JP7371504B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式が採用されたプリンタや複写機等の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体ドラムと、感光体ドラムにトナーを供給し静電潜像をトナー像に顕在化する現像装置と、を備える。
特許文献1には、各色のカラートナーに応じて複数の現像装置が備えられた画像形成装置であって、現像装置にトナーを補給するトナー補給ユニットが各現像装置に対応して複数設けられた画像形成装置が開示されている。特許文献1に開示される技術では、各トナー補給ユニットは、2つのトナーコンテナを備えている。2つのトナーコンテナから排出されたトナーは、2つの搬送部材によって搬送され、下流側に配置された合流部で互いに合流したのち現像装置に至る。一方のトナーコンテナが空になった場合でも、他方のトナーコンテナからトナーを補給することが可能であるため、トナーコンテナの交換に伴って画像形成動作が停止する頻度や時間を低減することができる。
特開2019-109326号公報
特許文献1には、各トナー補給ユニットにおいて、2つの搬送部材によって搬送されるトナーを合流部において効率良く合流させるための技術についても提案されている。この技術では、2つの搬送部材は、上流側に対して下流側の領域部分が合流部において近接するようにV字形状に配置される。
ところで、高速印字の対応に伴うトナーコンテナの大容量化や装置サイズのコンパクト化等の影響で、隣接する現像装置同士の間隔と、隣接するトナー補給ユニット間での一方のトナーコンテナ同士の間隔とが異なる場合がある。この場合、V字形状に配置された2つの搬送部材の成す角が、トナー補給ユニット毎に異なってしまう。このため、2つの搬送部材を駆動させるための駆動部の構成を、複数のトナー補給ユニットにおいて共通化できないという問題が生じ得る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のトナーコンテナから排出されるトナーを複数の搬送部材の搬送によって合流させたのち現像装置に補給するトナー補給ユニットを備える構成において、トナーを効率良く合流させることが可能であると共に、複数の搬送部材を駆動させる駆動部を複数のトナー補給ユニット間で共通化することが可能な画像形成装置を提供することにある。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、水平に延びるドラム軸回りに回転可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラムにトナーを供給する現像装置とを有し、前記ドラム軸と水平に直交する配列方向に沿って配列される複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの各々に対応して設けられ、前記現像装置にトナーを補給する複数のトナー補給ユニットと、を備える。前記複数のトナー補給ユニットの各々は、内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能な第1コンテナ及び第2コンテナと、前記第1コンテナから鉛直下方に延びる第1垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第1コンテナから排出されるトナーを前記第1垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第1垂直搬送管と、前記第2コンテナから鉛直下方に延びる第2垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第2コンテナから排出されるトナーを前記第2垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第2垂直搬送管と、前記ドラム軸及び前記配列方向と交差する第1水平方向に延びる筒状に形成され、前記第1垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第1流入口を有する第1水平搬送管と、前記第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びる筒状に形成され、前記第2垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第2流入口を有する第2水平搬送管と、前記第1水平方向に沿った第1水平回転軸回りの回転が可能に前記第1水平搬送管内に配置され、前記第1流入口を通じて前記第1水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第1搬送部材と、前記第2水平方向に沿った第2水平回転軸回りの回転が可能に前記第2水平搬送管内に配置され、前記第2流入口を通じて前記第2水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第2搬送部材と、前記第1水平搬送管の下流側部分と前記第2水平搬送管の下流側部分とにそれぞれ連通し、前記第1搬送部材と前記第2搬送部材とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを排出する合流排出口を有する合流部と、前記合流排出口から鉛直下方に延びる第3垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記合流排出口を通じて前記合流部から排出されるトナーを前記現像装置に向けて前記第3垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第3垂直搬送管と、前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材を回転させる駆動力を発する搬送駆動部と、を含む。前記合流部を鉛直方向から見た平面視において、前記合流排出口は、前記第1水平回転軸と前記第2水平回転軸との間に配置され、前記第1水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、前記第2水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、互いに異なる値を取るように設定されている。
この画像形成装置によれば、複数の現像装置の各々に対応してトナー補給ユニットが設けられている。各トナー補給ユニットにおいては、現像装置に対して第1コンテナ及び第2コンテナが配置される。第1コンテナから排出されるトナーは、第1垂直搬送管を通じて第1水平搬送管内に流入し、第1水平搬送管内に配置される第1搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。一方、第2コンテナから排出されるトナーは、第2垂直搬送管を通じて第2水平搬送管内に流入し、第2水平搬送管内に配置される第2搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。第1コンテナ及び第2コンテナのうちの一方のコンテナが空になった場合でも、他方のコンテナからトナーを現像装置に補給することが可能であるため、コンテナの交換に伴って画像形成動作が停止する頻度や時間を低減することができる。
ここで、第1水平搬送管は第1水平方向に延び、第2水平搬送管は第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びている。このため、第1水平搬送管内の第1搬送部材と、第2水平搬送管内の第2搬送部材とは、それぞれの回転軸の成す角が鋭角となるように、上流側に対して下流側の領域部分が合流部において近接するV字形状に配置される。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材の各々によって搬送されるトナーを合流部において効率良く合流させることができる。
次に、複数の画像形成ユニット及びトナー補給ユニットの配列方向において、隣接する現像装置同士の間隔(現像装置ピッチ)と、隣接するトナー補給ユニット間での第1コンテナ同士の間隔(コンテナピッチ)とが異なる場合を想定する。この場合、隣接するトナー補給ユニット間において、第1コンテナと連通する第1垂直搬送管の第1垂直管軸同士の間隔と、現像装置と連通する第3垂直搬送管の第3垂直管軸同士の間隔とが、異なることになる。この場合、第1搬送部材及び第2搬送部材の各回転軸と第3垂直管軸との間の合流部における位置関係について、第3垂直管軸の位置を、各回転軸の間の中央位置に設定すると、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角が、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれに応じてトナー補給ユニット毎に異なってしまう。
そこで、第1搬送部材の第1水平回転軸と第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、第2搬送部材の第2水平回転軸と第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、互いに異なる値を取るように設定されている。すなわち、合流部内において第3垂直管軸の位置は、第1水平回転軸と第2水平回転軸との間の中央位置ではなく、何れかの回転軸側に偏在している。これにより、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角を複数のトナー補給ユニットで一致させることができる。このため、第1搬送部材及び第2搬送部材を駆動させるための搬送駆動部の構成を、複数のトナー補給ユニットにおいて共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
上記の画像形成装置において、前記第1コンテナは、前記第2コンテナの上方において、鉛直方向から見た平面視で前記第2コンテナの一部と重なるように配置され、前記第1垂直搬送管の前記第1垂直管軸に沿った長さは、前記第2垂直搬送管の前記第2垂直管軸に沿った長さよりも長い値に設定され、前記第1軸間距離は、前記第2軸間距離よりも短い値に設定される構成であってもよい。
この態様では、鉛直方向から見た場合、第1コンテナが第2コンテナの一部と重なるように配置されている。これにより、各トナー補給ユニットの水平方向における幅が増大されることが抑止され、トナー補給ユニットのコンパクト化を実現することができる。この際、第1コンテナと連通する第1垂直搬送管の長さは、第2コンテナと連通する第2垂直搬送管の長さよりも長い値に設定される。
垂直搬送管の長さが長くなるに従って、当該垂直搬送管内に蓄積されたトナーに加わる圧縮力が大きくなり、トナーの流動性が低下する現象が生じ得る。第1垂直搬送管内で流動性が低下した状態のトナーが第1水平搬送管内に流入し、第1搬送部材によって合流部に搬送された場合、合流排出口から適切に第3垂直搬送管へ排出されない現象が想定される。このような想定に鑑みて、第1搬送部材に対応した第1軸間距離が第2軸間距離よりも短い値に設定される。これにより、第1搬送部材によって合流部に搬送されたトナーの、第1搬送部材から合流排出口に至るまでの流動距離を短くすることができる。このため、管長が長く設定されることに伴って第1垂直搬送管内でトナーの流動性が低下した場合であっても、当該トナーを合流排出口から第3垂直搬送管へ効率良く排出することができる。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、水平に延びるドラム軸回りに回転可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラムにトナーを供給する現像装置とを有し、前記ドラム軸と水平に直交する配列方向に沿って配列される複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの各々に対応して設けられ、前記現像装置にトナーを補給する複数のトナー補給ユニットと、を備える。前記複数のトナー補給ユニットの各々は、内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能な第1コンテナ及び第2コンテナと、前記第1コンテナから鉛直下方に延びる第1垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第1コンテナから排出されるトナーを前記第1垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第1垂直搬送管と、前記第2コンテナから鉛直下方に延びる第2垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第2コンテナから排出されるトナーを前記第2垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第2垂直搬送管と、前記ドラム軸及び前記配列方向と交差する第1水平方向に延びる筒状に形成され、前記第1垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第1流入口を有する第1水平搬送管と、前記第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びる筒状に形成され、前記第2垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第2流入口を有する第2水平搬送管と、前記第1水平方向に沿った第1水平回転軸回りの回転が可能に前記第1水平搬送管内に配置され、前記第1流入口を通じて前記第1水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第1搬送部材と、前記第2水平方向に沿った第2水平回転軸回りの回転が可能に前記第2水平搬送管内に配置され、前記第2流入口を通じて前記第2水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第2搬送部材と、前記第1水平搬送管の下流側部分と前記第2水平搬送管の下流側部分とにそれぞれ連通し、前記第1搬送部材と前記第2搬送部材とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを排出する合流排出口を有する合流部と、前記合流排出口から鉛直下方に延びる第3垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記合流排出口を通じて前記合流部から排出されるトナーを前記現像装置に向けて前記第3垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第3垂直搬送管と、前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材を回転させる駆動力を発する搬送駆動部と、を含む。前記合流部を鉛直方向から見た平面視において、前記合流排出口は、前記第1水平回転軸と前記第2水平回転軸との間に配置され、前記第1水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、前記第2水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、同値に設定される。前記複数のトナー補給ユニットの各々の前記第1垂直搬送管、又は、前記第3垂直搬送管は、前記ドラム軸に沿った方向において互いに異なる位置に配置されている。
この画像形成装置によれば、複数の現像装置の各々に対応してトナー補給ユニットが設けられている。各トナー補給ユニットにおいては、現像装置に対して第1コンテナ及び第2コンテナが配置される。第1コンテナから排出されるトナーは、第1垂直搬送管を通じて第1水平搬送管内に流入し、第1水平搬送管内に配置される第1搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。一方、第2コンテナから排出されるトナーは、第2垂直搬送管を通じて第2水平搬送管内に流入し、第2水平搬送管内に配置される第2搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。ここで、第1水平搬送管は第1水平方向に延び、第2水平搬送管は第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びている。このため、第1水平搬送管内の第1搬送部材と、第2水平搬送管内の第2搬送部材とは、それぞれの回転軸の成す角が鋭角となるように、上流側に対して下流側の領域部分が合流部において近接するV字形状に配置される。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材の各々によって搬送されるトナーを合流部において効率良く合流させることができる。
次に、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれに応じて、隣接するトナー補給ユニット間において、第1コンテナと連通する第1垂直搬送管の第1垂直管軸同士の間隔と、現像装置と連通する第3垂直搬送管の第3垂直管軸同士の間隔とが、異なる場合を想定する。この場合、第1搬送部材の第1水平回転軸と第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、第2搬送部材の第2水平回転軸と第3垂直管軸との間の第2軸間距離とを同値に設定すると、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角が、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれに応じてトナー補給ユニット毎に異なってしまう。
そこで、複数のトナー補給ユニットにおいて、第1垂直搬送管、又は、第3垂直搬送管を、ドラム軸に沿った方向において互いに異なる位置に配置する。これにより、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角を複数のトナー補給ユニットで一致させることができる。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材を駆動させるための搬送駆動部の構成を、複数のトナー補給ユニットにおいて共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、水平に延びるドラム軸回りに回転可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラムにトナーを供給する現像装置とを有し、前記ドラム軸と水平に直交する配列方向に沿って配列される少なくとも3つの画像形成ユニットと、前記少なくとも3つの画像形成ユニットの各々に対応して設けられ、前記現像装置にトナーを補給する少なくとも3つのトナー補給ユニットと、を備える。前記少なくとも3つのトナー補給ユニットの各々は、内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能な第1コンテナ及び第2コンテナと、前記第1コンテナから鉛直下方に延びる第1垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第1コンテナから排出されるトナーを前記第1垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第1垂直搬送管と、前記第2コンテナから鉛直下方に延びる第2垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第2コンテナから排出されるトナーを前記第2垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第2垂直搬送管と、前記ドラム軸及び前記配列方向と交差する第1水平方向に延びる筒状に形成され、前記第1垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第1流入口を有する第1水平搬送管と、前記第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びる筒状に形成され、前記第2垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第2流入口を有する第2水平搬送管と、前記第1水平方向に沿った第1水平回転軸回りの回転が可能に前記第1水平搬送管内に配置され、前記第1流入口を通じて前記第1水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第1搬送部材と、前記第2水平方向に沿った第2水平回転軸回りの回転が可能に前記第2水平搬送管内に配置され、前記第2流入口を通じて前記第2水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第2搬送部材と、前記第1水平搬送管の下流側部分と前記第2水平搬送管の下流側部分とにそれぞれ連通し、前記第1搬送部材と前記第2搬送部材とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを排出する合流排出口を有する合流部と、前記合流排出口から鉛直下方に延びる第3垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記合流排出口を通じて前記合流部から排出されるトナーを前記現像装置に向けて前記第3垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第3垂直搬送管と、前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材を回転させる駆動力を発する搬送駆動部と、を含む。前記合流部を鉛直方向から見た平面視において、前記合流排出口は、前記第1水平回転軸と前記第2水平回転軸との間に配置され、前記第1水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、前記第2水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、同値に設定される。前記少なくとも3つのトナー補給ユニットにおいて隣接する前記第1垂直搬送管同士の前記配列方向の間隔、又は、前記第3垂直搬送管同士の前記配列方向の間隔は、異なる値に設定されている。
この画像形成装置によれば、少なくとも3つの現像装置の各々に対応してトナー補給ユニットが設けられている。各トナー補給ユニットにおいては、現像装置に対して第1コンテナ及び第2コンテナが配置される。第1コンテナから排出されるトナーは、第1垂直搬送管を通じて第1水平搬送管内に流入し、第1水平搬送管内に配置される第1搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。一方、第2コンテナから排出されるトナーは、第2垂直搬送管を通じて第2水平搬送管内に流入し、第2水平搬送管内に配置される第2搬送部材の回転によって合流部へ搬送され、合流排出口に連通する第3垂直搬送管を通じて現像装置に補給される。ここで、第1水平搬送管は第1水平方向に延び、第2水平搬送管は第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びている。このため、第1水平搬送管内の第1搬送部材と、第2水平搬送管内の第2搬送部材とは、それぞれの回転軸の成す角が鋭角となるように、上流側に対して下流側の領域部分が合流部において近接するV字形状に配置される。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材の各々によって搬送されるトナーを合流部において効率良く合流させることができる。
次に、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれに応じて、隣接するトナー補給ユニット間において、第1コンテナと連通する第1垂直搬送管の第1垂直管軸同士の間隔と、現像装置と連通する第3垂直搬送管の第3垂直管軸同士の間隔とが、異なる場合を想定する。この場合、第1搬送部材の第1水平回転軸と第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、第2搬送部材の第2水平回転軸と第3垂直管軸との間の第2軸間距離とを同値に設定すると、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角が、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれに応じてトナー補給ユニット毎に異なってしまう。
そこで、隣接するトナー補給ユニット間において、第1垂直搬送管同士の配列方向の間隔、又は、第3垂直搬送管同士の配列方向の間隔を、異なる値に設定する。これにより、現像装置ピッチとコンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送部材及び第2搬送部材の成す角を少なくとも3つのトナー補給ユニットで一致させることができる。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材を駆動させるための搬送駆動部の構成を、少なくとも3つのトナー補給ユニットにおいて共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
上記の画像形成装置において、前記第1搬送部材は、前記第1水平回転軸上に配置され、前記搬送駆動部の駆動力によって回転される第1シャフトと、前記第1シャフト上に配置され、前記第1シャフトの回転に伴う回転によってトナーを下流側へ搬送する第1搬送羽根と、前記第1シャフト上の前記第1搬送羽根よりも下流側において前記合流部内に配置され、前記第1シャフトの回転に伴う回転によって、前記第1搬送羽根から搬送されるトナーを前記合流排出口へ送出する第1パドルと、を有し、前記第2搬送部材は、前記第2水平回転軸上に配置され、前記搬送駆動部の駆動力によって回転される第2シャフトと、前記第2シャフト上に配置され、前記第2シャフトの回転に伴う回転によってトナーを下流側へ搬送する第2搬送羽根と、前記第2シャフト上の前記第2搬送羽根よりも下流側において前記合流部内に配置され、前記第2シャフトの回転に伴う回転によって、前記第2搬送羽根から搬送されるトナーを前記合流排出口へ送出する第2パドルと、を有し、前記第1軸間距離は、前記合流排出口の開口半径に前記第1パドルの回転半径を加算した値以下に設定され、前記第2軸間距離は、前記合流排出口の開口半径に前記第2パドルの回転半径を加算した値以下に設定される構成であってもよい。
この態様では、第1搬送部材の第1水平回転軸と第3垂直搬送管の第3垂直管軸との間の第1軸間距離は、合流排出口の開口半径に第1搬送部材に設けられた第1パドルの回転半径を加算した値以下に設定される。同様に、第2搬送部材の第2水平回転軸と第3垂直搬送管の第3垂直管軸との間の第2軸間距離は、合流排出口の開口半径に第2搬送部材に設けられた第2パドルの回転半径を加算した値以下に設定される。これにより、第1搬送部材及び第2搬送部材によって合流部に搬送されたトナーが、各搬送部材と合流排出口との間に滞留する現象が生じる頻度を低減し、当該トナーを各パドルによって合流排出口から第3垂直搬送管へ効率良く排出することができる。
上記の画像形成装置において、前記搬送駆動部は、第1回転方向及び前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転可能なモータと、前記モータの回転方向に応じて第1位置と第2位置との間で揺動可能なギアであって、前記第1位置において前記第1搬送部材の回転を許容し、前記第2位置において前記第2搬送部材の回転を許容する揺動ギアと、を有する構成であってもよい。
この態様では、モータの回転方向に応じて揺動ギアが揺動することによって、第1搬送部材及び第2搬送部材への回転駆動力の伝達が切り替えられる。これにより、単一のモータの回転駆動力を用いて、第1搬送部材及び第2搬送部材を選択的に回転させることが可能となる。このため、トナー補給ユニットをコンパクトかつ低コストで実現することができる。
上記の画像形成装置において、前記搬送駆動部は、第1回転方向及び前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転可能なモータと、前記モータが前記第1回転方向に回転されると前記第1搬送部材の回転を許容する一方、前記モータが前記第2回転方向に回転されると前記第1搬送部材の回転を規制する第1ワンウェイクラッチと、前記モータが前記第2回転方向に回転されると前記第2搬送部材の回転を許容する一方、前記モータが前記第1回転方向に回転されると前記第2搬送部材の回転を規制する第2ワンウェイクラッチと、を有する構成であってもよい。
この態様では、モータの回転方向に応じてワンウェイクラッチによって、第1搬送部材及び第2搬送部材への回転駆動力の伝達が切り替えられる。これにより、単一のモータの回転駆動力を用いて、第1搬送部材及び第2搬送部材を選択的に回転させることが可能となる。このため、トナー補給ユニットをコンパクトかつ低コストで実現することができる。
上記の画像形成装置において、前記各トナー補給ユニットは、前記第1搬送部材の回転を検知する第1搬送検知センサと、前記第2搬送部材の回転を検知する第2搬送検知センサと、を更に含む構成であってもよい。
この態様では、第1搬送検知センサ及び第2搬送検知センサの検知結果に基づいて、第1搬送部材及び第2搬送部材の回転量を算出することができる。この回転量の算出結果を用いて、第1コンテナ及び第2コンテナのトナーの消費量を精度良く算出することができる。
上記の画像形成装置において、前記各トナー補給ユニットは、前記モータの回転を検知するモータ回転検知センサを、更に含む構成であってもよい。
この態様では、モータ回転検知センサの検知結果に基づいて、第1搬送部材及び第2搬送部材を回転させるときのモータの回転量を算出することができる。この回転量の算出結果を用いて、第1コンテナ及び第2コンテナのトナーの消費量を精度良く算出することができる。
本発明によれば、各トナー補給ユニットにおいて、第1搬送部材及び第2搬送部材によって搬送されるトナーを合流部で効率良く合流させることが可能であると共に、各搬送部材を駆動させる駆動部を複数のトナー補給ユニット間で共通化することが可能な画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 画像形成装置に備えられるトナー補給ユニットの斜視図である。 トナー補給ユニットの正面図である。 トナー補給ユニットの側面図である。 トナー補給ユニットにおいてトナーコンテナを取り外した状態の斜視図である。 トナーコンテナを取り外した状態のトナー補給ユニットを上方から見た図である。 トナー補給ユニットに備えられる第1搬送部材及び第2搬送部材の斜視図である。 トナー補給ユニットに備えられる搬送駆動部の近傍を拡大して示す斜視図である。 画像形成装置の制御部のブロック図である。 本発明の変形実施形態に係るトナー補給ユニットを上方から見た図である。
以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。
図1は、画像形成装置10の内部構造を示す断面図である。画像形成装置10は、箱形の筐体構造を有する装置本体11を備える。この装置本体11内には、シートPを給紙する給紙部12、給紙部12から給紙されたシートPに転写するためのトナー像を形成する画像形成ユニット13、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット14、二次転写ローラー145、及び、シートP上に形成された未定着トナー像をシートPに定着する処理を施す定着部16が内装されている。さらに、装置本体11の上部には、定着部16で定着処理の施されたシートPが排紙される排紙部171が設けられている。
装置本体11内には、更に、画像形成ユニット13より右側位置に、鉛直上下方向に延びるシート搬送路111が形成されている。シート搬送路111には、適所にシートPを搬送する搬送ローラー対が設けられている。また、シートPのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートPを送り込むレジストローラー対113も、シート搬送路111における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路111は、シートPを給紙部12から排紙部171まで、画像形成ユニット13(二次転写ニップ部)及び定着部16を経由して搬送させる搬送路である。
給紙部12は、給紙トレイ121及びピックアップローラー122を備える。給紙トレイ121は、装置本体11の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートPが積層されたシート束を貯留する。ピックアップローラー122は、給紙トレイ121に貯留されたシート束の最上面のシートPを1枚ずつ繰り出す。
画像形成ユニット13は、シートPに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成するために複数(少なくとも3つ)のユニットが設けられている。複数の画像形成ユニット13として、本実施形態では、後述する中間転写ベルト141の回転方向上流側から下流側へ(図1に示す左側から右側へ)向かった配列方向に、複数色のトナーに応じて配列された、イエロー(Y)色のトナーを用いる第1画像形成ユニット13Y、シアン(C)色のトナーを用いる第2画像形成ユニット13C、マゼンタ(M)色のトナーを用いる第3画像形成ユニット13M及びブラック(BK)色のトナーを用いる第4画像形成ユニット13BKが備えられている。換言すると、複数の画像形成ユニット13としての第1~第4画像形成ユニット13Y,13C,13M,13BKは、後述の感光体ドラム20のドラム軸20Aと水平に直交する配列方向(左右方向)に沿って配列される。第1~第4画像形成ユニット13Y,13C,13M,13BKは、トナーの色が異なる以外は同一の構成を有するため、画像形成ユニット13と総称することもある。各画像形成ユニット13は、それぞれ、感光体ドラム20と、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電装置21、現像装置23及びクリーニング装置25とを備える。また、各画像形成ユニット13に共通の露光装置22が、画像形成ユニット13の下方に配置されている。
感光体ドラム20は、水平(前後方向)に延びる所定のドラム軸20A回りに回転駆動され、その周面に静電潜像が形成されることを許容すると共に、トナー像を担持する。帯電装置21は、感光体ドラム20の表面を均一に帯電する。露光装置22は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム20の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。クリーニング装置25は、トナー像転写後の感光体ドラム20の周面を清掃する。本実施形態では、感光体ドラム20、帯電装置21及びクリーニング装置25が、互いに一体とされドラムユニット2(図1)を構成している。
現像装置23は、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像(顕在化)するために、感光体ドラム20の周面にトナーを供給する。現像装置23は、現像剤として、磁性一成分トナーを収容している。なお、本実施形態では、トナーはプラスの極性に帯電する特性を有している。また、他の実施形態において、現像装置23は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤方式又は非磁性一成分などの他の現像方式を採用するものでもよい。
中間転写ユニット14は、各画像形成ユニット13の上方に配置される。中間転写ユニット14は、中間転写ベルト141と、駆動ローラー142と、従動ローラー143と、一次転写ローラー24と、を備える。
中間転写ベルト141は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム20の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー142及び従動ローラー143に架け渡されている。中間転写ベルト141は、一の方向に周回駆動され、感光体ドラム20から転写されたトナー像を表面に担持する。
駆動ローラー142は、中間転写ユニット14の左端側で中間転写ベルト141を張架し、中間転写ベルト141を周回駆動させる。駆動ローラー142は金属ローラーからなる。従動ローラー143は、中間転写ユニット14の右端側で中間転写ベルト141を張架する。従動ローラー143は、中間転写ベルト141に張力を付与する。
一次転写ローラー24は、中間転写ベルト141を挟んで感光体ドラム20と一次転写ニップ部を形成し、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト141上に一次転写する。各色の感光体ドラム20に対向して、それぞれ、一次転写ローラー24が配置される。
二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141を挟んで駆動ローラー142に対向して配置されている。二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141の周面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト141上に一次転写されたトナー像は、給紙部12から供給されるシートPに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。本実施形態の中間転写ユニット14及び二次転写ローラー145は、転写部を構成する。転写部は、各画像形成ユニット13において形成されたトナー像を各感光体ドラム20からシートPに転写する。
定着部16へ供給されたシートPは、定着ニップ部を通過することで加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートPに転写されたトナー像は、シートPに定着される。
排紙部171は、装置本体11の頂部が凹没されることによって形成されている。定着処理が施されたシートPは、定着部16の上部から延設されたシート搬送路111を経由して、排紙トレイ171に排紙される。
図2~図4は、画像形成装置10に備えられるトナー補給ユニット5を示す図であって、図2は斜視図、図3は正面図、図4は側面図である。また、図5及び図6は、トナー補給ユニット5においてトナーコンテナ50,51を取り外した状態を示す図であって、図5は斜視図、図6は上方から見た図である。
画像形成装置10は、複数の画像形成ユニット13の各々に対応して設けられた複数(少なくとも3つ)のトナー補給ユニット5を、更に備えている。本実施形態では、複数のトナー補給ユニット5として、第1画像形成ユニット13Yに対応した第1トナー補給ユニット5Y、第2画像形成ユニット13Cに対応した第2トナー補給ユニット5C、第3画像形成ユニット13Mに対応した第3トナー補給ユニット5M、第4画像形成ユニット13BKに対応した第4トナー補給ユニット5BKが備えられている。複数のトナー補給ユニット5としての第1~第4トナー補給ユニット5Y,5C,5M,5BKは、画像形成ユニット13と同じ配列方向(左右方向)に沿って配列される。第1~第4トナー補給ユニット5Y,5C,5M,5BKは、用いるトナーの色が異なる以外は同一の構成を有するため、トナー補給ユニット5と総称することもある。
各トナー補給ユニット5は、対応する画像形成ユニット13の現像装置23にトナーを補給するためのユニットである。各トナー補給ユニット5は、それぞれ、上トナーコンテナ50(第1コンテナ)と下トナーコンテナ51(第2コンテナ)とを含む。
上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、それぞれ、感光体ドラム20のドラム軸20Aに沿った前後方向に延びると共に、内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能とされている。上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、感光体ドラム20のドラム軸20Aに沿った装着方向DM(図2、後方向)に沿って、装置本体11に装着される。本実施形態では、上トナーコンテナ50は、円筒形状を有すると共に、その外周面には軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋溝50Aが形成されている。同様に、下トナーコンテナ51は、円筒形状を有すると共に、その外周面には軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋溝51Aが形成されている。螺旋溝50A,51Aは、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51の内部の空間に突出する螺旋状の突出部を形成する。そして、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51がそれぞれ回転されることで、内部のトナーが、螺旋状の突起部によって後方に向かって搬送される。
上トナーコンテナ50は、装置本体11に装着された状態において、装置本体11に固定された上コンテナ支持部60に支持されて位置決めされる。上トナーコンテナ50は、固定部50Bと、第1コンテナギア50Cと、を有する。固定部50Bは回転することなく、上トナーコンテナ50のうち固定部50Bよりも前方部分が固定部50Bに対して相対的に回転可能とされている。第1コンテナギア50Cは、固定部50Bの前方において上トナーコンテナ50の外周部に固定されたギアである。第1コンテナギア50Cに回転力が伝達されることで、上トナーコンテナ50の前方部分が回転する。
下トナーコンテナ51も同様に、装置本体11に装着された状態において、装置本体11に固定された下コンテナ支持部61に支持されて位置決めされる。下トナーコンテナ51は、固定部51Bと、第2コンテナギア51Cと、を有する。固定部51Bは回転することなく、下トナーコンテナ51のうち固定部51Bよりも前方部分が固定部51Bに対して相対的に回転可能とされている。第2コンテナギア51Cは、固定部51Bの前方において下トナーコンテナ51の外周部に固定されたギアである。第2コンテナギア51Cに回転力が伝達されることで、下トナーコンテナ51の前方部分が回転する。
なお、上トナーコンテナ50は、装着方向DMの先端側の固定部50Bに形成された不図示の第1トナー排出口を有し、下トナーコンテナ51は、装着方向DMの先端側の固定部51Bに形成された不図示の第2トナー排出口を有する。これらのトナー排出口からトナーが排出される。また、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、各トナー排出口を封止するシャッターを有する。上トナーコンテナ50が上コンテナ支持部60に装着され、下トナーコンテナ51が下コンテナ支持部61に装着されると、これらのシャッターはスライド移動され各トナー排出口を開放する。なお、複数のトナー補給ユニット5の各々に備えられる上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、図1の装置本体11のコンテナ用空間Sに配置される。
また、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、同一長さに形成される。更に、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、複数のトナー補給ユニット5毎に、同一長さに形成される。すなわち、複数のトナー補給ユニット5の各々に備えられる全ての上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51が同一長さに形成される。
各トナー補給ユニット5において、上トナーコンテナ50は、下トナーコンテナ51の上方であって、鉛直方向(上下方向)から見た平面視で下トナーコンテナ51の一部と重なるように配置される。すなわち、感光体ドラム20のドラム軸20Aに沿った前後方向から見た場合、複数のトナー補給ユニット5の上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51が千鳥状に配置されている。これにより、各トナー補給ユニット5の水平方向(左右方向)における幅が増大されることが抑止され、トナー補給ユニット5のコンパクト化を実現することができる。
各トナー補給ユニット5は、第1垂直搬送管52、第2垂直搬送管53、第3垂直搬送管54、第1水平搬送管55、第2水平搬送管56、合流部57、第1搬送スクリュー58(第1搬送部材)、第2搬送スクリュー59(第2搬送部材)、及び搬送駆動部70を更に含む。
第1垂直搬送管52は、上トナーコンテナ50から鉛直下方に延びる第1垂直管軸52Aを取り囲む周壁を有する筒状に形成された管体である。第1垂直管軸52Aは、第1垂直搬送管52の中心軸となる。第1垂直搬送管52は、上トナーコンテナ50が上コンテナ支持部60に支持された状態において、上トナーコンテナ50の固定部50Bに形成された第1トナー排出口と連通する。このため、第1垂直搬送管52は、上トナーコンテナ50から排出されるトナーを第1垂直管軸52Aに沿った鉛直下方に案内する。
第2垂直搬送管53は、下トナーコンテナ51から鉛直下方に延びる第2垂直管軸53Aを取り囲む周壁を有する筒状に形成された管体である。第2垂直管軸53Aは、第2垂直搬送管53の中心軸となる。第2垂直搬送管53は、下トナーコンテナ51が下コンテナ支持部61に支持された状態において、下トナーコンテナ51の固定部51Bに形成された第2トナー排出口と連通する。このため、第2垂直搬送管53は、下トナーコンテナ51から排出されるトナーを第2垂直管軸53Aに沿った鉛直下方に案内する。
なお、上トナーコンテナ50が下トナーコンテナ51の上方に配置されることに伴って、第1垂直搬送管52の第1垂直管軸52Aに沿った長さは、第2垂直搬送管53の第2垂直管軸53Aに沿った長さよりも長い値に設定される。
また、各トナー補給ユニット5において、第1垂直搬送管52と第2垂直搬送管53とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置されている。このため、第1垂直搬送管52と連通する上トナーコンテナ50と、第2垂直搬送管53と連通する下トナーコンテナ51とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。更に、複数のトナー補給ユニット5において、第1垂直搬送管52の各々と、第2垂直搬送管53の各々とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。すなわち、複数のトナー補給ユニット5の各々に備えられる全ての第1垂直搬送管52及び第2垂直搬送管53が、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。このため、複数のトナー補給ユニット5の各々に備えられる全ての上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51が、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。これにより、複数のトナー補給ユニット5の各々に備えられる全ての上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51において、前端同士及び後端同士が前後方向に揃えられている。このため、複数のトナー補給ユニット5の美観の向上が図られる。
また、隣接するトナー補給ユニット5間において、第1垂直搬送管52同士の配列方向(左右方向)の間隔、及び、第2垂直搬送管53同士の配列方向(左右方向)の間隔は、同じ値に設定されている。図6を参照して具体的に説明すると、第1トナー補給ユニット5Y及び第2トナー補給ユニット5Cにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC1と、第2トナー補給ユニット5C及び第3トナー補給ユニット5Mにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC2と、第3トナー補給ユニット5M及び第4トナー補給ユニット5BKにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC3とが、同じ値に設定されている。このため、隣接するトナー補給ユニット5間での上トナーコンテナ50同士の配列方向の間隔(第1コンテナピッチ)が同じであると共に、下トナーコンテナ51同士の配列方向の間隔(第2コンテナピッチ)が同じである。換言すると、複数の上トナーコンテナ50が配列方向に沿って等間隔に配置されると共に、複数の下トナーコンテナ51が配列方向に沿って等間隔に配置される。
第1水平搬送管55は、感光体ドラム20のドラム軸20A及びトナー補給ユニット5の配列方向(左右方向)と水平面上で交差する第1水平方向D1に延びる筒状に形成れた管体である。このため、第1水平搬送管55は、ドラム軸20Aに沿って延びる上トナーコンテナ50に対して交差する第1水平方向D1に延びている。第1水平搬送管55は、第1垂直搬送管52の下端に接続され、その接続部分に形成された第1流入口55Aを有する。上トナーコンテナ50から排出されて第1垂直搬送管52内を落下するトナーが、第1流入口55Aを通じて第1水平搬送管55内に流入する。
第2水平搬送管56は、第1水平方向D1に対して鋭角の角度を成す第2水平方向D2に延びる筒状に形成された管体である。このため、第2水平搬送管56は、ドラム軸20Aに沿って延びる下トナーコンテナ51に対して交差する第2水平方向D2に延びている。具体的に、第1水平搬送管55と第2水平搬送管56とは、互いの成す角が鋭角となるように、下流側の領域部分が合流部57において近接するV字形状に配置される。第2水平搬送管56は、第2垂直搬送管53の下端に接続され、その接続部分に形成された第2流入口56Aを有する。下トナーコンテナ51から排出されて第2垂直搬送管53内を落下するトナーが、第2流入口56Aを通じて第2水平搬送管56内に流入する。
第1水平搬送管55及び第2水平搬送管56は、搬送管支持部62によって下方側から支持される。
第1搬送スクリュー58は、第1水平方向D1に沿った第1水平回転軸58A回りの回転が可能に第1水平搬送管55内に配置される搬送部材である。第1搬送スクリュー58は、第1流入口55Aを通じて第1水平搬送管55内に流入したトナーを、第1水平回転軸58A回りの回転によって合流部57に向かう下流側へ搬送する。第1搬送スクリュー58の詳細について、図7を参照して説明する。第1搬送スクリュー58は、第1シャフト581と、第1主搬送羽根582と、第1上流側副搬送羽根583と、第1パドル584と、第1下流側副搬送羽根585と、を有する。
第1シャフト581は、第1水平回転軸58A上に配置され、後記の搬送駆動部70の駆動力によって回転されるシャフトである。第1主搬送羽根582は、第1水平搬送管55の第1流入口55Aの直下の位置から合流部57に向かって第1シャフト581上に配置された螺旋状羽根である。第1主搬送羽根582は、第1シャフト581の回転に伴う回転によってトナーを合流部57に向かって下流側へ搬送する。第1上流側副搬送羽根583は、第1主搬送羽根582よりもトナーの搬送方向上流側において第1シャフト581上に配置された螺旋状羽根である。第1上流側副搬送羽根583は、第1主搬送羽根582と同じ方向にトナーを搬送し、搬送駆動部70側にトナーが搬送されることを防止する。第1パドル584は、第1シャフト581上の第1主搬送羽根582よりもトナーの搬送方向下流側において合流部57内に配置されたパドルである。第1パドル584は、第1シャフト581の回転に伴う回転によって、第1主搬送羽根582から合流部57に搬送されるトナーを合流排出口57Aへ送出する。第1下流側副搬送羽根585は、第1パドル584よりもトナーの搬送方向下流側において第1シャフト581上に配置された螺旋状羽根である。第1下流側副搬送羽根585は、第1主搬送羽根582とは反対の方向にトナーを搬送することで、第1水平搬送管55の下流端側にトナーが進入することを防止する。
第2搬送スクリュー59は、第2水平方向D2に沿った第2水平回転軸59A回りの回転が可能に第2水平搬送管56内に配置される搬送部材である。第2搬送スクリュー59は、第2流入口56Aを通じて第2水平搬送管56内に流入したトナーを、第2水平回転軸59A回りの回転によって合流部57に向かう下流側へ搬送する。第2搬送スクリュー59の詳細について、図7を参照して説明する。第2搬送スクリュー59は、第2シャフト591と、第2主搬送羽根592と、第2上流側副搬送羽根593と、第2パドル594と、第2下流側副搬送羽根595と、を有する。
第2シャフト591は、第2水平回転軸59A上に配置され、搬送駆動部70の駆動力によって回転されるシャフトである。第2主搬送羽根592は、第2水平搬送管56の第2流入口56Aの直下の位置から合流部57に向かって第2シャフト591上に配置された螺旋状羽根である。第2主搬送羽根592は、第2シャフト591の回転に伴う回転によってトナーを合流部57に向かって下流側へ搬送する。第2上流側副搬送羽根593は、第2主搬送羽根592よりもトナーの搬送方向上流側において第2シャフト591上に配置された螺旋状羽根である。第2上流側副搬送羽根593は、第2主搬送羽根592と同じ方向にトナーを搬送し、搬送駆動部70側にトナーが搬送されることを防止する。第2パドル594は、第2シャフト591上の第2主搬送羽根592よりもトナーの搬送方向下流側において合流部57内に配置されたパドルである。第2パドル594は、第2シャフト591の回転に伴う回転によって、第2主搬送羽根592から合流部57に搬送されるトナーを合流排出口57Aへ送出する。第2下流側副搬送羽根595は、第2パドル594よりもトナーの搬送方向下流側において第2シャフト591上に配置された螺旋状羽根である。第2下流側副搬送羽根595は、第2主搬送羽根592とは反対の方向にトナーを搬送することで、第2水平搬送管56の下流端側にトナーが進入することを防止する。
既述の通り、第1水平搬送管55は第1水平方向D1に延び、第2水平搬送管56は第1水平方向D1に対して鋭角の角度を成す第2水平方向D2に延びている。このため、図6に示すように、第1水平搬送管55内の第1搬送スクリュー58と、第2水平搬送管56内の第2搬送スクリュー59とは、それぞれの第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの成す角θが鋭角となるように、上流側に対して下流側の領域部分が合流部57において近接するV字形状に配置される。これにより、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の各々によって搬送されるトナーを合流部57において効率良く合流させることができる。
合流部57は、第1水平搬送管55のトナー搬送方向下流側部分と第2水平搬送管56のトナー搬送方向下流側部分とにそれぞれ連通している。合流部57は、円形状の合流排出口57Aを有している。図6に示すように、合流排出口57Aは、合流部57を鉛直方向から見た平面視において、第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの間に配置される。合流部57は、第1搬送スクリュー58と第2搬送スクリュー59とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを、合流排出口57Aを通じて排出する。
第3垂直搬送管54は、合流排出口57Aから鉛直下方に延びる第3垂直管軸54Aを取り囲む周壁を有する円筒状に形成された管体である。第3垂直管軸54Aは、第3垂直搬送管54の中心軸となる。第3垂直搬送管54は、一端が合流部57における合流排出口57Aの開口端縁に接続されると共に、他端が現像装置23に接続される。このため、第3垂直搬送管54は、合流排出口57Aを通じて合流部57から排出されるトナーを現像装置23に向けて第3垂直管軸54Aに沿った鉛直下方に案内する。
複数のトナー補給ユニット5において、第3垂直搬送管54の各々は、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置されている。このため、各第3垂直搬送管54と連通する各色の現像装置23は、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。
また、隣接するトナー補給ユニット5間において、第3垂直搬送管54同士の配列方向(左右方向)の間隔は、同じ値に設定されている。図6を参照して具体的に説明すると、第1トナー補給ユニット5Y及び第2トナー補給ユニット5Cにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD1と、第2トナー補給ユニット5C及び第3トナー補給ユニット5Mにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD2と、第3トナー補給ユニット5M及び第4トナー補給ユニット5BKにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD3とが、同じ値に設定されている。このため、色毎に隣接する現像装置23同士の配列方向の間隔(現像装置ピッチ)が同じである。換言すると、各色の現像装置23が配列方向に沿って等間隔に配置される。
搬送駆動部70は、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を回転させる駆動力を発する。搬送駆動部70は、第1水平搬送管55及び第2水平搬送管56のトナー搬送方向上流側であって、合流部57とは反対側に配置される。搬送駆動部70の詳細について、図8を参照して説明する。搬送駆動部70は、モータ71と、ウォームホイール72、駆動ギア73、揺動ギア74、第1入力ギア75、第2入力ギア76、第1伝達ギア77、第2伝達ギア78、及び第3伝達ギア79によって構成される駆動伝達系と、を有している。
モータ71は、第1回転方向および前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転可能とされるブラシモータである。モータ71は、隣接するトナー補給ユニット5における駆動伝達系同士の間に配置される。例えば、第1トナー補給ユニット5Yのモータ71は、第1トナー補給ユニット5Yの駆動伝達系と、第2トナー補給ユニット5Cの駆動伝達系との間に配置される。モータ71の回転、停止及び回転方向は、後記の制御部80の駆動制御部801によって制御される。ウォームホイール72は、モータ71の出力軸に連結されている。モータ71の回転方向に応じて、ウォームホイール72も異なる回転方向に回転可能とされる。駆動ギア73は、ウォームホイール72と同軸上に連結され、ウォームホイール72を介してモータ71の回転駆動力を出力するギアである。駆動ギア73は、モータ71の回転方向に応じて異なる回転方向に回転可能である。
第1入力ギア75は、第1搬送スクリュー58の第1シャフト581の一端に固定されたギアであって、第1搬送スクリュー58にモータ71の回転駆動力を入力する。第1入力ギア75は、第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの成す角θに応じて傾斜したテーパー状のコニカルギアである。第1入力ギア75は、コニカルギアである第3伝達ギア79と噛み合っている。第3伝達ギア79は、第2伝達ギア78と噛み合い、その第2伝達ギア8と同軸上に第1伝達ギア77が配置されている。第2入力ギア76は、第2搬送スクリュー59の第12シャフト591の一端に固定されたギアであって、第2搬送スクリュー59にモータ71の回転駆動力を入力する。
揺動ギア74は、第2入力ギア76と第1伝達ギア77との間に配置され、駆動ギア73と噛み合うギアである。揺動ギア74は、駆動ギア73の回転方向に応じて、すなわちモータ71の回転方向に応じて、第1位置と第2位置との間で揺動可能なギアである。揺動ギア74は、前記第1位置において第1伝達ギア77と噛み合い、前記第2位置において第2入力ギア76と噛み合う。
モータ71が第1回転方向に回転されることに応じて揺動ギア74が、第1位置に揺動して第1伝達ギア77と噛み合った場合を想定する。この場合、モータ71の第1回転方向への回転駆動力が、第1伝達ギア77、第2伝達ギア78及び第3伝達ギア79の順に伝達される。これにより、第3伝達ギア79と噛み合う第1入力ギア75が回転し、この第1入力ギア75の回転に伴って第1搬送スクリュー58が回転する。すなわち、揺動ギア74は、第1位置において第1搬送スクリュー58の回転を許容する。
一方、モータ71が第2回転方向に回転されることに応じて揺動ギア74が、第2位置に揺動して第2入力ギア76と噛み合った場合を想定する。この場合、モータ71の第2回転方向への回転駆動力が、第2入力ギア76に伝達される。これにより、第2入力ギア76が回転し、この第2入力ギア76の回転に伴って第2搬送スクリュー59が回転する。すなわち、揺動ギア4は、第2位置において第2搬送スクリュー59の回転を許容する。
モータ71の回転方向に応じて揺動ギア74が揺動することによって、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59への回転駆動力の伝達が切り替えられる。これにより、単一のモータ71の回転駆動力を用いて、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を選択的に回転させることが可能となる。このため、トナー補給ユニット5をコンパクトかつ低コストで実現することができる。
なお、搬送駆動部70は、揺動ギア74を有する上記の構成に限定されるものではない。例えば、搬送駆動部70は、第1搬送スクリュー58の第1シャフト581に設けられた第1ワンウェイクラッチと、第2搬送スクリュー59の第2シャフト591に設けられた第2ワンウェイクラッチと、を有する構成であってもよい。この場合、第1ワンウェイクラッチは、モータ71が第1回転方向に回転されると第1搬送スクリュー58の回転を許容する一方、モータ71が第2回転方向に回転されると第1搬送スクリュー58の回転を規制する。第2ワンウェイクラッチは、モータ71が第2回転方向に回転されると第2搬送スクリュー59の回転を許容する一方、モータ71が第1回転方向に回転されると第2搬送スクリュー59の回転を規制する。このような構成の搬送駆動部70においては、モータ71の回転方向に応じてワンウェイクラッチによって、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59への回転駆動力の伝達が切り替えられる。これにより、単一のモータ71の回転駆動力を用いて、第1搬送スクリュー58及び第2搬送部スクリュー59を選択的に回転させることが可能となる。このため、トナー補給ユニット5をコンパクトかつ低コストで実現することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置10においては、各色の現像装置23の各々に対応してトナー補給ユニット5が設けられている。各トナー補給ユニット5においては、現像装置23に対して上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51が配置される。上トナーコンテナ50から排出されるトナーは、第1垂直搬送管52を通じて第1水平搬送管55内に流入し、第1水平搬送管55内に配置される第1搬送スクリュー58の回転によって合流部57へ搬送され、合流排出口57Aに連通する第3垂直搬送管54を通じて現像装置23に補給される。一方、下トナーコンテナ51から排出されるトナーは、第2垂直搬送管53を通じて第2水平搬送管56内に流入し、第2水平搬送管56内に配置される第2搬送スクリュー59の回転によって合流部57へ搬送され、合流排出口57Aに連通する第3垂直搬送管54を通じて現像装置23に補給される。上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51のうちの一方のコンテナが空になった場合でも、他方のコンテナからトナーを現像装置23に補給することが可能であるため、コンテナの交換に伴って画像形成動作が停止する頻度や時間を低減することができる。
既述の通り、第1搬送スクリュー58と第2搬送スクリュー59とは、それぞれの第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの成す角θが鋭角となるように、上流側に対して下流側の領域部分が合流部57において近接するV字形状に配置される。これにより、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の各々によって搬送されるトナーを合流部57において効率良く合流させることができる。
図6を参照して、複数のトナー補給ユニット5の配列方向(左右方向)において、隣接する現像装置23同士の間隔(現像装置ピッチ)と、隣接するトナー補給ユニット5間での上トナーコンテナ50同士の間隔(第1コンテナピッチ)とが異なる場合を想定する。この場合、隣接するトナー補給ユニット5間において、上トナーコンテナ50と連通する第1垂直搬送管52の第1垂直管軸52A同士の間隔PC1,PC2,PC3と、現像装置23と連通する第3垂直搬送管54の第3垂直管軸54A同士の間隔PD1,PD2,PD3とが、異なることになる。この場合、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の各回転軸58A,59Aと第3垂直管軸54Aとの間の合流部57における位置関係について、第3垂直管軸54Aの位置を、各回転軸58A,59Aの間の中央位置に設定すると、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θが、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれに応じてトナー補給ユニット5毎に異なってしまう。
そこで、本実施形態に係る各トナー補給ユニット5においては、合流部57を鉛直方向から見た平面視において、第1水平回転軸58Aと第3垂直管軸54Aとの間の第1軸間距離L1と、第2水平回転軸59Aと第3垂直管軸54Aとの間の第2軸間距離L2とは、互いに異なる値を取るように設定されている。すなわち、合流部57内において第3垂直管軸54Aの位置は、第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの間の中央位置ではなく、何れかの回転軸側に偏在している。第1軸間距離L1と第2軸間距離L2との差は、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれに応じて設定され、当該ピッチずれが大きくなるに従い大きい値に設定される。これにより、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θを複数のトナー補給ユニット5で一致させることができる。このため、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を駆動させるための搬送駆動部70の構成、例えば、コニカルギアからなる第1入力ギア75及び第3伝達ギア79を、複数のトナー補給ユニット5において共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
また、既述の通り、上トナーコンテナ50と連通する第1垂直搬送管52の長さは、下トナーコンテナ51と連通する第2垂直搬送管53の長さよりも長い値に設定されている。垂直搬送管の長さが長くなるに従って、当該垂直搬送管内に蓄積されたトナーに加わる圧縮力が大きくなり、トナーの流動性が低下する現象が生じ得る。第1垂直搬送管52内で流動性が低下した状態のトナーが第1水平搬送管55内に流入し、第1搬送スクリュー58によって合流部57に搬送された場合、合流排出口57Aから適切に第3垂直搬送管54へ排出されない現象が想定される。
このような想定に鑑みて、第1搬送スクリュー58に対応した第1軸間距離L1が第2軸間距離L2よりも短い値に設定される。これにより、第1搬送スクリュー58によって合流部57に搬送されたトナーの、第1搬送スクリュー58から合流排出口57Aに至るまでの流動距離を短くすることができる。このため、管長が長く設定されることに伴って第1垂直搬送管52内でトナーの流動性が低下した場合であっても、当該トナーを合流排出口57Aから第3垂直搬送管54へ効率良く排出することができる。
また、前記第1軸間距離L1は、合流排出口57Aの開口半径に、第1搬送スクリュー58に設けられた第1パドル584の回転半径を加算した値以下に設定される。同様に、前記第2軸間距離L2は、合流排出口57Aの開口半径に、第2搬送スクリュー59に設けられた第2パドル594の回転半径を加算した値以下に設定される。これにより、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59によって合流部57に搬送されたトナーが、各搬送スクリュー58,59と合流排出口57Aとの間に滞留する現象が生じる頻度を低減し、当該トナーを各パドル584,594によって合流排出口57Aから第3垂直搬送管54へ効率良く排出することができる。
なお、前記第1軸間距離L1と前記第2軸間距離L2とが異なる値であって、前記第1軸間距離L1が前記第2軸間距離L2よりも短い値に設定されるという技術思想は、4色のトナーに応じて4つのトナー補給ユニット5を備える画像形成装置10への適用に限定されるものではない。この技術思想は、1つのトナー補給ユニット5を備えた単色の画像形成装置(モノクロ機など)に適用されてもよい。上記の技術思想が単色の画像形成装置に適用された場合、管長が長く設定されることに伴って第1垂直搬送管52内でトナーの流動性が低下したとしても、当該トナーを合流排出口57Aから第3垂直搬送管54へ効率良く排出することができるという上記の作用効果が維持される。
図9は、画像形成装置10の制御部80のブロック図である。画像形成装置10は、各トナー補給ユニット5を制御する制御部80を備えている。制御部80は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。また、制御部80は、前述のモータ71に加え、コンテナ駆動部70C、第1搬送検知センサ81、第2搬送検知センサ82、モータ回転検知センサ83、及び表示部84などが電気的に接続されている。
表示部84は、画像形成装置10の不図示の操作部に備えられている。表示部84は、画像形成装置10の操作情報や動作情報などを表示する。
第1搬送検知センサ81、第2搬送検知センサ82、及びモータ回転検知センサ83は、複数のトナー補給ユニット5の各々に設けられるセンサである。第1搬送検知センサ81は、第1搬送スクリュー58の回転を検知するセンサである。第1搬送検知センサ81の構造は、特に限定されるものではない。第1搬送検知センサ81は、例えば、第1搬送スクリュー58の第1シャフト581に設けられ、複数のスリットが形成された被検知片と、そのスリットを透過する検知光を検知するPIセンサとによって構成することができる。また、第1搬送検知センサ81は、第1シャフト581に設けられたアクチュエータとそのアクチュエータに操作されるスイッチとによって構成されてもよい。
第2搬送検知センサ82は、第2搬送スクリュー59の回転を検知するセンサである。第2搬送検知センサ82の構造は、特に限定されるものではない。第2搬送検知センサ82は、例えば、第2搬送スクリュー59の第2シャフト591に設けられ、複数のスリットが形成された被検知片と、そのスリットを透過する検知光を検知するPIセンサとによって構成することができる。また、第2搬送検知センサ82は、第2シャフト591に設けられたアクチュエータとそのアクチュエータに操作されるスイッチとによって構成されてもよい。
モータ回転検知センサ83は、モータ71の回転を検知するセンサである。モータ回転検知センサ83の構造は、特に限定されるものではない。モータ回転検知センサ83は、例えば、モータ71に連結されるウォームホイール72に設けられ、複数のスリットが形成された被検知片と、そのスリットを透過する検知光を検知するPIセンサとによって構成することができる。また、モータ回転検知センサ83は、ウォームホイール72に設けられたアクチュエータとそのアクチュエータに操作されるスイッチとによって構成されてもよいし、前記アクチュエータに周期的負荷をかけてモータ71に供給される電流の変動を検知する構成であってもよい。
制御部80は、前記CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部801、消費量算出部802、及び記憶部803を備えるように機能する。
記憶部803は、駆動制御部801及び消費量算出部802によって参照される各種の閾値情報、演算に使用される定数などの演算情報を予め格納している。
駆動制御部801は、モータ71及びコンテナ駆動部70Cの駆動を制御する。駆動制御部801は、現像装置23からのトナーの補給要求に応じて上トナーコンテナ50から現像装置23にトナーを補給する第1補給状態と、下トナーコンテナ51から現像装置23にトナーを補給する第2補給状態とを切り替える。
前記第1補給状態では、駆動制御部801は、コンテナ駆動部70Cを制御して上トナーコンテナ50から第1垂直搬送管52を通じてトナーを排出させると共に、前記補給要求に応じてモータ71を第1回転方向に回転駆動させて第1搬送スクリュー58を回転させる。この際、第1搬送スクリュー58の回転が第1搬送検知センサ81によって検知されると共に、モータ71の第1回転方向への回転がモータ回転検知センサ83によって検知される。
一方、前記第2補給状態では、駆動制御部801は、コンテナ駆動部70Cを制御して下トナーコンテナ51から第2垂直搬送管53を通じてトナーを排出させると共に、前記補給要求に応じてモータ71を第2回転方向に回転駆動させて第2搬送スクリュー59を回転させる。この際、第2搬送スクリュー59の回転が第2搬送検知センサ82によって検知されると共に、モータ71の第2回転方向への回転がモータ回転検知センサ83によって検知される。
消費量算出部802は、第1搬送検知センサ81及び第2搬送検知センサ82の検知結果に基づいて、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の回転量(例えば回転時間)の累積値をそれぞれ算出する。また、消費量算出部802は、モータ回転検知センサ83の検知結果に基づいて、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を回転させるときのモータ71の回転量(例えば回転時間)の累積値を、スクリュー毎に算出する。消費量算出部802は、上記の各回転量の算出結果に応じて第1水平搬送管55及び第2水平搬送管56を流通するトナーの流量をそれぞれ算出することにより、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51のトナーの消費量をそれぞれ算出する。
第1水平搬送管55及び第2水平搬送管56におけるトナーの流量は、各搬送管の断面積と、各搬送スクリューの回転数(回転速度)と、第1主搬送羽根582及び第2主搬送羽根592の螺旋羽根のピッチとの積によって算出される。この際、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51から第1垂直搬送管562及び第2垂直搬送管53にトナーが随時補給されるため、第1水平搬送管55及び第2水平搬送管56はトナーで充填された状態が維持される。したがって、上記の積によって、トナーの流量が精度良く算出される。そして、算出された第1水平搬送管55又は第2水平搬送管56におけるトナーの流量に、前記各回転量(回転時間)の累積値を乗じることで、上トナーコンテナ50又は下トナーコンテナ51のトナー消費量が算出される。消費量算出部802によって算出されたトナー消費量に関する情報は、表示部84に表示される。
なお、消費量算出部802は、新品の上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51がそれぞれ画像形成装置10に装着されると、前記各回転量の累積値をリセットする。新品の上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51の装着に関する情報の取得には、各コンテナに備えられた不図示のRFIDメモリの情報が参照されてもよく、また、使用者やメンテナンス作業者によって画像形成装置10の不図示の操作部から入力されてもよい。また、消費量算出部802は、各トナーコンテナの消費量が、新品のトナーコンテナのトナー充填量に近づくと、表示部84にトナーコンテナのエンプティ情報を表示させる。この結果、使用者は、トナーコンテナが空に近づいていること又は空となったことを認識することができる。なお、前述のように、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51のうち、一方のトナーコンテナが空(エンプティ)になった場合、駆動制御部801は、他方のトナーコンテナから現像装置23にトナーを補給するように、コンテナ駆動部70C及びモータ71の駆動を切り替える。
図10は、本発明の変形実施形態に係るトナー補給ユニット5Aを上方から見た図である。画像形成装置10に適用されるトナー補給ユニットは、上記のトナー補給ユニット5に限定されるものではなく、図10に示すトナー補給ユニット5Aであってもよい。この場合、画像形成装置10は、複数の画像形成ユニット13の各々に対応して設けられた複数(少なくとも3つ)のトナー補給ユニット5Aを備える構成となる。本変形実施形態では、複数のトナー補給ユニット5Aとして、第1画像形成ユニット13Yに対応した第1トナー補給ユニット5AY、第2画像形成ユニット13Cに対応した第2トナー補給ユニット5AC、第3画像形成ユニット13Mに対応した第3トナー補給ユニット5AM、第4画像形成ユニット13BKに対応した第4トナー補給ユニット5ABKが備えられている。複数のトナー補給ユニット5Aとしての第1~第4トナー補給ユニット5AY,5AC,5AM,5ABKは、画像形成ユニット13と同じ配列方向(左右方向)に沿って配列される。第1~第4トナー補給ユニット5AY,5AC,5AM,5ABKは、用いるトナーの色が異なる以外は同一の構成を有するため、トナー補給ユニット5Aと総称することもある。
トナー補給ユニット5Aにおいては、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の各回転軸58A,59Aと第3垂直管軸54Aとの間の合流部57における位置関係が、上記のトナー補給ユニット5とは異なる。具体的に、トナー補給ユニット5Aにおいては、合流部57を鉛直方向から見た平面視で、第1水平回転軸58Aと第3垂直管軸54Aとの間の第1軸間距離L1と、第2水平回転軸59Aと第3垂直管軸54Aとの間の第2軸間距離L2とは、同値に設定されている。すなわち、合流部57内において第3垂直管軸54Aの位置は、第1水平回転軸58Aと第2水平回転軸59Aとの間の中央位置に設定される。この構成において、複数のトナー補給ユニット5Aの配列方向(左右方向)において、隣接する現像装置23同士の間隔(現像装置ピッチ)と、隣接するトナー補給ユニット5A間での上トナーコンテナ50同士の間隔(第1コンテナピッチ)とが異なる場合を想定する。この場合、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θが、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれに応じてトナー補給ユニット5A毎に異なってしまう。
本変形実施形態において、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θを複数のトナー補給ユニット5Aで一致させるための態様は、第1態様と第2態様とに大別される。以下では、これら第1態様及び第2態様について、順次説明する。
まず、本変形実施形態に係る第1態様では、隣接するトナー補給ユニット5A間において、第1垂直搬送管52同士の配列方向(左右方向)の間隔、及び、第2垂直搬送管53同士の配列方向(左右方向)の間隔は、同じ値に設定されている。図10を参照して具体的に説明すると、第1トナー補給ユニット5AY及び第2トナー補給ユニット5ACにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC1と、第2トナー補給ユニット5AC及び第3トナー補給ユニット5AMにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC2と、第3トナー補給ユニット5AM及び第4トナー補給ユニット5ABKにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC3とが、同じ値に設定されている。このため、隣接するトナー補給ユニット5A間での上トナーコンテナ50同士の配列方向の間隔(第1コンテナピッチ)が同じであると共に、下トナーコンテナ51同士の配列方向の間隔(第2コンテナピッチ)が同じである。換言すると、複数の上トナーコンテナ50が配列方向に沿って等間隔に配置されると共に、複数の下トナーコンテナ51が配列方向に沿って等間隔に配置される。
また、隣接するトナー補給ユニット5A間において、第3垂直搬送管54同士の配列方向(左右方向)の間隔は、同じ値に設定されている。図10を参照して具体的に説明すると、第1トナー補給ユニット5AY及び第2トナー補給ユニット5ACにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD1と、第2トナー補給ユニット5AC及び第3トナー補給ユニット5AMにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD2と、第3トナー補給ユニット5AM及び第4トナー補給ユニット5ABKにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD3とが、同じ値に設定されている。このため、色毎に隣接する現像装置23同士の配列方向の間隔(現像装置ピッチ)が同じである。換言すると、各色の現像装置23が配列方向に沿って等間隔に配置される。
更に、各トナー補給ユニット5Aにおいて、第1垂直搬送管52と第2垂直搬送管53とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置されている。このため、第1垂直搬送管52と連通する上トナーコンテナ50と、第2垂直搬送管53と連通する下トナーコンテナ51とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。この状態で、複数のトナー補給ユニット5Aにおいて、第1垂直搬送管52、又は、第3垂直搬送管54は、ドラム軸20Aに沿った前後方向において互いに異なる位置に配置されている。この際、第1垂直搬送管52の各々を前後方向に互いに異なる位置に配置させる場合には、第3垂直搬送管54の各々を前後方向に同じ位置に配置させる。また、第3垂直搬送管54の各々を前後方向に互いに異なる位置に配置させる場合には、第1垂直搬送管52の各々を前後方向に同じ位置に配置させる。
第1垂直搬送管52の各々、又は、第3垂直搬送管54の各々の前後方向に沿った位置ずれ量は、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれに応じて設定され、当該ピッチずれが大きくなるに従い大きい値に設定される。これにより、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θを複数のトナー補給ユニット5Aで一致させることができる。このため、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を駆動させるための搬送駆動部70の構成、例えば、コニカルギアからなる第1入力ギア75及び第3伝達ギア79を、複数のトナー補給ユニット5Aにおいて共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
次に、本変形実施形態に係る第2態様では、各トナー補給ユニット5Aにおいて、第1垂直搬送管52と第2垂直搬送管53とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置されている。このため、第1垂直搬送管52と連通する上トナーコンテナ50と、第2垂直搬送管53と連通する下トナーコンテナ51とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。更に、複数のトナー補給ユニット5Aにおいて、第1垂直搬送管52の各々と、第2垂直搬送管53の各々とは、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。すなわち、複数のトナー補給ユニット5Aの各々に備えられる全ての第1垂直搬送管52及び第2垂直搬送管53が、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。このため、複数のトナー補給ユニット5Aの各々に備えられる全ての上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51が、ドラム軸20Aに沿った前後方向において同じ位置に配置される。
そして、隣接するトナー補給ユニット5A間において、第1垂直搬送管52同士の配列方向(左右方向)の間隔、又は、第3垂直搬送管54同士の配列方向(左右方向)の間隔は、異なる値に設定されている。この際、隣接する第1垂直搬送管52同士の配列方向の間隔を異なる値に設定する場合には、隣接する第3垂直搬送管54同士の配列方向の間隔を同じ値に設定する。また、隣接する第3垂直搬送管54同士の配列方向の間隔を異なる値に設定する場合には、隣接する第1垂直搬送管52同士の配列方向の間隔を同じ値に設定する。
図10を参照して具体的に説明すると、第1トナー補給ユニット5AY及び第2トナー補給ユニット5ACにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC1と、第2トナー補給ユニット5AC及び第3トナー補給ユニット5AMにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC2と、第3トナー補給ユニット5AM及び第4トナー補給ユニット5ABKにおける第1垂直搬送管52同士の間隔PC3とが、異なる値に設定される。この場合、隣接するトナー補給ユニット5A間での上トナーコンテナ50同士の間隔(第1コンテナピッチ)が配列方向に異なると共に、下トナーコンテナ51同士の間隔(第2コンテナピッチ)が配列方向に異なる。或いは、第1トナー補給ユニット5AY及び第2トナー補給ユニット5ACにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD1と、第2トナー補給ユニット5AC及び第3トナー補給ユニット5AMにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD2と、第3トナー補給ユニット5AM及び第4トナー補給ユニット5ABKにおける第3垂直搬送管54同士の間隔PD3とが、異なる値に設定される。この場合、色毎に隣接する現像装置23同士の間隔(現像装置ピッチ)が配列方向に異なる。
隣接する第1垂直搬送管52同士の間隔、又は、隣接する第3垂直搬送管54同士の間隔の配列方向に沿ったずれ量は、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれに応じて設定され、当該ピッチずれが大きくなるに従い大きい値に設定される。これにより、現像装置ピッチと第1コンテナピッチとの間のピッチずれを吸収し、V字形状に配置された第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59の成す角θを複数のトナー補給ユニット5Aで一致させることができる。このため、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59を駆動させるための搬送駆動部70の構成、例えば、コニカルギアからなる第1入力ギア75及び第3伝達ギア79を、複数のトナー補給ユニット5Aにおいて共通化することができ、低コスト化を図ることができる。
以上、本発明の一実施形態に係る画像形成装置10につき詳細に説明した。このような構成によれば、各トナー補給ユニット5において、第1搬送スクリュー58及び第2搬送スクリュー59によって搬送されるトナーを合流部57で効率良く合流させることが可能であると共に、各搬送スクリュー58,59を駆動させる搬送駆動部70を複数のトナー補給ユニット5間で共通化することが可能な画像形成装置を提供することができる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
上記の実施形態では、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51は、コンテナの本体部分が回転することで、内部のトナーを搬送する態様にて説明したが、トナーコンテナは、内部にスクリューなどの回転可能なトナー搬送部材を備えるものでもよい。
また、上トナーコンテナ50及び下トナーコンテナ51からのトナー排出を行うために駆動制御部801が参照する現像装置23からのトナーの補給要求は、上記の態様に限定されるものではない。画像形成装置10における画像情報や、中間転写ユニット14の中間転写ベルト141上のパッチ画像の濃度情報など、その他の情報によって、現像装置23に対するトナー補給が判断される態様でもよい。
10 画像形成装置
13 画像形成ユニット
20 感光体ドラム
20A ドラム軸
23 現像装置
5 トナー補給ユニット
50 上トナーコンテナ(第1コンテナ)
51 下トナーコンテナ(第2コンテナ)
52 第1垂直搬送管
52A 第1垂直管軸
53 第2垂直搬送管
53A 第2垂直管軸
54 第3垂直搬送管
54A 第3垂直管軸
55 第1水平搬送管
55A 第1流入口
56 第2水平搬送管
56A 第2流入口
57 合流部
57A 合流排出口
58 第1搬送スクリュー(第1搬送部材)
58A 第1水平回転軸
581 第1シャフト
582 第1主搬送羽根
583 第1上流側副搬送羽根
584 第1パドル
585 第1下流側副搬送羽根
59 第2搬送スクリュー(第2搬送部材)
59A 第2水平回転軸
591 第2シャフト
592 第2主搬送羽根
593 第2上流側副搬送羽根
594 第2パドル
595 第2下流側副搬送羽根
70 搬送駆動部
71 モータ
74 揺動ギア
80制御部
81 第1搬送検知センサ
82 第2搬送検知センサ
83 モータ回転検知センサ
D1 第1水平方向
D2 第2水平方向
L1 第1軸間距離
L2 第2軸間距離

Claims (8)

  1. 水平に延びるドラム軸回りに回転可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラムにトナーを供給する現像装置とを有し、前記ドラム軸と水平に直交する配列方向に沿って配列される複数の画像形成ユニットと、
    前記複数の画像形成ユニットの各々に対応して設けられ、前記現像装置にトナーを補給する複数のトナー補給ユニットと、を備え、
    前記複数のトナー補給ユニットの各々は、
    内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能な第1コンテナ及び第2コンテナと、
    前記第1コンテナから鉛直下方に延びる第1垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第1コンテナから排出されるトナーを前記第1垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第1垂直搬送管と、
    前記第2コンテナから鉛直下方に延びる第2垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第2コンテナから排出されるトナーを前記第2垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第2垂直搬送管と、
    前記ドラム軸及び前記配列方向と交差する第1水平方向に延びる筒状に形成され、前記第1垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第1流入口を有する第1水平搬送管と、
    前記第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びる筒状に形成され、前記第2垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第2流入口を有する第2水平搬送管と、
    前記第1水平方向に沿った第1水平回転軸回りの回転が可能に前記第1水平搬送管内に配置され、前記第1流入口を通じて前記第1水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第1搬送部材と、
    前記第2水平方向に沿った第2水平回転軸回りの回転が可能に前記第2水平搬送管内に配置され、前記第2流入口を通じて前記第2水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第2搬送部材と、
    前記第1水平搬送管の下流側部分と前記第2水平搬送管の下流側部分とにそれぞれ連通し、前記第1搬送部材と前記第2搬送部材とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを排出する合流排出口を有する合流部と、
    前記合流排出口から鉛直下方に延びる第3垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記合流排出口を通じて前記合流部から排出されるトナーを前記現像装置に向けて前記第3垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第3垂直搬送管と、
    前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材を回転させる駆動力を発する搬送駆動部と、を含み、
    前記合流部を鉛直方向から見た平面視において、
    前記合流排出口は、前記第1水平回転軸と前記第2水平回転軸との間に配置され、
    前記第1水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、前記第2水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、互いに異なる値を取るように設定されている、画像形成装置。
  2. 前記第1コンテナは、前記第2コンテナの上方において、鉛直方向から見た平面視で前記第2コンテナの一部と重なるように配置され、
    前記第1垂直搬送管の前記第1垂直管軸に沿った長さは、前記第2垂直搬送管の前記第2垂直管軸に沿った長さよりも長い値に設定され、
    前記第1軸間距離は、前記第2軸間距離よりも短い値に設定される、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 水平に延びるドラム軸回りに回転可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラムにトナーを供給する現像装置とを有し、前記ドラム軸と水平に直交する配列方向に沿って配列される少なくとも3つの画像形成ユニットと、
    前記少なくとも3つの画像形成ユニットの各々に対応して設けられ、前記現像装置にトナーを補給する少なくとも3つのトナー補給ユニットと、を備え、
    前記少なくとも3つのトナー補給ユニットの各々は、
    内部にトナーを貯留しかつトナーを排出可能な第1コンテナ及び第2コンテナと、
    前記第1コンテナから鉛直下方に延びる第1垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第1コンテナから排出されるトナーを前記第1垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第1垂直搬送管と、
    前記第2コンテナから鉛直下方に延びる第2垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記第2コンテナから排出されるトナーを前記第2垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第2垂直搬送管と、
    前記ドラム軸及び前記配列方向と交差する第1水平方向に延びる筒状に形成され、前記第1垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第1流入口を有する第1水平搬送管と、
    前記第1水平方向に対して鋭角の角度を成す第2水平方向に延びる筒状に形成され、前記第2垂直搬送管の下端に接続されてトナーが流入する第2流入口を有する第2水平搬送管と、
    前記第1水平方向に沿った第1水平回転軸回りの回転が可能に前記第1水平搬送管内に配置され、前記第1流入口を通じて前記第1水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第1搬送部材と、
    前記第2水平方向に沿った第2水平回転軸回りの回転が可能に前記第2水平搬送管内に配置され、前記第2流入口を通じて前記第2水平搬送管内に流入したトナーを回転によって下流側へ搬送する第2搬送部材と、
    前記第1水平搬送管の下流側部分と前記第2水平搬送管の下流側部分とにそれぞれ連通し、前記第1搬送部材と前記第2搬送部材とによって搬送されるトナーをそれぞれ内部に受け入れると共に、その受け入れたトナーを排出する合流排出口を有する合流部と、
    前記合流排出口から鉛直下方に延びる第3垂直管軸を取り囲む周壁を有する筒状に形成され、前記合流排出口を通じて前記合流部から排出されるトナーを前記現像装置に向けて前記第3垂直管軸に沿った鉛直下方に案内する第3垂直搬送管と、
    前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材を回転させる駆動力を発する搬送駆動部と、を含み、
    前記合流部を鉛直方向から見た平面視において、
    前記合流排出口は、前記第1水平回転軸と前記第2水平回転軸との間に配置され、
    前記第1水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第1軸間距離と、前記第2水平回転軸と前記第3垂直管軸との間の第2軸間距離とは、同値に設定され、
    前記少なくとも3つのトナー補給ユニットにおいて隣接する前記第1垂直搬送管同士の前記配列方向の間隔、又は、前記第3垂直搬送管同士の前記配列方向の間隔は、異なる値に設定されている、画像形成装置。
  4. 前記第1搬送部材は、
    前記第1水平回転軸上に配置され、前記搬送駆動部の駆動力によって回転される第1シャフトと、
    前記第1シャフト上に配置され、前記第1シャフトの回転に伴う回転によってトナーを下流側へ搬送する第1搬送羽根と、
    前記第1シャフト上の前記第1搬送羽根よりも下流側において前記合流部内に配置され、前記第1シャフトの回転に伴う回転によって、前記第1搬送羽根から搬送されるトナーを前記合流排出口へ送出する第1パドルと、を有し、
    前記第2搬送部材は、
    前記第2水平回転軸上に配置され、前記搬送駆動部の駆動力によって回転される第2シャフトと、
    前記第2シャフト上に配置され、前記第2シャフトの回転に伴う回転によってトナーを下流側へ搬送する第2搬送羽根と、
    前記第2シャフト上の前記第2搬送羽根よりも下流側において前記合流部内に配置され、前記第2シャフトの回転に伴う回転によって、前記第2搬送羽根から搬送されるトナーを前記合流排出口へ送出する第2パドルと、を有し、
    前記第1軸間距離は、前記合流排出口の開口半径に前記第1パドルの回転半径を加算した値以下に設定され、
    前記第2軸間距離は、前記合流排出口の開口半径に前記第2パドルの回転半径を加算した値以下に設定される、請求項1~のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記搬送駆動部は、
    第1回転方向及び前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転可能なモータと、
    前記モータの回転方向に応じて第1位置と第2位置との間で揺動可能なギアであって、前記第1位置において前記第1搬送部材の回転を許容し、前記第2位置において前記第2搬送部材の回転を許容する揺動ギアと、を有する、請求項1~のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記搬送駆動部は、
    第1回転方向及び前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転可能なモータと、
    前記モータが前記第1回転方向に回転されると前記第1搬送部材の回転を許容する一方、前記モータが前記第2回転方向に回転されると前記第1搬送部材の回転を規制する第1ワンウェイクラッチと、
    前記モータが前記第2回転方向に回転されると前記第2搬送部材の回転を許容する一方、前記モータが前記第1回転方向に回転されると前記第2搬送部材の回転を規制する第2ワンウェイクラッチと、を有する、請求項1~のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記各トナー補給ユニットは、
    前記第1搬送部材の回転を検知する第1搬送検知センサと、
    前記第2搬送部材の回転を検知する第2搬送検知センサと、を更に含む、請求項又はに記載の画像形成装置。
  8. 前記各トナー補給ユニットは、前記モータの回転を検知するモータ回転検知センサを、更に含む、請求項5~7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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