JPH0344659A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｔ；カラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

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６１−１００７７
０号公報に開示されているように、像形成体たる感光体
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ｔ；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６０−７
６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５
８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皮体も提案されている。ベルト状像
形皮体（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。

一方、感光体ドラム内に廃トナーを回収するようにした
ものとして特公昭６３−４８３５０号公報で感光体ドラ
ム内に廃トナーを回収する提案を行っている。またドラ
ム内廃トナーの回収量と感光体ドラムに巻き付けて使う
感光紙の寿命バランスの関係から使い捨てとした感光体
ドラム廃トナーの回収容器が特開昭５６−１５０７８２
号公報に記載されている。

何れも装置の小型・コンパクト化を目的とした提案であ
る。

しかし何れの場合も感光体ドラムの種類・材質等が耐用
寿命に関係し、特にドラム回転体へのトナーの搬送法に
関しては機構が複雑となり、且つトナー洩れやトナーコ
ボレ等の欠陥が生じ、必ずしもコンパクトで安価な廃ト
ナー回収装置が提供され得ない。

〔発明の目的〕

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。

従って前記の各現像器に補給するトナーを収めるトナー
収納容器やクリーニング装置によって回収した廃トナー
を収める密閉収納箱もまた前記のプロセスカートリッジ
に対し機能的に連係し易い位置に設置されなければなら
ないが、更に又現像器やクリーニング装置と一体化する
のは耐用期間を異にすることや保守管理の作業の面から
も問題とされる。

本発明はこの点を解決して改良した結果、前記の補給用
のトナー収納容器や回収トナー用の密閉収納箱等を必要
に応じプロセスカートリッジに対し簡易に接続・分離出
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
。

〔発明の構成〕

上記目的は、複数の回動ローラと前記ローラ間に複数の
現像器と対向するガイド部材を有し、前記回動ローラ間
に張架するとともに前記ガイド部材と摺接しつつ移動す
るベルト状像形皮体とをもって着脱可能のカートリッジ
を構成し、前記ベルト状像形皮体のクリーニングを行う
クリーニング手段により回収されたトナーが、前記ガイ
ド部材上または前記ガイド部材が、その一部を構成する
密閉収納箱内に収納され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。

〔実施例〕

本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ないし
第４図に示す。

第１図において、ｌはベルト状像形皮体たる可撓性の感
光体ベルトで、該感光体ベルトｌは回動ローラ２および
３の間に架設されていて回動ロ−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に内接するガイド部材であって
、前記感光体ベルト１は外方に付勢されたテンションロ
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。

従って前記感光体ベルトｌ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。

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ｌ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ｌの移動を妨げず間隙を保持するために、感光
体ベルトｌ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とした光学系等
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ｌと所定の間隙を保つ各現像スリー
ブ８Ａ、９Ａ、ＩＯＡ、ｌｌＡを備え、感光体ベルトｌ
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は転写器、　１２Ａは除電バー、１３はクリーニン
グ手段たる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は画像形戊
申には感光体ベルト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。

まず本実施例による多色像の形成は、第２図の像形成シ
ステムに従って遂行される。即ちオリジナル画像を撮像
素子が走査するカラー画像データ入力部（第２図（イ）
）で得られたデータを、画像データ処理部（第２図（ロ
））で演算処理して画像データを作成し、これは−旦画
像メモリ（第２図（ハ））に格納される。次いで該画像
メモリは１、記録時とり出されて記録部（第２図（ニ）
）である例えば第１図の実施例で示したカラー画像形成
装置へと入力される。

すなわち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７
Ｅ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ｌ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ｌの搬送による副走査により感光体ベルト
ｌ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ｌ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ｌ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ｔこ形成されてい
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ベルト表面にシア
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゜ＩＯ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戊分現像剤
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ｌには非接触で反転現像が行われるようにな
っている。

かくして感光体ベルｌ−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ｌ上の像形成と
タイミングを合わせて転写器１２・除電バー１２Ａ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ｌ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ｌ−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＋３Ａを引き
離し、それより少し後にトナー搬送ローラ１３Ｂ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Ｉとガイド部材４ならびにスコロト
ロン帯電器６、各現像器さらにクリーニング装置１３の
各像形成手段は、第３図に示すように前面と背面の各基
板３０Ａと３０Ｂとから構成されるカートリッジ３０に
組込まれユニットとして装置本体に着脱される。

すなわち、前記カートリッジ３０は前後の基板３ＯＡと
３０Ｂを４本のステー３１によって一体とし、その間に
前記の各像形成手段を保持して前面と背面に取付けた合
わせて３本のガイドレール３２を介して装置本体の上方
より垂直に挿入して収納される。

前記ガイドレール３２には凸状のレール３２Ａを備える
ものが使用され一方装置本体には凹状のレールを有する
ガイドレール（図示せず）が設けられていてそれ等の係
合によって前記の各像形成手段は装置本体側との動力伝
達あるいは電源の接続が行われる。

前記カートリッジ３０はその前面に可撓性のトナー搬送
スクリュー３３を内蔵したトナー搬送管３４を架設して
いてその一端を前記クリーニング装置１３の底部に、ま
た他端を前記ガイド部材４の一部に構成した密閉収納箱
４Ａに接続してｒＭ口している。

前記トナー搬送スクリュー３３は装置本体側の動力によ
って駆動回転され、それによってクリーニング装置１３
の回収したトナーをトナー搬送管３４を経て前記密閉収
納箱４Ａに送り収容する。

前記密閉収納箱４Ａは、前記カートリッジ３０の耐用期
間に応じて図示の如くガイド部材４のスペースの一部を
占める容積の小さいものとしたりあるいはガイド部材４
そのものを収納箱とした容積の大きなものとしたりされ
る。

その結果各像形成手段が耐用期限に達した時点で前記密
閉収納箱４Ａには回収したトナーが充満することとなり
、従って前記カートリッジ３０はすべての機材の耐用期
間を有効に活用したのち一体として新規のものと交換す
ることが可能となる。

なお前記カートリッジ３０の装置本体への着脱に際して
は、第１図に示す蝶番２１を支点として前記トレイ２０
が定着ローラ１８、排紙ローラ１９と共に反時計方向に
開放され、それによって前記カートリッジ３０が上方へ
垂直に引き上げられて前記ガイドレール３２の係合を解
除される。

なお前記カートリッジ３０は現像器を含めて一体的に構
威し着脱可能としたが現像器を除くガイド部材、ベルト
状像形成体、クリーニング装置収納箱等を一体化して構
成し、着脱可能とすることもできる。第４図はかかるカ
ートリッジを示したものであるが、この様にすることに
より、カートリッジの要素が耐用やメンテナンス期間の
短いあるいは異なる場合に容易に交換することにより装
置の保守が可能となる。

以上、本発明をプリンタの実施例について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式
を用いたカラー画像形成装置全般に適用されるものであ
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によりベルト状像形成体を備えるカラー画像形成
装置においても、ドラム状像形成体を備えるカラー画像
形成装置同様に像形成体のスペースを利用して回収した
トナーを収納することが実現され、その結果多量の回収
トナーの蓄積を可能としながら装置をコンパクトに構成
出来るカラー画像形成装置が提供されることとなった。

なお本発明は感光体ドラム内に廃トナーを回収するよう
にした前記の提案と比較して次のような差異と利点を有
している。

（１）廃トナー回収容量は、感光体ベルトの内部の空間
スペースにおかれるので、感光体ベルトの取る形状に合
わせて自由な形状での配置が可能であり、感光体ベルト
を自由な長さ・形状に張架し、これに応じた任意の形状
・大きさ・位置での廃トナー収納箱を設定することが可
能であるので、カートリッジ形式とした感光体ベルトの
寿命に合わせて廃ドナーが収納箱内に充満近い状態とな
るように設定し、カートリッジごと交換する使い捨て方
式番採用することが安価な機種形態において可能となる
。また感光体ベルトの寿命の長い高級機種形態において
は、カートリッジから廃トナー収納箱を取り出して交換
することも可能である。即ち感光体の寿命に応じた仕様
・形態が採用可能で、最もコンパクトな形状となし得る
。

（２）感光体ドラム内に廃トナーボックスを設置したの
と相違して、感光体ベルトは回動していてもクリーニン
グ部よりの廃トナー収納箱への回収路に回転結合される
機構を設ける必要がないので、トナーのこぼれや洩れ等
の生じることのない簡易な搬送及び結合機構が採用され
るので、簡単で安価な構成とすることができる。

（３）感光体ドラム内に廃トナーボックスを設置した場
合には、回転可能としたドラムを交換する機構の複雑さ
、特に廃トナーの取入れ口や取入れホースを結合させる
機構の複雑さや困難さを伴う。

まｔ；感光体ドラムへの廃トナーボックスを交換する際
は、感光体を汚したり傷を付けたりする恐れがある。之
に対して感光体ベルトではカートリッジ全体がほぼプラ
スケースで包囲され、廃トナー収納箱の側面あるいは、
カートリッジ近辺のみが開口しているよう構成すること
ができるので、交換可能な構造とする際も構造は簡単と
なり作業性は著しく容易となる。

（４）像担持体上にトナー像を重ね合わせるようにした
プロセスにおいては、感光体ドラムの径はすくなくもそ
の外周が最大画像サイズをカバーする大きさであること
を必要とする。感光体ベルトの場合においてもそのベル
ト長は最大画像サイズをカバーする長さであることを必
要とするが、前記の通り感光体ベルトの場合は張架する
形状が自由に設定でき、之に伴い廃トナー収納箱の形状
・大きさも自由に設定できる長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像形成装置の断面構成図、第
２図は像形成システムを示すプロ・ツク図、１３図は前
記装置に収容するカートリッジの正面ＩＩ戒図、第４図
は他の実施例を示すカートリッジの正面構成図である。 ｌ・・・感光体ベルト　　　２，３・・・回動ローラ４
・・・ガイド部材　　　　４Ａ・・・密閉収納箱６・・
・帯電器（スフロトロン） ７・・・レーザ書込み系ユニット ８．９．１０．１１・・・現像器　１２・・・転写器１
３・・・クリーニング装置　３０・・・カートリッジ３
０Ａ　、　３０Ｂ・・・基板　　　　　３１・・・ステ
ー３２・・・ガイドレール ３３・・・トナー搬送スク リ ３４・・・ トナー搬送管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の回動ローラと前記ローラ間に複数の現像器と対向
   するガイド部材を有し、前記回動ローラ間に張架すると
   ともに前記ガイド部材と摺接しつつ移動するベルト状像
   形成体とをもつて着脱可能のカートリッジを構成し、前
   記ベルト状像形成体のクリーニングを行うクリーニング
   手段により回収されたトナーが、前記ガイド部材上また
   は前記ガイド部材が、その一部を構成する密閉収納箱内
   に収納されることを特徴とするカラー画像形成装置。