JPH0736246A

JPH0736246A - カラー電子写真装置

Info

Publication number: JPH0736246A
Application number: JP5178998A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terada; 浩寺田; Hajime Yamamoto; 肇山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡潔で美しいカラー像の得られる小型
高性能のカラー電子写真装置を提供するものである。【構成】静電像担持体と色の異なるトナーを有する現
像手段よりなる複数個の像形成ユニットを用いる。像形
成ユニット群全体を回転移動してそれぞれが同一の像形
成位置に順次移動可能とする。像形成位置で像形成ユニ
ットは像形成ユニット群の外部から入射される信号光に
より像露光されるとともに像形成が行われ、対向した中
間転写ベルトにそのトナー像が転写される。信号光は像
形成ユニットの間を通って、像形成ユニット群の中央の
ミラーを経て露光位置に達する。像形成位置の像形成ユ
ニットは順次いれかわるとともに、中間転写ベルト上に
各色のトナー像が位置を合わせて重ねて転写されるカラ
ー電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラープリンタ、カラ
ー複写機やカラーファックス等に応用できるカラー電子
写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真でカラー画像を形成する
ためには、イエロ、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナ
ー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法
がとられている。このカラー像の形成方法としては、ひ
とつの感光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ド
ラムに巻き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光
体に対向させ、そこで順次形成される各色のトナー像を
重ねて転写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部
を並べて配置しベルトなどで搬送される転写材にそれぞ
れの像形成部の位置を通過させて順次各色のトナー像を
転写して重ねていく連続重ね方式が一般的である。

【０００３】前者の転写ドラム方式を用いたものに、特
開平１−２５２９８２号公報に示されているカラー画像
形成装置の例がある。

【０００４】図３はこの従来例の全体構成の概要を示す
ものであり、以下この構成と動作を簡単に説明する。図
３において、１０１は感光体でこれに対向して帯電器１
０２と、現像部１０３と、転写ドラム１０４、クリーナ
１０５が設けられている。現像部１０３は、イエロ色の
トナー像をつくるためのＹ現像器１０６、マゼンタ色の
ためのＭ現像器１０７、シアン色のためのＣ現像器１０
８、黒色のためのＫ現像器１０９とで構成され、全体が
回転して各々の現像器が順次感光体１０１に対向して現
像可能の状態にできるようになっている。

【０００５】転写ドラム１１２と感光体は動作中は対向
しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。

【０００６】まず、動作が開始すると感光体１０１が矢
印方向に回転するとともに、その表面が帯電器１０２に
よって一様に帯電される。

【０００７】その後感光体表面は、１色目のイエロの像
を形成するための信号で変調されたレーザビーム１１０
を照射されて、潜像が形成される。さらにこの潜像は最
初に感光体に対向しているイエロの現像器１０６に現像
されて、イエロのトナー像が形成される。形成されたイ
エロのトナー像が転写ドラム１０４に対向する位置にく
る時までに、すでに転写ドラム１０４の外周には給紙部
１１１から送られた転写材としての１枚の用紙が先端を
爪部１１２でつかまれて巻き付けられており、その用紙
の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対向して
出会うようにタイミングがとられてトナー像は形成され
る。

【０００８】感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器
１１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面は
クリーナ１０５により清掃されて、次の色の像形成の準
備がなされる。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像
も同様に形成されるが、そのとき現像部１０３は色に応
じてもちいる各現像器を感光体に対向させて現像可能の
状態にする。転写ドラムの径は最長の用紙が巻き付けら
れかつ各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分
の大きさを持っている。

【０００９】各色の像形成のためのレーザビーム１１０
の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転
写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的
に合致されて対向するようにタイミングがとられて行な
われる。この様にして４色のトナー像が転写ドラム１０
４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形
成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は
剥離爪１１４により転写ドラム１０４から剥されて、搬
送部１１５を経て定着器１１６により上のトナー像が定
着され、装置外へ排出される。以上が従来例の構成と動
作の簡単な説明である。

【００１０】一方連続転写方式を用いたカラー画像形成
装置の例としては特開平１−２５０９７０号公報等があ
る。この例では４色の像形成のためにそれぞれが感光
体、光走査手段などを含んだ４つの像形成ステーション
が並んでいて、ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感
光体の下部を通過してトナー像が重ね合わされていく。

【００１１】さらにまた、転写材上に異なる色のトナー
像を重ねてカラー像を形成する他の方法として、感光体
上に順次形成される各色トナー像を中間転写材上にいっ
たん重ねて、これを最後に一括して転写材に移す方法が
特開平２−２１２８６７号公報等で開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来例の
うち転写ドラム方式では、異なる色のトナー像の位置を
合わせて重ねるために転写ドラムを用いている。この転
写ドラムを感光体に対して同速度で回転させさらに像の
先端のタイミングを合わせることによって、カラー像を
形成する場合の各色のトナー像の相互の位置を合致させ
ている。しかしながら上記のような構成においては、転
写ドラムに用紙を巻き付ける必要があるため、転写ドラ
ムの径が一定の大きさ以上必要であり、かつその構造が
非常に複雑なため、装置が大がかりなものとなってい
た。

【００１３】また葉書や厚紙など腰の強い用紙は、転写
ドラムに巻き付けることができないため使用不可能であ
った。

【００１４】一方連続転写方式は、色数に対応した像形
成位置を有しており、そこに用紙を次々と通過させれば
よいため転写ドラムが不要であるが、この場合には感光
体上に潜像を形成するためのレーザ光学系などの潜像形
成手段が色の数に対応して必要でありこの部分で構造が
非常に複雑で高価になる。さらにまた、像形成位置が複
数箇所あるため、各色の像形成部の相対的な位置関係が
色ズレに大きく影響してくる。

【００１５】特に潜像形成手段による潜像の各色間の位
置合わせは正確に行う必要があり、特開平１−２５０９
７０号公報の例にも示されているように、潜像形成手段
である像露光系の相当の工夫と複雑な構成が必要である
という問題点があった。

【００１６】さらに、中間転写材を用いる特開平２−２
１２８６７号公報に開示されている例では、各色現像部
によってひとつの感光体上に各色のトナー像を形成でき
るようにするために、感光体の形状が大きくなり、例え
ばベルト状の感光体が必要になったりする。かつ各色の
現像器や、感光体のメンテナンスも困難であるという問
題があった。例えば各現像器は、メンテナンス時に感光
体との間で画像調整が必要であったり、感光体を交換す
るときは各現像器との間で位置調整が必要であったりす
る。

【００１７】本発明の目的は上記問題点に鑑み、複雑な
転写ドラムが不要で、像露光系の位置合わせのための複
雑な構成も不要な、小型でシンプルな構成で色同士の位
置合わせが正確におこなえる、なおかつ感光体や現像器
を含むトナー像形成部の構成が簡単で小型化になりかつ
メンテナンス性の良い、優れたカラー電子写真装置を提
供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、各々が少なくとも回動する静電像担持体とそれぞれ
色の異なるトナーを有する現像手段とを備えていて、前
記静電像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形
成できる、複数の移動可能な像形成ユニットと、単一の
転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を転写材に転
写する転写手段と、前記転写位置に対応づけられた単一
の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記複数の像形
成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対応しかつ前
記転写位置に対応する像形成位置に順次位置せしめるた
め前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段
と、前記像形成ユニット群の回転移動のほぼ回転中心部
に、前記露光手段の光を前記露光位置に導くミラーとを
有し、転写材上に異なる色のトナー像を、位置を合わせ
て重ねて転写し、カラー像形成を行うカラー電子写真装
置である。

【００１９】さらに本発明は、各々が少なくとも回動す
る静電像担持体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現
像手段とを備えていて、前記静電像担持体上にそれぞれ
異なった色のトナー像を形成できる、複数の移動可能な
像形成ユニットと、単一の転写位置で前記静電像担持体
上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写
位置に対応づけられた単一の露光位置で像露光を行う露
光手段と、前記複数の像形成ユニットのそれぞれを、前
記露光位置に対応しかつ前記転写位置に対応する像形成
位置に順次位置せしめるため前記像形成ユニット群全体
を回転移動させる移動手段と有し、かつ、隣合う前記像
形成ユニット間の境界部の少なくとも一部に、前記露光
手段の光を前記露光位置に導く光路の少なくとも一部を
形成してなり、転写材上に異なる色のトナー像を、位置
を合わせて重ねて転写し、カラー像形成を行うカラー電
子写真装置である。

【００２０】

【作用】上記の構成によって、複雑な構成の転写ドラム
を用いないためシンプルであり、かつ露光及び転写を含
めた各色の像形成がすべて同一の像形成位置で行われる
ため、簡単な構成で正確な色同士の位置合わせが行え
る。また各色毎に現像手段と感光体をセットで構成でき
るため、あらかじめ調整済みの像形成ユニットを交換す
ることができる等のメンテナンス性も優れたものとな
る。

【００２１】また像形成ユニット群の内部に露光のため
の光を導く構成により、像形成ユニット群がシンプルで
かつ占有体積が小さくなり小型化が可能となるものであ
る。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例のカラー電子写真装置
について、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は本発明の実施例のカラー電子写真装
置の全体構成図である。まず、中央に黒、シアン、マゼ
ンタ、イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニッ
ト１Ｂｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙが像形成ユニット群を構成
し、図のように円環状に配置されている。各像形成ユニ
ットは、中にいれる現像剤をのぞきそれぞれ同じ構成部
材よりなっているので、説明を簡略化するため黒用の像
形成ユニットについて説明し、他の色については省略す
る。なお、各色用について、同じ部分には同じ符号を付
し、各色の構成の区別をつける必要がある場合は、符号
に各色を示す文字を付す。図２に黒用像形成ユニット１
Ｂｋを詳細に示す。

【００２４】図２において、９はフタロシアニンをポリ
カーボネート系バインダ樹脂に分散した有機感光体、１
０は感光体９と同軸で固定された回転しない磁石、１１
は感光体をマイナスに帯電する帯電ローラ、１３はレー
ザビーム走査光、１４は現像剤ホッパーである。

【００２５】現像剤ホッパー１４内には、表面をシリコ
ーン樹脂でコートした粒径５０μｍのフェライトキャリ
ヤ２４Ｂｋとトナー２５Ｂｋを混合した２成分現像剤２
６Ｂｋをいれ、磁力により感光体９表面に付着させた。
用いるトナーはポエステル樹脂に顔料を分散して、さら
に添加剤を加えたものである。

【００２６】１７はアルミニウム製の回転可能な回収電
極ローラ、１６はその内部に同軸で固定された回転しな
い磁石、１８は回収電極ローラに電圧を印加する交流高
圧電源、１９は回収電極ローラ上のトナーをかきおとす
ポリエステルフィルム製のスクレーパである。感光体９
の直径は３０ｍｍで、周速６０mm／sで矢印方向に回転
させ、回収電極ローラ１７は直径１６ｍｍで、周速６０
mm／sで矢印方向に回転させた。

【００２７】２７は転写後の感光体表面に残ったトナー
を清掃するクリーナである。以上のように構成された像
形成ユニットについて、以下図２を用いてその動作を説
明する。感光体９を帯電ローラ１１で、−５００Ｖに帯
電させた。この感光体９にレーザビーム走査光１３を照
射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位は
−１００Ｖであった。

【００２８】この感光体９表面上に、２成分現像剤２６
ＢＫを現像剤ホッパー１４内で磁力により付着させた。
次に感光体９表面を回収電極ローラ１７の前を通過させ
た。感光体９の未帯電域の通過時には、電極ローラ１７
には交流高圧電源１８により、０Ｖの直流電圧を重畳し
た７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の
交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。その後、−５
００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体９表面の
通過時には、電極ローラ６７には交流高圧電源１８によ
り、−３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピ
ーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数
１．５ｋＨｚ）を印加した。すると、感光体９上のキャ
リヤと帯電部分に付着したトナーは電極ローラ１７に回
収され、感光体９上には画像部にのみネガポジ反転した
トナー像が残った。矢印方向に回転する電極ローラ１７
に付着したキャリヤとトナーは、スクレーパ１９によっ
てかきとり、再び現像剤ホッパー１４内に戻し次の像形
成に用いた。

【００２９】こうして感光体９上には黒色のトナー像が
得られる。黒色以外の他の現像器１Ｃ、１Ｍ、１Ｙにつ
いても同様の構成を有し、動作が行われる。

【００３０】再び、図１を用いて、プリンタ部の構成を
説明する。円環状に配置されている像形成ユニット１Ｂ
ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙは支持体（図示せず）に支持され
ており、全体として移動手段である移動モータ３０に駆
動され、円筒状の固定されて回転しない軸３１の周りに
回転移動可能になっている。各像形成ユニットは、順
次、後述の中間転写ベルト３２を支持する転写ローラ３
３に対向した像形成位置５０に位置することができる。
像形成位置５０は信号光１３による露光位置でもある。

【００３１】３はレーザ露光装置で、プリンタ部に入力
された信号で変調されたレーザビームによる信号光１３
を発生するが、これは図１の像形成ユニット１Ｍと１Ｙ
の間に構成された光路を通って、軸３１の一部に開けら
れた窓４ａ、４ｂを通して軸３１内部に固定されたミラ
ー５に入射し、反射されて像形成位置５０にある像形成
ユニットの感光体９に照射され潜像を形成する。図１の
状態では黒用の像形成ユニット１Ｂｋに作用する。

【００３２】ここでミラー５までの光路は両隣の像形成
ユニットの壁面に沿っているため、像形成ユニット群の
占有面積として無駄になっている部分はほとんど無い。
また、ミラーは５は像形成ユニット群の中央部に設けら
れているため、固定されたただひとつのミラーで構成す
ることができ、シンプルでかつ位置合わせ等に対して信
頼性が高い構成となる。

【００３３】３２は中間転写ベルトで、厚さ１００μｍ
のエンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材とし
たフィルムよりなり、周囲に低抵抗処理をしたウレタン
フォームを成形した転写ローラ３３およびステンレス性
のローラ３４に巻回し、矢印方向に移動可能になってい
る。ここで、本実施例では駆動ローラ３４とローラ３５
の間の距離は、その周長がＡ４用紙の長手方向の長さよ
り若干長く設定している。転写ローラ３３は、中間転写
ベルト３２を介して感光体９に軽く圧接されている。ロ
ーラ３４には、中間転写ベルト３２を介して上記の転写
ローラ３３と同様の構成の第２転写ローラ３５が、従動
回転可能に軽く圧接している。

【００３４】中間転写ベルト３２と第２転写ローラ３５
の圧接されたニップ部には、給紙部３６ａおよび３６ｂ
から用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されて
いる。

【００３５】４０は、中間転写ベルトを清掃するベルト
クリーナを含むベルトクリーナ部である。

【００３６】４４は転写後の用紙上のトナー像を定着す
る定着器、４５は定着後の用紙を排出する排出ローラで
ある。

【００３７】以上が本発明の電子写真装置の主要構成の
説明である。次に、この装置のカラー像形成時の動作を
説明する。

【００３８】まず最初は、像形成ユニットは図１に示す
ような位置にあり、かつ黒用の像形成ユニット１Ｂｋが
図に示されているように像形成位置５０にある。これは
また転写ローラ３３に対向している。レーザ露光装置３
により黒の信号光が像形成ユニット１Ｂｋに入力され、
黒トナーによる像形成が行われる。この時像形成ユニッ
ト１Ｂｋの像形成の速度（感光体の周速に等しい）と中
間転写ベルトの移動速度は同一になるように設定されて
おり、像形成されるとともに同時に転写ローラ３３の作
用で、黒トナー像が中間転写ベルトに転写されていく。
黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユ
ニット群１Ｂｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙは全体が移動モータ
３０に駆動されて一体的に図１の矢印方向に回転移動
し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット１Ｃが像形
成位置近傍５０に達した位置で止まる。この間、像形成
ユニットの感光体以外のトナーホッパー１４（図２参
照）の部分は感光体先端の回転円弧より内側に位置して
いるので、中間転写ベルトが像形成ユニットに接触する
ことはない。

【００３９】像形成ユニット１Ｃが像形成位置５０に到
着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装置
が像形成ユニット１Ｃに信号光を入力しシアンのトナー
像の形成と転写が行われる。このとき中間転写ベルトが
一回転してきて、前に転写された黒のトナー像に次のシ
アンのトナー像が位置的に合致するようにシアンの信号
光の書き込みのタイミングが制御される。この間、第２
転写ローラ３５とクリーナ部４０は中間転写ベルトから
少し離されており、その上のトナー像には何も作用しな
いようになっている。

【００４０】以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロに
ついても行い中間転写ベルト上には４色のトナー像が位
置的に合致して重ね合わされカラー像が形成される。最
後のイエロトナー像の転写後、４色のトナー像はタイミ
ングを合わせて給紙部３６ａもしくは３６ｂから送られ
てくる用紙に、第２転写ローラ３５の作用で一括転写さ
れる。用紙に転写されたトナー像は定着器４４により定
着される。用紙はその後排出ローラ４５を経て装置外に
排出される。中間転写ベルト上に残った転写残りのトナ
ーは、クリーナ部４０の作用で清掃され次の像形成に備
える。

【００４１】次に単色モード時の動作を説明する。単色
モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位
置に移動される。次に前と同様にして所定の色の像形成
および中間転写ベルトへの転写を行い、今度は転写後そ
のまま続けて、次の第２転写ローラにより給紙部から送
られてくる用紙に転写をしていく。

【００４２】次にこの装置の、メンテナンスに関する説
明をする。特定の色の現像剤が消費されてなくなったり
して、メンテナンスをする場合を想定する。まず、移動
モータ３０の作用により像形成ユニット群を回転して、
注目の色の像形成ユニットを上部位置（図１の像形成ユ
ニット１Ｃの位置）に移動する。そして装置本体上部に
位置したカバー４６をあけて、そこから注目の像形成ユ
ニットのみを装置外に取り出す。次に、あらかじめ像形
成ユニットとして調整済みの新しいその色の像形成ユニ
ットを装着する。

【００４３】したがって装着後は、なんらの調整をする
事なく像形成が開始できる。以上が実施例の構成と動作
の説明である。

【００４４】本発明は上記した構成によって、複雑な構
成の転写ドラムを用いずに各色の像形成がすべて同一の
像形成位置で行われるため、シンプルな構成で正確な色
同士の位置合わせが行え、かつ像形成手段は各色ごとに
それぞれ独立してひとつの像形成手段として完結してい
るため構成が単純で、また各色毎に像形成手段を交換す
ることができる等のメンテナンス性も優れたものとな
る。

【００４５】したがって本構成では、感光体を含む各像
形成ユニットが単独で外部で調整できるため、例えば工
場出荷時に既に調整されたユニットを現場で簡単に交換
することが可能である。

【００４６】さらにまた本構成では、カラー像を連続で
形成するときも、各々の感光体は他の色を形成している
間は毎回休止しているため、静電疲労がなく安定した画
像が得られる。

【００４７】なお以上の実施例では、像形成ユニットの
構造として特定のものを用いたが、他にコンベンショナ
ルな現像法を用いた構造の像形成ユニットの場合でも、
本発明の本質と作用効果は変わることがない。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明は、複雑な構成の転
写ドラムを用いないためシンプルな構成であり、かつ各
色の像形成がすべて同一の像形成位置で行われるため、
簡単な構成で正確な色同士の位置合わせが行える。かつ
像形成ユニットは各色ごとにそれぞれ独立してひとつの
像形成ユニットとして完結しているため構成が単純で、
また各色毎にあらかじめ調整された像形成ユニットを交
換することができる等のメンテナンス性も優れたものと
なる。

【００４９】また像形成ユニット群の内部に露光のため
の光を導く構成により、像形成ユニット群がシンプルで
かつ占有体積が小さくなり小型化が可能となるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカラー電子写真装置の
構成図

【図２】本発明の実施例のカラー電子写真装置に用いら
れる像形成ユニットの構成図

【図３】従来のカラー電子写真装置の構成図

【符号の説明】

３レーザ露光装置５ミラー１Ｂｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ像形成ユニット９感光体３２中間転写ベルト３３転写ローラ３５第２転写ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々が少なくとも回動する静電像担持体と
それぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備えて
いて、前記静電像担持体上にそれぞれ異なった色のトナ
ー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニット
と、単一の転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を
転写材に転写する転写手段と、前記転写位置に対応づけ
られた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記
複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対
応しかつ前記転写位置に対応する像形成位置に順次位置
せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させ
る移動手段と、前記像形成ユニット群の回転移動のほぼ
回転中心部に、前記露光手段の光を前記露光位置に導く
ミラーとを有し、転写材上に異なる色のトナー像を、位
置を合わせて重ねて転写し、カラー像形成を行うカラー
電子写真装置。
【請求項２】各々が少なくとも回動する静電像担持体と
それぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備えて
いて、前記静電像担持体上にそれぞれ異なった色のトナ
ー像を形成できる、複数の移動可能な像形成ユニット
と、単一の転写位置で前記静電像担持体上のトナー像を
転写材に転写する転写手段と、前記転写位置に対応づけ
られた単一の露光位置で像露光を行う露光手段と、前記
複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記露光位置に対
応しかつ前記転写位置に対応する像形成位置に順次位置
せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させ
る移動手段と有し、かつ、隣合う前記像形成ユニット間
の境界部の少なくとも一部に、前記露光手段の光を前記
露光位置に導く光路の少なくとも一部を形成してなり、
転写材上に異なる色のトナー像を、位置を合わせて重ね
て転写し、カラー像形成を行うカラー電子写真装置。