JPH0389367A - 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
担持体とを装置本体に着脱自在に設けられ得るカラープ
ロセ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６１１００７７０
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ＣＯＤ
、ａ−３ｉ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Ｉ；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、一般の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
するプリンターとしては、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トリッ
ジとやはり使い捨て可能な複数現像器を内蔵する（カラ
ー）カートリッジとを交換可能にしたものとして、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
に満足のい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号公報にて先
に同様のものとして単色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
の開示し、また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等を着脱
可能としたカラー画像形成装置を特願昭６２−２３４４
９３号、同６２−２３９７４８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形となり、コン
パクトで安価な装置の提供には至らずユーザ損失につな
がる問題が大きく残されていた。

特に前記の使い捨てカートリッジを開示した公報におい
ては２分割の構造の上部筐体に使い捨てプロセスカート
リッジを交換可能とした構成が採られ、カートリッジ交
換の作業性と、ジャム処理の容易性を解決しようとして
いる。また特に補給用トナーカートリッジや回収トナー
用クリーニングカートリッジを主とするプロセスカート
リッジの交換作業の容易性に重点をおき２分割特に下部
筐体にプロセスカートリッジを置いて来てメンテナンス
の作業性の向上を図ったものが特開昭５８−１１６１号
公報にて開示されている。

〔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なしたカラープロセスカートリッジ
に於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
るコンパクトなカラープリンタは提案されていない。

特に前記ジャム処理を容易とした２分割構造での上部筐
体に使い捨てカートリッジを設けた構造の特開昭５８−
７２１５９号公報等におけるものや、補給や回収トナー
の交換の容易化を計り下部筐体にプロセスカートリッジ
を設け、ジャム処理時に現像、クリーニング、感光体ド
ラム等のプロセスカートリッジを上方に持ち上げて処理
する特開昭５８−１１６１号公報における構造のものに
おいてはそれぞれ交換の作業性とジャム処理の容易性と
が相反し、さらにこれらプロセスカートリッジの下部に
給紙・搬送系をもつためプロセスカートリッジの交換や
機器本体への外部からの振動、衝撃によりカートリッジ
を厳重にシールしてトナーこぼれ等を防止しても現像器
やクリーナ部からのトナーこぼれが生じ、機内や転写紙
の汚損を生ずる原因となってい　Ｉこ　。

一方かかる構造上の欠陥を回避し得る構成として実開昭
６３−１９５３５７号公報にて第６図に示す如きプリン
タが開示されている。前記プリンタは同じく内部にプロ
セスカートリッジを内蔵し、上部に平坦な給送搬送路を
形成しているが転写されたトナー画像面が下向きとなる
ことと同時に感光体ドラム１０１の転写材分離部から定
着部１０２に至る間の搬送路に制限があって搬送部の問
題が解消されておらず、さらに２分割の際のジャム処理
の容易性、アップスタンドのスタック給紙構成のための
全体としてのコンパクト性に欠は特に軸１０３を支点と
して２分割した場合に上部筐体の開口角が制約される等
ユーザにとって必ずしも操作性に優れた装置を提供する
に至っていない。

同様な搬送性、ジャム処理の問題をそれぞれ解消すべき
ものとして、特開昭６４−４０８５０号、同６３−２４
４０５９号公報等の開示があるが、何れも給紙カセット
、スペース等も含めてコンパクト性や使い易さについて
欠けるものであった。

特にカラー複写において感光体ドラム回りが必然的に大
きくなる傾向となりカラー画像形成に必要な複数の現像
器の配置に当たりこれらの位置を回転あるいは移動する
等してドラム回りスペースを小さくする等種々考案、実
施されているが、ドラム回りとしてさして小径化され得
ずドラム径の大型化に伴う分離性能の低下に伴う分離機
構・プロセスの必要性とスペースの確保またこれと併せ
てドラム転写・分離位置と定着部との間での搬送部特に
転写紙が給紙部４Ａあるいは４Ｂから重力によって落下
し搬送される場合における搬送プロセスの欠除が大きな
問題となる。

さらに前記重ね合わせプロセスによるカラー画像形成に
当たっては少なくとも最大画像幅（短径で可）に相当す
るドラム周長を必要とするためドラム径の大型化に係わ
る上記問題は特に重要な問題となる。

本発明は上記種々の問題を解決する事を目的として威さ
れたものである。

〔問題点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し、
上下に２分割に開口可能とするカラー画像形成装置にお
いて、上部筐体には転写搬送手段として転写ベルトを有
し、該上部筐体の上面には開口状態でほぼ水平に位置す
る給紙カセットの装着部と、装着した該給紙カセットか
ら転写紙を１枚宛分離し前記転写搬送手段に給紙する給
紙手段とを有す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〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に示す。

第１図は本発明をプリンタに適用した実施例である。

前記プリンタは転写ベルトを含む上部筐体１とカラープ
ロセスカートリッジを含む下部筐体に該当する装置本体
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
て、上部筐体ｌは装置本体２に結合する蝶番により所定
角度開放して保持可能であり、また閉止状態では止メ金
具によって装置本体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形成体たる感光
体ドラム３０．イエロー　マゼンタ、シアン、黒色の各
現像剤を収容した一現像器３６，３７．３８．３９、像
形成体に対し圧着解除機構を有するクリーニング装置４
０それに帯電器３５の各機材は、一体のカラープロセス
カートリッジ３内に収めてユニット化される。

ユニット化された前記プロセスカートリッジ３は、第２
図に示すように上部筐体ｌを開蓋することによって装置
本体２の内部に上方から垂直に挿入して底部の受は台４
に載置されたあと上部筐体ｌの閉蓋に連動する押圧部材
（図示せず）の作用によってその収納位置に固定される
。

前記プロセスカートリッジ３においては、前記各現像器
３６．３７．３８．３９が感光体ドラム３０の中心線に
対し左右に分配された状態すなわち感光体ドラム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が左側のそれぞれに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３７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。

このような現像装置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、前記プロセスカート
リッジ３は重量の面でも動力伝達機構の面でも左右のバ
ランスが均衡して取り扱い性が良く、また有害な振動の
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はそれぞれ構
造を共通とすることも可能となる他、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き落としもその重
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の出来る利点がある。

一方、感光体ドラム３０に対する前記クリーニング装置
４０の対称の位置にトナー回収ボックス４７を設置して
前記プロセスカートリッジ３の左右の重量バランスをよ
り良好なものとしている。前記トナー回収ボックス４７
と前記クリーニング装置４０との間にはトナー搬送スク
リュー４８を内蔵するトナー搬送管４９がプロセスカー
トリッジ３の前面において架設されていて、ブレード４
０Ａによって感光体ドラム３０の局面より剥離された廃
トナーが前記トナー搬送スクリュー４８の推力によって
搬送されて前記トナー回収ボックス４７の内部に回収さ
れる。

また各現像器は何れもその開口部を上方とじた姿勢に保
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、また記録紙の
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していて、
前記感光体ドラム３０は斜め下方から前記レーザ書込み
系ユニットＢによるレーザ走査を受けまたその局面に重
ね合わせて形成したカラーのトナー画像を記録紙の下面
に転写する方式をとっている。

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−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と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、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３２により回転
走査され、ｆθレンズ３３を経てミラー３４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
荷を付与された感光体ドラム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感光体ドラム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
と感光体ドラム３０の回転による副走査により感光体ド
ラム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（！Ｉ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感光体ドラム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、前記感光体ドラム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゜３８８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、基体が接地された感光体ドラム
３０には非接触で現像が行われるようになっている。

かくして感光体ドラム３０の周面上に形成されたカラー
画像は、帯電器９により再帯電後転写部において上部筺
体ｌの上面に水平状態に装着した給紙カセットＣより給
紙ローラ、給紙ガイドを経て送られてきた記録紙の下面
に転写される。

すなわ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、転写開始より回転され
ている転写搬送手段すなわち転写ベルト５０を感光体ド
ラム３０に接触させ、給紙カセットＣから同じく上部筺
体ｌに設けた給紙手段である給紙ローラ１２およびタイ
ミングローラ１３を介して像形成とタイミングを合わせ
て供給された記録紙に転写される。

転写ベルト５０の構成は基体としての導電布入りコムベ
ルトの外周に０　、５ｍｍ厚の弾性体層が設けられ、さ
らにその外周に５０μｍの絶縁体層（誘電体層）が設け
られたもので、ローラ６０ａ　；　６０ｂ　、　６０ｃ
の間に張架しローラ６０ａの駆動により回動し、ローラ
６０ｂが上下することで、転写ベルト５０は感光体ドラ
ム３０と接触し或は離間する。転写ベルト５０への帯電
は転写器５１によってなされ、転写ベルト５０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。

一方、記録紙をドラム周面より分離した感光体ドラム３
０には、前記クリーニング装置４０のブレード４０Ａが
接触して残留したトナーの除去を行い、その終了をまっ
て再びドラム局面より引き離され、新たなカラー画像形
式のプロセスに入る。

このようにして記録紙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
迄に至ることがない。なお転写を受けた記録紙は定着ロ
ーラ８０、排紙ローラ９０を経て外部に排出される。

以上の説明に明、らかな如く本発明のカラー画像形成装
置においては給紙カセットＣが上部筐体ｌの上面に装着
されるため給紙の取扱い操作が容易であると同時に搬送
の経路も自由にとることが出来るのでジャム等のトラブ
ルを起こし離い緩やかな搬送路を構成することも可能で
ある。

さらに装着された給紙カセットＣが何れも水平の姿勢に
係止されるので上部筺体ｌの開放角度を大きくとっても
給紙カセットＣが移動したり落下したりするおそれがな
く、従ってプロセスカートリッジ３０を容易に取出し得
る迄上部筐体ｌを開放することが出来ることとなる。

さらに前記のカラー画像形成装置は、その上面を示す第
５図にある如く、前記タイミングローラ１３を含む縦方
向の給紙部Ａを一点鎖線をもって示す如く水平方向に開
閉できる構造とすれば、プロセスカートリッジ３とは別
体に設けたトナー回収ボックス４７Ａを前記給送部Ａと
ともに装置本体２の外部に取出すことが出来るので、そ
の分前記トナー回収ボックス４７Ａを大型化することが
出来る。

また本発明のカラー画像形成装置は、上部筐体を装置本
体の奥側に開放する構造をとることも可能であってそれ
によって例えば補給用トナーカートリッジの交換を容易
に行うことも出来る。

第５図は何れも装置の右側面を示したもので第５図（Ａ
）の場合には上部筐体ｋＡを装置本体２Ａに対し充分大
きく開放して補給ホッパ７０Ａに接続するトナーカート
リッジ７１Ａを上方に引き出すよう構成した例である。

第５図（Ｂ）は補給ホッパ７０Ｂを不使用時に直立した
状態から左方向に若干倒すことが出来るように構成し、
それによって上部筐体ＩＢを小さな角度開放するのみに
てトナーカートリッジ７１Ｂを引き出せるようにした例
である。

第５図（Ｃ）はトナーの補給部を左側部すなわち装置本
体２Ｃの前面側に設けた例でこの場合は上部筐体ｌＣの
開放角度の大小に関係なくトナーカートリッジ７１Ｇを
容易に引き出すことが可能であり最も望ましい例と云う
ことが出来る。

〔発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によれば上部筐体上面部とほ
ぼ水平な面に配置された転写紙収納部或はカセットより
給送された転写紙は転写ベルトにほぼ密着して感光体ド
ラム転写部へ搬送され、特に従来のＵターン給紙におけ
る感光体ドラム転写部への搬送時でのトラブル（通常転
写紙が急角度にて折返され転写部に密着投入されたり、
また給紙搬送速度と感光体速度を転写紙の密接時に同期
させなければならぬ等の条件より引き起こされるジャム
トラブル、転写ズレ等）を生ぜず、しかもトナー転写後
の転写紙の搬送において、下面にトナー像を′有する転
写紙を転写ベルトの吸着力により搬送し、且つ曲率部で
の分離により定着部へと搬送するため感光体ドラムと定
着部との距離に係わりなく下面搬送を可能となし、更に
上部筐体の転写ベルト部を搬送部として分離開放される
のでジャム処理が容易となり、プロセスカートリッジ等
の交換に際し上部筐体上に転写紙収納カセットを袋状に
くわえ込まれた状態にて開口されるので、カセットや転
写紙等の脱落を生ぜず、少なくともドラム及び／又は現
像プロセスカートリッジを上部に引き出し得るのに充分
な開口角（従来通常最大９０°前後のものが９０’以上
の開口も充分可能となせる）を採り得る事が可能となり
更に転写ベルトを利用して上部に搬送部及びその開口面
を持つ事が可能となった事により給紙搬送部、転写紙へ
の現像部からのトナー転写後や交換メンテ時等でのコボ
レ、汚れ等も起こさず且つ転写ベルトに至る給送搬送部
での内面ガイド側板を上部筐体開口に併って転写ベルト
、転写紙カセット等と一体的に開口させ得る事が可能と
なりジャム処理等のトラブルへの対応も極めて簡便にな
し得るものとなった。

上記の如く本発明により、通常の水平搬送時と同等の記
録紙の給送ならびに画像転写後の感光体からの分離が確
実に行われて搬送トラブルが極めて少なく、且つカセッ
ト収納部をコンパクトに本体装着出来得てさらにジャム
処理とか各プロセス機材の保守点検の作業を容易に行う
ことの出来る実用性に優れた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
面構成図、第３図は像形成システムを示すプｏ　７り図
、′１ｇ４図は前記装置の平面外観図、第５図は本発明
にかかわる上部筐体の各開閉形式の説明図、第６図は２
分割式画像形成装置の他社例。 １　、Ｉ　Ａ、ｌ　Ｂ、Ｉ　Ｃ・・・上部筐体２．２Ａ
、２Ｂ、２Ｃ・・・装置本体 ３．３Ａ、３Ｂ、３Ｇ・・・プロセスカートリッジ９・
・・転写前帯電器 ３０・・・感光体ドラム　　３５・・・帯電器３６．３
７．３８．３９・・・現像器 ４０・・・クリーニング装置 ４７．４７Ａ・・・トナー回収ボックス５０・・・転写
ベル ト ５１・・・転写器 ７０Ａ、７０Ｂ・・・補給ホッパ ７１Ａ、７１Ｂ・・・トナーカートリッジＡ・・・給紙
部 Ｂ・・・レーサ書込系ユニッ ト Ｃ、ＣＡ　、Ｃ Ｂ、Ｃ Ｃ・・・給紙カセッ ト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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し、上下に
   ２分割に開口可能とするカラー画像形成装置において、
   上部筐体には転写搬送手段として転写ベルトを有し、該
   上部筐体の上面には開口状態でほぼ水平に位置する給紙
   カセットの装着部と、装着した該給紙カセットから転写
   紙を１枚宛分離し前記転写搬送手段に給紙する給紙手段
   とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）前記像担持体ドラムは下部筐体に設け、前記像担
   持体ドラムの下側には現像器群を設けるとともに、すく
   なくも前記像担持体ドラムと現像器群とを含むプロセス
   カートリッジは開口状態にある装置本体に対し上下方向
   に着脱可能としたことを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。