JP3122791B2

JP3122791B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3122791B2
Application number: JP02244978A
Authority: JP
Inventors: 久夫佐藤; 哲羽根田; 忠義池田; 静雄森田; 真和福地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: JPH04122951A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電子写真方式により像担持体上に形成さ
れた静電潜像を現像・転写・分離の各プロセスを経て、
転写材上の転写画像を定着する画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

プリンタや複写機などの画像形成装置の小型化、軽量
化或いは高機能化などにともない、画像形成装置の高密
度化、複雑化が進んでいる。

一般に使用されている画像形成装置（電子写真複写
機、レーザープリンタ、ファクシミリ等）では、装置本
体の外形形状をコンパクトな直方体に構成している。

例えば、レーザプリンタにおいては、上段には、像担
持体（感光体ドラムまたは感光体ベルト）、帯電器、原
稿画像をトナー現像する現像器、およびトナー像を転写
材に転写する転写器、像担持体面の残留トナーを除去清
掃するクリーニング装置等が配置され、画像形成部を構
成している。

一方、下段には、各種サイズの転写材を収容する給紙
カセットを装着する給紙カセット受入部、給紙部、搬送
部、転写材上のトナー像を定着する定着装置、および排
紙部を配置している。

また、前記現像器の近傍には、補給用トナーを収容し
て適時現像器内に補給するトナー補給装置が配置されて
いる。

このような画像形成装置においては、保守・点検を容
易に行なうため、前記画像形成部の像担持体、帯電器、
現像器、クリーニング装置等を一体として引き出し可能
としたドラム架台ユニットや、交換可能にしたプロセス
カートリッジが実用されている。

一方、上記画像形成部以外の装置、例えば定着装置は
転写材のジャム処理や清掃・保守等のために、容易に開
放できるようになっている。また、トナー補給装置は、
トナー補給を容易にするため、一般に操作側前方に近い
所に配置されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような画像形成装置では、定着装置とトナー補給
装置とは、比較的近接した位置にあるため、定着装置か
ら発生する輻射熱や放射熱、装置本体内の対流熱、装置
本体内の部材を介する熱伝導等により、トナー補給装置
のトナーホッパ内に収容されているトナーが凝集して、
現像器への均一なトナー補給が不可能となり、適正な濃
度を有する鮮明な記録画像が得られなくなる等の問題点
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を除去し、均一なトナー補給を
行なうことにより、常に安定した鮮明な記録画像を得る
画像形成装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成する本発明は、像坦持体と現像器とを
備え、像坦持体上にトナー画像を形成する画像形成手段
と、転写材を収納する給紙カセットと、現像器にトナー
を補給するトナー補給装置と、像坦持体上に形成された
トナー画像を前記給紙カセットから給紙された転写材上
に転写する転写手段と、転写手段によって転写されたト
ナー画像を転写材上に定着する定着装置と、定着手段に
よって定着された転写材が排出される排紙部とを有する
画像形成装置において、トナー補給装置を画像形成装置
内の上部であって、かつ、排紙部を挟んで定着装置に対
向した位置に設ける構成によって達成される。

〔実施例〕

次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説
明する。

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断
面図を左側面から示したものである。第２図は該プリン
タの開蓋状態の斜視図を示す。装置本体10は、その前面
に操作パネル11と開閉自在の上部カバー12、トナー供給
カバー13、前面カバー14等によって包囲され、内部には
着脱自在のプロセスカートリッジ15と給紙カセット16が
設けられている。

プロセスカートリッジ15は、感光体ベルト17、現像器
23a,23b,23c,23dと、帯電器21と、クリーニング装置25
等と、から成る。

像担持体である感光体ベルト17は、可撓性のベルト表
面に有機光導電層（OPC）等の感光層を塗設したもの
で、駆動ローラ18と従来ローラ19の間に張設され、時計
廻り方向に回動される。

感光体ベルト17の周囲には、帯電手段、露光手段、現
像手段、転写手段及びクリーニング装置が配設されてい
る。

帯電手段は、コロナ帯電器またはスコロトロン帯電器
など既存の帯電器21である。

現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイエロー、マ
ゼンタ、シアン及びブラックの各色トナー（現像剤）を
それぞれ収容した複数個の現像器23a,23b,23cb,23dであ
る。これら各現像器23a〜23dは、感光体ベルト17上の静
電潜像をトナー像に非接触現像法により顕像化する機能
を有している。

クリーニング装置25のクリーニングブレードは画像形
成プロセス中は感光体ベルト17の表面より離間した位置
に保たれ、転写材Ｐにトナー像を転写後のクリーニング
時にのみ感光体ベルト17表面に圧接して感光体ベルト17
をクリーニングする。

トナー回収ボックス26は、クリーニング装置25により
除去された感光体ベルト17上の残留トナーを回収し、収
容する。

本実施例においては、上述したプリンタの画像形成部
を構成する感光体ベルト17、帯電器21、各色トナーを収
容した現像器23a〜23d、クリーニング装置25及びトナー
回収ボックス26の各プロセス部が一体のプロセスカート
リッジ15内に収められてユニット化され、点線で示した
ように装置本体10の前面カバー14を開閉し、一括して着
脱することができる。

一方、画像形成装置本体側で、前記プロセスカートリ
ッジ15を装着して画像形成可能状態位置では、前記感光
体ベルト17の周囲に、露光手段、転写手段等が配設され
ている。

露光手段は、半導体レーザ書き込み光学系ユニット
（以下光学系ユニットと称す）22であり、帯電器21によ
り帯電した感光体ベルト17の表面を露光して静電潜像を
形成する。

転写手段は、転写コロナ放電器などの転写器24によ
り、感光体ベルト17上に形成されたトナー像を転写材Ｐ
上に転写する。

上述の構成を有するカラー画像形成装置によるカラー
画像形成のプロセスは次のようにして行われる。

まず、プロセスカートリッジ15は画像形成装置本体10
内に装填されており、画像形成が可能な状態である。そ
して、装置本体10とは別体の画像読み取り装置から出力
される第１の色の画像信号が前記光学系ユニット22に入
力されると、光学系ユニット22における半導体レーザー
でレーザビームが発生される。そのレーザビームが駆動
モータにより回転されるポリゴンミラーにより回転走査
され、ｆθレンズ、シリンドリカルレンズ及びミラー群
を経て、予め帯電器21によって所定の電化に一様帯電さ
せられた感光体ベルト17の周面上に投射され輝線を形成
する。

一方、副走査方向に関しては、感光体ベルト17の特定
位置に対応したベルトインデックス（図示せず）を検出
して、或は、プリント指令信号を受け、この検出或は指
令信号を基準にして、画像信号による半導体レーザの変
調が開始される主走査線が決定される。走査が開始され
ると主走査方向に関しては、レーザビームがインデック
スセンサ（図示せず）によって検知されこの検知された
信号を基準にして、第１の色の画像信号による半導体レ
ーザの変調が開始され、変調されたレーザービームが感
光体ベルト17の表面上を走査する。従って、レーザービ
ームによる主走査と感光体ベルト17の搬送による副走査
により一様帯電された感光体ベルト17の表面上に第１の
色に対応する潜像が形成される。この潜像は、現像手段
のうち第１の色に対応するイエロートナーを収容した現
像器23aにより現像されて、感光体ベルト17の表面上に
イエロートナー像が形成される。その後感光体ベルト17
は、その表面上にイエロートナー像を保持したまま、感
光体ベルト17の表面より離間しているクリーニングブレ
ード251の下を通過した後、第２の色の画像形成に入
る。

すなわち、イエロートナー像が形成された感光体ベル
ト17は、帯電器21により再び一様帯電され、ついで第２
の色の画像信号が前記光学系ユニット22に入力され、前
述した第１の色の画像信号の場合と同様に、感光体ベル
ト17の表面上への書き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トナーを収容した現像器
23bによって現像される。マゼンタトナー像は、すでに
形成されているイエロートナー像の存在下に形成され
る。

同様にして、第３の色の画像信号による潜像形成後シ
アントナーを収容する現像器23cでシアントナー像が形
成され、更に、第４の色の画像信号による潜像形成後ブ
ラックトナーを収容する現像器23dで感光体ベルト17の
表面上にブラックトナー像を重ね合わせて、カラートナ
ー画像が感光体ベルト17の表面上に形成される。

これら各現像器23a〜23dの現像スリーブには直流或は
更に交流のバイアスが印加され、基体が接地された感光
体ベルト17には非接触で反転現像（ジャンピング現象）
が行われるようになっている。尚、この非接触現像に
は、１成分現像方式あるいは２成分現像方式のいずれか
を用いることができる。１成分現像方式を用いる場合に
は、小型化が図れるが、現像の安定性の点で２成分現方
式の方が優れているので色再現上好ましい。

上述の如く感光体ベルト17の表面上に形成されたカラ
ートナー画像は、給紙カセット16から給紙ローラ27によ
り供給されるタイミングローラ28により前記カラートナ
ー画像とタイミングを合わせた転写材Ｐに転写される。
転写器24は、トナーと逆極性の高圧電源出力を印加して
転写を行う。

かくしてカラートナー画像を転写された転写材Ｐは、
駆動ローラ18に沿って急激（小径曲率半径）に方向変換
をする感光体ベルト17により確実に分離されて、搬送ベ
ルト29により上方に搬送される。そして、転写材Ｐは定
着装置30の定着ローラ301と加圧ローラ302の加熱圧接に
よってトナーを溶融固着された後、排紙ローラ31により
排紙皿（排紙部）を兼用した上部カバー12の上面に排出
される。

前記定着装置30は、ヒータを内蔵して駆動回転する定
着ローラ301、該定着ローラ301に従動回転しかつばねは
付勢して加圧する加圧ローラ302、前記定着ローラ301の
周面に圧接して清掃するクリーニングローラ303、定着
ローラ301の周面温度を計測する温度センサ304、分離爪
305、ガイド板306から成る。上記定着ローラ301の周面
温度は、常時200℃前後に保たれるようにコントロール
されている。

上記定着装置30は、前記プロセスカートリッジ15と転
写器24との近接位置上方（図示左上方）で、前記上部カ
バー12の振動付根近傍の装置本体10上部に設置されてい
る。

第１図において、転写材Ｐの搬送通路上に設けたジャ
ム検出センサS1,S2,S3,S4と、図示しないジャム判断部
が転写材Ｐのジャムを検出すると、図示しないロック手
段が開放になり、上部カバー12が開放される。更に手動
操作により上部カバー12を上方に大きく振動させ全開状
態にする。このようにして開放された装置本体10の上部
開口からジャムの原因となった転写材Ｐを見付け出し取
り除くことができる。

また、この上部開口の全開状態において、定着装置30
内および近傍のジャム紙除去、定着ローラ301や加圧ロ
ーラ302の清掃、クリーニングローラ303の交換等の保守
点検を容易に行なうことができる。

更に、定着装置30の側方または後方には、図示しない
排風ファン手段が設けてあり、定着装置30から発生する
熱は、装置本体10の開口101（第２図参照）から外部に
排気される。

上記定着装置30は、装置本体10の最上部に配置されて
いるから、定着装置30から発生する輻射熱や放射熱は上
部カバー12や装置本体10上部の壁面から機外に容易に放
射される。また、前記排風ファン手段により強制的に機
外に排出される。更に、装置本体10内の熱対流による影
響も受けにくい。

一方、前記プロセスカートリッジ15の図示右上方に
は、トナー補給装置35a,35b,35c,35dが配置してある。
該トナー補給装置35a〜35dは、異なる色のトナー例えば
イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色トナ
ーをそれぞれ収容した４個のトナーホッパー351a,351b,
351c,351dと、その上方開口部に設けた開閉装置352a〜3
52dと、前記現像器23a〜23dにそれぞれ接続するトナー
補給管353a〜353dとから構成されている。前記トナーホ
ッパー351a内には、トナー撹拌部材354aとトナー補給ス
クリュー355aが回転可能に設けてある。他のトナーホッ
パー351b,351c,351dも同様である。

上記トナー撹拌部材354a〜354d、トナー補給スクリュ
ー355a〜355dおよびトナー補給管353a〜353d内のスパイ
ラルスクリューは何れも前記現像器23a〜23dの駆動源お
よびクラッチにより間欠駆動される。

なお、前記開閉装置352a〜352dの上方には、トナー供
給カバー13が開閉自在に軸支されている。

上述のトナー補給装置35a〜35dは、装置本体10の最上
部に配置され、かつ上部カバー12の排紙皿部を中間に挟
んで前記定着装置30に対向した位置にあるから、定着装
置30で発生する熱がトナーホッパー351a〜351dを加熱す
ることはない。従ってトナーホッパー351a〜351d内に収
容された各色トナーが凝集してトナー塊を作ったり、ト
ナー層が空洞化することはない。

第３図は本発明による画像形成装置の他の実施例を示
す断面図である。なお、図面に使用されている符号につ
いて、第１図と同じ機能を有する部分には、同符号を付
している。また、前記実施例と異なる点を説明する。

この実施例は、像担持体として感光体ドラム41を用い
たプロセスカートリッジ40を移動可能にした画像形成装
置である。該プロセスカートリッジ40内には、前記感光
体ドラム41の他に、帯電器42,現像器43a,43b,43c,43d,
クリーニング装置44が設けられ、ユニット化されてい
る。

該プロセスカートリッジ40の図示左上方で装置本体10
の最上部には、定着装置30が配置されている。また、プ
ロセスカートリッジ40の図示右上方で装置本体10の最上
部右端付近にはトナー補給装置35が配置されていて、上
部カバー12の排紙皿部を中間に挟んで対向した位置にあ
る。このように定着装置30とトナー補給装置35を最も遠
隔な距離に対向配置することにより、トナーホッパー内
に収容されたトナーは、定着装置30による発熱に影響さ
れることはない。

なお、前記実施例では、画像形成プロセスとして、感
光体ベルト17上にカラートナー像を形成したのち、１回
で転写材に転写する作像法について述べたが、転写ドラ
ム上の転写材上に重ねてトナー像を転写するカラー作像
法であってもよい。また、現像方法として非接触現像法
の場合について述べたが、本発明はこの非接触現像に限
られるものではなく、接触現像にも適用できる。

更に、前記プロセスカートリッジ15は、第１図図示の
傾斜配置に限定されるものではなく、水平配置として移
動可能な構造にしてもよい。

更に、本発明の画像形成装置は、多色のプロセスカー
トリッジ15を装着するカラープリンタ等に限定されるも
のではなく、勿論モノクロのプリンタ等にも適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の画像形成装置は、画像
形成装置の排紙部を、トナー補給装置と定着装置との間
に設けることにより、排紙部の外気と直接に接している
熱を拡散させることができ、定着装置から発生する熱の
影響を低減することができる。そのため、トナーホッパ
ー内に収容されたトナーが凝固塊を作ったり、あるいは
ホッパー内で空洞化してブリッジ状になることはなく、
現像器内の現像剤は常に適正なトナー濃度となり、高品
質の画像を安定して記録することのできる画像形成装置
が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の側断面図、第２図は上記画像形成装置の斜視図、第３図は本発明を適用した感光体ドラムを備えた画像形
成装置の側断面図である。 10……装置本体、12……上部カバー 13……トナー補給カバー 15,40……プロセスカートリッジ 16……給紙カセット 17……感光体ベルト（像担持体） 22……光学系ユニット 23a〜23d,43a〜43d……現像器 24……転写器、30……定着装置 31……排紙ローラ 35a〜35d……トナー補給装置 41……感光体ドラム（像担持体） 301……定着ローラ、302……加圧ローラ 303……クリーニングローラ 304……温度センサ、305……分離爪 306……ガイド板 351a〜351d……トナーホッパー 352a〜352d……開閉装置 353a〜353d……トナー補給菅 354a〜354d……トナー撹拌部材 355a〜355d……トナー補給スクリューＰ……転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福地真和東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内審査官國田正久 (56)参考文献特開昭62−42169（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−193172（ＪＰ，Ａ) 特開平２−249842（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−52559（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−116967（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−84050（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−120558（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−185148（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 15/08 G03G 15/20 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/00 510 G03G 15/00 530

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像坦持体と現像器とを備え、像坦持体上に
トナー画像を形成する画像形成手段と、転写材を収納す
る給紙カセットと、前記現像器にトナーを補給するトナ
ー補給装置と、前記像坦持体上に形成されたトナー画像
を前記給紙カセットから給紙された転写材上に転写する
転写手段と、前記転写手段によって転写されたトナー画
像を転写材上に定着する定着装置と、前記定着手段によ
って定着された転写材が排出される排紙部と、を有する
画像形成装置において、前記トナー補給装置を前記画像形成装置内の上部であっ
て、かつ、前記排紙部を挟んで前記定着装置に対向した
位置に設けたことを特徴とする画像形成装置
【請求項２】前記給紙カセットからの給紙方向に対し
て、上流側である前記画像形成装置の前面側であって、前記画像形成装置の上部に前記トナー補給装置を、下流
側の上部に前記定着装置を設けたことを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記画像形成手段を、前記画像形成装置本
体から着脱できるプロセスカートリッジに収納して、前
記トナー補給装置と前記給紙カセットとの間に設けると
ともに、前記プロセスカートリッジの着脱を、前記給紙カセット
からの給紙方向に対して、上流側である前記画像形成装
置の前面側から行うことを特徴とする請求項１、または
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】複数の前記現像器と、前記複数の現像器そ
れぞれにトナーを補給する複数の前記トナー補給装置を
有する前記画像形成装置であって、前記複数のトナー補給装置を、前記給紙カセットからの
給紙方向と直角に並べて設けたことを特徴とする請求項
１〜請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置