JPH0394281A - 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
たカラー画像形或装置に関する。

〔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６ｌ−１００７７
０号公報に開示されているように、像形成体たる感光体
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、転写材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ｌ枚分の画像をその周面上に転写できる大
きさを持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がある。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。この多色画像形或の基本プロセスは
、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。

このような重ね合わ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
に色の異な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或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或は装着したベ
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化したカラー画像形成装置を構戊
する場合には有効である。また感光体ベル１・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。

以上のような感光体ベルトを用いたカラー画像形成装置
にあっては、帯電手段、像露光手段、さらに複数の現像
器群やクリーニング手段等の各像形或手段１よ前記の感
光体ベルトの外周面の主として下方の周面に面して設置
される。

また力ラートナー像を転写された転写材は装置の上面に
設置された排紙皿にコピー面を下にして排出されるよう
になっていて、装置の設置場所は小さなもので済むよう
になっている。

しかし、感光体ベルトの外周面下方に総ての像形成手段
を設置した装置においては、クリーニング装置の設置位
置は、転写部が位置する回動ローラと反対側の回動ロー
ラに接する感光体ベルト上にそのブレード及びトナー回
収ローラ又はクリーニングブラシを圧接する位置となる
ので、その開口部は垂直になりトナーの洩れ・こぼれに
よるトナー飛散が発生し易く、装置各部特に帯電器及び
コピー画像をトナーで汚染するという欠点があっｔこ。

また、像露光位置と現像位置は近接しているため、感光
体ベルトの感光体として例えば有機光導電体（ＯＰＣ）
として電荷移動速度の遅い感光体（電荷の移動にＱ．ｌ
ｓｅｃ程度の時間を必要とする）は使用することが出来
ないという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記の欠点を解決して、電荷の移動に時間を要
する感光体であっても感光体ベルトの全周を有効に利用
し、クリーニング部におけるトナー飛散がなく、ＯＰＣ
のような電荷移動速度の遅い感光体をも使用することの
できる、作業性の良好なカラ−画像形或装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構戊〕

上記目的は、横位置の２つの回動ローラ間に張架したベ
ルト状像形成体の周縁部に複数の現像器を配置し、前記
ベルト状像形成体上にトナー像を重ねてカラー画像を形
成するカラー画像形成装置において、前記現像器を前記
ベルト状像形成体の下側に配置し、クリーニング装置も
該現像器に隣接して配置するとともに、前記クリーニン
グ装置は前記ベルト状像形戒体と一体的にカートリッジ
を構戊し本体に対し交換可能としたことを特徴とするカ
ラー画像形戒装置によって達威される。

（実施例〕 本発明のカラー画像形或装置の一実施例を第１図ないし
第５図に示す。

第１図において、ｌはベルト状の像形成体である可撓性
の感光体ベルトで、この感光体ベルトｌは回動ローラ２
及び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に内接するガイド部材で内部に
廃トナーを収容する密閉収納箱４Ａを備えている。前記
感光体ベルｌ−１は、外方に付勢され帯電手段であるス
コロトロン型の帯電器６を備えたテンション部材５Ａ及
び同じく像露光手段である露光ユニソト７を備えたテン
ション部材５Ｂの作用によって緊張状態とされることに
より感光体ベルトｌ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
も常に前記帯電器６、露光ユニット７、ガイド部材４の
表面に対し一定の関係位置に保たれ、安定した画像形或
面を構成することを可能としている。なお、ガイド部材
４には像形或に不要な領域に凹部を設け、摺擦による抵
抗を減らしている。勿論この凹部は擢擦抵抗が低い場合
は設けなくてもよい。また感光体ベルトｌ或いはガイド
部材４間の摺擦抵抗を下げる目的でテ７口冫加工等の低
摩擦部材を感光体ベルｌ−１或いはガイド部材４の何れ
かの表面に設け、或いは前記の低摩擦部材で構戊するこ
とが好ましい。

８ないし１１はそれぞれ特定色の現像剤を収容した複数
の現像手段である現像器であって、これらの像形成手段
は感光体ベルト１の前記ガイド部材４に対向する位置に
配設される。そして感光体ベルト１の移動を妨げず間隙
を保持するために、感光体ベル｝１の外側で前記ガイド
部材４に間隙保持手段をもって当接する。

前記各現像器８　．９　．１０，ｉｔ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ｌと所定の間隙を保つ各現像
スリーブ８Ａ．９Ａ．　ＩＯＡ，　ＩＩＡを備え、感光
体ベルトｌ上の潜像を非接触反転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ｌの移動を妨げない長所を有する。

ｌ２は転写器、１２ＡはｖｐＮ電バー　１３は前記現像
器８〜１１の上流側に隣接して設けられたクリーニング
手段であるクリーニング装置で、このクリーニング装ｆ
ｉｌ３のブレード１３Ａとトナー回収ローラ１３Ｂは画
像形戒中には感光体ベルトｌ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ように
感光体ベルトｌの表面に圧接される。

これらの各像形成手段は前記の感光体ベルトｌを含めて
ユニット化したプロセスカートリッジとして独立した形
で装置本体に自由に着脱できる状態で収容される。

ｌ４は転写紙を収容し着脱自在に装置下方に設けられた
給紙力七ノト、ｌ５は転写紙の搬送路を形成する給紙ガ
イド、１６は給紙ローラ、１７はタイミングローラ、１
８は定着ローラ、１９は排紙ローラ、２０は装置Ｅ部に
設けた排紙匣である。

前記カラー画像形成装置によるカラー画像記録のプロセ
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夕入力部（第２図（イ
））で得られたデータを、計算機能を備えた画像データ
処理部（第２図（ロ））で演算処理して画像データを作
威し、これは一旦画像メモリ（第２図（ハ））に格納さ
れる。次いで二の画像データは、記録時取り出されて記
録部（第２図（二））である例えば第１図の実施例で示
したカラー画像形戒装置へと入力される。

すなわち前記カラー画像形成装置とは別体の画像読み取
り装置から出力される色信号は、前記カラー画像形戒装
置内に設けられたの増幅部（図示省略）を介して前記露
光ユニット７に入力され、予め帯電手段である帯電器６
によって電荷を付与された感光体ベルトｌの周面上に露
光が開始され、感光体ベルト１の周面上を走査する。従
って露光ユニット７による主走査と感光体ペル＋−　ｉ
の移動による副走査により感光体ベルト１０周面上に第
ｌの色１ご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の現像剤の装填された現像器８に
より非接触の状態で反転現像されて、感光体ベルト１周
面にイエローのトナー像が形成される。得られたトナー
像は感光体ベルｌ−１周面に保持されたまま感光体ベル
トｌの周面より引き離されているクリーニング装置ｌ３
の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ベルトｉ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
信号が本゛体の増幅器を介して前記露光ユニット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感光
体ベルト１周面への書き込みが行われ潜像が形或される
。この潜像は第２の色としてマゼンタの現像剤を装填し
た現像器９によって非接触の状態で反転現像されてマゼ
ンタのトナー像となり、既に形成されている前述のイエ
ローのトナー像の上に重ねて形或される。

１０はシアンの現像剤を有する現像器で、信号処理部で
発生される画像信号に基づいて感光体ベルト１周面Ｉ二
、前述のトナー像の上に重ねてシアンのトナー像を形成
する。

さらに、１１は黒色の現像剤を有する現像器であって、
同様の処理により感光体ベルｌ−１周面に黒色のトナー
像を重ね合わせて形成する。これらの各現像器８，９．
１０及び１１の各スリーブには直流あるいはさらに交流
のバイアス電圧が印加され、顕像手段であるｌ戊分或は
２戊分の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には非接触で反転現像が行
われるようになっている。

かくして感光体ベルトｌの周面上に形成されたカラーの
トナー画像は、転写部において前記給紙カセットｌ４よ
り給送される転写紙に転写される。

すなわち、給紙カセットｌ４に収容された転写紙は、給
紙ローラ１６の回転によって最上層の１枚が搬出されて
タイミングローラ１７を介して感光体ベルト１上の像形
成とタイミングを合わせて転写器１２，除電バー１２Ａ
の位置する転写部へと給送される。

画像の転写・除電を受けた転写紙は、除電効果によりト
ナー飛散等の画質悪化の影響を受けることなく、前記回
動ローラ２に沿って急に方向転換する感光体ベルＩ−１
より確実に分離して上方に向かい、定着ローラｌ８によ
って画像を溶着されたのち排紙ローラｌ９を経て排紙皿
２０上へ排出される。

一方、転写紙への転写を終えた感光体ベルトｌは、さら
に移動を続けてガイド部材４の上流端部に対峙するブレ
ード１３Ａと回転するトナー回収ローラ１３Ｂを圧接状
態とした前記クリーニング装置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回収ローラ
１３Ｂを引き離し、新たな画像形成のプロセスに入る。

クリーニング装置ｌ３において除去された廃トナーは、
トナー搬送スクリュー３３によりトナー搬送管３４を経
て前記密閉収納箱４Ａに搬送され収容される。

第３図は本発明にかかわる各像形或手段の感光体ベルト
ｌに対する関係位置を示す断面図である。

帯電部に関する第１図の矢示Ａ−Ａ線断面図を第３図（
Ａ）に、露光部に関する第Ｉ図のＢ−Ｂ線断面図を第３
図（Ｂ）に、現像部に関する第１図のＣＣ線断面図を第
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はバックプレート６Ａの両端に取り付けた各電
極ブロック、Ｗｌ，Ｗ２は電極ブロック６Ｂの間に張設
した帯電電極用のワイヤ及びグリンド用のワイヤ、５４
はテンション部材５Ａの側端に設けられたバネ掛け、５
５は後述する基板の上部両側に設けた支柱とバネ掛け５
４との間に張架されたバネで、電極ブロック６Ｂはテン
ション部材５Ａ内部に取り付けられて一体となっている
。

第３図（Ｂ）に示すテンション部材５Ｂは、例えば収束
性光伝送体７ＡとＬＥＤアレイからなる発光部７Ｂとを
一体とした露光ユニット７を内蔵するもので、第３図（
Ａ）に示すテンション部材５Ａと形状の一部分が僅かに
異なるだけで構造・作用は全く同一であり、同一部分は
同一符号で表してある。

テンション部材５Ａ及びテンション部材５Ｂは、ガイド
部材４の上部で感光体ベルトｌを挟んで両側に設けられ
た案内部４１及び４２の間にあって摺動可能に支持され
ている。テンション部材５Ａ及び５Ｂの両端の下方部分
のベルト受け部５ｌには内側に向かって２本ずつの軸５
３が突出して設けられている。この軸５３には回転可動
なテンションローラ５２が嵌合していて感光体ベルト１
を支持し、バネ５５の張力により感光体ベルト１に外方
へのテンションを与える。

従って、感光体ベルｌ−１を現像器側のガイド部材４の
下面に密着させるとともに、電極用及びグリソド用のワ
イヤＷｌ，Ｗ２及び露光ユニット７は感光体ペルトｌの
周面に対し常に一定の間隔を保持して位置し、感光体を
所定の電位に一様ｌこ帯電する。また前記露光ユニッｌ
−　７も感光体ベルトｌの周面に対し常に一定の間隔を
維持し、画像を感光体上に正確に結像することができる
。

第３図（Ｃ）において、９＾は現像器９の現像スＪ−ブ
、９Ｂは突当て部材たる突当てコロであってこの突当て
コロ９Ｂは前記現像スリーブ９Ａの回転軸９Ｃに回動自
在に軸受け支持されている。突当てコロ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
間隙を形或でき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隙（０．３〜Ｉ
．ｍｍ）を構戒し、現像器９は常に適正な現像処理を行
うことができる。なお他の現像器８及び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てコロは
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ｌま現像器９の断面を示す図である。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て
コロ９Ｂにより感光体ベルト１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。９Ｅ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
し現像剤が介在しない状態で所定の荷重をもって圧接さ
れる。９Ｆ及び９Ｇはスクリュー構造を持つトナー撹拌
スクリューで、トナー撹拌スクリュー９Ｆとトナー撹拌
スクリュー９Ｇは互いに相反する方向に回転する搬送部
材を兼ねる部材であってトナー撹拌スクリュー９Ｆの推
力によって奥側に搬送されたトナーとキ￥リアは、トナ
ー撹拌スクリュー９Ｇ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
現像剤は現像領域において時計方向に搬送する感光体ベ
ルトｌの周面上の潜像を前述した現像間隔を隔てて非接
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源から直流成分と場
合によっては交流戊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上に移行して
付着する。

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バー９Ｄ
により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像剤と混
合される。

前記感光体ベルトｌ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
下する恐れがあるが、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の表面に凹面４を形成
し、それにより感光体ベルｌ−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ｌが移動できるようになっている。

従って、感光体ベルｔ−ｉのスリップに伴う画像のズレ
や歪みが未然に防止されている。

さらに感光体ベルトｌに関しては第３図（Ａ）〜（Ｃ）
に示すようにその内周に一対の連続しｔ；ガイドレール
１Ａを一体に形成し該ガイドレールｌＡを前記テンショ
ンローラ５２や前記ガイド部材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。

前記の感光体ベルトｌとガイド部材４ならびに帯電器６
、露光ユニット７、各現像器８〜１１，さらにクリーニ
ング装置ｌ３の各像形成手段は、第５図に示すように前
面と背面の各基板３０Ａと３０Ｂとから構成されるカー
１・リッジ３０に組み込まれユニントとして装置本体に
着脱される。

すなわち、前記カートリッジ３０は前後の基板３０Ａと
３０Ｂを４本のステ−３１によって一体とし、その間に
前記の各像形或手段を保持して前面と背面に取り付けた
合計３本のガイドレール３２を介して装置本体の上方よ
り垂直に挿入して収納される。

前記ガイドレール３２には凸状のレール３２Ａを備える
ものが使用され、一方装置本体には凹状のレールを有す
るガイドレール（図示省略）が設けられていてそれらの
保合によってカートリッジ３０が装置本体に収納される
とともに、前記の各像形戒手段は装置本体側との動力伝
達あるいは電源の接続が行われる。

前記カートリッジ３０はその前面に可撓性のトナー搬送
スクリュー３３を内蔵したトナー搬送管３４を架設して
いてその一端を前記クリーニング装置１３の底部に、ま
た他端を前記ガイド部材４内部に形威した密閉収納箱４
Ａに接統して開口している。

前記トナー搬送スクリュー３３は装置本体側の動力によ
って駆動回転され、それによってクリーニング装置ｌ３
の回収した廃トナーをトナー搬送管３４を経て前記密閉
収納箱４Ａに送り収容する。

前記密閉収納箱４Ａは、前記カートリンジ３０の耐用期
間に応じて図示のようにガイド部材４内部一杯の大きさ
にされたり、スペースの一部を占める容積の小さなもの
としたりされる。

その結果各像形成手段が耐用期限に達した時点で前記密
閉収納箱４Ａには回収した廃トナーが充満することとな
り、従って前記カートリッジ３０は総ての機材の耐用期
間を有効に活用したのち一体として新規のものと交換す
ることが可能となる。

なお前記カートリッジ３０の装置本体への着脱に際して
は、第１図に示す蝶番２１を支点として前記排紙皿２０
が定着ローラｌ８、排紙ローラｌ９と共に反時計方向に
解放され、それによってカートリッジ３０が上方へ垂直
に引き上げられて前記ガイドレール３２の係合を解除さ
れる。

また前記カートリソジ３０は現像器８〜ｌｌを含めて一
体的に構成し着脱可能としたが、現像器８〜１１を除き
ガイド部材４と感光体ベルｌ−　１とクリーニング装置
ｌ３等を一体化して構戊し、着脱可能とすることもでき
る。

以上、本発明をプリンタの実施例について説明したか、
本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式
を用いたカラー画像形成装置全般に適用されるものであ
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、ベルト状像形成体を備え
るカラー画像形成装置において、前記ベルト状像形戒体
の下側に現像器とクリー二冫グ装置とを隣接して設け、
前記クリーニング装置は前記ベルト状像形成体と一体的
にカートリッジを構成した。従って、クリー二冫グ装置
の開口部は上方を向くこととなりトナー飛散を防止し、
また像露光部と現像部とは適度の距離をおいて設置され
ることとなるので、電荷移動の遅い感光体をも使用する
ことが可能となり、カートリノジ化により作業性の極め
て優れたカラー画像形或装置を提供できることとなっＩ
二。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像形或装置の一実施例の構戊
を示す断面図、第２図は第１図の実施例１図の帯電部．
露光部，現像部の要部断面図、第４図は第１図の現像器
の断面構戊図、第５図は第１図のカートリッジを示す側
面図である。 Ｉ・・・感光体ベルト　２，３・・・回動ローラ４・・
・ガイド部材　　４Ａ・・・密閉収納箱５Ａ，５Ｂ・・
・テンション部材 ６・・・帯電器　　　　７・・・露光ユニット８　．９
　，１０．１１・・・現像器 １２・・・転写器　　　　１３・・・クリーニング装置
２０・・・排紙皿 ３０・・・カートリッジ　３０Ａ．３０Ｂ・・・基板３
１・・・ステ−　　　　　３２・・・ガイドレール３３
・・・トナー搬送スクリュー ３４・・・トナー搬送管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）横位置の２つの回動ローラ間に張架したベルト状
   像形成体の周縁部に複数の現像器を配置し、前記ベルト
   状像形成体上にトナー像を重ねてカラー画像を形成する
   カラー画像形成装置において、前記現像器を前記ベルト
   状像形成体の下側に配置し、クリーニング装置も該現像
   器に隣接して配置したことを特徴とするカラー画像形成
   装置。
2. （２）前記クリーニング装置は前記ベルト状像形成体と
   一体的にカートリッジを構成し本体に対し交換可能とし
   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
   。