JPH0445463A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばカラープリンタ等の画像形成装置に係
わり、詳しくは複数の像を同一の転写材上に重畳するこ
とにより、画像を形成する画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の画像形成装置の一例としては、特開昭６
４−２８６６５号公報に開示されているものが実用化さ
れている。

これは、１つの回転可能な感光体に対向して、帯電手段
、露光手段、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
４色の現像剤（トナー）の現像手段、転写ドラムおよび
清掃手段を配置し、前記感光体の１回転で１色の像を感
光体上に形成して転写ドラム上に巻付けられた転写材に
転写する。そして、感光体および転写ドラムの４回転で
４色の像を同一の転写材上に重畳するようになっている
。

このように、従来の多色画像形成装置においては、転写
材を転写ドラム上に巻付けた状態で４回転しなければ４
色の像を同一の転写材上に重畳することができず、高速
処理が行えないといった問題があった。

そこで、高速の多色画像形成が可能な装置として、例え
ば特開昭６４−４０８’４７号公報、特開昭６４−４４
４５７号公報、および特開昭６４−４９０６２号公報等
に開示されているものが提案されている。

これは転写材の搬送路に対向して像担持体上に夫々異な
る色の像を形成する複数の画像形成手段を順次配置し、
転写材がこれら複数の画像形成手段を通過することによ
り多色画像を得る構成となっている０ しかしながら、これら先行提案例に示されるものは、転
写材を複数の画像形成手段を通過することにより、単に
複数の色を順次重畳させる構成となっている。

このため、前段の画像形成手段で転写材に転写された現
像剤が、その後段の画像形成手段による転写プロセスの
コロナ放電の影響により、先に転写材に転写された現像
剤に電荷が注入されて極性が変化してしまう。そして、
後段の画像形成手段による転写プロセスの際に、前段の
画像形成手段で転写材に転写された現像剤が転写材から
剥離してしまい、現像剤の飛散が発生するだけでなく、
良好な画像形成ができず、実用化の大きな障害となって
いた。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来において転写材の搬送路に対向して像
担持体上に夫々異なる色の像を形成する複数の画像形成
手段を順次配置し、転写材がこれら複数の画像形成手段
を通過することにより多色画像を得る高速型の画像形成
装置が提案されているが、後段の画像形成手段による転
写プロセスの際に、前段の画像形成手段で転写材に転写
された現像剤が転写材から剥離してしまうという障害が
あり、実用化できないといった問題があった。

本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、その目
的とするところは、転写材が複数の画像形成手段を通過
することにより複数の像を重畳した画像を高速で得るこ
とができるようにしたものにおいて、後段の画像形成手
段による画像形成プロセスの際に、前段の画像形成手段
で転写材に転写された現像剤が転写材から剥離してしま
うのを確実に防止でき、良好な画像の形成を高速で得る
ことができるようにした画像形成装置を提供しようとす
るものである。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として
、像担持体を有し、この像担持体上に夫々像を形成する
第１及び第２の画像形成手段と、これら第１及び第２の
画像形成手段の像担持体に各々形成される像を順次転写
材に転写する転写手段と、前記第１の画像形成手段と第
２の画像形成手段との間に配置され、前記第１の画像形
成手段によって形成され前記転写手段によって転写材上
に転写された像をこの転写材上に固定させる定着手段と
を具備してなる構成としたものである。

また、第２の手段として、像担持体を有し、この像担持
体上に夫々異なる色の像を形成する略直線状に配置され
ている第１及び第２の画像形成手段と、これら第１及び
第２の画像形成手段の像担持体に各々形成される像を順
次転写材に転写する転写手段と、前記第１の画像形成手
段と第２の画像形成手段との間に配置され、前記第１の
画像形成手段によって形成され前記転写手段によって転
写材上に転写された像をこの転写材上に固定させる定着
手段とを具備してなる構成としたものである。

（作用） すなわち、本発明の第１の手段によれば、前段の画像形
成手段で転写材に転写された現像剤が、定着手段により
転写材に定着されるため、後段の画像形成手段による画
像形成プロセスの際に、転写材から剥離するようなこと
がなく、極めて良好な画像を得ることが可能となる。

また、第２の手段によれば、第１の手段の作用に加えて
、転写材が複数の画像形成手段を通過することにより複
数の像を重畳したカラー画像を高速で得ることが可能と
なる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、画像形成装置としての高速コンパクトカラー
プリンタの内部機構を示し、装置本体１内の底部には給
紙カセット２が挿着されており、また、装置本体１の上
面には、凹所からなる排紙部３が形成されている。

また、装置本体１内には、搬送手段としてのＳ字状の用
紙搬送路４が形成されており、給紙カセット２から取出
された転写材としての用紙Ｐを排紙部３に導くようにな
っている。

さらに、装置本体１内には、用紙搬送路４の中間に位置
する水平搬送部４ａの下面側に対向する状態に、第１の
画像形成手段としてのイエロー用プロセスユニット５、
第２の画像形成手段としてのマゼンタ用プロセスユニッ
ト６、第３の画像形成手段としてのシアン用プロセスユ
ニット７、および第４の画像形成手段としてのブラック
用プロセスユニット８が順次配置されている。

また、用紙搬送路４の水平搬送部４ａの上面側には、各
プロセスユニット５〜８に対向する状態に、転写手段と
しての転写ベルトユニット９が配置された状態となって
いる。

さらに、用紙搬送路４の上流側には、給紙手段としての
給紙ローラ１０、搬送ローラ対１１．アライニングロー
ラ対１２が順次配置されているとともに、下流側には定
着手段としての定着器ユニット１３、搬送ローラ対１４
および排紙手段としての排紙ローラ対１５が配置されて
いる。さらに、アライニングローラ対１２の近傍にはア
ライニングスイッチ１６が設けられ、排紙ローラ対１５
の近傍には排紙スイッチ１７が設けられている。

また、イエロー用プロセスユニット５とマゼンタ用プロ
セスユニット６との間、マゼンタ用プロセスユニット６
とシアン用プロセスユニット７との間、シアン用プロセ
スユニット７とブラック用プロセスユニット８との間に
は、それぞれ仮の定着手段（以後、仮定着手段という）
としてのフラッシュ発光装置２０がそれぞれ配置されて
いる。

そして、現像剤（トナー）Ｔが次の工程での転写時に少
なくとも用紙Ｐより剥離するのを防止する程度に固定す
るようになっている。

また、各プロセスユニット５〜８およびフラッシュ発光
装置２０の配設位置の下面側には、エンジンコントロー
ラ２１が配置され、さらに、その下面側には多色コント
ローラ２２が配置されている。

また、図中２３はトランスであり、接続手段であるコネ
クタ２４を介してエンジンコントローラ２１に接続した
状態にある。

また、装置本体１の排紙部３の底面部は、装置本体１の
上面カバーを兼用する排紙トレイ２５で構成されており
、その下面側には前記転写ベルトユニット９が一体的に
組込まれており、二点鎖線で示すように、必要に応じて
軸２６を回動中心として上方に開くことができるように
なっている。

また、第１の画像形成手段としてのイエロー用プロセス
ユニット５は、第１図に示すような構成となっている。

すなわち、用紙搬送路４に対向する状態に設けられた像
担持体としての感光体ドラム３０．を有している。この
感光体ドラム３０ｙは図示しない駆動機構により図中矢
印ａ方向に回転される。

感光体ドラム３０．の周囲には、その回転方向に沿って
画像形成プロセス手段、すなわち、帯電手段としての帯
電用帯電器３１、静電潜像形成手段３２、現像手段とし
ての現像器ユニット３３、清掃手段としてのクリーナユ
ニット３４および図示しない除電装置が順次配設されて
いる。

また、静電潜像形成手段３２は、発光手段としての発光
アレイ３５と集光性光伝送体（商品名、セルフォックレ
ンズアレイ）３６により構成されている。

なお、他の各プロセスユニット６〜８は、イエｏ　−用
プロセスユニット５と同一構成なので詳細な説明は省略
する。

また、転写ベルトユニット９は、転写ベルト４０と、こ
の転写ベルト４０の内側にあって感光体ドラム３０ｙ、
３０Ｍ、３０Ｃ，３０ｓに対向するバイアスが印加され
たローラ４１・・・で構成される。

また、フラッシュ発光装Ｗ２０には、ガイド４５が設け
られていて所定の領域のみを照射できるようになってい
る。そして、用紙Ｐ上に転写された現像剤像であるトナ
ー像ＴＹ・・・、ＴＭ・・・Ｔｏ・・・、ＴＢ・・・を
溶融して仮定着するようになっている。

また、第３図に示すように、各プロセスユニット５〜８
の感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ。

３０Ｂは、その周速ｖ、、ｖ２．ｖ３．ｖ４が用紙Ｐの
搬送方向下流側に行くにつれてＶ４〉Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ、
の関係にあり、用紙搬送路４を搬送される用ＩＥＰの弛
みを防止するようになっている。

そして、トナー像ＴＹ・・・、ＴＭ・・・、Ｔｃ・・・
、ＴＢ・・・がずれの無い状態で確実に用紙Ｐに重畳さ
れるようにして画像ずれを確実に防止するようになって
いる。

なお、感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ。

３０Ｂの上記周速のｖＩ＜Ｖ２〈ｖ３くｖ４の関係は、
駆動系のギヤー比等ではなく感光体ドラム３０Ｙ、３０
Ｍ、３０Ｃ，３０Ｂをはｙ同一形状とした状態において
、直径の差で僅かな速度差を出すようにしており、品質
の安定と生産性の安定を損なうことがないようになって
いる。

また、感光体ドラム３０ｙ、３０ｙ、３０ｃ。

３０Ｂの直径の差は、略０．６％以内の範囲内で変化さ
せるように設定されており、例えばＡ４サイズの用紙Ｐ
に対して約１■ｌ程度余裕を持たせるようになっている
。

また、第４図に示すように、感光体ドラム３０ｙ、３０
Ｍ、３０Ｃ，３０！１は、冷却手段としての空気流発生
手段４５によって強制的に空冷されるようになっている
。すなわち、感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ，３
０ｓは中空に形成されており、軸受５０，５０によりそ
れぞれ回転自在となっているとともに、その一端開口部
はフロントフレーム５１に形成された空気流入孔５２Ｙ
、５２Ｍ、５２Ｃ，５２Ｂに対向し、他端開口部はフレ
ーム５３に形成された空気流出孔５４Ｙ、５４Ｍ、５４
Ｃ，５４Ｂに対向した状態にある。空気流出孔５４Ｙ、
５４Ｍ、５４Ｃ。

５４ｇは、ダクト５５と連通した状態にあり、リアフレ
ーム５６に設けられた排気ファン５７を備えた排気口５
８から外に排気されるようになっている。

しかして、排気ファン５７が回転することで、冷却用空
気Ａ・・・は、各感光体ドラム３０Ｙ。

３０Ｍ　、３０ｃ　、３０ａ内を導通し、その内側から
強制冷却する。そして、フラッシュ発光装置２０・・・
による仮定着の影響で加熱された感光体ドラム３０ｙ、
３０Ｍ、３０Ｃ，３０Ｂを強制的に空冷することにより
一定の温度に保ち、安定した特性が維持できるようにし
である。

また、冷却用空気Ａ・・・は、各感光体ドラム３０Ｙ、
３０Ｍ、３０Ｃ，３０Ｂの中空部を通り、外側を流れな
いため、例えばトナー飛散や、用紙Ｐの振動による転写
不良等の画像形成への悪影響を防止できる。

また、−フラッシュ発光装置２０・・・による加熱量は
はシ一定であるが、用紙Ｐは元の状態まで冷却されない
状態のまま後段に送られるため、用紙Ｐの搬送方向下流
に行くにつれて用紙Ｐの累積加熱量が多くなる。このた
め、用紙Ｐの搬送方向下流の感光体ドラムの方がその温
度が順次高くなる。

これを防止して感光体ドラム３０ｙ、３０Ｍ３０ｃ、３
０ａか一定の特性を維持するために用紙Ｐの搬送方向下
流の感光体ドラムの冷却量を順次多くできるようになっ
ている。具体的には、空気流入孔５２ｙ、５２Ｍ、５２
Ｃ，５２Ｂの径を後段に行くにつれて大きくし、冷却空
気Ａ・・の流大量を多くして、感光体ドラム３０ｙ、３
０．。

３０ｃ、３０Ｂの夫々の冷却量をＤ　１．　Ｄ２　。

Ｄ、、Ｄ、とじたとき、Ｄ、≦Ｄ２≦Ｄ、≦Ｄ４Ｎｏ関
係を満足するように、その冷却量を大きくしている。

これにより、感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ。

３０Ｃ，３０Ｂは、フラッシュ発光装置２０・・・によ
る加熱の影響を防止した状態で、安定した画像形成が維
持できるようにしである。

なお、５９・・・は感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ。

３０Ｃ，３０Ｂに一体に設けられた歯車であり、装置本
体１内に配置された図示しない駆動歯車と噛合し、駆動
力を伝達するものである。

つぎに、第５図および第６図を参照してカラー画像形成
動作について説明する。

まず、画像情報の受信と画像形成に必要な情報（例えば
画像形成枚数等）が入力される（ステップ１）。ついで
、画像情報のドツトデータが展開される（ステップ２）
。

これにより、まず、イエロー用プロセス二二ツト５が動
作状態となり、帯電、露光、現像の公知の画像プロセス
に従って感光体ドラム３０Ｙ上にイエロー現像剤（イエ
ロートナー）の画像（以後、イエロートナー像という）
ＴＶ・・・が形成される（ステップ３）。

一方、この画像形成動作に同期して、給紙カセット２か
ら用紙Ｐが予め取出されてアライニングローラ対１２に
よって先端が整位された状態にある用紙Ｐが第５図中、
左方向に搬送されて感光体ドラム３０Ｙと転写ベルト４
０との間の画像転写部に送り込まれる（ステップ４）。

そして、転写ベルト４０の背面側に配置されたローラ４
１に印加されたバイアスにより感光体ドラム３０Ｙ上の
イエロートナー像ＴＶ・・・が用紙Ｐに静電的に転写さ
れる（ステップ５）。

ついで、このイエロートナー像ＴＹ・・・は、用紙Ｐが
用紙搬送路４を介してマゼンタ用プロセスユニット６側
に送り込まれる前段において、クラッシュ発光装置２０
により用紙Ｐ上に仮に固定される（ステップ６）。

この後、用紙Ｐは用紙搬送路４を介してマゼンタ用プロ
セスユニット６側に送られ、前述と同様にして感光体ド
ラム３０Ｍ上にマゼンタトナー像ＴＭ・・・か形成され
る（ステップ７）。ついで、感光体ドラム３０Ｍ上のマ
ゼンタトナー像ＴＭ・・・が用紙Ｐに静電的に転写され
る（ステップ８）。

ついて、このマゼンタトナー像ＴＭ・・・は、用紙Ｐが
用紙搬送路４を介してシアン用プロセスユニット７側に
送り込まれる前段において、フラッシュ発光装置２０に
より用紙Ｐ上に仮に固定される（ステップ９）。

この後、用紙Ｐは用紙搬送路４を介してシアン用プロセ
スユニット７側に送られ、前述と同様にして感光体ドラ
ム３０ｃ上にシアントナー像ＴＣ・・・が形成される（
ステップ１０）。ついて、感光体ドラム３０Ｃ上のシア
ントナー像Ｔｃ・・・が用紙Ｐに静電的に転写される（
ステップ１１）。

ついで、このシアントナー像Ｔｃ・・・は、用紙Ｐが用
紙搬送路４を介してブラック用プロセスユニット８側に
送り込まれる前段において、クラッシュ発光装置２０に
より用紙Ｐ上に仮に固定される（ステップ１２）。

さらに、この後、用紙Ｐは用紙搬送路４を介してブラッ
ク用プロセスユニット８側に送られ、前述と同様にして
感光体ドラム３０Ｂ上にブラックトナー像ＴＢ・・・が
形成される（ステップ１３）。

ついて、感光体ドラム３０Ｂ上のブラックトナー像ＴＢ
・・が用紙Ｐに静電的に転写される（ステップ１４）。

この様に、用紙搬送路４の水平部４ａを搬送される過程
において、用紙Ｐ上には、イエロートナー像ＴＹ・・・
、マゼンタトナー像Ｔ、・・・　シアントナー像Ｔ。・
・・、およびブラックトナー像Ｔ８・・・が重畳され、
多色画像が形成される。

ついで、多色画像が形成された用紙Ｐは、定着器ユニッ
ト１３に対向することにより、各トナー像ＴＹ・、ＴＭ
・・、Ｔｃ・・・、ＴＢ・・・が、−括して用紙Ｐに溶
融定着され強固に本定着される（ステップ１５）。

この後、用紙Ｐは、排紙ローラ対１５を介して排紙部３
に排紙される（ステップ１６）。

なお、用紙Ｐ上にイエロートナー像ＴＹ・９１、マゼン
タトナー像Ｔ、・・　シアントナー像Ｔｃ・・・および
ブラックトナー像ＴＢ・・・を転写した後、感光体ドラ
ム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ，３０Ｂ上に残った残留トナ
ーは、クリーナユニット３４のクリーニングブレードに
より掻き落とされる。

さらに、この後、感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ。

３０Ｃ，３０Ｂの表面の残像は、図示しない除電装置か
らの除電光により消去され、初期状態に戻り、画像形成
動作を完了することになる。

この発明の装置にあっては、第５図の実線矢印で示すよ
うに、給紙カセット２から取出された用紙Ｐを排紙部３
に搬送する過程において、用紙Ｐが複数の画像プロセス
ユニット５〜８を通過することにより多色画像を高速で
得ることができ、従来のように像担持体を複数回転させ
るものに比べ、画像形成スピードの大幅なアップが図れ
る。

また、１つ目の感光体ドラム３０Ｙと２つ目の感光体ド
ラム３０Ｍとの間、２つ目の感光体ドラム３０ｙと３つ
目の感光体ドラム３０ｃとの間、および、３つ目の感光
体ドラム３０ｃと４つ目の感光体ドラム３０Ｂとの間に
仮定着手段としてのフラッシュ発光装置２０をそれぞれ
設けて用紙Ｐ上に転写された像を用紙Ｐに仮に固定する
ようにしたから、前段の画像形成手段で用紙Ｐに転写さ
れたトナー像ＴＹ・・・（Ｔ　Ｍ・・・、Ｔｃ・・・）
が、後段の画像形成手段による転写プロセスの際に、用
紙Ｐから剥離するようなことがなく、極めて良好な多色
画像が形成される。

また、用紙Ｐ上に仮定着された複数のイエロトナー像Ｔ
Ｙ・・・、マゼンタトナー像ＴＭ・・・およびシアント
ナー像Ｔｃ・・・は、定着器ユニット１３によって最終
的にはブラックトナー像ＴＢ・・・と同時かつ強固に用
紙Ｐに定着でき、安定した多色画像を得ることが可能と
なる。

また、各プロセスユニット５〜８の感光体ドラム３０Ｙ
、３０Ｍ、３０Ｃ，３０Ｂは、前述したように、その周
速Ｖ＋　、Ｖ２　、Ｖｉ　、Ｖ４が用紙Ｐの搬送方向下
流側に行くにつれてｖ４＞Ｖ、＞Ｖ２＞Ｖ、の関係にあ
るように設定されているから、感光体ドラム３０Ｙ、３
０Ｍ、３０゜。

３０ａの周速差による用紙Ｐの弛みが防止され、画像ず
れが確実に防止される。

また、フラッシュ発光装置２０・・による仮定着の影響
で加熱された感光体ドラム３０ｙ、３０Ｍ。

３０ｃ、３０ｇは、前述したように強制的にその内部か
ら空冷されることにより、一定の温度に保たれ感光体ド
ラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ。

３０Ｂの特性変化が防止される。そして、良好力・つ安
定した特性が維持できる。

また、万が一１用紙Ｐが用紙搬送路４に詰まった場合や
、プロセスユニット５〜８の交換時などには、第７図に
示すように装置本体１の上面カッくを兼用する排紙トレ
イ２５を上方に開くことで、容易にその作業が可能とな
る。

なお、上述の一実施例において、イエロートナー像Ｔ、
・・、マゼンタトナー像ＴＭ・・・　シアントナー像Ｔ
ｃ・・・およびブラックトナー像ＴＢ・・・の４色を重
畳して多色画像を得るものにつ０て説明したが、ブラッ
クトナー像ＴＢ・・・は必ずしも必要でない。要は複数
のトナー像を同一の用紙Ｐに順次転写するものであれば
良い。

また、仮定着手段としてフラッシュ発光装置２０を適用
したものについて説明したが、例えば帯電チャージャ、
ヒートローラ手段等の他の定石加熱手段であってもよい
。

その他、本発明は上記一実施例に限らず、本発明の要旨
を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論である
。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
を奏する。

請求項１記載の画像形成装置によれば、前段の画像形成
手段で転写材に転写された現像剤が、定着手段により転
写材に定着されるため、後段の画像形成手段による画像
形成プロセスの際に、転写材から剥離するようなことが
なく、極めて良好な画像を得ることができる。

また、請求項２記載の画像形成装置によれば、さらに、
転写材が複数の画像形成手段を通過することにより複数
の像を重畳したカラー画像を高速で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は画像形
成プロセスユニットおよびその周辺の構成を示す図、第
２図は高速コンパクトプリンタの内部機構を示す概略的
構成図、第３図は感光体ドラムの周速関係を示す説明図
、第４図は感光体ドラムの冷却構造を示す概略的横断平
面図、第５図は画像形成時の用紙の流れを示す図、第６
図は画像形成時の動作状態を示すフローチャート、第７
図は用紙搬送路を開放した状態の説明図である。 ５〜８・・・画像形成手段（プロセスユニット）、４・
・・搬送手段（用紙搬送路）、９・・・転写手段（転写
ベルトユニット）、１３・・・定着手段（定着器ユニッ
ト）、２０・・・仮定着手段（フラッシュ発光装置）、
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ，３０ｇ・・・像担持体（感光
体ドラム）、Ｐ・・・転写材（用紙）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体を有し、この像担持体上に夫々像を形成
   する第１及び第２の画像形成手段と、これら第１及び第
   ２の画像形成手段の像担持体に各々形成される像を順次
   転写材に転写する転写手段と、 前記第１の画像形成手段と第２の画像形成手段との間に
   配置され、前記第１の画像形成手段によって形成され前
   記転写手段によって転写材上に転写された像をこの転写
   材上に固定させる定着手段と を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）像担持体を有し、この像担持体上に夫々異なる色
   の像を形成する略直線状に配置されている第１及び第２
   の画像形成手段と、 これら第１及び第２の画像形成手段の像担持体に各々形
   成される像を順次転写材に転写する転写手段と、 前記第１の画像形成手段と第２の画像形成手段との間に
   配置され、前記第１の画像形成手段によって形成され前
   記転写手段によって転写材上に転写された像をこの転写
   材上に固定させる定着手段と を具備したことを特徴とする画像形成装置。