JP2006126570A - トナー供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器とは別に設けられたトナー収容部からトナー補給部材によって現像器にトナーを供給するようにした装置において、トナー補給部材の内部にトナーが残留するのを抑え、トナー飛散による機内の汚染を抑える。
【解決手段】 この現像装置は、トナー供給パイプ２５の中心軸と水平線との角度はトナーの安息角以上になるように配置しているため、トナーがパイプ２５の内部に残留するのを抑えることができる。さらに、トナー供給パイプ２５の先端と現像器１６のトナー供給口１８ａにそれぞれシャッタを設けているため、トナーが装置内に漏れることを防ぐことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像形成装置、特に現像器とは別に設けられたトナー収容部から現像器にトナーを供給するためのトナー供給装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置では、像担持体である感光体ドラムの周辺に帯電器、露光器、現像装置、転写装置、クリーニング装置等が設けられている。また、感光体ドラムの転写材下流側には定着装置が設けられている。このような画像形成装置では、まず、帯電器により感光体ドラムの表面が一様に帯電される。その後、画像情報に基づき、露光器によって感光体ドラムが露光され、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置によって現像される。ここで、フルカラー画像形成装置の場合は、シアン現像剤、マゼンダ現像剤、イエロー現像剤、ブラック現像剤をそれぞれ収容する４つ現像ユニットが設けられ、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４つの色のトナー画像が現像される。その後、現像されたトナー画像は、転写装置により転写材上に転写され、さらに定着装置により定着して排出部に排出される。感光体ドラムに残留した残留現像剤は、クリーニング手段によりクリーニングされる。

このような画像形成過程において、現像に伴い現像ユニット内に収容されているトナーが消費されるので、トナーを供給することが必要である。画像形成に伴い消費されたトナーを供給する方法として、おおむね二つの方式がある。

第一方式は、現像ユニット内に一定量のトナーを充填しておき、トナーがなくなると現像ユニットごと交換させるものである。この場合は、現像ユニットはトナーコンテナと一体にカートリッジ化されているため、現像ユニットへのトナーのみの供給を行う必要がなく、現像ユニットのメンテナンスの容易化を図ることができる（特許文献１）。

第二方式は、現像ユニットの外部にトナーコンテナを設け、外部からトナーの供給を行う方式である。近年来、フルカラー画像形成装置の個人的利用の増加に伴い、画像形成装置の小型化が求められている。したがって、画像形成装置の小型化を図るためには現像ユニットの小型化が必要となる。そこで、トナーコンテナを現像ユニットの外部に設けることで、現像ユニットの小型化を図ることが可能である（特許文献２，３）。
特開２００４-４５９６０号公報 特開２００１-１３４０４５号公報 特開平１０-１９８１４９号公報

特許文献１のように、現像ユニットをトナーコンテナと一体にカートリッジ化する場合、外部から現像器へトナーが供給されないために、通常、４０００枚程度印刷可能なトナーを現像ユニットにあらかじめ充填しておく必要がある。このため、現像ユニットの小型化を実現し難い。現像ユニットの小型化を実現するために、トナーの印刷可能容量を４０００枚以下に設定することも可能であるが、一枚当たりのコストが高くなる。また、トナーがなくなると現像ユニットごと交換しなければならず、環境への負荷が大きくなる。

一方、現像ユニットの外部にトナーコンテナを設け、外部からトナーの供給を行う方式では、トナーコンテナから現像ユニットにトナーを供給するための部材が必要になる。例えば特許文献２に示された装置では、各現像ユニットにトナーを供給するための複数のトナー補給路が設けられ、また特許文献３に示された装置では、各現像ユニットにトナーを補給するための複数のトナー補給パイプが設けられている。そして、トナーコンテナからのトナーはこれらのトナー補給路やトナー補給パイプを介して現像ユニットに供給されるようになっている。

しかし、従来の装置においては、トナー補給路あるいはトナー補給パイプの内部にトナーが残ってしまう場合がある。特に特許文献３に示された装置では、トナー補給パイプが現像ユニットに対して進退するために、トナー補給パイプが現像ユニットから離れた際に、トナー補給パイプの内部に残ったトナーが機内に飛散し、機内を汚染してしまうという問題がある。

本発明の目的は、現像器とは別に設けられたトナー収容部からトナー補給部材によって現像器にトナーを供給するようにした装置において、トナー補給部材の内部にトナーが残留するのを抑え、トナー飛散による機内の汚染を抑えることにある。

請求項１に係るトナー供給装置は、トナー収容部に収容されたトナーを画像形成装置の現像装置に供給するためのトナー供給装置であって、トナー収容部からトナーを搬送するための搬送パイプと、搬送パイプからのトナーを下方の現像装置に供給するための少なくとも１つの供給パイプとを備えている。搬送パイプは、トナー収容部に連結されており、内部に回転可能な搬送部材を備えている。供給パイプは、上部に搬送パイプが連結され、下端が現像装置の内部に進入可能である。また、供給パイプの内部には回転可能であってトナーを下方に搬送する搬送部材が設けられている。さらに、供給パイプは、水平線に対して中心軸がトナーの安息角度以上になるように配置されている。

この装置では、トナー収容部は現像装置から離れた位置に配置されている。そして、トナーは搬送パイプを介して供給パイプに搬送され、この供給パイプから下方の現像装置に供給される。

ここでは、トナーは供給パイプ内部を上方から下方の現像装置へ供給されるが、供給パイプは水平線に対して中心軸がトナーの安息角度以上になるように配置されているため、供給パイプ内部にトナーが残留するのを抑えることができる。したがって、供給パイプを現像装置から抜き出した際にも、残留トナーによる機内汚染を防止することができる。

請求項２に係る装置は、請求項１に記載の装置において、画像形成装置は表面に静電潜像が形成される像担持体を有している。また、現像装置は、複数の現像器と、回転枠とを有している。複数の現像器は、それぞれ異なる現像色に対応して設けられている。回転枠は、複数の現像器を円周方向に並べて支持し、回転することによって複数の現像器のそれぞれを像担持体に対向配置させるためのものである。そして、供給パイプは各現像器に対応して設けられている。

この画像形成装置は、複数の現像器を円周方向に並べて支持し、回転することによって複数の現像器のそれぞれを像担持体に対向させて現像するいわゆる回転式現像装置を有している。そこで、トナー収容部を現像装置の外部に配置させることで、回転枠の直径を小さくすることができ、画像形成装置全体の小型化を実現することができる。

請求項３に係るトナー供給装置は、請求項１または２に記載の装置において、供給パイプは、トナー供給経路に現像装置へのトナーの供給を禁止あるいは許容するためのシャッタを有している。

この装置では、供給パイプから現像装置へのトナーの供給を行う際は、供給パイプのトナー供給経路に設けられているシャッタを開き、現像装置へのトナーの供給を停止する際は、供給パイプのトナー供給経路に設けられているシャッタを閉める。したがって、仮に供給パイプ内部にトナーが残留していても、供給パイプからのトナーの漏れを防ぐことができる。

請求項４に係る装置は、請求項１から３のいずれかに記載の装置において、現像器にはトナー供給用の開口が形成されており、現像器のトナー供給用開口にはシャッタが設けられている。

この装置では、現像器のトナー供給用開口にシャッタが設けられ、トナー供給を行う際は、このシャッタが開かれ供給パイプによりトナーを現像装置内に供給し、トナー供給を停止する際は、このシャッタが閉められる。したがって、トナーが現像器のトナー供給用開口から装置内に漏れることを防ぐことができる。

以上のように本発明では、供給パイプの上部に外部から搬送されてきたトナーを、下方の現像装置に供給する装置において、供給パイプを、その中心軸が水平線に対してトナーの安息角度以上になるように配置したので、供給パイプ内部にトナーが残留するのを抑えることができ、供給パイプ内部に残留したトナーが機内に飛散することによる機内の汚染を抑えることができる。

図１に本発明の一実施形態によるカラー画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。

［全体構成］
このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータ等に接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。また、このカラープリンタ１は、図１において右側がオペレータが操作する側であり、以下では、図１における装置の右側を手前側、左側を奥側とする。

カラープリンタ１は、感光体ドラム２と、回転現像装置３と、レーザユニット４と、トナー収容部５と、トナー供給装置６と、中間転写ベルト７と、２次転写ローラ８と、定着装置９とを有している。

［感光体ドラム］
感光体ドラム２は、表面に静電潜像が形成されるものであり、装置のほぼ中央に回転自在に設けられ、その回転軸は装置の手前側から見て横方向に延びるように、すなわち図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム２の上部には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ１０が設けられている。また感光体ドラム２の側方には、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１１が設けられている。

［回転現像装置］
回転現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものであり、感光体ドラム２に隣接して、中心が感光体ドラム２の中心とほぼ同じ高さ位置になるように設けられている。この回転現像装置３は、回転枠１５と、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１５に支持された４つの現像器１６とを有している。回転枠１５は、感光体ドラム２の回転軸と平行な軸の回りに回転自在な円筒形状であり、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられるようになっている。また、回転枠１５は、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠によって円周方向に４等分された４つの区画を有しており、各区画にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１６が配置されている。

各現像器１６は、それぞれほぼ同様の構成であり、感光体ドラム２に対向配置可能な現像ローラや、トナー攪拌用の攪拌ローラ等が設けられている。４つの現像器１６のうちの１つを図２に示す。ここで、本発明では、トナー収容部（後述）が現像器１６とは別に離れて設けられており、したがって本実施形態の現像器自体のトナー収容スペースは小さく、トナー収容部を現像器内部に有する装置に比較して、現像器１６自体は小型化されている。また、トナー収容部からトナーを現像器１６の内部に供給するために、現像器１６のケース１７の外周側に、図２に示すようなトナー供給部１８が設けられている。このトナー供給部１８は、ケース１７の一部に開口を形成するとともに、この開口にスリット１８ａが形成された弾性部材を固定してなるものである。

［レーザユニット］
レーザユニット４は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体ドラム２を走査露光するものであり、感光体ドラム２の上方で、かつ回転現像装置３の回転軸より装置奥側に配置されている。正確には、レーザユニット４の前端（レーザ光が発射される側の端部）が、回転現像装置３の回転軸のほぼ真上に位置し、後端側に行くにつれて下方に傾斜し、後端は回転現像装置３の上端部よりは下方に位置している。なお、レーザユニット４の内部の構成は、従来の構成と同様であり、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している。また、レーザユニット４のレーザ光路の前方には、反射ミラー２０が設けられている。したがって、図１の一点鎖線で示すように、レーザユニット４から発射されたレーザ光は、この反射ミラー２０によって屈曲し、回転現像装置３の装置手前側上方を通過し、感光体ドラム２の表面に照射されるようになっている。

［トナー収容部］
トナー収容部５は、回転現像装置３の各現像器１６に対して供給するトナーを収容する部分であり、感光体ドラム２の上方で、かつレーザユニット４と対向する側（装置手前側）に配置されている。このトナー収容部５は、図５に示すように、横方向（図１の紙面垂直方向）に並べて配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのそれぞれの各色のトナーを収容する４つの収容部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを有している。また、このトナー収容部５は、装置の手前側に取り出しが可能となっている。

［トナー供給装置］
トナー供給装置６は、トナー収容部５に収容された各色のトナーを、対応する現像器１６に供給するためのものであり、感光体ドラム２の上方において、レーザユニット４とトナー収容部５との間のスペースに配置されている。このトナー供給装置６は、図３に示すように、上下方向に移動可能な４つのトナー供給パイプ２５と、トナー収容部５の各色のトナーを収容している部分と対応するトナー供給パイプ２５とを連結する４つの搬送パイプ２６と、各トナー供給パイプ２５を上下動させるための駆動機構２７とを有している。

トナー供給パイプ２５は、上下方向に長く、上端が装置手前側に、下端が装置奥側に傾斜しており、その中心軸が水平線に対してトナーの安息角度以上の角度（θ）になるように設定されている。本実施形態で使用する黒トナーの安息角は５０°、カラートナーの安息角は４０°である。そこで、図３に示すように、トナー補給パイプ２５は、その中心軸が水平線に対して角度（θ）を７０°に設定されている。また、このトナー供給パイプ２５は、先端が先細形状となっており、下方に移動した際には、先端が現像器１６のトナー供給部１８に形成されたスリット１８ａを通って内部に進入可能である。また、トナー供給パイプ２５の内部には、トナーを搬送するためのスパイラル部材３０が回転可能に設けられている。

搬送パイプ２６は、トナー供給パイプ２５の上下動に追従して移動可能なように、可撓性を有するパイプである。そして、内部には、コイルスプリング３１が配置されており、図示しない駆動機構によって回転させられて、これによりトナーが搬送パイプ２６内を通ってトナー供給パイプ２５側に搬送される。

駆動機構２７は、トナー供給パイプ２５の外周部に、軸方向に沿って設けられたラック３２と、このラック３２に噛み合うピニオンギア３３とを有している。ピニオンギア３３は装置のフレームに回転自在に支持されており、図４に示すように、モータ３３ａ及びウォーム、ウォームホイル及び減速ギア列によって駆動されるようになっている。そして、この駆動機構２７によって、４つのトナー供給パイプ２５は、上方の待避位置（図１の実線で示す位置）と、下方で先端部が現像器１６の内部に進入した供給位置（図１の二点鎖線で示す位置）とを取り得る。ここで、前述のように、レーザユニット４のレーザ光は、回転現像装置３の装置手前側上方を通過する。すなわち、レーザ光路とトナー供給パイプ２５の移動経路とは交差しており、トナー供給パイプ２５が待避位置に位置しているときにはレーザ光路はトナー供給パイプ２５によって遮られることはないが、トナー供給パイプ２５が供給位置に位置しているときには、このトナー供給パイプ２５によってレーザ光路が遮られている。

なお、トナー供給パイプ２５は、このトナー供給パイプ２５が供給位置に位置するときにのみ開くシャッタ機構を有している。具体的には、図３〜図６に示すように、トナー供給パイプ２５は内筒部２５１と外筒部２５２とを有する２重構造になっており、これらの各筒部２５１，２５２の先端部には、円周方向の一部に開口２５１ａ，２５２ａが形成されている。ここで、外筒部２５２の開口２５２ａは内筒部２５１の開口２５１ａよりも開口角度が小さくなっている。また、外筒部２５２は、図４に示すように外周面に突起２５２ｂが形成されており、この突起２５２ｂが外筒部２５２のさらに外周に配置され螺旋状ガイド部２８ａが形成された回転カム２８に係合している。なお、図４では、理解の便宜のために、回転カム２８は分解して示している。そして、トナー供給パイプ２５が上方の待避位置にあるときには、内筒部２５１の開口２５１ａと外筒部２５２の開口２５２ａとは一致せず（図６（ａ）：シャッタ閉）、トナーが外部に漏れ出ない。一方、トナー供給パイプ２５が下方に移動する際に、外筒部２５２が突起２５２ｂと回転カム２８の螺旋状ガイド部２８ａとの係合によって回転し、トナー供給パイプ２５の先端部が現像器１６の内部に進入して供給位置に位置した際には、内筒部２５１の開口２５１ａと外筒部２５２の開口２５２ａとが一致し（図６（ｂ）及び（ｃ）：シャッタ開）、内部のトナーが開口２５１ａ，２５２ａから現像器１６の内部に供給されるようになっている。

［中間転写ベルト］
中間転写ベルト７は、感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が順次転写されるものであり、感光体ドラム２及びトナー収容部５の下方に配置されている。この中間転写ベルト７は、対向して配置された駆動ローラ３５と従動ローラ３６との間に掛け渡されている。また、転写ベルト７の感光体ドラム２と対向する部分は、１対の１次転写ローラ３７ａ，３７ｂによって感光体ドラム２に当接するように構成されている。

これらの各構成部材の配置について、より詳細に説明する。駆動ローラ３５は、感光体ドラム２と回転現像装置３との接触部のほぼ真下に位置し、その中心は回転現像装置３の最下端よりもさらに下方に位置している。そして、図示しないモータ及びギアを含む駆動部によって駆動されるようになっている。従動ローラ３６は、トナー収容部５の装置手前側の底部に近接して配置されており、その高さ位置はほぼ感光体ドラム２と同じ位置である。この従動ローラ３６はバネ３８によって駆動ローラ３５から離れる側に付勢されており、これにより中間ベルト７に所定の張力が与えられている。また、１次転写ローラ３７ａ，３７ｂは互いに近接して感光体ドラム２の下方に設けられ、これにより、転写ベルト７の所定範囲が感光体ドラム２に当接されている。

なお、駆動ローラ３５の装置奥側で、回転現像装置３の下方には、転写ベルト７を清掃するためのベルトクリーニング装置４０が設けられている。このベルトクリーニング装置４０は、駆動ローラ３５と対向する位置に設けられ転写ベルト７の表面に摺接するファーブラシ４１と、ファーブラシ４１の上方にファーブラシ４１と接触するように配置されたクリーニングローラ４２と、先端がクリーニングローラ４２の表面に接触するように配置されたブレード４３と、ブレード４３の下方に並べて配置された回収スパイラル４４とを有している。

このクリーニング装置４０においては、中間転写ベルト７の付着物はファーブラシ４１によって掻き取られ、ファーブラシ４１に掻き取られた付着物はクリーニングローラ４２に回収される。そして、クリーニングローラ４２側に回収された付着物は、ブレード４３によってクリーニングローラ４２の表面から掻き落とされ、回収スパイラル４４によって図示しない回収部に回収される。

［２次転写ローラ］
２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に転写された画像を、搬送されてきた用紙に転写するためのものであり、駆動ローラ３５の下方に駆動ローラ３５と対向するように配置されている。そして、この２次転写ローラ８には、図示しない電圧印加手段によって、用紙に対して、画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。

［定着装置］
定着装置９は、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するためのものであり、回転現像装置３の下方で、かつ装置奥側に配置されている。この定着装置９は、ヒータを内蔵する加熱ローラ９ａと加熱ローラ９ａに圧接する加圧ローラ９ｂとを有しており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送する。

［排出部］
このプリンタ１では、装置の上部表面、すなわち、レーザユニット４、トナー供給装置６及びトナー収容部５の上方に、画像が形成された用紙を載置するための排出部５０が形成されている。この排出部５０は、レーザユニット４側（装置奥側）が最も低く、トナー収容部５側（装置手前側）に行くにしたがって徐々に高くなる曲面部と、この曲面部に連続しトナー収容部５の上方に位置する平面部とを有している。

［給紙部］
装置の底部には、用紙を収納するとともに収納された用紙を送り出すための給紙部５１が設けられている。この給紙部５１は、用紙が載置される載置板を有する給紙カセット５２と、載置板上の用紙を取り出すための前送りコロ５３と、用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すためのローラ対からなる重送防止機構５４とを有している。そして、給紙カセット５２は装置の手前側に引き出すことが可能である。

［搬送部］
給紙部５１と排出部５０との間には、用紙を搬送する搬送部が設けられている。搬送部は、給紙部５１から２次転写ローラ８に至る第１搬送路５５と、２次転写ローラ８から定着装置９に至る第２搬送路５６と、定着装置９から排出部５０に至る第３搬送路５７とを有している。また、定着装置９の出口には、分岐爪５８が設けられており、この分岐爪５８と第１搬送路５５の途中との間には用紙を第１搬送路５５に戻すための戻し搬送路５９が設けられている。

第１搬送路５５は、給紙カセット５２から送り出された用紙を上方に搬送しつつ搬送方向を逆にするための湾曲路５５ａと、この湾曲路５５ａから２次転写ローラ８に至る直線路５５ｂとを有している。これらの搬送路は、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で形成されており、所定位置には用紙を検出するためのセンサが設けられている。また、直線路５５ｂには用紙の搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対６０が配置されている。

第２搬送路５６は、ほぼ直線的に形成されており、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成されている。また、搬送路の所定位置には用紙を検出するためのセンサが設けられている。

第３搬送路５７は、分岐爪５８の搬送方向下流側に形成された縦搬送路を有している。すなわち、用紙は、分岐爪５８を通過した後は、ほぼ垂直上方に向かって搬送され、排出部５０に排出される。この第３搬送路５７も、前記同様に、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成されている。

戻し搬送路５９は、分岐爪５８の設けられた部分において第３搬送路５７から下方に分岐し、定着装置９、第２搬送路５６、２次転写ローラ８及びレジストローラ対６０の下方を通り、さらに上方に向かう搬送路であり、第１搬送路５５のレジストローラ対６０の搬送方向上流側に合流している。すなわち、この戻し搬送路５９は、第１搬送路５５の直線路５５ｂ及び第２搬送路５６と給紙カセット５２との上下方向の間に設けられ、定着装置９を通過した用紙を、２次転写ローラ８の上流側に配置されたレジストローラ対６０のさらに上流側に戻すための搬送路である。この戻し搬送路５９も、前記同様に、用紙を案内しながら搬送するガイド板及びローラ対で構成され、所定位置には用紙検出用のセンサが設けられている。

［給紙トレイ］
トナー収容部５の下方でかつ給紙カセット５２の上方には、装置の手前側の側壁を構成するように給紙トレイ６５が配置されている。この給紙トレイ６５は、下端が第１搬送路５５の湾曲路５５ａの近傍で回動自在（開閉自在）に支持されており、この回動支点６５ａを中心に、上端を装置手前側に倒すことが可能である。このようにして給紙トレイ６５を開いた状態では、給紙トレイ６５上に用紙を載置し、この用紙を第１搬送路５５の湾曲路５５ａに給紙することが可能である。

［画像形成動作］
次に画像形成動作について簡単に説明する。まず、カラープリンタに電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着部の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、このプリンタに接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。なお、この画像形成動作中においては、トナー供給パイプ２５は上方の待避位置に移動させられている。したがって、レーザ光路はトナー供給パイプ２５によって遮られていない。

まず、帯電ローラ１０によって感光体ドラム２が帯電される。その後、この感光体ドラム２に対して、レーザユニット４により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体ドラム２には静電潜像が形成される。次に、回転現像装置３が回転されて、対応する色の現像器１６が感光体ドラム２に対向させられる。この状態で、感光体ドラム２の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。現像された画像は、中間転写ベルト７に転写される。以上の動作を各色毎に順次繰り返すことによって、中間転写ベルト７上にはフルカラー画像が形成される。なお、感光体ドラム２に残留した残留トナー等は、ドラムクリーニング装置１１により清掃されて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

一方で、給紙部５１において、給紙カセット５２から１枚の用紙が前送りコロ５４及び重送防止機構５５により取り出され、第１搬送路５５を介してレジストローラ対６０に搬送される。その後、用紙は、レジストローラ対６０から中間転写ベルト７上の画像形成にタイミングを合わせて搬送され、２次転写ローラ８に案内される。２次転写ローラ８は中間転写ベルト７に当接し、２次転写ローラ８に印加された転写バイアスにより、中間転写ベルト７上に形成されたフルカラーの画像が用紙に転写される。この用紙は第２搬送路５６を介して定着装置９に案内され、この定着装置９による加熱・加圧によって画像が用紙に定着される。そして、片面印刷の場合は、分岐爪５８を介して第３搬送路５７に案内され、排出部５０に排出される。

また、両面印刷の場合は、定着装置９を通過した用紙は、分岐爪５８によって戻し搬送路５９側に案内され、再び第１搬送路５５に戻される。第１搬送路５５に戻された用紙はレジストローラ対６０で一旦停止させられる。そして、裏面側の画像が前述の動作と同様の動作で中間転写ベルト７に形成された後、レジストローラ対６０で待機していた用紙はタイミングを合わせて２次転写ローラ８側に送られる。その後は前記同様の動作が実行され、分岐爪５８を介して第３搬送路５７側に案内されて排出部５０に排出される。

［トナー供給動作］
現像器１６に対してトナーを供給する場合は、回転現像装置３を回転させて、トナーを供給すべき現像器１６を図１に示すような供給位置に位置させる。回転現像装置３はこの状態で回転がロックされている。次にトナー供給パイプ２５を下方に移動させて供給位置に位置させる。すなわち、モータ３３ａを駆動すると、ギア列を介してピニオンギア３３が回転し、これによってラック３２が固定されたトナー供給パイプ２５が下方に移動する。一方、搬送パイプ２６内のコイルスプリング３１が回転することによって、トナー収容部５からのトナーがトナー供給パイプ２５側に供給されている。そして、トナー供給パイプ２５の先端はトナー供給口としてのスリット１８ａを通過して現像器１６の内部に進入する。このトナー供給パイプ２５の下方への移動に際して、トナー供給パイプ２５を構成する外筒部２５２が内筒部２５１に対して回転し、トナー供給パイプ２５の先端が現像器１６の内部に進入した時点では、外筒部２５２の開口２５２ａと内筒部２５１の開口２５１ａとが一致する。すなわち、シャッタ機構が開く。この際、トナー供給パイプ２５は、その中心軸と水平線との角度がトナーの安息角以上になるように配置されているため、トナーがパイプ２５の内部に残留することがない。

なお、トナー供給パイプ２５が供給位置に位置しているときには、レーザユニット４から感光体ドラム２に至るレーザ光路を、トナー供給パイプ２５が遮ることになる。しかし、トナー供給パイプ２５によるトナーの供給動作と画像形成動作とが同時に実行されることはないので、問題はない。

トナー供給が終了すると、搬送パイプ２６内のコイルスプリング３１は回転を停止する。一方、トナー供給パイプ２５の内部に配置されているスパイラル部材３０はトナー供給パイプ２５内のトナーがなくなるまで回転し続ける。その後、モータ３３ａを前記とは逆に回転させると、ピニオンギア３３が逆回転し、これによってラック３２が固定されたトナー供給パイプ２５が上方に移動する。このとき、外筒部２５２が前記とは逆に回転し、内筒部２５１の開口２５１ａと外筒部２５２の開口２５２ａとの位置がずれ、開口は閉ざされる。すなわちシャッタは閉となる。また、現像器１６側に設けられたトナー供給部１８においても、トナー供給パイプ２５がスリット１８ａから抜け出ると、スリット１８ａは弾性力によって閉じられる。したがって、トナー供給パイプ２５からも、また現像器１６からもトナーが機内に飛散するのを防止できる。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、トナー供給パイプ２５の中心軸と水平線との角度はトナーの安息角以上になるように配置しているため、トナーがパイプ２５の内部に残留するのを抑えることができる。さらに、トナー供給パイプ２５の先端と現像器１６のトナー供給口１８ａにそれぞれシャッタを設けているため、トナーが装置内に漏れることを防ぐことができる。

本発明の一実施形態によるカラープリンタの概略構成図。 現像器の外観斜視図。 トナー供給装置の詳細断面構成図。 トナー供給パイプの斜視図。 トナー収容部を取り出す途中の全体外観図。 トナー供給パイプ先端の構成図。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 感光体ドラム
３ 回転現像装置
４ レーザユニット
５ トナー収容部
６ トナー供給装置
７ 中間転写ベルト
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１６ 現像器
２５ トナー供給パイプ
２６ トナー搬送パイプ
３０ スパイラル
３１ スプリングコイル

Claims (4)

1. トナー収容部に収容されたトナーを画像形成装置の現像装置に供給するためのトナー供給装置であって、
   前記トナー収容部に連結され、内部に回転可能な搬送部材を備えている搬送パイプと、
   上部に前記搬送パイプが連結されるとともに下端が前記現像装置の内部に進入可能であり、前記搬送パイプからのトナーを下方の前記現像装置に供給するための少なくとも１つの供給パイプと、
   前記供給パイプ内に回転可能に設けられトナーを下方に搬送する搬送部材とを備え、
   前記供給パイプは、水平線に対して中心軸がトナーの安息角度以上になるように配置されている、
   トナー供給装置。
2. 前記画像形成装置は表面に静電潜像が形成される像担持体を有し、
   前記現像装置は、
   それぞれ異なる現像色に対応して設けられた複数の現像器と、
   前記複数の現像器を円周方向に並べて支持し、回転することによって前記複数の現像器のそれぞれを前記像担持体に対向配置させるための回転枠とを有し、
   前記供給パイプは前記各現像器に対応して設けられている、
   請求項１に記載のトナー供給装置。
3. 前記供給パイプは、トナー供給経路に前記現像装置へのトナーの供給を禁止あるいは許容するためのシャッタを有している、請求項１又は２に記載のトナー供給装置。
4. 前記現像器にはトナー供給用の開口が形成されており、
   前記現像器のトナー供給用開口にはシャッタが設けられている、
   請求項１から３のいずれかに記載のトナー供給装置。

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