画像形成装置
【課題】トナーホッパーの配置位置や大きさ等に設計の自由度が大きい画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー供給部４のトナーホッパー２７と画像形成部２の現像装置９は転写ベルトユニット３の上下に分けて配置され、トナーホッパー２７のトナー供給部２８の後部にあるトナー供給口部４１と、現像装置９の後部にあるトナー受入口部４２とが、転写ベルトユニット３の後方を回り込むようにして配置されたトナー搬送ユニット５０の４本のトナー搬送路４５によって導入口４３及び導出口４４を介して連結される。トナーホッパー２７の配置位置や大きさに変更があるときは、トナー搬送ユニット５０の連結部材４６の長さを変更することにより、トナー搬送ユニット５０の導入口４３をトナーホッパー２７のトナー供給口部４１に対応させる。
【解決手段】トナー供給部４のトナーホッパー２７と画像形成部２の現像装置９は転写ベルトユニット３の上下に分けて配置され、トナーホッパー２７のトナー供給部２８の後部にあるトナー供給口部４１と、現像装置９の後部にあるトナー受入口部４２とが、転写ベルトユニット３の後方を回り込むようにして配置されたトナー搬送ユニット５０の４本のトナー搬送路４５によって導入口４３及び導出口４４を介して連結される。トナーホッパー２７の配置位置や大きさに変更があるときは、トナー搬送ユニット５０の連結部材４６の長さを変更することにより、トナー搬送ユニット５０の導入口４３をトナーホッパー２７のトナー供給口部４１に対応させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係わり、更に詳しくは二成分現像剤を用いて転写媒体の下部表面にトナー像を転写する現像装置と、転写媒体の上方に配置されたトナーホッパーと、これら現像装置とトナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットとを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置には、一成分現像剤（トナー）を用いる方式のものと、二成分現像剤を用いる方式のものとがある。一成分現像剤を用いる方式は、取り扱いと制御が比較的容易であるため、現像剤としては一成分トナーが主流を占めていた。
【０００３】
ところが近年のように、印刷（以下、印字ともいう）処理の高速化に対する要望が強まってくると、印刷処理の高速化には二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できるため、二成分現像剤を用いた現像装置（又は現像器）が種々提案されるようになった。
【０００４】
上記の二成分現像剤はトナーとキャリアで構成される。キャリアは現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。
【０００５】
キャリアは電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて、静電潜像上にトナー像を現像させる。表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。
【０００６】
上記のキャリアは、使用するほど摩擦熱によって表面にトナーが融着する。また、現像器内における攪拌によって、表面の樹脂被覆層の剥離や脱落が生じる。そのような現象に伴いキャリアの磁気吸着性能、帯電性能が劣化していく。キャリアが劣化すると初期段階の画像に比べて画像濃度不足や画像のカブリ等の画像の劣化を招くという問題が生じる。
【０００７】
これに対して近年、キャリアに関して現像装置の長寿命化が要求されている。このような要望に応えて上記のような問題を解決するために、通常、キャリアには、磁性コアの表面に、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、又はフッ素系樹脂等をコート材とした表面コート加工が施されることが多くなっている。
【０００８】
このような表面コート加工の改善策に加えて、表面の樹脂被覆層の剥離や脱落が生じて機能が低下した古いキャリアを新しいキャリアと入替えて、トナーの被着性を再生させ、現像装置の長寿命化を図る方法として、一般にトリクル現像といわれている現像方法がある。
【０００９】
そのようなトリクル現像を行う装置としては、一次転写媒体に大型感光体ドラムを用い、現像ローラと２個の搬送スクリューが水平に配置された現像装置を、大型感光体ドラムのほぼ上半周面を取り巻く形で等間隔に４個配置し、現像装置に現像剤を補給する現像剤ホッパーを最端部の搬送スクリューの真上に現像装置と一体的に配置した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
一方、一成分現像剤を用いて現像を行う装置としては、一次転写媒体として横長に配置されたベルトを用い、トナーホッパーと現像器と小型感光体ドラムとが一体に組み込まれた画像形成ユニットを、ベルト上面に接して横方向に４連タンデム型に配置した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１９４９０８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記特許文献１の技術は、トナーホッパーが現像器とほぼ一体になって狭いスペースに配置され、トナーホッパーの配置位置、大きさ等に大きな制約のある構造であることが容易に伺える。
【００１３】
また、特許文献２の技術は、このような構成でも二成分現像剤によるトリクル現像は十分に出来ると考えられるが、やはり、トナーホッパーが現像器と一体になって狭いスペースに配置され、トナーホッパーの配置位置、大きさ等に大きな制約のある構造であることが容易に伺える。
【００１４】
いずれの場合も、特に、トナーホッパーを大型化すると、現像装置の現像器又は画像形成ユニットの配置間隔に直ちに影響を及ぼす構造であり設計上の自由度が少ないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、現像装置により現像されたトナー像を転写ベルトユニットの転写ベルトに転写する方式の画像形成装置において、上記トナー像を上記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に直接転写すべく上記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に接して配置された現像装置と、上記転写ベルトの上部走行部の上方に配置されたトナーホッパーと、上記画像形成装置の後部板金と上記転写ベルトユニットとの間に配置され、上記現像装置と上記トナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットと、を備えて構成される。
【００１６】
上記トナー搬送ユニットは、例えば、上記転写ベルトユニットに装着されているようにしてもよい。
【００１７】
この画像形成装置において、例えば、上記現像装置は所定間隔で複数配置され、上記トナーホッパーは所定間隔で複数配置され、上記トナー搬送ユニットは所定間隔で配置された複数のトナー搬送路を有するように構成される。
【００１８】
また、上記現像装置は、例えば、二成分現像剤を用いてトリクル現像を行う現像装置であるように構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、トナーホッパーと現像装置を、転写ベルトユニットを中間にして切り離した構成としたので、トナーホッパーの配置位置や大きさ等に設計上の大きな自由度が得られて後々の改良に貢献できるという効果を奏する。
【００２０】
また、トナーホッパーと現像装置を連結するトナー搬送路をユニット化したので、万一にトナー搬送路にトナー詰まりが生じた場合の保守作業や工場出荷時のトナー搬送路の清掃作業が容易となって作業性が向上するという効果を奏する。
【００２１】
また、トナー搬送路ユニットを転写ベルトユニットに装着させる構成とすることもでき、この場合は、転写ベルトユニットの寿命とトナー搬送路ユニットの寿命を同程度に設定しておくと、転写ベルトユニットの寿命交換時にトナー搬送路ユニットも同時交換することができ、寿命交換の管理が容易になって便利であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】画像形成部、転写ベルトユニット及びトナー供給部のみを取り出して図１の紙面奥行き方向の向う側から手前方向に見た斜視図である。
【図３】図２の矢印ｂ方向に見た図である。
【図４】図２の４個のトナーホッパーと４個の現像装置を除去して転写ベルトユニットとトナー搬送ユニットのみを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の実施例では、トナーとキャリアから成る二成分現像剤が使用されるが、以下の説明では二成分現像剤を単にトナーという。
【実施例１】
【００２４】
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。
【００２５】
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、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２６】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２７】
上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｍ、９ｃ及び９ｙ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、現像装置９ｋ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。
【００２８】
上記の各現像装置９は、画像を現像する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）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。
【００２９】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０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１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３０】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００３１】
この現像器１４には、トナー供給部４から、同図には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が供給される。
【００３２】
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方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。
【００３３】
上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２０によりトナー像を直接転写（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）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。
【００３４】
この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ２１に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。
【００３５】
ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送スクリューにより下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。
【００３６】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋは、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容し、それぞれトナー供給部２８を備えている。
【００３７】
上述した画像形成部２の４個の現像装置９が左右に空間的な余裕なく密に配置されているのに対し、トナー供給部４の４個のトナーホッパー２７は、左右の空間に余裕を持って配置されている。したがって、トナーホッパー２７の配置位置や大きさ等に関しては設計の自由度が大きい。
【００３８】
このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３９】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２４の左方から駆動ローラ２１の上方にかけて２つの電装部３０が配設されている。電装部３０には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤を備えている。
【００４０】
制御装置は特には図示しないがコントローラ部とエンジン部からなり、コントローラ部はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転送回路等を備えて、ホストコンピュータ等から入力される印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジン部に転送する。
【００４１】
エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そのモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるクラッチドライバを備えている。
【００４２】
更に、エンジン部は、光書込ヘッド１３を上記印字用データに基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２０、二次転写ローラ３５、等に所定のバイアス電流を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されている。
【００４３】
このエンジン部は、コントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。
【００４４】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２９（２９ａ、２９ｂ）を備えている。２個の給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。
【００４５】
待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ２２に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。
【００４６】
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６が配置されている。ベルト式熱定着ユニット６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６から搬出する搬出ローラ対３６、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３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００４７】
両面印刷用搬送ユニット７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。
【００４８】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、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３９ｃから成る返送路３９を備えている。
【００４９】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ）が配置されている。上記終端返送路４０ｅの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット２９ｂに対応する待機搬送ローラ対３４への搬送路に合流している。
【００５０】
次に、上記トナー供給部４から画像形成部２へトナーを供給するトナー搬送ユニットについて説明する。
【００５１】
図２は、画像形成部２、転写ベルトユニット３、及びトナー供給部４のみを取り出して図１の紙面奥行き方向の向う側から手前方向に見た斜視図である。
【００５２】
図３は、図２の矢印ｂ方向に見た図である。
図２において、トナー搬送ユニット５０は、導入口４３、導出口４４、４本のトナー搬送路４５（４５ｋ、４５ｙ、４５ｃ、４５ｍ）、連結部材４６及び４７によって構成されている。
【００５３】
このトナー搬送ユニット５０は、図３に示すように、不図示のギヤユニット等を実装する板金フレーム５１よりもプリンタ１本体の手前側で画像形成部２とトナー供給部４とを連結するように配置されている。
【００５４】
図２に示すように、４本のトナー搬送路４５は、それぞれ４個の導入口４３と４個の導出口４４とに連結している。このトナー搬送ユニット５０は、プリンタ１本体後方の板金フレーム５１の不図示の保持部により着脱可能に保持されている。
【００５５】
このトナー搬送ユニット５０の上記の４個の導入口４３は、それぞれ４個のトナーホッパー２７のトナー供給部２８の後部に形成されているトナー供給口部４１に連結されている。
【００５６】
尚、トナーホッパー２７の配置位置や大きさに変更があるときは、トナー搬送ユニット５０の連結部材４６の長さを変更することにより、トナー搬送ユニット５０の導入口４３をトナーホッパー２７のトナー供給口部４１に容易に対応させることができる。
【００５７】
トナー供給部２８は、筒状体の内部に特には図示しないがスクリュウー型の搬送機を備え、上部開口部を介して筒状体内部にトナーホッパー２７から落下してくるトナーをトナー供給口部４１まで搬送する。
【００５８】
トナー供給口部４１まで搬送されたトナーは、導入口４３、トナー搬送路４５、及び導出口４４を介して、４個の現像装置９の後部に形成されているトナー受入口部４２に供給される。
【００５９】
トナー受入口部４２には、現像装置９の第１の攪拌搬送スクリュー１８の搬送始端が挿入されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、トナー受入口部４２から供給される新しいトナーと第２の攪拌搬送スクリュー１９の搬送終端から送りこまれる古いトナーとを攪拌しながら搬送する。
【００６０】
第１の攪拌搬送スクリュー１８の搬送終端では、トナーの一部が外部に排出されると共に残りのトナーが第２の攪拌搬送スクリュー１９の搬送始端に供給される。第２の攪拌搬送スクリュー１９は終端までトナーを搬送しながらトナーを現像ローラ１５に供給すると共に残余のトナーを第１の攪拌搬送スクリュー１８に送り戻す。
【００６１】
図４は、図２の４個のトナーホッパー２７と４個の現像装置９を除去して、転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０のみを示す斜視図である。
【００６２】
この転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０は、別体にしてプリンタ１本体のフレームに保持させるようにしてもよく、又はトナー搬送ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させるように構成してもよい。
【００６３】
転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０を別体にして配置したときにトナー搬送ユニット５０の保守を行うときは、前述したように、画像形成部２すなわち４個の現像装置９を図２に示す印刷実行時位置から下方の保守位置に下降させ、トナー供給部４すなわち４個のトナーホッパー２７を図２に示す印刷実行時位置から上方の保守位置に上昇させる。
【００６４】
そして、転写ベルトユニット３を保持部から外して外部に引き出した後、トナー搬送ユニット５０を保持部から外して外部に引き出すことができる。
【００６５】
また、トナー搬送ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させた構成の場合は、４個の現像装置９を保守位置に下降させ、４個のトナーホッパー２７を保守位置に上昇させた後、転写ベルトユニット３にトナー搬送ユニット５０を装着させたまま外部に引き出すことができる。
【００６６】
このように、本例のプリンタ１は、転写ベルトユニット３を中心に、その上下にトナー供給部４と画像形成部２を分けて配置し、双方をトナー搬送ユニット５０で連結するようにしたので、トナー供給部４のトナーホッパー２７の配置位置や大きさ等を適宜に変更することが自由であり、設計上の自由度が大きくなって後々の改良に貢献できる。
【００６７】
また、トナー供給部４と画像形成部２を連結するトナー搬送ユニット５０を、トナー供給部４、転写ベルトユニット３、画像形成部２等とともにギア駆動系を実装する板金フレームの手前に配置したので、トナー詰まりが発生した場合の保守作業や工場出荷時の画像出しチェックによる清掃作業が容易である。
【００６８】
また、トナー搬送路ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させる構成とすることもでき、この場合は、転写ベルトユニット３の寿命とトナー搬送路ユニット５０の寿命を同程度に設定しておくと、転写ベルトユニット３の寿命交換時にトナー搬送路ユニット５０も同時交換することができ、寿命交換の管理が容易になって便利である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、転写媒体の上下に二分して配置されたトナーホッパーと現像装置とを連結するトナー搬送ユニットを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０ 一次転写ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２８ トナー供給部
２９（２９ａ、２９ｂ） 給紙カセット
３０ 電装部
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ） 返送ローラ対
４１ トナー供給口部
４２ トナー受入口部
４３ 導入口
４４ 導出口
４５（４５ｋ、４５ｙ、４５ｃ、４５ｍ） トナー搬送路
４６、４７ 連結部材
５０ トナー搬送ユニット
５１ 板金フレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係わり、更に詳しくは二成分現像剤を用いて転写媒体の下部表面にトナー像を転写する現像装置と、転写媒体の上方に配置されたトナーホッパーと、これら現像装置とトナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットとを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置には、一成分現像剤（トナー）を用いる方式のものと、二成分現像剤を用いる方式のものとがある。一成分現像剤を用いる方式は、取り扱いと制御が比較的容易であるため、現像剤としては一成分トナーが主流を占めていた。
【０００３】
ところが近年のように、印刷（以下、印字ともいう）処理の高速化に対する要望が強まってくると、印刷処理の高速化には二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できるため、二成分現像剤を用いた現像装置（又は現像器）が種々提案されるようになった。
【０００４】
上記の二成分現像剤はトナーとキャリアで構成される。キャリアは現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。
【０００５】
キャリアは電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて、静電潜像上にトナー像を現像させる。表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。
【０００６】
上記のキャリアは、使用するほど摩擦熱によって表面にトナーが融着する。また、現像器内における攪拌によって、表面の樹脂被覆層の剥離や脱落が生じる。そのような現象に伴いキャリアの磁気吸着性能、帯電性能が劣化していく。キャリアが劣化すると初期段階の画像に比べて画像濃度不足や画像のカブリ等の画像の劣化を招くという問題が生じる。
【０００７】
これに対して近年、キャリアに関して現像装置の長寿命化が要求されている。このような要望に応えて上記のような問題を解決するために、通常、キャリアには、磁性コアの表面に、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、又はフッ素系樹脂等をコート材とした表面コート加工が施されることが多くなっている。
【０００８】
このような表面コート加工の改善策に加えて、表面の樹脂被覆層の剥離や脱落が生じて機能が低下した古いキャリアを新しいキャリアと入替えて、トナーの被着性を再生させ、現像装置の長寿命化を図る方法として、一般にトリクル現像といわれている現像方法がある。
【０００９】
そのようなトリクル現像を行う装置としては、一次転写媒体に大型感光体ドラムを用い、現像ローラと２個の搬送スクリューが水平に配置された現像装置を、大型感光体ドラムのほぼ上半周面を取り巻く形で等間隔に４個配置し、現像装置に現像剤を補給する現像剤ホッパーを最端部の搬送スクリューの真上に現像装置と一体的に配置した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
一方、一成分現像剤を用いて現像を行う装置としては、一次転写媒体として横長に配置されたベルトを用い、トナーホッパーと現像器と小型感光体ドラムとが一体に組み込まれた画像形成ユニットを、ベルト上面に接して横方向に４連タンデム型に配置した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１９４９０８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記特許文献１の技術は、トナーホッパーが現像器とほぼ一体になって狭いスペースに配置され、トナーホッパーの配置位置、大きさ等に大きな制約のある構造であることが容易に伺える。
【００１３】
また、特許文献２の技術は、このような構成でも二成分現像剤によるトリクル現像は十分に出来ると考えられるが、やはり、トナーホッパーが現像器と一体になって狭いスペースに配置され、トナーホッパーの配置位置、大きさ等に大きな制約のある構造であることが容易に伺える。
【００１４】
いずれの場合も、特に、トナーホッパーを大型化すると、現像装置の現像器又は画像形成ユニットの配置間隔に直ちに影響を及ぼす構造であり設計上の自由度が少ないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、現像装置により現像されたトナー像を転写ベルトユニットの転写ベルトに転写する方式の画像形成装置において、上記トナー像を上記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に直接転写すべく上記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に接して配置された現像装置と、上記転写ベルトの上部走行部の上方に配置されたトナーホッパーと、上記画像形成装置の後部板金と上記転写ベルトユニットとの間に配置され、上記現像装置と上記トナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットと、を備えて構成される。
【００１６】
上記トナー搬送ユニットは、例えば、上記転写ベルトユニットに装着されているようにしてもよい。
【００１７】
この画像形成装置において、例えば、上記現像装置は所定間隔で複数配置され、上記トナーホッパーは所定間隔で複数配置され、上記トナー搬送ユニットは所定間隔で配置された複数のトナー搬送路を有するように構成される。
【００１８】
また、上記現像装置は、例えば、二成分現像剤を用いてトリクル現像を行う現像装置であるように構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、トナーホッパーと現像装置を、転写ベルトユニットを中間にして切り離した構成としたので、トナーホッパーの配置位置や大きさ等に設計上の大きな自由度が得られて後々の改良に貢献できるという効果を奏する。
【００２０】
また、トナーホッパーと現像装置を連結するトナー搬送路をユニット化したので、万一にトナー搬送路にトナー詰まりが生じた場合の保守作業や工場出荷時のトナー搬送路の清掃作業が容易となって作業性が向上するという効果を奏する。
【００２１】
また、トナー搬送路ユニットを転写ベルトユニットに装着させる構成とすることもでき、この場合は、転写ベルトユニットの寿命とトナー搬送路ユニットの寿命を同程度に設定しておくと、転写ベルトユニットの寿命交換時にトナー搬送路ユニットも同時交換することができ、寿命交換の管理が容易になって便利であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】画像形成部、転写ベルトユニット及びトナー供給部のみを取り出して図１の紙面奥行き方向の向う側から手前方向に見た斜視図である。
【図３】図２の矢印ｂ方向に見た図である。
【図４】図２の４個のトナーホッパーと４個の現像装置を除去して転写ベルトユニットとトナー搬送ユニットのみを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の実施例では、トナーとキャリアから成る二成分現像剤が使用されるが、以下の説明では二成分現像剤を単にトナーという。
【実施例１】
【００２４】
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。
【００２５】
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、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２６】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２７】
上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｍ、９ｃ及び９ｙ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、現像装置９ｋ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。
【００２８】
上記の各現像装置９は、画像を現像する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）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。
【００２９】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０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１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３０】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００３１】
この現像器１４には、トナー供給部４から、同図には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が供給される。
【００３２】
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方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。
【００３３】
上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２０によりトナー像を直接転写（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）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。
【００３４】
この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ２１に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。
【００３５】
ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送スクリューにより下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。
【００３６】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋは、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容し、それぞれトナー供給部２８を備えている。
【００３７】
上述した画像形成部２の４個の現像装置９が左右に空間的な余裕なく密に配置されているのに対し、トナー供給部４の４個のトナーホッパー２７は、左右の空間に余裕を持って配置されている。したがって、トナーホッパー２７の配置位置や大きさ等に関しては設計の自由度が大きい。
【００３８】
このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３９】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２４の左方から駆動ローラ２１の上方にかけて２つの電装部３０が配設されている。電装部３０には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤を備えている。
【００４０】
制御装置は特には図示しないがコントローラ部とエンジン部からなり、コントローラ部はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転送回路等を備えて、ホストコンピュータ等から入力される印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジン部に転送する。
【００４１】
エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そのモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるクラッチドライバを備えている。
【００４２】
更に、エンジン部は、光書込ヘッド１３を上記印字用データに基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２０、二次転写ローラ３５、等に所定のバイアス電流を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されている。
【００４３】
このエンジン部は、コントローラ部からのデータや指令信号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。
【００４４】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２９（２９ａ、２９ｂ）を備えている。２個の給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。
【００４５】
待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ２２に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。
【００４６】
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６が配置されている。ベルト式熱定着ユニット６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６から搬出する搬出ローラ対３６、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３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００４７】
両面印刷用搬送ユニット７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。
【００４８】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、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３９ｃから成る返送路３９を備えている。
【００４９】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ）が配置されている。上記終端返送路４０ｅの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット２９ｂに対応する待機搬送ローラ対３４への搬送路に合流している。
【００５０】
次に、上記トナー供給部４から画像形成部２へトナーを供給するトナー搬送ユニットについて説明する。
【００５１】
図２は、画像形成部２、転写ベルトユニット３、及びトナー供給部４のみを取り出して図１の紙面奥行き方向の向う側から手前方向に見た斜視図である。
【００５２】
図３は、図２の矢印ｂ方向に見た図である。
図２において、トナー搬送ユニット５０は、導入口４３、導出口４４、４本のトナー搬送路４５（４５ｋ、４５ｙ、４５ｃ、４５ｍ）、連結部材４６及び４７によって構成されている。
【００５３】
このトナー搬送ユニット５０は、図３に示すように、不図示のギヤユニット等を実装する板金フレーム５１よりもプリンタ１本体の手前側で画像形成部２とトナー供給部４とを連結するように配置されている。
【００５４】
図２に示すように、４本のトナー搬送路４５は、それぞれ４個の導入口４３と４個の導出口４４とに連結している。このトナー搬送ユニット５０は、プリンタ１本体後方の板金フレーム５１の不図示の保持部により着脱可能に保持されている。
【００５５】
このトナー搬送ユニット５０の上記の４個の導入口４３は、それぞれ４個のトナーホッパー２７のトナー供給部２８の後部に形成されているトナー供給口部４１に連結されている。
【００５６】
尚、トナーホッパー２７の配置位置や大きさに変更があるときは、トナー搬送ユニット５０の連結部材４６の長さを変更することにより、トナー搬送ユニット５０の導入口４３をトナーホッパー２７のトナー供給口部４１に容易に対応させることができる。
【００５７】
トナー供給部２８は、筒状体の内部に特には図示しないがスクリュウー型の搬送機を備え、上部開口部を介して筒状体内部にトナーホッパー２７から落下してくるトナーをトナー供給口部４１まで搬送する。
【００５８】
トナー供給口部４１まで搬送されたトナーは、導入口４３、トナー搬送路４５、及び導出口４４を介して、４個の現像装置９の後部に形成されているトナー受入口部４２に供給される。
【００５９】
トナー受入口部４２には、現像装置９の第１の攪拌搬送スクリュー１８の搬送始端が挿入されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、トナー受入口部４２から供給される新しいトナーと第２の攪拌搬送スクリュー１９の搬送終端から送りこまれる古いトナーとを攪拌しながら搬送する。
【００６０】
第１の攪拌搬送スクリュー１８の搬送終端では、トナーの一部が外部に排出されると共に残りのトナーが第２の攪拌搬送スクリュー１９の搬送始端に供給される。第２の攪拌搬送スクリュー１９は終端までトナーを搬送しながらトナーを現像ローラ１５に供給すると共に残余のトナーを第１の攪拌搬送スクリュー１８に送り戻す。
【００６１】
図４は、図２の４個のトナーホッパー２７と４個の現像装置９を除去して、転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０のみを示す斜視図である。
【００６２】
この転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０は、別体にしてプリンタ１本体のフレームに保持させるようにしてもよく、又はトナー搬送ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させるように構成してもよい。
【００６３】
転写ベルトユニット３とトナー搬送ユニット５０を別体にして配置したときにトナー搬送ユニット５０の保守を行うときは、前述したように、画像形成部２すなわち４個の現像装置９を図２に示す印刷実行時位置から下方の保守位置に下降させ、トナー供給部４すなわち４個のトナーホッパー２７を図２に示す印刷実行時位置から上方の保守位置に上昇させる。
【００６４】
そして、転写ベルトユニット３を保持部から外して外部に引き出した後、トナー搬送ユニット５０を保持部から外して外部に引き出すことができる。
【００６５】
また、トナー搬送ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させた構成の場合は、４個の現像装置９を保守位置に下降させ、４個のトナーホッパー２７を保守位置に上昇させた後、転写ベルトユニット３にトナー搬送ユニット５０を装着させたまま外部に引き出すことができる。
【００６６】
このように、本例のプリンタ１は、転写ベルトユニット３を中心に、その上下にトナー供給部４と画像形成部２を分けて配置し、双方をトナー搬送ユニット５０で連結するようにしたので、トナー供給部４のトナーホッパー２７の配置位置や大きさ等を適宜に変更することが自由であり、設計上の自由度が大きくなって後々の改良に貢献できる。
【００６７】
また、トナー供給部４と画像形成部２を連結するトナー搬送ユニット５０を、トナー供給部４、転写ベルトユニット３、画像形成部２等とともにギア駆動系を実装する板金フレームの手前に配置したので、トナー詰まりが発生した場合の保守作業や工場出荷時の画像出しチェックによる清掃作業が容易である。
【００６８】
また、トナー搬送路ユニット５０を転写ベルトユニット３に装着させる構成とすることもでき、この場合は、転写ベルトユニット３の寿命とトナー搬送路ユニット５０の寿命を同程度に設定しておくと、転写ベルトユニット３の寿命交換時にトナー搬送路ユニット５０も同時交換することができ、寿命交換の管理が容易になって便利である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、転写媒体の上下に二分して配置されたトナーホッパーと現像装置とを連結するトナー搬送ユニットを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０ 一次転写ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２８ トナー供給部
２９（２９ａ、２９ｂ） 給紙カセット
３０ 電装部
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ） 返送ローラ対
４１ トナー供給口部
４２ トナー受入口部
４３ 導入口
４４ 導出口
４５（４５ｋ、４５ｙ、４５ｃ、４５ｍ） トナー搬送路
４６、４７ 連結部材
５０ トナー搬送ユニット
５１ 板金フレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置により現像されたトナー像を転写ベルトユニットの転写ベルトに転写する方式の画像形成装置において、
前記トナー像を前記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に直接転写すべく前記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に接して配置された現像装置と、
前記転写ベルトの上部走行部の上方に配置されたトナーホッパーと、
前記画像形成装置の後部板金と前記転写ベルトユニットとの間に配置され、前記現像装置と前記トナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー搬送ユニットは、前記転写ベルトユニットに装着されている、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は所定間隔で複数配置され、前記トナーホッパーは所定間隔で複数配置され、前記トナー搬送ユニットは所定間隔で配置された複数のトナー搬送路を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は二成分現像剤を用いてトリクル現像を行う現像装置である、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像装置により現像されたトナー像を転写ベルトユニットの転写ベルトに転写する方式の画像形成装置において、
前記トナー像を前記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に直接転写すべく前記転写ベルトのベルト表面の下部走行部に接して配置された現像装置と、
前記転写ベルトの上部走行部の上方に配置されたトナーホッパーと、
前記画像形成装置の後部板金と前記転写ベルトユニットとの間に配置され、前記現像装置と前記トナーホッパーとを連結するトナー搬送ユニットと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー搬送ユニットは、前記転写ベルトユニットに装着されている、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は所定間隔で複数配置され、前記トナーホッパーは所定間隔で複数配置され、前記トナー搬送ユニットは所定間隔で配置された複数のトナー搬送路を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は二成分現像剤を用いてトリクル現像を行う現像装置である、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１９１６２６（Ｐ２０１１−１９１６２６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５９１４８（Ｐ２０１０−５９１４８）
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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