JP4853023B2

JP4853023B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4853023B2
Application number: JP2005380656A
Authority: JP
Inventors: 直一浅倉; 順一谷本; 直人寺山
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2025-12-29
Also published as: JP2007183305A

Description

本発明は、画像形成装置、特に、カラー画像を形成するようにした複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の分野においては、カラー画像の形成に対応するため、一つの感光体ドラムに対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれに対応したトナーを収容した現像手段を支軸の周方向に所定の間隔で保持する現像ロータリを備えたものが提供されている。現像ロータリを支軸を中心として間欠的に回転駆動し、感光体ドラムの１回転ごとに各現像手段を現像領域へ切り換えて現像する。各現像手段はそれぞれ所定の色のトナーを収容したトナーカートリッジを備え、該カートリッジ内のトナーを消費した時点で新たなトナーカートリッジと交換するように構成されている。

ところで、カラー対応の画像形成装置にあっては、通常、モノクロ画像の形成頻度が高く、ブラックトナーの消費量が多くなる。そこで、特許文献１には、現像ロータリにカラーの現像手段を９０°以下で等間隔に配置し、現像ロータリのほぼ半分のスペースにブラックの現像手段を配置することで、ブラックのトナーカートリッジの大容量化を図った現像装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置では、四つの現像手段を現像ロータリに円周上で非等分に配置しているため、構成が複雑になるとともに、現像時における現像ロータリの回転制御やトナーカートリッジを交換する際における現像ロータリの回転制御が複雑になるという問題点を有していた。しかも、大容量のトナーカートリッジを交換するための広い取出しスペースが必要となるという問題点も有していた。
特開平８−１３７１７２号公報

そこで、本発明の目的は、トナーカートリッジの大容量化を簡単な構成で実現できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記目的を達成するとともに、現像ロータリの回転制御が容易な画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、複数の現像手段を支軸の周方向に所定の間隔で保持して該支軸を中心として現像領域へ間欠的に回転可能とし、かつ、それぞれの現像手段ごとにトナーを補給するトナーカートリッジを着脱自在に取り付けた現像ロータリを備えた画像形成装置において、前記現像ロータリは軸方向の両端部に前記複数の現像手段を支持する支持部材を備え、前記トナーカートリッジは前記支持部材に支持された各現像手段の間のスペースに装填され、複数の前記トナーカートリッジの少なくとも一つは、他のトナーカートリッジと前記現像ロータリの表面からの深さ寸法が異なっており、かつ、底部が、前記支持部材の間の軸心部に配置されていること、または、前記軸心部を超えて延在していること、を特徴とする。

本発明に係る画像形成装置において、複数のトナーカートリッジの少なくとも一つは、他のトナーカートリッジと現像ロータリの表面からの深さ寸法が異なっており、かつ、現像ロータリの軸方向の両端部に設けた支持部材の間の軸心部にその底部を配置、または、該底部が軸心部を超えて延在するようにしたため、換言すれば軸心部を空洞にして該空洞に前記少なくとも一つのトナーカートリッジの底部を延在させたため、延在させた分だけトナーカートリッジを容易に大容量化することができ、現像ロータリの外径が大きくなることはない。

本発明に係る画像形成装置にあっては、複数の現像手段はそれぞれハウジングを備え、該ハウジングの両端部に現像ロータリの支持部材が固定されていてもよい。また、複数の現像手段は現像ロータリの軸部を中心に周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。現像時やトナーカートリッジの交換時には現像ロータリを等間隔に間欠的に回転させればよく、現像時及び交換時の回転制御が同じになり、現像ロータリの回転制御が容易になる。

また、複数のトナーカートリッジは現像ロータリの表面からの深さ寸法が異なるように構成するため、深さ寸法に応じて好ましい容量のトナーカートリッジを組み合わせることができる。しかも、深さのみが異なり、外形は同じなので、着脱のスペースも共通化でき、大容量のトナーカートリッジであっても着脱のための広いスペースを必要とすることがない。

さらに、トナーカートリッジは現像ロータリの表面部近傍に装着時のロック機構を備えていることが好ましい。ロック／アンロックの操作性が良好となり、深さの異なるトナーカートリッジであっても共通のロック機構を採用することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について添付図面を参照して説明する。

（カラープリンタの概略構成）
図１に、画像形成装置の一実施例であるカラープリンタ１の概略構成を示す。このカラープリンタ１は、概略、感光体ユニット１０、現像ロータリ５０、中間転写ユニット２０、レーザ走査ユニット３０、定着ユニット３５及び給紙ユニット４０を備えている。

感光体ユニット１０は、感光体ドラム１１、帯電器１２などを備えている。現像ロータリ５０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像器５１（５１Ｋ，５１Ｃ，５１Ｍ，５１Ｙ）を支軸６１を中心に９０°の等間隔で配置し、一体的に回転可能としたものである。中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１を駆動ローラ２２、従動ローラ２３、テンションローラ２４、巻付けローラ２５にエンドレス状に保持したもので、１次転写ローラ２６を備えている。

画像の形成は、４サイクル方式（感光体ドラム１１の４回転で１カラー画像を形成する方式）で行われる。即ち、感光体ドラム１１の１回転ごとに、各色ごとの画像がレーザ走査ユニット３０から感光体ドラム１１に対して露光され（静電潜像の形成）、現像ロータリ５０を９０°ずつ間欠的に回転させて各色の現像器５１によって現像（トナー像化）される。このトナー像は１色ごとに１次転写ローラ２６から付与される電界によって中間転写ベルト２１上に１次転写され、４色の画像が中間転写ベルト２１上に重ね合わされる。

一方、用紙は、給紙ユニット４０から給紙ローラ４１にて１枚ずつ給紙され、搬送ローラ対４２を経て、駆動ローラ２２にて支持されている中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２７とのニップ部に搬送され、２次転写ローラ２７から付与される電界によって中間転写ベルト２１から合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット３５にてトナーの加熱定着を施され、排出ローラ対５から用紙トレイ６上に排出される。

なお、それぞれの作像用ユニットの構成やその作用は従来周知であり、その詳細な説明は省略する。

（現像ロータリの構成）
ここで、現像ロータリ５０の構成について説明する。各現像器５１は感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ローラ５２を内蔵し、現像時にはこの現像ローラ５２が感光体ドラム１１の現像領域１１ａに対向する位置に切り換えられる。また、現像ロータリ５０には各現像器５１に対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ５５（５５Ｋ，５５Ｃ，５５Ｍ，５５Ｙ）を備えている。各トナーカートリッジ５５はその開口部５６から各現像器５１にトナーを適量補給する。なお、トナーの補給制御や補給されたトナーを現像ローラ５２まで攪拌／搬送する機構は周知であり、その説明は省略する。

また、プリンタ本体は、図２に示すように、カバー２，３を矢印ａ，ａ’方向に開放することで、本体内部のメンテナンスが可能であり、トナーカートリッジ５５もこの開放状態で現像ロータリ５０に対して矢印ｂ，ｂ’方向に着脱可能である。

現像ロータリ５０は、図３に示すように、軸方向の両端部に各現像器５１のハウジング５３を支持する支持板６０，６０を備え、ハウジング５３の両端部に支持板６０，６０がねじ６２にて固定されている。なお、図３ではトナーカートリッジ５５の図示を省略している。即ち、各現像器５１は９０°の等間隔に支持板６０，６０にて一体化されている。各ハウジング５３間のスペースがトナーカートリッジ５５の装填スペースとされており、軸心部にもスペースが設けられている。また、支持板６０には支軸６１が取り付けられ、現像ロータリ５０は該支軸６１を支点として矢印ｃ方向に回転駆動される。

図４にトナーカートリッジ５５を取り外した状態の現像ロータリ５０の概略構成を示す。各現像器５１Ｋ，５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃは同じ外形であり、配置角度もθ１＝θ２＝θ３＝θ４である。

図５に現像ロータリ５０に組み合わせて装着される各種のトナーカートリッジ５５ａ〜５５ｅの概略構成を示す。トナーカートリッジ５５ａ〜５５ｅはそれぞれ深さ寸法が異なってトナー収容量が異なっている。

図６（Ａ）はブラックトナー用に大容量カートリッジ５５ｃと他のカラートナー用に中容量カートリッジ５５ｂを組み合わせて現像ロータリ５０に装着した状態を示し、この場合、ブラックトナー用のカートリッジ５５ｃ（５５Ｋ）のみが大容量のものが使用され、他の中容量カートリッジ５５ｂ（５５Ｃ，５５Ｍ，５５Ｙ）は従来と同じ容量のものである。

図６（Ｂ）はブラックトナー用に最大容量カートリッジ５５ｄと他のカラートナー用に小容量のカートリッジ５５ａを組み合わせて現像ロータリ５０に装着した状態を示し、この場合、ブラックトナー用の大容量カートリッジ５５ｄ（５５Ｋ）の底部は対向するトナーカートリッジ５５Ｍのスペースまで進入している。なお、現像器５１Ｃ，５１Ｙに対しては中容量トナーカートリッジ５５ｂを装着することも可能である。

図６（Ｃ）は底部が傾斜したトナーカートリッジ５５ｅをそれぞれの現像器５１に対して装着した状態を示し、この場合、ブラック及び各カラートナーともに同じ容量であるが、従来は使用されることのなかった軸心部にまでトナーカートリッジ５５ｅの底部が配置されるため、トナー収容量は多くなる。

（トナーカートリッジの着脱）
前記トナーカートリッジ５５は、図２に示したように、カバー２，３を開放した状態で現像ロータリ５０から着脱することができる。この場合、現像ロータリ５０を矢印ｃ方向に９０°ずつ回転させて、交換しようとするトナーカートリッジ５５を図２に示す位置にセットし、トナーカートリッジ５５を矢印ｂ’方向に引き出し、新たなトナーカートリッジを矢印ｂ方向に挿入する。

各トナーカートリッジ５５には、図７に示すように、現像ロータリ５０の表面部にロック機構７０が取り付けられている。ロック機構７０は、ピン７２を支点として回転自在なレバー７１の基部にカム７３を設け、レバー７１が表面部と平行に位置しているとき（図７（Ａ）参照）、トナーカートリッジ５５の突部５７が現像ロータリ５０に設けたロック板５４の穴部５４ａに嵌合し、ロック状態に維持される。レバー７１を引き起こすと（図７（Ｂ）参照）、カム７３がロック板５４の上部を押圧し、突部５７が穴部５４ａとの嵌合を解除されアンロック状態となり、トナーカートリッジ５５の引出しが可能となる。

以上説明したカラープリンタ１において、現像ロータリ５０の軸方向の両端部に設けた支持板６０，６０間の軸心部にトナーカートリッジ５５の底部を配置したため、換言すれば軸心部を空洞にして該空洞にトナーカートリッジ５５の底部を延在させたため、延在させた分だけトナーカートリッジ５５の大容量化が容易に達成される。しかも、現像ロータリ５０の外径が大きくなることはない。

また、各現像器５１はトナーカートリッジ５５の容量を異ならせているにも拘わらず現像ロータリ５０の支軸６１を中心に周方向に等間隔に配置されている。従って、現像時において現像ロータリ５０を９０°ずつ間欠的に回転させればよく、間隔の相違による特別な制御は不要である。トナーカートリッジ５５の交換時においても、現像ロータリ５０を９０°ずつ等間隔に間欠的に回転させてトナーカートリッジ５５を取出し位置にセットすればよく、現像時及び交換時の回転制御が同じになり、現像ロータリ５０の回転制御が容易である。

また、トナーカートリッジ５５は、図５及び図６に示したように、現像ロータリ５０の表面からの深さ寸法が異なる（トナー容量の異なる）種々のものを組み合わせることができる。しかも、深さのみが異なり、断面形状は同じなので、着脱のスペースも共通化でき、大容量のトナーカートリッジ５５ｃ，５５ｄであっても着脱のための広いスペースを必要とすることがない。

さらに、トナーカートリッジ５５は現像ロータリ５０の表面部近傍に装着時のロック機構７０を備えているため、ロック／アンロックの操作性が良好であり、深さの異なるトナーカートリッジであっても共通のロック機構を採用することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は、前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、現像ロータリの細部の構成や各現像器、トナーカートリッジの細部の構成、形状などは任意である。

本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラープリンタを示す概略構成図である。前記カラープリンタからトナーカートリッジを取り出す際の概略構成図である。前記カラープリンタに搭載されている現像ロータリを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は分解斜視図である。前記現像ロータリの概略断面図である。組み合わせられる各トナーカートリッジを示す概略断面図である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ現像ロータリに前記各トナーカートリッジを組み合わせて装着した状態を示す断面図である。前記トナーカートリッジのロック機構を示す説明図で、（Ａ）はロック時、（Ｂ）はアンロック時、（Ｃ）は取出し時を示す。

符号の説明

１…カラープリンタ
１１…感光体ドラム
５０…現像ロータリ
５１…現像器
５３…ハウジング
５５…トナーカートリッジ
６０…支持板
６１…支軸
７０…ロック機構

Claims

複数の現像手段を支軸の周方向に所定の間隔で保持して該支軸を中心として現像領域へ間欠的に回転可能とし、かつ、それぞれの現像手段ごとにトナーを補給するトナーカートリッジを着脱自在に取り付けた現像ロータリを備えた画像形成装置において、
前記現像ロータリは軸方向の両端部に前記複数の現像手段を支持する支持部材を備え、
前記トナーカートリッジは前記支持部材に支持された各現像手段の間のスペースに装填され、
複数の前記トナーカートリッジの少なくとも一つは、他のトナーカートリッジと前記現像ロータリの表面からの深さ寸法が異なっており、かつ、底部が、前記支持部材の間の軸心部に配置されていること、または、前記軸心部を超えて延在していること、
を特徴とする画像形成装置。
前記複数の現像手段はそれぞれハウジングを備え、該ハウジングの両端部に前記現像ロータリの支持部材が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記複数の現像手段は前記現像ロータリの軸部を中心に周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
現像時に前記現像ロータリを回転させる制御と、前記トナーカートリッジを着脱する際に前記現像ロータリを回転させる制御とが同じであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記トナーカートリッジは前記現像ロータリの表面部近傍に装着時のロック機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。