JPH03233472A - カラー画像記録装置 - 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】 〔概　要〕 感光体の裏面より画像露光すると同時に現像を行い感光
体上にトナー像を形成する記録方式を利用してカラー画
像記録を行うカラー画像記録装置に関し、 装置の簡略化、小型化が達成されるようにすることを目
的とし、 感光体上に各色トナー像を形成する画像形成手段と、形
成された前記各色トナー像を、搬送されてくる記録紙に
重ね転写してカラー画像を形成する転写手段と、形成さ
れた前記カラー画像を定着する定着手段とを備えたカラ
ー画像記録装置において、前記画像形成手段に、感光体
を挟んで対向配置された画像露光手段とトナー現像機に
より画像露光と現像とを同時に行って該感光体上にトナ
ー像を形成する記録方式を採用した構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、感光体の裏面より画像露光すると同時に現像
を行い感光体上にトナー像を形成する記録方式を使用し
てカラー画像記録を行うカラー画像記録装置に関するも
のである。

この種の装置としては、カラープリンタ、カラ−ファク
シミリ、カラー複写機等の電子写真記録装置が挙げられ
る。

この電子写真記録装置は、周知のように、画像形成プロ
セスと記録紙搬送プロセスから成る。画像形成プロセス
には、静電潜像形式プロセス、静電潜像現像プロセスよ
り成るトナー像形成プロセスと、転写プロセスと、定着
プロセスとが含まれる。静電潜像形成プロセスでは、感
光体ドラムまたは感光体ベルト上に画像を光学的に投影
することによって、あるいは誘電体ドラム上に電荷を付
与することによって、静電潜像が形成される。現像プロ
セスでは、そのように形式された静電潜像にトナーを静
電的に付着させることによって、静電潜像の現像が行わ
れる。現像に用いたトナーは転写プロセスで記録紙に転
写され、転写されたトナー像は定着プロセスで記録紙に
定着される。

ところで、カラートナーを用いて多色表現する記録装置
には、複数の感光体ドラムを有し記録紙上に並列的に画
像処理（各色トナー像の重ね転写）を行う複数ドラム方
式、１つの感光体ドラム上にトナー像を形式し記録紙に
転写する工程を順次各色に対して行う１ドラム方式等が
ある。

しかし、何れの方式も基本原理はカールソンプロセスで
ある。この記録原理は、前述のように、感光体を記録媒
体に用い、−様帯電１画像露光。

現像、転写、定着、除電、クリーニングの工程で記録が
行われる。この記録方式では、上記７つの工程が必要で
あるため、装置が複雑になるとともに大型化する欠点が
あり、その解決策が望まれている。

〔従来の技術〕

カラー記録装置には、記録紙等の先端をチャックにより
クランプして該記録紙を各感光体ドラムの下を通し搬送
する複数ドラム方式のものがある。

この方式の従来のカラー画像記録装置の構造概要を第６
図に示す。本装置は、４個の感光体ドラムをそれぞれ中
心とするプロセスユニットＰＩ、Ｐ２、Ｐ３．Ｐ４と、
記録紙搬送系７と、定着ユニット１３とを備えている。

各プロセスユニット例えばＰｌは、感光体ドラム１ａの
周囲にコロナ帯電器２ａ、画像露光用光学系３ａ、トナ
ー現像機４ａ、　コロナ転写器５ａ、　クリーナ６ａを
設けて成る。他のプロセスユニットＰ２．Ｐ３．Ｐ４も
同様な構成をしている。各プロセスユニットのトナー現
像機４ａ〜４ｄにはそれぞれ異なった色のトナーが混入
された現像剤が充填されている。現像機４ａ、４ｂ、４
ｃにはカラー記録に必要な３原色のＹ（イエロー）９Ｍ
（マゼンダ）、Ｃ（シアン）がそれぞれ用いられ、現像
機４ｄには黒補正のためにＢＫ（ブラック）が用いられ
ている。

記録紙搬送系７は、用紙カセット８．ピックローラ９．
チャック搬送ベルト１０から構成されている。チャック
搬送ベルト１０は、搬送する記録紙の幅方向両側に配置
されてプーリ１１，１２に掛は渡されている。このベル
ト１０には複数個の記録紙チャック（図示省略）が所定
の配置で取りつけられている。ブーＩＪ　１２は、図示
しない駆動系に接続している。

この装置による記録は次の手順で行われる。

記録に際しては、用紙カセット８に収納されている記録
紙１４をビックローラ９により搬送路上に繰り出すと同
時に、各感光体ドラム１ａ−１ｄに順次各色の信号に相
当する潜像を形式する。潜像形成は、各感光体ドラム１
ａ〜１ｄの表面を対応する帯電器２ａ〜２ｄにより一様
に帯電させ、この上に画像露光用光学系３ａ〜３ｄによ
り露光することにより行われる。これらの潜像は、現像
機４ａ〜４ｄにより現像されて、Ｙ、Ｍ、Ｃ。

ＢＫ色のトナー像となる。繰り出された記録紙１４は、
先端の一部が記録紙チャックによりクランプされ、チャ
ック搬送ベルト１０により、各感光体ドラムｌａ〜１ｄ
の下を通り搬送される。この際に、各転写器５ａ〜５ｄ
により、各感光体ドラム１ａ〜ｌｄ上のトナー像は記録
紙１４上に重ね転写される。その後、記録紙１４が定着
ユニット１３を通過する際にトナー像の定着が行われ、
定着を完了した記録紙１４は記録装置から排出される。

従来の他のカラー画像記録装置の構造概要を第７図に示
す。この記録方式は、１つの感光体ドラム上にトナー像
を形成し記録紙に転写する工程を順次各色に対して行う
１ドラム方式である。

感光体ドラム２１の周辺に、コロナ帯電器２２画像露光
用光学系２３．トナー現像機群２４．コロナ転写器２５
．クリーナ２６が配置されている。

トナー現像機群２４は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色に対応
したトナー現像機２４ａ、２４ｂ、２４（２４ｄから構
成され、各色に応じて切り換える。

記録紙搬送系は、用紙カセット２８．ピックローラ２９
．転写ドラム３０から構成されている。

転写ドラム３０は、絶縁体フィルム上に記録紙チャック
（図示省略）が取りつけられた構成のもので、静電気に
よって記録紙を絶縁フィルム上に固定するようになって
いる。

この装置による記録は次の手順で行われる。

記録に際しては、用紙カセット２８に収納されている記
録紙３２をピックローラ２９により搬送路上に繰り出す
。その後、記録紙３２は、その先端の一部が転写ドラム
３０の記録紙チャックによリクランブされ、さらに、静
電的に転写ドラム３０の絶縁フィルム上に固定される。

一方、各感光体ドラム２１に順次各色の信号に相当する
潜像を形成する。潜像形成は、各感光体ドラム２１の表
面を帯電器２２により一様に帯電させ、この上に画像露
光用光学系２３により露光することにより行われる。こ
れらの潜像は、トナー現像機４ａによりＹ色現像され、
次いで、転写ドラム３０上に固定された記録紙３２に転
写される。以上の工程をトナー現像機２４ｂでＭ色、ト
ナー現像機２４ｃで０色、トナー現像機２４ｄでＢＫ色
、とトナー現像機を切り換えて感光体ドラム２１上に各
色のトナー画像を形成して、順次転写ドラム３０上に固
定された記録紙３２に重ね転写する。その後、記録紙３
２が定着ユニット３１を通過する際にトナー像の定着が
行われ、定着を完了した記録紙３２は記録装置から排出
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来のカラー画像記録装置の基本原理は、カール
ソンプロセスである。この記録原理は、感光体を記録媒
体に用い、−様帯電１画像露光、現像、転写、定着、除
電、クリーニングの工程で記録が行われる。この記録方
式では、上記のように多くの記録工程が必要であるため
、装置が複雑になるとともに大型化する欠点がある。

本発明は、装置の簡略化、小型化を達成することのでき
るカラー画像記録装置を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕 上述の目的を達成するため、本発明では、感光体上に各
色トナー像を形成する画像形成手段と、形成された前記
各色トナー像を、搬送されてくる記録紙に重ね転写して
カラー画像を形成する転写手段と、形成された前記カラ
ー画像を定着する定着手段とを備えたカラー画像記録装
置において、前記画像形成手段に、感光体を挟んで対向
配置された画像露光手段とトナー現像機により画像露光
と現像を同時に行って該感光体上にトナー像を形成する
記録方式を採用した構成とする。

〔作　用〕

本発明のカラー画像記録装置は、上述のように、画像形
成手段と転写手段と定着手段とを備えて構成されている
。そして、各色トナー像は、画像形成手段により画像露
光とトナー現像を同時に行って形成される。その後の転
写、定着は従来と同様に行われる。

この画像形成手段を使用した本発明のカラー画像記録装
置は、−様帯電１画像露光、現像、転写。

定着、除電、クリーニングの多くの記録工程から成るカ
ールソンプロセスを用いた従来の装置に比べ、構造が簡
略化され、装置の小型化が可能になる。

〔実施例］ 以下、第１図反量第５図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第■図反量第４図に第１の実施例を示す。

第１図は本例のカラー画像記録装置の構造概要を示す側
面図である。本装置は複数ドラム方式を採用したもので
、従来と同様の部材には同符号を用いている。

本装置は、第６図の従来技術と同様に、４個の感光体ド
ラムをそれぞれ中心とするプロセスユニットｐＨ，ＰＩ
３．ＰＩ３．ＰＩ３と、記録紙搬送系７と、定着ユニッ
ト（定着手段）１３とを備えている。各プロセスユニッ
ト、例えばｐＨは、透明基体、透明導電層、光導電層を
積層した感光体ドラム（感光体）４１ａの内部に、画像
露光用光学系（画像露光手段）４２ａと感光体の初期化
を行う除電ランプ４３ａを備えている。感光体ドラム４
１ａの外側には、画像露光用光学系４２ａと対抗する位
置にトナー現像機４４ａが配置され、さらに、ローラ転
写器（転写手段）４５ａが配置されている。感光体４１
ａと、画像露光手段４２ａと、トナー現像機４４ａとは
、画像形成手段を構成する。他のプロセスユニッ）ＰＩ
３゜ＰＩ３．ＰＩ３も同様な構成をしている。各プロセ
スユニットのトナー現像４１４４ａ〜４４ｄにはそれぞ
れ異なった色のトナーが混入された現像剤が充填されて
いる。現像機４４ａ、　４４ｂ、　４４ｃにはカラー記
録に必要な３原色のＹ、　Ｍ、　　Ｃがそれぞれ用いら
れ、現像機４４ｄには黒補正のためにＢＫが用いられて
いる。

記録紙搬送系７も、従来技術と同様に、用紙カセット８
．ビンクローラ９．チャック搬送ベルト１０から構成さ
れている。チャック搬送ベルト１０は、搬送する記録紙
の幅方向両側に配置されてプーリ１１，１２に掛は渡さ
れている。このベルト１０には複数個の記録紙チャック
（図示省略）が所定の配置で取りつけられている。ブー
ＩＪ　１２は駆動側で、図示しない駆動系に接続してい
る。

この装置による記録は次の手順で行われる。

記録に際しては、用紙カセット８に収納されている記録
紙１４をピックローラ９により搬送路上に繰り出す。繰
り出された記録紙１４は、先端の一部が記録紙チャック
によりクランプされ、チャック搬送ベルト１０により各
感光体ドラム４１ａ〜４１ｄの下を通り搬送される。

これと同時に、各感光体ドラム４１ａ〜４１ｄに順次各
色の信号に相当するトナー画像を形成する。トナー画像
は、画像露光用光学系４２ａ〜４２ｄによる画像露光と
現像機４４ａ〜４４ｄによる現像を同時に行い感光体ド
ラム４１ａ〜４１ｄ上に形成される。これらのトナー画
像は、現像機４４ａ〜４４ｄに充填されるトナーの色に
よって、それぞれのプロセスユニットでＹ、Ｍ。

Ｃ，ＢＫ色と異なる。

各感光体ドラム４１ａ〜４１ｄ上のトナー画像は、各ロ
ーラ転写器４５ａ〜４５ｄにより、記録紙１４上に重ね
転写される。その後、記録紙１４が定着ユニット１３を
通過する際にトナー像の定着が行われ、定着を完了した
記録紙１４は記録装置から排出される。

各プロセスユニットの記録原理の詳細を第２図に示す。

図中、４１は感光体ドラム（感光体）である。

この感光体ドラム４１は、第３図に示すように、ガラス
ドラムの透明基体４１Ａ上に、ＩＴＯ（酸化インジウム
）蒸着膜の透明導電Ｊ１４１Ｂを設け、さらに光導電層
として、ＣＧＬ　（電荷発生層）４１ＣとＣＴＬ　（電
荷輸送層）４１Ｄから戒り、厚さが約２０μｍの機能分
離型の有機光導電層を設けたものである。

感光体材料としては、有機材料としてフタロシアニン系
材料・ＰＶＫ−ＴＮＦ、アゾ系染料、チアピリリウム染
料等、無機材料としてセレン系感光体、ａ−３ｉ、Ｃｄ
Ｓ、酸化亜鉛等が使用可能である。

以上のような感光体ドラム４１の透明導電層４１Ｂはア
ースに接続され、感光体ドラム４１自体は、図示しない
動力系によって図中矢印方向に回転する。

５１はトナー現像機４４の現像ローラで、第４図に詳し
く示す。スリーブ５１Ｂの内部に設けたマグネットロー
ラ５１Ａが回転自由である。スリーブ５１Ｂの表面には
、絶縁フィルム５３で絶縁された１ｉｉＩ箔製で帯状の
記録電極５４が貼り付けられている。以上のようなトナ
ー現像機４４に、導電性キャリアと絶縁性トナーを混合
した現像剤５５を充填し、マグネットローラ５１Ｂの回
転で図中矢印方向に搬送を行なう。

本実施例の光導電層４１Ｃ，４１Ｄには、正孔移動型を
用いた。そのため、記録電極５４には、第１の電源５６
によりマイナス電圧を印加する。

この電圧は一１００Ｖ〜−６００Ｖが適当である。

また、スリーブ５１Ｂには、第２の電源５７によりプラ
ス電圧を印加する。この電圧はＯＶ〜＋１００Ｖが適当
である。

感光体ドラム４１の内側の現像ローラ５１と対向する位
置には、画像露光手段４２が配置されている。この画像
露光手段４２は、画像信号に従って発光するＬＥＤアレ
イ４２Ａと該Ｌ　Ｅ　Ｄ　７レイ／１２Ａの画像光を集
光するセルフォックレンズアレイ４２Ｂから構成されて
いる。画像露光手段４２としては、ＬＥＤアレイ光学系
の他に、レーザ光学系、ＥＬ光学系、液晶シャッター光
学系等が使用できる。

５９は、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像であ
る。１４は記録紙である。４５は導電性ゴムのローラ転
写器（転写手段）で、電流５８によって電圧（＋２００
Ｖ〜＋６００Ｖ）が印加されている。６０は、記録紙１
４に静電転写されたトナー像である。

６１は、転写後感光体ドラム４１上に残った残留トナー
像である。４３は、残留トナー像６１の電荷及び光導電
層４１Ｃ，４１ｄ内の潜像電荷を除去する除電光源であ
る。６２は、除電され静電拘束力を失ったトナー像であ
る。

次に、画像記録手順を示す。

感光体ドラム４１を矢印方向に搬送させ、現像機４４の
マグネットローラ５１Ａを回転させて現像剤５５を矢印
方向に搬送し、感光体ドラム４１の移動方向下流に現像
剤の溜り６３を作り、かつ記録電極５４及びスリーブ５
２Ｂにそれぞれ電圧を印加した状態で、上記画像露光手
段４２により、記録電極５４部分の感光体を画像露光す
る。

すると、ＣＧＬ４１Ｃではホトキャリアが発生し、その
内正孔がＣＴＬ４１Ｄ内を感光体表面近傍に移動して潜
像電荷となる。このように露光部では、光導電層４１Ｃ
，４１Ｄの静電容量が見掛は上増加するため付着トナー
量が多くなり、露光部と非露光部とである程度コントラ
ストのあるトナー像となる。

次に、現像剤の溜り６３部分において、スリーブ５１Ｂ
に逆電圧５７を印加し、非露光部の余分なトナーを静電
力によって現像機５１に回収する。

この際、露光部のトナーも僅かに回収されるが、潜像電
荷とトナー電荷の静電拘束力によって、大部分のトナー
が感光体４１上に残り、トナー像５９が形成される。次
に、トナー像５９は、ローラ転写器（転写手段）４５を
用いて記録紙１４に静電転写される。

一方、転写後感光体ドラム４１上に残った残留トナー像
６１は、除電光源４３を用いて除電される。除電された
トナー像６２は、マグネットローラ５１Ａの磁力、現像
剤５５のかきとり及びスリーブ５１Ｂの印加電圧による
静電力によって回収され、再使用される。次の画像形成
は、残留トナー像６２の回収と同時に行われる。このよ
うに残留トナー像６２の回収と次の画像形成を同時に行
なうことは、感光体ドラム４１をはさんで画像露光手段
４２と現像機５１が対向する位置にあるため、なんの支
障もない。

本実施によれば、複数ドラム方式のカラー画像記録装置
に、画像露光と現像を同時に行う簡易な記録原理を用い
たことによって、装置の簡略化が図られ装置の小型化が
遠戚された。

また、従来技術において、−様帯電、転写、除電に用い
られるコロナ放電器を使用していない。

このため、コロナワイヤに印加する数ｋＶの高電圧源が
不要で、しかも、人体に有害性なオゾンと臭気の発生が
ない。さらに、従来クリーニング工程で廃棄されていた
トナーを現像機で回収して再使用されるため、ランニン
グコストの低減にも役立つ。

また、記録プロセスとして、上記実施例では転写後感光
体上に残った残留トナーをトナー現像機に回収したが、
残留トナーをブラシクリーナーやブレードクリーナー等
で、除去する記録プロセスでもよく、転写工程も、実施
例ではローラ転写法を用いたが、コロナ転写法を用いて
も、小型化が達成される。

第５図に第２の実施例を示す。

第５図は本例のカラー画像記録装置の構造概要を示す側
面図で、１つの感光体ドラム上にトナー像を形成し記録
紙に転写する工程を順次各色について行う１ドラム方式
を採用したものである。第７図の従来技術と同様の部材
には同符号を用いている。

本装置では、透明基体、透明導電層、光導電層を積層し
た感光体ドラム７１の内部に、画像露光用光学系７２と
、感光体の初期化を行う除電ランプ７３を備えている。

感光体ドラム７１の外側には、画像露光用光学系７２と
対抗する位置にトナー現像機群７４が配置され、さらに
、コロナ転写器２５が配置されている。トナー現像機群
７４は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの各色に対応したトナー現像
機７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄから構成され、各色
に応じて切り換える。

記録紙搬送系は、用紙カセット２８．ピックローラ２９
．転写ドラム３０から構成されている。

転写ドラム３０は、絶縁体フィルム上に記録紙チャック
（図示省略）を取りつけて構成され、静電気によって記
録紙を絶縁フィルム上に固定するようになっている。

この装置による記録は次の手順で行われる。

記録に際しては、用紙カセット２８に収納されている記
録紙３２をピックローラ２９により搬送路上に繰り出す
。その後、記録紙３２は、その先端の一部が転写ドラム
３０の記録紙チャックによりクランプされ、さらに、静
電的に転写ドラム３０の絶縁フィルム上に固定される。

一方、各感光体ドラム７１には順次各色の信号に相当す
るトナー画像を形成する。トナー画像は、画像露光用光
学系７２による画像露光と現像機７４ａによる現像を同
時に行い感光体ドラム７１上に形成される。このトナー
画像は、トナー現像機７４ａによる７色である。次いで
、転写ドラム３０上に固定された記録紙３２に転写され
る。

以上の工程をトナー現像機７４ｂでＭ色、トナー現像機
７４ｃでＣ色、トナー現像機７４ｄでＢＫ色、とトナー
現像機を切り換えて感光体ドラム７１上に各色のトナー
画像を形成して、順次転写ドラム３０上に固定された記
録紙３２に重ね転写する。その後、記録紙３２が定着ユ
ニット３１を通過する際にトナー像の定着が行われ、定
着を完了した記録紙３２は記録装置から排出される。

本例では、画像露光と現像を同時に行う記録方式を用い
ており、しかもｌドラム方式であるため、前例より一層
装置の簡略化、小型化を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、電子写真方式のカ
ラー画像記録装置に、画像露光と現像を同時に行う簡易
な記録方式を採用したことによって、装置の簡易化が図
られ、装置の小型化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の、カラー画像記録装置
の構造概要を示す側面図、 第２図は同、各プロセスユニットの記録原理説明図、 第３図は、第２図の感光体の断面図、 第４図は第２図の現像ローラの構造詳細を示す斜視図、 第５図は本発明の第２の実施例のカラー画像記録装置の
構造概要を示す側面図、 第６図は従来のカラー画像記録装置の構造概要を示す側
面図、 第７図は従来の他のカラー画像記録装置の構造概要を示
す側面図で、 図中、 １３．３１は定着ユニット（定着手段）、２５はコロナ
転写器（転写手段）、 ４１．４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、７１は感光体
ドラム（感光体）、 ４２．４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、７２は画像露
光用光学系（画像露光手段）、４４．４４ａ、４４ｂ、
４４ｃ、４４ｄ。 ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄはトナー現像機、４５
゜ ４５ａ９ ４５ｂ。 ４５Ｃ１ ４５ｄはロー ラ転写器（転写手段） である。 特 許 出 願 人 富士通株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　感光体上に各色トナー像を形成する画像形成手段と、 形成された前記各色トナー像を、搬送されてくる記録紙
   に重ね転写してカラー画像を形成する転写手段と、 形成された前記カラー画像を定着する定着手段と、 を備えたカラー画像記録装置において、 前記画像形成手段に、 感光体を挟んで対向された画像露光手段とトナー現像機
   により画像露光と現像を同時に行って該感光体上にトナ
   ー像を形成する記録方式を採用したことを特徴とするカ
   ラー画像記録装置。