０を備えている。封止部材１９は、弁軸１１を摺動可能に貫通させるとともに、その内部に所定の上下幅を有したフランジ部分２０を収容する空間１９ａを備え、弁軸１１が上下動する際にはこの空間１９ａ内でフランジ部分２０が上下動する。ニードル弁軸１１が封止位置にあるとき、シュータパイプ封止部材１９はシュータパイプ３の出口１５を封止する。
【０００６】
現像剤を吐出するためにニードル弁軸１１が上方向へ移動すると、現像剤充填ホッパ１０内の現像剤の吐出を開始し（図２）、続いてフランジ部分２０によって押し上げられることによりシュータパイプ封止部材１９も一緒に上昇し、シュータパイプ３の出口１５が開口して、現像剤が充填ホッパ１０内に流れ込み、現像剤充填ホッパ１０の充填出口１４から自重落下し吐出される（図３）。
予めタイマ１３により設定された吐出時間になると図示しないエアシリンダ１２が作動して、ニードル弁軸１１は再び下降し、現像剤充填ホッパ１０の充填出口１４を封止するとともに、シュータパイプ封止部材１９も封止する。このとき、現像剤充填ホッパ１０内には、吐出しきらなかった現像剤が残るが、これは、次回のニードル弁開閉で吐出され、図９に示した計量カップ４に収容される。また、吐出重量は、計量手段、例えば、図９に示した電子天秤１８で計量して確認している。
この実施の形態では、ニードル弁軸１１に対して、シュータパイプ封止部材１９を可動としている。空間１９ａ内をフランジ部分２０が上下移動する間だけ弁軸１１は封止部材１９に対して相対移動する。ニードル弁軸１１が上昇を開始すると、ニードル先端から現像剤吐出が開始されるが、シュータパイプ封止部材１９は未だ封止しており、現像剤充填ホッパ１０に現像剤は供給されない。
さらに、ニードル弁軸１１が上昇すると、シュータパイプ封止部材１９が開放され、シュータパイプ３から現像剤充填ホッパ１０へ現像剤が供給され、吐出口１４から吐出される。ニードル弁軸１１に、シュータパイプ封止部材１９が可動に取り付けられている。
ニードル弁軸１１が充填出口１４を封止するさいに、シュータパイプ３の出口１５を封止するようにし、ニードル弁軸１１の上昇開始時には、シュータパイプ３は封止されているようにした。ニードル弁軸１１の昇降は上方端で係合する図示してないエアシリンダ１２によって行われる。
本実施の形態では現像剤充填ホッパ１０近傍のみを示しているので、現像剤充填装置全体の説明は詳細には行わないが、例えば、図９に示した現像剤充填装置の構成は本実施の形態にも適用可能である。しかし、本発明は、図９に示した装置構成に限って適用される訳ではない。
図１ないし図３の実施の形態において、現像剤充填ホッパ１０の出口径：φ２５、ニードル弁軸径：φ３０、現像剤充填ホッパ１０の内径φ８０、シュータパイプ３の径：φ４０、現像剤充填ホッパ１０とシュータパイプ封止部材１９のクリアランスは０．１ｍｍとした。
また、シュータパイプ封止部材１９には、エア抜きの穴２１を設けて、充填ホッパ１０内の現像剤落下に影響しないようにしている。この構成において、流動性の良いＢｋ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）の現像剤吐出を実施した。
【０００７】
図４は本発明による現像剤充填装置の現像剤充填ホッパの第２の実施の形態を示す概略図である。図５は図４の現像剤充填ホッパ近傍をシュータパイプ封止部材が上昇を開始し現像剤を現像剤充填ホッパに吐出開始している状態を示す概略図である。図６はシュータパイプ封止部材をシュータパイプ出口から完全に開放した状態を示す概略図である。
図４ないし図６において、シュータパイプ封止部材１９にニードル弁軸１１が動き得るように取り付けられている。この場合、ニードル弁軸１１が開く前にシュータパイプ封止部材１９を開いて、現像剤充填ホッパ１０内に現像剤の供給を開始する（図５）。さらにシュータパイプ封止部材１９が上昇すると、ニードル弁軸１１が引き上げられて、現像剤が吐出される（図６）。
つまり、この実施形態では、封止部材１９はシャフト１９ｂを介してエアシリンダ１２による上下方向への駆動力を受けて上下動し、弁軸１１はフランジ部分２０を空所１９ａ内に上下動可能且つ抜け落ち不能に支持されている。従って、エアシリンダ１２に作動によって封止部材１９が上昇開始しても、弁軸１１は直ちには上昇せず、フランジ部分２０が空所１９ａの上壁に当接した後で、弁軸１１は上昇を開始する。
この第２の実施の形態において、現像剤充填ホッパ１０の出口１４径：φ２５、ニードル弁軸１１の径：φ３０、現像剤充填ホッパ１０の内径φ８０、シュータパイプ３の径：φ４０、充填ホッパ１０とシュータパイプ封止部材１９のクリアランスは０．１ｍｍとした。また、シュータパイプ封止部材１９には、エア抜きの穴２１を設けて、現像剤充填ホッパ１０内の現像剤落下に影響しないようにしている。
第２の実施の形態の構成を使用して、流動性の悪いＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）の現像剤吐出を実施した。また、シュータパイプ封止部材１９にニードル弁軸１１を動き得るように取り付ける。この場合、ニードル弁軸１１の開閉は、シュータパイプ封止部材１９の昇降により行なわれる。
予めタイマにより設定された吐出時間になると、ニードル弁軸１１は再び下降し、充填ホッパ１０の出口１４を封止するとともに、シュータパイプ３も封止する。このとき、充現像剤填ホッパ１０内には、吐出しきらなかった現像剤が残るが、これは、次回のニードル開閉で吐出される。また、吐出重量は、従来例におけると同様に電子天秤で計量して確認している。
図４ないし図６において、ニードル弁軸１１はフランジ２０でシュータパイプ封止部材１９に係合し、ニードル弁軸１１の昇降はシュータパイプ封止部材１９のシャフト１９ｂが図示してないエアシリンダと係合することによって行われる。
【０００８】
図７は図４の第２の実施の形態のシュータパイプ封止部材の変形例を示す概略図である。図７において、シュータパイプ封止部材１９にニードル弁軸１１の位置を調整する位置決めピン２３を設けている。
これによってニードル弁軸１１の位置を、ニードル弁軸１１の開口ストロークを変えることなく、シュータパイプ封止部材１９を下げて、シュータパイプ３の出口１５を狭くしている。
図８は図４の第２の実施の形態のシュータパイプ封止部材の第２の変形例を示す概略図である。図８の現像剤充填ホッパ１０において、ニードル弁軸１１に、シュータパイプ封止部材１９の位置を調整する調整リング２４を設けて、シュータパイプ封止部材１９の位置を下げて、シュータパイプ３の出口１５の開口部を狭くしている。
ここで、調整リング２４とフランジ部分２０との違いは、フランジ部分２０がニードル弁軸１１に一体化されているのに対して、調整リング２４はニードル面軸１１に対して軸方向位置を調整可能に構成されている点である。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、吐出封止時に、シュータパイプ出口開口部を封止することにより、現像剤供給ホッパ側での現像剤崩れや現像剤補給時の現像剤自重による嵩密度の変化、および、充填ホッパ内の現像剤量も一定に保てるので、嵩密度の変化が少なくなるとともに、流動性の悪い現像剤の場合、吐出開始前に充填ホッパ内に現像剤供給を開始するので、吐出バラツキを防止できるようになり、シンプルな構成の低コストな現像剤充填装置を提供できる。
請求項２によれば、シュータパイプ封止部材の位置を設定できることによって、ニードル弁軸開放時のシュータパイプ出口開口部の広さを設定できるので、フルカラー対応の現像剤は、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｂｋ（ブラック）の４色あり、各現像剤の流動性は異なっていても、現像剤色によってシュータパイプの出口開口部を設定することにより、現像剤色に対応して、吐出バラツキを防止できる。
請求項３によれば、吐出封止時に、シュータパイプ出口開口部を封止することにより、現像剤供給ホッパ側での現像剤崩れや現像剤補給時の現像剤自重による嵩密度の変化、および、充填ホッパ内の現像剤量も一定に保てるので、嵩密度の変化が少なくなるとともに、流動性の良い現像剤の場合、吐出開始してから現像剤充填ホッパ内に現像剤供給を開始するので、現像剤の流れ込み過ぎを防止し、吐出バラツキを防止できるようになり、シンプルな構成の低コストの現像剤充填装置を提供できる。
請求項４によれば、シュータパイプ封止部材の位置を設定できることによって、ニードル弁軸開放時のシュータパイプ出口開口部の広さを設定できるので、現像剤色によってシュータパイプの出口開口部を設定することにより、現像剤色に対応して、吐出バラツキを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像剤充填装置において第１の実施の形態の充填ホッパ近傍を現像剤封止状態において示す概略図である。
【図２】図１の現像剤充填ホッパ近傍を現像剤吐出開始状態で示す概略図である。
【図３】シュータパイプ封止部材をシュータパイプ出口から完全に開放した状態を示す概略図である。
【図４】本発明による現像剤充填装置の現像剤充填ホッパの第２の実施の形態を示す概略図である。
【図５】図４の現像剤充填ホッパ近傍をシュータパイプ封止部材が上昇を開始し現像剤を充填ホッパに吐出開始している状態で示す概略図である。
【図６】シュータパイプ封止部材をシュータパイプ出口から完全に開放した状態を示す概略図である。
【図７】図４の第２の実施の形態のシュータパイプ封止部材の変形例を示す概略図である。
【図８】図４の第２の実施の形態のシュータパイプ封止部材の第２の変形例を示す概略図である。
【図９】現像剤充填ホッパの拡大詳細図を含んでいる現像剤を吐出する現像剤充填装置の概略図である。
【図１０】現像剤封止状態にある図１０の現像剤充填ホッパを示す概略図である。
【図１１】現像剤吐出状態にある図９の現像剤充填ホッパを示す概略図である。
【符号の説明】
３  シュータパイプ
１０  現像剤充填ホッパ
１１  ニードル弁軸
１４  充填出口（吐出口）
１５  シュータパイプの出口
１９  シュータパイプ封止部材
２３  位置決めピン
２４  調整リング
【図１】
2004240340.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004240340.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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