JP2008197470A - トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置 Download PDF

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寛司 川人
Yasuyuki Ishiguro
康之 石黒
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Atsushi Yamaguchi
山口  淳
Koichi Mihara
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Abstract

【課題】簡単な構成でトナー搬送経路のトナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの搬送を実現することができるトナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーが収納されるトナーボトル200の下方に配置され、トナーボトル200から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置23に搬送するトナー搬送装置612であって、トナーが通過可能に両端部621b,621cが開口されたトナー搬送パイプ621と、トナー搬送パイプ621を回転可能に支持するパイプ支持部材622と、トナー搬送パイプ621を回転させるラチェット機構623と、を備えたことを特徴とするものとする。
【選択図】図8

Description

本発明は、トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置に係り、特に、トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置に用いられるトナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
従来、トナーを用いた複写装置やファクシミリ装置など画像形成装置では、トナーカートリッジなどのトナー補給装置により現像装置にトナーを供給して画像出力の連続運転を行うようにされている。
トナー補給装置による現像装置へのトナーの供給は、トナーカートリッジからトナー搬送装置を介してトナーが供給するようにした方式が知られている。
前記トナー搬送装置は、トナーカートリッジが現像装置の上方に設けられているトナー補給装置においては、上下方向に延びるトナー搬送路が形成されて下方の現像装置にトナーを搬送するようになっている。
ところで、近年、画像形成装置では高画質化が進んでおり、これに伴ってトナーの粒径が微細化されている。微細なトナーは、一般に流動性が悪く、トナー搬送装置のトナー搬送路においてトナーの滞留や凝固が生じ易くなる。したがって、トナー搬送装置においてはこのような問題を解消するための対策が講じられている。
従来技術として、例えば、各色に対応する4個の現像装置が上下方向に並設された画像形成装置において、これら現像装置に対してトナーホッパー(トナーカートリッジに相当)からトナーが供給される。各現像装置は、稼働する際に感光体ドラムと対向させる必要があるために上下移動可能となっている。このために、トナーホッパーのトナーを現像装置に供給するためのトナー搬送路にはジャバラ状パイプを使用したものが提案されている(特許文献1を参照)。
このジャバラ状パイプの側方には、さらに、円周方向に複数の突起部を有しモータに駆動されて回転する回転体が設けられている。即ち、特許文献1では、前記回転体を回転させ、この回転体の突起部によってジャバラ状パイプの外周面を連打し、ジャバラ状パイプの内周面のひだに滞留するトナーを落下させるようにしている。
また、その他の技術として、感光体ドラムから回収されたトナーを搬送するトナー搬送装置において、トナー搬送パイプの内部にスパイラルを有するオーガーを配置して、オーガーを回転させることでトナー搬送パイプ内のトナーを搬送するようにしたものが提案されている(特許文献2を参照)。
特開平4−174467号公報 特開昭61−169422号公報
しかしながら、上記従来の構成では、上下方向に配置されたトナー搬送路でのトナーの滞留や凝固を適切に防止することができないという問題点を有している。
具体的には、特許文献1の構成では、上下方向に配置されたトナー搬送路がジャバラ状パイプからなるため、搬送路の構造上、トナー搬送路内でのトナーの滞留や凝固を容易に防止することができない。また、回転体によってトナー搬送路の一部に対して衝撃あるいは振動を与えるものであるため、回転体の位置から離れた部分において、トナーの滞留や凝固が生じやすくなるという問題もある。
また、特許文献2の構成では、トナー搬送パイプの内部にオーガーを配置しているため、トナー搬送パイプ内のオーガーのスクリューの表面においてトナーの滞留や凝が生じ易くなる。即ち、スクリュー自体がトナー搬送の障害となり易いという問題点を有している。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でトナー搬送経路のトナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの搬送を実現することができるトナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明に係るトナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置の各構成は、次の通りである。
請求項1に記載したトナー搬送装置は、トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置であって、トナーが通過可能に両端部が開口されたトナー搬送パイプと、前記トナー搬送パイプを回転可能に支持する回転支持部材と、前記トナー搬送パイプを回転させる回転駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。
請求項2に記載したトナー搬送装置は、請求項1に記載した構成に加えて、前記トナー搬送パイプの内壁部に、内側に向かい突出した螺旋状の凸部を形成することを特徴とするものである。
請求項3に記載したトナー搬送装置は、請求項1または2に記載した構成に加えて、前記回転駆動手段としてラチェット機構を備え、前記ラチェット機構により前記トナー搬送パイプを歩進回転させることを特徴とするものである。
請求項4に記載したトナー搬送装置は、請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記回転支持部材として、前記トナー搬送パイプの上部を支持する上部支持部と下部を支持する下部支持部とを備え、前記上部支持部と下部支持部を、前記トナー搬送パイプを回転支持する前記上部支持部と下部支持部のそれぞれの回転支持軸心が同一軸線上にない位置に設けることを特徴とするものである。
請求項5に記載したトナー搬送装置は、請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記トナー搬送パイプを可撓性部材により構成することを特徴とするものである。
請求項6に記載したトナー搬送装置は、請求項5に記載した構成に加えて、前記トナー搬送パイプの端部に、発泡部材よりなるシール部材を設け、前記シール部材とトナー搬送パイプの端部との当接部には摺動部材(例えば、マイラーフィルム)を設けることを特徴とするものである。
請求項7に記載したトナー搬送装置は、請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記トナー収容部の下方には、該トナー収容部から供給されるトナーを撹拌した後に前記トナー搬送装置に供給するトナー供給装置を設け、前記回転駆動手段を前記トナー供給装置の駆動に連動させることを特徴とするものである。
請求項8に記載したトナー搬送装置は、請求項7に記載した構成に加えて、前記トナー供給装置として、前記トナー収容部から供給されるトナーを撹拌して搬送するトナー撹拌搬送手段(撹拌スクリュー、スクリュー)を備え、前記回転駆動手段を前記トナー撹拌搬送手段の駆動に連動させることを特徴とするものである。
また、請求項9に記載した画像形成装置は、トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置とを備えて、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に供給するようにされた画像形成装置において、前記トナー搬送装置として、請求項1乃至8に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とするものである。
請求項1に記載した発明によれば、トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置であって、トナーが通過可能に両端部が開口されたトナー搬送パイプと、前記トナー搬送パイプを回転可能に支持する回転支持部材と、前記トナー搬送パイプを回転させる回転駆動手段と、を備えたことで、トナーが前記トナー搬送パイプに供給されるときに該トナー搬送パイプを回転させて、トナーがトナー搬送パイプ内に滞留することなくスムーズに搬送することができるので、トナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの搬送を実現することができる。
また、請求項1〜9に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
詳しくは、請求項2に記載した発明によれば、請求項1に記載の発明で得られる効果に加え、前記トナー搬送パイプの内壁部に、内側に向かい突出した螺旋状の凸部を形成することで、前記トナー搬送パイプが回転することで、前記螺旋状の凸部に沿ってトナーを下方に向かって押し出すように作用するので、さらにトナーが詰まることなくトナー搬送することができ、ブロッキングが発生することを防止することができる。
請求項3に記載した発明によれば、請求項1または2に記載の発明で得られる効果に加え、前記回転駆動手段としてラチェット機構を備え、前記ラチェット機構により前記トナー搬送パイプを歩進回転させることで、該トナー搬送パイプを振動させトナーをほぐす作用を促進することができる。
請求項4に記載した発明によれば、請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記回転支持部材として、前記トナー搬送パイプの上部を支持する上部支持部と下部を支持する下部支持部とを備え、前記上部支持部と下部支持部を、前記トナー搬送パイプを回転支持する前記上部支持部と下部支持部のそれぞれの回転支持軸心が同一軸線上にない位置に設けることで、前記トナー搬送パイプが偏心した状態で横方向に振られながら回転するので、トナー搬送パイプの内壁面に付着したトナーを積極的に剥離させることができる。
請求項5に記載した発明によれば、請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー搬送パイプを、例えば、ゴム等の弾性部材や蛇腹状に変形可能な可撓性部材により構成することで、前記トナー搬送パイプが回転動作する時の前記回転支持部材に掛かるトナー搬送パイプによる駆動負荷を低減して、スムーズな回転動作を行うことができる。
請求項6に記載した発明によれば、請求項5に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー搬送パイプの端部に、発泡部材よりなるシール部材を設け、前記シール部材とトナー搬送パイプの端部との当接部には摺動部材、例えば、マイラーフィルム等の潤滑機能を備えた部材を設けることで、前記トナー搬送パイプの回転動作によるシール部材の磨耗や発熱を防止できる。
請求項7に記載した発明によれば、請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー収容部の下方には、該トナー収容部から供給されるトナーを撹拌した後に前記トナー搬送装置に供給するトナー供給装置を設け、前記回転駆動手段を前記トナー供給装置の駆動に連動させることで、供給されるトナーを撹拌、搬送する時に前記トナー搬送パイプを回転駆動させることができ、さらに、別途、前記回転駆動手段の駆動源を設けることなく、構成部品の増加を最小限に抑えて省スペースな装置構成を実現できる。
請求項8に記載した発明によれば、請求項7に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー供給装置として、前記トナー収容部から供給されるトナーを撹拌して搬送するトナー撹拌搬送手段、例えば、撹拌スクリュー等のスクリュー部材を備え、前記回転駆動手段を前記トナー撹拌搬送手段の駆動に連動させることで、供給されるトナーを撹拌、搬送する時に前記トナー搬送パイプを回転駆動させることができ、さらに、別途、前記回転駆動手段の駆動源を設けることなく、構成部品の増加を最小限に抑えて省スペースな装置構成を実現できる。
また、請求項9に記載した発明によれば、トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置とを備えて、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に供給するようにされた画像形成装置において、前記トナー搬送装置として、請求項1乃至8に記載のトナー補給装置を備えたことで、簡単な構成でトナーが前記トナー搬送パイプに供給されるときに該トナー搬送パイプを回転させて、トナーがトナー搬送パイプ内に滞留することなくスムーズに搬送することができるので、トナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの供給が可能となり、大量印刷にも最適な画像形成装置を実現できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は発明を実施する形態の一例であって、本発明に係るトナー搬送装置が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
本実施形態は、図1に示すように、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙(以下、用紙と称する。)にトナーを用いて画像形成する画像形成装置1において、トナーボトル(トナー収容部)200(200a,200b,200c,200d)から現像装置23(23a,23b,23c,23d)にトナーを搬送するトナー搬送装置612(612a,612b,612c,612d)を備えたトナー補給装置100(100a,100b,100c,100d)を搭載して、現像装置23にトナーを自動供給するようにしたものである。
画像形成装置1は、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤(以下、トナーと称する。)により形成される現像剤像(以下、トナー像と称する。)が形成される感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)と、この感光体ドラム21の表面に前記現像剤を供給する現像装置23(23a,23b,23c,23d)とを備えた複数のプロセス印刷ユニット20(20a,20b,20c,20d)を備え、さらに、画像情報に基づいて色毎に各々の感光体ドラム21上にレーザ光(ビーム)を照射して静電潜像を生成する露光ユニット10と、供給された記録用紙を搬送する無端の転写ベルト31を備えた転写ベルトユニット30と、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより記録用紙に転写されたトナー像を熱定着させる定着ユニット27とを備えている。
トナー補給装置100は、トナーが収納されるトナーボトル200(200a,200b,200c,200d)と、該トナーボトル200から供給されるトナーを貯留して撹拌した後に現像装置23に供給するトナー供給装置としてトナー補給部装着機構600(600a,600b,600c,600d)と、該トナー補給部装着機構600に連結に連結される補給用通路体として、本発明に係るトナー搬送装置612(612a,612b,612c,612d)とを備えて、トナーボトル200から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置23にトナーを安定して自動供給するようにしたものである。
まず、画像形成装置1の全体構成について説明する。
画像形成装置1は、図1に示すように、画像情報を色分解して色相毎に画像を形成してカラー画像を出力するようにした、いわゆるデジタルカラープリンタであって、大略的に画像形成部108と給紙部109とにより構成され、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置(図示省略)からの印刷ジョブに基づいて多色画像又は単色画像を記録用紙上に形成するものである。
画像形成部108は、電子写真方式で、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色を用いて多色画像を形成するものであって、主に、露光ユニット10、プロセス印刷ユニット20、定着ユニット27、転写ベルト31を備える転写手段としての転写ベルトユニット30、転写ローラ36、転写ベルトクリーニングユニット37とにより構成されている。
画像形成部108の概略構成は、画像形成装置1の筐体1aの一端側の上部に定着ユニット27を配置し、該定着ユニット27の下方に筐体1aの一端側から他端側に渡り転写ベルトユニット30を配置するとともに、該転写ベルトユニット30の下方にプロセス印刷ユニット20を配置し、さらに該プロセス印刷ユニット20の下方に露光ユニット10を配置している。
また、転写ベルトユニット30の他端側には転写ベルトクリーニングユニット37が設けられている。さらに、画像形成部108の上部には定着ユニット27に隣接して排紙トレイ43が設けられている。そして、この画像形成部108の下側に給紙部109が構成されている。
本実施形態では、プロセス印刷ユニット20として、ブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応した4個のプロセス印刷ユニット20a,20b,20c,20dが転写ベルト31に沿って順次設けられている。
これらプロセス印刷ユニット20(20a,20b,20c,20d)は、筐体1a内で略水平方向(図中の左右方向)に平行して並設され、色毎に像担持体たる感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)、該感光体ドラム21を帯電させる帯電器(帯電手段)22(22a,22b,22c,22d)、現像装置(現像手段)23(23a,23b,23c,23d)、クリーナユニット24(24a,24b,24c,24d)等をそれぞれ備えている。
ここで、色毎に対応する構成要素に付したa,b,c,dの記号は、それぞれブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応するように記載したものであるが、以下の説明において、特定の色に対応する構成要素を指定して説明する場合を除き、各色に対して設けられている構成要素をまとめて、感光体ドラム21、帯電器22、現像装置23、クリーナユニット24と記載するものとする。
感光体ドラム21は、外周面の一部が転写ベルト31の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器22、現像装置23、及びクリーナユニット24が近接配置されている。
帯電器22は、コロナワイヤーチャージャー型帯電器が用いられ、感光体ドラム21を挟んで転写ベルトユニット30が配置する位置と略反対側で感光体ドラム21の外周面に沿って近接配置されている。尚、本実施形態では帯電器22としてコロナワイヤーチャージャー型帯電器を用いているが、コロナワイヤーチャージャー型帯電器の代わりにファーブラシ型帯電器、磁気ブラシ型帯電器、ローラ型帯電器、ノコ歯型帯電器、イオン発生帯電装置等、感光体ドラムに所望の帯電性を付与できるものであれば特に限定せず使用可能である。
現像装置23は、ブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の各色のトナーが各色ずつ現像装置23a,23b,23c,23d毎に収納されており、感光体ドラム回転方向(図中の矢印A方向)で帯電器22より下流側に配置されている。
現像装置23a,23b,23c,23dには、高速、且つ大量印刷に対応可能にするために、それぞれの現像装置23a,23b,23c,23dに現像剤を補給するための5個のトナー補給部500a,500b,500c,500dを備えたトナー補給装置100a,100b,100c,100dが設けられ、それぞれ現像ローラ231a,231b,231c,231dが感光体ドラム21a,21b,21c,21dに対向して配置されて、それぞれ感光体ドラム21a,21b,21c,21dの外周面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給して顕像化するように構成されている。
補給用の現像剤として、トナー補給部500aにはブラック(BK)の現像剤、トナー補給部500bにはシアン(C)の現像剤、トナー補給部500cにはマゼンタ(M)の現像剤、トナー補給部500dにはイエロー(Y)の現像剤が収納されている。
尚、ブラック(BK)の現像剤用のトナー補給部500aは、通常多く用いられるモノ黒印字を考慮して大量印刷が可能なように並列して2個設けられている。
そして、各トナー補給部500は、それぞれ対応する現像剤を用いて現像する現像装置23のほぼ真上に配置されており、対応する現像装置23それぞれに対して、現像剤の補給用通路体としてトナー搬送装置612(612a,612b,612c,612d)を介して接続されている。
なお、ブラック(BK)の現像剤を補給するためのトナー搬送装置612aは、2つのトナー補給装置100a,100aからの現像剤を一つにまとめて現像装置23aに補給するような構造となっている。
クリーナユニット24は、感光体ドラム回転方向で帯電器22より上流側に配置されている。また、クリーナユニット24は、クリーニングブレード241を備え、該クリーニングブレード241を感光体ドラム21の外周面に沿って当接配置し、該感光体ドラム21上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されている。図中の符号242は回収したトナーを搬送する搬送スクリューである。
本実施例ではクリーニングブレード241を用いたが、特にこれらの構成に限定されるものではなく、クリーニングブレードは1つ以上用いても良いし、ファーブラシや磁気ブラシを単独で用いても良い。またクリーニングブレードとファーブラシ、磁気ブラシを併用しても良い。該感光体ドラム21上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されるものであれば使用できる。
露光ユニット10は、主に、箱状に形成された筐体10aと、その内部に配置されるレーザ照射部11aを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)11、ポリゴンミラー12、及び色毎にレーザ光を反射する反射ミラー13a,13b,13c,13d,14a,14b,14c等により構成されている。
レーザスキャニングユニット11のレーザ照射部から発せられたレーザ光は、ポリゴンミラー12及びfθレンズにより色分解された後、反射ミラー13a〜13cで反射して、色毎にそれぞれの感光体ドラム21a,21b,21c,21d上に照射されるようになっている。
尚、レーザスキャニングユニット11は、レーザ照射部の代わりにEL(Electro Luminescence)、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子をアレイ状に並べた書込ヘッドを用いる構成であっても良いし、光源と液晶シャッターを用いた構成であっても良く、該感光体ドラム21上に静電潜像を形成できる手段であれば使用できる。
転写ベルトユニット30は、図1に示すように、主に、転写ベルト31、転写ベルト駆動ローラ32、転写ベルト従動ローラ33、中間転写ローラ35a,35b,35c,35dとにより構成されている。
尚、以下の説明においては、中間転写ローラ35a,35b,35c,35dを総じて用いる場合には中間転写ローラ35と記載するものとする。
転写ベルト31は、厚さ75μm〜120μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルト31の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネイト、サーモプラスチックエラストマーアロイ等が用いられている。
また、転写ベルト31は、その表面が感光体ドラム21の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ32、転写ベルト従動ローラ33、中間転写ローラ35により張架され、該転写ベルト駆動ローラ32の駆動力により副走査方向(図中の矢印B方向)へ移動するように構成されている。
転写ベルト駆動ローラ32は、筐体1aの一端側に配置され、転写ベルト31に駆動を掛けて該転写ベルト31を搬送するとともに、転写ベルト31と記録用紙とを重ね合わせた状態で転写ローラ36とで挟み込んで圧接しながら記録用紙を搬送するように設けられている。
転写ベルト従動ローラ33は、筐体1aの他端側に配置され、転写ベルト駆動ローラ32とともに転写ベルト31を定着ユニット27側から筐体1aの他端側に渡り略水平に架設しているが、図1中の画像形成装置1の横幅方向の寸法を小さくする場合、いわゆる幅方向の設置面積を省スペース化する場合には、転写ベルト駆動ローラ32とともに転写ベルト31を定着ユニット27側から筐体1aの他端側に渡り、いずれか一方に傾斜を持たせることも可能であり、それに伴う感光体、現像、レーザ照射部、定着等、種々適切な配置、大きさ等に、適宜設定しても構わない。
中間転写ローラ35は、転写ベルト駆動ローラ32から転写ベルト従動ローラ33に渡り巻回された転写ベルト31の内側空間に配置されているが、軸心を感光体ドラム21に対して図中左右方向に転写ベルト31の移動方向下流側にずらした位置に配置され、転写ベルト31の内側面を押圧して、前記転写ベルト31の外側面が感光体ドラム21の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けてもよい。
また、中間転写ローラ35は、直径8〜10mmの金属類(例えば、ステンレス)軸を備え、その金属軸の外周面にEPDM、発泡ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されているが、これら弾性材に限定しなくとも良い。
このように構成された中間転写ローラ35は、感光体ドラム21に形成されたトナー像を転写ベルト31に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加され、弾性材により転写ベルト31に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。
上述の各感光体ドラム21上で各色相に応じた顕像化されトナー像(静電像)が転写ベルト31で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように積層された画像情報は、転写ベルト31の接触位置に配置される転写ローラ36によって記録用紙に転写されるようになっている。
転写手段を構成する転写ローラ36は、転写ベルト31に転写された現像剤像を記録用紙に転写する転写手段を構成するものであって、転写ベルト駆動ローラ32に対して略水平で平行に対向し、該転写ベルト駆動ローラ32に巻回される転写ベルト31に対して所定のニップで圧接するように配設され、該転写ベルト31上に形成された多色トナー像を記録用紙上に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加されるように構成されている。
また、転写ベルト31と転写ローラ36との間のニップを定常的に得るために、転写ベルト駆動ローラ32又は転写ローラ36の何れか一方のローラを金属等の硬質材料により構成し、他方のローラを弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成するようにしている。
転写ベルト駆動ローラ32と転写ローラ36の下方にはレジストローラ26が設けられている。レジストローラ26は、給紙部109から供給された記録用紙の先端と転写ベルト31上のトナー像の先端とを整合して転写ローラ36側へ搬送するように構成されている。
また上記のように、感光体ドラム21との接触により転写ベルト31に付着したトナー、または転写ローラ36によって記録用紙上に転写画行われずに転写ベルト31残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット37によって除去・回収されるように設定されている。
転写ベルトクリーニングユニット37は、転写ベルト従動ローラ33の近傍に設けられ、転写ベルト31に当接(または摺接)するように配置したクリーニングブレード37aと、該クリーニングブレード37aにより転写ベルト31上の残留トナーを掻き取ったトナー(廃トナー)を一旦収納するボックス状のトナー回収部37bとを備え、転写ベルト31上の残留トナーを掻き取り回収するようにされている。
また、転写ベルトクリーニングユニット37は、プロセス印刷ユニット20aより転写ベルト31の移動方向上流側で該プロセス印刷ユニット20aに近接して配置されている。また、転写ベルト31のクリーニングブレード37aが外側面に接触する部分は、その内側面が転写ベルト従動ローラ33で支持されている。
定着ユニット27は、図1に示すように、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより構成された一対の定着ローラ271と、その定着ローラ271の上方に搬送ローラ27cを備え、記録用紙を定着ローラ271の下方より搬入して、搬送ローラ27cの上方に搬出するようにされている。
さらに、定着ユニット27の上方には排紙ローラ28が設けられ、搬送ローラ27cから搬送された記録用紙を該排紙ローラ28により排紙トレイ43上に記録用紙を排紙するようにされている。
定着ユニット27によるトナー像の定着は、加熱ローラ27aの内部若しくは近接して設けられたヒータランプ等の加熱手段(図示省略)を温度検出器(図示省略)の検出値に基づいて制御することにより、加熱ローラ27aを所定の温度(定着温度)に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより挟んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着するようにされている。
また、定着ユニット27に隣接して、両面印刷用の両面原稿搬送路S3が定着ユニット27の後方から下方に向かい給紙部109付近まで構成され、その両面原稿搬送路S3上に上下方向で並設された搬送ローラ29a,29bにより記録用紙を反転させた状態で、再び転写ローラ36に向かい搬送するようになっている。
具体的には、搬送ローラ29aは定着ユニット27の後方に配置され、搬送ローラ29bは、上下方向で搬送ローラ29aの下方に位置するとともに、横方向でレジストローラ26と略同じ位置に配置されている。
本実施例ではヒータランプ等の加熱手段の加熱ローラ27aと加圧ローラ27bを用いたが、誘導加熱方式を用いても良いし、併用しても構わない。また加圧にローラ状のものを用いなくとも良く、記録用紙上にトナー像を乱すことなく一様に熱定着できる適切な方法であれば特に手段は選ばない。
給紙部109は、画像形成に使用する記録用紙を収容するための手差トレイ41、給紙カセット42を備え、手差トレイ41、給紙カセット42から記録用紙を一枚ずつ画像形成部108に供給するようにされている。
手差トレイ41は、図1に示すように、画像形成装置1の筐体1aの一側端(図中で右側)に、使用時には外方に拡開され、未使用時には一側端に収納可能に設けられ、利用者が所望する種類の記録用紙を少数枚(必要とする枚数)だけ載置して画像形成装置1の筐体1a内部に1枚ずつ取込むものである。
手差トレイ41による記録用紙の給紙方向(図中の矢印C方向)下流側の画像形成装置1の筐体1a内には、露光ユニット10の側方にピックアップローラ41aが設けられ、さらに給紙方向下流側に搬送ローラ41bが略水平に設けられている。
ピックアップローラ41aは、手差トレイ41から給紙された記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に搬送するようになっている。このピックアップローラ41a及び搬送ローラ41b,41c,41dによって記録用紙搬送路S1が構成されている。
一方、給紙カセット42は、筐体1a内の画像形成部108及び露光ユニット10の下側に設けられ、装置の仕様により規定されたサイズ、又は利用者が予め定めたサイズの記録用紙を大量に収容可能となっている。
給紙カセット42の一端部(図中の左側端部)の上にはピックアップローラ42aが設けられ、該ピックアップローラ42aの記録用紙搬送方向下流側には搬送ローラ42bが設けられている。
ピックアップローラ42aは、出力要求に応じて給紙カセット42にセットされた記録用紙の最上部にある記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に繰り出して搬送するようになっている。
搬送ローラ42bは、ピックアップローラ42aから繰り出された記録用紙を、筐体1a内の一端側に形成された記録用紙搬送路S2に沿って上方に向かい画像形成部108に搬送するようになっている。
次に、画像形成装置1による画像出力について説明する。
画像形成装置1は、給紙部109から供給される記録用紙上に感光体ドラム21上のトナー像をいわゆる中間転写方式(オフセット方式)によって転写ベルト31を介して記録用紙に転写するようにされている。
まず、帯電器22により感光体ドラム21の外周面を所定の電位に均一的に帯電する。帯電された感光体ドラム21に露光ユニット10からレーザ光を照射することで、色毎の感光体ドラム21上に色毎の静電潜像が生成される。
次に、現像装置23(23a,23b,23c,23d)より感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)のそれぞれの外周面にトナーが供給されて、感光体ドラム21の外周面に形成された静電潜像がトナーによりトナー像として顕像化される。
そして、感光体ドラム21に生成したトナー像が転写ベルト31に転写される。
感光体ドラム21から転写ベルト31へのトナー像の転写は、転写ベルト31の裏側に接触配置された中間転写ローラ35に高電圧を印加することにより行われる。
中間転写ローラ35にトナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧を印加することで、転写ベルト31は、この中間転写ローラ35により均一的に高電圧が印加されて逆極性(+)となる。これにより、感光体ドラム21上の帯電極性(−)のトナー像は、感光体ドラム21が転写ベルト31と回転接触する際に転写ベルト31上に転写される。
各々の感光体ドラム21に形成された各色のトナー像は、転写ベルト31が移動しながら各々の感光体ドラム21と回転接触するに従いイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の順に重ねて転写され、転写ベルト31上にはカラーのトナー像が形成される。
このようにして、色毎に感光体ドラム21上でトナーにより顕像化された静電潜像は転写ベルト31上で積層され、印刷用画像が多色トナー像として転写ベルト31上に再現される。
そして、転写ベルト31上に転写された多色トナー像は、転写ベルト31が移動して記録用紙と該転写ベルト31とが重なり合う位置で、転写ローラ36によって転写ベルト31から記録用紙上に転写される。
感光体ドラム21と接触することで転写ベルト31に付着したトナー、又は転写ローラ36によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト31上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット37によって除去および回収される。
次に、給紙部109による記録用紙の供給動作について説明する。
手差トレイ41に載置された記録用紙を用いる場合は、操作パネル(図示省略)の指示により制御されたタイミングで、図1に示すように、ピックアップローラ41aにより手差トレイ41内から記録用紙が1枚ずつ装置内部に取り込まれる。装置内部に取り込まれた記録用紙は、搬送ローラ41bにより記録用紙搬送路S1に沿って画像形成部108へ搬送される。
一方、給紙カセット42に収容された記録用紙を用いる場合は、出力要求に応じてピックアップローラ42aにより給紙カセット42内から記録用紙が1枚ずつ分離給送され、搬送ローラ42bにより記録用紙搬送路S2に沿って上方の画像形成部108へ搬送される。
手差トレイ41、給紙カセット42から搬送された記録用紙は、レジストローラ26により記録用紙の先端と転写ベルト31上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ36側へ搬送されて、転写ベルト31上のトナー像が記録用紙上に転写される。
トナー像が転写された記録用紙は、略垂直に搬送されて定着ユニット27に到達し、定着ユニット27において、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとによりトナー像が記録用紙に熱定着される。定着ユニット27を通過した記録用紙は、片面印刷要求の場合、排紙ローラ28により排紙トレイ43上にフェイスダウンで排出される。
一方、両面印刷要求の場合は、排紙ローラ28により記録用紙をチャックした後、該排紙ローラ28を逆回転させて記録用紙を両面原稿搬送路S3へ導き、搬送ローラ29a,29bにより再度レジストローラ26へ搬送する。
この時、記録用紙は、転写される面が反転するとともに搬送される前後方向が変わる。つまり、最初の転写時にスタート側となる端部が裏面転写時にはエンド側となり、最初の転写時にエンド側となる端部が裏面転写時にはスタート側となる。
そして、記録用紙の裏面にトナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ28により排紙トレイ43上に排出される。
このようにして、記録用紙への転写動作が行われる。
次に、本実施形態に係る現像装置23と特徴的なトナー補給装置100の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図2は本実施形態の画像形成装置を構成する現像装置とトナー補給装置の構成を示す概略側面断面図、図3は前記現像装置とトナー補給装置の構成を示す正面から見た概略図、図4は本実施形態に係る画像形成装置に搭載される現像装置の構成を示す斜視図、図5は本実施形態に係るトナー補給装置を構成するトナー補給部装着機構にトナー補給部を装着した場合の装着例を示す斜視図、図6は前記トナー補給部装着機構の構成を示す斜視図、図7は前記トナー補給部装着機構の構成を示す説明図、図8は前記トナー補給部装着機構と現像装置とを連結するトナー搬送装置の構成を示す説明図である。
まず、現像装置23について説明する。
現像装置23は、図2,図3に示すように、外装部を形成する筐体234の上部には現像剤を導入するためのトナー導入口234aが開口形成され、筐体234内部には現像ローラ231、第1トナー搬送ローラ232、第2トナー搬送ローラ233が配置され、該現像ローラ231を感光体ドラム21と対向させて当接または近接させた状態で画像形成装置本体に装着される。現像装置23のトナー導入口234aは、トナー補給部装着機構600のトナー導入口611と同一側で転写ベルト幅Wよりも外側に形成されている。
第1トナー搬送ローラ232及び第2トナー搬送ローラ233は、筐体234の底部側で互いに現像ローラ231の軸心方向に沿って平行に配置され、筐体234内に供給されたトナーを現像剤とともに撹拌しながら現像ローラ231に搬送するようになっている。現像ローラ231は、第2トナー搬送ローラ233の上側で開口部235から露出した状態で配置されている。
筐体234は、画像形成装置本体に装着した状態で、転写する方向(転写ベルト搬送方向)に対して直角の方向(転写ベルト幅方向)に長い箱状を呈し、現像装置23を画像形成装置本体に装着した状態で内在する現像ローラ231と感光体ドラム21とが対向するように開口部235が開口形成されている。
開口部235は、少なくとも現像ローラ231が感光体ドラム21と対向して当接可能に現像ローラ231の軸心方向に沿って筐体234の幅方向に長く開口形成されている。開口部235の図中下側端縁には、現像ローラ231に軸心方向に沿ってブレード236が設けられている。ブレード236は、該ブレード236の端縁と現像ローラ231の表面との間に所定の隙間を形成するように設けられ、この隙間より現像ローラ231の表面に所定量のトナーを供給するようになっている。
このように構成された現像装置23の上側にトナー補給装置100が配設されている。
次に、トナー補給装置100の特徴的な構成について図面を参照して説明する。
トナー補給装置100は、図2,図3に示すように、主に、現像剤であるトナーを収容しているトナーボトル(トナー収容部)200、該トナーボトル200を一端部側で回動可能に支持するボトル支持部材300とを有するトナー補給部500、このトナー補給部500が装着されて現像装置23にトナーを供給するトナー補給部装着機構(トナー供給装置)600、及びトナー搬送装置612により構成されている。
本実施形態では、画像形成装置1に搭載されるトナー補給装置100(100a,100b,100c,100d)を構成するトナー補給部500a,500b,500c,500dは何れも同じ構造とする。
トナーボトル200は、図5に示すように、略円筒状に形成された本体部201からなり、その先端部がボトル支持部材300により支持されている。ボトル支持部材300は、略円筒形状に形成されており、本体部201の先端部を覆うよう構成されている。
トナー補給部装着機構600は、図1に示すように、トナー補給部500を、転写ベルトユニット30を挟んで現像装置23と略平行に対向して配置するように構成されている。黒色トナー用のトナー補給部装着機構600には、黒色トナーを収容するトナー補給部500aが2個まとめて装着できるようになっている。
トナー補給部装着機構600は、図3,図5に示すように、上部にトナー補給部500が装着される装着台602が転写ベルト搬送方向に対して略直角方向(転写ベルト幅方向)に長く延設されている。
トナー補給部500は、図5に示すように、ボトル支持部材300側で駆動機構701側に固定されると共に、反対側でトナーボトル200が保持ベルト702により固定されている。
駆動機構701には、トナー補給部500が装着台602には、トナー補給部500が装着されたときに、前述したボトル支持部材300により回転可能に支持されたトナーボトル200に駆動力(回転力)を伝達する駆動部(図示せず)が設けられている。駆動部は、通常、モータで構成され、トナーを供給する状態に応じて運転制御されている。
一方、保持ベルト702は、トナー補給部500が装着台602に装着されたときに、該トナー補給部500のトナーボトル200を保持するようになっており、装着台602に着脱可能に設けられている。尚、保持ベルト702は、トナーボトル200を保持する際に、該トナーボトル200が回転可能な程度の隙間を開けているか、あるいは回転可能な程度の摩擦力で該トナーボトル200に接触するように装着台602に装着される。
また、装着台602には、図6に示すように、上面のトナー補給部500のボトル支持部材300が装着される一端側にはトナー導入口611(611a,611b,611c,611d)が形成され、下側面には該トナー導入口611からトナー補給部装着機構600の下方に設けられている現像装置23に連通するトナー搬送用のトナー搬送装置612(612a,612b,612c,612d)が設けられている。
尚、図6では、説明の便宜上、黒色トナーのトナー補給部500aに対応する装着台の一部を省略して記載している。
トナー補給部装着機構600は、図3,図6に示すように、転写ベルト搬送方向に対して直角方向の転写ベルト幅Wより外側に設けられたトナー導入口611よりトナー補給部500から供給されるトナーを導入するようになっている。
装着台602は、図7に示すように、転写ベルト幅方向に長い箱状で形成された筐体610aを備え、その筐体610aの内部に現像ローラ231の軸線方向と平行に設けられた第1トナー撹拌シャフト(トナー搬送手段)610bと第2トナー撹拌シャフト(トナー搬送手段)610cとが並設して配置されている。
筐体610a内部は、隔壁体610dにより第1トナー撹拌シャフト610bが配置される第1トナー室(トナー貯留部)610eと第2トナー撹拌シャフト610cが配置される第2トナー室(トナー貯留部)610fとに分割形成されている。
第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cは、それぞれトナーを撹拌、搬送するためのスクリュー610b1,610c1が設けられ、また、筐体610aの他端側610a2に設けられた駆動ギア610b2,610c2を介して図示しない駆動モータにより回転するようになっている。
また、第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cは、それぞれトナー搬送方向下流側端部にトナー受け板610b3,610c3が設けられ、搬送されたトナーを受けるようになっている。
尚、トナー撹拌用手段としてスクリュー610b1,610c1に限定されるものではなく、例えば、第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cにトナー搬送方向に対して傾斜した複数の撹拌板を設けたものであっても良く、同様な作用を奏し得るものであれば他の構成であっても良い。
隔壁体610dは、筐体610a内で第1トナー撹拌シャフト610bと第2トナー撹拌シャフト610cに沿って筐体幅方向に渡り形成され、筐体610aの両側壁付近では第1トナー室610eと第2トナー室610fとが連通可能にトナー室連通口610d1,610d2が開口形成されている。このトナー室連通口610d1,610d2を通ってトナーが第1トナー室610eから第2トナー室610fへ、及び第2トナー室610fから第1トナー室610eへと循環するようになっている。
筐体610aの一端側610a1には、上方に配置されたトナーボトル200から供給されるトナーを導入するトナー導入口611と、下方に配置されて現像装置23にトナーを導入するトナー搬送装置612に筐体610a内部のトナーを供給するトナー供給口610a4とが設けられている。
トナー導入口611は、筐体610aの一端側610a1から他端側610a2に向かいトナーを撹拌、搬送する第1トナー撹拌シャフト610bの一部と対向する位置に開口形成されている。
一方、トナー供給口610a4は、筐体610aの他端側610a2から一端側610a1に向かいトナーを撹拌、搬送して循環する第2トナー撹拌シャフト610cの一部と対向する位置に開口形成されている。
シアン、マゼンタ、イエローのトナー用のトナー補給部500の装着台602に設けられたトナー搬送装置612b,612c,612dは、図8に示すように、図中上部がトナー補給部装着機構600と一体的に設けられ、一方、下部には、現像装置23と着脱可能に構成された現像装置取付部612Aが設けられている。
トナー搬送装置612bの上部にはトナーを導入するためのトナー導入口612b1が開口形成され、このトナー導入口612b1から下部に形成されたトナー排出口612a1に渡りトナーを通過させるトナー通路(トナー搬送路)612c1が上下方向で略直線状に設けられている。
一方、黒色トナー用のトナー補給部500aの装着台602に設けられたトナー搬送装置612aは、図6に示すように、2つのトナー補給部500aに対応するそれぞれのトナー導入口611a,611aから導入されるトナーを一つにまとめて一時的に貯留し、そこでトナーをさらに撹拌して一つの黒色用の現像装置23aに設けられたトナー導入口234aから送り込むように構成されている。すなわち、このトナー搬送装置612aは、トナーを撹拌して搬送する機能を有することを特徴としている。
ここで、本発明に係る特徴的なトナー搬送装置612の構成について、図面を参照して説明する。
図9は本実施形態に係るトナー補給装置を構成するシアン、マゼンタ、イエローのトナー用のトナー搬送装置の構成を示す説明図、図10は前記トナー搬送装置の背面の構成を示す説明図、図11は前記トナー搬送装置の構成を示す一部断面図、図12は前記トナー搬送装置を構成するラチェット機構の構成を示す説明図である。
まず、シアン、マゼンタ、イエローのトナー用のトナー搬送装置612b,612c,612dについて、シアン用のトナー用のトナー搬送装置612bを例に挙げて説明する。
トナー搬送装置612bは、図9〜図11に示すように、トナーが通過可能に両端部が開口されたトナー搬送パイプ621と、トナー搬送パイプ621の外周の一部を包囲するとともにトナー搬送パイプ621を回転可能に支持するパイプ支持部材(回転支持部材)622と、トナー搬送パイプ621を回転させるラチェット機構(回転駆動手段)623と、ラチェット機構623を動作させる回転体624を有し、ラチェット機構623によりトナー搬送パイプ621を歩進回転させることを特徴とするものである。
トナー搬送パイプ621は、図9,図11に示すように、上下方向に延設されたパイプ状のゴム材による可撓性部材で形成され、内部に上下方向で略直線状のトナー通路621aを有している。このトナー搬送パイプ621は、上部にはトナーを導入するためのトナー導入口612b1が開口形成され、このトナー導入口612b1からトナー排出口612a1にトナーを搬送するように構成されている。尚、その他のトナー搬送パイプ621を構成する部材として、可撓性機能を有するものであればゴム材以外の弾性部材を用いても良い。
トナー搬送パイプ621の内部は、略円形の空洞が形成され、内面は滑らかな湾曲面となっている。即ち、内面はトナー粒子が滞留できる凹凸の無い円滑面となっている。
パイプ支持部材622は、図9,図10に示すように、トナー搬送パイプ621の背面から側部を覆うように背面壁622bと両側壁622a,622aとにより略コ字状断面を有して構成されている。
このパイプ支持部材622は、図11に示すように、トナー搬送パイプ621の上部621bを支持する上部支持部622dと下部621cを支持する下部支持部622eとを備えている。上部支持部622dと下部支持部622eは、上部支持部622dと下部支持部622eのそれぞれの回転支持軸心が同一軸線上に配置されない位置に設けられている。すなわち、パイプ支持部材622は、トナー搬送パイプ621を偏心した状態で回転可能に支持するようになっている。
トナー搬送パイプ621の両端部621b,621cとパイプ支持部材622との間には、発泡部材よりなるシール部材630,630が設けられ、シール部材630を介してトナー搬送パイプ621とパイプ支持部材622とが当接するようになっている。また、シール部材630,630と当接するトナー搬送パイプ621の両端部621b,621cには、摺動部材としてマイラーフィルム631,631が設けられている。
ラチェット機構623は、トナー搬送パイプ621上部に構成され、図12に示すように、ギア(ラック)部640とアーム部650を備えて構成されている。
ギア部640は、外周部に同一方向に傾斜した複数の爪641が形成され、中央部にトナー搬送パイプ621の上部621bが装着可能な取付穴642が開口形成されている。取付穴642には、その内側に係止部643が突出形成され、該係止部643がトナー搬送パイプ621の上部621bに切り欠き形成された凹部621b2と係合して、トナー搬送パイプ621とギア部640とを一体的に位置決め固定するようになっている。
アーム部650は、ギア部640を略中央部に配置するようにコ字形状を呈し、ギア部640に向かい係止部651が突出形成されている。係止部651は、ギア部640の隣り合う爪641,641の間に係合可能な形状に形成されている。係止部651が突出形成されている。また、図12に示す組付け状態で、ギア部640を挟んで係止部651と反対側にアーム部650の回動可能に支持するための支点となる取付穴652が開口形成されている。すなわち、アーム部650は、パイプ支持部材622上部に形成された図示しない支持部に取付穴652を係合させてパイプ支持部材622上部に回動可能に取付けられている。
また、アーム部650は、図9,図12に示すように、係止部651側がパイプ支持部材622の背面壁622b側に配置され、その係止部651側の一部には、図中上方に突出した操作部653が形成されている。操作部653は、回転体624の動作に連動して動作するようになっている。
回転体624は、図9に示すように、パイプ支持部材622の背面壁622b側のラチェット機構623の上端部付近において、回転軸線方向がトナー搬送パイプ621の上下方向と直行するようにトナー補給部装着機構600側に配置されている。
回転体624は、主に、操作部653に当接して作用する操作羽624aと、この操作羽624aと一体的に構成されて該操作羽624aを回転駆動するギア624bとにより構成されている。
操作羽624aとギア624bとは同軸上で構成され、操作羽624aは、回転軸線方向に沿って操作部653側に突出配置され、ギア624bは、回転軸線方向に沿って操作羽624aとは反対側に配置されている。
この回転体624は、本実施形態において、トナーボトル(トナーカートリッジ)200の内部においてトナーを撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材の回転駆動力を受けて回転するようになっている。そのために、回転体624のギア624bは上記回転駆動力を伝達する図示しないギア配列と噛み合っている。
上記の構成において、トナー補給装置100では、トナー搬送装置612の上にトナーボトル200が装着され、トナー搬送装置612の下方に現像装置2が装着されている。これら三者が互いに装着された状態において、トナーボトル200の内部に設けられた撹拌搬送部材の回転駆動力がトナー補給装置100の回転体624に伝達されることにより回転体624が回転可能となる。
なお、回転体624の駆動は、前述した構成に限定されるものではなく、例えば、トナー補給部装着機構600の第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cを駆動する駆動ギア610b2,610c2から駆動を伝達するようにしても良く、さらに、独立した駆動源、例えば回転体専用のモータを別途設けて駆動する構成であっても良い。
また、回転体624は、トナー搬送パイプ621を動作させるものであるため、機能上からはトナー補給装置100に属するものであるが、構造上からはトナーボトル200側に設けられていても良い。
操作羽624aは、回転体624と同軸上に形成され、回転軸中心から放射状に周方向にほぼ均等に分散して4個所に配置されている。
なお、操作羽624aは、設けられる個数について特に限定されない。
各操作羽624aは、回転体624の回転に伴って回転し、ラチェット機構623に対して作用するようになっている。すなわち、回転体624が1回転する間に操作羽624aがラチェット機構623に対して4回作用する。
次に、黒色用のトナー搬送装置612aについて説明する。
図13は本実施形態に係るトナー補給装置を構成する黒色用のトナー搬送装置の構成を示す説明図、図14は前記黒色用のトナー搬送装置を構成する回転体の構成を示す説明図である。
黒色用のトナー搬送装置612aは、図13に示すように、平面視で略ハート形状を有する箱体の筐体613で外装部が構成されている。
筐体613は、上部に2個のトナーボトル200に対応するトナー導入口611a,611aが形成され、該筐体613内部を前記トナー導入口611a,611aから供給されたトナーの一時貯留部としている。
筐体613内部には、貯留したトナーを撹拌する回転体614,615,616が回転可能に軸止されている。また、筐体613の下部には、現像装置23にトナーを供給するためのトナー排出口611a1が形成されている。
回転体614,615は、それぞれトナーボトル200,200からのトナーが導入されるトナー導入口611a,611aの下方に配置され、回転体616は、回転体614,615の間で且つその下方に配置されている。
筐体613は、その内壁613aが回転体614,615,616と近接し、且つ回転体614,615,616の回転する範囲で干渉しないように円弧状に構成されている。回転体614,615,616は、同様な形状および構成を有しているため、回転体614を例に挙げて説明する。
回転体614は、図14に示すように、主に、同軸心上に形成された支軸614a,614bと、矩形状の枠体で形成されたトナー撹拌翼614cとを備え、該トナー撹拌翼614cが支軸614a,614bを回転軸心として側面視で略直線状になるように2カ所(614c1,614c2)に形成され、該支軸614a,614bとにより筐体613内部に回転可能に軸支されている。
本実施例では、回転体614,615は、図13に示すように、それぞれのトナー撹拌翼614c,615cが各々回転する範囲で干渉しないように構成され、また、駆動側のギア(図示省略)の噛み合いにより互いに反対方向に回転するようになっている。
具体的には、トナー撹拌翼614cは反時計回り方向に回転し、トナー撹拌翼615cが時計回り方向に回転するようになっている。そして、それぞれのトナー撹拌翼614c,615cが筐体613の内壁613aに沿って下方に向かい回転するようになっている。
次に、本実施形態に係るトナー搬送装置によるトナー補給における作用について図面を参照して説明する。
ここでは、シアン用のトナー搬送装置612bを例に挙げてカラー用トナーの補給を行なう場合について説明する。
本実施形態において、トナー補給装置100では、トナー搬送装置612の上方にトナー補給部装着機構600を介してトナーボトル200が装着され、トナー搬送装置612の下方に現像装置2が装着されている。これらの構成要素が互いに装着された状態において、トナーボトル200の内部に設けられた撹拌搬送部材の回転駆動力がトナー補給装置100の回転体624に伝達されることにより、回転体624が回転するようになっている。
トナーボトル200内のトナーは、トナーボトル200内部の撹拌搬送部材の動作により、トナー補給装置100のトナー補給部装着機構600に投入される。
投入されたトナーは、トナー補給部装着機構600において撹拌、搬送されてトナー搬送装置612bに供給され、このトナー搬送装置612bを介して現像装置2に供給される。
トナー補給装置100において、トナーボトル200から現像装置2へ上記のようなトナー供給動作が行われる場合、回転体624は、図9に示すように、トナーボトル200の撹拌搬送部材への駆動力を受けて矢印A方向に回転する。
回転体624が回転することにより操作羽624aが回転して、ラチェット機構623を構成するアーム部650の操作部653と当接し、さらに回転動作に伴い操作部653が図中横方向(図中B方向)に変位する。これにより、アーム部650が図中横方向(図中B方向)に揺動してギア部640の爪641とアーム部650の係止部651との係合が解除される。そして、さらにアーム部650が横方向に揺動すると、アーム部650の係止部651は、先に係合していた爪641の隣の爪641と係合される。
さらに操作羽624aが回動すると、操作羽624aは操作部653から外れ、アーム部650は、自身の弾性力または戻りばね等によりを元の位置に復帰する。この時、図12に示すように、アーム部650の係止部651とギア部640の爪641とが係合しているので、アーム部650が元の位置に戻るとともに、ギア部640が図中の矢印C方向に一つ爪641分だけ回転する。
回転体624の回転にともないラチェット機構623における上記の一連の動作が連続的に行われることで、ギア部640の回転に伴いトナー搬送パイプ621が間欠的に回転するいわゆる歩進回転(歩進駆動)となる。トナー搬送パイプ621が歩進回転により移動、停止が繰り返されるので、そのときに発生する振動により、トナー搬送パイプ621内のトナーは内壁に付着し難くなる。
また、この時、トナー搬送パイプ621の上部621bと下部621cがパイプ支持部材622により偏心した状態で回転可能に支持されているので、トナー搬送パイプ621は回転することにより偏心回転、いわゆる首振り回転となるため、トナー搬送パイプ621の内壁面に付着したトナーを積極的に剥離することができる。
以上のように構成したので、本実施形態によれば、画像形成装置1において、トナー搬送パイプ621を上下方向の軸心を偏心させた状態で回転可能に支持し、ラチェット機構623によって歩進駆動を駆けながら偏心回転させてトナー搬送を行うようにしたトナー搬送装置612を設けたことで、トナー搬送パイプ621の内壁部にトナーが付着してトナーが滞留することを防止して、安定したトナー搬送を行うことができる。
また、本実施形態によれば、トナー搬送パイプ621の両端部621b,621cとパイプ支持部材622との間に発泡部材よりなるシール部材630,630を設け、シール部材630,630と当接するトナー搬送パイプの両端部621b,621cにマイラーフィルム631を設けたことで、トナー搬送パイプ621からのトナー漏れを抑制するとともに、トナー搬送パイプ621の回転動作によるシール部材630の磨耗や発熱を防止できる。
さらに、本実施形態によれば、ラチェット機構623を駆動する回転体624の駆動を、トナーボトル200を回転させる駆動部の駆動源から駆動力を伝達するように構成したので、回転体624の駆動手段を別途設けることなく、簡単な構成で構成部品の増加を最小限に抑えて省スペースな装置構成を実現できる。
また、本実施形態によれば、トナー搬送路となるトナー搬送パイプ621の内壁面を、凹凸の無い円滑な面で構成しているので、搬送されるトナーの滞留および凝固を抑制する機能の向上に寄与している。
尚、本実施形態では、トナー搬送装置612を構成するトナー搬送パイプ621の内壁面を滑らかな湾曲面としているが、本発明は、前述したトナー搬送パイプ621の構成に限定されるものではなく、例えば、変形例として、図15,図16に示すように、トナー搬送装置712を構成するトナー搬送パイプ721の内壁部に螺旋状の凹凸部721aを形成するようにしたものであっても良い。尚、トナー搬送装置712において、上述した実施形態に係るトナー搬送装置612と同様な構成を有するものは同一の符号を付することで説明を省略する。
凹凸部721aは、トナー搬送パイプ721の内壁部の一部を内側に向かい螺旋状に突出させることで形成される。
このように構成することで、トナー搬送パイプ721内を搬送されるトナーが塊になって搬送されても、搬送中に凹凸部721aに衝突したり、食い込まれて搬送されることで、塊状態をほぐすことができる。これにより、搬送されたトナーをトナー搬送パイプ721内で滞ること無く搬送することができる。また、前述した実施形態と同様にパイプ支持部材622やラチェット機構623を構成することで、トナー搬送パイプ721の歩進回転駆動によりトナー搬送パイプ721自体を振動させてトナー魂をほぐすことができ、さらに、偏心回転による首振り回転により内壁部に付着したトナーを積極的に剥離させることができ、これらの作用による相乗効果でトナーのブロッキングを防止することができる。
尚、上述した本実施形態や変形例では、トナー搬送装置612(712)を備えたトナー補給装置100を図1に示すようなコンパクトな画像形成装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図17に示すような大容量で多機能型の複写機101に適用してもよい。
複写機101は、図17に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1と略同様な構成を有する画像形成部108の上方に画像読取り装置(スキャナー)110を配置し、この画像形成部108の下側に複数種類の用紙に対応した第1給紙カセット142a,第2給紙カセット142b,第3給紙カセット142c,第4給紙カセット142dを配置して、多種、大量印刷を自動で行うようにしたものである。
図中の符号120は、廃トナーを回収する廃トナーボックスである。
尚、複写機101において、上述した実施形態に係る画像形成装置1と同様な構成を有するものは同一の符号を付することで説明を省略する。
以上のように構成した複写機101によれば、上述したトナー搬送装置612を備えたトナー補給装置100を採用することで、上述した実施形態に係る画像形成装置1と同様な効果を奏し得る。
さらに、本発明は、現像剤(トナー)を補給する必要のある画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
以上のように、本発明は、上述した実施形態や実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係るトナー搬送装置が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する現像装置とトナー補給装置の構成を示す概略側面断面図である。 前記現像装置とトナー補給装置の構成を示す正面から見た概略図である。 前記現像装置の構成を示す斜視図である。 前記トナー補給装置を構成するトナー補給部装着機構にトナー補給部を装着した場合の装着例を示す斜視図である。 前記トナー補給部装着機構の構成を示す斜視図である。 前記トナー補給部装着機構の構成を示す説明図である。 前記トナー補給部装着機構と現像装置とを連結するトナー搬送装置の構成を示す説明図である。 前記トナー補給装置を構成するシアン、マゼンタ、イエローのトナー用のトナー搬送装置の構成を示す説明図である。 前記トナー搬送装置の背面の構成を示す説明図である。 前記トナー搬送装置の構成を示す一部断面図である。 前記トナー搬送装置を構成するラチェット機構の構成を示す説明図である。 前記トナー補給装置を構成する黒色用のトナー搬送装置の構成を示す説明図である。 前記黒色用のトナー搬送装置を構成する回転体の構成を示す説明図である。 本実施形態に係るトナー搬送装置の変形例の構成を示す説明図である。 前記トナー搬送装置を構成するトナー搬送パイプの構成を示す説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る複写機の全体の構成を示す説明図である。
符号の説明
1 画像形成装置
23,23a,23b,23c,23d 現像装置
100,100a,100b,100c,100d トナー補給装置
101 複写機
200 トナーボトル(トナー収容部)
500,500a,500b,500c,500d トナー補給部
600 トナー補給部装着機構(トナー供給手段)
610b,610c トナー撹拌シャフト
612,612a,612b,612c,612d,712 トナー搬送装置
621,721 トナー搬送パイプ
621a トナー通路
622 パイプ支持部材(回転支持部材)
622d 上部支持部
622e 下部支持部
623 ラチェット機構(回転駆動手段)
624 回転体
624a 操作羽
624b ギア
630 シール部材
631 マイラーフィルム(摺動部材)
640 ギア部
641 爪
643 係止部
650 アーム部
651 係止部
653 操作部
721a 凹凸部(凸部)

Claims (9)

  1. トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置であって、
    トナーが通過可能に両端部が開口されたトナー搬送パイプと、
    前記トナー搬送パイプを回転可能に支持する回転支持部材と、
    前記トナー搬送パイプを回転させる回転駆動手段と、
    を備えたことを特徴とするトナー搬送装置。
  2. 前記トナー搬送パイプは、その内壁部に内側に向かい突出した螺旋状の凸部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトナー搬送装置。
  3. 前記回転駆動手段は、ラチェット機構を備え、
    前記ラチェット機構により前記トナー搬送パイプを歩進回転させることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー搬送装置。
  4. 前記回転支持部材は、前記トナー搬送パイプの上部を支持する上部支持部と下部を支持する下部支持部とを備え、
    前記上部支持部と下部支持部は、前記トナー搬送パイプを回転支持する前記上部支持部と下部支持部のそれぞれの回転支持軸心が同一軸線上にない位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置。
  5. 前記トナー搬送パイプは、可撓性部材により構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置。
  6. 前記トナー搬送パイプの端部には、発泡部材よりなるシール部材が設けられ、
    前記シール部材とトナー搬送パイプの端部との当接部には摺動部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置。
  7. 前記トナー収容部の下方には、該トナー収容部から供給されるトナーを撹拌した後に前記トナー搬送装置に供給するトナー供給装置が設けられ、
    前記回転駆動手段は、前記トナー供給装置の駆動に連動することを特徴とする請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置。
  8. 前記トナー供給装置は、前記トナー収容部から供給されるトナーを撹拌して搬送するトナー撹拌搬送手段を備え、
    前記回転駆動手段は、前記トナー撹拌搬送手段の駆動に連動することを特徴とする請求項7に記載のトナー搬送装置。
  9. トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送装置とを備えて、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に供給するようにされた画像形成装置において、
    前記トナー搬送装置として、請求項1乃至8に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010117658A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成ユニット、画像形成ユニットの取付構造及びこれを備えた画像形成装置
JP2011191626A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Casio Electronics Co Ltd 画像形成装置
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