JPH09297445A - 電子写真感光体と現像器とカラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の径が大きいとトナー転写時に飛散
し、文字がにじむ。また、現像ローラの回転むらや、ゴ
ムブレードの押し当て痕により、合成色の色相むらが強
調される。さらに、高温高湿下では、現像器内部のゴム
ブレードが変形し、画像むらが発生する。また、１成分
現像器を上下逆方向に回転移動させると、像形成ユニッ
トから非磁性のトナーがこぼれ落ちて、装置内を著しく
汚染する。 【解決手段】 カラー電子写真装置で、感光体径を転写
ドラム径の１／５以下の整数比例関係にする。感光体と
同速同進行方向に回転させる現像ローラの外周長を感光
体の外周長の整数分の１にして、かつ像合成転写部の外
周長の整数分の１にした。また、現像器の構成が、トナ
ーホッパ中のトナーが弾性ブレードを重力方向下方向に
圧迫する事を防ぐ保護部材を有する。さらに、像形成ユ
ニット群の重力方向下方に現像器から落下したトナーを
受け取る部材を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機やカラーファクシミリ等に応用できるカラ
ー電子写真装置とそれに用いる電子写真感光体と現像器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー電子写真装置の例として、
特開平７−３６２４６号公報を用いてその構成を説明す
る。図１２はその従来例のカラー電子写真装置の全体構
成図であり、最大プリントサイズはＡ４サイズの装置で
ある。この従来例では、像合成転写部として中間転写ベ
ルト１０２を用いている。中間転写ベルトユニット１０
１は、中間転写ベルト１０２、第１転写ローラ１０３、
第２転写ローラ１０４、クリーナローラ１０５、廃トナ
ー溜め１０６、などを内包し、ベルト１０２上でカラー
像を重ね合わせる。プリンタ中央には黒、イエロ、マゼ
ンタ、シアンの各色同じ大きさのの４組の扇型をした像
形成ユニット１０７Ｂｋ、１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７
Ｃが像形成ユニット群１０８を構成し、図のように円環
状に配置されている。

【０００３】像形成ユニット１０７はプリンタ内に正規
に装着されることにより、像形成ユニット側とプリンタ
本体側の両者側の機械的駆動系統・電気回路系統が相互
カップリング部材を介して結合して機械的・電気的に一
体化する。円環状に配置されている像形成ユニット１０
７Ｂｋ、１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃは支持体に支持
されており、全体として移動モータに駆動され、固定さ
れて回転しない円筒状の軸１０９の周りに回転移動可能
に構成されている。像形成時には、各像形成ユニットは
回転移動によって順次前述の中間転写ベルト１０２を支
持する第１転写ローラ１０３に対向した像形成位置１１
０に位置することができる。像形成位置１１０はレーザ
光１１１による露光位置でもある。

【０００４】１１２はプリンタ内の下側に配設したレー
ザ露光装置である。１１３は光路窓口、１１４はミラ
ー、１１５は像形成ユニット１０７Ｂｋの露光窓、１１
６は像形成ユニット内上側に配設されている現像器、１
１７は下側に配設されているクリーナ、１１８は直径３
０ｍｍの感光体ドラムである。１１９は第３転写ロー
ラ、１２０は定着機である。これが、特開平７−３６２
４６号公報の構成である。

【０００５】この従来例のカラー電子写真装置を改造
し、現像器にはトナーを飛翔させ現像する１成分現像
器、いわゆるジャンピング現像器を、像合成転写部に
は、中間転写ベルトの代わりに紙を巻き付ける転写ドラ
ムを用いた装置を構成した。図１３にその構成を示す。
１は直径１２０ｍｍの転写ドラムである。転写ドラム１
は表面に紙を静電的に吸着させ巻き付けた後、感光体２
上のトナー像をバイアス電圧を印加することによって紙
に直接転写し、カラートナー像を合成する。

【０００６】転写ドラム１は表面弾性層３、クリーナ
４、紙吸着ローラ５、紙分離帯電器６等よりなる。プリ
ンタ中央にはイエロ、マゼンタ、シアン、黒の各４組の
扇型をした像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋが
像形成ユニット群８を構成し、図のように円環状に配置
されている。９はプリンタ内の上側に配設したレーザ露
光装置である。レーザ光１０は像形成ユニット７Ｙと７
Ｍとの間に構成された光路窓口１１を通って、軸１２の
一部に開けられた窓を通して軸１２内の固定されたミラ
ー１３に入射し、反射されて像形成位置１４にある像形
成ユニット７Ｙの露光窓１５から像形成ユニット７Ｙ内
に進入し、像形成ユニット内上下に配設されているクリ
ーナ１６と現像器１７との間の光路を通って感光体ドラ
ム２の左側面の露光部に入射し母線方向に走査露光され
る。感光体２に形成されたトナー像は転写ドラム１上の
紙に転写される。次に、像形成ユニット群８は矢印Ｑ方
向に８０゜回転移動し、マゼンタの像形成ユニット７Ｍ
が像形成位置１４に入れ替わる。先のイエロ工程と同じ
動作を行い、転写ドラム１上の紙の上にイエロトナー像
に重ねてマゼンタトナー像が転写される。同様の動作を
さらにシアン、黒の像形成ユニットを用いて行う。紙の
上にフルカラー像が完成した後、紙を転写ドラム１から
分離帯電器６により分離し、最後に定着機１８で定着す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この図１３に示す従来
装置では感光体の径は３０ｍｍで、像合成転写部である
転写ドラムの径は感光体の４倍の１２０ｍｍであった。
また、現像器の現像ローラの径は１６ｍｍであった。こ
の装置では、次の４つの大きな問題点が発生した。

【０００８】（第１の課題） 感光体から像合成転写部
へのトナーの転写時にトナーが飛散し、文字の周辺部な
どがにじむ現象が現れ、画像品質が低下した。

【０００９】（第２の課題） 現像器の現像ローラの回
転むら、いわゆるジッタや、現像ローラ上にできたゴム
ブレードの押し当て痕がそのまま感光体を経由して転写
ドラム上の紙の上の画像に現れ、各色の像を重ね合わせ
たときに合成色の色相むらが強調され低品位の画像にな
った。

【００１０】（第３の課題） さらに、この図１３に示
す従来装置を高温高湿下に長期間放置後プリントする
と、現像ローラ上にゴムブレードの押し当て痕が発生
し、さらにひどいときには、ゴムブレードが変形し、ト
ナー薄層を均一に形成できなくなったり、トナーの摩擦
帯電不良が発生し画像むらが発生した。

【００１１】（第４の課題） さらに、この図１３に示
す装置では像形成ユニット群の回転とともに１成分現像
器を上下逆方向に振り回す構成のために、像形成ユニッ
ト内部に溜まった非磁性のトナーがこぼれ落ちやすく、
装置内を著しく汚染した。

【００１２】本発明の目的は、転写時のトナーの飛びち
りによる文字のにじみのない高画質のカラープリントが
得られるカラー電子写真装置用電子写真感光体を提供す
ることにある。

【００１３】また、本発明の別の目的は、現像ローラの
回転むらやブレードの押し当て痕が画像に現れず、均質
な色相の合成色の得られるカラー電子写真用現像器を提
供するものである。

【００１４】さらに、本発明の別の目的は、このような
ブレードの押し当て痕や、トナーの帯電不良を引き起こ
す、ブレードの変形を抜本的に解決する現像器を提供す
るものである。

【００１５】さらにまた、本発明の別の目的は、１成分
非磁性トナーを用いた現像器を像形成ユニットとして構
成し、像形成ユニット群全体をプリンタ装置内部で回転
移動させるカラー電子写真装置において、トナーこぼれ
による装置内の汚染を防止することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、イエロ・シアン・マゼンタ・黒の各色ご
とに現像器と帯電器と円筒状感光体とを備えた４つの像
形成ユニットと、前記４つの像形成ユニットを円環状に
並べ配置し回転移動可能な像形成ユニット群と、前記感
光体上に形成したトナー像を単一転写位置にて転写しカ
ラー像を形成する円筒状の像合成転写部と、前記像形成
ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装置と、前記
像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラーと、前
記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに反
射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置と、
前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成された像
形成位置と、より構成されるカラー電子写真装置に用い
る電子写真感光体であって、前記感光体の直径が前記円
筒状像合成転写部の直径の１／５以下でかつ整数比率関
係であることを特徴とする電子写真感光体である。

【００１７】また、本発明は、イエロ・シアン・マゼン
タ・黒の各色ごとに現像器と帯電器と感光体とを備えた
４つの像形成ユニットと、前記４つの像形成ユニットを
円環状に並べ配置し回転移動可能な像形成ユニット群
と、前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置に
て転写しカラー像を形成する像合成転写部と、前記像形
成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装置と、前
記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラーと、
前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
と、前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成され
た像形成位置と、を有するカラー電子写真装置に用いる
現像器であって、トナー担持体上に非磁性トナーの薄層
を形成し感光体と略同速同進行方向に回転させ現像する
構成の現像器であって、前記トナー担持体の外周長が前
記感光体の外周長の整数分の１であって、かつ前記トナ
ー担持体の外周長が前記像合成転写部の外周長の整数分
の１であることを特徴とする現像器である。

【００１８】さらに、本発明は、イエロ・シアン・マゼ
ンタ・黒の各色ごとに現像器と帯電器と感光体とを備え
た４つの像形成ユニットと、前記４つの像形成ユニット
を円環状に並べ配置し回転移動可能な像形成ユニット群
と、前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置に
て転写しカラー像を形成する像合成転写部と、前記像形
成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装置と、前
記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラーと、
前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
と、前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成され
た像形成位置と、を有するカラー電子写真装置に用いる
現像器において、前記現像器の構成が、非磁性トナーを
収納したトナーホッパと、トナー担持体上にトナーの薄
層を形成するゴム製の弾性ブレードと、ブレード保護部
材とより構成され、前記ブレード保護部材は、前記像形
成ユニットの像形成時には前記トナーホッパ中からのト
ナーの前記現像ローラへの重力方向横方向の供給圧力を
低減して前記弾性ブレードを圧迫することを防ぎ、か
つ、前記像形成ユニットの非像形成時には前記トナーホ
ッパ中からのトナーの前記現像ローラへの重力方向下方
への圧力を低減し前記弾性ブレードを圧迫することを防
ぐことを特徴とする現像器である。

【００１９】さらにまた、本発明は、トナー担持体上に
非磁性トナーの薄層を形成する構成の現像器を用いイエ
ロ・シアン・マゼンタ・黒の各色ごとに前記現像器と帯
電器と感光体とを備えた４つの像形成ユニットと、前記
４つの像形成ユニットを円環状に並べ配置し回転移動可
能な像形成ユニット群と、前記感光体上に形成したトナ
ー像を単一転写位置にて転写しカラー像を形成する像合
成転写部と、前記像形成ユニット群の外側に配置された
レーザ露光装置と、前記像形成ユニット群の略中央部に
配置されたミラーと、前記レーザ露光装置から発したレ
ーザ光が前記ミラーに反射された後に到達する感光体表
面上の単一露光位置と、前記単一露光位置と前記単一転
写位置より構成された像形成位置と、を有するカラー電
子写真装置において、前記像形成ユニット群の重力方向
下方に前記前記トナーの落下したものを受け取るこぼれ
トナー受け部材を有することを特徴とするカラー電子写
真装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例のカラー電
子写真装置の構成と動作について、図面を参照しながら
説明する。

【００２１】本発明のカラー電子写真装置の構成につい
て図１を用いて詳細に説明する。図１３とは転写ドラム
や現像器の構成が異なる。２は感光体、３は転写ドラム
３４の表面弾性層、４はクリーナ、５は紙吸着ローラ、
６は分離帯電器、７は像形成ユニット、８は像形成ユニ
ット群、９はレーザ露光装置、１０はレーザ光、１１は
光路窓口、１２は軸、１３はミラー、１４は像形成位
置、１５は露光窓、１６はクリーナ、１７は現像器、１
８は定着機、１９は紙である。ここで本発明では、前述
の従来例の問題点を解決するために、感光体２、転写ド
ラム３４の直径が異なり、それぞれ、２４ｍｍ、１４４
ｍｍ、であり、感光体２の径は転写ドラムの径の１／６
であり、１：６の整数比率関係にある。

【００２２】ここで、像形成位置１４とは、レーザ光１
０が感光体２に当たる露光位置と感光体２と転写ドラム
３４とが接触する転写位置とを含む位置を示し、像形成
ユニットが時像形成動作を行う位置のことである。すな
わち、図１ではイエロ像形成ユニット７Ｙが存在する位
置である。

【００２３】円環状に配置されている像形成ユニット７
Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋは支持体（図示せず）に支持さ
れており、像形成ユニット群８全体として移動手段によ
り駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸１２の周
りに矢印方向Ｑに回転移動可能に構成されている。

【００２４】図２（ア）に黒用像形成ユニット７Ｂｋ、
（イ）にイエロ・マゼンタ・シアン用像形成ユニット７
Ｙ、７Ｍ、７Ｃを示す。各像形成ユニットは、中に入れ
た現像剤と現像器の大きさだけが異なる。その他は同じ
構成部材よりなるので、説明を簡略化するため黒用の像
形成ユニット７Ｂｋについて説明し、他色については省
略する。なお、各色用について同じ部分には同じ符号を
付し、各色の構成の区別をつける必要がある場合は符号
に各色を示す文字を付す。

【００２５】図２では、各現像器は像形成位置にある状
態の配置を示しており、図面上方が重力方向上方として
図示している。図２（ア）において、１０は図１にも示
したレーザ光、２はフタロシアニンを感光材料に用いポ
リカーボネート系バインダ樹脂を主体に構成した直径２
４ｍｍの有機感光体、２０は感光体をマイナスに帯電す
るコロナ帯電器、２１は感光体の帯電電位を一定に制御
するグリッド、１５はレーザ光が像形成ユニットに進入
する像形成ユニットの開口部である露光窓、１７Ｂｋは
黒現像器である。現像器１７は、トナーホッパ２２、ト
ナー担持体としての直径１２ｍｍの現像ローラ２３、ト
ナーを摩擦帯電し現像ローラ２３に供給する供給ローラ
２４、ウレタンゴム製のブレード２５等より構成され
る。従ってトナー担持体である現像ローラ２３の径は感
光体２の径の１／２である。トナーホッパ２２内には、
ポリエステル樹脂に黒顔料を分散したマイナス帯電性の
黒トナー２６Ｂｋが入っている。

【００２６】この黒トナーは、供給ローラ２４により摩
擦帯電し、ブレード２５により約３０μｍの薄層に形成
された後、現像ローラ２３表面に担持され感光体２と２
００μｍのギャップを開け現像される。このとき現像バ
イアスとして、高圧電源２７により−３００Ｖの直流電
圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．
５ｋＶ）の交流電圧（周波数３ｋＨｚ）を印加した。１
６は転写後の感光体２表面に残ったトナーを清掃するク
リーナで、ゴム製のクリーニングブレード２８と廃トナ
ー２９を溜おく廃トナー溜３０とよりなる。感光体２は
周速１００ｍｍ／ｓで矢印方向に回転し、現像ローラ２
３は同じく周速１００ｍｍ／ｓで感光体２と同進行方向
に回転する。点線円３１は図１の像形成ユニット群８が
回転移動する際の最大外周円を示しており、これは感光
体２の最外周部の移動軌跡でもある。３２は、後述する
本発明のブレード保護部材である。３３はトナーホッパ
２２からトナー２６を供給ローラ２４へと供給するアジ
テータである。

【００２７】図２の（イ）図は、イエロ・マゼンタ・シ
アンの像形成ユニットであり、現像器１７の大きさが、
前述の黒用現像器１７Ｂｋと異なる。図２（ア）の黒像
形成ユニット７Ｂｋは略扇型の形状を有し、扇形の広が
り角度θは１２０゜である。その内訳は、クリーナ部１
６が約３０゜で現像器１７Ｂｋが約９０゜である。一
方、図２（イ）図に示すイエロ・マゼンタ・シアン像形
成ユニットの扇形広がり角度θは８０゜であり、クリー
ナ部１６は同じく約３０゜であるが、現像器１７は約５
０゜である。従って、黒のトナーホッパの容量は他３色
のホッパ容量に比べて１．８倍の容積を有する。一般に
黒のトナー使用量は他３色に比べ多いが、このように構
成すると、黒の像形成ユニットの交換頻度を低減でき
る。

【００２８】図１に戻る。図１のプリンタは、像形成ユ
ニット群８が回転移動し像形成位置１４にイエロの像形
成ユニット７Ｙが位置決めされ固定された状態にある。
予め、給紙カセットから送られる用紙１９は、紙吸着ロ
ーラ５により転写ドラム３４に巻き付けられている。

【００２９】本発明に用いる像合成転写部である転写ド
ラム３４の構成を図３（ア）を用い説明する。転写ドラ
ム３４は、直径１３９ｍｍの転写バイアス電圧を印加す
るアルミニウム製のドラム基体３５上に厚さ約５ｍｍの
導電性発泡弾性層３６を形成し、さらに最表面に厚さ６
０μｍのポリフッ化ビニリデンフィルム３７を被覆し、
最大径を１４４ｍｍにした構成である。従って、現像ロ
ーラと、感光体と、転写ドラムとは１：２：６の整数比
に設定されている。この転写ドラム３４には、長さ１０
０ｍｍ、深さ４ｍｍの凹部３８が形成されている。

【００３０】本発明では、円筒状の像合成転写部の一部
に凹部３８が形成されており、像形成ユニット群が回転
移動するときには、凹部が像形成位置に対向し、前記凹
部の外周長が、すくなくとも回転移動する感光体と像合
成転写部の最外周部とが接触し始める位置から像形成位
置の感光体の位置までの距離より長い構成であるため、
感光体表面の傷の発生を防止できる。

【００３１】この転写ドラム３４には紙１９を表面に巻
き付けて、この紙１９上にカラートナー像を順次転写重
ね合わせてフルカラー像を形成し、そののち紙１９を転
写ドラム３４から分離し定着する。図３（イ）は、トナ
ー像を直接転写する中間転写ドラム３９を示したもの
で、本発明にはこのような中間転写ドラムを適用するこ
とも可能である。この中間転写ドラム３９は転写バイア
スを印加することによって表面の高抵抗層にトナー像を
転写し、一旦この中間転写ドラム表面３９上にフルカラ
ートナー像を形成した後、紙１９に転写器４０によりト
ナー像を転写する構成である。

【００３２】再び図１に戻り、フルカラー像形成工程を
説明する。図１のプリンタは、最初にイエロの像形成工
程を行う。像形成ユニット７Ｙの動作を図２（イ）を用
いて説明する。グリッド２１に−４５０Ｖの電圧を印加
した帯電器２０により感光体２を−４５０Ｖに帯電させ
た。この感光体２にレーザ光１０を照射し静電潜像を形
成した。このとき感光体の露光電位は−５０Ｖであっ
た。この感光体２を、１成分イエロトナー２６Ｙを担持
した現像ローラ２３により現像した。このとき−４５０
Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体２表面の通過
時には、現像ローラ２３には高圧電源により、−３００
Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・
ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数３ｋＨｚ）を印
加した。すると、感光体２上には画像部にのみネガポジ
反転したイエロトナー像が形成された。このとき像形成
ユニット群８は図１に示す位置にあり、イエロの像形成
ユニット７Ｙが図のように像形成位置１４にある。この
像形成工程の間は感光体２と転写ドラム３４上の紙１９
とは接触している。先に説明した像形成ユニットの像形
成工程により、イエロトナーによる像形成が行われた。

【００３３】イエロのトナー像がすべて転写し終わった
直後に、像形成ユニット群８全体が移動モータに駆動さ
れて図１の矢印Ｑ方向にちょうど８０゜回転して像形成
ユニット７Ｍが像形成位置１４に達した位置で止まっ
た。像形成ユニット群８の回転が終了し像形成ユニット
７Ｍが像形成位置１４に到達し、感光体２の回転が一定
速度に到達すると、前と同様に今度はマゼンタの信号で
レーザ露光装置９が像形成ユニット７Ｍに信号光を照射
し、マゼンタのトナー像の形成と転写が行われた。この
ときまでに転写ドラム３４は１回転し、マゼンタの信号
光と書き込みのタイミングが制御され、前に転写された
イエロのトナー像に次のマゼンタのトナー像が位置的に
合致するように重ね合わされた。

【００３４】再び、像形成ユニット群８全体が移動モー
タに駆動されて矢印Ｑ方向に８０゜回転して像形成ユニ
ット７Ｃが像形成位置１４に達した位置で止まった。イ
エロ・マゼンタと同様の動作を、シアンについても行っ
た。

【００３５】最後に像形成ユニット群８全体が矢印Ｑ方
向に１２０゜回転して像形成ユニット７Ｂｋを像形成位
置１４に入れ替え、黒トナーによる像形成を行った。転
写ドラム３４上の紙には４色のトナー像が位置的に合致
して重ね合わされ、フルカラー像が形成された。用紙に
転写されたトナー像は定着機１８により定着した。

【００３６】以上が本発明の代表的な実施例の構成と動
作の説明である。次に図４から図１１を用いて本発明の
作用効果を説明する。

【００３７】図４は本発明の、感光体２の直径を円筒状
像合成転写部３４の直径の１／５以下の整数比倍率にす
ることの効果を説明する図である。前記実施例では、感
光体２に直径２４ｍｍのドラムを用い、このとき転写ド
ラム３４には直径が６倍の１４４ｍｍのドラムを用い
た。本発明で用いた現像法は、トナーを非接触で感光体
に対向させて、空間を飛翔させて現像する、いわゆるジ
ャンピング現像法である。この現像法では、トナーを空
間飛翔し易くするために、トナーの電荷量を−３〜５μ
Ｃ／ｇと、従来の２成分現像剤用トナーの−１０〜３０
μＣ／ｇに比べて非常に低く調整している。このような
トナーを感光体から転写ドラムへと転写するときに、ト
ナー像が飛び散りやすく、不鮮明な画像になるという現
象が発生した。この現象に対して、発明者らは感光体の
径を小さくすればするほど、このトナーの飛び散りを低
減できることを見いだした。

【００３８】この理由を図５を用いて考察する。図５
（ア）は直径４０ｍｍ以上の大径感光体２と１４４ｍｍ
の転写ドラム３４を用いたときの感光体２と転写ドラム
３４との接触状態をしめしたものである。図５（イ）は
直径２４ｍｍの小径感光体を用いた場合である。両図と
も感光体上のトナー像２６が転写ドラム３４上の紙１９
に転写される様子を示している。転写ドラムには＋１ｋ
Ｖの電圧が印加されており、マイナスに帯電したトナー
２６は紙１９の表面に転写される。このとき、本発明で
使用した低帯電量のトナーは飛翔現像の目的のために静
電的に非常に飛翔しやすく、この電界条件下では０．７
ｍｍのギャップ（図中番号４１の距離）から飛翔を開始
し、転写される。このとき感光体上では鮮鋭な画像であ
っても、紙１９上ではトナーの飛びちりが現れ、ぼけ
る。

【００３９】このようなトナーの飛びちりは、ギャップ
４１が０．７ｍｍ以下になる領域、すなわち図（ア）中
４２の範囲が、狭ければ狭いほど少なくなる。図（ア）
の４２に比べて図（イ）の４３が狭くなることはいうま
でもない。実験ではこのような低電荷量のトナーを用い
る転写プロセスでは、感光体径を転写ドラム径の１／５
以下にすれば４００ｄｐｉの解像度で飛びちりを視認で
きないレベルにできると判断された。さらに、６００ｄ
ｐｉ以上の高解像度の画像を得るには、１／６以下の整
数比率にする事がさらに望ましいと判断された。本発明
の効果を得る構成には、例えば以下のような転写ドラム
と感光体の径の組み合わせがある。

【００４０】 転写ドラム径：２８０ｍｍ、 感光体径：４０ｍｍ、（１／７） 転写ドラム径：２４０ｍｍ、 感光体径：４０ｍｍ、（１／６） 転写ドラム径：２１０ｍｍ、 感光体径：３０ｍｍ、（１／７） 転写ドラム径：１８０ｍｍ、 感光体径：３０ｍｍ、（１／６） 転写ドラム径：１５０ｍｍ、 感光体径：３０ｍｍ、（１／５） 転写ドラム径：１６８ｍｍ、 感光体径：２４ｍｍ、（１／７） 転写ドラム径：１４４ｍｍ、 感光体径：２４ｍｍ、（１／６） 逆にトナーの飛び散り防止効果があまり認められなかっ
た組み合わせは、以下の通りである。

【００４１】 転写ドラム径：１８０ｍｍ、 感光体径：６０ｍｍ、（１／３） 転写ドラム径：１６０ｍｍ、 感光体径：４０ｍｍ、（１／４） 転写ドラム径：１２０ｍｍ、 感光体径：３０ｍｍ、（１／４） 次に、本発明の第２の構成の作用を図６を用いて説明す
る。本発明では、トナー担持体、すなわち現像ローラ２
３上に非磁性トナーの薄層を形成し感光体２と略同速同
進行方向に回転させ現像する構成の現像器を用いてい
る。この構成で、本発明の特徴は、現像ローラ２３の外
周長が感光体２の外周長の整数分の１であって、かつ現
像ローラ２３の外周長を転写ドラム３１の外周長の整数
分の１に構成したことにある。

【００４２】本発明では、外周長で定義したが、中間転
写ベルトを用いた場合には外周長という表現が適切であ
り、感光体ドラムや転写ドラムを用いた場合には直径と
同義である。

【００４３】本発明の構成要件は、以下の４条件であ
る。 （１）現像ローラが感光体とが略同速で同進行方向に回
転すること （２）現像ローラと感光体との外周長が整数比関係にあ
ること （３）感光体と転写ドラムとが略同速で同進行方向に回
転すること （４）感光体と転写ドラムの外周長が整数比関係にある
こと ここで、現像ローラの回転むら周期が各色ごとにずれる
と、異なった色を重ね合わせたときに、合成色の色相差
が大きくなる。一方、各色の現像ローラの回転むら周期
を一致させ重ね合わせると、色相差ではなく色濃度変化
として画像に現れる。色相の差異に表示の意味を持たせ
ることの多いビジネス用のカラープリントでは、色相差
は色濃度むらよりも好ましくない。本発明の現像器は、
現像ローラ上にゴムブレードを押し当て留構成のため、
ときとして現像ローラ２３上にブレード２５の押し当て
痕が現れる。また高温高湿下で長期間放置すると、使用
したゴムブレード２５が変形することがある。このよう
なときには現像ローラの回転周期で現像むらが発生す
る。しかし、このようなときでも、生じた横筋の周期が
各色ごとに感光体回転周期と転写ドラム回転周期と同期
するために、複数枚プリンとしても各々のプリントごと
に色相が異なることがなく、色分けしたデータに異なっ
た印象を与えることはなく、また目視上不快感を与えな
い。本発明では、このような色相むらが現れることがな
い。

【００４４】このような現像ローラ、感光体、転写ドラ
ムの外周長の整数比関係は、図１に示すような扇形の像
形成ユニットのカラー電子写真装置だけでなく、図７に
示すような円筒形の像形成ユニット７Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ
を用いたカラー電子写真装置にも用いることができるこ
とはいうまでもない。

【００４５】さらに、本発明の別の効果として、このよ
うな高温高湿下でのゴムブレードの変形を防止して、画
像むらの発生を未然に防ぐことがある。この作用を図８
〜図１０を用いて説明する。本発明は、現像器１７の構
成がトナー担持体上にゴム製の弾性ブレード２５により
非磁性トナーの薄層を形成する構成である。このとき、
ブレード保護部材は、像形成ユニットの像形成時にはト
ナーホッパ中からのトナーの現像ローラへの重力方向横
方向の供給圧力を低減して弾性ブレードを圧迫すること
を防ぐ。同時に、この部材は、像形成ユニットの非像形
成時にはトナーホッパ中のトナーの現像ローラへの重力
方向下方への圧力を低減し前記弾性ブレードを圧迫する
ことを防ぐものである。

【００４６】本発明では図８に示すようにプリンタ装置
内で現像器１７の上下関係を一定にした状態では動作せ
ず、（ア）〜（エ）の状態を繰り返してフルカラー像を
形成する。ここでシアン像形成ユニット７Ｃの位置に注
目する。フルカラー像形成開始はイエロ像形成ユニット
７Ｙから始まり、図８（ア）の状態である。その後
（イ）、（ウ）へと進み、最後に黒像形成ユニット７Ｂ
ｋの像形成状態、（エ）の位置で終了する。一般には、
フルカラープリンタであっても黒の単色プリントの使用
が多く、この（エ）状態での停止が多い。このまま装置
が長期間高温高湿下に放置されると、シアン像形成ユニ
ット７Ｃは、現像器内部でトラブルが発生しやすい。こ
の図８（エ）の課題を図９を用いて説明する。図９は図
８（エ）のシアン像形成ユニット７Ｃの状態を拡大した
ものである。この状態ではトナーホッパ内のトナー２６
Ｃの全重量が現像ローラ２３近傍にかかり、このため、
（Ａ）ゴムブレード２５が変形しやすく画像むらの発生
原因となる、（Ｂ）現像ローラ近傍のトナーが凝集しや
すい、などの問題が生じる。

【００４７】（Ａ）の問題に関しては、トナーホッパ内
部のトナー２６がゴム製のブレード２５を重力方向下方
向（矢印Ｇ方向）に押しつけ、高湿下ではウレタンゴム
の変質を伴う永久変形が起こりやすい。特に、トナーに
ポリエステル樹脂を用いると、スチレンアクリル樹脂の
比重１．０５に比べ１．２と重く、またトナーを８μｍ
以下に微粒子化して流動性が低下した場合には、このブ
レード圧迫現象が課題となる。白黒単色のプリンタで
は、このようなトナーがブレードを圧迫するような配置
をさけて設計するが、本発明では４つの像形成ユニット
のどれか１つは必ず図９（ア）の状態で長期保存され
る。

【００４８】（Ｂ）の現像ローラ近傍のトナー凝集現象
を図９（イ）に示す。トナーの弱い凝集体４４が発生す
ると、像形成ユニットの像形成状態において、トナーホ
ッパから供給ローラ２４へのトナーの供給が阻害され、
トナーの現像ローラ２３への供給不足現象が起こり、ひ
どいときには画像抜けが発生することもあった。

【００４９】この（Ａ）（Ｂ）の課題解決のために、本
発明では、トナーの重量が重力方向下方向（矢印Ｇ方
向）に直接ゴムブレードにかからないような構成部材を
付け加えることによりこの問題を解決した。図１０に示
すように、ブレード保護部材３２をブレード２５の重力
方向上方向に設けたため、トナーホッパからのトナー２
６の重量が直接ブレード２５にかからなくなる。従っ
て、このようなトナーの圧縮に伴う、ブレードの変形や
トナー凝集体の発生が防止できる。

【００５０】さらに本発明のブレード保護部材３２は、
像形成ユニットの像形成状態での動作においても別の効
果がある。図１０（イ）に示すように、トナー供給用ア
ジテータ３３の回転に伴うトナーの供給圧力（矢印Ｐ方
向）が直接ゴムブレード３２にかからないように構成さ
れている。これにより、ブレード２５によるトナー層厚
の規制が安定化し、均一な画像が得られる。

【００５１】本発明のさらに別の作用効果を説明する。
本発明のカラー電子写真装置では、非磁性の１成分トナ
ーを用いている。そのため、現像ローラへのトナーの担
持力に磁力を用いることはできない。低電荷量のトナー
が弱い静電力で現像ローラに付着している。例えば、図
１１に示すようにイエロ像形成ユニット７Ｙを像形成に
用いると、現像ローラ２３の回転とともに次第に現像ロ
ーラ２３の下方向にトナー４５が溜まる。この状態で
は、像形成ユニット７Ｙの外装によって、このこぼれト
ナー４５が外にこぼれ落ちることはない。しかし、像形
成ユニット群８が回転移動すると、像形成ユニット７Ｙ
に溜まったこぼれトナー４５は外にこぼれ出す。特に本
発明では、大きな像形成ユニット群が回転移動するため
に、振動が多く発生するばかりか、像形成ユニットは上
下位置が逆転しながら回転移動する。このため本発明で
は、重力方向下方に落下トナー４７を受け取るこぼれト
ナー受け４６を用いて、落下トナー４７を受け取り、電
子写真装置内部に飛び散らないように構成した。

【００５２】このとき落下トナー４７は、像形成ユニッ
ト群８の回転移動に伴う空気の流れによって、必ずしも
重力方向下方には落下しない。この像形成ユニット群８
の回転移動によるトナーの舞い散りを防止するために、
本発明のこぼれトナー受け４６の側壁４８と像形成ユニ
ット群８との間隙４９を、２ｍｍ以下にするとトナーに
よる機内汚染を防止できることが分かった。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、カラーの像形成ユニッ
トを４つ組み合わせて円筒形の像形成ユニット群を形成
しカラー像を形成するカラー電子写真装置で、感光体の
径を像合成転写部の径の１／５以下にしたため、転写時
のトナーの飛びちりによる文字のにじみのない高画質の
カラープリントが得られるカラー電子写真装置用電子写
真感光体が得られる。

【００５４】また、本発明によれば、現像ローラと感光
体と像合成転写部の外周長を整数比例関係にしたため
に、現像ローラの回転むらやブレードの押し当て痕が画
像に現れず、均質な色相の合成色の得られるカラー電子
写真用現像器が得られる。

【００５５】さらに、本発明によれば、現像器のブレー
ド保護部材を設けたために、像形成ユニットの高温高湿
下において待機中に、トナーの圧迫によるブレードの変
形による押し当て痕や、トナーの供給不良を引き起こす
ことのない現像器が得られる。

【００５６】さらにまた、本発明によれば、１成分非磁
性トナーを用いた現像器全体をプリンタ装置内部で上下
逆方向に移動させるカラー電子写真装置において、こぼ
れトナー受けを像形成ユニット群下方に設けたために装
置内の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー電子写真装置の１実施例を示す
構成図

【図２】本発明の像形成ユニットの構成を説明する構成
図

【図３】本発明の像合成転写部である転写ドラムと中間
転写ドラムの構成を示す構成図

【図４】本発明の構成を説明する説明図

【図５】本発明の効果を詳細に説明する説明図

【図６】本発明の構成を説明する説明図

【図７】本発明の他の実施例の構成図

【図８】従来例の問題点を説明する説明図

【図９】従来例の問題点をさらに詳細に説明する説明図

【図１０】本発明の別の効果を詳細に説明する説明図

【図１１】本発明のさらに別の効果を詳細に説明する説
明図

【図１２】従来のカラー電子写真装置の構成図

【図１３】第２の従来例のカラー電子写真装置の構成図

【符号の説明】

２ 感光体 ７Ｂｋ 黒用像形成ユニット ７Ｙ・Ｍ・Ｃ イエロ・マゼンタ・シアン用像形成ユニ
ット ８ 像形成ユニット群 ９ レーザ露光装置 １２ 軸 １３ ミラー １６ クリーナ １７ 現像器 ３２ ブレード保護部材 ３４ 転写ドラム ４６ こぼれトナー受け

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イエロ・シアン・マゼンタ・黒の各色ご
   とに現像器と帯電器と円筒状感光体とを備えた４つの像
   形成ユニットと、 前記４つの像形成ユニットを円環状に並べ配置し回転移
   動可能な像形成ユニット群と、 前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置にて転
   写しカラー像を形成する円筒状の像合成転写部と、 前記像形成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装
   置と、 前記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラー
   と、 前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
   反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
   と、 前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成された像
   形成位置と、より構成されるカラー電子写真装置に用い
   る電子写真感光体であって、 前記感光体の直径が前記円筒状像合成転写部の直径の１
   ／５以下でかつ整数比率関係であることを特徴とする電
   子写真感光体。
2. 【請求項２】 用いる現像器が感光体と現像器上のトナ
   ー層とを非接触に対向させ、交番電界でトナーを飛翔さ
   せる構成の１成分現像器であることを特徴とする請求項
   １記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 イエロ・シアン・マゼンタ・黒の各色ご
   とに現像器と帯電器と感光体とを備えた４つの像形成ユ
   ニットと、 前記４つの像形成ユニットを円環状に並べ配置し回転移
   動可能な像形成ユニット群と、 前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置にて転
   写しカラー像を形成する像合成転写部と、 前記像形成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装
   置と、 前記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラー
   と、 前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
   反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
   と、 前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成された像
   形成位置と、を有するカラー電子写真装置に用いる現像
   器であって、 トナー担持体上に非磁性トナーの薄層を形成し感光体と
   略同速同進行方向に回転させ現像する構成の現像器であ
   って、 前記トナー担持体の外周長が前記感光体の外周長の整数
   分の１であって、かつ前記トナー担持体の外周長が前記
   像合成転写部の外周長の整数分の１であることを特徴と
   する現像器。
4. 【請求項４】 イエロ・シアン・マゼンタ・黒の各色ご
   とに現像器と帯電器と感光体とを備えた４つの像形成ユ
   ニットと、 前記４つの像形成ユニットを円環状に並べ配置し回転移
   動可能な像形成ユニット群と、 前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置にて転
   写しカラー像を形成する像合成転写部と、 前記像形成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装
   置と、 前記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラー
   と、 前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
   反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
   と、 前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成された像
   形成位置と、を有するカラー電子写真装置に用いる現像
   器において、 前記現像器の構成が、非磁性トナーを収納したトナーホ
   ッパと、トナー担持体上にトナーの薄層を形成するゴム
   製の弾性ブレードと、ブレード保護部材とより構成さ
   れ、 前記ブレード保護部材は、前記像形成ユニットの像形成
   時には前記トナーホッパ中からのトナーの前記現像ロー
   ラへの重力方向横方向の供給圧力を低減して前記弾性ブ
   レードを圧迫することを防ぎ、かつ、前記像形成ユニッ
   トの非像形成時には前記トナーホッパからのトナーの前
   記現像ローラへの重力方向下方向への圧力を低減し前記
   弾性ブレードを圧迫することを防ぐことを特徴とする現
   像器。
5. 【請求項５】 現像器が感光体と現像ローラ上のトナー
   層とを非接触に対向させ、トナーを交番電界で飛翔させ
   る構成の１成分現像器であることを特徴とする請求項４
   記載の現像器。
6. 【請求項６】 トナーがポリエステル樹脂を主体に配合
   したトナーであることを特徴とする請求項４記載の現像
   器。
7. 【請求項７】 トナー担持体上に非磁性トナーの薄層を
   形成する構成の現像器を用いイエロ・シアン・マゼンタ
   ・黒の各色ごとに前記現像器と帯電器と感光体とを備え
   た４つの像形成ユニットと、 前記４つの像形成ユニットを円環状に並べ配置し回転移
   動可能な像形成ユニット群と、 前記感光体上に形成したトナー像を単一転写位置にて転
   写しカラー像を形成する像合成転写部と、 前記像形成ユニット群の外側に配置されたレーザ露光装
   置と、 前記像形成ユニット群の略中央部に配置されたミラー
   と、 前記レーザ露光装置から発したレーザ光が前記ミラーに
   反射された後に到達する感光体表面上の単一露光位置
   と、 前記単一露光位置と前記単一転写位置より構成された像
   形成位置と、を有するカラー電子写真装置において、 前記像形成ユニット群の重力方向下方に前記前記トナー
   の落下したものを受け取るこぼれトナー受け部材を有す
   ることを特徴とするカラー電子写真装置。
8. 【請求項８】 トナーが非磁性の１成分トナーであるこ
   とを特徴とする請求項７記載のカラー電子写真装置。
9. 【請求項９】 こぼれトナー受け部材の側壁と像形成ユ
   ニット群の回転外周円とのギャップが２ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項７記載のカラー電子写真装置。