JPH06324565A - 多色現像装置における現像剤の補給回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像剤の長寿命化を図ると同時に、現像剤の補
給回収を１つのカートリッジで兼用させる。 【構成】現像器５０内に設けられる現像ロール部５３お
よび現像剤供給部５４、５５と、現像ロール部５３に現
像剤を搬送する搬送部材５６、６０、６１、と、現像剤
供給部に着脱可能に配設される現像剤カートリッジ６４
と、前記搬送部材を正転、逆転可能にする現像剤補給用
モータ７０とを備え、現像位置Ｓにおいては、現像剤カ
ートリッジ６４を現像剤供給部より上方の位置とさせ、
現像剤補給用モータ７０を正転させて現像剤を現像ロー
ル部に補給し、現像剤カートリッジ６４内の現像剤が空
になったことを検知して、回転体１３ａを回転させて現
像剤カートリッジ６４を現像剤供給部より下方の位置と
させ、現像剤補給用モータ７０を逆転させて現像剤を現
像剤カートリッジ６４内に回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を用いる複
写機、ファクシミリ、プリンタ等の多色画像形成装置に
係わり、とくに回転体に複数の現像器を装着し、トナー
とキャリアからなる２成分現像剤により現像を行う方式
の多色現像装置における現像剤の補給回収方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性キャリアとトナーからなる２成分現
像剤を使用する現像装置においては、静電潜像の現像に
伴い現像剤中のトナーが消費されるので、その画像濃度
を一定に保持するために、新たなトナーを補給して現像
剤中のトナー濃度を一定にする必要がある。また、画像
形成枚数（複写枚数）が増加するに従って、キャリア表
面にトナーが付着蓄積してキャリアが劣化し、このキャ
リアの劣化によってトナー帯電量が減少し、画像形成濃
度の低下が生じる。従って一般には、いわゆる現像剤の
寿命が到来すると現像剤を交換しなければならない。

【０００３】この際、現像器ハウジング内の現像剤を手
作業で総入れ換えしなければならず、この作業に時間を
要し、ユーザによる劣化現像剤の廃棄処理が煩雑になる
という問題を有している。また、現像剤の寿命が到来す
るまで現像剤を交換できないので、画像形成濃度が安定
しないという問題を有している。これを解決するため
に、濃度低下が生じないように現像剤を頻繁に交換する
ようにすると、現像剤の交換回数が増大するため、補給
に要する現像剤の量が多大になるとともに、現像剤中の
使用可能トナーも同時に廃棄することになるので、維持
費が高くなるという問題を有している。

【０００４】上記問題を解決するために、特開平４−６
６９８４号公報においては、キャリアとトナーを混合し
た現像剤を補給する補給容器と、劣化した現像剤を回収
する回収容器を設け、画像形成枚数が一定数増加するた
びに、自動的に新しい現像剤（キャリア）を補給し、補
給された現像剤と同等量の劣化現像剤を排出するように
し、現像剤の寿命を延ばすようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多色画像形
成装置において、例えば、感光体上に順次、イェロー、
シアン、マゼンダ、ブラックの静電潜像を形成し、それ
ぞれの潜像をイェロー、シアン、マゼンダ、ブラックの
現像器で現像し、現像されたトナー像を感光体に接して
回転する転写ドラム上の転写材に転写し、転写ドラムを
４回回転させて４色のトナー像を転写材上に重ね合わせ
て転写し、４色フルカラー画像を得る方式があり、この
ようなカラー画像形成装置において、回転体に複数の現
像器を装着し、トナーとキャリアからなる２成分現像剤
により現像を行う方式の多色現像装置がある。

【０００６】このような多色現像装置に上記従来の現像
剤の補給回収方式を適用させると、現像器の数に応じた
回収専用の回収容器を設ける必要があるため、装置が大
型化するという問題が生じ、また、現像剤の補給に伴っ
て回収された現像剤を定期的に廃棄しなければならず、
現像剤の交換が煩雑であるとともに、この作業中にトナ
ーが飛散するため、操作性および保全性等に問題が生じ
る。この問題を解決するために、特開昭６１−１６９８
５８号公報においては、現像剤の補給と回収を共用でき
るカートリッジを設け、このカートリッジを補給位置と
回収位置に選択的に配置可能にするようにしているが、
これを前記多色現像装置に適用させたとしても、現像器
の数に応じた専用の回収容器配設スペースを設ける必要
があるため、装置が大型化するという問題が生じ、ま
た、現像剤の補給位置と回収位置とが異なるために、操
作性および保全性等が複雑化するという問題が生じる。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、回転体に複数の現像器を装着し、トナーとキャリア
からなる２成分現像剤により現像を行う方式の多色現像
装置において、新しいキャリアを含有するトナーを補給
することにより現像剤の長寿命化を図ると同時に、現像
剤の補給回収を１つのカートリッジで兼用させることに
より、装置の小型化を図るとともに操作性および保全性
を向上させることができる現像剤の補給回収方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の多色
現像装置における現像剤の補給回収方法は、回転体に複
数の現像器を装着し、トナーとキャリアからなる２成分
現像剤により現像を行う方式の多色現像装置において、
現像器内に設けられる現像ロール部および現像剤供給部
と、該現像ロール部に現像剤を搬送する搬送部材と、前
記現像剤供給部に着脱可能に配設される現像剤カートリ
ッジと、前記搬送部材を正転、逆転可能にする現像剤補
給用モータとを備え、現像位置においては、前記現像剤
カートリッジを現像剤供給部より上方の位置とさせ、前
記現像剤補給用モータを正転させて現像剤を現像ロール
部に補給し、前記現像剤カートリッジ内の現像剤が空に
なったことを検知して、回転体を回転させて前記現像剤
カートリッジを現像剤供給部より下方の位置とさせ、前
記現像剤補給用モータを逆転させて現像剤を現像剤カー
トリッジ内に回収することを特徴とする。なお、現像剤
カートリッジ内へのキャリア回収量は、最初に現像剤カ
ートリッジ内に含有するキャリアの量と略同じ量とす
る。

【０００９】

【作用】本発明においては、現像剤カートリッジ内の現
像剤が空になると、トナー空検知センサがこれを検知
し、回転体を回転させて現像器を現像剤回収位置に移動
させ、現像剤カートリッジを現像剤供給部より下方の位
置とした状態で現像剤補給用モータを逆転させ、現像ロ
ール部および現像剤供給部内のトナーとキャリアを現像
剤カートリッジ内に搬送、回収する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図３は本発明が適用される多色画像形成装置の
１例を示す構成図である。

【００１１】図において、カラー電子写真複写機は、自
動原稿供給装置１、画像入力部２、画像出力部３及び転
写材供給部４からなる。カラー原稿は、自動原稿供給装
置１によりプラテンガラス５上に載置される。画像入力
部２は、イメージングユニット６、該ユニット６を駆動
するためのワイヤ７、駆動プーリ９等からなり、イメー
ジングユニット６内のＣＣＤラインセンサ、カラーフィ
ルタを用いて、４色フルカラーの場合には、カラー原稿
を光の原色であるＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）毎に読
みとり、デジタル画像信号に変換した後、この信号をト
ナーの原色であるＫ（ブラック）、Ｙ（イェロー）、Ｍ
（マゼンダ）、Ｃ（シアン）に変換し、さらに、色、階
調、精細度等の再現性を高めるために、種々のデータ処
理を施してカラーの階調トナー信号をオン／オフの２値
化信号に変換して画像出力部３に出力する。

【００１２】画像出力部３は、スキャナ１０、有機感光
体からなるドラム状の感光体１１を有し、感光体１１の
周囲には、感光体１１に一様に帯電させるための帯電装
置１２、静電潜像をトナー像に現像させるための回転式
現像装置１３、トナー像を転写材に転写させるための転
写装置１４、転写されなかった残留トナーを回収するた
めのクリーナ１５が配置され、感光体１１は電動モータ
により図示矢印の如く回転駆動される。

【００１３】スキャナ１０のレーザ出力部１０ａにおい
て、前記画像入力部２からの例えばブラックの画像信号
を光信号に変換し、ポリゴンミラー１０ｂ、ｆ／θレン
ズ１０ｃ及び反射ミラー１０ｄを介して感光体１１上に
原稿画像に対応した潜像を形成させる。このブラックの
潜像が現像を経て転写材に転写されれば、感光体１１は
クリーナ１５により残留トナーが除去された後、再び帯
電器１２により帯電され、レーザ出力部１０ａは、イェ
ローの画像信号を出力する。以下、マゼンダ、シアンの
各画像信号の潜像を順番に形成させる。

【００１４】回転式現像装置１３は、ブラック用現像器
１３Ｋ、イェロー用現像器１３Ｙ、マゼンダ用現像器１
３Ｍ、シアン用現像器１３Ｃを有し、各現像器は回転体
１３ａの周囲に配設され、回転体１３ａの回転軸１３ｂ
は図示しないモータにより回転可能にされている。そし
て、例えばブラックのトナー像を形成するときは、図の
位置でブラック用現像器１３Ｋにより現像を行い、イェ
ローのトナー像を形成するときは、回転式現像機１３を
回転させて、感光体１１に接する位置にイェロー用現像
器１３Ｙを配置させる。マゼンダ、シアンの現像も同様
にして動作させる。

【００１５】転写装置１４を構成する転写ドラム１６の
外周には、誘電体のフィルムからなる転写フィルムが張
られており、転写ドラム１６は、専用の電動モータ或い
は感光体１１と歯車によって連結され、図示矢印の如く
回転駆動される。転写ドラム１６の内部および外側周囲
には、転写コロトロン１７、押圧部材１８、分離用コロ
トロン１９、剥離爪２０、除電コロトロン２１、クリー
ナ２２、吸着ロール２３、吸着コロトロン２５が配置さ
れている。

【００１６】そして、転写材供給部４の給紙トレイ４ａ
〜４ｄから搬送ローラ２６、給紙ガイド２７およびレジ
ストローラ２８を経て搬送、給紙される転写材は、吸着
ロール２３の押し付け作用と吸着コロトロン２５のコロ
ナ放電により前記転写フィルムに吸着される。転写ドラ
ム１６は、感光体１１と同期して回転しており、例え
ば、ブラックで現像されたトナー像が転写コロトロン１
７により転写材に転写されると、転写ドラム１６の１回
転後、イェローで現像されたトナー像が転写コロトロン
１７により転写材に転写され、以下順次マゼンダ、シア
ンで現像されたトナー像が重ね合わせられて転写され
る。転写ドラム１６が４回転し４色の転写が終了する
と、転写材は分離用コロトロン１９により除電された
後、転写材は剥離爪２０により分離され、搬送路２９を
経て定着器３０に送られ転写トナー像が溶融定着され、
以下この一連のコピーサイクルが繰り返される。

【００１７】次に、本発明の多色現像装置における現像
剤の補給回収方法について説明する。図１（Ａ）は回転
式現像装置１３の全体断面図、図１（Ｂ）は各現像器の
断面図、図２は本発明による現像剤の補給回収方法を説
明するための図であり、図２（Ａ）は現像剤補給位置で
の現像器の状態を示し、図１（Ｂ）においてＹ−Ｙ線に
沿って矢印方向に見た断面図、図２（Ｂ）は現像剤回収
位置での現像器の状態を示す断面図である。

【００１８】図１（Ａ）において、感光体ドラム１１に
は、回転式現像装置１３が対向して配置されている。回
転式現像装置１３は、ブラック用現像器１３Ｋ、イェロ
ー用現像器１３Ｙ、マゼンダ用現像器１３Ｍ、シアン用
現像器１３Ｃを有し、各現像器は回転体１３ａの周囲に
配設され、回転体１３ａの回転軸１３ｂは図示しないモ
ータにより回転可能にされている。図でＳは現像位置
（現像剤補給位置）を示し、Ｂは現像剤回収位置を示
す。

【００１９】図１（Ｂ）において、各現像器を総称して
５０で示す。現像器５０の現像ハウジング５１内には、
仕切壁５２により現像ロール部５３、第１の現像剤供給
部５４および第２の現像剤供給部５５が区画形成されて
いる。現像ロール部５３内には、現像剤搬送用オーガ５
６と、軸方向に均一な磁場を形成するためのマグネット
ロール５７と、このマグネットロール５７の外周に回転
可能に装着される現像スリーブ５８と、現像スリーブ５
８に対向して設けられる層厚規制部材５９とが配設され
ている。マグネットロール５７は、図中、例えばＮおよ
びＳで示す磁気パターンを有し、現像ハウジング５１に
固定されている。

【００２０】第１および第２の現像剤供給部５４、５５
内には、それぞれ現像剤補給用オーガ６０と現像剤搬送
用オーガ６１が設けられている。第１の現像剤供給部５
４の側壁にはトナー空検知センサ６２が設けられ、ま
た、第１の現像剤供給部５４の上部には半円筒状の載置
台６３が設けられ、この載置台６３上に現像剤カートリ
ッジ６４が着脱可能に装着されるようになっている。現
像剤カートリッジ６４内には、スパイラル状のワイヤー
からなる現像剤攪拌用アジテータ６５が設けられてい
る。現像剤補給用オーガ６０および現像剤攪拌用アジテ
ータ６５の回転軸は、それぞれ従動歯車６８、６９に連
結され、これら従動歯車６８、６９は、現像剤補給用モ
ータ７０の駆動歯車７１に噛み合わされている。また、
図示しないが、現像剤搬送用オーガ５６、６１は前記モ
ータ７０とは別の現像器駆動モータによって現像スリー
ブ５８と共に回転する構成となっている。

【００２１】図２（Ａ）に示すように、現像剤カートリ
ッジ６４と第１の現像剤供給部５４との間には現像剤通
路６４ａが形成され、第１および第２の現像剤供給部５
４、５５との間にも、現像剤通路５４ａが形成され、図
示しないが第２の現像剤供給部５５と現像ロール部５３
との間にも現像剤通路が形成されている。

【００２２】次に、本発明による現像剤の補給回収方法
について説明する。通常の画像形成サイクルにおいて
は、図１（Ａ）において、回転体１３ａが回転し、例え
ばブラック用現像器１３Ｋが感光体ドラム１１に対向す
る現像位置Ｓにくると、現像器５０は、図１（Ｂ）、図
２（Ａ）に示すように、現像剤カートリッジ６４が現像
剤供給部５４、５５より上方の位置となり、現像ロール
部５３内の現像剤は、マグネットロール５７の磁力によ
り現像スリーブ５８上に吸着され、現像スリーブ５８の
回転にしたがって、層厚規制部材５９により現像剤の層
厚が調整された後、感光体１１の潜像形成位置に搬送さ
れトナーが潜像に移動して現像が行われ、その後、現像
スリーブ５８の回転に従ってマグネットロール５７の反
発磁力位置まで搬送され、ここで現像ロール部５３内に
戻される。

【００２３】図示しない濃度制御装置からの指令により
現像剤を補給する場合には、この現像位置（現像剤補給
位置）Ｓで現像剤補給用モータ７０を正転させると、現
像剤補給用モータ７０の回転が駆動歯車７１を介して従
動歯車６８、６９に伝達され、現像剤攪拌用アジテータ
６５、現像剤補給用オーガ６０が回転し、現像剤カート
リッジ６４内のトナーとキャリアは、図示矢印に示す如
く、重力により第１の現像剤供給部５４に落下し、さら
に、第２の現像剤供給部５５を経て現像ロール部５３に
搬送される。

【００２４】現像剤カートリッジ６４内の現像剤が空に
なると、トナー空検知センサ６２がこれを検知し、先
ず、回転体１３ａを回転させてブラック用現像器１３Ｋ
を図１（Ａ）に示す現像剤回収位置Ｂに移動させる。こ
の位置では、図２（Ｂ）に示すように、現像剤カートリ
ッジ６４が現像剤供給部５４、５５より下方の位置とな
り、この位置で現像剤補給用モータ７０と、図示しない
現像剤搬送用オーガ５６、６１および現像スリーブ５８
を回転させる現像器駆動モータを逆転させると、現像剤
攪拌用アジテータ６５、現像剤補給用オーガ６０、現像
剤搬送用オーガ６１および現像剤搬送用オーガ５６が逆
転し、図示矢印に示す如く、現像ロール部５３、第１お
よび第２の現像剤供給部５４、５５内のトナーとキャリ
アは、現像剤カートリッジ６４内に搬送、回収される。
ここで、現像スリーブ５８を逆回転させると、現像剤の
こぼれ等の不具合が発生するため、現像スリーブ駆動ギ
ヤにワンウェイクラッチ等を設けて逆転しないようにす
るのが好ましい。

【００２５】回収する現像剤の量は、最初に現像剤カー
トリッジ６４内に入っていたトナーに含有されるキャリ
ア量に相当する量であり、これにより、現像器内のキャ
リア量の増減がなく、現像剤カートリッジ６４をそのま
ま廃棄し、次の新しい現像剤カートリッジと交換する。
なお、回収する現像剤の具体的な量は、現像器内の現像
剤量や現像剤の寿命、現像剤カートリッジの容量等で決
定されるが、現像器内の現像剤量の重量比で１／１０〜
１／５の量を順次回収するのが好ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、回転体に複数の現像器を装着し、トナーとキャ
リアからなる２成分現像剤により現像を行う方式の多色
現像装置において、新しいキャリアを含有するトナーを
補給することにより現像剤の長寿命化を図ると同時に、
現像剤の補給回収を１つのカートリッジで兼用させるこ
とにより、装置の小型化を図るとともに操作性および保
全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多色現像装置における現像剤の補給回
収方法の１実施例を示し、図１（Ａ）は回転式現像装置
の全体断面図、図１（Ｂ）は各現像器の断面図である。

【図２】本発明による現像剤の補給回収方法を説明する
ための図であり、図２（Ａ）は現像剤補給位置での現像
器の状態を示し、図１（Ｂ）においてＹ−Ｙ線に沿って
矢印方向に見た断面図、図２（Ｂ）は現像剤回収位置で
の現像器の状態を示す断面図である。

【図３】本発明が適用される多色画像形成装置の１例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１１…感光体、１３…回転式現像装置、１３ａ…回転体 １３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、５０…現像器、５３
…現像ロール部 ５４、５５…現像剤供給部、５６、６０、６１…搬送部
材 ６２…トナー空検知センサ、６４…現像剤カートリッジ ７０…現像剤補給用モータ、Ｓ…現像位置（現像剤補給
位置） Ｂ…現像剤回収位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体に複数の現像器を装着し、トナーと
   キャリアからなる２成分現像剤により現像を行う方式の
   多色現像装置において、現像器内に設けられる現像ロー
   ル部および現像剤供給部と、該現像ロール部に現像剤を
   搬送する搬送部材と、前記現像剤供給部に着脱可能に配
   設される現像剤カートリッジと、前記搬送部材を正転、
   逆転可能にする現像剤補給用モータとを備え、現像位置
   においては、前記現像剤カートリッジを現像剤供給部よ
   り上方の位置とさせ、前記現像剤補給用モータを正転さ
   せて現像剤を現像ロール部に補給し、前記現像剤カート
   リッジ内の現像剤が空になったことを検知して、回転体
   を回転させて前記現像剤カートリッジを現像剤供給部よ
   り下方の位置とさせ、前記現像剤補給用モータを逆転さ
   せて現像剤を現像剤カートリッジ内に回収することを特
   徴とする現像剤の補給回収方法。
2. 【請求項２】現像剤カートリッジ内へのキャリア回収量
   は、最初に現像剤カートリッジ内に含有するキャリアの
   量と略同じ量であることを特徴とする請求項１に記載の
   現像剤の補給回収方法。