JP4547196B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
従来、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。 Conventionally, since the toner container is made of a hard bottle such as a cartridge or a bottle, there has been a big problem in the disposal of the used container accompanying the replacement of the toner container. In other words, the used toner storage container is collected from the user by the manufacturer, and is recycled, reused, and incinerated. However, the container has a large capacity and requires a high distribution cost until it is recovered.
また、従来においても、トナー収納容器の容積が減容可能なものも提案されているが、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ず、また運搬時にのみ減容可能な容器を使用する場合でもトナー移し替えるときに、トナー汚染を招く等の問題が生じ、実用化に至っていない。 In addition, a toner storage container whose volume can be reduced has been proposed in the past, but when replenishing from the container using a toner replenishing device, the replenishment performance cannot be stably maintained, Even when a container capable of reducing the volume only during transportation is used, problems such as toner contamination occur when the toner is transferred, and it has not been put into practical use.
また、従来のトナー移送技術では、機械的オーガ手段に基づいているので、トナー補給装置及びトナー収納容器は現像装置と一体的、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、さらにユーザーのトナー収納容器交換作業の操作性にも難があった。 Further, since the conventional toner transfer technology is based on the mechanical auger means, the toner replenishing device and the toner storage container have to be installed at a position integrated with or very close to the developing device. This complicates the configuration of the toner replenishing device, hinders high costs, low productivity, and machine maintenance, makes it difficult to protect and maintain the toner quality characteristics, and further improves the operability of the user's toner container replacement work. There was also difficulty.
なお、本願出願人よりトナー収納容器内にエアーを噴出しトナーを流動化させて容器より排出し、排出したトナーをエアー流または粉体ポンプを用いて現像装置へ補給するトナー補給装置が公知ではないが提案している。 Note that a toner replenishing device is known by the applicant of the present application in which air is jetted into a toner storage container, the toner is fluidized and discharged from the container, and the discharged toner is replenished to the developing device using an air flow or a powder pump. There is no suggestion.
このトナー補給装置では、トナー収納容器の設置位置を現像装置の位置に関係なく設定できる、容器にソフトケースが使用できる、トナーに無用なストレスを与えることがない等の種々の利点を備えているものである。 This toner replenishing device has various advantages such that the installation position of the toner container can be set regardless of the position of the developing device, a soft case can be used for the container, and unnecessary stress is not applied to the toner. Is.
しかしながら、上記したトナー補給装置においても多少の問題点がある。例えば、容器内に抜き差しされる抜き差し部材はトナー用の通路とエアー供給用の通路を設けているため、ある程度の径にしないとトナー用通路が狭くなりすぎる。このため、抜き差し部材径を大径にすると、抜き差し部材が抜かれたときにシール弁からのトナー漏れが発生してしまう。 However, the above-described toner replenishing device also has some problems. For example, since the insertion / removal member inserted / removed into / from the container is provided with a toner passage and an air supply passage, the toner passage will be too narrow unless it has a certain diameter. For this reason, when the diameter of the insertion / extraction member is increased, toner leakage from the seal valve occurs when the insertion / extraction member is extracted.
本発明は、上記した問題に鑑み、抜き差し部材径を大径にせずとも適正な大きさのトナー用通路が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which a toner passage having an appropriate size can be obtained without increasing the diameter of the insertion / extraction member.
上記の目的を達成するため、本発明は、複数のトナー収納容器に収納されたトナーを複数のトナー補給装置を介して複数の現像装置に補給する画像形成装置において、前記トナー収納容器にそれぞれ底部から抜き差しされる管状に形成された抜き差し部材と、該抜き差し部材を介して前記トナー収納容器内にエアーを供給する単独のエアー供給手段と、前記トナー収納容器に収納されたトナーを現像装置に補給する吸引型の粉体ポンプとを有し、前記抜き差し部材に前記トナー収納容器内に供給されるエアーが通るエアー通路と前記トナー収納容器から排出されるトナーが通るトナー通路とを兼ねる兼用通路を設け、該兼用通路内で粉体ポンプのトナー吸引方向とエアーの供給方向が逆方向になっており、前記単独のエアー供給手段からのエアー通路が複数に分岐されて前記兼用通路に接続されているともに、分岐された各エアー通路にエアー供給を選択するエアーバルブが設けられ、前記単独のエアー供給手段からのエアーが同時に2つ以上の前記トナー収納容器に供給されないように前記エアーバルブを制御することを特徴とする画像形成装置を提案する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus that replenishes toner accommodated in a plurality of toner storage containers to a plurality of developing devices via a plurality of toner replenishing devices. An insertion / removal member formed in a tubular shape to be inserted / removed from / from, a single air supply means for supplying air into the toner storage container through the insertion / removal member, and a toner stored in the toner storage container to replenish the developing device A suction-type powder pump, and a dual-purpose passage that serves both as an air passage through which the air supplied into the toner storage container passes and a toner passage through which the toner discharged from the toner storage container passes. provided, and toner aspiration direction and the feed direction of the air of the powder pump is turned backward in該兼passage, et from the air supply means of the sole Both over passage is connected to the combined passage is branched into a plurality of air valves are provided for selecting the air supply to each air passage is branched, air from the air supply means of said alone or two at the same time The image forming apparatus is characterized in that the air valve is controlled so as not to be supplied to the toner container.
なお、本発明は、前記粉体ポンプの作動によるトナー補給時間の累積時間が所定時間以上になったとき、前記エアー供給手段からのトナー収納容器へのエアー供給が行われると、効果的である。 The present invention is effective when air supply from the air supply means to the toner storage container is performed when the cumulative time of toner replenishment time due to the operation of the powder pump exceeds a predetermined time. .
さらに、本発明は、前記抜き差し部材にエアー供給部と前記トナー補給部が設けられ、エアー供給部が前記トナー補給部より上方の位置にあると、効果的である。 Further, the present invention is effective when the air supply unit and the toner replenishment unit are provided on the insertion / extraction member, and the air supply unit is located above the toner supply unit .
さらにまた、本発明は、前記抜き差し部材にエアー供給部と前記トナー補給部が設けられ、前記トナー補給部がエアー供給部より上方の位置にあると、効果的である。 Furthermore, the present invention is effective when the air supply portion and the toner replenishment portion are provided on the insertion / extraction member, and the toner replenishment portion is located above the air supply portion.
さらにまた、本発明は、前記エアー供給手段からのエアー供給部の径がトナー補給部の径より小径であると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記エアー供給手段からのトナー収納容器へのエアー供給が前記トナー補給経路の最下位置から供給されると、効果的である。
Furthermore, the present invention is effective when the diameter of the air supply unit from the air supply unit is smaller than the diameter of the toner supply unit.
Furthermore, the present invention is effective when the air supply from the air supply means to the toner storage container is supplied from the lowest position of the toner supply path.
本発明によれば、抜き差し部材を単管構造にすることができ、該部材を製造コストが大幅に軽減することができる。しかも、1個のエアーポンプであっても各トナー収納容器に必要量のエアー確実に供給することができる。
請求項2の構成によれば、単管構造の抜き差し部材を設けてもエアー圧によるトナー補給を可能にすることができる。
According to the present invention , the insertion / removal member can have a single tube structure, and the manufacturing cost of the member can be greatly reduced. Moreover, even with a single air pump, the required amount of air can be reliably supplied to each toner storage container.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to supply toner by air pressure even if a single tube structure insertion / extraction member is provided.
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一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。この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が配置された構成となっている。作像部3には、給紙側を下で、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写ベルト装置が設けられている。転写ベルト装置8は、複数のベルト車、本例では4のベルト車に巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト8aを有し、該転写ベルト8aの上部走行辺には、下から順にマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、黒(Bk)用の4つの作像ユニット4M,4C,4Y,4Bkが並列配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a color laser printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention. This color laser printer has a configuration in which a
図2は、作像ユニット4の部分を拡大して示した説明図であり、図1および図2に示すように、各作像ユニット4M,4C,4Y,4Bk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7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たトナーがトナー収納容器20からトナー補給装置により補給される。なお、トナー補給装置は、各作像ユニット4M,4C,4Y,4Bkに、それと同数設けられたトナー収納容器20に収納されたトナーを補給するものである。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged portion of the image forming unit 4. As shown in FIGS. 1 and 2, each of the
現像装置10には、図3に示すように、その近傍または一体に吸い込み型の粉体ポンプ11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11の構成は、図4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12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13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14とを有している。上記ロータ12は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸15に一体連結された歯車16を介して回転駆動される。なお、符号17は電磁クラッチであり、該クラッチにより粉体ポンプ11の稼働が制御されている。
As shown in FIG. 3, the developing
また、上記ホルダ14の先端、すなわち、図3の右端にはトナー吸い込み部18が設けられ、トナー吸い込み部18と後述する抜き差し部材としてのノズル40に設けられたトナー用接続口45とトナー移送チューブ19によって接続されている。このトナー移送チューブ19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11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12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11が作動し、要求された量のトナーが現像装置10に補給される。
Further, a
一方、トナー収納容器20がセットされる画像形成装置本体1に設けられたセット部50は、現像装置10と別体のユニットとして構成されている。このセット部50には、トナー収納容器20に抜き差しされる断面が円形のノズル40が立設され、トナー収納容器20は上方から画像形成装置本体1のセット部50へセットされる。セット部50に設けられたノズル40は、上部に断面錐状に形成された尖端部材44が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材44に続いてエアー供給路とトナー補給路とを兼ねる通路41が設けられている。ノズル40の内部は、単管構造になっており、通路41はノズル40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移送チューブ19が接続されたトナー用接続口42が設けられている。また、通路41にはトナー用接続口42よりも上方で図の右方へ曲げられ、エアー接続口43が設けられている。
On the other hand, the
エアー接続口43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30にエアー移送パイプ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および通路41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。
In the case of this embodiment, the
上記トナー収納容器20は、トナーを収納する変形可能なトナー袋21と、そのトナー袋21を収納し、該袋よりも剛性の大きい外箱22とを有したバックインボックスタイプに構成されている。トナー袋21は、例えば80〜トナー収納容器20μm程度のポリエチレンやナイロン等の樹脂製または紙製のフレキシブルなシートを単層または複層にして作られており、そのトナー袋21にはブロー成形法などにより形成され、トナー供給部を設けられた樹脂等から作られた口金部23が固定されている。このトナー袋21は、密閉構造をなし、その底部の口金部23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24が設けられている。なお、トナー袋21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。
The
このように構成されたトナー補給装置は、トナー収納容器20の画像形成装置本体1への着脱により、該容器に抜き差しされるノズル40にエアー供給路とトナー補給路とを兼ねる通路41が設けられている。したがって、エアー供給路とトナー補給路とを別々に設けた場合と比べて、構造が簡単で製造コストが大幅に軽減され、しかも通路41自体の断面積も大きく採れるので、トナー詰まりが発生しにくくなる。さらに、本実施形態ではノズル40において、エアー用接続口43をトナー用接続口42より上方に設けているので、トナーのエアー用接続口への漏出を低減することができる。
In the toner replenishing device configured as described above, a
ところで、ノズル40を単管構造とした場合、同時にトナーの移動とエアーの供給とを行うことができない。よって、トナー移動とエアーの供給が同時に行われないように制御するとともに、好ましい制御例を図4に基づいて説明する。
By the way, when the
図4において、プリント1枚毎にTセンサ出力に基づいて粉体ポンプ11のオン時間を決めることによってトナー補給量が決定される。その決定されたトナー補給が終了すると、その粉体ポンプ11のオン時間を積算し、積算時間が所定時間に達すると、その所定時間に達したトナー補給終了後、エアーポンプ30を作動し、トナー収納容器20内にエアーを供給する。この供給するエアー量は、定量であり、また積算時間はリセットされる。
In FIG. 4, the toner replenishment amount is determined by determining the ON time of the
このようにトナー補給を制御することで、ノズル40が単管構造であっても常に安定したトナー補給性能を確保することができる。
また、エアーポンプ30によりエアーをトナー収納容器20に供給するとき、単管構造のノズル40であると、エアーがトナー移送チューブ19、粉体ポンプ11を介して現像装置10に送り込まれる恐れが考えられるが、粉体ポンプ11が一軸偏芯スクリューポンプであるので、トナー移送経路が密閉路でありかかる不具合は生じない。さらにまた、粉体ポンプを用いずにエアー圧でトナーを送る場合、粉体ポンプに代わってトナー移送経路に開閉弁(図示せず)を設ければ良い。この場合、上記エアーポンプ30のエアー通路にもエアーバルブを設け、エアーをトナー収納容器20に供給するとき、開閉弁を閉じてからエアーバルブを開き、トナー収納容器の内圧をある程度高めると、エアーバルブを閉じてから開閉弁を開けば、エアー圧によるトナーがエアーポンプ側に送られることなくトナー補給が可能となる。
By controlling toner replenishment in this way, stable toner replenishment performance can always be ensured even if the
Further, when air is supplied to the
かかる制御では、粉体ポンプ11の作動時間に比べてエアーポンプ30の作動時間が短い。したがって、本実施形態のように、4つの各作像部4が設けられている場合、エアーポンプ30は各トナー補給装置毎に設ける必要がなく、1個のみでも可能であり、その場合エアーポンプ30の制御例を図5および図6に示す。
In such control, the operation time of the
図5は、エアーポンプ30と各トナー収納容器20M,20C,20Y,20Bkとの関係を示す図であって、エアーポンプ30からのエアー供給チューブ31は4個のトナー収納容器20M,20C,20Y,20Bkにエアーを供給できるように、途中で4つチューブ32M,32C,32Y,32Bkに分岐されている。この分岐された各チューブ32M,32C,32Y,32Bkには、エアーバルブ33M,33C,33Y,33Bkが設けられており、オンしたエアーバルブ33M,33C,33Y,33Bkに接続されたトナー収納容器20M,20C,20Y,20Bkに対してのみエアーが供給される。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the
かかる構成の制御は、図6に示すように、それぞれに供給する総エアー量に応じた時間に対してエアーポンプ30をオンし、そのエアーポンプ30がオンしているとき、供給するエアー量に応じて各エアーバルブ33M,33C,33Y,33Bkを開く。このとき、同時に2個以上のエアーバルブ33M,33C,33Y,33Bkをオンしないように制御することで、各トナー収納容器20M,20C,20Y,20Bkに必要量のエアーを供給することができる。
As shown in FIG. 6, the control of such a configuration is such that the
このように構成したトナー補給装置は、エアーポンプの複数設けた場合に比べてコストを削減することができる。しかも、同時に2個以上のトナー収納容器20M,20C,20Y,20Bkにエアーを供給しないので、各容器に必要なエアー量を精度良く供給することができる。さらに、本制御においてもトナー補給とエアー供給を同時に行わないことにより、ノズル40は単管構造で十分機能する。
The toner replenishing device configured as described above can reduce the cost compared to the case where a plurality of air pumps are provided. In addition, since air is not supplied to the two or more toner storage containers 20M, 20C, 20Y, and 20Bk at the same time, the necessary amount of air can be supplied to each container with high accuracy. Further, in this control, the
図7は、本発明の他の実施形態を示す断面説明図で、本実施形態の場合、ノズル40において、トナー用接続口42をエアー用接続口43より上方に設けている。
このように構成することで、ノズル40内のトナー詰まりをエアー流によって防止することができる。また、エアー用接続口43の口径をトナー用接続口42のそれより小径にすることで、エアー用接続口43にトナーへのトナー漏出を防止することができる。
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
With this configuration, the toner clogging in the
図7は、本発明の他の実施形態を示す断面説明図で、本実施形態の場合、ノズル40において、トナー用接続口42をエアー用接続口43より上方に設けている。
このように構成することで、ノズル40内のトナー詰まりをエアー流によって防止することができる。また、エアー用接続口43の口径をトナー用接続口42のそれより小径にすることで、エアー用接続口43にトナーへのトナー漏出を防止することができる。
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
With this configuration, the toner clogging in the
図8は、本発明のさらに他の実施形態を示す断面説明図で、本実施形態の場合、ノズル40から粉体ポンプ11までの最も低い位置、本例ではトナー移送チューブ19の途中に分岐パイプ34を設けてこの分岐パイプ34にエアーポンプ30のチューブ31を接続している。
FIG. 8 is an explanatory sectional view showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the lowest position from the
このように構成すると、エアーポンプ30からのエアーはトナー移送経路中最下位置から供給されるので、経路が最下位置に自重で溜まったトナーにより詰まることが確実に防止することができる。
With this configuration, since the air from the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
例えば、ノズルの断面形状は上記した実施形態のように、円形することが好ましいが、円形に限定する必要はないので、多角形、楕円、トラック形状であっても良い。また、トナーが補給される現像装置の構成等は任意のものでよく、1成分現像剤を使用する装置にも適用することができる。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various modifications can be made.
For example, the cross-sectional shape of the nozzle is preferably circular as in the above-described embodiment, but it is not necessary to limit to a circular shape, and may be polygonal, elliptical, or track-shaped. Further, the configuration of the developing device to which toner is replenished may be arbitrary, and can be applied to a device using a one-component developer.
10 現像装置
11 粉体ポンプ
20 トナー収納容器
30 エアーポンプ
40 ノズル
41 通路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記トナー収納容器にそれぞれ底部から抜き差しされる管状に形成された抜き差し部材と、
該抜き差し部材を介して前記トナー収納容器内にエアーを供給する単独のエアー供給手段と、
前記トナー収納容器に収納されたトナーを現像装置に補給する吸引型の粉体ポンプとを有し、
前記抜き差し部材に前記トナー収納容器内に供給されるエアーが通るエアー通路と前記トナー収納容器から排出されるトナーが通るトナー通路とを兼ねる兼用通路を設け、
該兼用通路内で粉体ポンプのトナー吸引方向とエアーの供給方向が逆方向になっており、
前記単独のエアー供給手段からのエアー通路が複数に分岐されて前記兼用通路に接続されているともに、分岐された各エアー通路にエアー供給を選択するエアーバルブが設けられ、
前記単独のエアー供給手段からのエアーが同時に2つ以上の前記トナー収納容器に供給されないように前記エアーバルブを制御することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for supplying toner stored in a plurality of toner storage containers to a plurality of developing devices via a plurality of toner supply devices,
An insertion / removal member formed in a tubular shape that is inserted into / removed from the bottom of the toner storage container,
A single air supply means for supplying air into the toner storage container through the insertion / extraction member;
A suction type powder pump for replenishing the toner stored in the toner storage container to the developing device;
A dual-purpose passage serving as an air passage through which the air supplied into the toner storage container passes and a toner passage through which the toner discharged from the toner storage container passes is provided in the insertion / extraction member;
In the dual-purpose passage, the toner suction direction of the powder pump and the air supply direction are opposite to each other,
The air passage from the single air supply means is branched into a plurality of branches and connected to the dual-purpose passage, and an air valve for selecting air supply is provided in each branched air passage,
Image forming apparatus characterized by air from the air supply means of said alone to control two or more said air valve so as not to be supplied to the toner container at the same time.
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