JPH0351863A - 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〕 本発明は装置本体に対して挿脱自在であって、使用限度
に応じて使捨て使用可能なカラー用プロセスカートリッ
ジを有し、転写手段として転写ドラムを用いたカラー画
像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来転写ドラムを用いたカラー画像形放装置としては、
例えば特開昭６１−１２３２５７号公報がある。

該公報では、原稿画像を読取り、得られたデジタル信号
によりレーザビームを変調して像担持体上に書込み、静
電潜像を形成し、これをロータリー式カラー現像器で現
像し、得られた各色トナー像を転写ドラムに捲き付けら
れた転写紙上に順次重ねて転写・定着してカラー画像を
形成している。

この装置では、像担持体ドラム、ロータリー現像器、転
写ドラム等が装置内に組込まれていて、大型となり、ま
た分割構造とされていないため部品の交換、ジャム処理
が厄介であるなどの問題がある。

そこで例えば特開昭５８−７２１５９号公報には像担持
体ドラム、帯電器、複数の現像器、クリーニング装置等
を一体的に組込んだカラー用プロセスカートリッジを有
する転写ドラムタイプのカラー画像形成装置が提案され
ている。

この場合、前記像形成用機材が装置に対して挿脱自在な
プロセスカートリッジ内に纒められ、使用限度に応じて
交換可能とされているためカラー画像の品質の安定化が
可能となり、装置の小型、軽量化が実現される。

〔発明が解決すべき課題〕

しかしながら前記特開昭５８−７２１５９号公報記載の
カラー画像形戒装置では、カラー用複数の現像器が薄型
で水平に積層して設けられているため、現像器内の現像
剤の撹拌混合およびそれによる摩擦帯電が不十分となり
易く、また隣接する現像器間でのトナーの混色が生じ易
く、カラー画像の画質および解像力が低下する。

また転写ドラムを含む転写手段が像担持体ドラム、クリ
ーニング装置および複数の現像器の下方に配置されてい
るため、前記クリーニング装置および現像器からのトナ
ーの漏洩により、汚染され易く画質が低下する等の弊害
が生ずる。

〔課題を解決するｌ；めの手段〕

（発明の目的） 本発明の目的は高画質のカラー画像の安定供給が可能と
され、かつ装置がコンパクトに纒められたカラー画像形
成装置を提供することにある。

（発明の構戊およびその作用） 前記の目的は、像担持体ドラム、帯電器、前記ドラムに
カラーデー夕を書込む書込み手段、複数の現像器、クリ
ーニング装置および転写ドラムを有するカラー画像形成
装置において、少なくとも前記像担持体ドラム、帯電器
、前記像担持体ドラムの下方に配置された複数の現像器
およびクリーニング装置を内包するプロセスカートリッ
ジを装置本体に挿脱自在に設け、前記転写ドラムを前記
装置本体内であって前記像担持体ドラムの斜上方に配置
すると共に、前記装置本体上部に開閉蓋を設け、該開閉
蓋を開放して前記転写ドラムを露出させ該ドラム周辺の
ジャム処理を可能としたことを特徴とするカラー画像形
成装置により達戊される。

本発明のカラー画像形成装置では、像担持体ドラムを中
心として該ドラムに一様な帯電を付与する帯電器、イエ
ロー（Ｙ）．マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）．黒（ＢＫ
）の複数の現像器、クリー二冫グ装置、該クリーニング
装置で掻取られた廃トナーを回収する廃トナー回収装置
および転写前帯電器等を内包するプロセスカートリッジ
が装置本体に挿脱自在に設けられ、該カートリッジ内の
複数の現像器は像担持体ドラムの下方局面を包囲するよ
うに縦型で配置されている。ここで用いられる現像剤と
しては磁性トナーを主戊分とする一皮分系現像剤および
非磁性トナーと磁性キャリアからなる二或分系現像剤と
があるが、カラー画像の色調再現に浸れた二戊分現像剤
を用いるのが好ましい。

また本発明のカラ一画像形成装置では、転写手段として
転写ドラムが用いられ、該転写ドラムは像担持体ドラム
の上方に配置される。この場合、像形成プロセスが（ク
リーニング）−（帯電）一（露光）−（現像）一（転写
）の工程を経由する関係で、クリーニング装置、帯電器
等が像担持体ドラムの右側周面に配列されることとなる
。そのため前記転写ドラムを空きの多い像担持体ドラム
の左側局面側に片寄らせて配置し、装置構戊のバランス
をとるようにしている。前記片寄の度合を前記像担持体
ドラム軸を通る水平面に対する、該像担持体ドラム軸と
前記転写ドラム軸を通る面の傾斜角θで表した場合、通
常ｌＯ°≦θ≦８０°、好ましくは２０’≦θ≦７０°
とされる。

ここで本発明のカラー画像形成装置では、転写紙給紙用
カセットは、装置本体左側または開閉蓋上部等に設けら
れ、像担持体ドラム上方に配置された転写ドラムの転写
部へと搬送される。

前記転写部における転写方法としては、予め搬送された
転写紙を転写ドラムにグリッパ等により捲付け固定し、
像担持体ドラム上に形成される各色トナー像を毎回前記
転写紙上に重合わせて転写して前記転写紙上にカラート
ナー像を形成する方法がある。また別の転写方法として
は、像担持体ドラム上に形成される各色トナー像を毎回
直接転写ドラム上に重ね合わせて転写して該ドラム上に
カラートナー像を形成し、該カラートナー像を給紙カセ
ットから搬送された転写紙上に一括転写する方法があり
、それらのいずれの転写方法とされてもよい。

また装置本体上部には開閉蓋が設けられ、該開閉蓋の開
放により、転写ドラム上面の転写部および排紙系が露出
され、必要に応じてジャム処理が行われる。

また前記開閉蓋の開放時転写ドラムと像担持体ドラムと
の位置設定のための係合がはずれて、プロセスカートリ
ソジを装置本体の前方に引出し可能とされ、前記開閉蓋
の閉蓋時前記転写ドラムと像担持体ドラムとの位置設定
のための保合がロックされ、像形成が可能とされる。な
お開閉蓋には転写ドラムを組込み前記開閉蓋の開放時、
一体的に開放されるようにしてもよい。またカラー画像
形成装置がカラー複写機とされた場合は前記開閉蓋にカ
ラースキャナが組込まれる。

本発明のカラー画像形成装置を以上のような構成とした
ことにより、カラー画像の品質の改善と安定供給が可能
となり、転写ドラムを用いているが装置が小型、軽量で
かつバランスよく纒められ、しかも転写ドラムが像担持
体ドラムの斜上方に配置されているにかかわらず、装置
の重心が比較的下方中央に位置して耐振性に優れたもの
となる。

まＩ；プロセスカートリッジの使捨て寿命を長くするた
め、装置前面または背面にトナー補給装置を設けるのが
好ましく、またプロセスカートリッジ内にクリーニング
装置で掻取られる廃トナーの回収装置を設けるのが好ま
しい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明の
実施の態様はこれにより限定されるものではない。

（実施例ｌ） 第１図〜第４図は本実施例を説明する図である。

第１図および第２図は本実施例のプリンタの断面図、第
３図はプロセスカートリッジ内の機材の配置を示す図、
第４図は像形成タイムチャートを示す。

本実施例のプリンタは、装置本体ｌに対して定着装置の
上半分を含む開閉蓋２が第２図のように蝶番ＩＡを介し
て３０’〜６０°開放可能に構戊されている。また前記
開閉蓋２が閉蓋されたとき掛金ｌＢにより装置本体ｌに
係合固定される。

像担持体ドラム３０、帯電器３５、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの
各現像器３６　．　３７　，　３８　．　３９、転写前
帯電器９、クリーニング装置４０およびトナー回収装置
４７等の各機材を一体的に内包するプロセスカートリッ
ジ３が底面に設けたガイド部材４６′を介して、装置本
体ｌの内部に挿脱自在に装着されている。また、前記カ
ートリッジ３の像担持体ドラム３０の斜上方には転写ド
ラム５０がその回転軸５０ａを装置本体ｌに設けられた
軸受６０に回転可能に支承されていて、かつ前記軸受６
０は固定部６０と、軸６０ｃを介して回動可能な可動部
６０ｂから構戊されている。前記転写ドラム５０は、装
置本体ｌに前記開閉Ｍ２が第１図のように閉蓋されたと
き、該開閉蓋２に固定された圧棒６ｌが前記軸受６０の
可動部６０ｂの先端６０ｄをバネ６０ｅのバネ圧に抗し
て押圧することにより、固定部６０ａに圧接・固定され
、同時に像担持体ドラム３０への位置設定がなされる。

なお前述したように開閉蓋の閉蓋と同時に該開閉蓋に設
けた掛金ＩＢが装置本体側の保合部材１Ｇと係合されロ
ックされる。

前記プロセスカートリッジを前記装置本体２から取出す
には、掛金ＩＢを解除して開閉蓋２を開蓋し、圧棒６ｌ
の軸受６０の可動部６０ｂへの押圧を解除し、軸受６０
の固定部６０ａに設けたバ不６０ｅの作用で転写ドラム
５０を像担持体ドラム３０から離間せしめた後前面に設
けた取手（図示せず）を介して前方に引出される。

ところで前記プロセスカートリッジ３内の各現像器３６
．３７．３８．３９は隣接する現像器間でハウジングの
壁面を共有して一体化され、像担持体ドラムの下面を包
むように配列されている。また現像口−ル３６ａ　，　
３７ａ　，　３８ａ　，　３９ａ側の開口部を上向とし
て縦型配置とされている。このため各現像器内の撹拌ロ
ール３６ｂ　，　３６ｃ　．　３７ｂ　．　３７ｃ　．
　３８ｂ　．　３８ｃ　，　３９ｂ　，　３９ｃによる
現像剤の撹拌・混合および摩擦帯電効率がよく結果的に
現像性に優れたものとなる。また現像剤の漏洩、環塊汚
染、混色等の弊害が防止される等の利点も生ずる。

本実施例のプリンタでは、レーザ書込み系ユニ・ニトＢ
が前記プロセスカートリッジ３の図面右側方に配置され
、転写紙は転写ドラム５０の左側方に配置された給紙力
セッｌ−Ｃから供給され、前記転写ドラム５０のグリッ
プ５ｌに捲付け固定され、カラートナー像が転写された
後、定着ｍａｏにより定着されて同じく転写ドラム５０
の左側方へと排出される。

またトナー補給装置４１，４２．４３．４４が装置本体
１の背面に設けられていて各現像器のトナーの消費に伴
ってトナー補給される。またクリーニング装置４０で掻
取られた廃トナーは廃トナー輸送管４５を介してプロセ
スカートリッジ３内に組込まれた廃トナー回収装置４７
に回収される。

本実施例のプリンタが以上の構或とされたことにより装
置がコンパクトに纏られ、しかも重心が下方に位置して
機械的に安定構造とされ、耐振性にすぐれたものと、ま
た転写ドラムまわりのジャム処理が容易とされ、かつプ
ロセスカートリッジの挿脱、交換が容易とされる。また
前記構或の場合、開閉蓋の開放時、像担持体ドラム表面
が転写ドラムにより遮光され、ジャム処理時の像担持体
ドラムの疲労劣化が防止される利点もある。

次に第１図、第２図のカラープリンタを用いて本実施例
の像形成は以下のようにして遂行された。

ビデオ信号Ａに基づき半導体レーザ装置１００のレーザ
光が変調され、変調レーザ光がレーザ書込み系ユニット
Ｂへと投入された。

まず像担持体ドラム３０の１回転目において、該ドラム
上に帯電器３５により−７００ｖの一様な帯電が付与さ
れ、次いで最初のビデオ信号であるＹ信号により半導体
レーザ装置１００からのレーザ光が変調され、得られた
変調レーザ光はレーザ書込みユニットＢへと導入された
。該ユニットＢ＃：８いて、高速回転モータ３１により
回転されるポリゴンミラー３２により走査され、コリメ
ートレンズ３３Ａ、反射ミラー３４Ａ，３４Ｂ．３４Ｃ
，　ｆ一θレンズ３３Ｂを介して前記レーザ光が径１２
０ｍｍ一の像担持体ドラム３０上に照射され、Ｙ静電潜
像が形成された。この静電潜像は、二成分現像剤を収容
し、直流或分が−６００Ｖで交流或分が３ＫＨｚ　．　
５００Ｖの現像バイアスが印加されたＹ現像器３６によ
り非接触、反転現像方式で現像され、像担持体ドラム３
０上にＹトナー像が形成された。このＹトナー像は給紙
カセットＣから給送された転写紙が捲付き、固定され、
像担持体ドラム３０と同期して回転する前記像担持体ド
ラム３０と同径の転写ドラムの前記転写紙上に転写され
た。

ところで前記給紙カセットＣから給送され、タイミング
ロール５７を介して像担持体ドラム３０の像形成タイミ
ングに合わせて給送された転写紙は予め帯電器５４によ
りその表面に帯電が付与された転写ドラム５０にグリッ
パ５１およびソレノイド圧着部材５３により機械的およ
び静電的に捲付き固定された。

また像担持体ドラム３０上の前記Ｙトナー像は電極駆動
器５６によりタイミングを合わせて駆動された転写極５
５の作用で前記転写ドラム５０上の転写紙に転写された
。転写後の像担持体ドラム表面の残留トナーはクリーニ
ング装置４０の作用で清掃された。

像担持体ドラム３０８よび転写ドラム５０の２回転目に
おいて帯電器３５により帯電された後、Ｍビデオ信号に
より変調されｔこレーザ光が前記ドラム３０上に書込ま
れ、前回と同様にしてＭ現像器により現像されＭトナー
像が形威された。このＭトナー像は分離爪５２が解除さ
れた状態で像担持体ドラム３０と同期して回転された転
写ドラム５０に捲付け固定された転写紙上のＹトナー像
に重ねて転写され、転写後の像担持体ドラム３０表面の
残留トナーがクリーニング装置４０により清掃され、か
つ帯電器３５により帯電された。次に像担持体ドラム３
０および転写ドラム５０の３回転および４回転目におい
て、Ｃビデオ信号およびＢＫビデオ信号に基づき前記ド
ラム３０上に形成されたＣトナー像およびＢＫトナー像
が前記ドラム５０の転写紙上のＹトナー像、Ｍトナー像
に重ねて転写されカラートナー像が形成された。このカ
ラートナー像を担持した転写紙は分離爪５２により分離
され、吸引搬送ベルト５８により搬送されて定着装置８
０により加熱定着され、排紙皿９ｌへと排出されカラ一
画像が得られた。なお前記クリーニング装置４０のグレ
ード４０ａは通常像形成スタート時より像形成ストップ
時迄継続して作動状態とされている。

第３図は前記第ｌ図および第２図で示したプロセスカー
トリッジ３の画像形成機材である帯電器３５、各現像器
３６．３７．３８．３９およびクリーニング装置のクリ
ーニングブレード４０Ａ等の像担持体ドラム３０に対す
る関係位置を示したものである。

図において、像担持体ドラム３０は時計方向に回転する
ものとし、クリーニング終了時の回転の位相を基準位置
Ｓとして、その回転の時計方向に向う各機材の位置が角
度間隔で示されている。

この場合、帯電、潜像形成、トナー像の形成、転写なら
びに残トナーのクリーニングのプロセスは、第４図に示
したタイムチャートによって進行されることとなり、像
担持体ドラム３０の５回転終了迄に転写ドラム上の転写
紙への各色トナー像の重ね合わせ転写、分離および像担
持体ドラムのクリーニング等が終了してｌサイクルとさ
れた。

前記クリーニング装置４０において像担持体ドラム３０
から除去され、捕集部に捕集された廃トナーは、プロセ
スカートリッジ３の前面に架設した廃トナー搬送管４５
を経てプロセスカートリッジ３に装着した廃トナー回収
装置４７に回収された。

前記廃トナー搬送管４５には装置本体２或は上部筐体ｌ
の動力系によって回転される可撓性の廃トナー搬送スク
リュー４６が内蔵されていてその回転に伴う推進力によ
って前廃トナーが搬送された。

なお、前記廃トナー搬送管４５には、廃トナー搬送スク
リュー４６の作動に抵抗等を与えることのないように離
型性に富む合或樹脂材料等をもって或形したバイブ部材
が使用された。

さらに現像器の溝戊について説明すれば、前記プロセス
カートリッジ３においては前記各現像器３６．３７．３
８．３９が像担持体ドラム３０の中心線に対し左右に分
配された状態、即ち該ドラム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３９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３９の各
現像スリーブが反時計方向に回転されることによって、
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
。

このような現像器群の配置をとり、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
スが均衡して取扱い性が良くまた有害な揺動の発生等も
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３６．３７．３
８．３９はそれぞれ構造を共通とすることも可能となる
ほか、現像作用を終えたあとの現像スリーブからのトナ
ーの掻落としもその重力の作用によって極めて効率よく
行われ、常に新鮮な適正量のトナーを供給することので
きる利点がある。

本実施例において、トナー補給装置４１〜４４からトナ
ー補給され、クリーニング装置４０により掻取り、捕集
された廃トナーが廃トナー回収装置４７に回収されなが
ら３万回に亘りカラー画像を形成したが終始高濃度高解
像力の画像が得られた。但し連続２万回目のとき現像剤
中のキャリアの疲労を考慮してプロセスカートリッジを
交換し、新たなカートリッジで像形成を行った。

（実施例２） 第５図は本実施例を説明する図であり、実施例ｌの第ｌ
図とは以下の点で相違しているが、同一内容の部分につ
いては同一符号が付されＩ；。

本実施例では像担持体ドラム３０上に形成された各色ト
ナー像は転写ドラム５０自体に順次重ね合わせて転写さ
れ、該ドラム５０上にカラートナー像が形成された。前
記転写ドラム５０上のカラートナー像は開閉蓋２の上面
のカセット装着部７０に装着された給紙カセットＣから
タイミングローラ５７を介して給送された転写紙上に転
写極５９の作用で一括転写され、吸着搬送ベルト５８に
より定着装置８０に搬入され、加熱定着されてカラー画
像が形成される。このため転写ドラム５０では該ドラム
５０に転写紙を捲付け固定するためのグリッパや静電吸
着装置および分離部材等が不用とされ、転写極５５．５
９およびこれらをタイミングよ＜　ｒｏ　Ｎ　」，ｒｏ
　Ｆ　Ｆ　Ｊする駆動手段５６．６１が設けられている
。また開閉蓋２には実施例ｌの場合の圧棒６１，係合部
材ＩＢ，定着装１１８０の上部筐体の外に給紙カセット
Ｃ，タイミングロール５７の上ローラ、転写極５９、該
転写極を駆動する駆動手段１２等が配設された。第５図
のカラープリンタのその他の溝或は実施例１の第ｌ図の
場合と同様であり、タイムチャートは第４図のカラート
ナー像を担持した転写紙の分離に代えてその時期に転写
ドラム上に重ね合わせて形成されたカラートナー像の転
写紙への転写が行われた． 以上の構成！実施例ｌの場合と同゛様にして３万回に亘
リカラー画像を形成したが同様高濃度、高解像力の画像
が得られた。

なお前記各実施例では、カラープリンタを例として説明
しているが、カラースキャナを付設してカラー複写機と
してもよい。また前記各実施例では、像担持体ドラムと
転写ドラムは共に１２０ｍｍ径の同径のものとして説明
しているが、像担持体ドラムはデマンドタイプとするこ
とができ、例えば６０ｍｍ径の小径ドラムとしてもよい
。その場合、プロセスカートリッジ３がより小型、軽量
とされ、装置本体ｌからの挿脱が容易とされる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明のカラ一画像形
成装置によれば、高品質のカラー画像の安定供給が可能
とされると共に、装置のコンパクト化および安定配置が
達成され、かつジャム処理、部品交換が容易とされる等
の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第５図は実施例のカラープリンタ
の構戊を説明する断面図、第３図はプロセスカートリッ
ジ内の各機材の配置を説明する図、第４図は実施例ｌの
像形成タイムチャートを示す図である。 ！・・・装置本体　　　　　２・・・開閉蓋３・・・プ
ロセスカートリッジ ３０・・・像担持体ドラム　　３５・・・帯電器３６〜
３９・・・現像器　　　　４０・・・クリー二冫グ装置
４ｌ〜４４・・・トナー補給装置 ４６′・・・ガイド部材　　　　４７・・・廃トナー回
収装置５０・・・転写ドラム ム軸５０ａの軸受 ５２・・・分離爪 ５８・・・吸着搬送ベル ８０・・・定着装置 ６０・・・転写ドラ ５ｌ・・・グリッパ ５５．５９・・・転写極 ６ｌ・・・圧棒 Ａ・・・ビデオ信号 Ｂ・・・レーザ書込み系二二７ Ｃ・・・給紙カセット ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体ドラム、帯電器、前記ドラムにカラーデータを
   書込む書込み手段、複数の現像器、クリーニング装置お
   よび転写ドラムを有するカラー画像形成装置において、
   少なくとも前記像担持体ドラム、帯電器、前記像担持体
   ドラムの下方に配置された複数の現像器およびクリーニ
   ング装置を内包するプロセスカートリッジを装置本体に
   挿脱自在に設け、前記転写ドラムを前記装置本体内であ
   って前記像担持体ドラムの斜上方に配置すると共に、前
   記装置本体上部に開閉蓋を設け、該開閉蓋を開放して前
   記転写ドラムを露出させ該ドラム周辺のジャム処理を可
   能としたことを特徴とするカラー画像形成装置。