JP2003522976A - 電子写真露光・現像装置 - Google Patents

電子写真露光・現像装置

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JP2003522976A
JP2003522976A JP2001558795A JP2001558795A JP2003522976A JP 2003522976 A JP2003522976 A JP 2003522976A JP 2001558795 A JP2001558795 A JP 2001558795A JP 2001558795 A JP2001558795 A JP 2001558795A JP 2003522976 A JP2003522976 A JP 2003522976A
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ジアン・ウェン
三世 ヘイゼン・ホイト
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アエタス テクノロジー インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 本願明細書中に開示されている実施態様において、電子写真露光・現像装置は、２つの支持ローラの間で駆動される可撓性のある透明な感光体ベルトを有し、４つの印刷ステーションに沿って駆動される。各ステーションにおいて感光体の感光面が帯電され、選択された色に対応する光画像に露光され、対応する色のトナーで現像され、支持体に移され、次いで支持体上に固定される複合多色画像を作り出す。各印刷ステーションにおいて、露光ユニットは、露光位置と現像位置との間の印刷ステーションを通り、支持部材に対して静止した結果生じる感光体ベルトの感光面の位置における波形または凹凸の影響を最小にするために選択された湾曲および長さを備えた、感光体ベルトに係合されるベルト支持曲面を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、一方の側に画像露光ユニットを、またその反対側に画像現像ユニッ
トを有する透明な可撓性のある感光体ベルトを使用する電子写真システムに関す
る。
【０００２】 露光ユニットおよび現像ユニットを有する一連の印刷ステーションを通り連続
経路で駆動する可撓性のある感光体ベルトを使用する電子写真システムにおいて
、露光ユニットの発光要素が感光体の感光面上に集められ、それによって各発光
要素が発した光は発光体の感光面上に画像の１つ１つの点を形成する。光は像点
に向かって内側に集中するため、発光要素に対する感光体の位置の変動によって
、曇りを生じたり、あるいは画像の質を妨害することになる。したがって、画像
露光ユニットにおける発光要素のアレイと感光体の感光面との間の間隔を正確に
保たなければならない。感光体が有機ポリマー材料などでできた可撓性があるベ
ルトである電子写真システムにおいて、ベルトが一定期間静止位置に維持される
とき、発光アレイと、駆動ローラおよび発光アレイのための支持体などの支持部
材と接触しているあらゆる部分において歪み、波形を形成する傾向がある可撓性
がある有機ポリマー感光体ベルトの感光面と、の間に正確な所定の距離を維持す
る問題がある。
【０００３】 発光ダイオードアレイを様々な方法で取付けることで、この問題を軽減しよう
とする試みがなされた。例えば、米国特許第４，８９３，９２６号は、露光ユニ
ットの発光要素と発光体面との間の間隔において可撓性をもたせるために画像保
持部材に対して露光ユニットの位置を変更する修正装置を開示している。米国特
許第５，６１２，７６７号に開示されている別の装置においては、画像保持部材
に対して露光ユニットの位置を変える修正部材が備えられており、それによって
露光ユニットの位置を画像受容部材に対して設定できるようになる。
【０００４】 日本国特許第２９１２２５８号は、複数のローラの周りで駆動される感光面を
有する透明な循環ベルトの形状の可撓性がある感光体が、一方の側でベルトと係
合するカバーガラスに沿って誘導される電子写真器機を開示している。カバーガ
ラスの後ろに取付けられた発光ダイオードアレイは、潜在的静電画像を作り出す
ために帯電した後に、感光体の感光面を露光し、ベルトの反対側の現像ユニット
が次いで潜在的画像を現像する。各カバーガラスは、２つの発光ダイオードアレ
イを横切って延在し、露光ステーションにおいて発光体ベルトのための平面支持
面を提供する。しかしながら、一定期間ローラなどの指示部材に対して置くこと
によって歪んだため、波形を有する有機ポリマー感光体ベルトのあらゆる部分は
、露光ステーションにおいてこのような平面に沿ってそれを通ることによって実
質的に平らに保持できない。これにより、ベルトの感光面上でダイオードアレイ
から光を集めるのに問題が生じる。
【０００５】 Ｈａｎｅｄａの特許第５，７５２，１３７号もまた、露光ユニットからの画像
光がそこを通って感光体に送られる露光走査スリットを備える平面支持部材に隣
接して通る複数のローラの周りで駆動される透明な可撓性のある感光体ベルトを
有する電子写真器機を開示している。
【０００６】 Ｇｅｎｏｖｅｓｅの特許第５，５５２，８６３号は、帯電、露光および現像の
複数のステーションを通る循環ループで駆動され、ここで露光ステーションが、
感光体ベルトの表面とスライド係合する透明シューを使用して感光体ベルトを通
って露光を感光面に集め、それによってベルトが各シューに沿って通る際に斜め
に曲げられる、透明な可撓性のある感光体ベルトを使用する電子写真器機を開示
している。現像ステーションはベルトが支持されていない露光シューの間の間隔
においてベルトの反対側に配置される。
【０００７】 従来技術の露光・現像装置は、支持部材に対して置いた結果として歪みを生じ
た、あるいは画像が露光または現像される領域に不十分に支持される有機ポリマ
ー感光体ベルトなどの波状または変化する表面上に集められた発光要素によって
形成される画像によって生じる問題を克服しない。
【０００８】 （発明の概要） したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服する透明な可撓性のある
感光体ベルトを有する電子写真器を提供することである。
【０００９】 本発明の別の目的は、露光および現像の間の感光体ベルトの位置変更の結果か
ら生じる画像の質の低下をなくす電子写真器を提供することである。
【００１０】 本発明のこれらの目的および他の目的は、透明な可撓性のある感光体ベルトと
、露光ユニットに隣接する透明な感光体ベルトを、感光体ベルトを露光ステーシ
ョンにおいてまた隣接する現像ステーションにおいて所望の位置に支持するため
に誘導し、画像の露光および現像の間にベルトの位置を最適化することを確実に
する、ベルト支持曲面を有する画像露光ユニットとを使用する電子写真露光・現
像装置を提供することによって達成される。好ましい実施態様において、機器は
４つの印刷ステーションを含み、各ステーションは現像ユニットに隣接して延在
するベルト支持曲面を有し、多色印刷を提供するために異なる色の画像を次々に
作り出す露光ユニットを含む。
【００１１】 （好ましい実施態様の説明） 図面に示される本発明の典型的な実施態様において、ハウジング１２で包囲さ
れる電子写真カラープリンタ１０は、２つのローラ１８および２０によって矢印
１６の方向に循環経路を駆動する可撓性のある感光体ベルト１４を有する。循環
経路の一方の側において、ベルトは４色の異なる色の画像をその外面に重ね合わ
せて作り出す４つの連続する印刷ステーション２２、２４、２６、２８を通って
駆動される。次いでベルトは、結果として得られる多色画像を供給トレイ３６か
らローラ３４によって引き出し支持体シート３２に移す移動ステーション３０を
通過する。ベルト１４の経路の反対側の端において、清掃ユニット３８は、印刷
ステーション２２〜２８を通る次の経過の前に残存現像液をベルトの表面から取
り除く。画像が移された各支持体シート３２は、画像が従来の方法で支持体に固
定されるフューザーユニット４０を通して続いて誘導され、次いで出力トレイ４
２に送られる。
【００１２】 感光体ベルト１４は、暗闇で帯電を格納でき、露光して帯電を消散できる外側
感光面６２を有し、各印刷ステーション２２、２４、２６、２８はベルトの外面
６２に隣接するコロナ帯電ユニット２２ａ、２４ａ、２６ａ、２８ａを含み、こ
れによって、均一の帯電を一般的な方法でこの面に適用する。帯電ユニットの下
流にあり、感光体ベルトの反対側に位置するＬＥＤ露光ユニット２２ｂ、２４ｂ
、２６ｂ、２８ｂは、発光ダイオードを有し、１つの色の画像に対応する光を透
明な感光体を通して投じるために選択的に作動し、ベルトの反対側の表面の適切
な位置に帯電を放出し、帯電画像を作り出す。
【００１３】 図２において詳細に示されるように、露光ユニットの下流において、各印刷ス
テーションは現像ユニット２２ｃ、２４ｃ、２６ｃ、２８ｃを含み、感光体の表
面に隣接する露光ユニットによって作り出された帯電画像の意図された色に対応
する適切な色の現像液を運び、通常の方法で感光体表面６２上に対応する色の可
視画像を作り出す。この方法において、４つの連続する異なる色の画像（例えば
イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの画像）が感光体ベルトの感光面
６２上に重ねられ、支持体シート３２に次に移動するための複合多色画像を作り
出す。
【００１４】 通常有機ポリマー材料でできている感光体ベルト１４は、ローラ１８、２０お
よび露光ユニット２２ｂ、２４ｂ、２６ｂ、２８ｂのガイド面などの支持部材に
対して静止して保持される場合に歪む傾向がある。結果として、ベルトが静止位
置から離されると、波形７２を有する表面の構成をベルト支持体の位置に対応す
る位置にかなりの期間保持する。このような波形７２は、完全に取り除かれるこ
とも、支持されていない領域を通ってまたは平面に沿って通過するときにベルト
を緊張させることによって平らにされることもない。 したがって、ベルトが従来の電子写真プリンタの印刷ステーションを通って移
動する際、発光ダイオードアレイおよび現像ユニットの転写ローラからベルトの
感光面６２までの間隔は異なり（一定とならず）、露光ユニットによる帯電面６
４の露光を不規則にし、現像ユニットの現像ローラから得る帯電画像を含む表面
の間隔を不規則にし、その結果、印刷中に作り出される可視画像の質が低下させ
ることになる。
【００１５】 本発明によってこの問題を克服するために、各印刷ステーション２２、２４、
２６、２８は、印刷ステーション２２の構成部品２２ａ、２２ｂ、２２ｃを説明
する拡大断片図である図２に示される方法で配置される。図２に示されるように
、ＬＥＤアレイ２２ｂは、図２の平面に垂直に延在する発光ダイオード４８の列
を含み、各々は、セルフォックレンズ５０によって、発光ダイオードを含むハウ
ジング６０の前側壁５８におけるスロット５６内に集中する円錐５４の頂点の先
５２に実質的に集められる光を出力する。ダイオード４８およびダイオードによ
って作り出された光の円錐５４は、ダイオードの列の焦点が、コロナ帯電ユニッ
ト２２ａによって加えられた帯電が保持される感光体１４の外側感光面６２の点
５２において線に沿って延びるように配置される。
【００１６】 層６２を露光ユニット２２ｂによって選択的に露光することに対応して、表面
６２上の帯電は帯電画像を作り出すために露光された位置において消散される。
これらの位置における帯電の完全な消散は約５０ミリセカンドを要し、この間感
光体ベルトは露光位置５２と現像位置６６との間の参照符号６４で示される距離
を移動し、ここで現像ユニット２２ｃの現像ローラ６８は現像液７０を表面６２
の帯電位置に移す。
【００１７】 仮にベルト１４が、約５０ｍｍ／秒の速さで矢印１６で示される方向に移動す
るのであれば、帯電が露光領域において消散される距離は、約２．５ｍｍである
。したがって、距離６４が少なくとも２．５ｍｍであるならば、感光層の露光領
域における実質的に全ての帯電は、感光体の露光部分が位置６６に達するまでに
消散され、ここで転写ローラ６８がトナー７０を表面６２に移し、静電画像を現
像する。したがって、転写ローラ６８の表面上の現像粒子７０は、感光体上に作
り出された帯電画像と適合して感光体ベルト１４の表面６２上に配置される。
【００１８】 支持部材に対して静止して保持されるとき、感光体ベルトによって生じた歪み
による感光体ベルト１４のあらゆる残りの隆起または波形７２の影響を避けるた
めに、露光ユニット２２ｂの前側壁５８の外面７４は、波形７２とほぼ同じ湾曲
で僅かに湾曲して形成される。この目的のために、表面７４の湾曲の半径は、好
ましくは約５０ｍｍ〜５００ｍｍであり、望ましくは約１００ｍｍである。この
湾曲により、感光体ベルトの波形７２によって最適位置から表面６２の最小偏差
が生じる。これは例えば、露光位置５２および現像位置６６を通過する際、４０
μｍ以下、好ましくは約２０μｍ以下である。表面６２の感光層の位置のこれら
の変動は、解像度６００ドット／インチのセルフォックレンズ５０で焦点深度±
５０μｍ内であり、また表面６２からの転写ローラ６８の間隔における変動の同
様の許容範囲内である。この間隔は好ましくは約０．３ｍｍ〜約０．８ｍｍであ
り、望ましくは約０．５ｍｍである。
【００１９】 露光および現像のステップを最適化するために、露光位置５２において表面６
２に対して実質的に垂直に延在する平面７６に露光されるべきであり、現像ユニ
ット２２ｃはローラ６８の軸を通過する平面が現像位置６６において表面６２に
実質的に垂直であるように方向付けされるべきである。表面５２がこれらの点の
間で湾曲し、感光体ベルトの表面６２が対応して湾曲するため、現像ローラ６８
の軸を通って表面６２に対して垂直に延在する現像ユニット２２ｂの中央の平面
７８は、表面６２に垂直な露光位置５２を通って延在する露光平面７６に対して
約１°〜２°、好ましくは約１．５°の角度で配置される。
【００２０】 好ましくは、現像ローラ６８の直径は、約１５ｍｍ〜３０ｍｍであり、距離６
４は約２ｍｍ〜約１０ｍｍであり、望ましくは約５ｍｍである。さらに、露光平
面７６の前に最初に表面７４と係合する点８０から現像平面７８の後で表面７４
から離れる点８２までの感光体ベルト１４と接触するベルト支持曲面の全長は、
いかなる波形７２の影響も最小にするために、好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ
、望ましくは約１０ｍｍ〜約１５ｍｍである。
【００２１】 したがって、この装置を使って、発光ダイオードアレイ２２ｂのハウジング６
０の前側曲面７４によって、発光ダイオード４８によって露光される間および現
像ローラ６８によってトナーを移す間に感光体１４の表面６２の安定した正確な
配置が得られる一方で、同時に画像および現像の両方の位置において波形７２に
よって感光体ベルト１４の感光面６２の位置の変動の影響を実質的に無くし、そ
れによって感光体ベルトが歪み波形７２が存在するにもかかわらず高品質の画像
複製を確実にする。
【００２２】 本発明を本願明細書中に特定の実施態様を参照して説明してきたが、様々な修
正および変更は、当業者により容易になされるであろう。したがって、そのよう
な修正および変更は全て本発明の意図する範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
本発明の更なる目的および利点が、添付の図面と関連する以下の説明を読むこ
とで明らかになるであろう。
【図１】 本発明による電子写真システムの代表的な実施態様の配置を示す概
略図である。
【図２】 図１の実施態様における隣接する露光および現像ステーションの１
つのセットの配置をさらに詳細に説明した拡大断片図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＥ，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ， ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2H035 CA05 CB06 CD11 CF01 CF02 CF03 CF06 2H074 AA03 DD07 EE07 2H076 AB42 AB60 AB63 EA01 2H077 AD06 BA07 GA13 2H171 FA09 FA12 FA13 FA28 GA01 GA08 LA12 QA05 QA09 QA11 QA19 QB02 QB16 QB20 QB33 QB40 QC03 QC22 UA03 WA02 WA06 WA07 WA21

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明な可撓性のある感光体と共に使用するための電子写真露
    光・現像装置であって、一方の側の画像露光ユニットによってベルトが画像光に
    露光される画像位置で移動する透明な可撓性のある感光体ベルトを支持するため
    のベルト支持曲面を有する画像露光ユニットと、前記ベルトの運動方向に前記画
    像露光位置から間隔を置いた現像位置において、前記曲面によって支持される間
    に、感光体ベルトの隣接面上の帯電画像にトナーを適用するために、前記可撓性
    がある感光体ベルトの反対側の前記ベルト支持曲面と間隔を置いて配置された現
    像ユニットと、を含む電子写真露光・現像装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    画像露光位置と前記現像位置とが、前記感光体ベルトの運動方向に少なくとも約
    ２．５ｍｍの間隔を置いていることを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    現像ユニットが、トナーを前記感光体ベルトの隣接面に移すための直径約１５ｍ
    ｍ〜３０ｍｍの現像ローラを含むことを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    現像ローラの直径が約２０ｍｍであることを特徴とする電子写真露光・現像装置
    。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    現像ユニットが、前記ベルト支持曲面によって支持される感光体の隣接面から約
    ０．３ｍｍ〜約０．８ｍｍの間隔をおいて配置される現像ローラを含むことを特
    徴とする電子写真露光・現像装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    現像ローラが前記ベルト支持曲面から約０．５ｍｍ間隔を置いていることを特徴
    とする電子写真露光・現像装置。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    画像露光位置と前記現像位置との間隔が、約２ｍｍ〜約１０ｍｍであることを特
    徴とする電子写真露光・現像装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    画像露光位置と前記現像位置との間隔が、約５ｍｍであることを特徴とする電子
    写真露光・現像装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前記
    ベルト支持曲面の前記感光体と接触する部分の長さが、前記感光体の運動方向に
    約５ｍｍ〜約２０ｍｍであることを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載した電子写真露光・現像装置であって、前
    記ベルト支持曲面の前記感光体と接触する部分の長さが、前記感光体の運動方向
    に約１０ｍｍ〜約１５ｍｍであることを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前
    記画像露光位置において前記ベルト支持曲面と垂直に延在する平面が、前記現像
    位置において前記ベルト支持曲面に向かって垂直に延在する平面に向かって約１
    °〜約２°の角度で延びることを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載した電子写真露光・現像装置であって、
    前記画像露光位置における前記ベルト支持曲面に対して垂直な平面と前記現像位
    置において前記ベルト支持曲面に対して垂直な平面との間の角度が約１．５°で
    あることを特徴とする電子写真露光・現像装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１に記載した電子写真露光・現像装置であって、前
    記ベルト支持曲面の湾曲の半径が約５０ｍｍ〜約５００ｍｍであることを特徴と
    する電子写真露光・現像装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載した電子写真露光・現像装置であって、
    前記ベルト支持曲面の湾曲の半径が約１００ｍｍであることを特徴とする電子写
    真露光・現像装置。
JP2001558795A 2000-02-11 2001-01-11 電子写真露光・現像装置 Pending JP2003522976A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/503,098 US6311033B1 (en) 2000-02-11 2000-02-11 Electrophotographic exposure and development arrangement
US09/503,098 2000-02-11
PCT/US2001/000970 WO2001059527A1 (en) 2000-02-11 2001-01-11 Electrophotographic exposure and development arrangement

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JP2001558795A Pending JP2003522976A (ja) 2000-02-11 2001-01-11 電子写真露光・現像装置

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