JPH07271137A

JPH07271137A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07271137A
Application number: JP6079767A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakami; 裕二酒見; Hisashi Fukushima; 久史福島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-26
Filing date: 1994-03-26
Publication date: 1995-10-20
Also published as: US5943088A

Abstract

(57)【要約】【目的】静電潜像が形成される像担持体１と、光束を
放出する光源と、被記録画像信号に対応して前記光源の
１画素当り光束放出時間長を制御する制御手段と、前記
光源からの光束を前記像担持体上で主走査方向に走査し
静電潜像を形成する手段３と、複数の現像手段４Ｙ・４
Ｃ・４Ｍ・４Ｋを有し、該複数の現像手段を選択して像
担持体の静電潜像の現像を行なう画像形成装置におい
て、現像器着脱時にかぶりやキャリア付着が発生せず安
定して画像形成が行なえるようにすること。【構成】前記光源の１画素当り光束放出時間長の最大
値が現像動作を行なう現像手段に応じて異なること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式・静電記
録方式等の複写機・レーザビームプリンタなどの画像形
成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、静電潜像が形成される像担
持体と、光束を放出する光源と、被記録画像信号に対応
して前記光源の１画素当り光束放出時間長を制御する制
御手段と、前記光源からの光束を前記像担持体上で主走
査方向に走査し静電潜像を形成する手段と、複数の現像
手段を有し、該複数の現像手段を選択して像担持体の静
電潜像の現像を行なう画像形成装置に関するものであ
る。

【０００３】

【従来の技術】図６に電子写真方式のカラー画像形成装
置の一例の概略構成を示した。

【０００４】このカラー画像形成装置は矢印方向に回転
自在に担持された像担持体としての感光体ドラム１を備
え、該感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１表面
を一様に帯電する帯電器２（本例ではコロナ帯電器）、
感光体ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成す
る像露光手段３、感光体ドラム１上に形成された静電潜
像を可視画像に現像する現像装置４、記録材担持体とし
ての転写ドラム５ａを含む転写装置５、感光体ドラム１
上に残留する現像剤を除去するクリーナ６等がそれぞれ
配設されている。

【０００５】上記像露光手段３は、本例では、ポリゴン
ミラー，レンズ系等からなり、図示しない原稿走査部か
ら得られた反射光像を例えば色分解フィルタによって色
分解した各色毎のカラー画像信号によって変調されたレ
ーザ出力部からの光像又はこれに相当する光像Ｅを感光
体ドラム１（例えば直径８２ｍｍ）上に照射して各色の
カラー画像信号に対応する静電潜像を形成するレーザビ
ーム露光装置である。

【０００６】また、上記現像装置４として、本例では、
中心軸４ｂの回りに回転する回転体４ａに４個の現像
器、例えばブラック現像器４Ｋ、シアン現像器４Ｃ、マ
ゼンタ現像器４Ｍ、イエロー現像器４Ｙをそれぞれ搭載
し、所要の現像器を感光体ドラム１に対向した現像位置
へと回転移動させて感光体ドラム１上の潜像を現像する
回転式現像装置が使用されている。

【０００７】このカラー画像形成装置全体の動作シーケ
ンスについて、フルカラーモードの場合を例にとって簡
単に説明すると、まず、感光体ドラム１は帯電器２によ
って均一に帯電される。次に、原稿の、例えばシアン画
像信号により変調されたレーザ光により画像露光が行な
われて感光体ドラム１上に静電潜像が形成され、この潜
像は予め現像位置に定置されたシアン現像器４Ｃによっ
て現像が行なわれ、感光体ドラム１上に樹脂を基体とし
たトナーによりシアンの可視画像（トナー像）が形成さ
れる。

【０００８】一方、記録材カセット７ａ又は７ｂ又は７
ｃから、ピックアップローラ，給紙ガイド，給紙ローラ
等よりなる搬送系によって図中に点線で示した紙パスに
従って送給された転写紙のような記録材、もしくは手差
し給紙部４０から給送された記録材は、所定タイミング
に同期して、転写装置５の転写ドラム５ａに巻き付けら
れる。

【０００９】この転写装置５は、本例では、記録材担持
体としての転写ドラム５ａ（例えば直径１６４ｍｍ）、
感光体ドラム１上のトナー像を記録材へ転写するための
転写用コロナ帯電器５ｂ、記録材を転写ドラム５ａに吸
着させるための吸着帯電手段である吸着用コロナ帯電器
５ｃと対向極としての吸着用（当接用）ローラ５ｇ、内
側コロナ帯電器５ｄ及び外側コロナ帯電器５ｅとを有
し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの
周面開口域には、記録材担持手段であるフィルム状の誘
電体からなる記録材担持シート５ｆが円筒状に一体的に
張設されている。

【００１０】転写ドラム５ａは感光体ドラム１と同期し
て図示矢印方向に回転され、シアン現像器４Ｃで現像さ
れたシアントナー像は転写部において転写用帯電器５ｂ
によって記録材担持シート５ｆ上に担持された記録材に
転写される。

【００１１】転写ドラム５ｂはそのまま回転を継続し、
次の色（例えばマゼンタ）の画像の転写に備える。

【００１２】また、トナー像が転写された感光体ドラム
１はクリーナ６によって残留トナー等の付着物がクリー
ニングされ、再び帯電器２によって一様帯電され、次の
マゼンタ画像信号により変調されたレーザ光により前述
のような画像露光を受ける。この間に現像装置４は回転
し、マゼンタ現像器４Ｍが所定の現像位置に定置されて
いて所定のマゼンタ現像を行なう。

【００１３】このマゼンタトナー像は転写部において転
写用帯電器５ｂによって記録材担持シート５ｆ上に担持
された記録材に転写され、シアントナー像にマゼンタト
ナー像が重ね転写される。転写ドラム５ａはそのまま回
転を継続し、次の色（例えばイエロー）の画像の転写に
備える。

【００１４】続いて、以上のようなプロセスをイエロー
及びブラックの画像形成及び転写に対して行ない、４色
分のトナー像の重ね転写が終了すると、記録材は分離帯
電器５ｈにより除電され、分離爪のような分離手段８に
よって転写ドラム５ａから分離され、図中に点線で示し
た紙パスに従って、適当な搬送手段で定着器（本例では
熱ローラ定着器）９に送られて一括定着され、外部のト
レイ１０上に排紙される。

【００１５】かくして、一連のフルカラープリントシー
ケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成
される。

【００１６】しかしながら、上記構成の従来の画像形成
装置においては、次のような欠点を有していた。

【００１７】ａ）即ち、現像装置が回転式現像装置であ
るために、現像装置が回転し、所要の現像器が現像位置
に移動するまでに時間がかかり、画像形成を終了するま
でにかなりの時間がかかってしまう。

【００１８】例えば、転写ドラム５ａの記録材担持シー
ト５ｆ上に標準的な記録材であるＡ３サイズを１枚、あ
るいはＡ４サイズ又はレターサイズ（ＬＴＲ）の用紙を
従来公知のように２枚吸着させた場合、用紙間の間隔が
狭くなるため、特に現像装置の所要の現像器が現像位置
に移動したときには感光体ドラム上の現像すべき潜像が
通り過ぎていて現像に間に合わなくなることがしばしば
あり、従って、もう１回転写ドラムが回転するまで現像
が行なえず、そのため余分な回転を感光体ドラムも行な
わなければならず、画像形成動作の開始より完了までの
時間が長くなってしまうという欠点を有していた。

【００１９】ｂ）また、現像装置が後述する２成分現像
剤を使用する現像器を用いた場合、キャリアとトナーが
遊離する飛散が発生し易い。このとき、回転式現像装置
においては、重力方向の下方位置に移動された現像器よ
りトナーが飛散し、画像形成装置内を汚染するといった
欠点を有していた。

【００２０】ｃ）さらに、感光体ドラムの径が小さいた
め、感光体ドラムが転写帯電によるダメージを何回も受
け易い。即ち、感光体ドラムは一般に安価、無害の産業
上の理由により有機感光体（ＯＰＣ）を感光体として用
いたドラム（以下、ＯＰＣドラムと略記する）が使用さ
れる。このとき、感光体へは負の帯電がなされ、転写を
行なう際には正の帯電がなされる。ここで、記録材を介
さずに正の転写帯電を行なうと、感光体が正の帯電を受
けて感光体が正電位側へ遷移する。

【００２１】一般にＯＰＣドラムは負帯電側で使用する
場合、正の帯電を受けると、負電位側へ戻りずらくな
り、それ以降帯電が安定せず、画像が安定しなくなると
いう欠点を有している。

【００２２】以上の理由により、径の大きな感光体ドラ
ムと、固定配置の現像器とを使用した構成の画像形成装
置が提案されている。

【００２３】かかる構成の従来の電子写真方式のカラー
画像形成装置の一例について図２を参照して説明する。
なお、上述図６のカラー画像形成装置と対応する部材、
部品、素子等には同一符号を付して説明する。また図２
では、感光体ドラム１と転写ドラム５ａ及び現像器以外
は省略して書いてあるが図６と同様の構成となってい
る。

【００２４】本例では、像担持体である感光体ドラム１
は直径１８０ｍｍの大径の感光体ドラムであり、図示矢
印の方向に回転自在に担持されている。この感光体ドラ
ム１上に形成された静電潜像を可視画像に現像する色の
異なる現像剤（トナー）を収納する４個の現像器４Ｙ・
４Ｃ・４Ｍ・４Ｋよりなる固定配置の現像装置、記録材
担持体としての転写ドラム５ａを含む転写装置等がそれ
ぞれ配設されている。

【００２５】本構成での現像器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４Ｋ
の現像時の動作について詳細に説明する。本構成では、
像担持体としての感光体ドラム１の周囲に該感光体ドラ
ム１の移動方向（回転方向）の上流側より下流側へ複数
の現像器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４Ｋを所定の順序で配設
し、該各現像器を順次動作させて前記感光体ドラム１上
に順次形成された潜像を現像する動作時に、前記現像器
の現像動作が前記感光体ドラム１の移動方向より上流側
へ向けて繰り返されるようになっている。

【００２６】即ち、各色現像器の動作は配置順序とは異
なり、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順に行
なった。つまり、マゼンタ現像器４Ｍから現像動作を開
始するが、感光体ドラム１の回転方向下流より上流への
順に行なった。ただし、イエロー現像器４Ｙからブラッ
ク現像器４Ｋへは最上流より最下流へ移行するので、厳
密には下流より上流への順とは言えないかも知れない
が、これはあくまでも現像器の切り換え点であるので、
実質的に下流から上流への順と言える。

【００２７】さらに、連続画像形成時にはこの現像器の
動作順序を繰り返し、常に現像器の使用順序が感光体ド
ラムの回転方向下流より上流へとなるようにした。

【００２８】このように構成した結果、最上流のイエロ
ー現像器４Ｙの２成分現像剤のイエロートナーが飛散
し、下流側のシアン，マゼンタ，ブラックの各現像器４
Ｃ，４Ｍ，４Ｋ内に混色したが、視感度的に弱いため、
形成された画像上では混色による問題は全く生じなかっ
た。

【００２９】また、マゼンタ現像器４Ｍのマゼンタトナ
ーの飛散による混色、シアントナーの飛散による混色も
同様に視感度的に弱いため、形成された画像上では全く
問題にならなかった。

【００３０】かくして、この様な構成によれば、画像形
成上、混色等の不具合の発生しない良好な画像形成が可
能となった。

【００３１】また、連続画像形成時に現像器の現像順を
下流より上流へと周期的に行なった結果、Ａ３サイズの
記録材やＡ４サイズの記録材を２枚吸着させた時に連続
してコピーを行なった場合でも前述図６の従来例装置の
欠点である転写ドラムを空回転させる必要がなくなっ
た。

【００３２】この点について図２を参照してＡ３サイズ
を例にさらに説明する。上述したように、転写ドラム５
ａにＡ３サイズの記録材Ｐを送給した場合、転写ドラム
５ａ上の記録材Ｐの無い部分がａｍｍ存在する。この距
離ａは隣接する現像器間の距離ｂ１ｍｍ（ブラック現像
器４Ｋとマゼンタ現像器４Ｍ間の距離）、ｂ２ｍｍ（マ
ゼンタ現像器４Ｍとシアン現像器４Ｃ間の距離）、ｂ３
ｍｍ（シアン現像器４Ｃとイエロー現像器４Ｙ間の距
離）のいずれよりも長くなっている。

【００３３】まず、１枚のＡ３サイズ記録材に各色のト
ナー像を転写する際は、マゼンタ現像器４Ｍから始めて
上流側へシアン現像器４Ｃ→イエロー現像器４Ｙの順に
現像動作を行ない、最上流のイエロー現像器４Ｙから最
下流のブラック現像器４Ｋへ現像動作を移行して終了す
ることになる。しかして、これらトナー像の形成は、転
写ドラム５ａが（ａ−ｂ２）ｍｍ、（ａ−ｂ３）ｍｍ、
（ａ＋ｂ１＋ｂ２＋ｂ３）ｍｍの距離回転している間に
それぞれ現像器の切り換えを行なえばよいので、問題が
生じない。

【００３４】次に、連続複写時において２枚目の記録紙
を連続送給した場合には、１枚目の後端より２枚目の先
端までの距離が上述したようにａｍｍしか余裕がない。
しかしながら、本例では、下流側のマゼンタ現像器４Ｍ
から上流側へシアン現像器４Ｃ→イエロー現像器４Ｙの
順に現像動作を行ない、最後に最上流のイエロー現像器
４Ｙから最下流のブラック現像器４Ｋへと現像動作を移
行し、その後上記現像順序を繰り返すことになるので、
ブラック現像器４Ｋからマゼンタ現像器４Ｍへ現像動作
を切り換えたときに、感光体ドラム１のブラック潜像の
後端、即ち１枚目の最後の潜像の後端がブラック現像器
４Ｋを通過した際、２枚目の最初のマゼンタの潜像の先
端はマゼンタ現像器４Ｍから上流側に（ａ−ｂ１）ｍｍ
の距離離れた位置にある。このため、この間に現像器の
切り換えが行なえるから、転写ドラム５ａを余分に１回
転させる必要がない。

【００３５】従って、前述した図６の回転現像系のよう
に転写ドラム５ａを各色毎に空回転してから次の現像を
始めるというような無駄な時間を必要としない。かくし
て、コピースピードが遅くなり、機械性能が劣化するこ
とがなくなった。

【００３６】また、２つ以上の現像器が同時に現像動作
を行なうこともないから、図２に示すように、１つのモ
ータＭにより各色クラッチＣＹ、ＣＣ、ＣＭ、ＣＫを通
じての１つの現像器のみの駆動で現像動作を実行でき、
従って、１つの潜像現像中に他の現像器が駆動されてト
ルクの変動が発生するということがないから、良好な現
像が行なえる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述図２
の固定現像系の画像形成装置においては次のような欠点
を有していた。

【００３８】２成分現像剤は、現像剤毎に必要濃度が得
られる電位差が異なっている場合が多い。これは現像剤
の帯電特性と顔料のコンテント量によって決定される。
必要濃度が得られる電位を同一にするのに、帯電特性に
よって合わせようとすると材料の特性を大幅に変更する
必要があり非常に難しい。

【００３９】更に現像剤としては画質が劣化しない範囲
で、消費量を少なくすることが補給のインターバルを伸
ばせるので望ましい。この為に顔料の分散性の異なる色
によって前述した必要濃度が得られる電位差が異なる。
分散性の良い顔料を使用した場合は必要濃度が得られる
電位差が低くなり消費量も少なくなるが、これを電位差
が高い現像剤に合わせる為に顔料のコンテント量を減ら
すことは、現像剤の消費量が増えて好ましくない。

【００４０】この様に、現状ではフルカラーの画像を得
ようとすると、現像剤毎に必要濃度が得られる電位差が
異なることが一般的であり、これを現像剤の材料特性に
より同一にすることは非常に困難である。

【００４１】従って現像剤により必要濃度が得られる電
位差が異なった場合に、前述図２の固定現像系の画像形
成装置で画像形成を行なった場合には、現像器の脱着時
にトナー付着や、キャリア付着が生じるという問題があ
った。

【００４２】これについて詳細に説明する。一例とし
て、シアンとイエローの現像剤について述べてみる。本
従来例ではイエロー顔料は一般的に分散性が良い為にマ
クベス濃度で１．５が得られる電位差が２００Ｖとなる
が、シアンの現像剤で同一濃度を得ようとすると３５０
Ｖ必要となる。

【００４３】電位差とは感光体と現像器の間の電位差で
あるが、実際に現像器に印加する直流電圧の値も、電位
差に応じて変化する。例えば反転現像でレーザー露光し
た場合に、電位差がそれぞれ２００Ｖ，３５０Ｖの場合
の感光体ドラム１上の画像電位と現像器に印加する直流
電圧の値について説明する。

【００４４】本構成ではかぶりを防止する為に、現像器
と感光体ドラムの間にドラム上の非画像部に対してトナ
ーが付着しない様にかぶり取りの電位差として１５０Ｖ
の値を設定し、現像器側にトナーが引かれる様にしてあ
る。

【００４５】また感光体の感度に応じて電位差が正確に
設定出来る様に電位制御を行なっている。

【００４６】現像剤は負極性の現像剤、感光体は負帯電
のＯＰＣを用いた。

【００４７】イエロー剤の電位差が２００Ｖの場合、感
光体上の画像部の電位は−５０Ｖ、非画像部の電位は−
４００Ｖとなり、現像器に印加する直流電圧の値は−２
５０Ｖであった。

【００４８】またシアン剤の電位差が３５０Ｖの場合に
は、画像部の電位は−９０Ｖ、非画像部の電位は−５９
０Ｖとなり、現像器に印加する直流電圧の値は−４４０
Ｖとなる。

【００４９】以上の様に、現像剤の必要電位差が異なっ
た場合に印加する直流電圧の値が異なるが、図２の装置
において、シアン、イエローと現像動作が続いた場合に
ドラム１上の潜像の値は非画像部の電位であるが、転写
ドラム５ａがａｍｍ回転する中間でシアンの設定値から
イエローの設定値へ変化する。

【００５０】またイエロー現像器が動作を開始する点は
前述した（ａ−ｂ３）ｍｍ回転する間であるが、現像器
の着脱はこれ以前に行なわれる。現像動作を確実にする
ためにはシアンの現像器は、現像終了後、イエローが動
き出す直前まで現像動作を行ないイエローが動作開始
後、すみやかにドラムから遠ざけるようにする。

【００５１】またイエローは（ａ−ｂ３）ｍｍ回転する
間に現像動作に入るが、その前に、感光体の現像ポジシ
ョンに入り現像動作に入る体制を整えておく必要があ
る。

【００５２】このために、イエロー，シアン共にａの中
間点よりも、シアンは後で、イエローは前にドラム１と
接することになり、シアンの現像器はイエローの非画像
部の潜像と接し、イエローの現像器はシアンの非画像部
の潜像と接することとなる。

【００５３】シアンの現像器に印加する電圧は−４４０
Ｖで、イエローの潜像は−４００Ｖなので、ここではシ
アンのトナーがドラムに付着してしまうという問題が生
じるし、イエローの現像器に印加する電圧は−２５０Ｖ
で、シアンの潜像は−５９０Ｖなので、ここではキャリ
アが付着するという問題が生じた。

【００５４】現像器の着脱タイミングを速くすれば良い
ように思われるが、実際に画像間で確実に像形成を行な
う前後で着脱しようとすると、よほど高精度に行なわな
ければ不可能であるし、画像形成速度を速めた場合は完
全に不可能となる。

【００５５】以上の様に従来の方法で画像出力を安定し
て、余分な回転なしに出力しようとすることは非常に難
しく、同一最大濃度のフルカラー画像の安定出力は達成
されなかった。

【００５６】そこで本発明は上述のような問題のないも
の、即ち現像器着脱時にかぶりやキャリア付着が発生せ
ず安定して画像形成が行なえるようにした画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００５７】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００５８】（１）静電潜像が形成される像担持体と、
光束を放出する光源と、被記録画像信号に対応して前記
光源の１画素当り光束放出時間長を制御する制御手段
と、前記光源からの光束を前記像担持体上で主走査方向
に走査し静電潜像を形成する手段と、複数の現像手段を
有し、該複数の現像手段を選択して像担持体の静電潜像
の現像を行なう画像形成装置において、前記光源の１画
素当り光束放出時間長の最大値が現像動作を行なう現像
手段に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。

【００５９】（２）前記（１）に記載の画像形成装置に
おいて、複数の現像手段は、像担持体の移動方向の上流
側より下流側へ所定の順序で配置され、該配置順序とは
異なる順序で使用されて像担持体の静電潜像の現像動作
を独立に行なうことを特徴とする画像形成装置。

【００６０】（３）前記（１）又は（２）に記載の画像
形成装置において、複数の現像手段の、現像動作を行な
う現像手段の前後する現像手段に印加する電圧の直流成
分をほぼ同一とすることを特徴とする画像形成装置。

【００６１】（４）前記（１）乃至（３）の何れかに記
載の画像形成装置において、１画素当り光束放出時間長
の最小値は現像手段によって異ならないことを特徴とす
る画像形成装置。

【００６２】（５）前記（１）乃至（４）の何れかに記
載の画像形成装置において、像担持体が電子写真感光体
であることを特徴とする画像形成装置。

【００６３】

【作用】即ち、複数の現像手段に応じて、光束を放出す
る光源の１画素当り光束放出時間長の最大値を異なる様
にすることにより、各現像手段に印加する直流電圧の値
をほぼ同一とするが可能となり、現像器着脱時にかぶり
やキャリア付着が発生せず安定して画像形成が行なえる
様になった。

【００６４】

【実施例】（１）画像形成装置の全体的概略構成図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成図で
ある。本例装置は電子写真プロセス利用のカラー画像形
成装置である。

【００６５】この装置は上部にディジタルカラー画像リ
ーダー部を有し、また、その下部にディジタルカラー画
像プリンタ部を有する。

【００６６】リーダー部において、原稿３０を原稿台ガ
ラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査する
ことによって得られる原稿３０からの反射光像を、レン
ズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色
分解画像信号を得る。

【００６７】このカラー色分解画像信号は図示しない増
幅回路で増幅された後、同じく図示しないビデオ処理ユ
ニットにて処理を施され、プリンタ部に送出される。

【００６８】プリンタ部において、像担持体である感光
体ドラム１は直径１８０ｍｍの大径の感光体ドラムであ
り、図示矢印の方向に回転自在に担持されている。

【００６９】この感光体ドラム１の周囲には、感光体ド
ラム１表面を初期化するための前露光ランプ１１、感光
体ドラム１表面を一様に帯電する帯電器２（本例ではコ
ロナ帯電器）、感光体ドラム１上に画像情報に応じた静
電潜像を形成する像露光手段３、感光体ドラム１表面の
電位を検出する電位センサ１２、感光体ドラム１上に形
成された静電潜像を可視画像に現像する色の異なる現像
剤（トナー）を収納する４個の現像器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ
・４Ｋよりなる固定配置の現像装置、感光体ドラム１上
のトナー量を検知する光検知手段１３、記録材担持体と
しての転写ドラム５ａを含む転写装置５、感光体ドラム
１上に残留する現像剤を除去するクリーナ６等がそれぞ
れ配設されている。

【００７０】上記像露光手段３は、本例では、ポリゴン
ミラー３ａ，レンズ３ｂ，ミラー３ｃ等からなり、上記
リーダー部からの色分解された各色毎のカラー画像信号
によって変調されたレーザ出力部からのレーザ光Ｅをポ
リゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃ
を通じて感光体ドラム１の表面に投影し、各色のカラー
画像信号に対応した静電潜像を形成する。

【００７１】プリンタ部での画像形成時には、感光体ド
ラム１を図示矢印方向に回転させ、まず、前露光ランプ
１１によって感光体ドラム１表面を除電、初期化し、次
いで帯電器２により、感光体ドラム１表面を一様に帯電
し、像露光手段３によって色分解された各色の画像信号
に対応する光像Ｅを感光体ドラム１表面に順次に照射
し、所定の色順で静電潜像を形成する。

【００７２】次に、所定の現像器を所定の現像順である
マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・イエロー（Ｙ）・ブラ
ック（Ｋ）の順に動作させて、感光体ドラム１上の潜像
を現像し、感光体ドラム１上に樹脂を基体としたトナー
像を順次に形成する。現像装置の各現像器４Ｍ・４Ｃ・
４Ｙ・４Ｋは、偏心カム２４Ｍ・２４Ｃ・２４Ｙ・２４
Ｋの動作により、形成された潜像の色に応じて所要の現
像器が択一的に感光体ドラム１に接近して現像動作を行
なうように構成されている。

【００７３】一方、記録材カセット７ａ、又は７ｂ、又
は７ｃから、ピックアップローラ，給紙ガイド，給紙ロ
ーラ等よりなる搬送系によって給送された転写紙のよう
な記録材Ｐは、所定タイミングに同期して、転写装置の
転写ドラム５ａに巻き付けられる。

【００７４】この転写装置５は、本例では、記録材担持
体としての直径１８０ｍｍの転写ドラム５ａ、感光体ド
ラム１上のトナー像を記録材へ転写するための転写用コ
ロナ帯電器５ｂ、記録材を転写ドラム５ａに吸着させる
ための吸着帯電手段である吸着用コロナ帯電器５ｃと対
向極としての吸着用（当接用）ローラ５ｇ、内側コロナ
帯電器５ｄ及び外側コロナ帯電器５ｅとを有し、回転駆
動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域
には、記録材担持手段である誘電体からなる記録材担持
シート５ｆが円筒状に一体的に張設されている。この記
録材担持シート５ｆとしてはポリカーボネートフィルム
等の誘電体シートが使用されている。

【００７５】転写ドラム５ａは感光体ドラム１と同期し
て図示矢印方向に回転され、マゼンタ現像器４Ｍで現像
されたトナー像は転写部において転写用帯電器５ｂによ
って記録材担持シート５ｆ上に担持された記録材に転写
される。転写ドラム５ｂはそのまま回転を継続し、次の
色（例えばシアン）の画像の転写に備える。

【００７６】また、トナー像が転写された感光体ドラム
１はクリーナ６によって残留トナー等の付着物がクリー
ニングされ、再び帯電器２によって一様帯電され、次の
シアン画像信号により変調されたレーザ光により前述の
ような画像露光を受ける。

【００７７】このシアンの潜像はシアン現像器４ｃによ
って現像され、シアントナー像が形成され、このシアン
トナー像は転写部において転写用帯電器５ｂによって記
録材担持シート５ｆ上に担持された記録材に転写され、
マゼンタトナー像にシアントナー像が重ね転写される。
転写ドラム５ｂはそのまま回転を継続し、次の色（例え
ばイエロー）の画像の転写に備える。

【００７８】続いて、以上のようなプロセスをイエロー
及びブラックの画像形成及び転写に対して行ない、４色
分のトナー像の重ね転写が終了すると、記録材は分離用
帯電器５ｈにより除電され、次いで分離押し上げコロ８
ｂ及び分離爪８ａの作用によって転写ドラム５ａから分
離され、搬送手段で定着器（本例では熱ローラ定着器）
９に送られて一括定着され、外部のトレイ１０上に排紙
される。

【００７９】かくして、一連のフルカラープリントシー
ケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成
される。

【００８０】次に、記録材の両面に画像を形成する場合
には、記録材が定着器９から排出された後、すぐに搬送
パス切り換えガイド１９を駆動し、記録材を搬送縦パス
２０を経て反転パス２１ａに一旦導く。その後、反転ロ
ーラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の記録材の後
端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに記録材を
退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後、再び中
間トレイ２２から転写装置５にこの記録材を搬送し、上
述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成
する。

【００８１】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を
防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート
５ｆを介して該ファーブラシ１４に対向するバックアッ
プブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シ
ート５ｆを介して該オイル除去ローラ１６に対向するバ
ックアップブラシ１７の作用により清掃を行なう。この
ような清掃は画像形成前若しくは後に行ない、また、ジ
ャム（紙づまり）発生時には随時行なう。

【００８２】また、本例においては、所望のタイミング
で偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録
材担持シート５ｆと感光体ドラム１とのギャップを任意
に設定できる構成となっている。例えば、スタンバイ
（待機）中又は電源オフ時には、転写ドラム５ａと感光
体ドラム１の間隔を離す。

【００８３】片面（第１面）画像形成・定着済みの記録
材を一旦排紙トレイ１０へ排出させ、その記録材を第２
面上向きにして手差し給紙部４０から手差し給紙ローラ
４１で装置へ再導入して第２面に対する画像形成を実行
させることもできる。白黒画像コピーの場合はブラック
現像器４Ｂｋのみが作動する。白黒画像の両面コピーモ
ードや、記録材の一方の面はカラー画像とし、他方の面
は白黒画像とする画像形成モードも選択実行できる。

【００８４】（２）現像器、現像剤各色現像器４Ｍ・４Ｃ・４Ｙ・４Ｋは、従来公知のマグ
ネットを内蔵し、外周の現像スリーブを回転することに
より後述の現像剤を担持・搬送し、感光体ドラムと接触
する現像ニップ部において、各色個別に設定された現像
バイアス印加手段（図示せず）によるバイアス印加によ
りトナーのみを感光体ドラム上に形成された色分解潜像
に飛翔させて現像する。

【００８５】現像剤は内部のスクリューにより常に攪拌
され、図示しない現像剤濃度測定装置によりトナー濃度
が測定され、必要なときには図示しないトナー補給装置
より必要量のトナーが補給され、常に一定の濃度の現像
剤が現像スリーブに供給されるようになされている。

【００８６】また、各色現像剤は磁性キャリアと各現像
器に対応するマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの
各色トナーよりなる２成分現像剤で構成される。

【００８７】各色現像剤はトナーＴｇとキャリアＣｇの
比が例えばイエローは｛Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）｝×１００＝４．５（％）であり、マゼンタ、シアン、ブラックは６（％）であ
る。

【００８８】キャリアは、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライ
ト粒子にシリコーン樹脂で表面被覆したキャリアを用い
る。

【００８９】トナー組成としては・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得られたポリエステル樹脂 ‥‥‥１００部・ジーｔｅｒｔーブチルサリチル酸のクロム錯体 ‥‥２部・各色顔料（下記） ‥‥４部上記化合物をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を
行ない、２軸押し出し機で溶融混練し、冷却後ハンマー
ミルを用いて訳１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、次いでエア
ージェット方式による微粉枠機で微粉枠した。更に得ら
れた微粉枠物を分級して２〜１０μｍを選択し着色剤含
有樹脂粒子を得た。

【００９０】更に上記着色剤含有樹脂粒子１００部に外
添剤として、粒径０．０５μｍの酸化チタンを１．０
部、チタン酸ストロチウムを０．５部添加してトナーと
した。

【００９１】また各色顔料としてイエロー；アゾ系顔料マゼンタ；キナクリドン顔料シアン；フタロシアニン顔料ブラック；カーボンブラックを使用した。

【００９２】次に、本構成での現像器の現像時の動作に
ついて詳細に説明する。本構成では、像担持体（感光ド
ラム）の周囲に該像担持体の移動方向の上流側より下流
側へ複数の現像器を所定の順序で配設し、該各現像器を
順次動作させて前記像担持体上に順次形成された潜像を
現像する動作時に、前記現像器の現像動作が前記像担持
体の移動方向より上流側へ向けて繰り返されるようにな
っている。

【００９３】具体的に説明すると、本構成では図１に示
すように感光体ドラム１の回転方向上流側より下流へ、
イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの順で各色現像
器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４Ｋを配置した。

【００９４】また、各色現像器の動作は配置順序とは異
なり、マゼンタ、シアン、イエローブラックの順に行な
った。即ち、マゼンタ現像器４Ｍから現像動作を開始す
るが、感光体ドラム１の回転方向下流より上流への順に
行なった。ただし、イエロー現像器４Ｙからブラック現
像器４Ｋへは最上流より最下流へ移行するので、厳密に
は下流より上流への順とは言えないかも知れないが、こ
れはあくまでも現像器の切り換え点であるので、実質的
に下流から上流への順と言える。

【００９５】さらに、連続画像形成時にはこの現像器の
動作順序を繰り返し、常に現像器の使用順序が感光体ド
ラムの回転方向下流より上流へとなるようにした。

【００９６】即ち本構成は前述した図２の装置と同様
に、径の大きな感光体ドラム１と、固定配置の現像器と
を使用し、感光体ドラム１の周囲に該感光体ドラム１の
移動方向（回転方向）の上流側より下流側へ複数の現像
器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４Ｋを所定の順序で配設し、該各
現像器を順次動作させて前記感光体ドラム１上に順次形
成された潜像を現像する動作時に、前記現像器の現像動
作が前記感光体ドラム１の移動方向より上流側へ向けて
繰り返されるようになっているから、図２の装置と同じ
く、画像形成上、混色等の不具合の発生しない良好な画
像形成が可能となる、連続画像形成時に現像器の現像順
を下流より上流へと周期的に行なった結果、Ａ３サイズ
の記録材やＡ４サイズの記録材を２枚吸着させた時に連
続してコピーを行なった場合でも前述図６の装置の欠点
である転写ドラムを空回転させる必要がなく、無駄な時
間を必要とせず、コピースピードが遅くなり機械性能が
劣化することがなくなる、２つ以上の現像器が同時に現
像動作を行なうこともないから、図２に示すように、１
つのモータＭにより各色クラッチＣＹ、ＣＣ、ＣＭ、Ｃ
Ｋを通じての１つの現像器のみの駆動で現像動作を実行
でき、従って、１つの潜像現像中に他の現像器が駆動さ
れてトルクの変動が発生するということがないから、良
好な現像が行なえる、等の作用効果を具備している。

【００９７】（３）制御而して、本実施例では前述従来例で生じた問題点を回避
するために、前記複数の現像手段４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４
Ｋの現像動作の前後する現像手段に印加する電圧の直流
成分をほぼ同一とし、前記光源の１画素当り光束放出時
間長の最大値が現像動作を行なう現像手段に応じて異な
るようにした。

【００９８】即ち本実施例では、シアンとイエローの現
像剤や電位差以外の現像条件は従来例と同一にしなが
ら、イエローの電位差を３５０Ｖになるようにし、画像
形成を行なうようにした。

【００９９】通常のデジタルでない画像形成方式である
と、このように電位差を大きくした場合、イエローのみ
マクベス濃度で２．０出てしまい、黄ばんだ画像になっ
てしまう。

【０１００】本実施例ではイエローの電位差は３５０Ｖ
に設定するが、最大濃度になる発光時間を短くし、それ
に併せて階調制御を行なうことにより、イエローの画像
もシアンと同じ電位差に設定したにもかかわらず、同一
の階調画像が得られるようになった。以下にその詳細を
説明する。

【０１０１】露光手段は図３に示すように半導体レーザ
部１０２、高速回転するポリゴンミラー３ａ、Ｆ−θレ
ンズ群３ｂからなっており、該半導体レーザ１０２は画
像読み取り装置・電子計算機等によって演算出力される
時系列のデジタル画像信号に対応して変調されたレーザ
ービームＥを発振し、感光体ドラム１面を露光する。

【０１０２】前記各現像器４Ｙ・４Ｃ・４Ｍ・４Ｋは帯
電器２による帯電極性と同極性に帯電したトナーを潜像
の明部電位部分に付着させる反転現像を行うので、レー
ザービームＥはドラム１のトナーが付着されるべき領域
を露光する。

【０１０３】更に詳しく説明すると、図３において、光
源部である半導体レーザー素子１０２は、レーザー光を
発生するための発光信号（駆動信号）をおくる発光信号
発生器であるレーザードライバ５００に接続され、該レ
ーザードライバの発光信号に応じて明滅する。

【０１０４】レーザー素子１０２から放射されたレーザ
ー光束Ｅはコリメータレンズ系１０３にて略平行光とさ
れる。該コリメーターレンズ系１０３は、該レンズ系１
０３が固定されたラック、このラックに噛み合っている
ピニオン、このピニオンを駆動するモータ等から成る焦
点調整手段１０４によりレーザー光の光軸方向である矢
印Ａ方向に移動可能となっている。

【０１０５】ポリゴンミラー、即ち回転多面鏡３ａは、
矢印Ｂ方向に一定速度で回転することにより、コリメー
ターレンズ系１０３から射出された平行光を矢印方向に
走査する。

【０１０６】回転多面鏡３ａの前方に設けたＦ−θレン
ズ群３ｂ（１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ）は、回転多
面鏡３ａにより偏向されたレーザー光束を被走査面、即
ち感光体ドラム１上にスポット状に結像すると共にその
走査速度を被走査面上において等速とする。

【０１０７】尚、回転多面鏡３ａによってビームＥがド
ラム１上を移動する方向、即ち矢印Ｃ方向を主走査方向
という。主走査方向とは露光部でのドラム１の移動方向
と交差する方向、好ましくは略直角な方向である。

【０１０８】一方、露光部でのドラム１の移動方向を副
走査方向という。主走査、副走査によって感光ドラム１
表面はレーザービームによりラスター走査される。

【０１０９】被記録画像信号に対応して変調開始される
前に、レーザー光束Ｅは反射鏡１０７を介して検出手段
としてのＣＣＤ（固体撮像素子）１０８上に導かれる。
ＣＣＤ１０８は矢印Ｃ方向に多数個の光電変換素子を感
光ドラム１面と光学的にほぼ等価な位置に配列して構成
されている。又、ＣＣＤ１０８はレーザードライバー５
００及び焦点調整手段１０４を制御する制御部１００に
接続してある。

【０１１０】更に、信号処理部（画像処理部）１１１
が、前記レーザードライバー５００及び制御部１００に
接続されている。

【０１１１】以上の構成において、所望の画像を形成す
る場合、先ず信号処理部１１１から制御部１００に画像
出力信号Ｐを入力すると共に、レーザードライバー５０
０に画像信号Ｓを入力し、画像信号Ｓに対応してレーザ
ー素子１０２を明滅させる。

【０１１２】このようなレーザー光束Ｅの走査により感
光ドラム１表面には主走査分の露光分布が形成され、さ
らに各主走査ごとに感光ドラム１を所定量回転して該ド
ラム１上に画像信号Ｓに応じて露光分布を有する潜像を
形成する。

【０１１３】上記画像出力信号Ｐは画像信号Ｓより先だ
って信号処理部１１１より出力され、画像信号Ｓの出力
が終了した後に出力が終了する。又、制御部１００は信
号処理部１１１から画像出力信号Ｐが入力されている間
焦点調整手段１０４の動作を停止している。

【０１１４】（４）ＰＷＭ回路次に、図４によりＰＷＭ回路について説明する。ＰＷＭ
回路は、８ビットの画像信号をラッチするＴＴＬラッチ
回路４０１、ＴＴＬ論理レベルを高速ＥＣＬ論理レベル
に変換するレベル変換器４０２、ＥＣＬＤ／Ａコンバー
タ４０３、ＰＷＭ信号を発生するＥＣＬコンパレータ４
０４、ＥＣＬ論理レベルをＴＴＬ論理に変換するレベル
変換器４０５、画像クロック信号ｆの２倍周波数のクロ
ック信号２ｆを発生するクロック発振器４０６、クロッ
ク信号２ｆに同期して略理想的三角波信号を発生する三
角波発生器４０７、及びクロック信号２ｆを１／２分周
する分周する１／２分周器４０８を有する。又、回路を
高速動作させるために、随所にＥＣＬ論理回路を配して
いる。

【０１１５】かかる構成のＰＷＭ回路の動作を信号波形
を示す図５をも参照して説明する。信号（ａ）はクロッ
ク信号２ｆ、信号（ｂ）はその２倍周期の画素クロック
信号ｆを示しており、図示の如く画素番号と関係付けて
ある。三角波発生器４０７内部においても、三角波信号
のデューティ比を５０％に保つため、クロック信号２ｆ
を一旦１／２分周してから三角波信号（ｃ）を発生させ
ている。更に、この三角波信号（ｃ）はＥＣＬレベル
（０〜−１Ｖ）に変換されて三角波信号（ｄ）になる。

【０１１６】まずシアンの場合は、画素信号はＯＯＨ
（白）〜ＦＦＨ（黒）まで２５６階調レベルで変化す
る。信号Ｈはヘキサ表示である。そして画像信号（ｅ）
はそれらのＤ／Ａ変換したＥＣＬ電圧を示している。

【０１１７】図５では例えば第１画素は最高濃度の黒画
素レベルのＦＦＨ、第２画素は中間調レベルの８０Ｈ、
第３画素は第２画素より低濃度の中間調レベルの４０
Ｈ、第４画素は第３画素より低濃度の中間調レベル２０
Ｈの各電圧を示している。

【０１１８】コンパレータ４０４は三角波信号（ｄ）と
画像信号（ｅ）を比較することにより、形成すべき画素
濃度に応じたパルス幅を有する（図５では一例として
Ｔ、ｔ₂ 、ｔ₃ 、ｔ₄ の幅を有する）ＰＷＭ信号を発生
する。ここで、Ｔ、ｔ₂ 、ｔ₃及びｔ₄ はＴ＞ｔ₂ ＞ｔ₃
＞ｔ₄ とされる。

【０１１９】ＰＷＭ信号は０Ｖ又は５ＶのＴＴＬレベル
に変換されて、ＰＷＭ信号（ｆ）（０を含む幅を有する
レーザー駆動パルス信号）になり、レーザドライバ回路
５００に入力する。

【０１２０】かくして半導体レーザ１０２は、各単位画
素毎に信号ｆの各パルス幅に対応して時間発光し、感光
ドラム１を走査露光する。前記プリンタでは反転現像が
行なわれるため、高濃度の画素程、レーザーの発光時間
は長い。

【０１２１】ここでイエローの場合は画素信号としてＯ
ＯＨ（白）〜ＢＯ（黒）まで１７７階調レベルで変化す
る。この為に最高濃度のレーザーの発光時間はＢＯ／Ｆ
Ｆに対応しただけシアンより短くなるので、対応する濃
度も、結果的に同一になる。

【０１２２】尚、図４の回路においてラッチ回路の前段
部には不図示のルックアンプテーブルが設けられてい
る。このルックアップテーブルは色毎に画像データのγ
補正（階調補正）を行なう為のものであり、γ補正した
結果のデータが格納されたメモリーで、１画素８ビット
の画像信号をアドレスとしてメモリをアクセスし、所望
のγ補正されたデータの画像信号が出力される。この様
にγ補正によりレーザーの発光時間を制御するわけであ
るから、最小発光レベルは理論的にはイエローもシアン
も１画素の１／２５５であり変わらず、イエローは１画
素の発光時間の０から１／２５５きざみに１７６／２５
５まで発光し、その間で階調制御を行なう。

【０１２３】これに対してシアンは１画素の発光時間の
０から１／２５５きざみに２５５／２５５まで発光し、
その間で階調制御を行なう。

【０１２４】シアンとイエローで最大濃度は１．５に設
定してあるので最小階調再現レベルに差が生じるが、実
際の出力では完全に区別がつかず、均一なフルカラーの
出力が得られた。

【０１２５】また、シアンとイエローの電位差は完全に
同一にする必要はなく、ほぼ同じ程度の電位であればか
ぶりやキャリア付着は生じることがなかった。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の現像手段に応じて、光束を放出する光源の１画素当
りの光束時間長の最大値を異なる様にすることにより、
各現像手段に印加する直流電圧の位をほぼ同一とするが
可能となり本発明のような構成では現像器着脱時にかぶ
りやキャリア付着が発生せず、安定して画像形成が行な
える様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を電子写真方式のカラー画像形成装置
に適用した実施例装置の全体構成の概略図

【図２】現像器の配置順序と現像動作並びに転写動作
の説明図

【図３】露光手段の構成図

【図４】ＰＷＭ回路図

【図５】ＰＷＭ回路の波形図

【図６】従来の電子写真方式のカラー画像形成装置の
一例の全体構成の概略図

【符号の説明】１感光体ドラム２帯電器３像露光手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ現像器５転写装置５ａ転写ドラム６クリーナ９定着器１１前露光ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される像担持体と、光束
を放出する光源と、被記録画像信号に対応して前記光源
の１画素当り光束放出時間長を制御する制御手段と、前
記光源からの光束を前記像担持体上で主走査方向に走査
し静電潜像を形成する手段と、複数の現像手段を有し、
該複数の現像手段を選択して像担持体の静電潜像の現像
を行なう画像形成装置において、前記光源の１画素当り
光束放出時間長の最大値が現像動作を行なう現像手段に
応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、複数の現像手段は、像担持体の移動方向の上流側よ
り下流側へ所定の順序で配置され、該配置順序とは異な
る順序で使用されて像担持体の静電潜像の現像動作を独
立に行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は同２に記載の画像形成装置
において、複数の現像手段の、現像動作を行なう現像手
段の前後する現像手段に印加する電圧の直流成分をほぼ
同一とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１乃至同３の何れかに記載の画像
形成装置において、１画素当り光束放出時間長の最小値
は現像手段によって異ならないことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項５】請求項１乃至同４の何れかに記載の画像
形成装置において、像担持体が電子写真感光体であるこ
とを特徴とする画像形成装置。