JP3723199B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体周りに複数の現像器を配設し、静電潜像に対応した現像像を形成するカラー画像形成装置の、特に現像装置の取り扱い性の向上技術に関する。

特開昭６０−２３３６６８号公報 特開昭６１−９７６７４号公報 特公平４−２３７８２号公報 実公平４−３８３６２号公報 特開昭６３−７８１７０号公報 特開平４−２９１６６号公報 特開昭６０−２０８７７９号公報 特開昭６０−２１４３７７号公報 特開昭６１−７３１６３号公報 特開昭６１−１０３１７５号公報 特公昭５９−２６９５４号公報 特開昭６０−２３３６６９号公報 特開昭６２−８５２６６号公報 特開昭６２−１０２２６１号公報 実開昭６３−２６８４７号公報 特開昭６３−４１８７１号公報

従来、色分解光像を像担持体に露光し、形成された各潜像を各々色分解光の補色のトナーで現像し、得られた複数のトナー像を同一転写紙上に重ね合わせて転写する方式のフルカラー複写機等の画像形成装置や、異なる色で再現すべき画像を別々に像担持体上に露光して異なる色の現像剤で現像し、得られた複数のトナー像を同一転写紙に重ね合わせて転写する多色画像形成装置等が知られている。

これらの画像形成装置では、複数の現像ユニットを必要とするが、各現像ユニットを各々別個独立に構成して像担持体の周辺に並設すると装置が大型化してしまう。

そこで、像担持体に近接するように回転体を対設すると共に、この回転体の所定位置に複数の現像ユニットを支持し、各現像ユニットを現像域に順次回動搬送させることにより、像担持体上の潜像を各色トナーにて現像するようにした、一成分、並びに二成分の現像剤を用いる回転型現像装置が開発、実用化されている。

係る装置において、実際に画像形成装置の使用、維持に当たっては、トナーや現像剤の補充、交換、ユニット等のメンテナンスや点検、さらには寿命に達したユニットの交換等を行う必要がある。このため、これらの作業を行う方法、構成、機構等が提案されている。

トナーの補給方法として、例えば特許文献１、あるいは特許文献２等に記載されているように、回転する各現像器とは別個に、トナーの収容器、カートリッジ等を各現像器に対応させて固定配置し、各現像器とこれに対応する各トナーカートリッジとを可撓性の筒で連結し、その筒内に設けたスクリュー等からなるトナー搬送部材を回転させ、各トナーカートリッジからそれに対応する現像器にトナーを補給する方法が知られている（従来例群１）。

また、各現像器に所望のトナーを内包し、現像器内のトナーが所定量以下になった場合に、現像器自体を交換する、現像カートリッジ、あるいは現像マガジン等と称される装置も従来から知られている。

トナーや現像剤の補充、交換、ユニット等のメンテナンスや点検、現像器、あるいは現像装置の着脱、交換方法として、例えば、特許文献３、特許文献４、さらに特許文献５、特許文献６等には、複数の現像ユニットを一体的に着脱、あるいは交換する回転型現像装置が記載されている。また、特許文献７、特許文献８、特許文献９、さらに特許文献１０等には、支持体に装着した複数の現像ユニットを別個に着脱するようにした回転型現像装置が開示されている（従来例群２）。

また、像担持体の周辺に複数の現像器を併設した画像形成装置に対し、装置を小型化すると同時に、黒現像装置の信頼性を高め、さらに使用頻度の多い白黒の画像出力を安定かつ高品位に保つ例として、例えば特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、あるいは特許文献１５、特許文献１６等に記載されるように、像担持体としての感光体の周りに単一に配設され、黒色現像剤により黒色画像像を形成する黒用現像器と、該黒用現像器とは異なる現像位置に順次回転移動して感光体上に形成された潜像を、該潜像に対応した複数の有彩色（カラー）現像剤（トナー）で現像する複数の現像器を一体的に配設した現像装置を、感光体に対向させて併置したカラー画像形成装置が提案されている（従来例群３）。

しかし従来例群１は、実用上、回転する現像装置に対して可撓性の筒、及びトナー搬送部材が捩じれを生じないように中間の連結部が必要となるが、連結部では、トナーの飛散、漏洩や、他色のトナーが混色するのを防止するシャッターやシールを設ける必要があり、複雑な構成や部品数の増加によるコスト上の問題があった。

ところで、通常の一般文書は白黒画像の出力が主体であり、白黒の出力画像とカラーの出力画像との割合が、例えば９：１から７：３とも言われている。即ち、複数の現像ユニットの内、黒色の現像ユニットの使用頻度がかなり多くなり、トナーの消費量、現像剤や現像ローラ等、機能部品の劣化程度に差が出ることになり、黒色の現像ユニットに対する高い信頼性と、高いメンテナンス性や交換性が求められている。

しかし、従来例群２の内、例えば特許文献３、特許文献６記載の回転型現像装置のように、トナーの補充、補給機能が設けられていない現像装置では、複数の現像ユニットの内、１色のトナーエンドが発生した時点で現像装置全体を交換する必要があり、他の色のトナーが充分に残っていたり、現像装置自体が未だ充分に機能するにも係わらず現像装置を交換することにより、無駄が多く、ランニングコストの大幅な上昇の原因になっていた。

また、特許文献４記載の回転型現像装置は、装置の使用状況にはばらつきがあり、一つの現像室のトナーエンド時に現像装置全体を交換するため、無駄な部分が多かった。

また、特許文献５記載の現像装置は、ユニットや各部品の清掃、点検、または調整や修理、交換、さらに二成分現像剤を用いた装置では、現像剤（キャリア）の定期的な交換が必要となる。

また、特許文献５記載の現像装置は、複数の現像器を搭載した現像装置を担持するため、スライダは複雑、かつ強固な構成が必要であり、コストが掛かる上、使用頻度の多い１つの現像器が寿命に達した時点で、やはり装置全体を交換することになるので、上述の他の従来例と同様に無駄が多く、ランニングコストの大幅な上昇の原因になっていた。

また、特許文献７、特許文献８、特許文献９、さらに特許文献１０等に記載された回転型現像装置において、各現像器は各々が独立した側板、ケーシングを有し、さらに各ユニットを支持する支持部材が必要であり、現像装置の小型化、低コスト化には限界があった。また、現像器を１つ毎に取り扱うため、頻繁に作業を行う必要があり、複数の現像器を取り扱う場合には作業時間が余計に掛かる問題があった。

従来例群３の内、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、あるいは特許文献１５、特許文献１６等に記載された装置等には、現像剤（トナー）の補給や現像器の着脱、交換に関して殆ど記載されていない。

また、特許文献１２記載の装置は、カラーの現像器交換時には、各々の現像器を順に交換することになり、各現像器は各々が独立した側板、ケーシングを有し、さらに各ユニットを支持する支持部材が必要であり、現像装置の小型化、低コスト化には限界があった。また、上述のように同時に現像器の交換時期に達した場合、現像器を１つ毎に取り扱うため、頻繁に作業を行う必要があり、複数の現像器を取り扱う場合には作業時間が余計に掛かる問題があった。

本発明は、上述の不具合に鑑み、使用頻度の異なる、黒、及びカラーの現像器に対する取り扱い性、操作性の向上を図り、また、装置ならびにサプライの無駄を減少させた、小型かつ安価なカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

前記の課題は、本発明により、画像形成装置本体と、前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、前記フレームより内側に設けられ、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、前記カートリッジより内側で前記装置本体に着脱可能であって、前記ベルト体に接触するとともに互いに上下に配置され、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、前記フレームと前記カートリッジとを前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置により解決される。

また、前記の課題は、本発明により、画像形成装置本体と、前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、前記フレームより内側に設けられ、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、前記カートリッジより内側で前記装置本体に着脱可能であって、前記ベルト体に接触するとともに互いに上下に配置され、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、前記フレームと前記カートリッジを一体的に前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置により解決される。

また、前記の課題は、本発明により、画像形成装置本体と、前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、前記フレームの奥側で且つ前記装置前面に沿って配置され、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、前記カートリッジの奥側で前記ベルト体に対向して上下に並設され、前記装置本体に着脱可能であって、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、前記カートリッジを、前記ベルト体が前記ユニットに接触する作動位置と、前記ベルト体が前記ユニットから離間した開放位置とに回動可能に設け、前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、前記フレーム及び前記カートリッジを前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置により解決される。

前記カートリッジに廃トナー収容部が搭載されると好適である。
前記廃トナー収容部が前記カートリッジに着脱可能であると好適である。
前記カートリッジがサブフレームを介して回動可能に保持されると好適である。
前記カートリッジが前記サブフレームに着脱可能であると好適である。

前記フレームの回動支点が装置本体の下部に設けられていると好適である。
前記回動支点が装置前面側に設けられていると好適である。
前記カートリッジが前記フレームと一体的に回動可能に構成されると好適である。

装置本体の下部に給紙部を上部に定着装置を配置し、前記カートリッジが前記給紙部から前記定着装置への用紙搬送路の一部を構成すると好適である。
前記カートリッジにより構成される部分の用紙搬送路が開放可能に設けられ、該用紙搬送路を開放してジャム処理可能であると好適である。

本発明の画像形成装置によれば、フレーム及びカートリッジを回動させるだけでユニット着脱のための開口が形成されるので、ユニットの着脱を容易に行なうことができる。

カートリッジに廃トナー収容部を搭載し着脱可能に設けてやれば、廃トナーの処理が容易になる。

カートリッジをサブフレームを介して回動可能に保持し着脱可能に設けてやれば、カートリッジのメンテナンスが容易にできる。

フレームの回動支点を装置本体の下部の前面側に設けることで、装置内部のメンテナンスが容易になる。

カートリッジがフレームと一体的に回動可能に構成されることで、両者を一度に回動させることができる。

カートリッジが用紙搬送路の一部を構成し、その部分の用紙搬送路を開放可能に設けることで、ジャム処理を容易に行なうことができる。

本発明では、黒色現像剤で現像する第１の現像装置を現像カートリッジで構成することで、現像剤の残量が所定量以下となった時点でこの現像カートリッジを交換可能とする。また、有色現像剤で現像する第２の現像装置の、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）用の各現像器を個別に現像剤の補給ができるようにする。

以下、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の構成図である。
感光体ベルト１は、回転ローラ２，３間に架設され、回転ローラ２の回転駆動により、図中矢印Ａ方向（時計方向）に搬送されるようになっている。像担持体としての感光体ベルト１の周囲には、帯電チャージャ４、レーザ光学装置５、後述するイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を有する３つの現像器を一体的に形成したカラー現像装置６、カラー現像装置６とは別体に配設され、黒色の現像剤を内包した黒現像器７、回転ローラ１１，１２の間に架設され、回動ローラ１１の回転駆動により図中矢印Ｂ方向（反時計方向）に搬送される中間転写ベルト１０、感光体ベルト１に常時当接し、感光体ベルト１上のトナーをクリーニングするクリーニングブレード１５ａを含む廃棄トナー回収容器１５がプロセス順に配置されている。

中間転写ベルト１０は、感光体ベルト１と回動ローラ３部で接触している。該接触部の中間転写ベルト１０側には、導電性を有するバイアスブラシ１３が、その先端が中間転写ベルト１０の裏面に所定の条件で接触するようにして設けてある。また中間転写ベルト１０のクリーニング装置１６のクリーニングブレード１６ａは、画像形成動作中には中間転写ベルト１０表面から離間した位置に保持され、形成像が転写紙１７ａ上に転写された後に中間転写ベルト１０表面に当接されるようになっている。

また、装置底部には、給紙台（給紙カセット）１７が配置されており、内部に収容された転写紙１７ａは給紙ローラ１８、搬送ローラ１９ａ，１９ｂ、レジストローラ２０ａ，２０ｂによって転写部へ搬送されるようになっている。

次に、その画像形成動作を説明する。感光体ベルト１は、帯電チャージャ４により一様に帯電された後、レーザ光学装置５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り、この情報により半導体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビーム５ｄは、ポリゴンモータ５ａにより高速回転するポリゴンミラー５ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５ｃを経て、反射ミラー５ｅにより光路調整されたものである。

ここで形成された静電潜像は、後述する回転型のカラー現像装置６により各々所定のイエロー、マゼンタ、シアントナーで各々単色現像される。また、黒の色情報による潜像は、やはり後述する黒現像器７により黒トナーで現像され、感光体ベルト１上に各々の色画像が順次形成される。

図中矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１上に形成された各単色画像像は、感光体ベルト１と同期して図中矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト１０上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎に、バイアスブラシ１３に印加された所定の転写バイアスにより順次重ね転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像は、給紙台１７から給紙ローラ１８、搬送ローラ１９ａ，１９ｂ、レジストローラ２０ａ，２０ｂを経て転写部へ搬送された転写紙１７ａ上に、転写ローラ１４により一括転写される。

転写終了後、転写紙１７ａは定着装置５０により定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ５１ａ，５１ｂを経て排紙スタック部５２にプリント画像を排出する。

中間転写ベルト１０上よりクリーニングブレード１６ａによって掻き取られた廃棄トナーは、クリーニング装置１６内に設けられたオーガ１６ｂにより、図面の鉛直上方（装置の手前方向）に搬送され、さらにプロセスカートリッジ３１手前側面に設けられた、図示を省略した搬送部により廃棄トナー回収容器１５に搬送される。

所定量以上の廃棄トナーが廃棄トナー回収容器１５内に収容された時点で、プロセスカートリッジ３１に対し交換することにより、プロセスカートリッジ３１の長寿命化が図られる。

また、感光体ベルト１、帯電チャージャ４、中間転写ベルト１０、クリーニング装置１６、レジストローラ２０ｂは、プロセスカートリッジ３１として一体的に構成され、廃棄トナー回収容器１５は、プロセスカートリッジ３１に対して交換可能に組み込まれる。プロセスカートリッジ３１のレジストローラ２０ｂ側のケース外装部分は、用紙搬送ガイドとしての機能も備えている。

図２は黒現像器の構成図である。
黒現像器７は、図２に示すように、現像容器４１内に黒色の現像剤（トナー）を内包し、感光体ベルト１に対向した容器４１の開口部４１ａに、現像剤担持体としての現像ローラ２３Ｋを有した、いわゆる現像カートリッジとして一体的に形成された現像器である。

現像容器４１内には、現像ローラ２３Ｋと平行で、かつ該現像ローラ２３Ｋと所定の接触圧で接触し、ニップを形成しながら現像ローラ２３Ｋ接触部で現像ローラ２３Ｋ表面移動方向と逆方向に摺動するよう回転する、例えば発泡ポリウレタン等から形成されたトナー供給ローラ２５Ｋが配設される。

供給ローラ２５Ｋと現像ローラ２３Ｋとの摺動部より、現像ローラ２３Ｋの移動方向下流側で、開口部４１ａ近傍には、ステンレス等のばね性を有する薄板、あるいはウレタンゴム等の弾性体からなるトナー層規制部材としてのブレード２６Ｋが、その一端部近傍が現像ローラ２３Ｋに接するように設けられる。

また、現像容器４１内には、複数の羽根状部を有し、その軸方向が供給ローラ２５Ｋの軸方向と平行に配置され、供給ローラ２５Ｋ近傍のトナーを攪拌し、供給ローラ２５Ｋ表面にトナーを供給すると共に、現像ローラ２３Ｋ、ブレード２６Ｋ、及び供給ローラ２５Ｋに囲まれた部位に、ブレード２６Ｋにより規制されたトナーが堆積、パッキングしないように、図中矢印Ｃ方向に回転する攪拌パドル４２が設けられている。

さらに、現像容器４１内には、容器４１内のトナーを攪拌し、供給ローラ２５Ｋ及び現像ローラ２３Ｋ側にトナーを搬送する第１のアジテータ４３と、やはり容器４１内のトナーを攪拌し、供給ローラ２５Ｋ及び現像ローラ２３Ｋ側にトナーを搬送する第２のアジテータ４４が、現像ローラ２３Ｋ並びに供給ローラ２５Ｋと平行に配設されている。

第１、第２のアジテータ４３，４４は共にその先端にフィルム状の弾性体シート等を、その先端が容器４１の底部を摺擦移動するように取り付けることにより、容器４１内のトナーを効率よく搬送でき、容器４１内のトナー残量を減らすことができる。なお、アジテータ４３，４４の回転数は、トナーに余分なストレスを与えないよう極力低くすることが望ましい。

図３はカラー現像装置及び黒現像器の非動作時の状態を示す構成図である。
通常、黒現像器７は、図３に示すように、現像ローラ２３Ｋが、対向した感光体ベルト１表面に接触しない位置に退避している。感光体ベルト１上に形成された黒色潜像を現像する際には、カム４５の働きにより黒現像器７全体を図示を省略したガイド部材に沿って水平方向に移動させ、現像ローラ２３Ｋを感光体ベルト１表面に所定のニップを持った状態で接触させる。

なお、現像ローラ２３Ｋが感光体ベルト１と接触していない状態では、現像ローラ２３Ｋの駆動を切り、現像ローラ２３Ｋを回転させないように制御し、黒現像器７の開口部４１ａからのトナーの飛散、漏洩や、現像ローラ２３Ｋ、その他黒現像器７構成部品の早期劣化を予防している。

図４はカラー現像装置及び黒現像器の拡大構成図である。
感光体ベルト１の近傍に、本発明に係る現像装置としての回転型（リボルバー型、ロータリー型ともいう）のカラー現像装置６が配置されている。

図４は、１つの現像器２２Ｙが現像位置にある状態を示している。各現像器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃには、現像剤搬送部材としての円筒状の現像ローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃが設けられている。この各現像ローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃは、ケーシング２１に設けられた開口部２１ａからその一部が外部に露出するように配置され、色情報に同期して、図示を省略した駆動機構により図中矢印Ｄ方向に回転し、対応する静電潜像を現像する。この際、黒現像器７は、カム４５及び図示を省略したスプリング等により、現像ローラ２３Ｋが感光体ベルト１表面から離間した位置に保持されている。

本実施の形態のカラー現像装置６は、非磁性一成分現像剤を用いており、各現像器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃにはイエロー、マゼンタ、シアントナーが収納され、回転中心Ｏを中心に選択的に現像位置に回動して、上述のように順次感光体ベルト１上に形成された静電潜像を現像する。

図５はイエロー用の現像器の構成図である。
各色現像器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃは同一形態及び同一動作をとるので、ここでは現像器２２Ｙについてのみ説明する。

図５において、現像器２２Ｙは、感光体ベルト１側下方に配置され、現像器２２Ｙの側上方に位置する感光体ベルト１に形成される静電潜像に非磁性一成分現像剤としてのトナーを供給する。

この現像器２２Ｙ上方部には開口部２１ａが形成されている。該開口部２１ａには、感光体ベルト１に対向するように現像ローラ２３Ｙが感光体１と所定の周速比を以て感光体ベルト１移動方向と同方向に回転するように配設される。また現像ローラ２３Ｙ下方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなるトナー供給部材としての供給ローラ２５Ｙが現像ローラ２３Ｙと摺擦し、かつ現像ローラ２３Ｙに対して所定の周速比を以て摺擦部において現像ローラ２３Ｙと同方向に回転するように設けられている。

供給ローラ２５Ｙと現像ローラ２３Ｙとの摺動部より、現像ローラ２３Ｙの移動方向下流側で上述の開口部２１ａ近傍には、ステンレス等のばね性を有する薄板あるいはウレタンゴム等の弾性体からなるブレード２６Ｙが、その一端部近傍が現像ローラ２３Ｙに接するように設けられる。

なお、図中２７Ｙは、後述するスクリュー状の第１のトナー搬送部材で、図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送する。

図６はイエロー用の現像器の正面断面図、図７はカラー現像装置の要部の斜視図である。
現像器２２Ｙの手前側には、図６、図７に示したように、トナー収容部２９Ｙが設けられている。第１のトナー搬送部材２７Ｙは、トナー収容部２９Ｙから現像器２２Ｙの他方側板まで、現像ローラ２３Ｙ及び供給ローラ２５Ｙと並行に配設される。ケーシング２１Ｙはその一部が供給ローラ２５Ｙに接するように配設れており、現像ローラ２３Ｙ、供給ローラ２５Ｙ及び、ケーシング２１Ｙにより、第１のトナー搬送部材２７Ｙを取り巻くトナー搬送スペース２４Ｙ（図５参照）が形成される。

第１のトナー搬送部材２７Ｙは、図４、図５の図面手前側から奥側に向けてトナーを搬送するように、現像ローラ２３Ｙ及び供給ローラ２５Ｙと連動し、所定の周速比を以て回転する。この回転により、第１のトナー搬送部材２７Ｙは、トナー収容部２９Ｙからトナー搬送スペース２４Ｙ内にトナーを搬送し、供給ローラ２５Ｙ上にトナーを供給する。

供給ローラ２５Ｙ上に供給されたトナーは、供給ローラ２５Ｙにより現像ローラ２３Ｙ表面に帯電されながら供給され、現像ローラ２３Ｙ表面に担持される。現像ローラ２３Ｙ表面に担持されたトナーは、ブレード２６Ｙにより均一かつ、所定厚みのトナー薄層にされ、感光体ベルト１表面に形成された静電潜像を接触あるいは非接触現像にて現像する。

ところで、図６に示すように、上記現像工程で使用されなかったトナーは、上記第１のトナー搬送部材２７Ｙにより、トナー収容部２９Ｙと逆側の現像装置端部に搬送される。現像ローラ２３Ｙ及び供給ローラ２５Ｙの軸方向有効径部外側には、トナー循環部３２Ｙが設けられている。第１のトナー搬送部材２７Ｙでトナー循環部３２Ｙまで搬送されたトナーは、重力により現像器２２Ｙ下部に落下する。

現像器２２Ｙ下部には、やはりスクリュー状の第２のトナー搬送部材２８Ｙが現像ローラ２３Ｙ、供給ローラ２５Ｙ、及び第１のトナー搬送部材２７Ｙと並行に配設され、第１のトナー搬送部材２７Ｙとは逆方向にトナーを搬送するように回動され、上記現像工程で使用されなかったトナーをトナー収容部２９Ｙに搬送する。

第１のトナー搬送部材２７Ｙ及び、第２のトナー搬送部材２８Ｙの搬送量を適切に設定することで、現像器２２Ｙ内のトナー量検知や、複雑な供給量制御を行うことなく、供給ローラ２５Ｙ上に供給でき、レイアウト自由度が大きく、感光体ベルト１に対する断面占有率の小さな小型現像装置を提供できる。

なお、図７中、符号３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ）は、トナー収容部２９に着脱自在に装着されたトナーカートリッジで、カラー現像装置６の新規装着時及び、トナーエンド時に装着、交換され、常にトナー収容部２９内に必要量のトナーが収容される。

画像形成動作時以外には、図３に示したように、黒現像器７は、カム４５及び図示を省略したスプリング等により、現像ローラ２３Ｋが、感光体ベルト１表面から離間した位置に保持される。また、カラー現像装置６は、画像形成動作時以外のとき、即ち作像動作前、及び動作後には、図３に示したような現像装置ホームポジションに待機、停止している。

本実施の形態では、イエロー用の現像器２２Ｙの現像ローラ２３Ｙと、シアン用の現像器２２Ｃの現像ローラ２３Ｃの略中間地点で、両ローラ２３Ｙ，２３Ｃが感光体ベルト１表面に接触しない位置をホームポジションとしている。これは、本実施の形態でカラー現像動作を行う際に、第１番目に使用されるイエロー用の現像器２２Ｙが、画像形成時にカラー現像装置６の図中矢印Ｄ方向への回動により、現像位置により早く、正確に達することのできる位置であり、かつ、非動作時に感光体ベルト１と現像ローラ２３の不必要な接触による感光体１、現像ローラ２３の劣化や傷付きの防止、所定領域外へのトナーの付着や固着等を防止している位置である。

図８は図１に示すカラー画像形成装置の前フレーム８を開放した状態の構成図、図９は同、トナーカートリッジを交換する様子を示す構成図である。
これら図８、図９及び前記図１に基づいて、画像形成装置本体に関する構成を説明する。装置本体構造としては、不動部筐体たる本体フレーム９部と、転写紙１７ａの搬送経路が開放可能な前部筐体たる前フレーム８によって構成され、本体フレーム９の下部には、給紙カセット１７を配置し、本体内部にカラー現像装置６、黒現像器７、プロセスカートリッジ３１を交換可能に配置し、さらにその上方に、定着装置５０を配置し、本体上部には、排紙スタック部５２が形成される。

前フレーム８は、本体フレーム９に設けられた回転支持軸９ａを中心に開閉回動可能に支持され、通常は図１のごとく本体フレーム９に対し閉じた状態で保持される。転写紙１７ａの搬送経路内で転写紙１７ａのジャムが発生した場合には、図示しない前フレーム８のロック機構を解除し、図８の如く前フレーム８を開放する。前フレーム８には、転写紙搬送経路の一部を構成する搬送ローラ１９ａ、レジストローラ２０ａ、転写ローラ１４等が保持されており、前フレーム８を開放することにより、転写紙搬送経路が露出し、容易にジャム処理が行える。この際に、他の作像系ユニットは不動であり、トナーの飛散や、漏洩等による不具合が発生しない。

また、例えばイエロートナーが所定量以下になった場合には、従来より知られているトナーエンド検知手段等でトナーエンドを検知し、トナー交換表示がなされる。この場合、図９に示したように、前フレーム８を開放した状態で、トナーカートリッジ３０Ｙを交換する。

図１０は同、黒現像器を交換する様子を示す構成図である。
前述のように、本発明の第１の現像装置である黒現像器７は、いわゆる現像カートリッジ（ＤＴＭ）として形成されている。その使用により、黒現像器７内のトナーが所定量以下になると、図示を省略した従来より知られている、例えば光センサや、磁気センサ、圧電素子等を用いたトナー量検出手段によりトナーエンドが検出され、ユニットの交換サインが例えば表示パネル上に表示される。

前フレーム８の回転軸９ａには、図示を省略したサブフレームがやはり回転軸９ａを中心に回動可能に取り付けられており、該サブフレームに対しプロセスカートリッジ３１が着脱自在に保持されている。黒現像器７を交換する際には、前フレーム８と同時に回転軸９ａを中心にサブフレームを回動させ、図１０に示したように、プロセスカートリッジ３１を前フレーム８と同様に開放する。これにより現像装置着脱のための装置開口が現れ、プロセスカートリッジ３１を一旦画像形成装置本体外に退かすことなく、黒現像器７の交換が容易に行われる。

図１１は同、黒現像器とカラー現像装置を一体として交換する様子を示す構成図である。また図１２は黒現像器とカラー現像装置をフレームに組み込んだ状態の斜視図である。

これらの図に基づいてカラー現像装置６の着脱、交換について説明する。
通常のフルカラーの画像形成に当たっては、色によりトナーの消費に差が出るものの、イエロー、マゼンタ、シアン３現像器の使用量は同一である。黒現像器７は、その容器容量から、例えば数千枚で交換されるが、カラー現像装置６は、交換作業頻度の低減、操作性の向上、及びユニットの長期使用による実質的なコスト低減等の理由から、例えば数万枚の所定使用量のカウントにより、イエロー、マゼンタ、シアン３現像器一体で交換される。

画像形成装置本体の内部メモリ等に保存されたカラー現像装置６の使用量のカウント値が所定値に達したとき、ユニットの寿命サイインが、例えば表示パネル上に表示される。この後、黒現像器７のトナーエンドが検出された時点で、黒現像器７、及びカラー現像装置６の同時交換サインが、例えば表示パネル上に表示される。このサインにより作業者は、黒現像器７の交換時と同様に、前フレーム８と同時に回転軸９ａを中心に、前記サブフレームを回動させ、図１１に示したように、プロセスカートリッジ３１を前フレーム８と同様に開放する。

図１１、図１２に示したように、カラー現像装置６は、フレーム３３に対し回転中心Ｏ回りを回動自在に支持されている。黒現像器７も該フレーム３３に対し着脱自在に支持されており、フレーム３３の把手部３３ａによりフレーム３３を画像形成装置本体の現像装置着脱のための装置開口から取り出すことで、黒現像器７とカラー現像装置６が一度の作業動作で画像形成装置本体から離脱される。また、黒現像器７及びカラー現像装置６を画像形成装置本体に装着する際には、上述の動作同様、フレーム３３の把手部３３ａによりフレーム３３を装着することで、一度の作業動作を行うことになる。

本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の構成図である。 黒現像器の構成図である。 カラー現像装置及び黒現像器の非動作時の状態を示す構成図である。 カラー現像装置及び黒現像器の拡大構成図である。 イエロー用の現像器の構成図である。 イエロー用の現像器の正面断面図である。 カラー現像装置の要部の斜視図である。 図１に示すカラー画像形成装置の前フレームを開放した状態の構成図である。 同、トナーカートリッジを交換する様子を示す構成図である。 同、黒現像器を交換する様子を示す構成図である。 同、黒現像器とカラー現像装置を一体として交換する様子を示す構成図である。 黒現像器とカラー現像装置をフレームに組み込んだ状態の斜視図である。

符号の説明

１ 感光体ベルト（像担持体）
６ カラー現像装置（第２の現像装置）
７ 黒現像器（第１の現像装置）

Claims (3)

1. 画像形成装置本体と、
   前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、
   前記フレームより内側に設けられ、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、
   前記カートリッジより内側で前記装置本体に着脱可能であって、前記ベルト体に接触するとともに互いに上下に配置され、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、
   前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、
   前記フレームと前記カートリッジとを前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置本体と、
   前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、
   前記フレームより内側に設けられ、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、
   前記カートリッジより内側で前記装置本体に着脱可能であって、前記ベルト体に接触するとともに互いに上下に配置され、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、
   前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、
   前記フレームと前記カートリッジを一体的に前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置。
3. 画像形成装置本体と、
   前記装置本体前面の上方から下方に延在し露出して設けられ、前記装置本体の下部に設けられた回動軸により前記装置本体に対し閉鎖位置と装置前方に倒れ込む開放位置とに回動可能に支持されるフレームと、
   前記フレームの奥側で且つ前記装置前面に沿って配置され、上部ローラと下部ローラにより縦長に張架されるベルト体を含み、作動位置と退避位置とに回動可能に支持されるカートリッジと、
   前記カートリッジの奥側で前記ベルト体に対向して上下に並設され、前記装置本体に着脱可能であって、それぞれトナー収容部と現像剤担持体とを少なくとも含む複数のユニットを備え、
   前記カートリッジを、前記ベルト体が前記ユニットに接触する作動位置と、前記ベルト体が前記ユニットから離間した開放位置とに回動可能に設け、
   前記カートリッジと前記フレームとは同じ方向に回動し、
   前記フレーム及び前記カートリッジを前記閉鎖位置及び前記作動位置から回動させることにより、前記フレームと前記カートリッジとが前記開放位置及び前記退避位置で装置前面側が露出された前記ユニットを前記装置本体前面から着脱可能とするための開口が形成されることを特徴とする画像形成装置。

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