JPH04355779A - 電子写真装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に応用できるカラー電子写真装置を含む電子写真装
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。このトナー像の重ねを、転写材上で行なう一般的
な方法として特開平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。

【０００３】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、それぞれ異
なる色のトナーとキャリヤを混合した２成分現像剤によ
り現像を行う複数の現像器よりなり、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１０８、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。現像部１０３の上部
にはトナーホッパ１１８があり、各現像器内の現像剤中
のトナーが消費されて減ってくると随時トナーを補給す
る。

【０００４】転写ドラム１１２と感光体１０１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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。この現像器の切り替えが間に合い、かつ前
の色のトナー像と次の色のトナー像とが重ねられるよう
に転写ドラムの径は充分の大きさを持っている。

【０００８】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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来例の装置で
は、異なる色のトナー像を順次感光体上に形成するため
に、４色の現像器を順次移動させて感光体に対向せしめ
て現像し、転写ドラム上で４色のトナー像を重ね合わせ
ている。

【００１０】したがってこのような構成では、各現像器
の移動するスペースが必要であり一つひとつの現像器が
大きく複雑なものであると、装置全体が大きくなり移動
のための構成も複雑になる。

【００１１】一方、現像器の内容としては従来例のよう
なキャリヤを用いた２成分現像法では、現像器の内部に
トナー濃度を一定に保持する機構が必要である。かつ現
像器内に保持する必要のあるキャリヤの量は一定量以下
にすると、現像の安定性が損なわれ長期間にわたって安
定した画像を維持できない。したがって現像器としては
、一定量のキャリヤを確保するための大きさが必要であ
り、またトナー濃度の維持のために一般に濃度センサや
撹拌機構などトナー濃度の保持機構が現像器内に必要で
あった。

【００１２】このため、このような装置では安定な画像
を長期にわたって維持するためには、装置が大型、複雑
化していた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の電子写真装置は、トナーとキャリヤを有
する現像剤を内部に含み、感光体に対向して感光体表面
の静電像を現像する現像手段と、前記現像手段の外部に
あって現像剤を保有し、前記現像剤の現像特性を一定に
保持する現像剤調整手段とを有し、さらに前記現像剤調
整手段と現像手段との間に前記現像剤を供給するための
接続手段を有する電子写真装置である。

【００１４】またさらに他の発明は、トナーとキャリヤ
を有する現像剤を内部に含み、感光体に対向して感光体
表面の静電像を現像する移動可能な複数の現像手段と、
前記現像手段の外部にあって、それぞれの現像手段に対
応した現像剤を保持する複数の現像剤ホッパとを有し、
さらに前記現像手段と現像剤ホッパとの間に前記現像剤
を供給するための接続離間可能な接続手段を有する電子
写真装置である。

【００１５】またさらに他の発明は、トナーとキャリヤ
を有する現像剤を内部に含み、感光体に対向して感光体
表面の静電像を現像する移動可能な複数の現像手段と、
前記現像手段の外部にあって、それぞれの現像手段に対
応した現像剤を保持する複数の移動しない現像剤ホッパ
とを有し、さらに前記現像手段と現像剤ホッパとの間に
前記現像剤を供給するための接続手段を有する電子写真
装置である。

【００１６】さらに他の発明は、複数個の移動可能で少
なくとも感光体ドラムと現像器とを有する像形成ユニッ
トと、前記像形成ユニットの外部にあって移動しない複
数の現像剤ホッパと、転写紙を巻き付けトナー像を紙に
転写する転写ドラムとよりなり、前記各像形成ユニット
の各現像器がイエロ・マゼンタ・シアン・黒のトナーと
そのうち少なくともひとつはキャリヤを含む現像剤を有
する電子写真装置であって、かつ前記像形成ユニットは
前記現像剤ホッパと接続手段を通じて連結可能な電子写
真装置である。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成によって、現像手段の外
部にトナーとキャリヤを混合した現像剤を保持しその現
像特性を維持する手段をもうけて、現像手段そのものは
簡単な構成でかつ大きさを極限まで小さくすることが可
能になるため、感光体周辺の現像機構が小型化できかつ
長期にわたって現像特性を安定化できるものである。ま
たさらに、これによってカラー像を形成するために現像
手段を移動させるときなど、移動すべき現像手段は小さ
く簡単な構成になるため、装置全体が小型で簡潔な構成
となるものである。

【００１８】

【実施例】　　以下本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。このような装置の例を図１を用い
て説明する。

【００１９】図１は本発明を用いた一実施例のカラー電
子写真装置の、像形成を行うプリンタ部のみを示すもの
である。

【００２０】まず、プリンタ部には４組の像形成ユニッ
ト９Ｂｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙが並んで配置されている。 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。図２に黒用像形成ユニット９Ｂｋとそ
の周辺の一部を詳細に示す。

【００２１】図２において、１０はフタロシアニンをポ
リエステル系バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラム
、１１は感光体１０と同軸で有機感光体ドラムの回転に
追従しない固定された２極の磁極よりなる磁石、１２は
感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、１３は感光
体の帯電電位を制御するグリッド電極、１４はレーザビ
ーム走査光、１５は現像剤供給部である。

【００２２】現像剤供給部１５内には一定量の現像剤を
感光体１０の表面に供給する供給羽根１６が矢印方向に
回転可能に設けられている。供給羽根１６を３分の１回
転すると、感光体１０の表面にある現像剤１７の大部分
を回収路１８に押しやるとともに、上部から供給された
現像剤１８を感光体１０表面に供給する。現像剤は表面
をシリコーン樹脂でコートした粒径１００μｍの鉄粉キ
ャリアとトナーを混合した２成分現像剤でなり、磁力に
より感光体１０表面に付着する。用いるトナーは、スチ
レンアクリル樹脂にカーボンブラック５％、オキシカル
ボン酸金属錯体２％よりなり、さらにコロイダルシリカ
を０．１％外添して用いた（いずれも重量％）。

【００２３】１９は磁性体であるニッケル製のトナー量
規制ブレード、２０はアルミニウム製のトナー回収電極
ローラ、２１はトナー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１０表面での磁束密度は８００Ｇｓである。感光体
１０の直径は３０ｍｍで、周速１８０ｍｍ／ｓで矢印方
向に回転させた。２２は感光体表面を清掃するクリーナ
である。

【００２４】黒の像形成ユニット９Ｂｋの上部には、黒
の現像剤をためている現像剤ホッパ２３Ｂｋと、さらに
その上部にはトナーホッパ２４ＢＫが示されている。図
２は装置が図１の状態にある時のそれぞれの位置関係を
示したもので、後述するようにこれらのうち、像形成ユ
ニット群のみは全体として矢印２５の方向に移動可能に
なっている。図２の状態の時、一定量の現像剤が現像剤
ホッパ２３Ｂｋから落とされて、現像剤供給部１５の供
給口１５ａを通じて像形成ユニット９Ｂｋ内に供給され
る。一方像形成ユニット９Ｂｋ内の感光体１０の表面に
ある現像剤１７は回収路１８に落とされ、同じく図２の
状態の時、図示していない別の回収路によって現像剤ホ
ッパ２３Ｂｋ内に戻される。この動作は現像剤ホッパ２
３Ｂｋと像形成ユニット９Ｂｋが図２のような位置関係
になるごとに繰り返される。したがって像形成ユニット
１９Ｂｋ内の現像剤としては少量であるが、常に現像剤
ホッパ内の状態の現像剤が供給されている。

【００２５】一方現像剤ホッパ１９Ｂｋ内には、比較的
大量の現像剤が保持され、かつその現像剤はトナー濃度
センサ２６により常にトナー濃度が検出されていて、所
定濃度以下になると上部のトナーホッパ２４Ｂｋからト
ナーが供給されるようになっている。したがって現像剤
ホッパ２３Ｂｋ内の現像剤は常に最適の現像特性にコン
トロールされており、これが像形成ユニット９Ｂｋに供
給される。

【００２６】以上のように構成された黒の像形成ユニッ
ト９Ｂｋについて、以下、図２を用いてその像形成の動
作を説明する。感光体１０をコロナ帯電器１２（印加電
圧−４ｋＶ、グリッド１３の電圧−５００Ｖ）で、−５
００Ｖに帯電させる。この感光体１０にレーザビーム走
査光１４を照射し静電潜像を形成する。このとき感光体
の露光電位は−１００Ｖである。

【００２７】現像剤１７にこのようにして静電潜像が形
成された感光体１０を通過させると、２成分現像剤１７
は磁石に吸着され動かないが、そのうちトナーのみが感
光体１０と共に移動し、トナー量規制ブレード通過後に
は、感光体１０上に均一な約３０μｍのトナー層が得ら
れた。この時トナー量規制ブレード１９には−５００Ｖ
の電圧を印加した。

【００２８】このときトナーはおおよそ−３μＣ／ｇに
帯電していた。次にこのトナー層が付着した感光体１０
をトナー回収電極ローラ１７の前を通過させた。トナー
回収電極ローラ２０には高圧電源（図示せず）により、
−３００Ｖの直流電圧を重畳した４００Ｖ０−ｐ（ピー
ク・ツー・ピーク８００Ｖ）の交流電圧（周波数３００
Ｈｚ）を印加した。感光体１０上のトナー層は感光体１
０とトナー回収電極ローラ２０の間を往復運動し、次第
に非画像部のトナーはトナー回収電極ローラ２０側に移
り、感光体１０上には画像部のみにネガポジ反転したト
ナー像が残った。トナー回収電極ローラ２０上に付着し
たトナーは、スクレーパ２１によってかきとり、再び現
像剤供給部１５内に戻し次の像形成に用いた。こうして
感光体１０上には黒色のトナー像が得られる。これらの
像形成動作は各像形成ユニットが、後述するように順次
像形成位置に移動したときに行われる。

【００２９】黒以外の他の像形成ユニット９Ｃ，９Ｍ，
９Ｙ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、まずプリンタ部の全
体構成を説明する。並んで配置されている像形成ユニッ
ト９Ｂｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙは全体として横方向に移動
可能で、順次各像形成ユニットが転写ドラム５１に対向
した像形成位置５０に位置することができる。

【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走査光１４を発生し
て、これはミラー４により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に照射され潜像を形成する
。

【００３２】５は本体に固定された除電ランプで、像形
成位置にある像形成ユニットの感光体の転写後の表面を
照射する位置にある。

【００３３】５１は転写ドラムで厚さ１００μｍのポリ
エステルフィルムを円筒状にした構成を基本としてなり
この表面に用紙を吸着して４回転する間に用紙の同位置
に４色のトナー像を転写するためのもので、内部の像形
成位置に対応する位置に転写帯電器５２を有し、さらに
転写後のトナー像、用紙、ポリエステルフィルム等を除
電する除電器５３、５４、またさらにクリーナ５５、用
紙をポリエステルフィルムに吸着させるための吸着帯電
器５６等を有する。５７は全ての転写の終了後、用紙を
ポリエステルフィルムからはがす時の分離帯電器である
。

【００３４】５８は給紙部で、ここから用紙は給紙され
給紙路５９を経て転写ドラムに供給される。

【００３５】５９は転写後の用紙上のトナー像を定着す
る定着器、６０は装置各部の飛散したトナーを吸引して
、装置内の汚れを防ぐ、清掃器である。以上が本発明の
電子写真装置の主要構成の説明である。

【００３６】次にこの時の動作を説明する。用紙（図示
せず）を、給紙部５８より給紙し、給紙路５９を経て吸
着帯電器５６の作用により転写ドラム５１に巻き付ける
。まず最初は、図１の位置に対し各像形成ユニットは図
面でみて左側に移動しており、イエロの像形成ユニット
９Ｙが転写ドラムと対向した像形成位置５０にあり、イ
エロ成分信号光をレーザビーム走査光１４により露光す
る。

【００３７】形成された潜像を、前記に詳述したように
像形成ユニット９Ｙ内で顕像化し、転写帯電器５２の作
用でトナー像を紙に転写する。　　次に各像形成ユニッ
トを右方向に移動して、マゼンタの像形成ユニット９Ｍ
を先のイエロの像形成ユニットのおかれた像形成位置５
０に移動させイエロと交換し、同じ像形成プロセスを行
う。そのとき用紙を巻き付けた転写ドラムは１回転して
おり、用紙上のイエロの像と同一位置にマゼンタのトナ
ー像が転写される。

【００３８】同様にさらにシアンユニット９Ｃ、最後に
黒ユニット９Ｙを用いてこの工程を繰り返し、転写紙上
に美しいフルカラー像を得た。その後、紙を分離帯電器
５７によって、転写ドラムから分離し、最後に定着器５
９で熱定着した。その結果、美しいフルカラー画像が得
られた。

【００３９】この１回のカラー像の作成動作の黒の像形
成時には、各像形成ユニットは図１に示す位置にいる。 この時各像形成ユニット９Ｂｋ、９Ｃ，９Ｍ、９Ｙと、
現像剤ホッパ２３Ｂｋ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙとは互
いに上下に対応した位置におり、前述の像形成ユニット
の動作で詳述した現像剤ホッパからの像形成ユニットへ
の現像剤の供給が行われる。同時に像形成ユニット内の
使用済みの現像剤が、現像剤ホッパ内に回収される。

【００４０】以上が本実施例の電子写真装置の主要な動
作の説明である。この時の現像剤の供給動作は１回のカ
ラー像作成ごとに行われるので、、像形成ユニット内に
は最低１回像形成に必要な現像剤があれば良い。しかも
供給される現像剤は、現像剤内で充分に調整された現像
剤が毎回供給されるので安定した像形成ができる。

【００４１】つまり、現像特性を一定とする現像剤の調
整が容易に実行される構成を必然的に持つことが可能と
なる。

【００４２】またさらに、現像剤ホッパは、移動しない
ので複雑な機構や余分なスペースを必要とせずに充分な
量の現像剤を保持できる大きさにすることが可能で、長
期にわたって画像を安定にできる。

【００４３】上記の実施例では１回のカラー像作成ごと
に現像剤を供給したが、適当な枚数毎に供給するように
コントロールしてもよい。

【００４４】一方黒の単色像の連続形成時には、黒の像
形成ユニット９Ｂｋは図１のような位置にあるので、現
像剤の供給回収は連続形成動作中に、随時行われる。

【００４５】また本実施例では、感光体も含めた像形成
ユニットを移動させる方法で説明したが、従来例のよう
に感光体は固定し現像器のみを移動させる方法において
も、２成分現像法であれば同様の効果が得られることは
いうまでもない。

【００４６】また、単色のトナーは磁性、非磁性どちら
のものでも使用可能である。以上が本発明の詳細な説明
である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明は、現像手段の外部
にトナーとキャリヤを混合した現像剤を保持しその現像
特性を維持する手段をもうけて、現像手段そのものは簡
単な構成でかつ大きさを極限まで小さくすることが可能
になるため、感光体周辺の現像機構が小型化できかつ長
期にわたって現像特性を安定化できるものである。また
さらに、これによってカラー像を形成するために現像手
段を移動させるときなど、移動すべき現像手段は小さく
簡単な構成になるため、装置全体が小型で簡潔な構成と
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電子写真装置の全体構
成図である。

【図２】本発明の実施例の像形成ユニットとその周辺の
一部の詳細図である。

【図３】従来の電子写真現像装置の概略図である。

【符号の説明】

３　　レーザ露光装置 ９Ｂｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙ　　像形成ユニット１０　　
感光体 １５ａ　　供給口 ２３Ｂｋ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ　　現像剤ホッパ２
４Ｂｋ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ　　トナーホッパ５１
　　転写ドラム ５２　　転写帯電器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナーとキャリヤを有する現像剤を内
   部に含み、感光体に対向して感光体表面の静電像を現像
   する現像手段と、前記現像手段の外部にあって現像剤を
   保有し、前記現像剤の現像特性を一定に保持する現像剤
   調整手段とを有し、さらに前記現像剤調整手段と現像手
   段との間に前記現像剤を供給するための接続手段を有す
   る電子写真装置。
2. 【請求項２】　　トナーとキャリヤを有する現像剤を内
   部に含み、感光体に対向して感光体表面の静電像を現像
   する移動可能な複数の現像手段と、前記現像手段の外部
   にあって、それぞれの現像手段に対応した現像剤を保持
   する複数の現像剤ホッパとを有し、さらに前記現像手段
   と現像剤ホッパとの間に前記現像剤を供給するための接
   続離間可能な接続手段を有する電子写真装置。
3. 【請求項３】　　トナーとキャリヤを有する現像剤を内
   部に含み、感光体に対向して感光体表面の静電像を現像
   する移動可能な複数の現像手段と、前記現像手段の外部
   にあって、それぞれの現像手段に対応した現像剤を保持
   する複数の移動しない現像剤ホッパとを有し、さらに前
   記現像手段と現像剤ホッパとの間に前記現像剤を供給す
   るための接続手段を有する電子写真装置。
4. 【請求項４】　　複数個の移動可能で少なくとも感光体
   ドラムと現像器とを有する像形成ユニットと、前記像形
   成ユニットの外部にあって移動しない複数の現像剤ホッ
   パと、転写紙を巻き付けトナー像を紙に転写する転写ド
   ラムとよりなり、前記各像形成ユニットの各現像器がイ
   エロ・マゼンタ・シアン・黒のトナーとそのうち少なく
   ともひとつはキャリヤを含む現像剤を有する電子写真装
   置であって、かつ前記像形成ユニットは前記現像剤ホッ
   パと接続手段を通じて連結可能な電子写真装置。