JPH07325479A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像カートリッジ及び像担持体の損傷を防止
して、それらの長寿命化を図ると伴に両者の着脱性を向
上させる。 【構成】 画像形成時の現像カートリッジの位置と、現
像カートリッジの現像カートリッジ選択機構に対する着
脱位置とを異なる位置とする。これにより、現像カート
リッジ及び像担持体の着脱時における接触による損傷を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式などを用
いた複写機やプリンタ等とされる多色画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多色画像形成装置は、図８に示す
ように、露光装置１１０により像担持体１０４上に複数
色の各色成分に応じた潜像を形成し、この潜像を現像装
置１０５により各色成分に応じた現像剤で現像し、この
現像像を回転する転写ドラム１０３上に給紙カセット１
０１から給送された転写材上に転写する工程を複数回繰
り返して多色画像を形成した後、定着装置１０６により
定着し永久像を得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の現像装置１０５
は、回転保持部材１０６と、この回転保持部材１０６に
固定的に保持された４個の現像ユニット105a、105b、10
5c、105dとを備えている。４個の現像ユニット105a、10
5b、105c、105dには例えばマゼンタ、シアン、イエロ
ー、ブラック等のトナーがそれぞれ収容されている。ト
ナーが消費された場合には各色のトナーを貯蔵したトナ
ー補給装置１２０からそれぞれ対応する色の現像ユニッ
ト105a、105b、105c、105dに補給される。

【０００４】ところで、上記従来例におけるカラー画像
形成装置において、像担持体１０４や現像装置１０５等
を例えば保守点検する時には、図８に示すような画像形
成状態にて、像担持体１０４や現像ユニット105a、105
b、105c、105dの現像スリーブ115a、115b、115c、115d
等を機外に引き出すことにより行なうのが一般的であっ
た。

【０００５】しかしながら、画像形成状態では、現像ユ
ニット105a、105b、105c、105dの現像スリーブ115a、11
5b、115c、115dと像担持体１０４が最も接近した状態で
あり、この状態において現像ユニット105a、105b、105
c、105dもしくは像担持体１０４が着脱されると、像担
持体１０４の表面又は現像スリーブ115a、115b、115c、
115dの表面を損傷する危険性がきわめて高かった。

【０００６】従って、本発明の目的は、現像カートリッ
ジ及び像担持体の損傷を防止してそれらの長寿命化を図
ると共に現像カートリッジ及び像担持体の着脱性を向上
させることのできる多色画像形成装置を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、現像剤を収容する現像剤収納部と、現像を行うため
の現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体よ
り独立で着脱自在な複数の現像カートリッジを、潜像が
形成される像担持体の回転軸と平行な軸の周囲に該軸を
中心として回転可能に保持し、前記像担持体に対向した
位置に選択的に回転移動して順次現像を行なう現像カー
トリッジ選択機構を備えた多色画像形成装置において、
前記複数の現像カートリッジのうち選択された現像カー
トリッジを前記現像カートリッジ選択機構に対して着脱
する時の着脱位置と、前記選択された現像カートリッジ
の画像形成位置とが異なることを特徴とする多色画像形
成装置である。

【０００８】前記選択された現像カートリッジを前記着
脱位置に移動するため前記現像カートリッジ選択機構を
手動にて回転させる駆動手段を具備するのが好ましい。

【０００９】前記着脱位置に前記選択された現像カート
リッジを装置本体に対して離脱装着するためのスライダ
ーを具備するのが好ましい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る多色画像形成装置を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００１１】「画像形成装置の全体説明」まずカラー画
像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説
明する。尚、図１はカラー画像形成装置の一態様である
レーザービームプリンタの全体構成説明図である。

【００１２】本装置は図１に示すように、給送部１から
給送した転写材２を転写ドラム３に巻き付け、この転写
材２に回転移動可能な４つの現像器を装填してなる画像
形成部で現像され多重転写方式によりカラー画像を形成
する。そしてこの転写材２を定着部６へ搬送してカラー
画像を転写材２に定着し、排出ローラ対７によって装置
上部の排出部８へ排出する。

【００１３】尚、上記回転可能な現像器は装置本体９に
対して個別に着脱可能に構成している。

【００１４】上記画像形成部への露光はスキャナー部１
０から送られる。即ち、画像信号がレーザーダイオード
に与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に
対応する画像光をポリゴンミラー１０ａへ照射する。こ
のポリゴンミラー１０ａはスキャナーモーターによって
高速で回転し、ポリゴンミラー１０ａで反射した画像光
が結像レンズ１０ｂ及び反射ミラー１０ｃを介して像担
持体ユニットの露光部から照射して像担持体４ａを選択
的に露光するように構成している。

【００１５】次に上記画像形成部の各部の構成について
順次詳細に説明する。

【００１６】「給送手段」給送手段１１は画像形成部へ
転写材２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収
納した給紙カセット１ａを装置本体９の内底部に装填す
る。画像形成時には給送ローラ１ｂ、１ｆが画像形成動
作に応じて駆動回転し、カセット１ａ内の転写材２を一
枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板１ｃによってガイ
ドし、レジストローラー１ｅを通り転写ドラム３へと給
送するものである。

【００１７】「転写ドラム」転写ドラム３は給送された
転写材２を巻き付け、各色トナーを転写材２に転写する
ために図１の矢印方向へ回転するものである。

【００１８】本実施例に係る転写ドラム３は直径約１６
０ｍｍのアルミニウムシリンダー３ａの外周にスポンジ
やゴム等の弾性体層３ｂを形成し、その外周に抵抗層３
ｃを形成し、最外周に誘電体層３ｄを形成してなる。こ
の転写ドラム３は固定軸３ｅに回転自在に軸支され、上
記転写ドラム３に固着した図示しないギヤに駆動モータ
の駆動力を伝達することにより、画像形成動作に応じて
図１の矢印方向へ回転するように構成している。

【００１９】又上記転写ドラム３の外周所定位置にはグ
リッパー３ｆが設けてあり、給送した転写材２の先端を
把持するようにしている。更に静電吸着ローラ３ｇが転
写ドラム３の外周に接離可能に設けてあり、転写材２を
上記静電吸着ローラ３ｇと転写ドラム３とによって挟み
込むようにして転写ドラム３の外周に圧接し、且つ静電
吸着ローラ３ｇと転写ドラム３との間に電圧を印加する
ことにより、誘電体である転写材２と転写ドラム３の誘
電体層３ｄに電荷を誘起し、転写材２を転写ドラム３の
外周に静電吸着するように構成している。

【００２０】尚、上記転写材２を転写ドラム３に吸着す
る方法としては、上記静電吸着に限らず、空気による吸
引方法等で構成してもよい。

【００２１】「像担持体ユニット」本実施例に係る像担
持体４ａは直径約４０ｍｍのアルミニウムシリンダーの
外周面に有機光導電体層を塗布して構成し、回転軸を像
担持体ユニットカバー４に回動自在に軸支している。像
担持体周上には、クリーナー４ｃ、１次帯電手段４ｂが
配置され、また上記回転軸の一方端に図示しない駆動モ
ーターの駆動力を伝達することにより、像担持体４ａを
画像形成動作に応じて図１の矢印方向へ回転させるよう
にしている。このユニットは、装置本体に対し着脱自在
であり、像担持体の寿命に合わせて容易に交換可能であ
る。

【００２２】「帯電手段」帯電手段４ｂは特開昭６３−
１４９６６９号公報に示すような、所謂接触帯電方法を
用いたものであり、導電性ローラを像担持体４ａに当接
させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって
像担持体４ａの表面を一様に帯電させるものである。

【００２３】「クリーニング手段」クリーニング手段は
現像手段５によって像担持体４ａに可視像化されたトナ
ーが転写材２に転写された後、像担持体４ａ上に残った
トナーをクリーニングするものであり、本実施例のクリ
ーニング手段４ｃは、廃トナー容器の中に通された廃ト
ナー搬送スクリュウ４ｄにより本体側面に取付けられた
廃トナー容器に送られ、廃トナー容器の廃トナーが満杯
になると取り外して交換するようにしている。

【００２４】「現像手段」現像手段５は、上記潜像を可
視像化するために、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラ
ッックの各色現像を可能とする４個の現像器５Ｍ、５
Ｃ、５Ｙ、５Ｂｋを備えている。

【００２５】これら４個の現像器５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５
Ｂｋは軸５ｅを中心として回転可能に配置され、さらに
各現像器の中心が公転ギアの外周に配置された自転ギヤ
に連動して回転するため、その姿勢は常に一定に保たれ
ている。

【００２６】画像形成に際してはマゼンタ、シアン、イ
エロー、ブラックの各色現像に対応した現像器５Ｍ、５
Ｃ、５Ｙ、５Ｂｋが軸５ｅを中心に回転移動し、所定の
現像器が、像担持体ユニットに対向した位置に止まり、
さらに現像スリーブが像担持体４ａに対し微小間隔（３
００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた
後、像担持体４ａに上記トナーによる可視像を順次形成
する。現像する色に対応する容器内のトナーを送り機構
によって塗布ローラ５ａへ送り込み、回転する塗布ロー
ラ５ａ及びブレード５ｃによって回転するスリーブ５ｂ
の外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与
（摩擦帯電）する。このスリーブ５ｂと、潜像が形成さ
れた像担持体４ａとの間に現像バイアスを印加すること
により、潜像に応じて像担持体４ａにトナー現像を行う
ものである。

【００２７】また各現像器のスリーブ５ｂは各現像器が
現像位置に回転移動されたとき装置本体９に設けられた
各色現像用高圧電源と接続されており、各色の現像毎に
選択的に電圧が印加される。

【００２８】「定着部」定着部６は上記現像手段５によ
って転写ドラム３に巻き付けた転写材２に形成した画像
を定着させるものであり、図１に示すように、駆動回転
する駆動ローラ６ａと、これに圧接して転写材２に熱及
び圧力を印加する定着ローラ６ｂとを備えている。即
ち、転写ドラム３から剥離した転写材２は定着部６を通
過する際に駆動ローラ６ａで搬送されると共に、定着ロ
ーラ６ｂによって熱及び圧力を印加される。これにより
画像形成トナーが転写材２に定着する。

【００２９】尚、定着ローラ６ｂにはクリーニング部材
６ｃが接触しており、定着ローラ６ｂに付着したトナー
はクリーニング部材６ｃによって除去されるように構成
されている。

【００３０】「画像形成動作」次に上記のように構成さ
れた装置によって画像形成を行う場合の動作について説
明する。

【００３１】先ず、図１に示す給送ローラ１ｂ、１ｆを
回転して給紙カセット１ａ内の転写材２を１枚分離し、
転写ドラム３へ給送する。転写ドラム３は図１の矢印方
向へ回転して給送された転写材２の先端をグリッパー３
ｆで把持する共に、その周面に転写材２を静電吸着す
る。

【００３２】転写ドラム３の回転と同期して像担持体４
ａを図１の矢印方向へ回転し、帯電手段４ｂによって像
担持体４ａ表面を均一に帯電すると共に、スキャナー部
１０によりマゼンタ画像の光照射を行い、像担持体４ａ
上にマゼンタ潜像を形成する。この潜像形成と同時にマ
ゼンタ現像器５Ｍを駆動し、像担持体４ａ上の潜像にマ
ゼンタトナーが付着するように像担持体４ａの帯電極性
と同極性で略同電位の電圧を印加してマゼンタ現像し、
転写ローラ３に上記トナーと逆極性の電圧を印加して像
担持体４ａ上のトナーを転写ドラム３上の転写材２に転
写する。

【００３３】上記のごとくしてマゼンタトナーの転写が
終了すると、次の現像器が回転移動し、像担持体４ａに
対向した位置に位置決めされ、マゼンタと同様にしてシ
アン、イエロー及びブラックの潜像形成及びトナー転写
を順次行い、転写材２上にカラー画像を形成する。

【００３４】そして画像形成後、転写材２を転写ドラム
３から剥離して定着部６へ搬送し、該定着部６でトナー
定着を行った後に排出ローラ対７によって排出トレイ８
へ排出して画像形成を終了するものである。

【００３５】次に、本発明の特徴部分である現像カート
リッジの着脱機構について、図２乃至図７を参照して説
明する。

【００３６】図２及び図３において、現像カートリッジ
５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋを回転軸５ｅを中心として回
転自在に支持するカートリッジホルダー７０は、装置奥
側、図３において左側に歯車５３を具備し、また装置手
前右側にスパイダ部材５７を備えている。

【００３７】歯車５３は、駆動モータ６５により駆動歯
車６６を介して一方向に回転される。又、歯車５３に対
してノブ用歯車５２が係合離脱可能に設けられ、係合状
態において駆動手段たるノブ５５をその中心軸５４を中
心として左右いずれかの方向に回動することにより、歯
車５３を介して現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５
Ｂｋを所望位置、即ち着脱位置に移動することができ
る。

【００３８】また、図２及び図３において明らかなよう
に、例えばマゼンタ用現像カートリッジ５Ｍを代表例と
して説明すると、マゼンタ用現像カートリッジ５Ｍは、
左端部中心に装置奥方向に突出する第１位置決めピン５
ｎを有し、右端の上部及び左右部には３個の第２位置決
めピン５ｍを有しており、第１位置決めピン５ｎが歯車
５３の孔に、第２位置決めピン５ｍがスパイダ部材５７
の孔にそれぞれ嵌合することにより、現像カートリッジ
選択機構であるカートリッジホルダー７０に支持されて
いる。

【００３９】更に、図２に示すように、カートリッジホ
ルダー７０の下方には、現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、
５Ｍ、５Ｂｋをカートリッジホルダー７０に対して着脱
するためのスライダー６２が設けられている。図３にて
明らかなように、スライダー６２の装置奥側には引張バ
ネ６４が本体フレーム６１との間に取付けられており、
又スライダー６２の中間部には異形部材である引掛け爪
６３がＱ点を支点として回動自在に取付けられている。

【００４０】ところで図１に示すマゼンタ用現像カート
リッジ５Ｍと像担持体４の位置関係は、画像形成時の配
置を示している。つまり、像担持体４ａに現像スリーブ
５ｂが最も接近している状態である。これに対し、図２
はマゼンタ用現像カートリッジ５Ｍの着脱時における現
像カートリッジ５Ｍと像担持体４ａの配置を示してい
る。尚、これは他の現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｂ
ｋについても同様である図１及び図２において明らかな
ように、現像カートリッジ着脱時の配置は、画像形成時
における配置とは完全に異なる配置をとっている。

【００４１】これは、以下の２つの理由による。即ち、 １．画像形成時は、現像カートリッジ５Ｍの現像スリー
ブ５ｂと像担持体４ａが最も接近した状態であり、この
状態において現像カートリッジ５Ｍもしくは像担持体４
ａを着脱すると、像担持体４ａ表面又は現像スリーブ５
ｂの表面を損傷する危険性がきわめて高い。

【００４２】２．現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、
５Ｂｋを支持しているカートリッジホルダー７０は、現
像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋを所定の位置
に回転移動させるために回転中心５ｅと同一中心上に構
成されている歯車５３に噛み合い保持されている。つま
り、ここで画像形成時における現像カートリッジ５Ｍの
配置と現像カートリッジ着脱時における現像カートリッ
ジ５Ｍの配置を同じにすることは、歯車５３の噛み合い
位置が両配置時において同一となることを意味してい
る。

【００４３】また、この現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、
５Ｍ、５Ｂｋを含むカートリッジホルダー７の慣性モー
メントは大きくまた高速で回転位置決めが要求されるた
め、噛み合っている歯車５３の歯には多大な負荷が加わ
り、最悪の場合クリープによる歯の破壊、又は歯の摩耗
による位置精度の低下などの原因となるので、少なくと
もカートリッジホルダー７０を画像形成時と現像カート
リッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋの着脱時とで異なる位
置にあるようにすることにより、同一位置における歯車
の噛み合いを避け、上記のような現象の発生頻度を低く
することが可能となる。

【００４４】さらに、図１に示す状態で像担持体４ａを
不用意に脱しようとした場合、図のごとく像担持体４ａ
の端部が現像カートリッジ５Ｍの外形部より内部に存在
するために像担持体４ａの端部が現像カートリッジ５Ｍ
の外形部に当たるため脱することができず、現像スリー
ブ５ｂ及び像担持体４ａに損傷を与えることになる。し
かしながら、上述の如く、カートリッジホルダー７０を
画像形成時と現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂ
ｋの着脱時とで異なる位置にあるようにすることによ
り、現像スリーブ５ｂ及び像担持体４ａの損傷を防止す
ることができる。

【００４５】次に、現像カートリッジにおける着脱機構
の一連の動作について説明する。

【００４６】図２及び図３は、カートリッジホルダー７
０に現像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋが保持
された状態を示している。現像カートリッジ５Ｙ、５
Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋはその位置決めピン５ｍ、５ｎがカー
トリッジホルダー７０の孔に嵌合することにより固定さ
れている。

【００４７】又、図２及び図３に示す状態において、現
像カートリッジ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂｋは不図示のラ
ッチ等で係止されているので、回転軸５ｅと平行な方向
にはある力以上、例えば３００ｇ程度を加えない限り保
持され続ける。

【００４８】例えば現像カートリッジ５Ｍを機外に引き
出すときには、図６に示すように、装置本体９の扉５０
を開放し、ノブ５５を適宜方向に回転することにより、
現像カートリッジ５Ｍをスライダー６２上に移動する。

【００４９】次にこの状態でスライダー６２を矢印ｐの
方向に引くと、図４に示すようにスライダー６２にＱ点
を支点として回動可能な状態で取り付けられている引掛
け爪６３が矢印方向に回動しフレーム６１の角部Ｒに当
たる。これにより、引掛け爪６３は図４に示すごとく時
計回りに回転し、現像カートリッジ５の下面の突起部５
ｐに当接する。

【００５０】更に、この状態よりスライダー６２を矢印
ｐの方向に引くと現像カートリッジ５Ｍは、その第１及
び２の位置決めピン５ｎ、５ｍが、図５に示すごとくカ
ートリッジホルダー７０より外れ交換可能状態となる。

【００５１】機外に引き出されたスライダー６２は、本
体フレーム６１に固定されている引張バネ６４により再
度図３に示す状態へ復帰する。

【００５２】また、例えば新規の現像カートリッジ５
Ｍ’をカートリッジホルダー７０に取付ける際には、図
７に示すように、扉５０を開放した状態で現像カートリ
ッジ５Ｍ’を装置本体の挿入口５６より図３に示す矢印
Ｔ方向に挿入し、カートリッジホルダー７０の孔に位置
決めピン５ｍ、５ｎを嵌合させることにより、カートリ
ッジホルダー７０に保持させる。尚、この時のカートリ
ッジホルダー７０の停止位置は、旧現像カートリッジ５
Ｍを引き出したときと同位置であることはいうまでもな
い。

【００５３】以上のように、現像カートリッジの着脱位
置と、現像カートリッジによる画像形成位置とが異なる
構成としたことにより、現像カートリッジの着脱時等に
おいて現像カートリッジ及び像担持体の接触による損傷
を防止することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による多色画像形成装置は、複数の現像カートリッジの
うち選択された現像カートリッジを現像カートリッジ選
択機構に対して着脱する時の着脱位置と、前記選択され
た現像カートリッジの画像形成位置とが異なる構成とし
たことにより、現像カートリッジの着脱時等において現
像カートリッジ及び像担持体の接触による損傷を防止す
ることができ、それらの長寿命化を達成でき、又現像カ
ートリッジ及び像担持体の着脱性を向上させることので
きる。従って、経済性の向上及び作業性の改善に大きく
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多色画像形成装置の一実施例を示
す全体構成図である。

【図２】図１の多色画像形成装置における現像カートリ
ッジの保持状態を、正面から見た説明図である。

【図３】現像カートリッジの保持状態を側面から見た説
明図である。

【図４】図３の状態からスライダーを引き出す状態を示
す説明図である。

【図５】図４の状態からスライダーを更に引き出し、現
像カートリッジが保持状態から離脱状態に移行した状態
を示す説明図である。

【図６】装置本体の扉を開放し、スライダーを多少引き
出した状態を示す装置本体の斜視図である。

【図７】現像カートリッジを装置に装着する状態を示す
装置本体の斜視図である。

【図８】従来の多色画像形成装置を示す構成図である。

【符号の説明】

４ａ 像担持体 ５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、Ｂｋ 現像カートリッジ ５ｂ 現像スリーブ ５ｅ 回転軸 ５ｍ、５ｎ 位置決めピン ５２ ノブ（手動駆動手段） ５７ スパイダ部材 ６２ スライダー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像剤収納部と、現像
   を行うための現像手段とを一体的にカートリッジ化し、
   装置本体より独立で着脱自在な複数の現像カートリッジ
   を、潜像が形成される像担持体の回転軸と平行な軸の周
   囲に該軸を中心として回転可能に保持し、前記像担持体
   に対向した位置に選択的に回転移動して順次現像を行な
   う現像カートリッジ選択機構を備えた多色画像形成装置
   において、 前記複数の現像カートリッジのうち選択された現像カー
   トリッジを前記現像カートリッジ選択機構に対して着脱
   する時の着脱位置と、前記選択された現像カートリッジ
   の画像形成位置とが異なることを特徴とする多色画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記選択された現像カートリッジを前記
   着脱位置に移動するため前記現像カートリッジ選択機構
   を手動にて回転させる駆動手段を具備したことを特徴と
   する請求項１の多色画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記着脱位置に前記選択された現像カー
   トリッジを装置本体に対して離脱装着するためのスライ
   ダーを具備したことを特徴とする請求項１又は２の多色
   画像形成装置。