JP3833082B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば電子写真方式を用いて有彩色の画像を形成する画像形成装置においては、一般に、複数色のトナー像を像担持体としての電子写真感光体(感光体)上に順次形成し、この複数色のトナー像を記録用紙などの転写媒体上に順次或いは一括して重ね合わせる手法が用いられている。
【0003】
従来、このような有彩色の画像形成を行う画像形成装置においては、例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアンといった各色用の現像装置を回転体に装着し、この回転体を回転させることにより必要な現像装置を感光体に対向する現像位置へ移動させ現像動作を行う、所謂、回転現像方式が提案され、又実用化されている。
【0004】
一方、従来の電子写真方式の画像形成装置、特に、有彩色の画像形成を行う画像形成装置において、主に非磁性トナー(以下、単に「トナー」と呼ぶ。)と磁性キャリア(以下、単に「キャリア」と呼ぶ。)とを混合して2成分現像剤として使用する、2成分現像方式が広く利用されている。
【0005】
2成分現像方式は、現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。一方、2成分現像方式は、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であるため、画像形成装置の長期使用に伴い現像剤の交換という作業を行う必要があった。この問題に対する解決策がいくつか提案され、又実用化されている。
【0006】
例えば、特開平9−218575号公報は、本願の図14に示すように、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン用現像器101のそれぞれにおいて、現像位置P1で現像動作によって消費した分のトナーを含む2成分現像剤を各現像器101に補給すると共に、現像器101内の過剰な現像剤を回転体118の回転運動による重力作用方向の変化を利用して、回収口111、排出管112、取り入れ口110を介して現像剤カートリッジ105内に排出する構成の回転式現像装置を開示している。つまり、斯かる回転式現像装置では、回転体特有の動きを利用して現像剤の補給および回収を行うため、構造がシンプルであり、画像形成装置の大型化やコストの高騰を引き起こすことなく、現像剤全体としての特性を安定させているのである。これにより、現像剤交換という作業を不要にし、メンテナンス性を向上させているのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年フルカラー複写機/プリンタの市場が拡大し、様々な機能が要求されている中で、例えば低コスト化を追求した画像形成装置が数多く製品化されており、今後も市場の主流の一つになっていくと思われる。
【0008】
こうした中で、1つの感光体に対して回転体に搭載したブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用の現像装置により順次現像を行う回転現像方式では、省スペース化ばかりでなく、画像形成装置の低コスト化が容易に実現可能である。
【0009】
一方、一般に1つの感光体で有彩色の画像形成を行う画像形成装置においては、有彩色の画像形成に対してブラックモノカラーの画像形成を行う回数が圧倒的に多いのが実状である。そのため、ブラック用現像装置に収容される現像剤は使用頻度が高く、画像形成装置の寿命中においてキャリアの劣化が顕著となる。そして、ブラック用現像装置においてトナーに対するキャリアの帯電能が低下し、濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内汚染などの問題が起き易くなる。
【0010】
これに対して、イエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置に収容される現像剤は使用頻度が低いため、キャリアの劣化は軽微である。そのため、画像形成装置の寿命中において上述のような濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散などの問題は起こらない。
【0011】
上記従来の技術によれば、回転体の回転運動を利用して、劣化した現像剤、特にキャリアを現像装置外へ排出し、新しい現像剤と徐々に入れ替えていくことで、現像剤全体としての特性が安定する。従って、使用頻度の高いブラック用現像装置に関しては、キャリアの劣化を低減して上記濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散などの問題発生を防止することができる。
【0012】
しかしながら、上述のように比較的使用頻度が低く、キャリアの劣化が軽微であるにも拘わらず、イエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置に対してもブラック用現像装置と同様に劣化した現像剤の排出、及び新しい現像剤の補給を行なっている。そのため、通常の画像形成には不必要な現像剤排出機構を必要以上に有しており、現像装置コストの急騰を引き起こしている。
【0013】
つまり、従来の技術では、使用頻度の高いブラック用現像装置については、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性を有しながら現像剤の特性を安定させているが、使用頻度の低いイエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置については、その現像剤の排出手段が現像装置のコストアップを引き起こしており、画像形成装置の低コスト化を妨げる一因となっている。
【0014】
従って、本発明の目的は、使用頻度の高いブラック用現像装置においては、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性を有しながら現像剤の特性を安定させ、且つ、使用頻度の低いイエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置においては、現像装置のコストを低減することを、簡易な構成にて実現する画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に至った。つまり、長期の使用による現像剤の劣化はキャリア表面にトナーが固着する、所謂、トナースペントと、トナーから離脱した外添剤がキャリア表面に付着する、所謂、外添剤付着の2つが大きな原因である。このトナースペント及び外添剤付着が起こると、キャリア本来の表面積が減少するため、トナーを帯電可能なキャリア表面積が減少し、トナーの帯電量が低下する。そのため、画像濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内汚染などの問題が発生する。
【0016】
一方、上述のように、例えば1つの感光体に対してブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置によって有彩色の画像形成を行う画像形成装置では、ブラックモノカラーの画像形成を行う頻度が非常に高く、ブラック用現像装置内の現像剤中のキャリアは激しく劣化するが、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置は使用頻度が低く、キャリアはあまり劣化しない。
【0017】
このように、複数の現像装置のうちブラック用現像装置の使用頻度が高く、一方他の現像装置では比較的使用頻度が低いことに着目し、本発明によれば、使用頻度の高いブラック用現像装置においては、現像剤カートリッジ内のキャリアとトナーを混合した2成分現像剤を現像装置内に補給し、且つ、現像装置内の余剰現像剤を現像装置外へ排出する現像剤排出機構を設ける。これにより、劣化したキャリアを現像装置外へ排出し、新しいキャリアと徐々に入れ替える。そして、現像カートリッジの交換と同時に排出現像剤を画像形成装置外へ除去する。一方、使用頻度の比較的低いイエロー、マゼンタ、シアン用現像装置においては、現像剤カートリッジ内にトナーのみを収容しており、これを現像装置内に補給し、且つ、現像剤排出機構を設けない。このため、使用頻度の比較的低いイエロー、マゼンタ、シアン用現像装置などは通常の画像形成装置に必要な部材のみを有する。
【0018】
つまり、上記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、トナーとキャリアとを備える現像剤を収容する現像容器を具備し、像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像するブラック用、イエロー用、マゼンタ用及びシアン用の各現像装置と、前記各現像装置の前記現像容器にそれぞれ補給する補給現像剤を収容するブラック用、イエロー用、マゼンタ用及びシアン用の各現像剤補給容器と、前記各現像剤補給容器内に収容された前記補給現像剤を前記各現像装置の前記現像容器内に補給する現像剤補給機構と、を有し、且つ、前記複数の現像装置のうち前記ブラック用現像装置のみが前記現像容器内の余剰現像剤を外部へ排出する現像剤排出機構を具備し、他の現像装置は前記現像剤排出機構を具備しない画像形成装置であって、前記ブラック用現像装置は、その他の現像装置と共に回転体に装着可能であり、前記ブラック用現像剤補給容器は、前記ブラック用現像装置の前記現像容器から排出された前記余剰現像剤を収容可能であり、且つ、前記ブラック用現像装置が前記像担持体に形成された静電潜像の現像を行う現像位置にある時に前記ブラック用現像装置より上方に配置され、前記現像剤排出機構は、前記ブラック用現像装置の前記現像容器に設けられた前記余剰現像剤が通過する現像剤排出口と、前記現像剤排出口から前記ブラック用現像剤補給容器までの前記余剰現像剤の移動経路において前記ブラック用現像装置の前記現像容器近傍に設けられる現像剤貯留室と、前記現像剤排出口と前記現像剤貯留室とを繋ぐ第1現像剤搬送通路と、前記ブラック用現像剤補給容器に設けられた現像剤回収口と前記現像剤貯留室とを繋ぐ第2現像剤搬送通路と、を備え、前記現像位置において、前記ブラック用現像装置内の前記余剰現像剤が前記現像剤排出口から前記第1現像剤搬送通路に沿って前記現像剤貯溜室に貯溜され、前記回転体の回転運動により、前記現像剤貯溜室内に貯留された前記余剰現像剤が前記第2現像剤搬送通路に沿って前記現像剤補給容器内に搬送され、且つ、前記ブラック用現像剤補給容器内に収容されることを特徴とする画像形成装置である。
【0020】
本発明の一実施態様によると、前記ブラック用現像装置に補給される前記補給現像剤は、トナーとキャリアとを備える。又、本発明の一実施態様によると、前記イエロー用現像装置、マゼンタ用現像装置及びシアン用現像装置に補給される前記補給現像剤はトナーである。
【0021】
本発明の他の実施態様によると、前記ブラック用現像剤補給容器の内部は、隔壁により前記補給現像剤を収容する補給現像剤収容室と、前記ブラック用現像装置から排出された前記余剰現像剤を収容する排出現像剤収容室と、に隔てられる。又、本発明の他の実施態様によると、前記各現像剤補給容器は、前記各現像装置及び画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤カートリッジである。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0026】
参考実施例1
図1は、本発明に係る画像形成装置の参考実施例の概略構成を示す。先ず、図1を参照して、回転現像方式を用いた本実施例の画像形成装置100の全体構成について説明する。画像形成装置100は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム28を、図中矢印方向R1に回転可能に有する。感光ドラム28の周囲には、感光ドラム28を一様に帯電する帯電手段としての一次帯電器21、帯電された感光体ドラム28の表面を画像情報に従って露光し感光ドラム28に静電潜像を形成する露光手段22、感光ドラム28に形成された静電潜像を複数色の現像装置によって現像する現像手段である回転式現像装置50、感光ドラム28に形成されたトナー像を中間転写体である中間転写ベルト24に転写する第1の転写手段としての第1転写帯電器23a、トナー像の転写後の感光ドラム28の表面に残留した転写残トナーなどを除去する第1クリーナー29aなどが備えられている。
【0027】
回転現像装置50は、ブラック用現像装置1K、イエロー用現像装置1Y、マゼンタ用現像装置1M、シアン用現像装置1Cを現像装置保持手段である回転体18に支持している。回転体18の回転軸18aはモータ、ギア機構などの駆動手段(図示せず)により自在に回転可能である。例えば、感光ドラム28上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム28と近接する現像位置P1でブラック用現像装置1Kにより現像を行う。そして、イエローのトナー像を形成する時は、回転体18を図中矢印R2方向に略90°回転して現像位置P1にイエロー用現像装置1Yを配置させ現像を行う。同様に、マゼンタ、シアンのトナー像を形成する場合には、更に略90°ずつ回転体18を図中矢印R2方向に回転させて現像位置P1に各現像装置1M、1Cを配置させて現像を行う。
【0028】
次に、画像形成装置100の全体の動作について説明する。以下、例えばブラック用現像装置1K、イエロー用現像1Y、マゼンタ用現像装置1M及びシアン用現像装置1Cを総称する場合、単に現像装置1と記載する。このように、各色の現像装置を特に区別する必要のない場合は、各色用の現像装置に属する要素であることを示すために与える添字K、Y、M、Cは省略する。
【0029】
図1中矢印R1方向に回転する感光ドラム28の表面は、一次帯電器21によって一様に帯電される。そして、帯電された感光ドラム28の表面に露光手段22が画像情報に応じたレーザー光などを照射して露光することで、感光ドラム28上に静電潜像を形成する。この静電潜像を所望のトナーを収容する現像装置1によって現像し、感光ドラム28上にトナー像を形成する。
【0030】
このトナー像は第1転写帯電器23aによる第1転写バイアスによって、中間転写ベルト24上に転写される。例えばフルカラーの画像形成を行う場合、先ず、現像位置P1においてブラック用現像装置1Kにより感光ドラム28上にブラックのトナー像を形成し、中間転写ベルト24上にこのブラックのトナー像を一次転写する。次に、回転体18を図中矢印R2方向に90°回転させて、イエロー現像器1Yを現像位置P1に配置し、感光ドラム28上にイエローのトナー像を形成する。そして、中間転写ベルト24上のブラックのトナー像上にこのイエローのトナー像を一次転写して重ね合わせる。この動作をマゼンタ用現像装置1M、シアン用現像装置1Cにおいても順次行ない、中間転写ベルト24上に所望のフルカラー画像を形成する。
【0031】
一方、中間転写ベルト24上へのフルカラーのトナー像の形成に同期して、記録材27、例えば記録用紙、OHPシートなどが、記録材収納カセット、ピックアップローラ、搬送ローラ、搬送ガイドなどを備えた記録材供給手段(図示せず)から、記録材搬送手段である記録材搬送ベルト25に供給され、中間転写ベルト24と第2の転写手段である第2転写帯電器23bとの対向部に搬送されてくる。
【0032】
その後、第2転写帯電器23bによる第2転写バイアスによって、中間転写ベルト24上のフルカラー画像を一括して記録材搬送ベルト25上の記録材27上に二次転写する。
【0033】
続いて、記録材27は記録材搬送ベルト25から剥離され、定着装置26によって加圧/加熱される。こうして、記録材27に転写された未定着のトナー像は記録材27に定着され永久画像となる。
【0034】
又、一次転写後に感光ドラム28上に残った転写残トナーは第1クリーナー29aにより除去され、更に、二次転写後に中間転写ベルト24上に残った転写残トナーは第2クリーナー29bにより除去され、次の画像形成に備える。
【0035】
尚、単色の画像形成を行う場合は、所望のトナーを収容する現像装置1により感光ドラム28上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト24上に一次転写された後、直ちに記録紙27上に二次転写され、記録材27は記録材搬送ベルト25から剥離された後定着装置26によって加圧/加熱され、記録材27に転写された単色のトナー像は永久画像となる。
【0036】
次に、図2及び図3をも参照して、現像装置1について詳しく説明する。図2(a)はブラック用現像装置1Kの概略断面を示し、図2(b)はイエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置1Y、1M、1Cの概略断面を示す。又、図3(a)、(b)は、それぞれ図2(a)のブラック用現像装置1K、図2(b)のイエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置1Y、1M、1Cを矢印B方向から見た様子を示す。
【0037】
現像装置1の現像容器2には、主に非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを含む2成分現像剤(現像剤)が収容されており、本実施例では、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で8%程度である。尚、この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【0038】
現像装置1は、感光ドラム28に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ3が回転可能に配置されている。磁界発生手段である固定の円柱状マグネット4を内包する現像スリーブ3は、非磁性材料で構成される。マグネット4は、その円周に沿って例えば図2中に示すような所定のパターンの複数の磁極を有しており、このマグネット4の発生する磁界により、摩擦帯電により表面にトナーを吸着したキャリアを現像スリーブ3上に拘束することができる。現像スリーブ3は、現像動作時には図2(a)、(b)中矢印A方向に回転し、現像容器2内の現像剤を層状に保持して担持搬送し、感光ドラム28と対向する現像領域に現像剤を供給する。現像スリーブ3に担持する現像剤の層厚は、現像スリーブ3と近接対向して設けられた現像剤量規制部材2cによって規制される。そして、通常、現像スリーブ3にAC電圧とDC電圧とを重畳した現像バイアスが印加され、感光ドラム28に形成されている静電潜像に現像剤中のトナーを供給して現像する。静電潜像を現像した後の現像スリーブ3上の現像剤は、現像スリーブ3の回転に従って搬送され、現像容器2内に回収される。
【0039】
又、現像容器2内には、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤搬送部材が、現像スリーブ3の軸線方向と略平行に複数配設される。本実施例では、現像容器2内の現像剤は、現像剤搬送部材として現像スリーブ3に近い側の第1現像剤循環スクリュー2a、現像スリーブから遠い側の第2現像剤循環スクリュー2bにより現像容器2内を循環し、且つ、トナーとキャリアとが混合攪拌される。現像剤循環の方向は、本実施例では、図2(a)、(b)において、現像スリーブ3の軸線方向と略平行に、第1現像剤循環スクリュー2a側では奥側から手前側に向かう方向、第2現像剤循環スクリュー2b側では手前側から奥側に向かう方向である。尚、本実施例の画像形成装置100では、図1、図2中手間側が通常操作者がその前に居て操作を行う装置手前側である。現像スリーブ3、第1、第2現像剤循環スクリュー2a、2bを駆動するモータ、ギア機構などの駆動手段(図示せず)は、それぞれに或いは何れかを共通にして設けられる。
【0040】
現像装置1には、第2現像剤循環スクリュー2bの近傍の現像容器2の上壁2Aに、現像剤補給口9が設けられている。
【0041】
ここで、図2(a)、図3(a)に示すように、ブラック用現像装置1Kは更に、第2現像剤循環スクリュー2bの近傍、且つ、現像剤補給口9より現像剤循環方向上流に位置して、現像剤循環方向上流方向(矢印C方向)に向かって開口した現像剤排出口11を備えている。この現像剤排出口11は現像剤搬送通路12に通じており、更に現像剤搬送通路12の他方の端部開口部12cは、詳しくは後述するブラック用の現像剤補給容器であるブラック用現像剤カートリッジ5Kの現像剤回収口10と通じている。これにより、現像スリーブ3付近の現像剤循環を乱すことはなく、又現像剤補給口9を介して補給されたばかりの現像剤を排出することはない。
【0042】
ブラック現像装置1Kの現像剤排出口11は、第2現像剤循環スクリュー2bの上部と同じ高さに配置され、且つ、現像剤循環方向の上流に向かって開口している。このため、詳しくは後述するように、現像位置P1において、現像容器2内の現像剤量の増加に伴い、余剰現像剤は第2現像剤搬送スクリュー2bによる現像剤の搬送力によって余剰現像剤は現像剤排出口11から現像剤搬送通路12へと取り込まれる。
【0043】
図2(b)、図3(b)に示すように、イエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置1Y、1M、1Cには、現像剤排出口11、現像剤搬送通路12は設けられていない。
【0044】
現像装置1の現像容器2内には、第1現像剤循環スクリュー2aと第2現像剤循環スクリュー2bとの間を各現像循環スクリュー2a、2bと略平行に仕切るように、仕切壁2Fが設けられている。仕切壁2Fの長手方向の端部は、現像容器の装置手前側側壁2D、奥側側壁2Eまで達しておらず、仕切壁2Fの図3中左端部近傍の連通部を介して第1現像剤循環スクリュー2a側から第2現像剤循環スクリュー2b側へ、又仕切壁2Fの図3中右端部近傍の連通部(図示せず)を介して第2現像剤循環スクリュー2b側から第1現像剤循環スクリュー2a側へと現像剤が受け渡される。
【0045】
次に、図4をも参照して現像剤カートリッジ5及び現像剤補給機構8について説明する。図4(a)、(b)に示すように、現像剤カートリッジ5はブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用全てが略円筒形であり、装着手段20を介して回転体18及び現像装置1に対して容易に脱着可能とされている。
【0046】
図4(a)はブラック用現像剤カートリッジ5Kを示す。ブラック用現像カートリッジ5Kの内部は隔壁15によって、ブラック用現像装置1Kに補給する補給現像剤を収容し、現像剤供給口6を有する補給現像剤収容室16と、ブラック用現像装置1Kから排出された排出現像剤を収容し、現像剤回収口10を有する排出現像剤収容室17とに、長手方向で二分されている。把手5aに近い方が排出現像剤収容室17、遠い方が補給現像剤収容室16である。
【0047】
ブラック用現像剤カートリッジ5Kの長手方向において、現像剤供給口6は隔壁15の近傍に配置され、又現像剤回収口10は隔壁15とは反対側の端部近傍に配置されている。
【0048】
尚、ブラック用現像剤カートリッジ5Kに収容された補給現像剤のトナーとキャリアとの混合比は、本実施例では重量比で9:1程度である。勿論、本発明は、ブラック用現像剤カートリッジ5Kにおける補給現像剤のトナーとキャリアとの混合比を特にこの数値に限定するものではなく、それぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。
【0049】
更に、ブラック用現像剤カートリッジ5K内には、補給現像剤収容室16内の補給現像剤を現像剤供給口6方向、本実施例では隔壁15に向かって搬送するための補給現像剤搬送部7a、又排出現像剤収容室17内の排出現像剤を現像剤回収口10から遠ざかる方向、本実施例では隔壁15に向かって搬送するための排出現像剤搬送部7bを同軸上に備えた搬送部材7が設けられている。そのため、排出現像剤収容室17に収容された現像剤が現像剤回収口10から逆流することはない。
【0050】
図4(a)にブラック用現像剤カートリッジ5Kの内部が一部示されているが、ブラック用現像剤カートリッジ5Kの搬送部材7は、樹脂フィルムなどを螺旋状にした翼部7Aを剛体の軸7Bで回転駆動するようにしたもので、モータ、ギア機構などの駆動手段(図示せず)により適宜回転することでブラック用現像剤カートリッジ5K内の現像剤を搬送する。ブラック用現像剤カートリッジ5Kにおいては、補給現像剤収容室16内の補給現像剤搬送部7aと、排出現像剤収容室17内の排出現像剤搬送部7bとでは、翼部7Aの向きが逆となっており、補給現像剤、排出現像剤はそれぞれ逆方向に搬送される。
【0051】
一方、図4(b)はイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cを示す。イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの内部は補給現像剤を収容し、現像剤供給口6を有する補給現像剤収容室16のみからなる。そして、イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの補給現像剤収容室16は、トナーのみを収容している。
【0052】
イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの長手方向において、現像剤供給口6は装置手前側、即ち、把手5a側端部近傍に配置されている。
【0053】
又、イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5C内には、補給トナーを現像剤供給口6方向、本実施例では装置手前側、即ち、把手5a側端部に向かって搬送するための搬送部材7が設けられている。
【0054】
図4(b)にイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの内部が一部示されている。イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの搬送部材7は、ブラック用現像剤カートリッジ5Kに設けられるものと同様でよく、樹脂フィルムなどを螺旋状にした翼部7Aを剛体の軸7Bで回転駆動するようにしたもので、モータ、ギア機構などの駆動手段(図示せず)により適宜回転することで現像剤カートリッジ5内のトナーを搬送する。
【0055】
現像剤カートリッジ5は回転体18に対して装置手前側から挿入し(図4(a)、(b)中矢印X方向)、手前側の把手5aを右側(図4(a)、(b)中矢印Y方向)にひねることで回転させる。これにより、ブラック用現像剤カートリッジ5Kでは現像剤供給口6及び現像剤回収口10が開口し、それぞれ現像剤補給機構8の受け入れ口8b及び現像剤搬送通路12の端部開口部12cと通じるようになっている。又同様の操作によりイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cでは現像剤供給口6が開口し、現像剤補給機構8の受け入れ口8bと通じるようになっている。現像剤供給口6、現像剤回収口10を上述の装着操作により開状態とするようなシャッター部材(図示せず)を設けることができる。
【0056】
尚、上述の装着操作と逆の手順で現像剤カートリッジ5を回転体18から離脱することができる。その際には、把手5aを左側にひねることで、ブラック用現像剤カートリッジ5Kでは現像剤供給口6及び現像剤回収口10が閉じ、それぞれ現像剤補給機構8及び現像剤搬送通路12と遮断される。又、同様の操作によりイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cでは現像剤供給口6が閉じ、現像剤補給機構8と遮断される。これにより、各現像剤カートリッジ5に内包する粉体が外部に漏れることはない。
【0057】
ブラック用現像装置1Kにおいて、画像形成によって消費された量に相当する量のトナーを含有する補給現像剤(トナー及びキャリア)は、搬送部材7の回転力と重力によって、現像剤カートリッジ5の現像剤補給口6から、現像容器2上に配設された現像剤補給機構8に、その受け入れ口8bを介して供給される。そして、現像剤補給機構8が備えた現像剤補給手段である補給スクリュー8aの回転に従い、現像剤補給機構8に供給された現像剤を現像剤補給口9に向かって搬送して現像容器2内に補給する。
【0058】
一方、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cにおいては、画像形成によって消費された量に相当する量のトナーが、上記ブラック用現像装置1Kの場合と同様に現像容器2内に補給される。
【0059】
又、現像剤或いはトナーの補給量は、概ね補給スクリュー8aの回転数によって定められ、この回転数は、トナー補給量制御手段(図示せず)によって制御される。トナー補給量制御手段としては、画像形成によって消費された分に相当するトナー量を例えば形成画像の画素数をカウントするなどして算出して、これを補給スクリュー8aの回転数に変換制御するものなどを用いることができる。このようなトナー補給量制御手段自体は当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【0060】
次に、本実施例にて用いられる現像剤(2成分現像剤)について説明する。
【0061】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は5μm以上、8μm以下が好ましい。本実施例では7.2μmであった。
【0062】
又キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどを好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が20〜50μm、好ましくは30〜40μmであり、抵抗率が107Ωcm以上、好ましくは108Ωcm以上である。本実施例では108Ωcmのものを用いた。
【0063】
更に、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物と所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用することができる。例えば、斯かるキャリアの体積平均粒径は35μm、真密度は3.6〜3.7(g/cm3)、磁化量は53(A・m2/kg)である。
【0064】
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース(日科機製)及びCX−Iパーソナルコンピュータ(キヤノン製)を使用し、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。
【0065】
即ち、上記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml加え、測定試料を0.5〜50mg加える。
【0066】
試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、上記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【0067】
又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積4cm、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に1kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧E(V/cm)を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。更に、キャリアの磁化量(A・m2/kg)は、キャリアの磁気特性を理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置を用い、円筒状にパッキングしたキャリアを79.6kA/m(1000エルステッド)の外部磁場中において、キャリアの磁化の強さを測定することにより求めた。
【0068】
次に、図5をも参照して、本実施例の現像剤排出機構によるブラック用現像装置1K内の余剰現像剤の排出及び回収方法について説明する。
【0069】
ブラック用現像装置1Kが現像位置P1において現像動作を行うと、画像形成で消費した分のトナーを含む現像剤(2成分現像剤)がブラック用現像剤カートリッジ5Kから現像容器2へ補給される。その際、重量比で10%程度のキャリアも補給され、ブラック用現像装置1K内の現像剤量は増加し、現像剤面が高くなる。
【0070】
現像剤面が第2現像剤循環スクリュー2bより高くなると、後述の余剰現像剤の排出が行われない場合、第2現像剤循環スクリュー2bが現像剤を十分に攪拌することができないため、補給直後のトナーが十分に帯電されないまま第1現像剤循環スクリュー2aへ搬送され、現像動作に用いられる。そのため、画像白地部にトナーかぶりを生じ、更に現像剤量が増加するとブラック現像装置1Kから現像剤が溢出し、画像形成装置内が汚染される。
【0071】
本実施例では、図5に示すように、現像剤排出口11が第2現像剤循環スクリュー2bの上部と同じ高さに配設されている。従って、第2現像剤循環スクリュー2bより現像剤面が高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口11より排出され、現像剤面は第2現像剤循環スクリュー2bの高さに維持される。そのため、上述の画像白地部へのトナーかぶりやブラック用現像装置1Kからの現像剤溢出が起こることはない。
【0072】
ブラック用現像装置1Kの現像動作が終了すると、次色のイエロー用現像装置1Yによる現像動作に備えて回転体18は略90°回転し、ブラック用現像装置1Kは位置P2へ移動する。この際の回転体18の回転動作による重力作用方向の変化で、現像剤排出口11近傍の現像剤は現像剤搬送通路12に搬送される。
【0073】
イエロー用現像装置1Yの現像動作が終了すると、次色のシアン用現像装置1Cによる現像動作に備えて回転体18は略90°回転し、ブラック用現像装置1Kは位置P3へ移動する。この時、現像剤搬送通路12の現像剤は、自重により現像剤搬送通路12に沿ってブラック用現像剤カートリッジ5Kの現像剤回収口10に至り、ここから排出現像剤収容室17に収容される。
【0074】
図6は、長期に亘る画像形成においてブラック、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1K、1Y、1M、1Cに収容されるトナーの帯電量の推移を示している。尚、この長期に亘る画像形成においては、ブラックモノカラー画像とフルカラー画像は9:1の比で形成されており、画像形成装置100の寿命は50万(500K)枚である。又、図中、画像濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内汚染などの問題が発生する、トナー1g当たりの帯電量の境界値(−15μC/g)を点線で示した。この値よりもトナー帯電量が低下すると上記問題が発生する。
【0075】
前述のように、現像剤中のキャリアは、画像形成回数の増加に従ってその表面へのトナースペント及び外添剤付着が起こり劣化する。しかし、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cは使用頻度が低いため、画像形成装置の寿命中において、それぞれのトナー帯電量が境界値を下回ることはなく、上記問題が発生することはない。
【0076】
一方、ブラック用現像装置1Kは使用頻度が高いため、画像形成装置の寿命中において、現像剤中のキャリアは激しく劣化する。しかし、本実施例によれば、劣化したキャリアを含む現像剤を排出しながら、新しいキャリアを含む現像剤を補給するので、5万(50K)枚以降は現像剤の状態が安定する。これにより、トナー帯電量が境界値を下回ることがなく、上記問題が発生することはない。
【0077】
更に、本実施例によれば、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cには通常の現像動作に不必要な現像剤排出に用いる部材などを設けないので、現像装置のコストが上がることはない。
【0078】
以上説明したように、本実施例によれば、ブラック用現像装置1Kにおいては現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性を有しながら現像剤の状態を安定して維持し、且つ、イエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置においては現像装置のコストを低減することを、簡易な構成にて実現することができる。
【0079】
実施例1
次に、図7〜図9を参照して、本発明の一実施例ついて説明する。本実施例の画像形成装置は、ブラック用現像装置1Kの現像剤の排出構成が異なるが、その他の構成は参考実施例1のものと同様である。従って、参考実施例1の画像形成装置100と同様の構成、機能を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0080】
本実施例におけるブラック用現像装置1Kには、第2現像剤循環スクリュー2bの近傍の現像容器2の上壁2Aに、現像剤補給口9が設けられている。又、現像容器2の現像スリーブ3側とは反対側の端部側壁2Bには、シャッター部材14を有する現像剤排出口11が設けられている。現像剤排出口11は、第1現像剤搬送通路12aにより現像剤貯留室13と通じている。現像剤貯留室13の他方は第2現像剤搬送通路12bに通じており、更に第2現像剤搬送通路12bの他方の端部開口部12cは、ブラック用現像剤カートリッジ5Kの現像剤回収口10と通じている。
【0081】
現像剤排出口11は、第2現像剤循環スクリュー2bの上部と同じ高さに配置され、且つ、現像位置P1において上向きに開口している。又、シャッター部材14は、自重により開閉し、現像位置P1において現像剤排出口11を開状態とし、現像位置P1以外の位置P2、P3、P4において現像剤排出口11を閉状態とする。このため、現像位置P1において、ブラック用現像装置1内の現像剤量の増加に伴って現像剤面が第2現像剤循環スクリュー2bより高くなることはない。
【0082】
図8は、図7のブラック用現像装置1Kを矢印B方向から見た様子を示す。現像剤排出口11は、第2現像剤循環スクリュー2bの近傍に、現像剤供給口9よりも現像剤循環方向(矢印C方向)上流に配置されている。そのため、現像スリーブ3付近の現像剤循環を乱すことはなく、又現像剤補給口9を介して補給されたばかりの現像剤を排出することはない。
【0083】
ブラック用現像カートリッジ5Kの構成は参考実施例1と同様である。又イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1C、及びこれら各色用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cの構成は参考実施例1と同様である。更に、現像剤補給機構8による、現像剤又はトナーの補給方法も参考実施例1と同様である。
【0084】
次に、図9をも参照して、本実施例の現像剤排出機構によるブラック用現像装置1Kの余剰現像剤の排出方法について説明する。
【0085】
ブラック用現像装置1Kが現像位置P1において現像動作を行うと、画像形成で消費した分のトナーを含む現像剤(2成分現像剤)がブラック用現像剤カートリッジ5Kから現像容器2へ補給される。その際、重量比で10%程度のキャリアも補給される。
【0086】
つまり、画像形成終了毎にブラック用現像装置1Kにはキャリアが補給され、特に、高濃度画像を形成する場合には数十mg程度の多量のキャリアが補給される。このため、ブラック用現像装置1K内の現像剤量は増加し、現像剤面が高くなる。
【0087】
上述のように、現像剤面が第2現像剤循環スクリュー2bより高くなると、後述の余剰現像剤の排出が行われない場合、第2現像剤循環スクリュー2bが現像剤を十分に攪拌することができないため、補給直後のトナーが十分に帯電されないまま第1現像剤循環スクリュー2aへ搬送され、現像動作に用いられる。そのため、画像白地部にトナーかぶりを生じ、更に現像剤量が増加するとブラック現像装置1Kから現像剤が溢出し、画像形成装置内が汚染される。
【0088】
本実施例では、図9に示すように、現像剤排出口11が第2現像剤循環スクリュー2bの上部と同じ高さに配設されており、且つ、現像位置P1においてシャッター部材14は自重により開放されており現像剤排出口11は開状態である。従って、第2現像剤循環スクリュー2bより現像剤面が高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口11より排出され、現像剤面は第2現像剤循環スクリュー2bの高さに維持される。そのため、上述の画像白地部へのトナーかぶりやブラック用現像装置1Kからの現像剤溢出が起こることはない。
【0089】
現像位置P1において現像剤排出口11から排出された現像剤は、自重により第1現像剤搬送通路に12aに沿って現像剤貯溜室13に至り、ここに貯溜される。このように、現像剤貯留室13を設けて現像位置P1においてブラック用現像装置1K内の余剰現像剤を現像容器2から排出するため、特に、高濃度画像の単色の画像形成が連続して行う場合においても、現像剤を排出するための回転体18の回転動作を必要とせず、ブラック用現像装置1K内の現像剤量を許容範囲内に維持することができる。このため、画像生産性が低下することはない。
【0090】
ブラック用現像装置1Kの現像動作が終了すると、次色のイエロー用現像装置1Yによる現像動作に備えて回転体18は略90°回転し、ブラック用現像装置1Kは位置P2へ移動する。この際の回転体18の回転動作による重力作用方向の変化で、現像剤貯溜室13の現像剤は、第2現像剤搬送通路12bとの連結部近傍に搬送される。一方、シャッター部材14は自重により移動し現像剤排出口11が閉状態となる。これにより、ブラック用現像装置1K内の現像剤が現像剤排出口11から第1現像剤搬送通路12aへ漏出することはない。
【0091】
イエロー用現像装置1Yの現像動作が終了すると、次色のシアン用現像装置1Cによる現像動作に備えて回転体18は略90°回転し、ブラック用現像装置1Kは位置P3へ移動する。この時、現像剤貯溜室13と第2現像剤搬送通路12bとの連結部近傍の現像剤は、自重により第2現像剤搬送通路12bに沿って搬送され、ブラック用現像剤カートリッジ5Kの現像剤回収口10から排出現像剤収容室17に収容される。尚、位置P3においても現像剤排出口11はシャッター部材14により閉状態であり、ブラック用現像装置1K内の現像剤が現像剤排出口11から第1現像剤搬送通路12aに漏出することはない。
【0092】
本実施例の画像形成装置100において、長期に亘る画像形成を行なった場合のトナー帯電量推移は、図6に示した参考実施例1の場合と同様であった。尚、この長期に亘る画像形成においては、ブラックモノカラー画像とフルカラー画像は9:1の比で形成されており、画像形成装置の寿命は50万(500K)枚である。
【0093】
イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cは使用頻度が低いため、画像形成装置の寿命中において、それぞれのトナー帯電量が境界値(−15μC/g)を下回ることはない。従って、画像濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内汚染などの問題が発生することはない。
【0094】
一方、ブラック用現像装置1Kは使用頻度が高いため、画像形成装置の寿命中において、現像剤中のキャリアは激しく劣化する。しかし、本実施例では劣化したキャリアを含む現像剤を排出しながら、新しいキャリアを含む現像剤を補給するので、5万(50K)枚以降は現像剤の状態が安定する。これにより、トナー帯電量が境界値を下回ることがなく、上記問題が発生することはない。
【0095】
更に、本実施例によれば、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cには通常の現像動作に不必要な現像剤排出に用いる部材などを設けないので、現像装置のコストが上がることはない。
【0096】
以上説明したように、本実施例によれば、参考実施例1にて説明したものと同様の効果を得ることができ、更に、現像剤貯留室13を設けて現像位置P1においてブラック用現像装置1K内の余剰現像剤を現像容器2から排出するため、特に、ブラックなど単色の高濃度画像の画像形成を連続して行う場合においても、現像剤を排出するために回転体18の回転動作を必要とせず、高画像生産性を実現することができる。
【0097】
参考実施例2
次に、図10〜13を参照して、本発明の他の参考実施例について説明する。本実施例の画像形成装置200は、参考実施例1と同様、回転現像方式を採用している。しかし、図10に示すように、本実施例では回転体18にはイエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cが装着され、ブラック用現像装置1Kは回転体18外に配設されている。この点で本実施例の画像形成装置は参考実施例1のものと異なるが、その他の構成は参考実施例1と同様である。従って、参考実施例1と同様の構成、機能を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0098】
図10に示すように、本実施例において、ブラック用現像装置1Kは、回転現像装置60の回転体18には装着されてはおらず、感光ドラム28と対向する位置PKに配設されている。
【0099】
通常、参考実施例1におけるように、回転体18に4個の現像装置1及び現像剤カートリッジ5を装着する場合、回転体18の回転運動精度の低下を防止するために、現像装置1及び現像剤カートリッジ5を全色同形状とする。
【0100】
しかし、本実施例のように、使用頻度の高いブラック用現像装置1Kを回転体18外に配設することにより、ブラック用現像装置1K及びブラック用現像剤カートリッジ5Kを、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1C及びイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cとは異なる形状とすることができる。
【0101】
本実施例では、ブラック用現像剤カートリッジ5Kの容量をイエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジ5Y、5M、5Cより大きくしており、内部に収容する現像剤(トナー及びキャリア)の量を多くしている。そのため、ブラックモノカラーの画像形成におけるランニングコストの低減を図ることができる。
【0102】
図11は、ブラック用現像装置1Kとブラック用現像剤カートリッジ5Kを示す。又、図12は、図11のブラック用現像装置1Kを矢印B方向から見た様子を示す。本実施例のブラック用現像装置1Kは、参考実施例1のものと概略同様の構成を有している。本実施例では、ブラック用現像装置1Kは、第2現像剤循環スクリュー2b近傍、且つ、現像剤補給口9より現像剤循環方向上流に位置して、現像剤排出口11を備えている。この現像剤排出口11は現像剤カートリッジ5Kの現像剤回収口10と通じている。現像剤排出口11は、第2現像剤循環スクリュー2bの上部と同じ高さに配置されている。本実施例では、現像剤排出口11は、現像容器2の現像スリーブ3側とは反対側の側壁2Bに設けられている。
【0103】
従って、現像容器2内の現像剤量の増加に伴って第2現像剤循環スクリュー2bより現像剤面が高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口11より排出され、現像剤面は第2現像剤循環スクリュー2bの高さに維持される。そのため、現像剤面が高くなることによる前述したような画像白地部へのトナーかぶりやブラック用現像装置1Kからの現像剤溢出が起こることはない。
【0104】
更に、現像位置PKにおいてブラック用現像装置1K内の余剰現像剤を排出することが可能であるので、画像生産性が低下することなく、ブラック用現像装置1K内の現像剤面を適正な高さに維持することができる。
【0105】
本実施例においても、ブラック用現像装置1Kにおいて、現像剤排出口11は第2現像剤循環スクリュー2bの近傍に、現像剤補給口9よりも現像剤循環方向上流に配置されている。そのため、現像スリーブ3付近の現像剤循環を乱すことなくはなく、又現像剤補給高9を介して補給されたばかりの現像剤を排出することはない。
【0106】
図13は、本実施例におけるブラック用現像剤カートリッジ5Kを示す。ブラック用現像剤カートリッジ5Kの内部は、隔壁15により、ブラック用現像装置1Kに補給する補給現像剤を収容し、現像剤供給口6を有する補給現像剤収容室16と、ブラック現像装置1Kから排出された排出現像剤を収容し、現像剤回収口10を有する排出現像剤収容室17とに、略水平方向に二分されている。補給現像剤収容室16、排出現像剤収容室17は、搬送部材として、それぞれ補給現像剤を搬送するための補給現像剤搬送部材7a、排出現像剤を搬送するための排出現像剤搬送部材7bを備えている。各搬送部材7a、7bは、参考実施例1における搬送部材7と同様の構成であってよい。
【0107】
本実施例では、現像剤供給口6、現像剤回収口10は、それぞれブラック用現像剤カートリッジ5の長手方向において同じ側の端部近傍、即ち、把手5aが設けられている側の端部近傍に配置されている。
【0108】
図13に示すように、本実施例のブラック用現像装置1Kにおいて、画像形成によって消費された量に相当する量のトナーを含有する補給現像剤(トナー及びキャリア)は、補給現像剤搬送部材7aの回転力と自重によって、補給現像剤収容室16の現像剤供給口6から、現像容器2上に配設された現像剤補給機構8に、その受け入れ口8bを介して供給される。そして、現像剤補給手段である補給スクリュー8aの回転に従い現像容器2内に補給される。
【0109】
一方、本実施例の現像剤排出機構によれば、ブラック用現像装置1の余剰現像剤は、現像剤回収口10から排出現像剤収容室17に収容される。そして、排出現像剤収容室17に回収された現像剤は、排出現像剤搬送部材7bにより、現像剤回収口10から遠ざかる方向に搬送される。これにより、排出現像剤収容室17内の現像剤が現像剤回収口10から逆流することはない。
【0110】
尚、本実施例に適用し得るブラック用現像剤カートリッジ5Kは、上記構成に限られるものではない。例えば、ブラック用現像剤カートリッジ5Kが補給現像剤を収容する補給現像剤収容室16のみを有し、ブラック用現像装置1K内の余剰現像剤を別個に設けた現像剤回収容器などで別途回収する構成としても良い。
【0111】
本実施例の画像形成装置200において、長期に亘る画像形成を行なった場合のトナー帯電量推移は、図6で示した参考実施例1の場合と同様である。尚、この長期に亘る画像形成においては、ブラックモノカラー画像とフルカラー画像は9:1の比で形成されており、画像形成装置200の寿命は50万(500K)枚である。
【0112】
イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cは使用頻度が低いため、画像形成装置の寿命中において、それぞれのトナー帯電量が境界値(−15μC/g)を下回ることはない。従って、画像濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内汚染などの問題が発生することはない。
【0113】
一方、ブラック用現像装置1Kは使用頻度が高いため、画像形成装置の寿命中において、現像剤中のキャリアは激しく劣化する。しかし、本実施例では劣化したキャリアを含む現像剤を排出しながら、新しいキャリアを含む現像剤を補給するので、5万(50K)枚以降は現像剤の状態が安定する。これにより、トナー帯電量が境界値を下回ることがなく、上記問題が発生することはない。
【0114】
更に、本実施例によれば、イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置1Y、1M、1Cには通常の現像動作に不必要な現像剤排出に用いる部材などを設けないので、現像装置のコストが上がることはない。
【0115】
以上説明したように、本実施例によれば、参考実施例1にて説明したものと同様の効果を得ることができ、更に、使用頻度の高いブラック現像装置1Kに補給する現像剤を収容するブラック用現像剤カートリッジが内部に収容する現像剤量を多くして、ブラックモノカラーの画像形成におけるランニングコストの低減を図ることができる。
【0116】
以上、具体的実施例に則して本発明を説明したが、本発明は上記各実施例に限定されるものではない。例えば、上記各実施例では画像形成装置は中間転写方式を採用しているが、本発明は何ら転写方式を限定するものではなく、当業者には周知の、記録材担持体に担持した記録材に順次トナー像を重ねて転写する方式などであってもよい。又、通常、ブラック用現像装置の使用頻度が高いとして説明したが、その他の色用の現像装置の使用頻度が高い場合であっても本発明を適用することはでき、上記同様の効果を得ることができる。
【0117】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、使用頻度の高いブラック用現像装置においては、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性を有しながら現像剤の特性を安定させ、且つ、使用頻度の低いイエロー、マゼンタ及びシアン用現像装置においては、現像装置のコストを低減することを、簡易な構成にて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成図である。
【図2】図1の画像形成装置にて用いられる(a)ブラック用現像装置及び現像剤カートリッジ、(b)イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置及び現像剤カートリッジを説明するための図である。
【図3】図2(a)、(b)中矢印B方向から見た(a)ブラック用現像装置、(b)イエロー、マゼンタ、シアン用現像装置を示す説明するための図である。
【図4】図1の画像形成装置にて用いられる(a)ブラック用現像剤カートリッジ、(b)イエロー、マゼンタ、シアン用現像剤カートリッジを説明するための図である。
【図5】本発明に従った現像剤排出方法の一実施例を説明するための図である。
【図6】本発明に従った場合の長期に亘る画像形成中におけるトナー帯電量を説明するためのグラフ図である。
【図7】本発明に従うブラック用現像装置及びブラック用現像剤カートリッジの他の実施例を説明するための図である。
【図8】図7中の矢印B方向から見たブラック用現像装置を説明するための図である。
【図9】本発明に従った現像剤排出方法の他の実施例を説明する図である。
【図10】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の要部概略構成図である。
【図11】図10の画像形成装置にて用いられるブラック用現像装置及びブラック用現像剤カートリッジを説明するための図である。
【図12】図11中矢印B方向から見たブラック現像装置を説明するための図である。
【図13】図10の画像形成装置にて用いられるブラック用現像カートリッジを説明するための図である。
【図14】従来の回転式現像装置の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 現像装置
2 現像容器
2a 第1現像剤循環スクリュー(現像剤搬送部材)
2b 第2現像剤循環スクリュー(現像剤搬送部材)
3 現像スリーブ(現像剤担持体)
5 現像剤カートリッジ(現像剤補給容器)
6 現像剤供給口
8 現像剤補給機構
9 現像剤補給口
10 現像剤回収口
11 現像剤排出口
12 現像剤搬送通路
12a 第1現像剤搬送通路
12b 第2現像剤搬送通路
13 現像剤貯溜室
14 シャッター部材
15 隔壁
16 補給現像剤収容室
17 排出現像剤収容室
18 回転体
24 中間転写体
28 感光ドラム(像担持体)
Claims (5)
- トナーとキャリアとを備える現像剤を収容する現像容器を具備し、像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像するブラック用、イエロー用、マゼンタ用及びシアン用の各現像装置と、前記各現像装置の前記現像容器にそれぞれ補給する補給現像剤を収容するブラック用、イエロー用、マゼンタ用及びシアン用の各現像剤補給容器と、前記各現像剤補給容器内に収容された前記補給現像剤を前記各現像装置の前記現像容器内に補給する現像剤補給機構と、を有し、且つ、前記複数の現像装置のうち前記ブラック用現像装置のみが前記現像容器内の余剰現像剤を外部へ排出する現像剤排出機構を具備し、他の現像装置は前記現像剤排出機構を具備しない画像形成装置であって、
前記ブラック用現像装置は、その他の現像装置と共に回転体に装着可能であり、
前記ブラック用現像剤補給容器は、前記ブラック用現像装置の前記現像容器から排出された前記余剰現像剤を収容可能であり、且つ、前記ブラック用現像装置が前記像担持体に形成された静電潜像の現像を行う現像位置にある時に前記ブラック用現像装置より上方に配置され、
前記現像剤排出機構は、前記ブラック用現像装置の前記現像容器に設けられた前記余剰現像剤が通過する現像剤排出口と、前記現像剤排出口から前記ブラック用現像剤補給容器までの前記余剰現像剤の移動経路において前記ブラック用現像装置の前記現像容器近傍に設けられる現像剤貯留室と、前記現像剤排出口と前記現像剤貯留室とを繋ぐ第1現像剤搬送通路と、前記ブラック用現像剤補給容器に設けられた現像剤回収口と前記現像剤貯留室とを繋ぐ第2現像剤搬送通路と、を備え、
前記現像位置において、前記ブラック用現像装置内の前記余剰現像剤が前記現像剤排出口から前記第1現像剤搬送通路に沿って前記現像剤貯溜室に貯溜され、前記回転体の回転運動により、前記現像剤貯溜室内に貯留された前記余剰現像剤が前記第2現像剤搬送通路に沿って前記現像剤補給容器内に搬送され、且つ、前記ブラック用現像剤補給容器内に収容されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記ブラック用現像装置に補給される前記補給現像剤は、トナーとキャリアとを備えることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
- 前記イエロー用現像装置、マゼンタ用現像装置及びシアン用現像装置に補給される前記補給現像剤はトナーであることを特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。
- 前記ブラック用現像剤補給容器の内部は、隔壁により前記補給現像剤を収容する補給現像剤収容室と、前記ブラック用現像装置から排出された前記余剰現像剤を収容する排出現像剤収容室と、に隔てられることを特徴とする請求項1、2又は3の画像形成装置。
- 前記各現像剤補給容器は、前記各現像装置及び画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤カートリッジであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の画像形成装置。
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