JP3094229B2 - 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、複写機、プリンタ等転写材へ画像形成を行
う電子写真式のカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真方式を用いるモノカラー方式のアナログ複写
機や半導体レーザ・LED走査系による複写機・プリンタ
等の画像形成装置において、耐用寿命を有する各種感光
体、現像剤キャリア、クリーニング部材や現像剤トナー
の消耗時等での補給・交換のために画像形成手段の一部
をカートリッジ化して、これら画像形成手段の要部を一
体化した部材を装置外へ取り出し、メンテナンス或は交
換を行うよう構成されたものが提案されている。また、
画像形成手段によって像形成される転写材の搬送路を開
放してジャム処理時に転写材を取り出し易くする様な構
成も種々提案されてきている。

これらの代表的な構成として特公昭58−54392号公報
に開示されている様な、感光体ドラム、現像器、クリー
ナー等を一体的に支持部材に取付け、装置本体より引抜
き可能とし、各ユニットの交換や補修を容易化する提案
がなされており、次いでこれら画像形成手段の主要部を
一体化して使い捨てとしたものが特開昭57−154255号公
報に、また同様の使い捨てカートリッジを用いるもの
で、半導体レーザによるドット露光走査書込みによって
感光体ドラム上に潜像形成を行うプリンタ構成が特開昭
59−147366号公報にて開示されている。更に、これらの
公報には分割構造の上部筐体を開放して転写材搬送路を
開き、ジャム時の転写材を取り出す構成が開示され、且
つ前記の特開昭57−154255号公報には、２分割の構造の
上部筐体に使い捨てプロセスカートリッジを交換可能に
配設した構成が採られ、カートリッジ交換の作業性と、
ジャム処理の容易性を解決しようとしている。また補給
用トナーカートリッジや回収トナー用クリーニングカー
トリッジを主とするプロセスカートリッジの交換作業の
容易性に重点をおいて２分割構造とし、特下部筐体にプ
ロセスカートリッジを配設して、メンテナンスの作業性
の向上を図ったものが特開昭58−1161号公報にて開示さ
れている。

また、前記構造をタテ型としたもので、特開昭63−24
4058号、同63−244064号、特開平１−179168号公報等に
て提案されているが、これは同一方向操作およびジャム
処理向上を図ったものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらプロセスカートリッジを装置本体に対し
着脱するに当たっては前述したように装置を２分割構造
にするなどしてカートリッジの挿脱口を開閉可能とする
と同時に、カートリッジを構成する感光対や現像器に接
続する駆動系の歯車を容易かつ確実にカートリッジの挿
脱に伴って係脱出来るようにすることが必要であって、
そのため本体構造が複雑化また取扱い操作も簡便なもの
ではなかった。

本発明はこの点を解決して改良した結果、装置を２分
割構造のように大きく開蓋させることなくプロセスカー
トリッジを容易かつ確実に着脱することの出来る画像形
成装置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、すくなくともベルト状像形成体と複数の
現像器を含むプロセスカートリッジが着脱可能に設けら
れたカラー画像形成装置において、前記プロセスカート
リッジに設けた前記複数の現像器は前記ベルト状像形成
体の一方の面に対向して並列配置されており、前記プロ
セスカートリッジの両側面に設けたレール部材は装置本
体に設けたガイド部材と係合関係にあって、前記プロセ
スカートリッジは転写部と反対側に取り出し可能として
いて、前記複数の現像器に設けた各々の歯車は着脱方向
に沿って複数列に配設され、同列に複数の歯車があると
きは挿入方向の歯車は他の歯車に較べて低い段差関係に
あり、装置本体には駆動源を同一とする複数の駆動歯車
が着脱方向に沿って複数列に配設され、同列に複数の駆
動歯車があるときは挿入方向の駆動歯車は他の駆動歯車
に較べて高い段差関係となっていて、前記プロセスカー
トリッジを前記ガイド部材に沿って装着位置まで挿入す
るときは、前記複数の現像器の各々の歯車と駆動歯車と
の間では同時に噛合関係が形成されることを特徴とする
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４図に示す。

第１図において、１はベルト状像担持体たる可撓性の
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に内接するよう装置本体に固
定した支持体すなわちガイド部材であって、前記感光体
ベルト１は回動ローラ３の外側への付勢作用によって緊
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系ユニット、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すなわち現像
器であって、これ等の各像形成手段はガイド部材４を背
面にした前記感光体ベルト１の外周面に対向して配設さ
れる。

前記レーザ書込み系ユニット７は上面にスリット状の
露光用開口部70Aを設けた保持筐体70に納めて装置本体
に組込まれる。

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ブ
を備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触現像方により
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、次の像形成シス
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で得られたデータ
を、画像データ処理部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,7F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
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）のトナー
（顕像媒体）の装填された現像器８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ドラム表面にシア
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
様の処理によりベルト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。なお現像として
は、一成分現像剤を用いた非接触現像を用いることもで
きる。

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・除電を受けた転写材は、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
に分離して吸着式の搬送ベルト17Aを介して上方に向か
い、定着ローラ18によって画像を溶着したのち排紙ロー
ラ19を経て上蓋20に形成したトレイ上に排出される。

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
がブレード13Aの先端部に堆積したトナーをならした後
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、帯電器６、各現像器8,9,10,1
1およびクリーニング装置13は独立したプロセスカート
リッジ30に組込み一体化された上、一点鎖線をもって示
す方向からスライドして装置内部に挿入し装着される。

すなわち前記プロセスカートリッジ30は第２図に示す
如くその両側に凸状の断面形状を有するレール部材31を
備えていて、装置内部に架設した凹状の断面形状を有す
るガイド部材32に挿入して係合することにより装置に装
着される。

前記プロセスカートリッジ30はレール部材31の端部31
Aのガイド部材32へ当接によって装着時の位置が決定さ
れ、同時にレール部材31の切欠部31Bに本体側に設けた
係止板33の頂部33Aが係合することによって固定され
て、内蔵する各プロセス資材をそれぞれの画像形成を可
能とする位置に設定する。

また、プロセスカートリッジ30の装置内部への装着と
同時に、前記感光体ベルト１を始め各現像器に接続する
各歯車群が装置本体の駆動系の各歯車にそれぞれ噛合し
て作動可能の状態とされる。

前記の各歯車群の装置背面より見た配置を第３図に、
また、その矢視Ａによる要部を第４図に示す。

図において8GA,9GA,10GAおよび11GAは前記各現像器の
内蔵する現像スリーブ8A,9A,10Aおよび11Aの同軸上の等
径の各歯車、また、8GBと8GC,9GBと9GC,10GBと10GCおよ
び11GBと11GCは各現像器の内蔵する一対の撹拌スクリユ
8Bと8C,9Bと9C,10Bと10Cおよび11Bと11Cの同軸上に設け
た何れも等径の各歯車である。

前記各歯車8GAないし11GAと各歯車8GCないし11GCとは
軸方向の位置を異にしていて互に噛合せず共に前記各歯
車8GBないし11GBに対してのみ噛合されている。

一方、G1A,G2A,G3AおよびG4AさらにG5は装置本体側に
設けられる駆動系の出力用の各歯車であってプロセスカ
ートリッジ30の本体装着により前記の各歯車8GAないし1
1GAならびに前記感光体ベルト１を回動させる回動ロー
ラ２が一体とする歯車2Gを噛合させて動力を伝達出来る
状態とする。

前記各歯車G1AないしG4Aは第４図に示すように同軸上
にそれぞれ電磁クラッチＣを介して等径の各歯車G1B,G2
B,G3BおよびG4Bを一体としている。

前記の各歯車G1BないしG4Bは等径の中間歯車I₁、I₂お
よびI³を介して直列状に接続されていて中間歯車I₂と同
軸一体の駆動歯車DGに接続するモータＭのピニオンＰの
回転によって同方向に一斉に回転駆動される。

従って前記の電磁クラッチＣをOFFの状態からONの状
態に切替えることにより当該の歯車G1A,G2A,G3A,G4Aの
何れかが回転し、之と歯合関係にある特定した現像器を
順次作動して前述したカラー画像の現像処理を行うこと
が出来る。

ここで、前記各現像器は感光体ベルトの周面に沿って
配置され、従って前記の各歯車8GBないし11GBが円弧状
に位置するよう配列されることから、プロセスカートリ
ッジ30挿入のスライド面を基準とした場合に、例えば歯
車9GBを最も低い位置として順次適当な段差Ｓを設けて
歯車11GBが最も高い位置を占めるように配設することが
可能である。

この場合、前記の各歯車9GBないし11GBを第４図に示
す如く一直線上に配列し歯車8GBを平行にして同一垂直
面内に２列平行に収めたとしても、プロセスカートリッ
ジ30の装着に際しても前記の各歯車G1AないしG4Aに対し
て全く干渉することなく、かつ装着位置にあっては歯車
8GBと歯車G1A,歯車G9Bと歯車G2A,歯車10GBと歯車G3A,歯
車11GBと歯車G4Aの噛合あるいは離脱を円滑かつ適確に
行うことが出来る。

従って第４図に示す如くプロセスカートリッジ30の前
記各歯車8GBないし11GBのうち歯車8GBのみを軸方向の異
なる位置に配置し、歯車8GBと噛合する歯車G1Aを軸方向
の異なる位置とし、他の歯車9GB,10GB,11GBは一列上に
配置し、同じく装置本体側の歯車G2A,G3A,G4Aを一列上
に配置して、プロセスカートリッジ30側の歯車列を本体
側の駆動系の歯車列に対応させるようにすれば前記の本
体側の各歯車G1AないしG4Aに対してプロセスカートリッ
ジ30側の歯車8GBないし11GBは全く干渉することなくそ
の噛合あるいは離脱を円滑かつ適確に行うことが出来
る。

上記の実施例では歯車9GBを最も低い位置として歯車
列を２列とした実施例であるが、歯車10GBを最も低い位
置としたときは本体側の３列に平行に配設した歯車と歯
合するようにすることにより円滑な噛合あるいは離脱が
なされる。

一方プロセスカートリッジ30の取出しに際しては前記
の係止板33はその一部をカートリッジ側方に突出する解
除レバー33Bとしていて、該解除レバー33Bを押し下げる
ことにより前記係止板33を引張バネ34の付勢に抗して下
方に退避させることが出来る。

従ってプロセスカートリッジ30はカバー35を開放し解
除レバー33Bを押し下げた状態で取手30Aをもって画像の
転写部と反対側に引き出すことにより容易に装置より取
出される。

なおプロセスカートリッジ30を取外せばあと比較的小
型の前記上蓋20を開蓋するのみにて転写材の搬送路と装
置の上部が共に開放されるのでジャム処理等の作業も容
易に行うことが出来る。

またトナー補給部21に対するトナーの補充も小型の上
面カバー22を開蓋するのみで良いのでその作業は極めて
簡単となる。

〔発明の効果〕

本発明は、装置の構造を極めて簡略なものとしながら
プロセスカートリッジを容易に着脱することを可能とし
たもので、その結果、プロセス資材のメンテナンスや転
写材のジャム処理等の作業が簡易かつ迅速に実施出来る
こととなり、取扱い性に優れ常に高品質の画像の得られ
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】

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図はその要部斜視図、第３図および第４図は駆動系歯
車の配置図およびその要部側面図。 １……感光体ベルト、６……帯電器 ８〜11……現像器 8A〜11A……現像スリーブ 8B〜11B,8C〜11C……撹拌スクリュ 13……クリーニング装置 30……プロセスカートリッジ 31……レール部材、32……ガイド部材 33……係止板、35……カバー 8GA〜11GA,8GB〜11GB,8GC〜11GC……（プロセスカート
リッジ側）歯車 G1A〜G4A,G1B〜G4B,G5……（装置本体側）歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福地 真和 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 島▲崎▼ 純一 (56)参考文献 特開 平２−165165（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17169（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】すくなくともベルト状像形成体と複数の現
   像器を含むプロセスカートリッジが着脱可能に設けられ
   たカラー画像形成装置において、 前記プロセスカートリッジに設けた前記複数の現像器は
   前記ベルト状像形成体の一方の面に対向して並列配置さ
   れており、 前記プロセスカートリッジの両側面に設けたレール部材
   は装置本体に設けたガイド部材と係合関係にあって、前
   記プロセスカートリッジは転写部と反対側に取り出し可
   能としていて、 前記複数の現像器に設けた各々の歯車は着脱方向に沿っ
   て複数列に配設され、同列に複数の歯車があるときは挿
   入方向の歯車は他の歯車に較べて低い段差関係にあり、 装置本体には駆動源を同一とする複数の駆動歯車が着脱
   方向に沿って複数列に配設され、同列に複数の駆動歯車
   があるときは挿入方向の駆動歯車は他の駆動歯車に較べ
   て高い段差関係となっていて、 前記プロセスカートリッジを前記ガイド部材に沿って装
   着位置まで挿入するときは、前記複数の現像器の各々の
   歯車と駆動歯車との間では同時に噛合関係が形成される
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。