JP4221982B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置は、感光体を帯電させ、その帯電した感光体に画像を表わす露光光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像に帯電トナーを付着させて現像し、現像したトナー像を直接的に、あるいは中間体転写体を介して間接的に記録媒体に転写し、定着して記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成するのが一般的である。
【０００３】
静電潜像を現像する現像方法としては、鉄粉などのキャリヤとトナーとを一定の割合で混合した２成分現像剤を攪拌して摩擦帯電させる２成分現像法と、トナーのみを現像剤として用いる１成分現像法とが一般的に用いられる方法である。
【０００４】
２成分現像法は、現像剤中のトナーの割合が濃度目標に応じて一定となるよう制御する必要があるが、画像密度やプロセス速度などによってトナーの消費量が変化する上、周囲の環境変化などによって２成分現像剤の帯電特性が変動したり、トナー濃度を検知するセンサ感度が変動するため、制御が複雑になるという問題がある。
【０００５】
一方、１成分現像法は、キャリヤを用いないので、トナーを帯電させたり、帯電したトナーを現像位置へ搬送したりする技術的困難性はあるが、現像剤の混合や攪拌、トナー濃度制御に伴う機構が不要となるので、現像ユニットを小型化することができる上、キャリヤのような廃棄物が生じないという利点がある。
【０００６】
１成分現像法は、さらに感光体表面に接触させて静電潜像を現像する接触現像と、感光体表面に接触させないで静電潜像を現像する非接触現像とがある。
【０００７】
このうち、非接触現像は、現像器から感光体にトナーを飛翔させるためのギャップ精度を維持するとともに、トナーを飛翔させるため、直流電圧と交流電圧とを重畳させて印加する必要がある。
【０００８】
一方、接触現像は、感光体と現像器間に直流電圧を印加すればよいが、感光体と現像器間を接離させる機構が必要となる。
【０００９】
そこで、感光体ベルトに複数の現像器を接離可能に配置し、現像器を接離させる動力伝達部において、駆動ムラやジッタがないようにタイミングベルトを備えたものがある（特許文献１参照）。
【００１０】
また、感光体ベルトに複数の現像器を接離可能に配置し、感光体ベルト上に順次形成された各色トナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルトを交換するだけで、画像の形成サイズに応じたモデルチェンジが容易に行えるように構成したものがある（特許文献２参照）。
【００１１】
今日、画像形成装置へのトナー補給は、トナー飛散の防止や補給の容易性の観点から、着脱自在なトナーカートリッジが盛んに用いられているが、トナーカートリッジに格納されたトナーを現像器に供給する方法としては、トナーカートリッジが装着されたトナー格納器を現像器と分離して設け、その間をオーガなどを内蔵したトナー搬送器で搬送する方法（特許文献３参照）、又はトナーカートリッジ装着部を直接現像器ユニット内に設ける方法（特許文献１参照）を用いるのが一般的である。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−１５２７５号公報（段落番号００６〜段落番号００９、図８、段落番号００２８〜段落番号００３０、図１〜図６）。
【特許文献２】
特開２００２−９９１２１号公報（段落番号００１８〜段落番号００２３、図１）。
【特許文献３】
特開２０００−２３１２５２号公報（段落番号００５９〜段落番号００６１、図８）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像器を接離させて現像を行う現像器にトナーを供給する場合に、トナーカートリッジ装着部を直接現像器ユニット内に設ける方法（特許文献１参照）は、現像器周りにおけるレイアウト上の規制からトナーカートリッジ容量を小さくせざるを得ず、また画像形成装置全体の小型化が困難になるという問題がある。
【００１４】
また、トナー格納器を現像器と分離して設ける方法は、さらに、トナー搬送器自体を、現像器の移動にあわせて移動させる方法や、トナー搬送器と現像器との接合部を現像器の移動に合わせてスライドさせる方法が考えられる。
【００１５】
しかしながら、トナー搬送器自体を移動させる場合は、例えば搬送器に備えるコイル状のオーガが湾曲し、トナー搬送能力が低下するという問題がある。また、トナー搬送器と現像器との接合部をスライドさせる場合は、それに伴う部品点数の増加やトナー漏れの問題がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑み、現像器を、接触又は接近、あるいは離間（「接離」と略称する。）させて現像を行う現像器に、トナー漏れを生じさせることなく円滑にトナー供給を行うことができるとともに、装置全体を小型化することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該像担持体上のトナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
トナーを格納する格納器と、
トナーを受け入れるトナー受入口を有し、受け入れたトナーにより前記像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、
上記格納器と上記現像器のトナー受入口とをつなぐ中空部材を有し、該格納器内のトナーを該中空部材内を搬送して該トナー受入口から上記現像器内に搬送するトナー搬送器とを備え、
上記現像器は、上記像担持体に接離する接離方向に移動自在なものであって、上記中空部材は、上記現像器の上記接離方向への移動に伴って、該現像器の該トナー受入口を形成する面に摺接する摺接面を有するものであることを特徴とする。
【００１８】
このように、現像器を接離させて現像を行う現像器を用いても、格納器と現像器とを分離配置し、トナーを現像器に搬送するトナー搬送器が固定されるとともに、トナー搬送器と現像器とが切り離され、現像器の移動に伴って、中空部材を摺接させるので、トナー受入口から現像器内にトナーを漏出させることなく円滑に搬送することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２１】
図１に示す画像形成装置は、イエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色それぞれのトナー像が形成される４つのトナー像形成部１０と、Ｙ色とＭ色のトナー像が形成されるトナー像形成部からトナー像の転写を受ける第１の中間転写体１１、Ｃ色とＫ色のトナー像が形成されるトナー像形成部からトナー像の転写を受ける第２の中間転写体１２と、第１および第２の中間転写体から２色のトナー像の転写を受ける第３の中間転写体１３と、用紙を収納する用紙カセットから給紙された用紙を搬送する搬送路１５と、第３の中間転写体１３に転写された４色のトナー像を、搬送路１５を搬送された用紙に転写させる転写ロール１６と、用紙に転写された４色のトナー像を加熱および加圧することにより用紙上に定着させる定着器１７と、定着器１７により４色のトナー像が定着され画像が形成された用紙を排出する排出ロール１８と、画像が形成された用紙を収容する排出トレイ２０とを備えている。また、用紙の片面に画像が形成された用紙をスイッチバックして反転させ、用紙カセットから給紙された用紙を搬送する搬送路１５に合流させる反転搬送路１９とを備えている。また、第１から第３の中間転写体は、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングする中間転写体クリーナ２２をそれぞれ備えている。
【００２２】
各トナー像形成部１０は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１表面を帯電させる帯電器２と、帯電した感光体ドラム１表面を露光して静電潜像を形成する露光器３と、感光体ドラム１表面の形成された静電潜像に、トナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像器４と、トナー像を第１の中間転写体に転写した後に感光体ドラム１に残留するトナーをクリーニングする感光体ドラムクリーナ５とを備えている。
【００２３】
また、各色のトナーを収納したトナーカートリッジ３２がそれぞれ着脱自在に装着され、装着されたトナーカートリッジ３２から供給されたトナーを格納するそれぞれの格納器３１と、格納器３１と現像器４のトナー受入口とをつなぐ中空部材を有し、格納器３１内のトナーをその中空部材内を搬送してトナー受入口から現像器４内に搬送する、図の背面に配置されたトナー搬送器３５とからなるトナー供給装置３０を備えている。
【００２４】
本実施形態の画像形成装置は、さらに、現像器４を接離させる接離用モータ７を備えており、接離用モータ７は、現像器４を、画像形成プロセスを行う場合などは、感光体ドラムに形成された静電潜像がトナーで現像される、感光体ドラムに接触又は近接した現像位置に移動させ、画像形成プロセスを行わない場合などは、感光体ドラムに形成された静電潜像がトナーで現像されない、感光体ドラムから離間した非現像位置に移動させる。
【００２５】
外部から入力された画像信号、または原稿から読み取った画像信号は、図示しない画像処理部で色変換、階調補正などの画像処理や、パルス幅変調などが施される。パルス幅変調が施された、各色に分解された画像信号は、それぞれの露光器３を駆動し、レーザビームを発光させる。各露光器３で発光したレーザビームは、帯電器２により均一に帯電したそれぞれの感光体ドラム１に照射され、静電潜像を形成する。各感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像位置に移動している現像器４のトナーで現像され、各感光体ドラム１上に各色のトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたＹ色のトナー像とＭ色のトナー像は、第１の中間転写体１１にそれぞれ重ねあわせて転写される。また、感光体ドラム１上に形成されたＣ色のトナー像とＫ色のトナー像は、第２の中間転写体１１にそれぞれ重ねあわせて転写される。そして、Ｙ色のトナー像とＭ色のトナー像とが重ね合わされて転写された第１の中間転写体と、Ｃ色のトナー像とＫ色のトナー像とが重ね合わされて転写された第２の中間転写体とから、ＹＭＣＫ全ての色のトナー像が第３の中間転写体に一括転写される。第３の中間転写体上の４色のトナー像は、用紙カセットから給紙され搬送路１５を搬送される用紙Ｐに転写ロール１６で転写され、用紙Ｐに転写された４色のトナー像は定着器１７で加熱および加圧されて定着され画像が形成される。用紙Ｐに画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール１８により排出される。
【００２６】
両面に画像を形成する場合は、排出ロール１８で用紙Ｐがスイッチバックして反転され、反転搬送路１９を搬送されて再び転写ロール１６で、裏面にトナー像が転写され、以下同様のプロセスを経て排出ロールにより排出される。
【００２７】
図２は、トナー供給装置を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、トナー供給装置３０は、各色のトナーを格納するそれぞれの格納器３１と、格納器３１に着脱自在に装着され、各色のトナーが収納されたトナーカートリッジ３１と、一端が格納器３１に嵌装され、他端がトナー吐出用開口を有するトナー吐出部材３３に嵌装されたフレキシブルチューブ３７およびフレキシブルチューブ３７に内蔵され、格納器３１に格納された各色のトナーをトナー吐出部材に向けて搬送する図に現れないオーガとからなるトナー搬送器３５とを備えている。トナー吐出用開口から吐出されたトナーは、現像器４に備えるトナー受入口から現像器４内に搬送される。
【００２９】
本実施形態の現像器４は、感光体ドラム１に接離する接離方向に移動するが、トナー吐出部材３３に形成されたトナー吐出用開口は、トナー受入口９よりも狭い上、トナー受入口９に重なっている。また、現像器４のトナー受入口９の周囲は、シール部材８で覆われており、現像器４が接離方向へ移動するのに伴って、トナー受入口９の周囲を覆うシール部材８がトナー吐出用開口が形成されたトナー吐出部材３３の摺接面を摺接するように構成されている。したがって、トナー吐出用開口からトナーが漏出するのが防止される。
【００３０】
さらに、トナー吐出部材３３は、ブラケット３８により固定され、フレキシブルチューブ３７は、一端がそのトナー吐出部材３３に固定され、他端が、フレームに固定された格納器３１に固定されているので、トナー搬送器３５は、現像器４が感光体ドラム１に接離する接離方向に移動しても、内蔵されたオーガが湾曲することがないので、現像器４にトナーを円滑に搬送することができる。
【００３１】
図３は、トナー供給部材とトナー受入部材との接合部分の構成を示す分解図である。
【００３２】
図３に示すように、現像器４には、トナーを受け入れるトナー受入口９が設けられている。トナー受入口９の上には、トナー受入口９よりもサイズが小さいトナー吐出用開口３３ａを有するトナー吐出部材３３が配置され、トナー吐出部材３３とトナー受入口９との間には、トナー受入口９とサイズが同じ開口を有するシール部材８が配置され、シール部材８は、トナー吐出部材３３からトナー受入口９に吐出されるトナーが漏出しないように封止する。
【００３３】
シール部材８は、トナー受入口９との間は、例えば接着剤で固着されて固定され、トナー吐出部材３３との間は、トナー吐出用開口３３ａが形成された摺接面３３ｃにそのシール部材８が自在に摺接するように摺接している。
【００３４】
このように、トナー吐出部材３３をブラケット３８に固定し、トナー受入口９に固定されたシール部材８との摺接面３３ｃで摺接させることとしたのは、現像器４の移動に伴って、トナー搬送器３５を動かすと、フレキシブルチューブ３７と内蔵されたオーガとを有するトナー搬送器３５が湾曲し、内蔵されたオーガ３６がフレキシブルチューブ３７の内壁にあたってトナーの搬送能力が低下したり、オーガの回転がスムーズにゆかなくなるためにフレキシブルチューブ３７内にトナー塊が生じて現像器内のトナーが不足し、形成される画像の濃度に悪影響を及ぼす恐れを回避するためである。
【００３５】
ここで、シール部材８には、一般的に用いられるシリコン、ポリウレタン、ポリエステルなどの封止材をＰＥＴフィルムなどで表面加工したものや、ＰＥＳ、ＰＡＩなどがあり、摺接するトナー吐出部材３３との相互関係を考慮して、耐磨耗性、封止性、摺接性に優れた部材を用ることが好ましい。
【００３６】
図４は、トナー吐出部材を示す図である。
【００３７】
図４に示すように、トナー吐出部材３３は、封止部材８の開口よりもサイズが小さいトナー吐出用開口３３ａを有するとともに、そのトナー吐出用開口３３ａの周囲に、トナー受入口に向けて突き出した凸リブ３３ｂを有する。
そして、凸リブ３３ｂが突き出した部分を除けば、シール部材に摺接される摺接面３３ｃは、平らで滑らかな部材が用いられているので、現像器が現像器駆動部により駆動され、トナー受入口が移動したときに、シール部材が自在に摺接することができる。また、トナー吐出用開口３３ａは、シール部材およびトナー受入口それぞれの開口よりもサイズが小さいので、凸リブ３３ｂは、トナー受入口が移動したときでも、絶えずシール部材およびトナー受入口それぞれの開口内に重なっている。
【００３８】
したがって、シール部材のほかに、この凸リブ３３ｂの作用によっても、トナーの漏出が防止される。
【００３９】
次に、本実施形態のトナー搬送器について説明する。
【００４０】
図５は、図４に示したトナー吐出部材のＢ−Ｂ' における断面を示す図である。
【００４１】
図５に示すように、トナー搬送器は、トナー吐出部材３３に一端が嵌装されたフレキシブルチューブ３７と、フレキシブルチューブ３７内にあり、モータで回転駆動される板状部材でスパイラル状に形成されたオーガ３６とを有している。トナー吐出部材３３には、トナーを現像器に向けて吐出させるトナー吐出用開口３３ａがあり、オーガ３６は、一点鎖線で示すトナー吐出用開口３３ａの中央部よりもトナーが搬送される搬送方向の下流側に、その先端部３６ａが突出している。
【００４２】
このように、オーガの先端部が、トナー吐出用開口３３ａに５０％以上突き出していれば、トナー吐出用開口３３ａが、トナーの搬送方向に直交する方向を向いていても格納器に格納されたトナーをトナー吐出用開口３３ａからトナー受け入れ口に確実に搬送することができる。
【００４３】
ここで、本実施形態のオーガは、板状部材でスパイラル状に形成されている。板状部材を用いるのは、回転してトナーを搬送する際に、トナーを搬送する送出力が大きくなることと、たとえフレキシブルチューブ３７が湾曲しても反力が小さいのでフレキシブルチューブ３７との摺擦を低減させることができるためである。ただし、オーガは、必ずしも板状部材でスパイラル状に形成する必要はなく、例えば線条部材を用いることもできる。
【００４４】
図６は、オーガ先端の突き出し量とトナー吐出用開口から排出されるトナー量との関係を示す図である。
【００４５】
図６において、縦軸はトナー吐出用開口から排出されるトナー量（ｍｇ／秒）を、横軸は、オーガ先端の突き出し量（％）を示す。
【００４６】
図からわかるように、オーガ先端の突き出し量が５０％以上となっていれば、トナーが確実に搬送される。
【００４７】
図７は、トナー吐出部材を示す図である。
【００４８】
図７に示すトナー吐出部材３３は、トナー吐出用開口３３ａを開閉する開閉部材３４と、開閉部材３４がスライドする２つのスライドレール３３ｄとが備えられている。
【００４９】
開閉部材３４には、トナー吐出用開口３３ａと同じサイズの開閉部材開口３４ａがあり、開閉部材３４がスライドレール３３ｄを移動すると、トナー吐出用開口３３ａを開閉するように構成されている。
【００５０】
図８は、開閉部材の開閉状態を示す図である。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、開閉部材３４が、スライドレール３３ｄの奥まで移動すると開閉部材開口３４ａとトナー吐出用開口３３ａとが合致してトナー吐出用開口３３ａが開く。また、図８（ｂ）に示すように、開閉部材３４が、スライドレール３３ｄの手前に移動すると、開閉部材開口３４ａとトナー吐出用開口３３ａとが合致せず、トナー吐出用開口３３ａが閉じる。
【００５２】
このように開閉自在な開閉部材３４を設けることにより、例えば現像器４のメンテナンスや、トナー搬送器３５のメンテナンスのときには、開閉部材開口３４ａを閉じてから現像器４を容易に取り外すことができる。
【００５３】
図９および図１０は、開閉部材を示す図であり、図９は、斜視図をあらわし、図１０は、図９のＡ−Ａ'に面における断面形状をあらわしている。
【００５４】
開閉部材３４には、開閉部材開口３４ａがあり、開閉部材開口３４ａの周囲には、凸部３４ｂが設けられている。
【００５５】
凸部３４ｂは、例えば高さが０．２ｍｍ、幅が０．４ｍｍで、トナー吐出用開口３３ａ周囲に設けられた、開閉部材用の隙間に当接し、開閉部材用の隙間からトナーが漏出するのを防いでいる。
【００５９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナー格納器と現像器とを分離配置し装置全体を小型化できる上、トナー搬送器を固定させてトナー搬送を安定させる一方、トナー搬送器と現像器とを、現像器の移動に伴って摺接させるとともに、トナーを漏出させることなく円滑に、トナーを現像器に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】トナー供給器を示す図である。
【図３】トナー供給部材とトナー受入口との接合部分の構成を示す分解図である。
【図４】トナー吐出部材を示す図である。
【図５】図４に示したトナー吐出部材のＢ−Ｂ' における断面を示す図である。
【図６】オーガ先端の突き出し量とトナー吐出用開口から排出されるトナー量との関係を示す図である。
【図７】トナー吐出部材を示す図である。
【図８】開閉部材の開閉状態を示す図である。
【図９】開閉部材を示す図である。
【図１０】開閉部材を示す図である。
【図１１】各トナー吐出部材に備える開閉部材３４を係止した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電器
３ 露光器
４ 現像器
５ クリーナ
７ 接離用モータ
８ シール部材
９ トナー受入口
１１ 第１の中間転写体
１２ 第２の中間転写体
１３ 第３の中間転写体
１５ 搬送路
１６ 転写ロール
１７ 定着器
１８ 排出ロール
１９ 反転搬送路
２０ 排出トレイ
２２ 中間転写体クリーナ
３０ トナー供給装置
３１ 格納器
３２ トナーカートリッジ
３３ トナー吐出部材
３３ａ トナー吐出用開口
３３ｂ 凸リブ
３３ｃ 摺接面
３３ｄ スライドレール
３４ 開閉部材
３４ａ 開閉部材開口
３４ｂ 凸部
３５ トナー搬送機
３６ オーガ
３６ａ 先端部
３７ フレキシブルチューブ
３８ ブラケット
４０ カバー
４０ａ 係止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置は、感光体を帯電させ、その帯電した感光体に画像を表わす露光光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像に帯電トナーを付着させて現像し、現像したトナー像を直接的に、あるいは中間体転写体を介して間接的に記録媒体に転写し、定着して記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成するのが一般的である。
【０００３】
静電潜像を現像する現像方法としては、鉄粉などのキャリヤとトナーとを一定の割合で混合した２成分現像剤を攪拌して摩擦帯電させる２成分現像法と、トナーのみを現像剤として用いる１成分現像法とが一般的に用いられる方法である。
【０００４】
２成分現像法は、現像剤中のトナーの割合が濃度目標に応じて一定となるよう制御する必要があるが、画像密度やプロセス速度などによってトナーの消費量が変化する上、周囲の環境変化などによって２成分現像剤の帯電特性が変動したり、トナー濃度を検知するセンサ感度が変動するため、制御が複雑になるという問題がある。
【０００５】
一方、１成分現像法は、キャリヤを用いないので、トナーを帯電させたり、帯電したトナーを現像位置へ搬送したりする技術的困難性はあるが、現像剤の混合や攪拌、トナー濃度制御に伴う機構が不要となるので、現像ユニットを小型化することができる上、キャリヤのような廃棄物が生じないという利点がある。
【０００６】
１成分現像法は、さらに感光体表面に接触させて静電潜像を現像する接触現像と、感光体表面に接触させないで静電潜像を現像する非接触現像とがある。
【０００７】
このうち、非接触現像は、現像器から感光体にトナーを飛翔させるためのギャップ精度を維持するとともに、トナーを飛翔させるため、直流電圧と交流電圧とを重畳させて印加する必要がある。
【０００８】
一方、接触現像は、感光体と現像器間に直流電圧を印加すればよいが、感光体と現像器間を接離させる機構が必要となる。
【０００９】
そこで、感光体ベルトに複数の現像器を接離可能に配置し、現像器を接離させる動力伝達部において、駆動ムラやジッタがないようにタイミングベルトを備えたものがある（特許文献１参照）。
【００１０】
また、感光体ベルトに複数の現像器を接離可能に配置し、感光体ベルト上に順次形成された各色トナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルトを交換するだけで、画像の形成サイズに応じたモデルチェンジが容易に行えるように構成したものがある（特許文献２参照）。
【００１１】
今日、画像形成装置へのトナー補給は、トナー飛散の防止や補給の容易性の観点から、着脱自在なトナーカートリッジが盛んに用いられているが、トナーカートリッジに格納されたトナーを現像器に供給する方法としては、トナーカートリッジが装着されたトナー格納器を現像器と分離して設け、その間をオーガなどを内蔵したトナー搬送器で搬送する方法（特許文献３参照）、又はトナーカートリッジ装着部を直接現像器ユニット内に設ける方法（特許文献１参照）を用いるのが一般的である。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−１５２７５号公報（段落番号００６〜段落番号００９、図８、段落番号００２８〜段落番号００３０、図１〜図６）。
【特許文献２】
特開２００２−９９１２１号公報（段落番号００１８〜段落番号００２３、図１）。
【特許文献３】
特開２０００−２３１２５２号公報（段落番号００５９〜段落番号００６１、図８）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像器を接離させて現像を行う現像器にトナーを供給する場合に、トナーカートリッジ装着部を直接現像器ユニット内に設ける方法（特許文献１参照）は、現像器周りにおけるレイアウト上の規制からトナーカートリッジ容量を小さくせざるを得ず、また画像形成装置全体の小型化が困難になるという問題がある。
【００１４】
また、トナー格納器を現像器と分離して設ける方法は、さらに、トナー搬送器自体を、現像器の移動にあわせて移動させる方法や、トナー搬送器と現像器との接合部を現像器の移動に合わせてスライドさせる方法が考えられる。
【００１５】
しかしながら、トナー搬送器自体を移動させる場合は、例えば搬送器に備えるコイル状のオーガが湾曲し、トナー搬送能力が低下するという問題がある。また、トナー搬送器と現像器との接合部をスライドさせる場合は、それに伴う部品点数の増加やトナー漏れの問題がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑み、現像器を、接触又は接近、あるいは離間（「接離」と略称する。）させて現像を行う現像器に、トナー漏れを生じさせることなく円滑にトナー供給を行うことができるとともに、装置全体を小型化することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該像担持体上のトナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
トナーを格納する格納器と、
トナーを受け入れるトナー受入口を有し、受け入れたトナーにより前記像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、
上記格納器と上記現像器のトナー受入口とをつなぐ中空部材を有し、該格納器内のトナーを該中空部材内を搬送して該トナー受入口から上記現像器内に搬送するトナー搬送器とを備え、
上記現像器は、上記像担持体に接離する接離方向に移動自在なものであって、上記中空部材は、上記現像器の上記接離方向への移動に伴って、該現像器の該トナー受入口を形成する面に摺接する摺接面を有するものであることを特徴とする。
【００１８】
このように、現像器を接離させて現像を行う現像器を用いても、格納器と現像器とを分離配置し、トナーを現像器に搬送するトナー搬送器が固定されるとともに、トナー搬送器と現像器とが切り離され、現像器の移動に伴って、中空部材を摺接させるので、トナー受入口から現像器内にトナーを漏出させることなく円滑に搬送することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２１】
図１に示す画像形成装置は、イエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色それぞれのトナー像が形成される４つのトナー像形成部１０と、Ｙ色とＭ色のトナー像が形成されるトナー像形成部からトナー像の転写を受ける第１の中間転写体１１、Ｃ色とＫ色のトナー像が形成されるトナー像形成部からトナー像の転写を受ける第２の中間転写体１２と、第１および第２の中間転写体から２色のトナー像の転写を受ける第３の中間転写体１３と、用紙を収納する用紙カセットから給紙された用紙を搬送する搬送路１５と、第３の中間転写体１３に転写された４色のトナー像を、搬送路１５を搬送された用紙に転写させる転写ロール１６と、用紙に転写された４色のトナー像を加熱および加圧することにより用紙上に定着させる定着器１７と、定着器１７により４色のトナー像が定着され画像が形成された用紙を排出する排出ロール１８と、画像が形成された用紙を収容する排出トレイ２０とを備えている。また、用紙の片面に画像が形成された用紙をスイッチバックして反転させ、用紙カセットから給紙された用紙を搬送する搬送路１５に合流させる反転搬送路１９とを備えている。また、第１から第３の中間転写体は、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングする中間転写体クリーナ２２をそれぞれ備えている。
【００２２】
各トナー像形成部１０は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１表面を帯電させる帯電器２と、帯電した感光体ドラム１表面を露光して静電潜像を形成する露光器３と、感光体ドラム１表面の形成された静電潜像に、トナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像器４と、トナー像を第１の中間転写体に転写した後に感光体ドラム１に残留するトナーをクリーニングする感光体ドラムクリーナ５とを備えている。
【００２３】
また、各色のトナーを収納したトナーカートリッジ３２がそれぞれ着脱自在に装着され、装着されたトナーカートリッジ３２から供給されたトナーを格納するそれぞれの格納器３１と、格納器３１と現像器４のトナー受入口とをつなぐ中空部材を有し、格納器３１内のトナーをその中空部材内を搬送してトナー受入口から現像器４内に搬送する、図の背面に配置されたトナー搬送器３５とからなるトナー供給装置３０を備えている。
【００２４】
本実施形態の画像形成装置は、さらに、現像器４を接離させる接離用モータ７を備えており、接離用モータ７は、現像器４を、画像形成プロセスを行う場合などは、感光体ドラムに形成された静電潜像がトナーで現像される、感光体ドラムに接触又は近接した現像位置に移動させ、画像形成プロセスを行わない場合などは、感光体ドラムに形成された静電潜像がトナーで現像されない、感光体ドラムから離間した非現像位置に移動させる。
【００２５】
外部から入力された画像信号、または原稿から読み取った画像信号は、図示しない画像処理部で色変換、階調補正などの画像処理や、パルス幅変調などが施される。パルス幅変調が施された、各色に分解された画像信号は、それぞれの露光器３を駆動し、レーザビームを発光させる。各露光器３で発光したレーザビームは、帯電器２により均一に帯電したそれぞれの感光体ドラム１に照射され、静電潜像を形成する。各感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像位置に移動している現像器４のトナーで現像され、各感光体ドラム１上に各色のトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたＹ色のトナー像とＭ色のトナー像は、第１の中間転写体１１にそれぞれ重ねあわせて転写される。また、感光体ドラム１上に形成されたＣ色のトナー像とＫ色のトナー像は、第２の中間転写体１１にそれぞれ重ねあわせて転写される。そして、Ｙ色のトナー像とＭ色のトナー像とが重ね合わされて転写された第１の中間転写体と、Ｃ色のトナー像とＫ色のトナー像とが重ね合わされて転写された第２の中間転写体とから、ＹＭＣＫ全ての色のトナー像が第３の中間転写体に一括転写される。第３の中間転写体上の４色のトナー像は、用紙カセットから給紙され搬送路１５を搬送される用紙Ｐに転写ロール１６で転写され、用紙Ｐに転写された４色のトナー像は定着器１７で加熱および加圧されて定着され画像が形成される。用紙Ｐに画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール１８により排出される。
【００２６】
両面に画像を形成する場合は、排出ロール１８で用紙Ｐがスイッチバックして反転され、反転搬送路１９を搬送されて再び転写ロール１６で、裏面にトナー像が転写され、以下同様のプロセスを経て排出ロールにより排出される。
【００２７】
図２は、トナー供給装置を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、トナー供給装置３０は、各色のトナーを格納するそれぞれの格納器３１と、格納器３１に着脱自在に装着され、各色のトナーが収納されたトナーカートリッジ３１と、一端が格納器３１に嵌装され、他端がトナー吐出用開口を有するトナー吐出部材３３に嵌装されたフレキシブルチューブ３７およびフレキシブルチューブ３７に内蔵され、格納器３１に格納された各色のトナーをトナー吐出部材に向けて搬送する図に現れないオーガとからなるトナー搬送器３５とを備えている。トナー吐出用開口から吐出されたトナーは、現像器４に備えるトナー受入口から現像器４内に搬送される。
【００２９】
本実施形態の現像器４は、感光体ドラム１に接離する接離方向に移動するが、トナー吐出部材３３に形成されたトナー吐出用開口は、トナー受入口９よりも狭い上、トナー受入口９に重なっている。また、現像器４のトナー受入口９の周囲は、シール部材８で覆われており、現像器４が接離方向へ移動するのに伴って、トナー受入口９の周囲を覆うシール部材８がトナー吐出用開口が形成されたトナー吐出部材３３の摺接面を摺接するように構成されている。したがって、トナー吐出用開口からトナーが漏出するのが防止される。
【００３０】
さらに、トナー吐出部材３３は、ブラケット３８により固定され、フレキシブルチューブ３７は、一端がそのトナー吐出部材３３に固定され、他端が、フレームに固定された格納器３１に固定されているので、トナー搬送器３５は、現像器４が感光体ドラム１に接離する接離方向に移動しても、内蔵されたオーガが湾曲することがないので、現像器４にトナーを円滑に搬送することができる。
【００３１】
図３は、トナー供給部材とトナー受入部材との接合部分の構成を示す分解図である。
【００３２】
図３に示すように、現像器４には、トナーを受け入れるトナー受入口９が設けられている。トナー受入口９の上には、トナー受入口９よりもサイズが小さいトナー吐出用開口３３ａを有するトナー吐出部材３３が配置され、トナー吐出部材３３とトナー受入口９との間には、トナー受入口９とサイズが同じ開口を有するシール部材８が配置され、シール部材８は、トナー吐出部材３３からトナー受入口９に吐出されるトナーが漏出しないように封止する。
【００３３】
シール部材８は、トナー受入口９との間は、例えば接着剤で固着されて固定され、トナー吐出部材３３との間は、トナー吐出用開口３３ａが形成された摺接面３３ｃにそのシール部材８が自在に摺接するように摺接している。
【００３４】
このように、トナー吐出部材３３をブラケット３８に固定し、トナー受入口９に固定されたシール部材８との摺接面３３ｃで摺接させることとしたのは、現像器４の移動に伴って、トナー搬送器３５を動かすと、フレキシブルチューブ３７と内蔵されたオーガとを有するトナー搬送器３５が湾曲し、内蔵されたオーガ３６がフレキシブルチューブ３７の内壁にあたってトナーの搬送能力が低下したり、オーガの回転がスムーズにゆかなくなるためにフレキシブルチューブ３７内にトナー塊が生じて現像器内のトナーが不足し、形成される画像の濃度に悪影響を及ぼす恐れを回避するためである。
【００３５】
ここで、シール部材８には、一般的に用いられるシリコン、ポリウレタン、ポリエステルなどの封止材をＰＥＴフィルムなどで表面加工したものや、ＰＥＳ、ＰＡＩなどがあり、摺接するトナー吐出部材３３との相互関係を考慮して、耐磨耗性、封止性、摺接性に優れた部材を用ることが好ましい。
【００３６】
図４は、トナー吐出部材を示す図である。
【００３７】
図４に示すように、トナー吐出部材３３は、封止部材８の開口よりもサイズが小さいトナー吐出用開口３３ａを有するとともに、そのトナー吐出用開口３３ａの周囲に、トナー受入口に向けて突き出した凸リブ３３ｂを有する。
そして、凸リブ３３ｂが突き出した部分を除けば、シール部材に摺接される摺接面３３ｃは、平らで滑らかな部材が用いられているので、現像器が現像器駆動部により駆動され、トナー受入口が移動したときに、シール部材が自在に摺接することができる。また、トナー吐出用開口３３ａは、シール部材およびトナー受入口それぞれの開口よりもサイズが小さいので、凸リブ３３ｂは、トナー受入口が移動したときでも、絶えずシール部材およびトナー受入口それぞれの開口内に重なっている。
【００３８】
したがって、シール部材のほかに、この凸リブ３３ｂの作用によっても、トナーの漏出が防止される。
【００３９】
次に、本実施形態のトナー搬送器について説明する。
【００４０】
図５は、図４に示したトナー吐出部材のＢ−Ｂ' における断面を示す図である。
【００４１】
図５に示すように、トナー搬送器は、トナー吐出部材３３に一端が嵌装されたフレキシブルチューブ３７と、フレキシブルチューブ３７内にあり、モータで回転駆動される板状部材でスパイラル状に形成されたオーガ３６とを有している。トナー吐出部材３３には、トナーを現像器に向けて吐出させるトナー吐出用開口３３ａがあり、オーガ３６は、一点鎖線で示すトナー吐出用開口３３ａの中央部よりもトナーが搬送される搬送方向の下流側に、その先端部３６ａが突出している。
【００４２】
このように、オーガの先端部が、トナー吐出用開口３３ａに５０％以上突き出していれば、トナー吐出用開口３３ａが、トナーの搬送方向に直交する方向を向いていても格納器に格納されたトナーをトナー吐出用開口３３ａからトナー受け入れ口に確実に搬送することができる。
【００４３】
ここで、本実施形態のオーガは、板状部材でスパイラル状に形成されている。板状部材を用いるのは、回転してトナーを搬送する際に、トナーを搬送する送出力が大きくなることと、たとえフレキシブルチューブ３７が湾曲しても反力が小さいのでフレキシブルチューブ３７との摺擦を低減させることができるためである。ただし、オーガは、必ずしも板状部材でスパイラル状に形成する必要はなく、例えば線条部材を用いることもできる。
【００４４】
図６は、オーガ先端の突き出し量とトナー吐出用開口から排出されるトナー量との関係を示す図である。
【００４５】
図６において、縦軸はトナー吐出用開口から排出されるトナー量（ｍｇ／秒）を、横軸は、オーガ先端の突き出し量（％）を示す。
【００４６】
図からわかるように、オーガ先端の突き出し量が５０％以上となっていれば、トナーが確実に搬送される。
【００４７】
図７は、トナー吐出部材を示す図である。
【００４８】
図７に示すトナー吐出部材３３は、トナー吐出用開口３３ａを開閉する開閉部材３４と、開閉部材３４がスライドする２つのスライドレール３３ｄとが備えられている。
【００４９】
開閉部材３４には、トナー吐出用開口３３ａと同じサイズの開閉部材開口３４ａがあり、開閉部材３４がスライドレール３３ｄを移動すると、トナー吐出用開口３３ａを開閉するように構成されている。
【００５０】
図８は、開閉部材の開閉状態を示す図である。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、開閉部材３４が、スライドレール３３ｄの奥まで移動すると開閉部材開口３４ａとトナー吐出用開口３３ａとが合致してトナー吐出用開口３３ａが開く。また、図８（ｂ）に示すように、開閉部材３４が、スライドレール３３ｄの手前に移動すると、開閉部材開口３４ａとトナー吐出用開口３３ａとが合致せず、トナー吐出用開口３３ａが閉じる。
【００５２】
このように開閉自在な開閉部材３４を設けることにより、例えば現像器４のメンテナンスや、トナー搬送器３５のメンテナンスのときには、開閉部材開口３４ａを閉じてから現像器４を容易に取り外すことができる。
【００５３】
図９および図１０は、開閉部材を示す図であり、図９は、斜視図をあらわし、図１０は、図９のＡ−Ａ'に面における断面形状をあらわしている。
【００５４】
開閉部材３４には、開閉部材開口３４ａがあり、開閉部材開口３４ａの周囲には、凸部３４ｂが設けられている。
【００５５】
凸部３４ｂは、例えば高さが０．２ｍｍ、幅が０．４ｍｍで、トナー吐出用開口３３ａ周囲に設けられた、開閉部材用の隙間に当接し、開閉部材用の隙間からトナーが漏出するのを防いでいる。
【００５９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナー格納器と現像器とを分離配置し装置全体を小型化できる上、トナー搬送器を固定させてトナー搬送を安定させる一方、トナー搬送器と現像器とを、現像器の移動に伴って摺接させるとともに、トナーを漏出させることなく円滑に、トナーを現像器に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】トナー供給器を示す図である。
【図３】トナー供給部材とトナー受入口との接合部分の構成を示す分解図である。
【図４】トナー吐出部材を示す図である。
【図５】図４に示したトナー吐出部材のＢ−Ｂ' における断面を示す図である。
【図６】オーガ先端の突き出し量とトナー吐出用開口から排出されるトナー量との関係を示す図である。
【図７】トナー吐出部材を示す図である。
【図８】開閉部材の開閉状態を示す図である。
【図９】開閉部材を示す図である。
【図１０】開閉部材を示す図である。
【図１１】各トナー吐出部材に備える開閉部材３４を係止した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電器
３ 露光器
４ 現像器
５ クリーナ
７ 接離用モータ
８ シール部材
９ トナー受入口
１１ 第１の中間転写体
１２ 第２の中間転写体
１３ 第３の中間転写体
１５ 搬送路
１６ 転写ロール
１７ 定着器
１８ 排出ロール
１９ 反転搬送路
２０ 排出トレイ
２２ 中間転写体クリーナ
３０ トナー供給装置
３１ 格納器
３２ トナーカートリッジ
３３ トナー吐出部材
３３ａ トナー吐出用開口
３３ｂ 凸リブ
３３ｃ 摺接面
３３ｄ スライドレール
３４ 開閉部材
３４ａ 開閉部材開口
３４ｂ 凸部
３５ トナー搬送機
３６ オーガ
３６ａ 先端部
３７ フレキシブルチューブ
３８ ブラケット
４０ カバー
４０ａ 係止部
Claims (8)
- 像担持体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該像担持体上のトナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
トナーを格納する格納器と、
トナーを受け入れるトナー受入口を有し、受け入れたトナーにより前記像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、
前記格納器と前記現像器のトナー受入口とをつなぐ中空部材を有し、該格納器内のトナーを該中空部材内を搬送して該トナー受入口から前記現像器内に供給するトナー搬送器とを備え、
前記現像器は、駆動源により前記像担持体に接触又は近接した現像位置と該像担持体から離間した非現像位置との間で移動自在なものであって、
前記中空部材は、前記現像器のトナー受入口に重なるとともに、該トナー受入口よりも狭いトナー吐出用開口を有すると共に、前記現像器の前記現像位置と前記非現像位置の間の移動に伴って、該現像器の該トナー受入口を形成する面に摺接する摺接面を有するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記格納器は、トナーを収納したトナーカートリッジが着脱自在に装着されるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記中空部材は、中空パイプと、該中空パイプの、前記現像器側の先端部に備えられた、前記摺接面を有するトナー吐出部材とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記現像器は、前記トナー受入口の周囲を覆うシール部材を有するものであって、前記摺接面が、前記シール部材に摺接するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記トナー搬送器は、前記中空部材内に、一端が前記トナー吐出用開口にまで延びた、トナーを搬送するオーガを有するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記トナー吐出部材は、前記トナー吐出用開口の周囲に、トナーを吐き出す方向に突き出した凸リブを有するものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
- 前記オーガは、板状部材が螺旋状に巻回したコイル部材からなるものであって、所定の方向に回転することによりトナーを搬送するものであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
- 前記トナー吐出部材は、前記トナー吐出用開口を開閉する開閉部材を備えたものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
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