JP2767461B2 - カラープロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の現像器を内蔵するカラー画像形成装
置のプロセスカートリッジの改良に関する。

〔発明の背景〕 フルカラー画像またはファンクショナルカラー画像等
のマルチカラー画像を形成する電子写真画像形成装置で
は、像形成体である感光体ドラムを帯電する帯電器、感
光体ドラムに像を露光する像露光手段、感光体ドラム上
の静電像をトナーによって現像する現像器、感光体ドラ
ム上のトナー像を記録紙に転写する転写器等が、感光体
ドラムの周辺に配設される。

このうち、フルカラー画像の電子写真画像形成装置に
おける現像器は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）のトナー、時にはブラック（BK）のトナーを
それぞれ収納した３台または４台の現像器によって構成
され、感光体ドラムが３回転あるいは４回転する間に、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）時には
ブラック（BK）の各トナー像を感光体ドラム上に形成
し、このトナー像を記録紙に転写することでフルカラー
画像を得るようにしている。かかる画像形成方式による
ときは、３台あるいは４台の現像器を薄型とし、かつ近
接配置することによってカラー画像形成装置はコンパク
ト化が可能となる。

特開昭61−55661号公報はこのような画像係形成方式
によるカラー画像形成装置の提案で、３台の現像器に対
応した３コの露光装置によってそれぞれ線像形成するよ
うにし、感光体ドラムと現像器およびクリーニング手段
を一体構成としてユニット化しプロセスカートリッジと
して装置本体より取出し可能とするようにしたものであ
る。

また１コの露光装置を用い現像器を重ね合わせて配置
し、同様にユニット化し、装置本体より取り出し可能と
したものが特願昭62−320596号明細書（特開平１−1612
67号公報）に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにして使用されるカラー画像形成装置の各現
像器は通常一体構造に製作されて現像器ユニットとして
取扱われ、プロセスカートリッジに対し容易に取付け取
外しが出来るよう構成されるのが普通である。

しかしながら各現像器はプロセスカートリッジに収め
られた状態では、周知の突当てコロの圧接等の手段によ
り現像スリーブの周面を像形成体面に対し正確な現像間
隔を保つ位置に付勢する必要があるため、前述したよう
に各現像器を現像ユニットとして一体化した場合にはそ
の付勢のための装置を各現像器内に個々に設けなければ
ならず、現像器内の構造が著しく複雑化しまたは作動の
トラブル要因となることもあった。

本発明はこの点を解決して改良した結果、特に付勢の
ための装置を必要とせず各現像器の現像スリーブを像形
成体面に対し正確な現像間隔をもって設定することの出
来る画像形成装置のカラープロセスカートリッジの提供
を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、少なくともドラム状像形成体とその周縁
部に複数の現像器を設けたカラープロセスカートリッジ
において、前記の複数の現像器は弾性を有した樹脂によ
り前記ドラム状像形成体の曲率より小さい曲率で一体に
成形されていて、前記ドラム状像形成体の曲率と、弾性
を有した樹脂により一体に成形された複数の現像器の曲
率との関係により生ずる押圧力をもって像形成体と相対
し、前記現像器の各現像スリーブは像形成体表面と一定
間隔を保持するように構成したことを特徴とするカラー
プロセスカートリッジ、又は、少なくともドラム状像形
成体とその周縁部に複数の現像器を設けたカラープロセ
スカートリッジにおいて、該複数の現像器はケーシング
に収容されており、該ケーシングは弾性を有した樹脂に
より前記ドラム状像形成体の曲率より小さい曲率で一体
に成形されていて、前記ドラム状像形成体の曲率と、弾
性を有した樹脂により一体に成形されたケーシングの曲
率との関係により生ずる押圧力をもって像形成体と相対
し、前記現像器の各現像スリーブは像形成体表面と一定
間隔を保持するように構成したことを特徴とするカラー
プロセスカートリッジによって達成される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図ないし第６図に示す。

第１図は本発明をプリンタに適用し実施例である。

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１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40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１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け台
４に載置されたあと上部筐体１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。

前記カラープロセスカートリッジ３内に収められる各
現像器36,37,38および39は像形成体である感光体ドラム
30の回転軸に対して対称の位置を占めてからその周面に
面するように回転上流の方向から垂直に順次並列する配
置をとった複数現像器ユニット100として収容される。

従って、現像器は何れもその開口部を上方とした姿勢
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周面に
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、これは一旦画像メモリ（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
（顕像媒体）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ニング装置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36,37,38および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ゴムベ
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〜3.0KV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。なお66は転写ベルト50上
を清掃する転写ベルト用のクリーニング装置である。

一方、記録紙をドラム周面より分離した感光体ドラム
30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
びドラム周面より引き離され、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。

前記現像器ユニット100は、各現像器36,37,38および3
9のそれぞれの現像器筐体36A,37A,38Aおよび39Aを第４
図（ａ）に示すように直列状に一体化したもので、適度
の弾性を備える状態に合成樹脂材料により各現像器筐体
間に切込みＳを設けて成形されている。

また、前記現像器ユニット100は、単体時には各現像
器の内蔵する現像スリーブ361,371,381および391が感光
体ドラム30の周面に感光体ドラムの曲率より若干小さい
曲率の円筒面に一様に接するようやや内側に変形し縮小
した形状を呈していて、感光体ドラム30の周面を臨む位
置に置くべく各現像スリーブの同軸上に設けた各突当て
コロ361A,371A,381Aおよび391Aを感光体ドラム30の周面
に圧接すると前記現像器ユニット100は第４図（ｂ）に
示す如く左右に拡張して各突当てコロを感光体ドラム30
の周面に均等な圧力をもって一様に接し、それによって
各現像スリーブをそれぞれ正確な現像間隔を構成する位
置に設定する。

さらに前記現像器ユニット100は、各現像スリーブを
それぞれの設定位置に置いたあと各現像器が前記カラー
プロセスユニット３の内部底面に設けた板状の弾性部材
P1,P2およびP3によって支えられて感光体ドラム30に対
する関係位置を保持される。

また第４図（ｃ）は他の実施例を示すもので、現像器
ユニット100Aは、感光体ドラム30の周面にドラムの曲率
より若干小さい曲率の円筒面に一様に接するようやや内
側に変形した形状の弾性樹脂からなる本体101Aに対し
て、その前後を前板102Aと後板103Aとを接着、あるいは
小ねじ104Aでネジ止めしたもので、36A,37A,38A,39Aは
各現像器36,37,38,39の現像器筐体である。感光体ドラ
ム30に対する関係位置は、前記同様弾性部材P1,P2,P3に
よって保持される。

第５図に個々に製作した各現像器136,137,138および1
39を、前記現像器ユニット100と同様の適度の弾性を有
する合成樹脂材料によって成形したケーシング200Aに収
容して構成した現像器ユニット200の例を示したもので
ある。

前記現像器ユニット200もまた各現像器136,137,138お
よび139の各突当てコロを感光体ドラム30の周面に圧接
することにより各現像スリーブの現像間隔を設定するも
のでカラープロセスカートリッジ３内では前例の現像器
ユニット100の場合と同様に各現像器は弾性部材によっ
て支持されて感光体ドラム30に対する関係位置を保持さ
れる。

各現像器の構造、機能につき現像器36の場合を例とし
て説明する。

第６図は前記現像器筐体部100における現像器36の断
面を示したもので361は、マグネットローラを内包する
現像スリーブで同軸上の突当てコロ361Aにより感光体ド
ラム30の周面との間に所定の現像間隔を保ち時計方向に
駆動回転される。362は剛性かつ磁性を有する薄層形成
部材で現像スリーブ361に対し現像剤が介在しない状態
で所定の荷重をもって圧接される。363および364はスク
リュー構造をもち、互いに逆方向に現像剤を搬送循環さ
せる一対のトナー搬送スクリューであってトナーとキャ
リアを充分撹拌混合した上現像剤として現像スリーブ36
1に送る作用をするものである。

前記トナー搬送スクリュー363と前記トナー搬送スク
リュー364は互いに相反する方向に回転する撹拌部材を
兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー363の推力に
よって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、トナー搬
送スクリュー364側に移りその推力によって図面の手前
側に搬送され、その間におけるトナーとキャリアとの混
合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現像剤とさ
れ、現像スリーブ361周面上に層状に付着する。

現像スリーブ361の周面上に付着して薄層をなしたこ
の現像剤層は現像領域において矢示方向に回転する感光
体ドラム30の周面上の潜像を前述した現像間隔を距てて
非接触で現像しトナー像を形成する。

この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を
含む現像バイアスが前記現像スリーブ361に印加され、
その結果現像スリーブ361上に現像剤中のトナーのみが
選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くな
って現像スリーブ361によって搬送されて、スクレーパ3
65により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像剤を
混合される。

〔発明の効果〕

本発明は、極めて簡易な手段をもって複数の現像器の
もつ各現像スリーブを、像形成体に対し一様にしてかつ
正確な現像間隔を構成し得る位置に設定させることを可
能としたものでその結果現像器の構造が著しく簡略化さ
れて製作コストの低減が実現され、さらにメンテナンス
の作業も容易となって取扱い性の優れた画像形成装置の
カラープロセスカートリッジ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プロセスカートリ
ッジを有する画像形成装置の断面図、第３図は像形成シ
ステムを示すブロック図、第４図（ａ），（ｂ）および
第５図は前記カラープロセスカートリッジに収容される
現像器ユニットの断面図、第４図（ｃ）は他の実施例の
現像器ユニットの斜視図、第６図は前記ユニットに含ま
れる現像器の断面図。 １……上部筐体、２……装置本体 ３……カラープロセスカートリッジ 30……感光体ドラム 36,37,38,39……現像器 36A,37A,38A,39A……現像器筐体 100,200……現像器ユニット 200A……ケーシング 361,371,381,391……現像スリーブ 361A,371A,381A,391A……突当てコロ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沼 整子 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 (72)発明者 板谷 正彦 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 鈴木 秀幹 (56)参考文献 特開 昭63−247763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−43170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105161（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−176853（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 550 - 556 G03G 15/01 G03G 15/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともドラム状像形成体とその周縁部
   に複数の現像器を設けたカラープロセスカートリッジに
   おいて、 前記の複数の現像器は弾性を有した樹脂により前記ドラ
   ム状像形成体の曲率より小さい曲率で一体に成形されて
   いて、 前記ドラム状像形成体の曲率と、弾性を有した樹脂によ
   り一体に成形された複数の現像器の曲率との関係により
   生ずる押圧力をもって像形成体と相対し、前記現像器の
   各現像スリーブは像形成体表面と一定間隔を保持するよ
   うに構成したことを特徴とするカラープロセスカートリ
   ッジ。
2. 【請求項２】少なくともドラム状像形成体とその周縁部
   に複数の現像器を設けたカラープロセスカートリッジに
   おいて、 該複数の現像器はケーシングに収容されており、 該ケーシングは弾性を有した樹脂により前記ドラム状像
   形成体の曲率より小さい曲率で一体に成形されていて、 前記ドラム状像形成体の曲率と、弾性を有した樹脂によ
   り一体に成形されたケーシングの曲率との関係により生
   ずる押圧力をもって像形成体と相対し、前記現像器の各
   現像スリーブは像形成体表面と一定間隔を保持するよう
   に構成したことを特徴とするカラープロセスカートリッ
   ジ。