JPH03236082A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多色の現像剤を内蔵した複数の現像手段を像
担持体の周縁部に配設し、該像担持体上に多色のトナー
像を重ねたのち、転写材上に転写してカラー画像を得る
ようにしたカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法・
装置が提案されている。例えば特開昭６１−１００７７
０号公報に開示されているように、像担持体たる感光体
ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を
行い、現像の都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上
に多色像を形成したのち、記録紙上に転写してカラーコ
ピーを得る方法がある。この方法による装置は、感光体
ドラムの他に１枚分の画像をその周面上に転写できる大
きさをもった転写ドラムを設ける必要があり、装置は大
型でかつ複雑な構造となることは避けられない。

また例えば特開昭６１−１４９９７２号公報に開示され
ているように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応
じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転写
して多色のカラーコピーを得る方法である。この方法に
あっては多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良
質のカラーコピーを得ることはできない。

また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形
成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ドラ
ム上でカラートナー像を重ねたのち転写してカラー画像
を得る方法がある。この多色画像形成の基本プロセスは
本出願人による特開昭６０−７５８５０号、同６０−７
６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５
８号、同６０−１５８４７５号公報等によって開示され
ている。

このような重ね合せによってカラー画像を得るようにし
た多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁に
色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配置
してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、感
光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るように
している。

〔発明の目的〕

一般には感光体ドラムを複数回回転させ、この間に感光
体ドラム上に多色のトナー像を重ねＩ；のち、これを転
写材上に転写し、転写を終えた転写材は定着されて装置
外に排出される。一方、転写を終えた感光体ドラムはそ
の下流側に位置する除電手段によって除電されたのちク
リーニング手段によってクリーニングされ、次の画像形
成のプロセスとなる。除電手段としては除電ランプによ
って像担持体表面を照射し、或は除電電極によって交流
バイアスを印加することによってなされ、次のクリーニ
ング工程を容易にする目的をもってなされる。

また、クリーニング手段としてはクリーニングブレード
や回転するファーブラシ等が用いられ、画像形成中は退
避するとともに転写か終わるとクリーニング手段は感光
体ドラムと当接し、残留トナーを掻き取るようにして感
光体ドラム周面をクリーニングする。掻き取られた廃ト
ナーは集めて廃トナーボックスへと送られる。しかし回
収された廃トナーを総て廃トナーボックスへ送ることは
不可能で、一部のトナーは例えばクリーニングブレード
の先端のエツジ部分や表面等クリーニング手段に付着し
た状態となる。このようなりリーニング手段に付着して
いたトナーは、例えば像担持体上でクリーニングされた
トナー付着位置やその他プロセスによって生じた電位ギ
ャップ部に移動して付着する。

感光体ドラムの電位ギャップ部にトナーが付着し、クリ
ーニング手段による現像がなされると、この付着したト
ナーは次に形成される画像について画像汚れとなる。こ
の現象は複数回の回転によって感光体ドラム上にカラー
画像を形成するようにしたカラー画像形成装置において
甚だしい。本発明は画像汚れのない、美しい画像が得ら
れるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、像担持体周縁部に複数の現像手段を配設し
、該像担持体上にトナー像を重ね合わせ反転現像を行っ
たのち、これを転写材上に転写し、転写を終えた像担持
体を除電手段によって除電し、クリーニング手段によっ
てクリーニングを行うカラー画像形成装置において、前
記像担持体上の非及び除電を行うことなくクリーニング
するよう構成した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。

〔実施例〕

第１図は本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

図において、１０はドラム状の像担持体すなわち感光体
ドラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接
地されて時計方向に駆動回転される。

２０は前記感光体ドラム１０周面の感光体に電荷を印加
するスコロトロンの帯電器、１３は図示しない露光光学
系によって感光体ドラム１０周面上で焦点を結ぶように
像露光光或はレーザビームが投射される像露光部である
。

前記露光光学系には例えばレーザ書込み系ユニットが使
用される。前記画像形成装置とは別体の画像読取り装置
から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニットに
入力されると、このレーザ書込み系ユニットにおいては
、半導体レーザより発ミラーにより回転走査され、ｆθ
レンズを経て反射ミラーにより光路を曲げられ、予め前
記帯電器２０によって一様に帯電された感光体ドラム１
０周面上に投射される。

一方では走査か開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームか前
記感光体ドラム１０周面上を走査する。従って、レーザ
ビームによる主走査と感光体ドラムＩＯの回転による副
走査により感光体ドラム１０上の画像部に第１の色に対
する潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として
例えばイエ０−（Ｙ）のトナーを収容する現像手段によ
り反転現像がなされて感光体ドラム１０周面にイエロー
のトナー像が形成される。得られた画像部のトナー像は
感光体ドラム１０周面に保持されたまま感光体ドラムｌ
Ｏの周面より引き離されている転写手段及びクリーニン
グ手段の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム１０は前記帯電器２０によ
り再び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２
の色信号が前記書込み系ユニットに入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１０局面
への第２の色信号による書込みが行われ潜像が形成され
る。この潜像は第２の色として例えばマゼンタＣＭ）の
トナーを収容する現像手段によって反転現像がなされ、
マゼンタのトナー像が形成される。このマゼンタのトナ
ー像は既に形成されている前述のイエローのトナー像の
上に重ねて形成される。

このようにして得られた画像部のトナー像は感光体ドラ
ム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１０周面より
引き離されている転写手段及びクリーニング手段の下を
通過し、次のコピーサイクルに入る。

同様にして感光体ドラム１０上には第３の色信号による
書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の色
として例えばシアン（Ｃ）のトナーを収容する現像手段
によって反転現像がなされる。

このシアンのトナー像は前述のイエロー、マゼンタのト
ナー像の上に重ねて形成することによってカラー画像が
得られる。さらに黒色のトナーを収容した現像手段を備
え、前記と同様に黒色のトナー像をさらに重ねることに
よって高画質のカラー画像を得るようにすることもある
。

４１ないし４３は前記の現像を行うそれぞれイエロマゼ
ンタ、シアンの各トナーを収容した現像手段たる現像器
でいずれも近似した構造を有している。

第２図は現像器４１の構造を示したもので、現像器４１
の内部には、現像スリーブ４１１．マグネットローラ４
１２、撹拌スクリュー４１３，４１４、掻取り板４１５
等が設けられている。現像スリーブ４１１と感光体ドラ
ム１０との間隙は、現像スリーブ４１１と同軸に設けら
れた感光体ドラム１０周面の画像部外に当接するコロ（
図示せず）によって、常に０　、５ｍｍ前後の一定間隙
に保持されている。

図示省略したトナー収納装置より補給されるトナーは、
互いに反対方向に回転される撹拌スクリュー４１４と撹
拌スクリュー４１３とによって磁性キャリアと十分に撹
拌混合される。この磁性キャリアとトナーからなる二成
分現像剤りは撹拌混合された後、現像スリーブ４１１に
供給される。現像スリーブ４１１の内部には固定した磁
極を有するマグネットローラ４１２が配設され、この現
像スリーブ４１１とマグネットローラ４１２とによって
前述した現像剤りによる薄層が形成される。

現像スリーブ４１１表面の現像剤りの薄層の厚さは現像
スリーブ４１１と感光体ドラム１０との間隙よりも薄く
なるように、例えばマグネットローラ４１２の磁極に対
向して設けた磁性材からなる円柱棒の現像剤薄層形成手
段４１６を現像スリーブ４１１に押圧することにより現
像剤りは均等な３００ｐｍ前後の薄層状態に整形される
。現像スリーブ４１１上には現像バイアスが印加され、
感光体ドラム１０上の画像部潜像の現像を行う。現像の
終わった現像スリーブ４１１上の現像剤りの薄層は、掻
取り板４１５によって一旦掻き落とされ新しく前述の方
法によって現像剤りの薄層が形成される。

このような感光体ドラムｌＯとその周縁部に設けられた
帯電器２０による帯電と、各色別のレーザ書込み系ユニ
ットによる露光及び現像器４１〜４３による現像処理は
各色毎に従って３回行われ、感光体ドラム１０の周面上
の画像部には重ね合わせによってカラーのトナー像が形
成される。

５１．５２は転写材供給装置から１枚ずつ給送されてく
るサイズ別の転写材である記録紙の通路、５３は感光体
ドラム１０上の前記カラートナー像の移動に同期して転
写部１６０へ記録紙を搬送するためのレジストローラで
ある。

７０は転写ベルト装置で、７１はベルト部である転写ヘ
ルド、７２　、７３は導電性の金属材からなるローラで
、上流側のローラ７２は接地又は接地状態に近い所定の
電位にされている回転可能な軸を有するローラ、下流側
のローラ７３は固定軸を有する転写ベル１−７１駆動用
のローラである。７４はベルト支持部材でその一端はロ
ーラ７３の軸芯を固定軸とし、他端はローラ７２の可動
軸に連結していて、図示省略した弾性部材によりローラ
７２が下方に位置するように付勢されている。従って、
常時は転写ベルト７１は感光体ドラム１０周面より退避
されていて、転写時には装置制御部の制御によって作動
する偏芯カム７７が板バネ７８を介してベルト支持部材
７４を図において上方に押圧し、ローラ７３を揺動中心
として反時計方向に回動し、ベルト支持部材７４の両側
端に設けたローラ７６が感光体ドラム１０周面の画像部
外の側端部に当接して、転写ベルト７１は感光体ドラム
１０の転写部１６０に当接される。

７９は転写ベルト７１上の付着トナーを掻き落とすベル
トクリーニング装置のクリーニングブレード、９５は内
部に可撓性の搬送スクリューを有するトナー搬送管でク
リーニングブレード７９で掻き取られたトナーを図示し
ないトナー回収ボックスへ搬送する。

１６は転写部１６０に対向する位置に設けられた転写用
の帯電器である転写器、６０は転写ベルト７１と感光体
ドラムＩＯとの間の楔形断面空間においてローラ７２に
対向する位置にその開口部を転写ベルト７１に対向する
よう配設された紙帯電器である。

前述のようにして感光体ドラムｌＯ上に３色目のトナー
を収容した現像器４３による現像が開始された後、レジ
ストローラ５３の作動、転写ベルト装置７０の圧接動作
及び紙帯電器６０の放電ワイヤへの高電圧印加がほぼ同
時に行われる。

これにより紙帯電器６０は転写材供給装置より１枚ずつ
給送される記録紙に向かってコロナ放電を行い、記録紙
を感光体ドラム１０上のトナーと同極性に帯電させる。

上記紙帯電器６０は接地状態に近いローラ７２を対向電
極として効率良く確実に帯電を行うとともに、転写部１
６０に極めて近接して設けられているので搬送中の電荷
の減少が少なく、記録紙を強固に転写ベルト７１に吸清
保持して転写部１６０へ搬送することかできる。

転写部１６０へ記録紙の前端が到達すると転写ベルト７
１により記録紙は感光体ドラムＩＯに圧接される。する
と転写器１６は感光体ドラム１０上のトナーの帯電とは
逆極性の帯電を行い、記録紙上に前記トナー像を転写す
る。トナー像を転写された記録紙は、転写ベルト２１に
よってさらに搬送されて図示省略した定着部に至り加熱
溶着による定着がなされたのち、外部の排紙皿に排出さ
れる。５５は記録紙が上方に誤まって侵入するのを防止
するための分離爪である。

前記転写ベルト７１の回転、圧接と転写器１６による帯
電作用とにより記録紙上へのトナー像の転写を終えた感
光体ドラム１０はクリーニング装置９０によって残留し
て付着したトナーのクリーニングがなされる。クリーニ
ング装置９０にはクリーニング手段としてクリーニング
手段としてクリーニングブレード９１、静電気的に残留
トナーを回収するトナー回収ローラ９２等を有していて
、感光体ドラム１０周面上にトナー像を形成中は前記ク
リーニングブレード９１は退避状態にあり、転写を終え
た状態で感光体ドラムｌＯに圧接してクリーニングを行
う。

また感光体の除電手段としてクリーニング装置９０の上
流側には除電ランプ９３、下流側には除電ランプ９４が
位置していて、除電ランプ９３は特に非画像部の電位を
除去し感光体ドラム１０局面上の残留トナーを除去し易
い状態に除電し、除電ランプ９４はクリーニングされた
感光体ドラム１０周面を一様に除電して均一な帯電が行
われるようにする。

勿論除電手段としては感光体への発光を行う除電ランプ
に代えて、交流放電を行う放電電極を除電手段として用
いることも可能である。クリーニング装置９０の底部に
は可撓性の材料からなるトナー搬送スクリューを有する
トナー搬送管９５が設けられていて、クリーニングによ
って回収した廃トナーを図示しないトナー回収ボックス
に搬送する。

前記クリーニングを終えた感光体ドラム１０は次の画像
形成のプロセスに入る。

さらに本発明によるカラー画像形成装置においては、残
留トナーの除去に際し飛散して付着したクリーニングブ
レード９１の先端のエツジ部分や表面に付着した廃トナ
ーを、次に記す手段によって感光体ドラム、１０の非画
像部の集中的に吸着・保持させることにより前記の廃ト
ナーの感光体ドラム１０上の電位ギャップ部への付着例
えばクリーニング後の画像面の再現像（再度トナーが付
着する現象）を防止し、クリーニングブレード９１自体
の清掃を併せ行って、クリーニング効果が充分に発揮さ
れるようにしている。

第１図に示した画像形成装置は感光体ドラム１０に対し
各像形成手段を第３図に示すような位置関係に配設して
いて、その画像形成のプロセスは第４図のタイムチャー
トに示したシーケンスによって制御される。

本発明の実施例においては、感光体ドラム１０の周面に
第３の色信号による像露光が行われる直前に、画像部先
端より２０＋ｎ＋ｎ前後先行する非画像部に帯状露光が
行われ、輻０．３ｍｍ程度のドラム幅方向に長い帯状の
静電潜像面が形成される。帯状露光としては、そのパタ
ーンおよび幅は限定されるものではなく、直線でも点状
露光の集まりでも構わない。この帯状露光部は現像され
ることなく単なる電位ギャップ部として転写部１６０を
通過する。

転写を終えた感光体ドラム１０周面は前記の除電ランプ
９３の点灯によって除電される。ここで除電ランプ９３
による除電は廃トナーによる現像に先立ち帯状露光部以
外の非画像部への廃トナーの付着を防止するためになさ
れるもので、第４図において実線をもって示す如く前記
除電ランプ９３により帯状露光部を除く非画像部の全域
が除電され、帯状露光部は帯状の電位ギャップとして存
続する。なお第４図の実施例に示しｔ：ように、除電ラ
ンプ９３の点灯範囲が１回転以上の感光体ドラムｌＯの
回転範囲に至るときは、先のすなわち第１回目の帯状露
光部に対応しては除電ランプ９３は非点灯とし、２回目
の帯状露光部に対応しては除電ランプ９３は点灯する。

転写を終え、除電ランプ９３を通過した感光体ドラム１
０周面は、クリーニング装置９０を通過して残留トナー
のクリーニングがなされるが、感光体ドラム１０の電位
ギャップがクリーニングブレード９１の圧接を受けた段
階でその圧接点においてブレード９１先端に付着してい
る廃トナーによって現像される。　それによってブレー
ド９１に付着した廃トナーは前記の帯状露光部に対し集
中して付着、転移することとなる。さらにドラム面に転
移した廃トナーは、クリーニングブレード９１の圧接周
期をドラムの１回転後にも僅かに延長するよう作動する
ことによって除電ランプ９３によって除電された前記の
電位ギャップに付着した廃トナーは再びブレード９１に
よって除去、清掃され、その大部分の回収されたトナー
の量は前記のトナー回収ボックスへと回収される。

なお、前記の除電ランプ９３の点灯による作動は、実線
で示した如く帯状露光部を除く非画像部の除電を行うよ
う作動することも、−点鎖線で示す如く帯状露光部を除
く非画像部と画像部の除電を行うよう作動することも可
能−である。

また本発明の除電手段としては感光体への発光を行う除
電ランプに限定するものではなく、交流放電を行う放電
電極を除電手段として用いることもできる。

なお本実施例においては３色のトナー像によってカラー
画像を合成する画像形成装置について説明したが、本発
明はさらに黒色のトナー像を加えた４色のトナー像によ
って画像を形成するカラー画像形成装置に対しても同様
の形式で適用することが出来、この際は第４の色の像露
光の際、その先端の非画像部に電位ギャップを設けるよ
う帯状露光を行うとともに該電位ギャップに対しては除
電手段を作動させないよう制御することによって同様効
果が生じるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、クリーニングによって感光体上より除去した
廃トナーを感光体上の画像面に再付着させることなく回
収すると同時に、常に廃トナーを残さない清掃されたク
リーニング手段によって効果的なりリーニング作用を開
始出来るようにしたもので、その結果廃トナーの再付着
あるいは残留に基因する画質の低下か未然に防止されて
品位の高いカラー画像の得られるカラー画像形成装置が
提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像形成装置の断面構成図、第
２図は前記装置の現像器の断面図、第３図は各像形成手
段の配置関係を示す説明図、第４図は画像形成プロセス
を示すタイムチャート。 １０・・・感光体ドラム　　１３・・・像露光部２０・
・・帯電器　　　　　４１．４２．４３・・・現像器５
３・・・レジストローラ　５５・・・分離爪６０・・・
紙帯電器　　　　７０・・・転写ベルト装置７１・・・
転写ベルト　　　９０・・・クリーニング装置９１・・
・クリーニングブレード ９２・・・トナー回収ローラ ９３．９４・・・除電ランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体周縁部に複数の現像手段を配設し、該像
   担持体上にトナー像を重ね合わせ反転現像を行ったのち
   、これを転写材上に転写し、転写を終えた像担持体を除
   電手段によつて除電し、クリーニング手段によってクリ
   ーニングを行うカラー画像形成装置において、前記像担
   持体上の非画像部に帯状の露光を行い、該帯状露光部は
   現像及び除電を行うことなくクリーニングするよう構成
   したことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）前記除電手段は除電ランプを用いたことを特徴と
   する請求項１記載のカラー画像形成装置。