JPH04221974A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真を応用したカラ
ー複写機、カラープリンタ等のカラー画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】　　　　　　　　　　　　　一般に電子
写真でカラー画像を形成するためには、イエロ、マゼン
タ、シアン、黒の各色のトナー像を重ね合わせてカラー
像を形成する方法がとられている。このトナー像の重ね
を、転写材上で行なう一般的な方法として特開平１−２
５２９８２号公報に示されているカラー画像形成装置の
例がある。

【０００３】図５はこの従来例の全体構成の概要を示す
ものであり、以下この構成と動作を簡単に説明する。図
５において、１０１は感光体でこれに対向して帯電器１
０２と、現像部１０３と、転写ドラム１０４、クリーナ
１０５が設けられている。現像部１０３は、イエロ色の
トナー像をつくるためのＹ現像器１０６、マゼンタ色の
ためのＭ現像器１０７、シアン色のためのＣ現像器１０
８、黒色のためのＫ現像器１０９とで構成され、全体が
回転して各々の現像器が順次感光体１０１に対向して現
像可能の状態にできるようになっている。

【０００４】転写ドラム１１２と感光体は動作中は対向
しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。

【０００５】まず、動作が開始すると感光体１０１が矢
印方向に回転するとともに、その表面が帯電器１０２に
よって一様に帯電される。

【０００６】その後感光体表面は、１色目のイエロの像
を形成するための信号で変調されたレーザビーム１１０
を照射されて、潜像が形成される。さらにこの潜像は最
初に感光体に対向しているイエロの現像器１０６に現像
されて、イエロのトナー像が形成される。形成されたイ
エロのトナー像が転写ドラム１０４に対向する位置にく
る時までに、すでに転写ドラム１０４の外周には給紙部
１１１から送られた１枚の用紙が先端を爪部１１２でつ
かまれて巻き付けられており、その用紙の所定の位置に
感光体上のイエロのトナー像が対向して出会うようにタ
イミングがとられてトナー像は形成される。

【０００７】感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器
１１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面は
クリーナ１０５により清掃されて、次の色の像形成の準
備がなされる。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像
も同様に形成されるが、そのとき現像部１０３は色に応
じてもちいる各現像器を感光体に対向させて現像可能の
状態にする。この現像器の切り替えが間に合い、かつ前
の色のトナー像と次の色のトナー像とが重ねられるよう
に転写ドラムの径は充分の大きさを持っている。

【０００８】各色の像形成のためのレーザビーム１１０
の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転
写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的
に合致されて対向するようにタイミングがとられて行な
われる。この様にして４色のトナー像が転写ドラム１０
４上の用紙上に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が
形成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙
は剥離爪１１４により転写ドラム１０４から剥されて、
搬送部１１５を経て定着器１１６により上のトナー像が
定着され、装置外へ排出される。以上が従来例の構成と
動作の簡単な説明である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上の従
来例の装置では、異なる色のトナー像の位置を合わせて
重ねるために転写ドラムを用いている。この転写ドラム
を感光体に対して正確な速度で回転させることによって
、各色のトナー像の相互の位置を合致させている。しか
しながら上記のような構成においては、転写ドラムは用
紙をいったん巻き付けて４色のトナー像を重ねて転写す
る必要があるため、構成が非常に複雑で、転写ドラムの
大きさも外周が最大用紙の長さ以上が必要なため全体に
大きくなる。また用紙は転写ドラムに巻き付ける必要が
あるため、厚い用紙や腰の強い用紙などは使えない等の
制限がある。

【００１０】さらに、この様な構成においては、４色の
現像のための潜像形成をひとつの感光体上で１色毎に順
次行なうため、１枚のカラー画像を得るのに非常に時間
がかかることになる。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、小型安価でか
つ簡潔な構成で、各色のトナー像の相互の位置合わせが
可能な、かつ使用できる用紙の範囲の広い優れたカラー
画像形成装置を提供するものである。また高速で高画質
の得られる高速カラー画像形成装置を提供するものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のカラー画像形成装置は、回転する静電像担
持体と、前記静電像担持体の近傍に複数個配置され互い
に異なる色のトナーで現像する現像手段と、前記静電像
担持体上の異なる色のトナー像を順次転写して多層のカ
ラー像を形成する無端ベルトよりなる中間転写体と、前
記中間転写体から転写材へトナー像を転写する転写手段
とを有し、且つ前記中間転写体を巻回して駆動する、一
端にフライホイールを備えた駆動ローラを有するもので
ある。

【００１３】さらに他の発明のカラー画像形成装置は、
回転する複数の静電像担持体と、前記静電像担持体のう
ちの少なくともひとつの静電像担持体の周囲に複数個配
置され互いに異なる色のトナーで現像する現像手段と、
前記静電像担持体上の異なる色のトナー像を順次転写し
て多層のカラー像を形成する無端ベルトよりなる中間転
写体と、前記中間転写体を巻回して駆動する駆動ローラ
を有し、且つ前記複数の静電像担持体間の距離、および
前記中間転写体の周長を、前記駆動ローラの外周の長さ
のほぼ整数倍としたものである。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成によって、複雑な構成の
転写ドラムを必要とせず、装置全体が簡潔になり、また
用紙を転写ドラムに巻き付ける必要がなくほぼ直線搬送
できるため、使用できる用紙の範囲が広い。且つ中間転
写体を駆動する駆動ローラにフライホイールを設けてい
るため、中間転写体はジッタや不規則の速度変動が無い
正確な定常走行が可能で、この上での各色トナー像の正
確な位置合わせができるものである。

【００１５】また静電像担持体を必要な数だけ複数個用
いて、かつ複数の静電像担持体間の距離、および前記中
間転写体の周長を、前記駆動ローラの外周の長さのほぼ
整数倍としたため、それぞれの静電像担持体上のトナー
像同士、および中間転写体が１回転して次の色のトナー
像を重ねるときの位置合わせが正確に行なえ、高画質で
高速のカラー画像形成装置が可能となるものである。

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の実施例におけるカラー画像
形成装置の構成を示すものである。図１において、５１
は読み取り部でこの構成と動作については後述する。以
下５２の書き込み部について、構成とその動作を説明す
る。１ａ、１ｂは感光体で、それぞれ同一径のＡｌ基材
の表面に有機光導電体をコーティングしたもので、動作
中は矢印方向に同一の一定速度で回転する。２ａ、２ｂ
は帯電器で、それぞれ感光体１ａ、１ｂの表面を均一に
帯電する。３はレーザ光学系で、均一に帯電された感光
体の表面を、画像処理部（後記）から来るそれぞれ別々
の色信号で変調された２種類のレーザビーム３ａ、３ｂ
で露光してそれぞれに潜像を形成する。４Ｍ、４Ｃはそ
れぞれ、マゼンタトナーで現像するためのＭ現像器、シ
アンのためのＣ現像器で感光体１ａに対向しており、か
つそれぞれは現像可能の状態と現像不可の状態との２状
態がとれるようになっている。同様に４Ｙ、４Ｋはそれ
ぞれ、イエロトナーで現像するためのＹ現像器、黒トナ
ーで現像するためのＫ現像器で、感光体１ｂに対向して
設置されている。６ａ、６ｂはクリーナで、それぞれ感
光体１ａ、１ｂの表面の残留トナーを清掃するものであ
る。

【００１８】以上のうち、感光体１ａ、帯電器２ａ、Ｍ
現像器４Ｍ、Ｃ現像器４Ｃ、クリーナ６ａは第一プロセ
ス部Ａを構成し、全体で一体的に装置本体から抜き差し
可能となっている。同様に第２プロセス部Ｂが構成され
ている。

【００１９】７はポリカーボネートを基材とする幅広の
無端ベルトの中間転写体で、駆動ローラ８と支持ローラ
９、１０に支持され、動作時には駆動ローラ８に駆動さ
れて矢印方向に感光体１ａ、１ｂの周速と同一速度で周
回する。

【００２０】図２はこの中間転写体の駆動ローラの部分
を詳細に示す平面図で、駆動ローラ８の奥側の一端には
、駆動ローラと一体的に駆動ローラ８より回転モーメン
トの大きなフライホイール２１が設けられている。２２
、２３は歯車、２４は中間転写体駆動モータである。

【００２１】再び図１に戻って、中間転写体は第１転写
部Ｔａにおいて感光体１ａと軽く接し、その背面に転写
帯電器１１ａを有して感光体上のトナー像を中間転写体
側に転写できるようになっており、さらに第２転写部Ｔ
ｂにおいて感光体１ｂと接し、転写帯電器１１ｂの作用
により感光体上のトナー像を中間転写体側に転写できる
ようになっている。

【００２２】この時感光体１ａの周上のレーザビーム３
ａの照射位置から第１転写部Ｔａまでの距離Ｌａと、感
光体１ｂの周上のレーザビーム３ｂの照射位置から第２
転写部Ｔｂまでの距離Ｌｂとは等しくなるように設定さ
れている。

【００２３】さらに第１転写部Ｔａと第２転写部Ｔｂの
間の距離Ｌｃは駆動ローラ８の外周の長さのほぼ２倍と
なっている。さらにまた中間転写体７の周長は、駆動ロ
ーラ８の外周の長さのほぼ８倍の長さに設定してある。

【００２４】支持ローラ１０の部分の第３転写部Ｔｃに
はこれに対向して転写帯電器１２が設けられ、この部分
で用紙が中間転写体７に接しながら移動するとき、中間
転写体上のトナー像を用紙に転写できるようになってい
る。１３、１４は除電器で中間転写体の残留電荷を適量
だけ除電するものである。１５はクリーナで中間転写体
上のトナー像が第３転写部Ｔｃで用紙に転写された後、
中間転写体上に残った残留トナーを清掃する。またこの
クリーナ１５は中間転写体に対して離接できる様になっ
ており、必要な場合には中間転写体から離してその上の
トナー像を乱さずに通過させることが出来る。

【００２５】１６、１７は給紙部で、希望するサイズの
用紙を１枚づつ第３転写部Ｔｃに給送する。

【００２６】１８は定着器で、トナー像を転写された用
紙が通過するとき、用紙上のトナー像を溶融定着する。

【００２７】以上のように構成されたカラー画像形成装
置の書き込み部について、以下その動作を説明する。

【００２８】図１において、動作がスタートすると感光
体１ａ、１ｂと中間転写体７がそれぞれ矢印方向に回転
および周回を開始し、感光体１ａ、１ｂの表面はそれぞ
れ帯電器２ａ、２ｂにより約マイナス６００Ｖ程度に均
一に帯電される。

【００２９】均一帯電された感光体表面は、その後それ
ぞれの色信号で変調されたレーザビーム３ａ、３ｂに照
射され、画像に応じてトナーをつけるべき部分のみの電
位を落として潜像が形成される。

【００３０】この時レーザビーム３ａは、レーザ光学系
に入力される色信号のうち、マゼンタ色のトナーで現像
すべき画像のためのＭ信号で変調される。一方レーザビ
ーム３ｂは、イエロ色のためのＹ信号で変調されるとと
もに、その照射開始のタイミングが、中間転写体が第１
転写部Ｔａから第２転写部Ｔｂまで走行する時間分だけ
、Ｍ信号に対して遅れるように設定されている。

【００３１】感光体１ａ上に形成された潜像は、最初に
現像可能の状態に設定されているＭ現像器４Ｍでマゼン
タのトナー像として現像される。感光体１ａ上のマゼン
タのトナー像は、感光体１ａの回転にしたがって転写帯
電器１１ａの作用で中間転写体７に画像の先端から順次
転写されていく。

【００３２】一方、感光体１ｂ上の潜像も、同様にＹ現
像器によりイエロのトナー像として現像され、さらに先
端から順次中間転写体に転写されていく。ただしこの時
両者の潜像の書き込みのタイミングが、相互同一場所の
一致をしているので、中間転写体上ではマゼンタのトナ
ー像とイエロのトナー像とが位置的に合致されて転写さ
れる。

【００３３】転写後の感光体表面は、それぞれクリーナ
６ａ、６ｂにより残留トナーを清掃されて次の像形成の
準備がなされる。

【００３４】つまり　　Ｌａ＝Ｌｂ＝Ｌｃ一方、中間転
写体に転写されたマゼンタとイエロの重ねられたトナー
像は、その周回にしたがって除電帯電器１３、１４の印
加で、中間転写体とその上のトナー像は除電される。さ
らに周回して転写帯電器１２の位置にくるがこの時は転
写帯電器１１は非動作状態にあり、そのまま通過する。 さらにクリーナ１４の位置では、この時はクリーナ非動
作状態にあり、そのまま通過する。

【００３５】中間転写体上のマゼンタとイエロの多層の
トナー像の先端が第１転写部Ｔａにくるときには、感光
体１ａ上に第３の色であるシアンのトナー像がマゼンタ
の時と同様にして形成されていて、かつそのシアンのト
ナー像の形成は、感光体１ａの回転と中間転写体７の周
回にしたがって、それぞれのトナー像が位置的に合致し
て出会うようなタイミングで転写される。またさらに中
間転写体上のトナー像の先端が第２転写部に来るときは
、マゼンタに対するイエロのタイミングと同様にシアン
に対して所定時間遅れて形成された黒のトナー像が、位
置的に合致されて転写される。

【００３６】以上のようにして形成された４色のトナー
像は最後に黒が転写された後、第３転写部Ｔｃにおいて
タイミングを合わせて給紙部１６または１７から送られ
てくる用紙に転写帯電器１２の作用により転写され、定
着器１７で定着されてフルカラー像として完成する。

【００３７】転写後に中間転写体上に残った残留トナー
は、今度はクリーナ１５が動作状態にあり清掃されて、
新たなトナー像の転写のために準備される。

【００３８】以上が書き込み部の全体動作の説明である
が、次に中間転写体上の詳細な走行状態と、トナー像間
の微少な位置合わせとの関係について図３を用いて説明
する。

【００３９】図３は横軸に動作中の経過時間、縦軸に中
間転写体の走行速度を示したものである。

【００４０】前記のように、駆動ローラは一端に慣性の
大きなフライホイールが設けられてあるため、非常に変
化の少ない定常回転をするが、主に駆動ローラ８の偏芯
により中間転写体は図３のように駆動ローラ１回転を周
期とした微少な変動をする。

【００４１】しかしながら、中間転写体が第１転写部Ｔ
ａと第２転写部Ｔｂの間Ｌｃを移動する時間は、構成で
説明したように駆動ローラが２回転する時間に等しくな
っている。従って第１転写部Ｔａで転写されるマゼンタ
のトナー像と、第２転写部で転写されるイエロのトナー
像は、それぞれが上記のような微少な位置的変化をして
いるが、重なった状態では変化の波と波が重なって相互
のズレはない。

【００４２】また、中間転写体が１回転してマゼンタの
トナー像とシアンのトナー像とが第１転写部Ｔａで重な
るときも、同様にして変化の波が重なって相互の位置ズ
レが無い。

【００４３】従って、中間転写体上に形成される４色の
トナー像は全体には微少に位置変化をしているが、色同
士の相互の位置ズレが無い。全体の変化は、その周期が
ゆるやかであれば視覚上は問題なく。色同士の相互の位
置ズレが無いため、形成されるカラー像は色相の安定し
た色ズレの無い優れた画質となる。

【００４４】以上が書き込み部の構成と動作の説明であ
るが、次に読み取り部５２と画像処理部の構成と動作の
説明をする。

【００４５】図４は読み取り部５２の概略構成と、画像
処理部５３の信号の流れを説明するための図である。

【００４６】図４において原稿台５４に置かれたカラー
原稿を、一体的に構成された照明ランプ５５、レンズ、
カラーセンサが図の左端から右方向に走査して読み取り
動作を行なうように構成されている。１回の読み取りが
終了すると、これらは高速でもとの位置に戻され次の読
み取りに備える。カラーセンサ５７からの出力は画像処
理部内でまずマスキング部５８に入力され書き込み部５
２で用いられるマゼンタ、シアン、イエロ、黒の４色の
ための信号に変換される。これらのうちマゼンタの信号
Ｍ’とシアンの信号Ｃ’とは多値回路５９に選択的に入
力され、書き込み部にほぼリアルタイムで入力される。 一方イエロの信号Ｙ’と黒の信号Ｋ’とはそれぞれハー
フトーンプロセッサＡ６０とハーフトーンプロセッサＢ
６１に入力された後、その出力が選択的にバッファメモ
リ６２に入れられる。これらの信号はバッファメモリに
より所定時間遅らされて書き込み部に入力される。この
遅らす時間量は、前述の書き込み部において、感光体１
ａで形成すべき潜像に対して感光体１ｂで形成すべき潜
像の遅らすべき時間分に相当する量になっている。

【００４７】またハーフトーンプロセッサＡは信号Ｙ’
をディザ処理により２値化するもので、その出力はＹ’
の情報量に対して少なくなっている。さらにハーフトー
ンプロセッサＢは信号Ｋ’を誤差拡散処理して２値化す
るもので、Ｋ’の情報量に対してこの出力も少なくなっ
ている。

【００４８】以上が読み取り部５１の概略構成と、画像
処理部の信号の流れであるが、次にこれらの動作を説明
する。装置が動作を開始すると、まず読み取り部５１が
第１回目の読み取り動作を開始し、マスキング部からの
出力のうちＭ信号とＹ信号が選択されて、それぞれの処
理部を経て書き込み部５２に入力される。ただしこの時
、マゼンタ信号Ｍは読み取り動作と平行してほぼリアル
タイムで入力されるのに対して、イエロ信号Ｙは所定の
時間だけ遅れを持って入力される。これらの信号は書き
込み部において、それぞれレーザビーム３ａおよび３ｂ
の変調信号として用いられ、前述の書き込み部の動作が
行なわれる。

【００４９】前述の書き込み部の動作において、転写部
Ｔａにおいてマゼンタ像の転写が開始してからほぼ中間
転写体７が１回転して、マゼンタとイエロの重ね像の先
端が再びこの転写部Ｔａにくるまえには、すでに読み取
り部５１では、１回目の読み取り動作は終了して、次の
２回目の読み取り動作が開始している。読み取り部の２
回目の読み取りでは、今度は信号Ｃ’とＫ’が選択され
、前のＭとＹの関係と同様の時間差を持って書き込み部
に入力される。この時、中間転写体上のトナー像の先端
に、信号Ｃによる画像が合致するタイミングで第２回目
の読み取り動作は開始されている。この後は、前述のよ
うな書き込み部の動作でカラー画像の形成が完了する。 以上が読み取り部と画像処理部の構成と動作の説明であ
る。

【００５０】以上のように本実施例によれば、中間転写
体を用いることによって装置が簡潔になり、また用紙を
転写ドラムに巻き付ける必要がなくほぼ直線搬送できる
ため、使用できる用紙の範囲が広い。また静電像担持体
を２個用いることによって、１回の読み取りで２色の像
を平行して形成して行くため、高速のカラー画像形成装
置が可能となるものである。

【００５１】また本実施例では、中間転写体の駆動ロー
ラにフライホイールを設けているため、中間転写体は不
規則な速度変動がなく安定した走行ができる。　　さら
に、２個の感光体間の距離を、中間転写体の駆動ローラ
の外周長さのほぼ整数倍としたため、駆動ローラの１回
転毎にでる周期的な速度ムラは、それぞれの感光体から
転写されるトナー像が重なったときの位置で同一のムラ
となり、各感光体でできるトナー像間の位置的なズレが
少ない。さらにまた中間転写体の周長を、駆動ローラの
外周長さのほぼ整数倍としたため、駆動ローラの１回転
毎に生じる速度ムラは中間転写体が１回転した位置では
同一のムラとなり、ひとつの感光体から転写される２色
のトナー像間の位置的なズレが少ない。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明は、複雑な構成の転
写ドラムを必要とせず、装置全体が簡潔になり、また用
紙を転写ドラムに巻き付ける必要がなくほぼ直線搬送で
きるため、使用できる用紙の範囲が広い。また中間転写
体の安定走行が可能で、高画質のカラー像の形成が可能
となるものである。

【００５３】また本発明は、静電像担持体を色の数によ
らず必要な数だけ複数個用いることによって、小型で簡
潔な高速のカラー画像形成装置が可能となるものである
。さらに各静電像担持体で形成したトナー像間の位置合
わせ、および同一の静電像担持体で形成した異なる色の
トナー像間の位置合わせが正確に行なうことができ、優
れた画質の高速カラー画像形成装置が可能となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における全体構成図である。

【図２】本発明の実施例における中間転写体の駆動ロー
ラの部分の詳細図である。

【図３】本発明の実施例における中間転写体の走行状態
を説明するチャート図である。

【図４】本発明の実施例における読み取り部の概略構成
と画像処理部の信号の流れを説明するブロック図である
。

【図５】従来のカラー画像形成装置の概略構成図である
。

【符号の説明】 １ａ、１ｂ　　　　感光体 ３　　　　レーザ光学系 ４Ｍ　　　　Ｍ現像器 ４Ｃ　　　　Ｃ現像器 ４Ｙ　　　　Ｙ現像器 ４Ｋ　　　　Ｋ現像器 ７　　　　中間転写体 ８　　　　駆動ローラ １４　　　　クリーナ ２１　　　　フライホイール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する静電像担持体と、前記静電像担持
   体の近傍に複数個配置され互いに異なる色のトナーで現
   像する現像手段と、前記静電像担持体上の異なる色のト
   ナー像を順次転写して多層のカラー像を形成する無端ベ
   ルトよりなる中間転写体と、前記中間転写体から転写材
   へトナー像を転写する転写手段とを有し、且つ前記中間
   転写体を巻回して駆動する、一端にフライホイールを備
   えた駆動ローラを有するカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】回転する複数の静電像担持体と、前記静電
   像担持体のうちの少なくともひとつの静電像担持体の周
   囲に複数個配置され互いに異なる色のトナーで現像する
   現像手段と、前記静電像担持体上の異なる色のトナー像
   を順次転写して多層のカラー像を形成する無端ベルトよ
   りなる中間転写体と、前記中間転写体を巻回して駆動す
   る駆動ローラを有し、且つ前記複数の静電像担持体間の
   距離、および前記中間転写体の周長を、前記駆動ローラ
   の外周の長さのほぼ整数倍としたカラー画像形成装置。