JPH02294672A - 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〕 本発明はカラープリンターまたはカラー複写機等のカラ
ー画像形成装置に関し、特にカラー用プロセスカートリ
ッジの採用および像形成器機の適性配置によりカラー品
質の安定化およびコンパクト化が計られ、かつ白黒画像
の需要にも対応しうるカラー画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来像担持体ドラム、イエロー（Ｙ）．マゼンタ（Ｍ）
．シアン（Ｃ）等のカラー用現像器群およびクリーニン
グ装置等を一体的に内包するカラー用プロセスカートリ
ッジと、これと交換可能で黒（ＢＫ）現像器を内包する
白黒用プロセスカートリッジを有するカラー画像形成装
置が、例えば特開昭５８−７２１５９号公報に記載され
ていて公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記公報記載のカラー画像形成装置では、
画像形成の際、カラーから白黒へ、または白黒からカラ
ーに変更する場合は、その都度専用のカートリッジに交
換する構成とされているため、操作が複雑かつ、コスト
高となり、かつ、時間の浪費となるなどの欠点があった
。

ところでプリンターおよび複写機等の普及に伴って小型
、軽量化が要請され、特にカラー化に伴い、装置のコン
パクト化が重要となっている。しかしながら前記各公報
記載のカラー画像形成装置は、複数の現像器、転写手段
その他の像形成器機の配置構成が必ずしも適切でなく、
そのため前記装置のコンパクト化およびカラー品質の安
定化を阻害していることがあった。

〔問題点を解決するための手段〕

（発明の目的） 本発明は前記実情に鑑みて提案され！：ものでその目的
とするところは、カラー用プロセスカートリッジの採用
により、カラー画像の品質の安定化を計ると共に、像形
成器機の配列、構成を適性なものとして装置をコンパク
ト化し、かつカラー画像から白黒画像への画像変換がカ
ートリッジの制約をうけることなく容易に達成できるカ
ラー画像形成装置を提供することにある。

（発明の構成および作用） 前記の目的は、像担持体ドラムとその周縁に帯電器、カ
ラートナー現像器および黒トナー現像器を含む現像器群
、クリー二冫グ装置および転写紙の転写搬送手段を有す
るカラー画像形成装置において、 前記カラートナー現像器を像担持体ドラムおよびクリー
ニング装置と共に一体化して装置本体に挿脱自在なプロ
セスカートリソジを構成すると共に、前記黒トナー現像
器を装置本体側に配置し、かつ前記像担持体ドラムに対
して前記カラートナー現像器および黒トナー現像器を含
む現像器群を下方に、前記転写搬送手段を上方に配置し
たカラー画像形成装置により達成される。

本発明のカラー画像形成装置においては、像担持体ドラ
ムを中心として帯電器、Ｙ　，Ｍ　，Ｃの各現像器、ク
リーニング装置＃．Ｊ：び廃トナー回収容器等がプロセ
スカートリッジ内に一体的に内包され、該カートリクジ
が装置本体に挿脱自在に装着されると共に、ＢＫ現像器
が単独で装置本体側に挿脱自在に装着された点Ｉこ特徴
がある。かかる構成としたことにより、プロセスカート
リッジの採用により、カラー画像の品質安定化が確保さ
れると共に装置のコンパクト化が達成され、またＢＫ現
像器がプロセスカートリッジの制約をうけることなく、
トナーの消費または現像剤の疲労に応じて自在に挿脱、
交換可能となり、カラー画像形成の外に大量の白黒画像
の安定供給が可能とされた。

また、本発明のカラー画像形成装置においては、Ｙ，Ｍ
，ＣおよびＢＫ現像器群を像担持体ドラムに対して下方
に配置し、転写紙の転写・搬送手段を上方に配置して、
装置構成の安定化およびコンパクト化を計ると共にカラ
ー画像または白黒画像の品質向上を計った点に特徴があ
る。

前記現像器群は像担持体ドラムの外周を囲撓するように
縦型で配置され、特にＹ，Ｍ，Ｃのカラー現像器は壁面
の一部を互に共有して一体化されたユニット構成とする
のが好ましい。府記現像器群に用いられる現像剤として
は、磁性トナーを主成分とする一成分系現像剤でも非磁
性トナーと磁性キャリアから成る二成分系現像剤であっ
てもよい。

しかしながら、トナー中に含有される着色剤の鮮明な色
調をうるため、前記二成分系現像剤が好ましい。

前記プ。セスカートリッジは、現像剤中のキャリアまた
は感光体の疲労に基づく使用限度に到るまでは継続して
画像形成に供され、使用限度に到って挿脱・交換される
。またカートリッジ内のカラー現像器の現像室はスペー
ス的に余裕がないため、前記カラー現像器には、装置而
面または後面Ｉこ設けられたトナー補給装置からトナー
補給されるのが好ましい。まｌ二萌記装置本体側に設け
られるＢＫ現像器は、現像器内にトナー室を設け、該ト
ナー室から現像室内にトナー補給を行うと共にトナー消
費に伴ってさらに現像器を挿脱交換してもよい。また現
像室内にトナーを充填したトナー容器を挿脱してトナー
補給を行い、現像剤、特にキャリアの疲労に伴って現像
器を挿脱交換してもよい。

さらにはトナー補給用ホッパを設け、外部から現像室内
にｉ・ナー補給を行ってもよい。

前記構成の現像器群の配置により、プロセスカートリッ
ジが一層コンパクトにまとめられると共に、構造的に安
定配置となり、まｔ；現像剤の撹拌・混合による厚擦帯
電が十分行われて優れた現像性が発揮され、良質のカラ
ー画像が得られる。また曲記転写紙の転写搬送手段が像
担持体ドラムの上方配置とされているため、現像器群か
らの漏洩または飛散トナーによる転写紙の汚染を生じな
し〜などの利点が得られる。

またカラー画像または白黒画像を長期に亘り、効率よく
継続するため、好ましくはプロセスカートリッジ内に廃
トナー回収容器を設け、クリーニング装置によわ像担持
体ドラム表面の残留トナーを掻取り、捕集して得た廃ト
ナーを、例えばスクリューコンベヤーまたはバ不コイル
等を有する廃トナー輸送パイプにより前記回収容器に回
収するのが好ましい。まｌこ前記廃トナー回収容器に代
えて像担持体ドラムの空胴内に廃トナーを回収するよう
にしてもよい。

次に像形成に際して白黒画像形成とカラー画像形成の切
換は予めプログラムメモリー内にカラー画像形成プロセ
スと白黒画像形成プロセスを格納しておき、装置本体に
設けたプログラム操作キーの操作によりいづれかのプロ
セスを選択し、制御装置を介して選択されたプロセスに
より像形成が遂行される。

（実施例） 第１図は本実施例を説明するカラープリンターの断面図
である。図中ｌはプロセスカートリッジで該カートリン
グ内には、感光体ドラム２、帯電器３、カラー現像器ユ
ニ・ノト４、クリーニング装置ｌＯ、廃トナー回収容器
ｌ５が内包されている。前記現像器ユニノト４は、Ｙ現
像器５、Ｍ現像器６、Ｃ現像器７の各現像器が壁面の一
部を相互に共有して一体化されている。また前記各現像
器内Ｃこは現像ロール５ａ，６ａ，７ａ．撹拌ロール５
ｂ，５ｃ，６　ｂ　，６　ｃ　，７　ｂ　，７　ｃおよ
び層厚規制ロール５ｄ，６ｄ，７ｄを有している。これ
らの現像ローノレと撹拌ロールとは現像器内において縦
型配置とされ、前記各現像器は感光体ドラム２の下方で
、該感光体ドラムの周面を囲撓するように配置されてレ
−る。

前記クリーニング装置１０は、廃トナー捕集管１０ａ、
［ｚ−−Ｊｎｌ”’イルムＩＯｂ，クリーニングブレ−
ドｌｏｃ、クリー二冫グ前除電ランプｌＯｄを有してい
て、＾１Ｉ記ブレードｔｏｅで掻取られた廃トナーは廃
トナー捕集フイルムＩＯｂを介して捕集管ｔＯａに集め
られる。捕集管１０ａは装置前面に架設された廃トナー
輸送管ｌ２の一端に結合され、その他端（ま廃トナー回
収容器１５の回収管１．５ａに連結されていて、クリー
ニングされた廃トナーは前廃トナー輸送管ｌ２を介して
回収容器ｌ５に回収される。

次にＢＫ現像器８は前記プロセスカートリッジ１とは別
体に装置本体に挿脱自在に装着され、前記カートリッジ
の制約をうけることなく、大量の白黒画像形成の需要に
対応できるようにしてＧ１て、本発明の重要な特徴とな
っている。

次に２０は像露光のためのレーザー光学装置で、ポリゴ
ンミラ−２０ａ１　コリメートレンズ２０ｂ１反射ミラ
ー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，　ｆ−θレンズ２０ｆ１防
塵ガラス２０ｇを有しており、■一は像露光光である。

外部ビデオ信号により変調された半導体レーザー光が前
記光学装置２０に導入され、該装置２０から感光体ドラ
ム上に像露光光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。

３０は給紙カセットで、該カセット３０から給紙ロール
３ｌにより給送された転写紙Ｐは搬送経路３２および搬
送ロール３３の上下ロール３３ａ　，　３３ｂを介して
転写領域へと搬送される。

４０は転写搬送装置で、４０ａは転写搬送ベル｝　、４
０ｂおよび４０ｃはベルト４０ａの駆動ローラ、４０ｄ
はベノレトテンションロール、４０ｅは転写極である。

４Ｈよ定着装置で押圧ロール４．　Ｌ　ａと熱ローノレ
４ｌｂから成り、定着後の転写紙は送出しロール４２の
上下ローノレ４２ａ，４２ｂにより排紙皿４３へと排出
される。

なお装置本体は転写紙搬送ロール３３の上ローノレ３３
ａ１転写搬送装置４０、定着装置４ｌの押圧ローノレ４
１ａ、送出シロール４２の上ロール４２ａを含む上部筐
体Ｋ，をプロセスカートリ・冫ジｌを含む下部筐体Ｋ，
に対してｐ　．−　Ｐ　２を境界として開放し、転写・
搬送系に発生するジャムの処理を可能１こしてｌ，Ｘる
。

また給紙カセット３０の挿脱は排紙皿４３を含む側蓋Ｋ
３を境界Ｐ　ｚ−　Ｐ　ｔを介して開放すること１こよ
り行われる。また転写紙搬送過程のジャム処理１ま、搬
送経路の片側を含む側蓋Ｋ６をＰｇ　　Ｐｉを境界とし
て開放して行われる。

またプロセスカートリッジ１の装置本体からの挿脱の一
例を第ｌ図および第２ｒｇＪにより説明する。

図において、プロセスカートリッジｌを含む下部筐体Ｋ
，に対して、Ｐ　，−　Ｐ　，を境界とし、軸Ｑ，を中
心番こして上部筐体Ｋ，を開放する。次に前扉Ａを軸Ｑ
，を中心にして把千Ｍを把持して手前側に倒して装置本
体前面を開放し、前記プロセスカートリッジｌの下端突
出部１１ａ，ｌｌｂをガイドレール１２ａ，　１２ｂに
沿ってＩＳ動させながら前記カートリッジｌを手前側に
引出し交換される。次に本発明の特徴の１つであるＢＫ
現像器８の場合も、同様に前扉Ａを手前に倒した状態で
レール１４ａｊ；よび１４ｂに沿って該レールに嵌合す
る宿動子１３ａおよび１３ｂを摺動させながら引出し交
換される。

前記ＢＫ男像器８内には現像ロール８ａ，撹拌ロール８
ｂ，８ｃ，層厚規制ロール８ｄおよび８ｅが含まれる。

まＩ；前記Ｙ，Ｍ，Ｃのカラー現像器５，６．７は装置
後部に設けたトナー補給装置５ｅ．６ｅ，７ｅからトナ
ー補給される。

前記構成のカラー画像形成装置を用いて本実施例の像形
成が以下のようにして遂行された。予めプロセス指定キ
ー４７のうちカラープロセス指定キー４８を操作してメ
モリー４５に格納されたカラープロセスを読出し、ＣＰ
ｔｌ４６を介してカラープロセスが指定され、カラービ
デオ信号に基づき前記プロセスカートリッジ内のＹ，Ｍ
，Ｃカラー現像器および装置本体側に装着されたＢＫ現
像器を用いて像形成が行われた。

まずクリーニング装置が解除された状態で感光体ドラム
２の１回転目において、該ドラム２上に帯電器３により
−７００ｖの一様な帯電が付与され、次いで最初のビデ
オ信号であるＹ信号により半導体レーザー装置２２から
発振されたレーザー光が変調され、得られた変調レーザ
ー光は前記ポリゴンミラ−２０ａを含むレーザー光学装
置２０を介してｆ！’ｆＴ記ドラム２上に像露光されて
静電潜像が形成され、二成分現像剤を収容し、直流成分
が−６００ｖで交流成分が３ＫＨｚ，５００Ｖの現像バ
イアスが印加されたＹ現像器５により、非接触・反転方
式で現像され、感光体ドラム上にＹトナー像が形成され
た。

感光体ドラム２が次に回転され、帯電器３により−７０
０Ｖに再帯電され、Ｍ信号により変調されたレーザー光
による像露光およびＭ現像器６による同様の現像が行わ
れて、前記Ｙトナー像上にＭトナー像が重ねて形成され
た。同様にして感光体ドラム２の３回転、４回転におい
て、Ｃ信号およびＢＫ信号により変調されたレーザー光
による像露光、Ｃ現像器７８よびＢＫ現像器８による反
転現像が繰返されて、航記Ｙトナー像、Ｍトナー像上に
Ｃトナー像およびＢＫトナー像が重ね合わされてカラー
トナー像が形成されｊ；。

これらＭトナー像、Ｃ　＋−ナー像およびＢＫＩ−ナー
像の形成に際しては、いづれもＹトナー像形成時と同様
の像形成条件で遂行された。

次いで、所定の像形成プログラムに従い、給紙カセット
３０から転写紙が給紙ローラ３ｌにより送り出され、搬
送経路３２を経由して搬送ローラ３３および転写ベルト
４０ａにより転写領域Ｔへと搬送された。該転写領域Ｔ
における転写極．１０ｅにより感光体ドラム２上のカラ
ートナー像が前記転写紙上に転写され、定着装置４１の
熱ロール旧ｂにより加熱定着され、排紙ロール４２によ
りフェースダウンで排紙皿４３へと排紙された。前記カ
ラート・ナー像が転写紙に転写された後、前記クリーニ
ング装置がｒ才ンＪされ、感光体ドラム２上の残留トナ
ーが清掃され、次の像形成に備えられた。以上のサイク
ルをｉｏｏｏ回連続繰返してカラー画像を形成した。

この間カラー１・ナーは、第２図のトナー補給装置５　
ｅ　（Ｙ）．６　ｅ　（Ｍ）．７　ｓ　（Ｃ）から継統
補給され、ＢＫ｝ナーはＢＫ現像器８内のトナー室８ｅ
から安定補給されたので高濃度、鮮明なカラー画像が終
始得られた。

次にプロセス指定キー４７のモノクロ（黒）プロセス指
定キー４７を操作して像形成プロセスを白黒画像形成プ
ロセスに変更し、白黒ビデオ信号の基づき、ＢＫ現像器
８を用いて像形成が行われた。

クリーニングブレードｆｏｅを「オン」　した状態で、
感光体ドラム２上に帯１！６３により−７００ｖの一様
な帯電が付与され、次いでＢＫビデオ信号にょりレーザ
装置２２から発振されたレーザ光が変調され、変調レー
ザ光はレーザー光学装置２０を介して前記ドラム２上に
像露光されて静電潜像が形成された。この静電潜像は、
二成分現像剤を収容し、直流成分が−６００ｖで交流成
分が３Ｋ｝Ｉｚ，５００Ｖのバイアスが印加されたＢＫ
現像器８により、非接触、反転方式で現像され、感光体
ドラム２上にＢＫ｝ナー像が形成された。このＢＫトナ
ー像は給紙カセット３０から給送された転写紙上に転写
・定着されてＢＫ画像が形成され、転写後の感光体ドラ
ムｌＯ、前記クリーニング装置ｌＯにより清掃された。

以上のサイクルを５０００回繰返して白黒画像を形成し
たが、この間ＢＫ現像器はプロセスカートリッジｌとは
無関係に挿脱・交換されて像形成が継続され、高濃度、
鮮明な画像が得られた。

また本実施例ではクリー二冫グ装置ｌＯにより掻取られ
た廃トナーを回収容器ｌ５に回収することにより長期間
に亘る像形成が可能とされた。

なお前記実施例ではカラープリンターを取上げたがカラ
ースキャナを組合わせることによりカラー複写機とする
ことができ、この場合も本発明に含まれる。

Ｃ発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明のカラー画像形成
装置によれば装置のコンパクト化８よび各像形成器機の
安定配置が達成され、しかもカラーおよび白黒画像の切
換えが、カートリッジの制約をうけることなくワンタッ
チで達成され、しかも安定画質が保証される等の効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のカラープリンターの構造を説明する断
面図であり、第２図は第１図のカラープリンターの斜視
図である。 ■・・・プロセスカートリッジ ２・・・感光体ドラム　　　３・・・帯電器４・・・カ
ラー現像器ユニット ５　，６　．７・・・Ｙ，Ｍ，Ｃの各現像器８・・・Ｂ
Ｋ現像器　　　　ｌＯ・・・クリーニング装置ｌ５・・
・廃トナー回収装Ｒ　　２０・・・レーザ光学装置２２
・・・半導体レーザ装置　３０・・・給紙カセット４０
・・・転写・搬送手段 ４５・・・メモリー ４６・・・ＣＰＵ ４７・・・プロセスキー 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体ドラムとその周縁に帯電器、カラートナー現像
   器および黒トナー現像器を含む現像器群、クリーニング
   装置および転写紙の転写搬送手段を有するカラー画像形
   成装置において、 前記カラートナー現像器を像担持体ドラムおよびクリー
   ニング装置と共に一体化して装置本体に挿脱自在なプロ
   セスカートリッジを構成すると共に、前記黒トナー現像
   器を装置本体側に配置し、かつ前記像担持体ドラムに対
   して前記カラートナー現像器および黒トナー現像器を含
   む現像器群を下方に、前記転写搬送手段を上方に配置し
   たことを特徴とするカラー画像形成装置。