(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-10
(45)【発行日】2024-04-18
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/08 20060101AFI20240411BHJP
G03G 15/01 20060101ALI20240411BHJP
【FI】
G03G15/08 340
G03G15/01 J
(21)【出願番号】P 2020090673
(22)【出願日】2020-05-25
【審査請求日】2023-02-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100098626
【氏名又は名称】黒田 壽
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 道治
(72)【発明者】
【氏名】桑原 延雄
(72)【発明者】
【氏名】本城 賢二
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 直人
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 陽平
(72)【発明者】
【氏名】川田 哲平
(72)【発明者】
【氏名】畔柳 雄太
(72)【発明者】
【氏名】永田 春樹
(72)【発明者】
【氏名】山本 祥太
【審査官】金田 理香
(56)【参考文献】
【文献】特開2019-152810(JP,A)
【文献】特開2005-003951(JP,A)
【文献】特開2004-133186(JP,A)
【文献】特開2007-241058(JP,A)
【文献】特開2010-126261(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0023884(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 13/00
13/08
13/095
13/34-15/00
15/08
15/095
15/36
21/00-21/02
21/14-21/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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2】
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3】
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4】
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5】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【課題を解決するための手段】
【0004】
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。
【発明の効果】
【0005】
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。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図3】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。
【発明を実施するための形態】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【符号の説明】
【0038】
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【0039】