JPH0437772A - カラー画像形成装置 - 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、電子写真方式により感光体ベルト上にトナ
ー像を形成した後、記録紙に転写してカラー画像を得る
カラー画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種のカラー画像形成装置の像形成原理は、 ■感光体ドラム方式 ■感光体ヘルド方式 の２方式に大別される。

このうち、感光体ドラム方式は、光導電体を表面に形成
してなる感光体ドラム上において、原稿像の分解色数に
応じた潜像形成と現像を繰り返して多色像を形成し、該
多色像を記録紙に転写してカラーコピーを得るものであ
る（例えば、特開昭６０−７５８５０号）、この方式は
、潜像形成が安定化され、記録紙への転写も容易である
などの利点があるが、反面、原稿像が大型化すると感光
体ドラムも大径化して、ドラムからの記録紙の分離性が
悪くなるうえ、装置全体の大型化や複雑化を避けられな
いという欠点がある。また、分解色数に応じた繰り返し
現像は、記録紙への転写の際に位置ずれが起きやす（、
精密な多色コピーが困難であるという欠点もある。

そこで、感光体ドラムを複数回回転させて静電潜像を形
成することにより、該ドラム上にカラートナー像を重ね
た後、−度に記録紙に転写する方法の基本プロセスが、
本出願人により開示されている（特開昭６０−７５８５
０号、同６０−７６７６６号、同６０−９５４５６号、
同６０−９５４５８号、同６０−１５８４７５号）、こ
のような重ね合わせ像を利用したカラー画像形成装置に
あっては、各色のカラートナーを収納した複数の現像器
が、感光体ドラムの周縁に並列配置されることとなる。

一方、感光体ベルト方式は、回動ローラ間に張架した可
撓性のベルト上に光導電体を塗布し、該ベルト上に静電
潜像を形成するものであり、感光体ドラム方式に比べて
空間を有効利用でき、コンパクトなカラー画像形成装置
を構成できる利点を有している。また、この方式では、
小径の回動ローラ走行部（曲率大の部分）を利用して記
録紙の分離を行うことができるため、分離性が優れてい
るという利点もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のベルト式カラー画像形成装置は、廃用段階に
達した現像剤とフレッシュ現像剤の交換が困難であると
いう問題点を有していた。

即ち、従来装置は一般に、回転スリーブの内側に磁気ロ
ールを有する現像ローラと、該現像ローラ下方に配設さ
れ、撹拌スクリューによって現像剤を現像剤付着室と現
像剤補給室の間で循環させる現像剤収納箱を備えた現像
器とを、本体に対し着脱自在なカートリッジ内の感光体
ベルト下方に並列配置してなる一体構成であるため、カ
ートリッジを分解することなく現像器を別個に取り外し
たり、現像剤収納箱の底部を開放することはできなかっ
た。このため、使用済み現像剤をフレッシュ現像剤に入
れ替える作業が困難で、カートリッジの構造も複雑にな
る傾向があった。

この発明は上記の点に鑑み、現像器をカートリッジ内に
一体化した状態でも、現像剤の完全排出が容易に行える
カラー画像形成装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明は、回転スリーブ
の内側に磁気ロールを有する現像ローラと、該現像ロー
ラ下方に配設され、撹拌スクリューによって現像剤を現
像剤付着室と現像剤補給室の間で循環させる現像剤箱を
備えた現像器とを、本体に対し着脱自在なカートリッジ
内の感光体ベルト下方に並列配置してなるカラー画像形
成装置において、前記現像剤付着室の終端に現像剤排出
口を設け、かつ前記磁気ロール表面に非磁力領域を形成
するとともに、該非磁力領域を、通常時は前記トナー補
給室側に、現像剤排出時は前記現像剤付着室側に対向で
きるよう構成し、磁気ロールを所定角度回転させ、撹拌
スクリューを回転させるだけで、現像器の現像剤付着室
端部がら現像剤を回収できるようにしたものである。

〔実施例） 以下この発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明
する。

第１図は本願カラー画像形成装置の全体構成を示す断面
図、第２図は現像器の２状態で（ａ）は現像時、（ｂ）
は現像剤排出時の構成を示す断面図、第３図は現像剤排
出口と現像側流の関係を示す原理図である。

第１図において、１は光導電体を表面１ａに形成してな
る可撓性の感光体ベルトで、該感光体ヘルドｌはカート
リッジ３０内に軸架されている回動ローラ２．３の間に
架設され、該ローラ２の駆動により時計方向（矢印方向
）に走行できるよう構成されている。

４はガイド部材で、該ガイド部材４は前記感光体ベルト
１に内接し、テンションローラ５によって所定の緊張状
態をベル）１に付与できるよう配設されている。しかし
て、感光体ベルト１の表面１ａは、該ガイド部材４の表
面に対し一定の位置関係に維持され、安定した画像形成
ができるようになっている。

６は帯電器、７は潜像形成のための露光手段となるレー
ザ書き込みユニットである。該書き込みユニ、ドアは、
各原色に分解された原画像情報であるレーザビームを、
ポリゴンミラー７ａ、ｆθレンズ７ｂ、反射ミラー７Ｃ
１７ｄなどにより前記感光体ベルト１の表面１ａに集光
・走査して、静電潜像を形成できるようになっている。

８．９．１０はそれぞれＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）
、Ｙ（イエロー）に対応する現像器、１１はＢｋ（黒）
に対応する現像器で、該現像器８〜１１は、前記感光体
ベルト１の下側走行面に対向して並列配置されている。

該現像器８〜１１はそれぞれ、磁気式現像ローラ８ａ、
９ａ、１０ａ１１ａと、その下方に現像剤Ｚ（樹脂コー
トされたフェライトキャリアとカラートナーの混合物）
を収納した現像剤収納箱８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂを
備えている。

前記感光体ベルト１と現像器８〜１１を一体化してなる
カートリンジ３０は本体１００に対して着脱自在に構成
されている。

第２図及び第３図に現像器の構成を示す。

前記現像ローラ８ａ〜ｌｌａはそれぞれ感光体ヘルド１
の表面１ａに近接する回転スリーブにの内側に磁気ロー
ルＪを収納してなり、磁気ロールＪの磁気吸引力によっ
て現像剤Ｚを吸着するとともに、該回転スリーブＫによ
って前記ベルト表面１ａに現像剤を供給できるようにな
っている。そして、該回転スリーブＫを介してヘルド表
面１ａの静電潜像を非接触現像法でトナー画像に変換す
ることとなる。

また、現像剤収納箱８ｂ〜ｌｌｂは、現像ローラ８ａ〜
ｌｌａの下側に接する掻き取り板Ｒにより、現像剤補給
室Ｈと現像剤付着室Ｆにそれぞれ分画されている。ここ
で、該播き取り板８０〜１１Ｃのブレードは現像剤補給
室Ｈ側において前記現像ローラ８ａ〜ｌｌａの回転スリ
ーブＫに接しており、掻き取った現像剤は該補給室Ｈ内
に落下するよう構成されている。また、該現像剤補給室
Ｈと現像剤付着室Ｆ内には各々撹拌スクリューＳＬ、Ｓ
２が配設され、現像剤Ｚの構成成分である補給トナー、
キャリア、及び掻き取り板Ｒにより掻き取られた使用済
みトナーを撹拌して均一混合しながら、該補給室Ｈと付
着室Ｆ間で還流できるようになっている。即ち、通常時
は、トナー補給口８ｄ　　９ｄ　　１０ｄ、１１ｄから
流入したトナーは、第３図示のように、キャリアや使用
済みトナーと合流した後撹拌されて現像剤Ｚとなり、補
給室Ｈから現像剤付着室Ｆへと流入し、現像剤付着後は
再度トナー補給口８ｄ〜ｌｉｄ側へ循環することとなる
。さらに、上部に設けられた該トナー補給口８ｄ−１ｉ
ｄの近傍には、現像側排出口８ｅ〜ｌｉｅが下部にそれ
ぞれ設けられ、後述のように、前記撹拌スクリューＳ、
　、Ｓ２を回転することにより、不用現像側を下方から
排出できるようになっている。

なお、ここでの現像器端部の上部に設けられたトナー供
給口、８ｄ〜ｌｉｄは、現像剤を予め供給しておくため
の、現像剤供給口としても用いられる。

ここで、前記磁気ロール８ａ〜ｌｌａは、その表面にＳ
極、Ｎ極を交互に着磁した磁力領域を備え、現像剤Ｚ（
のキャリア）を磁気吸引できるようになっているが、中
心角で約９０度の領域にわたっては非磁力領域が形成さ
れている。即ち、本実施例では、第２図示のように、４
５度毎にＳ。

Ｎが交互に現れる磁力領域Ｍ１が、全表面の３／４（０
〜２７０度）に形成され、残り１／４の領域には、Ｎ（
２７０度）→無着磁（３１５度）→Ｎ（３６０度）とな
る非磁力領域Ｍ２が形成されている。そして、磁気ロー
ル８ａ〜ｌｌａは、咳非磁力領域Ｍ２を、通常時（現像
時）は前記補給室Ｈ側に、現像剤排出時は前記付着室Ｆ
側にそれぞれ対向できるよう構成されている。

即ち、現像時は補給室Ｈ側の現像剤Ｚに吸引力が及ばな
いようにして、前記掻き取り板Ｒに掻き取られた使用済
み現像剤が、該補給室Ｈ内で現像ローラ８ａ〜ｌｌａの
回転スリーブＫに再付着しないようになっている（第２
図ａ）。また、現像剤排出時は、撹拌スクリューＳ、　
、Ｓ、を回転（通常の方向）するとともに、磁極を移動
し第２図（ｂ）の状態とすることによりトナー付着室Ｆ
側で現像剤Ｚに吸引力が及ばないようにして、現像剤Ｚ
の排出を促進できるよう構成されている。

前記現像器群８〜１工の各現像ローラ８ａ、９ａ、１０
ａ、ｌｌａの近傍には、現像剤規制ローラ８ｃ、９ｃ、
１０ｃ、Ｉｌｃが設けられ、回転スリーブＫに付着する
現像剤量を規制できるようになっている。ここで、該規
制ローラ８ｃ〜１１Ｃは、微小ギャップＧを介して現像
ローラ８ａ〜１１ａに対向して設けられ、通常運転時（
現像時）は、該ギャップＧに進入する現像ローラ８ａ〜
１１ａの表面の現像剤Ｚを所定高さに規制して、はぼ一
定量の現像剤を供給できるようになっている。

尚、該ギャップＧの間隔は、極めて零に近い。

一方、該規制ローラ８Ｃ〜ｌｌｃには、回動手段Ｘが設
けられ、非運転時（保守時ないし非現像時）に、所定角
度だけ回動させて現像ローラ８ａ〜ｌｌａとの対向面を
変更し、目詰まりを解消できるよう構成されている。該
回動手段Ｘの実施態様は種々考えられるが、本実施例の
回動手段Ｘは、各現像ローラ８ａ〜Ｉｌａにワンウェイ
クラッチＣを設け、かつ各々のクラッチＣに共通のアー
ム部材Ａを架設してなり、該アーム部材Ａを駆動するこ
とにより、すべての規制ローラ８Ｃ〜ｌｌｃを一斉に回
動できるようになっている。

また、該アーム部材Ａは、本体１００の突起１０１を介
して前記カートリッジ３０の着脱機構に連繋するよう構
成されている。例えば、保守点検などの際、カートリッ
ジ３０を開閉すると自動的に各現像ローラ８ａ〜ｌｌａ
が回動され、規制ローラ８ｃ〜ｌｌｃの目詰まりを解消
できるよう構成されている。

１２は転写器、１２ａは除電バーである。該転写器１２
により、給紙カセット１３より給紙された記録紙Ｐ上に
前記感光体ベルト１上のトナー画像を転写し、後方の除
電バー１２ａで除電できるよう構成されている。１４は
クリーニング装置で、該クリーニング装置１４は、現像
後の感光体ベルト１の表面１ａにわずかに残留したトナ
ーを除去するためのもので、掻き取りブレード１４ａと
トナー搬送ローラ１４ｂにより構成され、前記カートリ
フジ３０内の回動ローラ３の近傍に設けられている。

１８は記録紙Ｐ上のトナー画像を熱定着する定着器、１
９は排紙ローラ、２０は排紙トレイである。

上記実施例において、画像入力部より取り込まれたカラ
ー原画像データは、レーザ書き込みユニット７のポリゴ
ンミラー７ａ、ｆθレンズ７ｂ。

反射ミラー７ｃ、７ｄなどにより前記感光体ベルトｌの
表面１ａに原画像を集光・走査して、静電潜像を形成し
た後、現像器８〜１１により各色のカラートナーを該潜
像に付着させる。この時、現像剤収納箱８ｂ〜ｌｌｂ内
の現像剤Ｚは、撹拌スクリューＳ＋、Ｓｔにより撹拌さ
れながら補給室Ｈと付着室Ｆ間を循環し、付着室Ｆにて
規制ローラ８ｃ〜ｌｌｃで分量規制されつつ現像ローラ
８ａ〜ｌｌａに付着し、非接触現像法によりトナー画像
を形成する。そして、回動ローラ２の近傍において、転
写器１２により、記録紙Ｐ上にトナー画像が転写、定着
器１８で定着されて、排紙ローラ１９により排紙トレイ
２０上に排紙される。

排出時は、まず、画像形成装置における排出モードを選
定する。すなわち、所定の保守期間を経た現像剤Ｚをフ
レッシュなものに入れ替える際、排出口８ｅ〜ｌｉｅを
開放し、また、磁気ロール８ｂ〜ｌｌｂの非磁力領域Ｍ
２は付着室Ｆ側に対向した状態で、かつ現像剤Ｚを撹拌
スクリューＳ１、Ｓ２の回転により搬送する。そして、
現像剤Ｚは付着室Ｆ内にて現像ローラ８〜１１への付着
を引き起こすことなく移動して、各現像器群の下方に設
けられた各排出口８ｅ〜ｌｉｅにより排出され、所定の
回収手段により回収される。

この排出時においては、他の駆動系を停止したまま現像
器群のみを全て、同時あるいは選択的順次で動作をさせ
るように制御される。また、現像ローラは停止していて
もよい。

〔発明の効果〕

上記のようにこの発明は、回転スリーブの内側に磁気ロ
ールを有する現像ローラと、該現像ローラ下方に配設さ
れ、撹拌スクリューによって現像剤を現像剤付着室と現
像剤補給室の間で循環させる現像剤収納箱を備えた現像
器とを、本体に対し着脱自在なカートリッジ内の感光体
ベルト下方に並列配置してなるカラー画像形成装置にお
いて、前記現像剤付着室の終端に現像剤排出口を設け、
かつ前記磁気ロール表面に非磁力領域を形成するととも
に、該非磁力領域を、通常時は前記現像剤補給室側に、
現像剤排出時は前記現像剤付着室側に対向できるよう構
成したことを特徴としているので、磁気ロールの非磁力
領域を所定角度だけ回転させ、撹拌スクリューを回転さ
せるだけで、′現像剤付着室端部の排出口から現像剤を
回収することができる。

この結果、複雑な機構を用いることなく、現像器をカー
トリッジに組み込んだまま現像剤交換ができ、カラー画
像形成装置における画質の安定、稼働信顛性の向上、装
置構成の簡素化などに多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願カラー画像形成装置の全体構成を示す断面
図、第２図は現像器の２状態で（ａ）は現像時、（ｂ）
は現像剤排出時の構成を示す断面図、第３図は現像剤排
出口と現像剤流の関係を示す原理図である。 １−感光体ベルト ２．３−回動ローラ ４−ガイド部材 ５−テンションローラ ６−帯電器 ７−レーザ書き込みユニット ８．９．１０．１１−現像器 ８ａ、９ａ、１０ａ、１１　ａ−・現像ローラ８ｂ、９
ｂ、１０ｂ、１　ｌ　ｂ−現像剤収納箱８Ｃ１９ｃ、１
０ｃ、１１ｃ−規制ローラ８ｄ、９ｄ、１０ｃ、１１ｄ
−トナー補給口（及び現像側供給口） ８ｅ、９ｅ、１０ｅ、１１ｅ−現像剤排出口１２−転写
器 １２ａ−・−除電バー １３−給紙カセット １４−　クリーニング装置 １４ａ−掃き取りブレード １４ｂ−トナー搬送ローラ １８一定着器 １９−排紙ローラ ２０−排紙トレイ ３０−カートリッジ １ｏｏ−ｍ−本体 １０１・−突起 Ａ−−−アーム部材 Ｂ・−バネ Ｃ−ワンウェイクラッチ Ｆ−・現像剤付着室 Ｇ−ｍ−ギャップ Ｈ−−一現像剤補給室 、ｌ−一磁気ロール に−・一回転スリーブ Ｍ、−ｍ−磁力領域 Ｍ２・・−非磁力領域 Ｐ−ｍ−記録紙 掻き取り板 回動手段 、Ｓ２ 現像剤 撹拌スクリュー 特　許　出願人 コ　ニ　カ　株式会社 第 図 （ｂ） 第 図 ｄ ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転スリーブの内側に磁気ロールを有する現像ローラと
   、該現像ローラ下方に配設され、撹拌スクリューによっ
   て現像剤を現像剤付着室と現像剤補給室の間で循環させ
   る現像剤収納箱を備えた現像器とを、本体に対し着脱自
   在なカートリッジ内の感光体ベルト下方に並列配置して
   なるカラー画像形成装置において、前記現像剤付着室の
   終端に現像剤排出口を設け、かつ前記磁気ロール表面に
   非磁力領域を形成するとともに、該非磁力領域を、通常
   時は前記現像剤補給室側に、現像剤排出時は前記現像剤
   付着室側に対向できるよう構成したことを特徴とするカ
   ラー画像形成装置。