JP2010066581A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シャッタの動作性、トナー補給時のシール性、かつシール部材の耐久性に優れた画像形成装置。
【解決手段】装置本体に対し移動可能に設置された現像器14と、現像器14にトナーを供給するトナー搬送パイプ51と、遮蔽部70bと開口部70aを有し、トナー搬送パイプ51のトナー供給口を開閉させるよう移動するシャッタ70と、開口部70a及び受入口を包囲するシール部材73と、を有し、現像器14がトナー供給位置へセットされた時に、開口部70aをトナー供給口と受入口とに一致させてトナー供給経路を形成し、シール部材73を圧縮してトナー供給経路の間隙をシールし、現像器14がトナー供給位置から離間した時に、開口部70aを退避させ、遮蔽部70bでトナー供給経路を遮断し、かつシール部材73の圧縮を解放する画像形成装置において、シャッタ70の移動軌跡が現像器14の移動軌跡と異なることを特徴とする。
【選択図】図6

Description

本発明は、シートに画像を形成する複写機等の画像形成装置に関するものである。
従来、現像器を装置本体から着脱可能な構成を採用する画像形成装置がある。かかる画像形成装置において、装置本体内のトナー供給位置へセットされた現像器についてはトナー供給経路を開放し、トナー供給位置から離間した現像器についてはトナー供給経路を遮断する開放・遮蔽手段が設置されることが一般的である。
遮蔽手段としては、往復直線動作をするシャッタを設置し、現像器がトナー供給位置へ移動することで、現像器の一部がシャッタに接触して、シャッタが開動作するものがある(特許文献1)。また、シャッタ部材の少なくとも一部を弾性体で構成し、現像器の離間に連動してシャッタ部材を伸ばして係止してトナー供給経路を遮蔽するものがある(特許文献2)。
遮蔽手段を設置した画像形成装置においても、シャッタが供給経路を開放した際、現像器の受入口とシャッタ開口部との接続部からトナーが漏れ出し、飛散し、画像形成装置内部を汚染する恐れがある。
そこで、特許文献2では、現像器の受入口、シャッタ開口部、少なくともいずれかの面にはスポンジ製のシール部材等が貼付けられ、トナー供給経路開放時、現像器とシャッタでシール部材を圧縮する。これにより、現像器の受入口とシャッタの開口部の間隙を封止している。
特開2007−127937号公報 特開平11−212349号公報
上記従来の構成では、シール部材の圧縮量を大きくすれば、トナー漏れは減少するが、シール部材と現像器若しくはシャッタとの摺動抵抗、即ち、開封時及び再封時の強度が大きくなり、現像器若しくはシャッタの動作性が悪化する。
また、再封時にシール部材が強くしごかれることによって、シール部材がはがれたり、破損したりするという課題もある。また、現像器、シャッタに、シール部材の反発力に負けない剛性が必要になり、例えば金属やガラス繊維強化樹脂等の特殊な材料を用いることによってコストアップする可能性もある。
シール部材のはがれに対しては、シャッタが閉じる際、そのエッジ部分に当接するシール部材を、トナー供給口の内側面から現像器の受入口内側の面まで回り込ませて貼り付け、容易には剥がれることがないようにしたものがある(特開2007−072234)。これにより、トナー供給容器の着脱によりシャッタが繰り返し開閉されても、シール部材のシール効果が減少するのを防止している。
しかし、シール部材の圧縮量を大きくすれば、シール部材と、現像器若しくはシャッタとの摺擦により現像器のセット及び離間動作不良を引き起こす恐れがあり、また、シール部材の劣化も促される。
そこで本発明は、シャッタの動作性、トナー補給時のシール性、かつシール部材の耐久性に優れた画像形成装置を提供する。
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、装置本体に対し移動可能に設置された現像器と、前記現像器にトナーを供給するトナー搬送パイプと、遮蔽部と開口部を有し、前記トナー搬送パイプのトナー供給口を開閉させるよう移動するシャッタと、前記開口部と前記現像器の受入口との間に圧縮して設けられ、前記開口部及び前記受入口を包囲するシール部材と、を有し、前記現像器がトナー供給されるトナー供給位置へセットされた時に、前記開口部を前記トナー供給口と前記受入口とに一致させてトナー供給経路を形成し、かつ前記開口部によって前記シール部材を圧縮して前記トナー供給経路の間隙をシールし、前記現像器が前記トナー供給位置から離間した時に、前記開口部を退避させ、前記遮蔽部で前記トナー供給経路を遮断し、かつ前記シール部材の圧縮を解放する画像形成装置において、前記シャッタの移動軌跡が前記現像器の移動軌跡と異なることを特徴とする。
本発明によれば、シャッタの動作性、トナー補給時のシール性、かつシール部材の耐久性を向上させることができる。
[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。
(画像形成装置)
図1は本実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。図1に示すように、画像形成装置100は、感光ドラム(像担持体)11a〜11dを回転自在に担持している。感光ドラム11a〜11dの周りに、各々一次帯電器12a〜12d、レーザー露光光学系13a〜13d、現像器14a〜14d、感光体クリーナ15a〜15d、中間転写体30を配置している。
中間転写体30は、感光ドラム11a〜11dと当接する中間転写ベルト31、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト31に一次転写する一次転写ブレード35a〜35d、中間転写ベルト上のトナー像を記録シートPに二次転写する二次転写ローラ34、36を配置する。
レーザー露光光学系13a〜13dにおいてリーダ部からの画像信号は、一旦画像メモリ上に保管された後、レーザー出力部にて光信号に変換される。光信号に変換されたレーザー光は、ポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム11a〜11dに露光される。
感光ドラム11a〜11dは、回転しながら前露光ランプ(不図示)で除電され後、一次帯電器12により一様に帯電されており、露光により潜像を形成する。形成された潜像は、現像器14によりトナー像として現像される。トナー像は、色ずれすることなく重ね合わせるように、左側のステーションから順に一次転写され、4色重ねられたところで、二次転写部(二次転写ローラ34、36のニップ部)へ搬送される。
現像器内のトナーは、トナー収納部から現像器内のトナー比率(或いはトナー量)を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。
一方、記録シートPは、シート収納部21から給送手段によって1枚ずつ搬送され、レジストローラ25にて斜行を補正され、所望のタイミングにて二次転写部に搬送され、トナー像を転写される。トナー像を転写された記録シートPは、熱ローラ定着器40にてトナー像を定着され、排出トレイ48に排出される。
(現像器14)
現像器14について説明する。図2は現像器が画像形成装置本体内に装着され、感光ドラムに加圧された時の概略図である。図3は図2の矢印A方向から見たシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。
図2に示すように、現像器14は、現像剤担持部材としての現像スリーブ41を有し、装置本体に対し移動可能に設置されている。現像スリーブ41が、感光ドラム11の軸方向と略平行に延在する。現像器14におけるトナー搬送パイプ51からのトナー受入口74(図5参照)は本体奥側(パイプ51側)に位置する。
現像器14と感光ドラム11との関係を説明する。感光ドラム11の両側のフランジ形状部には、不図示のフレームで保持されたスペーサ60(60a、60b)が当接している。スペーサ60に、現像スリーブ41の両側に設けられた突き当て部材61(61a、61b)が突き当たることで、感光ドラム11と現像スリーブ41との間隔を一定に保持させている。
現像器14は画像形成装置100に取り付けられた現像器保持部材65に位置決め、保持されている。現像器保持部材65は、現像器41の長手方向両端に、画像形成装置本体に対して支持される支持穴65a、65bを有している。支持穴65a、65bは、ドラム軸方向(図2の矢印Y方向)に対して、同軸上に配置されている。ここに画像形成装置100に設けられた支持軸76が勘合することで、現像器保持部材65は支持穴65a、65bを中心として揺動可能となっている。
また、画像形成装置100に設けられたバネ掛け板67と現像器保持部材65との間には、長手方向(矢印Y方向)両側2箇所にバネ66(66a、66b)が設けられている。バネ66の弾性力により支持穴65a、65bを支点としてモーメントを発生させ、突き当て部材61(61a、61b)をスペーサ60に対して加圧している。この時、加圧方向は現像スリーブ41と感光ドラム11の回転中心を結んだ方向としている。
次に、現像器14のトナー供給位置からの離間について説明する。まず、離間レバー68が長手方向(矢印Y方向)にパイプ51から離間する方向(図2の矢印Y1方向)へ引かれると、バネ66aによって下向きに規制されているバネ掛け板67が、離間レバー68に固定されたカム69a、69bによって押し上げられる。
その結果、現像器14が、感光ドラム11から離間する方向に、支持軸76を中心として円弧軌跡を描いて図3の矢印方向に回動し、感光ドラム11から離間する。ここで、現像器14はトナー搬送パイプ51の軸方向成分を含んだ移動軌跡を有している。感光ドラム11から離間した状態で、現像器14は現像器保持部材65にガイドされて、画像形成装置本体外へ矢印Y1方向に引き抜かれる。なお、現像器14を取り付ける場合には、上記取り外し動作の逆の手順で取り付ける。
(現像器14へのトナー補給)
現像器14へのトナー補給について説明する。図4はトナー補給容器とトナー搬送パイプの概略断面図である。図5は図3で示した状態の時のシャッタおよびトナー搬送パイプの断面図である。
図4に示すように、ホッパ(トナー補給容器)50は、バッファ容器52、攪拌スクリュ(53a、53b)、搬送スクリュ54を備えている。バッファ容器52は、トナーを蓄えている。攪拌スクリュ(53a、53b)は、バッファ容器52内のトナーを攪拌する。搬送スクリュ54は、バッファ容器52内のトナーをトナー搬送パイプ51へと排出する。
トナーはトナー容器(不図示)からバッファ容器上に設置されるトナー容器保持台かつ経路(不図示)を通過し、バッファ容器52内に補給される。バッファ容器52内のトナーをは、トナー搬送パイプ51を介して、現像器14へ搬送される。
パイプ51は、補給スクリュ55、補給スクリュ55を覆うパイプ部56、フラグ57、フォトインタラプタ58、トナー供給口59を備えている。トナー供給口59は、現像器14へトナーを供給するために、パイプ部56の鉛直方向下方に設けられている。
補給スクリュ55は、ホッパ50から排出されたトナーを現像器14へと搬送する。補給スクリュ55は、1回転で1ピッチ分のトナーを搬送する。フラグ57、フォトインタラプタ58は、補給スクリュ55の回転数をカウントする。一般的にスクリュは、開口部に対する羽根の位置関係で、1回転する間にも補給量が脈動し増減を繰り返す。このため、本実施の形態では脈動の影響を受けにくくするように、常に1回転単位で回転し、トナー供給口に対する羽根の位置が同じになるようにしている。
パイプ51のトナー供給口59を開閉するシャッタ機構が設けられている。図3に示すように、シャッタ機構は、シャッタ70、駆動ギア71、カップリング72で構成される。
シャッタ70は、開口部70aと遮蔽部70bを有し、パイプ51の周面上にスライド可能に設置され、トナー供給口59を開閉するスライドシャッタである。カップリング72は、駆動ギア71の駆動をシャッタ70に伝達する。
シャッタ70の内部には螺旋状に溝が設けられており、この溝がパイプ51周面にの螺旋状のボス51aと係合している。これにより、カップリング72を介して駆動ギア71から駆動が伝達されると、シャッタ70は、パイプ51のパイプ軸の周り(円周方向)に回転すると同時に、パイプ軸方向(矢印X方向)へ現像器14に連動して移動し、螺旋状にスライドする。
現像器14が感光ドラム11に対し加圧される時、トナー供給経路を開放する。逆に、現像器14が感光ドラム11から離間する時、トナー供給経路を遮蔽する。
図5に示すように、現像器14がトナー供給位置へセットされている場合には、パイプ51のトナー供給口59、シャッタ70の開口部70a、現像器14のトナー受入口74が一致している。これらのトナー供給口59、開口部70a、トナー受入口74により、トナー供給経路が解放されている。
現像器14のトナー受入口74の周囲には、トナー受入口74を包囲してトナー漏れを防ぐために、スポンジ製のシール部材73が貼り付けられている。シール部材73は、開口部70aの周囲により、トナー供給方向に圧縮されている。これにより、トナー供給経路の間隙をシールし、シール性を向上させ、トナー漏れを抑制している。
現像器14がトナー供給位置から移動する場合には、図3に示すように、現像器14は支持軸76を中心として図3の矢印方向に円弧軌跡を描き、感光ドラム11から離間する(図6の状態)。この際、駆動ギア71には画像形成装置本体から駆動が伝達し、駆動ギア71の回転は、カップリング72を介してシャッタ70に伝達される。そして、シャッタ70がパイプ軸を中心として螺旋状に回転し、トナー供給口59上に遮蔽部70bが一致し、トナー供給経路が遮蔽される。
シャッタ70は現像器14と異なる軌跡で動作し、パイプ51の半径方向に移動する。このため、シャッタ70と現像器14は、干渉しない。また、シール部材73の圧縮を解放し、現像器14の離間動作はスムーズに行なわれる。
また、遮蔽部70bは開口部70aよりも肉厚が薄いため、シール部材73が開口部70aから遮蔽部70bへ当接することで、シール部材73の圧縮を解放し、現像器14の離間動作はスムーズに行なわれ、シール部材73への負荷も少ない。また、シール部材73とシャッタ70との摺擦が軽減される。そして、現像器14及びシャッタ70の動作性、シール部材73の耐久性を向上することができる。
駆動ギア71から駆動が伝達されると、シャッタ70は、パイプ51の周面を螺旋状に回転しながら、パイプ軸方向へ移動する。これにより、シャッタ70は現像器14の動作の水平方向成分に追従しつつ、シール部材73の圧縮を解放することができ、シャッタ動作時のシール部材73への負荷はさらに少なくなる。
[第二実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図7は第二実施形態に係るシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。図7に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、上記第一実施形態のシャッタ70に変えてシャッタ85を設けたものである。
シャッタ85は、パイプ軸方向(矢印X方向)と直交する直交方向(矢印Y方向)に往復直線運動をする。シャッタ85は、装置本体に設置されたレール(不図示)によってガイドされながら動作する。シャッタ85はパイプ51のトナー供給口59の鉛直方向下方に設置されたスライドシャッタである。シャッタ85は開口部85aと遮蔽部85bを有している。
図7に示すように、現像器14がトナー供給位置へセットされている場合には、パイプ51のトナー供給口59、シャッタ85の開口部85a、現像器14のトナー受入口74が一致している。これらのトナー供給口59、開口部85a、トナー受入口74(図5参照)により、トナー供給経路が解放されている。
現像器14のトナー受入口74にはトナー漏れを防ぐために、スポンジ製のシール部材73が貼り付けられている。
現像器14が感光ドラム11から離間する時(現像器14がトナー供給位置から移動する時)、現像器14の動作前に、シャッタ85はパイプ51のトナー供給口上にシャッタ85の遮蔽部85bが一致するように矢印Y2方向に移動する。これにより、トナー供給経路が遮蔽される。
シャッタ85は開口部85aと遮蔽部85bの肉厚が異なるため、シャッタ85は現像器14の動作軌跡上から退避し、現像器14の動作を妨げない。また、シャッタ85の遮蔽部85bは開口部85aよりも肉厚が薄いため、シール部材73の圧縮を解放し、現像器14の離間動作はスムーズに行なわれ、シール部材73への負荷も少ない。
第一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。 現像器および感光ドラム周りの斜視図である。 シャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。 トナー補給容器とトナー搬送パイプの断面図である。 図3で示した状態の時のシャッタおよびトナー搬送パイプの断面図である。 トナー供給経路遮蔽状態におけるシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。 第二実施形態に係るシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。
符号の説明
P …記録シート
11 …感光ドラム
12 …一次帯電器
13 …レーザー露光光学系
14 …現像器
15 …感光体クリーナ
21 …シート収納部
25 …レジストローラ
30 …中間転写体
31 …中間転写ベルト
34 …二次転写ローラ
35 …一次転写ブレード
36 …二次転写ローラ
40 …熱ローラ定着器
48 …排出トレイ
50 …ホッパ
51 …トナー搬送パイプ
51a …ボス
52 …バッファ容器
53、54 …搬送スクリュ
55 …補給スクリュ
56 …パイプ部
57 …フラグ
58 …フォトインタラプタ
59 …トナー供給口
60 …スペーサ
61 …突き当て部材
65 …現像器保持部材
65a、65b …支持穴
66 …バネ
67 …バネ掛け板
68 …支持軸
70、85 …シャッタ
70a、85a …開口部
70b、85b …遮蔽部
71 …駆動ギア
72 …カップリング
73 …シール部材
74 …トナー受入口
76 …支持軸
100 …画像形成装置

Claims (4)

  1. 装置本体に対し移動可能に設置された現像器と、
    前記現像器にトナーを供給するトナー搬送パイプと、
    遮蔽部と開口部を有し、前記トナー搬送パイプのトナー供給口を開閉させるよう移動するシャッタと、
    前記開口部と前記現像器の受入口との間に圧縮して設けられ、前記開口部及び前記受入口を包囲するシール部材と、
    を有し、
    前記現像器がトナー供給されるトナー供給位置へセットされた時に、前記開口部を前記トナー供給口と前記受入口とに一致させてトナー供給経路を形成し、かつ前記開口部によって前記シール部材を圧縮して前記トナー供給経路の間隙をシールし、
    前記現像器が前記トナー供給位置から離間した時に、前記開口部を退避させ、前記遮蔽部で前記トナー供給経路を遮断し、かつ前記シール部材の圧縮を解放する画像形成装置において、
    前記シャッタの移動軌跡が前記現像器の移動軌跡と異なることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記シャッタは前記トナー搬送パイプの周面上を螺旋状に回転して移動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像器は前記トナー搬送パイプの軸方向成分を含んだ移動軌跡を有し、
    前記シャッタはパイプ軸の周りに回転すると同時に、パイプ軸方向へ前記現像器に連動して移動することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記シャッタは前記トナー搬送パイプの軸方向と直交する直交方向に往復直線運動をすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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