JPH086343A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置本体内のデッドスペースを利用して容量
の大きい廃トナー収納容器を内蔵する。 【構成】 複数の露光光学系を保持して装置本体側に固
定される支持部材20の中心部に、搬送スクリュ301を内
蔵する円筒状の廃トナー収納容器300を半径方向に遊動
出来る状態に挿着し、クリーニングによって回収された
廃トナーをカートリッジ30の前方に突出する受入れ口30
0Ａに落下して、搬送スクリュ301の推力と感光体ドラム
10の回転に伴う偏心カムＥの上下動による振動とによっ
て容器内に平均して収容するように構成したことを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてドラム状の像
形成体の周面に複数の像露光手段と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形成する方法として
は、画像を形成するのに必要な色と同数の感光体，帯電
器，現像器等を備え、それぞれ感光体に形成した単色の
トナー像を転写体等に重ね合わせてカラー画像とする装
置（Ａ）や、１つの感光体を複数回回転して各色毎の帯
電，像露光ならびに現像を繰り返してカラー画像を形成
する装置（Ｂ）あるいは同じく１つの感光体の一回転以
内に各色毎の帯電，像露光ならびに現像を順次行ってカ
ラー画像を形成する装置（Ｃ）等が知られている。

【０００３】しかし前記の装置（Ａ）は複数の感光体や
転写体の搬送を要するため装置の容積が大型化する欠点
があり、一方装置（Ｂ）は帯電手段、像露光手段や感光
体が一つだけであるので容積は小型化されるものの形成
される画像のサイズが感光体の表面積以下に限定される
と云う制約がある。

【０００４】また装置（Ｃ）は高速の画像形成を可能と
するものの、感光体の一周内に帯電器，像露光手段と現
像器を複数組配設する必要があること、像露光を行う光
学系が近接する現像器から洩れるトナーに汚れて画質を
損なうおそれがあり、これを避けるため像露光手段と現
像器の間隔を大きくとる必要があることから必然的に感
光体の径が大きくなって装置を大型化すると云う矛盾が
ある。

【０００５】装置（Ｃ）における前述したような障害の
欠点を避ける目的から、像形成体の基体を透明体の素材
によって形成し、その内部に複数の像露光手段を収容し
て、画像を前記の基体を通してその外周に形成した感光
層に露光する形態の装置が提案されている（例えば特開
平5-307307号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さらに前述した装置
（Ａ）および装置（Ｂ）では、機材のレイアウトや転写
材の給紙経路の構成上の制約から大型の廃トナー収納容
器を内蔵するのは困難であって、極く小型の容器をしか
も装置の奥まった位置に設置せざるを得ず、そのため面
倒な廃トナーの処分を頻繁に行う必要があった。

【０００７】本発明はこの点を解決して改良した結果、
前記の装置（Ｃ）における機材のレイアウトあるいは転
写材の給紙経路の構成上の特徴を利用することによっ
て、大型の廃トナー収納容器をしかも着脱の極めて容易
な位置に設置することを実現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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対し帯電，像露光および現像を繰り返して前記像形成体
上にトナー像を重ね合わせて形成後、転写材に一括転写
を行うカラー画像形成装置において、前記像形成体は共
通の支持手段上に保持された複数の像露光手段を内包
し、前記像露光手段を保持する前記支持手段の内部にク
リーニング手段の回収するトナーを収める廃トナー収納
容器を設置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。

【０００９】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置の構成を図１お
よび図２によって説明する。

【００１０】10はドラム状の像形成体すなわち感光体ド
ラムで、光学ガラスも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円筒状の基体の外周に透明導電
層，有機感光層（ＯＰＣ）を塗布したものである。

【００１１】前記感光体ドラム10は一方の端部のフラン
ジ10Ａが後述するカートリッジ30の備える複数のガイド
ローラ30Ｒによって軸受支持され、他方の端部のフラン
ジ10Ｂが装置本体の基板40の備える３点支持のガイドロ
ーラ40Ｒに外嵌して外周の歯車10Ｇを駆動歯車40Ｇに噛
合し、その動力により前記の透明導電層を接地した状態
で時計方向に回転される。

【００１２】11は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。

【００１３】12は感光体ドラム10の軸方向に配列した発
光素子をアレイ状に一列に並べたＦＬ，ＥＬ，ＰＬ，Ｌ
ＥＤや光シャッタ機能をもつ素子を一列に並べたＬＩＳ
Ａ，ＰＬＺＴ，ＬＣＳと等倍結像素子としてのセルフオ
ックレンズとから構成される露光光学系で、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。

【００１４】前記の各露光光学系12は何れも装置本体の
基板40に対し固定した円柱状の支持部材20に取り付けら
れて前記感光体ドラム10の基体内部に収容される。

【００１５】13Ｙないし13Ｋはイエロー（Ｙ），マゼン
タ（Ｍ），シアン（Ｃ）およびＫ（黒色）の各現像剤を
収容する現像器で、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13
0を備えている。

【００１６】前記の各現像器は、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。

【００１７】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。

【００１８】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およ
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。

【００１９】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タの始動により前記の駆動歯車40Ｇ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。

【００２０】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
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。

【００２１】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。

【００２２】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
成していく。

【００２３】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色（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。

【００２４】これ等各露光光学系による感光体ドラム10
の有機感光層に対する露光はドラムの内部より前述した
透明の基体を透して行われる。従って第２，第３および
第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成さ
れたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第１
の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成するこ
とが可能となる。なお各露光光学系12の発熱による感光
体ドラム10内の温度の安定化及び温度上昇の防止は、前
記支持部材20に熱伝導性の良好な材料を用い、低温の場
合はヒータ201を用い、高温の場合は図示しないヒート
パイプを介して外部に放熱する等の措置を講ずることに
より支障のない程度迄抑制することができる。また各現
像器による現像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ
130に対し直流あるいはさらに交流を加えた現像バイア
スが印加され、現像器の収容する一成分或いは二成分現
像剤によるジャンピング現像が行われて、透明導電層を
接地する感光体ドラム10に対してトナーと同極性の直流
バイアスを印加して、露光部にトナーを付着させる非接
触の反転現像が行われるようになっている。

【００２５】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紙に転写される。

【００２６】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。

【００２７】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かかる。

【００２８】前記の感光体ドラム10、各帯電器11、各現
像器13とさらにクリーニング装置19はカートリッジ30に
収容され一体化された状態で像露光手段に負荷や衝撃を
与えることなく、光学系12を有する支持部材20を残して
装置本体内に着脱出来るように構成されている。着脱時
に支持部材20を残す構成は、ヒータ201，前述したヒー
トパイプ、ＬＥＤを動作させるリード線203や光学系12
を感光体の回動や感光体の着脱にもかかわらず支持部材
20に固定しておくことができる特長を有している。又以
下に記す様に感光体ドラム10の軸心を決めるのに利用す
ることもできる。

【００２９】前記の支持部材20はその中心部に円筒形の
廃トナー収納容器300を半径方向に若干遊動出来る状態
に挿入し格納している。

【００３０】前記廃トナー収納容器300は後方端部に備
える係合ピン302を前記支持部材20の切欠に係合して回
転を阻止された状態で、内蔵する搬送スクリュ301が後
方端部に突出するクラッチ301Ａを装置本体側の駆動軸2
50の備えるクラッチ251に係合、接続されていて、前記
駆動軸250の動力により駆動回転される。

【００３１】また前記廃トナー収納容器300は前方端部
をカートリッジ30の前面に突出した状態で、フランジ30
3がカートリッジ30の前面に取り付けられる押さえ板31
により係合されて格納位置に保持される。

【００３２】前記廃トナー収納容器300は、直径は感光
体ドラム10の径によって制約されるものの、奥行き方向
に関しては感光体ドラム10の軸方向の長さに相当する大
きさとすることができるので、比較的大型の容器とする
ことが可能で、従って容器内の廃トナーの処分を必要と
する頻度は一般の装置の内蔵する廃トナー収納容器に比
して著しく少なくてすむこととなる。

【００３３】前記廃トナー収納容器300はカートリッジ3
0の前方の突出部の上面に廃トナーの受入れ口300Ａを開
口していて、図３に示す如く前記のクリーニング装置19
において回収された廃トナーがクリーニング装置19に接
続し、カートリッジ30の前面を経由する回収パイプ190
内の搬送スクリュ190Ａの推力によりパイプ先端の連結
ユニット191に搬送されて落下される。

【００３４】前記連結ユニット191は図４（ａ）に示す
如く廃トナーの落下口192Ａを開口するスリーブ192を回
動可能に内嵌し、その端部に形成した弾性体の係合部19
1Ａを廃トナー収納容器300の前述した受入れ口300Ａに
圧入し、弾性板から成る遮蔽蓋300Ｂを押し下げて装着
される。

【００３５】前記の連結ユニット191は廃トナー収納容
器300への装着後、突出する操作ピン193を一点鎖線にて
示す位置から実線にて示す位置に移動することによって
前記のスリーブ192が略半回転され、それによって前記
の落下口192Ａが下向きの位置に変えられて搬送された
廃トナーが受入れ口300Ａに落下して廃トナー収納容器3
00の内部に回収される。

【００３６】なお前記のスリーブ192は、連結ユニット1
90の廃トナー収納容器300からの取り外しに際し、前も
って前記の操作ピン193を一点鎖線にて示す位置に復帰
させて取り外し後、廃トナーが洩れ出るのを防止する。
一方連結ユニット190を取り外したあとの廃トナー収納
容器300の受入れ口300Ａは、前記の遮蔽蓋300Ｂの弾性
復元により自動的に閉鎖されて、装置からの取り出し操
作中に廃トナーが飛散したり流出したりするのを防止す
る。

【００３７】受入れ口300Ａに落下してその直下に堆積
した廃トナーは、前記の搬送スクリュ301の回転に伴う
推力によって廃トナー収納容器300内の後方端部側に順
次移送されると同時に、廃トナー収納容器300自体が偏
心カムＥの回動により周期的に上下動されることによっ
て、容器全域にわたって常に平均して収容され、従って
廃トナーは容器内のスペースに充満状態に達する迄効率
良く収納される。

【００３８】前記偏心カムＥは図２およびその断面ＡＡ
を示す図４（ｂ）にあるように前記支持部材20の切欠部
に回動自在に取り付けられた小歯車Ｇ１と中心を異にし
た状態にて一体とされていて、前記の小歯車Ｇ１が感光
体ドラム10の回転に伴いフランジ10Ａの内側に形成した
大歯車Ｇ２の駆動により回動されると、その一周毎に前
記の偏心カムＥが廃トナー収納容器300を一点鎖線をも
って示すようにその遊動作範囲内で押し上げたのち自重
による落下を反復させて、その接動作用により廃トナー
の移送を促進させる。

【００３９】一方廃トナーの回収状況は図２においてＢ
をもって示す位置すなわち廃トナー収納容器300の略中
央部に対向して設けられる検出装置によって検知され
る。

【００４０】廃トナー収納容器300は図４（Ｃ）に示す
如く周面の一部に透明板によってカバーされた検出窓Ｗ
を形成して、それに臨む容器内部に反射板Ｒを備えてい
る。

【００４１】一方前記検出窓Ｗに対面する支持部材20の
内周部には発光素子と受光素子を並列したフォトセンサ
Ｓが組み込まれていて、発光素子から投射される赤外光
が前記の反射板Ｒにより反射して受光素子に入射するこ
とによって容器内のスペースが検出されるようになって
いる。

【００４２】廃トナーが充満状態に達して前記の反射板
Ｒの検出が不可能となると、フォトセンサＳからの信号
により警報若しくはシグナルにより廃トナーが充満状態
に達したことが表示されて容器の交換若しくは容器内の
廃トナーの処分を要することが警告される。

【００４３】廃トナー収納容器300は、像形成体の回転
軸方向にその着脱が前記の連結ユニット191の装置の解
除と前記の取り付け板31の取り外しを行うだけで極めて
簡単に実施出来るので、容量が大きく廃トナー処分を必
要とする頻度も少ないことから、そのメンテナンス性は
頗る良好と云うことが出来る。

【００４４】なお前記の廃トナー収納容器300はカート
リッジ30に内包されるため図５に示すように装置本体を
２分割形式として上部本体上を蝶番Ｈを介して下部本体
IIに対して開放する構造をとった場合にも前記の連結ユ
ニット191の装着をその都度解除する必要がなく、さら
にカートリッジ30を一対のガイドレール270を介してス
ライドして着脱する形式とすれば、カートリッジ30と廃
トナー収納容器300をともに装置本体の同一側面側から
着脱することが可能となってメンテナンスの作業も容易
となる。

【００４５】

【発明の効果】本発明により、装置内に特にスペースを
設けることなく、収納容器の大きな廃トナー収納容器を
しかも脱着操作の容易な位置に設置することが可能とな
り、その結果コンパクトな装置でありながら長期にわた
って廃トナーの処分を必要としないメンテナンス性に優
れた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】前記装置の要部断面図。

【図３】前記装置の要部側面図。

【図４】廃トナー収納容器の要部断面図。

【図５】前記装置の開閉を示す説明図。

【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 支持部材 30 カートリッジ 100 トナーホッパ 190 回収パイプ 191 連結ユニット 192 スリーブ 300 廃トナー収納容器 300Ａ 受入れ口 300Ｂ 遮蔽蓋 301 搬送スクリュ 301Ａ クラッチ 302 係合ピン 303 フランジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体に対し帯電，像露光および現像
   を繰り返して前記像形成体上にトナー像を重ね合わせて
   形成後、転写材に一括転写を行うカラー画像形成装置に
   おいて、前記像形成体は共通の支持手段上に保持された
   複数の像露光手段を内包し、前記像露光手段を保持する
   前記支持手段の内部にクリーニング手段の回収するトナ
   ーを収める廃トナー収納容器を設置したことを特徴とす
   るカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記廃トナー収納容器はトナー収容量の
   検知手段を前記支持手段に設けていることを特徴とする
   請求項１のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記廃トナー収納容器は、前記像形成体
   の回転軸方向から前記装置に対して着脱可能であること
   を特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。