JPH07261496A

JPH07261496A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07261496A
Application number: JP6072864A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nonomura; 真野々村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】使用頻度の多い黒色画像形成部位と、使用頻度
の少ない他色のトナー用の画像形成部位を一体として、
安価で、一般事務用機器として適切な多色コピー可能な
画像形成装置を得る。【構成】主たる画像形成部位と、少なくとも１個の従た
る画像形成部位を画像形成装置本体内に設け、通常黒色
トナー像を形成する主たる画像形成部位の寿命を他の画
像形成部位よりも長く構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は、静電複写機、同プリ
ンタなど静電転写プロセスを利用する画像形装置、就
中、装置内にすくなくとも２個の画像形成部位を備えた
画像形成装置に関するものである。

【０００２】この種の画像形成装置においては、近時、
一つの装置本体内に複数個の画像形成部位をそなえ、カ
ラー画像、複数色を使用した画像、書類などを簡単に作
成することができるものに対する要請が高くなってきて
いるが、コスト、操作性などの観点から、未だ充分汎用
され得る状態になっているとは云い難いのが実態であ
る。

【０００３】「図７」は、このような画像形成を可能と
する装置の一例を示すフルカラー画像形成装置の概略側
断面図である。装置内には、紙面に垂直方向に延設され
て図示矢印方向に回転走行する円筒状の像担持体１が配
設してある。

【０００４】該像担持体１には入力された画像信号が、
露光手段２によって、静電潜像として記憶され、この潜
像が現像装置３から付与されるトナーによって顕像化さ
れて、転写帯電器６を配設した転写部位に達する。

【０００５】このとき迄に、像担持体１に平行配置され
誘電体フィルム等からなる転写ドラム４にカセット５か
ら搬送され、適宜の機械的、静電的手段で転写ドラムに
保持された転写材が前記転写部位に到来すると、像担持
体側のトナー像が転写材に転移する。

【０００６】前記露光手段２においては、画像信号を構
成する４個の成分色による画像信号を像担持体に投射す
るものとし、前記現像装置３には、夫々マゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックトナーを内蔵した４個の現像
器、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３ＢＫが装着してあって、原稿
の各成分色信号が像担持体に潜像を形成するごとに、対
応するカラートナーを収納する現像器が前記転写部位に
至って、転写ドラム４に保持されている転写材に順次各
色画像を重畳形成する。

【０００７】４回の転写を終了した後、転写材は転写ド
ラム４から分離され、搬送路７を経て定着装置８に至
り、トナー像が転写材に定着固定されてカラー画像が形
成された後、機外に排出される。

【０００８】このようなカラー画像形成装置は高精度の
出力画像が得られるが、構成が複雑でコストも高く、ひ
ろく一般的に利用されるようになるのは容易ではない。

【０００９】フルカラー画像形成装置の他の例を「図
８」によって略述する。画像形成装置内には、その長手
方向に搬送ベルト１４が配設してあり、その上部に、像
担持体１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１ＢＫが列設してあ
る。各像担持体に対向して転写帯電器１６Ｃ、１６Ｍ、
１６Ｙ、１６ＢＫが配設されていて夫々転写部位を形成
している。

【００１０】また、各像担持体近傍には、夫々シアン、
マゼンタ、イエロー、ブラック各色トナーを内蔵した現
像器１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３ＢＫが配置してあ
り、画像信号付与手段１２から得られる原稿の各成分色
による静電潜像に対応するカラートナーを付与して各色
トナー像を形成し、前記転写部位において、カセット１
５から供給されて搬送路１４を図示右方向から左側に走
行する転写材に順次各色トナー像を重畳形成する。

【００１１】重畳転写を終了した転写材は、搬送ベルト
１４から離脱して定着装置１７においてトナーが溶融、
混合してカラー画像が形成された後、機外に排出され
る。

【００１２】このような構成の装置は、一見して理解で
きるように、周知のモノクロタイプの画像形成装置を列
設した構成をとっているので、高生産性をえられるとと
もに、高精度のカラー画像が得られ、また、前述の装置
に比して構成が簡単でコスト的にも有利であると云え
る。反面、複数個の画像形成部位を列設してあるので大
型化を免れず、設置スペースの面からはそれだけ制限が
あることになり、また、前記の装置にくらべれば安価と
はいっても、相当にコスト高となることを免れない。

【００１３】ところで、このようなカラー画像形成装置
が、各所で各用途に好適に使用されているとしても、カ
ラー画像形成としての利用はごく一部に限られ、モノク
ロ画像の出力される度合がはるかに大きいことはよく知
られていることである。また、近年、このような画像形
成装置を各種情報機器の出力端末として共用することが
一般的になってきているが、このような事態のもとで
は、モノクロ画像出力の占める割合はむしろ増大してい
ると云える。

【００１４】このような現状からみると、上述のよう
な、各色の画像形成部位を均等に形成した装置では、ブ
ラック画像形成部位と、他色画像形成部位との間の使用
頻度の差異が大き過ぎて、これら画像形成部位間の寿
命、耐久性が異なってくるので、保守点検、部品交換、
修理などがブラック画像形成部位を基準に行われがちに
なって、徒にランニングコストの上昇を招来すると云う
問題があった。

【００１５】本発明はこのような事態に対処すべくなさ
れたものであって、一つの画像形成装置内に、少なくと
も２個の画像形成部位を具備させ、すくなくともその一
つが長寿命となる構成をとり、例えば、これを、ブラッ
ク画像形成用（ブラックに限定される訳ではないが）と
することによって、とくに、複色画像の形成を可能とす
る一般事務機器として、その利用範囲を格段に拡げ得る
ような小型化、長寿命の装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１６】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は、光導電性感光層を有する像担持
体を備えた画像形成部位を複数個具備する画像形成装置
において、少なくともその一つの主たる画像形成部位
を、他の従たる画像形成部位よりも長寿命としてなる
か、または、前記のものにおいて、主たる画像形成部位
の像担持体の直径が、従たる画像形成部位の像担持体の
直径よりも大であるか、または、前記のものにおいて、
従たる画像形成部位がプロセスカートリッジとして形成
してなるか、または前記のものにおいて、従たる画像形
成部位の少なくとも一つが独立したクリーニング手段を
備えていないか、または、前記のものにおいて、主たる
画像形成部位では黒色現像剤を用いてなることを特徴と
するものである。

【００１７】このように構成することによって、特段の
コストアップなしに、メンテナンスフリーの多色、カラ
ー画像形成可能の画像形成装置が得られ、この種の画像
形成装置の利用効率の向上、利用範囲の拡大をはかるこ
とができる。

【００１８】

【実施例の説明】「図１」は本発明の実施例を示す画像
形成装置の概略側面図、「図２」（ａ）、（ｂ）はこれ
に使用されるプロセスカートリッジの側面図である。

【００１９】画像形成装置には、「図１」に示すよう
に、カートリッジ１、２が直列状に配置してあり、その
下方に搬送ベルト５ａ、５ｂが配設してあって、カセッ
ト等から記要求された転写材には、カートリッジ２、同
１によって周知の仕方で順次画像が形成された後、定着
装置６を経て機外に排出されるものとする。

【００２０】各カートリッジ１、２について略述する
と、これらに装着されている像担持体１１、２１表面感
光層が帯電ローラ１２、２２によって一様に帯電された
後、スキャナー３によって読み取られた画像情報乃至は
外部から入力された画像情報が露光手段４によって各像
担持体上に静電潜像として記録される。

【００２１】次いで、これら潜像に各現像器１３、２３
からトナーが付与されて前記潜像がトナー像として顕像
化される。さらに、このトナー像が、像担持体１１、２
１と転写手段１４、２４が対向する転写部位に至ると、
この時までに転写材が各転写部位に到来し、転写手段１
４、２４の作用で、像担持体側のトナー像は転写材に転
移する。

【００２２】その後転写材は定着装置６に搬送されて、
トナー像が定着された機外に排出される。また、転写時
に転写材に転移しなかった一部のトナーは、そのまま進
行してクリーナ１５、２５によって除去される。

【００２３】上記の画像形成装置では、各カートリッジ
に夫々異色のトナーを収納するものとし、カートリッジ
２及び同１によって形成されたトナー像を各転写部位に
おいて順次転写するものとし、これによって２色画像を
形成する。

【００２４】図示の装置においては、カートリッジ１で
は直径５０φの像担持体を用いて例えば使用頻度の多い
黒色トナーを収納し、同２では直径３０φの像担持体を
用いて使用頻度の少ない、たとえば赤色トナーを収納す
るものとする。

【００２５】このように使用頻度の高いカートリッジ１
に大径の像担持体を用いることによって、放電やクリー
ニングによるその損傷に対する耐久性を増大し、その使
用頻度に見合った寿命を得ることができた。これら各像
担持体に用いる感光体としては同一のものを使用する必
要はなく、感度、γ特性等のことなるものを適宜使用で
きることは勿論である。

【００２６】このように構成することによって、２色画
像出力を行った場合にもブラック単色での出力速度と同
様の出力速度が得られた。また、カートリッジ２は同１
に比して体積で約３０％程度小さくなるので、装置全体
としてメンテナンスフリーを維持したまま、小型化、低
コスト化がはかれ、維持管理も容易となった。

【００２７】「図３」は他の実施例を示す画像形成装置
の概略側面図、「図４」はこれに使用するプロセスカー
トリッジの構成を示す概略側面図である。

【００２８】「図３」に示す装置は、最上部に周知のア
ナログ画像形成装置１４、その下方に画像形成ユニット
たるカートリッジ１０を配装したデジタル画像形成部位
８、最下部に転写材転写材を収納する給紙トレイ９を具
備し、これらが搬送系１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１３等
で連絡してある。

【００２９】アナログ画像形成装置１４に配置された像
担持体１が帯電器２によって一様に帯電され、これに露
光手段３によって画像信号が投射されて静電潜像が形成
される。この潜像に現像器４からトナーが付与されてト
ナー像となり、このトナー像が、像担持体１と転写帯電
器５とが対向する転写部位に達すると、このときまで
に、搬送系１３を介して給紙トレイ９から転写材が前記
転写部位に搬送されて、像担持体側のトナー像が転写材
に移行する。

【００３０】転写後、転写材は像担持体から分離されて
定着装置６に至ってトナー像画転写材に定着固定された
後、機外に排出される。又、転写の際転写材に転移せず
像担持体に残ったトナーはクリーナ７によって除去され
て像担持体は次の画像形成工程に入り得る状態になる。

【００３１】次に「図４」を参照してデジタル画像形成
部８について説明する。同図において、像担持体１０１
が接触帯電手段たる回転ブラシ１０２によって帯電され
る。前述のアナログ装置に設けられた撮像素子１２によ
って読み取られた画像情報ないしは外部から入力された
画像情報が露光手段たるＬＥＤアレイ１０３によって像
担持体上に潜像を形成し、これに現像器１０４から供給
されるトナーによってトナー像が形成される。

【００３２】このトナー像が、像担持体１０１と転写手
段１０５が対向する転写部位に達すると、このとき迄に
搬送系１３、１１ａ乃至１１ｃによって転写部位に搬送
された転写材に前記トナー像が転写され、さらに定着装
置６に搬送されて定着されるものとする。像担持体１０
１上の残留トナーは攪乱部材１０６によってならされた
後、前記ブラシ１０２に吸着され、一定量吸着された時
点で再び像担持体１０１に戻され、さらに現像器１０４
に回収、再使用される。

【００３３】このような装置により、前記アナログ装置
１４にはブラックトナーを用いて画像形成を行い、デジ
タル装置部８には赤色トナーを用いることによって、２
色画像出力を遂行できる。

【００３４】即ち、給紙トレイ９から、搬送系１３を経
てアナログ装置１４に至った転写材は、該装置によって
黒色画像を得て定着装置６において定着される。ついで
該転写材は搬送系１１ａ、１１ｂを経てカートリッジ１
０の転写部位に至って赤色画像が得られる。転写後、転
写材は搬送系１１ｃを経て再度定着装置６に搬送されて
赤色画像が定着されて２色画像が形成された後、機外に
排出される。

【００３５】図示の装置では、アナログ装置の部位にお
いて直径８０φの像担持体を、デジタル装置部において
直径３０φの像担持体を夫々使用した。このような構成
とすることによって、特段のコストアップなしに、２色
画像形成装置を得ることができた。また、独立したクリ
ーナを持たないカートリッジ１０を用いることで、僅か
な空間にもこれを設置できるので、設計の自由度が増
し、装置全体の小型化をはかることが可能となった。

【００３６】「図５」はさらに他の実施例を示すカラー
プリンタの概略側面図である。装置本体内には、その長
手方向に搬送ベルト３が配設してあって、転写材Ｐを図
示右方から左方に向けて搬送する。搬送ベルトの上方に
は、黒色画像形成部位１と、その上流側（搬送ベルトの
走行方向にみて）にプロセスカートリッジ２Ｍ、２Ｃ、
２Ｙが配設してあって、夫々マゼンタトナー、シアント
ナー、イエロートナーを収納して、各色画像を出力す
る。

【００３７】黒色画像形成部位１では、像担持体とし
て、直径８０φのアモルファスシリコン感光体を用いて
おり、前記「図３」に示すアナログ装置のものと、帯
電、転写手段として帯電ローラ、転写ローラを用いてい
るほかは同様の構成、作用に変わりはない。

【００３８】前記カートリッジ２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、はす
べて同様の構成を具備しているため、以下「図６」によ
って、これらカートリッジについて説明する。同図にお
いて、像担持体２１表面は帯電手段とクリーニング手段
とを兼ねる回転ブラシ２２によって一様に帯電され、こ
の帯電面に外部から入力された画像情報が露光手段たる
ＬＥＤアレイ２３によって投射されて静電潜像が形成さ
れる。

【００３９】次いでこの潜像に現像器からトナーが供給
されてトナー像となり、このトナー像が、像担持体２１
と転写ローラ２５とが対向して構成される転写部位に至
ると、これにタイミングを合わせて前記搬送ベルト３に
よって搬送されて転写部位に到来する転写材に前記トナ
ー像が転移する。転写残のトナーは攪乱部材２６によっ
てならされた後、前記回転ブラシ２２にかき取られ、回
収ローラ２７に回収された後、ウェブ２８に移動する。

【００４０】図示の装置では、感光体としてアクリル樹
脂に酸化スズを分散させた電荷注入層を表層にそなえた
負帯電の有機感光体を用いている。電荷注入層を表層に
具有することによって、接触帯電手段に印加される電界
によって直接電荷が付与されて帯電が行われる。それと
ともに、感光体の保護層としての機能を期待できて耐久
性を増すことにもなる。

【００４１】このカートリッジにおいて、像担持体２１
を接地し、回転ブラシ２２に−６００Ｖの電圧を印加し
たところ、像担持体表面にも、同様−６００Ｖの帯電が
得られた。なお、転写時のトナー像の像担持体からの離
型性、クリーニング時の残留トナーの像担持体からの離
型性の向上のために、電荷注入層にテフロンのような表
面エネルギーを低下させる物質を分散させることが望ま
しい。

【００４２】前記回転ブラシ２２は、体積抵抗１０⁶ Ω
ｃｍ、太さ５００Ｄ／５０Ｆの導電性繊維を、密度１
８０、０００Ｆ／ｉｎｃｈ² で植毛したものを用いた。
このようなブラシを用いて帯電を行う場合、感光体上の
微細な傷の存在によって、その近傍に電界が集中して生
ずる放電（ピンホールリーク）を防止し、均一な帯電を
得るためには、繊維の抵抗は１０⁴ 〜１０⁷ Ω程度が好
適である。

【００４３】また、回転ブラシ２２の回転速度は、速す
ぎると摩擦による発熱、トナーの融着、ブラシの耐久劣
化等の問題が生じ、遅すぎると帯電の不均一、クリーニ
ング不良等の問題があるため、像担持体の回転速度の、
１．５〜１０倍程度で適宜に決定するものとする。ま
た、帯電の均一性を維持するため、回転ブラシ２２の回
転方向を像担持体の回転方向と逆方向とするのが望まし
い。

【００４４】現像に使用するトナーは重合法によって得
られた、体積平均粒径８μｍの負帯電性トナーをを用い
た現像剤を使用し、周知の２成分現像法により反転現像
によって画像形成を行った。

【００４５】重合法によって得たトナーは、公知の粉砕
法によって得られたトナーに比して、表面形状が揃って
おり、粒子の帯電量も均一であるので高い転写効率が得
られ、残留トナー量も減少するので好都合である。

【００４６】像担持体２１上の残留トナーの除去は、ブ
ラシ２２による機械的なかき落とし作用を利用してい
る。像担持体上の残留トナーは、転写、分離時の電界、
分離時の剥離放電の影響によって、負極性から正極性に
反転している。回転ブラシ２２によってかき落とされた
トナーは、ついで負極性電圧が印加されている該ブラシ
によって静電的に吸着されてクリーニングが行われる。

【００４７】ブラシ２２に吸着されたトナーは、次いで
回収ローラ２７に当接して回収され、さらに、ウェブ２
８にかき取られる。回収ローラ２７には、体積抵抗１０
⁹ Ωｃｍの発泡ウレタンのスポンジローラを用い、ブラ
シ２２よりも−３００Ｖ程度上乗せした電圧を印加して
ブラシに吸着したトナーの回収を容易ならしめている。

【００４８】「図５」に示す装置によって黒色画像を得
る場合には、黒色画像形成部位１の像担持体に形成した
画像を、搬送ベルト３によって該部位の転写位置に搬送
して画像形成を行い、定着装置４を介して機外に排出す
る。

【００４９】多色乃至はフルカラー画像を得る場合に
は、各プロセスカートリッジ２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、画像形
成部位１のうち必要なものを使用して、複色乃至はトナ
ーを重畳転写した画像を定着装置４によってカラー画像
とした後機外に排出する。

【００５０】以上説明したように、使用頻度の高い黒色
画像形成部位１には、高耐久性のアモルファスシリコン
感光体を用いた大径の像担持体を用い、独立したクリー
ニング手段を具有させることで、常時安定した黒色画像
を得られるとともに、使用頻度の低い他色の画像形成部
位には安価な有機感光体を用いた小径の像担持体を使用
することによって、低コストで多色画像が得られる。

【００５１】また、各カートリッジは独立したクリーニ
ング装置、廃トナー貯溜部をもたないため小型化でき
て、装置全体の小型化にも有効であり、容易に交換可能
であるためメンテナンスフリーにも資する。

【００５２】以上本発明を静電複写機、フルカラープリ
ンタに適用した場合について説明したが、本発明が上記
装置に限定されるものではなく、他のプリンタ、ファク
シミリ、プロッタ等種々な画像形成装置に適用可能であ
ることは論を俟たないところである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数個の画像形成部位を内蔵する画像形成装置におい
て、黒色画像形成部位と、その他のカラートナーを使用
する画像形成部位とを、前者を後者に比して耐久性が大
きいように構成したから、全体としてカラー画像形成装
置の小型化、低コスト化に有効であるとともに、カラー
画像形成可能であることが極めて有用である反面、その
使用頻度が、黒色画像形成の使用頻度に比してはるかに
低いのが実態である一般的な事務用機器としての利用価
値の向上、利用範囲の拡大に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略側
面図

【図２】（ａ）同上に内装した黒色画像形成用カートリ
ッジの構成を示す概略側面図

【図２】（ｂ）同上に内装した他色画像形成用カートリ
ッジの構成を示す概略側面図

【図３】他の実施例を示す画像形成装置の概略側面図

【図４】同上デジタル画像形成用トレイの概略側面図

【図５】本発明さらに他の実施例を示す画像形成装置
の概略側面図

【図６】同上に内装したプロセスカートリッジの構成
を示す概略側面図

【図７】公知のカラー画像形成装置を略示する概略側
面図

【図８】公知の他のカラー画像形成装置を略示する概
略側面図

【符号の説明】

１黒色画像形成部位２プロセスカートリッジ４露光手段５ａ、５ｂ搬送ベルト６定着装置１０デジタル画像形成トレイ１１、１２像担持体１２、２２帯電ローラ１３、２３現像器１４、２４転写ローラ１５、２５クリーナ１１ａ、搬送系１１ｂ、同上１１ｃ同上１０１像担持体１０２、２２回転ブラシ１０３ＬＥＤアレイ１０４現像器１０６、２６攪乱部材２７回収ローラ２８ウェブ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略側
面図

【図２】（ａ）同上に内装した黒色画像形成用カート
リッジの構成を示す概略側面図（ｂ）同上に内装した他色画像形成用カートリッジの構
成を示す概略側面図

【図３】他の実施例を示す画像形成装置の概略側面図

【図４】同上デシタル画像形成用トレイの概略側面図

【図５】本発明のさらに他の実施例を示す画像形成装
置の概略側面図

【図７】公知のカラー画像形成装置を略示する概略側
面図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電性感光層を有する像担持体を備えた
画像形成部位を複数個具備する画像形成装置において、少なくともその一つの主たる画像形成部位を、他の従た
る画像形成部位よりも長寿命としてなる画像形成装置。
【請求項２】主たる画像形成部位の像担持体の直径が、
従たる画像形成部位の像担持体の直径よりも大である
「請求項１」記載の画像形成装置。
【請求項３】従たる画像形成部位がプロセスカートリッ
ジとして形成してある「請求項１」または「請求項２」
のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項４】従たる画像形成部位の少なくとも一つが独
立したクリーニング手段を備えていない「請求項１」乃
至「請求項３」のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】主たる画像形成部位では黒色現像剤を用い
ている「請求項１」乃至「請求項４」のいずれか記載の
画像形成装置。