JPH0682235B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は、複数個のプロセスカートリッジを着脱可能な
カラー画像形成装置に関する。

（従来技術） 従来のこの種の装置では感光ドラム上にR,G,Bの各色に
対応する潜像を形成し、シアン，マゼンタ，イエロー及
び黒トナーで現像して各色毎に転写ドラム上に密着して
いる紙に転写をくり返すプロセスを行っている。また、
従来の装置の別の方法として、シアン，マゼンタ，イエ
ロー及び黒トナーに対応した現像器と感光ドラム、帯電
器とクリーナーを合わせもったユニットをトナー色の数
だけ並べ、それぞれのドラム上に各色に対応した潜像を
形成した後に現像し、順次紙の上に転写することが行な
われている。

ところが、上記したいずれの方法でも現像器を多く並べ
たり、ドラムと現像器のユニットを並べたりしなければ
ならず、装置の小型化を図るのには適当でない。また、
いずれの方法においても、トナーの交換や廃トナーの処
理、帯電器のメンテナンス、サービス性に困難な点があ
り、小型化でメンテナンスフリーのカラー画像形成装置
としては適当でない。

一方、サービス性やメンテナンス性を改善するための一
方法として所謂プロセスカートリッジ方式がある。しか
しながらこの方式では、カラー画像を得るためには複数
個のプロセスカートリッジを並設しなければならず、装
置本体が大型化してしまうことは避けられない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述したように従来のカラー画像形成装置の問
題点を解消し、小型かつ画質が良好でさらにサービス
性．ユーザーの操作性を大幅に向上させたものである。
また更に、各カートリッジに対する像形成条件を自動設
定するものである。

（前記問題点を解決する手段） 前記問題点を解決する本発明は、像担持体と、前記像担
持体に形成された像を現像する現像手段と、を一体的に
有したプロセスカートリッジを着脱可能であって、記録
媒体にカラー画像を形成するカラー画像形成装置におい
て、互いに異なった色のトナーを収納している複数個の
プロセスカートリッジを装着した状態で回転可能な回転
体と、前記回転体に装着されたプロセスカートリッジに
所定位置で画像露光を行う、各プロセスカートリッジに
共通な露光手段と、前記回転体に装着されたプロセスカ
ートリッジの有する像担持体に形成されたトナー像を記
録媒体に転写する転写手段と、前記回転体に装着された
プロセスカートリッジの有する、画像形成条件を報知す
るための報知手段と、前記回転体に装着されたプロセス
カートリッジの有する報知手段から前記プロセスカート
リッジに適する画像形成条件を検知する検知手段と、前
記検知手段の検知結果に応じて、プロセスカートリッジ
に適する画像形成条件となるよう画像形成条件を制御す
る制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置
である。

（実施例） 第１図は、本発明を用いた実施例を示したものである。

なお以下説明する実施例は、少なくとも電子写真感光体
と、複数の色の異なるトナーを有した現像器を内蔵した
電子写真装置本体に着脱可能な電子写真プロセスカート
リッジを複数個有し、且つこのカートリッジが画像形成
位置に対して入替可能に支持されているプロセスカート
リッジを使った画像形成装置である。またさらに以下説
明する実施例は、上記カートリッジは画像形成条件を示
したパターンを有し、本体側に設置した検知手段で上記
パターンを非接触で読み込み、このカートリッジに適す
るように画像形成条件を制御することを特徴とする、プ
ロセスカートリッジを使った画像形成装置である。

さて図中１は、シアン，マゼンタ、イエロー，黒の４台
のプロセスカートリッジ2a,2b,2c,2dを回動可能に支持
するための回転枠であり、支持軸３で保持され現像のタ
イミングに合わせて回転する。

４色のトナーを入れた各カートリッジの構成は同一であ
り、トナーだけが異なる。このプロセスカートリッジの
構造、及び作像プロセスを第１図において作像位置に停
止しているプロセスカートリッジ2aについて詳しく述べ
る。

プロセスカートリッジ2aは増感された有機光導電体の感
光ドラム８と一次帯電器10、クリーナーユニット11を有
している。一方、プロセスカートリッジ2aの外部には、
半導体レーザー装置（図示せず）があり、このレーザー
から出た光はモーターによって一定速度で回転している
ポリゴン６によって感光ドラム８上を軸方向に露光走査
する。途中レーザー光はレンズ系７で感光ドラム上に焦
点を結び、かつｆ−θ特性をもたせる。図中４はレーザ
ー光の進む向きを変えるための折り返しミラーである。

画像信号によって半導体レーザーを変調し、この信号に
従って感光ドラム８の上に露光し、この静電潜像を現像
器９で現像する。一方転写材は給紙ローラー14で給紙さ
せて、転写ドラム12の表面に一様に巻きつける。この巻
きつけられた転写材の上に背後からトナーと逆極性のコ
ロナを転写帯電器13で与え、感光ドラム８の上のトナー
を転写材に転写する。

転写で残ったトナーはクリーナーユニット11で回収さ
れ、クリーナーユニット11の中に収納される。ドラム表
面を清掃された感光ドラムは前露光照射手段５でドラム
上に光を受けて感光ドラム８に蓄積された種々のメモリ
ーを減少させる感光ドラム８は回転を停止する。次いで
回転枠は90°回転して各カートリッジを90°づつ回転さ
せることにより一番下の作像位置には2bのカートリッジ
が移動してきて停止し、固定される。

この回転枠が回転する時には折り返しミラー４と前露光
照射手段５はカートリッジ2a,2bと当たらないような位
置に移動し、各カートリッジが移動した後、元の場所に
復帰する。

次いで、2bのカートリッジを用いて像を形成する。これ
にはカートリッジ2bのトナーの色の対応した画像信号に
従って半導体レーザーを変調し、カートリッジ2bに潜像
を形成した後現像を行い、転写ドラム12に巻きつけられ
た転写材上の前のトナーの上に転写される。以下のプロ
セスは、カートリッジ2aの場合と同じである。

このように４つのカートリッジ毎に作像プロセスが施さ
れ、転写ドラム12の上の転写材に４色のトナーが積層さ
れていく。４色のトナーが転写された転写材は転写ドラ
ム12より、分離爪15で分離し、搬送ベルト16上を搬送さ
れ、定着器17で定着させられ、トレイ18上に排出され
る。

第２図はプロセスカートリッジ２を本体30から開口３を
通して引き出したところを示しており、プロセスカート
リッジは回転枠１が回転して上に来た時に開口31から引
き出せるように構成されている。

バーコード32は、プロセスカートリッジ２の外装部19の
表面に添付されている。

第４図に示すようなバーコード32はカートリッジ２の外
枠19に添付されており、この位置と対応する本体側には
このバーコードを読み取る第４図62に示す読み取り装置
が設置されている。

第３図は本実施例の制御系を示す図である。

バーコードの読み取り装置40から読み込んだ信号は、論
理回路41で判別し、論理回路41からの信号は電源47から
現像装置へ印加する現像バイアスのレベルを切り替える
レベル切替回路46に印加される。この回路46は信号に応
じて高圧電源48のレベルを切り換え現像装置に印加する
バイアス電圧を切り替える。切り替えるバイアス電源と
しては例えば交流バイアスにおいては、実効電圧及び周
波数や直流成分、また直流バイアスにおいては直流電圧
である。一方、論理回路41からの信号はレーザー51を駆
動する為の電源45に出力レベルを切替えるレベル切替回
路42にも印加される。回路42は信号に応じて電源45から
の電流を切替える。信号に応じて低又は中又は高レベル
電流は、可変抵抗の如きレベル調節回路43を介してビー
ム波長に対応して更にレベル補正され、レーザー駆動回
路49に印加される。上記調節回路43は本体Ｃ側に設けら
れており、本体Ｃ側に内蔵された半導体レーザー51の発
振波長に応じて抵抗値が調節される。即ち、レーザービ
ーム波長が長波長になる程、レーザー駆動電流が多くな
り、感光体へのレーザー露光量が多くなるように調節さ
れる。

このようにバーコードのような指示手段を用いるとカー
トリッジの性質、例えば感光ドラムの潜像形成における
特性やトナーの現像特性に応じて複数の画像形成条件、
例えばレーザービームプリンターにおいては、レーザー
光量や現像バイアスを単独又は双方共切り替えることが
可能であり、しかも、切り替えレベルを多数設定するこ
とができる。

第５図は第４図に示したバーコード32を読み込んだ時の
電気信号を示し、この幅の広いパルスと幅の狭いパルス
及びパルスの来ない部分の組み合せにより論理回路41
で、潜像条件や現像条件の設定をえらび出す。このバー
コードの情報を読み出すのは、回転枠１が回転して転写
ドラム12に対向する直前に移動するバーコードを固定し
ている読み取りヘッドで検知する。この場合、バーコー
ドは回転枠１の回転方向と直角の方向にバーがあるよう
にカートリッジの外装に設置されている。

別の実施例として、カートリッジが停止してる時にバー
コードを非接触で読み取ってもよい。この場合、次のよ
うなプロセスになる。

第６図はカートリッジの外枠19に取りつけられたバーコ
ード32を読み取るための装置で読み取り装置62は２つの
プーリー63a,63bの間に張られたベルト65をモーター64
の軸に接続されたプーリー63bで駆動することによって
バーコード32の端から端まで走査し、バーコード32のパ
ターンを反射式のセンサーで読みとる。読み取り装置62
は半導体レーザーやLED等の光源60と光源から出た光を
絞るためのレンズ系と、バーコード32に反射して戻って
きた光を検知する受光素子61からなっている。光源は外
光の影響を受けることが考えられる場合は赤外光を使用
する方がよく、この場合は受光素子側にも赤外光だけを
通すフィルターを用いるとよい。

バーコードの読み取りは、このレーザービームプリンタ
ーの電源をONする毎に行なわれ、電源をONすると読み取
り装置31がバーコード20の端から端まで走査してその光
学パターンを読み込み電気信号に変換する。

前記実施例では、切り替える画像形成条件としてレーザ
ービームプリンターにおけるレーザーのパワーと現像バ
イパスで説明したが、電子写真装置における画像露光用
のハロゲン電圧や一次帯電器の高圧電流、グリッド電
圧、転写帯電器の転写電流や前露光量や先に述べた現像
バイアス条件であっても良く、かつこれら諸条件の複数
の組み合せであっても良い。また前記実施例でカートリ
ッジに記す記号を読み取りに走査して読みとる反射型セ
ンサーを用いたが、他の方法、例えばホログラムスキャ
ナー等を用いてもよい。

上記実施例では、各カートリッジは回転枠上では、ゴン
ドラのように同一方向を向くように構成していたが、現
像器やクリーナーからのトナーのもれが少なければ第７
図に示したように各カートリッジは常に放射状になるよ
うに回転枠上で固定されていてもよい。この場合、カー
トリッジが自転しないため場所をとらず、折り返しミラ
ーや前露光照射手段を移動する必要がない。

また、上記実施例では、感光体への画像の書き込みを半
導体レーザーで行なったが、原稿画像をフィルターで色
分解し、各色成分を順次各カートリッジの感光体上に投
影するアナログカラー複写機であっても、本発明は同様
に実施できる。

前述実施例によれば、感光ドラムと現像器を少なくとも
有した作像ユニットを回転体上に保持することによっ
て、一つの露光手段で潜像を形成できるとともに、省ス
ペースとすることが可能である。

更に説明したようにカートリッジの画像形成手段のレベ
ルの切り替えにバーコード等の記号を用いることによ
り、複数の画像形成手段を切り替えることができると同
時に切り替えレベルを多数設定することができる。

（発明の効果） 以上説明した通り本発明によれば、複数個のプロセスカ
ートリッジを用いてカラー画像形成を行うにもかかわら
ず、露光手段を兼用することができるから、装置の小型
化、コストダウンを実現することができる。そこで本発
明によれば、プロセスカートリッジを用いることによる
メンテナンスの軽減を実現し、そのうえさらに小型、安
価なカラー画像形成装置を提供することができる。さら
に本発明によれば、プロセスカートリッジに適する画像
形成条件となるよう画像形成条件を制御することができ
るから、プロセスカートリッジを用いることによるメン
テナンスの軽減を実現したうえで、画像品質の向上をも
実現したカラー画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を適用したカラーレーザービー
ムプリンターの断面図、第２図は第１図に示したレーザ
ービームプリンターにカートリッジを装着する状態を示
す斜視図、第３図は制御ブロック図、第４図はバーコー
ドの説明図、第５図は第４図に示すバーコードに対応す
る電気信号を示す図、第６図は読み取り装置の他の実施
例の平面図、第７図は他の実施例の説明図を示す。 図において、 １は回転枠、2a〜2dはプロセスカートリッジ、12は転写
ドラム、13は転写用コロナ放電器、31・62は読取り装
置、32はバーコード、41は論理回路、42はレベル切替回
路、43は調節回路、49はレーザー駆動回路、51は半導体
レーザー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 昭彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 校條 健 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−112174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−44758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−31976（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、前記像担持体に形成された像
   を現像する現像手段と、を一体的に有したプロセスカー
   トリッジを着脱可能であって、記録媒体にカラー画像を
   形成するカラー画像形成装置において、 互いに異なった色のトナーを収納している複数個のプロ
   セスカートリッジを装着した状態で回転可能な回転体
   と、 前記回転体に装着されたプロセスカートリッジに所定位
   置で画像露光を行う、各プロセスカートリッジに共通な
   露光手段と、 前記回転体に装着されたプロセスカートリッジの有する
   像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転
   写手段と、 前記回転体に装着されたプロセスカートリッジの有す
   る、画像形成条件を報知するための報知手段と、 前記回転体に装着されたプロセスカートリッジの有する
   報知手段から前記プロセスカートリッジに適する画像形
   成条件を検知する検知手段と、 前記検知手段の検知結果に応じて、プロセスカートリッ
   ジに適する画像形成条件となるよう画像形成条件を制御
   する制御手段と、 を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】前記画像形成条件は、潜像条件、現像条件
   である特許請求の範囲第（１）項に記載のカラー画像形
   成装置。
3. 【請求項３】前記回転体は装着しているプロセスカート
   リッジの水平状態を維持したまま回転可能である特許請
   求の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】前記回転体は各プロセスカートリッジが放
   射状になるように複数個のプロセスカートリッジを装着
   している特許請求の範囲第（１）項に記載のカラー画像
   形成装置。
5. 【請求項５】前記画露光を行う手段は半導体レーザーを
   有する特許請求の範囲第（１）項に記載のカラー画像形
   成装置。
6. 【請求項６】前記報知手段はバーコードであって、前記
   プロセスカートリッジの外装に設置されている特許請求
   の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】前記プロセス手段は現像器である特許請求
   の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】前記プロセス手段は帯電器である特許請求
   の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装置。
9. 【請求項９】前記プロセス手段はクリーニング器である
   特許請求の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装
   置。