JP3695519B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、現像装置の外部に大容量のトナー補給装置を備えるとともに、現像装置の位置にかかわらずトナーを補給するようにした画像形成装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の潜像担持体に担持された静電潜像を現像装置によりトナー像に現像した後、このトナー像を紙等の記録媒体に転写し、更に記録媒体に転写したトナー像を定着することにより、画像を得るようになっている。
【0003】
ところで、現像装置が現像を行うためにはこの現像装置にトナーを補給する必要がある。そこで、現像装置へトナーを補給するトナー補給装置が従来から種々提案されている。
従来のトナー補給装置の1つとして、例えば、現像ユニットの移動経路中に設けられた、現像位置と異なる現像剤補給位置に移動した1つの現像ユニットに対して現像剤の補給を可能にしたトナー補給装置が特開昭61−97674号公報において提案されている。
また他の従来のトナー補給装置として、共通の1つの補給位置に来た現像器の各々に現像剤を導く補給路と、この補給路を開閉するシャッタ手段と、補給位置に来た現像器用のシャッタ手段のみを開放することで現像剤を供給するようにしたトナー補給装置が特開昭61−117575号公報において提案されている。
【0004】
更に他の従来のトナー補給装置として、各々の色のトナーを貯蔵するトナー貯蔵部と、現像部内に設けられ、トナー貯蔵部からのトナーが補給されるトナー補給部とを備え、トナー貯蔵部を現像部にこの現像部と一体に回転するようにかつ現像部と同軸上に一体的に配置したトナー補給装置が特開昭62−109074号公報において提案されている。
更に、他の従来のトナー補給装置として、夫々の各色の現像器のトナー受け口と現像装置外に設けた各色毎のトナーホッパーの排出口とを、現像器が現像位置にあるときだけ連通させてその現像器にトナーを補給するようにしたトナー補給装置が特開平3−072381号公報において提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭61−97674号公報に開示されているトナー補給装置では、現像剤補給が必要な1つの現像ユニットを現像位置と異なる現像剤補給位置に移動して現像剤を補給するので、次のような問題がある。すなわち、▲1▼ 単色モードで連続印字(モノクロ画像の連続印字)を行うことが困難である。▲2▼シャッター手段を設けるので、構造が複雑となる。▲3▼ シャッターを開閉するため現像器の高速切替(高速機対応)が困難である。▲4▼ シャッターを開閉するため現像剤の短時間補給が困難である。
【0006】
また、特開昭61−117575号公報に開示されているトナー補給装置では、トナー補給装置と現像器とを連結する補給路にシャッタ手段を設け、補給位置に移動した現像器用のシャッタ手段のみ開放してトナーを補給するので、次のような問題がある。すなわち、▲1▼ シャッターを開閉するために現像器の高速切替(高速機対応)が困難である。▲2▼ シャッターを開閉するため現像剤の短時間補給が困難である。▲3▼ シャッターを頻繁に開閉するので、シャッターが破損し易い。▲4▼ シャッターの開閉動作音が発生する。
【0007】
更に、特開昭62−109074号公報に開示されているトナー補給装置では、トナー補給部に連通したトナー貯蔵部を現像部と共に回転するように現像部と同軸上に一体的に配置しているので、次のような問題がある。すなわち、▲1▼ トナー貯蔵部を大容量化した場合、現像器とトナー貯蔵部とを支持する端部が重力方向に撓み易く、現像ローラが感光体との当接部でねじれる方向に変形するおそれがある。▲2▼ トナー貯蔵部を大容量化した場合、慣性力が大きくなってモータ起動の負荷が大きくなるので、トナー貯蔵部を現像器と共に一体に高速回転することが困難になる。▲3▼ 同様に慣性力が大きくなることで高速回転後に所定位置に短時間で精度よく静止させることが困難になるばかりでなく、減速機構あるいは静止機構が複雑かつ大型になってしまう。▲4▼ トナー貯蔵部を大容量化すると、現像器の長手方向がその分、より大型になってしまう。
【0008】
更に、特開平3−072381号公報に開示されているトナー補給装置では、夫々の現像器のトナー受け口とトナーホッパーの排出口とが、現像器が現像位置にあるとき連通するので、次のような不具合がある。▲1▼ 高速切替時に短時間で必要量のトナーを補給することが困難である。▲2▼ 複数の現像器に同時に補給することができなく、このような場合トナー補給に多大の時間がかかってしまう。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像装置の位置に関係なくトナーを補給できるようにし、しかもトナー補給部を簡単な構造で小型に形成できる画像形成装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項1の発明は、トナーにより現像を行う現像装置と、この現像装置の外部に設けられ、前記現像装置に供給するトナーを蓄えるトナー貯蔵装置とを少なくとも備えた画像形成装置において、前記現像装置にトナー貯蔵装置からトナーを受け入れ現像装置へ供給する筒状のトナー受入部が軸方向に突出して設けられているとともに、このトナー受入部の外周に前記トナー貯蔵装置からのトナーを一時的に貯留する一時貯留部が設けられており、前記トナー受入部には、前記一時貯留部に貯留されたトナーを前記現像装置に導入するトナー受入口が設けられており、互いに連結された一対のクランプ状接続部材が前記トナー受入部の外周を囲うようにかつ前記トナー受入部が相対的に摺動可能に設けられており、前記一時貯留部が前記一対のクランプ状接続部材の内周面と前記トナー受入部の外周面との間に形成されており、前記一対のクランプ状接続部材が、ともに、前記トナー受入部の外周を囲う円弧状部とこの円弧状部の両端から延びるフランジ部とからなっているとともに、前記一対のクランプ状接続部材の一方のクランプ状接続部材の一側のフランジ部と前記一対のクランプ状接続部材の他方のクランプ状接続部材の一側のフランジ部とが、また前記一方のクランプ状接続部材の他側のフランジ部と前記他方のクランプ状接続部材の他側のフランジ部とがそれぞれ突き合わされて互いに連結されており、前記一方のクランプ状接続部材の前記円弧状部に、前記トナー貯蔵装置からのトナーを前記一時貯留部に供給する補給口が設けられていることを特徴としている。
【0011】
また、請求項2の発明は、前記円弧状部のそれぞれの内周面に、前記一時貯留部を区画形成する円弧状の凹部が設けられていることを特徴としている。
更に、請求項3の発明は、前記現像装置がイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の現像器をそれぞれ備えており、これらの現像器が回転体に取り付けられているとともに前記トナー受入部が前記回転体にこの回転体と同軸上に軸方向に突出して設けられており、また各色毎に前記クランプ状接続部材が設けられているとともにこれらのクランプ状接続部材により各色毎に前記一時貯留部が形成されており、更に前記トナー受入部の内部に、前記一時貯留部からの前記各色のトナーがそれぞれ対応する前記現像器に移動する各色毎のトナー移動路が設けられていることを特徴としている。
【0012】
更に、請求項4の発明は、前記トナー受入部の外周が軸方向に前記各色毎に区画されており、前記各色毎の一時貯留部がそれぞれ前記トナー受入部の外周の区画領域毎に設けられているとともに、これらの各区画領域にそれぞれ前記一時貯留部と対応するトナー移動路とを連通するトナー受入口が穿設されていることを特徴としている。
更に、請求項5の発明は、前記各色のトナーの一時貯留部が、それぞれそれらの容積が前記現像装置から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定されていることを特徴としている。
【0013】
更に、請求項6の発明は、前記各色のトナーの一時貯留部が、それぞれそれらの外径が前記現像装置から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定されているか、またはそれらの幅(軸方向長さ)が前記現像装置から遠ざかるにしたがって長くなるように設定されていることを特徴としている。
更に、請求項7の発明は、前記各色のトナーの一時貯留部のうち、使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部が他の色のトナーの一時貯留部より前記現像装置に最も近い位置に設定されているか、または使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部の容積が他の色の一時貯留部の容積より大きく設定されていることを特徴としている。
【0014】
【作用】
このように構成された本発明の画像形成装置においては、現像装置の外部に設けられたトナー貯蔵装置からトナーが、現像装置に軸方向に突出して設けられた筒状のトナー受入部に現像装置の位置に関係なく補給されるようになる。このように、現像装置にトナー貯蔵装置が設けられないので、トナー貯蔵装置を大容量にしても現像装置のトナー受入部が大型にならなく、現像装置全体もそれほど大きくなることはない。したがって、現像装置が高速回転をしても現像装置の回転制御が高精度に行われるようになる。これにより、本発明の画像形成装置は高速機にも十分にかつ確実に対応することが可能となる。しかも、現像装置の位置に関係なく、トナー受入部を介してトナーを現像装置に補給可能となるので、現像装置を一々補給位置に移動させる必要がなく、トナー補給が短時間で効率よく行われるようになる。
【0015】
また、トナー貯蔵装置からのトナーを一時的に貯留する一時貯留部を設けているので、従来のようなシャッターを設ける必要がなく、したがって構造がより簡単になる。
更に、トナーの一時貯留部がトナー受入部の外周を囲うように互いに連結された一対のクランプ状接続部材により形成されているので、トナー貯蔵装置からトナー受入部へのトナー供給のための接続部であるトナーの一時貯留部の構造がきわめて簡単な構造となる。
【0016】
更に、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部でトナー受入部の外周を囲うようにしてそれぞれのフランジ部を互いに連結するだけでトナーの一時貯留部が形成されるようになり、クランプ状接続部材の取付が簡単になる。
特に、請求項2の発明においては、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部の内周面に設けられた円弧状凹部でトナーの一時貯留部が形成されるので、この一時貯留部の容積を所定量確保しながら、しかもクランプ状接続部材の外形を小さく形成することが可能となる。
【0017】
また、請求項3および4の各発明においては、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナーをそれぞれの現像器の位置に関係なく、同時に補給することが可能となる。これにより、トナー補給がより一層短時間で行われるようになる。
【0018】
更に、請求項5および6の各発明においては、各色のトナーの一時貯留部の容積が現像装置から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定される。これにより、トナー受入部の回転時の回転ぶれや遠心ぶれによるトナー供給への影響が低減し、トナーの補給効率が向上するようになる。
更に、請求項7の発明においては、使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部が他の色のトナーの一時貯留部より現像装置に最も近い位置に設定されるか、または使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部の容積を他の色の一時貯留部の容積より大きく設定される。これにより、トナーの補給効率が効果的に向上するようになる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例における現像装置および感光体を模式的に示す図である。
図1に示すように、この例の画像形成装置1はロータリ式現像装置2を備えており、このロータリ式現像装置2は、回転可能に設けられたロータリ3と、このロータリ3に支持された、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の各現像器4,5,6,7とを備えている。これらの各現像器4,5,6,7はロータリ3の周方向にこれらの順に時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ4a,5a,6a,7aと、供給ローラ4b,5b,6b,7bと、現像ローラ4a,5a,6a,7aのトナー層厚を規制する規制部材4c,5c,6c,7cと、第1および第2オーガ4d,5d,6d,7d;4e,5e,6e,7eとを備えている。そして、ロータリ3が矢印αで示す反時計方向に回転することで、これらの各現像器4,5,6,7は、それらの現像ローラ4a,5a,6a,7aが順次感光体8に当接される現像位置に設定されるようになっている。なお、各色の現像器4,5,6,7の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。しかし以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、時計方向にイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの順で各現像器4,5,6,7が配設されているものとする。
【0020】
また図2に示すように、ロータリ式現像装置2はロータリ3の一端からこのロータリ3と同心状に軸方向に突出するトナー受入部9を備えており、このトナー受入部9はロータリ3と一体に回転されるようになっている。図3に示すように、このトナー受入部9は、ロータリ3と同心状に軸方向に延びる円筒部10と、この円筒部10の一端に設けられたロータリ3に取り付けられるフランジ部11とからなっている。円筒部10の内部空間には十字形の仕切壁12によって4つの扇形のトナー移動路13,14,15,16が区画形成されており、これらのトナー移動路13,14,15,16はそれぞれ軸方向に長くかつフランジ部11側の端が開口されかつフランジ部11側と反対側の端が閉塞されている。各トナー移動路13,14,15,16には、それぞれ、順にイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーが受け入れられるようになっている。
【0021】
更に、円筒部10の外周面には、この外周面を軸方向に4つに区画形成する5つの仕切リブ17,18,19,20,21が設けられている。隣接する2つの仕切リブ17,18の間の円筒部10の区画領域には、トナー移動路13と外部とを連通してイエローのトナーを円筒部10の外周からトナー移動路13内に導入するトナー受入口22が穿設され、同様に2つの仕切リブ18,19の間の円筒部10の区画領域には、トナー移動路14と外部とを連通してマゼンタのトナーを円筒部10の外周からトナー移動路14内に導入するトナー受入口23が穿設され、更に2つの仕切リブ19,20の間の円筒部10の区画領域には、トナー移動路15と外部とを連通してシアンのトナーを円筒部10の外周からトナー移動路15内に導入するトナー受入口24が穿設され、更に2つの仕切リブ20,21の間の円筒部10の区画領域には、トナー移動路16と外部とを連通してブラックのトナーを円筒部10の外周からトナー移動路15内に導入するトナー受入口(不図示)が穿設されている。したがって、各トナー受入口はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーの順に反時計方向にほぼ90°ずつ位相がずれて設けられている。
【0022】
更に、図3に示すようにロータリ式現像装置2は、2つの仕切リブ17,18の間に設けられて仕切リブ17,18の間の空間を閉塞して後述するトナー一時貯留部27を形成するクランプ状の一対の一時貯留部形成部材25,26(本発明の一対のクランプ状接続部材に相当)が設けられている。これらの一時貯留部形成部材25,26は、それぞれ円弧状部25a,26aと、これらの円弧状部25a,26aの両端からそれぞれ延びる連結フランジ部25b,25c;26b,26cとからなっている。そして、図1および図5に示すように円弧状部25a,26aが仕切リブ17,18の間に嵌合されかつ仕切リブ17,18の間の円筒部10を囲うようにして配置された状態で、一時貯留部形成部材25の一端側の連結フランジ部25bと一時貯留部形成部材26の一端側の連結フランジ部26bとが、また一時貯留部形成部材25の他端側の連結フランジ部25cと一時貯留部形成部材26の他端側の連結フランジ部26cとがそれぞれ突き合わされて、図示しないボルトあるいはねじ等の適宜の固着具で互いに連結されることにより、これらの一時貯留部形成部材25,26は円筒部10をクランプ状に囲っている。
【0023】
このように一対の一時貯留部形成部材25,26が仕切リブ17,18の間に設けられた状態では、図5に示すように仕切リブ17,18の間の円筒部10の外周面と円弧状部25a,26aの内周面25a1(円弧状部26aおよびその内周面は不図示)との間にトナー一時貯留部27(本発明の一時貯留部に相当)が形成されるようになっており、このトナー一時貯留部27は仕切リブ17,18の間の円筒部10の外周面を覆うようにして環状に形成されている。このトナー一時貯留部27はトナー受入口22を介してイエローのトナー移動路13に常時連通していて、イエローのトナーがトナー一時貯留部27からトナー受入口22を通ってトナー移動路13内に導入可能となっている。その場合、図3に示す円弧状部25a,26aの内周面25a1,26a1および連結フランジ部25b,25c;26b,26cの突き合わせ面25b1,25c1;26b1,26c1には図示しないがシール部材が設けられていて、トナー一時貯留部27内のトナーが外部に漏れるのが防止されている。
【0024】
また、一時貯留部形成部材25,26が仕切リブ17,18の間に設けられた状態では、トナー受入部9がロータリ3と一体に回転するとき、仕切リブ17,18は一時貯留部形成部材25,26に対して相対的に回転摺動するようになっている。そして、仕切リブ17,18の各側面と各一時貯留部形成部材25,26の側面とが摺接することによっても、トナー一時貯留部27内のトナーが一時貯留部形成部材25,26の外部に漏れるのが防止されている。
図3および図4に示すように一方の一時貯留部形成部材25の円弧状部25aには、トナー一時貯留部27内の所定量のトナーの有無を検知するトナー検知手段94が設けられている(なお、このトナー検知手段94は図2には図示省略されている。また、図3に示すトナー検知手段94およびトナー受入口22のそれぞれの位置と図4に示すトナー検知手段94およびトナー受入口22のそれぞれの位置とがずれて示されている。)。このトナー検知手段94はコ字状に形成された光学センサからなり、この光学センサのコ字状の二股部に存在するトナーを光学的に検知するようになっている。
更に、一方の一時貯留部形成部材25の円弧状部25aには、イエローのトナーを供給するための補給管28が連結されており、図5に示すようにこの補給管28はトナー一時貯留部27内に開口している。
【0025】
マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーに対しても、それぞれ、このようなイエローのトナーのための一対の一時貯留部形成部材25,26および補給管28とそれぞれまったく同じ一対の一時貯留部形成部材29,30;31,32;33,34および補給管35,36,37が、図2に示すように同じようにして設けられているとともに、イエローのトナーのためのトナー検知手段94とまったく同じトナー検知手段が図3および4に示すように同じようにして設けられている。したがって、図示されないが各一時貯留部形成部材29,30;31,32;33,34によって、仕切リブ18,19の間の円筒部10の外周面を覆うようにしてイエローのトナー一時貯留部27と同様のマゼンタのトナー一時貯留部、仕切リブ19,20の間の円筒部10の外周面を覆うようにしてイエローのトナー一時貯留部27と同様のシアンのトナー一時貯留部、および仕切リブ20,21の間の円筒部10の外周面を覆うようにしてイエローのトナー一時貯留部27と同様のブラックのトナー一時貯留部がそれぞれ形成されている。
【0026】
これらのマゼンタ、シアンおよびブラックの各トナー一時貯留部も、イエローの場合と同様にして、それぞれ対応するトナー受入口を介してマゼンタのトナー移動路14、シアンのトナー移動路15およびブラックのトナー移動路16に常時連通しているとともに、各補給管35,36,37がそれぞれ各トナー一時貯留部内に開口している。
【0027】
そして、回転中心Oから各トナー一時貯留部の内周面(図5に一例としてイエローのトナーのトナー一時貯留部27の内周面25a1が示されている)までの径(距離)が各現像器4,5,6,7の各現像ローラ4a,5a,6a,7aの各回転中心4a1,5a1,6a1,7a1までの径(距離)より小さくなるように設定されている。これにより、後述するように円筒部10のトナー受入口が上向きになって、その上向きになったトナー受入口に対応するトナー一時貯留部内のトナーがそれぞれこのトナー受入口および対応するトナー移動路を通って対応する現像器内に供給されるとき、この現像器内に供給されたトナーの水位レベルがこのトナー一時貯留部の内周面の最上位置{つまり、回転中心Oからこの内周面の最上位置間での上記径(距離)}で決まるトナーの水位レベルによって規制され、それ以上、トナーは現像器内に供給されないようになっている。
また、各トナー一時貯留部内のトナーの水位レベル、つまりトナー量は、それぞれ各トナー検知手段のトナーの検知によって各トナー容器42,43,44,45の回転を制御することで制御されるようになっている。
【0028】
これにより、各現像器内にトナーが完全に充填されることはなく、各現像器内には所定の空間が自動的に形成されるようになっている。そして、この空間が形成されることで、ロータリ3の回転により各現像器が回転するとき、各現像器内で新しく供給されたトナーと残っている古いトナーとが効率よく攪拌されて、各現像器内のトナーが均一になるようにされているとともに、トナーの過供給による各現像器間のシール部分からのトナーの噴き出しが防止されるようになっている。
【0029】
一方、図2に示すように各補給管28,35,36,37は、それぞれ、現像装置2の外部に設けられたトナーを貯蔵するトナー貯蔵部における、イエローのトナー容器42、マゼンタのトナー容器43、シアンのトナー容器44、ブラックのトナー容器45に連結補給管38,39,40,41を介して接続されている。
【0030】
各トナー容器42,43,44,45はともに同じものであり、図6(a)に示すように樹脂製の円筒状容器46からなるとともに、その内周面には螺旋状のリブ47が一体成形されている。円筒状容器46の一側の端面には把手48が設けられ、また円筒状容器46の他側の端面中央には係合凹部49が形成されているとともに端面中央から偏心した位置に、トナー排出孔50が穿設されている。更に、円筒状容器46の他側の端面には、図6(b)に示すシール部材51、シャッタ部材52およびシャッタ押さえ部材53が相対回動可能に嵌入されている。これらのシール部材51、シャッタ部材52およびシャッタ押さえ部材53には、トナー排出孔50に連通可能なトナー排出孔54がそれぞれ穿設されている。更に、円筒状容器46の他側の端部外周面には突起状の第1の係合手段55が設けられているとともに、シャッタ部材52の外周面にも突起状の第2の係合手段56が設けられている。
【0031】
このように構成された円筒状容器46は図7に示す円筒状の容器支持部材57に支持されるようになっている。この容器支持部材57の周面には、開放された一端から他端に向けて軸方向に延びるスリット状の軸方向案内手段58と、この軸方向案内手段58の他端より少し手前で軸方向案内手段58から周方向に分岐して延びるスリット状の周方向案内手段59と、軸方向案内手段58の周方向案内手段59との分岐点より他端側に設けられた係合凹部60と、周方向案内手段59の終端部に設けられた係合凹部61とがそれぞれ設けられている。また、容器支持部材57の周面には、所定数の円形状のトナー落下孔62が穿設されている。
【0032】
更に、容器支持部材57の一端開口側には弾性シール部材63が装着されており、この弾性シール部材63は円筒状容器46の回転に伴うがたつきを防止するとともに、この円筒状容器46を容器支持部材57から離脱する際に容器外周面に付着するトナーをクリーニングする機能を有している。そのうえ、容器支持部材57の下方にはトナー受け部材64が配設されており、このトナー受け部材64により、画像形成装置1の内部がトナーで汚染されるのが防止されている。
【0033】
容器支持部材57の他端には、シャッタ部材65およびシール部材66が嵌合固定されている。図8(b)に示すように、これらのシャッタ部材65およびシール部材66にはそれぞれトナー排出孔67,68が穿設されており、シャッタ部材65のトナー排出孔67の周縁には環状のリブ状突起69が設けられている。この環状のリブ状突起69はシール部材66のトナー排出孔68の周縁に圧接されていて、トナー排出孔67,68を通過するトナーの漏出が防止されている。
また、シャッタ部材65の中心部には円筒状の第3の係合手段70が軸方向にかつ同心状に突設されており、この第3の係合手段70はトナー容器である円筒状容器46の係合凹部49に周方向に係合されている。
【0034】
容器支持部材57の他端には、トナー貯留容器71がこの容器支持部材57に対し相対回転可能に取り付けられている。図8に示すように、このトナー貯留容器71はその一端側が開口されているとともに、他端側に排出筒部72が設けられている。排出筒部72の内部はトナー貯留容器71に連通しているとともに、排出筒部72にはこの排出筒部72の内部と外部とを連通するトナー排出孔73が穿設されている。更に、排出筒部72の外周には、トナー排出孔73を挟んで一対の環状のシール部材74,75が周方向に設けられている。そして、排出筒部72が対応する連結補給管38,39,40,41の端部に設けられた貫通孔76,77に相対回転摺動可能に貫通されて、連結補給管38,39,40,41の補給管28,35,36,37との反対側の端部がこれらの一対の環状のシール部材74,75の間に配設されている。
【0035】
トナー貯留容器71の一端側の開口部には、円板プレートからなるシャッタ部材78が嵌合固定されているとともに、このシャッタ部材78にはトナー排出孔79が設けられている。そして、トナー排出孔67,68およびトナー排出孔79が常時周方向に整合されて互いに軸方向に連通されている。また、シャッタ部材78の中心部には係合部80が軸方向にかつ同心状に突設されているとともに、この係合部80は容器支持部材57に固定された円筒状の第3の係合手段70に嵌合されかつ周方向に係合されている。したがって、円筒状容器46がその中心軸まわりに回動すると、2つのシャッタ部材65,78がともに一体に回動するようになっている。更にシャッタ部材78には、調整部材81が各トナー排出孔79にそれぞれトナー排出孔79が上に来たとき、トナー貯留容器71内のトナーがトナー排出孔79へ流動するように設けられている。
【0036】
排出筒部72のトナー貯留容器71と反対側の端には回転軸82が同心状に設けられており、この回転軸82には駆動ギア83が嵌合固定されている。
そして、トナー貯留容器71の外周に設けられた連結フランジ84と容器支持部材57の外周に設けられた連結フランジ96とが連結され、駆動ギア83に加えられる駆動力で回転軸82が回転することで、トナー貯留容器71および容器支持部材57が一体に回転するようになっている。
【0037】
次に、円筒状容器46を容器支持部材57に装着する動作について説明する。円筒状容器46が容器支持部材57に装着される前では、円筒状容器46の第1の係合手段55とシャッタ部材52の第2の係合手段56とが周方向に整合しているとともに、円筒状容器46のトナー排出孔50と、シール部材51、シャッタ部材52の各トナー排出孔54とが周方向に整合していなく、互いに軸方向に連通していない。したがって、円筒状容器46からのトナーの漏出が防止されている。
【0038】
この円筒状容器46を容器支持部材57に装着するにあたり、円筒状容器46の把手48を持って、円筒状容器46の第1の係合手段55とシャッタ部材52の第2の係合手段56を容器支持部材57の軸方向案内手段58に嵌合するようにして円筒状容器46を容器支持部材57の一端側から挿入し、軸方向に進入させる。そして、図9(b)に示すように第2の係合手段56が係合凹部60に係合したとき、円筒状容器46を図9(a)において時計方向に回動させると、第1の係合手段55が周方向案内手段59に沿って移動する。このとき、第2の係合手段56が係合凹部60に係合しているので、シール部材51、シャッタ部材52およびシャッタ押さえ部材53はいずれも円筒状容器46の回動にともなって回動しない。したがって、これらの部材と円筒状容器46および容器支持部材57側のシャッタ部材65,78との間に相対回動が生じるようになる。
【0039】
そして、図9(b)に示すように第1の係合手段55が周方向案内手段59の終端の係合凹部61に係合すると、円筒状容器46が容器支持部材57に固定されて装着される。このように円筒状容器46が容器支持部材57に装着された状態では、図9(a)に示すように円筒状容器46のトナー排出孔50と、シール部材51、シャッタ部材52およびシャッタ押さえ部材53の各トナー排出孔54と、容器支持部材57側のトナー排出孔79とが周方向に整合し、これらのトナー排出孔は軸方向に連通している。したがって、この状態では円筒状容器46内のトナーがトナー貯留容器71へ移動可能となる。
【0040】
なお、円筒状容器46の容器支持部材57からの離脱時に円筒状容器46から漏出した若干のトナーは、容器支持部材57のトナー落下孔62を通過してトナー受け部材64に落下するとともに円筒状容器46の外周に付着する。円筒状容器46の外周に付着したトナーは円筒状容器46の軸方向引き抜き時に、弾性シール部材63によってクリーニングされて、トナー受け部材64に収容されるようになっている。
【0041】
次に、このように構成されたこの例の画像形成装置1における現像装置へのトナー補給の作用について説明する。
各色のトナー容器42,43,44,45がそれぞれ図9(a)に示すように対応する容器支持部材57に装着された状態で、図示しないモータの回転駆動力が各容器支持部材57の各駆動ギア83に加えられると、各駆動ギア83が回転する。すると、各トナー貯留容器71、各容器支持部材57および各トナー容器42,43,44,45がそれぞれ一体に回転する。これにより、各トナー容器42,43,44,45内の各色のトナーはそれぞれ各螺旋状のリブ47によって各トナー排出孔20に向けて搬送され、更に、各トナー排出孔50,54,67,68,79を通過して各トナー貯留容器71内に供給される。各トナー貯留容器71内にそれぞれ供給されたトナーは更に排出筒部72に流動するとともに、排出筒部72が回動することでそのトナー排出孔73が下向きになったときトナー排出孔73からそれぞれの連結補給管38,39,40,41に重力により自由落下する。一方、各トナー貯留容器71内に供給された過剰のトナーは、それぞれトナー排出孔79が上に来たとき、調整部材81によってトナー排出孔79へ流動され、更に各トナー排出孔を通過して各トナー容器42,43,44,45へ戻される。
【0042】
各連結補給管38,39,40,41に落下した各トナーは、更にトナー受入部9のそれぞれの補給管28を通って環状の各トナー一時貯留部(イエローのトナーのトナー一時貯留部のみが図5に符号27で例示されている)に自由落下し、これらのトナー一時貯留部内に一時的に貯留される。このとき、モータの駆動でロータリ3が回転しているので、円筒部10およびフランジ部11もロータリ3と一体に回転している。このため、円筒部10に設けられた各トナー受入口がそれぞれ回転中心Oより上方位置に来たとき、各トナー一時貯留部内のトナーがそれぞれトナー受入口を通って対応するトナー移動路13,14,15,16内に落下進入する。
【0043】
各トナー移動路13,14,15,16内に進入した各トナーは、それぞれ、各トナー移動路13,14,15,16がロータリ3の回転とともに回転中心O周りに回転することにより、トナーがその流動性により一定のレベルに平準化しようとするので、各現像器4,5,6,7の方へ自己移動し、各現像器4,5,6,7内へ進入する。これにより、各トナー移動路13,14,15,16内にオーガ等のトナー搬送手段を設ける必要がなく、オーガレス等のトナー搬送手段レス構造にすることができる。もちろん、図示しないが各トナー移動路13,14,15,16内に、例えば第1オーガ4d,5d,6d,7dと一体回転するアジテータ等の搬送手段を設けて、この搬送手段によりトナーを現像器の方へ搬送することもできる。
そして、各現像器4,5,6,7内へ進入したトナーはそれぞれ第1および第2オーガ4d,5d,6d,7d;4e,5e,6e,7eとによって攪拌循環され、その一部が各供給ローラ4b,5b,6b,7bの方へ供給される。
【0044】
この例の画像形成装置1によれば、ロータリ式現像装置2の外部に設けられた各トナー容器42,43,44,45からトナーを、各現像器4,5,6,7の位置に関係なく補給することができるようになる。そして、現像装置2にトナー貯蔵装置を設けていないので、トナー貯蔵装置を大容量にしても現像装置2のトナー受入部9を小型に保持でき、その結果、現像装置2全体もその分小型に形成できる。したがって、現像装置2が高速回転をしても現像装置2の回転制御を高精度に行うことができるようになる。これにより、この例の画像形成装置1は高速機にも十分にかつ確実に対応することが可能となる。しかも、現像装置2の位置に関係なく、トナー受入部9を介してトナーを各現像器4,5,6,7に補給可能となるので、各現像器4,5,6,7を一々補給位置に移動させる必要がなく、トナー補給を短時間で効率よく行うことができる。
【0045】
また、円筒部10の外周面に、各トナー容器からのトナーが供給され一時的に貯留するトナー一時貯留部を、その外周面を覆うようにして環状に設けるとともに、このトナー一時貯留部と各現像器内に連通するトナー移動路とをトナー受入口を介して連通させているので、従来のようなシャッター部材等の特別な部品を設ける必要がなく、構造を簡単にできる。
しかも、円筒部10の外周面を5つの仕切リブ17,18,19,20,21で各色毎に仕切り、それぞれ仕切られた外周面毎にそれぞれそれらの外周面を覆う環状のトナー一時貯留部を設けているので、最高4色同時にトナーを補給することが可能となり、トナー補給をより一層短時間で行うことができる。
【0046】
更に、トナーの一時貯留部を、トナー受入部の外周を囲うように互いに連結された一対のクランプ状接続部材で形成しているので、トナー貯蔵装置からトナー受入部へのトナー供給のための接続部であるトナーの一時貯留部の構造をきわめて簡単な構造にできる。
【0047】
更に、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部でトナー受入部9の外周を囲うようにしてそれぞれのフランジ部を互いに連結するだけでトナー一時貯留部を形成しているので、クランプ状接続部材の取付を簡単にできる。
更に、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部の内周面に設けられた円弧状凹部でトナー一時貯留部を形成しているので、この一時貯留部の容積を所定量確保でき、しかもクランプ状接続部材の外形を小さく形成することができる。
【0048】
図10は、本発明の実施の形態の他の例を示す、図3と同様の図である。なお、前述の例の構成要素と対応する構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略するとともに、トナー検知手段94は図示省略するが前述の例と同様に設けられている(なお、以後の例においても同様である)。
前述の例では、クランプ状の一対の一時貯留部形成部材25,26の円弧状部25a,26aの内周面25a1,26a1が軸方向に平坦に形成され(他の色のトナーの一時貯留部形成部材も同じ)、かつ5つの仕切リブ17,18,19,20,21の円筒部10の外周面からの高さを高くすることで、トナーを一時的に貯留するトナー一時貯留部の容量を確保しているが、この例の画像形成装置1では、図10に示すようにイエローの各円弧状部25a,26aの各内周面25a1,26a1にそれぞれ円弧状の凹部25a2,26a2が設けられている(図示しないが、他の色のトナーの円弧状部の各内周面にもそれぞれ円弧状の凹部が同じように設けられている)。そして、図11に示すようにこれらの円弧状の凹部によりトナー一時貯留部の一部が形成されるようになっている。
【0049】
また、この例の仕切リブ17,18,19,20,21はいずれも円筒部10の外周面からの高さが前述の例の場合より低く設定されている。その場合、中間の3つの仕切リブ18,19,20は、それぞれ軸方向に所定の間隔を置かれた一対の仕切リブ18a,18b;19a,19b;20a,20bとして形成されている。
この例の画像形成装置1の他の構成は前述の例と同じである。
【0050】
このように構成されたこの例の画像形成装置1によれば、各仕切リブ17,18,19,20,21の高さを低くしても、各円弧状部の円弧状の凹部によりトナー一時貯留部の容量を確保できるとともに、各円弧状部と各仕切リブ17,18,19,20,21との間の摺動部の面積を小さくでき、摺動摩擦を低減できる。しかも、中間の3つの仕切リブ18,19,20を一対の仕切リブ18a,18b;19a,19b;20a,20bとして形成しているので、一側の仕切リブ18a,19a,20aからトナーが漏出しても、他側の仕切リブ18b,19b,20bにより他のトナーの方へ侵入するのを阻止できる。したがって、各仕切リブ18,19,20の高さを低くしても、トナー漏出によるトナーどうしの混色が防止できるようになる。
【0051】
図12は、本発明の実施の形態の更に他の例を示す、図10と同様の図である。
前述の図10に示す例では、十字形の仕切壁12によって区画形成された4つの扇形のトナー移動路13,14,15,16がロータリ3の回転中心Oと同心の円筒部10およびフランジ部11の回転中心に接近して設けられているが、この例の画像形成装置1では、図12に示すように4つの円弧状のトナー移動路13,14,15,16が回転中心Oから大きく離間して設けられている。すなわち、回転中心Oから各トナー移動路13,14,15,16までの距離が前述の各例の場合より大きくなるように設定されている。
この例の画像形成装置1の他の構成は前述の図10に示す例と同じである。
【0052】
このように構成されたこの例の画像形成装置1においては、各トナー移動路13,14,15,16が回転中心Oから大きく離れているので、現像器内のトナーの水位制御がより一層確実に行うことができ、また各トナー移動路13,14,15,16でのトナーの送り制御がより簡単になる。
この例の画像形成装置1の他の作用効果は前述の各例と実質的に同じである。
【0053】
ところで、前述の各例の画像形成装置1においては、4色の各トナー一時貯留部が軸方向に並設されているが、このようにトナー一時貯留部を軸方向に並べると、トナー供給に回転ぶれや遠心ぶれによる影響が考えられる。この影響はトナー供給に特に問題にはならないが、できるだけ小さくする方が望ましい。そこで、現像装置2に遠い側のトナー一時貯留部の容積を現像装置2に近い側のトナー一時貯留部の容積より大きく設定することが考えられる。
【0054】
このように、各トナー一時貯留部の容積を変える手段としては、図13に示すように各一時貯留部形成部材の幅(軸方向長さ)を等しく設定するが、一時貯留部形成部材の径を現像装置2から遠ざかるにしたがって大きくすることにより、トナー一時貯留部の容積を現像装置2から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定する。なお、図13には一時貯留部形成部材の外径が順に大きくなるように示されているが、一時貯留部形成部材の径は少なくとも内径が現像装置2から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定されていればよく、外形は互いに等しくてもよい。例えば、図3に示す円弧状部25a,26aの内周面25a1,26a1の内径を変えるか、図10に示す円弧状の凹部25a2,26a2の内周面の内径を変えるかすることにより一時貯留部形成部材の容積を変えるようにする。また、各トナー一時貯留部の容積を変える手段としては、図14に示すように各一時貯留部形成部材の内径を等しく設定するが、一時貯留部形成部材の幅を現像装置2から遠ざかるにしたがって大きくすることにより、トナー一時貯留部の容積を現像装置2から遠ざかるにしたがって大きくなるように設定する。
【0055】
一方、一般に画像形成装置においては、4色のトナーのうち、一般にブラックのトナーの使用量が最も多い場合が多いので、各トナー一時貯留部のうち、ブラックのトナーのトナー一時貯留部の容積を他のトナー一時貯留部の容積より大きく設定することがトナー補給効率上好ましい。また、同様にブラックのトナーのトナー一時貯留部を他のトナー一時貯留部より現像装置2に最も近い位置に設定することもトナー補給効率上好ましく、更に、ブラックのトナー一時貯留部の容積を最も大きくしかつ現像装置2に最も近い位置に設定してもよい。なお、ブラック以外の他の色の1つがトナーの使用量が最も多い画像形成装置の場合は、そのトナーのトナー一時貯留部の容積を最も大きく設定し、また、そのトナーのトナー一時貯留部を他のトナー一時貯留部より現像装置2に最も近い位置に設定することは言うまでもない。
【0056】
なお、前述の各例では、いずれも、各補給管28,35,36,37を上側の一時貯留部形成部材25,29,31,33に設けて、各トナーを上方から自由落下によりトナー一時貯留部内に導入するようにしているが、各補給管28,35,36,37を下側の一時貯留部形成部材26,30,32,34に設けて、各トナーを下方からトナー一時貯留部内に導入するようにすることもできる。この場合には、各トナーを重力による自由落下でトナー一時貯留部内に導入することができないので、例えばオーガ等の搬送手段で強制的に搬送するようにするとともに、トナー搬送を制御するために各補給管28,35,36,37を開閉するためのシャッタを設ける必要がある。
また、本発明は、ロータリ方式の4色のフルカラーの画像形成装置に限定されるものではなく、種々の画像形成装置に適用することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、現像装置に設けられないトナー貯蔵装置から、トナーをトナー受入部に現像装置の位置に関係なく補給できるようにしているので、トナー貯蔵装置を大容量にしても現像装置のトナー受入部を小型に形成でき、現像装置全体の大型化を防止できる。したがって、モータの負荷を小さくできるとともに現像装置が高速化されても現像装置の回転制御を高精度に行うことができ、現像装置の高速化に十分にかつ確実に対応することが可能となる。
しかも、現像装置の位置に関係なく、トナー受入部を介してトナーを外部から現像装置に補給可能にしているので、トナー補給時に従来のトナーカートリッジ式のようにトナーカートリッジを現像装置と一緒に交換する必要がなく、外部トナー補給が容易になるとともに、現像装置を一々補給位置に移動させる必要がなく、トナー補給を短時間で効率よく行うことができる。
【0058】
また、トナー貯蔵装置からのトナーを一時的に貯留する一時貯留部を設けているので、従来のようなシャッターを設ける必要がなく、したがって構造をより簡単にできる。
更に、トナーの一時貯留部を、トナー受入部の外周を囲うように互いに連結された一対のクランプ状接続部材で形成しているので、トナー貯蔵装置からトナー受入部へのトナー供給のための接続部であるトナーの一時貯留部の構造をきわめて簡単な構造にできる。
【0059】
更に、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部でトナー受入部の外周を囲うようにしてそれぞれのフランジ部を互いに連結するだけでトナーの一時貯留部を形成しているので、クランプ状接続部材の取付を簡単にできる。
特に、請求項2の発明によれば、一対のクランプ状接続部材の各円弧状部の内周面に設けられた円弧状凹部でトナーの一時貯留部を形成しているので、この一時貯留部の容積を所定量確保でき、しかもクランプ状接続部材の外形を小さく形成することができる。
【0060】
また、請求項3および4の各発明によれば、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナーをそれぞれの現像器の位置に関係なく、同時に補給することができるようにしているので、トナー補給をより一層短時間で行うことができるようになる。
【0061】
更に、請求項5および6の各発明によれば、各色のトナーの一時貯留部の容積を現像装置から遠ざかるにしたがって大きくしているので、トナー受入部の回転時の回転ぶれや遠心ぶれによるトナー供給への影響を低減でき、トナーの補給効率を向上できる。
更に、請求項7の発明によれば、使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部を他の色のトナーの一時貯留部より現像装置に最も近い位置に設定するか、または使用量の最も多い色のトナーの一時貯留部の容積を他の色の一時貯留部の容積より大きく設定しているので、それぞれ、トナーの補給効率を効果的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例における現像装置および感光体を模式的に示す図である。
【図2】 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例における現像装置およびトナー補給装置を模式的に示す斜視図である。
【図3】 図2に示す例のトナー受入部を部分的に示す分解斜視図である。
【図4】 図2に示す例のトナー受入部の軸方向と直交する方向に沿う断面図である。
【図5】 図4におけるVーV線に沿う断面図である。
【図6】 この例の画像形成装置に用いられるトナー容器を示し、(a)は斜視図、(b)はこのトナー容器の一方の端部を示す分解斜視図である。
【図7】 この例の画像形成装置に用いられる容器支持部材を部分的に示す斜視図である。
【図8】 この例の画像形成装置に用いられる容器支持部材と連結補給管との連結部分を示し、(a)は分解斜視図、(b)は(a)におけるVIIIB部分の拡大図である。
【図9】 図6に示すトナー容器を図7に示す容器支持部材に装着した状態を示し(a)は斜視図、(b)容器支持部材の軸方向案内手段および周方向案内手段の部分拡大図である。
【図10】本発明の実施の形態の他の例のトナー受入部を部分的に示す、図3と同様の分解斜視図である。
【図11】本発明の実施の形態の更に他の例のトナー受入部を部分的に示す、図3と同様の分解斜視図である。
【図12】本発明の実施の形態の更に他の例のトナー受入部を部分的に示す、図3と同様の分解斜視図である。
【図13】本発明の実施の形態のトナー受入部の変形例を示す図である。
【図14】本発明の実施の形態のトナー受入部の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…ロータリ式現像装置、3…ロータリ、4…イエローの現像器、5…マゼンタの現像器、6…シアンの現像器、7…ブラックの現像器、4a,5a,6a,7a…現像ローラ、4b,5b,6b,7b…供給ローラ、8…感光体、9…トナー受入部、10…円筒部、11…フランジ部、12…仕切壁、13…イエローのトナー移動路、14…マゼンタのトナー移動路、15…シアンのトナー移動路、16…ブラックのトナー移動路、17,17a,17b,18,18a,18b,19,19a,19b,20,20a,20b,21…仕切リブ、22…イエローのトナー受入口、23…マゼンタのトナー受入口、24…シアンのトナー受入口、25,26…イエローの一時貯留部形成部材、27…イエローのトナー一時貯留部、28…イエローの補給管、29,30…マゼンタの一時貯留部形成部材、31,32…シアンの一時貯留部形成部材、33,34…ブラックの一時貯留部形成部材、35…マゼンタの補給管、36…シアンの補給管、37…ブラックの補給管、42…イエローのトナー容器、42…イエローのトナー容器、43…マゼンタのトナー容器、44…シアンのトナー容器、45…ブラックのトナー容器、38,39,40,41…連結補給管、46…トナー容器、57…容器支持部材、85…イエローの一時貯留部形成部材、86…マゼンタの一時貯留部形成部材、87…イエローの分割円筒部材、87a…大径仕切リブ、87b…小径仕切リブ、88…マゼンタの分割円筒部材、88a…大径仕切リブ、88b…小径仕切リブ、94…トナー検知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of image forming apparatuses such as electrostatic copying machines and printers, and in particular, includes a large-capacity toner replenishing device outside the developing device and replenishes toner regardless of the position of the developing device. The present invention belongs to the technical field of image forming apparatuses.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a printer, an electrostatic latent image carried on a latent image carrier such as a photoconductor is developed into a toner image by a developing device, and the toner image is then transferred to paper or the like. An image is obtained by fixing the toner image transferred to the recording medium and further transferred to the recording medium.
[0003]
Incidentally, in order for the developing device to perform development, it is necessary to supply toner to the developing device. Therefore, various toner replenishing devices for replenishing toner to the developing device have been conventionally proposed.
As one of conventional toner replenishing devices, for example, a toner that is provided in a moving path of a developing unit and that can supply a developer to one developing unit moved to a developer replenishing position different from the developing position. A replenishing device is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-97674.
As another conventional toner replenishing device, a replenishing path for introducing the developer to each of the developing units that have come to one common replenishing position, a shutter unit that opens and closes the replenishing path, and a developer unit that has reached the replenishing position. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-117575 proposes a toner replenishing device that supplies developer by opening only the shutter means.
[0004]
Further, as another conventional toner replenishing device, a toner storage unit that stores toner of each color and a toner replenishment unit that is provided in the developing unit and that replenishes toner from the toner storage unit are provided. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 62-109074 has proposed a toner replenishing device that rotates integrally with the developing unit and is arranged coaxially with the developing unit.
Further, as another conventional toner replenishing device, the toner receiving port of each color developing device and the discharge port of the toner hopper for each color provided outside the developing device are communicated only when the developing device is at the developing position. Japanese Patent Laid-Open No. 3-072381 proposes a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the toner replenishing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-97674, one developer unit that needs developer replenishment is moved to a developer replenishment position different from the development position to replenish the developer. There are the following problems. That is, (1) It is difficult to perform continuous printing (continuous printing of monochrome images) in the single color mode. (2) Since the shutter means is provided, the structure becomes complicated. (3) Since the shutter is opened and closed, it is difficult to switch the developing device at high speed (compatible with high speed machines). (4) Since the shutter is opened and closed, it is difficult to supply the developer for a short time.
[0006]
In the toner replenishing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-117575, shutter means is provided in a replenishment path that connects the toner replenishing device and the developing device, and only the shutter means for the developer that has moved to the replenishing position is opened. Then, since the toner is replenished, there are the following problems. That is, (1) it is difficult to switch the developing device at high speed (compatible with a high speed machine) in order to open and close the shutter. (2) Since the shutter is opened and closed, it is difficult to supply the developer for a short time. (3) Since the shutter is frequently opened and closed, the shutter is easily damaged. (4) A shutter opening / closing sound is generated.
[0007]
Further, in the toner replenishing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-109074, a toner storage unit communicated with the toner replenishing unit is integrally disposed coaxially with the developing unit so as to rotate together with the developing unit. So there are the following problems. (1) When the capacity of the toner storage unit is increased, the end supporting the developing device and the toner storage unit is easily bent in the direction of gravity, and the developing roller is deformed in the direction of twisting at the contact portion with the photoreceptor. There is a fear. {Circle around (2)} When the capacity of the toner storage unit is increased, the inertial force increases and the load for starting the motor increases, making it difficult to rotate the toner storage unit together with the developing device at high speed. (3) Similarly, since the inertial force increases, it becomes difficult not only to quickly stop at a predetermined position after high-speed rotation, but also the speed reduction mechanism or the stationary mechanism becomes complicated and large. {Circle around (4)} When the capacity of the toner storage unit is increased, the longitudinal direction of the developing device becomes larger correspondingly.
[0008]
Further, in the toner replenishing device disclosed in JP-A-3-072381, the toner receiving port of each developing device and the discharge port of the toner hopper communicate with each other when the developing device is at the developing position. There is a problem. (1) It is difficult to replenish a necessary amount of toner in a short time during high-speed switching. {Circle around (2)} A plurality of developing units cannot be replenished at the same time, and in this case, it takes a long time to replenish toner.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to replenish toner regardless of the position of the developing device, and to form a toner replenishing portion in a small size with a simple structure. A forming apparatus is provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the invention of claim 1 includes at least a developing device that performs development using toner and a toner storage device that is provided outside the developing device and stores toner to be supplied to the developing device. In the image forming apparatus, a cylindrical toner receiving portion that receives toner from a toner storage device and supplies the toner to the developing device is provided in the developing device so as to protrude in the axial direction, and the toner storage device is disposed on an outer periphery of the toner receiving portion. A temporary storage unit for temporarily storing the toner from the toner storage unit, and the toner receiving unit is provided with a toner reception port for introducing the toner stored in the temporary storage unit into the developing device, A pair of clamp-like connecting members connected to each other surround the outer periphery of the toner receiving portion, and the toner receiving portion is relatively slidable, The temporary storage portion is formed between the inner peripheral surface of the pair of clamp-shaped connecting members and the outer peripheral surface of the toner receiving portion, and both of the pair of clamp-shaped connecting members are the outer periphery of the toner receiving portion. And a pair of clamp-like connections between one of the clamp-like connecting members of the pair of clamp-like connecting members. A flange portion on one side of the other clamp-like connection member of the member is also abutted with a flange portion on the other side of the one clamp-like connection member and a flange portion on the other side of the other clamp-like connection member. Are connected to each other, and a supply port for supplying toner from the toner storage device to the temporary storage portion is provided in the arc-shaped portion of the one clamp-shaped connection member. It is characterized by a door.
[0011]
The invention according to
Further, in the invention of
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the outer periphery of the toner receiving portion is partitioned for each color in the axial direction, and a temporary storage portion for each color is provided for each partition region on the outer periphery of the toner receiving portion. In addition, a toner receiving port that communicates the temporary storage portion and the corresponding toner moving path is formed in each of the partition regions.
Further, the invention according to
[0013]
Furthermore, in the invention of
Further, according to the seventh aspect of the present invention, among the temporary storage portions for the toners of the respective colors, the temporary storage portion for the color toner having the largest usage amount is closest to the developing device than the temporary storage portions for the other color toners. Or the volume of the temporary storage portion for the color toner having the largest usage amount is set larger than the volume of the temporary storage portion for the other colors.
[0014]
[Action]
In the image forming apparatus of the present invention configured as described above, the toner is supplied from the toner storage device provided outside the developing device to the cylindrical toner receiving portion provided in the developing device so as to protrude in the axial direction. It will be replenished regardless of the position. Thus, since the developing device is not provided with a toner storage device, even if the capacity of the toner storage device is large, the toner receiving portion of the developing device does not become large, and the entire developing device does not become so large. Therefore, even when the developing device rotates at a high speed, the rotation control of the developing device can be performed with high accuracy. As a result, the image forming apparatus of the present invention can sufficiently and reliably cope with a high speed machine. In addition, toner can be replenished to the developing device via the toner receiving portion regardless of the position of the developing device, so that it is not necessary to move the developing device to the replenishing position one by one, and toner replenishment can be performed efficiently in a short time. It becomes like this.
[0015]
Further, since the temporary storage unit for temporarily storing the toner from the toner storage device is provided, it is not necessary to provide a shutter as in the conventional case, and thus the structure becomes simpler.
Further, since the temporary toner storage portion is formed by a pair of clamp-like connecting members that are connected to each other so as to surround the outer periphery of the toner receiving portion, the connecting portion for supplying toner from the toner storage device to the toner receiving portion. Thus, the structure of the temporary toner storage portion is very simple.
[0016]
Further, a temporary storage portion for toner can be formed by simply connecting the flange portions to each other so as to surround the outer periphery of the toner receiving portion with the respective arc-shaped portions of the pair of clamp-shaped connection members. Mounting of the members is simplified.
In particular, in the second aspect of the invention, since the toner temporary storage portion is formed by the arc-shaped concave portion provided on the inner peripheral surface of each arc-shaped portion of the pair of clamp-shaped connecting members, the volume of the temporary storage portion is It is possible to reduce the outer shape of the clamp-like connecting member while securing a predetermined amount.
[0017]
In the inventions of
[0018]
Further, in each of the fifth and sixth aspects of the invention, the volume of the temporary storage portion for each color toner is set so as to increase as the distance from the developing device increases. As a result, the influence on the toner supply due to the rotational shake and the centrifugal shake during the rotation of the toner receiving portion is reduced, and the toner replenishment efficiency is improved.
Further, in the seventh aspect of the present invention, the color toner temporary storage portion with the largest usage amount is set at a position closer to the developing device than the other color toner temporary storage portions, or the usage amount is the highest. The volume of the temporary storage unit for many color toners is set larger than the volume of the temporary storage unit for other colors. As a result, the toner replenishment efficiency is effectively improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a developing device and a photoreceptor in an example of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 of this example includes a
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
Furthermore, five
[0022]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0023]
Thus, in a state where the pair of temporary storage
[0024]
In the state where the temporary storage
As shown in FIGS. 3 and 4, the arc-shaped
Further, a
[0025]
For the magenta, cyan and black toners, a pair of temporary storage
[0026]
These magenta, cyan, and black toner temporary storage units also move to the magenta
[0027]
Then, from the rotation center O, the inner peripheral surface of each toner temporary storage portion (inner
Further, the water level of the toner in each toner temporary storage section, that is, the toner amount, is controlled by controlling the rotation of each
[0028]
Thus, the toner is not completely filled in each developing device, and a predetermined space is automatically formed in each developing device. By forming this space, when each developing device is rotated by the rotation of the
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 2, each of the
[0030]
Each of the
[0031]
The thus configured
[0032]
Further, an
[0033]
A shutter member 65 and a
Further, a cylindrical third engaging means 70 is provided in the central portion of the shutter member 65 so as to protrude in the axial direction and concentrically. The third engaging means 70 is a cylindrical container which is a toner container. 46 is engaged in a circumferential direction with an engaging
[0034]
A
[0035]
A
[0036]
A rotation shaft 82 is concentrically provided at an end of the
Then, the connecting
[0037]
Next, the operation of mounting the
[0038]
In mounting the
[0039]
9B, when the first engagement means 55 engages with the
[0040]
Note that some toner leaked from the
[0041]
Next, the operation of supplying toner to the developing device in the image forming apparatus 1 of this example configured as described above will be described.
In a state where the
[0042]
Each toner that has fallen into each of the connected
[0043]
Each toner that has entered the
The toner that has entered the developing
[0044]
According to the image forming apparatus 1 of this example, the toner from each
[0045]
In addition, a toner temporary storage portion that is supplied and temporarily stored with toner from each toner container is provided in an annular shape on the outer peripheral surface of the
Moreover, the outer peripheral surface of the
[0046]
Further, since the temporary toner storage portion is formed by a pair of clamp-like connecting members connected to each other so as to surround the outer periphery of the toner receiving portion, the connection for supplying toner from the toner storage device to the toner receiving portion is provided. It is possible to make the structure of the temporary toner storage part, which is a part, very simple.
[0047]
Further, the temporary toner storage portion is formed by simply connecting the respective flange portions to each other so as to surround the outer periphery of the
Further, since the toner temporary storage portion is formed by the arc-shaped concave portion provided on the inner peripheral surface of each arc-shaped portion of the pair of clamp-shaped connecting members, the volume of the temporary storage portion can be secured to a predetermined amount, and the clamp The outer shape of the connection member can be made small.
[0048]
FIG. 10 is a view similar to FIG. 3, showing another example of the embodiment of the present invention. Constituent elements corresponding to those in the above-described example are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and the toner detection means 94 is provided in the same manner as in the above-described example although not shown in the figure ( The same applies to the following examples).
In the above-described example, the inner
[0049]
Moreover, all of the
Other configurations of the image forming apparatus 1 in this example are the same as those in the above-described example.
[0050]
According to the image forming apparatus 1 of this example configured as described above, even if the heights of the
[0051]
FIG. 12 is a view similar to FIG. 10, showing still another example of the embodiment of the present invention.
In the example shown in FIG. 10 described above, the four fan-shaped
The other configuration of the image forming apparatus 1 of this example is the same as the example shown in FIG.
[0052]
In the image forming apparatus 1 of this example configured as described above, since the
Other functions and effects of the image forming apparatus 1 of this example are substantially the same as those of the above-described examples.
[0053]
By the way, in the image forming apparatus 1 of each example described above, the four color toner temporary storage portions are arranged side by side in the axial direction. When the toner temporary storage portions are arranged in the axial direction in this way, toner supply is performed. The effects of rotational shake and centrifugal shake can be considered. This effect is not particularly problematic for toner supply, but it is desirable to make it as small as possible. Therefore, it is conceivable to set the volume of the toner temporary storage section on the side far from the developing
[0054]
As described above, as means for changing the volume of each toner temporary storage part, the width (length in the axial direction) of each temporary storage part forming member is set equal as shown in FIG. Is increased as the distance from the developing
[0055]
On the other hand, in general, in an image forming apparatus, the usage amount of black toner is generally the largest among the four color toners. Therefore, among the toner temporary storage units, the volume of the black toner temporary storage unit is increased. It is preferable in terms of toner replenishment efficiency to set it larger than the volume of the other toner temporary storage section. Similarly, it is also preferable in terms of toner replenishment efficiency to set the black toner temporary storage portion closer to the developing
[0056]
In each of the above-described examples, each of the
Further, the present invention is not limited to the four-color full-color image forming apparatus of the rotary system, and can be applied to various image forming apparatuses.
[0057]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the image forming apparatus of the present invention, toner can be supplied to the toner receiving portion regardless of the position of the developing device from a toner storage device that is not provided in the developing device. Even when the capacity of the toner storage device is large, the toner receiving portion of the developing device can be formed in a small size, and the overall size of the developing device can be prevented. Therefore, the load on the motor can be reduced, and even when the speed of the developing device is increased, the rotation of the developing device can be controlled with high accuracy, and the speed of the developing device can be sufficiently and reliably handled.
In addition, since the toner can be replenished to the developing device from the outside via the toner receiving portion regardless of the position of the developing device, the toner cartridge is replaced together with the developing device at the time of toner replenishment as in the conventional toner cartridge type. Therefore, external toner can be easily replenished, and the developing device need not be moved to the replenishment position one by one, so that toner can be replenished efficiently in a short time.
[0058]
In addition, since the temporary storage unit that temporarily stores the toner from the toner storage device is provided, there is no need to provide a shutter as in the prior art, and thus the structure can be simplified.
Further, since the temporary toner storage portion is formed by a pair of clamp-like connecting members connected to each other so as to surround the outer periphery of the toner receiving portion, the connection for supplying toner from the toner storage device to the toner receiving portion is provided. It is possible to make the structure of the temporary toner storage part, which is a part, very simple.
[0059]
Further, the temporary storage portion of the toner is formed by simply connecting the respective flange portions to each other so as to surround the outer periphery of the toner receiving portion by the respective arc-shaped portions of the pair of clamp-shaped connection members. Can be easily installed.
In particular, according to the second aspect of the present invention, the temporary storage portion of the toner is formed by the arc-shaped concave portion provided on the inner peripheral surface of each arc-shaped portion of the pair of clamp-shaped connecting members. A predetermined amount can be secured, and the outer shape of the clamp-like connecting member can be formed small.
[0060]
According to the inventions of
[0061]
Further, according to the inventions of
According to the seventh aspect of the present invention, the toner storing portion of the color toner having the largest usage amount is set at a position closest to the developing device than the toner storing portion of the other color toner, Since the volume of the temporary storage unit for the toners of many colors is set larger than the volume of the temporary storage unit for the other colors, the toner replenishment efficiency can be improved effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a developing device and a photoreceptor in an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a developing device and a toner replenishing device in an example of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
3 is an exploded perspective view partially showing a toner receiving portion of the example shown in FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the axial direction of the toner receiving portion of the example shown in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG.
6A and 6B show a toner container used in the image forming apparatus of this example, in which FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is an exploded perspective view showing one end of the toner container.
FIG. 7 is a perspective view partially showing a container support member used in the image forming apparatus of this example.
8A and 8B show a connecting portion between a container support member and a connecting supply pipe used in the image forming apparatus of this example, FIG. 8A is an exploded perspective view, and FIG. 8B is an enlarged view of a VIIIB portion in FIG. .
9 shows a state in which the toner container shown in FIG. 6 is mounted on the container support member shown in FIG. 7. FIG. 9A is a perspective view, and FIG. 9B is a partially enlarged view of the axial guide means and the circumferential guide means of the container support member. FIG.
10 is an exploded perspective view similar to FIG. 3, partially showing a toner receiving portion of another example of the embodiment of the present invention. FIG.
11 is an exploded perspective view similar to FIG. 3, partially showing a toner receiving portion of still another example of the embodiment of the present invention. FIG.
12 is an exploded perspective view similar to FIG. 3, partially showing a toner receiving portion of still another example of the embodiment of the invention. FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating a modified example of the toner receiving unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view showing another modification of the toner receiving portion according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Rotary developing device, 3 ... Rotary, 4 ... Yellow developing device, 5 ... Magenta developing device, 6 ... Cyan developing device, 7 ... Black developing device, 4a, 5a, 6a , 7a ... developing roller, 4b, 5b, 6b, 7b ... supply roller, 8 ... photosensitive member, 9 ... toner receiving portion, 10 ... cylindrical portion, 11 ... flange portion, 12 ... partition wall, 13 ... yellow
Claims (7)
前記現像装置にトナー貯蔵装置からトナーを受け入れ現像装置へ供給する筒状のトナー受入部が軸方向に突出して設けられているとともに、このトナー受入部の外周に前記トナー貯蔵装置からのトナーを一時的に貯留する一時貯留部が設けられており、
前記トナー受入部には、前記一時貯留部に貯留されたトナーを前記現像装置に導入するトナー受入口が設けられており、
互いに連結された一対のクランプ状接続部材が前記トナー受入部の外周を囲うようにかつ前記トナー受入部が相対的に摺動可能に設けられており、
前記一時貯留部は前記一対のクランプ状接続部材の内周面と前記トナー受入部の外周面との間に形成されており、
前記一対のクランプ状接続部材は、ともに、前記トナー受入部の外周を囲う円弧状部とこの円弧状部の両端から延びるフランジ部とからなっているとともに、前記一対のクランプ状接続部材の一方のクランプ状接続部材の一側のフランジ部と前記一対のクランプ状接続部材の他方のクランプ状接続部材の一側のフランジ部とが、また前記一方のクランプ状接続部材の他側のフランジ部と前記他方のクランプ状接続部材の他側のフランジ部とがそれぞれ突き合わされて互いに連結されており、前記一方のクランプ状接続部材の前記円弧状部に、前記トナー貯蔵装置からのトナーを前記一時貯留部に供給する補給口が設けられていることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising at least a developing device that performs development using toner and a toner storage device that is provided outside the developing device and stores toner to be supplied to the developing device.
A cylindrical toner receiving portion that receives toner from the toner storage device and supplies it to the developing device is provided in the developing device so as to protrude in the axial direction, and the toner from the toner storage device is temporarily placed on the outer periphery of the toner receiving portion. and temporary storage section is provided for storing a manner,
The toner receiving portion is provided with a toner receiving port for introducing the toner stored in the temporary storage portion into the developing device,
A pair of clamp-like connecting members connected to each other surround the outer periphery of the toner receiving portion, and the toner receiving portion is relatively slidable,
The temporary storage portion is formed between an inner peripheral surface of the pair of clamp-shaped connecting members and an outer peripheral surface of the toner receiving portion,
Each of the pair of clamp-shaped connecting members includes an arc-shaped portion surrounding the outer periphery of the toner receiving portion and a flange portion extending from both ends of the arc-shaped portion, and one of the pair of clamp-shaped connecting members. A flange portion on one side of the clamp-shaped connection member and a flange portion on one side of the other clamp-shaped connection member of the pair of clamp-shaped connection members, and a flange portion on the other side of the one clamp-shaped connection member A flange portion on the other side of the other clamp-shaped connection member is abutted and connected to each other, and the toner from the toner storage device is stored in the arc-shaped portion of the one clamp-shaped connection member. An image forming apparatus characterized in that a replenishing port is provided for supplying to the printer .
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