JP4354764B2 - Powder conveying apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、支持体に対して着脱可能に構成された粉体収容器内から排出されたトナー等の粉体を、吸引ポンプ等の吸引手段によって吸引して搬送先まで搬送する粉体搬送装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a powder conveying apparatus for sucking powder such as toner discharged from a powder container configured to be detachable from a support by a suction means such as a suction pump to a transport destination. And an image forming apparatus using the same.
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、粉体収容器たるトナーカートリッジ内のトナーを、スクリュー状のオーガなどといった可動部材が設けられた粉体搬送管に通して搬送する画像形成装置が知られている。この種の画像画像形成装置においては、可動部材を設ける都合上、粉体搬送管を直線状に構成せざるを得ず、自在に引き回すことが困難であるため、レイアウト自由度を大幅に悪化させていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, an image forming apparatus that transports toner in a toner cartridge as a powder container through a powder transport tube provided with a movable member such as a screw auger. The device is known. In this type of image forming apparatus, because of the provision of a movable member, the powder transport tube must be configured in a straight line, and it is difficult to draw freely, so the layout flexibility is greatly deteriorated. It was.
一方、潜像担持体上に形成した静電潜像を現像手段によってトナー像に現像する電子写真方式の画像形成装置において、トナーカートリッジ内から搬送管に送り込んだトナーを、吸引ポンプによって吸引して搬送するものも知られている。例えば特許文献1に記載のものである。この種の画像形成装置では、吸引ポンプによる吸引力でトナーを搬送するので、粉体搬送管として、可動部材を設けていない変形自在なチューブを用いることが可能になる。そして、このことにより、画像形成装置内部において、トナーカートリッジから現像手段等の搬送先に向けて、粉体搬送管を自由に引き回すことが可能となり、装置内部のレイアウト自由度を格段に向上させることができる。 On the other hand, in an electrophotographic image forming apparatus in which an electrostatic latent image formed on a latent image carrier is developed into a toner image by a developing means, the toner sent from the toner cartridge to the transport tube is sucked by a suction pump. What is transported is also known. For example, it is a thing of patent document 1. In this type of image forming apparatus, since the toner is transported by the suction force of the suction pump, a deformable tube without a movable member can be used as the powder transport tube. As a result, the powder conveyance tube can be freely routed from the toner cartridge toward the conveyance destination such as the developing means in the image forming apparatus, and the layout flexibility inside the apparatus can be greatly improved. Can do.
トナーを用いて画像を形成する画像形成装置としては、上述のような電子写真方式のものの他に、特許文献2に記載されているいわゆる直接記録方式のものも知られている。この種の画像形成装置では、記録紙等の記録体に対してトナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナーを付着させることで、画像を直接記録していく。このような直接記録方式においても、吸引ポンプ等の吸引手段により、トナーをトナーカートリッジからトナー飛翔装置に吸引搬送することで、装置内部のレイアウト自由度を向上させることが考えられる。 As an image forming apparatus that forms an image using toner, in addition to the electrophotographic system described above, a so-called direct recording system described in Patent Document 2 is also known. In this type of image forming apparatus, an image is directly recorded by adhering toner ejected in a dot shape from a toner ejecting apparatus to a recording medium such as recording paper. Even in such a direct recording method, it is conceivable to improve the degree of freedom of layout inside the apparatus by sucking and conveying the toner from the toner cartridge to the toner flying device by suction means such as a suction pump.
しかしながら、トナー等の粉体を吸引搬送する粉体搬送装置においては、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグが短くなり易くなる。吸引搬送を行う場合、粉体搬送管として比較的細いフレキシブルなチューブを用いることから、可動部材を設けた比較的太い粉体搬送管を用いる場合に比べて、粉体搬送管内の粉体貯留量が少なくなりがちである。すると、粉体収容器内の粉体が無くなってからすぐに、粉体搬送管内の粉体も使い尽くされてしまうのである。 However, in a powder conveyance device that sucks and conveys powder such as toner, the time lag from when there is no powder in the powder container until the shortage of powder begins to occur at the conveyance destination tends to be short. When suction conveyance is performed, a relatively thin flexible tube is used as the powder conveyance tube, so that the amount of powder stored in the powder conveyance tube is larger than when a relatively thick powder conveyance tube provided with a movable member is used. Tend to be less. Then, as soon as the powder in the powder container is exhausted, the powder in the powder transport tube is also used up.
一般に、画像形成装置では、トナーカートリッジ内のトナー残量をセンサ等によって検知し、検知結果に基づいてユーザーにトナーニアエンドを報知してトナーカートリッジの交換を促すことが行われる。これによってトナーカートリッジの交換が直ちになされれば良いのであるが、新品のトナーカートリッジの持ち合わせがない場合もある。このような場合でも、粉体搬送管内のトナー貯留量に余裕があれば、ある程度のプリントアウトを許容することができる。しかし、吸引搬送の場合には、その余裕がないために、プリント命令を拒否せざるを得ず、利便性を大きく悪化させるといった事態になりかねない。 Generally, in the image forming apparatus, the remaining amount of toner in the toner cartridge is detected by a sensor or the like, and the user is notified of the toner near-end based on the detection result to prompt the user to replace the toner cartridge. As a result, the toner cartridge may be replaced immediately, but there may be a case where a new toner cartridge is not brought together. Even in such a case, if there is a margin in the toner storage amount in the powder conveyance tube, a certain amount of printout can be allowed. However, in the case of suction conveyance, since there is no room for it, the print command must be rejected, and the convenience may be greatly deteriorated.
なお、このような問題は、粉体として、トナーを吸引搬送する場合だけでなく、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤や、他の粉体を吸引搬送する場合でも、同様に生じ得る。 Such a problem occurs not only when toner is sucked and conveyed as a powder, but also when two-component developer containing toner and a magnetic carrier or other powder is sucked and conveyed. obtain.
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような粉体搬送装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。即ち、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる吸引搬送方式の粉体搬送装置等である。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide the following powder conveying apparatus and an image forming apparatus using the same. That is, it is a suction conveyance type powder conveyance device or the like that can extend the time lag from when the powder in the powder container is exhausted until the shortage of powder begins to occur at the conveyance destination.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、粉体を収容する粉体収容器を着脱可能に支持する支持体と、該粉体収容器から排出された粉体を吸引しながら搬送先に向けて吐出する吸引手段とを備える粉体搬送装置において、上記粉体収容器から排出された粉体を貯留する粉体貯留部を、粉体搬送路における該粉体収容器と上記吸引手段との間に設け、該粉体貯留部内の粉体を該吸引手段に吸引させるようにするとともに、該粉体貯留部内に向けて送気する送気手段と、該粉体貯留部の内部から外部への空気の流出を許容する一方で、該粉体貯留部の外部から内部への空気の流出を許容する逆止弁と、該逆止弁に取り付けられた状態で、該粉体貯留部の外部から内部へと流出していく空気内のトナーを捕捉するフィルターとを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の粉体搬送装置において、上記粉体収容器から排出される粉体の量を検知する粉体排出量検知手段を、該粉体収容器と上記粉体貯留部との間の粉体搬送管に設けるとともに、該粉体排出量検知手段による検知結果に基づいて該粉体収容器の交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の粉体搬送装置において、上記吸引手段から上記粉体貯留部に向けて延びる粉体搬送管を、該粉体貯留部の底面に接続したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れかの粉体搬送装置において、上記粉体貯留部に振動を加える加振手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、粉状の画像形成剤を用いて記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、支持体に着脱可能に支持される粉体収容器内の画像形成剤を該粉体収容器から該該可視像形成手段に搬送する粉体搬送手段とを備える画像形成装置において、上記粉体搬送手段として、請求項1乃至4の何れかの粉体搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that a support for detachably supporting a powder container for storing powder, and conveying while sucking the powder discharged from the powder container. In a powder conveyance device comprising a suction means for discharging toward the front, a powder storage part for storing powder discharged from the powder container, the powder container in the powder conveyance path and the suction An air supply means for supplying the powder in the powder storage section to the suction means, and supplying air toward the powder storage section, and an interior of the powder storage section. A check valve that allows air to flow from the outside to the outside while allowing the air to flow from the outside to the inside of the powder storage section, and the powder storage in a state attached to the check valve that external parts are provided with filters for capturing the toner in the air flows out into the interior It is an butterfly.
According to a second aspect of the present invention, in the powder conveying apparatus according to the first aspect, the powder discharge amount detecting means for detecting the amount of the powder discharged from the powder container includes the powder container and the powder container. Provided in a powder conveyance tube between the powder reservoir and an exchange timing determination means for determining the exchange timing of the powder container based on the detection result by the powder discharge amount detection means It is what.
The invention of claim 3 is the powder transfer apparatus of claim 1 or 2, wherein a powder transfer tube extending from the suction means toward the powder storage section is connected to a bottom surface of the powder storage section. It is characterized by this.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the powder conveying apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising an oscillating means for applying vibration to the powder reservoir .
Also, the invention of claim 5 includes a visible image forming means for forming a visible image on the surface of the recording medium by using a powdery image forming agent, the powder container that is detachably supported on the support member 5. The image forming apparatus comprising: a powder conveying unit that conveys the image forming agent from the powder container to the visible image forming unit, wherein the powder conveying unit is any one of claims 1 to 4 . It is characterized by using a powder conveying device.
これらの発明においては、粉体収容器内から排出された粉体を粉体貯留部内に一時的に貯留しながら搬送先に向けて吸引搬送することで、粉体収容器と搬送先との間における粉体貯留量をより多くする。よって、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる。 In these inventions, the powder discharged from the powder container is sucked and conveyed toward the conveyance destination while being temporarily stored in the powder storage unit, so that the powder container and the conveyance destination Increase the amount of powder stored in Therefore, it is possible to extend the time lag from when the powder in the powder container is exhausted until the shortage of powder starts to occur at the transport destination.
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下「プリンタ」という)について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスユニット1Y,M,C,Kを備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、言うまでもなく、イエロー,マゼンダ,シアン,黒用の部材であることを示している(以下同様)。プロセスユニット1Y,M,C,Kの他には、光書込ユニット10、中間転写ユニット11、2次転写バイアスローラ18、レジストローラ対19、給紙カセット20、ベルト定着方式の定着ユニット21などが配設されている。光書込ユニット10は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
Hereinafter, an electrophotographic color laser printer (hereinafter referred to as “printer”) will be described as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, a basic configuration of the printer according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the printer. The printer includes four sets of
図2は、上記プロセスユニット1Y,M,C,Kのうち、イエロー用のプロセスユニット1Yの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット1M,C,Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、プロセスユニット1Yは、ドラム状の感光体2Y、帯電器30Y、現像器40Y、ドラムクリーニング装置48Y、図示しない除電器などを有している。
FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of the
上記帯電器30Yは、交流電圧が印加される帯電ローラ31Yを感光体2Yに摺擦させることで、感光体2Y表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体2Yの表面には、上記光書込ユニット(10)によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、感光体2Yの表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器40Yによって現像されてYトナー像となる。
The
上記現像器40Yは、現像ケース41Yの開口から一部露出させるように配設された現像ロール42Yを有している。また、第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Y、現像ドクタ45Y、トナー濃度センサ(以下、Tセンサという)46Yなども有している。
The developing
上記現像ケース41Yには、磁性キャリアと、マイナス帯電性のYトナーとを含む図示しない二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Yによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像ロール42Yの表面に担持される。そして、現像ドクタ45Yによってその層厚が規制されてから感光体2Yに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体2Y上の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体2Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール42Yの回転に伴って現像ケース41Y内に戻される。
The developing
上記第1搬送スクリュウ43Yと、上記第2搬送スクリュウ44Yとの間には仕切壁47Yが設けられている。この仕切壁47Yにより、現像ロール42Yや第1搬送スクリュウ43Y等を収容する第1供給部と、第2搬送スクリュウ44Yを収容する第2供給部とが現像ケース41Y内で分かれている。第1搬送スクリュウ43Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール42Yに供給する。第1搬送スクリュウ43Yによって上記第1供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられた図示しない開口部を通って上記第2供給部内に進入する。第2供給部内において、第2搬送スクリュウ44Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部から送られてくる二成分現像剤を第1搬送スクリュウ43Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュウ44Yによって第2供給部における図中手前側の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられたもう一方の開口部(図示せず)を通って第1供給部内に戻る。
A
透磁率センサからなるTセンサ46Yは、上記第2供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Tセンサ66YはYトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、図示しないRAM内に、Tセンサ46Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないTセンサからの出力電圧の目標値であるM用Vtref、C用Vtref、K用Vtrefのデータも格納している。Y用Vtrefは、図示しないYトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Tセンサ46Yからの出力電圧の値をY用Vtrefに近づけるように、図示しないYトナー搬送装置を駆動制御して第2供給部49Y内にYトナーを補給させる。この補給により、現像器40Y内の二成分現像剤のYトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
The
Y用の感光体2Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルトに中間転写される。中間転写後の感光体2Yの表面は、ドラムクリーニング装置48Yによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプによって除電される。そして、帯電器30Yによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。
The Y toner image formed on the
先に示した図1において、中間転写ユニット11は、中間転写ベルト12、駆動ローラ13、張架ローラ14,15、ベルトクリーニング装置16、4つの中間転写バイアスローラ17Y,M,C,Kなどを有している。中間転写ベルト12は、駆動ローラ13、張架ローラ14,15によってテンション張架されながら、図示しない駆動系で図中反時計回りに回転せしめられる駆動ローラ13によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。4つの中間転写バイアスローラ17Y,M,C,Kは、それぞれ図示しない電源から中間転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト12をその裏面から感光体2Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。
In FIG. 1, the
各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Y用の感光体2Y上に形成された上述のYトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト12上に中間転写される。このYトナー像の上には、感光体2M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。かかる重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト12上には4色重ね合わせトナー像が形成される。この4色重ね合わせトナー像は、後述の2次転写ニップで転写紙Pに2次転写される。2次転写ニップ通過後の中間転写ベルト12の表面に残留する転写残トナーは、上記張架ローラ15にバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置16によってクリーニングされる。
In each intermediate transfer nip, an intermediate transfer electric field is formed between the photosensitive member and the intermediate transfer bias roller due to the influence of the intermediate transfer bias. The above-described Y toner image formed on the
上記光書込ユニット10の下方には、複数枚の転写紙Pを重ねて収容する給紙カセット20が配設されており、一番上の転写紙Pに給紙ローラ20aを押し当てている。給紙ローラ20aが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Pが紙搬送路に給紙される。
Below the
中間転写ユニット11の上記駆動ローラ13には、中間転写ベルト12を介して2次転写バイアスローラ18が当接して2次転写ニップを形成している。この2次転写バイアスローラ18には、図示しない電源によって2次転写バイアスが印加される。
A secondary
上記給紙カセット20から紙搬送路に給紙された転写紙Pは、レジストローラ対19のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ベルト12上に形成された4色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記2次転写ニップに進入する。レジストローラ対19は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを2次転写ニップにて4色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、2次転写ニップでは、4色重ね合わせトナー像が転写紙Pに密着する。そして、上記2次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙P上に2次転写され、白色の転写紙P上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Pは、定着ユニット21に送られる。
The transfer paper P fed from the
上記定着ユニット21は、定着ベルト21bを3本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニット21aと、内部に熱源を有する加熱ローラ21cとを備えている。そして、このベルトユニット21aと加熱ローラ21cとの間に転写紙Pを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着させる。定着ユニット21を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対22を経て機外へと排出される。
The fixing
上記定着ユニット21の図中左側方には、補充用のY,M,C,Kトナーを収容する4つのトナーカートリッジ50Y,M,C,Kが配設されている。粉体収容器たるこれらトナーカートリッジ50Y,M,C,Kに収容されるY,M,C,Kトナーは、それぞれ専用の現像器に適宜補給される。
On the left side of the fixing
図3は、Yトナー用のトナーカートリッジ50Yを示す分解斜視図である。同図において、トナーカートリッジ50Yは、収容袋51Y、底補強板53Y、係合部ユニット54Y等から構成されている。直方体状に成形された収容袋51Yは、厚さ数十〜数百[μm]程度のポリエステルシートやポリエチレンシートなどといった変形自在な材料からなり、図示のように横に寝かせた状態で使用される。その内部には図示しないYトナーが収容されており、一端部付近には鉛直方向下向きの大開口52Yが形成されている。大開口52Yには、係合部ユニット54Yがはめ込まれ、溶着や接着等によって固定されている。この係合部ユニット54Yは、筺体55Yに形成されたトンネル状のノズル通路57Y内にバネ56Y、シャッタ部材58Y、シールホルダ59Y、シール60Y等を有している。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a
上記収容袋51Yの底面には、外側から底補強板53Yが固定される。このように底補強板53Yが固定されることにより、収容袋51Yの底面だけは変形しないようになる。なお、Yトナー用のトナーカートリッジ50Yについてだけ図3を用いて説明したが、他色トナー用のトナーカートリッジ(50M、C、K)についてもほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
A
図4は、粉状の画像形成剤であるYトナー用のトナー搬送装置をYトナー用の現像器の一部とともに示す概略構成図である。図において、粉体搬送装置たるトナー搬送装置は、カートリッジ支持台70Y、ノズル81Y、排出量センサ84Y、第1搬送チューブ88Y、第2搬送チューブ89Y、吸引ポンプ90Y等を備えている。また、トナー貯留タンク100Y、エアーチューブ110Y、ブロワ111Y、振動モータ112Y等も備えている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a toner conveying device for Y toner, which is a powdery image forming agent, together with a part of a developing device for Y toner. In the figure, the toner conveying device as the powder conveying device includes a
上記トナーカートリッジ50Yは、Yトナー搬送装置の支持体たるカートリッジ支持台70Y上に着脱可能にセットされる。そして、内部のトナーがほぼ無くなると、新たなものに交換される。カートリッジ支持台70Yは、トナーカートリッジ50Yが載置される載置部71Y、コロ72Yを介して載置部71Yを支持する台部73Y、図示しない駆動系によって回転駆動される偏心カム76Y等を有している。
The
トナーカートリッジ50Yの係合部ユニット54Yは、図示のように底補強板53Yよりも下側に突出するようになっており、そのノズル通路57Yの図中左端には横向きに開口するノズル受入口が形成されている。そして、このノズル受入口からノズル通路57Y内にノズル81Yを受け入れることができる。
The engaging
先に示した図1において、本プリンタは、図中奥行き方向の手前側に図示しない開閉扉を有しており、これの開放によって内部を露出させることができる。トナーカートリッジ50Y,M,C,Kは、図中奥行き方向にスライドするように着脱される。図4における矢印B、C方向はこのスライド方向を示している。トナーカートリッジ50Yは、図中矢印C方向にスライド移動せしめられながら、カートリッジ支持台70Y(ひいてはプリンタ本体)から外される。また、図中矢印B方向にスライド移動せしめられながら、カートリッジ支持台70Yにセットされる。
In FIG. 1 described above, the printer has an open / close door (not shown) on the near side in the depth direction in the figure, and the inside can be exposed by opening the door. The
図5は、トナーカートリッジ50Yがセットされたカートリッジ支持台70Yを係合部ユニット54Yの位置で破断した横断面図である。図において、カートリッジ支持台70Yの載置部71Yの底部中央には溝部が設けられており、トナーカートリッジ50Yの底よりも下方に出っ張る係合部ユニット54Yをこの溝部で受け入れるようになっている。コロ72Yは、この溝部の両脇で載置部71Yと台部73Yの間に位置して、図中奥行き方向の載置部71Yの往復移動を可能にしている。
FIG. 5 is a cross-sectional view in which the
トナーカートリッジ50Yの底補強板53Yは、収容袋51Yから図中左右に若干突出する大きさに形成されている。このように突出する底補強板53Yを上下から挟み込むレール部が載置部71Yに形成されている。トナーカートリッジ50Yは、このレール部に沿って、図中奥側から手前側にスライド移動せしめられて、カートリッジ支持台70Yにセットされる。この際、図4に示したように、トナーカートリッジ50Yがカートリッジ支持台70Yにセットされるのに伴って、ノズル81がトナーカートリッジ50Yの係合部ユニット54Yのノズル通路57Y内に自然に進入して係合せしめられる。
The
係合部ユニット54Yのノズル通路57Yの内壁には、リング状のシールホルダ59Yがノズル受入口付近に固定されており、これはリング状のシール60Yを保持している。シール60Yはゴム等の弾性材料で構成されている。ノズル通路57Y内に配設されたシャッタ部材58Yは、その先端の径が根元側よりも一段小さくなっており、シール60Y内にちょうと収まる寸法になっている。ここで、トナーカートリッジ50Yがカートリッジ支持台70Yに完全にセットされず、ノズル81が係合部ユニット54Yのノズル通路57Yに未だ進入していない状態であるとする。すると、図6に示すように、ノズル通路57Y内に配設されたシャッタ部材58Yがバネ56Yによって図中左方向に付勢されながらシールホルダ59Yとシール60Yとからなるシール部材に突き当たる。そして、その先端をリング状のシール60Y内に進入させている。この状態では、図示のように、シャッタ部材58Yはトナー出口61Yの直下に位置しており、その口を閉鎖する。また、ノズル通路54内においては、その内壁とシャッタ部材58Yとの間がシールホルダ59Yとシール60Yとからなるシール部材によってシーリングされる。
On the inner wall of the
一方、トナーカートリッジ50Yが図中矢印B方向に更にスライド移動せしめられ、載置部71Yに固定されたノズル81がノズル通路57Y内に進入し始めると、ノズル通路57Y内のシャッタ部材58Yを図中右方向に押し始める。トナーカートリッジ50Yが更にスライド移動すると、ノズル81がリング状のシール60Yを貫通しながらシャッタ部材58Yを押してノズル通路57内の奥深くに進んで行く。この過程で、シャッタ部材58Yはトナー出口61Yの直下から徐々に待避し、それを徐々に開口させて行く。そして、トナーカートリッジ50Yが完全にセットされると、図7に示すように、ノズル81がシャッタ部材58Yをトナー出口61Yの直下から完全に待避させる位置まで進入する。この状態では、ノズル81Yその先端付近に設けられたトナー受入口と、ノズル通路57Yと、トナー出口61Yとが完全に連通する。また、トナー通路57Yの内壁とノズル81Yの外壁とが、シールホルダ59Yとシール60Yとからなるシール部材によってシーリングされる。
On the other hand, when the
使用済みのトナーカートリッジ50Yがカートリッジ支持台70Yから外される際には、今度は逆に、ノズル81Yがノズル通路57Yから抜けるのに連動して、シャッタ部材57Yが図中左方向に移動してトナー出口61Yを閉じる。かかるトナーカートリッジ50Yにおいては、ノズル通路57Y、バネ56Y、シャッタ部材58Y等により、管係合部たるノズル通路57Yに対するノズル81Yの着脱に連動してトナー出口61Yを開閉する連動シャッタが構成されている。そして、セット時に下向きになるトナー出口61Yを連動シャッタのシャッタ部材58Yによって閉じた状態でカートリッジ支持台70Yにセットすることができる。よって、トナーカートリッジ50Yをカートリッジ支持台70Yにセットする際のトナー流出を抑えることができる。しかも、ノズル81Yをトナー通路57Yに係合させれば、トナー出口61Yを自動で開口させるので、ヒートシールを引き抜いてトナー出口を開口させるといった構成を採用する必要がない。よって、シール引抜き用の間隙をトナーカートリッジ50Yとカートリッジ支持台70Yとの間に設ける必要がない。
When the used
トナーカートリッジ57がセットされた載置部71Yは、先に図4に示したように、台部73Yの図中左端の内壁に固定されたバネ75Yによって図中左方向に付勢される。図示の状態では、この付勢により、載置部71Yの図中右端の側板上端が、図中時計回りに回転駆動されるカム76Yの出っ張り部分に突き当たっている。カム76Yが図の状態から少しだけ矢印方向に回転すると、その出っ張り部分と載置部71Yの側板上端との当接が一気に解かれ、バネ75Yの付勢力によって載置部71Yがコロ72Y上を勢い良く図中左方向にスライド移動する。そして、台部73Yの図中左端の内壁に設けられた弾性ダンパー74Yに衝突して停止する。カム76Yが更に回転すると、その出っ張り部分が載置部71Yの側板上端を図中左方向に付勢し始める。この付勢により、載置部71Yが図中右方向にゆっくりとスライド移動し始める。以上のようにして、カートリッジ支持台70Yは、セットされたトナーカートリッジ50Yを図中左右方向に往復振動させる。但し、図中右側から左側への移動についてはバネ75Yの付勢力によって一気に行うが、図中左側から右側への移動についてはカム76Yの回転に伴ってゆっくりと行う。
As shown in FIG. 4, the mounting
バネ75Yの付勢力によって図中右側から左側に一気に移動するトナーカートリッジ50Yは、弾性ダンパー74Yに衝突して急激に停止する。すると、その内部に収容されているYトナーが慣性力によって全体的に図中右左側から左側に移動して、係合部ユニット54Y上に積み重なる。そして、その一部がYトナー出口61Yから、ノズル通路57Y内に挿入されているノズル81Y内に流れ込む。流れ込んだYトナーは、後述の吸引ポンプ90Yに吸引されて、搬送先たるY用の現像器40Yに向けて搬送される。
The
一方、図中左側から右側にゆっくりと移動するトナーカートリッジ50Yがその移動を停止する際には、内部のYトナーに対して慣性力が殆ど働かないため、Yトナーは収容袋51Y内で殆ど移動しない。よって、カートリッジ支持台70Yがトナーカートリッジ50Yを往復振動させると、トナーカートリッジ50Y内のYトナーが全体的に図中右側から左側に順次移動して、トナー出口61Yからノズル81Y内へと流れ込む。
On the other hand, when the
以上のように、Yトナー搬送装置は、トナーカートリッジ内50Y内のトナーを往復振動によって移動させることで、トナーカートリッジ50Y内にトナー排出用の可動部材を必要としないで、Yトナーをカートリッジ内から排出させることができる。また、可動部材に外部からの駆動力が伝える駆動伝達系と、カートリッジ筺体とのシール性を確保する必要がなくなり、トナーカートリッジ50Yの構成の簡素化を図ることができる。よって、使い捨てのトナーカートリッジ50Y内に可動部材を設けることによるカートリッジ交換コストの増加を回避することができる。
As described above, the Y toner conveying device moves the toner in the
上記係合部ユニット54Yのノズル通路87Yに係合せしめられた粉体搬送管たるノズル81Yの後端には、同じく粉体搬送管として機能する第1搬送チューブ88Yが接続されている。この第1搬送チューブ88Yは、変形自在で且つ耐トナー性に優れたゴム材や樹脂材等からなる内径φ4〜10[mm]のチューブである。かかるゴム材としては、ポリウレタンゴム、ニトリルゴム、EPDM、シリコンゴム等が挙げられる。また、樹脂材としては、ポリエチレンやナイロン等が挙げられる。第1搬送チューブ88Yは、後述のトナー貯留タンク100Yと第2搬送チューブ89Yとを介して、吸引手段たる吸引ポンプ90Yに接続されている。なお、第2搬送チューブ89Yは、第1搬送チューブ88Yと同様の構成である。
A
上記吸引ポンプ90Yは、一軸偏芯スクリューポンプ(通称モーノポンプ)と呼ばれる方式のものである。そのポンプ部91Yは、金属や剛性の高い樹脂などで偏芯2条スクリュー形状に加工されたロータ92Y、ゴム等の材料に2条スクリュー状の空洞が形成されたステータ93Y、これらを内包する樹脂製のホルダ94Y等から構成される。吸引ポンプ90Yは、このポンプ部91Yの他に、吐出部94Y、ロータ92Yを回転させるモータ95Y等も有している。2条スクリュー形状のロータ92Yがステータ93Y内で回転すると、ポンプ部91Yの吸引側(図中右側)に負圧が発生する。この負圧により、トナーカートリッジ50Yの収容袋51Y内で係合部ユニット54Y上に位置するYトナーが、第2搬送チューブ89Yと、トナー貯留タンク100Yと、第1搬送チューブ88Yと、ノズル81Yとを介して吸引される。そして、これら粉体搬送管を経由して吸引ポンプ90Yのポンプ部91Yに至り、ステータ93Y内を通って吐出部94Y内に吐出される。吐出されたYトナーは、吐出部94Yに接続されているY用の現像器40Yの上記第2供給部内に補給される。
The suction pump 90Y is of a type called a uniaxial eccentric screw pump (commonly known as MONO pump). The
このように吸引ポンプ90Yの吸引によってYトナーを搬送するトナー搬送装置においては、Yトナーを搬送するための粉体搬送管内にスクリュー部材等の可動部材を設ける必要がない。よって、粉体搬送管として、図示のような変形自在なチューブ(88Y,89Y)を用いてプリンタ本体内を自由に引き回すことが可能になる。更に、載置部71Yを往復振動させても、変形自在なチューブによってその振動を吸収させるので、現像器40Yへの振動伝達を大幅に抑えることもできる。これに対し、オーガ等の可動部材によってYトナーを搬送する方式では、搬送管内に可動部材を設ける都合上、搬送管を直線状に構成しなければならず、搬送経路のレイアウト自由度を悪化させてしまう。
In this way, in the toner transport device that transports Y toner by suction of the suction pump 90Y, there is no need to provide a movable member such as a screw member in the powder transport tube for transporting Y toner. Therefore, the inside of the printer main body can be freely routed by using deformable tubes (88Y, 89Y) as shown in the drawing as the powder transport tube. Further, even if the mounting
また、吸引ポンプ90Yによる吸引方式では、ポンプ部91Yに対してYトナーが安定して供給される限り、そのロータ92Yの回転量とトナー搬送量とが比例関係になる。このため、ローラ92Yの回転量に基づいて現像器40Yに対するトナー補給量を安定して制御することができる。
In the suction method using the suction pump 90Y, as long as Y toner is stably supplied to the
以上の基本的な構成を備える本プリンタでは、次に列記するものの組合せにより、トナーを用いて記録体たる転写紙に対して可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段が構成されている。即ち、各色プロセスユニット(1Y,M,C,K)、光書込ユニット10、中間転写ユニット11、2次転写バイアスローラ18、レジストローラ対19、給紙カセット20、各色トナー搬送装置等である。なお、これまで、Yトナー用のYトナー搬送装置についてのみ説明したが、他色のトナー用のトナー搬送装置もほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
In this printer having the above basic configuration, a visible image forming means for forming a toner image that is a visible image on a transfer sheet as a recording medium using toner is configured by a combination of the following items. Yes. That is, each color process unit (1Y, M, C, K),
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。なお、ここでは、Yトナー用のトナー搬送装置についてのみその特徴を説明するが、他色のトナー用のトナー搬送装置も同様である。
図8は、Yトナー搬送装置のトナー貯留タンク100Yと、その周囲構成とを示す拡大構成図である。トナー貯留タンク100Yは、フィルター付き逆止弁101Y、受入側チューブ継手104Y、吐出側チューブ継手105Y、受入側タンク部106Y、排出側タンク部107Y、エアーチューブ継手108Y等を有している。
Next, a characteristic configuration of the printer will be described. Here, the characteristics of only the toner conveying device for Y toner will be described, but the same applies to the toner conveying devices for other color toners.
FIG. 8 is an enlarged configuration diagram showing the
上記受入側タンク部106Yは、直方体の下方に、上下反転させた裁頭四角錐体を連結させたような形状になっており、その裁頭四角錐体部にテーパー面102Yが形成されている。この受入側タンク部106Yの上壁には、上方を向いて開口するトナー受入口を有する受入側チューブ継手104Yや、フィルター付き逆止弁101Yなどが固定されている。そして、受入側チューブ継手104Yには、先端側を図示しないノズル(図4の81Y)に連結させている第1搬送チューブ88Yの後端側が連結している。
The receiving-
トナー貯留タンク100Yの排出側タンク部107Yは、受入側タンク部106Yの裁頭四角錐体部に連結する直方体状に形成されている。そして、その底壁には、下方を向けて開口するトナー排出口を有する排出側チューブ継手105Yが固定されている。また、その側壁の一つには、図中側方を向いて開口するエアー受入口を有するエアーチューブ継手108Yが固定されている。
The discharge
上記排出側チューブ継手105Yには、後端側を図示しない吸引ポンプ(図4の90Y)に連結させた第2搬送チューブ89Yの先端側が連結されている。また、上記エアーチューブ継手108Yには、後端側を送気手段たるブロワ111Yに連結させたエアーチューブ110Yの先端側が連結されている。
The discharge-side tube joint 105Y is connected to the distal end side of the
工場出荷時の初期状態における本プリンタには、トナーカートリッジ(50Y)が搭載されていない。また、各搬送チューブ(88Y、89Y)、トナー貯留タンク100Y、現像器に、Yトナーは充填されていない。ユーザーは、初期操作時に、各色のトナーカートリッジをプリンタ本体にセットした後、テンキー等から構成された図示しない操作部を操作して、上記制御部に対してトナー初期搬送命令を送る。すると、上記制御部は、各色について、それぞれトナーカートリッジを往復振動させながら吸引ポンプを作動させて、現像器内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の値になるまで、トナー搬送を行わせる。
The toner cartridge (50Y) is not mounted on the printer in the initial state at the time of shipment from the factory. In addition, the respective transfer tubes (88Y, 89Y), the
先に示した図4において、吸引ポンプ90Yのポンプ部91Yよりもトナー搬送方向上流側におけるトナー搬送経路は、外部からの空気の流入を遮断する密閉空間になっている。このトナー搬送経路は、トナーカートリッジ50Yの係合部ユニット54Y→ノズル81Y→第1搬送チューブ88Y→トナー貯留タンク100Y→第2搬送チューブ89Y→吸引ポンプ90Yのポンプ部91Yという経路である。よって、上述の初期状態において吸引ポンプ90Yが作動すると、まず、ポンプ部91Y、各搬送チューブ、トナー貯留タンク100Y、及びノズル81Y内の空気を介して、トナーカートリッジ50Y内のYトナーが吸引される。吸引されたYトナーは、ノズル81と第1搬送チューブ88Yとを通って、図8に示したトナー貯留タンク100Yの受入側タンク部106Y内に進入する。このとき、Yトナーは未だ吸引ポンプ(90Y)に到達していないので、吸引ポンプ(90Y)の吐出部(94Y)からは、各搬送チューブやトナー貯留タンク100Y内に存在していた空気だけが吐出される。
In FIG. 4 described above, the toner conveyance path on the upstream side in the toner conveyance direction from the
吐出側タンク部107Yの底壁に固定された吐出側チューブ継手105Yは、そのトナー排出口を、受入側タンク部106Yの上壁に固定された受入側チューブ継手104Yのトナー受入口の直下に位置させるように配設されている。よって、トナー貯留タンク100Yの受入側タンク部106Y内に進入したYトナーは、自重によってタンク内を移動して、その大部分が吐出側タンク部107Yにおける吐出側チューブ継手105Yのトナー吐出口の周囲に落下する。但し、一部は、タンク内の広い空間内を拡散して、受入側タンク部106Yのテーパー面102Y上や、吐出側タンク部107Yの水平底面103Y上に落下する。
The discharge side tube joint 105Y fixed to the bottom wall of the discharge
吐出側タンク部107Yに固定された吐出側チューブ継手105Yのトナー受入口や、その周辺に落下したYトナーは、図示しない吸引ポンプに引き続き吸引されて、第2搬送チューブ89Y内に進入する。そして、吸引ポンプ内に到達した後、図示しないY用の現像器内に補給される。
The toner receiving port of the discharge side tube joint 105Y fixed to the discharge
上述の初期状態で吸引ポンプの作動が開始した後、Yトナーが吸引ポンプに到達してしばらくすると、トナー搬送経路を構成する各部のうち、トナー貯留タンク100Yを除くものの内部は、Yトナーがほぼ充満した状態になる。そして、以降、その状態が継続して保たれる。一方、トナー貯留タンク100Y内では、Y用の現像器にYトナーを補給するためのトナー搬送が長期に渡ってON/OFFを繰り返される過程で、図9や図10に示すように、内部のトナー貯留量が少しずつ増えていく。これは、タンク内部に進入したトナーのうち、トナー排出口に向けて真っ直ぐに落下しないで、水平底面103Y上やテーパー面102Y上に拡散したトナーが徐々に堆積していくトナーだけが貯留されていくからである。
After the operation of the suction pump in the initial state described above, after the Y toner reaches the suction pump for a while, the Y toner is almost completely contained in the parts constituting the toner transport path except for the
図11は、Yトナー搬送装置の上記ノズル(81Y)の後端部を示す斜視図である。図において、ノズル81Yは、黒色ABSなどといった有色の樹脂材から構成されている。但し、その後端部には、内部のトナー流路を挟んで相対向する2つの透明窓82Y,83Yが設けられている。この透明窓82Y,83Yの近傍には、日本語カタカナ「コ」の字状の排出量センサ84Yが、ノズル81Yの後端部を「コ」の字の内部に位置させるような姿勢で配設されている。排出量センサ84Yは、発光素子85Yと受光素子86Yとを有する透過型フォトセンサである。発光素子85Yから発せられた光は、ノズル81Yの透明窓82Y→ノズル内トナー流路→透明窓83Yという経路を経て、受光素子86Yに受光される。受光素子86Yは、受光量に応じた量の光電流を発生する。受光素子86Yの受光量が多くなってその光電流量が増加するほど、排出量センサ84Yからの出力電圧値が上昇する。よって、出力電圧値の上昇は、ノズル内トナー流路におけるトナー流量が減少したことを示している。よって、排出量センサ84Yからの出力電圧値が大きくなるほど、トナーカートリッジ50Yからノズル81Y内に流れ込むトナーの量が減少していることになる。なお、図示の例では、ノズル81Yにガラス等からなる2つの検知窓82Y,83Yを設けたが、透明窓を設けずにノズル自体を透明な材料で構成してもよい。
FIG. 11 is a perspective view showing a rear end portion of the nozzle (81Y) of the Y toner conveying device. In the figure, the
このようにしてノズル81Y内を流れるトナーの量を検知する排出量センサ84Yは、粉体収容器たるトナーカートリッジ50Yから排出されるトナーの量を検知する粉体排出量検知手段として機能している。なお、透明窓を1つだけ設けるとともにノズル内壁を鏡面仕上げし、透明窓から入射した光をノズル内壁で反射させるようにすれば、粉体排出量検知手段として反射型フォトセンサを用いることもできる。
The
排出量センサ84Yからの出力電圧値は、図示しないA/Dコンバーターを介して上述の制御部に送られる。先に示した図4において、トナーカートリッジ50Y内のトナーがほぼ無くなると、カートリッジ内からノズル81Y内に流れ込むYトナーの量が急激に減少して、排出量センサ84Yからの出力電圧値が急激に上昇する。上記制御部は、出力電圧値が急激に上昇し且つ所定時間経過しても元通りにならない現象が起きると、トナーカートリッジ50Yについてトナーエンドであると判定する。そして、図示しないディスプレイ等から構成された表示部にその旨を表示して、ユーザーに対してトナーカートリッジ50Yの交換を促す。このように、上記制御部は、粉体排出量検知手段たる排出量センサ84Yによる検知結果に基づいて粉体収容器たるトナーカートリッジ50Yの交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段として機能している。
The output voltage value from the
トナーカートリッジ50Y内のトナー残量を検知する方法としては、排出量センサ84Y等の粉体排出量検知手段によって検知する方法の他、トナーカートリッジ50Y内に残量センサを設ける方法が考えられる。また、収容袋51Yの一部に透明な検知窓を設け、この検知窓を通して収容袋51Y内のトナーを検知する方法も考えられる。
As a method of detecting the remaining amount of toner in the
しかしながら、残量センサをトナーカートリッジ50Y内に設ける方法では、高価な残量センサを消耗品のトナーカートリッジ50Yとともに廃棄してしまうことから、カートリッジ交換コストを著しく増加させてしまう。また、検知窓を通して収容袋51Y内のトナーを検知する方法では、本プリンタのようにトナーカートリッジ50Yを振動させてその内部からのトナー排出を促す構成を採用している場合に、次のような問題が生ずる。即ち、検知窓を通してトナーを検知させるためのトナーセンサを、トナーカートリッジ50Yとともに振動させる必要に迫られ、その振動によって検知精度を低下させてしまうのである。
However, in the method of providing the remaining amount sensor in the
一方、本プリンタのように、排出量センサ84Y等の粉体排出量検知手段によって検知する場合には、センサをトナーカートリッジ50Yとともに交換する必要がない。よって、高価なセンサをトナーカートリッジ50Yとともに廃棄してしまうことによるカートリッジ交換コストの著しい増加を回避することができる。また、排出量センサ84Yをトナーカートリッジ50Yとともに振動させることがないので、振動によって排出を促す場合でも、その振動によるトナー残量の検知精度の低下を回避することができる。
On the other hand, in the case of detection by powder discharge amount detection means such as the
トナーカートリッジ50Y等のトナー収容器を交換することで装置本体に対してトナーを補充する画像形成装置の場合、本プリンタのように、トナー収容器内のトナーが無くなった時点をトナーエンドとしないのが一般的である。そして、本プリンタのように、トナーがもうすぐ無くなる状態であることを示すトナーニアエンドとするのが殆どである。これは、トナー収容器内のトナーが無くなっても、ある程度のプリントアウトに耐え得るだけのトナーが、トナー搬送路内や、現像器内に残っているからである。よって、ユーザーは、トナーニアエンドが報知されても、交換用のトナー収容器の持ち合わせがない場合には、トナー搬送路内や現像器内に残っているトナーを用いて、ある程度の量のプリントアウトを行うことができる。
In the case of an image forming apparatus that replenishes toner to the apparatus main body by exchanging the toner container such as the
但し、トナーニアエンド後において、プリントアウトを無制限に許容すると、異常画像が出現したり、感光体へのキャリア付着を引き起こしたり、キャリア付着によって感光体や中間転写ベルトを傷付けたりといった問題が発生する。そこで、トナーニアエンド後には、予め定められた制限枚数のプリントアウトだけを許容するように構成するのが一般的である。その制限枚数は、トナー搬送路内や現像器内に貯留しているトナー貯留量に基づいて設定される。 However, if the printout is allowed without limitation after the toner near-end, problems such as an abnormal image appearing, carrier adhesion to the photoconductor, and damage to the photoconductor and the intermediate transfer belt due to the carrier adhesion may occur. Therefore, after the toner near-end, it is general to allow only a predetermined limited number of printouts. The limit number is set based on the amount of toner stored in the toner conveyance path or the developing device.
ところが、近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像器等内のトナーストック量は減少の一途を辿っている。加えて、本プリンタのように吸引搬送方式を採用している場合、搬送チューブ等の比較的小径の搬送管を用いることから、トナー搬送路内におけるトナー貯留量も僅かなものとなる。そうすると、トナーニアエンド後に許容し得るプリントアウト枚数が大幅に少なくなって、利便性を大きく低下させてしまう。また、文字原稿画像などを出力する場合に制限枚数内でのプリントアウトに問題がなくても、写真画像などといった高面積率の画像を出力すると、僅かな制限枚数内でも異常画像を発生させてしまう可能性が高くなる。 However, in recent years, with the miniaturization of the image forming apparatus, the amount of toner stock in the developing device or the like is steadily decreasing. In addition, when the suction conveyance method is employed as in the present printer, since a relatively small diameter conveyance tube such as a conveyance tube is used, the toner storage amount in the toner conveyance path is also small. In this case, the number of printouts that can be allowed after the toner near-end is greatly reduced, and the convenience is greatly reduced. Even if there is no problem with printout within the limited number of pages when outputting a text document image, etc., if a high area ratio image such as a photographic image is output, an abnormal image will be generated even within the limited number of copies. There is a high possibility that
そこで、本プリンタにおいては、図4に示したように、粉体収容器たるトナーカートリッジ50Yから排出されたトナーを貯留する粉体貯留部たるトナー貯留タンク50Yを設けている。そして、トナー貯留タンク50Y内のトナーを吸引手段たる吸引ポンプ90Yに吸引させて、搬送先たるY用の現像器40Yに搬送補給させるようにしているのである。かかる構成では、トナーカートリッジ50Y内から排出されたトナーをトナー貯留タンク100Y内に一時的に貯留しながら現像器40Yに向けて吸引搬送することで、トナーカートリッジ50Yと現像器40Yとの間におけるトナー貯留量をより多くする。
Therefore, in this printer, as shown in FIG. 4, a
図12は、トナーニアエンドが発生した時点におけるトナー貯留タンク100Yとその周囲構成とを示す拡大構成図である。上述のように、トナー貯留タンク100Y内のトナー貯留量は、長期に渡るトナー搬送補給に伴って少しずつ増加していく。そして、トナーニアエンドが発生した時点では、トナー貯留タンク100Yの全容量における80%程度まで、トナー貯留量が増加している。このようなトナー貯留タンク100Yを設けたことで、トナー貯留部や、この内部のトナーを搬送するためのトナー搬送機構を現像器40Yに増設することなく、トナー貯留量を増加させている。よって、現像器40Yを大型化させたり、その構成を複雑化させたりといった事態を回避しつつ、トナーニアエンドが発生してから、現像器40Y内にトナー不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる。そして、このことにより、トナーニアエンド後のプリントアウト許容枚数を増やして、ユーザーの利便性を向上させることができる。また、トナー貯留タンク100Y内のトナーを、搬送チューブ内のトナーを搬送するための吸引ポンプ90Yによる吸引で現像器40Yまで搬送するので、前者のトナーを搬送するための新たな吸引手段を設ける必要がない。よって、新たな吸引手段を設けることによるコストアップを回避することができる。
FIG. 12 is an enlarged configuration diagram showing the
本プリンタにおいては、先に図4を用いて説明したように、トナー貯留タンク100Y内のトナーだけでなく、トナーカートリッジ50Yの収容袋51Y内のトナーも、吸引ポンプ90Yによって吸引させるようにしている。また、収容袋51Yとして、変形自在な材料から構成したものを用いている。かかる構成では、トナーの吸引搬送に伴って、図13に示すように、収容袋51Yを減容することができる。そして、使用後の収容袋51Yの運搬コストや保管コストを低減することができる。なお、吸引ポンプ90Yによってトナーカートリッジ50Y内のトナーを吸引させる必要は必ずしもない。トナーカートリッジ50Y内からトナー貯留タンク100Y内へのトナー搬送については重力落下によって行い、タンクから、それより下流側にかけてのトナーだけを吸引させるようにしてもよい。但し、この場合、吸引による収容袋51Yの自動減容化ができなくなるので、収容袋51Yを変形自在な材料で構成した場合には、本体から取り外したトナーカートリッジ50Yの収容袋51Yを手作業で減容せしめる必要がある。
In this printer, as described above with reference to FIG. 4, not only the toner in the
トナーニアエンドが発生した後に、カートリッジ交換がなされずに、制限枚数内のプリントアウトが行われると、トナー貯留タンク100Y内のトナーが消費されて徐々に減少していく。この際、湿度が比較的高いなどの理由によってトナーの流動性が通常よりも悪くなっていると、トナー貯留タンク100Y内において、トナーの架橋現象を引き起こすことがある。トナー排出口の周辺のトナーが重力によってトナー排出口の上に崩れ落ちるということが起きずに、図14に示すようにトナー排出口の周辺に高く堆積したままになる現象である。このような架橋現象が起きると、図中矢印で示したように、トナー受入口からトナー排出口にかけてエアーの短絡路が形成されてしまう。そして、トナー貯留タンク100Y内にまだ十分量のトナーがあるにもかかわらず、それが吸引搬送されずに異常画像を引き起こすおそれがある。
After the toner near-end occurs, if the limited number of printouts are performed without cartridge replacement, the toner in the
そこで、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク100Yの図中左側の側壁に、加振手段たる加振モータ112Yを固定している。そして、上記制御部による制御によって、定期的に加振モータ112Yを作動させるようにしている。かかる構成では、トナー貯留タンク100Yに定期的に振動を加えることで、図15に示すように、トナー排出口の周囲にできたトナー山の崩れを促したり、テーパー面102Yや側壁面からのトナーの滑落を促したりする。そして、このことにより、トナーの架橋現象の発生を抑えてトナー貯留タンク100Yからトナーを良好に排出させることができる。
Therefore, in this printer, a
但し、加振モータ112Yによる振動の付与だけでは、トナーの架橋現象の発生を抑えることができても、トナー塊の発生を十分に抑えることはできない。具体的には、トナーの流動性は、トナー粒子間に適度な空気を介在させた状態で良好となる。しかし、トナー貯留タンク100Y内のトナー粒子は自重によって少しずつ移動して粒子間距離を狭めるため、トナーは静置されると徐々に嵩密度を増加させて流動性を低下させていく。そして、架橋現象を生じ易くなる。加振モータ112Yによってトナーに振動を加えて、トナーの山を崩したり、斜面等からの滑落を促したりした場合、トナーの山を崩落させたり滑落させたりすることができるが、粒子間に空気を十分に行き渡らせることはできない。振動を加えても、嵩密度を低下させることができないのである。高嵩密度状態が長期間続くと、やがて、トナー粒子同士が強く固着してトナー塊となってしまう。このトナー塊が現像器等の画像形成部に搬送されると、画像汚れやフィルミングなどといった種々の不具合を引き起こしてしまう。
However, even if the vibration is only applied by the
そこで、本プリンタにおいては、エアーチューブ継手108Yをトナー貯留タンク100Yに設けるとともに、送気手段たるブロワ111Yを配設し、両者をエアーチューブ110Yで接続している。かかる構成では、図16に示すように、ブロワ111Yからトナー貯留タンク100Y内にエアーを送って、トナー貯留タンク100Y内のトナーを定期的にエアー攪拌することで、トナー粒子間に空気を強制的に介在せしめる。そして、このことにより、トナー塊の形成を抑えることができる。
Therefore, in this printer, an air tube joint 108Y is provided in the
ブロワ111Yからの送気によってトナー貯留タンク100Y内の気圧が高まると、余分量のエアーがフィルター付き逆止弁101Yを通ってタンク外に排出されて、気圧の過剰な上昇が回避される。このフィルター付き逆止弁101Yは、トナー粒子よりも小さなメッシュが形成されたフィルターと、逆止弁とを有している。かかるフィルターを通して空気をタンク外に排出させることで、送気に伴うトナーのタンク外への流出を回避することができる。また、上記逆止弁は、タンク外からタンク内への空気の流入を阻止する一方で、逆方向、即ち、タンク内からタンク内への空気の流出については許容する弁である。かかる逆止弁を設けることで、タンク内への空気の流入による吸引搬送力の低下を回避しつつ、タンク内への送気によるタンク内気圧の過剰な上昇を回避することができる。
When the air pressure in the
これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、LEDによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特許文献2に記載の直接記録方式などが挙げられる。また、画像形成装置ではなく、トナー搬送装置や、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置についても本発明の適用が可能である。更には、画像形成用剤としてトナーを搬送するのではなく、二成分現像剤や磁性キャリアを搬送する剤搬送装置にも本発明の適用が可能である。 So far, a two-component development type printer using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier has been described. However, the present invention can also be applied to a one-component development method using a one-component developer not containing a magnetic carrier. Is possible. Further, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile. In addition, a method of forming an electrostatic latent image by exposure using an LED or ion application may be used instead of the method of performing exposure using a laser beam. The present invention can also be applied to an image forming method that does not use an electrophotographic process. Examples of such a method include a direct recording method described in Patent Document 2. Further, the present invention can be applied not to an image forming apparatus but also to a toner conveying apparatus and a powder conveying apparatus that conveys powder other than toner. Furthermore, the present invention can be applied to an agent conveying apparatus that conveys a two-component developer or a magnetic carrier instead of conveying toner as an image forming agent.
以上、実施形態のプリンタに係るプリンタにおいては、粉体収容器たるトナーかとリッジ50Yから排出されるトナー量を検知する粉体排出量検知手段たる排出量センサ84Yを設けている。そして、排出量センサ84Yによる検知結果に基づいてトナーカートリッジ50Yの交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段たる上述の制御部を設けている。かかる構成では、上述した理由により、高価なセンサをトナーカートリッジ50Yとともに廃棄してしまうことによるカートリッジ交換コストの著しい増加を回避することができる。また、排出量センサ84Yをトナーカートリッジ50Yとともに振動させることがないので、振動によってトナー排出を促す場合でも、その振動によるトナー残量の検知精度の低下を回避することができる。
As described above, in the printer according to the printer of the embodiment, the
また、本プリンタにおいては、吸引手段たる吸引ポンプ90Yから粉体貯留部たるトナー貯留タンク100Yに向けて延びる粉体搬送管たる第2搬送チューブ89Yを、トナー貯留タンク100Yの底面たる水平底面103Yに接続している。かかる構成では、重力によってトナー貯留タンク100Yの上側から底に移動してくるトナーを吸引することで、第2搬送チューブ89Yを底面以外の箇所に接続する場合に比べて、タンク内からトナーを効率良く吸い出すことができる。
In this printer, the
また、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク100Yに振動を加える加振手段たる加振モータ112Yを設けている。かかる構成では、上述した理由により、トナーの架橋現象の発生を抑えてトナー貯留タンク100Yからトナーを良好に排出させることができる。
In this printer, a
また、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク100Y内に向けて送気する送気手段たるブロワ111Yを設けている。かかる構成では、上述した理由により、タンク内のトナーの粒子間に空気を強制的に介在せしめて、トナー塊の形成を抑えることができる。
In this printer, a
1Y,M,C,K プロセスユニット(可視像形成手段の一部)
10 光書込ユニット(可視像形成手段の一部)
11 中間転写ユニット(可視像形成手段の一部)
18 2次転写バイアスローラ(可視像形成手段の一部)
19 レジストローラ対(可視像形成手段の一部)
20 給紙カセット(可視像形成手段の一部)
50Y トナーカートリッジ(粉体収容器)
70Y トナートリッジ支持台(支持体)
81Y ノズル(粉体搬送管)
84 排出量センサ(粉体排出量検知手段)
88Y 第1搬送チューブ(粉体搬送管)
89Y 第2搬送チューブ(粉体搬送管)
90Y 吸引ポンプ(吸引手段)
100Y トナー貯留タンク(粉体貯留部)
103Y 水平底面
111Y ブロワ(送気手段)
112Y 加振モータ(加振手段)
1Y, M, C, K process unit (part of visible image forming means)
10 Optical writing unit (part of visible image forming means)
11 Intermediate transfer unit (part of visible image forming means)
18 Secondary transfer bias roller (part of visible image forming means)
19 Registration roller pair (part of visible image forming means)
20 Paper cassette (part of visible image forming means)
50Y toner cartridge (powder container)
70Y toner cartridge support (support)
81Y nozzle (powder transfer tube)
84 Discharge sensor (powder discharge detection means)
88Y 1st transfer tube (powder transfer tube)
89Y Second transfer tube (powder transfer tube)
90Y Suction pump (suction means)
100Y toner storage tank (powder storage)
112Y Excitation motor (Excitation means)
Claims (5)
上記粉体収容器から排出された粉体を貯留する粉体貯留部を、粉体搬送路における該粉体収容器と上記吸引手段との間に設け、該粉体貯留部内の粉体を該吸引手段に吸引させるようにするとともに、
該粉体貯留部内に向けて送気する送気手段と、該粉体貯留部の内部から外部への空気の流出を許容する一方で、該粉体貯留部の外部から内部への空気の流出を許容する逆止弁と、該逆止弁に取り付けられた状態で、該粉体貯留部の外部から内部へと流出していく空気内のトナーを捕捉するフィルターとを設けたことを特徴とする粉体搬送装置。 A powder transport apparatus comprising: a support body that detachably supports a powder container that stores powder; and a suction unit that discharges the powder discharged from the powder container toward a transport destination while sucking the powder. In
A powder storage part for storing the powder discharged from the powder container is provided between the powder container and the suction means in a powder conveyance path, and the powder in the powder storage part is While letting the suction means suck ,
Air supply means for supplying air into the powder storage unit, and the outflow of air from the outside to the inside of the powder storage unit while allowing the outflow of air from the inside of the powder storage unit to the outside And a filter that captures toner in the air that flows out from the outside to the inside of the powder reservoir while being attached to the check valve. Powder conveying device.
上記粉体収容器から排出される粉体の量を検知する粉体排出量検知手段を、該粉体収容器と上記粉体貯留部との間の粉体搬送管に設けるとともに、該粉体排出量検知手段による検知結果に基づいて該粉体収容器の交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to claim 1,
A powder discharge amount detecting means for detecting the amount of powder discharged from the powder container is provided in a powder conveyance tube between the powder container and the powder reservoir, and the powder An apparatus for transporting powder, comprising: a replacement timing determination unit that determines a replacement timing of the powder container based on a detection result of the discharge amount detection unit.
上記吸引手段から上記粉体貯留部に向けて延びる粉体搬送管を、該粉体貯留部の底面に接続したことを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to claim 1 or 2,
A powder transport apparatus, wherein a powder transport pipe extending from the suction means toward the powder storage section is connected to a bottom surface of the powder storage section.
上記粉体貯留部に振動を加える加振手段を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A powder conveying apparatus, characterized in that a vibration means for applying vibration to the powder reservoir is provided.
上記粉体搬送手段として、請求項1乃至4の何れかの粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 Visible image forming means for forming a visible image on the surface of the recording medium using a powdery image forming agent, and the powder containing the image forming agent in a powder container that is detachably supported on a support. In an image forming apparatus comprising powder conveying means for conveying from a container to the visible image forming means,
As the powder conveying unit, the image forming apparatus characterized by using any of the powder conveying apparatus of claims 1 to 4.
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