JP2573047B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法によるカラー画像形成装置にお
いて、複数の現像器に対するトナーの補給を容易ならし
めたカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真法によるカラー画像形成装置は、そのカラー
画像の形成方法としていわゆる像重ね合わせタイプある
いは転写タイプの２種に大別されるが、何れのタイプに
おいても少なくともイエロー、マゼンタ、シアンの３色
の現像剤をそれぞれ有する３個の現像器によって画像の
現像を行いその合成によりカラー画像を構成する方法が
とられる。

これ等の各現像器は画像重ね合わせの精度を要するこ
とと点検・整備等に便なるように通常積層した状態で像
形成体と共にカートリッジ内に収め、画像形成のプロセ
スユニットとして一括して装置本体に装脱する構造がと
られる。

従って各現像器に供給する補給用のトナーもまたカー
トリッジ内に保有して置かねばならず、そのため各現像
器のハウジングを後方に延長してその部分を補給用トナ
ーを収容するトナーボックスとし、現像に伴うトナーの
消費に応じて前記トナーボックスより現像器側にトナー
を補給する方法をとっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら現像器に併設されるトナーボックスは、
カートリッジの容積から大型のものとすることは困難で
あってそのため収容出来るトナーの量を多く望むことが
出来ないのが実状である。

そのため連続して多量のカラーコピーを作成する場合
にはトナーボックスに対し頻繁にトナーを供給しなけれ
ばならずカートリッジの構造からその作業が容易でない
と云う問題点があった。

本発明はこの点を解決して改良した結果、装置本体か
らカートリッジを引き出すだけで各現像器のトナーボッ
クスに対し極めて簡易な操作により所定のトナーを補充
することの出来るカラー画像形成装置の提供を目的とし
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は回転可能な像形成体と異なる色トナーを有
する複数の現像器とからなるプロセスカートリッジを前
記像形成体の回転軸方向に引出し可能とし、前記複数の
現像器は現像剤を撹拌する撹拌部と該撹拌部へトナーを
供給するための供給部材を有するトナーボックスとを水
平方向に一体的に形成され、且つ前記像形成体の側縁部
に複数個を上下方向に並列配置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引き出した状態
で前記トナーボックスの上方にあるトナー補給口が露出
するようにカム手段と規制手段とにより各現像器を前記
像形成体から特定の距離退避可能とし、該退避した状態
では該現像器上面よりのトナー補給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。

〔実施例〕

本発明の一実施例として本出願人により特開昭60−75
850号公報等によって開示されたトナー重ね現像方式に
よる多色画像形成法を用いたカラー画像形成装置につい
て説明する。

第１図はカラー画像形成装置の主要構成を示したもの
でＡは画像読取り系、Ｂレーザ書込み系の各ユニット、
またＣは画像形成部、Ｄは給紙部であり、次のプロセス
によりカラー画像が形成されるようになっている。

前記読取り系Ａにおいて11は原稿台で、該原稿台11に
収められた原稿は水平芳香にスライドするキャリッジ12
に取り付けられたハロゲンランプ13によって照明され
る。可動ミラーユニット15にはミラー16および17が取り
付けられていて、同じく水平方向にスライドして、前記
キャリッジ12に取り付けられているミラー14との組み合
わせで原稿の光像を画像読取り部22へと導出する。

前記キャリッジ12と前記可動ミラーユニット15はステ
ッピングモータに接続するワイヤ（何れも図示せず）を
介して駆動され、それぞれＶおよび1/2Vの速度にて同方
向スライドされるものである。

画像読取り部22でプラテンガラス11の上に載置された
原稿を読み取る際には、フィルター９を介して色分解す
ることが行われている。フィルター９は、例えばフィル
ターＲ、フィルターＧ、フィルターＢ、フィルターNDに
よって構成され、原稿を読み取る際には、フィルター
Ｒ、フィルターＧ、フィルターＢ、フィルターNDの何れ
か一つを通過した後に読み取りを行うようにしている。
フィルターＲ、フィルターＧ、フィルターＢ、フィルタ
ーNDの何れを選択するかは、フィルター９を第１図で紙
面に垂直な方向に、フィルター選択装置によって移動す
ることによって実現される。なお、フィルターＲ、フィ
ルターＧ、フィルターＢは、それぞれ赤色光、緑色光、
青色光を通過させるフィルターであり、フィルターND
は、ニュートラルフィルターであり、三色光を全て通過
させる。

前記画像読取り部22から出力された画像信号は、信号
処理部において信号処理される。信号処理部において、
トナーの色に応じ色分離された色信号が出力され、露光
手段である前記レーザ書込み系ユニットＢに入力され
る。

レーザ書込み系ユニットＢ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31
により回転されるポリゴンミラー32により回転走査さ
れ、ｆθレンズ33を経てミラー34により光路を曲げられ
て、予め帯電手段たる帯電器35によって電荷を印加され
た像形成体30の周面上を走査する。

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像形成体30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像
形成体30の回転による副走査により像形成体30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36により現像されて、ドラム表面にト
ナー像が形成される。得られたトナー像はドラム面に保
持されたまま像形成体30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39の下を通過し、つぎのコ
ピーサイクルに入る。

すなわち、前記像形成体30は前記帯電器35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Ｂ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
な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37によって現像され
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。

38はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される画像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。これら各現像器36,37,
38のスリーブには交流および直流のバイアスが印加さ
れ、現像手段である２成分現像剤によるジャンピング現
像が行なわれ、接地された像形成体30には非接触で現像
が行われるようになっている。

かくして像形成体30の周面上に形成されたカラー画像
は転写手段として設けられた転写極40において、前記給
紙部Ｄより給紙ベルト41、給送ローラ42により送られて
きた記録媒体たる記録紙に転写される。トナー像を転写
された記録紙は分離極43によりドラム表面から分離され
て、搬送ベルト44を介して定着装置45に搬入され画像の
定着を行う。

一方、記録紙をドラム周面より分離した像形成体30に
は、前記クリーニング装置39のブレード39Aが接触して
残留したトナーの除去を行い、その終了をまって再びド
ラム周面より引き離され、新たなカラー画像形成のプロ
セスに入る。

次に前述した各主要構成部分のレイアウトについて説
明すると第１図に示す如く、前記画像読取り系Ａは独立
した専用の筐体１に収容された後述する本体２の上部に
載置して取付けられている。

前記本体２には、前記書込み系Ｂ、画像形成部Ｃ、給
紙部Ｄ等からなる画像記録系が組込まれ筐体１に接続す
る可撓性のケーブル群を介して、前記画像読取り系Ａか
らの色信号を受けるようになっている。

前記本体部２においては、略中央に像形成体30が位置
しその右周面に面して前記各現像器36,37,38がそれぞれ
水平状態で配置され、一方左周面には前記帯電器35と前
記クリーニング装置39が配置されている。

また前記本体２は上下に２分割可能のいわゆるクラム
シェル構造とされている上さらに前記像形成体30、各現
像器36,37,38それにクリーニング装置39は何れも本体２
に固定した前後一対の基板に直接取付けられることな
く、本体２に対し挿脱可能に組込まれる多色プロセスユ
ニット3Aに軸受支持あるいは着脱可能に取付けられてい
てジャム処理や保守点検に便なる構造となっている。

前記多色プロセスユニット3Aは、第３図に示す如く前
記の像形成体30、各現像器36,37,38およびクリーニング
装置39等を収納出来るカートリッジから構成されていて
本体２に対しそれぞれ左右一対のガイド部材４により容
易に取出し、取付出来るようになっている。

すなわち、前記多色プロセスユニット3Aの左右側縁に
はレール4A、一方該レール4Aに対応する本体２の位置に
は第６図に示す如くガイドレール4Bがそれぞれ固定され
ていてレール4Aはガイドレール4Bに係合することにより
スライド及び装脱可能な対偶を形成している。

また前記カートリッジの上面には左右一対の基準ピン
Ｐが取付けられていて、本体２の内部に設けた吊下げ部
Ｑに対し該吊下げ部Ｑの備える穴に係合することによっ
て懸架され、その状態にて多色プロセスユニット3Aに取
付られた前記像形成体30、各現像器36,37,38それにクリ
ーニング装置39の本体２に対する関係位置の設定がなさ
れるようになっている。

従って前記多色プロセスユニット3Aはパネル前面の把
手５を引くと前記レール4Bに案内されて本体２の前方の
停止位置に迄引き出され、また、前記把手５を押込むこ
とにより前記基準ピンＰが前記吊下げ部Ｑの穴に係合し
て前記多色プロセスユニット3Aが再び懸架状態となって
本体２内に格納される。

このように前記多色プロセスユニット3Aを本体２の基
板に対して懸架状態にて保持させる構造とすることによ
り、本体２に取付けられるモータ等から前記像形成体3
0、各現像器あるいはクリーニング装置に伝達される振
動やショックが大幅に緩和、吸収されて、かりに若干伝
達されるとしても各機材が一様な振動、ショックを受け
ることになるので例えば複数現像器と像形成体とは相対
的に一様な状態にて保持されているので画像形成上大き
な支障を来すことがない。

特に多色プロセスユニット3Aに像形成体30とクリーニ
ング装置39を一体的に保持することにより重ね合せ現像
画像形成のクリーニング装置に行なわれねばならぬブレ
ード39A、クリーニングブレードに残留したトナー処理
のための第２クリーニングローラ39B等の接離時、又は
圧接時の微妙な圧着の仕方、圧接状態、加重条件等への
振動・衝撃等の悪影響が大幅に緩和・吸収される。

前記像形成体30は前述したような重ね合せ式による画
像形成プロセスをとる場合、最大記録体であるB4判ある
はA3判の１頁分に若干の余裕を加えた長さの周面長が必
要であってその外径寸法を最低でも125mmφないし145mm
φ程度の大きさを要し、転写紙サイズA4判相当では75〜
105mmφの感光体ドラムの大きさを必要とする。さらに
読取系の往動をするとさらに大口径が必要となる本実施
例では110mmφのドラム式の像形成体を用いた。

一方各現像器36,37,38に関しては詳細を後述する如
く、画像性能を低下させる事なく現像スリーブの外径寸
法を14mmφに迄小さくして各現像器の厚み（高さ）を30
mm程度以下に充分に押えることが出来るようになった結
果、カラー対応として３ないし４個の複数の現像器すな
わち本実施例では現像器36,37,38を前記像形成体30の外
径寸法の範囲に相当するスペース内に更に水平状態にて
集積して配置することが出来るようになっている。

従って前記多色プロセスユニット3Aは、本体２に直接
取付け固定される部材特に上部のレーザ書込み径Ｂ、下
部の転写極40、分離極43を始めとする搬送系の各部材の
レイアウトに影響を与えることのないようその上下の高
さを像形成体30を覆うに足る最小寸法に限定したとして
も、前記クリーニング装置39は云う迄もなく複数個の各
現像器36,37,38のすべてを装着、収容することが充分に
可能になっていてそれによって記録紙の搬送路をほぼ直
線状に構成することが出来てジャム防止にも硬化があり
またジャムを発生したとしてもその処理が容易となって
いる。

前記各現像器36,37,38には次のような構成のものが使
用される。

本実施例での現像器36,37,38は何れも同一機能の現像
装置が用いられるので、第２図に示す現像器37の断面図
によって本発明に用いられる現像装置の説明を行う。

図において、30は像形成体、3702はハウジング、3703
は現像スリーブ、3704はマグネットローラ、3705は現像
剤の量を規制する剛性かつ磁性を有する棒状体（円柱
棒）、3715は円柱棒3705を保持するホルダー、3706は円
柱棒3705と現像スリーブ3703との押圧から、現像剤を搬
送可能にするためのバネ材であり、円柱棒3705は現像ス
リーブ3703に対し現像剤が介在しない状態で一定荷重で
押圧される。3707および3708は第１および第２攪拌部
材、3709は供給ローラ、3710はスクレーパ、3711は攪拌
仕切板である。

また3721は前記ハウジング3702に組込まれて現像器と
一体化されたトナーボックス、3723は該トナーボックス
3721内のトナーを現像器側に搬送するスポンジローラで
ある。トナーボックス3721内のトナーは回転するトナー
補給ロータ3722とスポンジローラ3723によって現像剤の
攪拌部へと補給される。

攪拌部に補給されたトナーは矢示方向に回転する第１
攪拌部材3707と、これと反対方向で互に重複するように
回転する第２攪拌部材3708とによりキャリアと充分攪拌
混合された上現像剤Ｄとして供給ローラ3709を介して現
像スリーブ3703に送られる。

前記第１攪拌部材3707と前記第２攪拌部材3708は互に
相反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をもったス
クリュー状の部材であって第２攪拌部材3708の推力によ
って奥側に搬送されたトナーとキャリアは、図面の奥側
方向に上縁が低く傾斜する前記攪拌仕切板3711を順次乗
り越えて第１攪拌部材3707側に移りその推力によって図
面の手前側に搬送され、その間におけるトナーとキャリ
アとの混合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現像
剤Ｄとされ、スポンジ状で矢示方向に回転する供給ロー
ラ3709によって現像スリーブ3703周面上に層状に付着す
る。

本実施例では固定したマグネットローラ3704とその外
側を矢示方向（時計方向）に回転する現像スリーブ3703
周面上に付着した薄層をなしたこの現像剤層は現像領域
3712において矢示方向に回転する像形成体30上の潜像を
間隔をへだてて非接触で現像しトナー像を形成するよう
に構成した。

この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を
含む現像バイアスが前記現像スリーブ3703に印加され、
その結果現像スリーブ3703上に現像剤中のトナーのみが
選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くな
って現像スリーブ3703によって搬送されて前記スクレー
パ3710により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像
剤と混合される。

さらに前記現像器37のハウジング3702およびトナーボ
ックス3721に関しては次に記すような付属装置が設けら
れている。

すなわち、前記ハウジング3702は、その底面に前後各
一対宛の移動用コロ3750を備えていて、多色プロセスユ
ニット3Aに組込まれるに当たりカートリッジの内設する
後述の現像器支持台3760上に載置されて水平方向に自由
に移動出来る状態で収納される。

また前記ハウジングは、その右側面の前方および後方
に突起3740を一体に形成し、それぞれの内側面に規制ピ
ン3740Aを互に対向するよう植設している。

一方前記トナーボックス3721は、その上部にトナー供
給口3721Aを開口していて、該トナー供給口3721Aは蝶番
3730Aを介して取付けた遮蔽板3730によって開閉される
ようになっている。

前記現像器37は、多色プロセスユニット3Aのカートリ
ッジ内に収納された状態では第３図に示すようにハウジ
ング3702とカートリッジとの間に張架した引張バネ3761
の作用によって像形成体30の方向に付勢され前記現像器
支持台3760上を左方向に移動して現像スリーブ3703の同
軸に設けた突当てコロ3703Aを像形成体30面に当接させ
て前記現像領域3712の間隔を精確に設定するようになっ
ている。

またカートリッジには前後壁と挿通する回転軸3762が
設けられていて該回転軸3762の両端側部には、溝カム37
63Aを形成した一対のカム板3763が回転方向の位相を同
じくして固定されている。

前記溝カム3763Aは前記突起3740の規制ピン3740Aを係
合するものでありその反時計方向の端部は前記規制ピン
3740Aを遊動出来るよう若干溝幅が広くされている。

第３図においては前記回転軸3762すなわち前記カム板
3763が反時計方向に回動されていて、前記溝カム3763A
の形成する曲率半径の変化により規制ピン3740Aを介し
て現像器37が右方向に移動し像形成体30面より退避した
状態を示している。

一方現像器37の上下に位置する現像器36および38に関
してはカム板3663および3863が時計方向に回動した位置
にあるので各現像器は何れも各カム板による位置規制を
受けず従ってそれぞれ像形成体30の方向に付勢、移動し
現像領域を設定する位置にある。

その結果前記現像器37のトナーボックス3721のみが右
方に突出し従って前記遮蔽板3730の開放が可能となって
トナーを補給することが出来る。

第４図は前記現像器37に対するトナー補給の状態を示
したもので前記カム板3763の回動はカートリッジ前面に
設けた前記回動軸3762と一体の作動レバー3764の操作に
よって行われる。

同様にして前記現像器36および38に対するトナー補給
の場合にも作動レバー3664あるいは3864を介してそれぞ
れ個々に行われる。

このようにして本発明のカラー画像形成装置において
は各現像器をプロセスユニットのカートリッジ内に収め
たままの状態にて各現像器に対しそれぞれ指定の色のト
ナーを極めて簡易な操作により随時補給することが出来
るのでその分各現像器が一体とするトナーボックスの容
量を小型化することが可能となり従ってプロセスユニッ
トひいては装置そのものをコンパクトに構成することが
出来る。

〔発明の効果〕

本発明は、主要画像形成部材を単一のカートリッジに
収めてプロセスユニットとして装置本体に対し装脱出来
る構成とすることによりジャム処理とが機材保守点検の
作業を容易とならしめると共に、前記プロセスユニット
に収納する各現像器に対する極めて簡単なトナー補給方
法の開発によって前記プロセスユニットをコンパクトに
構成することを可能としたものであって、その結果とし
て取扱い性やメンテナンスに優れた小型で有用なカラー
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】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明のカラー画像形成装
置の構成断面図、第２図は前記装置に使用される現像器
の断面図、第３図は前記装置の多色プロセスユニットの
構成断面図、第４図は前記ユニットの斜視図。 3A……多色プロセスユニット 4A……レール、4B……ガイドレール ５……把手、30……像形成体 36,37,38……現像器、3721……トナーボックス 3721A……トナー供給口、3730……遮蔽板 3740A……規制ピン、3760……現像器支持台 3761……引張バネ、3763……カム板 3764……作動レバー、Ｐ……基準ピン Ｑ……吊下げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 静雄 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 森 正幸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な像形成体と異なる色トナーを有
   する複数の現像器とからなるプロセスカートリッジを前
   記像形成体の回転軸方向に引出し可能とし、 前記複数の現像器は現像剤を撹拌する撹拌部と該撹拌部
   へトナーを供給するための供給部材を有するトナーボッ
   クスとを水平方向に一体的に形成され、且つ前記像形成
   体の側縁部に複数個を上下方向に並列配置したカラー画
   像形成装置において、 前記プロセスカートリッジを引き出した状態で前記トナ
   ーボックスの上方にあるトナー補給口が露出するように
   カム手段と規制手段とにより各現像器を前記像形成体か
   ら特定の距離退避可能とし、 該退避した状態では該現像器上面よりのトナー補給を可
   能としたことを特徴とするカラー画像形成装置。