JPH0355573A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
ナー像を形或し、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６１−１００７７
０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６１−１４９！Ｊ７２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６０−９５４
５８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
形戒装置を構戊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ｔ；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。

〔発明の構或〕

上記目的は、２つの回動ローラと前記ローラ間にガイド
部材を有し、前記回動ローラ間に張架されかつ前記ガイ
ド部材と擢擦しつつ移動するベルト状像形成体の周縁に
複数の現像手段を含む像形成手段を対向・配設したカラ
ー画像形成装置において、前記像形成手段は前記ガイド
部材に設けた小なる曲率半径部分を背後に有したベルト
状像形成体に対向して設けた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、ｌ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｝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ｌ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ｌの外周面の感光体は搬送中に
も常に前記ガイド部材４の表面に刻し一定の関係位置に
保たれ、安定した画像形成面を構或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　．ｌＯ．ｌｌ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
もので前記感光体ペルト１と所定の間隙を保つ各現像ス
リーブ８Ａ，９Ａ，１０Ａ，Ｉ１Ａ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。

ｌ２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ｌ３のブレード１３Ａとトナ
ー搬送ローラ１３Ｂは画像形成申には感光体ベルト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ｌ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或は、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（口
））で演算処理して画像データを作或し、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（二））
である例えば第１図の実施例で示したカラ一画像形成装
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ｔ；レーザビーム１ま駆動
モータ７Ａにより回転されるポリゴンミラ−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ｌの周面上に
投射され輝線を形或する。

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ｌ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ｌの搬送による副走査により感光体ベルト
ｌ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（８
像媒体）の装填されｔ；現像器８により現像されて、ド
ラム表面にトナー像が形或される。得られたトナー像は
ドラム面に保持されたまま感光体ペルトｌの周面より引
き離されている清掃手段たるクリニング装置ｌ３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ｌ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戒されている
前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下に形成される
， ｌＯ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１ｌ
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２ｒＲ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ｌ
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、一戊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の周面上に形威されたカラーの
トナー画像は、転写部において給紙カセットｌ４より給
紙ガイドｌ５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ｌ４に収容された転写材は給紙
ローラｌ６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ｌ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ｌより確実に
分離して上方に向かい、定着ローラｌ８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ｌ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二冫グ装置ｌ３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ｌ−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前
記曲率半径Ｒより小さい曲率半径ｒをもつ複数の曲面部
４Ａを形成している。

前記曲面部４Ａは各現像器の現像スリーブ８Ａ　，　９
Ａ　，！ＯＡ，ＩＩＡ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、各曲面部４Ａの間は曲面より若干後
退しＩ；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に対し前記曲面部
４＾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ｌ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。

なお実験によると前記曲面部４Ａの曲率半径ｒは少なく
とも１０ｍｍ＝　１００ｍｍであることが望ましく、ガ
イド部材４の搬送面の曲率半径Ｒは２００ｍｍ〜２００
０ｍｍであることが好ましい。曲率半径ｒは、１０ｍｍ
以下であると接触面において平面性が不足し、像形成手
段に必要な幅（現像領域や帯電領域）が確保できない。

一方、１００＋ｎｍ以上であると平面性は充分であるが
感光体ベルトのガイド部材方向への張力が不充分となり
、感光体ベルトの浮きを生じ易い。

一方曲率半径Ｒは２００ｍｍ以下であると感光体ベルト
の平面性が不足し像形成手段の並列配置が困難となり、
２０００ｍｍ以上であると感光体ベルトのガイド部材方
向への張力が不充分となり感光体ベルトの浮きを生じ易
い。

なお前記ガイド部材４は、各曲面部４Ａを一体としｔ；
或型加工もしくは押出し加工によって製作するのが適当
しているが、また板金加工によって各曲面部４Ａを戊形
しｔ；平板を前述の曲率半径Ｒをもつよう湾曲して取付
けて使用することも出来る。

第５図は曲面部をもったガイド部材４の断面形状を示し
たもので、第５図（ａ）においては各曲面部４Ａをガイ
ド部材４と一体として戊形加工もしくは押し出し加工し
たものを示す。第５図（ｂ）においては板金加工により
曲率半径ｒ及びＲを曲面部４Ａをもったガイド部材４に
つけたものを示す。

また第５図（ｃ）においては、曲率半径Ｒをもつガイド
部材上に曲率半径ｒを有する別部材を設置し、曲面部４
Ａを形成したものを示す。第５図（ｄ）及び第５図（ｅ
）は別部材を用いて曲面部４Ｂ，　４Ｂ’を形成した要
部断面図の例を示したもので、ガイド部材４としては板
金加工によるものでも、樹脂加工したものでもよい。曲
面部４Ｂ，４Ｂ’は引抜き金属材であっても樹脂材料で
あってもよく、ガイド部材４に対しては、埋込み，嵌込
みとし、接着剤を用いて固設する。

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
ｌ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レー
ザ光学系に代わり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
た電極用のワイヤである。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ｌ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Ｗ，は感光体ベ
ルトｌ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ｌ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ｌ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〜ｌ　
ｍｍ）を構或し、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。

各現像器の真造、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、固定し
た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ｌの局面との間に所定
の現像間隔を保ち反時計方向に駆動回転される。９０Ａ
は剛性かつ磁性を有する薄層形成部材で現像スリーブ９
Ａ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９八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ｌ−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戊分に加
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。

トナー戊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９０
Ｄ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７０は像露光手段であって収束
性光伝送体７０ＡとＬＥＤ等の発光部７０Ｂを一体とし
た光学系から成り、該発光部７０Ｂ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７０Ｃを一
体に形威している。

前記光学系７０は前記各突起７０Ｇが感光体ベルトｌ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不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７０もまｔ；感光体ベルｌ−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｝ｌ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ｌ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ｌの摩耗がない。感光
体ベルトｌ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。

従って感光体ベルトｉ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ＩＡを一体に形威し該ガイドレールＩＡ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ｌの蛇行を防止している
。

〔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
度をもって搬送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図は現像器の新面構戊図。第５図
（ａ）〜（ｅ）はガイド部材に設けｔ；各曲率部の断面
＊戊図を示す。 ｌ・・・感光体ベルト　　　２．３・・・回動ローラ４
・・・ガイド部材　　　　４Ａ・・・曲面部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 ８人，９Ａ．ｌＯＡ，ｌｌＡ・・・現像スリーブ９Ｂ・
・・突当コロ７０・・・（像露光用）光学系７０Ａ・・
・収束性光伝送体　７０Ｂ・・・発光部７０Ｇ ・突起 Ｒ，ｒ ・・曲率半径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの回動ローラと前記ローラ間にガイド部材を
   有し、前記回動ローラ間に張架されかつ前記ガイド部材
   と摺擦しつつ移動するベルト状像形成体の周縁に複数の
   現像手段を含む像形成手段を対向・配設したカラー画像
   形成装置において、前記像形成手段は前記ガイド部材に
   設けた小なる曲率半径部分を背後に有したベルト状像形
   成体に対向して設けたことを特徴とするカラー画像形成
   装置。
2. （２）前記曲率半径部分をつなぐ間は前記ガイド部材に
   ニゲ部分を設け、前記ベルト状像形成体の背面との間に
   間隙部分を設けたことを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。