JP4048011B2

JP4048011B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4048011B2
Application number: JP35761499A
Authority: JP
Inventors: 良雄服部; 知利中原; 孝昭柳澤; 仰太藤森; 眞澄佐藤; 智村松; 純一松本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: JP2001175083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、現像装置を有するユニット内もしくはその近傍にトナーボトルやカートリッジ等のトナー収納容器を配置し、そのトナー収納容器から直接またはトナーホッパを介して現像装置内へ補給するように構成している。この場合、トナー収納部から現像装置へのトナーの移送はスクリューやバドル等の機械的オーガ手段により行っていた。
【０００３】
しかしながら、上記した機械的オーガ手段によってトナー移送する場合、スクリューがほぼ直線状にしか配置等により、トナー収納部やトナー補給装置は現像装置と一体または非常に近接した位置に設置せざるを得なかった。このたため、トナー補給装置の構成が複雑となり、コスト高、低生産性、機械メンテナンス性を阻害し、トナー品質特性の保護、維持の確保も大変で、なおかつユーザーによるトナー収納容器交換作業の操作性にも難があった。
【０００４】
また、従来のトナー収納容器はカートリッジ、ボトルといったハードボトルで作られているために、トナー収納容器の交換に伴う使用済み容器の廃棄に大きな課題を生じていた。すなわち、使用済みトナー収納容器はユーザー先からメーカーが引き取り、再生、再利用、焼却処理が行われるが、該容器は容量が嵩み、回収するまでの物流コストに高額を要していた。
【０００５】
なお、従来においてもトナー収納容器の容積が減容可能となるものの提案がある。
しかしながら、容積が減容可能なトナー収納容器は該容器からトナー補給装置を用いて補給する際、補給性能を安定して維持することができなかった。また、運搬時にのみ減容可能な容器を使用することも提案されているが、この場合もハードボトルやトナーホッパーにトナーを移し替えるときに、トナー飛散等による汚染を招く等の問題が解決されておらず、実用化に至っていないのが現状である。
【０００６】
ところで、本願出願人は、容積が減容可能なトナー収納容器を用いても補給性能を安定して維持することができ、しかも該容器から直接トナーを移送して現像装置に補給可能なトナー移送装置を既に提案している。
【０００７】
このトナー移送装置は、画像形成装置の現像装置に対して、フレキシブルなトナー移送パイプのみを接続するだけでよく、トナーの飛散がないので粉塵問題の発生も無く安全である。さらに、現像装置に対するトナー補給装置の設置位置・場所の制約を持たないので、トナー収納容器をユーザーが最も交換操作し易い場所に設けることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したトナー移送装置を具備した画像形成装置では、流動性の悪いトナーを確実に移送することと、トナー収納容器に残留するトナー量を低減したいという要望があった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の事情を鑑み、トナー収納容器からトナーを確実に移送することができ、しかもトナー収納容器に残留するトナー量を大幅に低減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。
【００１０】
【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、現像装置へ移送するためのトナーを収納したトナー収納容器を用いる画像形成装置において、前記トナー収納容器は、フレキシブルなシートから作られた密閉構造をなし、その全周がほぼ密閉された外箱に囲まれており、該外箱の下部には前記トナー収納容器に挿入されるエアポンプからのエアーの供給とトナーの排出とをするノズルが接続されており、前記トナー収納容器には容器内部圧力を減圧するための開口部とが設けられ、該開口部はトナーが通過せずにエアーを通過させるフィルター部材によって覆われており、前記外箱には前記エアーポンプの吸い込み口とチューブを介して連結される開放口が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明は、前記フィルター部材が前記トナー収納容器の上面に設けられていると、効果的である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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、本発明に係る画像形成装置のトナー補給装置の一例を示す構成図である。
【００１８】
図１において、符号１は現像装置、２０はトナーを収納したトナー収納容器２０である。
トナー収納容器２０は、現像装置１と別体のユニットとして構成されていて、画像形成装置本体内の適宜な位置に配設されている。このトナー収納容器２０は、密閉構造をなし、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製または紙製であって、その底部には自閉弁として弾性体、好ましくは発泡スポンジ等で作られたシール弁２１が設けられている。なお、トナー収納容器２０は、ブロー成形法などにより形成された口金部とトナー収納部が一体構造をなすハードケースのトナー容器を用いることも可能であるが、本実施形態の容器は例えば８０〜２００μｍ程度の樹脂または紙製フレキシブルなシートを単層または複層に構成して作られている。これらのシートの表面または裏面にアルミ蒸着処理を施すことは静電気対策や防湿対策に有効である。
【００１９】
このように構成されたトナー収納容器２０は、容器自体がフレキシブルであるので、ハードケースと比較して運搬や保管時での取扱性が良く、収納スペースをとらない。さらに、使用済みトナー収納容器２０はユーザー先からメーカーに引き取り、再生・再利用や焼却処理が行われるが、本トナー収納容器２０はフレキシブルな袋状のものであるため折り畳みが可能であり、運搬や保管時での取扱性が良く、運搬や保管時の収納スペースをとらないという利点がさらに増長し、ユーザー先からメーカーへ回収物流コストの大幅な低減が可能となる。なお、トナー収納容器２０、シール弁２１は同一材料もしくは同一系統の材料を使用すれば、リサイクル時に両者を分別する手間が省けるので有利である。
【００２０】
上記トナー収納容器２０は、上方から画像形成装置本体へセットされ、画像形成装置本体のセット位置には上記シール弁２１に挿入されるノズル３０が立設されている。ノズル３０は、上部に断面錐状に形成された尖端部材３１が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材３１に続いてエアー供給路３２とトナー排出路３３とが設けられている。ノズル３０の内部は、２重管構造になっており、トナー排出路３３はノズル３０の下端において図の左方へ曲げられてその先端にトナー用接続口３５が設けられている。また、エアー供給路３２は、トナー排出路３３よりも上方で図の右方へ曲げられ、エアー接続口３４に達している。
【００２１】
エアー接続口３４は、本実施形態の場合、エアー供給手段としてのエアーポンプ４０にエアー移送パイプ４１を介して接続されている。このエアーポンプ４０が作動すると、該ポンプからエアー移送パイプ４１およびエアー供給路３２を介してトナー収納容器２０内に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、トナー層を通過することによりトナーを拡散しながら流動化させる。
【００２２】
上記現像装置１には、その近傍または一体に吸い込み型の粉体ポンプ３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３の構成は、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４と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ５と、これらを包み、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６とを有している。このホルダ６の先端、すなわち、図１の左端にはトナー排出部７が設けられ、トナー排出部７が現像装置１のトナー補給部２にパイプ８で連結されている。
【００２３】
そして、この粉体ポンプ３の吸い込み側には適量のトナーが溜められるトナー貯留手段としてのバッファ１０が連接されるようにして設けられている。このバッファ１０内には、トナー送り手段としてのスクリュー１１が設けられ、スクリュー１１の一端は、バッファ１０を飛び出し、該部において図示していない駆動装置に駆動連結され、スクリュー１１が回転駆動される。また、スクリュー１１の他端は粉体ポンプ３のロータ４に連結されているおり、よって粉体ポンプ３とスクリュー１１は同時に作動される。
【００２４】
また、バッファ１０にはトナー受け入れ部１２が設けられ、このトナー受け入れ部１２と上記ノズル３０に設けられたトナー用接続口３５が移送中空パイプとしてのトナー移送チューブ１５によって接続されている。このトナー移送チューブ１５としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、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）から作られているもの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は上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。このように構成されたトナー補給装置は、粉体ポンプ３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４の回転数に比例した正確なトナーの移送量が得られることが知られている。そこで、画像濃度検知等によりトナー補給指令が発せられると、粉体ポンプ３が作動し、要求された量のトナーが現像装置１に補給される。このとき、粉体ポンプ３の直前にバッファ１０を設けていることにより、粉体ポンプ３の入力トナーが安定して確保され、入力トナーにバラツキがないので、確実なトナー補給が得られる。しかも、バッファ１０にはスクリュー１１が設けられているので、トナーがバッファ１０内で滞留することもない。
【００２５】
また、吸引型の粉体ポンプ３を作動すると、トナー収納容器２０からポンプまでの系が密閉されているので、トナー収納容器２０に収納されたトナーがポンプの吸引圧により吸引され、トナー移送チューブ１５を介してトナー受け入れ部１２からバッファ１０に送られる。
【００２６】
ところで、上記構成された画像形成装置は粉体ポンプ３によってトナーが吸引されるとき、トナー収納容器２０の底部に向かう斜面の角度が小さいと、重力によってトナーがノズル３０付近に落ちにくくなり残留トナーになる。この容器内の残留トナーは、トナー収納容器２０内に大量のエアーを供給してトナーを十分に攪拌させ、流動化させることによりトナーが吸引され易くなるので、その残量を大幅に減少させることができる。しかし、トナー収納容器２０に供給できるエアー量はその容積に応じた量に制限されるため、エアー不足によってトナーを十分に攪拌できない恐れがある。
【００２７】
そこで、本発明では図２（ａ），（ｂ）に示すように、トナー収納容器２０に内部圧力を減圧するための開口部２２を設け、その開口部２２をエアーは通すがトナーを通さないフィルター部材２３で覆っている。このフィルター部材２３は、トナーを十分に攪拌したエアーが抜けるように、ノズル３０が挿入されるシール弁２１と反対側である上面に設けられいる。
【００２８】
このように構成すると、トナー収納容器２０に供給されたエアーの一部がフィルター部材２３から容器外へ抜けるので、トナー収納容器２０にはほぼ制限なくエアーを供給することができる。よって、トナー収納容器２０のトナーは大量に供給したエアーで十分に攪拌されるため、粉体ポンプ３によるトナーの吸引がよりスムーズに行われ、容器内に残留するトナー量を大幅に減らすことができる。
【００２９】
図３は、本発明の他の実施形態を示すトナー収納容器２０の断面説明図である。
図３において、上記した実施形態のようにフィルター部材２３を設けたトナー収納容器２０はその全周が外箱２４によって囲まれており、外箱２４はほぼ密閉状態でトナー収納容器２０を内蔵している。この外箱２４には、開放口２５が設けられ、開放口２５にはエアーポンプ４０の吸い込み口４２とチューブ４３を介して連結されている。
【００３０】
このように構成すると、エアーポンプ４０からトナー収納容器２０に供給されたエアーは、フィルター部材２３から容器外に抜けると、チューブ４３を介して再びエアーポンプ４０に吸い込まれる。従って、トナーを攪拌したエアーが殆ど外部に漏れないため、トナーの臭気が外部に放出されることが防止できる。
【００３１】
また、図４に示すさらに他の本発明の実施形態では、トナー収納容器２０に形成された開口部２２にパイプ２６が固定され、このパイプ２６が外箱２４に設けられた開放口２５に連結されている。この開放口２５もチューブ４３を介してエアーポンプ４０の吸い込み口４２に連結されている。また、上記パイプ２６内には、エアーを通すがトナーは通さないフィルター部材２３が設けられている。
【００３２】
このように構成された画像形成装置も、トナー収納容器２０に大量のエアーを供給してトナーを十分に攪拌できるとともに、トナーを攪拌したエアーが殆ど外部に漏れないため、トナーの臭気が外部に放出されることも防止することができる。
【００３３】
トナーは、非常に流動性が悪いが、湿気を帯びるとさらに悪化して固化してしまう恐れもあるものである。よって、トナー収納容器２０に供給するエアーはなるべく湿気の少ないエアーにすることが有利である。
【００３４】
図５に示す本発明の他の実施形態では、エアーポンプ４０の吸い込み口４２に除湿フィルター４４が設けられ、エアーポンプ４０は除湿フィルター４４を介して吸引したエアーをトナー収納容器２０に供給している。このため、トナー収納容器２０に収納されたトナーが供給されたエアーの湿気によって流動性を悪化させることを確実に防止することができる。
【００３５】
ところで、フルカラーの画像形成装置では一般にシアン、イエロー、マゼンタの各色のトナーを用いており、さらに使用頻度の高い黒色トナーを含めて４個の現像装置を備えている。勿論、トナー収納容器も現像装置と同数の４個設けられている。このように複数のトナー収納容器２０を設け、それらにエアーを供給する場合、エアーポンプも４個設けると、設置スペースだけでなく費用も嵩む。
【００３６】
そこで、図６に示す本発明の他の実施形態では、トナー収納容器２０より少ない台数、本例では１台のエアーポンプで全容器へのエアー供給を行うように構成している。この場合、エアーポンプの吹き出し口には切り替え手段（図示せず）を内蔵した各トナー収納容器に挿入されるノズル３０に接続された４つの吹き出し部を設けた分岐部材４５が接続されている。なお、分岐部材４５に設けられる切り替え手段としては弁体の位置で１つの分岐路がエアーポンプ４０に繋がるように構成した弁装置、若しくはそれぞれの分岐路毎に設けた開閉弁等が有効である。
【００３７】
このように構成されたカラーの画像形成装置は、トナー収納容器２０の数より少ない設置数のエアーポンプ４０で、それらにエアーを供給することができるので、省スペース、低コストを実現できる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１ないし３の構成によれば、トナー収納容器に内部圧力を減圧することができるので、トナー収納容器に供給するエアーに制限が緩和されて大量のエアーを供給でき、よって、トナーが十分に攪拌することができる。従って、粉体ポンプによるトナーの吸引がよりスムーズに行われ、トナー収納容器内に残留するトナー量を大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置のトナー補給機構を示す構成図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はそのトナー収納容器の正面および平面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すトナー収納容器の断面説明図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態を示すトナー収納容器の断面説明図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を示すエアー供給部の説明図である。
【図６】本発明のさらにまた他の実施形態を示すエアー供給部の斜視図である。
【符号の説明】
２０トナー収納容器
２３フィルター部材
２４外箱
４０エアーポンプ
４４除湿フィルター
４５分岐部材

Claims

現像装置へ移送するためのトナーを収納したトナー収納容器を用いる画像形成装置において、
前記トナー収納容器は、フレキシブルなシートから作られた密閉構造をなし、その全周がほぼ密閉された外箱に囲まれており、
該外箱の下部には前記トナー収納容器に挿入されるエアポンプからのエアーの供給とトナーの排出とをするノズルが接続されており、
前記トナー収納容器には容器内部圧力を減圧するための開口部とが設けられ、
該開口部はトナーが通過せずにエアーを通過させるフィルター部材によって覆われており、
前記外箱には前記エアーポンプの吸い込み口とチューブを介して連結される開放口が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記フィルター部材が前記トナー収納容器の上面に設けられていることを特徴とする画像形成装置。