JP4707464B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、カラー画像形成装置に関する。
従来のカラー画像形成装置は、主に、カラー画像形成装置本体と、トナー収容容器(トナーコンテナ)と、像担持体(感光体ドラム)と、レーザユニットと、ロータリ式現像装置と、複数のトナー補給部材(トナー補給パイプ)とを備えている(特許文献1参照)。ここでは、トナーコンテナおよびレーザユニットがカラー画像形成装置本体の内部に装着されており、感光体ドラムおよびロータリ式現像装置がカラー画像形成装置本体の内部に回転自在に装着されている。そして、感光体ドラムとロータリ式現像装置とは、隣接して配置されている。また、トナー補給パイプは、トナーコンテナに装着されている。このような画像形成装置では、トナー補給が必要となったときに、トナー補給パイプが現像装置に挿入され、トナーが現像装置に補給されるようになっている。そして、トナー補給が完了すれば、トナー補給パイプが現像装置から退避するようになっている。
特開平10−198149
上記のカラー画像形成装置では、トナー補給時にはトナー補給パイプがロータリ式現像装置に挿入され、トナーコンテナからロータリ式現像装置へとトナーが補給されるようになっている。また、トナー補給完了時にはトナー補給パイプがロータリ式現像装置から退避するようになっている。詳細に説明すると、トナー補給が完了して画像形成が行われるときにロータリ式現像装置が回転するので、トナー補給パイプがロータリ式現像装置に干渉しないようにトナー補給パイプをロータリ式現像装置から予め退避させておく必要がある。
このようなカラー画像形成装置において、ロータリ式現像装置と感光体ドラムとが隣接して配置された状態で、レーザユニットと感光体ドラムとの間に複数のトナー補給パイプを配置しようとした場合、トナー補給パイプがロータリ式現像装置に挿入されたままであると、トナー補給パイプがレーザユニットからのレーザ路を遮断してしまう。このため、画像形成時には、トナー補給パイプがレーザユニットからのレーザ路を遮断しないように、トナー補給パイプがロータリ式現像装置から必ず退避するようにしておく必要がある。しかしながら、トナー補給パイプを退避させると、印刷時にトナー不足が発生した場合にトナー補給パイプをロータリ式現像装置に挿入するために、画像形成動作を一旦中断しなければならない。特に、単色印刷を連続的に行うとき、たとえば、黒用トナー、イエロー用トナー、マゼンダ用トナー又はシアン用トナーだけを用いるような単色印刷を連続的に行うときには、各トナーの消費量が多くなるので、トナー補給パイプをロータリ式現像装置に挿入する回数すなわち画像形成動作の中断回数が多くなる。このように中断回数が多くなると、連続印刷中に待機しているユーザーにストレスを与えてしまうおそれがある。
本発明の課題は、単色印刷中にトナー補給動作を実行することができるようにすることにある。
請求項1に係るカラー画像形成装置は、カラー画像形成装置本体と、複数のトナー収容容器と、像担持体と、レーザユニットと、ロータリ式現像装置と、複数のトナー補給部材とを備えている。複数のトナー収容容器は、カラー画像形成装置本体の内部に装着される。像担持体は、カラー画像形成装置本体の内部に回転自在に装着されている。レーザユニットは、画像形成装置本体に装着されており、像担持体をレーザ走査する。ロータリ式現像装置は、カラー画像形成装置本体の内部に回転自在に装着されている。複数のトナー補給部材それぞれは、ロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結され、トナー収容容器からロータリ式現像装置にトナーを補給する。
このカラー画像形成装置では、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、像担持体の走査時にロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結されている。そして、複数のトナー補給部材のいずれか1つを除く他のトナー補給部材が、像担持体の走査時にロータリ式現像装置から退避している。
ここでは、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、像担持体の走査時にロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結される。このため、ロータリ式現像装置に連結されたトナー補給部材からトナーを必要に応じてロータリ式現像装置に補給することができる。すなわち、単色印刷中にトナー補給動作を実行することができる。
請求項2に係るカラー画像形成装置では、請求項1に記載のカラー画像形成装置において、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、レーザユニットから像担持体までのレーザ走査範囲外に配置されている。この場合、レーザユニットに像担持体を走査させながら、レーザ走査範囲外に配置されたトナー補給部材からトナーをロータリ式現像装置に補給することができる。すなわち、単色印刷中にトナー補給を行うことができる。
請求項3に係るカラー画像形成装置では、請求項2に記載のカラー画像形成装置において、複数のトナー補給部材は、ロータリ式現像装置の回転軸方向に並べて配置されている。また、ロータリ式現像装置の回転軸端側のトナー補給部材が、レーザ走査範囲外に配置されている。この場合、レーザユニットに像担持体を走査させながら、ロータリ式現像装置の回転軸端側のトナー補給部材からトナーをロータリ式現像装置に補給することができる。すなわち、単色印刷中にトナー補給を行うことができる。
請求項4に係るカラー画像形成装置では、請求項1から3のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、黒用トナー補給部材になっている。この場合、レーザユニットに像担持体を走査させながら、ロータリ式現像装置に連結された黒トナー補給部材から黒用トナーをロータリ式現像装置に補給することができる。すなわち、モノクロ印刷中に黒用トナーの補給を行うことができる。
本発明によれば、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、像担持体の走査時にロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結されている。このため、ロータリ式現像装置に連結されたトナー補給部材からトナーを必要に応じてロータリ式現像装置に補給することができる。また、複数のトナー補給部材のいずれか1つが、レーザユニットから像担持体までのレーザ走査範囲外に配置されている。このため、レーザユニットに像担持体を走査させながら、レーザ走査範囲外に配置されたトナー補給部材からトナーをロータリ式現像装置に補給することができる。
図1は本発明の一実施形態が採用されたカラープリンタの概略構成を示す図である。カラープリンタ100は、図1に示すように、主に、カラープリンタ本体11と、画像形成部10と、トナーコンテナ8と、トナー補給パイプ13とを備えている。画像形成部10は、カラープリンタ本体11のほぼ中央に設けられている。
画像形成部10は、感光体ドラム1、帯電装置2、ロータリ式現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、およびレーザユニット12を備えている。帯電装置2、ロータリ式現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、およびレーザユニット12は、感光体ドラム1の周囲に配設されている。なお、感光体ドラム1の用紙搬送方向下流側には、定着装置7が配設されている。定着装置7は、転写されたトナー像を転写材に定着させるための装置である。また、画像形成部10の下部には給紙部20が設けられており、給紙部からの給紙方向には給紙ローラ9が配設されている。
感光体ドラム1は、カラープリンタ本体11の内部に回転自在に装着されている。感光体ドラム1の表面には、レーザユニット12によって静電潜像が形成される。帯電装置2は、感光体ドラム1の上方に設置されており、感光体ドラム1を一様に帯電させるための装置である。
ロータリ式現像装置4は、静電潜像が形成された感光体ドラム1表面にトナーを供給してトナー像を感光体ドラム1に形成する装置である。ロータリ式現像装置4は、カラープリンタ本体11の内部に回転自在に装着されている。ロータリ式現像装置4は、ロータリラック40と、複数の現像器4Y,4M,4C,4Bとを備えている。ロータリラック40は、図示しない回転手段により回転軸41を中心に回転しながら、複数の現像器4Y,4M,4C,4Bそれぞれを感光体ドラムに対向する現像位置に順次移動させて現像を行わせるものである。複数の現像器のうち、イエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C、およびブラック現像器4Bは、4Y,4M,4C,4Bの順にロータリラック40の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約90度の間隔で配置されている。
転写装置5は、感光体ドラム1のトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト51、一次転写ローラ52,53、駆動ローラ55、二次転写対向ローラ54、二次転写ローラ56を備えている。中間転写ベルト51は、一次転写ローラ52,53、駆動ローラ55、および二次転写対向ローラ54のそれぞれに巻きかけられている。この中間転写ベルト51は、駆動ローラ55の駆動力により、一次転写ローラ52,53、駆動ローラ55、および二次転写対向ローラ54のまわりを回転させられる。このような中間転写ベルト51には、感光体ドラム1に形成されたトナー像が転写され、転写されたトナー像が一時的に保持される。二次転写ローラ56は、中間転写ベルト51の外周面において二次転写対向ローラ54に対向する位置に配置されている。この二次転写ローラ56では、トナー像が転写材に二次転写される。
クリーニング装置6は、感光体ドラム1に残留した残留現像剤などの付着物を除去するための装置であって、本カラープリンタ100ではクリーニングブレードが設けられている。
レーザユニット12は、カラープリンタ本体11の内部に装着されている。このレーザユニット12は、コントローラ(図示しない)で処理された画像情報に基づいて、感光ドラム1上を走査し感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。レーザーユニット12は、図示しない、半導体レーザ、各種のレンズ、ポリゴンミラー、ミラー回転モータなどから構成されている。図2に示すように、レーザユニット12から発せられるレーザRZは、レーザユニット12から感光体ドラム1までの間で徐々に末広がり状に拡大される(R1→R2)。そして、レーザRZの最大拡大幅R2が感光体ドラム1上において所定のレーザ走査範囲になるように、レーザユニット12からのレーザRZは調節され設定されている。たとえば、レーザRZは半導体レーザから発せられ、このレーザRZはポリゴンミラーによって感光体ドラム1の方向に反射される。そして、ポリゴンミラーによって反射されたレーザRZは、ポリゴンミラーから感光体ドラム1に至るまでの間で、各種のレンズで末広がり状に拡大される。
トナーコンテナ8は、ロータリ式現像装置4にトナーを供給するための容器である。トナーコンテナ8は、図1に示すように、イエロー用コンテナ8Y、マゼンタ用コンテナ8M、シアン用コンテナ8C、およびブラック用コンテナ8Bのような複数のコンテナからなっている。これら複数のコンテナ8Y,8M,8C,8Bは、感光体ドラム1の上方(図1の上方)において、感光体ドラム1の回転軸方向すなわちロータリ式現像装置4の回転軸方向に並べて配置されており、カラープリンタ本体11の内部に装着されている。
複数のトナー補給パイプ13は、トナー補給チューブ13aを有しており、このトナー補給チューブ13aを介してトナーコンテナ8に装着されており、レーザユニット12と感光体ドラム1との間に配置されている。ここでは、4つのトナー補給パイプ13それぞれが、トナー補給チューブ13aを介して複数のコンテナ8Y,8M,8C,8Bぞれぞれに装着されており、ロータリ式現像装置4の回転軸方向に並べて配置されている。たとえば、4つのトナー補給パイプ13は、トナー補給パイプ13Y、トナー補給パイプ13M、トナー補給パイプ13C、トナー補給パイプ13Bの順に図1の奥側から手前側に、ロータリ式現像装置4の回転軸方向に並べて配置されている。これら4つのトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bは、感光体ドラム1の中央部から感光体ドラム1の一端側に(図1の手前側に)オフセットされた状態で、ロータリ式現像装置4の回転軸方向に並べて配置されている。すなわち、トナー補給パイプ13Y,13M,13Cが感光体ドラム1の略中央部に位置するように、4つのトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bは、ロータリ式現像装置4の回転軸方向に並べて配置されている。
4つのトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bはそれぞれがロータリ式現像装置4に所定の回転位置で挿入されることにより、ロータリ式現像装置4に各色トナーが補給される。たとえば、コンテナ8Yに装着されたトナー補給パイプ13Yは、ロータリ式現像装置4のイエロー現像器4Yにイエロー用トナーを補給する。コンテナ8Mに装着されたトナー補給パイプ13Mは、ロータリ式現像装置4のマゼンタ現像器4Mにマゼンダ用トナーを補給する。コンテナ8Cに装着されたトナー補給パイプ13Cは、ロータリ式現像装置4のシアン現像器4Cにシアン用トナーを補給する。コンテナ8Bに装着されたトナー補給パイプ13Bは、ロータリ式現像装置4のブラック現像器4Bにブラック用トナーを補給する。
4つのトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bのいずれか1つは、レーザユニット12が感光体ドラム1を走査する時に、ロータリ式現像装置に所定の回転位置で挿入されている。4つのトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bのいずれか1つ、たとえばトナー補給パイプ13Bは、レーザユニット12から感光体ドラムまでのレーザ走査範囲R外に配置されている。本実施形態においては、ブラック用のトナーを補給するトナー補給パイプ13Bが第1トナー補給部材に相当する。たとえば、モノクロ印刷時にレーザユニット12が感光体ドラム1を走査する時に、コンテナ8Bに装着されたトナー補給パイプ13Bが、ロータリ式現像装置4のブラック現像器4Bに所定の回転位置で挿入された状態で保持される。また、コンテナ8Bに装着されたトナー補給パイプ13Bは、モノクロ印刷時にレーザユニット12が感光体ドラム1を走査する時に、レーザ走査範囲R外に配置されている。一方で、トナー補給パイプ13Y,13M,13Cは、レーザユニット12が感光体ドラム1を走査する時に、ロータリ式現像装置から退避させられている。たとえば、モノクロ印刷時にレーザユニット12が感光体ドラム1を走査する時に、コンテナ8Y,8M,8Cに装着されたトナー補給パイプ13Y,13M,13Cが、ロータリ式現像装置4のイエロー現像器4Y、マゼンダ現像器4Mおよびシアン現像器4Cそれぞれから退避させられている。
上記のようなトナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bそれぞれは、パイプ駆動機構によって、トナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bの先端部がロータリ式現像装置から上方に退避した待避位置と、トナー補給パイプの先端部がロータリ式現像装置に挿入された補給位置とを取ることができるようになっている。パイプ駆動機構は、トナー補給パイプ13Y,13M,13C,13Bそれぞれの外周部には、軸方向に沿って設けられたラック32と、このラック32に噛み合うピニオンギア33とを有している。ピニオンギア33はカラープリンタ本体11に回転自在に支持されており、図3に示すように、モータ33a及びウォーム、ウォームホイル及び減速ギア列によって駆動されるようになっている。
たとえば、モノクロ印刷開始時に、トナー補給パイプ13Y,13M,13Cのいずれか1つが対応する現像器に挿入されている場合すなわち補給位置にある場合は、補給位置にあるトナー補給パイプのモータ33aがコントローラ(図示しない)からの命令に基づいて駆動され、補給位置にあるトナー補給パイプが、補給位置から退避位置へと退避させられる。このとき、トナー補給パイプ13Bは退避位置に位置しているので、退避位置にあるトナー補給パイプ13Bのモータ33aがコントローラ(図示しない)からの命令に基づいて駆動され、退避位置にあるトナー補給パイプ13Bが退避位置から補給位置へと移動させられる。そして、モノクロ印刷の実行中にはトナー補給パイプ13Bを補給位置に位置決めするために、コントローラがトナー補給パイプ13B用のモータ33aを駆動停止にする。なお、モノクロ印刷の実行中に補給位置に位置決めされたトナー補給パイプ13Bは、上述したようにレーザ走査範囲R外に配置されている。
上記のようなカラープリンタ100では、モノクロ印刷時にトナー補給パイプ13Bが、感光体ドラムの走査時にブラック現像器4Bに所定の回転位置で挿入されている。そして、トナー補給パイプ13Y,13M,13Cが、感光体ドラムの走査時にブラック現像器4Bから退避している。これにより、ブラック現像器4Bに挿入されたトナー補給パイプ13Bからブラック用トナーを必要に応じてブラック現像器4Bに補給することができる。また、ロータリ式現像装置の回転軸端側のトナー補給パイプ13Bは、レーザユニット12から感光体ドラムまでのレーザ走査範囲R外に配置されている。これにより、レーザユニット12に感光体ドラムを走査させながら、レーザ走査範囲R外に配置されたトナー補給パイプ13Bからトナーをブラック現像器4Bに補給することができる。
〔他の実施形態〕
(a)本発明は、カラー印刷機能を有する、複写機やプリンタやファクシミリ等の画像形成装置に対しても適用することができる。
(b)前記実施形態では、トナー補給パイプ13がトナー補給チューブ13aを介してトナーコンテナ8に装着される場合の例を示した。この場合、トナー補給チューブ13aはトナーコンテナ8に連結される。しかしながら、トナーコンテナ8の近傍にホッパー等の装置が設けられる場合は、トナー補給チューブ13aはホッパー等の装置に連結される。この場合、トナー補給パイプ13は、トナー補給チューブ13aとホッパー等の装置を介してトナーコンテナ8に装着されることになる。このような場合においても、上記に示した効果と同様の効果を得ることができる。
本発明の一実施形態によるカラープリンタの概略断面図。 トナー補給パイプの設置位置とレーザユニットからのレーザ走査範囲との関係を示す模式図。 前記トナー補給パイプのパイプ駆動機構を示す斜視図。
符号の説明
100 カラープリンタ
1 感光体ドラム(像担持体)
4 ロータリ式現像装置
8 トナーコンテナ(トナー収容容器)
8Y,8M,8C,8B トナーコンテナ(トナー収容容器)
11 カラープリンタ本体(カラー画像形成装置本体)
12 レーザユニット
13 トナー補給パイプ(トナー補給部材)
13a トナー補給チューブ(トナー補給部材)
R レーザ走査範囲
R1 トナー補給パイプの退避位置におけるレーザ走査範囲
R2 感光体ドラム上のレーザの最大拡大幅(レーザ走査範囲)

Claims (4)

  1. カラー画像形成装置本体と、
    前記カラー画像形成装置本体の内部に装着される複数のトナー収容容器と、
    前記カラー画像形成装置本体の内部に回転自在に装着される像担持体と、
    前記カラー画像形成装置本体に装着され前記像担持体をレーザ走査するレーザユニットと、
    前記カラー画像形成装置本体の内部に回転自在に装着されるロータリ式現像装置と、
    前記レーザユニットと前記像担持体との間に配置される複数のトナー補給部材であって、該複数のトナー補給部材それぞれが前記ロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結され前記トナー収容容器から前記ロータリ式現像装置にトナーを補給する複数のトナー補給部材と、
    を備え、
    複数の前記トナー補給部材のいずれか1つである第1トナー補給部材は、前記レーザユニットによる前記像担持体の走査時に前記ロータリ式現像装置に所定の回転位置で連結されており、
    複数の前記トナー補給部材のいずれか1つを除く他の前記トナー補給部材は、前記レーザユニットによる前記像担持体の走査時に前記ロータリ式現像装置から退避している、
    カラー画像形成装置。
  2. 前記第1トナー補給部材は、前記レーザユニットから前記像担持体までのレーザ走査範囲外に配置されている、
    請求項1に記載のカラー画像形成装置。
  3. 複数の前記トナー補給部材は、前記ロータリ式現像装置の回転軸方向に並べて配置されており、
    前記ロータリ式現像装置の前記回転軸端側の前記トナー補給部材が、前記レーザ走査範囲外に配置されている、
    請求項2に記載のカラー画像形成装置。
  4. 前記第1トナー補給部材は、黒用トナー補給部材である、
    請求項1から3のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
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