JPH06314028A

JPH06314028A - 現像装置

Info

Publication number: JPH06314028A
Application number: JP5102897A
Authority: JP
Inventors: Takatsugu Fujishiro; 宇貢藤城; Minoru Suzuki; 稔鈴木; Noriyuki Kimura; 則幸木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーに過剰なストレスを与えることなく現
像器にトナー補給を行うこと、及びトナーが少なくなっ
たときにも安定して確実にトナー補給を行うことができ
るようにすること。【構成】トナーを収容した単色用現像器５が複数個回
転軸Ｏの周りに配設されてなる回転式現像器１を感光体
の近傍に設け、上記回転軸Ｏを中心に上記回転式現像器
１を回転させて任意の現像器５を上記感光体に対向する
現像位置に変位させて現像を行うとともに、各現像器５
に対応したトナーを収容する複数のトナーホッパ２を一
端側に備え、トナーホッパ２から単色現像器５へ搬送ス
クリュー１１，１２を介してトナーの搬送を行う現像装
置において、トナーホッパ２内の搬送スクリュー１１の
近傍に、当該搬送スクリュー１１にトナーを補給可能な
トナー保持部１５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等の
画像形成装置に備えられる現像装置に係り、さらに詳し
くは、単色用の現像器を回転軸の回りに複数個備え、当
該現像器を回転軸の回りに回転させて現像を行う回転式
の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多色画像を形成するために、色分解光像
の露光により潜像担持体上に形成された各潜像を各々色
分解光の補色のトナーで現像し、得られた複数のトナー
像を同一転写紙上に重ね合わせて転写する方式のフルカ
ラー複写機や、異なる色で再現すべき画像を別々に潜像
担持体上に露光して異なる色の現像剤で現像し、得られ
た複数のトナー像を同一転写紙に重ね合わせて転写する
ようにしたものがある。このような画像形成装置の中に
は、それぞれ異なる色のトナーを用いる複数の現像器を
共通の軸の周りに回転可能であるように配置し、各現像
器を選択的に現像域に変位させることにより、潜像端持
体上の潜像を各色トナーにて現像するようにした回転式
の現像装置が知られている。

【０００３】上述の回転式の現像装置にトナーを補給す
る方法としては、例えば特開昭６０−２３３６６８号公
報や実開昭６３−１５３２５８号公報に提案されたもの
がある。このうち、特開昭６０−２３３６６８号公報記
載のものは、回転現像装置の各現像器へトナーを供給す
るために、回転する複数の現像器に対し、固定されたト
ナーカートリッジを別個に設け、両者間を可撓性の筒で
連結し、この筒内に設けられたスクリュー等の搬送部材
を回転させてトナーカートリッジから対応する現像器へ
トナーを搬送するよう構成されている。また、実昭開６
３−１５３２５８号公報記載のものは、回転現像装置の
現像器内に供給ホッパを設け、現像装置の回転動作によ
りホッパ内に所定量のトナーが滞留するように構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のトナ
ーカートリッジを別個に設けたものでは、可撓性の筒内
に設けられたスクリュー等の搬送部材を回転させる駆動
手段が必要となり、装置が複雑化して高コストとなると
ともに、可撓性の筒内を搬送される際にトナーが機械的
な力を受けてストレス過剰となり、トナーが早期に劣化
してしまうおそれがある。また、後者の現像器内に所定
量のトナーを滞留させるホッパを設けたものでは、多量
のトナーを収容するように構成すると、どうしても現像
装置が大型化し、さらに、現像器の使用にともなって現
像ローラの軸方向のトナー量が不均一となった場合、回
転動作だけではトナー量を均一化できず、ホッパ内に十
分なトナーがあるにもかかわらず、画像に濃度ムラが発
生するおそれがある。

【０００５】そこで、トナー収容部であるトナーホッパ
およびトナーカートリッジを回転式の現像器の一端側に
設け、トナーホッパから現像装置へのトナー補給および
余剰トナーの回収を搬送スクリューにより行う方法が考
えられるが、このような方法を採用した場合、１つの単
色現像器が画像を形成する動作時間の間に、当該現像器
内へ搬送されるトナーの量が多すぎる場合には、十分に
帯電されていないトナーが現像ローラ上に搬送されるこ
とがあり、このような帯電不良のトナーによって現像す
ると、画像の乱れやトナー飛散の原因となる。逆にトナ
ー量が少ない場合には濃度の低下等を引き起こす。

【０００６】このようなことから、現像器内へのトナー
の供給量は必要量が安定して搬送されることが必要であ
る。これは特にトナーカートリッジ内にトナー量が少な
くなったときも同様である。そこで、トナー量を安定し
て確実にトナー供給が行われるように、スクリュー近傍
に機械的にトナーを補給するようにする構成することも
できる。しかし、トナーがストレス過剰になると凝集等
により早期に劣化してしまうのは、当業者にとって周知
の事実であるため、機械的な手段を使用して強制的に補
給することは避けなければならない。

【０００７】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、トナー量の多少にか
かわらず安定して確実にトナー補給を行うことができる
現像装置を提供することにある。また、他の目的は、ト
ナーに過剰なストレスを与えることなく現像器にトナー
補給を行うことができる現像装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、回転軸の回りに現像対象となる色のトナ
ーを収容した単色現像器があらかじめ設定された色の種
類に応じて複数個配設されてなる回転現像器を潜像担持
体の近傍に設け、前記回転軸を中心に前記回転現像器を
回転させて選択された単色現像器を前記潜像担持体に対
向する現像位置に変位させて現像を行うとともに、選択
された単色現像器に対応したトナーを収容する複数のト
ナーホッパを一端側に備え、トナーホッパから対応する
単色現像器内へ搬送スクリューを介してトナーの搬送を
行う現像装置において、トナーホッパ内の搬送スクリュ
ーの近傍に、当該搬送スクリューにトナーを補給可能な
トナー保持部を設けた構成になっている。

【０００９】この場合、トナー保持部は、回転式現像器
の回転動作に応じて所定量のトナーを滞留させるように
構成され、そのため、トナー保持部を構成する保持部材
は、搬送スクリューを囲むように凹状の空間を形成する
ようにし、当該凹状の空間が上方を向いたときに前記搬
送スクリューの中心を通る水平面よりも保持部材の上端
が高くなるようにする必要がある。さらに、当該保持部
材は、回転現像器の回転方向上流側よりも下流側の方が
高くなるように形成される。

【００１０】また、スクリューのピッチをＰ、単色現像
器の画像形成時の動作時間をｔ、搬送スクリューの単位
時間当たりの回転数をＮ、搬送スクリューの軸方向のト
ナー保持部の長さをＬとしたときに、Ｌ≧Ｐ・ｔ・Ｎの関係を満たすようにトナー保持部の長さＬを設定する
ことが望ましい。

【００１１】なお、保持部材とスクリューとの間隔は２
mm以下であることが好ましい。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、トナー保持部はトナーホッ
パ内のスクリューの近傍に設けられているので、トナー
保持部に保持されたトナーは、スクリューを介して対応
する現像器側に補給される。その際、トナー保持部に
は、回転現像器の回転に応じて、言い換えれば１回転の
うちの保持部材の開口側が上方を向くある回転範囲にお
いて、保持部材の中に流入したトナーが滞留する。この
滞留量はトナー保持部の容積でほぼ決まる。この容積
は、保持部材の上端を搬送スクリューの中心を通る水平
面よりも上方まで延ばし、搬送スクリューの回転によっ
てトナーがトナー保持部から溢れ出ないようにしたこと
で確保され、また、回転動作によっていわば掬い取るよ
うに滞留させるため、保持部材の回転方向下流側の方が
上流側の方よりも高くなるように形成される。

【００１３】なお、上述のようにトナー保持部の搬送ス
クリューの軸方向の長さＬを設定することで、１度の画
像形成に必要なトナー量を確保することができる。ま
た、保持部材と搬送スクリューとの間隔を２ｍｍ以下に
設定することで、回転するスクリューと保持部材との間
でトナーが受ける機械的な力が抑えられ、過剰なストレ
スによるトナーの早期劣化の防止が図られる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明の好適な実施例
について説明する。

【００１５】実施例に係る現像装置は、図１の斜視図に
示すように、回転現像器１と、回転現像器１の一端部に
付設されたトナーホッパ２と、トナーホッパ２に対して
着脱自在に取り付けられたトナーカートリッジ３とから
基本的に構成される。

【００１６】回転現像器１は、図２の概略断面図に示す
ように、ケーシング４内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）に対応する単
色現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが、回転軸Ｏを中心と
して反時計方向に順に配列されている。そして、その中
の１つの現像器（図では５Ｙ）が静電潜像担持体として
の感光体６に対向し、非磁性一成分現像剤としてのトナ
ーを、感光体６に形成される静電潜像に供給し、その単
色現像器に対応する色の画像の現像を行うようになって
いる。すなわち、この回転現像器１は前記回転軸Ｏを中
心として時計方向に回転し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応した
現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋをケーシング４の開口部
７から露出する位置に選択的に移動させて、現像ローラ
８Ｙを感光体６に臨ませて所望の色に対応する画像の現
像を行う。

【００１７】図３は、単色現像器５の中のその中のイエ
ローに対応する単色現像器５Ｙを示す拡大断面図であ
る。なお、他の単色現像器５Ｍ，５Ｃ，５Ｋについて
も、その構成は同様であり、以下、他の色も含んで総括
的にいうときには色を表すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略する。

【００１８】単色現像器５Ｙは、現像ローラ８Ｙ、トナ
ー補給ローラ９Ｙ、ブレード１０Ｙと第１及び第２の搬
送スクリュー１１Ｙ，１２Ｙ、さらにはケーシング１３
Ｙから構成されている。現像器５Ｙおよびトナーホッパ
２内のトナーの搬送は第１及び第２のトナー搬送スクリ
ュー１１Ｙ，１２Ｙによって行われており、第１の搬送
スクリュー１１Ｙによりトナーホッパ２から単色現像器
５Ｙ内へのトナーの搬送を行い、第２の搬送スクリュー
１２Ｙにより現像器５Ｙからトナーホッパ２へのトナー
の搬送を行っている。このため現像器５Ｙとトナーホッ
パ２との間で第１及び第２のトナー搬送スクリュー１１
Ｙ，１２Ｙを介してトナーが循環するように構成されて
いる。

【００１９】したがって、トナーホッパ２も図５
（Ａ）に示すように各色の単色現像器５Ｙ，５Ｍ，５
Ｃ，５Ｋに対応して回転軸Ｏを中心として２Ｙ，２Ｍ，
２Ｃ，２Ｋの４個設けられ、前記第１及び第２の搬送ス
クリュー１１，１２が、各単色現像器５Ｙ，５Ｍ，５
Ｃ，５Ｋとトナーホッパ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ間を貫
通してそれぞれ設けられ、これに対応してトナーカート
リッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋも各トナーホッパ２Ｙ，
２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに、トナー補給可能にそれぞれ着脱自
在に取り付けられている。なお、これらの各トナーホッ
パ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、ホッパ２の中央部を隔壁
２０によって４つに区切ることによって形成されてい
る。また、トナーカートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ
には図４にも示すようにそれぞれ接続部１４Ｙ，１４
Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが設けられ、この接続部１４Ｙ，１
４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを介して対応するトナーホッパ２
Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに連結される。

【００２０】また、トナーホッパ２の第１の搬送スクリ
ュー１１の回りには、一部が当該搬送スクリュー１１の
回転中心と同心で保持部材１６，１７によって円筒形に
形成されたトナー保持部１５が設けられ、図６に示すよ
うに、トナー保持部１５の凹状の空間が上方を向いたと
きに回転方向下流側の保持部材１６が上流側の保持部材
１７よりも高く、かつ、図５（Ｂ）にも示すように上流
側の保持部材１７の上端１８が搬送スクリュー１１の中
心を通る水平面１９よりも上に位置するように設定され
ている。このため、トナー保持部１５上に溜められたト
ナーが第１の搬送スクリュー１１の回転により保持部材
１７の上端１８を乗り越えて下方に落下しないようにな
っている。

【００２１】引き続いて、トナーカートリッジ３からト
ナーホッパ２へのトナーの供給について説明する。この
場合も、単色現像器５Ｙに対応して説明する。図４に示
すようにトナーホッパ２に装着されたトナーカートリッ
ジ３は、回転現像器１の回動に伴って回動する。同図に
おいてＡ位置が現像位置で、Ｂ，ＣおよびＤ位置は非現
像位置である。そして、この位置が図６のトナーホッパ
２の位置と対応している。なお、図６はトナーホッパ２
内のトナー残量が少なくなった状態を図示している。

【００２２】単色現像器５Ｙが非現像位置である図４−
Ｂから図４−Ｃ位置を経て図４−Ｄ位置まで回動する
と、トナーカートリッジ１内に収容されたトナーはトナ
ーカートリッジ３内を移動して図４−Ｄ位置に達したと
き、トナーホッパ２Ｙの近くに位置し、さらに単色現像
器５Ｙが回動して現像位置である図４−Ａ位置へ達する
と接続部１４Ｙからトナーホッパ２Ｙ内に供給される。
これにより、トナーカートリッジ３Ｙから、１回転毎に
トナーホッパ２Ｙに不足分だけ補給されることになる。
このため、トナーカートリッジ３になんらのトナー搬送
部材を設けることなくトナーをトナーホッパ２内へと供
給することができる。

【００２３】一方、トナーホッパ２Ｙ内では、現像位置
に位置したときに第１の搬送スクリュー１１が回転して
単色現像器５Ｙ側に搬送される。そして残留トナー量が
少なくなると、図６に示すようにトナーホッパ２Ｙの底
の方に滞留するが、その際、図４−Ｂに対応する図６−
Ｂ位置から図６−Ｃ位置を経て図６−Ｄ位置に至る間に
トナー保持部１５Ｙ内のトナーは重力により移動してト
ナー保持部１５Ｙの開口部２１Ｙ側に溜まる。なぜなら
ば、図６−Ｄからも分かるように保持部材１６Ｙが最も
低い位置になるような形状にトナーホッパ２の形状が設
定されているからである。なお、現像位置に位置してい
ないトナーホッパ２では、トナーを供給する必要がない
ので、第１の搬送スクリュー１１は回転しない。

【００２４】そこで、図４−Ｄの位置から図４−Ａの現
像位置まで回動する間に、トナーホッパ２は図６−Ｄ位
置から図６−Ａ位置に至り、トナーはトナー保持部１５
Ｙの回転方向下流側の保持部材１７Ｙによって掬い取ら
れるようなかたちでトナー保持部１５Ｙ内に滞留する。
そして、トナーが滞留した位置には、第１の搬送スクリ
ュー１１Ｙが配設されているので、当該搬送スクリュー
１１Ｙによってトナーは単色現像器５Ｙ側に搬送され
る。このトナーの供給は各色それぞれ同様にして行われ
る。

【００２５】本実施例の回転現像器１は単色現像器１つ
当たりの画像形成時間ｔが４秒、第１の搬送スクリュー
１１のピッチＰおよび１秒時間当たりの回転数Ｎはそれ
ぞれ１０mm、１回転で構成されている。そのためトナー
保持部１５の長さＬはＰ・ｔ・Ｎにより４０mmで形成さ
れている（図５（ｂ））。さらに、第１の搬送スクリュ
ー１１の直径が１０mmに対して、トナー保持部１５の円
筒部は直径１１mmで形成されており、第１の搬送スクリ
ュー１１と保持部材１６，１７の間には０．５mmの間隔
が設けてある。この間隔が２ｍｍより大きくなると、搬
送スクリュー１１により搬送することができない残トナ
ーが多くなってしまうので、前記間隔は２ｍｍ以下に設
定することが望ましい。

【００２６】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、上述
のように構成された本発明によれば、以下のような効果
がある。

【００２７】すなわち、請求項１記載の発明によれば、
トナーホッパ内のトナーを搬送する搬送スクリューの近
傍にトナーを当該搬送スクリューに対して補給可能なト
ナー保持部を設けたので、常にトナーを搬送スクリュー
に対して補給することが可能になり、トナーが少なくな
ったとしてもトナーを単色現像器側に安定して確実に供
給することができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、回転現像器
の回転に応じて所定量のトナーがトナー保持部に滞留し
て補給できるようになっているので、トナー補給に際
し、特に機械的な力を必要とせず、これによって請求項
１記載の発明の効果に加え、トナーの劣化を抑えてトナ
ー補給を行うことが可能になる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、トナー保持
部を構成する保持部材が搬送スクリューの中心を通る水
平面よりも高く形成されているので、搬送スクリューに
よってトナーを搬送するときにトナーが必要以上に保持
部材から落下することがなく、それゆえ、トナーの供給
を安定して確実に行える。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、回転方向下
流側の保持部材が上流側の保持部材よりも高く形成され
ているので、回転式現像器の回転に応じて、確実にトナ
ーを掬い取るようにして滞留させることができ、それゆ
え、トナーの供給を安定して確実に行える。

【００３１】請求項５記載の発明によれば、上記のよう
に保持部材と搬送スクリューとの間隔を設定することに
よってトナーに加わる機械的な力によるストレスを回避
でき、これによってトナーの劣化を防止することができ
る。

【００３２】請求項６記載の発明によれば、上記のよう
にトナー保持部の長さを設定することにより一度に必要
なトナー量だけ搬送することができるので、トナーの供
給に無駄がなくなり、その分、余分な機械的な力がトナ
ーに加わることを防止でき、それによってトナーの劣化
を防止することができるとともに、トナーの供給を安定
して確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る現像装置の斜視図であ
る。

【図２】実施例に係る現像装置の内部構造を示す概略断
面図である。

【図３】実施例に係る現像装置の単色現像器の概略断面
図である。

【図４】実施例に係る現像装置のトナーカートリッジか
らトナーホッパにトナーを補給するときの動作を示す説
明図である。

【図５】実施例に係るトナーホッパの説明図である。

【図６】実施例に係る現像装置のトナーホッパ内のトナ
ー量が少量のときのトナーホッパ内の状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１回転現像器２トナーホッパ３トナーカートリッジ４ケーシング５単色現像器６感光体７開口部８現像ローラ９トナー補給ローラ１０ブレード１１第１の搬送スクリュー１２第２の搬送スクリュー１３ケーシング１４接続部１５トナー保持部１６回転方向下流側の保持部材１７回転方向上流側の保持部材１８上端１９水平面２０隔壁２１開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸の回りに現像対象となる色のトナ
ーを収容した単色現像器があらかじめ設定された色の種
類に応じて複数個配設されてなる回転現像器を潜像担持
体の近傍に設け、前記回転軸を中心に前記回転現像器を
回転させて選択された単色現像器を前記潜像担持体に対
向する現像位置に変位させて現像を行うとともに、選択
された単色現像器に対応したトナーを収容する複数のト
ナーホッパを一端側に備え、トナーホッパから対応する
単色現像器内へ搬送スクリューを介してトナーの搬送を
行う現像装置において、前記トナーホッパ内の前記搬送スクリューの近傍に、当
該搬送スクリューにトナーを補給可能なトナー保持部を
設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記トナー保持部は、前記回転現像器の
回転動作に応じて所定量のトナーを滞留させるように構
成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装
置。
【請求項３】前記トナー保持部は、搬送スクリューを
囲むように凹状に形成された保持部材からなり、当該凹
状のトナー保持部が上を向いたときに前記保持部材の上
端が前記搬送スクリューの中心を通る水平面よりも高く
なるように形成されていることを特徴とする請求項１記
載の現像装置。
【請求項４】前記保持部材は、前記回転式現像器の回
転方向下流側が上流側よりも高くなるように形成されて
いることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】前記保持部材と前記搬送スクリューとの
間隔が２mm以下になるように設定されていることを特徴
とする請求項３記載の現像装置。
【請求項６】前記搬送スクリューのピッチをＰ、前記
単色現像器の画像形成時の動作時間をｔ、前記スクリュ
ーの単位時間当たりの回転数をＮ、前記スクリューの軸
方向のトナー保持部の長さをＬとしたときに、Ｌ≧Ｐ・ｔ・Ｎの関係を満たすようにトナー保持部の長さＬが設定され
ていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。