JP3854708B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機やカラープリンターとされる電子写真方式あるいは静電記録方式のカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず図９に沿って従来のカラーレーザープリンターの一例について概略説明する。
【０００３】
一次帯電器は電圧を印加した帯電ローラ１０４ｂを像担持体１０４ａに圧接したものであり、潜像形成に先立って像担持体１０４ａの表面を一様に帯電する。
【０００４】
像担持体１０４ａへの露光はレーザーダイオードを有するスキャナー部１１０によって行なわれる。レーザーダイオードは画像信号に対応して発光しポリゴンミラー１１０ａへ照射する。ポリゴンミラー１１０ａはスキャナーモータによって高速回転しレーザー光を反射する。ポリゴンミラー１１０ａで反射されたレーザー光Ｌは結合レンズ１１０ｂ及び反射ミラー１１０ｃを介して像担持体１０４ａの外周面を画像信号に対応して選択的に露光する。像担持体（感光ドラム）１０４ａはレーザーの露光により各色の静電潜像を形成する。
【０００５】
回転現像装置１０５は各色の現像器即ちマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナーを備えた現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋが軸１０５ｅに対して回転可能に配置され、各現像器の中心が公転するギヤの外周に配置された自転するギアに連動して回転し、その姿勢が一定に維持されている。更には、これら４色の現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋは軸１０５ｅに対してトルク配分が一定になるように内包するトナー容量を一定し、各々Ａ４画像で約２０００枚分プリント可能なトナー容量としている。
【０００６】
画像形成に際しては潜像に対応した色、例えばマゼンタの現像器１０５Ｍが像担持体１０４ａに対向した位置に静止し、更に図示しないカム装置などで図示矢印方向へマゼンタ現像器１０５Ｍを付勢して現像スリーブ１０５ａが像担持体１０４ａ表面と微小隙間を介して対向するよう位置決めされる。マゼンタ現像器１０５Ｍが現像位置に回転移動されたときに、プリンター本体１０９の高圧電源と接続され現像スリーブ１０５ａは現像バイアスが印加されると同時に駆動源からの駆動手段とも結合し、所定の回転を行なう。現像時には現像スリーブ１０５ａがバイアスの印加と回転駆動とを受けることで像担持体１０４ａ上の潜像を現像しトナー像を形成する。
【０００７】
給紙部１０１は転写ドラム１０３へ転写材を給送するためのものであり、装置本体１０９の底部に装填した転写材１０２を収納する給紙カセット１０１ａを有している。画像形成時には画像形成動作に応じて給紙ローラ１０１ｂが回転し、カセット１０１ａ内から転写材１０２を１枚ずつ分離して転写ドラム１０３へ給送する。
【０００８】
転写ドラム１０３は給紙部１０１から給送された転写材１０２を巻き付け像担持体１０４ａ上の各色トナー像を転写部にて転写材１０２上に転写させるために、像担持体１０４ａの外周速度と同速度Ｖ＝７５．４ｍｍ／秒（以下プロセス速度という）で回転する。
【０００９】
転写ドラム１０３は直径１８０ｍｍのアルミシリンダー１０３ａの外周にスポンジやゴム等で弾性体層１０３ｂを形成し、その外周に抵抗層１０３ｃを形成し、更に最外層には誘電体層１０３ｄを形成してなっている。また転写ドラム１０３の外周上の所定位置には、給送した転写材１０２の先端を把持するグリッパ１０３ｆが設けてある。更に転写ドラム１０３の外周に離接可能に静電吸着ローラ１０３ｇが設けられ、吸着ローラ１０３の外周に圧接する。そして吸着ローラ１０３ｆと転写ドラム１０３の誘電体層１０３ｄに電荷を誘起し、転写材１０２を転写ドラム１０３の外周に静電吸着する。
【００１０】
クリーナ１０４ｃは転写材１０２に転写した後に像担持体１０４ａ上に残留したトナーをクリーニングするためのものであり、転写部下流の像担持体１０４ａの外周に配備されている。クリーニングされた廃トナーはスクリュー部材１０４ｄによって図に示さない廃トナー溜めに収容する。
【００１１】
定着部１０６は駆動される加圧ローラ１０６ａと、これに圧接して転写材に熱と圧力を加える定着ローラ１０６ｂとを備えている。各色トナー像を保持し転写ドラム１０３から剥離搬送されてくる転写材１０２を通過させることにより、各色トナー像を転写材１０２に定着するものである。
【００１２】
画像形成動作としては給紙カセット１０１ａ内の転写材１０２が給紙ローラ１０１ｂにより転写ドラム１０３へ給送される。転写ドラム１０３は給送されてきた転写材１０２の先端をグリッパ１０３ｆで把持するとともに、その周面に静電吸着する。一方、一次帯電器１０４ｂで表面を均一に帯電された像担持体１０４ａは給送されてきたスキャナー部１１０からマゼンタ画像の露光が行なわれその外周面にマゼンタ画像の潜像を形成する。この潜像形成と同時にマゼンタ現像器１０５Ｍを駆動し、像担持体１０４ａ上に形成されたマゼンタ潜像にマゼンタトナーが付着するよう像担持体１０４ａの帯電極性と同極性で略同電位の現像バイアス電圧を印加して現像し、像担持体１０４ａ上にマゼンタトナー像を得る。
【００１３】
そして、転写ドラム１０３にマゼンタトナーと逆極性の転写電圧を印加して、像担持体１０４ａ上のマゼンタトナー像を転写ドラム１０３上の転写材１０２に転写する。
【００１４】
マゼンタトナー像の転写が終了すると、次の現像器１０５Ｃが回転して像担持体１０４ａに対向した現像位置に位置決めされ、同様のプロセスで、シアン、イエロー、ブラックの潜像形成、現像、得られたトナー像の転写を順次行ない、転写材１０２上にフルカラー画像が形成される。
【００１５】
転写材１０２をグリップして保持した転写ドラム１０３が４回転することにより１枚の４色フルカラー画像を得ることができるわけである。即ち、１８０π×４／７５．４＝３０秒で１枚のフルカラー画像が出力される。
【００１６】
４色トナー像の転写が終了した転写材は、転写ドラム１０３から分離して定着部１０６へ搬送され、定着部１０６でトナー像の定着を行なった後、排出ローラ対１０７によって排出トレイ１０８に排出される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のカラーレーザープリンタにおいて各現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋを交換する場合、像担持体１０４ａと干渉しない位置まで回転移動させる必要がある。このとき、ユーザーが本体側面に設けられた像担持体１０４ａの挿入口から現像器の回転機構に手が触れることがあるので、ユーザーの安全確保のため手動による回転方式がとられており、そのため操作性が悪いという問題があった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、像担持体や現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることのできるカラー画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、転写材に多色画像を得るカラー画像形成装置において、
（ i ）前記カラー画像形成装置の装置本体に設けられた装着口と、
（ ii ）静電潜像が形成される像担持体を有するドラムカートリッジであって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能なドラムカートリッジと、
（ iii ）前記ドラムカートリッジが前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記ドラムカートリッジが前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第１のスイッチと、
（ iv ）前記静電潜像を現像する為のブラック色のトナーを有する黒現像器であって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能な黒現像器と、
（ v ）前記黒現像器が前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記黒現像器が前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第２のスイッチと、
（ vi ）回転可能に設けられた現像ロータリーであって、前記ブラック色以外の色の前記静電潜像を現像する為のトナーをそれぞれ有する複数の現像器が着脱可能な現像ロータリーと、
（ vii ）前記現像ロータリーを回転させるためのモータであって、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと直列に接続されたモータと、
を有し、
前記ドラムカートリッジ及び前記黒現像器の少なくとも１つが装着されていない状態では、前記現像ロータリーが回転しないことを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例１
［画像形成装置の全体の説明］
まず、カラー画像形成装置の全体的構成について、図１を参照して概略説明する。尚、図１に示すカラー画像形成装置は、カラーレーザープリンターの一例である。
【００２５】
本実施例にて、カラーレーザープリンターは、一定速度で回転する像担持体１５と固定の黒現像器２１Ｂと回転可能な３個のカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃとからなる画像形成部、及び画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材２に更に転写する中間転写体９を具備し、カラー画像が転写された転写材２を定着部２５へ搬送してカラー画像を転写材２に定着し、排出ローラー３４、３５、３６によって装置上面の排出トレイ３７へ排出する。なお、上記回転可能なカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対して個別に着脱可能な現像カートリッジとして構成されている。
【００２６】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２７】
［像担持体ユニット］
像担持体ユニット１３は像担持体（感光ドラム）１５と像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４とがドラムカートリッジとして一体的に構成され、この像担持体ユニット１３はプリンター本体に対して着脱自在に支持され、像担持体１５の寿命に合わせて容易にユニット交換可能なように構成されている。
【００２８】
本実施例に係る像担持体１５は、直径６０ｍｍのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４に回転自在に支持されている。
【００２９】
像担持体１５の周上には、クリーナーブレード１６、一次帯電手段１７が配置され、また像担持体１５の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体１５を画像形成動作に応じて図中反時計回りに回転させるようにしている。
【００３０】
［帯電手段］
一次帯電手段１７は接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラーを像担持体１５に当接させ、この導電性ローラーに電圧を印加することによって像担持体１５の表面を一様に帯電させるものである。
【００３１】
［露光手段］
像担持体１５への露光はスキャナー部３０から行なわれる。即ち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射する。
【００３２】
ポリゴンミラー３１はスキャナーモーター３１ａによって高速回転され、ポリゴンミラー３１で反射した画像光が、結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介して一定速度で回転する像担持体１５の表面を選択的に露光し、その結果、像担持体１５上に静電潜像が形成される。
【００３３】
［現像手段］
現像手段は、像担持体１５上に形成された潜像を可視像化するために、現像ロータリー２３に搭載された３個のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを備えた回転現像手段と、１個の固定の黒現像器２１Ｂからなる固定現像手段とから構成され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする。又、カラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対して個別に着脱可能とされる。
【００３４】
黒現像器２１Ｂは固定配置の現像器であり、像担持体１５に対向した位置に現像スリーブ２１ＢＳが、像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって配置され、像担持体１５にブラックトナーによる可視像を形成する。
【００３５】
黒現像器２１Ｂは容器内のトナーを送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって、図中時計方向に回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。そして、現像スリーブ２１ＢＳに現像バイアスを印加することにより、像担持体１５の静電潜像に対応してトナー現像を行なうものである。
【００３６】
黒現像器２１Ｂは固定配置であるため、そのトナー容器のサイズを大型化することができ、その容量はユーザーの取扱う書類や画像パターンとトナー消費量を鑑み他のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃのトナー容量の２倍以上の１万ページ（Ａ４、５％印字）以上のトナーを内包させることが可能となる。このように黒現像器を大容量化することにより、ユーザーが黒現像器を交換する頻度を低減すると共に、プリント１枚当たりのランニングコストも低減することが可能となる。
【００３７】
３個のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃは、各々４０００ページ（Ａ４、５％印字）相当のトナーを内包し、軸２２を中心として回転する回動手段である現像ロータリー２３に夫々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器が現像ロータリー２３に保持された状態で軸２２を中心に回転移動し、所定の現像器が、像担持体１５に対向した位置に止り、更に現像スリーブが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、像担持体１５の静電潜像に対応して可視像を形成する。
【００３８】
カラー画像形成時には中間転写体９の１回転毎にロータリーモータ（不図示）の駆動により現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２０Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次いで黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。
【００３９】
図１ではイエローの回転現像器２０Ｙが現像位置に位置決め静止している状態を示している。回転現像器２０Ｙは、容器内のトナーを送り機構によって塗布ローラー２０ＹＲへ送り込み、図中時計方向に回転する塗布ローラー２０ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳの外周に圧接されたブレード２０ＹＢが、図中時計方向に回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。
【００４０】
潜像形成された像担持体１５と対向した現像スリーブ２０ＹＳに、現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて像担持体１５上にトナー現像を行なうものである。
【００４１】
マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行なわれる。
【００４２】
また各回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの各現像スリーブは、各現像器が現像位置に回転移動されたとき、プリンター本体に設けられた各色現像用高圧電源、および駆動源と接続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され駆動が伝達される。
【００４３】
［中間転写体］
中間転写体９は、カラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体１５上のトナー画像を４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため像担持体１５の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。また、多重転写を受けた中間転写体９は、電圧を印加された転写ローラ１０によって転写材２を挟み込み搬送することにより、転写材２に中間転写体９上の各色トナー像を同時に多重転写する。
【００４４】
本実施例に係る中間転写体９は、直径１８０ｍｍのアルミシリンダー１２の外周を中抵抗スポンジや中抵抗ゴム等の弾性層１１で覆った構成をしている。この中間転写体９は回転自在に支持され、一体的に固定されたギヤ（図示せず）に駆動が伝達されることにより回転する。
【００４５】
［クリーニング手段］
クリーニング手段は、現像手段によって像担持体１５に可視像化されたトナーが中間転写体９に転写された後、像担持体１５上に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーは、クリーナ容器１４に蓄えられる。クリーナ容器１４に蓄えられる廃トナーの量は、像担持体１５の寿命より早くクリーナ容器１４を満たすことはなく、従って、クリーナ容器１４は像担持体１５の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００４６】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ転写材２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット１、給紙ローラー３、４、重送防止のリタードローラー５、給紙ガイド６、及びレジストローラー８から主に構成される。
【００４７】
画像形成時には、給紙ローラー３が画像形成動作に応じて回転し、カセット１内の転写材２を１枚ずつ分離給送すると共に、給紙ガイド６によってガイドし、搬送ローラー７を経由してレジストローラー８に至る。
【００４８】
画像形成動作中にレジストローラー８は、転写材２を静止待機させる非回転の動作と、転写材２を中間転写体９に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行ない、次工程である転写工程時の画像と転写材２との位置合わせを行なう。
【００４９】
［転写部］
転写部は、揺動可能な転写ローラ１０からなる。転写ローラ１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動を有する。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体９が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、図示実線で示すように転写ローラ１０は下方に位置し中間転写体９とは離れている。中間転写体９上に４色のトナー像が形成し終わった後転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１０は位置に図示しないカムにより図示２点鎖線で示す上方の位置、即ち転写材２を介して中間転写体９に所定の圧で押付けられる。このとき同時に転写ローラ１０にはバイアスが印加され中間転写体９上のトナー画像は転写材２に転写される。ここで、中間転写体９と転写ローラ１０とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材２は転写工程が行なわれると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着工程に送られる。
【００５０】
［定着部］
定着部２５は、上記現像手段２０、２１により形成されたトナー画像を中間転写体９を介して転写材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラ２６と転写材２を定着ローラ２６に圧接するための加圧ローラ２７とからなり、各ローラ２６、２７は中空ローラで、その内部に夫々ヒータ２８、２９を有し、回転駆動されて同時に転写材２を搬送する。
【００５１】
即ちトナー像を保持した転写材２は定着ローラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定着される。
【００５２】
［画像形成動作］
次に、図１を参照して、上記のように構成された装置によって画像形成を行なう場合の動作について説明する。
【００５３】
先ず、図１に示す給紙ローラー３を回転して給紙カセット１内の転写材２を１枚分離し、レジストローラー８へと搬送する。
【００５４】
一方、像担持体１５と中間転写体９とが各々外周速度Ｖ＝７５．４ｍｍ／ｓｅｃ（以下、プロセス速度という）で図示矢印方向へ回転する。直径６０ｍｍの像担持体１５は６０π／７５．４＝２．５秒で１回転し、直径１８０ｍｍの中間転写体９は１８０π／７５．４＝７．５秒で１回転する。また像担持体１５と中間転写体９とは図示しない歯車で結合しているため、像担持体１５が３回転すると中間転写体９が正確に１回転する。
【００５５】
図示中間転写体９の外周の任意の点が図示Ｓの位置に来たときに、帯電手段１７によって表面を均一に帯電された像担持体１５は図示Ｅの位置でレーザー露光を受け画像露光を行なう。像担持体１５の露光位置Ｅから反時計回りに中間転写体９との接触部Ｔ1 までの距離ａと中間転写体９の図示Ｓ点からＴ1 迄の距離ｂは等しく、従って時間経過後には画像の書き始めの点Ｅと中間転写体９上の点ＳはＴ1 の位置で一致する。即ち、中間転写体９に対しては画像はＳ点を先端に反時計回りに形成される。
【００５６】
（１）イエロー画像の形成
スキャナー部３０によりイエロー画像のレーザー照射を行ない、像担持体１５上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器２０Ｙを駆動し像担持体１５上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体１５の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行なう。同時に現像部の少し下流の一次転写位置Ｔ1 で像担持体１５上のイエロートナー像を中間転写体９の外周に一次転写する。この時、中間転写体９には上記イエロートナーと逆極性の電圧を印加して一次転写を行なう。
【００５７】
形成する画像がＡ３サイズの場合長さ４２０ｍｍであり、中間転写体９の外周Ｓ点からＬ1 点まで画像が形成される（図１の中間転写体９の外周太線部分参照）。
【００５８】
イエロートナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ち、Ｌ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のマゼンタ現像器２０Ｍが回転移動し、像担持体１５に対向した位置に位置決めされる。
【００５９】
（２）マゼンタ画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエローの画像の先端）が一周して図示Ｓの位置に来た時、同様にスキャナー部３０によりマゼンタ画像のレーザー照射がスタートしイエローと同様にして像担持体１５上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体１５上のマゼンタトナー像を一次転写位置Ｔ1 で同様に中間転写体９上に転写する。マゼンタトナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ちＬ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のシアン現像器２０Ｃが回転移動し、像担持体１５に対向した位置に位置決めされる。
【００６０】
（３）シアン画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー及びマゼンタ画像の先端）が更に一周して図示Ｓの位置に来たとき、同様にスキャナー部３０によりシアン画像のレーザー照射がスタートしマゼンタ同様にして像担持体１５上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体１５上のシアントナー像を一次転写位置Ｔ1 で中間転写体９上にイエロー、マゼンタの各トナー像に転写する。シアントナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ちＬ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に６０度回転し、像担持体１５に対向した位置にカラー回転現像器２０は存在しない。
【００６１】
（４）ブラック画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー、マゼンタ、シアン画像の先端）が更に一周して図示Ｓの位置に来たとき、同様にスキャナー部３０によりブラック画像のレーザー照射がスタートし、黒現像器２１Ｂによりブラックトナーが現像され、像担持体１５上のブラックトナー像を一次転写位置Ｔ1 で中間転写体９上に更に重ねて転写する。
【００６２】
以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成、現像及び中間転写体９へのトナー転写を重ねて４回順次行ない、中間転写体９の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーからなるフルカラーの画像を形成する。
【００６３】
ブラックトナーの中間転写体９への転写が終了する前に、即ち４回目ブラックトナーの一次転写を終え、フルカラー画像を形成した中間転写体９の画像先端Ｓが二次転写部Ｔ2 へ到達する前に、先述のレジストローラー８で待機させておいた転写材２をタイミングを合わせて搬送スタートさせる。
【００６４】
上記４回の中間転写体９上への各色画像形成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であった転写ローラ１０を同時に上方へカムで移動させ転写材２を中間転写体９の二次転写部Ｔ2 で圧接すると同時に転写ローラ１０にトナーと逆極性のバイアスを印加することで、中間転写体９上のフルカラー画像を転写材２に４色同時に一括で転写する。
【００６５】
二次転写部Ｔ2 を経た転写材２は中間転写体９から剥離され定着部２５へ搬送されトナー定着を行なった後に排出ローラー対３４、３５、３６を介して本体上部の排出トレイ３７上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【００６６】
このように１枚のフルカラー画像を作成するのに、中間転写体９は基本的に４回転の動作とそれに要する時間３０秒（７．５秒×４）を必要とすることが理解できる。因みに中間転写体９とその外周速度Ｖが等しく駆動される像担持体１５は１枚のフルカラー画像作成のために中間転写体９との外径比に逆比例し１２回転する。
【００６７】
また中間転写体９は、直径１８０ｍｍ、その外周が約５６５ｍｍであり、Ａ３サイズの画像形成では４２０ｍｍの周長を使用する。即ち中間転写体９の太線に示す外周Ｓ点から反時計回りにＬ1 点までの距離が４２０ｍｍである。即ち、中間転写体９の外周５６５ｍｍのうち画像形成には４２０ｍｍを使用し残りの１４５ｍｍは画像形成に使用されない。中間転写体９は一定のプロセス速度７５．４ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、Ａ３サイズのフルカラー画像の形成には１４５／７５．４＝１．９２秒の非画像形成時間が存在しカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの切換え時間に当てられる。
【００６８】
像担持体１５のレーザー露光部Ｅと第１転写部Ｔ1 との間に位置するイエロー現像器２０Ｙが可視像を形成し、そして次のマゼンタ現像器２０Ｍに置き換わるために当てられる時間は、実際のタイミングはシフトしているものの中間転写体９のＬ1 点が第１転写部Ｔ1 を抜けて次にＳ点が第１転写部Ｔ1 に到達するまでの時間に相当する。
【００６９】
つぎに、３色のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃすなわち色現像カートリッジの着脱操作について図２および図３により説明する。
【００７０】
図２示すように、本体側面には色現像カートリッジを着脱するための着脱口たる交換口５１が設けられており、さらにその交換口５１を開閉するための開閉部材であるドア５０が付設されている。
【００７１】
また、ドア５０の下方には現像器回転用押しボタン１００が取り付けられており、この押しボタン１００を１回押すと現像ロータリー２３が回動してイエロー用現像カートリッジ２０Ｙが交換口５１に面する位置にきて、もう１回押すとマゼンタ用現像カートリッジ２０Ｍが交換口５１に面する位置に、さらにもう一度押しボタン１００を押すと、シアン用現像カートリッジ２０Ｃが交換口５１に面する位置に来る。その後も押しボタン１００を押す度に１ステップずつ現像ロータリー２３が回転し、順次各色の現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃが交換口５１に面する位置に来る構成とされている。
【００７２】
また、ドア５０は透明部材で構成され、内部が見えるようにされており、したがって、どの色の現像カートリッジが交換口５１にきているかが外側から容易に認識することができる。
【００７３】
さらに、ドア５０には、現像ロータリーを駆動するためのロータリーモータに接続されたインターロックスイッチ（不図示）が設けられており、図２の矢印方向にドア５０を開けた状態（図３参照）ではこのインターロックスイッチが切れる、つまりロータリーモータに電流が流れなくなり、ロータリーモータが回転しない状態になる。
【００７４】
このような構成とすることで、ユーザが色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを交換している最中に、不意に現像ロータリー２３が回転することがないように、ユーザの安全を図っている。
【００７５】
つぎに、黒現像カートリッジ２１Ｂと、ドラムカートリッジ１３の着脱に連動するスイッチについて、図２〜図４により説明する。
【００７６】
黒現像カートリッジ２１Ｂおよびドラムカートリッジ１３は前述のようにそれぞれ固定的に配置され、かつ互いに近接して配設されているため、両者を着脱するための着脱口たる装着口５２は連続して形成されている。
【００７７】
黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３の装着口５２の奥には、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３を本体に装着したときにＯＮ、外したときに０ＦＦとなるような図に示さないスイッチが装置本体にそれぞれ設けられており、しかも、この２つのスイッチと、ロータリーモータが直列に接続されており、図４に示すように、黒現像カートリッジ２１Ｂか、ドラムカートリッジ１３の少なくとも１つが装着されていない状態では、ロータリーモータの駆動回路がオープンの状態となり、現像ロータリー２３が回転しない状態になる。
【００７８】
この構成も前述のドア５０にインターロックスイッチが付いている構成と目的は同じで、黒現像カートリッジ２１Ｂあるいはドラムカートリッジ１３が装着されていない状態ではカートリッジが本来装着されているべき空間から手を入れて現像ロータリー２３に触れることができるため、この状態で現像ロータリー２３が不意に回転するのを防ぐためである。
【００７９】
上記のように、本実施例においては、色現像カートリッジのうち任意の現像カートリッジを容易に交換できるとともに、色現像カートリッジ、黒現像カートリッジまたはドラムカートリッジが装着されていない場合に、ユーザが交換口または装着口から不注意に現像ロータリーに手を触れることを防止でき、安全性と操作性の改善を図ることができる。
【００８０】
参考例１
つぎに本発明の参考例について図５〜図７により説明する。
【００８１】
実施例１では、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの交換口５１のみにドア５０が設けられており、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３には、特別のドアが存在しない構成であったが、本参考例においては、図５に示すように、色現像カートリッジ用交換口５１、および黒現像カートリッジ２１Ｂおよびドラムカートリッジ１３用の装着口５２の全てを覆うことができる大きなドア６０を設けた。
【００８２】
また実施例１では、図４に示したように、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３、それぞれに、それぞれのカートリッジの着脱に応じてＯＮ／０ＦＦするスイッチを設けるとともに、ドア５０にもインターロックスイッチを設けていたのに対して、本参考例では、ドア６０に押しボタンスイッチ１０２を１つだけ設け、その開閉状態に応じて現像ロータリー回転の可否を決定することができる。つまり、図５に示すように、ドア６０を閉めた状態では、押しボタンスイッチ１０２を押すことで現像ロータリー２３を回転させることができるが、開いている状態では、現像ロータリー２３を回転させることはできない構成としたものである。
【００８３】
また、図６に示すように、ドア６０の内側に、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを本体に装着するためのガイド６０ａ、６０ｂを設けておいてもよい。
【００８４】
このようなガイド６０ａを設けておくことで、図７に示すように、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを本体に装着する際、このガイド６０ａに沿わせるだけで容易に装着することができる。
【００８５】
参考例２
つぎに本発明の参考例について図８により説明する。
【００８６】
図８に示すように、外装カバー５３をドアとして機能させる、つまり外装カバー５３の開閉に連動してＯＮ／０ＦＦするインターロックスイッチ（不図示）を設け、この外装カバー５３が開いている状態、つまりインターロックスイッチが０ＦＦの状態では現像ロータリー２３を回転しないようにすることもできる。
【００８７】
本参考例においても、実施例１および参考例１と同様にユーザの安全性を確保することができた。
【００８８】
なお、上記実施例においては、本発明を、固定配置の現像器及び回転配置の現像器を備えたカラーレーザープリンターに適用した例について説明したが、これに限定されることがないのはもちろんである。
【００８９】
以上の説明から明らかなように、本実施例によれば、像担持体及び現像器が、前記像担持体の回転軸と平行に装置本体に着脱自在であって、装置本体の側面には前記像担持体及び前記現像器を着脱するための着脱口が設けられ、前記像担持体または前記固定配置の現像器の少なくともいずれか一方が装置本体に装着していないときには、回転配置の前記現像器の回動手段が動作しないことにより、前記像担持体や前記現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることができる。
【００９０】
又、前記着脱口を開閉自在に覆うための開閉部材、あるいは前記着脱口を覆う開閉自在の外装カバーを有し、少なくとも一つの前記開閉部材あるいは前記外装カバーが開状態にあるときには前記回転配置の現像器の回動手段が動作しないことにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記ドラムカートリッジまたは前記黒現像器の少なくともいずれか一方が装置本体に装着していないときには、現像ロータリーが動作しないので、前記ドラムカートリッジまたは黒現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例１のカラーレーザープリンタの構成図である。
【図２】 実施例１の装置の本体側面を示す概略斜視図である。
【図３】 カラー回転現像器の取り出し口用ドアの開閉を説明するための斜視図である。
【図４】 固定現像器及びドラムカートリッジの着脱を説明する斜視図である。
【図５】 本発明の参考例１の本体側面を示す斜視図である。
【図６】 参考例１における現像器の取り出し口用ドアの開放した状態を示す斜視図である。
【図７】 参考例１におけるカラー回転現像器の着脱を説明するための斜視図である。
【図８】 本発明の参考例２の本体側面を示す斜視図である。
【図９】 従来のカラーレーザープリンタの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１３ 像担持体ユニット（ドラムユニット）
１５ 像担持体
２１Ｂ 固定（黒）現像器
２０Ｙ 回転（イエロー）現像器
２０Ｃ 回転（シアン）現像器
２０Ｍ 回転（マゼンタ）現像器
２３ 現像ロータリー（回動手段）
５０、６０ ドア（開閉部材）
５１ 交換口（着脱口）
５２ 装着口（着脱口）
５３ 外装カバー
６０ａ ガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機やカラープリンターとされる電子写真方式あるいは静電記録方式のカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず図９に沿って従来のカラーレーザープリンターの一例について概略説明する。
【０００３】
一次帯電器は電圧を印加した帯電ローラ１０４ｂを像担持体１０４ａに圧接したものであり、潜像形成に先立って像担持体１０４ａの表面を一様に帯電する。
【０００４】
像担持体１０４ａへの露光はレーザーダイオードを有するスキャナー部１１０によって行なわれる。レーザーダイオードは画像信号に対応して発光しポリゴンミラー１１０ａへ照射する。ポリゴンミラー１１０ａはスキャナーモータによって高速回転しレーザー光を反射する。ポリゴンミラー１１０ａで反射されたレーザー光Ｌは結合レンズ１１０ｂ及び反射ミラー１１０ｃを介して像担持体１０４ａの外周面を画像信号に対応して選択的に露光する。像担持体（感光ドラム）１０４ａはレーザーの露光により各色の静電潜像を形成する。
【０００５】
回転現像装置１０５は各色の現像器即ちマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナーを備えた現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋが軸１０５ｅに対して回転可能に配置され、各現像器の中心が公転するギヤの外周に配置された自転するギアに連動して回転し、その姿勢が一定に維持されている。更には、これら４色の現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋは軸１０５ｅに対してトルク配分が一定になるように内包するトナー容量を一定し、各々Ａ４画像で約２０００枚分プリント可能なトナー容量としている。
【０００６】
画像形成に際しては潜像に対応した色、例えばマゼンタの現像器１０５Ｍが像担持体１０４ａに対向した位置に静止し、更に図示しないカム装置などで図示矢印方向へマゼンタ現像器１０５Ｍを付勢して現像スリーブ１０５ａが像担持体１０４ａ表面と微小隙間を介して対向するよう位置決めされる。マゼンタ現像器１０５Ｍが現像位置に回転移動されたときに、プリンター本体１０９の高圧電源と接続され現像スリーブ１０５ａは現像バイアスが印加されると同時に駆動源からの駆動手段とも結合し、所定の回転を行なう。現像時には現像スリーブ１０５ａがバイアスの印加と回転駆動とを受けることで像担持体１０４ａ上の潜像を現像しトナー像を形成する。
【０００７】
給紙部１０１は転写ドラム１０３へ転写材を給送するためのものであり、装置本体１０９の底部に装填した転写材１０２を収納する給紙カセット１０１ａを有している。画像形成時には画像形成動作に応じて給紙ローラ１０１ｂが回転し、カセット１０１ａ内から転写材１０２を１枚ずつ分離して転写ドラム１０３へ給送する。
【０００８】
転写ドラム１０３は給紙部１０１から給送された転写材１０２を巻き付け像担持体１０４ａ上の各色トナー像を転写部にて転写材１０２上に転写させるために、像担持体１０４ａの外周速度と同速度Ｖ＝７５．４ｍｍ／秒（以下プロセス速度という）で回転する。
【０００９】
転写ドラム１０３は直径１８０ｍｍのアルミシリンダー１０３ａの外周にスポンジやゴム等で弾性体層１０３ｂを形成し、その外周に抵抗層１０３ｃを形成し、更に最外層には誘電体層１０３ｄを形成してなっている。また転写ドラム１０３の外周上の所定位置には、給送した転写材１０２の先端を把持するグリッパ１０３ｆが設けてある。更に転写ドラム１０３の外周に離接可能に静電吸着ローラ１０３ｇが設けられ、吸着ローラ１０３の外周に圧接する。そして吸着ローラ１０３ｆと転写ドラム１０３の誘電体層１０３ｄに電荷を誘起し、転写材１０２を転写ドラム１０３の外周に静電吸着する。
【００１０】
クリーナ１０４ｃは転写材１０２に転写した後に像担持体１０４ａ上に残留したトナーをクリーニングするためのものであり、転写部下流の像担持体１０４ａの外周に配備されている。クリーニングされた廃トナーはスクリュー部材１０４ｄによって図に示さない廃トナー溜めに収容する。
【００１１】
定着部１０６は駆動される加圧ローラ１０６ａと、これに圧接して転写材に熱と圧力を加える定着ローラ１０６ｂとを備えている。各色トナー像を保持し転写ドラム１０３から剥離搬送されてくる転写材１０２を通過させることにより、各色トナー像を転写材１０２に定着するものである。
【００１２】
画像形成動作としては給紙カセット１０１ａ内の転写材１０２が給紙ローラ１０１ｂにより転写ドラム１０３へ給送される。転写ドラム１０３は給送されてきた転写材１０２の先端をグリッパ１０３ｆで把持するとともに、その周面に静電吸着する。一方、一次帯電器１０４ｂで表面を均一に帯電された像担持体１０４ａは給送されてきたスキャナー部１１０からマゼンタ画像の露光が行なわれその外周面にマゼンタ画像の潜像を形成する。この潜像形成と同時にマゼンタ現像器１０５Ｍを駆動し、像担持体１０４ａ上に形成されたマゼンタ潜像にマゼンタトナーが付着するよう像担持体１０４ａの帯電極性と同極性で略同電位の現像バイアス電圧を印加して現像し、像担持体１０４ａ上にマゼンタトナー像を得る。
【００１３】
そして、転写ドラム１０３にマゼンタトナーと逆極性の転写電圧を印加して、像担持体１０４ａ上のマゼンタトナー像を転写ドラム１０３上の転写材１０２に転写する。
【００１４】
マゼンタトナー像の転写が終了すると、次の現像器１０５Ｃが回転して像担持体１０４ａに対向した現像位置に位置決めされ、同様のプロセスで、シアン、イエロー、ブラックの潜像形成、現像、得られたトナー像の転写を順次行ない、転写材１０２上にフルカラー画像が形成される。
【００１５】
転写材１０２をグリップして保持した転写ドラム１０３が４回転することにより１枚の４色フルカラー画像を得ることができるわけである。即ち、１８０π×４／７５．４＝３０秒で１枚のフルカラー画像が出力される。
【００１６】
４色トナー像の転写が終了した転写材は、転写ドラム１０３から分離して定着部１０６へ搬送され、定着部１０６でトナー像の定着を行なった後、排出ローラ対１０７によって排出トレイ１０８に排出される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のカラーレーザープリンタにおいて各現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｋを交換する場合、像担持体１０４ａと干渉しない位置まで回転移動させる必要がある。このとき、ユーザーが本体側面に設けられた像担持体１０４ａの挿入口から現像器の回転機構に手が触れることがあるので、ユーザーの安全確保のため手動による回転方式がとられており、そのため操作性が悪いという問題があった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、像担持体や現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることのできるカラー画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、転写材に多色画像を得るカラー画像形成装置において、
（ i ）前記カラー画像形成装置の装置本体に設けられた装着口と、
（ ii ）静電潜像が形成される像担持体を有するドラムカートリッジであって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能なドラムカートリッジと、
（ iii ）前記ドラムカートリッジが前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記ドラムカートリッジが前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第１のスイッチと、
（ iv ）前記静電潜像を現像する為のブラック色のトナーを有する黒現像器であって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能な黒現像器と、
（ v ）前記黒現像器が前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記黒現像器が前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第２のスイッチと、
（ vi ）回転可能に設けられた現像ロータリーであって、前記ブラック色以外の色の前記静電潜像を現像する為のトナーをそれぞれ有する複数の現像器が着脱可能な現像ロータリーと、
（ vii ）前記現像ロータリーを回転させるためのモータであって、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと直列に接続されたモータと、
を有し、
前記ドラムカートリッジ及び前記黒現像器の少なくとも１つが装着されていない状態では、前記現像ロータリーが回転しないことを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例１
［画像形成装置の全体の説明］
まず、カラー画像形成装置の全体的構成について、図１を参照して概略説明する。尚、図１に示すカラー画像形成装置は、カラーレーザープリンターの一例である。
【００２５】
本実施例にて、カラーレーザープリンターは、一定速度で回転する像担持体１５と固定の黒現像器２１Ｂと回転可能な３個のカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃとからなる画像形成部、及び画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材２に更に転写する中間転写体９を具備し、カラー画像が転写された転写材２を定着部２５へ搬送してカラー画像を転写材２に定着し、排出ローラー３４、３５、３６によって装置上面の排出トレイ３７へ排出する。なお、上記回転可能なカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対して個別に着脱可能な現像カートリッジとして構成されている。
【００２６】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２７】
［像担持体ユニット］
像担持体ユニット１３は像担持体（感光ドラム）１５と像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４とがドラムカートリッジとして一体的に構成され、この像担持体ユニット１３はプリンター本体に対して着脱自在に支持され、像担持体１５の寿命に合わせて容易にユニット交換可能なように構成されている。
【００２８】
本実施例に係る像担持体１５は、直径６０ｍｍのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４に回転自在に支持されている。
【００２９】
像担持体１５の周上には、クリーナーブレード１６、一次帯電手段１７が配置され、また像担持体１５の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体１５を画像形成動作に応じて図中反時計回りに回転させるようにしている。
【００３０】
［帯電手段］
一次帯電手段１７は接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラーを像担持体１５に当接させ、この導電性ローラーに電圧を印加することによって像担持体１５の表面を一様に帯電させるものである。
【００３１】
［露光手段］
像担持体１５への露光はスキャナー部３０から行なわれる。即ち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射する。
【００３２】
ポリゴンミラー３１はスキャナーモーター３１ａによって高速回転され、ポリゴンミラー３１で反射した画像光が、結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介して一定速度で回転する像担持体１５の表面を選択的に露光し、その結果、像担持体１５上に静電潜像が形成される。
【００３３】
［現像手段］
現像手段は、像担持体１５上に形成された潜像を可視像化するために、現像ロータリー２３に搭載された３個のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを備えた回転現像手段と、１個の固定の黒現像器２１Ｂからなる固定現像手段とから構成され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする。又、カラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対して個別に着脱可能とされる。
【００３４】
黒現像器２１Ｂは固定配置の現像器であり、像担持体１５に対向した位置に現像スリーブ２１ＢＳが、像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって配置され、像担持体１５にブラックトナーによる可視像を形成する。
【００３５】
黒現像器２１Ｂは容器内のトナーを送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって、図中時計方向に回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。そして、現像スリーブ２１ＢＳに現像バイアスを印加することにより、像担持体１５の静電潜像に対応してトナー現像を行なうものである。
【００３６】
黒現像器２１Ｂは固定配置であるため、そのトナー容器のサイズを大型化することができ、その容量はユーザーの取扱う書類や画像パターンとトナー消費量を鑑み他のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃのトナー容量の２倍以上の１万ページ（Ａ４、５％印字）以上のトナーを内包させることが可能となる。このように黒現像器を大容量化することにより、ユーザーが黒現像器を交換する頻度を低減すると共に、プリント１枚当たりのランニングコストも低減することが可能となる。
【００３７】
３個のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃは、各々４０００ページ（Ａ４、５％印字）相当のトナーを内包し、軸２２を中心として回転する回動手段である現像ロータリー２３に夫々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器が現像ロータリー２３に保持された状態で軸２２を中心に回転移動し、所定の現像器が、像担持体１５に対向した位置に止り、更に現像スリーブが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、像担持体１５の静電潜像に対応して可視像を形成する。
【００３８】
カラー画像形成時には中間転写体９の１回転毎にロータリーモータ（不図示）の駆動により現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２０Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次いで黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。
【００３９】
図１ではイエローの回転現像器２０Ｙが現像位置に位置決め静止している状態を示している。回転現像器２０Ｙは、容器内のトナーを送り機構によって塗布ローラー２０ＹＲへ送り込み、図中時計方向に回転する塗布ローラー２０ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳの外周に圧接されたブレード２０ＹＢが、図中時計方向に回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。
【００４０】
潜像形成された像担持体１５と対向した現像スリーブ２０ＹＳに、現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて像担持体１５上にトナー現像を行なうものである。
【００４１】
マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行なわれる。
【００４２】
また各回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの各現像スリーブは、各現像器が現像位置に回転移動されたとき、プリンター本体に設けられた各色現像用高圧電源、および駆動源と接続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され駆動が伝達される。
【００４３】
［中間転写体］
中間転写体９は、カラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体１５上のトナー画像を４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため像担持体１５の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。また、多重転写を受けた中間転写体９は、電圧を印加された転写ローラ１０によって転写材２を挟み込み搬送することにより、転写材２に中間転写体９上の各色トナー像を同時に多重転写する。
【００４４】
本実施例に係る中間転写体９は、直径１８０ｍｍのアルミシリンダー１２の外周を中抵抗スポンジや中抵抗ゴム等の弾性層１１で覆った構成をしている。この中間転写体９は回転自在に支持され、一体的に固定されたギヤ（図示せず）に駆動が伝達されることにより回転する。
【００４５】
［クリーニング手段］
クリーニング手段は、現像手段によって像担持体１５に可視像化されたトナーが中間転写体９に転写された後、像担持体１５上に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーは、クリーナ容器１４に蓄えられる。クリーナ容器１４に蓄えられる廃トナーの量は、像担持体１５の寿命より早くクリーナ容器１４を満たすことはなく、従って、クリーナ容器１４は像担持体１５の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００４６】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ転写材２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット１、給紙ローラー３、４、重送防止のリタードローラー５、給紙ガイド６、及びレジストローラー８から主に構成される。
【００４７】
画像形成時には、給紙ローラー３が画像形成動作に応じて回転し、カセット１内の転写材２を１枚ずつ分離給送すると共に、給紙ガイド６によってガイドし、搬送ローラー７を経由してレジストローラー８に至る。
【００４８】
画像形成動作中にレジストローラー８は、転写材２を静止待機させる非回転の動作と、転写材２を中間転写体９に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行ない、次工程である転写工程時の画像と転写材２との位置合わせを行なう。
【００４９】
［転写部］
転写部は、揺動可能な転写ローラ１０からなる。転写ローラ１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動を有する。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体９が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、図示実線で示すように転写ローラ１０は下方に位置し中間転写体９とは離れている。中間転写体９上に４色のトナー像が形成し終わった後転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１０は位置に図示しないカムにより図示２点鎖線で示す上方の位置、即ち転写材２を介して中間転写体９に所定の圧で押付けられる。このとき同時に転写ローラ１０にはバイアスが印加され中間転写体９上のトナー画像は転写材２に転写される。ここで、中間転写体９と転写ローラ１０とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材２は転写工程が行なわれると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着工程に送られる。
【００５０】
［定着部］
定着部２５は、上記現像手段２０、２１により形成されたトナー画像を中間転写体９を介して転写材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラ２６と転写材２を定着ローラ２６に圧接するための加圧ローラ２７とからなり、各ローラ２６、２７は中空ローラで、その内部に夫々ヒータ２８、２９を有し、回転駆動されて同時に転写材２を搬送する。
【００５１】
即ちトナー像を保持した転写材２は定着ローラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定着される。
【００５２】
［画像形成動作］
次に、図１を参照して、上記のように構成された装置によって画像形成を行なう場合の動作について説明する。
【００５３】
先ず、図１に示す給紙ローラー３を回転して給紙カセット１内の転写材２を１枚分離し、レジストローラー８へと搬送する。
【００５４】
一方、像担持体１５と中間転写体９とが各々外周速度Ｖ＝７５．４ｍｍ／ｓｅｃ（以下、プロセス速度という）で図示矢印方向へ回転する。直径６０ｍｍの像担持体１５は６０π／７５．４＝２．５秒で１回転し、直径１８０ｍｍの中間転写体９は１８０π／７５．４＝７．５秒で１回転する。また像担持体１５と中間転写体９とは図示しない歯車で結合しているため、像担持体１５が３回転すると中間転写体９が正確に１回転する。
【００５５】
図示中間転写体９の外周の任意の点が図示Ｓの位置に来たときに、帯電手段１７によって表面を均一に帯電された像担持体１５は図示Ｅの位置でレーザー露光を受け画像露光を行なう。像担持体１５の露光位置Ｅから反時計回りに中間転写体９との接触部Ｔ1 までの距離ａと中間転写体９の図示Ｓ点からＴ1 迄の距離ｂは等しく、従って時間経過後には画像の書き始めの点Ｅと中間転写体９上の点ＳはＴ1 の位置で一致する。即ち、中間転写体９に対しては画像はＳ点を先端に反時計回りに形成される。
【００５６】
（１）イエロー画像の形成
スキャナー部３０によりイエロー画像のレーザー照射を行ない、像担持体１５上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器２０Ｙを駆動し像担持体１５上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体１５の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行なう。同時に現像部の少し下流の一次転写位置Ｔ1 で像担持体１５上のイエロートナー像を中間転写体９の外周に一次転写する。この時、中間転写体９には上記イエロートナーと逆極性の電圧を印加して一次転写を行なう。
【００５７】
形成する画像がＡ３サイズの場合長さ４２０ｍｍであり、中間転写体９の外周Ｓ点からＬ1 点まで画像が形成される（図１の中間転写体９の外周太線部分参照）。
【００５８】
イエロートナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ち、Ｌ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のマゼンタ現像器２０Ｍが回転移動し、像担持体１５に対向した位置に位置決めされる。
【００５９】
（２）マゼンタ画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエローの画像の先端）が一周して図示Ｓの位置に来た時、同様にスキャナー部３０によりマゼンタ画像のレーザー照射がスタートしイエローと同様にして像担持体１５上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体１５上のマゼンタトナー像を一次転写位置Ｔ1 で同様に中間転写体９上に転写する。マゼンタトナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ちＬ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のシアン現像器２０Ｃが回転移動し、像担持体１５に対向した位置に位置決めされる。
【００６０】
（３）シアン画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー及びマゼンタ画像の先端）が更に一周して図示Ｓの位置に来たとき、同様にスキャナー部３０によりシアン画像のレーザー照射がスタートしマゼンタ同様にして像担持体１５上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体１５上のシアントナー像を一次転写位置Ｔ1 で中間転写体９上にイエロー、マゼンタの各トナー像に転写する。シアントナーの中間転写体９への転写が終了すると、即ちＬ1 点が一次転写位置Ｔ1 を過ぎると、現像ロータリー２３が時計方向に６０度回転し、像担持体１５に対向した位置にカラー回転現像器２０は存在しない。
【００６１】
（４）ブラック画像の形成
次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー、マゼンタ、シアン画像の先端）が更に一周して図示Ｓの位置に来たとき、同様にスキャナー部３０によりブラック画像のレーザー照射がスタートし、黒現像器２１Ｂによりブラックトナーが現像され、像担持体１５上のブラックトナー像を一次転写位置Ｔ1 で中間転写体９上に更に重ねて転写する。
【００６２】
以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成、現像及び中間転写体９へのトナー転写を重ねて４回順次行ない、中間転写体９の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーからなるフルカラーの画像を形成する。
【００６３】
ブラックトナーの中間転写体９への転写が終了する前に、即ち４回目ブラックトナーの一次転写を終え、フルカラー画像を形成した中間転写体９の画像先端Ｓが二次転写部Ｔ2 へ到達する前に、先述のレジストローラー８で待機させておいた転写材２をタイミングを合わせて搬送スタートさせる。
【００６４】
上記４回の中間転写体９上への各色画像形成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であった転写ローラ１０を同時に上方へカムで移動させ転写材２を中間転写体９の二次転写部Ｔ2 で圧接すると同時に転写ローラ１０にトナーと逆極性のバイアスを印加することで、中間転写体９上のフルカラー画像を転写材２に４色同時に一括で転写する。
【００６５】
二次転写部Ｔ2 を経た転写材２は中間転写体９から剥離され定着部２５へ搬送されトナー定着を行なった後に排出ローラー対３４、３５、３６を介して本体上部の排出トレイ３７上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【００６６】
このように１枚のフルカラー画像を作成するのに、中間転写体９は基本的に４回転の動作とそれに要する時間３０秒（７．５秒×４）を必要とすることが理解できる。因みに中間転写体９とその外周速度Ｖが等しく駆動される像担持体１５は１枚のフルカラー画像作成のために中間転写体９との外径比に逆比例し１２回転する。
【００６７】
また中間転写体９は、直径１８０ｍｍ、その外周が約５６５ｍｍであり、Ａ３サイズの画像形成では４２０ｍｍの周長を使用する。即ち中間転写体９の太線に示す外周Ｓ点から反時計回りにＬ1 点までの距離が４２０ｍｍである。即ち、中間転写体９の外周５６５ｍｍのうち画像形成には４２０ｍｍを使用し残りの１４５ｍｍは画像形成に使用されない。中間転写体９は一定のプロセス速度７５．４ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、Ａ３サイズのフルカラー画像の形成には１４５／７５．４＝１．９２秒の非画像形成時間が存在しカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの切換え時間に当てられる。
【００６８】
像担持体１５のレーザー露光部Ｅと第１転写部Ｔ1 との間に位置するイエロー現像器２０Ｙが可視像を形成し、そして次のマゼンタ現像器２０Ｍに置き換わるために当てられる時間は、実際のタイミングはシフトしているものの中間転写体９のＬ1 点が第１転写部Ｔ1 を抜けて次にＳ点が第１転写部Ｔ1 に到達するまでの時間に相当する。
【００６９】
つぎに、３色のカラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃすなわち色現像カートリッジの着脱操作について図２および図３により説明する。
【００７０】
図２示すように、本体側面には色現像カートリッジを着脱するための着脱口たる交換口５１が設けられており、さらにその交換口５１を開閉するための開閉部材であるドア５０が付設されている。
【００７１】
また、ドア５０の下方には現像器回転用押しボタン１００が取り付けられており、この押しボタン１００を１回押すと現像ロータリー２３が回動してイエロー用現像カートリッジ２０Ｙが交換口５１に面する位置にきて、もう１回押すとマゼンタ用現像カートリッジ２０Ｍが交換口５１に面する位置に、さらにもう一度押しボタン１００を押すと、シアン用現像カートリッジ２０Ｃが交換口５１に面する位置に来る。その後も押しボタン１００を押す度に１ステップずつ現像ロータリー２３が回転し、順次各色の現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃが交換口５１に面する位置に来る構成とされている。
【００７２】
また、ドア５０は透明部材で構成され、内部が見えるようにされており、したがって、どの色の現像カートリッジが交換口５１にきているかが外側から容易に認識することができる。
【００７３】
さらに、ドア５０には、現像ロータリーを駆動するためのロータリーモータに接続されたインターロックスイッチ（不図示）が設けられており、図２の矢印方向にドア５０を開けた状態（図３参照）ではこのインターロックスイッチが切れる、つまりロータリーモータに電流が流れなくなり、ロータリーモータが回転しない状態になる。
【００７４】
このような構成とすることで、ユーザが色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを交換している最中に、不意に現像ロータリー２３が回転することがないように、ユーザの安全を図っている。
【００７５】
つぎに、黒現像カートリッジ２１Ｂと、ドラムカートリッジ１３の着脱に連動するスイッチについて、図２〜図４により説明する。
【００７６】
黒現像カートリッジ２１Ｂおよびドラムカートリッジ１３は前述のようにそれぞれ固定的に配置され、かつ互いに近接して配設されているため、両者を着脱するための着脱口たる装着口５２は連続して形成されている。
【００７７】
黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３の装着口５２の奥には、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３を本体に装着したときにＯＮ、外したときに０ＦＦとなるような図に示さないスイッチが装置本体にそれぞれ設けられており、しかも、この２つのスイッチと、ロータリーモータが直列に接続されており、図４に示すように、黒現像カートリッジ２１Ｂか、ドラムカートリッジ１３の少なくとも１つが装着されていない状態では、ロータリーモータの駆動回路がオープンの状態となり、現像ロータリー２３が回転しない状態になる。
【００７８】
この構成も前述のドア５０にインターロックスイッチが付いている構成と目的は同じで、黒現像カートリッジ２１Ｂあるいはドラムカートリッジ１３が装着されていない状態ではカートリッジが本来装着されているべき空間から手を入れて現像ロータリー２３に触れることができるため、この状態で現像ロータリー２３が不意に回転するのを防ぐためである。
【００７９】
上記のように、本実施例においては、色現像カートリッジのうち任意の現像カートリッジを容易に交換できるとともに、色現像カートリッジ、黒現像カートリッジまたはドラムカートリッジが装着されていない場合に、ユーザが交換口または装着口から不注意に現像ロータリーに手を触れることを防止でき、安全性と操作性の改善を図ることができる。
【００８０】
参考例１
つぎに本発明の参考例について図５〜図７により説明する。
【００８１】
実施例１では、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの交換口５１のみにドア５０が設けられており、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３には、特別のドアが存在しない構成であったが、本参考例においては、図５に示すように、色現像カートリッジ用交換口５１、および黒現像カートリッジ２１Ｂおよびドラムカートリッジ１３用の装着口５２の全てを覆うことができる大きなドア６０を設けた。
【００８２】
また実施例１では、図４に示したように、黒現像カートリッジ２１Ｂとドラムカートリッジ１３、それぞれに、それぞれのカートリッジの着脱に応じてＯＮ／０ＦＦするスイッチを設けるとともに、ドア５０にもインターロックスイッチを設けていたのに対して、本参考例では、ドア６０に押しボタンスイッチ１０２を１つだけ設け、その開閉状態に応じて現像ロータリー回転の可否を決定することができる。つまり、図５に示すように、ドア６０を閉めた状態では、押しボタンスイッチ１０２を押すことで現像ロータリー２３を回転させることができるが、開いている状態では、現像ロータリー２３を回転させることはできない構成としたものである。
【００８３】
また、図６に示すように、ドア６０の内側に、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを本体に装着するためのガイド６０ａ、６０ｂを設けておいてもよい。
【００８４】
このようなガイド６０ａを設けておくことで、図７に示すように、色現像カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを本体に装着する際、このガイド６０ａに沿わせるだけで容易に装着することができる。
【００８５】
参考例２
つぎに本発明の参考例について図８により説明する。
【００８６】
図８に示すように、外装カバー５３をドアとして機能させる、つまり外装カバー５３の開閉に連動してＯＮ／０ＦＦするインターロックスイッチ（不図示）を設け、この外装カバー５３が開いている状態、つまりインターロックスイッチが０ＦＦの状態では現像ロータリー２３を回転しないようにすることもできる。
【００８７】
本参考例においても、実施例１および参考例１と同様にユーザの安全性を確保することができた。
【００８８】
なお、上記実施例においては、本発明を、固定配置の現像器及び回転配置の現像器を備えたカラーレーザープリンターに適用した例について説明したが、これに限定されることがないのはもちろんである。
【００８９】
以上の説明から明らかなように、本実施例によれば、像担持体及び現像器が、前記像担持体の回転軸と平行に装置本体に着脱自在であって、装置本体の側面には前記像担持体及び前記現像器を着脱するための着脱口が設けられ、前記像担持体または前記固定配置の現像器の少なくともいずれか一方が装置本体に装着していないときには、回転配置の前記現像器の回動手段が動作しないことにより、前記像担持体や前記現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることができる。
【００９０】
又、前記着脱口を開閉自在に覆うための開閉部材、あるいは前記着脱口を覆う開閉自在の外装カバーを有し、少なくとも一つの前記開閉部材あるいは前記外装カバーが開状態にあるときには前記回転配置の現像器の回動手段が動作しないことにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記ドラムカートリッジまたは前記黒現像器の少なくともいずれか一方が装置本体に装着していないときには、現像ロータリーが動作しないので、前記ドラムカートリッジまたは黒現像器の交換に際し、ユーザーの安全を確保すると共に操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例１のカラーレーザープリンタの構成図である。
【図２】 実施例１の装置の本体側面を示す概略斜視図である。
【図３】 カラー回転現像器の取り出し口用ドアの開閉を説明するための斜視図である。
【図４】 固定現像器及びドラムカートリッジの着脱を説明する斜視図である。
【図５】 本発明の参考例１の本体側面を示す斜視図である。
【図６】 参考例１における現像器の取り出し口用ドアの開放した状態を示す斜視図である。
【図７】 参考例１におけるカラー回転現像器の着脱を説明するための斜視図である。
【図８】 本発明の参考例２の本体側面を示す斜視図である。
【図９】 従来のカラーレーザープリンタの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１３ 像担持体ユニット（ドラムユニット）
１５ 像担持体
２１Ｂ 固定（黒）現像器
２０Ｙ 回転（イエロー）現像器
２０Ｃ 回転（シアン）現像器
２０Ｍ 回転（マゼンタ）現像器
２３ 現像ロータリー（回動手段）
５０、６０ ドア（開閉部材）
５１ 交換口（着脱口）
５２ 装着口（着脱口）
５３ 外装カバー
６０ａ ガイド
Claims (1)
- 転写材に多色画像を得るカラー画像形成装置において、
（ i ）前記カラー画像形成装置の装置本体に設けられた装着口と、
（ ii ）静電潜像が形成される像担持体を有するドラムカートリッジであって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能なドラムカートリッジと、
（ iii ）前記ドラムカートリッジが前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記ドラムカートリッジが前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第１のスイッチと、
（ iv ）前記静電潜像を現像する為のブラック色のトナーを有する黒現像器であって、前記装着口を通過させて前記装置本体に着脱可能な黒現像器と、
（ v ）前記黒現像器が前記装置本体に装着された際にＯＮになり、前記黒現像器が前記装置本体から外された際にＯＦＦになる第２のスイッチと、
（ vi ）回転可能に設けられた現像ロータリーであって、前記ブラック色以外の色の前記静電潜像を現像する為のトナーをそれぞれ有する複数の現像器が着脱可能な現像ロータリーと、
（ vii ）前記現像ロータリーを回転させるためのモータであって、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと直列に接続されたモータと、
を有し、
前記ドラムカートリッジ及び前記黒現像器の少なくとも１つが装着されていない状態では、前記現像ロータリーが回転しないことを特徴とするカラー画像形成装置。
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