JP2750900B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、異なる色の着色トナーを収容する複数の現
像器を具備し、これらの現像器を選択的に像形成体に作
用させることにより、所望色のモノカラープリントを出
力させ、また２色もしくは３色の多色カラープリントま
たはフルカラープリントを出力させるカラー画像形成装
置に関する。

［従来の技術］ 上記のような画像形成装置は電子写真式カラー複写機
として実用化されており、特に近年においてはアナログ
複写機に加えて、電子ファイリングシステムやCADシス
テムの出力プリンターとしても使用可能なデジタル複写
機が実用化されるに至っている。従来このような画像形
成装置の現像装置として、（１）潜像を担持するドラム
状またはベルト状の像形成体に沿って、それぞれ異なる
色の着色トナー（例えば、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラック）を収容した現像器を並列に配置し、所望
色の現像器のみを像形成体に近接する作用位置に位置さ
せ、他の現像器を像形成体から後退した非作用位置に退
避させる並列型の構成が知られ、あるいは、（２）回転
体の円周方向の四方に、前記それぞれ異なる４つの色の
着色トナーを収容した現像器を設け、この回転体を露光
時に間欠的に一方向に回転させて露光色に対応する現像
器を像形成体に対面させるターレット型の構成が知られ
る。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来装置において、前者の構成において
は、選択された１つの現像器を使用している間は他の現
像器を像形成体から離れる方向に引き離すことが必要で
あるため現像装置を配置するための多大なスペースを設
けなければならないという問題点を有している。また更
に、磁気ブラシの回転等により飛散するトナー粒子が隣
接する他の色の現像器内へと混入することを防止するた
めの機構、例えば吸入ダクト等を別途設けなければなら
ない。

他方、後者の構成においては、各現像器へのトナー補
給に問題がある。即ち、従来において、トナー補給装置
は回転体と独立した位置に配置され、概補給装置の各色
のトナータンクから回転体の軸端部に近接した所定の位
置にチューブ等を介して各色のための補給口が延びてい
る。一方、回転体の軸部は中空となっており、この中間
部を介して各現像器に連通する各色のための補給受口が
軸端部に設けられており、この補給受口が同色の前記補
給口に合致して位置した時にのみトナー補給を行なうこ
とができる構成となっている。このように従来の構成に
おいては、トナーの補給は任意の位置で行なうことが出
来ず、補給に先だって当該色の現像器の補給受口を同色
の補給口に位置させるように回転体を回転させなければ
ならず、効率の良いものではない。

更に、現像装置の配置のためのペースを小さくし得る
ものの、２色または３色のカラープリントを行なう場合
のように全て現像器を使用する必要のない場合において
も、回転体をイエローからブラックに至るまでの各現像
工程を順次に行なうように一方向に間欠的に回転し且つ
各現像器のために配列順に従い停止するという動作を繰
り返し、時間的に効率の良いものではない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされなもので、現像装
置の配置のためのスペースを小さくすることができ、ト
ナー補給が容易で、しかも現像器の切り換えのための時
間効率が良い、カラー画像形成装置を簡単な形で提供す
ることを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、、本発明によるカラー画像
整形装置は、異なる色の着色トナーを収容する複数の現
像器を扇形状に隣接配置して現像器ユニットを構成し、
この現像器ユニットを基部において角度方向に往復駆動
自在として前記複数の現像器の選択された一つが像形成
体への現像作用位置に停止可能となるように構成すると
共に待機時においては現像器と外れた所定の待機部分を
像形成体への現像作用位置に面して位置させ、プリント
すべき色を指定する画像インプット信号に基づきページ
メモリコントローラに予め記憶された複数のメモリセッ
トの一つを呼出し、このメモリセット信号に従い、指定
されない現像器を無視して前記指定した色の現像器のみ
を前記待機部分に近い側から順に前記記憶形成体への現
像作用位置に停止させ像形成体に作用させるようにした
ことを特徴とする。

［作 用］ このような手段により、例えば電子ファイリングシス
テムやCADシステム等の出力として、プリントすべき色
を指定する画像インプット信号がページメモリコントロ
ーラに入力されると、ページメモリコントローラは画像
インプット信号に基づくメモリセット信号を出力し、適
当な制御駆動部がこのメモリセット信号に基づき現像器
ユニットを所定角度旋回し、プリントすべき１乃至４の
色の現像器を前記待機部分に近い側から順次に像形成体
への現像作用位置に運び且つ停止させ、像形成体表面に
作用させ、所望色のモノカラー、多色カラーまたはフル
カラープリントを形成する。

［実施例］ 以下、図面を参照として本発明の実施例を説明する。

第１図において、符号１は静電潜像を形成可能なSe等
の光導電体を外周面に備えたドラム状像形成体であり、
作動時に矢印Ａで示す方向に回転する。像形成体１の周
囲には帯電装置２、画像露光装置３、現像装置４、転写
装置６、クリーニング装置７、イレースランプ８が順次
に配置されている。像形成体１は帯電装置２により特定
の極性、例えばSe等の光導電体を用いた場合には正極性
に一様に帯電され、次いで、露光装置３により第１の色
に対応する画像信号に基づく像露光を受けて潜像を形成
する。この潜像は前記画像信号に対応する色の着色トナ
ーを収容する現像器によって現像され第１の色のトナー
像が形成される。トナー像は転写装置６により適当な転
写材Ｐ上に転写され、転写後の像形成体面はクリーニン
グ装置７により清掃され、イレースランプ８の作用を受
けて次の画像形成のために準備される。次いで前記第１
の色とは異なる第２の色の画像信号に基づいて同様な工
程により異なる色の着色トナー像が形成され、このトナ
ー像は前記第１の色のトナー像を担持している転写材Ｐ
上に重ね合わせられて２色画像が形成される。３色また
はフルカラープリントにおいてはこの工程が第３および
第４の色について繰り返し行われる。図示していないが
転写材Ｐ上でのトナーの重ね合わせ（レジストレーショ
ン）を正確に行なうために、例えば特公昭59−37505号
公報に記載される転写ドラムのようにその周面に転写材
をしっかりとクランプし、像形成体の移動と正確に一致
したタイミングで転写材を循環させる手段が設けられて
いる。上記のように転写材上で各色のトナー像を重ね合
わせる代わりに、像形成体上で各色のトナー像を順次重
ね合わせ（即ち各色の現像毎には転写材に転写しな
い）、この重ね合わせた像を転写材上に最終的に転写さ
せる構成であっても良い。重ね合わされた最終カラー像
を担持した転写材は不図示の熱定着装置（トナーによっ
ては圧力定着装置）へと搬送され、そこにおいてトナー
像が定着されてカラープリントが形成される。

露光装置３は電子ファイリングシステムまたはCADシ
ステムから入力されるデジタル画像信号に基づいてカラ
ー画像を色別にデジタル的なドット形態で露光走査する
レーザービームスキャナが好ましいが、通常のアナログ
カラー複写機におけるようなスリット露光をフィルタで
色別に濾波して露光を行なう構成であっても良い。尚、
前者の場合、デジタル画像信号はCADシステム等のデジ
タル出力装置に代えて、公知の色分解手段とCCDのよう
な光電変換素子とによりアナログ原稿のカラー画像情報
を色別に読み取り、電気的な信号に変換することによっ
ても得ることができる。

現像装置４は、異なる色の着色トナーを収容する複数
の現像器を備えており、この例ではイエロー、マゼン
タ、シアンおよびブラックの各着色トナーを収容した現
像器10、20、30および40が扇形状に隣接配置されて現像
器ユニット100を構成している。現像器ユニット100は平
行する対の外枠51（一方のみ図示）を有しており、この
外枠間にその外周側に沿って前記現像器10、20、30およ
び40が角度方向にほぼ等間隔に設けられている。現像器
ユニット100はその基部52を中心に角度方向に往復駆動
自在に設けられており、前記複数の現像器の内、選択さ
れた一つが像形成体１への現像作用位置に停止可能とな
るように構成されている。現像器ユニット100は適当な
モータにより歯車装置またはクランク機構等を介して往
復駆動される。モータは好ましくは正逆転可能な瞬時制
動モータが良いがこれに限定されるものではなく、例え
ば一方向に回転する定速モータを用い駆動伝達部に適当
なクラッチを配置して該クラッチをオンオフすることに
より現像器ユニットへの駆動の接続および切断を行なう
構成としても良い。第１図の例では、図式的に示されて
いるが、図示しない一方向に回転する瞬時制動モータに
より回転する円盤53の外周側に一端を枢着したクランク
54の他端を現像器ユニット100の外枠51に枢着すること
により現像器ユニット100にモータの駆動が与えられ
る。従って、選択された現像器の現像作用位置への移動
はモータの付勢時間により制御することができる。かか
る現像器ユニットの動作については後述する。尚、現像
器ユニットの旋回範囲は、像形成体への現像作用位置に
対し後述する待機部分80並びに最端の現像器40が位置し
得る程度の範囲であれば十分である。

現像器10、20、30および40はそれぞれその収容する着
色トナーの色を除いて構造を同じにし、その一例が第５
図に現像器10について示されている。現像器10は前方が
開口したケーシング12を有しており、この開口部分に磁
気スリーブ11が矢印Ｂ方向に回転可能に設けられてい
る。磁気スリーブ11は像形成体１と平行に延びており、
その内部には磁石集成体13が配置されている。ケーシン
グ12内にはイエローの着色トナーと磁性キャリアを混合
してなる現像剤が収容されており、磁石集成体13の磁力
によりスリーブ11上に付着して搬送される。符号14はス
リーブ11上の現像剤を掻き取るためのスクレーパ、符号
15、16は紙面に対して垂直の方向にそれぞれ逆方向に現
像剤を搬送するスクリュウであり着色トナーと磁性キャ
リアとの混合を行なう。ケーシング12の開口の端縁は磁
気スリーブ11の表面に比較的近接しており、その間の隙
間からの現像剤のこぼれ落ちが防止されている。ケーシ
ング12の後方にはケーシング内に着色トナーを補給する
ための補給口17aを備えた筒状の連結部17が形成されて
おり、この連結部17に可撓のチューブ18の一端が連結さ
れている。チューブ18の他端は、第１図に示すように、
現像ユニット100とは独立して配置されたトナー供給装
置60のイエロートナーを貯溜するトナータンク61に連結
されている。チューブ18内には可撓な搬送コイル19がト
ナータンク61から補給口17aまで連続して設けられてい
る。搬送コイル19は現像器10内に配置されたトナー濃度
検知器が現像剤のトナー濃度が所定の適正範囲より低下
したことを検知したときに適当な駆動装置の作動により
回転して、トナータンク61内のイエロートナーをケーシ
ング12内に補給する。

以上の構成は現像器20、30および40についても同様で
あり、第１図に図式的に示すように、現像器20はマゼン
タトナーを貯溜するトナータンク62に、現像器30はシア
ントナーを貯溜するトナータンク63に、現像器40はブラ
ックトナーを貯溜するトナータンク64にそれぞれチュー
ブ28、38および48によって連結されている。

各現像器のスリーブ11、21、31および41はそれが像形
成体１への現像作用位置Ｘに位置したときに、像形成体
１との間隙がいずれの現像器においても同一であるよう
に設定されている。

各現像器の駆動はこの例では共通の駆動モータ70によ
り行われる。第１図に図式的に示されるように、駆動モ
ータ70の駆動はチェーン71、スプロケット72、チェーン
73によって各現像器のための電磁クラッチ73、74、75お
よび76の駆動歯車に伝達されている。電磁クラッチ73、
74、75および76の被駆動歯車はそれぞれ現像器10、20、
30および40の駆動部分、例えば、磁気スリーブ、スクリ
ュウ等に連結されている。電磁クラッチ73、74、75およ
び76は対応する現像器が現像作用位置Ｘに位置した時に
付勢して当該現像器を作動させ、他の位置にあるときに
は消勢して当該現像器を非作動状態に保つ。

現像器ユニット100の現像器10から下方に外れた位置
に待機部分80が設けられており、非プリント動作時、即
ち待機時にはこの待機部分80が現像作用位置に位置する
ように構成されている。待機部分80は図示の位置に限定
されず、例えば外枠51から下方に外れた位置であっても
良い。

各現像器を現像作用位置Ｘに正確な位置で停止可能と
するために外枠51にクリック機構90が設けられている。
クリッック機構90は、外枠51に固定された受け板91を有
している。受け板91は現像器ユニット100の周方向に連
続して延びており、ほぼ等間隔に凹部92〜96を形成して
いる。一方、軸中心に回転自在な位置決め用のコロ97が
受け板91の面に対して接離する方向に移動可能に設けら
れており、且つ受け板の面を押圧する方向に適当なばね
手段98により付勢されている。コロ97は当該位置に受け
板91の凹部が位置した時にそこに周面の一部を没入す
る。この没入は現像器ユニット100が駆動されていると
きには無視される程度の制動の作用しかなさないが、現
像器ユニット100の駆動が消勢されたときにその慣性に
よるオーバーランを制止するには十分な作用をなす。前
述したように各凹部92、93、94、95、96はそれぞれそこ
にコロ97が没入したときに、待機部分80、現像器10、2
0、30、40を現像作用位置Ｘに正確に位置させる。

現像器ユニット100の各現像器10〜40および待機部分8
0が現像作用位置Ｘに位置したことを検知するために、
光学的または機械的な位置検知手段が設けられており、
各現像器または待機部分が現像作用位置に位置するとき
に所定の信号を駆動制御部に送り、これに従い制御部は
当該現像器がプリントのために指定された色に関するも
のである場合、当該位置で現像器ユニット100の駆動を
消勢する。

次に第２図乃至第４図を参照として上記現像器ユニッ
ト100の動作について説明する。

電子ファイリングシステム、CADシステムまたは画像
スキャナ等から出力されるプリントすべき画像情報と色
情報とを指定する画像インプット信号が画像形成装置内
のページメモリコントローラ200に送られると、コント
ローラ200はこの色情報に基づき、予め記憶した複数の
メモリセットの内の対応する一つを呼出し、そのメモリ
セット信号を制御部300へと送る。制御部300はこのメモ
リセット信号に従い、現像器10、20、30および40を色情
報に従った順序で像形成体への現像作用位置に移動させ
る。第４図は、現像器が待機部分80からイエロー、マゼ
ンタ、シアンおよびブラックの順番で配置されている場
合における、ページメモリコントローラ200に記憶した
メモリカットと現像器の使用順序（デベドライブ順序）
との対応を示す。例えば色情報が全色（フルカラー）を
支持する場合にはメモリセット１が呼び出され、現像器
ユニット100は制御部300によりデベドライブ順序のNo.1
のパターンに従い待機部分80から近い側、即ちイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像器の順番で像形
成体に作用するように移動する。現像作用位置Ｘに対し
て待機部分80が面していた現像器ユニット100はその制
動モータの付勢によりクランク54を介して第１図で見て
時計方向に移動し、イエローの現像器10が現像作用位置
Ｘに位置したときに前記モータが消勢し且つ位置決めコ
ロ97が受け板90の凹部93に没入して正確な位置に停止す
る。これと前後して電磁クラッチ73が付勢されスリーブ
11が回転して像形成体にイエロートナーを付与する。一
方、像形成体上にはイエローに対応した画像情報（ペー
ジメモリ）に従い潜像が形成されており、該先像が現像
器10により現像されてイエローのトナー像が形成され
る。イエロー像の形成後、制動モータが再び付勢され、
現像器ユニット100はマゼンタの現像器20が現像作用位
置Ｘに位置するように移動する。この時イエローの現像
器10の電磁クラッチ73は消勢してスリーブ11は停止す
る。現像作用位置Ｘに停止した現像器20は電磁クラッチ
の付勢によりスリーブ21が回転し、マゼンタに対応して
形成された像形成体上の潜像を現像してマゼンタ像を形
成する。同様な移動および動作がシアンおよびブラック
の現像器について行われ、それぞれの色のトナー像が形
成される。このトナー像は前述したように転写材上に重
ね合わされ、または像形成体上で重ね合わされてフルカ
ラー像が形成される。現像器を駆動するためのモータ70
はプリント信号との適当なタイミングで付勢され、プリ
ント終了後に消勢される。プリントが同一の画像につい
て複数枚行われる場合には現像器ユニット100は再びイ
エロー現像器10が現像作用位置に位置するように移動す
る。必要な全ての現像が終了したときに、現像器ユニッ
ト100はその待機部分80が現像作用位置Ｘに位置するよ
うに復帰し、次の画像のプリントのために待機する。

同様にして、画像インプット信号の色情報がマゼンタ
とブラックのみを指示する場合にはメモリセット８が呼
び出され、指定された現像器はパターンNo.8の順序で移
動し且つ停止し、像形成体に作用する。この場合、指定
されないイエローとシアンの現像器の現像作用位置Ｘへ
の移動・停止は無視され、現像器は待機部分80からの配
列順に従い、イエローを飛び越えマゼンタの現像器が第
１位に現像作用位置に運ばれ当該色の現像を行ない、次
いで作用後にはシアンを無視してブラックの現像器が現
像作用位置に運ばれる。同様に、色情報がマゼンタとシ
アンを指定する場合にはメモリセット７が呼び出され、
シアンとブラックを指定する場合にはメモリセット９が
呼び出される。

このようなメモリセットの呼び出しのフローチャート
の一例を第３図に示す。

このようにして指定された色で形成された各画像は重
ね合わされ、モノカラー、多色カラーまたはフルカラー
プリントが形成される。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば現像器を扇形状に隣接配置した
構成よりなるため、現像装置のスペースを小さくするこ
とができ、しかも現像器ユニットを狭い角度範囲で往復
動作させる構成としたため現像器の切り換えのための時
間的効率が良い。更に所定の角度範囲で往復動作する扇
形状としたことにより、現像器の後方側を可撓チューブ
により直接にトナー供給装置に連結し得る構成とするこ
とができ、現像器がいずれの場所にあっても随時にトナ
ー補給を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラー画像形成装置の要部の概略
図、第２図はプリント制御部のブロック図、第３図はペ
ージメモリコントローラのフローチャート、第４図はメ
モリセット信号の一例を示す図、第５図は現像器の一例
を示す断面図である。 １……像形成体、３……画像露光装置、 10、20、30、40……現像器、 18、28、38、48……可撓チューブ、 60……トナー補給装置、 61、62、63、64……トナータンク、 80……待機部分、90……クリック機構、 100……現像器ユニット、 200……ページメモリコントローラ、 300……制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−167575（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−151564（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる色の着色トナーを収容する複数の現
   像器を扇形状に隣接配置して現像器ユニットを構成し、
   この現像器ユニットを基部において角度方向に往復駆動
   自在として前記複数の現像器の選択された一つが像形成
   体への現像作用位置に停止可能となるように構成すると
   共に待機時においては現像器と外れた所定の待機部分を
   像形成体への現像作用位置に面して位置させ、プリント
   すべき色を指定する画像インプット信号に基づきページ
   メモリコントローラに予め記憶された複数のメモリセッ
   トの一つを呼出し、このメモリセット信号に従い、指定
   されない現像器を無視して前記指定した色の現像器のみ
   を前記待機部分に近い側から順に前記像形成体への現像
   作用位置に停止させ像形成体に作用させるようにしたこ
   とを特徴とするカラー画像形成装置。