JP3882481B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、その現像器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真技術を用いた画像形成装置としては、例えば図１１に示すようなものが知られている（特開平１０−２２１９５１号公報）。
この画像形成装置は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体１と、この感光体１の外周面を一様に帯電させる帯電手段２と、この帯電手段２により一様に帯電させられた感光体１の外周面を選択的に露光Ｌして静電潜像を形成する露光手段３と、この露光手段３により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする複数個（図示のものは４個）の現像器４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と、この現像器４により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写装置５とを有している。
現像器４は、トナーＴが収容されたケース４ａと、このケース４ａに軸４ｂで回転可能に支持され、感光体１にトナーを付与する現像ローラ４ｃとを備えている。
現像器４のケース４ａには、アジテータ室４ｄと、現像ローラ４ｃに供給するトナーを貯留する現像室４ｅとが形成されている。
アジテータ室４ｄ内には、現像ローラ４ｃに向けて（この場合現像室４ｅに向けて）トナーを送給する送給手段としてのアジテータ４ｆが設けられている。現像室４ｅ内には、現像ローラ４ｃの表面にトナーを供給する供給ローラ４ｇが設けられている。また、現像ローラ４ｃに対しては、その表面に摺接して、感光体１に向けて供給されるトナーの量を規制するブレード４ｈが設けられている。
ケース４ａ内のトナーは、アジテータ４ｆで攪拌されつつ現像ローラ４ｃへ向けて送給される。
このような複数個の現像器４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は、感光体１の回りに角度を変えて、いわば放射状に配置されている。したがって、このような画像形成装置によれば、像担持体である感光体１の半径を小さくすることが可能である。
なお、現像器４内のトナーが全て消費された場合には、現像器４ごと取り替えられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
＜課題１＞
上述した従来の画像形成装置では、その現像器４は、これに内蔵されているトナーが全て消費された場合には、現像器４ごと取り替えられるようになっていたので、現像器の構成部品が無駄になってしまうおそれがあった。
このような問題は、現像器にトナーを補給するトナーカートリッジを現像器に対して着脱可能に設けることによって解決することが可能である。また、トナーカートリッジには、そのトナーが現像器に確実に供給されるようにするべく、現像器に向けてトナーを送給する送給手段を設けることが望ましい。
しかしながら、上述したような画像形成装置では、複数個の現像器４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）が、感光体１の回りに角度を変えて配置されているので、現像器およびトナーカートリッジの姿勢の違いによって、重力によるトナーの移動状態に差が生じる。
このため、仮に何らの方策も講じることなく、現像器にトナーを補給するトナーカートリッジを現像器に対して着脱可能に設ける構成にしたとすると、現像器およびトナーカートリッジの姿勢が比較的倒立状態に近い場合（例えば現像器４Ｙ、４Ｃ）には、トナーカートリッジから現像器に対してトナーが供給され過ぎて、アジテータ４ｆの回りにトナーが必要以上に大量に存在することとなるので、アジテータ４ｆの回転負荷が大きくなり、駆動不良が生じたり、はなはだしい場合には、アジテータ（その駆動系を含む）が破損してしまうおそれが生じる。一方、現像器およびトナーカートリッジの姿勢が略水平状態に近い場合（例えば現像器４Ｍ、４Ｋ）には、トナーカートリッジから現像器へのトナーの供給不足が生じて、現像不良が生じるおそれが生じる。
＜課題２＞
さらに、上述したような画像形成装置では、複数個の現像器４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）が、感光体１の回りに角度を変えて配置されているので、現像器の姿勢の違いによって、現像ローラ４ｃに向かうトナーの移動状態に差が生じる。
すなわち、その姿勢が略水平な、マゼンタ用の現像器４Ｍやブラック用の現像器４Ｋにおいては、重力によるトナーの移動はほとんど生じないが、シアン用の現像器４Ｃやイエロー用の現像器４Ｙのように、その姿勢が次第に立ってくると、重力によるトナーの移動が生じてくる。
従来の画像形成装置では、このような現像器の姿勢が考慮されることなく、現像ローラ４ｃに向けてトナーを送給する送給手段であるアジテータ４ｆが、略同一思想（現像器の姿勢を考慮せず、現像ローラ４ｃに向けてトナーを送給しさえすればよいという思想）で構成されていたので、次のような問題が生じていた。すなわち、現像ローラ４ｃが下方に位置することとなる現像器４Ｃや４Ｙにおいては、現像ローラ４ｃおよびアジテータ４ｆの回りにトナーが必要以上に大量に存在することとなるので、
（１）アジテータ４ｆの回転負荷が大きくなり、駆動不良が生じたり、はなはだしい場合には、アジテータ（その駆動系を含む）が破損してしまうことがあった。
（２）現像ローラ４ｃ回りのトナー圧が大きくなり、現像ローラ４ｃに対するブレード４ｈの当接力が低減して、感光体１に対して過剰のトナーが供給されて画像濃度が濃くなり過ぎてしまったり、はなはだしい場合には、現像ローラ４ｃとブレード４ｈとの間からトナーが漏れてしまうことがあった。この問題を解決すべく、現像ローラ４ｃに対するブレード４ｈの当接圧力を大きくすると、現像器内のトナーが消費されていって現像器内のトナー量が少なくなった際に（したがって現像ローラ４ｃ回りのトナー圧が小さくなった際に）、現像ローラ４ｃとブレード４ｈとの間を通過して感光体１に供給されるトナー量が少なくなって、現像不良が生じる。
一方、上記（１）（２）の問題を解決すべく、トナー送給手段であるアジテータ４ｆのトナー送給力が小さくなるように構成すると、略水平状態となっている現像器４Ｍ、４Ｋにおいて現像ローラ４ｃへのトナーの供給不足が生じて、現像不良が生じる。
【０００４】
この発明の第１の目的は、上記課題１を解決し、現像ローラに向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているとともに、現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられているにもかかわらず、またトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することができ、かつ現像不良も生じたりしない画像形成装置を提供することにある。
この発明の第２の目的は、上記課題１に加えてさらに上記課題２をもを解決し、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりしない画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、現像ローラに向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているとともに、前記現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられ、このカートリッジが現像器に装着された状態で、トナーカートリッジのトナーの供給口が、前記現像器に設けられているトナー受入口と対向する画像形成装置であって、
前記現像ローラの中心とこの現像ローラに隣接する送給手段とを結んだ第１の線と、水平線とのなす角度が大きな現像器については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線上から離れて当該第２の線上に位置しないように構成され、
前記第１の線と水平線とのなす角度が小さな現像器については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線上に位置するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
なお、ここで、「角度が大きな現像器」という意味は、仮に、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、上記第２の線上に位置しているとしたならば、前述したようなアジテータ等の回転体の駆動不良等が生じる現像器という意味であり、また、「角度が小さな現像器」という意味は、仮に、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、上記第２の線上に位置していないとしたならば、前述したような現像不良が生じる現像器という意味である。
【０００７】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記第１の線と水平線とのなす角度が大きくなればなるほど前記供給口およびトナー受入口の前記第２の線からの離間距離が大きくなっていることを特徴とする。
【０００８】
上記第２の目的を達成するために請求項３記載の画像形成装置は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記第１の線と水平線とのなす角度が大きな現像器における送給手段によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなっていることを特徴とする。
請求項４記載の画像形成装置は、請求項３記載の画像形成装置において、前記現像器における、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して略同じになっていることを特徴とする。
請求項５記載の画像形成装置は、請求項４記載の画像形成装置において、上記角度が９０°である場合の前記現像器における、送給手段によるトナー送給力を０％、重力によるトナーの送給力を１００％とし、上記角度が０°である場合の前記現像器における、送給手段によるトナー送給力を１００％、重力によるトナーの送給力を０％として仮定したとき、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっていることを特徴とする。
請求項６記載の画像形成装置は、請求項３，４，または５記載の画像形成装置において、前記送給手段が、軸と、この軸に設けられたフィンとを有する構成であり、そのフィンの枚数および／または形状および／または剛性を変えることによって、トナーの送給力を変えてあることを特徴とする。
【０００９】
【作用効果】
請求項１記載の画像形成装置によれば、現像ローラに向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているので、像担持体に対して複数個の現像器が配置されているにもかかわらず、像担持体の半径を小さくすることが可能となる。
また、現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられているので、現像器内のトナーが消費されて少なくなったときには、現像器を取り替えることなくトナーカートリッジのみを交換してトナーを補給することができるので現像器の構成部品が無駄になってしまうということがなくなる。さらに、トナーカートリッジには現像器に対してトナーを送給する送給手段が設けられているので、トナーが確実に送給されることとなる。
そして、前記現像ローラの中心とこの現像ローラに隣接する送給手段とを結んだ第１の線と、水平線とのなす角度が大きな現像器（したがって通常、現像器およびトナーカートリッジの姿勢が比較的倒立状態に近い場合）については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線上から離れて当該第２の線上に位置しないように構成されているので、トナーカートリッジから現像器に対してトナーが供給され過ぎるということがなくなる。
このため、現像器におけるトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することが可能となる。一方、前記第１の線と水平線とのなす角度が小さな現像器（したがって通常、現像器およびトナーカートリッジの姿勢が水平状態に近い場合）については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線上に位置するように構成されているので、トナーカートリッジから現像器へのトナーの供給が円滑になされることとなる。
このため、現像器内のトナー不足が生じ難くなって現像不良も生じ難くなる。すなわち、この請求項１記載の画像形成装置によれば、現像ローラに向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているとともに、現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられているにもかかわらず、またトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することができ、かつ現像不良も生じ難くなる。
請求項２記載の画像形成装置によれば、請求項１記載の画像形成装置において、前記第１の線と水平線とのなす角度が大きくなればなるほど（したがって通常、現像器およびトナーカートリッジの姿勢が倒立状態に近くなればなるほど）、前記供給口およびトナー受入口の前記第２の線からの離間距離が大きくなっているので、トナーカートリッジから現像器に対してトナーが供給され過ぎるということが確実に防止され、したがって、現像器におけるトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を確実に防止することが可能となる。
請求項３記載の画像形成装置によれば、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記第１の線と水平線とのなす角度が大きな現像器における送給手段によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなっているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、現像ローラの中心と送給手段とを結んだ第１の線と、水平線とのなす角度が大きな現像器（したがって、通常、現像ローラが下方に位置する現像器）における送給手段によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなっているので、重力によって現像ローラに向けてトナーの移動しやすい現像器においては、重力と、送給手段による比較的小さなトナー送給力とで現像ローラに向けてトナーが送給され、また、重力によって現像ローラに向けてトナーが移動し難い現像器においては、主として送給手段による比較的大きなトナー送給力で現像ローラに向けてトナーが送給されることとなる。
したがって、像担持体の回りに複数個の現像器が角度を変えて配置されているにもかかわらず、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを防止することが可能となる。
したがってまた、現像ローラに対するブレードを有するものの場合には、現像ローラとブレードとの間からのトナー漏れも防止することが可能となる。
請求項４記載の画像形成装置によれば、請求項３記載の画像形成装置において、前記送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して略同じになっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを確実に防止することが可能となる。
したがってまた、上記トナー漏れも確実に防止することが可能となる。
請求項５記載の画像形成装置によれば、請求項４記載の画像形成装置において、上記角度が９０°である場合の前記送給手段によるトナー送給力を０％、重力によるトナーの送給力を１００％とし、上記角度が０°である場合の前記送給手段によるトナー送給力を１００％、重力によるトナーの送給力を０％として仮定したとき、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより確実に防止することが可能となる。
すなわち、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、仮に７０％に満たないとすると、現像ローラへのトナーの供給不足が生じて現像不良が生じるおそれがあり、逆に８０％を越えたとすると、現像ローラ回りにトナーが過剰に供給されて、画像濃度が濃くなり過ぎてしまうおそれがあるが、この請求項５記載の画像形成装置によれば、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより確実に防止することが可能となる。
したがってまた、上記トナー漏れもより確実に防止することが可能となる。
請求項６記載の画像形成装置によれば、請求項３，４，または５記載の画像形成装置において、前記送給手段が、軸と、この軸に設けられたフィンとを有する構成であり、そのフィンの枚数および／または形状および／または剛性を変えることによって、トナーの送給力を変えてあるので、送給手段によるトナーの送給力を容易に変えることができる。
したがって、送給手段の上記駆動不良や破損をより一層確実にかつ容易に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示す概略正断面図である。
【００１１】
この画像形成装置のトナーカートリッジ以外の全体的な基本構成は、前述した従来の画像形成装置（図１１）と同様であり、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体１と、この感光体１の外周面を一様に帯電させる図示しない帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた感光体１の外周面を選択的に露光Ｌして静電潜像を形成する露光手段（図示せず）と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする複数個（図示のものは４個）の現像器１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）とを有している。
【００１２】
各現像器１０は、載置台３０に載置されて画像形成装置本体に対してそれぞれ揺動可能に取り付けられていて、形成すべき画像の色に応じた現像器のみが感光体１に当接可能となっている。
４０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は現像器１０にトナーを補給するためのトナーカートリッジであり、現像器１０に対して着脱可能に装着されている。
【００１３】
各現像器１０の基本構成は同じであるので、シアン用の現像器１０Ｃを代表させて図２を参照して説明する。
現像器１０は、ケース１１と、このケース１１の側板１１ａ、１１ａ（図２において一方のみ図示）に軸１２ｂで回転可能に支持され、感光体１にトナーを付与する現像ローラ１２とを備えている。ケース１１は下ケース１１ｅと上ケース１１ｆとからなっている。
現像ローラ１２は、図示しない駆動手段によって、例えば、周速が３６０ｍｍ／ｓ程度の速度で図２の矢印方向に回転駆動される。
ケース１１には、第１，第２アジテータ室１３，１４と、現像ローラ１２に供給するトナーを貯留する現像室１５とが形成されている。
第１，第２アジテータ室１３，１４内には、図示しない駆動手段によって図２の矢印方向に回転駆動される第１，第２アジテータ１６，１７が設けられており、これら第１，第２アジテータが、現像ローラ１２に向けて（現像室１５に向けて）トナーを送給する送給手段を構成している。
現像室１５内には、現像ローラ１２の表面１２ａにトナーを供給する供給ローラ１８が設けられている。供給ローラ１８は、図示しない駆動手段によって、例えば、周速が２４０ｍｍ／ｓ程度の速度で図２の矢印方向に回転駆動される。
【００１４】
第１，第２アジテータ室１３，１４は、トナー流路（連通口）１３ａで連通しており、第２アジテータ室１４と現像室１５はトナー流路（連通口）１４ａで連通している。
【００１５】
現像ローラ１２の表面１２ａには、これに供給されるトナーの量を規制するブレード１９が当接している。ブレード１９は、その支持板２０を介してケース１１に取り付けられている。
ブレード１９の反対側において、現像ローラ１２の表面１２ａとケース１１との間には、現像ローラ表面１２ａに摺接する薄いシートからなるシール部材２３が設けられている。シール部材２３はケース１１に固定されている。
【００１６】
トナーカートリッジ４０は、トナー（図示せず）が収納されたケース４１と、このケース４１内に設けられたアジテータ４２，４３と、ケース４１に設けられたトナーの供給口４４を備えており、図示しない駆動手段によって図２の矢印方向に回転駆動されるアジテータ４２，４３が、現像器１０に向けてトナーを送給する送給手段を構成している。このようなトナーカートリッジ４０が現像器１０の側板後部１１ｂ，１１ｂ（図２において一方のみ図示）の間に装着されると、供給口４４が、現像器１０に設けられているトナー受入口１０ａと対向し、トナーカートリッジ４０内のトナーが、その自重およびアジテータ４２，４３の回転によって、供給口４４およびトナー受入口１０ａを通じて現像器１０に供給されることとなる。
【００１７】
したがって、トナーカートリッジ４０内のトナーは、矢印ｔ１で示すように上記トナー受入口１０ａから現像器１０の第１アジテータ室１３内に流入し、第１アジテータ１６で攪拌されつつ矢印ｔ２で示すように連通口１３ａを経て第２アジテータ室１４内に流入し、第２アジテータ１７で攪拌されつつ矢印ｔ３で示すように連通口１４ａを経て現像室１５内に送給され、矢印ｔ４で示すように供給ローラ１８の回転に沿って流動しつつ供給ローラ１８によって現像ローラ１２との接触部１８ａにおいて現像ローラ１２の表面１２ａへ擦り付けられ、ブレード１９によって現像ローラ表面への付着量が規制されて現像ローラ表面１２ａから感光体１の表面に付与されることとなる。なお、供給ローラ１８によって現像ローラ１２の表面１２ａへ擦り付けられなかったトナーは矢印ｔ５で示すように現像ローラ１２の回転に沿って流動し、さらに矢印ｔ６，ｔ７，ｔ８で示すようにブレード１９の内面および現像室の内面に沿って循環することとなる。また、現像ローラ表面１２ａに付着したトナーのうち感光体１に転写されなかった残りのトナーは、シール部材２３を通過して現像室１５内に戻り、現像ローラ１２および供給ローラ１８の回転方向に沿って、矢印ｔ１０およびｔ１１で示すように流れることとなる。
【００１８】
以上のような現像器１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）およびトナーカートリッジ４０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は、図１に示したように、感光体１の回りに角度を変えて、いわば略放射状に配置されている。
現像器１０の姿勢（倒立度であり傾斜角度）は、現像ローラの中心と送給手段とを結んだ線（第１の線）と、水平線とのなす角度で規定することができ、この実施の形態では、図１に示すように現像ローラ１２の中心１２ｃと送給手段である第２アジテータ１７の中心１７ｃとを結んだ第１の線Ａ１と、水平線Ｈとのなす角度θで規定してある。θは図１において反時計方向を「＋」にとってあり、現像器１０Ｙの角度θ１は約５０°、現像器１０Ｃの角度θ２は約２０°、現像器１０Ｍの角度θ３は約５°、現像器１０Ｋの角度θ４は約−１６°である。
また、トナーカートリッジ４０の姿勢（倒立度であり傾斜角度）は、図７に示すように、トナーカートリッジ４０と現像器１０との間において隣接するアジテータ４３と１６とをその中心同士で結んだ線（第２の線）Ａ２と、水平線Ｈとのなす角度で規定することができ、トナーカートリッジ４０Ｙの角度θＹは約５６．５°、トナーカートリッジ４０Ｃの角度θＣは約５７．３°、トナーカートリッジ４０Ｍの角度θＭは約４１．６°、トナーカートリッジ４０Ｋの角度θＫは約２４．５°である。なお、トナーカートリッジ４０の姿勢は、図１０に示すように、トナーカートリッジ４０内で現像器１０に最も近いアジテータ４３とこれに隣接するアジテータ４２とをその中心同士で結んだ線Ａ３と、水平線Ｈとのなす角度で規定することもでき、この場合のトナーカートリッジ４０Ｙの角度θＹ１は約５６°、トナーカートリッジ４０Ｃの角度θＣ１は約３６°、トナーカートリッジ４０Ｍの角度θＭ１は約９°、トナーカートリッジ４０Ｋの角度θＫ１は約１１°である。
【００１９】
以上のような画像形成装置において、トナーカートリッジ４０から現像器１０へのトナーの供給され易さを考えると、トナーカートリッジ４０の姿勢が倒立状態に近くなればなるほど供給されやすくなる。
また、トナーカートリッジ４０と現像器１０との間において隣接するアジテータ４３と１６とをその中心同士で結んだ第２の線Ａ２上に、トナーカートリッジ４０の供給口４４および現像器１０のトナー受入口１０ａが位置している場合に最も供給されやすいこととなる。
このような状況下において、仮に何らの方策も講じないとしたならば（例えば、全ての現像器１０およびトナーカートリッジ４０に関して、その供給口４４およびトナー受入口１０ａが、上記第２の線Ａ２上に位置している、または位置していないとしたならば）、姿勢が比較的倒立状態に近い現像器１０Ｙ、１０Ｃおよびトナーカートリッジ４０Ｙ、４０Ｃについては、トナーカートリッジ４０から現像器１０に対してトナーが供給され過ぎて、アジテータ１６，１７の回りにトナーが必要以上に大量に存在することとなり、その回転負荷が大きくなって駆動不良や破損が生じ、姿勢が略水平状態に近い現像器１０Ｍ、１０Ｋおよびトナーカートリッジ４０Ｍ、４０Ｋについては、トナーカートリッジ４０から現像器１０へのトナーの供給不足が生じて、現像不良が生じるおそれがあることは前述したとおりである。
【００２０】
そこで、この実施の形態では、図７に示すように、上記傾斜角度が大きな現像器１０Ｙとトナーカートリッジ４０Ｙ、および、現像器１０Ｃとトナーカートリッジ４０Ｃについては、供給口４４Ｙとトナー受入口１０ａＹ、および４４Ｃと１０ａＣが、上記第２の線Ａ２上から離れて第２の線Ａ２上に位置しないように構成してある。また、傾斜角度がより大きな現像器１０Ｙについては、それよりも傾斜角度の小さな現像器１０Ｃに比べて、供給口４４Ｙおよびトナー受入口１０ａＹの上記第２の線Ａ２上からの離間距離Ｅ（図８参照）を大きくしてある。なお、この種の画像形成装置において使用されるトナーの安息角は、通常、２０°〜３０°であるので、トナーの安息角との関係においては、傾斜角度（図１０参照）がトナーの安息角に比べて大きなトナーカートリッジ４０Ｙおよび４０Ｃについては、供給口４４Ｙとトナー受入口１０ａＹ、および４４Ｃと１０ａＣが、上記第２の線Ａ２上から離れて第２の線Ａ２上に位置しないように構成してあり、また、傾斜角度がより大きな現像器１０Ｙについては、それよりも傾斜角度の小さな現像器１０Ｃに比べて、供給口４４Ｙおよびトナー受入口１０ａＹの上記第２の線Ａ２上からの離間距離Ｅ（図８参照）を大きくしてある。
以上のように構成すると、図８に現像器１０Ｙおよびトナーカートリッジ４０Ｙを例にとって示すように、トナーカートリッジ４０から現像器１０へ供給されるトナーが、矢印ｔ１Ｙで示すように、トナーカートリッジ４０から現像器１０の第１アジテータ１６に直接向かうことなく、ケース１１の壁面１１ｉに当たるようにしてワンクッションおかれて供給力が低減された状態で供給されることなる。なお、図示はしないが現像器１０Ｃおよびトナーカートリッジ４０Ｃについても同様である。
一方、図７に示すように、上記傾斜角度が比較的小さな現像器１０Ｍとトナーカートリッジ４０Ｍ、および、現像器１０Ｋとトナーカートリッジ４０Ｋについては、供給口４４Ｍとトナー受入口１０ａＭ、および４４Ｋと１０ａＫが、上記第２の線Ａ２上に位置するように構成してある。なお、トナーの安息との関係においては、上記傾斜角度（図１０参照）がトナーの安息角に比べて小さなトナーカートリッジ４０Ｍおよび４０Ｋについては、供給口４４Ｍとトナー受入口１０ａＭ、および４４Ｋと１０ａＫが、上記第２の線Ａ２上に位置するように構成してある。
以上のように構成すると、図９に現像器１０Ｍおよびトナーカートリッジ４０Ｍを例にとって示すように、トナーカートリッジ４０から現像器１０へ供給されるトナーが、矢印ｔ１Ｍで示すように、トナーカートリッジ４０から現像器１０の第１アジテータ１６に直接向かって供給されることなる。なお、図示はしないが現像器１０Ｋおよびトナーカートリッジ４０Ｋについても同様である。
【００２１】
また、このような画像形成装置において、仮に何らの方策も講じないとしたならば、現像ローラ１２が下方に位置することとなる現像器１０Ｙや１０Ｃ、特に傾斜角度（θ１）の大きな現像器１０Ｙにおいては、現像ローラ１２および第２アジテータ１７の回りにトナーが必要以上に大量に存在することとなってアジテータ１７の駆動不良や破損、あるいは画像濃度不良やトナーが漏れてしまう等、の問題が生じることは前述したとおりである。
【００２２】
そこで、この実施の形態では、上記角度θが大きな現像器における送給手段である第２アジテータ１７によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなるように構成してある。すなわち、現像器１０Ｙにおける第２アジテータ１７によるトナー送給力は現像器１０Ｃにおけるそれよりも小さく、現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７によるトナー送給力は現像器１０Ｍにおけるそれよりも小さく、現像器１０Ｍにおける第２アジテータ１７によるトナー送給力は現像器１０Ｋにおけるそれよりも小さくなるように構成してある。
第２アジテータ１７によるトナー送給力を変えるためには、その回転数を変える等の手段もとり得るが、この実施の形態では、第２アジテータ１７の軸に設けるフィンの枚数を変えることによって、トナーの送給力を変えてある。
【００２３】
図３はイエロー用の現像器１０Ｙにおける第２アジテータ１７（Ｙ）を示す斜視図である。
この第２アジテータ１７（Ｙ）は、軸１７ｂとこれに一体に形成された枠状の１つの攪拌アーム１７ａとで構成されている（図１参照）。
【００２４】
図４はシアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）を示す斜視図である。
この第２アジテータ１７（Ｃ）は、軸１７ｂとこれに一体に形成された１つの攪拌アーム１７ａと、この攪拌アーム１７ａに取り付けられたフィン１７ｄとで構成されている（図１参照）。
フィン１７ｄの長さＬ１は、その先端縁１７ｅが第２アジテータ室１４の内壁面１４ｂ（図２参照）に摺接しない長さとなっている。図４において仮想線１７ｆは、その先端縁がアジテータ室の内壁面に摺接するだけの長さＬのフィンを示しているが、このシアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）のフィン１７ｄの長さＬ１は、その先端縁１７ｅが第２アジテータ室１４の内壁面１４ｂ（図２参照）に摺接しない長さとなっている。
このようなシアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）によれば、図３に示したイエロー用の現像器１０Ｙにおける第２アジテータ１７（Ｙ）に比べて、フィン１７ｄが設けられている分だけ、トナーの送給力が増大する。
【００２５】
図１に示すマゼンタ用の現像器１０Ｍにおける第２アジテータ１７（Ｍ）は、図４に示した上記シアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）に、さらに、もう一枚のフィン１７ｄを、軸に関して対称に設けたものである。
このようなマゼンタ用の現像器１０Ｍにおける第２アジテータ１７（Ｍ）によれば、図４に示したシアンー用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）に比べて、フィン１７ｄが２枚となっている分だけ、トナーの送給力が増大し、第２アジテータ１７（Ｃ）の略２倍のトナー送給力が得られる。
【００２６】
図１に示すブラック用の現像器１０Ｋにおける第２アジテータ１７（Ｋ）は、図４に示した上記シアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）のフィン１７ｄの長さを、その先端縁が第２アジテータ室の内壁面１４ｄ（図１参照）に摺接するだけの長さＬとしたフィン１７ｆを、図１に示すように、軸に関して対称に２枚設けたものである。
このようなブラック用の現像器１０Ｋにおける第２アジテータ１７（Ｋ）によれば、上記マゼンタ用の現像器１０Ｍにおける第２アジテータ１７（Ｍ）に比べて、フィン１７ｆが長くなっている分だけ、トナーの送給力が増大する。
図１に示したように、ブラック用の現像器１０Ｋは、その傾斜角度θ４がマイナスとなっているので、第２アジテータ１７（Ｋ）によるトナー送給力を増大させただけでは現像ローラ１２（現像室）に十分にトナーが供給されないおそれがある。
そこで、この実施の形態では、図１に示すように、ブラック用の現像器１０Ｋについては、その第２アジテータ室１４と現像室１５との間において、上記フィン１７ｆの回転軌道中に位置するガイド板１１ｈを設け、フィン１７ｆによって掻き上げられるトナーが、ガイド板１１ｈに案内されて確実に現像室１５に送給されるように構成してある。
【００２７】
さらにこの実施の形態では、第２アジテータ１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、複数個の現像器１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）全てに関して略同じになるように構成してある。
この実施の形態では、上記傾斜角度θが９０°である場合の第２アジテータ１７によるトナー送給力を０％、重力によるトナーの送給力を１００％とし、傾斜角度θが０°である場合の第２アジテータ１７によるトナー送給力を１００％（上記傾斜角度θが９０°である場合の重力によるトナーの送給力と同等な送給力が得られる状態）、重力によるトナーの送給力を０％として仮定したとき、第２アジテータ１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、３つの現像器１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍに関して７０％〜８０％となるように構成してある。なお、ブラック用の現像器１０Ｋに関しては、上記ガイド板１１ｈによる作用を含めて７０％〜８０％となるように構成してある。
【００２８】
これについて図５および図６を参照して詳しく説明する。
図５（ａ１）（ａ２）に示すように、パドルＰを有するアジテータＡの１回転でアジテータ室Ｂ内のトナーＴが全て掻き出される（送給される）場合、このアジテータＡによるトナー送給力は１００％であると規定する。
また、図５（ｂ１）（ｂ２）に示すように、アジテータＡ１が軸ｂと枠状のアームａとからなっていてフィンを有しておらず、したがって、このようなアジテータＡ１が回転しても、アジテータ室Ｂ内のトナーＴは全く掻き出されないので、このような場合、アジテータによるトナー送給力は０％であると規定する。
また、図５（ｃ１）（ｃ２）に示すように、軸ｂと枠状のアームａとフィンＦとからなるアジテータＡ２の１回転でアジテータ室Ｂ内のトナーＴの半分が掻き出される（送給される）場合、このアジテータＡ２によるトナー送給力は５０％であると規定する。
したがって、図５（ｄ１）（ｄ２）に示すように、軸ｂに対して枠状のアームａおよびフィンＦが対称に２つ設けられているアジテータＡ３によるトナー送給力は１００％であるということになる。
以上のようなアジテータによるトナー送給力は、フィンの枚数および／または形状および／または剛性を変えることによって、適宜設定することができる。
例えば、図６（ａ）に示すように、フィンＦに切り欠きＦ１を設けることによって、トナー送給力を３３％程度とすることもできる。図６（ｂ１）（ｂ２）（ｂ３）は、このようなアジテータＡ４によるトナー送給状態を示しており、３回転でアジテータ室Ｂ内のトナーＴが略全て掻き出される。
また、図４に示したようにフィンの長さＬを変えることによってトナー送給力を変えることもできるし、フィンの剛性を変えることによってもトナー送給力を変えることができる。
【００２９】
一方、この実施の形態の各現像器における重力によるトナーの送給力（現像ローラ１２に向けての送給力）は、傾斜角度θ１が約５０°のイエロー用の現像器１０Ｙでは約７５％（略Ｓｉｎ成分、以下同じ）、傾斜角度θ２が約２０°のシアン用の現像器１０Ｃでは約３５％、傾斜角度θ３が約５°のマゼンタ用の現像器１０Ｍでは約１０％、傾斜角度θ４が約−１６°のブラック用の現像器１０Ｋでは約−２０％である。
【００３０】
そこで、この実施の形態では、イエロー用の現像器１０Ｙについては、その第２アジテータ１７（Ｙ）を、図３および図１に示したように、軸１７ｂとこれに一体に形成された枠状の１つの攪拌アーム１７ａとで構成して、第２アジテータ１７（Ｙ）によるトナー送給力を０％とし、第２アジテータ１７（Ｙ）によるトナー送給力（０％）と、重力によるトナーの送給力（約７５％）との和が、約７５％となるように構成してある。
シアン用の現像器１０Ｃについては、その第２アジテータ１７（Ｃ）を、図４および図１，図２に示したように、軸１７ｂとこれに一体に形成された１つの攪拌アーム１７ａと、この攪拌アーム１７ａに取り付けられたフィン１７ｄとで構成して、第２アジテータ１７（Ｃ）によるトナー送給力を約４０％とし、第２アジテータ１７（Ｃ）によるトナー送給力（約４０％）と、重力によるトナーの送給力（約３５％）との和が、約７５％となるように構成してある。
マゼンタ用の現像器１０Ｍについては、その第２アジテータ１７（Ｍ）を、軸１７ｂとこれに一体に対称に形成された２つの攪拌アーム１７ａおよびフィン１７ｄとで構成して、第２アジテータ１７（Ｍ）によるトナー送給力を約７０％とし、第２アジテータ１７（Ｍ）によるトナー送給力（約７０％）と、重力によるトナーの送給力（約１０％）との和が、約８０％となるように構成してある。
ブラック用の現像器１０Ｋについては、その第２アジテータ１７（Ｋ）を、前述したように、軸１７ｂとこれに一体に対称に形成された２つの攪拌アーム１７ａおよび先端縁が第２アジテータ室の内壁面１４ｄ（図１参照）に摺接するだけの長さＬを有するフィン１７ｆとで構成して、第２アジテータ１７（Ｋ）によるトナー送給力を約１００％ととするとともに（図５（ｄ１）（ｄ２）参照）、前述したガイド板１１ｈを設けて第２アジテータ１７（Ｋ）によるトナー送給力（約１００％）と、重力によるトナーの送給力（約−２０％）との和が、約８０％となるように構成してある。
すなわち、この実施の形態では、上記送給手段である第２アジテータ１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、複数個の現像器１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）全てに関して略同じになるように（７０％〜８０％となるように）構成してある。
【００３１】
以上のような実施の形態による作用効果をまとめれば、次の通りである。
（ａ）現像ローラ１２に向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器１０が、複数個、像担持体１の回りに角度を変えて配置されているので、像担持体１に対して複数個の現像器１０が配置されているにもかかわらず、像担持体１の半径を小さくすることが可能となる。
また、現像器１０に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジ４０が着脱可能に設けられているので、現像器１０内のトナーが消費されて少なくなったときには、現像器１０を取り替えることなくトナーカートリッジ４０のみを交換してトナーを補給することができるので現像器１０の構成部品が無駄になってしまうということがなくなる。さらに、トナーカートリッジ４０には現像器に対してトナーを送給する送給手段４２，４３が設けられているので、トナーが確実に送給されることとなる。
そして、現像ローラ１２の中心とこの現像ローラに隣接する送給手段である第２アジテータ１７とを結んだ第１の線Ａ１と、水平線Ｈとのなす角度が大きな現像器１０Ｙ（１０Ｃ）については、そのトナーカートリッジ４０Ｙ（４０Ｃ）の供給口４４Ｙ（４４Ｃ）および現像器１０Ｙ（１０Ｃ）のトナー受入口１０ａＹ（１０ａＣ）が、当該現像器１０とトナーカートリッジ４０との間において隣接する送給手段であるアジテータ４３Ｙ（４３Ｃ），１６Ｙ（１６Ｃ）同士を結んだ第２の線Ａ２上から離れて当該第２の線Ａ２上に位置しないように構成されているので、トナーカートリッジ４０Ｙ（４０Ｃ）から現像器１０Ｙ（１０Ｃ）に対してトナーが供給され過ぎるということがなくなる。
このため、現像器１０Ｙ（１０Ｃ）におけるトナー送給手段がアジテータ等の回転体であっても、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することが可能となる。
一方、第１の線Ａ１と水平線Ｈとのなす角度が小さな現像器１０Ｍ（１０Ｋ）については、そのトナーカートリッジ４０Ｍ（４０Ｋ）の供給口４４Ｍ（４４Ｋ）および現像器１０Ｍ（１０Ｋ）のトナー受入口１０ａＭ（１０ａＫ）が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線Ａ２上に位置するように構成されているので、トナーカートリッジ４０Ｍ（４０Ｋ）から現像器１０Ｍ（１０Ｋ）へのトナーの供給が円滑になされることとなる。
このため、現像器１０Ｍ（１０Ｋ）内のトナー不足が生じ難くなって現像不良も生じ難くなる。
すなわち、この実施の形態の画像形成装置によれば、現像ローラ１２に向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器１０が、複数個、像担持体１の回りに角度を変えて配置されているとともに、現像器１０に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジ４０が着脱可能に設けられているにもかかわらず、またトナー送給手段がアジテータ等の回転体であっても、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することができ、かつ現像不良も生じ難くなる。
（ｂ）前記第１の線Ａ１と水平線Ｈとのなす角度が大きくなればなるほど供給口４４およびトナー受入口１０ａの前記第２の線Ａ２からの離間距離Ｅが大きくなっているので、トナーカートリッジ４０から現像器１０に対してトナーが供給され過ぎるということが確実に防止され、したがって、現像器におけるトナー送給手段がアジテータ等の回転体であっても、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を確実に防止することが可能となる。
（ｃ）現像ローラ１２の中心と送給手段１７とを結んだ第１の線Ａ１と、水平線Ｈとのなす角度θが大きな現像器（したがって、通常、現像ローラ１２が下方に位置する現像器）における送給手段１７によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなっているので、重力によって現像ローラ１２に向けてトナーの移動しやすい現像器１０Ｙ、１０Ｃにおいては、重力と、送給手段による比較的小さなトナー送給力とで現像ローラに向けてトナーが送給され、また、重力によって現像ローラに向けてトナーが移動し難い現像器１０Ｍにおいては、主として送給手段による比較的大きなトナー送給力で現像ローラに向けてトナーが送給されることとなる。
したがって、像担持体の回りに複数個の現像器が角度を変えて配置されているにもかかわらず、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを防止することが可能となる。
したがってまた、トナー送給手段であるアジテータ１７の回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することができ、また、現像ローラ１２とブレード１９との間からのトナー漏れも防止することが可能となる。
（ｄ）送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して略同じになっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを確実に防止することが可能となる。
したがってまた、上記駆動不良や破損を防止することができ、また、上記トナー漏れも確実に防止することが可能となる。
（ｅ）上記角度が９０°である場合の送給手段１７によるトナー送給力を０％、重力によるトナーの送給力を１００％とし、上記角度が０°である場合の送給手段１７によるトナー送給力を１００％、重力によるトナーの送給力を０％として仮定したとき、送給手段１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより確実に防止することが可能となる。
すなわち、送給手段１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、仮に７０％に満たないとすると、現像ローラ１２へのトナーの供給不足が生じて現像不良が生じるおそれがあり、逆に８０％を越えたとすると、現像ローラ１２回りにトナーが過剰に供給されて、画像濃度が濃くなり過ぎてしまうおそれがあるが、この実施の形態の画像形成装置によれば、送給手段１７によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっているので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより確実に防止することが可能となる。
したがってまた、上記駆動不良や破損を防止することができ、また、上記トナー漏れも確実に防止することが可能となる。
（ｆ）送給手段１７が、軸１７ｂと、この軸に設けられたフィンとを有する構成であり、そのフィンの枚数および／または形状および／または剛性を変えることによって、トナーの送給力を変えてあるので、送給手段１７によるトナーの送給力を容易に変えることができる。
しかも、送給手段１７の上記駆動不良や破損をより一層確実にかつ容易に防止することができる。
（ｇ）傾斜角度が大きな現像器１０Ｙとトナーカートリッジ４０Ｙ、および、現像器１０Ｃとトナーカートリッジ４０Ｃについては、供給口４４Ｙとトナー受入口１０ａＹ、および４４Ｃと１０ａＣが、上記線Ａ２上から離れて線Ａ２上に位置しないように構成してあり、傾斜角度が比較的小さな現像器１０Ｍとトナーカートリッジ４０Ｍ、および、現像器１０Ｋとトナーカートリッジ４０Ｋについては、供給口４４Ｍとトナー受入口１０ａＭ、および４４Ｋと１０ａＫが、上記線Ａ２上に位置するように構成してあるので、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより一層確実に防止することが可能となる。
したがってまた、上記駆動不良や破損をより確実に防止することができ、また、上記トナー漏れもより確実に防止することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１〜６記載のいずれの画像形成装置によっても、現像ローラに向けてトナーを送給する送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているとともに、現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられているにもかかわらず、またトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を防止することができ、かつ現像不良も生じ難くなる。
さらに、
請求項２記載の画像形成装置によれば、現像器におけるトナー送給手段がアジテータ等の回転体である場合でも、その回転負荷の増大による駆動不良や破損を確実に防止することが可能となる。
請求項３記載の画像形成装置によれば、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを防止することが可能となる。また、現像ローラに対するブレードを有する場合には、現像ローラとブレードとの間からのトナー漏れも防止することが可能となる。
請求項４記載の画像形成装置によれば、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということを確実に防止することが可能となり、また、上記駆動不良や破損を確実に防止することができ、また、上記トナー漏れも確実に防止することが可能となる。
請求項５記載の画像形成装置によれば、画像濃度が濃くなり過ぎたり、現像不良が生じたりするということをより確実に防止することが可能となり、また、上記駆動不良や破損を確実に防止することができ、また、上記トナー漏れも確実に防止することが可能となる。
請求項６記載の画像形成装置によれば、送給手段によるトナーの送給力を容易に変えることができ、しかも、送給手段の上記駆動不良や破損をより一層確実にかつ容易に防止することができる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示す概略正断面図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】イエロー用の現像器１０Ｙにおける第２アジテータ１７（Ｙ）を示す斜視図。
【図４】シアン用の現像器１０Ｃにおける第２アジテータ１７（Ｃ）を示す斜視図。
【図５】（ａ１）〜（ｄ２）は、アジテータによるトナー送給力の説明図。
【図６】（ａ）はアジテータの一例を示す斜視図、（ｂ１）〜（ｂ３）は、同アジテータによるトナー送給力の説明図。
【図７】トナーカートリッジ４０の傾斜状態を示す図。
【図８】図７の部分拡大図で作用説明図。
【図９】図７の部分拡大図で作用説明図。
【図１０】トナーカートリッジ４０の傾斜状態を示す図。
【図１１】従来技術の説明図。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
１０ 現像器
１０ａ トナー受入口
１２ 現像ローラ
１６，１７ アジテータ（送給手段）
１７ｂ 軸
１７ｄ、１７ｆ フィン
Ａ１ 現像ローラの中心と送給手段とを結んだ第１の線
Ｈ 水平線
θ 角度
４０ トナーカートリッジ
４２，４３ アジテータ（送給手段）
４４ 供給口
Ａ２ 第２の線
Ｅ 離間距離[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, or a copying machine that forms an image using electrophotographic technology. In particular, the present invention relates to the developing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus using an electrophotographic technique, for example, an apparatus shown in FIG. 11 is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-221951).
This image forming apparatus includes a photosensitive member 1 as an image carrier having a photosensitive layer on an outer peripheral surface, a charging unit 2 for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive member 1, and charging uniformly by the charging unit 2. An exposure unit 3 that selectively exposes the outer peripheral surface of the photoreceptor 1 to form an electrostatic latent image, and a toner that is a developer is applied to the electrostatic latent image formed by the exposure unit 3. A plurality of (four in the figure) developing devices 4 (Y, C, M, and K) that form visible images (toner images), and transfer the toner images developed by the developing devices 4 to a sheet or the like And a transfer device 5 for transferring to a medium.
The developing device 4 includes a case 4a in which toner T is accommodated, and a developing roller 4c that is rotatably supported on the case 4a by a shaft 4b and applies toner to the photosensitive member 1.
In the case 4a of the developing device 4, an agitator chamber 4d and a developing chamber 4e for storing toner to be supplied to the developing roller 4c are formed.
In the agitator chamber 4d, an agitator 4f is provided as a feeding means for feeding toner toward the developing roller 4c (in this case, toward the developing chamber 4e). A supply roller 4g for supplying toner to the surface of the developing roller 4c is provided in the developing chamber 4e. The developing roller 4 c is provided with a blade 4 h that slidably contacts the surface of the developing roller 4 c and regulates the amount of toner supplied toward the photoreceptor 1.
The toner in the case 4a is fed toward the developing roller 4c while being stirred by the agitator 4f.
A plurality of such developing devices 4 (Y, C, M, K) are arranged radially so as to change the angle around the photosensitive member 1. Therefore, according to such an image forming apparatus, it is possible to reduce the radius of the photoreceptor 1 that is an image carrier.
When all the toner in the developing device 4 is consumed, the developing device 4 can be replaced.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
<Problem 1>
In the conventional image forming apparatus described above, the developing device 4 is replaced with the developing device 4 when the toner contained in the developing device 4 is completely consumed. There was a risk of being wasted.
Such a problem can be solved by providing a toner cartridge that replenishes toner to the developing unit so as to be detachable from the developing unit. Further, it is desirable that the toner cartridge is provided with a feeding means for feeding the toner toward the developing device so that the toner is reliably supplied to the developing device.
However, in the image forming apparatus as described above, a plurality of developing devices 4 (Y, C, M, K) are arranged around the photosensitive member 1 at different angles. Due to the difference in posture, there is a difference in the toner movement state due to gravity.
Therefore, assuming that the toner cartridge for replenishing toner to the developing device is detachably attached to the developing device without taking any measures, the posture of the developing device and the toner cartridge is relatively inverted. In the near case (for example, the developing devices 4Y and 4C), the toner is supplied too much from the toner cartridge to the developing device, and there is an excessive amount of toner around the agitator 4f. If the rotational load becomes large and a drive failure occurs or is severe, the agitator (including its drive system) may be damaged. On the other hand, when the postures of the developing device and the toner cartridge are nearly horizontal (for example, the developing devices 4M and 4K), insufficient supply of toner from the toner cartridge to the developing device may occur, which may cause development failure.
<Problem 2>
Further, in the image forming apparatus as described above, a plurality of developing devices 4 (Y, C, M, K) are arranged around the photosensitive member 1 at different angles. Therefore, a difference occurs in the moving state of the toner toward the developing roller 4c.
That is, in the magenta developing device 4M and the black developing device 4K whose posture is substantially horizontal, the toner hardly moves due to gravity, but the cyan developing device 4C and the yellow developing device 4Y. As described above, when the posture gradually stands, the toner moves due to gravity.
In the conventional image forming apparatus, the agitator 4f, which is a feeding unit that feeds the toner toward the developing roller 4c, does not take such a posture of the developing device into consideration. However, the following problem has arisen, since it is only necessary to feed toner toward the developing roller 4c. That is, in the developing devices 4C and 4Y in which the developing roller 4c is positioned below, a larger amount of toner is present around the developing roller 4c and the agitator 4f than necessary.
(1) When the rotational load of the agitator 4f is increased and a drive failure occurs or is severe, the agitator (including its drive system) may be damaged.
(2) The toner pressure around the developing roller 4c increases, the contact force of the blade 4h with respect to the developing roller 4c decreases, and excessive toner is supplied to the photosensitive member 1 so that the image density becomes too high. In extreme cases, toner may leak from between the developing roller 4c and the blade 4h. In order to solve this problem, if the contact pressure of the blade 4h with respect to the developing roller 4c is increased, the toner in the developing device is consumed and the amount of toner in the developing device is reduced (therefore, the rotation of the developing roller 4c). When the toner pressure of the toner decreases, the amount of toner that passes between the developing roller 4c and the blade 4h and is supplied to the photosensitive member 1 decreases, resulting in development failure.
On the other hand, in order to solve the problems (1) and (2) described above, if the toner feeding force of the agitator 4f as the toner feeding means is reduced, the developing units 4M and 4K in the substantially horizontal state develop. Insufficient toner supply to the roller 4c occurs, resulting in a development failure.
[0004]
A first object of the present invention is to solve the above-mentioned problem 1 and to arrange a plurality of developing devices having feeding means for feeding toner toward the developing roller at different angles around the image carrier. In addition, even though the toner cartridge having a feeding means for feeding toner to the developing device is detachably provided, and even when the toner feeding means is a rotating body such as an agitator, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can prevent drive failure or damage due to an increase in rotational load and that does not cause development failure.
A second object of the present invention is to solve the above problem 2 in addition to the above problem 1, and provide an image forming apparatus in which the image density does not become excessively high and development failure does not occur.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the image forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of developing units each having a feeding unit that feeds toner toward the developing roller have an angle around the image carrier. In addition, a toner cartridge having a feeding means for feeding toner to the developing device is detachably provided. When the cartridge is attached to the developing device, An image forming apparatus having a supply port facing a toner receiving port provided in the developing device,
For a developing device having a large angle between a horizontal line and a first line connecting the center of the developing roller and a feeding means adjacent to the developing roller, a toner cartridge supply port and a toner receiving port of the developing device Is configured so as not to be positioned on the second line apart from the second line connecting adjacent feeding units between the developing unit and the toner cartridge.
For a developing device having a small angle between the first line and the horizontal line, the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device are connected to the adjacent feeding means between the developing device and the toner cartridge. It is configured so as to be located on the connected second line.
[0006]
Here, the meaning of “developer having a large angle” means that the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developer are located on the second line as described above. This means a developing device in which a rotating member such as an agitator is driven poorly, and the meaning of “developing device with a small angle” means that the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device are If it is not located on the second line, it means a developing device in which the above-mentioned development failure occurs.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the larger the angle formed by the first line and the horizontal line, the greater the distance from the second line of the supply port and the toner receiving port. The separation distance is increased.
[0008]
In order to achieve the second object, the image forming apparatus according to claim 3 is the image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first line and a horizontal line feed a developing device having a large angle. The toner feeding force by the means is smaller than that in the developing device having a small angle.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the sum of the toner feeding force by the feeding means and the toner feeding force by gravity in the developing unit is the plurality of developing units. It is characterized by being substantially the same for all vessels.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, in the developing device when the angle is 90 °, the toner feeding force by the feeding unit is 0%, and the toner is fed by gravity. When it is assumed that the toner feeding force by the feeding means is 100% and the toner feeding force by gravity is 0% in the developing device when the feeding angle is 0% and the angle is 0 °, the toner by the feeding means The sum of the feeding force and the toner feeding force due to gravity is 70% to 80% for all the plurality of developing devices.
An image forming apparatus according to a sixth aspect is the image forming apparatus according to the third, fourth, or fifth aspect, wherein the feeding unit includes a shaft and a fin provided on the shaft. The toner feeding force is changed by changing the number and / or shape and / or rigidity of the toner.
[0009]
[Function and effect]
According to the image forming apparatus of the first aspect, since a plurality of developing devices having a feeding unit that feeds the toner toward the developing roller are arranged at different angles around the image carrier, Despite the fact that a plurality of developing devices are arranged for the image carrier, the radius of the image carrier can be reduced.
In addition, since a toner cartridge having a feeding means for feeding toner to the developing device is detachably provided, when the toner in the developing device is consumed and low, the toner is not replaced without changing the developing device. Since the toner can be replenished by replacing only the cartridge, the components of the developing device are not wasted. Further, since the toner cartridge is provided with a feeding means for feeding the toner to the developing device, the toner is reliably fed.
A developing device having a large angle between the horizontal line and the first line connecting the center of the developing roller and the feeding means adjacent to the developing roller (therefore, the attitude of the developing device and the toner cartridge is generally relatively low). When the toner cartridge supply port and the toner receiving port of the developing device are separated from the second line connecting adjacent feeding means between the developing device and the toner cartridge. Since it is configured so as not to be positioned on the second line, toner is not excessively supplied from the toner cartridge to the developing device.
For this reason, even when the toner feeding means in the developing device is a rotating body such as an agitator, it becomes possible to prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load. On the other hand, for a developing device having a small angle between the first line and the horizontal line (thus, usually when the posture of the developing device and the toner cartridge is close to the horizontal state), the toner cartridge supply port and the toner receiving of the developing device are received. Since the inlet is located on the second line connecting the adjacent feeding means between the developing device and the toner cartridge, the toner supply from the toner cartridge to the developing device is smoothly performed. Will be made.
For this reason, the shortage of toner in the developing device is less likely to occur, and development defects are less likely to occur. In other words, according to the image forming apparatus of the first aspect, a plurality of developing devices having a feeding means for feeding the toner toward the developing roller are arranged around the image carrier at different angles. Even when a toner cartridge having a feeding means for feeding toner to the developing device is detachably provided, and even when the toner feeding means is a rotating body such as an agitator, the It is possible to prevent drive failure and damage due to an increase in rotational load, and it is difficult for development failures to occur.
According to the image forming apparatus of the second aspect, in the image forming apparatus according to the first aspect, the larger the angle formed between the first line and the horizontal line (therefore, the posture of the developing device and the toner cartridge is usually higher). The closer to the inverted state), the larger the distance between the supply port and the toner receiving port from the second line, so that it is certain that the toner is supplied too much from the toner cartridge to the developing device. Therefore, even when the toner feeding means in the developing device is a rotating body such as an agitator, it is possible to reliably prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the toner feeding force by the feeding means in the developing device having a large angle between the first line and the horizontal line is the above-mentioned. Since the angle is smaller than that in a small developing device, the following effects can be obtained.
That is, the toner formed by the feeding unit in the developing device having a large angle formed between the first line connecting the center of the developing roller and the feeding unit and the horizontal line (therefore, the developing unit in which the developing roller is usually positioned below). Since the feeding force is smaller than that in the developing device having a small angle, in the developing device in which the toner easily moves toward the developing roller due to gravity, gravity and a relatively small toner feeding force by the feeding unit. In the developing device in which the toner is fed toward the developing roller and the toner hardly moves toward the developing roller due to gravity, the toner is mainly directed toward the developing roller by a relatively large toner feeding force by the feeding means. Will be sent.
Therefore, it is possible to prevent the image density from becoming excessively high or the development failure from occurring even though a plurality of developing devices are arranged at different angles around the image carrier. Become.
Therefore, in the case of a device having a blade for the developing roller, toner leakage from between the developing roller and the blade can be prevented.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the sum of the toner feeding force by the feeding unit and the toner feeding force due to gravity is equal to all of the plurality of developing devices. Therefore, it is possible to reliably prevent the image density from becoming excessively high or developing defects from occurring.
Therefore, the toner leakage can be surely prevented.
According to an image forming apparatus of claim 5, in the image forming apparatus of claim 4, when the angle is 90 °, the toner feeding force by the feeding means is 0%, and the toner feeding force by gravity is When it is assumed that the toner feeding force by the feeding unit is 100% and the toner feeding force by gravity is 0% when the angle is 0 °, the toner feeding force by the feeding unit and the gravity Since the sum of the toner feeding force is 70% to 80% for all of the plurality of developing devices, it is possible to more reliably prevent the image density from becoming excessively high or developing failure. It becomes possible.
That is, if the sum of the toner feeding force by the feeding means and the toner feeding force by gravity is less than 70%, there is a risk of insufficient development of toner due to insufficient supply of toner to the developing roller, On the other hand, if it exceeds 80%, the toner may be excessively supplied around the developing roller and the image density may become too high. However, according to the image forming apparatus of claim 5, the feeding unit The sum of the toner feeding force due to gravity and the toner feeding force due to gravity is 70% to 80% with respect to all of the plurality of developing devices, so that the image density becomes excessively high or development failure occurs. This can be prevented more reliably.
Therefore, the toner leakage can be prevented more reliably.
According to an image forming apparatus according to claim 6, in the image forming apparatus according to claim 3, 4, or 5, the feeding means includes a shaft and a fin provided on the shaft. By changing the number and / or shape and / or rigidity of the fins, the toner feeding force is changed, so that the toner feeding force by the feeding means can be easily changed.
Therefore, it is possible to more reliably and easily prevent the above-mentioned drive failure and breakage of the feeding means.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic front sectional view showing a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
[0011]
The overall basic configuration of the image forming apparatus other than the toner cartridge is the same as that of the above-described conventional image forming apparatus (FIG. 11), and a photosensitive member 1 as an image carrier having a photosensitive layer on the outer peripheral surface, A charging means (not shown) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive member 1 and the outer peripheral surface of the photosensitive member 1 uniformly charged by the charging unit are selectively exposed to form an electrostatic latent image. An exposure unit (not shown) and a plurality (four in the drawing) of visible images (toner images) by applying toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the exposure unit Developing unit 10 (Y, C, M, K).
[0012]
Each developing device 10 is mounted on the mounting table 30 so as to be swingable with respect to the image forming apparatus main body, and only the developing device corresponding to the color of the image to be formed contacts the photoreceptor 1. It is possible.
Reference numeral 40 (Y, C, M, K) denotes a toner cartridge for supplying toner to the developing device 10, which is detachably attached to the developing device 10.
[0013]
Since the basic configuration of each developing unit 10 is the same, the developing unit 10C for cyan will be described as a representative with reference to FIG.
The developing device 10 includes a case 11 and a developing roller 12 that is rotatably supported by a shaft 12b on side plates 11a and 11a (only one is shown in FIG. 2) of the case 11 and applies toner to the photoreceptor 1. Yes. The case 11 includes a lower case 11e and an upper case 11f.
The developing roller 12 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow in FIG. 2 by a driving unit (not shown), for example, at a peripheral speed of about 360 mm / s.
The case 11 includes first and second agitator chambers 13 and 14 and a developing chamber 15 that stores toner to be supplied to the developing roller 12.
The first and second agitator chambers 13 and 14 are provided with first and second agitators 16 and 17 that are driven to rotate in the direction of the arrow in FIG. The agitator constitutes a feeding means for feeding toner toward the developing roller 12 (toward the developing chamber 15).
A supply roller 18 that supplies toner to the surface 12 a of the developing roller 12 is provided in the developing chamber 15. The supply roller 18 is driven to rotate in the direction of the arrow in FIG. 2 by a driving means (not shown), for example, at a peripheral speed of about 240 mm / s.
[0014]
The first and second agitator chambers 13 and 14 communicate with each other through a toner channel (communication port) 13a, and the second agitator chamber 14 and the developing chamber 15 communicate with each other through a toner channel (communication port) 14a.
[0015]
A blade 19 that regulates the amount of toner supplied to the surface 12a of the developing roller 12 is in contact with the surface 12a. The blade 19 is attached to the case 11 via the support plate 20.
On the opposite side of the blade 19, between the surface 12a of the developing roller 12 and the case 11, a seal member 23 made of a thin sheet that is in sliding contact with the developing roller surface 12a is provided. The seal member 23 is fixed to the case 11.
[0016]
The toner cartridge 40 includes a case 41 in which toner (not shown) is stored, agitators 42 and 43 provided in the case 41, and a toner supply port 44 provided in the case 41. The agitators 42 and 43 that are rotationally driven in the direction of the arrow in FIG. 2 by the driving means that do not constitute the feeding means for feeding the toner toward the developing device 10. When such a toner cartridge 40 is mounted between the side plate rear portions 11b and 11b (only one is shown in FIG. 2) of the developing device 10, the supply port 44 is connected to the toner receiving port 10a provided in the developing device 10. Oppositely, the toner in the toner cartridge 40 is supplied to the developing device 10 through the supply port 44 and the toner receiving port 10a due to its own weight and the rotation of the agitators 42 and 43.
[0017]
Accordingly, the toner in the toner cartridge 40 flows into the first agitator chamber 13 of the developing device 10 from the toner receiving port 10a as indicated by an arrow t1, and is stirred by the first agitator 16 as indicated by an arrow t2. It flows into the second agitator chamber 14 through the communication port 13a, is fed into the developing chamber 15 through the communication port 14a as shown by an arrow t3 while being stirred by the second agitator 17, and is supplied as shown by an arrow t4. The supply roller 18 rubs against the surface 12a of the developing roller 12 at the contact portion 18a with the developing roller 12 while flowing along the rotation of the roller 18, and the amount of adhesion to the developing roller surface is regulated by the blade 19 so that the surface of the developing roller is regulated. It is applied to the surface of the photoreceptor 1 from 12a. The toner that has not been rubbed against the surface 12a of the developing roller 12 by the supply roller 18 flows along the rotation of the developing roller 12 as indicated by an arrow t5, and further, the toner of the blade 19 as indicated by arrows t6, t7, and t8. It circulates along the inner surface and the inner surface of the developing chamber. Further, of the toner adhering to the developing roller surface 12a, the remaining toner that has not been transferred to the photoreceptor 1 passes through the seal member 23 and returns to the developing chamber 15, and in the rotational direction of the developing roller 12 and the supply roller 18. Along this direction, the flow will occur as indicated by arrows t10 and t11.
[0018]
The developing device 10 (Y, C, M, K) and the toner cartridge 40 (Y, C, M, K) as described above are changed in angle around the photosensitive member 1 as shown in FIG. In other words, they are arranged almost radially.
The attitude of the developing device 10 (inverted degree and inclination angle) can be defined by an angle formed by a line (first line) connecting the center of the developing roller and the feeding means and a horizontal line. In this embodiment, as shown in FIG. 1, it is defined by an angle θ formed by the first line A1 connecting the center 12c of the developing roller 12 and the center 17c of the second agitator 17 serving as the feeding means and the horizontal line H. It is. In FIG. 1, the counterclockwise direction in FIG. 1 is “+”, the angle θ1 of the developing device 10Y is about 50 °, the angle θ2 of the developing device 10C is about 20 °, the angle θ3 of the developing device 10M is about 5 °, and the developing device. The angle θ4 of 10K is about −16 °.
Further, as shown in FIG. 7, the attitude of the toner cartridge 40 (inverted degree and inclination angle) is a line connecting adjacent agitators 43 and 16 between the toner cartridge 40 and the developing device 10 at their centers. (Second line) It can be defined by an angle formed by A2 and the horizontal line H. The angle θY of the toner cartridge 40Y is about 56.5 °, the angle θC of the toner cartridge 40C is about 57.3 °, and the toner cartridge The angle θM of 40M is about 41.6 °, and the angle θK of the toner cartridge 40K is about 24.5 °. As shown in FIG. 10, the orientation of the toner cartridge 40 is such that a line A3 connecting the agitator 43 closest to the developing device 10 in the toner cartridge 40 and an agitator 42 adjacent to the agitator 43 at its center, and a horizontal line H In this case, the angle θY1 of the toner cartridge 40Y is about 56 °, the angle θC1 of the toner cartridge 40C is about 36 °, the angle θM1 of the toner cartridge 40M is about 9 °, and the toner cartridge 40K. The angle θK1 is about 11 °.
[0019]
In the image forming apparatus as described above, considering the ease with which toner is supplied from the toner cartridge 40 to the developing device 10, the toner cartridge 40 is more easily supplied as the posture of the toner cartridge 40 approaches an inverted state.
Further, a supply port 44 of the toner cartridge 40 and a toner receiving port of the developing device 10 are arranged on a second line A2 connecting the agitators 43 and 16 adjacent to each other between the toner cartridge 40 and the developing device 10 at their centers. When 10a is located, it is most easily supplied.
If no measures are taken under such circumstances (for example, the supply port 44 and the toner receiving port 10a for all the developing devices 10 and the toner cartridges 40 are on the second line A2). If the developing devices 10Y and 10C and the toner cartridges 40Y and 40C are relatively close to each other, the toner from the toner cartridge 40 to the developing device 10 is assumed to be toner. Is excessively supplied, and an excessive amount of toner is present around the agitators 16 and 17, and the rotational load is increased, causing drive failure and damage, and the developing device 10 </ b> M having a substantially horizontal posture. For 10K and toner cartridges 40M and 40K, supply of toner from the toner cartridge 40 to the developing device 10 Occurs feet, it is as described above there is a risk of development failure occurs.
[0020]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, for the developing device 10Y and the toner cartridge 40Y having a large inclination angle, and for the developing device 10C and the toner cartridge 40C, the supply port 44Y, the toner receiving port 10aY, and 44C and 10aC are configured not to be positioned on the second line A2 apart from the second line A2. Further, in the developing device 10Y having a larger inclination angle, the separation distance E from the second line A2 of the supply port 44Y and the toner receiving port 10aY than the developing device 10C having a smaller inclination angle (see FIG. 8) is enlarged. Since the repose angle of toner used in this type of image forming apparatus is usually 20 ° to 30 °, the inclination angle (see FIG. 10) is the repose angle of the toner in relation to the repose angle of the toner. The toner cartridges 40Y and 40C that are larger than the corners are configured such that the supply port 44Y and the toner receiving ports 10aY and 44C and 10aC are not located on the second line A2 apart from the second line A2. Further, for the developing device 10Y having a larger inclination angle, the supply port 44Y and the toner receiving port 10aY are separated from the second line A2 as compared with the developing device 10C having a smaller inclination angle. The distance E (see FIG. 8) is increased.
With the configuration described above, as shown in FIG. 8 using the developing device 10Y and the toner cartridge 40Y as an example, the toner supplied from the toner cartridge 40 to the developing device 10 is developed from the toner cartridge 40 as indicated by an arrow t1Y. Instead of going directly to the first agitator 16 of the vessel 10, the one-cushion is placed so as to hit the wall surface 11 i of the case 11 and the supply force is reduced. Although not shown, the same applies to the developing device 10C and the toner cartridge 40C.
On the other hand, as shown in FIG. 7, for the developing device 10M and the toner cartridge 40M, and the developing device 10K and the toner cartridge 40K having a relatively small inclination angle, the supply port 44M, the toner receiving port 10aM, and 44K and 10aK are provided. , It is configured to be located on the second line A2. Regarding the toner repose, for the toner cartridges 40M and 40K whose inclination angle (see FIG. 10) is smaller than the repose angle of the toner, the supply port 44M and the toner receiving ports 10aM and 44K and 10aK , It is configured to be located on the second line A2.
With the above configuration, as shown in FIG. 9 using the developing device 10M and the toner cartridge 40M as an example, the toner supplied from the toner cartridge 40 to the developing device 10 is developed from the toner cartridge 40 as indicated by an arrow t1M. It will be fed directly to the first agitator 16 of the vessel 10. Although not shown, the same applies to the developing device 10K and the toner cartridge 40K.
[0021]
In such an image forming apparatus, if no measures are taken, the developing devices 10Y and 10C in which the developing roller 12 is positioned below, particularly the developing device 10Y having a large inclination angle (θ1). In such a case, there is a problem that a large amount of toner is present around the developing roller 12 and the second agitator 17 so that the agitator 17 is not driven or damaged, or the image density is poor or the toner leaks. As described above, this occurs.
[0022]
Therefore, in this embodiment, the toner feeding force by the second agitator 17 which is a feeding means in the developing device having a large angle θ is configured to be smaller than that in the developing device having a small angle. That is, the toner feeding force by the second agitator 17 in the developing device 10Y is smaller than that in the developing device 10C, the toner feeding force by the second agitator 17 in the developing device 10C is smaller than that in the developing device 10M, and in the developing device 10M. The toner feeding force by the second agitator 17 is configured to be smaller than that in the developing device 10K.
In order to change the toner feeding force by the second agitator 17, means such as changing the number of rotations can be taken. However, in this embodiment, by changing the number of fins provided on the shaft of the second agitator 17, The feeding power has been changed.
[0023]
FIG. 3 is a perspective view showing the second agitator 17 (Y) in the yellow developing device 10Y.
The second agitator 17 (Y) includes a shaft 17b and one frame-shaped stirring arm 17a formed integrally therewith (see FIG. 1).
[0024]
FIG. 4 is a perspective view showing the second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C.
The second agitator 17 (C) includes a shaft 17b, a single stirring arm 17a formed integrally therewith, and fins 17d attached to the stirring arm 17a (see FIG. 1).
The length L1 of the fin 17d is such a length that the leading edge 17e does not slidably contact the inner wall surface 14b (see FIG. 2) of the second agitator chamber 14. In FIG. 4, an imaginary line 17f indicates a fin having a length L such that the tip edge thereof is in sliding contact with the inner wall surface of the agitator chamber. The fin of the second agitator 17 (C) in this cyan developing device 10C. The length L1 of 17d is such that the tip edge 17e does not slidably contact the inner wall surface 14b (see FIG. 2) of the second agitator chamber 14.
According to the second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C, the fins 17d are provided in comparison with the second agitator 17 (Y) in the yellow developing device 10Y shown in FIG. Therefore, the toner feeding force is increased.
[0025]
The second agitator 17 (M) in the magenta developing device 10M shown in FIG. 1 is in addition to the second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C shown in FIG. Are provided symmetrically with respect to the axis.
According to the second agitator 17 (M) in the magenta developing device 10M, the number of fins 17d is two compared to the second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C shown in FIG. As a result, the toner feeding force increases, and a toner feeding force approximately twice that of the second agitator 17 (C) is obtained.
[0026]
The second agitator 17 (K) in the black developing device 10K shown in FIG. 1 has the length of the fin 17d of the second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C shown in FIG. As shown in FIG. 1, two fins 17f are provided symmetrically with respect to the axis so that the edges thereof have a length L sufficient to slidably contact the inner wall surface 14d (see FIG. 1) of the second agitator chamber.
According to the second agitator 17 (K) in the black developing device 10K, the fins 17f are longer than the second agitator 17 (M) in the magenta developing device 10M. The toner feeding force increases.
As shown in FIG. 1, since the inclination angle θ4 of the black developing device 10K is negative, the developing roller 12 (developing is performed only by increasing the toner feeding force by the second agitator 17 (K). The toner may not be sufficiently supplied to the chamber.
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, with respect to the black developing device 10K, the guide located in the rotation path of the fin 17f between the second agitator chamber 14 and the developing chamber 15 is provided. A plate 11h is provided, and the toner scraped up by the fins 17f is guided by the guide plate 11h and reliably supplied to the developing chamber 15.
[0027]
Furthermore, in this embodiment, the sum of the toner feeding force by the second agitator 17 and the toner feeding force due to gravity is substantially the same for all of the plurality of developing devices 10 (Y, C, M, K). It is configured.
In this embodiment, when the inclination angle θ is 90 °, the toner supply force by the second agitator 17 is 0%, the toner supply force by gravity is 100%, and the inclination angle θ is 0 °. The toner feeding force by the second agitator 17 is 100% (a state where a feeding force equivalent to the toner feeding force by gravity when the tilt angle θ is 90 ° is obtained), and the toner feeding force by gravity is 0%. Assuming that the sum of the toner feeding force by the second agitator 17 and the toner feeding force by gravity is 70% to 80% for the three developing devices 10Y, 10C, and 10M. The black developing device 10K is configured to be 70% to 80% including the action of the guide plate 11h.
[0028]
This will be described in detail with reference to FIG. 5 and FIG.
As shown in FIGS. 5A1 and 5A2, when all of the toner T in the agitator chamber B is scraped out (sent) by one rotation of the agitator A having the paddle P, the toner feeding force by the agitator A Is defined as 100%.
Further, as shown in FIGS. 5 (b1) and (b2), the agitator A1 is composed of the shaft b and the frame-like arm a and does not have fins. Therefore, such an agitator A1 rotates. However, since the toner T in the agitator chamber B is not scraped out at all, in this case, it is defined that the toner feeding force by the agitator is 0%.
Further, as shown in FIGS. 5C1 and 5C2, half of the toner T in the agitator chamber B is scraped out by one rotation of the agitator A2 composed of the shaft b, the frame-shaped arm a, and the fin F (feeding). The toner feeding force by the agitator A2 is defined as 50%.
Therefore, as shown in FIGS. 5 (d1) and (d2), the toner feeding force by the agitator A3 in which two frame-like arms a and fins F are provided symmetrically with respect to the axis b is 100%. become.
The toner feeding force by the agitator as described above can be appropriately set by changing the number and / or shape and / or rigidity of the fins.
For example, as shown in FIG. 6A, by providing a notch F1 in the fin F, the toner feeding force can be reduced to about 33%. 6 (b1), (b2), and (b3) show the toner feeding state by the agitator A4, and almost all the toner T in the agitator chamber B is scraped out by three rotations.
Further, as shown in FIG. 4, the toner feeding force can be changed by changing the fin length L, and the toner feeding force can also be changed by changing the rigidity of the fin.
[0029]
On the other hand, the toner feeding force (feeding force toward the developing roller 12) due to gravity in each developing unit of this embodiment is about 75% (substantially) in the yellow developing unit 10Y having an inclination angle θ1 of about 50 °. Sin component, the same applies hereinafter), the developing device 10C for cyan having an inclination angle θ2 of about 20 ° is about 35%, the developing device 10M for magenta having an inclination angle θ3 of about 5 ° is about 10%, and the inclination angle θ4 is about In the developing device 10K for black of −16 °, it is about −20%.
[0030]
Therefore, in this embodiment, for the yellow developing device 10Y, as shown in FIGS. 3 and 1, the second agitator 17 (Y) is formed in a frame shape integrally formed with the shaft 17b. The second agitator 17 (Y) has a toner feeding force of 0%, the second agitator 17 (Y) has a toner feeding force (0%), and the toner is fed by gravity. The sum of the supply power (about 75%) is about 75%.
For the cyan developing device 10C, the second agitator 17 (C), as shown in FIGS. 4, 1 and 2, is a shaft 17b and a single stirring arm 17a formed integrally therewith, It is composed of fins 17d attached to the stirring arm 17a, and the toner feeding force by the second agitator 17 (C) is about 40%, and the toner feeding force (about 40%) by the second agitator 17 (C) The sum of the toner feeding force by gravity (about 35%) is about 75%.
In the magenta developing device 10M, the second agitator 17 (M) is composed of a shaft 17b and two agitating arms 17a and fins 17d formed symmetrically integrally therewith. The toner feeding force by M) is about 70%, and the sum of the toner feeding force (about 70%) by the second agitator 17 (M) and the toner feeding force by gravity (about 10%) is about 80%. It is comprised so that it may become.
As for the black developing device 10K, as described above, the second agitator 17 (K) is composed of the shaft 17b, the two agitating arms 17a formed symmetrically integrally therewith, and the tip edge of the second agitator chamber. A fin 17f having a length L sufficient to slidably contact the inner wall surface 14d (see FIG. 1) is set so that the toner feeding force by the second agitator 17 (K) is about 100% (FIG. 5 (d1)). ) (See d2)), the above-described guide plate 11h is provided, and the sum of the toner feeding force (about 100%) by the second agitator 17 (K) and the toner feeding force by gravity (about -20%) is It is configured to be about 80%.
That is, in this embodiment, the sum of the toner feeding force by the second agitator 17 serving as the feeding means and the toner feeding force by gravity is a plurality of developing units 10 (Y, C, M, K). All are configured to be substantially the same (70% to 80%).
[0031]
The effects of the embodiment as described above are summarized as follows.
(A) Since a plurality of developing devices 10 having feeding means for feeding toner toward the developing roller 12 are arranged around the image carrier 1 at different angles, Although the plurality of developing devices 10 are arranged, the radius of the image carrier 1 can be reduced.
Further, since the toner cartridge 40 having a feeding means for feeding toner to the developing device 10 is detachably provided, when the toner in the developing device 10 is consumed and decreased, the developing device 10 is Since the toner can be replenished by replacing only the toner cartridge 40 without replacement, the components of the developing device 10 are not wasted. Further, since the toner cartridge 40 is provided with feeding means 42 and 43 for feeding toner to the developing device, the toner is reliably fed.
For the developing device 10Y (10C) having a large angle between the first line A1 connecting the center of the developing roller 12 and the second agitator 17 serving as a feeding means adjacent to the developing roller and the horizontal line H. The supply port 44Y (44C) of the toner cartridge 40Y (40C) and the toner receiving port 10aY (10aC) of the developing unit 10Y (10C) are adjacent feeding units between the developing unit 10 and the toner cartridge 40. Since the agitator 43Y (43C), 16Y (16C) is separated from the second line A2 that connects the agitators 43Y (43C) and 16Y (16C), the agitator 43Y (43C) is not positioned on the second line A2. The toner is not excessively supplied to the container 10Y (10C).
For this reason, even if the toner feeding means in the developing device 10Y (10C) is a rotating body such as an agitator, it is possible to prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load.
On the other hand, for the developing device 10M (10K) having a small angle between the first line A1 and the horizontal line H, the supply port 44M (44K) of the toner cartridge 40M (40K) and the toner receiving port of the developing device 10M (10K). Since 10aM (10aK) is located on the second line A2 connecting the adjacent feeding means between the developing device and the toner cartridge, the toner cartridge 40M (40K) is developed. The toner is smoothly supplied to the container 10M (10K).
For this reason, a shortage of toner in the developing device 10M (10K) is less likely to occur, and development defects are less likely to occur.
That is, according to the image forming apparatus of this embodiment, a plurality of developing devices 10 each having a feeding unit that feeds toner toward the developing roller 12 are arranged around the image carrier 1 at different angles. In addition, although the toner cartridge 40 having a feeding means for feeding toner to the developing device 10 is detachably provided, the toner feeding means is a rotating body such as an agitator. However, it is possible to prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load, and it is difficult for development failures to occur.
(B) The greater the angle between the first line A1 and the horizontal line H, the greater the distance E between the supply port 44 and the toner receiving port 10a from the second line A2, so that the toner cartridge Thus, it is possible to reliably prevent the toner from being excessively supplied from the toner 40 to the developing device 10. Therefore, even if the toner feeding means in the developing device is a rotating body such as an agitator, It becomes possible to prevent damage reliably.
(C) A developing device having a large angle θ between the first line A1 connecting the center of the developing roller 12 and the feeding means 17 and the horizontal line H (therefore, the developing device in which the developing roller 12 is normally positioned below). ) In the developing devices 10Y and 10C in which the toner easily moves toward the developing roller 12 due to gravity. In the developing device 10M in which the toner is fed toward the developing roller with a relatively small toner feeding force by the feeding unit and the toner is difficult to move toward the developing roller due to gravity, the developing unit 10M mainly uses the feeding unit. The toner is fed toward the developing roller with a relatively large toner feeding force.
Therefore, it is possible to prevent the image density from becoming excessively high or the development failure from occurring even though a plurality of developing devices are arranged at different angles around the image carrier. Become.
Therefore, it is possible to prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load of the agitator 17 as the toner feeding means, and it is also possible to prevent toner leakage from between the developing roller 12 and the blade 19. Become.
(D) Since the sum of the toner feeding force by the feeding means and the toner feeding force due to gravity is substantially the same for all of the plurality of developing devices, the image density becomes excessively high or development failure occurs. It is possible to reliably prevent the occurrence.
Therefore, it is possible to prevent the drive failure and damage, and to reliably prevent the toner leakage.
(E) When the angle is 90 °, the toner feeding force by the feeding unit 17 is 0%, the toner feeding force by gravity is 100%, and the toner by the feeding unit 17 when the angle is 0 ° Assuming that the feeding force is 100% and the toner feeding force by gravity is 0%, the sum of the toner feeding force by the feeding means 17 and the toner feeding force by gravity is 70 for all the plurality of developing devices. Therefore, it is possible to more reliably prevent the image density from becoming excessively high or developing defects from occurring.
In other words, if the sum of the toner feeding force by the feeding means 17 and the toner feeding force due to gravity is less than 70%, there is a possibility that insufficient supply of toner to the developing roller 12 will occur and development failure will occur. On the other hand, if it exceeds 80%, toner may be excessively supplied around the developing roller 12 and the image density may become too high. However, according to the image forming apparatus of this embodiment, Since the sum of the toner feeding force by the feeding unit 17 and the toner feeding force by gravity is 70% to 80% for all of the plurality of developing devices, the image density becomes excessively high or defective development occurs. It is possible to more reliably prevent the occurrence.
Therefore, it is possible to prevent the drive failure and damage, and to reliably prevent the toner leakage.
(F) The feeding unit 17 includes a shaft 17b and fins provided on the shaft, and the toner feeding force is changed by changing the number and / or shape and / or rigidity of the fins. Therefore, the toner feeding force by the feeding means 17 can be easily changed.
In addition, it is possible to more reliably and easily prevent the above-mentioned drive failure and breakage of the feeding means 17.
(G) For the developing device 10Y and the toner cartridge 40Y having a large inclination angle, and the developing device 10C and the toner cartridge 40C, the supply port 44Y and the toner receiving port 10aY, and 44C and 10aC are separated from the line A2. For the developing device 10M and the toner cartridge 40M, and the developing device 10K and the toner cartridge 40K, which are configured not to be positioned on the A2 and have a relatively small inclination angle, the supply port 44M, the toner receiving ports 10aM, and 44K Since 10 aK is configured to be positioned on the line A2, it is possible to more reliably prevent the image density from becoming excessively high or developing failure.
Therefore, it is possible to more reliably prevent the drive failure and damage, and more reliably prevent the toner leakage.
[0032]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
[0033]
【The invention's effect】
7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of developing units each having a feeding unit that feeds toner toward the developing roller are arranged at different angles around the image carrier. Even when a toner cartridge having a feeding means for feeding toner to the developing device is detachably provided, and even when the toner feeding means is a rotating body such as an agitator, the It is possible to prevent drive failure and damage due to an increase in rotational load, and it is difficult for development failures to occur.
further,
According to the image forming apparatus of the second aspect, even when the toner feeding means in the developing device is a rotating body such as an agitator, it is possible to reliably prevent drive failure and damage due to an increase in the rotational load. .
According to the image forming apparatus of the third aspect, it is possible to prevent the image density from becoming excessively high or development failure from occurring. Further, when a blade for the developing roller is provided, toner leakage from between the developing roller and the blade can be prevented.
According to the image forming apparatus of the fourth aspect, it is possible to reliably prevent the image density from becoming excessively high or the development failure to occur, and to reliably prevent the drive failure and damage. In addition, the toner leakage can be surely prevented.
According to the image forming apparatus of the fifth aspect, it is possible to more surely prevent the image density from becoming excessively high or a development failure to occur, and also to reliably prevent the drive failure and damage. In addition, the toner leakage can be surely prevented.
According to the image forming apparatus of the sixth aspect, it is possible to easily change the toner feeding force by the feeding unit, and more reliably and easily prevent the driving failure and breakage of the feeding unit. Can do.
[0034]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front sectional view showing a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a second agitator 17 (Y) in the yellow developing device 10Y.
FIG. 4 is a perspective view showing a second agitator 17 (C) in the cyan developing device 10C.
FIGS. 5A to 5D are explanatory views of toner feeding force by an agitator. FIG.
6A is a perspective view illustrating an example of an agitator, and FIGS. 6B to 3B are explanatory diagrams of toner feeding force by the agitator. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an inclined state of the toner cartridge.
FIG. 8 is an operation explanatory view of the partially enlarged view of FIG. 7;
FIG. 9 is an operation explanatory view of the partially enlarged view of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram illustrating an inclined state of the toner cartridge.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (image carrier)
10 Developer
10a Toner receiving port
12 Development roller
16, 17 Agitator (feeding means)
17b shaft
17d, 17f Fin
A1 First line connecting the center of the developing roller and the feeding means
H Horizontal line
θ angle
40 Toner cartridge
42, 43 Agitator (feeding means)
44 Supply port
A2 second line
E Separation distance

Claims (6)

現像ローラに向けてトナーを送給する回転体からなる送給手段を有する現像器が、複数個、像担持体の回りに角度を変えて配置されているとともに、前記現像器に対してトナーを送給する送給手段を有するトナーカートリッジが着脱可能に設けられ、このカートリッジが現像器に装着された状態で、トナーカートリッジのトナーの供給口が、前記現像器に設けられているトナー受入口と対向する画像形成装置であって、
前記現像ローラの中心とこの現像ローラに隣接する送給手段とを結んだ線を第１の線とし、前記現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ線を第２の線としたとき，前記第１の線と水平線とのなす角度が，仮にトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が上記第２の線上に位置しているとしたならば前記回転体の駆動不良が生じるほど大きな現像器については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、前記第２の線上から離れて当該第２の線上に位置しないように構成され、
前記第１の線と水平線とのなす角度が，仮にトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が上記第２の線上に位置していないとしたならば、トナーカートリッジから現像器へのトナーの供給不足による現像不良が生じるほど小さな現像器については、そのトナーカートリッジの供給口および現像器のトナー受入口が、当該現像器とトナーカートリッジとの間において隣接する送給手段同士を結んだ第２の線上に位置するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。A plurality of developing units each having a feeding unit including a rotating body that feeds toner toward the developing roller are arranged around the image carrier at different angles, and toner is supplied to the developing unit. A toner cartridge having a feeding means for feeding is detachably provided. With the cartridge mounted in the developing device, a toner supply port of the toner cartridge is connected to a toner receiving port provided in the developing device. An opposing image forming apparatus,
A line connecting the center of the developing roller and the feeding means adjacent to the developing roller is a first line, and a line connecting adjacent feeding means between the developing unit and the toner cartridge is a second line. If the angle between the first line and the horizontal line is such that the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device are located on the second line, the rotating body For the developing device that is so large that the drive failure occurs, the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device are separated from the second line and are not positioned on the second line.
If the angle between the first line and the horizontal line is such that the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device are not located on the second line, the toner from the toner cartridge to the developing device For a developing device that is so small that development failure occurs due to insufficient supply of toner, the supply port of the toner cartridge and the toner receiving port of the developing device connect adjacent feeding means between the developing device and the toner cartridge. An image forming apparatus configured to be positioned on a line 2. 前記第１の線と水平線とのなす角度が大きくなればなるほど前記供給口およびトナー受入口の前記第２の線からの離間距離が大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。  2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the larger the angle formed between the first line and the horizontal line, the larger the distance between the supply port and the toner receiving port from the second line. apparatus. 前記第１の線と水平線とのなす角度が大きな現像器における送給手段によるトナー送給力が、上記角度が小さな現像器におけるそれよりも小さくなっていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。  3. A toner feeding force by a feeding unit in a developing device having a large angle between the first line and a horizontal line is smaller than that in a developing device having a small angle. Image forming apparatus. 前記現像器における、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して略同じになっていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。  4. The image according to claim 3, wherein a sum of a toner feeding force by a feeding unit and a toner feeding force by gravity in the developing unit is substantially the same for all of the plurality of developing units. Forming equipment. 上記角度が９０°である場合の前記現像器における、送給手段によるトナー送給力を０％、重力によるトナーの送給力を１００％とし、上記角度が０°である場合の前記現像器における、送給手段によるトナー送給力を１００％、重力によるトナーの送給力を０％として仮定したとき、送給手段によるトナー送給力と、重力によるトナーの送給力との和が、上記複数個の現像器全てに関して７０％〜８０％となっていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。  In the developing device when the angle is 90 °, the toner feeding force by the feeding means is 0%, the toner feeding force by gravity is 100%, and the developing device when the angle is 0 °, Assuming that the toner feeding force by the feeding unit is 100% and the toner feeding force by gravity is 0%, the sum of the toner feeding force by the feeding unit and the toner feeding force by gravity is the above-mentioned plurality of developments. 5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the ratio is 70% to 80% with respect to all the containers. 前記送給手段が、軸と、この軸に設けられたフィンとを有する構成であり、そのフィンの枚数および／または形状および／または剛性を変えることによって、トナーの送給力を変えてあることを特徴とする請求項３，４，または５記載の画像形成装置。  The feeding means has a shaft and fins provided on the shaft, and the toner feeding force is changed by changing the number and / or shape and / or rigidity of the fins. The image forming apparatus according to claim 3, 4 or 5.

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