JP2603117B2 - Multicolor image forming device - Google Patents
Multicolor image forming deviceInfo
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- Color Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段に
よって、像担持体である感光体ドラム上に形成された潜
像の現像を行い、電子写真法によってカラーコピーを得
るようにした多色画像形成装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to developing a latent image formed on a photosensitive drum, which is an image carrier, by a plurality of developing means containing multicolored developers. The present invention relates to a multicolor image forming apparatus for obtaining a color copy by electrophotography.
〔発明の背景〕 電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法
・装置が提案されている。例えば特開昭61−100770号公
報に開示されているように、感光体ドラム上に原稿像の
分解色数に応じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転
写ドラム上に転写して転写ドラム上に多色像を形成した
のち、記録紙上に転写してカラーコピーを得る方法があ
る。この方法による装置は、感光体ドラムの他に１枚分
の画像をその周面上に転写できる大きさをもった転写ド
ラムを設ける必要があり、装置は大型でかつ複雑な構造
となることは避けられない。BACKGROUND OF THE INVENTION Many methods and apparatuses have been proposed for obtaining a color image using electrophotography. For example, as disclosed in JP-A-61-100770, a latent image is formed and developed on a photosensitive drum in accordance with the number of color separations of an original image, and transferred to a transfer drum for each development. There is a method in which a multicolor image is formed on a drum and then transferred onto a recording sheet to obtain a color copy. In the apparatus according to this method, it is necessary to provide a transfer drum having a size capable of transferring one image on the peripheral surface in addition to the photosensitive drum, and the apparatus has a large and complicated structure. Inevitable.
また例えば特開昭61−149972号公報に開示されている
ように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転写して多
色のカラーコピーを得る方法である。この方法にあって
は多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良質のカ
ラーコピーを得ることはできない。Further, as disclosed in, for example, JP-A-61-149972, a latent image is formed and developed on a photosensitive drum in accordance with the number of separated colors of an original image, and is transferred onto a transfer material each time development is performed. This is a method of obtaining a multi-color copy. In this method, it is difficult to accurately superimpose multi-color images, and a high-quality color copy cannot be obtained.
また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像
形成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ド
ラム上で色粉体を重ねたのち転写してカラー画像を得る
方法がある。この多色画像形成の基本プロセスは本出願
人による特開昭60−75850号、同60−76766号、同60−95
456号、同60−95458号、同60−158475号公報等によって
開示されている。Further, there is a method in which a latent image is formed on the photosensitive drum in accordance with the number of separated colors of the original image and development with a color toner is repeated, and a color image is obtained by superimposing and transferring color powder on the photosensitive drum. The basic process of this multicolor image formation is described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-75850, 60-76766 and 60-95 by the present applicant.
Nos. 456, 60-95458 and 60-158475.
このような重ね合せによってカラー画像を得るように
した多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁
に色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配
置してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、
感光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るよう
にしている。In a multi-color image forming apparatus that obtains a color image by such superposition, a plurality of developing devices that store color toners of different colors are arranged on the periphery of the photosensitive drum. Rotates the photoconductor drum several times,
The color image is obtained by developing the latent image on the photosensitive drum.
更に、本出願人は上記本出願人によるカラー画像形成
装置の感光体ドラム廻りの構造を簡略化し、装置のコン
パクト化を計るとともに機能の向上を目的として、実願
昭61−89917号提案の如く感光体ドラムに対して接離可
能な枠体を装置本体に設け離間状態にある場合、枠体に
設けた引出し板を装置本体手前に引出し、板上に設置す
る現像器を取り出してその清掃・トナー補給等を行うべ
く複数現像器の作業性を向上すべき提案を行った。Further, the present applicant has simplified the structure around the photoreceptor drum of the color image forming apparatus of the present applicant, and has attempted to reduce the size of the apparatus and improve the functions, as proposed in Japanese Utility Model Application No. 61-89917. When a frame body that can be separated from the photosensitive drum is provided in the apparatus main body, the drawer plate provided on the frame body is pulled out toward the apparatus main body, the developing device installed on the plate is taken out, and the cleaning unit is removed. A proposal was made to improve the workability of a plurality of developing units in order to supply toner and the like.
一方、一般の複写機については特公昭58−54392号公
報に開示されているように、感光体ドラム・現像器・ク
リーナを一体的に支持部材に取付け、各ユニットの交換
や補修等を容易にする提案がなされている。またモノカ
ラー対応として之等を一体品として使い捨ての構成とし
て交換を容易とするものが、特開昭57−154255号公報に
開示されており、又カラー使い捨てカートリッジとして
は一体的に使い捨ての複数現像器を内蔵するカラーカー
トリッジを交換可能としたものが、特開昭58−72159号
公報にて開示されている。On the other hand, as for a general copying machine, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-54392, a photosensitive drum, a developing device, and a cleaner are integrally mounted on a support member to easily replace or repair each unit. Proposals have been made. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-154255 discloses a disposable monolithic printer that can be easily replaced by disposable components. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 58-72159 discloses a color cartridge having a built-in color cartridge which can be replaced.
然しこれらは、マルチカラー、フルカラー等の複数現
像器を備える前記多色画像形成装置のコンパクトでメン
テナンス作業性に富んだ機能を有する迄の目的を達する
迄には至っていなかった。However, these have not yet reached the goal of having a multi-color image forming apparatus having a plurality of developing units of multi-color, full-color, etc., having a function that is compact and has good maintenance workability.
感光体ドラムの周縁部に複数の現像器を配設し作動す
るようにすると、装置内でのトナー飛散等も一般の複写
機と較べて増加し、サービス・メンテナンス等の保守業
務も頻繁に行う必要が生じる。When a plurality of developing devices are arranged and operated around the periphery of the photosensitive drum, toner scattering in the apparatus is increased as compared with a general copying machine, and maintenance work such as service and maintenance is frequently performed. Need arises.
之に対して前記のような像担持体上にトナー像を重ね
てカラー画像を得るようにした多色画像形成装置にあっ
ては、装置が複雑かつ大型となっていて、特に複数個の
現像器は感光体ドラム表面に対して夫々に精度高い間隙
寸法を保持する必要がある。On the other hand, in a multicolor image forming apparatus in which a color image is obtained by superposing a toner image on an image carrier as described above, the apparatus is complicated and large, and in particular, a plurality of developing devices are required. It is necessary for the devices to maintain a precise gap size with respect to the photosensitive drum surface.
これら問題に対処すべく感光体ドラムの複数カラー現
像器更には、クリーニング等のプロセス手段等を一体と
したカラープロセスカートリッジが考えられるが、特に
前記種々多色画像形成装置等において、複数カラー現像
器を内蔵する使い捨てカラープロセスカートリッジを利
用せんとすると、個々現像器それぞれのカラートナーの
消費量が、コピー原稿の種類特にユーザーの違いにより
かなりのアンバランスを生じ、特に黒トナーとカラート
ナーとの消費量の違いが著しい。然して複数カラー現像
器を内蔵するカラーカートリッジを一体的に使い捨てと
することには難があった。又像担持体と複数現像器との
設置においては次に掲げられる如き種々の問題点があ
る。To cope with these problems, a color process cartridge in which a plurality of color developing units of the photosensitive drum and further a process means such as cleaning are integrated can be considered. In particular, in the various multicolor image forming apparatuses and the like, a plurality of color developing units are used. If a disposable color process cartridge with a built-in color cartridge is not used, the amount of color toner consumed by each individual developing unit will be significantly unbalanced depending on the type of copy original, especially by the user, and the consumption of black toner and color toner in particular The difference in the amount is remarkable. However, it has been difficult to integrally dispose a color cartridge containing a plurality of color developing units. There are various problems in the installation of the image carrier and the plurality of developing devices as described below.
問題点として次のようなことが挙げられる。 The problems are as follows.
（１）前述した一般カラー画像、重ね合せカラー画像等
の多色画像形成装置において、個々の現像器の配置・形
状等が装置構造上より種々の形態にて構成されており、
感光体の交換、現像器の交換時あるいは現像剤の交換時
に現像器を引き出す際、感光体に傷をつける等の問題が
あった。またある色のトナーで現像した感光体上のトナ
ー像を別の色のトナーを有する現像器でひっかいてトナ
ー像を乱しあるいは混色したりする問題を解決するため
接離機構を個々現像器に設ける必要があったり、或はバ
イアス切替等の機構的、時間的な問題があったりする。
構造が複雑で操作性、メンテ性等において著しく繁雑で
あり、且つ部品点数も多く信頼性が劣る傾向にある。(1) In the above-described multi-color image forming apparatus such as a general color image and a superimposed color image, the arrangement and shape of individual developing units are configured in various forms from the apparatus structure.
When the developing device is pulled out when replacing the photosensitive member, replacing the developing device, or replacing the developer, there is a problem that the photosensitive member is damaged. Also, in order to solve the problem that the toner image developed on the photoreceptor developed with a certain color toner is scratched by a developing device having another color toner and the toner image is disturbed or mixed, a contact / separation mechanism is provided for each developing device. It may need to be provided, or there may be mechanical and time problems such as bias switching.
It has a complicated structure, is extremely complicated in operability, maintainability, and the like, and has a large number of parts and tends to be inferior in reliability.
（２）他方回転現像器として知られている現像色毎に回
転体の所定位置に配置された現像器を所定角度ずつ回転
させながら同一個所にて行う方法もあるが、これらの方
法は位置精度を回動動作中に出すことは困難である。特
に非接触現像では像担持体と現像剤担持体との間隙（Ds
d）の位置出し等の機構が複雑となり、精度が出しにく
い、或は回転に要する時間的制約により、高速化が困難
である等種々の問題を持っている。(2) On the other hand, there is a method known as a rotary developing device, in which a developing device arranged at a predetermined position of a rotating body for each developing color is rotated by a predetermined angle at a same position, and these methods are used. Is difficult to output during the turning operation. In particular, in non-contact development, the gap between the image carrier and the developer carrier (Ds
There are various problems, for example, d) the mechanism for positioning is complicated and it is difficult to obtain accuracy, or it is difficult to increase the speed due to the time constraint required for rotation.
（３）更に感光体ドラムの大きさと相まって、機内外温
度変化によるドラム径の変動により生ずるDsdの変動或
は機械・回転物等による内部振動や外部振動衝撃等の影
響によって生ずるDsdの変動による現像特性変化が画質
の劣化要因となる。実際上、Dsdの変動は±0.02〜0.03m
m程度の精度が必要であるのに対しドラム中心軸の回転
偏芯は通常±0.005〜0.01mm程度有し、装置本体に組込
んだ状態でのドラム表面と現像器との間隙は±0.1〜0.3
mm程度の変動を有する。また装置使用時の温度（５〜35
℃）での機内温度の変動により、現状のアルミニウム素
材を基体とするドラムでは±0.01〜0.02mm程度の伸縮を
生ずる。これは更に個々現像器と帯電及び露光部との位
置関係の相違により生ずる現像時の電位変動と相俟って
混色・カラーバランス等画質に悪影響を及ぼす。(3) Further, in conjunction with the size of the photosensitive drum, development due to fluctuations in Dsd caused by fluctuations in the drum diameter due to changes in the temperature inside and outside the machine, or fluctuations in Dsd caused by the effects of internal vibrations and external vibrations due to machines and rotating objects. The characteristic change causes the image quality to deteriorate. In practice, the variation of Dsd is ± 0.02 ~ 0.03m
While the accuracy of about m is required, the rotational eccentricity of the drum center axis usually has about ± 0.005 to 0.01 mm, and the gap between the drum surface and the developing unit when it is incorporated in the apparatus body is ± 0.1 to 0.3
It has a fluctuation of about mm. In addition, the temperature when using the device (5-35
(° C.), the drum based on the current aluminum material expands and contracts by about ± 0.01 to 0.02 mm due to the fluctuation of the in-machine temperature at (° C.). This also adversely affects image quality such as color mixing and color balance, in combination with potential fluctuations during development caused by differences in the positional relationship between the individual developing units and the charging and exposure units.
特に本願の解決しようとする主目的な問題点としては （４）先に本出願人が特願昭61−181792号、実願昭61−
89048号、同61−89917号等にて現像ガレージとして複数
現像器を一体的な架台に収める箱体を設け個々現像器の
離脱の際、一旦複数現像器を抱活する現像ガレージを感
光体ドラムより離間させた後個々の現像器を引き出す事
を考案・提示したが、この考案の難点として個々現像器
の個別挿脱の際、トナーこぼれ、或は周辺にこぼれてい
たトナーが機内に落下し混色をきたす等の問題を生ずる
ことがあった。In particular, the main problems to be solved by the present application are as follows: (4) The present applicant has previously filed Japanese Patent Application Nos. 61-181792 and 61-181792.
No. 89048, No. 61-89917, etc., as a developing garage, a box body for accommodating a plurality of developing units in an integrated frame is provided. Although it was devised and proposed that the individual developing devices be pulled out after being further separated, the drawback of this device is that when individual developing devices are individually inserted and removed, toner spills or toner that has spilled around may fall into the machine. Problems such as color mixing may occur.
本発明はかかる問題を解決することを目的とする。 The present invention aims to solve such a problem.
装置本体に像担持体と、該像担持体に電荷を付与する
帯電手段と、該帯電された像担持体上に多色画像情報に
応じて像露光を行う露光手段と、該露光手段により前記
像担持体上に形成された静電潜像を現像する複数の現像
手段と、転写後前記像担持体上に残留するトナーを清掃
する清掃手段と、前記複数の各現像手段へのトナーを補
給する複数の補給手段を有する多色画像形成装置におい
て、少なくとも前記像担持体と前記複数の現像手段とを
収納する装置本体より前記像担持体の回転軸方向に挿脱
可能なカラープロセスカートリッジと、前記複数の現像
手段の各現像手段を各々個別に前記カラープロセスカー
トリッジに対して該カラープロセスカートリッジの挿脱
方向と垂直な方向に挿脱し得るためのガイド手段及び結
合手段と、前記各現像手段を該各現像手段に対応した前
記プロセスカートリッジの所定位置に収納するためのフ
ールプルーフ機構とを有し、前記カラープロセスカート
リッジを前記装置本体から引出した後、前記複数の現像
手段を該カラープロセスカートリッジに対し挿脱可能と
することを特徴とする多色画像形成装置により達成され
る。An image carrier on the apparatus main body, a charging unit for applying a charge to the image carrier, an exposure unit for performing image exposure on the charged image carrier in accordance with multicolor image information, and A plurality of developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier; a cleaning means for cleaning toner remaining on the image carrier after transfer; and a supply of toner to each of the plurality of developing means A multi-color image forming apparatus having a plurality of replenishing means, a color process cartridge which can be inserted into and removed from a device main body containing at least the image carrier and the plurality of developing means in a rotation axis direction of the image carrier; Guide means and coupling means for enabling each developing means of the plurality of developing means to be individually inserted into and removed from the color process cartridge in a direction perpendicular to the direction of insertion and removal of the color process cartridge; And a fool-proof mechanism for accommodating the developing means at a predetermined position of the process cartridge corresponding to each of the developing means. This is achieved by a multicolor image forming apparatus characterized in that it can be inserted into and removed from a cartridge.
本発明は上記問題点を解決すべく （１）カラープロセスカートリッジに対し個々カラー現
像器を挿脱可能な構成とする。According to the present invention, in order to solve the above problems, (1) an individual color developing device can be inserted into and removed from a color process cartridge.
（２）更に個々現像器の挿脱を容易に交換可能な構成と
する。(2) Further, the configuration is such that the individual developing devices can be easily inserted and removed.
（３）好ましくは一成分系を用いたあるいは二成分系を
用いたすべての現像器を使い捨てとする。(3) Preferably, all the developing devices using a one-component system or using a two-component system are disposable.
（４）或は黒トナー現像器を除くカラー現像器を１成分
系としカラー現像器を使い捨てとする。(4) Alternatively, the color developing device excluding the black toner developing device is a one-component system, and the color developing device is disposable.
（５）すべて２成分系現像剤より現像器を構成する場合
はキャリア寿命の関係よりすべての現像器を挿脱可能で
トナー補給を行い得るものとする。(5) When the developing devices are composed of all two-component developers, it is assumed that all the developing devices can be inserted and removed and toner can be supplied from the relationship of the carrier life.
（６）更に使い捨てによる交換・トナー補給・清掃等を
含むメンテ交換において、挿脱の際の感光体ドラムと個
々カラー現像器との正確で且つ確実な位置設定を行う。
（かかる事柄は、特に非接触現像法を用いてトナー像を
重ねるようにした多色画像形成装置においてはトナー粉
体画像の上に更にトナーによる現像を重ねて行うため安
定して良好な画像を得るための重要な構成要件となる。(6) Further, in maintenance replacement including disposable replacement, toner replenishment, cleaning, and the like, accurate and reliable position setting between the photosensitive drum and the individual color developing device at the time of insertion / removal is performed.
(In particular, in a multicolor image forming apparatus in which a toner image is superimposed using a non-contact developing method, a toner image is further superimposed on a toner powder image so that a good image can be stably formed. It is an important component requirement to obtain.
（７）具体的にはカラープロセスキットへの現像器挿脱
の為のガイド手段と、感光体に当接（対峙）する際の該
感光体ドラムとの間隙保持手段と、各現像器を押圧し更
に正確な対峙させて保持するロック手段とを設ける。(7) Specifically, guide means for inserting / removing the developing device from / to the color process kit, means for maintaining a gap between the photosensitive drum when contacting (facing) the photosensitive member, and pressing each developing device And a locking means for holding the mirrors so as to face each other more accurately.
（８）個々現像器のほぼ両端にて現像器を安定にガイド
支持するガイド部例えば（ガイドレール）とカラープロ
セスカートリッジ本体枠体に設けられた感光体ドラム軸
に垂直な面に存在し平行する２以上のガイド例えばガイ
ド溝と之と係合する部材（相互が入れ替えても可）によ
り個々現像器が挿入、保持される。等によって問題解決
が計られる。(8) At substantially both ends of the individual developing device, a guide portion for stably supporting the developing device, for example, a (guide rail) and a surface perpendicular to the photosensitive drum axis provided on the frame body of the color process cartridge main body are present and parallel to each other. Individual developing units are inserted and held by two or more guides, for example, guide grooves and members engaging with the guide grooves (they can be interchanged). The problem is solved by the above.
更に本発明に於ては、複数個の現像器を画像性に影響
を及ぼさず良好な画質を得ることの出来るコンパクトで
薄型な補給ホッパー部を別体とした現像器により構成
し、現像器ハウジングの主要部を少くとも２個以上の現
像器に対して共通に利用可能な構造とすることにより、
更に具体的には、コンパクトで薄型の各現像器を感光体
ドラム軸に対し水平に（平行に）積層して配置し好まし
くは積層した複数個の現像器の高さをドラム外径（直
径）以内に納めることと、更には像担持体と複数現像器
とを装置本体に引出し可能なカートリッジに一体的に装
着する。即ち （９）個々現像器の繁雑な配置がなくなり、水平に積層
して配置したこと及び少くとも２つ以上の現像器を共通
して利用するため、操作、メンテ性が複数の取扱いに於
ても著しく簡便なものとなる。更に積層で水平に配置せ
る現像器をメンテの際各々が平行に引出す事が可能なこ
とにより機構的にも操作上も一層簡易なものとなる。こ
れは支持部材に一体的に取付けた構造とすることにより
装置本体前面に一体的にカートリッジを引出し複数現像
器を各々水平に（ドラム引き出し方向とは垂直な方向
に）平行して引出し操作がシンプルとなり、ドラム引出
し、現像ユニット引出し共に簡便となることにより有効
なものとなる。更に機構構造上の複雑さ、メンテ・操作
性の容易化を生ずるばかりでなく、当然、これら複数の
構造物（現像器）の共通化・コンパクト化等の合理化に
よる部品の簡素化・類似・共通化によるコスト低減を計
り、更には部品点数の減少へもつながり当然信頼性の向
上も計られる。Further, in the present invention, a plurality of developing devices are constituted by a developing device having a compact and thin replenishing hopper portion capable of obtaining good image quality without affecting image quality, and a developing device housing. By making the main part of the structure commonly usable for at least two or more developing units,
More specifically, the compact and thin developing units are stacked horizontally (parallel) with respect to the photosensitive drum axis, and preferably, the height of the stacked plurality of developing units is set to the drum outer diameter (diameter). And the image carrier and the plurality of developing units are integrally mounted on a cartridge which can be pulled out to the apparatus main body. That is, (9) the complicated arrangement of the individual developing units is eliminated, and since the units are horizontally stacked and at least two or more developing units are used in common, the operation and the maintenance are required in a plurality of handlings. Also becomes extremely simple. Further, since the developing devices arranged horizontally in a stacked state can be pulled out in parallel during maintenance, the structure and operation are further simplified. This is a structure that is integrally attached to the support member, so that the cartridge can be integrally pulled out to the front of the apparatus main body, and multiple developing units can be pulled out horizontally and in parallel (in the direction perpendicular to the direction in which the drum is pulled out). Thus, both the drawer of the drum and the drawer of the developing unit are simplified, which is effective. Furthermore, not only is the complexity of the mechanism structure, maintenance and operability easy, but also, of course, the simplification, similarity, and commonality of parts through rationalization such as commonization and compactness of these multiple structures (developers). This leads to cost reductions and further reductions in the number of parts, which naturally leads to higher reliability.
（10）上記の構成とすることにより感光体ドラムの回転
方向に対し、隣接する現像器間の間隔がほぼ均等で、小
さく成し得、帯電や露光の動作位置から各現像器までの
距離も短く出来得るため、各現像器の位置ズレによる電
位減衰量の差の影響を抑えることができる。又、支持部
材への一体化構造を装置本体に懸架することにより、振
動・衝撃による影響を減じ、特に多回転重ね合せ画像作
成時の非接触現像でのDsd,印加バイアスの変動等による
混色・カラーバランスの劣化の防止を含めて、画質の向
上を計ったものである。(10) With the above configuration, the distance between the adjacent developing units can be made substantially uniform and small with respect to the rotation direction of the photosensitive drum, and the distance from the charging or exposure operation position to each developing unit can be reduced. Since it can be shortened, it is possible to suppress the influence of the difference in the amount of potential attenuation due to the displacement of each developing device. In addition, by suspending the integrated structure of the support member on the main body of the device, the effects of vibration and shock are reduced, and in particular, color mixing and color fluctuation due to fluctuations in Dsd and applied bias in non-contact development when creating multi-rotation superimposed images. This is to improve the image quality, including preventing the color balance from deteriorating.
更に本発明の主目的とする問題点に対する解決手段と
して、 （11）前記水平に積層して配置した複数現像器を一体的
に保持する現像ガレージを設け、更にこの現像ガレージ
をユニットとして本体より移動して取外し可能な構成と
し、取外し後のユニットに於て、個々現像器の挿脱を行
う事により、挿脱の際に生じるトナーこぼれによる混色
・機内飛散を防止すると共に、ガレージユニットにての
挿脱により現像器・現像剤等の機材の交換・清掃・点検
等を行うことが可能となり操作性・メンテ性の向上が著
しく向上されるものとなった。Further, as a means for solving the main problem of the present invention, (11) a developing garage is provided which integrally holds the plurality of developing units which are horizontally stacked and arranged, and the developing garage is moved from the main body as a unit. By removing and inserting individual developing units in the unit after removal, it is possible to prevent color mixing and scattering inside the machine due to toner spillage that occurs at the time of insertion and removal, and to remove it in the garage unit. The insertion / removal makes it possible to replace, clean, check, etc., the equipment such as the developing device and the developer, and the operability and maintainability are significantly improved.
更に実施例にて示す如く、像担持体と現像ガレージと
を本体より引出し可能な架台に一体的に装着することに
より、本体手前への架台の引出し及び感光体ドラム軸水
平方向へのシンプルな動作にて、ガレージユニットの挿
着が可能となり、従来の複数現像器の個々の挿着法に比
し遥かに簡便で操作性の優れたものとなった。Further, as shown in the embodiment, the image carrier and the developing garage are integrally mounted on a frame that can be pulled out from the main body, so that the frame can be pulled out to the front of the main body and simple operation in the horizontal direction of the photosensitive drum axis. Thus, the garage unit can be inserted, which is much simpler and superior in operability as compared with the conventional method of inserting a plurality of developing units individually.
本発明の一実施例として本出願人により特開昭60−75
850号公報等によって開示されたトナー重ね現像方式に
よる多色画像形成法を用いた多色画像形成装置について
説明する。As one embodiment of the present invention, Japanese Patent Application Laid-open No.
A multi-color image forming apparatus using a multi-color image forming method based on a toner superposition developing method disclosed in Japanese Patent Publication No. 850 and the like will be described.
第１図は多色画像形成装置の主要構成を示したもので
Ａは画像読取り系、Ｂはレーザ書込み系の各ユニット、
またＣは画像形成部、Ｄは給紙部であり、次のプロセス
によりカラー画像が形成されるようになっている。FIG. 1 shows a main configuration of a multicolor image forming apparatus, wherein A is an image reading system, B is each unit of a laser writing system,
C is an image forming unit, and D is a paper feeding unit, and a color image is formed by the following process.
前記読取り系Ａにおいて11は原稿台で、該原稿台11に
収められた原稿は水平方向にスライドするキャリッジ12
に取付られたハロゲンランプ13によって照明される。可
動ミラーユニット15にはミラー16および17が取付られて
いて、同じく水平方向にスライドして、前記キャリッジ
12に取付られているミラー14との組合せで原稿の光像を
レンズ読取り部20へと導出する。In the reading system A, reference numeral 11 denotes a document table, and a document stored on the document table 11 is a carriage 12 which slides in a horizontal direction.
Illuminated by a halogen lamp 13 attached to the Mirrors 16 and 17 are mounted on the movable mirror unit 15, and are also slid horizontally to move the carriage.
The light image of the document is led out to the lens reading unit 20 in combination with the mirror 14 attached to the mirror 12.
前記キャリッジ12と前記可動ミラーユニット15はステ
ッピングモータに接続するワイヤ（何れも図示せず）を
介して駆動され、それぞれＶおよび1/2Vの速度にて同方
向スライドされるものである。The carriage 12 and the movable mirror unit 15 are driven via wires (both not shown) connected to a stepping motor, and are slid in the same direction at V and 1/2 V, respectively.
前記レンズ読取り部20はレンズ21、カラーCCD22から
構成される。The lens reading section 20 includes a lens 21 and a color CCD 22.
前記ミラー14,16および17により伝達された原稿の光
像は前記レンズ21により集束され、カラーCCD22の受光
面にそれぞれ結像される。The light images of the original transmitted by the mirrors 14, 16 and 17 are converged by the lens 21 and formed on the light receiving surfaces of the color CCD 22, respectively.
前記カラーCCD22から出力されたB,G,Rの画像信号は、
信号処理部において色補正処理される。信号処理部にお
いて、Y,M,Cトナーの色に応じ色補正された色信号が出
力され、露光手段である前記レーザ書込み系ユニットＢ
に入力される。B, G, R image signal output from the color CCD 22,
Color correction processing is performed in the signal processing unit. In the signal processing unit, a color signal corrected in color according to the colors of the Y, M, and C toners is output.
Is input to
レーザ書込み系ユニットＢにおいては半導体レーザ
（図示せず）で発生されたレーザビームは駆動モータ31
により回転されるポリゴンミラー32により回転走査さ
れ、ｆθレンズ33を経てミラー34により光路を曲げられ
て、予め帯電手段たる帯電器35によって電荷を印加され
た像担持体30の周面上を走査する。In the laser writing unit B, a laser beam generated by a semiconductor laser (not shown)
The scanning is performed on the peripheral surface of the image carrier 30, which is rotationally scanned by the polygon mirror 32 rotated by, and whose optical path is bent by the mirror 34 via the fθ lens 33, and to which the electric charge is applied in advance by the charger 35 as the charging means. .
一方では走査が開始されるとビームがインデックスセ
ンサによって検知され、第１の色信号によるビームの変
調が開始され、変調されたビームが前記像担持体30の周
面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査と像
担持体30の回転による副走査により像担持体30の周面上
に第１の色に対応する潜像が形成されて行く。この潜像
は現像手段の内例えばイエロー（Ｙ）トナー（顕像媒
体）の装填された現像器36により現像されて、ドラム表
面にトナー像が形成される。得られたトナー像はドラム
面に保持されたまま像担持体30の周面より引き離されて
いる清掃手段たるクリーニング装置39の下を通過し、つ
ぎのコピーサイクルに入る。On the other hand, when scanning is started, the beam is detected by the index sensor, modulation of the beam by the first color signal is started, and the modulated beam scans the peripheral surface of the image carrier 30. Therefore, a latent image corresponding to the first color is formed on the peripheral surface of the image carrier 30 by the main scanning by the laser beam and the sub-scanning by the rotation of the image carrier 30. This latent image is developed by a developing device 36 loaded with, for example, yellow (Y) toner (visual image medium) in the developing means, and a toner image is formed on the drum surface. The obtained toner image passes under the cleaning device 39 as cleaning means separated from the peripheral surface of the image carrier 30 while being held on the drum surface, and enters the next copy cycle.
すなわち、前記像担持体30は前記帯電器35により再び
帯電され、次いで信号処理部から出力された第２の色信
号が前記書込み系ユニットＢに入力され、前述した第１
の色信号の場合と同様にしてドラム表面への書込みが行
なわれ潜像が形成される。潜像は第２の色として例えば
マゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現像器37によって現
像される。That is, the image carrier 30 is charged again by the charger 35, and then the second color signal output from the signal processing unit is input to the writing unit B, and the first
The writing is performed on the drum surface in the same manner as in the case of the color signal, and a latent image is formed. The latent image is developed as a second color by a developing device 37 loaded with, for example, magenta (M) toner.
このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形成されてい
る前述のイエロー色のトナー像の存在下に形成される。The magenta (M) toner image is formed in the presence of the yellow toner image already formed.
38はシアン（Ｃ）色トナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される画像信号に基づいてドラム表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。これら各現像器36,37,
38のスリーブには交流および直流のバイアスが印加さ
れ、顕像手段である２成分現像剤によるジャンピング現
像が行なわれ、接地された像担持体30には非接触で現像
が行われるようになっている。Reference numeral 38 denotes a developing device having cyan (C) toner, which forms a cyan (C) toner image on the drum surface based on an image signal generated by a signal processing unit. These developing units 36, 37,
AC and DC biases are applied to the sleeve 38, jumping development is performed by a two-component developer as a visualization means, and development is performed without contact with the grounded image carrier 30. I have.
かくして像担持体30の周面上に形成されたカラー画像
は転写手段として設けられた転写極40において、前記給
紙部Ｄより給紙ベルト41、給送ローラ42により送られて
きた記録媒体たる記録紙に転写される。トナー像を転写
された記録紙は分離極43によりドラム表面から分離され
て、搬送ベルト44を介して定着装置に45に搬入され画像
の定着を行う。The color image thus formed on the peripheral surface of the image carrier 30 is a recording medium sent from the paper supply unit D by the paper supply belt 41 and the supply roller 42 at the transfer pole 40 provided as a transfer unit. Transferred to recording paper. The recording paper onto which the toner image has been transferred is separated from the drum surface by the separation pole 43, and is conveyed to the fixing device 45 via the transport belt 44 to fix the image.
一方、記録紙をドラム周面より分離した像担持体30に
は、前記クリーニング装置39のブレード39Aが接触して
残留したトナーの除去を行い、その終了をまって再びド
ラム周面より引き離され、新たなカラー画像形成のプロ
セスに入る。On the other hand, the image carrier 30 from which the recording paper has been separated from the drum peripheral surface is contacted with the blade 39A of the cleaning device 39 to remove the remaining toner, and after the end, is separated from the drum peripheral surface again, The process for forming a new color image is started.
次に前述した各主要構成部分のレイアウトについて説
明すると第１図に示す如く、前記画像読取り系Ａは独立
した専用の匡体１に収容され後述する本体２の上部に載
置して取付られている。Next, the layout of each of the above-mentioned main components will be described. As shown in FIG. 1, the image reading system A is housed in an independent exclusive housing 1 and mounted and mounted on an upper portion of a main body 2 which will be described later. I have.
前記本体２には、前記書込み系Ｂ、画像形成部Ｃ、給
紙部Ｄ等からなる画像記録系が組込まれ匡体１に接続す
る可撓性のケーブル群を介して、前記画像読取り系Ａか
らの色信号を受けるようになっている。The main body 2 incorporates an image recording system including the writing system B, the image forming unit C, the paper feeding unit D, and the like, and the image reading system A is connected to a flexible cable group connected to the housing 1. Color signal from the camera.
前記本体部２においては、略中央に像担持体30が位置
しその右周面に面して前記各現像器36,37,38がそれぞれ
水平状態で配置され、一方左周面には前記帯電器35と前
記クリーニング装置39が配置されている。In the main body 2, the image carrier 30 is located substantially at the center, and the developing units 36, 37, and 38 are respectively arranged in a horizontal state facing the right peripheral surface thereof, while the charging unit is disposed on the left peripheral surface. The container 35 and the cleaning device 39 are arranged.
前記像担持体30、各現像器36,37,38それにクリーニン
グ装置39は何れも本体２に固定した前後一対の基板に直
接取付けられることなく、本体２に対し挿脱可能に組込
まれたカートリッジ３に軸受支持あるいは着脱可能に取
付けられている。The image carrier 30, the developing units 36, 37, 38 and the cleaning device 39 are not directly attached to the pair of front and rear substrates fixed to the main body 2, but are inserted into and removed from the main body 2. The bearing is supported or removably mounted on the vehicle.
前記カートリッジ３は、その骨格構成はステー等を介
して互に固定して一体とされた相似形の３枚のパネルか
ら構成されていて本体２に対しそれぞれ左右一対のガイ
ド部材４により容易に取出し、取付出来るようになって
いる。The cartridge 3 is composed of three similar-shaped panels integrally fixed to each other via a stay or the like via a stay or the like, and is easily removed from the main body 2 by a pair of left and right guide members 4 respectively. , Can be attached.
すなわち、前記カートリッジ３の左右側縁にはレール
4A、一方該レール4Aに対応する本体２の位置にはガイド
レール4Bがそれぞれ固定されていてレール4Aはガイドレ
ール4Bに係合することによりスライド及び装脱可能な対
偶を形成している。That is, rails are provided on the left and right side edges of the cartridge 3.
On the other hand, guide rails 4B are fixed at positions of the main body 2 corresponding to the rails 4A, respectively, and the rails 4A form a pair that can slide and be dismounted by engaging with the guide rails 4B.
また前記パネルの背面の上方側縁近くにはそれぞれ左
右一対の基準ピンＰが取付られていて、本体２が固定す
る前後の基板により派生した吊下げ部Ｑに対し該吊下げ
部Ｑの備える穴に係合することによって懸架され、その
状態にてカートリッジ３に取付られた前記像担持体30、
各現像器36,37,38それにクリーニング装置39の本体２に
対する関係位置の設定がなされるようになっている。A pair of left and right reference pins P are mounted near the upper side edge of the rear surface of the panel, respectively, and holes provided in the hanging portions Q with respect to the hanging portions Q derived from substrates before and after the main body 2 is fixed. And the image carrier 30 attached to the cartridge 3 in this state.
The relative positions of the developing devices 36, 37, 38 and the cleaning device 39 with respect to the main body 2 are set.
従って前記カートリッジ３はパネル前面の把手５を引
くと前記レール4Bを抜け出して本体２の前方に引き出さ
れ、また、前記把手５を押込むことにより前記基準ピン
Ｐが前記吊下り部Ｑの穴に係合して前記カートリッジ３
が再び懸架状態となって本体２内に格納される。Therefore, when the handle 5 on the front of the panel is pulled, the cartridge 3 comes out of the rail 4B and is pulled out to the front of the main body 2, and when the handle 5 is pushed in, the reference pin P is inserted into the hole of the hanging part Q. Engage the cartridge 3
Are suspended again and stored in the main body 2.
このように前記カートリッジ３を本体２の基板に対し
て懸架状態にて保持させる構造とすることにより、本体
２に取付られるモータ等から前記像担持体30、各現像器
あるいはクリーニング装置に伝達される振動やショック
が大幅に緩和、吸収されて、かりに若干伝達されるとし
ても各機材が一様な振動、ショックを受けることになる
ので例えば複数現像器と感光体ドラムとは相対的に一様
な状態にて保持されているので画像形成上大きな支障を
来すことがない。As described above, the cartridge 3 is held in a suspended state with respect to the substrate of the main body 2 so that the cartridge 3 is transmitted from the motor or the like attached to the main body 2 to the image carrier 30, each developing device or the cleaning device. Even if vibrations and shocks are greatly reduced and absorbed, and transmitted slightly to the scale, each device receives uniform vibrations and shocks. Since it is held in a state, there is no major trouble in image formation.
特にカートリッジ３に像担持体30とクリーニング装置
39を一体的に保持することにより重ね合せ現像画像形成
のクリーニング装置に行なわれねばならぬブレード39
A、クリーニングブレード残トナー処理のための第２ク
リーニングローラ39B等の接離時、又は圧接時の微妙な
圧着の仕方、圧接状態、加重条件等への振動・衝撃等の
悪影響が大幅に緩和・吸収される。Particularly, the cartridge 3 has an image carrier 30 and a cleaning device.
The blade 39 which must be carried out in the cleaning device for superimposed development image formation by holding the unit 39 integrally
A, Substantially alleviates the adverse effects of vibration and impact on the delicate way of pressing, pressing, and loading conditions when the second cleaning roller 39B, etc., comes into contact with or separates from, or presses against the cleaning blade residual toner. Absorbed.
前記像担持体30は前述したような重ね合せ式による画
像形成プロセスをとる場合、最大記録体であるB4判ある
いはA3判の１頁分に若干の余裕を加えた長さの周面長が
必要であってその外径寸法を最低でも130φmmないし150
φmm程度の大きさを要し、転写紙サイズA4判相当では80
〜110φmmの感光体ドラムの大きさを必要とする。本実
施例では110φmmの感光体ドラムを用いた。When the image carrier 30 adopts the superimposed image forming process as described above, it is necessary to have a peripheral surface length of a page of B4 size or A3 size, which is the maximum recording material, with a margin added to one page. The outer diameter of which is at least 130 mm
Approximately φmm in size, 80 for A4 size transfer paper
A size of the photosensitive drum of about 110 mm is required. In this embodiment, a photosensitive drum having a diameter of 110 mm was used.
一方各現像器36,37,38に関しては詳細を後述する如
く、画像性能を低下させる事なく現像スリーブの外径寸
法を20φmmに迄小さくして各現像器の厚み（高さ）を30
mm程度以下に充分に押えることが出来るようになった結
果、カラー対応として３ないし４個の複数の現像器すな
わち本実施例では現像器36,37,38を前記像担持体30の外
径寸法の範囲に相当するスペース内に更に水平状態にて
集積して配置することが出来るようになっている。On the other hand, as for the developing units 36, 37, and 38, as will be described in detail later, the outer diameter of the developing sleeve is reduced to 20 mm without deteriorating the image performance, and the thickness (height) of each developing unit is reduced to 30 mm.
mm or less, so that three or four developing units, that is, developing units 36, 37, and 38 in the present embodiment, are provided with the outer diameter of the image carrier 30 for color. Can be further integrated and arranged in a horizontal state in a space corresponding to the range.
従って前記カートリッジ３は、本体２に直接取付け固
定される部材特に上部のレーザ書込み系Ｂ、下部の転写
極40、分離極43を始めとする搬送系の各部材のレイアウ
トに影響を与えることのないようその上下の高さを像担
持体30を覆うに足る最小寸法に限定したとしても、前記
クリーニング装置39は云う迄もなく複数個の各現像器3
6,37,38のすべてを装着、収容することが充分に可能に
なっていてそれによって記録紙の搬送路をほぼ直線状に
構成することが出来てジャム防止にも効果がありまたジ
ャムを発生したとしてもその処理が容易となっている。Therefore, the cartridge 3 does not affect the layout of the members directly attached to and fixed to the main body 2, particularly, the members of the transport system including the upper laser writing system B, the lower transfer pole 40, and the separation pole 43. Even if the height above and below is limited to the minimum size sufficient to cover the image carrier 30, the cleaning device 39 is, needless to say, a plurality of developing devices 3
It is possible to mount and store all of 6, 37, 38 fully, so that the recording paper transport path can be configured almost linearly, which is also effective for jam prevention and jam Even so, the processing is easy.
前記各現像器36,37,38には次のような構成のものが使
用される。Each of the developing units 36, 37, and 38 has the following configuration.
本実施例での現像器36,37,38は何れも同一構造の現像
装置が用いられるので、第２図に示す現像器37の断面図
によって本発明に用いられる現像装置の説明を行う。Since the developing devices 36, 37, and 38 in this embodiment use the same developing device, the developing device used in the present invention will be described with reference to the sectional view of the developing device 37 shown in FIG.
図において、30は像担持体、3702はハウジング、3703
は現像スリーブ、3704はマグネットローラ、3705は現像
剤の量を規制する剛性かつ磁性を有する棒状体（円柱
棒）、3715は円柱棒3705を保持するホルダー、3706は円
柱棒3705と現像スリーブ3703との押圧から、現像剤を搬
送可能にするためのバネ材であり、円柱棒3705は現像ス
リーブ3703に対し現像剤が介在しない状態で一定荷重で
押圧される。3707および3708は第１および第２攪拌部
材、3709は供給ローラ、3710はスクレーパ、3711は攪拌
仕切板である。また3721はトナー補給部、3722はトナー
補給ロータ、3723はスポンジローラで、3750はハンドル
である。トナー補給部3721内のトナーは回転するトナー
補給ロータ3722とスポンジローラ3723によって現像剤の
攪拌部へと補給される。In the figure, 30 is an image carrier, 3702 is a housing, 3703
Is a developing sleeve, 3704 is a magnet roller, 3705 is a rigid and magnetic rod (cylindrical bar) that regulates the amount of developer, 3715 is a holder for holding the cylindrical bar 3705, 3706 is a cylindrical bar 3705 and the developing sleeve 3703 The cylindrical rod 3705 is pressed against the developing sleeve 3703 with a constant load in a state where the developer is not interposed therebetween. 3707 and 3708 are first and second stirring members, 3709 is a supply roller, 3710 is a scraper, and 3711 is a stirring partition plate. Reference numeral 3721 denotes a toner supply unit, 3722 denotes a toner supply rotor, 3723 denotes a sponge roller, and 3750 denotes a handle. The toner in the toner supply section 3721 is supplied to the developer stirring section by the rotating toner supply rotor 3722 and the sponge roller 3723.
攪拌部に補給されたトナーは矢示方向に回転する第１
攪拌部材3707と、これと反対方向で互に重複するように
回転する第２攪拌部材3708とによりキャリアと充分攪拌
混合された上現像剤Ｄとして供給ローラ3709を介して現
像スリーブ3703に送られる。The toner replenished to the stirring section is rotated in the direction indicated by the arrow.
The upper developer D sufficiently stirred and mixed with the carrier is sent to the developing sleeve 3703 via the supply roller 3709 by the stirring member 3707 and the second stirring member 3708 rotating so as to overlap with each other in the opposite direction.
前記第１攪拌部材3707と前記第２攪拌部材3708は互に
相反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をもったス
クリュー状の部材であって第２攪拌部材3708の推力によ
って奥側に搬送されたトナーとキャリアは、図面の奥側
方向に上縁が低く傾斜する前記攪拌仕切板3711を順次乗
り越えて第１攪拌部材3707側に移りその推力によって図
面の手前側に搬送され、その間におけるトナーとキャリ
アとの混合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現像
剤Ｄとされ、スポンジ状で矢示方向に回転する供給ロー
ラ3709によって現像スリーブ3703周面上に層状に付着す
る。The first stirring member 3707 and the second stirring member 3708 are screw-shaped members having left-handed helical angles rotating in mutually opposite arrow directions, and are conveyed to the back side by the thrust of the second stirring member 3708. The toner and the carrier thus transported sequentially move over the stirring partition plate 3711 whose upper edge is inclined downward in the depth direction of the drawing, move to the first stirring member 3707 side, and are conveyed to the front side of the drawing by the thrust, and the toner between them The developer D is triboelectrically charged by the mixing action of the developer and the carrier, and is adhered in a layer on the peripheral surface of the developing sleeve 3703 by the supply roller 3709 which is spongy and rotates in the direction indicated by the arrow.
なお第２図で示した例で用いた現像剤は各色とも下表
のようなものである。The developer used in the example shown in FIG. 2 is as shown in the table below for each color.
この装置において、円柱棒3705を６φmmの剛性かつ磁
性を有したSUSとし、円柱棒3705をマグネットローラ370
4の磁極に対向する位置に（２〜６）gf/mmの荷重がかか
るようにしたところ、均一でムラがなくほぼ（７〜９）
mg/cm2の搬送量が得られた。その結果ムラのない濃度の
安定した画像が得られた。その際に現像スリーブ3703表
面の押圧位置での磁束密度は600ガウスであった。磁性
円柱棒3705に代えて非磁性の６φmmの剛性を有する円柱
棒を用いた場合と現像剤の搬送量の比較を行ったのが第
３図である。 In this apparatus, the cylindrical bar 3705 is made of rigid and magnetic SUS having a diameter of 6 mm, and the cylindrical bar 3705 is formed of a magnet roller 370.
When a load of (2 to 6) gf / mm was applied to the position facing the magnetic pole of No. 4, the load was uniform and almost uniform (7 to 9)
A transport amount of mg / cm 2 was obtained. As a result, a stable image having a uniform density was obtained. At that time, the magnetic flux density at the pressing position on the surface of the developing sleeve 3703 was 600 Gauss. FIG. 3 shows a comparison between the case where a non-magnetic cylindrical rod having a rigidity of 6 mm is used in place of the magnetic cylindrical rod 3705 and the amount of developer transported.
また剛性かつ磁性を有する円柱棒3705を用いた際の搬
送量については第４図に示すように半径を変化させたと
きの押圧力と搬送量の関係を得ることができたが、之よ
り適当な搬送量を選ぶことが出来る。特に、曲率半径が
0.5〜15mmの場合に、現像剤Ｄが円柱棒3705におよぼす
力と円柱棒3705のスリーブ3703方向への力とのバランス
がよくとれた安定した搬送量が得られた。さらに好まし
くは、曲率半径が１〜10mmに場合に、押圧力の変動にか
かわらず、搬送量の変動が非常に少なく、均一で薄い現
像剤層厚を得ることができた。Regarding the transport amount when using a rigid and magnetic cylindrical rod 3705, the relationship between the pressing force and the transport amount when the radius was changed as shown in FIG. 4 could be obtained. A suitable transport amount. In particular, if the radius of curvature is
In the case of 0.5 to 15 mm, a stable transport amount was obtained in which the balance between the force exerted by the developer D on the cylindrical bar 3705 and the force of the cylindrical bar 3705 toward the sleeve 3703 was well balanced. More preferably, when the radius of curvature is 1 to 10 mm, regardless of the variation in the pressing force, the variation in the transport amount is very small, and a uniform and thin developer layer thickness can be obtained.
なお剛性を有する現像スリーブ3703の材質に非磁性体
のステンレスを用いたが、アルミ材の金属や硬い樹脂、
ガラス、セラミックス等の剛性を有する材質を用いても
同等の効果が得られた。現像スリーブ3703の表面アラサ
は3Sのものを用いた。表面アラサを（0.1〜20）Ｓのも
のを用いても同様の効果が得られた。Although non-magnetic stainless steel was used for the material of the developing sleeve 3703 having rigidity, aluminum metal or hard resin,
The same effect was obtained by using rigid materials such as glass and ceramics. The surface roughness of the developing sleeve 3703 used was 3S. The same effect was obtained even when the surface roughness was (0.1-20) S.
以上の説明したところより、前記現像スリーブ3703表
面には100μｍ〜450μｍ好ましくは150μｍ〜400μｍの
範囲の均一で安定した薄い現像剤層を長期にわたって形
成するようになる。As described above, a uniform and stable thin developer layer having a thickness of 100 μm to 450 μm, preferably 150 μm to 400 μm is formed on the surface of the developing sleeve 3703 for a long period of time.
本実施例では固定したマグネットローラ3704とその外
側を矢示方向（時計方向）に回転する現像スリーブ3703
周面上に付着した薄層をなしたこの現像剤層は現像領域
3712において矢示方向に回転する像担持体30上の潜像を
間隔をへだてて非接触で現像しトナー像を形成するよう
に構成した。In the present embodiment, a fixed magnet roller 3704 and a developing sleeve 3703 rotating outside in a direction indicated by an arrow (clockwise) are shown.
This thin layer of developer adhered on the peripheral surface
At 3712, the latent images on the image carrier 30 rotating in the direction indicated by the arrow were developed at intervals so as to form a toner image in a non-contact manner.
第５図は、第２図の例で形成された現像剤層が現像部
近傍で、穂立ちしている状況を示している。現像剤担持
体3703と像担持体30の最近接距離ｄ、現像剤の穂立ち高
さをＳとすると非接触現像方式ではｄ＞Ｓの条件とな
る。FIG. 5 shows a situation in which the developer layer formed in the example of FIG. 2 is standing near the developing section. Assuming that the closest distance d between the developer carrier 3703 and the image carrier 30 and the height of the spike of the developer are S, the condition d> S is satisfied in the non-contact developing system.
この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を
含む現像バイアスが前記現像スリーブ3703に印加され、
その結果現像スリーブ3703上に現像剤中のトナーのみが
選択的に前記潜像の面に移行して付着される。During this non-contact development, a developing bias containing an AC component is applied to the developing sleeve 3703 from a power source (not shown),
As a result, only the toner in the developer is selectively transferred to and adhered to the surface of the latent image on the developing sleeve 3703.
トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くな
って現像スリーブ3703によって搬送されて前記スクレー
パ3710により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像
剤と混合される。The developer having consumed the toner component has a high carrier ratio, is conveyed by the developing sleeve 3703, is separated and collected by the scraper 3710, and is mixed again with the developer having a high toner ratio.
第２図に示した現像装置の備える各構成部材の仕様は
次の通りである。The specifications of each component included in the developing device shown in FIG. 2 are as follows.
前記現像スリーブ3703は外径寸法20mmφの薄肉円筒状
のステンレス材で外周面を３μｍの粗さにホーニング処
理したものであり毎分200〜300回転、本実施例において
は毎分250回転で時計方向に回転されている。現像スリ
ーブ3703の径は現像装置の小型化からも小径スリーブが
求められるが、内蔵するマグネットローラの磁力の制限
から15〜30mmφに設定される。また現像スリーブの回転
数についても、種々実験を行ったが、回転数が低いと現
像剤の供給量も少なく、潜像を現像したときの画像濃度
も低い。外径20mmの現像スリーブについてみると、回転
数が毎分０〜200回転の間は最高画像濃度は直線的に増
加し、毎分200回転以上については飽和状態となる。し
かし環境温度が低いときには最高画像濃度が低下するの
で、若干の余裕をもって設定することが必要である。The developing sleeve 3703 is a thin cylindrical stainless steel material having an outer diameter of 20 mmφ and has an outer peripheral surface honed to a roughness of 3 μm, and is clockwise at 200 to 300 revolutions per minute, and 250 revolutions per minute in the present embodiment. Has been rotated. The diameter of the developing sleeve 3703 is required to be a small diameter sleeve in order to reduce the size of the developing device, but is set to 15 to 30 mmφ due to the limitation of the magnetic force of the built-in magnet roller. Various experiments were also conducted on the number of rotations of the developing sleeve. When the number of rotations was low, the supply amount of the developer was small, and the image density when the latent image was developed was low. For a developing sleeve having an outer diameter of 20 mm, the maximum image density increases linearly when the number of rotations is 0 to 200 rotations per minute, and becomes saturated when the number of rotations is 200 rotations per minute or more. However, when the ambient temperature is low, the maximum image density decreases, so it is necessary to set the maximum image density with some margin.
前記マグネットローラ3704は第２図に示す如くＮおよ
びＳを交互に等間隔に配置した等磁極の12極の磁石から
構成されるものであるが前記スクレーパ3710の接する部
分において反発磁界を形成し、現像剤の剥離を容易にす
るため１極欠落させて11極とし、前記現像スリーブ3703
内で固定した状態にて内包されている。なお各磁石の磁
力は像担持体30へのキャリア付着を押さえるために大き
い方がよいが、マグネットローラ形状によっては製作上
の限界もあり現像スリーブ3703の周面上法線方向での最
高磁束密度を500〜700ガウス程度本実施例では600ガウ
スに保たれている。なおマグネットローラ3704にはフェ
ライトを用いている。As shown in FIG. 2, the magnet roller 3704 is composed of 12 magnets of equal magnetic poles in which N and S are alternately arranged at equal intervals, but forms a repulsive magnetic field at a portion in contact with the scraper 3710. In order to facilitate the removal of the developer, one pole is removed to make 11 poles, and the developing sleeve 3703 is removed.
It is included in a fixed state inside. Note that the magnetic force of each magnet is preferably large to suppress carrier adhesion to the image carrier 30.However, depending on the shape of the magnet roller, there is a manufacturing limit, and the maximum magnetic flux density in the normal direction on the peripheral surface of the developing sleeve 3703 Is maintained at about 600 Gauss in this embodiment. Note that ferrite is used for the magnet roller 3704.
現像スリーブ3703と円柱棒3705との関係位置は第５図
に示す如く、マグネットローラ3704の磁極に対向した位
置で、円柱棒3705は現像スリーブ3703に押圧され、また
誘磁された磁力によって吸引され、押圧力を高め、現像
スリーブ3703に均一に密着するよう作用している。As shown in FIG. 5, the relative position between the developing sleeve 3703 and the cylindrical bar 3705 is a position facing the magnetic pole of the magnet roller 3704. , The pressing force is increased so as to uniformly contact the developing sleeve 3703.
上記実施例で剛性かつ磁性を有した円柱棒3705を層厚
規制部材として用いた所、現像剤凝集による白スジとか
連続コピー等での層厚規制部材へのトナーのコビリ付
き、画質低下等のない信頼性に優れ良好な画質を得るこ
とが確認された。また上記の効果は磁性を有する円柱棒
の方が非磁性の円柱棒より優れていることが確認され
た。なお上記の磁性有する円柱棒は誘磁されて現像スリ
ーブ3703側に吸着されるものであっても、また着磁され
ていて吸着されるよう作用するものでも差支えない。In the above embodiment, when the rigid and magnetic cylindrical rod 3705 is used as the layer thickness regulating member, the toner stuck to the layer thickness regulating member in white streaks or continuous copying due to agglomeration of the developer, image quality deterioration, etc. It was confirmed that excellent image quality with excellent reliability was obtained. In addition, it was confirmed that the above-mentioned effects are superior in the case of a magnetic cylindrical rod than in a non-magnetic cylindrical rod. The above-mentioned cylindrical rod having magnetism may be magnetized and attracted to the developing sleeve 3703 side, or may be magnetized and act to be attracted.
現像剤担持体に押圧される剛性かつ磁性を有する現像
剤量規制部材が現像剤の搬送量を決定する重要な因子は
剛性かつ磁性を有する円柱棒を用いる限りその曲率と押
圧力とである。The important factors that determine the amount of developer transported by the rigid and magnetic developer amount regulating member pressed by the developer carrier are the curvature and pressing force of a rigid and magnetic cylindrical rod as long as it is used.
ここで現像スリーブ3703に印加される現像バイアス
は、−500Vの直流バイアスに700rmsVで4KHzの交流バイ
アスを重畳した形のものである。The developing bias applied to the developing sleeve 3703 has a form in which a DC bias of -500 V and an AC bias of 4 KHz at 700 rmsV are superimposed.
現像領域において、上記条件を満たすとき、像担持体
30上の潜像面に向けて現像スリーブ3703上の薄層現像層
からトナーを効果的に供給するようになる。前記現像剤
層は前記したように極めて薄層（10μｍ〜450μｍ）な
ものとされるので、像担持体30と現像スリーブ3703との
ギャップ、即ち現像間隙を上記のように例えば500μｍ
まで狭くして非接触現像が十分可能となる。このように
現像間隙を狭くすると現像領域の電界が大きくなるの
で、現像スリーブ3703に印加する現像バイアスが小さく
ても十分な現像が達成され、現像バイアスのリーク放電
等も軽減される利点がある。さらには現像して得られる
画像の解像力その他画質が全般的に向上する。When the above condition is satisfied in the development area, the image carrier
The toner is effectively supplied from the thin developing layer on the developing sleeve 3703 toward the latent image surface on the developing sleeve 3703. Since the developer layer is formed as an extremely thin layer (10 μm to 450 μm) as described above, the gap between the image carrier 30 and the developing sleeve 3703, that is, the developing gap is set to, for example, 500 μm as described above.
And non-contact development becomes sufficiently possible. Since the electric field in the developing area is increased when the developing gap is narrowed in this manner, sufficient development is achieved even if the developing bias applied to the developing sleeve 3703 is small, and there is an advantage that leak discharge of the developing bias and the like are reduced. Further, the resolution and other image quality of the image obtained by development are generally improved.
現像間隙の許容幅は本現像方式の場合500±300μｍで
あり、好ましくは500±150μｍである。実用上諸制限が
多く更に狭いバラツキであることが望まれる。例えば本
実施例のカラー複写機では500±50μｍが非常に好まし
くこれを維持する必要がある。本発明の一体構造はこの
点においても有利である。The allowable width of the developing gap is 500 ± 300 μm, and preferably 500 ± 150 μm in the case of the main developing method. Practically, there are many restrictions and it is desired that the variation be narrower. For example, in the color copying machine of this embodiment, it is very preferable that the thickness is 500 ± 50 μm, and it is necessary to maintain this. The integrated structure of the present invention is also advantageous in this regard.
以上説明した極めて薄い現像剤層による現像方法は、
例えば小径スリーブの現像装置において顕著な効果が発
揮される。即ち従来、例えば30mm程度以下の小径スリー
ブにより非接触現像を行う場合、現像剤層の層厚規制が
やりにくいため1mm程度の現像間隙が必要であった。こ
のため高圧の交流バイアスが必要とされ、また現像して
得られる画像の解像力、階調再現性及び全体的な画質が
低下し、特に文字などの細部が十分再現されない、ある
いは現像装置の電気的絶縁のため、材質や寸法設定等の
特別の考慮を必要とするといった弊害があった。The developing method using the extremely thin developer layer described above
For example, a remarkable effect is exhibited in a developing device having a small-diameter sleeve. That is, conventionally, when performing non-contact development using a small-diameter sleeve having a diameter of about 30 mm or less, it is difficult to regulate the thickness of the developer layer, and thus a development gap of about 1 mm is required. Therefore, a high-voltage AC bias is required, and the resolution, gradation reproducibility, and overall image quality of an image obtained by development are deteriorated, and in particular, details such as characters are not sufficiently reproduced, or an electrical For insulation, there is a problem that special considerations such as material and dimension setting are required.
これに対して上記の現像装置による現像方法によれば
極めて薄い現像剤層を形成して現像するようにしている
ので、現像間隙を小さくすることができ、電界が十分大
きくなるので現像される画像の解像力、階調再現性その
他の画質が格段に向上したものとなる。又、小径スリー
ブが可能なため、高価な現像装置が小型となりコストダ
ウンとなる外、多くの現像装置が必要なカラー電子写真
等において作像機器の配列が容易となり、装置全体がコ
ンパクト化される利点がある。On the other hand, according to the developing method using the above-described developing device, an extremely thin developer layer is formed and developed, so that the developing gap can be reduced, and the electric field becomes sufficiently large. The resolving power, gradation reproducibility, and other image quality are greatly improved. In addition, since a small-diameter sleeve is possible, an expensive developing device is reduced in size and cost is reduced. In addition, the arrangement of image forming devices in color electrophotography or the like requiring many developing devices becomes easy, and the entire device is made compact. There are advantages.
さらに上記説明を行った現像方法における別の効果と
しては、小粒径のキャリアやトナーを用いた場合にも飛
散を少なく抑えられることが挙げられる。即ち従来小粒
径のキャリア（５μｍ〜100μｍ）とトナーから成る現
像剤を用いて現像すると、前記キャリア及び／又はトナ
ーが飛散して装置内に汚染するとか、カラートナーを収
容する現像装置に異色のトナーが混入して画像のカラー
バランスが乱れるとか、かぶりが発生する等の問題があ
ったが、上記説明の現像方法によれば前記諸問題が大幅
に軽減される。Another effect of the developing method described above is that scattering can be suppressed even when a carrier or toner having a small particle diameter is used. That is, when the developing is performed using a developer composed of a carrier having a small particle size (5 μm to 100 μm) and a toner, the carrier and / or the toner may be scattered and contaminated in the apparatus. However, the above-described developing method greatly reduces the above-mentioned problems.
又、別の効果としては、現像方法が非接触現像とさ
れ、トナーのみが潜像面に向かって選択的に飛翔して現
像されるので、特に有機感光層を有する像形成体を使用
して反転現像をする場合に発生しがちな潜像面へのトナ
ーのかぶりやキャリア付着が防止される。又潜像面を摺
擦しないので像形成体表面を損傷したり、刷き目を形成
したりすることがなく、解像力及び階調再現性が良好で
あり、十分な量のトナーを潜像面に付着させることがで
きる。さらに又トナー像が形成された像形成体上に重ね
て現像することができるので本発明の多色画像形成装置
における多色現像に好適である。Another effect is that the developing method is a non-contact development, and only the toner is selectively fly toward the latent image surface and is developed. This prevents toner fogging and carrier adhesion to the latent image surface, which are likely to occur when performing reversal development. Also, since the surface of the latent image is not rubbed, the surface of the image forming body is not damaged and no nicks are formed, the resolving power and gradation reproducibility are good, and a sufficient amount of toner is applied to the latent image surface. Can be adhered to. Further, since the image can be developed by being superimposed on the image forming body on which the toner image is formed, it is suitable for multicolor development in the multicolor image forming apparatus of the present invention.
第６図は像担持体30と現像器36,37,38等を内蔵したカ
ートリッジ３を本体より引出した状態を示す斜視図で、
第７図はカートリッジ３内部を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the cartridge 3 containing the image carrier 30 and the developing devices 36, 37, and 38 is pulled out from the main body.
FIG. 7 is a perspective view showing the inside of the cartridge 3.
前記各現像器36,37,38は第７図に示すようなカートリ
ッジ３に対し、次に記すような装着機構により簡易に着
脱出来るよう組込まれている。Each of the developing units 36, 37, and 38 is incorporated in the cartridge 3 as shown in FIG.
以下現像器37の場合について説明すると、現像器37の
背面部には圧縮バネを外嵌した上下一対のガイドピン51
が固定把手50Aと保持片52の間に架設されていて、前記
各ガイドピン51に対し摺動可能に嵌合した可動把手50B
を右方向に付勢している。Hereinafter, the case of the developing device 37 will be described.
Is provided between the fixed handle 50A and the holding piece 52, and the movable handle 50B is slidably fitted to each of the guide pins 51.
To the right.
前記可動把手50Bは上下に設けた一対のボス部50Cによ
り前記ガイドピン51に嵌合、支持されるものであるが、
下方のボス部50Cには捩りバネ53によって反時計方向に
付勢された押圧レバー54が軸着されている。The movable handle 50B is fitted and supported on the guide pin 51 by a pair of bosses 50C provided vertically,
A pressing lever 54 urged in a counterclockwise direction by a torsion spring 53 is mounted on the lower boss 50C.
一方、前記カートリッジ３には現像器37を搭載する案
内板37Aが固定されていて、前記押圧レバー54に対応す
るその側端部には「かぎ状」の切欠60が設けられてい
る。On the other hand, a guide plate 37A on which the developing device 37 is mounted is fixed to the cartridge 3, and a "key" -shaped notch 60 is provided at a side end corresponding to the pressing lever 54.
前記現像器37が前記カートリッジ３に装着されている
状態では前記押圧レバー54は前記切欠60の直線部61に当
接して僅か時計方向に押え込まれる関係にあり、かくし
て構成される押圧付勢手段の反力によって現像器37を像
担持体30の方向に押圧して像担持面と現像スリーブの間
隔（Dsd）を規定の値に保つ構成になっている。When the developing device 37 is mounted on the cartridge 3, the pressing lever 54 comes into contact with the linear portion 61 of the notch 60 and is pressed slightly clockwise. The developing device 37 is pressed in the direction of the image carrier 30 by the reaction force to maintain the distance (Dsd) between the image bearing surface and the developing sleeve at a specified value.
一方現像器37をカートリッジ３より取外すには前記固
定把手50Aに対し前記可動把手50Bを握持するように圧縮
バネの作用に抗して左方向にスライドさせると押圧レバ
ー54は勾配部62に至って反時計方向に戻り出しその過程
において突起54Aを可動把手50Bに当接せしめて停止す
る。On the other hand, in order to remove the developing device 37 from the cartridge 3, when the movable lever 50B is slid to the left against the action of the compression spring so as to grasp the movable handle 50B with respect to the fixed handle 50A, the pressing lever 54 reaches the inclined portion 62. Returning in the counterclockwise direction, the projection 54A abuts on the movable handle 50B and stops in the process.
従って前記ボス部50Cが前記圧縮バネを押し切った位
置で各把手50Aと50Bを同時に引くと前記押圧レバー54が
前記切欠60の開口部より脱出して現像器37をカートリッ
ジ３から取出し分離することが出来る。Therefore, when the handles 50A and 50B are simultaneously pulled at the position where the boss 50C pushes the compression spring, the pressing lever 54 escapes from the opening of the notch 60, and the developing device 37 is removed from the cartridge 3 and separated. I can do it.
またカートリッジ３に対し装着するに当っては、現像
器37の前端部を前記案内板37Aにのせ、固定把手50Aによ
って押込むと、圧縮バネの作用により前記ガイドピン51
の右端に位置していた可動把手50B上の前記押圧片54は
前面側の勾配部63に当接しその傾斜角によって可動把手
50Bと共に前記ガイドピン51上を左方向にスライドす
る。When the developing device 37 is mounted on the cartridge 3, the front end of the developing device 37 is placed on the guide plate 37A and pushed by a fixed handle 50A.
The pressing piece 54 on the movable handle 50B located at the right end of the movable handle 50B comes into contact with the inclined portion 63 on the front side, and the movable handle 50B
Slide to the left on the guide pin 51 together with 50B.
前記押圧レバー54が切欠60の開口部に至って現像器37
がさらに押込まれると前記可動把手50Bは圧縮バネの作
用により右方向にスライドし前記押圧レバー54が前記勾
配部62に摺接して時計方向に僅か回動された状態にて前
記直線部61に至り前述した現像器37の付勢状態を得る。
なお現像器36,38に関しても同様の装着機構によりカー
トリッジ３に対し着脱されるようになっている。上記説
明の如く把手部材（50A,50B）は押入、離脱の際の解除
・ロック機構部を含むと共に小型・軽量現像器の把持用
としても使用出来るのでその操作性に一段と有効に働
く。前記把手の位置はカートリッジを引き出した時の状
態或は現像器の重量バランスにより実施例位置にこだわ
るものでなく、中央部に設けてもよく、又左右に１個ず
つ２個設けても良い。When the pressing lever 54 reaches the opening of the notch 60, the developing device 37
Is further pushed, the movable handle 50B slides rightward due to the action of the compression spring, and the pressing lever 54 slides on the slope portion 62 and is slightly rotated clockwise. Then, the above-described biased state of the developing device 37 is obtained.
The developing units 36 and 38 are also attached to and detached from the cartridge 3 by the same mounting mechanism. As described above, the handle members (50A, 50B) include a release / lock mechanism for pushing and pulling in and out, and can also be used for holding a small and lightweight developing device. The position of the handle is not limited to the position of the embodiment depending on the state when the cartridge is pulled out or the weight balance of the developing device. The handle may be provided at the center portion, or two handles may be provided on the left and right sides.
さらに前記カートリッジ３に対する各現像器36,37,38
の装着に当っては、長さ・深さ・幅の各寸法或は相対的
位置の各緒元と、溝・穴・切欠等とダボ・レール等の突
起の組合せによる機構要素の単数ないし複数個の組合せ
と前記緒元の選択による嵌合機構により誤って他種の現
像器を装着することのないフールプルーフ機構がとられ
ている。Further, each developing unit 36, 37, 38 for the cartridge 3
When installing the, one or more of the mechanical elements by the combination of the length, depth, width of each dimension or the relative position, and the combination of grooves, holes, notches, etc. and projections such as dowels, rails, etc. A fool-proof mechanism is employed in which a different type of developing unit is not erroneously mounted due to a combination of individual units and a fitting mechanism based on the selection of the specifications.
また第８図は現像器36,37,38のカートリッジ３への取
付状態を示す他の実施例であって、第８図（ａ）はカー
トリッジの現像器側の側面図を示すもので、第８図
（ｂ），（ｃ），（ｄ）は何れも現像器のカートリッジ
に対する係合状態を示す説明図である。FIG. 8 is another embodiment showing the state of attachment of the developing units 36, 37, 38 to the cartridge 3. FIG. 8 (a) is a side view of the cartridge on the developing unit side. 8 (b), (c) and (d) are explanatory views showing the state of engagement of the developing device with the cartridge.
第８図（ａ）は各現像器36,37および38を収容した状
態における前記カートリッジ３の右側面を示したもので
ある。FIG. 8A shows the right side of the cartridge 3 in a state where the developing units 36, 37 and 38 are housed.
前記フールプルーフの１実施例として各現像器は現像
器37の例に示すように上面と底面に他の現像器と位置を
異にする一組の突起37Bを形成していてそれぞれの所定
の収容スペースに誤ることなく収められて装着される。As one embodiment of the fool proof, each developing device has a set of projections 37B whose positions are different from those of the other developing devices on the upper surface and the bottom surface as shown in the example of the developing device 37, and each of the developing devices has a predetermined accommodation. It is installed without being mistaken in the space.
また各現像器の装着に際しては、現像器37の例に示す
ように、左右の側面に形成したガイドレール37Cがカー
トリッジ３に設けたガイド部材に係合して上下位置を規
制された上水平方向にスライドして装着される。When mounting each developing device, as shown in the example of the developing device 37, the guide rails 37C formed on the left and right side surfaces engage with the guide members provided on the cartridge 3 to regulate the vertical position. Is mounted by sliding.
カートリッジ３に装着された各現像器はカートリッジ
３に設けたロック装置の作用により感光体ドラム30の周
面に対し付勢されて所定の現像間隙（Dsd）を構成す
る。Each developing device mounted on the cartridge 3 is urged against the peripheral surface of the photosensitive drum 30 by the action of a lock device provided on the cartridge 3 to form a predetermined developing gap (Dsd).
第８図（ｂ）は現像器37に対するロック装置の作用を
要部平面図に示したもので、3Aはカートリッジ３の内側
面に形成したガイド溝で現像器37は前記ガイドレール37
Cをガイド溝3Aに係合し矢示方向よりスライドして挿入
される。FIG. 8 (b) is a plan view showing the operation of the lock device with respect to the developing device 37, wherein 3A is a guide groove formed on the inner surface of the cartridge 3, and the developing device 37 is the guide rail 37.
C is inserted into the guide groove 3A by sliding in the direction indicated by the arrow.
100は第８図（ａ）に示すようにカートリッジ３を上
下に挿通する断面が角形の部材によって形成した昇降レ
バー、101は該昇降レバー100に植設した作動ピンで該作
動ピン101はそれぞれの現像器の対応する位置に合わせ
て３本設けられる。Numeral 100 denotes an elevating lever formed by a member having a rectangular cross section through which the cartridge 3 is inserted vertically as shown in FIG. 8 (a), and 101 denotes an operating pin implanted in the elevating lever 100. Three are provided in accordance with the corresponding positions of the developing devices.
第８図（ｃ）は第８図（ｂ）の矢示Ａを示したもので
102はカートリッジ３の上部で前記昇降レバー100とその
頂部において回転自在に結合する解除レバーであって該
解除レバー102は、前記昇降レバー100が引張バネ103に
よって下方向に付勢されることにより常時カートリッジ
３の上面に圧接された状態にある。FIG. 8 (c) shows arrow A in FIG. 8 (b).
Reference numeral 102 denotes a release lever rotatably coupled to the elevating lever 100 at the top of the cartridge 3 at the top thereof. The releasing lever 102 is constantly turned by the elevating lever 100 being biased downward by a tension spring 103. It is in a state of being pressed against the upper surface of the cartridge 3.
110はストップ爪で弾性板で成形した支持部材111を介
しカートリッジ３内側面に取付けられる。110Aは該スト
ップ爪110より突起したガイド部でカートリッジ３内側
面に形成したガイド溝3Bに係合し従って前記ストップ爪
110は前記支持部材111の撓みにより水平方向に位置を転
ずることが出来るようになっている。Reference numeral 110 denotes a stop claw, which is attached to the inner surface of the cartridge 3 via a support member 111 formed of an elastic plate. 110A is a guide portion protruding from the stop claw 110, which engages with a guide groove 3B formed on the inner side surface of the cartridge 3;
The position 110 can be turned in the horizontal direction by the bending of the support member 111.
また第８図（ｃ）における矢示Ｂを示した第８図
（ｄ）にあるように前記ストップ爪110はその下面の前
記作動ピン101の対応する位置に斜面カム110Bを設けて
いる。In addition, as shown in FIG. 8 (d) showing an arrow B in FIG. 8 (c), the stop claw 110 is provided with a slope cam 110B at a position corresponding to the operation pin 101 on the lower surface thereof.
さらに112は一端をカートリッジ３の内側面に固定し
た圧縮バネで他端をもって前記ストップ爪110を左方向
に圧接するよう圧入されている。Further, reference numeral 112 denotes a compression spring having one end fixed to the inner side surface of the cartridge 3, and is press-fitted with the other end so as to press the stop claw 110 leftward.
なお前記ストップ爪110および圧縮バネ112等は前記現
像器37以外の各現像器36および38を収容するカートリッ
ジ３の各相当位置に設置されている。The stop claws 110 and the compression springs 112 are provided at corresponding positions of the cartridge 3 that accommodates the developing units 36 and 38 other than the developing unit 37.
第８図（ｂ）は現像器37が所定の位置に装着されて、
前記ストップ爪110がガイドレール37Cの切欠部37Dに係
合し、前記圧縮バネ112によるストップ爪110の押圧を受
けて矢示方向に付勢されている状態にある。FIG. 8B shows that the developing device 37 is mounted at a predetermined position.
The stop pawl 110 is engaged with the notch 37D of the guide rail 37C, and is urged in the direction of the arrow by the pressing of the stop pawl 110 by the compression spring 112.
従って、現像スリーブ3703の両軸端に取付けた一対の
突当コロＲが感光体ドラム30の端部に当接しその結果と
して現像スリーブ3703と感光体ドラム30との間に所定の
現像間隙（Dsd）が設定されている。Therefore, a pair of abutting rollers R attached to both shaft ends of the developing sleeve 3703 come into contact with the ends of the photosensitive drum 30, and as a result, a predetermined developing gap (Dsd) is formed between the developing sleeve 3703 and the photosensitive drum 30. ) Is set.
現像器37の装着を解除してカートリッジ３より取外す
には、前記作動レバー102の端部102Aを押し上げると、
前記昇降レバー100が上昇して作動ピン101が前記ストッ
プ爪110の斜面カム110Bを押圧する。In order to release the mounting of the developing device 37 and to remove the developing device 37 from the cartridge 3, the end 102A of the operating lever 102 is pushed up.
The elevating lever 100 rises and the operating pin 101 presses the slope cam 110B of the stop claw 110.
従って前記ストップ爪110はガイド部110Aのガイド溝3
Bによる案内により反時計方向に水平に回動して前記切
欠部37Dより脱出し現像器37の係止、付勢を解除する。Therefore, the stop claw 110 is provided in the guide groove 3 of the guide portion 110A.
The guide B rotates horizontally counterclockwise to escape from the notch 37D and release the locking and urging of the developing device 37.
又、本実施例では各現像器も同時に係止が解除される
様説明したが、各現像器にそれぞれ個別に昇降レバーを
設けて解除する事も可能である。Further, in the present embodiment, the description has been made such that the locking of each of the developing devices is also released at the same time. However, it is also possible to provide a lifting lever individually for each of the developing devices to release them.
その結果、現像器37は前述した把手3750Aと3750Bの操
作によりカートリッジ３より容易に取外し分離すること
が出来る。As a result, the developing device 37 can be easily detached and separated from the cartridge 3 by operating the handles 3750A and 3750B described above.
一方、再装着に当たっては現像器37を矢示方向にスラ
イドするのみで前記ガイドレール37C先端の傾斜面371C
が前記ストップ爪110の傾斜面110Bを押圧して自動的に
退避させ前記切欠部37Dが達した時点で再び係合させて
第８図（ｂ）の状態とする。On the other hand, in remounting, only the developing device 37 is slid in the direction of the arrow, and only the inclined surface 371C at the tip of the guide rail 37C is used.
Presses the inclined surface 110B of the stop claw 110 and automatically retracts, and when the notch 37D reaches the position, engages again to bring the state shown in FIG. 8 (b).
なお、現像器36および38のカートリッジ３に対する脱
着操作も同様にして行われる。The operation for attaching and detaching the developing devices 36 and 38 to and from the cartridge 3 is performed in the same manner.
また本発明の多色画像形成装置は、前記像担持体30
と、現像器内における現像剤担持体たる前記現像スリー
ブ3703との間に適正な現像ギャップを形成し、これを維
持するために突当コロ等の間隙保持手段を有している。Further, the multicolor image forming apparatus of the present invention includes the image carrier 30
In addition, an appropriate developing gap is formed between the developing sleeve and the developing sleeve 3703 as a developer carrier in the developing device, and a gap holding means such as an abutting roller is provided to maintain the developing gap.
すなわち、前記現像器37は、現像スリーブ3703の両側
部に該現像スリーブ3703と同軸ながら自由に回転出来る
一対の突当部材として突当てコロを備えている。That is, the developing device 37 includes a pair of abutting rollers as a pair of abutting members that can freely rotate coaxially with the developing sleeve 3703 on both sides of the developing sleeve 3703.
前記突当コロは、その半径が前記現像スリーブ3703の
半径よりも前述した例えば現像ギャップ0.5mmに相当す
る分だけ大きく作られていて、現像器37が前記カートリ
ッジ３に対して装着されて前述した如く押圧レバー54の
付勢により像担持体30の方向に押圧されると、像担持体
30の周面に当接して停止して前記現像スリーブ3703を像
担持体30の周面より0.5mmの間隙を距てた位置に設定す
るようになっている。The abutting roller has a radius larger than the radius of the developing sleeve 3703 by an amount corresponding to, for example, the developing gap 0.5 mm, and the developing unit 37 is mounted on the cartridge 3 as described above. When pressed in the direction of the image carrier 30 by the urging of the pressing lever 54, the image carrier
The developing sleeve 3703 is stopped at a position in contact with the peripheral surface of the image carrier 30 so as to set the developing sleeve 3703 at a position spaced by a gap of 0.5 mm from the peripheral surface of the image carrier 30.
前記突当コロは共に非画像領域の外側において像担持
体30に当接されるものであるが、像担持体30の回転に従
動して回転することにより現像器37には、像担持体の回
転作動が伝わらず従って現像器37は定位置に保たれるよ
うになっている。The abutting rollers are both in contact with the image carrier 30 outside the non-image area, but are rotated by the rotation of the image carrier 30 so that the developing device 37 includes the image carrier. The rotation operation is not transmitted, so that the developing device 37 is kept at a fixed position.
同様の目的にて現像器36および38にも前述した突当コ
ロが設けられるが現像ギャップは各現像器による現像作
用の特性の違いを考慮した上でカラー画像品質向上のた
め、帯電、感光体電位減衰、現像剤、現像、再帯電等の
プロセス条件を最適とすべく前記現像器37の場合に比し
若干増あるいは減した値に設定する等複数現像器の間隙
保持手段の少くとも２つを異なる間隙とすることが更に
好ましい。For the same purpose, the developing rollers 36 and 38 are also provided with the abutting rollers described above, but the developing gap is charged and photoconductor in order to improve the color image quality in consideration of the difference in the developing action characteristics of each developing device. At least two gap maintaining means for a plurality of developing devices, such as setting values slightly higher or lower than those of the developing device 37 in order to optimize process conditions such as potential decay, developer, development, and recharging. Are more preferably different.
即ち複数の現像器35,36,37が像担持体30のドラム周縁
部に設置されていると、帯電器35から各現像器35,36,37
までの距離が異なるため、帯電から現像が行われるまで
の経過時間が相違する。That is, when the plurality of developing devices 35, 36, and 37 are installed on the peripheral portion of the drum of the image carrier 30, the developing devices 35, 36, and 37
, The elapsed time from charging to development is different.
Se或はOPC等の感光体表面について帯電器35による帯
電電位は経過時間とともに減衰するので、各現像器35,3
6,37の現像位置での帯電電位は上流側に位置した現像器
35では下流側に位置した現像器37より電位は高く、現像
器及び現像剤を同じとした場合には同じ原稿に対しても
現像器35によって現像した画像濃度は現像器37によって
現像した画像濃度よりも遥かに高い画像濃度となってい
る。このような問題を解決するための手段としては、現
像器35,36,37を極力接近させることによってその差異を
減少させると共に、間隙保持手段によって設定された像
担持体と現像スリーブとの間隙Dsdを、現像器35につい
ての間隙Dsd（35）の方が現像器37についての間隙（3
7）より大きく設定することにより略同等の画像が得ら
れることとなる。Since the charging potential of the photoconductor surface such as Se or OPC by the charging device 35 attenuates with the lapse of time, each of the developing devices 35, 3
The charging potential at the developing position of 6,37 is the developing device located on the upstream side
In the case of 35, the potential is higher than that of the developing device 37 located on the downstream side, and when the developing device and the developer are the same, the image density developed by the developing device 35 for the same original is the image density developed by the developing device 37. The image density is much higher than that. As a means for solving such a problem, the difference is reduced by bringing the developing units 35, 36, and 37 as close as possible, and the gap Dsd between the image carrier and the developing sleeve set by the gap holding unit is set. The gap Dsd (35) for the developing unit 35 is larger than the gap (3
7) By setting a larger value, a substantially equivalent image can be obtained.
またこの実施例のように現像器36には赤色トナー、現
像器37には青色トナー、現像器38には黒色トナーを用い
て現像を行うようにするとき、トナーによっても画像濃
度の差異が生じる。黒色トナーにはカーボンが使用さ
れ、カラートナーはカーボンが使用されないので、カラ
ートナーは黒色トナーに比べて電気抵抗が高く、したが
って帯電量が多い。しかもカラートナーの色によっても
差異がある。このため感光体と現像器の現像スリーブと
の間の間隙Dsdが、いずれの現像器についても同じにな
っている場合、画像濃度及び階調性は黒色現像時と各カ
ラー現像時とで異なるという欠点があった。この欠点を
解決するために、黒色現像時とカラー現像時とで、露光
量、露光体の帯電量、あるいは現像バイアスを変える方
法（特開昭61−278877号、特開昭60−238863号、特開昭
60−238862号、特開昭60−238864号公報参照）、さら
に、現像器の現像スリーブの回転数を変える方法（特開
昭61−162070号、特開昭62−969号公報参照）などが提
案されている。Further, when the development is performed using the red toner in the development unit 36, the blue toner in the development unit 37, and the black toner in the development unit 38 as in this embodiment, a difference in image density also occurs depending on the toner. . Since carbon is used for the black toner and carbon is not used for the color toner, the electrical resistance of the color toner is higher than that of the black toner, and therefore, the charge amount is larger. In addition, there is a difference depending on the color of the color toner. For this reason, if the gap Dsd between the photoconductor and the developing sleeve of the developing device is the same for all the developing devices, the image density and gradation are different between black developing and color developing. There were drawbacks. In order to solve this drawback, a method of changing the exposure amount, the charge amount of the exposed body, or the developing bias between black development and color development (JP-A-61-278877, JP-A-60-238863, JP
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-238862 and 60-238864) and a method of changing the rotation speed of a developing sleeve of a developing device (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-162070 and 62-969). Proposed.
カラープロセスカートリッジ本体の枠体に設けられた
カラー現像器を安定して支え得る感光体ドラム軸に垂直
な面に存在する少なくとも２つ以上の平行なガイド部を
案内として個々現像器が挿入・保持される。Each developing unit is inserted and held by using at least two or more parallel guides on a surface perpendicular to the photosensitive drum axis, which can stably support the color developing unit provided on the frame of the color process cartridge body. Is done.
枠体に設けられた感光体ドラム取付基準と各ガイドと
が例えば同一金型にて成形された一つの樹脂部品より作
られておれば相互の位置関係が部品レベルにて精度保証
され得るものであり感光体ドラムと各現像器の設定位置
やガタを含め特にその間隙設定が正確になされる。If the photosensitive drum mounting reference provided on the frame and each guide are made of, for example, one resin part molded with the same mold, the mutual positional relationship can be guaranteed at the part level. In particular, the gap between the photosensitive drum and each developing unit, including the set position and play, is precisely set.
更に同一部品上に帯電用電極の取付基準を設ける事に
より、カラーカートリッジに設けられた、例えばレーザ
ー光による書込系取付板との相互位置を保証する前記ピ
ン及び係止部により帯電及び露光更に各現像間の相互の
角度位置が正確に設定される事により各カラー現像毎で
の電位減衰の機械毎でのパラツキの減少が保証され特に
トナー重ね合わせ現像の場合における、現像されたトナ
ー上を再帯電し、反転現像にて、次の現像を重ねて行う
場合における感光体上のトナー電荷の電位レベル或は感
光体の電位減衰の不安定さ等を加味した現像性への安定
に大きく寄与するものである。Further, by setting the mounting reference of the charging electrode on the same part, charging and exposure are performed by the pins and the locking portions provided on the color cartridge, for example, for assuring mutual positions with the writing system mounting plate by laser light. By accurately setting the mutual angular position between the developments, it is ensured that the variation of the potential decay in each color development is reduced for each machine, and particularly, in the case of the toner superimposed development, the developed toner is applied on the developed toner. In the case of recharging and reversal development, when the next development is performed repeatedly, it greatly contributes to the stability to the developability taking into account the potential level of the toner charge on the photoconductor or the instability of the potential decay of the photoconductor. Is what you do.
本発明によりカートリッジ及びカートリッジに収納す
る各々の現像器を極めて簡易な一操作によって着脱する
ことが可能となり、その結果メンテナンス・清掃・交換
等の場合の作業性が頗る向上すると共に、何れの現像器
をもその一操作により像担持体との間隙を正確に保てる
位置に対峙させ、機内振動衝撃等に対しても安定してお
り、混色防止等にも効果のある自動的設定を成し得るこ
ととなるので一般のマルチカラー画像形成は勿論フルカ
ラー画像形成に際しても高精度なレジスト合せ等の出来
る極めて有用な多色画像形成装置が提供されることとな
った。According to the present invention, the cartridge and each of the developing devices housed in the cartridge can be attached and detached by one extremely simple operation. As a result, workability in maintenance, cleaning, replacement, etc. is greatly improved, and One of the operations is to face the position where the gap with the image carrier can be maintained accurately, and it is stable against in-machine vibration and shock, etc., and it is possible to make automatic setting effective for color mixing prevention etc. Therefore, an extremely useful multi-color image forming apparatus capable of performing high-precision registration and the like in general multi-color image formation as well as full-color image formation is provided.
第１図は本発明の実施例を示す多色画像形成装置の構成
図、第２図は本発明の多色画像形成装置に用いられる現
像装置の断面構成図、第３図及び第４図は円柱棒で押圧
したときの押圧力と現像剤搬送量の関係を示すグラフ。 第５図は現像部の拡大説明図、第６図はカートリッジを
本体より引出した状態を示す斜視図、第７図はカートリ
ッジ内部を示す斜視図、第８図は現像器のカートリッジ
への取付状態を示す他の実施例で、第８図（ａ）はカー
トリッジの現像器側の側面図、第８図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）は何れも現像器のカートリッジに対する係合状態
を示す説明図である。 ２……装置本体、３……カートリッジ 4A……レール、4B……ガイドレール ５……把手、30……像担持体 36,37,38……現像器、39……クリーニング装置 40……転写極、43……分離極FIG. 1 is a structural view of a multicolor image forming apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional structural view of a developing device used in the multicolor image forming apparatus of the present invention, and FIGS. 9 is a graph showing a relationship between a pressing force and a developer conveyance amount when pressed by a cylindrical rod. FIG. 5 is an enlarged explanatory view of the developing unit, FIG. 6 is a perspective view showing a state where the cartridge is pulled out from the main body, FIG. 7 is a perspective view showing the inside of the cartridge, and FIG. 8 (a) is a side view of the cartridge on the side of the developing device, and FIGS. 8 (b), (c), and (c) of FIG.
(D) is an explanatory view showing the state of engagement of the developing device with the cartridge. 2. Apparatus body 3, 3 Cartridge 4A Rail, 4B Guide rail 5 Handle 30, Image carrier 36, 37, 38 Developing device 39 Cleaning device 40 Transfer Pole, 43 ... Separation pole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄司 尚史 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 森 正幸 (56)参考文献 特開 昭58−72159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216071（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Naofumi Shoji 2970 Ishikawacho, Hachioji-shi, Tokyo Konica Co., Ltd. Examiner Masayuki Mori (56) References JP-A-58-72159 (JP, A) JP-A-63 -216071 (JP, A)
Claims (1)
を付与する帯電手段と、該帯電された像担持体上に多色
画像情報に応じて像露光を行う露光手段と、該露光手段
により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する
複数の現像手段と、転写後前記像担持体上に残留するト
ナーを清掃する清掃手段と、前記複数の各現像手段への
トナーを補給する複数の補給手段を有する多色画像形成
装置において、 少なくとも前記像担持体と前記複数の現像手段とを収納
する装置本体より前記像担持体の回転軸方向に挿脱可能
なカラープロセスカートリッジと、 前記複数の現像手段の各現像手段を各々個別に前記カラ
ープロセスカートリッジに対して該カラープロセスカー
トリッジの挿脱方向と垂直な方向に挿脱し得るためのガ
イド手段及び結合手段と、 前記各現像手段を該各現像手段に対応した前記プロセス
カートリッジの所定位置に収納するためのフールプルー
フ機構とを有し、 前記カラープロセスカートリッジを前記装置本体から引
出した後、前記複数の現像手段を該カラープロセスカー
トリッジに対し挿脱可能とすることを特徴とする多色画
像形成装置。An image bearing member provided on a main body of the apparatus, charging means for applying a charge to the image bearing member, exposure means for performing image exposure on the charged image bearing member in accordance with multicolor image information; A plurality of developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the exposing means; a cleaning means for cleaning toner remaining on the image carrier after transfer; and the plurality of developing means A multi-color image forming apparatus having a plurality of replenishing means for replenishing toner to the image carrier, wherein at least the image carrier and the plurality of developing means are housed in an apparatus main body which accommodates the image carrier in a rotational axis direction of the image carrier. A color process cartridge; a guide means and a coupling means for enabling each of the plurality of developing means to be individually inserted into and removed from the color process cartridge in a direction perpendicular to the direction in which the color process cartridge is inserted and removed. And a foolproof mechanism for accommodating each of the developing units in a predetermined position of the process cartridge corresponding to each of the developing units. A multi-color image forming apparatus wherein the means can be inserted into and removed from the color process cartridge.
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| US5294960A (en) * | 1990-11-06 | 1994-03-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Detachable two-frame process cartridge for an image forming apparatus |
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| JPS63216071A (en) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | Canon Inc | Process cartridge |
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1988
- 1988-11-01 JP JP63278205A patent/JP2603117B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH02123376A (en) | 1990-05-10 |
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