JPH01307774A - 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 本発明は電子写真を応用したカラー複写機、カラープリ
ンタ等の画像形成装置に関する。

従来の技術 近年、帯電・露光拳現像を複数回繰り返して感光体上に
色の異なる複数のトナー像を形成した後、トナー像を紙
に一括転写してカラー画像を得るカラー画像形成装置が
盛んに検討されている。この皿のカラー画像形成装置と
して、例えば筆者らが特願昭Ｅ３２−９５６６３に提案
したものがある。

以下この比較例の感光体の駆動部分について第６図を用
いて説明する。

第６図は感光体上で多色のカラー像を形成して後紙に一
括転写してカラー像を得るカラー画像形成装置の、感光
体と現像器の駆動部分を上からみた平面図である。１６
１は感光体、１６２は現像器である。現像器は１８２と
同様のものがイエロ、マゼンタ、シアン、黒の各色毎に
感光体の周囲に配置されている。感光体１６１はこれに
一体的に結合された歯車１６３と係合した歯車１６４を
介して、感光体駆動モータ１８５の歯車１６６により駆
動される。一方現像器１６２は現像ローラ１６７に一体
的に結合された歯車１６８が、感光体の軸１６９に回転
自在に軸支された歯車１７０を介して現像器駆動モータ
１７１の歯車１７２により駆動される。各色毎に感光体
上で、帯電、露光、現像が繰り返され感光体が４回転し
て感光体上にカラー像が形成される。

発明が解決しようとする課題 この従来の方法で感光体に現像されたカラー像は、各色
間の相互の位置ずれが起゛き易いことが判った。それは
次の原因による。つまり通常歯車には部品単体で、ある
いは組み立てた状態で回転による振れや歯車の歯毎の形
状誤差やピッチ誤差あるいは噛み合い状態によるによる
伝達速度の微少な変動がありどうしても避けられないも
のである。

従って感光体で各色相互の位置を合わせて現像する場合
、一般には各色毎の潜像を感光体上に形成するとき色毎
に感光体が市ちまちな速度変動をするために、各色相互
の位置に微少なずれが生じ易い。

本発明はかかる点に鑑み、各色の相互の位置合わせが正
確に出来る感光体の駆動方法を考慮した、良好な画質の
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。

課題を解決するための手段 本発明は、帯電手段と、露光手段と、静電像を保持して
回転する感光体と、前記感光体を駆動する感光体駆動手
段と、複数の現像器でそのうち少なくとも一つ以上は非
接触で現像可能な現像器を有し、前記感光体上に像を重
ねて現像する画像形成装置であって、前記感光体駆動手
段と前記感光体とを連結する減速歯車の係合する歯同士
の減速比をすべて整数にしたことを特徴とするカラー画
像形成装置である。

作用 感光体を駆動する歯車の係合する歯同士の減速比をすべ
て整数にすることによって、感光体が何回転しても感光
体上の同一の位置では各歯車の同じ歯の同じ位置で噛み
合っているようにしたものである。これによって各色の
潜像を形成する時感光体上の同じ位置では同一の速度変
動となるため、各色の相互の正確な位置合わせのできる
良好な画質のカラー画像を形成できる。

実施例 第１図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成を示す正面図である。以下にその構成と動作を説
明する。

１はディジタルカラー複写機の読み取り部で主に原稿台
２と、原稿照明ランプ３、レンズ４、カラーラインセン
サ５と、これらを副走査方向に走査のために移動させる
駆動系６および画像処理回路（本図には図示せず）とよ
りなる。

１０はディジタルカラー複写機の書き込み部であ１１は
波長７８０〜８１０ｎｍのレーザ光に対する感度を増感
したＳｅ系の感光体で矢印入方向に回転可能に軸支され
ている。１２は感光体　１１の表面をプラスの所定電位
に帯電するための第１帯電器、２６はレーザビーム光を
示す。

２０はレーザ光学部でレーザビーム光２６はレーデ発振
ブロック２１から発射され、ポリゴンスキャナ２２、レ
ンズ系２３、ミラー２４．２５を経て感・光体１１上を
走査するように構成されている。レーザビーム光２６の
走査光の一部はミラー２７で反射され、始端検出センサ
２８に照射される。感光体１１の右側には現像部３０が
あり感光体１１の周囲に沿って上から順にイエロ色現像
用のＹ現像器３１、マゼンタ色現像用のＭ現像器３２、
シアン色現像用のＣ現像器３３（以下これらを総称した
場合カラー現像器とよぶ）、黒色現像用のに現像器３４
が配設されている。Ｙ現像器３１、Ｍ現像器３２、Ｃ現
像器３３は非磁性１成分トナーを用いた非接触現像器で
、感光体１１に対して非接触でトナーを飛しょうさせな
がら現像することが出来る現像器である。Ｋ現像器３４
は２成分現像剤を用いた現像剤を接触させながら現像す
る現像器である。各々の現像器は感光体１１にたいして
接近した位置と離間した位置との二位置をとることが可
能で、それぞれ偏心カム３５〜３８が回転することによ
ってＹ現像器３１、Ｍ現像器３２、Ｃ現像器３３はその
後部が押され水平移動して感光体に近接し、Ｋ現像器は
軸３９を中心に反時計方向に回転して感光体に接近した
状態となり現像可能にされる。第１図はＭ現像器３２の
みが現像可能の状態にある場合を示している。

４０は偏心カム３５．３６．３７．３８及び現像機３１
．３２．３３．３４を駆動するモータである。

５０は給紙部でカセット５１．５２および手差用給紙部
５３の各々から用紙を一枚ずつ給紙可能になっており本
図ではカセット５１から用紙５６が給紙される場合を示
している。用紙５６はレジストローラ５４を経て感光体
１１の下面に給送される。

６０は転写搬送部で、ローラ６１、　６２に懸架された
半導電性のベルト６３が感光体１１に対して軽く一部を
圧接された状態と、感光体１１から離間した状態との二
状態をとることが可能でかつ矢印Ｂ方向に感光体１１の
外周面と同速で移動可能となっている。本図では感光体
１１から離間した状態を示す。一方６４は転写の為の第
２帯電器でベルト６３を介してベルト６３と感光体１１
の間に給送される用紙５６の裏面にマイナスの高電位を
あたえる。６５はベルト上に残っているトナーをクリー
ニングするクリーニングブレードでその下部には回収ボ
ックス６６が配置されている。

６９は用紙５６がベルト６３から分離するときにマイナ
スのコロナをふりかける第３帯電器である。

７０は定着排紙部で定着ランプ　７１に熱せられたヒー
トローラ７２と、ゴムローラ７３が互いに圧接しながら
回転可能になってお°す、その後部に排紙ローラ７４．
７５および排紙トレイ７６が配設されている。

８０はクリーナ除電部でファーブラシ８１が感光体１１
に軽く接した状態と、感光体１１から離間した状態との
二状態をとることが可能でかつ矢印り方向に回転可能に
なっている。本図では感光体１１から離間した状態を示
している。さらにファーブラシ８１に接しながら回収ロ
ーラ８２が回転可能に配設され、これらファーブラシ８
１、回収ローラ８２には感光体１１に対してそれぞれマ
イナスの電圧が印加されている。回収ローラ８２の下部
には回収スクリュー８３が・設置されており、その回収
スクリュー　８３の手前側の端部にはパイプ８４が連結
されこれを通じて回収ボックス８５につながっている。

ファーブラシ　８１等の下部で感光体に対向した位置に
は感光体１１上のトナーをプラスに帯電するための第４
帯電器８４と、感光体１１を除電するための除電ランプ
８７が配置されている。

１０１．１０２はそれぞれ書き込み部１０の下部、上部
から空気を吸入して装置外へ排出するための冷却ファン
である。

以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全体
構成の概要であるが、次にその動作を説明する。

原稿が原稿台２上にセットされコピーボタンが押される
と、先ず原稿照明ランプ３が点灯しカラーラインセンサ
５上にライン状に原稿の像が投影され、カラーラインセ
ンサ５は主走査方向（紙面奥行き方向）に電気的に繰り
返し高速走査されると共に駆動系６により副走査方向（
紙面右方向）に移動される。カラーラインセンサ５から
はＲ１Ｇ１　Ｂのカラー信号が同時に出力されるように
なっており、上記の主走査、副走査によりＲｌＧ。

Ｂの各信号が原稿の各点に対応して時間的にシリーズに
画像処理回路に入力される。

画像処理回路では原稿の各点に対応したＲ、　　Ｇ１Ｂ
信号から各点に対応して現像すべき黒、イエロ、マゼン
タ、シアンの各色の信号が計算され出力される。カラー
コピーにおいては１枚のコピーで読み取り部１による原
稿の副走査は４回なされ、先ず最初の副走査では画像処
理回路から出力される黒色の信号がバッファメモリを通
してレーザ発信ブロック２１に入力され感光体１１上に
は黒色信号に応じて変調されたレーザビーム光２θが照
射される。

感光体１１は矢印Ａ方向に回転しながら第１帯電器１２
により＋８５０ｖに一様に帯電された後、レーザビーム
光２６の強さに応じて照射された部分が＋５０Ｖ程度に
除電される。感光体１１上でのレーザビーム光２８の主
走査はポリゴンスキャナ２２°によって行われ、副走査
は感光体１１の矢印Ａ方向の回転によって行われる。こ
の主走査の繰り返しタイミングと前記カラーラインセン
サ５の主走査繰り返しタイミングを対応させ、カラーラ
インセンサで読みとった信号は画像処理回路を通してバ
ッファメモリに収納された分だけ遅れて黒色信号となっ
て発生され、原稿の各点に対応してこの黒色信号に応じ
たレーザビーム光２８が感光体１１上に照射され原稿の
潜像を形成しいく。

読取部１の一回目の副走査のときには現像部３０は黒色
の現像状態にセットされており、Ｋ現像器３４のみが偏
心カム３８の作動により感光体１１に接近し、他の現像
器は離間状態にある。従ってレーザビーム光２６により
形成された黒色信号に対応した潜像はに現像器３４によ
り黒色トナーで現像され他の現像器には影響を受けずに
通過する。このときに現像器３４は、感光体１１がレー
ザビーム２６によって露光開始さ゛れる前に近接動作を
し、現像後に離間するように離接タイミングが制御され
ている。黒色トナーで現像された像は感光体１１の回転
に従って転写搬送部６０に達するが、このとき転写搬送
部６０ではローラ６７．６８がローラ６１の軸の回りに
反時計方向に少し回転した位置におり、ベルト６３が感
光体１１表面より離間した状態にあり、像は乱されるこ
とな（通過する。

更にファーブラシ８１は回収スクリュー　８３の軸の回
りに反時計方向に少し回転した位置で感光体１１と離間
した状態にあり、ここでも黒色トナー像は乱されること
な（通過し再び第１帯電器１２の下を通過する。感光体
１１の黒色トナー像が形成された部分は再び第１帯電器
　１２によりトナー上から再帯電され、トナーのない部
分は十８５０Ｖ、）ナーのある部分も見かけ上＋８５０
Ｖに帯電される。

黒色トナー像の先端が再帯電され再びレーザビーム光２
６の照射位置に来るとき、読取部１１ではカラーライン
センサ５が再び原稿の始端から走査を開始するように駆
動系θが制御されている。

読取部１の２回目の走査では画像処理回路からバッファ
メモリを通してイエロ信号がレーザ発信ブロックに入力
され、レーザビーム光２θがイエロ信号に応じて変調さ
れて感光体１１の黒色トナー像の上から露光される。画
像の先端が合わせられ走査速度も一定の為、黒色トナー
像とイエロ信号による潜像は位置的に合致して形成され
る。形成されたイエロ信号による潜像は今度は現像部３
０のＹ現像器３１のみが感光体１１に近接し他の現像器
は離間しているため、イエロトナーにのみ現像されて感
光体上には黒色トナー像に加えてイエロトナー像が形成
される。このときＹ現像器３１は感光体１１がレーザビ
ーム２６によって露光開始される前に近接動作をし、現
像後に離間するように離接タイミングを制御されている
。またこのときイエロの現像は非接触で行なわれるため
前の黒色トナー像を乱すことがない。以下同様にして再
帯電、マゼンタ信号による潜像形成、マゼンタ現像、゛
再帯電、シアン信号による潜像形成、シアン現像が繰り
返される。

このとき、イエロのトナーとマゼンタのトナーはレーザ
光を透過するため、必要に応じて露光をすれば感光体の
その部分は除電されイエロトナーの上にマゼンタ、シア
ントナーを、またマゼンタトナーの上にシアントナーを
重ねることができる。

最後のシアントナー像が形成された後はトナー像の先端
が転写搬送部６０に達する直前に、転写搬送部６０が感
光体１１に軽く圧接した状態にされると共にトナー像の
先端と用紙５６の先端とが合致するタイミングで用紙５
θがレジストローラ５４により感光体１１とベルト６３
の間に進入するように給送される。

第２帯電器６４によって生じる電界によりトナー像が用
紙５６に転写されながら、用紙５６はベルト６３に付着
したまま搬送されるがローラ６２の部分では曲率が大き
いためベル・トロ３から分離し定着排紙部へ進入する。

このときベルトから分離するために用紙５６に発生する
剥離帯電により用紙５６上のトナー像が乱れるのを防ぐ
ため、上部から第３帯電器によりマイナスのコロナをふ
りかける。

用紙５６のトナー像は定着排紙部を通過するとき定着さ
れた後排紙トレイ上に積載される。−万感光体１１上に
残った未転写のトナーはその先端が近かすく直前に作動
開始する第４帯電器８６によりプラスに帯電されると共
に、はぼ同時に感光体１１と接触する状態に移動したフ
ァーブラシ８１に摺擦されながらファーブラシ８１と感
光体１１間にかけられた電界によりファーブラシ　８１
に移る。更にファーブラシ８１内のトナーは回収ローラ
８２とファーブラシ８１間にかけられた電界により回収
ローラ８２にうつり回収スクリュー８３部に落とされバ
イブ８４を通して回収ボックス内に貯められる。

感光体１１はこれによって表面が清掃されると共に一方
では除電ランプ８７により除電され、初期の状態に戻さ
れて次のコピーへの準備が完了する。

一方転写搬送部６０のベルト６３上に、動作上のミスに
よっであるいは微少に蓄積するトナーはクリーニングブ
レード６５によりクリーニングされ回収ボックス６６部
に落とされる。

以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全体
構成と動作の概要である。次にこのディジタルカラー複
写機の感光体の駆動部と現像部の構成と動作を詳細に説
明する。

第２図は第１図における感光体１１、及び現像部３ｏを
詳細に現した図で、本図ではに現像器３４が現像状態に
なっている様子を示している。

各々の現像器３１．３２．３３．３４は現像ラック４１
内に収納されており本図はその１部を断面にして示した
ものである。１３１．１３２．１３３．１３４は各々の
現像器の現像ローラで現像状態では感光体１１との間に
所定の微少な隙間を維持して接近される。カラー現像器
３１．３２．３３は外部から力を加えないフリーの状態
では第２図の位置に復帰するように現像ラック４１内に
設置された復帰バネ（図示せず）によって付勢されてい
る。またに現像器３４は、偏心カム３８に押されていな
い状態では自重によって軸３９を中心として時計方向に
回転し第１図に示す位置にある。偏心カム３５．３６．
３７．３８は複写機本体に設置され、収納された現像器
を各々の板バネ４４．４５．４８．４７を介して後部か
ら抑圧可能となっており、約１８０度毎に回転停止を繰
り返すことによって現像器を押圧した状態と離れた状態
とをとることが出来る。全ての現像器が感光体より離れ
た状態、つまり第２図で偏心カム３８が図の状態から更
に約１８０度毎転した状態では現像ラック４１は複写機
本体に固定されたレール４２．４３をガイドとして手前
の方にむかって引き出すことが出来る。

一方、各現像器は、モータ４０に連結された感光体と同
軸で軸に対して回動自在に支持されたギヤ１４５、及び
ギヤ１４１．１４２．１４３．１４４を介して駆動され
る。また偏心カム３５．３６．３７．３８もそれぞれ断
続可能なりラッチ（図示せず）を介してモータ４０に連
結されている。

次に感光体は、第３図のように感光体に一体的に固定さ
れたギヤ１４８、及び２段ギヤ１４７を介してパルスモ
ータでなる感光体駆動モータ１４８に連結されている。

ギヤ１４６はモジュール０、　８部ｍｎ＋歯数１８２歯
、２段ギヤ１４７の小歯車１４７ａはモジュール０．　
８ｍｍ歯数２６歯でその減速比は７分の１になっており
、２段ギヤ１４７の大歯車１４７ｂはモジュール０．６
歯数７５歯、感光体駆動モータのギヤ１４９は、モジュ
ール０゜６ｍｍ歯数２５歯でその減速比は３分の１にな
っている。

このような構成でモータに一定周期の駆動パルスを与え
て感光体を回転駆動して、一定速度で回転したときの感
光体の位置に対する実際の感光体の回転位置のずれを測
定した結果、第４図（ａ）のような測定結果が得られた
。第４図で横軸は時間で、・縦軸は一定速度で感光体が
回転したときの正規の位置からの回転量のずれを示す。

つまり感光体はその１回転の周期で正規の位置からのず
れの波を持って回転しており、また１回転の２１分の１
の細かい周期の波の位置変動を持って回転していること
がわかる。前者の波は感光体のギヤ１４６の触れによる
ものであり、後者の波は感光体駆動モータのギヤ１４９
の振れに対応したものであることが明らかである。さら
に１回転の２１分の１の波の一つ、つまり！４図（ａ）
のＢの部分の横軸のスケールを拡大すると第４図（ｂ）
の様になっている。すなわち１回転の２１分の１の波の
中にさらに感光体１回転の１８２分の１の細かい波の位
置変動が生じており、これは感光体のギヤまたは２段ギ
ヤの小歯車１４７ａの一歯に対応した位置変動であるこ
とがわかる。

感光体は上記のように正規の位置からのずれを持って回
転しているが、これらのずれはいずれも感光体１回転の
正数分の１の繰り返しの波であるため、感光体上の同一
の位置では同一のずれとなる。つまり第４図ａＮ　　ｂ
に現れている波は感光体の１回転毎にぴったりと重なる
。

一方、感光体の駆動と露光走査の関係を次ぎに説明する
。感光体駆動モータ１４８の制御ブロック図を第５図に
示す。基準周波数発生機１５０でつくられたパルスは感
光体駆動モータ１４８、ポリゴンスキャナ２２のそれぞ
れの制御に必要な周波数に分周器１５１．１５２によっ
て分周されたのち、それぞれの制御回路１５３．１５４
を通してモータを駆動する。また感光体駆動モータ１４
８は１回転７２０パルスで制御され、従って感光体駆動
モータ１４８の入力１パルスで感光体は１５１２０分の
１回転する。またポリゴンスキャナ２２は感光体の７５
６０分の１回転で１ラインの走査を行なうように制御回
路１５４への入力パルスが選ばれている。従って、感光
体は１ラインの露光走査が行なわれる間に感光体駆動モ
ータ１４９への２パルスの入力で移動していることにな
る。

感光体駆動モータは入力パルスの周期で微少に速度変動
を起こすので、これらの感光体駆動モータへの入力パル
スと露光走査周期との関係は、感光体駆動モータへの１
パルスで感光体が回転する回転量は露光走査の１ライン
以内が望ましい。

一方、それぞれの色の信号の露光開始はライン走査の回
数をカウントする事によって行なわれる。

つまり、黒の露光開始をしてから７５６１回目にライン
走査するときにイエロの信号の露光を開始する。マゼン
タ、シアンについても同様である。

以上のように感光体と露光走査の関係を構成すること゛
によって、各色の像の先端が完全に合致し、しかも画像
のすべてにわたって各色の位置が相互に確実に合う優れ
た画質の画像が得られるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、感光体や感光体の駆動手
段に微少な速度変動の要因があっても、これらの影響を
のぞき各色相互の位置が完全にあった良好な画質のカラ
ー画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成を示す正面図、第゛２図は本発明の一実施例の現
像部の部分断面図、第３図は第２図の要部構成図である
。 １・・・読み取り部、２・・・書き込み部、１１・・・
感光体、３０・・・現像部、３１・・・Ｙ現像器、３２
・・・Ｍ現像器、３３・・・Ｃ現像器、３４・・・Ｋ現
像器、３６〜３８・・・偏心カム、４１・・・現像ラッ
ク、１４７・・・２段ギヤ、１４８・・・感光体駆動モ
ータ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男はか１名第２＠ 第３図 第　４　図 ＜ａ）１６九株の位を変動 １凹板　　　　−眸閉 ｄｔ）　　裏光うネの４１　ｆ製動（孤大図ン第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電手段と、露光手段と、静電像を保持して回転
   する感光体と、前記感光体を駆動する感光体駆動手段と
   、複数の現像器でそのうち少なくとも一つ以上は非接触
   で現像可能な現像器を有し、前記感光体上に像を重ねて
   現像する画像形成装置であって、前記感光体駆動手段と
   前記感光体とを連結する減速歯車の係合する歯同士の減
   速比をすべて整数分の１にしたカラー画像形成装置。
2. （２）感光体駆動手段がパルスモータ、露光手段がライ
   ン走査して露光を行なうディジタル露光手段であって、
   前記パルスモータの入力１パルスで回転する感光体の回
   転量が感光体外周にして前記露光手段の走査の１ライン
   以内になるように前記減速歯車の減速比を選んだ請求項
   １記載のカラー画像形成装置。
3. （３）露光手段がライン走査して露光を行なうディジタ
   ル露光手段であって、パルスモータの基準周波数を発生
   する発振手段と、露光手段のライン走査を駆動する基準
   周波数を発生する発振手段が同一の発振手段でなる請求
   項１または２記載のカラー画像形成装置。