JPH02262675A - 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関し
、小型化してメンテナンス性能を高め、かつジャムも理
の処理性能を高めたカラー画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

フルカラー画像またはファンクショナルカラー画像等の
マルチカラー画像を形成する電子写真画像形成装置では
、像形成体である感光体ドラムを帯電する帯電器、感光
体ドラムに像を露光する像露光手段、感光体ドラム上の
静電像をトナーによって現像する現像器、感光体ドラム
上のトナー像を記録紙に転写する転写器等が、感光体ド
ラムの周辺に配設される。

このうち、フルカラー画像の電子写真画像形成装置にお
ける現像器は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）のトナー、時にはブラック（ＢＫ）のトナーを
それぞれ収納した３台または４台の現像器によって構成
され、感光体ドラムが３回転あるいは４回転する間に、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）時には
ブラック（ＢＫ）の各トナ−像を感光体ドラム上に形成
し、このトナー像を記録紙に転写することでフルカラー
画像を得るようにしている。かかる画像形成方式による
ときは、３台あるいは４台の現像器を薄型とし、かつ近
接配置することによってカラー画像形成装置はコンパク
ト化が可能となる。

特開昭６１−５５６６１号公報はこのような画像形成方
式によるカラー画像形成装置の提案で、３台の現像器に
対応した３コの露光装置によってそれぞれ潜像形成する
ようにし、感光体ドラムと現像器およびクリーニング手
段を一体構成としてユニット化し装置本体より取出し可
能とするようにしたものである。またｌコの露光装置を
用い現像器を重ね合わせて配置し、同様にしてユニット
化し、装置本体より取り出し可能としたものが特願昭６
２−３２０５９６号明細書に記載されている。

上記の特開昭６１−５５６６１号公報及び特願昭６２−
３２０５９６号明細書に記載のカラー画像形成装置にお
いては、メンテナンス性を向上する上で寄与するが、ユ
ニットの挿脱時に現像剤のこぼれや混入が生じ易いもの
であった。

まｔ：転写ドラムを用いて各色トナー像毎に記録紙に転
写するカラー画像形成装置において感光体ドラム囲りを
ユニット化した例が特開昭５８−７２１５９号公報に記
載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら特開昭５８−７２１５９号公報に記載のカ
ラー画像形成装置においては、 （１）画像形成部が感光体ドラム周囲のみでなく転写ド
ラムにまで及んでいる。

（２）感光体ドラムと転写ドラム間には周速及び間隙が
高精度で保持される必要がある。

（３）感光体ドラムを取り出すには解除機構が必要とな
る。

以上のように転写ドラムを用いたカラー画像形成装置１
こおいては上記（２）、（３）のように機構が複雑で高
価になるばかりでなく転写ドラムが不要なモノクロ画像
形成装置のように画像形成手段が感光体周囲に集中され
ておらず画像形成部にユニット化（プロセスユニット）
のメリットが充分得られるものではなかった。

本発明は、現像ユニットと像形成体とクリーニング手段
とを一体的もしくはそのうち二者を一体的かつ残りの一
者を独立的に挿脱可能なカートリッジ構成とすることに
よって、メンテナンス性の向上をはかり、かつ複数台の
現像器をユニット化して装置本体に対して該プロセスユ
ニットを挿脱するとき現像剤が外部にこぼれ落ちたり或
は現像剤が他の現像器内に混入するのを防止するような
構成とし、また搬送される記録紙の搬送不良が発生した
ときそのジャム処理を容易にしたカラー画像形成装置を
提供することを目的とする。

さらに本発明に主たる目的とするところは特に記録紙の
搬送面を必要に応じて開放することの出来るいわゆるク
ラムシェル形式の画像形成装置の場合に、開放によって
露出した感光体面を汚れや損傷等から保護する機能をも
ったカラー画像形成装置の提供にある。

感光体面を保護する機能としては既に特開昭５７−２１
１１８１号、特開昭５８−１９８０５３号の各公報によ
り提案がなされているが何れも感光体の下面を保護する
形式のものであって、特に感光体の上面が露出される形
式の画像形成装置に対し適用出来るものはなかった。

〔問題−点を解決するための手段〕

上記目的は、回転する像形成体と、該像形成体上に帯電
と像露光と現像とを複数回繰り返して複数のトナー像を
形成し、該トナー像で記録紙上に転写するカラー画像形
成装置において、像形成体と、該像形成体の下方位置に
設けられた現像装置群、クリーニング装置とを一体化し
て挿脱可能のプロセスユニットを構成し、該プロセスユ
ニットには該像形成体上方位置に開閉可能な像形成体カ
バーを有す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〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に示す。

第１図は本発明をプリンタに適用した実施例である。

前記プリンタは転写ベルトを含む上部筐体ｌとプロセス
ユニットを含む装置本体２とに分割されたクラムシェル
型式の構造がとられていて、上部筐体ｌは装置本体２に
結合する蝶番により所定角度開放して保持可能であり、
また閉止状態では止メ金具（図示せず）によって装置本
体２と一体とされる。

前記プリンタの画像形成部を構成する像形成体３０、イ
エロー、マゼンタ、シアン、黒色の各現像剤を収容した
現像器３６，３７．３８．３９、像形成体に対し圧着解
除機構を有するクリーニング装置４０それに帯電器３５
の各機材は、一体のプロセスカートリッジ３内に収めて
ユニット化された上その左右の外側面において係合する
一対のガイド部材４を介して装置本体２の内部に挿脱可
能の状態に収納されるが特に本実施例においては前記の
各現像器３６゜３７．３８．３９を像形成体３０の下方
においてその周面に面するよう回転上流の方向から垂直
に順次並列する配置をとっている。

すなわち前記プロセスカートリッジ３は前面に備える取
手をもって前記ガイド部材４の保合により装置本体２の
奥行方向に挿入されて装着されまた手前方向に引き出す
と前記ガイド部材４の保合を解除して装置本体２の前面
に取外されるが、各現像器は何れもその開口部を上方と
した姿勢に保たれるので現像剤が流出して落下したり他
の現像器内の混入したりするようなことが起こらない。

前記プリンタはレーザ書込み系ユニットＢを前記プロセ
スカートリッジ３の側方のスペース内に、また記録紙の
搬送面を前記プロセスカートリッジ３の上部の上部筐体
ｌと装置本体２の双方にまたがる部分に配設していて、
前記像形成体３０は斜め下方から前記レーザ書込み系ユ
ニットＢによるレーザ走査を受けまたその局面に重ね合
わせて形成したカラーのトナー画像を記録紙の下面に転
写する方式をとっている。

前記プリンタによるカラー画像コピーのプロセスは次の
ようにして行われる。

まず本実施例の多色像の形成は、第４図の像形成システ
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（第４図（イ））で
得られたデータを、計算機を備えｔ；画像データ処理部
（第４図（ロ））で演算悠理して画像データを作成し、
これは−旦画像メモリ（第４図（ハ））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（第
４図（ニ））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Ｂに入力さ
れると、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
荷を付与された像形成体３０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
潜像は現像手段ノ内イエロー（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の局面より引き離さ
れている清掃手段たるクリーニング装置４０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、信呼処
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３９は黒色のトナーを有する現像器であって、同
様の処理によりドラム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３６，３７゜３８８よび
３９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、帯電器９により再帯電後転写部４０において給紙カ
セットＣより給紙ローラ、給紙ガイドを経て送られてき
た記録紙の下面に転写される。

すなわちこの多色トナー像は、転写前帯電器９により帯
電されて転写され易くされた後、転写開始より回転され
ている転写ベルト５０を像形成体３０に接触させ、給紙
カセットＣから給紙ローラ１２およびタイミングローラ
１３を介して像形成とタイミングを合わせて供給された
記録紙に転写される。

転写手段として使用される転写ベルト５０の構成は基体
としての導電布入りコムベルトの外周に０．５ｍ−厚の
弾性体層が設けられ、さらにその外周に５０μｍの絶縁
体層（誘電体層）が設けられたもので、“ローラＢｏａ
、６０ｂ、８０ｃの間に張架しローラ６０ａの駆動によ
り回動し、ローラ６０ｂが上下することで、転写ベルト
５０は像形成体３０と接触し或は離間する。転写ベルト
５０への帯電は帯電ブラシ６５又はクロトロンによって
なされ、転写ベルト５０表面には１．５ＫＶ〜３．ＯＫ
Ｖ程度のトナーと逆極性の転写電荷が印加されて転写が
なされる。なお６６は転写ベルト５０上を清掃する転写
ベルト用のクリーニング装置である。

一方、記録紙をドラム周面より分離した像ＮＩ成体３０
には、前記クリーニング装置４０のブレード４０Ａが接
触して残留したトナーの除去を行い、その終了をまって
再びドラム周面より引き離され、新たなカラー画像形式
のプロセスに入る。

このようにして記録紙が前記プロセスカートリッジ３の
上部を水平方向に搬送されかつ転写面が下向さでもある
ことからクリーニング装置４０等からトナーがこぼれ落
ちたり飛散するようなことがあっても画像面を汚損する
迄に至ることがない。

前記像形成体３０は、プロセスカートリッジ３の装置本
体２への装着によってその背面に突設する回転軸を装置
本体２（１１ｇの動力軸２Ａに係合して接続し、その動
力によって矢示方向に駆動回転される。

前記プロセスカートリッジ３は、背面の回転軸の軸受部
の外周にアーム７０Ａを備えたクランクレバー７０を回
動自在に取付けていて、該アーム７０Ａの先端に像形成
体カバー７１の一方の折曲げ部７１Ａを軸着支持してい
る。

前記像形成体カバー７１は、像形成体３０の局面に相似
の円筒面の一部分を形成した保護部材であって、他方の
折曲げ部７１Ａに取付けたガイドピン７２がプロセスカ
ートリッジ３の奥側の側壁３Ａに設けたガイド溝３Ｂに
係合しスライド可能に支持されている。

従って前記像形成体カバー７１は、前記クランクレバー
７０の時計方向の回転により、片側支持の状態にて像形
成体３０の局面にほぼ沿って追従して移動し、上部の局
面を覆うことが出来るようになっている。

一方ミ装置′本体２側においては、前記動力軸２゜Ａの
軸受部の外周にアーム１７０Ａを備えた、クランクレバ
ー１７０を回動自在に取付けていて、該アーム１７０Ａ
の先端に上部筐体ｌの奥側の内壁上の支持ビンＩＢに嵌
合したロッド７３の下端部を軸着支持している。

前記クランクレバー７０と１７０との間には、一対のピ
ンと嵌合穴とから構成されるクラッチＣＬが設置ｔられ
ていて、プロセスカートリッジ３の装置本体２への着脱
により同時に前記クランクレバー７０と１７０とが接続
して一体化されたり、あるいは分離されるようになって
いる。

上部筐体ｌが装置本体２に対し、閉蓋されている状態で
は、第１図に示す如く前記ロッド７３が下降して、前記
クランクレバー１７０が反時計方向に回動した角度にあ
る。

従って前記クラッチＣＬを介して前記クランクレバー７
０が同じく反時計方向に回動されてその結果前記像形成
体カバー７１は、像形成体３０の左側部に退避していて
上部の肩面を開放し、それによって前記転写ベルト５０
の接触とそれによる転写のプロセス作用を可能としてい
る。この場合、前記クランクレバー７０はプロセスカー
トリッジ３冑面のビン７５によって蓄勢する捩りバネ７
４の反力に抗して回動される。

転写手段の開放すなわち前記転写ベルト５０を退避させ
るべく上部筐体ｌを前記蝶番ＩＡを支点として反時計方
向に回転して開蓋すると、第２図に示す如く、前記ロッ
ド７３が引き上げられて上昇し、従って前記クランクレ
バー７０が前記クランクレバー１７０の作動と前記捩り
バネ７４の付勢によって相当する角度時計方向に回転さ
れる。

前記クランクレバー７０の回転により前記像形成体カバ
ー７１は、一方の折り曲げ部７１Ａが像形成体３０の周
面に沿って時計方向に移動し、他方の折り曲げ部７１Ａ
のガイドビン７２が前記ガイド溝２Ｂに案内されること
により像形成体３０の周面に向は追従、移動してその結
果図示の如く前記像形成体カバー７１が像形成体３０に
沿いその上部の周面を覆う位置に達する。

従グて上部筐体ｌの開蓋中には、像形成体３０の上部の
局面が前記像形成体カバー７１によって保護された状態
に保たれるので、不用意に手を触れたり゛あるいは器物
を落下させるようなことがあっても像形成体３０の感光
体面は汚損、損傷を免れることが出来る。

また以上の説明に明らかな如く、第２図に示す状態から
上部筐体ｌを時計方向に回動して装置本体２に対し、閉
蓋すると前記ロッド７３、クランクレバー１７０の作動
によって前記像形成体カバー７１は前記ガイド溝２Ｂの
案内によって再び第１図に示す位置に退避して像形成体
３０の上部の周面を開放し、転写ベルト５０の接触を可
能とする状態に戻る。

一方、前記プロセスカートリッジ３の装置本体２からの
取出しは、上部筐体ｌを開蓋したあと装置本体２の正面
の前扉を開いて前方に引き出すことによって行なわれる
が、その場合、前記クラッチＣＬは第２図に示す角度の
位相にて保合を解除されることとなってクランクレバー
７０を付勢する前記捩りバネ７４の作用によって前記像
形成体カバー７１は像形成体３０の上部局面を覆う位置
に確実に保持される。

従って本発明によれば、プロセスカートリッジ３を装置
本体２より取り出して、単体の状態としても像形成体の
３０の上部周面は前記像形成体カバー７１によって覆わ
れて汚損、損傷等から保護されることとなるので、プロ
セスカートリッジ３を安定した水平の姿勢で床上に置く
ことが可能となり、それによって各現像器やクリーニン
グ装置４０からのトナーのこぼれを生ずることもなく、
清潔な取扱いをすることが出来る。

なお、前記像形成体カバー７１を像形成体３０の上部局
面より退避させる手段としては前述した上部筐体ｌの閉
蓋による方法の他に、装置本体２側に前記クランクレバ
ー７０を強制的に反時計方向に回動する部材を設けて、
装置本体２に対する前記プロセスカートリッジ３の装着
動作によって像形成体３０の上部局面を開放させる方法
をとることも出来る。

第３図は装置本体２より取り出されたプロセスカートリ
ッジ３を正面視したもので、取り出しに当たってはその
前面の取手５が利用される。

前記プロセスカートリッジ３においては、前記各現像器
３６．３７．３８．３９が像形成体３０の中心線に対し
左右に分配された状態すなわち像形成体３０の軸心を境
にして現像器３６と３７が右側の、また現像器３８と３
９が左側のそれぞれ対称の位置に配置された上、さらに
右側に配置した前記現像器３６と３７の各現像スリーブ
が時計方向に、また左側に配置した前記現像器３８と３
９の各現像スリーブが反時計方向に回転される二ｋによ
ってそれぞれの画像の現像作用が行われるようになって
いる。

このような現像装置群の配置をとりさらに現像スリーブ
の回転を逆方向とすることにより、前記プロセスカート
リッジ３は重量の面でも動力伝達の面でも左右のバラン
スが均衡して取り扱い性が良く、また有害な振動の発生
等も未然に防止される。

また、左右の対称位置に置かれる各現像器はそれぞれ構
造を共通とすることも可能となる他、現像作用を終えた
あとの現像スリーブからのトナーの掻き落としもその重
力の作用によって極めて効率良く行われ常に新鮮な適正
量のトナーを供給することの出来る利点がある。

一方、像形成体３０に対する前記クリーニング装置４０
の対称の位置にトナー回収ボックス４７を設置して前記
プロセスカートリッジ３の左右の重量バランスをより良
好なものとしている。前記トナー回収ボックス４７と前
記クリーニング装置４０との間にはトナー搬送スクリュ
ー４８を内蔵するトナー搬送管４９がプロセスカートリ
ッジ３の前面において架設されていて、ブレード４０Ａ
によって像形成体３０の周面より剥離された廃トナーが
前記トナー搬送スクリュー４８の推力によって搬送され
て前記トナー回収ボックス４７の内部に回収される。

なお、前記トナー搬送管４９には、トナー搬送スクリュ
ー４８の作動に抵抗等を与えることのないよう潤滑性に
富む合成樹脂材料等をもって成形した連結用のパイプ部
材が使用される。

さら゛に前記プロセスカートリッジ３は、内部に収納す
る各現像器３６．３７．３８．３９に対応した前面の位
置にそれぞれの現像器に補給する特定色のトナーを収容
したトナー補給ボックス３６Ａ、３７Ａ、３８Ａ、３９
Ａを備えている。

本実施例に使用される各現像器は何れも特定色の現像剤
を収容するものでありてその構造・機能としては以下第
５図によって説明する前記プリンタの現像器３７と同一
のものが使用される。

第５図において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薄層形成部材
であって該薄層形成部材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はスクリュー構造をもち、
互いに逆方向に現像剤を搬送循環させる一対のトナー搬
送スクリュー、３７０９は供給ローラである。

前記トナー補給ボックス３７Ａより補給されたトナーは
矢示方向に回転する一方のトナー搬送スクリュー３７０
７と、これと反対方向で互に重複するように回転する他
方のトナー搬送スクリュー３７０８とによりキャリアと
充分撹拌混合された上現像剤として供給ローラ３７０９
を介して現像スリーブ３７０３に送られる。

前記トナー搬送スクリュー３７０７と前記トナー搬送ス
クリュー３７０８は互に相反する方向に回転する撹拌部
材を兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー　３７０
８の推力ｔこよつて奥側に搬送されたトナーとキャリア
は、トナー搬送スクリュー３７０７偏に移りその推力に
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３７０３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上の潜像を例えば突き当てコロによる間、隔をへだて
て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３７１Ｏにより剥離回収され、再びトナー比率の高
い現像剤を混合される。

〔発明の効果〕

本発明は、２分割により像形成体の上部局面を開放する
機能ををするクラムシェル形式のカラー画像形成装置に
おいて、上部筐体の開蓋動作により内蔵する保護部材を
移動して露出した像形成体の上部周面をカバー出来るよ
う構成したもので、それによって像形成体の感光体面を
汚したり傷付けたりすることなくジャム処理や各種のメ
ンテナンスの作業を行うことが可能となり、また主要な
プロセス機材をユニット化するプロセスカートリッジの
採用と相俟って保守点検が極めて容易で常に機能並びに
性能を最良の条件で発揮することの出来るカラー画像形
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図および第２図は本発明のカラー画像形成装置の断
面構成図、第３図は前記装置に収められるプロセスカー
トリッジの正面図、第４図は像形成システムを示すブロ
ック図、第５図は前記プロセスカートリッジに収納され
る現像器の断面図。 １・・・上部筐体　　　　ＩＡ・・・蝶番１Ｂ・・・支
持ビン　　　２・・・装置本体２人・・・動力軸　　　
　３・・・プロセスカートリッジ３Ａ・・・側壁　　　
　　３Ｂ・・・ガイド溝３０・・・像形成体　　　５０
・・・転写ベルト７０．１７０・・・クランクレバー ７０Ａ　、　１７０Ａ・・・アーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する像形成体と、該像形成体上に帯電と像露
   光と現像とを複数回繰り返して複数のトナー像を形成し
   、該トナー像で記録紙上に転写するカラー画像形成装置
   において、 像形成体と、該像形成体の下方位置に設けられた現像装
   置群、クリーニング装置とを一体化して挿脱可能のプロ
   セスユニットを構成し、該プロセスユニットには該像形
   成体上方位置に開閉可能な像形成体カバーを有すること
   を特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）前記プロセスユニットを装着したカラー画像形成
   装置にあっては、転写手段の開放に伴い前記像形成体カ
   バーが閉成されることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。