JPH08278675A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像形成装置において、黒色画像の形
成に当たりカラー用の各現像手段を簡単な機構とその制
御によって不作動状態とする。 【構成】 感光体ドラム１０の端部のフランジ部材１０
Ｂに一体に形成した歯車Ｇ１に黒色のトナーを収容する
現像器１３（Ｋ）を、またフランジ部材１０Ｂに回転自
在に支持した歯車Ｇ２に各色のトナーを収容する現像器
１３（Ｙ）、１３（Ｍ）、１３（Ｃ）をそれぞれ接続し
て置き、一方装置側の駆動動力によって回転される歯車
Ｇ０の回転伝達軸Ｓに一体に形成した歯車Ｇ１Ａを前記
の歯車Ｇ１に、また回転伝達軸Ｓに電磁クラッチＣを介
して支持した歯車Ｇ２Ａを前記の歯車Ｇ２に噛合させ
て、カラー画像形成の場合には前記の電磁クラッチＣを
ＯＮにしてすべての現像器を一斉に作動状態とし、モノ
クロ画像形成の場合には前記の電磁クラッチＣをＯＦＦ
にして現像器１３（Ｙ）、１３（Ｍ）、１３（Ｃ）を不
作動状態とし現像器１３（Ｋ）のみの作動によって黒色
のトナー像が形成されるように構成したことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体の周面に複数
の帯電手段、像露光手段ならびに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】多色のカラー画像を記録する装置として
は、画像形成に必要な色の種類と同数の帯電手段、像露
光手段ならびに現像手段を像形成体の周囲に配置して、
像形成体の一周する間に各色毎の帯電、像露光ならびに
現像を順次行ってトナー像を重ね合わせてカラーのトナ
ー像を形成し、これを一括して転写材上に転写する形式
のカラー画像形成装置が知られている。

【０００３】かかる装置は各色のトナー像の形成が僅か
な時間差を置いて連続して開始されることから、カラー
画像形成のスピードが早く、また像形成体の周面の長さ
より大きいカラー画像の形成が可能であると云う特徴も
備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる装置は、前述し
たように各トナー像が連続して形成されるために各帯電
手段、各現像手段がコピースタートと同時に一斉に作動
を開始する形式がとられ、そのため特定した色のみのい
わゆるモノクロ画像を形成する場合にも必要としない帯
電手段、現像手段までもが作動状態に置かれることとな
る。

【０００５】その結果常時複数の帯電手段が放電作用を
行って多量のオゾンが発生して感光体の劣化が早まり、
また現像手段の空作動によってトナーが劣化や混色が生
じたり、機構部の寿命も早まるという問題が起きてい
る。

【０００６】この問題を解決するには各帯電手段、各現
像手段をそれぞのトナー像形成のプロセスに対応して個
々に作動を制御することが望まれるが、回路や機構が複
雑化してコストが上昇するので実現するのに難点があ
る。

【０００７】本発明はモノクロ画像の主体は黒色のみの
画像であることから、極めて簡単な回路構成と作動機構
によってコストの上昇なく前記の諸問題を解消すること
を可能としたカラー画像形成装置の提供を目的としたも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周面に、複数のカラー色および黒色の各トナー像に対応
するそれぞれの帯電手段、像露光手段および現像手段を
配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、像露光および
現像を繰り返して前記各色のトナー像を重ね合わせて形
成後、前記トナー像を一括して転写材に転写するカラー
画像形成装置において、前記装置は黒色画像の形成を可
能とし、前記各現像手段は１個の駆動歯車を動力源とし
て前記歯車に対し黒色のトナー像に対応する現像手段を
直結し、各カラー色に対応する各現像手段を１個のクラ
ッチを介して並列に連結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。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図６によって
説明する。

【００１０】10はドラム状の像形成体即ち感光体ドラム
で、光学ガラス若しくは透明アクリル樹脂等の透明部材
によって形成される基体の外周に透明導電層から成る有
機感光層（ＯＰＣ）を塗布したもので、接地した状態で
時計方向に駆動回転される。

【００１１】本実施例では、画像露光用の露光ビームの
結像点である感光体ドラムの光導電体層において、光導
電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正な
コントラストを付与できる波長の露光光量を有していれ
ばよい。従って、本実施例における感光体ドラムの透明
基体の光透光率は、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が
あっても構わない。透光性基体の素材としては、ソーダ
ガラス、パイレックスガラス、ホウ珪酸ガラスや一般光
学部材などに使用されるフッ素、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、Ｎ
ｉ、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ＣＶＤ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（Ｏ
ＰＣ）が使用可能である。

【００１２】11は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、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グリッドと放電ワイヤによるコロナ
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。

【００１３】12は像露光手段である露光光学系で、感光
体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，ＥＬ，Ｐ
Ｌ等の発光素子と等倍結像素子としてのセルフォックレ
ンズとから構成される。別体の画像読み取り装置によっ
て読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取り出
されて前記の各露光光学系12にそれぞれ電気信号として
入力される。この実施例で使用される発光素子の発光波
長は各々同一波長であり、500〜900nmの範囲のものであ
る。

【００１４】前記の各露光光学系12は何れも共通の柱状
の支持部材20に取り付けられ、かつ各露光光学系12
（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ），12（Ｋ）は等間隔に配置
され、前記感光体ドラム10の基体内部に収容される。露
光光学系12は上記の発光素子以外にランプとＬＣＤ，Ｌ
ＩＳＡ，ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合わせたも
のとセルフォックレンズ等の結像レンズとから構成する
こともできる。

【００１５】13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、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同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１６】前記の各現像器13は、前述した帯電器11に
よる帯電，露光光学系12による像露光によって形成され
る感光体ドラム10上の静電潜像を直流と交流電圧を重畳
した現像バイアス電圧の印加により非接触の状態で反転
現像する。

【００１７】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１８】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、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及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１９】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム10を時計方向へと回転し、同
時に帯電器11（Ｙ）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。

【００２０】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、
前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信号すなわ
ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
像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イエロー（Ｙ）の画像に対応する静
電潜像を形成する。

【００２１】前記の潜像は現像器13（Ｙ）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。

【００２２】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帯電器11（Ｍ）の帯電作
用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２の
色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電
気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）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。

【００２３】同様のプロセスにより帯電器11（Ｃ）、露
光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）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
た最後に帯電器11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）および現
像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒（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。

【００２４】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、転写器14Ａにおいて給紙カセ
ット15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって
同期して給紙される転写材である転写紙上に転写され
る。

【００２５】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着し定着がなされた
のち排紙ローラ18を介して装置上部のトレイ上に排出さ
れる。

【００２６】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において残留トナーを除去，清掃し
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待機す
る。

【００２７】前記の感光体ドラム１０は、各帯電器１
１、露光光学系１２、現像器１３ならびにクリーニング
装置１９とさらに前記の各現像器１３に対しトナーを供
給する各トナー収納容器４０およびクリーニング装置１
９により回収したトナーを収容する廃トナー容器５０と
共にカラー用のプロセスカートリッジ３０に収められて
いて、装置本体の側面カバー８０と開放した状態で右方
向からほぼ平行にスライドして着脱される。

【００２８】図２は感光体ドラム１０と露光光学系１２
の要部断面を示したもので、感光体ドラム１０は一方の
端部のフランジ部材１０Ａが軸受Ｂ１を介してプロセス
カートリッジ３０の内壁に突出する支持ピンＰに支持さ
れ、他方の端部のフランジ部材１０Ｂがカートリッジ３
０の壁面と着脱可能の円盤部材３１とに挾着保持される
軸受Ｂ２を介して支持されている。

【００２９】一方露光光学系１２は、前記の支持部材２
０を挿通固定する軸部材２１の一方の端部が前記の支持
ピンＰに係合支持され、他方の端部が前記の円盤部材３
１に係合し回転を規制された状態で支持されている。

【００３０】従って前記の各露光光学系１２はプロセス
カートリッジ３０に一体化されているものの、円盤部材
３１を取り外すことによってカートリッジ３０より容易
に分離して取り出すことも出来るようになっている。

【００３１】前記のフランジ部材１０Ｂは外周に歯車Ｇ
１を一体に形成し、さらにそれに並列して歯車Ｇ１と歯
数ならびに外径を全く同一とする歯車Ｇ２を回動自在に
支持している。

【００３２】前記の歯車Ｇ１は現像器１３（Ｋ）の現像
スリーブ１３０の一体とする歯車を噛合し、一方前記の
歯車Ｇ２は現像器１３（Ｙ）、１３（Ｍ）および１３
（Ｃ）の各現像スリーブ１３０の一体とする歯車をそれ
ぞれ噛合している。

【００３３】前記の歯車Ｇ１およびＧ２の外周部にはカ
ートリッジ３０の壁面を挿通する回転伝達軸Ｓが設けら
れていて、カートリッジ３０の背側面に突出する一方の
端部には歯車Ｇ０が一体とされ、内側面に突出する他方
の端部には歯車Ｇ１Ａとさらにそれに並列して歯車Ｇ１
Ａと歯数ならびに外径を全く同一とする歯車Ｇ２Ａが、
前者は一体に直結され、後者は電磁クラッチＣを介して
支持されている。

【００３４】前記の歯車Ｇ１ＡとＧ２Ａはそれぞれ前述
した歯車Ｇ１とＧ２に噛合し、前記の回転伝達軸Ｓの回
転が一方では図３（ａ）に示す如く歯車Ｇ１Ａを介し歯
車Ｇ１を回転して感光体ドラム１０と現像器１３（Ｋ）
の現像スリーブ１３０を駆動回転し、他方では図３
（ｂ）に示す如く電磁クラッチＣのＯＮにより歯車Ｇ２
Ａを介し歯車Ｇ２を回転して現像器１３（Ｙ）、１３
（Ｍ）、１３（Ｃ）の各現像スリーブ１３０を駆動回転
したりあるいは電磁クラッチＣをＯＦＦに切り替えるこ
とにより、それ等の各現像スリーブ１３０の作動を休止
状態に置くことも出来るようになっている。

【００３５】前記の歯車Ｇ０は、図示の如くカートリッ
ジ３０の矢印方向からの装着操作により、装置本体側の
駆動歯車Ｇに自動的に噛合して駆動歯車Ｇの動力を前記
の回転伝達軸Ｓに伝達するようになっている。

【００３６】本発明においての画像形成モードは黒色画
像形成モードあるいはカラー画像形成モードのいずれか
に制約されている。

【００３７】図４は各現像器１３に対する動力の伝達を
系統図によって示したもので、コピーモードにカラー画
像形成モードが選択された場合、前記の電磁クラッチＣ
はＯＮに設定されて駆動歯車Ｇの作動開始により、歯車
Ｇ１ＡとＧ２Ａが同時に駆動回転されて現像器１３
（Ｋ）と共に現像器１３（Ｙ）、１３（Ｍ）、１３
（Ｃ）がすべて作動状態とされ、前述したカラーの画像
形成が行われる。

【００３８】なお、少なくとも、黒現像器以外のカラー
現像器を使用する場合も、カラー画像形成モードが選択
されて同様にＹＭＣＫの現像手段が動作する。

【００３９】一方コピーモードに黒色画像形成モードが
選択された場合には、前記の電磁クラッチＣはＯＦＦに
切り替えられて駆動歯車Ｇの作動開始により、歯車Ｇ１
Ａのみが駆動回転されて現像器１３（Ｙ）、１３
（Ｍ）、１３（Ｃ）は不作動状態とされ帯電器１１
（Ｙ）、１１（Ｍ）、１１（Ｃ）ならびに露光光学系１
２（Ｙ）、１２（Ｍ）、１２（Ｃ）の各作用も休止され
て黒トナーによる画像形成が行われる。

【００４０】従って各現像器１３は、コピーモードの選
択に応じて必要とする場合にのみ効率良く使用されるの
で長期間の使用に耐え、また電力も有効に消費されるこ
ととなる。

【００４１】なお、現像スリーブを動作させる場合は、
現像スリーブには直流と交流電圧を重畳した現像バイア
スを印加し、現像スリーブを停止している場合は、現像
バイアスは直流電圧のみあるいはフローティング状態に
変更することが好ましい。

【００４２】また前記の電磁クラッチＣを図５に示すよ
うに歯車Ｇ２とフランジ部材１０Ｂの間に設置して歯車
Ｇ２の駆動回転を直接制御することも可能であり、この
場合には前記の歯車Ｇ２Ａの省略により構造が簡略化さ
れる。

【００４３】なお、本実施例は露光光学系１２を感光体
ドラム１０の内部に配置した装置によって説明したが、
本発明は像露光手段として使用するレーザユニット１２
０（ＹＭ）、１２０（ＣＫ）を感光体ドラム１０の外部
あるいは図６に示す如くプロセスカートリッジ３０の外
側に配置する装置に対しても適用が可能であり、この場
合にはプロセスカートリッジ３０は装置の手前側から奥
行方向へとスライドすることにより着脱されて前述した
歯車Ｇ０の駆動歯車Ｇに対する噛合ならびに噛合解除が
行われる。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、極めて簡単な機構とその
作動制御をもって複数の現像手段をカラーあるいはモノ
クロ画像形成のモードに応じて効率良く作動させること
が可能となり、その結果現像手段の耐用期間が長く、長
期にわたって高品質の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】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の断面構成図。

【図２】現像器の駆動装置（その一）を示す要部断面
図。

【図３】歯車のレイアウトを示す説明図。

【図４】現像器の駆動系を示す説明図。

【図５】現像器の駆動装置（その二）を示す要部断面
図。

【図６】他のカラー画像形成装置の要部構成図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ 帯電器 １２ 露光光学系 １３（Ｙ） 現像器（イエロー） １３（Ｍ） 現像器（マゼンタ） １３（Ｃ） 現像器（シアン） １３（Ｋ） 現像器（黒） １４Ａ 転写器 １４Ｂ 除電器 １５ 給紙カセット １７ 定着装置 １９ クリーニング装置 ２０ 支持部材 ３０ プロセスカートリッジ Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ１Ａ，Ｇ２Ａ 歯車 Ｓ 回転伝達軸 Ｃ 電磁クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼田 州太 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周面に、複数のカラー色およ
   び黒色の各トナー像に対応するそれぞれの帯電手段、像
   露光手段および現像手段を配設し、前記像形成体の一回
   転中に帯電、像露光および現像を繰り返して前記各色の
   トナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を一括し
   て転写材に転写するカラー画像形成装置において、 前記装置は黒色画像の形成を可能とし、前記各現像手段
   は１個の駆動歯車を動力源として前記歯車に対し黒色の
   トナー像に対応する現像手段を直結し、各カラー色に対
   応する各現像手段を１個のクラッチを介して並列に連結
   したことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記動力源は前記像形成体を経由して前
   記各カラー色に対応する各現像手段に対し動力を伝達す
   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。
3. 【請求項３】 画像形成は、黒色画像形成モードあるい
   はカラー画像形成モードのいずれかを選択可能としたこ
   とを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。