JP3273271B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像形成体の周面に複数の
現像器を配設する画像形成装置特にカラー画像形成装置
の現像器交換手段、トナー補給手段及びクリーニング装
置の清掃手段又は廃トナー回収手段の改良技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置においては、複数色
の画像処理が行われることから、像形成体周縁部にそれ
ぞれ単色の現像機能をもつ複数個の現像器と、それ等の
各現像器に対してトナーを供給する複数個のトナー収納
容器が内蔵される。

【０００３】一方、現像器群はメンテナンスの頻度が高
いことから、像形成体やクリーニング装置と共にプロセ
スカートリッジに収めて一体化されて、装置本体より容
易に取出せるよう構成される例が多く、従ってカートリ
ッジの着脱の都度、現像器とトナー収納容器や廃トナー
回収ボックスとの接続と接続解除が行われている現状に
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら現像器と
トナー収納容器や廃トナー回収ボックスとの接続部分
は、トナー洩れ防止のために構造が複雑になっていて取
扱いが面倒であり、また接続を解除する場合に僅かなが
らもトナー洩れが生ずるのを避けることが出来ないた
め、長期間の間には装置内部がトナーによって汚れて画
像を損なうこともあり得る。

【０００５】この問題に対処する手段として、トナー収
納容器を現像器と一体とした上でカートリッジ内に含め
る方法がとられるが、前述のようにカラー画像形成装置
では現像器が３〜４基必要となりカートリッジが大型化
し、重量もかなり重くなることと、トナーの補給の都度
カートリッジを装置外部に取出す必要が生じるので、日
常の取扱い性やメンテナンスの作業性が極めて悪いもの
となる。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
トナー供給のための複雑な接続機構を要せず、またカー
トリッジをできるだけコンパクトな構成として装置外へ
の移動も簡単にできる構造にしたり、又は移動するにし
ても僅かに移動する等の極めて簡単な取扱いによりトナ
ーの補給を行うときや、更に、廃トナー回収ボックスを
抜取るときはクリーニング装置と一体としてカートリッ
ジから抜取るようにしたり、トナーを補給するときや、
廃トナーボックスだけを抜取って処理するときは、その
ときのプロセスカートリッジの向きも限定してトナーが
こぼれてカラー画像形成装置の装置内又は装置外を汚染
させることのない画像形成装置、特にカラー画像形成装
置の提供を課題目的としたものである。

【０００７】また、現像器をプロセスカートリッジに組
込み、該カートリッジを該画像形成装置に装着したまま
該装置の操作方向からトナー補給のできるカラー画像形
成装置を提供することも課題目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術的手
段ａ、ｂ及びｃのいずれか１項によって達成される。

【０００９】（ａ）少くとも垂直方向に配置された像形
成体としてのベルト感光体と該ベルト感光体面の垂直面
に沿って上下に並列配置された複数の現像器とを有する
プロセスカートリッジが水平方向に着脱可能に設けられ
たカラー画像形成装置であって、該画像形成装置から該
プロセスカートリッジがはずされたとき該プロセスカー
トリッジはその各現像器が該像形成体に対向する現像領
域を下側になるように倒された状態で、該プロセスカー
トリッジの上方からトナー補給を可能にする補給口とそ
の開閉蓋を該各現像器に設けたことを特徴とするカラー
画像形成装置。

【００１０】（ｂ）ａ項において、前記プロセスカート
リッジは廃トナーボックスを有するクリーニング装置を
着脱可能に設け、該プロセスカートリッジが該カラー画
像形成装置から水平方向にはずされたとき、倒されるこ
となくそのままの状態で該廃トナーボックスは該プロセ
スカートリッジのクリーニング装置から水平方向に取り
出してはずせるようにしたことを特徴とするカラー画像
形成装置。

【００１１】（ｃ）ａにおいて、前記プロセスカートリ
ッジは廃トナーボックスを有するクリーニング装置を着
脱可能に設け、該プロセスカートリッジが該カラー画像
形成装置から水平方向にはずされて倒された状態で、該
クリーニング装置は廃トナーボックスを包含したまま、
該プロセスカートリッジから水平方向に取りはずせるよ
うにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置のうち先ず請求
項１，２，３のカラー画像形成装置の実施例を図１ない
し図４を用いて説明する。なお、このカラー画像形成装
置の操作方向は図の右側であり、右側からプロセスカー
トリッジの着脱やトナーの供給を行うことができる。

【００１６】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）はこれ等の請
求項の全体構成及びプロセスカートリッジの各位置の実
施例を示したもので、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及
び３の間に垂直方向に架設されていて回動ローラ２の駆
動により矢印で示す方向に搬送される。

【００１７】４は帯電器、４Ａは転写極、５はレーザ書
込み系ユニット、６ないし９はそれぞれ特定色の現像剤
を収容する各現像器、さらに10はクリーニング装置、11
は定着装置である。前記各現像器６，７，８，９は感光
体ベルト１の周面の直線部に並列配置され例えばイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒色の各現像剤をそれぞれ収納
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
像スリーブローラ６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａを備え、感光
体ベルト１上の潜像を非接触反転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１の移動を妨げない長所を有する。

【００１８】また前記クリーニング装置10のブレード10
Ａは画像形成中にはカム10Ｂによって感光体ベルト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。

【００１９】前記の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。

【００２０】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、記録時取り出されて記録部である
例えば図１の実施例で示したカラー画像形成装置へと入
力される。

【００２１】即ち、前記画像形成装置とは別体の画像読
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５に入力されると、レーザ書込み系ユニット５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５Ａにより回転されるポリゴンミラー
５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃやミラー５Ｄ
により光路を曲げられ、予め前記帯電器４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。

【００２２】前記帯電器４は画像形成開始信号が制御部
に入力されると、図示はしてないが帯電電源がＯＮにな
って感光体ベルト１に帯電電圧を印加する。その際転写
電源はＯＦＦに切換えられる。

【００２３】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６によ
り非接触の状態で反転現像されて、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10の下を通過して、次のコ
ピーサイクルに入る。

【００２４】即ち、前記感光体ベルト１は前記帯電器４
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の色信号が前記レーザ書込み系ユニット５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ている。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
７によって非接触の状態で反転現像される。

【００２５】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。

【００２６】８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。

【００２７】さらに９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
を重ね合せて形成する。これ等各現像器６，７，８及び
９の各スリーブには各特定色のトナーの現像に対応して
直流或いはさらに交流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、基体が設置された感光体ベルト１には非接
触で反転現像が行われるようになっている。

【００２８】かくして、感光体ベルト１の４周により周
面上に形成されたカラーのトナー像は、転写極４Ａにお
いて給紙カセット12により搬送されタイミングローラ13
の駆動によって給紙される転写紙に転写される。

【００２９】即ち、制御部からのタイミングローラ13の
駆動信号と前後して、図示はしてないが切換スイッチの
作動により転写電源がＯＮになり、転写紙に転写電圧が
印加されて感光体ベルト１上のトナー像が転写される。
その際帯電器４用の帯電電源はＯＦＦに切換えられてい
る。

【００３０】トナー像の転写を受けた転写紙は、感光体
ベルト１の周面より分離して吸着機能をもつ搬送ベルト
14に搬送されて定着装置11においてトナー像を溶着した
のちトレイ15上に排出される。

【００３１】一方、転写紙を分離した感光体ベルト１
は、５周目においてクリーニング装置10のカム10Ｂの作
動によりクリーニングブレード10Ａの圧接を受けて残留
トナーを除去・清掃し、再び帯電器４において帯電を受
けて次なる画像形成のプロセスに入る。

【００３２】16，17，18，19は前記現像器６，７，８，
９に供給するトナーを収容したトナー収納ホッパーであ
って、各現像器６，７，８，９と一体化されている。

【００３３】前記の各トナー収納ホッパー16，17，18，
19に対するトナーの補給口23は図示の如くトナー供給用
蓋24が設けられ、それは、平素は閉じられている。

【００３４】前記の各現像器６，７，８，９ならびにそ
のトナー収納ホッパー16，17，18，19は、前述した感光
体ベルト１、帯電器４、クリーニング装置10と共にプロ
セスカートリッジ30に組込まれ一体化されている。

【００３５】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように
クリーニング装置10のクリーニングブレード10Ａの先端
は一定圧で像形成体ベルト（感光体ベルト）１に付勢さ
れている。しかし、各トナーの現像の行われる前記５周
の殆んどは該ブレード10Ａの先端がカム10Ｂによって像
形成体ベルト１の表面から離間した状態になっている。
そしてクリーニング時に該ブレード10Ａの先端は該ベル
ト１にタッチして該ベルト１の清掃を行って次のサイク
ルの現像に備える。

【００３６】また、クリーニング装置10には廃トナーボ
ックス10Ｅが設けられ感光体ベルト面を清掃されて除去
された廃トナーが収納できるような状態にしてある。

【００３７】このようにしてクリーニング装置によって
除去される廃トナーはその廃トナーボックス10Ｅ内に確
実に捕集され、まわりに飛び散りプロセスカートリッジ
30の中や、画像形成装置の内部や、その外部を汚染した
りすることがない。

【００３８】前記プロセスカートリッジ30は、図１
（ａ），（ｂ）に示すように、装置側面のカバー31の開
放によりガイドレール33に沿って右方向に移動すること
が出来る。

【００３９】なお、前述した実施例は、使用する現像剤
が２成分現像剤である場合には図１（ｃ）に詳しく示す
ようにトナー収納部（ホッパー）16，17，18，19を有す
る現像器６，７，８，９が用いられ、トナー供給用蓋24
をあけて各現像器のトナーホッパー16，17，18，19に供
給されたトナーは一旦トナー溜り６Ｅ，７Ｅ，８Ｅ，９
Ｅに入ったのち、現像剤槽６Ｄ，７Ｄ，８Ｄ，９Ｄ内の
トナー濃度の低下に応じてトナー補給ローラ６Ｆ，７
Ｆ，８Ｆ，９Ｆが回転することによって現像剤槽６Ｄ，
７Ｄ，８Ｄ，９Ｄ内に搬送され、撹拌部材６Ｃ，７Ｃ，
８Ｃ，９Ｃの作動によりキャリアと均一に混合したのち
現像剤供給ローラ６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ，９Ｂによって現像
スリーブ６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａに供給される。

【００４０】一方、本発明は２成分現像剤に限定される
ものではなく１成分現像剤の場合にもほぼ同様のタイプ
の現像器が用いられ、トナー供給用蓋24をあけて供給さ
れたトナーはその消費に応じて直接現像剤槽６Ｄ，７
Ｄ，８Ｄ，９Ｄ内に搬送され、撹拌部材６Ｃ，７Ｃ，８
Ｃ，９Ｃの作動により新旧のトナーを均等に分布するよ
う撹拌した上で現像スリーブ６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａに
供給される。

【００４１】さて、請求項１の実施例は図１（ｃ）に示
すようにプロセスカートリッジ30をカラー画像形成装置
から引出して更に90°倒した状態にして図１（ｃ）の正
面断面図及び図２の現像器側面図に示すように現像器
６，７，８，９の任意のものの蓋24を開けてトナー補給
口23から所定のトナーを補給することができるようにし
たものである。この構成では、更に、クリーニング装置
からトナーがこぼれ落ちない有利な配置となっている。

【００４２】請求項２の実施例は、請求項１の如くトナ
ー補給が行えると共に図４に示すようにプロセスカート
リッジ30を抜き出して横たえた状態にしてクリーニング
装置10をその取手10Ｆをもってレール10Ｇに沿って引き
出し、廃トナーボックス10Ｅ内の廃トナーの処理をする
と共にクリーニング装置10の保守点検清掃を容易にさせ
たものである。クリーニング装置10が感光体ベルト面に
触れることなくレール10Ｇに沿って安心して引出せる構
造といえる。また、現像器６，７，８，９の任意のもの
を上方へ取り出して保守点検清掃を容易にするようにし
てある。

【００４３】請求項３の実施例は図１（ｂ）に示した姿
勢と同じ図３の正面断面図に示すように、プロセスカー
トリッジ30の開閉蓋35を摘み36のクランプを外して開放
させクリーニング装置10の廃トナーボックス10Ｅだけを
取手10Ｈをもってレール10Ｋに沿って水平方向に移動さ
せて取出せるようにしたものである。勿論トナー補給は
図１（ｃ）に示したと同じ状態にして容易に行うことが
できる。

【００４４】次の実施例を図５のカラー画像形成装置の
正面断面図を用いて説明する。

【００４５】本実施例の構成は図１に示すものとほぼ同
じであるが各現像器６，７，８，９のトナー補給口23Ａ
は上部に設けてあり、蓋24Ａが開閉可能にしてある。そ
して、プロセスカートリッジ30を画像形成装置に装着し
たまま該装置のカバー31を開けることにより、任意の必
要な現像器のみをその取手６Ｈ，７Ｈ，８Ｈ，９Ｈのい
ずれかをもって適当量右側に引出し、その状態で、前記
蓋24Ａを開けて、トナーを補給できるようにしてある。
そして補給し終った現像器はプロセスカートリッジ内の
左方所定位置に戻して再び稼働を続けることが可能にな
る。このようにして重いプロセスカートリッジを動かす
動作を行わないで済むようにしてある。

【００４６】勿論プロセスカートリッジ30を画像形成装
置のレール33に沿って右方に取出し保守点検清掃を容易
にすることを可能にすると共に、現像器も該カートリッ
ジから取出して保守点検清掃を行ったり、新規の現像器
と交換したりすることも可能にしてある。

【００４７】次の実施例を図６のカラー画像形成装置の
正面断面図を用いて説明する。

【００４８】本実施例の構成は図５に示すものが同じ大
きさの現像器を用いたのに対し、該現像器の大きさを下
部に行く程、階段状に大きくしたものを用いている。そ
して各トナーホッパーの供給口23Ｂは装着された状態で
上方を向いており、蓋24Ｂが施されている。そしてプロ
セスカートリッジ30の上方には切欠き部30Ａが大きくあ
けられており、画像形成装置のカバー31を開けたときこ
のままの装着された状態で任意の所定の現像器の蓋24Ｂ
を開けてトナーの供給器を連結させてトナー補給が簡単
容易に行えるようにしたものである。

【００４９】勿論プロセスカートリッジ30はレール33に
沿って引出してトナー補給を行ってもよいし、取出して
保守点検清掃が簡単容易に行えるようにもしてある。

【００５０】最後の実施例を図７のカラー画像形成装置
の正面断面図を用いて説明する。

【００５１】本実施例の構成はベルト感光体１の直線搬
送部が斜めに走行するように配置されてその斜めの直線
走行面に沿ってそのトナー補給口23Ｃを上方に配置した
同じ大きさの現像器が４基配置されており、そのトナー
補給口23Ｃは各現像器で階段状になるように配列されて
いる。この構成はクリーニング装置からのトナーのこぼ
れの少ないこと、各現像器を図６の場合と異なり、同一
形状とすることができる利点を有する。

【００５２】そして、プロセスカートリッジ30の上面は
トナー補給のために切欠き部30Ａが大きく開けられてい
る。

【００５３】そして、図７のようにプロセスカートリッ
ジ30がカラー画像形成装置に装着されたままカバー31を
開きその状態で、トナー補給口23Ｃの蓋24Ｃをはずして
トナー補給器を連結してトナーを補給させることが可能
になる。

【００５４】そして補給完了後は再び各蓋24Ｃを施して
カバー31を閉め稼働再開させることが可能になる。勿
論、プロセスカートリッジは本体からレール33に沿って
引出してトナー補給を行ってもよいし、取出して外され
本体及びプロセスカートリッジを各単独に保守点検清掃
し易くすることが可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明により、カラー画像形成装置を構
成するプロセスカートリッジの現像器や、クリーニング
装置を安全に抜きだしてトナーを補給したり廃トナーの
処理や、保守点検清掃が容易にできるようになった。更
にプロセスカートリッジを本体から外せるので本体部と
して残る、カラー画像形成装置全体の清掃点検保全が容
易になるという効果を得る。

【００５６】更に、本発明により、プロセスカートリッ
ジを本体に装着したまま該カートリッジの各現像器は必
要な任意の現像器だけを一部スライドして本体外にトナ
ー補給口が現れるように移動させて、トナー補給を容易
にさせることも可能になり、また、更に進んでプロセス
カートリッジのみならず、各現像器も本体に装着させた
まま、一部カバー及び蓋を外すだけで、あるいは、プロ
セスカートリッジを引出すことによりトナー補給を容易
に行わせるようにすることも可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はプロセスカートリッジを装着したカラ
ー画像形成装置の正面断面図。（ｂ）は（ａ）の状態か
らプロセスカートリッジを水平に取出した正面断面図。
（ｃ）は（ｂ）の状態を90°倒した正面断面図。

【図２】現像器の側断面図。

【図３】図１（ｂ）の状態で廃トナーホッパーを水平方
向に取出した状態を示す正面断面図。

【図４】図１（ｃ）の状態でクリーニング装置をプロセ
スカートリッジの下方水平方向に取出した状態及び現像
器を該カートリッジの上方へ取出した状態を示す正面断
面図。

【図５】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着し
たまま、任意の現像器を該カートリッジからトナー補給
のため適量引出した状態を示す正面断面図。

【図６】プロセスカートリッジの各現像器のトナー補充
口を上方に向けて階段状に設け、プロセスカートリッジ
を画像形成装置へ装着したままトナー補給を行うことを
示す正面断面図。

【図７】傾斜させたベルト感光体に沿って各現像器を階
段状に配設したプロセスカートリッジを装着したカラー
画像形成装置の正面断面図。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト（像形成体ベルト） ２，３ 回動ローラ ４ 帯電器 ４Ａ 転写極 ５ レーザ書込系ユニット ６，７，８，９ 現像器 ６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａ 現像スリーブ ６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ，９Ｂ 現像剤供給ローラ ６Ｃ，７Ｃ，８Ｃ，９Ｃ 撹拌部材 ６Ｄ，７Ｄ，８Ｄ，９Ｄ 現像剤槽 ６Ｅ，７Ｅ，８Ｅ，９Ｅ トナー溜り ６Ｆ，７Ｆ，８Ｆ，９Ｆ トナー補給ローラ ６Ｈ，７Ｈ，８Ｈ，９Ｈ 取手 16，17，18，19 トナー収納ホッパー 10 クリーニング装置 10Ａ クリーニングブレード 10Ｂ カム 10Ｅ 廃トナーボックス 10Ｆ 取手 10Ｇ レール 10Ｈ 取手 10Ｋ レール 23Ａ，23Ｂ，23Ｃ 補給口 24Ａ，24Ｂ，24Ｃ 蓋 30 プロセスカートリッジ 31 カバー 33 レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−116868（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77973（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−368964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149667（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/00 550 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 21/10 G03G 21/00 350

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少くとも垂直方向に配置された像形成体と
   してのベルト感光体と該ベルト感光体面の垂直面に沿っ
   て上下に並列配置された複数の現像器とを有するプロセ
   スカートリッジが水平方向に着脱可能に設けられたカラ
   ー画像形成装置であって、該画像形成装置から該プロセ
   スカートリッジがはずされたとき該プロセスカートリッ
   ジはその各現像器が該像形成体に対向する現像領域を下
   側になるように倒された状態で、該プロセスカートリッ
   ジの上方からトナー補給を可能にする補給口とその開閉
   蓋を該各現像器に設けたことを特徴とするカラー画像形
   成装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記プロセスカートリ
   ッジは廃トナーボックスを有するクリーニング装置を着
   脱可能に設け、該プロセスカートリッジが該カラー画像
   形成装置から水平方向にはずされたとき、倒されること
   なくそのままの状態で該廃トナーボックスは該プロセス
   カートリッジのクリーニング装置から水平方向に取り出
   してはずせるようにしたことを特徴とするカラー画像形
   成装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記プロセスカートリ
   ッジは廃トナーボックスを有するクリーニング装置を着
   脱可能に設け、該プロセスカートリッジが該カラー画像
   形成装置から水平方向にはずされて倒された状態で、該
   クリーニング装置は廃トナーボックスを包含したまま、
   該プロセスカートリッジから水平方向に取りはずせるよ
   うにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。