JPH0378770A - 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ト
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６１１００７７０
号公報に開示されているように、像担持体たる感光体ド
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。

また例えは特開昭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、光導電体を可視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
形成装置を構成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〕

前記の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周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。

しかしながらかかる多くの像形成手段を一体に組込むと
カートリッジが大型化して重くなり装置本体への着脱が
困難となるばかりでなく、各像形成手段が耐用期間やメ
ンテナンスの頻度を異にすることもあって保守管理上か
らは不都合とされる４〜 点が多い。

本発明はこの点を解決して改良した結果、保守点検に応
じて感光体ベルトを始め各像形成手段を極めて容易な操
作によって互いに干渉することなく装置本体に対し着脱
することの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、横方向に配設された２つの回動ローラ間に
張架されかつ移動するベルト状像形成体の下側周縁に複
数の現像器を対向・配設したカラー画像形成装置におい
て、前記複数の現像器を前記ベルト状像形成体より離間
する下方向に移動させる手段および之と直角方向に平行
移動させる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〕

本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ないし
第９図に示す。

第１図において、■はベルト状像形成体たる可視性の感
光体ベルトで、該感光体ベルトｌ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ｌに内接するよう装置本体に固定
したガイド部材であって、前記感光体ベルト】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。なおガ
イド部材４には像形成に不要な領域に凹部を設け、摺擦
による抵抗を減らしている。勿論この凹部は摺擦抵抗が
低い場合は設けなくてもよい。また感光体ベルト１或は
ガイド部材４間の摺擦抵抗を下げる目的でテフロン加工
等の低摩擦部材を感光体ベルトｌあるいはガイド部材４
の何れかの表面に設け、あるいは前記の低摩擦部材で構
成することが好ましい。

従って前記感光体ベルトｌ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。

また現像器やクリーニング装置を感光体ベルトの下方に
設けることにより、現像剤の飛散やこぼれを防止するこ
とができる。

６は帯電手段た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ット、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ｌ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１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化した光学系等
も使用される。

前記各現像器８．９．１０．１１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
で前記感光体ベルトｌと所定の間隙を保つ各現像スリー
ブ８Ａ、９Ａ、ＩＯＡ、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は除電板、　１３はクリーニング
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、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−星画
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
される色信号か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レレノ７Ｃを経てミラー７Ｄおよび７Ｆ
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１−１の周面」二に
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、変調されたビームか前記感光体ベルト１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１の搬送による副走査により感光体ベルト
ｌ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により非接触の状態で反
転現像されて、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ニ
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１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）のトナーを装填した現像器９によって非接触の
状態で反転現像される。

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
。

ＩＯ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゜１０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、基体が接地された感
光体ベルトｌ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１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、給紙力セラ）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か搬出されてタ
イミングローラ１７を介し感光体ベルトｌ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・除電を受けた転写材は、除電効果によりト
ナー飛散等の画質への影響を受けることなく前記回動ロ
ーラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト１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、転写器への転写を終えた感光体ベルトＩはさらに
搬送を続けて回動ローラ３に対峙するブレード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
行いその終了をま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とを引き
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ｌとガイド部材４ならびにスコロト
ロン帯電器６、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とから構成されるプロセスカドリッジ３０に組込
まれユニットとして装置本体に着脱される。

前記カートリッジ３０は、前後の基板３０Ａと３０Ｂと
をガイド部材４とさらに２本のステー３１を介して一体
とし、その間に前記の各像形成手段を保持して装置本体
の前方より水平に挿入して収納される。

一方前記各現像器は、第４図に示すような一体で可撓性
の現像容器４１にそれぞれ仕切られた状態１ で組込まれた上、支持台４２に載置されて現像ユニット
４０として装置本体に着脱される。

前記現像容器４１は現像器８および１１に相当する底面
と前記支持台４２との間でそれぞれ前後方向に配置した
複数個の圧縮バネ４３を挟着していて、各現像スリーブ
の周面が接して形成する曲面の曲率が前記ガイド部材４
によって形成される感光体ベルトｌの画像形成面の曲率
より小となるよう爪部４２Ａによって係止された状態で
装置本体の前方よりほぼ水平の姿勢で挿入し収納される
。

前記のカートリッジ３０と現像ユニット４０とは、第５
図に示す装置本体の前カバー１００を、その支持軸１０
０Ａを支点として手前側にほぼ直角に開放することによ
って装置本体の内部に挿入される。

第６図および第７図はそれぞれ第３図に示したカートリ
ッジ３０のＡＡ断面図と第４図に示した現像ユニット４
０のＢＢ断面図を示したものである。

前記カートリッジ３０は前後の各基板３０Ａと３０Ｂを
貫通する各一対の保合穴１１を互いに対向する位置に備
えており、一方装置本体側においては前記前カバー１０
０と本体の背面側板１１０Ｂの内側面にそれぞれ前記保
合穴Ｈに嵌合する各一対の係合ピンＰｌおよびＰ２が取
付けられている。

前記カートリッジ３０の装着に当たっては先ず基板３０
Ｂ側の係合穴Ｈを前記背面側板１１０Ｂの係合ピンＰ２
に嵌合し、基板３０Ａの一部を前面側板１１０Ａの折り
曲げ部によって支持した状態とし、しかる後前カバー１
００を閉蓋することにより前記係合ビンＰｉが基板３０
Ａ側の係合穴Ｈに嵌合してカートリッジ３０は装置本体
内の所定の収納位置にセットされる。

これに対し前記現像ユニット４０は前記支持台４２の前
面中央の折曲げ部４２Ｂに保合ピンＰ３を、また後面の
一対の折曲げ部４２Ｃにはそれぞれ係合ピンＰ４を備え
、一方装置本体側には前記係合ピンＰ３およびＰ４を押
圧して現像ユニット４０を前記カートリッジ３０に移動
するための付勢装置が設けられている。

第７図において１０１は前記前カバー１００の内面に取
付けた現像ユニット４０の保合ピンＰ３の上限位置を規
制するストップ板、１０２は傾斜面１０２Ａを備え引張
バネ１０３の作用によって上方にスライドするよう案内
された圧着板であって現像ユニット４０が挿入されてい
ない場合には該圧着板１０２は図示位置より若干上方の
位置に保たれている。

一方１１１は前記係合ピンＰ４を嵌合するべく設けた背
面側板１１０Ｂの長大、１１２は傾斜面１１２Ａを有し
引張バネ１１３の作用によって上方にスライドするよう
案内された圧着板で現像ユニット４０が挿入されていな
い場合には該圧着板１１２は図示位置より若干上方の位
置に保たれている。

前記現像ユニット４０の装着に当たっては先ず後面の保
合ピンＰ４を前記背面側板１　ｌＯＢの長穴Ｉｌｌに挿
入し次いで前面中央の折曲げ部４２Ａを前面側板１１０
Ａの上縁に載置させる。前記係合ピンＰ４は長穴ｉｌｌ
への挿入に際し傾斜面１１２Ａを押して圧着板１１２を
下方にスライドさせるが保合後には該圧着板１１２の押
圧力によって前記長穴１１１の上端に圧接される。

従って前記現像ユニット４０は前面側を下げた傾斜した
姿勢にあって、各現像器の現像スリーブ８Ａ〜ＩＩＡを
前記カートリッジ３０に組込まれた感光体ベルｌ−１に
対し離間した位置に保つこととなりその結果前記カート
リッジ３０は現像ユニット４０と全く干渉することなく
装置本体に対し着脱されることきなる。

前記現像ユニット４０はカートリッジ３０と同様前記前
カバー１００の閉蓋によって自動的に所定の収納位置に
セットされ、それによって前記の各現像スリーブは感光
体ベルトｌと所定の現像間隔を構成する位置に設定され
る。

すなわち前カバー１００はその開蓋の過程において前記
圧着板１０２が傾斜面１０２Ａによって前面側板１１０
Ａによって支えられている現像ユニット４０の係合ピン
Ｐ３を押し上げ、閉蓋終了時には図示の如く前記係合ピ
ンＰ３を圧着板１０２とストップ板１０１の間に挟着支
持する状態とする。

その結果前記現像ユニット４０は水平に保たれた上、カ
ートリッジ３０に向は圧接されることから後述する各現
像器の突当コロが前記ガイド部材４に５ ６ 圧接されて各現像スリーブと感光体ベルトｌとの間隔が
設定される。なお現像ユニット４０の圧接に当たっては
現像容器４１自体の可撓性と該現像容器４１に作用する
前記の圧縮バネ４３の弾性とによって各現像スリーブの
突当コロがガイド部材４の曲面に対し−様な荷重をもっ
て適確に圧接される。

各現像器の構造、機能につき現像器９の場合を例として
説明する。

第８図は現像器９の断面を示したもので９Ａは、固定し
たマグネットローラを内包する現像スリーブで同軸上の
突当コロ９Ｂにより感光体ベルトｌの周面との間に所定
の現像間隔を保ち反時計方向に駆動回転される。９０Ａ
は剛性かつ磁性を有する薄層形成部材で現像スリーブ９
Ａに対し現像剤が介在しない状態で所定の荷重をもって
圧接される。９０Ｂおよび９０Ｇはスクリュー構造をも
ち、互いに逆方向に現像剤を搬送循環させる一対のトナ
ー搬送スクリューであってトナーとキャリアを充分撹拌
混合した正現像剤として現像スリーブ９Ａに送る作用を
するものである。

前記トナー搬送スクリュー９０Ｂと前記トナー搬送スク
リュー９０Ｃは互いに相反する方向に回転する撹拌部材
を兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー９０Ｂの推
力によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、トナ
ー搬送スクリュー９０Ｃ側に移りその推力によって図面
の手前側に搬送され、その間におけるトナーとキャリア
との混合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現像剤
とされ、現像スリーブ９Ａ周面上に層状に付着する。

現像スリーブ９Ａの周面上に付着して薄層をなしたこの
現像剤層は現像領域において時計方向に搬送する感光体
ベルトｌの周面上の潜像を前述した現像間隔を距てて非
接触で反転現像しトナー像を形成する。

この非接触現像時には図示しない電源から直流成分に加
え交流成分を含む現像バイアスが前記現像スリーブ９Ａ
に印加され、その結実現像スリーブ９Ａ上に現像剤中の
トナーのみが選択的に前記潜像の面に移行して付着され
る。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くなっ
て現像スリーブ９Ａによって搬送されてスクレーパ９０
Ｄにより剥離回収され、再びトナー比率の高い現像剤を
混合される。

なお装置本体は、前記の給紙ガイド１５．タイミングロ
ーラ１７．定着ローラ１８．排紙ローラ１９の各対をな
すそれぞれ一方の部材やローラとさらに転写器１２を、
本体の左側部を形成する開閉可能な横カバー２００に支
持していて、転写材のジャムか発生した場合には第９図
に一点鎖線をもって示す如く該横カバー１００を開放し
て転写材の除去等の処理を容易に行えるよう構成してい
る。前記横カバー２００は支持軸２００Ａを本体上部に
設けて下側から開放するようにすることも出来る。

〔発明の効果〕

本発明は、複数の現像器を収納する現像器ユニットを極
めて簡単な機構と容易な操作とによって像形成体より退
避し離間させることにより前記現像ユニットならびに前
記像形成体を内蔵するカー１−リッジを互いに干渉させ
ることなく装置本体に対し自由に着脱することを可能と
したもので、その結果各像形成手段に対するメンテナン
スか行届くこととなって高品質の画像を常に得ることの
出来る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ック図、第３図および
第４区は前記装置に収納するプロセスカートリッジおよ
び現像ユニットの各正面図、第５図は前記装置の前カバ
ーの斜視図、第６図および第７図は前記カートリッジお
よびユニットの各断面図、第８図は現像器の断面構成図
、第９図は前記装置の横カバーの構成図。 １・・・感光体ベルト　　４・・ガイド部材６・・・帯
電器 ７・・・レーザ書込み系ユニット ８．９．１０．１１・・・現像器 ８Ａ、９Ａ、ＩＯＡ、ＩＩＡ・・・現像スリーブ１２・
・転写器　　　　　１３・・・クリーニング装置１４・
・・給紙カセット　　１７・・・タイミングローラ１８
・・・定着ローラ ！＋ ０ ３０・・・（プロセス）カー ３ＯＡ（３０Ｂ）・・・基板 ４０・・・現像ユニット ４２・・・支持台 １００・・・前カバー １０２．１１２・・・圧着板 １１０Ａ（ＩＩＯＢ）・・・側板 ２００・・・横カバー Ｐ　ｌ　、Ｐ　２　、Ｐ　３　、Ｐ トリッジ ３５・・・取手 ４１・・・現像容器 ４３・・・圧縮バネ １０１・・・ストップ板 １０３．１１３・・・引張バネ １１１・・・長穴 Ｈ・・・係合穴 ４・・・保合ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）横方向に配設された２つの回動ローラ間に張架さ
   れかつ移動するベルト状像形成体の下側周縁に複数の現
   像器を対向・配設したカラー画像形成装置において、前
   記複数の現像器を前記ベルト状像形成体より離間する下
   方向に移動させる手段および之と直角方向に平行移動さ
   せる手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置
   。
2. （２）前記複数の現像器の下方への移動後、干渉を解除
   された前記ベルト状像形成体が取り出し可能とされてい
   ることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置
   。