JPH11303765A - スクリューポンプ - Google Patents
スクリューポンプInfo
- Publication number
- JPH11303765A JPH11303765A JP10113733A JP11373398A JPH11303765A JP H11303765 A JPH11303765 A JP H11303765A JP 10113733 A JP10113733 A JP 10113733A JP 11373398 A JP11373398 A JP 11373398A JP H11303765 A JPH11303765 A JP H11303765A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- screw pump
- thin film
- rotor
- toner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】大幅な長寿命化を可能にしたスクリューポンプ
を提供することである。 【解決手段】ステータの少なくともロータと接触する面
に、構成元素Ｃ，Ｈからなるアモルファス構造を有する
ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のフレキシブル
低摩擦薄膜をコーティングする。
を提供することである。 【解決手段】ステータの少なくともロータと接触する面
に、構成元素Ｃ，Ｈからなるアモルファス構造を有する
ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のフレキシブル
低摩擦薄膜をコーティングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体、粉体、特に
粉体トナーの移送に適したスクリューポンプに関するも
のである。
粉体トナーの移送に適したスクリューポンプに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、複写機やプリンタあるいはファク
シミリ装置等の画像形成装置において、内部にダブルピ
ッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータ、該ステータ内
に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータより構成された
一軸偏心スクリューポンプ（通称モーノポンプ）を用い
たトナー移送装置を付設することが知られている。この
スクリューポンプを用いたトナー移送装置では、貯蔵し
たトナーまたはクリーニング等で回収トナーを、フレキ
シブルパイプ等を介して移送することができるため、ト
ナー貯蔵部やトナー回収部の設置に何ら制約を受けず、
簡単な構成でトナー移送を確実に行い得るという利点が
ある。さらに、スクリューポンプを用いたトナーの移送
装置は空気供給手段によって空気との混合気状態で移送
することで、トナーの安定した移送が得られるととも
に、移送するトナーに無用なストレスをより与えずに、
移送トナーの凝集、熱融着等がほぼ抑えられるものであ
る。
シミリ装置等の画像形成装置において、内部にダブルピ
ッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステータ、該ステータ内
に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータより構成された
一軸偏心スクリューポンプ（通称モーノポンプ）を用い
たトナー移送装置を付設することが知られている。この
スクリューポンプを用いたトナー移送装置では、貯蔵し
たトナーまたはクリーニング等で回収トナーを、フレキ
シブルパイプ等を介して移送することができるため、ト
ナー貯蔵部やトナー回収部の設置に何ら制約を受けず、
簡単な構成でトナー移送を確実に行い得るという利点が
ある。さらに、スクリューポンプを用いたトナーの移送
装置は空気供給手段によって空気との混合気状態で移送
することで、トナーの安定した移送が得られるととも
に、移送するトナーに無用なストレスをより与えずに、
移送トナーの凝集、熱融着等がほぼ抑えられるものであ
る。
【０００３】このように、スクリューポンプを用いたト
ナーの移送装置は他の搬送スクリュー等を用いる他のト
ナー移送方式に比べて特に優れていることが判る。
ナーの移送装置は他の搬送スクリュー等を用いる他のト
ナー移送方式に比べて特に優れていることが判る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スクリュー
ポンプを用いた粉体移送装置では、ステータが弾性を必
要とするため、ゴム材から作られており、このステータ
内を金属のロータが摺接しながら回動するので、ステー
タはゴム材質の高摩擦係数による高回転負荷を受ける。
このため、ステータは経時使用により内径が徐々に拡大
するという寸法変化を生じ、また経時使用によって弾性
変化を生じることもある。ステータ内径の拡大等が生じ
てしまうと、スクリューポンプの吐き出し後に供給して
いるエアーがステータとロータの間を通り抜けてポンプ
の入力側へ出るという逆流現象が発生するという問題が
あり、このような問題が発生すれば、スクリューポンプ
が寿命に達したと判断して新しいものに交換しなければ
ならない。
ポンプを用いた粉体移送装置では、ステータが弾性を必
要とするため、ゴム材から作られており、このステータ
内を金属のロータが摺接しながら回動するので、ステー
タはゴム材質の高摩擦係数による高回転負荷を受ける。
このため、ステータは経時使用により内径が徐々に拡大
するという寸法変化を生じ、また経時使用によって弾性
変化を生じることもある。ステータ内径の拡大等が生じ
てしまうと、スクリューポンプの吐き出し後に供給して
いるエアーがステータとロータの間を通り抜けてポンプ
の入力側へ出るという逆流現象が発生するという問題が
あり、このような問題が発生すれば、スクリューポンプ
が寿命に達したと判断して新しいものに交換しなければ
ならない。
【０００５】このようにして寿命になるスクリューポン
プは、その稼動期間が比較的短く、その長寿命化が望ま
れていた。本発明は、上記した事情を鑑み、大幅な長寿
命化を可能にしたスクリューポンプを提供することを目
的とする。
プは、その稼動期間が比較的短く、その長寿命化が望ま
れていた。本発明は、上記した事情を鑑み、大幅な長寿
命化を可能にしたスクリューポンプを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌
ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿され
た雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプにおい
て、前記ステータの少なくとも前記ロータと接触する面
を、フレキシブルな低摩擦面とすることを特徴としてい
る。
め、本発明は、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌
ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿され
た雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプにおい
て、前記ステータの少なくとも前記ロータと接触する面
を、フレキシブルな低摩擦面とすることを特徴としてい
る。
【０００７】なお、本発明は、前記低摩擦面がステータ
本体の前記ロータと接触する面にコーティングされたフ
レキシブル低摩擦薄膜であると、効果的である。
本体の前記ロータと接触する面にコーティングされたフ
レキシブル低摩擦薄膜であると、効果的である。
【０００８】また、上記の目的を達成するため、本発明
は、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステ
ータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形
ロータとを有するスクリューポンプにおいて、前記ステ
ータはその全面にフレキシブル低摩擦薄膜がコーティン
グされていることを特徴としている。
は、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステ
ータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形
ロータとを有するスクリューポンプにおいて、前記ステ
ータはその全面にフレキシブル低摩擦薄膜がコーティン
グされていることを特徴としている。
【０００９】さらに、本発明は、前記フレキシブル低摩
擦薄膜は、構成元素Ｃ，Ｈからなるアモルファス構造を
有するダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）である
と、効果的である。
擦薄膜は、構成元素Ｃ，Ｈからなるアモルファス構造を
有するダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）である
と、効果的である。
【００１０】さらにまた、本発明は、前記フレキシブル
低摩擦薄膜は、厚さを３μｍ以下とすると、効果的であ
る。
低摩擦薄膜は、厚さを３μｍ以下とすると、効果的であ
る。
【００１１】以下、本発明の実施の形態を添付図面に従
って説明する。図１は、本発明に係るスクリューポンプ
の構成を示す断面斜視図である。
って説明する。図１は、本発明に係るスクリューポンプ
の構成を示す断面斜視図である。
【００１２】図１において、スクリューポンプ１はゴム
等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した
雌ねじ形ステータ２と、該ステータ２内に回動自在に嵌
挿され、金属等から作られた雄ねじ形ロータ３とを有し
ている。このロータ３は、上流側で横搬送スクリュー１
０の軸１１の一端とカップリング１２によって連結され
ており、横搬送スクリュー１０の軸の他端はトナーの入
力側ハウジング５の外部に飛び出して図示していない駆
動源と駆動連結されるギヤ１３が固定されている。
等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した
雌ねじ形ステータ２と、該ステータ２内に回動自在に嵌
挿され、金属等から作られた雄ねじ形ロータ３とを有し
ている。このロータ３は、上流側で横搬送スクリュー１
０の軸１１の一端とカップリング１２によって連結され
ており、横搬送スクリュー１０の軸の他端はトナーの入
力側ハウジング５の外部に飛び出して図示していない駆
動源と駆動連結されるギヤ１３が固定されている。
【００１３】ステータ２は、上記入力側ハウジング５と
出力側ハウジング４とに覆われるようにして支持されて
おり、その出力側ハウジング４の内周面とステータ２の
外周面との間には隙間７が設けられている。この隙間７
は、ロータ３の出力側に設けられたトナー吐き出し口６
に連通されている。そして、出力側ハウジング４には隙
間７に通ずる空気供給口８が設けられており、空気供給
口８はエアポンプ（図示せず）等のエアー供給源からの
エアー供給チューブ（図示せず）が嵌挿されている。エ
アポンプからのエアーは、空気供給口８から隙間７を通
ってトナー吐き出し口６に供給され、トナーを流動化さ
せてスムーズ、かつ確実に矢印方向へ吐き出す用をなし
ている。
出力側ハウジング４とに覆われるようにして支持されて
おり、その出力側ハウジング４の内周面とステータ２の
外周面との間には隙間７が設けられている。この隙間７
は、ロータ３の出力側に設けられたトナー吐き出し口６
に連通されている。そして、出力側ハウジング４には隙
間７に通ずる空気供給口８が設けられており、空気供給
口８はエアポンプ（図示せず）等のエアー供給源からの
エアー供給チューブ（図示せず）が嵌挿されている。エ
アポンプからのエアーは、空気供給口８から隙間７を通
ってトナー吐き出し口６に供給され、トナーを流動化さ
せてスムーズ、かつ確実に矢印方向へ吐き出す用をなし
ている。
【００１４】上記した一軸偏心スクリューポンプ１に
は、入力側ハウジング５の開口部９から入力されたトナ
ーが搬送スクリュー１０によりポンプの入力側に送り込
まれる。このとき、ロータ３も回転しており、そのロー
タ３の回転によりポンプ内に形成される斬進する空洞部
１５にトナーが充填され、そしてトナーが図の右から左
へ移送されていくことになる。
は、入力側ハウジング５の開口部９から入力されたトナ
ーが搬送スクリュー１０によりポンプの入力側に送り込
まれる。このとき、ロータ３も回転しており、そのロー
タ３の回転によりポンプ内に形成される斬進する空洞部
１５にトナーが充填され、そしてトナーが図の右から左
へ移送されていくことになる。
【００１５】ところで、ステータ２はゴム材から作られ
ており、ステータ２内には金属のロータ３が摺接しなが
ら回転するため、ステータ２の内径は摩耗等により経時
使用で徐々に拡大し、早期に寿命に達していた。
ており、ステータ２内には金属のロータ３が摺接しなが
ら回転するため、ステータ２の内径は摩耗等により経時
使用で徐々に拡大し、早期に寿命に達していた。
【００１６】そこで、本発明のスクリューポンプ１はス
テータ２のロータ３と摺接する面を低摩擦薄膜（図示せ
ず）としている。本例の低摩擦薄膜としては、ダイヤモ
ンドライクカーボン(Diamond Like Carbon)（以下、Ｄ
ＬＣという。）の薄膜をコーティングしたものがであ
る。
テータ２のロータ３と摺接する面を低摩擦薄膜（図示せ
ず）としている。本例の低摩擦薄膜としては、ダイヤモ
ンドライクカーボン(Diamond Like Carbon)（以下、Ｄ
ＬＣという。）の薄膜をコーティングしたものがであ
る。
【００１７】ところで、このＤＬＣは１９７０年代にイ
オンビーム蒸着法により合成されたのが最初で、構造的
には炭素が四配位の結合（ＳＰ３結合）をもつが、部分
的にＳＰ２結合や水素との結合を含むため、全般的には
決まった結晶構造を持たない構成元素Ｃ，Ｈのアモルフ
ァス構造となっている。従って、特性的には多くの点で
ダイヤモンドと類似しているが、酸化介し温度が低い、
また膜表面がきわめて平滑である特徴を有する。
オンビーム蒸着法により合成されたのが最初で、構造的
には炭素が四配位の結合（ＳＰ３結合）をもつが、部分
的にＳＰ２結合や水素との結合を含むため、全般的には
決まった結晶構造を持たない構成元素Ｃ，Ｈのアモルフ
ァス構造となっている。従って、特性的には多くの点で
ダイヤモンドと類似しているが、酸化介し温度が低い、
また膜表面がきわめて平滑である特徴を有する。
【００１８】ＤＬＣ薄膜の特徴として、低摩擦係数、低
摩耗性、衝撃に対する柔軟性、相手方基材へのダメージ
低減、樹脂、ゴムへの高密着性等があげられる。よっ
て、ＤＬＣ薄膜は粉体、流体の移送用スクリューポンプ
のステータ２へのコーティングとして最適なものといえ
る。なお、ＤＬＣ薄膜のコーティングはロータ３との摺
動面だけでなく、ステータ２の全面に施してもよく、こ
の場合、ステータ２がトナー等の粉体や環境等から変質
してしまうことを防止することができる。
摩耗性、衝撃に対する柔軟性、相手方基材へのダメージ
低減、樹脂、ゴムへの高密着性等があげられる。よっ
て、ＤＬＣ薄膜は粉体、流体の移送用スクリューポンプ
のステータ２へのコーティングとして最適なものといえ
る。なお、ＤＬＣ薄膜のコーティングはロータ３との摺
動面だけでなく、ステータ２の全面に施してもよく、こ
の場合、ステータ２がトナー等の粉体や環境等から変質
してしまうことを防止することができる。
【００１９】図２は、ゴム基材（ＥＰＴゴム（エチレン
プロピレンゴム）、シリコーンゴム）とそのゴム基材に
ＤＬＣ処理を施したものとを摩擦係数について調べた結
果を示すグラフである。
プロピレンゴム）、シリコーンゴム）とそのゴム基材に
ＤＬＣ処理を施したものとを摩擦係数について調べた結
果を示すグラフである。
【００２０】図２において、実験結果はゴム基材の表面
粗さ、ゴム硬度等の条件で多少異なってくると考えられ
るが、任意のテストピースのテストでは図示するよう
に、ＤＬＣ処理されたものの摩擦係数は未処理のものの
それと比べて大幅な摩擦係数が改善されている。特に、
ＥＰＴゴムではＤＬＣ処理をしたものが未処理の約１８
％まで摩擦係数が減少している。
粗さ、ゴム硬度等の条件で多少異なってくると考えられ
るが、任意のテストピースのテストでは図示するよう
に、ＤＬＣ処理されたものの摩擦係数は未処理のものの
それと比べて大幅な摩擦係数が改善されている。特に、
ＥＰＴゴムではＤＬＣ処理をしたものが未処理の約１８
％まで摩擦係数が減少している。
【００２１】また、ＤＬＣ薄膜は基材の弾性特性に影響
を及ぼすことはないが、薄膜自身のフレキシビリティを
たもつために、厚さを設定しなければならない。さら
に、ＤＬＣ薄膜の厚さはトナー等の粉体の遮断、摩耗寿
命等を考慮して１μｍ以上、３μｍ以下を目標とした。
を及ぼすことはないが、薄膜自身のフレキシビリティを
たもつために、厚さを設定しなければならない。さら
に、ＤＬＣ薄膜の厚さはトナー等の粉体の遮断、摩耗寿
命等を考慮して１μｍ以上、３μｍ以下を目標とした。
【００２２】ところで、ステータ２のゴム基材にＤＬＣ
薄膜をコーティングする場合、コストも考慮しなければ
ならない。ＤＬＣ薄膜のコストはその処理時間が大きく
影響する。図３は、ステータ２のゴム基材として使用さ
れ得るＰＴＦＥ，ＣＲゴム、ＮＢＲゴム、ＥＰＴゴムの
単位時間当たりにおいて成形されるＤＬＣ膜厚について
行ったテストの結果であり、ＥＰＴゴムが最も経済的で
あることが判明した。
薄膜をコーティングする場合、コストも考慮しなければ
ならない。ＤＬＣ薄膜のコストはその処理時間が大きく
影響する。図３は、ステータ２のゴム基材として使用さ
れ得るＰＴＦＥ，ＣＲゴム、ＮＢＲゴム、ＥＰＴゴムの
単位時間当たりにおいて成形されるＤＬＣ膜厚について
行ったテストの結果であり、ＥＰＴゴムが最も経済的で
あることが判明した。
【００２３】以上の結果から、ステータ２のゴム基材と
してＥＰＴ系のゴムを採用し、ＤＬＣ薄膜の厚さを３μ
ｍ以下とすることが有益であることが判った。ちなみ
に、ロータ３をステンレス、ステータ２をＥＰＴゴムの
基材に１〜２μｍのＤＬＣ薄膜をコーティングしたスク
リューポンプ１を使用したところ、回転負荷が従来のも
のの約１／３以下、摩擦によるステータの変形推移は約
１／２以下となり、スクリューポンプの寿命が飛躍的に
向上した。
してＥＰＴ系のゴムを採用し、ＤＬＣ薄膜の厚さを３μ
ｍ以下とすることが有益であることが判った。ちなみ
に、ロータ３をステンレス、ステータ２をＥＰＴゴムの
基材に１〜２μｍのＤＬＣ薄膜をコーティングしたスク
リューポンプ１を使用したところ、回転負荷が従来のも
のの約１／３以下、摩擦によるステータの変形推移は約
１／２以下となり、スクリューポンプの寿命が飛躍的に
向上した。
【００２４】
【発明の効果】請求項１および２の構成によれば、摩擦
係数低減による回転負荷が減少し、ステータの摩耗を大
幅に遅らせられ、スクリューポンプの長寿命化が得られ
た。
係数低減による回転負荷が減少し、ステータの摩耗を大
幅に遅らせられ、スクリューポンプの長寿命化が得られ
た。
【００２５】請求項３の構成によれば、回転負荷が減少
し、ステータ摩耗の遅延が可能となり、さらにステータ
をトナー等の粉体や環境によるゴム変質を防止すること
が可能となった。
し、ステータ摩耗の遅延が可能となり、さらにステータ
をトナー等の粉体や環境によるゴム変質を防止すること
が可能となった。
【００２６】請求項４の構成によれば、ステータのゴム
基材の密着性に優れ、低摩耗、低摩擦係数であり、相手
攻撃性も小さい。よって、移送される流体、粉体への影
響が小さく、長寿命なスクリューーポンプが提供するこ
とができる。
基材の密着性に優れ、低摩耗、低摩擦係数であり、相手
攻撃性も小さい。よって、移送される流体、粉体への影
響が小さく、長寿命なスクリューーポンプが提供するこ
とができる。
【００２７】請求項５の構成によれば、フレキシブル低
摩擦薄膜のフレキシブル性を確保し、しかも成膜時間の
短縮化からコスト低減が図れる。
摩擦薄膜のフレキシブル性を確保し、しかも成膜時間の
短縮化からコスト低減が図れる。
【図１】本発明に係るスクリューポンプの構成を示す断
面図である。
面図である。
【図２】ＤＬＣ膜厚の有無によるゴム基材の摩擦係数を
比較したテスト結果を示すグラフである。
比較したテスト結果を示すグラフである。
【図３】ゴム基材毎のＤＬＣの成膜時間を示すグラフで
ある。
ある。
１ スクリューポンプ ２ ステータ ３ ロータ
Claims (5)
- 【請求項１】 内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌
ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿され
た雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプにおい
て、 前記ステータの少なくとも前記ロータと接触する面を、
フレキシブルな低摩擦面とすることを特徴とするスクリ
ューポンプ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスクリューポンプにお
いて、 前記低摩擦面がステータ本体の前記ロータと接触する面
にコーティングされたフレキシブル低摩擦薄膜であるこ
とを特徴とするスクリューポンプ。 - 【請求項３】 内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌
ねじ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿され
た雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプにおい
て、 前記ステータはその全面にフレキシブル低摩擦薄膜がコ
ーティングされていることを特徴とするスクリューポン
プ。 - 【請求項４】 前記フレキシブル低摩擦薄膜は、構成元
素Ｃ，Ｈからなるアモルファス構造を有するダイヤモン
ドライクカーボン（ＤＬＣ）であることを特徴とする請
求項２または３に記載ののスクリューポンプ。 - 【請求項５】 前記フレキシブル低摩擦薄膜の厚さを３
μｍ以下とすることを特徴とする請求項１ないし３の何
れか１つのスクリューポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113733A JPH11303765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | スクリューポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113733A JPH11303765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | スクリューポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303765A true JPH11303765A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14619768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113733A Pending JPH11303765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | スクリューポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303765A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002287497A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Ricoh Co Ltd | 現像剤移送装置 |
| JP2011080419A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Heishin Engineering & Equipment Co Ltd | ステータ及び一軸偏心ねじポンプ |
| JP4886028B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2012-02-29 | ネッチュ−モーノプンペン ゲーエムベーハー | 偏心ウォームポンプのためのステータケーシング |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113733A patent/JPH11303765A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002287497A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Ricoh Co Ltd | 現像剤移送装置 |
| JP4886028B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2012-02-29 | ネッチュ−モーノプンペン ゲーエムベーハー | 偏心ウォームポンプのためのステータケーシング |
| JP2011080419A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Heishin Engineering & Equipment Co Ltd | ステータ及び一軸偏心ねじポンプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050610 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051116 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |