JPH10149019A

JPH10149019A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH10149019A
Application number: JP8306397A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Shunei Miura; 俊英三浦
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】像形成体の周囲に配置される複数の現像手段
により像形成体が変形されたり、損傷されたりすること
なく、また、現像手段の交換時の像形成体と現像手段と
の高精度の所定の間隔の設定がなされるカラー画像形成
装置を提供すること。【解決手段】像形成体に対し外径を覆うフランジ部材
を設けると共に、現像手段に像形成体との位置決めを行
う間隙保持手段を設け、間隙保持手段をフランジ部材に
当接することを特徴とするカラー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、像形成体の周辺に複数
組の帯電手段、像露光手段と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】従来、多色のカラー画像を形成する方法
としては、画像形成に必要な色と同数の像形成体、帯電
手段、現像手段等を備え、それぞれの像形成体に形成し
た単色のトナー像を転写材に重ね合わせてカラー画像と
するカラー画像形成装置や、像形成体を複数回回転して
各色毎の帯電、像露光ならびに現像を繰り返してカラー
画像を形成するカラー画像形成装置、あるいは、同じく
像形成体の一回転以内に各色毎の帯電、像露光ならびに
現像を順次行ってカラー画像を形成するカラー画像形成
装置等が知られている。

【０００３】しかし前記の各画像形成装置において、画
像形成に必要な色と同数の像形成体、帯電手段、現像手
段等を備え、それぞれ像形成体に形成した単色のトナー
像を転写材に重ね合わせてカラー画像とするカラー画像
形成装置は、複数の像形成体や転写材の搬送を要するた
め装置の容積が大型化する欠点があり、一方、像形成体
を複数回回転して各色毎の帯電、像露光ならびに現像を
繰り返してカラー画像を形成するカラー画像形成装置
は、容積は小型化されるものの、形成される画像のサイ
ズが像形成体の表面積以下に限定されると云う制約があ
る。

【０００４】その点、像形成体の一回転以内に各色毎の
帯電、像露光ならびに現像を順次行ってカラー画像を形
成するカラー画像形成装置は、画像のサイズに制約がな
く、しかも高速の画像形成を可能とする等の利点があ
る。更に、像形成体の基体として透光性基体を用い、像
形成体の内部に像露光手段を配置し装置の小型化を図っ
たものが、例えば特開平５−３０７３０７号公報によっ
て提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の提
案によるカラー画像形成装置は、像形成体に対し内側に
像露光手段、外側に帯電手段、現像手段を数多く配置す
るために構造が複雑化であり、特に、交換頻度の多い現
像剤のメンテナンス操作を要する現像手段は、保守・交
換等のメンテナンス操作の際の交換時の像形成体と現像
手段の現像スリーブとの所定の間隔の保持が困難であ
る。

【０００６】特に、一成分現像剤を用いた現像手段にお
いては、各色毎に現像剤の使いきりによる現像手段の交
換寿命が異なり、現像剤の使いきりによる現像手段の交
換の際の交換の容易性や、それぞれの現像手段の交換時
の像形成体と現像手段の現像スリーブとの高精度の所定
の間隔の設定が要求される。更に、間隙保持手段を像形
成体に当接し、像形成体と現像手段に設けられる現像ス
リーブとの間隔を設定する方法が従来より行われている
が、間隙保持手段により像形成体が変形されたり、損傷
されたりするという問題が生じる。

【０００７】また、従来より像形成体の両端にフランジ
部材を圧入して像形成体の支持部を構成しているが、像
形成体にフランジ部材を圧入すると、圧入された像形成
体の部分が変形し、像形成体の端部に当接される間隙保
持手段により所定の間隙を設けて保持される複数の現像
器の正確な現像ギャップが保たれず、良好な画像が得ら
れないといった問題が発生する。特に、像形成体の基体
として樹脂基体を用いた場合にはフランジ部材の圧入に
よる変形が著しく、像形成体の端部に当接される間隙保
持手段による所定の間隙が保持されない。また、軸受け
部材としてのベアリングや像形成体駆動歯車の振動によ
り間隙保持手段が振動されるという問題も生じる。

【０００８】本発明はこの点を解決して、像形成体の周
囲に配置される複数の現像手段により像形成体が変形さ
れたり、損傷されたりすることなく、また、現像手段の
交換時の像形成体と現像手段との高精度の所定の間隔の
設定がなされるカラー画像形成装置を提供することを目
的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転する像
形成体の周囲に、前記像形成体を帯電させる帯電手段
と、帯電された像形成体に像露光し潜像を形成させる像
露光手段と、像形成体に形成された潜像を現像しトナー
像を形成させる現像手段と、を複数組配置し、前記像形
成体の一回転中に、前記像形成体に対し前記帯電手段に
よる帯電と前記像露光手段による像露光と前記現像手段
による現像とによるトナー像の形成を順次繰り返すこと
により前記像形成体上に複数のトナー像を重ね合わせた
後、重ね合わせたトナー像を転写材に一括して転写する
カラー画像形成装置において、前記像形成体に対し外径
を覆うフランジ部材を設けると共に、前記現像手段に前
記像形成体との位置決めを行う間隙保持手段を設け、前
記間隙保持手段を前記フランジ部材に当接することを特
徴とするカラー画像形成装置によって達成される（第１
の発明）。

【００１０】また、上記目的は、回転する像形成体の周
囲に、前記像形成体を帯電させる帯電手段と、帯電され
た像形成体に像露光し潜像を形成させる像露光手段と、
像形成体に形成された潜像を現像しトナー像を形成させ
る現像手段と、を複数組配置し、前記像形成体の一回転
中に、前記像形成体に対し前記帯電手段による帯電と前
記像露光手段による像露光と前記現像手段による現像と
によるトナー像の形成を順次繰り返すことにより前記像
形成体上に複数のトナー像を重ね合わせた後、重ね合わ
せたトナー像を転写材に一括して転写するカラー画像形
成装置において、前記現像手段に前記像形成体との位置
決めを行う間隙保持手段を設け、前記像形成体に対し前
記間隙保持手段を当接すると共に、前記間隙保持手段の
前記像形成体との当接部の外側に、前記像形成体を支持
する軸受け部材と、前記像形成体に設けられた像形成体
駆動歯車とを、その順に設ける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（第２の発明）。

【００１１】また、上記目的は、回転する像形成体の周
囲に、前記像形成体を帯電させる帯電手段と、帯電され
た像形成体に像露光し潜像を形成させる像露光手段と、
像形成体に形成された潜像を現像しトナー像を形成させ
る現像手段と、を複数組配置し、前記像形成体の一回転
中に、前記像形成体に対し前記帯電手段による帯電と前
記像露光手段による像露光と前記現像手段による現像と
によるトナー像の形成を順次繰り返すことにより前記像
形成体上に複数のトナー像を重ね合わせた後、重ね合わ
せたトナー像を転写材に一括して転写するカラー画像形
成装置において、前記現像手段に前記像形成体との位置
決めを行う間隙保持手段を設け、前記像形成体に対し前
記間隙保持手段を当接すると共に、前記間隙保持手段の
前記像形成体との当接部の外側に、前記像形成体に設け
られた像形成体駆動歯車と、前記像形成体を支持する軸
受け部材とを、その順に設ける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（第３の発明）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本願の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。また、以下の実施形態の説明にお
いて、カラートナー像の転写材への転写の際に、転写域
において像形成体に対向する側の転写材の面（転写材の
表面または上面という）に転写する画像を表面画像、転
写材の他方の側の面（転写材の裏面または下面という）
に転写する画像を裏面画像という。

【００１３】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態
の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし
図４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を
示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、
図１の像形成体の側断面図であり、図３は、プロセスカ
ートリッジの側板に設ける現像手段挿入用のガイド手段
を示す図であり、図４は、間隙保持手段の当接方法の第
１の例を示す図である。図１に示すカラー画像形成装置
はベルト状転写手段を有し、さらにはベルト状部材を用
いて転写材の両面にトナー像を形成し、これを一括定着
を行うようにした両面画像形成装置であるが、本発明は
両面画像形成に限定されるものではない。

【００１４】図１または図２によれば、像形成体である
感光体ドラム１０は、例えば、透明アクリル樹脂の透明
部材によって形成される円筒状の基体を内側に設け、透
明の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の感光層を該基体
の外周に形成したものであり、接地された状態で図１の
矢印で示す時計方向に回転される。

【００１５】本実施形態では、像露光光に対し感光体ド
ラムの光導電体層は適切なコントラストを生成できる露
光感度を有していればよい。従って、本実施形態におけ
る感光体ドラムの透光性樹脂を用いた基体の光透過率
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であっても構わな
い。透光性基体の素材としては、アクリル樹脂、特にメ
タクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合したもの
が、透明性、強度、精度、表面性等において優れており
好ましく用いられるが、その他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、透光性基体は露光光に対し透光性を有
していれば、着色していてもよい。これらの樹脂の屈折
率はほぼ１．５である。

【００１６】透光性樹脂による基体の製造方法としては
遠心重合法で高精度の素筒をつくることができる。この
製造法は、プラスチック材料モノマーを合成し、重合さ
せるための触媒を添加した後、円筒状の型に注ぎ、側板
にて密封して固定し、これを回転させると共に、適度に
加熱することにより均一な重合を促進させる。重合終了
後は冷却し、得られた透光性樹脂基体を型より取り出
し、切断し、必要ならば仕上げ工程を経て画像形成装置
の感光体ドラム用の基体が製造される（遠心重合法）。

【００１７】遠心重合によって成型される透光性のプラ
スチックの基体の素材としては、上記のごとくメタクリ
ル酸メチルエステルモノマーを用い重合したものが、透
明性、強度、精度、表面性等において最も良いが、その
他ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、
ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリス
チレン、ポリイミド、ポリエステルあるいはポリ塩化ビ
ニル等、又はこれらの共重合体などが使用され得る。遠
心重合法では真円度が成型に用いられる型で決まるの
で、高精度の基体を得ることができる。特に外径精度の
良い基体が得られる。また、偏肉は重合時の回転ムラや
粘度や重合時の加熱条件で変化する。

【００１８】上記の製造方法によって造られたプラスチ
ックの円筒状の透光性樹脂基体を用いることにより、肉
厚が均一で、円筒状の基体の円筒度、真円度に優れ、従
来より透光性基体として用いられているガラス材よりも
製造が容易でコストが易い感光体ドラムが提供される。

【００１９】次に、透光性導電層の成膜法としては、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法を用いて、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴ
Ｏ）、アルミナ、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨ
ウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ等からなる透光性を
維持した薄膜が用いられる。また、好ましくは、浸漬塗
工法やスプレー塗布法等を用いて上記透明の導電性（例
えばＩＴＯ）の微粒子とバインダー樹脂とからなる導電
性樹脂層等が用いられる。この場合、透光性を高めるた
めには、層を構成する微粒子を光散乱がほとんどないレ
イリー散乱（露光波長の１／１０以下の大きさの微粒子
による散乱）領域の、５００オングストローム程度以下
に制御することが好ましい。特に、主構成材料として、
１次粒子径が４００オングストローム以下の導電性微粒
子を用い、かつ、粒子半径の分布を±１００オングスト
ローム以下に制御したものを好ましく用いることができ
る。

【００２０】有機感光体層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）
を主成分とする電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送物質
（ＣＴＭ）を主成分とする電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機
能分離された二層構成の感光体層とされる。二層構成の
有機感光体層は、ＣＧＬが薄いために像露光光の透過性
が良く本発明に適する。なお有機感光体層は、電荷発生
物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を１つの層中
に含有する単層構成とされてもよく、該単層構成又は前
記二層構成の感光体層には、通常バインダー樹脂が含有
される。

【００２１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
はイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およ
び黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、像
形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交
する方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、
感光体ドラム１０の前述した有機感光層に対し所定の電
位に保持された制御グリッドと、例えば鋸歯状電極から
なる放電電極１１ａとを有し、トナーと同極性のコロナ
放電によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス
帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与
える。放電電極１１ａとしては、その他ワイヤ電極を用
いることも可能である。

【００２２】各色毎の像露光手段としての露光光学系１
２は、感光体ドラム１０上での露光位置が、スコロトロ
ン帯電器１１の放電電極１１ａと現像器１３の現像位置
との間に位置するように配置される。

【００２３】Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色毎の像露光手段と
しての露光光学系１２は、露光系として、例えばセラミ
ックの長方形の基板上に感光体ドラム１０の軸と平行な
主走査方向に配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ
（発光ダイオード）をアレイ状に並べた線状の露光素子
１２ａを、結像素子としての光集束性光伝送体（商品
名、セルフォックレンズ）１２ｂを保持する結像素子保
持部材としてのレンズホルダ１２ｃに取付けたユニット
として構成され、各露光光学系１２を支持する共通支持
体としての支持部材２０に各色毎の露光光学系１２が取
付けられて感光体ドラム１０の基体内部に収容される。

【００２４】各色毎の露光光学系１２は、従来用いられ
ていた楔状の貼付部材を用いずに、支持部材２０上に直
接仮止めされ、予め治工具等により感光体ドラム１０と
の主走査方向及び感光体ドラム１０の回転方向の副走査
方向とを位置出しされる状態に調整されて各色毎の露光
光学系１２の共通支持体としての支持部材２０に直接接
着剤にて固定される。これにより、露光光学系１２が設
けられた支持部材２０の小型化が図られる。即ち、像露
光手段の小型化が図られる。

【００２５】別体のイメージスキャナにより読込まれた
り、外部信号等により入力されて不図示の記憶部、例え
ばＲＡＭ内に記憶された各色の画像データが装置本体の
制御部を通して記憶部より順次読み出され、露光光学系
１２にそれぞれ電気信号として入力され、各色毎の露光
素子１２ａに設けられたＬＥＤが、例えばパルス幅変調
方式（ＰＷＭ方式）により発光される。この実施形態で
使用される発光素子の発光波長は６００〜９００ｎｍの
範囲のものである。

【００２６】上記の露光素子としては、その他ＦＬ（蛍
光体発光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ
（プラズマ放電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べ
たものが用いられる。この実施形態で使用される発光素
子の発光波長は、外部から像露光を行う際は通常Ｙ，
Ｍ，Ｃのトナーの透過性の高い７８０〜９００ｎｍの範
囲のものが用いられるが、裏面から像露光を行う方式で
あることからカラートナーに対して透光性を十分に有し
ないこれより短い４００〜７８０ｎｍの波長でもよい。

【００２７】画像形成される色順序と、回転される感光
体ドラム１０に、該色順序に従って設けられる現像器１
３は、本実施形態においては、図１の感光体ドラム１０
に対してＹ，Ｍの現像器１３が感光体ドラム１０の左側
に、また、Ｃ，Ｋの現像器１３が感光体ドラム１０の右
側に配置され、Ｙ，Ｍの現像器１３の現像ケーシング１
３８の下方にＹ，Ｍのスコロトロン帯電器１１が、ま
た、Ｃ，Ｋの現像器１３の現像ケーシング１３８の上方
にＣ，Ｋのスコロトロン帯電器１１が配置される。

【００２８】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の一成分の現像剤をそれぞれ収容し、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、
現像位置において感光体ドラム１０の回転方向と同方向
に回転する例えば厚み０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、外径１
０〜２０ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはア
ルミ材で形成された現像スリーブ１３１を備えている。

【００２９】現像スリーブ１３１は、例えばアルミニウ
ム、ステンレス鋼等の非磁性材料からなり、表面をサン
ドブラスト処理でＪＩＳ１０点平均粗さによる表示（Ｊ
ＩＳ−Ｂ０６１０）で０．５μｍ〜５μｍの粗面加工を
施し回転可能に支持された現像剤搬送担体である。現像
スリーブ１３１が感光体ドラム１０の周面に対し所定の
間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回
転方向と同方向に回転する。

【００３０】１３２は現像スリーブ１３１へ現像剤（ト
ナー）を供給するトナーの供給部材としての、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡材ローラよりなり、供給部
において現像スリーブ１３１と平行に設けられ、現像ス
リーブ１３１と同方向に回転する供給ローラである。１
３３は現像剤層（トナー層）の高さ、量を規制するため
設けられた規制部材であり、例えば板状のステンレスや
ゴム材よりなる帯状の弾性板と、弾性板の先端部で現像
スリーブ１３１との当接部に取付けられ、例えばスポン
ジやウレタンゴムの発泡材よりなる帯状の弾性体と、よ
り構成される。規制部材１３３は先端を現像スリーブ１
３１の回転方向上流に向けて配置される。

【００３１】現像器１３が不図示の突き当てコロにより
感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば１００μｍ
〜５００μｍをあけて非接触に保たれ、各色毎の現像器
１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３１に
対し直流電圧あるいはさらに交流電圧を加えた現像バイ
アスが印加され、現像器の収容する一成分現像剤による
ジャンピング現像が行われて、負荷電の感光体ドラム１
０に対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）の直流バイアスを印加して、露光部にトナー
を付着させる非接触の反転現像が行われる。この時の現
像間隔精度は画像ムラを防ぐために２０〜５０μｍ程度
以下が必要である。

【００３２】上記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電と露光光学系１２によ
る像露光とによって形成される感光体ドラム１０上の静
電潜像を、現像バイアスの印加による非接触現像法によ
り非接触の状態で帯電極性と同極性のトナー（本実施形
態においては感光体ドラムは負帯電であり、マイナス極
性のトナー）をもって反転現像する。

【００３３】上記の現像器に用いられる一成分現像剤
（トナー）としては、従来のトナーと同様の方法で得ら
れる球形や不定形の非磁性のトナーを用いることができ
る。好ましいトナーは、スチレン系樹脂，ビニル系樹
脂，エチレン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹
脂，ポリアミド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂
等の樹脂やパルミチン酸，ステアリン酸等の脂肪酸ワッ
クス等の樹脂を用い、それにカラー顔料等の着色成分や
必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のトナー
粒子製造方法と同様の方法によって作ることができる平
均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に
好ましくは１〜７μｍの粒子からなるものである。ま
た、必要に応じて粒子の流動滑りを良くするための流動
化剤や像形成体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が
混合される。流動化剤としては、コロイダルシリカ、シ
リコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等
を用いることができ、クリーニング剤としては、脂肪酸
金属塩、有機基置換シリコンあるいはフッ素等表面活性
剤等を用いることができる。

【００３４】一成分現像剤（トナー）は、現像器１３内
に密閉されており、使い切ると、現像器毎交換される。
トナーは現像スリーブ１３１、規制部材１３３、供給ロ
ーラ１３２間で摩擦帯電される。

【００３５】上記の如く、一成分現像剤を用いた現像手
段を用いることにより、現像器１３が小型となり、ま
た、感光体ドラム１０に対し、現像器１３に用いられる
前記の現像器内部の各部材を感光体ドラム１０の中心よ
り放射状に感光体ドラム１０の周囲に配置することによ
り像形成体の周囲が効率よく利用され、像形成体周りの
装置の小型化が図られる。

【００３６】原稿画像として本装置とは別体の画像読取
装置の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は、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫの各
色別の画像データとして一旦メモリに記憶し格納され
る。

【００３７】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータの始動により感光体ドラム１０を図１の矢印
で示す時計方向へ回転し、同時に感光体ドラム１０の左
方でイエロー（Ｙ）の現像器１３の現像ケーシング１３
８の下方に配置されたＹのスコロトロン帯電器１１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。

【００３８】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号すなわち
Ｙの画像データに対応する電気信号による露光が開始さ
れ、感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感
光層に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成す
る。

【００３９】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ロ
ーラ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。

【００４０】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、さらに感光体ドラム１０の左
方、イエロー（Ｙ）の上部でマゼンタ（Ｍ）の現像器１
３の現像ケーシング１３８の下方に配置されたマゼンタ
（Ｍ）のスコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位
が付与され、Ｍの露光光学系１２の第２の色信号すなわ
ちＭの画像データに対応する電気信号による露光が行わ
れ、Ｍの現像器１３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
トナー像が重ね合わせて形成される。

【００４１】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
右方でシアン（Ｃ）の現像器１３の現像ケーシング１３
８の上方に配置されたシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電
器１１、Ｃの露光光学系１２およびＣの現像器１３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、また感光体ドラム１０の右方、Ｃの下部で黒色
（Ｋ）の現像器１３の現像ケーシング１３８の上方に配
置された黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、露光光
学系１２および現像器１３によって第４の色信号に対応
する黒色（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。

【００４２】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光光学系１２
による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は感
光体ドラム１０の内部より前述した透明の基体を通して
行われる。従って第２，第３および第４の色信号に対応
する画像の露光は何れも先に形成されたトナー像の影響
を全く受けることなく行われ、第１の色信号に対応する
画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。

【００４３】上記の画像形成プロセスによって像形成体
としての感光体ドラム１０（像形成体）上に裏面画像と
なる重ね合わせカラートナー像が形成され、感光体ドラ
ム１０上の裏面画像の重ね合わせカラートナー像が転写
域１４ｂにおいて、トナーと反対極性（本実施形態にお
いてはプラス極性）の直流電圧が印加される転写器１４
ｃ（第１の転写手段）により、駆動ローラ１４ｄ及び従
動ローラ１４ｅ間に張架され、感光体ドラム１０に近接
あるいは接触して設けられたトナー像受像体１４ａ（中
間転写体）上に一括して転写される。

【００４４】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、クリーニング装置１９にいたり、感光体ド
ラム１０に当接したゴム材から成るクリーニングブレー
ド１９ａによってクリーニングされ、引き続き次の表面
画像のカラー画像形成が行われる。

【００４５】以上のようにしてトナー像受像体１４ａ上
に裏面画像となる重ね合わせカラートナー像が形成され
た後、感光体ドラム１０上には引き続き表面画像となる
重ね合わせトナー像が上記のカラー画像形成プロセスと
同様にして形成される。このとき、トナー像受像体１４
ａ上に形成されている裏面画像と感光体ドラム１０上に
形成される表面画像とは転写域１４ｂにおける同期がと
られ、両面のトナー像の形成状態となる。なお、この時
に形成される表面画像は、感光体ドラム１０上では裏面
画像形成とは互いに鏡像になる様に画像データを変更す
る必要がある。

【００４６】転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａによ
り送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイ
ミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００４７】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持された表面画像
のカラートナー像と、トナー像受像体１４ａに担持され
ている裏面画像のカラートナー像と、の同期がとられて
転写域１４ｂへ給送される。この際、記録紙Ｐは、転写
材帯電手段としての紙帯電器１４ｆによりトナーと同極
性に紙帯電され、トナー像受像体１４ａに吸着されて転
写域１４ｂへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を行
うことにより、記録紙Ｐが転写部以外でトナー像受像体
１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー像と
引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止してい
る。また、転写材帯電手段としては、トナー像受像体１
４ａに当接及び当接解除可能な導通ローラやブラシ帯電
器やコロナ帯電器等を用いることも可能である。

【００４８】トナーと反対極性（本実施形態においては
プラス極性）の電圧が印加される第１の転写手段として
の転写器１４ｃにより感光体ドラム１０の周面上の表面
画像が一括して記録紙Ｐの上面側（表面側）に転写され
る。この際、トナー像受像体１４ａの周面上の裏面画像
は記録紙Ｐに転写されないでトナー像受像体１４ａに存
在する。次に、トナーと反対極性（本実施形態において
はプラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段として
の裏面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａの周面
上の裏面画像を一括して記録紙Ｐの下面側（裏面側）に
転写する。

【００４９】各色のトナー像は互いに重なり合うことか
ら、一括転写を可能とするにはトナー層の上層と下層の
トナーとが同様の帯電量で同一極性に帯電していること
が好ましい。このことから、トナー像受像体１４ａ上に
形成したカラートナー像をコロナ帯電により極性反転を
行ったり、感光体ドラム１０上に形成したカラートナー
像をコロナ帯電により極性反転を行う両面画像形成で
は、下層のトナーが同極性に十分帯電されないことか
ら、転写が不良となるので好ましくない。

【００５０】感光体ドラム１０上で反転現像を繰り返
し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を極
性を変えずにトナー像受像体１４ａに一括転写し、次
に、極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、裏
面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。表
面画像形成に対しても、感光体ドラム１０上に反転現像
を繰り返し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナ
ー像を極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、
表面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。

【００５１】以上のことからカラー画像形成において
は、上記の表面や裏面の画像形成法を用いて、第１の転
写手段を動作させて転写材の表面にカラートナー像を形
成し、次に、第２の転写手段を動作させて転写材の裏面
にカラートナー像を形成する両面画像形成法が好ましく
採用される。

【００５２】トナー像受像体１４ａは厚さ０．５〜２．
０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウ
レタンゴムの１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの抵抗値をもつ半
導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミング
防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを
行った２層構成とされる。この層も同様な半導電性が好
ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．５
ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエ
チレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等を
使用することもできる。

【００５３】両面にカラートナー像が形成された記録紙
Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈ
（以後分離極ともいう）により除電され、トナー像受像
体１４ａから分離され、両方のローラの内部にヒータを
有する２本のローラで構成される定着手段としての定着
装置１７へと搬送される。定着ローラ１７ａと、圧着ロ
ーラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより
記録紙Ｐ上の表裏の付着トナーが定着され、両面画像記
録がなされた記録紙Ｐが排紙ローラ１８により送られ
て、裏面画像のトナー像を上面として反転され装置上部
のトレイへ排出される。

【００５４】転写後のトナー像受像体１４ａの周面上に
残ったトナーは、トナー像受像体のクリーニング手段と
してのトナー像受像体クリーニング装置１４ｉに設けら
れトナー像受像体１４ａに当接及び当接解除可能なブレ
ードによりクリーニングされる。また、転写後の感光体
ドラム１０の周面上に残ったトナーはクリーニング装置
１９にいたり、感光体ドラム１０に当接したゴム材から
成るクリーニングブレード１９ａによってクリーニング
装置１９内に掻き落とされ、図示せぬ排トナー容器に回
収される。クリーニング装置１９により残留トナーを除
去された感光体ドラム１０はＹのスコロトロン帯電器１
１によって一様帯電を受け、次の画像形成サイクルには
いる。

【００５５】上記の方法を用いることにより、重ね合わ
せカラートナー像の一括転写であるので、トナー像受像
体上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ等が
起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー画像
形成がなされる。

【００５６】前記の如く、感光体ドラム１０は、内包す
る各露光光学系１２の小型化や各現像器１３の小型化に
よる装置の小型化により、外径φが５０ｍｍから１００
ｍｍの小径のドラムが使用され得る。外径φが５０ｍｍ
以下であると各露光光学系１２を感光体ドラム１０内に
配設することは困難となり、また、外周に４組のスコロ
トロン帯電器１１や現像器１３を配設することも困難と
なる。外径φが１００ｍｍ以上であると、転写材の感光
体ドラム１０からの分離性能が低下し、像形成に要する
時間が必要以上長時間要することとなる。又、感光体ド
ラムの精度や変形により位置合わせ精度も低下するとい
う問題も生じる。

【００５７】感光体ドラム１０が小径であると、外周長
が短いので露光光学系１２や現像器１３のレイアウトの
結果によっては記録紙Ｐの給送系の形成が困難となる
が、前記の説明の如く、露光光学系１２を小型化して感
光体ドラム１０内に配置し、また、感光体ドラム１０に
対し、現像器１３の各部材を感光体ドラム１０の中心よ
り放射状に配置して、感光体ドラム１０の周囲に各現像
器１３を配置し、これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色
毎の現像器１３を感光体ドラム１０の中心軸を通る水平
線よりも上部で、対応するＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色毎の
露光光学系１２と対にして配置することが可能となり、
更に、記録紙Ｐの給送系をほぼ水平方向に設定して記録
紙Ｐに対する画像の転写や搬送性を保証出来る装置を実
現している。

【００５８】上記のカラー画像形成装置において、像形
成体としての感光体ドラム１０或いはトナー像受像体１
４ａによる片面のみのコピーがなされることは勿論であ
る。

【００５９】図２によれば、露光光学系１２が取付けら
れた支持部材２０が、露光光学系１２の中心軸である支
持軸３０に挿入されて支持されるが、支持軸３０には右
側のピン３１が所定位置に植設されていて、支持部材２
０が挿入されたのち、右側のピン３１に支持部材２０の
右側面のＶ字型溝を当接させ、次に、支持軸３０の左側
の所定位置の溝にＥリングＥ１を嵌込み、支持軸３０に
支持部材２０を固定する。

【００６０】露光光学系１２を内包する状態で感光体ド
ラム１０が支持部材２０に挿入され、像形成体を支持す
る軸受け部材としてのベアリングＢ１，Ｂ２がそれぞれ
圧入された左右のフランジ部材１０Ａ，１０Ｂ（左側が
図１の前側、右側が図１の奥側）が、ベアリングＢ１，
Ｂ２をそれぞれ支持部材２０の左右の両端部に嵌込まれ
て支持部材２０に取付けられる。この際同時に、左右の
フランジ部材１０Ａ，１０Ｂの受け部１０ａ，１０ｂの
内周面が感光体ドラム１０の外周面の両端部に被されて
嵌込まれ、各露光光学系１２が感光体ドラム１０と中心
軸を合わせて位置出しされて、感光体ドラム１０と各露
光光学系１２とが一体化されたドラムユニットが組立、
構成される。前記フランジ部材１０Ｂの外側には像形成
体駆動歯車１０Ｇが設けられる。

【００６１】遠心重合で作製された感光体ドラム１０の
樹脂基体は、外径精度が優れたものであり、フランジ部
材１０Ａ，１０Ｂを外側から被う形で嵌込むことが容易
である。

【００６２】上記のフランジ部材１０Ａ，１０Ｂとして
は、例えばアルミ材等の導電性の部材が用いられ、ベア
リングＢ１，Ｂ２を通して感光体ドラム１０の導電層の
接地が成される。

【００６３】ユニット化された感光体ドラム１０が、各
露光光学系１２のそれぞれの位置を位置出しされた状態
で、図３に示すプロセスカートリッジ３００の左右の側
板３０１（不図示），３０２に固定される。なお、側板
３０２は図１における奥側の側板である。

【００６４】図３または図４によれば、プロセスカート
リッジ３００の左右の側板３０１（不図示），３０２の
それぞれの側壁には帯状に側帯３０３が設けられ、各色
毎の現像器１３の装着用のガイド手段としてのガイド溝
３１１，３１２が構成されるが、ガイド溝３１２の終端
部に板バネ３１２ａが設けられる。プロセスカートリッ
ジ３００の図１前側の側板３０１（不図示）及び側板３
０１に設けられるガイド溝３１１，３１２は奥側の側板
３０２と対称に設けられる。

【００６５】ガイド溝３１１，３１２に、現像器１３の
現像ケーシング１３８の外壁に設けられた２本のガイド
ピン１３８ａを挿入し現像器１３を装填する。現像器１
３の現像スリーブ１３１の両端に設けられた間隙保持手
段としての突当コロ１３７が感光体ドラム１０を保持す
るフランジ部材１０Ａ（不図示），１０Ｂの受け部１０
ａ（不図示），１０ｂに当接し、感光体ドラム１０と現
像器１３の現像スリーブ１３１との所定の間隙が保持さ
れた状態で、ガイドピン１３８ａが板バネ３１２ａと嵌
合して嵌込まれ、現像器１３が位置出しされて係止され
る。

【００６６】フランジ部材に間隙保持部材が当接される
ことにより、間隙保持手段による樹脂基体からなる像形
成体が変形や損傷を受けることがなく、像形成体と現像
手段との正確な現像ギャップが保持される。また、フラ
ンジ部材の圧入による像形成体の変形、特に樹脂基体を
用いた像形成体の変形の影響を受けず、像形成体と現像
手段との高精度の所定の間隔の設定がなされる。また、
ガイド手段を設けることにより、個々の現像手段の交換
が容易に行われる。

【００６７】同様に、プロセスカートリッジ３００の左
右の側板３０１（不図示），３０２のそれぞれの側壁の
２箇所に設けられた板バネ３１３によるホルダに、クリ
ーニング装置１９に設けられた不図示の２本のピンが挿
入されてクリーニング装置１９が側板３０１（不図
示），３０２に係止されて取付けられ、プロセスカート
リッジ３００が構成される。

【００６８】プロセスカートリッジ３００がカラー画像
形成装置本体に取付けられた状態で、プロセスカートリ
ッジ３００の図１奥側の側板３０２に設けられた歯車Ｇ
３が装置本体の像形成体用の駆動モータに連なる不図示
の歯車と結合し、駆動モータの駆動を受けて歯車Ｇ３，
Ｇ２，Ｇ１を介して像形成体駆動歯車１０Ｇが回転さ
れ、感光体ドラム１０が回転、駆動される。

【００６９】感光体ドラム１０に設けられた像形成体駆
動歯車１０Ｇと少なくとも像形成体駆動歯車１０Ｇに結
合する駆動系の最終歯車Ｇ１とをハスバ歯車にて構成し
回転時に感光体ドラム１０が矢印方向に押圧され、フラ
ンジ部材１０Ｂ，１０Ａ（不図示）と支持部材２０の両
端とに嵌込まれた軸受け部材としてのベアリングＢ１，
Ｂ２のスラスト方向の遊びを吸収し、一方向に押圧した
状態で回転される。これにより、両端のベアリングＢ
１，Ｂ２の遊びによって発生する、各露光光学系間の露
光光の像形成体上での位置ズレを防止し、高精度のレジ
スト合わせがなされた良好な重ね合わせカラートナー像
が形成される。

【００７０】なお、本例においては、後述する第２、第
３の例と異なり感光体ドラム１０の中心軸方向（幅方
向）に対して、間隙保持手段としての突当コロ１３７の
フランジ部材１０Ｂ外周面との突当部とフランジ部材１
０内周面に圧入される軸受け部材としてのベアリングＢ
２との位相を合わせて配置することが可能となり、感光
体ドラム１０の幅方向の長さを短く出来、プロセスカー
トリッジ３００の小型化が図られる。

【００７１】間隙保持手段の当接方法の他の例について
図５及び図６を用いて説明する。図５は、間隙保持手段
の当接方法の第２の例を示す図であり、図６は、間隙保
持手段の当接方法の第３の例を示す図である。

【００７２】図５に示すように、前記の例と同様に、現
像器１３の現像スリーブ１３１の両端に設けられた間隙
保持手段としての突当コロ１３７を感光体ドラム１０の
両端部に当接するが、該突当コロ１３７の感光体ドラム
１０との当接部、更に好ましくは、フランジ部材１０Ｂ
の感光体ドラム１０の受け部１０ｂの外側に軸受け部材
としてのベアリングＢ２を配置し、更にその外側に像形
成体駆動歯車１０Ｇを配置する。像形成体駆動歯車や軸
受け部材を間隙保持手段の樹脂基体からなる像形成体と
の当接部の外側に配置することにより、樹脂基体により
振動が吸収され、像形成体駆動歯車や軸受け部材による
直接の振動が伝達されず、振動の影響が少なく、特に像
形成体駆動歯車による振動の影響が少なく、像形成体と
現像手段との高精度の間隙が保持される。

【００７３】また、図６に示すように、前記第１及び第
２の例と同様に、現像器１３の現像スリーブ１３１の両
端に設けられた間隙保持手段としての突当コロ１３７を
感光体ドラム１０の両端部に当接するが、該突当コロ１
３７の感光体ドラム１０との当接部、更に好ましくは、
フランジ部材１０Ｂの感光体ドラム１０の受け部１０ｂ
の外側に像形成体駆動歯車１０Ｇを配置し、更にその外
側に軸受け部材としてのベアリングＢ２を配置する。像
形成体駆動歯車や軸受け部材を間隙保持手段の樹脂基体
からなる像形成体との当接部の外側に配置することによ
り、樹脂基体により振動が吸収され、像形成体駆動歯車
や軸受け部材による直接の振動が伝達されず、振動の影
響が少なく、特に軸受け部材による振動の影響が少な
く、像形成体と現像手段との高精度の間隙が保持され
る。

【００７４】

【発明の効果】請求項１または２によれば、フランジ部
材に間隙保持部材が当接されることにより、間隙保持手
段による樹脂基体からなる像形成体の変形や損傷を受け
ることがなく、像形成体と現像手段との正確な現像ギャ
ップが保持される。また、フランジ部材の圧入による像
形成体の変形、特に樹脂基体を用いた像形成体の変形の
影響を受けず、像形成体と現像手段との高精度の所定の
間隔の設定がなされる。

【００７５】特に請求項２によれば、個々の現像手段の
交換が容易に行われる。

【００７６】請求項３によれば、像形成体駆動歯車や軸
受け部材を間隙保持手段の樹脂基体からなる像形成体と
の当接部の外側に配置することにより、樹脂基体により
振動が吸収され、像形成体駆動歯車や軸受け部材による
振動の影響が少なく、特に像形成体駆動歯車による振動
の影響が少ない。

【００７７】請求項４によれば、個々の現像手段の交換
が容易に行われる。

【００７８】請求項５によれば、像形成体駆動歯車や軸
受け部材を間隙保持手段の樹脂基体からなる像形成体と
の当接部の外側に配置することにより、樹脂基体により
振動が吸収され、像形成体駆動歯車や軸受け部材による
振動の影響が少なく、特に軸受け部材による振動の影響
が少ない。

【００７９】請求項６によれば、個々の現像手段の交換
が容易に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置
の断面構成図である。

【図２】図１の像形成体の側断面図である。

【図３】プロセスカートリッジの側板に設ける現像手段
挿入用のガイド手段を示す図である。

【図４】間隙保持手段の当接方法の第１の例を示す図で
ある。

【図５】間隙保持手段の当接方法の第２の例を示す図で
ある。

【図６】間隙保持手段の当接方法の第３の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１０Ａ，１０Ｂフランジ部材１０Ｇ像形成体駆動歯車１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３現像器２０支持部材３０支持軸１３１現像スリーブ１３７突当コロ１３８現像ケーシング３００プロセスカートリッジ３１１，３１２ガイド溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する像形成体の周囲に、前記像形成
体を帯電させる帯電手段と、帯電された像形成体に像露
光し潜像を形成させる像露光手段と、像形成体に形成さ
れた潜像を現像しトナー像を形成させる現像手段と、を
複数組配置し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成
体に対し前記帯電手段による帯電と前記像露光手段によ
る像露光と前記現像手段による現像とによるトナー像の
形成を順次繰り返すことにより前記像形成体上に複数の
トナー像を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー像を転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置において、前記像形成体に対し外径を覆うフランジ部材を設けると
共に、前記現像手段に前記像形成体との位置決めを行う
間隙保持手段を設け、前記間隙保持手段を前記フランジ
部材に当接することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記複数の像露光手段と、前記複数の像
露光手段を内包する前記像形成体と、前記像形成体の周
囲に配置される前記複数の現像手段とを前記カラー画像
形成装置本体に着脱可能な一体的なプロセスカートリッ
ジとし、前記プロセスカートリッジに前記複数の現像手
段の挿入用のガイド手段をそれぞれに設け、前記複数の
現像手段をそれぞれに前記プロセスカートリッジに着脱
可能とすることを特徴とする請求項１に記載のカラー画
像形成装置。
【請求項３】回転する像形成体の周囲に、前記像形成
体を帯電させる帯電手段と、帯電された像形成体に像露
光し潜像を形成させる像露光手段と、像形成体に形成さ
れた潜像を現像しトナー像を形成させる現像手段と、を
複数組配置し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成
体に対し前記帯電手段による帯電と前記像露光手段によ
る像露光と前記現像手段による現像とによるトナー像の
形成を順次繰り返すことにより前記像形成体上に複数の
トナー像を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー像を転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置において、前記現像手段に前記像形成体との位置決めを行う間隙保
持手段を設け、前記像形成体に対し前記間隙保持手段を
当接すると共に、前記間隙保持手段の前記像形成体との
当接部の外側に、前記像形成体を支持する軸受け部材
と、前記像形成体に設けられた像形成体駆動歯車とを、
その順に設けることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】前記複数の像露光手段と、前記複数の像
露光手段を内包する前記像形成体と、前記像形成体の周
囲に配置される前記複数の現像手段とを前記カラー画像
形成装置本体に着脱可能な一体的なプロセスカートリッ
ジとし、前記プロセスカートリッジに前記複数の現像手
段の挿入用のガイド手段をそれぞれに設け、前記複数の
現像手段をそれぞれに前記プロセスカートリッジに着脱
可能とすることを特徴とする請求項３に記載のカラー画
像形成装置。
【請求項５】回転する像形成体の周囲に、前記像形成
体を帯電させる帯電手段と、帯電された像形成体に像露
光し潜像を形成させる像露光手段と、像形成体に形成さ
れた潜像を現像しトナー像を形成させる現像手段と、を
複数組配置し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成
体に対し前記帯電手段による帯電と前記像露光手段によ
る像露光と前記現像手段による現像とによるトナー像の
形成を順次繰り返すことにより前記像形成体上に複数の
トナー像を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー像を転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置において、前記現像手段に前記像形成体との位置決めを行う間隙保
持手段を設け、前記像形成体に対し前記間隙保持手段を
当接すると共に、前記間隙保持手段の前記像形成体との
当接部の外側に、前記像形成体に設けられた像形成体駆
動歯車と、前記像形成体を支持する軸受け部材とを、そ
の順に設けることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】前記複数の像露光手段と、前記複数の像
露光手段を内包する前記像形成体と、前記像形成体の周
囲に配置される前記複数の現像手段とを前記カラー画像
形成装置本体に着脱可能な一体的なプロセスカートリッ
ジとし、前記プロセスカートリッジに前記複数の現像手
段の挿入用のガイド手段をそれぞれに設け、前記複数の
現像手段をそれぞれに前記プロセスカートリッジに着脱
可能とすることを特徴とする請求項５に記載のカラー画
像形成装置。