JP6899093B2 - 画像形成装置、及び、現像剤補給装置 - Google Patents
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Description
詳しくは、現像剤容器から排出された現像剤は、一旦、貯留部(連結部)に貯留される。貯留部と、サブホッパに設置された搬送ポンプと、の間はフレキシブルな搬送路(トナー搬送チューブ)によって接続されている。そして、搬送ポンプが稼働することで、貯留部に貯留された現像剤が搬送路を介してサブホッパに向けて搬送される。サブホッパに搬送されて貯留された現像剤は、サブホッパに設置された搬送スクリュが回転駆動されることによって、サブホッパの排出口から排出されて、現像装置に向けて適宜に供給されることになる。そして、適宜に現像剤が供給されて適量の現像剤が収容された現像装置によって、感光体ドラムの表面に形成された潜像が現像されることになる。
また、特許文献3には、通常のカラー画像を形成するための4色(YMCB用)のプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)と、特殊色(白色)用のプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)と、が、記録媒体の搬送方向に沿うように並設されて、記録媒体の表面に直接的に複数色のトナー像を重ねて転写する画像形成装置であって、4色のプロセスカートリッジと特殊色用のプロセスカートリッジとの配列を変更する技術が開示されている。
図1〜図12を用いて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はそのプロセスカートリッジ6Yの近傍を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方の一端側には、種類が異なる5つの略筒状の現像剤容器としてのトナー容器32Y、32M、32C、32K、32Sがそれぞれ着脱可能に設置された現像剤補給装置90Y、90M、90C、90K、90S(トナー補給装置)が並設されている。詳しくは、図1に示すように、左方にはカラー用の3色(イエロー、マゼンタ、シアン)に対応したトナー容器32Y、32M、32C(現像剤補給装置90Y、90M、90C)が、最左方からイエロー、マゼンタ、シアンの順に設置されている。そして、その右方には黒色(ブラック)に対応したトナー容器32K(現像剤補給装置90K)が設置され、最右方には特殊色に対応したトナー容器32S(現像剤補給装置90S)が設置されている。
特に、特殊色に対応したトナー容器32Sは、その内部に収容されたトナーがすべて消費される前に、ユーザーの用途に応じて、他の種類の特殊色用のトナー容器32Sに交換される場合が多く、その交換頻度が他のトナー容器32Y、32M、32C、32Kに比べて多くなるため、その交換作業がしやすい最右方の位置に配置されている。
そして、本実施の形態1において、このようなトナー容器32Y、32M、32C、32K、32Sと、現像剤補給装置90Y、90M、90C、90K、90Sと、のそれぞれの並び順(配列)は、可変されないように設定している。
また、カラー用の3つの現像剤補給装置90Y、90M、90Cは、それぞれ、カラー用のトナー容器32Y、32M、32C(現像剤容器)に収容されたカラー(イエロー、マゼンタ、シアン)のトナー(現像剤)を、カラー用の現像装置5Y、5M、5Cにそれぞれ補給するためのものである。
また、特殊色用の現像剤補給装置90Sは、特殊色用のトナー容器32S(現像剤容器)に収容された特殊色のトナー(現像剤)を、特殊色用の現像装置5Sに補給するためのものである。
特に、特殊トナーは、黒色トナーやカラートナーとは異なるもので、ユーザーの用途に合わせて公知のクリアトナー(透明トナー、無色トナー、無彩色トナー、ノーピグメントトナーなどである。)や白色トナーなどを用いることができる。
図1に示すように、5つのプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6K、6S(現像装置5Y、5M、5C、5K、5S)の基本的な並び順(配列)は、中間転写ベルト8の走行方向上流側から、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)、イエロー用のプロセスカートリッジ6Y(現像装置5Y)、マゼンタ用のプロセスカートリッジ6M(現像装置5M)、シアン用のプロセスカートリッジ6C(現像装置5C)、黒色用のプロセスカートリッジ6K(現像装置5K)、となっている。そして、この並び順(配列)は、ユーザーの用途に応じて適宜に変更できるように構成されている。
特に、本実施の形態1では、図5(A)及び図5(B)をも参照して、黒色用のプロセスカートリッジ6K(現像装置5K)と、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)と、の設置位置を入れ替えることができるように構成されている。
そして、そのような場合に、特殊色トナーの種類に応じて、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)の並び順(配列)を、中間転写ベルト8の走行方向最上流側から走行方向最下流側に変更した方が良い場合がある。例えば、特殊色トナーとしてクリアトナーが用いられる場合には、画像の光沢性を向上させる目的で用いられることが多く、中間転写ベルト8上に最初に1次転写されることが望ましいとされ、図1、図5(A)に示すように、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)が中間転写ベルト8の走行方向最上流に配置される。これに対して、特殊色トナーとして白色トナーが用いられる場合には、白色ではない有色の記録媒体P上に画像を形成する目的で用いられることが多く、記録媒体P上の最下層に2次転写されることが望ましいとされ、図5(B)に示すように、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)が中間転写ベルト8の走行方向最下流に配置される。そして、そのような特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)の設置位置の変更にともない、黒色用のプロセスカートリッジ6K(現像装置5K)の設置位置が入れ替えられるように変更されることになる。また、これらの入れ替え作業は、画像形成装置100の外装部に設置された表示パネルに表示される操作マニュアルに基いて、ユーザー(又は、サービスマン)によって手動でおこなわれることになる。
このような、黒色用のプロセスカートリッジ6K(現像装置5K)と、特殊色用のプロセスカートリッジ6S(現像装置5S)と、の配列の変更については、後でさらに詳しく説明する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7Y(書込み装置)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写体としての中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、中間転写ベルト8上に所望のカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ(9Y)の1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム(1Y)上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙ユニット26には、記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、記録媒体Pは、排出経路K2を経由して排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51、現像ローラ51に対向するドクターブレード52、現像剤収容部に配設された2つの搬送スクリュ55と、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56、現像剤収容部にトナー(現像剤)を補給するためのユニット側開口部57、等で構成される。現像ローラ51は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
現像ローラ51のスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ51上を移動する。
なお、本実施の形態1では、他の4つの現像剤補給装置(マゼンタ用の現像剤補給装置90M、シアン用の現像剤補給装置90C、黒色用の現像剤補給装置90K、特殊色用の現像剤補給装置90Sである。)も、使用されるトナーの色(種類)が異なる以外は、イエロー用の現像剤補給装置90Yとほぼ同様の構成となっているため、それらの現像剤補給装置90M、90C、90K、90Sの説明を適宜に省略して、イエロー用の現像剤補給装置90Yのみの説明をおこなうことにする。
なお、図3(及び、後述する図13)は、理解を容易にするために、トナー容器32Y、現像剤補給装置90Y、現像装置5Yの配置方向などを変えて図示している。実際には、図3において、トナー容器32Yと現像剤補給装置90Yの一部との長手方向が紙面垂直方向になるように配設されている(図1を参照できる。)。また、チューブ95Y(搬送路)の向きや配置も簡略化して図示している。
詳しくは、トナー容器32Yが装置本体100の設置部31にセットされると、トナー容器32Yのボトル・ギア37が装置本体100の駆動ギア110に噛合するとともに、キャップ受部91のキャップ開閉チャック92によってトナー容器32Yからキャップ34(トナー排出口Cを塞ぐための部材である。)が取り外される。これにより、トナー容器32Yのトナー排出口C(開口部)が開放されて、トナー容器32Y内に収容されたトナーの排出が可能になる。
このように構成された現像剤補給装置90Yにおいて、駆動モータ115によって駆動ギア110が駆動されるとトナー容器32Yの容器本体33が所定方向に回転駆動されて、トナー容器32Yのトナー排出口Cからトナーが排出される。トナー容器32Yから排出されたトナーは、落下経路部82を落下して貯留部81に貯留される。貯留部81に貯留されたトナーは、搬送ポンプ60Yが稼働することで、吸引口83から吸引されてチューブ95Yを介して搬送ポンプ60Yからサブホッパ70Yに向けて搬送される。そして、サブホッパ70Yに搬送されたトナーは、垂直方向に延在する搬送管98を介して、現像装置5Y内に補給される。すなわち、トナー容器32Y内のトナーは、図3中の破線矢印方向に搬送されることになる。なお、本実施の形態1において、サブホッパ70Yと現像装置5Yとを中継する搬送管98(搬送パイプ)は、チューブ95Yとは異なり、変形しにくい硬質な樹脂材料や金属材料で形成されている。
図4を参照して、本実施の形態1における搬送ポンプ60Yは、ダイヤフラムポンプ(容積式ポンプ)であって、ダイヤフラム61(ゴム部材)、ケース62、モータ67、回転板68、逆止弁63、64、シール部材65、66(弾性部材)、等で構成されている。このように構成された搬送ポンプ60Yは、比較的小型かつ低コストのものである。
ケース62は、剛性を有する樹脂材料又は金属材料からなり、ポンプ本体の主部(ハウジング)として機能する。ケース62(ポンプ本体)には、内部に向けて現像剤を空気とともに流入するための流入口Aと、内部から現像剤を空気とともに流出するための流出口Bと、が形成されている。
ダイヤフラム61は、親トナー性が低く弾性を有するゴム材料で形成されていて、椀状に形成された部分の内部が容積可変部Wとして機能して、その外周部に起立するようにアーム部61a(その穴部に回転板68の偏心軸68aが嵌合している。)が形成されている。ダイヤフラム61はケース62に対して隙間が生じないように接合されていて、ダイヤフラム61の容積可変部Wと、ケース62の内部と、がポンプ本体の内部において1つの閉空間として形成されている。そして、ポンプ本体61、62は、後述する回転板68(偏心軸68a)の回転にともなうダイヤフラム61の伸縮動作によって、内部の容積を増減させて正圧と負圧とを交互に発生させることになる。
このような構成により、制御部120に制御されてモータ67が駆動されることで、回転板68(偏心軸68a)が回転して、それにともないダイヤフラム61が容積可変部Wの容積を周期的に増減するように伸縮することになる。そして、このようなダイヤフラム61の伸縮動作にともない、ポンプ本体61、62の内部に正圧と負圧とが交互に発生されることになる。
他方、ポンプ本体(ケース62)の流出口Bには、流出側逆止弁64が設置されている。この流出側逆止弁64は、ポンプ本体61、62の内部に負圧が発生したときに流出口Bを閉鎖して、ポンプ本体61、62の内部に正圧が発生したときに流出口Bを開放するものである。流出側逆止弁64は、ポンプ本体61、62の外側から流出口Bに対向するように配設されている。搬送ポンプ60Yにおける流出口Bの側には、サブホッパ70Yが接続されている。
このような構成・動作により、先に図3を用いて説明したように、搬送ポンプ60Yが稼働することで、補給元となる貯留部81の内部に貯留されたトナーが吸引口83から吸引されてチューブ95Yを搬送された後に、サブホッパ70Y内にトナーが搬送されることになる。詳しくは、サブホッパ70Yのホッパ残量センサ76がサブホッパ70内におけるトナー量の不足を検知すると、搬送ポンプ60Y(モータ67)を駆動して、貯留部81からサブホッパ70Yへのトナー補給をおこなう。
なお、搬送ポンプ60Y(モータ67)は、ホッパ残量センサ76がサブホッパ70内におけるトナー量が所定量に達しておらず不足状態を検知したときに、公知のものと同様に、比較的短い周期で間欠的に駆動される。これにより、サブホッパ70Yにおける搬送スクリュ71、72によるトナー搬送量が、搬送ポンプ60Yから供給されるトナー量に追いつかずに、サブホッパ70Yの一部でトナーが滞留する不具合が防止されることになる。
ホッパ残量センサ76は、上述したように、サブホッパ70Y(被補給部)に収容されたトナー(現像剤)が所定量に達していない不足状態を検知する検知手段として機能するものである。
そして、サブホッパ70Y内に補給されたトナーは、補給モータ121によって回転駆動される搬送スクリュ71、72によって、サブホッパ70Y内の第1搬送経路、第2搬送経路の順に搬送されて、その後にサブホッパ70Yから搬送管98を介して現像装置5Y内に補給される。詳しくは、現像装置5Yの濃度検知センサ56が現像剤収容部(搬送スクリュ55による循環経路である。)におけるトナー濃度の不足を検知すると、制御部120による制御によってサブホッパ70Yの搬送スクリュ71、72を回転駆動して、サブホッパ70Yから現像装置5Yへのトナー補給をおこなう。
このように、本実施の形態1では、貯留部81Yから搬送ポンプ60Yに至るトナーの搬送路をフレキシブルなチューブ95Yで形成している。そのため、貯留部81Yと搬送ポンプ60Yとの間の空間に種々の部材が設置されている場合であっても、それらの部材を避けるようにチューブ95Yを配回してトナーの搬送路を形成することができる。したがって、トナー容器32Yの設置部31を現像装置5Yから離れた位置に比較的自由にレイアウトすることができる。
先に説明したように、トナー容器32Yは、主として、容器本体33と、そのトナー排出口Cに着脱可能に設けられたキャップ34(栓部材)と、で構成される。
容器本体33の頭部には、容器本体33と一体的に回転するボトル・ギア37と、トナー排出口Cと、が設けられている。ボトル・ギア37は、装置本体100の駆動ギア110と噛合して容器本体33を所定方向に回転駆動するためのものである。また、トナー排出口Cは、容器本体33内に収容された現像剤としてのトナー(粉体)を落下経路部82に向けて排出するためのものである。
容器本体33には、外周面から内周面にかけて、螺旋状の突起33aが設けられている。この螺旋状の突起33aは、容器本体33を回転駆動してトナー排出口Cからトナーを排出するためのものである。
なお、このように構成された容器本体33は、ボトル・ギア37とともにブロー成形にて製造することができる。
キャップ受部91には、トナー容器32Yの着脱動作に連動してキャップ34の開閉動作をおこなうキャップ開閉チャック92や、キャップ開閉チャック92を駆動する開閉駆動部が設けられていて、落下経路部82などとともに、貯留部81Yの一部として設けられている。そして、設置部31上に載置されたトナー容器32Yがキャップ受部91に向けてスライド移動されて、キャップ34がキャップ開閉チャック92の位置に達すると、さらにトナー容器32Yをスライド移動させて押し込む動作に連動して、キャップ開閉チャック92がキャップ34を挟んだ状態でトナー排出口Cからキャップ34を離脱させるように開閉駆動部が稼働する。これにより、トナー容器32Yのトナー排出口Cが開放された状態になって、トナー排出口Cからのトナー排出が可能になる。また、このようなトナー容器32Yの装着動作に連動して、ロック機構が稼働してトナー容器32Yの頭部側が設置部31から取り外されないようにロックされる。このとき、トナー容器32Yは、現像剤補給装置90Y(設置部31)に対して、そのトナー排出口C(頭部)の側が回転可能に固定されて、容器本体33が設置部31上において回転可能に保持されることになる。
また、設置部31(トナー容器受台)に対してトナー容器32Yが離脱されるときには、上述した装着時の動作と逆の動作がおこなわれることになる。
このように、本実施の形態1では、トナー容器32Yから排出されたトナーを搬送ポンプ60Yによって直接的に吸引するのではなくて、トナー容器32Yから排出されて貯留部81Yにある程度貯留されたトナーのうち、必要な量だけ搬送ポンプ60Yで吸引するように構成しているため、搬送ポンプ60Yで吸引するトナー量に不足が生じてしまう不具合を確実に軽減することができる。
詳しくは、トナー検知センサ86としては、圧電センサ、透過光センサなどを用いることができる。本実施の形態1では、トナー検知センサ86として圧電センサを用いている。トナー検知センサ86の検知面の高さは、吸引口83の上方に堆積されるトナー量(堆積高さ)が狙いの値になるように設定されている。
そして、トナー検知センサ86の検知結果に基いて、制御部120による制御によって、トナー容器32Y(容器本体33)を回転駆動する駆動モータ115の駆動タイミングや駆動時間が制御される。具体的に、トナー検知センサ86によってその位置にトナーがないものと判別された場合には駆動モータ115が所定時間だけ駆動されて、トナー検知センサ86によってその位置にトナーがあるものと判別された場合には駆動モータ115の駆動が停止されることになる。
先に図1等を用いて説明したように、本実施の形態1における画像形成装置100には、所定の走行方向(図1の時計方向である。)に走行する中間転写体としての中間転写ベルト8や、中間転写ベルト8(中間転写体)に対向するように中間転写ベルト8の走行方向に沿って並設された複数の像担持体としての感光体ドラム(1Y)、が設置されている。また、図5に示すように、画像形成装置100には、複数の感光体ドラム(像担持体)に形成された潜像をそれぞれ現像する複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sや、現像剤としてのトナーがそれぞれ収容された複数のトナー容器32Y、32M、32C、32K、32S(現像剤容器)や、複数のトナー容器32Y、32M、32C、32K、32Sに収容されたトナーを複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sにそれぞれ補給するための複数の搬送路としてのチューブ95Y、95M、95C、95K、95S、が設置されている。
詳しくは、先に説明したように、複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sは、それぞれ、複数の感光体ドラムのうち対応する感光体ドラムとともにプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6K、6Sを構成している。したがって、複数のトナー容器32Y、32M、32C、32K、32Sの配列を変更することなく、複数のプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6K、6Sの走行方向の配列を変更するとともに、複数のチューブ95Y、95M、95C、95K、95Sにおける補給元と補給先との関係が変更されないように複数のチューブ95Y、95M、95C、95K、95Sの配回しを変更することになる。
また、複数のサブホッパ70Y、70M、70C、70K、70Sは、複数の搬送ポンプ60Y、60M、60C、60K、60Sと、複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sと、にそれぞれ接続されている。本実施の形態では、このサブホッパ70Y、70M、70C、70K、70Sが、チューブ95Y、95M、95C、95K、95Sに対する補給先となる。
そして、上述した2つのチューブ95K、95Sは、それぞれ、その長さ(搬送方向の長さである。)が、2つの現像装置5K、5Sのうち遠くに位置する現像装置に合わせて設定されている。
これにより、図5(A)の状態から図5(B)の状態(又は、図5(B)の状態から図5(A)の状態)への現像装置5K、5S(プロセスカートリッジ6K、6S)の入れ替え作業がおこなわれても、チューブ95K、95Sの長さが足りなくなる不具合が生じないことになる。
これに対して、図6に示すように、5つのトナー容器の配列を変更することなく、5つの現像装置のうち、黒色用の現像装置5K(及び、搬送ポンプ60K、サブホッパ70K)とカラー用の現像装置5Y、5M、5C(及び、搬送ポンプ60Y、60M、60C、サブホッパ70Y、70M、70C)との走行方向の配列の順番を変更することなく走行方向の位置を1つずつずらして、特殊色用の現像装置5S(及び、搬送ポンプ60S、サブホッパ70S)を走行方向の最上流又は最下流に移動するとともに、5つのチューブ95Y、95M、95C、95K、95Sのすべての配回しを変更することもできる。
したがって、上述したような配列の変更をおこなっても、最終的に記録媒体Pの表面に形成される画像(黒色トナーとカラートナーとによって形成される画像である。)の色味は変化しにくくなる。したがって、用途に合わせて最適な画像を、色味を大きく変化させることなく、形成することができる。
これにより、図6(A)の状態から図6(B)の状態(又は、図6(B)の状態から図6(A)の状態)への現像装置5Y、5M、5C、5K、5S(プロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6K、6S)の入れ替え作業がおこなわれても、チューブ95Y、95M、95C、95K、95Sの長さが足りなくなる不具合が生じないことになる。
なお、図6に示すような配列の変更をおこなう場合も、特殊色用の現像装置5Sに対応するチューブ95Sの長さは、最上流と最下流との2つの現像装置のうち遠くに位置する現像装置に合わせて設定されることになる。
詳しくは、図5に示すように、特殊色用のチューブ95Sと黒色用のチューブ95Kとは、いずれも、現像装置5S、5Kの入れ替え作業にともなう配回しの変更ができるように、その長さが長く設定されている。そのため、これらのチューブ95K、95Sが、2つの現像装置5K、5Sのうち近くに位置する現像装置(搬送ポンプ)に接続される場合には、チューブの長さが余剰になることになる。
これに対して、図7に示すように、チューブ95Sの一部を座屈させることなく巻き取ることができるように構成されたチューブ収容部108を設けることで、チューブ95Sにおけるトナーの搬送性を損なうことなく、チューブ95Sの弛みや絡まりを防止することができる。なお、図7では、特殊色用のチューブ95Sを収容するチューブ収容部108のみを図示して、黒色用のチューブ95Kを収容するチューブ収容部の図示は省略している。
なお、チューブ収容部108における円筒部108aの内壁は、チューブ95Sに座屈が生じる最大の曲率よりも大きな曲率となるように形成されている。
チューブ95Sの両端の距離を短くしたいときには、図8(A)に示すように、チューブ収容部108の内部でチューブ95Sが緩やかな曲率で略波状に折り畳まれることになる。これに対して、チューブ95Sの両端の距離を長くしたいときには、図8(B)に示すように、チューブ収容部108の内部で、チューブ95Sの折り畳みが解消されて、チューブ95Sが略直線状に引き伸ばされることになる。
詳しくは、図10、図11に示すように、コイル状の補強部材105が、チューブ95Sの搬送方向全域にわたって、チューブ95Sの外周を覆うように巻装されている。このように補強部材105を設けることにより、フレキシブルなチューブ95Sが座屈してチューブ95Sにおけるトナーの搬送性が低下する不具合を防止することができる。
なお、図10、図11では、特殊色用のチューブ95Sに補強部材105を設置したが、その他のチューブ95Y、95M、95C、95Kにも補強部材105を設置することができる。
詳しくは、図10、図11に示すように、チューブ95Sは、その下流側開口が、補給先としてのサブホッパ70Sの接続部となるケース62に着脱可能に形成されている。これにより、先に説明した現像装置5S、5Kの入れ替え作業時におこなうチューブ95Sの配回しの変更が可能になる。しかし、そのようなチューブ95Sの配回しの変更をおこなうときに、チューブ95Sに巻装された補強部材105の着脱もおこなう必要がある。図10、図11に示すように、接続部となるケース62には係合部としての引掛部62aが形成されていて、この引掛部62aに対して補強部材105の先端に形成された被係合部としてのフック部105aが引掛けられるように係合されて、コイル状の補強部材105に作用するスプリング力によって、補強部材105の位置が定められることになる。また、補強部材105の取り外しをおこなう場合には、コイル状の補強部材105に作用するスプリング力に抗するように、フック部105aと引掛部62aとの係合を解除することになるが、その解除作業はそれほど大きな力を必要とせず比較的簡易なものとなる。
D0>D2>D1
なる関係が成立することが好ましい。
このように構成することにより、補強部材105は、チューブ95Sに対して隙間なく強い力で巻き付くような状態にはならずに、チューブ95Sの搬送方向全域にわたってチューブ95Sに対して比較的ルーズに巻装されることになる。そのため、上述したチューブ95Sと補強部材105との着脱操作をさらに簡易におこなうことができる。
詳しくは、図12に示すように、チューブ95Sの中央部(搬送路の途中である。)には、回転部109が設けられている。この回転部109は、チューブ95Sの全体におけるトナー搬送性を維持しつつ、回転部109を境界として一端側のチューブ95Sと他端側のチューブ95Sとを相対的に回転できるように構成されたものである。具体的に、回転部109は、一端側のチューブ95Sに接続された部分と、他端側のチューブ95Sに接続された部分と、が双方の内径部が常に合致した状態で相対的に回転できるように接続されている。
このようにチューブ95Sに回転部109を設けることで、図12(A)に示すチューブ95Sに捻れを生じさせるような力が作用しても、その力によって図12(B)に示すように一端側のチューブ95Sが他端側のチューブ95Sに対して相対的に回転するため、チューブ95Sに捻れが生じないことになる。そのため、チューブ95Sにおけるトナー搬送性が常に良好に維持されることになる。
なお、回転部109は、チューブ95Sの端部(接続部)に設けることもできる。
これにより、比較的簡易に、複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sの配列を変更して、中間転写ベルト8の表面に重ねるトナー色の順番を変えることができる。
図13〜図17等を用いて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図13は、実施の形態2における特殊色用及び黒色用の現像剤補給装置90S、90Kを示す全体構成図である。
本実施の形態2における特殊色用の現像補給装置90Sと黒色用の現像剤補給装置90Kとは、前記実施の形態1のものとは構成が異なるものであって、先に図5を用いて説明したプロセスカートリッジ6S、6K(現像装置5S、5K)の設置位置(配列)の変更が、トナーの混色などの不具合が生じることなくスムーズにおこなわれるように構成されている。
なお、本実施の形態2において、カラー用の3つの現像剤補給装置90Y、90M、90Cは、前記実施の形態1のものと同様に、図3に示すように構成されている。
なお、特殊色用の現像剤補給装置90S(及び、黒色用の現像剤補給装置90K)は、使用されるトナーの色(種類)が異なる点と、チューブが2つの分岐された搬送路としてのチューブ95S、96S(95K、96K)で構成されている点と、チューブに開閉バルブ97が設置されている点と、を除いて、図3を用いて説明したイエロー用の現像剤補給装置90Y(及び、マゼンタ用の現像剤補給装置90M、シアン用の現像剤補給装置90C)とほぼ同様の構成となっているため、双方の共通する構成や動作の説明を適宜に省略することにする。
また、黒色用の現像剤補給装置90Kは、使用されるトナーの色(種類)が異なる以外は、特殊色用の現像剤補給装置90Sとほぼ同様の構成となっているため、その説明を適宜に省略して、特殊色用の現像剤補給装置90Sのみの説明をおこなうことにする。
これに対して、図14(A)に示すように、黒色用の現像剤補給装置90Kは、カラー用の現像剤補給装置90Y、90M、90Cと同様に、トナー容器32Kが貯留部81K(現像剤補給装置90K)に対して着脱できるように構成されている。
なお、いずれの現像剤補給装置90Y、90M、90C、90K、90Sにおいても、チューブ95Y、95M、95C、95K、95S(又は、第1チューブ95S、96S、第2チューブ96S、96K)は、先に説明したように、種々の部材が密集する空間に配回されていて、その交換作業が困難であるため、原則的に画像形成装置本体100からユーザーが取り外さなくても良いように固定されている。
なお、本実施の形態2では、図15に示すように、搬送ポンプ60Sとサブホッパ70Sとが一体化されたユニットに、現像装置5Sの着脱動作に連動して排出口74を開閉するシャッタ79が設けられている。これにより、搬送ポンプ60Sとサブホッパ70Sとが一体化されたユニットに対して、現像装置5Sが取り外された場合であっても、サブホッパ70Sの排出口74からトナーが漏出する不具合を防止することができる。
また、本実施の形態2では、黒色用の現像剤補給装置90Kも、特殊色用の現像剤補給装置90Sと同様に、図15に示すように搬送ポンプ60Kとサブホッパ70Kとが一体化されたユニットと、現像装置5Kと、がそれぞれ別々に着脱されるように構成されている。
具体的に、開閉バルブ97がオフ状態にあるときには、第1チューブ95S(第1搬送路)が開放されて、その上流側と下流側との間でトナーや空気の流動が可能になる。これに対して、開閉バルブ97がオン状態にあるときには、第1チューブ95S(第1搬送路)が閉鎖されて、その上流側と下流側との間でのトナーや空気の流動が遮断されることになる。
特に、本実施の形態2では、開閉バルブ97としてピンチバルブが用いられていて、開閉バルブ97の内部にトナーが入り込んでバルブ機能が低下してしまう不具合を生じにくくしている。
また、本実施の形態2では、開閉バルブ97がオン状態にあるかオフ状態にあるかを制御部120によって制御できるとともに、その状態を検知できるように構成されている。具体的に、ユーザー(又は、サービスマン)は、装置本体100の外装部に設置された操作パネルを操作して、開閉バルブ97をオフ状態からオン状態に可変したり、オン状態からオフ状態に可変したりすることになる。
フィルタとしての第2チューブ用フィルタ142は、第2チューブ96Sの先端開口96aを覆うように設置されている(図17をも参照できる)。また、第2チューブ用フィルタ142は、第2チューブ用開閉部材141とは別に、第2チューブ96Sの先端開口96aを手動で開閉できるように設置されている。第2チューブ用フィルタ142は、トナー(現像剤)を捕集して空気を通過できるように構成されたものであって、公知のトナーフィルタを用いることができる。
第1搬送路用フィルタとしての第1チューブ用フィルタ144は、第1チューブ95Sの下流側開口95aを覆うように設置されている(図17を参照できる)。また、第1チューブ用フィルタ144は、第1チューブ用開閉部材143とは別に、第1チューブ95Sの下流側開口95aを手動で開閉できるように設置されている。第1チューブ用フィルタ144は、トナー(現像剤)を捕集して空気を通過できるように構成されたものであって、公知のトナーフィルタを用いることができる。
このとき、図17(A)に示すように、第2チューブ96Sの先端開口96aは、第2チューブ用開閉部材141(開閉部材)によって閉鎖されているため、第1チューブ95Sにおけるトナー搬送の妨げになることはない。また、第1チューブ95Sの下流側開口95aは、第1チューブ用開閉部材143も第1チューブ用フィルタ144も干渉しないように開放された状態で搬送ポンプ60Sに接続されているため、第1チューブ95Sにおけるトナー搬送の妨げになることはない。
なお、本実施の形態2では、開閉可能な第2チューブ用フィルタ142を設置して、清掃モード時に、第2チューブ96Sの先端開口96aを第2チューブ用フィルタ142で覆うように構成したが、清掃モード時には第2チューブ96Sの先端開口96aから空気が吸引されて積極的にトナーが漏出しにくい状況ではあるため、そのようなトナーの漏出が無視できるような場合には第2チューブ用フィルタ142の設置を省略することができる。このことは、後述する第2清掃モード時における第1チューブ用フィルタ144についても同様である。
前者の場合には、トナー容器32S(及び、貯留部81S)が交換される前であっても交換された後であっても、搬送ポンプ60S、サブホッパ70S、現像装置5Sが交換される前におこなうことができる。そして、そのような場合に、いずれにしても、トナー容器32Sや貯留部81Sに残留するトナーを吸い取ってしまうことなく、第1チューブ95Sの内部の清掃が比較的短時間に充分かつ効率的におこなわれることになる。
また、後者の場合には、トナー容器32S(及び、貯留部81S)を取り外すことなくおこなうことができて、トナー容器32Sや貯留部81Sに残留するトナーを吸い取ってしまうことなく、第1チューブ95Sの内部の清掃が比較的短時間に充分かつ効率的におこなわれることになる。
このとき、操作パネルの操作によって「清掃モード」の実行が選択されても、開閉バルブ97の閉鎖が制御部120によって検知されなかったり、開閉部材141、143の開閉状態を検知するセンサ(例えば、プッシュ型センサである。)やフィルタ142、144の開閉状態を検知するセンサ(例えば、プッシュ型センサである。)によって図17(B)の状態が検知されなかったりした場合には、正常に清掃モードがおこなわれないものとして、「清掃モード」は実行されないことになる。
このような制御は、後述する「第2清掃モード」においても同様におこなわれることになる。
このように構成することで、トナー容器32Y、32M、32C、32K、32Sと、現像剤補給装置90Y、90M、90C、90K、90Sと、の並び順(配列)を変えることなく、図16(B)に示すような、現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sと、サブホッパ70Y、70M、70C、70K、70Sと、搬送ポンプ60Y、60M、60C、60K、60Sと、の並び順で画像形成プロセスをおこなうことが可能になる。このような並び順で画像形成プロセスをおこなう場合としては、先に説明したように、例えば、特殊色トナーとして白色トナーが用いられる場合である。
また、図14(A)に示すように、黒色用、カラー用のトナー容器32Y、32M、32C、32Kには、トナーの種類などに関する情報が記憶された電子基板35が設置されている。また、キャップ受部91(画像形成装置本体100)には、トナー容器32Y、32M、32C、32Kが正常にセットされた場合に、電子基板35に記憶された情報を読み取って制御部120に送るアンテナ基板130が設置されている。
これらの構成により、特殊色用のトナー容器32S(及び、貯留部81S)が所望の種類のものに正常に交換された状態を検知することが可能になる。
さらに、現像装置5Sには、トナーの種類などに関する情報が記憶された電子基板135が設置されている。また、画像形成装置本体100には、現像装置5Sが正常にセットされた場合に、電子基板135に記憶された情報を読み取って制御部120に送るアンテナ基板134が設置されている。
これらの構成により、特殊色用の搬送ポンプ60S、サブホッパ70S、現像装置5Sがそれぞれ所望の種類のものに正常に交換された状態を検知することが可能になる。
このような制御は、後述する「第2清掃モード」が実行された後にも同様におこなわれることになる。
そして、「第2清掃モード」が実行された後に、特殊色用のトナー容器32S(及び、貯留部81S)がさらに所望の種類のものに交換されて、特殊色用の搬送ポンプ60S、サブホッパ70S、現像装置5Sも同様に所望の種類のものに交換された後であって、後述する「初期補給モード」が実行された後に、図17(A)等を用いて説明した「補給モード」が再びおこなわれることになる。
これにより、清掃モードが実行されて、第1チューブ95S内に残留したトナーが一気にサブホッパ70Sに流入して、サブホッパ70Sからトナーが噴き出す不具合が防止される。
これにより、清掃モードが実行されて、第1チューブ95S内に残留したトナーがサブホッパ70Sを介して現像装置5Sに流入して、現像装置5Sからトナーが噴き出す不具合が防止される。
なお、これらのような制御は、先に説明した「第2清掃モード」が実行されるときにも、同様におこなわれることになる。
具体的に、本実施の形態2では、「清掃モード」が実行された後に、ホッパ残量センサ76によって不足状態が検知されると、直ちに搬送ポンプ60S(モータ67)が駆動停止されるのではなくて、搬送ポンプ60S(モータ67)が所定回数だけ一定間隔で間欠駆動されて、その後に搬送ポンプ60S(モータ67)の回転数を上げてトナー搬送力が高められた状態で所定時間だけさらに連続駆動される。
このように、サブホッパ70S内にトナーが無い状態が検知された後にも、さらに搬送ポンプ60S(モータ67)を駆動させることで、第1チューブ95Sの内部に残留していたトナーがさらに確実に清掃されることになる。
なお、これらのような制御は、先に説明した「第2清掃モード」が実行されるときにも、同様におこなわれることになる。
具体的に、「初期補給モード」は、「清掃モード」が終了した直後であって、補給モード(通常の画像形成プロセス)がおこなわれる前に、実行される。初期補給モード時には、ホッパ残量センサ76(検知手段)によってサブホッパ70S内に所定量を超えるトナーが収容された状態が検知されるまで、補給モータ121によって搬送スクリュ71、72を回転駆動させてサブホッパ70S内のトナーを循環させながら、搬送ポンプ60S(モータ67)を駆動することになる。また、初期補給モード時には、補給モード時と同様に、図17(A)に示すように、第1チューブ95Sが搬送ポンプ60Sに接続され、第2チューブ96Sが第2チューブ用開閉部材141によって閉鎖された状態になっている。
このように初期補給モードをおこなうことで、その後におこなわれる補給モード(通常の画像形成プロセス)において、現像装置5Yに補給されるトナーが不足することなく、良好な画像形成動作をおこなうことができる。
なお、これらのような制御は、先に説明した「第2清掃モード」が終了した後にも、同様におこなわれることになる。
これにより、比較的簡易に、複数の現像装置5Y、5M、5C、5K、5Sの配列を変更して、中間転写ベルト8の表面に重ねるトナー色の順番を変えることができる。
これにより、現像剤補給装置90Sに設置されたチューブ95Sの内部の清掃を、トナー容器32S(現像剤容器)を取り外すことなく、比較的短時間に充分かつ効率的におこなうことができる。
そして、それらのような場合であっても、チューブ95Sの内部の清掃を、トナー容器32S(現像剤容器)を取り外すことなく、比較的短時間に充分かつ効率的におこなうことができる。
また、本実施の形態2では、開閉バルブ97としてピンチバルブを用いたが、開閉バルブはこれに限定されることなく、第1チューブ95S、95K(第1搬送路)を開閉できるものであればよい。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態2のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、本願明細書等において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部(帯電装置)と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
また、前記各実施の形態では、略筒状の容器本体が回転駆動されるトナー容器32Sが設置された現像剤補給装置90Sに対して本発明を適用したが、現像剤補給装置に設置されるトナー容器の形態はこれに限定されることなく、例えば、箱形状のトナー容器が設置された現像剤補給装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、前記各実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
6Y、6M、6C、6K、6S プロセスカートリッジ、
8 中間転写ベルト(中間転写体)、
32Y、32M、32C、32K、32S トナー容器(現像剤容器)、
60Y、60M、60C、60K、60S 搬送ポンプ、
70Y、70M、70C、70K、70S サブホッパ(被補給部)、
76 ホッパ残量センサ(検知手段)、
81Y、81M、81C、81K、81S 貯留部、
90Y、90M、90C、90K、90S 現像剤補給装置、
95Y、95M、95C チューブ(搬送路)、
95S、95K チューブ(搬送路、第1チューブ、第1搬送路)、
95a 下流側開口、
96S、96K 第2チューブ(第2搬送路)、
96a 先端開口、
97 開閉バルブ、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、
105 補強部材、
105a フック部(被係合部)、
108 チューブ収容部、
108a 円筒部、 108b 芯軸、
109 回転部、
141 第2チューブ用開閉部材(開閉部材)、
142 第2チューブ用フィルタ(フィルタ)、
143 第1チューブ用開閉部材(第1搬送路用開閉部材)、
144 第1チューブ用フィルタ(第1搬送路用フィルタ)。
Claims (13)
- 所定の走行方向に走行する中間転写体と、
前記中間転写体に対向するように前記走行方向に沿って並設された複数の像担持体と、
前記複数の像担持体に形成された潜像をそれぞれ現像する複数の現像装置と、
現像剤がそれぞれ収容された複数の現像剤容器と、
前記複数の現像剤容器に収容された現像剤を前記複数の現像装置にそれぞれ補給するための複数の搬送路と、
を備え、
前記複数の現像剤容器の配列を変更することなく、前記複数の現像装置の前記走行方向の配列を変更可能であるとともに、前記複数の搬送路における補給元と補給先との関係が変更されないように前記複数の搬送路の配回しを変更可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記複数の現像装置は、それぞれ、前記複数の像担持体のうち対応する像担持体とともにプロセスカートリッジを構成し、
前記複数の現像剤容器の配列を変更することなく、複数の前記プロセスカートリッジの前記走行方向の配列を変更可能であるとともに、前記複数の搬送路における補給元と補給先との関係が変更されないように前記複数の搬送路の配回しを変更可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記複数の搬送路の下流側開口にそれぞれ着脱可能に接続された複数の搬送ポンプと、
前記複数の搬送ポンプと前記複数の現像装置とにそれぞれ接続された複数のサブホッパと、
を備え、
前記複数の現像剤容器の配列を変更することなく、前記複数のプロセスカートリッジと前記複数の搬送ポンプと前記複数のサブホッパとの接続関係が変更されないように前記複数のプロセスカートリッジと前記複数の搬送ポンプと前記複数のサブホッパとの前記走行方向の配列を変更可能であるとともに、前記複数の搬送路と前記複数の搬送ポンプとの接続関係が変更されないように前記複数の搬送路の配回しを変更可能であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記複数の現像剤容器の配列を変更することなく、前記複数の現像装置のうち、前記走行方向の最上流に位置する現像装置と最下流に位置する現像装置とを入れ替え可能であるとともに、前記複数の搬送路のうち、それらの2つの現像装置にそれぞれ対応する2つの搬送路の配回しを変更可能であって、
前記2つの現像装置のうち一方は、特殊色用の現像装置であって、
前記2つの搬送路は、それぞれ、その長さが、前記2つの現像装置のうち遠くに位置する現像装置に合わせて設定されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数の現像剤容器の配列を変更することなく、前記複数の現像装置のうち、黒色用の現像装置とカラー用の現像装置との前記走行方向の配列の順番を変更することなく前記走行方向の位置を1つずつずらして、特殊色用の現像装置を前記走行方向の最上流又は最下流に移動可能であるとともに、前記複数の搬送路のすべての配回しを変更可能であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数の搬送路のうち、前記黒色用の現像装置に対応する搬送路と、前記カラー用の現像装置に対応する搬送路と、は、その長さが、前記黒色用の現像装置と前記カラー用の現像装置とが前記走行方向の位置を1つずつずらして移動した状態に合わせて設定されたことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記複数の搬送路は、それぞれ、チューブであって、
複数の前記チューブのうち少なくとも1つのチューブの一部を座屈させることなく巻き取るか折り畳むかできるように構成されたチューブ収容部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記チューブ収容部は、内部に芯軸が形成された円筒部材であって、その内部において前記芯軸の回りを1周する前記チューブの輪の大きさを可変できるように形成されたことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記複数の搬送路は、それぞれ、チューブであって、
複数の前記チューブのうち少なくとも1つのチューブは、当該チューブが座屈しないように当該チューブを補強する補強部材が、その周囲を覆うように設置されたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記チューブは、その下流側開口又は上流側開口が、前記補給先又は前記補給元の接続部に対して着脱可能に形成され、
前記補強部材は、前記接続部の係合部に係合する被係合部が形成されたことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記補強部材の内径をD0として、前記チューブの単体での外径をD1として、前記チューブが前記接続部に接続された部分の外径をD2としたときに、
D0>D2>D1
なる関係が成立することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記複数の搬送路は、それぞれ、チューブであって、
複数の前記チューブのうち少なくとも1つのチューブは、当該チューブが捻れないように当該チューブの全部又は一部を回転させる回転部を具備したことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記搬送路の下流側開口に着脱可能に接続された搬送ポンプと、
前記搬送路の搬送路中に設置されて、その搬送路を開閉する開閉バルブと、
前記開閉バルブに対して下流側の位置で前記搬送路に対して分岐するように接続された第2搬送路と、
前記第2搬送路の先端開口を開閉する開閉部材と、
を備え、
前記補給先となる被補給部に向けて現像剤を補給する補給モードが実行されるときには、前記開閉バルブによって前記搬送路が開放されるとともに、前記開閉部材によって前記第2搬送路の前記先端開口が閉鎖された状態で、前記搬送ポンプが稼働され、
前記搬送路の内部を清掃する清掃モードが実行されるときには、前記開閉バルブによって前記搬送路が閉鎖されるとともに、前記開閉部材によって前記第2搬送路の前記先端開口が開放された状態で、前記搬送ポンプが稼働されることを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の画像形成装置。
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