JP3493758B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3493758B2 JP27256294A JP27256294A JP3493758B2 JP 3493758 B2 JP3493758 B2 JP 3493758B2 JP 27256294 A JP27256294 A JP 27256294A JP 27256294 A JP27256294 A JP 27256294A JP 3493758 B2 JP3493758 B2 JP 3493758B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像を形成する
カラー画像形成装置に備えられた現像装置に関する。 【0002】 【従来の技術】電子写真法を用いてカラー画像を形成す
るカラー画像形成装置が広く知られている。このカラー
画像形成装置は、それぞれに異なる色のトナーが収容さ
れた複数の現像機を備えた現像装置を有しており、各現
像機には、それぞれに収容されたトナーを像担持体の潜
像に供給する現像部材が備えられている。 【0003】カラー画像形成装置における複数の現像機
の配置としては、特開平3−214174号公報に示さ
れるように、像担持体の外周面に沿って順に配置され像
担持体に接離自在になるように互いに平行に移動する半
固定タイプの配置や、特開平4−296877号公報に
示されるように、円周方向の中心に対し90°ずつ離れ
た位置に配列された4つの現像機がこの円周方向に順次
90°ずつ公転して像担持体の潜像にトナーを順次に供
給するように配置された公転タイプの配置が知られてい
る。複数の現像機それぞれに収容されるトナーとして
は、イエロー、マゼンタ、シアンの三色のトナーが用い
られる場合もあるが、多くの画像形成装置では、他に黒
色のトナーも用いられている。この理由は、画質を向上
させるためと、白黒及びカラー兼用の画像形成装置とし
て使用するためである。 【0004】白黒及びカラー兼用の画像形成装置におい
ては、通常、黒色トナーの消費量が他の色の現像剤の消
費量に比べ多く、このため黒色トナーが収容される現像
機では他の現像機よりもトナーを収容する容量を大きく
する必要があると考えられる。この場合、複数の現像機
の配置は、上述した特開平3−214174号公報に示
される半固定タイプの配置にすると、通常、黒色トナー
が収容された現像機の現像部材として用いられる磁気ブ
ラシ(または現像ローラ)が他の現像機の磁気ブラシ
(または現像ローラ)から離れた配置になるように設計
される。 【0005】このことは、上述した特開平4−2968
77号公報に示される公転タイプの配置においても同様
である。図5を参照して説明すると、イエロー,マゼン
タ,シアンの各色のトナーがそれぞれ収容された現像機
10Y,10M,10Cの磁気ブラシ12Y,12M,
12Cは、一般的に考えると、各現像機10Y,10
M,10Cの中央部に配置され、このため、磁気ブラシ
12Y,12M,12Cは互いに等間隔に配置されるこ
ととなる。一方、黒色トナーが収容された現像機10K
の磁気ブラシ12Kも同様に現像機10Kの中央部に配
置されると、他の磁気ブラシ12Y,12M,12Cか
ら離れた位置に配置されるように設計されることとな
る。尚、図5では現像機10Yが像担持体14に最近接
した状態を示している。 【0006】ところで、像担持体の外周面のうち特定の
領域は、潜像が形成されない非画像領域になっているこ
とが知られている。カラー画像形成装置において、プロ
セス速度(像担持体の回転速度)を変えずに出力の生産
性を上げる(例えば複写1枚に要する時間を短くする)
方法の一つとして、非画像領域の面積を狭くして、この
非画像領域が現像機に最近接した状態で像担持体が回転
する空転距離(インターイメージ)を短くする方法が考
えられる。上述した半固定タイプ配置の現像機では、像
担持体に対して各現像機が接離する接離時間がインター
イメージを短縮する上でのネックとなっており、黒トナ
ーを収容した現像機の磁気ブラシと他の磁気ブラシとの
間隔が長くなってもインターイメージの短縮に影響しな
い。一方、公転タイプ配置の現像機では、黒トナーを収
容した現像機の磁気ブラシと他の色の磁気ブラシとの間
隔が他の磁気ブラシ同士の間隔よりも広いと、現像機を
公転させて磁気ブラシを像担持体に最近接させる際の公
転距離がその広い分長くなり、現像機が公転中は潜像の
現像ができないため長いインターイメージが必要となっ
て出力の生産性が低下する、すなわち、例えば複写1枚
に要する時間が長くなる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、黒トナーを収容する現像機のトナー容量を、他の
色のトナーを収容する現像機のトナー容量よりも大きく
し、かつ、出力の生産性を向上できる現像装置を提供す
ることを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の現像装置は、像担持体に潜像を形成しこの潜
像をトナーを用いて現像し現像像を転写材に転写する画
像形成装置における、それぞれに異なる色のトナーが収
容される、円周方向に配列されこの円周方向に公転する
複数の現像機ハウジングと、この複数の現像機ハウジン
グそれぞれに収容されたトナーを上記潜像に供給する、
上記複数の現像機ハウジングそれぞれに対応して1つず
つ設けられた複数の現像部材とを備え、上記像担持体に
近接して配置された現像装置において、上記複数の現像
機ハウジングの1つである黒トナーを収容する現像機ハ
ウジングが他の現像機ハウジングと比べトナー収容量が
大きい現像機ハウジングであり、上記複数の現像部材
が、上記円周方向に沿って、上記現像機ハウジングの公
転中心に対する、隣接する現像部材同士のなす角度が9
0°未満であって、かつ、互いに実質的に等間隔の各位
置に設けられてなることを特徴とするものである。 【0009】 【作用】本発明によれば、複数の現像部材が、円周方向
に沿って、現像機ハウジングの公転中心に対する隣接す
る現像部材同士のなす角度が90°未満であって、か
つ、互いに実質的に等間隔の各位置に設けられているた
め、現像機を公転させて現像部材を像担持体に最近接さ
せる際の公転距離が等しく、かつ、現像部材同士のなす
角度が90°以上のものに比べ短い。この結果、黒トナ
ーを収容する現像機のトナー容量を多くしても、インタ
ーイメージが長くならず、フルカラー画像を出力するた
めの時間を短縮できる。 【0010】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の現像装置の一
実施例を比較例とともに説明する。図1は、本発明の現
像装置の一実施例を示す模式図、図2は、比較例の現像
装置を示す模式図である。 【0011】実施例の現像装置20には、イエロー,マ
ゼンタ,シアン,黒の各色のトナーがそれぞれ収容され
た現像機20Y,20M,20C,20Kが円周方向に
配列されており、現像機20Kのトナー収容量は他の現
像機20Y,20M,20Cのトナー収容量の約3倍で
ある。各現像機20Y,20M,20C,20Kには、
像担持体14に形成された潜像にトナーを供給する磁気
ブラシ22Y,22M,22C,22K(本発明にいう
現像部材の一例)が備えられている。各現像機20Y,
20M,20C,20Kの公転中心20aに対して、隣
り合う磁気ブラシ同士(例えば磁気ブラシ22Mと磁気
ブラシ22C)のなす角度δ0 は90°未満であり、か
つ、各磁気ブラシ22Y,22M,22C,22Kは互
いに等間隔の位置に設けられている。 【0012】一方、比較例の現像装置30にも、イエロ
ー,マゼンタ,シアン,黒の各色のトナーがそれぞれ収
容された現像機30Y,30M,30C,30Kが円周
方向に配列されており、現像機30Kのトナー収容量は
他の現像機30Y,30M,30Cのトナー収容量の約
3倍である。各現像機30Y,30M,30C,30K
にもそれぞれ磁気ブラシ32Y,32M,32C,32
Kが備えられているが、各現像機30Y,30M,30
C,30Kの公転中心30aに対して、磁気ブラシ32
Cと磁気ブラシ32Kのなす角度ε°は90°を超えて
おり、他の隣り合う磁気ブラシ32Y,32M,32C
同士のなす角度δ°よりも大きい。 【0013】上記した現像装置20,30、及び各色の
トナー収容量が等しくて隣り合う各磁気ブラシ同士のな
す角度が90°になるように配置された4つの現像機を
備えた現像装置それぞれを使ってカラー画像1枚分の潜
像を現像する時間を比較する。図3は、各現像装置がカ
ラー画像1枚分の潜像を現像するのに要する時間を表す
グラフであり、(a)は各色のトナー収容量が等しくて
隣り合う各磁気ブラシ同士のなす角度が90°になるよ
うに各磁気ブラシが4つの現像機を備えた現像装置(比
較例)の現像時間を示し、(b)は現像装置30(比較
例;図2参照)の現像時間を示し、(c)は現像装置2
0(実施例;図1参照)の現像時間を示す。 【0014】潜像を現像するに当っては、所定速度で回
転し続けている像担持体に原稿画像の分解色数に応じた
回数(ここでは4回)の潜像が形成されるが、1つの潜
像が形成される都度、像担持体が一回転して1つの現像
機でその潜像が現像され、これを繰り返すことにより像
担持体にカラートナー像が重ねられる。1つの潜像が現
像機で現像されると、次の潜像を次の現像機で現像する
ために現像機が公転して現像機が切り替えられ磁気ブラ
シが現像位置に配置され現像の準備が整えられる。この
切り替えに要する時間は、潜像を現像できない時間であ
り、このため、像担持体は現像機の切替時間に相当する
時間分空転することとなり、像担持体の外周面のうちこ
の空転時間に回転する空転距離(インターイメージ)に
相当する領域は、潜像が形成されない非画像領域となっ
ている。従って、現像機の切替時間を短くすれば非画像
領域を狭くできて空転時間を短くでき、この結果、像担
持体の一回転する時間を短くできるため出力の生産性を
上げることができる。一方、現像機の切替時間を短くし
ないまま原稿画像の分解色数の1つに対応した潜像を現
像する時間を、現像機の切替時間を短くした場合と同じ
にするためには像担持体の外径を大きくして非画像領域
を広くすることにより現像機の切替時間にインターイメ
ージを対応させる必要があり、この場合、像担持体の一
回転する時間が長くなるだけでなく、像担持体が大型に
なり画像形成装置の小型化という点からみると問題が生
じる。 【0015】図3において、各現像機がカラー画像1枚
分の潜像を現像するために要する時間は全現像時間40
a,40b,40cで示され、現像装置20の全現像時
間40cがこの中では最も短い。この理由は、イエロ
ー,マゼンタ,シアン,黒の各色のトナーを用いて各色
に対応する潜像を現像する時間はそれぞれ部分現像時間
42Y,42M,42C,42Kで示され、各現像機の
切り替え時間は、図3(a)では切替時間44aで示さ
れ、図3(b)では44b,44b’で示され、図3
(c)では切替時間44cで示され、現像装置20にお
ける切替時間44cがこの中では最も短くなるからであ
る。 【0016】ここで、現像装置30(図2参照)に2つ
の切替時間44b,44b’がある理由は、磁気ブラシ
同士のなす角度がδ°とε°の2種類あるからである。
現像機30Yを現像機30Mに切り替える時間は切替時
間44bで示される(現像機30M,30Cにおいても
同様)が、現像機30Cを現像機30Kに切り替える時
間は切替時間44b’で示され、δ°よりもε°の方が
大きいため、切替時間44b’の方が切替時間44bに
比べ長い。長い方の切替時間44b’が切替時間を定め
るときの律速となり、このため現像機30Yを現像機3
0Mに切り替える際には待ち(無駄)時間46が生じ
る。この結果、現像装置20と現像装置30を比較する
と現像時間に時間差48が生じ、その時間分、現像装置
20の現像時間は短いこととなる。尚、カラートナー像
を用紙へ転写する時間や像担持体をクリーニングする時
間は転写等の時間50で示される。 【0017】以上のように、現像装置30に比べると現
像装置20は、時間差48に相当する時間分速く現像で
きる。また、各磁気ブラシ同士のなす角が90°になる
ように配置された現像装置に比べても実施例の現像装置
20(図1参照)では、δ/90の比率で像担持体の空
転時間を短縮できその分速く現像できる。なお、現像装
置20では、磁気ブラシの3ケ所の相対角度を小さくし
たことにより残る1ケ所の角度が大きくなるが、この部
分の回転は、感光体や中間転写体のクリーニングサイク
ル中に行うことができるので支障はない。 【0018】次に、図3(a)の現像時間をもつ比較例
の現像装置と、図3(c)の現像時間をもつ現像装置2
0(図1参照)との各現像時間を具体的に比較した例
を、図4を参照して説明する。部分現像時間42Y,4
2M,42C,42Kをそれぞれ1.5秒、切換時間4
4aを0.9秒、画像の転写と像担持体のクリーニング
とに要する時間50を2.5秒とすれば、図3(a)に
対応する従来の90°配置では、図4(a)に示すよう
に、 画像作成時間=全現像時間40a−転写等の時間50 =4×1.5+3×0.9=8.7秒 1枚出力に要する時間=全現像時間40a=8.7+
2.5=11.2秒 となる。 【0019】一方、現像装置20では、図4(b)に示
すように、 画像作成時間=全現像時間40c−転写等の時間50 =4×1.5+3×0.9(60/90)=7.8秒 1枚出力に要する時間=全現像時間40c=7.8+
2.5=10.3秒 となる。したがって、この場合、比較例の現像装置に比
べ実施例の現像装置20では、現像時間が10%短縮さ
れ、1枚出力に要する時間は8%短縮される。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように本発明の現像装置に
よれば、各現像機の現像部材が90°未満の等間隔の位
置に配置されているため、黒トナーを収容する現像機の
トナー容量を多くしてもインターイメージを長くせず
に、フルカラー画像を出力するための時間を短縮でき
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の現像装置の一実施例を示す模式図であ
る。 【図2】比較例の現像装置を示す模式図である。 【図3】各現像装置がカラー画像1枚分の潜像を現像す
るのに要する時間を表すグラフである。 【図4】本発明の現像装置と比較例の現像装置の、カラ
ー画像1枚分の潜像を現像するのに要する時間の例を具
体的に示すグラフである。 【図5】従来の現像装置における現像機の配置の一例を
示す模式図である。 【符号の説明】 20 現像装置 20Y,20M,20C,20K 現像機 22Y,22M,22C,22K 磁気ブラシ 30a 公転中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 像担持体に潜像を形成し該潜像をトナー
    を用いて現像し現像像を転写材に転写する画像形成装置
    における、それぞれに異なる色のトナーが収容される、
    円周方向に配列され該円周方向に公転する複数の現像機
    ハウジングと、該複数の現像機ハウジングそれぞれに収
    容されたトナーを前記潜像に供給する、前記複数の現像
    機ハウジングそれぞれに対応して1つずつ設けられた複
    数の現像部材とを備え、前記像担持体に近接して配置さ
    れた現像装置において、前記複数の現像機ハウジングの1つである黒トナーを収
    容する現像機ハウジングが他の現像機ハウジングと比べ
    トナー収容量が大きい現像機ハウジングであり、 前記複数の現像部材が、前記円周方向に沿って、前記現
    像機ハウジングの公転中心に対する隣接する現像部材同
    士のなす角度が90°未満であって、かつ、互いに実質
    的に等間隔の各位置に設けられてなることを特徴とする
    現像装置。
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