JP2017156551A

JP2017156551A - 画像形成装置

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Publication number: JP2017156551A
Application number: JP2016039712A
Authority: JP
Inventors: 池端　芳彰; Yoshiaki Ikehata; 芳彰池端
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-09-07

Abstract

【課題】トナー補給管の全長にわたってトナーをほぐして現像装置に円滑に補給できるほぐし部材を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、トナー補給口４８を上面に有する現像装置２１と、トナー補給口４８から上方に延びるトナー補給管５２と、トナー補給管５２内に垂下して上下に往復運動することで、補給されるトナーをほぐすほぐし部材６０と、水平方向にスライド可能に設けられてトナー補給口４８を開閉するシャッター部材５３と、を備える。ほぐし部材６０の下端６０ｂは、トナー補給口４８がシャッター部材５３によって開放されているときにはトナー補給口４８よりも下方に突出し、トナー補給口４８がシャッター部材５３によって閉止されるときにはシャッター部材５３が当接することにより押し上げられてトナー補給口４８よりも上方に退避する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナーコンテナからトナーが補給される現像装置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において、像担持体に形成された静電潜像は、トナーコンテナから補給されるトナーを用いて現像装置でトナー像に現像される。トナーコンテナと現像装置とのレイアウトによっては、トナーは、トナーコンテナから略水平方向に延びるトナー搬送管と、トナー搬送管から略鉛直方向に延びて現像装置のトナー補給口に連通するトナー補給管と、を通して現像装置に補給される場合がある。

このようなレイアウトの画像形成装置では、トナー補給管内をトナーが自然落下するため、トナーがトナー補給管の内壁へ付着したり、凝集してトナー補給管に詰まったりする虞がある。そこで、特許文献１には、トナーの付着や凝集を防止するために、トナー補給管内にトナーをほぐすほぐし部材が設けられた画像形成装置が記載されている。

このほぐし部材は、上下方向に移動可能に設けられるコイルばね（スプリングアジテーター）であり、自由落下するトナーが当接することで内壁への付着や凝集が防止される。

特開２００１−２９６７３１号公報

ところで、現像装置のトナー補給口は、シャッター部材によって開閉可能となっている。このようなシャッター部材を設けた場合、ほぐし部材の下端とシャッター部材との干渉を避けるため、ほぐし部材は下端がトナー補給口よりも上方に離間して設けられているのが一般的である。

しかしながらこのようにほぐし部材の下端がトナー補給口に達していないと、トナー補給口の近傍でトナーが凝集したり、内壁に付着したりする虞がある。

本発明は上記事情を考慮し、トナー補給管の全長にわたってトナーをほぐして現像装置に円滑に補給できるほぐし部材を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、トナー補給口を上面に有する現像装置と、前記トナー補給口から上方に延びるトナー補給管と、該トナー補給管内に垂下して上下に往復運動することで、補給されるトナーをほぐすほぐし部材と、水平方向にスライド可能に設けられて前記トナー補給口を開閉するシャッター部材と、を備え、前記ほぐし部材の下端は、前記トナー補給口が前記シャッター部材によって開放されているときには該トナー補給口よりも下方に突出し、前記トナー補給口が前記シャッター部材によって閉止されるときには該シャッター部材が当接することにより押し上げられて前記トナー補給口よりも上方に退避することを特徴とする。

このような構成を採用することにより、シャッター部材の開閉に影響を与えることなく、トナーの付着や凝集を生じさせずにトナーコンテナから現像装置にトナーを円滑に補給することができる。

本発明の画像形成装置において、前記ほぐし部材はコイルばねであり、該ほぐし部材の下端は、前記シャッター部材のスライド方向と直交する水平方向から見て円環形状を有していることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、当接部はシャッター部材が当接することで抵抗なく上方に押し上げられる。

本発明の画像形成装置において、補給されるトナーが収容されるトナーコンテナと、該トナーコンテナと前記トナー補給管との間に水平方向に設けられるトナー搬送管と、該トナー搬送管内に回転可能に設けられて、前記トナーコンテナから前記トナー補給管に向けてトナーを搬送する搬送部材と、該搬送部材の回転運動を上下の往復運動に変換する変換機構と、を備え、前記ほぐし部材は、前記変換機構によって上下方向に往復運動することを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、ほぐし部材を上下に往復移動させる機構を、搬送部材の回転させる機構と兼用できる。

本発明の画像形成装置において、前記トナー補給管の内径及び前記コイルばねのばね径は、下方に向かって拡径していることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、トナー補給管の上部でほぐされたトナーはそのままトナー補給口に落下させ、トナー補給管の上部の内壁に沿って落下するトナーを自重で落下させやすくできる。さらに、トナー補給管の拡径した部分の内壁へのトナーの付着を防止できる。

本発明によれば、トナー補給管の全長にわたってトナーをほぐして現像装置に円滑に補給できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す正面図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、トナー補給路を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、トナー補給管を示す側断面図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、搬送スクリューを示す側面図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、搬送スクリューとコイルバネを示す正面図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、シャッター部材スライド時のコイルバネの挙動を示す図であり、図７（Ａ）はシャッター部材のスライド途中を示し、図７（Ｂ）はシャッター部材スライド終了時を示す。本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、ほぐし部材の変形例を示す正面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。

まず、図１を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター１について説明する。図１はカラープリンターの全体構成の概略を示す模式図である。以下の説明において、図１の紙面手前側をカラープリンター１の前側（正面側）、左右方向は、カラープリンター１を前側から見た方向を基準とする。

図１に示されるように、カラープリンター１は、箱型形状の筐体２を備えている。筐体２の上面には、排紙口３と、排紙口３の下方に設けられた排紙トレイ４、とが形成されている。筐体２の左側面には、開口２ａが形成されている。開口２ａは、下端部を中心として回動可能に支持される側面カバー６によって開閉される。さらに、開口２ａの内側には搬送ユニット７が下端部を中心として回動可能に支持されている。

筐体２の下部には、用紙Ｓが収容される給紙カセット９が着脱可能に収容され、給紙カセット９の左上には給紙カセット９から用紙Ｓを給紙する給紙装置１０が設けられている。また、給紙カセット９の上方には露光装置１１が設けられている。露光装置１１の上方には、中間転写ユニット１３と、中間転写ユニット１３の下方に前後方向に並んで配置される４つの画像形成ユニット１４と、が設けられている。中間転写ユニット１３は、回転可能に支持される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に前後方向に並んで配置される４つの一次転写ローラー１７と、を有している。

４つの画像形成ユニット１４は、回転可能に設けられる感光体ドラム１９と、感光体ドラム１９の周囲に、感光体ドラム１９の回転方向に沿って配置される帯電器２０と、現像装置２１と、クリーニング装置２２と、をそれぞれ有している。感光体ドラム１９は、現像装置２１とクリーニング装置２２との間で中間転写ベルト１６と介して一次転写ローラー１７と対向しており、中間転写ベルト１６と感光体ドラム１９との間に一次転写部２４を形成している。

画像形成ユニット１４のそれぞれの上方には、対応する色のトナーが収容されたトナーコンテナ２６が着脱可能に設けられている。トナーコンテナ２６と、該トナーコンテナ２６と対応する現像装置２１との間には、トナーコンテナ２６から現像装置２１にトナーを補給するトナー補給路（図示省略）が設けられている。トナー補給路については後述する。

中間転写ユニット１３の左方には、二次転写ローラー２８が搬送ユニット７に回転可能に支持されており、中間転写ベルト１６と二次転写ローラー２８との間に二次転写部２９を形成している。二次転写部２９の上方には、定着装置３０が備えられており、定着装置３０の上方には、排紙口４に面する排紙装置３１が備えられている。

さらに、筐体２の内部には、用紙Ｓの主搬送経路３３と両面印刷経路３４とが形成されている。主搬送経路３３は、給紙装置１０から二次転写部２９と定着装置３０とを通って排出装置３１へ向かうように、搬送ユニット７の内側に形成されている。両面印刷経路３４は、主搬送経路３３の搬送方向における定着装置３０の下流側から分岐して、給紙装置１０の下流側で主搬送経路３３に合流するように、搬送ユニット７と側面カバー６との間に形成されている。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。まず、各画像形成ユニット１４において、帯電器２０によって感光体ドラム１９の表面が帯電された後、露光装置１１からのレーザー光により感光体ドラム１９に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１９の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置２１によってトナー像に現像され、トナー像は一次転写部２４で中間転写ベルト１６に転写される。感光体ドラム１９上に残留したトナーはクリーニング装置２２で除去される。各画像形成ユニット１４で形成されたトナー像が中間転写ベルト１６上で重ね合されることで、中間転写ベルト１６にフルカラーのトナー像が形成される。

一方、給紙装置１０によって給紙カセット９から給紙された用紙Ｓは、上記したトナー像形成動作とタイミングを合わせて主搬送経路３３に沿って二次転写部２９へ搬送され、二次転写部２９において中間転写ベルト１７上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。トナー像を二次転写された用紙Ｓは、主搬送経路３３を下流側へと搬送されて定着装置３０に進入し、定着装置３０において用紙Ｓにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙装置３１から排紙トレイ５に排出される。両面印刷が行われる場合は、一方の面に画像が形成された用紙Ｓは主搬送経路３３から両面印刷経路３４に分岐し、両面印刷経路３４を通って搬送され、主搬送経路３３に合流して、他方の面に同様に画像形成が行われる。

次に、図２を参照して現像装置２１について説明する。図２は現像装置の正面図である。

現像装置２１はタッチダウン現像方式であり、キャリアとトナーとを含む現像剤が撹拌される撹拌室４１と、撹拌室４１の上方に設けられて、感光体ドラム１９にトナーを飛翔させる現像室４２と、を備えている。撹拌室４１には、現像剤を撹拌する２つのミキサー４４が回転可能に支持されている。現像室４２には、撹拌された現像剤を磁性によって保持するマグネットローラー４５と、マグネットローラー４５の上方に設けられて、マグネットローラー４５からトナーが移送されて表面にトナー薄層を形成する現像ローラー４６と、が回転可能に支持されている。現像ローラー４６と感光体ドラム１９との間の電位差によって現像ローラー４６上のトナー薄層が感光体ドラム１９に飛翔して静電潜像がトナー像に現像される。撹拌室４１の上面には、四角筒状のトナー補給口４８が形成されている。また、現像装置２１は、各ローラーの軸方向に沿って筐体２に対して着脱可能である。

次に、図３〜図６を参照して、トナーコンテナ２６と現像装置２１との間に設けられるトナー補給路について説明する。図３はトナー補給路を模式的に示す図、図４はトナー補給管を示す断面図、図５は搬送スクリューを示す正面図、図６は搬送スクリューとコイルばねを示す正面図である。

図３に示されるように、トナー補給路５０は、トナーコンテナ２６の下部から水平方向に延びるトナー搬送管５１と、トナー搬送管５１と連通すると共に鉛直方向に延びて現像装置２１のトナー補給口４８に連通するトナー補給管５２と、水平方向にスライド可能に設けられて現像装置２１のトナー補給口４８を開閉するシャッター部材５３と、を備えている。

トナー搬送管５１内には、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー５５が回転可能に支持されている。図５に示されるように、搬送スクリュー５５の先端部と基端部とには、回転運動を往復運動に変換させる変換機構としてのコの字状に屈曲したクランク部５５ａ、５５ｂがそれぞれ形成されている。また、図３や図４に示されるように、トナー搬送管５１には、先端部に形成されたクランク部５５ａの下方に、連通口５１ａが形成されている。

図４に示されるように、トナー補給管５２は、トナー搬送管５１の連通口５１ａから鉛直方向下方に延びている。トナー補給管５２の下端部には、シャッター部材５３を収容するシャッター部材収容部５７が設けられている。シャッター部材収容部５７は、トナー補給管５２の下開口５２ａよりも後方に突出するように設けられて、下面と前面とが開口している。シャッター部材収容部５７には、前方に水平に突出するガイド突起５８が形成されている。

トナー補給管５２内には、トナーをほぐして凝集や付着を防ぐほぐし部材としてのコイルばね６０が垂下している。コイルばね６０は、トナー補給管５２の内径よりもやや小さいばね径を有している。図６に示されるように、コイルばね６０の上端には、フック状に湾曲したフック部６０ａが形成されている。さらに、コイルばね６０の下端には、コイルばね６０の巻き方向と略直交する縦方向に円環状に巻き回された環状部６０ｂが形成されている。環状部６０ｂの外径は、トナー補給管５２の内径よりもやや小さい。

コイルばね６０は、図６に示されるように、トナー搬送管５１内の搬送スクリュー５５の先端部に形成されたクランク部５５ａにフック部６０ａが係止されることで、トナー補給管５２内に垂下している。そして、図４に示されるように、環状部６０ｂのほぼ下半分がトナー補給管５２の下開口５２ａよりも下方に突出している。このように、トナー補給管５２の全長にわたってコイルばね６０が貫通している。

搬送スクリュー５５が回転すると、コイルばね６０のフック部６０ａがクランク部５５ａと共に搬送スクリュー５５の回転軸を中心とする円軌道に沿って移動し、コイルばね６０は、トナー補給管５２内で上下方向に往復運動する。

シャッター部材５３は、図４に示されるように、現像装置２１のトナー補給口４８を閉止可能な寸法を有する板状の部材であり、後面には、シャッター部材収容部５７に形成されたガイド突起５８を係合可能なガイド穴５３ａが形成されている。ガイド穴５３ａをガイド突起５８に係合させることで、シャッター部材５３は、シャッター部材収容部５７に収容されてトナー補給管５２の下開口５２ａが開かれる後方の開放位置と、シャッター部材収容部５７から前方に離間して下開口５２ａを閉じる前方の閉止位置と、の間を水平方向に案内される。さらに、ガイド突起５８にはばね部材（図示省略）が外嵌されており、シャッター部材５３を開放位置から閉止位置に向けて付勢している。

現像装置２１が装着されていない状態では、シャッター部材５３は閉止位置にばね部材で付勢されている。現像装置２１が装着されると、シャッター部材５３が現像装置２１で押圧されてばね部材の付勢力に抗して開放位置にスライドする。これにより、トナー補給管５２の下開口５２ａが現像装置２１のトナー補給口４８と連通する。

上記構成を有するカラープリンター１において、現像装置２１が装着された状態では、トナーコンテナ２６と現像装置２１とは、トナー補給路５０を介して連通している。コイルばね６０の環状部６０ｂの下半分は、トナー補給管５２の下開口５２ａから現像装置２１のトナー補給口４８に入り込んでいる。なお、コイルばね６０の環状部６０ｂは、シャッター部材５３のスライド方向と直交する水平方向から見て円環状となる姿勢をとっている。

トナーコンテナ２６からトナー補給路５０を介して現像装置２１にトナーが補給される際には、トナー搬送管５１の搬送スクリュー５５が回転して、トナーコンテナ２６から供給されたトナーがトナー搬送管２１内を先端方向に搬送される。また、搬送スクリュー５５の回転によって、クランク部５５ａに係止されたコイルばね６０は上下に往復運動する。トナー搬送管５１内を先端部まで搬送されたトナーは、連通口５１ａからトナー補給管５２に自然落下して、トナー補給管５２を通ってトナー補給口４８から現像装置２１の撹拌室４１に補給される。

トナー補給管５２内において、トナーは、上下に往復運動しているコイルばね６０に当たってほぐされながら落下する。また、コイルばね６０は上下方向とともに前後方向や左右方向にも揺動してトナー補給管５２の内壁に接触するので、内壁へのトナー付着が防止される。さらに、コイルばね６０の環状部６０ｂは、トナー補給口４８よりも下方に突出しているので、トナー補給管５２の全長にわたってトナーの凝集や付着を防止している。

次に、図７を参照して、現像装置２１を取り外す際のコイルばね６０の挙動について説明する。図７（Ａ）はシャッター部材の閉止位置へのスライド途中、図７（Ｂ）はシャッター部材が閉止位置へスライドした状態を示す。

現像装置２１を取り外す際に現像装置２１を前方に引き抜くと、現像装置２１によるシャッター部材５３の押圧が解除され、シャッター部材５３はばね部材で付勢されて開放位置から閉止位置に向けて水平方向にスライドする。この際、シャッター部材５３の先端が、コイルばね６０の環状部６０ｂの下半分に当接する。環状部６０ｂの下半分はシャッター部材５３の閉止位置へのスライド方向へ向かって下方に湾曲しているので、図７（Ａ）に示されるように、シャッター部材５３の先端が環状部６０ｂに当接すると、図７（Ｂ）に示されるように、環状部６０ｂが押し上げられ、シャッター部材５３の上面に乗り上げてトナー補給管５２内に退避し、コイルばね６０はやや圧縮される。これにより、シャッター部材５３はコイルばね６０に干渉せずに閉止位置にスライドする。なお、本実施形態では、シャッター部材５３の閉止位置へのスライドによってトナー補給管５２の下開口５２ａが閉止されることを、便宜的にトナー補給口４８を閉止することと同義とする。

上記説明したように本発明のカラープリンター１においては、トナー補給管５２の全長をコイルばね６０が貫通しているので、内壁に付着したり凝集したりすることなく、トナーコンテナ２６から現像装置２１にトナーを円滑に補給することができる。また、シャッター部材５３が閉じられる際に、コイルばね６０の環状部６０ｂはトナー補給管５２に退避するので、コイルばね６０がシャッター部材５３に挟まれるような問題は生じない。

また、コイルばね６０の環状部６０ｂの形状を、シャッター部材５３のスライド方向と直交する水平方向から見て円環状としたので、シャッター部材５３が下端６０ｂに当接すると、抵抗なく押し上げられる。さらに、環状部６０ｂは、シャッター部材５３の閉止位置へのスライド方向に向かって下方に傾斜する形状であるので、シャッター部材５３が当接することでより押し上げられやすくなる。なお、コイルばね６０の下端を、シャッター部材５３のスライド方向と直交する水平方向から見て逆三角形状に屈曲させたり、球状に巻き回したりしても、シャッター部材５３の当接によって抵抗なく押し上げられる。ただし、コイルばね６０の下端の形状はこのような形状に限らない。また、シャッター部材５３に、コイルばね６０の下端を上方に押し上げるように案内するガイド部を設けても良い。

次に、図８を参照して、トナー補給管５２とコイルばね６０の変形例について説明する。図８はトナー補給管とコイルばねを示す側面図である。

この変形例において、トナー補給管５２は、上方の円筒部５２ｂと、円筒部５２ｂの下端から下開口５２ａに向けて徐々に拡径する円錐部５２ｃと、を有している。また、コイルばね６０の下部には、円錐部５２ｃに対応するように、環状部６０ｂに向けてばね径が徐々に拡径する拡径部６０ｃが形成されている。

このようにトナー補給管５２とコイルばね６０とにそれぞれ円錐部５２ｃと拡径部６０ｃとを形成することで、円筒部５２ｂでほぐされたトナーはコイルばね６０の拡径部６０ｃの巻線の内部を通過してそのままトナー補給口４８に落下する。また、円筒部５２ｂの内壁に沿って落下するトナーは、円錐部５２ｃに達すると自重によって落下しやすくなる。さらに、円錐部５２ｃの内壁にはコイルばね６０の拡径部６０ｃが当接するので、円錐部５２ｃの内壁へのトナーの付着を防止できる。したがって、トナーをより円滑に現像装置２１に補給することができる。なお、シャッター部材５３の当接によりコイルばね６０が圧縮されながら押し上げられる際に、円筒部５２ｂと円錐部５２ｃとの境にコイルばね６０の拡径部６０ｃが引っ掛からないように、拡径部６０ｃの径が設定されている。

さらに、本発明の実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１プリンター（画像形成装置）
２１現像装置
２６トナーコンテナ
４８トナー補給口
５１トナー搬送管
５２トナー補給管
５３シャッター部材
５５搬送スクリュー（搬送部材）
５５ａクランク部（変換機構）
６０コイルばね（ほぐし部材）
６０ｂ環状部（下端）

Claims

トナー補給口を上面に有する現像装置と、
前記トナー補給口から上方に延びるトナー補給管と、
該トナー補給管内に垂下して上下に往復運動することで、補給されるトナーをほぐすほぐし部材と、
水平方向にスライド可能に設けられて前記トナー補給口を開閉するシャッター部材と、を備え、
前記ほぐし部材の下端は、前記トナー補給口が前記シャッター部材によって開放されているときには前記トナー補給口よりも下方に突出し、前記トナー補給口が前記シャッター部材によって閉止されるときには該シャッター部材が当接することにより押し上げられて前記トナー補給口よりも上方に退避することを特徴とする画像形成装置。
前記ほぐし部材はコイルばねであり、
該ほぐし部材の下端は、前記シャッター部材のスライド方向と直交する水平方向から見て円環形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
補給されるトナーが収容されるトナーコンテナと、
該トナーコンテナと前記トナー補給管との間に水平方向に設けられるトナー搬送管と、
該トナー搬送管内に回転可能に設けられて、前記トナーコンテナから前記トナー補給管に向けてトナーを搬送する搬送部材と、
該搬送部材の回転運動を上下方向の往復運動に変換する変換機構と、を備え、
前記ほぐし部材は、前記変換機構によって上下に往復運動することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記トナー補給管の内径及び前記コイルばねのばね径は、下方に向かって拡径していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。