JP2759449B2 - 回転型多色現像装置におけるトナー補給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は回転型多色現像装置におけるトナー補給装置
に関し、より詳細にはカラー電子写真複写機に適用しう
る回転型多色現像装置におけるトナー補給装置に関する
ものである。 （従来技術） カラー電子写真の分野において、静電潜像担持体に近
接配置され、順次異なる色のトナーを静電潜像に供給し
て多色現像を行なう現像装置が知られている。 例えば、静電潜像担持体に近接して回転自在に設けら
れた現像ドラムの内側が、半径方向に複数の仕切られて
複数の現像室が形成されていて、これらの各現像室には
現像口及び現像手段が設けてある回転型多色現像装置が
ある。 従来のこの種現像装置では、互いに色の異なるトナー
で現像する機能を有する現像器が、順次静電潜像担持体
周囲の特定位置である現像位置まで回動して、静電潜像
に所要の色のトナーを供給してカラー画像を形成する。 しかし、従来公知の上記現像装置においては、各現像
室にトナーが不足してもトナーを補給し得る構成とはな
っておらず、何れかのトナー室のトナーが無くなれば、
所謂使い捨てにされるものとして構成されていた。すな
わち、各現像室でトナーが平均して使用されるとは限ら
ないので、使用残の色トナーが存在することもあり、不
経済であるとの問題があった。 ここで、トナーを補給する手段としては、例えば異色
のトナーを同一のトナー補給経路を介して、各現像室へ
補給することが容易に考えられるが、その場合には、各
色トナーの混色や、補給の際のトナー飛散など、２次的
な問題を生ずることとなる。 （目的） 従って、本発明の目的は回転型多色現像装置におい
て、混色やトナー飛散を生ずることのなくトナーの補給
を行ない得るところのトナー補給装置を提供することに
ある。 （構成） 本発明は上記の目的を達成させるため、潜像担持体に
近接して回転自在に設けられた現像ドラムの内側が、半
径方向に複数に仕切られて複数の現像室が形成されてい
て、これらの各現像室には現像口及び現像手段が設けて
ある回転型多色現像装置において、上記現像ドラム端部
に上記現像ドラムの径より大径で、上記現像ドラムの回
転に連動して回転するトナー補給用の補給ドラムを設
け、この補給ドラムの内側を上記現像ドラムの上記現像
室とそれぞれ対応する複数のトナー室に仕切り、これら
各トナー室から上記各現像室へトナーを搬送するトナー
搬送手段を設けたことを特徴としたものである。 以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明す
る。 第１図において、回転型多色現像装置の主要部を構成
する現像ドラム２は、ケース４内にて回転自在に支持さ
れている。 ケース４には矩形の窓4Aが開口していて、この窓4Aが
静電潜像担持体、例えば感光体ドラムの近接するように
してケース４の全体の取付け位置が定められている。窓
4Aはその長手方向を感光体ドラムの軸方向に合わせ、且
つ、感光体ドラム周面上の現像プロセス位置に設けられ
ている。 窓4Aからは現像ドラム２の一部が現れるようなってい
る。すなわち、現像ドラム２の内側は複数の現像室に仕
切られていて各室には現像手段としての現像ローラがそ
れぞれ設けてあり、該ドラムの回転に応じて各色トナー
で被われた現像ローラが順次窓4Aに現われて感光体ドラ
ム上の静電潜像を可視化する。 ケース４の一側端にはトナー補給用の補給ドラム６が
上記現像ドラム２と同軸に設けてある。この点は本発明
の特徴の一つである。 この補給ドラム６には複数のトナー室が設けられてい
て、上記現像ドラム２内の各現像室と１対１で対応して
おり、各両者間はトナー搬送手段で連結されている。こ
の点も本発明の特徴の一つである。 以上が、これから述べる本実施例としての現像装置の
概観である。 以下、各構造部分及び動作機能について説明する。 先ず、現像ドラム及びその周辺について説明する。 第２図において、現像ドラム２は前記した通り感光体
ドラム８に近接して設けられている。現像ドラム２は第
５図に示す如く、ケース４に軸支されており、ケース４
は複写機本体の側板10にロケートピン９によって位置決
めされている。現像ドラム２と一体的且つこれを貫通す
る軸12は別設のモータＭの回転軸と結合されており、モ
ータＭの駆動に従い現像ドラム２が回転される。 現像ドラム２の内側は、第２図に示す如く半径方向に
放射状に延びた仕切板S1,S2,S3,S4により円周方向上、
等分に４つの現像室1C,1M,1Y,1Bに仕切られている。上
記各現像室は軸方向に長い空間により形成されている。
そして、図中、反時計回りの順に、現像室1Cにはシア
ン、現像室1Mにはマゼンタ、現像室1Yにはイエロー、現
像室1Bにはブラックの各色現像剤、例えば粉体トナーが
収容されるものとする。 例えば、第２図において感光体ドラム８に対向して現
像プロセス態位にある現像室1Bには現像ドラム２の周面
に相当する部分に、軸方向に長いスリット状の現像口2B
が形成されており、この現像口2Bを内側から塞ぐ様な態
様で現像ローラ3Bが、該現像ドラム２に軸支されてい
る。 第５図に詳細に示す如く、現像ローラ3Bはその最外周
部がアルミニューム等からなる非磁性の円筒スリーブ3B
1で構成されていて例えば第２図に示すブラックトナー
による現像プロセスにおいて、軸端に設けた歯車G1が図
示を省略された複写機本体の駆動歯車と噛合うことによ
り回転駆動される。 円筒スリーブ3B1の内側には磁石3B2が現像ドラム２に
固定されて設けてある。従って、該磁石3B2の磁力によ
り円筒スリーブ3B1の外周には磁気ブラシ3B3（第２図参
照）が形成される。この磁気ブラシ3B3は磁石3B2に対す
る円筒スリーブ3B1の相対的回転により矢印14方向に移
動され、やがて感光体ドラム８に接触して静電潜像をポ
ジ像に可視化する。 ここで、円筒スリーブ3B1及び感光体ドラム８には同
極性のバイアス電圧が印加されている。このバイアス電
圧は、現像ドラム２の側端に設けた金属片15（第５図参
照）により与えられる。この現像バイアスは地汚れの防
止と画像濃度調整のために印加されるものであり、潜像
極性がマイナスで正規像の場合、０〜−500Vが印加され
る。 なお、本例では、円筒スリーブ3B1の外径は20mmのも
のが用いられ、磁石3B2としては円筒スリーブ上での表
面磁力が約800ガウスとなるように設定されている。こ
れにより、磁気ブラシ3B3の高さとして0.3〜5mm、好ま
しくは0.7〜2mmとすることができる。 次に、円筒スリーブ3B1の上方には、現像を終えた後
の磁気ブラシ3B3から残留トナーを回収する回収ローラ4
Bが現像ドラム２に軸支されている。この回収ローラ4B
は上記磁気ブラシ3B3と接するように設けられると共
に、所定のバイアス電圧が印加されている。このバイア
ス電圧は磁気ブラシ3B3上に残留するトナーを回収する
ためのものであり、現像ポテンシャルと同じレベル、例
えていえば、回収ローラ4Bを潜像担持体と仮定したとき
に、全面現像し得るレベルになせばよい。具体的には例
えば潜像電位が−800Vで現像バイアスが−200Vのとき
は、バイアス電圧は−600V程度とする。 又、トナーの回収に際しては必ずしも現像に関与する
部分のトナーの全てを回収する必要はなく、その最低条
件は、現像によって生じた磁気ブラシ3B3上のトナー濃
度分布差を無くし得る程度、例えば、黒部、ハーフトー
ン部、地肌部でトナー消費に差が出た分を均等にならす
ことができればよい。第２図に示す如く、回収ローラ4B
の周囲には基端部を現像ドラムに固定されたブレード6B
の自由端が接触している。 このブレード6Bの働きにより、回収ローラ4B上のトナ
ーは掻落とされて仕切板S3を底部とするトナーホッパー
に戻される。 次に、円筒スリーブ3B1の下方には、該円筒スリーブ
に上記トナーホッパーのトナーを供給する供給ローラ7B
が第２図に示す如くその外周を磁気ブラシ3B3に接触す
るようにして設けてある。この供給ローラ7Bは図におい
てその右半分分が上記トナーホッパー内のトナーに埋も
れる如く設定されている。供給ローラ7Bの軸端にはプー
リ15が設けてあり、円筒スリーブ3B1駆動用の歯車G1と
一体のプーリ16との間に掛け回されたベルト（図示され
ず）により矢印19方向に駆動される。又、回収ローラ4B
は上記プーリ15,16と共通に掛け回されたベルトにより
矢印17方向に回転駆動される。これにより、トナーホッ
パーに貯えられたブラックトナーTBが磁気ブラシ3B3へ
向けて送られることになる。ここで、供給ローラ7Bには
磁気ブラシ3B3の穂の高さを均一に規制するブレード8B
の自由端が圧接されていて、これにより、供給ローラ7B
上にブラックトナーTBが均一薄層状に被着されると共
に、該トナーの摩擦帯電が行なわれる。 供給ローラ7Bには又、所定のバイアス電圧が印加され
ており、このバイアス電圧によってトナーが磁気ブラシ
3B3へ良好に転移されることになる。 このバイアス電圧は前記回収ローラ4Bによるトナーの
回収の場合と逆に、帯電トナーと同極性で約０〜600Vに
設定される。 以上の一連の動作・機能により、感光体ドラム２上の
静電潜像26はブラックトナーTBで可視像28にされること
になる。 他の色のトナー、つまりシアントナーTC、マゼンタト
ナーTM、イエロートナーTYで現像する場合は、モータＭ
を駆動することにより、現像ドラム２を所定量ずつ間欠
的に矢印20方向に回動させ、各現像室を順次感光体ドラ
ム８と対向する現像プロセス位置におき、現像する。そ
の際の回動量の制御は、モータＭがパルスモータでない
場合は第５図に示す如く、軸12に設けたロータリーエン
コーダ22とホトカプラー24との組合せを利用する。 従って、このような現像が行なわれるための前提とし
て、他の現像室1C,1M,1Yについても上記現像室1B内にお
ける構造と全く同様の構造になっている。そこで、上記
他の各現像室についてその構成部材を示す符号は、第２
図中、現像室1Bについての各符号中の数字は変えずに文
字ＢをC,M,Yにそれぞれおき代えた符号を以て表現し、
説明は省略する。 而して、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各
色トナーにより現像すればフルーカラー複写像を得るこ
とができるし、又、各現像室について選択的に所望の色
のトナーを入れておけばマルチカラー複写像を得ること
ができる。 ここで、カラー現像は、一般にべた面積の大きい像に
適用されるので、各色のトナーの消費量も大きい。従っ
て、各現像室の株を以て構成されるトナーホッパーだけ
の容量ではすぐにトナーが不足してくる。 そこで、以下に各現像室へのトナー補給手段について
説明する。 各色の補給用トナーを収容している補給ドラム６は、
第５図に示されるようにケース４の外側にて、軸12と同
軸、且つ一体的に止めねじ30,32により回り止めされ
て、片持ち状に支持されて設けられている。 補給ドラム６の半径方向断面は第３図に示す如くなっ
ていて、現像ドラム２と同等若しくはやや大径に形成さ
れている。 この補給ドラム６も、その内側は半径方向に放射状に
延びた仕切板SS1,SS2,SS3,SS4により円周方向上等分に
４つのトナー室に仕切られている。各トナー室を時計回
りに、順に符号34C,34M,34Y,34Bで示す。 上記各現像室は軸方向にもある程度の長さを有する空
間により形成されている。そして、トナー室34Cにはシ
アントナーTC、トナー室34MにはマゼンタトナーTM、ト
ナー室34YにはイエロートナーTY、トナー室34Bにはブラ
ックトナーTBがそれぞれ収容されている。 各トナー室の構成は共通であるので以下、トナー室34
Cに着目して説明する。トナー室34Cに対するトナーの補
給は、ゴムキャップ35Cを外して行なう。トナー室34B内
には攪拌用のアジテータ36Cが設けられている。 トナー室34Cはその断面形状が略Ｌ字状に折曲してい
て、軸12寄りの基底部にスクリューコンベヤ40Cの一端
側が設けられている。 このスクリューコンベヤ40Cは該トナー室34Cより軸12
と平行に現像室1Cまで延出していてその軸部はケース４
を貫通し、軸端に第５図に示す如く歯車G2が固定されて
いる。 ここで、スクリューコンベヤ40Cは、第５図に示す如
く、補給ドラム６の右側壁から現像ドラム２の右側壁に
かけて円筒形のコンベヤケース42Cで囲まれている。こ
のコンベヤケース42Cはその長手方向であって、円筒ス
リーブ3C1に対向する領域間について軸方向に長いスリ
ット44Cがトナー落下開口として形成されている。 一方、複写機本体の側板46,48には軸50が枢支されて
おり、この軸端に設けた歯車G3が噛合わされている。こ
の歯車G3は、プーリ52、電磁クラッチ54、歯車G4、歯車
G5の順に伝えられる動力により適宜回転駆動される。上
記において、電磁クラッチ54は、複写機本体の側板70に
取付けられている。 従って、スクリューコンベヤ40Cが回転すると、トナ
ー室34C内のシアントナーTCはコンベヤケース42C中を現
像室1Cに向けて搬送され、やがてスリット44Cにさしか
かると、そこから現像室1C中に落下補給される。なお、
スクリューコンベヤ40Cの右方軸端部は巻き方向が逆に
してあり、トナーがコンベヤケース端に集中することを
回避している。 このように、スクリューコンベヤ40Cが回転駆動され
る時期は、トナー室34Cについては、第３図に示す如く
スクリューコンベヤ40C上にシアントナーTCが堆積され
たときであり、現像室1Cについてはスリット44Cが下方
を向いているときである。 すなわち、トナー室34Cと現像室1Cとの位置関係は、
概略的にいえば、トナー室34Cがスクリューコンベヤ40C
を下にした回動位置にあるときに現像室1Cはスクリュー
コンベヤ40を上にした回動位置にあるという関係とな
る。これは、トナー室におけるスクリューコンベヤがト
ナー中にあるときに、現像室では重力を利用してトナー
が落下されるようにするためである。 このような回動位置を実現するのは、例えば円筒スリ
ーブ3B1が感光体ドラム８と対向したときである。従っ
て、ブラックトナーTBによる現像が行なわれているとき
に現像室1Cに対してシアントナーTCの補給が行なわれ
る。 トナー室34B,34M,34Yと現像室1B,1M,1Y間にもそれぞ
れスクリューコンベヤ40C,40B,40M,40Y及びコンベヤケ
ース42C,42B,42M,42Yが設けられていて、上記に準じた
トナー室と現像室の位置関係になるとトナーの補給が実
行される。 その場合の各スクリューコンベヤの駆動は、定位置に
設けられた歯車G3に対して、各スクリューコンベヤの軸
端に設けられた歯車が順次噛合うことにより行なわれ
る。例えば第５図の例はシアントナーTCの補給に係り歯
車G3に歯車G2が噛合っているが、ブラックトナーTBの補
給を行なう際にはスクリューコンベヤ40Bの軸端に設け
た歯車G4が歯車G3と噛合うこととなる。 補給されるトナー量はスクリューコンベヤの回転量で
定まる前回の静電潜像の現像に消費された量に見合う程
の量に対応する回転量が電磁クラッチ54で設定される。 このようにして、補給ドラム６及び現像ドラム２は順
次90°ずつ回動し、各カラートナーによる現像及びトナ
ー補給が実行される。 １コピーサイクルにおける現像ドラム、補給ドラムの
駆動時期と、現像手段としての円筒スリーブ及びスクリ
ューコンベヤの各駆動時期の対応関係を示した第４図に
おいて明らかなように、現像中に、該現像中の現像室に
隣接する現像室のトナー補給が行なわれ、その現像が終
ると現像ドラム、補給ドラムの回転が行なわれる。 補給ドラム６に対応する各トナーの補給は、例えばゴ
ムキャップ35Bが上にある位置で補充すればよい。 以上の如く、本例は補給ドラム６を各色のトナー毎に
独立のトナー室で仕切り、各トナー室を各々専用のトナ
ー搬送手段たるスクリューコンベヤで連結したので、混
色やトナー飛散を生ずることなく、各現像室にトナーを
補給することができる。 （効果） 本発明によれば現像ドラム端部に現像ドラムの径より
大径で、現像ドラムの回転に連動して回転するトナー補
給用の補給ドラムを設け、この補給ドラムの内側を上記
現像ドラムの上記現像室とそれぞれ対応する複数のトナ
ー室に仕切り、これら各トナー室から上記各現像室へト
ナーを搬送するトナー搬送手段を設けたので、補給ドラ
ム内のトナーについても、回転によりほぐされ、このほ
ぐされたトナーが確実に現像室に補給されるので、混色
やトナー飛散を生ずることなくトナー補給を行なうこと
ができ、好都合である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る回転型多色現像装置の概観斜視
図、第２図は同上図のＸ−Ｘ矢視断面図、第３図は第１
図のＹ−Ｙ断面図、第４図はトナーの補給時期を説明し
たタイミングチャート、第５図は第２図のＺ−Ｚ矢視断
面図である。 ２……現像ドラム、６……補給ドラム、1B,1C,1M,1Y…
…現像室、34B,34C,34M,34Y……トナー室、40B,40C,40
M,40Y……スクリューコンベヤ、42B,42C,42M,42Y……コ
ンベヤケース。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．潜像担持体に近接して回転自在に設けられた現像ド
   ラムの内側が、半径方向に複数に仕切られて複数の現像
   室が形成されていて、これらの各現像室には現像口及び
   現像手段が設けてある回転型多色現像装置において、 上記現像ドラム端部に上記現像ドラムの径より大径で、
   上記現像ドラムの回転に連動して回転するトナー補給用
   の補給ドラムを設け、 この補給ドラムの内側を上記現像ドラムの上記現像室と
   それぞれ対応する複数のトナー室に仕切り、 これら各トナー室から上記各現像室へトナーを搬送する
   トナー搬送手段を設けたことを特徴とする回転型多色現
   像装置におけるトナー補給装置。