(57)【要約】【課題】画像形成装置において、トナー補給の際に現像器に付着したトナーが感光体ドラム等の像担持体に付着するのを抑える。【解決手段】この装置は、感光体ドラム１１と、回転枠体１３１と、複数の現像器１３２と、トナー補給終了センサ３２と、制御手段３０と、を備えている。複数の現像器１３２は、回転枠体１３１に支持され、外部からトナーを補給するためのトナー補給口１３２ｂを有するとともに感光体ドラム１１にトナーを供給する。トナー補給終了センサ３２は現像器１３２へのトナー補給が終了したことを検知する。制御手段３０は、トナー補給終了センサ３２で現像器１３２へのトナー補給の終了が検知されたとき、トナー補給の終了した現像器が感光体ドラム１１から離れるように回転枠体１３１を回転させて、現像器のトナー補給口１３２ｂが下方に向く位置に移動させる。【選択図】図４
2007272089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に回転可能な回転枠体と、
前記回転枠体に支持され、外部からトナーを補給するためのトナー補給口を有するとともに前記像担持体にトナーを供給する複数の現像器と、
前記回転枠体を駆動する駆動手段と、
前記現像器へのトナー補給が終了したことを検知する補給終了検知手段と、
前記補給終了検知手段で前記現像器へのトナー補給の終了が検知されたとき、トナー補給の終了した前記現像器が前記像担持体から離れるように前記回転枠体を回転させて、前記現像器のトナー補給口が下方に向く位置に移動させる制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、現像時には前記回転枠体を前記像担持体の回転方向とは逆の第１方向に回転させ、トナー補給終了後には前記回転枠体を前記第１方向とは逆の第２方向に回転させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転枠体の下方に設けられ、トナー補給口が下方に向けられた現像器のトナー補給口から落下するトナーを受けるトナー受けをさらに備えた、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、トナー補給が終了した現像器のトナー補給口が下方に向いた後に前記回転枠体の回転をいったん停止させ、その後に前記回転枠体を前記第１方向に回転させて前記各現像器を現像時の初期位置に待機させる、請求項２に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、画像形成装置、特に、外部からトナーが補給されるとともに表面に静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給して現像するロータリ式現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の画像形成装置は、像担持体である感光体ドラムや感光体ドラムにトナーを供給する現像器を含む画像形成部と、この画像形成部に用紙を給紙する給紙部と、画像形成された用紙を搬送する用紙搬送部と、用紙上のトナー画像を定着する定着部と、トナー画像の定着された用紙が排出される用紙排出部と、を備えている。
【０００３】
このような画像形成装置では、画像情報に基づき感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器によって現像された後、現像されたトナー像が用紙上に転写される。ここで、カラープリンタ等のフルカラー画像形成装置の場合は、シアン現像剤、マゼンダ現像剤、イエロー現像剤、ブラック現像剤をそれぞれ収容する４つの現像器が設けられ、これらの現像器によって、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４つの色の現像が行われる。
【０００４】
このようなフルカラー画像形成装置では、近年の個人的利用の増加に伴い、装置の小型化と低コスト化が求められ、回転枠体内に複数色のトナーに対応する現像器を収納したロータリ式現像装置を採用した小型の画像形成装置が開発されている。
【０００５】
ここで、ロータリ式現像装置においては、回転枠体の小型化を実現するために、また回転枠体を駆動する際の負荷を低減するために、トナーを収容するトナーコンテナを回転枠体とは別に設けて、この外部のトナーコンテナから回転枠体の現像器へトナーを補給する方式が採用されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−１９８１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、トナーを現像器外部のトナーコンテナから補給する方式の装置では、現像器の容器の一部にトナー補給口が設けられており、このトナー補給口に補給用のパイプ等を挿入してトナー補給が行われるようになっている。ここで、トナー補給口にはシールやシャッタ等が設けられ、現像器内部のトナーが回転枠体の回転中に外部に飛散しないようになっている。しかし、トナー補給の際に、トナー補給口付近にトナーが付着し、このトナーが、回転枠体の回転中に機内に飛散したり、また感光体ドラムに付着したりする場合がある。このような余分なトナーが感光体ドラムに付着すると、画質の劣化を招くことになる。また、回転枠体の回転中に現像器のトナー補給口付近からトナーが落下すると、落下したトナーが用紙搬送路に付着し、この用紙搬送路上を搬送される用紙が汚れてしまう。
【０００７】
本発明の課題は、トナー補給の際に現像器に付着したトナーが感光体ドラム等の像担持体や用紙搬送路等の他の部材に付着するのを抑え、画質の劣化や用紙の汚れ等を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る画像形成装置は、像担持体と、回転枠体と、複数の現像器と、駆動手段と、補給終了検知手段と、制御手段と、を備えている。像担持体は表面に静電潜像が形成される。回転枠体は第１方向及び第１方向とは逆の第２方向に回転可能である。複数の現像器は、回転枠体に支持され、外部からトナーを補給するためのトナー補給口を有するとともに像担持体にトナーを供給する。駆動手段は回転枠体を駆動する手段である。補給終了検知手段は現像器へのトナー補給が終了したことを検知する。制御手段は、補給終了検知手段で現像器へのトナー補給の終了が検知されたとき、トナー補給の終了した現像器が像担持体から離れるように回転枠体を回転させて、現像器のトナー補給口が下方に向く位置に移動させる。
【０００９】
ここでは、像担持体に現像器からトナーが供給されて、像担持体の表面に形成された静電潜像が現像される。また、現像器へは、外部からトナーが補給される。現像器へのトナー補給が終了すると、回転枠体は、トナー補給の終了した現像器が像担持体から離れるように回転させられて、当該現像器のトナー補給口が下方に向く位置に移動させられる。
【００１０】
この場合は、トナー補給終了後の回転枠体の回転によって、トナー補給の終了した現像器はトナー補給口が下方に向くように移動させられる。しかも、このトナー補給の終了した現像器が像担持体から離れるように、回転枠体が回転させられるので、トナー補給によって現像器のトナー補給口付近にトナーが付着しても、付着したトナーは像担持体側に飛散することなく下方に落下する。したがって、余分なトナーが像担持体に付着して画質が劣化するのを抑えることができる。
【００１１】
請求項２に係る画像形成装置は、請求項１の装置において、制御手段は、現像時には回転枠体を像担持体の回転方向とは逆の第１方向に回転させ、トナー補給終了後には回転枠体を第１方向とは逆の第２方向に回転させる。
【００１２】
この装置では、現像時には、回転枠体は像担持体の回転方向とは逆の第１方向に回転する。すなわち、現像時には、現像装置と像担持体とが対向する部分では、両者が同方向に移動することになる。したがって、両者が同方向に回転する（両者が対向する部分で両者の移動方向が反対となる）場合に比較して像担持体へのダメージが少なくなる。また、トナー補給終了後には、回転枠体を現像時とは逆の方向に回転させて像担持体から離れるように移動させるので、現像器のトナー補給口付近に付着したトナーが像担持体に付着するのを抑えることができる。
【００１３】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２の装置において、回転枠体の下方に設けられ、トナー補給口が下方に向けられた現像器のトナー補給口から落下するトナーを受けるトナー受けをさらに備えている。
【００１４】
ここでは、現像器のトナー補給口から落下するトナーを、トナー受けで受けるので、機内へのトナー飛散を抑えることができる。
【００１５】
請求項４に係る画像形成装置は、請求項２の装置において、制御手段は、トナー補給が終了した現像器のトナー補給口が下方に向いた後に回転枠体の回転をいったん停止させ、その後に回転枠体を第１方向に回転させて各現像器を現像時の初期位置に待機させる。
【００１６】
この場合は、トナー補給の終了した現像器のトナー補給口が下方を向いたときに、回転枠体の回転をいったん停止させるので、そのときにトナー補給口付近に付着したトナーを下方に落下させることができる。その後は、各現像器を現像時の初期位置に待機させるので、次の画像形成にスムーズに移行できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のような本発明では、画像形成装置において、トナー補給の際に現像器に付着したトナーが感光体ドラム等の像担持体や用紙搬送路等の他の部材に付着するのを抑えることができ、画質の劣化や用紙の汚れを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［全体構成］
図１は本発明の一実施形態が採用された画像形成装置であるカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。
【００１９】
このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。
【００２０】
カラープリンタ１は、画像情報に基づいてトナー画像を形成する画像形成部２と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙に定着する定着部４と、画像形成部２と定着部４とに用紙を搬送する用紙搬送部５と、用紙搬送部５に給紙する給紙部６と、トナー画像が定着された用紙を排出する排出部７と、画像形成部２にトナーを補給するトナー補給部３とを有している。
【００２１】
画像形成部２は、トナー画像を形成するための部分であって、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、画像情報に基づいて感光体ドラム１１表面を走査露光するレーザユニット１２と、感光体ドラム１１にトナーを供給してトナー画像を形成するための現像装置１３と、感光体ドラム１１に形成されたトナー画像を用紙に転写する転写部１４と、を備えている。
【００２２】
感光体ドラム１１は、現像装置１３に隣接して設けられており、その回転軸は図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム１１の上部には、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電するための帯電ローラが設けられている。
【００２３】
現像装置１３は、図１及び現像装置１３のみを拡大して示す図２に示すように、軸１３ａを中心に両方向に回転可能な回転枠体１３１と、この回転枠体１３１に支持された４つの現像器１３２とを有している。
【００２４】
回転枠体１３１は、軸１３ａの両端部に設けられた円板状の１対の側板１３１ａと、１対の側板１３１ａ間に設けられ両側板１３１ａ間の空間を４つの空間に区画するフレーム部材１３１ｂ（図１参照）とを有している。また、１対の側板１３１ａのさらに軸方向外側には、この回転枠体１３１を回転駆動するための駆動ギア１３３が設けられている。
【００２５】
４つの現像器１３２のそれぞれは、円柱を円周方向に４等分したような形状であって、回転枠体１３１に支持されている。各現像器１３２は内部に現像ローラ１３２ａを有しており、この現像ローラ１３２ａによって感光体ドラム１１にトナーを供給する。これらの４つの現像器１３２には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの色のトナーとそれぞれのトナーを帯電させるためのキャリアとを有する二成分現像剤が収納されている。また、各現像器１３２の外周部分には、トナー補給部３からのトナーを現像器内部に補給するためのトナー補給口１３２ｂが設けられている。このトナー補給口１３２ｂは、弾性部材の一部にスリットを形成してなるものである。
【００２６】
また、現像装置１３は、図１から明らかなように、回転枠体１３１の下方にトナー受け１３３を有している。このトナー受け１３３は、回転枠体１３１が回転して、各現像器１３２のトナー補給口１３２ｂが下方に向いたときに、このトナー補給口１３２ｂから落下するトナーを受けることができるように設けられている。すなわち、具体的には、回転枠体１３１と定着部４との間において、定着部４の上方及び回転枠体側を囲むように、かつ回転枠体１３１の下方に位置するように、プレートが配置されている。そして、このプレートは現像器１３２の長手方向（軸方向）の長さとほぼ同じ長さに形成されており、主に、回転枠体１３１の下方のプレート部分でトナーを受けるようになっている。
【００２７】
レーザユニット１２は、レーザ光を感光体ドラム１１に照射するためのものであって、感光体ドラム１１の上方で、かつ現像装置１３とは感光体ドラム１１を挟んで逆側に配置されている。
【００２８】
定着部４は、画像形成部２で形成された画像を用紙に定着するための部分であって、加圧ローラと加熱ローラとを有している。
【００２９】
用紙搬送部５は、画像形成部２や定着部４に用紙を搬送するための部分であって、給紙部６から排出部７まで連続している。
【００３０】
給紙部６は、印刷を行うための用紙が収納されている部分であって、給紙カセットや用紙搬送部５に用紙を給紙するためのローラ等を有している。また、給紙部６は、このカラープリンタ１の下方に配置されている。
【００３１】
排出部７は、画像が定着された用紙が用紙搬送部５を通って排出される部分であって、カラープリンタ１の上面に配置されている。
【００３２】
トナー補給部３は、現像装置１３の各現像器１３２にトナーを補給するための部分であって、それぞれ内部に補給用のトナーを収納する４つのトナーコンテナ１５と、各トナーコンテナ１５のトナーを対応する現像器１３２のそれぞれに補給するトナー補給装置１６とを備える。
【００３３】
トナー補給装置１６は、各トナーコンテナ１５と対応する各現像器１３２との間に設けられており、トナーコンテナ１５からのトナーを搬送するためのトナー搬送部（図示せず）と、トナー搬送部のトナーを現像器１３２内に補給するためのトナー補給パイプ２５（図１参照）とによって構成されている。トナー補給パイプ２５は図示しない昇降駆動機構によって上下方向に移動可能である。そして、トナー補給時には、このトナー補給パイプ２５が、前述の現像器１３２に設けられたトナー補給口１３２ｂに挿入されて、トナー搬送部を介して搬送されてきたトナーコンテナ１５からのトナーが、現像器１３２の内部に補給されるようになっている。
【００３４】
［制御部の構成］
また、このカラープリンタ１は、図３に示すような制御部３０を有している。この制御部３０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータを有しており、各部の制御処理を実行するものである。この制御部３０には、各現像器１３２内のトナーが所定量以下になったことを検知するトナーエンプティセンサ３１と、トナー補給装置１６による現像器１３２へのトナー補給が終了したことを検知するセンサ３２とが接続されている。また、この制御部３０には、トナー補給装置１６等のトナー補給のための各機構を駆動する機構３４と、回転枠体１３１を回転駆動するためのパルスモータ３５とが接続されている。そして、制御部３０は、モータ３５への供給パルス信号によって、回転枠体１３１の角度位置を検知する回転枠体位置検知機能３０ａを有している。
【００３５】
ここで、トナーエンプティセンサ３１は、現像器内のトナー量を検出する光学式のセンサで構成されている。また、トナー補給終了センサ３２は、現像器内のトナーが所定量以上になったことを検出する光学式のセンサで構成されている。
【００３６】
なお、図３では、トナー補給時の制御処理に関する構成のみを示し、他の画像形成処理に関する構成は省略している。
【００３７】
[動作]
画像形成命令がなされると、用紙が用紙搬送部５によって給紙部６から画像形成部２に搬送され、画像形成部２で形成された画像が用紙に形成される。画像が形成された用紙は、用紙搬送部５によって定着部４に搬送されて、定着部４で画像が用紙に定着される。定着部４で画像が定着された用紙は排出部７に搬送される。
【００３８】
ここで、現像器１３２内のトナー残量が所定量以下になると、現像器１３２へのトナー補給動作が実行される。このトナー補給時には、まず、回転枠体１３１を回転させて、トナー補給すべき現像器をトナー補給位置に位置させる。具体的には、トナー補給すべき現像器１３２のトナー補給口１３２ｂがトナー補給パイプ２５と対向するように、回転枠体１３１を回転させる。そして、トナー補給装置１６によって、対応するトナーコンテナ１５からトナーが現像器１３２内に補給される。トナー補給が終了すると、すなわち、現像器１３２内においてトナーが所定量以上になると、トナー補給を停止し、トナー補給パイプ２５を現像器１３２内から引き上げる。トナーを補給すべき他の現像器がある場合は、以上の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
［トナー補給後の制御処理］
以上のようなトナー補給処理が終了すると、トナー補給口１３２ｂにトナー補給時のトナーが付着する場合がある。このトナーが感光体ドラム１１に付着すると、次の画像形成時に悪影響を与え、画質劣化を引き起こす。
【００４０】
そこで、このカラープリンタ１では、トナー補給後に、トナー補給口１３２ｂ付近に付着したトナーを、感光体ドラム１１側に飛散しないようにしつつ、トナー受け１３３に落下させるようにしている。このトナー補給後の処理を、図４に示すフローチャートにしたがって、トナー補給処理と併せて説明する。
【００４１】
トナーエンプティセンサ３１からの信号により、トナー補給すべき現像器が存在することを検知した場合は、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、回転枠体１３１を第１方向（図１のＲ１）に回転させて、トナー補給すべき現像器１３２をトナー補給位置に移動させる。これにより、トナー補給すべき現像器１３２のトナー補給口１３２ｂがトナー補給パイプ２５と対向する位置に位置する。なお、感光体ドラム１１は、図１において、第１方向とは逆の第２方向（図１のＤ１）に回転している。そして、回転枠体１３１は、画像形成時は常に第１方向に回転しながら画像形成を実行している。したがって、画像形成時においては、現像装置１３と感光体ドラム１１とが対向する部分においては、現像器１３２の移動方向と感光体ドラム１１の移動方向とが同方向となり、感光体ドラム１１へのダメージが軽減される。
【００４２】
トナー補給すべき現像器１３２がトナー補給位置にくると、回転枠体１３１の回転を停止する。そして、ステップＳ３において前述のようなトナー補給装置１６等によるトナー補給を実行する。
【００４３】
次にステップＳ４では、トナー補給終了センサ３２からの信号によりトナー補給が終了したか否かを判断し、終了したことを検知した場合はステップＳ４からステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、回転枠体１３１を第２方向（図１のＲ２）に回転させる。すなわち、トナー補給の終了した現像器１３２が感光体ドラム１１から離れるように、回転枠体１３１を回転させる。これにより、トナー補給時に、現像器１３２のトナー補給口１３２ｂ付近に付着したトナーが、感光体ドラム１１側に飛散して感光体ドラム１１表面に余分なトナーが付着するのを抑えることができる。
【００４４】
次にステップＳ６では、トナー補給した現像器１３２が、トナー落下位置まで回転したか否かを判断する。ここで、「トナー落下位置」とは、トナー補給口１３２ｂが垂直下方に向く位置であり、トナー補給口１３２ｂがトナー受け１３３に対向する位置である。
【００４５】
トナー補給した現像器１３２がトナー落下位置まで移動していない場合は、ステップＳ６からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、以上のような回転中に、トナー補給すべき他の現像器１３２がトナー補給位置にきたか否かを判断する。すなわち、２つ以上の現像器１３２においてトナーエンプティが検知された場合は、１つの現像器にトナー補給を実行し、その現像器をトナー落下位置に回転させる間に、他の現像器がトナー補給位置にくる場合があるので、そのような場合は、ステップＳ７からステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜ステップＳ７の処理を繰り返し実行する。
【００４６】
また、トナー補給した現像器１３２をトナー落下位置に回転させるまでに、次のトナー補給すべき現像器がトナー補給位置にこない場合は、ステップＳ７からステップＳ５に戻り、ステップＳ６の判断によりステップＳ６からステップＳ８に移行することになる。
【００４７】
この場合は、トナー補給した現像器１３２がトナー落下位置にきているので、ステップＳ８において回転枠体１３１の回転を所定時間停止させる。これにより、トナー補給した現像器のトナー補給口１３２ｂ付近に付着しているトナーをトナー受け１３３に落下させることができる。
【００４８】
次にステップＳ９では、トナー補給すべき現像器１３２のすべてについて、トナー補給が終了し、かつトナー落下位置に移動させたか否かを判断する。すべての現像器１３２について以上の処理が終了していない場合は、ステップＳ９からステップＳ５に戻り、さらに回転枠体１３１を第２方向に回転させて、以上の処理を繰り返し実行する。そして、トナー補給すべきすべての現像器１３２に対して、トナー補給を実行し、トナー補給の終了後にトナー落下位置に移動させて停止させた後は、ステップＳ１０に移行し、回転枠体１３１を第１方向に回転させ、各現像器１３２を現像初期位置に移動させて本処理を終了する。
【００４９】
以上のような本実施形態では、トナー補給終了後の回転枠体の回転によって、トナー補給の終了した現像器１３２はトナー補給口１３２ｂが下方に向くように移動させられるので、トナー補給時にトナー補給口１３２ｂの付近に付着していたトナーを除去することができる。しかも、トナー補給の終了した現像器１３２が感光体ドラム１１から離れるように回転枠体１３１を回転させて、現像器１３２をトナー落下位置に移動させるので、トナー補給口１３２ｂ付近に付着したトナーが感光体ドラム１１側に飛散するのを抑えることができる。また、トナー補給口１３２ｂ付近に付着したトナーが用紙搬送路上に落下するのを防止でき、用紙が汚れるのを防止できる。
【００５０】
[他の実施形態]
（ａ）回転枠体の回転方向は、前記実施形態に限定されない。すなわち、画像形成時において、回転枠体を第２方向に回転させるようにしてもよい。
【００５１】
（ｂ）前記実施形態では、回転枠体の回転速度については特に限定していないが、例えば、トナー補給終了後において、トナー落下位置近くまでは回転枠体の回転速度を比較的遅くし、トナー落下位置に近づいた時点で回転速度を速くし、トナー落下位置で急停止させるような速度制御を行っても良い。特にトナー落下位置近くまで回転枠体の回転速度を遅くすることによって、トナー受け以外の部分にトナーが落下するのを防止できる。
【００５２】
（ｃ）前記実施形態では、トナー落下位置を、トナー補給口が垂直下方を向いたときとしたが、このトナー落下位置は前記実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】カラープリンタ全体の外観図。
【図２】現像装置の外観斜視図。
【図３】カラープリンタのトナー補給処理に関する制御ブロック図。
【図４】トナー補給処理のフローチャート。
【符号の説明】
【００５４】
１  カラープリンタ
２  画像形成部
３  トナー補給部
１１  感光体ドラム
１３  現像装置
１５  トナーコンテナ
１６  トナー補給装置
３０  制御部
３２  トナー補給終了センサ
１３１  回転枠体
１３２  現像器
１３２ｂ  トナー補給口
１３３  トナー受け
【図１】
2007272089.tif 000003
【図２】
2007272089.tif 000004
【図３】
2007272089.tif 000005
【図４】
2007272089.tif 000006