JPH08227199A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体に対設して現像を行う回転型現像装
置を有する画像形成装置において、良質な画像を形成す
ることを目的とする。 【構成】 画像情報が黒単色である場合の動作では、
現像装置は基準位置から黒現像器の現像位置まで時計回
りに４０度回転する。現像終了後現像装置は基準位置ま
で回転するのであるが、このときには移動距離を最短に
するように制御するので反時計回りに４０度回転するも
のである。

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、プリンター、
ファクシミリなどのカラー電子写真記録方式の画像形成
装置に関し、詳しくは、感光体に対設して現像を行う回
転型現像装置を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体に対して複数の異なる色のトナー
を用いた現像器を配設する回転体を対設し、この回転体
に複数の現像器を所定の位置に支持し、各現像器を現像
位置に順次回転搬送させることにより、感光体上の潜像
を各色トナーにて現像するようにした回転型現像装置が
数々提案されている。そして、現像器の長手方向一端に
トナー収容部を持ち、現像器の回転に伴ってトナーカー
トリッジからトナー収容部へトナーを補給するようにし
た回転型現像装置の発明も既にいくつか提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来において、例え
ば、特開昭６０−２５４０６３公報に記載されている画
像形成装置においては、現像しようとするカラー画像の
色選択モードに応じて、現像器の回転または移動方向を
選択し、所定の現像位置までの現像器の移動距離を最短
にする制御を行っていた。しかしながら、現像後には現
像装置は最後に現像した色の現像器が感光体と対向する
現像位置で停止していたので、次の作像プロセスが実行
されるときには、どの色の現像器が現像位置にあるのか
分からない状態であった。そのため、必要な色の現像器
が現像位置に移動するまでにかかる時間がまちまちにな
り、またどの色の現像器が現像位置にあるのかを記憶す
るメモリーを持つか、現像器の色を検出するセンサーを
もつ必要がありコストアップになっていた。

【０００４】また、特開昭６１−１５１５６４公報に記
載されている回転型現像装置を有する画像形成装置にお
いては、動作開始以前に回転型現像装置を回転体駆動の
基準となる基準位置まで回転させるように制御してい
た。しかしながら、単純に回転型現像装置を基準位置ま
で回転させるとすると、基準位置までの回転角度が９０
度以上となる場合には、少なくとも１つの現像器の現像
ローラが感光体と対向する現像位置を通過することにな
り、そのとき現像ローラ上に適正に保持されたトナーの
一部が感光体へ転移し、その結果現像ローラ上のトナー
層に横帯状にトナーが少ない部分が発生してしまうとい
う不具合があった。このとき画像を出力すると、横帯状
に濃度の薄い部分が発生してしまう結果となる。

【０００５】更に単純に回転型現像装置を基準位置まで
回転させるとすると、現像を実行した最後の色の現像器
が基準位置から１８０度以内にある場合には、作像プロ
セス終了後に現像装置を基準位置まで回転させるために
１８０度以上回転させることになる。このことによっ
て、必要以上に時間がかかり、また２つ以上の現像器が
感光体と対向する現像位置を通過する場合には、１つめ
の現像器の現像ローラから感光体へ転移したトナーが、
２つめの現像器の現像ローラに付着してしまい、これは
２つめの現像器の現像ローラに別の色のトナーが混入す
ることとなり、このような動作が繰り返し行われること
により各現像器中のトナーが混色により変色し所定の色
の可視像が得られなくなるという不具合もあった。

【０００６】また一方では、実開昭６３−１５３２５８
に示されたような、各現像器内にトナーを収容するよう
に構成し、各現像器内の現像ローラの近傍に、現像装置
の回転動作により所定量のトナーが滞留されるトナー収
容部を設けた構成の回転型現像装置においては、予め各
現像器内に多量のトナーを収容させるようにするので、
現像装置全体が大型化してしまうという欠点があった。

【０００７】そこで、各現像器に供給するトナーを収容
するトナー収容部を各現像器の例えば端部側に一体に設
け、このトナー収容部に補給するトナーを収容するトナ
ーカートリッジを、トナー収容部に互いの内部が連通す
るように装着し、トナーカートリッジからトナー収容部
へのトナーの補給は現像装置の回転動作により行い、ま
た、トナー収容部から現像器へのトナーの供給及び現像
器からトナー収容部への余剰トナーの回収はスクリュー
等の搬送部材により行うように構成した回転型現像装置
が昨今提供されている。

【０００８】この構成による回転型現像装置において
は、機械的なトナー搬送機構を何等用いることなく、ト
ナーカートリッジからトナー収容部へのトナーの補給を
実現できる。また、現像器で使用されるトナーはトナー
収容部及びトナーカートリッジに収容されており、現像
器内に直接収容されるようにはなっていないので、現像
器を小型化することができ、現像装置全体が大型化する
ことを防止できる。

【０００９】ところが、この構成においては、現像装置
が一回転することによってトナーカートリッジからトナ
ー収容部へトナーが補給されるので、例えば常に現像装
置の回転が小さな角度で正転逆転を繰り返すような制御
が行われた場合には、トナー収容部及び現像ローラ上の
トナーが不足し、満足な現像が行われなくなってしまう
という不具合が発生した。

【００１０】本発明は、上記不具合を鑑みて発明された
ものであり、感光体に対設して現像を行う回転型現像装
置を有する画像形成装置おいて、良質な画像を形成する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、回転軸の周りに現像剤を収容した複
数の現像器が配置され、任意の現像器を前記回転軸を中
心に、潜像担持体に対向した現像位置に回転して現像及
びトナー補給を行う回転型の画像形成装置において、現
像終了後に任意の現像器を所定の基準位置へ移動する距
離を最短とするよう前記回転体を回転させたものであ
る。更に、回転軸の周りに現像剤を収容した複数の現像
器が配置され、任意の現像器を前記回転軸を中心に、潜
像担持体に対向した現像位置に回転して現像及びトナー
補給を行う回転型の画像形成装置において、現像終了後
に任意の現像器を所定の基準位置へ移動する距離を最短
とするよう前記回転体が回転するか、または前記回転体
を一方向のみに回転するかの選択を行う選択手段を設け
たものである。また、この選択手段の選択は、所定の画
像形成動作が行われることにより選択するようにしても
よい。

【００１２】

【作用】この発明による画像形成装置は、任意の現像器
を所定の基準位置へ移動する距離を最短とするよう回転
体を回転させるので、回転体のムダな移動時間をかける
ことなく、また現像器での不必要なトナーの混色の発生
もない。さらに前記回転体を一方向のみに回転すること
の選択ができるので、トナーカートリッジからトナー収
容部へのトナーの補給を確実に行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は、本発明の画像形成装置における
現像装置を備えたフルカラープリンタの一例を示す図で
ある。図１のプリンタに於いて、潜像担持体としてのベ
ルト状の感光体１は帯電ローラ２により一様に帯電され
た後、レーザ光学装置３により画像情報に基づき走査露
光されて表面に静電潜像が形成される。ここで、露光す
る画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼン
タ、シアン、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報
である。形成された静電潜像は、後述の回転型現像装置
４により各々所定のイエロー、マゼンタ、シアン、及び
黒トナーで現像され、感光体１上に各色画像が形成され
る。

【００１４】図中矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１
上に形成された各色画像は、感光体ベルト１と同期して
図中矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト５上に、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎に順次重ね転
写される。中間転写ベルト５上に重ね合わされたイエロ
ー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像は、給紙カセット
８から給紙ローラ９、レジストローラ１０を経て転写部
へ搬送された転写紙上に転写ローラ６により一括転写さ
れる。転写終了後、転写紙は定着装置７により定着され
てフルカラー画像が完成する。

【００１５】図２は本発明の画像形成装置における現像
装置の実施例を示すものである。上述の感光体ベルト１
の近傍に、本発明に係る現像装置としての回転型（リボ
ルバー型、ロータリー型とも言う）の現像装置４が配置
されている。この回転型現像装置４に於いては、回転体
を形成するケーシング２０が回転中心Ｏを中心に回転自
在に設けられ、ケーシング２０は図示を省略した駆動機
構により矢印Ｃ方向に回転される。また、上記ケーシン
グ２０は現像装置を４分割するような形状を成し、これ
により各色現像ユニット２２−Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが形成さ
れている。

【００１６】図２は、一つの現像ユニット２２−Ｙが現
像位置にある状態を示している。各現像ユニット２２−
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、現像剤搬送部材としての円筒状の
現像ローラ２３−Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。こ
の各現像ローラ２３−Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、上記ケーシン
グ２０に設けられた開口部２２ａからその一部が外部に
露出するように配置され、色情報に同期して図中矢印Ｃ
方向に回転し、対応する静電潜像を現像する。

【００１７】本実施例の現像ユニットは、非磁性一成分
現像剤を用いた現像装置で、各ユニットには、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、及び黒トナーが収納され、回転
中心Ｏを中心に選択的に現像位置に回転して、順次感光
体ベルト１上に形成された静電潜像を現像し、上述のよ
うに各現像像を中間転写ベルト５、及び転写紙上に重ね
合わせる事により、フルカラー画像を形成する。

【００１８】以下、本発明の画像形成装置における現像
装置の実施例を図３に基づいて説明する。各色現像ユニ
ット２２−Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは同一形態及び同一動作をと
るので、ここでは一色（イエロー）の現像ユニット２２
−Ｙについてのみ説明する。図３に於いて、現像ユニッ
ト２２−Ｙは潜像担持体としての感光体ベルト１下方に
配置され、現像ユニット２２−Ｙの上方に位置する感光
体ベルト１に形成される静電潜像に非磁性一成分現像剤
としてのトナーを供給する。

【００１９】図３に於いて、符号２２は現像ユニットを
示し、現像位置でのこの現像ユニット２２上方部には開
口部２２ａが形成されている。該開口部２２ａには、上
記感光体に対向するように現像剤担持体としての現像ロ
ーラ２３が感光体と所定の周速比をもって感光体移動方
向と同方向（図中矢印Ｄ）に回転するように配設され
る。また、現像ローラ２３下方には、発泡ポリウレタン
等の弾性体からなるトナー供給部材としての供給ローラ
３１が現像ローラ２３と摺擦し、且つ現像ローラ２３に
対し所定の周速比をもって、摺擦部に於いて現像ローラ
２３と接触部に於いて同方向（図中矢印Ｅ）に回転する
ように設けられている。

【００２０】供給ローラ３１の、現像ローラ２３の移動
方向下流側で、上記開口２２ａ近傍には、厚さ０．１ｍ
ｍ程度のステンレス薄板やまたはウレタンゴム等の弾性
体からなる薄層ブレード３２が、その一端部近傍が現像
ローラ２３に接するように設けられる。尚、図中３３は
後述するスクリュウ状の第１のトナー搬送部材で、図面
手前側から奥側に向けてトナーを搬送する。

【００２１】また現像ユニット２２の手前側には、図６
のようなトナー収容部１５が設けられている。前記トナ
ー搬送部材３３はスクリュウ状の第一のトナー搬送部材
で、上述のトナー収容部１５から現像装置４の他方側板
まで上述の現像ローラ２３及び、供給ローラ３１と並行
に配設され、図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送
する様に、現像ローラ２３及び供給ローラ３１と連動
し、所定の周速比をもって回転される。ケーシング２０
はその一部が供給ローラ３１に接するように配設されて
おり、上記現像ローラ２３、供給ローラ３１及び、ケー
シング２０により、トナー搬送部材３３を取り巻くトナ
ー搬送スペース３４が形成される。

【００２２】スクリュウ状の第一のトナー搬送部材３３
は、図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送する様
に、現像ローラ２３及び供給ローラ３１と連動し、所定
の周速比をもって回転される。この回転により、第一の
トナー搬送部材３３は、トナー収容部１５からトナー搬
送スペース内にトナーを搬送し、供給ローラ３１上にト
ナーを供給する。供給ローラ３１上に供給されたトナー
は、供給ローラ３１により現像ローラ２３表面に帯電さ
れながら供給され、現像ローラ２３表面に担持される。
現像ローラ２３表面に担持されたトナーは、ブレード３
２により均一且つ、所定厚みのトナー薄層にされ、感光
体ベルト１表面に形成された静電潜像を接触現像にて現
像する。

【００２３】ところで、上記現像工程で使用されなかっ
たトナーは、上記第一のトナー搬送部材３３によりトナ
ー収容部１５と逆側の現像装置端部に搬送される。現像
ローラ２３及び供給ローラ３１の軸方向有効径部外側に
は、トナー循環のための空間が設けられている。第一の
トナー搬送部材３３で現像装置端部まで搬送されたトナ
ーは、重力により現像ユニット２２下部に落下する。

【００２４】現像ユニット２２下部には、やはりスクリ
ュウ状の第二のトナー搬送部材３５が上記現像ローラ２
３、供給ローラ３１、及び第一のトナー搬送部材３３と
並行に配設され、上記第一のトナー搬送部材３３とは逆
方向にトナーを搬送するように回転され、上記現像工程
で使用されなかったトナーをトナー収容部１５に搬送す
る。第一のトナー搬送部材３３及び、第二のトナー搬送
部材３５の搬送量を適切に設定することで、現像ユニッ
ト２２内のトナー量検知や、複雑な供給量制御を行う事
無く、供給ローラ３１上に供給でき、レイアウト自由度
が大きく、感光体ベルトに対する断面占有率の小さな小
型現像装置を提供できる。尚、トナー収容部１５には着
脱自在にトナーカートリッジが装着され、現像装置４の
新規装着時及び、トナーエンド時に装着、交換され、常
にトナー収容部１５内に必要量のトナーが収容される。

【００２５】次に本発明の画像形成装置における現像装
置の基準位置について図４で説明する。画像形成動作時
以外の時、即ち作像動作前、及び動作後には、現像装置
４は図４に示した様な現像装置の基準位置に待機、停止
している。本実施例では、イエロー現像器２２−Ｙの現
像ローラ２３−Ｙと、黒現像器２２−Ｋの現像ローラ２
３−Ｋの略中間地点で、両ローラ２３−Ｙ，２３−Ｋが
感光体ベルト１に接触しない位置を基準位置としてい
る。これは、非動作時に感光体ベルト１と現像ローラ２
３の不必要な接触による感光体ベルト１、現像ローラ２
３の劣化や傷付きの防止、所定領域外へのトナーの付着
や固着等を防止している位置である。

【００２６】ところで、現像装置の寿命による交換やメ
ンテナンスの作業があった場合や、あるいは転写紙のつ
まり、不送りのために画像形成装置のプロセスが途中で
停止するような現像の異常終了した場合などには、現像
装置の各現像器の各色と感光体との位置関係がランダム
になってしまうことがある。その場合には、作像動作開
始以前に現像装置を現像装置の基準位置まで回転させて
停止させ、作像動作に備えるものである。

【００２７】図５に本発明の画像形成装置における回転
型現像装置の回転方向制御のフローチャートを示した。
例えば、画像情報が黒単色である場合の動作では、現像
装置は図４に示した基準位置から黒現像器の現像位置ま
で時計回りに４０度回転する。現像終了後現像装置は基
準位置まで回転するのであるが、このときには移動距離
を最短にするように制御するので反時計回りに４０度回
転するものである。従来のように回転方向が時計回りの
一方向の場合には、３２０度回転することになり、回転
時間が多くかかることや、シアン、マゼンタ、イエロー
現像器が感光体ベルトに次々と接触する事によるトナー
の混色の発生という不具合があった。しかし、前述のよ
うに制御することによって、これらの不具合が解消され
るものである。

【００２８】次に本発明の画像形成装置におけるトナー
カートリッジからトナー収容部へのトナーの補給につい
て図６に基づいて説明する。トナー収容部１５に装着さ
れたトナーカートリッジ１１は、現像装置４の回転に伴
って回転する。ここで例えば現像装置４が、イエロー現
像器２２Ｙが現像位置にある図５（ａ）に示す状態か
ら、図６（ｂ）（ｃ）に示す状態を経てイエロー現像器
が非現像位置にある図６（ｄ）に示す状態まで回転する
と、イエロー現像器２２Ｙのトナー収容部１５Ｙに装着
されたトナーカートリッジ１１Ｙ内に収容されたトナー
は、重力によりトナーカートリッジ内を移動して、図６
（ｄ）に示すようにトナーカートリッジの円筒部１１ａ
Ｙ内及びトナー収容部１５Ｙの近傍に溜まる。この状態
からさらに現像装置４が回転してイエロー現像器２２Ｙ
が現像位置にある図６（ａ）に示す状態に復帰すると、
上記円筒部１１ａＹ内に溜まっていたトナーはトナー収
容部１５Ｙへと落下する。

【００２９】この構成によれば、トナーカートリッジ１
１Ｙになんらのトナー搬送部材を設けることなく、回転
型現像装置を時計回りに１回転することによってトナー
をトナーカートリッジからトナー収容部へと搬送して補
給することができる。

【００３０】次に現像装置の他の動作について説明す
る。フルカラー画像を出力する場合には、黒、シアン、
マゼンタ、イエローの順番に現像を行うので、現像装置
の回転は図４に示した基準位置から時計回りに、４０
度、９０度、９０度、９０度、５０度の順番に行われ
る。その結果、現像装置は４色の現像を実行して時計回
りに１回転することになり、前述のようにトナーカート
リッジからトナー収容部へトナーの搬送補給が行われ
る。

【００３１】ところが、黒単色の画像を出力する場合に
は、現像装置は基準位置から黒現像器の現像位置まで時
計回りに４０度回転し、現像が行われた後基準位置まで
移動距離が最短になるように、反時計回りのに４０度回
転するものである。このような制御を行うと、単色とフ
ルカラーが適当に交互にプリントされれば問題ないので
あるが、もしも黒単色の画像出力ばかりが大量に続くと
回転型現像装置が１回転する事がないので、トナーカー
トリッジからトナー収容部へのトナーの補給が行われ
ず、トナー収容部のトナーが消費されて現像ローラ上に
十分なトナー層が形成されなくなる恐れが発生する。

【００３２】そこで、回転型現像装置の回転方向制御を
図７に示したフローチャートのように行う。この画像形
成装置ではコントロールパネルにおいてプリントモード
として高速モードと通常モードを選択可能としている。
そして高速モードを選択した場合には回転型現像装置の
回転方向を反時計回り回転可能とし、通常モードを選択
した場合には反時計回り回転禁止とするものである。例
えば黒単色の画像をプリントする場合、高速モードが選
択されていれば回転型現像装置の回転は、まず基準位置
から黒現像位置まで時計回りに４０度回転し、現像後黒
現像位置から基準位置まで反時計回りに４０度回転す
る。

【００３３】これにより回転型現像装置が１回すること
がないので、時間的に早くプリント動作を終え、また現
像器でのトナーの混色という問題も発生しない。しか
し、前述のように黒単色プリントがある枚数以上連続す
る場合には、現像ローラ上へ供給されるべきトナーが足
りなくなり画像が薄くなったりかすれたりする可能性が
ある。このような場合には、通常モードを選択すれば回
転型現像装置が時計回りに１回転するので、前述のよう
にトナーの供給が行われて現像ローラ上のトナー不足を
解消することができる。

【００３４】更に他の実施例として、回転型現像装置の
回転方向制御を図８に示したフローチャートのように行
うものである。この画像形成装置では、最後の現像器の
現像位置から基準位置までの時計回りの回転角度が１８
０度より大きく、かつ単色の連続プリントが２０枚未満
の場合に回転型現像装置の反時計回りの回転を行い、そ
れ以外の場合には時計回りの回転としている。この場合
の２０枚とは、トナーがトナー収容部に新たに補給され
なくてもトナー収容部にあるトナーだけでプリント可能
な枚数である。

【００３５】もちろんトナー収容部の容積により収容さ
れるトナー量が異なるので、現像装置の大きさとのかね
あいで枚数は適宜設定可能である。また単色の連続プリ
ント枚数は回転型現像装置の時計回りの１回転が行われ
るまで積算してカウントし、その枚数が２０枚以上にな
って回転型現像装置の回転を行った後には新たに単色の
連続プリント枚数をカウントすれば良い。また、回転型
現像装置の時計周りの回転は非常に頻度が少ないので、
感光体への混色や現像ローラ上のトナー層への横帯状の
部分が発生することは殆どない。更なる防止としては、
回転型現像装置の回転中に現像位置にバイアスを印加し
たり感光体を回転させると更に良い。

【００３６】このように制御すれば、トナー収容部内の
トナーが不足する前に必ず回転型現像装置の時計回りの
回転が行われ、トナーカートリッジからトナー収容部へ
トナー補給がなされることになるので、トナー収容部に
トナー不足となることがない。

【００３７】

【発明の効果】本発明による画像形成装置は、良質な画
像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置における現像装置を備え
たフルカラープリンタの一例

【図２】本発明の画像形成装置における現像装置の実施
例

【図３】本発明の画像形成装置における現像装置の実施
例

【図４】本発明の画像形成装置における現像装置の基準
位置の図

【図５】本発明の画像形成装置における回転型現像装置
の回転方向制御のフローチャート

【図６】本発明の画像形成装置におけるトナーカートリ
ッジからトナー収容部へのトナーの補給を示す図

【図７】本発明の画像形成装置における回転型現像装置
の回転方向制御のフローチャート

【図８】本発明の画像形成装置における回転型現像装置
の回転方向制御のフローチャート

【符号の説明】 １：感光体ベルト、 ２：帯電ローラ、 ３：
レーザ光学装置、４：回転型現像装置、 ５：中間転
写ベルト、 ６：転写ローラ、７：定着装置、
８：給紙カセット、 ９：給紙ローラ、１０：レジ
ストローラ、１１：トナーカートリッジ、１５：トナー
収容部、 ２０：ケーシング、 ２２：現像ユニッ
ト、２３：現像ローラ、 ３１：供給ローラ、 ３
２：薄層ブレード、３３：第１のトナー搬送部材、３
４：トナー搬送スペース、３５：第２のトナー搬送部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 裕一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコ−内 (72)発明者 藤城 宇貢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコ−内 (72)発明者 宮尾 真由美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコ−内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の周りに現像剤を収容した複数の
   現像器が配置され、任意の現像器を前記回転軸を中心
   に、潜像担持体に対向した現像位置に回転して現像及び
   トナー補給を行う回転型の画像形成装置において、現像
   終了後に任意の現像器を所定の基準位置へ移動する距離
   を最短とするよう前記回転体が回転することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 回転軸の周りに現像剤を収容した複数の
   現像器が配置され、任意の現像器を前記回転軸を中心
   に、潜像担持体に対向した現像位置に回転して現像及び
   トナー補給を行う回転型の画像形成装置において、現像
   終了後に任意の現像器を所定の基準位置へ移動する距離
   を最短とするよう前記回転体が回転するか、または前記
   回転体を一方向のみに回転するかの選択を行う選択手段
   を設けたことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記選択手段の選択は、所定の画像形成動作が行われる
   ことにより選択することを特徴とする画像形成装置。