JP2002123075A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2002123075A
JP2002123075A JP2000315441A JP2000315441A JP2002123075A JP 2002123075 A JP2002123075 A JP 2002123075A JP 2000315441 A JP2000315441 A JP 2000315441A JP 2000315441 A JP2000315441 A JP 2000315441A JP 2002123075 A JP2002123075 A JP 2002123075A
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JP
Japan
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toner
developing device
developing
toner conveying
image forming
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JP2000315441A
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Satoshi Hatori
聡 羽鳥
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 トナー収容器内のトナーがトナー補給時以外に現像器側
へ流出することを防止しする。 【解決手段】 磁性現像剤320を使用するリボルバ現
像装置と一体に回転するトナーカートリッジから各現像
器230にトナーを搬送するために、トナーカートリッ
ジと各現像器230とを連結するトナー搬送パイプ24
5とトナー搬送パイプ内に配置されるトナー搬送スクリ
ュー250とを設けたものにおいて、リボルバ現像装置
を1s/90°以上の速さで回転し、かつ、トナー搬送
パイプの現像器に対する開口部近傍にマグネット400
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、
複数の現像器を有し、潜像担持体に近接して回動自在に
設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像をおこなう回
転型現像装置を採用する画像形成装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、複数の現像器を有し、かつ潜
像担持体に近接して回動自在に設けられる回転現像器ユ
ニットと、上記複数の現像器それぞれに一対一で対応す
る複数のトナー収容室を有し、かつ該回転現像器ユニッ
トの一端部に同軸上に設けられる回転トナー収容ユニッ
トと、これら各トナー収容室内と各現像器内とを連結す
るトナー搬送手段とを備えた回転型現像装置を用いたも
のが知られている(例えば、特開昭62−251772
号公報、特開昭63−78170号公報、実開昭63−
41164号公報参照)。そして、上記トナー搬送手段
としては、上記トナー収容室内と上記現像器内とを連結
の間に設けられたトナー搬送経路と、該トナー搬送経路
内に配設されたトナー搬送部材とを備え、トナー搬送部
材によりトナー収容器内のトナーが必要に応じて現像器
に搬送されるものが知られている。
【0003】そして、上記トナー搬送部材として、例え
ば、実開平3−129968号公報、特願平4−345
373号では、軸体上に螺旋状の羽根部が形成されたス
クリュー(以下、搬送スクリューという)を適用したも
のが開示されている。これらは、トナー搬送手段とし
て、トナー搬送パイプ等のトナー搬送経路内に設けられ
た上記搬送スクリュー等で構成されるトナー搬送部材を
用いることにより、トナー収容器内のトナーをトナー収
容器から離れた場所まで搬送できる。このため、例えば
トナー収容器を現像器上部でなく現像器側方等に配設で
きるなど、画像形成装置内で各装置をレイアウトする上
での自由度が増し、画像形成装置の小型化等に貢献でき
るものである。
【0004】また、上記搬送スクリューが円滑に回転す
るよう、上記搬送スクリューと上記トナー搬送パイプと
の間にはある程度のクリアランスをもつように構成され
ている。搬送スクリューと上記トナー搬送パイプとの間
にクリアランスが無い場合、回転駆動時に干渉による異
音が発生したり、ロックを引き起こしたりするおそれが
あるためである。
【0005】ところが、上述のように搬送スクリューと
トナー搬送パイプとの間にクリアランスがある場合、上
記現像装置の回転とともに流動性が高くなるトナーが一
気にトナー搬送パイプに入り、トナーがクリアランスを
通って現像器側に流出してしまう不具合があった。ま
た、トナーの流動性が高くない場合でも、トナーが一度
にトナー搬送パイプに入ってくると、トナー搬送パイプ
内の空気が抜けにくく、圧力により現像器側へトナーが
押し出されてしまうという不具合があった。さらに、ト
ナー搬送パイプの現像器に対向する開口部近傍にあるト
ナーが、上記現像装置の回転時の振動により、現像器側
に流出してしまうこともある。このような流出トナー
は、画像形成装置本体のトナー補給信号とは関係なく随
時現像器へ流出してしまうので、トナー消費量よりも多
いトナーが流出した場合、現像器内のトナー濃度が高く
なることによる画像濃度過多や地汚れが発生したり、現
像器内のトナーの嵩が増すことにより現像器がロックし
てしまうなど、多くの不具合が生じてしまう。
【0006】このような問題を解決するために、本発明
者は、特開平2000−56568号公報において、
「複数の現像器を有し、潜像担持体に近接して回動自在
に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像を行なう回
転型現像装置と、該現像装置に着脱可能に取り付けられ
て該現像装置と一体的に回動する、前記複数の現像器そ
れぞれに一対一で対応する複数のトナー収容器と、該各
トナー収容器内と該各現像装置とを連結する、トナー搬
送経路とトナー搬送部材からなるトナー搬送手段とを備
えた画像形成装置において、該各トナー搬送経路の該各
現像器に対する開口部近傍に磁界発生手段を設けたこと
を特徴とする画像形成装置」を提案した。この画像形成
装置においては、各トナー搬送経路の各現像器に対する
開口部近傍に設けた磁界発生手段により生じる磁界が、
上記現像装置の回転時に上記現像器より上記搬送経路内
へ流れ込む磁性現像剤を、トナー搬送経路内に固定す
る。そして、トナー搬送経路内に固定された磁性現像剤
が上記開口部を塞ぐことにより、現像器側へのトナー流
出を防止することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記画像形
成装置では、画像形成枚数に応じて、上記現像装置の回
転速度は変化する。例えば、高速機においては、上記現
像装置の回転速度を速くする。この現像装置の回転速度
は、上記現像器側へのトナー流出量に影響を与えると考
えられる。
【0008】また、上記画像形成装置に使用するトナー
は、高画質化のため流動性の高いもの、すなわち、凝集
度の低いものを用いる傾向にある。これは、トナーと現
像剤との混合が迅速に行われ、早期に現像剤特性が安定
する等の理由によるものである。このトナーの凝集度
は、上記現像器側へのトナー流出量に影響を与えると考
えられる。
【0009】そこで、高速化、高画質化のため、現像装
置の回転速度またはトナーの凝集度等の条件を変えるこ
とによる、上記現像器側へのトナー流出量に与える影
響、さらには画像に与える影響を明確にし、これに基づ
き各現像器側へのトナー流出を防止することが必要と考
えられる。また、各現像器側へのトナー流出防止の精度
をあげることも望まれる。
【0010】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、トナー収容器内のトナーがトナー補給時以外に現
像器側へ流出することを防止し、良質な画像を得ること
のできる画像形成装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、複数の現像器を有し、潜像担持
体に近接して回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を
用いて現像をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に
対応し該現像装置と一体に回転する、トナー収容器と、
トナー収容器と現像装置を連結するトナー搬送経路とト
ナー搬送部材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像
形成装置において、上記回転型現像装置を1s/90°
以上の速さで回転し、かつ、上記各トナー搬送経路の上
記各現像器に対する開口部近傍に磁界発生手段を設けた
ことを特徴とするものである。
【0012】請求項1の画像形成装置においては、回転
型現像装置の回転速度により、トナー流出量が増加する
場合においても、現像器側へのトナー流出を防止できる
構成を採用した。以下、これについて詳しく説明する。
本発明者は、現像器側へのトナー流出量が、上記現像装
置の回転速度に大きく影響されると考え、上記現像器側
へのトナー流出量と上記現像装置の回転速度の関係につ
いて検討した。そして、トナー流出量が画像上問題を引
き起こすレベルとなる、上記現像装置の回転速度を見い
だした。図10は、上記現像装置の回転速度と、トナー
流出量との関係を示した図である。横軸は、上記現像装
置の各色の現像器が現像位置に移動するため、90度回
転するのに要する時間である。画像形成中は、この90
度回転動作が繰り返され、その都度現像器側へのトナー
の流出が発生するおそれがある。また、縦軸は、トナー
収容器と一体的に回る上記現像装置1回転におけるトナ
ー流出量を示している。図10より、上記現像装置が9
0度回転するのに要する時間が1S以下になると著しく
現像器側へのトナーの流出量が多くなることが解る。一
方、上記現像装置が90度回転するのに要する時間が1
S以上であれば、上記現像装置1回転におけるトナー流
出量は0.003g程度であり、この程度の量であれ
ば、市場でとられる平均的な画像で十分に消費される。
また、画像での消費量が0であってもプロセスコントロ
ール等の機械の自動調整時に使われるトナー消費にて相
殺されてしまう。このため、上記現像装置が90度回転
するのに要する時間が1S以上であれば、現像器側への
トナー流出を防止できる機構を備えなくとも、画像上に
は悪影響を与えないといえる。以上のことより、上記現
像装置が90度回転するのに要する時間が1S以下の場
合に、現像器側へのトナー流出を防止できるよう、各ト
ナー搬送経路の各現像器に対する開口部近傍に磁界発生
手段を設けた。この磁界発生手段により生じる磁界によ
り、上記現像装置の回転時に各現像器より各トナー搬送
経路内へ流れ込む磁性現像剤を、各トナー搬送経路内に
固定する。そして、この各トナー搬送経路内に固定され
た磁性現像剤が、開口部を塞ぐことにより、各現像器側
へのトナー流出を防止することができる。また、トナー
流出を防止することにより、該各現像器内のトナー濃度
が高くなることを防ぐので、画像濃度過多や地汚れの発
生という画像上の問題を防止することができる。よっ
て、上記現像装置が1s/90°以上の速さで回転する
高速機への対応も可能である。
【0013】請求項2の発明は、複数の現像器を有し、
潜像担持体に近接して回動自在に設けられ、かつ、磁性
現像剤を用いて現像をおこなう回転型現像装置と、該現
像装置に対応し該現像装置と一体に回転する、トナー収
容器と、トナー収容器と現像装置を連結するトナー搬送
経路とトナー搬送部材とからなるトナー搬送手段とを備
えた画像形成装置において、上記各トナー収容器に収容
されるトナーの凝集度が10%以下であり、かつ、上記
各トナー搬送経路の上記各現像器に対する開口部近傍に
磁界発生手段を設けたことを特徴とするものである。
【0014】請求項2の画像形成装置においては、トナ
ー収容器に収容されるトナーの凝集度により、トナー流
出量が増加する場合においても、現像器側へのトナー流
出を防止できる構成を採用した。以下、これについて詳
しく説明する。本発明者は、現像器側へのトナー流出量
が、各トナー収容器に収容されるトナーの凝集度に大き
く影響されると考え、上記現像器側へのトナー流出量と
トナーの凝集度の関係について検討した。そして、トナ
ー流出量が画像上問題を引き起こすレベルとなる、トナ
ーの凝集度を見いだした。図14は、トナーの凝集度と
トナー流出量との関係を示した図である。図14より、
トナーの凝集度が10%以下になると著しく現像器側へ
のトナーの流出量が多くなることが解る。一方、トナー
の凝集度が10%以上であれば、著しく低下する。これ
は、トナーの凝集度が高いため、回転による振動や、空
気圧に対して強くなるためと考えられる。そして、この
程度の量であれば、市場でとられる平均的な画像で十分
に消費される。また、画像での消費量が0であってもプ
ロセスコントロール等の機械の自動調整時に使われるト
ナー消費にて相殺されてしまう。このため、トナーの凝
集度が10%以上であれば、現像器側へのトナー流出を
防止できる機構を備えなくとも、画像上には悪影響を与
えないといえる。以上のことより、トナーの凝集度が1
0%以下の場合にも、現像器側へのトナー流出を防止で
きるよう、各トナー搬送経路の各現像器に対する開口部
近傍に磁界発生手段を設けた。この磁界発生手段により
生じる磁界により、上記現像装置の回転時に各現像器よ
り各トナー搬送経路内へ流れ込む磁性現像剤を、各トナ
ー搬送経路内に固定する。そして、この各トナー搬送経
路内に固定された磁性現像剤が、開口部を塞ぐことによ
り、各現像器側へのトナー流出を防止することができ
る。また、トナー流出を防止することにより、該各現像
器内のトナー濃度が高くなることを防ぐので、画像濃度
過多や地汚れの発生という画像上の問題を防止できる。
よって、トナーの凝集度が10%以下の流動性の良いト
ナーを用いた、、高画質な画像を得ることができる。
【0015】請求項3の発明は、複数の現像器を有し、
潜像担持体に近接して回動自在に設けられ、かつ、磁性
現像剤を用いて現像をおこなう回転型現像装置と、該現
像装置に対応し該現像装置と一体に回転する、トナー収
容器と、トナー収容器と現像装置を連結するトナー搬送
経路とトナー搬送部材とからなるトナー搬送手段とを備
えた画像形成装置において、上記各トナー搬送経路の上
記各現像器に対する開口部近傍に磁界発生手段を設け、
かつ、上記各トナー搬送経路と上記各トナー搬送部材と
を非磁性の材質で構成し、上記各トナー搬送手段の駆動
により、上記磁界発生手段により上記各トナー搬送経路
に拘束されている磁性現像剤を搬送することを特徴とす
るものである。
【0016】請求項3の画像形成装置においては、各ト
ナー搬送部材の駆動により、磁界発生手段により各トナ
ー搬送経路に拘束されている磁性現像剤を、各トナー搬
送部材が掻き取り、搬送する。ここで、各トナー搬送経
路と各トナー搬送部材とを非磁性の材質で構成している
ので、各トナー搬送部材が各トナー搬送経路に拘束され
ている磁性現像剤を掻き取る際の抵抗が少ない。このた
め、各トナー搬送部材の搬送力に負け、磁性現像剤が速
やかに開放され、いち早くトナー補給が行える。よっ
て、トナー補給時のトナー補給性能は低下しない。一
方、各トナー搬送経路と各トナー搬送部材とが磁性材質
であると、磁性現像剤への拘束力が大きくなる。このた
め、各トナー搬送部材の搬送力に負け磁性現像剤が開放
されるまで時間を要してしまい、トナー補給性能に影響
を与える。
【0017】請求項4の発明は、複数の現像器を有し、
潜像担持体に近接して回動自在に設けられ、かつ、磁性
現像剤を用いて現像をおこなう回転型現像装置と、該現
像装置に対応し該現像装置と一体に回転する、トナー収
容器と、トナー収容器と現像装置を連結するトナー搬送
経路とトナー搬送部材とからなるトナー搬送手段とを備
えた画像形成装置において、上記各トナー搬送経路の上
記各現像器に対する開口部よりトナー搬送方向に対し上
流側に渡って磁界発生手段を設けたことを特徴とするも
のである。
【0018】請求項4の画像形成装置においては、開口
部よりトナー搬送方向に対し上流側にわたって設けた磁
界発生手段によって生じる磁界により、トナー搬送経路
内の開口部が形成されている部分から開口部より上流側
の部分にわたって磁性現像剤を固定する。ここで、開口
部の直上のみに磁界発生手段を設け、トナー搬送経路内
の開口部が形成されている部分のみに磁性現像剤が固定
される場合は、磁性現像剤が開口部より外側に向かって
つららのように伸びてしまったり、振動衝撃により外側
に伸びた磁性現像剤が落ちてしまうおそれがある。この
ため、密閉性が弱くなり、トナー搬送経路内のトナーが
現像器側に流入するおそれもある。ところが本発明の画
像形成装置では、開口部より上流側のトナー搬送経路内
においても磁性現像剤が固定されている。この部分で
は、開口部がないためトナー搬送経路外へ伸びることが
なく、磁界がトナー搬送経路内の磁性現像剤をまんべん
なく引きつける。このため、トナー搬送経路内での拘束
力が大きくなり、密閉性が高くなる。よって、より確実
に現像器側へのトナー流出を防止することができる。
【0019】請求項5の発明は、複数の現像器を有し、
潜像担持体に近接して回動自在に設けられ、かつ、磁性
現像剤を用いて現像をおこなう回転型現像装置と、該現
像装置に対応し該現像装置と一体に回転する、トナー収
容器と、トナー収容器と現像装置を連結するトナー搬送
経路とトナー搬送部材とからなるトナー搬送手段とを備
えた画像形成装置において、上記各トナー搬送経路の上
記各現像器に対する開口部近傍に磁界発生手段を設け、
かつ、上記回転型現像装置の回転中には現像装置とトナ
ー補給経路とを連通状態にし、上記回転型現像装置より
現像器を取り外す時には、該現像器より磁性現像剤が流
出するのを規制するシャッタを該現像器のトナー補給経
路に対する開口部に設けたことを特徴とするものであ
る。
【0020】請求項5の画像形成装置においては、上記
現像装置の回転中は、上記現像装置とトナー補給経路と
は連通状態なので、各現像器内から磁性現像剤が各トナ
ー搬送経路へ流れこむ。そして、流れ込んだ磁性現像剤
を、磁界発生手段が生じさせる磁界により固定すること
で、トナーが現像器側に流出する事を防止する。また、
上記現像装置より現像器を取り外す時には、シャッタに
より現像器より磁性現像剤が流出するのを規制するの
で、現像器より大量に磁性現像剤が流出することを防止
する。
【0021】請求項6の発明は、請求項5の画像形成装
置において、上記シャッタは現像器の取り付け取り外し
動作に連動し開閉するよう構成したことを特徴とするも
のである。
【0022】請求項6の画像形成装置においては、シャ
ッタは現像器の取り付け取り外し動作に連動し開閉す
る。具体的には、現像器の取り付け時にはシャッタを開
き、各トナー搬送経路から各現像器へのトナー補給およ
び、各現像器内から各トナー搬送経路側への磁性現像剤
の流入が可能とする。一方、現像器の取り外し時には、
シャッタをは閉じ、現像器を取り外した後も、現像器か
ら磁性現像剤がこぼれ出ないようにし、周囲を汚すこと
を防止する。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真式カラー複写機(以下、カラー複写機とい
う)に適用した一実施形態について説明する。まず、図
1を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概略構成
及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラ
ー画像読取装置(以下、カラースキャナという)1、カ
ラー画像記録装置(以下、カラープリンタという)2、
給紙バンク3等で構成されている。
【0024】上記カラースキャナ1は、コンタクトガラ
ス101上の原稿4の画像を照明ランプ102、ミラー
群103a,103b,103c、及びレンズ104を
介してカラーセンサ105に結像して、原稿4のカラー
画像情報を、例えばRed:赤,Green:緑,Bl
ue:青(以下、それぞれR,G,Bという)の色分解
光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。ここ
で、カラーセンサ105は、本例ではR,G,Bの色分
解手段とCCDのような光電変換素子で構成され、原稿
4の画像を色分解した3色のカラー画像を同時に読み取
っている。そして、このカラースキャナ1で得たR,
G,Bの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示
しない画像処理部で色変換処理を行い、Black:黒
(以下、Bkという),Cyan:シアン(以下、Cと
いう),Magenta:マゼンタ(以下、Mとい
う),Yellow:イエロー(以下、Yという)のカ
ラー画像データを得る。
【0025】上記Bk,C,M,Yのカラー画像データ
を得るためのカラースキャナ1の動作は次のとおりであ
る。後述のカラープリンタ2の動作とタイミングを取っ
たスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ102及
びミラー群103a,103b,103c等からなる光
学系が矢印左方向へ原稿4を走査し、1回の走査毎に1
色のカラー画像データを得る。この動作を合計4回繰り
返すことによって、順次4色のカラー画像データを得
る。そして、その都度カラープリンタ2で順次顕像化し
つつ、これを重ねあわせて最終的な4色フルカラー画像
を形成する。
【0026】上記カラープリンタ2は、像担持体として
の感光体ドラム200、書き込み光学ユニット220、
回転型現像装置としてのリボルバ現像装置230、中間
転写装置260、定着装置270等で構成されている。
【0027】上記感光体ドラム200は矢印の反時計方
向に回転し、その周りには、感光体クリ−ニング装置2
01、除電ランプ202、帯電器203、電位センサ2
04、リボルバ現像装置230の選択された現像器、現
像濃度パタ−ン検知器205、中間転写装置260の中
間転写ベルト261などが配置されている。
【0028】また、上記書き込み光学ユニット220
は、カラースキャナ1からのカラー画像データを光信号
に変換して、原稿4の画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ドラム200に静電潜像を形成する。この書
き込み光学ユニット220は、光源としての半導体レー
ザー221、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリ
ゴンミラー222とその回転用モ−タ223、f/θレ
ンズ224、反射ミラー225などで構成されている。
【0029】また、上記リボルバ現像装置230は、B
k現像器231K、C現像器231C、M現像器231
M、Y現像器231Yと、各現像器を矢印の反時計方向
に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成され
ている。各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤
の穂を感光体ドラム200の表面に接触させて回転する
現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回
転する現像剤パドルなどで構成されている。各現像器2
31内のトナーは磁性キャリアとの撹拌によって負極性
に帯電され、また、各現像スリ−ブには図示しない現像
バイアス電源によって負の直流電圧Vdcに交流電圧Vac
が重畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが
感光体ドラム200の金属基体層に対して所定電位にバ
イアスされている。複写機本体の待機状態では、リボル
バ現像装置230はBk現像器231Kが現像位置にセ
ットされており、コピ−動作が開始されると、カラース
キャナ1で所定のタイミングからBkカラー画像データ
の読み取りが開始し、このカラー画像データに基づきレ
ーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる(以
下、Bk画像データによる静電潜像をBk潜像という。
C,M,Yについても同様)。このBk静電潜像の先端
部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部
が到達する前に、Bk現像スリ−ブを回転開始して、B
k静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後Bk
静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部が
Bk現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像
器が現像位置にくるまで、リボルバ現像装置230が回
転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電
潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、このリボ
ルバ現像装置230については、後で詳しく説明する。
【0030】また、上記中間転写装置260は、中間転
写ベルト261、ベルトクリ−ニング装置262、一次
転写コロナ放電器(以下、一次転写器という)263な
どで構成されている。中間転写ベルト261は駆動ロー
ラ264a、転写対向ロ−ラ264b、クリ−ニング対
向ロ−ラ264c及び従動ロ−ラ群に張架されており、
図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。またベル
トクリ−ニング装置262は、入口シ−ル、ゴムブレ−
ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機
構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベ
ルト261に転写した後の2、3、4色目の画像を一次
転写している間は接離機構によって中間転写ベルト26
1面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また
紙転写器263は、コロナ放電方式にてAC電圧+DC
電圧、又はDC電圧を印加して、中間転写ベルト261
上の重ねトナー像を転写紙に一括転写(二次転写)す
る。
【0031】また、カラープリンタ2内の転写紙カセッ
ト207及び給紙バンク3内の転写紙カセット300
a,300b,300cには、各種サイズの転写紙5が
収納されており、指定されたサイズの転写紙のカセット
から、給紙コロ208,301a,301b,301c
によってレジストロ−ラ対209方向に給紙、搬送され
る。また、プリンタ2の右側面には、OHP用紙や厚紙
などの手差し給紙用の手差しトレイ210が設けられて
いる。
【0032】上記構成のカラー複写機において、画像形
成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム200は
矢印の反時計方向に、中間転写ベルト261は矢印の時
計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。中
間転写ベルト261の回転に伴ってBkトナー像形成、
Cトナー像形成、Mトナー像形成、Yトナー像形成が行
われ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト
261上に重ねてトナー像が形成される。
【0033】上記Bkトナー像形成は次のように行なわ
れる。帯電器203はコロナ放電によって感光体ドラム
200を負電荷で約−700Vに一様帯電する。そし
て、半導体レーザ221はBkカラー画像信号に基づい
てラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、
当初一様荷電された感光体ドラム200の露光された部
分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Bk静電潜像
が形成される。そして、このBk静電潜像にBk現像ス
リーブ上の負帯電のBkトナーが接触することにより、
感光体ドラム200の電荷が残っている部分にはトナー
が付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分には
Bkトナーが吸着され、静電潜像と相似なBkトナー像
が形成される。そして、感光体ドラム200上に形成さ
れたBkトナー像は、感光体ドラム200と接触状態で
等速駆動している中間転写ベルト261の表面に、一次
転写器263によって一次転写される。
【0034】感光体ドラム200上の若干の未転写残留
トナーは、感光体ドラム200の再使用に備えて感光体
クリ−ニング装置201で清掃される。ここで回収され
たトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータ
ンクに蓄えられる。
【0035】感光体ドラム200側ではBk画像形成工
程の次にC画像形成工程に進み、所定のタイミングでカ
ラースキャナ1によるC画像データ読み取りが始まり、
そのC画像データによるレーザー光書き込みで、C静電
潜像形成を行う。そして、先のBk静電潜像の後端部が
通過した後で、かつC静電潜像の先端部が到達する前に
リボルバー現像装置230の回転動作が行なわれ、C現
像器231Cが現像位置にセットされてC静電潜像がC
トナーで現像される。以後、C静電潜像領域の現像を続
けるが、C静電潜像の後端部が通過した時点で、先のB
k現像器231Bの場合と同様にリボルバ現像装置23
0の回転動作を行ない、次のM現像器231Mを現像位
置に移動させる。これもやはり次のM静電潜像の先端部
が現像位置に到達する前に完了させる。なお、M及びY
の画像形成工程については、それぞれのカラー画像デー
タ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のBK,
Cの工程と同様であるので説明は省略する。
【0036】上記中間転写ベルト261には、感光体ド
ラム200に順次形成するBk、C、M、Yのトナー像
を、同一面に順次位置合わせして、4色重ねのトナー像
が形成され、次の転写工程において、この4色のトナー
像が転写紙に二次転写器265により一括して二次転写
される。
【0037】上記画像形成動作が開始される時期に、転
写紙は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれか
から給送され、レジストローラ対209のニップで待機
している。そして、二次転写器265に中間転写ベルト
261上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど
転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレ
ジストローラ対209が駆動され、転写紙とトナー像と
のレジスト合わせが行われる。そして、転写紙が中間転
写ベルト261上のトナー像と重ねられて正電位の二次
転写器265の上を通過する。このときコロナ放電電流
で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが
転写紙上に転写される。続いて二次転写器265の左側
に配置した図示しないAC+DCコロナによる分離除電
器との対向部を通過するときに、転写紙は除電され、中
間転写ベルト261から剥離して搬送ベルト211に移
る。
【0038】そして、中間転写ベルト261面から4色
重ねトナー像を一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト
211で定着装置270に搬送され、所定温度に制御さ
れた定着ロ−ラ271と加圧ロ−ラ272のニップ部で
トナー像が溶融定着され、排出ローラ対212で装置本
体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きに
スタックされ、フルカラーコピーを得る。
【0039】一方、一次転写後の感光体ドラム200の
表面は、感光体クリ−ニング装置201(ブラシロ−
ラ、ゴムブレ−ド)でクリ−ニングされ、除電ランプ2
02で均一に除電される。また、転写紙にトナー像を転
写した後の中間転写ベルト261の表面は、ベルトクリ
−ニング装置262のブレードを再びブレ−ド接離機構
で押圧することによってクリ−ニングされる。
【0040】ここで、リピ−トコピ−のときは、カラー
スキャナ1の動作及び感光体ドラム200への画像形成
は、1枚目の4色目(Y)の画像形成工程に引き続き、
所定のタイミングで2枚目の1色目(Bk)の画像形成
工程に進む。また、中間転写ベルト261の方は、1枚
目の4色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き
続き、表面のベルトクリ−ニング装置262でクリ−ニ
ングされた領域に、2枚目のBkトナー像が一次転写さ
れるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。
【0041】以上は、4色フルカラーコピ−を得るコピ
−モ−ドであったが、3色コピ−モ−ド、2色コピ−モ
−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記
同様の動作を行うことになる。また、単色コピ−モ−ド
の場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像
装置230の所定色の現像器のみを現像作動状態にし
て、ベルトクリ−ニング装置262のブレ−ドを中間転
写ベルト261に押圧状態のまま連続してコピ−動作を
行う。また、A3サイズのフルカラーコピーモードの場
合には、中間転写ベルト261が1周するごとに1色の
トナー像を形成し、4回転で4色のトナー像を形成して
いくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり中間転
写ベルト261の周長を抑え、小サイズの場合のコピー
スピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピードも
落さないようにするためには、中間転写ベルト261が
2周する間に1色のトナー像を形成するのが好ましい。
この場合には、Bkトナー像を中間転写ベルト261に
転写した後、次の中間転写ベルト261の1周では、カ
ラープリンタ2における現像及び転写が行なわれずに空
回転し、その次の1周で次色のCトナーによる現像を行
ない、そのCトナー像を中間転写ベルト261に転写す
るように順次行なっていく。このとき現像器切り換えの
ためのリボルバ現像装置230の回転動作は、上記空回
転時に行なう。
【0042】次に、上記リボルバ現像装置230につい
て説明する。図2(a)は、各現像器231K,231
C,231M,231Yが一体となったリボルバ現像装
置230の内部構造を示す断面図、図3は、リボルバ現
像装置230の外観を示す概略斜視図である。このリボ
ルバ現像装置230の各現像器231K,231C,2
31M,231Yは、図3に示すような略円盤状の前後
端板230a,230b間に設けられた中空角筒状のス
テー部材によってそれぞれ支持されている。また、各現
像器231K,231C,231M,231Yは、それ
ぞれ同型の現像器ケーシング部283、283C、28
3M、283Yを備えている。これらの各現像器ケーシ
ング部283、283C、283M、283Yには、磁
性現像剤としての磁性キャリア及び各色のトナーからな
る二成分現像剤がそれぞれ収容されている。図示の例で
は感光体ドラム200に対向する現像位置にあるのが黒
トナーと磁性キャリアを収容した黒現像器231Kで、
図中反時計回りの順に、イエロートナーと磁性キャリア
を収容したイエロー現像器231Y、マゼンタトナーと
磁性キャリアを収容したマゼンタ現像器231M、シア
ントナーと磁性キャリアを収容したシアン現像器231
Cになっている。
【0043】ここで、4つの各現像器の内部構造はまっ
たく同様であるので、以下、図2(a)において現像位
置にある黒現像器231Kを例にとってその内部構造を
説明し、他の現像器の内部構造については、対応する部
材の符号として、黒現像器における符号と同じ数字にイ
エロー、マゼンタ、シアンの各現像器を区別するため
Y、M、Cの添字を付した符号を図中に示し、その説明
を省略する。
【0044】図中現像位置にある黒現像器231Kにお
いて、現像器ケーシング部283には感光体ドラム20
0に向けた開口部が形成され、該開口部を介して一部が
露出するように現像器ケーシング部に内部に磁石を配置
した現像スリーブからなる現像剤担持体としての現像ロ
ーラ284が設けられている。また現像器ケーシング部
内には、現像ローラ284に担持されて感光体ドラム2
00との対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタ
ブレード285、該ドクタブレード285で規制されて
現像器ケーシング内に押し留められた現像剤の一部を撹
拌しながら、中心軸線方向に沿って後から前に搬送する
第1撹拌スクリュー286、及び、中心軸線方向に沿っ
て上記第1撹拌スクリュー286とは逆の向きに現像剤
を撹拌しながら搬送する第2撹拌スクリュー291が配
設されている。この第2撹拌スクリュー291の下方の
現像器ケーシング部283には、現像器ケーシング部2
83に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するた
めの図示しないトナー濃度センサが設置されている。
【0045】図4は、黒現像器231Kの第1、第2撹
拌スクリュー286,291の中心軸を含む面による縦
断面図である。図4において、第1、第2撹拌スクリュ
ー286,291が、それぞれ所定の方向に回転するこ
とにより、現像器ケーシング部283に収容されている
磁性現像剤が、撹拌されながら現像器ケーシング部28
3内で循環搬送される。そして、この循環搬送される磁
性現像剤は、現像ローラ284のスリーブの回転によ
り、該スリーブ上に担持されて搬送され、ドクタブレー
ド285で薄層化された後、現像位置において感光体ド
ラム200に向けてトナーを供給する。
【0046】また、上記リボルバ現像装置230は、図
5に示すように、カラー複写機本体からスライドによっ
て引き出し可能な作像装置支持体21に支持されてい
る。図示の例における作像装置支持体21は、感光体ド
ラム200を備えた感光体ユニット22の支持体として
も機能し、該感光体ユニット22は、図5の矢印Aで示
すように作像装置支持体21に搭載される。
【0047】上記作像装置支持体21は、前側板21a
と、後側板21bと、左右及び中央部の上下の計4つの
ステー部材21cとで構成されている。該作像装置支持
体21の両サイド部には、アキュライドスライドレール
(不図示)が取り付けられており、これにより該作像装
置支持体21の装置本体手前側へのスライド移動が可能
になっている。前述の各現像器は、図3に示すように、
該作像装置支持体21に支持されているリボルバ現像装
置230の支持体に対して着脱自在になっており、該支
持体に対し図3に矢印Bで示すように搭載される。ま
た、この作像装置支持体21は、図5に示すように、装
置手前側に引き出された状態で、これに支持されたリボ
ルバ現像装置230の現像器が、機外に完全に露出され
るように、該現像器の全長以上のスライド引き出しが可
能となるように構成されている。
【0048】一方、図6に示すように、現像位置に位置
する現像器の現像バイアス入力部としての現像ローラ軸
284aの端部に対向するカラープリンタ本体20の後
側板20aの定位置には、現像バイアス電源23に接続
された現像バイアス印加用の導電性の棒状端子からなる
現像バイアス端子24が、ブラケット25により作像装
置支持体21のスライド方向(スラスト方向)に後退可
能に取り付けられ、かつ付勢手段としての導電性のスプ
リング25aによりカラー複写機本体の前側に押し出し
付勢されている。この現像バイアス端子24の先端部は
半球状に形成され、この現像バイアス端子24の先端部
に接触する現像ローラ軸41aの軸端部には、該半球よ
り若干極率半径が大きい断面円孤状のへこみが形成され
ている。これにより、リボルバ現像装置230の回転に
伴って現像バイアス端子24との対向部に到来する現像
ローラ284の現像ローラ軸284aの軸端部と、現像
バイアス端子24先端との、係合離脱時の接触付加の軽
減及び係合中における接触安定が図られている。
【0049】また、上記現像バイアス端子24は、現像
位置にある現像器のみに現像バイアスを印加させるよう
になっており、所定の現像器が現像位置にセットされる
際に、その現像ローラ284上の現像剤が感光体ドラム
200に接触する前に、この現像バイアス端子24と該
現像ローラ284の現像ローラ軸284aの軸端部とが
確実に接触し、かつ、現像器が現像位置から離れる際
に、該現像ローラ284上の現像剤が感光体ドラム20
0から完全に離れるまで、この現像バイアス端子24と
現像ローラ284の現像ローラ軸284aの軸端部とが
確実に接触するように構成されている。
【0050】また、上記現像バイアス電源23は、直流
電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを上記現像バ
イアス端子24に印加できるように構成されている。ま
た、この現像バイアス電源23からの交流電圧の出力
は、図示しない制御部からの制御信号に基づいて、所定
のタイミングで直流電圧と独立してON/OFFの切り
換えができ、直流電圧の出力値を所定のタイミングで変
化させることができるようになっている。例えば、前記
構成のカラープリンタにおいては、リボルバ現像装置2
30のリボルバモータ295を回転させる前、つまり現
像ローラ284上の現像剤が感光体ドラム200に接触
している状態で、現像バイアスの交流(AC)成分の印
加をOFFし、その後、リボルバ回転用モータをONし
てリボルバ現像装置230を回転させ、感光体ドラム2
00の表面から現像剤を離している。そして、次色の現
像器の現像ローラ41C上の現像剤が感光体ドラム20
0表面に接触し、リボルバ回転用モータをOFFした
後、現像バイアスの交流(AC)成分の印加をONして
いる。
【0051】このようにリボルバ現像装置230の回転
に伴う現像ローラ41上の現像剤と感光体ドラム200
との接離の際に、現像バイアスの交流(AC)成分の印
加をOFFすることにより、交流成分によって現像剤を
活性化して移動しやすくするという作用を抑えるので、
感光体ドラム200へのキャリア及びトナーの付着を防
止できる。なお、リボルバ現像装置230の回転駆動方
法については、以下に詳述する。
【0052】次に、本発明に係る、現像器へのトナー補
給の構成・動作について説明する。図5に示すように、
上記リボルバ現像装置230よりその中心軸線方向の装
置手前側に、該リボルバ現像装置230とほぼ同軸上に
なるように、前側板21を介してトナー収容器ユニット
部240が取り付けられる。このトナー収容器ユニット
部240の断面図を図2(b)に示す。トナー収容器ユ
ニット部240には、各現像器に一対一で対応して互い
に異なる色のトナーを収容したトナー収容器としてのト
ナーカートリッジ241K,241C,241M,24
1Yが着脱可能に設けられている。また、トナーカート
リッジ241K、241C,241M,241Yからの
トナーを受け入る、トナーホッパ242K,242C,
242M,242Yも固設されている。
【0053】図3及び図4に示すように、リボルバ現像
装置230は、その前後端板230a,230bに装着
されるリボルバ支持ベアリング293a,293bによ
って回転自在に軸支されている。そして、その後端板2
30bに配設されたリボルバギヤ294が、リボルバモ
ータ295により駆動される駆動ギヤ296により駆動
されることによって、各現像器231K,231Y,2
31M,231Cが、それぞれ所定の位置に移動して停
止される。このリボルバ現像装置230の回転時には、
4つの現像器、4つのトナーカートリッジ、及び4つの
トナーホッパが一体となって回転し、この回転により、
各トナーカートリッジ内のトナーが攪拌される作用が生
じる。
【0054】図8は、上記トナーホッパ242Kに、上
記トナーカートリッジ241Kが装着された状態を表す
断面図である。トナーカートリッジ241Kが、トナー
ホッパ242Kとスライド結合し、トナー漏れを防止す
るシール部材を介して互いの開口部300a,300b
が一致するよう係合される。この状態で、上記リボルバ
現像装置230が回転すると、トナーカートリッジ24
1K内部のトナーが、該回転と重力との相乗作用によ
り、トナーホッパ242K内に流入することになる。
【0055】また、上記4つのトナーホッパ242K,
242C,242M,242Yからは、図7に示すよう
に、それぞれ対応する現像器に向けてトナーを搬送す
る、トナー搬送経路としてのトナー搬送パイプ245
K,245C,245M,245Yが連通している。そ
して、該トナー搬送パイプ245K,245C,245
M,245Yのそれぞれの内部には、トナー搬送部材と
しての、トナー搬送スクリュー250K,250C,2
50M,250Yが設けられており、各トナーホッパ2
42内にまで延在している。これらトナー搬送スクリュ
ー250K,250C,250M,250Yの配置は、
対応する現像器が現像位置に位置するときに、対応する
現像器内の上記第1撹拌スクリュー286延在部分のほ
ぼ直上に位置するように設定されている。なお、図7に
おいては、代表して一色分(黒)の現像装置231K,
トナーホッパ242K及びトナー搬送スクリュー250
Kについてを示している。
【0056】上記トナー搬送スクリュー250の回転軸
248a及び上記トナー搬送パイプ245は、図5で示
すように、リボルバ現像装置230の前端板230a及
び円盤状のユニット面板240aの各穴を貫通し、該リ
ボルバ現像装置230側に突出している。そして、トナ
ー搬送パイプ245のパイプ開口部300cは、現像器
の現像器開口部300dと現像器に備えられているシー
ル部材310を潰す形で連通され、現像器へのトナー補
給を行う(図11参照)。該回転軸248aは、その端
部に補給ギヤ284が固設され、図3で示した駆動入力
用の上記トナー補給駆動ギヤ298aに噛み合うように
なっている。このトナー補給駆動ギヤ298aが、本体
後側板21bに取り付けられている補給用モータで駆動
されるトナー補給駆動アイドラギヤ298bなどの複数
のギヤを介して駆動すると、トナー搬送スクリュー25
0毎に設けられた補給ギヤ284のうち、現像位置にあ
る現像器に対応する補給ギヤ284が、補給駆動ギヤ2
98a噛み合う。これにより、現像位置にあるトナー搬
送スクリュー250が回転駆動され、トナーホッパ24
5Kから搬送されてきたトナーが、現像器231K内に
補給されることとなる。そして、上述したように、現像
器ケーシング部283内の磁性キャリアと撹拌され、磁
性現像剤として現像に用いられることになる。
【0057】ここで、上記トナー搬送スクリュー250
とトナー搬送パイプ245とは、図9で示すように、ト
ナー搬送スクリュー250が円滑に回転するように、両
者の間にクリアランスをもつような構成となっている。
これは、トナー搬送スクリュー250とトナー搬送パイ
プ245とが干渉すると、駆動時に異音が発生したり、
ロックを引き起こしたりするためである。
【0058】ところで、上述したように、トナー搬送ス
クリュー250とトナー搬送パイプ245の間にクリア
ランスがある場合、リボルバ現像装置230の回転とと
もにトナーの流動性が高くなると、このトナーが一気に
トナーホッパ242内に入り、クリアランスを通って現
像器231側に流出してしまうという問題が生じる。ま
た、トナーの流動性が高くない場合でも、トナーが一度
にトナーホッパ242に入ってくると、トナー搬送パイ
プ245内の空気が抜けにくく、圧力により現像器23
1側へトナーが押し出されてしまうという問題がある。
さらに、トナー搬送パイプ245のパイプ開口部300
c近傍にあるトナーが、リボルバ現像装置230の回転
時の振動により、現像器231側に流出してしまうこと
もある。
【0059】さらに、本発明者は、上記現像器231側
へのトナー流出量が、リボルバ現像装置230の回転速
度に大きく影響されると考え、上記現像器231側への
トナー流出量とリボルバ現像装置230の回転速度の関
係について検討した。そして、トナー流出量が画像上問
題を引き起こすレベルとなる、リボルバ現像装置230
の回転速度を見いだした。
【0060】以下、これについて詳しく説明する。図1
0は、リボルバ現像装置230の回転速度と、トナー流
出量との関係を示したグラフである。横軸は、リボルバ
現像装置230の各色の現像器が現像位置に移動するた
め、90度回転するのに要する時間である。フルカラー
コピーの形成中はこの90度回転動作が繰り返され、そ
の都度現像器231側へのトナーの流出が発生し、現像
器231内に蓄積されるおそれがある。また、縦軸は、
トナーカートリッジ241と一体的に回るリボルバ現像
装置230一回転におけるトナー流出量を示している。
なお、トナー流出量はリボルバ現像装置230一回転で
は微量なため、500回転させたときのトナー流出量か
ら換算したものである。図10より、リボルバ現像装置
230が90度回転するのに要する時間が1S以下にな
ると著しく現像器231側へのトナーの流出量が多くな
ることが解る。そこで、このような範囲の回転速度をも
つリボルバ現像装置230では、トナー流出を防止する
構成が不可欠である。一方、リボルバ現像装置230が
90度回転するのに要する時間が1S以上であれば、リ
ボルバ現像装置230一回転におけるトナー流出量は
0.003g程度であり、この程度の量であれば、市場
でとられる平均的な画像で十分に消費される。また、画
像での消費量が0であってもプロセスコントロール等の
機械の自動調整時に使われるトナー消費にて相殺されて
しまう。
【0061】ところで、上記構成のカラー複写機では、
コピースピードに応じて、リボルバ現像装置230の回
転速度を変化させる。例えば、高速機においては、リボ
ルバ現像装置230の回転速度を速くする必要がある。
そこで、このような高速機にも対応できるよう、本実施
形態のリボルバ現像装置230が90度回転するのに要
する時間が1S以下の場合にも、現像器231側へのト
ナー流出を防止できる構成を採用した。以下、図11、
図12及び図13を用いて、現像器231側へのトナー
流出防止のための構成について説明する。図11は、現
像位置における現像器231とトナー搬送パイプ245
との連通部の側断面図である。図12は、トナー搬送パ
イプ245とトナーカトリッジ241の内部とを示す斜
視図である。それぞれの図に示されるように、トナー搬
送パイプ245のパイプ開口部300c近傍に、磁界発
生手段としてのマグネット400が取り付けられてい
る。また、トナー搬送パイプ245とトナー搬送スクリ
ュー250とは非磁性材質よりなっている。図10及び
図11の構成において、リボルバ現像装置230の回転
によりトナー搬送パイプ245と現像器231の上下位
置関係が変わると、図13に示すように、現像器231
内の磁性現像剤320がトナー搬送パイプ245側へ流
れこむ。このとき、上記マグネット400により、トナ
ー搬送パイプ245のパイプ開口部300c近傍には磁
界が生じており、該磁界に磁性現像剤320が引きつけ
られ、固定される。そして、その後、リボルバ現像装置
230がさらに回転し、現像器231が現像位置に移動
しても、磁性現像剤320は、重力によって現像器23
1内へ落下することなく、該磁界によりトナー搬送パイ
プ245内に留められている。
【0062】以上のように、磁性現像剤320がトナー
搬送パイプ245内に留められることにより、トナー搬
送パイプ245と現像器231の連通部は塞がれている
状態となり、上述したような、リボルバ現像装置230
の回転による、現像器231側へのトナー流出を防止す
ることができる。
【0063】なお、トナー搬送パイプ245内に固定さ
れた磁性現像剤320は、カラー複写機本体のトナー補
給信号により、上記トナー搬送スクリュー250が回転
すると、該スクリュー250により掻き取られ、現像器
231内へ重力により落下する。したがって、トナー補
給時には、トナー搬送パイプ245と現像器231は再
び連通し、現像器231へのトナー補給が可能となる。
【0064】さらに、トナー搬送パイプ245とトナー
搬送スクリュー250とは非磁性材質であるので、上記
トナー搬送スクリュー250によるトナー搬送パイプ2
45内に固定された磁性現像剤320の掻き取り時の抵
抗が少ない。このため、トナー搬送スクリュー250の
搬送力に負け速やかに磁性現像剤320が開放され、い
ち早くトナー補給が行える。よって、トナー補給時のト
ナー補給性能は低下しない。一方、トナー搬送パイプ2
45とトナー搬送スクリュー250とが磁性材質である
と、磁界による磁性現像剤230の拘束力が大きくな
る。このため、トナー搬送スクリュー250の搬送力に
負け磁性現像剤230が開放されるまで時間を要してし
まい、トナー補給性能に影響を与えてしまう。
【0065】以上述べたように、マグネット400をト
ナー搬送パイプ245の開口部300c近傍に設けたこ
とにより、トナー補給時以外には、磁性現像剤320に
よりトナー搬送パイプ245と現像器231の連通部が
必ず塞がれた状態となる。したがって、トナー搬送パイ
プ245とトナー搬送スクリュー250と間にクリアラ
ンスがある場合にも、トナー補給時以外の現像器231
側へのトナー流出を防止することが可能となった。ま
た、トナー補給時には、トナー搬送スクリュー250の
駆動により、該連通部を開口させる。
【0066】また、上記マグネット400を設けたこと
により、トナー搬送パイプ245及びトナーカートリッ
ジ241内への磁性現像剤320の逆流も、同時に防止
することが可能となった。
【0067】このように、上記構成を採用することによ
り、リボルバ現像装置230が90度回転するのに要す
る時間が1S以下の場合にも、リボルバ現像装置230
の回転による現像器231側へのトナー流出を防止し、
トナー流出量が画像上問題を引き起こすレベルとならな
いにすることができる。これにより、高速のカラー複写
機においても、現像器231内のトナー濃度が高くなる
ことを防ぎ、画像濃度過多や地汚れ等の問題のない良好
な画像を得ることができる。
【0068】次に、上記各トナーカートリッジ241に
収容されるトナーの凝集度と各現像器231側へのトナ
ー流出という問題点との関係について説明する。近年、
カラー複写機に使用するトナーは、高画質化のため凝集
度の低いものを用いる傾向にある。これは、トナーと現
像剤との混合が迅速に行われ、早期に現像剤特性が安定
する等の理由によるものである。ここで、本発明者は、
上記リボルバ現像装置230に使用されるトナーの凝集
度と各現像器231側へのトナー流出という問題点との
関係を検討した結果、該問題点はトナーの凝集度に大き
く影響されることを見いだした。
【0069】以下、これについて詳しく説明する。ま
ず、トナー凝集度の測定方法について説明する。測定装
置は、ホソカワミクロン社(製)のパウダーテスター
(TypePT−E)を使用し振動台の上に次の手順で附属
部品をセットする。 (イ)バイブロシュート (ロ)パッキン (ハ)スペースリング (ニ)フルイ(3種類)上>中>下 (ホ)オサエバー 次にノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条
件は次の通りである。 フルイ目開き (上) 150μm 〃 (中) 75μm 〃 (下) 45μm 振巾目盛 1mm 試料採取量 2g 振動時間 30秒 上記測定後、次の式に基づき凝集度を求める。 上段のフルイに残った粉体の重量%×1 (a) 中段のフルイに残った粉体の重量%×0.6 (b) 下段のフルイに残った粉体の重量%×0.2 (c) 上記3つの計算値の合計をもって凝集度(%)とする。
すなわち、 凝集値(%)=(a)+(b)+(c)
【0070】図14は、トナーカートリッジ241に収
容されるトナーの凝集度と現像器231側へのトナー流
出量との関係を示したグラフである。横軸は、上記測定
方法で測定したトナー凝集度である。また、縦軸は、ト
ナーカートリッジ241と一体的に回るリボルバ現像装
置230一回転におけるトナー流出量を示している。な
お、トナー流出量はリボルバ現像装置230一回転では
微量なため、500回転させたときのトナー流出量から
換算したものである。図14より、トナーカートリッジ
241に収容されるトナーの凝集度が10%以下である
場合、著しく現像器231側へのトナーの流出量が多く
なることが解る。そこで、このような凝集度のトナーを
用いる場合、トナー流出を防止する構成が不可欠であ
る。一方、トナーカートリッジ241に収容されるトナ
ーの凝集度が10%以上である場合、リボルバ現像装置
230一回転におけるトナー流出量は著しく低下する。
これは、凝集度が高いため、回転による振動や、空気圧
に対して強くなるためと考えられる。そして、この程度
の量であれば、市場でとられる平均的な画像で十分に消
費される。また、画像での消費量が0であってもプロセ
スコントロール等の機械の自動調整時に使われるトナー
消費にて相殺されてしまう。
【0071】そこで、高画質化のためトナー凝集度の低
いものを用いる場合にも、良好な画像が得られるように
する。すなわち、本実施形態では、リボルバ現像装置2
30のトナーカートリッジ241に収容されるトナーの
凝集度が10%以下とし、かつ、リボルバ現像装置23
0を上記図11、図12及び図13に示すように、トナ
ー搬送パイプ245のパイプ開口部300c近傍に、磁
界発生手段としてのマグネット400が取り付けられて
いる構成とする。上記構成を採用することにより、リボ
ルバ現像装置230がトナーカートリッジ241に収容
されるトナーの凝集度が10%以下の場合にも、リボル
バ現像装置230の回転による現像器231側へのトナ
ー流出を防止し、トナー流出量が画像上問題を引き起こ
すレベルとならないにすることができる。これにより、
高画質化対応のカラー複写機においても、現像器231
内のトナー濃度が高くなることを防ぎ、画像濃度過多や
地汚れ等の問題のない良好な画像を得ることができる。
【0072】次に、上記実施形態におけるマグネット4
00の取り付け位置について説明する。図15(a)
は、トナー搬送パイプ245のパイプ開口部300cと
マグネット400の取り付け位置を示す図であり、図1
5(b)は、マグネット400の取り付け位置における
トナー搬送パイプ245内の磁性現像剤320の様子を
示す断面図である。図15(a)に示すように、マグネ
ット400は開口部300c直上に配置されている。こ
の時、図15(b)に示すように、マグネット400に
よりトナー搬送パイプ245のパイプ開口部300c近
傍に磁界が生じ、該磁界が磁性現像剤320を引きつ
け、固定する。しかしながら、開口部300cより磁性
現像剤320がつららのように伸びてしまうため、密閉
性が弱くなる。また、振動衝撃により開口部300cよ
り伸びた磁性現像剤320が落ちてしまうと、ますます
密閉性が弱くなる。このため、トナー搬送パイプ245
内のトナーがこぼれてくるおそれもある。
【0073】そこで、図16(a)に示すように、開口
部300cより上流側に渡る部分にマグネット400を
設けた。このマグネット400によって生じる磁界によ
り、トナー搬送パイプ245内の開口部300cが形成
されている部分から開口部300cより上流側の部分に
渡って磁性現像剤320を固定する。開口部300cよ
り上流側の部分では、図16(b)に示すように、開口
部300cがないため磁性現像剤320がトナー搬送パ
イプ245外へ伸びることがなく、磁界がトナー搬送パ
イプ245内の磁性現像剤320をまんべんなく引きつ
ける。このため、トナー搬送パイプ245内での拘束力
が大きくなり、密閉性が高くなる。よって、より確実に
現像器231側へのトナー流出を防止することができる
【0074】また、図17は、図16(a)よりもさら
に上流側のみにマグネット400を設けたものである。
この場合、図16(b)にしめすものと同様に、マグネ
ット400の取り付け位置において磁界が生じ、該磁界
がトナー搬送パイプ245内の磁性現像剤320をまん
べんなく引きつけ、固定する。しかしながら、トナー搬
送パイプ245内への磁性現像剤侵入範囲が広くなるの
で、トナー補給時に、トナー搬送スクリュー250が固
定された磁性現像剤320の掻き取り、搬送し、トナー
を補給するようになるまでに時間がかかり、トナー補給
の応答性は犠牲になってしまう。このようなことから、
マグネット400は、図16(a)に示すように、開口
部300cの近傍で、上流側にいたる部分に配置するこ
とが好ましい。具体的には、トナー搬送スクリュー25
0のピッチで1ピッチから2ピッチ、距離にして開口部
から15mm程度上流までの範囲にマグネット400を
配置することにより、確実に現像器231側へのトナー
流出を防止し、かつ、トナー補給時の応答性が悪いいう
副作用の発生も防止できた。
【0075】上述のように、本実施形態のカラー複写機
は、リボルバ現像装置230の回転により、現像器23
1内からトナー搬送パイプ245側へ流れこむ磁性現像
剤320を、マグネット400が生じさせる磁界により
固定することで、トナーが現像器231側に流出する事
を防止するものである。そこで、リボルバ現像装置23
0の回転中に、現像器231内から磁性現像剤320が
トナー搬送パイプ245側へ流れこむことが不可欠であ
り、現像器231の開口部300dは開放されている。
【0076】ところで、上記リボルバ現像装置230に
おいては、メンテナンス時に、現像器231を取り外し
位置に移動させ、取り外し動作を行う。この時、現像器
231内の磁性現像剤320は現像器231の開口部3
00dより大量にこぼれ出てしまう。そこで本実施形態
では、開口部300dにシャッタ330を設けた。図1
8は、取り外し位置における現像器231の断面図、図
19は、シャッタ330の概略構成図である。このシャ
ッタ330は、現像器231が取り外し位置にある時
に、上部となる部分に穴331を有している。また、シ
ャッタ330は、トナー補給時にのみ開き、トナー補給
時以外には閉じるよう制御される。トナー補給時は、シ
ャッタ330が開くことで、開口部300dを介してト
ナー搬送パイプ245よりトナーが現像器231に補給
される。トナー補給時以外はシャッタ330は閉じてい
る。しかし、リボルバ現像装置230の回転により、ト
ナー搬送パイプ245と現像器231の上下位置関係が
変わり、シャッタ330が現像器231の下方となる
時、シャッタ330にあけた穴331より現像器231
内の磁性現像剤320がトナー搬送パイプ245内に流
れ込む。また、メンテナンス時に、現像器231が取り
外し位置に移動すると、シャッタ330は、穴331が
上部にある状態で閉じている。そこで、シャッタ330
の下部が、開口部300dより磁性現像剤320がこぼ
れないよう規制する。また、穴331はシャッタ330
の上部にあるので、開口部330が開放された状態に較
べ、穴331より流出する磁性現像剤320は少なくな
る。よって、取り外し位置において、現像器231より
磁性現像剤320が大量にこぼれ出ることを防ぐことが
できる。
【0077】なお、上記シャッタ330を設けず、開口
部300d自体を小さくし、現像器231が取り外し位
置にある時、現像器から磁性現像剤が流出し難い位置に
配置する方法も考えられる。しかしながら、トナー補給
を小さな開口部を介して行うことになるので、トナーが
開口部で詰まったり、充分な量のトナーが補給されない
というおそれがある。この点からも、上記構造のシャッ
タ330を設ける方法は優れているといえる。
【0078】上述のように、シャッタ330を設けた現
像器231では、取り外し時には磁性現像剤320はこ
ぼれにくい。しかしながら、現像器231を取り外した
後、現像器231を保持する向きによっては、磁性現像
剤320がこぼれ出し、周囲を汚してしまうすという不
具合がある。そこで、現像器231の開口部300d
に、図20に示すような穴等の開口のないシャッタ34
0を設け、シャッタ340を現像器231の取り付け取
り外し動作に連動し開閉させる。具体的には、図21に
示すように、現像器231をリボルバ現像装置230に
取り付けると、トナー搬送パイプ245の一部350a
がシャッタ340と干渉し、これによりシャッタ340
が開くよう構成した。よって、現像器231を取り付け
時には、常時シャッタ340が開いた状態となる。そこ
で、トナー補給時には、シャッタ340が開いた開口部
300dを介してトナー搬送パイプ245よりトナーが
現像器231に補給される。また、リボルバ現像装置2
30の回転により、トナー搬送パイプ245と現像器2
31の上下位置関係が変わり、シャッタ340が開いた
開口部300dより現像器231内の磁性現像剤320
がトナー搬送パイプ245内に流れ込む。一方、現像器
231を取り外すと、常時シャッタ340が閉じた状態
となる。そこで、現像器231を取り外した後、現像器
231から磁性現像剤320がこぼれ出さないように
し、周囲を汚すことを防止する。
【0079】以上、本実施形態では、トナーと磁性キャ
リアからなる二成分の磁性現像剤を用いて現像する画像
形成装置で説明したが、本発明は一成分の磁性現像剤を
用いた画像形成装置にも適用でき、同様の効果が得られ
る。
【発明の効果】
【0080】請求項1乃至6の発明によれば、トナー収
容器内のトナーがトナー補給時以外に現像器側に流出す
ることを防止し、良質な画像を得ることのできるという
優れた効果がある。
【0081】特に請求項1の発明によれば、高速機にお
いても、トナー収容器内のトナーがトナー補給時以外に
現像器側に流出することを防止し、良質な画像を得るこ
とのできるという優れた効果がある。
【0082】特に請求項2の発明によれば、高画質化の
ため、凝集度の低いトナーを使用する場合においても、
トナー収容器内のトナーがトナー補給時以外に現像器側
に流出することを防止し、良質な画像を得ることのでき
るという優れた効果がある。
【0083】特に請求項3の発明によれば、トナー補給
時に良好なトナー補給をおこなうことができるという優
れた効果がある。
【0084】特に請求項4の発明によれば、より確実に
現像器側へのトナー流出を防止することができるという
優れた効果がある。
【0085】特に請求項5の発明によれば、回転型現像
装置より現像器を取り外す時、現像器より大量に磁性現
像剤が流出することを防止するという優れた効果があ
る。
【0086】特に請求項6の発明によれば、回転型現像
装置より現像器を取り外した後も、現像器から磁性現像
剤がこぼれ出ないようにし、周囲を汚すことを防止する
という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るカラー複写機の概略
構成を示す正面図。
【図2】(a)は、同カラー複写機のリボルバ現像装置
の断面図。(b)は、同カラー複写機のリボルバ現像装
置のトナー収容ユニット部の正面図。
【図3】同リボルバ現像装置の概略斜視図。
【図4】同リボルバ現像装置のトナー搬送部及び駆動部
の概略平面図。
【図5】同カラー複写機の作像装置支持体をカラープリ
ンタ本体から引き出した状態を示す概略斜視図。
【図6】同リボルバ現像装置の現像器の従来のバイアス
印加機構を示す要部断面図。
【図7】同リボルバ現像装置のトナー収容器ユニット部
及びトナー搬送部を示す縦断面図。
【図8】同リボルバ現像装置のトナー収容器ユニット部
の内部構成を示す断面図。
【図9】従来の不具合を説明する説明図。
【図10】同リボルバ現像装置の回転速度と、トナー流
出量との関係を示した図。
【図11】同リボルバ現像装置の現像位置における現像
器とトナー搬送パイプとの連通部の側断面図。
【図12】同リボルバ現像装置のトナー搬送パイプとト
ナーカトリッジの内部とを示す斜視図。
【図13】同リボルバ現像装置の回転により現像器内の
磁性現像剤がトナー搬送パイプへ流れこむ様子を示す
図。
【図14】トナーの凝集度とトナー流出量との関係を示
した図。
【図15】(a)トナー搬送パイプの開口部とマグネッ
トの取り付け位置を示す図。 (b)マグネットの取り付け位置におけるトナー搬送パ
イプ内の磁性現像剤の様子を示す断面図。
【図16】(a)他のトナー搬送パイプの開口部とマグ
ネットの取り付け位置を示す図。 (b)マグネットの取り付け位置におけるトナー搬送パ
イプ内の磁性現像剤の様子を示断面図。
【図17】他のトナー搬送パイプの開口部とマグネット
の取り付け位置を示す図。
【図18】同リボルバ現像装置の現像器にシャッタを設
けたものの断面図。
【図19】シャッタの概略構成図。
【図20】他のシャッタの概略構成図。
【図21】同リボルバ現像装置の現像器に現像器の取り
付け取り外し動作に連動し開閉するシャッタを設けたも
のの断面図。
【符号の説明】
1 カラースキャナ 2 カラープリンタ 3 給紙バンク 200 感光体ドラム 220 書込光学ユニット 230 リボルバ現像装置 231K,231C,231M,231Y 現像器 240 トナー収容器ユニット部 241K,241C,241M,241Y トナーカー
トリッジ 242K,242C,242M,242Y トナーホッ
パ 245K,245C,245M,245Y トナー搬送
パイプ 250K,250C,250M,250Y トナー搬送
スクリュー 260 中間転写装置 261 中間転写ベルト 270 定着装置 284 現像ローラ 286 第1撹拌スクリュー 291 第2撹拌スクリュー 294 リボルバギヤ 295 リボルバモータ 296 駆動ギヤ 300a トナーカートリッジの開口部 300b トナーホッパの開口部 300c トナー搬送パイプの開口部 300d 現像器の開口部 310 シール部材 320 現像剤 330 シャッタ 331 シャッタ穴 340 シャッタ 350 トナー搬送パイプ 350a トナー搬送パイプのシャッタ開閉部 400 マグネット

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の現像器を有し、潜像担持体に近接し
    て回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像
    をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に対応し該現
    像装置と一体に回転する、トナー収容器と、トナー収容
    器と現像装置を連結するトナー搬送経路とトナー搬送部
    材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 上記回転型現像装置が1s/90°以上の速さで回転
    し、かつ、上記各トナー搬送経路の上記各現像器に対す
    る開口部近傍に磁界発生手段を設けたことを特徴とする
    画像形成装置。
  2. 【請求項2】複数の現像器を有し、潜像担持体に近接し
    て回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像
    をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に対応し該現
    像装置と一体に回転する、トナー収容器と、トナー収容
    器と現像装置を連結するトナー搬送経路とトナー搬送部
    材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 上記各トナー収容器に収容されるトナーの凝集度が10
    %以下であり、かつ、上記各トナー搬送経路の上記各現
    像器に対する開口部近傍に磁界発生手段を設けたことを
    特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】複数の現像器を有し、潜像担持体に近接し
    て回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像
    をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に対応し該現
    像装置と一体に回転する、トナー収容器と、トナー収容
    器と現像装置を連結するトナー搬送経路とトナー搬送部
    材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 上記各トナー搬送経路の上記各現像器に対する開口部近
    傍に磁界発生手段を設け、かつ、上記各トナー搬送経路
    と上記各トナー搬送部材とを非磁性の材質で構成し、上
    記各トナー搬送部材の駆動により、上記磁界発生手段に
    より上記各トナー搬送経路に拘束されている磁性現像剤
    を搬送することを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】複数の現像器を有し、潜像担持体に近接し
    て回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像
    をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に対応し該現
    像装置と一体に回転する、トナー収容器と、トナー収容
    器と現像装置を連結するトナー搬送経路とトナー搬送部
    材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像形成装置に
    おいて 上記各トナー搬送経路の上記各現像器に対する開口部よ
    りトナー搬送方向に対し上流側に渡って磁界発生手段を
    設けたことを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項5】複数の現像器を有し、潜像担持体に近接し
    て回動自在に設けられ、かつ、磁性現像剤を用いて現像
    をおこなう回転型現像装置と、該現像装置に対応し該現
    像装置と一体に回転する、トナー収容器と、トナー収容
    器と現像装置を連結するトナー搬送経路とトナー搬送部
    材とからなるトナー搬送手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 上記各トナー搬送経路の上記各現像器に対する開口部近
    傍に磁界発生手段を設け、かつ、上記回転型現像装置の
    回転中には現像装置とトナー補給経路とを連通状態に
    し、上記回転型現像装置より現像器を取り外す時には、
    該現像器より磁性現像剤が流出するのを規制するシャッ
    タを該現像器のトナー補給経路に対する開口部に設けた
    ことを特徴とする画像形成装置。
  6. 【請求項6】請求項5の画像形成装置において、上記シ
    ャッタは現像器の取り付け取り外し動作に連動し開閉す
    るよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007218992A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Fuji Xerox Co Ltd 現像器

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