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JP3967179B2 - Developer supply device and image forming apparatus - Google Patents

Developer supply device and image forming apparatus Download PDF

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JP3967179B2
JP3967179B2 JP2002110527A JP2002110527A JP3967179B2 JP 3967179 B2 JP3967179 B2 JP 3967179B2 JP 2002110527 A JP2002110527 A JP 2002110527A JP 2002110527 A JP2002110527 A JP 2002110527A JP 3967179 B2 JP3967179 B2 JP 3967179B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
developer
image forming
new
forming apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002110527A
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Japanese (ja)
Other versions
JP2003302838A (en
Inventor
孝昭 柳澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JP2003302838A publication Critical patent/JP2003302838A/en
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  • Cleaning In Electrography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体ポンプを利用した現像剤補給装置および画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来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収納容器を画像形成装置本体にセットし、その容器から現像部へトナーを補給するものが良く知られている。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、又は非常に近接した位置に設置せざるを得なかった。
【0003】
一方、本願出願人は、機械的オーガ手段によらず、トナー収納容器から吸引型粉体ポンプによりトナーを現像装置へ補給するトナー補給装置を先に提案している。
【0004】
その粉体ポンプを利用したトナー補給装置において、像担持体(感光体)からクリーニング装置により回収したトナーを再使用するようにしたものがある。図3は、粉体ポンプを利用した従来のトナー補給装置におけるトナーリサイクル機構を説明するための断面構成図である。
【0005】
図3において、トナーカートリッジ20には新品の(未使用の)トナーが収納されている。現像装置10には粉体ポンプ40が付設されている。その現像装置からトナーが付与されて潜像が現像される像担持体(図示せず)にはクリーニング装置9が付設されている。トナーカートリッジ20からのトナー搬送チューブ56と、クリーニング装置9からのトナー搬送チューブ57は、それぞれ合流管59に接続され、さらにトナー搬送チューブ58により粉体ポンプ40に連結される。
【0006】
トナーカートリッジ20内の新トナーはエアーポンプ30Aから供給されたエアーにより攪拌及び流動化される。その新トナーは、粉体ポンプ40により吸引され、現像装置10へ供給される。新トナーの供給タイミング及び供給時間は、画像形成装置本体の制御部により粉体ポンプ40及びエアーポンプ30Aが制御されてコントロールされる。
【0007】
一方、クリーニング装置9によって像担持体から回収されたリサイクルトナーは、クリーニング装置のトナー排出部9aにエアーポンプ30Bより適時エアーが供給されることにより吸引されやすい状態となり、粉体ポンプ40により吸引され、現像装置10へ供給される。リサイクルトナーの供給タイミング及び供給時間は、画像形成装置本体の制御部により粉体ポンプ40及びエアーポンプ30Bが制御されてコントロールされる。
【0008】
そして、現像装置10内で消費されたトナーに対して供給が必要な新トナーの量と、クリーニング装置9で回収したリサイクルトナーがクリーニング装置内で詰まらないようにするためにクリーニング装置から排出すべきリサイクルトナーとに応じて、画像形成装置本体の制御部により粉体ポンプ40及びエアーポンプ30A,Bを作動させるようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、合流管59より上流側の、新トナー搬送チューブ56とリサイクルトナー搬送チューブ57の長さの差による粉体ポンプ40動作時の圧力差、ノズル51とトナー排出部9aの高低差によるトナーの吸引され易さの差、ノズル51及びトナー排出部9aに存在するトナーの状態差(流動化状態などの吸引され易さの差)やトナー量の差、等により、新トナーを吸引すべく粉体ポンプ40を作動させてもリサイクルトナーばかりが吸引されてしまったり、逆に、リサイクルトナーを吸引するために粉体ポンプ40を作動させても新トナーばかりが吸引されてしまったりすることが起きるという問題があった。
【0010】
所要のトナーを目的どおりに吸引できるように、上記の条件(トナー搬送チューブの長さ、ノズル51とトナー排出部9aの高低差、トナーの状態差など)を設定あるいはコントロールすることは非常に困難である。
【0011】
本発明は、粉体ポンプを利用したトナー補給装置における上述の問題を解決し、新トナーとリサイクルトナーを確実に選択して吸引補給することのできるトナー補給装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、吸引式粉体ポンプにより現像剤を画像形成装置の現像装置に補給する現像剤補給装置であって、画像形成装置の現像剤収納容器に接続されて容器内の新現像剤を補給するための新現像剤搬送管画像形成装置の像担持体から現像剤を回収する現像剤回収装置に接続されて回収現像剤を補給するための回収現像剤搬送管とが合流されて前記吸引式粉体ポンプに連絡される現像剤補給装置において、前記新現像剤搬送管と前記回収現像剤搬送管の合流部に、前記新現像剤搬送管を閉鎖したときに前記回収現像剤搬送管を開放し、前記回収現像剤搬送管を閉鎖したときに前記新現像剤搬送管を開放する現像剤搬送切替手段を設けるとともに、新現像剤の補給時以外は、前記切替手段を、前記新現像剤搬送管を閉鎖し前記回収現像剤搬送管を開放する状態に切り替えておくことにより解決される。
【0014】
また、前記の課題は、本発明により、請求項1に記載の現像剤補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
【0015】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、複数の現像装置を備え、該複数の現像装置に対応して前記現像剤補給装置を複数備えることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記複数の現像装置が異なる高さに配置されていることを提案する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略を示す断面構成図である。このカラープリンタは、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を配置した構成となっている。作像部3には、給紙された用紙を受け取る側を下で、画像形成を終えた用紙の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。転写ベルト装置は、複数のローラ、本例では4つのローラ11に巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト12を有し、該転写ベルト12の上部走行辺に沿って、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。
【0017】
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を有しており、該感光体ドラム5は図示しない駆動手段によって図中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、クリーニング装置9、現像装置10等が設けられている。現像装置10は、トナーとキャリアからなる現像剤を使用する2成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じて後述するトナー補給装置によりトナーが補給される。帯電ロール6と現像装置10の間は、作像ユニットの上方に配置される光書込み装置8からのレーザ光が感光体ドラム5に照射される光書込み位置となっている。
【0018】
図1に示すカラープリンタの作像動作についてマゼンタ用の作像ユニット4Mにより説明する。
帯電ロール6によって帯電された感光体ドラム5には、図示していないLD(レーザダイオード)を駆動してレーザ光をポリゴンミラー8aに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム5上に導く光書込み装置8により、マゼンタトナーで現像する光像の光書込みが行われる。この書込みにより感光体ドラム5上にはパソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいた静電潜像が形成され、該潜像は現像装置10によってマゼンタトナーの可視像となる。
【0019】
一方、給紙部2からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙は転写ベルト12の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ13に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして転写ベルト12上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム5に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写ベルト12の裏面側に配置された転写ロール14の作用によりマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。
【0020】
上記作像動作と同様にして、他の作像ユニット4C,4Y,4Bkにおいてもそれぞれの感光体ドラム5の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写ベルト12によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本カラープリンタはフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写される。転写後の用紙は、転写ベルト20から分離されて、定着装置15により定着される。定着を終えた用紙は、通常、そのまま機外に排紙されるが、このとき用紙は反転されて装置本体1の上面に設けられた排紙トレイ16に裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、プリントをページ順に並べるためのほぼ必須の条件となっている。
【0021】
本例のカラープリンタは上記の如く、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を備えている。各作像ユニットには各色トナーで現像を行う現像装置10が設けられている。その各色現像装置10に供給される各色トナーはそれぞれ個別に4つのカートリッジに収納されており、黒トナーを収納するカートリッジが他の3つのカートリッジよりも大型になっている。その4つのトナーカートリッジは、本例のカラープリンタでは装置の側面方向に並設されており、図1において右上方の角部にカートリッジ20として図示されている。図1では黒トナー用以外の3つのカートリッジは重なって見えるため1つのみを実線で図示しており、黒トナー用カートリッジを2点鎖線で示している。
【0022】
図2は、本例のカラープリンタにおけるトナー補給装置の概略を示す断面構成図である。トナー補給装置は各色作像ユニット毎に備えられている。黒用の作像ユニット4Bkにおいては他よりも大きいトナーカートリッジを備えており、また、各色作像ユニットの位置が異なるため新トナー搬送チューブ56の長さが異なっているが、基本構成はいずれも同じため、ここでは、1つを代表して説明する。
【0023】
図2に示すように、現像装置10には、その上部にトナー吸引手段としての粉体ポンプ40が付設されており、粉体ポンプ40の吸引圧によってトナーカートリッジ20からトナーが搬送チューブを通って補給される。紛体ポンプ40としては吸い込み型の一軸偏芯紛体ポンプが用いられている。この紛体ポンプ40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41と、ゴム等の弾性体で内側に2条スクリュー形状に作られ固定されて設置されるステータ42と、これらを包みかつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料等から作られたホルダ43とを有している。上記ロータ41は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸41aに固定された歯車44が現像装置10の駆動歯車(図示せず)と噛み合っている。歯車44には駆動歯車による回転駆動を断続する断続手段としての電磁クラッチ(図示せず)を介在させている。
【0024】
このように構成されたトナー補給装置においては、粉体ポンプ40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41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40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。
【0025】
一方、トナーカートリッジ20は、プリンタ本体に設けられた図示しないカートリッジセット部にセットされる。そのカートリッジセット部に取り付けられて支持されたノズル51は、単管構造になっており、上部に断面が錐状または球状に形成された尖端部材52が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材52に続いてエアー供給路とトナー補給路とを兼ねる管路53が設けられている。管路53は、ノズル51の最下端において図の左方へ曲げられてその先端に新トナー搬送チューブ56が接続されたトナー用接続口54が設けられている。また、管路53にはトナー用接続口54よりも上方で図の右方へ曲げられたエアー接続口55が設けられている。
【0026】
エアー接続口55は、本例の場合、エアー供給源としてのエアーポンプ30A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および管路53を介してトナーカートリッジ20内に対し下部側よりエアーが噴出される。そして、トナーカートリッジ20内に噴出されたエアーは、収納されたトナーの層を通過することによりトナーを攪拌しながら流動化させ、粉体ポンプ40の吸引圧によってトナーが新トナー搬送チューブ56,合流管60,トナー搬送チューブ58を通って補給される。
【0027】
一方、本例のカラープリンタにおいては、各作像ユニットの感光体5における転写残トナーを回収して再使用するリサイクル機構が設けられている。すなわち、図1において、感光体ドラム5に付設してクリーニング装置9が設けられているが、このクリーニング装置9には、図2に示すように、トナー排出部9aが設けられており、そのトナー排出部9aにリサイクルトナー搬送チューブ57が接続され、さらに、そのリサイクルトナー搬送チューブ57が合流管60に接続されることによって、クリーニング装置9で回収したトナーを再度現像装置10に供給可能となっている。なお、トナー排出部9aにはエアーポンプ30Bからのエアー移送パイプ32が接続され、エアーポンプ30Bから供給されるエアーによって、トナー排出部9aにおいてリサイクルトナーを、粉体ポンプ40により吸引されやすい状態としている。
【0028】
さて、合流管60は、トナーカートリッジ20からの新トナー搬送チューブ56とクリーニング装置9からのリサイクルトナー搬送チューブ57とを合流させてトナー搬送チューブ58に接続し、粉体ポンプ40と連絡させるものであるが、本例の合流管60には、その合流部に切替弁61が設けられている。
【0029】
切替弁61は、モータ62によって回動(揺動)される軸部に弁突起61aが突接されたもので、矢印KまたはK方向に回動可能となっている。モータ62を例えばステッピングモータとすることにより、その回転方向と回動量、すなわち弁突起61aの回動方向と回動量を容易に制御できる。モータ62の制御はプリンタ本体の制御部によりコントロール可能である。なお、ステッピングモータ以外の駆動手段、例えばソレノイドなどによっても同様に動作させることが可能である。
【0030】
さて、弁突起61aが矢印K方向に所定量だけ回動すると、クリーニング装置9からのリサイクルトナー搬送路が閉鎖され、トナーカートリッジ20からの新トナー搬送路が開放される。逆に、弁突起61aが矢印K方向に所定量だけ回動すると、トナーカートリッジ20からの新トナー搬送路が閉鎖され、クリーニング装置9からのリサイクルトナー搬送路が開放される。
【0031】
必要な新トナーを現像装置に供給する場合は、切替弁61(弁突起61a)を矢印K方向に回動させ、リサイクルトナー搬送路を閉鎖する。引き続き、エアーポンプ30Aを作動させトナーカートリッジ20内のトナーを流動化させるとともに、粉体ポンプ40を作動させ、現像装置10に新トナーを供給する。
【0032】
一方、リサイクルトナーを現像装置に供給する場合は、切替弁61(弁突起61a)を矢印K方向に回動させ、新トナー搬送路を閉鎖する。そして、エアーポンプ30Bを適時作動させトナー排出部9aにおいてリサイクルトナーを吸引されやすい状態とするとともに、粉体ポンプ40を作動させ、現像装置10にリサイクルトナーを供給する。
【0033】
本例のプリンタにおいては、画像形成動作中には、上記の新トナーの供給とリサイクルトナーの供給とをほぼ交互に繰り返す。ただし、新トナーとリサイクルトナーそれぞれの供給時間(すなわち供給の割合)は、適宜の割合で設定あるいは変更(制御)可能である。なお、現像装置へ供給する新トナーの量は、リサイクルトナーが現像装置に供給された後に現像装置内のトナー濃度を検出して、新トナーの供給量を算出することが望ましい。
【0034】
ここで、本例のプリンタにおいては、新トナーの供給時以外は切替弁61(弁突起61a)を矢印K方向に回動させ、新トナー搬送路を閉鎖しておくようにしている。これにより、画像形成中に連続的に排出されてくるクリーニング装置9からのリサイクルトナーを優先的に吸引できるような状態にしておき、クリーニング装置9内部での回収トナーによる詰まり現象を未然に防ぐようにしている。
【0035】
上記のように、本例のプリンタにおいては、トナー補給装置の新トナー搬送路とリサイクルトナー搬送路の合流部(合流管60)に切替弁61を設けたことにより、新トナーあるいはリサイクルトナーを確実に選択して現像装置に供給することができる。
【0036】
ところで、図2の構成においては、新トナー(トナーカートリッジ20)のためのエアーポンプ30Aとリサイクルトナー(クリーニング装置9)のためのエアーポンプ30Bとを別個に設けていたが、新トナーとリサイクルトナーの選択的供給動作においては2つのエアーポンプ30A・Bの動作が重ならないため、1つのエアーポンプを共用する(トナーカートリッジ20用とクリーニング装置9用に)ことも可能である。エアーポンプを1つにすることで、コスト低下、装置小型化に寄与することができる。
【0037】
本発明により、新トナーとリサイクルトナーを確実に選択して供給できることは、本例のカラープリンタのように、複数の作像ユニットを傾斜させて配置する構成の場合に特に効果的である。
【0038】
すなわち、複数の作像ユニットを傾斜させて配置する構成においては、各作像ユニットの現像装置(に付設された粉体ポンプ)の位置が異なるため、各色トナーカートリッジから各現像装置までの新トナー搬送チューブ56の長さに違いがあることになる。また、各作像ユニット毎にトナーカートリッジの下部にあるノズル51とクリーニング装置のトナー排出部9aの高低差にも違いがある。そのため、各作像ユニットにおける新トナー搬送チューブ56とリサイクルトナー搬送チューブ57の長さの差による粉体ポンプ40動作時の圧力差、あるいは、各作像ユニットにおけるノズル51とトナー排出部9aの高低差によるトナーの吸引され易さの差、によって、全ての作像ユニットで所要のトナーを目的どおりに吸引できるように、トナー搬送チューブの長さ、ノズル51とトナー排出部9aの高低差などを設定することはできない。しかし、本発明により、各作像ユニットにおいて上記のような条件の違いがある場合でも、各作像ユニットにおいて新トナーとリサイクルトナーを確実に選択して供給することが可能となる。
【0039】
以上、本発明を図示例によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、粉体ポンプの構成は図2で例示したものに限らず、任意の構成とすることができる。また、トナーカートリッジの形状や構成も任意である。もちろん、現像装置も適宜な構成を使用することができる。また、色数、すなわち、作像ユニットの数も任意である。さらには、使用する現像剤もトナーとキャリアからなる2成分に限らず、1成分のものでも良い。
【0040】
また、作像ユニットを複数個備える場合には、それらの高さが異なっていても同じ高さにあっても構わない。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリでも良い。
【0041】
【発明の効果】
請求項1の現像剤補給装置または請求項の画像形成装置によれば、新現像剤と回収現像剤とを確実に選択して現像装置に補給することができる。
【0042】
また、新現像剤の補給時以外は、切替手段を、新現像剤搬送管を閉鎖し回収現像剤搬送管を開放する状態に切り替えておくので、画像形成中に連続的に排出されてくる回収現像剤を優先的に補給できる状態としておくことができる。これにより、現像剤回収手段での詰まり現象を未然に防止することが可能となる。
【0043】
請求項4の構成により、複数の現像装置及び現像剤補給装置を備える画像形成装置においては、複数の現像装置を有することによって、各現像装置ごとに現像剤搬送路の長さに差が出ることになるが、搬送路の長さに関わらず、新現像剤と回収現像剤とを確実に選択して各現像装置に補給することができる。
【0044】
請求項5の構成により、複数の現像装置が異なる高さに配置されている場合でも、高低差に関わらず、新現像剤と回収現像剤とを確実に選択して各現像装置に補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略を示す断面構成図である。
【図2】そのフルカラープリンタにおけるトナー補給装置の概略を示す断面構成図である。
【図3】粉体ポンプを利用した従来のトナー補給装置におけるトナーリサイクル機構を説明するための断面構成図である。
【符号の説明】
1 カラープリンタ装置本体
4 作像ユニット
9 クリーニング装置(現像剤回収装置)
10 現像装置
20 トナーカートリッジ
30A,B エアーポンプ
40 粉体ポンプ
56 新トナー搬送チューブ
57 リサイクルトナー搬送チューブ
58 トナー搬送チューブ
60 合流管
61 切替弁
61a 弁突起
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developer supply device and an image forming apparatus using a powder pump.
[0002]
[Prior art]
In a conventional image forming apparatus, a toner storage container such as a toner bottle or a toner cartridge is set in the main body of the image forming apparatus, and toner is supplied from the container to the developing unit. Since the conventional toner transfer technology is based on a 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.
[0003]
On the other hand, the applicant of the present application has previously proposed a toner replenishing device that replenishes toner from a toner storage container to a developing device by a suction type powder pump without using a mechanical auger means.
[0004]
In some toner replenishing devices using the powder pump, toner collected from an image carrier (photosensitive member) by a cleaning device is reused. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a toner recycling mechanism in a conventional toner replenishing device using a powder pump.
[0005]
In FIG. 3, new (unused) toner is stored in the toner cartridge 20. A powder pump 40 is attached to the developing device 10. A cleaning device 9 is attached to an image carrier (not shown) to which toner is applied from the developing device and the latent image is developed. The toner transport tube 56 from the toner cartridge 20 and the toner transport tube 57 from the cleaning device 9 are connected to a merging pipe 59 and further connected to the powder pump 40 by a toner transport tube 58.
[0006]
The new toner in the toner cartridge 20 is agitated and fluidized by the air supplied from the air pump 30A. The new toner is sucked by the powder pump 40 and supplied to the developing device 10. The supply timing and supply time of the new toner are controlled by controlling the powder pump 40 and the air pump 30A by the control unit of the image forming apparatus main body.
[0007]
On the other hand, the recycled toner collected from the image carrier by the cleaning device 9 is easily sucked by supplying air to the toner discharge portion 9a of the cleaning device from the air pump 30B in a timely manner, and is sucked by the powder pump 40. , Supplied to the developing device 10. The supply timing and supply time of the recycled toner are controlled by controlling the powder pump 40 and the air pump 30B by the control unit of the main body of the image forming apparatus.
[0008]
Then, the amount of new toner that needs to be supplied to the toner consumed in the developing device 10 and the recycled toner collected by the cleaning device 9 should be discharged from the cleaning device in order to prevent clogging in the cleaning device. In accordance with the recycled toner, the powder pump 40 and the air pumps 30A and 30B are operated by the control unit of the main body of the image forming apparatus.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the pressure difference during operation of the powder pump 40 due to the difference in length between the new toner conveyance tube 56 and the recycled toner conveyance tube 57 on the upstream side of the merging pipe 59, and the toner difference due to the height difference between the nozzle 51 and the toner discharge portion 9a. Powder to attract new toner due to differences in ease of suction, differences in the state of toner existing in the nozzle 51 and the toner discharge portion 9a (difference in ease of suction such as fluidized state), differences in toner amount, etc. Even if the body pump 40 is operated, only the recycled toner is sucked, and conversely, even if the powder pump 40 is operated to suck the recycled toner, only new toner is sucked. There was a problem.
[0010]
It is very difficult to set or control the above conditions (the length of the toner transport tube, the height difference between the nozzle 51 and the toner discharge portion 9a, the toner state difference, etc.) so that the required toner can be sucked as intended. It is.
[0011]
The present invention provides a toner replenishing device and an image forming apparatus that can solve the above-described problems in a toner replenishing device using a powder pump and can reliably select and replenish new toner and recycled toner. Let it be an issue.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a developer replenishing device for replenishing a developer to a developing device of an image forming apparatus by a suction type powder pump, wherein the developer replenishing device is connected to a developer storage container of the image forming apparatus. A new developer transport tube for replenishing the new developer and a recovered developer transport tube for replenishing the recovered developer connected to the developer recovery device for recovering the developer from the image carrier of the image forming apparatus in the developer supply device merging has been being contacted to the suction type powder pump, wherein the merging portion of the new developer the collected developer conveying pipe and the conveying pipe, the recovery when closing the new developer conveying tube the developer conveying pipe is opened, the recovered developer conveying pipe switching means for opening the new developer conveying pipe when the developer conveying pipe closes provided Rutotomoni, except when replenishment of the new developer, the switching Means to close the new developer transport pipe Be solved by previously switching to the state of opening the serial recovered developer conveying pipe.
[0014]
According to the present invention, the above problem is solved by an image forming apparatus comprising the developer replenishing device according to claim 1.
[0015]
In order to solve the above problems, the present invention proposes to include a plurality of developing devices, and to include a plurality of the developer replenishing devices corresponding to the plurality of developing devices.
In order to solve the above problems, the present invention proposes that the plurality of developing devices are arranged at different heights.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an outline of a full-color printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. This color printer has a configuration in which a sheet feeding unit 2 is disposed at the lower part of the apparatus main body 1 and an image forming unit 3 is disposed above the sheet feeding unit 2. The image forming unit 3 is provided with a transfer belt device that is disposed so as to be inclined so that the side that receives the fed paper is on the bottom and the paper discharge side of the paper on which image formation has been completed is on the top. The transfer belt device has an endless transfer belt 12 wound around a plurality of rollers, in this example, four rollers 11, and along the upper running side of the transfer belt 12, magenta (M), Four image forming units 4M, 4C, 4Y, and 4Bk for cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) are arranged in parallel.
[0017]
Each of the image forming units 4M, 4C, 4Y, 4Bk has a photosensitive drum 5 as an image carrier, and the photosensitive drum 5 is rotationally driven in a clockwise direction in the drawing by a driving unit (not shown). Around the photosensitive drum 5, a charging roll 6, a cleaning device 9, a developing device 10 and the like as a charging unit are provided. The developing device 10 is a two-component developing device that uses a developer composed of toner and carrier, and the toner is replenished by a toner replenishing device described later according to the amount of consumed toner. Between the charging roll 6 and the developing device 10 is an optical writing position where the photosensitive drum 5 is irradiated with laser light from the optical writing device 8 disposed above the image forming unit.
[0018]
The image forming operation of the color printer shown in FIG. 1 will be described using the magenta image forming unit 4M.
The photosensitive drum 5 charged by the charging roll 6 is driven by an LD (laser diode) (not shown) to irradiate the polygon mirror 8a with laser light, and the reflected light is passed through the cylinder lens or the like. Optical writing of an optical image to be developed with magenta toner is performed by the optical writing device 8 guided upward. By this writing, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 5 based on image data sent from a host machine such as a personal computer, and the latent image becomes a visible image of magenta toner by the developing device 10.
[0019]
On the other hand, a sheet designated as a transfer material is fed from the sheet feeding unit 2, and the fed sheet is once abutted against a registration roller 13 provided on the upstream side in the conveyance direction of the transfer belt 12. Then, the sheet is fed onto the transfer belt 12 in synchronism with the visible image, and reaches the transfer position facing the photosensitive drum 5 by running of the belt. At this transfer position, a visible image of magenta toner is transferred to the paper by the action of the transfer roll 14 disposed on the back side of the transfer belt 12.
[0020]
In the same manner as the above image forming operation, in the other image forming units 4C, 4Y, and 4Bk, visible images are formed by the respective toners on the surfaces of the respective photosensitive drums 5, and these visible images are conveyed by the transfer belt 12. Each time the sheet to be transferred arrives at each transfer position, the transfer is performed. Therefore, in this color printer, a full-color image is superimposed and transferred onto a sheet in a short time almost the same as that of monochrome. The transferred paper is separated from the transfer belt 20 and fixed by the fixing device 15. The sheet after fixing is normally discharged out of the apparatus as it is, but at this time, the sheet is reversed and discharged onto the discharge tray 16 provided on the upper surface of the apparatus main body 1. Backside paper discharge is an almost indispensable condition for the printer to arrange prints in page order.
[0021]
As described above, the color printer of this example includes four image forming units 4M, 4C, 4Y, and 4Bk for magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk). Each image forming unit is provided with a developing device 10 that performs development with each color toner. Each color toner supplied to each color developing device 10 is individually stored in four cartridges, and the cartridge storing black toner is larger than the other three cartridges. The four toner cartridges are juxtaposed in the lateral direction of the apparatus in the color printer of this example, and are shown as cartridges 20 in the upper right corner in FIG. In FIG. 1, since three cartridges other than those for black toner appear to overlap, only one is shown by a solid line, and the black toner cartridge is shown by a two-dot chain line.
[0022]
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram showing an outline of a toner replenishing device in the color printer of this example. A toner replenishing device is provided for each color image forming unit. The black image forming unit 4Bk has a toner cartridge larger than the other, and the length of the new toner transport tube 56 is different because the position of each color image forming unit is different. For the same reason, one is described here as a representative.
[0023]
As shown in FIG. 2, the developing device 10 is provided with a powder pump 40 as a toner suction means at the top thereof, and the toner from the toner cartridge 20 passes through the transport tube by the suction pressure of the powder pump 40. To be replenished. As the powder pump 40, a suction type uniaxial eccentric powder pump is used. The powder pump 40 includes a rotor 41 made of a screw eccentric with a material having rigidity such as metal, and a stator 42 that is made of an elastic material such as rubber and is fixed in the shape of a double screw. And a holder 43 made of a resin material or the like that wraps them and forms a powder conveyance path. In the rotor 41, a gear 44 fixed to a drive shaft 41 a connected by a pin joint meshes with a drive gear (not shown) of the developing device 10. The gear 44 is provided with an electromagnetic clutch (not shown) as an intermittent means for interrupting the rotational drive by the drive gear.
[0024]
In the toner replenishing device configured as described above, the single-shaft eccentric screw pump that is the powder pump 40 is capable of continuous quantitative transfer at a high solid-gas ratio, and is accurate in proportion to the rotational speed of the rotor 41. It is known that a transfer amount of toner can be obtained. Therefore, when a toner replenishment command is issued by image density detection or the like, the powder pump 40 is operated, and the requested amount of toner is replenished to the developing device 10.
[0025]
On the other hand, the toner cartridge 20 is set in a cartridge setting unit (not shown) provided in the printer main body. The nozzle 51 attached to and supported by the cartridge set portion has a single tube structure, and a pointed member 52 having a section formed in a conical shape or a spherical shape is provided on the upper portion by integral molding or fixing, and this pointed end. Subsequent to the member 52, a pipe 53 serving as an air supply path and a toner supply path is provided. The conduit 53 is provided with a toner connection port 54 that is bent to the left in the drawing at the lowermost end of the nozzle 51 and to which a new toner transport tube 56 is connected. The pipe 53 is provided with an air connection port 55 that is bent to the right in the drawing above the toner connection port 54.
[0026]
In this example, the air connection port 55 is connected to an air pump 30 </ b> A as an air supply source via an air transfer pipe 31. When the air pump 30 is operated, air is ejected from the lower side into the toner cartridge 20 through the air transfer pipe 31 and the pipe line 53 from the pump. The air blown into the toner cartridge 20 passes through the toner layer stored therein to fluidize the toner while stirring, and the toner is joined to the new toner transport tube 56 by the suction pressure of the powder pump 40. Replenishment is made through the tube 60 and the toner transport tube 58.
[0027]
On the other hand, the color printer of this example is provided with a recycling mechanism for collecting and reusing the transfer residual toner on the photoreceptor 5 of each image forming unit. That is, in FIG. 1, a cleaning device 9 is provided to be attached to the photosensitive drum 5. The cleaning device 9 is provided with a toner discharge portion 9a as shown in FIG. The recycled toner transport tube 57 is connected to the discharge portion 9a, and the recycled toner transport tube 57 is connected to the merge pipe 60, so that the toner collected by the cleaning device 9 can be supplied to the developing device 10 again. Yes. An air transfer pipe 32 from the air pump 30B is connected to the toner discharge portion 9a, and the toner supplied to the toner discharge portion 9a is easily sucked by the powder pump 40 by the air supplied from the air pump 30B. Yes.
[0028]
The merging pipe 60 joins the new toner conveying tube 56 from the toner cartridge 20 and the recycled toner conveying tube 57 from the cleaning device 9 to connect to the toner conveying tube 58 and to communicate with the powder pump 40. However, the junction pipe 60 of this example is provided with a switching valve 61 at the junction.
[0029]
Switching valve 61, the valve protrusion 61a to the shaft portion to be rotated (swung) by the motor 62 is one that is突接, and can rotate in the arrow K 1 or K 2 directions. When the motor 62 is a stepping motor, for example, the rotation direction and the rotation amount thereof, that is, the rotation direction and the rotation amount of the valve protrusion 61a can be easily controlled. Control of the motor 62 can be controlled by a control unit of the printer main body. Note that the same operation can be performed by a driving means other than the stepping motor, such as a solenoid.
[0030]
Now, when the valve protrusion 61a is rotated by a predetermined amount in the arrow K 1 direction, recycled toner transport path from the cleaning device 9 is closed, the new toner conveyance path from the toner cartridge 20 is opened. Conversely, when the valve boss 61a is rotated by a predetermined amount in the arrow K 2 direction, the new toner conveyance path from the toner cartridge 20 is closed, recycled toner transport path from the cleaning device 9 is opened.
[0031]
When supplying new toner required for the developing device, the switching valve 61 (the valve boss 61a) is rotated in the arrow K 1 direction, closing the recycle toner conveying path. Subsequently, the air pump 30A is operated to fluidize the toner in the toner cartridge 20, and the powder pump 40 is operated to supply new toner to the developing device 10.
[0032]
On the other hand, when supplying the recycled toner to the developing device, the switching valve 61 (the valve boss 61a) is rotated in the arrow K 2 direction, closing the new toner conveying path. Then, the air pump 30B is actuated in a timely manner so that the recycled toner is easily sucked in the toner discharge portion 9a, and the powder pump 40 is activated to supply the recycled toner to the developing device 10.
[0033]
In the printer of this example, the supply of the new toner and the supply of the recycled toner are almost alternately repeated during the image forming operation. However, the supply time (that is, the supply ratio) of each of the new toner and the recycled toner can be set or changed (controlled) at an appropriate ratio. The amount of new toner supplied to the developing device is preferably calculated by detecting the toner density in the developing device after the recycled toner is supplied to the developing device.
[0034]
Here, in the printer of this example, except when the supply of new toner is rotated changeover valve 61 (the valve boss 61a) in the arrow K 2 directions, so that keep closing the new toner conveying path. As a result, the recycled toner from the cleaning device 9 continuously discharged during image formation can be preferentially sucked so as to prevent the clogging phenomenon due to the collected toner in the cleaning device 9 in advance. I have to.
[0035]
As described above, in the printer of this example, the switching valve 61 is provided at the junction (merging pipe 60) of the new toner conveyance path and the recycled toner conveyance path of the toner replenishing device, so that the new toner or the recycled toner can be reliably obtained. Can be selected and supplied to the developing device.
[0036]
In the configuration of FIG. 2, the air pump 30A for the new toner (toner cartridge 20) and the air pump 30B for the recycled toner (cleaning device 9) are provided separately. In the selective supply operation, since the operations of the two air pumps 30A and 30B do not overlap, it is possible to share one air pump (for the toner cartridge 20 and the cleaning device 9). By using one air pump, it is possible to contribute to cost reduction and downsizing of the apparatus.
[0037]
The fact that the new toner and the recycled toner can be reliably selected and supplied according to the present invention is particularly effective in the case of a configuration in which a plurality of image forming units are inclined and arranged as in the color printer of this example.
[0038]
That is, in a configuration in which a plurality of image forming units are arranged at an inclination, the position of the developing device (powder pump attached to) of each image forming unit is different, so new toner from each color toner cartridge to each developing device. There is a difference in the length of the transfer tube 56. Further, there is a difference in height difference between the nozzle 51 at the bottom of the toner cartridge and the toner discharge portion 9a of the cleaning device for each image forming unit. Therefore, the pressure difference during operation of the powder pump 40 due to the difference in length between the new toner transport tube 56 and the recycled toner transport tube 57 in each image forming unit, or the height of the nozzle 51 and the toner discharge portion 9a in each image forming unit. Depending on the difference in the ease of toner suction due to the difference, the length of the toner transport tube, the height difference between the nozzle 51 and the toner discharge portion 9a, etc. can be adjusted so that the required toner can be sucked as intended by all image forming units. It cannot be set. However, according to the present invention, it is possible to reliably select and supply new toner and recycled toner in each image forming unit even when there is a difference in conditions as described above in each image forming unit.
[0039]
As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this.
For example, the configuration of the powder pump is not limited to that illustrated in FIG. Further, the shape and configuration of the toner cartridge are also arbitrary. Of course, the developing device can also have an appropriate configuration. The number of colors, that is, the number of image forming units is also arbitrary. Furthermore, the developer to be used is not limited to two components including toner and carrier, and may be one component.
[0040]
When a plurality of image forming units are provided, their heights may be different or the same. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copying machine or a facsimile.
[0041]
【The invention's effect】
According to the developer supply device of the first aspect or the image forming apparatus of the second aspect , the new developer and the recovered developer can be reliably selected and supplied to the developing device.
[0042]
Also, except when replenishing the new developer, the switching means is switched to a state in which the new developer transport pipe is closed and the recovered developer transport pipe is opened, so that the recovery continuously discharged during image formation is performed. It can be in a state where the developer can be replenished with priority. Thereby, it becomes possible to prevent the clogging phenomenon in the developer collecting means.
[0043]
According to the configuration of the fourth aspect, in the image forming apparatus including the plurality of developing devices and the developer replenishing device, there is a difference in the length of the developer conveyance path for each developing device by having the plurality of developing devices. However, regardless of the length of the conveyance path, the new developer and the recovered developer can be reliably selected and supplied to each developing device.
[0044]
According to the configuration of claim 5, even when a plurality of developing devices are arranged at different heights, the new developer and the recovered developer are surely selected and replenished to each developing device regardless of the height difference. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an outline of a full-color printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an outline of a toner supply device in the full-color printer.
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a toner recycling mechanism in a conventional toner replenishing device using a powder pump.
[Explanation of symbols]
1 Color printer device body 4 Image forming unit 9 Cleaning device (developer recovery device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Developing device 20 Toner cartridge 30A, B Air pump 40 Powder pump 56 New toner conveyance tube 57 Recycled toner conveyance tube 58 Toner conveyance tube 60 Junction pipe 61 Switching valve 61a Valve protrusion

Claims (4)

吸引式粉体ポンプにより現像剤を画像形成装置の現像装置に補給する現像剤補給装置であって、画像形成装置の現像剤収納容器に接続されて容器内の新現像剤を補給するための新現像剤搬送管画像形成装置の像担持体から現像剤を回収する現像剤回収装置に接続されて回収現像剤を補給するための回収現像剤搬送管とが合流されて前記吸引式粉体ポンプに連絡される現像剤補給装置において、
前記新現像剤搬送管と前記回収現像剤搬送管の合流部に、前記新現像剤搬送管を閉鎖したときに前記回収現像剤搬送管を開放し、前記回収現像剤搬送管を閉鎖したときに前記新現像剤搬送管を開放する現像剤搬送切替手段を設けるとともに、
新現像剤の補給時以外は、前記切替手段を、前記新現像剤搬送管を閉鎖し前記回収現像剤搬送管を開放する状態に切り替えておくことを特徴とする現像剤補給装置。
A developer replenishing device for replenishing the developing device of the image forming apparatus of the developer by suction type powder pump, is connected to the developer container of the image forming apparatus in the container new developer for replenishing new The suction-type powder pump is connected to a developer conveying pipe and a collected developer conveying pipe connected to a developer collecting apparatus for collecting the developer from the image carrier of the image forming apparatus and replenishing the collected developer. In the developer replenishing device in contact with
When the new developer transport pipe is closed at the junction of the new developer transport pipe and the recovered developer transport pipe , the recovered developer transport pipe is opened, and when the recovered developer transport pipe is closed Rutotomoni provided a developer conveying tube switching means for opening the new developer conveying pipe,
A developer replenishing apparatus, wherein the switching means is switched to a state in which the new developer transport pipe is closed and the recovered developer transport pipe is opened except when a new developer is replenished.
請求項1に記載の現像剤補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the developer supply device according to claim 1. 複数の現像装置を備え、該複数の現像装置に対応して前記現像剤補給装置を複数備えることを特徴とする、請求項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2 , comprising a plurality of developing devices, and a plurality of the developer replenishing devices corresponding to the plurality of developing devices. 前記複数の現像装置が異なる高さに配置されていることを特徴とする、請求項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3 , wherein the plurality of developing devices are arranged at different heights.
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