JP3020102B2 - 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、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。

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配置され摺接面が湾
曲した単一のガイド部材と、前記複数本のローラ間に張
架されかつ前記ガイド部材に摺接しつつ移動するベルト
状像形成体と、該ベルト状像形成体の周縁に前記ガイド
部材に対向配置した非接触現像を行う複数の現像手段と
を有するカラー画像形成装置において、前記ガイド部材
はガイド溝を有し、前記ベルト状像形成体は前記ガイド
溝に係合するようにベルト状像形成体の周方向に設けら
れたガイドレールを有し、前記複数の現像手段の現像ロ
ーラと同軸かつ前記ベルト状像形成体の幅方向の外側に
設けられた突当部材を有し、該突当部材と前記ガイド部
材とが当接することによって前記ベルト状像形成体表面
と前記現像ローラとの間隙を所定の距離とすることを特
徴とするカラー画像形成装置により達成される。

〔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に摺接させる。

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たる現像器で
あって、これ等の像形成手段は感光体ベルト１の前記ガ
イド部材４に接する部分に配設される。

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、13はリーニング装置で該クリーニング装
置13のブレード13A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においては半導体
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
様の処理によりドラム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成分現像剤によるジャンピング現
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。

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搬送ローラ13B
を引き離し新たな画像形成のプロセスに入る。

第３図は本発明にかかわる各像形成手段の感光体ベル
ト１に対する関係位置の設定を示すもので、帯電手段に
関しては矢示AA断面をもってその要部を第３図（Ａ）
に、また現像手段に関しては矢示BB断面をもってその要
部を第３図（Ｂ）に、さらに像露光手段に関しては収束
性光伝送体を有する光学系を同様の断面をもって第３図
（Ｃ）に示す。

第３図（Ａ）において6Aは帯電器６のバックプレー
ト、6Bは該バックプレート6Aの両端に取付けた各電極ブ
ロック、W₁は前記電極ブロック6Bの間に張設した電極様
のワイヤである。W₂は、グリッドである。

前記各電極ブロック6Bには突当部材として所定の高さ
をもった各突起6Cが一体に形成され、帯電器６は該各突
起6Cが感光体ベルト１外側において前記ガイド部材４に
圧接するよう板バネ等の弾性部材6Dによって付勢されて
いる。

従って前記電極用ワイヤW₁やグリッドW₂は感光体ベル
ト１の周面に対し常に一定の間隔を保って位置し、感光
体を所定の電位に確実に帯電することが出来る。

また第３図（Ｂ）における9Aは現像器９の現像スリー
ブ,9Bは突当部材たる突当コロであって該突当コロ9Bは
前記現像スリーブ9Aの回転軸9Cに回動自由に軸受け支持
されている。前記突当コロ9Bは、前記ガイド部材４に圧
接された場合、現像スリーブ9Aの周面が感光体ベルト１
の外周面との間に現像間隙に相当する間隙を形成出来る
よう現像スリーブ9Aより若干大きな外径寸法を有してい
る。

従って現像スリーブ9Aは感光体ベルト１の外周面との
間に非接触現像に適した一定の現像間隔（0.3〜1mm）を
構成し、現像器９は常に適正な現像処理を行うことが出
来る。なお他の現像器８および10,11についても同様で
あってそれぞれの内蔵する各突当コロは周知の付勢機構
によってガイド部材４に圧接される。

各現像器の構造、機能につき現像器９の場合を例とし
て説明する。

第４図は現像器９の断面を示したもので9Aは、マグネ
ットローラを内包する現像スリーブで同軸上の突当コロ
9Bにより感光体ベルト１の周面との間に所定の現像間隔
を保ち反時計方向に駆動回転される。19Aは剛性かつ磁
性を有する薄層形成部材で現像スリーブ9Aに対し現像材
が介在しない状態で所定の荷重をもって圧接される。19
Bおよび19C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19Bと前記トナー搬送スク
リュー19C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19B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19C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極から交流成分を
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19D
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。

一方第３図（Ｃ）に示す17は像露光手段であって収束
性光伝送体17AとLED等の発光部17Bを一体とした光学系
から成り、該発光部17Bはケーシングの両端部に突当部
材として所定の高さをもった突起17Cを一体に形成して
いる。

前記光学系17は前記各突起17Cが感光体ベルト１の外
側において前記ガイド部材４に圧接するよう前記帯電器
６における場合と同様に板バネ等の弾性部材によって付
勢されている。

従って前記光学系17もまた感光体ベルト１の周面に対
し常に一定の間隔を保って位置し画像を感光体上に正確
に結像することが出来る。

さらに像形成手段が感光体ベルト１と当接することが
ないために感光体ベルトの移動に伴う振動が像形成手段
に影響を与えない。感光体ベルト１と像形成手段と当接
することがないために感光体ベルト１の摩耗がない。感
光体ベルト１は像形成手段と当接することがないために
摩擦抵抗が小さく、搬送が容易である。

さらに前記感光体ベルト１はその搬送に当たって前記
ガイド部材４との摺擦による摩擦抵抗を受けてその搬送
能力が低下するおそれがあるが、帯電器６、光学系17お
よび各現像器の現像スリーブのそれぞれ対向する範囲外
のガイド部材４の表面に凹部4Aを形成しそれにより感光
体ベルト１の接触を回避しているので摩擦抵抗が著しく
軽減され充分な搬送力をもって感光体ベルト１が移動出
来るようになっている。

従って感光体ベルト１のスリップに伴う画像のズレや
ゆがみが未然に防止されている。

さらに感光体ベルト１に関しては第３図の（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示す如くその内周に一対の連続したガ
イドレール1Aを一体に形成し該ガイドレール1Aを前記ガ
イド部材４のガイド溝4Bに係合させることにより搬送中
に生じ易い感光体ベルト１の蛇行を防止している。

〔発明の効果〕

本発明により、ベルト状像形成体を用いたカラー画像
形成装置において、各現像手段で非接触現像を行う際で
も、ベルト状像形成体と現像スリーブとの間隙を適正に
保持することができ、それによって簡単な構成で鮮明で
高品質なカラー画像が得られる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図は前記装置
の各要部断面図、第４図は現像器の断面構成図。 １……感光体ベルト、2,3……回動ローラ ４……ガイド部材、4A……凹部 ６……帯電器、6B……電極ブロック 6C……突起 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 9B……突当コロ、17……（像露光用）光学系 17A……収束性光伝送体 17B……発光部、17C……突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 酒井 進 審判官 砂川 克 審判官 水垣 親房 (56)参考文献 特開 昭60−133473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−17775（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−92143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−36763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75779（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−176561（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−176522（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−38651（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本のローラ間に配置され摺接面が湾曲
   した単一のガイド部材と、 前記複数本のローラ間に張架されかつ前記ガイド部材に
   摺接しつつ移動するベルト状像形成体と、 該ベルト状像形成体の周縁に前記ガイド部材に対向配置
   した非接触現像を行う複数の現像手段とを有するカラー
   画像形成装置において、 前記ガイド部材はガイド溝を有し、 前記ベルト状像形成体は前記ガイド溝に係合するように
   ベルト状像形成体の周方向に設けられたガイドレールを
   有し、 前記複数の現像手段の現像ローラと同軸かつ前記ベルト
   状像形成体の幅方向の外側に設けられた突当部材を有
   し、 該突当部材と前記ガイド部材とが当接することによって
   前記ベルト状像形成体表面と前記現像ローラとの間隙を
   所定の距離とすることを特徴とするカラー画像形成装
   置。