JP3061805B2 - カラ―画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機やカラーファックス等に応用できるカラー
画像記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真でカラー画像を形成する
ためには、イエロ、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナ
ー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法
がとられている。このカラー像の形成方法としては、ひ
とつの感光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ド
ラムに巻き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光
体に対向させ、そこで順次形成される各色のトナー像を
重ねて転写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部
を並べて配置しベルトなどで搬送される転写材にそれぞ
れの像形成部の位置を通過させて順次各色のトナー像を
転写して重ねていく連続重ね方式が一般的である。

【０００３】前者の転写ドラム方式を用いたものに、特
開平１−２５２９８２号公報に示されているカラー画像
形成装置の例がある。

【０００４】図５はこの従来例の全体構成の概要を示す
ものであり、以下この構成と動作を簡単に説明する。図
５において、１０１は感光体でこれに対向して帯電器１
０２と、現像部１０３と、転写ドラム１０４、クリーナ
１０５が設けられている。現像部１０３は、イエロ色の
トナー像をつくるためのＹ現像器１０６、マゼンタ色の
ためのＭ現像器１０７、シアン色のためのＣ現像器１０
８、黒色のためのＢｋ現像器１０９とで構成され、全体
が回転して各々の現像器が順次感光体１０１に対向して
現像可能の状態にできるようになっている。トナー濃度
検知は現像位置の現像ローラ上のトナー濃度を光学式の
検知手段で行い、トナー補給は現像位置から９０゜回転
した別の位置でトナー濃度検知の値に応じて行われる。
単色連続時はトナー濃度が低下した時点で全体が回転し
トナー濃度が低下した現像器をトナー補給位置に移動し
てトナー補給を行う。本体には各々の現像器のトナーに
応じたトナーホッパ１１８と、トナー補給位置までトナ
ーを送る機構が設けられている。各々の現像器には、ト
ナーホッパ１１８から送られたトナーを補給するための
開口部と補給機構が設けられ、トナーが不足したときに
トナー補給位置で補給できるような構成になっている。

【０００５】転写ドラム１１２と感光体は動作中は対向
しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。

【０００６】まず、動作が開始すると感光体１０１が矢
印方向に回転するとともに、その表面が帯電器１０２に
よって一様に帯電される。

【０００７】その後感光体表面は、１色目のイエロの像
を形成するための信号で変調されたレーザビーム１１０
を照射されて、潜像が形成される。さらにこの潜像は最
初に感光体に対向しているイエロの現像器１０６に現像
されて、イエロのトナー像が形成される。形成されたイ
エロのトナー像が転写ドラム１０４に対向する位置にく
る時までに、すでに転写ドラム１０４の外周には給紙部
１１１から送られた転写材としての１枚の用紙が先端を
爪部１１２でつかまれて巻き付けられており、その用紙
の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対向して
出会うようにタイミングがとられてトナー像は形成され
る。

【０００８】感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器
１１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面は
クリーナ１０５により清掃されて、次の色の像形成の準
備がなされる。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像
も同様に形成されるが、そのとき現像部１０３は色に応
じてもちいる各現像器を感光体に対向させて現像可能の
状態にする。転写ドラムの径は最長の用紙が巻き付けら
れかつ各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分
の大きさを持っている。

【０００９】各色の像形成のためのレーザビーム１１０
の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転
写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的
に合致されて対向するようにタイミングがとられて行な
われる。この様にして４色のトナー像が転写ドラム１０
４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形
成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は
剥離爪１１４により転写ドラム１０４から剥されて、搬
送部１１５を経て定着器１１６により上のトナー像が定
着され、装置外へ排出される。以上が従来例の構成と動
作の簡単な説明である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成では、トナ
ーホッパが本体側にあるため、現像器へトナーを補給す
るための複雑な機構が必要となり、装置が大型で複雑に
なる。また、現像器はトナーを補給するための開口部を
必要とするためトナー補給時にトナーのこぼれが発生し
本体を汚染するだけでなく、現像器を交換するときにも
こぼれを発生し交換を困難にする。また、本体側のホッ
パから現像器へのトナー補給路が長くなり、環境等の影
響で補給路の途中でトナーがつまりトナー補給が正常に
行われないこともある。また、上記の構成では単色で連
続して画像を出力してトナー濃度が低下したときに現像
器をトナー補給位置に移動させる必要があり画像の連続
出力に支障が出る。

【００１１】本発明の目的は上記問題点に鑑み、現像部
の構成が簡単で小型になり、トナーこぼれなども発生し
ない、メンテナンス性に優れたカラー画像記録装置を提
供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像記録
装置は、予めカラートナーを収容したカラートナー収容
部と現像ローラとを隣接配置して一体的に構成された現
像ユニットを複数、装置本体に設けた軸の周囲に略円柱
状に集合配置し、前記現像ローラが常に外周側に位置す
る状態で前記軸周りに回転可能、且つ、前記軸と垂直方
向に支持体と着脱自在に構成された現像手段と、ユニッ
トに収容され画像形成位置で前記現像ローラと対向配置
された感光体と、この感光体から記録用紙にカラー画像
を転写する中間転写ベルトと、転写終了後の前記記録用
紙上のカラー画像を定着する定着手段と、を具備し、前
記現像ユニットは、予めユニット内部に収容したカラー
トナーを、現像ローラを設けた開口部からのみユニット
外部に供給可能に構成され、現像位置において前記開口
部が側方に位置する状態で、交換位置において前記開口
部が上方に位置する状態で、それぞれ停止するととも
に、前記交換位置で前記開口部を上方に向けた状態での
み装置上面の蓋部から交換可能に構成される一方、前記
感光体を収容するユニットは、現像ローラの軸に対して
垂直方向であって装置前方側に移動され装置前方の開閉
部から取り外し可能に案内される一方、前記感光体を前
記開閉部から画像形成位置まで案内するよう移動可能に
構成され、且つ、前記感光体から回収される廃トナーと
前記中間転写ベルトから回収される廃トナーとの双方を
収容する共用廃トナー収容部を有する。これにより、小
型シンプルでメンテナンス性のよい現像ユニットを有す
るカラー画像記録装置を得ることができる。また、予め
カラートナーを収容したカラートナー収容部と現像ロー
ラとを隣接配置して一体的に構成された現像ユニットの
交換を、開口部を上方に配置した状態でのみ行うように
したため、ユニット交換の際に、ユニットからのトナー
こぼれを防ぐことができ、しかも、収容されているカラ
ートナーの色を確認しつつ交換作業をすることができ
る。更に、各ユニットを軸と垂直方向に着脱可能にしユ
ニット交換等の作業を装置上方から行う構成としたた
め、スラスト方向にユニットを交換する場合に比して、
装置構成が極めて簡単になるとともに、メンテナンス性
が格段と向上する。更に、共用廃トナー収容部を設ける
ことで、これらを別々に異なる場所に設ける場合と比し
て、メンテナンス時にトナーこぼれを防止でき、廃トナ
ー回収作業効率も向上する。また、感光体を収容するユ
ニットに２枚のシャッタを設けることで、感光体のトナ
ーこぼれを確実に防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の態様の現像ユニッ
トは、予めカラートナーを収容したカラートナー収容部
と現像ローラとを隣接配置して一体的に構成された現像
ユニットを複数、装置本体に設けた軸の周囲に略円柱状
に集合配置し、前記現像ローラが常に外周側に位置する
状態で前記軸周りに回転可能、且つ、前記軸と垂直方向
に支持体と着脱自在に構成された現像手段と、ユニット
に収容され画像形成位置で前記現像ローラと対向配置さ
れた感光体と、この感光体から記録用紙にカラー画像を
転写する中間転写ベルトと、転写終了後の前記記録用紙
上のカラー画像を定着する定着手段と、を具備し、前記
現像ユニットは、予めユニット内部に収容したカラート
ナーを、現像ローラを設けた開口部からのみユニット外
部に供給可能に構成され、現像位置において前記開口部
が側方に位置する状態で、交換位置において前記開口部
が上方に位置する状態で、それぞれ停止するとともに、
前記交換位置で前記開口部を上方に向けた状態でのみ装
置上面の蓋部から交換可能に構成される一方、前記感光
体を収容するユニットは、現像ローラの軸に対して垂直
方向であって装置前方側に移動され装置前方の開閉部か
ら取り外し可能に案内される一方、前記感光体を前記開
閉部から画像形成位置まで案内するよう移動可能に構成
され、且つ、前記感光体から回収される廃トナーと前記
中間転写ベルトから回収される廃トナーとの双方を収容
する共用廃トナー収容部を有する構成を採る。本発明の
第２の態様の現像ユニットは、予めカラートナーを収容
したカラートナー収容部と現像ローラとを隣接配置して
一体的に構成された現像ユニットを複数、装置本体に設
けた軸の周囲に略円柱状に集合配置し、前記現像ローラ
が常に外周側に位置する状態で前記軸周りに回転可能、
且つ、前記軸と垂直方向に支持体と着脱自在に構成され
た現像手段と、ユニットに収容され画像形成位置で前記
現像ローラと対向配置された感光体と、この感光体から
記録用紙にカラー画像を転写する中間転写ベルトと、転
写終了後の前記記録用紙上のカラー画像を定着する定着
手段と、を具備し、前記現像ユニットは、予めユニット
内部に収容したカラートナーを、現像ローラを設けた開
口部からのみユニット外部に供給可能に構成され、現像
位置において前記開口部が側方に位置する状態で、交換
位置において前記開口部が上方に位置する状態で、それ
ぞれ停止するとともに、前記交換位置で前記開口部を上
方に向けた状態でのみ装置上面の蓋部から交換可能に構
成される一方、前記感光体を収容するユニットは、現像
ローラの軸に対して垂直方向であって装置前方側に移動
され装置前方の開閉部から取り外し可能に案内される一
方、前記感光体を前記開閉部から画像形成位置まで案内
するよう移動可能に構成され、前記感光体から回収され
る廃トナーと前記中間転写ベルトから回収される廃トナ
ーとの双方を収容する共用廃トナー収容部を有し、且
つ、ユニット外部からカラー画像を形成するトナーの供
給を受ける領域を覆うシャッタとユニット外部にカラー
画像を形成するトナーを供給する領域を覆うシャッタと
を有し、ユニット交換に際して前記双方のシャッタを閉
じることによりトナーのユニット外への飛散流出を防止
する構成を採る。

【００１４】また、本発明は、以下のような構成として
もよい。本発明の他の態様のカラー画像記録装置は、静
電像担持体と、各々色の異なる現像剤を有する複数で扇
状の現像ユニットと、前記複数の現像ユニットのそれぞ
れを、前記静電像担持体に対向した現像位置に順次位置
せしめるため前記扇状の現像ユニットを組合せ略円状の
全体を回転移動させる移動手段と、前記静電像担持体上
に現像された各色トナー像を順次転写してカラー像を得
る転写手段と、前記現像ユニットの各々が、キャリアと
トナーを混合した現像剤を収納する第一のホッパ部と、
前記第一のホッパ部とトナー補給手段を介して隣接しト
ナーのみを収納する第二のホッパ部と、を有し、前記現
像位置で前記現像ユニット内の前記第二ホッパが前記第
一ホッパの上部に位置する構成としてもよい。また、本
発明の他の態様のカラー画像記録装置は、静電像担持体
と、各々色の異なる現像剤を有する複数で扇状の現像ユ
ニットと、前記複数の現像ユニットのそれぞれを、前記
静電像担持体に対向した現像位置に順次位置せしめるた
め前記扇状の現像ユニットを組み合わせた略円状の全体
を回転移動させる移動手段と、前記静電像担持体上に現
像された各色トナー像を順次転写してカラー像を得る転
写手段と、前記現像位置に位置せしめたときの前記現像
ユニットの外側壁に近接して本体側に装着され、前記現
像位置に順次位置せしめた前記現像ユニット内の各色の
現像剤のトナー濃度を検知できる単一のトナー濃度検知
手段と、各々の前記現像ユニットが、キャリアとトナー
を混合した現像剤を収納する第一のホッパ部と、前記第
一のホッパ部とトナー補給手段を介して隣接しトナーの
みを収納する第二のホッパ部と、を有し、少なくとも前
記第一ホッパの一部および前記第二ホッパの一部が前記
現像ユニットの回転中心側の近傍に位置する構成として
もよい。さらに、本発明の他の態様のカラー画像記録装
置は、上記構成において、前記トナー補給手段が前記現
像ユニットの回転中心側の近傍に位置する構成としても
よい。さらにまた、本発明の他の態様のカラー画像記録
装置は、上記構成において、前記トナー濃度検知手段が
前記第一ホッパの回転中心側の外側近傍に位置する構成
としてもよい。さらにまた、本発明の他の態様のカラー
画像記録装置は、静電像担持体と、各々色の異なる現像
剤を有する複数で扇状のの現像ユニットと、前記複数の
現像ユニットのそれぞれを、前記静電像担持体に対向し
た現像位置に順次位置せしめるため前記扇状の現像ユニ
ットを組み合わせた略円状の全体を回転移動させる移動
手段と、前記静電像担持体上に現像された各色トナー像
を順次転写してカラー像を得る転写手段と、前記現像位
置に位置せしめたときの前記現像ユニットの外側壁に近
接して本体側に装着され、前記現像位置に順次位置せし
めた前記現像ユニット内の各色の現像剤のトナー濃度を
検知できる単一のトナー濃度検知手段と、各々の前記現
像ユニットが、キャリアとトナーを混合した現像剤を収
納する第一のホッパ部と、前記第一のホッパ部とトナー
補給手段を介して隣接しトナーのみを収納する第二のホ
ッパ部と、を有し、前記トナー濃度検知手段からの信号
に応じて前記トナー補給手段を駆動する手段を本体側に
設ける構成としてもよい。さらにまた、本発明の他の態
様のカラー画像記録装置は、上記構成において、前記ト
ナー補給手段を駆動する手段が本体側に設置された駆動
離接手段である構成としてもよい。さらにまた、本発明
の他の態様のカラー画像記録装置は、上記構成におい
て、トナー濃度検知およびトナー補給を現像位置で行う
構成としてもよい。

【００１５】上記の構成では、各色の現像ユニットにト
ナーホッパを全て内包して外部からトナーを補給しない
構成であるため、トナー補給の機構が簡単な上に、トナ
ー補給時のトナーこぼれが発生することがなく、機械内
部のトナーによる汚染がすくない。また、メンテナンス
には各色の現像ユニットを交換するだけで済むのでユー
ザでも簡単にメンテナンスが行える。

【００１６】さらに上記の構成では、トナーホッパ内の
トナーは、現像ユニットが回転移動するときに自然に撹
拌されながら現像位置にユニットが位置したときにホッ
パ内のトナー供給部に溜まる構成になっており、トナー
ホッパ内に撹拌機構を設ける必要がなく、現像ユニット
の構成を簡単にできる。また、ホッパ内のトナー残量が
少なくなったときでもトナーの供給はスムーズに行われ
る。

【００１７】また、現像位置にあるときの現像ユニット
内のトナーホッパを現像剤を内包して撹拌する現像剤ホ
ッパの上部に位置するように構成しているため、現像位
置でのトナー補給が簡単に行える。さらに、トナー濃度
検知とトナー補給を現像位置で行うので、単色を連続し
て出力するときでも、トナー濃度が低下することなく安
定した画像を出力できる。

【００１８】さらに上記の構成では、現像ユニットが移
動することにより、位置が固定されたトナー濃度センサ
を現像ユニット４つに対して１つ使用するだけですむの
で各現像ユニットの構成が簡単になる上にコスト低減に
つながる。

【００１９】さらに上記の構成では、トナー補給の駆動
を本体側で行うので現像ユニット側ではトナー補給する
ための複雑な機構を設ける必要がなく、現像ユニットの
構成が簡単になる。

【００２０】以下本発明の一実施例のカラー電子写真装
置について、図面を参照しながらさらに詳しく説明す
る。

【００２１】図１は本発明の実施例のカラー電子写真装
置の全体構成図である。まず、黒、イエロ、マゼンタ、
シアンの各色用の４組の扇型をした現像ユニット１Ｂ
ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃが現像ユニット群を構成し、図の
ように円環状に配置されている。２は感光体・ベルトユ
ニットで、感光体部、中間転写体部を含んだ構成になっ
ている。各現像ユニットは、中にいれる現像剤をのぞき
それぞれ同じ構成部材よりなっているので、説明を簡略
化するため黒用の現像ユニットについて説明し、他の色
については省略する。なお、各色用について、同じ部分
には同じ符号を付し、各色の区別をつける必要がある場
合は、符号に各色を示す文字を付す。図２に黒用現像ユ
ニット１Ｂｋを詳細に示す。

【００２２】図２において、１４ａはキャリアとトナー
を混合させた現像剤を収納している第一ホッパ、１４ｂ
はトナーのみを収納している第二ホッパ、１５はトナー
補給のために開けられた開口部、１６は開口部１５を開
閉するための蓋、また１７はトナー補給のためのアジテ
ータ、１８ａ、１８ｂは第一ホッパ１４ａ内の現像剤を
現像部分に搬送するためのアジテータである。

【００２３】１９はアルミニウム製の回転可能な現像電
極ローラ、２０はその内部に同軸で固定された回転しな
い磁石、２１は現像電極ローラ１９に電圧を印加する交
流高圧電源、２２は電極ローラ１９上のトナー層厚を規
制する磁性のブレードである。電極ローラ１９は直径１
６ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓで矢印方向に回転させた。

【００２４】第一ホッパ１４ａ内には、表面をシリコー
ン樹脂でコートした粒径５０μｍのフェライトキャリヤ
２４Ｂｋとトナー２５Ｂｋを混合した２成分現像剤２６
Ｂｋをいれ、アジテータ１８ａ、１８ｂによる搬送と磁
力により電極ローラ１９表面に付着させた。用いるトナ
ーはポエステル樹脂に顔料等を分散して、さらに添加剤
を加えたものである。電極ローラ１９に付着した現像剤
２６ＢＫはブレード２２により層規制された状態で現像
場に搬送され、現像に用いられる。

【００２５】第二ホッパ１４ｂ内には、現像ユニット組
立時に４００ｇのトナーが密閉収納され、ユニット外部
からのトナーの補給を行うことなくＡ４単色５％相当の
原稿を５０００枚出力できるようになっている。第二ホ
ッパ１４ｂ内のトナーがなくなったときは、ユーザは現
像ユニットを交換するだけでよい。

【００２６】なお、図２の現像ユニットは、黒用の現像
ユニットであるとともに、現像位置にある現像ユニット
の上下位置をも示している。図でトナー２５Ｂｋを収納
した現像剤第二ホッパ１４ｂは第一ホッパ１４ａの上側
に位置しているため、トナーホッパ１４ｂ内部で、トナ
ーを移動させるための送り機構や撹拌機構を設けなくて
も、ユニットの回転移動と自重でトナーが開口部１５付
近に供給され、スムーズにトナー補給を行うことができ
る。

【００２７】さらに、２８は電極ローラ１９を保護する
ためのカバーで、図２では現像のために開いた状態を示
している。このカバー２８は現像ユニットが現像位置以
外の位置にあるときには現像剤を担持した電極ローラ１
９をカバーし、現像剤のゴミ等による汚染やユニットが
回転移動する時のトナーによる機内汚染等を防ぐ構成と
なっている。

【００２８】黒色以外の他の現像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに
ついても同様の構成を有し、動作が行われる。

【００２９】再び、図１を用いて、プリンタ部の構成を
説明する。９はフタロシアニンをポリカーボネート系バ
インダ樹脂に分散した有機感光体、１０は感光体をマイ
ナスに帯電する帯電ローラ、１３はレーザビームによる
信号光、２７は転写後の感光体表面に残ったトナーを清
掃するクリーナである。円環状に配置されている現像ユ
ニット１Ｂｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは支持体（図示せず）
に支持されており、全体として、制御回路２９に制御さ
れた移動手段である移動モータ３０に駆動され、円筒状
の固定されて回転しない軸３１の周りに矢印方向に回転
移動可能になっている。各現像ユニットは、順次、感光
体９に対向した現像位置５０に移動される。現像ユニッ
ト１ＢＫ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの支持体には各現像ユニッ
トが現像位置５０に移動したことを検出する手段（図示
せず）を有し、各ユニットの移動が完了する毎に移動完
了に対応する信号を制御回路２９に送信する。

【００３０】３はレーザ露光装置で、プリンタ部に入力
された信号で変調されたレーザビームによる信号光１３
を発生して感光体９に照射し潜像を形成する。

【００３１】６０は軸３１に設置された磁気抵抗方式の
トナー濃度センサで、現像ユニットが現像位置５０に移
動されたときに現像ユニットの第一ホッパ１４ａ内のト
ナー濃度を検知できるように位置されている。このトナ
ー濃度センサ６０の位置に対応する部分の現像ユニット
の側壁はトナー濃度が安定に検知できるように肉厚を薄
く設定してある。また、さらに検知を安定にするために
は、このセンサに対応するユニットの側壁を、平滑性が
よく、薄くても強度がある材料に変更し薄くすればよ
い。なお、本実施例では、トナー濃度センサ６０は離接
機構を用いず固定で行ったが、離接機構を用いてユニッ
ト回転時にトナー濃度センサ６０の位置を回転の内側に
わずかにずらせるような離接機構を用いてもよいし、背
後からバネ部材等でユニットの側壁に押し当てる構成で
もよい。また、本実施例ではトナー濃度センサ６０は磁
気抵抗方式のものを用いたが、このセンサには例えば現
像ユニットの対応する側壁部を透明にして光学式の反射
濃度センサなどを用いてもよいことは言うまでもない。

【００３２】次に、図１を用いてプリンタの動作の説明
をする。感光体９の直径は３０ｍｍで、周速６０ｍｍ／
ｓで矢印方向に回転させた。

【００３３】感光体９を帯電ローラ１０で、−７００Ｖ
に帯電させた。この感光体９にレーザビームによる信号
光１３を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体の
露光電位は−１００Ｖであった。

【００３４】次に感光体９表面を感光体９表面と４００
μｍの間隔を開けて対向し層規制された状態の現像剤２
６ＢＫを担持した電極ローラ１９の前を通過させた。感
光体９の未帯電域の通過時には、電極ローラ１９には交
流高圧電源２１により、＋１００Ｖの直流電圧を重畳し
た７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の
交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。その後、−７
００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体９表面の
通過時には、電極ローラ１９には交流高圧電源２１によ
り、−４００Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピ
ーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数
１．５ｋＨｚ）を印加した。すると、感光体９上には画
像部にのみネガポジ反転したトナー像が残った。矢印方
向に回転する電極ローラ１９に付着したキャリヤとトナ
ーは、再び現像剤第一ホッパ１４ａ内に戻し次の現像に
用いた。

【００３５】こうして感光体９上には黒色のトナー像が
得られる。３２は中間転写ベルトで、厚さ１００μｍの
エンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材とした
フィルムよりなり、周囲に低抵抗処理をしたウレタンフ
ォームを成形した転写ローラ３３およびステンレス性の
ローラ３４に巻回し、矢印方向に移動可能になってい
る。

【００３６】転写ローラ３３は、中間転写ベルト３２を
介して感光体９に軽く圧接されている。ローラ３４に
は、中間転写ベルト３２を介して上記の転写ローラ３３
と同様の構成の第２転写ローラ３５が、従動回転可能に
軽く圧接している。

【００３７】中間転写ベルト３２と第２転写ローラ３５
の圧接されたニップ部には、給紙部３６から用紙が送ら
れてくるように用紙搬送路が形成されている。

【００３８】４０は、中間転写ベルトを清掃するベルト
クリーナを含むベルトクリーナ部である。ベルトクリー
ナ４０に回収された廃トナーは廃トナー搬送管３７を介
して感光体クリーナ２７に送られる。

【００３９】感光体・ベルトユニット２は、感光体９、
帯電ローラ１０、感光体クリーナ２７、中間転写ベルト
３２、転写ローラ３３、ローラ３４、廃トナー搬送管３
７、およびベルトクリーナ部４０を含んだ構成で、容易
に交換可能になっている。

【００４０】４４は転写後の用紙上のトナー像を定着す
る定着器、４５は定着後の用紙を排出する排出ローラで
ある。

【００４１】以上が本発明の電子写真装置および現像ユ
ニットの主要構成の説明である。次に、この装置のカラ
ー現像時の動作を説明する。

【００４２】まず最初は、各現像ユニットは図１に示す
ような位置にあり、かつ黒用の現像ユニット１Ｂｋは感
光体９に対向する現像位置５０に位置し、現像ユニット
の側壁にはトナー濃度センサ６０が図のようにほぼ接触
するように位置している。レーザ露光装置３により黒の
信号光が感光体９に入力され、黒トナーによる現像が行
われる。現像開始と同時に、トナー濃度センサ６０は第
一ホッパ１４ａ内の現像剤のトナー濃度を検知し始め、
この検知信号に応じてトナー補給を行う。

【００４３】図３は現像中のユニットのトナー補給用ア
ジテータ１７の駆動部を示している。７０はアジテータ
１７を回転させる歯車、７１は本体側に設けられ歯車７
０を駆動するためのモータ、７２はモータ７１の駆動を
歯車７０に伝達するための歯車である。トナー濃度セン
サ６０の出力に応じてトナー補給を行うときは、モータ
７１が回転し、歯車７２、歯車７０を介してアジテータ
１７に駆動力が伝達され、アジテータ１７が回転し、第
二ホッパ１４ｂ内のトナーが第一ホッパ１４ａ内に供給
される。現像ユニット群が回転移動するときには、歯車
７２は歯車７０と離間し、ユニット群の移動が完了した
ときに接続できる構成になっている。なお、本実施例で
は本体側にトナー補給用のモータを新たに設けたが、例
えば感光体を駆動するモータなど、別の目的で本体側に
設けられた駆動手段から駆動を伝達してもよい。その場
合、駆動を伝達する途中でクラッチ等の駆動離接手段を
設けるとアジテータ１７の駆動の制御が容易にできる。

【００４４】現像ユニット内の蓋１６は、図２に示すよ
うに第二ホッパ１４ｂ側から力を加えた場合にのみ開く
ように、一方をヒンジで回転可能に固定し、力がかから
ないときは開口部１５を閉じるようにねじりバネ（図示
せず）が取り付けてある。また、アジテータ１７は周辺
のトナーをかき回しながら蓋１６を押し開け、トナーを
補給するような構成になっている。この構成によりトナ
ー補給がトナー濃度センサ６０からの信号に応じて行わ
れる。実際には、トナー濃度検知はセンサの出力が安定
してから行えるように現像開始から３秒後に開始するよ
うにした。トナー補給を行わないときはアジテータ１７
は蓋１６を押し開けないような位置で停止するようにな
っている。また、現像ユニットが現像しているとき以
外、特に現像ユニットが現像位置以外の場所に移動して
いるときは、蓋１６は現像ユニットの支持体（図示せ
ず）に設置されたロック機構（図示せず）により閉じた
状態にロックされ、トナー補給時以外の時の第二ホッパ
から第一ホッパへのトナーの混入を防いでいる。

【００４５】感光体９上に現像された黒トナー像は転写
ローラ３３の作用で中間転写ベルト３２上に順次転写さ
れる。

【００４６】現像ユニット群１Ｂｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ
は全体が移動モータ３０に駆動されて一体的に図１の矢
印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転して現像ユニ
ット１Ｙが現像位置５０に達した位置で止まり、現像ユ
ニット１Ｙが位置決めされる。現像ユニットの電極ロー
ラ１９以外の部分は電極ローラ１９先端の回転円弧より
内側に位置しているので、感光体９が現像ユニットに接
触することはない。また、電極ローラ１９のカバー２８
は各現像ユニットが現像位置５０に位置する前に移動に
応じて開き図２に示すように現像ユニット内に収納でき
る構成で、現像終了後の移動の時に再び閉じる構成にな
っている。前と同様に今度はイエロの信号でレーザ露光
装置が現像ユニット１Ｙに信号光を入力しイエロのトナ
ー像の形成と転写が行われる。このとき中間転写ベルト
３２上に前に転写された黒のトナー像に次のイエロのト
ナー像が位置的に合致するようにイエロの信号光の書き
込みのタイミングが制御される。この間、第２転写ロー
ラ３５とクリーナ部４０は中間転写ベルトから少し離さ
れており、その上のトナー像には何も作用しないように
なっている。

【００４７】以上と同様の動作を、マゼンタ、シアンに
ついても行い中間転写ベルト上には４色のトナー像が位
置的に合致して重ね合わされカラー像が形成される。最
後のシアントナー像の転写後、４色のトナー像はタイミ
ングを合わせて給紙部３６から送られてくる用紙に、第
２転写ローラ３５の作用で一括転写される。用紙に転写
されたトナー像は定着器４４により定着される。用紙は
その後排出ローラ４５を経て装置外に排出される。中間
転写ベルト３２上に残った転写残りのトナーは、クリー
ナ部４０の作用で清掃され次の現像に備える。

【００４８】次に単色モード時の動作を説明する。単色
モード時は、まず所定の色の現像ユニットが現像位置に
移動され位置決めされる。次に前と同様にして所定の色
の現像および中間転写ベルトへの転写を行い、今度は転
写後そのまま続けて、次の第２転写ローラにより給紙部
から送られてくる用紙に転写をしていく。

【００４９】次にこの装置の、メンテナンスに関して図
４を用いて説明をする。特定の色の現像剤が消費されて
なくなったりして、メンテナンスをする場合を想定す
る。まず、作業者からの指令（図示しないスイッチによ
る）により制御回路２９に制御された移動モータ３０の
作用により、現像ユニット群が回転され、注目の色の現
像ユニットを上部位置（図１の現像ユニット１Ｃの位
置）に移動する。そして図３に示すように、作業者は装
置本体上部に位置したカバー４６をあけて、そこから注
目の現像ユニットのみを装置外に取り出し、新しいその
色の現像ユニットを装着する。

【００５０】この時、電極ローラカバーは閉じた状態に
あるので、作業者は現像剤等で手を汚したり、現像剤を
こぼしたりすることはない。

【００５１】また交換すべき現像ユニットは、現像位置
とは異なる上部位置で交換できるため、転写部等の関連
部材に邪魔されることなく、かつ位置決めもされていな
いので、容易に装置外に取り出すことが可能でメンテナ
ンス性が優れたものとなる。

【００５２】感光体・ベルトユニット２については、本
体のパネルにユニットの寿命が来たことを表示すること
により作業者に交換時期を知らせる。作業者はこの表示
により、前扉４７を解放し、使用済みの感光体・ベルト
ユニット２を取り出し、新しいユニットを装着する。４
８は感光体・ベルトユニット２の感光体９が現像ユニッ
トの電極ローラ１９と接触する部分を覆うシャッタ、４
９は感光体・ベルトユニットのベルト３２が第二転写ロ
ーラ３５と接触する部分を覆うシャッタで、シャッタ４
９は前扉４７を解放したときに、またシャッタ４８は感
光体・ベルトユニットを本体から取り出すときにそれぞ
れ閉まる構成になっている。これにより、作業者は中間
転写ベルトに触れることなく、また廃トナーをこぼすこ
となく、感光体・ベルトユニット２を交換できる。

【００５３】以上が実施例の構成と動作の説明である。
なお、本構成では中間転写体を用いたが、紙を巻き付け
た転写ドラム方式等の直接紙に転写する方式などでも本
発明の本質と作用効果は変わることはない。

【００５４】また、以上の実施例では、現像ユニットに
用いる現像法として特定のものを用いたが、キャリアと
トナーを混合する方法であれば、他の現像法を用いた構
造の現像ユニットの場合でも、本発明の本質と作用効果
は変わることがない。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明は、現像ユニットが
各色ごとにそれぞれ独立してひとつの現像ユニットとし
て完結している上に、複雑なトナー補給機構も必要なく
構成が簡単になる。また、感光体部と中間転写ベルト部
もユニット化しており、ユーザは各色の現像ユニットと
感光体ベルトユニットを交換するだけで済み、メンテナ
ンス性も優れたものとなる。

【００５６】また、各現像ユニットはトナー補給を容易
に行える構成である上に、トナー濃度センサおよびトナ
ー補給機構は４つの現像ユニットに対して１つだけ本体
に装着するだけですむので、装置の構成が簡単になる。

【００５７】また、中間転写体の大きさを小さくできる
ため装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカラー電子写真装置の
構成図

【図２】本発明の実施例のカラー電子写真装置に用いら
れる現像ユニットの構成図

【図３】本発明の実施例のトナー補給部の駆動の伝達を
説明する構成図

【図４】現像ユニット、および感光体・ベルトユニット
を交換する時の説明図

【図５】従来のカラー電子写真装置の構成図

【符号の説明】

１Ｂｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ 現像ユニット ２ 感光体・ベルトユニット ３ レーザ露光装置 ９ 感光体 １３ 信号光 ２８ 電極ローラカバー ３２ 中間転写ベルト ３３ 転写ローラ ３５ 第２転写ローラ ５０ 現像位置 ６０ トナー濃度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−249795（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138744（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−110261（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−161168（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−260968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−204281（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241417（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−355463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229257（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−133082（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−43374（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80600（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−167765（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−61385（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めカラートナーを収容したカラートナ
   ー収容部と現像ローラとを隣接配置して一体的に構成さ
   れた現像ユニットを複数、装置本体に設けた軸の周囲に
   略円柱状に集合配置し、前記現像ローラが常に外周側に
   位置する状態で前記軸周りに回転可能、且つ、前記軸と
   垂直方向に支持体と着脱自在に構成された現像手段と、
   ユニットに収容され画像形成位置で前記現像ローラと対
   向配置された感光体と、この感光体から記録用紙にカラ
   ー画像を転写する中間転写ベルトと、転写終了後の前記
   記録用紙上のカラー画像を定着する定着手段と、を具備
   し、 前記現像ユニットは、予めユニット内部に収容したカラ
   ートナーを、現像ローラを設けた開口部からのみユニッ
   ト外部に供給可能に構成され、現像位置において前記開
   口部が側方に位置する状態で、交換位置において前記開
   口部が上方に位置する状態で、それぞれ停止するととも
   に、前記交換位置で前記開口部を上方に向けた状態での
   み装置上面の蓋部から交換可能に構成される一方、 前記感光体を収容するユニットは、現像ローラの軸に対
   して垂直方向であって装置前方側に移動され装置前方の
   開閉部から取り外し可能に案内される一方、前記感光体
   を前記開閉部から画像形成位置まで案内するよう移動可
   能に構成され、且つ、前記感光体から回収される廃トナ
   ーと前記中間転写ベルトから回収される廃トナーとの双
   方を収容する共用廃トナー収容部を有する、ことを特徴
   とするカラー画像記録装置。
2. 【請求項２】 予めカラートナーを収容したカラートナ
   ー収容部と現像ローラとを隣接配置して一体的に構成さ
   れた現像ユニットを複数、装置本体に設けた軸の周囲に
   略円柱状に集合配置し、前記現像ローラが常に外周側に
   位置する状態で前記軸周りに回転可能、且つ、前記軸と
   垂直方向に支持体と着脱自在に構成された現像手段と、
   ユニットに収容され画像形成位置で前記現像ローラと対
   向配置された感光体と、この感光体から記録用紙にカラ
   ー画像を転写する中間転写ベルトと、転写終了後の前記
   記録用紙上のカラー画像を定着する定着手段と、を具備
   し、 前記現像ユニットは、予めユニット内部に収容したカラ
   ートナーを、現像ローラを設けた開口部からのみユニッ
   ト外部に供給可能に構成され、現像位置において前記開
   口部が側方に位置する状態で、交換位置において前記開
   口部が上方に位置する状態で、それぞれ停止するととも
   に、前記交換位置で前記開口部を上方に向けた状態での
   み装置上面の蓋部から交換可能に構成される一方、 前記感光体を収容するユニットは、現像ローラの軸に対
   して垂直方向であって装置前方側に移動され装置前方の
   開閉部から取り外し可能に案内される一方、前記感光体
   を前記開閉部から画像形成位置まで案内するよう移動可
   能に構成され、前記感光体から回収される廃トナーと前
   記中間転写ベルトから回収される廃トナーとの双方を収
   容する共用廃トナー収容部を有し、且つ、 ユニット外部からカラー画像を形成するトナーの供給を
   受ける領域を覆うシャッタとユニット外部にカラー画像
   を形成するトナーを供給する領域を覆うシャッタとを有
   し、ユニット交換に際して前記双方のシャッタを閉じる
   ことによりトナーのユニット外への飛散流出を防止す
   る、ことを特徴とするカラー画像記録装置。