JPH0371159A - 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
に応して使い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成装置としては、
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それぞれ独立に組込まれていて、
大型となり、また分割構造とされていないため部品交換
、ジャム処理等が厄介であるなとの問題がある。

そこで例えば特開昭５８−７２１５９号公報には像担持
体ドラｌ４、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ｉ・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、使用限度に応して
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、軽量化か実現される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから前記特開昭５７−７２１５９号公報記載の
カラー画像形成装置では、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
ー画像の品質および解像力か低下する。また転写ドラム
を含む転写手段か像担持体ドラム、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か生ずる。

ところでカラー画像形成用のプロセスカートリッジは複
数の現像器を内包するため白黒画像形成用のプロセスカ
ートリッジに比して複雑かつ大型となり、装置本体から
他の像形成機材に接触させずに安全に取り出したり、再
び取り付ける作業は決して容易なものではない。特に転
写ドラムを含む装置では、−層厄介となる。

本発明の目的は、転写ドラムを含む上部筐体を開放した
際、プロセスカートリッジを装置本体がら安全かつ確実
に着脱できるカラー画像形成装置を提供することにある
。さらに他の目的は、高画質のカラー画像を安定して供
給できるカラー画像形成装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体ドラム、複数の現像器、クリーニ
ング装置、転写トラムおよびカラーブタを書き込む書込
手段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、該ドラムの下方に配置された複数
の現像器およびり；（ リーニング装置を内包し、装置本体に挿脱自在なプロセ
スカートリッジを構成し、前記転写ドラムを前記カート
リソジ内の像担持体ドラムに対して斜め上方に配置する
と共に、前記装置本体に対して前記転写ドラムを含む上
部筐体を開放可能に設け、前記上部筐体の開放時前記プ
ロセスカートリッジを装置本体から前記像担持体ドラム
の軸に垂直な方向に取り出し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成される。

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−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、クリーニング装置、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）・ナー回収装
置等を内包するプロセス力−トリソジが装置本体に挿脱
自在に設けられ、該カートリノジ内の複数の現像器は像
担持体ドラムの下方周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
ーを主成分とする一成分系現像剤および非磁性トナーと
磁性キャリアから成る二成分系現像剤とかあるか、カラ
ー画像の色調再現に優れた二成分系現像剤を用いるのが
好ましい。

次に本発明では転写手段として転写ドラムが用いられ、
像担持体ドラム上にＹ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色ｌ・ナー像
か形成される度に転写ドラムに固定された転写紙上に毎
回転写されて該転写紙上にカラトナー像が形成され前記
カラートナー像を担持した転写紙か転写ドラムから分離
・搬送および定着してカラー画像か形成される。この画
像形成方法では、例えば特開昭６０−７６７６６号公報
に記載されるような特殊の像形成方法を用いておらず、
通常の白黒画像形成方法と同様のプロセスで像形成がで
きる利点かある。また像担持体ドラムの外周が送り方向
の転写紙長より小さくてずみ、所謂るデマンドタイプと
することができるので像担持体ドラム外周に設けられる
像形成機材の小形・軽量化が可能とされ、プロセスカー
Ｉ・リッジのコンバク［・化か達成される。

前記転写トラムは装置構成の関係で像担持体ドラムの斜
上方に配置される。即ち像形成プロセスの関係で、クリ
ーニング装置、帯電器、書込装置および複数の現像器等
の像形成機材か像担持体ドラムの右側および下方に片寄
って配置される関係で転写ドラムは像担持体の斜上方で
かつ左側に片寄って配置される。前記転写１へラムの左
側への片寄りの度合を、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転写ドラム軸を通
る面の傾斜角θ０で表した場合、通常ｌＯ°≦θ≦８０
°、好ましくは２０°≦θ≦７０°とされる。

また前記転写ドラムを用いた転写方法としては、予め給
紙カセノトから搬送された転写紙を転写ドラムにグリッ
パ−等の機械的手段および静電吸着手段等により捲付は
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ね合わせて転写して、該転写紙上
にカラートナ像を形成する。該カラートナー像を担持し
た転写紙は分離爪等の分離手段により分離された後、搬
送ロール等の搬送手段により定着器へと搬送され、定着
してカラー画像か形成される。

また本発明のカラー画像形成装置では、前記プロセス力
−トリソジか装着された装置本体の上部に転写ドラムを
含む上部筐体を開放可能に設け、転写部を含む転写系の
ジャム処理を可能どしている。また像担持体上への潜像
形成のための書込手段としてカラーデータ信号により変
調されたＬ　ＥＤ光またはレーザ光等が用いられ、本発
明のカラ画像形成装置かプリンタとされた場合は、前記
カラーデータ信号は外部信号とされるが、カラ複写機と
された場合は、装置内に組込まれたカラスキャナからの
信号とされる。なお前記カラスキャナは、好ましくは前
記上部筐体に組込まれる。

次に本発明のカラー画像形成装置では、転写ドラムが」
二部筐体と一体的に上方に開放される構成とされている
ため、プロセス力−トリソジの挿脱が容易とされる利点
を有する。

前記プロセス力−トリソジを装置本体から取り出すには
、まず転写トラムを含む上部筐体を上方に開放して、該
上部筐体と装置本体との間にフロセスカートリ７ジを取
り出すに必要な空間を形成する。次いで垂直な立上がり
部と、斜上方に緩やかに屈曲して延びる傾斜部と有する
ガイドレールの前記垂直な立上がり部に沿ってプロセス
カートリッジを一旦」三方に引上げ、その後前記ガイド
レルの傾斜部に沿い、前記空間を介して該カートリノ・
７を斜上方に引出し、かつ装置本体から取り外す。また
新たなプロセスカートリッジを装置本体に装着するには
、前記上部筐体を開放したまま、７０セスカートリノジ
の側縁をガイドレールの傾斜部にのせ、傾斜ｔこ沿って
下降せしめ、緩やかな屈曲部で垂直方向に向きを変えた
後下方に落とし込めはよい。その後上部筐体を閉蓋して
係合金具により上部筐体と装置本体を係合せしめること
により自動的に前記上部筐体に保持された転写ドラムと
装置本体内に落とし込まれたプロセスカートリッジの像
担持体ドラムとの位置設定かなされ、像形成か可能とさ
れる。

また本発明のカラー画像形成装置においては、プロセス
カートリッジの使い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か好ましく、ま
たプロセスカートリッジ内にクリーニング装置から掻取
られる廃ｌ−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。

第１図乃至第５図は本実施例を説明する図であり、第１
図は本実施例のプリンタの上部筐体を閉蓋したときの断
面図、第２図は前記プリンタの上部筐体開蓋時の断面図
、第３図はプロセス力−トリソジを取り出す構成を説明
する斜視図である。

また第４図はプロセスカ−トリッジ内の機材の配置を示
す図、第５図は像形成タイムチャー１〜を示す。

本実施例のプリンタには、プロセスカートリッジ３およ
びレーザ書込み装置Ｂを有する装置本体１に対して回転
可能に支持された転写ドラム５０、給紙ノノセント７０
、タイミングローラ７２を含む給紙系Ｃおよび定着器８
０、搬送ローラ８１，８２、排紙皿８４を含む排紙系り
を有する上部筐体２が蝶番１ａを支点として開放可能に
設けられている。前記上部筐体２の開放時、転写領域に
おける転写紙の捲付不良、転写不良等の点検が可能とさ
れ、また転写ドラム５０が十分な空間をへだててプロセ
スカートリッジから離間されるので、装置本体１からの
取り出しが容易とされる。

前記プロセスカートリッジ３には、転写前帯電器９、像
担持体ドラム３０、該ドラムに−様な帯電を付与する帯
電器３５、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）シアン（Ｃ
）、黒（ＢＫ）の各色トナーを含む現像器３６．３７．
３８，３９、クリーニング装置４０および廃トナー回収
装置４７を一体的に内包している。

ところで前記プロセスカートリッジ３を装置本体１から
取り出すには第２図および第３図に基づき以下の手順に
より遂行される。まず係合金具９０を解除し、装置本体
１に対して境界線ＸｌＸ２を介して上部筐体２を４５〜
９０°、ここでは６０°上方に開放し、該上部筐体２に
結合された転写ドラム５０とプロセスカートリッジ３と
を離間し、それらの間に該カートリッジ３を装置本体１
から取り出すのに必要な空間を形成する。次にプロセス
カドリッジ３の上面に設けた取手５０および５１を把持
して、支持台５３上にある前記カートリッジ３をドラム
軸ガイド部材５４およびカートリッジ側壁ガイド部材５
５の垂直部５５ａに沿って上方に引上げる。

ドラム軸３０ａが境界線ＸｌＸ２に到る手前で前記カー
トリッジ３を側壁３ａをガイドするガイド部材５５の傾
斜面５５ｂに沿って煩斜させ、斜上方に引出し、前記側
壁ガイド部材５５の水平部５５ｃを介して装置外に引出
される。

次に新たなプロセスカートリッジ３を装着するには、上
部筐体２を上方に開放したまま、前記カートリッジ３を
その側壁３ａを側壁ガイド部材５５の水平部５５ｃおよ
び傾斜部５５ｂに沿わせて装置本体ｌに斜に挿入し、途
中側壁ガイド部材５５の緩やかな屈曲部５５ｄを経由し
、前記側壁ガイド部材５５の垂直部５５ａおよびドラム
軸３０ａのガイド５４を介して支持台５３上に垂直に下
降せしめて装置本体１に落２ とじ込む。

次いで上部筐体２が装置本体ｌに閉蓋され、前記上部筐
体２の係止金具９０ａが装置本体１の突起９０ｂに係合
され、転写ドラム５０と像担持体ドラム３０との位置設
定がなされる。同時に像担持体ドラムの軸３０ａの背面
延長部に設けたギヤー９１が図示しない駆動源ギヤーお
よび転写ドラムの軸に結合されたギヤーと噛合い、作像
可能な状態とされる。

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。また現像ロム３６ａ　３７ａ
、３８ａ、３９ａ側の開口部を上向きとして縦型配置と
されている。

また前記各現像器３６，３７，３８．３９が像担持体ド
ラムの中心線に対して左右に分配された状態、即該ドラ
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３
７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
スが均衡して取り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良
く行われ、常に新鮮な適正量のトナーを供給することが
できる。

本実施例では、装置本体背面にトナー補給装置４Ｌ４２
．４３．４４が設けられていて、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内に組込まれた廃トナー回収装置４
７に回収される。

次に前記構成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行われた。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系ユニツ１−　Ｂへと投入された。

ます像担持体ドラム３０の１〜２回転目において該ドラ
ム上に帯電器３５により一７００ｖの−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
たレーザ光は、レーザ書込ユニットＢへと入射された。

該ユニットＢでは、前記レーザ光がモータ３１により高
速回転するポリゴンミラー３２により走査され、コリメ
ートレンズ３３ａ１反射ミラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
、ｆ−θレンズ３３ｂを介して径６０　ｍ　ｍ−の像担
持体ドラム３０上に照射され、該ドラム上に静電潜像が
形成された。

この静電潜像は、二成分現像剤を収容し、直流成分が一
５００Ｖで交流成分か３ＫＨｚ、ＩＫＶ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３０上にＹトナー像が形成
された。このＹ　ｌ−ナー像は、給紙力士ント７０から
給送され、転写ドラム５０に捲付は固定された転写紙上
に転写された。ところで前記転写紙は、給紙カセット７
０から給紙ロール７１により送り出された後、タイミン
グロール７２を介して像担持体ドラム３０上へのトナー
像形成タイミングに合わせて転写ドラム５０へ供給され
た。転写ドラム５０のグリフバフ３が駆動装置６１に駆
動されて前記転写紙先端を挟持固定すると共に、予め帯
電器６２により帯電されている転写ドラム５０に静電的
に吸着されて捲付は搬送された。なお押付器６４は転写
ドラム５０への転写紙の捲付きを均一にするためのもの
である。転写ドラム５０と共に搬送された転写紙上へは
前記Ｙトナー像が駆動装置６５により駆動された転写極
６６の作用で転写され、前記Ｙトナー像を担持した転写
紙は分離爪６８、帯電器６２、押付器６４を不作動とし
た状態で、次の色トナー像の転写をうけるため回転され
た。なお像担持体ドラム３０のクリーニングブレード４
０ａは終始「オン」の状態で５ ６ 像形成か行われた。転写ドラム５０は、１／２径の像担
持体ドラム３０と同じ周速であり、従ってまた像担持体
ドラム３０の１／２の回転速度で回転されて像形成が行
われた。

像担持体ドラム３０はデマンドタイプであってその３〜
４回転目（転写ドラムは２回転目）において、帯電器３
５により再帯電された後、Ｍビデオ信号により変調され
たレーザ光が書込まれて静電潜像か形成され、Ｍ現像器
３７により現像されてＭトナー像か形成された。このＭ
トナー像は２回転目の転写ドラムの転写紙上にＹトナー
像に重ねて転写された。

次に像担持体ドラム３０の５．６回転目（転写ドラムは
３回転目）において、同様にしてＣビデオ信号に基づき
、Ｃ現像器３８による現像をへて前記ドラム３０上にＹ
トナー像、Ｍトナー像に重ねてＣトナー像が形成され、
像担持体ドラム３０の７，８回転目（転写ドラム５０の
４回転目）においてＢＫビデオ信号に基づき、ＢＫ現像
器３９による現像をへて前記各色トナー像上にＢＫ）ナ
ー像か重ね合わせ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６
８が駆動装置旧により作動されて分離され、搬送ロール
８１により搬送されて定着装置８０により加熱定着され
てカラー画像力ｌ形成され、搬送ロール８２、ガイド８
３をへて排紙皿８４へと排出された。

第４図はプリンタに組込まれたプロセスカートリフジ３
に内包された帯電器３５、各現像器３６，３７３８．３
９、転写前帯電器９、伝写極６６およびクリーニング装
置４０のブレード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位相を基準位置Ｓとし
て、時計方向に向かう各機材の位置か角度間隔で示され
ている。

第５図は本実施例の像形成タイミングを示す。

第５図において、帯電、潜像形成、ｌ・ナー像の形成、
転写およびクリーニングのプロセスが像担持体１−ラム
３０の１０回転、転写ドラム５０の５回転で１サイクル
か終了され、１つのカラー画像が得られｌこ。

本実施例においては、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から排出された廃
トナーが廃トナー回収装置４７に回収されなから連続し
てカラー画像を形成したが２万回の像形成時、現像剤中
のキャリアの疲労および廃トナー回収装置４７の廃トナ
ー収容能力等が限界に達し、前記した新旧交換手順によ
りプロセスカートリッジ３が交換された。このようにプ
ロセスカートリッジ３を交換しながら像形成を５万回に
亘り継続したが、終始高濃度、高解像力のカラー画像が
得られた。

なお本実施例ではカラープリンタを説明したがカラース
キャナを装備させてカラー複写機としてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明のカラ画像形成
装置によれば、高画質のカラー画像の安定供給が可能と
されると共に、転写ドラムを含む上部筐体を装置本体か
°ら開放した際、プロセスカートリッジの挿脱か容易と
され、かつ装置のコンバク１−化および安定配置が遠戚
され、かつジャム処理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図および第２図は実施例のカラープリンタの構成を
説明する断面図、第３図は装置本体からプロセスノＪ−
１・りンジを取り出す構成を説明するだめのプリンタの
斜視図、第４図はプロセスカドリッジ内の像形成用各機
材の配置を説明する図、第５図は実施例の像形成プロセ
スのタイムチャトである。 ｌ・・・装置本体　　　　　２・・・上部筐体３・プロ
セスカートリッジ ９・・転写前帯電器　　　３０・・・像担持体ドラム３
５・・・帯電器　　　　　　３６〜３９・・・現像器４
０・・クリーニング装置　５０・・・転写ドラム５４・
・ドラム軸カイト　　５５・・・側壁ガイド６６・・転
写極　　　　　　６８・・・分離爪７３・・グリッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体ドラム、複数の現像器、クリーニング装置、転
   写ドラムおよびカラーデータを書き込む書込手段を有す
   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、該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し、装置本体に挿脱自在な
   プロセスカートリッジを構成し、前記転写ドラムを前記
   カートリッジ内の像担持体ドラムに対して斜め上方に配
   置すると共に、前記装置本体に対して前記転写ドラムを
   含む上部筐体を開放可能に設け、前記上部筺体の開放時
   前記プロセスカートリッジを装置本体から前記像担持体
   ドラムの軸に垂直な方向に取り出し可能としたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。