JPH09297448A

JPH09297448A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09297448A
Application number: JP8137707A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Maruta; 貴之丸田; Shinji Kato; 真治加藤; Kouta Fujimori; 仰太藤森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: JP3541568B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リボルバ現像ユニットを備えた画像形成装置に
おいて、交換すべきトナー収容器を交換位置へ移動する
際の現像器のトナーの混色を防止する。【解決手段】リボルバ現像ユニット２３０を回転させ
て、交換すべきトナーカートリッジを所定の交換位置に
移動する間、感光体ドラム２００を所定速度で回転駆動
するように構成し、感光体ドラム２００にトナーが付着
しても、次のトナーカートッジが感光体ドラム２００に
接触する時には、トナー付着部分を現像位置から離れた
位置へ移動させることにより、次の現像器が感光体ドラ
ム２００と接触したときに、前のトナーカートリッジの
色と混色しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、複
数の現像器と該複数の現像器へ補給されるトナーを収容
した脱着可能な複数のトナー収容器とを備え、像担持体
に近接して移動自在に設けられた現像ユニットを有する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー複写機やカラープリンタ等
の画像形成装置においては、感光体等の像担持体の小型
化や装置全体の小型化を図るために、複数の現像器を備
えた移動式（例えば回転式）の現像装置を備えたものが
提案されている。例えば、像担持体に近接して設けられ
た回転体上の所定位置に、複数の現像器と該複数の現像
装置へ補給されるトナーを収容した脱着可能な複数のト
ナー収容器とを配設し、前記回転体を回転して、各現像
器を像担持体に対向する現像位置に順次移動（色切り替
え）することにより、像担持体上の静電潜像を各色のト
ナーにより現像するようにした回転型現像ユニット（以
下、リボルバ現像ユニットという）を備えた画像形成装
置が知られている。

【０００３】このようなリボルバ現像ユニットでは、ト
ナー収容器から現像器へのトナーの補給は、双方の接合
部に設けられたトナー補給口を介して行われる。そし
て、このトナー補給口の向きがトナー収容器交換時にト
ナーがこぼれない方向に向く位置は一カ所しかないの
で、この位置（以下、交換位置という）にあるトナー収
容器のみ交換可能となるように構成された装置がある。
このような画像形成装置において複数のトナー収容器を
交換するには、１つのトナー収容器を交換した後、リボ
ルバ現像ユニットを回転させ、次のトナー収容器を交換
位置に移動して交換するという動作を繰り返し行うこと
になる。

【０００４】なお、上記トナー収容器の交換位置への移
動に関する技術として、例えば、特開平６−２５８９０
５号公報には、現像カートリッジ（トナー収容器）の収
容現像剤の消費完了が検知された場合、画像形成終了時
に、消費完了した現像カートリッジを交換位置に配置す
るようにした装置が提案されている。また、本出願人
は、トナー収容器の交換の有無を検出する検出装置の検
出結果に基づいて、現像器の位置が、トナー収容器から
現像器内へトナーが補給される所定の回転角度範囲内に
なるように、回転現像器ユニットを回転制御する装置を
提案している（特願平６−１０６０２２号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記リボルバ現像ユニ
ットにおいて、例えば表面にトナーを含む現像剤を担持
する現像剤担持体により現像を行う現像器を用いた場合
には、ユニットの回転により現像器が移動すると、現像
位置で像担持体に現像剤が接触するため、像担持体にト
ナーが付着してしまい、次に現像位置で像担持体に接触
した現像器のトナーと混色してしまうという問題点があ
った。このように現像器のトナーが混色すると、画質の
低下を招くだけでなく、多くのトナーが無駄に消費され
ることになる。こうした像担持体へのトナー付着は、通
常の作像動作中に現像器を現像位置へ移動する際や、ト
ナー収容器を交換位置へ移動する際に発生する。

【０００６】通常の作像動作中でのトナー付着を防止す
るものとしては、現像剤担持体へ印加する現像バイアス
を制御するようにしたものが提案されている。例えば、
特開平４−３３５６６７号公報には、現像器が現像位置
にあるときのみ現像剤担持体を回転駆動させるものであ
って、所望の現像器が現像位置に到達する前に像担持体
を帯電し、かつ現像バイアスを現像剤担持体に印加し、
現像終了後は該現像器を現像位置外に移動した後に、現
像剤担持体に印加している現像バイアスを解除する現像
制御方式が提案されている（その他、特開昭６３−１７
７１６７４号公報）。

【０００７】上記特開平４−３３５６６７号などの技術
は、トナー収容器を交換位置へ移動する際の像担持体へ
のトナー付着防止にも用いることができる。しかし、こ
れらの技術では像担持体を帯電させたり、現像剤担持体
への現像バイアスを切り替えるなどの動作を行う必要が
あるため、これら動作の立ち上げや立ち下げに時間がか
かることになる。したがって、交換すべきトナー収容器
を交換位置へ移動する動作の開始と終了までに時間がか
かることになり、複数のトナー収容器を交換する場合
は、ユーザの待ち時間が長くなるという問題点があっ
た。なお、先に挙げた特開平６−２５８９０５号公報、
及び特願平６−１０６０２２号に提案されている装置で
は、トナー収容器を交換位置へ移動する際の像担持体へ
のトナー付着の防止については、何ら示唆されていな
い。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その第１の目的は、トナー収容器を交換位置へ
移動する際のトナーの混色を防止することができる画像
形成装置を提供することにある。

【０００９】また、第２の目的は、上記トナーの混色を
防止するにあたって、ユーザの待ち時間を必要最小限と
することができる画像形成装置を提供することにある。

【００１０】さらに、第３の目的は、トナー収容器を交
換位置へ移動する際に無駄に消費されるトナーの量を低
減することができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【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、回転駆動される像担持体と、回
転駆動される現像剤担持体を備えた複数の現像器と、該
複数の現像器のそれぞれに補給されるトナーを収容し、
且つ前記複数の現像器に脱着可能に装着された複数のト
ナー収容器と、前記複数のトナー収容器における収容ト
ナーの消費完了を検出するトナー消費検出手段とを備
え、前記複数の現像器のうちの所望の現像器を像担持体
と対向する現像位置へ移動して現像するとともに、前記
トナー消費検出手段により収容トナーの消費完了が検出
されたトナー収容器を、トナー収容器が交換可能となる
交換位置へ移動するように構成された画像形成装置にお
いて、前記トナー消費検出手段により収容トナーの消費
完了が検出されたトナー収容器を交換位置に移動する間
は、前記像担持体を所定速度で回転駆動することを特徴
とすることを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記像担持体を帯電させない状態で回転駆動するこ
とを特徴とするものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記像担持体を通常の現像速度よりも遅い速
度で回転駆動することを特徴とするものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１、２又は３の
発明において、上記現像剤担持体を通常の現像速度より
も遅い速度で回転駆動することを特徴とするものであ
る。

【００１５】請求項１の発明においては、収容トナーの
消費完了が検出されたトナー収容器が交換位置に移動す
る間、像担持体の表面が所定速度で移動するので、トナ
ー収容器の移動中に、現像位置で像担持体にトナーが付
着しても、像担持体上のトナーが付着した部分は、像担
持体の表面の移動とともに現像位置から離れるため、次
の現像剤担持体が像担持体に接触したときに、前の現像
器の色と混色することがない。なお、像担持体に付着し
たトナーは、従来周知のクリーニング装置により除去さ
れる。

【００１６】請求項２の発明においては、上記像担持体
を帯電させない状態で移動するようにしたので、トナー
付着を防止するために像担持体を帯電させるものに比べ
て、像担持体を帯電するのに必要な時間が不要となり、
交換すべきトナー収容器を交換位置へ移動する際の切り
替えに要する時間を短縮することができる。

【００１７】請求項３の発明においては、上記像担持体
を通常の作像速度よりも遅い速度で移動するようにした
ので、像担持体が現像剤担持体と接触する部分の面積
が、通常の作像速度で回転駆動した場合に比べて小さく
なり、像担持体上へ付着するトナーの量が少なくなる。

【００１８】請求項４の発明においては、上記像担持体
を移動する際に、現像剤担持体を通常の作像速度よりも
遅い速度で回転駆動するようにしたので、現像剤担持体
の回転により生じる遠心力は通常の作像時よりも弱くな
り、現像剤担持体表面から飛散するトナーの量が少なく
なる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機とい
う）に適用した場合の一実施形態について説明する。ま
ず、図２を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概
略構成及び動作について説明する。このカラー複写機
は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナとい
う）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタと
いう）２、給紙バンク３、後述する制御部等で構成され
ている。

【００２０】上記カラースキャナ１は、コンタクトガラ
ス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー
群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラー
センサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、
例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれ
Ｒ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な
画像信号に変換する。カラーセンサ１２５は、本例では
Ｒ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子
で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画
像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャ
ナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをも
とにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、
Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃ
という），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌ
ｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。

【００２１】上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データ
を得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりであ
る。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取っ
たスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及
びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左
方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画
像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによ
って、順次４色のカラー画像データを得る。そして、そ
の都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重
ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。

【００２２】上記カラープリンタ２は、像担持体として
の感光体ドラム２００、書き込み光学ユニット２２０、
現像装置としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転
写装置２６０、定着装置２７０等で構成されている。

【００２３】上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方
向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２
０１、除電ランプ２０２、帯電器２０３、帯電電位検出
手段としての電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット
２３０の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２
０５、中間転写装置２６０の中間転写ベルト２６１など
が配置されている。

【００２４】また、上記書き込み光学ユニット２２０
は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号
に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書
き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レー
ザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリ
ゴンミラー２２２とその回転用モ−タ２２３、ｆ／θレ
ンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。

【００２５】また、上記リボルバ現像ユニット２３０
は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器
２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及びユニット全体を反時
計回りに回転させる後述の現像リボルバ駆動部などで構
成されている。このリボルバ現像ユニット２３０に設置
された各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の
穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現
像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転
する現像剤パドル、及び現像ローラを矢印の時計方向に
回転させる後述の現像ローラ駆動部などで構成されてい
る。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアと
の撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−
ブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バ
イアス電源によって負の直流電圧Ｖdcに交流電圧Ｖacが
重畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが感
光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイ
アスされている。

【００２６】複写機本体の待機状態では、リボルバ現像
ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に停止
しており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ
１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み
取りを開始し、このカラー画像データに基づきレーザー
光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂ
ｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ，
Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部か
ら現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到
達する前に、Ｂｋ現像スリ−ブを回転開始して、Ｂｋ静
電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ静電
潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ
現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が
現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回
転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電
潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、このリボ
ルバ現像ユニット２３０の構成については、後で詳しく
説明する。

【００２７】また、上記中間転写装置２６０は、中間転
写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転
写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで
構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２
６４ａ、転写対向ロ−ラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ
−ラ２６４ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示
しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写
ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロ
ロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０8
〜１０10Ω／ｃ〓程度である。またベルトクリーニング
装置２６２は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイ
ル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成さ
れており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に
転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写してい
る間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６１
面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また紙
転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電
圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上
の重ねトナー像を後述の転写紙に一括転写する。

【００２８】また、カラープリンタ２内の転写紙カセッ
ト２０７及び給紙バンク３内の転写紙カセット３００
ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの転写紙５が収納されてお
り、指定されたサイズの転写紙５が、その転写紙カセッ
トから、給紙コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレ
ジストロ−ラ対２０９方向に給紙、搬送される。また、
ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用にプリンタ２の右
側面に手差しトレイ２１０がある。

【００２９】上記構成のカラー複写機において、画像形
成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム２００は
矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時
計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。中
間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、
Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行
われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト
２６１上に重ねてトナー像が形成される。

【００３０】上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわ
れる。帯電器２０３はコロナ放電によって感光体ドラム
２００を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そし
て、半導体レーザ２２１はＢｋカラー画像信号に基づい
てラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、
当初一様荷電された感光体ドラム２００の露光された部
分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像
が形成される。そして、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ロ
ーラ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感
光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが
付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢ
ｋトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形
成される。そして、感光体ドラム２００上に形成された
Ｂｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速
駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転
写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２
００から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写をベル
ト転写という）。

【００３１】感光体ドラム２００上の若干の未転写残留
トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体
クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収され
たトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータ
ンクに蓄えられる。

【００３２】感光体ドラム２００側ではＢｋ画像形成工
程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカ
ラースキャナ１によるＣ画像データ読み取りが始まり、
そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ静電
潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が
通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前に
リボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行なわれ、
Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像
がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像
を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先
のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユ
ニット２３０の回転動作を行ない、次のＭ現像器２３１
Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜
像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。な
お、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカ
ラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が
上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略す
る。

【００３３】上記中間転写ベルト２６１には、感光体ド
ラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像
を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像
が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー
像が転写紙５に紙転写器２６３により一括転写される。（以下、余白）

【００３４】上記画像形成動作が開始される時期に、転
写紙５は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれ
かから給送され、レジストローラ対２０９のニップで待
機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト
２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど
転写紙５の先端がこのトナー像の先端に一致するように
レジストローラ対２０９が駆動され、転写紙５とトナー
像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙５が
中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位
の紙転写器２６３の上を通過する。このとき、コロナ放
電電流で転写紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほ
とんどが転写紙５上に転写される。続いて紙転写器２６
３の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる
分離除電器との対向部を通過するときに、転写紙５は除
電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト
２１１に移る。

【００３５】そして、中間転写ベルト２６１面から４色
重ねトナー像を一括転写された転写紙５は、紙搬送ベル
ト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御
された定着ロ−ラ２７１と加圧ロ−ラ２７２のニップ部
でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置
本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向き
にスタックされ、フルカラーコピーを得る。

【００３６】一方、ベルト転写後の感光体ドラム２００
の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシロ−
ラ、ゴムブレ−ド）でクリーニングされ、除電ランプ２
０２で均一に除電される。また、転写紙５にトナー像を
転写した後の中間転写ベルト２６１の表面に残留したト
ナーは、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再
びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリーニン
グされる。

【００３７】ここで、リピ−トコピ−のときは、カラー
スキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成
は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、
所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成
工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚
目の４色重ねトナー像の転写紙５への一括転写工程に引
き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリー
ニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転
写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作にな
る。

【００３８】以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ
−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ
−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記
同様の動作を行うことになる。

【００３９】また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚
数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の
所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリ
ーニング装置２６２のブレ−ドを中間転写ベルト２６１
に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。

【００４０】また、Ａ３サイズのフルカラーコピーモー
ドの場合には、中間転写ベルト２６１が１周するごとに
１色のトナー像を形成し、４回転で４色のトナー像を形
成していくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり
中間転写ベルト２６１の周長を抑え、小サイズの場合の
コピースピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピ
ードも落さないようにするためには、中間転写ベルト２
６１が２周する間に１色のトナー像を形成するのが好ま
しい。この場合には、Ｂｋトナー像を中間転写ベルト２
６１に転写した後、次の中間転写ベルト２６１の１周で
は、カラープリンタ２における現像及び転写が行なわれ
ずに空回転し、その次の１周で次色のＣトナーによる現
像を行ない、そのＣトナー像を中間転写ベルト２６１に
転写するように順次行なっていく。このとき現像器切り
換えのためのリボルバ現像ユニット２３０の回転動作
は、上記空回転時に行なう。

【００４１】次に、上記リボルバ現像ユニット２３０に
ついて説明する。図３は、現像器２３１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ
が一体となったリボルバ現像ユニット２３０の内部構造
を示す断面図である。図３では、感光体ドラム２００に
対向する現像位置にあるのがＢｋ現像器２３１Ｋの現像
室で、図中時計回りの順に、Ｃ現像器２３１Ｃの現像
室、Ｍ現像器２３１Ｍの現像室、Ｙ現像器２３１Ｙの現
像室となっている。

【００４２】ここで、４つの現像室の内部構造は全く同
じであるので、以下、図３で現像位置にあるＢｋ現像器
２３１Ｋを代表して内部構造を説明する。現像ケーシン
グ２３０Ａには、感光体ドラム２００に向けた開口部が
形成され、この開口部を介して一部が露出するように、
図示しないマグネットローラを内包する現像ローラ２３
１ＫＲが設けられている。また、現像室内には、現像ロ
ーラ２３１ＫＲに担持されて感光体ドラム２００との対
向部へ搬送される現像剤量を規制するドクタブレード２
３１ＫＤと、このドクタブレード２３１ＫＤで規制され
て現像室内に押し留められた現像剤の一部を中心軸線方
向に沿って奥側から手前側へ搬送する上搬送スクリュー
２３１ＫＳとスクリューケース２３１ＫＣ、及び現像室
内の現像剤を撹拌する撹拌パドル２３１ＫＰとが設けら
れている。この撹拌パドル２３１ＫＰ内には、中心軸線
方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する下搬送
スクリュー２３１ＫＳＰが収容されている。この下搬送
スクリュー２３１ＫＳＰの下方の現像ケーシング２３０
Ａには、現像室内の現像剤を回収するための図示しない
剤回収口が形成され、常時は剤回収用フタ２３１ＫＺで
閉じられている。

【００４３】図４は、上記リボルバ現像ユニット２３０
におけるトナー循環経路を示す概念断面図である。スク
リューケース２３１ＫＣ内において、ドクタブレード２
３１ＫＤで規制され、上搬送スクリュー２３１ＫＳによ
り図中右側から左側へ搬送された現像剤は、前側板２３
１ＦＦを通過して落下部２３２から下搬送スクリュー２
３１ＫＳＰ上に落下し、さらに下搬送スクリュー２３１
ＫＳＰにより図中左側から前側板２３１ＦＦを通過して
右側へ搬送される。これにより、現像ローラ２３１ＫＲ
（図３参照）は、撹拌パドル２３１ＫＰ上に存在する現
像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送する。そして、一部ド
クタブレード２３１ＫＤで規制された現像剤は、スクリ
ューケース２３１ＫＣ内に落下し、このスクリューケー
ス２３１ＫＣで現像ローラ２３１ＫＲの有効幅内に搬送
され、この有効幅内の撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒
部の図示しない現像剤排出口から現像室内に排出され、
再び現像ローラ２３１ＫＲに担持される。つまり、現像
室内での現像剤のいわゆる横撹拌が行われる。そして、
撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤
排出口から現像室下部に排出された現像剤が、撹拌パド
ル２３１ＫＰの回転によりその撹拌板部においていわゆ
る縦撹拌が行われる。また、図示しないトナー補給ロー
ラの回転により、下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落
下したトナーＱが、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ
により落下部２３２まで搬送され、ここで上搬送スクリ
ュー２３１ＫＳから落下した現像剤内に取り込まれて互
いに混合され、この混合された現像剤が図示しない現像
剤排出口から現像室内に入ることにより、現像室内の現
像剤のトナー濃度を上昇させる。

【００４４】次に、トナー補給について説明する。図５
は、トナー補給部２３３の内部構造を示す断面図であ
り、図３に示すようにＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に
あるときの状態を示している。トナー補給部２３３は、
各色に対応したトナー収容器としてのトナーカートリッ
ジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴに
より構成されている。このうち、黒用のトナーカートリ
ッジ２３０ＫＴは、黒トナーの使用頻度が高いためリボ
ルバ現像ユニット２３０の中心部分に設置されている。
このトナーカートリッジ２３０ＫＴは、紙面垂直方向に
長く容量をもたせており、リボルバ現像ユニット２３０
の回転とともにＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨにトナー
Ｒが補給されるように構成されている。このＢＫトナー
ホッパ２３０ＫＴＨとトナーＲを搬送する下搬送スクリ
ュー２３１ＫＳＰとの間には、補給ローラ２３０ＫＲを
回転させる補給モータ２３０ＨＭが配置されている。ま
た、その他のトナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０Ｍ
Ｔ、２３０ＹＴは、各トナーカートリッジの略凹形状に
形成された部分と、各トナーホッパの略凸形状に形成さ
れた部分とが嵌合した状態で組み付けられている。

【００４５】Ｂｋ現像器２３１Ｋへのトナー補給を実施
する場合は、まず補給モータ２３０ＨＭを回転させて補
給ローラ２３０ＫＲを回転させる。すると、トナーカー
トリッジ２３０ＫＴ又はＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨ
内のトナーが下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ（図４）上
に落下して、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの回転
とともに搬送され、混合撹拌されながら前側板２３１Ｆ
Ｆ（図４）を通過して現像器内に送られる。

【００４６】また、上記リボルバ現像ユニット２３０に
おいて、トナーカートリッジの交換位置は、トナーカー
トリッジ内に残トナーがあっても、装置の内外にトナー
が飛散しないように、トナーカートリッジの図示しない
補給口が上を向いている第３象限の位置に限られてい
る。例えば、図５ではトナーカートリッジ２３０ＭＴが
第３象限にあるため、この状態ではトナーカートリッジ
２３０ＭＴのみ交換可能となる。この交換位置の限定
は、カートリッジの部分を覆っている図示しないインナ
ーカバーの形状により規制されている。すなわち、イン
ナーカバーには第３象限のトナーカートリッジの位置に
のみ切り欠きが形成されていて、この切り欠きの位置以
外ではトナーカートリッジが取り出せないように構成さ
れている。ただし、黒用のトナーカートリッジ２３０Ｋ
Ｔは、図５の位置から９０度反時計回りに移動したとこ
ろで交換可能となっている。

【００４７】図１は、本実施形態に係るカラー複写機の
制御系の構成を示すブロック図である。制御部５００
は、上記カラー複写機における電子写真プロセスや紙搬
送処理を制御する部分であり、演算制御処理を実行する
ＣＰＵ（中央処理装置）５００Ａと、前記演算制御処理
のための基本プログラム及びこれらの処理のための基本
データを蓄積しているＲＯＭ５００Ｂと、各種データを
一時的に格納及び退避させるための５００Ｃと、外部機
器と接続するためのＩ／Ｏインターフェース５００Ｄと
から構成されている。

【００４８】上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの入
力側には、感光体ドラム２００と対向配置されている光
学センサ（発光素子及び受光素子との組み合わせからな
る現像濃度パターン検知器）２０５、電位センサ（電位
検出器）２０４、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３、カ
ラー用カートリッジセンサ２７４がそれぞれ接続されて
いる。上記電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の
現像位置前の帯電電位を検出するためのセンサである。
上記各カートリッジセンサ２７３及び２７４は、トナー
カートリッジの交換の有無を検出するための光学センサ
である。ＢＫ用カートリッジセンサ２７３は黒用のトナ
ーカートリッジ２３０ＫＴの交換の有無を検出し、カラ
ー用カートリッジセンサ２７４はその他のカラー用のト
ナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴ
の交換位置における交換の有無を検出する。図５におい
て、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３はトナーカートリ
ッジ２３０ＹＴの後ろ側に配置されており（図示せ
ず）、カラー用カートリッジセンサ２７４は第３象限の
下方、この例ではトナーカートリッジ２３０ＭＴの下方
に配置されている。これらのカートリッジセンサは、例
えば反射型のフォトセンサにより構成することができ
る。例えばカラー用カートリッジセンサ２７４を反射型
のフォトセンサで構成した場合、トナーカートリッジが
第３象限の位置にあるときは反射を検出して、上記制御
部５００へトナーカートリッジ有りを通知し、またトナ
ーカートリッジが第３象限に無いときには反射を検出し
ないので、制御部５００へトナーカートリッジ無しを通
知する。

【００４９】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５００
Ｄの出力側には、現像バイアス制御駆動部５０２、帯電
制御駆動部５０３、トナー補給駆動部５０４、レーザ発
光駆動部５０５、現像ローラ駆動部５０１、現像リボル
バ駆動部５０６、感光体駆動部５０７がそれぞれ接続さ
れている。

【００５０】上記現像ローラ駆動部５０１は、上記現像
器２３１Ｋ〜２３１Ｙの各現像ローラに接続されてお
り、各現像ローラの回転駆動を制御できるように構成さ
れている。また、現像ローラ駆動部５０１は、上記制御
部５００からの制御信号に基づいて、リボルバ現像ユニ
ット２３０を回転させてトナーカートリッジを交換位置
へ移動する間、所定の現像ローラを回転駆動できるよう
に構成されている。この場合、現像ローラの速度は、通
常の作像速度よりも遅い速度、例えば半分の速度で回転
駆動できるように構成されている。

【００５１】上記感光体駆動部５０７は、感光体ドラム
２００に接続されており、感光体ドラム２００の回転駆
動を制御できるように構成されている。また、感光体駆
動部５０７は、上記制御部５００からの制御信号に基づ
いて、リボルバ現像ユニット２３０を回転させてトナー
カートリッジを交換位置へ移動する間、感光体ドラム２
００を回転駆動できるように構成されている。この場
合、感光体ドラム２００の速度は、通常の作像速度より
も遅い速度、例えば半分の速度で回転駆動できるように
構成されている。

【００５２】上記帯電制御駆動部５０３は、帯電器２０
３（図２）に接続されており、感光体ドラム２００上で
の帯電を制御できるように構成されている。また、帯電
制御駆動部５０３は、上記制御部５００からの制御信号
に基づいて、リボルバ現像ユニット２３０を回転させて
トナーカートリッジを交換位置へ移動する間、感光体ド
ラム２００を帯電しないように制御される。

【００５３】上述したようなトナー補給が実施される場
合は、感光体ドラム２００の表面上に基準パターンの画
像を形成し、その画像濃度を光学センサ２０５で検出す
る。ＣＰＵ５００Ａは検出データとＲＯＭ５００Ｂに格
納していた基準データとを比較演算して、適切なトナー
補給量を決定する。そして、決定したトナー補給量に基
づいてトナー補給駆動部５０４を制御し、現像機内にあ
るトナー濃度が所定濃度となるように制御する。このよ
うなトナー補給動作を実行したときに、現像機内のトナ
ー濃度が連続（例えば３回）して低いと判断された場合
には、トナーカートリッジ内の収容トナーが消費完了し
たものと判断している。ここで、ユーザによるトナーカ
ートリッジの交換が行われるが、交換すべきトナーカー
トリッジが交換位置で停止していないと、ユーザ自身が
交換したいトナーカートリッジを手作業で交換位置まで
移動しなければならない。そこで、トナーカートリッジ
内の収容トナーが消費完了したものと判断した場合に
は、リボルバ現像ユニット２３０を回転させ、消費完了
が検出されたトナーカートリッジを交換位置に移動する
ようにしている。これらの動作は通常の作像動作終了時
に実行される。

【００５４】上記トナーの消費完了が複数のトナーカー
トリッジについて検出された場合には、使用頻度の高い
トナーカートリッジから先に交換されるようにするた
め、優先されるトナー色のトナーカートリッジを先に交
換位置に移動し、該トナーカートリッジの交換が検出さ
れた後、次に優先順位の高いトナーカートリッジを交換
位置に移動するような制御を行っている。ここで、優先
されるトナー色とは、例えばＢＫとＣに消費完了が検出
された場合は、使用頻度の高いトナー色であるＢＫが優
先される。また、トナーの消費完了を後述するトナーニ
アエンド及びトナーエンドで表す場合には、トナーエン
ドのトナーカートリッジを優先する。

【００５５】この複写機では、トナー補給を何回か実施
した時に、現像器内のトナー濃度が連続して３回低いと
判断された場合には、現像器がトナーニアエンド状態に
あると判断し、この現像器に対応した、図示しない操作
パネル上のトナーニアエンドランプを点灯させている。
このトナーニアエンドランプが点灯した後、この現像器
による所定枚数のプリント動作が許可されるが、この後
は、現像器がトナーエンド状態にあると判断し、この現
像器に対応した、図示しない操作パネル上のトナーエン
ドランプを点灯させている。このトナーエンドランプが
点灯した後は、例えばプリント動作を許可することな
く、ユーザによりトナーカートリッジが交換されるまで
待機したり、あるいはその他の準備動作を実行する。な
お、トナーカートリッジは、トナーエンドあるいはトナ
ーニアエンド以外の理由によっても交換されるが、ここ
ではトナーエンドあるいはトナーニアエンドが検出され
たときに交換されるものとする。

【００５６】上記待機状態となったカラー複写機に対し
て、ユーザにより装置の前カバー（以下、ドアという）
が開かれて、交換位置からトナーカートリッジが取り出
され、新しいトナーカートリッジが装着され、ドアが閉
じられると、トナーカートリッジの交換作業が終了す
る。この作業の後、プリンタ内部では現像器のトナー濃
度を復帰させるためのリカバリ動作が実行され、これが
終了すると、新しいトナーカートリッジの装着された現
像器が現像可能状態となる。なお、ドアの開閉は図示し
ないドアセンサにより検出されており、検出結果は制御
部５００へ通知されている。

【００５７】図６は、上記構成のカラー複写機におい
て、カートリッジセンサ（ＢＫ用又はカラー用）、図示
しないドアセンサ、感光体駆動部５０７、現像ローラ駆
動部５０１、現像リボルバ駆動部５０６の出力を示した
タイミングチャートである。ここでは、複数のトナーカ
ートリッジについてトナーエンドが検出され、１色目が
交換された後、次に交換すべきトナーカートリッジを交
換位置へ移動する際のタイミングチャートを示してい
る。

【００５８】まず、ユーザがドアを開くと、図示しない
ドアセンサによりドアオープンが検出され、続いて、カ
ートリッジセンサにより、交換すべきトナーカートリッ
ジの交換の有無が検出される。そして、カートリッジの
交換が完了して、ドアセンサによりドアクローズが検出
されると、ＣＰＵ５００Ａは、感光体駆動部５０７、現
像ローラ駆動部５０１にそれぞれ制御信号を送り、ＯＮ
状態とする。その後、現像リボルバ駆動部５０６に制御
信号を送り、ＯＮ状態として、リボルバ現像ユニット２
３０を回転させる。そして、次に交換すべきトナーカー
トリッジが交換位置に達したところで現像リボルバ駆動
部５０６をＯＦＦとする。この後、感光体駆動部５０
７、現像ローラ駆動部５０１にそれぞれ制御信号を送
り、ＯＦＦ状態とする。（以下、余白）

【００５９】上記制御では、トナーカートリッジ交換を
検出して、次に交換の必要なトナーカートリッジを交換
位置へ移動しているが、ユーザがトナーカートリッジを
交換しなかった場合を想定して、ドアオープン／クロー
ズのみの場合、すなわち、図６でカートリッジセンサか
らの出力がないままドアクローズが検出された場合で
も、次に交換が必要なトナーカートリッジを交換位置へ
移動するようにしている。また、トナーカートリッジの
交換動作中は、図示しない操作パネルにメッセージ表示
を行い、ユーザに注意を促す。そして、全てのトナーカ
ートリッジの交換が終了したところで、現像器のトナー
濃度を復帰させるためのリカバリ動作を実行する。

【００６０】以上のように構成されたカラー複写機によ
れば、複数のトナーカートリッジを交換位置へ移動する
際に、リボルバ現像ユニット２３０を回転させている間
は、感光体ドラム２００を所定速度で回転させるように
したので、トナーカートリッジの移動中に、現像位置で
感光体ドラム２００にトナーが付着しても、感光体ドラ
ム２００上のトナーが付着した部分は、その後、感光体
ドラム２００の回転とともに現像位置から離れる。この
結果、次の現像器が感光体ドラム２００に接触したとき
に、その現像器の現像ローラには前の現像器の色のトナ
ーが接することがなく、トナーの混色が防止される。こ
のように、上記カラー複写機によれば、トナーカートリ
ッジの移動中に生じる現像器の混色が防止されるので、
良好な画像を得ることができる。なお、感光体ドラム２
００上に付着したトナーは、感光体クリーニング装置２
０１により清掃される。

【００６１】ところで、上記リボルバ現像ユニット２３
０を回転させている間、感光体ドラム２００を帯電させ
ない状態で回転させるようにしてもよい。この場合は、
感光体ドラム２００を帯電させるのに必要な時間が不要
となるため、交換すべきトナーカートリッジを交換位置
へ移動する際の切り替えに要する時間を短縮することが
できる。よって、複数のトナーカートリッジを交換する
場合でも、ユーザの待ち時間を必要最小限とすることが
できる。

【００６２】また、上記感光体ドラム２００を回転させ
ている間、感光体ドラム２００の回転速度を通常の作像
速度よりも遅い速度で回転駆動させるようにしてもよ
い。この場合は、感光体ドラム２００が現像ローラと接
触する部分の面積を、通常の作像速度で回転駆動した場
合に比べて小さくすることができる。また、感光体ドラ
ムと現像ローラとのニップ部においては、現像ローラか
ら感光体ドラム２００に付着したトナーの一部が、現像
ローラ上の他の部分のトナーによりかきとられ、再び現
像ローラに取り込まれるが、感光体ドラム２００の回転
速度を遅くすると、感光体ドラム２００に付着したトナ
ーをかき取る量が増えることになる。こうした理由か
ら、感光体ドラム２００上へ付着するトナーの量が少な
くなり、トナーカートリッジの移動により無駄に消費さ
れるトナーの量を低減することができる。

【００６３】さらに、上記感光体ドラム２００を回転さ
せている間、現像ローラを通常の作像速度よりも遅い速
度で回転駆動させるようにしてもよい。この場合、現像
ローラの遠心力が通常の作像時より弱まるため、現像ロ
ーラの遠心力によりローラ表面から脱離するトナーや、
ドクタブレードの隙間から飛散するトナーの量を抑える
ことができる。さらには、現像ケーシングと現像ローラ
（例えば図３の現像ケーシング２３０Ａと現像ローラ２
３１ＫＲ）とが接する部分において、現像ローラの回転
により現像剤が現像ケーシングに接触した際の衝撃が抑
えられるので、両者の隙間から飛散するトナーの量を抑
えることができる。このように、現像ローラを通常の作
像速度よりも遅い速度で回転駆動することにより、現像
器の様々な部分から飛散するトナーの量を低減すること
ができるので、トナーカートリッジの移動により無駄に
消費されるトナーの量をさらに低減することができる。

【００６４】なお、上記実施形態では、像担持体として
感光体ドラムを用いた例について説明したが、例えば２
つのローラ間に張架され、無端移動する感光体ベルトに
も適用することができる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１乃至４の発明によれば、像担持
体上のトナーが付着した部分を、像担持体の回転ととも
に現像位置から離すようにしたので、次の現像剤担持体
が現像位置で像担持体に接触したときに、前の現像器の
色と混色することがなくなり、良好な画像を得ることが
できる。

【００６６】とくに、請求項２の発明によれば、像担持
体を帯電させるのに必要な時間が不要となるため、交換
すべきトナー収容器を交換位置へ移動する際の切り替え
に要する時間が短縮され、ユーザの待ち時間を必要最小
限とすることができる。

【００６７】とくに、請求項３の発明によれば、像担持
体と現像剤担持体とが接触する部の面積を、通常の作像
速度で回転駆動した場合に比べて小さくすることができ
るので、像担持体上へ付着するトナーの量が少なくな
り、トナー収容器の移動により無駄に消費されるトナー
の量を低減することができる。

【００６８】また、とくに請求項４の発明によれば、現
像剤担持体の回転により生じる遠心力を、通常の作像時
よりも弱くすることができるので、現像器から飛散する
トナーの量が低減され、トナー収容器の移動により無駄
に消費されるトナーの量をさらに低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を
示すブロック図。

【図２】同カラー複写機の概略構成図。

【図３】リボルバ現像ユニットの内部構造を示す断面
図。

【図４】リボルバ現像ユニットにおけるトナー循環経路
を示す概念断面図。

【図５】トナー補給部の内部構造を示す断面図。

【図６】交換すべきトナーカートリッジを交換位置へ移
動する際の各部の出力を示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１カラースキャナ２カラープリンタ２００感光体ドラム２３０リボルバ現像ユニット２３１ＫＳ上搬送スクリュー２３１ＫＳＰ下搬送スクリュー２３１ＫＲ現像ローラ２７３ＢＫ用カートリッジセンサ２７４カラー用カートリッジセンサ５００制御部５０７感光体駆動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像を担持する表面が移動可能に構成された
像担持体と、該像担持体に近接して移動可能に設けられ
た複数の現像器と、該複数の現像器のそれぞれに補給さ
れるトナーを収容し、且つ前記複数の現像器に脱着可能
に装着され、該現像器とともに移動する複数のトナー収
容器と、前記複数のトナー収容器における収容トナーの
消費完了を検出するトナー消費検出手段とを備え、前記トナー消費検出手段により収容トナーの消費完了が
検出されたトナー収容器を、トナー収容器が交換可能と
なる交換位置へ移動するように構成された画像形成装置
において、前記トナー消費検出手段により収容トナーの消費完了が
検出されたトナー収容器を交換位置に移動する間は、前
記像担持体の表面を所定速度で移動させることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、上記像担持体を、帯電させない状態で移動させることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、上記像担持体を、通常の現像速度よりも遅い速度で移動
させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
て、上記現像器が回転駆動される現像剤担持体を備えたもの
であるときには、該現像剤担持体を、通常の現像速度よ
りも遅い速度で回転駆動することを特徴とする画像形成
装置。