JP7470303B2

JP7470303B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7470303B2
Application number: JP2020090673A
Authority: JP
Inventors: 道治鈴木; 延雄桑原; 賢二本城; 直人鈴木; 陽平渡邉; 哲平川田; 雄太畔柳; 春樹永田; 祥太山本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2040-05-25
Also published as: CN113721435A; JP2021189194A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成に同時に使用されるｍ個の現像器が配置されるｍ箇所の画像形成用現像器位置を備えた画像形成装置が知られている。
例えば特許文献１にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４個の現像器が配置される４箇所の画像形成用現像器位置を備えた画像形成装置が記載されている。この画像形成装置は、Ｋの現像器を、透明性トナーなどの特色トナーの現像器と交換できる。Ｋの現像器セット位置に向け、２系統の補給路及びトナー容器セット位置を形成している。２系統それぞれのトナー容器セット位置にＫトナー容器と特色トナー容器をセットしている。現像器セット位置にセットする現像器がＫか特色かにより接続する補給路を変更する。これによれば、装置を過度に大型化することなく、本体に内蔵されて着脱できない搬送路中でのトナー混色を防止できるとされている。

しかし、特色として２種以上のトナーを選択的に用いる場合などに改良の余地がある。

上述した課題を解決するために、本発明は、画像形成に使用される複数の現像器と、前記複数の現像器がそれぞれ配置される複数の画像形成用現像器位置を備えた画像形成装置において、配置されているトナー容器が、前記画像形成用現像器位置に配置されている現像器との間でトナー搬送経路を介して接続可能な複数のトナー容器配置位置を設け、前記トナー容器配置位置の数は、前記画像形成用現像器位置の数よりも多く、前記複数の画像形成用現像器位置のうち、少なくとも二箇所の画像形成用現像器位置に対して、二以上の現像器が入れ替え可能であり、少なくとも一つのトナー容器配置位置は、画像形成装置本体と別体の筐体内に設けられ、当該一つのトナー容器配置位置からのトナー搬送経路は前記筐体の中から画像形成装置本体の中の前記画像形成用現像器位置にかけて形成され、前記筐体の中に、現像器の保管場所を設けたものである。

本発明によれば、特色として２種以上のトナーを選択的に用いる場合などの利便性を高めることができる。

画像形成装置１００の概略構成図。作像ユニット１０１の一例の説明図。各現像器１１４にトナーを補給するトナー補給装置の一例の概略構成図。現像器交換構成の一例の説明図。現像器交換構成の他の例の説明図。現像器交換構成の更に他の例の説明図。現像器交換構成の更に他の例の説明図。

以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるカラープリンタに適用した一実施形態について説明する。

図１は画像形成装置１００の概略構成図である。実施形態に係る画像形成装置の基本構成は、画像形成に同時に使用される５個（ｍ個）の現像器が配置される５箇所の画像形成用現像器位置を備えたものである。具体的には、画像形成装置１００は、画像形成に同時に使用できる５つの現像器それぞれを備えた５つの作像ユニット１０１を搭載している。各作像ユニットをセットできるセット位置を図中右側から第一ステーションＳ１～第五ステーションＳ５と呼ぶ。

これらの５つの作像ユニットとしては、たとえば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと略記する。）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための４つの作像ユニットと、これらの色以外のトナー（以下、特色トナーという）を用いてトナー像を形成する一つの作像ユニットを搭載できる。特色トナーとして透明（以下、ＣＬと略記する。）トナー、白色（以下、Ｗと略記する）トナー、金色（以下、ＭＥと略記する。）トナーなど挙げられる。これらの互いに異なる特色トナーを用いる複数の作像ユニットを用意しておき、選択的に、搭載することもできる。また、後述するように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及び特色の各色のうち同色のものを二以上セットすることもできる。図示の状態は、第一ステーションＳ１～第五ステーションＳ５の順に、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＭＥのトナーを用いる作像ユニット（１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１ＭＥ）が配置されている。

５つの作像ユニット１０１Ｋ～１０１ＭＥの下方に、中間転写体である中間転写ベルト１１６を備える。各作像ユニット１０１Ｋ～１０１ＭＥに対応するベルト内の箇所には一次転写器１１６ａを備える。中間転写ベルト１１６の表面に対向する二次転写器１１８も備える。この中間転写ベルト１１６と二次転写器１１８との間に転写紙を送り込む給紙装置１１７、二次転写器１１８で中間転写ベルト１１６からトナー像が転写された転写紙にトナー像を定着させる定着装置１１９、トナー像が定着された転写紙を機外に排紙する排紙ローラ１２０も備えている。画像形成装置１００の上部に報知手段としても機能する操作部２００とを備える。

実施形態に係る画像形成装置は、５箇所よりも多い７箇所のトナー容器配置位置であるボトル収容部Ｂ１～Ｂ７を設けている。このうち５箇所のボトル収容部Ｂ１～Ｂ５は画像形成装置本体１００ａ内に設定され、残りの２箇所のボトル収容部Ｂ６，Ｂ７は画像形成装置本体１００ａと別体の筐体である追加オプション３００の内に設けられている。図示の状態は、各ボトル収容部Ｂ１～Ｂ７に、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＭＥのトナー容器であるトナーボトル（１５１Ｋ、１５１Ｃ、１５１Ｍ、１５１Ｙ、１５１ＭＥ）が配置されている。追加オプション３００の２箇所Ｂ６，Ｂ７には、特色であるＷ、ＣＬのトナーのトナー容器であるトナーボトル（１５１Ｗ、１５１ＣＬ）が配置されている。

この追加オプション３００は画像形成装置本体１００ａに連結可能である。また、追加オプション３００には、現像器の保管場所としての作像ユニットの保管場所３１０，３１１も設けてある。図示の例にでは、ＷとＣＬのトナーボトル（１５１Ｗ、１５１ＣＬ）に対応するＷとＣＬの作像ユニット（１０１Ｗ、１０１ＣＬ）や、後述する補給前貯留部であるサブホッパ（１５５Ｗ、１５５ＣＬ）が保管されている。さらに、ローラ対３２０などからなるシート搬送経路を備えている。このシート搬送経路は画像形成装置本体１００ａの排紙ローラ１２０で排出されたるシートを更に搬送するための経路である。

図示の例では、追加オプション３００内で、作像ユニット（１０１Ｗ、１０１ＣＬ）とサブホッパ（１５５Ｗ、１５５ＣＬ）とを分離して保管しているが、一体の保管スペース確保できる場合には一体のまま保管するようにしてもよい。

図２は作像ユニット１０１の一例の説明図である。各作像ユニットは使用するトナーが異なるだけで機械構成として共通している。潜像担持体として感光体１１１、帯電器１１２、現像器１１４、クリーニング器１１５を備えている。この図２に示す各構成要素はケース１０１ａ内に一体に収容され、一体で画像形成装置本体１００ａに脱着可能になっている。感光体と電子写真プロセス部材の少なくとも一つとを一体に構成したいわゆるプロセスユニットになっている。図１おいて第５ステーションの作像ユニット１０１についての符号１１３を付して示す書込装置は、各作像ユニットに対応させて画像形成装置本体１００ａ内に配置されている。

図示の現像器１１４は乾式二成分現像器であり、現像ローラ１１４ａ、循環撹拌スクリュウ１１４ｂ、１１４ｄ、ドクタブレード１１４ｃ、トナー濃度センサ１１４ｅ、補給トナーパイプ１１４ｆなどを備えている。

図３は各現像器１１４にトナーを補給するトナー補給装置の一例の概略構成図である。トナー補給装置は、トナーボトル１５１を載置する載置台１６５などを備えたトナー容器配置位置であるボトル収容部Ｂ１～Ｂ７に設けられたボトル駆動部１５２を有している。また、現像器１１４の真上に配設されたサブホッパ１５５、トナー補給部材１５６、及び吸引ポンプ１５４を有している。また、ボトル収容部Ｂ１～Ｂ７に設けられたボトル駆動部１５２の移送前貯留部から、現像器１１４の真上に配設されたサブホッパ１５５へトナーを移送するための搬送路として、中空部を備えた可撓性の部材であるフレキシブルチューブからなる移送チューブ１５３を有している。ボトル駆動部１５２と載置台６１５とで、トナーボトルが脱着可能なボトルセット部を構成している。

トナーボトル１５１の内周面には、螺旋状のレール突起が設けられている。トナーボトル１５１の頭部を保持しているボトル駆動部１５２は、ボトル状のトナーボトル１５１をボトル円周方向に回転駆動させる。すると、トナーボトル１５１内に収容されているトナーがレール突起の作用によってトナーボトル１５１の底側から頭部側に向けて移動する。この移動によってトナーボトル１５１の頭部開口から排出されたトナーは、ボトル駆動部１５２の移送前貯留部に貯留される。

フレキシブルな移送チューブ１５３は、その一端が吸引ポンプ１５４に接続されるとともに、他端がボトル駆動部１５２の移送前貯留部に接続されている。モーノポンプからなる吸引ポンプ１５４は、その駆動により、移送チューブ１５３を介してボトル駆動部１５２の移送前貯留部内のトナーを吸引する。この吸引により、吸引ポンプ１５４の排出口からトナーが排出されてサブホッパ１５５内に落下するとともに、ボトル駆動部１５２の移送前貯留部内のトナーが移送チューブ１５３内に吸引されてサブホッパ１５５に向けて移送される。

吸引ポンプ１５４によってボトル駆動部１５２から現像器１１４の近くまで移送したトナーを、サブホッパ１５５内に一時貯留する。サブホッパ１５５内には、単位駆動時間あたりのトナー補給量のばらつきの少ないトナー補給部材１５６が配設されている。このトナー補給部材１５６の回転駆動により、サブホッパ１５５内のトナーをサブホッパ１５５から送り出して、現像器１１４の補給トナーパイプ１１４ｆ内に投入する。

図１においては、図３に示すトナーボトルの載置台１６５や移送前貯留部を備えたボトル駆動部１５２が、図示の各トナーボトルのボトル収容部Ｂ１～Ｂ７に設けられている。

特許文献１の装置は、４箇所の画像形成用現像器位置のうち、Ｋの現像器セット位置に、特色トナーの現像器を入れ替えてセットするときの混色を防止するため、Ｋの現像器セット位置に向け、２系統の補給路及びトナー容器セット位置を形成している。特色として２種以上のトナーを選択使用したり、シート上での各トナーの転写順序を変更するための現像器のセット位置を変更したりすることについては改良の余地があった。

すなわち、特色として２種以上のトナーを選択使用場合に、２系統の補給路及びトナー容器セット位置のうち、特色に対応した補給路及びトナー容器を、他の特色に対応した補給路及びトナー容器に交換したり、補給路はそのまま兼用する場合には、その補給路を清掃したりする必要がある。現像器のセット位置を変更する場合にも、交換する各セット位置の現像器につき、補給路及びトナー容器を取り外して再装着したり、補給路はそのまま兼用する場合には、その補給路を清掃したりする必要がある。

本実施形態では、特色として２種以上のトナーを選択的に用いる場合などの利便性を高めるため、次の構成を採用している。図１の追加オプション３００内のボトル収容部Ｂ６，Ｂ７を含め、配置されているトナー容器が画像形成用現像器位置にある現像器との間でトナー搬送経路の接続状態を確立可能なトナー容器配置位置を、画像形成用現像器位置の数よりも多く設けている。また、二以上の画像形成用現像器位置ついて、二以上のトナー容器配置位置に配置されているトナー容器とトナー搬送経路で接続される二以上の現像器を選択的に配置可能にしている。

図４は現像器交換構成の一例を示すものである。図４（ａ）は図１の状態に対応した配置を示す。画像形成用現像器位置に対応する第一ステーションＳ１～第五ステーションＳ５に位置する作像ユニット１０１と、これに対応するトナーボトル１５１、追加オプション３００の保管位置にあるトナーボトル１５１，サブホッパ１５５、作像ユニット１０１について色を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｗ、ＣＬの記号で区別して示している。

図４（ｂ）は第一ステーションＳ１のＫに代えてＷ、第五ステーションＳ５のＭＥに代えＣＬをセットした状態の配置を示す。このように第一ステーションと第二ステーションについて、セットする作像ユニット（現像器）をＫとＷ、ＭＥとＣＬと入れ代える作業にあたり、ボトル収容部Ｂ１，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７にあるトナーボトルやトナー補給装置構成部品を取りはずす必要がない。具体的には、図３に示すトナーボトル１５１、載置台１６５，ボトル駆動部１５２を取り外す必要はない。第一ステーションＳ１や第二ステーションＳ２にあるＫとＭＥの作像ユニットをそのサブホッパとともに取り外し、かわりに、保管場所３１０，３１１にあるＷとＣＬの作像ユニットとサブホッパをこれらステーションにセットする。取り外したＫとＭＥの作像ユニットをそのサブホッパは保管場所３１０．３１１に保管する。

ボトル駆動部１５２とサブホッパ１５５とを接続する移送チューブ１５３は可撓性であり、また、交換にともなう配回しの変更が可能なだけの長さを備えている。例えば保管場所３１１とボトル収容部Ｂ６，Ｂ７というように移送チューブ１５３の必要長さが短いときに余分なチューブ部分を収容する収容部を、サブホッパや現像器に設けてもよい。必要長さが長い配置に変更するときには収容部に収容されてるチューブ部分を収容部から取り出す。

以上、図４の例では、第一ステーションＳ１ついて、二以上のトナー容器配置位置であるボトル収容部Ｂ１、Ｂ６に配置されているトナーボトル（１５１Ｋ、１５１Ｗ）とトナー搬送経路で接続される二以上の現像器（作像ユニット１０１Ｋ、１０１Ｗ）を選択的に配置可能にしている。また、第五ステーションＳ５ついて、二以上のトナー容器配置位置であるボトル収容部Ｂ５，Ｂ７に配置されているトナーボトル（１５１ＭＥ、１５１ＣＬ）とトナー搬送経路で接続される二以上の現像器（作像ユニット１０１ＭＥ、１０１ＣＬ）を選択的に配置可能にしている。

この図４（ａ）と（ｂ）に示すように、交換する可能性あるステーションが特定され、他のステーション（Ｓ２～Ｓ４）について現像器（作像ユニット）を交換することがまったくない用途の装置では、交換する可能性あるステーションについてのみ可撓性の移送チューブ１５３での配回し変更ができるように構成すればよい。これに代え、７箇所のボトル収容部Ｂ１～Ｂ７の何れからのトナー搬送経路も、５箇所のうち任意のステーションＳ１～Ｓ５について当該画像形成用現像器位置にある現像器との間で接続状態を確立可能な装置構成としてもよい。このためには、何れのボトル収容部Ｂ１～Ｂ７についてもボトル駆動部１５２とサブホッパ１５５とを接続する移送チューブ１５３の長さを、もっとも離れた箇所との間をつなぐに十分な長さのものにする。

入れ替えの際、サブホッパ１５５がどのステーションにセットされても補給装置を構成する部品の取り外しをすることなく移送チューブ１５３の配回しを変えるだけで交換可能となっているので、補給経路を切断したり、補給経路内の色を入れ替えたりせずにステーションを変更することができる。よって、ステーション数以上の色をどのステーションへも容易にセットでき、自由に色及び色順を変更することが可能になる。図４では６色７色目のトナー補給装置を追加オプション３００に配置しているが、この追加オプション３００を追加していくことで何色でも補給装置を追加することが可能となる。

また、追加オプション３００を、トナー補給装置の構成部品とともに、用紙搬送経路と、現像装置を構成する現像器とサブホッパの保管場所とを有するオプションとしている。これにより、画像形成装置本体の前後やその他のオプションの間など自由な位置に追加オプションを連結可能であり、また使用していない現像装置を保管可能となる。保管場所を有さずにトナー補給装置のみを追加とすることも可能である。

図５は現像器交換構成の他の例を示すものである。この例では、図５（ａ）に示すように、同じ色Ｗのトナーの補給装置及び現像装置（現像器１１４とサブホッパ１５５）をそれぞれ２つ追加オプション３００に備える。これらの２つのＷの現像器（作像ユニット）を図５（ｂ）のように第一ステーションＳ１と第二ステーションＳ２のＫ，Ｃと入れ替えた場合を示す。このような現像装置（作像ユニット）の交換にともなって移送チューブ１５３Ｋ、Ｃ、Ｗ、Ｗの配回しを変更している。このように図４の例で示す第一ステーション～第五ステーションの中には異なる色だけでなく、同色など任意の色をセットすることが可能である。

このように同色の以上の現像装置を同時に第一ステーション～第五ステーションにセットして用いる場合も、図４を用いて説明したのと同様に、特定のステーションについてのみ交換する可能性な装置構成してもよいし、任意のステーションとの間で交換可能な構成にしてもよい。

図６は現像器交換構成の更に他の例を示すものである。この例では画像形成用現像器位置を変更して使用し続ける現像器（例示としてはＫ）がある例であり、また、追加オプション３００におけるトナー補給装置や現像装置の保存場所が一つのみの場合の例である。図６（ａ）の状態では第一ステーションＳ１にはＫの現像装置（作像ユニット）をセットし、第五ステーションではＭＥの現像装置（作像ユニット）をセットしている。図６（ｂ）の状態では第一ステーションＳ１はＫに代えＷの現像装置（作像ユニット）をセットし、第五ステーションでＫの現像装置（作像ユニット）をセットするように交換している。

それまで第五ステーションにセットしていたＭＥは追加オプション３００の保管場所３１０，３１１に装着する。このような現像装置（作像ユニット）の交換にともなって移送チューブ１５３Ｋ、ＭＥ、Ｗの配回しを変更している。この図６の例でも、図４を用いて説明したのと同様に、特定のステーションについてのみ交換する可能性な装置構成してもよいし、任意のステーションとの間で交換可能な構成にしてもよい。

図７は追加オプションではなく、画像形成装置本体内に同時に画像形成に用いることができる現像装置（作像ユニット）の数よりも多い補給装置を設けた例を示す。図７（ａ）の状態では、第一ステーションＳ１にＫ、第二ステーションにＣの現像装置（作像ユニット）がセットされている。図７（ｂ）の状態では、第一ステーションＳ１にＷ、第二ステーションにＣＬの現像装置（作像ユニット）がセットされている。このような現像装置の交換にともなって移送チューブ１５３Ｋ、Ｃ、Ｗ、ＣＬの配回しを変更している。図４を用いて説明したのと同様に、特定のステーションについてのみ交換する可能性な装置構成してもよいし、任意のステーションとの間で交換可能な構成にしてもよい。

以上の実施形態では、作像ユニット１０１、トナー補給装置、トナーボトルで各色の画像形成手段を構成している。現像器は作像ユニットとして一体に交換可能なユニットとしているが、これにかえ、現像器単体に交換可能にしてもよい。また、図３に示すように移送前貯留部を備えたボトル駆動部１５２やサブホッパ１５５、さらには吸引ポンプ１５４を備えた現像装置について説明したが、トナーボトル１５１と現像器１１４とをトナー搬送経路で直結するものにも適用できる。

また、トナー容器配置位置から延びる可撓性のパイプの配回しの変更によりパイプ先端が位置する画像形成用現像器位置を切り替えたり、画像形成用現像器位置にある何れの現像器とも接続されない状態にしたりした。これに代え、一つのトナー容器配置位置から先端が異なる現像位置に延びるパイプなどのトナー搬送経路部材２本を延ばす。そして、現像位置にある現像器と接続するパイプなどを切り替えることで、補給先の画像形成用現像器位置を切り替えたり、画像形成用現像器位置にある何れの現像器とも接続されない状態にしたりすることもできる。

１００：画像形成装置
１００ａ：画像形成装置本体
１０１：作像ユニット
１０１ａ：ケース
１１１：感光体
１１２：帯電器
１１４：現像器
１１４ａ：現像ローラ
１１４ｂ：循環撹拌スクリュウ
１１４ｃ：ドクタブレード
１１４ｄ：循環撹拌スクリュウ
１１４ｅ：トナー濃度センサ
１１４ｆ：補給トナーパイプ
１１５：クリーニング器
１１６：中間転写ベルト
１１６ａ：一次転写器
１１７：給紙装置
１１８：二次転写器
１１９：定着装置
１２０：排紙ローラ
１５１：トナーボトル
１５２：ボトル駆動部
１５３：移送チューブ
１５４：吸引ポンプ
１５５：サブホッパ
１５６：トナー補給部材
１６５：載置台
２００：操作部
３００：追加オプション
３１０：保管場所
３１１：保管場所
３２０：ローラ対
Ｂ１～７：ボトル収容部
Ｓ１：第一ステーション
Ｓ５：第五ステーション

特開２００５－３９５１号公報

Claims

画像形成に使用される複数の現像器と、
前記複数の現像器がそれぞれ配置される複数の画像形成用現像器位置を備えた画像形成装置において、
配置されているトナー容器が、前記画像形成用現像器位置に配置されている現像器との間でトナー搬送経路を介して接続可能な複数のトナー容器配置位置を設け、
前記トナー容器配置位置の数は、前記画像形成用現像器位置の数よりも多く、
前記複数の画像形成用現像器位置のうち、少なくとも二箇所の画像形成用現像器位置に対して、二以上の現像器が入れ替え可能であり、
少なくとも一つのトナー容器配置位置は、画像形成装置本体と別体の筐体内に設けられ、当該一つのトナー容器配置位置からのトナー搬送経路は前記筐体の中から画像形成装置本体の中の前記画像形成用現像器位置にかけて形成され、
前記筐体の中に、現像器の保管場所を設けた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、
前記複数の現像器が入れ替え可能な二以上の現像器についてのトナー搬送経路は、可撓性の部材によって形成されることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記複数の現像器が入れ替え可能な二以上の現像器は、トナー容器と補給前貯留部を介して接続され、前記可撓性の部材は前記補給前貯留部に接続されていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３の何れか一に記載の画像形成装置において、
トナー容器配置位置の何れからのトナー搬送経路も、任意の画像形成用現像器位置について当該画像形成用現像器位置にある現像器との間でトナー搬送経路を介して接続可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至４の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記筐体の中に、シート搬送経路を備えたことを特徴とする画像形成装置。