JPH01283574A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JPH01283574A
JPH01283574A JP63113938A JP11393888A JPH01283574A JP H01283574 A JPH01283574 A JP H01283574A JP 63113938 A JP63113938 A JP 63113938A JP 11393888 A JP11393888 A JP 11393888A JP H01283574 A JPH01283574 A JP H01283574A
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roller
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浩 寺田
Hidenori Kunishige
秀則 国重
Noboru Miyaji
宮地 昇
Isato Kamata
勇人 鎌田
Yoshitaka Katayama
片山 義啓
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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 本発明は篭手写真を応用したカラー複写機、カラープリ
ンタ等の画像形成装置における現像器の駆動に関するも
のである。
従来の技術 近年、帯電・露光・現像を複数回繰り返して感光体上に
色の異なる複数のトナー像を形成した後、トナー像を紙
に一括転写してカラー画像を得るカラー画像形成装置が
盛んに検討されている。この方法に於いては、現像器か
らトナーを感光体に飛翔させて現像する非接触型の現像
器が有効である。
この種のカラー画像形成装置として、例えば特願昭62
−4367に提案されているものがある。
以下この従来例について第5図を用いて説明する。現像
器151.152.153.154は直流電界でトナー
を飛翔させる非接触型の非磁性1成分現像器で、現像ロ
ーラと接触した導電性のファーブラシ155、156、
157、158でトナーを摩擦帯電し、アルミニュウム
製の現像ローラ159.160.161.162上に、
ブレード163、164.165、166によりトナー
の薄層を形成する構成になっている。現像器151には
イエロ、現像器152にはマゼンタ、現像器153には
シアン、現像器154には黒の絶縁性トナーが入ってい
る。そして現像ローラ159.160.161.162
と感光体との間隙(現像ギャップ)を一定にして各現像
器を感光体167の周辺に対向配置している。各現像器
は現像時には感光体に近接し、非現像時には離間する離
接機構が設けられている。現像器の仕様及び現像条件を
以下に示す。
現像器の仕様及び現像条件 現像ローラの直径:16m− 現像ローラの周速:150+=−/s 現像ローラの回転方向:感光体と逆方向現像ローラの上
のトナー層厚: 30μm現像ギャップ(現像ローラ表
面と、感光体表面間のギャップ):現像時150μ11
非現像時700μm 感光体として赤外領域に長波長増感した直径100、■
の無定型5e−Te感光体ドラム167(感光層の厚み
60μm1 比誘電率6.3)を用い、周速150■m
/Sで回転させる。この感光体167を帯電5188 
(スコロトロン帯電器、コロナ電圧:+ 7 k V、
  グリッド電圧: 820V)により表面電位+70
0vに帯電させる。次に、波長670n11の発光ダイ
オードアレイ169を発光させ自己収束性ロッドレンズ
アレイ170(日本板硝子株式会社製、セルフォックレ
ンズアレイ5LA−20)を通して露光する。この発光
ダイオードアレイ169を用いて、感光体167上にネ
ガのイエロ信号を露光し、静電潜像を形成する。前記潜
像を現像ローラ159に+5oovを印加した現像状態
のイエロの現像器151で反転現像した後、感光体16
7を非現像状態のマゼンタ現像器152とシアン現像器
153および黒現像器154に通過させ、イエロのトナ
ー像を形成する。
次に、再びコロナ帯電器168で感光体167を+85
0■に帯電する。そののち感光体167に発光ダイオー
ドアレイ169によりマゼンタに対応する信号光を露光
しマゼンタの静電潜像を形成する。次に、感光体1θ7
を非現像状態のイエロ現像器151、現像ローラ160
に+700Vを印加した現像状態のマゼンタの現像器1
52および非現像状態のシアン現像器153および黒現
像器154に通過させてマゼンタのトナー像を形成する
次に、再びコロナ帯電器168によって感光体167を
+880vに帯電する。その後、発光ダイオードアレイ
169によりシアンに対応する信号光を露光しシアンの
静電潜像を形成する。次に、感光体187を非現像状態
のイエロ現像器151およびマゼンタの現像器152、
現像ローラ161に+800vを印加した現像状態のシ
アンの現像器153に通過させてシアンのトナー像を形
成する。その後、感光体167を非現像状態の黒現像器
154に通過させる。
次に、再びコロナ帯電器168によって感光体167を
+880vに帯電する。その後、発光ダイオードアレイ
169により黒に対応する信号光を露光し黒の静電潜像
を形成する。次に、感光体167を非現像状態のイエロ
現像器151、マゼンタの現像器152およびシアンの
現像器153、現像ローラ162に+800vを印加し
た現像状態の黒現像器154に通過させて黒のトナー像
を形成した。
こうして感光体167上に得られたカラートナー像を転
写帯電器171によって紙172に転写した後、定着器
173により熱定着する。一方、転写後、感光体167
の表面を、クリーニング前帯電器174(コロナ電圧+
5.5kV)でプラスに帯電した後、−150Vの電圧
を印加した導電性ファーブラシ175を感光体167に
圧接しクリーニングする。
発明が解決しようとする課題 この従来の方法で感光体に現像されたカラー像は、各色
間の相互の位置ずれが起き昌いことが判った。それは次
の原因による。通常現像ローラと感光体に一定のギャッ
プを設けるためには、現像ローラと同軸に係合したスペ
ーサローラが用いられるがこのスペーサローラはギャッ
プの分だけ現像ローラより径の大きいローラが使われる
。一方現像ローラの周速と感光体の周速をこの従来例の
ように同速にすると、現像ローラによっである程度の摩
擦を持って回されるスペーサローラの外周は感光体の周
速より早くなる。スペーサローラは現像ローラとは回動
自在に係合されているが、そこにはいくらかは摩擦が生
じているために感光体が増速されようという力を受ける
。他方感光体自身では軸受けなどで遅れ側に負荷が働い
ているので、これらの反対方向の力が競争して感光体の
速度は不安定になり易い。例えば感光体を駆動するモー
タから連結されているギヤ等のバラクラランの分、感光
体が加減速されてモータの速度とのずれが生じ易い。従
って一定の速度のもとで露光されてはじめて位置があう
各色の潜像の位置が互いに微少にずれて形成され易いこ
とになる。
本発明はかかる点に鑑み、各色の相互の位置合わせが正
確に出来る現像器の駆動方法を考慮した、良好な画質の
得られるカラー画像形成装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、静電像を保持して回転する感光体と、少なく
とも一つ以上は非接触で現像可能な現像器と、前記感光
体と前記現像器の現像ローラとの間隙を一定に保つ間隙
保持手段とを有し、かつ前記現像器の現像ローラの外周
の速度を前記感光体の外周速度よりやや遅く駆動する現
像器駆動手段を有する画像形成装置である。
作用 非接触で現像する現像器の現像ローラの周速を感光体の
周速より若干小さくすることにより、感光体に遅れ側の
力を作用させることによって、各色の相互の正確な位置
合わせの出来る良好な画質のカラー画像形成装置を提供
するものである。
実施例 第1図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成を示す正面図である。以下にその構成と動作を説
明する。1はディジタルカラー複写機の読取部で主に原
稿台2と、原稿照明ランプ3、レンズ4、カラーライン
センサ5と、これらを副走査方向に走査のために移動さ
せる駆動系6および画像処理回路(本図には図示せず)
とよりなる。
10はディジタルカラー複写機の書き込み部である。1
1は波長780〜S、0nmのレーザ光に対する感度を
増感したSe系の感光体で矢印A方向に回転可能に軸支
されている。12は感光体11の表面をプラスの所定電
位に帯電するための第1帯電器、26はレーザビーム光
を示す。20はレーザ光学部でレーザビーム光2θはレ
ーザ発振ブロック21から発射され、ポリゴンスキャナ
22、レンズ系23、ミラー24.25を経て感光体1
1上を走査するように構成されている。レーザビーム光
26の走査光の一部はミラー27で反射され、始端検出
センサ28に照射される。感光体11の右側には現像部
30があり感光体11の周囲に沿って上から順にイエロ
色現像用のY現像器31、マゼンタ色現像用のM現像器
32、シアン色現像用のC現像器33(以下これらを総
称した場合カラー現像器とよぶ)、黒色現像用のに現像
器34が配設されている。Y現像器31、M現像器32
、C現像器33は非磁性1成分トナーを用いた非接触現
像器で、感光体11に対して非接触でトナーを飛しょう
させながら現像することが出来る現像器である。K現像
器34は2成分現像剤を用いた現像剤を接触させながら
現像する現像器である。各々の現像器は感光体11にた
いして接近した位置と離間した位置との二位置をとるこ
とが可能で、それぞれ偏心カム35〜38が回転するこ
とによってY現像器31、M現像器32、C現像器33
はその後部が押され水平移動して感光体に近接し、K現
像器は軸39を中心に反時計方向に回転して感光体に接
近した状態となり現像可能にされる。第1図はM現像器
32のみが現像可能の状態にある場合を示している。4
0は偏心カム35.36.37.38及び現像機31.
32.33.34を駆動するモータである。50は給紙
部でカセッ)5L52および手差用給舐部53の各々か
ら用紙を一枚ずつ給紙可能になっており本図ではカセッ
ト51から用紙56が給紙される場合を示している。用
紙56はレジストローラ54を経て感光体11の下面に
給送される。60は転写搬送部で、ローラ6L82に懸
架された半導電性のベルト63が感光体11に対して軽
く一部を圧接された状態と、感光体11から離間した状
態との二状態をとることが可能でかつ矢印右方向に感光
体11の外周面と同速で移動可能となっている。本図で
は感光体11から離間した状態を示す。一方84は転写
の為の第2帯電器でベルト63を介してベル)・63と
感光体11の間に給送される用紙56の裏面にマイナス
の高電位をあたえる。65はベルト上に残っているトナ
ーをクリーニングするクリーニングブレードでその下部
には回収ボックス66が配置されている。69は用紙5
6がベルト63から分離するときにマイナスのコロナを
ふりかける第3帯電器である。70は定着排紙部で定着
ランプ 71に熱ぜられたヒートローラ72と、ゴムロ
ーラ73が互いに圧接しながら回転可能になっており、
その後部に排紙ローラ74.75および排紙トレイ76
が配設されている。
80はクリーナ除電部でファーブラシS、が感光体11
に軽く接した状態と、感光体11から離間した状態との
二状態をとることが可能でかつ矢印り方向に回転可能に
なっている。本図では感光体11から離間した状態を示
している。さらにファーブラシS、に接しながら回収ロ
ーラ82が回転可能に配設され、これらファーブラシS
、、回収ローラ82には感光体11に対してそれぞれマ
イナスの電圧が印加されている。回収ローラ82の下部
には回収スクリュー83が設置されており、その回収ス
クリュー 83の手前側の端部にはバイブ84が連結さ
れこれを通じて回収ボックス85につながっている。フ
ァーブラシ S、等の下部で感光体に対向した位置には
感光体11上のトナーをプラスに帯電するための第4帯
電器84と、感光体11を除電するための除電ランプ8
7が配置されている。
101.102はそれぞれ書き込み部10の下部、上部
から空気を吸入して装置外へ排出するための冷却ファン
である。
以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全体
構成の概要であるが、次にその動作を説明する。
原稿が原稿台2上にセットされコピーボタンが押される
と、先ず原稿照明ランプ3が点灯しカラーラインセンサ
5上にライン状に原稿の像が投影され、カラーラインセ
ンサ5は主走査方向(紙面奥行き方向)に電気的に繰り
返し高速走査されると共に駆動系6により副走査方向(
紙面右方向)に移動される。カラーラインセンサ5から
はRlG、  Bのカラー信号が同時に出力されるよう
になっており、上記の主走査、副走査によりR,G。
Bの各信号が原稿の各点に対応して時間的にシリーズに
画像処理回路に入力される。
画像処理回路では原稿の各点に対応したR、  G。
B信号から各点に対応して現像すべき黒、イエロ、マゼ
ンタ、ンアンの各色の信号が計算され出力される。カラ
ーコピーにおいては1枚のコピーで読取部1による原稿
の副走査は4回なされ、先ず最初の副走査では画像処理
回路から出力される黒色の信号がレーザ発信ブロック2
1に入力され感光体11上には黒色信号に応じて変調さ
れたレーザビーム光26が照射される。
感光体11は矢印六方向に回転しながら第1帯電器12
により+850Vに一様に帯電された後、レーザビーム
光26の強さに応じて照射された部分が+50V程度に
除電される。感光体11上でのレーザビーム光26の主
走査はポリゴンスキャす22によって行われ、副走査は
感光体11の矢印A方向の回転によって行われるが、こ
の主走査の繰り返しタイミングと前記カラーラインセン
サ5の主走査繰り返しタイミングを対応させ、感光体1
1の周速と前記カラーラインセンサ5の副走査方向の移
動速度を対応させているので、原稿を読みながら同時的
に原稿の各点に対応した黒色信号に応じたレーザビーム
光26が感光体 11上に照射され原稿の潜像を形成し
いく。
読取部1の一回目の副走査のときには現像部30は黒色
の現像状態にセットされており、K現像器34のみが偏
心カム38の作動により感光体11に接近し、他の現像
器は離間状態にある。従ってレーザビーム光26により
形成された黒色信号に対応した潜像はに現像器34によ
り黒色トナーで現像され他の現像器には影響を受けずに
通過する。このときに現像器34は、感光体11がレー
ザビーム26によって露光開始される前に近接動作をし
、現像後に離間するように離接タイミングが制御されて
いる。黒色トナーで現像された像は感光体11の回転に
従って転写搬送部60に達するが、このとき転写搬送部
60ではローラ67.68がローラ61の軸の回りに反
時計方向に少し回転した位置におり、ベルト63が感光
体11表面より離間した状態にあり、像は乱されること
なく通過する。更にファーブラシS、は回収スクリュー
 83の軸の回りに反時計方向に少し回転した位置で感
光体11と離間した状態にあり、ここでも黒色トナー像
は乱されることなく通過し再び第1帯電器12の下を通
過する。 感光体11の黒色トナー像が形成された部分
は再び第1帯電器12によりトナー上から再帯電され、
トナーのない部分は+850V1 トナーのある部分も
見かげ上+850vに帯電される。
黒色トナー像の先端が再帯電され再びレーザビーム光2
6の照射位置に来るとき、読取部1ではカラーラインセ
ンサ5が再び原稿の始端から走査を開始するように駆動
系6が制御されている。読取部1の二回目の走査では画
像処理回路からイエロ信号がレーザ発信ブロックに入力
され、レーザビーム光26がイエロ信号に応じて変調さ
れて感光体11の黒色トナー像の上から露光される。画
像の先端が合わせられ走査速度も一定の為、黒色トナー
像とイエロ信号による潜像は位置的に合致して形成され
る。形成されたイエロ信号による潜像は今度は現像部3
0のY現像器31のみが感光体11に近接し他の現像器
は離間しているため、イエロトナーにのみ現像されて感
光体上には黒色トナー像に加えてイエロトナー像が形成
される。
このときY現像器31は感光体11がレーザビーム26
によって露光開始される前に近接動作をし、現像後に離
間するように離接タイミングを制御されている。またこ
のときイエロの現像は非接触で行われるため前の黒色ト
ナー像を乱すことがない。
以下同様にして再帯電、マゼンタ信号による潜像形成、
マゼンタ現像、再帯電、シアン信号による潜像形成、シ
アン現像が繰り返される。このとき、イエロのトナーと
マゼンタのトナーはレーザ光を透過するため、必要に応
じて露光をすれば感光体のその部分は除電されイエロト
ナーの上にマゼンタ、シアントナーを、またマゼンタト
ナーの上にシアントナーを重ねることができる。最後の
シアントナー像が形成された後はトナー像の先端が転写
搬送部60に達する直前に、転写搬送部60が感光体1
1に軽く圧接した状態にされると共にトナー像の先端と
用紙56の先端とが合致するタイミングで用紙56がレ
ジストローラ54により感光体11とベルト63の間に
進入するように給送される。第2帯電器64によって生
じる電界によりトナー像が用紙56に転写されながら、
用紙56はベルト63に付着したまま搬送されるがロー
ラ62の部分では曲率が大きいためベルト63から分離
し定着排紙部へ進入する。このときベルトから分離する
ために用紙56に発生する剥離帯電により用紙56上の
トナー像が乱れるのを防ぐため、上部から第3帯電器に
よりマイナスのコロナをふりかける。用紙56のトナー
像は定着排紙部を通過するとき定着された後排紙トレイ
上に積載される。−力感光体11上に残った未転写のト
ナーはその先端が近かずく直前に作動開始する第4帯電
器86によりプラスに帯電されると共に、はぼ同時に感
光体11と接触する状態に移動したファーブラシS、に
摺擦されながらファーブラシS、と感光体11間にかけ
られた電界によりファーブラシ S、に移る。更にファ
ーブラシS、内のトナーは回収ローラ82とファーブラ
シS、間にかけられた電界により回収ローラ82にうつ
り回収スクリュー83部に落とされバイブ84を通して
回収ボックス内に貯められる。感光体11はこれによっ
て表面が清掃されると共に一方では除電ランプ87によ
り除電され、初期の状態に戻されて次のコピーへの準備
が完了する。
一方転写搬送部60のベルト63上に、動作上のミスに
よっであるいは微少に蓄積するトナーはクリーニングブ
レード65によりクリーニングされ回収ボックス66部
に落とされる。
以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全体
構成と動作の概要である。次にこのディジタルカラー複
写機の現像部30の構成と動作を詳細に説明する。
第2図は第1図における感光体11、及び現像部30を
詳細に現した図で、本図ではに現像器34が現像状態に
なっている様子を示している。
各々の現像器31.32.33.34は現像ラック41
内に収納されており本図はその1部を断面にして示した
ものである。13L  132.133.134は各々
の現像器の現像ローラで現像状態では感光体11との間
に所定の微少な隙間を維持して接近される。カラー現像
器31.32.33は外部から力を加えないフリーの状
態では第2図の位置に復帰するように現像ラック41内
に設置された復帰バネ(図示せず)によって付勢されて
いる。また■く現像器34は、偏心カム38に押されて
いない状態では自重によって軸39を中心として時計方
向に回転し第1図に示す位置にある。偏心カム35.3
6.37.38は複写機本体に設置され、収納された現
像器を各々の板バネ44.45.46.47を介して後
部から抑圧可能となっており、約180度毎に回転停止
を繰り返すことによって現像器を抑圧した状態と離れた
状態とをとることが出来る。全ての現像器が感光体より
離れた状態、つまり第2図で偏心カム38が図の状態か
ら更に約180度毎転した状態では現像ラック41は複
写機本体に固定されたレール42.43をガイドとして
手前の方にむかって引き出すことが出来る。
一方各現像器は、モータ40に連結された感光体と同軸
で軸に対して回動自在に支持されたギヤ145、及びギ
ヤ14L  142.143.144を介して駆動され
る。また偏心カム35.3S、37.38もそれぞれ断
続可能なりラッチ(図示せず)を介してモータ40に連
結されている。次に感光体と現像器の現像ローラとのギ
ャップの形成の仕方を、M現像器で代表させて第3図で
説明する。M現像器32は第3図に示すように偏心カム
36によって押されたとき、現像ローラ132に同軸に
回動自在に係合されたスペーサローラ12L122が感
光体11の感光層のない部分に当接する事によって所定
の現像ギャップが形成される。この時の現像器の仕様と
現像条件は次のようである。
Y、  M、  C現像器 現像ローラ周速 154m
m/sec現像ローラ径 20mm スペーサローラ径 20.42mm K現像器    現像ローラ周速 320mm/see
現像ローラ径 20mm スペーサローラ径 211i、l++m感光体    
   感光層厚み 0.0部mm周速 1[10mm/
5ec Y、  M、  C現像ローラ周速を上記のように駆動
することによって、スペーサローラの外周の速度は現像
器と連れ廻りするときは感光体の周速より約1.5 パ
ーセント遅い速度になっている。従って現像器が感光体
に当接しているときは感光体の回転を遅らせる側に力が
曇いている。一方筆者らの実験によれば、この装置に用
いられるYlM、  C現像器のような非接触の現像法
では、現像ローラの周速と感光体の周速の差が10パー
セントより大きくなると相対速度方向の画像のエツジ部
にエツジ効果が現れ画質が悪くなることがわかった。
従って本実施例では現像ローラの周速を感光体の周速に
対し約4パーセント小さくしたが、10パーセントまで
遅らせることが可能である。一方スペーサローラの周速
が感光体の周速より遅くなることが必要であるから現像
ローラの周速は、現像ローラの周速と感光体の周速の比
をS、  現像ローラの外径をDl  現像ギャップを
gとするとなる速度で駆動することが望ましい。
一方、K現像器は感光体に対して2倍の速度で駆動され
ているが、筆者らの実験によればこの皿の接触型の現像
法では感光体と現像ローラとの間に現像剤が接触して介
在しているため、この速度でも感光体を増速させる力は
生じないことがわかった。
次に感光体は、第4図のように一体的に固定されたギヤ
14θ、及び2段ギヤ147を介して感光体駆動モータ
148に連結されている。各ギヤ間には回転がスムース
になるように微少なバックラッシが設けられているが、
現像器のどれかが押圧されているときは感光体が遅れる
側に歯車同志が係合して駆動されている。一方それぞれ
の現像器は露光開始以前に感光体に対し抑圧されるので
、少なくとも感光体に潜像を形成している間は感光体は
歯車の遅れ側に係合して回転しており、感光体駆動モー
タが正確な速度で回転している限り、各色の相互の位置
が正確に合いしかも潜像形成中に感光体の速度がふらつ
くことがなく、ジッタの少ない良好な画質が得られる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、非接触現像法を用いて現
像をする場合の感光体に対する速度変動の要因を取り除
き、カラー画像の各色の相互の位置合わせを正確にする
ことができ、かつジッタ等の少ない良好な画質のカラー
画像を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成の正面図、第2図は本発明の一実第5図は従来例
の複写機の要部構成図である。 1・・・読取部、2・・・原稿台、11・・・感光体、
30・・・現像部、3工・・・Y現像器、32・・・M
現像器、33・・・C現像器、34・・・K現像器、3
5〜38・・・偏心カム、41・・・現像ラック、12
L  122・・・スペーサローラ、131〜134・
・・現像ローラ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第2図 第3図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)静電像を保持して回転する感光体と、少なくとも
    一つ以上は非接触で現像可能な現像器と、前記感光体と
    前記現像器の現像ローラとの間隙を一定に保つ間隙保持
    手段とを有し、かつ前記現像器の現像ローラの外周の速
    度を前記感光体の外周速度よりやや遅く駆動する現像器
    駆動手段を有するカラー画像形成装置。 (2)間隙保持手段が、現像器の現像ローラに回転自在
    に係合したローラである請求項1記載のカラー画像形成
    装置。 (3)現像器の現像ローラの外周速度と感光体の外周速
    度の比をS、前記現像ローラの外形をD、前記感光体と
    前記現像ローラの間隙をgとすると、前記現像器の駆動
    手段が前記現像ローラを下記の関係になる速度Sで駆動
    する現像器駆動手段である請求項1または2記載のカラ
    ー画像形成装置。 0.9<S<D/(D+2g) (4)現像器駆動手段が、現像器を感光体に対して離接
    させる離接手段を含む請求項1、2または3記載のカラ
    ー画像形成装置。 (5)少なくとも感光体への潜像形成時は現像器が感光
    体に近接した状態にあるように、現像器駆動手段が制御
    された請求項1、2、3または4記載のカラー画像形成
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6155668A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 画像記録装置
JPS61133964A (ja) * 1984-12-04 1986-06-21 Canon Inc 現像装置
JPS6385578A (ja) * 1986-09-29 1988-04-16 Toshiba Corp 記録装置

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