JP2826665B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式によりベルト状像形成体上に
トナー像を形成し、転写材上に転写して画像を得るよう
にしたカラー画像形成装置に関する。

〔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61−100770号公
報に開示されているように、像形成体たる感光体ドラム
上に原稿の分解色数に応じた潜像形成と現像を行ない、
現像の都度転写ドラム上に転写してドラム上に多色像を
成形したのち、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。

また例えば特開昭61−149972号公報に開示されでいる
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、現像の都度転写材上に転写して多
色のカラーコピーを得る方法である。この方法にあって
は多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良質のカ
ラーコピーを得ることはできない。

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
ラム上でカラートナー像をい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
した多色形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁に色
の異なった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。

また、像形成体については、上記に説明したようにド
ラム周面に光導電体を塗布あるい蒸着した感光体ドラム
とともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗布あるいは
装着したベルト状像形成体も提案されている。ベルト状
像形成体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ローラを
含む回動ローラ間に張架することで形状が決まるので、
空間を有効に利用してコンパクトの形状としたカラー画
像形成装置を構成する場合には有効である。また感光体
ベルトには小さな曲率に沿って走行することができるの
で、小径の回動ローラを用いこの曲率部分を利用して転
写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止する
こともできる。

〔発明の目的〕

かかる感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置にあ
っては帯電手段、像露光手段さらに複数の現像器群やク
リーニング手段等の各像形成手段は前記感光体ベルトの
外周面の主として下方の周面に面して設置されるがこれ
等の各像形成手段は前記の感光体ベルトを含めてユニッ
ト化したプロセスカートリッジとして独立した形で装置
本体に自由に着脱出来る状態で収容される。

従って前記の各現像器に補給するトナーを収めるトナ
ー収納容器やクリーニング装置によって回収した廃トナ
ーを収める密閉収納箱もまた前記のプロセスカートリッ
ジに対し機能的に連係し易い位置に設置されなければら
ならないが、それ等を現像器やクリーニング装置と一体
化するのは耐用期間を異にすることや保守管理の作業の
面からも問題とされる。

本発明は、前記の補給用のトナー収納容器を必要に応
じてプロセスカートリッジに対し簡易に接続・分離でき
るカラー画像形成装置の提供を目的としたものである。

〔発明の構成〕

上記目的は、２つの回動ローラ間に張架したベルト状
像形成体と、ベルト状像形成体の周縁部にあって隣接し
て位置した複数の現像器と、該現像器ヘトナー補給を行
う複数のトナー収納容器からなるカラー画像形成装置に
おいて、少なくとも、前記ベルト状像形成体と、前記複
数のトナー収納容器を一体化したトナー収納容器ユニッ
トとをもって装置本体に対し着脱可能のカートリッジを
構成し、該カートリッジを取外した状態で前記トナー収
納容器ユニットを着脱可能と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。

〔実施例〕

本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ない
し第５図に示す。

第１図において、１はベルト状像形成体たる可撓性の
感光体ベルトで、該感光体ベルト１は回動ローラ２およ
び３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動により時
計方向に搬送される。

４は前記感光体ベルト１に内接するガイド部材であっ
て、前記感光体ベルト１はテンションローラ５の作用に
よって緊張状態とされることによりその内周面を前記ガ
イド部材４に摺擦させる。

従って前記感光体ベルト１の外周面の感光体は搬送中
にも常に前記ガイド部材４の表面に対し一定の関係位置
に保たれ、安定した画像形成面を構成することを可能と
している。

６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７は像露光手
段たるレーザ書込み形ユニット、８ないし11はそれぞれ
特定色の現像剤を収容した複数の現像手段たる現像器で
あって、これ等の像形成手段は感光体ベルト１の前記ガ
イド部材４に対向する位置に配設されている。そして、
感光体ベルト１の移動を妨げず、間隙を保持するため
に、感光体ベルト１の外側で前記ガイド部材に間隙保持
手段をもって当接する。

前記レーザ書込み系ユニット７には図示の光学系のも
のの他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系
等も使用される。

前記各現像器8,9,10,11は例えばイエロー，マゼン
タ，シアン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリープ
8A,9A,10A,11Aを備え、感光体ベルト１上の潜像を非接
触現像法により顕像化する機能を有している。この非接
触現像は接触現像と異なり、感光体ベルトの移動を妨げ
ない長所を有する。

12は転写器,12Aは除電バー、13はクリーニング手段た
るクリーニング装置で該クリーニング装置13のブレード
13Aとトナー搬送ローラ13Bは画像形成中には感光体ベル
ト１の表面より離間した位置に保たれ画像転写後のクリ
ーニング時のみ図示の如く感光体ベルト１の表面にも圧
接される。

前記カラー画像形成装置によるカラー画像形成のプロ
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２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
像阻止が走査するカラー画像データ入力部（第２図
（イ））で得られたデータを、画像データ処理部（第２
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２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２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７に入力
されると、レーザ書込み系ユニット７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7Aにより回転されるポリゴンミラー7Bにより回転走
査され、ｆθレンズ7Cを経てミラー7Dおよび7Eにより光
路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電器６によって電
荷を付与された感光体ベルト１の周面上に投射された輝
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ベルト１
の周面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査
と感光体ベルト１の搬送による副走査により感光体ベル
ト１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）はトナー
（顕像媒体）を装填された現像器８により現像されて、
ベルト表面にトナー像が形成される。得られたトナー像
はベルト面に保持されたまま感光体ベルト１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13の下
を通過し、つぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ベルト１は前記帯電器６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７に入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にしてベルト表面への書込み
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９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。

10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ベルト表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。

さらに11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トナー像を重ね合わせ
て形成する。これ等各現像器8,9,10および11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１成分あるいは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ベルト
１には非接触で現像が行われるようになっている。

かくして感光体ベルト１の周面上に形成されたカラー
のトナー画像は、転写部において給紙カセット14により
給紙ガイド15を経て送られてきた転写材に転写される。

すなわち、給紙カセット14に収容された転写材は給紙
ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出されてタイ
ミングローラ17を介し感光体ベルト１上の像形成とタイ
ミングを合わせて転写器12へと供給される。

画像の転写を受けた転写材は、前記回動ローラ２に沿
って急に方向転換をする感光体ベルト１より確実に分離
して上方に向かい、定着ローラ18によって画像を溶着し
たとき排紙ローラ19を経てトレイ20上に排出される。

一方、転写材への転写を終えた感光体ベルト１はさら
に搬送を続けてブレード13Aと回転するトナー搬送ロー
ラ13Bを圧接状態とした前記クリーニング装置13におい
て残留したトナーの除去を行い、その終了をまって再び
前記ブレード13Aを引き離し、それより少し後にトナー
搬送ローラ13Bを引き離し新たな画像形成のプロセスに
入る。

前記の感光体ベルト１とガイド部材４ならびにスコロ
トロン帯電器６、各現像器さらにクリーニング装置13の
各像形成手段は、第３図に示すように前面と背面の各基
板30Aと30Bとから構成されるカートリッジ30に組込まれ
ユニットとして装置本体に着脱される。

すなわち、前記カートリッジ30は前後の基板30Aと30B
を４本のステー31によって一体とし、その間に前記の各
像形成手段を保持して前面と背面に取付けた合わせて３
本のガイドレール32を介して装置本体の上方より垂直に
挿入して収納される。

前記ガイドレール32には凸状のレール32Aを備えるも
のが使用され一方装置温帯には凹状のレールを有するガ
イドレール（図示せず）が設けられていてそれ等の係合
によって前記の各像形成手段は装置本体側との動力伝達
あるいは電源の接続が行われる。

第４図は前記カートリッジ30の背面を示すものでカー
トリッジ30は基板30Bの背面に前記現像器に接続するト
ナー補給部40を突出していてその上面にそれぞれの現像
器に通ずる補給口41を開口させている。

前記各トナー補給口41には各現像器の内蔵する一対の
撹拌スクリューの一方の撹拌スクリューの延長部分が収
められていて各補給口41に落下したトナーが該撹拌スク
リューの回転によってそれぞれの現像器内に搬送される
ようになっている。延長される撹拌スクリューには撹拌
効果の関係から各現像スリーブの回転上流側に位置する
各撹拌スクリュー8B,9B,10B,11Bが当てられる。

一方前記トナー補給部40に取付けられる各トナー収納
容器は直列状に接続して一体化したトナー収納容器ユニ
ット50として前記トナー補給部40の上部に装着される。

前記トナー収納容器ユニット50は各トナー収納容器に
向かって左からイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色
の各トナーを収容し、それぞれの落下口を前記トナー補
給部40の補給口41に対応させる。

前記トナー収納容器ユニット50の装着に際しては前記
トナー補給部40の端面に取付けた回動板42がガイドとし
て使用され、さらにそれによって取付位置が規制され
る。また、同時に供給ローラ52と同軸一体の歯車G1がト
ナー補給部40側の歯車G2に噛合して動力の伝達系も接続
される。

前記トナー収納容器ユニット50による各現像器へのト
ナー補給の作用を、現像器９の場合について説明する。

第５図（Ａ）は第４図における矢示AAの断面を示した
もので画像濃度の検出結果による制御部からの信号によ
って歯車G2が駆動されると歯車G1を介して前記供給ロー
ラ52が回転を始め容器内に収容したマゼンタのトナーを
落下口51より補給口41に落下させる。

前記補給口41に落下したマゼンタのトナーは、撹拌ス
クリュー9Bの回転によって現像器９内に搬送され、さら
にもう一方の撹拌スクリューの逆送作用による現像器９
内で撹拌・混合されたのち現像スリーブ9Aに送られ画像
濃度を回復する。画像濃度を回復後には同じく検出結果
による制御部からの信号によって前記歯車G2の回転が中
止しトナー補給を終えるようになっていて現像処理中こ
の作用が断続して行われる。

第５図（Ｂ）は前記トナー収納容器ユニット50をトナ
ー補給部40より取外した状態を示したもので、該トナー
収納容器ユニット50は係止装置（図示せず）の解除によ
り容易に上方に引き出して取外すことが出来る。

トナー収納容器ユニット50は取外すことによってシャ
ッタ板53が作動して落下口51を閉塞し、一方トナー補給
部40は前記回動板42をその支持軸42Aを支点として反時
計方向に回転することにより補給口41を遮蔽してトナー
の流出・飛散あるいは異物の進入等を防止される。

なお前記カートリッジ30の装置本体への着脱に際して
は第１図に示す蝶番21を支点として前記トレイ20が定着
ローラ18、排紙ローラ19と共に反時計方向に開放され、
それによって前記カートリッジ30が上方に垂直に引き上
げられて前記ガイドレール32の係合を解除される。

なお、前記カートリッジ30はベルト状像形成体と現像
器を含めて一体的に着脱可能としたがトナー補給収容容
器とベルト状像形成体とを一体化して構成し着脱可能と
することもできる。この様にすることにより、カートリ
ッジの要素が耐用やメンテナンス期間の短いあるいは異
なる場合に容易に交換することにより装置の保守が可能
となる。

〔発明の効果〕

本発明は、ベルト状像形成体を使用し複数の現像器を
含む各像形成手段を一体のカートリッジに収めたカラー
画像形成装置において、前記カートリッジに対しユニッ
ト噛によって極めて簡単な操作により容易に着脱するこ
との出来る補給用トナーを収容するトナー収納容器を実
現したものであって、その結果として各像形成手段をそ
の耐用期間に応じて単独に交換することの出来ることと
なって保守管理上または経済的にも極めて有用なカラー
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図は本発明のカラー画像形成装置の断面構成図、第
２図は像形成システムを示すブロック図、第３図および
第４図は前記装置に収容するカートリッジの正面および
背面の各構成図、第５図は前記カートリッジの要部断面
図。 １……感光体ベルト、４……ガイド部材 ６……帯電器（スコロトロン） 8,9,10,11……現像器 8B,9B,10B,11B……撹拌スクリュー 13……クリーニング装置、30……カートリッジ 30A,30B……基板、40……トナー補給部 41……補給口、42……回動板 50……トナー収納容器ユニット 51……落下口、52……供給ローラ 53……シャッタ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−144368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/09 G03G 15/01 113

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの回動ローラ間に張架したベルト状像
   形成体と、該ベルト状像形成体の周縁部にあって隣接し
   て位置した複数の現像器と、該現像器ヘトナー補給を行
   う複数のトナー収納容器からなるカラー画像形成装置に
   おいて、 少なくとも、前記ベルト状像形成体と、前記複数のトナ
   ー収納容器を一体化したトナー収納容器ユニットとをも
   って装置本体に対し着脱可能のカートリッジを構成し、 該カートリッジを取外した状態で前記トナー収納容器ユ
   ニットを着脱可能としたことを特徴とするカラー画像形
   成装置。