JP2003302822A

JP2003302822A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003302822A
Application number: JP2002109320A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Sudo; 和久須藤; Hideo Yoshizawa; 秀男吉沢; Satoshi Muramatsu; 智村松; Yoshio Hattori; 良雄服部; Hideki Kimura; 秀樹木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: JP3975109B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの搬送条件によって生ずる搬送チューブ
の詰まり等の不具合を解消することができる画像形成装
置を提供する。【解決手段】トナー収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，
２０Ｂｋの最下点と粉体ポンプ４０Ｍ，４０Ｃ，４０
Ｙ，４０Ｂｋとの揚程ＨＭ，ＨＣ，ＨＹ，ＨＢｋがもっ
とも小さくなるように、トナー収納容器２０Ｍ，２０
Ｃ，２０Ｙ，２０Ｂｋの最下点と作像ステーション４
Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋの粉体ポンプ４０Ｍ，４０Ｃ，
４０Ｙ，４０Ｂｋとの少なくとも一方の高さレベルを設
定して配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー収納容器に
収納されたトナーを、現像装置へ補給するようにした電
子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置において、トナー収
納容器に収納されたトナーを紛体ポンプにより現像装置
へ補給するトナー補給装置を備えたものが知られてい
る。そして、この紛体ポンプとして、貫通孔が形成され
たステータ、該ステータの貫通孔に嵌合された回転駆動
されるロータを有する１軸偏芯スクリューポンプを用い
ることも公知であり、１軸偏芯スクリューポンプは高い
固気比で連続定量移送が可能であって、ロータの回転数
に応じた正確なトナーの移送量が得られるものである。

【０００３】本出願人は、その吸引型の１軸偏芯スクリ
ューポンプによりトナー補給を行うようにした画像形成
装置としてのカラープリンタを既に提案しており、その
概要を図１に示す。

【０００４】図１に示すカラーレーザプリンタは、装置
本体１の下部に給紙部２が配置され、その上方に作像部
３を配置した構成となっている。作像部３には、給紙側
が下で、排紙側が上となるように傾斜させて配置した転
写搬送ベルト装置が設けられている。転写搬送ベルト装
置は、複数のローラ、本例では４つのローラに巻き掛け
られたエンドレスの転写搬送ベルト１２を有し、そのロ
ーラの１つが駆動ローラとして構成されることにより矢
印方向へ回転駆動される。転写搬送ベルト１２には、そ
の上部走行辺に沿って下から順にマゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）のトナーを用い
て画像形成を行う４つの作像ステーション４Ｍ，４Ｃ，
４Ｙ，４Ｂｋが並列配置されている。

【０００５】各作像ステーション４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４
Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム５が設けられ、
該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって時
計方向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには、
帯電手段としての帯電ロール６、光書込み装置８によっ
てレーザ光による書込みが行われる光書込み部、現像手
段として現像装置１０、クリーニング手段としてクリー
ニング装置９が設けられている。現像装置１０は、トナ
ーとキャリアからなる２成分現像装置であって、消費さ
れたトナー量に応じてトナー補給装置によりトナーが補
給される。

【０００６】次に、図１に示すカラープリンタのフルカ
ラープリントを行う作像動作についてマゼンタ用の作像
ステーション４Ｍにより説明する。感光体ドラム５が回
転駆動されるとき、その表面が帯電ロール６によって帯
電され、その帯電領域には図示していないＬＤ（レーザ
ダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８ａ
に照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体
ドラム５上に導く光書込み装置８により、マゼンタトナ
ーで現像する光像の光書込みが行われる。この書込みに
より感光体ドラム５上には、パソコン等のホストマシー
ンより送られた画像データに基づいた静電潜像が形成さ
れ、該潜像は現像装置１０によってマゼンタトナーの可
視像となる。

【０００７】一方、給紙部２からは転写材として指定さ
れた用紙が給紙され、給紙された用紙は転写搬送ベルト
１２の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ１３
に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同
期するようにして転写搬送ベルト１２上に給送され、該
ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置
に到る。この転写位置では、転写搬送ベルト１２の裏面
側に配置された転写ロール１４の作用によりマゼンタト
ナーの可視像が用紙に転写される。

【０００８】上記作像動作に同様にして、他の作像ステ
ーション４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光
体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、
これら可視像は転写搬送ベルト１２によって搬送される
用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。し
たがって、本カラープリンタはタンデムタイプの特徴で
あるフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で
用紙に重ね転写できるものである。転写後の用紙は、転
写搬送ベルト２０から分離されて、定着装置１５により
定着される。定着を終えた用紙は、通常、そのまま機外
に排紙されるか、このとき用紙は反転されて装置本体１
の上面に設けられた排紙トレイ１６に裏面排紙される。

【０００９】次に、トナー収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，２
０Ｙ，２０Ｂｋに収納されたトナーを各作像ステーショ
ン４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋに補給するトナー補給装置
について、図２を用いて説明する。なお、各作像ステー
ション４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋの現像装置１０に補給
するトナー補給装置は実質上、同一構造に構成されてい
る。

【００１０】現像装置１０には、その近傍または一体に
吸い込み型の粉体ポンプ４０である一軸偏芯スクリュー
ポンプが設けられている。この粉体ポンプ４０の構成
は、図２に示すように、金属などの剛性をもつ材料で偏
芯したスクリュー形状に作られたロータ４１と、２条ス
クリュー形状の貫通孔が形成され、ゴム等の弾性体で作
られるステータ４２と、該ステータ４２が回転しないよ
うに保持し、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料など
で作られたホルダ４３とを有している。

【００１１】また、上記ホルダ４３の先端、すなわち、
図２の右端にはトナー吸い込み部４３ａが設けられ、ト
ナー吸い込み部４３ａと後述するノズル５１に設けられ
たトナー用接続口５４とトナー搬送チューブ１７によっ
て接続されている。このトナー搬送チューブ１７として
は、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタ
ン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られたフ
レキシブルなチューブを用いることがきわめて有効であ
り、フレキシブルなチューブであれば上下左右の任意方
向へ配管が容易に行い得る。

【００１２】一方、上記現像装置１０に補給するトナー
を収納したトナー収納容器２０は図１において画像形成
装置本体１の右側上部に設けられたセット部５０にセッ
トされ、現像装置１０と別体のユニットとして構成され
ている。セット部５０には、トナー収納容器２０内に挿
入される断面が円形のノズル５１が立設され、トナー収
納容器２０を上方から画像形成装置本体１のセット部５
０へセットすることにより容器内に差し込まれる。この
ノズル５１は、上部に断面円錐状の尖端部５２が形成さ
れ、その内部は二重管構造になっており、エアー流入路
５３とトナー排出路５４が隔壁によって形成されてい
る。トナー排出路５４は、ノズル５１の下端まで延びて
左方へ曲げられ、上記したトナー搬送チューブ１７が嵌
合されている。

【００１３】他方、エアー流入路５３はトナー排出路５
４よりも上方で図の右方へ曲げられ、エアーポンプ３０
とエアー移送パイプ３１を介して接続されている。この
エアーポンプ３０が作動すると、該ポンプからエアー移
送パイプ３１およびエアー流入路５３を介してトナー収
納容器２０内に対し下部側よりエアーが噴出される。そ
して、トナー収納容器２０内に噴出されたエアーは、収
納されたトナーの層を通過することによりトナーを攪拌
しながら流動化させる。なお、ノズル５１はエアー流入
路５３とトナー排出路５４が一体となった単管構造のも
のを用いてもよい。

【００１４】このように構成されたトナー補給装置は、
粉体ポンプ４０である１軸偏芯スクリューポンプが、高
い固気比で連続定量移送が可能であって、ロータ４１の
回転数に比例した正確なトナーの移送量が得られるの
で、トナー濃度検知や画像濃度検知等によってトナー補
給指令が発せられると、粉体ポンプ４０が作動し、要求
された量のトナーが現像装置１０に補給することができ
る。

【００１５】このように構成されたカラープリンタの粉
体ポンプ４０とトナー収納容器２０のレイアウトの一例
を図３に示す。上記各作像ステーション４Ｍ，４Ｃ，４
Ｙ，４Ｂｋは、傾斜して配置した転写搬送ベルト２０に
沿って配置しているため、各粉体ポンプ４０が設置され
る高さレベルがそれぞれ異なる。また、トナー収納容器
２０は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー
（Ｙ）は同容量であるが、最も消費される黒（Ｂｋ）用
の容器はカラー用のほぼ２倍強の容量を有しており、そ
の容量増加分を上下方向の長さを長くして得ている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
カラープリンタにおいて、トナー収納容器２０のトナー
は容器の最下点からノズル５１を介して排出されるが、
黒（Ｂｋ）の場合、トナー収納容器２０Ｂｋの最下点が
最も低いにも拘らず、作像ステーション４Ｂｋは最も高
い位置になっており、符号ＨＢｋで示す黒用のトナー補
給装置の揚程（高さ差）は他の色の揚程（ＨＭ，ＨＣ，
ＨＹ）と比べて最も大きくなっている。そして、このよ
うな大きな揚程ＨＢｋのトナー補給装置があると、放置
されたときにトナー搬送チューブ１７内に滞留している
流動化したトナーが自重で徐々に締まって凝集し、チュ
ーブが詰まるという問題があった。

【００１７】さらに、トナー収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，
２０Ｙ，２０Ｂｋの挿入されたノズル５１から紛体ポン
プ４０までの揚程ＨＭ，ＨＣ，ＨＹ、ＨＢｋにばらつき
があり、そのばらつきにより搬送条件が異なると、粉体
ポンプ等をすべて同一の部材を用いたときにトナー補給
に対する能力差が生じて制御が難しいという問題もあっ
た。

【００１８】本発明は、上記した事情に鑑み、トナーの
搬送条件によって生ずる搬送チューブの詰まり等の不具
合を解消することができる画像形成装置を提供すること
を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【００１９】上記の目的を達成するため、本発明は、画
像形成を行う複数の作像ステーションと、該作像ステー
ション毎に所属するように設けられた複数のトナー収納
容器とを有し、該トナー収納容器に収納されたトナーが
最下点に設けられたトナー排出部から作像ステーション
に設けた粉体ポンプにより搬送チューブを介して当該作
像ステーションへ補給される画像形成装置において、前
記トナー収納容器の最下点と前記粉体ポンプとの揚程が
もっとも小さくなるように、前記トナー収納容器の最下
点と前記作像ステーションの粉体ポンプとの少なくとも
一方の高さレベルを設定して配置したことを特徴として
いる。

【００２０】なお、本発明は、前記トナー収納容器の各
々の上面高さに段差をつけて、前記トナー収納容器の最
下点と前記作像ステーションの粉体ポンプとの揚程がも
っとも小さく、かつ、ほぼ均一にすると、効果的であ
る。

【００２１】さらに、本発明は、前記トナー収納容器は
装置本体の手前側から奥側に向かって並べられ、かつ、
各トナー収納容器の上面高さの違いによる段差が、手前
から奥に向かって順次高くなるように配置されている
と、効果的である。

【００２２】さらにまた、本発明は、前記トナー収納容
器の各々の最下点と各作像ステーションの粉体ポンプと
の揚程がもっとも小さく、かつ、ほぼ均一になるよう
に、各トナー収納容器の上下方向の長さを変えて前記ト
ナー収納容器の各々の上面を同一高さになるように配置
すると、効果的である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付図面にしたがって説明する。図４は、本発明に係
る画像形成装置としてのカラープリンタを示す概略図で
ある。図４に示すプリンタは、図１のものほぼ同様の構
成を有しており、よって同一部材には同一符号を付して
いる。図４のプリンタでは、各作像ステーション４Ｍ，
４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋの位置が図１と異なる。すなわち、
図１の各作像ステーションは転写搬送ベルト２０の搬送
方向においてマゼンタ４Ｍ，シアン４Ｃ，イエロー４
Ｙ，黒４Ｂｋの順に配置されているが、図４では黒４Ｂ
ｋ，イエロー４Ｙ，シアン４Ｃ，マゼンタ４Ｍの順とな
っている。

【００２４】また、各作像ステーション４Ｍ，４Ｃ，４
Ｙ，４Ｂｋの現像装置１０に対して補給するトナーを収
納した各トナー収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，２０
Ｂｋは、図５に示すように、上記した図４のものと同一
形状で、同一状態に配置している。

【００２５】このように黒用の作像ステーション４Ｂｋ
を転写搬送ベルト２０の最下部側へ移すと、黒用のトナ
ー補給装置はトナー収納容器２０Ｂｋの最下点であるノ
ズル５１と粉体ポンプ４０の揚程ＨＢｋを小さくするこ
とができ、上記したトナーが自重で徐々に締まって凝集
し、チューブが詰まるという問題を軽減することができ
る。

【００２６】ところで、図５に示す各作像ステーション
４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋのトナー補給装置において、
マゼンタの揚程ＨＭが最も大きく、次が黒のＨＢｋ、シ
アンのＨＣであり、イエローのＨＹは逆揚程、すなわち
ノズル５１よりも粉体ポンプ４０が下方に位置してい
る。このように、図５に示す実施形態では各トナー補給
装置の揚程に多少のばらつきを生じている。

【００２７】このように各トナー補給装置の揚程にばら
つきがあると、各装置においてすべて同じ粉体ポンプ４
０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙ，４０Ｂｋを使用しても、単位時
間当りのトナー搬送量を一致させることが難しい。図１
で説明した装置では、ポンプの回転数等を制御してトナ
ー搬送量を合わせているが、かかる制御は複雑である。
よって、外的条件、すなわち、各トナー補給装置の揚程
をほぼ均一にすることができれば、制御も簡略化され
る。

【００２８】そこで、図６に示す実施形態では、トナー
収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｂｋの上面に段
差をつけて最下点の高さレベルと装置毎に変えるように
構成している。この場合、作像ステーション４Ｂｋ，４
Ｙ，４Ｃ，４Ｍの順に並んでいると、黒用のトナー収納
容器２０Ｂｋは容器自体が長いので奥側とし、その手前
にマゼンタトナー収納容器２０Ｍ、その手前にシアント
ナー収納容器２０Ｃ、その手前にイエロートナー収納容
器２０Ｙを配置するとともに、各容器の上面段差が手前
に向かう程下方となるように設定している。そして、段
差の大きさは各装置の揚程ＨＭ，ＨＣ，ＨＹ、ＨＢｋが
ほぼ均一になるように、各作像ステーション４の粉体ポ
ンプ４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙ，４０Ｂｋに応じて付けら
れている。

【００２９】このように構成すると、カラー用のトナー
収納容器２０は同一サイズのものを用いても各トナー補
給装置の揚程ＨＭ，ＨＣ，ＨＹ、ＨＢｋをほぼ均一にす
ることができる。このとき、トナー収納容器２０Ｍ，２
０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｂｋの上面に段差ができるが、この
段差は画像形成装置の手前から奥側に向かって順次高く
なるので、トナー収納容器の交換を画像形成装置の手前
において行う場合でもその操作性をそれほど悪化させる
ことはない。

【００３０】しかし、トナー収納容器の交換操作性は各
容器の上面が揃っている方がよく、容器のセットミス等
も確実に回避できる。そこで、図７示す実施形態では、
トナー収納容器２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｂｋの上
下方向の長さをそれぞれ変えて揚程ＨＭ，ＨＣ，ＨＹ、
ＨＢｋを均一にするように構成している。なお、図８の
例では、カラーのトナー収納容器２０のトナー収納量を
同量とするため、上下方向の長さの長い容器ほど横断面
積を小さくしている。そして、トナー収納容器２０の横
断面を小さくする場合、画像形成装置の幅方向の長さは
各容器とも同一で、奥行き方向の幅を変えている。

【００３１】このように構成すれば、セット部の占有面
積を効率よくまとめて必要最小限にすることができる。
しかも、カラートナー収納容器２０も色毎に形状が異な
るので、交換の際に色間違いをしてセットしてしまうこ
とが防止できる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、トナー収納容
器の最下点と粉体ポンプとの揚程がもっとも小さくなる
ように、トナー収納容器の最下点と作像ステーションの
粉体ポンプとの少なくとも一方の高さレベルを設定して
配置したので、揚程が大き過ぎて搬送チューブ内でトナ
ーが凝集し、チューブ詰まりの発生を大幅に抑えること
ができる。

【００３３】請求項２の構成によれば、トナー収納容器
の各々の上面高さに段差をつけて、トナー収納容器の最
下点と作像ステーションの粉体ポンプとの揚程がもっと
も小さく、かつ、ほぼ均一にしたので、搬送チューブ内
のトナー詰まりを防止するとともに、トナー補給の制御
を簡素化することができる。

【００３４】請求項３の構成によれば、トナー収納容器
は装置本体の手前側から奥側に向かって並べられ、か
つ、各トナー収納容器の上面高さの違いによる段差が、
手前から奥に向かって順次高くなるように配置されてい
るので、上記請求項２の効果に加えてトナー収納容器の
セット操作性を良好にする。

【００３５】請求項４の構成によれば、トナー収納容器
の各々の最下点と各作像ステーションの粉体ポンプとの
揚程がもっとも小さく、かつ、ほぼ均一になるように、
各トナー収納容器の上下方向の長さを変えてトナー収納
容器の各々の上面を同一高さになるように配置したの
で、上記効果に加えてトナー収納容器のセット操作性を
さらに良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置としてのカラープリンタを示す全
体概略図である。

【図２】そのカラープリンタのトナー補給機構を示す断
面説明図である。

【図３】そのカラープリンタにおける各ステーションの
トナー補給経路の配置例を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る画像形成装置としてのカラープリ
ンタを示す全体概略図である。

【図５】図４のカラープリンタにおける各ステーション
のトナー補給経路の配置例を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施形態における各ステーション
のトナー補給経路の配置例を示す斜視図である。

【図７】本発明のさらに他の実施形態における各ステー
ションのトナー補給経路の配置例を示す斜視図である。

【符号の説明】

４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋ作像ステーション１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋトナー搬送チュー
ブ２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｂｋトナー収納容器４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙ，４０Ｂｋ紛体ポンプＨＭ，ＨＣ，ＨＹ，ＨＢｋ揚程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村松智東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者服部良雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者木村秀樹東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H077 AA31 AA33 AC11 BA08 GA13 2H300 EA05 EA08 EB04 EB07 EB12 EF02 EF08 EH16 EJ09 EJ20 EJ59 FF05 GG46 GG47 GG49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成を行う複数の作像ステーション
と、該作像ステーション毎に所属するように設けられた
複数のトナー収納容器とを有し、該トナー収納容器に収
納されたトナーが最下点に設けられたトナー排出部から
作像ステーションに設けた粉体ポンプにより搬送チュー
ブを介して当該作像ステーションへ補給される画像形成
装置において、前記トナー収納容器の最下点と前記粉体ポンプとの揚程
がもっとも小さくなるように、前記トナー収納容器の最
下点と前記作像ステーションの粉体ポンプとの少なくと
も一方の高さレベルを設定して配置したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置おいて、
前記トナー収納容器の各々の上面高さに段差をつけて、
前記トナー収納容器の最下点と前記作像ステーションの
粉体ポンプとの揚程がもっとも小さく、かつ、ほぼ均一
にしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２に記載の画像形成装置おいて、
前記トナー収納容器は装置本体の手前側から奥側に向か
って並べられ、かつ、各トナー収納容器の上面高さの違
いによる段差が、手前から奥に向かって順次高くなるよ
うに配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像形成装置おいて、
前記トナー収納容器の各々の最下点と各作像ステーショ
ンの粉体ポンプとの揚程がもっとも小さく、かつ、ほぼ
均一になるように、各トナー収納容器の上下方向の長さ
を変えて前記トナー収納容器の各々の上面を同一高さに
なるように配置したことを特徴とする画像形成装置。