JPH02300769A - 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、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段と像
担持体とを装置本体に着脱自在に設けたカラープロセス
カートリッジを有する小型・軽量な電子写真式カラー画
像形成装置、特にコンパクトな構造のカラープリンター
に関するものである。

〔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。例えは特開昭６１−１００７７
０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し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てきる大きさをもった
転写ドラムを設ける必要かあり、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。

また半導体レーザ、ＬＥＤ等のドツト露光走査書込系に
よって像担持体上に潜像形成を行ったり、更にはＣＣＤ
、ａ−３ｉ等の固体撮像素子によるカラー画像の情報読
取系を有する、いわゆるデジタルカラー画像処理を行う
ものとしては特開昭６１−７３９７７号公報による提案
等か開示されているか、何れも上述したような問題を生
じている。

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
ム上で色粉体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。

このような重ね台上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か配置
してあり、一般には感光体）−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。

一方、構造面に関し、一般に複写機については特公昭５
８−５４３９２号公報に開示されているように、感光体
ドラム、現像器、クリーナを一体的に支持部材に取付け
、各ユニッｌ−の交換や補修等を容易にする提案かなさ
れている。

また小型で一般のユーザか容易に取扱える簡易型のモノ
カラ一対応の装置としては、これ等の一体化されたもの
をさらに使い捨て形式に構成したものか特開昭５７−１
５４２５５号公報に開示されている。

さらに、はぼ同様の装置にレーザ書込み系を組入れ処理
するプリンターとしては、特開昭５９−１４７３６６号
公報が開示されている。

更に、上記モノカラー、或はフルカラー画像を形成すべ
き装置として、便い捨て可能な単色プロセスカー１−り
ンジとやはり使い捨て可能な複数現像器を内蔵する（カ
ラー）カーＩ・リッジとを交換可能にしたものとして、
特開昭５８−７２１５９号公報にて開示される多色画像
形成装置が提案されているが、操作性か簡単で小型で安
価な装置ではなく、カラー画像再生に際して必ずしもユ
ーザに満足のゆく画像を提供するまでには至っていない
。

更に本出願人か特開昭６３−２９３５６３号公報にて単
色カートリッジや複数現像器を有するカラーカートリッ
ジなどの種々の交換形態についての開示を行っている。

また装置本体に挿脱可能な架台を設は該架台」−に感光
体ドラム、複数現像器或はクリーナ等を着脱可能なカラ
ー画像形成装置を特願昭６２−２３４４９３号、同６２
−２３９７４８号等にて提案を行っているが、複数現像
器に収納されるトナー或は現像剤等消耗品の寿命のアン
バランスによるユーザの使い勝手の良さの欠落、内部機
構が複雑で且つ装置が大形となり、コンパクトで安価な
装置の提供には至らず、ユーザ損失につながる問題が大
きく残されていた。

また特に、前記単色カートリッジに把手を設はカートリ
ッジ内のトナーの凝集を防止したり取り扱いを容易にす
るだめのカートリッジの重心位置と把手との関係につい
て特開昭５８−１０８５５２号公報や同５９−５８４４
４号公報等において提案かなされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、これら複数現像器と像担持体とを装置本体
に対して交換可能となしたカラープロセスカートリッジ
に於いて装置本体への装填・離脱の操作が取扱い易く、
且つ複数現像器よりのトナー或は現像剤等の洩し、コポ
レ等の心配がなく特に転写材のジャム処理等においても
これらの問題のないカラープロセスカートリッジを有し
、更に複数現像器の取り扱いにおいて上記問題を解消す
べき把手をカラープロセスカートリッジに設けるととも
に、把手が装置内にコンパクトで有機的に収納され得る
ような構成は未だ提示されていない本発明は上記問題点
を解決したカラー画像形成装置を提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

上記目的は、上下２分割に開閉される構造を有するカラ
ー画像形成装置において、像担持体下部に複数現像器を
配置し、少なくとも像担持体及び前記複数現像器を一体
的に交換可能としたカラープロセスカートリッジとレー
ザ書込系ユニットとを下部筐体に設け、且つ上部筐体に
転写ベルトより成る転写搬送部を設けるとともに上部筐
体を開口し、前記ノノラープロセスカートリ／ジの像担
持体である感光体］・ラム軸を中心として回動可能に設
けられた把手を上方部に偏寄させ得る構成とし前記プロ
セスカートリッジを上部に挿脱可能な構成としたことを
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〕

本発明の一実施例を第１図ないし第６図に示す。

第１図および第２図は本発明を適用したプリンタを示し
たものである。

前記プリンタは上部筐体１ど下部筐体２とに分割された
タラムシエル型式の構造がとられていて、上部筐体１は
下部筐体２に結合する蝶番ＩＡを支点として所定角度開
放した角度に保持可能であり、また閉止状態では止メ金
具（図示せず）によって下部筐体２と一体とされる。

前記プリンタの画像形成部を構成する像形成体３０、イ
エロー、マゼンタ、シアン、黒色の各現像剤を収容した
現像器３６，３７，３８，３９、クリーニング装置４０
それに帯電器３５の各機材は、一体のプロセスノＪ−ト
リソジ３内に収めてユニット化された上、下部筐体２に
対し後述するガイド部材を介して上方から垂直に挿入し
て受は台４に収められる。なお前記プロセスカートリン
ジ３の下部筐体２への挿脱に際しては像形成体３０の回
転軸と同心に取付けた起伏の可能な把手５が利用される
。

前記把手５は上部筐体１が下部筐体２に対し閉蓋されて
いる場合には、第１図に示す如く捩りハネ５Ａの付勢に
抗してほぼ水平位置に押え込まれているが開蓋された状
態では第２図に示す如く前記捩すパイ、５Ａの作用によ
りほぼ直立の状態に起立する。

なおプロセスカー１・りンジ３に収める各現像器はハウ
ジ〉・グを一体に構成した上で像形成体３０の下方にお
いてその周面に面するよう回転上流の方向から順次並列
する配置がおられている。

従って前記把手５を引き上げることによりプロセスカー
トリッジ３は容易に下部筐体２より取り出されしかも各
現像器は何れもその開口部を上方とした姿勢に保たれる
ので現像剤が流出して落下したり他の現像器内の混入し
たりするようなことか起こらない。

前記プリンタはレーザ書込み系ユニッ１〜Ｂを前記プロ
セスカートリッジ３の側方のスペース内に、また転写材
の搬送面を前記プロセスカーＩ・リッジ３の上部の上部
筐体ｌど下部筐体２の双方にまたがる部分に配設してい
て、前記像形成体３０は斜め下方から前記レーザ書込み
系ユニットＢによるレーザ走査を受けまたその周面に重
ね合わせて形成したカラーの１−ナー画像を記録紙の下
面に転写する方式をとっている。

このようにして転写材が前記プロセスカートリッジ３の
上部を水平方向に搬送されかつ転写面か下向きでもある
ことからクリーニング装置４０等からトナーかこぼれ落
ちたり飛散するようなことがあつでも画像面を汚損する
迄に至ることがない。

また、この装置では、 （１）給紙系が下方に有り、重心がさらに下方に設定さ
れ機械の構造上のメリントか大きい。

（２）ジャム時搬送系の開放が容易になる。

なとの利点か挙げられる。

前記プリンタによるカラー画像コピーのプロセスは次の
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３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
素子か走査するカラー画像データ入力部（第３図（イ）
）で得られたデータを、計算機を備えた画像データ処理
部（第３図（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（第３図（ハ））に格納される
。次いで該画像メモリは、記録時とり出されて記録部（
第３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
される色信号か前記レーザ書込み系ユニノトＢに入力さ
れると、レーザ書込み系ユニッｌ−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３枚のミラー３４Ａ
、３４Ｂ、３４Ｃ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３
０の周面上に投射され輝線を形成する。

一方では走査か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
か開始され、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４０の下を通過し
、つぎのコピーザイクルに入る。

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、次いて信号処理部から出力された第２の色
信号か前記書込み系ユニント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か
行われ潜像か形成される。

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
理部で発生される制御信号に基づいてトラム表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。

さらに３９は黒色のトナーを有する現像器てあって、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３６　、３７　。

３８および３９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、転写部において給紙カセットＣより給紙ローラ、給
紙ガイドを経て送られてきた転写材の下面に転写される
。

すなわちこの多色トナー像は、転写開始より回転されて
いる転写手段として使用される転写ベルト５０を像形成
体３０に接触させ、給紙カセットＣから給紙ローラ１２
およびタイミングローラ１３を介して像形成とタイミン
グを合わせて給送された転写材に転写される。

前記転写ベルト５０はローラ５９と６０の間に張架し、
ローラ６０の回転駆動により像形成体３０の周速に同調
して回動されるものであり、ローラ５８が上下すること
で像形成体３０に対し離間あるいは接触される。

前記ローラ５８は、ローラ６０の軸心を支点として揺動
可能なレバー５７に取付けられていて、該レバー５７を
付勢する弾性部材により実線にて示す上方の位置に保持
されているが、転写のタイミングに作動するソレノイド
等の動力によって一点鎖線をもって示す下方すなわち前
記転写ベル１〜５０を像形成体３０の周面に圧接させる
位置に移動される。

前記転写ベルト５０としては、基体として導電布入りゴ
ムベルトが使用され、その外周に０．５ｍｍ厚の弾性体
層とさらにその外周に５０μｍの絶縁体層（誘電体層）
を設けたものが用いられる。

前記転写ベルト５０への帯電は転写器５１によってなさ
れ、転写ベルト５０の表面には１．５ＫＶ〜３．ＯＫＶ
程度のトナーと逆極性の転写電荷が印加されて転写がな
される。なお転写ベルト５０に付着したトナーは転写ベ
ルト用のクリーニング装置５０Ａによって除去、清掃さ
れる。

かくして多色トナー像を転写された転写材は像形成体３
０の周面より分離して定着装置に搬送され定着ローラ８
０によってトナーを溶融固着したのち排紙ローラ９０を
介して機外に排出される。

一方転写材を分離した像形成体３０は前記クリーニング
装置４０によって残留トナーを除去、清掃される。

前記ブロセスノＪ−トリソジ３は第４図および第５図（
ａ）に示す装置と機構とにより下部筐体２に対して案内
して着脱されまた前記把手５を起伏させる。ここで第５
図（ａ）は第４図における矢示ＡＡ断面を示したもので
ある。

図において２八および２Ｂは下部筐体２内に設置した前
後の各基板、ｌ０ＩＡおよびｌ０ＩＢは前記各基板の内
側面の相対向する位置に設けた上下方向の案内溝を構成
する各ガイド部材であって、該ガイド部材１０１Ａとｌ
０ＩＢはプロセスカートリッジ３に突設した前記像形成
体３０の軸受部を係合することによりプロセスカートリ
ッジ３の下部筐体２への挿脱を案内する。なお前記受は
台４は前記基板１０１Ａとｌ０ＩＢの間に支持されてい
て挿入したプロセスカートリッジ３の上下方向の位置を
決定する。

３Ａはプロセスカートリッジ３の側縁の一部に相対向し
て形成した円弧状のガイドレール、また３Ｂはプロセス
カートリッジ３の前面部に形成した上下方向のガイド溝
であって該ガイド溝３Ｂは下方に突き当て部を備える。

また６は前記ガイドレール３Ａに係合してスライド可能
な円弧状の保護カバーであって側縁部に設けた切欠を前
記把手５に係合していてその回動により第１図に示す如
く像形成体３０の上部より退避した位置に移動したりあ
るいは前記捩りバネ５Ａの作用により第２図に示す位置
に復帰して像形成体３０の上部の周面を覆い、汚れや損
傷から保護するようになっている。

７０は前記クリーニング装置４０において回収された回
収トナーを収容する廃トナーボックスで、その背面に備
えるガイドビン７１を前記ガイド溝３Ｂに挿入係合させ
てプロセスカートリッジ３に取付けられる。前記廃トナ
ーボックス７０の上部にはクリーニング装置４０に接続
するトナー搬送管４ＯＡがバヨ不ツＩ・機構等を介して
着脱されるようになっていて随時プロセスカートリッジ
３より取り外して回収トナーを廃棄することか出来る構
造となっている。

前記プロセスカートリッジ３は下部筐体２に収納された
あと上部筐体１を閉蓋する動作によって自動的に前記把
手５が反時計方向に回動して起立し同時に下部筐体２に
対しての位置が固定される。

ＩＢは下側縁を曲面とするカム部材であって上部筐体ｌ
の閉蓋の際に第４図および第５図に示すように前記把手
５の両側端を押圧するよう上部筐体１の内部に前後に一
対取付けられる。

前記カム部材ＩＢは上部筐体１の閉蓋の過程でその曲面
をもって押圧することにより前記把手５を反時計方向に
誘導しさらに回動して閉止状態にて前記把手５をほぼ水
平位置に押え込む作用をする。

また前記把手５はプロセスカートリッジ３の前後の側壁
の長大３Ｃを挿通する作動ビン５Ｂを備えていて、下部
筐体２の前記基板２Ａおよび２Ｂの各内面に設置したロ
ック装置りを作動しプロセスカートリッジ３をその収納
位置に係止して固定する。

第６図（ａ）は前面側に設けられる前記ロック装置りを
基板２Ａを取り除いた状態にて示したものである。

１０２および１０５は共に前記基板２Ａの内側面に取り
付けられる作動レバーとロックレバ−であって前記把手
５の回動により前記作動レバー１０２が回動して前記ロ
ックレバ−１０５がスライドし、その結果該ロックレバ
−１０５がプロセスカートリッジ３の係止部３Ｄに係合
して位置を固定させるようになっている。

すなわち前記作動レバー１０２はやや強力な捩りバネ１
０３により支軸１０２Ａを支点として基板２Ａ上のスト
ップビン１０４に当接するよう時計方向に付勢されてい
る。

一方前記ロックレバー１０５はやや弱い引張バイ、１０
６によりガイドビン１０７の案内により右方向にスライ
ドするよう付勢されている。

図は把手５が上部筐体ｌの閉蓋により水平位置に回動さ
れて前記作動ビン５Ｂが作動レバー１０２ヲ押圧して反
時計方向に回動した状態を示している。

作動レバー１０２の回動により前記ロックド、（−１０
５上の規制ビン１０８が追従して該ロックレバ−１０５
を引張バネ１０６の作用により右方向にスライドさせ先
端部１０５Ａをプロセスカートリッジ３の係止部３Ｄに
係合させて該プロセスカートリッジ３を基板２Ａずなわ
ち下部筐体２に固定している。

また上部筐体１を開蓋して把手５を起立させると前記作
動レバー１０２は捩りバネ１０３の作用によってストッ
プピン１．０４に当接する迄反時計方向に回転するので
その作用により前記ロックレバ−１０５が引張バネ１０
６の付勢に抗して左方向にスライドし先端部１０５Ａを
前記係止部３Ｄより退避させ保合を解除する。

一方後方の基板Ｂ側においてはプロセスカートリッジ３
の装着による前記ロック装置りの作用に併せて像形成体
３０の回転軸上の従動歯車Ｇ１が第６図（ｂ）における
矢示方向から基板２Ｂ側の駆動歯車Ｇ２に噛合して接続
するのを始め各動力伝達系や電気系統の接合、接続か同
時に行われる。

また前記レーザ書込み系ユニットＢとその上部に位置さ
れる定着装置に関しては、前者は基板２Δおよび２Ｂの
下部に形成したガイド溝１１０Ａを、一方後者は該カイ
ト溝１１０Ａより若干外側に形成したガイド溝１１０Ｂ
をそれぞれ案内としてプロセスカートリッジ３と同様に
上方から垂直に下部筐体２に対して装着される。

なお上下方向の位置については前記レーザ書込み系ユニ
ットＢは底部の受は台４（図示せず）によりまた定着装
置はレーザ書込み系二ニツｌ−Ｂに載置されたあと閉蓋
動作に伴う上部筐体１に弾性部材の付勢力によって規制
される。

また前記レーザ書込み系ユニットＢに関してもプロセス
カー１〜リツジ３の場合と同様のカイト部材とロック装
置によって下部筐体２に対し自由に着脱出来るよう構成
することも可能である。

なお本実施例の説明に当たっては便宜上第１図および第
２図に示した向きを画像形成装置の前面と呼称したか実
際に装置を使用する立場からは第１図および第２図にお
ける右側面が作業者の対面する側面すなわち前面であっ
て従って本実施例で云う前面は使用上の左側面に相当す
ることとなる。

〔発明の効果〕

本発明は、上部筐体と開蓋することにより転写材の搬送
路を開放してジャム処理等の作業を容易とする他、さら
に下部筐体に納めるユニット化したプロセス機材のカー
トリッジや廃トナーボックスを簡単な操作をもって上方
に引き上げることにより容易に着脱出来るよう構成した
もので、その結果として上部筐体の軽量化が実現されて
取り扱い操作か極めて簡易であってかつ感光体ドラムの
下部に複数現像器を対称・並列的に設けた構成とする事
により重心的に安定したものとなり更にそのほぼ重心上
の上部に挿脱・或は交換・メンテ作業等の取扱い動作に
対して確実で安定作動し得る把手を配置し且つ、上下２
分割に開閉される上部筐体の開・閉の動作・非動作状態
に対して上部筐体に設けた転写ベルトが動作・非動作状
態を取るのに対応し、自動又は手動にて把手位置を動作
・非動作状態となし得る様にした事によりカラープロセ
スカートリンジの機能が著しく向上されるとともに、装
置本体は側面部を開放する構造をとる必要のないことか
ら設置スペースも極めて小さい実用性に優れたカラー画
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図および第２図は本発明のカラー画像形成装置の断
面図、第３図は像形成システムを示すブロック図、第４
図は上部筐体とプロセスカートリ・ノジの関係を示す説
明図、第５図（ａ）および（１））はその要部断面図と
平面図、第６図はその要部正面図。 ■・・・上部筐体　　　　　ＩＡ・・・蝶番２・・・下
部筐体　　　　　２Ａ　、　２Ｂ・・基板３・・・プロ
セスカートリッジ ３Ａ・・・ガイドレール　　　３Ｂ・・・ガイド溝３Ｄ
・・・係止部　　　　　　４　・受は台５・・把手　　
　　　　　５Ａ・・捩りバネ５Ｂ・・・作動ビン　　　
　　６・・・保護カバー３０・・・像形成体　　　　　
４０・・クリーニング装置４０Ａ・・・１−ナー搬送管
　　７０・・・廃トナーポ・ンクス１０２・・・作動レ
バー　　　　１０５・・・口・ンクレノ（−１０５Ａ・
・・先端部　　　　　Ｇｌ・・・従動歯車Ｇ２・・・駆
動歯車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下２分割に開閉される構造を有するカラー画像
   形成装置において、像担持体下部に複数現像器を配置し
   、少なくとも像担持体及び前記複数現像器を一体的に交
   換可能としたカラープロセスカートリッジとレーザ書込
   系ユニットとを下部筐体に設け、且つ上部筐体に転写ベ
   ルトより成る転写搬送部を設けるとともに上部筐体を開
   口し、前記カラープロセスカートリッジの像担持体であ
   る感光体ドラム軸を中心として回動可能に設けられた把
   手を上方部に偏寄させ得る構成とし前記プロセスカート
   リッジを上部に挿脱可能な構成としたことを特徴とする
   カラー画像形成装置。
2. （２）前記把手は前記上部筐体の開閉動作により自動的
   に上方部位置及び側方部位置に回動可能な構成としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像
   形成装置。
3. （３）前記把手は前記カラーカートリッジの装置本体に
   対するロック機構と連動していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のカラー画像形成装置。