JPH0367272A - 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、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段と像
担持体とを装置本体に着脱自在に設けたカラープロセス
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、特にコンパクトな一構造のカラープリンタ
ー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６１１．００７７
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。

また半導体レーザ、ＬＥＤ等のドツトａ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ＣＯＤ
、ａ−Ｓｉ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
ものとしては特開昭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がなされ
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
するプリンターとしては、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ノ
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、カラー画像再生に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
ジなとの種々の交換形態についての開示を行っている。

また装置本体に挿脱可能な架台を設す該架台上に感光体
ドラム、複数現像器或はクリーナ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−
２３９７４８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の便り・勝手の良さの欠落、内部機
構が複雑で且つ装置か大形となり、コンパクトで安価な
装置の提供には至らず、ユーザ損失につながる問題が大
きく残されていた。

〔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なしたカラープロセスカートリッジ
に於いて装置本体への装填・離脱の操作が取扱い易く、
且つ複数現像器よりのトナー或は現像剤等の洩し、コポ
レ等の心配かなく特に転写材のジャム処理等においても
これらの問題のないカラーフロセスカートリングを有す
るコンパクトなカラープリンターは提案されていない。

本発明は上記の問題点を解決することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、上下２分割に開閉される構造を有するカラ
ー画像形成装置において、像担持体下部に複数現像器を
配置し、少なくとも像担持体及び前記複数現像器を一体
的に交換可能としたカラープロセスカートリッジとレー
ザ書込系ユニットとを下部筐体に設け、且つ上部筐体に
転写ベルトより成る転写搬送部を設けるとともに上部筐
体を開口して少なくとも前記カラーフロセスカートリン
グを上下方向に挿脱可能な構成としたことを特徴とする
カラー画像形成装置によって遠戚される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第８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。

前記プリンタは上部筐体ｌと下部筐体２とに分割された
クラムンエル型式の構造がとられていて、上部筐体ｌは
下部筐体２に結合する蝶番ＩＡを支点として所定角度開
放した角度に保持可能であり、また閉止状態では止メ金
具（図示せず）によって下部筺体２と一体とされる。

前記プリンタの画像形成部を溝底する像形成体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、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、下部筺体２に対
し後述するガイド部材を介して上方から垂直に挿入して
受は台４に収められる。なお前記プロセスカートリッジ
３の下部筐体２への挿脱に際しては像形成体３０の回転
軸と同心に取付けた起伏の可能な把手５が利用される。

前記把手５は上部筐体１が下部筐体２に対し閉蓋されて
いる場合には、第１図に示す如く捩りバネ５Ａの付勢に
抗してほぼ水平位置に押え込まれているが開蓋された状
態では第２図に示す如く前記捩りバネ５Ａの作用により
ほぼ直立の状態に起立する。

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形成体３０の下方においで
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。

従って前記把手５を引き上げることによりプロセスカー
トリッジ３は容易に下部筐体２より取り出されしかも各
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たり他の現像器内の混入し
たりするようなことか起こらない。

前記プリンタはレーザ書込み系ユニットＢｔ−前記プロ
セスカートリッジ３の側方のスペース内に、また転写材
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ｉと下部筐体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周面に重ね
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。

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等からトナーかこぼれ落
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−旦画像メモリ（第３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、レーザ書込み系ユニッｈＢ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３枚のミラー３４Ａ、
３４Ｂ、３４Ｃ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）のトナーヲ装填し
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２ｙ。

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、転写部において給紙部の給紙カセットＣより給紙ロ
ーラ、給紙ガイドを経て送られてきた転写紙等の転写材
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形成体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
で像形成体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５７１こ取付けられていて、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を像形成体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Ｎ）
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Ｉこは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。なお転写ベル）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形成体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形成体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は第４図および第５図（ａ
）に示す装置と機構とにより下部筐体２に対して案内し
て着脱されまた前記把手５を起伏させる。ここで第５図
（ａ）は第４図における矢示ＡＡ断面を示したものであ
る。

図において２八および２Ｂは下部筐体２内に設置した前
後の各基板、ｌ０ＩＡおよびｌ０ＩＢは前記各基板の内
側面の相対向する位置に設けた上下方向の案内溝を構成
する各ガイド部材であって、該ガイド部材１０１Ａと１
０１．Ｂはプロセスカートリッジ３に突設した前記像形
成体３０の軸受部を係合することによりプロセスカート
リッジ３の下部筐体２への挿脱を案内する。なお前記受
は台４は前記基板１０１Ａとｌ０ＩＢの間に支持されて
いて挿入したプロセスカートリッジ３の上下方向の位置
を決定する。

３Ａはプロセスカートリッジ３の側縁の一部に相対向し
て形成した円弧状のガイドレール、また３Ｂはプロセス
カートリッジ３の前面部に形成した上下方向のガイド溝
であって該ガイド溝３Ｂは下方に突き当て部を備える。

また６は前記ガイドレール３Ａに係合してスライド可能
な円弧状の保護カバーであって側縁部に設けた切欠を前
記把手５に係合していてその回動により第１図に示す如
く像形成体３０の上部より退避した位置に移動したりあ
るいは前記捩りバネ５Ａの作用により第２図に示す位置
に復帰して像形成体３０の上部の周面を覆い、汚れや損
傷から保護するようになっている。

７０は前記クリーニング装置４０において回収された回
収トナーを収容する廃トナーボックスで、その背面に備
えるガイドｌシフ１を前記ガイド溝３Ｂに挿入係合させ
てプロセスカートリッジ３に取付けられる。前記廃トナ
ーボツクス７０の上部にはクリ二ング装置４０に接続す
るトナー搬送管４０Ａがバヨイ、ット機構等を介して着
脱されるようになっていて随時プロセスカートリッジ３
より取り外して回収トナーを廃棄することが出来る構造
となっている。

前記プロセスカートリッジ３は下部筐体２に収納された
あと上部筐体ｌを閉蓋する動作によって自動的に前記把
手５が反時計方向に回動して起立し同時に下部筐体２に
対しての位置が固定される。

１Ｂは下側縁を曲面とするカム部材であって上部筐体ｌ
の閉蓋の際に第４図および第５図に示すように前記把手
５の両側端を押圧するよう上部筐体ｌの内部に前後に一
対取付けられる。

前記カム部材ＩＢは上部筐体ｌの閉蓋の過程でその曲面
をもって押圧することにより前記把手５を反時計方向に
誘導しさらに回動して閉止状態にて前記把手５をほぼ水
平位置に押え込む作用をする。

また前記把手５はプロセスカートリッジ３の前後の側壁
の長大３Ｃを挿通する作動ピン５Ｂを備えていて、下部
筐体２の前記基板２Ａおよび２Ｂの各内面に設置したロ
ック装置りを作動しプロセスカートリッジ３をその収納
位置に係止して固定する。

第６図（ａ）は前面側に設けられる前記ロック装置りを
基板２Ａを取り除いた状態にて示したものである。

１０２および１０５は共に前記基板２Ａの内側面に取り
付けられる作動レバーとロックレバ−であって前記把手
５の回動により前記作動レバー１０２が回動して前記ロ
ックレバ−１０５がスライドし、その結果法ロックレバ
ー＋０５がプロセスカートリッジ３の係止部３Ｄに係合
して位置を固定させるようになっている。

すなわち前記作動レバー１０２はやや強力な捩りバネ１
０３により支軸１０２Ａを支点として基板２Ａ上のスト
ノブビン１０４に当接するよう時計方向に付勢されてい
る。

一方前記ロックレバー１０５はやや弱い引張バネ１０６
によりガイドビン１０７の案内により右方向にスライド
するよう付勢されている。

図は把手５が上部筐体ｌの閉蓋により水平位置に回動さ
れて前記作動ピン５Ｂが作動レバー１０２を押圧して反
時計方向に回動した状態を示している。

作動レバー１０２の回動により前記ロックレバ−１０５
上の規制ピン１０８が追従して該ロックレバ−１０５を
引張バネ１０６の作用により右方向にスライドさせ先端
部１０５Ａをプロセスカートリッジ３の係止部３Ｄに係
合させて該プロセスカートリッジ３を基板２Ａすなわち
下部筐体２に固定している。

また上部筐体ｌを開蓋して把手５を起立させると前記作
動レバー１０２は捩すバ不１０３の作用によってストノ
ブビン１０４に当接する迄反時計方向に回転するのでそ
の作用により前記ロックレバ−１０５か引張バネ１０６
の付勢に抗して左方向にスライドし先端部１０５Ａを前
記係止部３Ｄより退避させ保合を解除する。

一方後方の基板Ｂ側においてはプロセスカートリッジ３
の装着による前記ロック装置りの作用に併せて像形成体
３０の回転軸上の従動歯車Ｇｌが第６図（ｂ）における
矢示方向から基板２Ｂ側の駆動歯車Ｇ２に噛合して接続
するのを始め各動力伝達系や電気系統の接合、接続か同
時に行われる。

前記レーザ書込み系ユニットＢとその上部に位置される
定着装置に関しては、前者は基板２Ａおよび２Ｂの下部
に形成したガイド溝１１０Ａを、一方後者は該ガイド溝
１１０Ａより若干外側に形成したガイド１１１０Ｂをそ
れぞれ案内として７０セスカートリツジ３と同様に上方
から垂直に下部筐体２に対して装着される。

なお上下方向の位置については前記レーザ書込み系ユニ
ットＢは底部の受は台４（図示せず）によりまた定着装
置はレーザ書込み系ユニットＢに載置されたあと閉蓋動
作に伴う上部筐体ｌに弾性部材の付勢力によって規制さ
れる。

前記レーザ書込み系ユニットＢに関してもプロセスカー
トリッジ３の場合と同様のガイド部材とロング装置によ
って下部筐体２に対し自由に着脱出来るよう構成するこ
とも可能である。

また上部筐体の開閉に関しては、先に説明したような装
置本体の左あるいは右方向に開閉する形式の他に転写紙
搬送方向と垂直の方向すなわち装置本体の前後方向に開
閉する形式をとることも出来る。

第７図に示す装置は上部筐体２０１と下部筐体２０２と
を装置背面に位置する左右の蝶番２０１Ａを介して結合
させたもので、上部筐体２０１の前縁部を持ち上げて奥
方向に回動して第８図に示す如くほぼ垂直の状態にまで
開蓋することが可能であり、それによって転写ベルト２
５０の転写搬送部を開放することが出来る。

このように上部筐体２０１を前後方向に開閉する形式を
とった装置では、下部筐体２０２の側面部を開閉出来る
構造とするのが容易である。

すなわち第７図に示すように、下部筐体２０２の左側面
部に上下の蝶番３０１Ａを介して水平方向に開閉する横
カバー３０１を設けたとしても、該横カバー３０１と前
記上部筐体２０１は互に干渉することなく下部筐体２０
２に対して随時自由に開閉することが出来る。

前記横カバー３０１はタイミングローラ２１３および給
紙ガイド２１４のそれぞれ対をなす一方の部材を取付は
支持していて、その前縁部を左方向に回動することによ
って４５度程度開蓋し、給紙カセット２００Ｃよりタイ
ミングローラ２１３に至る転写材の給紙搬送部を開放す
ることが出来るようになっている。

従って上部筐体２０１の前後方向への開閉形式に併せ、
下部筐体２０２自体を横カバー３０１をもって開閉する
構造とすることにより転写材の転写ならびに給紙搬送部
を全面的に開放することが可能となってジャム処理や搬
送系のメンテナンスの作業をより容易なものとすること
が出来る。

さらに前記横カバー３０１はその内面に廃トナーボツク
ス２７０を取付ける余地を設けることも容易であって、
その取付構造を着脱自在の形式とすることにより廃トナ
ーの処分もまた極めて簡易なものとなる。

なお本実施例の説明に当たっては便宜上第１図および第
７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図および第７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云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、上部筐体と開蓋することにより転写材の搬送
路を開放してジャム処理等の作業を容易とする他、さら
に下部筐体に納めるユニット化したプロセス機材のカー
トリッジや廃トナーボックスを簡単な操作をもって上方
に引き上げることにより容易に着脱出来るよう構成した
もので、その結果として上部筐体の軽量化か実現されて
取り扱い操作が極めて簡易であってかつ装置本体は側面
部を開放する構造をとれは転写材の給紙搬送路の全域が
開放されることになるので前述したジャム処理の他、各
部のメンテナンスの作業がより容易となる実用性に優れ
た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、第２図および第７図、第８図は本発明のカラー
画像形成装置の断面図、第３図は像形成システムを示す
ブロック図、第４図は上部筐体とプロセスカートリッジ
の関係を示す説明図、第５図（ａ）および（ｂ）はその
要部断面図と平面図、第６図はその要部正面図。 １．２０１・・・上部筐体　　　Ｉ　Ｂ　、２０１Ｂ・
・・カム部材２．２０２・・・下部筐体 ３．２０３・・・プロセスカートリッジ４．２０４・・
・受は台　　　　５．２０５・・・把手６．２０６・・
・保護カバー　　　１２．２１２・・・給紙ローラ１３
．２１３・・・タイミングローラ １４．２１４・・・給紙ガイド　　３０，２３０・・・
像形成体３５　、２３５・・・帯電器 ３６．３７．３８；３９，２３６，２３７，２３８，２
３９・・・現像器４０　、２４０・・・クリーニング装
置５０．２５０・・・転写ベルト ７０．２７０・・・廃トナーボツクス ８０．２８０・・・定着ローラ　　９０　、２９０・・
・排紙ローラＢ　、２００Ｂ・・・レーザ書込み系ユニ
Ｃ，２００Ｃ・・・給紙カセット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下２分割に開閉される構造を有するカラー画像
   形成装置において、像担持体下部に複数現像器を配置し
   、少なくとも像担持体及び前記複数現像器を一体的に交
   換可能としたカラープロセスカートリッジとレーザ書込
   系ユニットとを下部筐体に設け、且つ上部筐体に転写ベ
   ルトより成る転写搬送部を設けるとともに上部筐体を開
   口して少なくとも前記カラープロセスカートリッジを上
   下方向に挿脱可能な構成としたことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
2. （２）前記交換可能なカラープロセスカートリッジはク
   リーニングユニットを有し、該クリーニングユニットよ
   りの回収トナーを収納する廃トナーボックスをも更に上
   下方向に挿脱可能な構成としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のカラー画像形成装置。
3. （３）上記の上部筐体を転写紙搬送方向と垂直方向に２
   分割可能とし且つ給紙部より上部転写ベルトに至る転写
   紙搬送部を開放可能にしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のカラー画像形成装置。