JP3406719B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンターなどの画像形成装置に係り、詳しくは回
動軸の周りに粉体現像剤を収容した複数の現像器が配置
され、該複数の現像器のうち任意の現像器を、該回動軸
を中心に潜像担持体に対向した現像位置に回動させて現
像を行なうものであって、該複数の現像器のうち少なく
とも一つの現像器を、現像装置本体に対し着脱、交換可
能とした現像装置を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、色分解光像を潜像担持体に露光
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フルカラ
ー画像形成装置や、異なる色で再現すべき画像を別々に
潜像担持体上に露光し、形成された各潜像を各々異なる
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。これらの画像形成装置では、複数色の現像を
行うために複数の現像器を必要とするが、各現像器を各
々別個独立に構成して潜像担持体の周辺に並設すると装
置が大型化してしまうという欠点があった。

【０００３】そこで、従来より、潜像担持体に近接する
ように回転体を対設するとともに、この回転体に複数の
現像器を所定の位置に支持させ、各現像器を潜像担持体
に対向する現像位置に順次回動搬送することにより、潜
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
一成分あるいは二成分の現像剤を用いた回転型現像装置
が開発、実用化されている。

【０００４】そして、この種の回転型現像装置において
は、トナーや現像剤の補充、交換、現像器等のメンテナ
ンスや点検、更には寿命に達した現像器の交換等のた
め、現像装置あるいは現像器を、画像形成装置本体に対
し着脱可能としたものも提案されている。例えば、特公
平４−２３７８２号公報、実公平４−３８３６２号公
報、特開昭６３−７８１７０号公報、特開平４−２９１
６６号公報等には、複数の現像器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。また例え
ば、特開昭６０−２０８７７９号公報、特開昭６０−２
１４３７７号公報、特開昭６１−７３１６３号公報、特
開昭６１−１０３１７５号公報等には、支持体に装着し
た複数の現像器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。

【０００５】ところで、通常の一般文書は黒色が主体で
あり、他の色の使用量は黒色に比べて少ない。よって、
複数の現像器のうち、黒色の現像器の使用頻度がかなり
多くなり、黒色の現像器と他の色の現像器の間で、現像
剤や現像ローラ等機能部品の劣化程度あるいはトナーの
消費量に差が出る。また、他の色の現像器間でも、ある
程度の使用頻度の差が現れる。

【０００６】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、複数の同一形状の現像器が回転体円周上に配設され
たもので、トナーの補充、補給機構が設けられていない
現像装置では、複数の現像器のうち一色のトナーエンド
が発生した時点で現像装置全体を交換する必要がある。
このため、他の色のトナーが充分に残っていたり、現像
装置自体がまだ充分に機能するにも関わらず現像装置を
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。

【０００７】これに対し、実公平４−３８３６２号公報
記載の回転型現像装置は、使用頻度の高い黒色の現像剤
貯蔵量を他の色の現像剤貯蔵量よりも多くしたことで、
上記の装置に比べて無駄が少なくなり、ランニングコス
ト上昇も抑えられている。しかし、装置の使用状況には
ばらつきがあり、トナーエンド時に現像装置全体を交換
するため、まだ無駄な部分が多かった。また、この無駄
な部分は、地球環境保護の観点から、様々な材質から成
る現像装置をそのまま使い捨てにすることなく、回収、
解体、リサイクルするための環境、体制、設備等のコス
トアップにもつながり、実質的な装置コストやランニン
グコストの上昇を招くことになる。

【０００８】上記特開昭６３−７８１７０号公報等記載
の現像装置は、複数の同一形状の現像器が回転体円周上
に一体的に配設されたもので、各色のトナーエンドによ
り消費されたトナーを補給するものである。この現像装
置においては、現像装置自体の信頼性が充分に高く、画
像形成装置本体の寿命（信頼性）に見合ったものであれ
ば、現像装置に対しトナーの補給のみを行えば良いこと
になるが、実際には、現像器や各部品の清掃、点検、調
整、修理、交換、更に、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。

【０００９】また、上記特開昭６３−７８１７０号公報
等記載の現像装置は、回転型現像装置を担持した状態で
画像形成装置本体にスライド可能なスライダを設け、ス
ライダを引き出した状態で現像装置の保守作業を行なっ
たり、現像装置を交換するもので、作業性は向上する。
しかし、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、現像装置交換時には、やはり装置全体
を交換することになるので、上記公知例と同様に無駄が
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。

【００１０】上記複数の現像器を一体として着脱する現
像装置に対し、特開昭６０−２０８７７９号公報、特開
昭６０−２１４３７７号公報、特開昭６１−７３１６３
号公報、特開昭６１−１０３１７５号公報等に記載され
た回転型現像装置は、支持体に装着した複数の現像器を
別個に着脱するようにしたものである。これらの現像装
置は、例えば特開昭６０−２０８７７９号公報及び特開
昭６１−１０３１７５号公報に記載されるように、所定
の現像器着脱、交換位置にて着脱し、必要に応じて交換
するもので、保守作業（メンテナンス）や交換の際に
は、保守作業、交換の必要な現像器のみを画像形成装置
から着脱することができる。

【００１１】しかし、これらの現像装置では、各現像器
を単独で扱うにもかかわらず現像器の着脱動作が複雑で
あったり、各現像器あるいは各現像器内に設けられた現
像剤担持体（現像ローラ）を所定の位置に位置決めする
のが困難であり、場合によっては、各々の現像器の固定
に微調整を必要としていた。例えば、特開昭６０−２１
４３７７号公報記載の現像装置のように現像剤担持体両
端に潜像担持体との位置関係を保つ位置決めコロを用い
る方法が知られているが、コロに異物や現像剤が付着し
て両者の位置関係が変化し、画像欠陥をもたらすおそれ
がある。

【００１２】また、上記特開昭６０−２０８７７９号公
報、特開昭６０−２１４３７７号公報、特開昭６１−７
３１６３号公報、特開昭６１−１０３１７５公報などに
記載された回転型現像装置は、いずれも支持体に装着し
た複数の現像器を画像形成装置本体手前側方向、すなわ
ち潜像担持体の軸と平行な方向に現像器の着脱を行って
いる。しかし、例えばこれらの現像装置では、画像形成
装置外側で必要な作業スペースが確保されている装置本
体への用紙の補給方向や用紙排紙方向と、現像器の着脱
方向とが異なるため、上記用紙補給等のための作業スペ
ースとは異なる位置に現像器の着脱のための作業スペー
スを広く取る必要があり、更に、装置本体への用紙の補
給方向や用紙排紙方向に装置内部のメンテナンス等のた
めの開閉カバーが設けられている場合には、該開閉カバ
ーとは別に、例えば画像形成装置本体側板に、現像器を
取り出すための専用の開閉扉が必要となってくる。ま
た、現像器を着脱する際に潜像担持体表面での傷などの
発生を防止する機構や工夫が必要となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
現像装置並びに現像器の保守、交換などの作業性を向上
させるとともに、ランニングコストの低減が可能な画像
形成装置を提供するために、複数の現像器のうち使用頻
度の高い特定の現像器のみを、現像装置本体に対して着
脱、交換可能としたものを提案している（特願平６−２
３９６０７号参照）。特に、同出願（特願平６−２３９
６０７号）の実施例で示しているように、現像器を、該
現像装置の回動軸に垂直な面内で該回動軸に対して離接
する方向に着脱する場合には、画像形成装置本体への用
紙の補給方向や用紙の排出方向と、現像器の着脱方向が
同じような方向にすることができるので、用紙補給など
のための作業スペースと、現像器の着脱作業のための作
業スペースとを共用にすることができる。更に、上記用
紙の補給方向や用紙の排出方向に装置内部の潜像担持体
の交換等のメンテナンス等のための開閉カバーを設けて
いるため、この開閉カバーの位置とは異なる画像形成装
置本体側板に現像器を取り出すための専用の開閉扉を設
ける必要がなく、例えば潜像担持体の交換と同様な操作
で現像器の交換ができる。また、現像器を着脱する際に
潜像担持体の表面に傷などを発生させることがない。

【００１４】ところが、上記現像器を、該現像装置の回
動軸に垂直な面内で該回動軸に対して離接する方向に着
脱するように構成した画像形成装置においては、画像形
成動作に伴って現像装置が回動すると、各現像器の重心
と現像装置の回動軸中心とを結ぶ線の直線方向に遠心力
が作用し、現像器が現像装置本体から離脱し、脱落する
おそれがある。

【００１５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、現像装置の回動時に各現像器に働
く遠心力で各現像器が脱落するのを防止することができ
る現像装置を備えた画像形成装置を提供することであ
る。

【００１６】

【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、回動軸の周りに９０°の角度で
４等分に分割された各領域それぞれに、粉体現像剤を収
容した４つの現像器が配置され、該４つの現像器のうち
任意の現像器を、該回動軸を中心に潜像担持体に対向し
た現像位置に回動させて現像を行なうものであって、該
４つの現像器のうち少なくとも一つの現像器を、現像装
置の回転軸に垂直な面内で該回転軸に対して離接する方
向に現像器を着脱可能とした現像装置を備えた画像形成
装置において、該現像装置本体に対する現像器の着脱方
向を、該現像装置の回動軸に垂直な面内で該回動軸中心
と該現像器に回動自在に設けられた現像剤担持体の回動
中心とを結ぶ直線方向に対して４５°以上傾いた方向に
し、該現像器の画像形成装置外への取り出し方向を画像
形成装置から上方に向かう方向に設定し、且つ該潜像担
持体上の画像が転写される転写紙の排出位置を画像形成
装置の上面に設定したことを特徴とするものである。

【００１７】

【００１８】

【００１９】特に、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記現像装置の回動軸を含む軸体
と、該現像装置に装着された現像器の隣同士を仕切るよ
うに該軸体から延びた仕切部材とを有し、該現像器を着
脱可能に支持する現像器支持体を設け、該現像器に対面
する２つの仕切部材のうち一方の仕切部材の面に沿っ
て、該現像器を移動させて着脱することを特徴とするも
のである。

【００２０】特に、請求項３の発明は、請求項２の画像
形成装置において、上記現像装置の回動軸方向における
上記仕切部材の両端部に、上記現像器を着脱方向にガイ
ドするガイド部と、該現像器を離脱方向に対して固定す
るストッパー部材とを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】特に、請求項４の発明は、請求項３の画像
形成装置において、上記ストッパー部材を、上記現像器
が装着方向に加圧された状態で位置決めされて固定され
るように構成したことを特徴とするものである。

【００２２】特に、請求項５の発明は、請求項２の画像
形成装置において、上記装着された現像器に対面する２
つの仕切部材のうち、該現像器の着脱方向に沿った面を
有する仕切部材とは異なる仕切部材の面によって、該現
像器の装着時の位置決めを行うことを特徴とするもので
ある。

【００２３】特に、請求項６の発明は、請求項５の画像
形成装置において、上記現像器の装着時の位置決めを行
う仕切部材の面と、該現像器に回動自在に設けられた現
像剤担持体の回動軸を含み且つ該仕切部材の面と垂直に
交差する面との交線上に沿って、該仕切部材に該現像器
の位置決め用の係合部を設け、該現像器に該係合部と係
合する被係合部を設けたことを特徴とするものである。

【００２４】

【００２５】

【作用】 現像装置の重心を実際に確認することは難しい
が、通常は、現像器の現像剤担持体が金属のローラ部や
軸体から構成され比較的大きな重量を有するため、現像
装置の回動軸に垂直な面内で該回動軸中心と該現像器の
現像剤担持体の回動中心とを結ぶ直線方向は、実際の現
像装置の重心に作用する遠心力の方向に近くなる。そこ
で、請求項１の発明においては、現像装置本体に対する
現像器の着脱方向を、現像装置の回動軸に垂直な面内で
該回動軸中心と該現像器に回動自在に設けられた現像剤
担持体の回動中心とを結ぶ直線方向とは異なる方向にな
るため、画像形成動作に伴って現像装置を回動する際
に、現像器の重心と現像装置の回動軸中心とを結ぶ直線
方向に遠心力が作用しても、現像装置から現像器が離脱
しにくくなる。特に、請求項１の発明においては、現像
装置本体に対する現像器の着脱方向を、現像装置の回動
軸に垂直な面内で該回動軸中心と該現像器に回動自在に
設けられた現像剤担持体の回動中心とを結ぶ直線方向に
対して４５°以上傾いた方向にしたことにより、画像形
成動作に伴って現像装置を回動する際に、現像器の重心
と現像装置の回動軸中心とを結ぶ直線方向に遠心力が作
用しても、より確実に現像装置から現像器が離脱しにく
くなる。

【００２６】

【００２７】

【００２８】特に、請求項２の発明においては、現像器
を着脱可能に支持する現像器支持体が、現像装置の回動
軸を含む軸体と、現像装置に装着された現像器の隣同士
を仕切るように該軸体から延びた仕切部材とを有してい
る。そして、この現像器に対面する２つの仕切部材のう
ち一方の仕切部材の面に沿って現像器を移動させて着脱
することにより、容易且つ確実に、現像装置の回動軸に
垂直な面内で該回動軸中心と該現像器に回動自在に設け
られた現像剤担持体の回動中心とを結ぶ直線方向とは異
なる方向から、現像器を着脱できるようになる。

【００２９】特に、請求項３の発明においては、現像器
の着脱の際は、現像装置の回動軸方向における仕切部材
の両端部に設けたガイド部材により、現像器が着脱方向
にガイドされる。更に、該仕切部材の両端部に設けたス
トッパー部材により、遠心力が作用する方向とは異なる
方向である離脱方向に対し現像器が固定される。

【００３０】特に、請求項４の発明においては、上記ス
トッパー部材で現像器を装着方向に加圧された状態で位
置決め、固定することにより、上記現像器支持体に対
し、現像器がガタを持つことなく固定される。

【００３１】特に、請求項５の発明においては、現像装
置に装着された現像器に対面する２つの仕切部材のう
ち、現像器の着脱方向に沿った面を有する仕切部材とは
異なる仕切部材の面によって現像器の装着時の位置決め
を行うことにより、現像器が精度良く位置決めされる。

【００３２】特に、請求項６の発明においては、現像器
の装着の際に、現像器の装着時の位置決めを行う仕切部
材の面と、現像器に回動自在に設けられた現像剤担持体
の回動軸を含み且つ仕切部材の面と垂直に交差する面と
の交線上に沿って、仕切部材の係合部及び現像器の被係
合部を係合させて現像器の位置決めを行うことにより、
画像形成時に最も位置精度が要求される現像剤担持体の
位置が精度良く位置決めされる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置であるフルカラ
ープリンタに適用した一実施例について説明する。ま
ず、図１を用いて、本実施例に係るフルカラープリンタ
の概略構成について説明する。潜像担持体としての感光
体ベルト１は帯電ローラ２により一様に帯電された後、
レーザ光学装置３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る。
形成された静電潜像は、後述の回転型現像装置４により
各々所定のイエロー、マゼンタ、シアン及び黒トナーで
現像され、感光体ベルト１上に各色画像が形成される。

【００３４】図中矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１
上に形成された各色画像は、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５上に、イエ
ロー、マゼンタ、シアン及び黒の単色毎に順次重ね転写
される。中間転写ベルト５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８から給
紙ローラ９、レジストローラ１０を経て転写部へ搬送さ
れた転写紙１１上に転写ローラ６により一括転写され
る。転写終了後、転写紙１１は定着装置７により定着さ
れてフルカラー画像が完成する。

【００３５】次に、図２〜図４を用いて、本実施例のフ
ルカラープリンターに用いた回転型現像装置４について
説明する。図２は同回転型現像装置４の内部構成を示す
正面図である。感光体ベルト１の近傍に回転型現像装置
（リボルバー型現像装置又はロータリー型現像装置とも
いう。以下、単に「現像装置」という。）４が配置され
ている。この現像装置４においては、回転中心Ｏを含み
且つ回転中心Ｏを中心に回転自在に設けられた現像器支
持体２０が、図示を省略した駆動機構により矢印Ｃ方向
に回転される。また、この現像器支持体２０は、現像装
置４を４分割するような形状をなし、後述の構成により
各色現像器２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを着脱自在に支持してい
る。なお、図２は、現像器２１Ｋが現像位置にある状態
を示している。

【００３６】

【００３７】

【００３８】各現像器２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、現像剤
担持体としての円筒状の現像ローラ２２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ
が設けられている。この各現像ローラ２２Ｙ、Ｍ、Ｃ、
Ｋは、ケーシング２３に設けられた開口部２３ａ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
して図中矢印Ｃ方向に回転し、対応する静電潜像を現像
する。各現像器２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、非磁性一成分現
像剤を用いた現像器であり、それぞれイエロー、マゼン
タ、シアン及び黒トナーが収納され、回転中心Ｏを中心
に選択的に現像位置に回動して、順次感光体ベルト１上
に形成された静電潜像を現像し、上述のように各現像像
を中間転写ベルト５及び転写紙１１上に重ね合わせるこ
とにより、フルカラー画像を形成する。

【００３９】図３（ａ）は黒色用の現像器２１Ｋを感光
体ベルト１とともに示した正面図である。以下、各色用
の現像器２１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは同一構成及び同一動作を
とるので、黒色の現像器２１Ｋについてのみ説明する。
図３（ａ）において、現像器２１Ｋは感光体ベルト１の
下方に配置され、現像器２１Ｋの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。現像位置で現像器２１Ｋの上
方部に形成される開口部２３ａには、感光体ベルト１に
対向するように現像ローラ２２Ｋが感光体ベルト１と所
定の周速比をもって感光体ベルト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２２Ｋの下
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２４Ｋが、現像ローラ２２Ｋ
と摺擦し、かつその摺擦部において現像ローラ２２Ｋに
対し所定の周速比をもって同方向に回転するように設け
られている。現像ローラ２２Ｋの移動方向における供給
ローラ２４Ｋよりも下流側で、上記開口２３ａ近傍に
は、ウレタンゴム等の弾性体からなるブレード２５Ｋ
が、その一端部近傍が現像ローラ２２Ｋに接するように
設けられる。

【００４０】また、図３（ｂ）の現像器２１Ｋの側方断
面図及び図４の斜視図に示すように、現像装置２２Ｋの
手前側にはトナー収容部４０Ｋが設けられている。第１
の現像剤搬送手段としての第１トナー搬送スクリュウ２
６Ｋは、トナー収容部４０Ｋから現像装置４の他方側板
まで現像ローラ２２Ｋ及び供給ローラ２４Ｋと並行に配
設され、図３（ｂ）の右側から左側（図３（ａ）の手前
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２２Ｋ及び供給ローラ２４Ｋと連動し、所定の周速
比をもって回転される。ケーシング２３Ｋはその一部が
供給ローラ２４Ｋに接するように配設されており、現像
ローラ２２Ｋ、供給ローラ２４Ｋ及びケーシング２３Ｋ
により、第１トナー搬送部材２６Ｋを取り巻くトナー搬
送スペース２７Ｋが形成される。

【００４１】そして、第１トナー搬送スクリュウ２６Ｋ
は、所定の方向に回転することにより、トナー収容部４
０Ｋから上記トナー搬送スペース２７Ｋ内にトナーを搬
送し、供給ローラ２４Ｋ上にトナーを供給する。供給ロ
ーラ２４Ｋ上に供給されたトナーは、供給ローラ２４Ｋ
により現像ローラ２２Ｋ表面に帯電されながら供給さ
れ、現像ローラ２２Ｋ表面に担持される。現像ローラ２
２Ｋ表面に担持されたトナーは、ブレード２５Ｋ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
の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。

【００４２】なお、図３（ａ）中の導電性繊維等からな
る除電ブラシ２８Ｋは、現像ローラ２２Ｋに軸方向全幅
にわたって当接し、現像ローラ２２Ｋとの間に所定の電
圧差を設けることで、感光体ベルト１上の静電潜像に対
する現像ローラ２２Ｋ上のトナーの消費差による履歴、
及びこれに起因する残像の発生を防止している。

【００４３】ところで、上記現像工程で使用されなかっ
たトナーは、第１トナー搬送スクリュウ２６Ｋによりト
ナー収容部４０Ｋと逆側の現像器端部に搬送される。現
像ローラ２２Ｋ及び供給ローラ２４Ｋの軸方向有効径部
外側には、トナー循環部２９Ｋが設けられている。第１
トナー搬送スクリュウ２６Ｋでトナー循環部２９Ｋまで
搬送されたトナーは、重力により現像器２１Ｋの下部に
落下する。

【００４４】現像器２１Ｋの下部には、第２の現像剤搬
送部材としての第２トナー搬送スクリュウ３０Ｋが現像
ローラ２２Ｋ、供給ローラ２４Ｋ及び第１トナー搬送ス
クリュウ２６Ｋと並行に配設され、第１トナー搬送スク
リュウ２６Ｋ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４０Ｋに搬送する。第１トナー搬送スクリュウ２
６Ｋ及び第２トナー搬送スクリュウ３０Ｋの搬送量を適
切に設定することで、現像器２１Ｋ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２４
Ｋ上に供給でき、レイアウト自由度が大きく、感光体に
対する断面占有率の小さな小型現像装置を提供できる。

【００４５】なお、図４中のトナーカートリッジ４１Ｋ
は、トナー収容部４０Ｋに着脱自在に装着され、現像装
置４の新規装着時及びトナーエンド時に装着あるいは交
換され、常にトナー収容部４０Ｋ内に必要量のトナーが
収容される。

【００４６】次に、現像器２１を着脱するための構成及
びその着脱操作について説明する。画像形成動作時以外
の時、即ち作像動作前及び動作後には、現像装置４は図
５（ａ）及び（ｂ）に示すようなホームポジションに待
機、停止している。本実施例では、黒現像器２１Ｋの現
像ローラ２２Ｋと、シアン現像器２１Ｃの現像ローラ２
２Ｃの略中間地点で、両ローラ２２Ｋ，２２Ｃが感光体
ベルト１に接触しない位置をホームポジションとしてい
る。この位置は、通常一番使用頻度の高い黒現像器２１
Ｋが、画像形成時に現像装置４の図中矢印Ｃ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
きる位置である。また、非動作時に感光体ベルト１と現
像ローラ２２の不必要な接触による感光体ベルト１、現
像ローラ２２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もある。

【００４７】前述のように、通常の出力画像の大半は白
黒の画像であり、カラー画像との比率は８：２あるいは
９：１であると言われている。従って、黒現像器２１Ｋ
は他のカラー現像器２１Ｙ，Ｍ，Ｃの何倍もの動作を強
いられることになる。数千枚の画像を出力すると、トナ
ーカートリッジ４１Ｋ内のトナーは空となり、図示を省
略した光センサや磁気センサ等の従来から知られている
トナーエンドセンサによりトナーエンドが検知される。
通常、トナーエンドを迎えた場合、図６に示すようにト
ナーカートリッジ４１Ｋのみを矢印Ｄ方向に着脱して交
換することになる。図６では黒色のトナーカートリッジ
４１Ｋの着脱、交換を示したが、他の色の場合も同様で
ある。

【００４８】現像器２１の信頼性が充分高く、プリンタ
ー本体の信頼性に見合ったもので、且つ、特別な異常が
無ければ、上述のトナーカートリッジ４１交換だけを行
うことになるが、現像器２１の使用状況により現像器２
１の保守作業（メンテナンス）や交換が必要になる。特
に、上述のように、黒現像器２１Ｋは使用頻度が高いた
め、保守、交換作業が他の色の現像器より頻繁に必要と
なる。また、他の色の現像器２１Ｙ，Ｍ，Ｃにおいても
使用状況が多少異なってくるため、保守、交換の間隔が
異なってくる。このようにいずれかの現像器に保守、交
換が必要になっても、他の色の現像器は異常のない場合
が大半である。従って、特定の現像器のみ保守、交換が
必要な際に、他の現像器を同時に着脱したり、交換した
りせざるを得ない構造では、作業性が悪い。また、充分
に使用できる現像器までも交換することになり、無駄が
多く、現像器コストや、交換費用、ランニングコストが
多く掛かることになる。更に、地球環境の保護やリサイ
クルの観点から、交換した現像器は回収されるのが一般
的になりつつあり、回収性、分解性、リサイクル性にも
問題がでている。

【００４９】そこで、本実施例では、使用頻度の違う複
数の現像器のうち、例えば保守、交換が必要になった現
像器のみを現像装置４及びプリンター本体に対し、着
脱、交換可能にすることにより、保守、交換と言った作
業を容易に行えるようにし、更に、コストの低減や、リ
サイクル性の向上を図っている。例えば、黒現像器２１
Ｋに保守、交換が必要となった場合、本実施例では、図
７に示すように、プリンター本体５０の上カバー５１を
開放し、感光体ユニット５２を上方に取り外す。次に、
図８に示すように黒現像器２１Ｋのみを現像装置４及び
プリンター５０から、矢印Ｄ方向に離脱させて取り外
す。なお、図９に示すように、予めトナーカートリッジ
４１Ｋを取り外した状態での作業も可能である。黒現像
器のみを着脱、交換するので、作業性が高く、交換時の
無駄も小さく押さえられる。

【００５０】次に、図１０〜図１２を用いて、黒現像器
２１Ｋの着脱、位置決め機構の構成例について説明す
る。図１０（ａ）は、４色の現像器２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ
を着脱自在に支持する現像器支持体２０の斜視図であ
る。この現像器支持体２０は、現像装置４の回転軸Ｏを
中心に含む軸体２０１と、現像装置４に装着された現像
器２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの隣同士を仕切るように軸体２０
１から延びた４つの仕切部材２０２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとを
有している。この仕切部材２０２によって現像装置４が
４等分され、その分割された各領域に各現像器２１Ｙ、
Ｍ、Ｃ、Ｋが着脱自在に支持される。また、現像装置４
の回転軸方向における仕切部材２０２の両端には、現像
器２１を着脱方向にガイドする凸状のガイド部２０２ａ
が形成されている。

【００５１】図１０（ｂ）及び（ｃ）の現像器２１の左
右側面図に示すように、現像器２１の長手両側板３１，
３２の下部には、前述の現像器支持体２０の仕切部材２
０２に形成された凸状のガイド部２０２ａに対応した凸
状部３１ａ，３２ａ及び溝３１ｂ，３２ｂが形成されて
いる。プリンター本体５０及び現像器支持体２０に対
し、例えば黒色用の現像器２１Ｋを装着する際には、現
像器２１Ｋに対面する２つのうち一方の仕切部材２０２
Ｋに設けられたガイド部２０２ａと、現像器側板３１
Ｋ，３２Ｋの下部に形成された凸状部３１ａ，３２ａ及
び溝３１ｂ，３２ｂとを係合させ、仕切部材２０２Ｋの
一方の面２０２ｂに沿って現像器２１Ｋを押し込む。こ
れにより、容易且つ確実に現像器２１Ｋを所定の装着位
置に導くことができる。

【００５２】また、現像装置２１に対面する２つの仕切
部材２０２のうち、現像器２１の着脱方向に沿った面２
０２ｂが対面する仕切部材２０２とは異なる仕切部材２
０２の面２０２ｃ、例えば現像器２１が黒色の現像器２
１Ｋの場合は仕切部材２０２Ｙの現像器２１Ｋに対面す
る面２０２ｂの両端部には、位置決め用の係合部である
ピン状の突起２０２ｄが形成されている。これに対し、
図１０（ｃ）に示すように現像器２１の現像器側板３
１，３２の背面には、円形状及び長穴状ボス部３１ｃ，
３２ｃが設けられている。現像器２１の装着時には、突
起２０２ｄとボス部３１ｃ，３２ｃが係合し、現像器２
１における装着方向と垂直な方向の位置決めがなされる
と共に、仕切部材２０２の一方の面２０２ｃと現像器２
１の背面の突き合わせにより現像器２１の装着方向の位
置決めがなされる。

【００５３】なお、図１１（ａ）に示すように上記現像
器の突き合わせ用の仕切部材２０２の面２０２ｃと、現
像ローラ２２の回動軸を含み且つ該仕切部材の面２０２
ｃと垂直に交差する面との交線上に沿って、上記突起２
０２ｄ及びボス３１ａ、３２ａを整列的に設けること
で、画像形成時に最も位置精度が要求される現像ローラ
２２の位置が、高精度で決定、管理され易くなる。

【００５４】ところで、画像形成動作に伴って現像装置
４が回転すると、各現像器２１には現像器２１の断面重
心と回転軸Ｏとを結ぶ線方向（図１１（ｂ）中の矢印Ｅ
方向）に遠心力が作用し、現像器２１は現像器支持体２
０から離脱しようとする。通常は、回転型現像装置４の
最外周部に取り付けられ、且つ金属のローラ部や軸部を
持つ現像ローラ２３と、回転軸Ｏ中心とを結ぶ直線方向
は、上記重心に働く遠心力方向に近くなっている。

【００５５】そこで、本実施例では、図１１（ｂ）に示
すように現像器着脱方向（図１１（ｂ）中の矢印Ｄ方
向）と、回転軸Ｏ中心と現像器２１の断面重心とを結ぶ
直線方向（遠心力が作用するＥ方向と略同じ方向）との
間の角度θを約６０゜としている。上述のように現像器
支持体２０と現像器２１は、現像器支持体２０の仕切部
材２０２に設けられたガイド部２０２ａと、現像器側板
３１，３２に設けられた凸状部３１ａ，３２ａ及び溝３
１ｂ，３２ｂとを係合させ、仕切部材２０２の一方の面
２０２ｂに沿った方向のみに移動可能であるので、遠心
力の影響による現像器２１の離脱、脱落を防止できる。
なお、現像器２１を現像装置４の回転軸Ｏから半径方向
に着脱する場合、現像器２１の着脱方向と、現像器２１
の断面重心と現像装置４の回転軸Ｏ中心とを結ぶ直線方
向との間の角度θは大きく取ることが望ましく、実際に
は現像器２１の着脱方向と、現像ローラ２３の回動軸と
現像装置４の回転軸Ｏとを結ぶ直線方向と間の角度を４
５゜以上とするのが望ましい。

【００５６】また、図１２（ａ）に示すように、現像器
支持部材２０の仕切部材２０２の両端部のガイド部２０
２ａ近傍には、ストッパー部材２０３が板バネ２０４に
より図中矢印Ｆ方向に加圧された状態で配設されてい
る。ガイド部２０２ａと現像器側板３２に設けられた凸
状部３２ａが係合した状態で、図１２（ｂ）中の矢印Ｇ
方向に押し込まれると、凸状部３２ａのテーパ部３２ｄ
によりストッパー部材２０３が矢印Ｈ方向に、バネ２０
４の押圧力に抗して移動する。更に現像器２１が押し込
まれると、やがて凸状部３２ａの一部に形成された係止
部３２ｅが、ストッパー部材２０３の先端２０３ａに係
合する。このときには、前述のように仕切部材２０２の
一方の面２０２ｃと現像器２１の背面の突き合わせによ
り現像器２１の装着方向の位置決めがなされる。

【００５７】そして、図１２（ｃ）に示すように、係止
部３２ｅとストッパー部材２０３の先端２０３ａの位置
を僅かにずらすことにより、バネ２０４の押圧力により
図中矢印Ｉ方向に現像器２１が押圧された状態で位置決
めされることになる。これにより、現像器支持体２０に
対し、現像器２１がガタを持つ事無く容易に、且つ精度
良く固定される。また、前述のように遠心力による現像
器２１の離脱方向の力は充分に弱いものであるので、バ
ネ２０４の押圧力は大きく取る必要がなく、現像器２１
を現像器支持体２０から離脱する際には、バネ２０４の
押圧力に僅かに抗する力で現像器２１を引くことで容易
に現像器２１を取り外すことができる。

【００５８】また、現像器支持部材２０の仕切部材２０
２のもう一方の端部のガイド部２０２ａ近傍にも、図１
２と同様にストッパー部材２０３が配設され、もう一方
の現像器側板３１の凸状部３１ａにも、図１２と同様に
テーパ部３２ｄ及び係止部３２ｅが形成されている。

【００５９】なお、上記実施例では、イエロー、マゼン
タ、シアン、黒の４色を用いたフルカラーのプリンター
について説明したが、黒と、赤や青、その他の色を用い
た、いわゆるマルチカラー画像形成装置にも応用でき
る。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、現像装置本体
に対する現像器の着脱方向を、現像装置の回動軸に垂直
な面内で該回動軸中心と該現像器の重心とを結ぶ直線方
向とは異なる方向にしたことにより、画像形成動作に伴
って現像装置を回動する際に、現像器の重心と現像装置
の回動軸中心とを結ぶ直線方向に遠心力が作用しても、
現像装置から現像器が離脱しにくくなるので、現像器の
脱落を未然に防止できるという効果がある。

【００６１】また、現像器の画像形成装置外への取り出
し方向を画像形成装置から上方に向かう方向に設定し、
且つ潜像担持体上の画像が転写される転写紙の排出位置
を画像形成装置の上面に設定しているため、排出された
用紙の取り扱いなどのための作業スペースと、現像器の
着脱作業のための作業スペースとを共用にすることがで
き、画像形成装置周りのスペースを広く取る必要がない
という効果がある。更に、上記用紙の補給方向や用紙の
排出方向に装置内部の潜像担持体の交換等のメンテナン
ス等のための開閉カバーを設けた場合には、この開閉カ
バーの位置とは異なる画像形成装置本体側板に現像器を
取り出すための専用の開閉扉を設ける必要がなく、例え
ば潜像担持体の交換と同様な操作で現像器の交換ができ
るという効果がある。また、現像器を着脱する際に潜像
担持体の表面に傷などを発生させることがないという効
果がある。

【００６２】特に、請求項１の発明によれば、現像装置
本体に対する現像器の着脱方向を、現像装置の回動軸に
垂直な面内で該回動軸中心と金属のローラ部や軸体から
構成され比較的大きな重量を有する現像剤担持体の比較
的確認しやすい回動中心とを結ぶ直線方向とは異なる方
向にしたことにより、実際に確認しにくい現像器の重心
位置を知ることなく、現像器の着脱方向を設定できると
いう効果がある。

【００６３】また特に、請求項１の発明によれば、現像
装置本体に対する現像器の着脱方向を、現像装置の回動
軸に垂直な面内で該回動軸中心と該現像器に回動自在に
設けられた現像剤担持体の回動中心とを結ぶ直線方向に
対して４５°以上傾いた方向にしたことにより、画像形
成動作に伴って現像装置を回動する際に、現像器の重心
と現像装置の回動軸中心とを結ぶ直線方向に遠心力が作
用しても、より確実に現像装置から現像器が離脱して脱
落しないようになるという効果がある。

【００６４】また特に、請求項２の発明によれば、現像
器に対面する２つの仕切部材のうち一方の仕切部材の面
に沿って現像器を移動させて着脱することにより、容易
且つ確実に、現像装置の回動軸に垂直な面内で該回動軸
中心と該現像器に回動自在に設けられた現像剤担持体の
回動中心とを結ぶ直線方向とは異なる方向から、現像器
を所定の装着位置に導いて装着できるようになるという
効果がある。

【００６５】また特に、請求項３の発明によれば、現像
器の着脱の際は、現像装置の回転軸方向における仕切部
材の両端部に設けたガイド部材により、現像器を着脱方
向にガイドすることにより、現像器を所定の装着位置に
導いて装着できるとともに、該仕切部材の両端部に設け
たストッパー部材により、離脱方向に対して現像器が固
定されるので、現像器の脱落を更に防止できるという効
果がある。更に、現像器の着脱方向を該ガイド部材のガ
イド方向の一方向にすることができるので、遠心力の影
響を更に受けにくくすることができるという効果があ
る。更に、上記ストッパー部材により遠心力の作用する
方向とは異なる方向に固定するため、極めて小さな力で
現像器を確実に固定できるという効果がある。

【００６６】また特に、請求項４の発明によれば、上記
ストッパー部材で現像器を装着方向に加圧された状態で
位置決め、固定することにより、上記支持体に対し、現
像器をガタを持つことなく固定することができるので、
現像器の着脱方向の位置決めを容易に且つ精度良く行う
ことができるという効果がある。

【００６７】また特に、請求項５の発明によれば、現像
装置に装着された現像器に対面する２つの仕切部材のう
ち、現像器の着脱方向に沿った面を有する仕切部材とは
異なる仕切部材の面によって現像器の装着時の位置決め
を行うことにより、現像器を更に精度良く位置決めでき
るという効果がある。

【００６８】また特に、請求項６の発明によれば、現像
器の装着の際に、現像器の装着時の位置決めを行う仕切
部材の面と、現像器に回動自在に設けられた現像剤担持
体の回動軸を含み且つ仕切部材の面と垂直に交差する面
との交線上に沿って、仕切部材の係合部及び現像器の被
係合部を係合させて現像器の位置決めを行うことによ
り、画像形成時に最も位置精度が要求される現像剤担持
体の位置を精度良く位置決めできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るフルカラープリンターの概略構
成を示す正面図。

【図２】同プリンターにおける回転型現像装置の概略断
面図。

【図３】（ａ）は同現像装置における現像器の概略断面
図。（ｂ）は同現像器の縦断面図。

【図４】同現像装置の概略斜視図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は同現像装置のホームポジシ
ョンの説明図。

【図６】同現像装置におけるトナーカートリッジの着脱
に関する説明図。

【図７】同プリンターにおける感光体ユニットの着脱に
関する説明図。

【図８】同プリンターにおける黒現像器及びトナーカー
トリッジの着脱に関する説明図。

【図９】同プリンターにおける黒現像器の着脱に関する
説明図。

【図１０】（ａ）は同現像装置の現像器支持体の斜視
図。（ｂ）は同現像装置に装着する現像器の右側面図。
（ｃ）は同現像器の左側面図。

【図１１】（ａ）は同黒現像器の着脱方向の説明図。
（ｂ）は同黒現像器の着脱方向と遠心力が作用する方向
の説明図。

【図１２】（ａ）乃至（ｃ）は同現像器の固定機構の説
明図。

【符号の説明】

４ 現像装置 ２０ 現像器支持体 ２１ 現像器 ２２ 現像ローラ ３１，３２ 現像器側板 ３１ａ，３２ａ 凸状部 ３１ｂ，３２ｂ 溝 ３１ｃ，３２ｃ ボス部 ３１ｄ，３２ｄ テーパ部 ３１ｅ，３２ｅ 係止部 ４０ トナー収容部 ４１ トナーカートリッジ ５０ プリンター本体 ５１ プリンターの上カバー ２０１ 軸体 ２０２ 仕切部材 ２０２ａ ガイド部 ２０２ｂ 仕切部材の現像器着脱方向に沿った面 ２０２ｃ 仕切部材の現像器に突き合わせる面 ２０２ｄ 突起 ２０３ ストッパー部材 ２０４ バネ

フロントページの続き (72)発明者 上野 祐一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 藤城 宇貢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 小林 千矢子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平４−318875（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−119369（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−114242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回動軸の周りに９０°の角度で４等分に分
   割された各領域それぞれに、粉体現像剤を収容した４つ
   の現像器が配置され、該４つの現像器のうち任意の現像
   器を、該回動軸を中心に潜像担持体に対向した現像位置
   に回動させて現像を行なうものであって、該４つの現像
   器のうち少なくとも一つの現像器を、現像装置の回転軸
   に垂直な面内で該回転軸に対して離接する方向に現像器
   を着脱可能とした現像装置を備えた画像形成装置におい
   て、 該現像装置本体に対する現像器の着脱方向を、該現像装
   置の回動軸に垂直な面内で該回動軸中心と該現像器に回
   動自在に設けられた現像剤担持体の回動中心とを結ぶ直
   線方向に対して４５°以上傾いた方向にし、 該現像器の画像形成装置外への取り出し方向を画像形成
   装置から上方に向かう方向に設定し、且つ該潜像担持体
   上の画像が転写される転写紙の排出位置を画像形成装置
   の上面に設定したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】上記現像装置の回動軸を含む軸体と、該現
   像装置に装着された現像器の隣同士を仕切るように該軸
   体から延びた仕切部材とを有し、該現像器を着脱可能に
   支持する現像器支持体を設け、 該現像器に対面する２つの仕切部材のうち一方の仕切部
   材の面に沿って、該現像器を移動させて着脱する ことを
   特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】上記現像装置の回動軸方向における上記仕
   切部材の両端部に、上記現像器を着脱方向にガイドする
   ガイド部と、該現像器を離脱方向に対して固定するスト
   ッパー部材とを設けたことを特徴とする請求項２の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】上記ストッパー部材を、上記現像器が装着
   方向に加圧された状態で位置決めされて固定されるよう
   に構成したことを特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. 【請求項５】上記装着された現像器に対面する２つの仕
   切部材のうち、該現像器の着脱方向 に沿った面を有する
   仕切部材とは異なる仕切部材の面によって、該現像器の
   装着時の位置決めを行うことを特徴とする請求項２の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】上記現像器の装着時の位置決めを行う仕切
   部材の面と、該現像器に回動自在に設けられた現像剤担
   持体の回動軸を含み且つ該仕切部材の面と垂直に交差す
   る面との交線上に沿って、該仕切部材に該現像器の位置
   決め用の係合部を設け、該現像器に該係合部と係合する
   被係合部を設けたことを特徴とする請求項５の画像形成
   装置。