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JP4420915B2 - トナー搬送装置、トナー補給装置およびこれらを用いた画像形成装置 - Google Patents

トナー搬送装置、トナー補給装置およびこれらを用いた画像形成装置 Download PDF

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JP4420915B2 JP2006281666A JP2006281666A JP4420915B2 JP 4420915 B2 JP4420915 B2 JP 4420915B2 JP 2006281666 A JP2006281666 A JP 2006281666A JP 2006281666 A JP2006281666 A JP 2006281666A JP 4420915 B2 JP4420915 B2 JP 4420915B2
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Description

本発明は、トナー搬送装置、トナー補給装置およびこれらを用いた画像形成装置に係り、特に、トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置に用いられるトナー搬送装置およびトナー補給装置、そしてこれらを用いた画像形成装置に関する。
従来、トナーを用いた複写装置やファクシミリ装置など画像形成装置では、トナーカートリッジなどのトナー補給装置により現像装置にトナーを供給して画像出力の連続運転を行うようにされている。
トナー補給装置による現像装置へのトナーの供給は、トナーカートリッジからトナー搬送装置を介してトナーが供給するようにした方式が知られている。
前記トナー搬送装置は、トナーカートリッジが現像装置の上方に設けられているトナー補給装置においては、上下方向に延びるトナー搬送路が形成されて下方の現像装置にトナーを搬送するようになっている。
ところで、近年、画像形成装置では高画質化が進んでおり、これに伴ってトナーの粒径が微細化されている。微細なトナーは、一般に流動性が悪く、トナー搬送装置のトナー搬送路においてトナーの滞留や凝固が生じ易くなる。したがって、トナー搬送装置においてはこのような問題を解消するための対策が講じられている。
従来技術として、例えば、各色に対応する4個の現像装置が上下方向に並設された画像形成装置において、これら現像装置に対してトナーホッパー(トナーカートリッジに相当)からトナーが供給される。各現像装置は、稼働する際に感光体ドラムと対向させる必要があるために上下移動可能となっている。このために、トナーホッパーのトナーを現像装置に供給するためのトナー搬送路にはジャバラ状パイプを使用したものが提案されている(特許文献1を参照)。
このジャバラ状パイプの側方には、さらに、円周方向に複数の突起部を有しモータに駆動されて回転する回転体が設けられている。即ち、特許文献1では、前記回転体を回転させ、この回転体の突起部によってジャバラ状パイプの外周面を連打し、ジャバラ状パイプの内周面のひだに滞留するトナーを落下させるようにしている。
また、その他の技術として、各色に対応する4個の現像装置が横一列に並設された画像形成装置において、これら現像装置に対応する個々のトナーカートリッジから、第1の搬送路および第2の搬送路を介してトナーが供給され、上下方向(縦方向)に配置された第2のトナー搬送路の内部にスプリングアジテータが設けられ、横方向に配置された第1の搬送路の内部に設けられたオーガの回転に伴って、第2の搬送路の内部においてスプリングアジテータを上下方向に移動させることにより、2の搬送路の内壁へのトナーの付着を防止するようにしたものが提案されている(特許文献2を参照)。
さらに、上述したようにトナー搬送路に振動を付与するようにした構成に加えて、搬送されるトナーの搬送量を制御するトナー(現像剤)搬送制御手段を備えて、トナー搬送路を通って供給されるトナーの量を制御するようにしたものが提案されている(特許文献3を参照)。
特開平4−174467号公報 特開2001−296731号公報 特開2005−165003号公報
しかしながら、上記従来の構成では、上下方向に配置されたトナー搬送路でのトナーの滞留や凝固を適切に防止することができないという問題点を有している。
具体的には、特許文献1の構成では、上下方向に配置されたトナー搬送路がジャバラ状パイプからなるため、搬送路の構造上、トナー搬送路内でのトナーの滞留や凝固を容易に防止することができない。また、回転体によってトナー搬送路の一部に対して衝撃あるいは振動を与えるものであるため、回転体の位置から離れた部分において、トナーの滞留や凝固が生じやすくなるという問題もある。
また、特許文献2の構成では、上下方向に配置された第2の搬送路の内部にスプリングアジテータを配置するものであるため、スプリングアジテータの表面においてトナーの滞留や凝が生じ易くなる。即ち、スプリングアジテータ自体がトナー搬送の障害となり易いという問題点を有している。
さらに、特許文献3の構成では、トナー搬送路を通って供給されるトナーの量を制御するため、例えば、トナーが通過する部分の断面積をトナーの供給量に応じて変更可能にするために構成が複雑になり、従って、装置構成が複雑になるとともにメンテナンス性に影響を及ぼすという問題が生じる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でトナー搬送経路のトナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの搬送を実現することができるトナー搬送装置、トナー補給装置およびこれらを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明に係るトナー補給装置および現像装置の各構成は、次の通りである。
請求項1に記載したトナー搬送装置は、トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置にトナー搬送路を介して搬送する補給用通路体を有するトナー搬送装置において、
前記補給用通路体は、トナー搬送路の側壁の一部の一側壁部が該一側壁部以外の部分よりも変形し難く構成され、該一側壁部および該一側壁部以外の部分同士の境界部が弾性変形可能なシール部材で連結されて、前記一側壁部が一体的に取り付けられた状態で内部に断面略円形の空洞が形成され、全体が上下方向に延びかつ凹凸のない円滑面となっているパイプ状のトナー搬送路と、該トナー搬送路の一側壁部以外の部分を包囲しかつ支持する支持部材と、前記トナー搬送路に隣接して、前記トナー搬送路を弾性変形させるトナー搬送路変形手段を備え、
前記トナー搬送路は、上端側には前記トナー収容部側に連通するトナー導入口が形成され、下端側には前記現像装置側に連通するトナー排出口が形成され、
前記トナー搬送路変形手段は、前記トナー搬送路の外側より前記一側壁部に外力を与えて前記トナー搬送路の断面形状を変形させる押圧部材を有することを特徴とするものである。
請求項に記載したトナー搬送装置は、請求項1に記載した構成に加えて、前記トナー搬送路変形手段は、前記トナー搬送路の外壁部の一部をトナー搬送方向に対して略垂直方向に押圧する押圧部材を備えたことを特徴とするものである。
請求項に記載したトナー搬送装置は、請求項2に記載した構成に加えて、前記トナー搬送路変形手段は、前記押圧部材による前記トナー搬送路への押圧力を経時的に変化させることを特徴とするものである。
請求項に記載したトナー搬送装置は、請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、
前記支持部材の上方に回転体が設けられ、
前記押圧部材は、上端部にその一部が上方に突出している操作用凸部が形成され下端部が前記支持部材の下側部に取付けられた弾性体からなっており、
前記押圧部材は通常状態では一側壁部をトナー搬送パイプに押し付ける方向に付勢し、一方、該操作用凸部が前記回転体の回転に連動して動作したときに前記押圧部材の上端部が前記一側壁部をトナー搬送パイプから離間する方向へ動作させ、前記操作用凸部の前記動作が終了したときには、前記押圧部材の弾性力によって通常状態に戻ることを特徴とするものである。
請求項に記載したトナー搬送装置は、請求項4に記載した構成に加えて、
前記トナー収容部からトナー搬送路にトナーを供給するためのトナー供給手段を備え、
前記トナー搬送路変形手段の回転体および押圧部材は、前記トナー供給手段の駆動動作に連動することを特徴とするものである。
請求項6に記載したトナー搬送装置は、請求項5に記載した構成に加えて、
前記トナー供給手段はトナー収容部内のトナーを撹拌して搬送する撹拌搬送部材を備え、トナー搬送路変形手段の回転体は、前記撹拌搬送部材の回転軸駆動力を受けて駆動するようになっていることを特徴とするものである。
請求項に記載したトナー補給装置は、トナーが収納されるトナー収容部と、前記トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備え、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に補給するトナー補給装置であって、
前記トナー搬送部として、請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とするものである。
請求項に記載した画像形成装置は、トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備えて前記トナー収容部から供給されるトナーを前記現像装置に補給するトナー補給装置が搭載された画像形成装置において、
前記トナー補給装置として、請求項7に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とするものである。
請求項1に記載した発明によれば、トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置にトナー搬送路を介して搬送する補給用通路体を有するトナー搬送装置において、前記補給用通路体は、トナー搬送路の側壁の一部の一側壁部が該一側壁部以外の部分よりも変形し難く構成され、該一側壁部および該一側壁部以外の部分同士の境界部が弾性変形可能なシール部材で連結されて、前記一側壁部が一体的に取り付けられた状態で内部に断面略円形の空洞が形成され、全体が上下方向に延びかつ凹凸のない円滑面となっているパイプ状のトナー搬送路と、該トナー搬送路の一側壁部以外の部分を包囲しかつ支持する支持部材と、前記トナー搬送路に隣接して、前記トナー搬送路を弾性変形させるトナー搬送路変形手段を備え、前記トナー搬送路は、上端側には前記トナー収容部側に連通するトナー導入口が形成され、下端側には前記現像装置側に連通するトナー排出口が形成され、前記トナー搬送路変形手段は、前記トナー搬送路の外側より前記一側壁部に外力を与えて前記トナー搬送路の断面形状を変形させる押圧部材を有することで、前記トナー搬送路を前記トナー搬送路変形手段により容易に弾性変形させることができるので、トナー搬送路内で固まりとなったトナーを、トナー搬送路を変形させることでほぐすことができ、簡単な構成でトナー搬送経路のトナー詰まりの発生を抑制して安定したトナーの搬送を実現できる。
また、前記トナー搬送路の構成として、上端側には前記トナー収容部側に連通するトナー導入口を形成し、下端側には前記現像装置側に連通するトナー排出口を形成し、前記トナー導入口から前記トナー排出口に向かうトナー搬送経路が直線的に構成したことで、トナー搬送路内を通過するトナーを速やかに搬送することができるので、トナーにブロッキングが発生することを防止することができる。
また、前記トナー搬送路を構成する外壁部の一部を弾性部材により形成したことで、この弾性部材によりトナー搬送路を容易に変形させることができる。
また、前記押圧部材により前記一側壁部に外力を与えて容易に前記トナー搬送路を変形させることができる。
また、前記トナー搬送路変形手段の構成として、前記トナー搬送路の外側より外力を与えて前記トナー搬送路の断面形状を変形させるようにしたことで、トナー搬送路内に固まったトナーを容易にほぐすことができる。
また、請求項1〜8に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
請求項に記載した発明によれば、請求項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー搬送路変形手段の構成として、前記トナー搬送路の外壁部の一部をトナー搬送方向に対して略垂直方向に押圧する押圧部材を備えたことで、前記押圧部材によりトナー搬送方向に対して略垂直方向の断面形状を変形させることで、トナー搬送路内で固まったトナーを容易に粉砕することができる。
請求項に記載した発明によれば、請求項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー搬送路変形手段を、前記押圧部材による前記トナー搬送路への押圧力を経時的に変化させるようにしたことで、前記トナー搬送路の変形状態を経時的に変化させることで、トナーのほぐし作用をより効果的に行なうことができる。
請求項に記載した発明によれば、請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記支持部材の上方に回転体が設けられ、
前記押圧部材は、上端部にその一部が上方に突出している操作用凸部が形成され下端部が前記支持部材の下側部に取付けられた弾性体からなっており、
前記押圧部材は通常状態では一側壁部をトナー搬送パイプに押し付ける方向に付勢し、一方、該操作用凸部が前記回転体の回転に連動して動作したときに前記押圧部材の上端部が前記一側壁部をトナー搬送パイプから離間する方向へ動作させ、前記操作用凸部の前記動作が終了したときには、前記押圧部材の弾性力によって通常状態に戻るように構成できる。
請求項に記載した発明によれば、請求項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記トナー収容部からトナー搬送路にトナーを供給するためのトナー供給手段を備え、前記トナー搬送路変形手段を、前記トナー供給手段の駆動動作に連動するようにしたことで、前記トナー搬送路変形手段の駆動源を別途設けることなく、装置構成を簡略化して省スペース化を図ることができる。
また、請求項6に記載した発明によれば、前記トナー供給手段はトナー収容部内のトナーを撹拌して搬送する撹拌搬送部材を備え、トナー搬送路変形手段の回転体は、前記撹拌搬送部材の回転軸駆動力を受けて駆動するようにできる。
また、請求項に記載した発明によれば、トナーが収納されるトナー収容部と、前記トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備え、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に補給するトナー補給装置であって、前記トナー搬送部として、請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置を備えたことで、前記トナー搬送路を弾性変形させることにより、トナー搬送路全域でほぐし効果が得られるので、供給されるトナーがトナー搬送路上で詰まることなく現像装置への安定したトナー補給が可能となり、現像装置から高品位の画像を安定して出力することができる。
また、請求項に記載した画像形成装置は、トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備えて前記トナー収容部から供給されるトナーを前記現像装置に補給するトナー補給装置が搭載された画像形成装置において、前記トナー補給装置として、請求項に記載のトナー補給装置を備えたことで、トナー搬送路を弾性変形させることにより、トナー搬送路全域でほぐし効果が得られるので、供給されるトナーがトナー搬送路上で詰まることなく安定したトナー補給が可能となり、大量印刷にも最適な画像形成装置を実現できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は発明を実施する形態の一例であって、本発明に係るトナー搬送装置が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
本実施形態は、図1に示すように、現像ローラ231により供給される現像剤によって画像データに基づき感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)に形成された現像剤像を転写行程を経て記録用紙に転写する画像形成装置1に用いられる現像装置23(23a,23b,23c,23d)であって、トナーが収納されるトナーボトル(トナー収容部)200(200a,200b,200c,200d)と、該トナーボトル200から供給されるトナーを貯留して撹拌した後に現像装置23に供給するトナー供給装置としてトナー補給部装着機構600(600a,600b,600c,600d)とトナー搬送装置として補給用通路体612(612a,612b,612c,612d)とを備えたトナー補給装置100(100a,100b,100c,100d)を搭載して、該現像装置23にトナーを自動供給するようにしたものである。
本実施形態に係る現像装置23が装着される画像形成装置1は、図1に示すように、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤(以下、トナーと称する。)により形成される現像剤像(以下、トナー像と称する。)が形成される感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)と、この感光体ドラム21の表面に前記現像剤を供給する現像装置23(23a,23b,23c,23d)とを備えた複数のプロセス印刷ユニット(画像形成手段)20(20a,20b,20c,20d)を備え、さらに、画像情報に基づいて色毎に各々の感光体ドラム21上にレーザ光(ビーム)を照射して静電潜像を生成する露光ユニット(光走査装置)10と、供給された記録用紙を搬送する無端の転写ベルト31を備えた転写ベルトユニット30と、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより記録用紙に転写されたトナー像を熱定着させる定着ユニット27とを備えている。
まず、画像形成装置1の全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置1は、図1に示すように、画像情報を色分解して色相毎に画像を形成してカラー画像を出力するようにした、いわゆるデジタルカラープリンタであって、大略的に画像形成部108と給紙部109とにより構成され、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置(図示省略)からの印刷ジョブに基づいて多色画像又は単色画像を記録用紙上に形成するものである。
画像形成部108は、電子写真方式で、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色を用いて多色画像を形成するものであって、主に、露光ユニット10、プロセス印刷ユニット20、定着ユニット27、転写ベルト31を備える転写手段としての転写ベルトユニット30、転写ローラ36、転写ベルトクリーニングユニット37とにより構成されている。
画像形成部108の概略構成は、画像形成装置1の筐体1aの一端側の上部に定着ユニット27を配置し、該定着ユニット27の下方に筐体1aの一端側から他端側に渡り転写ベルトユニット30を配置するとともに、該転写ベルトユニット30の下方にプロセス印刷ユニット20を配置し、さらに該プロセス印刷ユニット20の下方に露光ユニット10を配置している。
また、転写ベルトユニット30の他端側には転写ベルトクリーニングユニット37が設けられている。さらに、画像形成部108の上部には定着ユニット27に隣接して排紙トレイ43が設けられている。そして、この画像形成部108の下側に給紙部109が構成されている。
本実施形態では、プロセス印刷ユニット20として、ブラック(BK)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色に対応した4個のプロセス印刷ユニット20a,20b,20c,20dが転写ベルト31に沿って順次設けられている。
これらプロセス印刷ユニット20(20a,20b,20c,20d)は、筐体1a内で略水平方向(図中の左右方向)に平行して並設され、色毎に像担持体たる感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)、該感光体ドラム21を帯電させる帯電器(帯電手段)22(22a,22b,22c,22d)、現像装置(現像手段)23(23a,23b,23c,23d)、クリーナユニット24(24a,24b,24c,24d)等をそれぞれ備えている。
ここで、色毎に対応する構成要素に付したa,b,c,dの記号は、それぞれブラック(BK)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色に対応するように記載したものであるが、以下の説明において、特定の色に対応する構成要素を指定して説明する場合を除き、各色に対して設けられている構成要素をまとめて、感光体ドラム21、帯電器22、現像装置23、クリーナユニット24と記載するものとする。
感光体ドラム21は、外周面の一部が転写ベルト31の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器22、現像装置23、及びクリーナユニット24が近接配置されている。
帯電器22は、コロナワイヤーチャージャー型帯電器が用いられ、感光体ドラム21を挟んで転写ベルトユニット30が配置する位置と略反対側で感光体ドラム21の外周面に沿って近接配置されている。尚、本実施形態では帯電器22としてコロナワイヤーチャージャー型帯電器を用いているが、コロナワイヤーチャージャー型帯電器の代わりにファーブラシ型帯電器、磁気ブラシ型帯電器、ローラ型帯電器、ノコ歯型帯電器、イオン発生帯電装置等、感光体ドラムに所望の帯電性を付与できるものであれば特に限定せず使用可能である。
現像装置23は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、及びシアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナーが各色ずつ現像装置23a,23b,23c,23d毎に収納されており、感光体ドラム回転方向(図中の矢印A方向)で帯電器22より下流側に配置されている。
現像装置23a,23b,23c,23dには、高速、且つ大量印刷に対応可能にするために、それぞれの現像装置23a,23b,23c,23dに現像剤を補給するための5個のトナー補給部500a,500b,500c,500dを備えたトナー補給装置100a,100b,100c,100dが設けられ、それぞれ現像ローラ231a,231b,231c,231dが感光体ドラム21a,21b,21c,21dに対向して配置されて、それぞれ感光体ドラム21a,21b,21c,21dの外周面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給して顕像化するように構成されている。
補給用の現像剤として、トナー補給部500aにはブラック(BK)の現像剤、トナー補給部500bにはシアン(C)の現像剤、トナー補給部500cにはマゼンタ(M)の現像剤、トナー補給部500dにはイエロー(Y)の現像剤が収納されている。
尚、ブラック(BK)の現像剤用のトナー補給部500aは、通常多く用いられるモノ黒印字を考慮して大量印刷が可能なように並列して2個設けられている。
そして、各トナー補給部500は、それぞれ対応する現像剤を用いて現像する現像装置23のほぼ真上に配置されており、対応する現像装置23それぞれに対して、現像剤の補給用通路体(トナー搬送装置)612(612a,612b,612c,612d)を介して接続されている。
なお、ブラック(BK)の現像剤を補給するための補給用通路体612aは、2つのトナー補給装置100a,100aからの現像剤を一つにまとめて現像装置23aに補給するような構造となっている。
クリーナユニット24は、感光体ドラム回転方向で帯電器22より上流側に配置されている。また、クリーナユニット24は、クリーニングブレード241を備え、該クリーニングブレード241を感光体ドラム21の外周面に沿って当接配置し、該感光体ドラム21上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されている。図中の符号242は回収したトナーを搬送する搬送スクリューである。
本実施例ではクリーニングブレード241を用いたが、特にこれらの構成に限定されるものではなく、クリーニングブレードは1つ以上用いても良いし、ファーブラシや磁気ブラシを単独で用いても良い。またクリーニングブレードとファーブラシ、磁気ブラシを併用しても良い。該感光体ドラム21上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されるものであれば使用できる。
露光ユニット10は、主に、箱状に形成された筐体10aと、その内部に配置されるレーザ照射部11aを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)11、ポリゴンミラー12、及び色毎にレーザ光を反射する反射ミラー13a,13b,13c,13d,14a,14b,14c等により構成されている。
レーザスキャニングユニット11のレーザ照射部から発せられたレーザ光は、図示しないポリゴンミラー及びfθレンズにより色分解された後、反射ミラー13a〜13cで反射して、色毎にそれぞれの感光体ドラム21a,21b,21c,21d上に照射されるようになっている。
尚、レーザスキャニングユニット11は、レーザ照射部の代わりにEL(Electro Luminescence)、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子をアレイ状に並べた書込ヘッドを用いる構成であっても良いし、光源と液晶シャッターを用いた構成であっても良く、該感光体ドラム21上に静電潜像を形成できる手段であれば使用できる。
転写ベルトユニット30は、図1に示すように、主に、転写ベルト31、転写ベルト駆動ローラ32、転写ベルト従動ローラ33、中間転写ローラ35a,35b,35c,35dとにより構成されている。
尚、以下の説明においては、中間転写ローラ35a,35b,35c,35dを総じて用いる場合には中間転写ローラ35と記載するものとする。
転写ベルト31は、厚さ75μm〜120μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルト31の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネイト、サーモプラスチックエラストマーアロイ等が用いられている。
また、転写ベルト31は、その表面が感光体ドラム21の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ32、転写ベルト従動ローラ33、中間転写ローラ35により張架され、該転写ベルト駆動ローラ32の駆動力により副走査方向(図中の矢印B方向)へ移動するように構成されている。
転写ベルト駆動ローラ32は、筐体1aの一端側に配置され、転写ベルト31に駆動を掛けて該転写ベルト31を搬送するとともに、転写ベルト31と記録用紙とを重ね合わせた状態で転写ローラ36とで挟み込んで圧接しながら記録用紙を搬送するように設けられている。
転写ベルト従動ローラ33は、筐体1aの他端側に配置され、転写ベルト駆動ローラ32とともに転写ベルト31を定着ユニット27側から筐体1aの他端側に渡り略水平に架設しているが、図1中の画像形成装置1の横幅方向の寸法を小さくする場合、いわゆる幅方向の設置面積を省スペース化する場合には、転写ベルト駆動ローラ32とともに転写ベルト31を定着ユニット27側から筐体1aの他端側に渡り、いずれか一方に傾斜を持たせることも可能であり、それに伴う感光体、現像、レーザ照射部、定着等、種々適切な配置、大きさ等に、適宜設定しても構わない。
中間転写ローラ35は、転写ベルト駆動ローラ32から転写ベルト従動ローラ33に渡り巻回された転写ベルト31の内側空間に配置されているが、軸心を感光体ドラム21に対して図中左右方向に転写ベルト31の移動方向下流側にずらした位置に配置され、転写ベルト31の内側面を押圧して、前記転写ベルト31の外側面が感光体ドラム21の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けてもよい。
また、中間転写ローラ35は、直径8〜10mmの金属類(例えば、ステンレス)軸を備え、その金属軸の外周面にEPDM、発泡ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されているが、これら弾性材に限定しなくとも良い。
このように構成された中間転写ローラ35は、感光体ドラム21に形成されたトナー像を転写ベルト31に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加され、弾性材により転写ベルト31に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。
上述の各感光体ドラム21上で各色相に応じた顕像化されトナー像(静電像)が転写ベルト31で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように積層された画像情報は、転写ベルト31の接触位置に配置される転写ローラ36によって記録用紙に転写されるようになっている。
転写手段を構成する転写ローラ36は、転写ベルト31に転写された現像剤像を記録用紙に転写する転写手段を構成するものであって、転写ベルト駆動ローラ32に対して略水平で平行に対向し、該転写ベルト駆動ローラ32に巻回される転写ベルト31に対して所定のニップで圧接するように配設され、該転写ベルト31上に形成された多色トナー像を記録用紙上に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加されるように構成されている。
また、転写ベルト31と転写ローラ36との間のニップを定常的に得るために、転写ベルト駆動ローラ32又は転写ローラ36の何れか一方のローラを金属等の硬質材料により構成し、他方のローラを弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成するようにしている。
転写ベルト駆動ローラ32と転写ローラ36の下方にはレジストローラ26が設けられている。レジストローラ26は、給紙部109から供給された記録用紙の先端と転写ベルト31上のトナー像の先端とを整合して転写ローラ36側へ搬送するように構成されている。
また上記のように、感光体ドラム21との接触により転写ベルト31に付着したトナー、または転写ローラ36によって記録用紙上に転写画行われずに転写ベルト31残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット37によって除去・回収されるように設定されている。
転写ベルトクリーニングユニット37は、転写ベルト従動ローラ33の近傍に設けられ、転写ベルト31に当接(または摺接)するように配置したクリーニングブレード37aと、該クリーニングブレード37aにより転写ベルト31上の残留トナーを掻き取ったトナー(廃トナー)を一旦収納するボックス状のトナー回収部37bとを備え、転写ベルト31上の残留トナーを掻き取り回収するようにされている。
また、転写ベルトクリーニングユニット37は、プロセス印刷ユニット20aより転写ベルト31の移動方向上流側で該プロセス印刷ユニット20aに近接して配置されている。また、転写ベルト31のクリーニングブレード37aが外側面に接触する部分は、その内側面が転写ベルト従動ローラ33で支持されている。
定着ユニット27は、図1に示すように、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより構成された一対の定着ローラ271と、その定着ローラ271の上方に搬送ローラ27cを備え、記録用紙を定着ローラ271の下方より搬入して、搬送ローラ27cの上方に搬出するようにされている。
さらに、定着ユニット27の上方には排紙ローラ28が設けられ、搬送ローラ27cから搬送された記録用紙を該排紙ローラ28により排紙トレイ43上に記録用紙を排紙するようにされている。
定着ユニット27によるトナー像の定着は、加熱ローラ27aの内部若しくは近接して設けられたヒータランプ等の加熱手段(図示省略)を温度検出器(図示省略)の検出値に基づいて制御することにより、加熱ローラ27aを所定の温度(定着温度)に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとにより挟んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着するようにされている。
また、定着ユニット27に隣接して、両面印刷用の両面原稿搬送路S3が定着ユニット27の後方から下方に向かい給紙部109付近まで構成され、その両面原稿搬送路S3上に上下方向で並設された搬送ローラ29a,29bにより記録用紙を反転させた状態で、再び転写ローラ36に向かい搬送するようになっている。
具体的には、搬送ローラ29aは定着ユニット27の後方に配置され、搬送ローラ29bは、上下方向で搬送ローラ29aの下方に位置するとともに、横方向でレジストローラ26と略同じ位置に配置されている。
本実施例ではヒータランプ等の加熱手段の加熱ローラ27aと加圧ローラ27bを用いたが、誘導加熱方式を用いても良いし、併用しても構わない。また加圧にローラ状のものを用いなくとも良く、記録用紙上にトナー像を乱すことなく一様に熱定着できる適切な方法であれば特に手段は選ばない。
給紙部109は、画像形成に使用する記録用紙を収容するための手差トレイ41、給紙カセット42を備え、手差トレイ41、給紙カセット42から記録用紙を一枚ずつ画像形成部108に供給するようにされている。
手差トレイ41は、図1に示すように、画像形成装置1の筐体1aの一側端(図中で右側)に、使用時には外方に拡開され、未使用時には一側端に収納可能に設けられ、利用者が所望する種類の記録用紙を少数枚(必要とする枚数)だけ載置して画像形成装置1の筐体1a内部に1枚ずつ取込むものである。
手差トレイ41による記録用紙の給紙方向(図中の矢印C方向)下流側の画像形成装置1の筐体1a内には、露光ユニット10の側方にピックアップローラ41aが設けられ、さらに給紙方向下流側に搬送ローラ41bが略水平に設けられている。
ピックアップローラ41aは、手差トレイ41から給紙された記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に搬送するようになっている。
前述したピックアップローラ41a及び搬送ローラ41b,41c,41dによって記録用紙搬送路S1が構成されている。
一方、給紙カセット42は、筐体1a内の画像形成部108及び露光ユニット10の下側に設けられ、装置の仕様により規定されたサイズ、又は利用者が予め定めたサイズの記録用紙を大量に収容可能となっている。
給紙カセット42の一端部(図中の左側端部)の上にはピックアップローラ42aが設けられ、該ピックアップローラ42aの記録用紙搬送方向下流側には搬送ローラ42bが設けられている。
ピックアップローラ42aは、出力要求に応じて給紙カセット42にセットされた記録用紙の最上部にある記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に繰り出して搬送するようになっている。
搬送ローラ42bは、ピックアップローラ42aから繰り出された記録用紙を、筐体1a内の一端側に形成された記録用紙搬送路S2に沿って上方に向かい画像形成部108に搬送するようになっている。
次に、本実施形態の画像形成装置1による画像出力について説明する。
画像形成装置1は、給紙部109から供給される記録用紙上に感光体ドラム21上のトナー像をいわゆる中間転写方式(オフセット方式)によって転写ベルト31を介して記録用紙に転写するようにされている。
まず、帯電器22により感光体ドラム21の外周面を所定の電位に均一的に帯電する。帯電された感光体ドラム21に露光ユニット10からレーザ光を照射することで、色毎の感光体ドラム21上に色毎の静電潜像が生成される。
次に、現像装置23(23a,23b,23c,23d)より感光体ドラム21(21a,21b,21c,21d)のそれぞれの外周面にトナーが供給されて、感光体ドラム21の外周面に形成された静電潜像がトナーによりトナー像として顕像化される。
そして、感光体ドラム21に生成したトナー像が転写ベルト31に転写される。
感光体ドラム21から転写ベルト31へのトナー像の転写は、転写ベルト31の裏側に接触配置された中間転写ローラ35に高電圧を印加することにより行われる。
中間転写ローラ35にトナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧を印加することで、転写ベルト31は、この中間転写ローラ35により均一的に高電圧が印加されて逆極性(+)となる。これにより、感光体ドラム21上の帯電極性(−)のトナー像は、感光体ドラム21が転写ベルト31と回転接触する際に転写ベルト31上に転写される。
各々の感光体ドラム21に形成された各色のトナー像は、転写ベルト31が移動しながら各々の感光体ドラム21と回転接触するに従いイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の順に重ねて転写され、転写ベルト31上にはカラーのトナー像が形成される。
このようにして、色毎に感光体ドラム21上でトナーにより顕像化された静電潜像は転写ベルト31上で積層され、印刷用画像が多色トナー像として転写ベルト31上に再現される。
そして、転写ベルト31上に転写された多色トナー像は、転写ベルト31が移動して記録用紙と該転写ベルト31とが重なり合う位置で、転写ローラ36によって転写ベルト31から記録用紙上に転写される。
感光体ドラム21と接触することで転写ベルト31に付着したトナー、又は転写ローラ36によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト31上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット37によって除去および回収される。
次に、給紙部109による記録用紙の供給動作について説明する。
手差トレイ41に載置された記録用紙を用いる場合は、操作パネル(図示省略)の指示により制御されたタイミングで、図1に示すように、ピックアップローラ41aにより手差トレイ41内から記録用紙が1枚ずつ装置内部に取り込まれる。
装置内部に取り込まれた記録用紙は、搬送ローラ41bにより記録用紙搬送路S1に沿って画像形成部108へ搬送される。
一方、給紙カセット42に収容された記録用紙を用いる場合は、出力要求に応じてピックアップローラ42aにより給紙カセット42内から記録用紙が1枚ずつ分離給送され、搬送ローラ42bにより記録用紙搬送路S2に沿って上方の画像形成部108へ搬送される。
手差トレイ41、給紙カセット42から搬送された記録用紙は、レジストローラ26により記録用紙の先端と転写ベルト31上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ36側へ搬送されて、転写ベルト31上のトナー像が記録用紙上に転写される。
トナー像が転写された記録用紙は、略垂直に搬送されて定着ユニット27に到達し、定着ユニット27において、加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとによりトナー像が記録用紙に熱定着される。
定着ユニット27を通過した記録用紙は、片面印刷要求の場合、排紙ローラ28により排紙トレイ43上にフェイスダウンで排出される。
一方、両面印刷要求の場合は、排紙ローラ28により記録用紙をチャックした後、該排紙ローラ28を逆回転させて記録用紙を両面原稿搬送路S3へ導き、搬送ローラ29a,29bにより再度レジストローラ26へ搬送する。
この時、記録用紙は、転写される面が反転するとともに搬送される前後方向が変わる。つまり、最初の転写時にスタート側となる端部が裏面転写時にはエンド側となり、最初の転写時にエンド側となる端部が裏面転写時にはスタート側となる。
そして、記録用紙の裏面にトナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ28により排紙トレイ43上に排出される。
このようにして、記録用紙への転写動作が行われる。
次に、本実施形態に係る現像装置23とトナー補給装置100の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図2は本実施形態の画像形成装置を構成する現像装置とトナー補給装置の構成を示す概略側面断面図、図3は前記現像装置とトナー補給装置の構成を示す正面から見た概略図、図4は本実施形態に係る画像形成装置に搭載される現像装置の構成を示す斜視図、図5は本実施形態に係るトナー補給装置を構成するトナー補給部装着機構にトナー補給部を装着した場合の装着例を示す斜視図、図6は前記トナー補給部装着機構の構成を示す斜視図、図7は前記トナー補給部装着機構の構成を示す説明図、図8は前記トナー補給部装着機構と現像装置とを連結する補給用通路体の構成を示す説明図である。
まず、現像装置23について説明する。
現像装置23は、図2,図3,図4に示すように、外装部を形成する筐体234の上部には現像剤を導入するためのトナー導入口234aが開口形成され、筐体234内部には現像ローラ231、第1トナー搬送ローラ232、第2トナー搬送ローラ233が配置され、該現像ローラ231を感光体ドラム21と対向させて当接または近接させた状態で画像形成装置本体に装着される。現像装置23のトナー導入口234aは、トナー補給部装着機構600のトナー導入口611と同一側で転写ベルト幅Wよりも外側に形成されている。
第1トナー搬送ローラ232及び第2トナー搬送ローラ233は、筐体234の底部側で互いに現像ローラ231の軸心方向に沿って平行に配置され、筐体234内に供給されたトナーを現像剤とともに撹拌しながら現像ローラ231に搬送するようになっている。現像ローラ231は、第2トナー搬送ローラ233の上側で開口部235から露出した状態で配置されている。
筐体234は、画像形成装置本体に装着した状態で、転写する方向(転写ベルト搬送方向)に対して直角の方向(転写ベルト幅方向)に長い箱状を呈し、現像装置23を画像形成装置本体に装着した状態で内在する現像ローラ231と感光体ドラム21とが対向するように開口部235が開口形成されている。
開口部235は、少なくとも現像ローラ231が感光体ドラム21と対向して当接可能に現像ローラ231の軸心方向に沿って筐体234の幅方向に長く開口形成されている。開口部235の図中下側端縁には、現像ローラ231に軸心方向に沿ってブレード236が設けられている。ブレード236は、該ブレード236の端縁と現像ローラ231の表面との間に所定の隙間を形成するように設けられ、この隙間より現像ローラ231の表面に所定量のトナーを供給するようになっている。
このように構成された現像装置23の上側にトナー補給装置100が配設されている。
次に、トナー補給装置100の特徴的な構成について図面を参照して説明する。
トナー補給装置100は、図2,図3に示すように、主に、現像剤であるトナーを収容しているトナーボトル(トナー収容部)200、該トナーボトル200を一端部側で回動可能に支持するボトル支持部材300とを有するトナー補給部500、このトナー補給部500が装着されて現像装置23にトナーを供給するトナー補給部装着機構(トナー供給装置)600、及び補給用通路体612により構成されている。
本実施形態では、画像形成装置1に搭載されるトナー補給装置100(100a,100b,100c,100d)を構成するトナー補給部500a,500b,500c,500dは何れも同じ構造とする。
トナーボトル200は、図5に示すように、略円筒状に形成された本体部201からなり、その先端部がボトル支持部材300により支持されている。
ボトル支持部材300は、略円筒形状に形成されており、本体部201の先端部を覆うよう構成されている。
トナー補給部装着機構600は、図1に示すように、トナー補給部500を、転写ベルトユニット30を挟んで現像装置23と略平行に対向して配置するように構成されている。黒色トナー用のトナー補給部装着機構600には、黒色トナーを収容するトナー補給部500aが2個まとめて装着できるようになっている。
トナー補給部装着機構600は、図3,図5に示すように、上部にトナー補給部500が装着される装着台602が転写ベルト搬送方向に対して略直角方向(転写ベルト幅方向)に長く延設されている。
トナー補給部500は、図5に示すように、ボトル支持部材300側で駆動機構701側に固定されると共に、反対側でトナーボトル200が保持ベルト702により固定されている。
駆動機構701には、トナー補給部500が装着台602に装着されたときに、前述したボトル支持部材300により回転可能に支持されたトナーボトル200に駆動力(回転力)を伝達する駆動部(図示せず)が設けられている。駆動部は、通常、モータで構成され、トナーを供給する状態に応じて運転制御されている。
一方、保持ベルト702は、トナー補給部500が装着台602に装着されたときに、該トナー補給部500のトナーボトル200を保持するようになっており、装着台602に着脱可能に設けられている。尚、保持ベルト702は、トナーボトル200を保持する際に、該トナーボトル200が回転可能な程度の隙間を開けているか、あるいは回転可能な程度の摩擦力で該トナーボトル200に接触するように装着台602に装着される。
トナー補給部装着機構600において、トナー補給部500が搭載される装着台602は、図6に示すように、上面のトナー補給部500のボトル支持部材300が装着される一端側にはトナー導入口611(611a,611b,611c,611d)が形成され、下側面には該トナー導入口611からトナー補給部装着機構600の下方に設けられている現像装置23に連通するトナー搬送用の補給用通路体612(612a,612b,612c,612d)が設けられている。
尚、図6では、説明の便宜上、黒色トナーのトナー補給部500aに対応する装着台の一部を省略して記載している。
トナー補給部装着機構600は、図3,図6に示すように、転写ベルト搬送方向に対して直角方向の転写ベルト幅Wより外側に設けられたトナー導入口611よりトナー補給部500から供給されるトナーを導入するようになっている。
装着台602は、図7に示すように、転写ベルト幅方向に長い箱状で形成された筐体610aを備え、その筐体610aの内部に現像ローラ231の軸線方向と平行に設けられた第1トナー撹拌シャフト(トナー搬送手段)610bと第2トナー撹拌シャフト(トナー搬送手段)610cとが並設して配置されている。
筐体610a内部は、隔壁体610dにより第1トナー撹拌シャフト610bが配置される第1トナー室(トナー貯留部)610eと第2トナー撹拌シャフト610cが配置される第2トナー室(トナー貯留部)610fとに分割形成されている。
第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cは、それぞれトナーを撹拌、搬送するためのスクリュー610b1,610c1が設けられ、また、筐体610aの他端側610a2に設けられた駆動ギア610b2,610c2を介して図示しない駆動モータにより回転するようになっている。
また、第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cは、それぞれトナー搬送方向下流側端部にトナー受け板610b3,610c3が設けられ、搬送されたトナーを受けるようになっている。
尚、トナー撹拌用手段としてスクリュー610b1,610c1に限定されるものではなく、例えば、第1および第2トナー撹拌シャフト610b,610cにトナー搬送方向に対して傾斜した複数の撹拌板を設けたものであっても良く、同様な作用を奏し得るものであれば他の構成であっても良い。
隔壁体610dは、筐体610a内で第1トナー撹拌シャフト610bと第2トナー撹拌シャフト610cに沿って筐体幅方向に渡り形成され、筐体610aの両側壁付近では第1トナー室610eと第2トナー室610fとが連通可能にトナー室連通口610d1,610d2が開口形成されている。このトナー室連通口610d1,610d2を通ってトナーが第1トナー室610eから第2トナー室610fへ、及び第2トナー室610fから第1トナー室610eへと循環するようになっている。
筐体610aの一端側610a1には、上方に配置されたトナーボトル200から供給されるトナーを導入するトナー導入口611と、下方に配置されて現像装置23にトナーを導入する補給用通路体612に筐体610a内部のトナーを供給するトナー供給口610a4とが設けられている。
トナー導入口611は、筐体610aの一端側610a1から他端側610a2に向かいトナーを撹拌、搬送する第1トナー撹拌シャフト610bの一部と対向する位置に開口形成されている。
一方、トナー供給口610a4は、筐体610aの他端側610a2から一端側610a1に向かいトナーを撹拌、搬送して循環する第2トナー撹拌シャフト610cの一部と対向する位置に開口形成されている。
シアン、マゼンタ、イエローのトナー用のトナー補給部500の装着台602に設けられた補給用通路体612b,612c,612dは、図8に示すように、図中上部がトナー補給部装着機構600と一体的に設けられ、一方、下部には、現像装置23と着脱可能に構成された現像装置取付部612Aが設けられている。
補給用通路体612bの上部にはトナーを導入するためのトナー導入口612b1が開口形成され、このトナー導入口612b1から下部に形成されたトナー排出口612a1に渡りトナーを通過させるトナー通路(トナー搬送路)612c1が上下方向で略直線状に設けられている。
一方、黒色トナー用のトナー補給部500aの装着台602に設けられた補給用通路体612aは、図6に示すように、2つのトナー補給部500aに対応するそれぞれのトナー導入口611a,611aから導入されるトナーを一つにまとめて一時的に貯留し、そこでトナーをさらに撹拌して一つの黒色用の現像装置23aに設けられたトナー導入口234aから送り込むように構成されている。すなわち、この補給用通路体612aは、トナーを撹拌して搬送する機能を有することを特徴としている。
ここで、本発明に係る特徴的な補給用通路体612の構成について、図面を参照して説明する。
図9は本実施形態に係るトナー補給装置を構成するシアン、マゼンタ、イエローのトナー用の補給用通路体の構成を示す説明図、図10は図9のA−A断面矢視図、図11は前記補給用通路体を構成するトナー搬送路の構成を示す説明図、図12は前記補給用通路体を構成するトナー搬送路変形手段の構成を示す説明図である。
まず、シアン、マゼンタ、イエローのトナー用の補給用通路体612b,612c,612dについて、シアン用のトナー用の補給用通路体612bを例に挙げて説明する。
補給用通路体612bは、図8〜10に示すように、上部にはトナーを導入するためのトナー導入口612b1が開口形成され、このトナー導入口612b1からトナー排出口612a1にトナーを搬送するように構成されている。
補給用通路体612bは、トナー搬送パイプ(トナー搬送路)621と、トナー搬送パイプ621の外周の一部を包囲するとともに支持するパイプ支持部材622と、トナー搬送パイプ621を弾性変形させるトナー搬送パイプ変形部材(トナー搬送路変形手段)623と、トナー搬送パイプ変形部材623を動作させる回転体624(トナー搬送路変形手段)を有している。
トナー搬送パイプ621は、上下方向に延びるパイプ状の弾性部材で形成され、内部に上下方向で略直線状のトナー通路621aを有している。このトナー搬送パイプ621は、図11に示すように、側壁の一部(以下、一側壁部と称する。)625が上下方向に渡り分割されて別体で構成されている。
トナー搬送パイプ621の内部は、本実施形態において一側壁部625が一体的に取付けられた状態で略円形の空洞が形成され、内面は滑らかな湾曲面となっている。即ち、内面はトナー粒子が滞留できる凹凸の無い円滑面となっている。
トナー搬送パイプ621の内径は、上端部が最小径であり、下流へ行くに従って漸次拡大され、下端部が最大径となっている。本実施の形態において、上端部の内径はφ9.5mm、下端部の内径はφ10mmである。
本実施形態では、トナー搬送パイプ621の上端部と下端部とで内径差を有することにより、上端部から投入されたトナーが途中で滞留することなく円滑に下端部に達し易くなっている。このような機能を得るための上端部の内径と下端部の内径との差は、少なくともφ0.1mm以上であり、好ましくはφ0.2mm以上である。
一側壁部625は、トナー搬送パイプ621よりも固く変形し難いプラスチックで形成され、図11に示すように、上端部及び下端部には略コ字状断面を有する上側係止部625a,下側係止部625bが形成されている。
上側係止部625aは、トナー搬送パイプ621の上端部に対して接離自在に係合され、一方、下側係止部625bは、トナー搬送パイプ621の下端部に対して固定されている。すなわち、一側壁部625は、トナー搬送パイプ621に対して上側係止部625aが下側係止部625bを支点に図中左右方向(略水平方向)に揺動可能に取付けられている。
トナー搬送パイプ621と一側壁部625との境界部621bには、外力に応じて収縮して弾性変形可能なシール部材626がトナー搬送パイプ621内部に設けられている。
このシール部材626によってトナー搬送パイプ621と一側壁部625とが連結されて、トナー搬送パイプ621内のトナー通路621aがその境界部621bから外部と連通しないようにされている。すなわち、トナー搬送パイプ621と一側壁部625との境界部621bからトナーが漏れないようになっている。
パイプ支持部材622は、図9,図12に示すように、トナー搬送パイプ621の背面621cから側部(一側壁部625を含む)を覆うように略コ字状断面を有して構成されている。一側壁部625と対向する側面622aは、一側壁部625の上側の一部を露出させるように矩形状に切欠形成されている。また、この側面622aには、トナー搬送パイプ変形部材623が取付けられるボス部622a1が突設されている。
トナー搬送パイプ変形部材623は、図12に示すように、トナー搬送パイプ621の一側壁部625に沿って上下方向に長く形成されるとともに、一側壁部625の上部付近でパイプ支持部材622の背面622b側に屈曲し、背面622bに沿って上方に向かい更に屈曲して形成されている。
トナー搬送パイプ変形部材623は、パイプ支持部材622の背面622b側の上端部623aには、その一部がさらに上方に突出した操作用凸部623a1が形成されている。操作用凸部623a1は、回転体624の動作に連動して動作するようになっている。一方、一側壁部625側の下側部623bには、ボス部622a1に固定するための取付穴623b1が形成されている。
回転体624は、図12に示すように、パイプ支持部材の背面622b側で操作用凸部623a1の上端部付近において、軸方向がトナー搬送パイプ621の上下方向と直行するようにトナー補給部装着機構600側に配置されている。
回転体624は、主に、操作用凸部623a1に作用する操作羽624aと、この操作羽624aと一体的に構成されて該操作羽624aを駆動するギア624bとにより構成されている。
操作羽624aとギア624bとは同軸上で構成され、操作羽624aは、軸方向に沿って操作用凸部623a1側に配置され、ギア624bは、軸方向に沿って操作羽624aとは反対側に配置されている。
以上のように構成された回転体624は、本実施形態において、トナーボトル(トナーカートリッジ)200の内部においてトナーを撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材の回転駆動力を受けて回転するようになっている。そのために、回転体624のギア624bは上記回転駆動力を伝達する他のギアと噛み合っている。
上記の構成において、トナー補給装置100では、補給用通路体(トナー搬送装置)612の上にトナーボトル200が装着され、補給用通路体612の下方に現像装置2が装着されている。これら三者が互いに装着された状態において、トナーボトル200の内部に設けられた撹拌搬送部材の回転駆動力がトナー補給装置100の回転体624に伝達されることにより、回転体624は回転可能となる。
なお、回転体624の駆動は、前述した構成に限定されるものではなく、独立した駆動源、例えば回転体専用のモータを別途設けて駆動する構成であっても良い。
また、回転体624は、トナー搬送パイプ621に作用するトナー搬送パイプ変形部材623を動作させるものであるため、機能上からはトナー補給装置100に属するものであるが、構造上からはトナーボトル200側に設けられていても良い。
操作羽624aは、その回転中心がギア624bと同軸上に形成され、軸中心から放射状に周方向にほぼ均等に分散して4個所に配置されている。
なお、操作羽624aは、設けられる個数について特に限定されない。
各操作羽624aは、ギア624bの回転に伴って回転し、トナー搬送パイプ変形部材623に対して作用するようになっている。すなわち、ギア624bが1回転する間に操作羽624aがトナー搬送パイプ変形部材623に対して4回作用する。
ここで、操作羽624aのトナー搬送パイプ変形部材623に対する作用について図面を参照して説明する。
図13の(a)はトナー搬送路変形部材が動作していない状態を示す説明図、(b)はトナー搬送路変形部材が操作羽により操作された状態を示す説明図である。
トナー搬送パイプ変形部材623は、通常状態では、図13(a)に示すように、一側壁部625をトナー搬送パイプ621に押付ける方向に付勢するようになっている。
回転体624が回転すると、図13(b)に示すように、操作羽624aは、トナー搬送パイプ変形部材623の操作用凸部623a1と当接し、さらに操作羽624aが回転変位すると、一側壁部625をトナー搬送パイプ621から離間する方向へ操作用凸部623a1が変位する。これにより、トナー搬送パイプ変形部材623が一側壁部625をトナー搬送パイプ621から離間する方向(図中左右方向)に変位させる。
一側壁部625は、上側係止部625aがトナー搬送パイプ621の上端部に対して接離自在に係合され、下側係止部625bがトナー搬送パイプ621の下端部に対して固定されているため、下側係止部625bを支点に上側係止部625aが揺動してトナー搬送パイプ621から離間する。
一側壁部625の上側係止部625aがトナー搬送パイプ621から離間すると、一側壁部625とトナー搬送パイプ621との境界部621bのシール部材626が拡開される。すなわち、トナー通路621aの上部側がトナー搬送方向に対して略垂直方向の断面形状が漸次拡大する方向に変形する状態となる。
さらに操作羽624aが回動すると、操作羽624aは操作用凸部623a1の上端部から外れる。これにより、トナー搬送パイプ変形部材623は、自身の弾性力によりを元の位置に復帰する。
トナー搬送パイプ変形部材623が元の位置に復帰することにより、一側壁部625とトナー搬送パイプ621との境界部621bのシール部材626が一側壁部625はトナー搬送パイプ621に当接する状態になる。これとともに、一側壁部625とトナー搬送パイプ621との境界部621bのシール部材626は縮んだ状態となる。このようにして、トナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aは元の状態に復帰して、トナー搬送方向に対して略垂直方向の断面形状は通常状態に戻る。
この一連の動作が連続的に行われることで、トナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aが変形してトナー搬送方向の断面積が変化するようになっている。
次に、黒色用の補給用通路体612aについて説明する。
図14は本実施形態に係るトナー補給装置を構成する黒色用の補給用通路体の構成を示す説明図、図15は前記黒色用の補給用通路体を構成する回転体の構成を示す説明図である。
黒色用の補給用通路体612aは、図14に示すように、平面視で略ハート形状を有する箱体の筐体613で外装部が構成されている。
筐体613は、上部に2個のトナーボトル200に対応するトナー導入口611a,611aが形成され、該筐体613内部を前記トナー導入口611a,611aから供給されたトナーの一時貯留部としている。
筐体613内部には、貯留したトナーを撹拌する回転体614,615,616が回転可能に軸止されている。また、筐体613の下部には、現像装置23にトナーを供給するためのトナー排出口611a1が形成されている。
回転体614,615は、それぞれトナーボトル200,200からのトナーが導入されるトナー導入口611a,611aの下方に配置され、回転体616は、回転体614,615の間で且つその下方に配置されている。
筐体613は、その内壁613aが回転体614,615,616と近接し、且つ回転体614,615,616の回転する範囲で干渉しないように円弧状に構成されている。
回転体614,615,616は、同様な形状および構成を有しているため、回転体614を例に挙げて説明する。
回転体614は、図15に示すように、主に、同軸心上に形成された支軸614a,614bと、矩形状の枠体で形成されたトナー撹拌翼614cとを備え、該トナー撹拌翼614cが支軸614a,614bを回転軸心として側面視で略直線状になるように2カ所(614c1,614c2)に形成され、該支軸614a,614bとにより筐体613内部に回転可能に軸支されている。
本実施例では、回転体614,615は、図14に示すように、それぞれのトナー撹拌翼614c,615cが各々回転する範囲で干渉しないように構成され、また、駆動側のギア(図示省略)の噛み合いにより互いに反対方向に回転するようになっている。
具体的には、トナー撹拌翼614cは反時計回り方向に回転し、トナー撹拌翼615cが時計回り方向に回転するようになっている。そして、それぞれのトナー撹拌翼614c,615cが筐体613の内壁613aに沿って下方に向かい回転するようになっている。
次に、本実施形態に係る補給用通路体によるトナー補給における作用について説明する。
まず、シアン用の補給用通路体612bを例に挙げてカラー用トナーの補給を行なう場合について説明する。
本実施形態において、トナー補給装置100では、補給用通路体(トナー搬送装置)612の上方にトナー補給部装着機構600を介してトナーボトル200が装着され、補給用通路体612の下方に現像装置2が装着されている。これらの構成要素が互いに装着された状態において、トナーボトル200の内部に設けられた撹拌搬送部材の回転駆動力がトナー補給装置100の回転体624に伝達されることにより、回転体624が回転するようになっている。
トナーボトル200内のトナーは、トナーボトル200内部の撹拌搬送部材の動作により、トナー補給装置100のトナー補給部装着機構600に投入される。投入されたトナーは、トナー補給部装着機構600において撹拌、搬送されて補給用通路体612bに供給され、この補給用通路体612bを介して現像装置2に供給される。
トナー補給装置100において、補給用通路体612を介してのトナーボトル200から現像装置2への上記のようなトナー供給動作が行われる場合、トナーボトル200の撹拌搬送部材への駆動力を受けて回転体624が回転する。
回転体624が回転することにより操作羽624aが回転する。
図13(a),(b)に示すように、操作羽624aが回転することで操作用凸部623a1と当接し、さらに回転に伴いその当接部が図中横方句に変位する。これにより、操作用凸部623a1が横方向に揺動し、トナー搬送パイプ変形部材623が一側壁部625をトナー搬送パイプ621から離間する方向に動作する。
一側壁部625がトナー搬送パイプ621から離間すると、一側壁部625とトナー搬送パイプ621との境界部621bのシール部材626が引き延ばされた状態となり、トナーが通過する断面形状は、トナー搬送パイプ621と一側壁部625とシール部材626とによる構成された通常より広い断面形状となる。すなわち、トナー通路621aのトナー搬送方向に対して略垂直方向の断面形状は、拡大する方向に変形する。
さらに操作羽624aが回動すると、操作羽624aは操作用凸部623a1の上端部から外れ、トナー搬送パイプ変形部材623は、自身の弾性力によりを元の位置に復帰し、一側壁部625とトナー搬送パイプ621との境界部621bのシール部材626が一側壁部625とトナー搬送パイプ621とが当接する状態になる。すなわち、トナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aは、元の状態に復帰してトナー搬送方向に対して略垂直方向の断面形状は通常状態に戻る。
この一連の動作が回転体624の回転にともない連続的に行われることで、トナー搬送パイプ621と一側壁部625とシール部材626とにより構成されるトナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aが連続的に変形し、トナー搬送方向の断面形状が連続的に変化するため、トナー通路621a内のトナーはもまれて、トナー搬送パイプ621内部でトナーが滞留しさらに凝固してトナーの搬送不良を生じる事態を防止することができる。
次に、黒色用の補給用通路体612aによるトナー補給における作用について説明する。
図14に示すように、2個のトナーボトル200から補給用通路体612aに供給されるトナーは、それぞれ2カ所のトナー導入口611a,611aから筐体613内部に導入される。それぞれのトナー導入口611a,611aから導入されたトナーは、それぞれ回転体614,615付近に投入されて、回転体614,615により撹拌、搬送されるとともに、筐体613内部に一時的に貯留した状態で撹拌される。
そして、さらに回転体616により撹拌されながらトナー排出口611a1に向かい搬送される。
具体的には、筐体613内部のトナーは、トナー撹拌翼614c,615cの回転により、撹拌されながら筐体613内部の中心付近より両側(図中で左右)の内壁613a方向に搬送されるので、筐体613内部で左右が略均等に撹拌することができる。
本実施形態では、筐体613の内壁613aがトナー撹拌翼614c,615cの回転範囲に沿って且つ近接して円弧状に形成されているので、筐体613内部に貯留したトナーが内壁付近に滞ることなく撹拌、搬送される。
また、トナー撹拌翼616cは、トナー撹拌翼614c,615cの間でその下方に配置されているので、トナー撹拌翼614c,615cにより筐体613内部の左右の内壁613a側から該トナー撹拌翼614c,615cの下側で筐体613内部の中央部付近に撹拌されながら搬送されたトナーを、トナー撹拌翼616cによってさらに撹拌しながらトナー排出口611a1に向かい搬送することができる。
さらに、トナー撹拌翼616cに隣接する筐体613の内壁613aも、トナー撹拌翼616cの回転範囲に沿って且つ近接して円弧状に形成されているので、筐体613内部に貯留したトナーが内壁付近に滞ることなく撹拌、搬送される。
以上のように構成したので、本実施形態によれば、トナー補給装置100の構成にトナー搬送装置として補給用通路体612を設け、トナー搬送パイプ621と一側壁部625とシール部材626とにより構成されるトナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aを連続的に変形させ、トナー搬送方向の断面形状を連続的に変化させることで、トナー通路621a内のトナーがもまれて、トナー搬送パイプ621内部でトナーが滞留することなく、また、トナーが凝固してトナーの搬送不良を生じることなく良好で安定したトナー搬送を実現できる。
また、本実施形態によれば、トナー搬送パイプ621内に、スプリングアジテータ等の構成要素自体がトナーの滞留を引き起こす要因となる部材を設けることなく、トナー搬送パイプ621のトナー通路621aを変形させることによりトナー搬送パイプ621内のトナーに動きを与えてトナー搬送パイプ621内でのトナーの滞留および凝固を防止できるので、トナーをより搬送し易くできるとともに、装置構成を簡単にできる。
また、本実施形態では、トナー搬送路となるトナー搬送パイプ621の内面が凹凸の無い円滑な面となっていることもトナーの滞留および凝固の防止機能の向上に寄与している。
さらに、本実施形態では、トナー搬送パイプ621の内径を、上端部で最小径として下流へ行くに従って漸次拡大し、下端部で最大径としているので、トナー搬送パイプ621の上端部から投入されたトナーが、途中で滞留することなく円滑に下端部に達し易くなっている。
また、本実施形態では、回転体624を回転させる駆動力は、トナーボトル200の撹拌搬送部材を回転させる駆動力を利用することで、回転体624専用の駆動源が不要となり装置構成の簡略化を図ることができる。
尚、本実施形態では、トナー搬送パイプ621を弾性部材で形成し、該トナー搬送パイプの一部として一側壁部625を弾性部材よりも固いプラスチックにより別体で形成し、トナー搬送パイプ621と一側壁部625とをシール部材626により連結して、トナー搬送パイプ変形部材623によりシール部材626を拡開するように一側壁部625の状態を変化させて、トナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aを変形するようにしているが、本発明は、上述した構成に限定されるものではなく、トナー搬送路を変形するように構成するものであれば良い。
例えば、本実施形態の変形例として、トナー搬送パイプ変形部材623による一側壁部625への動作方向を逆方向に作用するように構成し、すなわち、トナー搬送パイプ変形部材623により一側壁部625をトナー搬送パイプ621に向かい押圧する方向に変位するようにしたものであっても良い。
このように構成することで、弾性部材を用いて構成されたトナー搬送パイプ621よりも固い部材(プラスチック)で構成された一側壁部625をトナー搬送パイプ621に押圧することで、トナー搬送パイプ621を弾性変形させて、トナー搬送パイプ621内部に構成されたトナー通路621aを変形させることができる。
この作用を、上述した実施形態と同様に、回転体624により連続的に行うことで、上述した実施形態と同様に、トナー通路621a内のトナーがもまれて、トナー搬送パイプ621内部でトナーが滞留することなく、また、トナーが凝固してトナーの搬送不良を生じることなく良好で安定したトナー搬送を実現できる。
さらに、上述した実施形態及びその変形例では、弾性部材を用いてトナー搬送パイプ621を形成し、該トナー搬送パイプ621の一部として一側壁部625を弾性部材よりも固いプラスチックで形成しているが、本発明は、上述した構成の限定されるものではなく、例えば、その他の変形例として、トナー搬送パイプ621を固いプラスチックで形成し、弾性部材を用いて一側壁部625を形成したものであっても良い。
この様に構成することで、一側壁部625を変形させることでトナー搬送パイプ621内部のトナー通路621aを変形できるので、上述した実施形態及びその変形例と同様な効果を奏し得ることができる。
さらに、その他の例として、トナー搬送パイプを、弾性部材を用いたもので一側壁部625に相当する構成要素とともに一体的に構成し、トナー搬送パイプにおいて、前記一側壁部625に相当する部位をトナー搬送パイプ変形部材623に相当する構成要素により変形させるようにしたものであっても良い。
このように構成することで、上述した実施形態及びその変形例と同様の効果を奏し得ることができ、しかも、簡単な構成でトナー搬送パイプ内に構成されるトナー通路を変形させることがでる。
尚、上述した本実施形態では、トナー補給装置100を図1に示すような画像形成装置に適用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図16に示すような複写機101に適用してもよい。
複写機101は、図16に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1と略同様な構成を有する画像形成部108の上方に画像読取り装置(スキャナー)110を配置し、この画像形成部108の下側に複数種類の用紙に対応した第1給紙カセット142a,第2給紙カセット142b,第3給紙カセット142c,第4給紙カセット142dを配置して、多種、大量印刷を自動で行うようにしたものである。
図中の符号120は、廃トナーを回収する廃トナーボックスである。
尚、複写機101において、上述した実施形態に係る画像形成装置1と同様な構成を有するものは同一の符号を付することで説明を省略する。
以上のように構成した複写機101によれば、上述したトナー搬送装置として補給用通路体612を備えたトナー補給装置100を採用することで、上述した実施形態に係る画像形成装置1と同様な効果を奏し得る。
さらに、本発明は、現像剤(トナー)を補給する必要のある画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係るトナー搬送装置が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する現像装置とトナー補給装置の構成を示す概略側面断面図である。 前記現像装置とトナー補給装置の構成を示す正面から見た概略図である。 前記現像装置の構成を示す斜視図である。 前記トナー補給装置を構成するトナー補給部装着機構にトナー補給部を装着した場合の装着例を示す斜視図である。 前記トナー補給部装着機構の構成を示す斜視図である。 前記トナー補給部装着機構の構成を示す説明図である。 前記トナー補給部装着機構と現像装置とを連結する補給用通路体の構成を示す説明図である。 前記トナー補給装置を構成するシアン、マゼンタ、イエローのトナー用の補給用通路体の構成を示す説明図である。 図9のA−A断面矢視図である。 前記補給用通路体を構成するトナー搬送路の構成を示す説明図である。 前記補給用通路体を構成するトナー搬送路変形手段の構成を示す説明図である。 (a)はトナー搬送路変形部材が動作していない状態を示す説明図、(b)はトナー搬送路変形部材が操作羽により操作された状態を示す説明図である。 前記トナー補給装置を構成する黒色用の補給用通路体の構成を示す説明図である。 前記黒色用の補給用通路体を構成する回転体の構成を示す説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る複写機の全体の構成を示す説明図である。
符号の説明
1 画像形成装置
23,23a,23b,23c,23d 現像装置
100,100a,100b,100c,100d トナー補給装置
101 複写機
200 トナーボトル(トナー収容部)
200a トナー供給口
500,500a,500b,500c,500d トナー補給部
600 トナー補給部装着機構(トナー供給手段)
602 装着台
612,612a,612b,612c,612d 補給用通路体(トナー搬送装置)
612a1 トナー排出口
612b1 トナー導入口
621 トナー搬送パイプ(トナー搬送路)
621a トナー通路
621b 境界部
622 パイプ支持部材
623 トナー搬送パイプ変形部材(トナー搬送路変形手段,押圧部材)
623a1 操作用凸部
624 回転体(トナー搬送路変形手段)
624a 操作羽
624b ギア
625 一側壁部
626 シール部材

Claims (8)

  1. トナーが収納されるトナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置にトナー搬送路を介して搬送する補給用通路体を有するトナー搬送装置において、
    前記補給用通路体は、トナー搬送路の側壁の一部の一側壁部が該一側壁部以外の部分よりも変形し難く構成され、該一側壁部および該一側壁部以外の部分同士の境界部が弾性変形可能なシール部材で連結されて、前記一側壁部が一体的に取り付けられた状態で内部に断面略円形の空洞が形成され、全体が上下方向に延びかつ凹凸のない円滑面となっているパイプ状のトナー搬送路と、該トナー搬送路の一側壁部以外の部分を包囲しかつ支持する支持部材と、前記トナー搬送路に隣接して、前記トナー搬送路を弾性変形させるトナー搬送路変形手段を備え、
    前記トナー搬送路は、上端側には前記トナー収容部側に連通するトナー導入口が形成され、下端側には前記現像装置側に連通するトナー排出口が形成され、
    前記トナー搬送路変形手段は、前記トナー搬送路の外側より前記一側壁部に外力を与えて前記トナー搬送路の断面形状を変形させる押圧部材を有することを特徴とする記載のトナー搬送装置。
  2. 前記トナー搬送路変形手段は、前記トナー搬送路の外壁部の一部をトナー搬送方向に対して略垂直方向に押圧する押圧部材を備えたことを特徴とする請求項1に記載のトナー搬送装置。
  3. 前記トナー搬送路変形手段は、前記押圧部材による前記トナー搬送路への押圧力を経時的に変化させることを特徴とする請求項2に記載のトナー搬送装置。
  4. 前記支持部材の上方に回転体が設けられ、
    前記押圧部材は、上端部にその一部が上方に突出している操作用凸部が形成され下端部が前記支持部材の下側部に取付けられた弾性体からなっており、
    前記押圧部材は通常状態では一側壁部をトナー搬送パイプに押し付ける方向に付勢し、一方、該操作用凸部が前記回転体の回転に連動して動作したときに前記押圧部材の上端部が前記一側壁部をトナー搬送パイプから離間する方向へ動作させ、前記操作用凸部の前記動作が終了したときには、前記押圧部材の弾性力によって通常状態に戻ることを特徴とする請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置。
  5. 前記トナー収容部からトナー搬送路にトナーを供給するためのトナー供給手段を備え、
    前記トナー搬送路変形手段の回転体および押圧部材は、前記トナー供給手段の駆動動作に連動することを特徴とする請求項4に記載のトナー搬送装置。
  6. 前記トナー供給手段はトナー収容部内のトナーを撹拌して搬送する撹拌搬送部材を備え、トナー搬送路変形手段の回転体は、前記撹拌搬送部材の回転軸駆動力を受けて駆動するようになっていることを特徴とする請求項5に記載のトナー搬送装置。
  7. トナーが収納されるトナー収容部と、前記トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備え、前記トナー収容部から供給されるトナーを現像装置に補給するトナー補給装置であって、
    前記トナー搬送部として、請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載のトナー搬送装置を備えたことを特徴とするトナー補給装置。
  8. トナーが収納されるトナー収容部と、該トナー収容部の下方に配置され、前記トナー収容部から供給されたトナーをさらに下方に配置された現像装置に搬送するトナー搬送路を有するトナー搬送部とを備えて前記トナー収容部から供給されるトナーを前記現像装置に補給するトナー補給装置が搭載された画像形成装置において、
    前記トナー補給装置として、請求項7に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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