JP3170399B2 - カラー画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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。なお、各々
の現像器には、外部からトナーを補給する現像剤補給装
置１１８がとりつけてあり、各々の現像器の現像剤に応
じたトナーが各ホッパから供給される構成になってい
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。ホッパ１１８から
送られるトナーはパイプ（図示せず）内を搬送される。
パイプは回転現像装置の中空の回転中心軸の内部を通っ
て中心軸の一部に設けられたトナー補給孔（図示せず）
まで搬送された後、重力により現像器内に供給される。
各現像器に補給されたトナーは各々の現像器内に設けら
れたスクリュー（図示せず）が回転することにより軸方
向に往復循環される。

【０００５】転写ドラム１０４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】以上のような従来例で
は、トナーホッパを高温高湿の環境内に長時間放置する
とホッパ内のトナーの流動性が低下し、トナーホッパ内
および補給経路内でトナーが凝固した。そのために、ホ
ッパ内にトナーが十分に残っているにもかかわらず、ト
ナー残量検知センサはトナー無しの信号を発生した。ま
た、トナー補給のためのパイプ内でトナーが詰まり、ト
ナー補給が安定して行えなくなった。このために現像器
内のトナー濃度が低下し、良好な画像が得られなくなっ
た。

【００１１】本発明の目的は上記問題点に鑑み、感光体
や現像器を含むトナー像形成部にトナー撹拌用のスクリ
ュー等を設けずにユニット内のトナーの撹拌が十分に行
われ、トナー残量の誤検知もなく、トナー補給時のトナ
ーの詰まりなどが発生せずに安定したトナー補給が行え
る、小型化でメンテナンス性の良い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】上記目的を達成するため
に、本発明は、一部にカラートナー収容部と現像ローラ
を有する複数の個別ユニットを略円柱状に集合配置した
回転体と、 前記カラートナーにより感光体上に形成され
た画像を、中間転写ユニットに収容された中間転写体に
転写し、更に前記中間転写体に転写した画像を記録用紙
に転写し、その後熱定着するカラー画像形成手段と、 前
記回転体を回転させて、前記複数の個別ユニットそれぞ
れを順次像形成位置に配置する移動手段と、 前記個別ユ
ニットの前記トナー収容部のトナー残量を検知する検知
手段と、 前記検知手段が第１回目のトナー残量無しを検
知したときに、前記回転体を回転させた後、再度トナー
残量検知を行い、その検知結果に基づいて前記個別ユニ
ットのトナー残量の有無を判断するトナー残量判定手段
と、を具備する構成を採る。 また、本発明は、一部にカ
ラートナー収容部と現像ローラを有する複数の個別ユニ
ットを略円柱状に集合配置した回転体と、前記カラート
ナーにより感光体上に形成された画像を、中間転写ユニ
ットに収容された中間転写体に転写し、更に前記中間転
写体に転写した画像を記録用紙に転写し、その後熱定着
するカラー画像形成手段と、前記回転体を回転させて、
前記複数の個別ユニットそれぞれを順次像形成位置に配
置する移動手段と、前記個別ユニットの前記トナー収容
部のトナー残量を検知する検知手段と、前記検知手段の
検知結果に基づいて前記個別ユニットのトナー残量の有
無を判定するトナー残量判定手段と、前記検知手段が第
１回目のトナー残量無しを検知したときに、前記回転体
を回転させた後、前記検知手段と前記トナー残量判定手
段を動作させて、再度トナー残量検知及びトナー残量有
無判定を行わせる制御手段と、 を具備する構成を採る。

【００１３】また、本発明は、内部に収容されたカラー
トナーをユニット外部に供給する開口部を有する複数の
個別ユニットを各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態
で略円柱状に集合配置して構成され、且つ、現像位置に
おいて前記開口部が側方に位置する状態で停止する一
方、交換位置において前記開口部が上方に位置する状態
で停止するとともに、前記個別ユニットを、前記開口部
を上方に向けた状態で、前記回転体の軸と垂直方向に、
装置上面の開閉部から着脱可能に構成した回転体と、前
記カラートナーにより感光体上に形成された画像を、中
間転写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更に
中間転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、その後
熱定着するカラー画像形成手段と、前記回転体を回転さ
せて、前記複数の個別ユニットそれぞれを順次像形成位
置に配置する移動手段と、前記個別ユニットの前記トナ
ー収容部のトナー残量を検知する検知手段と、前記検知
手段が第１回目のトナー残量無しを検知したときに、前
記回転体を回転させた後、再度トナー残量検知を行い、
その検知結果に基づいて前記個別ユニットのトナー残量
の有無を判断するトナー残量判定手段と、を具備する構
成を採る。 また、本発明は、 内部に収容されたカラート
ナーをユニット外部に供給する開口部を有する複数の個
別ユニットを各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で
略円柱状に集合配置して構成され、且つ、現像位置にお
いて前記開口部が側方に位置する状態で停止する一方、
交換位置において前記開口部が上方に位置する状態で停
止するとともに、前記個別ユニットを、前記開口部を上
方に向けた状態で、前記回転体の軸と垂直方向に、装置
上面の開閉部から着脱可能に構成した回転体と、 前記カ
ラートナーにより感光体上に形成された画像を、中間転
写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更に中間
転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、その後熱定
着するカラー画像形成手段と、 前記回転体を回転させ、
前記複数の個別ユニットそれぞれを順次像形成位置に 配
置する移動手段と、 前記個別ユニットの前記トナー収容
部のトナー残量を検知する検知手段とを具備し、前記検
知手段が第１回目のトナー残量無しを検知したときに、
前記回転体を回転させた後、前記検知手段と前記トナー
残量判定手段を動作させて、再度トナー残量検知及びト
ナー残量有無判定を行わせる制御手段と、を具備する構
成を採る。

【００１４】本発明によれば、第１回目のトナー残量無
しを検知すると、回転体を回転させてトナーを攪拌し、
その後、再度トナー残量検知を行う。そして、その検知
結果に基づいて個別ユニットのトナー残量の有無を判断
する。これにより、トナー残量の誤検知を確実に防止で
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、各々が少なくとも回動
する静電像担持体と、それぞれ色の異なる現像剤を有す
る現像手段とを備え、前記静電像担持体上にそれぞれ異
なった色のトナー像を形成できる、複数の像形成ユニッ
トと、前記像形成ユニットで形成された複数色のトナー
像を重ね合わせてカラー像を形成できる転写体と、単一
の転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を前記転写
体に転写する転写手段と、前記転写位置に対応づけられ
た単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数
の像形成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対応し
かつ前記転写位置に対応する像形成位置に順次位置せし
めるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移
動手段と、各々の前記像形成ユニットがホッパ内のトナ
ーの残量を検知する手段を有するカラー画像記録装置で
あって、前記トナー残量検知手段が第一回目のトナー残
量無しを検知したときに前記像形成ユニット群を前記回
転移動手段により回転させた後再度トナー残量検知を行
い、その結果により該当の前記像形成ユニットのトナー
有り無しを判断することを特徴とするカラー画像記録装
置である。

【００１６】さらに本発明は、各々が少なくとも回動す
る静電像担持体と、それぞれ色の異なる現像剤を有する
現像手段とを備え、前記静電像担持体上にそれぞれ異な
った色のトナー像を形成できる、複数の像形成ユニット
と、前記像形成ユニットで形成された複数色のトナー像
を重ね合わせてカラー像を形成できる転写体と、単一の
転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を前記転写体
に転写する転写手段と、前記転写位置に対応づけられた
単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の
像形成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対応しか
つ前記転写位置に対応する像形成位置に順次位置せしめ
るため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動
手段と、を有するカラー画像記録装置であって、各々の
前記像形成ユニットの内側壁の少なくとも一部に回転軸
方向に対して傾斜を設けることを特徴とするカラー画像
記録装置である。さらに本発明は、各々が少なくとも回
動する静電像担持体と、それぞれ色の異なる現像剤を有
する現像手段とを備え、前記静電像担持体上にそれぞれ
異なった色のトナー像を形成できる、複数の像形成ユニ
ットと、前記像形成ユニットで形成された複数色のトナ
ー像を重ね合わせてカラー像を形成できる転写体と、単
一の転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を前記転
写体に転写する転写手段と、前記転写位置に対応づけら
れた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複
数の像形成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対応
しかつ前記転写位置に対応する像形成位置に順次位置せ
しめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる
移動手段と、を有するカラー画像記録装置であって、各
々の前記像形成ユニット内の現像剤を収納する部分に少
なくとも一つ以上の回転軸に略平行な円筒部材を設ける
ことを特徴とするカラー画像記録装置である。

【００１７】上記の構成では、単色の画像出力を連続し
たとき等で像形成ユニット群が十分に回転移動しない状
態を長く続けて像形成ユニット内でトナーが凝固し、各
像形成ユニットのホッパ内に設けられたトナー残量セン
サ周辺にトナーが送られずにトナー残量センサがトナー
無しの誤検知をした場合でも、その時点で像形成ユニッ
ト群を回転移動させることによりトナーは撹拌され、ト
ナー残量センサ周辺に送られる。そして、その後に再度
トナー残量を検知することによりトナー残量の 誤検知を
防ぐことができる。また、像形成ユニットの内側壁を回
転軸方向に傾斜を設けることで、像形成ユニット群が回
転移動したときにユニット内のトナーには回転軸方向に
力が働き、ホッパ内を軸方向に往復移動する。これによ
り、ホッパ内にトナーを撹拌・往復移動させるためのス
クリュー等の複雑な機構を設けずにホッパ内のトナーを
撹拌・往復移動させることができる。また、像形成ユニ
ット内にユニット側壁に固定し軸方向に横たわる細い円
筒部材を設けることで、回転移動するときにトナーは軸
方向全域にわたってほぐされ、トナーの凝固を防止する
ことができ、ユニットをわざわざ装置から取り出して揺
さぶったり複雑な撹拌機構を設けたりする必要がなくな
り、ますますメンテナンスは容易になる。

【００１８】以下本発明のカラー画像記録装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１９】図１は本発明のカラー画像記録装置の一実
施例であるカラー電子写真装置の全体構成図である。ま
ず、ほぼ中央に黒、イエロ、マゼンタ、シアンの各色用
の４組の扇型をした像形成ユニット１Ｂｋ、１Ｙ、１
Ｍ、１Ｃが像形成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。各像形成ユニットは、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像形成ユニットについ
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に黒用像形成ユニット１Ｂｋの詳細を示す。

【００２０】図２において、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、１
０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、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、８０は第二ホッパ
１４ｂ内のトナーの残量を検知するトナー残量センサで
ある。

【００２１】図３は、図２における矢印方向からみたＡ
Ａ断面の概略を示す。図３において、８１ａ、８１ｂ、
８１ｃ、８１ｄは第二ホッパ１４ｂ内の長手方向に設け
られた直径２ｍｍのステンレス製の円筒部材で、両端を
ユニットの側面に固定されている。８２はユニットの内
側壁で、図のようにユニット内部側に傾斜をもって突出
した形状になっている。図３では片側の内側壁のみを示
したが、内側壁８２に対向するもう一方の内側壁（図示
せず）も同様にユニット内部側に突出した形状をしてい
る。ユニットが回転移動すると第二ホッパ１４ｂ内のト
ナーは円筒部材８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄで撹拌
されるとともに内側壁８２の傾斜により長手方向に力を
受け往復運動しトナーの凝固を防止する。なお、本実施
例ではトナーを撹拌するための部材にステンレス製の円
筒部材を用いたが、材質については例えばＡＢＳのよう
な樹脂を用いてもよい。

【００２２】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。感光体９の直径は３０ｍ
ｍで、周速６０mm／sで矢印方向に回転させ、電極ロー
ラ１９は直径１６ｍｍで、周速６０mm／sで矢印方向に
回転させた。

【００２３】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、磁力により感光体９表面に付着させた。用
いるトナーはポリ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。

【００２４】第二ホッパ１４ｂ内には、像形成ユニット
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。

【００２５】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。以上のように構成された像
形成ユニットについて、以下図２を用いてその動作を説
明する。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１
３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。

【００２６】この感光体９表面を、２成分現像剤２６Ｂ
Ｋを担持し回転する電極ローラ１９の前を通過させた。
このとき、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、−７００Ｖ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。電極ローラ１９に担持された現像剤２６ＢＫ
は、再び現像剤第一ホッパ１４ａ内に戻し次の像形成に
用いた。

【００２７】こうして感光体９上には黒色のトナー像が
得られる。なお、図２の像形成ユニットは、黒用の像形
成ユニットであるとともに、像形成位置にある像形成ユ
ニットの上下位置をも示している。図２でトナー２５Ｂ
ｋを収納した現像剤第二ホッパ１４ｂは第一ホッパ１４
ａの上側に、クリーナ２７は下側に位置しているため、
第二ホッパ１４ｂ内部やクリーナ内部で、現像剤やトナ
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、スムーズにトナー補給やクリーニングを行うことが
できる。すなわち第二ホッパ１４ｂ内ではユニットの回
転移動と自重でトナーが開口部１５付近に供給され、ク
リーナ内ではブレードにかきおとされたトナーが自重で
クリーナ底部に落下して感光体から離れる。

【００２８】さらに、２８は感光体９を保護するための
感光体カバーで、図２では像形成のために開いた状態を
示している。この感光体カバー２８は像形成ユニットが
像形成位置以外の位置にあるときには感光体をカバー
し、感光体の汚れ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。

【００２９】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。

【００３０】再び、図１を用いて、プリンタ部の構成を
説明する。円環状に配置されている像形成ユニット１Ｂ
ｋ、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。各像形成ユニットは、順次、後述の中間転
写ベルト３２を支持する第１転写ローラ３３に対向した
像形成位置５０に移動され、位置決めされる。像形成位
置５０は信号光１３による露光位置でもある。像形成ユ
ニット１ＢＫ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの支持体には各像形成
ユニットが像形成位置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。

【００３１】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
を発生するが、これは図１の像形成ユニット１Ｂｋと１
Ｃの扇型の間に構成された光路を通って、軸３１の一部
に開けられた透明の窓４を通して軸３１内部に固定され
たミラー５に入射し、反射されて像形成位置５０にある
像形成ユニットの感光体９に照射され潜像を形成する。
図１の状態では黒用の像形成ユニット１Ｂｋに作用す
る。

【００３２】ここでミラー５までの光路は両隣の扇型の
像形成ユニットの壁面に沿っているため、像形成ユニッ
ト群の占有面積として無駄になっている部分はほとんど
無い。また、ミラー５は像形成ユニット群の中央部に設
けられているため、固定されたただひとつのミラーで構
成することができ、シンプルでかつ位置合わせ等に対し
て信頼性が高い構成となる。またミラー５の反射面は、
下向きになるように光路が設定されているので、機内の
ほこり等が反射面にたまりにくい構成となっている。

【００３３】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、像形成ユニットが像形成位置５０
に位置決めされたときに像形成ユニットの第一ホッパ１
４ａ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
像形成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
には例えば像形成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、トナー濃度を検知する
方法であれば他の方法を用いてもよいことは言うまでも
ない。

【００３４】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第１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。

【００３５】第１転写ローラ３３は、中間転写ベルト３
２を介して像形成位置のユニット１Ｂｋの感光体９に軽
く圧接されている。ローラ３４には、中間転写ベルト３
２を介して上記の第１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。

【００３６】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３６ａおよび３６ｂ
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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】以上が本発明の一実施例のカラー電子写真
装置および像形成ユニットの主要構成の説明である。次
に、この装置のカラー像形成時の動作を説明する。

【００４０】まず最初は、各像形成ユニットは図１に示
すような位置にあり、かつ黒用の像形成ユニット１Ｂｋ
は像形成位置５０で位置決めされ、像形成ユニットの側
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。この位置５０はまた第１転写ロー
ラ３３に対向している位置でもある。レーザ露光装置３
により黒の信号光が像形成ユニット１Ｂｋに入力され、
前記の像形成ユニットの動作が開始され、黒トナーによ
る像形成が行われる。像形成開始と同時に、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、トナー残量センサ８０は第二ホッパ１４
ｂ内のトナーの残量を検知し始める。

【００４１】像形成ユニット内の蓋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像形成開始から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。像形成ユニットが像形成しているとき以
外、特に像形成ユニットが像形成位置以外の場所に移動
しているときは、蓋１６は像形成ユニットの支持体（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。

【００４２】現像中トナーが消費されて、第二ホッパ１
４ｂ内に残り少なくなるとトナー残量センサ８０は１回
目のトナー残量無しを知らせる信号を制御回路２９に送
る。信号を受けた制御回路２９は像形成動作が終了する
まで信号を記憶し像形成動作終了後に、移動モータ３０
に信号を送り像形成ユニット群を回転させる。単色を出
力したとき等は、トナーが無くなった像形成ユニットが
像形成動作が終了したとき現像位置５０に位置してい
る。このような場合、制御回路２９は移動モータ３０に
ちょうど１回転するように指示する。２色以上のカラー
画像を出力したとき等で、トナーの無くなった像形成ユ
ニットが像形成動作が終了したとき現像位置５０以外の
位置、たとえば図１の１Ｍに位置しているときは、制御
回路２９は移動モータ３０に１回転してからもう半回転
してトナーが無くなった像形成ユニットが像形成位置５
０に位置するように指示する。移動モータ３０により再
び像形成位置５０に位置した像形成ユニットのトナー残
量センサ８０は再び第二ホッパ１４ｂ内のトナーの残量
を検知する。この結果が再度トナー残量無しであった場
合は、制御回路２９から該当する像形成ユニット交換の
表示を指示する。トナーの残量を再度検知した結果が１
回目と異なり、トナー残量無しとならなかった場合は、
制御回路２９は、第二ホッパ１４ｂ内にトナー有りと判
断し、そのまま通常の画像出力を行うように指示する。

【００４３】像形成ユニット１Ｂｋの像形成の速度（感
光体の周速に等しい）と中間転写ベルトの移動速度は同
一になるように設定されており、像形成されるとともに
同時に第１転写ローラ３３の作用で、黒トナー像が中間
転写ベルトに転写されていく。像形成ユニット群１Ｂ
ｋ、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９
０度回転して像形成ユニット１Ｙが像形成位置５０に達
した位置で止まり、像形成ユニット１Ｙが位置決めされ
る。像形成ユニットの感光体以外の部分は感光体先端の
回転円弧より内側に位置しているので、中間転写ベルト
が像形成ユニットに接触することはない。前と同様に今
度はイエロの信号でレーザ露光装置が像形成ユニット１
Ｙ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とベルトクリー
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。

【００４４】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３６ａもしくは３６ｂ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。中間転写ベルト上に残った転写残りのトナ
ーは、ベルトクリーナ部４０の作用で清掃され次の像形
成に備える。

【００４５】次に単色モード時の動作を説明する。単色
モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位
置に移動され位置決めされる。次に前と同様にして所定
の色の像形成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。

【００４６】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、像形成ユニット群が回転され、注目の色の
像形成ユニットを上部位置（図１の像形成ユニット１Ｃ
の位置）に移動する。そして図４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
ら注目の像形成ユニットのみを装置外に取り出す。次
に、あらかじめ像形成ユニットとして調整済みの新しい
その色の像形成ユニットを装着する。

【００４７】したがって装着後は、なんらの調整をする
ことなく像形成が開始できる。この時、感光体カバーは
閉じた状態にあるので、作業者は感光体をさわることな
い。

【００４８】また交換すべき像形成ユニットは、像形成
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。

【００４９】以上が実施例の構成と動作の説明である。
本発明は上記した構成によって、複雑な構成の転写ドラ
ムを用いずに各色の像形成がすべて同一の像形成位置で
行われるため、シンプルな構成で正確な色同士の位置合
わせが行え、かつ像形成ユニットは各色ごとにそれぞれ
独立してひとつの像形成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単純で、ま
た各色毎に簡単にこれを交換することができる等のメン
テナンス性も優れたものとなる。

【００５０】

【発明の効果】本構成では像形成ユニット群の回転移動
とユニットの形状を利用してトナーホッパ内のトナーを
撹拌・往復移動するので、複雑な機構を必要とせず単純
な構成でトナーの十分な撹拌ができる。

【００５１】また、本構成では像形成ユニット群が回転
移動することを利用してトナー残量の再確認を行うの
で、簡単な構成のままでトナー残量センサの誤検知を防
止できる。

【００５２】また、本構成では、感光体を含む各像形成
ユニットが単独で外部で調整できるため、例えば工場出
荷時に既に調整されたユニットを、現場で無調整で容易
に交換することが可能である。

【００５３】また、像形成時以外は感光体はカバーされ
ているので、感光体を傷つけたり汚したりすることがな
く、装置内を現像剤の飛散などで汚すこともない。

【００５４】また、本構成では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上に、中間転写体上
での各色トナー像の重ね合わせの位置合わせを容易にか
つ正確にできる。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。

【００５５】さらに本構成では、カラー像を連続で形成
するときも、各々の感光体は他の色を形成している間は
毎回休止しているため、静電疲労がなく安定した画像が
得られる。

【００５６】複雑な構成の転写ドラムを用いないためシ
ンプルな構成であり、かつ各色の像形成がすべて同一の
像形成位置で行われるため、簡単な構成で正確な色同士
の位置合わせが行える。また、像形成ユニットは各色ご
とにそれぞれ独立してひとつの像形成ユニットとして完
結している上に、像形成ユニット群の回転移動とユニッ
トの形状を利用してトナーホッパ内のトナーを撹拌・往
復移動するので、複雑な機構を必要とせず単純な構成で
トナーの十分な撹拌ができる。また、像形成ユニット群
が回転移動することを利用してトナー残量の再確認を行
うので、簡単な構成のままでトナー残量センサの誤検知
を防止できる。また、各色毎にあらかじめ調整された像
形成ユニットを簡単に交換することができる等のメンテ
ナンス性も優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の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
れる像形成ユニットの構成図

【図３】本発明の実施例のカラー電子写真装置に用いら
れる像形成ユニットの拡大構成図

【図４】像形成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 像形成ユニット ３ レーザ露光装置 ５ ミラー ９ 感光体 １３ 信号光 ２８ 感光体カバー ３２ 中間転写ベルト ３３ 第１転写ローラ ３５ 第２転写ローラ ５０ 像形成位置 ６０ トナー濃度センサ ８０ トナー残量センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−276407（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241420（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部にカラートナー収容部と現像ローラ
   を有する複数の個別ユニットを略円柱状に集合配置した
   回転体と、 前記カラートナーにより感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更
   に前記中間転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、
   その後熱定着するカラー画像形成手段と、 前記回転体を回転させて、前記複数の個別ユニットそれ
   ぞれを順次像形成位置に配置する移動手段と、前記個別ユニットの前記トナー収容部のトナー残量を検
   知する検知手段と、 前記検知手段が第１回目のトナー残量無しを検知したと
   きに、前記回転体を回転させた後、再度トナー残量検知
   を行い、その検知結果に基づいて前記個別ユニットのト
   ナー残量の有無を判断するトナー残量判定手段と、 を具備することを特徴とするカラー画像記録装置。
2. 【請求項２】 一部にカラートナー収容部と現像ローラ
   を有する複数の個別ユニットを略円柱状に集合配置した
   回転体と、 前記カラートナーにより感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更
   に前記中間転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、
   その後熱定着するカラー画像形成手段と、 前記回転体を回転させて、前記複数の個別ユニットそれ
   ぞれを順次像形成位置に配置する移動手段と、 前記個別ユニットの前記トナー収容部のトナー残量を検
   知する検知手段と、 前記検知手段の検知結果に基づいて前記個別ユニットの
   トナー残量の有無を判定するトナー残量判定手段と、 前記検知手段が第１回目のトナー残量無しを検知したと
   きに、前記回転体を回転させた後、前記検知手段と前記
   トナー残量判定手段を動作させて、再度トナー残量検知
   及びトナー残量有無判定を行わせる制御手段と、 を具備することを特徴とするカラー画像記録装置。
3. 【請求項３】 内部に収容されたカラートナーをユニッ
   ト外部に供給する開口部を有する複数の個別ユニットを
   各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で略円柱状に集
   合配置して構成され、且つ、現像位置において前記開口
   部が側方に位置する状態で停止する一方、交換位置にお
   いて前記開口部が上方に位置する状態で停止するととも
   に、前記個別ユニットを、前記開口部を上方に向けた状
   態で、前記回転体の軸と垂直方向に、装置上面の開閉部
   から着脱可能に構成した回転体と、 前記カラートナーにより感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更
   に中間転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、その
   後熱定着するカラー画像形成手段と、 前記回転体を回転させて、前記複数の個別ユニットそれ
   ぞれを順次像形成位置に配置する移動手段と、 前記個別ユニットの前記トナー収容部のトナー残量を検
   知する検知手段と、 前記検知手段が第１回目のトナー残量無しを検知したと
   きに、前記回転体を回転させた後、再度トナー残量検知
   を行い、その検知結果に基づいて前記個別ユニットのト
   ナー残量の有無を判断するトナー残量判定手段と、 を具備することを特徴とするカラー画像記録装置。
4. 【請求項４】 内部に収容されたカラートナーをユニッ
   ト外部に供給する開口部を有する複数の個別ユニットを
   各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で略円柱状に集
   合配置して構成され、且つ、現像位置において前記開口
   部が側方に位置する状態で停止する一方、交換位置にお
   いて前記開口部が上方に位置する状態で停止するととも
   に、前記個別ユニットを、前記開口部を上方に向けた状
   態で、前記回転体の軸と垂直方向に、装置上面の開閉部
   から着脱可能に構成した回転体と、 前記カラートナーにより感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体に転写し、更
   に中間転写体に転写した画像を記録用紙に転写し、その
   後熱定着するカラー画像形成手段と、 前記回転体を回転させ、前記複数の個別ユニットそれぞ
   れを順次像形成位置に配置する移動手段と、 前記個別ユニットの前記トナー収容部のトナー残量を検
   知する検知手段と、 前記検知手段が第１回目のトナー残量無しを検知したと
   きに、前記回転体を回転させた後、前記検知手段と前記
   トナー残量判定手段を動作させて、再度トナー残量検知
   及びトナー残量有無判定を行わせる制御手段と、 を具備することを特徴とするカラー画像記録装置。