JPH0380269A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JPH0380269A
JPH0380269A JP1219171A JP21917189A JPH0380269A JP H0380269 A JPH0380269 A JP H0380269A JP 1219171 A JP1219171 A JP 1219171A JP 21917189 A JP21917189 A JP 21917189A JP H0380269 A JPH0380269 A JP H0380269A
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Masakazu Fukuchi
真和 福地
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俊二 松尾
Shizuo Morita
森田 静雄
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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、電子写真方式によりベルト状像形成体上にト
ナー像を形成し、転写材上に転写して画像を得るように
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。
このような重ね合わせによってカラー画像を得るように
した多色画像形成画像にあっては、感光体ドラムの周縁
に色の異な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。
また像形成体については、上記に説明したようにドラム
局面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感光体ドラムと
ともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗布あるいは装
着したベルト状像形成体も提案されている。ベルト状像
形成体(以後感光体ベルトともいう)は駆動ローラを含
む回動ローラ間に張架することで形状が決まるので、空
間を有効に利用してコンパクトの形状としたカラー画像
形成装置を構成する場合には有効である。
〔発明の目的〕
感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置にあっては、
該感光体ベルトの周縁部に、帯電手段、像露光手段、複
数の現像器群からなる現像手段等の像形成手段が設けら
れ、2等像形成手段が回動する感光体ベルトに一定の間
隙をもって対向することとなる。
しかし感光体ベルトの周縁部に1組の帯電手段、像露光
手段と複数の現像器群を配設し、之によって多色のカラ
ー画像を得るには感光体ベルトは多数回転することが必
要、で、1画像を得るのに相当時間を必要とすることと
なる。
また上記の作像のプロセスにおいて、帯電、現像の動作
タイミングを独立に設けていることが必要で、このこと
により電源の大型化、駆動の大型化、制御の複雑化等コ
ストアップに連なる問題がある。
一方、かかるカラー画像形成装置では、カラー画像以外
に黒トナーのみを用いて画像形成を行う機会が極めて多
いことが経験的に明らかとなっている。黒トナーのみを
用いた画像形成において他の使用しないカラートナーの
現像器まで作動させると、現像剤は不必要に劣化し、ト
ナー飛散が増加することは避けられない。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。
〔発明の構成〕
上記目的は、2つの回動ローラ間に張架されて移動する
ベルト状像形成体の周縁に帯電器、像露光装置、現像器
を単位とした像形成手段を複数組配設したカラー画像形
成装置において、各カラートナーを用いる像形成手段は
同一のタイミングで制御を行う一方、黒トナーを用いる
像形成手段は独立のタイミングで制御を行い、前記像形
成体上にトナー画像を重ね合わせるようにして形成する
ことを特徴とするカラー画像形成装置により達成される
〔実施例〕
本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第1図ないし
第4図に示す。
第1図において、lはベルト状像形成体たる可撓性の感
光体ベルトで、該゛感光体ベル)lは回動ローラ2およ
び3の間に架設されていて回動ローラ2の駆動により時
計方向に搬送される。
4は前記感光体ベルトlに内接するよう装置本体に固定
したガイド部材であって、前記感光体ベルトlはテンシ
ョンローラ5の上方への力学的作用によって緊張状態と
されることによりその内周面を前記ガイド部材4に摺擦
させる。さらにガイド部材4には像形成に不要な領域に
凹部を設け、摺擦による抵抗を減ら1してもよい。勿論
この凹部は摺擦抵抗が低い場合は設けなくてもよい。ま
た感光体ベルl−1或はガイド部材4間の摺擦抵抗を下
げる目的でテフロン加工等の低摩擦部材を感光体ペルl
−1あるいはガイド部材4の何れかの表面に設け、ある
いは前記の低摩擦部材で構成することが好ましい。
従って前記感光体ベルトlの外周面の感光体は搬送中に
も常に前記ガイド部材4の表面に対し一定の関係位置に
保たれ、安定した曲率の大きい画像形成面を長い幅で構
成することを可能としている。それ故、同一形状をもつ
画像形成手段を多数並列配置することができる。第1図
においてはガイド部材4を背後にした感光体ベルトlに
対向しては4個の帯電器110,210,310.41
0と、4個の像露光装置120,220,320,42
0と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)
、黒(BK)のトナーをそれぞれ内蔵した4個の現像器
130,230,330,430が位置している。そし
て1個宛の帯電器、像露光装置、現像器を組として4組
の帯電器、像露光装置、現像器110,120,130
 ; 210,220.230 ; 310.320.
330 ; 410゜420.430がセット状をなし
た4組の画像形成手段として互に隣接し、感光体ベルト
lに対向している。黒(BK)トナーを内蔵した現像器
430はトナーの消費も多く、−成分現像剤を用いるこ
ともあって、ホッパーを含めた現像器の形状を異にする
こともあるが、そ−の他については全く同じである。
この様に各帯電器や各現像器が略並列で近接配置してい
ることから、電源や駆動を共通化することが可能となる
また現像器やクリーニング装置を感光体ベルトの下方に
設けることにより、現像剤の飛散やこぼれを防止するこ
とができる。
帯電器110,210,310.410は何れも同一構
造のスフロトロン帯電器で、XX断面で示す帯電器11
0の感光体ベル)1との対向した状態は第3図(A)に
示す通りである。即ちll0Aは帯電器llOのバック
プレートで、断面形状がコの字形状をした金属部材、1
lOBは該バックプレートll0Aの両端に取付けた各
電極ブロック、 110w+は前記電極ブロック110
Bの間に張設した電、極用のワイヤである。ll0Lは
ワイヤllowlの前面に多数本張設したグリッドワイ
ヤあるいはメツシュ状にllI或されたエツチンググリ
ッドである。
各電極ブロック110Bには突当部材として所定の高さ
をもった各突起1lOCが一体に形成され、帯電器11
0は該各突起1iocが感光体ベルトl外側において前
記ガイド部材4に圧接するよう板バネ等の弾性部材1l
ODによって付勢されている。
従って前記電極用ワイヤll0WIやグリッドワイヤl
l0W、は感光体ベルトlの周面に対し常に一定の間隔
を保って位置し、感光体を所定の電位に確実に帯電する
ことが出来る。
像露光装置120,220,320,420は何れも同
一構造の像露光手段であって、第1図の実施例で示した
プリンタとは別体の画像読取装置から出力される色信号
が入力されて、帯電器110,210,310.410
によって電荷を付与された感光体ベルトlの周面上に像
形成用の輝線を形成する。像露光装置120,220゜
320.420は、入力された色信号に基づいて半導体
レーザでレーザビームを発生させ、該レーザビームをポ
リゴンミラーによって回転走査し、fθレンズを経て感
光体ベル)lの周面上に投射し輝線を形成するレーザ書
込み系ユニット(図示せず)であっても、また直線状に
配列した収束性光伝送体120Aと入力された色信号に
基づいて発光するLED等の発光部120Bとを一体と
した像露光光学系であってもよい。第3図(C)は第1
図の像露光装置120のzz断面を示したもので、該発
光部120Bはケーシングの両端部に突当部材として所
定の高さをもった突起120cが感光体ベルトlの外側
において前記ガイド部材4に圧接するよう前記帯電器1
10における場合と同様に、板バネ等の弾性部材120
Dによって付勢されている。
従って前記像露光光学系120もまた感光体ベルトlの
周面に対し常に一定の間隔を保って位置し画像を感光体
上に正確に結像することが出来る。
現像器130,230,330,430特に現像器13
0 、230 、330についても同様同一構造の現像
器である。内部にはそ、れぞれイエロー(Y)、マゼン
タ(M)、シアン(C)、黒(BK)のトナーとキャリ
アとからなる2成分現像剤、或は同色をした一皮分現像
剤を有していて、非接触の反転現像を行う現像器である
第4図は二成分現像剤を内蔵した現像器130の断面を
示したもので13OAは、固定されたマグネットローラ
を内包する現像スリーブで同軸上の突当コロ130Bに
より感光体ベルl−1の周面との間に所定の現像間隔を
保ち反時計方向に駆動回転される。
131Aは剛性かつ磁性を有する薄層形成部材で現像ス
リーブl 30Aに対し現像剤が介在しない状態で所定
の荷重をもって圧接される。131Bおよび131cは
スクリュー構造をもち、互いに逆方向に現像剤を搬送循
環させる一対のトナー搬送スクリューであってトナーと
キャリアを充分撹拌混合した上現像剤として現像スリー
ブ130Aに送る作用をするものである。
前記トナー搬送スクリュー131Bと前記トナー搬送ス
クリュー131cは互いに相反する方向に回転する撹拌
部材を兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー131
Bの推力によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは
、トナー搬送スクリュー131C側に移りその推力によ
って図面の手前側に搬送され、その間におけるトナーと
キャリアとの混合作用によって摩擦帯電がなされた均質
な現像剤とされ、現像スリーブ130A周面上に層状に
付着する。
現像スリーブ130Aの周面上に付着して層状をなした
この現像剤層は、薄層形成部材131A部分を通過する
過程で薄層となり、現像領域において時計方向に搬送す
る感光体ベルl−1の周面上の潜像を現像間隔を距てて
非接触で反転現像しトナー像を形成する。
この非接触現像時には図示しない電源から直流成分に加
え交流成分を含む現像バイアスが前記現像スリーブl 
30Aに印加され、その結実現像スリーブ130A上に
現像剤中のトナーのみが選択的に前記潜像の面に移行し
て付着される。
トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くなっ
て現像スリーブ130Aによって搬送されてスクレーパ
131Dにより剥離回収され、再びトナー比率の高い現
像剤を混合される。
第3図(B)は第1図、の現像器130のYY断面を示
したものである。第3図(B)において130Aは現像
器130の現像スリーブ、130Bは突当部材たる突当
コロであって該突当コロ130Bは前記現像スリーブ1
30Aの回転軸9Cに回動自由に軸受は支持されている
前記突当コロ130Bは、前記ガイド部材4に圧接され
た場合、現像スリーブ130Bの周面が感光体ベルl−
1の外周面との間に現像間隔に相当する間隙を形成出来
るよう現像スリーブ13.OAより若干大きな外径寸法
を有している。
従って現像スリーブ130Aは感光体ベルトlの外周面
との間に非接触現像に適した一定の現像間隔(0,3〜
l mm)を構成し、現像器130は常に適正な現像処
理を行うことが出来る。なお他の現像器230および3
30.430についても同様であってそれぞれの内蔵す
る各突当コロは周知の付勢機構によってガイド部材4に
圧接され、安定した状態で現像が行われる。
以上説明した構造と機能を有する帯電器、像露光装置、
現像器からなる4組の画像形成手段は互にHの間隔をも
って速度Vで移動する感光体ベルトlに第1図に示すよ
うに対向している。即ち帯電器110,210,310
,410はHの間隔をもって配置され現像器130,2
30,330,430についても同様であるが、特に像
露光装置120,220,320.420はカラー画像
の重ね合わせの関係から感光体ベルト1周面上で同じ長
さHに調整され配置されている。なお更に微細な調整は
発光部120B、220B、320B、420Bの発光
タイミングを基本的なタイミングずれより更に電気的に
ずらし補正することにより行われる。
上記プリンタによる画像形成はそのモード選択により、
フルカラー画像形成及びファンクショナルカラー画像形
成に分類されるカラーコピーと、黒色画像形成がなされ
る黒色コピーとに分類されるが、まずフルカラーの画像
形成について説明する。この実施例では現像器130で
はイエロー(Y)トナーを含む現像剤が、現像器230
ではマゼンタ(M)トナーを含む現像剤が、現像器33
0ではシアン(C)トナーを含む現像剤が、また現像器
430では黒(BK)トナーを含む現像剤が装填されて
いて、第2図に示すタイムチャートに従って画像形成が
なされる。
先ずスタートSWがONすると感光体ベルト1の時計方
向へのVの定速度による回転を開始し、帯電i5110
,210,310が同時に第1のタイミングでONされ
、帯電器410については先の第1のタイミングより時
間3H/Vだけ遅れてONされ(Vは感光体ベルトの移
動速度)、感光体上に−様な帯電がなされる。ついで像
露光装置120によって信号処理部から出力された第1
の色(Y)に対応する潜像を感光体ベルトlの周面上に
形成されて行く。ついで現像@130,230.330
が第2のタイミングで同時に作動を開始する。黒色トナ
ーを有した現像器430については先の第2のタイミン
グより時間3H/Vだけ遅れてONされる。前記第1の
色(Y)に対応する潜像は現像器130によって現像さ
れ、イエロー(Y)のトナー像が形成されて行く。
イエロー(Y)のトナー像は保持されたまま帯電器21
0の下を通過し再帯電される。 先の像露光装置120
による潜像形成より時間H/Vだけ遅れて、第2の色(
M)に対応する潜像が像露光装置220によって形成さ
れて行く。この潜像は現像器230によって現像される
このマゼンタ(M)のトナー像はすでに形成されている
前述のイエロー(Y)のトナー像の存在下に形成される
更に帯電器310によって再帯電された感光体ベルト1
上には、先の像露光装置220による潜像形成より時間
H/V連れて第3の色(C)に対応する潜像が像露光装
置320によって形成されて行く。
この潜像は現像器330によって現像され、シアン(C
)のトナー像はすでに形成されているイエロー(Y)、
マゼンタ(M)のトナー像の存在下に形成され、3色の
トナー像が重ねて感光体ベルl−1上に形成される。
第1のタイミングより時間3H/Vだけ遅れてONされ
る帯電器410による再帯電と、先の像露光装置320
による潜像形成より時間H/Vだけ遅れて露光する像露
光装置420と、第2のタイミングより時間3H/Vだ
け遅れてONする現像器430とによって、同様の処理
により感光体ベルl−,1表面に黒色のトナー像を重ね
合わせて形成する。これ等各現像器130 、230 
、330および430の各スリーブ130A 、23O
A 、 330A 、 430Aには直流あるいはさら
に交流のバイアスが印加され、顕像手段である2戊分現
像剤によるジャンピング現像が行われ、基体が接地され
た感光体ベルトlには非接触で現像が行われるようにな
っている。なお、現像としては−成分現像剤を用いた非
接触現像を用いることもできる。
かくして感光体ベルトlの周面上に形成されたカラーの
トナー画像は、転写部において給紙カセット14より給
紙ガイド15を経て送られてきた転写材に転写される。
すなわち、給紙カセット14に収容された転写材は給紙
ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出されてタ
イミングローラ17を介し感光体ベルトl上の像形成と
タイミングを合わせて転写器12゜除電バー12Aへと
供給される。
画像の転写及び除電を受けた転写材は、前記回動ローラ
2に沿って急に方向転換をする感光体ベルl−1より確
実に分離して上方に向かい、定着ローラ18によって画
像を溶着したのち排紙ローラ19を経てトレイ20上に
排出される。
一方、転写材への転写を終えた感光体ベルト1はさらに
搬送を続けてブレード13Aとトナー搬送ローラ13B
を圧接状態としたクリーニング装置13において残留し
たトナーの除去を行う。なおりリニング装置13におい
て、ブレード13Aとトナー搬送ローラ13Bの感光体
ベルト1への圧接は、感光体ベルl−1の回転移動中終
始継続してなされブレード13Aの退避後も圧接し、若
干遅れて退避するよう制御される。
第2図(a)はこのカラー画像形成のタイミングチャー
トを示したもので、第211ffl(b)はこの制御を
示すブロック図である。
以上、フルカラーの画像形成について説明した。
7アンクシヨナルカラーによる画像形成も同様にしてな
されるが、この場合には上記トナーに代えて青(B)、
緑(G)、赤、(R)、黒(BK)色トナーを含む現像
′剤を現像器130,230,330.430内にそれ
ぞれ装填し、一方その現像器の前(上流側)に位置した
像露光装置120,220,320,420が青(B)
、緑(G)。
赤(R)、黒(BK)の色画像データをそれぞれ出力す
るよう制御することによってなされ、動作数は可変に制
御される。
各帯電器110,210,310は各像露光装置120
,220゜320との間隔に相当する時間分だけ早く第
1のタイミングで帯電状態に入ればよい。それ政策2図
に示すタイムチャートで、同一電源を共用する帯電器1
10,210.310は同時にかつ像露光装置120に
よる像露光に先立って第1のタイミングで帯電状態には
いるが、好ましくはさらに前記の時間にH/Vを加えた
以前の時点で帯電状態になる様に第1のタイミングを選
択するのがよい。この様に設定すると帯電スタートから
H/V後は感光体ベルトは帯電された状態で帯電器21
0,310を通過することになるので帯電電流の変動が
少ない。帯電器110゜210 、3 to 、 41
0は何れもスコロトロン帯電器を用いているので、再帯
電時の電位はさらに平準に保たれる。この様に再帯電状
態にはいると、帯電器の電源に対して電気的変動もすく
なく安定状態となるので、前記の様に帯電状態にはいっ
てからH/V以上経過して再帯電状態にはいった感光体
に対し像露光がなされることにより、安定した潜像形成
を行うことができる。また帯電器110,210.31
0が同時にOFFとする時点は、像露光装置320によ
って像露光がなされる画像域が帯電終了後となっている
現像器130 、230 、330の駆動についても、
像露光装置120によって形成される画像域が現像器1
30を通過する以前の第2のタイミングで同時にONと
なり、像露光装置320によって形成される画像域を現
像器330が通過した後にOFFとなるよう制御される
。但し現像器130,230,330の駆動開始時には
振動が生じやすく、感光体ベルトl上に像露光中は該画
像への悪影響となってあられれるので、第1゛の露光に
あたる像露光装置120による像露光に先立って現像器
130 、230 、330の駆動はONの状態にはい
っていることが望ましい。
ファンクショナルカラーについても、黒色のトナー像は
青(B)、緑(G)、赤(R)色トナー像の形成とは別
に制御された形で行われる。即ち第1のタイミングより
時間3H/Vだけ遅れて帯電器410はONして再帯電
がなされ、先の像露光装置320による潜像形成より時
間H/Vだけ遅れて像露光装置420によって像露光が
なされ、第2のタイミングより時間3H/Vだけ遅れて
現像器430はONとなり、感光体ベルl−1上には黒
(BK)色のトナー像が重ねて形成されることとなる。
以上説明したように、本発明のカラー画像形成装置はイ
エロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)あるいは
青(B)、緑(G)、赤(R)のトナー像形成手段は同
一のタイミングで制御がなされる一方、黒(BK)トナ
ーを用いる像形成手段は独立のタイミングで制御を行う
よう構成されているので、使用頻度の高い黒色のモノカ
ラープリントは黒トナーの画像形成手段のみを単独に制
御・作動させることによって行われる。
現像器130,230,330.430における現像バ
イアスの印加時期については、現像器駆動と同時にON
してもよいし、まに当該現像器が現像を行う画像域のみ
ONとするよう制御してもよい。これは非接触現像を用
いた現像器においては、現像器の駆動下においても現像
スリーブに印加する現像バイアスの0N−OFF制御に
より、現像の0N−OFF制御が可能であることによる
。現像バイアスONは現像バイアスとして反転現像に必
要な帯電電位より少し低めの直流成分と必要により交流
成分との重畳からなる電圧を現像スリーブに印加するこ
とにより行われる。現像バイアスOFFは、現像スリー
ブを70−ティング状態にすることにより行うことがで
きる。
カラートナーを有した現像器130,230.330に
ついて現像器駆動ONと同時に現像バイアスをONする
様にする場合においては、トナーの消費をさけるために
感光体が帯電された領域内で行われることが望ましい。
それ故、第1のタイミングから帯電器と現像、器間の時
間差に対応する時間以上遅れて第2のタイミングを設定
するのが望ましい。
又現像器駆動のOFFは帯電域後端が画像域後端が通過
し帯電域後端が通過する前に行うように設定する。
現像バイアスを現像器駆動と独立に制御する場合は駆動
に関しては、上記の第2のタイミングに、現tバイアス
のONに関しては各画像域が、各現像域を通過するタイ
ミングに設定することができる。但しカラー画像につい
てはカラーバランスが重要であるので、各現像器の現像
バイアス電圧については共通とせず独立に制御されるこ
とが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明によるカラー画像形成装置は、黒トナーを用いた
モノカラーについては画像形成手段が独立に駆動制御が
なされるので、安定した黒色プリントが得られる。また
他のカラー画像形成手段については帯電器の電源の共通
化と現像器駆動の共通化が可能となり、制御系の制御タ
イミングが単純となった。このことにより、高速に画像
形成がなされるカラー画像形成装置が安価に提供される
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図、第2図
(a)は像形成のタイミングチャート図で、ハツチング
領域は画像域を示す。第2図(b)は本発明の制御を示
すブロック図である。第3図は前記装置の各要部断面図
、第4図は現像器の断面構成図を示す。 1・・・感光体ベルト   2,3・・・回動ローラ4
・・・ガイド部材    12・・・転写器13・・・
クリーニング装置 14・・・カセット17・・・タイ
ミングローラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つの回動ローラ間に張架されて移動するベルト
    状像形成体の周縁に帯電器、像露光装置、現像器を単位
    とした像形成手段を複数組配設したカラー画像形成装置
    において、各カラートナーを用いる像形成手段は同一の
    タイミングで制御を行う一方、黒トナーを用いる像形成
    手段は独立のタイミングで制御を行い、前記像形成体上
    にトナー画像を重ね合わせるようにして形成することを
    特徴とするカラー画像形成装置。
  2. (2)前記像露光装置の動作数が可変に設けられている
    ことを特徴とする請求項1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
JPH05281825A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Fuji Xerox Co Ltd カラー画像形成装置および形成方法

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