JP5069074B2

JP5069074B2 - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5069074B2
Application number: JP2007257386A
Authority: JP
Inventors: 賢一玉置
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: JP2009086422A

Description

本発明は、補給用トナーが収納されたトナーコンテナと、該トナーコンテナに収納された補給用トナーが補給される現像器と、前記トナーコンテナと連通して前記補給用トナーを略水平方向に搬送する第１トナー補給経路と、該第１トナー補給経路と前記現像器とに連通して前記補給用トナーを前記第１トナー補給経路から前記現像器へと略垂直方向に搬送する第２トナー補給経路と、を備えた現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から、複写機・プリンタ・ファクシミリ、或いはこれらを機能的に複合した複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置には、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いて画像形成を行うようなタンデム方式のカラープリンタ等のように、複数の現像器を並列的に配置すると共に各現像器に対向して一つの無端状の転写ベルト（又は搬送ベルト）を配置し、その転写ベルトの回動移動によって搬送過程にある転写紙の表面にトナーを転写するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この際、各現像器には現像器内のトナー量を検知するトナーセンサが設置されており、そのトナーセンサの検知結果に応じて補給用トナーを収納したトナーコンテナから補給用トナーが現像器へと補給される。

一方、近年の画像形成装置は、機能性（例えば、高画質化や高速処理化等）の向上が要求されると共にコンパクト化が要求され、画像形成装置本体内部の各機器においても、機能性とコンパクト性とを確保する配置としている。

これに伴い、上述したトナーコンテナは、現像器へのトナー補給に伴って収納した補給用トナーが無くなった際の交換作業の容易性を確保するため、画像形成装置本体内部の比較的上部に設置することが望ましい。

これに対し、現像器にあっては、現像器内のトナーの循環性等を考慮すると、無端状の転写ベルトの下部側に設置するのが望ましい。

従って、トナーコンテナと現像器とは、上下に離間状態で配置せざるを得なくなっており、トナーコンテナから現像器に補給用トナーを補給するためには、これらを連通するトナー補給経路が必要となる。

このトナー補給経路は、特に、上述した複数の現像器を並列的に配置すると共に各現像器に対向して一つの無端状の転写ベルトを配置した場合、トナーコンテナと現像器とを上下に離間させると、その間に転写ベルトが存在する場合がある。

このようなトナーコンテナと現像器との間に転写ベルトが存在すると、転写ベルトを避けるために略水平方向に補給用トナーを搬送する水平トナー補給経路と、少なくともトナーコンテナと現像器との上下離間距離に相当する距離だけ略垂直方向に補給用トナーを搬送する垂直搬送経路と、でトナー補給経路を構成する必要が生じてくる。

尚、このような水平方向と垂直方向の２方向でトナー補給経路を構成した場合、少なくとも、水平方向に延びる水平トナー補給経路では、スクリューやスパイラル等を用いて補給用トナーを現像器上部にまで水平搬送させた後、垂直トナー補給経路を経て、自重により現像器内に補給させることになる。

この際、上述したトナー補給経路は、例えば、タンデム方式のカラープリンタ等の場合には、部品点数の削減や画像形成装置本体の小型化の観点から、上述したスクリューやスパイラル等を同軸上に配置し、一つの駆動源（搬送駆動部）によって同時に駆動させるのが好ましい。

また、例えば、モノクロモード等の単色印字処理を行う場合、他の色の現像器内のトナーが無消費状態なまま現像器内を攪拌し続けると、トナーが劣化して画像濃度低下等の不具合の発生要因となるため、印字を行わない現像器の駆動は停止させておく方法が良く知られている。
特開平０９−１６０３３８号公報

ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、水平トナー補給経路と垂直トナー補給経路との境界部分（連通部分）において、水平トナー補給経路の開口面積の方が垂直トナー補給経路の開口面積よりも大きいと、水平トナー補給経路からスクリューやスパイラル等で強制的に垂直トナー補給経路へと搬送しようとする補給用トナーが詰まり易いという問題が生じていた。

また、補給用トナーの補給時には、各トナーコンテナ毎に各トナー補給経路へと補給用トナーが補給されるものの、トナー補給経路では、全てのものが同時に搬送駆動をする構成を採用している。

従って、補給用トナーをトナー補給経路から現像器へと補給した際、例えば、現像器に設けられたトナー濃度検知センサのトナー濃度検知によって補給用トナーの補給が終了した場合に、水平トナー補給経路に補給用トナーが残存していると、その残存しているトナーが他の現像器への補給用トナーの補給時に不測に垂直トナー補給経路へと追加補給されることとなる。

この際、水平トナー補給経路に残存した補給用トナーは、現像器内でのトナー攪拌駆動が停止していることから、垂直トナー補給経路に補給されたままとなるため、この垂直トナー補給経路内で不測に補給された補給用トナーが満杯となってしまうと、水平トナー補給経路に残存したままの補給用トナーは行き場がなくなり、スクリューやスパイラル等で強制的に垂直トナー補給経路へと搬送しようとする圧力によってトナー詰まりが発生してしまう問題が発生していた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、トナー補給経路における補給用トナーのトナー詰まりを抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、補給用トナーが収納されたトナーコンテナと、該トナーコンテナに収納された補給用トナーが補給される現像器と、前記トナーコンテナと連通して前記補給用トナーを略水平方向に搬送する第１トナー補給経路と、該第１トナー補給経路と前記現像器とに連通して前記補給用トナーを前記第１トナー補給経路から前記現像器へと略垂直方向に搬送する第２トナー補給経路と、を備えた現像装置において、前記第２トナー補給経路の開口面積の方が前記第１トナー補給経路の開口面積よりも大きいことを特徴とする。

この際、前記第２トナー補給経路の体積の方が前記第１トナー補給経路の体積よりも大きいのが望ましい。

また、本発明は前記した何れかの構成からなる現像装置を採用した画像形成装置とすることができる。

本発明の現像装置は、トナー補給経路における補給用トナーのトナー詰まりを抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る現像装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る現像装置の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る現像装置の作用説明図である。

（カラープリンタ１１の全体構成）
図１において、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成部１５で画像形成処理したトナー像を転写する二次転写部１７と、転写後のトナー像を転写紙に定着する定着部１８とを備えている。

尚、二次転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。

（画像形成部１５の構成）
画像形成部１５は、例えば、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を配置して画像形成処理を行うタンデム方式が採用されており、これら各色の補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、これら各色のトナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するドラム状の感光体２０と、感光体２０にトナーを供給する現像器２１と、感光体２０に形成されたトナー像が転写される一次転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト（一次転写体）２２と、各色毎の感光体２０と中間転写ベルト２２を挟んで対向配置された一次転写ローラ２３と、中間転写ベルト２２の回動移動方向最下流側の現像器２１と二次転写部１７との間に配置されたトナー濃度検知センサ２４と、トナー濃度検知センサ２４とは略反対側に配置されて中間転写ベルト２２の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス２５と、を備えている。

各感光体２０は、ドラム状のものが用いられており、現像器２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。また、各感光体２０には、帯電器２６、露光器２７、現像器２１、一次転写ローラ２３、除電器２８が、この順（現像プロセス順）に感光体２０の周囲に配置され、これらによって実質的に画像形成部１５を構成している。また、一次転写ローラ２３と除電器２８との間には、感光体２０の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス２９が設けられている。これにより、各感光体２０の表面には、露光器２７から出射されたレーザビームに基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写することができる。

各現像器２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。

中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動（回動移動）される。

感光体２０と一次転写ローラ２３との協働によって構成された各一次転写部で中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し二次転写部１７で転写される。

トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２のトナー像の反射濃度を測定し、その検知値に基づいて各現像器２１のトナー補給や現像器２１に印加するバイアス電圧等の現像条件、帯電器２６の帯電条件、露光器２７のレーザパワー等の露光条件、除電器２８のイレース光量、等のキャリブレーションを実行するために用いている。

トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２の回動移動方向とこの回動移動方向と直交する幅方向に複数設けることができる。この際、トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２の幅方向片側だけのトナー濃度を検知したのでは片焼けの場合に対応できないため、両幅付近に配置するのが好ましい。

また、各トナーコンテナ１９と各現像器２１とは、中間転写ベルト２２の上下に離間配置されていることから、図２に示すように、トナーコンテナ１９から現像器２１への補給用トナーの補給には、中間転写ベルト２２を避けるために略水平方向に補給用トナーを搬送する第１トナー補給経路３０と、少なくともトナーコンテナ１９と現像器２１との上下離間距離に相当する距離だけ略垂直方向に補給用トナーを搬送する第２トナー補給経路３１とでトナー補給経路を構成している。

この際、第１トナー補給経路３０では、スパイラル（又はスクリュー）３２によって補給用トナーが搬送される。このスパイラル３２は、各トナーコンテナ１９に対応して設けられており、同軸上で回転すると共に、一つの駆動モータ３３で共有して同時回転する。尚、駆動モータ３３は、トナーコンテナ１９内の補給用トナーをトナーコンテナ１９内で攪拌・搬送するための駆動系を駆動させる駆動モータ３４で共有することも可能である。

また、第２トナー補給経路３１の開口面積の方が第１トナー補給経路３０の開口面積よりも大きく、第２トナー補給経路３１の体積の方が第１トナー補給経路３０の体積よりも大きく設定されている。

以下、本発明の現像装置の具体的な実施例を説明する。

本発明の現像装置におけるトナー補給動作は、各現像器２１に設置されたトナー濃度センサ３５によって現像器２１内のトナーが少ないと検知されると、トナーコンテナ１９に設置されているトナー補給モータ（図示せず）が駆動することにより第１トナー補給経路３０に補給用トナーが補給される。

また、第１トナー補給経路３０に補給された補給用トナーは、一つの駆動モータ３３の駆動によりスパイラル３２が回転して略水平方向に搬送された後、その経路終点部で第２トナー補給経路３１へと供給され、第２トナー補給経路３１で自重により落下し、現像器２１に補給される。

この時、第１トナー補給経路３０内で補給トナーが満杯状態で第２トナー補給経路３１の開口面に到達した場合においても、図３に示すように、第１トナー補給経路３０の開口面積Ａ（ａ×ｃ）と、第２トナー補給経路３１の開口面積Ｂ（ａ×ｂ）とは、Ａ＜Ｂとして、第２トナー補給経路３１の開口面積Ｂの方が第１トナー補給経路３０の開口面積Ａよりも大きくなっていることから、第１トナー補給経路３０から第２トナー補給経路３１へと確実に補給用トナーが搬送される。

また、現像器２１内の駆動が停止中に、第１トナー補給経路３０に補給用トナーが残存していた状態で、一つの駆動モータ３３により他のトナーコンテナ１９から補給用トナーを現像器２１にトナー補給を行ったとしても、第１トナー補給経路３０に残存した補給用トナーの最大量は、第１トナー補給経路３０の体積分のトナー量となる。

従って、第１トナー補給経路３０の体積Ｃ（ａ×ｃ×ｅ）に対して、第２トナー補給経路３１の体積Ｄ（ａ×ｂ×ｄ）を、Ｃ＜Ｄとすることにより、例え、第１トナー補給経路３０に満杯状態で補給用トナーが残存していたとしても、その補給用トナーは全て第２トナー補給経路３１に補給されることとなる。

従って、トナー補給経路３０の内部にて残存してしまった補給用トナーが、スパイラル３２によって強制搬送されたとしても、その補給用トナーの行き場が無くなり、補給用トナーが第１トナー補給経路３０内で詰まることが抑制される。

ところで、前記実施の形態では、本発明の現像装置をカラープリンタ１１に適用して説明したが、例えば、プリンタ機能と複写機能とを具備したカラー複合機のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの説明図である。本発明の一実施形態に係る現像装置の説明図である。本発明の一実施形態に係る現像装置の作用説明図である。

符号の説明

１１…カラープリンタ（画像形成装置）
１９…トナーコンテナ
２１…現像器
３０…第１トナー補給経路
３１…第２トナー補給経路

Claims

補給用トナーが収納された複数のトナーコンテナと、該各トナーコンテナに収納された補給用トナーが補給される複数の現像器と、前記各トナーコンテナと連通して前記補給用トナーを略水平方向に搬送する第１トナー補給経路と、該第１トナー補給経路と前記各現像器とに連通して前記補給用トナーを前記第１トナー補給経路から前記各現像器へと略垂直方向に搬送する第２トナー補給経路と、を備えた現像装置において、
前記第１トナー補給経路には、トナー搬送用のスパイラルが前記各コンテナに対応して設けられ、該各スパイラルは一つの駆動源で同時に回転可能に設けられ、前記第２トナー補給経路の開口面積の方が前記第１トナー補給経路の開口面積よりも大きいことを特徴とする現像装置。
前記第２トナー補給経路の体積の方が前記第１トナー補給経路の体積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
請求項１又は請求項２の何れか１項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。