JPH0377972A - 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６１１００７７０
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、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む−　。

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ら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
本出頭人による特開昭６０−７５８５０号、同６０−７
６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５
８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ｌ；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〕

かかる可撓性のベルト状像形成体は一定した画像形成面
を構成するため、通常ガイド部材と呼ばれる固定部材に
摺接しつつ搬送される。

そのため搬送に際し大きな摩擦抵抗を生ずるので安定し
た搬送速度を保つには強力な駆動力を必要としているる また特にカラー画像形成装置の場合には複数の現像器が
使用されることから大きな画像形成面を必要とし従って
大型のガイド部材を設けなければならずその結果構造が
簡単でコンパクトなカラー画像形成装置の実現が困難と
されていた。

本発明はこの点を解決して改良した結果、前述したよう
な摩擦抵抗等を伴わずに画像形成面の構成を可能とし、
従ってベルト状像形成体を安定した搬送速度をもって駆
動することの出来るコンパクトなカラー画像形成装置の
提供を目的としたものである。

〔発明の構成〕

上記目的は、複数の回動ローラと、該回動ローラにより
支持され張架・回動するベルト状像形成体と、その周縁
部に像形成手段を配設したカラー画像形成装置において
、前記回動ローラに対し複数の現像器が対向する一方、
他の前記回動ローラに対し転写装置が対向することを特
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８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、該感光体ベルトｌ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。

前記回動ローラ２は好ましくは８０〜１２０ｍｍ前後の
外径寸法を有する中空のローラで装置本体の動力によっ
て時計方向に回転されるものであり、半周を越える周面
に巻回する前記感光体ベルト１外周の感光面を画像形成
面の一部としている。外径が小さいと複数の現像器を配
設することが困難となり、外径が大きすぎると感光体ベ
ルトを含むユニットが大きくなる欠点が生じる。

一方回動ローラ３は分離を行うことから小径であること
が好ましい一方クリーニング装置１３が設置されること
から特定以上の寸法が必要であり好ましい外径寸法は２
０ｍｍ〜５０ｍｍである。

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、これ等はテンションローラ５の付勢によって緊
張状態とされた感光体ベルトｌ外周の感光面にそれぞれ
対向して配置されるものであるが、その内前記のレーザ
書込み系ユニット７と各現像器に関しては前記の回動ロ
ーラ２を巻回する感光面に配置されて特に感光体べルト
ｌとの位置関係の精度が保たれている。

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　、ＩＯ，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は転写装置たる転写器、　１２Ａは除電バー　１３
はクリーニング手段たるク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１３
Ｂは画像形成中には感光体ベルトｌの表面より離間しｔ
；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。

前記の転写器１２とクリーニング装置１３は前記回動ロ
ーラ２とは別の回動ローラ３を巻回する感光体ベルトｌ
の周面に対向されていて、特に転写器１２に関しては前
記回動ローラ３下部における接線に対向するよう配置さ
れ、画像の転写を受けた転写材が感光体ベルトｌより分
離して直進し易いように構成している。

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−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レンス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（顕
像媒体）の装填された現像器８により現像されて、ベル
ト表面にトナー像が形成される。得られたトナー像はベ
ルト面に保持されたまま感光体ベルトｌの周面より引き
離されている清掃手段たるクリニング装置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ベルト表面への書込みが
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
。

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ベルト表面にシア
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ｌ成分あるいは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１−１４に収容された転写材は給
紙ローラＩ６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
て左方向に向かい、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。

方、転写材への転写を終えた感光体ベルトｌは上方に搬
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よって再び前記ブレ
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
。

前記の感光体ベルト１１帯電器６、クリーニング装置１
３は前記の回動ローラ２および３を含めて第３図に示す
ような前後の基板３ＯＡと３０Ｂの間に収めてユニット
化され、独立したカートリッジ３０として装置本体に着
脱される。

すなわち前記の各基板３０Ａと３０Ｂは３本のステー３
１を介して一体とされていてその間に感光体ベルト１を
巻回した前記回動ローラ２と３ならびにテンンヨンロー
ラ５を軸受は支持し、さらに帯電器６とクリーニング装
置１３を挟持している。

前記カートリッジ３０は装置本体に対し前方より水平に
挿入して装着される。挿入に際しては前面に取付けた取
手３５が利用される。

装置本体の内部には前記回動ローラ２および３の各軸心
部に嵌合する駆動と固定の２本の軸が設けられていて、
前記回動ローラ２および３をそれぞれ外嵌することによ
りカートリッジ３０が装置本体に支持・装着されるよう
になっている。

第４図は第３図におけるＡＡ断面を示したもので、前記
回動ローラ２および３は、カートリッジ３０単体では前
記の各基板３ＯＡおよび３０Ｂの内側に相対して形成し
ｔ；リング状の各リブＲ１およびＲ２にそれぞれ遊嵌の
状態で支持されている。

一方装置本体には装置の動力系に接続する歯車Ｇを有す
る駆動軸２Ａと固定軸３Ａが突設されていて該駆動軸２
Ａと固定軸３Ａとに前記回動ローラ２と３とをそれぞれ
外嵌することによりカートリッジ３０が支持されると同
時に該回動ローラ２と３の位置ならびに間隔が決定され
従って感光体ベルトｌの感光面も所定位置に設定される
。

前記駆動軸２Ａと固定軸３Ａは各回動ローラ２および３
を挿通したあとナツト２Ｂを締付けて回動ローラ２を駆
動軸２Ａに固定して一体とし、−また回動ローラ３はナ
ンド３Ｂの取付けにより固定軸３Ａに対し回動自在に保
持される。

なお、カートリッジ３０自体も装置本体への装着後に基
板３ＯＡもしくは３０Ｂの何れか一方を装置本体に係止
して保持されるものとする。

第５図は各像形成手段の感光体ベルトｌに対する関係位
置の設定構造を示すもので現像手段に関しては第１図に
おける矢示ｘＸ断面をもってその要部を第５図（Ａ）に
、さらに像露光手段に関しては収束性分伝送体を有する
光学系をＹＹ断面をもって第５図（Ｂ）に示す。

第５図（Ａ）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に回動自由に軸受は
支持されている。前記突当コロ９Ｂは、前記回動ローラ
２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）を構成し、現像器９は常に適正な現像汽理を行う
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後
述の付勢機構によって回動ローラ２に圧接される。

各現像器の構造、機能につき現像器９の場合を例をして
説明する。

第６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ｌ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
現像剤が介在しない状態で所定の荷重をもって圧接され
る。１９Ｂ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１９ｃ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１９Ｂ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、供給ローラ１９Ｅを介して現像スリーブ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
ペル＋−ｉ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さらには
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、その結実現像スリーブ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１９
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５図（Ｂ）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ｌの
外側において前記回動ローラ２に圧接するよう板バネ等
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ｌ−１の周面に
対し常に一定の間隔をも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。

さらに感光体ベルト１に関しては第５図の（Ａ）。

（Ｂ）に示す如くその内周に一対の連続したガイドレー
ルＩＡを一体に形成し該ガイドレールＩＡを前記回動ロ
ーラ２のガイド溝４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。

また前記各現像器は、第６図に示す現像器９の例にある
ようにハウジング２９Ａの底面に前後各−対の移動用コ
ロ２９Ｂを備えていて、第７図に示す装置本体固定の現
像ガレージ４０内を水平方向に移動出来るよう組込まれ
ている。

前述した如く回動ローラ２は８０〜１２０ｍｍ程度の回
動ローラ３は２０〜５０ｍｍ程度の外径寸法を有してお
り、一方各現像器は上下の高さが２０ｍｍ程度迄に薄型
化されているので各現像器は第７図に示すように現像ガ
レージ４０に積層した状態で組込んだ上、回動ローラ２
を巻回する感光体ベルトＩに対し各突当てコロを適確に
圧接して現像スリーブとの間に所要の現像間隔を形成す
ることが出来るようになっている。

また前記現像器９はその右側部をトナーボックス３９Ａ
とし、該トナーボックス３９Ａに収容した補給用のトナ
ーをトナー補給ローラ３９Ｂとスポンジローラ３９Ｃの
回動により現像器内に供給するようになっている。

さらに前記現像器９はハウジング２９Ａの右外側面の突
起２９Ｃ上の規制ピン２９Ｄを、前記現像ガレ−ジ４０
に設けた回転軸４１と一体のカム板４２の溝カム４３に
係合させている。

前記回転軸４■が時計方向に回転した位置にある場合に
はカム板４２の溝カム４３は、規制ビン２９Ｄを介して
現像器９を左方向すなわち感光体ベルトｌ側に移動させ
た上、さらに前記規制ビン２９Ｄを自由の状態としてい
てその結実現像器９は現像ガレージ４Ｄとの間に張架し
た引張バネ４４の作用によって左方向すなわち感光体ベ
ルトｌの方向に付勢され、前述した如く突当コロ９Ｂを
回動ローラ２に当接させて感光体ベルト１に対する現像
スリーブ９Ａの位置を設定する。

これに対し前記回転軸４１を反時計方向に半回転すると
、前記溝カム４３は規制ビン２９Ｄを介して現像器９を
右方向すなわち感光体ベルトｌより離れて退避させる方
向に移動し、それによって前記力−トリンジ３０の装置
本体への装脱が可能となる。

なお各現像器は個々に右方向に移動することによって第
７図に示す現像器９の例の如く遮蔽板３９Ｄの開放が可
能となり、従って前記トナーボックス３９Ａに対するト
ナーの補給を行うことが出来ることとなる。

また本発明のカラー画像形成装置は、感光体ベルトを搬
送する駆動用の回動ローラの下方に各現ＩｇＡ器を横方
向に並列して配置することも可能である。

第８図はかかる配置をとったカラー画像形成装置の一例
であって、感光体ベルｌ−１０１駆動用の回動ローラ１
０２の上方に一対の従動用の回動ローラ１０３を横方向
に配置して転写材の搬送面を水平に設けた構成を示した
ものである。

この例においても前記の回動ローラ１０２および１０３
をはじめ帯電器１０６、クリーニング装置１１３の各像
形成手段を支持するカートリッジ１３０は、前例同様の
機能をもつ現像ガレージ１４０を操作することによって
各現像器を下方に移動させて、装置本体に対し前方より
水平に挿入して装着される。

かかる配置をとることにより装置本体の占める床面積を
小さくすることが出来ると共に現像器の取扱いに際して
のトナーの流出、飛散を防止することも出来る。

また転写材の搬送面が水平方向でしかも装置本体の上部
に位置するためコピー作業が容易となる特徴も有する。

〔発明の効果〕

本発明は、可撓性のベルト状像形成体の構成する画像形
成面を該象形成体を駆動する回動ローラの周面によって
形成することによって、摩擦抵抗を受けることなく像形
成体を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、その結果高精度のカラー画像が得られると共に
装置自体も簡略化、コンパクト化さ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図および第８図は本発明のカラー画像形成装置の断
面構成図、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図は前記装置のカートリッジ
の正面図、断面図および要部断面図、第６図は現像器の
断面図、第７図は現像ガレージの正面図。 ｌ・・・感光体ベルト ２．３　、ＩＯ２，］０３・・・回動ローラ５・・・テ
ンションローラ　６，１０６・・・帯電器７．１０７・
・・レーザ書込み系ユニット９Ｂ・・・現像スリーブ ８．９．１０，１１，１０８．１０９．ｌｌｏ、ｉｌｌ
・・・現像器１２．１１２・・・転写器 １３．１１３・・・クリーニング装置 １４．１１４・・・給紙カセット　１６．１１６・・・
給紙ローラ１７．１１７・・・タイミングローラ １８．１１８・・・定着ローラ　　１９，１１９・・・
排紙ローラ２０．１２０・・・トレイ　　　　　３０・
・・カートリッジ３０Ａ、３０Ｂ・・・基板　　　　　
３１・・・ステー３５・・・取手　　　　　　　４０・
・・現像ガレージ４０Ａ・・・支持台　　　　　　４２
・・・カム板４３・・・溝カム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の回動ローラと、該回動ローラにより支持さ
   れ張架・回動するベルト状像形成体と、その周縁部に像
   形成手段を配設したカラー画像形成装置において、前記
   回動ローラに対し複数の現像器が対向する一方、他の前
   記回動ローラに対し転写装置が対向することを特徴とす
   るカラー画像形成装置。
2. （２）前記ベルト状像形成体上にカラートナー像を形成
   した後、これを転写材上に転写することを特徴とする請
   求項１記載のカラー画像形成装置。