JP2011154180A

JP2011154180A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011154180A
Application number: JP2010015419A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yoshizawa; 吉沢秀男
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: JP5531644B2

Abstract

【課題】トナー補給ユニットなどを現像装置から取り外す必要なく現像装置への現像剤の充填およびトナーの補給を実現し、またトナーや現像剤の溜り、溢れおよび飛散を防止する。
【解決手段】画像形成装置が、像担持体と、現像剤を用いて該像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置に供給するためのトナーを収容したトナーボトルとを備え、トナーボトルからのトナーを現像装置に供給するためのトナー補給口と、現像剤を充填するための現像剤充填口とを備えた現像剤ガイド部材が、現像装置に設けられることにより解決される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置の現像装置では、現像により現像装置内のトナーが不足した時は、現像装置の外側に設置されたトナーボトルに収容されているトナーを現像装置のトナー補給口から現像装置に補給し、また出荷時・設置時およびメンテナンス時などは、サービスマンが空の現像剤収容部にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を現像装置の現像剤充填口から充填するようになっている。ここで、現像剤を収容する現像装置の現像剤収容部に予め現像剤を充填して画像形成装置を出荷しないのは、輸送時に振動を受けたり、装置全体が傾いたりして、現像ローラを部分的に露出させるための現像装置の開口部から現像剤が飛散するなどの恐れがあるからである。また、二成分現像剤は、繰り返して使用すると次第にキャリア成分が劣化し、現像能力が低下してくるため、劣化したキャリアを含む現像剤の交換がサービスマンにより行われている。

現像剤の充填方法は現像装置によって異なるが、トナーボトルからのトナーを補給するためのトナー補給口をトナー補給のみならず現像剤の充填にも併用するため、現像装置に装着されていたトナー補給ユニットを一旦取り外し、現像装置のトナー補給口に現像剤ボトルをセットしてから現像剤の充填を行うタイプの現像装置や、トナー補給口に加えて、現像剤の充填専用の現像剤充填口を有し、この現像剤充填口から現像剤を充填するタイプの現像装置などがある。

しかし、トナー補給ユニットを一旦取り外す必要がある場合は、これに伴う作業は比較的煩雑であり、印刷が可能になるまでの中断時間が長くなる。また、専用の現像剤充填口を有する現像装置の場合、現像剤充填口はトナー補給口とは反対側に配置されており、これらの補給口・充填口が個々に設けられていることで現像装置および画像形成装置が大型化し、また開口部が多いため異物の混入や、トナー・現像剤の飛散の拡大を招いてしまっている。

また、これらの補給口・充填口が現像装置の一方の側に配置されていても、これらの夫々が独立に形成されて独立の開口部を有していればやはり装置が大型化し、場合によってはトナー充填搬送部にはトナーや現像剤などの溜り部となる傾斜面が形成されるため、スムーズなトナー補給や現像剤充填が妨げられたり、これらが溢れたりする恐れがある。

特許文献１に記載の画像形成装置では、トナーボトルからのトナーを補給するためのトナー補給口を現像剤充填口としても併用するために、装置の集荷時などにおいて、サービスマンが装着されていたトナー補給装置を取り外し、中間転写ベルトを感光体から離間させるなどして、現像剤を収容した現像剤ボトルからの現像剤を当該トナー補給口を介して現像装置に充填している。

以上を鑑みて、本発明は、トナー補給ユニットなどを現像装置から取り外す必要なく現像装置への現像剤の充填およびトナーの補給を実現し、またトナーや現像剤の溜り、溢れおよび飛散を防止することを目的とする。

この課題は、本発明に従う画像形成装置が、像担持体と、現像剤を用いて該像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置に供給するためのトナーを収容したトナーボトルとを備え、トナーボトルからのトナーを現像装置に供給するためのトナー補給口と、現像剤を充填するための現像剤充填口とを備えた現像剤ガイド部材が、現像装置に設けられることにより解決される。

また、現像剤ガイド部材は直線状に形成された中空基体を有し、トナー補給口は当該中空基体の上部に形成され、現像剤充填口は中空基体の側面から突出していると好ましい。
さらに、現像剤ガイド部材は現像装置内に設けられた現像剤搬送部材に対して垂直に配置されると好ましい。

また、現像装置に通じる現像剤ガイド部材の開口部が、現像装置における現像剤循環経路の外側の位置に連通していると好ましい。
さらに、現像剤を充填する際に空気を外部に逃がすための開口部が、現像剤ガイド部材の現像剤充填口に対向する位置に設けられると好ましい。

また、現像剤ガイド部材は保護カバーで覆われ、現像剤充填口は保護カバーに対して着脱可能な現像剤充填口カバーで覆われると好ましい。
さらに、現像剤を充填する際、現像剤充填補助部材が現像剤充填口に嵌合され、当該現像剤充填補助部材によって現像剤ガイド部材内のトナー補給口への通路が遮断されると好ましい。

また、現像剤充填補助部材は漏斗であると好ましい。
さらに、トナー補給口は水平面に対して傾斜して形成され、トナー補給口の上部に弾性部材が装着されると好ましい。

本発明によれば、１つの現像剤ガイド部材にトナー補給口および現像剤充填口を設け、この現像剤ガイド部材を用いて現像装置へのトナー補給と現像剤充填の両方を行うことができるため、現像装置の小型化が実現され、トナー補給時または現像剤充時での現像剤の溢れや溜りが防止され、さらに現像装置の使用状態においても現像剤の充填を行うことができる。

画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図である。本発明に従う現像剤ガイド部材を備えた現像装置の斜視図である。本発明に従う現像剤ガイド部材とその上部に接合されたサブホッパと現像装置の斜視図である。現像剤ガイド部材と現像装置の縦断面図である。保護カバーによって覆われた現像装置の斜視図であり、現像剤充填口カバーが装着された状態を示している。保護カバーによって覆われた現像装置の斜視図であり、現像剤充填口カバーが取り外された状態を示している。現像剤ガイド部材の現像剤充填口に漏斗が装着された状態を示す図である。漏斗が装着された現像剤ガイド部材と現像装置の縦断面図である。現像剤循環経路と、現像剤ガイド部材と現像装置の嵌合位置を示す現像装置の平面断面図である。漏斗が装着された別な実施形態の現像剤ガイド部材と現像装置の縦断面図である。

先ず、画像形成装置における一連の画像形成プロセスを説明する。
図１は、画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図である。図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にあるカートリッジ収容部３１には、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した４つのトナーカートリッジ３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。なお、トナーカートリッジは、トナーとキャリアからなり、トナーの割合が現像装置内の現像剤よりも多い現像剤であるプレミックストナーを収納した現像剤カートリッジであってもよい。
カートリッジ収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト１８に対向するように、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した作像部（像担持体である感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋや現像装置２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋなどが設置されている）が並設されている。

各色の作像部は、感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の周囲に配設された帯電部（図示せず）、現像装置２３、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）などで構成されている。そして、感光体ドラム２１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム２１上に各色の画像が形成されることになる。なお、各色の作像部は、使用されるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。

各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋは、それぞれ、不図示の駆動モータによって図１中の反時計方向に回転駆動される。そして、感光体ドラム２１は、帯電部の位置で、その表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム２１の表面は、露光装置から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。

その後、感光体ドラム２１の表面は、現像装置２３との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、トナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム２１の表面は、中間転写ベルト１８および第１転写バイアスローラ（図示せず）との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト１８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム２１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム２１の表面は、クリーニング部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
最後に、感光体ドラム２１の表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム２１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

一方、現像工程を経て各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラが、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト１８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙などの記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト１８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト１８は、中間転写クリーニング部の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト１８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト１８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８などを経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト１８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルトおよび加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、出力画像として装置外へと排出される。
こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、本発明の特徴部分である現像装置２３について説明する。ここでは、１つの現像装置に着目して説明するが、この説明は同一構造を有している現像装置２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋに当てはまる。
図２は、本発明に従う現像剤ガイド部材４０を備えた現像装置２３の斜視図である。現像装置２３の一方の端部では、現像剤ガイド部材４０の開口部４７が現像装置２３の突起部材２５に上方から挿入・嵌合されることによって、現像剤ガイド部材４０が現像装置２３に着脱可能に固定されている。現像剤ガイド部材４０は、上部および下部で開口部を有する、矩形断面を有する直線状に形成された中空基体４１と、中空基体４１の下面に設けられたコ字状の嵌合部４４を有し、嵌合部４４の両側面には現像装置２３の突起部材２５に嵌合する開口部４７が形成されている。中空基体４１の上部には鉛直上方に開口したトナー補給口４２が形成され、トナー補給口４２の頂部には弾性部材４５が装着されている。さらに、中空基体４１の側面のほぼ中央部には斜め上方に開口した現像剤充填口４３が形成され、現像剤充填口４３は未使用時はキャップ部材４６で覆われている。また、中空基体４１の下部も開口しており、従って、トナーまたは現像剤が、トナー補給口４２または現像剤充填口４３を介して現像装置２３内の現像剤収容部に配置された搬送スクリュー２４の部分に供給されるようになっている。搬送スクリュー２４は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部を備え、回転することで軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。

このように、１つの現像剤ガイド部材４０にトナー補給口４２および現像剤充填口４３を設け、この現像剤ガイド部材を用いて現像装置２３へのトナー補給と現像剤充填の両方を行うことができるため、現像装置の小型化が実現される。また、図示のように、垂直方向に延在する直線状のトナー補給のための通路と、そこから斜め上方に延在する現像剤補給のための通路とを備えた現像剤ガイド部材４０は、好ましくは現像装置２３内の搬送スクリュー２４に対して垂直に配置される。これによって、現像剤ガイド部材４０内のトナー・現像剤の搬送通路部においてトナーや現像剤の溜り部となりうる傾斜面が形成されることもなく、トナー補給時または現像剤充時での現像剤溜りや現像剤溢れが防止される。さらに、サブホッパや現像装置の取り外しの必要がないため装置の使用状態においても現像剤の充填を行うことができる。現像剤ガイド部材４０は、例えば硬いプラスチック材料から安価に作られる。

図３は、現像装置２３に固定された現像剤ガイド部材４０とその上部に接合されたサブホッパ５０を示している。サブホッパの鉛直下方に開口した補給口が現像剤ガイド部材４０のトナー補給口４２に対してスライドして嵌合することで、サブホッパ５０は現像剤ガイド部材４０に対して着脱可能に固定されている。各色のトナーボトル３２は、それぞれ現像剤の搬送路部材であるトナー補給チューブ（図示せず）を介してサブホッパ５０のトナー搬送管５１に接続している。サブホッパ５０は、トナーボトル３２からのトナーを蓄えられるようになっており、蓄えられたトナーは下方に配置された現像剤ガイド部材４０に供給され、その後その下方に配置された現像装置２３内に供給されるようになっている。

図４に示すように、サブホッパ５０からのトナーの受け入れ口である、現像剤ガイド部材４０の上部のトナー補給口４２は、サブホッパ５０と嵌合し易いように水平面に対して傾斜した傾斜面を有しており、その頂部には弾性部材４５が設けられ、これにより現像剤ガイド部材４０とサブホッパ５０が密着して隙間無く接合されるようになっている。なお、現像剤ガイド部材４０とサブホッパ５０の嵌合は、画像形成装置内に固定されたサブホッパ５０に対して、現像剤ガイド部材４０を備えた現像装置２３をスライド・嵌合させることで行われる。また、中空基体４１の中央部には、現像剤を充填し易いように斜め上方に開口した現像剤充填口４３が形成されており、現像剤充填口４３から投入された現像剤は、途中で溜まることなく現像装置２３内の現像剤収容部に供給されることになる。現像剤充填口４３の先端部には未使用時には脱着可能なキャップ部材４６が被せられ、異物の混入が防がれる。

図５に示すように、画像形成装置の通常の使用時は、精密機械部分である現像装置２３の前面および現像剤ガイド部材４０は保護カバー６０によって覆われ、これにより装置の誤動作が防止される。図示のように、現像剤充填口４３は着脱可能な現像剤充填口カバー６１により覆われ保護されているが、図６に示すように、現像剤充填口カバー６１を取り外せば、現像剤充填口４３は保護カバー６０に形成された開口部６２から外側に突出するようになっている。ここで、現像剤充填口カバー６１は、上部に設けられた突起部６４が開口部６２に形成された凹部６３に嵌合し、下部に設けられた突起部６５が保護カバー６０に形成された凹部６６に嵌合することで、保護カバー６０に対して装着される。

ところで、画像形成装置の出荷時にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤は現像装置２３に充填されていないため、設置時に現像剤の充填作業が必要である。また、現像剤の寿命によりこれを新品のものに交換する必要もあり、メンテナンス時において使用済みの現像剤を現像装置２３の裏面に設けられた排出口（図示せず）から排出し、新品の現像剤を充填する必要がある。これらの現像剤充填時には、画像形成装置の前面ドア（図示せず）を開けて保護カバー６０を露呈させ、サブホッパなどのトナー補給ユニットや現像装置を取り外す必要なく、現像剤充填口カバー６１を外し、キャップ部材４６を外して現像剤充填口４３を露出させ、ここから現像剤を充填することができる。

図７，８に示すように、現像装置２３への現像剤の投入・充填は、現像剤充填補助部材としての専用の漏斗７０を用いて行われる。漏斗７０は、円筒部７２を有する中空の部材であり、円筒部７２の一端は円筒部７２から斜め上方に大きく開いた現像剤受入口７１として形成され、他端は現像剤排出口７３として形成され、円筒部７２には現像剤充填口４３に被されて嵌合する嵌合部７４が形成されている。漏斗７０の嵌合部７４を現像剤充填口４３に接合状態で装着すると、円筒部７２の先端の一部が現像剤ガイド部材４０の内壁に当接するようになっており、従って、現像剤ガイド部材４０内の通路は円筒部７２より遮断されることになる。これにより、現像剤受入口７１から現像剤を充填する際、トナー補給口４２へ向かって現像剤ガイド部材４０の上部へ舞い上がろうとする現像剤を押えることができ、現像剤の他の部分への侵入を防ぐとともに、充填の迅速化が促進される。また、漏斗７０を使用することで、現像剤を収容した現像剤ボトルや袋状の容器から現像剤を投入することができる。

図９は、現像装置２３の平面断面図であり、矢印８１〜８４は現像剤循環経路を示している。この現像剤循環経路では、図中左側の搬送スクリュー２４の回転により現像剤は矢印８１の方向に上方に搬送されて、現像装置２３の奥側で右側の搬送スクリュー２４の側に移された後、矢印８２の方向に搬送されてきた現像剤は、矢印８３の方向の搬送（押し出し）と相まって矢印８４の方向に搬送されて、現像装置２３の手前側で左側の搬送スクリュー２４の側に移される。そして、図示のように、現像装置に通じる現像剤ガイド部材４０の中空基体４１の開口部の位置８０は、搬送スクリュー２４の上方であって現像剤循環経路の外側に位置している。従って、トナーまたは現像剤は、現像剤が充満していない部分である、現像剤循環経路の外側の位置８０に投入され、搬送スクリュー２４の回転により矢印８１の方向に連続的に現像剤循環経路内に搬送されるため、スムーズに現像剤を補給することができ、現像剤受入口７１からトナーや現像剤が溢れることはない。

図１０は、本発明に従う現像剤ガイド部材４０の別な実施形態を示す縦断面図である。現像装置２３内に現像剤を充填する時には現像装置内の圧力が高まり、この圧力は現像剤をトナー補給口４２や現像剤充填口４３に流れさせ、よって、現像剤の飛散を招くことになる。そこで、この現像剤ガイド部材４０では、矢印９２で示される現像剤充填口４３から落下する現像剤の流れの対向側の中空基体４１に開口９０を形成し、これによって矢印９３で示されるように圧力を現像剤ガイド部材４０の外側に逃がし、トナー補給口４２や現像剤充填口４３への現像剤の流れを防ぎ、飛散を防止するようになっている。また、圧抜きフィルタ９１が当該開口９０を覆っているため、空気のみを外側に逃がすことで内圧を下げることができ、内圧上昇によるトナー補給口または現像剤充填口へのトナー飛散が防止され、現像剤が現像剤ガイド部材４０から排出されることもない。

２１感光体ドラム（像担持体）
２３現像装置
２４搬送スクリュー（現像剤搬送部材）
３２トナーカートリッジ
４０現像剤ガイド部材
４１中空基体
４２トナー補給口
４３現像剤充填口
４４嵌合部
４５弾性部材
４６キャップ部材
４７開口部
１００画像形成装置

特開２００９−１０９５２７号公報

Claims

像担持体と、現像剤を用いて該像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置に供給するためのトナーを収容したトナーボトルとを備えた画像形成装置において、
前記トナーボトルからのトナーを前記現像装置に供給するためのトナー補給口と、現像剤を充填するための現像剤充填口とを備えた現像剤ガイド部材が、前記現像装置に設けられることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤ガイド部材は直線状に形成された中空基体を有し、前記トナー補給口は当該中空基体の上部に形成され、前記現像剤充填口は前記中空基体の側面から突出していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記現像剤ガイド部材は前記現像装置内に設けられた現像剤搬送部材に対して垂直に配置されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記現像装置に通じる前記現像剤ガイド部材の開口部が、前記現像装置における現像剤循環経路の外側の位置に連通していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、現像剤を充填する際に空気を外部に逃がすための開口部が、前記現像剤ガイド部材の前記現像剤充填口に対向する位置に設けられることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記現像剤ガイド部材は保護カバーで覆われ、前記現像剤充填口は前記保護カバーに対して着脱可能な現像剤充填口カバーで覆われることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、現像剤を充填する際、現像剤充填補助部材が前記現像剤充填口に嵌合され、当該現像剤充填補助部材によって前記現像剤ガイド部材内の前記トナー補給口への通路が遮断されることを特徴とする画像形成装置。
請求項７に記載の画像形成装置において、前記現像剤充填補助部材は漏斗であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記トナー補給口は水平面に対して傾斜して形成され、前記トナー補給口の上部に弾性部材が装着されることを特徴とする画像形成装置。