JP4980766B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーコンテナから現像装置に補給されたトナーを当該現像装置から、露光装置により静電潜像が形成された像担持体の表面に供給することにより当該表面にトナー像を形成させるように構成された画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ、さらにはファクシミリ装置等の画像形成装置は、回転または周回している感光体ドラム等の像担持体の表面に読み込んだりコンピュータ等の外部機器から伝送されたりした画像情報に基づく光を照射して静電潜像を形成させ、この静電潜像に現像装置から供給されたトナーを付着させてトナー像を形成させるようになされている。像担持体の表面のトナー像は、別途供給された用紙に転写され、その後、定着装置で加熱による定着処理が施されて用紙への印刷処理が完了する。印刷済みの用紙は、装置本体の適所に設けられた所定の排紙トレイに排出される。

かかる画像形成装置においては、前記像担持体、当該像担持体の表面に対し露光の前に一様な帯電処理を施す帯電装置、前記露光装置、前記現像装置、この現像装置にトナーを補給するトナーコンテナ、転写処理後に表面に残留している残留トナーを取り除いて清浄化するクリーニング装置等が像担持体を中心として狭隘な装置本体の内部に詰め込まれた状態で配設されている。

そして、レイアウト上の特質として、必然的に像担持体の直上位置に帯電装置が配置され、その下流側に現像装置が配置され、この現像装置と帯電装置との間の隙間を通して露光装置からの光が像担持体の表面に照射されるようになされる。

また、現像装置にトナーを補給するためのトナーコンテナは、重力を利用して当該補給を円滑に行うべく、現像装置の上方位置に設けられるのが一般的である。かかるトナーコンテナは、装置本体に対する着脱操作の容易性も考慮され、通常、装置本体内で他の機器との干渉が少ない像担持体の上方位置に着脱自在に配設される。

ところで、このような位置関係で各機器が配設されると、トナーコンテナから現像装置へ到るトナーの補給路が現像装置と帯電装置との隙間を横断してしまうことになるため、露光装置をこの隙間に対向配置して像担持体の表面に直接的に光を照射することができなくなる。

そこで、従来、露光装置から照射する光を適所に設けた反射鏡によって反射させることにより前記トナーの補給路と干渉しない光路を形成することが行われていた。このような反射鏡を採用して形成された光路については、例えば、特許文献１に記載された画像形成装置（段落〔０００９〕の像露光３１および図２参照）を挙げることができる。
特開平６−１０２７６５号公報

しかしながら、露光装置から照射された光が反射鏡で反射されたり、像担持体の表面への入射角度が直角でなかったりすると、必ずしも正確な画像情報が像担持体に伝えられるとは限らない。すなわち、露光装置から照射される光は、画像情報そのものに対応する重要なものであるため、反射鏡等で反射されることなく露光装置から像担持体に直接的に、かつ、入射角が直角で照射されることが好ましい。

本発明は、従来のかかる状況に鑑みなされたものであって、露光装置からの像担持体への光の照射を、反射鏡を介することなく直接的に行うことが可能であり、これによって像担持体に対し正確な画像情報を提供することができる画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、水平に延びる軸心回りに回転して周面に静電潜像およびトナー像を形成させる感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対して水平方向に離間して配置され、前記感光体ドラムの表面に、略垂直に照射される光の光路をもって、画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成させる露光装置と、前記感光体ドラムの下方に配置され、ハウジングを有し、静電潜像が形成された前記感光体ドラムの表面にトナーを供給してトナー像を形成させる現像装置と、前記露光装置よりも上方に、前記感光体ドラムの軸心方向から装着され、前記現像装置の前記ハウジングよりも前記感光体ドラムの軸心方向外側まで延伸するように配設され、前記現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、が備えられ、前記トナーコンテナから前記現像装置にトナーを補給するための補給経路は、前記露光装置から前記感光体ドラムへの前記光の光路を妨げないように、前記トナーコンテナのうち、前記現像装置の前記ハウジングよりも、前記軸心方向の端部側に配設されたトナー払出開口を経由して経路設定され、前記トナーコンテナは、前記現像装置側から見て前記光路を挟んで対向する位置に配設され、前記現像装置は、前記ハウジング上の天板に開口され、前記補給経路からトナーを補給するための補給開口を有し、前記補給開口は、前記感光体ドラムにおける有効画像領域幅内に対応するように設置位置が設定されていることを特徴とするものである。

請求項１記載においては、「略垂直」という用語を、垂直ではないが限りなく垂直に近いということを意味するものとして使用している。このような「略垂直」という用語を用いた理由は、以下のとおりである。すなわち、露光装置から像担持体の表面に対して光が正確に垂直に照射されると、その反射光が露光装置の光出射位置に照射され、これによって露光装置に悪影響を与えてしまい、正確な画像情報を像担持体に与えることができなくなるという不具合が生じるのである。

一方、露光装置から照射された光の像担持体表面に対する入射角が直角（垂直）から大きく外れると、像担持体上で円形であるべき光点が楕円形になってしまい、画像情報を像担持体の表面に伝えることができなくなる。すなわち、露光装置からの像担持体に対する光の照射に関しては、反射光を露光装置に入光させないという観点からは、露光装置から像担持体の表面に照射される光が「垂直」であってはならず、画像情報を正確に伝達するという観点からは「垂直」であらねばならないという二律背反の問題を含んでいるのである。

そこで、請求項１記載の発明においては、かかる二律背反の問題を解決するべく、垂直ではないが限りなく垂直に近い「略垂直」で露光装置からの光を像担持体の表面に照射するようにしている。

かかる構成によれば、露光装置から像担持体の表面へ照射される光は、当該表面に対して略垂直に照射されるため、例えば円形の光点が楕円形になるような不都合が生じることはない。

そして、トナーコンテナから現像装置にトナーを補給するための補給経路は、露光装置から像担持体の表面に照射される光の光路を妨げないように経路設定されているため、露光装置からの光を、従来のように反射鏡を介することなく直接的に、かつ、入射角が略直角になるようにして像担持体の表面へ照射することができ、これによって画像情報は適正に像担持体に供給される。

また、トナーコンテナは、現像装置側から見て前記光路を挟んで対向する位置に配設されているため、この対向した位置の空いた空間を有効利用することができ、画像形成装置のコンパクト化に貢献する。

また、かかる構成によれば、現像装置の天板に設けられたトナーを補給するための補給開口が、像担持体における有効画像領域幅内に対応するように画像形成装置内の奥まった位置に設けられるため、トナーコンテナの新旧交換時に、補給開口からトナーが飛散して外部に漏洩したり、ユーザーの手を汚したりするような不都合の発生が防止される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記露光装置の光出射位置から前記像担持体の光入射位置へ到る光路は、水平に設定されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、露光装置を像担持体の真横に配置することができ、露光装置を像担持体に対し斜めに配設したような場合（すなわち、光路が水平ではない場合）に比較して露光装置の配置構造の簡素化が実現するとともに、結果として画像形成装置のコンパクト化に貢献する。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記感光体ドラムの周面のトナー像が転写される用紙は、下方から感光体ドラムを介して上方に向けて搬送されるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、印刷処理に供される用紙は、感光体ドラムに向けてその下方から上昇され、上昇しつつトナー像の転写処理が施される。そして、像担持体として感光体ドラムが採用され、かつ、用紙の搬送方向が縦方向である縦搬送方式の画像形成装置にあっては、露光装置を感光体ドラムに対して水平方向で隣設し、トナーコンテナを露光装置の上方位置に配設し、現像装置を感光体ドラムの下方位置に配設することで、当該画像形成装置を画像形成処理を行う上で極めて適正で、かつ、コンパクト化が達成されたものにすることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記補給経路には、前記軸心方向において、前記トナーコンテナの前端部と前記現像装置の前記天板の前端部との間に配設され、前記トナーコンテナから前記現像装置へ補給されるトナーを一時的に貯留する中間ホッパと、前記中間ホッパから前記現像装置の前記補給開口まで、トナーを送り込む補給フィーダと、が設けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、中間ホッパが設けられることにより、トナーコンテナから現像装置へ補給されるトナーは、現像装置の近傍に設けられた中間ホッパを経由されるため、トナーコンテナかトナーが現像装置へ直接補給される場合に比較し、トナー補給の調整（具体的には、例えば現像装置内がトナーで満杯になっているのにさらにトナーの追加補給が行われてしまうような不具合発生の防止）がより的確に行われる。

本発明に係る画像形成装置によれば、露光装置から像担持体の表面へ照射される光は、当該表面に対して略垂直に照射されるため、例えば円形の光点が楕円形になるような不都合の発生を防止することができる。

そして、トナーコンテナから現像装置にトナーを補給するための補給経路は、露光装置から像担持体の表面に照射される光の光路を妨げないように経路設定されているため、露光装置からの光を、従来のように反射鏡を介することなく直接的に、かつ、入射角が直角になるようにして像担持体の表面へ照射することができ、これによって正確な画像情報を像担持体に供給することができる。

また、トナーコンテナは、露光装置の上方位置に配設されているため、露光装置の上方の空いた空間を有効利用することができ、画像形成装置のコンパクト化に貢献することができる。

図１は、本発明に係る画像形成装置１０の一実施形態を示す外観視の斜視図であり、前面カバーが外された状態を示している。また、図２は、画像形成装置１０の内部構造の概要を説明するための正面断面視の説明図である。なお、図１および図２においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

まず、図１に示すように、画像形成装置１０は、いわゆる胴内排紙型と称される複写機であり、装置本体１１に画像形成部１２と、定着部１３と、用紙貯留部１４と、排紙部１５と、画像読取部１６と、操作部１７とが形成されている。そして、画像読取部１６の下部で装置本体１１の一部が凹没されることによって前記排紙部１５が形成され、これにより当該画像形成装置１０が胴内排紙型と称されている。

前記装置本体１１は、外観視で直方体状を呈した下部筐体１１１と、この下部筐体１１１の上方に対向配置された扁平な直方体状を呈する上部筐体１１２と、この上部筐体１１２と前記下部筐体１１１との間に介設された連結部１１３とを備えている。前記連結部１１３は、下部筐体１１１と上部筐体１１２との間に排紙部１５を形成させた状態で両者を互いに連結するための構造物であり、下部筐体１１１の左部から立設されている。前記上部筐体１１２は、その左部がかかる連結部１１３の上端部に支持されている。

そして、前記下部筐体１１１には、画像形成部１２、定着部１３および用紙貯留部１４が内装されているとともに、前記上部筐体１１２には画像読取部１６および操作部１７が装着されている。前記操作部１７は、本実施形態においては、上部筐体１１２の前縁部から前方に向かって突設された状態で当該上部筐体１１２に取り付けられている。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１に対して挿脱自在の用紙カセット１４１を有している。この用紙カセット１４１には用紙束Ｐ１（図２）が貯留されている。そして、画像形成処理が行われるに際し、この用紙束Ｐ１から用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、画像形成部１２へ送り込まれて当該用紙Ｐに印刷処理が施される。本実施形態では、用紙カセット１４１は２段で設けられている。

前記排紙部１５は、下部筐体１１１と上部筐体１１２との間に形成されている。かかる排紙部１５は、下部筐体１１１の上面に形成された胴内排紙トレイ１５１を有し、画像形成部１２からのトナー画像が転写された用紙Ｐは、連結部１１３の下部からこの胴内排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

前記画像読取部１６は、上部筐体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を走査する走査機構を有する光学系１６３とを備えている。

そして、光学系１６３によって読み取られた原稿画像のアナログ情報は、デジタル信号に変換された後に後述する露光装置１２３へ向けて出力され、画像形成処理に供される。

前記操作部１７は、画像形成処理に関する処理情報を入力操作するためのものであり、用紙Ｐの処理枚数を入力するためのテンキー１７１やその他の各種の操作キー、さらにはタッチ入力を行うためのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）１７２等が設けられている。

また、下部筐体１１１の右面には、用紙貯留部１４の直上位置に手差しトレイ１８が設けられている。この手差しトレイ１８は、下部が支持軸１８１回りに回動可能に軸支され、手差しの給紙口を閉止するべく起立した閉止姿勢と、右方へ向かって突出した開放姿勢との間で姿勢変更可能とされている。かかる手差しトレイ１８は、開放姿勢に姿勢設定された状態で１枚ずつの用紙Ｐの手差しに供される。

このような手差しトレイ１８と前記画像形成部１２の後述する感光体ドラム１２１との間には搬送ユニット１８４と、中継ユニット１８５とが設けられ、手差しトレイ１８から手差しで給紙された用紙Ｐ（図２）は、これら搬送ユニット１８４および中継ユニット１８５を介して感光体ドラム１２１と後述する転写ローラ１２４との間のニップ部へ向けて送り出される。

また、前記下部筐体１１１の左面には、開閉可能なメンテナンス用のメンテナンスドアー１９が設けられているとともに、このメンテナンスドアー１９の直上位置には、開閉可能な胴外排紙トレイ１５２が設けられている。画像形成部１２で印刷処理が完了した用紙Ｐは、この胴外排紙トレイ１５２および前記胴内排紙トレイ１５１のいずれかに選択的に排出される。

以下、図２を基に画像形成装置１０の内部構造についてその概要を説明する。図２に示すように、前記画像形成部１２には、上下方向の略中央部であって、若干左方へ寄った位置に感光体ドラム（像担持体）１２１が設けられている。この感光体ドラム１２１は、ドラム心回りに時計方向に向けて回転しながらその直ぐ右方位置に設けられた帯電装置１２２により周面が一様に帯電される。

そして、前記画像読取部１６で読み取られた原稿画像の画像情報に基づく露光装置１２３からのレーザビームにより感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。この静電潜像に向けて感光体ドラム１２１の下方に設けられた現像装置２０から現像剤（以下、トナーという）が供給され、これにより感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

露光装置１２３と胴内排紙トレイ１５１との間の空間には、着脱可能にトナーコンテナ３０が装着されている。前記空間は、通常無駄な空間として利用されることがないのが通常であったが、本発明においては、この空間にトナーコンテナ３０が着脱可能に装着される。こうすることで無駄な空間が有効利用され、これによって新たにトナーコンテナ３０を装着するための空間を確保する必要がなくなり、その分画像形成装置１０のコンパクト化に貢献することができる。

また、トナーコンテナ３０と現像装置２０との間における下部筐体１１１内の前方（図２の紙面の表側）位置には、中間ホッパ４０が配設されている。そして、トナーコンテナ３０内のトナーは、この中間ホッパ４０を介して現像装置２０に補給される。

現像装置２０から供給されたトナーによりトナー像が形成された感光体ドラム１２１には、用紙貯留部１４のいずれかの用紙カセット１４１から送り出された用紙Ｐが用紙縦搬送路１０１およびレジストローラ対１４２を介して送り込まれる。そして、この用紙Ｐには、感光体ドラム１２１の左方で当該感光体ドラム１２１と対向配置された転写ローラ１２４の作用で感光体ドラム１２１の周面のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは感光体ドラム１２１から分離されて定着部１３へ送り込まれる。

用紙Ｐに対するトナー像の転写処理が完了した感光体ドラム１２１は、時計方向へ向かう回転が継続されることにより、その直上位置に設けられたクリーニング装置１２５によってその周面が清浄化処理され、つぎの画像形成処理のために帯電装置１２２へ向かうことになる。

前記定着部１３は、内部にハロゲンランプ等の通電発熱体を備えた定着ローラ１３１と、左方でこの定着ローラ１３１と対向配置された加圧ローラ１３２とを有している。そして、画像形成部１２から送り込まれた用紙Ｐは、これら定着ローラ１３１と加圧ローラ１３２との間のニップ部を通過しながら熱を得てトナー像の定着処理が施される。

定着処理後の用紙Ｐは、当該用紙Ｐが片面印刷用のものである場合には、定着部１３の上方に設けられた排紙搬送路１０２を介して選択的に排紙部１５の胴内排紙トレイ１５１へ排出されたり、胴外排紙トレイ１５２へ排出されたりする。

一方、定着処理後の用紙Ｐが片面の印刷処理が完了した両面印刷用のものである場合には、排紙搬送路１０２の上方に設けられた往復搬送路１０３を介して前半が胴内排紙トレイ１５１の上方に形成された一時退避空間１５３に排紙されたのち逆送搬送路１０４を介して逆送され、引き続き表裏が反転した状態で再び画像形成部１２に供給され、裏面側に印刷処理が施される。両面印刷が完了した用紙Ｐは、排紙トレイ１５１または胴外排紙トレイ１５２へ排出される。

また、下部筐体１１１には、メンテナンスドアー１９の直ぐ内側に、画像形成部１２に対して開閉可能なカバー部材１９５が設けられている。このカバー部材１９５は、閉止された前記メンテナンスドアー１９の右面側に包持された状態で配設されている。かかるカバー部材１９５は、その下端部がメンテナンスドアー１９の下端部より若干上方に位置した状態で当該下端部が下部筐体１１１に支持された支軸１９５ａ回りに回動自在に軸支されている。そして、このようなカバー部材１９５は、支軸１９５ａ回りに正逆回動することで、画像形成部１２の左面を閉止した閉止姿勢（図２に実線で表示）と、同左面を開放した開放姿勢（図２に二点鎖線で表示）との間で姿勢変更可能とされている。

そして、カバー部材１９５が閉止姿勢に姿勢設定された状態で、当該カバー部材１９５の右面側に用紙カセット１４１や手差しトレイ１８から給紙された用紙Ｐを搬送するための前記用紙縦搬送路１０１が形成されている。

このようなカバー部材１９５が設けられるのは、画像形成部１２の左面に対応した用紙縦搬送路１０１で紙詰りが生じたときに、カバー部材１９５を開放姿勢に姿勢変更させて詰まった用紙Ｐを外部に露出させて取り除くことができるようにするためである。

また、閉止姿勢に姿勢設定された前記メンテナンスドアー１９の右面と、閉止姿勢に姿勢設定された前記カバー部材１９５の左面との間には、用紙Ｐに両面印刷を施すに際し、片面のみに印刷処理が施された用紙Ｐを逆送させるための逆送搬送路１０４が形成されている。この逆送搬送路１０４に沿って逆送された用紙Ｐは、表裏が反転された状態で感光体ドラム１２１より下方の用紙縦搬送路１０１へ導入され、これによって当該用紙Ｐの裏面側に印刷処理が施される。両面印刷が完了した用紙Ｐは、胴内排紙トレイ１５１または胴外排紙トレイ１５２へ排出される。

そして、本実施形態においては、手差しトレイ１８から手差しで給紙された用紙Ｐは、当該手差しトレイ１８の奥部（左方）に設けられた繰り出しローラ１８２の駆動により左方に向けて繰り出され、搬送ローラ対１８３、搬送ユニット１８４および中継ユニット１８５を介して前記用紙縦搬送路１０１における感光体ドラム１２１より若干下方位置へ導入される。

以下、図３〜図５を基に露光装置１２３、現像装置２０、トナーコンテナ３０および中間ホッパ４０の配置関係について説明する。図３は、露光装置１２３、現像装置２０、トナーコンテナ３０および中間ホッパ４０の正面視の断面図であり、図４は、これらの平面図である。また、図５は、露光装置１２３、現像装置２０、トナーコンテナ３０および中間ホッパ４０の相対的な位置関係を説明するために模式的に示した斜視図である。なお、図３〜図５におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。

まず、図３に示すように、現像装置２０は、感光体ドラム１２１の直下位置から右方に向かって配設された前後方向（図３の紙面に直交する方向）に長尺のハウジング２１と、このハウジング２１に内装された前後方向に延びる左右一対の攪拌搬送部材２２と、ハウジング２１内で左方の攪拌搬送部材２２の左斜め上に配設された前後方向に延びる現像ローラ２３とを備えている。

前記ハウジング２１は、それぞれ上に凹の左右一対の円弧底板２１１を有しているとともに、これら円弧底板２１１間には、前後方向に延びた仕切り壁２１２が設けられ、これによって各円弧底板２１１上にトナーを攪拌しながら搬送する左右の攪拌搬送室がそれぞれ形成されている。そして、この仕切り壁２１２の前後の端部は自由端とされ、各自由端と前後の壁面との間に通路が形成され、ハウジング２１内のトナーは、各攪拌搬送部材２２の駆動でこれらの通路を介して左右の攪拌搬送室内を循環移動しながら一部が現像ローラ２３へ向けて供給される。

前記各攪拌搬送部材２２は、それぞれ前後方向に延びる回転軸２２１と、各回転軸２２１に同心で一体回転可能にそれぞれ取り付けられたスパイラルフィン２２２とを備えている。本実施形態においては、左側の回転軸２２１が駆動モータ２５（図４）の駆動軸に連結されているとともに、右側の回転軸２２１は、図略のギヤ機構を介して左側の回転軸２２１と連結されている。従って、駆動モータ２５の駆動で左側のスパイラルフィン２２２が回転軸２２１回りに所定方向に向けて回転すると、この回転は、ギヤ機構を介して右側の攪拌搬送部材２２へ伝達され、これによって右側のスパイラルフィン２２２がその回転軸２２１回りに回転する。これによりハウジング２１内のトナーは、左右の攪拌搬送室内を循環搬送されることになる。

前記左方の円弧底板２１１の左端縁からは、左上に向かって延設された右に凹の円弧状の円弧側板２４が設けられている。前記現像ローラ２３は、この円弧側板２４の右側で周面が直上の感光体ドラム１２１の周面と対向するように配設されている。かかる現像ローラ２３は、ハウジング２１内で前後方向に延びるローラ軸２３１と、このローラ軸２３１に同心で一体回転可能に外嵌されたローラ本体２３２とを備えている。前記ローラ軸２３１は、図略のギヤ機構を介して前記駆動モータ２５に接続されている。そして、ローラ本体２３２は、駆動モータ２５の駆動でローラ軸２３１回りに図３における反時計方向に向けて回転され、これによって左側のスパイラルフィン２２２の回転でハウジング２１内を前後方向に向けて搬送されつつあるトナーの一部がローラ本体２３２の周面で汲み上げられ、感光体ドラム１２１の周面へ供給される。

前記トナーコンテナ３０は、トナーが充填されるコンテナ本体３１と、このコンテナ本体３１に内装された左右一対の攪拌部材３２と、コンテナ本体３１内で左側の攪拌部材３２のさらに左側に設けられた搬送部材３３とを備えている。

前記コンテナ本体３１は、前記一対の攪拌部材３２に対応して形成された正面視で上に凹の円弧状を呈する左右一対の大円弧底板３１１と、前記搬送部材３３に対応して形成された同様に正面視で上に凹の円弧状を呈する小円弧底板３１２とを備えている。

前記各攪拌部材３２は、前後方向に延びた攪拌軸３２１と、基端部がこの攪拌軸３２１に固定され、かつ、径方向に向かって突設された硬質の合成樹脂等の弾性材料製のシート状の攪拌羽根３２２とを備えている。かかる攪拌部材３２は、図略の駆動モータの駆動により攪拌軸３２１回りに図３における時計方向に向けて駆動回転される。そして、この駆動回転により、各攪拌羽根３２２の攪拌軸３２１回りの時計方向に向かう回転で当該攪拌羽根３２２の先端縁部が大円弧底板３１１の内面と摺接され、これによる掻き取り効果でコンテナ本体３１内のトナーを小円弧底板３１２へ向けて効果的に押し遣るようになされている。

前記搬送部材３３は、小円弧底板３１２上で前後方向に延びた回転軸３３１と、この回転軸３３１に同心で一体回転可能に取り付けられたスパイラルフィン３３２とを備えている。前記回転軸３３１は、軸心位置が小円弧底板３１２の曲率中心位置に設定されているとともに、スパイラルフィン３３２は、径寸法が小円弧底板３１２の曲率径寸法より僅かに短めに設定されている。そして、搬送部材３３が回転軸３３１回りに所定の方向に向けて駆動回転されることにより、小円弧底板３１２上のトナーが前方へ向けて搬送される。

かかる搬送部材３３も、先の攪拌軸３２１と同様に図略の駆動モータの駆動力がギヤ機構を介して回転軸３３１に伝達され、これによって各攪拌部材３２と同期して駆動回転する。一方、小円弧底板３１２の前端部にはトナー払出開口３４が設けられ、搬送部材３３の駆動で小円弧底板３１２上を前方に向かって搬送されたトナーは、このトナー払出開口３４を通り、中間ホッパ４０を介して現像装置２０へ補給される。

前記中間ホッパ４０は、図５に示すように、トナーコンテナ３０の小円弧底板３１２の前端部と、現像装置２０の天板２１３の前端部との間に介設されている。かかる中間ホッパ４０は、トナーコンテナ３０からのトナーを一時的に貯留するための容器であるホッパ本体（補給経路）４１と、このホッパ本体４１の後面下部と前記天板２１３前端部に設けられたトナー補給開口２６との間に介設された、ホッパ本体４１内のトナーを現像装置２０に補給するための補給フィーダ（補給経路）４２と、前記補給フィーダ４２に駆動力を付与するべく前記ホッパ本体４１に付設された駆動機構部４３とを備えている。前記ホッパ本体４１と前駆補給フィーダ４２とで本発明に係る補給経路が形成されている。

前記ホッパ本体４１の頂部には接合部材４１１が設けられている。この接合部材４１１には、トナーコンテナ３０のトナー払出開口３４と対向する位置にトナー受取口が設けられているとともに、このトナー受取口を開閉するシャッタ部材が設けられている。

そして、トナーコンテナ３０が装置本体１１内に装着されることにより、この装着動作に連動して閉止されていたシャッタ部材が開放され、これによってトナーコンテナ３０内は、トナー払出開口３４およびトナー受取口を介して互いに連通状態になる。従って、この状態でトナーコンテナ３０内の搬送部材３３が駆動されることにより、トナーコンテナ３０内のトナーは、ホッパ本体４１内に向けて切り出されることになる。

前記補給フィーダ４２は、ホッパ本体４１の後面板４１２に穿設された図略の貫通孔と、現像装置２０のハウジング２１の天板２１３に穿設された補給開口２６との間に介設される補給筒体４２１と、この補給筒体４２１内に設けられた、ホッパ本体４１内のトナーを現像装置２０へ向けて送り込むためのスパイラルフィーダ４２２とを備えている。

前記補給筒体４２１の下流端（後端）には、補給開口２６に嵌め込まれる垂直筒４２３が設けられ、スパイラルフィーダ４２２の駆動回転で補給筒体４２１内を通ったトナーは、この垂直筒４２３を介して現像装置２０内に補給される。

前記補給開口２６は、感光体ドラム１２１における有効画像領域幅（図４における感光体ドラム１２１上の２本の一点鎖線間の範囲）内に対応するように設置位置が設定されている。こうすることで、トナーコンテナの新旧交換時に、補給開口からトナーが飛散して外部に漏洩したり、ユーザーの手を汚したりするような不都合の発生が防止される。

前記駆動機構部４３は、前記スパイラルフィーダ４２２を駆動させるものであり、所定の駆動モータや複数の各種のギヤが組み合わされて形成されたギヤ機構等を備えている。かかる駆動機構部４３の駆動モータの駆動により、スパイラルフィーダ４２２が軸心回りに駆動回転する。

また、現像装置２０のハウジング２１内における補給開口２６の近傍には、現像装置２０のハウジング２１内のトナーの残量を検出する残量センサ２７が設けられている。本実施形態においては、残量センサ２７として静電容量式のものが採用されている。この残量センサ２７により検出されたトナーの静電容量に基づき現像装置２０内のトナーの残量を知ることができる。

そして、この残量センサ２７により現像装置２０内のトナーの残量が乏しいことが検出されると（具体的には、現像装置２０内のトナー量が予め設定された下限値より少なくなると）、図略の制御装置から出力される制御信号に基づきトナーコンテナ３０の攪拌部材３２および搬送部材３３を駆動させる図略の駆動モータおよび中間ホッパ４０の駆動機構部４３の駆動モータが駆動し、これによる搬送部材３３の駆動でトナーコンテナ３０内のトナーが中間ホッパ４０を介して現像装置２０に補給される。

この補給により現像装置２０内のトナー量が満杯になると、残量センサ２７は、そのことを検出し（具体的には、現像装置２０内のトナー量が予め設定された上限値より多くなると）、制御装置からの駆動停止信号によりトナーコンテナ３０の攪拌部材３２および搬送部材３３を駆動させる図略の駆動モータおよび中間ホッパ４０の駆動機構部４３の駆動モータの駆動が停止され、これによってトナーコンテナ３０から現像装置２０へのトナーの補給が中断される。

このような、トナーコンテナ３０から現像装置２０へのトナーの供給および停止が、トナーコンテナ３０が空になるまで繰り返されるため、トナーコンテナ３０にトナーが存在する限り、現像装置２０がトナー切れになるような不都合の発生が防止される。

前記露光装置１２３は、図３に示すように、扁平な箱形のケーシング１２３ａ内における右端であって、前後方向の略中央位置に配設されたポリゴンミラー１２３ｂを有している。画像読取部１６で読み取られた画像データは、ＣＣＤにおいてディジタル信号に変換された後、露光装置１２３に入力され、ポリゴンミラー１２３ｂを介して感光体ドラム１２１の周面に向け光路Ｓ（図３および図４に一点鎖線で、図５に点描で表示）を通って照射される。

そして、本実施形態においては、露光装置１２３は感光体ドラム１２１の右側で当該感光体ドラム１２１の真横に配設され、かつ、ポリゴンミラー１２３ｂの光出射位置１２３ｃと、感光体ドラム１２１の周面の光入射位置１２１ａとを結ぶ正面視での直線、すなわち前記光路Ｓ（図３に一点鎖線で表示）が水平になり、かつ、光路Ｓが光入射位置１２１ａにおいて感光体ドラム１２１の周面に対し略垂直になるように露光装置１２３の設置位置が設定されている。

具体的には、図３において、感光体ドラム１２１の周面の光入射位置１２１ａを通る径方向に延びた直線と、前記光路Ｓとの間の角度が５°〜１０°の範囲内に納まるように、露光装置１２３の設置位置が設定されている。このような範囲が設定されるのは以下の理由による。すなわち、前記角度が５°未満のときには、角度が小さ過ぎることから、光入射位置１２１ａにおける反射光の一部がポリゴンミラー１２３ｂの光出射位置１２３ｃに照射されてしまう虞があるからである。これに対し、前記角度が１０°を超えると、露光装置１２３からの光により感光体ドラム１２１の周面に形成されるべき円形の光点の楕円への形状変化の割合が大きくなり、正確な画像情報が伝えられ難くなるからである。

露光装置１２３の設置位置がこのように設定されることにより、ポリゴンミラー１２３ｂの光出射位置１２３ｃから出射された円形の光点が、感光体ドラム１２１の光入射位置１２１ａで目立った楕円形になるような不都合の発生が防止され、結果として可能な限り正確な画像情報を露光装置１２３から感光体ドラム１２１へ伝達することができるとともに、光入射位置１２１ａでの反射光の一部がポリゴンミラー１２３ｂの光出射位置１２３ｃに入光してしまうような不都合の発生も有効に回避される。

そして、本実施形態においては、トナーコンテナ３０を現像装置２０の上方に配置するとともに、現像装置２０を感光体ドラム１２１の直下位置に配置し、かかる配置関係においてトナーコンテナ３０から現像装置２０へのトナーの補給を、トナーコンテナ３０の前端側に設けられた中間ホッパ４０を介して行うようにしている。

従って、感光体ドラム１２１の周面の右側の面（すなわち、帯電装置１２２によって周面が一様に帯電された状態の面）より右側の真横の位置は、空いた空間になっている。この空いた空間に露光装置１２３を配設することにより、露光装置１２３の光出射位置１２３ｃを感光体ドラム１２１の周面の光入射位置１２１ａに対向させることが可能になり、これによって露光装置１２３のポリゴンミラー１２３ｂから照射された光を、入射角が９０°で感光体ドラム１２１の周面に入光させることができるのである。

以上詳述したように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、感光体ドラム１２１の周面に画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成させる露光装置１２３と、静電潜像が形成された感光体ドラム１２１の周面にトナーを供給してトナー像を形成させる現像装置２０と、現像装置２０にトナーを補給するトナーコンテナ３０とが備えられ、トナーコンテナ３０から現像装置２０にトナーを補給するための補給経路（上記の実施形態においてはホッパ本体４１および補給フィーダ４２）は、露光装置１２３から感光体ドラム１２１の周面に向けて略垂直に照射される光の光路を妨げないように経路設定されている。

かかる構成によれば、露光装置１２３からの光を、従来のように反射鏡を介することなく直接的に、かつ、入射角が感光体ドラム１２１の周面に対して直角になるように照射することができるため、例えば円形であるべき感光体ドラム１２１上の光点が楕円形になってしまうような不都合が生じることはなく、正確な画像情報を感光体ドラム１２１に供給することができる。

そして、上記の実施形態においては、像担持体として水平に延びる軸心回りに回転して周面に静電潜像およびトナー像を形成させる感光体ドラム１２１が採用され、当該感光体ドラム１２１の周面に形成されたトナー像が転写される用紙Ｐは、下方から感光体ドラム１２１を介して上方に向けて搬送されるように構成されている。また、露光装置１２３は、感光体ドラム１２１に対して水平方向で真横に隣設され、トナーコンテナ３０は、露光装置１２３の直上位置に配設され、現像装置２０は、感光体ドラム１２１の直下位置に設けられている。

画像形成装置１０をこのような用紙縦搬送方式のものにすることにより、トナーコンテナ３０からの感光体ドラム１２１への光の照射の適正化を図り得るようにしつつ、当該画像形成装置１０を、画像形成処理を行う上で極めて適正で、かつ、コンパクト化が達成されたものにすることができる。

また、上記の実施形態においては、トナーコンテナ３０から現像装置２０へ補給されるトナーを一時的に貯留する中間ホッパ４０が本発明に係る補給経路として設けられているため、トナーコンテナ３０から現像装置２０へ補給されるトナーは、現像装置２０の近傍に設けられた中間ホッパ４０を経由され、これによってトナーが現像装置２０へ直接補給される場合に比較し、トナー補給の調整（具体的には、例えば現像装置２０内がトナーで満杯になっているのにさらにトナーの追加補給が行われてしまうような不具合発生の防止）がより的確に行われる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、画像形成装置１０として複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置１０がプリンタやファクシミリ装置であってもよい。また、画像形成装置１０が複写機の場合、原稿押さえカバー１６２に代えて原稿自動読取装置を採用してもよい。

（２）上記の実施形態においては、像担持体として感光体ドラム１２１を例に挙げて説明したが、感光体ドラム１２１に代えて一対のローラ間で周回する感光体ベルトを採用してもよい。

（３）上記の実施形態においては、トナーコンテナ３０からの現像装置２０へのトナーの補給を中間ホッパ４０を介して行うようになされているが、本発明は、中間ホッパ４０を介することに限定されるものではなく、トナーコンテナ３０から搬送用のパイプ等を用いてトナーを現像装置２０へ直接補給してもよい。

（４）上記の実施形態においては、現像装置２０内のトナーの残量を検出する残量センサ２７として静電容量式のものが採用されているが、これに代えてストライカー方式のものや光センサを利用したもの等の各種のセンサを利用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す外観視の斜視図であり、前面カバーが外された状態を示している。 図１に示す画像形成装置の内部構造の概要を説明するための正面断面視の説明図である。 露光装置、現像装置、トナーコンテナおよび中間ホッパの正面視の断面図である。 図３に示す露光装置、現像装置、トナーコンテナおよび中間ホッパの平面図である。 露光装置、現像装置、トナーコンテナおよび中間ホッパの相対的な位置関係を説明するために模式的に示した斜視図である。

１０ 画像形成装置 １０１ 用紙縦搬送路
１０２ 排紙搬送路 １０３ 往復搬送路
１０４ 逆送搬送路 １１ 装置本体
１１１ 下部筐体 １１２ 上部筐体
１１３ 連結部 １２ 画像形成部
１２１ 感光体ドラム（像担持体）
１２１ａ 光入射位置 １２２ 帯電装置
１２３ 露光装置 １２３ａ ケーシング
１２３ｂ ポリゴンミラー １２３ｃ 光出射位置
１２４ 転写ローラ １２５ クリーニング装置
１３ 定着部 １３１ 定着ローラ
１３２ 加圧ローラ １４ 用紙貯留部
１４１ 用紙カセット １４２ レジストローラ対
１５ 排紙部 １５１ 胴内排紙トレイ
１５２ 胴外排紙トレイ １５３ 一時退避空間
１６ 画像読取部 １６１ コンタクトガラス
１６２ 原稿押さえカバー １６３ 光学系
１７ 操作部 １７１ テンキー
１７２ ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）
１８ 手差しトレイ １８１ 支持軸
１８２ 繰り出しローラ １８３ 搬送ローラ対
１８４ 搬送ユニット １８５ 中継ユニット
１９ メンテナンスドアー １９５ カバー部材
１９５ａ 支軸 ２０ 現像装置
２１ ハウジング ２１１ 円弧底板
２１２ 仕切り壁 ２１３ 天板
２２ 攪拌搬送部材 ２２１ 回転軸
２２２ スパイラルフィン ２３ 現像ローラ
２３１ ローラ軸 ２３２ ローラ本体
２４ 円弧側板 ２５ 駆動モータ
２６ トナー補給開口 ２７ 残量センサ
３０ トナーコンテナ ３１ コンテナ本体
３１１ 大円弧底板 ３１２ 小円弧底板
３２ 攪拌部材 ３２１ 攪拌軸
３２２ 攪拌羽根 ３３ 搬送部材
３３１ 回転軸 ３３２ スパイラルフィン
３４ トナー払出開口 ４０ 中間ホッパ
４１ ホッパ本体（補給経路） ４１１ 接合部材
４１２ 後面板 ４２ 補給フィーダ（補給経路）
４２１ 補給筒体 ４２２ スパイラルフィーダ
４２３ 垂直筒 ４３ 駆動機構部
Ｐ 用紙 Ｐ１ 用紙束
Ｓ 光路

Claims (4)

1. 水平に延びる軸心回りに回転して周面に静電潜像およびトナー像を形成させる感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに対して水平方向に離間して配置され、前記感光体ドラムの表面に、略垂直に照射される光の光路をもって、画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成させる露光装置と、
   前記感光体ドラムの下方に配置され、ハウジングを有し、静電潜像が形成された前記感光体ドラムの表面にトナーを供給してトナー像を形成させる現像装置と、
   前記露光装置よりも上方に、前記感光体ドラムの軸心方向から装着され、前記現像装置の前記ハウジングよりも前記感光体ドラムの軸心方向外側まで延伸するように配設され、前記現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、が備えられ、
   前記トナーコンテナから前記現像装置にトナーを補給するための補給経路は、前記露光装置から前記感光体ドラムへの前記光の光路を妨げないように、前記トナーコンテナのうち、前記現像装置の前記ハウジングよりも、前記軸心方向の端部側に配設されたトナー払出開口を経由して経路設定され、
   前記トナーコンテナは、前記現像装置側から見て前記光路を挟んで対向する位置に配設され、
   前記現像装置は、前記ハウジング上の天板に開口され、前記補給経路からトナーを補給するための補給開口を有し、前記補給開口は、前記感光体ドラムにおける有効画像領域幅内に対応するように設置位置が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光装置の光出射位置から前記像担持体の光入射位置へ到る光路は、水平に設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記感光体ドラムの周面のトナー像が転写される用紙は、下方から感光体ドラムを介して上方に向けて搬送されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記補給経路には、前記軸心方向において、前記トナーコンテナの前端部と前記現像装置の前記天板の前端部との間に配設され、前記トナーコンテナから前記現像装置へ補給されるトナーを一時的に貯留する中間ホッパと、前記中間ホッパから前記現像装置の前記補給開口まで、トナーを送り込む補給フィーダと、が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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