JPH08314236A - カラー画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像形成体上で、すでに現像済みのトナーの上
から２色目以降の帯電をしてもムラが無く、均一な帯電
性が得られ、スコロトロン帯電器より小さいスペースで
済む省スペース、さらに電源電圧が低くて済み、電源装
置が小型で低消費電力ですむ省エネタイプのカラー記録
装置の提供。 【構成】 感光体ドラム上に静電像の形成と現像とを繰
返して感光体ドラム上で多色のトナー像を重ね合わせる
カラー画像記録方法において、感光体ドラム表層を一様
に帯電する手段として、感光体ドラム表面から15〜1000
μｍ程度の微小な間隙を以て配置された帯電ローラを設
け、この帯電ローラに対し、ＤＣ、またはＤＣとＡＣを
重畳した電源を用いて、帯電電圧を印加し、気中放電現
象を伴うこの帯電ローラの帯電作用によって、感光体ド
ラムを帯電する帯電部材を使用するカラー記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光導電性感光体表層
を有する像形成体に一様に帯電する手段として、感光体
表層から微小な間隙を以て配置された部材を使用するカ
ラー画像記録装置に関し、特に静電像の形成と現像とを
繰返して像形成体上でトナー像を重ね合わせるカラー画
像記録方法において、トナーの上から帯電しても均一な
帯電性を得るための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置や静電記録装置な
どに用いられる光導電性感光体層を有する像形成体を均
一に帯電する手段として、一般にコロナ放電装置が用い
られている。例えば、特開昭60-76766号公報に記載され
た方法では、帯電器には、既に帯電している像形成体の
表面に重ねて帯電するものにあっては特に、先の帯電の
影響が少なく安定した帯電を与えることができるスコロ
トロン方式のコロナ帯電器を用いている。

【０００３】コロナ帯電器は、細いワイヤ電極に高電圧
（例えば６ＫＶ程度）を印加してシールド電極との間で
コロナ放電を発生させ、放電開口から出るコロナ放電に
被帯電体面をさらすことにより帯電する非接触型の帯電
装置である。従って、像形成体上に作られた、すでに現
像済みのトナー層の上から重ねて均一な帯電を行ない多
色のトナー層を重ねて形成する機構上の特徴を備えるに
は、この非接触型のコロナ帯電器の使用は、好ましい。

【０００４】しかし、このコロナ放電式の帯電器を使用
すると、高価で大型な高圧電源装置を必要とし、高圧に
対する絶縁対処のための構成が大きくなり、また消費電
力も大きく、電力効率が悪く、コロナ放電により好まし
くないオゾンなどのガスが比較的多く発生し、その対処
を要する等の不都合があった。さらに、２色目以降の帯
電で、被帯電体面上に現像済みのトナーが被さっている
分だけ帯電電位が低くなる不都合があった。

【０００５】そこで、不都合点の多いコロナ放電器の代
わりの帯電法として、感光体等の被帯電体にコロナ放電
に比べて低い電圧（例えば１〜２ＫＶ程度）を印加した
帯電部材を接触させて帯電を行なう接触帯電方式の帯電
手段、装置の利用が検討されている。例えば、特開平4-
240670号或いは特開平4-240671号公報では、被帯電体に
微小間隔を介して対向して被帯電体を帯電するローラー
形状の帯電部材を配置し、被帯電体及び帯電部材の間に
特定の振動電圧或いは特定の電圧値を有する電圧を印加
する電圧印加手段を、有する帯電装置が提案されてい
る。さらに、特開平4-76570号、特開平4-116673号公報
では、前記微小間隔を設け非接触にするための帯電部材
の一例として、スペーサーコロ或いはメッシュ状スペー
サーが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の通り像
形成体上で静電像の形成と現像とを繰返して多色のトナ
ー像を重ね合わせるカラー画像記録方法に、上記のいわ
ゆる非接触帯電方式を用いて均一な帯電性を得る提案は
従来なかった。

【０００７】この発明の目的は、像形成体上で、すでに
現像済みのトナーの上から２色目以降の帯電をしてもム
ラが無く、均一な帯電性が得られ、スコロトロン帯電器
より小さいスペースで済む省スペース、さらに電源電圧
が低くて済み、電源装置が小型で低消費電力ですむ省エ
ネタイプのカラー画像記録装置の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のカラー画像記
録装置は、光導電性感光体表層を有する像形成体に、静
電像の形成と現像とを繰返し、像形成体上でトナー像を
重ね合わせるカラー画像記録装置において、感光体表層
を一様に帯電する手段として、感光体表層から微小な間
隙を以て配置された部材を使用するカラー画像記録装
置。

【０００９】さらに、上記帯電部材は、ローラー状、ブ
レード状、パッド状の何れかから構成される、上記カラ
ー画像記録装置。

【００１０】さらに、上記の微小な間隙として、15〜10
00μｍ、さらに好ましくは25〜250μｍを有する、上記
カラー画像記録装置。

【００１１】さらに、帯電用電源は、ＤＣ（直流）、ま
たはＤＣとＡＣを重畳（直流に交流成分を重畳）した電
源が用いられる、上記カラー画像記録装置。

【００１２】像形成体に、帯電、像露光、現像の各工程
を複数回繰返してカラー画像を形成するカラー画像記録
装置において、第一色目の帯電工程と第二色目の帯電工
程のための帯電手段が、ともに前記像形成体と微小間隙
を介して像形成体を帯電するものであり、前記微小間隙
が、第一色目より第二色目の帯電工程の方が大きいカラ
ー画像記録装置。

【００１３】さらに、帯電のための電界を形成する上記
帯電手段に印加する電圧が、第一色目より第二色目の帯
電工程の方が大きい上記カラー画像記録装置。

【００１４】さらに、前記帯電手段の表面と感光体表面
間のギャップを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク各ユニット毎に、ｇＹ，ｇＭ，ｇＣ，ｇＫとし、この
順序で帯電すると、ｇＹ＜ｇＭ≦ｇＣ≦ｇＫなる関係が
成立する上記カラー画像記録装置。

【００１５】像形成体上に、帯電、像露光、現像の各工
程を複数回繰返してカラー画像を形成するカラー画像記
録装置において、モノクロ画像を形成するモノクロモー
ドとカラー画像を形成するカラーモードを切り替え制御
する制御手段を備え、さらに前記帯電工程のための帯電
手段が、像形成体と微小間隙を介して像形成体を帯電す
るものであり、前記微小間隙が、モノクロモード時より
もカラーモード時に大きくなる調整手段を有するカラー
画像記録装置。

【００１６】さらに、前記調整手段の調整動作と連動し
て、帯電手段へ印加する電圧を、イエロー、マゼンタ、
シアン、ブラック各ユニット毎に、ＶＹ、ＶＭ、ＶＣ、
ＶＫとした場合、ＶＹ＜ＶＭ≦ＶＣ≦ＶＫとなるように
可変制御する電圧制御手段を有する上記カラー画像記録
装置。

【００１７】

【作用】また、現像済みのトナー層の上から帯電して
も、感光体に流れる正味の電流量が大きく帯電効率が良
いので、トナー層の有無や厚みによる帯電のムラが少な
くて済み、短時間でムラの無い均一な帯電ができる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図を用いて説明する。

【００１９】図１は本発明のカラー画像記録装置の一実
施例を示した。

【００２０】この図は、カラー画像記録装置の構成の概
要を示す断面図である。図において、１０は矢示（時
計）方向に回転する像形成体であり被帯電体であるＯＰ
Ｃから成る感光体ドラムで、その周縁部には後述する帯
電ローラ１２、レーザービーム等による像露光部１３、
複数の現像器から成る現像器装置３０、転写ローラ１７
Ａ、分離用除電器１７Ｂ、クリーニング装置３１等が設
けられている。

【００２１】本実施例の画像記録プロセスの基本動作
は、図示しない操作部よりコピー開始指令が図示しない
制御部に送出されると、制御部の制御により、感光体ド
ラム１０は矢示方向に回転を始める。感光体ドラム１０
の回転に従いその周面は、後述する帯電部材としての帯
電ローラ１２により一様に帯電され通過する。感光体ド
ラム１０上には、像露光部１３において画像書き込み装
置等からの例えばレーザビームの像光による画像の書き
込みが行なわれ、画像に対応した静電潜像が形成され
る。

【００２２】感光体ドラム１０周縁にはイエロ（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
ユニットのＹユニット、Ｍユニット、Ｃユニット、Ｋユ
ニットを収容する現像装置３０が設けられていて、先ず
１色目のイエロ（Ｙ）の現像が、マグネットを内蔵し現
像剤を保持して回転する現像スリーブ３０６によって行
なわれる。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわり
に絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエス
テルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリ
カ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現
像剤は穂切規制板によって現像スリーブ３０６上の層厚
を規制されて現像域へ搬送される。

【００２３】現像域における現像スリーブ３０６と感光
体ドラムとの間隙は現像剤層厚よりも大きい間隙とし
て、この間にバイアス電圧が印加されて、感光体ドラム
１０に対向した現像領域において反転現像が行なわれ、
トナー像が形成される。

【００２４】感光体ドラム１０の一回転中に行なわれる
１色目の画像形成プロセスが終わったのち、２色目のマ
ゼンタ（Ｍ）の画像形成プロセスに入り、再び帯電ロー
ラ１２による一様帯電が行なわれ、２色目の画像データ
による潜像が像露光部１３によって形成される。

【００２５】再び感光体ドラム１０の周面に対し像露光
部１３の像露光により、光除電が行なわれた部分のう
ち、１色目の画像のない部分に対しては１色目と同様の
潜像が作られ現像が行なわれるが、１色目の画像がある
部分に対して再び現像を行なう部分では、１色目の付着
したトナーにより遮光とトナー自身のもつ電荷によって
電位が少し残った潜像が形成され、バイアスの電位差に
応じた現像が行なわれる。

【００２６】３色目のシアン（Ｃ）、４色目の黒色
（Ｋ）についても２色目と同様の画像形成プロセスが行
なわれ、感光体ドラム１０の周面上には４回転で合計４
色の顕像が形成される。

【００２７】一方、給紙カセット１６からは、記録紙Ｐ
が一枚ずつ第１給紙ローラ１５によって繰り出される。
この繰り出された記録紙は、感光体ドラム１０上の前記
トナー像と同期して作動する一対の第２給紙ローラ１８
によって感光体ドラム１０上に送出される。そして転写
ローラ１７Ａの作用により、感光体ドラム１０上のトナ
ー像が記録紙Ｐ上に転写され、分離用除電器１７Ｂによ
り感光体ドラム１０上から分離される。トナー像を転写
された記録紙Ｐは搬送手段８０を経て定着装置９０へ送
られ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挾持され、
溶融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Ｐに転
写されずに残ったトナーを有して回転する感光体ドラム
１０の表面は、クリーニングブレードなどを備えたクリ
ーニング装置３１によって掻き落とされ清掃されて、次
回の画像記録に待機する。

【００２８】なお図中のＳは、後に図７にて説明する所
定の微小間隙を保つために、帯電ローラ１２と感光体ド
ラム１０との間に挿脱可能に設けられたスペーサを示
す。

【００２９】図２は図１のカラー画像記録装置に用いら
れる帯電装置の一実施例を示す図である。図２（ａ）、
（ｂ）はそれぞれローラ状の帯電装置２０Ｒの断面図及
びその斜視図を示す。

【００３０】図２において、帯電部材である帯電ローラ
１２は導電性樹脂または導電性ゴムなど弾性及び導電性
を有する材料から成る導電性部材４２と導電性の芯金４
１、さらに導電性部材４２の帯電領域外である長手方向
両端部に設けられ、被帯電体である感光体ドラム１０に
圧接する絶縁性材料から成る薄層のスペーサ４３とから
成る。そして感光体ドラム１０は、導電基材１０ｂとそ
の表面を覆う感光体層１０ａとから成り、導電基材１０
ｂは接地されている。前記の帯電ローラ１２のうち帯電
動作に供される導電性部材４２は、スペーサ４３により
感光体層１０ａの表面から微小な間隙を以て浮上してい
る。

【００３１】２４は前記帯電ローラ１２の芯金４１と感
光体ドラム１０の導電基材１０ｂとの間にバイアス電圧
を付与するバイアス電源で、芯金４１はこのバイアス電
源を介して接地されている。さらにバイアス電源２４に
よる振動電界の形成により導電性部材４２と感光体層１
０ａとの間に、パッシェン放電（微小間隙の気中放電）
に適した帯電領域を形成する。これによって、感光体ド
ラム１０の回転に伴って従動回転しつつ感光体ドラムの
感光層１０ａを均一に帯電する。

【００３２】バイアス電源２４は帯電すべき電圧とほぼ
同じ値に設定された直流成分Ｖｄに交流成分Ｖａを重畳
した交流バイアス電圧を供給する電源で、帯電すべき電
圧とほぼ同じ−５００〜−１０００Ｖの直流成分Ｖｄ
に、ピーク値間電圧２００〜３５００Ｖ、周波数０．３
〜１０ｋＨｚの交流成分Ｖａを重畳した交流バイアス電
源を保護抵抗を介して供給する。

【００３３】上記のバイアス電源２４は、上記のように
直流成分Ｖｄに交流成分Ｖａを重畳した交流バイアス電
圧に限らず、直流成分Ｖｄのみのバイアス電圧を供給す
る電源であってもよい。この場合は、帯電すべき電圧
に、さらに帯電開始電圧（５００〜１０００Ｖ）を加算
した値がＶｄとなる。

【００３４】以上の説明においては、帯電部材１２がロ
ーラ状であって感光体ドラム１０に対して従動回転であ
る場合の実施例を説明した。しかし本発明は、これに限
定されず、例えば、駆動モータがローラ側に設けられ、
感光体ドラム１０が従動回転する場合でもよい。また、
両者に動力源があり、異なる周速で回転する場合でもよ
い。

【００３５】図３は図１のカラー画像記録装置に用いら
れる帯電装置の他の一実施例を示す図である。図３
（ａ）、（ｂ）はそれぞれブレード状の帯電装置２０Ｂ
の断面図及びその図を下から見た図を示す。

【００３６】図３において、帯電部材である帯電ブレー
ド５０は金属から成る導電性の支持部材５１と、弾性及
び導電性を有する導電性部材５２と、ブレードの両端
で、画像の最大幅より外側にあって絶縁材料から成るス
ペーサ５３とから構成され、図示しないバイアス電源か
ら図２（ａ）の実施例と同様のバイアス電源が支持部材
５１に供給される構成となっていて、感光体ドラム１０
に所定の圧力でその回転に対しカウンタ方向に非回転で
圧接し、それにより導電性部材５２と感光体ドラム１０
との間に所定の微小間隙が保持され、感光体ドラム１０
の感光体層１０ａを帯電する。

【００３７】図４は図１のカラー画像記録装置に用いら
れる帯電装置のさらに他の一実施例を示す断面図であ
る。図４はパッド状の帯電装置２０Ｐの断面図を示す。

【００３８】図４において、帯電部材である帯電パッド
６０は金属から成る導電性支持部材６１と、矩形の横断
面を有し弾性及び導電性を有する導電性部材６２と、絶
縁性材料から成り、パッドの両端で画像最大幅より外側
にあるスペーサ６３とから構成され、図示しないバイア
ス電源から図２（ａ）の実施例と同様のバイアス電源が
支持部材６１に供給される構成となっている。感光体ド
ラム１０に対向する帯電パッド６０の面は、円柱の一部
を成す形状に湾曲していて図示しない付勢手段により感
光体ドラム１０に所定の圧力で非回転で当接し、それに
より導電性部材６２と感光体ドラム１０との間にパッシ
ェン放電に適する所定の微小間隙が保持され、感光体ド
ラム１０の感光体層１０ａを均一帯電する。

【００３９】上述の帯電ブレードや帯電パッドは、何れ
もその表面と感光体ドラムとが除々に離間する領域が、
少なくともニップの上流側または下流側の一方に確保さ
れていれば、利用が可能である。一方の場合は、下流側
にある方が帯電安定性の点から好適である。

【００４０】図５は、帯電ローラ１２と感光体ドラム１
０のニップ位置近傍の拡大断面図を示し、図６は、パッ
シェン気中放電発生条件を示す図である。

【００４１】図５において、帯電ローラ表面４２と感光
体ドラム１０との距離が、気中放電に適した距離に保た
れている。画像形成工程において感光体１０の回転に伴
い、帯電ローラ１２は從動回転するが、感光体ドラム１
０上の特定部分ｘに着目する。この特定部分ｘは感光ド
ラム１０の回転に伴い、図の左方から進入して、帯電ロ
ーラ１２とのニップを通過し、右方に去って行く。ここ
で、パッシェン放電などの気中放電に適した間隙に相当
する領域として、回転方向に幅Ｗだけ存在する。一般的
に微小間隔（ｄ）におけるパッシェン放電の放電開始電
圧の値（Ｖ）は「パッシェン曲線」から算出できること
が知られており、大気中で空隙１０μｍ以上の場合は、 Ｖ＝３１２＋６．２ｄ で近似できる（電子写真学会編「電子写真技術の基礎と
応用」より）。

【００４２】再び図５において、帯電ローラ１２の芯金
４１は、バイアス電源２４に接続されており、感光体ド
ラム１０の回転に伴ってニップを通過する少し前から少
し後に至る間の幅Ｗに亘ってパッシェン放電による帯電
が行なわれる。帯電ローラへ印加した電圧に応じて、感
光体ドラム上の各部位が前記数式で示される距離まで接
近した時点で、パッシェン放電が始まる。

【００４３】即ち帯電ローラから感光体ドラムへの気中
放電は、図６に示すように、間隙（Ｚ）に掛かる電界の
強さが「パッシェン曲線」と等しいか、または越えてい
る領域で発生する。しかし、この気中放電が行なわれる
間隙（Ｚ）に対応する幅Ｗは、感光体の表面上のトナー
層の有無や厚みによって異なる。図５に示すように、感
光体のみ（トナー層なし）の時は、間隙がＺ０以下にな
る相当領域Ｗ１で気中放電が起きる。また、トナー層の
上から帯電する時は、トナー層の厚みの分だけ、気中放
電に適した間隙をもつ領域が広がり、間隙がＺ０以下に
なる相当領域幅Ｗ２で気中放電が起きる。このように、
トナー層が有るときは、感光体ドラムの回転に伴って領
域から外へ出て放電が止るとき、トナー層が無い時と同
じ電界の強さになると考えられる。この結果得られる表
面電位もトナー層の有無による変動が極めて小さいもの
となる。

【００４４】前記の帯電ローラ、帯電ブレード、帯電パ
ッドの何れの場合も、気中放電に適した間隙Ｚ０の値
は、下記の二つの条件を満たすことが好ましい。

【００４５】（１）感光体上の現像されたトナー層の１
色分の厚みは、微粒トナーなら約５μｍ。これに、パッ
シェン公式の前記の下限値である１０μｍを加算して、
計１５μｍ。

【００４６】（２）パッシェン放電に適した距離である
こと。即ち１０μｍ以上で１０００μｍ以下である。

【００４７】ここで、１０μｍとは前記公式が成り立つ
下限の値である。

【００４８】また、１０００μｍをパッシェン公式に代
入すると、印加電圧は６５１２Ｖとなる。これは従来技
術のコロナ放電による帯電方式と同レベルの高電圧であ
り、この方式を導入するメリットが薄れる。

【００４９】従って、この二つの条件を満たす気中放電
に適した間隙Ｚ０の値は、１５μｍ〜１０００μｍとな
る。

【００５０】さらに、より安定した均一帯電を得るに
は、２５μｍ〜２５０μｍが好ましい。

【００５１】この２５μｍの根拠は、帯電プロセスの部
位における、現像済みのトナー層の厚みは、４色目の帯
電を行なうとき、即ち、ベタで３色分が重なった場合が
最大になる。これは、微粒トナーならば（５μｍ×３＝
１５μｍ）。これに、前記公式の下限値の１０μｍを加
算して、計２５μｍ。（旧来の粒径が大きいトナーなら
ば、１層あたり約１１μｍなので、上記に対応する間隙
は、４３μｍとなる。）また、上記の２５０μｍの根拠
は、２５０μｍをパッシェン公式に代入すると１８６２
Ｖとなる。これにＡＣ（交流成分）を重畳すると、感光
体の帯電開始電圧を５６０Ｖとすると印加すべきＡＣの
ピーク間電圧が１１２０Ｖなので（参照：特開昭６３−
１４９６６８号）、片側の極性（ＯＰＣなら負極性の
側）では計２９８２Ｖ（約３０００Ｖ）もの高電圧とな
り、本方式を導入するメリットが薄れる。

【００５２】次に、上記図５で説明した通り、気中放電
が行なわれる間隙（Ｚ）は、感光体の表面上のトナー層
の有無、トナー層の厚みによって異なり、それに伴っ
て、帯電ローラへの印加電圧を微調整の制御する方が、
結果として得られる感光体の表面電位への、トナー層の
厚みの影響を、より小さいものに抑制できる。

【００５３】帯電手段（例えば、帯電ローラ）に印加す
る電圧を、上記の微小間隙（Ｚ）の大きさに関連して可
変制御するメリットと理由は次のとおりである。

【００５４】感光体上にトナー層が被さっている場合
は、トナー層が無い場合と同じ電圧で帯電処理を行なう
と、僅かではあるが感光体の表面電位が低くなり画像濃
度が不足したり、或いは逆に、表面電位が高すぎて現像
時に過剰な表面電位のためにトナーが弾かれて画像にハ
ジキムラが生じる傾向がある。

【００５５】従って、感光体表面が回転に伴い放電領域
から出てきたときの表面電位が、トナー層の有無や厚み
による不均一をより少ないものとするために、帯電部材
に印加する電圧を微小間隙（Ｚ）の大きさに関連して増
大または減少させて微調整するものである。即ち帯電ロ
ーラに印加する電圧を２色目以降大きくなるように制御
する。

【００５６】本実施例のカラー画像記録装置では、感光
体ドラムに、一つの帯電ローラと一つの像露光源により
現像色数だけ静電像の形成を行ない、現像を繰り返して
感光体ドラム上でトナー像（４色分）を重ね合わせる構
成になっている。ここで、前記の微小間隙は第一回目
（一色目）の帯電工程における隙間（ｄ１）より第二回
目（二色目）の帯電工程における隙間（ｄ２）の方が大
きい構成を採用している。さらに帯電のための電界を形
成する帯電ローラに印加する電圧が大きい（Ｖ１＜Ｖ
２）画像形成方法を併せて採用すれば、均一化の効果は
より大になる。

【００５７】上記の第一回目（一色目）及び、第二回目
（二色目）の帯電工程における隙間（ｄ１、ｄ２）と印
加する電圧（Ｖ１、Ｖ２）についての具体的な数値例を
下記に示す。なお、ベタの層厚が１１μｍとなる粒径の
トナーの場合である。

【００５８】ＤＣ成分は、それぞれが、 ｄ１＝３５μｍ、Ｖｄｃ１＝−６５０ｖ、Ｖａｃ１＝１
２５０ｖ、ｄ２＝４５μｍ、Ｖｄｃ２＝−６７０ｖ、Ｖ
ａｃ２＝１３１０ｖ、ＡＣの周波数と電流値は、第１回
目、第２回目ともに、１０００Ｈｚ、７００μＡ。

【００５９】なお、トナーによりベタ被覆される面積の
率が高い種類の画像を多く扱う場合は、厚めのトナー層
に対応する必要があるので、第３回目を第２回目と同じ
にせずに、やはり間隙や電圧を増して、 ｄ３＝５０μｍ、Ｖｄｃ３＝−６８５ｖ、Ｖａｃ３＝１
３４０ｖ、となるように調整する。これで、トナー層の
有無による帯電の不均一が一段と少ないものになる。

【００６０】このようにして、帯電工程における間隙
は、一色につき感光体ドラム一回転後毎に、図７に示す
ように、所定の厚さのスペーサＳを順次挿入し次第に大
きくしていく。図７（ａ）は、モノクロモード時または
第１色目の帯電工程の状態を示す図であり、スペーサＳ
は挿入されていない。図７（ｂ）は、カラーモード時ま
たは第２色目以降の帯電工程の状態を示す図であり、ス
ペーサＳが挿入されている。

【００６１】また、帯電ローラに印加する電圧は、二色
目以降次第に大きくなるように制御している。

【００６２】即ち、第一回目（一色目）の帯電工程にお
ける間隙（ｄ１＝３５μｍ）を作るには、絶縁性材料か
ら成る厚さ３．５μｍの極薄ＰＥＴシートを１０枚重ね
合計３５μｍ厚にして、帯電ローラの帯電領域外で長手
方向両端部の表面に接着し、スペース用カラー４３を構
成している（図２（ｂ）を参照）。

【００６３】次に、第二回目（２色目）以降の微小間隙
（ｄ２、ｄ３、ｄ４）をつくるには、前記の厚さ３．５
μｍの極薄ＰＥＴシートを各所定枚数を重ねて接着し、
微小間隙（ｄ２、ｄ３、ｄ４）に対応する厚さのそれぞ
れのスペーサＳとして予め準備しておき、第二回目（２
色目）以降の帯電工程と連動して前記スペース用カラー
４３と感光体ドラム１０との間に順次挿入することで各
微小間隙（ｄ２、ｄ３、ｄ４）が確保される。

【００６４】上記の極薄ＰＥＴシートは、前記の微小間
隙を精度良く得るための手段として使う。発明者らは、
ワープロ用インクリボンの支持体に使用されるＰＥＴシ
ートを利用した。これにより、３．５μｍという極薄の
ギャップが精度良く得られる。具体的な材料例として
は、東レ社製「ルミラー」、４ＡＦ５３Ｎ型（厚み３．
５μｍ）或いは、ダイヤホイル社製、Ｋ−２００−６Ｅ
型、（厚み３．５μｍ）などがある。

【００６５】さらに他の実施例について、図１及び図
８、９に基づき以下に述べる。

【００６６】上記の図１に示す装置は、前述したカラー
画像形成の機能を有するカラーモードと共に、イエロ
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の何
れか一色の画像形成の機能を有するモノクロモードをも
備えていて、例えば黒色（Ｋ）画像形成モノクロモード
が選択されると、前記の帯電ローラ１２と露光光学系１
３とによる潜像形成、及び黒色の現像器Ｋによる黒色現
像プロセスのみが実施される。

【００６７】図８に示すように、本実施例の装置は、本
体操作部にカラーモード指定ボタンとモノクロモード指
定ボタンを設け、この指定ボタンの選択動作に応じてカ
ラーモードとモノクロモードを切り替え制御する本体制
御部を有する。この本体制御部によって、前述の気中放
電に必要な、帯電ローラ１２と感光体ドラム１０との微
小間隙が、モノクロモード時よりもカラーモード時に大
きくなるように、調整手段である帯電部スペーサ挿脱用
ソレノイドＳＤ（図示せず）を介して、前述の実施例と
同じスペーサＳが用いられ、その挿脱が制御される。さ
らに、この調整手段の調整動作と連動して、帯電ローラ
に印加する電圧を可変制御する電圧制御手段が本体制御
部に設けられており、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対応し
て印加電圧が、制御される。

【００６８】図９は、上記のカラーモードとモノクロモ
ードの切り替えに伴う、スペーサＳの挿脱及び帯電印加
電圧の制御のフローチャートを示す。

【００６９】先ず、「コピー（プリント）できます」の
表示が操作部に出ると、オペレータはカラーモードまた
はモノクロモード指定ボタンを押して何れかのコピーモ
ードを指定する。カラーモードが指定される場合には、
カラーモードシーケンスに対応する微小間隙と帯電印加
電圧を設定する。ついで、帯電部スペーサ挿脱ソレノイ
ドをＯＮし、帯電印加電圧を調整する。ここで、コピー
スタートボタンが押されるのを待機する状態に入る。ボ
タンが押されると、コピー動作が始まり、各色が順次コ
ピーされてゆく。最後の色のモードのコピー動作が終了
すると、コピー動作は終わり、初期の状態に戻る。最後
の色のモードのコピー動作が終了していない場合には、
カラーモードシーケンスの設定の次のステップに戻る。
一方、モノクロモードが指定された場合には、コピース
タートボタンを押すと指定した単色コピーが行なわれ、
コピー動作が終わると、初期の状態に戻る。

【００７０】次に、本発明のさらに他の実施例の説明に
先立ち、カラー画像記録装置の他の構成を図１０によっ
て説明する。

【００７１】１０はベルト状の像形成体いわゆる感光体
ベルトであって、フレキシブルなエンドレスの基体の周
面に有機感光体（ＯＰＣ）を塗布したもので、回動ロー
ラ９Ａと９Ｂの間に水平方向に張架された状態で回動ロ
ーラ９Ａの駆動により時計方向に循環して搬送される。

【００７２】前記感光体ベルト１０はテンションローラ
９Ｃの付勢によりその下方の周面をガイド部材１１に褶
擦させて画像形成面を形成している。

【００７３】１２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれイエ
ロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒色
（Ｋ）に対応するユニットに設けられ、図２で説明した
構成を有する帯電ローラであり、この帯電ローラ１２
（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）から感光体ベルト１０への気中放電
が行なわれるよう、所定の微小間隙を保ち感光体ベルト
１０と同方向に回転している。さらに、各帯電ローラ１
２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対し、図２で説明したＤＣとＡ
Ｃを重畳した帯電用電源２４、或いはＤＣのみを印加す
る帯電用電源２４がそれぞれ接続されていて、各帯電ロ
ーラの気中放電現象を伴う帯電作用によって、感光体ベ
ルト１０に対し一様な表面電位を与える。

【００７４】本実施例では、帯電手段として帯電ローラ
を用いているが、図３、４にて説明した帯電ブレード或
いは、帯電パッドを代わりに用いてもよい。

【００７５】１３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は感光体ベルト１
０の奥行方向に発光素子をアレイ状に一列に並べたＦ
Ｌ、ＥＬ、ＰＬ、ＬＥＤ、或いは光源部と光シャッタ機
能をもつ素子を並列したＬＩＳＡ、ＰＬＺＴ、ＬＣＳと
等倍結像素子としてのセルフォックレンズとから構成さ
れる、或いはレーザを光源とする各色に対応するユニッ
トに設けられた露光光学系で、別の画像読み取り装置に
よって読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取
り出されて前記の各露光光学系にそれぞれ電気信号とし
て入力される。

【００７６】１４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）はそれぞれイエロ
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒色
（Ｋ）の各色に対応するユニット内に設けられ、各現像
剤を収容する現像器で、それぞれ感光体ベルト１０に対
し所定の間隙を保って同方向に回転する現像スリーブ１
４０を備えている。

【００７７】前記各現像器１４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、
前述した各帯電ローラ１２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）による帯
電、各露光光学系１３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）による像露光
によって形成される感光体ベルト１０上の静電潜像を現
像バイアス電圧の印加により非接触の状態で反転現像す
る。

【００７８】次に、本実施例の装置におけるカラー画像
形成プロセスについて説明する。

【００７９】本装置とは別の画像読み取り装置において
撮像素子により読み取られた画像或いはコンピュータで
編集された画像はイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、及び黒色（Ｋ）の各色別の画像信号として一
旦メモリに記憶し格納される。

【００８０】画像記録のスタートにより回動ローラ９Ａ
の駆動モータが始動して感光体ベルト１０を時計方向へ
と搬送し、同時に帯電ローラ１２（Ｙ）の帯電作用によ
り感光体ベルト１０に電位の付与が開始される。

【００８１】感光体ベルト１０は電位を付与されたあ
と、前記の露光光学系１３（Ｙ）において第１の色信号
即ちイエロ（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
露光が開始され、ベルトの搬送走査によってその周面の
感光層に原稿画像のイエロ（Ｙ）の画像に対応する静電
潜像を形成する。

【００８２】前記の潜像は現像器１４（Ｙ）により現像
スリーブ１４０上の現像剤が非接触の状態で反転現像さ
れ、感光体ベルト１０の搬送に応じイエロ（Ｙ）のトナ
ー像が形成される。

【００８３】次いで感光体ベルト１０は前記イエロ
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電ローラ１２（Ｍ）の
帯電作用により電位を付与され、露光光学系１３（Ｍ）
の第２の色信号即ちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応す
る電気信号による露光が行なわれ、現像器１４（Ｍ）に
よる非接触の反転現像によって前記イエロ（Ｙ）のトナ
ー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像を重ね合わせて形
成する。

【００８４】同様のプロセスにより帯電ローラ１２
（Ｃ）、露光光学系１３（Ｃ）、及び現像器１４（Ｃ）
によってさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）の
トナー像が、また帯電ローラ１２（Ｋ）、露光光学系１
３（Ｋ）、及び現像器１４（Ｋ）によって第４の色信号
に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形
成され、感光体ベルト１０の一周以内にその周面上にカ
ラーのトナー像が形成される。

【００８５】また前述したカラーのトナー像の形成に並
行して給紙部では、第１給紙ローラ１５の駆動による給
紙カセット１６からの転写紙Ｐの給紙作動が開始され、
前記のカラートナー像は転写ローラ１７Ａの構成する転
写領域において第２給紙ローラ１８により同期して給紙
される転写紙Ｐに転写される。

【００８６】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは除電器
１７Ｂにおいて帯電の除去を受けてベルト周面より分離
し、定着装置１９においてトナーを溶着したのち排紙ロ
ーラ２５を介して装置上部のトレイ上に排出される。

【００８７】一方、転写紙Ｐを分離した感光体ベルト１
０は、クリーニング装置３１においてブレード３１Ａに
より残留トナーを除去、清掃して原稿画像の形成を続行
するか若しくは一旦停止して新たな原稿画像のトナー像
の形成にかかる。

【００８８】上記のように構成された本実施例の装置に
おいて、帯電ローラの表面と感光体ベルト間の微小間隙
が、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）各ユニット毎に、ｇＹ，ｇＭ，ｇＣ，ｇＫとし、
この順序で帯電すると、２段目は１段目より大きく、そ
れ以降も等しいか、より大になるｇＹ＜ｇＭ≦ｇＣ≦ｇ
Ｋなる関係が成立する構成になっている。無論、ｇＭ＝
ｇＣ＝ｇＫでもよいしｇＭ＜ｇＣ＜ｇＫでもよい。

【００８９】さらに、帯電ローラに対する印加電圧が、
イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）各帯電ローラ毎に、ＶＹ，ＶＭ，ＶＣ，ＶＫとす
ると、１段目より２段目が大になる、即ち、ＶＹ＜ＶＭ
≦ＶＣ≦ＶＫなる関係が成立する構成になっていること
が好ましい。

【００９０】該各微小間隙の調整方法は前述の図８に述
べたスペーサＳの挿脱によって行ない（図示せず）、該
各印加電圧の可変制御は、図９に述べた方法によって行
なう（図示せず）。

【００９１】また、本実施例の装置は、前記図１０に述
べたカラー画像形成の機能を有するカラーモードと共
に、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）の何れか一色の画像形成の機能を有するモノクロ
モードをも備えていて、例えば黒色（Ｋ）画像形成モノ
クロモードが選択されると、前記の帯電ローラ１２
（Ｋ）、露光光学系１３（Ｋ）、及び現像器１４（Ｋ）
による黒色画像形成のプロセスのみが実施される。この
場合は、スペーサＳの挿脱や各印加電圧の可変制御は、
図９のモノクロモードで説明した通り、行なわない。

【００９２】

【発明の効果】上記実施例のように構成したので次の様
な効果が現われる。

【００９３】（１）感光体上で現像済みのトナー層の上
から重ねて帯電を行なうプロセスに関して、従来のコロ
ナ放電式の帯電器の代わりに、帯電部材を感光体から僅
かに浮かせる非接触帯電方式を採用したことによって、
均一で効率の良い帯電性、省スペース、低消費電力が達
成できる。

【００９４】（２）従来のコロナ方式で見られた２色目
以降の帯電で、既にトナーが被さっている箇所において
帯電電位が低くなる欠点が解消できる。

【００９５】（３）非接触の微小間隙の気中放電によ
り、放電する電流値がコロナ放電と比較して小さいか
ら、オゾン発生を大幅に（２〜３桁）削減出来る。

【００９６】（４）帯電効率が高く、感光体の帯電に使
われる正味の電流量が大きいので、高速機に適用するの
も容易。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像記録装置の一実施例を示
す。

【図２】カラー画像記録装置に用いられる帯電装置の帯
電ローラの実施例を示す断面図２（ａ）及びその斜視図
２（ｂ）。

【図３】カラー画像記録装置に用いられる帯電装置の帯
電ブレードの実施例を示す断面図３（ａ）及び図３
（ａ）を下から見た図３（ｂ）。

【図４】カラー画像記録装置に用いられる帯電装置の帯
電パッドの実施例を示す断面図。

【図５】帯電ローラと感光体ドラムのニップ位置近傍の
拡大断面図。

【図６】パッシェン気中放電の発生条件を示す図。

【図７】帯電ローラと感光体ドラムとの間にスペーサＳ
を挿入する様子を示し、図７（ａ）は、スペーサＳを挿
入する前の状態を示し、図７（ｂ）は、スペーサＳを挿
入した後の状態を示す。

【図８】帯電部スペーサ挿脱制御方法を示す。

【図９】帯電印加電圧の制御方法を示す。

【図１０】本発明のカラー画像記録装置の他の実施例を
示す。

【符号の説明】

９Ａ，９Ｂ 回動ローラ １０ 像形成体（感光体ドラム、感光体ベルト） １１ ガイド部材 １２ 帯電ローラ １３ ＬＥＤアレイ １４ 現像器 １５ 第１給紙ローラ １６ 給紙カセット １７Ａ 転写ローラ １７Ｂ 分離用除電器 １８ 第２給紙ローラ １９ 定着装置 ２０Ｂ ブレード状の帯電装置 ２０Ｐ パッド状の帯電装置 ２０Ｒ ローラ状の帯電装置 ３０ 現像器装置 ３１ クリーニング装置 ４１，５１，６１ 芯金 ４２，５２，６２ 導電性部材 ４３，５３，６３ スペーサ ５０ 帯電ブレード ６０ 帯電パッド Ｖａ 交流電圧成分 Ｖｄ 直流電圧成分 Ｚ，Ｚ０ 微小間隙

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導電性感光体表層を有する像形成体
   に、静電像の形成と現像とを繰返し、像形成体上でトナ
   ー像を重ね合わせるカラー画像記録装置において、感光
   体表層を一様に帯電する手段として、感光体表層から微
   小な間隙を以て配置された部材を使用するカラー画像記
   録装置。
2. 【請求項２】 上記帯電部材は、ローラー状、ブレード
   状、パッド状の何れかから構成される、請求項１に記載
   のカラー画像記録装置。
3. 【請求項３】 上記の微小な間隙として、15〜1000μｍ
   を有する、請求項１に記載のカラー画像記録装置。
4. 【請求項４】 帯電用電源は、直流、または直流に交流
   成分を重畳した電源が用いられる、請求項１に記載のカ
   ラー画像記録装置。
5. 【請求項５】 像形成体に、帯電、像露光、現像の各工
   程を複数回繰返してカラー画像を形成するカラー画像記
   録装置において、第一色目の帯電工程と第二色目の帯電
   工程のための帯電手段が、ともに前記像担持体と微小間
   隙を介して像形成体を帯電するものであり、前記微小間
   隙が、第一色目より第二色目の帯電工程の方が大きいカ
   ラー画像記録装置。
6. 【請求項６】 さらに、帯電のための電界を形成する上
   記帯電手段に印加する電圧が、第一色目より第二色目の
   帯電工程の方が大きい請求項５に記載のカラー画像記録
   装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記帯電手段の表面と感光体表
   面間の第１、２、３、４色目のギャップを、それぞれｇ
   １，ｇ２，ｇ３，ｇ４とし、この順序で帯電する場合、
   ｇ１＜ｇ２≦ｇ３≦ｇ４なる関係が成立する請求項５に
   記載のカラー画像記録装置。
8. 【請求項８】 ギャップｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４は、そ
   れぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである請
   求項７に記載のカラー画像記録装置。
9. 【請求項９】 像形成体上に、帯電、像露光、現像の各
   工程を複数回繰返してカラー画像を形成するカラー画像
   記録装置において、モノクロ画像を形成するモノクロモ
   ードとカラー画像を形成するカラーモードを切り替え制
   御する制御手段を備え、さらに前記帯電工程のための帯
   電手段が、像形成体と微小間隙を介して像形成体を帯電
   するものであり、前記微小間隙が、モノクロモード時よ
   りもカラーモード時に大きくなる調整手段を有するカラ
   ー画像記録装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記調整手段の調整動作と連
    動して、帯電手段へ印加する電圧を、それぞれＶ１，Ｖ
    ２，Ｖ３，Ｖ４とした場合、Ｖ１＜Ｖ２≦Ｖ３≦Ｖ４と
    なるように、可変制御する電圧制御手段を有する請求項
    ９に記載のカラー画像記録装置。
11. 【請求項１１】 電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、それ
    ぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのユニット
    に対応する電圧である請求項１０に記載のカラー画像記
    録装置。