JP5317597B2

JP5317597B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5317597B2
Application number: JP2008233525A
Authority: JP
Inventors: 豊西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: JP2010066581A

Description

本発明は、シートに画像を形成する複写機等の画像形成装置に関するものである。

従来、現像器を装置本体から着脱可能な構成を採用する画像形成装置がある。かかる画像形成装置において、装置本体内のトナー供給位置へセットされた現像器についてはトナー供給経路を開放し、トナー供給位置から離間した現像器についてはトナー供給経路を遮断する開放・遮蔽手段が設置されることが一般的である。

遮蔽手段としては、往復直線動作をするシャッタを設置し、現像器がトナー供給位置へ移動することで、現像器の一部がシャッタに接触して、シャッタが開動作するものがある（特許文献１）。また、シャッタ部材の少なくとも一部を弾性体で構成し、現像器の離間に連動してシャッタ部材を伸ばして係止してトナー供給経路を遮蔽するものがある（特許文献２）。

遮蔽手段を設置した画像形成装置においても、シャッタが供給経路を開放した際、現像器の受入口とシャッタ開口部との接続部からトナーが漏れ出し、飛散し、画像形成装置内部を汚染する恐れがある。

そこで、特許文献２では、現像器の受入口、シャッタ開口部、少なくともいずれかの面にはスポンジ製のシール部材等が貼付けられ、トナー供給経路開放時、現像器とシャッタでシール部材を圧縮する。これにより、現像器の受入口とシャッタの開口部の間隙を封止している。

特開２００７−１２７９３７号公報特開平１１−２１２３４９号公報

上記従来の構成では、シール部材の圧縮量を大きくすれば、トナー漏れは減少するが、シール部材と現像器若しくはシャッタとの摺動抵抗、即ち、開封時及び再封時の強度が大きくなり、現像器若しくはシャッタの動作性が悪化する。

また、再封時にシール部材が強くしごかれることによって、シール部材がはがれたり、破損したりするという課題もある。また、現像器、シャッタに、シール部材の反発力に負けない剛性が必要になり、例えば金属やガラス繊維強化樹脂等の特殊な材料を用いることによってコストアップする可能性もある。

シール部材のはがれに対しては、シャッタが閉じる際、そのエッジ部分に当接するシール部材を、トナー供給口の内側面から現像器の受入口内側の面まで回り込ませて貼り付け、容易には剥がれることがないようにしたものがある（特開２００７−０７２２３４）。これにより、トナー供給容器の着脱によりシャッタが繰り返し開閉されても、シール部材のシール効果が減少するのを防止している。

しかし、シール部材の圧縮量を大きくすれば、シール部材と、現像器若しくはシャッタとの摺擦により現像器のセット及び離間動作不良を引き起こす恐れがあり、また、シール部材の劣化も促される。

そこで本発明は、シャッタの動作性、トナー補給時のシール性、かつシール部材の耐久性に優れた画像形成装置を提供する。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像器と、前記現像器を前記像担持体に向けて加圧させる第１位置と、前記像担持体への加圧を解除する第２位置と、にそれぞれ移動可能に保持する保持部と、前記現像器にトナーを供給するトナー搬送パイプと、遮蔽部と開口部を有し、前記トナー搬送パイプのトナー供給口を開閉させるよう移動するシャッタと、前記現像器が前記第１位置にあるときに前記シャッタと前記現像器の受入口との間に圧縮して設けられ、前記開口部及び前記受入口を包囲するシール部材と、を有し、前記現像器の加圧解除に伴って、前記現像器の受入口と前記供給口との間に前記シャッタの遮蔽部を移動させる移動機構と、を有する画像形成装置であって、前記シャッタの厚みが前記開口部よりも前記遮蔽部の方が小さいことを特徴とする。

本発明によれば、シャッタの動作性、トナー補給時のシール性、かつシール部材の耐久性を向上させることができる。

[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。

（画像形成装置）
図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム（像担持体）１１ａ〜１１ｄを回転自在に担持している。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの周りに、各々一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、レーザー露光光学系１３ａ〜１３ｄ、現像器１４ａ〜１４ｄ、感光体クリーナ１５ａ〜１５ｄ、中間転写体３０を配置している。

中間転写体３０は、感光ドラム１１ａ〜１１ｄと当接する中間転写ベルト３１、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト３１に一次転写する一次転写ブレード３５ａ〜３５ｄ、中間転写ベルト上のトナー像を記録シートＰに二次転写する二次転写ローラ３４、３６を配置する。

レーザー露光光学系１３ａ〜１３ｄにおいてリーダ部からの画像信号は、一旦画像メモリ上に保管された後、レーザー出力部にて光信号に変換される。光信号に変換されたレーザー光は、ポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム１１ａ〜１１ｄに露光される。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、回転しながら前露光ランプ（不図示）で除電され後、一次帯電器１２により一様に帯電されており、露光により潜像を形成する。形成された潜像は、現像器１４によりトナー像として現像される。トナー像は、色ずれすることなく重ね合わせるように、左側のステーションから順に一次転写され、４色重ねられたところで、二次転写部（二次転写ローラ３４、３６のニップ部）へ搬送される。

現像器内のトナーは、トナー収納部から現像器内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。

一方、記録シートＰは、シート収納部２１から給送手段によって１枚ずつ搬送され、レジストローラ２５にて斜行を補正され、所望のタイミングにて二次転写部に搬送され、トナー像を転写される。トナー像を転写された記録シートＰは、熱ローラ定着器４０にてトナー像を定着され、排出トレイ４８に排出される。

（現像器１４）
現像器１４について説明する。図２は現像器が画像形成装置本体内に装着され、感光ドラムに加圧された時の概略図である。図３は図２の矢印Ａ方向から見たシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。

図２に示すように、現像器１４は、現像剤担持部材としての現像スリーブ４１を有し、装置本体に対し移動可能に設置されている。現像スリーブ４１が、感光ドラム１１の軸方向と略平行に延在する。現像器１４におけるトナー搬送パイプ５１からのトナー受入口７４（図５参照）は本体奥側（パイプ５１側）に位置する。

現像器１４と感光ドラム１１との関係を説明する。感光ドラム１１の両側のフランジ形状部には、不図示のフレームで保持されたスペーサ６０（６０ａ、６０ｂ）が当接している。スペーサ６０に、現像スリーブ４１の両側に設けられた突き当て部材６１（６１ａ、６１ｂ）が突き当たることで、感光ドラム１１と現像スリーブ４１との間隔を一定に保持させている。

現像器１４は画像形成装置１００に取り付けられた現像器保持部材６５に位置決め、保持されている。現像器保持部材６５は、現像器４１の長手方向両端に、画像形成装置本体に対して支持される支持穴６５ａ、６５ｂを有している。支持穴６５ａ、６５ｂは、ドラム軸方向（図２の矢印Ｙ方向）に対して、同軸上に配置されている。ここに画像形成装置１００に設けられた支持軸７６が勘合することで、現像器保持部材６５は支持穴６５ａ、６５ｂを中心として揺動可能となっている。

また、画像形成装置１００に設けられたバネ掛け板６７と現像器保持部材６５との間には、長手方向（矢印Ｙ方向）両側２箇所にバネ６６（６６ａ、６６ｂ）が設けられている。バネ６６の弾性力により支持穴６５ａ、６５ｂを支点としてモーメントを発生させ、突き当て部材６１（６１ａ、６１ｂ）をスペーサ６０に対して加圧している。この時、加圧方向は現像スリーブ４１と感光ドラム１１の回転中心を結んだ方向としている。

次に、現像器１４のトナー供給位置からの離間について説明する。まず、離間レバー６８が長手方向（矢印Ｙ方向）にパイプ５１から離間する方向（図２の矢印Ｙ１方向）へ引かれると、バネ６６ａによって下向きに規制されているバネ掛け板６７が、離間レバー６８に固定されたカム６９ａ、６９ｂによって押し上げられる。

その結果、現像器１４が、感光ドラム１１から離間する方向に、支持軸７６を中心として円弧軌跡を描いて図３の矢印方向に回動し、感光ドラム１１から離間する。ここで、現像器１４はトナー搬送パイプ５１の軸方向成分を含んだ移動軌跡を有している。感光ドラム１１から離間した状態で、現像器１４は現像器保持部材６５にガイドされて、画像形成装置本体外へ矢印Ｙ１方向に引き抜かれる。なお、現像器１４を取り付ける場合には、上記取り外し動作の逆の手順で取り付ける。

（現像器１４へのトナー補給）
現像器１４へのトナー補給について説明する。図４はトナー補給容器とトナー搬送パイプの概略断面図である。図５は図３で示した状態の時のシャッタおよびトナー搬送パイプの断面図である。

図４に示すように、ホッパ（トナー補給容器）５０は、バッファ容器５２、攪拌スクリュ（５３ａ、５３ｂ）、搬送スクリュ５４を備えている。バッファ容器５２は、トナーを蓄えている。攪拌スクリュ（５３ａ、５３ｂ）は、バッファ容器５２内のトナーを攪拌する。搬送スクリュ５４は、バッファ容器５２内のトナーをトナー搬送パイプ５１へと排出する。

トナーはトナー容器（不図示）からバッファ容器上に設置されるトナー容器保持台かつ経路（不図示）を通過し、バッファ容器５２内に補給される。バッファ容器５２内のトナーをは、トナー搬送パイプ５１を介して、現像器１４へ搬送される。

パイプ５１は、補給スクリュ５５、補給スクリュ５５を覆うパイプ部５６、フラグ５７、フォトインタラプタ５８、トナー供給口５９を備えている。トナー供給口５９は、現像器１４へトナーを供給するために、パイプ部５６の鉛直方向下方に設けられている。

補給スクリュ５５は、ホッパ５０から排出されたトナーを現像器１４へと搬送する。補給スクリュ５５は、１回転で１ピッチ分のトナーを搬送する。フラグ５７、フォトインタラプタ５８は、補給スクリュ５５の回転数をカウントする。一般的にスクリュは、開口部に対する羽根の位置関係で、１回転する間にも補給量が脈動し増減を繰り返す。このため、本実施の形態では脈動の影響を受けにくくするように、常に１回転単位で回転し、トナー供給口に対する羽根の位置が同じになるようにしている。

パイプ５１のトナー供給口５９を開閉するシャッタ機構が設けられている。図３に示すように、シャッタ機構は、シャッタ７０、駆動ギア７１、カップリング７２で構成される。

シャッタ７０は、開口部７０ａと遮蔽部７０ｂを有し、パイプ５１の周面上にスライド可能に設置され、トナー供給口５９を開閉するスライドシャッタである。カップリング７２は、駆動ギア７１の駆動をシャッタ７０に伝達する。

シャッタ７０の内部には螺旋状に溝が設けられており、この溝がパイプ５１周面にの螺旋状のボス５１ａと係合している。これにより、カップリング７２を介して駆動ギア７１から駆動が伝達されると、シャッタ７０は、パイプ５１のパイプ軸の周り（円周方向）に回転すると同時に、パイプ軸方向（矢印Ｘ方向）へ現像器１４に連動して移動し、螺旋状にスライドする。

現像器１４が感光ドラム１１に対し加圧される時、トナー供給経路を開放する。逆に、現像器１４が感光ドラム１１から離間する時、トナー供給経路を遮蔽する。

図５に示すように、現像器１４がトナー供給位置へセットされている場合には、パイプ５１のトナー供給口５９、シャッタ７０の開口部７０ａ、現像器１４のトナー受入口７４が一致している。これらのトナー供給口５９、開口部７０ａ、トナー受入口７４により、トナー供給経路が解放されている。

現像器１４のトナー受入口７４の周囲には、トナー受入口７４を包囲してトナー漏れを防ぐために、スポンジ製のシール部材７３が貼り付けられている。シール部材７３は、開口部７０ａの周囲により、トナー供給方向に圧縮されている。これにより、トナー供給経路の間隙をシールし、シール性を向上させ、トナー漏れを抑制している。

現像器１４がトナー供給位置から移動する場合には、図３に示すように、現像器１４は支持軸７６を中心として図３の矢印方向に円弧軌跡を描き、感光ドラム１１から離間する（図６の状態）。この際、駆動ギア７１には画像形成装置本体から駆動が伝達し、駆動ギア７１の回転は、カップリング７２を介してシャッタ７０に伝達される。そして、シャッタ７０がパイプ軸を中心として螺旋状に回転し、トナー供給口５９上に遮蔽部７０ｂが一致し、トナー供給経路が遮蔽される。

シャッタ７０は現像器１４と異なる軌跡で動作し、パイプ５１の半径方向に移動する。このため、シャッタ７０と現像器１４は、干渉しない。また、シール部材７３の圧縮を解放し、現像器１４の離間動作はスムーズに行なわれる。

また、遮蔽部７０ｂは開口部７０ａよりも肉厚が薄いため、シール部材７３が開口部７０ａから遮蔽部７０ｂへ当接することで、シール部材７３の圧縮を解放し、現像器１４の離間動作はスムーズに行なわれ、シール部材７３への負荷も少ない。また、シール部材７３とシャッタ７０との摺擦が軽減される。そして、現像器１４及びシャッタ７０の動作性、シール部材７３の耐久性を向上することができる。

駆動ギア７１から駆動が伝達されると、シャッタ７０は、パイプ５１の周面を螺旋状に回転しながら、パイプ軸方向へ移動する。これにより、シャッタ７０は現像器１４の動作の水平方向成分に追従しつつ、シール部材７３の圧縮を解放することができ、シャッタ動作時のシール部材７３への負荷はさらに少なくなる。

[第二実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７は第二実施形態に係るシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。図７に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、上記第一実施形態のシャッタ７０に変えてシャッタ８５を設けたものである。

シャッタ８５は、パイプ軸方向（矢印Ｘ方向）と直交する直交方向（矢印Ｙ方向）に往復直線運動をする。シャッタ８５は、装置本体に設置されたレール（不図示）によってガイドされながら動作する。シャッタ８５はパイプ５１のトナー供給口５９の鉛直方向下方に設置されたスライドシャッタである。シャッタ８５は開口部８５ａと遮蔽部８５ｂを有している。

図７に示すように、現像器１４がトナー供給位置へセットされている場合には、パイプ５１のトナー供給口５９、シャッタ８５の開口部８５ａ、現像器１４のトナー受入口７４が一致している。これらのトナー供給口５９、開口部８５ａ、トナー受入口７４（図５参照）により、トナー供給経路が解放されている。

現像器１４のトナー受入口７４にはトナー漏れを防ぐために、スポンジ製のシール部材７３が貼り付けられている。

現像器１４が感光ドラム１１から離間する時（現像器１４がトナー供給位置から移動する時）、現像器１４の動作前に、シャッタ８５はパイプ５１のトナー供給口上にシャッタ８５の遮蔽部８５ｂが一致するように矢印Ｙ２方向に移動する。これにより、トナー供給経路が遮蔽される。

シャッタ８５は開口部８５ａと遮蔽部８５ｂの肉厚が異なるため、シャッタ８５は現像器１４の動作軌跡上から退避し、現像器１４の動作を妨げない。また、シャッタ８５の遮蔽部８５ｂは開口部８５ａよりも肉厚が薄いため、シール部材７３の圧縮を解放し、現像器１４の離間動作はスムーズに行なわれ、シール部材７３への負荷も少ない。

第一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。現像器および感光ドラム周りの斜視図である。シャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。トナー補給容器とトナー搬送パイプの断面図である。図３で示した状態の時のシャッタおよびトナー搬送パイプの断面図である。トナー供給経路遮蔽状態におけるシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。第二実施形態に係るシャッタと現像器およびトナー搬送パイプの斜視図である。

符号の説明

Ｐ …記録シート
１１ …感光ドラム
１２ …一次帯電器
１３ …レーザー露光光学系
１４ …現像器
１５ …感光体クリーナ
２１ …シート収納部
２５ …レジストローラ
３０ …中間転写体
３１ …中間転写ベルト
３４ …二次転写ローラ
３５ …一次転写ブレード
３６ …二次転写ローラ
４０ …熱ローラ定着器
４８ …排出トレイ
５０ …ホッパ
５１ …トナー搬送パイプ
５１ａ …ボス
５２ …バッファ容器
５３、５４ …搬送スクリュ
５５ …補給スクリュ
５６ …パイプ部
５７ …フラグ
５８ …フォトインタラプタ
５９ …トナー供給口
６０ …スペーサ
６１ …突き当て部材
６５ …現像器保持部材
６５ａ、６５ｂ …支持穴
６６ …バネ
６７ …バネ掛け板
６８ …支持軸
７０、８５ …シャッタ
７０ａ、８５ａ …開口部
７０ｂ、８５ｂ …遮蔽部
７１ …駆動ギア
７２ …カップリング
７３ …シール部材
７４ …トナー受入口
７６ …支持軸
１００ …画像形成装置

Claims

像担持体と、
前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像器と、
前記現像器を前記像担持体に向けて加圧させる第１位置と、前記像担持体への加圧を解除する第２位置と、にそれぞれ移動可能に保持する保持部と、
前記現像器にトナーを供給するトナー搬送パイプと、
遮蔽部と開口部を有し、前記トナー搬送パイプのトナー供給口を開閉させるよう移動するシャッタと、
前記現像器が前記第１位置にあるときに前記シャッタと前記現像器の受入口との間に圧縮して設けられ、前記開口部及び前記受入口を包囲するシール部材と、
を有し、
前記現像器の加圧解除に伴って、前記現像器の受入口と前記供給口との間に前記シャッタの遮蔽部を移動させる移動機構と、を有する画像形成装置であって、
前記シャッタの厚みが前記開口部よりも前記遮蔽部の方が小さいことを特徴とする画像形成装置。
前記シャッタは前記トナー搬送パイプの周面上を螺旋状に回転して移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像器は前記トナー搬送パイプの軸方向成分を含んだ移動軌跡を有し、
前記シャッタはパイプ軸の周りに回転すると同時に、パイプ軸方向へ前記現像器に連動して移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記シャッタは前記トナー搬送パイプの軸方向と直交する直交方向に往復直線運動をすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。