JPH0460654A - 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】 【東上Ω上皿上１ 本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置関し、特
に多色画像の露光をレーザー光学系を用いて行なう画像
形成装置に関する。

【兄立且Ｉ 従来、電子写真法を利用した画像形成装置として、静電
潜像担持体の周囲にこれの回動方向に沿って帯電手段、
レーザー光学系及び現像器からなる反転現像作像プロセ
スユニットと、転写装置と、クリーニング装！とを配置
した多色画像形成装置が知られている。

この多色画像形成装置では、先ず、静電潜像担持体の回
動第１同口の作像プロセスにおいて、第１帯電器により
一様に帯電された静電潜像担持体表面に、レーザー光学
系から第１色目の画像用のレーザーを照射して、静電潜
像担持体上にネガの第１色目の静電潜像を形成し、これ
を第１色目のイエローの現像剤で現像して、第１色目の
イエロートナー像を形成する。

次いで、静電潜像担持体の回動第２同月の作像プロセス
において、上記に準じて第２色目の静電潜像の形成、現
像により第２色目のマゼンタトナー像を形成し、以下同
様に、回動筒３眉目、第４層目の作像プロセスにおいて
、それぞれ第３色目のシアントナー像、第４色目のブラ
ックトナー像を形成する。

このようにして静電潜像担持体上に形成された４色のト
ナー像は、転写装置により転写材上に一括して転写され
、か（して転写材上に多色画像が得られる。

一方、静電潜像担持体は、クリーニング装置によりその
表面をクリーニングして、転写時に残留したトナーを除
去した後、次の画像形成に備える。

が　　しよ　と　る ところで、上記の多色画像にイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラック以外の色を得ようとする場合、イエロー、
マゼンタ、シアンの２色以上のトナー像を混色する必要
がある。例えば紫の色を得ようとする場合には、マゼン
タトナー像上にシアントナー像を重ね合わせて形成して
混色しなければならない。

そのためには、マゼンタトナー像が既に形成された静電
潜像担持体の表面にマゼンタトナー像上からシアン画像
用のレーザーを照射しなくてはならず、これが原因で得
られる紫色の画像は色ムラが発生する。

この点を詳しく説明すると、先ず、第１１図（ａ）に示
すように、静電潜像担持体２５の表面にマゼンタ用のレ
ーザーλ２を照射して、同図（ｂ）に示すように、負の
電位でマゼンタ用の静電潜像を形成し、これをマゼンタ
の現像剤で現像して、同図（ｃ）に示すように、静電潜
像担持体２５上にマゼンタトナー像Ｍを形成する。

次いで、第１２図（ａ）に示すように、マゼンタトナー
像Ｍが既に形成されている静電潜像担持体２５の表面に
マゼンタトナー像間上からシアン用のレーザーλ０を照
射する。すると、レーザーλＣがマゼンタトナー像Ｍを
通過するときに減衰されるので、同図（ｂ）に示すよう
に、シアン用の静電潜像は十分な電位に形成されず、電
位のコントラストが浅い。

更に上記のレーザーλ。がマゼンタトナー像Ｍにより拡
散されるために、同図（ｂ）にも示されるように、マゼ
ンタトナー像Ｍの周囲に不必要な静電潜像ができてしま
う。

このように、シアン用の静電潜像は、潜像そのものの電
位コントラストが浅く、又潜像がぼやけたものになる。

次に、このようなシアン用の静電潜像をシアンの現像剤
で現像すると、静電潜像担持体２５とこれに供給された
シアントナーとの間にマゼンタトナー像Ｍが介在するた
め、シアントナーに働く静電潜像担持体２５方向の力が
弱められたり、曲げられたりするなどして、良好な現像
ができない。

その結果、第１２図（Ｃ）に示すように、シアントナー
像Ｃは、マゼンタトナー像間上で部分的にシアントナー
の付着がな（、マゼンタトナー像Ｍの周囲でシアントナ
ーの付着によりはみ出した状態に形成される。このため
転写材上への転写後の定着により、マゼンタトナー像Ｍ
とシアントナー像Ｃとを混色して得られる紫色の画像は
、色ムラを生じるようになる。

又シアン用の静電潜像は電位コントラストが小さいため
に、得られるシアントナー像Ｃは、マゼンタトナー像Ｍ
を介したシアントナーの静電潜像担持体２５への付着力
が弱く、転写材上への転写時や次の色の静電潜像の現像
時に、第１３図に示すように、シアントナーが剥離し易
く、このため得られる紫色の画像は乱れをもたらされ易
い。これは電位コントラストが特に小さい画像のエツジ
部で著しい。

更にシアントナーの付着力が弱いことから、次の色の静
電潜像の現像時にその色の現像剤がシアントナー像Ｃに
接触すると、シアントナーが容易に剥離して、得られる
紫色の画像の色ムラや上記法の色の現像剤の混色の原因
となる。

以上は、マゼンタトナー像とシアントナー像とを混色し
て紫色の画像を得る場合を例にとって説明したが、混色
によって紫以外の色の画像を得る場合でも基本的に同様
である。

従って本発明の目的は、静電潜像担持体上に複数色のト
ナー像を形成し、複数色のトナー像を一括して転写材上
に転写した後、定着によりその複数色のトナー像を重な
り合った部分で混色させながら転写材上に固定して、多
色画像を得る↓こ際し、混色による色の画像部に画像部
れのない良好な多色画像を得ることができ、且つ現像に
使用する各色の現像剤の混色をも防止することができる
画像形成装置を提供することである。

を　　　るための 上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

要約すれば本発明は、静電潜像担持体の周囲にその回動
方向に帯電器、レーザー光学系及び現像器からなる作像
プロセスユニットを複数色分配設して、前記複数色の作
像プロセスユニットによる複数色の作像プロセスにより
前記静電潜像担持体上に複数色のトナー像を形成し、然
る後に前記複数色のトナー像を一括して転写材上に転写
し、前記複数色のトナー像を重なり合った部分で混色さ
せながら定着して、前記転写材上に前記複数色以上の色
の多色画像を得る画像形成装置において、前記複数色の
作像プロセスにおけるレーザー光学系のレーザービーム
の２次元光強度分布α：Ｘ　　（１／ｅ”　　）／Ｘ　
　（１／２）但し、 Ｘ　（１／２）：半値幅 Ｘ（１／ｅ２）：光強度が最大の１／ｅ２になる位置の
幅 を、相前後するｎ番目、ｎ＋１番目の色の作像プロセス
間で、 α　ｎ中１　く　α。

但し、 αｎ：ｎ番目の色の作像プロセスでのレーザービームの
２次元光強度分布 ａｌｌ＋Ｉ：　ｎ　＋　１番目の色の作像プロセスでの
レーザービームの２次元光強度分布 なる条件を満足するように設定したことを特徴とする画
像形成装置である。

及１１ 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略
構成図である。本実施例の画像形成装置は、２色プリン
ターを示す。

本画像形成装置は、第１図に示すように、静電潜像担持
体として感光ドラムｌを備え、感光ドラム１の周囲には
、矢印ａで示す回動方向に沿って、感光ドラムｌをクリ
ーニングするクリーニング装置２と、画像の濃度ムラを
防止するために、感光ドラム１上の残留電荷を消去すべ
く感光ドラム１に光りを照射する前露光ランプ３と、第
１帯電器４、第２レーザー光学系８及び第１現像器６か
らなる第１色目の作像プロセスユニットと、第２帯電器
７、第２レーザー光学系８及び第２現像器９からなる第
２色目の作像プロセスユニットと、転写帯電器１０とが
配設されている。感光ドラム１と転写帯電器１０との間
に転写材１１が通紙される。

本画像形成装置は、上記構成にて、感光ドラム１が矢印
ａ方向に回転している状態で、先ず、クリーニング装置
２により感光ドラム１上の残留トナーをクリーニングし
たのち、前露光ランプ３により感光ドラム１に光りを照
射して、感光ドラム１上の残留電荷を消去する。

次に、第１色目の作像プロセスユニットを用いた第１色
目の作像プロセスに８いて、第１帯電器４により感光ド
ラムｌの表面を一様に帯電し、第ル−ザー光学系５から
第１色目の画像用のレーザーを照射して、感光ドラム１
上に第１色目の静電潜像を形成する。感光ドラム１上に
はレーザーの照射により電荷が消失して、上記第１色目
の静電潜像が負の電位で形成される。続いて第、１色目
の静電潜像を第１現像器６により第１色目の現像剤で現
像して、感光ドラム１上に第１色目のトナー像を形成す
る。

次に、第２色目の作像プロセスユニットを用いた第２色
目の作像プロセスにおいて、上記第１色目の作像プロセ
スに準じ、第２帯電器７により感光ドラム１の表面を一
様に帯電し、第２レーザー光学系８から第２色目の画像
用のレーザーを照射して、感光ドラムｌ上に第２色目の
静電潜像を負の電位で形成し、第２色目の静電潜像を第
２現像器９により第２色目の現像剤で現像して、感光ド
ラム１上に第２色目のトナー像を形成する。

このようにして形成された２色のトナー像は、転写帯電
器１０により転写材１１上に一括して転写される。

一方、感光ドラムｌは、クリーニング装置２によりその
表面をクリーニングして、転写時に残留したトナーを除
去し、前露光ランプ３により光りを照射して、残留電荷
を消去した後、次の画像形成に備える。

さて、本発明では、第１色目の作像プロセスで第ル−ザ
ー光学系５から照射される第１色目の画像用のレーザー
ビームの２次元光強度分布ａ。

よりも、第２色目の作像プロセスで第２レーザー光学系
８から照射される第２色目の画像用のレーザービームの
２次元光強度分布α２の方を小さくなるように設定して
いる。

上記のレーザービームの２次元光強度分布の設定法の一
例を、第２図に示すレーザービームスキャナーに基づい
て説明すると、次の通りである。

レーザービームスキャナーは、レーザー光源としての半
導体レーザー１３と、コリメータレンズ１４、ポリゴン
ミラー２５及びｆ−θレンズ１６とからなっており、半
導体レーザー１３はレーザードライブ回路１２に接続さ
れ、画像読取り装置や電子計算機等からの画像信号に対
応して発信し、感光ドラムｌの表面を露光するようにな
っている。

このようなレーザービームによる画像の一走査で、所定
の速度で回転している感光ドラム１の表面に長手方向に
画像−走査分の露光部分布が形成され、これを感光ドラ
ム１を所定量回転しながら繰り返し行なうことにより、
感光ドラムｌの表面上に画像信号に応じた露光分布を有
する静電潜像が形成される。

ここで、半導体レーザー１３の発光面とコリメータレン
ズ１４との間の距離Ｘを変えると、レーザービームの２
次元光強度分布ａは、第３図に示すように変化する。そ
こで第１色目の作像プロセスでは、上記路１ｔ！ｘを第
３図のＢの位置に、第２色目の作像では、同じく距離Ｘ
を第３図のＡの位置に設定すると、第１色目、第２色目
の作像プロセスにおけるレーザービームの２次元光強度
分布α１、α２の関係を、α、よりもα２の方が小さい
α２〈α１とすることができろ。

以上、レーザービームの２次元光強度分布の設定法の一
例を説明したが、設定法は上記に限定されるわけではな
い。例えば光路中に焦点補正用レンズを追加して、これ
を動かすことにより２次元光強度分布を変化させること
でもよい。或いは、半導体レーザーを複数個用いるもの
であれば、それらの半導体レーザーを異なる波長のもの
にする等により、異なる作像プロセスでは２次元光強度
分布が異なるようにすることでもよい。

次に、第１色目の作像プロセスでのレーザービームの２
次元光強度分布α１より、も、第２色目の作像プロセス
でのレーザービームの２次元光強度分布α２の方が小さ
くなるように設定したことの効果について説明する。

第４図は、第１図の画像形成装置による画像形成実験に
用いたレーザービームの２次元光強度分布の説明図であ
る。

図に示すレーザービームＢの光強度分布はガウス分布を
しており、非常にシャープな形状になついる。これに対
しレーザービームＡの光強度分布はシャープさに欠け、
特に光強度の小さい領域がかなり広く裾を引いているこ
とが判る。従ってレーザービームＢの方がレーザービー
ムＡよりも２次元光強度分布が小さい。

上記のレーザービームＡを第１色目の作像プロセスに用
い、レーザービームＢを第２色目の作像プロセスに用い
て、感光ドラム１の表面に照射し、上述したようにして
、画像形成して得た画質等の結果を、本発明例として第
１表に示す。比較のために、第１色目、第２色目の作像
プロセス共にレーザービームＡを用いて、同様に画像形
成して得た結果を比較例として第１表に併せて示す。

本発明例は、第１色目、第２色目の作像プロセスにおけ
るレーザービームの２次元光強度分布α１１、α！の関
係をα２〈α１とした場合、比較例は、本発明の条件外
のα２＝α、とした場合である。

第１表 第１表には、用いたレーザービームＡ、Ｂの半値幅Ｘ　
（１／２）［μｍ］、光強度が最大の１／ｅＺに対応す
る位置の幅Ｘ　（１／ｅ”　）［μｍ］及び２次元光強
度分布α＝Ｘ（１／ｅ２）／Ｘ　（１／２）の値も併記
した。

第１表に示されるように、第１色目、第２色目の作像プ
ロセスにおけるレーザービームの２次元光強度分布α３
、ａ２の関係をα２くα１とした本発明の場合、定着時
の混色により形成された紫色の画像には、第２色目のマ
ゼンタトナーの飛び散りゃ抜けによる色ムラがなく、良
好な紫色の画像が得られており、尚且つ現像剤の混色も
ほとんど認められなかった。

これに対し、本発明の条件外のα２＝α１とした比較例
の場合、第２色目のマゼンタトナーの飛び散りゃ抜けを
招き、得られた紫色の画像には色ムラを発生した。又第
２色目の静電潜像を第２現像器９で現像する際に、感光
ドラム１上の第１色目のイエロートナー像の第２色目の
マゼンタの現像剤による掻き取りが生じ、マゼンタの現
像剤にイエロートナーが若干混じって、混色が発生して
しまった。

第５図は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概
略構成図である。

第１図に示した画像形成装置では、感光ドラム１の周囲
に第１色目として第１帯電器４、第ル−ザー光学系５、
第１現像器６、第２色目として第２帯電器７、第２レー
ザー光学系８、第２現像器９というように、帯電器、レ
ーザー光学系及び現像器は全て第１色目、第２色目に別
々に設けたが、本実施例の画像形成装置は、このうち第
２色目の第２帯電器７及び第２レーザー光学系８を省略
して、第１色目の第１帯電器４及び第ル−ザー光学系５
を第２色目用に共用させたことが特徴である。

本画像形成装置のその他の構成は第１図の画像形成装置
と基本的に同じで、第５図において第１図に付した符号
と同一の符号は同一の部材を示す。

本画像形成装置で、第１色目、第２色目の作像プロセス
におけるレーザービームの２次元光強度分布α３、α２
をα２くα１とするためには、前記した半導体レーザー
１３の受光面とコリメータレンズ１４との間の距Ｈｘを
、第１色目、第２色目で変えるようにすればよい。

尚、本実施例の場合、クリーニング装置２は、第２色目
の作像プロセスが開始されるまでは、感光ドラム１の表
面をクリーニングしないように解除しておくことを要す
る。

本実施例によっても、第１色目、第２色目の作像プロセ
スにおけるレーザービームの２次元光強度分布α１、α
２をα２くα、としているので、先の実施例のときと同
様に、定着時の混色により形成された紫色の画像に、第
２色目のマゼンタトナーの飛び散りゃ抜けによる色ムラ
がな（、良好な紫色の画像が得られ、且つ現像剤の混色
を防止することができる。

更に本実施例では、作像プロセスが２回以上あっても、
帯電器、レーザー光学系は１組みあればよいので、画像
形成装置の簡略化、小形化、コストダウン化を図ること
ができる利点もある。

第６図は、本発明の画像形成装置の更に他の実施例を示
す概略構成図である。

本実施例の画像形成装置は、レーザー光学系５を感光ド
ラム１の内側に設けて、レーザービームを感光ドラム１
の裏側から照射して、所謂背面露光方式により感光ドラ
ム１上に静電潜像を形成することが特徴である。

本画像形成装置のその他の構成は第５図に示した画像形
成装置と基本的に同様で、第６図において第５図に付し
た符号と同一の符号は同一の部材を示す。

背面露光方式の場合、第１色目、第２色目の作像プロセ
スにおいて、レーザービームの２次元光強度分布α１、
ａ２をα２＝α１としても、第２色目の露光時にレーザ
ービームが第１色目のトナー像を通過することがないの
で、第２色目の潜像形成上は何ら問題ない。しかし、第
２色目の現像は、第１色目のトナー像が形成されている
感光ドラム１に対して行なうことになるので、前述した
ように良好な現像ができなくなる。

そこで、背面露光方式においても本発明を適用して、第
２色目の作像プロセスで第２色目の静電潜像の電位コン
トラストを大きくすることにより、第２色目のトナーの
飛び散りゃ抜けによる色ムラがない、混色による色が良
好に再現された画像を得ることができ、且つ現像剤の混
色も防止することができる。

以上の実施例では、いずれも、２色プリンターを例にと
って説明したが、本発明はこれに限られず、相前後する
ｎ番目、ｎ＋１番目の色の作像プロセスでのレーザービ
ームの２次元光強度分布をα。、α。４１　としたとき
に、ａ、１〈αゎとなるように設定してやることにより
、３色以上の多色を再現する画像形成装置にも同様に適
用することができる。

本発明を適用することができる３色以上の多色を再現す
る画像形成装置の例を第７図、第８図に示す。

第７図に示した画像形成装置は、４色以上の多色を再現
するようにしたもので、そのために第７図の画像形成装
置では、第１図の画像形成装置の感光ドラム１の周囲に
、更に第３色目として帯電器１７、レーザー光学１８系
及び現像器１９、第４色目として帯電器２０、レーザー
光学２１系及び現像器２２を配設している。又第８図の
画像形成装置は、その際に第５図の画像形成装置に準じ
、第２色目の帯電器７及びレーザー光学系８、第３色目
の帯電器１７及びレーザー光学系１８、第４色目の帯電
器２０及びレーザー光学系２１を省略して、第１色目の
帯電器４及びレーザー光学系５を第２色目、第３色目及
び第４色目用に共用させている。

又静電潜像担持体として感光ドラム１を使用した場合を
示したが、本発明は、第９図及び第１０図に示すような
感光ベルトを使用した画像形成装置についても同様に適
用することができる。

即ち、上記第９図及び第１０図の画像形成装置は、感光
ドラム１の代わりに３個のローラ３０に掛は回された略
三角形状の軌道で回動する感光ベルト３１を使用してい
る。

これら第１０及び第１０図の画像形成装置は、第７図及
び第８図の画像形成装置と同様、４色以上の多色を再現
するようにしたもので、第９図の画像形成装置は第７図
の画像形成装置と同様、第２色目、第３色目及び第４色
目用の帯電器７、１７．２０、レーザー光学系８．１８
．２１を省略せずに設置し、第１０図の画像形成装置は
第８図の画像形成装置と同様、第２色目、第３色目及び
第４色目用の帯電器７．１７．２０、レーザー光学系８
．１８．２１を省略して、第１色目の帯電器４、レーザ
ー光学系５を共用させている。

見見Ｊとが呈 以上説明したように、本発明の画像形成装置では、複数
色の作像プロセスにおけるレーザー光学系のレーザービ
ームの２次元光強度分布ａ　＝　Ｘ　（１／　ｅ　”　
）　／　Ｘ　（１／　２　）但し、 Ｘ　（１／２）：半値幅 Ｘ　（１／ｅ”　）：光強度が最大の１　／　ｅ　”に
なる位置の輻 を、相前後するｎ番目、ｎ＋１番目の色の作像プロセス
間で、 α。、１くａ。

但し、 α、、：ｎ番目の色の作像プロセスでのレーザービーム
の２次元光強度分布 α。−＋　　：　ｎ　＋１番目の色の作像プロセスでの
レーザービームの２次元光強度分布 なる条件を満足するように設定したので、静電潜像担持
体上に複数色のトナー像を形成し、複数色のトナー像を
一括して転写材上に転写した後、定着によりその複数色
のトナー像を重なり合った部分で混色させながら転写材
上に固定して、多色画像を得るに際し、混色による色の
画像部に飛び散りゃ抜けによる色ムラや乱れのない良好
な多色画像を得ることができ、且つ現像に使用する各色
の現像剤の混色をも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略
構成図である。 第２図は、第１図の画像形成装置でレーザー光学系とし
て使用するレーザービームスキャナーを示す概略構成図
である。 第３図は、第２図のレーザービームスキャナーの半導体
レーザーの発光面とコリメータレンズとの間の距離Ｘと
レーザービームの２次元光強度分布αとの関係を示すグ
ラフである。 第４図は、第１図の画像形成装置による画像形成実験に
用いたレーザービームの２次元光強度分布の説明図であ
る。 第５図は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概
略構成図である。 第６図は、本発明の画像形成装置の更に他の実施例を示
す概略構成図である。 第７図は、本発明を適用することができる３色以上の多
色を再現するカラー画像形成装置の例を示す概略構成図
である。 第８図は、本発明を適用することができる３色以上の多
色を再現する画像形成装置の他の例を示す概略構成図で
ある。 第９図は、本発明を適用することができる感光ベルトを
用いた画像形成装置の例を示す概略構成図である。 第１０図は、本発明を適用することができる感光ベルト
を用いた画像形成装置の他の例を示す概略構成図である
。 第１１図（ａ）〜（Ｃ）、第１２図（ａ）〜（ｃ）及び
第１３図は、従来の画像形成装置で形成された画像の混
色による画像部の色ムラを説明する説明図である。 １：感光ドラム ３；前露光ランプ ４．７．１７．２０：帯電器 ５．８．１８．２１：レーザー光学系 ６．９．１９．２２：現像器 １１：転写材 １０：転写帯電器 １３：半導体レーザー １４：コリメータレンズ ３１：感光ベルト 第４図 第５図 匝 離χ 第７図 第１０図 第９図 第１１囚 （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） 貴 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静電潜像担持体の周囲にその回動方向に帯電器、レ
   ーザー光学系及び現像器からなる作像プロセスユニット
   を複数色分配設して、前記複数色の作像プロセスユニッ
   トによる複数色の作像プロセスにより前記静電潜像担持
   体上に複数色のトナー像を形成し、然る後に前記複数色
   のトナー像を一括して転写材上に転写し、前記複数色の
   トナー像を重なり合った部分で混色させながら定着して
   、前記転写材上に前記複数色以上の色の多色画像を得る
   画像形成装置において、前記複数色の作像プロセスにお
   けるレーザー光学系のレーザービームの２次元光強度分
   布 α：Ｘ（１／ｅ＾２）／Ｘ（１／２） 但し、 Ｘ（１／２）：半値幅 Ｘ（１／ｅ＾２）：光強度が最大の１／ｅ＾２になる位
   置の幅を、相前後するｎ番目、ｎ＋１番目の色の作像プ
   ロセス間で、 α＿ｎ＿＋＿１＜α＿ｎ 但し、 α＿ｎ：ｎ番目の色の作像プロセスでのレーザービーム
   の２次元光強度分布 α＿ｎ＿＋＿１：ｎ＋１番目の色の作像プロセスでのレ
   ーザービームの２次元光強度分布なる条件を満足するよ
   うに設定したことを特徴とする画像形成装置。