JP4858243B2 - Developer and color image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像器、及びかかる現像器を利用したカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a combination of these, and a color image forming apparatus using the developing device.
従来、４色のトナーをそれぞれ貯蔵する４つの現像器を回転可能なラックに保持させ、このラックを回転させて感光体ドラム上に形成された各色の静電潜像を現像して各色のトナー画像を形成し、感光体ドラム上に形成された各色のトナー画像を転写ベルトに順次重ね合わせて一次転写し、次いで、この重ね合わせられたトナー画像を一括して用紙に二次転写してカラー画像を形成する４サイクル方式のカラー画像形成装置が知られている。 Conventionally, four developing devices each storing four color toners are held in a rotatable rack, and the racks are rotated to develop the electrostatic latent images of the respective colors formed on the photosensitive drums, thereby developing the respective color toners. An image is formed, and each color toner image formed on the photosensitive drum is sequentially superimposed on the transfer belt for primary transfer, and then the superimposed toner images are collectively transferred to a sheet for secondary transfer to color. A four-cycle color image forming apparatus for forming an image is known.
このようなカラー画像形成装置に用いられる現像器としては、トナーを貯蔵するトナー貯蔵室とトナーを感光体ドラムに供給する現像ローラとを備えた現像器を回転可能なラックに保持させ該ラックと一体的に回転させる回転型（ロータリー型）の現像器が一般に良く知られている。 As a developing device used in such a color image forming apparatus, a developing device having a toner storage chamber for storing toner and a developing roller for supplying the toner to the photosensitive drum is held by a rotatable rack, In general, a rotating type (rotary type) developing device that rotates integrally is well known.
かかる現像器を用いて感光体ドラム上の静電潜像を現像する場合、トナー貯蔵室に貯蔵されたトナーが現像ローラに担持されて現像ニップ部に搬送され、現像ニップ部でトナーが現像ローラから感光体ドラムに供給されて感光体ドラム上の静電潜像が現像されるが、この現像ローラに担持されたトナーは、その一部が感光体ドラムに供給されるものの、その残りは、感光体ドラムに供給されることなくトナー貯蔵室に回収される。 When developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum using such a developing device, the toner stored in the toner storage chamber is carried on the developing roller and conveyed to the developing nip portion, and the toner is transferred to the developing roller at the developing nip portion. The electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed from the toner to the photosensitive drum, and a part of the toner carried on the developing roller is supplied to the photosensitive drum, but the rest is The toner is collected in the toner storage chamber without being supplied to the photosensitive drum.
トナー貯蔵室に回収されたトナーは、現像ローラに担持されるときや現像ニップ部を通過するときに機械的なストレスや電気的なストレスを受けてその性状が変化するので、トナー貯蔵室内のトナーは次第に劣化することとなる。例えばトナーに外添材が添加されている場合には、外添材の帯電補助機能が失われたり外添材がスペントしたりしてトナーの帯電性能が次第に低下する。 The toner collected in the toner storage chamber changes its properties due to mechanical stress and electrical stress when it is carried on the developing roller or when it passes through the development nip. Will gradually deteriorate. For example, when an external additive is added to the toner, the charging auxiliary function of the external additive is lost or the external additive is spent, and the charging performance of the toner gradually decreases.
このため、カラー画像形成装置では、トナーが劣化して現像性能が低下することを抑制するために、トナー貯蔵室に新しいトナーを適宜補給することが行われている。トナー貯蔵室に新しいトナーを補給する種々の現像装置が知られており、例えば特許文献１には、現像器に供給するトナーを収容するホッパ部と、該ホッパ部に補給するトナーを収容する補給トナー収容部とを有する回転型現像装置において、補給トナー収容部内のトナーが少量でも確実にホッパ部に補給することを企図し、補給トナー収容部に、該補給トナー収容部内のトナーをトナー排出口に導くガイド部材を設けた回転型現像装置が開示されている。 For this reason, in the color image forming apparatus, new toner is appropriately replenished to the toner storage chamber in order to suppress the deterioration of the toner and the development performance. Various developing devices for supplying new toner to a toner storage chamber are known. For example, Patent Document 1 discloses a hopper that stores toner to be supplied to a developing device, and a supply that stores toner to be supplied to the hopper. In a rotary developing device having a toner container, it is intended to surely replenish the hopper with a small amount of toner in the replenishment toner container, and the toner in the replenishment toner container is supplied to the toner discharge port. There is disclosed a rotary type developing device provided with a guide member for guiding to the surface.
また、回転型の現像装置に関するものではないが、例えば特許文献２には、トナーカートリッジを装着した現像器において、該現像器が現像ローラの長手方向に関して傾斜している場合でも、現像不良が生じ難く、また、トナーが必要以上に多量に残っているにもかかわらずトナーエンド検出がなされてしまうということがないように、現像器の内部形状が、中央部に比べ両側におけるトナー容量が少なくなるように構成された現像器および現像装置が開示されている。
ところで、トナー貯蔵室と現像ローラとを備え、ラックに保持されることにより該ラックと一体的に回転される回転型の現像器を用いて感光体ドラム上の静電潜像を現像するカラー画像形成装置において、例えば画像形成領域の片側のみの画像を連続して印字する場合など、現像器がラックに保持された状態においてラックの回転軸方向において一部のみのトナーの劣化が促進される場合には、ラックの回転軸方向においてトナーの劣化度が異なることとなる。 By the way, a color image that includes a toner storage chamber and a developing roller, and that develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum using a rotating type developing device that is held in the rack and rotates integrally with the rack. In the forming apparatus, for example, when continuously printing images on only one side of the image forming area, the deterioration of only a part of the toner in the rotation axis direction of the rack is promoted while the developing device is held by the rack. In other words, the degree of toner deterioration varies in the direction of the rotation axis of the rack.
前記カラー画像形成装置において、現像器内のトナーがラックの回転軸方向にその劣化度が異なると、ラックの回転軸方向にトナーの帯電性能が異なり、かかる場合には、現像器によって現像される現像性能がラックの回転軸方向において均一とならず、形成される画像の均一性が損なわれ得る。 In the color image forming apparatus, if the toner in the developing device has a different degree of deterioration in the direction of the rotation axis of the rack, the charging performance of the toner is different in the direction of the rotation axis of the rack. The developing performance is not uniform in the direction of the rotation axis of the rack, and the uniformity of the formed image can be impaired.
そこで、この発明は、現像器がラックに保持された状態において、ラックの回転軸方向にトナー貯蔵室内のトナーの混合性を高めることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させることができる現像器、及びかかる現像器を利用したカラー画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can improve the mixing of toner in the toner storage chamber in the direction of the rotation axis of the rack while the developing device is held in the rack, and uniformize the developing performance in the direction of the rotation axis of the rack. An object of the present invention is to provide a developing device capable of performing the above and a color image forming apparatus using the developing device.
このため、本願の第１の発明に係る現像器は、トナーを貯蔵するトナー貯蔵室と、該トナー貯蔵室に貯蔵された前記トナーを像担持体に供給し前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段とを備え、回転可能なラックに保持され該ラックと一体的に回転される現像器であって、該現像器が前記ラックに保持された状態において前記ラックの回転軸方向に延びる前記トナー貯蔵室の少なくとも１つの側面に、前記トナー貯蔵室の内方側に突出する凸部であって、前記側面が前記ラックの回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に前記トナー貯蔵室に貯蔵された前記トナーを前記ラックの回転軸方向において凸部の頂部から離れる方向に移動させるように前記トナー貯蔵室の内方側に突出する凸部、及び／又は、前記トナー貯蔵室の外方側に窪む凹部であって、前記側面が前記ラックの回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に前記トナー貯蔵室に貯蔵された前記トナーを前記ラックの回転軸方向において凹部の最下部に向かう方向に移動させるように前記トナー貯蔵室の外方側に窪む凹部が設けられていることを特徴とする。 For this reason, the developing device according to the first invention of the present application is formed on the image carrier by supplying a toner storage chamber for storing toner, and supplying the toner stored in the toner storage chamber to the image carrier. A developing unit that develops the electrostatic latent image and is held in a rotatable rack and rotated integrally with the rack, and the developer is held in the rack in a state where the developing unit is held in the rack. At least one side surface of the toner storage chamber extending in the rotation axis direction is a convex portion protruding inward of the toner storage chamber, and the side surface is positioned downward in the vertical direction as the rack rotates. A convex portion protruding inward of the toner storage chamber so as to move the toner stored in the toner storage chamber in a direction away from the top of the convex portion in the rotation axis direction of the rack, and / or Toner storage A recess recessed outwardly of the chamber, wherein the toner stored in the toner storage chamber is recessed in the direction of the rotation axis of the rack when the side surface is positioned vertically downward with the rotation of the rack. A concave portion is provided on the outer side of the toner storage chamber so as to move in a direction toward the lowermost portion of the toner storage chamber.
また、本願の第２の発明に係る画像形成装置は、複数の前記第１の発明の現像器と、前記複数の現像器を保持するとともに回転可能に設けられるラックと、トナー画像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された前記トナー画像を転写体に転写する転写手段と、を備え、前記現像器の前記トナー貯蔵室に各色のトナーが貯蔵され、前記現像器の前記現像手段によって、前記像担持体上に形成された静電潜像が各色のトナーで現像されて前記像担持体上に各色のトナー画像が形成され、前記転写手段によって前記像担持体上の前記各色のトナー画像が前記転写体に転写されてカラー画像が形成されることを特徴とする。 An image forming apparatus according to a second invention of the present application forms a plurality of developing devices according to the first invention, a rack that holds the plurality of developing devices and is rotatably provided, and a toner image. An image carrier, and transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier to a transfer body, and each color toner is stored in the toner storage chamber of the developer. The developing unit develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with each color toner to form a toner image of each color on the image carrier, and the transfer unit forms the toner image on the image carrier. The toner images of the respective colors are transferred to the transfer body to form a color image.
本願の第１の発明に係る現像器によれば、ラックの回転時に、トナー貯蔵室の側面に設けられた凸部によってトナーをラックの回転軸方向において凸部の頂部から離れる方向に移動させる、及び／又は、トナー貯蔵室の側面に設けられた凹部によってトナーをラックの回転軸方向において凹部の最下部に向かう方向に移動させることができ、ラックの回転軸方向においてトナー貯蔵室内のトナーの混合性を高めることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させることができる。例えば、トナー貯蔵室に劣化したトナーと新しいトナーが貯蔵されている場合、劣化したトナーと新しいトナーとをラックの回転軸方向に均一に混ぜ合わせることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させることができる。 According to the developing device of the first invention of the present application, when the rack rotates, the toner is moved in a direction away from the top of the convex portion in the rotation axis direction of the rack by the convex portion provided on the side surface of the toner storage chamber. And / or the concave portion provided on the side surface of the toner storage chamber can move the toner in a direction toward the lowest portion of the concave portion in the rotation axis direction of the rack. The development performance in the direction of the rotation axis of the rack can be made uniform. For example, when deteriorated toner and new toner are stored in the toner storage chamber, the deteriorated toner and new toner can be uniformly mixed in the rack rotation axis direction, and the development performance in the rack rotation axis direction can be improved. It can be made uniform.
また、本願の第２の発明に係る画像形成装置によれば、ラックの回転時に、ラックの回転軸方向においてトナー貯蔵室内のトナーの混合性を高めることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させ、形成される画像を均一化させることができる。例えば、トナー貯蔵室に劣化したトナーと新しいトナーが貯蔵されている場合、劣化したトナーと新しいトナーとをラックの回転軸方向に均一に混ぜ合わせることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させ、形成される画像を均一化させることができる。 Further, according to the image forming apparatus of the second invention of the present application, when the rack is rotated, the toner mixing property in the toner storage chamber in the rack rotation axis direction can be improved, and the developing performance in the rack rotation axis direction can be improved. Can be made uniform, and the formed image can be made uniform. For example, when deteriorated toner and new toner are stored in the toner storage chamber, the deteriorated toner and new toner can be uniformly mixed in the rack rotation axis direction, and the development performance in the rack rotation axis direction can be improved. It is possible to homogenize and to form a uniform image.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置に用いる現像装置１を示す断面図である。なお、図１では、トナー画像が担持される像担持体としての感光体ドラム２も示されている。
前記カラー画像形成装置は、４サイクル方式のカラーレーザプリンタなどのカラー画像形成装置であり、図１に示す現像装置１と感光体ドラム２とを備え、この感光体ドラム２は、感光体ドラム２に連結された駆動モータ（不図示）によって矢印Ｒ１の方向（図１において時計回り方向）に回転可能に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a developing device 1 used in a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 also shows a
The color image forming apparatus is a color image forming apparatus such as a four-cycle color laser printer, and includes a developing device 1 and a
図１では、感光体ドラム２の周囲に現像装置１のみが示されているが、前記カラー画像形成装置は、感光体ドラム２の周囲に、感光体ドラム２の回転方向に沿って、感光体ドラム２の外周面を帯電するための帯電装置、感光体ドラム２上に各色の静電潜像を順次形成するための露光装置、感光体ドラム２上に形成された各色の静電潜像を順次各色のトナーで現像して各色のトナー画像を形成するための現像装置１、感光体ドラム２上に形成された各色のトナー画像を転写体（例えば転写ベルト）に順次重ね合わせて転写するための転写装置、及び、感光体ドラム２の外周面をクリーニングするクリーニング装置を備えている。なお、現像装置１以外の構成については周知のものであるので、その説明を簡略化する。
In FIG. 1, only the developing device 1 is shown around the
前記帯電装置は、感光体ドラム２の外周面を所定の電位に一様に帯電するものであり、例えばコロナ帯電装置などが用いられる。前記露光装置は、例えばパソコンなどの外部装置から入力される画像信号をイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックに色変換したデジタル画像信号に基づいて、感光体ドラム２の外周面に選択的に光を照射して露光を行い、感光体ドラム２上に各色の静電潜像を形成するものである。
The charging device uniformly charges the outer peripheral surface of the
現像装置１は、一成分現像剤であるイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーをそれぞれ貯蔵した４つの現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、駆動モータ（不図示）によって矢印Ｒ２の方向（図１において反時計回り方向）に回転可能に設けられるラック３とを備え、４つの現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはそれぞれ、ラック３の回転軸Ｘに対して９０度の角度位置に取り付けられている。なお、図１では、シアントナーを貯蔵した現像器１０Ｃが、感光体ドラム２に対向した現像位置にある状態を示している。
The developing device 1 is driven by four developing
現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、貯蔵されるトナーの色が異なるのみで同様の構成を備えて同様の作用をなすものであるので、以下では、シアントナーが貯蔵された現像器１０Ｃを例として説明する。なお、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについては、適宜現像器１０を用いる。
Since the developing
図２は、前記現像装置１の現像器１０Ｃを示す断面図である。現像器１０Ｃは、トナーを貯蔵するハウジング（トナー貯蔵室）１１と、該ハウジング１１に貯蔵されたトナーを感光体ドラム２に供給し、感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像する円筒状の現像ローラ（現像手段）１２とを備え、ハウジング１１内には、現像ローラ１２に押圧されて弾性変形した円柱状の供給ローラ１３が、現像ローラ１２と接触して略平行に配設されている。現像ローラ１２は、図示しない駆動モータによって矢印Ｒ３の方向（図１において反時計回り方向）に回転駆動され、供給ローラ１３は、図示しない駆動モータによって矢印Ｒ４の方向（図１において反時計回り方向）に回転駆動されるようになっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the developing device 10 </ b> C of the developing device 1. The developing device 10 </ b> C supplies a housing (toner storage chamber) 11 for storing toner, and supplies the toner stored in the
現像器１０Ｃのハウジング１１は、供給ローラ１３が配置され、感光体ドラム２の近傍で感光体ドラム２に供給するためのトナーを集めるために現像ローラ１２の近傍においてトナーを溜めるバッファ部１５と、トナーを貯蔵するホッパ部２０とを形成しており、バッファ部１５とホッパ部２０とはそれぞれ、ラック３の回転軸方向に延びる空間領域を有している。また、ハウジング１１には、バッファ部１５とホッパ部１６とを連通させる開口部１６が形成され、該開口部１６を通じてバッファ部１５とホッパ部１６との間をトナーが移動できるようになっている。
A
また、現像ローラ１２の周囲に、現像ローラ１２の回転方向において供給ローラ１３の下流側にブレード１４が配設されている。ブレード１４は、現像ローラ１２に担持されるトナーの帯電量や付着量を規制するためのものであり、現像ローラ１２に圧接した状態で設けられている。
A
現像器１０Ｃでは、ラック３の回転に伴ってホッパ部２０に貯蔵されているトナーが重力や遠心力の作用を受けてバッファ部１５に供給され、このバッファ部１５内のトナーが、供給ローラ１３によって現像ローラ１２に供給される。現像ローラ１２に供給されたトナーは、現像ローラ１２の回転に伴ってブレード１４を通過する際に、トナーの量が規制されるとともに摩擦帯電によって負極性に帯電される。現像器１０Ｃがラック３の回転に伴って感光体ドラム２に対向した現像位置に位置付けられると、現像ローラ１２の回転に伴って負極性に帯電されたトナーが感光体ドラム２に供給され、感光体ドラム２上の静電潜像を現像して感光体ドラム２上にトナー画像を形成する。
In the developing device 10 </ b> C, the toner stored in the
前記のように、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋがラック３に保持された現像装置１では、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋがラック３と一体的に回転され、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはそれぞれ、感光体ドラム２に対向する現像位置で感光体ドラム２上に形成された各色の静電潜像を順次各色のトナーで現像して各色のトナー画像を形成するようになっている。
As described above, in the developing device 1 in which the developing
前記転写装置は、感光体ドラム２上に形成された各色のトナー画像を転写ベルト（転写体）に順次重ね合わせて一次転写し、転写ベルト上に重ね合わせられた各色のトナー画像を一括して用紙に二次転写してカラー画像を形成するものである。なお、転写体は、転写ベルトのようにシート状のものであっても、ドラム状のものであってもよい。
The transfer device sequentially superimposes each color toner image formed on the
前記クリーニング装置は、感光体ドラム２に当接するクリーニングブレード（不図示）を備えており、感光体ドラム２上に形成されたトナー画像が前記転写装置によって転写ベルトに転写された後に感光体ドラム２上に残留するトナーを掻き取って回収するものである。
The cleaning device includes a cleaning blade (not shown) that comes into contact with the
前記カラー画像形成装置では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のデジタル画像信号に基づいて前記露光装置によって感光体ドラム２上に各色の静電潜像を形成され、現像装置１の現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって感光体ドラム２上の静電潜像が各色のトナーで現像されて感光体ドラム２上に各色のトナー画像が形成され、この感光体ドラム２上の各色のトナー画像が、前記転写装置によって順次用紙に転写されてカラー画像が形成されるようになっている。なお、感光体上に現像された後に現像ローラ１２上に残留するトナーはバッファ部１５に回収される。
In the color image forming apparatus, an electrostatic latent image of each color is formed on the
前記カラー画像形成装置において、例えば画像形成領域の片側のみの画像を連続して印字する場合など、現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋがラック３に保持された状態においてラック３の回転軸方向において一部のみのトナーの劣化が促進される場合、ラック３の回転軸方向においてトナーの劣化度が異なり、現像性能、ひいては形成される画像の均一性が損なわれ得るが、本実施形態では、ラック３の回転軸方向に延びるホッパ部２０の側面に、トナーをラックの回転軸方向においてその頂部から離れる方向に移動させる凸部やトナーをラックの回転軸方向においてその最下部に向かう方向に移動させる凹部を設けることで、かかる問題を回避する。
In the color image forming apparatus, for example, when images on only one side of the image forming area are continuously printed, the developing
図３は、本発明の実施形態に係る現像器１０Ｃのホッパ部２０を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、ホッパ部２０についてラック３の回転軸方向の両端面を取り除いて示しており、後述する図６、図７及び図８についても同様にラック３の回転軸方向の両端面を取り除いて示している。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the
ハウジング１１によって形成されるホッパ部２０は、ラック３の回転軸方向に延びる４つの側面２１、２２、２３、２４と、ラック３の回転軸方向の両端面２５、２６（図４参照）を備え、ラック３の回転軸方向断面において略四角枠状に形成され、ホッパ部２０とバッファ部１５とを区画する側面２１には、ラック３の回転軸方向に延びる矩形状の開口部１６が設けられている。ラック３が回転する際には、この開口部１６を通じてホッパ部２０からバッファ部１５にトナーが供給される。
The
図３に示すように、ホッパ部２０の側面２３には、ホッパ部２０の内方側に突出する凸部２３ａが設けられ、ホッパ部２０の側面２２には、ホッパ部２０の外方側に窪む凹部２２ａが設けられている。ホッパ部２０において、凸部２３ａは、側面２３がラック３の回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に、ホッパ部２０に貯蔵されたトナーをラック３の回転軸方向において凸部２３ａの頂部２３ｂから離れる方向に移動させるように設けられ、凹部２２ａは、側面２３がラック３の回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に、ホッパ部２０に貯蔵されたトナーをラック３の回転軸方向において凹部２２ａの最下部２２ｂに向かう方向に移動させるように設けられている。
As shown in FIG. 3, the
図４は、前記ホッパ部２０についてラック３の回転軸方向の断面を模式的に示す断面図であり、図４の（ａ）は、ホッパ部２０の側面２３が鉛直方向下方に位置付けられた状態の断面を示し、図４の（ｂ）は、ホッパ部２０の側面２２が鉛直方向下方に位置付けられた状態の断面を示している。なお、図４（ａ）及び（ｂ）ではそれぞれ、鉛直方向上方に位置付けられるホッパ部２０の側面２１及び２４を取り除いて示している。また、図３では、ホッパ部２０の側面２３及び２２にそれぞれ形成される凸部２３ａ及び凹部２２ａが湾曲状に形成されているが、図４（ａ）及び（ｂ）では、ホッパ部２０内のトナーの流れを明瞭に図示するために、凸部２３ａ及び凹部２２ａを中央部で折曲したテーパ状にして示している。
4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the
図４（ａ）に示すように、ホッパ部２０の側面２３に形成される凸部２３ａは、該凸部２３ａの頂部２３ｂからホッパ部２０の端面２５及び２６にそれぞれ傾斜する傾斜面２３ｃ及び２３ｄを備え、ラック３の回転に伴ってホッパ部２０の側面２３が鉛直方向下方に位置付けられる際には、ホッパ部２０内に貯蔵されているトナーは、矢印Ｚ１に示すように、鉛直方向に移動するとともに、傾斜面２３ｃ及び２３ｄに沿ってラック３の回転軸方向において凸部２３ａの頂部２３ｂから離れる方向、具体的には凸部２３ａの頂部２３ｂ（ラック３の回転軸方向中央側）から端面２５又は２６（ラック３の回転軸方向端部側）に向かう方向に移動する。
As shown in FIG. 4A, the
凸部２３ａは、図４（ａ）に示すように傾斜面２３ｃ及び２３ｄから構成されていても、図３に示すように湾曲状に形成されていてもよく、また、側面２３が鉛直方向下方に位置付けられる際にホッパ部２０内のトナーをラック３の回転軸方向に移動させるようにホッパ部２０の内方側に突出するその他の好適な形状から形成されていてもよい。なお、凸部２３ａが傾斜面２３ｃ及び２３ｄから構成される場合には、傾斜面２３ｃ及び２３ｄはそれぞれ、該側面２３が鉛直下方に位置付けられる際に水平方向から上方へ傾斜する角度がトナーの安息角以上であることが好ましい。
The
また、図４（ｂ）に示すように、ホッパ部２０の側面２２に形成される凹部２２ａは、該凹部２２ａの最下部２２ｂからホッパ部２０の端面２５及び２６にそれぞれ傾斜する傾斜面２２ｃ及び２２ｄを備えており、ラック３の回転に伴ってホッパ部２０の側面２２が鉛直方向下方に位置付けられる際には、ホッパ部２０内のトナーは、矢印Ｚ２に示すように、鉛直方向に移動するとともに、傾斜面２２ｃ及び２２ｄに沿ってラック３の回転軸方向において凹部２２ａの最下部２２ｂに向かう方向、具体的には端面２５又は２６（ラック３の回転軸方向端部側）から凹部２２ａの最下部２２ｂ（ラック３の回転軸方向中央側）に向かう方向に移動する。
Further, as shown in FIG. 4B, the
凹部２２ａは、図４（ｂ）に示すように傾斜面２３ｃ及び２３ｄから構成されていても、図３に示すように湾曲状に形成されていてもよく、また、側面２２が鉛直方向下方に位置付けられる際にホッパ部２０内のトナーをラック３の回転軸方向に移動させるようにホッパ部２０の外方側に窪むその他の好適な形状から形成されていてもよい。
The
なお、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ホッパ部２０の側面２３に形成される凸部２３ａとホッパ部２０の側面２２に形成される凹部２２ａとは、好ましくは、凸部２３ａの頂部２３ｂと凹部２２ａの最下部２２ｂとがラック３の回転軸方向の位置が略一致する位置に形成される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
図５は、ラック３の回転時における前記ホッパ部２０内のトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３の挙動を示す模式図であり、図５の（ａ）−（ｅ）は、ラック３が図１の矢印Ｒ２の方向に回転される際に移動するホッパ部２０内のトナーの動きを順次表している。なお、図５では、ラック３の回転軸方向においてトナーの混合状態を明瞭化するために、図５の（ａ）において、ラック３の回転軸方向において端面２６近傍に位置するトナーＴ１を黒色で示し、ラック３の回転軸方向において中央側に位置するトナーＴ２を白色で示し、ラック３の回転軸方向において端面２５近傍に位置するトナーＴ３をクロスハッチングで示している。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the behavior of the toners T1, T2, and T3 in the
図５（ａ）は、ホッパ部２０の側面２４が鉛直下方に位置付けられた状態を示しており、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からラック３が９０度回転され、ホッパ部２０の側面２３が鉛直下方に位置付けられた状態を示している。図５（ａ）に示すようにホッパ部２０内において重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、ラック３が９０度回転されて側面２３が鉛直下方に位置付けられることにより、図５（ｂ）に示すように、重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるとともに、側面２３の凸部２３ａによってラック３の回転軸方向端部側へ移動される。
FIG. 5A shows a state in which the
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からラック３が９０度回転され、ホッパ部２０の側面２２が鉛直下方に位置付けられた状態を示している。図５（ｂ）に示す状態からラック３が９０度回転されて側面２２が鉛直下方に位置付けられることにより、トナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図５（ｃ）に示すように、重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるとともに、側面２２の凹部２２ａによってラック３の回転軸方向中央側へ移動される。
FIG. 5C shows a state in which the
図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態からラック３が２７０度回転され、ホッパ部２０の側面２３が鉛直下方に位置付けられた状態を示している。図５（ｃ）に示す状態からラック３が２７０度回転されて側面２３が鉛直下方に位置付けられることにより、トナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図５（ｄ）に示すように、重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるとともに、側面２３の凸部２３ａによってラック３の回転軸方向端部側へ再び移動されて、ラック３の回転軸方向にトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３が混ぜ合わせられる。
FIG. 5D shows a state where the
図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態からラック３が９０度回転され、ホッパ部２０の側面２２が鉛直下方に位置付けられた状態を示している。図５（ｄ）に示す状態からラック３が９０度回転されて側面２２が鉛直下方に位置付けられることにより、トナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図５（ｅ）に示すように、重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるとともに、側面２２の凹部２２ａによってラック３の回転軸方向中央側へ再び移動されて、ラック３の回転軸方向にトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３が混ぜ合わせられる。
FIG. 5E shows a state in which the
このように、ホッパ部２０では、ラック３の回転時に、凸部２３ａによってトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３をラック３の回転軸方向において凸部２３ａの頂部２３ｂから離れる方向に移動させることができ、また、凹部２２ａによってトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３をラック３の回転軸方向において凹部２２ａの最下部２２ｂに向かって移動させることができ、ラック３の回転軸方向においてホッパ部２０内のトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３の混合性を高めることができる。
As described above, in the
ここで、本実施形態では、ラック３の回転軸方向に延びるホッパ部の側面に、ホッパ部内のトナーをラック３の回転軸方向中央側又は端部側へ移動させる凹部又は凸部が形成されていないホッパ部を比較例として用い、ラック３の回転時における前記ホッパ部内のトナーの挙動を調べた。
Here, in the present embodiment, a concave portion or a convex portion for moving the toner in the hopper portion to the center side or the end side in the rotation axis direction of the
図８は、比較例として用いるホッパ部５０を模式的に示す斜視図である。比較例として用いるホッパ部５０は、ラック３の回転軸方向に延びる４つの側面５１、５２、５３、５４と、ラック３の回転軸方向の両端面５７、５８（図９参照）を備え、ラック３の回転軸方向断面において略四角枠状に形成されている。また、側面５１には、ラック３の回転軸方向に延びる矩形状の開口部５６が設けられ、バッファ部１５と連通されるようになっているが、ホッパ部５０の側面５１、５２、５３、５４には、ホッパ部５０内のトナーをラック３の回転軸方向に移動させる凸部や凹部が形成されていない。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a
図９は、前記ホッパ部５０についてラック３の回転軸方向の断面を模式的に示す断面図であり、図９の（ａ）は、ホッパ部５０の側面５３が鉛直方向下方に位置付けられた状態の断面を示し、図９の（ｂ）は、ホッパ部５０の側面５２が鉛直方向下方に位置付けられた状態の断面を示している。なお、図９（ａ）及び（ｂ）ではそれぞれ、鉛直方向上方に位置付けられるホッパ部５０の側面５１及び５４を取り除いて示している。
9 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the
図９（ａ）に示すように、ラック３の回転に伴ってホッパ部５０の側面５３が鉛直方向下方に位置付けられる際には、ホッパ部５０内に貯蔵されているトナーは、矢印Ｚ３に示すように、鉛直方向に移動されるのみであり、ラック３の回転軸方向に移動されることはない。また、図９（ｂ）に示すように、ラック３の回転に伴ってホッパ部５０の側面５２が鉛直方向下方に位置付けられる際にも、ホッパ部５０内に貯蔵されているトナーは、矢印Ｚ４に示すように、鉛直方向に移動されるのみであり、ラック３の回転軸方向に移動されることはない。
As shown in FIG. 9A, when the
図１０は、ラック３の回転時における前記ホッパ部５０内のトナーＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３の挙動を示す模式図であり、図１０の（ａ）−（ｅ）は、ラック３が図１の矢印Ｒ２の方向に回転される際に移動するホッパ部５０内のトナーの動きを順次表している。図１０（ａ）は、ホッパ部５０の側面５４が鉛直下方に位置付けられた状態、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の状態からラック３が９０度回転されホッパ部５０の側面５３が鉛直下方に位置付けられた状態、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の状態からラック３が９０度回転されホッパ部５０の側面５２が鉛直下方に位置付けられた状態、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）の状態からラック３が２７０度回転されホッパ部５０の側面５３が鉛直下方に位置付けられた状態、図１０（ｅ）は、図１０（ｄ）の状態からラック３が９０度回転されホッパ部５０の側面５２が鉛直下方に位置付けられた状態を示している。なお、図１０では、ラック３の回転軸方向において端面５８近傍に位置するトナーＴ１１を黒色で示し、ラック３の回転軸方向において中央側に位置するトナーＴ１２を白色で示し、ラック３の回転軸方向において端面５７近傍に位置するトナーＴ３をクロスハッチングで示している。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the behavior of the toners T11, T12, and T13 in the
図１０（ａ）に示すようにホッパ部５０内において重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるトナーＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３は、ラック３が回転されても、図１０（ｂ）−（ｅ）に示すように、重力の作用を受けて鉛直下方側に位置付けられるのみであり、ラック３の回転軸方向へ移動されることはなく、ホッパ部２０のように、ラックの回転軸方向に混ぜ合わせられることはない。
As shown in FIG. 10A, the toners T11, T12, and T13, which are positioned on the vertically lower side due to the action of gravity in the
なお、本実施形態に係る現像器１０のホッパ部２０では、側面２２に凹部２２ａが設けられ、側面２３に凸部２３ａが設けられているが、ホッパ部の１つの側面にのみ、該側面がラックの回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に、ホッパ部に貯蔵されたトナーをラックの回転軸方向端部側へ移動させるようにホッパ部の内方側に突出する凸部を設けるようにしてもよく、あるいは、ホッパ部に貯蔵されたトナーをラックの回転軸方向中央側へ移動させるようにホッパ部の外方側に窪む凹部を設けるようにしてもよい。
In the
図６は、前記ホッパ部２０の第１の変形例を示す斜視図である。ホッパ部３０は、図３に示すホッパ部２０と略同様に、ラック３の回転軸方向に延びる側面３１、３２、３３、３４と、側面３１に設けられる開口部３６とを備え、ラック３の回転軸方向断面において略四角枠状に形成され、側面３２には、該側面３２がラック３の回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に、ホッパ部３０に貯蔵されたトナーをラック３の回転軸方向中央側へ移動させるためにラック３の回転軸方向の中央側が凹状に湾曲してホッパ部３０の外方側に窪む凹部３２ａが設けられているものの、側面３３には、ホッパ部３０の内方側に突出する凸部が設けられていない。
FIG. 6 is a perspective view showing a first modification of the
ホッパ部３０を有する現像器においても、該現像器がラック３に保持されて該ラック３と一体的に回転されることにより、ラック３の回転に伴ってホッパ部３０の側面３２が鉛直方向下方に位置付けられる際には、凹部３２ａによってホッパ部３０内のトナーをラック３の回転軸方向中央側へ移動させることができ、ホッパ部３０内のトナーについてラック３の回転軸方向の混合性を高めることができる。
Also in the developing device having the
図７は、前記ホッパ部２０の第２の変形例を示す斜視図である。ホッパ部４０は、図３に示すホッパ部２０と略同様に、ラック３の回転軸方向に延びる側面４１、４２、４３、４４と、側面４１に設けられる開口部４６とを備え、ラック３の回転軸方向断面において略四角枠状に形成され、側面４３には、該側面４３がラック３の回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に、ホッパ部４０に貯蔵されたトナーをラック３の回転軸方向端部側へ移動させるためにラック３の回転軸方向の中央側が凸状に湾曲してホッパ部３０の内方側に突出する凸部４３ａが設けられているものの、側面４３には、ホッパ部４０の外方側に窪む凹部が設けられていない。
FIG. 7 is a perspective view showing a second modification of the
ホッパ部４０を有する現像器においても、該現像器がラック３に保持されて該ラック３と一体的に回転されることにより、ラック３の回転に伴ってホッパ部４０の側面４３が鉛直方向下方に位置付けられる際には、凸部４３ａによってホッパ部４０内のトナーをラック３の回転軸方向端部側へ移動させることができ、ホッパ部４０内のトナーについてラック３の回転軸方向の混合性を高めることができる。
Also in the developing device having the
本実施形態では、現像器１０のホッパ部２０について、ラック３の回転軸方向に延びる１つの側面２２又は２３に凹部２２ａ又は凸部２３ａが１つ設けられているが、ラック３の回転軸方向に延びる１つの側面に、トナーをラックの回転軸方向において凹部の最下部に向かう方向に移動させる凹部又はトナーをラックの回転軸方向において凸部の頂部から離れる方向に移動させる凸部を２つ以上設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、図６ではホッパ部３０の１つの側面３２に凹部３２ａが設けられ、図７ではホッパ部４０の１つの側面４３に凸部４３ａが設けられているが、図３に示すように、ホッパ部がラックの回転軸方向に延びる少なくとも２つの側面を有する場合に、少なくとも１つの側面にトナーをラックの回転軸方向端部側へ移動させる凸部を設けるとともに、少なくとも１つの他の側面にトナーをラックの回転軸方向中央側へ移動させる凹部を設けるようにしてもよい。なお、前記凸部と前記凹部とは、好ましくは、前記凸部の頂部と前記凹部の最下部とが前記ラックの回転軸方向の位置が略一致するように設けられる。
Further, in FIG. 6, a
さらに、トナーを貯蔵するトナー貯蔵室１１が、ホッパ部２０とバッファ部１５とで構成されているが、仕切りのない１つの収容空間として構成されてもよい。かかるトナー貯蔵室を有する現像器においても、トナー貯蔵室のラックの回転軸方向に延びる側面に、該側面が鉛直方向下方に位置付けられる際にトナーをラックの回転軸方向端部側へ移動させるようにトナー貯蔵室の内方側に突出する凸部及び／又はトナーをラックの回転軸方向中央側へ移動させるようにトナー貯蔵室の外方側に窪む凹部を設けることで、ラックの回転に伴って、トナーをラックの回転軸方向に混合させることができる。
Further, although the
このように、本実施形態に係る現像器１０によれば、ラック３の回転時に、トナー貯蔵室１１の側面２３に設けられた凸部２３ａによって、トナーをラック３の回転軸方向において凸部２３ａの頂部２３ｂから離れる方向に移動させる、及び／又は、トナー貯蔵室１１の側面２２に設けられた凹部２２ａによって、トナーをラック３の回転軸方向において凹部２２ａの最下部２２ｂに向かう方向に移動させることができ、ラックの回転軸方向においてトナー貯蔵室内のトナーの混合性を高めることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させることができる。例えば、トナー貯蔵室に劣化したトナーと新しいトナーが貯蔵されている場合、劣化したトナーと新しいトナーとをラックの回転軸方向に均一に混ぜ合わせることができ、ラックの回転軸方向における現像性能を均一化させることができる。
As described above, according to the developing device 10 according to the present embodiment, when the
また、トナー貯蔵室１１は、１つの側面２３に凸部２３ａが設けられるとともに他の１つの側面２２に凹部２２ａが設けられ、凸部２３ａと凹部２２ａとは、凸部２３ａの頂部２３ｂと凹部２２ａの最下部２２ｂとがラック３の回転軸方向における位置が略一致するように設けられていることにより、ラックの回転軸方向における混合性をより高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
The
更に、トナー貯蔵室１１は、ホッパ部２０とバッファ部１５とを備え、現像器１０がラック３に保持された状態においてラック３の回転軸方向に延びるホッパ部２０の少なくとも１つの側面に、凸部２３ａ及び／又は凹部２２ａが設けられていることにより、ホッパ部２０内のトナーをラックの回転軸方向に混合させることができるとともに、トナーをバッファ部１５から現像ローラ１２に安定して供給することができる。
Further, the
本実施形態に係る現像器１０では、ホッパ部２０内のトナーをバッファ部１５に供給するための供給部材やホッパ部１０内のトナーをラック３の回転軸方向に混合させるための攪拌部材を設ける必要がなく、比較的簡単な構造によって、バッファ部１５に安定してトナーを供給するとともにラック３の回転軸方向においてトナーの混合性を高めることができる。
In the developing device 10 according to the present embodiment, a supply member for supplying the toner in the
また、本実施形態に係るカラー画像形成装置によれば、ラック３の回転時に、ラック３の回転軸方向においてトナー貯蔵室１１内のトナーの混合性を高めることができ、ラック３の回転軸方向における現像性能を均一化させ、形成される画像を均一化させることができる。例えば、トナー貯蔵室１１に劣化したトナーと新しいトナーが貯蔵されている場合、劣化したトナーと新しいトナーとをラック３の回転軸方向に均一に混ぜ合わせることができ、ラック３の回転軸方向における現像性能を均一化させ、形成される画像を均一化させることができる。
Further, according to the color image forming apparatus of the present embodiment, when the
なお、本実施形態では、ホッパ部２０の側面２３に形成される凸部２３ａの頂部２３ｂがラック３の回転軸方向において１つの頂点として示され、ホッパ部２０の側面２２に形成される凹部２２ａの最下部２２ｂが１つの最下点として示されているが、凸部の頂部及び凹部の最下部がラックの回転軸方向に比較的小さい所定領域を有するものであってもよい。
In the present embodiment, the
以上のように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。本実施形態では、４つの現像器１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋを有する現像装置１について説明しているが、本発明は、いかなる回転型の現像装置に適用されてもよい。
As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention. In the present embodiment, the developing device 1 having the four developing
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ ラック
１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋ 現像器
１２ 現像ローラ（現像手段）
１５ バッファ部
２０、３０、４０ ホッパ部
２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４、４１、４２、４３、４４ 側面
２２ａ、３２ａ 凹部
２２ｂ 凹部の最下部
２３ａ、４３ａ 凸部
２３ｂ 凸部の頂部
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ トナー
2 Photosensitive drum (image carrier)
3 rack 10C, 10M, 10Y,
15
23b Top of convex part T1, T2, T3 Toner
Claims (4)
該現像器が前記ラックに保持された状態において前記ラックの回転軸方向に延びる前記トナー貯蔵室の少なくとも１つの側面に、前記トナー貯蔵室の内方側に突出する凸部であって、前記側面が前記ラックの回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に前記トナー貯蔵室に貯蔵された前記トナーを前記ラックの回転軸方向において凸部の頂部から離れる方向に移動させるように前記トナー貯蔵室の内方側に突出する凸部、及び／又は、前記トナー貯蔵室の外方側に窪む凹部であって、前記側面が前記ラックの回転に伴って鉛直方向下方に位置付けられる際に前記トナー貯蔵室に貯蔵された前記トナーを前記ラックの回転軸方向において凹部の最下部に向かう方向に移動させるように前記トナー貯蔵室の外方側に窪む凹部が設けられていることを特徴とする現像器。 A toner storage chamber for storing toner, and a developing means for supplying the toner stored in the toner storage chamber to an image carrier and developing an electrostatic latent image formed on the image carrier, and is rotatable A developing device that is held in a rack and rotated integrally with the rack,
At least one side surface of the toner storage chamber extending in the direction of the rotation axis of the rack in a state where the developing device is held by the rack, a convex portion protruding inward of the toner storage chamber, The toner storage chamber is configured to move the toner stored in the toner storage chamber in a direction away from the top of the convex portion in the rotation axis direction of the rack when the toner is positioned downward in the vertical direction as the rack rotates. A convex portion protruding inward of the toner and / or a concave portion recessed outward of the toner storage chamber when the side surface is positioned downward in the vertical direction as the rack rotates. A recess that is recessed outwardly of the toner storage chamber is provided to move the toner stored in the storage chamber in a direction toward the bottom of the recess in the direction of the rotation axis of the rack. Developing device characterized and.
前記トナー貯蔵室の一方の前記側面に前記凸部が設けられるとともに、前記トナー貯蔵室の他方の前記側面に前記凹部が設けられ、
前記凸部と前記凹部とは、前記凸部の頂部と前記凹部の最下部とが前記ラックの回転軸方向において略一致するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像器。 The toner storage chamber has two side surfaces extending in the rotation axis direction of the rack in a state where the developing device is held by the rack.
The convex portion is provided on one side surface of the toner storage chamber, and the concave portion is provided on the other side surface of the toner storage chamber,
2. The development according to claim 1, wherein the convex portion and the concave portion are provided such that a top portion of the convex portion and a lowermost portion of the concave portion substantially coincide with each other in a rotation axis direction of the rack. vessel.
前記トナーを貯蔵するホッパ部と、
該ホッパ部と連通され、前記トナーを前記像担持体に供給するために前記現像手段の近傍において前記ホッパ部から供給される前記トナーを溜めるバッファ部と、
を備え、
前記現像器が前記ラックに保持された状態において前記ラックの回転軸方向に延びる前記ホッパ部の少なくとも１つの側面に、前記凸部及び／又は前記凹部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像器。 The toner storage chamber is
A hopper for storing the toner;
A buffer unit that communicates with the hopper unit and stores the toner supplied from the hopper unit in the vicinity of the developing means for supplying the toner to the image carrier;
With
The convex portion and / or the concave portion are provided on at least one side surface of the hopper portion extending in a rotation axis direction of the rack in a state where the developing device is held by the rack. The developing device according to 1 or 2.
前記現像器の前記トナー貯蔵室に各色のトナーが貯蔵され、前記現像器の前記現像手段によって、前記像担持体上に形成された静電潜像が各色のトナーで現像されて前記像担持体上に各色のトナー画像が形成され、前記転写手段によって前記像担持体上の前記各色のトナー画像が前記転写体に転写されてカラー画像が形成されることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of developing devices according to any one of claims 1 to 3, a rack that holds the plurality of developing devices and is rotatably provided, an image carrier on which a toner image is formed, and the image carrier Transfer means for transferring the toner image formed thereon to a transfer body,
The toner of each color is stored in the toner storage chamber of the developing device, and the electrostatic latent image formed on the image carrier is developed with the toner of each color by the developing means of the developer. An image forming apparatus, wherein a toner image of each color is formed thereon, and the toner image of each color on the image carrier is transferred to the transfer body by the transfer unit to form a color image.
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