JPH08278740A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセスカートリッジに収容されるトナー収
納容器や廃トナー容器の着脱交換或いはトナー供給を容
易かつ安全に実施出来るようにする。 【構成】 感光体ドラム１０、現像装置１３、クリーニ
ング装置１９等を収めるプロセスカートリッジ３０の上
面を開放し、それ等に接続するトナー収納容器４０及び
廃トナー容器５０をカートリッジ内の上面近くに配置し
て装置本体の上面カバー９０の一体とする遮蔽部材９１
によって覆い、上面カバー９０を開蓋するか若しくはカ
ートリッジ３０を装置外部に引き出すことによってカー
トリッジ３０の上部を開放してトナー収納容器４０や廃
トナー容器５０の着脱交換を可能としたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体の周面に複数
の帯電手段、像露光手段ならびに現像手段を配置して、
像形成体の一回転中にトナー像を重ね合わせてカラー画
像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を記録する装置として
は、画像形成に必要な色の種類と同数の帯電手段、像露
光手段ならびに現像手段を像形成体の周囲に配置して、
像形成体の一周する間に各色毎の帯電、像露光ならびに
現像を順次行ってトナー像を重ね合わせてカラーのトナ
ー像を形成し、これを一括して転写材上に転写する形式
のカラー画像形成装置が知られている。

【０００３】かかる装置は各色のトナー像の形成が僅か
な時間差を置いて連続して開始されることから、カラー
画像形成のスピードが早く、また像形成体の周面の長さ
より大きいカラー画像の形成が可能であると云う特徴も
備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる装
置は、像露光や現像の各手段を始めとする多くの画像形
成用機材が像形成体の周囲に高い密度で配置されるため
に、機材の取り扱い中でも現像手段に接続するトナー供
給部やクリーニング手段に接続する廃トナー容器の着脱
操作性が極めて悪いと云う難点がある。

【０００５】本発明はこの点を解決して改良した結果、
トナー供給部や廃トナー容器を容易な着脱操作によりト
ナーを洩らすことなく交換出来るようにしたカラー画像
形成装置の提供を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周面に、それぞれ複数の帯電手段、像露光手段及び現像
手段を配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、像露光
及び現像を繰り返して像形成体上にトナー像を重ね合わ
せて形成後、前記トナー像を転写材に一括して転写する
カラー画像形成装置において、前記複数の現像手段は上
方にトナー供給部と廃トナー容器を配置し、装置本体の
上部より前記トナー供給部と前記廃トナー容器の着脱を
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。

【０００７】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置の構成とその作
用を図１によって説明する。

【０００８】10はドラム状の像形成体即ち感光体ドラム
で、光学ガラス若しくは透明アクリル樹脂等の透明部材
によって形成される基体の外周に透明導電層から成る有
機感光層（ＯＰＣ）を塗布したもので、接地した状態で
時計方向に駆動回転される。

【０００９】本実施例では、画像露光用の露光ビームの
結像点である感光体ドラムの光導電体層において、光導
電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正な
コントラストを付与できる波長の露光光量を有していれ
ばよい。従って、本実施例における感光体ドラムの透明
基体の光透光率は、１００％である必要はなく、露光ビ
ームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性が
あっても構わない。透光性基体の素材としては、ソーダ
ガラス、パイレックスガラス、ホウ珪酸ガラスや一般光
学部材などに使用されるフッ素、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの各種透
光性樹脂が使用可能である。また、透光性導電層として
は、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸
化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持した金属薄膜が用い
られ、成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、
各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、ス
プレー塗布法などが利用される。また、光導電体層とし
ては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、
アモルファスセレン合金感光層や、各種有機感光層（Ｏ
ＰＣ）が使用可能である。

【００１０】11は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム10の前述した有機感光体層に対し所定
の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ
放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム10に対し
一様な電位を与える。

【００１１】12は像露光手段である露光光学系で、感光
体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，ＥＬ，Ｐ
Ｌ等の発光素子と光収束性レンズとして例えばセルフォ
ックレンズとから構成される。別体の画像読み取り装置
によって読み取られた各色の画像信号がメモリより順次
取り出されて前記の各露光光学系12にそれぞれ電気信号
として入力される。この実施例で使用される発光素子の
発光波長は各々同一波長であり500〜900nmの範囲のもの
である。

【００１２】前記の各露光光学系12は何れも共通の柱状
の支持部材20に取り付けられ、かつ各露光光学系12
（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ），12（Ｋ）は図１に示すよ
うに等間隔に配置され、前記感光体ドラム10の基体内部
に収容される。露光光学系12は上記の発光素子以外にラ
ンプとＬＣＤ，ＬＩＳＡ，ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材
を組み合わせたものとセルフォックレンズ等の結像レン
ズとから構成することもできる。

【００１３】13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、それぞ
れ感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保って同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１４】前記の各現像器13は、前述した帯電器11に
よる帯電，露光光学系12による像露光によって形成され
る感光体ドラム10上の静電潜像を現像バイアス電圧の印
加により非接触の状態で反転現像する。

【００１５】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１６】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１７】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム10を時計方向へと回転し、同
時に帯電器11（Ｙ）の帯電作用により感光体ドラム10に
電位の付与が開始される。

【００１８】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、
前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信号すなわ
ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
像露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の
感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静
電潜像を形成する。

【００１９】前記の潜像は現像器13（Ｙ）により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム10の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００２０】次いで感光体ドラム10は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器11（Ｍ）の帯電作
用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２の
色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電
気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）による非
接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー
像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせて
形成される。

【００２１】同様のプロセスにより帯電器11（Ｃ）、露
光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）によってさらに
第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、ま
た最後に帯電器11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）および現
像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）
のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム
10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成
される。

【００２２】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、転写器14Ａにおいて給紙カセ
ット15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって
同期して給紙される転写材である転写紙上に転写され
る。

【００２３】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着し定着がなされた
のち排紙ローラ18を介して装置上部のトレイ上に排出さ
れる。

【００２４】一方、転写紙を分離した感光体ドラム10は
クリーニング装置19において残留トナーを除去，清掃し
て原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしくは一
旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機す
る。

【００２５】本装置においては露光光学系12を内包する
ことにより小径の感光体ドラム10の使用を可能としてい
て、さらに前記のカートリッジ30のバランスがとれるよ
う前記の各現像器13を図６に示す如くドラムの中心を通
る垂直線ＭＯＭの左右両側に対称的に配置し又転写紙の
給送、転写、定着を考慮して感光体ドラムの上方に配置
し、トナー収納容器４０を上方へ並列配置できる構成と
なっている。

【００２６】従ってドラム周面のスペース配分の関係か
ら、転写やクリーニング手段はドラム下方に配置される
ことになる。即ち図６に示すように外径φが６０ｍｍな
いし２００ｍｍの小径ドラムの感光体ドラム１０の中心
を通る垂直線Ｍ−Ｍを対象軸としてその左右に露光光学
系１２と現像器１３をそれぞれ２個ずつ、また感光体ド
ラム１０の中心を通る水平線Ｎ−Ｎ下部の一方の側に転
写器１４Ａ、他方の側にクリーニング装置１９を配置す
ることによって左右のバランスが保たれ、取り扱い操作
が極めて容易となる。

【００２７】本実施例において確かめたところ、露光光
学系１２と現像器１３を図示の如く垂直線Ｍ−Ｍの左右
のほぼ対向した位置に、また転写器１４Ａの中心を水平
線Ｎ−Ｎ下方の垂直線Ｍ−Ｍより感光体ドラム１０の回
転上流側の角度θ１が５度ないし４０度、一方クリーニ
ング装置１９の当接部を同じく水平線Ｎ−Ｎ下方の垂直
線Ｍ−Ｍより感光体ドラム１０の回転下流側の角度θ２
が１０度ないし５０度の各位置に配置し、また上部に配
置される左右一対の現像器１３の各現像スリーブ中心が
水平線Ｎ−Ｎとの間になす角θ３およびθ４を上下にそ
れぞれ±２０度以内さらに上部に配置される左右一対の
現像器１３に対してなす角θ５およびθ６をそれぞれ４
５度ないし７５度の範囲内の設定することにより、感光
体周囲を有効利用し、外部形状バランスや垂直バランス
のとれたレイアウトを得ることができた。

【００２８】前記の感光体ドラム１０は、各帯電器１
１、現像器１３並びにクリーニング装置１９とさらに前
記の各現像器１３に対しトナーを供給する各トナー収納
容器４０及びクリーニング装置１９によって回収したト
ナーを収容する廃トナー容器５０と共にプロセスカート
リッジ３０に収められて、一体で装置本体より水平方向
に引き出して移動し、さらに装置本体の外部に取り出す
ことも出来るように構成されている。

【００２９】前記のトナー収納容器４０はトナーの供給
ならびに個々の交換を容易にする目的からそれぞれの現
像器１３の上方即ちプロセスカートリッジ３０内の上部
に並列配置され、また前記の廃トナー容器５０も同様の
目的からトナー収納容器４０に並列して配置されてい
る。

【００３０】前記のプロセスカートリッジ３０は、装置
本体の側面部材を形成する側面カバー８０を開放するこ
とにより、一旦斜め上方に移動したあとその位置から引
き出すことによって装置本体の外部に向け水平方向に移
動される。

【００３１】図２（ａ）はプロセスカートリッジ３０の
交換構造、図２（ｂ）はその要部たる断面ＢＢを示した
もので、装置本体内の前後の各基板６０には傾斜した一
対の長穴６０Ａが相対して設けられ、長穴６０Ａにピン
Ｐ１を内側より係合することにより連結された一対の昇
降板６１を斜め上方からさらに斜め下方にスライド可能
に支持している。

【００３２】前記の各昇降板６１の内側にはアキュライ
ドレールと呼ばれる３本のレールにより２段階に伸縮可
能のガイド部材７０が取り付けられていて、更にそれぞ
れの内側の各レールには移動板７１が固定されている。

【００３３】前記の各移動板７１は相対する位置に一対
のＵ字状の切欠を備えていて、それぞれの切欠にピンＰ
２を係合することにより前記のプロセスカートリッジ３
０を支承している。

【００３４】一方前記の各昇降板６１は上下に長い長穴
６１Ａと備えていて、前記の側面カバー８０と共に回転
軸Ｈを支点として回動するアーム上のピンＰ３を遊合し
ている。

【００３５】側面カバー８０を時計方向に回転して開放
し水平の停止位置に置くと、前記のピンＰ３の移動によ
り昇降板６１はピンＰ１が前記の長穴６０Ａ内をスライ
ドすることにより斜め上方から次いで斜め下方へと移動
したあと停止し、この過程でプロセスカートリッジ３０
は画像形成装置（Ｉ）から前述したタイミングローラ１
６、転写器１４Ａ、除電器１４Ｂ等を回避して移動し引
き出し可能の位置（II）に設定される。

【００３６】プロセスカートリッジ３０は、前記の引き
出し可能の位置（II）から引き出されると、前記のガイ
ド部材７０の伸長により図３に示す如く水平状態を維持
して装置本体の外部の引き出し位置（III）に移動され
る。

【００３７】前記プロセスカートリッジ３０は図４に示
す如くその上面が広く開放されていて、収容する前記の
各トナー収納容器４０と廃トナー容器５０がその上面に
露出されている。従って各トナー収納容器４０、廃トナ
ー容器５０の着脱或いはトナーの供給等の作業は、プロ
セスカートリッジ３０の上面から直接可能であるので、
その操作は極めて容易でありかつ確実に実施することが
出来る。

【００３８】一方装置本体は、その上面に開閉可能の上
面カバー９０を備えていて、前記のプロセスカートリッ
ジ３０が画像形成装置（Ｉ）にあって前記の上面カバー
９０が閉蓋されている場合には、カートリッジの上面が
上面カバー９０の一体とする遮蔽部材９１によって覆わ
れるようになっている。従ってプロセスカートリッジ３
０が画像形成装置（Ｉ）にある場合には、前記の上面カ
バー９０を開放するのみにて各トナー収納容器４０、廃
トナー容器５０の着脱が出来ることとなる。

【００３９】前記の遮蔽部材９１は、カートリッジ３０
が引き出し時上昇して干渉することを避けるため、その
上面より若干高い位置にあり、カートリッジ３０の引き
出し方向を除く３方向に側壁９１Ａを設けてカートリッ
ジ３０への埃や異物の浸入或いはカートリッジ３０から
の飛散、流失を防止している。

【００４０】またプロセスカートリッジ３０は、図５に
示す如く装置外部の引き出し位置（III）に移動するこ
とによってもその上面が開放されてトナー収納容器４０
や廃トナー容器５０の着脱或いはトナーの供給が可能で
あり、更にプロセスカートリッジ３０を前記の引き出し
位置（III）に移動した状態で装置本体の上面カバー９
０を閉蓋すると画像の転写域を含む転写紙の搬送面が広
く開放されてジャム紙の処理、その他のメンテナンスの
作業が容易に実施出来る状態となる。

【００４１】なお本実施例は各露光光学系１２が感光体
ドラム１０の内部に配置されて、ドラム外周の感光層に
対しドラム内側より透明基板を透して像露光を行う形式
の装置について説明したが、本発明は図７に示す如く各
露光光学系１２が感光体ドラム１０の外周に配置されて
いて、ドラム外周の感光層に対し直接像露光を行う形式
の装置に対しても適用可能であって、同様の効果が得ら
れるものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明により、プロセスカートリッジ内
に一体化されたトナー収納容器や廃トナー容器に対する
トナーの供給或いは交換が、トナーの飛散や流出を伴う
ことなく装置の一方向側から容易に実施出来るようにな
り、更にカートリッジがトナーの供給或いは交換時以外
には開放が禁止されて安全に取り扱うことが出来るカラ
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】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の断面構成図。

【図２】プロセスカートリッジの画像形成位置と引き出
し可能位置の関係を示す説明図。

【図３】プロセスカートリッジの引き出し可能位置と引
き出し位置の関係を示す説明図。

【図４】実施例１におけるプロセスカートリッジの開閉
手段を示す説明図。

【図５】実施例２におけるプロセスカートリッジの開閉
手段を示す説明図。

【図６】図１に示したカラー画像形成装置の要部配置
図。

【図７】本発明の適用を可能とする他のカラー画像形成
装置の構成図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ 帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １４Ａ 転写器 １４Ｂ 除電器 １５ 給紙カセット １６ タイミングローラ １７ 定着装置 １９ クリーニング装置 ２０，２０Ａ 支持部材 ３０，３０Ａ プロセスカートリッジ ４０ トナー収納容器 ５０ 廃トナー容器 ６０ 本体基板 ７０ ガイド部材 ８０ 側面カバー ９０ 上面カバー ９１ 遮蔽部材 ３００ 開口部 ４００ 画像転写域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周面に、それぞれ複数の帯電
   手段、像露光手段及び現像手段を配設し、前記像形成体
   の一回転中に帯電、像露光及び現像を繰り返して像形成
   体上にトナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を
   転写材に一括して転写するカラー画像形成装置におい
   て、前記複数の現像手段は上方にトナー供給部と廃トナ
   ー容器を配置し、装置本体の上部より前記トナー供給部
   と前記廃トナー容器の着脱を可能としたことを特徴とす
   るカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記複数の現像手段は、少なくとも前記
   像形成体と共にプロセスカートリッジに収めて一体的に
   引き出し可能であり、引き出し位置において画像の転写
   域が開放され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。
3. 【請求項３】 前記複数の現像手段は少なくとも前記像
   形成体並びに前記トナー供給部と前記廃トナー容器と共
   にプロセスカートリッジに収めて一体的に引き出し可能
   であり、引き出し位置において前記トナー供給部と前記
   廃トナー容器の着脱を可能とす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。
4. 【請求項４】 前記複数の現像手段は少なくとも前記像
   形成体並びに前記トナー供給部と前記廃トナー容器と共
   にプロセスカートリッジに収めて一体的に引き出し可能
   であり、装着位置において装置本体の上部より前記トナ
   ー供給部と前記廃トナー容器の着脱を可能とすることを
   特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記トナー供給部に対するトナーの供給
   はトナー容器の交換によって行われ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。