JPH0561342A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像形成装置の小型化を図ると共に帯
電器、転写器及びレーザ書込み系のトナー汚れを防止し
良好なカラー画像及びモノクロ画像を記録する。 【構成】 各回動ローラ２，３に巻回し張設された感光
体ベルト１の下方には各カラー現像剤を収容する各現像
器８，９，10，11が設けられている。帯電器６と転写器
12とは回動ローラ３に巻回される感光体ベルト１の湾曲
面と対向して設けられクリーニング装置13は現像器８に
隣接し反対側の回動ローラ２側の感光体ベルト湾曲面と
対向して設けられそれぞれ隔離されている。帯電器６と
転写器12とは共用又は一体部材に一体化されて取付けら
れ位置が切替えられる。そして張設される感光体ベルト
１とクリーニング装置13と各現像器８，９，10，11とは
カートリッジ化されカラー画像形成装置に着脱自在に装
着されている。そして、モノクロ画像形成時もカラーカ
ートリッジの各現像器を共通して用い該各現像器８，
９，10，11内に黒トナーを充填して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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たカラー画像形成装置に関し、
特にモノ黒画像形成時に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来像担持体ベルトを略水平に懸架して
有し、複数の現像器を前記ベルトの下面に並列配置した
カラー画像形成装置は、例えば特開昭61-151560号公報
等に記載されていて公知である。前記公報記載のカラー
画像形成装置によれば、像担持体ベルトが略水平で横長
に配置され、該ベルトの下面に複数の現像器がその現像
開口部を上方に向けて並列で配置されている。そして、
対向して設けられる２個の回動ローラに張設される像担
持体ベルトの回りには画像を形成する順に帯電器とレー
ザ書込み系による露光部と前述の位置に配設されるイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤のそれぞ
れを収容する各現像器と一方の回動ローラに巻回される
前記像担持体ベルトの湾曲面に対向し所定の間隔を有し
て設けられる転写器と該転写器の上方に定着器とがそれ
ぞれ配設されている。そして他方の回動ローラに巻回さ
れる前記像担持体ベルトの湾曲面に対向し所定の間隔を
有してクリーニング装置が前記帯電器に隣接して設けら
れている。

【０００３】このように構成されるカラー画像形成装置
によって間欠的に搬送される記録用紙上につぎつぎとカ
ラー画像が記録されるようになっている。また、ユーザ
の要求する黒トナーのみによるモノクロの画像も記録さ
れるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで実用的なカラ
ープリンタ又はカラー複写機等においては記録紙上にト
ナー画像を転写したのちの像担持体ベルト面に残留する
トナーをクリーニング装置によって除去するようにして
いるがクリーニング回数の増加に伴いクリーニング装置
から飛散するトナーによって該クリーニング装置に隣接
する帯電器やレーザ書込み系のレンズやミラーの表面が
次第に汚染されて像担持体ベルトや記録用紙に形成され
るトナー画像の画質に悪影響を及ぼすようになる。

【０００５】また、カラー画像形成装置においてもモノ
黒による画像記録を要求するユーザも多く又前述と同様
にトナー飛散による画質低下の悪影響を防止する必要が
ある。本発明はこのような問題点を解決して帯電器やレ
ーザ書込み系ユニット内の光学系等のトナー汚れを防止
すると共にモノ黒画像形成時でも良好なトナー画像が記
録することのできるカラー画像形成装置の提供を課題目
標とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は下記の(ａ)、
(ｂ)、(ｃ)何れかの手段によって達成される。

【０００７】(ａ) 複数の特定色トナーを収容する現像
器のカラーカートリッジと該カラーカートリッジと交換
可能な複数の現像器に黒トナーを収容するモノクロカー
トリッジとを装着し得るカラー画像形成装置において、
前記モノクロカートリッジを用いる画像形成時に特定の
現像器中のトナーから順次消費するようにしたことを特
徴とするカラー画像形成装置。

【０００８】（ｂ）（ａ）において複数の現像器に収容
される黒トナーの消費順はクリーニング装置に近い現像
器から使用し帯電器及び露光部に近い現像器を後で使用
するようにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。

【０００９】（ｃ）（ａ）においてトラブルの生じた現
像器は使用を中止し他の現像器に切替えるようにしたこ
とを特徴とするカラー画像形成装置。

【００１０】

【実施例】本発明の１実施例を図１のカラー画像形成装
置の構成を示す側断面図と、図２の像形成システムを示
すブロック図と、図３の帯電器と転写器との構成を示す
側断面図と、図４の帯電器と転写器との作動を示すブロ
ック図と、図５の黒トナー現像器を備えたカラー画像形
成装置の構成を示す側断面図とによって説明する。

【００１１】しかし本発明は本実施例に限定されるもの
ではない。

【００１２】図１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及び３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動に
より矢印で示す反時計方向に搬送される。

【００１３】４は前記感光体ベルト１に内接するよう装
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の作用によって張設状態とさ
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には像形成に不用な領域に凹部
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或いはガイド部材４間の摺擦抵抗を下げる目的
でテフロン加工等の低摩擦部材を感光体ベルト１或いは
ガイド部材４の何れかの表面に設け、或いは前記の低摩
擦部材で構成することが好ましい。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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１の移動を妨げない長所を有する。そして、現
像器11はユーザの要求するモノクロ画像記録に対応させ
るために他の現像器８，９，10よりは1.5〜2.0倍に容量
を大きくしてある。

【００１９】12は転写器で前記帯電器６の上方に設けら
れ該帯電器６と一体的に上下にスライドして位置が切替
えられる。12Ａは除電板、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13
Ｂ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。

【００２０】カラー画像形成装置25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。

【００２１】まず本実施例による多色像の形成は、図２
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（図
２（イ））で得られたデータを、画像データ処理部（図
２（ロ））で演算処理して画像データを作成し、これは
一旦画像メモリ（図２（ハ））に格納される。次いで該
画像メモリは、記録時取り出されて記録部（図２
（ニ））である例えば図１の実施例で示したカラー画像
形成装置25へと入力される。

【００２２】即ち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。

【００２３】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。従ってレーザービーム
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。

【００２４】即ち、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ベルト表面への
書込みが行われ潜像が形成されている。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。

【００２５】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。

【００２６】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）のナトー像を形成する。

【００２７】さらに11は黒色のトナーを有する現像器で
あって、同様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像
を重ね合せて形成する。これ等各現像器８，９，10及び
11の各スリーブには直流或いはさらに交流バイアスが印
加され、顕像手段である１成分或いは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。

【００２８】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下方にスライドされて前記帯
電器６の位置に切替えられた前記転写器12、前記除電板
12Ａ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。

【００２９】即ち、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を介して感光体ベルト１上の像形
成とタイミングを合せて転写器12へと供給される。

【００３０】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。

【００３１】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と回動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。

【００３２】図３及び図４によって帯電器６と転写器12
との切替えの例について下記に説明する。

【００３３】除電板12Ａを備える転写器12と帯電器６を
一体的に保持する一体部材60は常時例えばカラー画像形
成装置25のフレームの一部に一端が固設されるスプリン
グ32により図３に示す下方に引張られてストッパ６Ｃに
よって位置決め係止されている。

【００３４】図４のブロック図に示すように図示せぬ操
作部よりのコピー開始により前記画像形成シーケンスが
開始されると図３に示す転写器12の上方に位置するソレ
ノイド30に制御部を通して通電信号が送られソレノイド
30がＯＮの状態となり転写器12、帯電器６を保持する一
体部材60はスプリング32の張力に抗してソレノイドプラ
ンジャ31と係合するアーム61を介して上方に引張り上げ
られる。そして一体部材60はスライド部62及び固定ガイ
ド63との適宜に係合する係合溝（図示せず）に沿って移
動し帯電器６が感光体ベルト１の右側端の湾曲部と所定
の間隔を有して対向する位置に引上げられる。

【００３５】前記各プロセスにより所定の色のトナーが
感光体ベルト１上に形成され次いで転写に入るタイミン
グにおいて給紙レジストタイミングを取るためタイミン
グローラ17に保留された転写材のスタート信号（タイミ
ングローラ駆動信号）が出されると制御部からの駆動信
号を受けてソレノイド30への通電を遮断する。そして一
体部材60はスプリング32の張力によりスライド部62、固
定ガイド63を介して下方にスライドしてストッパ６Ｃの
位置に戻り転写器12と除電板12Ａとは転写プロセス（転
写、分離）が行われる状態に切替えられて機能するよう
になっている。

【００３６】なお、転写器12及び帯電器６の位置が上述
の例とは逆に一体部材60に取付けられていてもその切替
えの主旨態様は本発明に含まれることは勿論である。

【００３７】また図示は省略するが帯電器６と転写器12
とを共用し感光体ベルト１へのスコロトロン帯電チャー
ジ時には例えば４ｋｖ、0.25ｍＡを出力させ転写時には
５ｋｖ、２〜３ｍＡを出力するように同一の電源より出
力を切替えて機能させることも可能であり一層スペース
が縮小されてカラー画像形成装置25のコンパクト化が図
れる。そして、クリーニング装置13は回動ローラ２に巻
回される感光体ベルト１の左側端の湾曲面と対向し所定
の間隔を有して配設されると共に廃トナーボックス13Ｃ
は該クリーニング装置13の下方に接続して設けられてい
る。

【００３８】そして、クリーニング装置13と廃トナーボ
ックス13Ｃとは各現像器８，９，10，11及び張設される
感光体ベルト１と共に鎖線で示すようにカートリッジ化
されてカラー画像形成装置25に着脱自在に装着されるよ
うになっている。

【００３９】また、少くとも感光体ベルト１とクリーニ
ング装置13及び／又は廃トナーボックス13Ｃとをカート
リッジ化し別に各現像器８，９，10，11をカートリッジ
化してそれぞれをカラー画像形成装置25内に装着するよ
うにしてもよい。

【００４０】従って帯電器６及び転写器12、除電板12Ａ
とクリーニング装置13とは感光体ベルト１の長手方向両
側端に隔離されて配設されかつ密閉状態に外周が形成さ
れるカートリッジによって仮にクリーニング装置からト
ナーが飛散してもカラー画像形成装置25内に拡散するこ
とは極めて少ないので帯電器６や転写器12及びレーザ書
込み系ユニットの各光学系７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７
Ｅ等のトナーによる汚染もなく長時間に亘るカラー画像
形成装置25の運転時に対しても安定したカラー画像が形
成されている。

【００４１】そして、図５に示すように頻度の多いモノ
クロの画像記録に対応するために前記各現像器８，９，
10，11のそれぞれに黒トナーを充填する。即ちカラート
ナー用の現像器カートリッジとモノ黒トナー用の現像器
カートリッジとを共通に用い例えば前記現像器８，９，
10にはＡ４サイズ2000コピー分のトナーを充填して黒ト
ナー用現像器８′，９′，10′とし、従来から黒トナー
が収容されている容量の大きな現像器11には同上のサイ
ズで3000コピー分の黒トナーを充填する。

【００４２】そして、矢印方向に回動する感光体ベルト
１に対して各現像器８′，９′，10′，11の配置は図に
示すように前述のカラー画像形成時の場合と同じ構成で
配置されるクリーニング装置13に隣接して現像器11を位
置しその右側へ順次現像器10′，９′，８′を配置す
る。そして、各現像器８′，９′，10′，11の使用順序
は図に示す帯電器６又はレーザ書き込み系ユニット７の
露光部に対して最も遠い位置に配設されている現像器11
から使用し、該現像器11内の黒トナーが消費されると自
動的に隣接する現像器10′に切替えられ次いで現像器
９′，８′順に使用するようになっている。

【００４３】この切替えはあらかじめ記憶されたＣＰＵ
の制御によって適確に作動するようになっている。な
お、黒トナーの使用頻度によっては現像器11のみか又は
現像器11，10′に充填して使用するようにしてもさしつ
かえない。何れにしても帯電器６に近い方の例えば各現
像器８′，９′はできるだけ使用しない方が好ましい。

【００４４】また、仮に画像形成時の使用途中で例えば
現像器11に故障が生じて現像不能となった場合は直ちに
隣接する現像器10′と切替えられるようにあらかじめ記
憶されたＣＰＵの制御によって画像形成に支障のないよ
うになっている。なお、カラー画像形成装置25に用いら
れる感光体はベルト状の感光体に限らずドラム状の感光
体であってもさしつかえない。

【００４５】このように構成されるモノクロ用の現像器
カートリッジによってカラー用の現像器カートリッジと
共通に使用するようになっているので特別にモノクロ用
現像器カートリッジを作る必要もないので極めて経済的
である。そしてユーザが要求する頻度の多いモノクロに
よる画像記録に対しても十分対応することができると共
に帯電器６やレーザ書込み系ユニット７と最も隔離され
た現像器11から順に使用するようにしているので帯電器
６やレーザ書込み系ユニット７内の各光学系の汚れを防
止することができる。また、カラー画像形成時と同様
に、少くとも感光体ベルト１とクリーニング装置13と廃
トナーボックス13Ｃとは前実施例と同様鎖線で示すよう
に密閉状態でカートリッジ化され得るのでカラー画像形
成装置25内へのトナーの飛散が防止されレーザ書込み系
ユニット７の光学系７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅは清
浄に保たれている。

【００４６】

【発明の効果】本発明のクリーニング装置、廃トナーボ
ックスと帯電器、転写器とを隔離し、かつ感光体ベルト
とクリーニング装置と現像器とのカートリッジ化によっ
て画像形成装置内のトナー飛散や拡散が著しく防止され
たので帯電器、転写器、レーザ書込み系内の各光学系の
トナー汚れを防止することができた。

【００４７】また、帯電器と転写器とを共用又は両者を
結合して感光体ベルトの所定の位置に切替え得るように
したので画像形成装置の小型化が可能となった。また、
頻度の多いモノクロ画像形成時にもカラー用現像器と共
通のモノクロ用現像器カートリッジを用いかつその使用
する順序を帯電器やレーザ書き込み系の露光部より遠い
位置の現像器を優先して使用するようにしたのでカラー
画像形成時と同等又はそれ以上に帯電器やレーザ書込み
系ユニットのトナー汚れが防止された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例によるカラー画像形成装置の
構成を示す側断面図。

【図２】本発明の１実施例による像形成システムを示す
ブロック図。

【図３】本発明の１実施例による帯電器と転写器との構
成を示す側面図。

【図４】本発明の１実施例による帯電器と転写器との作
動を示すブロック図。

【図５】本発明の１実施例による黒トナー現像器を備え
たカラー画像形成装置の構成を示す側断面図。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト（像形成体ベルト） ２ 回動ローラ ３ 回動ローラ ６ 帯電器 ７ レーザ書込み系ユニット ８ 現像器（イエロー） ８′ 現像器（黒） ９ 現像器（マゼンタ） ９′ 現像器（黒） 10 現像器（シアン） 10′ 現像器（黒） 11 現像器（黒） 12 転写器 12Ａ 除電板 13 クリーニング装置 13Ｃ 廃トナーボックス 18 定着ローラ 25 カラー画像形成装置 30 ソレノイド 60 一体部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の特定色トナーを収容する現像器の
   カラーカートリッジと該カラーカートリッジと交換可能
   な複数の現像器に黒トナーを収容するモノクロカートリ
   ッジとを装着し得るカラー画像形成装置において、前記
   モノクロカートリッジを用いる画像形成時に特定の現像
   器中のトナーから順次消費するようにしたことを特徴と
   するカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において複数の現像器に収容さ
   れる黒トナーの消費順はクリーニング装置に近い現像器
   から使用し帯電器及び露光部に近い現像器を後で使用す
   るようにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１においてトラブルの生じた現像
   器は使用を中止し他の現像器に切替えるようにしたこと
   を特徴とするカラー画像形成装置。