JPH0377973A - 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６１−１００７７
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、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６０−７
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〕

かかるベルト状像形成体は装置本体の容積を有効に利用
するため水平方向に設けた一対の回動ローラに張架して
使用されるのが一般的であって、それによって装置本体
はドラム状の感光体を備える装置に比して上下方向は縮
小されるもののその反面左右方向は可成り増大するのが
避けられずそのため設置に際して床面積を大きくとると
云う短所があった。

本発明はこの点を解決して改良した結果、ベルト状像形
成体の使用により特に転写材の分離機能を向上させると
ともに装置の床面積を極力小さくして狭いスペースでも
容易に設置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、該回動ローラ間に張
架されて回動するベルト状像形成体と、該ベルト状像形
成体の背面側にあって該ベルト状像形成体を支持する曲
率を有する支持体とから成り、複数の現像器が前記支持
体、に対向してほぼ水平に重ねて配置され、該現像器は
間隙保持手段を有していて該間隙保持手段を介して前記
支持体に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７図に示す。

第１図において、■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は上下方向に配設した
回動ローラ２と３ならびに２１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は感光体ベルトを支持する支持体すなわち前記感光体
ベルトｌに内接するガイド部材であって、前記感光体ベ
ルトｌ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に摺擦
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の前記回
動ローラ２ないしガイド部材４に接する位置に配設され
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ｌと所定の間隙を保つ各現像スリー
ブ８Ａ、９Ａ、ＩＯＡ、１１Ａヲｌｉｔ　、ｔ、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、１２Ａは除電パー、１３はクリーニング
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１３Ｂは画像形成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−星画
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
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（ａ
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Ｉ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）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
。

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１ｍ分現像剤あるいは２１を
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。

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。

一方、転写材への転写を終えた感光体ベルト１は上方に
転じて搬送を続け、回動ローラ２１上でブレード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１３＾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ｌ、ガイド部材４ならびに帯電器６
．クリーニング装置１３は、第３図に示すように前後の
基板３０Ａと３０Ｂの間に収めてユニット化され、独立
しＩ；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はガイド部材４と
ステー３１を介して一体とされていてその間に感光体ベ
ルトｌを巻回した前記回動ロー２２と３および２１と、
テンションローラ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。

前記ガイド部材４はその内部に中空のトナー回収容器４
Ａを形成していて該トナー回収容器４Ａの上部にクリー
ニング装［１３から回収した廃トナーを搬送するトナー
搬送管３４の端部を接続している。

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。

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２８よび３は、カートリッジ３０単体では前
記の各基板３０Ａおよび３０Ｂの内側に相対して形成し
たリング状の各リブ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２＾と固定軸３Ａが突設されていて該駆動軸２
人と固定軸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ｌ−１の感光面も所定位置に設定され
る。

前記駆動軸２人と固定軸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はナツ
ト３Ｂの取付けにより固定軸３人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３０Ａ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。

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の内部に形成したトナー回収
容器４Ａに接続してトナー回収口３４Ａを開口している
。

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１３
の回収したトナーをトナー搬送管３４を経て前記トナー
回収容器４Ａに送り収容する。

回収された廃トナーは自重によってトナー回収容器４Ａ
の底部に順次落下して行くので局所的な堆積を生ずるこ
となく従ってトナー回収容器４Ａはその全容量に淳する
迄多量の廃トナーを収容することが出来る。

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、帯電手段に関しては第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、また現像手段に関しては矢示ＹＹ断面をもってその
要部を第５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ＺＺ断面をもって第５・
図（Ｃ）に示す。

第５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、ＷＩ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。Ｗ、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外側において前記回動ローラ
３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Ｗ、やグリッドＷ、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５図（Ｂ）における９Ａは現像器９の現像スリー
ブ、　９Ｂは間隔保持手段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、前記ガイド部材４に圧接された場
合、現像スリーブ９Ａの局面が感光体ベルト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ｌ−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〜ｌ
■ｍ）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後
述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１９Ｇ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９＾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ｌ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源から交流成分を含
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バ１９
０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（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ｌの
外側において前記回動ローラ３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の局面に対
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。

さらに感光体ベルトｌに関しては第４図及び第５図に示
す如くその内周に一対の連続しｔ；ガイドレールＩＡを
一体に形成し該ガイドレールＩＡを前記ガイド部材４の
ガイド溝４Ｂに係合させるさらには回動ローラ３あるい
は駆動ローラ２の同様のガイド溝３Ｂ、２Ｂ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の底面に前後各一対の移動用コロ２
９Ｂを備えていて、第７図に示す現像ガレージ４０の支
持台４０Ａの上を水平方向に移動出来るように組込まれ
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上の規制ビン２９Ｄを、前記現像ガレージ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４１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４０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ｌ−１の方向に付勢され、前述した如く突当コロ９Ｂ
をガイド部材４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ｌ−１より離れて退避させる
方向に移動し、それによって前記カートリッジ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。

〔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
成面を装置本体の垂直方向に設置することによって、装
置の設置に当たって占める床面積を小さくするとともに
像形成体内部への廃トナーの回収を容易かつ確実に行え
るようにしたもので、その結果コンパクトでメンテナン
スの容易な実用性に優れたカラー画像形成装置が提供さ
れることとなっｔ；。

【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ｌ−２，３，２１・・・回動ローラ
４・・・ガイド部材　　　　４人・・・トナー回収容器
２Ｂ、３８．４Ｂ・・・ガイド溝　　５・・・テンショ
ンローラ６・・・帯電器 ７・・・レーザ書込み系ユニット ８．９．１０．１１・・・現像器　１２・・・転写器１
３・・・クリーニング装置　１４・・・給紙カセット１
６・・・排紙ローラ　　　　１７・・・タイミングロー
ラ１８・・・定着ローラ　　　　１９・・・排紙ローラ
２０・・・トレイ　　　　　　　３０・・・カートリッ
ジ３０＾、３０Ｂ・・・基板　　　　３１・・・ステー
３３・・・トナー搬送スクリュー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の回動ローラと、該回動ローラ間に張架され
   て回動するベルト状像形成体と、該ベルト状像形成体の
   背面側にあって該ベルト状像形成体を支持する曲率を有
   する支持体とから成り、複数の現像器が前記支持体に対
   向してほぼ水平に重ねて配置され、該現像器は間隙保持
   手段を有していて該間隙保持手段を介して前記支持体に
   対向することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）すくなくも前記像形成体と前記支持体とは一体的
   に取出し可能であ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。
3. （３）前記支持体内にトナー収納空間を有し、該トナー
   収納空間の上部位置にトナー収納口を有することを特徴
   とする請求項１記載のカラー画像形成装置。