(57)【要約】【課題】本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は本体上面に形成された排紙トレー２９と、排紙トレー２９の排紙方向に直交する方向で排紙トレーを挟む位置にそれぞれ形成されたトナーカートリッジ挿入口４２と、画像形成装置１本体が稼働中であるか休止中であるかに関わり無くトナーカートリッジ挿入口４２から挿入され現像器１２の長手方向の両端部それぞれにおいて現像器１２に対し着脱可能なトナーカートリッジ１０とを有する。トナーカートリッジ挿入口４２は上向きに開口し、この開口部に対しトナーカートリッジ１０は上下方向に着脱される。【選択図】図４
2011017778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されるトナーを担持して静電潜像担持体上の潜像にトナー像を現像する現像ローラを有する現像器を備えた画像形成装置であって、
該画像形成装置の本体上面に形成された排紙トレーと、
該排紙トレーの排紙方向に直交する方向で前記排紙トレーを挟む位置にそれぞれ形成されたトナーカートリッジ挿入口と、
前記画像形成装置本体が稼働中であるか休止中であるかに関わり無く前記トナーカートリッジ挿入口から挿入され前記現像器の長手方向の両端部それぞれにおいて前記現像器に対し着脱可能であり前記現像器に供給するトナーを収容するトナーカートリッジと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーカートリッジ挿入口には上向きの開口部が形成され、該開口部に対し、前記トナーカートリッジは上下方向に着脱される、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成のための現像剤にトナーを用いる電子写真式のカラー画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、現像器の現像槽に収容されているトナーが印刷によって消費され、現像槽内のトナー残量がある一定以下になると、残量検知装置が働いてトナー無しがユーザに通知され装置の運転が停止される。
ユーザはトナーが空になったトナーカートリッジを現像器から取り除き、新しいトナーカートリッジと交換して、印刷作業を再開する。このトナーカートリッジの交換では、画像形成装置本体の前扉を開け、トナーカートリッジを現像器の長手方向に、つまり開けた扉の前方向に引き出して、新しいトナーカートリッジと交換する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
ところで、特許文献１の技術は、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないように構成されており、装置本体の左側に集中するキット類などの消耗品、例えばトナーカートリッジなどの着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけであるので、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られていて、近年要望の強い事務用機器一般の小型化の線に沿ったものといえる。
ところが、近年、装置の小型化の他に、処理の高速性も要求されるようになってきた。そうなると、トナー無しがユーザに通知されて装置の運転が停止し、ユーザが空になったトナーカートリッジと新しいトナーカートリッジとを交換して印刷作業を再開するまで印刷作業が中断するのでは、処理の高速性が阻害されるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、供給されるトナーを担持して静電潜像担持体上の潜像にトナー像を現像する現像ローラを有する現像器を備えた画像形成装置であって、該画像形成装置の本体上面に形成された排紙トレーと、該排紙トレーの排紙方向に直交する方向で上記排紙トレーを挟む位置にそれぞれ形成されたトナーカートリッジ挿入口と、上記画像形成装置本体が稼働中であるか休止中であるかに関わり無く上記トナーカートリッジ挿入口から挿入され上記現像器の長手方向の両端部それぞれにおいて上記現像器に対し着脱可能であり上記現像器に供給するトナーを収容するトナーカートリッジと、を有して構成される。
この画像形成装置において、例えば、上記トナーカートリッジ挿入口は上向きに開口し、この開口部に対し上記トナーカートリッジは上下方向に着脱されるように構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の画像形成装置によれば、現像器ごとに２個のトナーカートリッジを装着するので、先にトナーが空になったトナーカートリッジを新品と交換することにより本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能となり、トナーカートリッジの交換作業で印刷作業が中断することなく処理の高速性が維持されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例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】本発明の実施例１に係るプリンタの画像形成ユニットを１個のみ取り出してその外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係るプリンタの外観斜視図である。
【図４】本発明の実施例１に係るプリンタのトナーカートリッジの現像器への着脱の状態を模式的に簡略に示す図である。
【図５】(a) は本発明の実施例１に係るプリンタのトナーカートリッジの外観を示す側面図、(b) はその内部の構成を示す図、(c) はトナーカートリッジの底面の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
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。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、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。
【００１０】
上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。
【００１１】
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙ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、画像形成ユニット６Ｋ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。
【００１２】
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）１０に収容された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）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。
【００１３】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７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７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。
【００１４】
現像器１２は、上部の長手方向両端部にそれぞれトナーカートリッジ１０を着脱可能に装着している。トナーカートリッジ１０には、同図に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を収容している。
【００１５】
また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ１９、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
【００１６】
中間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のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。
【００１７】
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（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）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
【００１８】
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。
【００１９】
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。
【００２０】
そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。
【００２１】
すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００２２】
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２０が着脱自在に配置されている。
【００２３】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。
【００２４】
待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
【００２５】
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２７が配置されて、ベルト式熱定着ユニット２７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２７から搬出する搬出ローラ対２８、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２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。
【００２６】
両面印刷用搬送ユニット５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。
【００２７】
そして、この両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、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３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。
【００２８】
上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部３５が配置されている。
【００２９】
クリーニング部３５は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去して、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器２０に送り込んでいる。
【００３０】
図２は、画像形成ユニット６を１個のみ取り出して、その外観を示す斜視図である。図２に示すように、画像形成ユニット６は、外装フレーム３６に保持される現像器１２と、この現像器１２と一体になって外装フレーム３６に保持されるドラムユニット３７とで構成されている。
【００３１】
現像器１２には、前述したように、上部の長手方向両端部にそれぞれトナーカートリッジ１０を着脱可能に装着している。他方のドラムユニット３７には細長い溝状の長孔３８が形成されており、その長孔３８の下方に感光体ドラム７の上面が位置している。この画像形成ユニット６がプリンタ本体装置に装着されると、長孔３８に光書込ヘッド１１の先端の発光部が位置決めされて、画像形成の準備が整う。
【００３２】
図３は、上記プリンタ１の外観斜視図である。尚、図３には図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。 図３に示すように、プリンタ１には、前方には前扉３９が備えられ、右側面には開閉部材を兼ねる両面印刷用搬送ユニット５が備えられ、両面印刷用搬送ユニット５の外面には上部に取っ手４１が配設されている。
【００３３】
このプリンタ１の上面には、右から左に排紙される画像形成済みの用紙を積載する図１にも示した排紙トレー２９が形成されている。この排紙トレー２９の排紙方向（右から左方向）に直交する方向で、排紙トレー２９を挟む位置、つまりプリンタ１の前後にそれぞれ上向きの開口部を有する４対のトナーカートリッジ挿入口４２が形成されている。
【００３４】
これらのトナーカートリッジ挿入口４２には、図２に示した現像器１２ごとに２個装着されたトナーカートリッジ１０（１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ）の上面が露出している。これらのトナーカートリッジ１０は、それぞれ単独で上下方向に着脱される。
【００３５】
図４は、トナーカートリッジ１０の現像器１２への着脱の状態を模式的に簡略に示す図である。図４はプリンタ１の内部を図１の右又は左方向から見た図であり、中間転写ベルトユニット３、現像器１２を簡略に示している。
【００３６】
現像器１２、つまり画像形成ユニット６を、プリンタ１の本体フレームと一体に内部に固定式とする、又は上面を排紙トレー２９一体型の開閉蓋として、画像形成ユニット６を上下に着脱する方式とすれば、現像器１２を長手方向に入れ替え操作しないだけ広くなった配設面に対応する分だけプリンタ１の筐体４３を前後に広げることができる。
【００３７】
図４は、そのようにプリンタ１の筐体４３を前後に広げて、その広げた分だけトナーカートリッジ１０を前後に大きくした形態を示している。図の左に示すトナーカートリッジは矢印ａで示すように現像器１２に装着された状態を示している。
【００３８】
また、図の右に示すトナーカートリッジ１０は新品のトナーカートリッジであり、先にトナーが空になったトナーカートリッジと交換に、矢印ｂで示すように、これから現像器１２に装着されようとしている状態を示している。
【００３９】
２個のトナーカートリッジ１０のうち、いずれか１個が装着されていれば、現像器１２に内蔵されているトナー搬送機構４４によって、供給ローラ１９の全面にトナーが行き渡るようになっている。
【００４０】
したがって、プリンタ１本体を稼動状態のまま、つまり印刷作業を中断することなく継続したまま、上記のように空になったトナーカートリッジと新品のトナーカートリッジとを交換してトナーの補充作業を行うことができる。このように、印刷作業が中断することなくトナーカートリッジの交換ができるので処理の高速性が維持される。
【００４１】
図５(a) は上記トナーカートリッジ１０の外観を示す側面図であり、図５(b) はその内部の構成を示す図、図５(c) はトナーカートリッジ１０の底面の構成を示す図である。図５(a) に示すように、トナーカートリッジ１０は、筐体４３の横四面に位置決め部４４を形成されている。位置決め部４４はトナーカートリッジ１０がトナーカートリッジ挿入口４２に挿入されたとき、トナーカートリッジ挿入口装着部側に形成されている位置決め部に係合して位置決めされる。
【００４２】
また、トナーカートリッジ１０の上面には、回転つまみ４５がつまみ台４６と一体となって取り付けられている。そして、トナーカートリッジの下面には、回転つまみ軸４７の先端が露出して、その先端に、回転フランジ４８が回転つまみ軸４７と共に回動可能に固設されている。
【００４３】
図５(b) に示すように、筐体４３の内部はトナー充填部４９になっており、トナーが満杯に充填されている。回転つまみ４５及びつまみ台４６と一体構成の回転つまみ軸４７はトナー充填部４９を貫通して、その下端部先端が上述したように外部に露出して、その先端に上記のように回転フランジ４８が固設されている。
【００４４】
ユーザが、このトナーカートリッジ１０を図４の左に示すようにトナーカートリッジ挿入口４２を介して現像器１２に装着した後、図５(b) に示すように回転つまみ４５を矢印ｃで示すように上面側から見て時計回り方向に回転させると、回転つまみ軸４７も矢印ｄで示すように上面側から見て時計回り方向に回転する。
【００４５】
そして、この回転つまみ軸４７の先端に固設されている回転フランジ４８は、図５(c) に示すように底面５１から見た場合は、矢印ｅで示すように反時計回り方向に回転する。この回転により、トナーカートリッジ１０の低面５１に形成されていて、それまで回転フランジ４８により封止されていたトナー供給口５２が開放される。これによりトナーカートリッジ１０のトナー充填部４９のトナーが現像器１２に供給可能となる。
【００４６】
尚、特には図示しないが、この回転つまみ軸４７及び回転フランジ４８の回転は、トナーカートリッジ１０がトナーカートリッジ挿入口４２を介して現像器１２に正確に装着されている状態の場合のみ回転可能に構成されている。
【００４７】
また、回転つまみ軸４７及び回転フランジ４８の回転に連動して、現像器１２側のトナー受け入れ口が開閉するように構成されている。これにより、トナーカートリッジ１０の新旧交換では、ユーザがトナーカートリッジ１０を取り出すときは回転つまみ４５を反時計回り方向へ回転させてトナー供給口５２を閉じ、ユーザがトナーカートリッジ１０を装着したときは回転つまみ４５を時計回り方向へ回転させると、トナー供給口５２の開閉に伴って現像器１２側のトナー受け入れ口が開閉する。これにより、トナーが周囲に飛び散って周辺部材を汚染するおそれはない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、本体装置を稼動させたままトナーの補給が可能な画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  プリンタ
２  画像形成部
３  中間転写ベルトユニット
４  給紙部
５  両面印刷用搬送ユニット（開閉部材）
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）  画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ）  感光体ドラム
８  クリーナ
９  帯電ローラ
１０（１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ）  トナーカートリッジ
１１  光書込ヘッド
１２  現像器
１３  現像ローラ
１４  転写ベルト
１５  駆動ローラ
１６  従動ローラ
１７  ベルト位置制御機構
１８  一次転写ローラ
１９  供給ローラ
２０  廃トナー回収容器
２１  給紙カセット
２２  用紙取出ローラ
２３  給送ローラ
２４  捌きローラ
２５  待機搬送ローラ対
２６  二次転写ローラ
２７  ベルト式熱定着ユニット（定着ユニット）
２８  搬出ローラ対
２９  排紙トレー
３１  排紙ローラ対
３２ａ  開始返送路
３２ｂ  中間返送路
３２ｃ  終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  返送ローラ対
３５  クリーニング部
３６  外装フレーム
３７  ドラムユニット
３８  長孔
３９  前扉
４１  取っ手
４２  トナーカートリッジ挿入口
４３  筐体
４４  位置決め部
４５  回転つまみ
４６  つまみ台
４７  回転つまみ軸
４８  回転フランジ
４９  トナー充填部
５１  カートリッジ底面
５２  トナー供給口
【図１】
2011017778.tif 000003
【図２】
2011017778.tif 000004
【図３】
2011017778.tif 000005
【図４】
2011017778.tif 000006
【図５】
2011017778.tif 000007