(57)【要約】【課題】トナー搬送時の飛散、帯電、粗粒化を防止し、トナーを高精度に定量補給することにより、画像不良を防止し、更には、設計の自由度を阻害することなく低コスト、省スペースを図ることができるトナー搬送装置とこれを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】複数のトナー粒子を内包するトナーカプセルと、該トナーカプセルを貯える容器と、該トナーカプセルを搬送する搬送路と、該トナーカプセルを現像容器へ導く分岐出口と、該トナーカプセル表面を破る手段と、破られたトナーカプセルの外殻とトナー粒子を分けるフィルタと、を含んでトナー搬送装置を構成する。【選択図】図４
2006194942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトナー粒子を内包するトナーカプセルと、該トナーカプセルを貯える容器と、該トナーカプセルを搬送する搬送路と、該トナーカプセルを現像容器へ導く分岐出口と、該トナーカプセル表面を破る手段と、破られたトナーカプセルの外殻とトナー粒子を分けるフィルタと、を有することを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
前記搬送路にエアーの流れを作るエアフロー装置を有することを特徴とする請求項１記載の有するトナー搬送装置。
【請求項３】
前記トナーカプセルの大きさが、中のトナーの色によって異なることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のトナー搬送装置を有する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、複写機・ファクシミリ・プリンタ等の電子写真画像形成装置とこれに備えられるトナー搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像工程にトナーを搬送する画像形成装置におけるトナー搬送方法としては、スクリューによる搬送（例えば、特許文献１参照）や、エアーによる搬送（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−０６９９２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２４２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクリューによる搬送では（図７）、搬送路１００１とスクリュー１００２の間に隙間Ｓがあり、搬送路１００１とスクリュー１００２の間の隙間Ｓは、搬送路１００１やスクリュー１００２の偏芯や撓み等により、変動することがある。この隙間の変動のために、隙間にあるトナーが摺擦されたり、圧力を受けたりする。摺擦されたトナーは帯電して、画像形成部での現像・転写工程で画像の不具合を発生させる。
【０００５】
又、圧力を受けたトナーは、トナー同士がくっついて粒径が大きくなり（粗粒化）、画像形成部での現像工程で、現像スリーブと現像ブレードの間に粗粒が詰まり、画像に白い筋が発生し画像不良を引き起こすことがあった。特に、トナー搬送路が長い場合に、搬送路やスクリューが長くなり、偏芯や撓み等が大きくなり、搬送路とスクリューとの隙間の変動が大きくなり、トナーへのダメージが大きくなっていた。このため、トナー搬送路を短くすることが必要とされ、設計の自由度を著しく低下させていた。
【０００６】
又、近年、ダウンタイム短縮を目的として、複数のトナーボトルをレイアウトするものが提案されており、この場合も搬送路が長くなり、前記の問題が顕在化してきている。
【０００７】
これを改善するために、エアーによるトナー搬送が提案されている。エアーによるトナー搬送では、搬送中のトナーへのダメージは最低限に抑えられ、且つ、トナー搬送路を短くする必要がなく、設計の自由度は高かった。
【０００８】
しかしながら、搬送路の密閉や大掛かりなエアー発生装置等、構成が複雑なためコストが高く、エアーにて直接トナーを搬送するため、トナー飛散が大きな問題となっている。更には、現像工程にトナーを定量に供給することが非常に困難であった。
【０００９】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、トナー搬送時の飛散、帯電、粗粒化を防止し、トナーを高精度に定量補給することにより、画像不良を防止し、更には、設計の自由度を阻害することなく低コスト、省スペースを図ることができるトナー搬送装置とこれを備える画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、複数のトナー粒子を内包するトナーカプセルと、該トナーカプセルを貯える容器と、該トナーカプセルを搬送する搬送路と、該トナーカプセルを現像容器へ導く分岐出口と、該トナーカプセル表面を破る手段と、破られたトナーカプセルの外殻とトナー粒子を分けるフィルタと、を含んでトナー搬送装置を構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー粒子をトナーカプセルに内包して、現像器まで搬送することにより、搬送によるトナー粒子の飛散や帯電、粗粒化を防止することができる。
【００１２】
又、ホッパから現像器の距離が長い場合でも、トナー粒子はトナーカプセルに包帯されているため、長距離搬送した場合でも、飛散や帯電、粗粒化を起こすことはない。
【００１３】
更に、分岐路を現像器のスラスト方向全域に配置することにより、現像器のスラスト方向全域に高精度にトナーを定量補給することが可能である。
【００１４】
これらの効果により、画像不良を発生させることなく、高品位な画像を常に提供することが可能となる。
【００１５】
又、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック各色のトナーカプセルを１箇所のホッパで受け取り、自動的に選択して、各色の現像器にトナーカプセルを搬送することが可能であるため、フルカラーの画像形成装置において、従来４色に対して、４箇所設けていたホッパを１箇所にすることができるため、大幅な装置の小型化ができる。
【００１６】
又、ホッパが１箇所であるため、ユーザやサービスマンのトナー補給の色間違い等を防止することができ、１タイプのトナーボトルのみで良く、フールプルーフ等を設ける必要がない。
【００１７】
更に、構成が簡単であり、長距離のトナー搬送でもトナー粒子の飛散や帯電、粗粒化を懸念する必要がないため、設計の自由度が高い。これにより、大幅なコストダウンを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
尚、以下の説明では、画像形成装置の一例として複写機を例にして説明するが、勿論、これに限ることはなく、プリンタ等にも適用できることは言うまでもない。
【００２０】
＜実施の形態１＞
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるデジタル複合複写機の概略構成図である。１３０は制御部であり、画像情報の制御や画像形成の制御等の制御を行っている。
【００２２】
図２は外観図を示す。２００１は、設定・選択する場合に入力する操作部、２００２は、内容を表示する表示部である。１はデジタル複合複写機本体であり、本体１の上部には固定して設けられた透明ガラス板から成る原稿台２が設けられている。又、３は原稿台２の所定位置にシート状の原稿を搬送する原稿送り装置であり、この原稿送り装置３により原稿台２に搬送された原稿は読取部４で読み取られ、その読み取られたデータは、画像処理部で処理され、電気信号に変換されて書き込みレーザー部５に伝送される。
【００２３】
ここで、デジタル複合複写機本体１は、書き込みレーザー部５に読取部４からのデータを入力すれば複写機として機能し、パーソナルコンピューターの出力信号を入力すればプリンターとして機能する。又、他機のファクシミリ装置からの送信信号を入力し、読取部４からの信号を他機のファクシミリ装置に送信すれば、ファクシミリ装置として機能する。これらの入力データを基に書き込みレーザー部５がレーザー光を発光して感光ドラム１２を走査する。
【００２４】
１Ａは給紙部であり、この給紙部１Ａは、デジタル複合複写機本体１に内蔵されたシート収納部であるデッキ３０, ３１、シートカセット３２, ３３に収容されたシートＳを画像形成部１Ｂに給紙するデッキ給紙部３４, ３５及びカセット給紙部３６, ３７と、シート積載部である給紙トレイ７４及び給紙部２１０Ａを備えた手差し給紙装置であるマルチ給紙ユニット２１０が設けられている。
【００２５】
画像形成部１Ｂは、電子写真感光体ドラム１２、帯電器１３と、現像器１４及び転写帯電器１９等を有して構成されている。そして、帯電器１３により一様に帯電された感光体ドラム１２の表面に書き込みレーザー部５から射出された画像情報に対応するレーザー光が走査されて潜像を形成し、この潜像に現像器１４によりトナー画像が形成されて、感光体ドラム１２の回転に同期して搬送されたシートＳに転写帯電器１９によりシートＳの上面にトナー画像が転写される。又、転写されたシートを分離する分離帯電器２０とドラム１２に残留したトナーを除去するクリーナ２６も備えている。
【００２６】
又、画像形成部１Ｂの下流には、トナー像が転写されたシートＳを搬送する搬送部２１と、搬送部２１により搬送されたシートＳ上の像を定着するための定着器２２が設けられている。定着器２２の下流側には、本体１からシートを排出する搬送路とシートを反転或は両面への搬送路を切り替える搬送路切り替え手段１２１が設けられている。搬送路切り替え手段１２１の下流には、本体１からシートを排出する排出ローラ２４と、シートを反転或は両面へ搬送する反転大ローラ１１５が設けられている。
【００２７】
トナー画像が形成されたシートＳは、定着器２２に搬送されて、加熱及び加圧されてトナー画像がシートＳ表面に定着される。定着を終えたシートＳは、画像面が上で排出される場合は、搬送路切り替え手段１２１のパスａを通って、排出ローラ２４によって、排紙トレイ２５或は後処理装置２６（不図示）に排出される。画像面が下で排出される場合は、搬送路切り替え手段１２１のパスｂを通って、反転大ローラ１１５によって反転されて、排出ローラ２４によって、排紙トレイ２５或は後処理装置２６（不図示）に排出される。画像面が両面の場合は、搬送路切り替え手段１２１のパスｂを通って、両面反転パスｃに導かれ、反転大ローラ１１５によって反転されて、両面搬送ローラ１１２〜１１４等により、画像形成部１Ｂへ再搬送される。
（現像器へのトナー供給）
図３及び図４及び図５（ａ）〜（ｄ）を用いて、本実施の形態の特徴である現像器１４へのトナー供給方法を以下に説明する。
【００２８】
図３はトナーカプセル４００の断面図、図４はホッパ４０１から現像器１４への経路のスラスト方向断面図、図５（ａ）〜（ｄ）はスラスト搬送路４０２より、現像器１４へのトナー補給の詳細を示すために一部を拡大した断面図である。
【００２９】
トナーカプセル４００は、約５０μｍの樹脂性フィルム４４０を外殻とし、内側にトナー粒子３００を詰めたものである（図３）。ホッパ４０１は、複数のトナーカプセル４００を一時的に蓄える容器である（図４）。
【００３０】
ホッパ４０１へのトナーカプセル４００の補給は、例えばユーザやサービスマンが直接行うことが可能である。
【００３１】
ホッパ４０１内に蓄えられた複数のトナーカプセル４００は、エアー吸引装置５００によるエアー吸引力により、図４に示すように、現像器１４のスラスト方向に配置されるスラスト搬送路４０２へ充填される。
【００３２】
その後、図５（ａ）に示すように、エアー吸引装置５００のエアー吸引をＯＦＦし、シャッター４０５を開くと（図５（ｂ））、トナーカプセル４００が分岐路４０３へと導かれる。図示するように、該分岐路４０３は、現像器１４のスラスト方向全域に複数箇所に分かれて配置される。
【００３３】
分岐路４０３へ導かれたトナーカプセル４００は、カプセルカッター５０１により破られる（図５（ｃ））。カプセルカッター５０１は、例えば金属性の鋭利なものである。
【００３４】
破られたトナーカプセル４００の外殻４４０は、フィルタ４１０により回収される。カプセルフィルタ４１０は、トナー粒子３００を通過させることができるため、カプセルトナー内にあった複数のトナー粒子３００のみを現像器１４内に供給することができる（図４（ｄ）。前記シャッター４０５を閉じた後、エアー吸引装置５００をＯＮすることにより、上記動作を繰り返し、連続的に現像器１４へのトナー供給が行われる。
【００３５】
以上のように、トナー粒子３００をトナーカプセル４００に内包して、現像器１４まで搬送することにより、搬送によるトナー粒子の飛散や帯電、粗粒化を防止することができる。
【００３６】
又、ホッパ４０１から現像器１４の距離が長い場合でも、トナー粒子３００はトナーカプセル４００に包帯されているため、長距離搬送した場合でも、飛散や帯電、粗粒化を起こすことはない。
【００３７】
更に、分岐路４０３を現像器１４のスラスト方向全域に配置することにより、現像器１４のスラスト方向全域に高精度にトナーを定量供給することが可能である。
【００３８】
これらの効果により、画像不良を発生させることなく、高品位な画像を常に提供することが可能となる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
図６には本発明の実施の形態２が示されている。本実施の形態では、実施の形態１に、新たな構成を付加したものであり、その特徴的な部分についてのみ詳しく説明する。
【００４０】
尚、実施の形態１で参照した図１〜図５と同一の部分には同一の符号を付して、適宜その説明は省略する。
【００４１】
図６はホッパ４０１からスラスト搬送路４０２までの構成を詳細に説明するためにトナー搬送装置の一部を拡大した断面図である。該ホッパ４０１には、４種類のトナーカプセルが蓄えられている。
【００４２】
ここで、トナーカプセル４００Ｃはシアンのトナー粒子を内包し、トナーカプセル４００Ｍはマゼンタのトナー粒子を内包し、トナーカプセル４００Ｙはイエローのトナー粒子を内包し、トナーカプセル４００Ｋはブラックのトナー粒子を内包している。
【００４３】
又、トナーカプセル４００Ｃ，４００Ｍ，４００Ｙ，４００Ｋの外径はそれぞれ異なり、
４００Ｋ＞４００Ｙ＞４００Ｍ＞４００Ｃ
となっている。
【００４４】
図中の傾斜路４１２は、傾斜を持っており、各色のトナーカプセルをホッパ４０１から中継路４１５Ｃ，４１５Ｍ，４１５Ｙ，４１５Ｋへ導く。
【００４５】
中継路４１５Ｃ，４１５Ｍ，４１５Ｙ，４１５Ｋは、それぞれが異なる現像器へ向かい、各色のスラスト搬送路４０２へと繋がっている。
【００４６】
ここで、４１５Ｃの内径Ｌ１と４００Ｃの外径の関係は、
Ｌ１＞４００Ｃ
である。
【００４７】
又、他の３種類のトナーカプセルとの関係式は、
４００Ｋ＞４００Ｙ＞４００Ｍ＞Ｌ１
となっている。これにより、中継路４１５Ｃは、４００Ｃの全てを選択し搬送することができる。
【００４８】
次に、４１５Ｍの内径Ｌ２と４００Ｍの外径の関係は、
Ｌ２＞４００Ｍ
である。
【００４９】
又、他のトナーカプセルとの関係式は、
４００Ｋ＞４００Ｙ＞Ｌ２
となっている。これにより、中継路４１５Ｍは、４００Ｍの全てを選択し搬送することができる。
【００５０】
次に、４１５Ｙの内径Ｌ３と４００Ｙの外径の関係は、
Ｌ３＞４００Ｙ
である。
【００５１】
又、他のトナーカプセルとの関係式は、
４００Ｋ＞Ｌ３
となっている。これにより、中継路４１５Ｙは、４００Ｙの全てを選択し搬送することができる。
【００５２】
次に、４１５Ｋの内径Ｌ４と４００Ｋの外径の関係は、
Ｌ４＞４００Ｋ
である。これにより、中継路４１５Ｋは、４００Ｋの全てを選択し搬送することができる。
【００５３】
以上の構成により、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック各色のトナーカプセルを１箇所のホッパで受け取り、自動的に選択して、各色の現像器に対応色のトナーカプセルを送り込むことが可能となる。これにより、フルカラーの画像形成装置において、従来４色に対して、４箇所設けていたホッパを１箇所にすることができるため、大幅な装置の小型化ができる。
【００５４】
又、ホッパが１箇所であるため、ユーザやサービスマンのトナー補給の色間違い等を防止することができるため、１タイプのトナーボトルのみで良く、フールプルーフ等を設ける必要がない。更に構成が簡単であり、長距離のトナー搬送でもトナー粒子の飛散や帯電、粗粒化を懸念する必要がないため、設計の自由度が高い。これにより、大幅なコストダウンを実現することが可能となる。
【００５５】
＜他の実施の形態＞
前述した実施の形態においては、単色又は、４色の画像形成装置を例示したが、これに限るものではなく、トナーを使用する全ての画像形成装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１のデジタル複合複写機（画像形成装置）の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１のデジタル複合複写機（画像形成装置）の外観斜視図である。
【図３】本発明のトナーカプセルの断面図である。
【図４】本発明のホッパから現像器への経路のスラスト方向断面図である。
【図５】本発明の現像器へのトナー補給の詳細を示す断面図である。
【図６】本発明のホッパからスラスト搬送路までの構成を詳細に説明するためにトナー搬送装置の一部を拡大した断面図である。
【図７】従来のトナー搬送図である。
【符号の説明】
【００５７】
１４    現像器
３００  トナー粒子
４００  トナーカプセル
４０１  ホッパ
４０２  スラスト搬送路
４０３  分岐路
４１０  フィルタ
４１５  中継路
４２０  満載検知センサ
４４０  トナーカプセル外殻（樹脂性フィルム）
５００  エアー吸引装置
５０１  カプセルカッター
【図１】
2006194942.tif 000003
【図２】
2006194942.tif 000004
【図３】
2006194942.tif 000005
【図４】
2006194942.tif 000006
【図５】
2006194942.tif 000007
【図６】
2006194942.tif 000008
【図７】
2006194942.tif 000009