JPH11143166A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交換頻度が多い一成分現像剤を内蔵する現像
手段や帯電手段の交換を容易とし、且つ帯電手段に設け
られる放電電極や制御グリッドの損傷を少なくし、更に
帯電手段と現像手段とを小型化して、結果として装置本
体の小型化を図ったカラー画像形成装置を提供するこ
と。 【解決手段】 帯電手段と前記現像手段とを一体的な現
像ユニットとしてカラー画像形成装置に着脱可能に設け
ると共に、現像手段に設けられる現像剤搬送体と並列し
て近接配置する帯電手段を移動可能とし、現像剤搬送体
に対し離間する方向へ移動した状態で現像ユニットをカ
ラー画像形成装置に装着することを特徴とするカラー画
像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、像形成体の周辺に複数
組の帯電手段、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】従来、多色のカラー画像を形成する方法
としては、画像形成に必要な色と同数の像形成体、帯電
手段、現像手段等を備え、それぞれの像形成体に形成し
た単色のトナー像を転写材に重ね合わせてカラー画像と
するカラー画像形成装置や、像形成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
画像を形成するカラー画像形成装置、あるいは、同じく
像形成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カラー画像形成
装置等が知られている。

【０００３】しかし前記の各画像形成装置において、画
像形成に必要な色と同数の像形成体、帯電手段、現像手
段等を備え、それぞれ像形成体に形成した単色のトナー
像を転写材に重ね合わせてカラー画像とするカラー画像
形成装置は、複数の像形成体や転写材の搬送を要するた
め装置の容積が大型化する欠点があり、一方、像形成体
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カラー画像形成装置
は、容積は小型化されるものの、形成される画像のサイ
ズが像形成体の表面積以下に限定されると云う制約があ
る。

【０００４】その点、像形成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
成するカラー画像形成装置は、画像のサイズに制約がな
く、しかも高速の画像形成を可能とする等の利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の提
案によるカラー画像形成装置は、像形成体に対し周囲に
像露光手段、帯電手段、現像手段を数多く配置するため
に構造が複雑であり、特に、交換頻度の多い現像剤のメ
ンテナンス操作を要する現像手段は、メンテナンス・交
換等の操作が困難である。特に、一成分現像剤を用いた
現像手段においては、現像剤の使いきりによる現像手段
の交換頻度が多く交換の容易性が要求される。さらにメ
ンテナンスや交換頻度の多い帯電手段もメンテナンスや
交換等の操作が困難であり、特にカラー画像形成装置よ
り取出した状態或いは着脱時に、帯電手段に設けられる
放電電極や制御グリッドを損傷するという問題が生じ
る。また、交換頻度の多い帯電手段や現像手段をできる
だけ小型化したいというハンドリング上の要求もある。

【０００６】本発明は上記の問題点を改良し、交換頻度
が多い一成分現像剤を内蔵する現像手段や帯電手段の交
換を容易とし、且つ帯電手段に設けられる放電電極や制
御グリッドの損傷を少なくし、更に帯電手段と現像手段
とを小型化して、結果として装置本体の小型化を図った
カラー画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周辺に帯電手段、現像手段及び像露光手段をそれぞれ複
数組配設し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成体
に対し前記帯電手段による帯電と前記像露光手段による
像露光での潜像の形成と前記現像手段による前記潜像の
現像とを繰り返し、前記像形成体の周面に複数のトナー
像を重ね合わせてカラートナー像を形成するカラー画像
形成装置において、前記帯電手段と前記現像手段とを一
体的な現像ユニットとして前記カラー画像形成装置に着
脱可能に設けると共に、前記現像手段に設けられる現像
剤搬送体と並列して近接配置する前記帯電手段を移動可
能とし、前記現像剤搬送体に対し離間する方向へ移動し
た状態で前記現像ユニットを前記カラー画像形成装置に
装着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。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本実施の形態の記載は請求項の技術的範囲
や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、
本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモ
ードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的
範囲を限定するものではない。また、以下の実施形態の
説明において、カラートナー像の転写材への転写の際
に、転写域において像形成体に対向する側の転写材の面
（転写材の表面または上面という）に転写する画像を表
面画像、転写材の他方の側の面（転写材の裏面または下
面という）に転写する画像を裏面画像という。

【０００９】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態
の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし
図８を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を
示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、
図１の像露光手段の要部拡大断面図であり、図３は、図
１の像形成体の側断面図であり、図４は、現像手段の配
置と像露光位置とを示す図であり、図５は、像形成体へ
の現像ユニットの取付け状態を示す断面図であり、図６
は、現像ユニットの交換方法を示す図であり、図７は、
現像ユニットに設けられる帯電手段の詳細を示す断面図
であり、図８は、図７の帯電手段のガイド部材を示す図
である。図１に示すカラー画像形成装置はベルト状転写
手段を有し、さらにはベルト状部材を用いて転写材の両
面にトナー像を形成し、これを一括定着を行うようにし
た両面画像形成装置であるが、本発明は両面画像形成に
限定されるものではない。

【００１０】図１ないし図５によれば、像形成体である
感光体ドラム１０は、例えば、光学ガラス（商品名パイ
レックス）や遠心重合法で作られた透明アクリル樹脂の
透明部材によって形成される円筒状の基体を内側に設
け、透明の導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光層（Ｏ
ＰＣ）等の感光層を該基体の外周に形成したものであ
り、接地された状態で図１の矢印で示す時計方向に回転
される。

【００１１】図３に示す如く、感光体ドラム１０はそれ
を係合固定する両面端のフランジ部材１０ａ及び１０ｂ
が、カラー画像形成装置本体の両側板３０１，３０２
（図１の前後に設けられる側板）に架設固定される支持
軸３０に対し、両面端のフランジ部材１０ａ及び１０ｂ
に嵌込まれたベアリングＢ１，Ｂ２により軸受けされて
回転自在に支持され、フランジ部材１０ｂの一体とする
歯車Ｇが装置本体側の駆動歯車と噛合して駆動されるこ
とにより所定の方向に定速で回転される。また、感光体
ドラム１０及び後述する露光光学系１２が一体的とされ
て像形成体ユニット１００が構成され、像形成体ユニッ
ト１００を支持する支持軸３０が、露光光学系１２が位
置出しされた状態で、装置本体の筺体を構成する両側板
３０１，３０２に固定される。

【００１２】また帯電手段としてのスコロトロン帯電器
１１と現像手段としての現像器１３とが一体化され、各
色毎の現像ユニット１３０が構成される。各色毎の現像
ユニット１３０が両側板３０１，３０２のそれぞれの所
定の位置に装着される。装着に際しては後述する如く、
現像ユニット１３０に設けられるスコロトロン帯電器１
１を図４の点線で示す位置より実線で示す位置に移動
し、スコロトロン帯電器１１を現像器１３の現像剤搬送
体としての現像スリーブ１３１より離間させた状態で装
着する。スコロトロン帯電器１１と現像器１３とが一体
とすることにより現像ユニット１３０の小型化が図られ
る。

【００１３】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
はイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およ
び黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、像
形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交
する方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、
感光体ドラム１０の前述した有機感光層に対し所定の電
位に保持された制御グリッド１１ｂと、例えば鋸歯状電
極からなる放電電極１１ａとを有し、放電電極１１ａに
よるトナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本
実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラ
ム１０に対し一様な電位を与える。放電電極１１ａとし
ては、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能
である。

【００１４】各色毎の像露光手段としての露光光学系１
２は、感光体ドラム１０上での露光位置が、図４に示す
ように、現像スリーブ１３１より離間されたスコロトロ
ン帯電器１１の元の空間に、感光体ドラム１０表面に露
光する像露光光の延長が位置するように配置される。露
光光学系１２の像露光光がスコロトロン帯電器１１の収
納空間に照射されるように配置することで装置の小型化
が図られる。

【００１５】Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色毎の像露光手段と
しての露光光学系１２は、露光系として基板１２２上に
感光体ドラム１０の軸と平行な主走査方向に配列された
複数の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１２
１をアレイ状に並べた線状の露光素子１２ａを、結像素
子としての光集束性光伝送体（商品名、セルフォックレ
ンズ）１２ｂを保持する結像素子保持部材としてのレン
ズホルダ１２ｃに取付けたユニットとして構成され、例
えば図２に黒丸で示す接着剤により露光素子１２ａ及び
セルフォックレンズ１２ｂとがレンズホルダ１２ｃに固
定される。更に、例えば図２または図３に黒丸で示す接
着剤により各露光光学系１２を支持する共通支持体とし
ての支持部材２０に露光光学系１２が取付けられて感光
体ドラム１０の基体内部に収容される。

【００１６】各色毎の露光光学系１２は、従来露光光学
系１２と支持部材との間に用いられていた像露光手段位
置調整用の楔状のブロック部材を用いず支持部材２０上
に直接仮止めされ、予め治工具等により感光体ドラム１
０との主走査方向及び感光体ドラム１０の回転方向の副
走査方向とを位置出しされる状態に調整されて各色毎の
露光光学系１２の共通支持体としての支持部材２０に直
接図２または図３に黒丸で示す接着剤にて固定される。
これにより、露光光学系１２が設けられた支持部材２０
の小型化が図られる。即ち、像露光手段の小型化が図ら
れる。

【００１７】また、リード線１２ＡがＬＥＤ１２１の基
板１２２の端部より引出され、レンズホルダ１２ｃの側
壁に沿って露光光学系１２より引出される。リード線１
２Ａが基板１２２の端部よりレンズホルダ１２ｃの側壁
に沿って引出されるので、露光光学系１２が狭いスペー
スで取付け可能とされ、更に像露光手段の小型化が図ら
れる。

【００１８】別体のイメージスキャナにより読込まれた
り、外部信号等により入力されて不図示の記憶部、例え
ばＲＡＭ内に記憶された各色の画像データが装置本体の
制御部を通して記憶部より順次読み出され、リード線１
２Ａを通して各色毎の露光光学系１２にそれぞれ電気信
号として入力され、ＬＥＤ１２１が、例えばパルス幅変
調方式（ＰＷＭ方式）により発光される。この実施形態
で使用される発光素子の発光波長は６００〜９００ｎｍ
の範囲のものである。

【００１９】上記の露光素子としては、その他ＦＬ（蛍
光体発光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ
（プラズマ放電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べ
たものが用いられる。この実施形態で使用される発光素
子の発光波長は、外部から像露光を行う際は通常Ｙ，
Ｍ，Ｃのトナーの透過性の高い７８０〜９００ｎｍの範
囲のものが用いられるが、裏面から像露光を行う方式で
あることからカラートナーに対して透光性を十分に有し
ないこれより短い４００〜７８０ｎｍの波長でもよい。

【００２０】画像形成される色順序と、回転される感光
体ドラム１０に、該色順序に従って設けられるスコロト
ロン帯電器１１と現像器１３とを一体化した現像ユニッ
ト１３０は、本実施形態においては、図１の感光体ドラ
ム１０に対してＹ，Ｍの現像ユニット１３０が感光体ド
ラム１０の左側に、また、Ｃ，Ｋの現像ユニット１３０
が感光体ドラム１０の右側に配置される。

【００２１】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の一成分の現像剤をそれぞれ収容し、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、
現像位置において感光体ドラム１０の回転方向と同方向
に回転する例えば厚み０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、外径１
０〜２０ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはア
ルミ材で形成された現像剤搬送体としての現像スリーブ
１３１を備えている。

【００２２】現像スリーブ１３１は、例えばアルミニウ
ム、ステンレス鋼等の非磁性材料からなり、表面をサン
ドブラスト処理でＪＩＳ１０点平均粗さによる表示（Ｊ
ＩＳ−Ｂ０６１０）で０．５μｍ〜５μｍの粗面加工を
施し回転可能に支持された現像剤搬送担体である。現像
スリーブ１３１が感光体ドラム１０の周面に対し所定の
間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回
転方向と同方向に回転される。

【００２３】１３２は現像スリーブ１３１へ現像剤（ト
ナー）を供給するトナーの供給部材としての、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡材ローラよりなり、供給部
において現像スリーブ１３１と平行に設けられ、現像ス
リーブ１３１と同方向に回転する供給ローラである。１
３３は現像剤層（トナー層）の高さ、量を規制するため
設けられた規制部材であり、例えば板状のステンレスや
ゴム材よりなる帯状の弾性板と、弾性板の先端部で現像
スリーブ１３１との当接部に取付けられ、例えばスポン
ジやウレタンゴムの発泡材よりなる帯状の弾性体と、よ
り構成される。規制部材１３３は先端を現像スリーブ１
３１の回転方向上流に向けて配置される。１３８は例え
ばＡＢＳ樹脂等により成型された黒色の現像ケーシング
である。

【００２４】現像器１３が図５に示す現像器１３の両端
の突当コロ１３７により感光体ドラム１０と所定の値の
間隙、例えば１００μｍ〜５００μｍをあけて非接触に
保たれ、各色毎の現像器１３による現像作用に際して
は、現像スリーブ１３１に対し直流電圧あるいはさらに
交流電圧を加えた現像バイアスが印加され、現像器の収
容する一成分現像剤によるジャンピング現像が行われ
て、負荷電の感光体ドラム１０に対してトナーと同極性
（本実施形態においてはマイナス極性）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。この時の現像間隔精度は画像ムラを防
ぐために２０〜５０μｍ程度以下が必要である。

【００２５】上記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電と露光光学系１２によ
る像露光とによって形成される感光体ドラム１０上の静
電潜像を、現像バイアスの印加による非接触現像法によ
り非接触の状態で帯電極性と同極性のトナー（本実施形
態においては感光体ドラムは負帯電であり、マイナス極
性のトナー）をもって反転現像する。

【００２６】上記の現像器に用いられる一成分現像剤
（トナー）としては、従来のトナーと同様の方法で得ら
れる球形や不定形の非磁性のトナーを用いることができ
る。好ましいトナーは、スチレン系樹脂，ビニル系樹
脂，エチレン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹
脂，ポリアミド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂
等の樹脂やパルミチン酸，ステアリン酸等の脂肪酸ワッ
クス等の樹脂を用い、それにカラー顔料等の着色成分や
必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のトナー
粒子製造方法と同様の方法によって作ることができる平
均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に
好ましくは１〜７μｍの粒子からなるものである。ま
た、必要に応じて粒子の流動滑りを良くするための流動
化剤や像形成体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が
混合される。流動化剤としては、コロイダルシリカ、シ
リコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等
を用いることができ、クリーニング剤としては、脂肪酸
金属塩、有機基置換シリコンあるいはフッ素等表面活性
剤等を用いることができる。

【００２７】一成分現像剤（トナー）は、現像器１３内
に密閉されており、使い切ると、現像ユニット１３０毎
で交換される。トナーは現像スリーブ１３１、規制部材
１３３、供給ローラ１３２間で摩擦帯電される。

【００２８】上記の如く、一成分現像剤を用いた現像手
段を用いることにより、現像ユニット１３０に設けられ
る現像器１３が小型となり、また、感光体ドラム１０に
対し、現像器１３に用いられる前記の現像器１３内部の
各部材を感光体ドラム１０の中心より放射状に感光体ド
ラム１０の周囲に配置することにより像形成体の周囲が
効率よく利用され、像形成体周りの装置の小型化が図ら
れる。

【００２９】原稿画像として本装置とは別体の画像読取
装置の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は、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫの各
色別の画像データとして一旦メモリに記憶し格納され
る。

【００３０】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータの始動により感光体ドラム１０を図１の矢印
で示す時計方向へ回転し、同時にＹのスコロトロン帯電
器１１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。

【００３１】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号すなわち
Ｙの画像データに対応する電気信号による露光が開始さ
れ、感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感
光層に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成す
る。

【００３２】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ロ
ーラ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。

【００３３】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Ｍのスコロトロン帯電
器１１の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学
系１２の第２の色信号すなわちＭの画像データに対応す
る電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器１３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）のトナー像が重ね合わせて形
成される。

【００３４】同様のプロセスによりＣのスコロトロン帯
電器１１、Ｃの露光光学系１２およびＣの現像器１３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Ｋのスコロトロン帯電器１１、Ｋの露光
光学系１２およびＫの現像器１３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。

【００３５】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光光学系１２
による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は感
光体ドラム１０の内部より前述した透明の基体を通して
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。

【００３６】上記の画像形成プロセスによって像形成体
としての感光体ドラム１０（像形成体）上に裏面画像と
なる重ね合わせカラートナー像が形成され、感光体ドラ
ム１０上の裏面画像の重ね合わせカラートナー像が転写
域１４ｂにおいて、トナーと反対極性（本実施形態にお
いてはプラス極性）の直流電圧が印加される転写器１４
ｃ（第１の転写手段）により、駆動ローラ１４ｄ及び従
動ローラ１４ｅ間に張架され、感光体ドラム１０に近接
あるいは接触して設けられたベルト状のトナー像受像体
１４ａ（中間転写体）上に一括して転写される。

【００３７】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、クリーニング装置１９にいたり、感光体ド
ラム１０に当接したゴム材から成るクリーニングブレー
ド１９ａによってクリーニングされ、引き続き次の表面
画像のカラー画像形成が行われる。

【００３８】以上のようにしてトナー像受像体１４ａ上
に裏面画像となる重ね合わせカラートナー像が形成され
た後、感光体ドラム１０上には引き続き表面画像となる
重ね合わせトナー像が上記のカラー画像形成プロセスと
同様にして形成される。このとき、トナー像受像体１４
ａ上に形成されている裏面画像と感光体ドラム１０上に
形成される表面画像とは転写域１４ｂにおける同期がと
られ、両面のトナー像の形成状態となる。なお、この時
に形成される表面画像は、感光体ドラム１０上では裏面
画像形成とは互いに鏡像になる様に画像データを変更す
る必要がある。

【００３９】転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａによ
り送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイ
ミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００４０】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持された表面画像
のカラートナー像と、トナー像受像体１４ａに担持され
ている裏面画像のカラートナー像と、の同期がとられて
転写域１４ｂへ給送される。この際、記録紙Ｐは、転写
材帯電手段としての紙帯電器１４ｆによりトナーと同極
性に紙帯電され、トナー像受像体１４ａに吸着されて転
写域１４ｂへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を行
うことにより、記録紙Ｐが転写部以外でトナー像受像体
１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー像と
引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止してい
る。また、転写材帯電手段としては、トナー像受像体１
４ａに当接及び当接解除可能な導通ローラやブラシ帯電
器やコロナ帯電器等を用いることも可能である。

【００４１】トナーと反対極性（本実施形態においては
プラス極性）の電圧が印加される第１の転写手段として
の転写器１４ｃにより感光体ドラム１０の周面上の表面
画像が一括して記録紙Ｐの上面側（表面側）に転写され
る。この際、トナー像受像体１４ａの周面上の裏面画像
は記録紙Ｐに転写されないでトナー像受像体１４ａに存
在する。次に、トナーと反対極性（本実施形態において
はプラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段として
の裏面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａの周面
上の裏面画像を一括して記録紙Ｐの下面側（裏面側）に
転写する。

【００４２】各色のトナー像は互いに重なり合うことか
ら、一括転写を可能とするにはトナー層の上層と下層の
トナーとが同様の帯電量で同一極性に帯電していること
が好ましい。このことから、トナー像受像体１４ａ上に
形成したカラートナー像をコロナ帯電により極性反転を
行ったり、感光体ドラム１０上に形成したカラートナー
像をコロナ帯電により極性反転を行う両面画像形成で
は、下層のトナーが同極性に十分帯電されないことか
ら、転写が不良となるので好ましくない。

【００４３】感光体ドラム１０上で反転現像を繰り返
し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を極
性を変えずにトナー像受像体１４ａに一括転写し、次
に、極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、裏
面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。表
面画像形成に対しても、感光体ドラム１０上に反転現像
を繰り返し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナ
ー像を極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、
表面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。

【００４４】以上のことからカラー画像形成において
は、上記の表面や裏面の画像形成法を用いて、第１の転
写手段を動作させて転写材の表面にカラートナー像を形
成し、次に、第２の転写手段を動作させて転写材の裏面
にカラートナー像を形成する両面画像形成法が好ましく
採用される。

【００４５】トナー像受像体１４ａは厚さ０．５〜２．
０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウ
レタンゴムの１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの抵抗値をもつ半
導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミング
防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを
行った２層構成とされる。この層も同様な半導電性が好
ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．５
ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエ
チレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等を
使用することもできる。

【００４６】両面にカラートナー像が形成された記録紙
Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈ
（以後分離極ともいう）により除電され、トナー像受像
体１４ａから分離され、両方のローラの内部にヒータを
有する２本のローラで構成される定着手段としての定着
装置１７へと搬送される。定着ローラ１７ａと、圧着ロ
ーラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより
記録紙Ｐ上の表裏の付着トナーが定着され、両面画像記
録がなされた記録紙Ｐが排紙ローラ１８により送られ
て、裏面画像のトナー像を上面として反転され装置上部
のトレイへ排出される。

【００４７】転写後のトナー像受像体１４ａの周面上に
残ったトナーは、トナー像受像体のクリーニング手段と
してのトナー像受像体クリーニング装置に設けられトナ
ー像受像体１４ａに当接及び当接解除可能なブレード１
４によりクリーニングされる。また、転写後の感光体ド
ラム１０の周面上に残ったトナーはクリーニング装置１
９にいたり、感光体ドラム１０に当接したゴム材から成
るクリーニングブレード１９ａによってクリーニング装
置１９内に掻き落とされ、図示せぬ排トナー容器に回収
される。クリーニング装置１９により残留トナーを除去
された感光体ドラム１０はＹのスコロトロン帯電器１１
によって一様帯電を受け、次の画像形成サイクルにはい
る。

【００４８】上記の方法を用いることにより、重ね合わ
せカラートナー像の一括転写であるので、トナー像受像
体上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ等が
起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー画像
形成がなされる。

【００４９】更に、上記のカラー画像形成装置には、図
１に示す開閉カバーＴが設けられ、開閉カバーＴはそれ
ぞれヒンジＴａ，Ｔｂ，Ｔｃにより回転可能に設けられ
るカバー部ＴＡ、箱体ＴＢ，ＴＣにより構成される。

【００５０】前記の如く、感光体ドラム１０は、内包す
る各露光光学系１２の小型化や各現像器１３の小型化に
よる装置の小型化により、外径φが５０ｍｍから１００
ｍｍの小径のドラムが使用され得る。外径φが５０ｍｍ
以下であると各露光光学系１２を感光体ドラム１０内に
配設することは困難となり、また、外周にスコロトロン
帯電器１１と現像器１３とより成る現像ユニット１３０
を４組配設することも困難となる。外径φが１００ｍｍ
以上であると、転写材の感光体ドラム１０からの分離性
能が低下し、像形成に要する時間が必要以上長時間要す
ることとなる。又、感光体ドラムの精度や変形により位
置合わせ精度も低下するという問題も生じる。

【００５１】感光体ドラム１０が小径であると、外周長
が短いので露光光学系１２や現像ユニット１３０のレイ
アウトの結果によっては記録紙Ｐの給送系の形成が困難
となるが、前記の説明の如く、露光光学系１２を小型化
して感光体ドラム１０内に配置し、また、感光体ドラム
１０に対し、現像ユニット１３０に設けられる現像器１
３の各部材を感光体ドラム１０の中心より放射状に配置
し、更に以下に説明する如く感光体ドラム１０の周囲に
各現像器１３を配置することにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ
の各色毎の現像器１３を感光体ドラム１０の中心軸を通
る水平線よりも略上部で、対応するＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの
各色毎の露光光学系１２と対にして配置することが可能
となり、更に、記録紙Ｐの給送系を略水平方向に設定し
て記録紙Ｐに対する画像の転写や搬送性を保証出来る装
置を実現している。

【００５２】上記のカラー画像形成装置において、像形
成体としての感光体ドラム１０或いはトナー像受像体１
４ａによる片面のみのコピーがなされることは勿論であ
る。

【００５３】図４によれば、感光体ドラム１０の回転中
心を通る水平線Ｎ−Ｎの上部を占める垂直線Ｍ−Ｍに対
し、黒色（Ｋ）の現像器１３の現像スリーブ１３１の中
心はドラム外径の大きさに応じて中心角θ１が時計方向
に８５°〜１１５°となる外周面上に特定して設置され
る。

【００５４】一方イエロー（Ｙ）の現像器１３の現像ス
リーブ１３１の中心は、前記のＫの現像器１３の現像ス
リーブ１３１の中心を設定の基準とし前記の中心角θ１
の大きさに対応して中心角θＤが反時計方向に１４５°
ないし１８０°の外周面上に設置される。前記の中心角
θＤの設定に当たってはＹの現像器１３の現像スリーブ
１３１の中心の垂直線Ｍ−Ｍに対する時計方向の中心角
θ２が前記の中心角θ１より小さくなるよう配設され
る。

【００５５】またマゼンタ（Ｍ）の現像器１３およびシ
アン（Ｃ）の現像器１３はＹの現像器１３とＫの現像器
１３の間の外周面上に等間隔に設置される。従って垂直
線Ｍ−Ｍに対してＣの現像器１３の現像スリーブ１３１
の中心のなす中心角θ３はＭの現像器１３の現像スリー
ブ１３１の中心のなす中心角θ４より大きい３５°〜５
５°の範囲とされ、それによって各現像器１３は前記の
カートリッジ３０内にバランス良くコンパクトに収容さ
れることとなる。中心角θ４は０°〜２０°の範囲とす
ることが好ましい。

【００５６】前記の各現像器１３のレイアウトにより感
光体ドラム１０は現像器１３、特にＹの現像器１３の下
方の外周面が広く解放されることとなり、その結果Ｙの
現像器１３の下部に前記のクリーニング装置１９を配置
し、さらにドラム直下に前記のトナー像受像体１４ａを
水平に近い状態に配置することも可能となって、略水平
方向から給送される記録紙Ｐは転写領域を通過後搬送上
支障の起こらない４０°以下の分離角度ともいうべき水
平方向に対する伏角θＰの方向に搬送して定着装置１７
に対する受け渡しの作用を確実にすることが出来る。な
お上記の伏角θＰは０°であることが分離性からみて最
も望ましいが、４０°以下であれば感光体ドラム１０が
小径であることから記録紙Ｐの搬送性には殆ど影響がな
い。周囲のスコロトロン帯電器１１、現像器１３、クリ
ーニング装置１９等の配置から特に好ましいθＰは１０
°〜３０°である。

【００５７】なおＹの現像器１３は可能な限り上方に配
置されるので好ましいが、前記の中心角θＤは１４５°
近く、すなわち小さい角度側に設定するようにした場合
にはＹの現像器１３の下方に位置するクリーニング装置
１９が多少大きくなっても記録紙Ｐの給紙系に対する影
響が小さく、又、スコロトロン帯電器１１及び現像器１
３を配置するために感光体ドラム１０の外径を大きくせ
ざるを得なくなる。逆に１８０°近い大きな角度側に設
定した場合には、クリーニング装置１９の大きさにも制
約を受け、前記の給紙系の伏角θＰは４０°近い角度と
なる。中心角θＤが１８０°以上大きくなると伏角θＰ
を４０°以下に設定することが困難となって記録紙の分
離性が低下し、レイアウトに支障を生ずることから、安
全を見て前記の中心角θＤは１４５°〜１８０°として
も、さらに好ましくは１５０°〜１７５°の範囲に限定
するのが望ましい。

【００５８】図５または図１によれば、装置本体の両側
板３０１，３０２にそれぞれ、現像器１３とスコロトロ
ン帯電器１１とを一体とした各色毎の現像ユニット１３
０を着脱するためのガイドレール３０１ａ，３０２ａが
設けられ、また、両側板３０１，３０２に張り渡す状態
でガイド板３０３がネジ１５１により取付けられる。各
色毎の現像ユニット１３０に対応したガイドレール３０
１ａ，３０２ａと板状部材としてのガイド板３０３とが
平行に対向して両側板３０１，３０２に固定されて設け
られる。

【００５９】ガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，
３０２ａとを案内とし、ガイド板３０３とガイドレール
３０１ａ，３０２ａとに挟まれて現像ユニット１３０が
挿入されるが、対向するガイドレール３０１ａ，３０２
ａの内側に現像ユニット１３０の現像ケーシング１３８
の両側にそれぞれ２本づつ設けられたガイドピン１３８
ａが係合され、また、ガイド板３０３の内側に現像ケー
シング１３８の側部が当接されて、現像ユニット１３０
がガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，３０２ａと
を案内として、ガイド板３０３とガイドレール３０１
ａ，３０２ａとに平行に挿入される。

【００６０】装置本体の上方に設けられた開閉カバーＴ
に取付けられた弾性部材としての押圧バネＳにより、各
色毎の現像ユニット１３０が背面を押圧されて現像ユニ
ット１３０に設けられる現像器１３の両端部に配設さら
れる突当コロ１３７が感光体ドラム１０に当接される。
現像器１３の現像スリーブ１３１と感光体ドラム１０と
が前述した所定の間隙を開けて現像器１３が取付けられ
る。

【００６１】上記の如く、プロセスユニットの両側板間
に複数個のガイド板が固定されることにより、ガイド板
が従来用いられていたステー等を用いた補強部材の代わ
りをなし、補強部材を設けることの困難なプロセスユニ
ットの筺体の補強がなされると共に、複数の現像手段の
着脱に必要な大きな空間が設けられる。

【００６２】図６によれば、図６に一点鎖線で示すよう
に、現像器１３やスコロトロン帯電器１１のメンテナン
ス、交換の際には、上記カラー画像形成装置の開閉カバ
ーＴがヒンジＴａを中心軸として開口されるが、まず箱
体ＴＣがヒンジＴｃを中心軸として開口され、次に箱体
ＴＢがヒンジＴｂを中心軸として開口され、箱体ＴＢ，
ＴＣに設けられた押圧バネＳがそれぞれＫ，Ｃの現像ユ
ニット１３０より離間しＫ，Ｃの現像ユニット１３０の
押圧が解除される。最後にヒンジＴａを中心軸としてカ
バー部ＴＡが開口され、カバー部ＴＡに設けられた押圧
バネＳがＭ，Ｋの現像ユニット１３０より離間し、Ｍ，
Ｋの現像ユニット１３０の押圧が解除される。

【００６３】ガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，
３０２ａとを案内として、例えばＫの現像ユニット１３
０が、ガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，３０２
ａとに平行に図６の矢印で示す方向に引出され現像器１
３やスコロトロン帯電器１１のメンテナンス、交換が行
われる。他の現像ユニット１３０も同様にガイド板３０
３とガイドレール３０１ａ，３０２ａとを案内として引
出されて現像器１３やスコロトロン帯電器１１のメンテ
ナンス、交換が行われる。

【００６４】使用頻度が高くメンテナンス、交換の頻度
が多いＫの現像器１３を有するＫの現像ユニット１３０
は、メンテナンス、交換を容易とするため、第１番目の
開口を形成する箱体ＴＣに対向して設けられる。箱体Ｔ
ＣはヒンジＴｃを中心軸として、それのみで開口できＫ
の現像ユニット１３０の交換を容易とする。

【００６５】上記により、交換頻度が多い一成分現像剤
を内蔵する現像手段や帯電手段の交換が容易になると共
に、現像ユニットを外し像形成体の周囲で発生する転写
材のジャム処理を容易とする。また、現像手段を簡単に
して確実に像形成体に押圧することができる。

【００６６】図７、図８、及び図１によれば、スコロト
ロン帯電器１１は、スコロトロン帯電器１１のシールド
部材としてのサイドプレート１１ｃに設けられる案内溝
１１ｄと現像ケーシング１３８に設けられる案内板１３
８ｂを案内として移動可能とされ、現像器１３の現像ス
リーブ１３１と近接或いは離間した状態がとられる。上
述した如く、現像器１３とスコロトロン帯電器１１とを
一体化した各色毎の現像ユニット１３０がガイド板３０
３とガイドレール３０１ａ，３０２ａとを案内として、
ガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，３０２ａとに
平行にカラー画像形成装置の装置本体に装着されるが、
装着に際しては現像ユニット１３０に設けられるスコロ
トロン帯電器１１を図７の点線で示す位置より実線で示
す位置に移動し、スコロトロン帯電器１１を現像器１３
の現像剤搬送体としての現像スリーブ１３１より離間さ
せた状態で装着する。スコロトロン帯電器１１は離間さ
れた位置で不図示のクリック等による係止部材により係
止される。

【００６７】この様に、使用時はスコロトロン帯電器１
１を離間可能とすることにより、未装着の現像ユニット
１３０とスコロトロン帯電器１１は小型で扱い易いもの
となっている。またスコロトロン帯電器１１が突出して
いないのでスコロトロン帯電器１１の制御グリッド１１
ｂや放電電極１１ａが切れたり、折れ曲がったりすると
いう問題も低減される。

【００６８】露光光学系１２は、感光体ドラム１０上で
の露光位置が、図７に示す現像スリーブ１３１より離間
されるスコロトロン帯電器１１が現像スリーブ１３１に
対し離間する方向へ移動することにより生じる空間に、
感光体ドラム１０表面に露光する像露光光の延長が位置
するように配設される。

【００６９】現像器１３やスコロトロン帯電器１１のメ
ンテナンス、交換に際し、現像ユニット１３０を装着本
体より取外した状態では、スコロトロン帯電器１１を図
７の点線で示す位置に収納する。クリックを外し不図示
のバネ部材により自動的にスコロトロン帯電器１１を収
納されるように構成することも可能である。案内板１３
８ｂにより外部部材との干渉が妨げられ、スコロトロン
帯電器１１のサイドプレート１１ｃやスコロトロン帯電
器１１の制御グリッド１１ｂ、放電電極１１ａ等の破損
が防止される。

【００７０】図９に、現像ユニットに取付けられる帯電
手段の他の例を示す。

【００７１】図９または図１によれば、スコロトロン帯
電器１１は、現像ユニット１３０ａの現像ケーシング１
３８に設けられる支軸１３８ｃをシールド部材としての
サイドプレート１１ｃに嵌込まれ回転可能とされ、現像
器１３の現像スリーブ１３１と近接或いは離間した状態
がとられる。

【００７２】前述した如く、現像器１３とスコロトロン
帯電器１１とを一体化した各色毎の現像ユニット１３０
ａがガイド板３０３とガイドレール３０１ａ，３０２ａ
とを案内として、ガイド板３０３とガイドレール３０１
ａ，３０２ａとに平行にカラー画像形成装置の装置本体
に装着されるが、装着に際しては現像ユニット１３０ａ
に設けられるスコロトロン帯電器１１を図９の点線で示
す位置より実線で示す位置に回転して移動し、スコロト
ロン帯電器１１を現像器１３の現像剤搬送体としての現
像スリーブ１３１より離間させた状態で装着する。スコ
ロトロン帯電器１１は離間された位置で不図示のクリッ
ク等による係止部材により係止される。

【００７３】この様に、使用時はスコロトロン帯電器１
１を離間可能とすることにより、未装着の現像ユニット
１３０とスコロトロン帯電器１１は小型で扱い易いもの
となっている。またスコロトロン帯電器１１が突出して
いないのでスコロトロン帯電器１１の制御グリッド１１
ｂや放電電極１１ａが切れたり、折れ曲がったりすると
いう問題も低減される。

【００７４】露光光学系１２は、感光体ドラム１０上で
の露光位置が、図９に示す現像スリーブ１３１より離間
されるスコロトロン帯電器１１が現像スリーブ１３１に
対し離間する方向へ移動することにより生じる空間に、
感光体ドラム１０表面に露光する像露光光の延長が位置
するように配設される。

【００７５】現像器１３やスコロトロン帯電器１１のメ
ンテナンス、交換に際し、現像ユニット１３０ａを装着
本体より取外した状態では、スコロトロン帯電器１１を
図９の点線で示す位置に収納する。スコロトロン帯電器
１１が反転して収納され、スコロトロン帯電器１１の制
御グリッド１１ｂや放電電極１１ａが現像ユニット１３
０ａの内側に収納され、制御グリッド１１ｂや放電電極
１１ａの破損がより好ましく防止される。現像ユニット
１３０ａを装着本体より取外した時に、不図示のクリッ
クを外し現像ケーシング１３８に取付けられる板バネ１
３８ｄの押圧により自動的にスコロトロン帯電器１１を
収納状態とすることも可能である。

【００７６】像露光手段を像形成体の外部に設ける場合
について、図１０にて説明する。図１０は、像形成体の
外部に設けられる共通支持体に像露光手段を取付ける例
を示す部分断面図である。

【００７７】図１０によれば、像形成体としての感光体
ドラム１０の外周辺に共通支持体としての支持部材５０
が設けられ、支持部材５０の両端辺を支えとして感光体
ドラム１０に像露光を行う像露光手段としての露光光学
系１２が支持部材５０の所定の位置に取付けられる。前
記図９にて説明したスコロトロン帯電器１１と現像器１
３とを一体とした現像ユニット１３０ａが、スコロトロ
ン帯電器１１を現像スリーブ１３１より移動された状態
で、現像スリーブ１３１より離間することにより生じた
空間に露光光学系１２を入り込ませて支持部材５０に設
けられる取付孔５０ａに挿入され、不図示のバネやクリ
ック等の係止部分により支持部材５０に現像ユニット１
３０ａが係止される。

【００７８】現像ユニット１３０ａを支持部材５０より
外した状態で、現像器１３やスコロトロン帯電器１１の
メンテナンス、交換が行われる。現像ユニット１３０ａ
を装着本体より取外した状態では、スコロトロン帯電器
１１を図９にて説明したと同様に収納状態とする。スコ
ロトロン帯電器１１が反転して収納され、スコロトロン
帯電器１１の制御グリッド１１ｂや放電電極１１ａが現
像ユニット１３０ａの内側に収納され、制御グリッド１
１ｂや放電電極１１ａの破損がより好ましく防止され
る。

【００７９】上記感光体ドラム１０の外周辺に露光光学
系１２を設ける態様において、図７にて説明した現像ユ
ニット１３０を用いることも可能である。

【００８０】

【発明の効果】請求項１によれば、メンテナンスや交換
頻度の多い現像手段や帯電手段を小型の現像ユニットと
して一体化し、カラー画像形成装置より取出した状態で
現像手段と帯電手段とを近接配置することにより、小型
で取扱い易くすると共に、帯電手段に設けられる放電電
極や制御グリッドを損傷することが少なくなる。

【００８１】請求項２によれば、カラー画像形成装置の
小型化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置
の断面構成図である。

【図２】図１の像露光手段の要部拡大断面図である。

【図３】図１の像形成体の側断面図である。

【図４】現像手段の配置と像露光位置とを示す図であ
る。

【図５】像形成体への現像ユニットの取付け状態を示す
断面図である。

【図６】現像ユニットの交換方法を示す図である。

【図７】現像ユニットに設けられる帯電手段の詳細を示
す断面図である。

【図８】図７の帯電手段のガイド部材を示す図である。

【図９】現像ユニットに取付けられる帯電手段の他の例
を示す図である。

【図１０】像形成体の外部に設けられる共通支持体に像
露光手段を取付ける例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ スコロトロン帯電器 １１ａ 放電電極 １１ｂ 制御グリッド １２ 露光光学系 １３ 現像器 ２０，５０ 支持部材 １３０，１３０ａ 現像ユニット １３１ 現像スリーブ １３８ 現像ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼田 州太 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 三浦 俊英 東京都小金井市緑町５丁目14番14号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周辺に帯電手段、現像手段及
   び像露光手段をそれぞれ複数組配設し、前記像形成体の
   一回転中に、前記像形成体に対し前記帯電手段による帯
   電と前記像露光手段による像露光での潜像の形成と前記
   現像手段による前記潜像の現像とを繰り返し、前記像形
   成体の周面に複数のトナー像を重ね合わせてカラートナ
   ー像を形成するカラー画像形成装置において、 前記帯電手段と前記現像手段とを一体的な現像ユニット
   として前記カラー画像形成装置に着脱可能に設けると共
   に、 前記現像手段に設けられる現像剤搬送体と並列して近接
   配置する前記帯電手段を移動可能とし、前記現像剤搬送
   体に対し離間する方向へ移動した状態で前記現像ユニッ
   トを前記カラー画像形成装置に装着することを特徴とす
   るカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電手段が前記現像剤搬送体に対し
   離間する方向へ移動することにより生じる空間に前記像
   露光手段の露光位置が設定されることを特徴とする請求
   項１に記載のカラー画像形成装置。