JPS6227775A - 作像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は電子写真や静電記録等の作像装置であって、
複数個の現像器を備えだ作像装置に関する。

従来の技術 電子写真や静電記録技術においては、白黒単色作像ばか
りでなく、最近ではモノカラー作像、多色作像等のでき
る作像装置が提案されている。

その装置は複数個の現像器が１つのユニットにまとめら
れており、複数個の現像器は、例えば、所望の色調の作
像要求に応じて現像器を移動させ、その色調のトナーを
内蔵する現像器を現像位置に配置して、現像作業を行な
わせるものであって、トナーの補給等の保守手数を省く
ため、現像器全体を着脱することができるよう構成され
ている。

例えば第８図に示しだ例では、４１１８１の回りに回動
するロータリ一式現像ユニット８０は、円筒ケースに収
容されたドラム状の部材８２が３つの室８２ａ、８２’
ｂ、８２ｃに分れており、それぞれの室に現像ローラ、
３３ａ、８３ｂ１８３ｃ等の現像手段と現像剤とが収容
されて３個の現像器を構成しており、所望の色調の作像
要求に応じて、ドラム状部材８２を回動して所望の現像
器を現像位置に配置し現像作業をおこなうものである。

（実開昭５９−１０１２６０号公報参照） この種の複数個の現像器を内蔵した現像ユニットを交換
する型式の作像装置では、それぞれの現像器にトナーを
装填した上で交換用現像ユニットとして市場に提供され
るものであるから、複数個の現像器にそれぞれ別のトナ
ーが装填されているときは１つの現像器のトナーを使用
し切ると、ユニット全体を交換しなくてはならず、残っ
た他の現像器や、そこに充填されているトナーが無駄に
捨てられることになる。

また、この種の多種トナーを用いる現像ユニットにおい
て、トナーカートリッジからトナーを現像器に補充する
ことも考えられるが、その際誤って現像器内に若干残っ
ているトナーと異なるトナーを補給するようなことがあ
ると、その現像器は使用不能になってしまう。

問題点を解決するだめの手段 そこで、この発明では、前記問題点を解決するため、複
数個の現像器の各々にトナーを補給できるようにすると
共に、装填されているトナーと同種類のトナーを確実に
補給することを目的とするものである。

すなわち、この発明では使用するトナーが各々異なる複
数の現像器を集合配置して１個の現像ユニットとし、ユ
ニットを移動させることにより所望のトナーが装填され
た現像器を現像位置へ選択的に配置可能としだものにお
いて、トナーカー）　ＩＪツジ装着部を設け、また、各
現像器にはトナー補給口を設けると共に、現像器が所定
の現像位置にあるときのみ、現像器のトナー補給口に前
記装着部に装着したトナーカートリッジの補給口が連通
ずるように構成し、更に、トナーカートリッジ装着部と
、トナーカートリッジとに係止部材を設けて、トナー補
給可能な位置にある現像器に装填されているトナーと同
種類のトナーを収納するトナーカートリッジが装着され
るときのみ前記係止部材の係止が解除されてトナーカー
トリッジが正しく装着され、トナーの補給ができるよう
構成した。

これを第１の実施例に対応する第１図、第２図に基いて
説明する。第１図は現像ユニットの横断面を示し、第２
図は現像ユニットとトナーカートリッジの関係を示すも
のである。

図において、１０は円筒形現像ユニットであって、回転
軸線の周りに１２０°間隔に３個の同一形状からなる現
像器１０ａ、ｆｏｂ、１０ｃが配置されている。各現像
器は、磁気ローラ１１、現像スリーブ１２、トナー供給
ローラ１３、トナータンク１７等から構成される。現像
ユニットの中心部にはトナーカートリッジ挿入管４があ
り、この挿入管の下部には長孔４６が赴いている。現像
器のトナータンク１７にはトナー供札゛↑口１８があり
、現像器が現像位置にあるときカートリッジ挿入管４の
下部にある長孔４６と前記現像位置にある現像器の供給
口が連通ずるよう構成されている。

また、現像ユニットの前面側板１９には現像ユニットの
角度位置を示す突起１０Ｌを、また現像ユニットを支承
するフレーム側板３にはトナーカートリッジ挿入孔３４
の一部に、挿入するトナーカートリッジの角度位置を現
定する突起３ａを設ける。一方、トナーカートリッジ２
０の奥側板２１にはカートリッジを現像ユニットに挿入
する際の角度位置を規制する切欠２１ｂと、充填されて
込るトナーの種類に対応した切欠２１ｃとが設けてあシ
、現像位置にある現像器に対して現像器に装填されてい
るトナーと同種類のトナーを収納するトナーカートリッ
ジのみが、フレーム側板の突起３ａ、現像ユニットの突
起１０Ｌによる係止を解除されて挿入できるよう構成さ
れている。

作　　　用 以上の構成により、現像ユニット内の複数の現像器のう
ち、現像位置にある現像器は、現像動作を行なうが、ト
ナータンクのトナーが少くなったときは補給用トナーカ
ートリッジをカーｌ・リッジ挿入管に挿入することによ
りトナーをトナータンクに補給することができる。その
際、現像ユニットの突起、フレームの突起トトナーカー
）　ＩＪツジの切欠きの係止部材により現像位置にある
現像器のトナーと同種類のトナーを収納するトナーカー
トリッジのみが挿入することができ、異なった種類のト
ナーを収納するトナーカートリッジが誤って挿入される
ことがない。

実施例 第１図ないし第□１図はこの発明に係る作像装置の第１
の実施例の要部を示すもので、第１図は現像ユニットの
横断面図、第２図は現像ユニットとトナーカートリッジ
の関係ならびに現像ユニットの駆動機構を示す図、第３
図はトナーカートリッジ側板の切欠を示す図、第４図は
現像ユニット１０は全体が円筒形にまとめられており、
回転軸線の周りに１２００間隔で３個の同一形状からな
る現像器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが集合配置されている
。現像ユニット１０はその中心部分に配置されたトナー
カートリッジ挿入管４、ならびに現像ユニット支承フレ
ーム３上に設けられた受は軸３１．３２．３３によって
回転自在に支承されている。

トナーカートリッジ挿入管４には、下部に長孔４６が開
口し、第１図に示すように、挿入管４の長孔４６と現像
位置にある１個の現像器のトナータ／り１７のトナー供
給口１８とが連通ずるよう構成されている。

現像ユニットの駆動機構を第２図、第４図により説明す
ると、円筒形状の現像ユニット１０にはその側板外周部
に歯車Ｌｏｇが設けられており、駆動ギア４４により駆
動される。また、れギア１２ｇ、１３ｇ、１・１ｇが設
けられており、現像器が現像位置にあるとき、駆動ギア
４０により駆動される。駆動ギア４０は、ソレノイド４
３により揺動するアーム４２の先端にあって、ベルト４
５で駆動されるプーリー４１に固定されており、ベルト
４５により駆動される。

常時はギア１３ｇ、１４ｇと噛合位置にあるが、現像ユ
ニットを回動して他の現像器を現像位置に移す場合には
、ソレノイド４３の作動によりギア４０は待避位置に下
る。

次に現像器の構成を第１図により説明する。

現像器は導電性非磁性材から円筒状に形成した現像スリ
ーブ１２内に、外周部にＳ、Ｎ極を順次着磁した磁気ロ
ーラ１１を同軸に収納し、この現像スリーブＩ２に接近
して表面をサンドブラスト処理して微細な凹みを形成し
たトナー供給ローラ１３を配置しである。このローラ１
３は一部がトナータンク１７の側面開口部６ｏに而して
おり、トナーと接触している。現像器が現像位置にある
とき、現像スリーブ１２は感光体ドラム１の表面に近接
する位置に配置されている。

ａ！！高規制板１６は現像スリーブ１２に接近し。

た位置に現像器ケース内面に一体的に形成してあり、現
像剤搬送方向の現像領域の上流側に設置されている。

トナー規制板１５はトナー供給ローラ１３（で接するよ
うに、トナータンク１７の側面開口部６０近くに設けら
れている。さらに、トナータンク１７の内部には、トナ
ー攪拌羽根１・１が設けられ、回動してトナーの攪拌が
おこなわれる。

第３に、トナーカートリッジの装着部の構造について説
明する。第２図において、円筒形状の現像ユニット１０
の側面板１つには、中心部に設けたカートリッジ挿入口
の一部に現像ユニットの角度位置、即ち現像位置にどの
現像器があるかを示す突起１０Ｌが設けられている。ま
だ、現像ユニットを支承するフレーム側板３にもカート
リッジ挿入口３４が設けられ、その挿入口の一部にカー
）　ＩＪソジの角度位置を規制する突起３ａが設けられ
ている。

一方、トナーカートリッジ２０には、その奥側板２１に
、カートリッジ挿入時の角度位置分規制する切欠２１ｂ
と、充填されているトナーの種類に対応した切欠き２１
ｃとが設けられている。そして、カートリッジ挿入の際
、フレーノ、側板３の突起３ａをカートリッジの切欠２
１ｂが通過することでカートリッジの挿入角度位置が規
定されると共に、現像ユニット１０の前面側板１９に設
けられた突起１０Ｌをカー）　ＩＪノジの切欠２１ｃが
通過することで現像ユニット内の現像器のうち、現像位
置にある現像器に対し、その現像器に装填されているト
ナーと同種類のトナーが収納されたカートリッジを選別
挿入できるよう構成されている。

次に、以上の構成からなる現像ユニットの作動を説明す
る。

例えば、作像作業に際し、所望の作像色を決めたならば
、図示していない作像装置の操作ノ３ネルに設けられた
現像器選択スイッチを操作する。選択された現像器が現
像位置にないときは、ソレノイド４３が付勢され、アー
ム４２が引き下げられて、現像器駆動ギア４ｏは待避位
置に下る。ついで現像ユニット回転用ギア４４が作動し
て、現像ユニット側板のギア１０ｇを駆動し、所望の色
のトナーを内蔵した現像器が現像位置に配置される。

つづいてソレノイド４３の通電が断たれ、図示しないバ
ネ手段により、アーム４２は定位置に戻る。現像器駆動
ベルト４５、ブー’Ｊ　−４１を介して現像器駆動ギア
４０が駆動され、ギア４０と噛合するトナー攪拌羽根駆
動ギアｌ　４．　ｇを介してトナー攪拌羽根１４が回転
駆動されてトナーの攪拌がおこなわれる。また、ギア４
゜と噛合するトナー供給回収ローラ駆動ギア１３ｇを介
してトナー供給ローラ１３が矢印Ａの方向に回転駆動さ
れる。また、ギア１３ｇと噛合する現像スリーブ駆動ギ
ア１２ｇを介して現像スリーブ１２が矢印Ｂの方向に回
転駆動される。

なお、作像装置自体が多色の作像をおこなうものである
場合には、各現像器は多色作像のだめの制御指令に従っ
て所望の現像器が順次選択されて現像位置に配置され、
現像作動がおこなわれる。

次に、現像位置に配置された現像器の作動について説明
すると、まず、トナーはトナータンクの中でトナー攪拌
羽根１４により攪拌される。

攪拌されたトナーはトナータンク側面開口部６゜に面し
たトナー供給ローラ１３の表面に付着搬送サレ、トナー
規制板１５によりローラ１３の表面に形成された微細凹
部に埋めこまれる。

つづいて、トナー供給ローラ１３上のトナーは、ローラ
１３に隣接する現像スリーブの外周面上に付着している
磁性キャリアの磁気刷子と接触する。このとき、トナー
供給ローラ１３には、トナー供給量を制御するだめのバ
イアス電位が印加されているので、ローラ１３の表面凹
部のトナーは磁性キャリアの磁気刷子によってｏ−：ｌ
ｌ＋］３の表面からかき落されてトナータンクがおこな
われるのであるが、その際適量のトナーのみが供給され
、結果として現像スリーブ１２上の現像剤のトナー濃度
は略一定に保たれる。

寸だ、現像スリーブ■２上で調製される、トナーとキャ
リアとの混合物からなる現像剤は穂高規制板１．６によ
り穂高の規制がなされるが、余分の現像剤は規制板１６
の手前に滞留し、ここで現像剤が混合攪拌される。

かくして、現像スリーブ１２上に形成された現像剤の磁
気刷子は現像スリーブ１２の回転につれて第１図矢印Ｂ
の方向に移動し、感光体１の表面を摺擦して、その表面
に形成された静電潜像を現像する。現像後、現像スリー
ブ１２上に残留した現像剤は再びトナー供給ローラ１３
と接触し、新たなトナーが供給される。

トナータンク１７内のトナーの残量が少くなったときは
１、次のようにしてトナーを補給する。

トナーの補給は現像位置にある現像器に対してのみ行え
るので、まずトナーを補給する現像器を現像位置に配置
する。この状態で、現像ユニット中央のトナーカートリ
ッジ挿入管４の下部に設けられている長孔４６と、現像
器のトナータンク１７の開口部１８とが連通ずる。次に
、ト　ブー　−カ　−　ト　　リ　ッ　ジ　２０　を　
ト　ブー　−カ　−　　ト　　リ　ッ　ジ挿入管・１に
挿入する。現像ユニットを支持するフレーム側板３のカ
ートリッジ挿入孔３．１に設けた突起３ａをカー１−１
）ッジ奥側板２１に設けた切欠２１ｂが通過するように
することで、カートリッジ挿入時の角度位置が規定され
る。さらに、現像ユニット１０の側面板に設けた突起１
０Ｌをカートリッジ奥側板２１に設けた切欠２１ｃが通
過する場合は現像器内のトナーと同種類のトナーが充填
されているカートリッジが挿入されたのであって、現像
器内のトナーと異なったトナーが充填されているカート
リッジは、突起１０Ｌと切欠２１ｃとが一致せず、カー
トリッジを挿入できない。このようにして、異なったト
ナーを誤ってトナータンクに補給することが未然に防止
される。

なお、以上の説明からも理解されるように、トナーカー
トリッジ奥側板２１に設けられた切欠２１ｃはそのカー
トリッジに収納されている゛トナーの種類により、第３
図０）、（ロ）、（ハ）に示すように切欠の設けられる
角度位置が異なるもノテあり、トナーの種類を表わして
いることになる。

トナーカートリッジ挿入管にトナーカートリッジが挿入
されたあとは、図示されていない手段により、トナーカ
ートリッジのトナー補給口が開かれ、トナーはトナーカ
ートリッジ挿入管４の下部開口部長孔４６、トナー供給
口１８を経て、トナータンク１７に補給される。

トナータンク内のトナー残量を常時検知してトナーの補
給が必要であることを操作ズネルに表示することもでき
る。例えば、トナータンク内にトナーエンシティ検出板
を置いてトナー攪拌板１４により上方にはね上げさせる
と共に自重落下させるように構成し、トナー残量の多少
により変化する落下時間、即ちトナーの残量が少くなる
とトナーによる抵抗が少くなるごとによる落下時間の短
縮を適宜検出してトナーの補給の必要性を表示すること
ができる。

第５図ないし第７図はこの発明の第２の実施例を示すも
ので、第５図は現像ユニットの主要部の中央断面図、第
６図は現像ユニットの装着状況を示す斜視図、第７図は
、２種類のトナーカートリッジの外観図である。

まず、現像ユニットの構成について説明する。

第５図に示すようにこの現像ユニット５０は２個の現像
器５０ａ、５０１）が背中合せに軸対称に配置されてお
り、例えば、異なった色調の作像要求などにより左右の
現像器を交換する必要が生じたときは、現像ユニット５
０を作像装置から引抜き、左右の現像器を反転、装置位
置を変更することにより行なわれるものであって、第１
の実施例に示すもののように、操作指令により自動的に
行なわれるものではない。

現像器は、第５図に示すように、導電性非磁性材から円
筒状に形成した現像スリーブ５２、その内部に設置した
外周部にＳ、Ｎ極を順次着磁した磁気ローラ５３、トナ
ー供給スＩＪ　ツｌ−３を設けた仕切り板胛吟を隔てて
配置されたトナータンク５５、現像ユニット外箱の上面
部の内面に一体的に形成した穂高規制板５７、トナータ
ンク内に設置したトナー供給羽根５８、トナーエンプテ
ィ検出板５９、トナータンク上面に設置したトナータン
ク開口部６０、同開口部の蓋６１、同開口部上方に摺動
嵌合されるトナーカートリッジ７０等を主要な構成要素
とするものである。

以下、簡単に現像器の作動について説明すると、まず、
所望のトナーが装填されている現像器５０ａを現像位置
に設置する。図示されていない手段により現像器が、駆
動されると、トナー供給羽根５８によりトナーはトナー
タンク５５からトナー供給スリッ＋−Ｓを通り、現像ス
ＩＪ−プ５２側の空室５６に供給される。この空室には
磁性キャリアとトナーの混合物からなる現像剤が装填さ
れており、磁気ローラ５３の回転により現像剤は現像ス
リーブ５２上を矢印Ｂ方向に搬送され、穂高規制板５７
によって穂高規制されると共に、その上流側で磁性キャ
リアとトナーが攪拌混合されるので、現像領域では一定
のトナー濃度の現像剤からなる磁気刷子が形成される。

形成された磁気刷子は感光体５１の表面を摺擦し、その
表面の静電潜像を現像する。

次に、トナーカートリッジの装着部の構成について説明
すると、第５図に示すようにトナーカー１−　ＩＪノジ
は現像位置にある現像器に装着されるものであって、現
像器５０ａの上面に設けられたトナータ／り開口部６０
には長手方向に沿って左右に、上下２組の摺動溝６２．
６３と６・１．６５とが設けてあり、下方の第１の摺動
溝６２．６３にはトナータンクの蓋６１が挿入され、そ
の」二方の第２の摺動溝６４．６５にはトナーカー）　
ＩＪツジの蓋７３に設けた摺動部材が挿入されるよう構
成されている。また、第６図に示すように現像ユニット
５０の前面側板６６には、トナーカートリッジ挿入位置
附近に突起６７．６８が設けてあり、この突起はそれぞ
れがその部位にある各現像器５０ａ、５０ｂに装填され
ているトナーの種類を表示するものとなる０ また、トナーカートリッジ７０には長手方向に沿って摺
動溝７１．７２が設けてあり、ここにカートリッジ蓋７
３が嵌合してトナーを密封している。またカートリッジ
蓋７３には現像器取付用の摺動部材が形成されている。

さらに、第７図に示すようにトナーカートリッジ７０の
後側板７４には、カートリッジに充填されているトナー
の種類によって位置が異なる突起７５が設けてあり、現
像器側の突起６７又は６８に、カー）　ＩＪソジ側の突
起７５が係止されずに通過することで現像器に装填され
ているトナーと同種類のトナーが収納されているカート
リッジを選別挿入できるよう構成されている。

トナータンク５５内のトナーの残量が少くなったときは
、先に説明したようにトナーエンプティ検出板などによ
り検出される。このとき、トナーの補給は次の手順で行
なわれる。

まず、補給すべき現像器５０ａのトナータンク開口部上
方の、長手方向に沿って設けられだ摺動溝６４．６５に
トナーカートリッジ蓋体７３に設けた摺動部材を合せて
挿入する。ついで、カートリッジ蓋体７３とトナータン
クの蓋体６１とを同時に引抜くと、カートリッジ７０内
のトナー上トナータンク５５内に落下し、トナーの補給
が完了する。

なお、トナーカートリッジはその蓋体７３を引抜いたち
とも、図示されていないフランジ部材等により、トナー
タンク開口部の上方に保持されるものである。

なお、実施例においては、各現像器に色調の異なるトナ
ーが装填されている例のみを示したが、同一色調のトナ
ーであっても、正規現像用トナーと反転現像用［・カー
といった様に異種のトナーを使用する場合もあり、この
様な場合に対しても本発明は有効なものでもある。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、異な
るトナーを装填した複数個の現像器を選択的に現像位置
に配置して現像作業を行なわせる作像装置において、従
来不可能であったｌ・カーの補給が可能となり、トナー
及び現像器を無駄なく使用できるものである。まだ、複
数個の現像器に対してトナー補給用のカートリッジの挿
入スに一スが１個で済み、装置の小型化がはかられる。

さらに、トナー補給に際しては、現像器に異種のトナー
を補給するような誤りが未然に防止されるので操作が容
易となるなど多くの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明に係る作像装置の第１の
実施例を示すもので、第１図は現像ユニットの横断面図
、第２図は現像ユニットとトナーカートリッジならびに
現像ユニットの、小動機構を示す図。第３図はトナーカ
ートリッジ側板の切欠を示す図。第４図は現像ユニット
の駆動機構を示す図で、第１図示の現像ユニットを裏面
からみた配置になっている。第５図ないし第７図はこの
発明に係る作像装置の第２の実施例を示すもので、第５
図は現像ユニットの主要部の中央断面図、第６図は現像
ユニットの装着状況を示す斜視図、第７図は２種類のト
ナーカートリッジの外観図である。第８図は従来例の横
断面図である。 ■、感光体ドラム、４゛トナーカートリツジ挿入管、１
０：現像ユニット、１０ａ、１０ｂ。 １０ｃ、現像器、１１゛磁気ローラ、１２、現像スリー
ブ、１３°トナー供給ローラ、１７：トナータンク、１
８．トナー供給口、２２°トナーカートリッジ、４６　
長孔 １・沁；虹４七トー−７へ　　　　　　　　　　　１７
、ト土−タンク４ニド士−カートリ←ン１◆Ｎ啼　　　
　　１８ニド士−７禮衿Ｑ１０：１し東：Ｌ　’：；　
、、卜　　　　　　　　　　　２２：ドナーがトリ・ベ
ン。 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ＋　　ａイＩｔ　　　　　　　
　　４６：−を孔１１：、１１ム板０−ラ １２．１克ａｖｑ−フ。 １３：トナー４１合ローラ 第　　１　　図 第　　３　　図 第　　５　　図 第　　７　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の現像器を移動させ、任意に１個の現像器
   を選択して現像位置に配置可能に構成した複数個の現像
   器を備えた作像装置であつて、現像位置にある現像器に
   対してトナーを補給し得る位置に補給用トナーカートリ
   ッジ装着部を設けたことを特徴とする作像装置。
2. （２）補給用トナーカートリッジ装着部に、現像位置に
   配置された現像器に適合したトナーを収納するトナーカ
   ートリッジのみを装着可能とする係止部材を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の作像装置。