JP3632245B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリンターやファクシミリや複写機等に用いられる電子写真方式によるカラー画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルト状の像担持体の外周に複数の現像装置を有するカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のカラー画像形成装置は、一般に、ドラム状の像担持体の周りに帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段を配置したものが多く用いられており、現像手段の色を切り替えるために、ロータリ式に複数の現像手段を配置したものやリニア式に複数の現像手段をスライドさせるものが知られている。 これに対して、実開昭63−39239号公報に開示される自動多色複写機では、ベルト状の感光体の内部にアームに支持された移動ローラを設けて、この移動ローラにより感光体の移動及び感光体の任意の現像スリーブへの近接移動を行って、複数の現像手段の占有スペースを低減する技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来一般的に用いられていた移動式の現像手段により色切り替えを行うようなカラー画像形成装置では、現像手段の移動時に振動や衝撃の発生が免れず、現像手段からトナーが漏れて画像上に飛散したり装置内をトナー粉末で汚染するなどの問題があり、複数の現像手段を個々に離接する際に開閉式のシール機構を新たに加えたりして装置を無用に大型化するだけでなく、装置の清掃や部品の交換といったメンテナンスを必要としていた。
【0004】
一方、現像手段の移動をなくし、ベルト状の像担持体を用いる上述の公報に開示されるようなカラー画像形成装置では、装置構成は簡略化されてはいるものの、各色のカラー像を順次現像し、順次転写する色重ねを行うと、選択された現像手段により像担持体ベルトの張力が変動し、露光位置から転写位置までの周長が変化するため、色重ね時に色ズレを生じていた。
【0005】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、現像手段の離接移動によるトナー飛散を防止できるカラー画像形成装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ベルト状の像担持体の張力変動によらず高精度な色重ねを行い、色間の位置ズレを防止して色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラとの間に張架されるベルト状の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、画像形成情報に従って前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーにより順次顕像化する複数の現像手段と、前記像担持体を前記現像手段に付勢する移動可能な当接ローラと、現像されたトナー像を転写する転写手段とを有し、前記像担持体の移動方向に対して前記第一支持ローラから前記第二支持ローラに至る領域に前記当接ローラを配設すると共に、前記露光手段は前記像担持体を前記第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、前記転写手段は前記像担持体を前記第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されるカラー画像形成装置であって、前記当接ローラと前記像担持体との接触幅を前記現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、前記現像手段の接触幅よりも小さくすることを特徴とする。
【0007】
また、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することを特徴とする。
【0008】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することを特徴とする。
【0009】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることを特徴とする。
【0010】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することを特徴とする。
【0012】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、帯電手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることを特徴とする。
【0014】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラは像担持体に駆動力を伝達することを特徴とする。
【0015】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、現像手段は第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することを特徴とする。
【0017】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることを特徴とする。
【0021】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも2つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することを特徴とする。
【0022】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることを特徴とする。
【0024】
【作用】
本発明の上記の構成によれば、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に当接ローラを配設すると共に、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段は像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラの移動により現像手段の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができる。
【0025】
また、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することにより、当接ローラの移動による振動や衝撃の発生を低減すると共に、像担持体と現像手段との現像ニップを十分大きく確保することができる。
【0026】
さらに、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することにより、現像手段のトナー色や外径といった種類に応じて当接ローラを選択することができる。
【0027】
さらに、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることにより、像担持体ベルトの弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像手段に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができる。
【0028】
さらに、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさない。
【0029】
さらに、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することにより、現像手段の位置ズレによるベルトの弛み長さの変動を張力印加手段により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体ベルトの長さを一定にすることができる。
【0030】
さらに、帯電手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して均一帯電を施すことができる。
【0031】
さらに、露光手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して一定の位置で露光することができる。
【0032】
さらに、第一支持ローラが像担持体に駆動力を伝達することにより、現像手段を像担持体ベルトの弛み側に配設することができ、像担持体の張力変動による現像圧力の変動を低減することができる。
【0033】
さらに、現像手段が第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることにより、現像手段をカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、現像手段の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、現像手段の着脱交換も容易である。
【0034】
さらに、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することにより、像担持体ベルトのクリーニング手段から第一支持ローラに至る領域をベルトの張り側とすることができる。
【0035】
さらに、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することにより、クリーニング手段による像担持体ベルトの振動を防止することができる。
【0036】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることにより、当接ローラの位置によらず、第一支持ローラから第二支持ローラに至る像担持体のベルト長を一定に保つことができる。
【0037】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができる。
【0038】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、現像手段の接触幅よりも小さくすることにより、現像手段の端部コーナーを像担持体に強く当接させることがない。
【0039】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも2つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができる。
【0040】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがない。
【0042】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【0043】
図1は、本発明のカラー画像形成装置の一実施例を示す要部断面図である。
【0044】
図において符号10は、ベルト状に形成された像担持体を示し、この像担持体10はニッケル電鋳チューブ上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に形成した可撓性を持つ有機感光体である。この像担持体10は、像担持体10を駆動し矢印B方向に回転する第一支持ローラ11と像担持体10の移動に伴って従動回転する第二支持ローラ12との間に張架される。さらに像担持体10の内部には、像担持体10の移動に伴って従動回転し像担持体10を選択された現像手段に向かって付勢する当接ローラ13、同様に従動回転し矢印D方向に移動して像担持体10に張力を印加する張力印加手段としてのテンションローラ14、同様に従動回転しクリーニング部の背面から像担持体10を支持する第三支持ローラ15が配設される。特に、当接ローラ13については、現像するべきトナー色に応じて、像担持体10の非画像部で矢印C方向に移動して、所定の現像手段に向かって像担持体10を付勢するものである。但し、図中の二点鎖線で示す円弧は、当接ローラ13が現像手段に対応して位置決めされる位置を示す。このようにして張架され移動する像担持体10に対して、帯電、露光、現像、転写等の電子写真プロセスにより各色順次トナー像が形成される。
【0045】
図において符号20は、帯電手段である帯電ローラを示し、帯電ローラ20は、像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分に対向して、像担持体10と軽圧で接触するように配設され、像担持体10に従動して回転する。この帯電ローラ20にDC(−)1200V程度のバイアスを印加して、像担持体10の表面を順次(−)650V程度の帯電電位に均一に帯電させることができる。
【0046】
次に、帯電された像担持体10は、像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光手段30により像露光され、像露光部の電位は(−)50V〜(−)150Vになる。露光手段30は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー31、結像レンズ32、ミラー33等で構成され、半導体レーザから出射されたビーム34は、ポリゴンミラー31で偏光走査され、結像レンズ32で補正され、ミラー33で反射されて、像担持体10に照射される。このようにして、像担持体10上に静電潜像が形成される。
【0047】
続いて、静電潜像が形成された像担持体10は、像担持体10の移動方向Aに対して第一支持ローラ11から第二支持ローラ12に至る領域で、当接ローラ13により像担持体10を選択された現像手段に向かって付勢して画像部にトナーが現像され、静電潜像は顕像化される。この現像手段は、イエローのトナーを現像するイエロー現像ローラ45を有するイエロー現像器41、マゼンタのトナーを現像するマゼンタ現像ローラ46を有するマゼンタ現像器42、シアンのトナーを現像するシアン現像ローラ47を有するシアン現像器43、ブラックのトナーを現像するブラック現像ローラ48を有するブラック現像器44、により構成され、画像の色データにより、それぞれの現像器を作動させて像担持体10の静電潜像を1色づつ現像する。尚、各現像器41〜44は、ハウジング40に着脱可能に位置決め固定され、各現像ローラ45〜48は、現像時に、像担持体10に対して接触、非接触の何れの位置に配置されても良い。
【0048】
引き続いて、所定色のトナーにより形成されたトナー像は、転写手段である一次転写ローラ50により、像担持体10から中間転写媒体51に転写される。この一次転写ローラ50は、中間転写媒体51を挟んで、像担持体10を第二支持ローラ12に巻きかけた部分に対向して配設される。尚、転写時には、除電ランプ60により、像担持体10上の残留電荷を除去して、画像エッジ部の転写残りを低減する。
【0049】
像担持体10上に転写後残留した転写残りのトナーは、次に、クリーニング手段70へ送られ、クリーニングブレード71により掻き落とされ、クリーニング手段70の内部空間に排出される。クリーニングブレード71が像担持体10に接触する部分には、像担持体10の背面に第三支持ローラ15が配設され、クリーニングブレード71と像担持体10との相対位置関係を一定に保っている。
【0050】
この後、再度、帯電、露光、現像を行って形成された次の色のトナー像は、一次転写ローラ50により像担持体10から中間転写媒体51に転写され、中間転写媒体51上で色重ねされる。ここで、中間転写媒体51は、駆動ローラ52と第一従動ローラ53と第二従動ローラ54との間に張架されると共に、一次転写ローラ50を内部に有し、矢印F方向に回転する駆動ローラ52により駆動され、第一従動ローラにより張力を与えられて、矢印E方向に移動する。尚、中間転写体51の周長は、転写の位置精度を向上するために、像担持体10の周長の整数倍か整数分の1にするのが好ましい。また、中間転写媒体51を用いずに、記録材を保持する転写ドラムや紙搬送ベルトを用いても同様な色重ねを行いカラー画像を形成することが可能である。
【0051】
このような動作を所定色分繰り返して形成されたカラートナー像は、矢印G方向に離接動作を行って第二従動ローラ54に向かって付勢された二次転写ローラ55により、画像の先端に合わせて搬送されてきた記録材80に一括して二次転写される。
【0052】
一方、中間転写媒体51上に二次転写後残留した転写残りのトナーは、第二クリーニング手段56へ移送され、第二クリーニングブレード57により掻き落とされ、第二クリーニング手段56の内部空間に排出される。尚、第二クリーニング手段56は、トナー像を記録材80に転写する動作に対応して、矢印H方向に中間転写媒体51に向かって移動しクリーニングを行うが、それ以外では中間転写媒体51に対して離間した位置に保持される。
【0053】
他方、記録材80は、カラートナー像の二次転写に応じて紙パス81に沿って給送されるが、多数枚の紙等の記録材80を収納する給紙トレー82から、矢印I方向に回転する給紙ローラ83により取り出され、ゲートローラ対84、85に送られる。このゲートローラ対84、85で先端を揃えられた記録材80は、色重ねされたカラートナー像を記録材80の所定の位置に一括転写するべく、ゲートローラ84を矢印J方向に回転駆動させて、二次転写ローラ55に向けて給送され、中間転写媒体51上のカラートナー像は一括して記録材80上に二次転写される。さらに、記録材80は、定着手段90へと搬送され、トナー像を加熱定着された後、図示しない排紙トレーに排出される。尚、定着手段90は、加熱ローラ91と加圧ローラ92とで構成され、加熱ローラ91を矢印K方向に回転し、加熱ローラ91の内部に配設されたヒータを熱源として、記録材80上のカラートナー像を加熱定着するものである。
【0054】
このようにして、記録材80上に複数色のトナーによるカラートナー像が定着され、一連のカラー画像形成動作が完了する。また、連続してカラー画像を形成する場合には、同様の画像形成プロセスを繰り返し、モノカラーの画像を形成する場合には、一色分の画像形成プロセスのみを行う。
【0055】
上述したように、像担持体10の移動方向Aに対して第一支持ローラ11から第二支持ローラ12に至る領域に当接ローラ13を配設すると共に、露光手段30は像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段である一次転写ローラ50は像担持体10を第二支持ローラ12に巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラ13の移動により現像手段41〜44の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができ、装置内のトナー汚染を防止すると共に、飛散トナーによる画像劣化を防止することができる。尚、第一支持ローラ11や第二支持ローラ12や当接ローラ13は、金属のスリーブ等にフランジを嵌合したものを用い、外周面を粗面化処理したものや外周面に樹脂を被覆したものを用いることができる。また、露光手段30が像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段である一次転写ローラ50が像担持体10を第二支持ローラ12に巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力変動が少ない位置で露光することができ、たとえ像担持体のベルト張力が変動しても、現像位置や転写位置と同様なベルト張力状態となる位置で露光することができると共に、安定して一定の位置で転写することができるため、露光位置から一次転写位置に至るまでの像担持体10のベルト長を一定に保つことができるので、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。さらに、露光手段30が像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設すれば、露光位置と現像位置と転写位置における像担持体10の張力状態にすることができるので、色ズレをさらに低減することができ望ましい。
【0056】
特に、当接ローラ13を矢印C方向に移動させる場合には、像担持体10の非画像領域で像担持体10を各現像ローラ45〜48に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさないので、色純度の高いカラー画像を形成することができる。
【0057】
また、像担持体10の移動方向Aに対して第一支持ローラ11から第二支持ローラ12に至る領域に、像担持体10に張力を印加する張力印加手段14を配設することにより、各現像ローラ45〜48の位置ズレによるベルト状の像担持体10の弛み長さの変動を張力印加手段14により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体10の長さを一定にすることができ、現像位置のマージンが大きく、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。尚、張力印加手段14は、回転可能なローラをバネ等により矢印D方向に移動可能に付勢するもので構成しているが、張力印加手段14はベルトの巻きかけ角を小さくするように配設して付勢力を小さくすることが望ましい。一方、張力印加手段14は、ローラでなくとも、ベルトと摺接するバネで構成しても良く、当接ローラ13と一体に移動可能に構成しても良い。
【0058】
さらに、帯電手段である帯電ローラ20については、像担持体10を第一支持ローラ11に巻きかけた部分に対向して配設することにより、像担持体10のベルト張力が変動しても、像担持体10と帯電ローラ20相対位置関係を一定に保つことができるので、像担持体10を安定して均一帯電させることができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。特に接触帯電を用いた場合には、接触状態を一定にできるため、電荷注入を起こさず均一帯電が可能である。尚、帯電手段としてスコロトロンを用いたコロナ帯電器を用いれば、非接触の帯電が可能であるが、オゾンが発生する問題がある。
【0059】
さらに、第一支持ローラ11が像担持体10に駆動力を伝達することにより、各現像器41〜44をベルト状の像担持体10の弛み側に配設することができるため、像担持体10の張力変動による現像圧力の変動を低減し、画像濃度の変動を低減でき、露光位置から転写位置に至る像担持体の長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、像担持体10の端部は蛇行を防止するために第一支持ローラ11にガイドされ、像担持体10が第一支持ローラ11に対してスリップしないように粗面化等の高摩擦係数化処理を施すのが望ましい。
【0060】
さらにまた、各現像器41〜44が第一支持ローラ11及び第二支持ローラ12に対して固定された位置に配設されることにより、各現像器41〜44をそれぞれカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、各現像器41〜44の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、各現像器41〜44の着脱交換も容易であって、トナー補給や現像器41〜44の交換をユーザーメンテナンス化することができる。同様に、各現像器41〜44の離接移動がないため、離接移動に伴うトナー飛散を防止できるだけでなく、小型軽量の当接ローラ13の移動により色切り替えが可能なため、色切り替えを高速に行うことができ、カラー画像形成装置の高速化にも有用である。
【0061】
一方、本実施例では、像担持体10の移動方向Aに対して第二支持ローラ12から第一支持ローラ11に至る領域に、像担持体10に接触するクリーニング手段70を配設する構成としているが、このような構成とすることにより像担持体10のクリーニングブレード71接触位置から第一支持ローラ11に至る領域をベルトの張り側とすることができるため、クリーニング手段70による像担持体10の伸縮の影響を露光部や現像部や転写部に与えることが少なく、ジッタの少ない高精細なカラー画像を形成することができる。
【0062】
また、クリーニングブレード71が像担持体10に接触する領域に、像担持体10を支持する第三支持ローラ15を配設することにより、クリーニング手段70による像担持体10の振動を防止することができるため、第二支持ローラ12から第一支持ローラ11に至る像担持体10のベルトの長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、クリーニング手段としては、ブレードの他にローラやブラシを用いることができる。
【0063】
次に、当接ローラ13と各現像ローラ45〜48の位置関係について、図2及び図3を用いて説明する。
【0064】
図2は、非接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図であって、ベルト状の像担持体210は、当接ローラ213を現像ローラ240に向かって付勢することにより、現像ローラ240の両端にそれぞれ配設されたギャップコロ241に接触し、ギャップコロ241の外径と現像ローラ240の外径とによって決まる空隙を介して現像ローラ240に対して位置決めされる。現像ローラ240上には、この空隙よりも薄い厚みでトナー層が形成され、トナーは静電潜像及び現像バイアス電圧により飛翔現像される。このような非接触現像は、トナー層を介して現像ローラ240を像担持体210に擦りつけることがないため、像担持体210の摩耗がなく耐久性に優れている。
【0065】
図3は、接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図であって、当接ローラ313を金属のシャフト311の周りにゴム等の弾性層312を形成した弾性ローラとすることにより、ベルト状の像担持体310は、当接ローラ313を現像ローラ340に向かって付勢することにより、当接ローラ313は像担持体310の張力による変形を受けると同時に現像ローラ340との間接的な接触による変形を受ける。こうして、像担持体310と現像ローラ340との間には接触ニップが形成され、現像ローラ340上のトナーは静電潜像及び現像バイアス電圧により現像される。このような接触現像は、像担持体310と現像ローラ340とがトナー層を介するだけの微小空隙で近接するため、現像ローラ340による現像電極効果が顕著に得られ高解像な画像を形成することができるだけでなく、現像ローラ340のほぼ全幅に渡って接触しているため、像担持体310及び現像ローラ340の振動を吸収してジッタの少ない高精細な画像を形成することができる。尚、弾性層312は、ゴム硬度(JIS A)が60度以下の柔軟な弾性体で形成されることが望ましく、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、NBR等のゴム材料や、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマー材料を用いることができる。但し、発泡部材については、単泡、連泡の何れも使用することができるが、像担持体310の当接ローラ313への巻きかけ角を50度以下にすると小さい付勢力で大きな接触幅を形成し、発泡部材の圧縮永久歪を低減することができ好ましい。
【0066】
図4は、本発明のカラー画像形成装置で現像手段と同数の当接ローラを設けた他の実施例を示す要部断面図であって、ベルト状の像担持体410を各色の現像ローラ445〜448に付勢する当接ローラ421〜424は、現像ローラの数と同数配設され、それぞれ支持台425〜428に回転自在に支持され、スライド台429上をスライダ430を現像色の選択に応じて矢印L方向に移動させることにより、各当接ローラ421〜424の内で選択されたものは、矢印M1〜M4の方向に付勢される。このように、現像ローラに応じた当接ローラを設けることにより、現像手段のトナー色毎の粒径や帯電量或いは現像ローラの外径といった現像パラメータに応じて当接ローラの外径または圧力または硬度を選択して、現像パラメータの不揃いによる濃度変動を防止して、画像濃度変動が少なく色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、スライド台429上には、当接ローラだけでなく、テンションローラ等を設けて部品点数を削減することもできる。
【0067】
図5は、本発明のカラー画像形成装置で当接ローラを分割して設けた更に他の実施例を示す要部断面図であって、当接ローラは第一当接ローラ521と第二当接ローラ522とで構成され、像担持体510は第一当接ローラ521と第二当接ローラとにより現像ローラ540に向けて付勢される。第一当接ローラ521及び第二当接ローラ522は、それぞれバネ等で構成される第一付勢力印加手段523及び第二付勢力印加手段524に懸架され、第一付勢力印加手段523及び第二付勢力印加手段524は、スライド台525に固定される。従って、第一当接ローラ521から第二当接ローラ522に至る領域で、像担持体510を現像ローラ540の少なくとも一部に接触させることができ、像担持体510の弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像ローラ540に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができ、像担持体510と現像ローラ540との間で生じる振動を吸収してジッタの少ない高解像なカラー画像を形成し、像担持体の摩耗が少なく耐久性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。尚、現像ローラ540の周速は、像担持体510の周速以上、望ましくは1〜3倍の周速で移動させると高濃度で非画像部へのトナー付着(カブリ)が少ない画像を形成することができるが、像担持体510と現像ローラ540との間の周速差により振動を発生するので、像担持体510をできるだけ低圧力で現像ローラ540に接触させるという点でこのような構成は好ましい。
【0068】
図6は、本発明のカラー画像形成装置で現像手段を非円弧曲線上に配置した更に他の実施例を示す要部断面図であって、第一支持ローラ611と第二支持ローラ612と当接ローラ613とは同一の外径を有し、第一支持ローラ611の回転中心と第二支持ローラ612の回転中心とを焦点とする楕円弧曲線600上で当接ローラ613の回転中心を位置決め可能として、矢印P方向に移動する像担持体610は、当接ローラ613を矢印Q方向に移動させることにより、トナー色毎に設けられる図1と同様な現像手段641〜644の各現像ローラ645〜648に付勢される。このような構成とすることにより、当接ローラ613の位置によらず、第一支持ローラ611から第二支持ローラ612に至る像担持体610のベルト長を一定に保つことができるため、第一支持ローラ611の露光位置から第二支持ローラ612の転写位置に至る像担持体610のベルト長を一定に保ち、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成できるだけでなく、テンションローラを省略して像担持体を定位置で支持する簡単な構造が可能になる。尚、第一支持ローラ611と第二支持ローラ612と当接ローラ613とが同一の外径ではない場合には、第一支持ローラ611と当接ローラ613との外径の比に応じて第一支持ローラ611側の焦点位置を偏位させた楕円弧曲線、または、第二支持ローラ612と当接ローラ613との外径の比に応じて第二支持ローラ612側の焦点位置を偏位させた楕円弧曲線とすることにより、若干の誤差は生じるものの、当接ローラ613の位置によらず、第一支持ローラ611から第二支持ローラ612に至る像担持体610のベルト長を一定に保つことができる。
【0069】
これまで述べてきたように、上述の各実施例によれば、ベルト状の像担持体を用いて、色ズレのないカラー画像を形成することができるものであるが、ベルトを支持するローラの本数は、可能な限り少なくすることが望ましい。このような小型化を進める場合に、像担持体の繰り返し曲げによる疲労破壊に注意する必要がある。そこで、本発明に用いる像担持体は、その肉厚を第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち最も外径の小さいローラの外径に対して2桁以上小さくすることが望ましく、こうすることにより、十万回〜百万回程度の繰り返し曲げによる像担持体の割れや変形を防止することができ、耐久性に優れ、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【0070】
図7は、本発明の図1に示すような実施例におけるカラー画像形成装置に用いる各部材の幅を説明する図であって、像担持体ベルト幅を基準にして、感光層幅はこれ以下の幅に、第一支持ローラ幅及び第二支持ローラ幅及び第三支持ローラ幅は、これ以上の幅で構成される。その他、画像形成に関わるプロセスの幅は前述の感光層幅よりも小さい幅が望ましく、幅の広いものから順に、クリーニング幅、帯電ローラ幅、現像ローラ幅、当接ローラ幅、一次転写ローラ幅、有効現像幅、有効露光幅となる構成としている。
【0071】
このような構成とすることにより、まず、当接ローラと像担持体とが接触する当接ローラ幅を現像ローラ上にトナー層を形成する有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができるため、現像濃度の変動を防止することができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。また、当接ローラと像担持体とが接触する当接ローラ幅を現像ローラ上にトナー層を形成する有効現像幅よりも大きく、かつ、現像ローラが像担持体に接触する現像ローラ幅よりも小さくすることにより、現像ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、カラー画像形成装置の耐久性、信頼性を向上することができる。
【0072】
次に、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも2つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができるため、像担持体に過大な応力を発生させることがなく、耐久性に優れ、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【0073】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、クリーニング手段と像担持体との接触状態を幅方向の位置によらず均一にしてクリーニング不良を防止すると共に、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、クリーニング部で像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【0074】
従って、本実施例によれば、ベルト状の像担持体を安定に走行させ、像担持体の耐久性に優れた小型のカラー画像形成装置で、色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に当接ローラを配設すると共に、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段は像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラの移動により現像手段の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができ、装置内のトナー汚染を防止すると共に、飛散トナーによる画像劣化を防止することができる。
【0076】
また、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することにより、当接ローラの移動による振動や衝撃の発生を低減すると共に、像担持体と現像手段との現像ニップを十分大きく確保することができ、一成分非磁性のトナーを圧接現像して高精細、高解像なカラー画像を形成することができる。
【0077】
さらに、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することにより、現像手段のトナー色毎の粒径や帯電量或いは現像ローラの外径といった現像パラメータに応じて当接ローラの外径または圧力または硬度を選択して、現像パラメータの不揃いによる濃度変動を防止して、画像濃度変動が少なく色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0078】
さらに、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることにより、像担持体ベルトの弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像手段に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができ、像担持体の振動を吸収してジッタの少ない高解像なカラー画像を形成し、像担持体の摩耗が少なく耐久性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【0079】
さらに、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさないので、色純度の高いカラー画像を形成することができる。
【0080】
さらに、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することにより、現像手段の位置ズレによるベルトの弛み長さの変動を張力印加手段により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体ベルトの長さを一定にすることができ、現像位置のマージンが大きく、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【0081】
さらに、帯電手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して均一帯電を施すことができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。特に接触帯電を用いた場合には、接触状態を一定にできるため、電荷注入を起こさず均一帯電が可能である。
【0082】
さらに、露光手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して一定の位置で露光することができるため、現像部と同様な像担持体の張力状態で露光して、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0083】
さらに、第一支持ローラが像担持体に駆動力を伝達することにより、現像手段を像担持体ベルトの弛み側に配設することができるため、像担持体の張力変動による現像圧力の変動を低減し、画像濃度の変動を低減でき、露光位置から転写位置に至る像担持体の長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0084】
さらに、現像手段が第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることにより、現像手段をカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、現像手段の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、現像手段の着脱交換も容易であって、トナー補給や現像手段の交換をユーザーメンテナンス化することができる。
【0085】
さらに、転写手段が像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体の張力が変動しても、安定して一定の位置で転写することができるため、一次転写の色重ねにおける色ズレを防止して色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0086】
さらに、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することにより、像担持体ベルトのクリーニング手段から第一支持ローラに至る領域をベルトの張り側とすることができるため、クリーニング手段による像担持体ベルトの伸縮の影響を露光部や現像部や転写部に与えることがなく、ジッタの少ない高精細なカラー画像を形成することができる。
【0087】
さらに、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することにより、クリーニング手段による像担持体ベルトの振動を防止することができるため、第二支持ローラから第一支持ローラに至る像担持体ベルトの長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0088】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることにより、当接ローラの位置によらず、第一支持ローラから第二支持ローラに至る像担持体のベルト長を一定に保つことができるため、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成できるだけでなく、テンションローラを省略して像担持体を定位置で支持する簡単な構造が可能になる。
【0089】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができるため、現像濃度の変動を防止することができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。
【0090】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、現像手段の接触幅よりも小さくすることにより、現像手段の端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、像担持体ベルトに損傷を与え装置の信頼性を低下させることがない。
【0091】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも2つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができるため、像担持体に過大な応力を発生させることがなく、耐久性に優れ、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【0092】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、クリーニング部で像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラー画像形成装置の一実施例を示す要部断面図である。
【図2】本発明のカラー画像形成装置で非接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図である。
【図3】本発明のカラー画像形成装置で接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図である。
【図4】本発明のカラー画像形成装置で現像手段と同数の当接ローラを設けた他の実施例を示す要部断面図である。
【図5】本発明のカラー画像形成装置で当接ローラを分割して設けた更に他の実施例を示す要部断面図である。
【図6】本発明のカラー画像形成装置で現像手段を非円弧曲線上に配置した更に他の実施例を示す要部断面図である。
【図7】本発明の一実施例におけるカラー画像形成装置に用いる各部材の幅を説明する図である。
【符号の説明】
10、210、310、410、510、610 像担持体
11、611 第一支持ローラ
12、612 第二支持ローラ
13、213、313、421、422、423、424 当接ローラ
14 テンションローラ
15 第三支持ローラ
20 帯電ローラ
30 露光手段
40 ハウジング
41、641 イエロー現像器
42、642 マゼンタ現像器
43、643 シアン現像器
44、644 ブラック現像器
45、645 イエロー現像ローラ
46、646 マゼンタ現像ローラ
47、647 シアン現像ローラ
48、648 ブラック現像ローラ
50 一次転写ローラ
51 中間転写媒体
52 駆動ローラ
53 第一従動ローラ
54 第二従動ローラ
55 二次転写ローラ
56 第二クリーニング手段
57 第二クリーニングブレード
60 除電ランプ
70 クリーニング手段
71 クリーニングブレード
240、340、445、446、447、448、540 現像ローラ
241 ギャップコロ
311 シャフト
312 弾性層
521 第一当接ローラ
522 第二当接ローラ
523 第一付勢力印加手段
524 第二付勢力印加手段
525 スライド台
600 楕円弧曲線[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electrophotographic color image forming apparatus used for printers, facsimiles, copiers, and the like, and more particularly to a color image forming apparatus having a plurality of developing devices on the outer periphery of a belt-like image carrier.
[0002]
[Prior art]
Conventional color image forming apparatuses are generally used in which a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, and a cleaning unit are arranged around a drum-shaped image carrier, and the color of the developing unit is switched. Therefore, there are known a rotary type in which a plurality of developing means are arranged and a linear type in which a plurality of developing means are slid. On the other hand, in the automatic multicolor copying machine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-39239, a moving roller supported by an arm is provided inside the belt-shaped photosensitive member, and the moving roller is used to move the photosensitive member. A technique has been proposed in which the space occupied by a plurality of developing means is reduced by moving and moving the photosensitive member close to an arbitrary developing sleeve.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a color image forming apparatus in which color switching is performed by a moving developing unit that has been generally used in the past, the occurrence of vibration or impact is not avoided when the developing unit is moved, and toner leaks from the developing unit and the image leaks. There are problems such as splashing on top and contamination of the inside of the device with toner powder, and when a plurality of developing means are individually separated, a new open / close seal mechanism is added to make the device unnecessarily large. Rather, maintenance such as cleaning the device and replacing parts was required.
[0004]
On the other hand, in the color image forming apparatus disclosed in the above-mentioned publication using the belt-shaped image carrier that eliminates the movement of the developing means, the color image of each color is sequentially developed although the apparatus configuration is simplified. However, when performing color superposition for sequential transfer, the tension of the image carrier belt fluctuates due to the selected developing means, and the circumference from the exposure position to the transfer position changes, resulting in color misregistration during color superposition. .
[0005]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide a color image forming apparatus capable of preventing toner scattering due to separation / contact movement of the developing means. Another object of the present invention is to provide a color image forming apparatus excellent in color reproducibility by performing high-precision color superposition regardless of the tension fluctuation of the belt-shaped image carrier and preventing positional displacement between colors. It is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a color image forming apparatus according to the present invention charges a belt-like image carrier stretched between a first support roller and a second support roller, and the image carrier. A charging unit; an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier in accordance with image formation information; and a plurality of developing units that sequentially visualize the electrostatic latent image on the image carrier with a plurality of colors of toner. And a movable contact roller for urging the image carrier to the developing means, and a transfer means for transferring the developed toner image. And The contact roller is disposed in a region from the first support roller to the second support roller with respect to the moving direction of the image carrier, and the exposure unit places the image carrier on the first support roller. The transfer unit is arranged to be exposed at the wound part, and the transfer means is arranged to face the part where the image carrier is wound around the second support roller. In the color image forming apparatus, a contact width between the contact roller and the image carrier is larger than an effective development width of the developing unit and smaller than a contact width of the developing unit. It is characterized by that.
[0007]
In the color image forming apparatus of the present invention, the contact roller is formed of an elastic roller including an elastic body.
[0008]
Further, the color image forming apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of contact rollers are arranged facing the developing means.
[0009]
Further, in the color image forming apparatus of the present invention, the contact roller is composed of a first contact roller and a second contact roller, and an image carrier is provided in a region from the first contact roller to the second contact roller. Is brought into contact with at least a part of the developing means.
[0010]
Furthermore, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the contact roller can be moved in the moving direction of the image carrier and that the image carrier is separated from and contacting the developing means in a non-image area of the image carrier. And
[0011]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is provided with tension applying means for applying tension to the image carrier in a region from the first support roller to the second support roller in the moving direction of the image carrier. It is characterized by.
[0012]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the charging means is disposed to face a portion where the image carrier is wound around the first support roller.
[0013]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the exposure means is disposed so as to expose the image carrier around the first support roller and further downstream from the center.
[0014]
Furthermore, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the first support roller transmits a driving force to the image carrier.
[0015]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the developing means is disposed at a position fixed to the first support roller and the second support roller.
[0016]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that a cleaning unit that contacts the image carrier is disposed in a region from the second support roller to the first support roller in the moving direction of the image carrier. To do.
[0017]
Furthermore, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that a third support roller for supporting the image carrier is disposed in a region where the cleaning unit contacts the image carrier.
[0018]
Further, in the color image forming apparatus of the present invention, the first support roller, the second support roller, and the contact roller have the same outer diameter, and the rotation center of the first support roller and the rotation center of the second support roller are It is possible to position the rotation center of the contact roller on an elliptic arc curve having a focal point of.
[0021]
Further, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that at least two of the first support roller, the second support roller, and the contact roller are in contact with the image carrier over the entire width of the image carrier.
[0022]
Furthermore, the color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the contact width between the cleaning means and the image carrier is smaller than the contact width between the image carrier and the third support roller.
[0024]
[Action]
According to the above configuration of the present invention, the contact roller is disposed in a region from the first support roller to the second support roller with respect to the moving direction of the image carrier, and the exposure unit places the image carrier on the first support roller. The transfer unit is arranged to be exposed to the part wound around the support roller, and the transfer unit is arranged opposite to the part around which the image carrier is wound around the second support roller. Therefore, it is not necessary to move the developing unit apart, and vibration and impact applied to the developing unit can be minimized.
[0025]
In addition, by forming the contact roller with an elastic roller including an elastic body, generation of vibration and impact due to movement of the contact roller is reduced, and a sufficiently large development nip between the image carrier and the developing means is secured. Can do.
[0026]
Furthermore, by providing a plurality of contact rollers facing the developing unit, the contact roller can be selected according to the type of toner or the outer diameter of the developing unit.
[0027]
Further, the contact roller is composed of a first contact roller and a second contact roller, and the image carrier is brought into contact with at least a part of the developing means in a region from the first contact roller to the second contact roller. As a result, the developing nip can be formed at the slack portion of the image carrier belt, so that the image carrier can be urged with a low pressure against the developing means and the development nip can be sufficiently large. Can do.
[0028]
Further, the contact roller can be moved in the moving direction of the image carrier, and the image carrier is separated from and brought into contact with the developing means in the non-image area of the image carrier, so that the toner adheres to the image area due to the separation and contact. Do not wake up.
[0029]
Further, by providing a tension applying means for applying a tension to the image carrier in a region from the first support roller to the second support roller with respect to the moving direction of the image carrier, the belt due to the positional deviation of the developing means. Thus, the length of the image carrier belt from the exposure position to the transfer position can be made constant by absorbing the fluctuation of the slack length by the tension applying means.
[0030]
Further, the charging means is disposed opposite to the portion where the image carrier is wound around the first support roller, so that even if the belt tension of the image carrier fluctuates, stable and uniform charging can be performed. it can.
[0031]
Further, since the exposure means is arranged to expose the image carrier around the first support roller and further downstream from the center, it is stable even if the belt tension of the image carrier fluctuates. Thus, exposure can be performed at a certain position.
[0032]
Furthermore, the first support roller transmits the driving force to the image carrier, so that the developing means can be disposed on the slack side of the image carrier belt, and fluctuations in development pressure due to fluctuations in the tension of the image carrier are reduced. can do.
[0033]
Further, since the developing unit is disposed at a position fixed to the first support roller and the second support roller, the developing unit can be used while being fixed to the color image forming apparatus main body. In addition, it is not necessary to move the developing unit apart, the toner can be easily replenished, and the developing unit can be easily attached and detached.
[0034]
Further, a cleaning unit that contacts the image carrier is disposed in a region from the second support roller to the first support roller with respect to the moving direction of the image carrier, so that the image carrier belt cleaning unit can be The region reaching the support roller can be the tension side of the belt.
[0035]
Further, by arranging a third support roller for supporting the image carrier in a region where the cleaning unit contacts the image carrier, the vibration of the image carrier belt by the cleaning unit can be prevented.
[0036]
In addition, the first support roller, the second support roller, and the contact roller have the same outer diameter, and the first support roller, the second support roller, and the contact roller have an elliptical arc curve that focuses on the rotation center of the first support roller and the rotation center of the second support roller. By making the contact roller rotation center positionable, the belt length of the image carrier from the first support roller to the second support roller can be kept constant regardless of the position of the contact roller.
[0037]
Further, by making the contact width between the contact roller and the image carrier larger than the effective development width of the developing unit, the contact state or proximity state between the image carrier and the developing unit in the effective development region can be kept constant. Can do.
[0038]
Further, by making the contact width between the contact roller and the image carrier larger than the effective developing width of the developing means and smaller than the contact width of the developing means, the end corners of the developing means are strongly attached to the image carrier. There is no contact.
[0039]
Further, at least two of the first support roller, the second support roller, and the contact roller are in contact with the image carrier over the entire width of the image carrier, thereby stably stretching the image carrier belt. , Can run stably.
[0040]
Further, by making the contact width between the cleaning means and the image carrier smaller than the contact width between the image carrier and the third support roller, the end corner of the third support roller is strongly brought into contact with the image carrier. There is no.
[0042]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0043]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a color image forming apparatus of the present invention.
[0044]
In the figure, reference numeral 10 denotes an image carrier formed in a belt shape, and this image carrier 10 is a flexible organic photoreceptor in which a charge generation layer and a charge transport layer are formed in this order on a nickel electroformed tube. It is. The image carrier 10 is stretched between a first support roller 11 that drives the image carrier 10 and rotates in the direction of arrow B, and a
[0045]
In the figure,
[0046]
Next, the charged image carrier 10 is image-exposed by the exposure means 30 at a portion where the image carrier 10 is wound around the first support roller 11 and downstream of the center, and the potential of the image exposure unit is (−) 50V to (−) 150V. The exposure means 30 includes a semiconductor laser (not shown), a
[0047]
Subsequently, the image carrier 10 on which the electrostatic latent image is formed is imaged by the
[0048]
Subsequently, a toner image formed of toner of a predetermined color is transferred from the image carrier 10 to the
[0049]
The toner remaining after transfer on the image carrier 10 is then sent to the
[0050]
Thereafter, the toner image of the next color formed by charging, exposing and developing again is transferred from the image carrier 10 to the
[0051]
The color toner image formed by repeating such an operation for a predetermined color is separated from the leading edge of the image by the
[0052]
On the other hand, the transfer residual toner remaining on the
[0053]
On the other hand, the
[0054]
In this manner, a color toner image composed of a plurality of colors of toner is fixed on the
[0055]
As described above, the
[0056]
In particular, when the
[0057]
Further, by providing
[0058]
Further, regarding the charging
[0059]
Further, since the first support roller 11 transmits the driving force to the image carrier 10, the developing
[0060]
Furthermore, each developing
[0061]
On the other hand, in this embodiment, the cleaning means 70 that contacts the image carrier 10 is arranged in the region from the
[0062]
Further, by providing the third support roller 15 that supports the image carrier 10 in a region where the
[0063]
Next, the positional relationship between the
[0064]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part showing the operating state of the contact roller when non-contact development is performed. The belt-shaped
[0065]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part showing the operating state of the contact roller when contact development is performed. The
[0066]
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing another embodiment in which the same number of contact rollers as the developing means are provided in the color image forming apparatus of the present invention, and the belt-
[0067]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment in which the contact roller is divided and provided in the color image forming apparatus of the present invention. The contact roller is a
[0068]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment in which the developing means is arranged on a non-arc curve in the color image forming apparatus of the present invention, and the
[0069]
As described above, according to each of the above-described embodiments, a belt-like image carrier can be used to form a color image without color misregistration. It is desirable to reduce the number as much as possible. When such downsizing is promoted, it is necessary to pay attention to fatigue failure due to repeated bending of the image carrier. Therefore, it is desirable that the image carrier used in the present invention has a thickness that is two or more orders of magnitude smaller than the outer diameter of the roller having the smallest outer diameter among the first support roller, the second support roller, and the contact roller. By doing so, it is possible to prevent cracking and deformation of the image carrier due to repeated bending of about 100,000 to 1 million times, and to provide a color image forming apparatus with excellent durability and high reliability. it can.
[0070]
FIG. 7 is a view for explaining the width of each member used in the color image forming apparatus in the embodiment as shown in FIG. 1 of the present invention. The width of the photosensitive layer is less than this based on the width of the image carrier belt. The width of the first support roller, the width of the second support roller, and the width of the third support roller are configured to be larger than this. In addition, the width of the process related to image formation is desirably smaller than the width of the photosensitive layer described above. In order from the widest width, the cleaning width, the charging roller width, the developing roller width, the contact roller width, the primary transfer roller width, The effective development width and the effective exposure width are used.
[0071]
By adopting such a configuration, first, the width of the contact roller where the contact roller and the image carrier are in contact with each other is set to be larger than the effective development width for forming the toner layer on the developing roller. Since the contact state or proximity state between the image carrier and the developing means can be kept constant, fluctuations in development density can be prevented, and a color image having excellent gradation can be formed. Further, the width of the contact roller between the contact roller and the image carrier is larger than the effective development width for forming the toner layer on the development roller, and the width of the development roller where the development roller is in contact with the image carrier. By reducing the size, the end corner of the developing roller is not strongly brought into contact with the image carrier, so that the image carrier belt is not damaged and the durability and reliability of the color image forming apparatus are improved. be able to.
[0072]
Next, at least two of the first support roller, the second support roller, and the contact roller are in contact with the image carrier over the entire width of the image carrier, thereby stably stretching the image carrier belt. At the same time, since it can run stably, an excessive stress is not generated on the image carrier, and a color image forming apparatus having excellent durability and color reproducibility can be provided.
[0073]
Furthermore, by making the contact width between the cleaning means and the image carrier smaller than the contact width between the image carrier and the third support roller, the contact state between the cleaning means and the image carrier is not dependent on the position in the width direction. It is uniform to prevent poor cleaning, and the end corners of the third support roller do not come into strong contact with the image carrier. A high color image forming apparatus can be provided.
[0074]
Therefore, according to this embodiment, a belt-shaped image carrier can be stably run, and a small color image forming apparatus having excellent durability of the image carrier can form a color image with excellent color reproducibility. Can do.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the contact roller is disposed in the region from the first support roller to the second support roller with respect to the moving direction of the image carrier, and the exposure means removes the image carrier from the first support roller. The transfer unit is arranged to be exposed to the part wound around the one support roller, and the transfer means is arranged opposite to the part around which the image carrier is wound around the second support roller. Since the selection of the means is not required, it is not necessary to move the developing means apart and vibration and impact applied to the developing means can be minimized, preventing toner contamination in the apparatus and preventing image deterioration due to scattered toner. be able to.
[0076]
In addition, by forming the contact roller with an elastic roller including an elastic body, generation of vibration and impact due to movement of the contact roller is reduced, and a sufficiently large development nip between the image carrier and the developing means is secured. In addition, a one-component non-magnetic toner can be pressed and developed to form a high-definition, high-resolution color image.
[0077]
Further, by arranging a plurality of contact rollers facing the developing means, the outer diameter of the contact roller or the diameter of the toner for each toner color of the developing means, the charge amount, or the development parameter such as the outer diameter of the developing roller can be reduced. By selecting the pressure or the hardness, it is possible to prevent density fluctuation due to uneven development parameters and to form a color image with little image density fluctuation and excellent color reproducibility.
[0078]
Further, the contact roller is composed of a first contact roller and a second contact roller, and the image carrier is brought into contact with at least a part of the developing means in a region from the first contact roller to the second contact roller. As a result, the developing nip can be formed at the slack portion of the image carrier belt, so that the image carrier can be urged with a low pressure against the developing means and the development nip can be sufficiently large. Therefore, it is possible to provide a color image forming apparatus that absorbs the vibration of the image carrier and forms a high-resolution color image with little jitter, and has low durability and excellent durability.
[0079]
Further, the contact roller can be moved in the moving direction of the image carrier, and the image carrier is separated from and brought into contact with the developing means in the non-image area of the image carrier, so that the toner adheres to the image area due to separation and contact. Since it does not occur, a color image with high color purity can be formed.
[0080]
Further, by providing a tension applying means for applying a tension to the image carrier in a region from the first support roller to the second support roller with respect to the moving direction of the image carrier, the belt due to the positional deviation of the developing means. The length of the image carrier belt from the exposure position to the transfer position can be made constant by absorbing the fluctuation of the slackness of the image by the tension application means, the development position margin is large, and the color reproducibility is excellent. A color image forming apparatus can be provided.
[0081]
Further, the charging means is disposed opposite to the portion where the image carrier is wound around the first support roller, so that even if the belt tension of the image carrier fluctuates, stable and uniform charging can be performed. And a color image having excellent gradation can be formed. In particular, when contact charging is used, since the contact state can be made constant, uniform charging is possible without causing charge injection.
[0082]
Further, since the exposure means is arranged to expose the image carrier around the first support roller and further downstream from the center, it is stable even if the belt tension of the image carrier fluctuates. Since exposure can be performed at a fixed position, exposure can be performed in the tension state of the image carrier similar to that of the developing unit, and a color image excellent in color reproducibility without color misregistration can be formed.
[0083]
Further, since the first support roller transmits the driving force to the image carrier, the developing means can be disposed on the slack side of the image carrier belt. Thus, the image density variation can be reduced, the length of the image carrier from the exposure position to the transfer position can be kept constant, and a color image excellent in color reproducibility without color misregistration can be formed.
[0084]
Further, since the developing unit is disposed at a position fixed to the first support roller and the second support roller, the developing unit can be used while being fixed to the color image forming apparatus main body. In addition, it is not necessary to move the developing unit apart, the toner can be easily replenished, the developing unit can be easily attached and detached, and the toner can be replenished and the developing unit can be replaced by user maintenance.
[0085]
Further, the transfer means is disposed opposite to the portion where the image carrier is wound around the second support roller, so that even if the tension of the image carrier fluctuates, the image is stably transferred at a fixed position. Therefore, a color image excellent in color reproducibility can be formed by preventing color misregistration in primary transfer color superposition.
[0086]
Further, a cleaning unit that contacts the image carrier is disposed in a region from the second support roller to the first support roller with respect to the moving direction of the image carrier, so that the image carrier belt cleaning unit can be Since the area extending to the support roller can be the tension side of the belt, the image carrier belt expansion and contraction due to the cleaning means is not given to the exposure section, development section, and transfer section, and high-definition color with little jitter An image can be formed.
[0087]
Further, since the third support roller for supporting the image carrier is disposed in the area where the cleaning unit contacts the image carrier, the vibration of the image carrier belt by the cleaning unit can be prevented. The length of the image carrier belt from the support roller to the first support roller is kept constant, and a color image excellent in color reproducibility without color misregistration can be formed.
[0088]
In addition, the first support roller, the second support roller, and the contact roller have the same outer diameter, and the first support roller, the second support roller, and the contact roller have an elliptical arc curve that focuses on the rotation center of the first support roller and the rotation center of the second support roller. By making the contact roller rotation center positionable, the belt length of the image carrier from the first support roller to the second support roller can be kept constant regardless of the position of the contact roller. In addition to forming a color image having excellent color reproducibility, a simple structure is possible in which the tension roller is omitted and the image carrier is supported at a fixed position.
[0089]
Further, by making the contact width between the contact roller and the image carrier larger than the effective development width of the developing unit, the contact state or proximity state between the image carrier and the developing unit in the effective development region can be kept constant. Therefore, variation in development density can be prevented, and a color image having excellent gradation can be formed.
[0090]
Further, by making the contact width between the contact roller and the image carrier larger than the effective development width of the developing means and smaller than the contact width of the developing means, the end corners of the developing means are strongly attached to the image carrier. Since the contact is not caused, the image carrier belt is not damaged and the reliability of the apparatus is not lowered.
[0091]
Further, at least two of the first support roller, the second support roller, and the contact roller are in contact with the image carrier over the entire width of the image carrier, thereby stably stretching the image carrier belt. Therefore, it is possible to provide a color image forming apparatus excellent in durability and color reproducibility without generating excessive stress on the image carrier because it can be stably driven.
[0092]
Further, by making the contact width between the cleaning means and the image carrier smaller than the contact width between the image carrier and the third support roller, the end corner of the third support roller is strongly brought into contact with the image carrier. Therefore, the image bearing belt is not damaged by the cleaning unit, and a highly reliable color image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an operating state of a contact roller when non-contact development is performed in the color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing an operating state of a contact roller when contact development is performed in the color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing another embodiment in which the same number of contact rollers as the developing means are provided in the color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment in which the contact roller is divided and provided in the color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment in which the developing means is arranged on a non-arc curve in the color image forming apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the width of each member used in the color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 210, 310, 410, 510, 610 Image carrier
11, 611 First support roller
12, 612 Second support roller
13, 213, 313, 421, 422, 423, 424 Contact roller
14 Tension roller
15 Third support roller
20 Charging roller
30 Exposure means
40 housing
41, 641 Yellow developer
42,642 Magenta developer
43, 643 Cyan developer
44, 644 Black developer
45,645 Yellow development roller
46,646 Magenta developing roller
47, 647 Cyan developing roller
48,648 Black development roller
50 Primary transfer roller
51 Intermediate transfer media
52 Driving roller
53 First driven roller
54 Second driven roller
55 Secondary transfer roller
56 Second cleaning means
57 Second cleaning blade
60 Static elimination lamp
70 Cleaning means
71 Cleaning blade
240, 340, 445, 446, 447, 448, 540 Developing roller
241 Gap roller
311 shaft
312 Elastic layer
521 First contact roller
522 Second contact roller
523 First biasing force applying means
524 Second biasing force applying means
525 slide base
600 Elliptic arc curve
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