JPH0440479A - 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〕 本発明はベルト状像担持体を略水平に懸架して有するカ
ラープリンタまたはカラー複写機等のカラー画像形成装
置に関し、特にプロセスカートリッジ内の空間を巧に利
用してトナー補給を行うようにしたカラー画像形成装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭６１−１５１５６０号公報には回動
ローラにより略水平に回動・駆動されるベルト状像担持
体上にアナログ方式により順次色分解光を照射して色別
の静電潜像を形成し、これを像担持体ベルトの下面に並
列配置された各色現像器により通常の接触現像法により
順次現像する形式のカラー複写機が開示されている。こ
のカラー複写機では現像の度に形成される色トナー像は
転写ドラム上に順次重ね合わせて転写されてカラートナ
ー像が形成され、転写紙上に一括転写・定着されてカラ
ー画像が形成される。

また特開昭６３−１４４３６０号公報には、ドラム状像
担持体上に色別の画像信号により変調されたレーザビー
ムを像露光して色毎のドツト潜像を形成し、これを該当
する現像器により非接触反転現像法により現像して前記
像担持体上に各色トナー像を重ね合わせて形成し、これ
を転写紙上に一括転写・転写してカラー画像を形成する
所謂るデジタル方式のカラー画像形成装置が記載されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のようにアナログまたはデジタル方式のカラー画像
形成装置で像担持体上に各色トナー像を形成し、これを
転写紙上に転写してカラー画像を形成する所謂る一括転
写方式および像担持体上に各色トナー像を形成する度に
中間転写体等に転写する所謂る毎回転写方式のカラー画
像形成装置が知られている。またベルト状像担持体を水
平に配置し、その下面に複数の現像器を並列配置とした
構成も知られている。一方これらのカラー画像形成装置
においては長期に亘りカラー画像を安定供給するために
は前記複数の現像器にトナーの消費に伴ってトナーを補
給するための複数のトナー補給装置を設ける必要があり
、そのため通常装置内にトナー補給装置を組込むスペー
スを設けるが、または装置外側にトナー補給装置を付設
する必要があった。これはカラー画像形成装置の大型化
を招き、近時要請される装置のコンパクト化および小型
軽量化に適合せず、その改善が望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

（発明の目的） 本発明の目的は、像形成器機の適性配置を計り、特にト
ナー補給機構の改良により装置をコンパクト化すると共
に高画質のカラー画像を長期に亘り安定供給できるカラ
ー画像形成装置を提供することにある。さらに他の目的
はジャム処理、部品交換を容易としたカラー画像形成装
置を提供することにある。

（発明の構成および作用） 前記の目的は、少なくとも２個のローラを介して略水平
に回動されるベルト状像担持体と、該像担持体の下面に
並列配置された複数の現像器とを有するカラー画像形成
装置において、前記像担持体と複数の現像器とを内包す
るプロセスカートリッジ部筐体を、像露光手段と転写紙
搬送手段を有する装置本体に対して開放可能に設け、か
つ前記ベルト状像担持体を回動するローラ間に前記複数
の現像器にトナーを補給するトナー補給容器を組入れた
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
。なお本発明の好ましい実施態様によれば前記プロセス
カートリッジが、該カートリッジ内のトナー補給容器を
上部筐体に残した状態で取り出し可能とされる。

本発明のカラー画像形成装置では駆動ローラと従動ロー
ラ間に略水平に張架されたベルト状像担持体、その下面
に並列に配置されたイエロー（Ｙ）。

マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（ＢＫ’）のカ
ラー月番現像器、帯電器、クリーニング装置等の像形成
手段を一体的に内包するプロセスカートリッジが上部筐
体に装着されている。しかも前記ベルト状像担持体と前
記２個のローラとで囲む空胴内には前記複数の現像器に
Ｙ，Ｍ，’Ｃ，ＢＫの各トナを補給するための複数のト
ナー補給容器が一体的に組込まれており、かつ前記上部
筐体が装置本体から上方に開放されたとき、像担持体、
現像剤、帯電器、クリーニング装置等の像形成器機の疲
労・損傷があった場合、プロセスカートリッジが更新さ
れる。ここで前記上部筐体の閉蓋時ベルト状像担持体の
内側空間に装填されていたトナー補給容器は一体的なユ
ニットとじて上部筐体側壁に保持または固定されていて
、前記トナー補給容器ユニットを前記上部筐体側に残し
たままプロセスカートリッジの挿脱が行われる。

なお、トナー補給容器ユニットから現像器ユニットへの
トナー補給は両者を連結するトナー補給管により行われ
、該トナー補給管は、前記プロセスカートリッジの上部
筐体からの挿脱の際は手動または自動により上下に切り
離されると共に上側トナー補給管の下面はシャッタ部材
により遮蔽されてトナーの漏洩が防止されるのが好まし
い。

また前記トナー補給容器ユニットは上部筐体内壁に固定
された上方に開口部を有するユニット受けに上方より落
し込まれて保持されてもよく、また上部筐体内壁に固定
され、外側方に開口部を有するユニット受けに上部筐体
外壁側より前記開口部を介して装着されて保持されても
よい。これらの場合、トナーの消費に伴いトナー補給容
器を個々にまたはユニットとして一体的にユニット受け
から取出されて更新される。

さらにまた個々のトナー補給容器にトナー補給手段を設
けて、随時トナー補給できるようにしてもよい。例えは
プロセスカートリッジを引出した後、各トナー補給容器
の上面に設けたトナー補給用開口部（通常は開閉扉によ
り閉じられている）よりトナー補給されてもよく、また
トナー補給容器を上部筐体側壁に固定しておき、該側壁
にトナ補給手段を設け、プロセスカートリッジの挿脱と
無関係に随時トナー補給できるようにしてもよい。

前記構成としたことにより、装置内の空間が有効利用さ
れ、装置のコンパクト化が達成され、しかもトナー補給
容器と現像器とが近接、対向配置とされているため、補
給パスが短縮され、それだけトナー補給が円滑に達成さ
れる等の利点を生ずる。その外プロセスカートリッジの
更新がコスト面で有利となるなどの利点も生ずる。

本発明のカラー画像形成装置はアナログまたはデジタル
方式のいづれでもよいが、好ましくはデジタル方式とさ
れる。

デジタル方式のカラー画像形成装置としては、カラース
キャナを備えたカラー複写機とされてもよく、またマイ
コン若しくはファクシミル等の外部信号により像形成を
行うカラープリンタとされてもよい。さらにまたベルト
状像担持体上に各色トナー像を形成し、これを転写材上
に一括転写・定着してカラー画像を形成する方式とされ
てもよく、また前記像担持体上に各色トナー像を形成す
る度に中間転写体上に重ね合わせて転写してカラートナ
ー像を形成し、これを転写紙上に一括転写・定着してカ
ラー画像を形成する形式とされてもよい。

さらにまた転写紙を保持した中間転写体上に各色トナー
像を毎回転写してカラートナー像を形成し、このカラー
トナー像を担持した転写紙を中間転写体から分離・定着
してカラー画像を形成してもよい。

前記デジタル方式のカラー画像形成装置においては、上
部筐体に前記プロセスカートリッジが装着される外に、
定着装置および排紙装置等が組込まれ、装置本体側には
書込み用光学装置、給紙装置、転写紙搬送装置、転写器
（場合によっては中間転写体）等が組込まれる。またカ
ラー画像形成装置がカラー複写機とされる場合は、上部
筐体の一部にカラースキャナを搭載するのが好ましい。

〔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。

（実施例１） 第１図、第２図および第３図は本実施例を説明するカラ
ープリンタの断面図であり、それらのうち第１図は上部
筐体閉蓋時、第２図は開蓋時の断面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ断面図である。

第１図において、ｌは転写器側の駆動ローラ２とクリー
ニング装置側の従動ローラ３および張り検案内板４と弛
み側受はローラ５によって略水平に張設されたベルト状
の感光体、６と７は省略されることもあり得るか従動ロ
ーラ３の位置で感光体１の面に対向するクリーニング前
除電ランプとスコロトロンコロナ放電器を用いた除電器
である。

８は同じく従動ローラ３の位置で感光体ｌの面に対向し
て設けられたクリーニング装置である。９は張り検案内
板４の位置で感光体ｌの面に対向する帯電器、１０は出
力部か張り検案内板４の位置で感光体１の面に対向する
レーザ書込み装置ユニット、現像器１１Ｙ、１１Ｍ、］
］ＧおよびＩＩＢＫは張り検案内板４の面に沿って現像
開口部を上方に向けて並列配置され、壁面の一部を互に
共有して一体化されている。またこれらの各現像器は感
光体面と間隙を隔てて配置されていて交番電界下に非接
触反転現像方式で現像するものとされる。

１２は駆動ローラ２の位置て感光体ｌの面に対向するコ
ロナ放電器を用いた転写器、１３は転写紙Ｐを収容した
カセット１３ａとカセット１３ａの最上部の転写紙Ｐを
送り出す送り出しローラ１３ｂとから成る給紙装置、１
４は給紙装置１３から送り出された転写紙Ｐを熱ローラ
定着装置１５ａへと導く転写紙通路、１６は像形成タイ
ミングに合わせて転写紙Ｐを転写部へ送り込むレジスト
ローラである。

本実施例のカラープリンタは第２図に示すように、装置
本体１８に対して蝶番１９を介して上部筐体２０を上方
に開放可能なタラムシエル構造とされ、前記上部筐体２
０にはトナー補給容器を介在させたプロセスカートリッ
ジ２１が前記トナー補給容器を残して挿脱可能に装着さ
れ、かつ定着装置１５ａ。

排紙ローラ１５ｂ１排紙経路１５ｃ等が配設されている
。

前記プロセスカートリッジ２１内には前記駆動ローラ２
と従動ローラ３間に張架されたベルト状感光体１、転写
前除電ランプ６、除電電極７、クリニング装置８、帯電
器９および複数の現像器１１Ｙ。

ｌ　ＬＭ、　ｌ　Ｉｃ、　１１ＢＫ等が一体的に内包さ
れている。

前記ロー２２および３間に介在されたトナー補給容器１
４Ｙ、　１４Ｍ、　１４ｃ、　１４ＢＫは上部筐体２０
の背面側壁に固定されていて、該上部筐体に残してプロ
セスカートリッジが引き出される。また、前記各トナー
補給装置のそれぞれにはｌ・ナー補給管２２Ｙ、２２Ｍ
。

２２Ｃ，２２ＢＫが結合されていて、その延長部が現像
器と連結されトナー補給可能とされている。なおりリー
ニング装置８は像形成時バネ８ａの張力により廃トナー
搬送管８ｃを軸として感光体１側に傾動され、装置２内
のクリーニングブラシ８ｄが感光体１に圧接されるが、
不用時には図示しないソレノイドの作用により軸８ｂが
変移して離間される。

以下第２図のＡ−Ａ断面図である第３図によりトナー補
給容器と現像器とのトナー補給機構を説明する。

トナー補給容器１４Ｙ中にはトナー搬送管２３Ｙが配設
されていて、前記容器１４Ｙ中のトナーが前記搬送管２
３Ｙ中のコイルバネ２５Ｙにより容器外に搬送される。

前記トナー搬送管２３Ｙの先端部には現像器ｌｌＹのト
ナー補給室２８Ｙに連結されるトナー補給管２２Ｙが】
１ 機密に嵌着され、トナー搬送管２３Ｙで搬送されたトナ
ーはトナー搬送管２２Ｙ内のコイルバネ２４Ｙによりさ
らに搬送されて前記トナー補給室２８Ｙへと送り込まれ
る。前記コイルバネ２５Ｙおよび２４ＹはモタＭ１およ
びＭ２により回転駆動される。トナー室２８Ｙに送込ま
れたトナーは現像器１１Ｙ内にスクリューコンベヤー２
６により送込まれ、現像ロール２７により汲上げられ、
該現像ロール２７により感光体１上の静電潜像が非接触
反転現像方式で現像される。

なお前記スクリューコンベヤー２６および現像ロール２
７は外部駆動軸に結合されたギヤＧ　１．　Ｇ　ｚ　、
　Ｇ　３およびＧ、により駆動される。ところでトナー
補給容器１４Ｙは、他のトナー補給容器１４Ｍ、　１４
Ｃ，１４ＢＫと共に上部筐体２０の背部壁面に固定され
たケース２９内に収容されているが、各ｉ・ナー補給容
器は取手３０を把持してそれぞれ後方に引出すことによ
り交換可能とされている。

かくしてベルト状感光体１１現像器１１Ｙ、ＩＩＭ、Ｉ
Ｉｃ。

１１ＢＫその細帯電器、クリーニング装置等を含むプロ
セスカートリッジ２１はトナー補給容器１４Ｙ、１４Ｍ
。

１４Ｃ，１４ＢＫ、　　トナー搬送管２３Ｙを残して矢
印方向に引出し可能とされる。このときＩ−ナー搬送管
２２Ｙはトナー搬送管２３Ｙと切離され、現像器のトナ
ー補給室と一体的に引出される。

なおりリーニング装置８のトナー回収管軸８ｃには、廃
トナー搬送管６３が結合されていて、装置前部に設けた
トナー回収容器６０から伸びる廃トナ搬送管６２と連結
部６１で結合されている。上部筐体の開放時には、前記
廃トナー搬送管６２と６３は連結部６１で切離される。

なお装置本体１８側には書込み装置ユニットＩＯ１給紙
力セツ）１３ａおよび給紙ロール１３ｂから成る給紙装
置Ｉ３、転写紙搬送経路１４、タイミングロール１６、
転写極１２、トナー回収容器６０等が含まれ、前記書込
みユニットＩＯ内には、モータ３１により高速回転され
るポリゴンミラー３２、ｆ−θレンズ３３、反射ミラー
３４．３５等が組込まれている。

以下前記装置構成を有する本実施例のプリンタの像形成
プロセスについて説明する。

まずベルト状感光体１の１回転目において、除電ランプ
６および除電器７により感光体１面を除電し、クリーニ
ング装置８を作動状態として感光体１面かクリーニング
された。クリーニングされた感光体面に帯電器９により
一様な帯電か付与され、外部色信号（Ｙ）により変調さ
れた半導体レーザ光を照射してドツト状の静電潜像が形
成された。

この静電潜像は現像器１１Ｙにより２成分系現像剤を用
いて非接触反転現像され、感光体１上にＹトナー像か形
成された。

次いで感光体１の２回転目において、不作動状態に置か
れている他の現像装置１１Ｍ　−１ＩＢＫ、転写器１２
およびそのときまでに不作動状態に置かれた除電ランプ
６、帯電器７、クリーニング装置８の位置を通過して帯
電器９による再び帯電され、その帯電面にＭ信号により
変調されたレーザ光による像露光、現像器１１１．ｔに
よる同様の現像が行われて前記Ｙトナー像上にＭトナー
像が形成された。

同様にして感光体の３，４回転によりＣ信号、ＢＫ倍信
号よる像露光、現像器１１Ｇ、現像器１１ＢＫによる同
様の現像を経て前記各色Ｉ・ナー像上にＣトナー像、Ｂ
Ｋ）ナー像が重ねて形成され、カラートナー像が得られ
た。

かくして得られるカラートナー像が給紙装置１３からレ
ジスタローラ１６を介して転写器１２の位置に送り込ま
れて来た転写紙Ｐに転写され、そして転写紙Ｐが定着装
置１５ａを通ってカラー画像を定着され、排紙ローラ１
５ｂによって排紙通路１５ｃから排出されカラー画像が
形成された。

本実施例の像形成プロセスは６万回に亘り継続して行わ
れた。途中３万回においてトナー補給容器のトナーが不
足したので背面よりトナー補給容器１４Ｙ、　１４Ｍ、
　１４Ｇ、　１４ＢＫを取り出してトナーの充填を行い
、６万回プリント時感光体および現像剤の疲労によりプ
ロセスカートリッジ２１を交換して次の像形成に備えた
。

かくして６万回の前記像形成に際し、高濃度、高解像力
のカラー画像が安定して得られた。

（実施例２） 第４図および第５図は本実施例を説明する図であり、第
４図は本実施例のカラープリンタの開蓋時の断面図、第
５図はプロセスカートリッジを上部筐体より取り外す時
のトナー補給容器との関連を説明する斜視図であり、第
１図に示す実施例１のカラープリンタと同一内容には同
じ符号が付されている。

本実施例のカラープリンタと実施例１のカラプリンタと
は以下の点で相違している。

（１）即ち本実施例のカラープリンタではベルト状感光
体１上にＹ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色トナー像を形成する度
に中間転写体に転写し、該中間転写体上で各色トナー像
を重ね合わせてカラートナー像を形成し、該カラートナ
ー像を給紙装置１３かもタイミングを合わせて搬送され
た転写紙Ｐ上に一括転写される。

このため中間転写ベルト５０が設けられ、該転写ベルト
５０は駆動ローラ５Ｌ従動ローラ５２、テンションロー
ラ５３に掛渡されて矢印方向に回動し、前記ベルト状感
光体上に形成された各色トナー像は順序転写極５４の作
用で前記中間転写ベルト５０上に転写される。さらに該
転写ベルト５０上に形成されたカラートナー像は給紙装
置１３の給紙力セラ１１３ａから給紙ローラ１３ｂによ
って給紙され、搬送経路１４ａ１　タイミングローラ１
６によりタイミングを合わせて搬送された転写体Ｐ上に
転写極１２の作用で括転写される。転写されたカラート
ナー像を担持した転写紙は搬送経路１４１〕を介して定
着装置１５ａにより定着され、排紙ローラ１５ｂにより
排紙経路１５ｃを経て排紙部１５ｄへと排出された。な
お５５は前記中間転写ベルト５０のカイト部材であり、
５６は前記転写ベルト５０上に付着した１ヘナーのクリ
ーニング装置であり、搬送管５７を介して廃１・す−回
収容器５８に回収される。

（２）第５図はプロセスカートリッジ２１と１・す補給
容器１４Ｙ、１４Ｍ、１４ｃ、１４ＢＫとの関係を示し
ており、その構成は実施例１の第１図のカラープリンタ
の場合と殆ど同様とされるか理解を深めるため斜視図を
以て示した。ここで実施例１では各トナー補給容器か上
部筐体側壁から外方に引出して交換可能とされていたか
、本実施例の場合は上部筐体側壁に固定された１・す−
補給容器収容ボノ／ス内に上方より落し込まれていて、
交換可能とされている。

即ちトナー補給容器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ，１４ＢＫ
は上部筐体２０の側壁に固定板２０により固定して支持
された容器ボックス４１に上部より落し込まれている。

従って必要により前記各トナー補給容器を容器ボックス
４１から上方に引出して交換可能とされるが、通常は各
トナー補給容器上面に設けた開口部４２Ｙ、４２Ｍ、４
２Ｃ，４２ＢＫよりトナー補給される。なお前記開口部
にはそれぞれ開閉蓋が設けられていて、トナ補給時以外
は閉蓋により密閉されている。

プロセスカートリッジ２１が上部筐体２０に装着される
とトナー補給容器を収容した容器ボックス４１がプロセ
スカートリッジ２１のベルト状感光体１の内部に設けら
れた容器ボックス収容室４４に嵌装される。この際各ト
ナー補給室から伸びるトナー搬送管２３Ｙ、２３Ｍ、２
３Ｃ，２３ＢＫはボックス収容室４４の前壁に設けられ
た孔４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ，４５ＢＫを貫通して各現
像器に付設されたトナー補給室２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ
，２８ＢＫから伸びるトナー搬送管２２Ｙ　、　２２Ｍ
　、　２２Ｃ、２２ＢＫの内側に嵌挿されることにより
両Ｉ−ナー搬送管が連結され、トナー補給可能とされる
。

なお、前記プロセスカートリッジの装着時各トナー搬送
管に設けられたシャッタＳ　Ｉｔｓ　２．Ｓ　３゜Ｓ、
は遮蔽されているが像形成時ソレノイド（図示せず）の
作用で開放され、かつ実施例１の場合と同様各トナー搬
送管内に装備されたバネコイルの回転によりトナー補給
が行われる。

なお前記容器ボックス収容室４４はローラ２および３の
内側に設けた側板４６ａ、４６ｂと底板４６ｃと、前板
４６ｄにより形成されている。

以上の構成の本実施例のカラープリンタを用いて実施例
１の場合と同様６万回に亘り像形成を行った。その間２
万回毎にプロセスカートリッジ２１を引き出し、トナー
補給容器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ，１４ＢＫに開口部４
２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ，４２ＢＫを介してトナー補給を
行い、６万回でプロセスカートリッジ２１を交換して次
の像形成に備えた。その結果終始高濃度、高解像力のカ
ラー画像が得られた。

〔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画像形成装
置によれば、装置内の空間が有効に利用されているため
装置が小型、軽量、コンパクトに纒められていると共に
長期に亘り、高画質のカラー画像を安定供給可能とされ
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１のカラープリンタの閉
蓋時および開蓋時の断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断
面図である。第４図は実施例２のカラープリンタの開蓋
時の断面図、第５図はプロセスカートリッジとトナー補
給容器の関係を説明する斜視図である。 ■・・・ベルト状感光体 ６・・・クリーニング前除電ランプ ７・・・クリーニング前帯電器 ８・・・クリーニング装置 】０・・・書込みユニット １１Ｙ、ＩＩＭ、］、ＩＣ，ＩＩＢＫ・・・現像器１３
・・・給紙装置 １４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ，１４ＢＫ・・・トナー補給容
器１８・・装置本体　　　　２０・・上部筐体２２Ｙ　
、　２２Ｍ　、　２２Ｃ、２２ＢＫ・・・トナー搬送管
５０・・・中間転写ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２個のローラを介して略水平に回動さ
   れるベルト状像担持体と、該像担持体の下面に並列配置
   された複数の現像器とを有するカラー画像形成装置にお
   いて、前記像担持体と複数の現像器とを内包するプロセ
   スカートリッジを構成し、該プロセスカートリッジを有
   する上部筐体を、像露光手段と転写紙搬送手段を有する
   装置本体に対して開放可能に設け、かつ前記ベルト状像
   担持体を回動するローラ間に前記複数の現像器にトナー
   を補給するトナー補給容器を装填する空間を設けたこと
   を特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）前記プロセスカートリッジが、該カートリッジ内
   のトナー補給容器を上部筐体に残して該上部筐体から取
   り出し可能とした請求項（１）のカラー画像形成装置。