JPH0375667A - 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〕 本発明は転写ドラムを用い、下部筐体と該下部筐体に対
して開放可能な上部筐体を有するクラムシェル構造とし
たカラー画像形成装置に関し、特に像形成機材を振分け
て複数のユニットを構成し、該複数のユニットを個々に
取り出し可能としてメンテナンス性能を高め、併せて装
置のコンパクト化およびジャム処理を容易としたカラー
画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来転写ドラムを用いたカラー画像形成装置としては、
例えば特開昭６１−１２３２５７号公報がある。

該公報では、原稿画像を読取り、得られたデジタル信号
によりレーザビームを変調して像担持体上に書込み、静
電潜像を形成し、これをロータリー式カラー現像器で現
像し、得られた各色トナー像を転写ドラムに捲き付けら
れた転写紙上に順次重ねて転写・定着してカラー画像を
形成している。

この装置では、像担持体ドラム、ロータリー現像器、転
写ドラム等が装置内にそれぞれ独立に組込まれていて、
装置が大型、複雑となる。

そこで例えば特開昭５８−７２１５９号公報には像担持
体ドラム、帯電器、複数の現像器、クリーニング装置等
を一体的に組込んだカラー用プロセスカートリッジを有
する転写ドラムタイプのカラー画像形成装置が提案され
ている。

この場合前記像形成用機材が装置に対して挿脱自在なプ
ロセスカートリッジ内に纒められ、使用限度に応じて交
換可能とされているため、カラー画像の品質の安定化が
可能となり、装置の小型、軽量化が実現される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記各号公報記載のカラー画像形成装置は
いずれも分割構造とされていないため、部品交換その化
ジャム処理等が厄介であるなどの問題がある。また特に
前記特開昭５７−７２１５９号公報記載のカラー画像形
成装置では、複数の現像器が薄型で水平に積層、して設
けられているため、現像器内の現像剤の撹拌混合および
それによる摩擦帯電が不十分となり易く、また瞬接する
現像器間でのトナーの混色が生じ易く、カラー画像の品
質Ｂよび解像力が低下する。また転写ドラムを含む転写
手段が像担持体ドラム、クリーニング装置および複数の
現像器の下方に配置されているため、前記クリーニング
装置および現像器からのトナーの漏洩により汚染され易
く、画質が低下する等の弊害が生ずる、 ところでカラー画像形成用のプロセスカートリッジは複
数の現像器を内包するため白黒画像形成用のプロセスカ
ートリッジに比して複雑かつ大型となり、装置本体から
他の像形成機材に接触させずに安全に取り出したり、再
び取り付ける作業は決して容易なものではない。特に転
写ドラムを含む装置では一層厄介となる。

また前記特開昭５７−７２１５９号公報記載のプロセス
カートリッジではメンテナンスの対象とならない機材を
も装置より取外され、廃棄または交換されるので、操作
性および経済性の点からも好ましくない。

〔問題点を解決するための手段〕

（発明の目的） 保守点検の頻度の高い像形成機材をユニットとして優先
的にかつ簡易に着脱、交換可能としてメンテナンスに優
れていて高画質のカラー画像を安定供給でき、小型、軽
量に纒められたカラー画像形成装置を提供することにあ
る。

（発明の構成） 前記の目的は、上部筐体と下部筐体とに分割され、航記
下部筐体には像形成を行う複数のプロセスユニットが装
着され、前記上部筐体には転写ドラムが装着されていて
、前記上部筐体を開放して前記複数のプロセスユニット
を個々に上方より取り出し可能としたことを特徴とする
カラー画像形成装置により達成される。

また本発明の好ましい実施態としては、前記複数のプロ
セスユニットが、クリーニングユニットと、像担持体ユ
ニットと現像器ユニットから成り、前記現像器ユニット
が前記像担持体ユニットに対して該ユニット内の像担持
体ドラムの下面を包むように配置されたカラー画像形成
装置により達成される。

本発明のカラー画像形成装置では、装置が下部筐体と上
部筐体とに２分割可能な所謂るクラムシェル構造とされ
る。前記下部筐体には、像担持体ドラムと転写前帯電器
と前記ドラムに−様な帯電を付与する帯電器とを一体化
した像担持体ユニット、クリーニング装置と廃トナー回
収装置とそれらを連結して廃トナーを輸送する廃トナー
輸送管とを一体化したクリーニングユニット、イエロー
（Ｙ）。

マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色現像
剤を充填した複数の現像器および該現像器へのトナー補
給装置を一体化した現像器ユニットが組込まれている。

但し前記像形成部材のユニット化は、前記例に限られる
ものではなく、例えばクリーニング装置と廃トナー回収
装置をそれぞれ別個のユニットとしてもよく、またクリ
ーニングユニットと像担持体ユニットの両者を統合した
ユニットとしてもよい。

前記現像器ユニットの各現像器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−戒分系現像剤および
非磁性トナーと磁性キャリアから成る二成分系現像剤と
があるが、カラー画像の色調再現に優れた二成分系現像
を用いるのが好ましい。

次に本発明では転写手段として転写ドラムが用いられ、
像担持体ドラム上にＹ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色トナー像が
形成される度に転写ドラムに固定された転写紙上に毎回
転写されて該転写紙上にカラートナー像が形成され定着
してカラー画像が形成される。この画像形成方法では、
例えば特開昭６０−７６７６６号公報に記載されるよう
な特殊の像形成方法を用いておらず、通常の白黒画像形
成方法と同様のプロセスで像形成ができる利点がある。

まＩ；像担持体ドラムの外周が送り方向の転写紙長より
小さい、所謂るデマンドタイプとすることができるので
、その場合、像担持体ドラムを径１００ｍｍ以下の小径
とすることができ、その外周に設けられる像形成機材の
小形、軽量化が可能とされ、装置のコンパクト化が達成
される。

前記転写ドラムは装置構成の関係で像担持体ドラムの斜
上方に配置される。即ち像形成プロセスの関係でクリー
ニング装置、帯電器、書込装置および複数の現像器等の
像形成機材が像担持体ドラムの右側および下方に片寄っ
て配置される関係で転写ドラムは像担持体ドラムの斜上
方でかつ左側に片寄って配置される。前記転写ドラムの
左側への片寄の度合を、前記像担持体ドラム軸を通る水
平面に対する、該像担持体ドラム軸と転写ドラム軸を通
る面の傾斜角θ０で表した場合、通常１０°≦θ≦８０
０、好ましくは２０°≦θ≦７０°とされる。

また、前記転写ドラムを用いた転写方式としては、予め
給紙カセットから搬送された転写紙を転写ドラムにグリ
ッパ−等の機械的手段および静電吸着手段等により捲付
は固定し、像担持体ドラム上に形成される各色トナー像
を毎回転写紙上に重合わせて転写して該転写紙上にカラ
ートナー像を形成する。該カラートナー像を担持した転
写紙は分離爪等の分離手段により分離された後、搬送ロ
ーラ等により定着器へと搬送定着されてカラー画像が形
成される。

ところで前記下部筐体に収納されたプロセスユニットを
取り出すには、前記下部筐体の一端に設けた蝶番を支点
として上部筐体を３０″〜９０６上方に開放し、前記下
部筐体と上部筐体との間に前記プロセスユニットを取り
出すに必要な空間を形成し、該空間を利用して行われる
。

ところで前記プロセスユニットは、前記下部筐体に設け
られる支持台上に下より現像器ユニット、像担持体ユニ
ット、クリーニングユニットの順で収納されまたその逆
の順序で取外される。

なお本発明のカラー画像形成装置の下部筐体には、前記
プロセスユニットと共に像担持体ドラムにカラーデータ
を書込む書込手段が近接して設けられる。

また前記現像器ユニットにはＹ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色現
像器と共に該現像器群にトナーを補給するトナー補給装
置が含まれていて、前記現像器群およびトナー補給装置
はユニットとして一体的に交換される。

本発明のカラー画像形成装置が前記構成とされたことに
より、像形成機材の損傷、疲労劣化、材料の消耗等に際
し、ユニットの交換により容易に機能快復が達成される
結果、長期に亘り高画質の安定供給が可能とされる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明の
実施の態様はこれにより限定されるものではない。

第１図乃至第７図は本実施例を説明する図であり、第１
図は本実施例の閉蓋時のプリンタの断面図、第２図は開
蓋時のプリンタの断面図、第３図乃至第５図は下部筐体
に収納される各プロセスユニットの斜視図、第６図は各
像形成機材の配置構成を示す図、第７図は像形成タイム
チャートを示す。

本実施例のプリンタは像形成のための複数のプロセスユ
ニットがコンパクトに纒めて収納され、かつ像担持体ド
ラムへの書込装置Ｂを有する下部筐体ｌに対して転写ド
ラム５０を有する上部筐体２が蝶番１ａを支点として開
放可能に設けられている。

前記上部筐体には前記転写ドラムの外、給紙カセット７
５、給紙ロール７６、搬送ロール７７、タイミングロー
ル７８等を含む給紙系Ｃおよび搬送ロール８０．８２．
８３、定着ロール第１、ガイド８４、排紙皿８５等を含
む排紙系りが装着されている。

第２図の如く上部筐体２を上方に開放した際、転写領域
における転写紙の捲付不良、転写不良等の点検が可能と
なり、また前記下部筐体ｌに対する上部筐体２の開放空
間を利用して前記複数のプロセスユニットの上方からの
取出しを可能としている。

ここで前記下部筐体ｌに収納される本実施例における複
数のプロセスユニットとしては、クリーニングユニット
１１像担持体ユニット■および現像器ユニットＩＩ＋と
され、まず現像器ユニット■が下部筐体ｌに固定した支
持台４５．４６で支持されてセントされる。次いでクリ
ーニングユニット■が同じく前記基板に支持されて前記
現像器ユニット■上にセットされ、また像担持体ユニッ
ト■も前記基板に支持され、かつ前記クリーニングユニ
ットＩのクリーニング装置４０と廃トナー回収装置７０
に挟まれるようにセットされる。

第３図は前記クリーニングユニットＩの構成を示したも
のでクリーニング装［４０は像担持体ドラム３０を挟む
位置におかれるトナー回収ボックス７０を例えば−点鎖
線をもって示すような前後一対の中継板４０ａを介して
一体化しその両者にトナー搬送管７０ａを架設して独立
したユニットとして取扱われる。

第４図は前記像担持体ユニット■の構成を示したもので
像担持体３０はその周面に面して配置される帯電器３５
と転写前帯電器９を例えば−点鎖線をもって示す前後一
対の支持板３０ａを介して一体化し前記クリーニングユ
ニットＩと同様の独立したユニットとして取扱われる。

一方第５図は前記現像器ユニット■を示したもので一体
の各現像器の前面にさらに各現像器に対するトナー補給
ボンクス３６ａ〜３９ａを取付は支持し前記のクリーニ
ングユニットＩと像形成体ユニット■と同様の独立した
プロセスユニットとして同じく前後の基板に支持される
。

なお前記の中継板４０ａ、支持板３０ａの形状に関して
は構造上あるいは取扱い操作の関係から図示以外の形状
や形式をとることも自由である。

ところで前記各プロセスユニットを下部筐体ｌより取り
出すには、まず上部筐体２の一端に設けた係合金具８６
ａを下部筐体ｌの突起８６ｂから解除して、上部筐体ｌ
を６０°上方に開放し、ユニット側壁を前記下部筐体ｌ
の内壁に設けた前基板４２ａおよび後基板４２ｂの４隅
にあるガイド４７ａ（４７ｂ）、　４８ａ（４８ｂ）に
沿わせ、かつ像担持体ドラム軸３０ａを軸溝２７ａ（２
７ｂ）にスライドさせながらクリーニングユニッ［・■
、像担持体ユニット■、現像器ユニット■をこの順次に
上方に引出し装置外に取外される。

また前記各プロセスユニットを下部筐体ｌに装着するに
は、前記と逆の順次に基板のガイド部を介して収納すれ
ばよく、この場合前記像担持体ユニットはその支持板２
８ａ（２８ｂ）を基板内面に設けた載置板２９ａ（２９
ｂ）上に載置されることによりセットされる・まｔ；収
納と同時に下部筐体２側の駆動系および電源と接続され
て画像形成のためのプロセスユニットとしての機能が発
揮される。

ここで前記現像器ユニットＩ［Ｉの各現像器３６，３７
゜３８．３９は隣接する現像器間でハウジングの壁面を
共有して一体化され、像担持体ドラムの下面を包むよう
に配列されている。また現像ロール３６ａ　、　３７ａ
　。

３８ａ　、　３Ｑａ側の開口部を上向きとして縦型配置
とされている。

また前記各現像器３６．３７，３８．３９が像担持体ド
ラムの中心線に対して左右に分配された状態、即該ドラ
ム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３９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３
７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３９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。

このような現像器群の配置をとり、さらに現像スリーブ
の回転を逆方向とすることにより、前記各プロセスユニ
ット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感動の発生等も未
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３６，３７゜３
８　、３９はそれぞれ構造を共通とすることも可能とな
るほか、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が
できる。

本実施例では、前記のように現像器ユニット■内の各現
像器にはトナー補給装置が組込まれていて現像器内のト
ナー消費に伴って継続してトナー補給され、クリーニン
グ装置で掻き取られた廃トナーは絶えず廃トナー輸送管
７０ａを介して廃トナー回収装置７０に回収されるので
、現像剤のキャリアの疲労劣化または像担持体の疲労劣
化に到る迄継続して像形成を行うことができる。

次に前記構成のカラープリンタを用いて、本実施例の像
形成は以下のようにして行われた。

なお転写ドラム５０を用いて毎回転写方式でカラー画像
を形成する装置では、例えば転写ドラム径の１７２の小
径の像担持体ドラムを用いて、所謂るデマンドタイプと
して像形成を行うことができるが、本実施例では、像担
持体ドラム径を転写ドラム径と同径のものを用いている
ので、後述するタイミングチャートで示されるように、
同期して共に５回転されてカラー画像が形成された。

まず像担持体ドラム３０の工回転百において、該ドラム
上に帯電器３５により一７００ｖの−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
レーザ装置２００からのレーザ光が変調され、得られた
変調レーザ光はレーザ書込ユニットＢへと導入された。

該ユニットＢにおいて、高速回転モータ３１により回転
されるポリゴンミラー３２により走査され、コリメート
レンズ３３ａ１反射ミラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、　
ｆ−θレンズ３３ｂを介して前記レーザ光が径１００ｍ
ｍの像担持体ドラム３０上に照射されＹ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
成分が一６００ｖ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３６により非接触、反
転現像方式で現像され、像担持体ドラム３０上にＹトナ
ー像が形成された。

このＹトナー像は給紙カセット７５から給送された転写
紙を捲き付けて、像担持体ドラム３０と同期して回転す
る転写ドラム上の前記転写紙上に転写された。ところで
、前記給紙カセット７５から給送され、タイミングロー
ル７７を介して像担持体ドラム３０の像形成タイミング
に合わせて給送された転写紙に予め帯電器６２によりそ
の表面に帯電が付与された転写ドラム５０にグリッパ７
９およびソレノイド圧着部材６４により機械的および静
電的に捲付は固定された。また像担持体ドラム３０上の
前記Ｙトナーｉは電極駆動器６５によりタイミングを合
わせて駆動された転写極６６の作用で前記転写ドラム５
０上の転写紙に転写された。転写後の像担持体ドラム表
面の残留トナーはクリーニング装置４０の作用で清掃さ
れた。

像担持体ドラム３０および転写ドラム５０の２回転目に
おいて帯電器３５により帯電された後、Ｍビデオ信号に
より変調されたレーザ光が、前記ドラム３０上に書込ま
れ、前回と同様にしてＭ現像器により現像すれＭトナー
像が形成された。このＭトナー像は分離爪６８が解除さ
れた状態で像担持体ドラム３０と同期して回転された転
写ドラム５０に捲付は固定された転写紙上のＹトナー像
に重ねて転写され、転写後の像担持体ドラム３０表面の
残留トナーがクリーニング装置４０により清掃され、か
つ帯電器３５により帯電された。

次に像担持体ドラム３０および転写ドラム５０の３回転
および４回転巨において、Ｃビデオ信号およびＢＫビデ
オ信号に基づき前記ドラム３０上に形成されたＣ　Ｉ−
ナー像およびＢ　Ｋ　ｌ”ナー像が前記ドラム５０の転
写紙上のＹトナー像、Ｍトナー像に重ねて転写されカラ
ートナー像が形成された。このカラートナー像を担持し
た転写紙はグリッパ７９が解除され分離爪６８により分
離され、搬送ロール８０により定着ロール第１へと搬送
され、定着されてカラー画像が形成された。定着後の転
写紙は搬送ｏ　−ル８２，８３およびガイド８４を介し
て排紙皿８５へと排出された。

第６図は前記第１図乃至第５図で示した各プロセスユニ
ット内の各像形成機材の像担持体ドラム３０に対する関
係位置を示したものである。

図において、像担持体ドラム３０は時計方向に回転する
ものとし、クリーニング終了時の回転の位相を基準位置
Ｓとして、その回転の時計方向に向う各機材の位置が角
度間隔で示されている。

この場合、帯電、潜像形成、トナー像の形成、転写並び
に残トナーのクリーニングのプロセスは、第７図に示し
たタイムチャートによって進行されることとなり、像担
持体ドラム３０の５回転終了迄に転写ドラム上の各色ト
ナー像の重ね合わせ転写、分離およびクリーニング等が
終了してｌサイクルとされた。前記クリーニングユニッ
ト■において、像担持体ドラム３０から除去され、クリ
ーニング装置４０の捕集部に捕集された廃トナーは、像
担持体ユニット単位の背面に架設された廃トナー輸送管
７０ａｆａ−へて前記ユニットＩの廃トナー回収装置７
０に回収された。

前記廃トナー輸送管７０ａには、下部筐体１の動力系に
よって回転される可撓性の廃トナー搬送スクリュー７０
ｂが内蔵されていて、その回転に伴う推進力によって廃
トナーが廃［・ナー回収装置へと搬送された。

本実施例では、現像剤中のキャリアの疲労を考慮して、
２万回のカラープリントを行う度に、上部筺体２を開放
し、下部筐体ｌから各プロセスユニットを取り出し、現
像器ユニット■のみを交換して像形成を継続した。８万
回カラープリント時、各プロセスユニット全部を交換し
次の像形成に備えるようにした。その結果高濃度、鮮明
なカラープリントが終始安定して得られた。

なお本実施例ではカラープリンタを説明したがカラース
キャナを装備してカラー複写機としてもよい。

〔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、像形成機材を振り分けて成る複数のプ
ロセスユニットを挿脱自在に装置内に収納せしめたこと
により、メインテナンス上必要な像形成機材がユニット
単位で容易に取換えられるのでカラー画像の品質保証が
確保され、また装置の小型、軽量化がされ、またタラム
シエル構造とされているためジャム処理が容易とされる
等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は実施例のカラープリンタの構成を
説明する断面図、第３図乃至第５図は各プロセスユニッ
トの斜視図、第６図は像担持体ドラムに対する各像形成
機材の配置構成を示す図、第７図は像形成タイムチャー
トである。 １・・・下部筐体　　　　　２・・・上部筐体９・・・
転写前帯電器　　　３０・・・像担持体３６．３７，３
８．３９・・・現像器　４０・・・クリーニング装置５
０・・・転写ドラム　　　　Ａ・・・ビデオ信号Ｂ・・
・書込装置　　　　　Ｃ・・・給紙系Ｄ・・・排紙系 ■・・・クリーニングユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部筐体と下部筐体とに分割され、前記下部筺体
   には像形成を行う複数のプロセスユニットが装着され、
   前記上部筐体には転写ドラムが装着されていて、前記上
   部筐体を開放して前記複数のプロセスユニットを個々に
   上方より取り出し可能としたことを特徴とするカラー画
   像形成装置。
2. （２）前記複数のプロセスユニットが、クリーニングユ
   ニットと像担持体ユニットと現像器ユニットとから成る
   特許請求の範囲第１項記載のカラー画像形成装置。
3. （３）前記現像器ユニットが前記像担持体ユニットに対
   して該ユニット内の像担持体ドラムの下面を包むように
   配置されている特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のカラー画像形成装置。