JP2009058617A - 現像剤補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤供給部材とシール部材とが摺接することに伴って現像剤供給部材に作用する負荷が不安定になることやびびり音が発生するのを防止することにある。
【解決手段】開閉自在なスリット２２３ｃを有するシール部材２２３ｂによってトナー補給口２２３ａが覆われている現像装置２２１に現像剤を補給するトナー補給装置７であって、トナー供給パイプ７３と、トナー供給パイプ移動機構７４と、シャッタ制御機構７５とを備えている。トナー供給パイプ７３は、トナー補給口２２３ａを通過してトナーを現像器２２１に供給する部材である。トナー供給パイプ移動機構７４は、トナー供給パイプ７３を、現像器２２１にトナーを供給可能なトナー供給位置と、現像器２２１外部の待機位置とに移動させる。シャッタ制御機構７５は、トナー供給パイプ７３がシール部材２２３ｂを通過する際に、トナー供給パイプ７３より先にシール部材２２３ｂのスリット２２３ｃに当接してスリット２２３ｃを押し開ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、現像剤補給装置及び画像形成装置、特に、スリットが形成されたシール部材によって現像剤補給口が覆われている現像装置の外部から現像剤を補給する現像剤補給装置及び現像剤補給装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機や複合機などの電子写真方式の画像形成装置は、現像装置を備え用紙に画像を形成する画像形成部と、形成した画像を用紙に定着させる定着部と、用紙を画像形成部などに搬送する用紙搬送部と、画像が定着された用紙を排出する排出部と、画像形成部の現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置とを備えているものがある。このような画像形成装置では、画像形成部で画像が用紙に形成され、定着部で用紙に画像が定着される。画像が定着された用紙は排出部から排出される。現像装置の現像剤が減少すると現像剤補給装置によって現像剤が現像装置に補給される（特許文献１参照）。

ここで、現像装置はスリットの形成されたシール部材によって覆われた現像剤供給口を有しており、現像剤補給装置には、現像装置の外部に設けられた現像剤収納容器と、現像剤収納容器に設けられた現像剤搬送部材と、現像剤搬送部材によって現像材収納容器内の現像剤が搬送される現像剤供給部材とを備えたものが考えられている。このような画像形成装置では、現像剤を現像装置に補給する際には現像剤供給部材をシール部材のスリットを通過させて現像剤供給口に挿入する。そして、現像剤供給部材から現像装置に現像剤が供給される。
特開２００２−２３４７２号公報

このような画像形成装置では、現像剤供給部材から現像装置に現像剤が供給される際に現像剤供給部材とシール部材とが摺動する。このために、現像剤供給部材に作用する負荷が不安定になる場合がある。また、現像剤供給部材の移動に伴ってびびり音と呼ばれる音が発生する場合がある。

本発明の課題は、現像剤供給部材とシール部材とが摺接することに伴って現像剤供給部材に作用する負荷が不安定になることやびびり音が発生するのを防止することにある。

請求項１に係る現像剤補給装置は、開閉自在なシャッタ部を有するシール部材によって現像剤補給口が覆われている現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、現像剤供給部材と、駆動機構と、シャッタ制御機構とを備えている。現像剤供給部材は、現像剤補給口を通過して現像剤を現像装置に供給する部材である。駆動機構は、現像剤供給部材を、現像装置に現像剤を供給可能な現像剤供給位置と、現像装置外部の待機位置とに移動させる。シャッタ制御機構は、現像剤供給部材がシール部材を通過する際に、現像剤供給部材より先にシール部材のシャッタ部に当接してシャッタ部を押し開ける。

この現像剤補給装置では、現像装置内の現像剤の量が減少すると、駆動機構は現像剤供給部材を待機位置から現像剤供給位置に移動させる。このとき、シャッタ制御機構によって、現像剤供給部材がシール部材を通過する際に、現像剤供給部材より先にシール部材のシャッタ部に当接してシャッタ部を押し開ける。

ここでは、現像剤供給部材とシール部材とが互いに摺接しないために、現像剤供給部材に負荷がかからず、さらにびびり音が発生するのを防止することができる。

請求項２に係る現像剤補給装置は、請求項１に記載の現像剤補給装置であって、シール部材は弾性変形可能な材料で形成されており、シャッタ部はスリットである。

ここでは、シール部材が弾性変形することでシャッタ部が開き、現像剤供給部材がシール部材から抜けると、シール部材の弾性変形が解除されてスリットが閉じる。

請求項３に係る現像剤補給装置は、請求項１または２に記載の現像剤補給装置であって、シャッタ制御機構は、現像剤供給部材の外周側に設けられ、現像剤供給部材とともに移動可能かつ現像剤供給部材と相対移動可能である。

ここでは、

請求項４に係る現像剤補給装置は、請求項１から３のいずれかに記載の現像剤補給装置であって、シャッタ制御機構は、シャッタ部を押し開けた後は現像剤供給部材と相対移動する。

ここでは、シャッタ制御機構がシャッタ部を押し開け、その後現像剤供給部材が相対移動可能であるために現像剤供給部材が現像装置内に進入可能になる。

請求項５に係る現像剤補給装置は、請求項１から４のいずれかに記載の現像剤補給装置であって、現像剤供給部材は、現像剤が搬送される現像剤搬送路を内部に有し、現像剤搬送路の先端出口部分には、現像剤補給位置において開いて現像剤搬送路内の現像剤を現像装置に補給し、現像剤補給位置以外の位置では閉じるシャッタ機構を有する。

ここでは、
請求項６に係る現像剤補給装置は、請求項５に記載の現像剤補給装置であって、現像剤供給部材は現像剤搬送路に現像剤を搬送するための現像剤搬送部材を有している。

ここでは、
請求項７に係る現像剤補給装置は、請求項１から６のいずれかに記載の現像剤補給装置であって、現像剤供給部材は一方向に延びる筒状の部材であり、シャッタ制御部材は現像剤供給部材を内部に収納する筒状の部材であって、先端に現像剤供給部材が通過可能な開口を有している。

ここでは、
請求項８に係る現像剤補給装置は、請求項１から７のいずれかに記載の現像剤補給装置と、請求項１から７のいずれかに記載の現像剤補給装置と、現像剤が減少すると現像剤補給装置から現像剤が補給され、現像剤を補給するための現像剤補給口を有する現像装置と、現像剤補給口を覆うように現像装置に配置され、開閉自在なシャッタ部を有するシール部材と、表面に静電潜像が形成され、現像装置から現像剤が供給され、現像装置に対向して配置された静電潜像担持体とを備えている。

この画像形成装置では、静電潜像担持体上に静電潜像が形成され、現像装置から現像剤が静電潜像担持体上に供給される。このとき現像装置内の現像剤が減少すると現像剤供給部材移動機構によって現像剤供給部材が待機位置から供給位置に移動させられる。このとき、シャッタ制御機構によってシール部材のシャッタ部が押し開けられ、現像剤供給部材がシール部材を通過する。そして、現像剤供給部材から現像装置内に現像剤が供給される。

ここでは、現像剤供給部材とシール部材とが摺接しないために、現像剤供給部材に負荷がかからず、さらにびびり音が発生するのを防止することができる。

本発明では、現像剤供給部材とシール部材とが摺接することに伴って現像剤供給部材に作用する負荷が不安定になることやびびり音が発生するのを防止することができる。

・ 構成
図１に本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。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。

このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、外部のコンピュータなど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。カラープリンタ１は、画像形成部２と、用紙搬送路３と、定着部４と、用紙収納部５と、排出部６と、トナー補給装置７（現像剤供給装置）とを有している。ここで、トナー補給装置７については後に詳述する。

画像形成部２は、感光体ドラム２１と、回転現像装置２２と、帯電装置２３と、レーザユニット２４と、クリーニング装置２５とを有している。なお、回転現像装置２２については後に詳述する。

感光体ドラム２１は、表面に静電潜像が形成される部材であって、カラープリンタ１のほぼ中央に配置されている。また、感光体ドラム２１は、ドラム状の部材であって、図１の紙面に直交する方向に回転軸が設けられている。なお、感光体ドラム２１の下側に、感光体ドラム２１に近接して感光体ドラム２１上のトナー画像を用紙に転写するための中間転写ベルト２１１が配置されている。帯電装置２３は、感光体ドラム２１の表面を帯電させるための装置であって、感光体ドラム２１の上側に配置されている。

また、レーザユニット２４は、回転現像装置２２の上側に配置された部材であって、感光体ドラム２１上に画像データに基づいた静電潜像を形成するためにレーザ光を照射するための部分である。

クリーニング装置２５は、感光体ドラム２１に残留した残留トナーなどの付着物を除去するための装置であって、本カラープリンタ１では感光体ドラム２１の上側において感光体ドラム２１の軸方向全体にクリーニングブレードが設けられている。

用紙搬送部３は、用紙収納部５から画像形成部２と定着部４とを通過して排出部６まで連続する搬送路を有している。

定着部４は、回転現像装置２２の下側に配置されており、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを有している。加熱ローラ４１は、用紙上に形成された画像を形成するトナーを熱で溶解するための部材であって、加圧ローラ４２の上側に配置されている。

用紙収納部５は、カラープリンタ１の下部に配置された部分であって、給紙カセット５１を有している。

排出部６は、カラープリンタ１の上部表面に配置され、画像が形成された用紙を排出する。

２．回転現像装置及びトナー補給装置
回転現像装置２２は、感光体ドラム２１に隣接して配置された部材であって、全体として円柱状の装置である。回転現像装置２２は、４つの現像器２２１（現像装置）と、この４つの現像器２２１を支持するフレーム２２２とを有している。

現像器２２１は、容器本体２２３と、現像ローラ２２４とを備えている。容器本体２２３は、円柱を周方向に４分割したような形状であって、長手方向に延びる開口を有している。また、容器本体２２３の表面には、後述するトナー供給パイプ７３が通過可能なトナー補給口２２３ａが形成されており、このトナー補給口２２３ａを覆うようにシール部材２２３ｂが配置されている。トナー補給口２２３ａは後述するトナー供給パイプ７３の直径よりも大きな直径の円形の孔である。シール部材２２３ｂは、略正方形のシート状の弾性部材であって、略中央に十字のスリット２２３ｃ（シャッタ部）が形成されている。またシール部材２２３ｂは、周囲（現像器２２１との接触部分）が蛇腹状に形成されており（図６参照）、スリット２２３ｃの周囲は厚さが厚くなっている。４つの容器本体２２３の内部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーがそれぞれ収納されている。

現像ローラ２２４は、回転現像装置２２の回転軸方向に延び、容器本体２２３の開口に配置されている。この現像ローラ２２４は感光体ドラム２１の表面にトナーを供給するための部材である。現像ローラ２２４の両端には感光体ドラム２１と現像ローラ２２４との間の距離を保つための距離規制コロ２２５が配置されている。この距離規制コロ２２５は現像ローラ２２４よりも半径の大きな円板状の部材であって、感光体ドラム２１と現像ローラ２２４との間の距離を一定に保っている。

トナー補給装置７は、図１及び図３、４に示すように、トナーを現像器２２１に補給するためのものであり、トナーコンテナ７１（現像剤収納容器）と、トナー搬送パイプ７２（現像剤搬送部材）と、トナー供給パイプ７３（現像剤供給部材）と、トナー供給パイプ移動機構７４（駆動機構）と、シャッタ制御機構７５（図６から８参照）とを備えている。ここで、図３は現像器２２１に設けられたシール部材２２３ｂ等を示す。また、トナー補給装置７は、感光体ドラム２１の上方において、レーザユニット２４とほぼ同じ高さ位置に配置されている。トナー搬送パイプ７２は、トナー供給パイプ７３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７２１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トナー搬送パイプ７２の内部を通ってトナー供給パイプ７３側に搬送される。トナー供給パイプ７３は、上下方向に長く、上端が図１の右側に、下端が図１の左側に傾斜している。また、トナー供給パイプ７３の先端にはトナー補給用の開口が設けられている。このトナー供給パイプ７３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２２１の表面に配置されたシール部材２２３ｂに形成されたスリット２２３ｃを通って内部に進入可能である。また、トナー供給パイプ７３の内部には、トナー搬送用スクリュー７３１が回転可能に設けられている。さらにトナー供給パイプ７３の下部には外方に向かって突出する２つのガイド突起７３２ｃ（図６参照）が設けられている。

トナー供給パイプ移動機構７４は、図２及び４に示すように、トナー供給パイプ７３の外周部に、軸方向に沿って設けられたラック７４１と、このラック７４１に噛み合うピニオンギア７４２とを有している。ピニオンギア７４２は装置のフレームに回転自在に支持されており、モータ７４３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、このトナー供給パイプ移動機構７４によって、４つのトナー供給パイプ７３は、上方の待避位置と、下方で先端部が現像器２２１の内部に進入した供給位置とを取り得る。ここで図２はトナー搬送パイプ７２やトナー供給パイプ７３等を示す図。

なお、トナー供給パイプ７３は、このトナー供給パイプ７３が供給位置に位置するときにのみ開くシャッタ機構７４４を有している。このシャッタ機構７４４は、図５に示すように、トナー供給パイプ７３の内側に配置され先端に開口を有する内筒７４４ａがトナー供給パイプ７３に対して回転し、トナー供給パイプ７３の開口と内筒７４４ａの開口とが重なり合うと開くように構成されている。ここで図５はシャッタ機構７４４を示す図である。

シャッタ制御機構７５は、トナー供給パイプ７３が通過する際に、トナー供給パイプ７３より先にシール部材２２３ｂのスリット２２３ｃに当接してスリット２２３ｃを押し開ける機構であって、図６に示すように、付勢部材７５１と、筒状部材７５２とを有している。付勢部材７５１は、筒状部材７５２とトナー供給パイプ７３との間に配置され、筒状部材７５２を図６の下側に付勢している部材である。筒状部材７５２は、図６の下側先端でシール部材２２３ｂと接触する部分であって、円板状の部分７５２ａと、筒状の部分７５２ｂと、ガイド部分７５２ｃとを有している。円板状の部分７５２ａは、付勢部材７５１に接続され、トナー供給パイプ７３が通過可能な円形の大孔７５２ｄ（図６参照）が中央に配置され、中央の大孔７５２ｄの外周側に２つの小孔（図示せず）が設けられている。この２つの小孔はカラープリンタ１のフレームに形成された２つの突起２２３ｄ（図６参照）が挿入される。フレームに形成された２つの突起２２３ｄがこの小孔に挿入されるとフレームに対して円板状の部分７５２ａが相対回転不能になる。筒状の部分７５２ｂは、大孔７５２ｄの外周側に設けられ、円板状の部分７５２ａが付勢部材７５１によって付勢され図６の最も下側に位置している状態で図６の下側先端がトナー供給パイプ７３の先端とほぼ同じ高さ位置に位置している。また、筒状の部分７５２ｂの図６の下側先端は先細形状となっている。ガイド部分７５２ｃは、筒状の部分７５２ｂの内周側に設けられており、螺旋状に形成されている。このガイド部分７５２ｃにはトナー供給パイプ７３のガイド突起７３２ｃが係合しており、トナー供給パイプ７３が図６の下側に下がるのに伴ってガイド突起７３２ｃがガイドされ、トナー供給パイプ７３を回転させる。

３．動作
画像形成動作について説明する。

外部に接続されたコンピュータから画像情報が送信されてくると、感光体ドラム２１の表面が帯電装置２３によって帯電させられ、画像情報に基づいて照射装置から照射される。そして、感光体ドラム２１上に静電潜像が形成されると、フレーム２２２が回転して各現像器２２１から感光体ドラム２１にトナーが供給される。このようにして感光体ドラム２１上に画像が形成されると、中間転写ベルト２１１を介して、用紙に転写される。画像が転写された用紙は定着部４に搬送され、定着部４で画像が定着される。その後、排出部６からカラープリンタ１の外部に排出される。

次に、現像器２２１内のトナーが減少した際にトナーを補給する動作について説明する。

現像器２２１内部のトナーが減少すると、モータ７４３の動力によってピニオンギア７４２が回転し、ピニオンギア７４２の回転に伴ってトナー供給パイプ７３が図６の下側に移動する。このとき、円板状の部分７５２ａの小孔にカラープリンタ１の突起２２３ｄが挿入され、筒状部材７５２が回転不能になる（図７参照）。そしてさらに、トナー供給パイプ７３が付勢部材７５１の付勢力に抗して図６の下側に移動すると、トナー供給パイプ７３のガイド突起７３２ｃは筒状部材７５２のガイド部分７５２ｃにガイドされて回転させられる。トナー供給パイプ７３が回転すると、トナー供給パイプ７３の開口と内筒の開口とが重なり合いトナーがトナー供給パイプ７３から供給可能な状態になる（図８参照）。このとき、トナー搬送パイプ７２内のコイルスプリング７２１が駆動させられ、トナーがトナーコンテナ７１からトナー供給パイプ７３側に搬送される。すると、トナー供給パイプ７３の内部のトナー搬送用スクリュー７３１が回転しトナーを開口に搬送する。このようにしてトナーコンテナ７１のトナーが現像器２２１に補給される。ここで、トナー供給パイプ７３が図６の下側に移動し、カラープリンタ１の突起２２３ｄが小孔に挿入された状態において、筒状部材７５２の図６の下側先端は、図６に示すように、シール部材２２３ｂのスリット２２３ｃの近傍に接触し、トナー供給パイプ７３がスリット２２３ｃを通過する際に、トナー供給パイプ７３より先にシール部材２２３ｂのスリット２２３ｃに当接してスリット２２３ｃが押し開けられる。ここで、図７は筒状部材７５２とシール部材２２３ｂとが当接している状態を示す図であり、図８はトナー供給パイプ７３が供給位置に位置している状態の図。

ここでは、トナー補給の際にトナー供給パイプ７３とシール部材２２３ｃとが接触せず、トナー供給パイプ７３とシール部材２２３ｂとが摺接する際に発生するびびり音の発生を防止できる。また、トナー供給パイプ７３はシール部材２２３ｂによって負荷を加えられることがなくトナー供給パイプ７３に作用する負荷が不安定になるのを防止できる。

４．他の実施形態
（ａ）上記実施形態では、カラープリンタ１について説明したが、本発明はこれに限られずに、複写機や複合機などであってもよい。

（ｂ）上記実施形態では、シール部材２２３ｂのスリット２２３ｃは十字であったが、本発明はこれに限られずに、一本のスリットであっても良いし、複数本のスリットを放射状になるように形成しても良い。

カラープリンタ１の概略図。 トナー供給パイプとトナー搬送パイプなどを示す図。 現像器２２１のトナー補給口を示す図。 トナー供給パイプ移動機構を示す図。 トナー供給パイプのシャッタ機構を示す図。 トナー供給パイプが待機位置にある状態の図。 筒状部材の先端がシール部材に当接している状態を示す図。 トナー供給パイプが供給位置に位置している状態の図。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置）
７ トナー補給装置（現像剤補給装置）
２１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
７１ トナーコンテナ（現像剤収納容器）
７２ トナー搬送パイプ（現像剤搬送部材）
７３ トナー供給パイプ（現像剤供給部材）
７４ トナー供給パイプ移動機構（現像剤供給部材移動機構）
７５ シャッタ制御機構
２２１ 現像器（現像装置）
２２３ａ トナー補給口（現像剤補給口）
２２３ｂ シール部材
２２３ｃ スリット（シャッタ部）
２２４ 現像ローラ
７４４ シャッタ機構

Claims (8)

1. 開閉自在なシャッタ部を有するシール部材によって現像剤補給口が覆われている現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、
   前記現像剤補給口を通過して現像剤を前記現像装置に供給する現像剤供給部材と、
   前記現像剤供給部材を、前記現像装置に現像剤を供給可能な現像剤供給位置と、前記現像装置外部の待機位置とに移動させる駆動機構と、
   前記現像剤供給部材が前記シール部材を通過する際に、前記現像剤供給部材より先に前記シール部材のシャッタ部に当接して前記シャッタ部を押し開けるシャッタ制御機構と、
   を備えた現像剤補給装置。
2. 前記シール部材は弾性変形可能な材料で形成されており、
   前記シャッタ部はスリットである、
   請求項１に記載の現像剤補給装置。
3. 前記シャッタ制御機構は、前記現像剤供給部材の外周側に設けられ、前記現像剤供給部材とともに移動可能かつ前記現像剤供給部材と相対移動可能である、請求項２に記載の現像剤補給装置。
4. 前記シャッタ制御機構は、前記シャッタ部を押し開けた後は前記現像剤供給部材と相対移動する、請求項３に記載の現像剤補給装置。
5. 前記現像剤供給部材は、現像剤が搬送される現像剤搬送路を内部に有し、前記現像剤搬送路の先端出口部分には、前記現像剤補給位置において開いて前記現像剤搬送路内の現像剤を前記現像装置に補給し、前記現像剤補給位置以外の位置では閉じるシャッタ機構を有する、請求項１から４のいずれかに記載の現像剤補給装置。
6. 前記現像剤供給部材は前記現像剤搬送路に現像剤を搬送するための現像剤搬送部材を有している、請求項５に記載の現像剤補給装置。
7. 前記現像剤供給部材は一方向に延びる筒状の部材であり、
   前記シャッタ制御部材は前記現像剤供給部材を内部に収納する筒状の部材であって、先端に前記現像剤供給部材が通過可能な開口を有している、
   請求項１から６のいずれかに記載の現像剤補給装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の現像剤補給装置と、
   現像剤が減少すると前記現像剤補給装置から現像剤が補給され、前記現像剤を補給するための現像剤補給口を有する前記現像装置と、
   前記現像剤補給口を覆うように前記現像装置に配置され、開閉自在なシャッタ部を有するシール部材と、
   表面に静電潜像が形成され、前記現像装置から現像剤が供給され、前記現像装置に対向して配置された静電潜像担持体と、
   を備えた画像形成装置。

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