JP2010054638A - トナー搬送ユニットおよびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置を取り外しても、トナーが画像形成装置内部へのトナー漏れやトナー飛散のないようにする。
【解決手段】トナー搬送ユニット１は、断面が四角形の第１搬送路を形成する第１搬送パイプ２と、第１トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線４ａ周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路のトナー搬出端を開閉する第１シャッター部材４を備える第１搬送部と、断面が四角形の第２搬送路を形成する第２搬送パイプ３と、第２トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線５ａ周りに回転可能に構成され、第２トナー搬送路のトナー搬入端を開閉する第２シャッター部材５を備える第２搬送部とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーを所定の位置へと搬送する際に用いられるトナー搬送ユニットおよびこれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、高画質画像を簡易な操作でかつ短時間の間に形成でき、保守管理も容易であることから、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などとして広く普及している。電子写真方式の画像形成装置（以下単に「画像形成装置」という）は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に感光層を備え、帯電手段により所定の表面電位に帯電される。露光手段は、帯電状態にある感光体表面に、画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成する。現像手段は、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する。定着手段は、たとえば、内部に加熱手段を含む定着ローラと定着ローラに圧接する加圧ローラとを含む。未定着トナー像を担持する記録媒体を定着ローラと加圧ローラとの圧接部に通過させ、トナー像を溶融させて記録媒体に定着させる。これによって、記録媒体上に画像が印刷される。

現像手段は、静電潜像が形成されて回転する感光体に対して対向配置された現像ローラと、現像剤を収容する現像槽とを備え、現像ローラによって現像槽内の現像剤を感光体側へ搬送することにより、感光体上の静電潜像を現像する。ここで、現像剤がトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合は、キャリアが現像槽内に残され、トナーのみが現像に用いられて消費される。消費された分のトナーは、トナーカートリッジやトナーホッパからトナー搬送ユニットを通って現像槽内に補給される。

現像剤を交換する際に、現像槽を画像形成装置内部から取り出しても、トナーが落下しないようにしたトナー搬送ユニットが知られている。例えば、特許文献１記載の画像形成装置では、トナー補給ユニットの供給口に開閉自在なシャッターが設けられ、シャッターと連動するレバーを操作することにより、現像槽が画像形成装置内部から取り出す際にシャッターが閉鎖され、現像槽が画像形成装置内部の所定位置に装着される際にシャッターが開放されるようになっている。
特開２００７−７８８４８号公報

ところが、上記の方法では、シャッターの外方側表面にトナーが付着し、付着したトナーが落下したり飛散するといった問題があった。

本発明の目的は、現像装置を取り外しても、トナーが画像形成装置内部へのトナー漏れやトナー飛散のないトナー搬送ユニットおよびこれを備える画像形成装置を提供することである。

前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、内部に第１トナー搬送路を備え、該第１トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路のトナー搬出端を開閉可能に構成される第１シャッター部材を有する第１搬送部と、内部に第１トナー搬送路に接続可能な第２トナー搬送路を備え、該第２トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路のトナー搬出端に接続する第２トナー搬送路のトナー搬入端を開閉可能に構成される第２シャッター部材を有する第２搬送部と、を備えるトナー搬送ユニットであって、
第１搬送部と第２搬送部とを分離するときは、第１シャッター部材および第２シャッター部材を回転して閉状態とし、第１搬送部と第２搬送部とを接続してトナー搬送するときは、第１シャッター部材と第２シャッター部材とを一体的に回転して第１シャッター部材および第２シャッター部材を開状態として、第１トナー搬送路と第２トナー搬送路とを連通させることを特徴とする。

この発明にあっては、第１トナー搬送路のトナー搬出端に位置する第１シャッター部材および第２トナー搬送路のトナー搬入端に位置する第２シャッター部材が、隣合わせで互いに接触しながら回転するため、その接触部分にトナーが付着することがなく、第１搬送部と第２搬送部とを分離した際に、それぞれのシャッター部材の外側に付着したトナーが機内に飛散することを防止できる。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記第１シャッター部材は、レバーを備え、前記第１シャッター部材および第２シャッター部材を開状態とする場合、該レバーを押すことによって、第１シャッター部材と第２シャッター部材とが接触した状態で一体的に回転し、第２トナー搬送路内に収容されることを特徴とする。

この発明にあっては、第１シャッター部材が第１トナー搬送路を開放する際に第２トナー搬送路内に収容されても、第１シャッター部材および第２シャッター部材の接触部分にトナーが付着することないので、第１搬送部と第２搬送部とを分離した際に、それぞれのシャッター部材の外側に付着したトナーが機内に飛散することを防止できる。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記第２搬送部は、押圧部材を備え、該押圧部材は、第１搬送部と第２搬送部との接合状態において、前記レバーと接触して、前記第１シャッター部材および第２シャッター部材を回転させて開状態にする向きに押圧することを特徴とする。

この発明にあっては、第１搬送部と第２搬送部とを接合する際に、押圧部材を動作させることにより、自動的に第１トナー搬送路と第２トナー搬送路が開放される。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記レバーが、円弧状の形状を有し、第１搬送部と第２搬送部とを接合する場合に接合箇所の外側に位置することを特徴とする。

この発明にあっては、第１搬送部と第２搬送部とを接合する際に、円弧状のレバーに当たらない横方向からのスライド接続が可能になる。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記第１トナー搬送路および第２トナー搬送路が、導電性材料を含む樹脂材料で構成されることを特徴とする。

この発明にあっては、第１トナー搬送路および第２トナー搬送路にトナーが付着しにくいので、第１シャッター部材と第２シャッター部材の開閉がスムーズになる。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記第１トナー搬送路および第２トナー搬送路の表面の十点平均粗さＲｚが２μｍ以下であることを特徴とする。

この発明にあっては、第１トナー搬送路および第２トナー搬送路にトナーのブリッジを形成しにくいので、トナー供給がスムーズになる。

また、前記課題を解決するための、本発明のトナー搬送ユニットは、前記前記第１シャッター部材に、シール部材が設けられていることを特徴とする。

この発明にあっては、第１トナー搬送路が第１シャッター部材により閉鎖されている状態で、隙間から振動によりトナーが落下するのを防止できる。

また、前記課題を解決するための、本発明の画像形成装置は、トナーを貯蔵するトナーカートリッジと、トナーによって、感光体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置とを備え、
現像されたトナー像を記録媒体に転写、定着して画像を形成する画像形成装置であって、上記のいずれか１つに記載のトナー搬送ユニットを用いて、トナーカートリッジから現像装置へのトナーの補給を行うことを特徴とする。

この発明にあっては、第１シャッター部材および第２シャッター部材の外側が、互いに接触しながら回転するため、トナーが付着することがないため、第１搬送部と第２搬送部とを分離した際に、付着したトナーが機内に飛散することを防止できる。

本発明によれば、第１トナー搬送路のトナー搬出端に位置する第１シャッター部材および第２トナー搬送路のトナー搬入端に位置する第２シャッター部材が、隣合わせで互いに接触しながら回転するため、その接触部分にトナーが付着することがなく、第１搬送部と第２搬送部とを分離した際に、それぞれのシャッター部材の外側に付着したトナーが機内に飛散することを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１０の構成を簡略的に示す正面断面図である。本実施形態では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の４色トナーを組み合わせたフルカラー画像を形成することができる。また、各色の感光体ユニットは、ＣＭＹＫの順に配置され、現像された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次転写していくタンデム型の中間転写方式を採用している。

画像形成装置１０は、シアントナー（Ｃ）を収容するシアントナーカートリッジ１１ｃ、マゼンタトナー（Ｍ）を収容するマゼンタトナーカートリッジ１１ｍ、イエロートナー（Ｙ）を収容するイエロートナーカートリッジ１１ｙおよびブラックトナー（Ｋ）を収容するブラックトナーカートリッジ１１ｋを備え、各トナーカートリッジ１１（１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｋ）の下部に、シアン現像剤を収容するシアン現像装置１２ｃ、マゼンタ現像剤を収容するマゼンタ現像装置１２ｍ、イエロー現像剤を収容するイエロー現像装置１２ｙおよびブラック現像剤を収容するブラック現像装置１２ｋをそれぞれ備える。

各現像装置１２（１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋ）は、各トナーカートリッジ１１（１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｋ）とトナー搬送ユニット１を介在して連結されており、トナーカートリッジ１１からトナーが供給されるようになっている。トナー搬送ユニット１についての詳細な構造については後述する。

各現像装置１２（１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋ）に隣接する位置には、感光体ドラムを備えるシアン感光体ユニット１３ｃ、マゼンタ感光体ユニット１３ｍ、イエロー感光体ユニット１３ｙおよびブラック感光体ユニット１３ｋがそれぞれ配置され、各感光体ドラム上に形成される静電潜像が現像されることにより各色のトナー像が形成される。

感光体ユニット１３（１３ｃ、１３ｍ、１３ｙ、１３ｋ）の下部には、二本の支持ローラの間を回転可能に架け渡される無端ベルト状の中間転写ベルト１４が設けられ、各感光体ドラム上のトナー像が転写されるようになっている。

中間転写ベルト１４の下部には、給紙カセット１５が設けられ、中間転写ベルト１４の一端に設けられる転写位置に向かって紙が供給されるようになっている。中間転写ベルト１４の転写位置には、転写ローラ１６が設けられ、トナーの帯電極性とは反対の極性の電圧を印加することによって中間転写ベルト１４上のトナー像を、転写位置へと供給される紙へと転写する。

転写ローラ１６の上部には、定着ユニット１７が配置され、紙の上に転写されたトナー像を加熱することによって紙に定着させる。

画像形成装置１０の上部には、排紙トレー１８が設けられ、画像形成装置１０内から排出される紙が受け取られるようになっている。

図２は、図１におけるトナー搬送ユニット１周辺の構成を示す右側面断面図である。図２において、トナーカートリッジ１１と現像装置１２は、トナー搬送ユニット１を介在して連結されており、トナーがトナーカートリッジ１１から現像装置１２内へと供給されるようになっている。また、現像装置１２は、現像装置台１２ａの上を、横方向にスライド可能に設けられており、図２においては、現像装置１２を左方向にスライドさせることにより図示しない画像形成装置１０の内部から取り外せる機構になっている。

トナー搬送ユニット１は、断面が四角形の第１搬送路を形成する第１搬送パイプ２と、第１トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線（回転軸４ａ）周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路の一方端（トナー搬出端）を開閉する第１シャッター部材４を備える第１搬送部と、断面が四角形の第２搬送路を形成する第２搬送パイプ３と、第２トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線５ａ周りに回転可能に構成され、第２トナー搬送路の一方端（トナー搬入端）を開閉する第２シャッター部材５を備える第２搬送部とを含む。

第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３が、所定の位置で接続された時に、第１シャッター部材および第２シャッター部材が一体となって回転できるようになっている。

また、第１シャッター部材４と接触する位置には、押圧ピストン６ａと押圧シリンダ６ｂを備える押圧部材６が、第２搬送パイプ３の側面に設けられており、第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３が、所定の位置で接合された時に、第１シャッター部材４を回転させて開状態にする向きに押圧するようになっている。

こうして、第１搬送パイプ２と第２パイプ３とを接合する際に、押圧部材６を動作させることにより、自動的に第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３が開放される。

図３および図４は、トナー搬送ユニット１の部品分解図を示し、図３は側面図、図４は斜視図を示す。図３および図４に示すように、第１シャッター部材４は、第１搬送路を閉鎖する長方形上の板からなり、回転軸４ａと円弧状レバー４ｂとフック４ｃを備える。図４に示すように、円弧状レバー４ｂは、第１搬送パイプ２の側面外側に位置し、第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３とを接合する際に、円弧状レバー４ｂに当たらない横方向からのスライド接続が可能になる。

第２シャッター部材５は、第２搬送路を閉鎖する長方形上の板からなり、回転軸５ａとフック５ｂを備える。第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３には、それぞれ軸受け部２ａと軸受け部３ａが設けられており、第１シャッター部材４の回転軸４ａと第２シャッター部材５の回転軸５ａをそれぞれ回転可能に支持する。

第１搬送パイプ２、第２搬送パイプ３、第１シャッター部材４および第２シャッター部材５は、樹脂成型によるものであり、カーボンブラックなどの導電性材料を含むことが好ましい。各シャッター部材がトナーと接触したときに、静電的付着力が発生すると、シャッター部分でトナーの凝集が生じ、トナー搬送の妨げとなるので、導電性材料を含むことで、静電的付着力の発生を抑え、トナーの搬送を容易にしている。第１搬送パイプ２および第２搬送パイプ３にトナーが付着しにくいので、第１シャッター部材４と第２シャッター部材５の開閉がスムーズになる。

導電性材料の含有量としては、たとえば、成型樹脂１００重量部に対して、導電性材料を３〜３０重量部であることが好ましい。導電性材料の含有量が３重量部よりも少ないと、静電的付着力の発生を十分に抑えることができず、３０重量部よりも多いと、成型性が悪くなる。

また、第１搬送パイプ２、第２搬送パイプ３、第１シャッター部材４および第２シャッター部材５の表面は、十点平均表面粗さＲｚが２μｍ以下であることが好ましい。電子写真方式で用いられるトナーの平均粒径は微小化しており、使用するトナー粒度分布から直径が２μｍ程度のトナーも存在することがわかっている。各部材の表面粗さが２μｍを超える場合、表面の凹凸に微小粒径のトナーが入り込み、物理的な付着が発生し、表面部分でのトナーの凝集などが発生してしまう。各部材の表面粗さを２μｍ以下にすることで、表面部分へのトナーの付着を抑え、トナーの搬送を容易にしている。各部材の十点平均表面粗さＲｚを２μｍ以下にするには、たとえば、各部材の表面を粒度が１μｍ以下の研磨剤で研磨することによって得られる。

また、第１シャッター部材４の周囲にシール部材を配して、トナー漏れを防止してもよい。シール部材とは、シャッターの隙間からのトナー漏れを防止するために、シャッター部材の周囲に貼られるゴムやスポンジなどのフレキシブルな材料で形成される部材である。

図５（ａ）〜（ｄ）は、第１シャッター部材４および第２シャッター部材５の開閉状態を説明するためのトナー搬送ユニット１の拡大図であり、現像装置１２を右方向にスライドさせて、画像形成装置１０内の所定位置に装着される際に、トナー搬送ユニット１の第２搬送パイプ３が第１搬送パイプ２と連結する様子を示している。

図５（ａ）は、第２搬送パイプ３が、第１搬送パイプ２との連結位置に向かって移動している状態を示し、第２搬送パイプ３側に設けられる押圧部材６が、第１シャッター部材４の円弧状レバー４ｂに接触し始めた状態を示す。

図５（ｂ）は、第２搬送パイプ３が、第１搬送パイプ２との連結位置に向かって図５（ａ）からさらに移動している状態を示し、押圧部材６が、円弧状レバー４ｂの形状に沿って縮んでいる状態を示す。この状態において、第１シャッター部材４は、第２搬送パイプ３によって、回転が規制されるため、第１搬送パイプ２が開放されることはない。

図５（ｃ）は、第２搬送パイプ３が、第１搬送パイプ２との連結位置に達した状態を示し、押圧部材６が、円弧状レバー４ｂを押している状態を示す。この状態において、第１シャッター部材４の回転が開始する。

図５（ｄ）は、押圧部材６の押圧力により、円弧状レバー４ｂが押されて、第１シャッター部材４と第２シャッター部材５が一体となって回転し、第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３が開放された状態を示す。

このとき、第１シャッター部材４は、第２シャッター部材５は接触した状態が保たれるので、接触面にトナーが付着することが防止できる。

画像形成装置１０内の所定位置に装着された現像装置１２を左方向にスライドさせて取り出す際には、第１シャッター部材４は、第２シャッター部材５の回転軸５ａ付近から受ける回転モーメントによって回転し、第１搬送パイプ２が閉鎖される。

図６は、図５（ｄ）におおける左側面図（図１と同じ方向の図）を示す。押圧部材６の押圧力により、円弧状レバー４ｂが押されて、第１シャッター部材４と第２シャッター部材５が一体となって回転し、第１搬送パイプ２と第２搬送パイプ３が開放されている状態を示す。

図７は、図５（ｃ）におおける左側面図（図１と同じ方向の図）を示す。第１シャッター部材４が第２シャッター部材５の回転軸５ａ付近から受ける回転モーメントによって回転し、第１搬送パイプ２を閉鎖した状態を示す。

第１シャッター部材４に設けられるフック４ｃは、牽引バネ２ｂによって引っ張られ、第２搬送パイプ３が第１搬送パイプ２から完全に離れた場合でも、第１シャッター部材４が第１搬送パイプ２を閉鎖した状態を維持できる。同様に、第２シャッター部材５に設けられるフック５ｂは、図示しない牽引バネによって引っ張られ、第２シャッター部材５が第２搬送パイプ３を閉鎖する。

こうして第１搬送パイプ２のトナー搬出端に位置する第１シャッター部材４および第２搬送パイプ３のトナー搬入端に位置する第２シャッター部材５が、隣合わせで互いに接触しながら回転するため、その接触部分にトナーが付着することがなく、第１搬送部と第２搬送部とを分離した際に、それぞれのシャッター部材の外側に付着したトナーが機内に飛散することを防止できる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置の構成を簡略的に示す正面断面図である。 図１におけるトナー搬送ユニット周辺の構成を示す右側面断面図である。 トナー搬送ユニットを示す部品分解側面図である。 トナー搬送ユニットを示す部品分解斜視図である。 第１シャッター部材および第２シャッター部材の開閉状態を説明するためのトナー搬送ユニットの拡大図である。 図５（ｄ）における左側面図である。 図５（ｃ）における左側面図である。

符号の説明

１ トナー搬送ユニット
２ 第１搬送パイプ
２ａ 軸受け部
２ｂ 牽引バネ
３ 第２搬送パイプ
３ａ 軸受け部
４ 第１シャッター部材
４ａ 回転軸（軸線）
４ｂ 円弧状レバー
４ｃ フック
５ 第２シャッター部材
５ａ 回転軸（軸線）
５ｂ フック
６ 押圧部材
６ａ 押圧ピストン
６ｂ 押圧シリンダ
１０ 画像形成装置
１１ トナーカートリッジ
１２ 現像装置
１２ａ 現像装置台
１３ 感光体ユニット
１４ 中間転写ベルト
１５ 給紙カセット
１６ 転写ローラ
１７ 定着ユニット
１８ 排紙トレー

Claims (8)

1. 内部に第１トナー搬送路を備え、該第１トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路のトナー搬出端を開閉可能に構成される第１シャッター部材を有する第１搬送部と、
   内部に第１トナー搬送路に接合可能な第２トナー搬送路を備え、該第２トナー搬送路の搬送方向に直交する軸線周りに回転可能に構成され、第１トナー搬送路のトナー搬出端に接続する第２トナー搬送路のトナー搬入端を開閉可能に構成される第２シャッター部材を有する第２搬送部と、
   を備えるトナー搬送ユニットであって、
   第１搬送部と第２搬送部とを分離するときは、第１シャッター部材および第２シャッター部材を回転して閉状態とし、
   第１搬送部と第２搬送部とを接合してトナー搬送するときは、第１シャッター部材と第２シャッター部材とを一体的に回転して第１シャッター部材および第２シャッター部材を開状態として、第１トナー搬送路と第２トナー搬送路とを連通させることを特徴とするトナー搬送ユニット。
2. 前記第１シャッター部材は、レバーを備え、前記第１シャッター部材および第２シャッター部材を開状態とする場合、該レバーを押すことによって、第１シャッター部材と第２シャッター部材とが接触した状態で一体的に回転し、第２トナー搬送路内に収容されることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送ユニット。
3. 前記第２搬送部は、押圧部材を備え、該押圧部材は、第１搬送部と第２搬送部との接合状態において、前記レバーと接触して、前記第１シャッター部材および第２シャッター部材を回転させて開状態にする向きに押圧することを特徴とする請求項２に記載のトナー搬送ユニット。
4. 前記レバーが、円弧状の形状を有し、第１搬送部と第２搬送部とを接合する場合に接合箇所の外側に位置することを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送ユニット。
5. 前記第１トナー搬送路および第２トナー搬送路が、導電性材料を含む樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー搬送ユニット。
6. 前記第１トナー搬送路および第２トナー搬送路の表面の十点平均粗さＲｚが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー搬送ユニット。
7. 前記第１シャッター部材に、シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー搬送ユニット。
8. トナーを貯蔵するトナーカートリッジと、トナーによって、感光体表面に形成された静電潜像を現像する現像装置とを備え、
   現像されたトナー像を記録媒体に転写、定着して画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載のトナー搬送ユニットを用いて、トナーカートリッジから現像装置へのトナーの補給を行うことを特徴とする画像形成装置。

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