JPH08272279A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像器、クリーニング装置を収容するプロセ
スカートリッジが画像形成装置に装着されている間、ト
ナーの供給や廃トナーの回収を禁止して装置内にトナー
が溢れるのを防止する。 【構成】 プロセスカートリッジ３０の上面を回転式の
開閉蓋３１を操作することによって開閉可能とし、カー
トリッジ３０が画像形成位置に装着されている状態では
カム板６１Ａの押し上げによってカートリッジ３０の内
設するロック部材３３が開閉蓋３１のロックピンＰ４を
係合して開閉蓋３１の開放を阻止し、カートリッジ３０
が右方向に平行移動するとロック部材３３がカム板６１
Ａより外れて時計方向に回動し、ロックピンＰ４を係合
より解除して開閉蓋３１を開放可能とするように構成し
たことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体の周面に複数
の帯電手段、像露光手段ならびに現像手段を配置して、
像形成体の一回転中にトナー像を重ね合わせてカラー画
像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を記録する装置として
は、画像形成に必要な色の種類と同数の帯電手段、像露
光手段ならびに現像手段を像形成体の周囲に配置して、
像形成体の一周する間に各色毎の帯電、像露光ならびに
現像を順次行ってトナー像を重ね合わせてカラーのトナ
ー像を形成し、これを一括して転写材上に転写する形式
のカラー画像形成装置が知られている。

【０００３】かかる装置は各色のトナー像の形成が僅か
な時間差を置いて連続して開始されることから、カラー
画像形成のスピードが早く、また像形成体の周面の長さ
より大きいカラー画像の形成が可能であると云う特徴も
備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる装
置は、像露光や現像の各手段を始めとする多くの画像形
成用機材が像形成体の周囲に高い密度で配置されるため
に、機材の取り扱い中でも現像手段に接続するトナー供
給部やクリーニング手段に接続する廃トナー容器の着脱
操作性が極めて悪いと云う難点がある。

【０００５】本発明はこの点を解決して改良した結果、
トナー供給部や廃トナー容器を容易な着脱操作によりト
ナーを洩らすことなく交換出来るようにしたカラー画像
形成装置の提供を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周面に、それぞれ複数の帯電手段、像露光手段及び現像
手段を配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、像露光
及び現像を繰り返して像形成体上にトナー像を重ね合わ
せて形成後、前記トナー像を転写材に一括して転写する
カラー画像形成装置において、前記複数の現像手段の上
方にトナー供給部を配置し、前記現像手段と少なくとも
前記像形成体と共にロック可能な開閉蓋を上部に備える
プロセスカートリッジに収めて装置本体に対し一体的に
着脱されることを特徴とするカラー画像形成装置、及び
像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電手段、像露光手
段及び現像手段を配設し、前記像形成体の一回転中に帯
電、像露光及び現像を繰り返して像形成体上にトナー像
を重ね合わせて形成後、前記トナー像を転写材に一括し
て転写するカラー画像形成装置において、装置上方に廃
トナー容器及び前記複数の現像手段の上方にトナー供給
部を配置した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。

【０００７】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置の構成とその作
用を図１によって説明する。

【０００８】10はドラム状の像形成体即ち感光体ドラム
で、光学ガラス若しくは透明アクリル樹脂等の透明部材
によって形成される基体の外周に透明導電層から成る有
機感光層（ＯＰＣ）を塗布したもので、接地した状態で
時計方向に駆動回転される。

【０００９】本実施例では、画像露光用の露光ビームの
結像点である感光体ドラムの光導電体層において、光導
電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正な
コントラストを付与できる波長の露光光量を有していれ
ばよい。従って、本実施例における感光体ドラムの透明
基体の光透光率は、１００％である必要はなく、露光ビ
ームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性が
あっても構わない。透光性基体の素材としては、ソーダ
ガラス、パイレックスガラス、ホウ珪酸ガラスや一般光
学部材などに使用されるフッ素、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの各種透
光性樹脂が使用可能である。また、透光性導電層として
は、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸
化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持した金属薄膜が用い
られ、成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、
各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、ス
プレー塗布法などが利用される。また、光導電体層とし
ては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、
アモルファスセレン合金感光層や、各種有機感光層（Ｏ
ＰＣ）が使用可能である。

【００１０】11は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム10の前述した有機感光体層に対し所定
の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ
放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム10に対し
一様な電位を与える。

【００１１】12は像露光手段である露光光学系で、感光
体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，ＥＬ，Ｐ
Ｌ等の発光素子とセルフォックレンズとから構成され
る。別体の画像読み取り装置によって読み取られた各色
の画像信号がメモリより順次取り出されて前記の各露光
光学系12にそれぞれ電気信号として入力される。この実
施例で使用される発光素子の発光波長は各々同一波長で
あり500〜900nmの範囲のものである。

【００１２】前記の各露光光学系12は何れも共通の柱状
の支持部材20に取り付けられ、かつ各露光光学系12
（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ），12（Ｋ）は図１に示すよ
うに等間隔に配置され、前記感光体ドラム10の基体内部
に収容される。露光光学系12は上記の発光素子以外にＬ
ＣＤ，ＬＩＳＡ，ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合
わせたものとセルフォックレンズ等の結像レンズとから
構成することもできる。

【００１３】13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、それぞ
れ感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保って同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１４】前記の各現像器13は、前述した帯電器11に
よる帯電，露光光学系12による像露光によって形成され
る感光体ドラム10上の静電潜像を現像バイアス電圧の印
加により非接触の状態で反転現像する。

【００１５】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１６】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１７】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム10を時計方向へと回転し、同
時に帯電器11（Ｙ）の帯電作用により感光体ドラム10に
電位の付与が開始される。

【００１８】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、
前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信号すなわ
ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
像露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の
感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静
電潜像を形成する。

【００１９】前記の潜像は現像器13（Ｙ）により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム10の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００２０】次いで感光体ドラム10は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器11（Ｍ）の帯電作
用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２の
色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電
気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）による非
接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー
像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像を順次重ね合わせて
形成される。

【００２１】同様のプロセスにより帯電器11（Ｃ）、露
光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）によってさらに
第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、ま
た最後に帯電器11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）および現
像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）
のトナー像を順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム
10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成
される。

【００２２】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、転写器14Ａにおいて給紙カセ
ット15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって
同期して給紙される転写材である転写紙上に転写され
る。

【００２３】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着し定着がなされた
のち排紙ローラ18を介して装置上部のトレイ上に排出さ
れる。

【００２４】一方、転写紙を分離した感光体ドラム10は
クリーニング装置19において残留トナーを除去，清掃し
て原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしくは一
旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機す
る。

【００２５】本装置においては露光光学系12を内包する
ことにより小径の感光体ドラム10の使用を可能としてい
て、さらに前記のカートリッジ30のバランスがとれるよ
う前記の各現像器13を図６に示す如くドラムの中心を通
る垂直線ＭＯＭの左右両側に対称的に配置し又転写紙の
給送、転写、定着を考慮して感光体ドラムの上方に配置
し、トナー収納容器４０を上方へ並列配置できる構成と
なっている。

【００２６】従ってドラム周面のスペース配分の関係か
ら、転写やクリーニング手段はドラム下方に配置される
ことになる。即ち図６に示すように外径φが６０ｍｍな
いし１６０ｍｍの小径ドラムの感光体ドラム１０の中心
を通る垂直線Ｍ−Ｍを対象軸としてその左右に露光光学
系１２と現像器１３をそれぞれ２個ずつ、また感光体ド
ラム１０の中心を通る水平線Ｎ−Ｎ下部の一方の側に転
写器１４Ａ、他方の側にクリーニング装置１９を配置す
ることによって左右のバランスが保たれ、取り扱い操作
が極めて容易となる。

【００２７】本実施例において確かめたところ、露光光
学系１２と現像器１３を図示の如く垂直線Ｍ−Ｍの左右
のほぼ対向した位置に、また転写器１４Ａの中心を水平
線Ｎ−Ｎ下方の垂直線Ｍ−Ｍより感光体ドラム１０の回
転上流側の角度θ１が５度ないし４０度、一方クリーニ
ング装置１９の当接部を同じく水平線Ｎ−Ｎ下方の垂直
線Ｍ−Ｍより感光体ドラム１０の回転下流側の角度θ２
が１０度ないし５０度の各位置に配置し、また上部に配
置される左右一対の現像器１３の各現像スリーブ中心が
水平線Ｎ−Ｎとの間になす角θ３およびθ４を上下にそ
れぞれ±２０度以内さらに上部に配置される左右一対の
現像器１３に対してなす角θ５およびθ６をそれぞれ４
５度ないし７５度の範囲内の設定することにより、感光
体周囲を有効利用し、外部形状バランスや垂直バランス
のとれたレイアウトを得ることができた。

【００２８】前記の感光体ドラム１０は、各帯電器１
１、現像器１３並びにクリーニング装置１９とさらに前
記の各現像器１３に対しトナーを供給する各トナー収納
容器４０及びクリーニング装置１９によって回収したト
ナーを収容する廃トナー容器５０と共にプロセスカート
リッジ３０に収められて、一体で装置本体より水平方向
に引き出して移動し、さらに装置本体の外部に取り出す
ことも出来るように構成されている。

【００２９】前記のトナー収納容器４０はトナーの供給
ならびに個々の交換を容易にする目的からそれぞれの現
像器１３の上方即ちプロセスカートリッジ３０内の上部
に並列配置され、また前記の廃トナー容器５０も同様の
目的からトナー収納容器４０に並列して配置されてい
る。

【００３０】前記のプロセスカートリッジ３０は、装置
本体の側面部材を形成する側面カバー８０を開放するこ
とにより、一旦斜め上方に移動したあとその位置から引
き出すことによって装置本体の外部に向け水平方向に移
動される。

【００３１】図２（ａ）はプロセスカートリッジ３０の
交換構造、図２（ｂ）はその要部たる断面ＢＢを示した
もので、装置本体内の前後の各基板６０には傾斜した一
対の長穴６０Ａが相対して設けられ、長穴６０Ａにピン
Ｐ１を内側より係合することにより連結された一対の昇
降板６１を斜め上方からさらに斜め下方にスライド可能
に支持している。

【００３２】前記の各昇降板６１の内側にはアキュライ
ドレールと呼ばれる３本のレールにより２段階に伸縮可
能のガイド部材７０が取り付けられていて、更にそれぞ
れの内側の各レールには移動板７１が固定されている。

【００３３】前記の各移動板７１は相対する位置に一対
のＵ字状の切欠を備えていて、それぞれの切欠にピンＰ
２を係合することにより前記のプロセスカートリッジ３
０を支承している。

【００３４】一方前記の各昇降板６１は上下に長い長穴
６１Ａと備えていて、前記の側面カバー８０と共に回転
軸Ｈを支点として回動するアーム上のピンＰ３を遊合し
ている。

【００３５】側面カバー８０を時計方向に回転して開放
し水平の停止位置に置くと、前記のピンＰ３の移動によ
り昇降板６１はピンＰ１が前記の長穴６０Ａ内をスライ
ドすることにより斜め上方から次いで斜め下方へと移動
したあと停止し、この過程でプロセスカートリッジ３０
は画像形成装置（Ｉ）から前述したタイミングローラ１
６、転写器１４Ａ、除電器１４Ｂ等を回避して移動し引
き出し可能の位置（ＩＩ）に設定される。

【００３６】プロセスカートリッジ３０は、前記の引き
出し可能の位置（ＩＩ）から引き出されると、前記のガ
イド部材７０の伸長により図３に示す如く水平状態を維
持して装置本体の外部の引き出し位置（III）に移動さ
れる。

【００３７】前記のプロセスカートリッジ３０はその上
面に蝶番Ｈを介して支持、回動される開閉蓋３１を設け
ていて、内部に収容するトナー収納容器４０へのトナー
の供給及び廃トナー容器５０内の廃トナーの処分の各作
業は前記の開閉蓋３１を開放した状態で行われる。

【００３８】前記の開閉蓋３１はプロセスカートリッジ
３０の装置本体に占める位置に応じて開放不能の状態に
ロックされたり或いはロックを解除されて開放可能の状
態に切り換えられる。

【００３９】開閉蓋３１は先端にロックピンＰ４を備え
るアーム３１Ａを下面に突設していて、カートリッジ本
体の備える係止部材３２に弾性的に係合して閉止された
状態で、前記のロックピンＰ４がカートリッジ本体内壁
に軸着したロック部材３３に係合或いは係合解除される
位置に置かれる。

【００４０】図４は第１の実施例でプロセスカートリッ
ジ３０が前記の画像形成装置（Ｉ）にある時にのみ前記
のロックピンＰ４が前記のロック部材３３に係合されて
開閉蓋３１の開放が阻止される例を示したものである。

【００４１】ロック部材３３は捩りバネ３４により時計
方向に付勢されているが、カートリッジ本体の長穴３０
Ａを挿通して外側に突出する下端の圧接ピンＰ５が、前
記の昇降板６１の内壁に設けたカム板６１Ａの水平面に
当接して停止され、上端の係合部３３Ａが前記のロック
ピンＰ４に係合し、それによって開閉蓋３１の開放が阻
止されている。

【００４２】前記のロック部材３３は、プロセスカート
リッジ３０が画像形成装置（Ｉ）より前記の引き出し可
能の位置（II）を経てさらに引き出し位置（III）へと
移動することにより、圧接ピンＰ５をカム板６１Ａの右
方向に離間して自由とする結果、時計方向へと回動し、
ロックピンＰ４に対する係合を解除して開閉蓋３１の開
放を可能とする。従ってプロセスカートリッジ３０は画
像形成装置（Ｉ）に装着されている間はトナーの供給や
廃トナーの処分が禁止されることとなり、それによって
装置内部にトナーが溢れて機材や転写材を汚損するよう
な操作上のトラブルが回避される。

【００４３】また図５は第２の実施例でプロセスカート
リッジ３０が前記の画像形成装置（Ｉ）にある時にのみ
前記のロックピンＰ４が前記のロック部材３３による係
合を解除されて開閉蓋３１の開放が可能となる例を示し
たものである。

【００４４】ロック部材３３は捩りバネ３４により時計
方向に付勢されているが、カートリッジ本体の外側に突
出する下端の圧接ピンＰ５が前記の昇降板６１の内壁に
設けたカム板６１Ａの水平面に当接して停止され、上端
の係合部３３Ａが前記のロックピンＰ４を係合する位置
より退避し、それによって開閉蓋３１の開放が可能とさ
れている。

【００４５】前記のロック部材３３は前述した例同様プ
ロセスカートリッジ３０の移動によって前記の圧接ピン
Ｐ５をカム板６１Ａの右方向に離間して自由とする結果
時計方向へと回動し、上端の係合部３３Ａをもって前記
のロックピンＰ４を係止し開閉蓋３１の開放を阻止す
る。従ってプロセスカートリッジ３０は、装置本体の外
部に取り出されて傾斜或いは仮に横転するようなことが
あっても、トナーが溢れ出て衣服や周辺を汚染するおそ
れがないので、不馴れなユーザーによっても安心して取
り扱うことができる。

【００４６】また前記の各開閉蓋３１は、捩りバネ３１
Ｂ等の使用により開放方向に常時付勢して置いて、係止
部材３２よりの係合を解除する操作のみで自動的所定角
度に迄開放出来るようにすることも可能である。

【００４７】なお本実施例は各露光光学系１２が感光体
ドラム１０の内部に配置されて、ドラム外周の感光層に
対しドラム内側より透明基板を透して像露光を行う形式
の装置について説明したが、本発明は図７に示す如く各
露光光学系１２が感光体ドラム１０の外周に配置されて
いて、ドラム外周の感光層に対し直接像露光を行う形式
の装置に対しても適用可能であって、同様の効果が得ら
れるものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、プロセスカートリッジ内
に一体化されたトナー収納容器や廃トナー容器に対する
トナーの供給或いは交換が、トナーの飛散や流出を伴う
ことなく装置の一方向側から容易に実施出来るようにな
り、更にカートリッジがトナーの供給或いは交換時以外
には開放が禁止されて安全に取り扱うことが出来るカラ
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】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の断面構成図。

【図２】プロセスカートリッジの画像形成位置と引き出
し可能位置の関係を示す説明図。

【図３】プロセスカートリッジの引き出し可能位置と引
き出し位置の関係を示す説明図。

【図４】実施例１におけるプロセスカートリッジの開閉
規制手段を示す説明図。

【図５】実施例２におけるプロセスカートリッジの開閉
規制手段を示す説明図。

【図６】図１に示したカラー画像形成装置の要部配置
図。

【図７】本発明の適用を可能とする他のカラー画像形成
装置の構成図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ 帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １４Ａ 転写器 １４Ｂ 除電器 １５ 給紙カセット １６ タイミングローラ １７ 定着装置 １９ クリーニング装置 ２０，２０Ａ 支持部材 ３０，３０Ａ プロセスカートリッジ ４０ トナー収納容器 ５０ 廃トナー容器 ６０ 本体基板 ７０ ガイド部材 ８０ 側面カバー ９０ 上面カバー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電
   手段、像露光手段及び現像手段を配設し、前記像形成体
   の一回転中に帯電、像露光及び現像を繰り返して像形成
   体上にトナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を
   転写材に一括して転写するカラー画像形成装置におい
   て、前記複数の現像手段の上方にトナー供給部を配置
   し、前記現像手段と少なくとも前記像形成体と共にロッ
   ク可能な開閉蓋を上部に備えるプロセスカートリッジに
   収めて装置本体に対し一体的に着脱されることを特徴と
   するカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記プロセスカートリッジは装置本体よ
   り離脱した状態で、前記開閉蓋の開放により前記トナー
   供給部の着脱を可能とすることを特徴とする請求項１記
   載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記プロセスカートリッジは装置本体に
   対する装置位置において、前記開閉蓋を開放して前記ト
   ナー供給部の着脱を可能とすることを特徴とする請求項
   １記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記プロセスカートリッジは上方より着
   脱可能な廃トナー容器を一体に収めていることを特徴と
   する請求項１ないし３の何れかに記載のカラー画像形成
   装置。
5. 【請求項５】 像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電
   手段、像露光手段及び現像手段を配設し、前記像形成体
   の一回転中に帯電、像露光及び現像を繰り返して像形成
   体上にトナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を
   転写材に一括して転写するカラー画像形成装置におい
   て、装置上方に廃トナー容器及び前記複数の現像手段の
   上方にトナー供給部を配置したことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記廃トナー容器或いは前記トナー供給
   部は上方より着脱可能とすることを特徴とする請求項５
   記載のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記トナー供給部と前記廃トナー容器は
   前記複数の現像手段及び前記像形成体と共にプロセスカ
   ートリッジに収めて装置本体に対し一体的に着脱される
   ことを特徴とする請求項５記載のカラー画像形成装置。