JP5163603B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能な画像形成装置に関する。
従来、画像形成のための現像剤にトナーを用いる電子写真式のカラー画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、現像器の現像槽に収容されているトナーが印刷によって消費され、現像槽内のトナー残量がある一定以下になると、残量検知装置が働いてトナー無しがユーザに通知され装置の運転が停止される。
ユーザはトナーが空になったトナーカートリッジを現像器から取り除き、新しいトナーカートリッジと交換して、印刷作業を再開する。このトナーカートリッジの交換では、画像形成装置本体の前扉を開け、トナーカートリッジを現像器の長手方向に、つまり開けた扉の前方向に引き出して、新しいトナーカートリッジと交換する(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−309931号公報
ところで、特許文献1の技術は、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないように構成されており、装置本体の左側に集中するキット類などの消耗品、例えばトナーカートリッジなどの着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけであるので、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られていて、近年要望の強い事務用機器一般の小型化の線に沿ったものといえる。
ところが、近年、装置の小型化の他に、処理の高速性も要求されるようになってきた。そうなると、トナー無しがユーザに通知されて装置の運転が停止し、ユーザが空になったトナーカートリッジと新しいトナーカートリッジとを交換して印刷作業を再開するまで印刷作業が中断するのでは、処理の高速性が阻害されるという課題がある。
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、供給されるトナーを担持して静電潜像担持体上の潜像にトナー像を現像する現像ローラを有する現像器を備えた画像形成装置であって、該画像形成装置の本体上面に形成された排紙トレーと、該排紙トレーの排紙方向に直交する方向で上記排紙トレーを挟む位置にそれぞれ形成されたトナーカートリッジ挿入口と、上記画像形成装置本体が稼働中であるか休止中であるかに関わり無く上記トナーカートリッジ挿入口から挿入され上記現像器の長手方向の両端部それぞれにおいて上記現像器に対し着脱可能であり上記現像器に供給するトナーを収容するトナーカートリッジと、を有して構成される。
この画像形成装置において、例えば、上記トナーカートリッジ挿入口は上向きに開口し、この開口部に対し上記トナーカートリッジは上下方向に着脱されるように構成される。
本発明の画像形成装置によれば、現像器ごとに2個のトナーカートリッジを装着するので、先にトナーが空になったトナーカートリッジを新品と交換することにより本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能となり、トナーカートリッジの交換作業で印刷作業が中断することなく処理の高速性が維持されるという効果を奏する。
本発明の実施例1に係るフルカラーの画像形成装置(プリンタ)の内部構成を説明する断面図である。 本発明の実施例1に係るプリンタの画像形成ユニットを1個のみ取り出してその外観を示す斜視図である。 本発明の実施例1に係るプリンタの外観斜視図である。 本発明の実施例1に係るプリンタのトナーカートリッジの現像器への着脱の状態を模式的に簡略に示す図である。 (a) は本発明の実施例1に係るプリンタのトナーカートリッジの外観を示す側面図、(b) はその内部の構成を示す図、(c) はトナーカートリッジの底面の構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は、実施例1に係るフルカラーの画像形成装置(以下、単にプリンタという)の内部構成を説明する断面図である。図1に示すプリンタ1は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部2、中間転写ベルトユニット3、給紙部4、及び両面印刷用搬送ユニット5で構成されている。
上記画像形成部2は、同図の右から左へ4個の画像形成ユニット6(6M、6C、6Y、6K)を多段式に並設した構成からなる。
上記4個の画像形成ユニット6のうち上流側(図の右側)の3個の画像形成ユニット6M、6C及び6Yは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット6Kは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック(K)トナーによるモノクロ画像を形成する。
上記の各画像形成ユニット6は、トナー容器(トナーカートリッジ)10に収容されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック(K)用の画像形成ユニット6Kを例にしてその構成を説明する。
画像形成ユニット6は、最下部に感光体ドラム7を備えている。この感光体ドラム7は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム7の周面近傍を取り巻いて、クリーナ8、帯電ローラ9、光書込ヘッド11、及び現像器12の現像ローラ13が配置されている。
現像器12は、上部の長手方向両端部にそれぞれトナーカートリッジ10を着脱可能に装着している。トナーカートリッジ10には、同図にM、C、Y、Kで示すようにマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)のいずれかのトナーを収容している。
また、現像器12の下部には側面開口部に上述した現像ローラ13を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ13にトナーを供給するトナー供給ローラ19、現像ローラ13上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
中間転写ベルトユニット3は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト14と、この転写ベルト14を掛け渡されて転写ベルト14を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ15と従動ローラ16を備えている。
上記の転写ベルト14は、トナー像を直接ベルト面に転写(一次転写)されて、そのトナー像を更に用紙に転写(二次転写)すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
この中間転写ベルトユニット3は、上記扁平なループ状の転写ベルト14のループ内にベルト位置制御機構17を備えている。ベルト位置制御機構17は、転写ベルト14を介して感光体ドラム7の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ18を備えている。
ベルト位置制御機構17は、マゼンタ(M)、シアン(C)及びイエロー(Y)の3個の画像形成ユニット6M、6C及び6Yに対応する3個の一次転写ローラ18を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。
そして、ベルト位置制御機構17は、ブラック(K)の画像形成ユニット6Kに対応する1個の一次転写ローラ18を上記3個の一次転写ローラ18の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト14を感光体ドラム7から離接させる。
すなわち、ベルト位置制御機構17は、中間転写ベルトユニット3の転写ベルト14の位置を、フルカラーモード(4個全部の一次転写ローラ18が転写ベルト14に当接)、モノクロモード(画像形成ユニット6Kに対応する一次転写ローラ18のみが転写ベルト14に当接)、及び全非転写モード(4個全部の一次転写ローラ18が転写ベルト14から離れる)に切換える。
上記の中間転写ベルトユニット3には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット6Mの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器20が着脱自在に配置されている。
給紙部4は、上下2段に配置された2個の給紙カセット21を備え、2個の給紙カセット21の給紙口(図の右方)近傍には、それぞれ用紙取出ローラ22、給送ローラ23、捌きローラ24、待機搬送ローラ対25が配置されている。
待機搬送ローラ対25の用紙搬送方向(図の鉛直上方向)には、転写ベルト14を介して従動ローラ16に圧接する二次転写ローラ26が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
この二次転写部の下流(図では上方)側にはベルト式熱定着ユニット27が配置されて、ベルト式熱定着ユニット27の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット27から搬出する搬出ローラ対28、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー29に排紙する排紙ローラ対31が配設されている。
両面印刷用搬送ユニット5は、外面(図の右方外側面)がプリンタ1の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
そして、この両面印刷用搬送ユニット5は、上記搬出ローラ対28と排紙ローラ対31との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路32a、それから下方に曲がる中間返送路32b、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路32c、及びこれらの返送路の途中に配置された4組の返送ローラ対33a、33b、33c、33dを備えている。
上記終端返送路32cの出口は、給紙部4の下方の給紙カセット21に対応する待機搬送ローラ対25への搬送路に連絡している。また、本例において中間転写ベルトユニット3の上面部には、クリーニング部35が配置されている。
クリーニング部35は、転写ベルト14の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去して、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器20に送り込んでいる。
図2は、画像形成ユニット6を1個のみ取り出して、その外観を示す斜視図である。図2に示すように、画像形成ユニット6は、外装フレーム36に保持される現像器12と、この現像器12と一体になって外装フレーム36に保持されるドラムユニット37とで構成されている。
現像器12には、前述したように、上部の長手方向両端部にそれぞれトナーカートリッジ10を着脱可能に装着している。他方のドラムユニット37には細長い溝状の長孔38が形成されており、その長孔38の下方に感光体ドラム7の上面が位置している。この画像形成ユニット6がプリンタ本体装置に装着されると、長孔38に光書込ヘッド11の先端の発光部が位置決めされて、画像形成の準備が整う。
図3は、上記プリンタ1の外観斜視図である。尚、図3には図1と同一の構成部分には図1と同一の番号を付与して示している。 図3に示すように、プリンタ1には、前方には前扉39が備えられ、右側面には開閉部材を兼ねる両面印刷用搬送ユニット5が備えられ、両面印刷用搬送ユニット5の外面には上部に取っ手41が配設されている。
このプリンタ1の上面には、右から左に排紙される画像形成済みの用紙を積載する図1にも示した排紙トレー29が形成されている。この排紙トレー29の排紙方向(右から左方向)に直交する方向で、排紙トレー29を挟む位置、つまりプリンタ1の前後にそれぞれ上向きの開口部を有する4対のトナーカートリッジ挿入口42が形成されている。
これらのトナーカートリッジ挿入口42には、図2に示した現像器12ごとに2個装着されたトナーカートリッジ10(10K、10Y、10C、10M)の上面が露出している。これらのトナーカートリッジ10は、それぞれ単独で上下方向に着脱される。
図4は、トナーカートリッジ10の現像器12への着脱の状態を模式的に簡略に示す図である。図4はプリンタ1の内部を図1の右又は左方向から見た図であり、中間転写ベルトユニット3、現像器12を簡略に示している。
現像器12、つまり画像形成ユニット6を、プリンタ1の本体フレームと一体に内部に固定式とする、又は上面を排紙トレー29一体型の開閉蓋として、画像形成ユニット6を上下に着脱する方式とすれば、現像器12を長手方向に入れ替え操作しないだけ広くなった配設面に対応する分だけプリンタ1の筐体43を前後に広げることができる。
図4は、そのようにプリンタ1の筐体43を前後に広げて、その広げた分だけトナーカートリッジ10を前後に大きくした形態を示している。図の左に示すトナーカートリッジは矢印aで示すように現像器12に装着された状態を示している。
また、図の右に示すトナーカートリッジ10は新品のトナーカートリッジであり、先にトナーが空になったトナーカートリッジと交換に、矢印bで示すように、これから現像器12に装着されようとしている状態を示している。
2個のトナーカートリッジ10のうち、いずれか1個が装着されていれば、現像器12に内蔵されているトナー搬送機構44によって、供給ローラ19の全面にトナーが行き渡るようになっている。
したがって、プリンタ1本体を稼動状態のまま、つまり印刷作業を中断することなく継続したまま、上記のように空になったトナーカートリッジと新品のトナーカートリッジとを交換してトナーの補充作業を行うことができる。このように、印刷作業が中断することなくトナーカートリッジの交換ができるので処理の高速性が維持される。
図5(a) は上記トナーカートリッジ10の外観を示す側面図であり、図5(b) はその内部の構成を示す図、図5(c) はトナーカートリッジ10の底面の構成を示す図である。図5(a) に示すように、トナーカートリッジ10は、筐体43の横四面に位置決め部44を形成されている。位置決め部44はトナーカートリッジ10がトナーカートリッジ挿入口42に挿入されたとき、トナーカートリッジ挿入口装着部側に形成されている位置決め部に係合して位置決めされる。
また、トナーカートリッジ10の上面には、回転つまみ45がつまみ台46と一体となって取り付けられている。そして、トナーカートリッジの下面には、回転つまみ軸47の先端が露出して、その先端に、回転フランジ48が回転つまみ軸47と共に回動可能に固設されている。
図5(b) に示すように、筐体43の内部はトナー充填部49になっており、トナーが満杯に充填されている。回転つまみ45及びつまみ台46と一体構成の回転つまみ軸47はトナー充填部49を貫通して、その下端部先端が上述したように外部に露出して、その先端に上記のように回転フランジ48が固設されている。
ユーザが、このトナーカートリッジ10を図4の左に示すようにトナーカートリッジ挿入口42を介して現像器12に装着した後、図5(b) に示すように回転つまみ45を矢印cで示すように上面側から見て時計回り方向に回転させると、回転つまみ軸47も矢印dで示すように上面側から見て時計回り方向に回転する。
そして、この回転つまみ軸47の先端に固設されている回転フランジ48は、図5(c) に示すように底面51から見た場合は、矢印eで示すように反時計回り方向に回転する。この回転により、トナーカートリッジ10の低面51に形成されていて、それまで回転フランジ48により封止されていたトナー供給口52が開放される。これによりトナーカートリッジ10のトナー充填部49のトナーが現像器12に供給可能となる。
尚、特には図示しないが、この回転つまみ軸47及び回転フランジ48の回転は、トナーカートリッジ10がトナーカートリッジ挿入口42を介して現像器12に正確に装着されている状態の場合のみ回転可能に構成されている。
また、回転つまみ軸47及び回転フランジ48の回転に連動して、現像器12側のトナー受け入れ口が開閉するように構成されている。これにより、トナーカートリッジ10の新旧交換では、ユーザがトナーカートリッジ10を取り出すときは回転つまみ45を反時計回り方向へ回転させてトナー供給口52を閉じ、ユーザがトナーカートリッジ10を装着したときは回転つまみ45を時計回り方向へ回転させると、トナー供給口52の開閉に伴って現像器12側のトナー受け入れ口が開閉する。これにより、トナーが周囲に飛び散って周辺部材を汚染するおそれはない。
本発明は、本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能な画像形成装置に利用することができる。
1 プリンタ
2 画像形成部
3 中間転写ベルトユニット
4 給紙部
5 両面印刷用搬送ユニット(開閉部材)
6(6M、6C、6Y、6K) 画像形成ユニット
7(7m、7c、7y、7k) 感光体ドラム
8 クリーナ
9 帯電ローラ
10(10K、10Y、10C、10M) トナーカートリッジ
11 光書込ヘッド
12 現像器
13 現像ローラ
14 転写ベルト
15 駆動ローラ
16 従動ローラ
17 ベルト位置制御機構
18 一次転写ローラ
19 供給ローラ
20 廃トナー回収容器
21 給紙カセット
22 用紙取出ローラ
23 給送ローラ
24 捌きローラ
25 待機搬送ローラ対
26 二次転写ローラ
27 ベルト式熱定着ユニット(定着ユニット)
28 搬出ローラ対
29 排紙トレー
31 排紙ローラ対
32a 開始返送路
32b 中間返送路
32c 終端返送路
33a、33b、33c、33d 返送ローラ対
35 クリーニング部
36 外装フレーム
37 ドラムユニット
38 長孔
39 前扉
41 取っ手
42 トナーカートリッジ挿入口
43 筐体
44 位置決め部
45 回転つまみ
46 つまみ台
47 回転つまみ軸
48 回転フランジ
49 トナー充填部
51 カートリッジ底面
52 トナー供給口

Claims (2)

  1. 供給されるトナーを担持して静電潜像担持体上の潜像にトナー像を現像する現像ローラを有する現像器を備えた画像形成装置であって、
    該画像形成装置の本体上面に形成された排紙トレーと、
    該排紙トレーの排紙方向に直交する方向で前記排紙トレーを挟む位置にそれぞれ形成されたトナーカートリッジ挿入口と、
    前記画像形成装置本体が稼働中であるか休止中であるかに関わり無く前記トナーカートリッジ挿入口から挿入され前記現像器の長手方向の両端部それぞれにおいて前記現像器に対し着脱可能であり前記現像器に供給するトナーを収容するトナーカートリッジと、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記トナーカートリッジ挿入口には上向きの開口部が形成され、該開口部に対し、前記トナーカートリッジは上下方向に着脱される、ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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