JPH09197778A

JPH09197778A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH09197778A
Application number: JP8010143A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Satoru Haneda; 哲羽根田; Masayasu Onodera; 正泰小野寺
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】転写同時露光時に、転写同時露光光による転
写前の領域のトナー像の飛散を防止するカラー画像形成
装置を提供すること。【解決手段】像形成体の基体を透明基体とし、像形成
体の内部に像露光手段と、転写器と対向して重ね合わせ
たトナー像の転写材への転写時に露光を行う転写同時露
光手段と、を配設し、像形成体の半減露光量をＥ₀、像
形成体の透過率をＴ、転写同時露光手段の透明基体内周
面位置での露光量をＬとするとき、Ｌ×Ｔ≦２×Ｅ₀で
あることを特徴とするカラー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、像形成体の周辺に複数
組の帯電手段、像露光手段と現像手段を配置して像形成
体の一回転中にトナー像を重ね合わせてカラー画像を形
成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多色のカラー画像を形成する方法
としては、画像形成に必要な色と同数の像形成体、帯電
手段、現像手段等を備え、それぞれの像形成体に形成し
た単色のトナー像を転写材に重ね合わせてカラー画像と
するカラー画像形成装置や、像形成体を複数回回転し
て、各色毎の帯電、像露光ならびに現像を繰り返してカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置、あるいは、同
じく像形成体の一回転以内に帯電、像露光ならびに現像
を順次行ってカラー画像を形成するカラー画像形成装置
等が知られている。

【０００３】しかし前記の各画像形成装置において、画
像形成に必要な色と同数の像露光手段、帯電手段、現像
手段等を備え、それぞれ感光体に形成した単色のトナー
像を転写材に重ね合わせてカラー画像とするカラー画像
形成装置は、複数の像形成体や転写材の搬送を要するた
め装置の容積が大型化する欠点があり、一方、像形成体
を複数回回転して、各色毎の帯電、像露光ならびに現像
を繰り返してカラー画像を形成するカラー画像形成装置
は、容積は小型化されるものの、形成される画像のサイ
ズが感光体の表面積以下に限定されると云う制約があ
る。

【０００４】その点、像形成体の一回転以内に帯電、像
露光ならびに現像を順次行ってカラー画像を形成するカ
ラー画像形成装置は、画像のサイズに制約がなく、しか
も高速の画像形成を可能とする等の利点がある。更に、
像形成体の基体として透明基体を用い、像形成体の内部
に像露光手段を配置し装置の小型化を図ったものが、例
えば特開平５−３０７３０７号公報によって提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、像形成
体の基体として透明基体を用い、像形成体の一回転以内
に帯電、像露光ならびに現像を順次行ってカラー画像を
形成するカラー画像形成装置においては、転写の際に、
重ね合わせトナー像が再帯電を受けていたり、トナー層
が重なって厚いことから、転写率が低くなっているの
で、転写率向上のために転写時の露光による除電が必要
であるが、本願発明者らが実験したところ、転写同時露
光を像形成体の裏面より行った場合、重ね合わせトナー
像が飛散し画像ボケが発生するという問題が起こった。
即ち、転写同時露光光が転写材としての転写紙（特に白
紙を用いた場合）による光散乱により再度像形成体に入
射したりして、転写前の領域の重ね合わせトナー像を除
電し、トナー像の飛散を起こし画像ボケの原因となって
いた。

【０００６】本発明は上記の問題点を改良して解決し、
転写同時露光時に、転写同時露光光による転写前の領域
のトナー像の飛散を防止するカラー画像形成装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転する像
形成体の周囲に、前記像形成体を帯電させる帯電器と、
帯電された像形成体に像露光し潜像を形成させる像露光
手段と、像形成体に形成された潜像を現像しトナー像を
形成させる現像器と、を複数組配置し、前記像形成体の
一回転中に、前記像形成体に対し前記帯電器による帯電
と前記像露光手段による像露光と前記現像器による現像
とによるトナー像の形成を順次繰り返すことにより前記
像形成体上に複数のトナー像を重ね合わせた後、重ね合
わせたトナー像を転写器により転写材に一括して転写す
るカラー画像形成装置において、前記像形成体の基体を
透明基体とし、前記像形成体の内部に前記像露光手段
と、前記転写器と対向して前記重ね合わせたトナー像の
前記転写材への転写時に露光を行う転写同時露光手段
と、を配設し、前記像形成体の半減露光量をＥ₀、前記
像形成体の透過率をＴ、前記転写同時露光手段の前記透
明基体内周面位置での露光量をＬとするとき、Ｌ×Ｔ≦
２×Ｅ₀である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。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【０００９】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態
の画像形成プロセスおよび各機構について、図１〜図４
を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す
カラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、図１
の本発明にかかわる転写領域の要部拡大図であり、図３
は、更に、図２の要部拡大図であり、転写同時露光によ
る光散乱を示す図であり、図４は、像形成体の光減衰特
性曲線を示す図である。

【００１０】本発明の画像形成装置は、図１に示すよう
に、像形成体の基体が透明の素材によって形成され、該
透明基体の外周面に感光体層が設けられた像形成体を用
い、また、図１に示すように、像形成体に対し内部に像
露光手段や転写同時露光手段が、また外側に帯電器、現
像器、転写器、除電器、クリーニング装置等の画像形成
プロセス手段が配置された構造である。

【００１１】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円
筒状の基体を内側に設け、透明の導電層、ａ−Ｓｉ層あ
るいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を該基体の外周
に形成したものであり、接地された状態で図１の矢印で
示す時計方向に回転される。

【００１２】本実施形態では、感光体ドラムの光導電体
層において適切なコントラストを付与できる露光光量を
有していればよい。従って、本実施形態における感光体
ドラムの透明基体の光透過率は、１００％である必要は
なく、露光ビームの透過時にある程度の光が吸収される
ような特性であっても構わない。透光性基体の素材とし
ては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステル
モノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、
表面性等において優れており好ましく用いられるが、そ
の他一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレート、などの各種透光性樹脂が使用可能である。ま
た、透光性導電層としては、インジウム・スズ・酸化物
（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化
銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維
持した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用される。
また、光導電体層としては、アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）合金感光層、アモルファスセレン合金感光層
や、各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用可能である。

【００１３】帯電器としてのスコロトロン帯電器１１は
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、像形
成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交す
る方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、感
光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電
位に保持された制御グリッドと放電電極として、例えば
先鋭状電極１１ａを用いたコロナ放電とによって帯電作
用を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与え
る。放電電極としては、その他ワイヤ電極を用いること
も可能である。

【００１４】各色毎の像露光手段としての露光ユニット
１２は、図１に示すように、感光体ドラム１０上での露
光位置を、スコロトロン帯電器１１の先鋭状電極１１ａ
と現像器１３のに設けられた現像制御電極１３９の先端
との間で、現像スリーブ１３１に対して感光体ドラムの
回転方向上流側に設けた状態で配置される。

【００１５】露光ユニット１２は、感光体ドラム１０の
軸と平行に主走査方向に配列された発光素子としてのＬ
ＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた線状
の露光素子１２ａと、等倍結像素子としてのセルフォッ
クレンズ１２ｂとが、不図示のホルダに取付けられた露
光用ユニットとして構成される。露光ユニット１２は、
感光体ドラム１０に内包して設けられた露光ユニット１
２を保持する固定部材２０に取付けられており、メモリ
に記憶された各色の画像データがメモリより順次読み出
されて各色毎の露光ユニット１２にそれぞれ電気信号と
して入力される。

【００１６】露光素子としては、その他ＦＬ（蛍光体発
光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ（プラ
ズマ放電），ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の発光
素子をアレイ状に並べた線状のものが用いられる。この
実施形態で使用される発光素子の発光波長は、通常Ｙ，
Ｍ，Ｃのトナーの透過性の高い６８０〜９００ｎｍの範
囲のものが良好であるが、裏面から像露光を行うことか
らカラートナーに透明性を十分に有しないこれより短い
波長でもよい。

【００１７】画像形成される色順序と、回転される感光
体ドラムに、該色順序に従って設けられる現像器は、本
実施形態においては、図１の矢印にて示す感光体ドラム
１０の回転方向に対してＹ，Ｍの現像器１３が感光体ド
ラム１０の左側に、また、Ｃ，Ｋの現像器１３が感光体
ドラム１０の右側に配置され、Ｙ，Ｍの現像器１３の現
像ケーシング１３８の下方にＹ，Ｍのスコロトロン帯電
器１１が、また、Ｃ，Ｋの現像器１３の現像ケーシング
１３８の上方にＣ，Ｋのスコロトロン帯電器１１が配置
される。

【００１８】各色毎の現像手段である現像器１３は、イ
エロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および黒
色（Ｋ）の一成分あるいは二成分の現像剤をそれぞれ収
容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し所定の間
隙を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回転
方向と同方向に回転する現像スリーブ１３１を備えてい
る。

【００１９】各色毎の現像器１３は、前述したスコロト
ロン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２とによる
像露光によって形成される感光体ドラム１０上の静電潜
像を現像バイアス電圧及び現像制御電極への電圧印加に
よる非接触現像法により非接触の状態で反転現像する。

【００２０】原稿画像は本装置とは別体の画像読取装置
の撮像素子により読み取られた画像あるいは、コンピュ
ータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫの各色別
の画像データとして一旦メモリに記憶し格納する。

【００２１】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータが回動され感光体ドラム１０を図１の矢印で
示す時計方向へ回転し、同時に感光体ドラム１０の左方
でイエロー（Ｙ）の現像器１３の現像ケーシング１３８
の下方に配置されたＹのスコロトロン帯電器１１の帯電
作用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始され
る。

【００２２】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光ユニット１２において第１の色信号すなわ
ちＹの画像データに対応する電気信号による露光が開始
されドラムの回転走査によってその表面の感光層に原稿
画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成する。

【００２３】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形
成される。

【００２４】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、さらに感光体ドラム１０の左
方、イエロー（Ｙ）の上部でマゼンタ（Ｍ）の現像器１
３の現像ケーシング１３８の下方に配置されたマゼンタ
（Ｍ）のスコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位
を付与され、Ｍの露光ユニット１２の第２の色信号すな
わちＭの画像データに対応する電気信号による露光が行
われ、Ｍの現像器１３による非接触の反転現像によって
前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）
のトナー像が順次重ね合わせて形成される。

【００２５】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
右方でシアン（Ｃ）の現像器１３の現像ケーシング１３
８の上方に配置されたシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電
器１１、Ｃの露光ユニット１２およびＣの現像器１３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、また感光体ドラム１０の右方、Ｃの下部で黒
色（Ｋ）の現像器１３の現像ケーシング１３８の上方に
配置された黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、露光
ユニット１２および現像器１３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、感光体ドラム１０の一回転以内にその周面上にカ
ラーのトナー像が形成される。

【００２６】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は
ドラムの内部より前述した透明の基体を通して行われ
る。従って第２，第３および第４の色信号に対応する画
像の露光は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く
受けることなく行われ、第１の色信号に対応する画像と
同等の静電潜像を形成することが可能となる。

【００２７】現像器１３が不図示の突き当てコロにより
感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば１００μｍ
〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、各色毎の現像
器１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３１
に対し直流電圧あるいはさらに交流電圧を加えた現像バ
イアスが、また現像制御電極１３９に直流電圧がそれぞ
れ印加され、現像器の収容する一成分或いは二成分現像
剤によるジャンピング現像が行われて、透明な導電層を
接地する感光体ドラム１０に対してトナーと同極性の直
流バイアスを印加して、露光部にトナーを付着させる非
接触の反転現像が行われる。

【００２８】転写材である転写紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より送り出され、タイミングロー
ラ１６へ搬送される。転写部において、感光体ドラム１
０の周面上に形成されたカラーの重ね合わせトナー像
は、良好な転写が行われるように光除電作用をするた
め、感光体ドラム１０の内部に設けられた固定部材２０
に支持される転写同時露光手段としての転写同時露光装
置１２１による露光をうけ、タイミングローラ１６の駆
動によって、感光体ドラム１０上のトナー像と同期して
給紙される転写材である転写紙Ｐに、転写器としての転
写ローラ１４ａにより転写される。

【００２９】転写ローラ１４ａが設けられた転写部（転
写領域）及び除電器１４ｂが設けられた分離部（分離除
電領域）においては、感光体ドラム１０の軸方向の長さ
に相当する幅の光源が使用された、転写同時露光手段と
しての転写同時露光装置１２１、例えば露光ランプやＬ
ＥＤよりの転写同時露光光により、光除電が感光体ドラ
ム１０の内部より行われ、転写器１４ａの転写効率の向
上、除電器１４ｂの分離性能の向上が行なわれる。

【００３０】また、転写ローラ１４ａはタイミングロー
ラ１６によって転写部に給送される転写紙Ｐとの同期が
とられ、転写紙Ｐの感光体ドラム１０の円周方向の長さ
分の転写が行われる間のみ感光体ドラム１０に圧接さ
れ、転写プロセスが行われない状態の時は感光体ドラム
１０と離間された状態が取られるように、不図示の画像
形成装置に設けられた制御部と転写ローラの圧接解除機
構とによって作動される。なお、転写ローラ１４ａの代
わりに、転写ベルトやコロナ放電器を用いることもでき
る。

【００３１】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは、除電
器１４ｂにより転写時に帯電された転写紙Ｐの電荷の除
去を受けてドラム周面より分離した後、搬送ベルト１４
ｅにより定着装置１７へ搬送される。定着装置１７にお
いて加熱・圧着されトナーを転写紙Ｐ上に溶着・定着し
たのち、定着装置１７より排出され、排紙搬送ローラ対
１８ａにより搬送されて排紙ローラ１８を介して装置上
部のトレイ上にトナー像を下面にして転写紙Ｐが排出さ
れる。

【００３２】一方、転写紙を分離した感光体ドラム１０
はクリーニング装置１９においてクリーニングブレード
１９ａによって感光体ドラム１０面を摺擦され、残留ト
ナーを除去、清掃されて原稿画像のトナー像の形成を続
行するかも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。クリーニングブレード１９ａ及びク
リーニングローラ１９ｂによって掻き落とされた廃トナ
ーは、トナー搬送スクリュウ１９ｃにより不図示の廃ト
ナー容器へと排出される。クリーニング終了後、クリー
ニングブレード１９ａ及びクリーニングローラ１９ｂは
感光体ドラム１０の損傷を防止するために、感光体ドラ
ム１０より離間した状態に保たれる。

【００３３】光を像形成体の表面から照射した時のスコ
ロトロン帯電器１１により帯電される感光体ドラム１０
の帯電電位の光減衰特性曲線を図４に示すが、像形成体
の光感度を示す最大帯電電位Ｖ₀のＶ₀／２まで電位減衰
をさせる半減露光量はＥ₀（Ｌｕｘ・ｓｅｃ）である。

【００３４】図３に示す如く、転写の際、重ね合わせト
ナー像に、感光体ドラム１０の内部に設けられた転写同
時露光装置１２１よりの転写同時露光を行った時、転写
同時露光光Ｌ１が転写材としての転写紙Ｐによる光散乱
により再度像形成体に入射して（特に白紙を用いた場合
に光散乱が多い）、転写前の領域の重ね合わせトナー像
を除電し、トナー像の飛散を起こし画像ボケの原因とな
っていたが、像形成体の半減露光量をＥ₀（Ｌｕｘ・ｓ
ｅｃ）、透過率をＴ（％）、転写同時露光手段の像形成
体透明基体内周面位置での露光量をＬ（Ｌｕｘ・ｓｅ
ｃ）とするとき、転写領域での像形成体の帯電電位を落
とすのに必要な最低の露光量Ｌ×Ｔを２×Ｅ₀以下とす
ることで、転写前の領域への光散乱は２×Ｅ₀よりかな
り小さくなり、転写前の領域の重ね合わせトナー像の飛
散が防止されることが確認された。ここで、２×Ｅ₀と
したのは、転写同時露光光が転写領域の上流と下流に分
かれるからである。ここでのＥ₀は像形成体表面から転
写同時露光光を照射した時の半減露光量である。

【００３５】上記の条件においては、転写同時露光時に
転写同時露光光が転写材により光散乱され再度像形成体
に入射しても、転写前の領域への転写同時露光光が少な
いので、転写前の領域の重ね合わせトナー像の飛散が防
止され、画像ボケのない良好なカラー画像が形成され
る。また、像形成体の電位低下は最大でＶ₀／２でおさ
まり、トナー飛散は起こらない。

【００３６】ここで、転写同時露光手段の露光量Ｌとし
ては、２Ｅ₀以上、８Ｅ₀以下とすることが好ましい。８
Ｅ₀以上とするとトナー像の乱れや、像形成体の光疲労
が起きる。また、こうすることにより、感光体ドラム１
０の透明基体の内面で再反射されたりする転写同時露光
光Ｌ２が発生することが防止される。また、２Ｅ₀以下
とすると、像形成体の帯電電位が落ちず転写率が低くな
ったり、分離不良を生じる。

【００３７】更に、像形成体の感光体層の透過率Ｔを下
げて、透過率Ｔを２０％以下とし転写同時露光光の漏れ
を防止することが好ましいことが確認された。

【００３８】

【発明の効果】請求項１によれば、転写同時露光時に転
写同時露光光が転写材により光散乱され再度像形成体に
入射しても、転写前の領域への転写同時露光光が少ない
ので、転写前の領域の重ね合わせトナー像の飛散が防止
され、画像ボケのない良好なカラー画像が形成される。

【００３９】請求項２によれば、像形成体の疲労が防止
される。また、像形成体の帯電電位が落ちずに転写率が
低くなったり、分離不良を生じたりすることがない。

【００４０】請求項３によれば、像形成体よりの光漏れ
がとり減少され、転写前の領域の重ね合わせトナー像の
飛散がより良好に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置
の断面構成図である。

【図２】図１の本発明にかかわる転写領域の要部拡大図
である。

【図３】図２の要部拡大図であり、転写同時露光による
光散乱を示す図である。

【図４】像形成体の光減衰特性曲線を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像器１４ａ転写ローラ１２１転写同時露光装置Ｐ転写紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する像形成体の周囲に、前記像形成
体を帯電させる帯電器と、帯電された像形成体に像露光
し潜像を形成させる像露光手段と、像形成体に形成され
た潜像を現像しトナー像を形成させる現像器と、を複数
組配置し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成体に
対し前記帯電器による帯電と前記像露光手段による像露
光と前記現像器による現像とによるトナー像の形成を順
次繰り返すことにより前記像形成体上に複数のトナー像
を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー像を転写器によ
り転写材に一括して転写するカラー画像形成装置におい
て、前記像形成体の基体を透明基体とし、前記像形成体
の内部に前記像露光手段と、前記転写器と対向して前記
重ね合わせたトナー像の前記転写材への転写時に露光を
行う転写同時露光手段と、を配設し、前記像形成体の半
減露光量をＥ₀、前記像形成体の透過率をＴ、前記転写
同時露光手段の前記透明基体内周面位置での露光量をＬ
とするとき、Ｌ×Ｔ≦２×Ｅ₀ であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】Ｌ＝（２〜８）×Ｅ₀であることを特徴
とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】Ｔ≦２０％であることを特徴とする請求
項１または２に記載のカラー画像形成装置。