JPH04139464A - 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、複写機、プリンタ等転写材へ画像形成を行う
電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真方式を用いるモノカラ一方式のアナログ複写機
や半導体レーザ・ＬＥＤ走査系による複写機・プリンタ
等の画像形成装置において、耐用寿命を有する各種感光
体、現像剤、クリーニング部材や現像剤トナーの消耗時
等での補給・交換のために画像形成手段の一部をカート
リッジ化して、これら画像形成手段の要部を一体化した
部材を装置外へ取り出し、メンテナンス或は交換を行う
よう構成されたものが提案されている。また、画像形成
手段によって像形成される転写材の搬送路を開放してジ
ャム処理時に転写材を取り出し易くする様な構成も種々
提案されてきている。

これらの代表的な構成として特公昭５８−５４３９２号
公報に開示されている様な、感光体ドラム、現像器、ク
リーナー等を一体的に支持部材に取付け、装置本体より
引抜き可能とし、各ユニットの交換や補修を容易化する
提案がなされており、次いでこれら画像形成手段の主要
部を一体化して使い捨てとしたものが特開昭５７−１５
４２５５号公報に、また同様の使い捨てカートリッジを
用いるもので、半導体レーザによるドツト露光走査書込
みによって感光体ドラム上に潜像形成を行うプリンタ構
成が特開昭５９−１４７３６６号公報等にて開示されて
いる。

更に、これらの公報には分割構造の上部筐体を開放して
転写材搬送路を開き、ジャム時の転写材を取り出す構成
が開示され、且つ前記の特開昭５７−１５４２５５号公
報には、２分割の構造の上部筐体に使い捨てプロセスカ
ートリッジを交換可能に配設した構成が採られ、カート
リッジ交換の作業性と、ジャム処理の容易性を解決しよ
うとしている。また補給用トナーカートリッジや回収ト
ナー用りリニングカートリッジを主とするプロセスカー
トリッジの交換作業の容易性に重点をおいて２分割構造
とし、特に下部筐体にプロセスカートリッジを配設して
、メンテナンスの作業性の向上を図ったものが特開昭５
８−１１６１号公報にて開示されている。

また、前記構造をタテ型としたもので、特開昭６３−２
４４０５８号、同６３−２４４０５９号、同６３−２４
４０６４号、特開平１−１７９１６８号公報等にて提案
されているが、これは同一方向操作およびジャム処理向
上を図っｔ；ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら装置本体を２分割構造として転写材搬送路
を上下に開放する形式をとると、重量の大きなカートリ
ッジを高い位置で着脱することとなって操作が容易でな
く、また構造の面から見ても強度が不足して耐用性に欠
けさらに部材相互間の精度が低下すると云う問題もあっ
た。

本発明はこの点を解決して改良した結果、プロセスカー
トリッジの着脱と転写材搬送路の開閉を極めて容易に行
うことが出来てそれによってプロセス資材のメンテナン
スならびに転写材のジャム処理を簡単に実施出来る構造
の堅固なカラー画像形成装置の提供を目的としたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、張設されたベルト状感光体とその周縁部に
複数の現像器とクリーニング装置とを一体的に設けて着
脱可能としたプロセスユニットを有するカラー画像形成
装置において、 前記プロセスユニットの上方に読取装置、下方に給紙装
置を有すると共に、前記プロセスユニットは前記読取装
置の移動に応じて略水平方向に移動可能としたことを特
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実施例を第１図ないし第
５図に示す。

第１図において、ｌはベルト状感光体たる可撓性の感光
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１に内接するよう装置本体に固定
した支持体すなわちガイド部材であって、前記感光体ベ
ルト１は回動ローラ３の外側への付勢作用によって緊張
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器であって、これ
等の各像形成手段はガイド部材４を背面にした前記感光
体ベルト１の周縁部に対向して配設される。

前記レーザ書込み系ユニット７は上面にスリット状の露
光用開口部７０Ａを設けた保持筐体７０に納めて装置本
体に組込まれる。

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８．９．１０．１１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）ｌと所定の間隙を保つ各現像スリー
ブを備え、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、１２人は除電バー　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１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ｌ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。

コピー釦を操作する２装置本体上部の画像読取り系Ａに
おいて原稿りの画像読取りが開始される。

画像読取り系Ａはハロゲンランプ２０Ａとミラー２０Ｂ
を取付けたキャリッジ２０と、ミラー２１Ａとミラー　
２１Ｂを取付けた可動ミラーユニット２１ト結像レンズ
２２およびカラーＣ０Ｄ２３とから構成されていて、前
記キャリッジ２０とそれに連動して１／２の速度で同方
向に移動する前記可動ミラーユニット２１との露光走査
により原稿画像のイエロー、マゼンタ。

シアンの各色別の画像信号が得られる。

得られた画像信号は、画像データ処理部で演算処理して
画像データを作成し、記録部である第１図の実施例で示
したカラー画像形成装置本体へと入力される。

先ず画像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１０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の周面上に原稿画像の読取走査と同期して第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、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
感光体ベルト１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ｌ−１は前記帯電器６により
再び帯電され、次いで原稿画像の第２回目の読取走査に
より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
合と同様に第２回目の読取走査と同期してしてドラム表
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ＣＭ）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（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
。

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
様の処理によりベルト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。なお現像
としては、成分現像剤を用いた非接触現像を用いること
もできる。

かくして４回の読取走査と同期して感光体ベルト１の周
面上に形成されたカラーの４色のトナー画像は、転写部
において給紙カセット１４Ａあるいは１４Ｂ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１４Ａあるいは１４Ｂに収容さ
れた転写材は給紙ローラ１６Ａあるいは１６Ｂ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・除電を受けた転写材は、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１９Ａ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ｌはさらに
搬送を続けてブレード１３Ａとトナー搬送ローラ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がブレード１３Ａの先端部に堆積したトナ
ーをならした後に、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１１帯電器６、各現像器およびクリ
ーニング装置１３は独立したプロセスユニ・ント３０に
組込み一体化された上、装置本体に対し略水平方向に移
動して着脱される。

前記プロセスユニット３０の装置本体における装着位置
は、その上方に読取装置たる前記画像読取り系Ａを、ま
た下方には給紙装置すなわち前記給紙カセット１４Ａお
よび１４Ｂを配した装置本体のほぼ中央部とされ、着脱
操作を容易とする高さに位置しさらに他のプロセス資材
との機能の連係にも適した部位とされている。

前記プロセスユニット３０は第３図に示す如くその両側
面に凸状の断面形状を有するレール部材３１を備えてい
て、装置内部に架設した凹状の断面形状を有するガイド
部材３２に挿入して係合することにより装置に装着され
る。

さらにプロセスユニット３０はその一方の側面にラック
３４を備えていて、レール部材３１がガイド部材３２の
所定位置に迄係合されると前記う・νり３４が装置本体
に設置したモータＭ１のピニオンＰ１に噛合する。

プロセスユニット３０は前記モータＭｌの反時計方向へ
の回転（正転）によってさらに装置本体内にスライドさ
れ、レール部材３１の端部３１Ａがガイド部材３２に当
接した状態に保たれる。

この状態でプロセスユニット３０の内蔵する各プロセス
資材がそれぞれ画像形成を可能とする位置に設定される
。

従ってプロセス資材の点検、交換に際しては前記モータ
Ｍｌを時計方向に回転（逆転）することによりプロセス
ユニット３０は反対方向にスライドして、第２図に示す
如く装置本体より容易に取外せる位置に移動される。

なおプロセスユニット３０は、前記クリーニング装置１
３を形成する外壁の一部を変形突出させてプロセスユニ
ット３０挿脱用の取手３０Ａを派生させている。

従ってプロセスユニット３０は特に別体の把手等を追設
することがなくとも装置本体に対し容易に着脱すること
が出来、またコンパクトにも収納されるのでその前面に
さらに外装用の側面力／＜　−４０等を取付けることも
充分に可能となる。

さらにプロセスユニット３０はその着脱に際して内蔵す
る各現像器と装置本体内に設置した各トナー補給ホッパ
との間の連結部が自動的に結合あるいは分離される。

すなわち装置本体にはイエロー、マゼンタ、シアンおよ
び黒の各トナーを収容する各トナー補給ホッパ８０．９
０．１００および１１０がプロセスユニット３０の着脱
方向に沿って並設されていて、それぞれに垂設した各補
給パイプ８０Ａ　、　９０Ａ　、　１００Ａおよび１１
０Ａをもって前記の連結部を介して対応する各現像器に
接続されている。

前記連結部は第４図に示すように前記の各補給パイプ８
０Ａ、９０Ａ、１００Ａおよびｌｌ０Ａを固定した上部
連結板ＰＡと、現像器側の各補給パイプ８　Ａ、　９　
Ａ、ＩＯＡおよびＩＩＡを固定した下部連結板ＰＢとか
ら構成されていて、プロセスユニット３０の着脱に伴う
下部連結板ＰＢの移動によって下部連結板ＰＢ側の各ト
ナー受入口８　Ｂ、　９　Ｂ、１０Ｂおよび１１Ｂが上
部連結板ＰＡ側の各トナー落下口８０Ｂ、９０Ｂ、　１
００Ｂおよびｌｌ０Ｂにそれぞれ合致してトナーを補給
したりあるいは退避して補給を中断させる。

前記の各トナー落下口はガイドレール１００１と１００
２Ａ、　１ｏ０２Ｂにより摺動可能に支持されたシャツ
タ板１０００によって覆われている。

前記シャツタ板１０００には前記の各トナー落下口に対
応する等しい間隔をもって４個のシャッタ穴１０００Ａ
が開口されているが、引張バネ１００３による矢印の反
対方向への付勢により前記各トナー落下口と合致するこ
となく常時各トナー落下口を閉口した状態としている。

一方前記の各トナー受入口はガイドレール２００１と２
００２Ａ　、　２００２Ｂにより摺動可能に支持された
シャツタ板２０００によって覆われている。

前記シャツタ板２０００には各トナー受入口に対応する
等しい間隔をもって４個のシャッタ穴２００ＯＡが開口
されているが、引張バネ２００３による矢印方向への付
勢により前記各トナー受入口と合致することなく常時各
トナー受入口を閉口した状態としている。

プロセスユニット３０が装置本体内の定位置に装着され
た場合には、前記連結板ＰＢが矢印方向にスライドされ
ていて連結板ＰＡの直下に位置し、それによって連結板
ＰＢ側のバネ掛はビン２００４が連結板ＰＡ側のシャツ
タ板１０００の立上り部１００４を押圧してンヤッタ板
１０００をスライドし前記のシャッタ穴１０００Ａを各
トナー落下口に合致させて開口状態とし、続いて一方で
は、連結板ＰＢ側のシャツタ板２０００の立上り部２０
０５が連結板ＰＡ側のバネ掛はピン１００５に押圧され
てシャツタ板２０００がスライドし、前記のシャッタ穴
２０００を各トナー受入口に合致させて開口状態として
トナーの補給を可能とする。

一方、クリーニング装置１３によって感光体ベルトｌよ
り除去される残留トナーはユニット３０の内蔵する廃ト
ナーカートリッジ３４に回収され、ユニット３０の取出
し時に廃棄もしくはカートリッジごと交換される。

また、前記の装置はプロセスユニット３０着脱の反対側
の側面から転写材の搬送路を開放することも可能となっ
ている。

すなわち前記の給紙ガイド１５は軸Ｓを支点として回動
可能なガイド板１５Ａと装置本体に固定したガイド板１
５Ｂとから構成されていて、前記ガイド板１５Ａ側には
転写器１２、除電バー１２Ａとさらにタイミングローラ
１７の圧着ローラ１７Ａが取付支持されている。

前記ガイド板１５Ａには前記軸Ｓを中心とする歯形を形
成した歯車板１５Ｃが一体とされ、装置本体に設置した
モータＭ２のピニオンＰ２に噛合されている。

ガイド板１５Ａは前記モータＭ２の時計方向の回転（正
転）によって同じく時計方向に回動して第１図に示す如
く転写材の搬送路を形成したり、また転写材のジャム処
理に際しては前記モータＭ２を反時計方向に回転（逆転
）することによりガイド板１５Ａは反時計方向に回動し
て転写材の搬送路を大きく開放することも出来る。従っ
て第２図に示す如くカバー６０を開蓋すればジャム紙の
除去等を容易に行うことが出来る。

また、トナー補給ホッパ８０．９０，１００．１１０が
開放されることから、上方よりトナー補給を容易に行う
ことができる。

一方前記画像読取り系Ａは装置本体に対し蝶番Ｈを介し
て回動可能に支持されていて、装置本体側に設置したモ
ータＭ３のピニオンＰ３により歯車板２４を介して開閉
作動される。

前記画像読取り系Ａの開閉作動は、制御部を・介して前
記モータＭ１およびＭ２の回転作動を制御し、それによ
って前述したプロセスユニット３０の移動と転写材搬送
路の開閉が自動的に行われる。

すなわち、プロセス資材のメンテナンスあるいは転写材
のジャム処理等を行う場合に装置操作部のエジェクト釦
を押すと、前記モータＭ３が時計方向に回転を始めてｖ
ｇ２図に示す如く画像読取り系Ａを反時計方向に回動し
所定の角度で停止し保持する。その状態で各トナー補給
ホッパに対するトナーの補給が可能となる。

前記画像読取り系Ａの回転に連動してカバー４０が開放
し、同時に前記モータＭ３の回転終了の信号により制御
部よりモータＭｌに時計方向（逆転）、モータＭ２に反
時計方向（逆転）の電流がそれぞれ供給されて第２図に
示す如くプロセスユニット３０は取外し可能な位置に迄
移動し、同時にガイド板１５Ａも反時計方向に大きく開
放される。

従ってプロセスユニット３０は容易に装置外部に取出し
可能となり一方転写材のジャム処理もカバー６０を開蓋
することによって容易に実施される。

さらに第２図に示す状態から装置操作部のリセット釦を
押すと、先ず前記モータＭｌとＭ２が共に正転を開始し
てプロセスユニット３０を装置本体内にスライドし、ガ
イド板１５Ａを時計方向に回動させ、次いで前記モータ
Ｍ２の反時計方向への回転により画像読取り系Ａが時計
方向に回動して装置は再び画像形成を可能とした第１図
に示す状態に戻される。

本発明はさらに転写ドラムを備えるカラー画像形成装置
に対しても適用することが可能である。

第５図はその一実施例を示したもので、感光体ベルト１
０１とその周縁部に配設されたプロセスユニット部分に
ついては、先の実施例と大略同じであるが、その転写部
分に転写ドラム２００を当接するようにしたもので、そ
の転写ドラム２００は感光体ベルトｌＯ１と同期を保っ
て矢示（反時計）方向に回転する。転写ドラム２００の
外周には転写材を巻付けた状態とし、巻付けた転写材上
にトナー画像を転写し、転写したトナー画像を重ね合わ
せたのち、転写ドラム２００より分離し、定着後装成上
に排出したものである。

転写ドラム２００周縁部には転写材を静電的に吸着する
よう設けた帯電器２０１１転写材を転写ドラム２００に
機械的に巻付けるための巻付部材２０２が設けられてい
て、巻付部材２０２は先端部にローラを有していて、最
初に転写ドラム２００に巻付くときのみ当接する。また
転写ドラム２００周面にはグリッパ２０３が設けられて
いて、同期して搬送された転写材の先端部分を保持する
よう作用する。２０４は転写器で、感光体ベルト１０１
上のトナー画像を転写材上に静電的に転写する。２０５
は分離除電極で、２０６は分離爪である。また２０７は
接離可能としたクリーナで、転写材分離後の転写ドラム
２００上の付着トナーを除去するものである。

給紙カセット１１４Ａあるいは１１４Ｂから排出した転
写材は、同期を保ちながら帯電器２０１によって帯電し
た転写ドラム２００へと進入し、巻付部材２０２で巻付
き、転写材先端がグリッパ２０３で保持されて、転写部
へと回転し、転写部において転写器２０４によって感光
体ベルト１０１上に形成されたイエロー（Ｙ）トナー像
を転写材上に転写する。最初の転写を終えた転写ドラム
２００は回転をＪｌ＃ｉ：Ｌ、２回転目にはマゼンタ（
Ｍ）トナー像を、３回転目にはシアン（Ｃ）トナー像を
、４回転目には黒（ＢＫ））ナー像を順次重ねるように
して転写する。

４色のトナー像の転写が終えたところで、転写材は分離
除電極２０５で除電がなされ、分離爪２０６で転写材先
端の保持を解除したうえ分離して定着ローラ１１８へと
搬送される。

この実施例の画像形成装置では、転写ドラム２００は装
置本体側にあって、移動および取出し可能としたプロセ
スユニット１３０には含まれない構造となっている。

〔発明の効果〕

本発明は、装置本体の強度や耐久性を損なうことなくプ
ロセスユニットを極めて容易な操作によって着脱する構
造を実現したもので、その上転写材のジャム処理やトナ
ーの補給、回収等も可能となり、取扱い性に優れ常に高
品質の画像の得られる実用上頗る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、第２図および第５図は本発明のカラ画像形成装
置の断面構成図、第３図および第４図は前記装置の要部
を示す各斜視図。 １．１０１・・・感光体ベルト ６・・・帯電器 ７．１０７・・・レーザ書込み系ユニット８．９．１０
．１１・・・現像器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）張設されたベルト状感光体とその周縁部に複数の
   現像器とクリーニング装置とを一体的に設けて着脱可能
   としたプロセスユニットを有するカラー画像形成装置に
   おいて、 前記プロセスユニットの上方に読取装置、下方に給紙装
   置を有すると共に、前記プロセスユニットは前記読取装
   置の移動に応じて略水平方向に移動可能としたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）前記プロセスユニットの移動は転写材の搬送路を
   開放するよう構成したことを特徴とする請求項（１）記
   載のカラー画像形成装置。