JPH02302766A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JPH02302766A
JPH02302766A JP1124781A JP12478189A JPH02302766A JP H02302766 A JPH02302766 A JP H02302766A JP 1124781 A JP1124781 A JP 1124781A JP 12478189 A JP12478189 A JP 12478189A JP H02302766 A JPH02302766 A JP H02302766A
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JP
Japan
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image
color
process cartridge
writing system
image carrier
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JP1124781A
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English (en)
Inventor
Shizuo Morita
森田 静雄
Shunji Matsuo
俊二 松尾
Satoru Haneda
羽根田 哲
Masakazu Fukuchi
真和 福地
Seiko Naganuma
長沼 整子
Masahiko Itaya
正彦 板谷
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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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、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段と像
担持体とをもってカラープロセスカートリッジとし、装
置本体に着脱自在に設けられ得るカラープロセスカート
リッジを有する小型・軽量な電子写真式カラー画像形成
装置、特にコンパクトな構造のカラープリンタに関する
ものである。
〔発明の背景〕
電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法・
装置が提案されている。例えば特開昭61−10077
0号公報に開示されているように、感光体ドラム上に原
稿像の分解色数に応じたm像形成と現像を行い、現像の
都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上に多色像を形
成したのち、記録紙上に転写してカラーコピーを得る方
法がある。この方法による装置は、感光体ドラムの他に
1枚分の画像をその周面上に転写できる大きさをもった
転写ドラムを設ける必要があり、装置は大型でかつ複雑
な構造となることは避けられない。
また半導体レーザ、LED等のドツト露光走査書込系に
よって像担持体上に潜像形成を行ったり、更にはCCD
、a−5i等の固体撮像素子によるカラー画像の情報読
取系を有する、いわゆるデジタルカラー画像処理を行う
ものとL7ては特開昭61−73977号公報による提
案等が開示されているが、何れも上述したような問題を
生じている。
また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形
成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ドラ
ム上で色粉体を重ねたのち転写してカラー画像を得る方
法がある。この多色画像形成の基本プロセスは本出願人
による特開昭60−75850号、同60−76766
号、同60−95456号、同60−95458号、同
60−158475号公報等によって開示されている。
このような重ね合せによってカラー画像を得るようにし
た多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁に
色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配置
してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、感
光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るように
している。
一方、構造面に関し、一般に複写機については特公昭5
8−54392号公報に開示されているように、感光体
ドラム、現像器、クリーナを一体的に支持部材に取付け
、各ユニットの交換や補修等を容易にする提案かなされ
ている。
また小型で一般のユーザが容易に取扱える簡易型のモノ
カラ一対応の装置としては、これ等の一体化されたもの
をさらに使い捨て形式に構成したものが特開昭57−1
54255号公報に開示されている。
さらに、はぼ同様の装置にレーザ書込み系を組入れ処理
するプリンタとしては、特開昭59−147366号公
報が開示されている。
更に、上記モノカラー、或はフルカラー画像を形成すべ
き装置として、使い捨て可能な単色プロセスカートリッ
ジとやはり使い捨て可能な複数現像器を内蔵する(カラ
ー)カートリッジとを交換可能にしたものとして、特開
昭58−72159号公報にて開示される多色画像形成
装置が提案されているが、操作性が簡単で小型で安価な
装置ではなく、カラー画像再生lこ際して必ずしもユー
ザに満足のゆく画像を提供するまでには至っていない。
更に本出願人が特開昭63−293563号公報にて単
色のカートリッジや複数現像器を有するカラーカートリ
ッジなどの種々の交換形態についての開示、或は装置本
体に挿脱可能な架台を設け、該架台上に感光体ドラム、
複数現像器或はクリーナー等を着脱可能なカラー画像形
成装置を特願昭62−234493号、同62−239
748号等にて提案を行っているが、複数現像器に収納
されるトナー或は現像剤等消耗品の寿命のアンバランス
によるユーザーの使い勝手の良さの欠落、内部機構が複
雑で且つ装置が大型となり、コンパクトで安価な装置の
提供には至らずユーザー損失につながる問題が大きく残
されていt二。
また特に、前記単色カートリッジを用いアナログ方式に
て原稿画像をレンズ光学系を介して直接交換可能なカー
トリッジ内の像担持体である感光体トラムに書き込む際
に、カートリッジをレンズ光学系が取付けられている同
一のパネルに挿入着脱可能な構成とし、レンズ光学系の
焦点解像の低下による画質劣化、特に焦点深度の極めて
少ないセルクオツタ(集束光学系)利用の際の解像劣化
を防ぐものとして特開昭58−139162号公報が開
示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然しなから、これら複数現像器と、像担持体とを装置本
体に対して交換可能としたカラ・−プロセスカートリッ
ジを用いるもので、原稿画像等の画像情報をデジタル信
号(画像信号)を用いて少なくとも1odat/mm、
通常16dot/mm以上の解像度を有し、ドツト形成
により感光体ドラムへ潜像を書き込む形式のレーザー、
LED等の書込系を用いる場合、1ドツト解像度につい
てはレーザー光等のデジタル画像信号を光学的或は電気
的に収束させてやる等の補正により感光体上に投影する
事は可能であるが、機器内に設けられた感光体、現像器
、定着器、給紙装置等の各種駆動モータ或は駆動伝達系
による振動・負荷変動によるショック等により、デジタ
ル画像信号による像形成装置においては、ドツト間隔が
変動し像ツプレやドツトが連線してしまったり、ドツト
が消滅してしまう等の画像欠陥を生ずる。特に前述せる
特開昭60−75850号公報等を用いるなどする画像
形成に於いて著しいが、全般的にカラー画像形成の際に
は色毎による複数回のドツト形成画像を行うかの手段(
例えば転写紙上で重ね合わせたり、感光体上で重ね合わ
せたり等)で繰り返し重ね合わせる為、特に感光体ドラ
ムとデジタル画像信号書込系との相互位置の安定した配
置が問題となる。
更に複数現像器と像担持体とを装置本体に対して交換可
能となしたカラープロセスカートリッジを用いて装置本
体への装填・離脱が取扱い易く、且つ複数現像器よりの
トナー或は現像剤等の洩れ、コポレ等の心配がなく、特
に転写材のジャム処理時等においても、これらの問題の
ないカラープロセスカートリッジを有するカラー画像形
成装置、特にコンパクトなカラープリンタは提案されて
いない。本発明は、上記課題を解決したカラー画像形成
装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
上記目的は、装置本体に像担持体と、該像担持体に電荷
を付与する帯電手段と、該帯電された像担持体上に多色
画像情報に応じてデジタル画像信号により像露光を行う
書込手段と、該書込手段により前記像担持体上に形成さ
れたドツト潜像を現像する複数の現像手段と、該現像後
の画像を記録媒体に転写する転写手段と、該転写後前記
担持体上に残留するトナーを清掃する清掃手段等のプロ
セス手段を有するカラー画像形成装置に於いて、少なく
とも像担持体及び複数現像手段とを一体的に交換可能な
カラープロセスカートリッジとなし、該カラープロセス
カートリッジの前記像担持体下部に複数現像手段を配設
するとともに前記カラープロセスカートリッジとデジタ
ル画像信号書込系とが相互に一定位置関係を保った結合
手段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4図に示す。
第1図および第2図は本発明を適用したプリンタを示し
たものである。
前記プリンタの画像形成部を構成する像担持体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、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、装置本体10に
対し後述するガイド部材を介して前面より奥行方向に水
平に挿入して底板4の上部に収納される。
なおプロセスカートリッジ3に収める各現像器はハウジ
ングを一体に構成した上で像担持体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順次並列する
配置がとられている。
従ってプロセスカートリッジ3はその単体時や挿入時に
おいて多少の振動や補動を受けることがあっても各現像
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!: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。
また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同じくユ
ニット化した状態で収めている。
すなわちデジタル画像信号書込み系を構成するポリゴン
ミラー32.fθレンズ33.各ミラー等の光学部材や
その動力源は直方体のケーシングに収めてユニット化さ
れ、後述するガイド部材を介して装置本体10に対し前
記プロセスカートリッジ3の場合と同様に前面から水平
に挿入1−で底板4に収められる。
さらに前記プリンタは転写材の搬送面を前記プロセスカ
ートリッジ3の上部に配設していて、前記像担持体30
は斜め下方から倒立形の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周面に重ね合わせて形成し
たカラーのトナー画像を転写材の下面に転写する方式を
とっている。
このようにして転写材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きでもある
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。
また、この装置では、 (1)給紙系が下方に有り、重心がさらに下方に設定さ
れ機械の構造上のメリットが大きい。
(2)ジャム時搬送系の開放が容易になる。
などの利点が挙げられる。
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。
まず本実施例による多色像の形成は、第3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3図(イ)
)で得られたデータを、計算機を備えた画像データ処理
部(第3図(ロ))で演算処理して画像データを作成し
、これは−星画像メモリ(第3図(〕・))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3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、書込手段た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3
2により回転走査され、fθレンズ33を経て3枚のミ
ラー34A、34B、34G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
像担持体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担持体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
担持体30の回転による副走査により像担持体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担持体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#、40の下全通過
し、つぎのコピーサイクルに入る。
すなわち、前記像担持体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1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、信号処
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゜38および
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担持体30
には非接触で現像が行われるようになっている。
かくして像担持体30の周面上に形成されたカラー画像
は、転写部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転写材の下面に転写される
すなわちこの多色トナー像は、転写開始より回転されて
いる転写手段として使用される転写ベルト50を像担持
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
グを合わせて給送された転写材に転写される。
前記転写ベルト50はローラ59と60の間に張架し、
ローラ60の回転駆動により像担持体30の周速に同調
して回動されるものであり、ローラ58が上下すること
で像担持体30に対し離間あるいは接触される。
前記ローラ58は、ローラ60の軸心を支点として揺動
可能なレバー57に取付けられていて、該レバー57を
付勢する弾性部材により実線にて示す上方の位置に保持
されているが、転写のタイミングに作動するソレノイド
等の動力によって一点鎖線をもって示す下方すなわち前
記転写ベルト50を像担持体30の周面に圧接させる位
置に移動される。
前記転写ベルト50としては、基体として導電布入りゴ
ムベルトが使用され、その外周に0.5mm厚の弾性体
層とさらにその外周に50μmの絶縁体層(誘電体層)
を設けたものが用いられる。
前記転写ベルト50への帯電は転写器51によってなさ
れ、転写ベルト50の表面には1.5KV〜3.OKV
程度のトナーと逆厘性の転写電荷が印加されて転写がな
される。なお転写ベルト50に付着したトナーは転写ベ
ルト用のクリーニング装置 50Aによって除去、清掃
される。
かくして多色トナー像を転写された転写材は像担持体3
0の周面より分離して定着装置に搬送され定着ローラ8
0によってトナーを溶融固着したのち排紙ローラ90を
介して機外に排出される。
一方転写材を分離した像担持体30は前記クリーニング
装置40によって残留トナーを除去、清掃される。
前記プロセスカートリッジ3と前記レーザ書込み系ユニ
ットBとは第2図に示すようなガイド部材を介して装置
本体lOに挿入して収納され、その際双方の間に設けた
結合手段によって相互間の関係位置を設定しつつ所定位
置に正確に収納される。
図において4Alよ底板4の前面側に形成した左右一対
の案内溝、また4Bは底板4の奥行の全域に亘って形成
した幅の広い案内溝であって、前記案内溝4Aはプロセ
スカートリッジ3底面の案内ピンP3を嵌合状態にて係
合し、一方前記案内溝4Bはレーザ書込み系ユニッ)B
底面に突設した半球状の突起P5を若干の余裕をもった
遊合せ態で係合する。
5は前記底板4と同じく装置本体IOに固定した背板、
5Aは該背板5に設けた縦方向の長大であって該長穴5
Aは底板4に挿入したプロセスカートリッジ3背面の案
内ピンP4を係合させることによってプロセスカートリ
ッジ3の収納位置における方向を規制する。
また100Aおよび100Bはプロセスカートリッジ3
とレーザ書込み系ユニットBの相対向する側面にそれぞ
れ取付けた各保合部材であって、前述した結合手段を構
成するものである。
前記係合部材100Aはプロセスカートリッジ3に対す
る取付面からの寸法精度を保たれた対向する上下一対の
爪を有するチャンネル材状の部材であり、一方前記係合
部材100Bはレーザ書込み系ユニットBに対する取付
面からの寸法精度を保たれた上下一対の溝を有する同じ
くチャンネル材状の部材であって、前述した爪と溝の保
合による一体化により、プロセスカートリッジ3とレー
ザ書込み系ユニットBの相対的な間隔と姿勢を規制する
結合手段として使用されるものである。
なお、前記係合部材100Aと100Bは保合状態にお
いても互いに上下方向の位置を規制することがないので
、プロセスカートリッジ3とレーザ書込み系ユニッ)B
は何れも保合に関わりなく共に前記底板4を同一の基準
として高さ方向の位置を正確に規制される。
装置本体10に対するプロセスカートリッジ3とレーザ
書込み系ユニットBの収納は次の如くして行われる。
装置本体lO前面の前カバー11を蝶着11Aを支点と
して前方に倒すように開き水平にする。
まずレーザ書込み系ユニッ)Bを、前記突起P5が前記
案内溝4Bに収まるよう挿入してその背面が前記背板5
に突当る迄収納する。レーザ書込み系ユニットBは単体
では前述したように突起P5の案内溝4Bに対する保合
に若干余裕が与えられているので左右方向に所定量自由
に滑り動くことが出来る状態にある。
次いでプロセスカートリッジ3を、前記案内ピンP3が
前記案内溝4.uこ保合するよう挿入すると同時にプロ
セスカートリッジ3側の前係合部材100Aがレーザ書
込み系ユニットB側の前記係合部材100Bに係合する
よう収納し前記案内ピンP4を前記長穴5Aに係合させ
て方向を規制し位置を決定させる。
従ってレーザ書込み系ユニットBはプロセスカートリッ
ジ3の方向の規制に追従して一定の間隔を保ちつつ滑り
動き、プロセスカートリッジ3の位置決定と同時に静止
して所定の位置に設定される。
底板4上に収納されたプロセスカートリッジ3とレーザ
書込み系ユニットBとは、底板4の前面に設けたロック
板6によって係止されて収納状態に保持される。すなわ
ちプロセスカートリッジ3とレーザ書込み系ユニットB
はそれぞれの前端に係止部9Aおよび9Bを有していて
前記ロック板6を右方向にスライドすることにより係止
されて収納位置に固定される。
なお、プロセスカートリッジ3とレーザ書込みユニット
Bの各収納位置への挿脱はそれぞれの前面に設けた取手
8Δ及び8Bにより、また前記ロック板6のスライドは
取手6Aによって操作される。
また、本発明は装置本体を上下に2分割して上部筐体を
開閉することの出来るタラムシエル型式の画像形成装置
に対しても適用することが出来る。
第4図はそのような画像形成装置の開蓋した下部筐体2
の平面図であって、2Aおよび2Bは下部筺体2内に設
置し!二部後の各基板、101Aとl0IB、 102
Aと102Bは前記各基板の内側面の相対向する位置に
形成した上下方向の案内溝であって前述したガイド部材
の一方の部材である。
また3Aおよび3Bは前記プロセスカートリッジ3の前
後の側面に突設した像担持体30の回転軸の軸受部、一
方PA及びPBは前記レーザ書込み系ユニットBの前後
の側面に植設した案内ビンであって前記各軸受部3Aと
3B並びに前記案内ピンPAとPBは共に前述したガイ
ド部材のもう一方の部材である。
また200Aおよび200Bはプロセスカートリッジ1
03とレーザ書込み系ユニット100Bの相対向する側
面にそれぞれ取付けた各保合部材であって前述の結合手
段を構成するものである。
前記各係合部材200A及び200Bは前例の係合部材
100Aおよび1OOBと同様の機能を有するものであ
るが本実施例では挿入方向に対応して垂直の方向から係
合出来る向きに取付られる。
第4図において、プロセスカートリッジ103とレーザ
書込み系ユニット100Bは共に下部筐体2に対し上方
から垂直に挿入して前記軸受部103Aと103Bは前
記案内溝101Aとl0IBに対しそれぞれ嵌合状態に
、一方前記案内ビンPAとPBは前記案内溝102Aと
102Bに対し若干の余裕をもった遊合状態に係合され
る。
従ってプロセスカートリッジ103は挿入によって、そ
の位置が規制されて所定位置に収納され一方レーザ書込
み系ユニット100Bは挿入に伴う前記係合部材200
Aと200Bは結合によってその位置が規制されプロセ
スカートリッジ103に対し所定の関係位置を保って収
納される。
収納された前記プロセスカートリッジ103と前記レー
ザ書込みユニッl−1OOBとは上部筐体の閉蓋により
該上部筐体の備える弾性部材等の付勢を受けてそれぞれ
の所定位置に保持される。レーザ書込み系ユニット10
0 Bに関してはその上部に収容される定着装置を介し
て間接的に付勢され保持される。
なお、前記の各実施例の説明に当っては便宜上第1図及
び第2図に示した向きを画像形成装置の前面と呼称した
が実際に装置を使用する立場からは第1図及び第2図に
おける右側面が作業者の対面する側面すなわち前面であ
って従って本実施例でいう前面は使用上の左側面に相当
することとなる。
〔発明の効果〕
本発明は、装置内に収めたプロセス部材を収容するプロ
セスカートリ・/ジと書込み用の光学系部材を収めた書
込み系ユニットとの設定を結合手段により一体的なもの
となし、振動衝撃等に対し一定の光路長が安定して保た
れるなど、極めて簡単な操作により装置に対し挿脱出来
るようにした上、上部筐体の閉蓋によってそれ等の各機
材や部材をそれぞれの設定位置に正確に保持出来るよう
構成したもので感光体ドラムへの半導体レーザーやLE
D等によるドツト光によるデジタル露光書込みの際に機
内の振動や負荷変動により生ずる加速度の変化或は機外
振動衝撃等に対しても相対位置を精度良く保つことが出
来良好な潜像形成が可能となる。又複数現像器をも同一
カートリッジ内に含むので更に現像される画像も振動等
の影響を受けぬ良好な画像が得られ、特に前述した重ね
合わせプロセスにおけるドツト潜像形成時での上記画像
安定度に有効であり更に2分割構造にて再ユニットを上
部より挿入可能な形態とすることにより複数現像器を含
むプロセスカートリッジの基準部材への挿入が感光体ド
ラム軸を中心としてなされるため感光体ドラムと書込系
ユニットとの相対位置が精度良く設定され、上記安定・
高画質への効果が更に向上するとともにその結果コンパ
クトで取扱い操作性が良く常に最高の画像処理機能を発
揮することの出来る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図および第2図は本発明のカラー画像形成装置の断
面図およびその要部斜視図、第3図は像形成システムを
示すブロック図、第4図はクラムンエル型式の装置の下
部筐体の要部平面図。 3.103・・・プロセスカートリッジ4・・・底板 4A、4B、l01A、101B、102A、102B
・・・案内溝5A・・・長穴       6・・・ロ
ック板8A、8B・・・取手     9A、9B・・
・係上部IO・・・装置本体     ll・・・前カ
バー30.130・・・像担持体 100A、l00B、20OA、200B・・・保合部
材P3.P4.PA、PB・・・案内ピンP5・・・突

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 装置本体に像担持体と、該像担持体に電荷を付与する帯
    電手段と、該帯電された像担持体上に多色画像情報に応
    じてデジタル画像信号により像露光を行う書込手段と、
    該書込手段により前記像担持体上に形成されたドット潜
    像を現像する複数の現像手段と、該現像後の画像を記録
    媒体に転写する転写手段と、該転写後前記担持体上に残
    留するトナーを清掃する清掃手段等のプロセス手段を有
    するカラー画像形成装置に於いて、 少なくとも像担持体及び複数現像手段とを一体的に交換
    可能なカラープロセスカートリッジとなし、該カラープ
    ロセスカートリッジの前記像担持体下部に複数現像手段
    を配設するとともに前記カラープロセスカートリッジと
    デジタル画像信号書込系とが相互に一定位置関係を保っ
    た結合手段を有することを特徴とするカラー画像形成装
    置。
JP1124781A 1989-05-17 1989-05-17 カラー画像形成装置 Pending JPH02302766A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1124781A JPH02302766A (ja) 1989-05-17 1989-05-17 カラー画像形成装置

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JP2006235656A (ja) * 2006-06-08 2006-09-07 Brother Ind Ltd 画像形成装置
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