JPH0338672A - 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、電子写真方式によりベルト状像形成体上に１
−ナー像を形成し、転写材上に転写して画像を得るよう
にしたカラー画像形成装置に関する。

〔発明Ｑ〕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、像形成体たる感光体
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。

また例えば特開昭６１−１４９９７２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
じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転写
して多色のカラーコピーを得る方法である。この方法に
あっては多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良
質のカラーコピーを得ることはできない。

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
ム上でカラートナー像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６０−７
６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５
８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。

また像形成体については、上記に説明したようにドラム
周面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感光体ドラムと
ともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗布あるいは装
着したベルト状像形成体も提案されている。ベルト状像
形成体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ローラを含
む回動ローラ間に張架することで形状が決まるので、空
間を有効に利用してコンパクトの形状としたカラー画像
形成装置をｊＪ！４戊する場合には有効である。また感
光体ベルトは小さな曲率に沿って走行することができる
ので、小径の回動ローラを用いこの曲率部分を利用して
転写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止す
ることもできる。

〔発明の目的〕

かかる感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置にあっ
ては帯電手段、像露光手段さらに複数の現像器群やクリ
ーニング手段等の各像形成手段は前記感光体ベルトの外
周面の主として下方の局面に面して設置されるがこれ等
の各像形成手段は前記の感光体ベルトを含めてユニット
化したプロセスカートリッジとして独立した形で装置本
体に自由に着脱出来る状態で収容される。

従って前記の各現像器に補給するトナーを収めるｉ・ナ
ー収納容器やクリーニング装置によって回収した廃トナ
ーを収める密閉収納箱もまた前記のプロセスカートリッ
ジに対し機能的に連係し易い位置に設置されなければな
らないが、それ等を現ｗｔ器やクリーニング装置と一体
化するのは耐用期間を異にすることや保守管理の作業の
面からも問題とされる。

本発明はこの点を解決して改良した結果、前記の補給用
のトナー収納容器や回収トナー用の密閉収納箱等を必要
に応じプロセスカートリッジに対し簡易に接続・分離出
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
。

〔発明の構成〕

上記目的は、複数の回動ローラ間に張架したベルト状像
形成体と、該ベルト状像形成体の周縁部にあって隣接し
て位置した複数の現像器とを有した装置において、少な
くとも前記ベルト状像形成体が装置本体に対し着脱可能
のカートリッジを構成し、前記現像器へトナー補給を行
う複数のトナー収納容器から戒るトナー収納容器ユニッ
トを、装着状態にあるカートリッジに対し着脱可能とし
Ｉ；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〕

本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ないし
第６図に示す。

第１図において、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］は回動ローラ２および
３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動により時計
方向に搬送される。

４は前記感光体ベルト１に内接するガイド部材であって
、前記感光体ベルト上はテンションローラ５の作用によ
って緊張状態とされることによりその内周面を前記ガイ
ド部材４に摺擦させる。

従って前記感光体ベルト１の外周面の感光体は搬送中に
も常に前記ガイド部材４の表面に対し一定の関係位置に
保たれ、安定した画像形成面を構成することを可能とし
ている。

６は帯電手段ｔ：るスコロトロン帯電器、７は像露光手
段たるレーザ書込み系ユニソト、８ないし１１はそれぞ
れ特定色の現像剤を収容した複数の現像手段たる現像器
であって、これ等の像形成手段は感光体ベルト１の前記
ガイド部材４に対向する位置に配設される。そして感光
体ベルト上の移動を妨げず間隙を保持するために、感光
体ベルト１の外側で前記ガイド部材４に間隙保持手段を
もって当接する。

前記レーザ書込み系ユニット７には図示の光学系のもの
の他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系等
も使用される。

前記各現像器８．９　、ｔｏ、１１は例えばイエローマ
ゼンタ、シアン、黒色の各現像剤をそれぞれ収容するも
ので前記感光体ベルｌ−１と所定の間隙を保つ各現像ス
リーブ８Ａ、９Ａ、１０Ａ、ＩＩＡを備え、感光体ベル
トｌ上の潜像を非接触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
ベルトの移動を妨げない長所を有する。

１２は転写器、１２Ａは除電バー、　１３はクリーニン
グ手段たるクリーニング装置で該クリーニング装置１３
のブレード１３Ａとトナー搬送ローラ１３Ｂは画像形成
中には感光体ベルトｌ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。

前記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。

まず本実施例による多色像の形成は、第２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２図（イ）
）で得られたデータを、計算機能を備えた画像データ処
理部（第２図（ロ））で演算処理して画像データを作成
し、これは−旦画像メモリ（第２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２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７に入力さ
れると、レーザ書込み系ユニット７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７Ａにより回転されるポリゴンミラー７Ｂにより回転
走査され、ｆθレンズ７Ｃを経てミラー７Ｄおよび７Ｅ
により光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電器６に
よって電荷を付与された感光体ベルトｌの周面上に投射
され輝線を形成する。

方では走査か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ｌ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ｌ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８により現像されて、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ｌの周面より引き離
されている清掃手段たるクリーング装置１３の下を通過
し、つぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ベルトｌは前記帯電器６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７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９によって現像され
る。

このマゼンタＣＭ）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
。

１０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。

さらに１１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８，９゜ｌＯおよび１１
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ｌ成分あるいは２戊分現像剤
によるジャンピング現像が行われ、基体が接地された感
光体ベルｌ−１には非接触で現像が行われるようになっ
ている。

かくして感光体ベルトｌの周面上に形成されたカラーの
トナー画像は、転写部において給紙カセット１４より給
紙ガイド１５を経て送られてきた転写材に転写される。

すなわち、給紙カセット１４に収容された転写材は給紙
ローラ１６の回転によって最上層の一枚が搬出されてタ
イミングローラ１７を介し感光体ベルト１上の像形成と
タイミングを合わせて転写器１２へと供給される。

画像の転写を受けた転写材は、前記回動ローラ２に沿っ
て急に方向転換をする感光体ベルトｌより確実に分離し
て上方に向かい、定着ローラ１８によって画像を溶着し
たのち排紙ローラ１９を経てトレイ２０上に排出される
。

一方、転写材への転写を終えた感光体ベルト１はさらに
搬送を続けてブレード１３Ａと回転するトナー搬送ロー
ラ１３Ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置１３に
おいて残留したトナーの除去を行いその終了をよって再
び前記ブレード１３Ａを引き離し、それより少し後にト
ナー搬送ローラ１３Ｂを引き離し新たな画像形成のプロ
セスに入る。

前記の感光体ベルト１とガイド部材４ならびにスフロト
ロン帯電器６、各現像器さらにクリーニング装置１３の
各像形成手段は、第３図に示すように前面と背面の各基
板３０Ａと３０Ｂとから構成されるカートリッジ３０に
組込まれユニソトとして装置本体に着脱される。

すなわち、前記カートリッジ３０は前後の基板３０Ａと
３０Ｂを４本のステー３１によって一体とし、その間に
前記の各像形成手段を保持して前面と背面に取付けた合
わせて３本のガイドレール３２を介して装置本体の上方
より垂直に挿入して収納される。

前記ガイドレール３２には凸状のレール３２Ａを備える
ものが使用され一方装置本体には凹状のレールを有する
ガイドレール（図示せず）が設けられていてそれ等の保
合によって前記の各像形成手段は装置本体側との動力伝
達あるいは電源の接続が行われる。

装置本体は第１図に示す蝶番２１を支点として前記トレ
イ２０を定着ローラ１８および排紙ローラ１９と共に第
４図に示ず矢示方向にほぼ直立する状態迄開放出来るよ
う構成されていて、それによって前記カートリッジ３０
が上方から垂直に着脱される。

前記トレイ２０の下部には各トナー収納容器を直列状に
接続して一体化したトナー収納容器ユニット５０が取付
けられている。該トナー収納容器ユニット５０は各トナ
ー収納容器内に前記の各現像器の位置に対応して向かっ
て左から黒、シアン、マゼンタおよびイエローの順で各
トナーを収容している。

前記トナー収納容器ユニット５０はトレイ２０が閉じら
れた状態ではそれぞれのトナー収納容器に設けた落下口
５１が後述する各現像器のトナー補給部に設けた補給用
に相対しトナーの供給が出来る位置にセットされる。

第５図はトナー収納容器ユニット５０がセットされた状
態の前記カートリッジ３０の背面を示すものでカートリ
ッジ３０は基板３０Ｂの背面に前記各現像器に接続する
ｌ・チー補給部４０を突出していてその上面にそれぞれ
の現像器に通ずる補給口４１を開口させている。

前記各トナー補給口４１には各現像器の内蔵する一対の
撹拌スクリューの一方の撹拌スクリューの延長部分が収
められていて、各補給口４１に落下したトナーが撹拌ス
クリューの回転によってそれぞれの現像器内に搬送され
るようになっている。延長される撹拌スクリューには撹
拌効果の関係から各現像スリーブの回転上流側に位置す
る各撹拌スクリュー８Ｂ、９Ｂ、ＩＯＢ、ＩＩＢか当て
られる。

前記トナー収納容器ユニット５０は前記トナー補給部４
０にセットされると各トナー収納容器の内蔵する供給ロ
ーラ５１と同軸一体の歯車Ｇｌがトナー補給部４０側の
歯車Ｇ２に噛合される。

前記トナー収納容器ユニノド５０による各現像器へのト
ナー補給の作用を、現像器９の場合について説明する。

第６図（Ａ）は第５図における矢示ＡＡの断面を示した
もので画像濃度の検出結果による制御部からの信号によ
って歯車Ｇ２が駆動されると歯車Ｇｌを介して前記供給
ローラ５２が回転を始め容器内に収納したマゼンタのト
ナーを落下口５１より補給口４Ｉに落下させる。

前記補給口４１に落下したマゼンタのトナーは、撹拌ス
クリュー９Ｂの回転によって現像器９内に搬送され、さ
らにもう一方の撹拌スクリューの逆送作用により現像器
９内で撹拌・混合されたのち現像スリーブ９Ａに送られ
画像濃度を回復する。

画像濃度の回復後には同しく検出結果による制御部から
の信号によって前記歯車Ｇ２の回転が中止し、トナー補
給を終えるようになっていて現像処理中この作用が断続
して行われる。

第６図ＣＢ）は前記カートリッジ３０を装置本体より取
出した場合の前記トナー補給部４０の状態を示したもの
である。

トナー補給部４０の上面には軸４２Ａを支点として回動
可能な回動板４２が設けられ同軸一体のアーム４３に掛
けた引張バネ４４の作用によって常時時計方向に付勢さ
れているので、カートリッジ３０の単体時には補給口４
１は前記回動板４２によって遮蔽されてトナーの流失、
飛散や異物の侵入等が防止される。

前記アーム４３はカートリッジ３０を装置本体に取付け
る際、第６図（Ａ）に示す如く装置本体側の突上げレバ
ー４５に当接し、引張バネ４４の付勢に抗して反時計方
向に回動され従って前記回動板４２をほぼ直立の状態と
して前記補給口４１を開放する。

従って前述したトレイ２０の閉止によって前記トナー収
納容器ユニット５０は第６図（Ａ）に示す状態に再びセ
ットされることとなる。

なお前記トナー収納容器ユニット５０に関してもトナー
補給部４０にセットされていない場合には、シャツタ板
の作動により前記落下口５１を自動的に閉塞してトナー
の流失・飛散等を防止する構造がとられる。

なお、前記カー、トリフジ３０は、現像器を含めて一体
的に構成し、着脱可能としたが現像器を除く、ガイド部
材、ベルト状像形成体、クリーニング装置等を一体的に
構成し、着脱可能とすることもできる。この様にするこ
とにより、カートリッジの要素が耐用やメンテナンス期
間の短いあるいは異なる場合に容易に交換することによ
り装置の保守が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は、ベルト状像形成体を使用し複数の現像器を含
む各像形成手段を一体のカートリッジに収めたカラー画
像形成装置において、前記カートリッジに対しユニ／ト
化によって極めて簡単な操作により容易に着脱すること
の出来る補給用トナーを収容するトナー収納容器を実現
したものであって、その結果として各像形成手段をその
耐用期間に応じて単独に交換することの出来ることとな
って保守管理上また経済的にも極めて有用なカラー画像
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４図は本発明のカラー画像形成装置の断
面構成図、第２図は像形成システムを示すブロンク図、
第３図および第５図は前記装置に収容するカートリ７ジ
の正面および背面の各構成図、第６図は前記カートリッ
ジの要部断面図。 ■・・・感光体ベルト　　４・・・ガイド部材６・・・
帯を器（スコロトロン） ８．９．１０．１１・・・現像器 ８Ｂ、９Ｂ、ＩＯＢ、ＩＩＢ・・・撹拌スクリュー１３
・・・クリーニング装置 ３０・・・カートリッジ　　３０Ａ　、　３０Ｂ・・・
基板４０・・・ トナー補給部 ４１・・・補給口 ４２・・・回動板 ５０・・・ ト ナー収納容器ユニッ ト ５１・・・落下口 ５２・・・供給ローラ ５３・・・シャ ツタ板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の回動ローラ間に張架したベルト状像形成体と、
   該ベルト状像形成体の周縁部にあって隣接して位置した
   複数の現像器とを有した装置において、少なくとも前記
   ベルト状像形成体が装置本体に対し着脱可能のカートリ
   ッジを構成し、前記現像器へトナー補給を行う複数のト
   ナー収納容器から成るトナー収納容器ユニットを、装着
   状態にあるカートリッジに対し着脱可能としたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。