JPH03214172A - 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、電子写真法等を用いたカラー複写機、カラー
プリンター等のカラー画像形成装置に関する。

（従来の技術） この種のカラー画像形成装置においては、像担持体、帯
電舅、クリーニング装置、現像′ｉ１等は本体の一部を
成すユニットとして構成され、これを構成する前記各種
の機器か寿命に達したり、汚れたりしたときには、その
都度新しいものと交換され、或いはクリーニングされて
いた。

又、フルカラーの画像形成装置にあっては、複数の現像
装置の各々にはイエロー、マゼンタ、シアンの各有彩色
及び黒色の各トナーかそれぞれ収容されているか、これ
らトナーのうちの何れかが無くなった場合には、オペレ
ーターか所定の手順でそれぞれ無くなったトナーを補給
していた。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、前記ユニットの交換やクリーニングは専
門のサービスマンてなければ行なうことかてきず、ユー
ザーには不便を伴うことが多かった。

又、フルカラーを構成している色のうちのどの色のトナ
ーか無くなっても、その都度トナーを補給し・なければ
ならず、このトナーの補給作業は非常に煩わしいばかり
か、汚れを伴うこともありユーザーの、ｉ１′もか気軽
にトナーの補給をすることかできなかった。

そこで、中色の画像形成装置においては、電子写真プロ
セスに関係する主要部分である像担持体、帯電器、クリ
ーニンフ装置、現像装置等を一体構造にまとめてカート
リッジ化するという技術か実用化されている。

従って、上記技術をフルカラーの画像形成装置にも適用
すれば、前記種々の問題か解決される筈であるか、フル
カラーの画像形成装置にあっては、前述のようにイエロ
ー、マゼンタ、シアンの各有彩色及び黒色のトナーをそ
れぞれ収容する複数の現像装置か必要であるため、如何
なる配置のカートリッジにまとめるのか最適であるかと
いう問題に対する解決策か未た確立されていないのか実
情である。つまり、フルカラーの画像形成装置における
カートリッジ化を実現するには、イエロ、マゼンタ、シ
アンの３色と黒色のトナーの使用量の違いにとのように
対処するか、カー）〜リッジ中休て取り扱う際の取り扱
い易さを如何にして向上させるか、等の課題を解決しな
ければならない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、交換すべき機器をカートリッジ化しても、有
彩色現像剤と黒色現像剤の使用量の違いに対応すること
ができ、機器の交換やクリニンク、或いは現像剤の補給
を専門のサービスマンによらなくてもユーザーの誰もか
気軽に行なうことかできるカラー画像形成装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、像担持体、潜像形成手
段、複数の異なる有彩色の現像剤を有する有彩色現像装
置、黒色の現像剤を有する黒色現像装置１クリーニング
装置等を含んて構成されるカラー画像形成装置において
、少なくとも前記像担持体、有彩色現像装置、クリーニ
ング装置を１つの収納容器内に一体的に組み込んで装置
本体に対して着脱自在なカートリウシを構成し、該カー
トリッジとは別に前記黒色現像装置を単体て装置本体に
対して着脱自在に構成したことをその特徴とする。

（作用） 本発明によれば１例えば色付きのカラー画像を主にプリ
ントする場合には、有彩色現像装置内の有彩色現像剤の
うちの何れかか無くなったとき、或いはクリーニング装
置が満杯になったことを検知したときにカートリッジを
交換することかてきる。この場合、使用頻度の低かった
黒色現像装置内には黒色現像剤か未だ残っているため、
黒色現像装置を交換する必要はなく、これをそのまま引
き続いて使用することかできる。

一方、カラーの割合か少ない文字主体の文書ばかりをプ
リントする場合には、黒色現像装置の使用量か多くなり
、黒色現像剤か早く無くなるか。

このときにはカートリッジはそのままて黒色現像装置の
みを単独て交換することかできる。

従って、カラー画像形成装置においてカートリッジ化を
図っても、有彩色現像剤と黒色現像剤の使用量の違いに
柔軟に対応することかできる。

又１本発明によれば、有彩色現像装置を像担持体等と共
に収納容器内に一体的に組み込んでカートリッジを構成
したため、有彩色現像装置や像担持体等の機器の交換や
クリーニング、或いはトナーの補給を専門のサービスマ
ンによらなくてもユーザーの誰もか気軽に行なうことか
てきる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るカラー画像形成装置の縦断面図で
あり、図示のように装置本体Ａ内にはカートリッジ２１
か着脱自在に装填されている。

このカートリウシ２１は、収納容器Ｂ内に像担持体とし
ての感光トラム３．コロナ帯電器４．有彩色現像剤Ｗ（
以下、単に色現像装置と略称する。）ＩＯＹ、ＩＯＭ、
ＩＯＣ及びクリーニング装置１８を一体的に収納してユ
ニットとして構成される。尚、前記感光トラム３は、直
径６０ｍｍのアルミニラムシワンターｌの外周面に有機
を導体（ＯＰＣ）から成る光導電体２を塗布して構成さ
れ、不［５４示の駆動手段によって５０−ｗ／ｓｅｃの
周速度で１−４示矢印方向に回転駆動される。又、前記
色現像装置１０Ｙ、ＩＯＭ、ＩＯＣ内にはイエロートナ
ー、マゼンタトナー、シアントナーかそれぞれ収容され
ており、これら色現像装置１０Ｙ。

１０Ｍ、ｔｏｃには各々トナー供給ローラ１１か設けら
れている。又、装置本体Ａの上記カートリウシ２１のＦ
方には、黒色トナーを収容して成る黒色現像装置１０８
Ｋか着脱自在に装填されており、該黒色現像装置１０８
には先端にコロの付いた加圧装置２２によってそのトナ
ー補給ローラ１１か前記感光トラム３方向に押圧されて
おり、加圧装置２２による抑圧を解除することによって
該黒色現像装置１０８には装置本体Ａから取り外される
。

更に、装置本体Ａの上記カートリッジ２１の上方には、
露光装置を構成するレーザタイオード５、高速モータ−
６によって回転駆動される多面鏡７、レンズ８及び折り
返しミラー９か配され同装置本体Ａ内の略中央部には転
写ローラ回転体１６が配されている。この転写ローラ回
転体１６は、ｉｒ！径１１６ｍｍの金属シリンター１４
に厚さ２ＩＩｍのシートエ５を巻き付けて構成され、不
図示の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される
。

尚、シート１５は、樹脂中にカーボン、酸化亜鉛等を分
散させたものであって、その比抵抗は１０’〜１０１３
Ω・ｃｐｓに設定される。又、第１［図中、エフは転写
ローラ回転体１６に電圧を印加するための外部電源であ
る。

又、装置本体Ａ内の上記転写ローラ回転体１６の左右に
は、定着装置１９、給紙ローラ１３かそれぞれ収納され
ており、同装置本体Ａには記録紙カセット１２か差し込
まれており、これの反対側には排紙トレイ２０か取り付
けられている。尚、記録紙カセット１２内には複数枚の
記録紙Ｐか収容されている。

次に、本カラー画像形成装置の作用を説明する。

カー１〜リツジ２１内の感光トラム３は図示矢印方向に
回転する間にコロナ帯電器４によってその表面か一〇０
０Ｖに均一に帯電される。

次に、イエロー画像の電気信号かレーザタイオート５に
与えられると、このレーザタイオート５はそれに対応す
る画像光りを回転する多面鏡７に向けて照射し、この画
像光りは多面鏡７て反射してレンス８を通過し、折り返
しミラー９にて再び反射して感光トラム３に照射され、
これによって感光トラム３には静電潜像か形成される。

尚、このときの光照射エネルギーは、感光トラム３の表
面の電位か一６０Ｖになるように選ばれる。

そして、感光トラム３上に形成された前記静電潜像は色
現像装ａｉｏｙによって現像される。即ち、感光トラム
３上の光照射された部位にイエロートナーか付着するよ
うに、感光トラム３の帯電極性と同極性て略同電位の電
圧（例えば−５００Ｖ）を印加して現像する所謂反転現
像か行なわれる。尚、必要に応して一５００Ｖの直流電
圧に数ｔｏｏｏｖの交流電圧を重畳してもよい。

ところて、公知の現像手段としては、２成分現像法、カ
スケード現像法、タッチタウン現像法、シャンピンク現
像法、クラウド法等かあるか５色現像装置１０Ｙによっ
て現像を行なっているときには、他の現像装置１０Ｍ、
ＩＯＣ，ｌ０ＢＫの現像動作を停止させておく必要かあ
り、このためにこれら現像装！！ＩＯＭ、ＩＯＣ，ｌ０
ＢＫを感光トラム３から離間させたり、トナー供給を停
止するめために現像装置１０Ｍ、ＩＯｃ、ｌ０ＢＫに上
方な逆電圧を印加したり、現像装置１０Ｍ。

１０Ｃ，ｌ０ＢＫの各トナー供給ローラ１１を停止させ
ておく等の方法か採られる。尚、これらの方法を任意に
組み合わせて現像装ａｉｌＯＭ。

１０Ｇ、ｌ０ＢＫの現像動作を停止させるようにしても
よい。

一方、記録紙カセット１２内の記録紙Ｐは給紙ローラ１
３によって給送されて転写ローラ回転体１６に巻き付け
られる。尚、転写ローラ回転体１６には、記録紙Ｐの先
端を保持するために、必要に応してプリンバーや空気に
よる吸引手段を設けるか、或いはシート１５に静電吸着
を行なわしめるべくその表面にマイラーシート等の絶縁
体を配置する。

而して、転写ローラ回転体１６には外部電源１７からト
ナーと逆極性の＋１〜５ＫＶの電圧か印加され、記録紙
Ｐの幅か２１０ｔｓて秤量８０ｇ／ａ２の場合、転写電
流を１−１．５ｕＬＡに選択することによって、転写ロ
ーラ回転体１６に巻き付けられた記録紙Ｐ上にはイエロ
ートナーか転写され、イエローの可視像か形成される。

尚、感光トラム３上に残存する転写残りトナーは、プレ
ート、ファーフラジ、磁気ブラシ等の清掃手段を有する
クリーニング装置ｉ１８によって除去される。

そして、感光トラム３は再びコロナ帯電器４によって均
一に帯電された後、マゼンタ画像露光りの照射を受けて
その表面に静電潜像か形成され、この静電潜像は色現像
装置１０Ｍ内の７ゼンタトナーによってマゼンタの可視
像として顕画化され、転写ローラ回転体１６に巻き付い
た記録紙Ｐ北にはマゼンタトナーかイエロートナーに改
ねて転写される。

以上と同様にし・て、感光トラム３Ｊ：には現像装置１
１０ｃ、ｌ０ＢＫによる現像によってシアントナー画像
、黒トナー画像か順次形成され、記録紙Ｐ上には更にシ
アントナー２黒色トナーか重ねて転写され、その後、記
録紙Ｐは転写ローラ回転体１６から剥されて定着装置１
９に送られる。定着装置ｉ１９ては、記録紙Ｐ上に転写
されたイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアント
ナー像及び黒色トナー像が加熱及び加圧されて定着され
、トナー像の定着を受けた記録紙Ｐは排紙トレイ２０上
に排出される。

以上において、本実施例ては、感光トラム３コロナ帯電
器４、色現像装置１０Ｙ、ＩＯＭ。

ｌＯＣ及びクリーニング装置１８を１つの収納容器Ｂに
組み込んでカートリッジ２１とし、このカートリッジ２
１とは別に黒色現像装！ｌ０ＢＫを装置本体Ａに対して
着脱自在に設けたため、イエロー、マゼンタ、シアンの
各有彩色トナーと黒色トナーの使用量の違いに柔軟に対
応することかてきる。即ち、色付きのカラー画像を主に
プリントする場合には、イエロー、マゼンタ、シアンの
うちの何れかの有彩色トナーか無くなったとき、或いは
クリーニング装置１８か満杯になったことを検知したと
きにカートリッジ２１を交換することかてきる。この場
合、使用頻度の低かった黒色現像装置１０ＢＫ内には黒
色トナーか未だ残っているため、この黒色現像装置１０
ＢＫを交換する必要はなく、これをそのまま引き続いて
使用することかてきる。

因に、カラー画像形成装置の市場における実績によれば
、極めて稀な場合を除き、一般的にはイエロー、マゼン
タ、シアンの３色の有彩色トナーの各消費量は略等しく
、従って、これら有彩色トナーのうちの何れかが無くな
ったときには他の有彩色トナーも殆んど残っていないた
め、本実施例のように色現像装置１０Ｙ、ＩＯＭ、ＩＯ
ｃを収納容器Ｂ内に一体的に組み込んでカートリッジ２
１を構成し、前述のように何れか１色の有彩色トナーか
無くなったときには該カートリッジ２１全体を交換する
ようにしても、有彩色トナーの無駄か殆んど無く、シか
も当該カートリッジ２１の取り扱い性か飛躍的に高めら
れる。

一方、カラーの割合か少ない文字主体の文書ばかりをプ
リントする場合は、黒色現像装置１０８にの使用量か多
くなり、黒色トナーが早く無くなるか、このときにはカ
ートリッジ２１はそのままで黒色現像装置１０８にのみ
を単独で交換することかてきる。

ところて、カラー画像か多い場合には、高価なカートリ
ッジ２１を早目に交換することになって単色専用の画像
形成装置に比してプリント１枚当りのコストは高くなる
か、カラー画像を主にプリントするということでユーザ
ーの理解を得易い。

これに対し、黒色画像の多い文書の場合には、前述のよ
うに黒色現像装置１０８Ｋを交換することによってカー
トリッジ２１の交換時期を遅らせることかできるため、
単色専用の画像形成装置での１枚当りのコストと同等の
コストでプリントすることかてきる。

ここて、カートリウシ２１又は黒色現像装置１０８Ｋを
交換するか否かの判断を第２図に示すフローチャートに
基づいて説明する。

先ず、カートリッジ２１内のクリーニング装置工８か満
杯であるか否かが判断され（ステップ１）、満杯てあれ
ばカートリッジ２１を交換しくステップ４）、満杯てな
ければ色現像装置１０Ｙ、ＩＯＭ、ＩＯＣ内の何れかの
カラートナーか空であるか否かか判断される（ステップ
２）。そして、何れかのカラートナーか空である場合に
はカートリッジ２１を交換しくステップ４）、空てなけ
れば黒色現像装置１０ＢＫ内の黒色トナーか空であるか
否かが判断され（ステップ３）、空てあれば黒色現像装
置１０ＢＫを交換しくステップ５）、空てなければその
ままプリントを継続して行なう。

ところて、本実施例においては、色現像装置１０Ｙ、Ｉ
ＯＭ、ＩＯＣを感光ドラム３等と共に収納容器Ｂ内に一
体的に組み込んでカートリッジ２１を構成したため、収
納容器Ｂに形成される感光トラム３の開口部は、黒色現
像装、ｌｌ０ＢＫ及び転写ローラ回転体１６に当接する
部分のみに小さく設ければ足り、カートリッジ２１を単
体て取り扱うときに感光トラム３を傷付ける等の不具合
か生しない。

又、本実施例では、収納容器Ｂ内に帯電器４を一体的に
組み込んでいるが、この帯電器４は装置本体Ａ側に残す
ような構成としても構わない。

次に、本発明の第２実施例を第３図に示すか、本実施例
では、装置本体Ａ内の転写ローラ回転体１６の下方にカ
ートリッジ２１、黒色現像装置１０８Ｋ及び露光装置を
配置しており、側々の機器の構成は前記第１実施例のそ
のと全く同一であるため、第１図に示したと同一要素に
は同一符号を付している。

而して、本実施例においても、前記第１実施例にて得ら
れたと同様の効果か得られる。

（発明の効果） 以りの説明で明らかな如く本発明によれば、像担持体、
潜像形成手段、複数の異なる色の現像剤を有する有彩色
現像装置、黒色の現像剤を有する黒色現像装置、クリー
ニング装置等を含んで構成されるカラー画像形成装置に
おいて、少なくとも前記像担持体、有彩色現像装置、ク
リーニング装置を１つの収納容器内に一体的に組み込ん
で装置本体に対して着脱自在なカートリッジを構成し、
該カートリッジとは別に前記黒色現像装置を単体で装置
本体に対して着脱自在に構成したため、交換すべき機器
をカートリッジ化しても、有彩色現像剤と黒色現像剤の
使用量の違いに対応することかでき１機器の交換やクリ
ーニング、或いは現像剤の補給を専門のサービスマンに
よらなくてもユーザーの誰もか気軽に行なうことがてき
るという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の！１実施例に係るカラー画像形成装置
の縦断面図、第２図はカートリッジ又は黒色現像装置を
交換するか否かの判断を説明するためのフローチャート
、第３図は本発明の第２実施例に係るカラー画像形成装
置の縦断面図である。 Ａ・・・装置本体、Ｂ・・・収納容器、３・・・感光ト
ラム（像担持体）、４・・・帯電器、ＩＯＹ、ＩＯＭ。 １０ｃ・・・有彩色現像装置、ｌ０ＢＫ・・・黒色現像
装置、１８・・・クリーニング装置、２１・・・カート
リッジ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　像担持体、潜像形成手段、複数の異なる有彩色の現像
   剤を有する有彩色現像装置、黒色の現像剤を有する黒色
   現像装置、クリーニング装置等を含んで構成されるカラ
   ー画像形成装置において、少なくとも前記像担持体、有
   彩色現像装置、クリーニング装置を１つの収納容器内に
   一体的に組み込んで装置本体に対して着脱自在なカート
   リッジを構成し、該カートリッジとは別に前記黒色現像
   装置を単体で装置本体に対して着脱自在に構成したこと
   を特徴とするカラー画像形成装置。