JPH1039565A

JPH1039565A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH1039565A
Application number: JP8193351A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】歪みや熱変形による影響に強い上に、低トル
ク化、駆動系の簡素化、低コスト化（第１目的）、ま
た、操作性向上、低プリント単価（第２目的）また、ト
ナーの飛散防止ができる（第３目的）カラー画像形成装
置を提供すること。【解決手段】ドラム状の転写手段１０の周囲に画像形
成ユニット２０を、垂直線に対して左右にそれぞれ２個
ずつになるように配置したので、四角い等方形とするこ
とができ、歪みや熱変形を受け難くい。更に、一成分現
像剤を用いた（第１発明）ので、低トルク化を図り、駆
動系の簡素化、低コスト化を実現できる。また、黒トナ
ーの収容量が、他の色トナー収容量に比して、最大とな
るようにしている（第２発明）ので、黒トナーの交換回
数を減らし、ユーザーにとって操作性がよく、プリント
単価も下がる。また、黒トナー像を形成する画像形成ユ
ニット２０Ｋを、転写手段１０の最下流に配置している
（第３発明）ので、使用頻度の高い黒トナー像のトナー
の飛散を小さくすることができ、引いては良好な画像形
成ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の像形成体上
に形成されたトナー像を、重ね合わせてカラー画像を形
成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のカラー画像形成装置は、
種々提案されているが、プリントスピードや今後の情報
化社会において幅広い対応を持つカラーシステムとし
て、４色を同時に並列処理することが可能なタンデム方
式（複数の感光体を使用する方式）が有望視されてい
る。

【０００３】このタンデム方式による多色のカラー画像
を形成する方法の１つとして、像形成体の周囲に現像手
段、露光手段などを配置した複数の画像形成ユニット
を、横方向に並列配置し、それぞれ像形成体に形成した
単色のトナー像を、ベルト状の転写体上に重ね合わせて
カラー画像を形成するカラー画像形成装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】カラー画像形成装置で
は、複数の像形成体上に形成される各トナー像を、転写
手段上で完全に重ね合わされることが必要である。しか
しながら、上述したカラー画像形成装置においては、複
数の画像形成ユニットを並列配置した横方向に長いカラ
ー画像形成装置なので、歪みや熱変形の影響を受けやす
いという欠点がある。この歪みや熱変形の影響を受ける
と、位置合わせが困難となり、ベルト状の転写体上でト
ナー像を完全に重ね合わせることが困難となる、という
欠点があった。

【０００５】更に、上述したカラー画像形成装置では、
例えば、複数の像形成体、複数の現像手段、転写体など
被駆動部材が多数あり、各々にモータ等の駆動手段を設
けることはコストアップにつながる。そのため、１つの
駆動手段で多くの被駆動部材を駆動することが好ましい
が、この場合、トルクの大きい駆動手段が必要となり、
これもまた、コストアップにつながる。

【０００６】また、一般に、カラー画像形成におけるト
ナーの使用量は、色ごとに異なり、特に、黒トナーの消
費量が大きい。このため、黒トナーを収容した現像手段
を、他の色のトナーを収容した現像手段と同じように交
換すると、交換頻度が高くなり、ユーザーにとって煩わ
しさを与えるばかりでなく、プリント単価も上がる。

【０００７】また、上述したカラー画像形成装置におい
ては、ベルト状の転写体上に重ね合わせたカラートナー
像は、転写体の移動に伴う振動などにより、トナーの飛
散が生じ、良好な画像形成ができないことが生じやす
い。

【０００８】そこで、第１発明では、歪みや熱変形によ
る影響に強く、しかも、低トルク化を図り、駆動系の簡
素化、低コスト化のできるカラー画像形成装置を提供す
ることを第１の目的とする。

【０００９】また、第２の発明では、歪みや熱変形によ
る影響に強く、しかも、ユーザーにとって操作性がよ
く、低プリント単価を実現できるカラー画像形成装置を
提供することを第２の目的とする。

【００１０】また、第３の発明では、歪みや熱変形によ
る影響に強く、しかも、トナーの飛散を抑え、できるだ
け多くの画像で良好な画像形成ができるカラー画像形成
装置を提供することを第３の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周囲に現像手段と露光手段とを備え、前記像形成体上に
トナー像を形成する４組の画像形成ユニットと、前記４
組の画像形成ユニットが周囲に配置され、前記像形成体
上に形成されたトナー像を転写して、カラートナー像を
形成する転写手段とを有したカラー画像形成装置におい
て、前記像形成体が、ドラム状の前記転写手段の中心を
通る垂直線に対し左右それぞれ２個ずつになるように、
前記４組の画像形成ユニットを配置することにより、歪
みや熱変形による影響に強いカラー画像形成装置ができ
る。

【００１２】更に、上記第１の目的は、前記現像手段に
収容されるトナーが、一成分現像剤であることを特徴と
するカラー画像形成装置によって、達成される。また、
前記現像手段による現像は、非接触現像であること、或
いは、更に前記転写手段又は／及び前記像形成体と、前
記現像手段とは、同一の駆動源で駆動されるとよい。

【００１３】更に、上記第２の目的は、少なくとも前記
像形成体と前記現像手段とをプロセスカートリッジとし
て一体化して着脱可能に設け、黒トナーを収容した前記
現像手段を有する前記プロセスカートリッジの黒トナー
の収容量が、他の色トナーを収容した前記現像手段を有
する前記プロセスカートリッジの色トナーの収容量に比
して、最大となることを特徴とするカラー画像形成装置
によって達成される。また、黒トナーを収容した前記現
像手段を前記プロセスカートリッジの黒トナーの収容量
が、他の色トナーを収容した前記現像手段を有する前記
プロセスカートリッジの色トナーの収容量の２倍以上５
倍以下とするとよい。

【００１４】更に、上記第３の目的は、黒トナー像を形
成する前記画像形成ユニットを、前記転写手段の回転方
向に対して最下流に配置することを特徴とするカラー画
像形成装置により達成できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】まず、画像形成プロセス及び各機
構について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本
発明の第１の実施の形態を示すカラー画像形成装置の断
面構成図であり、図２は、画像形成ユニットの断面構成
図、図３は、転写体と画像形成ユニットとを示した斜視
図である。なお、この第１の実施の形態は、転写手段１
０上にトナー像を重ね合わせたのち転写紙Ｐに転写を行
う形態である。

【００１６】転写手段１０は、その周囲に配置されてい
る４組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２
０Ｋにより形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を順次重ね
合わせて担持する。この転写手段１０は、ドラム状の転
写体１０であって、円筒状の金属基体であるアルミニウ
ム基体１１上に、弾性層として導電性ゴム層１２（厚さ
５００〜５０００μｍ、電気抵抗１０⁸〜１０¹¹Ω・ｃ
ｍのウレタンゴム層）と、更にその上に離形性フィルム
１３（分離用として、厚さ２０〜２００μｍ、電気抵抗
１０¹⁰〜１０¹⁶Ω・ｃｍのテフロン層）が設けられてい
る。転写体１０の周囲には、４組の画像形成ユニット２
０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、転写紙転写手段３０、
クリーニング手段１６が配設されている。この転写体１
０は、図示しない前面・後面パネルに、図示しない軸受
けによって軸支され、更に、転写体１０の回転軸を後面
パネル外まで延設し、その先端にフライホイール１０Ｆ
が設けられている。このフライホイール１０Ｆは、転写
体１０の回転が振動なく、スムーズに行うために、慣性
力を付与するものである。

【００１７】４組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、
２０Ｃ、２０Ｋは、それぞれ形成するトナー像の色が異
なるだけで、同じ構成をしているので、画像形成ユニッ
ト２０Ｙを例にして説明する。

【００１８】画像形成ユニット２０Ｙは、像形成体であ
る感光体ドラム２１Ｙの周囲に、像形成体帯電手段２２
Ｙ（以下、単に帯電手段２２Ｙ、或いは、帯電器２２Ｙ
という）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の露光手段２３
Ｙ、現像手段２４Ｙ、像形成体クリーニング手段２５Ｙ
（以下、単にクリーニング手段２５Ｙ、或いは、クリー
ニングブレード２５Ｙという）を配置し、感光体ドラム
２１Ｙ上にイエロートナー像を形成するものである。ま
た、この画像形成ユニット２０Ｙのうち、感光体ドラム
２１Ｙと現像手段２４Ｙとを一体化してプロセスカート
リッジとして、着脱可能とする。イエロートナー像を形
成する感光体ドラム２１Ｙは、円筒状の導電性基体上
に、光導電性感光層を設けたものである。この感光体ド
ラム２１Ｙの両端には、転写体１０との間隙保持を維持
するために、感光体ドラム２１Ｙと同軸に、転写体１０
に当接する突当コロ２１１Ｙが設けられている。突当コ
ロ２１１Ｙが当接する転写体１０の当接部１０Ｔは、弾
性層１２を設けずに、突当コロ２１１Ｙが直接アルミニ
ウム基体１１に当接している。また、感光体ドラム２１
Ｙの一方の端部には、転写体１０の転写体ギヤ１０Ｇに
歯合する感光体ギヤ２１２Ｙが設けられている。これら
により、感光体ドラム２１Ｙは、転写体１０との位置決
めがなされ、転写体１０に従動する方向に回転駆動され
る。

【００１９】帯電手段２２Ｙは、感光体ドラム２１Ｙに
対して一様な電位を与える手段であって、本実施の形態
においては、感光体ドラム２１Ｙと接触しながら従動回
転をするローラ状のローラ帯電器２２Ｙが用いられてい
る。

【００２０】露光手段２３Ｙは、ローラ帯電器２２Ｙに
よって一様な電位を与えられた感光体ドラム２１Ｙ上
に、画像信号（イエロー）に基づいて露光を行い、イエ
ローの画像に対応する静電潜像を形成する手段であっ
て、本実施の形態においては、感光体ドラム２１Ｙの軸
方向にアレイ状に発光素子を配列したＬＥＤと結像素子
（商品名；セルフォックレンズ）とから構成されてい
る。なお、この露光手段２３Ｙには、レーザー光学系を
用いてもよいことは言うまでもない。

【００２１】現像手段２４Ｙは、現像剤であるイエロー
トナーを収容し、感光体ドラム２１Ｙ上に形成された静
電潜像を反転現像して、イエロートナー像を形成する手
段である。本実施の形態の現像手段２４Ｙにおいては、
現像手段２４Ｙ内に収容されているイエロートナーを、
攪拌部材２４１Ｙにより攪拌した後、矢示の方向に回転
する表面が弾性（スポンジ）のトナー供給ローラ２４２
Ｙにより、現像スリーブ２４３Ｙへ供給する。このと
き、薄層形成部材２４４Ｙにより現像スリーブ２４３Ｙ
上のイエロートナーを均一の薄層とする。現像手段２４
Ｙの現像作用に際しては、矢示の方向に回転する現像ス
リーブ２４３Ｙに対し、直流或いは更に交流を加えた現
像バイアスが印加され、現像手段２４Ｙの収容する一成
分によるジャンピング現像が行われて、接地されている
感光体ドラム２１Ｙに対して、トナーと同極性の直流バ
イアスを印加して、非接触の反転現像が行われる。な
お、現像スリーブ２４３Ｙの画像領域外の両端部に設け
られた図示しない突当コロが、感光体ドラム２１Ｙに当
接することにより、現像スリーブ２４３Ｙと感光体ドラ
ム２１Ｙとを非接触に保っている。なお、非接触現像で
はなく、接触現像を用いることもできる。

【００２２】感光体ドラム２１Ｙ上に形成されたイエロ
ーのトナー像は、突当コロ２１２Ｙにより位置決めされ
て転写体１０と接触し、トナーと逆極性のバイアス電圧
の印加される転写体１０により、順次、転写体１０上に
転写される。

【００２３】クリーニング手段２５Ｙは、イエロートナ
ー像が転写体１０に転写された後に、感光体ドラム２１
Ｙ上に残留したイエロートナーを、感光体ドラム１０上
から除去するための手段であって、本実施の形態におい
ては、クリーニングブレード２５Ｙが感光体ドラム２１
Ｙに摺接することにより、残留トナーの除去を行ってい
る。

【００２４】このようにして、画像形成ユニット２０Ｙ
により、帯電、露光、現像の行程により形成された画像
信号（イエロー）に対応したイエロートナー像は、転写
体１０上に転写される。

【００２５】その他の画像形成ユニット２０Ｍ、２０
Ｃ、２０Ｋも同様に、それぞれ感光体ドラム２１Ｍ、２
１Ｃ、２１Ｋ上に、画像信号（マゼンタ）に対応したマ
ゼンタトナー像、画像信号（シアン）に対応したシアン
トナー像、画像信号（黒）に対応した黒トナー像が並列
処理的に、同期をとりながら形成される。そして、各画
像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの各感
光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成さ
れたトナー像は、順次、１〜２ＫＶの転写バイアスを印
加した転写体１０上に転写され、トナー像が重ね合わさ
れる。全てのトナー像が重ね合わさると、転写体１０上
に、カラートナー像が形成される。

【００２６】一方、転写体１０の下部には、転写材収納
手段である給紙カセットＣＡが設けられ、給紙カセット
ＣＡ内に収容された転写材である転写紙Ｐは、給紙ロー
ラｒ１の作動により、給紙カセット３１内から搬出さ
れ、タイミングローラ対ｒ２へと送られる。タイミング
ローラ対ｒ２は、転写体１０上に形成されたカラートナ
ー像と同期するように、転写紙Ｐを送り出す。

【００２７】送り出された転写紙Ｐは、転写位置で転写
紙転写手段３０により、転写体１０上に形成されたカラ
ートナー像を転写される。この転写紙転写手段３０は、
アースされたローラ３１、転写ベルト３２、紙帯電器３
３、転写電極３４、紙分離ＡＣ除電器３５から構成され
ている。

【００２８】送り出された転写紙Ｐは、ローラ３１に張
設され、転写体１０の周速度に同期して矢示の方向に回
転する転写ベルト３２により、転写位置へと搬送され
る。転写ベルト３２は、１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍの高抵
抗のベルト状のものである。この際、転写紙Ｐは、転写
材帯電手段としての紙帯電器３３によりトナーと同極性
に紙帯電され、転写ベルト３２に吸着されて転写位置へ
と給送される。トナーと同極性に紙帯電を行うことによ
り、転写体１０上のカラートナー像と引き合うことを防
止して、カラートナー像の乱れを防止している。また、
転写材帯電手段としては、転写ベルト３２に接離可能な
通電ローラやブラシ帯電器など用いることができる。

【００２９】転写位置では、転写電極３４により、転写
体１０上のカラートナー像が、転写紙Ｐ上へと転写され
る。この転写電極３４により、転写紙Ｐの裏面には、転
写体１０のバイアスより高いトナーと反対極性の電圧で
ある１．５〜３ＫＶの電位となるように、コロナ放電が
なされる。

【００３０】カラートナー像の転写を受けた転写紙Ｐ
は、転写ベルト３２により更に搬送され、転写材分離用
としての紙分離ＡＣ除電器３５により除電され、転写ベ
ルト３２より分離され、定着手段４０へと搬送される。
定着手段４０において、加熱ローラ４１と加圧ローラ４
２とにより加熱・圧着されカラートナー像が転写紙Ｐ上
に容着・定着された後、転写紙Ｐは排紙ローラ対ｒ３に
よりカラー画像形成装置の上部に設けられたトレイ上に
排出される。

【００３１】一方、カラートナー像が転写紙Ｐへ転写さ
れた転写体１０は、転写体クリーニング手段１６である
クリーニングブレード１６１によって、転写体１０上を
摺擦され、転写体１０上に残留した残留トナーを除去・
清掃される。また、転写ベルト３２上には、転写ベルト
クリーニング手段３６としてブレードが摺接しており、
紙分離後の転写ベルト３２上をクリーニングする。

【００３２】本実施の形態においては、感光体ドラム２
１上にトナー像を形成する各手段をを一体化した画像形
成ユニット２０を、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の
４色分として４組備えている。そして、これら４組の画
像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを、カ
ラー画像形成装置の鉛直線であって転写体１０の回転中
心を通る垂直線に対し、左右にそれぞれ２個ずつなるよ
うに配置することにより、四角い等方形とすることがで
きたので、歪みや熱変形を受け難いカラー画像形成装置
になる。更に、スペースの効率化が図られてコンパクト
で、バランスがとれ、転写体１０にかかる負荷の均一化
を図り回転を安定させることができ、ユニットの交換性
を向上させることができる。

【００３３】また、本実施の形態においては、現像剤と
してのトナーは、一成分現像剤を用いることにより、現
像手段２４を駆動するためのトルクを抑えることがで
き、しかも、トナー濃度コントロールのための複雑な制
御が要らず、小型化、低コストを実現することができ
る。なお、本実施の形態に用いるトナーは、一成分現像
剤のうち非磁性トナーを用いることにより、磁性により
トナー像が黒ずむことがない。但し、黒トナーに関して
は、一成分非磁性トナーであっても構わないが、一成分
磁性トナーの方が、搬送性の制御がやりやすく好まし
い。

【００３４】更に、本実施の形態においては、各現像手
段２４により各感光体ドラム２１上にトナー像を現像・
形成する際には、非接触現像とすることにより、感光体
ドラム２１を擦らないので、感光体ドラム２１に余分な
負荷がかからず、しかも、形成したトナー像を乱すこと
もない。

【００３５】また、本実施の形態における駆動関係を、
図４を用いて説明する。なお、図４においては、転写体
１０と画像形成ユニット２０の一部との関係を示すもの
であるが、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、
２０Ｋは何れも同じなので、以下の説明では省略する。
また、図４においては、転写体１０、感光体ドラム２
１、現像スリーブ２４３、トナー供給ローラ２４２の関
係のみを示している。

【００３６】転写体１０と一体となって回転する転写体
ギヤ１０Ｇは、図示しない駆動源からの駆動ギヤと歯合
して、転写体１０を矢示の方向へ回転させる。この転写
体ギヤ１０Ｇと歯合している感光体ギヤ２１２は、感光
体ドラム２１と一体となっており、転写体１０に従動し
て感光体ドラム２１を回転させる。この感光体ギヤ２１
２は、一方で、ギヤＧ２と一体化されているギヤＧ１に
歯合している。更に、ギヤＧ２は、ギヤＧ３と歯合して
いる。ギヤＧ３は、現像スリーブ２４３と一体となって
回転するギヤＧ４及びトナー供給ローラ２４２と一体と
なって回転するギヤＧ５と歯合している。

【００３７】即ち、図示しない１つの駆動源により、こ
れら種々のギヤ１０Ｇ、２１２、Ｇ１〜Ｇ５を介して、
転写体１０、感光体ドラム２１、現像手段２４（現像ス
リーブ２４３、トナー供給ローラ２４２）を駆動するよ
うに構成されている。勿論、各画像形成ユニット２０
Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋごとに備えてあるので、感
光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ、現像スリ
ーブ２４３Ｙ、２４３Ｍ、２４３Ｃ、２４３Ｋ、トナー
供給ローラ２４２Ｙ、２４２Ｍ、２４２Ｃ、２４２Ｋ各
々が、１つの駆動源で以て駆動されている。この際に
は、転写体１０の周速度と感光体ドラム２１の周速度と
は同一になるように設定されており、また、感光体ドラ
ム２１の周速度と現像スリーブ２４３の周速度とは同一
になるように、各ギヤの歯数などが設定されている。

【００３８】このように、本実施の形態においては、１
つの駆動源で複数の被駆動部材である転写体１０、感光
体ドラム２１、現像スリーブ２４３、トナー供給ローラ
２４２を駆動しているが、現像剤として一成分現像剤を
用いているので現像剤が軽く、また、非接触現像するの
で余分な負荷がかからず、低トルクの駆動源で済み低コ
スト化になるとともに、駆動系の簡素化も図ることがで
きる。なお、本実施の形態では、１つの駆動源で以て転
写体１０、感光体ドラム２１、現像手段２４を駆動する
ようにしたが、これに限らず、転写体１０又は感光体ド
ラム２１と現像手段２４とを１つの駆動源で駆動するよ
うにしてもよい。

【００３９】また、本実施の形態においては、各画像形
成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのうち、各
々の感光体ドラム２１と現像手段２４とを一体化してプ
ロセスカートリッジとして、着脱可能としている。ま
た、現像手段２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋに収容さ
れている各々（イエロー、マゼンタ、シアン、黒のうち
１色の）一成分現像剤が無くなると、無くなった現像剤
を収容した現像手段２４を有するプロセスカートリッジ
が交換される。

【００４０】一般に、カラー画像形成装置では各色（イ
エロー、マゼンタ、シアン、黒）の現像剤（トナー）の
消費量は異なっており、特に、黒トナーの消費量は、他
の色トナーの消費量に比して大きい。そこで、本実施の
形態では、黒トナーを収容した現像手段２４Ｋを有する
プロセスカートリッジの黒トナーの収容量が、他の色ト
ナーを収容した現像手段２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃを有す
るプロセスカートリッジの色トナー収容量に比して、最
大となるようにしている。従って、黒トナーの収容量と
他の色トナーの収容量とを同じにした場合は、黒トナー
の消費量が大きいので、黒トナーを収容した現像手段２
４Ｋを有するプロセスカートリッジの交換を、頻繁に行
わねばならないが、本実施の形態のように、黒トナーの
収容量を他の色トナーの収容量に比して最大にすること
により、黒トナーを収容した現像手段２４Ｋを有するプ
ロセスカートリッジの交換回数を減らし、ユーザーにと
って煩わしさがなく、操作性がよいばかりでなく、更
に、プロセスカートリッジの交換回数を減らすことによ
り、プリント単価も下がる。

【００４１】また、黒トナーの収容量は、他の色トナー
の収容量の２倍以上５倍以下とする。２倍より下とする
と、黒トナーを収容した現像手段２４Ｋを有するプロセ
スカートリッジの交換頻度が高くなり、また、５倍より
上とすると、黒トナーを収容した現像手段２４Ｋを有す
るプロセスカートリッジが大きくなるので、転写体１０
の回りへの配置が困難となり、カラー画像形成装置が大
型化になってしまう。

【００４２】また、本実施の形態においては、黒トナー
像を形成する画像形成ユニット２０Ｋを、転写体１０の
回転方向に対して最下流に配置している。即ち、最下流
に配置するとは、各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、
２０Ｃ、２０Ｋによって形成された各トナー像を順次重
ね合わせてカラートナー像を形成する際に、一番最後に
重ね合わせることになる。これにより、上述したように
黒トナーの使用頻度が高いが、最下流に配置することに
より、転写体１０上でのトナー像の移動量（感光体ドラ
ム２１Ｋ上の黒トナー像を転写体１０上に転写した位置
から転写体１０上のカラートナー像を転写紙Ｐに転写す
るまでの距離）が小さく、トナーの飛散を小さくことが
でき、引いては良好な画像形成ができる。

【００４３】更に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の
各トナーは、この順で色が明るいため、色の暗いトナー
が飛散すると、明るい色のトナーが飛散するよりも混色
が目立つ。従って、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、
２０Ｃ、２０Ｋをこの順で転写体１０の回転方向上流側
から配置することにより、色の暗いトナーを極力飛散が
少ないようにしている。この場合、本実施の形態におい
ては、転写体１０の垂直線に対して左右２個ずつになる
ように画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０
Ｋを配置しているので、片側に画像形成ユニット２０
Ｙ、２０Ｍを、転写体１０の垂直線を挟んで、もう片側
に画像形成ユニット２０Ｃ、２０Ｋを配置している。

【００４４】また、図１中の一点鎖線は、カラー画像形
成装置の鉛直線であって、転写体１０の回転中心を通る
垂直線である。この垂直線に対して、各感光体ドラム２
１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋと転写体１０とが接する
位置までの角度θ₃、θ₄、θ₅、θ₆を、 θ₃＝４５゜±２０゜の範囲内（２５゜≦θ₃≦６５゜） θ₄＝４５゜±２０゜の範囲内（２５゜≦θ₄≦６５゜） θ₅＝１２０゜±２０゜の範囲内（１００゜≦θ₅≦１４
０゜） θ₆＝１２０゜±２０゜の範囲内（１００゜≦θ₆≦１４
０゜）とすることにより、転写体１０に対して、各画像形成ユ
ニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを放射状にかつ
等方的に配置するので、バランスがとれ、転写体１０に
かかる負荷の均一化を図り回転を安定させることがで
き、更に、ユニットの交換性を向上させることができ
る。

【００４５】また、θ₅−９０゜＜θ₃、θ₆−９０゜＜
θ₄、の条件を満たすことにより、転写紙転写手段３０
やクリーニング手段１６のスペースを確保することが容
易となる。

【００４６】次に、転写体１０と感光体ドラム２１との
駆動関係を示す模式図である図５を用いて説明する。な
お、図５において、２１２Ｙ、２１２Ｍ、２１２Ｃ、２
１２Ｋは、それぞれ感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１
Ｃ、２１Ｋと一体となって回転させるための感光体ギヤ
である。この感光体ギヤ２１２Ｙ、２１２Ｍ、２１２
Ｃ、２１２Ｋは、転写体１０の転写体ギヤ１０Ｇと歯合
し、転写体１０の回転に従動回転されられる。また、転
写体１０は、図示しない駆動源によって駆動回転させら
れる駆動ギヤＧと歯合しており、この駆動ギヤＧの回転
に従動回転する。

【００４７】今、駆動ギヤＧの歯数をＺ₀、転写体ギヤ
１０Ｇの歯数をＺ₁、感光体ギヤ２１２Ｙ、２１２Ｍ、
２１２Ｃ、２１２Ｋの歯数をＺ₂（本実施の形態におい
ては、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは
全て同じ大きさであり、かつ感光体ギヤ２１２Ｙ、２１
２Ｍ、２１２Ｃ、２１２Ｋの歯数も同じであり、以下総
称して感光体ギヤ２１２とする）とし、また、感光体ギ
ヤ２１２Ｃを例にして、感光体ギヤ２１２Ｃと感光体ギ
ヤ２１２Ｃに隣接する感光体ギヤ２１２Ｋとの間の転写
体ギヤの歯数をＺ₃とする。感光体ギヤ２１２の歯数Ｚ
₂に対し、転写体ギヤ１０Ｇの歯数Ｚ₁を整数倍として
いる（Ｚ₁＝ｎ₁・Ｚ₂；但し、ｎ₁は整数）。更に、感光
体ギヤ２１２の歯数Ｚ₂に対し、隣接する感光体ギヤ２
１２との間の転写体ギヤ１０Ｇの歯数Ｚ₃を整数倍とし
ている（Ｚ₃＝ｎ₂・Ｚ₂；但し、ｎ₂は整数）。これによ
り、位置合わせが容易となり、レジストを一致させるこ
とができ、転写体１０上に担持されるカラートナー像
は、色ずれのない画像となる。

【００４８】一方、駆動ギヤＧの歯数Ｚ₀に対し、転写
体ギヤ１０Ｇの歯数Ｚ₁、感光体ギヤ２１２の歯数Ｚ₂、
隣接する感光体ギヤ２１２との間の転写体ギヤ１０Ｇの
歯数Ｚ₃各々を整数倍とする（Ｚ₁＝ｎ₃Ｚ₀、Ｚ₂＝ｎ₄
Ｚ₀、Ｚ₃＝ｎ₅Ｚ₀；但し、ｎ₃，ｎ₄，ｎ₅は整数）。こ
れにより、駆動ムラが生じたとしても、レジストを一致
させることができ、転写体１０上に担持されるカラート
ナー像は、色ずれのない画像となる。

【００４９】また、感光体ギヤ２１２Ｙと感光体ギヤ２
１２Ｍとの間の転写体ギヤ１０Ｇの歯数をＺ′₃、感光
体ギヤ２１２Ｍと感光体ギヤ２１２Ｃとの間の転写体ギ
ヤ１０Ｇの歯数をＺ″₃とすると、Ｚ′₃（又は、
Ｚ₃）：Ｚ″₃＝１：１若しくは１：２とすることが好ま
しい。

【００５０】次に、第２の実施の形態について、カラー
画像形成装置の断面構成図である図６を用い、更に、図
２及び図３はほぼそのまま援用（図２、３において、
「１０」→「１０′」、「Ｙ」→「Ｃ」とし、更に、転
写ドラム１０′上にグリッパー１４を設ける）しながら
説明する。第２の実施の形態と第１の実施の形態との大
きな相違点は、第１の実施の形態においては転写体１０
上にトナー像を重ね合わせたのち転写紙Ｐに転写を行っ
たのに対して、第２の実施の形態においては転写紙Ｐを
転写手段としての転写ドラム１０′上に保持しその転写
紙Ｐ上にトナー像を重ね合わせるものである。なお、画
像形成の各機構で上述した第１の実施の形態と同じもの
は同じ符号を付け、説明を省略する。

【００５１】転写手段１０′は、転写材である転写紙Ｐ
をその周面に保持し、その周囲に配置されている４組の
画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによ
り形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を、保持している転写紙Ｐ
上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成す
る。この転写手段１０′は、ドラム状の転写ドラム１
０′であって、円筒状の金属基体であるアルミニウム基
体１１上に、弾性層として導電性ゴム層１２（厚さ５０
０〜５０００μｍ、電気抵抗１０⁸〜１０¹¹Ω・ｃｍの
ウレタンゴム層）と、更にその上に離形性フィルム１３
（分離用として、厚さ２０〜２００μｍ、電気抵抗１０
¹⁰〜１０¹⁶Ω・ｃｍのテフロン層）が設けられている。
また、この転写ドラム１０′には、矢示の如く変移可能
であり、後述する供給手段であるタイミングローラ対ｒ
２から供給される転写紙Ｐの先端を把持するためのグリ
ッパー１４が設けられている。

【００５２】また、転写ドラム１０′の周囲には、吸着
手段１７、分離手段１８が設けられている。吸着手段で
ある吸着ローラ１７は、グリッパー１４により先端を把
持された転写紙Ｐを転写ドラム１０′上に密着させる手
段である。この吸着ローラ１７は、矢示の如く、転写ド
ラム１０′に対して従動回転し、転写ドラム１０′の回
転に伴って移動してくる先端を把持された転写紙Ｐを、
転写ドラム１０′に押しつけながら、静電的に転写ドラ
ム１０′上に密着させる。分離手段である分離爪１８
は、保持された転写紙Ｐを転写ドラム１０′上から分離
を行う手段である。この分離爪１８は、矢示の如く、転
写ドラム１０′に対して、接離可能に設けられており、
転写紙Ｐの分離を行うときにのみ転写ドラム１０′に摺
接する。

【００５３】なお、この転写ドラム１０′は、図示しな
い前面・後面パネルに、図示しない軸受けによって軸支
され、更に、転写ドラム１０′の回転軸を後面パネル外
まで延設し、その先端にフライホイール１０Ｆが設けら
れている。このフライホイール１０Ｆは、転写ドラム１
０′の回転が振動なく、スムーズに行うために、慣性力
を付与するものである（図２援用）。

【００５４】まず、転写材である転写紙Ｐの流れについ
て説明する。転写紙Ｐは、転写材収納手段である給紙カ
セットＣＡに収納されている。転写紙Ｐは、給紙ローラ
ｒ１の作動により、給紙カセットＣＡ内から搬出され、
転写ドラム１０′へ転写紙Ｐを供給する供給手段である
タイミングローラ対ｒ２へと送られる。タイミングロー
ラ対ｒ２は所定のタイミングで転写紙Ｐを送り出す。タ
イミングローラ対ｒ２により送り出された転写紙Ｐは、
転写体ドラム１０に突き当たり、転写体ドラム１０のグ
リッパー１４により、その先端を把持される。グリッパ
ー１４により転写紙Ｐの先端が把持されると、転写ドラ
ム１０′は矢示の方向に回転する。転写紙Ｐは、転写ド
ラム１０′の回転に伴って移動し、転写ドラム１０′に
従動回転している密着ローラ１７により、転写ドラム１
０′に押しつけられながら、静電的に転写ドラム１０′
上に密着し、転写ドラム１０′に離間している分離爪１
８の下方を通過する。その後、第１の実施の形態におけ
る説明と同様に、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２
０Ｃ、２０Ｋの像形成体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１
Ｋ上にトナー像が同期を取りながら形成する。形成され
たトナー像は、順次、転写ドラム１０′上に保持された
転写紙Ｐ上に転写され、転写紙Ｐ上でトナー像が重ね合
わされ、カラートナー像が形成される。このとき、転写
ドラム１０′には、トナーと逆極性の１〜２ＫＶの転写
バイアス電圧の印加されている。カラートナー像が形成
されると、グリッパー１４による転写紙Ｐの把持が解除
されるとともに、分離爪１８が、転写ドラム１０′に摺
接する。そして、保持されている転写紙Ｐは、分離爪１
８の作用により転写ドラム１０′上から分離され、更
に、定着手段４０へと搬送される。定着手段４０におい
て、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とにより加熱・圧
着されカラートナー像が転写紙Ｐ上に容着・定着された
後、転写紙Ｐは排紙ローラ対ｒ３により排紙トレイ上に
排出される。

【００５５】一方、カラートナー像が転写紙Ｐへ転写さ
れた転写ドラム１０′は、転写手段クリーニング手段１
６であるファーブラシ１６１によって、転写ドラム１
０′上を摺擦され、クリーニングされる。なお、このフ
ァーブラシ１６１は、転写ドラム１０′に対して接離可
能であって、転写ドラム１０′をクリーニングするとき
に転写ドラムに摺動する。また、このファーブラシ１６
１によるクリーニング動作は、プリント毎に転写紙Ｐが
分離中に行ってもよいが、各転写紙Ｐの転写ドラム１
０′への給送前或いは転写ドラム１０′からの排出後
に、間欠的に行う方が、余分な回転によりプリント速度
が低下しないので、好ましい。

【００５６】なお、転写ドラム１０′の周囲に配置され
ている画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０
Ｋについては、第１の実施の形態と同様なので、説明を
省略する。

【００５７】この第２の実施の形態においても、これら
４組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０
Ｋを、カラー画像形成装置の鉛直線であって転写ドラム
１０′の回転中心を通る垂直線に対し、左右にそれぞれ
２個ずつなるように配置することにより、四角い等方形
とすることができたので、歪みや熱変形を受け難いカラ
ー画像形成装置になる。更に、スペースの効率化が図ら
れてコンパクトで、バランスがとれ、転写ドラム１０′
にかかる負荷の均一化を図り回転を安定させることがで
き、ユニットの交換性を向上させることができる。

【００５８】また、トナーは一成分現像剤を用いること
により、現像手段２４を駆動するためのトルクを抑える
ことができ、しかも、トナー濃度コントロールのための
複雑な制御が要らず、小型化、低コストを実現すること
ができる。なお、一成分現像剤のうち非磁性トナーを用
いることにより、磁性によりトナー像が黒ずむことがな
い。但し、黒トナーに関しては、一成分非磁性トナーで
あっても構わないが、一成分磁性トナーの方が、搬送性
の制御がやりやすく好ましい。

【００５９】更に、各現像手段２４により各感光体ドラ
ム２１上にトナー像を現像・形成する際には、非接触現
像とすることにより、感光体ドラム２１を擦らないの
で、感光体ドラム２１に余分な負荷がかからず、しか
も、形成したトナー像を乱すこともない。

【００６０】また、本実施の形態における駆動関係は、
前述した第１の実施形態で説明したのち同様に、１つの
駆動源で複数の被駆動部材である転写ドラム１０′、感
光体ドラム２１、現像スリーブ２４３、トナー供給ロー
ラ２４２を駆動しているが、現像剤として一成分現像剤
を用いているので現像剤が軽く、また、非接触現像する
ので余分な負荷がかからず、低トルクの駆動源で済み低
コスト化になるとともに、駆動系の簡素化も図ることが
できる。

【００６１】また、各画像形成ユニット２０Ｙ、２０
Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのうち、各々の感光体ドラム２１と
現像手段２４とを一体化してプロセスカートリッジとし
て、着脱可能としている。黒トナーを収容した現像手段
２４Ｋを有するプロセスカートリッジの黒トナーの収容
量が、他の色トナーを収容した現像手段２４Ｙ、２４
Ｍ、２４Ｃを有するプロセスカートリッジの色トナー収
容量に比して、最大となるようにしている。従って、黒
トナーを収容した現像手段２４Ｋを有するプロセスカー
トリッジの交換回数を減らし、ユーザーにとって煩わし
さがなく、操作性がよいばかりでなく、更に、プロセス
カートリッジの交換回数を減らすことにより、プリント
単価も下がる。

【００６２】また、黒トナーの収容量は、他の色トナー
の収容量の２倍以上５倍以下とする。２倍より下だと黒
トナーを収容した現像手段２４Ｋを有するプロセスカー
トリッジの交換頻度が高くなり、また、５倍より上だと
黒トナーを収容した現像手段２４Ｋを有するプロセスカ
ートリッジが大きくなるので、転写ドラム１０′の回り
への配置が困難となり、カラー画像形成装置が大型化に
なってしまう。

【００６３】また、本実施の形態においては、黒トナー
像を形成する画像形成ユニット２０Ｋを、転写ドラム１
０′の回転方向に対して最下流に配置している。即ち、
最下流に配置するとは、各画像形成ユニット２０Ｙ、２
０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって形成された各トナー像を
順次重ね合わせてカラートナー像を形成する際に、一番
最後に重ね合わせることになる。これにより、上述した
ように黒トナーの使用頻度が高いが、最下流に配置する
ことにより、転写ドラム１０′上でのトナー像の移動量
（感光体ドラム２１Ｋ上の黒トナー像を転写ドラム１
０′上に保持された転写紙Ｐへ転写した位置から転写紙
Ｐを分離する位置までの距離）が小さく、トナーの飛散
を小さくことができ、引いては良好な画像形成ができ
る。

【００６４】更に、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、
２０Ｃ、２０Ｋをこの順で転写ドラム１０′の回転方向
上流側から配置することにより、色の暗いトナーを極力
飛散が少ないようにしている。

【００６５】また、この第２の実施の形態においても、
カラー画像形成装置の鉛直線であって、転写ドラム１
０′の回転中心を通る垂直線（図６における１点鎖線）
に対して、各感光体ドラム２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２
１Ｋと転写ドラム１０′とが接する位置までの角度
θ₃、θ₄、θ₅、θ₆を、第１の実施の形態と同じように
することにより、バランスがとれ、転写体１０にかかる
負荷の均一化を図り回転を安定させることができ、更
に、ユニットの交換性を向上させることができる。

【００６６】更に、転写ドラム１０′と感光体ドラム２
１との駆動関係も上述した第１の実施の形態と同様とす
ることにより、位置合わせが容易となり、レジストを一
致させることができ、転写ドラム１０′に保持された転
写紙Ｐ上に形成されるカラートナー像は、色ずれのない
画像となる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ドラム状の転写手段の周囲に画像形成ユニットを、垂直
線に対して左右にそれぞれ２個ずつになるように配置し
たので、四角い等方形とすることができ、歪みや熱変形
を受け難くい画像形成装置となる。更に、現像剤として
一成分現像剤を用いた（第１発明）ので、低トルク化を
図り、駆動系の簡素化、低コスト化を実現できる。

【００６８】また、更に黒トナーを収容した現像手段を
有するプロセスカートリッジの黒トナーの収容量が、他
の色トナーを収容した現像手段を有するプロセスカート
リッジの色トナー収容量に比して、最大となるようにし
ている（第２発明）ので、黒トナーを収容したプロセス
カートリッジの交換回数を減らし、ユーザーにとって煩
わしさがなく、操作性がよいばかりでなく、プリント単
価も下げることができる。

【００６９】また、更に、黒トナー像を形成する画像形
成ユニットを、転写手段の回転方向に対して最下流に配
置している（第３発明）ので、使用頻度の高い黒トナー
像のトナーの飛散を小さくことができ、引いては良好な
画像形成ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すカラー画像形
成装置の断面構成図である。

【図２】画像形成ユニットの断面構成図である。

【図３】転写体と画像形成ユニットとを示した斜視図で
ある。

【図４】現像手段の駆動関係を示した模式図である。

【図５】転写体と感光体の駆動関係を示した模式図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示すカラー画像形
成装置の断面構成図である。

【符号の説明】

１０転写体（転写手段）１０′ 転写ドラム（転写手段）２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ感光体ドラム（像形
成体）２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ像形成体帯電手段２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ露光手段２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ現像手段２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ像形成体クリーニン
グ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/18 Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体の周囲に現像手段と露光手段と
を備え、前記像形成体上にトナー像を形成する４組の画
像形成ユニットと、前記４組の画像形成ユニットが周囲に配置され、前記像
形成体上に形成されたトナー像を転写して、カラートナ
ー像を形成する転写手段とを有したカラー画像形成装置
において、前記像形成体が、ドラム状の前記転写手段の中心を通る
垂直線に対し左右それぞれ２個ずつになるように、前記
４組の画像形成ユニットを配置するとともに、前記現像手段に収容されるトナーが、一成分現像剤であ
ることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記現像手段による現像は、非接触現像
であることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成
装置。
【請求項３】前記転写手段又は／及び前記像形成体
と、前記現像手段とは、同一の駆動源で駆動されること
を特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装
置。
【請求項４】像形成体の周囲に現像手段と露光手段と
を備え、前記像形成体上にトナー像を形成する４組の画
像形成ユニットと、前記４組の画像形成ユニットが周囲に配置され、前記像
形成体上に形成されたトナー像を転写して、カラートナ
ー像を形成する転写手段とを有したカラー画像形成装置
において、前記像形成体が、ドラム状の前記転写手段の中心を通る
垂直線に対し左右それぞれ２個ずつになるように、前記
４組の画像形成ユニットを配置するとともに、少なくとも前記像形成体と前記現像手段とをプロセスカ
ートリッジとして一体化して着脱可能に設け、黒トナーを収容した前記現像手段を有する前記プロセス
カートリッジの黒トナーの収容量が、他の色トナーを収
容した前記現像手段を有する前記プロセスカートリッジ
の色トナーの収容量に比して、最大となることを特徴と
するカラー画像形成装置。
【請求項５】黒トナーを収容した前記現像手段を前記
プロセスカートリッジの黒トナーの収容量が、他の色ト
ナーを収容した前記現像手段を有する前記プロセスカー
トリッジの色トナーの収容量の２倍以上５倍以下である
ことを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装
置。
【請求項６】像形成体の周囲に現像手段と露光手段と
を備え、前記像形成体上にトナー像を形成する４組の画
像形成ユニットと、前記４組の画像形成ユニットが周囲に配置され、前記像
形成体上に形成されたトナー像を転写して、カラートナ
ー像を形成する転写手段とを有したカラー画像形成装置
において、前記像形成体が、ドラム状の前記転写手段の中心を通る
垂直線に対し左右それぞれ２個ずつになるように、前記
４組の画像形成ユニットを配置するとともに、黒トナー像を形成する前記画像形成ユニットを、前記転
写手段の回転方向に対して最下流に配置することを特徴
とするカラー画像形成装置。
【請求項７】前記転写手段と前記像形成体とはギヤに
より歯合していることを特徴とする請求項１〜６の何れ
か１項に記載のカラー画像形成装置。