JP2988950B2

JP2988950B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2988950B2
Application number: JP2026159A
Authority: JP
Inventors: 良文竹原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH03231265A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カラー電子写真複写機、コンピュータのプ
リンター、ファクシミリの出力部のような電子写真式或
は静電記録式の種々の画像形成装置に関するものであ
り、特に斯る画像形成装置において潜像を顕像化するた
めに使用される現像装置にトナーを補給するためのトナ
ー補給装置に特徴を有する。

従来の技術カラー電子写真複写機などにおいては、未だ解決又は
改良されるべき問題が種々あるが、その中の１つには、
像担持体、即ち、感光ドラム上に形成された各色対応の
静電潜像をトナーを用いて顕像化する現像装置におい
て、トナーを如何なる手段で各色別の現像ユニットに補
給するかという問題がある。

従来、カラー電子写真複写機用の現像装置として種々
の手段が提案されているが、大別すると２つの形態に分
けられる。その一つは、感光ドラムの周辺に沿って各色
別のトナーを収容した複数の現像ユニットを並列配置し
た構成のものである。この形態の現像装置では、感光ド
ラムの周辺に沿って現像ユニットを並列配置するため
に、現像装置のために必要な円周長を感光ドラムに与え
なければならないから、必然的に感光ドラムの大型化が
さけられない。これは電子写真複写機等の小型化の目標
に反することになる。又、感光ドラム上への各色の潜像
形成位置は一定であるが、各色の現像位置は、各現像ユ
ニットの位置となり、従って、各色の潜像が現像される
までの時間が相違し、潜像の時間減衰の影響が現像に及
ぶから、これを補正する必要がある。このような補正は
技術的に簡単ではなく、制御系を大幅に複雑化する。

現像装置の他の形態は、本発明が対象とするところの
ものであって、潜像担持体、即ち、感光ドラムに隣接し
て搬送手段、例えば往復移動台を設け、この移動台上に
複数の現像ユニットを配置した往復移動式現像装置であ
る。

このような往復移動式現像装置においては、所望する
色の現像ユニットのみを感光ドラム上の潜像に対向させ
て現像を行なわせるものであるから、感光ドラムの小型
化、延いてはカラー電子写真複写機などの機器の小型化
の上で有利であり、又、各色の潜像から現像までの時間
が一定（１つの現像位置で現像）であるから、潜像の時
間減衰の補正を必要としない点で基本的に優れている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、磁性粉であるキャリアとトナーとから
なる２成分現像剤を使用してマグネットブラシ法により
現像する現像装置などでは、各現像ユニット内のトナー
が所定濃度以下になった時、上記現像ユニットに対して
トナーを補給する必要がある。このため、各現像ユニッ
トに、トナーとキャリアを収容する現像室と、補給用ト
ナーを収容するトナー室とを分けて設けることがなされ
ている。しかし、補給用トナー量を配慮して、相当大き
なトナー室を構成すると、当然、各現像ユニット、延い
ては現像装置全体の大型化を免れ得ない。従って、搬送
手段は、上記現像ユニットを現像位置へ、又現像位置か
ら移動する時、大きな慣性モーメントを受けることにな
る。このため、搬送手段を大型化しなければならないだ
けでなく、上記現像ユニットの移動を高速化するのが難
しくなる。

このため、上記トナー室をできるだけ小型化し、トナ
ー室へは、カートリッジ方式のトナー補給器を用いて、
随時、補給する方式も採用されているが、大量枚数の複
写が要求される場合などには、現像装置を頻繁に停止
し、又、トナー補給位置へ各現像ユニットを移動してト
ナー補給器によるトナー補給を行なわなければならな
い。これはオペレータにとって極めて面倒なことであ
り、全体として複写速度を著しく低減する原因となる。

又、現像ユニットに対してトナー補給器を着脱する構
造のために、密閉度が低く、搬送手段の動作、停止の時
の振動、衝撃等でトナー又は現像剤が現像ユニットから
機器内へ飛散し、周囲を汚損し、或は各現像ユニット内
の現像剤の混色をもたらす等の問題がある。

この問題を解決するために、移動する現像装置と分離
して各色トナーを収容したトナー収納部（ホッパ）を備
えたトナー補給装置が提案されている。このようなトナ
ー補給装置を有することにより現像装置は小型化、小重
量化が可能となり、大容量のトナーの収納及び補給が可
能となる。

しかしながら、このようなトナー補給装置において
は、トナー補給装置から現像装置へのトナー受渡し部が
トナー補給位置以外では切り離されるために、トナー補
給装置のトナー補給口にシャッタ機構を設け、トナー補
給口からのトナーの漏れ及び飛散を防止することも提案
されているが、十分に満足し得るものではない。又、シ
ャッタ機構自体、密封性をもたせるために、更には、よ
り信頼性を上げるためにその構成が極めて複雑となり、
製造コストが大となるといった問題があった。

従って、本発明の目的は、複数の現像ユニットを略直
線状に配列した現像装置を搬送手段で現像ユニットの配
列方向に往復運動させる画像形成装置において、現像ユ
ニットを小さくし、延いては現像装置全体を小型化し且
つ大容量のトナーを保持することができ大量枚数の画像
形成を連続的に可能とするトナー補給装置を備えた画像
形成装置を提供することである。

又、本発明の他の目的は、複数の現像ユニットを略直
線状に配列した現像装置を搬送手段で現像ユニットの配
列方向に往復運動させる画像形成装置において、現像ユ
ニットの、延いては現像装置全体の小型化、軽量化を図
り、慣性力を小さくして現像装置の移動の高速制御を容
易とし、更には従来必要とされたトナー補給装置のシャ
ッタ機構を不要とし、安価で信頼性の高いトナー補給を
行ない、それによってトナー補給に起因したトナー飛散
を防止し、高品質の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。

課題を解決するための手段上記諸目的は本発明に係る画像形成装置にて達成され
る。要約すれば本発明は、潜像が形成される像担持体
と、トナー受け口を有する複数の現像ユニットを略直線
状に並んで有する現像装置と、この現像装置を現像ユニ
ットの配列方向に往復運動させる搬送手段と、を有し、
選択された現像ユニットが像担持体と対向するように現
像装置を移動させて現像を行う画像形成装置において、実質的に固定された各現像ユニットに対応したトナー
排出口を有するトナー補給手段と、現像装置と共に移動
し現像装置の移動方向に沿って設けられたトナー受け口
と一致した位置に開口を有するトナーガイド部材と、を
有し、トナーガイド部材によりトナー排出口から落下し
たトナーを受けるように構成したことを特徴とする画像
形成装置である。

実施例次に、本発明に係る画像形成装置の一実施例を図面に
基づいて具体的に説明する。

第４図は、本発明の画像形成装置をフルカラー複写画
像を形成するための電子写真複写機に具現化した実施例
を示す。

本実施例において、静電潜像を担持する像担持体とし
ての感光ドラム１は、矢印方向に回転自在に担持されて
いる。感光ドラム１の周囲にはコロナ帯電器２、露光光
学器３、現像装置４、転写系５及びクリーニング装置６
などが配置される。

又、機器の上部には、原稿読取り系７が配設されてお
り、原稿走査部7a、色分解フィルタを具備する光電素子
7bを有していて、上記光電素子7bの信号に従って、上記
光学器３は色分解静電潜像を感光ドラム１上に形成す
る。

更に、現像装置４は、例えばイエロートナーを用いる
イエロー現像ユニット4Y、マゼンタトナーを用いるマゼ
ンタ現像ユニット4M、シアントナーを用いるシアン現像
ユニット4C、ブラックトナーを用いるブラック現像ユニ
ット4BKの４つの現像ユニットを具備している。そし
て、これら現像ユニット4Y、4M、4C、4BKは、搬送手段
の移動台100の上に配設され、搬送手段の駆動で、矢印
方向に移動され、所要の現像ユニットが上記感光ドラム
１に対向した現像位置（第４図では現像ユニット4Yの位
置）へと移送され、該現像位置で現像作動をなす。

一方、上記転写系５は、グリッパ5aを有する転写ドラ
ム5bを具備し、又、その内側に転写用放電器5cを配設し
たもので、上記転写ドラム5bに支持した転写材を、感光
ドラム１のトナー現像とは逆極性に帯電させ、その転写
位置において、感光ドラム１からトナー像を転写材に転
写するのである。これは各トナー別に順次、繰返され
て、転写材にフルカラー画像は形成される。上記転写材
はカセット８或いは手差し部９から供給されるのであ
り、転写が終了した段階で、分離手段10により転写ドラ
ム5bから分離され、定着部11へ搬送されて、定着された
後、トレイ12上に収納される。

上記現像ユニット搬送手段は、移動台100にギヤ・ラ
ック101を設け、これをモータ（例えばステッピングモ
ータ）Ｍのピニオンに噛合させ、上記モータＭを駆動す
ることで上記移動台100を動作し、所要の現像ユニット
を現像位置へと移送する。各現像ユニットは、その現像
位置では昇降手段（図示せず）によって、感光ドラム１
の表面に接近させられ、現像作動状態となる。

尚、所要の現像ユニットが現像位置に到達する間の他
の現像ユニットは移動台100から上昇されないので、感
光ドラム１の下を離間した状態で通過される。このた
め、現像位置での現像作動は行なわれない。

第５図には、上記現像ユニット4Y、4M、4C及び4BKの
配置と、これに対する各トナーの収納部（ホッパ）の配
置との関係が示されている。

トナー補給装置200は、各現像ユニットに補給すべき
色トナーを収容したイエロートナーホッパ201Y、マゼン
タトナーホッパ201M、シアントナーホッパ201C及びブラ
ックトナーホッパ201BKを、上記現像ユニットと同じ順
序で、感光ドラム１の一端側に設けた支持枠202に固定
してある。上記支持枠202は装置本体に対して実質的に
固定される。

第１図を参照すると理解されるように、上記トナー補
給装置200は、各ホッパ201から現像ユニット４へとトナ
ーを搬送する、トナー排出口301（301Y、301M、301C、3
01BK）を有したスクリューなどにより構成されるトナー
搬送手段300（300Y、300M、300C、300BK）が用意され、
又、各現像ユニット４にはトナー受け口400（400Y、400
M、400C、400BK）が設けられている。

前述したように、本実施例では、現像ユニット４が感
光ドラム１と対向した現像位置に到達すると昇降手段
（図示せず）により感光ドラム１方向へと押し上げられ
る。第１図及び第２図では現像ユニット4Yが現像位置に
あり、感光ドラム１方向へと押し上げられた状態が示さ
れる。

又、本実施例によれば、各現像ユニットは現像位置に
配置されると、該現像ユニットの、第１図では現像ユニ
ット4Yのトナー受け口400Yがトナー補給装置200のイエ
ロートナー用トナー搬送手段300Yのトナー排出口301Yに
一致するように構成される。即ち、本実施例では現像位
置がトナー補給位置となっている。

他の現像ユニット4M、4C、4BKも現像位置に達したと
きには各現像ユニットのトナー受け口400M、400C、400B
Kがそれぞれトナー搬送手段300M、300C、300BKのトナー
排出口301M、301C、301BKに一致するように構成され
る。本実施例にて、トナー搬送手段300Y、300M、300C、
300BKのトナー排出口301Y、301M、301C、301BKは、第１
図に図示されるように、現像ユニットの軸線方向に整列
し、且つ互いに異なる位置に位置している。

次に、第１図及び第２図を参照して、本発明に従って
構成されるトナー補給装置を説明する。

本発明によれば、現像ユニットのトナー受け口400Y、
400M、400C、400BKとトナー搬送手段300のトナー排出口
301Y、301M、301C、301BKとの間に位置して、両者を連
通するトナーガイド部材350が配設される。このガイド
部材350は、上記現像ユニット4Y〜4BKと同期して移動す
るように搬送手段100に固定されている。

更に説明すると、該ガイド部材350は、搬送手段100に
固定されたトレイ状のガイド函体350aと、該ガイド函体
350aの上面を閉鎖し実質ホッパー200側に固定された蓋
体351とを有する。又、ガイド函体350aには、ガイド部
材150の移動方向に沿って各色トナーの領域を仕切る隔
壁353が複数設けられ、各ガイド領域352Y、352M、352
C、352BKを画成している。これらガイド領域352Y〜352B
Kには、各現像ユニット4Y〜4BKの各トナー受け口400Y〜
400BKに対応して管状の連通口355Y、355M、355C、355BK
が設けられており、該連通口355Y〜355BKには、摺動自
在にトナー受け口400Y〜400BKが挿入してある。

一方、蓋体351は搬送手段100の上方で固定的に配置さ
れており、該蓋体351を貫通して先述のトナー排出口301
Y〜301BKが突出し、ガイド函体350aの各ガイド領域352Y
〜352BKに臨んでいる。

なお、ガイド函体350aと蓋体351との密封状態を確保
するために、ガイド函体350aの前後端上縁にはゴム板又
はPETシートなどのシール材356が取付けてあり、また、
ガイド函体350aの左右両側上縁及び隔壁353の上縁には
ゴム板又はPETシートなどのシール材356a（第３図を参
照せよ）が取付けてある。

このような構成にて、画像形成作動を行う度に、つま
り、現像作動の都度、移動台100により選択された現像
ユニットが現像位置の直下にもたらされ、感光ドラム１
の方へと持ち上げられる。この時、該当現像ユニットに
対応するトナー受け口400がガイド部材350の各ガイド領
域の連通口355を介してトナー排出口301に対向する。従
って、このタイミングにてホッパ201よりトナー搬送手
段300を介してトナー排出口301へとトナーを送り、当該
現像ユニット内に補給することができる。

本発明によれば、斯るトナー補給時に、トナー排出口
301からガイド函体350a内に漏れたトナーはそれぞれの
ガイド領域352内に保持され、他のガイド領域へと漏れ
ることはなく、そのために他の現像ユニットに混色され
ることはなく、また、外部を汚損することもない。

なお、第１図及び第２図では、イエロー現像がなされ
る段階の各現像ユニットの位置が示されており、現像ユ
ニット4Yが昇降手段（図示せず）にて上昇され、連通口
355Yでトナー受け口400Yが摺動し、上昇されている。

又、第６図及び第７図に図示するように、各ガイド領
域352Y〜352BK内でのトナーの飛散を可及的に小さくす
る意味で、飛散防止板371をそれぞれの排出口301Y〜301
BKの前後に配設してもよい。この飛散防止板371は、同
時に、各ガイド領域352Y〜352BK内に漏れたトナー372
を、移動台100による移動の際、掻き寄せて連通口355Y
〜355BKを介してトナー受け口400Y〜400BK内へ落とし込
む働きもできる。従って、飛散防止板371とガイド函体3
50aの内底面との間にはわずかな隙間が設けられる。

第８図〜第10図には本発明の他の実施例が示され、本
実施例では、ガイド函体350aの下側に、各現像ユニット
4Y〜4BKのトナー受け口355近傍を閉空間とするダクト38
3が設けられる。該ダクト383の開口部390には静電フィ
ルターなどのフィルター389が配設され、該フィルター
に近接して、ダクト383内の空気を外方へと矢印391方向
に吸引するフアン382が設けられる。

又、各ガイド領域352Y〜352BKには、ダクト383に連通
する開口381（381Y、381M、381C、381BK）が、連通口35
5Y〜355BKの近傍に位置して設けられている。

このような構成により、ホッパ201Y〜201BKから搬送
手段300Y〜300BKを介してトナー排出口301Y〜301BKへと
トナーを供給した時、各ガイド領域352Y〜352BKに飛散
したトナーは開口381Y〜381BKを通ってダクト383へ導か
れ、フィルタ389にて回収される。

本実施例によると、前記シール材356に対する負荷が
減り、該シール材356は極めて簡単なものとすることが
できるか、或は不要となり、漏洩トナーの機外への飛散
を有効に防止することができる。

又、上記各実施例は、任意に組み合わせた構成にて実
施することもでき、より有効な効果を得ることができ
る。

発明の効果以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、
複数の現像ユニットを略直線状に配列した現像装置を搬
送手段で現像ユニットの配列方向に往復運動させる画像
形成装置において、現像ユニットのトナー補給位置にお
いて現像ユニットのトナー受け口とホッパのトナー排出
口とをトナーガイド部材を介して一致させる構成とした
ために、トナー補給時及び現像ユニット移動時に他の現
像ユニットへのトナーの飛散を防止し、混色を回避する
ことができ、又、小型の現像ユニットを使用した場合で
あっても、大容量の連続した画像形成作動を長時間継続
して行うことができ、更に、現像ユニットとトナー補給
装置との間のトナー搬送手段は両者間において分離され
ており、そのために、高速の現像ユニット移動を実施す
る際にも安価で且つ機構の信頼性を上げることができ、
これによって高速のカラー画像形成装置を実現すること
が可能となった。又、本発明によれば、現像ユニット
の、延いては現像装置全体の小型化、軽量化を図り、慣
性力を小さくして現像装置の移動の高速制御を容易と
し、更には従来必要とされたトナー補給装置のシャッタ
機構を不要とし、安価で信頼性の高いトナー補給を実現
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成されるトナー補給装置の
一実施例の平面図である。第２図は、第１図の装置の部分断面正面図である。第３図は、第１図の線III−IIIに取った断面図である。第４図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
構成図である。第５図は、トナー補給装置の斜視図である。第６図は、本発明に従って構成されるトナー補給装置の
他の実施例の平面図である。第７図は、第６図の装置の部分断面正面図である。第８図は、本発明に従って構成されるトナー補給装置の
更に他の実施例の平面図である。第９図は、第８図の装置の部分断面正面図である。第10図は、第８図の線Ｘ−Ｘに取った断面図である。 1:像担持体 4:現像装置 100:移動台 200:ホッパ 300:トナー搬送手段 301:トナー排出口 350:ガイド部材 352:ガイド領域 400:トナー受け口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像が形成される像担持体と、トナー受け
口を有する複数の現像ユニットを略直線状に並んで有す
る現像装置と、この現像装置を現像ユニットの配列方向
に往復運動させる搬送手段と、を有し、選択された現像
ユニットが像担持体と対向するように現像装置を移動さ
せて現像を行う画像形成装置において、実質的に固定され各現像ユニットに対応したトナー排出
口を有するトナー補給手段と、現像装置と共に移動し現
像装置の移動方向に沿って設けられトナー受け口と一致
した位置に開口を有するトナーガイド部材と、を有し、
トナーガイド部材によりトナー排出口から落下したトナ
ーを受けるように構成したことを特徴とする画像形成装
置。