(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、その像担持体上の潜像を可視像化する現像装置とを設ける複数の作像ステーションと、
それら各作像ステーションの前記現像装置にそれぞれ対応して設けて、対応する各現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、
それらのトナーカートリッジに衝撃を付与する、各作像ステーションのそれぞれに備わっている衝撃付与手段とを備え、
前記複数の作像ステーションのうちの、ある作像ステーションのトナーカートリッジに当該作像ステーションの衝撃付与手段で衝撃を付与する場合、他の作像ステーションでトナーカートリッジに衝撃を付与しているか否かを検出し、衝撃を付与しているときは、所定時間停止して後、他のすべての作像ステーションでトナーカートリッジに衝撃を付与していないときは、直ちに、当該作像ステーションのトナーカートリッジに衝撃を付与するように制御することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
複数の作像ステーションを色別に備え、前記トナーカートリッジにそれぞれ異なる色のトナーを収納することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記衝撃付与手段を、回転駆動手段と、突起を有する回転部材と、その回転部材を前記トナーカートリッジ側に付勢する付勢部材と、前記トナーカートリッジに形成する突部とで構成し、
前記回転駆動手段により前記回転部材を回転駆動するとき前記突起を前記突部に係合してその突部に乗り上げ、乗り越えて前記付勢部材の付勢力に基づき落下することにより前記回転部材が衝突して前記トナーカートリッジに衝撃を付与することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回転駆動手段が、それを正転するとき、前記トナーカートリッジを回転して前記現像装置にトナーを補給し、逆転するとき、前記トナーカートリッジに衝撃を付与することを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機など、像担持体上に形成した画像を転写して、用紙・ＯＨＰフィルム・中間転写体等の転写材に画像を記録する、電子写真式の画像形成装置に適用し得る。特にそのうち、カラー画像形成装置のように、複数の現像装置を備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばカラー画像形成装置では、色別に複数の現像装置を備え、それらの各現像装置でトナーを付着して個々の像担持体上の静電潜像を可視像化し、それらの可視像を転写して、用紙・ＯＨＰフィルム・中間転写体等の転写材上に合成トナー画像を記録していた。
【０００３】
ところで、この種のカラー画像形成装置の中には、それぞれ各現像装置に対応してトナーカートリッジを設け、各現像装置内のトナーがなくなったときには、それぞれ対応するトナーカートリッジから当該現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えたものがある。
【０００４】
しかし、このようなトナー補給装置では、例えばトナーカートリッジのカートリッジケースの内面にトナーが付着して残り、トナーを最後まで使い切れない場合があった。
【０００５】
そこで、資源の有効活用を図る観点から、この種の従来の画像形成装置の中には、例えば特開平９−３４２３４号公報や特開平１１−１０９７３７号公報に記載されるように、トナーカートリッジに衝撃を与えて、例えばカートリッジケースの内面に付着するトナーを落下する衝撃付与手段を備えたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、カラーのように複数の現像装置を備える画像形成装置にあって、そのような衝撃付与手段を備えるトナー補給装置では、２以上のトナーカートリッジに衝撃を与えるタイミングが同じになると、衝撃が増大して書込みずれや転写ずれが大きくなり、例えばカラーの場合には色ずれ等が発生して画像品質が低下する問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、上述したような画像形成装置のトナー補給装置において、別途振動吸収用ダンパ等を設けたりする必要なく、トナーカートリッジに付与する衝撃が増大して書込みずれや転写ずれが大きくなり、画像品質が低下するおそれをなくし、近年の高画質化の要望に応えることにある。
【０００８】
この発明の第２の目的は、カラー画像形成装置で用いるトナー補給装置において、色ずれ等の発生を防止することにある。
【０００９】
この発明の第３の目的は、トナーカートリッジに衝撃を付与する衝撃付与手段を簡単かつ確実な構成とすることにある。
【００１０】
この発明の第４の目的は、トナーカートリッジへの衝撃付与手段の構成を一層簡単とすることにある。
【００１１】
この発明の第５の目的は、タンデム型カラー画像形成装置において、衝撃付与手段の衝撃に基づく転写ずれが色間で重ならないようにし、色ずれ等の発生が大きくなることを防止することにある。
【００１２】
この発明の第６の目的は、上記各目的を達成したトナー補給装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上記第１の目的を達成すべく、
像担持体と、その像担持体上の潜像を可視像化する現像装置とを設ける複数の作像ステーションと、
それら各作像ステーションの前記現像装置にそれぞれ対応して設けて、対応する各現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、
それらのトナーカートリッジに衝撃を付与する、各作像ステーションのそれぞれに備わっている衝撃付与手段とを備え、
前記複数の作像ステーションのうちの、ある作像ステーションのトナーカートリッジに当該作像ステーションの衝撃付与手段で衝撃を付与する場合、他の作像ステーションでトナーカートリッジに衝撃を付与しているか否かを検出し、衝撃を付与しているときは、所定時間停止して後、他のすべての作像ステーションでトナーカートリッジに衝撃を付与していないときは、直ちに、当該作像ステーションのトナーカートリッジに衝撃を付与するように制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、複数の作像ステーションを、例えばブラック・イエロ・マゼンタ・シアンなどの色別に備え、前記トナーカートリッジにそれぞれ異なる色のトナーを収納することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、上記第３の目的を達成すべく、
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
衝撃付与手段を、回転駆動手段と、突起を有する回転部材と、その回転部材をトナーカートリッジ側に付勢する付勢部材と、トナーカートリッジに形成する突部とで構成し、
回転駆動手段により回転部材を回転駆動するとき突起を突部に係合してその突部に乗り上げ、乗り越えて付勢部材の付勢力に基づき落下することにより回転部材が衝突してトナーカートリッジに衝撃を付与することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、上記第４の目的を達成すべく、請求項３に記載の画像形成装置において、回転駆動手段が、それを正転するとき、トナーカートリッジを回転して現像装置にトナーを補給し、逆転するとき、トナーカートリッジに衝撃を付与することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明によるトナー補給装置を備える電子写真式のタンデム型カラー画像形成装置における要部概略構成を示す。
【００２０】
図中符号１０ＢＫ・１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃは、一定間隔置きに互いに平行に並べて水平に設ける、それぞれブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの４本の像担持体である。各像担持体１０は、それぞれドラム状をなし、時計まわりに回転可能としている。
【００２１】
各像担持体１０のまわりには、それぞれ右下側の帯電・クリーニング装置１１の帯電ローラ１２から時計まわりに、左側に現像装置１３の現像ローラ１４、上側の一次転写位置ａに一次転写装置の転写ローラ１５、右側に帯電・クリーニング装置１１のドラムクリーニングブレード１６などを配置し、それぞれブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの作像ステーションを構成する。そして、それらのすべての装置の下方には、共通の光書込み装置１７を備えている。
【００２２】
一方、像担持体１０の上には、無端状の中間転写ベルト（転写材）２０を、図示例では３つの搬送ローラ２１・２２・２３に掛け回して図中反時計まわりに回転搬送可能に設ける。
【００２３】
この中間転写ベルト１０の、左右の搬送ローラ２１・２２間に掛け渡す水平部分は、各像担持体１０と転写ローラ１３間を通過するようにする。また、上方の搬送ローラ２３には、中間転写ベルト１０を挟んで外側から、二次クリーニング装置のベルトクリーニングブレード２４を押し当てるようにする。
【００２４】
このような中間転写ベルト２０の右側には、下方から上方に向けてシート搬送路３０を形成する。そして、そのシート搬送路３０に沿って下方から順に、一対のレジストローラ３１、一対の対向ガイド板３２、３つの搬送ローラ３３・３４・３５に掛け回して図中時計まわりに回転搬送可能に備えるシート搬送ベルト３６、定着装置３７などを設ける。３つの搬送ローラのうちの１の搬送ローラ３３は、二次転写位置ｂで、中間転写ベルト２０およびシート搬送ベルト３６を介して１の搬送ローラ２２に押し当てている。
【００２５】
そしていま、このカラー画像形成装置で、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートにカラー画像を記録するときは、各像担持体１０を時計まわりに回転し、まず帯電ローラ１２で各像担持体１０の表面を一様に帯電する。次いで、書込み装置１７で、それぞれ色別の書込み光Ｌを照射して各像担持体１０の表面に色ごとの静電潜像を形成する。それから、各現像装置１３の現像ローラ１４を用いて色別のトナーを付着し、その静電潜像を可視像化して各像担持体１０上に個別に単色トナー画像を形成する。その後、各転写ローラ１５でバイアス電圧を印加してそれらの単色トナー画像を各一次転写位置ａで順次転写し、反時計まわりに搬送する中間転写ベルト２０上に合成トナー画像を形成する。
【００２６】
単色トナー画像転写後の各像担持体１０は、それぞれのドラムクリーニングブレード１６で残留トナーを除去して表面を清掃し、不図示の除電装置で除電して再度の画像形成に備える。なお、図示例の画像形成装置では、各帯電・クリーニング装置１１で回収した未転写トナーを不図示のリサイクル経路を通して、対応する現像装置１３に戻し、再使用する。
【００２７】
他方、その合成トナー画像にタイミングを合わせて、不図示の給紙カセットから繰り出したシートを一対のレジストローラ３１で送り出し、一対の対向ガイド板３２で案内してシート搬送路３０を通して搬送し、二次転写位置ｂへと導く。そして、二次転写位置ｂでバイアス電圧を印加して中間転写ベルト２０上の合成トナー画像を転写し、シート上にカラー画像を記録する。画像記録後のシートは、シート搬送ベルト３６で搬送してシート搬送路３０を通して定着装置３７に入れ、転写画像を定着して後、不図示の排紙スタック装置へと排出する。
【００２８】
合成トナー画像転写後の中間転写ベルト２０は、二次クリーニング装置のベルトクリーニングブレード２４で残留トナーを除去して表面を清掃し、再度の画像形成に備える。なお、図示例の画像形成装置では、二次クリーニング装置で回収した未転写トナーを搬送して不図示の廃トナー収納容器に回収している。
【００２９】
ところで、上述のような電子写真式画像形成装置では、使用とともに各現像装置１３内のトナーを消費する。そこで、図示例では、各現像装置１３ごとにトナー補給装置４０を設け、現像装置１３内のトナーがなくなったとき、それぞれ対応して設けるトナーカートリッジ４１から各トナーホッパ４２を介してそれぞれの現像装置１３に新規トナーを補給するようにしている。
【００３０】
各現像装置１３では、不図示のトナー濃度検知手段でトナー濃度を検知する。そして、トナー濃度が一定以下となったとき、各トナーホッパ４２内の不図示のトナー補給ローラを回転してトナーを各現像装置１３に補給する。各トナーホッパ４２では、不図示のトナー有無検知センサでトナーの有無を検知する。そして、トナー無しを検知したとき、新規トナーの補給を要求して後述する回転駆動手段を作動し、それぞれのトナーカートリッジ４１からトナーを補給するようになっている。このとき、補給を要求して所定時間経過しても、トナー有りを検知しないとき、トナーエンドと判断してそのことを報知する。
【００３１】
トナーカートリッジ４１は、それぞれブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの４本を一定間隔置きに互いに平行に並べて水平に設ける。
【００３２】
各トナーカートリッジ４１は、図２に示すように、補給口４３を有するボトル形状をなし、外周に螺旋溝４４を形成して内部に新規トナーを収納する。そして、各々画像形成装置本体内の所定位置に装着し、矢印ｈ方向に押して不図示の係止部材に係止する。その後、セットレバー４５を矢印ｉ方向に回動することで、チャック４６で、補給口４３に圧入するキャップ４７をつかみ、図３に示すようにトナーカートリッジ４１から引き抜き、補給口４３を開放してトナーをそれぞれのトナーカートリッジ４１から補給可能状態とする。
【００３３】
ところで、トナーカートリッジ４１の底面には、図４に示すように、中心に円形ボス４８を設け、その径方向にリブ状の突部４９を形成する。そして、このトナーカートリッジ４１の底面に向けて後述の付勢部材５８で付勢して駆動モータ（回転駆動手段）５０の駆動軸（回転部材）５１の係合部５２を押し当てる。
【００３４】
駆動モータ５０には、駆動軸５１を正逆回転自在に備え、その駆動軸５１の頂面に筒状に突出する係合部５２を形成するとともに、その中心に嵌合穴５３を形成する。係合部５２には、先端面の対向する位置に２つの突起５４を設け、それらの突起５４の片側に直角面ｍ、他側に傾斜面ｎを各々形成する。そして、付勢部材５８で付勢することにより、駆動モータ５０の嵌合穴５３内に円形ボス４８が入り込み、互いの中心を合致するようにする。
【００３５】
いま、トナーホッパ４２の不図示のトナー有無センサがトナー無しを検知すると、そのトナーホッパ４２に対応する駆動モータ５０を作動してその駆動軸５１を正転する。すると、図５（Ａ）に示すように、２つの突起５４の直角面ｍが各々突部４９に当たり、トナーカートリッジ４１を図２中矢印ｊで示す方向に回転して螺旋溝４４でトナーを補給口４３側に搬送し、図６に示すように順次補給口４３から落下する。補給口４３から落下したトナーは、回転するカートリッジカバー５５に取り付けた４枚のマイラ５６で排出口５７へと搬送し、当該トナーホッパ４２に供給する。カートリッジカバー５５は、トナーカートリッジ４１と噛み合ってトナーカートリッジ４１とともに回転するようになっている。
【００３６】
ところで、図示例では、各駆動モータ（回転駆動手段）５０と、突起５４を有する駆動軸（回転部材）５１と、その駆動軸５１をトナーカートリッジ４１側に付勢する付勢部材５８と、各トナーカートリッジ４１に形成する突部４９とで、それぞれ衝撃付与手段６０を構成する。そして、例えばあるトナーカートリッジ４１を交換してから一定時間経過したり、一定枚数のシートに画像形成したりなどしてそのトナーカートリッジ４１内のトナーが残り少なくなったと考えられるとき、対応する衝撃付与手段６０を作動して当該トナーカートリッジ４１に衝撃を付与する。
【００３７】
つまり、あるトナーカートリッジ４１内のトナーが残り少なくなったと判断したとき、図７のフローチャートに示すとおり、まずステップＳ１で、そのトナーカートリッジ４１に対応する駆動モータ５０の逆転動作開始信号をＯＮとする。そして、ステップＳ２で、他の駆動モータ５０が逆転動作中であるか否かを検出し、逆転動作中であるときは、ステップＳ３で所定秒停止してから、ステップＳ４で駆動モータ５０の逆転動作を開始する。ステップＳ２で、他の駆動モータ５０のすべてが逆転動作中でないときには、ステップＳ４まで飛んで直ちに駆動モータ５０の逆転動作を開始する。逆転動作してトナーカートリッジ４１に衝撃を付与して後、通常制御フローへと戻る。
【００３８】
駆動モータ５０が逆転動作すると、図５（Ｂ）に示すように、２つの突起５４の傾斜面ｎが各々突部４９に係合してその突部４９に乗り上げ、駆動軸５１の回転とともにトナーカートリッジ４１が、付勢部材５８で付勢する駆動軸５１を押し戻して退避する。そして、突起５４が突部４９を乗り越えた時点で突部４９との係合を解除し、付勢部材５８の付勢力で勢いよく落下することにより駆動軸５１が衝突してトナーカートリッジ４１に衝撃を付与する。
【００３９】
このように、図示例によれば、他の駆動モータ５０が逆転動作中であるときは所定秒停止して一定時間経過してから、当該駆動モータ５０の逆転動作を開始するようにし、トナーカートリッジ４１にそれぞれ衝撃付与手段６０で衝撃を与えるタイミングをずらすようにするので、別途振動吸収用ダンパ等を設けたりする必要なく、トナーカートリッジ４１に付与する衝撃が重なって増大し、書込みずれや転写ずれが大きくなって画像品質が低下するおそれをなくし、近年の高画質化の要望に応えることができる。
【００４０】
さて、複数の像担持体１０を備え、それぞれ対応する現像装置１３でトナーを付着して個別に画像を形成し、それらの画像を転写して中間転写ベルト（転写材）２０上に合成トナー画像を記録するタンデム型カラー画像形成装置に、上述したようにトナー補給装置４０を設けるときは、各衝撃付与手段６０により衝撃を付与してから、［像担持体間距離／転写材搬送速度］の整数倍を超えるタイミングで各衝撃付与手段６０によりその後の衝撃を付与するようにするとよい。
【００４１】
例えば中間転写ベルト２０の搬送速度を１８０mm／sec、像担持体１０間の距離を９０mmとすると、各衝撃付与手段６０により衝撃を付与してから、０．５secの整数倍を超えるタイミングで各衝撃付与手段６０によりその後の衝撃を付与するようにするとよい。
【００４２】
このようにすると、衝撃付与時に、中間転写ベルト２０上の１の色の転写位置ａにある個所が、以降の衝撃付与時に、別の色の転写位置ａに位置することがなく、衝撃付与手段６０の衝撃に基づく転写ずれが色間で重ならないようにし、色ずれ等の発生が大きくなることを防止することができる。
【００４３】
なお、上述した図示例では、この発明を、タンデム型カラー画像形成装置で、像担持体１０上に形成した画像をいったん中間転写ベルト２０に転写して後、その中間転写ベルト２０上から再転写してシートに画像を記録する場合について説明した。しかし、中間転写ベルト等を用いずに、像担持体上に形成した画像を直接転写してシートに画像を記録する画像形成装置にも、同様に適用することができる。
【００４４】
さらに、上述した図示例では、駆動モータ５０により駆動軸５１を回転駆動して駆動軸５１の突起５４をトナーカートリッジ４１の突部４９に係合し、駆動軸５１の回転とともにトナーカートリッジ４１に衝撃を付与した。しかし、衝撃付与手段は、図示例に限らず、種々のものが考えられる。そのような衝撃付与手段で、互いに衝撃を付与するタイミングをずらすようにすればよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、トナーカートリッジごとにそれぞれ個別に衝撃を付与する各衝撃付与手段を備え、それら互いの衝撃付与手段で衝撃を付与するタイミングをずらすので、別途振動吸収用ダンパ等を設けたりする必要なく、トナーカートリッジに付与する衝撃が重なって増大し、書込みずれや転写ずれが大きくなって画像品質が低下するおそれをなくし、近年の高画質化の要望に応えることができる。
【００４６】
請求項２に係る発明によれば、カラー画像形成装置に備える複数の現像装置にそれぞれ対応するトナーカートリッジから色別のトナーを補給するので、特にカラー画像形成装置で用いるトナー補給装置において、色ずれ等の発生を防止することができる。
【００４７】
請求項３に係る発明によれば、回転駆動手段により回転部材を回転駆動するとき突起を突部に係合してその突部に乗り上げ、乗り越えて付勢部材の付勢力に基づき落下することにより回転部材が衝突してトナーカートリッジに衝撃を付与するので、トナーカートリッジに衝撃を付与する衝撃付与手段を簡単かつ確実な構成とすることができる。
【００４８】
請求項４に係る発明によれば、回転駆動手段が、それを正転するとき、トナーカートリッジを回転して現像装置にトナーを補給し、逆転するとき、トナーカートリッジに衝撃を付与するので、トナーカートリッジを回転して現像装置にトナーを補給する回転駆動手段を利用し、トナーカートリッジへの衝撃付与手段の構成を一層簡単とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるトナー補給装置を備える電子写真式のタンデム型カラー画像形成装置における要部概略構成図である。
【図２】そのカラー画像形成装置のトナー補給装置におけるトナーカートリッジの取り付け状態を示す斜視図である。
【図３】そのトナーカートリッジのキャップ着脱機構の説明斜視図である。
【図４】そのトナー補給装置に備える衝撃付与手段の説明斜視図である。
【図５】（Ａ）はそのトナー補給装置のトナー補給時の動作説明図、（Ｂ）は衝撃付与時の動作説明図である。
【図６】そのトナー補給装置におけるトナーカートリッジからトナーホッパへのトナー供給状態説明図である。
【図７】そのトナー補給装置における衝撃付与時の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０    像担持体
１３    現像装置
２０    中間転写ベルト（転写材）
４０    トナー補給装置
４１    トナーカートリッジ
４９    突部
５０    駆動モータ（回転駆動手段）
５４    突起
５８    付勢部材
６０    衝撃付与手段
【図１】
0004251818.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004251818.tif 000008