(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転可能な支持体と、該支持体上に配設された複数の現像器と、該支持体を回転させる支持体回転駆動手段と、該複数の現像器に対して個別に補給する現像剤を収容し、該支持体の回転軸を中心に公転する公転位置に配設される着脱自在な複数の現像剤収納容器と、所定の現像位置に移動した現像器に対応する現像剤収納容器の回転容器部を該公転方向とは逆方向に自転させる容器回転駆動手段とを備えた回転型現像装置において、
該複数の現像剤収納容器は、現像装置における公転位置に取り付けられた状態で自転するように回転駆動可能な回転容器部と、該回転容器部の回転軸方向の一端部側に該現像装置へ現像剤を補給するための補給口とを有し、該回転容器部の自転により該回転容器部内の現像剤を該補給口側に案内して搬送する現像剤案内部を、該回転容器部に一体形成した現像剤収納容器であって、該回転容器部の自転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口に近づく向きへ搬送する補給方向搬送量が、該回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口から遠ざかる向きへ搬送する逆方向搬送量よりも大きくなるように、該現像剤案内部を形成したものであることを特徴とする回転型現像装置。
【請求項２】
上記現像剤案内部が上記回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起である請求項１の回転型現像装置であって、
該螺旋状の突起の表面を、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも大きくなるように形成したことを特徴とする回転型現像装置。
【請求項３】
上記螺旋状の突起の表面が、上記補給口側を向いた補給口側平面と該補給口側とは反対側を向いた反補給口側平面とからなる請求項２の回転型現像装置であって、
上記回転容器部の回転軸を含む断面において該突起の頂点を通過し該回転軸に平行な仮想基準線と該突起の補給口側の平面とが該補給口側でなす補給口側角が、該仮想基準線と該突起の補給口側とは反対側の平面とが該補給口側とは反対側でなす反補給口側角より、大きくなるように形成したことを特徴とする回転型現像装置。
【請求項４】
請求項３の回転型現像装置において、
上記補給口側角が直角又は鈍角であることを特徴とする回転型現像装置。
【請求項５】
像担持体と、
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像して顕像を形成する現像手段と、該像担持体上の顕像を転写対象物に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３又は４の回転型現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、該画像形成装置に用いられる複数の現像器を有した回転型現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転軸を中心に回動する支持体を潜像担持体に対設すると共に、この支持体上に配設された複数の現像器を該潜像担持体に対向する現像位置に順次回動移動することにより、該潜像担持体上の潜像を各色現像剤にて現像するようにした回転型現像装置が開発されている。
【０００３】
この種の回転型現像装置においては、現像剤補給口を有する現像剤収納容器が複数の現像器とともに上記回転軸を中心に公転するように各現像器にそれぞれ接続され、該回転型現像装置の回動時に該現像剤収納容器の内部の現像剤を現像剤補給装置の現像剤受入口に重力落下させて各現像器に補給するものが種々提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１１−３８７２２号公報には、上記現像剤収納容器を筒状の形状で構成し、該現像剤収納容器内に螺旋状の現像剤搬送部材（以下「アジテータ」という。）を設けたものが開示されている。このアジテータによって、該現像剤収納容器内の現像剤を補給口から容器外に残さず排出させることができる。
しかしながら、上記現像剤収納容器は消耗品であるので、その交換の際には内部に設けられているアジテータも一緒に廃棄されることになる。従って、内部に高価なアジテータを有している現像剤収納容器では、コピー一枚当たりのランニングコストの増加につながるばかりでなく、資源の保護や地球環境保全の観点からも好ましくない。
【０００５】
そこで、本出願人は、上記回転型現像装置の支持体の回転軸を中心に公転移動され、かつ、上記アジテータを用いずに各現像器に対応した現像剤補給装置に現像剤の供給を行うことができる筒状の現像剤収納容器を提案した（例えば、特願平９−２８７９７６号参照）。
この現像剤収納容器は、該現像剤収納容器の周壁内面に螺旋状に延在する突起からなる現像剤案内部を設けたことを特徴としている。この現像剤収納容器では、回転型現像装置の回転にともなって現像剤が該現像剤収納容器の周壁内面上を移動する際に、該周壁内面に設けられた該現像剤案内部に案内されて補給口へ移動する。よって、高価な上記アジテータを設けることなく、現像剤収納容器内の現像剤を補給口へ確実に搬送させることができる。
【０００６】
しかしながら、上記現像剤案内部を設けた現像剤収納容器は、そのコスト低減という目的は十分に達成することができるが、該現像剤収納容器が回転型現像装置の支持体に装着された状態で、該現像剤収納容器自体が独自に回転（以下、この現像剤収納容器自体の回転を「自転」という。）しないように構成されていた。従って、この現像剤収納容器を搭載した画像形成装置では、該回転型現像装置がその回転軸を中心として回転し、該支持体に装着された現像剤収納容器が、該回転軸を中心として回転（以下、この支持体の回転軸を中心とする現像剤収納容器の回転を「公転」という。）されたときだけ、該現像剤収納容器内に収納されている現像剤が上記現像剤案内部によって相対的に移動されて、該現像剤収納容器の補給口から、該現像剤補給装置の現像剤受入口に向けて搬送されることになる。
このため、この画像形成装置では、回転型現像装置の各現像器のうちの何れか１つの現像器内の現像剤濃度が低下した場合、該現像器の現像剤濃度を適正化するために、該回転型現像装置を回転させなければならなかった。そして、この回転によって、該現像時収納容器内に収納されている現像剤を、上記現像剤案内部によって該現像剤収納容器の補給口から該現像剤補給装置の現像剤受入口に向けて搬送する必要があった。従って、この構成では、コピー途中で、使用する現像器内の現像剤濃度が規定値以下の濃度になる度に、その現像器内に現像剤収納容器内の現像剤を補給するためには公転しなければならないので、この回転型現像装置の現像剤補給のための公転によってコピーが中断されて待ち時間が発生しまう不具合があった。また、この画像形成装置では、その現像剤収納容器からの現像剤の補給動作を、該回転型現像装置の回転による該現像剤収納容器の公転のみに依存しているので、該現像剤収納容器の回転速度を独自に高めてその現像剤の供給効率を向上させることが難しい。よって、該現像剤収納容器からの現像剤の補給に時間を要してしまい、該現像剤収納容器の現像剤搬送能力が低いといった不具合がある。
【０００７】
そこで、本出願人は、現像剤収納容器が支持体に対して装着された状態で該現像剤収納容器を自転させるための回転駆動手段と、該現像剤収納容器の自転により該現像剤収納容器内の現像剤を補給口に向けて搬送する該現像剤収納容器に一体的に構成された現像剤案内部とを有する画像形成装置を提案した（特願平１０−２６７４８６号参照）。
【０００８】
この画像形成装置においては、上記回転駆動手段により、現像剤収納容器が支持体に装着された状態で自転するように回転駆動される。この現像剤収納容器の自転に伴って、該現像剤収納容器内の現像剤が該現像剤収納容器と一体的に構成された現像剤案内部に案内され、補給口に向けて搬送される。従って、この画像形成装置では、その画像形成動作の途中で、現像に使用している現像器内の現像剤濃度が規定値以下の濃度になった場合でも、その現像器内に該現像剤収納容器内の現像剤を補給するために、回転型現像装置を連続的に回転させ、該現像剤収納容器を公転させて現像剤の搬送を行う必要がなく、該リボルバ現像装置を現像剤補給のためだけの目的で回転させる必要がなくなる。これにより、現像剤補給のための画像形成動作の待ち時間が発生したり、該現像剤収納容器からの現像剤の補給に時間がかかって、該現像剤収納容器の現像時搬送能力が低下したりする不具合が解消される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像剤収納容器を自転させる回転型現像装置では、さまざまな機械的な構成上の制約によって、回転型現像装置の回転による現像剤収納容器の公転方向と該現像剤収納容器の自転方向とが、互いに逆回転方向になる場合が生じる。
【００１０】
たとえば、メンテナンス作業や現像剤の交換作業等を容易に行うために各現像器を支持体に対して着脱自在に構成した回転型現像装置における現像剤収納容器として、上記支持体に対してセット回転方向に回転されて装着される固定容器部と、該固定容器部に対して回転自在に係合され且つ上記容器回転駆動手段によって回転駆動される回転容器部との２つの部分に分割された構成のものがある。
この現像剤収納容器の回転容器部を回転駆動すると、該回転容器部に固定された該現像剤収納容器部は自転する。このとき、上記セット回転方向が、該自転方向と逆方向であると、該現像剤収納容器部の自転によって該セット回転方向とは逆向きである該現像剤収納容器を上記支持体から離脱するときの回転（以下、「リセット回転」という）方向に上記固定容器部が連れ回ってしまうおそれがある。この固定容器部の連れ回りが発生すると、該現像剤収納容器の補給口と上記現像剤補給装置の現像剤受入口との位置関係がずれてしまい、該現像剤収納容器から現像剤が円滑に供給されなくなってしまうという問題が生じる。この問題を避けるため、上記セット回転方向と上記回転容器部の自転時の回転方向とを同じ方向に設定する必要があるという制約が生じる。
一方、各現像器のうちの１つの現像器が支持体から取り外されると、該支持体の回転軸を中心とする該支持体の重量バランスが崩れるので、該支持体が現像剤収納容器の公転時の回転方向とは逆方向に回転してしまうおそれがある。該支持体が逆回転してしまうと、各現像器に配設されているトナー飛散防止用のシール部材がめくれたり、該支持体と潜像担持体（感光体）との間に手が挟まれて怪我をしたりしてしまうといった問題が生じる。このような問題の発生を防ぐために、該支持体が現像剤収納容器の公転方向のみに回転するように該支持体の回転方向を規制する必要がある。
上記公転方向を決定するにあたって、現像剤収納容器の固定容器部のセット回転方向と同一方向に設定すると、該固定容器部を支持体へ装着する際に、支持体も装着方向へ逃げるように回転してしまい、結果として該現像剤収納容器が装着しにくくなる。よって、支持体に対する現像剤収納容器の装着時の操作性を悪化させるおそれがある。従って、支持体の公転方向と現像剤収納容器の固定容器部の装着方向（セット回転方向）とを逆方向に設定する必要があるといった制約をうける。
以上のような機械的構成上の制約から、現像剤収納容器の固定容器部のセット回転方向と該現像剤収納容器の回転容器部の自転方向とが同じ方向に設定され、かつ該固定容器部のセット回転方向と支持体の公転方向とが逆方向に設定されることになる。すなわち、現像剤収納容器の回転容器部の自転方向と、支持体の回転方向（回転容器部の公転方向）とが逆方向に設定されることになる。
【００１１】
上記現像剤収納容器の自転と公転とが互いに逆回転である構成の場合、該現像剤収納容器の自転によって現像剤案内部に案内されて該容器内の現像剤が補給口に近づく方向へ搬送されるにも関わらず、該現像剤収納容器の公転によって該現像剤が該補給口から遠ざかる方向へ搬送されてしまい、現像器への現像剤の供給が不安定になるといった問題が発生する。特に、この問題は画像形成動作モードによって現像剤収納容器自身の回転による自転回数と回転型現像装置の回転による該容器の公転回数との比が異なるときに発生しやすい。現像器への現像剤補給不足が生じると、現像された画像の濃度低下といった不具合を引き起こしてしまう。
【００１２】
また、上記現像剤収納容器の補給口の近傍には、該容器内の現像剤の有無を検知する現像剤検知センサを設ける場合がある。ところが、上記現像剤収納容器の公転によって該容器内の現像剤が補給口から遠ざかる方向に搬送されてしまうと、該容器内に現像剤が存在しているにもかかわらず該現像剤検知センサは現像剤がなくなったという旨の誤った検知結果を出力してしまい、該現像剤検知センサの現像剤検知精度が低下するという不具合も引き起こしてしまう。
【００１３】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、回転型現像装置に装着されたときに回転容器部が互いに逆方向に自転及び公転され該回転容器部の自転により現像剤を補給口側に案内して搬送する現像剤案内部をする現像剤収納容器であって、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となり画像濃度の安定及び現像剤検知精度の向上を図ることができる現像剤収納容器を用いた回転型現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転軸を中心に回転可能な支持体と、該支持体上に配設された複数の現像器と、該支持体を回転させる支持体回転駆動手段と、該複数の現像器に対して個別に補給する現像剤を収容し、該支持体の回転軸を中心に公転する公転位置に配設される着脱自在な複数の現像剤収納容器と、所定の現像位置に移動した現像器に対応する現像剤収納容器の回転容器部を該公転方向とは逆方向に自転させる容器回転駆動手段とを備えた回転型現像装置において、該複数の現像剤収納容器は、現像装置における公転位置に取り付けられた状態で自転するように回転駆動可能な回転容器部と、該回転容器部の回転軸方向の一端部側に該現像装置へ現像剤を補給するための補給口とを有し、該回転容器部の自転により該回転容器部内の現像剤を該補給口側に案内して搬送する現像剤案内部を、該回転容器部に一体形成した現像剤収納容器であって、該回転容器部の自転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口に近づく向きへ搬送する補給方向搬送量が、該回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口から遠ざかる向きへ搬送する逆方向搬送量よりも大きくなるように、該現像剤案内部を形成したものであることを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を補給口から遠ざかる向きに搬送する逆方向搬送量が、該回転容器部の自転の一自転により該回転容器部内の現像剤を上記補給口に近づく向きに搬送する補給方向搬送量よりも小さい。これにより、該回転容器部の自転による補給口への現像剤搬送に対する、該回転容器部の公転による逆方向の現像剤搬送の影響を緩和することができる。したがって、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となる。
請求項２の発明は、上記現像剤案内部が上記回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起である請求項１の回転型現像装置であって、該螺旋状の突起の表面を、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも大きくなるように形成したことを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記回転容器部が自転すると、該回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起により、該回転容器部内の現像剤が補給口に向かう方向に搬送される。一方、該回転容器部が自転とは逆方向に公転すると、該螺旋状の突起により、該回転容器部内の現像剤が補給口とは反対側の方向に搬送される。
ここで、該公転の一回転により該突起で搬送される上記逆方向搬送量が、該回転容器部の自転の一自転により該突起で搬送される上記補給方向搬送量よりも小さいので、該回転容器部の自転による補給口への現像剤搬送に対する、該回転容器部の公転による逆方向の現像剤搬送の影響を緩和することができる。
請求項３の発明は、上記螺旋状の突起の表面が、上記補給口側を向いた補給口側平面と該補給口側とは反対側を向いた反補給口側平面とからなる請求項２の回転型現像装置であって、上記回転容器部の回転軸を含む断面において該突起の頂点を通過し該回転軸に平行な仮想基準線と該突起の補給口側の平面とが該補給口側でなす補給口側角が、該仮想基準線と該突起の補給口側とは反対側の平面とが該補給口側とは反対側でなす反補給口側角より、大きくなるように形成したことを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起の表面が、上記補給口側平面と上記反補給口側平面とで構成されている。該回転容器部が自転すると、該螺旋状の突起の補給口側平面が該回転容器部内の鉛直方向下部に存在する現像剤を補給口の方向に案内して搬送する。一方、該回転容器部が自転とは逆方向に公転すると、該螺旋状の突起の反補給口側平面が該現像剤を補給口とは反対側の方向に案内して搬送する。
ここで、該回転容器部の回転軸を含む断面において、該補給口側平面と該突起の頂点を通る該回転軸に平行な仮想基準線とがなす角のうち該補給口を向いた側の補給口側角の方が、該反補給口側平面と該該仮想基準線となす角のうち該補給口とは反対を向いた反補給口側角よりも大きい。したがって、上記自転で該補給口側平面により現像剤を該補給口の方向へ搬送しようと作用する力が、上記公転で該反補給口側平面により現像剤を該補給口とは反対方向に搬送しようと作用する力より大きくなり、上記逆方向搬送量が上記補給方向搬送量よりも小さくなる。
請求項４の発明は、請求項３の回転型現像装置において、上記補給口側角が直角又は鈍角であることを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記補給口側角が直角又は鈍角よりも大きいので上記突起の補給口側平面により凹部が形成され、該凹部により現像剤を保持するように補給口側に案内して搬送する。従って、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも更に大きくなる。
請求項５の発明は、像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像して顕像を形成する現像手段と、該像担持体上の顕像を転写対象物に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３又は４の回転型現像装置を用いたことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、上記現像手段として請求項１、２、３又は４の回転型現像装置を用いるので、画像形成動作の種類に応じて回転型現像装置の各現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも各現像器への安定した現像剤補給が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム１は、矢印Ａ向きに回転駆動されながら、一様帯電手段としての帯電チャージャ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。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、回転型現像装置（以下、「リボルバ現像装置」という）４２０により各々所定の現像剤としてのイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒のトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１上に各色画像が形成される。
【００２７】
感光体ドラム１上に形成された各色画像は、感光体ドラム１と同期して図中矢印Ｂ向きに回転する転写対象物としての中間転写ベルト５上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎順次重ね転写される。この中間転写ベルト上への転写は、感光体ドラム１と中間転写ベルト５の接触状態において転写バイアスローラ５１に所定のバイアス電圧を印加することで行う。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、両面複写兼用自動給紙カセット７あるいは手差し給紙トレイ７ａから給紙ローラ８、８ａ、レジストローラ９を経て転写部へ搬送された転写紙１０上に２次転写チャージャ１１により一括転写される。転写終了後の転写紙１０は定着装置１２によりトナー像が定着されフルカラープリントとして機外に排出される。
【００２８】
なお、中間転写ベルト５上に転写されなかった感光体ドラム１上のトナーは、感光体クリーナ１３により感光体ドラム１から除去され、また、転写紙１０上に転写されなかった中間転写ベルト５上のトナーは、図示しない中間転写ベルトクリーナにより中間転写ベルト５から除去される。
【００２９】
図２は、上記リボルバ現像装置４２０の概略構成図である。該リボルバ現像装置４２０は、感光体ドラム１に向けた開口部を有し、円周方向に互いにほぼ同型の４つの現像器４２０Ｋ、４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃと、該４つの現像器に補給用のトナーをそれぞれ補給するための４つのトナー補給装置４５Ｋ、４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃとを有している。なお、図示の例では感光体ドラム１に対向する現像位置にあるのが黒トナーとキャリアを収容した黒現像器４２０Ｋで、図中反時計回りの順に、イエロートナーとキャリアを収容したイエロー現像器４２０Ｙ、マゼンタトナーとキャリアを収容したマゼンタ現像器４２０Ｍ、シアントナーとキャリアを収容したシアン現像器４２０Ｃになっている。
【００３０】
ここで、４つの現像器４２０Ｋ、４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃの内部構造はまったく同様であるので、以下、現像位置にある黒現像器４２０Ｋを例にとって内部構造を説明し、他の現像器の内部構造については対応する部材の符号として、黒現像器における符号と同じ数字にイエロー、マゼンタ、シアンの各現像器を区別するためＹ、Ｍ、Ｃの添字を付した符号を図中に示し、説明を省略する。
【００３１】
上記現像器４２０Ｋは、現像剤担持体としての現像ローラ４１Ｋと、該ケーシング部内に収容される黒トナー及びキャリアからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を撹拌する第１、第２撹拌スクリュウ４２Ｋ、４３Ｋとを備えている。
【００３２】
以上の構成のリボルバ現像装置４２０は、矢印Ｂ方向の回転により、各現像器を順次感光体ドラム１に対向する現像位置に移動させて、該感光体ドラム１上の静電潜像を可視像化する。
【００３３】
現像器４２０Ｋ内の現像剤のうち、トナーは現像の度に消費されていく。そして、該トナー濃度の低下が図示しないトナー濃度センサにより検知された場合には、トナー補給装置４５Ｋの現像剤収納容器としてのトナーボトル４６Ｋからトナーが現像器内へ供給される。このことにより、トナー濃度が所定の濃度に保たれて、画像濃度が一定に保たれる。
【００３４】
上記リボルバ現像装置４２０は、プリンタ装置本体１００からスライドによって引き出し可能なユニット支持体２００に支持されている。このユニット支持体２００について、図３、図４を用いて説明する。図３は、該ユニット支持体２００の斜視図であり、図４は、該ユニット支持体２００の正面図である。なお、図４は、リボルバ現像装置の黒現像器４２０Ｋが現像位置にあるときの該ユニット支持体２００の正面図である。また、黒現像器への補給用トナーを収容するトナーボトル４６Ｋ以外のトナーボトルについては図示を省略した。図示の例においては該ユニット支持体２００は、感光体ドラム１を備えた感光体ユニット３００の支持体としても機能し、該感光体ユニット３００は、図３中矢印Ｃで示すようにユニット支持体２００に搭載される。
【００３５】
上記ユニット支持体２００は、前側板２０１と、後側板２０２と、左右及び中央部の上下の計４つのステー部材とを有している。該ユニット支持体２００においてリボルバ現像装置４が装着される装着部の下方には、撓ますことにより簡単に着脱できるように構成されたトナー受け２０３が設けられている。このような簡単な着脱を可能とするには、該トナー受けを例えばＰＥＴ等の可撓性の材料で構成すればよい。該ユニット支持体２００の両サイド部は、アキュライドスライドレール２０４が取り付けられており（図４参照）、これにより該ユニット支持体２００の装置本体手前側へのスライド移動を可能にしている。上述の現像器４２０Ｋは、該ユニット支持体２００に支持されているリボルバ現像装置４２０に脱着可能に後述の支持機構に取り付けられている。具体的には、リボルバ現像装置４２０には、図３中矢印Ｄで示すように上記現像器４２０Ｋが搭載される。そして、このユニット支持体２００では、図３に示すように上記リボルバ現像装置４２０を支持した状態で該ユニット支持体２００を装置手前側に引き出し、この状態でリボルバ現像装置４２０の現像器４２０Ｋが露出状態となるように、該現像器の全長以上のスライド引き出しが可能な構成を採用している。
【００３６】
次に、各現像器にトナーを補給するトナー補給装置の構成について説明する。
上記リボルバ現像装置４２０における各現像器４２０Ｋ、４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃのトナー補給装置４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｋの構成は共通であるので、以下、図５乃至図７を参照して、ブラック現像器４２０Ｋのトナー補給装置４５Ｋについてのみ説明する。
【００３７】
トナー補給装置４５Ｋは、図５に示すように、トナー補給スクリュウ４９Ｋと、現像剤供給量調整部としてのトナー補給ケース５０Ｋと、トナーカートリッジガイド５１Ｋとで構成されている。
【００３８】
リボルバ現像装置４２０が回転し、図２に示すように、現像器４２０Ｋが感光体ドラム１に対向した現像位置に臨んで停止した状態で、トナーカートリッジ４６Ｋが、トナーカートリッジガイド５１Ｋ内に挿入されて正常にセットされると、該トナーカートリッジ４６Ｋからトナー補給ケース５０Ｋ内へトナーが供給される。
【００３９】
なお、トナーカートリッジの構成及びトナーカートリッジ４６Ｋからトナー補給ケース５０Ｋ内へのトナー補給方法については、後で詳述する。
【００４０】
上記トナー補給ケース５０Ｋ内に送り込まれたトナーは、トナー補給スクリュウ４９Ｋが専用のトナー補給スクリュウ駆動モータ（図示せず）により回転されることにより、図６及び７に示すように、トナーカートリッジからのトナー補給位置から現像器へのトナー補給位置Ｅ（図７参照）に向けて搬送され、現像器４２０Ｋの現像ケーシング４７Ｋ内の第２撹拌スクリュウ４３Ｋの手前側の部位に少しずつ補給される。
【００４１】
現像器４２０Ｋの第２撹拌スクリュウ４３Ｋの手前側のトナー補給位置Ｅに補給されたトナーは、図７に示すように、プロセスコントロールにてトナー補給をするという信号が入ることで始動される第２撹拌スクリュウ４３Ｋの回転により、現像ケーシング４７Ｋの後部側に撹拌されながら搬送され、該現像ケーシング内の現像剤中に分散される。
【００４２】
そして、現像剤中に分散されて現像ケーシング４７Ｋの後部側に撹拌搬送されたトナーは、この現像ケーシング４７Ｋの後端部で第１撹拌スクリュウ４２Ｋ側に受け渡され、この第１撹拌スクリュウ４２Ｋの回転により、現像ケーシング４７Ｋの手前側に撹拌されながら搬送されて、この現像ケーシング４７Ｋの前端部で再び第２撹拌スクリュウ４３Ｋ側に受け渡される。この現像剤の受け渡しは、各撹拌スクリュウの端部側に設けられたフィン４２ａ，４３ａの回転によって行なわれる（図７参照）。
【００４３】
このようにして、現像ケーシング４７Ｋ内で循環搬送される現像剤は、その搬送過程において、その一部が現像ローラ４１Ｋにより汲み上げられて担持搬送される。現像ローラ４１Ｋにより担持搬送された現像剤は、現像ドクタ４４Ｋにより薄層化された後、現像領域に搬送され、該現像領域において感光体ドラム１上の静電潜像をトナー像化する。
【００４４】
次に、本実施形態のプリンタにおけるトナーカートリッジの構成について説明する。
各トナーカートリッジ４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６Ｋは、各トナー補給装置とも同一の構成であるので、以下、図８乃至図１３を参照して、ブラック現像器４２０Ｋのトナー補給装置４５Ｋにおけるトナーカートリッジ４６Ｋについてのみ説明する。
【００４５】
このトナーカートリッジ４６Ｋは、図８及び図１２に示すように、補給用のトナーが収納されているスクリューボトル７０からなる回転容器部４６Ａと、外側キャップ７１、シール部材７２、及び、内側キャップ７３からなる固定容器部４６Ｂとで構成されている。
このトナーカートリッジ４６Ｋの回転容器部４６Ａであるスクリューボトル７０は、図１２に示すように、上記固定容器部４６Ｂの外側キャップ７１の内周面に設けられている係止用凸部７１ａに対して、該スクリューボトル７０のトナー吐出側の端部に設けられているリング状凸部７０ａが、いわゆるパッチン止めによって係合されることにより、該固定容器部４６Ｂの外側キャップ７１に対して回転自在に係合されている。
【００４６】
このように、固定容器部４６Ｂと回転容器部４６Ａとを、パッチン止めによって係合させることにより、該トナーカートリッジ４６Ｋの複雑化や大幅なコスト上昇を招くことなく、該外側キャップ７１に対して該スクリューボトル７０を回転自在に構成できる。
また、該トナーカートリッジ４６Ｋの固定容器部４６Ｂと回転容器部４６Ａとが、パッチン止めによって係合させることにより、図１２に示すように、該スクリューボトル７０のトナー吐出側の端面が、外側キャップ７１に装着された発砲ウレタンなどからなるシール部材７２の側面に軽く密着して、該該トナーカートリッジ４６Ｋの固定容器部４６Ｂと回転容器部４６Ａとの嵌合部からのトナーの溢出が防止されるように構成されている。
【００４７】
更に、該トナーカートリッジ４６Ｋの固定容器部４６Ｂである外側キャップ７１には、回転容器部４６Ａのスクリューボトル７０から供給されるトナーを、図５に示したトナー補給ケース５０Ｋのトナー受入れ口５０ａに向けて吐出するための補給口としてのトナー補給口７１ｂが設けられている。また、この外側キャップ７１には、トナー補給口７１ｂを開閉するためのシャッタ７１ｃと、シャッタ７１ｃを外側キャップ７１の外周面の円周方向に沿ってガイドするためのシャッタガイドレール７１ｄとが設けられている。
【００４８】
トナーカートリッジ４６Ｋは、図９（ａ）に示すように、現像器４２０Ｋが、感光体ドラム１に対向した現像位置に臨んで停止した状態で、トナーカートリッジガイド５１Ｋ内に挿入セットされ、該トナーカートリッジガイド５１Ｋの内周部に形成されたシャッタ嵌合凹部５１ａ(図５参照)に、トナーカートリッジ４６Ｋの外側キャップ７１に設けられたシャッタ７１ｃが嵌合される。この状態で、トナーカートリッジ４６Ｋが図９(ｂ)に示す位置まで、矢印ａ方向に回転し、該シャッタ７１ｃがシャッタ嵌合凹部５１ａに嵌合した位置に固定されたまま、シャッタガイドレール７１ｄがｓ、該シャッタ７１ｃに対して相対移動して、ストッパ５１ｂ(図５参照)に当接することにより、該外側キャップ７１のトナー補給口４６ａが解放されてトナー補給ケース５０Ｋのトナー受け入れ口５０ａに対向する。
【００４９】
一方、トナーカートリッジ４６Ｋをトナー補給装置４５Ｋから取り外すときは、上述のセット操作と逆の操作を行って、該外側キャップ７１のトナー補給口７１ｂをシャッタ７１ｃで閉鎖した後、トナーカートリッジガイド５１Ｋ内からトナーカートリッジ４６Ｋを引き出す。なお、このトナーカートリッジ４６Ｋには、該外側キャップ７１のトナー補給口７１ｂがシャッタ７１ｃで完全に閉鎖された状態でしか、トナーカートリッジガイド５１Ｋに対するトナーカートリッジ４６Ｋの出し入れを行えないようにするためのストッパ(図示せず)が設けられている。
【００５０】
また、トナーカートリッジ４６Ｋの回転部４６Ａであるスクリューボトル７０の内周面には、図８及び図１２に示すように、該スクリューボトル７０内に収納されているトナーを、該スクリューボトル７０の回転によって、上記固定部４６Ｂのトナー補給口７１ｂに向けて搬送するための現像剤案内部としての螺旋状の突起７０ｂが形成されている。また、該スクリューボトル７０の底部には、図１０に示すカップリング８１に対して係合するカップリング用突起７０ｃが設けられている。
【００５１】
上記カップリング８１は、上記トナーカートリッジ４６Ｋが、トナーカートリッジガイド５１Ｋ内に挿入セットされた状態で、該スクリューボトル７０の底部のカップリング用突起７０ｃに対して、カップリング結合するように、上記リボルバ現像装置４２０の所定部位に、各トナーカートリッジ毎にそれぞれ配設されている。そして、カップリング８１は、図１０に示すように、カップリングギヤ８０の支軸８０ａに、コイルスプリング８２を介して、該支軸８０ａの軸方向に沿って摺動自在に、且つ、該支軸８０ａに対して回転的に一体に装着されている。
【００５２】
このカップリングギヤ８０は、図１１に示すような駆動系によって駆動される。このカップリングギヤ８０は、作像モータより駆動されるベルト８３から現像クラッチ８４、アイドルギヤ８５などを介して駆動される。これにより、上記トナーカートリッジ４６Ｋの回転容器部４６Ａのスクリューボトル７０が、上述したように、該カップリングギヤ８０のカップリング８１に係合したカップリング用突起７０ｃを介して、該リボルバ現像装置４２０の該当する現像器が所定の現像位置に臨んだ状態のまま、独自に回転される。
【００５３】
以上のような構成のトナーカートリッジ４６Ｋは、上述したように、現像位置に移動した際に該スクリューボトル７０の底部のカップリング用突起７０ｃとカップリング８１の結合によって、該スクリューボトル７０が所定の時間だけ自転する。これによって、スクリューボトル７０の周壁内面に沿ってトナーカートリッジ４６Ｋのトナー補給口７１ｂにより、該スクリューボトル７０内のトナーが該周壁内面に沿ってトナーカートリッジ４６Ｋのトナー補給口まで移動し、トナー補給ケース５０Ｋ内に送り込まれることになる。
【００５４】
このとき、トナーカートリッジ４６Ｋは上述のように、固定部４６Ｂと回転部４６Ａを、パッチン止めによって係合させることにより、外側キャップ７１に対して、スクリューボトル７０を回転自在に構成しているので、スクリューボトル７０の回転による振動が外側キャップ７１に伝達されることによって、該外側キャップ７１も徐々にスクリューボトル７０と同一方向に回転する力がはたらく。この力によって、上記スクリューボトル７０の自転に伴うトナーカートリッジ４６Ｋの固定容器部４６Ｂの連れ回るおそれがる。この連れ回りにより、該外側キャップ７１のトナー補給口４６ａとトナー補給ケース５０Ｋのトナー受け入れ口５０ａが位置ズレおこしてしまい、トナーが正しく供給されないといった不具合を生じる。この不具合を生じさせないために、該固定容器部４６Ｂの装着時における回転方向（セット方向）と、該スクリューボトル７０の自転時における回転方向とを同一方向に設定する必要がある。
【００５５】
一方、この固定容器部４６Ｂの装着時におけるセット方向と、リボルバ現像装置４２０の回転方向（公転方向）とが同一方向になると、該固定容器部４６Ｂの装着時における回転によって、リボルバ現像装置４２０が上記セット方向に対して逃げる方向に回転されてしまう。よって、トナーカートリッジの装着時の操作性が悪化したり、該リボルバ現像装置４２０の回転によって作業者が怪我をしたりするといった不具合がある。
【００５６】
以上、機械的構成の制約から、このプリンタにおいては、そのトナーカートリッジの固定容器部４６Ｂの装着時における回動方向と、該トナーカートリッジ４６Ｋの回転容器部４６Ａのスクリューボトル７０の自転時の回転方向とが互いに反対方向になるように設定されている。
【００５７】
この自転と公転が逆回転であるような構成において、リボルバ現像装置４２０が回転すると、リボルバ現像装置４２０の回転軸を中心に公転移動される。この公転移動は図２の矢印Ｂに示すように反時計方向回転し、これによって、スクリューボトル７０が自転する場合とは逆に、スクリューボトル７０内のトナーが該周壁内面に沿ってトナーカートリッジ４６Ｋのトナー補給口遠ざかる方向に移動する。
【００５８】
例えば、リピート枚数が少なく、スクリューボトル７０の自転に比べて、リボルバ現像装置４２０が頻繁に公転するようなコピーモードが実行された場合には、上述したように、トナーがトナー補給口から遠ざかる方向に移動するため、トナー補給量が減少する。従って、該現像器のトナー濃度が著しく低下することになる。
【００５９】
そこで、本実施形態に係るプリンタでは、リボルバ現像装置４２０が公転した場合でも、スクリューボトル７０内のトナーが上記螺旋状突起７０ｂによってトナー補給口に対して逆方向に搬送される搬送量が減少するように、スクリューボトル７０の周壁内面に沿って所定の断面形状を有する螺旋状突起７０ｂを設けた。
【００６０】
図１２は、回転軸を含む平面におけるスクリューボトル７０の断面図であり、図１３は、スクリューボトル７０の内周壁面に設けられた螺旋状突起７０ｂの拡大図である。図１２に示すように、螺旋状突起７０ｂの表面（内面）は、補給口側を向いた補給口側平面と該補給口側とは反対側を向いた反補給口側平面とからなる。ここで、補給口側平面としての補給口側突起面７０ｃと、該螺旋状突起７０ｂの頂点を通過するスクリューボトル７０の回転軸に平行な仮想基準線（図１３における二点鎖線）Ｄとが補給口側でなす角度をθ１とする。そして、上記補給口側とは反対側の反補給口側平面としての反補給口側突起面７０ｄと上記仮想基準線Ｄとが補給口側とは反対側でなす角度をθ２とする。
【００６１】
本実施形態では、図１３に示すように、上記補給口側突起面７０ｃの角度θ１が直角（θ１＝９０°）となり、上記反補給口側突起面７０ｄの角度θ２が鋭角（θ２<９０°）となるように、上記螺旋状突起７０ｂを形成している。このように螺旋状突起７０ｂの断面形状を形成することにより、スクリューボトル７０を自転方向に一回転させたときに該補給口側突起面７０ｃによりトナーを補給口側に案内して搬送する補給方向搬送量が、スクリューボトル７０を公転方向に一回転させたときに該反補給口側突起面７０ｄによりトナーを補給口から遠ざかる方向に案内して搬送する逆方向搬送量よりも大きくなる。更に、上記角度θ１が直角であるので、スクリューボトル７０の自転の際に補給口側突起面７０ｃにぶつかった現像剤が該突起の頂点側へ移動しにくくなり、上記補給方向搬送量が更に多くなる。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、画像形成動作の種類に応じてスクリューボトル７０の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも各現像器への安定したトナー補給が可能となるので、画像濃度の安定を図ることができる。
また、スクリューボトル７０内のトナーを補給口の方向に安定に搬送することができるので、該補給口近傍にトナー残量センサを設けたときの検知精度の向上を図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、上記逆方向搬送量が少なくなるので、上記自転の回転速度が一定であれば、その自転時間だけを制御することで安定したトナー供給を行うことができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では上記螺旋状突起７０ｂの補給口側突起面７０ｃがなす上記角度θ１を直角にしているが、該角度θ１は図１４に示すように鈍角（θ１>９０°）としてもよい。この場合は、補給口側突起面７０ｃによりトナーを保持するように案内し、補給口側に搬送できるので、スクリューボトル７０の自転の際に補給口側突起面７０ｃにぶつかった現像剤が該突起の頂点側へますます移動しにくくなり、上記補給方向搬送量が更に多くなる。
【００６５】
また、図１５に示すように、上記螺旋状突起７０ｂにおける角度θ１が角度θ２よりも大きい条件下で、両角度とも鋭角になるように構成してもよい。
補給口から遠ざかる方向へのトナーの搬送による影響を緩和することができる。よって、上記トナー補給口へトナーを安定に供給することができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては上記螺旋状突起７０ｂの表面を構成する面が平面である場合について示したが、該突起７０ｂの表面を曲面で構成してもよい。例えば、図１６に示すように、上記螺旋状突起の頂部Ａと補給口前側突起面７１ｃの基部Ｂとで凹型をなす弧面と、上記螺旋状突起の頂部Ａと補給口後ろ側突起面７１ｄの基部Ｃとで凸型をなす弧面によって構成する。この構成によって、この螺旋状突起の補給口側突起面７１ｃ上の点における法線は、回転軸方向成分と該補給口前側突起面７１ｃの最凹部に向かう方向へ分解される。よって、トナーは該面によって補給口側へ搬送されると同時に、補給口前側突起面７１ｃの最凹部へも移動する。該補給口側突起面７１ｃの凹部では、その法線方向は、すべて回転軸方向に平行な成分のみとなる。よって、該補給口前側突起面７１ｃは、確実に搬送することができる。これに対して、反補給口側突起面７１ｄ上の点における法線は、上記頂部Ａに近づくにつれて、上記補給口とは反対にトナーを搬送する成分が小さくなり、反補給口側突起面７１ｄに沿った方向成分が大きくなっていく。よって、該面によって上記補給口とは反対側に搬送する搬送力は低下する。よって、スクリューボトルの自転方向と公転方向とが互いに逆回転となる構成であっても、上記補給口から遠ざかる方向へのトナーの搬送による影響を緩和することができる。よって、上記補給口へトナーを安定に補給することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１乃至５の発明によれば、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となるので、画像濃度の安定を図ることができる。また、補給口へ現像剤を安定に搬送することができるので、該補給口近傍における現像剤検知精度の向上を図ることができるという効果がある。
特に、請求項４の発明によれば、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも更に大きくなるので、現像器へのより安定した現像剤補給が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成を示す正面図。
【図２】上記プリンタのリボルバ現像装置の概略構成図。
【図３】上記プリンタのユニット支持体の斜視図。
【図４】上記ユニット支持体の正面図。
【図５】上記リボルバ現像装置における現像器のトナー補給装置の構成を説明するための構成図。
【図６】上記トナー補給装置のトナー補給スクリューの要部を示す概略平面図。
【図７】上記トナー補給装置によるトナーの流れを説明するための現像器の概略平面図。
【図８】上記リボルバ現像装置に装着するトナーカートリッジの概略構成を示す分解斜視図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、上記トナーカートリッジが上記トナー補給装置に装着される過程を説明するための要部拡大断面図。
【図１０】上記トナー補給装置に装着されたトナーカートリッジの回転容器部であるスクリューボトルを回転駆動するためのカップリングの構成を示す概略側面図。
【図１１】上記スクリューボトルを回転駆動するための機構を示す概略斜視図。
【図１２】上記トナーカートリッジの概略断面図。
【図１３】上記トナーカートリッジの内周壁面に設けられた螺旋状突起の拡大図断面図。
【図１４】変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【図１５】他の変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【図１６】更に他の変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【符号の説明】
１        感光体ドラム
２        帯電チャージャ
３        レーザ光学装置
５        中間転写ベルト
８、８ａ  給紙ローラ
９        レジストローラ
１０      転写紙
１１      ２次転写チャージャ
１２      定着装置
１３      感光体クリーナ
２０１ａ  トナーカートリッジ着脱用の開口
４１Ｋ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ  現像ローラ
４５Ｋ、４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ  トナー補給装置
４６Ａ    トナーカートリッジの回転容器部
４６Ｂ    トナーカートリッジの固定容器部
４６Ｋ、４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ  トナーカートリッジ
５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ  トナーカートリッジガイド
５１ｃ    トナーカートリッジガイドの凹部
７０      スクリューボトル
７０ａ    リング状凸部
７０ｂ    螺旋状突起
７０ｃ    補給口側突起面
７０ｄ    反補給口側突起面
７１      外側キャップ
７１ａ    係止凸部
７１ｂ    トナー補給口
７１ｃ    シャッタ
７１ｄ    シャッタガイドレール
７１ｅ    固定容器部の螺旋状の突起
７１ｆ    検知窓
７２      シール部材
７３      内側キャップ
７４      トナーカートリッジの操作ノブ
８０      カップリングギヤ
８１      カップリング
４２０    リボルバ現像装置
４２０Ｋ  ブラック現像器
４２０Ｃ  シアン現像器
４２０Ｍ  マゼンタ現像器
４２０Ｙ  イエロー現像器
【図１】
0003924402.tif 000002
【図２】
0003924402.tif 000003
【図３】
0003924402.tif 000004
【図４】
0003924402.tif 000005
【図５】
0003924402.tif 000006
【図６】
0003924402.tif 000007
【図７】
0003924402.tif 000008
【図８】
0003924402.tif 000009
【図９】
0003924402.tif 000010
【図１０】
0003924402.tif 000011
【図１１】
0003924402.tif 000012
【図１２】
0003924402.tif 000013
【図１３】
0003924402.tif 000014
【図１４】
0003924402.tif 000015
【図１５】
0003924402.tif 000016
【図１６】
0003924402.tif 000017