JPH02262672A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法によるカラー画像形成装置に関し
、小型化してメンテナンス性能を高め、かつジャム処理
の処理性能を高めたカラー画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

フルカラー画像またはファンクシ層ナルカラー画像等の
マルチカラー画像を形成する電子写真画像形成装置では
、像形成体である感光体ドラムを帯電する帯電器、感光
体ドラムに像を露光する像露光手段、感光体ドラム上の
静電像をトナーによって現像する現像器、感光体ドラム
上のトナー像を記録紙に転写する転写器等が、感光体ド
ラムの周辺に配設される。

このうち、フルカラー画像の電子写真画像形成装置にお
ける現像器は、イエロー（Ｙ）、マゼンタＣＭ）、シア
ン（Ｃ）のトナー、時にはブラック（ＢＫ）のトナーを
それぞれ収納した３台または４台の現像器によって構成
され、感光体ドラムが３回転あるいは４回転する間に、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）時には
ブラック（ＢＫ）の各トナー像を感光体ドラム上に形成
し、このトナー像を記録紙に転写することでフルカラー
画像を得るようにしている。かかる画像形成方式による
ときは、３台あるいは４台の現像器を薄型とし、かつ近
接配置することによってカラー画像形成装置はコンパク
ト化が可能となる。

特開昭６１−５５６６１号公報はこのような画像形成方
式によるカラー画像形成装置の提案で、３台の現像器に
対応した３コの露光装置によってそれぞれ潜像形成する
ようにし、感光体ドラムと現像器およびクリーニング手
段を一体構成としてユニット化し装置本体より取出し可
能とするようにしたものである。又ｌコの露光装置を用
い現像器を重ね合わせて配置し、同様にユニット化し装
置本体より取り出し可能としたものが特願昭６２−３２
０５９６号明細書に記載されている。

上記の特開昭６１−５５６６１号公報及び特願昭６２−
３２０５９６号明細書に記載のカラー画像形成装置にお
いては、メンテナンス性を向上する上で寄与するが、ユ
ニットの挿脱時に現像剤のこぼれや混入が生じ易いもの
であった。

また転写ドラムを用いて各色トナー像毎に記録紙に転写
するカラー画像形成装置において感光体ドラム囲りをユ
ニット化した例が特開昭５８−７２１５９号公報に記載
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら特開昭５８−７２１５９号公報に記載のカ
ラー画像形成装置においては、 （１）画像形成部が感光体ドラム周囲のみでなく転写ド
ラムにまで及んでいる。

（２）感光体ドラムと転写ドラム間には周速及び間隙が
高精度で保持される必要がある。

（３）感光体ドラムを取り出すには解除機構が必要とな
る。

以上のように転写ドラムを用いたカラー画像形成装置に
おいては上記（２）、（３）のように機構が複雑で高価
になるばかりでなく転写ドラムが不要なモノクロ画像形
成装置のように画像形成手段が感光体周囲に集中されて
おらず画像形成部にユニット化（プロセスユニット）の
メリットが充分得られるものではなかった。

本発明は、現像ユニットと像形成体とクリーニング手段
とを一体的もしくはそのうち二者を一体的かつ残りの一
者を独立的に挿脱可能なカートリッジ構成とすることに
よって、メンテナンス性の向上をはかり、かつ複数台の
現像器をユニット化して装置本体に対して該プロセスユ
ニットを挿脱するとき現像剤が外部にこぼれ落ちたり或
は現像剤が他の現像器内に混入するのを防止するような
構成とし、また搬送される記録紙の搬送不良が発生した
ときそのジャム処理を容易にしたカラー画像形成装置を
提供することを目的とする。

さらに本発明の別の目的は、感光体ドラムの表面上に複
数色トナーからなるカラートナー像等の合成トナー像を
形成して記録紙に一括転写するプロセスによるカラー画
像形成装置において、装置を小型かつコンパクトにする
ために感光体ドラム周りに画像形成手段である例えば複
数の現像器やクリーニング手段を集中させ、特に感光体
ドラムの周縁部に設けた画像形成手段が感光体ドラムの
垂直軸に対して左右の重量バランスが保たれるように配
設し、装置本体に対しプロセスユニットの挿脱が容易に
なされるような操作性に優れたカラー画像形成装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、回転する像形成体と、該像形成体上に帯電
と像露光と現像とを複数回繰り返して該像形成体上に複
数のトナー像を形成し、該トナー像を記録紙へ転写する
カラー画像形成装置において、像形成体と、該像形成体
中心線に対し左右に分配されかつ下方に設けられた現像
装置群と、クリーニング装置とを一体化してプロセスユ
ニットを構成し、装置本体に対し着脱可能であることを
特徴とするカラー画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に示す。

第１図は本発明をプリンタに適用しＩ；実施例である。

前記プリンタは転写ベルトを含む上部筐体ｌとプロセス
ユニットを含む装置本体２とに分割されたクラムシェル
型式の構造がとられていて、上部筐体ｌは装置本体２に
結合する蝶番により所定角度開放して保持可能であり、
まＩ；閉止状態では止メ金具によって装置本体２と一体
とされる。

前記プリンタの画像形成部を構成する像形成体３０、イ
エロー　マゼンタ、シアン、黒色の各現像剤を収容した
現像器３６．３７，３８．３９、像形成体に対し圧着解
除機構を有するクリーニング装置４０それに帯電器３５
の各機材は、一体のプロセスカートリッジ３内に収めて
ユニット化された上その左右の外側面において係合する
一対のガイド部材４を介して装置本体２の内部に挿脱可
能の状態に収納されるが特に本発明においては前記の各
現像器３６，３７゜３８．３９を像形成体３０の下方に
おいてその周面に面するよう回転上流の方向から垂直に
順次並列する配置をとっている。

すなわち前記プロセスカートリッジ３は前面に備える取
手をもって前記ガイド部材４の保合により装置本体２の
奥行方向に挿入されて装着されまた手前方向に引き出す
と前記ガイド部材４の係合を解除して装置本体２の前面
に取外されるが、各現像器は何れもその開口部を上方と
した姿勢に保たれるので現像剤が流出して落下したり他
の現像器内の混入したりするようなことが起こらない。

前記プリンタはレーザ書込み系ユニットＢを前記プロセ
スカートリッジ３の側方のスペース内に、また記録紙の
搬送面を前記プロセスカートリッジ３の上部の上部筐体
ｌと装置本体２の双方にまたがる部分に配設していて、
前記像形成体３０は斜め下方から前記レーザ書込み系ユ
ニットＢによるレーザ走査を受けまたその周面に重ね合
わせて形成したカラーのトナー画像を記録紙の下面に転
写する方式をとっている。

前記プリンタによるカラー画像コピーのプロセスは次の
ようにしてケわれる。

まず本実施例の多色像の形成は、第４図の像形成システ
ムに従って遂行される。即ちオリジナル画像を撮像素子
が走査するカラー画像データ入力部（第４図（イ））で
得られたデータを、計算機を備えた画像データ処理部（
第４図（ロ））で演算処理して画像データを作成し、こ
れは−星画像メモリ（第４図（ハ））に格納される。次
いで該画像メモリは、記録時とり出されて記録部（第４
図（ニ））である例えば第１図の実施例で示したカラー
画像形成装置へと入力される。

すなわち前記プリンタとは別体の画像読取装置から出力
される色信号が前記レーザ書込み系ユニットＢに入力さ
れると、レーザ書込み系ユニットＢにおいては半導体レ
ーザ（図示せず）で発生されたレーザビームは駆動モー
タ３１により回転されるポリゴンミラー３２により回転
走査され、ｆθレンズ３３を経てミラー３４により光路
を曲げられて、予め帯電手段たる帯電器３５によって電
荷を付与された像形成体３０の周面上に投射され輝線を
形成する。

一方では走査が開始されるとビームがインデックスセン
サによって検知され、第１の色信号によるビームの変調
が開始され、変調されたビームが前記像形成体３０の周
面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査と像
形成体３０の回転による副走査により像形成体３０の周
面上に第１の色に対応する潜像が形成されて行く。この
潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のトナー（Ｉｉ像媒
体）の装填された現像器３６により現像されて、ドラム
表面にトナー像が形成される。得られたトナー像はドラ
ム面に保持されたまま像形成体３０の周面より引き離さ
れている清掃手段たるクリーニング装置４０の下を通過
し、つぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記像形成体３０は前記帯電器３５により再
び帯電され、次いで信号処理部から出力されｔ；第２の
色信号が前記書込み系ユニツ）Ｂに入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にしてドラム表面への書込み
が行われ潜像が形成される。

潜像は第２の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填し
た現像器３７によって現像される。

このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形成されている
前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下に形成される
。

３８はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される制御信号に基づいてドラム表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。

さらに３９は黒色のトナーを有する現像器であって、同
様の処理によりドラム表面に黒色のトナー像を重ね合わ
せて形成する。これ等各現像器３６．３７゜３８および
３９の各スリーブには直流あるいはさらに交流のバイア
スが印加され、顕像手段である２成分現像剤によるジャ
ンピング現像が行われ、基体が接地された像形成体３０
には非接触で現像が行われるようになっている。

かくして像形成体３０の周面上に形成されたカラー画像
は、帯電器９により再帯電後転写部４０において給紙カ
セットＣより給紙ローラ、給紙ガイ°ドを経て送られて
きた記録紙の下面に転写される。

すなわちこの多色トナー像は、転写前帯電器９により帯
電されて転写され易くされた後、転写開始より回転され
ている転写ベルト５０を像形成体３０に接触させ、給紙
カセットＣから給紙ローラ１２およびタイミングローラ
１３を介して像形成とタイミングを合わせて供給された
記録紙に転写される。

転写ベルト５０の構成は基体としての導電布入りコムベ
ルトの外周に０．５ｍｍ厚の弾性体層が設けられ、さら
にその外周に５０μｍの絶縁体層（誘電体層）が設けら
れたもので、ローラ６０ａ、６０ｂ、６０ｃの間に張架
しローラ６０ａの駆動により回動し、ローラ６０ｂが上
下することで、転写ベルト５０は像形成体３０と接触し
或は離間する。転写ベルト５０への帯電は帯電ブラシ６
５又はコロトロンによってなされ、転写ベルト５０表面
には１．５ｘｖ〜３．ＯＫＶ程度のトナーと逆極性の転
写電荷が印加されて転写がなされる。

なお６６は転写ベルト５０上を清掃する転写ベルト用の
クリーニング装置である。

一方、記録紙をドラム周面より分離した像形成体３０に
は、前記クリーニング装置４０のブレード４０Ａが接触
して残留したトナーの除去を行い、その終了をまって再
びドラム周面より引き離され、新たなカラー画像形式の
プロセスに入る。

このようにして記録紙が前記プロセスカートリッジ３の
上部を水平方向に搬送されかつ転写面が下向きでもある
ことからクリーニング装置４０等からトナーがこぼれ落
ちたり飛散するようなことがあっても画像面を汚損する
迄に至ることがない。

第２図は装置本体より取り出されたプロセスカートリッ
ジ３を正面視したもので、取り出しに当たってはその前
面の取手５が利用される。

前記プロセスカートリッジ３においては、前記各現像器
３６．３７，３８．３９が像形成体３０の中心線に対し
左右に分配された状態すなわち像形成体３０の軸心を境
にして現像器３６と３７が右側の、また現像器３８と３
９が左側のそれぞれ対称の位置に配置された上、さらに
右側に配置した前記現像器３６と３７の各現像スリーブ
が時計方向に、また左側に配置した前記現像器３８と３
９の各現像スリーブが反時計方向に回転されることによ
ってそれぞれの画像の現像作用が行われるようになって
いる。

このような現像装置群の配置をとりさらに現像スリーブ
の回転を逆方向とすることにより、前記プロセスカート
リッジ３は重量の面でも動力伝達の面でも左右のバラン
スが均衡して取り扱い性が良く、また有害な振動の発生
等も未然に防止される。

また、左右の対称位置に置かれる各現像器はそれぞれ構
造を共通とすることも可能となる他、現像作用を終えた
あとの現像スリーブからのトナーの掻き落としもその重
力の作用によって極めて効率良く行われ常に新鮮な適正
量のトナーを供給することの出来る利点がある。

一方、像形成体３０に対する前記クリーニング装置４０
の対称の位置にトナー回収ボックス４７を設置して前記
プロセスカートリッジ３の左右の重量バランスをより良
好なものとしている。前記トナー回収ボックス４７と前
記クリーニング装置４０との間にはトナー搬送スクリュ
ー４８を内蔵するトナー搬送管４９がプロセスカートリ
ッジ３の前面において架設されていて、ブレード４０Ａ
によって像形成体３０の局面より剥離された廃トナーが
前記トナー搬送スクリュー４８の推力によって搬送され
て前記トナー回収ボックス４７の内部に回収される。

なお、前記トナー搬送管４９には、トナー搬送スクリユ
ー４８の作動に抵抗等を与えることのないよう潤滑性に
富む合成樹脂材料等をもって成形した連結用のパイプ部
材が使用される。

さらに前記プロセスカートリッジ３は、内部に収納する
各現像器３６．３７．３８．３９に対応した前面の位置
にそれぞれの現像器に補給する特定色のトナーを収容し
たトナー補給ボックス３６Ａ、３７Ａ、３８＾、３９Ａ
を備えている。

ｗｃ３図は第２図における矢示ＡＡ視により前記トナー
回収ボックス４７の内部並びに現像器３７とトナー補給
ボックス３７Ａとの接続部の各断面構成を示したもので
ある。

前記現像器３７は、現像スリーブ３７０３の岡軸端に同
心に設けた一対の突き当てコロ３７０３Ａをもって像形
成体３０を圧接するよう位置されていてそのハウジング
３７０２の延長部が前記トナー補給ボックス３７Ａの底
部に接続されている。

前記現像器３７は、後述するように相反する方向の推進
力により収容するトナーの撹拌を行う一対のトナー搬送
スクリューを備えていて、そのうち図上にて左方向への
推進力をもつ一方の例えばトナー搬送スクリュー３７０
７を前記トナー補給ボックス３７Ａの内部に迄延長して
設けている。

従って前記現像スリーブ３７０３が回転を始めると歯車
対Ｇ１を介して前記トナー搬送スクリュー３７０７が回
転し、さらに電磁クラッチＭＣを介してトナー濃度低下
時に歯車対Ｇ２の回転により前記トナー補給ボックス３
７Ａの備えるスポンジローラ３７Ｂが回転して収容した
トナーを落下し、該トナーを前記トナー搬送スクリュー
３７０７の推進力により現像器３７の内部へと搬送する
。

かくして現像器３７に補充されたトナーは前記トナー搬
送スクリュー３７０７ともう一方のトナー搬送スクリュ
ーとによる撹拌作用により既存のトナーと均等に混合さ
れた上現像スリーブ３７０３へと供給される。

また、現像器３６および３８．３９に対する各トナー補
給ボックス３６Ａ８よび３８Ａ　、　３９Ａからのトナ
ーの補充も同様の構造と作用によって行われる。

各トナーボックスは略平行に一列に配列されていること
から、上部筐体ｌを開放して容易にトナー供給を行うこ
とができる。

なお、前述したトナー回収ボックス４７をプロセスカー
トリッジ３の外部に設けて、そのスペースを利用して前
記トナー補給ボックス３９Ａを奥方向に拡大すれば、消
費量の最も多いとされる黒色のトナーを大量に保有させ
ることが出来るのでトナー補給ボックス３９Ａに対する
トナーの補充作業のインターバルを長くとることが出来
る。

各実施例に使用される各現像器は何れも特定色の現像剤
を収容するものであってその構造・機能としては以下第
５図によって説明する前記プリンタの現像器３７と同一
のものが使用される。

第５図において３７０２はハ９ジング、３７０３は現像
スリーブ、３７０４はマグネットローラ、３７０５は現
像剤の量を規制する剛性かつ磁性を有する薄層形成部材
であって該薄層形成部材３７０５は現像スリーブ３７０
３に対し現像剤が介在しない状態で一定荷重で押圧され
る。３７０７８よび３７０８はスクリュー構造をもち、
互いに逆方向に現像剤を搬送循環させる一対のトナー搬
送スクリュー、３７０９は供給ローラである。

前記トナー補給ボックス３７Ａより補給されたトナーは
矢示方向に回転する一方のトナー搬送スクリュー３７０
７と、これと反対方向で互に重複するように回転する他
方のトナー搬送スクリュー３７０８とによりキャリアと
充分撹拌混合された上現像剤として供給ローラ３７０９
を介して現像スリーブ３７０３に送られる。

前記トナー搬送スクリュー３７０７と前記トナー搬送ス
クリュー３７０８は互に相反する方向に回転する撹拌部
材を兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー　３７０
８の推力によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは
、トナー搬送スクリュー３７０７側に移りその推力によ
って図面の手前側に搬送され、その間におけるトナーと
キャリアとの混合作用によって摩擦帯電がなされた均質
な現像剤とされ、スポンジ状で矢示方向に回転する供給
ローラ３７０９によって現像スリーブ３７０３周面上に
層状に付着する。

本実施例では固定したマグネットローラ３７ｏ４とその
外側を矢示方向く時計方向）に回転する現像スリーブ３
７０３周面上に付着した薄層をなしたこの現像剤層は現
像領域３７１２において矢示方向に回転する像形成体３
０上の潜像を突き当てコロ３７０３Ａによる間隔をへた
てて非接触で現像しトナー像を形成するように構成した
。

この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を含
む現像バイアスが前記現像スリーブ３７０３に印加され
、その結実現像スリーブ３７０３上に現像剤中のトナー
のみが選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費しｔ；現像剤はキャリア比率が高くな
って現像スリーブ３７０３によって搬送されて前記スク
レーバ３７１Ｏにより剥離回収され、再びトナー比率の
高い現像剤を混合される。

〔発明の効果〕

本発明は、カラー画像形成装置における像形成体、複数
の現像器、クリーニング装置等の主要なプロセス機材を
収めるプロセスカートリッジを、重量の配分や動力系の
バランスを保った状態でスペースを効率良く利用するこ
とにより取り扱い性が良くコンパクトにユニット化する
ことを可能としたもので、さらに各現像器に対するトナ
ーの補給装置を前記プロセスカートリッジの前面に設け
ることにより、各種のメンテナンスおよびトナーの補給
管理等の保守作業を極めて容易に行うことの出来るカラ
ー画像形成装置が提供されることとなっｊ二。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像形成装置の断面構成図、第
２図および第３図は前記装置に収められるプロセスカー
トリッジの正面図および要部断面図、第４図は像形成シ
ステムを示すブロック図、第５図は前記プロセスカート
リッジに収納される現像器の断面図。 ３・・・プロセスカートリッジ ４・・・ガイド部材　　　　５・・・取手３０・・・像
形成体　　　　　３６．３７．３８．３９・・・現像器
３δＡ、３７Ａ、３８Ａ、３９Ａ・・・トナー補給ボッ
クス３７Ｂ・・・スポンジローラ　　４０・・・クリー
ニング装置４０Ａ・・・クリーニングブレード ４７・・・トナー回収ボックス ４８．３７０７．３７０８・・・トナー搬送スクリュー
４９・・・トナー搬送管　　　３７０２・・・ハウジン
グ３７０３・・・現像スリーブ 第４図 出瞑人 コニカ株式会社 （イ） （ロ） （ハ） （ニ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する像形成体と、該像形成体上に帯電と像露
   光と現像とを複数回繰り返して該像形成体上に複数のト
   ナー像を形成し、該トナー像を記録紙へ転写するカラー
   画像形成装置において、像形成体と、該像形成体中心線
   に対し左右に分配されかつ下方に設けられた現像装置群
   と、クリーニング装置とを一体化してプロセスユニット
   を構成し、装置本体に対し着脱可能であることを特徴と
   するカラー画像形成装置。
2. （２）前記現像装置群と平行に各トナー補給ボックスを
   一体化して設けたことを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。
3. （３）前記左右に分配された現像装置は、それらの現像
   装置に設けられた現像スリーブの回転方向が左右により
   互いに逆方向であることを特徴とする請求項１記載のカ
   ラー画像形成装置。