JPH02302767A - 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、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段と像
担持体とをもってカラープロセスカートリッジとし、装
置本体に着脱自在に設けられ得るカラープロヒスカート
リッジを有する小型・軽量な電子写真式カラー画像形成
装置、特にコンパクトな構造のカラープリンタに関する
ものである。

〔発明の背景〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法・
装置が提案されている。例えば特開昭６１−１００７７
０号公報に開示されているように、感光体ドラム上に原
稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を行い、現像の
都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上に多色像を形
成したのち、記録紙上に転写してカラーコピーを得る方
法がある。この方法による装置は、感光体ドラムの他に
１枚分の画像をその周面上に転写できる大きさをもった
転写ドラムを設ける必要があり、装置は大型でかつ複雑
な構造となることは避けられない。

また半導体レーザ、ＬＥＤ等のドツト露光走査書込系に
よって像担持体上に潜像形成を行ったり、更にはＣＣＤ
、ａ−５ｉ等の固体撮像素子によるカラー画像の情報読
取系を有する、いわゆるデジタルカラー画像処理を行う
ものとしては特開昭６１−７３９７７号公報による提案
等が開示されているが、何れも上述したような問題を生
じている。

また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形
成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ドラ
ム上で色粉体を重ねたのち転写してカラー画像を得る方
法がある。この多色画像形成の基本プロセスは本出願人
による特開昭６０−７５８５０号、同６０−７６７６６
号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５８号、同
６０−１５８４７５号公報等によって開示されている。

このような重ね合せによってカラー画像を得るようにし
た多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁に
色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配置
してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、感
光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るように
している。

一方、構造面に関し、一般に複写機については特公昭５
８−５４３９２号公報に開示されているように、感光体
ドラム、現像器、クリーナを一体的に支持部材に取付け
、各ユニットの交換や補修等を容易にする提案、がなさ
れている。

また小型で一般のユーザが容易に取扱える簡易型のモノ
カラ一対応の装置としては、これ等の一体化されたもの
をさらに使い捨て形式に構成したものが特開昭５７−１
５４２５５号公報に開示されている。

さらに、はぼ同様の装置にレーザ書込み系を組入れ処理
するプリンタとしては、特開昭５９−１４７３６６号公
報が開示されている。

更に、上記モノカラー、或はフルカラー画像を形成すべ
き装置として、使い捨て可能な単色プロセスカー１．リ
ッジとやはり使い捨て可能な複数現像器を内蔵ケ゛る（
カラー）カートリッジとを交換可能にしたものとし１て
、特開昭５８−７２１５９号公報にて開示される多色画
像形成装置が提案されているが、操作性が簡単で小型で
安価な装置ではなく、カラー画像再生に際して必ずしも
ユーザに満足のゆく画像を提供するまでには至っていな
い。

更に本出願人が特開昭６３−２９３５６３号公報にて単
色のカートリッジや複数現像器を有するカラーカートリ
ッジ゛などの種々の交換形態についての開示、或は装置
本体に挿脱可能な架台を設け、該架台上に感光体ドラム
、複数現像器或はクリーナー等を着脱可能なカラー画像
形成装置を特願昭６２−２３４４９３号、同６２−２３
９７４８号等にて提案を行っているが、複数現像器に収
納されるトナー或は現像剤等消耗品の寿命のアンバラン
スによるユーザーの使い勝手の良さの欠落、内部機構が
複雑で且つ装置が大型となり、コンパクトで安価な装置
の提供には至らずユーザー損失につながる問題が大きく
残されていた。

マｆニー　特ｉ：　、前記単色カートリッジを用いアナ
ログ方式にて原稿画像をレンズ光学系を介して直接交換
可能なカートリッジ内の像担持体である感光体ドラムに
書き込む際に、カートリッジをレンズ光学系が取付けら
れている同一のパネルに挿入着脱可能な構成とし、レン
ズ光学系の焦点解像の低下による画質劣化、特に焦点深
度の極めて少ないセルクオツタ（集束光学系）利用の際
の解像劣化を防ぐものとして特開昭５８−１３９１６２
号公報が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、これら複数現像器と、像担持体とを装置本
体に対して交換可能としたカラープロセスカートリッジ
を用いるもので、原稿画像等の画像情報をデジタル信号
（画像信号）を用いて少なくとも１Ｏｄａｔ／ｍｍ、通
常１６ｄａｔ／ｍｍ以上の解像度を有し、ドツト形成に
より感光体ドラムへ潜像を書き込む形式のレーザー、Ｌ
ＥＤ等の書込系を用いる場合、１ドツト解像度について
はレーザー光等のデジタル画像信号を光学的或は電気的
に収束させてやる等の補正により感光体上に投影する事
は可能であるが、機器内に設けられた感光体、現像器、
定着器、給紙装置等の各種駆動モータ或は駆動伝連系に
よる振動・負荷変動によるショック等により、デジタル
画像信号による像形成装置においては、ドツト間隔が変
動し像ツブシやドツトが連線してしまったり、ドツトが
消滅してしまう等の画像欠陥を生ｒる。特に前述仕る特
開昭６０−７５８５０号公報等を用いるなどする画像形
成に於いて著しいが、全般的にカラー画像形成の際には
色毎による複数回のドツト形成画像を行うかの手段（例
えば転写紙上で重ね合わせたり、感光体上で重ね合わせ
たり等）で繰り返し重ね合わせる為、特に感光体ドラム
とデジタル画像信号書込系との相互位置の安定した配置
が問題となる。

更に複数現像器と像担持体とを装置本体に対して交換可
能となしたカラープロセスカートリッジを用いて装置本
体への装填・離脱が取扱い易く、且つ複数現像器よりの
トナー或は現像剤等の洩れ、コボレ等の心配がなく、特
に転写材のジャム処理時等においても、これらの問題の
ないカラープロセスカートリッジを有するカラー画像形
成装置、特にコンパクトなカラープリンタは提案されて
いない。本発明は、上記課題を解決し声カラー画像形成
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、装置本体に像担持体と、該像担持体に電荷
を付与する帯電手段と、該帯電された像担持体上に多色
画像情報に応じてデジタル画像信号により像露光を行う
書込手段と、該書込手段により前記像担持体上に形成さ
れたドツト潜像を現像する複数の現像手段と、該現像後
の画像を記録媒体に転写する転写手段と、該転写後前記
担持体上に残留するトナーを清掃する清掃手段等のプロ
セス手段を有するカラー画像形成装置に於いて、少なく
とも像担持体及び複数現像手段とを一体的に交換可能な
カラープロセスカートリッジとなし、該カラープロセス
カートリッジの前記像担持体下部に複数現像手段を配設
するとともに前記カラープロセスカートリッジとデジタ
ル画像信号書込系とが同一ガイド手段により挿脱される
とともに相互の位置関係を一定に保つ間隔保持部材によ
り設置され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〕

本発明の実施例を第１図ないし第５図に示す。

第１図および第２図は本発明を適用したプリンタを示し
たもので１．その画像形成部を構成する像担持体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、クリーニング装置Ｚ
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内に収められ、またデジタル画像信号書込み
系を構成するポリゴンミラー３２、ｆθレンズ３３、各
ミラー等の光学部材やその動力源はレーザ書込み系ユニ
ットＢとしてケーシング内に収められてそれぞれ後述す
るガイド部材を介して装置本体１０に対し側方から底板
４に載置し水平に挿入して収納される。

なおプロセスカートリッジ３に収める各現像器はハウジ
〕グを一体に構成した上で像担持体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順次並列する
配置がとられている。

従って前記プロセスカートリッジ３は装置本体ｌＯへの
着脱の際に多少揺れ動かされることがあっても各現像器
は何れもその開口部を上方とした姿勢に保ｔ；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ｆこ記録媒
体たる転写材の搬送面を前記プロセスカート・リッジ３
の上部に配設していて、前記像担持体３０は斜め下方か
ら倒立形のレーザ書込み系ユ、；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
トナー画像を転写材の下面に転写する方式をとっている
。

このようにして転写材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ｒｉｔ４０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。

また、この装置では、 （１）給紙系が下方に有り、重心がさらに下方に設定さ
れ機械の構造上のメリットが大きい。

（２）ジャム時搬送系の開放が容易になる。

などの利点が挙げられる。

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
ようにして行われる。

まず本実施例による多色像の形成は、第３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３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３図（ロ））で演算処理して画像データを作成し
、これは一旦画像メモリ（第３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３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き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、書込手段たる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３
２により回転走査され、ｆθレンズ３３を経て３枚のミ
ラー３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｇにより光路を曲げられて、
予め帯電手段たる帯電器３５によって電荷を印加されｔ
；像担持体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担持体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
担持体３０の回転による副走査により像担持体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（顕像媒体
）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担持体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、前記像担持体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た第２の色
信号が前記書込み系ユニット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担持体３０
には非接触で現像が行われるようになっている。

かくして像担持体３０の周面上に形成されたカラー画像
は、転写部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転写材の下面に転写される
。

すなわちこの多色トナー像は、転写開始より回転されて
いる転写手段として使用される転写ベルト５０を像担持
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Ｉ３を介して像形成とタイミン
グを合わせて給送された転写材に転写される。

前記転写ベルト５０はローラ５９と６０の間に張架し、
ローラ６０の回転駆動により像担持体３０の周速に同調
して回動されるものであり、ローラ５８が上下すること
で像担持体３０に対し離間あるいは接触される。

前記ローラ５８は、ローラ６０の軸心を支点として揺動
可能なレバー５７に取付けられていて、該レバー５７を
付勢する弾性部材により実線にて示す上方の位置に保持
されているが、転写のタイミングに作動するソレノイド
等の動力によって一点鎖線をもって示す下方すなわち前
記転写ベルト５０を像担特休３０の周面に圧接させる位
置に移動される。

前記転写ベルト５０としては、基体として導電布入りゴ
ムベルトが使用され、その外周に０．５ｍｍ厚の弾性体
層とさらにその外周に５０μｍの絶縁体層（誘電体Ｎ）
を設けたものが用いられる。

前記転写ベル）５０への帯電は転写器５１によってなさ
れ、転写ベルト５０の表面には１．５ＫＶ〜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。なお転写ベルト５０に付着したトナーは転写ベ
ルト用のクリーニング装置５０Ａによって除去、清掃さ
れる。

かくして多色トナー像を転写された転写材は像担持体３
０の周面より分離して定着装置に搬送され定着ローラ８
０によってトナーを溶融固着したのち排紙ローラ９０を
介して機外に排出される。

一方転写材を分離した像担持体３０は前記クリーニング
装置４０によって残留トナーを除去、清掃される。

前記のプロセスカー！・リッジ３およびレーザ書込み系
ユニンｔ・Ｂは、それぞれの底面の前後の側縁部に左右
方向のレール３ＡおよびレールＢＡを有していて、前記
底板４に設けたガイド部４Ａに対し装置本体ｌＯの右側
方の開口部より水平に挿入し係合して保持される。

挿入された前記のプロセスカートリッジ３は底板４の左
側端の立上り部４Ｂに突き当たって位置を決定し、一方
レーザ書込み系ユニットＢはプロセスカートリッジ３に
対し第４図に示すような受は部材１０１Ａおよびｌ０Ｉ
Ｂと突当て部材１０２Ａおよび１０２Ｂとから成る間隔
保持部材を介し所定の間隔を保って設定位置が決定され
る。特に各突当て部材１０２Ａ　。

１０２Ｂ１受は部１０１Ａ、１ｏｌＢ等はそれぞれのユ
ニットの筐体が樹脂部品で形成される場合など一体成型
にて加工しその受は及び突当て面を成型全型の高精度・
鏡面仕上基準部として作ることにより簡易で安価で且つ
高精度に相互位置を保つ部材が得られる。

前記受は部材１０１’Ａとｌ０ＩＢ、突当て部材１０２
Ａと１０２Ｂは共に突当て方向の長さの寸法精度を管理
された柱状の部材でそれぞれプロセスカートリッジ３と
レーザ書込み系ユニットＢのケーシングの側面に接着等
によって固定されるものである。

底板４に挿入されたプロセスカートリッジ３とレーザ書
込み系ユニットＢとは、装置本体１０の右側面の開口部
を覆う横カバー１１を閉蓋することによってそれぞれの
所定位置の保持される。

すなわち前記横カバー１１はその内側面に強力な弾性部
ｔＪ’ｌｌＢを有していて蝶番１１Ａを支点として反時
計方向に回動したとき前記弾性部材１１Ｂがレーザ書込
み系ユニットＢを左方向に押圧しプロセスカートリッジ
３とともにレーザ書込み系ユニ・ノドＢを前記立上り部
４Ｂに付勢してそれぞれの設定位置に保持するようにな
っている。

なおプロセスカートリッジ３とレーザ書込み系ユニッ）
Ｂの各右側面には挿脱の際に利用する取手８Ａと８Ｂが
取付られており、一方前記横力バー１１には図示しない
が装置本体ｌＯに対し閉蓋状態を維持するためのロック
装置が設けられている。

さらに前記の間隔保持部材に関しては前述したような間
隔のみを規制する部材に替えて次に記すような前後方向
の位置をも規制する部材を使用することが出来る。

第５図に示す受は部材２０１と突当て部材２０２は、互
いに当接する受は面２０１Ａと突当て面２０２Ａに併せ
て互いに係合して水平方向の動きを拘束するスリ割２０
１Ｂと軸２０２Ｂをそれぞれ備えるもので、これを使用
することによりレーザ書込み系ユニットＢのプロセスカ
ートリッジ３に対する間隔と前後方向の位置と同時に規
制することが出来る。従ってレーザ書込み系ユニットＢ
は底板４のガイド部４Ａによって上下方向のみを規制さ
れれば良くそれによって底板４への装着を極めて容易な
ものとすることが出来る。

なお本実施例の説明に当たっては便宜上第１図および第
２図に示した向きを画像形成装置の前面と呼称したが実
際に装置を使用する立場からは第１図および第２図にお
ける右側面が作業者の対面する側面すなわち前面であっ
て従って本実施例で云う前面は使用上の左側面に相当す
ることとなる。

〔発明の効果〕

本発明は、装置内に収めたプロセス部材を収容するプロ
セスカートリッジと書込み用の光学系部材を収めた書込
み系ユニットとを間隔保持部材にて相互のユニットを極
めて簡単な操作により装置に対し挿脱出来るようにした
上、それ等の各機材や部材をそれぞれの設定位置に正確
に保持出来るよう構成したもので感光体ドラムへの半導
体レーザーやＬＥＤ等によるドツト光によるデジタル露
光書込みの際に機内の振動や負荷変動により生ずる加速
度の変化或は機外振動衝撃等に対しても相対位置を精度
良く保つことが出来良好な潜像形成が可能となる又複数
現像器をも同一カートリッジ内に含むので更に現像され
る画像も振動等の影響を受けぬ良好な画像が得られ、特
に前述した重ね合わせプロセスにおけるドツト潜像形成
時での上記画像安定度に有効でありその結果コンパクト
で取扱い操作性が良く常に最高の画像処理機能を発揮す
ることの出来る有用なカラー画像形成装置が提供される
こととなった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のカラー画像形成装置の断
面図およびその要部斜視図、第３図は像形成システムを
示すブロック図、第４図および第５図は前記装置に使用
される間隔保持部材の断面図および斜視図。 ３・・・プロセスカートリッジ ３Ａ、ＢＡ・・・レール　　　　　４・・・底板４Ａ・
・・ガイド部材　　　　４Ｂ・・・立上り部８Ａ　、　
８Ｂ・・・取手　　　　　ＩＯ・・・装置本体１１・・
・横カバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 装置本体に像担持体と、該像担持体に電荷を付与する帯
   電手段と、該帯電された像担持体上に多色画像情報に応
   じてデジタル画像信号により像露光を行う書込手段と、
   該書込手段により前記像担持体上に形成されたドット潜
   像を現像する複数の現像手段と、該現像後の画像を記録
   媒体に転写する転写手段と、該転写後前記担持体上に残
   留するトナーを清掃する清掃手段等のプロセス手段を有
   するカラー画像形成装置に於いて、 少なくとも像担持体及び複数現像手段とを一体的に交換
   可能なカラープロセスカートリッジとなし、該カラープ
   ロセスカートリッジの前記像担持体下部に複数現像手段
   を配設するとともに前記カラープロセスカートリッジと
   デジタル画像信号書込系とが同一ガイド手段により挿脱
   されるとともに相互の位置関係を一定に保つ間隔保持部
   材により設置されることを特徴とするカラー画像形成装
   置。