(57)【要約】【課題】特に大型の用紙用などであっても、トナーの補給やジャム処理が容易な画像形成装置を提供する。【解決手段】内部に補給用のトナーを収容するためのトナーカートリッジ６を、現像手段３に対して着脱自在に形成するとともに、当該トナーカートリッジ６の下面６１を用紙搬送路７に臨ませて、用紙を案内するガイドの一部として兼用させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、当該像担持体の表面に形成した静電潜像にトナーを付着させることでトナー像を形成するための現像手段と、形成したトナー像を、用紙の少なくとも片面に転写するための転写手段と、用紙を案内するガイドを含み、このガイドによって用紙を案内しながら転写手段に供給するための用紙搬送路とを備えた画像形成装置であって、上記現像手段には、内部に補給用のトナーを収容するためのトナーカートリッジを、当該現像手段に対して着脱自在に配設してあるとともに、当該トナーカートリッジの少なくとも一面を用紙搬送路に臨ませて、用紙を案内するガイドの一部として兼用させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナーカートリッジのガイドを兼ねる面に、用紙の片面に当接して案内するための複数のリブを設けた請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる電子写真法を利用した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず像担持体の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで露光手段によって露光して静電潜像を形成後、この静電潜像を、現像手段によってトナー像に現像する。次にこのトナー像を、用紙搬送路を通して搬送された用紙の表面に、転写手段によって転写した後、定着手段によって定着させることで一連の画像形成の工程が完了する。
【０００３】
またトナー像転写後の像担持体は、その表面に残留したトナーをクリーニング手段によって除去することで次の画像形成に備える。
【０００４】
上記画像形成装置においては従来、像担持体と、内部に所定量のトナーを収容した現像手段とを一体化して、いわゆるプロセスカートリッジを構成し、当該プロセスカートリッジを、画像形成装置の筐体に対して着脱自在に設けたものが一般的である（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
かかる画像形成装置において、現像手段内のトナーがなくなった際にはプロセスカートリッジごと交換すればよい。また、像担持体の付近で用紙のジャム（詰まり）が発生した際には、プロセスカートリッジを取り外すことによってジャムを簡単に解消することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−５５２０号公報（請求項４、第０００２欄、第０００７欄〜第００１３欄、図１〜図３、図８、図９）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように像担持体と現像手段とを一体化したプロセスカートリッジは、交換時やジャム処理時の取り扱いが容易であるという利点がある。
【０００８】
しかし、例えばＡ３サイズやそれ以上の大型の用紙に画像形成するための大型の画像形成装置において上記の構成を採用すると、プロセスカートリッジが重く、かつ大きなものとなって、前記交換時やジャム処理時の取り扱いが容易でなくなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、特に大型の用紙用などであっても、トナーの補給やジャム処理が容易な画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、像担持体と、当該像担持体の表面に形成した静電潜像にトナーを付着させることでトナー像を形成するための現像手段と、形成したトナー像を、用紙の少なくとも片面に転写するための転写手段と、用紙を案内するガイドを含み、このガイドによって用紙を案内しながら転写手段に供給するための用紙搬送路とを備えた画像形成装置であって、上記現像手段には、内部に補給用のトナーを収容するためのトナーカートリッジを、当該現像手段に対して着脱自在に配設してあるとともに、当該トナーカートリッジの少なくとも一面を用紙搬送路に臨ませて、用紙を案内するガイドの一部として兼用させたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
また請求項２記載の発明は、トナーカートリッジのガイドを兼ねる面に、用紙の片面に当接して案内するための複数のリブを設けた請求項１記載の画像形成装置である。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、画像形成装置の現像手段に、トナー補給のためのトナーカートリッジを着脱自在に設けてあり、かかるトナーカートリッジを交換することで新たなトナーの補給が可能である。
【００１３】
またトナーカートリッジは、その少なくとも一面を用紙搬送路に臨ませて、用紙を案内するガイドの一部として兼用させてあるため、これを取り外した際には用紙搬送路内を露出させて、ジャム処理を簡単に行うこともできる。
【００１４】
しかもトナーカートリッジは、重量のある像担持体や現像手段とは別体に形成してあり、当該像担持体や現像手段を画像形成装置側に残したまま比較的軽量のトナーカートリッジのみを着脱できるため、上述したトナーの補給やジャム処理を容易に行うことができる。
【００１５】
また請求項２記載の発明によれば、トナーカートリッジのガイドを兼ねる面に設けた複数のリブを、用紙の片面に当接させることによってよりスムースに案内することができるため、ジャムの発生を撚り確実に防止することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像形成装置の、実施の形態の一例としてのレーザープリンタにおける、内部構造を示す概略図である。
【００１７】
図に見るようにこの例のレーザープリンタは、筐体Ａ内に、ドラム状の像担持体１を備えるとともに、その周囲に、図中に実線の矢印で示す回転方向に沿って順に、像担持体１の表面を一様に帯電させるための帯電手段２と、露光により像担持体１の表面に形成した静電潜像をトナー像に現像するための現像手段３と、現像したトナー像を用紙に転写するための転写手段としての転写ローラ４と、転写後の像担持体１の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段５とを配設したものである。
【００１８】
また帯電手段２と現像手段３との間の位置には、図中に二点鎖線の矢印で示すように、図示していない露光光源からの光を像担持体１の表面に導いて露光することによって、その表面に静電潜像を形成するための光路ＬＢを設けてある。
【００１９】
帯電手段２としては、従来同様にコロトロン、スコロトロンなどの帯電器を用いることができる。図の例はスコロトロン式の帯電器であって、像担持体１の軸方向に沿って張り渡した放電ワイヤ２１と、その周囲のうち像担持体１に臨む面を除く３方を囲むシールド２２と、シールド２２の開口に設けたグリッド２３とを備えている。
【００２０】
現像手段３としては、像担持体１の表面に形成した静電潜像をトナー像に現像するための、種々の現像方法に対応した、種々の方式の現像器を用いることができる。例えば図では、像担持体１の表面に当接させて配置した、スポンジのような弾性体で構成した現像ローラ３１と、この現像ローラ３１に供給するトナーを収容するための筐体３２とを備えた現像手段３を用いている。ただし採用する現像器の方式によっては、上記現像ローラ３１に代えて、像担持体１の表面と一定間隔をあけて配置した現像スリーブを用いてもよい。
【００２１】
また現像手段３には、内部に補給用のトナーを収容するためのトナーカートリッジ６を、上記筐体３２に対して着脱自在に配設してある。トナーカートリッジ６内のトナーは、図中に白抜きの矢印で示すように筐体３２の上部に設けた供給口３３を通して、現像手段３に供給することができる。これらの部分の詳細な構造は後述する。
【００２２】
転写ローラ４としては、所定の電位に接続した、少なくともその表面が導電性を有するローラを用いる。そして用紙を、像担持体１と転写ローラ４との間に挟んで両者の回転にともなって一定速度で搬送しながら、両者間に所定の電位差をかけると、それに応じて像担持体１の表面に形成したトナー像を、用紙の表面に転写することができる。
【００２３】
さらにクリーニング手段５は、像担持体１の表面に当接させて、残留したトナーを掻き落とすためのクリーニングブレード５１と、掻き落としたトナーを収容するための筐体５２とを備えている。
【００２４】
また図の例のレーザープリンタは、筐体Ａの下部に着脱自在に設けた用紙トレーＴ１内に積み重ねて収容した用紙、または筐体Ａの、図において右側面から突設した手差しトレーＴ２上に載置した用紙を、上記像担持体１と転写ローラ４との間に供給してその表面にトナー像を転写し、ついで定着ローラ対Ｒ８に通してトナー像を定着させた後、最終的に、筐体Ａの上面に設けた排紙トレーＡ１上に排出するための用紙搬送路７を備えている。
【００２５】
また用紙搬送路７は、
・  用紙トレーＴ１内に積み重ねて収容した用紙を上から１枚ずつ、像担持体１と転写ローラ４との間に供給するための第１供給搬送路７１と、
・  手差しトレーＴ２上に載置した用紙を上から１枚ずつ、同じく像担持体１と転写ローラ４との間に供給するための第２供給搬送路７２と、
・  上記像担持体１と転写ローラ４との間を通過させてトナー像を転写した用紙を、定着ローラ対Ｒ８に通すことでトナー像を定着させた後、排紙トレーＡ１上に排出するための排出搬送路７３と、
・  片面にトナー像を転写し、定着ローラ対Ｒ８に通して定着させた用紙の表裏を反転させて再び像担持体１と転写ローラ４との間に供給することで両面印刷を行うための反転搬送路７４と、
で構成されている。
【００２６】
このうち第１供給搬送路７１は、用紙トレーＴ１内に積み重ねて収容した用紙を上から１枚ずつ送り出すための送出ローラＲ１と、用紙を、所定のタイミングで像担持体１と転写ローラ４との間に供給するためのレジストローラ対Ｒ４と、用紙トレーＴ１から送り出された用紙をレジストローラ対Ｒ４まで搬送するための搬送ローラ対Ｒ２、Ｒ３と、用紙を、上記各ローラ間で案内するためのガイドＧ１〜Ｇ４とを備えている。
【００２７】
また用紙トレーＴ１の上部には、当該用紙トレーＴ１内の用紙の有無を検知するためのセンサＳ１を設けてあり、搬送ローラ対Ｒ３とレジストローラ対Ｒ４との間の位置には、像担持体１と転写ローラ４との間に供給する用紙の有無を検知するためのセンサＳ２を設けてある。
【００２８】
上記第１供給搬送路７１は、運転モードとして用紙トレーＴ１からの給紙が選択された際に、上記各ローラを、像担持体１とその周囲の各部の動作による画像形成のタイミングと同調させて回転させることで、用紙トレーＴ１内に積み重ねて収容した用紙を上から１枚ずつ、所定のタイミングで、像担持体１と転写ローラ４との間に供給するために機能する。
【００２９】
また第２供給搬送路７２は、手差しトレーＴ２上に積み重ねて収容した用紙を上から１枚ずつ送り出して、先の第１供給搬送路７１の、搬送ローラ対Ｒ３とレジストローラ対Ｒ４との間に供給するための送出ローラＲ５と、当該手差しトレーＴ２上の用紙の有無を検知するためのセンサＳ３とを備えている。
【００３０】
かかる第２供給搬送路７２は、運転モードとして手差しトレーＴ２からの給紙が選択された際に、送出ローラＲ５を、レジストローラ対Ｒ４とともに、像担持体１とその周囲の各部の動作による画像形成のタイミングと同調させて回転させることで、手差しトレーＴ２上に積み重ねて収容した用紙を上から１枚ずつ、所定のタイミングで、像担持体１と転写ローラ４との間に供給するために機能する。
【００３１】
排出搬送路７３は、像担持体１と転写ローラ４との間から送り出された用紙を定着ローラ対Ｒ８に通してトナー像を定着させた後、排紙トレーＡ１上に排出するべく搬送するための搬送ローラ対Ｒ６、Ｒ７と、用紙を、上記各ローラ間で案内するためのガイドＧ５〜Ｇ８とを備えている。
【００３２】
また排出搬送路７３の、搬送ローラ対Ｒ６、Ｒ７の間の位置には、次に説明する反転搬送路７４への分岐点を設けてあり、この分岐点に、トナー像を定着後の用紙を排紙トレーＡ１上に排出するか、反転搬送路７４に送るかを切り替えるための切替爪Ｎ１を配設してある。
【００３３】
また排出搬送路７３の、定着ローラ対Ｒ８の直後の位置には、当該定着ローラ対Ｒ８でのジャムの有無を検知するためのセンサＳ４を設けてあり、搬送ローラ対Ｒ７の直後の位置には、最終的に排紙トレーＡ１に排出される用紙の有無を検知して、途中のセンサで検知できないジャムの有無を検知するためのセンサＳ５を設けてある。
【００３４】
上記排出搬送路７３は、運転モードとして片面印刷が選択された際や、両面印刷の２回目の印刷の際に、切替爪Ｎ１を排紙トレーＡ１上への排出側（図１の位置）に切り替えた状態で、定着ローラ対Ｒ８と両搬送ローラ対Ｒ６、Ｒ７とを、像担持体１と転写ローラ４の回転と同調させて回転させることで、トナー像を転写した用紙を定着ローラ対Ｒ８に通して定着処理した後、排紙トレーＡ１上に排出するために機能する。
【００３５】
さらに反転搬送路７４は、上記分岐点において、排出搬送路７３から、切替爪Ｎ１を反転搬送路７４側に切り替えることで送り込まれた用紙を一旦、貯留部７４ａに取り込んだ後、逆回転して下流側へ送り出すための反転ローラ対Ｒ９と、反転ローラ対Ｒ９から送り出された用紙を、その表裏を反転させた状態で、第１供給搬送路７１の、搬送ローラ対Ｒ３の直前の位置に設けた合流点から、当該第１供給搬送路７１に再度、送り込むための搬送ローラ対Ｒ１０〜Ｒ１２、ガイドＧ９〜Ｇ１９とを備えている。
【００３６】
またガイドＧ９とＧ１２との間には切替爪Ｎ２が配設されている。
【００３７】
切替爪Ｎ２は通常、ばねによって押圧されるなどして図１の位置を維持しており、搬送ローラ対Ｒ６側から用紙が送り込まれた際にのみ、当該用紙によって押されることで開かれて、反転ローラ対Ｒ９側に用紙を通過させる。しかし切替爪Ｎ２は、用紙が通過してしまうと、ばねなどの付勢力によってもとの図１の位置に戻るため、反転ローラ対Ｒ９が逆回転することで貯留部７４ａから送り出された用紙を、自動的に反転搬送路７４の下流側、つまり搬送ローラ対Ｒ１０側に送り出すことができる。
【００３８】
さらに上記反転搬送路７４の、２つの切替爪Ｎ１、Ｎ２間の位置には、切替爪Ｎ１の部分でのジャムの有無を検知するためのセンサＳ６を設けてあり、貯留部７４ａの末端には、当該貯留部７４ａに送り込まれた用紙の先端を検知するためのセンサＳ７を設けてある。
【００３９】
上記反転搬送路７４は、運転モードとして両面印刷が選択された１回目の印刷の際に、切替爪Ｎ１を当該反転搬送路７４の側に切り替えた状態で、定着ローラ対Ｒ８、搬送ローラ対Ｒ６、および反転ローラ対Ｒ９を、像担持体１と転写ローラ４の回転と同調させて回転させることで、片面にトナー像を転写した用紙を定着ローラ対Ｒ８に通して定着処理した後、貯留部７４ａに送り込む。
【００４０】
次に反転ローラ対Ｒ９を逆回転させて、貯留部７４ａに送り込まれた用紙を、前記のように切替爪Ｎ２の働きによって反転搬送路７４の下流側に送り込む。
【００４１】
次に、搬送ローラ対Ｒ１０〜Ｒ１２と、搬送ローラ対Ｒ３と、レジストローラ対Ｒ４とを、像担持体１とその周囲の各部の動作による画像形成のタイミングと同調させて回転させることで、反転搬送路７４を通して表裏反転された用紙を、所定のタイミングで、像担持体１と転写ローラ４との間に供給するために機能する。
【００４２】
用紙が像担持体１と転写ローラ４とを通過した後は、前記のように両面印刷の２回目の印刷であるため、切替爪Ｎ１を排出側に切り替えた状態で各ローラを同調、回転させることで、再び定着ローラ対Ｒ８に通して定着処理をした後、排紙トレーＡ１上に排出する。
【００４３】
上記各部を備えたこの例のレーザープリンタにおいては、前述した、現像手段３の筐体３２に対して着脱自在に設けたトナーカートリッジ６の筐体６０の下面６１を、筐体３２に対して装着した状態において、用紙を下側から支持するガイドＧ４と対向させて配置するとともに、手差しトレーＴ２の側へ向けて上方に湾曲させた曲面とし、なおかつ図３にも示すように用紙の上面に当接して案内するための複数のリブ６２を突設してある。そしてそれによってトナーカートリッジ６の下面６１とリブ６２とを、第１供給搬送路７１および第２供給搬送路７２のガイドの一部として兼用させている。
【００４４】
かかる構成によれば、両供給搬送路７１、７２のうち用紙トレーＴ１、手差しトレーＴ２と並んでジャムが発生しやすいレジストローラ対Ｒ４の近傍でジャムが発生した際には、筐体Ａを開いて、図２に白抜きの矢印で示すようにトナーカートリッジ６を取り出すだけで用紙搬送路７１、７２内を露出させて、ジャム処理を簡単に行うことができる。
【００４５】
また現像手段３の筐体３２と、トナーカートリッジ６とは、筐体３２へのトナーカートリッジ６の装着状態において、筐体３２の最下端部よりもトナーカートリッジ６のリブ６２の下端部の方が下方に突出するように形成してあり、それによって用紙の搬送を良好に保つことができる。
【００４６】
図３は、上記トナーカートリッジ６の具体的な例を、下面６１の側から見た斜視図である。
【００４７】
図の例のトナーカートリッジ６は、例えば樹脂等で形成した筐体６０の下面６１を、上述した曲面に形成するとともに、その幅方向の複数箇所に、用紙の搬送方向と並行に、板状のリブ６２を突設したものである。
【００４８】
また筐体６０の、図において左側の側面には、当該トナーカートリッジ６内にトナーを充てんするための開口を設けてあり、図ではその開口を、蓋６３を嵌合して閉じてある。
【００４９】
また筐体６０の、図において奥側の下面には、先に述べた現像手段３の筐体３２への装着時に、その開口３３と合致して、トナーカートリッジ６内のトナーを現像手段３に供給するためのスリット状の供給口６４を設けてある。
【００５０】
図４（ａ）（ｂ）は、上記トナーカートリッジ６の、供給口６４の付近の拡大断面図である。
【００５１】
筐体６０の、供給口６４を形成した部分は、図３にも見るように円筒状に形成してあり、当該円筒内には、その中心軸と同軸状に、筐体６０の円筒の内周面６０ａに沿う円筒状の外周面６５ａを有するシャッター部材６５と、供給ローラ６６とを配設してある。
【００５２】
このうち供給ローラ６６は、例えば軟質樹脂製のスポンジなどで形成した、多孔質で円筒状のローラ本体６６ａと、その中心に挿通した、中心軸と同軸の支軸６６ｂとを備えており、図示しない外部動力によって、図の例では反時計方向に一定速度で回転できるように配設してある。
【００５３】
またシャッター部材６５は、供給口６４より少し幅の狭いスリット状の開口６５ｂと、供給口６４を閉じるためのシャッター部６５ｃとを備えており、その内部に、上記開口６５ｂを塞ぐように供給ローラ６６を収容してある。
【００５４】
またシャッター部材６５は、中心軸を中心として、図４（ａ）に示すように開口６５ｂを供給口６４と一致させた開状態と、図４（ｂ）に示すように供給口６４をシャッター部６５ｃで閉じた閉状態の２つの状態間で往復回転できるとともに、図示しないばねの付勢力によって、トナーカートリッジ６を現像手段３の筐体３２から離脱させた状態では、常に図４（ｂ）の閉状態を維持するように配設してある。
【００５５】
このためシャッター部材６５は、トナーカートリッジ６を筐体３２から離脱させた状態において、トナーが漏れるのを防止するために機能する。
【００５６】
またトナーカートリッジ６と、現像手段３の筐体３２との間には図示しない連動機構（例えばラック−ピニオン機構など）を設けてあり、トナーカートリッジ６を筐体３２に装着すると、シャッター部材６５は、上記連動機構によって回転されて自動的に図４（ａ）の開状態となる。
【００５７】
このためトナーカートリッジ６から、開口６５ｂ、供給口６４、および開口３３を通して現像手段３の筐体３２内にトナーを供給できる状態となる。
【００５８】
また、この状態において供給ローラ６６の支軸６６ｂは、レーザープリンタに設けた外部動力と、例えば平ギヤなどの動力伝達機構を介して連結されて、前記のように反時計方向に一定速度で回転できる状態となる。
【００５９】
そして図示しないセンサによって、現像手段３の筐体３２内のトナー量が少なくなったことが検知されると、外部動力を駆動させて供給ローラ６６を反時計回りに回転させることによって、当該供給ローラ６６の表面の穴に入り込むなどしたトナーを少量ずつ、開口６５ｂと供給口６４と、そして供給口６４と合致させた開口３３とを通して現像手段３の筐体３２内に供給することができる。また前記センサによって、現像手段３の筐体３２内のトナー量が十分であることが検知されると外部動力の駆動を停止して、トナーの、筐体３２への補給を停止することができる。
【００６０】
なおこの補給の際に、供給ローラ６６の表面にトナーが残留しても、シャッター部材６５の開口６５ｂの、供給ローラ６６の回転方向下流側の縁部に設けた突起６５ｄによってローラ本体６６ａをしごくように変形させることで、強制的に供給ローラ６６の表面から離脱させて、開口６５ｂ、供給口６４、および開口３３を通して現像手段３の筐体３２内に供給することができる。
【００６１】
また上記供給ローラ６６の支軸６６ｂには、図示しない動力伝達機構を介して、これも図示していないが、トナーカートリッジ６内のトナーをかく拌しながら図の部分まで搬送するためのかく拌部材なども連結してある。
【００６２】
なお、本発明の画像形成装置の構成は、以上で説明した図１〜４の例のものには限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の、実施の形態の一例としてのレーザープリンタにおける、内部構造を示す概略図である。
【図２】上記例のレーザープリンタにおいて、トナーカートリッジを現像手段の筐体から離脱させた状態を示す概略図である。
【図３】トナーカートリッジの具体的な例を、下面の側から見た斜視図である。
【図４】同図（ａ）（ｂ）は、上記トナーカートリッジの、供給口の付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  像担持体
３  現像手段
４  転写ローラ（転写手段）
６  トナーカートリッジ
６１  下面
６２  リブ
７  用紙搬送路
Ｇ１〜Ｇ１９  ガイド
【図１】
2005024759.tif 000003
【図２】
2005024759.tif 000004
【図３】
2005024759.tif 000005
【図４】
2005024759.tif 000006