JPH0311369A - 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、像担持体ドラムに一様帯電を施し、特定の色
に対応する画像信号に基づく像露光を行って潜像を形成
し、前記潜像を前記画像信号に対応する色の色トナーを
収容する現像器により現像するという工程を予め設定さ
れた色の種類数だけ繰り返し、像担持体ドラム上に色ト
ナー像を形成しこれを転写材へ転写して定著し色画像を
形成するカラー画像形成装置の改良に関する。

〔発明の背景〕

フルカラー画像またはファンクショナルカラー画像等の
カラー画像を形成する電子写真画像形成装置では、像担
持体ドラムを帯電する帯電器、像担持体ドラムに像を露
光する像露光手段、像担持体ドラム上の静電像をトナー
によって現像する現像器、像担持体ドラム上のトナー像
を転写材に転写する転写器等が、像担持体ドラムの周辺
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（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）のトナー、時には黒（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、
像担持体ドラムが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）、ときには
黒（ＢＫ）の各トナー像を像担持体ドラム上に形成し、
このトナー像を転写材に転写し、転写した転写材の定着
を行うことでフルカラー画像を得るようにしている。か
かる−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号公報及び特願昭６２−３２０
５９６号明細書に記載のカラー画像形成装置は、像担持
体ドラムと現像器等を一体化してユニット化した提案で
あって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ば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転写材に転写
するカラー画像形成装置において、像担持体ドラム周り
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。

このようにカラー画像のコピーにはそれぞれ特色を有す
る各種のカラー画像形成方式が開発されているが、いず
れの方式によった場合でも前述したように像担持体ドラ
ム、現像器、クリーニング装置等を１つのカートリッジ
内に格納してユニット化することによってその取り扱い
性やジャム処理その他のメンテナンスの作業の簡易化が
図られている。

一方、ユニット化されたカートリッジ内における前記の
各機材のレイアウトについて見ると、ドラム状の像担持
体ドラムの下部に現像機群を配置し、従って、画像の転
写部を像担持体ドラムの上部に構成するようにした画像
形成装置が考えられる。かかる画像形成装置に関しては
例えば平成１年４月３日付の特貯願（６）で先に本出願
人により提案がなされている。

この形式の装置によれば転写材はその下面に画像の転写
を受けることとなるので、落下するトナーによって汚さ
れる恐れが少なく良質の画像を提供できることと、タラ
ムシエル構造をとることによって容易に搬送面を開放す
ることも可能となって、ジャム処理やメンテナンスの作
業性をさらに良くすることのできる利点が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記のようなカラーｍ像形成装置において、
像担持体ドラム上に多色のトナー像を重ね合わせて転写
するときは、モノカラーの画像形成時に較べて転写残ト
ナーが生じ易い傾向にある。

このことは、クリーニングによって回収されるトナー量
が多いということであり、゛大型の廃トナー回収装置を
必要とするという問題点があった。

またフルカラー画像形成においては、従来の経験上黒ト
ナーの消費量が最も多く、頻繁に黒トナーを補給しなけ
ればならないという問題点があった。

本発明は、上記欠点を解消し、大きな廃トナー回収装置
を必要とせず、黒トナーの補給を頻繁に行わないで済み
、従って長時間に亙って安定なコピーを可能とするカラ
ー画像形成装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体ドラムとその周辺に帯電器、カラ
ートナー現像器及び黒トナー現ｆｊｌ！器がら成る現像
器群、クリーニング装置及び該クリーニング装置で捕集
された廃トナーを回収する廃トナー回収装置を有するカ
ラー画像形成装置において、前記像担持体ドラム、該ド
ラムの下方に配置された現像器群及びクリーニング装置
を内包して装置本体に挿脱自在なプロセスカートリッジ
を構成し、かつ前記廃トナー回収装置を前記黒トナー現
像器への黒トナー補給装置と兼用可能に構成したことを
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〕

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例であるカラー画像形成装置の
構成を示す図、第２図は第１図の像担持体ドラム及びト
ナー回収ボックスを示す断面図、第３図は像形成システ
ムのブロック図であり、筒１図は本発明を適用したプリ
ンタを示したものである。

前記プリンタは上部筐体ｌと装置本体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る。

上部筐体ｌは装置本体２に結合する蝶番ＩＡを支点とし
て所定角度開放した角度に保持可能であり、また閉止状
態では止め金具（図示せず）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担持体ドラム３
０、イエロー　マゼンタ、シアン、黒の各現像剤を収容
した現像手段である現像器３６．３７．３８゜３９、ク
リーニング手段であるクリーニング装置４０、それに帯
電器３５、転写前帯電器９、廃トナー回収装置であるト
ナー回収ボックス７０の各機材は、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、底面に設けた
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
態に収納されていて、特に本実施例においては、前記の
各現像器３６．３７．３８．３９のハウジングを一体に
構成した上で像担持体ドラム３０の下方においてその周
面に面するよう回転方向に沿って上向きに順次並列する
配列をとっている。

即ち前記プロセスカートリッジ３は、前面に備える取っ
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
実行き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
前面に取り外されるが、各現像器３６．３７，３８．３
９はいず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に混入し
たりするようなことが起こらない。

前記プリンタは、レーザ書き込み系ユニット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、また転写
材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１と装置本体２の双方にまたがる部分に配設されて
いて、前記像担持体ドラム３０は斜め下方から前記レー
ザ書き込み系ユニット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
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、かつ被転写面が下向きであ
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
るまでに至ることがない。

また、この装置では、 （１）給紙系が下方にあり、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）ジャム発生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、計算機能を備えた画像データ旭
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−星画像メモリ（第３図（ハ））に格納され
る。次いで該画像メモリは、記録時取り出されて記録部
（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であるプリンタへと入力される。

即ち前記プリンタとは別体の画像読み取り装置から出力
される色信号が前記レーザ書き込み系ユニットＢに入力
されると、レーザ書き込み系ユニット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３枚のミラー３
４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃにより光路を折り曲げられて、予
め帯電手段たる帯電器３５によって電荷を印加された像
担持体ドラム３０の周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームがインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
記像担持体ドラム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ドラム３０の回転によ
る副走査により像担持体ドラム３０周面上に第１の色に
対する潜像が形成されて行く。この潜像は現像手段の内
イエローのトナーの装填された現像器３６により現像さ
れて、像担持体ドラム３０周面にトナー像が形成される
。得られたトナー像は像担持体ドラム３０周面に保持さ
れたまま像担持体ドラム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、次
のコピーサイクルに入る。

即ち、前記像担持体ドラム３０は前記帯電ｌ１３５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
の色信号が前記書き込み系ユニット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像担持体ドラム３
０周面への書き込みが行われ潜像が形成される。潜像は
′＄２の色としてマゼンタのトナーを装填した現像器３
７によって現像される。このマゼンタのトナー像は既に
形成されている前述のイエローのトナー像の上に重ねて
形成される。

３８はシアンのトナーを有する現像器で、信号処理部で
発生される画像信号に基づいて像担持体ドラム３０周面
にシアンのトナー像を形成する。

さらに、３９は黒のトナーを有する現像器であって、同
様の処理により像担持体ドラム３０周面に黒のトナー像
を重ね合わせて形成する。これらの各現像器３６，３７
．３８及び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
による非接触のジャンピング現像が行われるようになっ
ている。

かくして像担持体ドラム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１２、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。

即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、転写開始前より回転されて
いる転写手段として使用される転写ベルト５０を像担持
体ドラム３０に接触させ、給紙カセットＣから給紙ロー
ラ１２及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転写材に転写される。

前記転写ベルト５０はローラ５９とローラ６０の間に張
架し、ローラ６０の回転駆動により像担持体ドラム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ドラム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に取り付けられていて、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、即ち前
記転写ベルト５０を像形成体３０の周面に圧着させる位
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、その外側に０．５ｍｍ厚の弾性体
からなる高抵抗層や絶縁体層を設けたものが用いられる
。

前記転写ベルト５０への帯電は転写器５１によってなさ
れ、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形成体３
の局面より分離して定着部に搬送され、転写材及びカラ
ーモードに適した速度で回転する定着ローラ８０によっ
てトナーを溶融固着されたのち排紙ローラ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、硬質ウレタンゴ
ム等からなる板状のブレード４１を有するクリーニング
装［４０によって残留トナーを摺擦・除去し、清掃され
る。清掃が終了すると再びクリーニング装置４０は像担
持体ドラム３０周面より引き離され、新たなカラー画像
形成のプロセスに入る。

クリーニング装置４０において除去された残留トナーで
ある廃トナーは、プロセスカートリッジ３の前面に架設
したトナー搬送管７１を経てプロセスカートリッジ３に
装着した現像器３９のトナー補給ボックスを兼ねたトナ
ー回収ボックス７０に回収される。

前記トナー搬送管７１には装置本体２の動力系によって
回転される可撓性のトナー搬送スクリュー７２が内蔵さ
れていてその回転に伴う推進力によって廃トナーがクリ
ーニング装置４０からトナー回収ボックス７０へと搬送
される。

なお、前記トナー搬送管７１には、トナー搬送スクリュ
ー７２の作動に抵抗等を与えることのないように潤滑性
に富む合成樹脂材料等をもって成形したパイプ部材が使
用される。

また、前記プロセスカートリッジ３の装置本体２への装
着に際し、プロセスカートリッジ３の奥方向側面外側に
設けられた電気系の接続端子及びその側面に突出した感
光体ドラム３０の回転軸及び現像器３６〜３９等へ動力
を伝達するための回転軸は、装置本体２に設けられた接
続端子及び動力軸と接続されるようになっている。

前記トナー回収ボックス７０は第１図及び第２図に示す
ように、黒色のトナーを収容する現像器３９のトナー補
給ボックスを兼ねている。またトナー回収ボックス７０
は新トナーの補給を行うトナー補給ボックスと接続して
いて、新トナーと廃トナーとが混合し得るようなボック
ス形態であってもよい。

前記現像器３９は、現像スリーブ３９０３の両軸端に同
心に設けた一対の突き当てコロ３９０３Ａをもって像担
持体ドラム３０を圧接するよう位置されていて、現像ス
リーブ３９０３面と像担持体ドラム３０面とは一定間隔
をもって位置している。

前記突き当てコロ３９０３Ａは、現像スリーブ３９０３
が像担持体ドラム３０周面から一定の間隔を維持し、非
接触現像を行うために設けられたものである。

現像器３９のハウジング３９０２の延長部が前記トナー
回収ボックス７０の底部に接続する。

前記現像器３９は、後述するように相反する方向の推進
力により現像器３９内に収容する現像剤の撹拌を行う一
対の現像剤搬送スクリュー３９０７．３９０８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
現像剤搬送スクリュー３９０７を前記のトナー補給ボッ
クスを兼ねたトナー回収ボックス７０の内部に延長して
設けている。

従って現像スリーブ３９０３が回転を始めると歯車対Ｇ
ｌを介して現像剤搬送スクリュー３９０７が回転し、さ
らに現像器３９内には現像剤中のトナー比率を検知する
トナー濃度検知手段が設けられていて、トナー濃度があ
る設定比率より下がったときは、本体制御部の制御によ
りトナー濃度低下時に作動する電磁クラッチＭＣを介し
て、歯嵐対Ｇ２によりトナー回収ボックス７０の底部に
備えたスポンジローラ等を用いたトナー供給ローラ３９
Ｂが回転し、回収・収容したトナーを落下させる。落下
したトナーは現像剤搬送スクリュー３９０７の推進力に
より現像器３９の内部へと搬送する。

この搬送されたトナーは、一方向に回転する現像剤搬送
スクリュー３９０７とこれと反対方向に回転する他方の
現像剤搬送スクリュー３９０８とにより補給されたトナ
ーはキャリアと充分撹拌混合された主現像剤として供給
ローラによって現像スリーブ３９０３に供給される。

クリーニング装置４０で回収する廃トナーはカラー及び
黒のトナーの混在したトナーであるが、今までの経験及
び実験から前記廃トナーを黒の現像器３９にリサイクル
しても黒色画像には変化が殆ど認められないことが確認
されている。従って、前記廃トナーを消費量の大きい黒
の現像器３９の補給用トナーとして使用してもなんら支
障が生じない。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように、クリーニング装置
及び該クリーニング装置で捕集された廃トナーを回収す
る廃トナー回収装置を有するカラー画像形成装置におい
て、像担持体ドラム、該ドラムの下方に配置された現像
器群及びクリーニング装置を内包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し、かつ前記廃トナー
回収装置を前記黒トナー現像器への黒トナー補給装置と
兼用可能に構成した。従って、大型の廃トナー回収装置
を必要とせず、消費量の大きい黒トナーの補給を頻繁に
行う必要がないこととなって、操作が容易な上、長時間
に互って安定したコピーを可能とするカラー画像形成装
置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるカラー画像形成装置の
構成を示す図、 第２図は第１図の像担持体ドラム及びトナー回収ボック
スを示す断面図、 第３図は像形成システムのブロック図である。 ■・・・上部筐体　　　　　ＩＡ・・・蝶番２・・・装
置本体 ３・・・プロセスカートリッジ ４・・・ガイド部材　　　　９・・・転写前帯電器３０
・・・像担持体ドラム　　３６．３７．３８．３９・・
・現像器３９Ｂ・・・スポンジロー２　４０・・・クリ
ーニング装置５０・・・転写ベル）　　　　　５１・・
・転写器７０・・・トナー回収ボックス ７１・・・トナー搬送管 ７２．３９０７．３９０８・・・現像剤搬送スクリュー
８０・・・定着ローラ （イ） （ロ） （ハ） （ニ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体ドラムとその周辺に帯電器、カラートナー現像
   器及び黒トナー現像器から成る現像器群、クリーニング
   装置及び該クリーニング装置で捕集された廃トナーを回
   収する廃トナー回収装置を有するカラー画像形成装置に
   おいて、前記像担持体ドラム、該ドラムの下方に配置さ
   れた現像器群及びクリーニング装置を内包して装置本体
   に挿脱自在なプロセスカートリッジを構成し、かつ前記
   廃トナー回収装置を前記黒トナー現像器への黒トナー補
   給装置と兼用可能に構成したことを特徴とするカラー画
   像形成装置。