(57)【要約】　　　（修正有）【課題】回動型現像体内トナー収容部内のトナーを確実に搬送可能で、かつ回動現像体内部の駆動構成をシンプルかつ安価に構成し、コストを低減し、ランニングコストを大幅に削減する多色画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明に係る多色画像形成装置の代表的な構成は、現像手段にトナーを供給するトナーカートリッジ３と、トナーカートリッジ３内に設けられトナーカートリッジ３内のトナーを搬送するための突起形状とを有し、かつ回動型現像体に配された現像器２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの各々に対して設けられ、現像器と内部を連通している回動型現像体の公転回転により、トナー収容部内トナーを現像器に供給するように構成した回動型現像体とから構成された現像手段を、別の枠体に支持した黒の現像器とから構成したことを特徴とする。【選択図】　　図２
2004037513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像手段にトナーを供給するトナー収容部と、該トナー収容部内に設けられトナー収容部内のトナーを搬送するためのトナー搬送手段とを有し、前記現像手段は、複数の現像器を回動軸の周りに配設した回動型現像体にて構成され、前記トナー収容部は、前記回動型現像体に配された前記現像器各々に対して設けられ、該現像器と内部を連通している回動型現像体で、前記回動型現像体の公転回転により、前記トナー収容部内トナーを前記現像器に供給するように構成した回動型現像体において、
前記現像手段を、別の枠体に支持した黒の現像器とそれ以外の複数の現像器を回動軸の周りに配設した回動型現像体とから構成したことを特徴とする回動型現像体。
【請求項２】
前記現像器と前記トナー収容部との連通部に、該現像器に供給するトナーを一旦蓄える補給バッファー部と、該補給バッファー部から該現像器へと供給するトナー量を制御する補給手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の回動型現像体。
【請求項３】
前記トナー搬送手段を、前記トナー収容部と一体に構成したことを特徴とする請求項１乃至２に記載の回動型現像体。
【請求項４】
前記トナー収容部は、主にトナーを収容するメイン収容部とトナー排出口を有する排出部とを有し、該メイン収容部と該排出部が一体となるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の回動型現像体。
【請求項５】
前記トナー収容部は前記現像器とは別体に構成し、トナー残量がなくなると該現像器とは切り離して該トナー収容部のみを交換できるトナーカートリッジ構成としたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の回動型現像体。
【請求項６】
前記トナー収容部を前記現像器と一体に構成し、トナー残量がなくなると前記回動型現像体から該現像器と該トナー収容部を一体で交換する現像カートリッジ構成としたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の回動型現像体。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体上に特定の画像情報に基づいて静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視化する現像手段と、請求項１乃至６に記載の回転型現像体を具備することを特徴とする多色画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー複写機、カラーファクシミリ、カラープリンタ等の電子写真方式で画像を形成する多色画像形成装置のうち、特に回動型現像体を備えた多色画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回動型現像体１２０１を有する多色画像形成装置１２００の例を図９に、該回動型現像体１２０１に配置され現像剤収容部たるトナーカートリッジ１００３と一体に構成された現像器１２１５に入力される本体側駆動構成を図１０に、同回動型現像体１２０１側駆動構成を図１１に示した。
【０００３】
従来、この種の多色画像形成装置における回動型現像体１２０１の構成としては、トナーカートリッジ１００３が複数の現像器１２１５とともに回動するように各現像器それぞれに接続され、現像位置（感光体である感光ドラム（不図示）対向位置）にある現像器１２１５ａにおいては、この位置に対応して設けられた現像駆動入力ギア１００６と補給駆動入力ギア１００５が回動型現像体側に設けられた駆動系（後述）にそれぞれ係合され、それぞれ所望のタイミングにて回転制御されるように構成されたものが多く知られている。
【０００４】
この種の多色画像形成装置１２００では、本体側の駆動構成としては現像駆動入力系１００６と補給駆動入力系１００５と１系統ずつ有していればよいが、回動型現像体側の駆動構成としては、図１０に示したように各現像器につき１系統ずつ現像駆動入力系と補給駆動入力系を有していなければならない。現像駆動入力系と補給駆動入力系とを別系統にしなくてはならないのは、現像されたトナー量に応じて最適な補給量を制御するためである。
【０００５】
具体的には本従来例に示すような４色の現像器を内部に有する回動型現像体の場合には、現像スリーブ及び現像器内部のトナーを攪拌搬送する搬送スクリューをそれぞれ同時に回転駆動する現像駆動ギア列１００２、及び所定の補給タイミングにて補給スクリュー及びトナーカートリッジ内部の攪拌搬送部材を駆動する補給駆動ギア列１００１をそれぞれ４系列ずつ有する構成となっている。もちろん従来例の中には３色の現像器を内部に有する３色タイプの回動型現像体構成も見られるが、この場合はそれぞれ３系統ずつ必要となることは言うまでもない。
【０００６】
また、特公平１１−２８８１５７号公報に見られるようにトナー収容部を円筒形状として内部の壁面にらせん状の突起を設け、トナー収容部自体を回転駆動させることで内部のトナーを搬送するトナー収容部内トナー搬送構成も見られた。
【０００７】
また、一方で近年の多色画像形成装置においては小型化・高速化が求められており、前記回動型現像体を小径化する要望も高まっている。これは装置本体が小型化できること、回動型現像体の回転イナーシャが小さくできることが理由である。回転イナーシャについてもう少し説明を加えると、回動型現像体においては多色画像を形成するにあたり現像器の切り替え（回動型現像体の回転）を画潜像間（イメージ間：紙間＋先後端余白）にて行うため、この現像器の切り替え時間を極力短くすることは多色画像のプロダクティビティー向上につながる。したがって、回動型現像体は極力軽量化して小径化することが望ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では以下に掲げるような課題があった。
【０００９】
そもそも、トナーカートリッジ内部のトナー状態は最悪固まった状態（以下ブロッキングと表現する）となると、攪拌搬送部材の回転負荷トルクがブロッキングを起こした際に大きくなる。このため、攪拌搬送部材の回転数は低めに設定しなければならない。
【００１０】
一方、補給スクリューの回転時間によってトナーの補給量、すなわち現像器の画像レベルを調整しているため、現像器が現像位置にいる間に補給しなければならない最大トナー量が決められている（例えば非常に濃い画像を取り続けても現像器内部のトナー量が不足して画像濃度が低下しないようにしなければならない）。このため、補給スクリューの回転数は該攪拌搬送部材の回転数に比べ高くなる場合が多い。
【００１１】
こうした理由により、攪拌搬送部材の回転数と補給スクリューの回転数との間には大きな開きが生じ、それぞれの回転軸が物理的に近いにもかかわらず大きな減速機構を入れなければならない場合が多い。すなわち多くのギア列を必要とする場合が多く見られるのである。
【００１２】
このようにトナー収容部内部にトナー攪拌搬送部材を有するトナーカートリッジではトナー収容部側に該トナー攪拌搬送部材を回転駆動させるために多くの駆動構成が必要となる。しかしながら、カートリッジの保管状態によってはカートリッジ内部のトナーにブロッキングが発生するため、駆動系の回転負荷が大きくなり、最悪の場合には多色画像形成装置本体に重大な損傷を与える場合がある。
【００１３】
このようなことを見込んで駆動系の強度やモータトルクを過度に大きく取る場合があった。さらにトナー漏れを発生しないためにトナー収容部と攪拌搬送部材との間にトナーシール機構が必要となっていた。このような対応は結果としてカートリッジ自体や多色画像形成装置本体のコストＵＰや装置稼動状態での電力消費量の増大につながっている。
【００１４】
また、特開平１１−２８８１５７号公報にて開示されているトナー収容部を円筒形状として内部の壁面に螺旋状の突起を設け、トナー収容部自体を回転駆動させることで内部のトナーを搬送するトナー収容部内トナー搬送構成においては、これら問題点のうちトナーのブロッキングによる駆動系負荷増大は回避可能である。
【００１５】
しかし、ブロッキングにより円筒形トナーカートリッジの一部にトナーが固まるために、回転負荷変動がトナーカートリッジ１回転の中で大きく変動し、そのための負荷増大分を見込まなければならない。
【００１６】
また、特開平１１−２８８１５７号公報にて開示されている円筒形状トナーカートリッジ内部に螺旋状突起を設けた場合では、一方で現像器側のトナー排出口部は常に現像器連通部に向けてやらなければならない。このため、トナーのメイン収容部と該排出部とを回動可能に別体で構成し、メイン収容部を回転駆動する構成となっている。
【００１７】
このため回転負荷トルクの大きなトナーシール機構を入れてやらなければならず、トナー収容部内部の攪拌搬送部材は回転しなくても良いが、結果として駆動負荷トルクはそれほど減少できていない。
【００１８】
ましてや、トナー収容部を回転駆動するための駆動系統は依然として残っており、これら理由により、やはり回転速度は補給スクリューに比べて大変に小さいものとなるので、回動型現像体内部に複数の複雑な駆動伝達系を配していることに変わりはない。
【００１９】
また、特開平１１−２８８１５７号公報に開示されている従来例において、本発明のように回動型現像体の公転補給が開示されているが、本提案では４色の現像器を内部に有する回動型現像体の実施形態であって、特公平１１―２８８１５７号公報にも述べられているように、以下の問題点が考えられる。
【００２０】
まず、回動型現像体がその回転軸を中心として回転し、該回動型現像体の支持体に装着されたトナーの収容部が該回転軸を中心として公転されたときだけ、該トナー収容部内のトナーが排出口側に搬送されることになる。
【００２１】
このため、本従来例においては、その回動型現像体に配された各現像器のうち、いずれか一つの現像器の画像濃度が低下した場合に、該現像器内のトナー量を適正化するために、該回動型現像体を回転させて、その回転軸を中心として上記トナー収容部を所定時間公転回転させて、該トナー収容部内に収容されているトナーを、該収容部排出口まで搬送する必要があった。
【００２２】
したがって、本従来例における多色画像形成装置においては、画像形成動作中に使用する現像器内部のトナー量が規定値以下となると、その現像器内に該トナー収容部のトナーを補給するために、その回動型現像体を連続的に回転する必要があり、この間に画像形成が中断されて、待ち時間が発生してしまう不具合があった。
【００２３】
また、従来例の中で述べたように多色画像形成装置の小型化・高速化を進めていった場合に回動型現像体の小径化・軽量化が進んできているが、一方で高速化を行うと単位時間当たりのトナー消費量が大きくなるためトナー容量を拡大するか、トナーカートリッジのコストダウンが求められることとなる。
【００２４】
前述のように回動型現像体内部にトナーカートリッジを有する場合においては、回動型現像体の軽量化・小径化が進んだ結果、トナー容量の拡大に限界が見え始めている。そこで頻繁に交換を行うトナーカートリッジのコストは大きな課題となってくる。
【００２５】
従来このような多色画像形成装置を、複写装置として使用する場合などは、画像形成装置１台につきトナーカートリッジはトータルで数百本使用されるためこの製造コストは大変重要となってくる。
【００２６】
しかしながら、前記従来例のようにトナー収容部内に攪拌搬送部材を設けたり、トナー収容部内に螺旋形状などの搬送部材を設けたりしても、回転機構やトナーシール機構などの機能上重要な構成を取り除くことはできず、なかなかコストダウンにはつながらなかった。
【００２７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、多色画像形成装置における回動型現像体内トナー収容部内のトナーを確実に搬送可能で、かつ回動現像体内部の駆動構成をシンプルかつ安価に構成し、多色画像形成装置本体側の駆動構成も低負荷にすることで、電力消費量の減少と駆動モータのサイズダウンによるコストダウンを実現して、かつトナーカートリッジのコストを低減しランニングコストを大幅に削減した、回動型現像体を有する多色画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る多色画像形成装置の代表的な構成は、現像手段にトナーを供給するトナー収容部と、該トナー収容部内に設けられトナー収容部内のトナーを搬送するためのトナー搬送手段とを有し、前記現像手段は、複数の現像器を回動軸の周りに配設した回動型現像体にて構成され、前記トナー収容部は、前記回動型現像体に配された前記現像器各々に対して設けられ、該現像器と内部を連通している回動型現像体で、前記回動型現像体の公転回転により、前記トナー収容部内トナーを前記現像器に供給するように構成した回動型現像体において、前記現像手段を、別の枠体に支持した黒の現像器とそれ以外の複数の現像器を回動軸の周りに配設した回動型現像体とから構成したことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る多色画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は回動型現像体を備えた多色画像形成装置（カラー複写機）の一例を示すものである。
【００３０】
図１に示す装置本体２００は最も特徴的である回動型現像体たるロータリ現像器２０１を有する多色画像形成装置である。
【００３１】
装置本体２００には、原稿載置台２０６、光源２０７、レンズ系２０８（レーザースキャナユニット）、給送部２０９、画像形成部２０２等を備えている。給送部２０９は、転写材を収容して装置本体２００に着脱自在なカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２を有し、このカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２から転写材が供給される。
【００３２】
画像形成部２０２には、本発明で特徴的な構成であって単独に構成された黒現像器２０３、円筒状の感光ドラム２１３、１次帯電器２１４、トナーカートリッジと一体となった複数の現像器２１５を内蔵したロータリ現像器２０１、現像後の画質を調整するポスト帯電器２１６、４色のトナー像を重ねて転写作像した後転写材へ多色画像を転写する無端円環状の転写ベルト２１７、感光ドラム上の残トナーをクリーニングするドラムクリーナ２１８、転写ベルトから転写材へトナー画像を転写する２次転写ローラ２１９、転写ベルト上の残トナーをクリーニングするベルトクリーナ２２０等がそれぞれ配設されている。
【００３３】
画像形成部２０２の上流側には転写材の姿勢位置精度を高め、転写ベルト２１７上のトナー像に合わせて転写材をタイミングよく送り出すレジストローラ２２１が配設されている。画像形成部２０２の下流側にはトナー像が転写された転写材Ｓを搬送する転写搬送装置２２２、転写材Ｓ上の未定着画像を定着する定着装置２０４、画像が定着された転写材Ｓを画像形成装置外に排出する排出ローラ２０５等が配設されている。
【００３４】
次に、画像形成装置の動作を説明する。
【００３５】
装置本体側２００に設けられている図示しない制御装置から給送信号が出力されると、カセット２１０、２１１または手差しカセット２１２から転写材Ｓが供給される。一方、光源２０７ａから原稿載置台２０６に載置されている原稿Ｄに当てられて反射した光は、一旦ＣＣＤユニット２０７ｂにより読み取られた後、電気信号に変換されレーザースキャナユニット２０８からのレーザー光に置き換えられて感光ドラム２１３上に照射される。感光ドラム２１３は、あらかじめ一次帯電器２１４により帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成され、次いで黒現像器２０３及びロータリ現像器２０１内に配された複数の現像器２１５により、選択された色のトナー像が形成される。
【００３６】
感光ドラム２１３上に形成されたトナー像はポスト帯電器２１６によって電位が調整され、やがて転写位置で転写ベルト２１７上に転写される。転写されたトナー像はカラーモードの場合には次のトナー像が形成転写されるよう転写ベルト２１７を更に１回転する。この間、ロータリ現像器２０１は次の指定カラーの現像器を感光ドラム２１３に対向するよう矢印ａ方向に回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。こうしてフルカラーモードでは所定画像数のトナー画像が転写され終わるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。
【００３７】
ところで、給送部２０９から給送された転写材Ｓはレジストローラ２２１で斜行が補正され、さらにタイミングが合わされて画像形成部２０２へ送られる。そして、２次転写ローラ２１９によりトナー像が転写され、分離された転写材Ｓは、転写搬送装置２２２により定着装置２０４に搬送されて、定着装置２０４の熱と圧力により転写材Ｓに未定着転写画像が永久定着される。画像が定着された転写材２は排出ローラ２０５により装置本体２００外へ排出される。
【００３８】
このようにして、給送部２０９から給送された転写材Ｓは画像が形成されて排出される。
【００３９】
ここでは図２〜図４を用いてロータリ現像器２０１内トナーカートリッジ３のトナー搬送駆動構成の説明を加える。図２には最も特徴的な回動型現像体たるロータリ現像器２０１の詳細断面図、図３にはロータリ現像器２０１背面に配された現像駆動ギア列及び補給駆動ギア列を説明する主要背面図を示した。図４は同上視図である。
【００４０】
図２に示すように、黒現像器２０３をロータリ現像器２０１外に設けて、それ以外の現像器２１５を３色分３個、ロータリ回転軸８を回転中心として回動自在に配置している。こうして所定カラーの現像器２１５が感光ドラム２１３に対向するよう矢印ａ方向に回動して、多色画像を形成する。
【００４１】
尚、現像器２１５は、イエロー（Ｙ）現像器２１５ａ、マゼンダ（Ｍ）現像器２１５ｂ、シアン（Ｃ）現像器２１５ｃを配し、この順に現像を行うように構成されている。また、このロータリ現像器２０１の回動方向は本実施形態の場合多色画像形成装置本体２００正面から見て半時計方向としたが、これは現像器２１５と感光ドラム２１３との現像条件などより決定される方向であり、本発明の趣旨からして回転方向が限定されるものでないことは明らかである。
【００４２】
また、トナー収容部たるトナーカートリッジ３は現像器２１５と一体となってロータリ現像器２０１内部に収容され、画像形成動作中には該ロータリ現像器２０１の回転に伴い回転し、ボトル内トナー残量がなくなった場合などには、稼働停止中に容易に交換できる構成であるいわゆるカートリッジ式のボトル構成となっている。
【００４３】
図３、４に示すように、装置本体２００側現像駆動入力ギア及び補給駆動入力ギアは、この感光ドラム２１３に対向する位置（以下現像位置と称す）にある現像器２１５のみに駆動が伝達されるように構成されている。それぞれの駆動入力ギアからは、現像駆動ギア列２と、補給駆動ギア列１の２つに駆動が伝達され、それぞれ別々に駆動できるよう構成されている。
【００４４】
現像駆動ギア列２は、現像スリーブ７及び現像器２１５内部のトナーを攪拌搬送する攪拌スクリュー６を駆動し、側補給駆動ギア列１は、補給バッファー部をたる補給スクリュー部４内部の補給手段たる補給スクリュー５を回転駆動する。
【００４５】
このように、現像駆動入力系と補給駆動入力系とを別系統にすることにより、現像されたトナー量に応じて最適な補給量を制御している。したがって、不図示のコントローラは、現像中には常に現像駆動入力ギアの回転を指示する一方で、補給駆動入力ギアの回転を指示するのは、現像中である現像器本体内のトナー量が低下したと判断したときのみである。
【００４６】
その回転時間は使用したトナー量に応じてあらかじめ設定された回転数分の時間だけ補給スクリュー５を回転させるものであって、この回転時間により補給スクリュー部４のトナーを現像器本体へと供給するよう動作して常に最適な画像状態が保てるように工夫されている。
【００４７】
また、ロータリ現像器２０１は、トナーカートリッジ３内部のトナー搬送がロータリ現像器２０１の公転回転により常に排出口側へと搬送されるように構成されている。これにより、トナーカートリッジ３から補給スクリュー部４への補給は随時行われる。このため、補給スクリュー５の回転補給制御により、補給スクリュー部４の最上流部（トナーカートリッジ３との連通部分）のトナー密度が低くなると、排出口を通じてトナーカートリッジ３側からフレッシュトナーが供給されるようになっている。
【００４８】
尚、現像器２１５内部のトナー量は補給スクリュー５の回転制御により適宜補正される為、トナーカートリッジ３の排出部３ｂに常にトナーが搬送されている状態であれば、画像濃度に影響を及ぼすことはない。
【００４９】
次に、公転補給用トナーカートリッジ３におけるトナー搬送手段の構成について図５及び図６を用いて説明する。図５はトナーカートリッジの主要構成図、図６はロータリ現像器の公転回転によるトナーカートリッジ収容部内トナーの搬送状態を示した状態図である。
【００５０】
図５に示すように、トナーカートリッジ３内部には、トナーカートリッジ内トナー搬送手段たる螺旋状の突起形状３ｃが設けられている。突起形状３ｃは、ロータリ現像器２０１の公転方向によって排出口に搬送されるようにその螺旋形状の巻き方向が決定されている。本実施形態の場合にはロータリ現像器２０１の公転方向が矢印ａ方向であったため、図示するように螺旋形状３ｃは矢印ｂ方向となっている。
【００５１】
このように螺旋形状が切ってあるのでロータリ現像器２０１が回転・停止するとトナーカートリッジ収容部３ａ内のトナーは、図６に示すように、突起形状３ｃの斜面を滑り落ちる。こうして回転・停止を繰り返すとやがてトナーは排出部３ｂまで搬送されてくることとなる。
【００５２】
尚、本発明実施形態では一例としてトナーカートリッジ収容部３ａ内に螺旋形状の突起形状３ｃがある例を示したが、他にロータリ現像器２０１の公転回転によってトナーを排出部３ｂに搬送できる構成であればよい。
【００５３】
このように、ロータリ現像器２０１の公転回転によってトナーを排出部３ｂに搬送することによって、トナーカートリッジ収容部３ａ内部のトナーを搬送する為に駆動を入力してやる必要がない。このため、ロータリ現像器２０１内部の補給伝達駆動が簡略化でき、ロータリ現像器の背面駆動系の複雑化を防ぐことができ、ロータリ現像器２０１の回転イナーシャを低減することができる。
【００５４】
さらには、多色画像形成装置本体２００側の補給入力駆動系の負荷を低減して、駆動モータの定格ダウンや稼動中の消費電力ダウンを通じて、全体としてのコストダウンを図ることができる。
【００５５】
さらにはトナーカートリッジ３自体もトナーカートリッジ収容部３ａと排出部３ｂを一体とすることができて、コストダウンを実現しながら確実なトナー補給を達成することができる。
【００５６】
次に、ロータリ現像器２０１の動作を説明する。
【００５７】
ロータリ現像器２０１は、まず多色画像形成装置２００に電源が投入されると、現像位置とは異なる待機位置（いわゆるホームポジション）を検知して回転停止する。このホームポジションを第１現像ステーション（イエロー現像器２１５ａ）の現像位置から６０度手前（図中矢印ａと反対の方向）の角度位置に設定している。これは第１現像ステーション（イエロー現像器２１５ａ）の現像スリーブ７と第３現像ステーション（シアン現像器２１５ｃ）の現像スリーブ７とがともに最も感光ドラム２１３対向位置から離れた位置であり、第１現像位置であるイエローの現像スリーブ７が次の回転で最も早く現像位置に移動できる位置でもある。
【００５８】
尚、本発明の主旨からしてホームポジション位置は、この位置に限定されるもので無いことは言うまでもない。
【００５９】
ついでコントローラ（不図示）から画像出力要請があると、コントローラはレーザースキャナユニット２０８のレーザー光出力により感光ドラム２１３上に静電潜像を形成し、黒現像器２０３による現像を開始する。この間コントローラは、不図示のロータリ回転駆動モータを回転制御して、第１現像ステーションであるイエロー現像器２１５ａの現像スリーブ７を、感光ドラム２１３に対向するいわゆる第１色現像位置にロータリ現像器２０１を回転駆動する。
【００６０】
第１ステーションでの現像が終了するとコントローラは、ついでロータリ現像器２０１を１２０度回転させ、次の現像ステーションの現像プロセスへと移行する。各色の現像プロセスが終了するとコントローラはロータリ現像器２０１を前述のホームポジションへと回転制御して待機状態に戻る。
【００６１】
尚、現像順を黒（Ｋ）→イエロー（Ｙ）→マゼンダ（Ｍ）→シアン（Ｃ）としたが、本発明の主旨からしてこの順番は限定されるものではなく、他の現像順であっても何ら変わりの無いことは言うまでもない。
【００６２】
コントローラからの出力画像要請が黒の単色画像であった場合でも、黒現像器２０３の現像を行っている間は、ロータリ現像器２０１は回転しないのでトナーカートリッジ排出部３ｂ側にカートリッジ内トナーを搬送することはしない。こうして過度の搬送動作を行わない為、カートリッジ内排出部３ｂのトナー密度が高まって現像器２１５内部のトナー濃度が不安定となることはない。
【００６３】
また、フルカラーモードの時だけロータリが回転するので、ロータリ現像器２０１内部の現像器２１５においては、常に安定した濃度でトナーを供給することができる。
【００６４】
さらに、補給スクリュー部４と補給スクリュー５により、現像器それぞれに供給するトナー量をしっかり制御することができれば、上記従来例にて示されたような４色ロータリ現像器においても、充分安定的なトナー公転補給系を提供することができる。
【００６５】
例えば、本実施形態を黒の現像器もロータリ現像器内部に配した４色ロータリ現像器構成とした場合を考える。このような構成において、黒の単色画像が連続で流れるモードの場合には、黒現像器が最終画像の現像をし終えてから、ロータリ現像器を回転制御してホームポジション位置まで回転させたり、一連のジョブ中断モードが入ったときなどに、一旦ロータリ現像器をホームポジション位置に待機させるよう制御をしたりすれば良い。
【００６６】
ジョブの中断モードとは、例えばジョブの最中に感光ドラム上の電位変動により出力電位を整えたりするいわゆる電位制御等が入った場合や、定着器の温度低下により温度が回復するまで待つ定着温調モードなどが入った場合などを指す。
【００６７】
このようにして、現像器内部のトナー濃度の安定化が図れる。すなわち、たとえ黒現像器を内部に配した４色ロータリ現像器の構成であっても、黒の単色画像が連続で流れる場合に、ジョブの合間や待機時間にロータリ現像器が回転制御される。このため、前述のトナーカートリッジ内のトナー搬送手段である螺旋状の突起等によってトナーカートリッジ排出口側へとトナーが搬送された状態にできる。
【００６８】
もちろん、多色画像の出力要請があった場合には、ロータリ現像器２０１は黒の単色画像モードの場合に比べより多くの回転を行うので、トナーカートリッジ３内のトナーは排出口側へ問題なく搬送されることは言うまでもない。
【００６９】
［第二実施形態］
次に本発明に係る多色画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図７は本発明第２の実施形態において最も特徴的な現像カートリッジ３１５を説明する要部構成図、図８は同じく現像カートリッジ３１５のトナー搬送状態を説明する要部断面図を示したものである。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図７、図８に示すように、本実施形態では、ロータリ現像器２１５内にはトナーカートリッジ３に変えて、現像器とトナー収容部３１５ａが一体となった現像カートリッジ３１５が収められている。トナー収容部３１５ａのトナー残量が少なくなった際には、所定の現像カートリッジ３１５を交換する構成となっている。
【００７１】
上記第一実施形態と同様に、現像駆動ギア列は、現像スリーブ３１５ｇ及び現像器内部のトナーを攪拌搬送する攪拌スクリュー３１５ｆを駆動し、側補給駆動ギア列は、補給バッファー部をたる補給スクリュー部にある補給手段たる補給スクリュー３１５ｅを回転駆動する。
【００７２】
トナー収容部３１５ａは、その断面形状が三角形をしており、そのそれぞれの面ａ〜ｃに斜行状突起３１５ｃが設けられている。このような構成とすることで、ロータリ現像器２０１の１２０度ずつの公転回転により、図６で説明したように、それぞれの斜行状突起３１５ｃ上をトナーが滑り落ちながら搬送されていき、排出部３１５ｂへとトナーが常に搬送されていくようになっている。
【００７３】
また、第一実施形態にて説明したように、ロータリ現像器２０１内部に黒現像器を配した４色ロータリ現像器構成とし、９０度ずつの回転を行うように構成しても充分に効果が得られることは言うまでもない。この場合においては、トナー収容部３１５ａの断面形状を四角形とした方が、収容部内トナー搬送性が良好であることは自明のことである。
【００７４】
尚、本実施形態においても補給入力ギアは第一実施形態と同様に補給スクリュー部３１５ｄ内部の補給スクリュー３１５ｅのみを駆動する。これにより、ロータリ現像器２０１内部の補給伝達駆動が簡略化でき、ロータリ現像器の背面駆動系の複雑化を防ぐことができるので、ロータリ現像器２０１の回転イナーシャを低減することができる。
【００７５】
さらには、多色画像形成装置本体２００側の補給入力駆動系の負荷を低減して、駆動モータの定格ダウンや稼動中の消費電力ダウンを通じて、全体としてのコストダウンを図ることができる。
【００７６】
さらには、現像カートリッジ３１５自体も内部にトナーの攪拌搬送部材を別体として持たずに、トナー搬送手段（斜行突起形状３１５ｃ）を一体形成しているので、コストダウンを実現しながら確実なトナー補給を達成することができる。これら構成により、前記従来例に比べて非常に小さいランニングコストで済み、すぐれた利益性を実現している。
【００７７】
また、ロータリ現像器２０１の回転モードについては、４色ロータリ現像器構成とした場合に、回転・停止制御が常に９０度ごとに行われるように制御する方がトナー収容部３１５ａ内部のトナー搬送性が良好である。このため、黒単色モードにおいても、必ず他の色現像ステーションでも（現像動作は行わないが）一旦停止するように、その制御シーケンスを組んでいる。
【００７８】
黒の単色モードでロータリ現像器２０１が回転するのはジョブの終了時か、前述した電位制御や定着温調待機時であるため、このようにホームポジションへ回転移行する際に９０度ごとに一旦停止しても、プロダクティビティーなどに何ら影響を及ぼすことはない。
【００７９】
尚、円筒形トナーカートリッジではなく、断面が円形とは異なる断面形状のいわゆる異型トナーカートリッジの場合においても、ロータリ現像器２０１が回転・停止するポジションにて確実に収容部内のトナー搬送が行われるように搬送手段を形成すれば、同様の効果を得ることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、トナーカートリッジ内部に攪拌搬送部材を持たず、トナー収容部を直接回転駆動することもないので、ブロッキングを起こした際においても回転負荷トルクが大きくなることを防止することができる。
【００８１】
また、黒現像器単体を回動型現像体と別の枠体に支持し、単独で制御できるように構成した。これにより、黒の単色画像が連続で流れるような場合において、回動型現像体が過度の補給動作を行うことが無くなり、フルカラー画像の連続の場合には、必ず回動型現像体が１色ごとに回転して、補給精度が安定し、濃度変動に対して強い補給構成を提供することができる。
【００８２】
さらには、回動型現像体内部の現像器に対しては、各々の現像器に対してトナー収容部と現像器の間に補給スクリュー部を配して、補給スクリューの回転制御により現像器に供給するトナー量を制御するようにした。これにより、回動型現像体内部の現像器のうちいずれか一つの現像器内のトナー量が減少した場合においても、任意の現像器に対して任意のトナー量を補給でき、補給精度や濃度変動に対してさらに強い構成とすることができた。
【００８３】
一方、回動型現像体内部の補給駆動系では負荷の重い回転系は駆動する必要がなく、補給スクリューのみを回転すればよいので、補給スクリュー回転数の設定が幅広く設定でき、現像器内部のトナー量が不足して画像濃度が低下することも容易に防ぐことができた。また、攪拌搬送部材やトナー収容部を回転する必要が生じないため、減速機構が不要となって、多くのギア列を必要とすることもなくなった。
【００８４】
このように、回動型現像体を含む多色画像形成装置の駆動系の構造を簡略化して大幅なコストダウンが可能となるとともに、回転負荷が大きくなることもないので多色画像形成装置本体に重大な損傷を与える心配もなく、駆動モータを小型化できるので、多色画像形成装置本体の稼動時消費電力も小さくでき、多色画像形成装置のランニングコストダウンを図ることができる。
【００８５】
さらに、トナー排出部とトナーのメイン収容部とを一体で構成したことにより、トナー漏れを防止するトナーシール機構が不要となり、カートリッジ自体のコストダウンにもつながった。
【００８６】
また、トナーカートリッジ自体の製造コストも大幅に削減できるために、装置を高速化しても多色画像形成装置自体のランニングコストを低く抑えることができる。
【００８７】
また、トナー収容部と現像器を一体としたいわゆる現像カートリッジの構成としても、上記多色画像形成装置本体側の効果はそのままで、本発明の回動型現像器を使えば該現像カートリッジ自体の製造コストを大幅に削減できるために、同様に装置を高速化しても多色画像形成装置自体のランニングコストを低く抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態にかかる回動型現像体を備えた多色画像形成装置一例を示す断面図である。
【図２】回動型現像体を説明する主断面図である。
【図３】回動型現像体の背面駆動系を説明する背面図である。
【図４】回動型現像体の背面駆動系を説明する上視図である。
【図５】トナーカートリッジの機能を説明する主要構成図である。
【図６】トナーカートリッジの機能を説明する主要断面図である。
【図７】第二実施形態にかかる現像カートリッジ構成を説明する主要構成図である。
【図８】現像カートリッジ構成を説明する要部断面図である。
【図９】従来の多色画像形成装置を説明する断面図である。
【図１０】従来の多色画像形成装置における回動型現像体駆動系を説明する要部構成図である。
【図１１】従来の多色画像形成装置における回動型現像体の背面駆動系を説明する背面図である。
【符号の説明】
Ｄ　　　　…原稿
Ｓ　　　　…転写材
ａ〜ｃ　　　…面
１　　　　…側補給駆動ギア列
２　　　　…現像駆動ギア列
３　　　　…トナーカートリッジ
３ａ　　…トナーカートリッジ収容部
３ｂ　　…排出部
３ｃ　　…突起形状
４　　　　…補給スクリュー部
５　　　　…補給スクリュー
６　　　　…攪拌スクリュー
７　　　　…現像スリーブ
８　　　　…ロータリ回転軸
２００　　　…装置本体
２０１　　　…ロータリ現像器
２０２　　　…画像形成部
２０３　　　…黒現像器
２０４　　　…定着装置
２０５　　　…排出ローラ
２０６　　　…原稿載置台
２０７　　　…光源
２０８　　　…レーザースキャナユニット
２０９　　　…給送部
２１０　　　…カセット
２１１　　　…カセット
２１２　　　…手差しカセット
２１３　　　…感光ドラム
２１４　　　…１次帯電器
２１５　　　…現像器
２１６　　　…ポスト帯電器
２１７　　　…転写ベルト
２１８　　　…ドラムクリーナ
２１９　　　…２次転写ローラ
２２０　　　…ベルトクリーナ
２２１　　　…レジストローラ
２２２　　　…転写搬送装置
３１５　　　…現像カートリッジ
３１５ａ　…トナー収容部
３１５ｂ　…排出部
３１５ｃ　…斜行状突起形状
３１５ｄ　…補給スクリュー部
３１５ｅ　…補給スクリュー
３１５ｆ　…攪拌スクリュー
３１５ｇ　…現像スリーブ
【図１】
2004037513.tif 000003
【図２】
2004037513.tif 000004
【図３】
2004037513.tif 000005
【図４】
2004037513.tif 000006
【図５】
2004037513.tif 000007
【図６】
2004037513.tif 000008
【図７】
2004037513.tif 000009
【図８】
2004037513.tif 000010
【図９】
2004037513.tif 000011
【図１０】
2004037513.tif 000012
【図１１】
2004037513.tif 000013