JP3416832B2 - 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
の現像器を配し、トナー像を重ね合わせることによって
カラーのトナー像を形成するカラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタやコピア等のＯＡ機器は高性能
化を進めていく中で小型、低価格が要求され、従来は構
造も複雑で大型で高価であったカラーの画像形成装置も
その例外ではなくなって来ている。そのダウンサイジン
グの流れによって装置がよりパーソナルなものへと変化
してきた。つまり印字品質に関しては現行の他の方式
（ドットインパクト、熱転写、インクジェットなど）に
対して有利な電子写真方式をカラーで小型で低価格で得
たいという要望が起きているのである。そこで電子写真
方式のカラー画像形成装置を小型で低価格で高性能にし
て、また操作性を向上させて開発し、提供する必要があ
った。

【０００３】しかしカラーの画像形成装置の場合には、
それぞれ異なる色のトナーを収納する複数の現像器を内
蔵することから単色の画像形成装置に対して小型化を行
う上でよりいっそうの困難を伴っている。一般に行われ
ているＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），Ｋ（ブラック）の４色のトナーによりカラー画像
を形成する装置の場合は、それぞれの現像器を小さく
し、そして画像形成のための感光体を出来る限り小さく
することにより装置を小型化にしている。即ちカラーの
画像形成装置は、トナー収納部や現像器へのトナー供給
部を有するトナー補給部が複数必要ということもあり、
トナー補給部を小さくすることが画像形成装置を小さく
することに関して必須条件となってきたのである。

【０００４】ところが、感光体の回りに位置する各現像
器を小さくするとその中に収納されるトナーの量も少な
くなる。つまり現像器内にトナー収納部を持った装置で
は小型化に限界があった。そこで、現像器外にトナー補
給のためにトナー収納部を設ける事によって、カラーの
画像形成装置の小型化を図ることができるようになっ
た。

【０００５】ところで、画像形成装置の幅と奥行きを小
さくするには最低限必要な紙搬送経路の外の大きさを小
さくしなければならない。従来のカラー画像形成装置の
例は複数のトナー補給部を紙搬送経路上方の空間より外
に置くタイプであった。従って機械の幅は、紙の搬送経
路に必要な幅とトナー補給部の幅を足したものとなり必
要以上に大きくなっていた。また、操作性、特にジャム
処理性を良くしようとして紙搬送経路を解放するタイプ
にクラムシェルタイプと感光体や現像器、クリーニ
ングユニットなどの一体化されたプロセスユニットを画
像形成装置の本体から取り外すタイプがあるが、機械全
体を安価に小さくするにはのタイプのほうが有効であ
る。しかし、のタイプはモノクロのページプリンタで
主に採用されているもので、トナー補給部は構成上単独
に持たずに現像器と一体化されている。しかし複数の現
像器と複数のトナー補給部を必要とする画像形成装置で
は、同じ技術は採用出来ない。

【０００６】また、カラーの画像形成装置は、単色の画
像形成装置と比較してプリント枚数当たりの平均的なト
ナー消費量が高くなっている。何故ならば、単色画像も
カラー画像も画像当たりの一色のトナー消費量は大きく
は変わらないので、たとえ墨色（ブラックトナー）を用
いてトナー消費量を抑えたとしても、両者を比較する
と、カラー画像を得るためのトナー消費量は単色画像の
４倍近くに達する事になる。つまりカラーの画像形成装
置では収納されるトナーの量が減少した上に消費するト
ナーの量が増加するので、出力画像を得る回数に対して
トナー補給の頻度が単色の画像形成装置に対して高くな
る。一例として極めて概括的に比較すると、単色の画像
形成装置のトナー容量と同容量のトナーを収納するカラ
ーの画像形成装置は、トナー補給系、各現像器等が４系
統必要となるので、トナー補給系のトナー容量が一色あ
たり略１／４になる。そのうえに、一つの出力画像を得
る際のトナー消費量は単色の画像形成装置の略４倍に達
するのであるから、トナー補給の頻度が４色の合計で単
色の画像形成装置に対して１６倍近くに達する。トナー
収納部を現像器内に持つカラー画像形成装置であっても
トナー補給頻度は高くなる。

【０００７】また、単色の画像形成装置では、近年トナ
ーリサイクルシステムを採用して、回収した転写残トナ
ーを、再度現像器に供給して再利用を図り、トナー補給
の頻度を減少させる技術が知られている。しかしなが
ら、像形成体上に複数色よりなるカラートナー像を重ね
合わせて現像し、しかるのちに転写材へ一括転写するシ
ステムでは、転写残トナーはイエロートナー、マゼンタ
トナー、シアントナー、ブラックトナーの混合した状態
で回収されるので再度現像器に供給しての再利用は出来
ない。このためカラーの画像形成装置はトナーリサイク
ルシステムを採用してトナー補給の頻発を防止すること
は出来ない。

【０００８】以上のような理由で、カラーの画像形成装
置にかかわる従来の技術によってダウンサイジングを図
ろうとすると、トナー補給の頻度が高く、ユーザーにと
って扱いの面倒な装置となるという欠点があった。さら
にトナー補給の頻度が高ければ、トナーの零れ、機内の
汚れ等が発生し易くなるという欠点があった。この為、
従来の技術によるカラー画像形成装置は、トナー補給頻
度を下げる必要からトナー収納量の確保を優先し、装置
全体を更に小型化する事が難しい状況にあった。

【０００９】さらに、小型で安価なカラー画像形成装置
を開発するうえで、複数のトナー補給部を搬送経路内に
効率良く配置し、そのうえでトナー補給の作業やジャム
処理、または機械のメンテナンス等のあらゆる操作性を
良くする必要性があった。

【００１０】また、カラー画像形成装置はトナー補給回
数が単色機に比較して増加するのでユーザーによるトナ
ー収納器の攪拌、装填、移し替え等の動作に基づくトナ
ー零れ、トナーの補給不良を防止することが望まれてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこの点を解決
して改良した結果、カラー画像形成装置のトナー補給部
へのトナーの補充が簡単・確実に実行可能とすること
で、トナー補給部の小型化に伴うユーザーの使い勝手の
悪化を解決するとともに、併せてトナー補給時やジャム
処理時またはメンテナンス等の取り扱い操作性の簡易化
を実現したうえで小型化したカラー画像形成装置の提供
を課題としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の発明に
より達成される。 （１）像形成体、前記像形成体を帯電するための帯電手
段、帯電した前記像形成体上に潜像を形成するための露
光手段、回転軸を有する現像スリーブを有し前記潜像を
現像してトナー像を得るための複数の現像手段、前記複
数の現像手段にそれぞれ異なる色のトナーを補給するた
めの複数のトナー補給手段を有するカラー画像形成装置
において、前記複数のトナー補給手段のそれぞれを、ト
ナーホッパと、螺旋状の突起を有し、回転によりトナー
を前記トナーホッパに供給するものであって横位置で使
用される筒型のトナーカートリッジとで構成し、同一平
面上に前記現像スリーブの回転軸方向に並列して配置す
るとともに、前記カラー画像形成装置本体の前面上部で
あって、前記複数の現像手段の最上部よりも上方に設置
し、且つ、前記トナー補給手段と前記現像手段とを補給
パイプで接続したことを特徴とするカラー画像形成装
置。 （２）前記複数のトナー補給手段を有する第２本体部
と、前記第２本体部を本体から引き出す為の略水平のガ
イドを有し、前記第２本体部は前記ガイドに沿って本体
前面方向に移動されることを特徴とする前記（１）に記
載のカラー画像形成装置。 （３）前記第２本体部は、画像形成時には転写手段の上
方かつ定着手段の給紙側上流の位置に載置されているこ
とを特徴とする前記（２）に記載のカラー画像形成装
置。 （４）前記複数のトナー補給手段は、開口部を有し内周
面には螺旋状の突起を有する筒形のトナー収納容器と、
回転による前記螺旋状の突起の推力によってトナーを搬
送し前記開口部から前記トナー収納容器外に前記トナー
を排出するトナー収納容器回動手段と、前記トナー収納
容器と前記トナー収納容器回動手段を着脱可能に連結す
るトナー収納容器装填手段とを有し、前記トナー収納容
器の回動により前記開口部からトナーを排出してトナー
補給を行うことを特徴とする前記（１）ないし（３）の
いずれか一項に記載のカラー画像形成装置。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】請求項１のカラー画像形成装置は、全てのトナ
ー補給手段をカラー画像形成装置の前面上方に配列した
ことにより、トナー補給手段が他の構成部材によって遮
られることがなくなり、ユーザーがトナー補給手段にア
クセスしやすくすることが可能となった。このため、ト
ナー交換の頻度が高くとも、操作が簡単であるのでユー
ザーがトナー補給操作を失敗することもなく、扱いやす
いカラー画像形成装置が提供できる。また、現像スリー
ブの軸に並列に同一平面上に配列してあるので、ユーザ
ーは、各色毎のトナー補給手段に対するアクセスの難易
に差がないので、どの色のトナー補給手段に対しても同
じ程度に確実なトナー補充動作を実行しうる。このた
め、トナー交換の頻度が高くなる小型のトナー補給手段
を採用してカラー画像形成装置を小型化することが可能
となった。

【００１８】また、請求項１のカラー画像形成装置は、
請求項１のカラー画像形成装置の構成に加えて、全ての
トナー補給手段を現像手段の上方に配置しているので、
トナーカートリッジから排出されたトナーは重力も利用
して現像器に送られる。この為トナー補給手段の機構を
簡易化して小型なものとすることが出来る。さらに、給
紙幅に対してトナー補給手段の幅を狭くするような配置
を選択することが可能となるので、給紙幅方向のカラー
画像形成装置の寸法を小さくすることが可能となるの
で、請求項１のカラー画像形成装置よりも更に小型化が
可能となる。その上、ユーザーが現像手段へアクセスす
る際に、カラー画像形成装置の前面上部に配置されてい
るトナー補給手段と現像手段とが干渉しないように現像
手段を取り扱うことが可能となるので、さらに取扱性が
向上する。

【００１９】請求項２のカラー画像形成装置は、請求項
１のカラー画像形成装置に加えて、さらに第２本体が前
面方向に移動可能である。このため、ユーザーが第２本
体の引出しを行う際とトナー補給手段へアクセスする際
のユーザーの位置がともに装置前面側となり一致する。
このため、ユーザーにとってトナー補給のみならず、他
のプロセス手段の交換、紙詰まり処理等が一方向で、し
かももっとも扱いやすい前面から行えるようになる。

【００２０】また、トナー補給時、プロセス手段の交
換、紙詰まり処理等に際してもカラー画像形成装置の本
体前面と上面方向のスペースが確保してあれば、他の方
向の機外の位置に何らかの物品を置いたり、カラー画像
形成装置自体を壁際に置いたりすることもできるので、
カラー画像形成装置を設置したことによるデッドスペー
スが減少する。

【００２１】請求項３のカラー画像形成装置は、第２本
体は定着手段より給紙側上流且つ、分離手段より上方に
あるので、第２本体を移動させると給紙経路を開放でき
る。このため請求項１に加えて紙詰まりの処理も容易と
なる。

【００２２】請求項４のカラー画像形成装置は、トナー
補給に際してユーザーの所作としては内周面に螺旋状の
突起を有するトナー収納容器を既に空となったトナー収
納容器と交換してカラー画像形成装置の本体前面上部に
装着すればよい。これによって、従来のトナー補給手段
の如く、容器内のトナーの流動性を確保すべく補充作業
前に収納容器ごとにトナーに衝撃を与えたり、全トナー
が収納容器からトナーホッパ等に移送されたことを確認
したりする必要もない。トナー収納容器からトナーホッ
パへの移送もカラー画像形成装置が自動的に実行する。
即ちカラー画像形成装置の前面上部に配置されたトナー
補給手段のトナー収納容器を交換するだけでトナーの補
給が終了する。従ってトナー補給頻度が高くともカラー
画像形成装置を請求項１のカラー画像形成装置より小型
化できる。

【００２３】尚、本発明でカラー画像形成装置の前面と
は、操作パネル、表示盤の文字、商標等の記載の向き、
常識的な機械の動作や使用態様によって、操作者と対向
する面のことを言う。また上部とは、カラー画像形成装
置外装たる天板の近傍内側である。

【００２４】

【実施例】本発明にかかるカラー画像形成装置の実施例
について構成とその作用を図１ないし図１０によって説
明する。

【００２５】図１のカラー画像形成装置の側断面図にお
いて像形成体である感光体ドラム１０は、ＯＰＣ感光体
をドラム上に塗布したもので接地されて時計方向に駆動
回転される。スコロトロン帯電器１２は、感光体ドラム
１０の周面に対しＶ_Hの一様な帯電をＶ_Gに電位保持され
たグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によっ
て与える。このスコロトロン帯電器１２による帯電に先
だって、前プリントまでの感光体の履歴をなくすために
発光ダイオード等を用いたＰＣＬ１１による露光を行っ
て感光体ドラム１０周面の除電をしておく。

【００２６】感光体への一様帯電の後像露光手段１３に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
１３は図示しないレーザダイオードを発光光源とし、回
転するポリゴンミラー１３１、ｆθレンズ等を経て反射
ミラー１３２により光路を曲げられ走査がなされるもの
で、感光体ドラム１０の回転（副走査）によって潜像が
形成される。本実施例では文字部に対して露光を行な
い、文字部の方が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形
成する。

【００２７】感光体ドラム１０の周縁にはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵し
た現像器１４が設けられていて、先ず１色目の現像がマ
グネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリー
ブ１４１によって行われる。現像剤はフェライトをコア
としてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャ
リアと、ポリエステルを主材料として色に応じた顔料と
荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとか
らなるもので、現像剤は層形成手段によって現像スリー
ブ１４１上に１００〜６００μｍの層厚（現像剤）に規
制されて現像域へと搬送される。

【００２８】現像域における現像スリーブ１４１と感光
体ドラム１０との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい
０．２〜１．０ｍｍとして、この間にＶ_ACのＡＣバアイ
スとＶ_DCのＤＣバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCと
Ｖ_H、トナーの帯電は同極性であるため、Ｖ_ACによって
キャリアから離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ
_DCより電位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電
位の低いＶ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われ
る。

【００２９】１色目の顕像化が終った後、２色目の画像
形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１２による
一様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像
露光手段１３によって形成される。このとき１色目の画
像形成行程で行われたＰＣＬ１１による除電は、１色目
の画像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下
により飛び散るため行わない。

【００３０】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
Ｖ_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない
部分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行
われるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行
う部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナ
ー自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ
_DCとＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色
目と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ
_Lの潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバラン
スが崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞
Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００３１】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム１０周面上には４
色の顕像が形成される。

【００３２】一方給紙カセット１５より半月ローラ１６
を介して搬出された記録紙Ｐは一旦停止し、転写のタイ
ミングの整った時点で給紙ローラ１７の回転作動により
転写域へと給紙される。

【００３３】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム１０の周面に転写ローラ１８が圧接さ
れ、給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転
写される。

【００３４】次いで記録紙Ｐはほぼ同時に圧接状態とさ
れた分離ブラシ１９によって除電され感光体ドラム１０
の周面により分離して定着装置２０に搬送され、熱ロー
ラ２０１と圧着ローラ２０２の加熱、加圧によってトナ
ーを溶着したのち排紙ローラ２１を介して装置外部に排
出される。なお前記の転写ローラ１８および分離ブラシ
１９は記録紙Ｐの通過後、感光体ドラム１０の周面より
退避離間して次なるトナー像の形成に備える。

【００３５】一方記録紙Ｐを分離した感光体ドラム１０
は、クリーニング装置２２のブレード２２１の圧接によ
り残留トナーを除去・清掃し、再びＰＣＬ１１による除
電と帯電器１２による帯電を受けて次なる画像形成のプ
ロセスに入る。なお前記のブレード２２１は感光体面の
クリーニング後直ちに移動して、感光体ドラム１０の周
面より退避する。

【００３６】図２は図１のカラー画像形成装置を構成す
る各ユニットの平面のレイアウトを上面から見た状態で
示したものであり、矢示Ａにて示す側が本発明の前面に
懸かる装置の前面すなわち操作側の側面に相当する。カ
ラー画像形成装置の本体は直立した２枚の側面パネル１
と側面パネル２とを有していて、これ等の側面パネルの
間に前記の像露光手段１３である書込みユニットと、感
光体ドラム１０と、複数の現像器１４を収める現像ユニ
ット（一点鎖線で表示した）とさらに後述する定着装置
を収める定着ユニット２０（一部点線で表示した）と、
ＤＣ電源ユニット（点線で表示した）が組み込まれ、一
方側面パネル１の外側には駆動系とプリンターコマンド
を解読するフォーマッターと機械の動作シーケンス制御
用の制御基板類が収められる。また本体前面の前記現像
ユニットの上部には現像ユニット内の各現像器１４に接
続した本発明のトナー補給手段３００を収納したのでト
ナー収納容器の交換が行いやすく、ユーザーは、各色毎
のトナー補給手段に対するアクセスの難易に差がないの
で、どの色のトナー補給手段に対しても同じ程度に確実
なトナー補充動作を実行しうる。このため、従来トナー
交換の頻度が高くなってしまうという事が欠点であった
小型のトナー補給部を採用しても不便にならないため、
カラー画像形成装置を小型化することが可能となった。

【００３７】またトナー補給手段はカラー画像形成装置
の前面上方に配置されているので、ユーザーにとっては
最も取り扱いやすい。このためトナー補給の頻度が高く
とも支障はない。

【００３８】前記の感光体ドラム１０および現像ユニッ
トは本発明の第二本体にかかるドラム架台３０に配置さ
れた上で、ドラム架台３０が装置の操作側面の近くに位
置しているので、簡単な操作によって装置の前面に引き
出せる構造とすることが可能である。図３は図２のカラ
ー画像形成装置でドラム架台３０を引き出した状態を示
していて、ドラム架台３０を引き出して外装の一部を開
放した状態である。図３で開口部にはハッチングを施し
た。

【００３９】本実施例のカラー画像形成装置は請求項３
に記載の如く第２本体部を定着ユニット２０より給紙側
上流、転写ローラ１８より上方に載置してあり、図３に
示す如く第２本体の引出しとともに第二本体に固定され
た外装が開放されて本体の上部を開放出来るようにする
ことで、感光体ドラム１０や現像ユニットを本体より取
り出すことなくドラム架台３０を引出位置まで引出せ、
転写ローラ１８が露出するので転写位置でのジャム処理
を行うことも可能である。加えて、ドラム架台３０を引
出位置まで引出すことによって定着ユニット２０が露出
するので定着位置でのジャム処理を行うことも可能であ
る。なおドラム架台３０の構成、配置などについては詳
しくは後述する。

【００４０】さらに給紙部でのジャム処理は、感光体ド
ラム１０や現像ユニットの下部に装填される給紙カセッ
ト１５を装置外部に取出すことによって可能であり、ま
た排紙部でのジャム処理も装置の背側面を開放する構造
とすることによって実現される。

【００４１】また、側面パネル１、２の側からは操作す
る必要が無いので、側面パネル１、２に対向する機外の
空間がデッドスペースにならない。

【００４２】以下再度図１により前記装置の画像形成部
を構成する各機材の機能，性能の特徴について説明す
る。

【００４３】（感光体）感光体ドラム１０は駆動系のト
ルク変動を弾性体を介して吸収する構成とした事で安定
した回転作動により周面のＯＰＣ感光体に前記のスコロ
トロン帯電器１２による均一な帯電作用が実現される。
帯電に際しグリッド電位が制御されて帯電電位の安定が
図られる。感光体の仕様ならびにその帯電条件は一例と
して次のように設定される。

【００４４】感光体 ： ＯＰＣ φ１２０ 線速 １
００ｍｍ／ｓｅｃ 負帯電 帯電条件：帯電ワイヤ：白金線（クラッド又はアロイ）
が好ましく用いられる。Ｖ_H−８５０Ｖ，Ｖ_L−５０Ｖ （像露光）感光体ドラム１０周面のＯＰＣ感光体は帯電
器１２により負帯電されたあと、像露光手段１３の半導
体レーザユニット（図示せず）の発光による露光を受け
て静電潜像を形成する。

【００４５】前記のフォーマッタからの画像データはレ
ーザダイオード（ＬＤ）変調回路に送られて、変調され
た画像信号により半導体レーザユニットのＬＤが発光す
ると、そのビーム光はミラーを介しビームインデックス
により各走査線の同期が図られてポリゴンミラー１３１
に投射される。

【００４６】ポリゴンミラー１３１はその多面体でビー
ム光を反射して走査し、その走査光はｆθレンズ１３
３、シリンドリカルレンズ１３４によりビーム形が補正
されたあと反射ミラー１３２を介して感光体を露光して
主走査を行い、静電画像を形成する。

【００４７】レーザ光は光学系により６００ＤＰＩ相当
にビーム系が絞られる。従って高品質画像を得るために
はトナーの粒径も小さくする必要がある。本実施例では
各色とも８μｍのサイズのトナーを使用している。ただ
しユーザにとって最も重要なのは黒色の文字品質であ
り、黒色トナーは小粒径トナー（７μｍ〜１１μｍ）が
好適である。

【００４８】像露光の光学系としては例えば次に記す構
成のものが使用される。

【００４９】 （現像）図４は現像器１４の構成を断面図で示したもの
で、前記トナー補給手段３００より供給されたトナーは
現像器の右端部に落下され、相反する方向に回転する一
対の撹拌スクリュ１４２によってキャリアと撹拌混合さ
れ、下記の条件により現像を行う。

【００５０】 現像間隙 ：０．５ｍｍ トナー搬送量 ：２０〜３０ｍｇ／ｃｍ² 現像バイアス（ＡＣ）：２ＫＶ，８ＫＨｚ （ＤＣ）：−７５０Ｖ 現像スリーブ回転方向：感光体ドラムに対し正転 画像濃度調整 ：現像スリーブ回転数制御または現像バイアス制御（レ ーザビームにより感光体に標準票板を形成し、現像後反射濃度を測定し画像濃度 調整を行う） トナー濃度制御 ：磁気的検知方式 （給紙）図１で記録紙Ｐは給紙カセット１５内に片側基
準で格納されており、従ってさばき爪と半月ローラ１６
は記録紙Ｐの基準面側に片寄って位置されている。

【００５１】給紙部は、専用のモータを有しており、半
月ローラ１６が矢示方向に回転して押上げ板１５２上に
積載した記録紙Ｐをさばき爪の作用によりその最上層の
１枚のみを搬出する。給紙カセット１５より搬出された
記録紙Ｐは搬送系路に入ってＵターンし、先端が給紙ロ
ーラ１７を通過したすぐ後に図示しない給紙センサの検
知によってモータを一旦停止したのち、転写のタイミン
グが整った段階で再びモータが回転を始め、感光体面に
対し所定の角度を保ってその転写域に給紙される。

【００５２】一方手差しによる給紙は装置本体の前面に
位置する手差し給紙台Ｍを図１の一点鎖線にて示す位置
より実線にて示す位置に回動してセットして行う。

【００５３】手差しされた紙はピックアップローラ１５
３の回転により搬送され、前述した給紙カセット１５か
らの給紙と同様のプロセスを経て転写域に給紙される。

【００５４】手差し給紙の対象とする紙は通常用いられ
る１６ｌｂｓないし２４ｌｂｓの一般の記録紙Ｐの他、
３６ｌｂｓの厚紙やＯＨＰ用のトランスペアレンシ等で
ある。また手差し給紙台Ｍを取り外し、オプションとし
て専用のフィーダを装着することで封筒の給紙も可能で
ある。

【００５５】（転写）転写ローラ１８は感光体ドラム１
０の周面に対する位置が可変であって、単色画像のプリ
ント時には図１に示す如く常に圧接状態に置かれるが、
カラー画像の形成中には退避して離間した位置に保たれ
転写時にのみ圧接される。一方分離ブラシ１９も転写ロ
ーラ１８の位置変動にほぼ同期して感光体ドラム１０の
周面に圧接ならびに離間の作動をする。

【００５６】本実施例の装置には、印加電圧が＋３Ｋな
いし４ＫＶＤＣで、ブレードによってローラ面をクリー
ニングする形式の転写ローラ１８が使用され、また分離
ブラシ１９にはＤＣとＡＣを重畳したバイアス電圧を印
加して使用される。

【００５７】（定着）定着装置２０は一対のローラから
成るいわゆる熱ローラ方式の定着装置であって、ヒータ
Ｈを内蔵し時計方向に駆動回転する上ローラ２０１と該
上ローラ２０１に圧接して従動回転する下ローラ２０２
との間に形成されたニップ部により記録紙Ｐを加熱搬送
してトナー像の溶着を行う。

【００５８】上下の各ローラは共に耐熱チューブを被覆
されていて、圧接によりニップ部が直線状に形成される
ことにより、封筒等が搬送される際に生じ易い紙面のシ
ワが防止される。

【００５９】前記上ローラ２０１の周面温度は温度セン
サＳ（図示せず）に検知されることによって制御されて
所定の温度範囲内に保たれ、またトナーの溶着によって
付着した汚れはクリーニングローラ２０３の圧接によっ
て除去清掃される。このクリーニングローラ２０３はプ
リント枚数４万枚程度で新規のものに交換される。ま
た、定着ヒータは使用しない時間が所定時間を越えると
ＳＬＥＥＰモードとなり、省エネ制御される。

【００６０】さらにＯＨＰに使用されるトランスペアレ
ンシを転写材として使用する場合、カラーのトナー像の
透過率を向上するべくトナー像面を平滑化して乱反射を
防止する目的から、上ローラ２０１の周面のオイルパッ
ト２０４によりローラ表面にシリコンオイルが塗布され
る。従って本実施例の装置は転写材の搬送速度を１００
ｍｍ／ｓｅｃ，５０ｍｍ／ｓｅｃおよび１２．５ｍｍ／
ｓｅｃの３段階に切換可能とすることにより、普通紙，
封筒およびトランスペアレンシの３種の転写材を使用出
来るモードを備えて幅広い用途に対応して利用される。

【００６１】なお上ローラ２０１の設定温度は、低温度
で溶融するトナーを用いることにより約１８０℃前後と
低温度化することが可能であり、またオイルパット２０
４にスポンジ材（多孔質ＰＴＦＥ被覆）を用いることに
より押圧ムラが解消されて均一なオイル塗布が実現され
る。

【００６２】次に本発明の第２本体にかかるドラム架台
３０、前述した各ユニットの装置本体に対する着脱構造
とその操作手順を図５ないし図７によって説明する。

【００６３】図５はドラム架台３０を単体で示した断面
構成図である。

【００６４】図５に示したようにカラー画像形成装置を
構成する前述した各機材の内、感光体ドラム１０とその
周面に配置される本発明のトナー補給手段にかかるトナ
ー補給手段３００、ＰＣＬ１１、帯電器１２ならびに各
現像器１４とクリーニング装置２２はドラム架台３０に
収められて一体とされている。

【００６５】図６はカラー画像形成装置のドラム架台３
０を設定位置に固定した状態を示し、図７は移動位置に
有る状態を示している。

【００６６】図６と図７に示すようにドラム架台３０は
その両側面に備えるそれぞれ一対のアーム部材３５を装
置本体内に架設した本発明のガイドに係るレール部材３
２に係合して載置され、図示しない解除可能の係止装置
によって所定の設定位置に固定される。さらにドラム架
台３０は設定位置ではアーム部材３５に設けた凹部３８
に側面パネル１及び２のそれぞれに設けた支持ピン３４
によって設定位置に固定され且つ支持されている。レー
ル部材３２はドラム架台の設定位置では、アーム部材３
５の先端のコロ部材３１が落ち込むように数ミリメート
ルの段差を設けてある。またレール部材３２は本実施例
では水平に設置されているのでドラム架台３０は水平に
移動する。なお本実施例のカラー画像形成装置はドラム
架台３０を設定位置に固定した状態でのみ画像形成を実
行できる。

【００６７】前記ドラム架台３０は、手差し給紙台Ｍを
開放して給紙位置にセットした上で把手３３を介して前
記のレール部材３２の上を右方向に移動し図７の如く移
動位置に迄引き出すことが出来る。引き出されたドラム
架台３０では、ピン３４はアーム部材３５を下側から支
持し、アーム部材３５の先端のピン３６はドラム架台３
０を引き出したときにコロ部材３１とともにレール部材
３２を挟み込んで支持する。

【００６８】天板３７は、ドラム架台３０に固定されて
おり、把手３３を引くとドラム架台３０とともに引き出
される。その結果、画像の転写域やそれに続く搬送路が
一動作で広く開放される。装置本体の上部には感光体ド
ラム１０の他にＰＣＬ１１、帯電器１２とさらにクリー
ニング装置２２を組み込んでいて、感光体面の露光，現
像および転写の各領域に対応する各開口部４０Ａ，４０
Ｂおよび４０Ｃ以外の感光体面をすべて覆っている。

【００６９】前記ドラムカートリッジ４０は、感光体ド
ラム１０の軸受部41をドラム架台３０の縦溝３０Ａへの
係合により、また底部をドラム架台３０の両内側面に設
けたそれぞれ一対の位置規制ピンＰ１に当接することに
よって回動を阻止した上で水平方向ならびに垂直方向の
位置を規制されて収納する各機材を所定の画像形成位置
に設定する。

【００７０】なおドラムカートリッジ４０の露光領域４
０Ａは、書き込みのビームが充分通過できる程度の幅の
細長いスリット穴にスライド式の遮蔽板４２を設けてい
て、感光体面に手が入らない様になっている。

【００７１】以上の様に構成することにより、ジャム紙
の取り出しのため、ドラム架台３０を右方向に移動させ
ても、そのすぐ直下に給紙部もしくは、マルチフィーダ
ートレイがあるため、感光体面には、実質的に露出部が
生ぜず、手が触れて汚損することがない。

【００７２】一方前記現像カートリッジ５０および５０
Ａは、それぞれの両側面の長穴に各現像器の突設する位
置規制ピンＰ２を係合した状態で圧縮バネ５２によって
付勢している。

【００７３】前記現像カートリッジ５０および５０Ａ
は、ドラム架台３０の右側面を形成する側面扉34の備え
る押圧ピンＰ３あるいはＰ４によって左方向に押圧さ
れ、各現像スリーブ１４１と同軸上の突当コロ（図示せ
ず）を感光体ドラム１０上の周縁面に圧接させて感光体
面に対する各現像スリーブ１４１の周面の間隙すなわち
現像間隙値を設定する。

【００７４】さらにドラム架台３０は上部に架設した台
座３０Ｂの上面に前記の各現像器にトナーを補給する複
数のトナー補給手段３００を一体に設けている。

【００７５】前記の各トナー補給手段３００は各現像器
に接続するトナーホッパ３１０と筒型のトナーカートリ
ッジ３２０を横位置にて装着する装填部３３０とから構
成されていて、それぞれのトナー補給手段３００が図８
に示す如く隣接した状態で現像スリーブ１４１の軸方向
（矢印Ｂで示した）に並列して同一平面上に配置されて
いる。即ち本実施例は、請求項１のカラー画像形成装置
の構成に加えて、トナー補給手段を現像手段の最上部よ
りも上方に配置した事で、小型化を図った装置の例であ
る。

【００７６】即ち、トナー補給手段３００は、台座３０
Ｂ（図５ではアーム部材３５で隠れているので点線で示
している。）の上面に設置されているのであるから、現
像カートリッジ５０の天板の上方に設置されていること
になる。このため、トナー補給手段３００はトナーを上
方のトナーカートリッジ３２０から下方の現像器５０へ
と移送すればよいので、トナーの補給には重力を利用す
ることが可能となり、その分移送機構を簡略化できる。

【００７７】また天板３７の一部である装置本体の上部
を覆うカバー部材Ｃを支軸Ｈ１を介して開放することに
よりトナーカートリッジ３２０が露出するのでトナーカ
ートリッジ３２０の交換が可能である。トナーカートリ
ッジ３２０の交換はドラム架台３０が設定位置にあるか
引き出されているかにかかわらずにカバー部材Ｃの開放
によって実行可能となる。トナー補給手段３００はトナ
ーを収納する部分とトナーを移送する機構を有し、さら
にカラー画像形成装置の上方、外装板たる天板３７の付
近に配置されているので、トナー補給に際して取扱が極
めて容易である。

【００７８】またトナー補給手段３００の占めるスペー
スの高さを低くすることができて装置のコンパクト化が
実現され、さらにドラム架台３０の取り出しの際にもト
ナー補給手段３００を途中で分離する必要がなくなり、
トナー零れも生じない。以上のように装置構成が簡略化
されると同時に取り扱い操作も簡便化する事ができる。

【００７９】請求項５のトナー収納容器に係るトナーカ
ートリッジ３２０は図９に示す如く装填手段にかかる装
填部３３０に係合して回動手段に支持される固定部材３
２１と、固定部材３２１に回動自在に係合される外周に
歯車を備える可動部材３２２とさらに可動部材３２２と
一体とされる内周面に螺旋状の突起を形成した筒状の容
器３２３とから構成される。

【００８０】前記トナーカートリッジ３２０は装填部３
３０への装着により、前記の固定部材３２１が切欠３２
１Ａを介して回転を阻止され、また可動部材３２２が外
周の歯車を装填部３３０の備える駆動歯車（図示せず）
に噛合して回動可能の状態に置かれる。

【００８１】一方前記の各トナーホッパ３１０はそれぞ
れトナーの残量検知センサを備えていて、その何れかの
残量検知センサがトナー不足を検出するとその信号によ
り装填部３３０の駆動歯車が回転作動して各トナーカー
トリッジ３２０を同時に駆動して前述した容器３２３を
一斉に反時計方向へと回転する。

【００８２】容器３２３は回転に伴う螺旋状突起３２３
Ａの推力によって収納するトナーを可動部材３２２側に
搬送し、搬送されたトナーは可動部材３２２の端面内部
に突設したすくい上げ部材３２２Ａによって上部にすく
い上げられ開口部３２２Ｂを経て固定部材３２１の排出
口３２１Ｂよりトナーホッパ３１０の内部に供給され
る。

【００８３】このようにトナーカートリッジ３２０の上
部より供給されることからトナーホッパ３１０を従来よ
り高い位置に設置することが可能となり、その結果トナ
ーカートリッジ３２０下部に無駄なスペースが無い。こ
のため筒形の内周面に螺旋状の突起及びすくい上げ部材
を有するトナーカートリッジ３２０を用いると、トナー
補給手段３００をユーザーにとって扱いやすい前面上方
に配置するときに、装置全体を小型化したうえに、トナ
ーカートリッジ３２０の交換頻度が高くとも作業性がよ
くユーザーの苦にならないようにできる。

【００８４】さらに、横位置のトナー補給部をトナーカ
ートリッジ３２０とトナーホッパに分割したので、トナ
ーカートリッジ３２０内にトナーが無くなってもトナー
ホッッパに若干量のトナーが残っていて、トナーカート
リッジ３２０の交換作業までにも印字をおこなうことが
出来て操作性が向上した。また、トナーホッパ３１０へ
のトナーの供給作業をトナーカートリッジ３２０の回転
軸中心よりも上でトナーホッパ３１０に対して横から行
うために充満しているトナーホッパ３１０に対しても過
補給による障害が無く、すべてのカートリッジの供給作
動を一斉に実施することができて駆動系の機構と制御を
簡単で安価にすることができた。

【００８５】前記のトナーカートリッジ３２０から搬出
されるトナーの量は、図１０に示すようにトナーカート
リッジ３２０の回転作動数が多くなるに従って低下して
行くが、最低の補給量の時でも単位時間当たりに必要な
最大のトナー量を満足しているのでトナーホッパ３１０
は常に所定量のトナーを保有し、現像器に対するトナー
の補給には支障が生じない。また、トナーカートリッジ
３２０の回転軸が水平位置となることがさらに望まし
い。

【００８６】従って、トナーカートリッジ３２０が空に
なった場合でもトナーホッパ３１０の内部には所定量の
トナーが残されているので、そのトナーの補給の間を利
用して新規のトナーカートリッジ３２０との交換作業を
行うことが出来る。

【００８７】またトナーカートリッジ３２０を横位置で
使用することでトナーの過剰な供給も防止されることか
ら前述したようにトナーの供給を要しないトナーカート
リッジ３２０をも同時に回転することが可能となり、そ
の結果トナー補給手段３００の駆動系は機構が簡単にな
って故障のおそれも少なくコストダウンにも有利とな
る。

【００８８】前記のトナー補給手段３００の各トナーホ
ッパ３１０と現像カートリッジ５０および５０Ａ内の各
現像器はドラム架台３０に固定した搬送スクリュを内蔵
する可撓性の補給パイプ３１０Ａによって接続された状
態で、ドラム架台３０の移動により一体で装置前面に引
き出される。引出位置に移動されたドラム架台３０から
は前記の側面扉34の開放によって現像カートリッジ５０
と５０Ａは装置本体前面から取り出され、一方ドラムカ
ートリッジ４０は上方に取り外される。

【００８９】なお前記の側面扉３４は、閉止位置にあっ
ては図示しない解除可能の係止位置によって前記の圧縮
バネ５２の反力に耐えるよう固定される。

【００９０】従って現像器１４とトナー補給手段３００
とは現像器１４の交換時にのみその接続解除を要するこ
ととなり、補給パイプ３１０Ａの着脱の頻度が減少して
トナーの飛散や流出のおそれもなくなり装置が常に清潔
で最良な状態に保たれる。

【００９１】またさらに、ジャム処理作業等においてド
ラム架台３０を本体内より引き出す時にも、複数の現像
器と複数のトナー補給部をドラム架台３０上で一体とし
たために、トナー補給部と現像器の連結部を外す必要が
無く、従ってトナーで汚さないで済み機内を清潔に保て
るようになった。その連結部を外す必要性があるのは、
各現像器を交換する時だけとなったのである。この時
は、従来通りのシャッターにより連結部を塞いで汚染か
ら守っている。

【００９２】また操作が装置の前面ないし上面側に限定
されるので作業性が良く取り扱いも極めて容易となる。

【００９３】なお図示しないが前記のトナーボックスに
装填するトナーボトルをそのままトナーホッパとして使
用することによりトナーの供給装置を小型簡略化すると
同時に、トナーボトルを半透明の材料で成形することで
残量を容易に視認出来るようにすることも可能である。

【００９４】機械内のレイアウトに於いても、スリーブ
軸に並列にトナー補給部を構成したため、作像のための
書き込みユニットと排紙のスタック部の高さ方向のスペ
ースでトナー補給部を配置でき、必要最低限の機械サイ
ズで画像形成装置を構成することが出来た。

【００９５】本実施例と異なり、現像器と一体構成のト
ナー補給手段であっても、カラー画像形成装置の前面上
部に配置されることで、トナー補給動作が容易に行いう
るようになる。例えばトナー収納容器から外装に設けた
補給口よりトナー補給を行う構成であっても良いことは
言うまでもない。

【００９６】

【発明の効果】請求項１のカラー画像形成装置は、全て
のトナー補給手段をカラー画像形成装置の前面上方に配
列したことにより、ユーザーがトナー補給手段にアクセ
スしやすくすることが可能となった。このため、トナー
交換の頻度が高くとも、操作が簡単であるのでユーザー
がトナー補給操作を失敗することもなく、扱いやすいカ
ラー画像形成装置が提供できる。また、現像スリーブの
軸に並列に同一平面上に配列してあるので、ユーザー
は、各色毎のトナー補給手段に対するアクセスの難易に
差がないので、どの色のトナー補給手段に対しても均一
に確実にトナー補充動作を実行でき、操作性が向上し
た。このため、トナー交換の頻度が高くなる小型のトナ
ー補給部を採用してカラー画像形成装置を小型化するこ
とが可能となった。以上より、ジャム処理やトナー補給
作業、各種メンテナンス等のユーザーによる作業性を向
上させ、また機械を小型で安価にすることができた。

【００９７】また、請求項１のカラー画像形成装置は、
全てのトナー補給手段を現像手段の上方に配置している
ので、トナー補給時のトナーの搬送に重力が利用できる
のでトナー補給手段の機構を簡易化して小型なものとす
ることが出来る。その上、ユーザーが現像手段へアクセ
スする際に、カラー画像形成装置の前面上部に配置され
ているトナー補給手段と現像手段とが干渉しないように
現像手段を取り扱うことが可能となる。さらに、給紙幅
に対してトナー補給手段の幅を狭くするような配置を選
択することが可能となるので、給紙幅方向のカラー画像
形成装置の寸法を小さくすることが可能となる。

【００９８】請求項２のカラー画像形成装置は、請求項
１のカラー画像形成装置に加えて、さらに第２本体が前
面方向に移動可能である。このため、ユーザーが第２本
体の引出しを行う際とトナー補給手段へアクセスする際
のユーザーの位置が装置前面側となり一致する。このた
め、ユーザーにとってトナー補給のみならず、他のプロ
セス手段の交換、紙詰まり処理等が一方向、しかももっ
とも扱いやすい前面から行えるようになる。

【００９９】また、トナー補給時、プロセス手段の交
換、紙詰まり処理等に際してもカラー画像形成装置の本
体前面と上面方向のスペースが確保してあれば、他の方
向の機外の位置に何らかの物品を置いたり、カラー画像
形成装置自体を壁際に置いたりすることもできるので、
カラー画像形成装置を設置したことによるデッドスペー
スが減少する。

【０１００】請求項３のカラー画像形成装置は、第２本
体は定着手段より給紙側上流に、分離手段より上方にあ
るので、第２本体を移動させると給紙経路を開放でき
る。このため請求項１に加えて紙詰まりの処理も容易と
なる。

【０１０１】請求項４のカラー画像形成装置は、請求項
１のカラー画像形成装置に加えて、トナー補給に際して
ユーザーの所作としては内周面に螺旋状の突起を有する
トナー収納容器を既に空となったトナー収納容器と交換
してカラー画像形成装置の本体前面上部に装着すればよ
い。これによって、従来のトナー補給手段の如く、容器
内のトナーの流動性を確保すべく補充所作前に収納容器
ごとにトナーに衝撃を与えたり、全トナーが収納容器か
らトナーホッパ等に移送されたことを確認したりする必
要もない。トナー収納容器からトナーホッパへの移送も
カラー画像形成装置が自動的に実行する。即ちカラー画
像形成装置の前面上部に配置されたトナー補給手段のト
ナー収納容器を交換するだけでトナーの補給が終了す
る。このように簡単にトナー補給が可能であるので、ト
ナー補給頻度が高くともカラー画像形成装置をより小型
化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の側断面図。

【図２】前記装置内における各機材のレイアウトを示す
説明図。

【図３】前記装置内における各機材のレイアウトを示す
説明図。

【図４】現像器の断面構成図。

【図５】ドラム架台の断面構成図。

【図６】ドラム架台の設定位置を示す説明図。

【図７】ドラム架台の移動位置を示す説明図。

【図８】トナー補給手段と現像カートリッジの斜視図。

【図９】トナー補給手段の断面図。

【図１０】トナーカートリッジからのトナー搬出量の変
化を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 側面パネル ２ 側面パネル １０ 感光体ドラム １１ ＰＣＬ １２ スコロトロン帯電器 １３ 像露光手段 １４ 現像器 １４１ 現像スリーブ １５ 給紙カセット １６ 半月ローラ １７ 給紙ローラ １８ 転写ローラ １９ 分離ブラシ ２０ 定着装置 ２２ クリーニング装置 ３０ ドラム架台 ３１ コロ部材 ３２ レール部材 ３４ 側面扉 ３７ 天板 ４０ ドラムカートリッジ ４２ シャッタ部材 ５０ 現像カートリッジ ５２ 圧縮バネ ３００ トナー補給手段 ３１０ トナーホッパ ３２０ トナーカートリッジ ３３０ 装填部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−43750（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−44000（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299364（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173397（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−35253（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−199618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体、前記像形成体を帯電するため
   の帯電手段、帯電した前記像形成体上に潜像を形成する
   ための露光手段、回転軸を有する現像スリーブを有し前
   記潜像を現像してトナー像を得るための複数の現像手
   段、前記複数の現像手段にそれぞれ異なる色のトナーを
   補給するための複数のトナー補給手段を有するカラー画
   像形成装置において、 前記複数のトナー補給手段のそれぞれを、トナーホッパ
   と、螺旋状の突起を有し、回転によりトナーを前記トナ
   ーホッパに供給するものであって横位置で使用される筒
   型のトナーカートリッジとで構成し、同一平面上に前記
   現像スリーブの回転軸方向に並列して配置するととも
   に、前記カラー画像形成装置本体の前面上部であって、
   前記複数の現像手段の最上部よりも上方に設置し、且
   つ、前記トナー補給手段と前記現像手段とを補給パイプ
   で接続したことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記複数のトナー補給手段を有する第２
   本体部と、前記第２本体部を本体から引き出す為の略水
   平のガイドを有し、前記第２本体部は前記ガイドに沿っ
   て本体前面方向に移動されることを特徴とする請求項１
   に記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記第２本体部は、画像形成時には転写
   手段の上方かつ定着手段の給紙側上流の位置に載置され
   ていることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記複数のトナー補給手段は、 開口部を有し内周面には螺旋状の突起を有する筒形のト
   ナー収納容器と、 回転による前記螺旋状の突起の推力によってトナーを搬
   送し前記開口部から前記トナー収納容器外に前記トナー
   を排出するトナー収納容器回動手段と、 前記トナー収納容器と前記トナー収納容器回動手段を着
   脱可能に連結するトナー収納容器装填手段とを有し、前
   記トナー収納容器の回動により前記開口部からトナーを
   排出してトナー補給を行うことを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置。