JP2006091936A - Color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体周りに複数の現像器を配設し、静電潜像に対応した現像像を形成するカラー画像形成装置の、特に現像装置の取り扱い性の向上技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to color image formation in which a plurality of developing devices are provided around an image carrier to form a developed image corresponding to an electrostatic latent image. The present invention relates to a technique for improving the handleability of an apparatus, particularly a developing apparatus.
従来、色分解光像を像担持体に露光し、形成された各潜像を各々色分解光の補色のトナーで現像し、得られた複数のトナー像を同一転写紙上に重ね合わせて転写する方式のフルカラー複写機等の画像形成装置や、異なる色で再現すべき画像を別々に像担持体上に露光して異なる色の現像剤で現像し、得られた複数のトナー像を同一転写紙に重ね合わせて転写する多色画像形成装置等が知られている。 Conventionally, a color separation light image is exposed on an image carrier, each formed latent image is developed with a complementary color toner of color separation light, and a plurality of toner images obtained are superimposed and transferred onto the same transfer paper. Image forming apparatus such as a full-color copying machine, and images to be reproduced in different colors are separately exposed on an image carrier and developed with different color developers, and the resulting toner images are transferred to the same transfer paper. A multicolor image forming apparatus that transfers images superimposed on each other is known.
これらの画像形成装置では、複数の現像ユニットを必要とするが、各現像ユニットを各々別個独立に構成して像担持体の周辺に並設すると装置が大型化してしまう。 These image forming apparatuses require a plurality of developing units. However, if each developing unit is configured independently and arranged in the vicinity of the image carrier, the apparatus becomes large.
そこで、像担持体に近接するように回転体を対設すると共に、この回転体の所定位置に複数の現像ユニットを支持し、各現像ユニットを現像域に順次回動搬送させることにより、像担持体上の潜像を各色トナーにて現像するようにした、一成分、並びに二成分の現像剤を用いる回転型現像装置が開発、実用化されている。 Therefore, a rotating body is provided so as to be close to the image bearing body, and a plurality of developing units are supported at a predetermined position of the rotating body, and each developing unit is sequentially rotated and conveyed to the developing area, thereby carrying the image bearing. 2. Description of the Related Art A rotary developing device using a one-component developer and a two-component developer that develops a latent image on a body with each color toner has been developed and put into practical use.
係る装置において、実際に画像形成装置の使用、維持に当たっては、トナーや現像剤の補充、交換、ユニット等のメンテナンスや点検、さらには寿命に達したユニットの交換等を行う必要がある。このため、これらの作業を行う方法、構成、機構等が提案されている。 In such an apparatus, when the image forming apparatus is actually used and maintained, it is necessary to replenish and replace toner and developer, perform maintenance and inspection of the unit, and replace the unit that has reached the end of its life. For this reason, methods, configurations, mechanisms and the like for performing these operations have been proposed.
トナーの補給方法として、例えば特開昭60−233668号公報、あるいは特開昭61−97674号公報等に記載されているように、回転する各現像器とは別個に、トナーの収容器、カートリッジ等を各現像器に対応させて固定配置し、各現像器とこれに対応する各トナーカートリッジとを可撓性の筒で連結し、その筒内に設けたスクリュー等からなるトナー搬送部材を回転させ、各トナーカートリッジからそれに対応する現像器にトナーを補給する方法が知られている(従来例群1)。 As a toner replenishing method, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-233668 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-97674, a toner container and a cartridge are provided separately from the rotating developing devices. Etc. are fixedly arranged corresponding to each developing device, each developing device and each corresponding toner cartridge are connected by a flexible cylinder, and a toner conveying member comprising a screw or the like provided in the cylinder is rotated. A method is known in which toner is supplied from each toner cartridge to a corresponding developing device (conventional group 1).
また、各現像器に所望のトナーを内包し、現像器内のトナーが所定量以下になった場合に、現像器自体を交換する、現像カートリッジ、あるいは現像マガジン等と称される装置も従来から知られている。 Also, a device called a developing cartridge or a developing magazine has been conventionally used in which a desired toner is contained in each developing device and the developing device is replaced when the toner in the developing device falls below a predetermined amount. Are known.
トナーや現像剤の補充、交換、ユニット等のメンテナンスや点検、現像器、あるいは現像装置の着脱、交換方法として、例えば、特公平4−23782号公報、実公平4−38362号公報、さらに特開昭63−78170号公報、特開平4−29166号公報等には、複数の現像ユニットを一体的に着脱、あるいは交換する回転型現像装置が記載されている。また、特開昭60−208779号公報、特開昭60−214377号公報、特開昭61−73163号公報、さらに特開昭61−103175号公報等には、支持体に装着した複数の現像ユニットを別個に着脱するようにした回転型現像装置が開示されている(従来例群2)。 Examples of methods for replenishing and replacing toner and developer, maintenance and inspection of units, attaching and detaching and replacing a developing device or developing device include, for example, Japanese Patent Publication No. 4-23782, Japanese Utility Model Publication No. 4-38362, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-38362. Japanese Patent Laid-Open No. 63-78170, Japanese Patent Laid-Open No. 4-29166, and the like describe a rotary type developing apparatus in which a plurality of developing units are integrally attached, detached, or replaced. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-2087779, 60-214377, 61-73163, and 61-103175 disclose a plurality of developments mounted on a support. A rotary developing device in which units are separately attached and detached is disclosed (conventional example group 2).
また、像担持体の周辺に複数の現像器を併設した画像形成装置に対し、装置を小型化すると同時に、黒現像装置の信頼性を高め、さらに使用頻度の多い白黒の画像出力を安定かつ高品位に保つ例として、例えば特公昭59−26954号公報、特開昭60−233669号公報、特開昭62−85266号公報、特開昭62−102261号公報、あるいは実開昭63−26847号公報、特開昭63−41871号公報等に記載されるように、像担持体としての感光体の周りに単一に配設され、黒色現像剤により黒色画像像を形成する黒用現像器と、該黒用現像器とは異なる現像位置に順次回転移動して感光体上に形成された潜像を、該潜像に対応した複数の有彩色(カラー)現像剤(トナー)で現像する複数の現像器を一体的に配設した現像装置を、感光体に対向させて併置したカラー画像形成装置が提案されている(従来例群3)。 In addition, the size of the image forming apparatus having a plurality of developing devices provided around the image carrier is reduced, and at the same time, the reliability of the black developing apparatus is improved, and the black and white image output frequently used is stabilized and increased. Examples of maintaining the quality include, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 59-26954, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-233669, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-85266, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-102261, or Japanese Utility Model Publication No. 63-26847. As described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-41871 and the like, a black developing device that is provided around a photosensitive member as an image carrier and forms a black image with a black developer; A plurality of latent images formed on the photosensitive member by sequentially rotating to development positions different from the black developer are developed with a plurality of chromatic color (color) developers (toners) corresponding to the latent images. The developer unit was integrated An image device, a color image forming apparatus which is juxtaposed to face the photosensitive member has been proposed (Conventional Example group 3).
しかし従来例群1は、実用上、回転する現像装置に対して可撓性の筒、及びトナー搬送部材が捩じれを生じないように中間の連結部が必要となるが、連結部では、トナーの飛散、漏洩や、他色のトナーが混色するのを防止するシャッターやシールを設ける必要があり、複雑な構成や部品数の増加によるコスト上の問題があった。
However, the
ところで、通常の一般文書は白黒画像の出力が主体であり、白黒の出力画像とカラーの出力画像との割合が、例えば9:1から7:3とも言われている。即ち、複数の現像ユニットの内、黒色の現像ユニットの使用頻度がかなり多くなり、トナーの消費量、現像剤や現像ローラ等、機能部品の劣化程度に差が出ることになり、黒色の現像ユニットに対する高い信頼性と、高いメンテナンス性や交換性が求められている。 By the way, a normal general document mainly outputs black and white images, and the ratio of black and white output images to color output images is also said to be, for example, 9: 1 to 7: 3. That is, among the plurality of development units, the frequency of use of the black development unit is considerably increased, and there is a difference in the degree of deterioration of functional parts such as toner consumption, developer and development roller. High reliability, high maintainability and exchangeability are demanded.
しかし、従来例群2の内、例えば特公平4−23782号公報、特開平4−29166号公報記載の回転型現像装置のように、トナーの補充、補給機能が設けられていない現像装置では、複数の現像ユニットの内、1色のトナーエンドが発生した時点で現像装置全体を交換する必要があり、他の色のトナーが充分に残っていたり、現像装置自体が未だ充分に機能するにも係わらず現像装置を交換することにより、無駄が多く、ランニングコストの大幅な上昇の原因になっていた。
However, in the
また、実公平4−38362号公報記載の回転型現像装置は、装置の使用状況にはばらつきがあり、一つの現像室のトナーエンド時に現像装置全体を交換するため、無駄な部分が多かった。 In addition, the rotary type developing device described in Japanese Utility Model Publication No. 4-38362 has a variation in the usage status of the device, and the entire developing device is replaced when the toner in one developing chamber ends.
また、特開昭63−78170号公報記載の現像装置は、ユニットや各部品の清掃、点検、または調整や修理、交換、さらに二成分現像剤を用いた装置では、現像剤(キャリア)の定期的な交換が必要となる。 Further, the developing device described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-78170 is for cleaning, checking, adjusting, repairing, and replacing units and parts, and in a device using a two-component developer, the developer (carrier) is regularly used. Replacement is required.
また、特開昭63−78170号公報記載の現像装置は、複数の現像器を搭載した現像装置を担持するため、スライダは複雑、かつ強固な構成が必要であり、コストが掛かる上、使用頻度の多い1つの現像器が寿命に達した時点で、やはり装置全体を交換することになるので、上述の他の従来例と同様に無駄が多く、ランニングコストの大幅な上昇の原因になっていた。 Further, since the developing device described in JP-A-63-78170 carries a developing device equipped with a plurality of developing devices, the slider needs a complicated and strong structure, which is costly and frequently used. When one developing device with a large amount reaches the end of its life, the entire apparatus is also replaced, which is wasteful as in the other conventional examples described above, causing a significant increase in running cost. .
また、特開昭60−208779号公報、特開昭60−214377号公報、特開昭61−73163号公報、さらに特開昭61−103175号公報等に記載された回転型現像装置において、各現像器は各々が独立した側板、ケーシングを有し、さらに各ユニットを支持する支持部材が必要であり、現像装置の小型化、低コスト化には限界があった。また、現像器を1つ毎に取り扱うため、頻繁に作業を行う必要があり、複数の現像器を取り扱う場合には作業時間が余計に掛かる問題があった。 In the rotary type developing apparatus described in JP-A-60-208779, JP-A-60-214377, JP-A-61-73163, JP-A-61-103175, etc. Each developing device has an independent side plate and casing, and further requires a supporting member for supporting each unit, and there is a limit to downsizing and cost reduction of the developing device. Further, since each developing device is handled one by one, it is necessary to frequently work, and when a plurality of developing devices are handled, there is a problem that extra work time is required.
従来例群3の内、特公昭59−26954号公報、特開昭60−233669号公報、特開昭62−85266号公報、特開昭62−102261号公報、あるいは実開昭63−26847号公報、特開昭63−41871号公報等に記載された装置等には、現像剤(トナー)の補給や現像器の着脱、交換に関して殆ど記載されていない。
Of the
また、特開昭60−233669号公報記載の装置は、カラーの現像器交換時には、各々の現像器を順に交換することになり、各現像器は各々が独立した側板、ケーシングを有し、さらに各ユニットを支持する支持部材が必要であり、現像装置の小型化、低コスト化には限界があった。また、上述のように同時に現像器の交換時期に達した場合、現像器を1つ毎に取り扱うため、頻繁に作業を行う必要があり、複数の現像器を取り扱う場合には作業時間が余計に掛かる問題があった。 In the apparatus described in JP-A-60-233669, when the color developing device is replaced, each developing device is replaced in turn, and each developing device has an independent side plate and casing. A support member for supporting each unit is necessary, and there is a limit to the reduction in size and cost of the developing device. In addition, when it is time to replace the developing devices at the same time as described above, it is necessary to work frequently because the developing devices are handled one by one, and when working with a plurality of developing devices, the work time is excessive. There was a problem.
本発明は、上述の不具合に鑑み、使用頻度の異なる、黒、及びカラーの現像器に対する取り扱い性、操作性の向上を図り、また、装置ならびにサプライの無駄を減少させた、小型かつ安価なカラー画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention improves the handling and operability of black and color developing devices having different usage frequencies, and reduces the waste of the apparatus and supply, and is a small and inexpensive color. An object is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、第1の発明は、像担持体周りに、該像担持体上に形成された静電潜像を黒色現像剤で現像する第1の現像装置と、該第1の現像装置の現像位置とは異なる所定の現像位置に順次移動し、静電潜像を該静電潜像に対応した有色現像剤で現像する複数の現像器を有する第2の現像装置を配設したカラー画像形成装置において、前記第1の現像装置を交換可能な現像カートリッジとして構成すると共に、前記第2の現像装置の各現像器を、各々の現像剤使用量に応じて個別に現像剤の補給が可能に構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the first invention provides a first developing device for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier around the image carrier with a black developer, and the first developer. A second developing device having a plurality of developing devices for sequentially moving to a predetermined developing position different from the developing position of the developing device and developing the electrostatic latent image with a color developer corresponding to the electrostatic latent image. In the provided color image forming apparatus, the first developing device is configured as a replaceable developing cartridge, and each developer of the second developing device is individually developed according to the amount of developer used. It is characterized in that it can be replenished.
また第2の発明は、第1の発明において、前記第2の現像装置を、画像形成装置本体に対し一体的に着脱可能に構成したことを特徴とする。
また第3の発明は、第1の発明において、前記第2の現像装置の各現像器は、交換可能な現像剤カートリッジを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the second developing device is configured to be detachable integrally with the image forming apparatus main body.
According to a third aspect, in the first aspect, each developing device of the second developing device includes a replaceable developer cartridge.
また第4の発明は、第1及び第2のいずれかの発明において、前記第2の現像装置の各現像器を、少なくとも一側端に現像剤収容部を有し、該現像剤収容部から内部に現像剤を長手方向に搬送するように構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, each developing device of the second developing device has a developer accommodating portion at least at one side end, and the developer accommodating portion extends from the developer accommodating portion. It is characterized in that the developer is transported in the longitudinal direction inside.
また第5の発明は、第2の発明において、前記第2の現像装置の交換サイクルを、前記第1の現像装置の交換サイクルより長く設定したことを特徴とする。
また第6の発明は、第2の発明において、前記第1の現像装置と前記第2の現像装置は、画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるように構成されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect, in the second aspect, the replacement cycle of the second developing device is set longer than the replacement cycle of the first developing device.
According to a sixth aspect, in the second aspect, the first developing device and the second developing device are configured to be integrally attached to and detached from the image forming apparatus main body. And
請求項1記載の発明によれば、使用頻度の高い黒現像器(第1の現像装置)の操作、作業のパフォーマンスを向上させると共に、使用頻度が同じであっても、消費量の異なる複数のカラートナーに対しても良好に対応できるカラー画像形成装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to improve the operation and work performance of the black developer (first developing device) that is frequently used, and even when the use frequency is the same, a plurality of consumption amounts differ. A color image forming apparatus that can cope with color toners can be provided.
請求項2記載の発明によれば、実質上使用頻度が同一であり、装置の交換時期が一致する、カラー現像装置(第2の現像装置)の各カラー現像器の交換操作性を向上させると共に、トナー等のサプライ、及び現像器に関する無駄の減少と、交換におけるサプライ、装置の手配性の向上を図ることができる。またカラー現像装置の交換を、黒現像器の複数回目の交換時に同時に行うようにすれば、現像装置の交換作業数、操作回数を減少させると同時に、作業性を向上させることができる。また、カラー現像装置を交換する際に、黒現像器を退避させるための機構や部品を設ける必要がなく、画像形成装置本体の小型化と、装置内のレイアウト自由度の高いカラー画像形成装置を提供でき、またカラー現像装置を交換する際に、黒現像器を退避させるための作業も不要である。 According to the second aspect of the present invention, the operability of replacing each color developing device of the color developing device (second developing device) having substantially the same use frequency and the same device replacement time is improved. In addition, it is possible to reduce waste associated with the supply of toner, etc., and the developing device, and to improve the arrangement of supplies and devices for replacement. If the color developing device is replaced at the same time when the black developing device is replaced a plurality of times, the number of replacement operations and the number of operations of the developing device can be reduced and the workability can be improved. In addition, when replacing the color developing device, there is no need to provide a mechanism or parts for retracting the black developing device, and the size of the image forming device main body and a color image forming device with a high degree of freedom in layout in the device can be provided. Further, when replacing the color developing device, the work for retracting the black developing device is unnecessary.
請求項3記載の発明によれば、トナーの補給を行う現像器のトナー補給操作性を高めることができる。
請求項4記載の発明によれば、感光体を小型化でき、画像形成装置本体の小型化と、装置内のレイアウト自由度の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
According to the third aspect of the present invention, the toner replenishment operability of the developing device that replenishes toner can be improved.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a color image forming apparatus that can reduce the size of the photoconductor, reduce the size of the main body of the image forming apparatus, and have a high degree of freedom in layout within the apparatus.
請求項5記載の発明によれば、使用頻度の高い黒現像器を特定の間隔で交換することにより、高品質の要求される黒現像のユニット劣化による画質の悪化を未然に防止でき、黒現像の品質維持性を向上させることができる。またカラー現像装置の交換頻度を少なくすることで、装置の交換操作の減少が図られ、サプライ(カラー現像装置)手配の手間が減少し、実質的なコストダウンを図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent deterioration in image quality due to deterioration in unit of black development required for high quality by replacing a frequently used black developing device at a specific interval. The quality maintainability can be improved. Further, by reducing the replacement frequency of the color developing device, the replacement operation of the device can be reduced, the labor for arranging the supply (color developing device) can be reduced, and the cost can be substantially reduced.
請求項6記載の発明によれば、現像装置を交換する際の交換作業を容易にし、操作性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide a color image forming apparatus that facilitates replacement work when replacing the developing device and is excellent in operability.
本発明では、黒色現像剤で現像する第1の現像装置を現像カートリッジで構成することで、現像剤の残量が所定量以下となった時点でこの現像カートリッジを交換可能とする。また、有色現像剤で現像する第2の現像装置の、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)用の各現像器を個別に現像剤の補給ができるようにする。 In the present invention, the first developing device for developing with the black developer is constituted by the developing cartridge, so that the developing cartridge can be replaced when the remaining amount of the developer becomes a predetermined amount or less. In addition, each developer unit for yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) of the second developing device that develops with the color developer can be supplied with the developer individually.
以下、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の構成図である。
感光体ベルト1は、回転ローラ2,3間に架設され、回転ローラ2の回転駆動により、図中矢印A方向(時計方向)に搬送されるようになっている。像担持体としての感光体ベルト1の周囲には、帯電チャージャ4、レーザ光学装置5、後述するイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を有する3つの現像器を一体的に形成したカラー現像装置6、カラー現像装置6とは別体に配設され、黒色の現像剤を内包した黒現像器7、回転ローラ11,12の間に架設され、回動ローラ11の回転駆動により図中矢印B方向(反時計方向)に搬送される中間転写ベルト10、感光体ベルト1に常時当接し、感光体ベルト1上のトナーをクリーニングするクリーニングブレード15aを含む廃棄トナー回収容器15がプロセス順に配置されている。
Hereinafter, specific description will be given with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.
The
中間転写ベルト10は、感光体ベルト1と回動ローラ3部で接触している。該接触部の中間転写ベルト10側には、導電性を有するバイアスブラシ13が、その先端が中間転写ベルト10の裏面に所定の条件で接触するようにして設けてある。また中間転写ベルト10のクリーニング装置16のクリーニングブレード16aは、画像形成動作中には中間転写ベルト10表面から離間した位置に保持され、形成像が転写紙17a上に転写された後に中間転写ベルト10表面に当接されるようになっている。
The
また、装置底部には、給紙台(給紙カセット)17が配置されており、内部に収容された転写紙17aは給紙ローラ18、搬送ローラ19a,19b、レジストローラ20a,20bによって転写部へ搬送されるようになっている。
Also, a paper feed stand (paper feed cassette) 17 is disposed at the bottom of the apparatus, and the
次に、その画像形成動作を説明する。感光体ベルト1は、帯電チャージャ4により一様に帯電された後、レーザ光学装置5により、画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。ここで、露光する画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報であり、この情報により半導体レーザ(図示せず)で発生されたレーザビーム5dは、ポリゴンモータ5aにより高速回転するポリゴンミラー5bにより回転走査され、fθレンズ5cを経て、反射ミラー5eにより光路調整されたものである。
Next, the image forming operation will be described. The
ここで形成された静電潜像は、後述する回転型のカラー現像装置6により各々所定のイエロー、マゼンタ、シアントナーで各々単色現像される。また、黒の色情報による潜像は、やはり後述する黒現像器7により黒トナーで現像され、感光体ベルト1上に各々の色画像が順次形成される。
The electrostatic latent image formed here is developed in a single color with predetermined yellow, magenta, and cyan toners by a rotary
図中矢印A方向に回転する感光体ベルト1上に形成された各単色画像像は、感光体ベルト1と同期して図中矢印B方向に回転する中間転写ベルト10上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎に、バイアスブラシ13に印加された所定の転写バイアスにより順次重ね転写される。中間転写ベルト10上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像は、給紙台17から給紙ローラ18、搬送ローラ19a,19b、レジストローラ20a,20bを経て転写部へ搬送された転写紙17a上に、転写ローラ14により一括転写される。
Each single-color image formed on the
転写終了後、転写紙17aは定着装置50により定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ51a,51bを経て排紙スタック部52にプリント画像を排出する。
After the transfer is completed, the
中間転写ベルト10上よりクリーニングブレード16aによって掻き取られた廃棄トナーは、クリーニング装置16内に設けられたオーガ16bにより、図面の鉛直上方(装置の手前方向)に搬送され、さらにプロセスカートリッジ31手前側面に設けられた、図示を省略した搬送部により廃棄トナー回収容器15に搬送される。
Waste toner scraped off from the
所定量以上の廃棄トナーが廃棄トナー回収容器15内に収容された時点で、プロセスカートリッジ31に対し交換することにより、プロセスカートリッジ31の長寿命化が図られる。
By replacing the
また、感光体ベルト1、帯電チャージャ4、中間転写ベルト10、クリーニング装置16、レジストローラ20bは、プロセスカートリッジ31として一体的に構成され、廃棄トナー回収容器15は、プロセスカートリッジ31に対して交換可能に組み込まれる。プロセスカートリッジ31のレジストローラ20b側のケース外装部分は、用紙搬送ガイドとしての機能も備えている。
Further, the
図2は黒現像器の構成図である。
黒現像器7は、図2に示すように、現像容器41内に黒色の現像剤(トナー)を内包し、感光体ベルト1に対向した容器41の開口部41aに、現像剤担持体としての現像ローラ23Kを有した、いわゆる現像カートリッジとして一体的に形成された現像器である。
FIG. 2 is a block diagram of the black developing device.
As shown in FIG. 2, the black developing
現像容器41内には、現像ローラ23Kと平行で、かつ該現像ローラ23Kと所定の接触圧で接触し、ニップを形成しながら現像ローラ23K接触部で現像ローラ23K表面移動方向と逆方向に摺動するよう回転する、例えば発泡ポリウレタン等から形成されたトナー供給ローラ25Kが配設される。
The developing
供給ローラ25Kと現像ローラ23Kとの摺動部より、現像ローラ23Kの移動方向下流側で、開口部41a近傍には、ステンレス等のばね性を有する薄板、あるいはウレタンゴム等の弾性体からなるトナー層規制部材としてのブレード26Kが、その一端部近傍が現像ローラ23Kに接するように設けられる。
Toner made of a thin plate having a spring property such as stainless steel or an elastic material such as urethane rubber in the vicinity of the
また、現像容器41内には、複数の羽根状部を有し、その軸方向が供給ローラ25Kの軸方向と平行に配置され、供給ローラ25K近傍のトナーを攪拌し、供給ローラ25K表面にトナーを供給すると共に、現像ローラ23K、ブレード26K、及び供給ローラ25Kに囲まれた部位に、ブレード26Kにより規制されたトナーが堆積、パッキングしないように、図中矢印C方向に回転する攪拌パドル42が設けられている。
Further, the developing
さらに、現像容器41内には、容器41内のトナーを攪拌し、供給ローラ25K及び現像ローラ23K側にトナーを搬送する第1のアジテータ43と、やはり容器41内のトナーを攪拌し、供給ローラ25K及び現像ローラ23K側にトナーを搬送する第2のアジテータ44が、現像ローラ23K並びに供給ローラ25Kと平行に配設されている。
Further, in the developing
第1、第2のアジテータ43,44は共にその先端にフィルム状の弾性体シート等を、その先端が容器41の底部を摺擦移動するように取り付けることにより、容器41内のトナーを効率よく搬送でき、容器41内のトナー残量を減らすことができる。
Both the first and
なお、アジテータ43,44の回転数は、トナーに余分なストレスを与えないよう極力低くすることが望ましい。
図3はカラー現像装置及び黒現像器の非動作時の状態を示す構成図である。
It is desirable that the rotational speeds of the
FIG. 3 is a configuration diagram showing a state when the color developing device and the black developing device are not operated.
通常、黒現像器7は、図3に示すように、現像ローラ23Kが、対向した感光体ベルト1表面に接触しない位置に退避している。感光体ベルト1上に形成された黒色潜像を現像する際には、カム45の働きにより黒現像器7全体を図示を省略したガイド部材に沿って水平方向に移動させ、現像ローラ23Kを感光体ベルト1表面に所定のニップを持った状態で接触させる。
Normally, as shown in FIG. 3, the black developing
なお、現像ローラ23Kが感光体ベルト1と接触していない状態では、現像ローラ23Kの駆動を切り、現像ローラ23Kを回転させないように制御し、黒現像器7の開口部41aからのトナーの飛散、漏洩や、現像ローラ23K、その他黒現像器7構成部品の早期劣化を予防している。
When the developing
図4はカラー現像装置及び黒現像器の拡大構成図である。
感光体ベルト1の近傍に、本発明に係る現像装置としての回転型(リボルバー型、ロータリー型ともいう)のカラー現像装置6が配置されている。
FIG. 4 is an enlarged configuration diagram of the color developing device and the black developing device.
In the vicinity of the
図4は、1つの現像器22Yが現像位置にある状態を示している。各現像器22Y,22M,22Cには、現像剤搬送部材としての円筒状の現像ローラ23Y,23M,23Cが設けられている。この各現像ローラ23Y,23M,23Cは、ケーシング21に設けられた開口部21aからその一部が外部に露出するように配置され、色情報に同期して、図示を省略した駆動機構により図中矢印D方向に回転し、対応する静電潜像を現像する。
FIG. 4 shows a state where one developing
この際、黒現像器7は、カム45及び図示を省略したスプリング等により、現像ローラ23Kが感光体ベルト1表面から離間した位置に保持されている。
本実施の形態のカラー現像装置6は、非磁性一成分現像剤を用いており、各現像器22Y,22M,22Cにはイエロー、マゼンタ、シアントナーが収納され、回転中心Oを中心に選択的に現像位置に回動して、上述のように順次感光体ベルト1上に形成された静電潜像を現像する。
At this time, in the black developing
The
図5はイエロー用の現像器の構成図である。
各色現像器22Y,22M,22Cは同一形態及び同一動作をとるので、ここでは現像器22Yについてのみ説明する。
FIG. 5 is a configuration diagram of a yellow developing device.
Since the
図5において、現像器22Yは、感光体ベルト1側下方に配置され、現像器22Yの側上方に位置する感光体ベルト1に形成される静電潜像に非磁性一成分現像剤としてのトナーを供給する。
In FIG. 5, the developing
この現像器22Y上方部には開口部21aが形成されている。該開口部21aには、感光体ベルト1に対向するように現像ローラ23Yが感光体1と所定の周速比を以て感光体ベルト1移動方向と同方向に回転するように配設される。また現像ローラ23Y下方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなるトナー供給部材としての供給ローラ25Yが現像ローラ23Yと摺擦し、かつ現像ローラ23Yに対して所定の周速比を以て摺擦部において現像ローラ23Yと同方向に回転するように設けられている。
An
供給ローラ25Yと現像ローラ23Yとの摺動部より、現像ローラ23Yの移動方向下流側で上述の開口部21a近傍には、ステンレス等のばね性を有する薄板あるいはウレタンゴム等の弾性体からなるブレード26Yが、その一端部近傍が現像ローラ23Yに接するように設けられる。
A blade made of a thin plate having a spring property such as stainless steel or an elastic body such as urethane rubber, in the vicinity of the
なお、図中27Yは、後述するスクリュー状の第1のトナー搬送部材で、図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送する。
図6はイエロー用の現像器の正面断面図、図7はカラー現像装置の要部の斜視図である。
In the figure,
FIG. 6 is a front sectional view of the developing device for yellow, and FIG. 7 is a perspective view of the main part of the color developing device.
現像器22Yの手前側には、図6、図7に示したように、トナー収容部29Yが設けられている。第1のトナー搬送部材27Yは、トナー収容部29Yから現像器22Yの他方側板まで、現像ローラ23Y及び供給ローラ25Yと並行に配設される。ケーシング21Yはその一部が供給ローラ25Yに接するように配設れており、現像ローラ23Y、供給ローラ25Y及び、ケーシング21Yにより、第1のトナー搬送部材27Yを取り巻くトナー搬送スペース24Y(図5参照)が形成される。
As shown in FIGS. 6 and 7, a
第1のトナー搬送部材27Yは、図4、図5の図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送するように、現像ローラ23Y及び供給ローラ25Yと連動し、所定の周速比を以て回転する。この回転により、第1のトナー搬送部材27Yは、トナー収容部29Yからトナー搬送スペース24Y内にトナーを搬送し、供給ローラ25Y上にトナーを供給する。
The first
供給ローラ25Y上に供給されたトナーは、供給ローラ25Yにより現像ローラ23Y表面に帯電されながら供給され、現像ローラ23Y表面に担持される。現像ローラ23Y表面に担持されたトナーは、ブレード26Yにより均一かつ、所定厚みのトナー薄層にされ、感光体ベルト1表面に形成された静電潜像を接触あるいは非接触現像にて現像する。
The toner supplied onto the
ところで、図6に示すように、上記現像工程で使用されなかったトナーは、上記第1のトナー搬送部材27Yにより、トナー収容部29Yと逆側の現像装置端部に搬送される。現像ローラ23Y及び供給ローラ25Yの軸方向有効径部外側には、トナー循環部32Yが設けられている。第1のトナー搬送部材27Yでトナー循環部32Yまで搬送されたトナーは、重力により現像器22Y下部に落下する。
Incidentally, as shown in FIG. 6, the toner that has not been used in the developing step is transported by the first
現像器22Y下部には、やはりスクリュー状の第2のトナー搬送部材28Yが現像ローラ23Y、供給ローラ25Y、及び第1のトナー搬送部材27Yと並行に配設され、第1のトナー搬送部材27Yとは逆方向にトナーを搬送するように回動され、上記現像工程で使用されなかったトナーをトナー収容部29Yに搬送する。
Below the developing
第1のトナー搬送部材27Y及び、第2のトナー搬送部材28Yの搬送量を適切に設定することで、現像器22Y内のトナー量検知や、複雑な供給量制御を行うことなく、供給ローラ25Y上に供給でき、レイアウト自由度が大きく、感光体ベルト1に対する断面占有率の小さな小型現像装置を提供できる。
By appropriately setting the conveyance amounts of the first
なお、図7中、符号30(30Y,30M,30C)は、トナー収容部29に着脱自在に装着されたトナーカートリッジで、カラー現像装置6の新規装着時及び、トナーエンド時に装着、交換され、常にトナー収容部29内に必要量のトナーが収容される。
In FIG. 7, reference numeral 30 (30Y, 30M, 30C) denotes a toner cartridge that is detachably attached to the
画像形成動作時以外には、図3に示したように、黒現像器7は、カム45及び図示を省略したスプリング等により、現像ローラ23Kが、感光体ベルト1表面から離間した位置に保持される。また、カラー現像装置6は、画像形成動作時以外のとき、即ち作像動作前、及び動作後には、図3に示したような現像装置ホームポジションに待機、停止している。
Except during the image forming operation, as shown in FIG. 3, in the black developing
本実施の形態では、イエロー用の現像器22Yの現像ローラ23Yと、シアン用の現像器22Cの現像ローラ23Cの略中間地点で、両ローラ23Y,23Cが感光体ベルト1表面に接触しない位置をホームポジションとしている。これは、本実施の形態でカラー現像動作を行う際に、第1番目に使用されるイエロー用の現像器22Yが、画像形成時にカラー現像装置6の図中矢印D方向への回動により、現像位置により早く、正確に達することのできる位置であり、かつ、非動作時に感光体ベルト1と現像ローラ23の不必要な接触による感光体1、現像ローラ23の劣化や傷付きの防止、所定領域外へのトナーの付着や固着等を防止している位置である。
In the present embodiment, a position where the
図8は図1に示すカラー画像形成装置の前フレーム8を開放した状態の構成図、図9は同、トナーカートリッジを交換する様子を示す構成図である。
これら図8、図9及び前記図1に基づいて、画像形成装置本体に関する構成を説明する。装置本体構造としては、不動部筐体たる本体フレーム9部と、転写紙17aの搬送経路が開放可能な前部筐体たる前フレーム8によって構成され、本体フレーム9の下部には、給紙カセット17を配置し、本体内部にカラー現像装置6、黒現像器7、プロセスカートリッジ31を交換可能に配置し、さらにその上方に、定着装置50を配置し、本体上部には、排紙スタック部52が形成される。
FIG. 8 is a block diagram showing a state in which the
The configuration relating to the image forming apparatus main body will be described with reference to FIGS. The apparatus main body structure includes a
前フレーム8は、本体フレーム9に設けられた回転支持軸9aを中心に開閉回動可能に支持され、通常は図1のごとく本体フレーム9に対し閉じた状態で保持される。転写紙17aの搬送経路内で転写紙17aのジャムが発生した場合には、図示しない前フレーム8のロック機構を解除し、図8の如く前フレーム8を開放する。前フレーム8には、転写紙搬送経路の一部を構成する搬送ローラ19a、レジストローラ20a、転写ローラ14等が保持されており、前フレーム8を開放することにより、転写紙搬送経路が露出し、容易にジャム処理が行える。この際に、他の作像系ユニットは不動であり、トナーの飛散や、漏洩等による不具合が発生しない。
The
また、例えばイエロートナーが所定量以下になった場合には、従来より知られているトナーエンド検知手段等でトナーエンドを検知し、トナー交換表示がなされる。この場合、図9に示したように、前フレーム8を開放した状態で、トナーカートリッジ30Yを交換する。
Further, for example, when the amount of yellow toner becomes a predetermined amount or less, the toner end is detected by a conventionally known toner end detection means or the like, and a toner replacement display is made. In this case, as shown in FIG. 9, the
図10は同、黒現像器を交換する様子を示す構成図である。
前述のように、本発明の第1の現像装置である黒現像器7は、いわゆる現像カートリッジ(DTM)として形成されている。その使用により、黒現像器7内のトナーが所定量以下になると、図示を省略した従来より知られている、例えば光センサや、磁気センサ、圧電素子等を用いたトナー量検出手段によりトナーエンドが検出され、ユニットの交換サインが例えば表示パネル上に表示される。
FIG. 10 is a block diagram showing how the black developing device is replaced.
As described above, the black developing
前フレーム8の回転軸9aには、図示を省略したサブフレームがやはり回転軸9aを中心に回動可能に取り付けられており、該サブフレームに対しプロセスカートリッジ31が着脱自在に保持されている。黒現像器7を交換する際には、前フレーム8と同時に回転軸9aを中心にサブフレームを回動させ、図10に示したように、プロセスカートリッジ31を前フレーム8と同様に開放する。これにより現像装置着脱のための装置開口が現れ、プロセスカートリッジ31を一旦画像形成装置本体外に退かすことなく、黒現像器7の交換が容易に行われる。 図11は同、黒現像器とカラー現像装置を一体として交換する様子を示す構成図である。また図12は黒現像器とカラー現像装置をフレームに組み込んだ状態の斜視図である。
A subframe (not shown) is attached to the
これらの図に基づいてカラー現像装置6の着脱、交換について説明する。
通常のフルカラーの画像形成に当たっては、色によりトナーの消費に差が出るものの、イエロー、マゼンタ、シアン3現像器の使用量は同一である。
The attachment / detachment and replacement of the
In normal full-color image formation, although the toner consumption varies depending on the color, the usage amounts of the yellow, magenta, and cyan three developing devices are the same.
黒現像器7は、その容器容量から、例えば数千枚で交換されるが、カラー現像装置6は、交換作業頻度の低減、操作性の向上、及びユニットの長期使用による実質的なコスト低減等の理由から、例えば数万枚の所定使用量のカウントにより、イエロー、マゼンタ、シアン3現像器一体で交換される。
The black developing
画像形成装置本体の内部メモリ等に保存されたカラー現像装置6の使用量のカウント値が所定値に達したとき、ユニットの寿命サイインが、例えば表示パネル上に表示される。この後、黒現像器7のトナーエンドが検出された時点で、黒現像器7、及びカラー現像装置6の同時交換サインが、例えば表示パネル上に表示される。このサインにより作業者は、黒現像器7の交換時と同様に、前フレーム8と同時に回転軸9aを中心に、前記サブフレームを回動させ、図11に示したように、プロセスカートリッジ31を前フレーム8と同様に開放する。
When the count value of the usage amount of the
図11、図12に示したように、カラー現像装置6は、フレーム33に対し回転中心O回りを回動自在に支持されている。黒現像器7も該フレーム33に対し着脱自在に支持されており、フレーム33の把手部33aによりフレーム33を画像形成装置本体の現像装置着脱のための装置開口から取り出すことで、黒現像器7とカラー現像装置6が一度の作業動作で画像形成装置本体から離脱される。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
また、黒現像器7及びカラー現像装置6を画像形成装置本体に装着する際には、上述の動作同様、フレーム33の把手部33aによりフレーム33を装着することで、一度の作業動作を行うことになる。
In addition, when the black developing
1 感光体ベルト(像担持体)
6 カラー現像装置(第2の現像装置)
7 黒現像器(第1の現像装置)
1 Photoreceptor belt (image carrier)
6 Color developing device (second developing device)
7 Black developer (first developer)
Claims (6)
前記第1の現像装置を交換可能な現像カートリッジとして構成すると共に、前記第2の現像装置の各現像器を、各々の現像剤使用量に応じて個別に現像剤の補給が可能に構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。 Around the image carrier, a first developing device that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a black developer, and a predetermined development position different from the development position of the first development device In a color image forming apparatus provided with a second developing device that sequentially moves and develops an electrostatic latent image with a color developer corresponding to the electrostatic latent image.
The first developing device is configured as a replaceable developing cartridge, and each developer of the second developing device is configured to be able to replenish the developer individually according to the amount of developer used. A color image forming apparatus.
3. The color image forming apparatus according to claim 2, wherein the first developing device and the second developing device are configured to be integrally attached to and detached from the image forming apparatus main body. Color image forming apparatus.
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