JPH02153369A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法によるカラー画像形成装置におい
て、複数の現像器に対するトナーの補給を容易ならしめ
たカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真法によるカラー画像形成装置は、そのカラー画
像の形成方式としていわゆる像重ね合わせタイプあるい
は転写タイプの２種に大別されるが、何れのタイプにお
いても少なくともイエローマゼンタ、シアンの３色の現
像剤をそれぞれ有する３個の現像器によって画像の現像
を行いその合成によりカラー画像を構成する方法がとら
れる。

これ等の各現像器は画像重ね合わせの精度を要すること
と点検・整備等に便なるよう通常積層した状態で像形成
体と共にカートリッジ内に収め、画像形成のプロセスユ
ニントとして一括して装置本体に装脱する構造がとられ
る。

従って各現像器に供給する補給用のトナーもまたカート
リッジ内に保有して置かねばならず、そのため各現像器
のハウジングを後方に延長してその部分を補給用トナー
を収容するトナーボックスとし、現像に伴うトナーの消
費に応じて前記トナーボックスより現像器側にトナーを
補給する方法をとっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら現像器に併設されるトナーボックスは、カ
ートリッジの容積から大型のものとすることは困難であ
ってそのため収容出来るトナーの量を多くを望むことが
出来ないのが実状である。

そのため連続して多量のカラーコピーを作成する場合に
はトナーボックスに対し頻繁にトナーを供給しなければ
ならずカートリッジの構造からその作業が容易でないと
云う問題点があった。

本発明はこの点を解決して改良した結果、装置本体から
カートリッジを引き出すだけで各現像器のトナーボック
スに対し極めて簡易な操作により所定のトナーを補充す
ることの出来るカラー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〕

上記目的は回転可能な像形成体と異なる色トナーを有す
る複数の現像器とからなるプロセスカートリッジを前記
像形成体の回転軸方向に引出し可能とし、この状態で各
現像器は像形成体に対し特定の距離退避可能とし、該退
避した状態では該現像器上面よりのトナー補給を可能と
した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〕

本発明の一実施例として本出願人により特開昭６０−７
５８５０号公報等によって開示されたトナー重ね現像方
式による多色画像形成法を用いたカラー画像形成装置に
ついて説明する。

第１図はカラー画像形成装置の主要構成を示したもので
Ａは画像読取り系、Ｂレーザ書込み系の各ユニット、ま
たＣは画像形成部、Ｄは給紙部でアリ、次のプロセスに
よりカラー画像が形成されるようになっている。

前記読取り系Ａにおいて１１は原稿台で、該原稿台１１
に収められた原稿は水平方向にスライドするキャリッジ
１２に取り付けられたハロゲンランプ１３によって照明
される。可動ミラーユニット１５にはミラー１６および
１７が取り付けられていて、同じく水平方向にスライド
して、前記キャリッジ１２に取り付けられているミラー
１４との組み合わせで原稿の光像を画像読取り部２２へ
と導出する。

前記キャリッジ１２と前記可動ミラーユニント１５はス
テッピングモータに接続するワイヤ（何れも図示せず）
を介して駆動され、それぞれＶおよび１／２Ｖの速度に
て同方向スライドされるものである。

画像読取り部２２でプラテンガラス１１の上に載置され
た原稿を読み取る際には、フィルター９を介して色分解
することが行われている。フィルター９は、例えばフィ
ルターＲ１フィルターＧ１フィルター８１フイルターＮ
Ｄによって構成され、原稿を読み取る際には、フィルタ
ーＲ１フィルターＧ、フィルターＢ、フィルターＮＤの
何れか一つを通過した後に読み取りを行うようにしてい
る。

フィルターＲ５フィルターＧ１　フィルターＢ１　フィ
ルターＮＤの何れを選択するかは、フィルター９を第１
図で紙面に垂直な方向に、フィルター選択装置によって
移動することによって実現される。

なお、フィルターＲ１フィルター０１フイルターＢは、
それぞれ赤色光、緑色光、青色光を通過させるフィルタ
ーであり、フィルターＮＤは、ニュートラルフィルター
であり、三色光を全て通過させる。

前記画像読取り部２２から出力された画像信号は、信号
処理部において信号処理される。信号処理部においで、
トナーの色に応じ色分離された色信号が出力され、露光
手段である前記レーザ書込み系ユニットＢに入力される
。

レーザ書込み系ユニットＢ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３１に
より回転されるポリゴンミラー３２により回転走査され
、ｆθレンズ３３を経てミラー３４により光路を曲げら
れて、予め帯電手段たる帯電器３５によって電荷を印加
された像形成体３０の周面上を走査する。

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像形成体３０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像
形成体３０の回転による副走査により像形成体３０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３６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像形成体３０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３９の下を通過し
、つぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記像形成体３０は前記帯電器３５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Ｂ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
行な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３７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
。

３８はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される画像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。これら各現像器３６，
３７．３８のスリーブには交流および直流のバイアスが
印加され、顕像手段である２成分現像剤によるジャンピ
ング現像が行なわれ、接地された像形成体３０には非接
触で現像が行われるようになっている。

かくして像形成体３０の周面上に形成されたカラー画像
は転写手段として設けられた転写極４０において、前記
給紙部りより給紙ベルト４Ｌ給送ローラ４２により送ら
れてきた記録媒体たる記録紙に転写される。トナー像を
転写された記録紙は分離極４３によりドラム表面から分
離されて、搬送ベルト４４を介して定着装置４５に搬入
され画像の定着を行う。

一方、記録紙をドラム周面より分離した像形成体３０に
は、前記クリーニング装置３９のブレード３９Ａが接触
して残留したトナーの除去を行い、その終了をまりで再
びドラム周面より引き離され、新たなカラー画像形成の
プロセスに入る。

次に前述した各主要構成部分のレイアウトについて説明
すると第１図に示す如く、前記画像読取り系Ａは独立し
た専用の筐体ｌに収容され後述する本体２の上部に載置
して取付もれている。

前記本体２には、前記書込み系Ｂ１画像形成部Ｃ１給紙
部り等からなる画像記録系が組込まれ筐体ｌに接続する
可撓性のケーブル群を介して、前記画像読取り糸Ａから
の色信号を受けるようになっている。

前記本体部２においては、略中夫に像形成体３０が位置
しその右周面に面して前記各現像器３６，３７゜３８が
それぞれ水平状態で配置され、一方左周面には前記帯電
器３５と前記クリーニング装置３９が配置されている。

また前記本体２は上下に２分割可能のいわゆるクラムシ
ェル構造とされている上さらに前記像形成体３０、各現
像器３６，３７．３８それにクリーニング装置３９は何
れも本体２に固定した前後一対の基板に直接取付けられ
ることなく、本体２に対し挿脱可能に組込まれる多色プ
ロセスユニット３Ａに軸受支持あるいは着脱可能に取付
けられていてジャム処理や保守点検に便なる構造となっ
ている。

前記多色プロセスユニット３Ａは、第３図に示す如く前
記の像形成体３０、各現像器３６，３７．３８およびク
リーニング装置３９等を収納出来るカートリッジから構
成されていて本体２に対しそれぞれ左右−対のガイド部
材４により容易に取出し、取付出来るようになっている
。

すなわち、前記多色プロセスユニット３Ａの左右側縁に
はレール４Ａ、一方眼レール４Ａに対応する本体２の位
置には第６図に示す如くガイドレール４Ｂがそれぞれ固
定されていてレール４Ａはガイドレール４Ｂに係合する
ことによりスライド及び装脱可能な対偶を形成している
。

また前記カートリッジの上面には左右一対の基準ビンＰ
が取付られていて、本体２の内部に設けた吊下げ部Ｑに
対し該吊下げ部Ｑの備える穴に係合することによって懸
架され、その状態にて多色プロセスユニット３Ａに取付
られた前記像形成体３０、各現像器３６，３７．３８そ
れにクリーニング装置３９の本体２に対する関係位置の
設、定かなされるようになっている。

従っテ前記多色プロセスユニット３Ａはパネル前面の把
手５を引（と前記レール４Ｂに案内されて本体２の前方
の停止位置に迄引き出され、また、前記把手５を押込む
ことにより前記基準ビンＰが前配出下げ部Ｑの穴に係合
して前記多色プロセスユニット３Ａが再び懸架状態とな
って本体２内に格納される。

このように前記多色プロセスユニット３Ａを本体２の基
板に対して懸架状態にて保持させる構造とすることによ
り、本体２に取付られるモータ等から前記像形成体３０
、各現像器あるいはクリーニング装置に伝達される振動
やショックが大幅に緩和、吸収されて、かりに若干伝達
されるとしても各機材が−様な振動、ショックを受ける
ことになるので例えば複数現像器と像形成体とは相対的
に−様な状態にて保持されているので画像形成上大きな
支障を来すことがない。

特に多色プロセスユニット３Ａに像形成体３０とクリー
ニング装置３９を一体的に保持することにより重ね合せ
現像画像形成のクリーニング装置に行なわれねばならぬ
ブレード３９Ａ１　クリーニング装置ドに残留したトナ
ー処理のための第２クリーニングローラ３９Ｂ等の接離
時、又は圧接時の微妙な圧着の仕方、圧接状態、加重条
件等への振動・衝撃等の悪影響が大幅に緩和・吸収され
る。

前記像形成体３０は前述したような重ね合せ式による画
像形成プロセスをとる場合、最大記録体である８４判あ
るいはＡ３判の１頁分に若干の余裕を加えｌ；長さの周
面長が必要であってその外径寸法を最低でも１２５ｍｍ
−ないし１４５ｍｍ−程度の大きさを要し、転写紙サイ
ズＡ４判相当では７５〜ｌＯ５ｍｍ−の感光体ドラムの
大きさを必要とする。さらに読取系の往動を考慮すると
さらに大口径が必要となる本実施例では１１０ｍｍ１の
ドラム式の像形成体を用いた。

一方各現像器３６．３７．３８に関しては詳細を後述す
る如く、画像性能を低下させる事なく現像スリーブの外
径寸法を１４ｍｍ−に迄小さくして各現像器の厚み（高
さ）を３０ｍｍ程度以下に充分に押えることが出来るよ
うになった結果、カラ一対応として３ないし４個の複数
の現像器すなわち本実施例では現像器３６．３７．３８
を前記像形成体３０の外径寸法の範囲に相当するスペー
ス内に更に水平状態にて集積して配置することが出来る
ようになっている。

従って前記多色プロセスユニット３Ａは、本体２に直接
取付は固定される部材特に上部のレーザ書込み系Ｂ、下
部の転写極４０．分離極４３を始めとする搬送系の各部
材のレイアウトに影響を与えることのないようその上下
の高さを像形成体３０を覆うに足る最小寸法に限定しｔ
；としても、前記クリーニング装置３９は云う迄もなく
複数個の各現像器３６゜３７　、３８のすべてを装着、
収容することが充分に可能になっていてそれによって記
録紙の搬送路をほぼ直線状に構成することが出来てジャ
ム防止にも効果がありまたジャムを発生したとしてもそ
の処理が容易となっている。

前記各現像器３６，３７．３８には次のような構成のも
のが使用される。

本実施例での現像器３６，３７．３８は何れも同一機能
の現像装置が用いられるので、第２図に示す現像器３７
の断面図によって本発明に用いられる現像装置の説明を
行う。

図において、３０は像形成体、３７０２はハウジング、
３７０３は現像スリーブ、３７０４はマグネットローラ
、３７０５は現像剤の量を規制する剛性かつ磁性を有す
る棒状体（円柱棒）、３７１５は円柱棒３７０５を保持
するホルダー　３７０６は円柱棒３７０５と現像スリー
ブ３７０３との押圧から、現像剤を搬送可能にするため
のバネ材であり、円柱棒３７０５は現像スリーブ３７０
３に対し現像剤が介在しない状態で一定荷重で押圧され
る。３７０７および３７０８は第１および第２撹拌部材
、３７０９は供給ローラ、３７１Ｏはスクレーパ、３７
１１は撹拌仕切板である。

また３７２１は前記ハウジング３７０２に組込まれて現
像器と一体化されたトナーボックス、３７２３は該トナ
ーボックス３７２１内のトナーを現像器側に搬送するス
ポンジローラである。トナーボックス３７２１内のトナ
ーは回転するトナー補給ロータ３７２２とスポンジロー
ラ３７２３によって現像剤の撹拌部へと補給される。

撹拌部に補給されたトナーは矢示方向に回転する第１撹
拌部材３７０７と、これと反対方向で互に重複するよう
に回転する第２撹拌部材３７０８とによりキャリアと充
分撹拌混合された上現像剤りとして供給ローラ３７０９
を介して現像スリーブ３７０３に送られる。

前記第１撹拌部材３７０７と前記第２撹拌部材３７０８
は互に相反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をも
ったスクリュー状の部材であって第２撹拌部材３７０８
の推力によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、
図面の奥側方向に上縁が低く傾斜する前記撹拌仕切板３
７１１を順次乗り越えて第１撹拌部材３７０７側に移り
その推力によって図面の手前側に搬送され、その間にお
けるトナーとキャリアとの混合作用によって摩擦帯電が
なされた均質な現像剤りとされ、スポンジ状で矢示方向
に回転する供給ローラ３７０９によって現像スリーブ３
７０３周面上に層状に付着する。

本実施例では固定したマグネットローラ３７０４とその
外側を矢示方向（時計方向）に回転する現像スリーブ３
７０３周面上に付着した薄層をなしたこの現像剤層は現
像領域３７１２において矢示方向に回転する像形成体３
０上の潜像を間隔をへだてで非接触で現像しトナー像を
形成するように構成した。

この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を含
む現像バイアスが前記現像スリーブ３７０３に印加され
、その結実現像スリーブ３７０３上に現像剤中のトナー
のみが選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くなっ
て現像スリーブ３７０３によって搬送されて前記スクレ
ーパ３７１０により剥離回収され、再びトナー比率の高
い現像剤と混合される。

さらに前記現像器３７のハウジング３７０２およびトナ
ーボックス３７２１に関しては次に記すような付属装置
が設けられている。

すなわち、前記ハウジング３７０２は、その底面に前後
各一対宛の移動用コロ３７５０を備えていて、多色プロ
セスユニット３Ａに組込まれるに当たりカートリッジの
内設する後述の現像器支持台３７６０上に載置されて水
平方向に自由に移動出来る状態で収納される。

また前記ハウジングは、その右側面の前方および後方に
突起３７４０を一体に形成し、それぞれの内側面に規制
ビン３７４ＯＡを互に対向するよう植設している。

方前記トナーボックス３７２１は、その上部にトナー供
給口３７２１Ａを開口していて、該トナー供給口３７２
１Ａは蝶番３７３０Ａを介して取付けた遮蔽板３７３０
によって開閉されるようになっている。

前記現像器３７は、多色プロセスユニット３Ａのカート
リッジ内に収納された状態では第３図に示すようにハウ
ジング３７０２とカートリッジとの間に張架した引張バ
ネ３７６１の作用によって像形成体３０の方向に付勢さ
れ前記現像器支持台３７６０上を左方向に移動して現像
スリーブ３７０３の同軸に設けた突当てコロ３７０３Ａ
を像形成体３０面に当接させて前記現像領域３７１２の
間隔を精確に設定するようになっている。

またカートリッジには前後壁と挿通する回転軸３７６２
が設けられていて該回転軸３７６２の両端側部には、溝
カム３７６３Ａを形成した一対のカム板３７６３が回転
方向の位相を同じくして固定されている。

前記溝カム３７６３Ａは前記突起３７４０の規制ビン３
７４ＯＡを係合するものでありその反時計方向の端部は
前記規制ピン３７４０Ａを遊動出来るよう若干溝幅が広
くされている。

第３図においては前記回転軸３７６２すなわち前記カム
板３７６３が反時計方向に回動されていて、前記溝カム
３７６３Ａの形成する曲率半径の変化により規制ピン３
７４ＯＡを介して現像器３７が右方向に移動し像形成体
３０面より退避した状態を示している。

一方現像器３７の上下に位置する現像器３６および３８
に関してはカム板３６６３および３８６３が時計方向に
回動した位置にあるので各現像器は何れも各カム板によ
る位置規制を受けず従ってそれぞれ像形成体３０の方向
に付勢、移動し現像領域を設定する位置にある。

その結果前記・現像器３７のトナーボックス３７２１の
みが右方に突出し従って前記遮蔽板３７３０の開放が可
能となってトナーを補給することが出来る。

第４図は前記現像器３７に対するトナー補給の状態を示
したもので前記カム板３７６３の回動はカートリッジ前
面に設けた前記回動軸３７６２と一体の作動レバー３７
６４の操作によって行われる。

同様にして前記現像器３６および３８に対するトナー補
給の場合にも作動レバー３６６４あるいは３８６４を介
してそれぞれ個々に行われる。

このようにして本発明のカラー画像形成装置においては
各現像器をプロセスユニットのカートリッジ内に収めた
ままの状態にて各現像器に対しそれぞれ指定の色のトナ
ーを極めて簡易な操作により随時補給することが出来る
のでその分路現像器が一体とするトナーボックスの容量
を小型化することが可能となり従ってプロセスユニット
ひいては装置そのものをコンパクトに構成することが出
来る。

〔発明の効果〕

本発明は、装置本体を上下に２分割出来るタラムシエル
構造とした上さらに主要画像形成部材を単一のカートリ
ッジに収めてプロセスユニットとして装置本体に対し装
脱出来る構成とすることによりジャム処理とが機材保守
点検の作業を容易とならしめると共に、前記プロセスユ
ニットに収納する各現像器に対する極めて簡単なトナー
補給方法の開発によって前記プロセスユニットをコンパ
クトに構成することを可能としたものであって、その結
果として取扱い性やメンテナンスに優れた小型で有用な
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（ａ）および（ｂ）は本発明のカラー画像形成装
置の構成断面図、第２図は前記装置に使用される現像器
の断面図、第３図は前記装置の多色プロセスユニットの
構成断面図、第４図は前記ユニットの斜視図。 ３Ａ・・・多色プロセスユニット ４Ａ・・・レール　　　　　　　　４Ｂ・・・ガイドレ
ール５・・・把手　　　　　　　　３０・・・像形成体
３６　、３７　、３８・・・現像器　　　　３７２１・
・・ｉ・ナーボックス３７２１Ａ・・・トナー供給口　
　　３７３０・・・遮蔽板３７４０Ａ・・・規制ピン　
　　　　３７６０・・・現像器支持台３７６１・・・引
張バネ　　　　　３７６３・・・カム板３７６４・・・
作動レバー　　　　Ｐ・・・基準ビンＱ・・・吊下げ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可能な像形成体と異なる色トナーを有する複数の現
   像器とからなるプロセスカートリッジを前記像形成体の
   回転軸方向に引出し可能とし、この状態で各現像器は像
   形成体に対し特定の距離退避可能とし、該退避した状態
   では該現像器上面よりのトナー補給を可能としたことを
   特徴とするカラー画像形成装置。