JPH031165A - 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〕 本発明はカラープリンターまｔ；はカラー複写機等のカ
ラー画像形成装置に関し、特に需要の多い白黒画像の安
定供給を可能としたカラー画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭５７−１６３２７６には像担持体ド
ラム、帯電器、クリーニング装置、白黒現像器を一体的
に内包し、装置本体に挿脱自在に構成したプロセスカー
トリッジを有する複写機が開示されている。

このような複写機においては、像形成用の器機および材
料の使用限度内に前記カートリッジの交換が行われ、複
写機の無理な使用が回避され、常に安定した画像品質が
確保される。

一方複写業界において、白黒画像に代えてより情報量の
多いカラー画像の需要が高まっている。

そこで特開昭５８−７２１５９号公報には、像担持体ド
ラム、帯電器、複数の現像器から成るカラー現像器、ク
リーニング装置等を内包するカラー用プロセスカートリ
ッジと、該カートリッジのスペアとして黒（ＢＫ）現像
器を内包する白黒用プロセスカートリッジを有するカラ
ー複写機が記載されている。

しかしながら前記カラー用プロセスカートリ、２ジは複
数の現像器が組込まれるため構造が複雑となり、かつ高
価となる。そこでカラー用プロセスカートリッジにコス
ト面での実用性を付与する！こめ、例えば寿命の長い像
担持体ドラムまたは現像剤中のキャリアの使用限度造像
形成を継続してから前記カートリッジを交換・廃棄する
のが好ましい。前記像担持体ドラムの寿命は通常５〜８
万カラーコピーとされ前記現像剤中のキャリアの寿命は
２〜３万カラーコピーとされるのでその間装置本体に設
けられ、前記複数の現像器のそれぞれに対応するトナー
補給装置から継続してトナー補給を行う必要が生ずる。

このトナー補給装置はプロセスカートリッジの外壁部に
あって、前記各現像器の現像室へのトナー補給開口部を
有する連結部において、前記プロセスカートリッジと着
脱可能に連結されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらトナー補給装置は前記連結部においてプロ
セスカートリッジの挿脱の度に着脱されるが、その際ト
ナーの漏洩、飛散により前記カートリッジおよび装置本
体が汚染されると云う弊害を生ずる。またこの弊害を排
除するため、例えばトナー補給装置を連結部においてプ
ロセスカートリッジから着脱する度に開閉する開口部遮
蔽部材を設けるなど複雑な装置が必要となる。特にカラ
ー画像形成装置においては、複数の現像器に各色トナー
をそれぞれ補給する必要があるため、−層装置が複雑と
なりかつ少量のトナーの漏洩、飛散においても各色トナ
ーの混色により画質が劣化すると云う問題を生ずる。

さらにまた、前記特開昭５８−７２１５９号公報記載の
カラー画像形成装置では画像形成の際、カラーから白黒
へ、また白黒からカラーへ変更する度に専用のカートリ
ッジに交換する必要があり、操作が複雑かつコスト高と
なり、時間の浪費となるなどの欠点があった。

またプロセスカートリッジ内の複数の現像器が横型で互
に隣接して像担持体ドラムの横方向に積層して設けられ
ているため各色トナーの混色を生じ易く、装置が不安定
となるなどの欠点を有していた。また転写紙の転写搬送
手段が像担持体ドラムの下方に配置されているためトナ
ーの漏洩、飛散により汚染され易いなどの欠点も有して
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

（発明の目的） 本発明は前記実情に鑑みて提案されたもので白黒用プロ
セスカートリッジの採用により、白黒画像の品質の安定
化を計ると共に、像形成器機の配列、構成を適性なもの
として画質の向上および装置のコンパクト化を計り、か
つ装置本体側にカラー現像器を配置して、カートリッジ
の制約をうけることなく白黒からカラーへの変換を可能
としたカラー画像形成装置を提供することにある。

（発明の構成および作用） 前記の目的は、像担持体ドラムとその周縁に帯電器、カ
ラートナー現像器および黒トナー現像器を含む現＠器群
、クリーニング装置および転写紙の転写搬送手段を有す
るカラー画像形成装置において、前記黒トナー現像器、
像担持体ドラムおよびクリーニング装置を一体的に含み
、装置本体に挿脱自在なプロセスカートリッジを構成す
ると共に、前記カラー現像器を装置本体側に配置し、か
つ前記像担持体ドラムに対して前記現像器群を下方に、
前記転写搬送手段を上方に配置したことを特徴とするカ
ラー画像形成装置により達成される。

本発明のカラー画像形成装置においては、像担持体ドラ
ムを中心として帯電器、ＢＫ現像器、クリーニング装置
および必要により廃トナー回収容器等がプロセスカート
リッジ内に一体的に内包され、該カートリッジが装置本
体に挿脱自在に装着されると共に、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラー現像器が装置本体
側に配置された点に特徴がある。かかる構成としたこと
により、低コストで必要に応じて使い捨て使用可能な白
黒用プロセスカートリッジを実現することができ、また
オプションとしてカラー現像器を設けており、カートリ
ッジの交換を要せずワンタッチで白黒からカラーへまた
カラーから白黒へと画像変換が可能とされる。

またカラー現像器が装置本体に設けられるため、カート
リッジとは関係なく、必要に応じて現像器の交換が可能
とされ、またカラー現像器へのトナー補給装置の設置が
容易とされる等の利点が生ずる。

さらにまた本発明のカラー画像形成装置においては、前
記カラー現像器およびＢＫ現像器を含む現像器群を像担
持体ドラムの下方に配置し、転写紙の転写搬送手段を上
方に配置して装置構成の安定化およびコンパクト化を計
ると共に白黒およびカラー画像の品質向上を計った点に
特徴がある。

前記現像器群は像担持体ドラムの外周を囲繞するように
縦型で配置され、特にＹ、Ｍ、Ｃのカラー現像器は壁面
の一部を互に共有して一体化されたユニット構成とする
のが好ましい。前記現像器群に用いられる現像剤として
は、磁性トナーを主成分とする一成分系現像剤でも非磁
性トナーと磁性キャリアから成る二成分系現像剤であっ
てもよい。

しかしながら、トナー中に含有される着色剤の鮮明な色
調をうるため、前記二成分系現像剤が好ましい。

プロセスカートリッジ内のＢＫ現像器には補給用トナー
室を設け、該トナー室内のトナーの消費に伴って前記カ
ートリッジを交換するか、前記現像器にトナー補給装置
を付設し、該装置により現像剤中のキャリアの使用限度
に到るまで継続してトナー補給を行い、前記キャリアの
使用限度に到って前記カートリッジを交換するように構
成される。

また場合により、カートリッジ内のＢＫ現像器を交換可
能として像担持体ドラムの使用限度に到って該カートリ
ッジを交換するよう構成されてもよい。

また需要の多い白黒画像の形成を効率よくＪａ統するた
めには、好ましくは前記カートリッジ内に廃トナー回収
容器を設け、クリーニング装置により像担持体ドラム表
面の残留トナーを掻取り、捕集して得た廃トナーを、例
えばスクリューコンベヤーまたはバネコイル等を有する
廃トナー輸送パイプにより前記回収容器に回収するのが
好ましい。

また前記廃トナー回収容器に代えて像担持体ドラムの空
胴内に廃トナーを回収するようにしてもよい。

また前記Ｙ、Ｍ、Ｃのカラー現像器群には、例えば装置
本体の前面または後面に設けた例えばトナー補給用ホッ
パ等からトナー補給されるのが好ましく、またトナーの
消費またはキャリアの疲労に応じて個々にまたはユニッ
トとして随時交換して使用されてもよい。

次に本発明のカラー画像形成装置による像形成に際して
、予めプログラムメモリー内に白黒とカラーの像形成プ
ロセスを格納しておき、装置本体に設けた例えばプログ
ラム操作用のキーの操作により前記プロセスのいづれか
を選択し、制御装置を介して所望の像形成プロセスが遂
行される。

〔実施例〕

第１図は本実施例を説明するカラープリンターの断面図
である。図中１はプロセスカートリッジで該カートリッ
ジ内には、感光体ドラム２、帯電器３、ＢＫ現像器８、
クリーニング装置１０．廃トナー回収容器１５が内包さ
れている。前記ＢＫ現像器８内には、現像ロール８ａ、
［拌ロール８ｂ。

８ｃ、層厚規制ロール８ｄ、現像後の現像剤層掻取り部
材（スクレーバ）８ｅ、トナー補給用円筒８ｆを有して
おり、該トナー補給用円筒からの継続したトナー補給に
より大量の白黒画像の安定供給が可能上されている。

前記クリーニング装置１０は、廃トナー捕集管１０ａ。

廃トナー捕集フィルムｆｏｂ、クリーニングブレードｌ
Ｏｃ、クリーニング前除電ランプｌｏｄを有していて、
前記ブレードｌＯｃで掻取られた廃トナーは廃トナー捕
集フィルムｔａｂを介して捕集管１０ａに集められる。

捕集管１０ａは装置前面に架設された廃トナー輸送管１
２の一端に結合され、その他端は廃トナー回収容器Ｉ５
の回収管１５ａに連結されていて、クリーニングされた
廃トナーは前廃トナー輸送管１２を介して回収容器１５
に回収される。

帯電器３はグリッドを有するスコロトロン帯電器とされ
、放電ワイヤーは手動清掃手段により清掃可能とされて
いる。次にカラー現像器４は、Ｙ現像器５、Ｍ現像器６
、Ｃ現像器７の各現像器が壁面の一部を互に共有して一
体的にユニットとさね、装置本体に挿脱自在に装置され
てい゛Ｃ１各現像器内には現像ロール５ａ、６ａ、７ａ
、Ｉｔ拌クロール５ｂ６ｂ、７ｂ＋５ｅ、６ｃ、７ｃ、
層厚規制ロール５　ｄ　、６　ｄ　、７　ｄ、スクレー
バ５　ｅ　、６　ｅ　、７　ｅを有している。このカラ
ー現像器ユニット４はプロセスカートリッジｌの制約を
うけることなく、二１−ザーの要請に応じて適宜ユニッ
ト交換されて使用される。本実施例ではＹ、Ｍ、Ｃの各
現像器にはそれぞれ対応する色のトナーを補給するホッ
パが設けられていて、現像剤中のキャリアの使用限度比
、継続してカラー画像を形成できるようにしである。

また前記ＢＫ現像器８およびカラー現像器ユニット・１
は現像ロールと撹拌ロールとが縦型配置とされ、現像剤
の撹拌、混合効率が優れていて現像剤に十分な摩擦帯電
を付与することが可能とされている。

また前記現像器群は感光体ドラム２の下方であって該感
光体ドラムの周面を囲繞するように配置され−〔いるた
め２装置がより一層コンパクトに纒められている。

次に２０は像露光のためのレーザー光学装置で、ポリゴ
ンミラー２０ａ１　コリメートレンズ２０ｂ１反射ミラ
ー２０ｃ、２０ｄ、２０ｅＸｆ−θレンズ２０ｆ１防塵
ガラス２０ｇを有しており、Ｌは像露光光である。外部
ビデオ信号により変調された半導体レーザー光が前記光
学装置２０に導入され、該装置２０かも感光体ドラム上
に像露光光りが照射され、静電潜像が形成される。

３０は給紙カセットで、該ツノセット３０から給紙ロー
ル３１により給送された転写紙Ｐは搬送経路３２および
搬送ロール３３の上下ロール３３ａ、３３ｂを介して転
写領域へと搬送される。

４０は転写搬送装置で、４０ａは転写搬送ベルト、４０
ｂおよび４０ｃはベルト４０ａの駆動ローラ、４０ｄは
ベルトテンションロール、４０ｅは転写極である。４１
は定着装置で押圧ロール４１ａと熱ロール４１ｂから成
り、定着後の転写紙は送出しロール４２の」―下ロール
４２ａ、　４２ｂにより排紙皿４３へと排出される。

なお装置本体は転写紙搬送ロール３３の上ロール３３ａ
、転写搬送装置１４０．、定着装置４１の押圧ロール４
１ａ、送出しロール４２の上ロール４２ａを含む上部筐
体に、をプロセスカートリッジ］を含む下部筺体に、に
対してＰ、−Ｐ、を境界として開放し５転写・搬送系に
発生するジャムの処理を可能にしている。

また給紙カセット３０の挿脱は排紙皿４３を含む側蓋に
、を境界Ｐ　３−　Ｐ　、を介して開放することにより
遂行される。また転写紙搬送過程のジャム処理は、搬送
経路の片側を含む側蓋に、をｐｓ−ｐｓを境界として開
放して行われる。

次ζこプロセスカートリッジｌおよびカラー現像器ユニ
ット４を装置本体の下部筐体に１に対し゛Ｃ挿脱する場
合のやり方を第１図および第２因により説明する。まず
下部筐体に、から前記カートリッジ１およびユニット４
を取り出すには、下部筐体に、に対して上部筐体に、を
軸Ｑｌを中心にして上方に開放した後、まずプロセスカ
ートリッジ１がその前面および後面に設けられた把手Ｍ
、Ｍ’を把持して上方に引上げられて取り出される。次
いで前記ノノートリッジｌの下方に位置されたカラー現
像器ユニット４が同様上方に引上げて取出される。

一方、前記カートリッジ１およびカラー現像器ユニット
４を下部筐体Ｋｌに装着するには、まずカラー現像器ユ
ニット４が下部筐体に１に設けたユニット受け４ａ、４
ｂに落とし込まれ、次いで前記カートリッジｌが下部筐
体に、に設けたｌ　ａ　＋ｌｂに落とし込まれる。次い
で上部筐体に２が下部筐体に、に対して閉蓋され、像形
成可能な状態とされる。前記上部筐体に２の閉蓋時、カ
ートリッジ１に設けられた突起Ｎ（Ｎ’）が上部筺体に
２に設けられた突起Ｌ（Ｌ’）により下方に押されて、
該カートリッジがカー］・リッジ受は部材１ａ、１ｂに
密着固定される。ところで前記感光体ドラム２とカラー
現像器ユニット４との間隙は図示しない突当て部材によ
って確保されており、前記カートリッジｌが上部筐体の
閉蓋時、前記カートリッジｌと共に前記突当部材を介し
て前記カラー現像器ユニットもユニット受は部材４ａ、
４ｂに密着固定される。

次に前記構成のカラープリンターにおいて、像形成が以
下のようにして遂行された。予めプロセス指定キー４７
のうちカラープロセス指定キー４８を操作してメモリー
４５に格納されたカラープロセスを読出し、ＣＰＬＩ４
６を介してカラープロセスが指定され、該カラープロセ
スに係るカラービデオ信号に基づき装置本体側に配設さ
れたカラー現像器ユニット４のＹ、Ｍ、Ｃカラー現像器
およびプロセスカートリッジ内のＢＫ現像器を用いて像
形成が行われた。

まずクリーニング装置が解除された状態で感光体ドラム
２の１回転目において、該ドラム２上に帯電器３により
一７００ｖの−様な帯電が付与され、次いで最初のビデ
オ信号であるＹ信号により半導体レーザー装置２２から
発振されたレーザー光が変調され、得られた変調レーザ
ー光は前記ポリゴンミラー２０ａを含むレーザー光学装
置２０を介して前記ドラム２上に像露光されて静電潜像
が形成され、二成分現像剤を収容し、直流成分が一６０
０Ｖで交流成分が３ＫＨｚ　、　５００Ｖの現像バイア
スが印加されたカラー現像器ユニット４中のＹ現像器５
により、非接触・反転方式で現像され、感光体ドラム上
にＹトナー像が形成された。

感光体ドラム２が次に回転され、帯電器３により一７０
０Ｖに再帯電され、Ｍ信号により変調されたレーザー光
による像露光およびＭ現像器６による同様の現像が行わ
れて、前記Ｙトナー像上にＭトナー像が重ねて形成され
た。同様にして感光体ドラム２の３回転、４回転におい
て、Ｃ信号およびＢＫ倍信号より変調されたレーザー光
による像露光、Ｃ現像器７およびプロセスカートリッジ
１内のＢＫ現像器８による反転現像が繰返されて、前記
Ｙトナー像、Ｍトナー像上にＣトナー像およびＢＫトナ
ー像が順次重ね合わせて形成され、カラートナー像が得
られた。

これらＭトナー像、Ｃトナー像およびＢＫトナー像の形
成に際しては、いづれもＹトナー像形成時と同様の像形
成条件で遂行された。

次いで、所定の像形成プログラムに従い、給紙カセット
３０から転写紙が給紙ローラ３１により送り出され、搬
送経路３２を経由して搬送ローラ３３８よび転写ベルト
４０ａにより転写領域Ｔへと搬送された。該転写領域Ｔ
における転写極４０ｅにより感光体ドラム２上のカラー
トナー像が前記転写紙上に転写され、定着装置ｔ４１の
熱ロール４１ｂにより加熱定着され、排紙ロール４２に
よりフェースダウンで前記カラートナー像が転写紙に転
写されｔ；後、前記クリーニング装置が「オン」され、
感光体ドラム２上の残留トナーが清掃され、次の像形成
に備えられた。以上のサイクルを１０００回に亘り連続
繰返してカラー画像が形成された。この間カラートナー
は第２図のトナー補給用ホッパ５ｅ（Ｙ）、６ｅ　（Ｍ
）、７　ｅ　（Ｃ）から連続補給され、ＢＫ）ナーはト
ナー補給用円筒８ｆから継続補給されながら像形成が行
われた結果高濃度、鮮明なカラー画像が終始得られた。

次にプロセス指定キー４７のモノクロ（黒）プロセス指
定キー４９を操作して像形成プロセスを白黒画像形成プ
ロセスに変更し、白黒ビデオ信号に基づき、ＢＫ現像器
８を用いて像形成が行われた。

クリーニングブレードｌＯｃを「オン」した状態で、感
光体ドラム２上に帯電器３により一７００Ｖの−様な帯
電が付与され、次いでＢＫビデオ信号によりレーザー装
置２２から発振されたレーザー光が変調され、変調レー
ザー光はレーザー光学装置２０を介して前記ドラム２上
に像露光されて静電潜像が形成された。この静電潜像は
、二成分現像剤を収容し、直流成分が一６００ｖで交流
成分が３ＫＨｚ　、　５００Ｖのバイアスが印加された
ＢＫ現像器８により、非接触、反転方式で現像され、感
光体ドラム２上にＢＫＩ−ナー像が形成された。

このＢＫ）ナー像は、給紙カセット３０から給送された
転写紙上に転写・定着されてＢＫ両画像形成され、転写
後の感光体ドラム２は前記クリーニング装置ｌＯにより
清掃された。トナー補給用円筒８ｆからトナー補給をう
けながら、２万５０００回の画像形成を行った時点で、
キャリアの疲労を考慮してプロセスカートリッジを交換
し、新たなカートリッジを装着して以後の画像形成を遂
行した結果、高濃度鮮明な白黒画像が得られた。

また本実施例ではクリーニング装置ｔｌＯにより掻取ら
れた廃トナーを回収容器１５に回収することにより長時
間に亘る像形成が可能とされｊ；。

なお前記実施例ではカラープリンターを取上げたがカラ
ースキャナを組合わせるこ゛とによりカラー複写機とす
ることができ、この場合も本発明に含まれる。

ｒ発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明のカラー画像形成
装置によれば装置のコンパクト化および各像形成器機の
安定配置が達成され、しかもカラーおよび白黒画像の切
換えがカートリッジの制約をうけることなくワンタッチ
で達成され、特に需要の多い白黒画像の安定供給が可能
となる外オプションとしてカラー画像の供給が可能とさ
れる等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のカラープリンターの構造を説明する断
面図、第２図は第１図のカラープリンターの斜視図であ
る。 ｌ・・・プロセスカートリッジ ４・・・カラー現像器ユニット ５．６．７・・・Ｙ、Ｍ、Ｃの各現像器８・・・ＢＫ現
像器　　　　１０・・・クリーニング装置１５・・・廃
トナー回収装置　２０・・・レーザー光学装置３０・・
・給紙カセット４０・・・転写搬送手段４５・・・メモ
リー　　　　　　４６・・・ＣＰＵ４７・・・プロセス
キー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体ドラムとその周縁に帯電器、カラートナー現像
   器および黒トナー現像器を含む現像器群、クリーニング
   装置および転写紙の転写搬送手段を有するカラー画像形
   成装置において、前記黒トナー現像器、像担持体ドラム
   およびクリーニング装置を一体的に含み、装置本体に挿
   脱自在なプロセスカートリッジを構成すると共に、前記
   カラー現像器を装置本体側に配置し、かつ前記像担持体
   ドラムに対して前記現像器群を下方に、前記転写搬送手
   段を上方に配置したことを特徴とするカラー画像形成装
   置。