JP4761451B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
このようなトリクル現像方式を用いた画像形成装置は、キャリアの経時劣化が生じるごとに現像装置や現像剤を新品のものに交換する必要のある装置に比べて、経時においても出力画像の画質が安定化することになる。
詳しくは、画像形成装置本体には、トナー収納容器が着脱自在に設置される。装置本体に設置されたトナー収納容器は、トナー排出口を有するノズルを介してチューブに連通する。チューブの一端には、スクリューポンプが接続されている。スクリューポンプは、ロータ、ステータ、吸引口、ユニバーサルジョイント、モータ、等で構成される。そして、モータによってステータ内のロータを所定方向に回転駆動させることでチューブ内に負圧(吸引圧力)を発生させて、トナー収納容器に収容されたトナーがトナー排出口から排出されてチューブ内を空気とともに移動することになる。チューブ内を移動したトナーは、スクリューポンプの吸引口から吸引された後に、ステータとロータとの隙間に送入されてロータの回転に沿って他端側に送出される。送出されたトナーは、スクリューポンプの送出口から排出されて、現像装置内に補給される。
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
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り、図2はその作像部を示す拡大図であり、図3はその現像剤搬送経路を示す概略図であり、図4は現像剤容器及び現像剤搬送装置を示す断面図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある現像剤容器保持部50には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つの現像剤容器40Y、40M、40C、40Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
現像剤容器保持部50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8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材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、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
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。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ501Y、現像ローラ501Yに対向するドクターブレード502Y、現像剤収容部503Y、504Y内に配設された2つの搬送スクリュ505Y、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ506Y、排出手段としての現像剤吐出口511Y、等で構成される。現像ローラ501Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部503Y、504Y内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像剤収容部504Yは、その上方に形成された開口510Yを介して現像剤搬送装置に連通している。
現像ローラ501Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ501Y上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ501Y上を移動する。
なお、装置本体100の現像剤容器保持部50に設置された各現像剤容器40Y、40M、40C、40K内の現像剤は、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられた現像剤搬送装置30によってそれぞれの現像剤搬送経路を経て適宜に各現像装置内に補給される。4つの現像剤搬送経路(現像剤搬送装置)は、搬送されるトナー(現像剤)の色が異なる以外はほぼ同一構造である。
図2及び図3に示すように、本実施の形態1における画像形成装置には、現像装置5Y内に収容された現像剤Gの一部を現像装置5Y外に排出する排出手段としての現像剤吐出口511Yが設けられている。
そして、現像剤容器40Yから現像剤搬送装置30を介して現像装置5Y内に新品現像剤Gが補給されて現像装置5Y内の現像剤量が所定量を超えると、過剰になった現像剤Gが現像剤吐出口511Yから現像装置5Y外に排出される(オーバーフロー法である。)。現像剤吐出口511Yから排出された現像剤Gは、現像剤回収経路85を経由して現像剤回収部86まで搬送される。
このように、新品現像剤Gの補給にともない現像剤面が上昇して、現像剤吐出口511Yの高さを超えた現像剤Gが現像装置5Y外に排出されるので、現像装置5Y内の現像剤面(現像剤量)は常に一定に保たれることになる。
なお、本実施の形態1では、現像装置5Yから現像剤を排出する排出手段としてオーバーフロー法を用いたが、現像剤吐出口に開閉自在なシャッタを設けて、シャッタの開閉によって現像剤の排出をおこなうこともできる。
なお、図4では、現像剤容器及び現像装置における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
本実施の形態1におけるスクリューポンプは、ロータ34及びステータ33を備えた吸引型ポンプであって、ロータ34を作動することにより吸引口36に吸引力を発生させる(チューブ31内から空気を送出して負圧を発生させる。)。
このようなフレキシブルなチューブ31を用いることで、現像剤搬送経路のレイアウトの自由度が増して、画像形成装置が小型化される。また、本実施の形態1における現像剤搬送装置30は、スクリューポンプによってチューブ31内に圧力を発生させることによって現像剤を移送するものであるために、現像剤容器40を現像装置5よりも低い位置に配設することもできる。
図4を参照して、現像剤容器40は、装置本体100の現像剤容器保持部50に保持される。現像剤容器40は、変形可能に構成された袋状の容器主部42と、口金部材43を備えた保護ケース41と、で構成される。容器主部42は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂材料又は紙からなるフレキシブルなシート材(厚さが50〜250μm程度であって、単層構造又は複層構造である。)を折り込んで(又は、4枚を溶着して)、気密性を保持して袋状に形成したものである。保護ケース41は、剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料で形成され、容器主部42の周囲を覆うとともに、一部に口金部材43が一体的に設置されている。
これに対して、現像剤容器40が現像剤容器保持部50の上方に引き抜かれると(現像剤容器を取出するときである。)、スプリング47の付勢力によってシャッタ46がシール45の位置まで押し戻される。これによって、容器主部42と搬送経路53との連通が遮断される。このとき、シール45がシャッタ46に密着して、現像剤容器40からの現像剤の漏出を防止する。
このような状態で、現像剤排出口52(現像剤容器40の鉛直方向下方に配設されている。)から排出される現像剤Gは、トナー濃度が一定ではなくなってしまい(初期にはトナー濃度が低く、経時にはトナー濃度が高くなってしまう。)、画像濃度が安定しなくなる。
スクリューポンプ30が作動すると、現像剤容器40内の現像剤Gは、ノズル51、チューブ31(搬送管)を介して、スクリューポンプの吸引口36まで搬送される。ここで、容器主部42からノズル51、チューブ31を介してスクリューポンプに至る現像剤搬送路は密閉されているために、スクリューポンプが作動して発生した吸引力がチューブ31、ノズル51を介して容器主部42内の現像剤排出口52近傍の現像剤に伝達されて、現像剤の移送が可能となる。
なお、現像剤搬送装置30による現像装置5Yへの現像剤補給は、現像装置5Yに設置された濃度検知センサ506Yのセンサ出力に応じておこなわれる。詳しくは、濃度検知センサ506Yが現像剤中のトナー濃度が低いものと検知した場合には、補給信号が発信されて、スクリューポンプがセンサ出力に応じて必要な時間だけ駆動される。
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における現像剤容器40とその近傍とを示す構成図である。本実施の形態2は、現像剤容器40内の現像剤を非接触で撹拌する撹拌手段として加振手段61を用いている点が、撹拌手段として磁石60を用いている前記実施の形態1のものとは相違する。
図7にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図7は、実施の形態3における現像剤容器40とその近傍とを示す構成図である。本実施の形態3は、現像剤容器40内に仕切り部材62を設けている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
31 チューブ(搬送管)、 32 スクリューポンプ主部、
33 ステータ、 34 ロータ、 36 吸引口、 37 駆動軸、
40、40Y、40M、40C、40K 現像剤容器、
51 ノズル、 52 現像剤排出口、
60 磁石(撹拌手段)、
61 加振手段(撹拌手段)、 62 仕切り部材、
85 現像剤回収経路、 86 現像剤回収部、
95 サブホッパ(ホッパ部)
100 画像形成装置本体、 511Y 現像剤吐出口(排出手段)、
G 現像剤(2成分現像剤)、 C キャリア、 T トナー。
Claims (8)
- 画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器と、
前記画像形成装置本体において前記現像剤容器の外部に移動可能に設置されるとともに、前記現像剤容器の外壁の近傍の位置と当該外壁から退避した位置との間を移動して前記現像剤容器内のキャリア又は/及びトナーに磁力を作用させて前記現像剤容器内を移動させることで現像剤を撹拌する磁石と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像形成装置本体は、容器から排出された現像剤を気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管から前記気体を吸引するポンプと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ポンプは、スクリューポンプであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記現像剤容器は、その一部又は全部が変形可能に構成されたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記現像剤容器は、前記ポンプによる前記気体の吸引により減容可能に構成されたことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記現像剤容器は、
現像剤を容器外に排出する現像剤排出口が、前記画像形成装置本体に設置された状態で鉛直方向下方に配設され、
容器内の現像剤を前記現像剤排出口に向けて迂回して移動させるための仕切り部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像するとともに、内部に収容された前記現像剤の一部を排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記現像剤容器から排出された現像剤はホッパ部を介して前記現像装置に供給されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。
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