JP2829646B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式によりベルト状像形成体上に
トナー像を形成し、転写材上に転写して画像を得るよう
にしたカラー画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法
・装置が提案されている。例えば特開昭61−100770号公
報に開示されているように、像担持体たる感光体ドラム
上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を行い、
現像の都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上に多色
像を形成したのち、記録紙上に転写してカラーコピーを
得る方法がある。この方法による装置は、感光体ドラム
の他に１枚分の画像をその周面上に転写できる大きさを
もった転写ドラムを設ける必要があり、装置は大型でか
つ複雑な構造となることは避けられない。

また例えば特開昭61−149972号公報に開示されている
ように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転写して多
色のカラーコピーを得る方法である。この方法にあって
は多色の画像を精度よく重ねることは困難で、良質のカ
ラーコピーを得ることはできない。

また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像
形成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ド
ラム上でカラートナー像を重ねたのち転写してカラー画
像を得る方法がある。この多色画像形成の基本プロセス
は本出願人による特開昭60−75850号、同60−76766号、
同60−95456号、同60−95458号、同60−158475号公報等
によって開示されている。

このような重ね合せによってカラー画像を得るように
した多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁
に色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配
置してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、
感光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るよう
にしている。

また像形成体については、上記に説明したようにドラ
ム周面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感光体ドラム
とともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗布あるいは
装着したベルト状像形成体も提案されている。ベルト状
像形成体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ローラを
含む回動ローラ間に張架することで形状が決まるので、
空間を有効に利用してコンパクトの形状としたカラー画
像形成装置を構成する場合には有効である。また感光体
ベルトは小さな曲率に沿って走行することができるの
で、小径の回動ローラを用いたこの曲率部分を利用して
転写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止す
ることもできる。

〔発明の目的〕

感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置にあって
は、該感光体ベルトの周縁部に、帯電手段，像露光手
段，複数の現像器群からなる現像手段等の像形成手段が
設けられ、之等像形成手段が回動する感光体ベルトに一
定の間隙をもって対向することとなる。

感光体ベルトに対して像形成手段を一定間隔を保ちな
がら対向する手段としてバックアップローラを用いたバ
ックアップローラにより対向させる方法がとられてい
る。しかしバックアップローラを用いたときは像形成手
段に対応した数のバックアップローラを配設することで
多くのローラが必要となる。またローラ数が多いときに
は前記の回動ローラとの平行度を保つことも困難とな
る。また特開昭57−34576号公報に開示されているよう
にガイド部材上の感光体ベルトに対向させる装置の提案
があるがかかる装置によって間隔を維持することは困難
である。

ドラム状感光体の場合には、感光体に対向した現像器
には、間隙保持部材として回動するコロを現像ローラと
同軸に設け、現像器をドラム状感光体に押圧することが
なされている。しかし感光体ベルトに対して同様に間隙
保持部材として回動するコロを用い、コロを感光体ベル
トに当接させるときは、感光体ベルトの回転時の負荷を
増大させ、スリップ等の原因となって好ましくない。

本発明は像形成手段が感光体ベルトと精度良く設定間
隙をもって対向し、良好な画像が得られるような感光体
ベルトを用いたカラー画像形成装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、複数本のローラ間に張架し支持体に摺接
して回動するベルト状像形成体と、該ベルト状像形成体
に対向する複数の現像器を有するカラー画像形成装置に
おいて、前記支持体は各現像器と対向する位置に複数の
凸面部を有し、前記複数の凸面部に沿って前記ベルト状
像形成体が移動すると共に、前記各現像器の現像ローラ
と同軸に設けられた各間隙保持部材が、前記ベルト状像
形成体の幅方向の外側に設けられた前記支持体の凸面部
の側端部に対して弾性的に押圧されて当接していること
を特徴とするカラー画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

本発明のカラー画像形成装置の一実施例を第１図ない
し第４図に示す。

第１図において、１はベルト状像形成体たる可撓性の
感光体ベルトで、該感光体ベルト１は回動ローラ２およ
び３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動により時
計方向に搬送される。

４は前記感光体ベルト１に内接するよう装置本体に固
定した支持体すなわちガイド部材であって、前記感光体
ベルト１はテンションローラ５の上方への力学的作用に
よって緊張状態とされることによりその内周面を前記ガ
イド部材４に摺擦させる。

従って前記感光体ベルト１の外周面の感光体は搬送中
にも常に前記ガイド部材４の表面に対し一定の関係位置
に保たれ、安定した画像形成面を構成することを可能と
している。

６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７は像露光手
段たるレーザ書込み系ユニット、８ないし11はそれぞれ
特定色の現像剤を収容した複数の現像手段すなわち現像
器であって、これ等の各像形成手段はガイド部材４を背
面にした前記感光体ベルト１の外周面に対向して配設さ
れる。

前記レーザ書込み系ユニット７には図示の光学系のも
のの他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系
等も使用される。

前記各現像器8,9,10,11は例えばイエロー，マゼン
タ，シアン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像ローラの
現像スリーブ8A,9A,10A,11Aを備え、感光体ベルト１上
の潜像を非接触現像法により顕像化する機能を有してい
る。この非接触現像は接触現像と異なり、感光体ベルト
の移動を妨げない長所を有する。

12は転写器、12Aは除電バー、13はクリーニング装置
で該クリーニング装置13のブレード3Aとトナー搬送ロー
ラ13Bは画像形成中には感光体ベルト１の表面より離間
した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時のみ図示
の如く感光体ベルト１の表面に圧接される。

前記カラー画像形成装置によるカラー画像形成のプロ
セスは次のようにして行われる。

まず本実施例による多色像の形成は、第２図の像形成
システムに従って遂行される。即ちオリジナル画像を撮
像素子が走査するカラー画像データ入力部（第２図
（イ））で得られたデータを、画像データ処理部（第２
図（ロ））で演算処理して画像データを作成し、これは
一旦画像メモリ（第２図（ハ））に格納される。次いで
該画像メモリは、記録時とり出されて記録部（第２図
（ニ））である例えば第１図の実施例で示したカラー画
像形成装置へと入力される。

すなわち前記プリンタとは別体の画像読取装置から出
力される色信号が前記レーザ書込み系ユニット７に入力
されると、レーザ書込み系ユニット７において半導体レ
ーザ（図示せず）で発生されたレーザビームは駆動モー
タ7Aにより回転されるポリゴンミラー7Bにより回転走査
され、ｆθレンズ7Cを経てミラー7Dおよび7Eにより光路
を曲げられて、予め帯電手段たる帯電器６によって電荷
を付与された感光体ベルト１の周面上に投射され輝線を
形成する。

一方では走査が開始されるとビームがインデックスセ
ンサによって検知され、第１の色信号によるビームの変
調が開始され、変調されたビームが前記感光体ベルト１
の周面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査
と感光体ベルト１の搬送による副走査により感光体ベル
ト１の周面上に第１の色に対応する潜像が形成されて行
く。この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のトナー
（顕像媒体）の装填された現像器８により現像されて、
ドラム表面にトナー像が形成される。得られたトナー像
はドラム面に保持されたまま感光体ベルト１の周面より
引き離されている清掃手段たるクリーニング装置13の下
を通過し、つぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ベルト１は前記帯電器６により
再び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２の
色信号が前記書込み系ユニット７に入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にしてドラム表面への書込み
が行われ潜像が形成される。潜像は第２の色としてマゼ
ンタ（Ｍ）のトナーを装填した現像器９によって現像さ
れる。

このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形成されてい
る前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下に形成され
る。

10はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される制御信号に基づいてドラム表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。

さらに11は黒色のトナーを有する現像器であって、同
様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像を重ね合わ
せて形成する。これ等各現像器8,9,10および11の各スリ
ーブには直流あるいはさらに交流のバイアスが印加さ
れ、顕像手段である２成分現像剤によるシャンピング現
像が行われ、基体が接地された感光体ベルト１には非接
触で現像が行われるようになっている。なお現像として
は、一成分現像剤を用いた非接触現像を用いることもで
きる。

かくして感光体ベルト１の周面上に形成されたカラー
のトナー画像は、転写部において給紙カセット14より給
紙ガイド15を経て送られてきた転写材に転写される。

すなわち、給紙カセット14に収容された転写材は給紙
ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出されてタイ
ミングローラ17を介し感光体ベルト１上の像形成とタイ
ミングを合わせて転写器12へと供給される。

画像の転写・除電を受けた転写材は、前記回動ローラ
２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト１より確実
に分離して上方に向かい、定着ローラ18によって画像を
溶着したのち排紙ローラ19を経てトレイ20上に排出され
る。

一方、転写材への転写を終えた感光体ベルト１はさら
に搬送を続けてブレード13Aとトナー搬送ローラ13Bを圧
接状態とした前記クリーニング装置13において残留した
トナーの除去を行いその終了をまって再び前記ブレード
13Aを引き離し、それより少し後にトナー供給ローラ13B
がブレード13Aの先端部に堆積したトナーをならした後
に、トナー供給ローラ13Bを引き離し新たな画像形成の
プロセスに入る。

前記ガイド部材４は、感光体ベルト１を摺接させる搬
送面を比較的大きな曲率半径Ｒによる一つの曲面とし、
さらに該曲面の前記各像形成手段を対向させる部分に複
数の突面部4Aを形成している。

前記突面部4Aは各現像器の現像スリーブ8A,9A,10A,11
Aならびに帯電器６とレーザ光学系ユニット７の露光部
を対向させる各部分に合わせて６箇所設けられていて、
各突面部4Aの間は該突面より若干後退した平面をもって
接続されている。

従って感光体ベルト１はガイド部材４に対し前記突面
部4Aの各頂部においてのみ接触することとなり、均等な
圧接力による確実な摺擦状態が保たれる。その結果、各
像形成手段の対向する感光体ベルト１の感光面は常に所
定の位置に正しく設定され搬送に際しても摩擦抵抗の低
減効果により所定の速度をもって円滑に搬送されること
となる。

一方各現像器においても、前記各突面部4Aに対する後
述の間隙保持部剤の圧接によって各現像スリーブの位置
が規制されて、その結果各現像スリーブと感光体ベルト
１の感光面との間隙が設定されて前述の非接触現像が行
われる。

前記各現像器の構造と機能につき、現像器９の場合を
例として説明する。

第３図は現像器９の細部を、また第４図はその矢示AA
断面を示したものである。

図において9Aはマグネットローラを内包する現像スリ
ーブ、9Bはその回転軸で現像スリーブ9Aは回転軸9B軸端
の歯車9Cを介して装置本体の動力系により感光体ベルト
１と同一の搬送方向すなわち第３図における反時計方向
に駆動回転される。

90Aは剛性とさらに磁性を有する薄層形成部材で現像
スリーブ9Aに対し現像剤が介在しない状態で所定の荷重
をもって圧接される。90Bおよび90Cはスクリュー構造を
もち、互いに逆方向に現像剤を搬送循環させる一対のト
ナー搬送スクリューであってトナーとキャリアを充分撹
拌混合した上現像剤として現像スリーブ9Aに送る作用を
するものである。

前記トナー搬送スクリュー90Bと前記トナー搬送スク
リュー90Cは互いに相反する方向に回転する撹拌部材を
兼ねる部材であってトナー搬送スクリュー90Bの推力に
よって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、トナー搬
送スクリュー90C側に移りその推力によって図面の手前
側に搬送され、その間におけるトナーとキャリアとの混
合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現像剤とさ
れ、現像スリーブ9A周面上に層状に付着する。

現像スリーブ9Aの周面上に付着して薄層をなしたこの
現像剤層は現像領域において時計方向に搬送する感光体
ベルト１の周面上の潜像を前述した現像間隔を距てて非
接触で反転現像しトナー像を形成する。

この非接触現像時には図示しない電源から直流成分に
加え交流成分を含む現像バイアスが前記現像スリーブ9A
に印加され、その結果現像スリーブ9A上に現像剤中のト
ナーのみが選択的に前記潜像の面に移行して付着され
る。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くな
って現像スリーブ9Aによって搬送されてスクレーパ90D
により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像剤を混
合される。

前記トナー搬送スクリュー90Bおよび90Cは各現像器を
一体として収容する外枠91に直接取付け支持され、一方
前記の現像スリーブ9A、薄層形成部材90Aならびにスク
レーパ90Dは前記外枠91の内部を上下に摺動出来る中枠9
2に取付け支持されている。

前記中枠92は上下を開口した長方形の筒状容器で前後
の側面上部に現像スリーブ9Aに対し所定の高さをもつ突
当て部92Aを形成した間隙保持部材を兼ねるもので、底
面と外枠91との間に圧着した弾性部材すなわち圧縮バネ
93の反力によって常時上方に付勢されている。従って前
記突当て部92Aがガイド部材４の突面部4Aの感光体ベル
ト１外側の側端部に圧接されて、その結果現像スリーブ
9Aの周面は感光体ベルト１の搬送に支障を与えることな
くその感光面に対する所定の位置に正しく設定される。

第５図は圧縮バネに替り引張バネによって現像スリー
ブの位置規制を行う例を示したもので、ガイド部材４と
中枠192に互に対向する突起104Aと192Bをそれぞれ一対
宛設け、これ等各突起の間に引張バネ193を張架するこ
とにより中枠192を常に上方に付勢しそれによって中枠1
92の突当て部192Aをガイド部材104の突面部に圧接させ
るようにしたものである。この場合前記の各突起104Aお
よび192Bは共に現像スリーブ109Aの軸心を通る垂直線の
延長上に設けられるのが望ましい。

第５図では、外枠191と感光体ベルトを含むガイド部
材104とを別体として構成し、各々を独立に着脱自在に
構成しているが感光体と現像器を含むプロセス部を一体
化して着脱自在に構成することもできる。

なお、本実施例においては感光体ベルトの４回転によ
ってカラー画像を形成する装置について説明したが、本
発明は第６図に示すような感光体ベルト501の１回転に
よってフルカラー画像を得る画像形成装置に対しても適
用することが出来る。

かかる画像形成装置では各色のトナーを収容する複数
の現像器130,230,330,430は何れも各帯電器110,210,31
0,410と各像露光装置120,220,320,420と共にグループご
とに配置する構成がとられるが、各現像器を先の実施例
の如く固定した一体の外枠と現像器個々に上下動する中
枠とに構成することが可能であって、従って本実施例に
おいても中枠に同じような間隙保持部材を形成すること
が出来て、感光面に対する現像スリーブの正確な関係位
置の設定を実現することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明は、画像形成装置に使用される可撓性のベルト
状像形成体を、所定の位置に正確に設定した上安定した
速度をもって後述することを可能としたもので、それに
よって各像形成手段の性能が充分に発揮されて常に高品
質のカラー画像の得られるコンパクトなカラー画像形成
装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第６図は本発明のカラー画像形成装置の断
面図、第２図は像形成システムを示すブロック図、第３
図、第４図および第５図は現像器の構成を示す各断面
図。 １……感光体ベルト、４……ガイド部材 4A……突面部、６……帯電器 ７……レーザ書込み系ユニット 8,9,10,11……現像器 8A,9A,10A,11A……現像スリーブ 90A……薄層形成部材 90B,90C……トナー搬送スクリュー 90D……スクレーパ、91……外枠 92……中枠、92A……突当て部 93……圧縮バネ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−36763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91374（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171906（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−123651（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−176561（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−162863（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−146266（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 13/01 G03G 13/08 G03G 15/08 - 15/08 507

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本のローラ間に張架し支持体に摺接し
   て回動するベルト状像形成体と、該ベルト状像形成体に
   対向する複数の現像器を有するカラー画像形成装置にお
   いて、 前記支持体は各現像器と対向する位置に複数の凸面部を
   有し、 前記複数の凸面部に沿って前記ベルト状像形成体が移動
   すると共に、 前記各現像器の現像ローラと同軸に設けられた各間隙保
   持部材が、前記ベルト状像形成体の幅方向の外側に設け
   られた前記支持体の凸面部の側端部に対して弾性的に押
   圧されて当接していることを特徴とするカラー画像形成
   装置。