JP2003122100A

JP2003122100A - 現像剤移送装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003122100A
Application number: JP2001315309A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsumoto; 純一松本; Nobuo Kasahara; 伸夫笠原; Nobuo Iwata; 信夫岩田; Satoshi Muramatsu; 智村松
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-25
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP3670995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エアーによる移送方式の利点を損なうことな
く、送り先での紛体の飛散等を大幅に軽減することがで
きる現像剤移送装置および画像形成装置を提供すること
である。【解決手段】トナーホッパー１５とエアーポンプ４０と
を連通し、エアーポンプ４０からのエアーが、トナー収
納容器２０、トナーホッパー１５を通ってエアーポンプ
４０に戻るように循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に使
用する粉体の現像剤を移送する現像剤移送装置および該
移送装置を用いる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ
等の画像形成装置において、トナーボトルやトナーカー
トリッジ等のトナーを収納するトナー収納容器を装置本
体にセットし、その容器から現像装置へトナーを補給す
るものが良く知られている。この種の画像形成装置は、
トナー収納容器に収納されたトナーを自由落下によって
現像装置に供給するものや機械的なオーガ手段を用いて
トナーを現像装置に供給するものが殆どであった。

【０００３】しかし、前者の自由落下によるトナー移送
は、収納容器と現像装置の配置関係に大幅な制限を受
け、しかもトナー移送量を制御することもできないもの
である。また、後者のオーガ手段によるトナー移送は、
トナーの移送量を制御することができるものの、移送経
路がほぼ直線的に限られ、さらに移送経路が長いとトナ
ーの凝集等を招き、トナー品質を悪化させると言う問題
がある。このため、トナー移送をオーガ手段により行う
装置では、トナー収納容器を現像装置の近傍に配置しな
ければならず、しかもオーガ手段では移送距離が短くて
も急角度でトナーを揚げることができないので、トナー
収納容器を現像装置よりも下方へ配置することが難しか
った。

【０００４】ところで、従来のトナー収納容器としては
カートリッジ、ボトルが多く用いられているが、これら
容器はハードボトルタイプであるため、これを再利用す
るにもユーザーからメーカーへの輸送コストが嵩みとい
う問題がある。さらに、トナー収納容器は回収してトナ
ーを再充填し再使用を図る場合でも回収容器の洗浄が困
難な作業でコスト高などを招いていた。

【０００５】このような従来の画像形成装置が有してい
た問題を大幅に緩和することができるトナー移送装置が
特開２０００−１４７８８４号公報に開示されている。
かかる装置では、密閉されたフレキシブルな袋からなる
トナー容器にエアーを供給してエアー圧によりトナーを
現像装置へ移送するように構成されている。したがっ
て、トナー容器を現像装置の位置に規制されることな
く、ほぼ任意の位置に設置でき、また容器がフレキシブ
ルであるので回収等が容易で、輸送費用も嵩まない。さ
らに、エアーがトナーを十分に攪拌し、トナー品質を良
好な状態に維持することができる等の有利な点を備えて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、特開２
０００−１４７８８４号公報に開示されているトナー移
送装置は種々の利点を備えているものであるが、まった
く問題がないわけではない。特に、エアー移送方式を採
用している構成上、トナーの送り先である現像装置の圧
力が高まるため、現像装置でのトナー飛散の危険が伴
う。かかる危険を回避するため、現像装置にはエアーを
抜くためのフィルタを取り付けているが、経時使用によ
り目詰まりを起こし、十分な圧抜けができなくなること
があった。

【０００７】さらに、エアー移送方式によりトナー移送
は、現像装置が要求するトナー量を精度良く補給するこ
とにも難があり、さらにまた、トナー容器がトナーニア
エンドと判断されてもトナー容器の減容が困難であっ
た。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題を解消し、
エアーによる移送方式の利点を損なうことなく、送り先
での紛体の飛散等を大幅に軽減することができる現像剤
移送装置および画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【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、紛体の現像剤を収納する密閉された収納
容器と、該収納容器にエアーを流入するエアー供給手段
と、前記収納容器に収納された現像剤の移送先である受
け入れ部とを有する現像剤移送装置において、前記受け
入れ部と前記エアー供給手段とを連通し、前記エアー供
給手段からのエアーが前記収納容器および前記受け入れ
部を通って前記エアー供給手段に戻るように循環される
ことを特徴としている。

【００１０】なお、本発明は、前記エアーの循環する経
路がほぼ密閉された経路であると、効果的である。さら
に、本発明は、前記収納容器がフレキシブルな部材から
作られていると、効果的である。

【００１１】さらにまた、本発明は、前記エアー供給手
段と前記収納容器の間のエアー通路に、該通路を開閉す
る第１の開閉弁が設けられていると、効果的である。さ
らにまた、本発明は、前記第１の開閉弁は通常閉状態
で、エアー供給時のみ開状態に切り換えられると、効果
的である。

【００１２】さらにまた、本発明は、前記収納容器から
前記受け入れ部の間の移送通路に、該通路を開閉する第
２の開閉弁が設けられていると、効果的である。さらに
また、本発明は、前記収納容器の現像剤が空状態と判断
されたとき、前記第２の開閉弁を閉じて前記エアー供給
手段を前記収納容器のエアーを吸引する逆方向に動作さ
せると、効果的である。

【００１３】さらにまた、本発明は、前記収納容器が着
脱可能であり、該収納容器が取り出された後、前記第２
の開閉弁を開放すると、効果的である。また、上記の目
的を達成するため、本発明は、請求項１ないし８の何れ
か一項に記載の現像剤移送装置を用いる画像形成装置に
おいて、前記現像剤がトナーであり、前記受け入れ部が
トナーを消費する現像装置であることを特徴としてい
る。

【００１４】なお、本発明は、前記現像装置が現像室
と、該現像室にトナーを補給するホッパー部とを有し、
収納容器に収納されたトナーがホッパー部に移送され、
エアー供給手段によるエアーが前記収納容器、前記ホッ
パー部、前記エアー供給手段の順に循環されると、効果
的である。

【００１５】

【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、本発明に係る現像剤移
送装置としてトナー移送装置を用いた全体の構成を示す
断面説明図である。

【００１６】図１において、符号１は像担持体としての
感光体ドラムであり、一般的な電子写真プロセスと同様
に、図示しない帯電装置により一様の電荷を与えられた
後に、図示しない露光装置によって形成する画像に応じ
た露光を受けて静電潜像が形成される。符号１０は現像
装置を示し、静電潜像をトナーで現像して、トナー像を
形成するためのユニットである。感光体１上に形成され
たトナー像は、図示していない転写装置により転写紙上
に転写され、その後、定着装置によって転写紙上に定着
固定されて画像が出力されることになる。

【００１７】上記現像装置１０は、いわゆる２成分現像
器であって、その内部にトナーとキャリアを混合した現
像剤１１が貯蔵されている。符号１３ａ、１３ｂは現像
剤１１を攪拌するための２本の搬送スクリューであり、
符号１２は現像ローラである。現像ローラ１２は、攪拌
された現像剤を磁力によってローラ表面に担持して搬送
し、その搬送中にトナーを感光体ドラム１に移行して静
電潜像が現像される。また、符号１４はドクターブレー
ドで現像ローラ１２上の現像剤を一定の高さに規制する
用をなしている。

【００１８】現像装置１０は、画像の形成に伴ってトナ
ーが消費されるため、その分のトナーを補給する必要が
ある。トナー補給制御には、種々の方法が提案されてい
るが、一般的にはトナーとキャリアの混合比を検知した
り、感光体ドラム１上に形成したパターン画像の濃度を
検知したりしてトナー補給信号を出力するようにしてい
る。

【００１９】本実施形態に係るトナー移送装置は、現像
装置１０上にトナーを一時的に貯める受け入れ部として
のトナーホッパー１５を設けている。該トナーホッパー
１５には、回転することによって溝部に貯まったトナー
を現像装置１０へ定量的に補給する供給ローラ１６を備
えており、上記したトナー補給信号が発せられると、供
給ローラ１６が回転して指定された量のトナーを補給す
ることができる。

【００２０】このトナーホッパー１５に移送するトナー
は、トナー収納容器２０に収納され、トナーホッパー１
５とトナー収納容器２０が移送経路としてのトナー導通
路であるトナーチューブ３０によって連通している。ト
ナーチューブ３０は、パイプ状のものならば種類を問わ
ないが、これをフレキブルなチューブで構成すれば、ト
ナー収納容器２０と現像装置１０との配置関係の規制が
なくなり、設計自由度が大幅に増す。なお、フレキシブ
ルなチューブとしては、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等を用いる
ことが好適である。

【００２１】本実施形態のトナー収納容器２０は、ポリ
エチレン、ナイロン等の樹脂製または紙製の厚みが８０
〜２００μｍ程度の単層または複層構成のフレキシブル
なシートを折り紙製作のようにして、空気流入出のない
密閉された袋状容器に作られている。このトナー収納容
器２０は、下部に口金部材２１が固定され、口金部材２
１にスポンジ、ゴム等からなりスリット（図示せず）が
形成されたシール弁２２が設けられている。また、トナ
ー収納容器２０は下部側領域において口金部材２１に向
かって徐々に開口面積が小さくなるような口細形状に形
成されている。

【００２２】このように構成されたトナー収納容器２０
は、画像形成装置の適宜位置に設けられたセット部にセ
ットして使用される。かかるセット部には、トナー収納
容器２０を支持する樹脂等のハード材料で作られた容器
ホルダ５０と、トナー収納容器２０内にシール弁２２を
介して挿入されるノズル５１とが設けられている。ノズ
ル５１は、図２に示すように、トナーの通路５３とエア
ーの通路５４を有する２重管構造をなし、その先端には
シール弁２２への挿入をスムーズに行えるように尖頭部
５２が形成されている。ノズル５１の上端側には、トナ
ー通路５３に通じるトナー吸入口５５、エアー通路５４
に通じるエアー排出口５６が設けられている。また、ト
ナー通路５３およびエアー通路５４はノズル５１の下部
側において、それぞれトナー排出口５７およびエアー吸
入口５８と通じている。

【００２３】エアー吸入口５８は、エアー導通路として
のエアーチューブ３１を介してエアー供給手段としての
エアーポンプ４０のエアー吐出口４１と連通され、エア
ーチューブ３１には電気信号によってオン・オフする第
１開閉弁３２が設置されている。また、トナー排出口５
７は上記したトナーチューブ３０を介してトナーホッパ
ー１５に設けられたトナー受入口１７に連通されてい
る。このトナーチューブ３０には、絞り量を制御可能な
第２開閉弁３３が設置されている。

【００２４】ここまで説明したトナー移送装置は、エア
ーポンプ４０からエアーがトナー収納容器２０内に供給
され、該容器内に収納されたトナーが攪拌されるととも
に容器内の圧力が高まり、トナーホッパー１５との圧力
差を利用してトナーを容器からトナーホッパー１５へ移
送するものである。このとき、トナー収納容器２０内の
トナーを流動化させるには大量のエアーを流入させるこ
とが好ましく、エアーによって流動化されたトナーは液
体の如く移送が容易になる。しかしながら、エアーが大
量に供給されれば、トナーホッパー１５にもトナーとと
もに大量のエアーが移送される。よって、トナーホッパ
ー１５の内圧が高まり圧力差がなくなってトナーが移送
されにくくなり、しかも、ホッパーの隙間等からエアー
が吹き出しトナー飛散を招く恐れがある。

【００２５】そこで、本実施形態ではトナーホッパー１
５とエアーポンプ４０とを戻りエアー導通路としての戻
りエアーチューブ３４によって連通させている。この場
合、トナーホッパー１５にエアー排出口１８を設け、こ
のエアー排出口１８とエアーポンプ４０のエアー取入口
４２とを戻りエアーチューブ３４で連結している。

【００２６】このように、エアーポンプ４０、トナー収
納容器２０およびトナーホッパー１５がほぼ密閉された
エアーチューブ３１、トナーチューブ３０、エアー戻り
チューブ３４によって連通されているため、エアーはエ
アーポンプ４０、トナー収納容器２０、トナーホッパー
１５、そして再びエアーポンプ４０に戻るように循環す
る。すなわち、エアーポンプ４０が作動すると、エアー
チューブ３１およびノズル５１のエアー通路５４を介し
てエアー排出口５６からトナー収納容器２０にエアーが
供給される。トナー収納容器２０にエアーが供給される
と、上述したように、容器内のトナーが攪拌されて流動
化するとともに、容器内の圧力が高まって、トナーがト
ナー吸入口からノズル５１のトナー通路５３、トナーチ
ューブ３０を通ってトナーホッパー１５にトナーが移送
される。このとき、トナーホッパー１５にはトナーとと
もにエアーも流入するが、エアーはトナーホッパー１５
が戻しエアーチューブ３４を介してエアーポンプ４０に
通じているので、トナーホッパー１５内の圧力を高める
ことなくエアーポンプ４０に戻り、エアーが循環され
る。

【００２７】このように、エアーを循環させることで、
トナーホッパー１５内の圧力が高まることがなく、上記
したトナーの移送不良やトナー飛散を確実に防止するこ
とができる。しかも、エアーはほぼ密閉された循環路を
循環するので、外部から湿度が浸入してトナーの物性を
変化させることも防止できる。

【００２８】また、上記トナー移送装置はトナー収納容
器２０にエアーを流入して容器内圧が上昇し始めると同
時に、トナーホッパー１５へのトナー移送が開始される
が、トナー収納容器２０からトナーホッパー１５までの
距離が長い、もしくはトナーホッパー１５がトナー収納
容器２０よりも非常に高い位置にある等の条件下では容
器内の圧力不足により十分なトナー移送量が得られない
恐れがある。

【００２９】そこで、エアー流入時にはトナーチューブ
３０に設けた第２開閉弁３３を閉状態とし、トナー収納
容器２０が所望の圧力に達すると、該弁を開状態に切り
換えることで、圧力差による高いトナーの搬送力が得ら
れる。

【００３０】上述したように、現像装置１０はトナー消
費によりトナー濃度が低下すると、補給信号を発して供
給ローラ１６が回転される。供給ローラ１６を駆動して
もトナー補給がされない場合、トナーホッパー１５にト
ナーなしと判断されてトナー移送信号が発せられる。な
お、トナー移送信号はトナーホッパー１５にトナーの有
無を検知可能なセンサを配して、該センサからトナー移
送信号を得るようにしてもよい。そして、トナー移送信
号が発せられると、エアーポンプ４０が作動してエアー
がトナー収納容器２０内に供給されるが、第１の開閉弁
３２は通常、閉状態とし、エアーポンプ４０が作動中の
みオンされて開状態に切り換えられる。第１の開閉弁３
２をエアーポンプ４０の作動に同期して開閉することに
より、エアーポンプ４０を停止したときに、トナー収納
容器２０内のトナーがエアーポンプ４０側へ逆流するこ
とが防止される。

【００３１】ところで、トナー収納容器２０は種々の形
態にすることができるが、該容器の下部から挿入される
ノズル５１を用いている本実施形態では、収納されたト
ナーが重力で容器下部に集まるように、下部に向かって
口細形状にすることがトナー残量を減らすため有利であ
る。そこで、本実施形態のようなトナー収納容器２０を
用いたとき、図３に示すように、符号Ａで示す部分にエ
アーが届きにくく十分に攪拌されない可能性が高い。し
かも、トナーの流動性の悪さはよく知られているところ
であり、このため、ノズル５１近傍のトナーを流動化さ
れても上記Ａ領域のトナーが流動化できずに、図４およ
び図５に示すようなトナー架橋が発生する恐れがある。
このようなトナー架橋が生じてしまうと、これをエアー
流入で壊すことが困難になり、補給されない残留トナー
になってしまう。

【００３２】しかし、本実施形態のように、トナー収納
容器２０にフレキシブルな部材を使用しているので、エ
アーを流入したときに、その弾性によって容器が膨らむ
等の壁面が変形する。よって、エアー流入時に架橋した
トナーや架橋しようとするトナーを崩すことができ、ト
ナー架橋によるトナー残を確実に防止することができ
る。

【００３３】次に、トナー収納容器２０の回収について
説明する。トナー収納容器２０は、トナー補給信号が発
せられても、トナー補給されないとき、トナーニアエン
ドと判断される。かかる状態下では、トナーを移送しよ
うとしてトナー収納容器２０内はエアーが充満されてい
る。本実施形態のトナー収納容器２０は、フレキシブル
部材によって形成されているため、容器内のエアーを吸
引すれば減容することができ、容器が減容した状態にな
れば、持ち易くユーザーの取り扱いが容易になる。ま
た、ユーザーが誤って容器を落下させた場合でも、容器
内にわずかに残ったトナーが吹き出にくく、さらに容器
を回収するときの嵩が減少するため、物流コストを低減
することができる。

【００３４】そこで、本実施形態では、トナー収納容器
２０のトナーがすべて消費されたことが検知されると、
第１開閉弁３２を開状態にしてエアーポンプ４０とトナ
ー収納容器２０を連通させ、第２開閉弁３３を閉状態に
してトナー収納容器２０とトナーホッパー１５の間を遮
断する。このように開閉弁３２、３３を作動後、エアー
ポンプ４０を逆方向に作動する。エアーポンプ４０の逆
方向の作動により、トナーチューブ３０が閉じられてい
るので、トナー収納容器２０内のエアーがエアーポンプ
４０によって吸引され、しかもトナー収納容器２０がフ
レキシブルな部材であるため、容器が減容される。

【００３５】かくして、本実施形態の装置ではトナーエ
ンドとなると、自動的にトナー収納容器２０が減容され
るので、トナー収納容器２０の交換作業が容易で、その
使用済み容器の回収のための物流コストも大幅に軽減す
ることができる。

【００３６】また、空になったトナー収納容器２０をセ
ット部から取り出した後、第２開閉弁３３を開状態に戻
せば、減容のため高まったトナーホッパー１５の圧力を
大気圧に戻し、次の容器の装着に備える。このとき、一
度に第２開閉弁３３を解放すると、圧力差によってノズ
ルからチューブ内の残留トナーが飛散する恐れがあるた
め、第２開閉弁３３を徐々に解放し減圧することが望ま
しい。

【００３７】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、上記実施形態ではトナ
ーを移送するが、トナーとキャリアからなる現像剤を移
送することもできる。また、現像装置は二成分現像のも
のに限らず、一成分現像であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、エアー供給手
段からのエアーが収納容器、受け入れ部を通ってエアー
供給手段に戻るように循環されるので、受け入れ部でエ
アー圧が高まることが防止でき、当該部での現像剤飛散
等を防止することができる。

【００３９】請求項２の構成によれば、エアーの循環す
る経路がほぼ密閉された経路であるので、外部から湿度
が浸入してトナーの物性を変化させてしまうことを防止
することができる。

【００４０】請求項３の構成によれば、収納容器がフレ
キシブルな部材から作られているので、エアーの供給で
壁面が動かされ、トナー架橋の発生を抑制することがで
きる。請求項４および５の構成によれば、エアー供給手
段と収納容器の間のエアー通路に第１の開閉弁を設けて
おり、この第１の開閉弁をエアー供給手段の作動と同期
してエアー供給時に開状態とすることにより、エアー供
給手段の停止時に収納容器内の現像剤が逆流することを
防止できる。

【００４１】請求項６および７の構成によれば、収納容
器から受け入れ部の間の移送通路に第２の開閉弁を設
け、収納容器の現像剤が空状態と判断されたとき、その
第２の開閉弁を閉じてエアー供給手段を収納容器のエア
ーを吸引する逆方向に動作させることにより、空になっ
た収納容器を自動的に減容することができる。

【００４２】請求項８の構成によれば、着脱可能な収納
容器が取り出された後、第２の開閉弁を開放すること
で、受け入れ部の圧を大気圧に戻すことができる。請求
項９および１０の構成によれば、現像室にトナーを補給
するホッパー部でのトナー飛散が生じない画像形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図
である。

【図２】（ａ），（ｂ）はノズルの正面および断面図で
ある。

【図３】トナー収納容器のエアーが届きにくい箇所を説
明する説明図である。

【図４】トナー収納容器で起り得るトナー架橋の一例を
示す説明図である。

【図５】トナー収納容器で起り得るトナー架橋の他の例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０現像装置１５トナーホッパー２０トナー収納容器３０トナーチューブ３１エアーチューブ３２第１の開閉弁３３第２の開閉弁３４戻りエアーチューブ４０エアーポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田信夫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Ｆターム(参考） 2H077 AA02 AA12 AA20 AA26 AA31 AA34 AC11 CA11 DA06 DA34 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紛体の現像剤を収納する密閉された収納
容器と、該収納容器にエアーを流入するエアー供給手段
と、前記収納容器に収納された現像剤の移送先である受
け入れ部とを有する現像剤移送装置において、前記受け入れ部と前記エアー供給手段とを連通し、前記
エアー供給手段からのエアーが前記収納容器および前記
受け入れ部を通って前記エアー供給手段に戻るように循
環されることを特徴とする現像剤移送装置。
【請求項２】請求項１に記載の現像剤移送装置におい
て、前記エアーの循環する経路がほぼ密閉された経路で
あることを特徴とする現像剤移送装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の現像剤移送装
置において、前記収納容器がフレキシブルな部材から作
られていることを特徴とする現像剤移送装置。
【請求項４】請求項１ないし３の何れか一項に記載の
現像剤移送装置において、前記エアー供給手段と前記収
納容器の間のエアー通路に、該通路を開閉する第１の開
閉弁が設けられていることを特徴とする現像剤移送装
置。
【請求項５】請求項４に記載の現像剤移送装置におい
て、前記第１の開閉弁は通常閉状態で、エアー供給時の
み開状態に切り換えられることを特徴とする現像剤移送
装置。
【請求項６】請求項１ないし３の何れか一項に記載の
現像剤移送装置において、前記収納容器から前記受け入
れ部の間の移送通路に、該通路を開閉する第２の開閉弁
が設けられていることを特徴とする現像剤移送装置。
【請求項７】請求項６に記載の現像剤移送装置におい
て、前記収納容器の現像剤が空状態と判断されたとき、
前記第２の開閉弁を閉じて前記エアー供給手段を前記収
納容器のエアーを吸引する逆方向に動作させることを特
徴とする現像剤移送装置。
【請求項８】請求項７に記載の現像剤移送装置におい
て、前記収納容器が着脱可能であり、該収納容器が取り
出された後、前記第２の開閉弁を開放することを特徴と
する現像剤移送装置。
【請求項９】請求項１ないし８の何れか一項に記載の
現像剤移送装置を用いる画像形成装置において、前記現像剤がトナーであり、前記受け入れ部がトナーを
消費する現像装置であることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１０】請求項９に記載の画像形成装置におい
て、前記現像装置が現像室と、該現像室にトナーを補給
するホッパー部とを有し、収納容器に収納されたトナー
がホッパー部に移送され、エアー供給手段によるエアー
が前記収納容器、前記ホッパー部、前記エアー供給手段
の順に循環されることを特徴とする画像形成装置。