JP2524651Y2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電子写真方式によりベルト状像形成体上に
トナー像を形成し、転写材上に転写して画像を得るよう
にしたカラー画像形成装置に関する。

〔考案の背景〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法
・装置が提案されている。例えば特開昭61−100770号公
報に開示されているように、像担持体たる感光体ドラム
上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を行い、
現像の都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上に多色
像を形成したのち、記録紙上に転写してカラーコピーを
得る方法がある。この方法による装置は、感光体ドラム
の他に１枚分の画像をその周面上に転写できる大きさを
もった転写ドラムを設ける必要があり、装置は大型でか
つ複雑な構造となることは避けられない。

また例えば特開昭61−149972号公報に開示されている
ように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転写して多
色のカラーコピーを得る方法である。この方法にあって
は多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良質のカ
ラーコピーを得ることはできない。

また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像
形成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ド
ラム上でカラートナー像を重ねたのち転写してカラー画
像を得る方法がある。この多色画像形成の基本プロセス
は本出願人による特開昭60−75850号、同60−76766号、
同60−95456号、同60−95458号、同60−158475号公報等
によって開示されている。

このような重ね合せによってカラー画像を得るように
した多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁
に色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配
置してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、
感光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るよう
にしている。

また像形成体については、上記に説明したようにドラ
ム周面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感光体ドラム
とともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗布あるいは
装着したベルト状像形成体も提案されている。ベルト状
像形成体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ローラを
含む回動ローラ間に張架することで形状が決まるので、
空間を有効に利用してコンパクトの形状としたカラー画
像形成装置を構成する場合には有効である。また感光体
ベルトは小さな曲率に沿って走行することができるの
で、小径の回動ローラを用いるこの曲率部分を利用して
転写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止す
ることもできる。

〔考案の目的〕

前記の感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置にあ
っては、帯電手段，像露光手段さらに複数の現像器群や
クリーニング手段等の各像形成手段は前記感光体ベルト
の外周面の主として下方の周面に面して設置されるがこ
れ等の各像形成手段は前記の感光体ベルトを含めてユニ
ット化したプロセスカートリッジとして独立した形で装
置本体に自由に着脱出来る状態で収容される。

しかしながらかかる多くの像形成手段を一体に組込む
とカートリッジが大型化して重くなり装置本体への着脱
が困難となるばかりでなく、各像形成手段が耐用期間や
メンテナンスの頻度を異にすることもあって保守管理上
からは不都合とされる点が多い。

本考案はこの点を解決して改良した結果、保守点検に
応じて転写手段特に転写ベルトと感光体ベルトとを含む
プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱できるよ
うにするとともに、取外す際小領域である転写部の感光
体ベルトを小スペースで効率よく保護するようにしたカ
ラー画像形成装置の提供を目的としたものである。

〔考案の構成〕

上記目的は、複数の回動ローラ間に張架されかつ移動
するベルト状像形成体と、該ベルト状像形成体上に形成
されたトナー画像を転写材上に転写を行う転写手段とを
一体としたプロセスカートリッジを装置本体に対して着
脱可能としたカラー画像形成装置において、前記プロセ
スカートリッジを前記装置本体から取り外した状態で
は、前記転写手段が前記ベルト状像形成体の転写時の転
写部より広範囲にわたって接触し転写領域を覆い保護す
る状態となるように構成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〕

本考案のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ない
し第７図に示す。

第１図において、１はベルト状像形成体たる可撓性の
感光体ベルトで、該感光体ベルト１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に内接するような装置本体に
固定したガイド部材であって、前記感光体ベルト１はテ
ンションローラ５の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。な
おガイド部材４には像形成に不要な領域に凹部を設け、
摺擦による抵抗を減らしている。勿論この凹部は摺擦抵
抗が低い場合は設けなくてもよい。また感光体ベルト１
或はガイド部材４間の摺擦抵抗を下げる目的でテフロン
（登録商標）加工等の低摩擦部材を感光体ベルト１ある
いはガイド部材４の何れかの表面に設け、あるいは前記
の低摩擦部材で構成することが好ましい。

従って前記感光体ベルト１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。

また現像器やクリーニング装置を感光体ベルトの下方
に設けることにより、現像剤の飛散やこぼれを防止する
ことができる。

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手段たる現像器で
あって、これ等の像形成手段は感光体ベルト１の前記ガ
イド部材４に対向する位置に配設される。そして、感光
体ベルト１の移動を妨げず間隙を保持するために、感光
体ベルト１の外側で前記ガイド部材４に間隙保持手段を
もって当接する。

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化した光学系
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
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
8A,9A,10A,11Aを備え、感光体ベルト１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は転写装置、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１の表面に圧接される。

前記プリンタとは別体の画像読取装置から出力される
色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１の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１の周面上に第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により非接触の状態
で反転現像されて、ベルト表面にトナー像が形成され
る。得られたトナー像はベルト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、前記感光体ベルト１は前記帯電器６により
再び帯電され、次いで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（Ｍ）のトナーを装填した現像器９によって非接触
の状態で反転現像される。

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
様の処理によりドラム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１成分あるいは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１には非接触で現像が行われるようになっている。

かくして感光体ベルト１の周面上に形成されたカラー
のトナー画像は、転写部において給紙カセット14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14に収容された転写材は給紙
ローラ16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装置12へと供給される。

画像の転写・除電を受けた転写材は、除電効果により
トナー飛散等の画質への影響を受けることなく前記回動
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20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１はさら
に搬送を続けて回動ローラ３に対峙するブレード13Aと
回転するトナー搬送ローラ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とを引き離し新た
な画像形成のプロセスに入る。

前記の感光体ベルト１とガイド部材４ならびにスコロ
トロン帯電器６、転写装置12さらにクリーニング装置13
の各像形成手段は第２図に示すように前面と背面の各基
盤30Aと30Bとから構成されるプロセスカートリッジ30に
組込まれユニットして装置本体に着脱される。

前記カートリッジ30は、前後の基盤30Aと30Bとをガイ
ド部材４とさらに２本のステー31を介して一体とし、そ
の間に前記の各像形成手段を保持して装置本体の前方よ
り水平に挿入して収納される。

一方前記各現像器は、第３図に示すような一体で可撓
性の現像容器41にそれぞれ仕切られた状態で組込まれた
上、支持台42に載置されて現像ユニット40として装置本
体に着脱される。

前記現像容器41は現像器８および11に相当する底面と
前記支持台42との間でそれぞれ前後方向に配置した複数
個の圧縮バネ43を挟着していて、各現像スリーブの周面
が接して形成する曲面の曲率が前記ガイド部材４によっ
て形成される感光体ベルト１の画像形成面の曲率より小
となるよう爪部42Aによって係止された状態で装置本体
の前方よりほぼ水平の姿勢で挿入し収納される。

前記のカートリッジ30と現像ユニット40とは、第４図
に示す装置本体の前カバー100を、その支持軸100Aを支
点として手前側にほぼ直角に開放することによって装置
本体の内部に挿入される。

第５図および第６図はそれぞれ第２図に示したカート
リッジ30のAA断面図と第３図に示した現像ユニット40の
BB断面図を示したものである。

前記カートリッジ30は前後の各基板30Aと30Bを貫通す
る各一対の係合穴Ｈを互いに対向する位置に備えてお
り、一方装置本体側においては前記前カバー100と本体
の背面側板110Bの内側面にそれぞれ前記係合穴Ｈに嵌合
する各一対の係合ピンP1およびP2が取付けられている。

前記カートリッジ30の装着に当たっては先ず基板30B
側の係合穴Ｈを前記背面側板110Bの係合ピンP2に嵌合
し、基板30Aの一部を前面側板110Aの折り曲げ部によっ
て支持した状態とし、しかる後前カバー100を閉塞する
ことにより前記係合ピンP1が基板30A側の係合穴Ｈに嵌
合してカートリッジ30は装置本体内の所定の収納位置に
セットされる。

これに対し前記現像ユニット40は前記支持台42の前面
中央の折曲げ部42Bに係合ピンP3を、また後面の一対の
折曲げ部42Cにはそれぞれ係合ピンP4を備え、一方装置
本体側には前記係合ピンP3およびP4を押圧して現像ユニ
ット40を前記カートリッジ30に移動するため付勢装置が
設けられている。

第６図において101は前記カバー100の内面に取付けた
現像ユニット40の係合ピンP3の上限位置を規制するスト
ップ板、102は傾斜面102Aを備え引張バネ103の作用によ
って上方にスライドするよう案内された圧着板であって
現像ユニット40が挿入されていない場合には該圧着板10
2は図示位置より若干上方の位置に保たれている。

一方111は前記係合ピンP4を嵌合するべく設けた背面
側板110Bの長穴、112は傾斜面112Aを有し引張バネ113の
作用によって上方にスライドするよう案内された圧着板
で現像ユニット40が挿入されていない場合には該圧着板
112は図示位置より若干上方の位置に保たれている。

前記現像ユニット40の装着に当たっては先ず後面の係
合ピンP4を前記背面側板110Bの長穴111に挿入し次いで
前面中央の折曲げ部42Aを前面側板110Aの上縁に載置さ
せる。前記係合ピンP4は長穴111への挿入に際し傾斜面1
12Aを押して圧着板112を下方にスライドさせるが係合後
には該圧着板112の押圧力によって前記長穴111の上端に
圧接される。

従って前記現像ユニット40は前面側を下げた傾斜した
姿勢にあって、各現像器の現像スリーブ8A〜11Aを前記
カートリッジ30に組込まれた感光体ベルト１に対し離間
した位置に保つこととなりその結果前記カートリッジ30
は現像ユニット40と全く干渉することなく装置本体に対
し着脱されることとなる。

前記現像ユニット40はカートリッジ30と同様前記前カ
バー100の閉蓋によって自動的に所定の収納位置にセッ
トされ、それによって前記の各現像スリーブは感光体ベ
ルト１と所定の現像間隔を構成する位置に設定される。

すなわち前カバー100はその開蓋の過程において前記
圧着板102が傾斜面102Aによって前面側板110Aによって
支えられている現像ユニット40の係合ピンP3を押し上
げ、閉蓋終了時には図示の如く前記係合ピンP3を圧着板
102とストップ板101の間に挟着支持する状態とする。

その結果前記現像ユニット40は水平に保たれた上、カ
ートリッジ30に向け圧接されることから後述する各現像
器の突当コロが前記ガイド部材４に圧接されて各現像ス
リーブと感光体ベルト１との間隔が設定される。なお現
像ユニット40の圧接に当たっては現像容器41自体の可撓
性と該現像容器41に作用する前記の圧縮バネ43の弾性と
によって各現像スリーブの突当コロがガイド部材４の曲
面に対し一様な荷重をもって適確に圧接される。

第７図（Ａ）ないし第７図（Ｃ）は何れも前記転写装
置12の細部構造を示したものである。

図において120Aはカートリッジ30の基板30Aと30Bとの
間に架設した回転軸、120は該回転軸120Aの両軸端部に
固定した一対の揺動レバーであって、基板30B側に位置
する前記揺動レバー120の基部には半円形の突起120Bが
設けられている。前記突起120Bは画像形成のシーケンス
に応じて指定されるスイッチSA,SB,SCの何れかを作動し
てONに切替えることにより前記揺動レバー120の回動が
所定の位置で停止し保持される。

121は前記揺動レバー120上端部に軸受け支持した駆動
ローラ、122は基板30Aと30Bの間に直接軸着した回動自
在の従動ローラであって、前記駆動ローラ121は同軸上
の延長部に取付けたモータ（図示せず）により反時計方
向に駆動回転される。

123は前記転写装置12の備える転写手段であるベルト
状部材すなわち転写ベルトで、前記の駆動ローラ121と
従動ローラ122に掛け渡され、引張バネ124によって反時
計方向に付勢されるテンションレバー125上のテンショ
ンローラ126の作用により所定の張力が付与されてい
る。前記転写ベルト123は感光体ベルト１に接して転写
部を構成し駆動ローラ121の回転によって反時計方向に
循環して搬送される。

第７図（Ａ）は画像形成のシーケンスが転写のタイミ
ングにありそれに応じて前記回転軸120Aに接続する装置
本体側の動力が前記突起120BによりスイッチSBが作動し
てONに切替えられた位置で停止し、それによって前記転
写ベルト123が感光体ベルト１の周面に接して転写部を
構成している状態を示している。

すなわちこの状態で転写材に対する画像の転写が行わ
れ転写材を送り出したあとの転写ベルト123に付着する
残留トナーは前後の揺動レバー120によって挟持された
クリーニングブレード127によって除去され搬送スクリ
ュー128を介してトナー回収容器へと送られる。

第７図（Ｂ）は画像形成のシーケンスがトナー像の重
ね合わせのタイミングにあり、それに応じて前記回転軸
120Aに接続する装置本体側の動力が突起120Bによりスイ
ッチSCが作動してONに切替えられた位置で停止し、それ
によって前記転写ベルト123が感光体ベルト１の周面よ
り離間して感光体ベルト１の転写領域を開放した状態を
示している。

その結果感光体ベルト１の周面に形成される各色のト
ナー像は転写ベルト123に接触することなく重ね合わさ
れて完全なカラーのトナー像を合成することが出来る。

さらに本考案においては前記転写ベルト123は感光体
ベルト１の転写領域の保護部材としても使用出来る機能
を備えている。

第７図（Ｃ）はカートリッジ30を装置本体より取外す
べく前記前カバー100を開放した場合の転写装置12の状
態を示したもので、その操作に応じて画像形成のモータ
が解除されてスイッチSAが作動してONに切替えられた位
置で前記揺動レバー120の回動が停止している。その結
果揺動レバー120が時計方向に大きく回動し、転写ベル
ト123が感光体ベルト１に対し広範囲にわたって接触し
て転写領域を覆い保護する状態となる。

その結果上下の周面を基板30Aと30Bの折曲げ面により
覆われている感光体ベルト１はさらに前記の転写ベルト
123によって転写領域をも覆われてそのほぼ全周面が保
護されることとなる。

なおこのモードはカートリッジ30を装置本体に装着し
前記前カバー100を閉蓋する操作によって自動的に解除
されて装置は再び画像形成のモードに戻る。

本実施例においては感光体ベルトの多回転による画像
の重ね合わせによってカラー画像を形成するカラー画像
形成装置について説明したが、本考案は感光体ベルトの
１回転によって複数の画像を重ね合わせる形式のカラー
画像形成装置に対しても適用することが可能であって、
その場合には転写ベルトを感光体ベルトの周面より退避
させる動作を省略することが出来る。

〔考案の効果〕

本考案により、僅かなスペースをもって転写領域の感
光体を自動的にカバーして保護した状態にて装置より取
出すことが可能となり、その結果感光体がほこりやすり
疵あるいは光劣化等から効率良く防止されて長期にわた
り高品質の画像を安定して得ることの出来るカラー画像
形成装置が提供されることとなった。

なおプロセスカートリッジにおいては、さらに現像器
群をも含めて一体化した構成のプロセスカートリッジと
することができる。

また、上記実施例は像形成体上にトナー像を重ねたの
ちこれを転写材上に転写を行う実施例であるが、之に限
定するものではなく像形成体上に形成されたトナー像を
その都度転写体に転写してカラー画像を形成するよう構
成したものであっても差支えなく、同様効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のカラー画像形成装置の断面構成図、第
２図および第３図は前記装置に収納するプロセスカート
リッジそよび現像ユニットの各正面図、第４図は前記装
置の前カバーの斜視図、第５図および第６図は前記カー
トリッジおよびユニットの各断面図、第７図（Ａ）ない
し（Ｃ）は前記カートリッジの要部断面図。 １…感光体ベルト、2,3…回動ローラ ４…ガイド部材、６…帯電器 ７…レーザ書込み系ユニット 8,9,10,11…現像器 12…転写装置、13…クリーニング装置 14…給紙カセット、17…タイミングローラ 18…定着ローラ、19…排紙ローラ 30…プロセスカートリッジ 30A,30B…基板、40…現像ユニット 120…揺動レバー、120A…回転軸 120B…突起、121…駆動ローラ 122…従動ローラ、123…転写ベルト 126…テンションローラ 127…クリーニングブレード SA,SB,SC…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−200160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−163864（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−88243（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の回動ローラ間に張架されかつ移動す
   るベルト状像形成体と、該ベルト状像形成体上に形成さ
   れたトナー画像を転写材上に転写を行う転写手段とを一
   体としたプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱
   可能としたカラー画像形成装置において、 前記プロセスカートリッジを前記装置本体から取り外し
   た状態では、前記転写手段が前記ベルト状像形成体の転
   写時の転写部より広範囲にわたって接触し転写領域を覆
   い保護する状態となるように構成したことを特徴とする
   カラー画像形成装置。
2. 【請求項２】前記転写手段はベルト状部材であることを
   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】前記転写領域を覆い保護する状態とするた
   めの、前記転写手段の位置を切り替える切り替え手段を
   設けてな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。