JPH0387893A - 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、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１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６０−９５
４５８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
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。

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成手段は前記の感光
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
れるが、これらの各像形成手段は前記の感光体ベルトを
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
。

また、カ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。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような像形成体上に各色のトナー像を重ねて形成
して転写を行うようにしたカラー画像形成装置では、ク
リーニング手段が像形成体に圧着あるいは解除すること
を必要とする。クリーニング手段としてクリーニングブ
レードを用いることは、回収したトナーが比較的飛散し
ない点で優れているが、上記クリーニングブレードの先
端に掻き取られたトナーは、塊状になってクリーニング
ブレードの圧着時あるいは圧着解除時に像形成体上に付
着して、その後の画像品質を著しく低下させるという問
題点がある。

本発明は、前記のようなりリーニング時に発生する塊状
トナーの付着を防止して完全に清掃して、良好な画像品
質の得られるベルト状像形成体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。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、横方向に配設された２つの回動ローラと、
該回動ローラ間に張架されか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、ベルト状像形成体
が前記回動ローラに当接する部分において対向する圧接
・解除機構をもったクリーニング部を有していて、該ク
リーニング部は先端を上流部分に向けたクリーニングブ
レードの圧接部が水平線に対し上方３０度ないし下方６
０度の角度範囲内にあり、前記クリーニングブレードよ
り下流側にあるクリーニングローラの圧接部が水平線に
対し下方３０度ないし９０度の角度範囲内にあることを
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〕

第１図は本発明のカラー画像形成装置の一実施例の構成
を示す断面図、第２図（ａ　）、（ｂ　）は第１図のク
リーニング装置の構成を示す断面図、第３図は第１図の
カラー画像形成装置による画像形成のタイムチャートで
ある。

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ゴムローラからなる回動ロ
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ｌ−１に内接するガイド部材であっ
て、前記感光体ベルｌ−１は外方に付勢されたテンショ
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。この際ガ
イド部材４には像形成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。勿論この凹部は摺擦抵抗が
低い場合は設けなくてもよい。また感光体ベルトｌ或は
ガイド部材４間の摺擦抵抗を下げる目的でテフロン加工
等の低摩擦部材を感光体ベル）ｌあるいはガイド部材４
の何れかの表面に設け、あるいは前記の低摩擦部材で構
成することが好ましい。

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は帯電手段であるスコロトロン型の帯電器、７は像露
光手段であるレーザ書き込み系ユニット、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ｌ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、感光体ベルト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。

前記レーザ書き込み系ユニット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！　８．９．１０．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
もので前記感光体ベルトｌと所定の間隙を保つ各現像ス
リーブ８Ａ、９Ａ、ｌＯＡ、ＩＩＡを備え、感光体ベル
ト１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。

１２は転写器、１２Ａは除電バー　１３は詳細は後述す
るクリーニング部のクリーニング装置で、このクリーニ
ング装置１３のクリーニング手段であるクリーニングブ
レード１３Ａ（以下ブレードともいう）及びクリ、−ニ
ングローラ１３Ｂ（以下ローラともいう）は画像形戊申
には感光体ベルト１の表面より離間した非接触の位置に
保たれ、画像転写後のクリーニング時のみに感光体ベル
トｌの表面に圧接される。

１４は転写紙を収容し着脱自在に装置下方に設けられた
給紙カセット、１５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は装置上部に
設けた排紙皿、４Ａは感光体ベルト１の内側にあってガ
イド部材４と一体に設けられた密閉収納箱、３４はその
一端はクリーニング装置１３の底部の開口に接続し他端
は密閉収納箱４Ａに設けられた開口に接続し、内部にト
ナー搬送スクリュー３３を有するトナー搬送管である。

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、次の像形成シス
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−旦画像メモリに格納され
る。次いでこの画像データは、記録時取り出されて記録
部である例えば第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が前記レーザ書き込み系
ユニット７に入力されると、レーザ書き込み系ユニット
７においては、半導体レーザ（図示省略）より発射され
るレーザビームは、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及び７Ｅにより光路を曲げられて、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１の周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームがインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
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１の移動による副走査
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
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１３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
信号が前記書き込み系ユニット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感光体ベルト１周面へ
の書き込みが行われ潜像が形成される。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
上に重ねて形成される。

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周面に、
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ト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．ｌ
Ｏ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成分或は２
１＊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、転写部において給紙カセット１４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１４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ｌ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トｌよ
り確実に分離して上方に向かい、定着ローラ１８によっ
て画像を溶着されたのち排紙ローラ１９を経て排紙皿２
０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
に移動を続けて回動ローラ３に対峙してそのブレード１
３Ａ、ローラ１３Ｂを圧接状態としｔ；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
終了をまって再び前記ブレード１３Ａを引き離したのち
若干遅れて前記ローラ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１３のローラ１
３Ｂはクリーニング終了後ブレード１３Ａが感光体ベル
トｌより離れるときベルト１表面とブレード１３Ａの間
に取り残されて塊状になり易い少量のトナーを完全に除
去するためのものであり、感光体ベルトｌと逆方向に回
転しながらベルト１表面との圧接部を摺擦し残留トナー
を回収する。回収されたトナーは内部にトナー搬送スク
リュー３３を備えたトナー搬送管３４を経て密閉収納箱
４Ａへ搬送・収容される。

以上のカラー画像形成のシーケンスを第３図によって説
明する。

回動ローラ２，３の回転により移動を始める感光体ベル
ト１は移動と同時に帯電器６により帯電が始められる。

１回転目において前記第１の色信号による像露光が上記
帯電より時間ｇ遅れて始められ、さらに時間り遅れた現
像器８による現像処理を受けたあと２回転目に入り、前
記第２の色信号による像露光とそれより時間ｉ遅れた現
像器９による現像処理を受ける。さらに３回転目におい
て前記第３の色信号による像露光と時間ｊ遅れた現像器
１０の現像処理を受ける。さらに４回転目において黒色
信号による像露光と時間に遅れた現像器１１の現像処理
を経てカラー画像を形成する。

ここで、時間ｈ＋　ｌ　＋　ｊ　Ｈｋは感光体ベルトｌ
が像露光位置からそれぞれの現像処理を受ける位置に達
するまでに要する時間であり、同じくＸは像露光位置か
ら転写器１２に達するまでに要する時間、ｙは像露光位
置からクリーニング装置１３のブレード１３Ａの圧接部
に到達するまでに要する時間である。また、ｌは原稿の
全画像面が像露光あるいは現像処理位置等の定点を通過
するに要する時間であって、それらの現像処理あるいは
転写、クリーニング等の作用は破線をもって示すように
前記ｌの前後に若干余裕をもった時間の開作動されるよ
うになっている。

かくして、形成されたカラーのトナー画像は４回転目の
後半から転写紙に転写され、転写紙は前述したように定
着ローラ１８．排紙ローラ１９を経て排紙皿２０上に排
出されるのに対し、感光体ベルトｌはなお付着している
残留トナーをクリーニング装置１３のブレード１３Ａ及
びローラ１３Ｂによって剥離・清掃され、続いて行われ
る新たな画像形成のための帯電に備えるようになってい
る。ここでαはクリーニング装置１３のブレード１３Ａ
が感光体ベルトｌより引き離されたのち遅れてローラ１
３Ｂが感光体ベルト１より引き離される遅れ時間で、感
光体ベルト１の定点がブレード１３Ａの圧接部からロー
ラ１３Ｂの圧接部に到達するに要する時間より少し大き
く取った時間である。

次に、前記クリーニング装置１３について、第２図（ａ
　）、（ｂ　’）によって詳細に説明する。第２図（ａ
）はクリーニング装置１３が感光体ベルトｌに圧接され
た状態を示し、第３図（ｂ）はクリーニング装置１３が
圧接解除された状態を示す。

図において、　１３１は軸１３１ａの周りに回動自在に
設けられたくの字状の揺動レバーで、その一端のブレー
ドホルダ１３１ｂにはクリーニングブレード１３Ａが保
持され、他端にはピン１３１ｃが植設されている。１３
２は軸１３２ａの周りに回動自在に設けられたへの字状
の揺動レバーで、その一端にはクリーニングローラ１３
Ｂが回動自在に設けられていて、他端にはピン１３２ｃ
が植設されている。１３３Ａ　、　１３３Ｂは噛み合っ
た歯車１３７．１３８に固設されたレバーで、それぞれ
の先端はピン１３１ｃ、　１３２ｃと係合するようにホ
ーク状に形成されている。１３４は板状の硬質ウレタン
ゴム等からなる掻き取り板、１３９Ａ、１３９Ｂは引張
バネで、引張バネｌ　３９Ａは揺動レバー１３１を反時
計方向に、引張バネ１３９Ｂは揺動レバー１３２を時計
方向に回動・付勢するように、ケース１３Ｅと各揺動レ
バー１３１，１３２の間に張架されている。クリーニン
グブレード１３Ａ（ブレード１３Ａ）は感光体ベルトｌ
の幅方向の全長に等しい長さを有する硬質ウレタンゴム
の弾性板からなるブレードで、先端を上流部に向けて設
置されている。クリーニングローラ１３Ｂ（ローラ１３
Ｂ）は上記ブレード１３Ａの下流側にあって外周をスポ
ンジ状の発泡プラスチックから形成されたローラで、そ
の両端に同軸に設けられた歯車１３６と軸１３２ａに固
設された歯車１３５によってクリーニング時回動「−ラ
３と反対方向に回転されるようになっている。

上記クリーニング装置１３の駆動機構は、第１図に示す
クリーニング装置１３のケース１３Ｅの前後の外側面に
取り付けられ、軸１３１ａ、　１３２ａはケース１３Ｅ
を貫通し、前後一対の歯車１３５及び歯車１３７は装置
本体制御部の制御によって作動され、歯車１３５は装置
本体の駆動源によって駆動されるようになっている。

クリーニング時には第２図（ａ）に示すように歯車１３
７．１３８はフリーの状態となり、ブレード１３Ａは引
張バネ１３９Ａにより所定の圧力で感光体ベルト１表面
に圧接し、残留トナーを剥離・清掃しケース１３Ｅの底
部に落下させる。

また、ローラ１３Ｂも引張バネ１３９Ｂにより所定の圧
力で感光体ベルトｌの表面に圧接しさらに残留したトナ
ーを拭き取り、拭き取られたトナーは掻き取り板１３４
によって掻き取られケース１３Ｅの底部に落下する。

感光体ベルトｌのクリーニングが終了すると制御部の制
御により歯車１３７は時計方向に回動させられ、これに
噛み合う歯車１３８は反時計方向に回動し、これらに固
設したレバー１３１は時計方向、レバー１３２は反時計
方向に回動する。従って揺動レバー１３１は時計方向に
、揺動レバー１３２は反時計方向に回動し、ブレード１
３Ａ及びローラ１３Ｂは第２図（ｂ）に示すように圧接
を解除させられる。

この場合、歯車１３７．１３８の歯数比、レバー１３３
Ａ。

１３３Ｂの長さの比、ホーク部のピン１３１Ｃ，１３２
ｃとの余裕間隔等によって、ローラ１３Ｂの圧接解除は
ブレード１３Ａの圧接解除より時間σだけ遅れて行われ
るように調整されている。

従って、ブレード１３Ａの圧接時及び圧接解除時に塊状
のトナーが発生残留してもローラ１３Ｂによって完全に
取り除き清掃することができる。

なお、ブレード１３Ａ及びローラ１３Ｂの圧接部の位置
は剥離されたトナーの回収を容易にし、効率良くクリー
ニングが行われるためには下記のような位置にあること
が必要である。

いま、第２図（ａ）において、θｌを回動ローラ３の回
動中心を中心にしてこの中心を通る水平線とブレード１
３Ａの圧接位置とのなす角度、θ２を同じくローラ１３
Ｂの圧接位置の上記水平線となす角度とし、水平線より
上方向を〜、水平線より下方向を十としたとき、θｌ、
θ２の角度範囲は検討した結果＝３００　≦　θｌ　≦
　６０’ ３０°　≦　０２　≦　９０゜ が好ましい。ブレード１３Ａを上記の角度とすることに
よりブレードによりかきとられたトナーはブレード背面
をすべり落ち、ブレード先端部近傍におけるトナーの蓄
積は起こらない。

一方、θｌが一３０’より上方向に設定されるとブレー
ド上部にトナーの蓄積が起こりブレード解除時トナーが
下方のローラ１３Ｂ上に落下したり、感光体に付着する
問題が生じる。またブレード先端に蓄積したトナーはク
リーニング性能を低下させる。

一方θｌが＋６０″より下方に設定されるとクリーニン
グ装置全体が帯電器と近接し、帯電器をトナーで汚染す
るという問題を発生する。

ローラ１３Ｂについては、上記の角度とすることにより
、ブレード解除時落ちてくるトナーの落下位置をさける
とともに感光体に付着したトナーを有効にクリーニング
することができる。このローラ１３Ｂはトナーを完全に
クリーニングすることは不要であり、帯電器、現像器部
でこのトナーと接触あるいは落下しない程度に除去、あ
るいは、ならすことでその機能を果すことができる。θ
２が＋３０°より上方に設定された場合はブレードの解
除時のトナーの落下がローラ上に起こり、ローラがトナ
ーで汚染されクリーニング性が低下する。

一方、θ２が９０″より下方に設定された場合は、クリ
ーニング装置全体が帯電器と近接し帯電器をトナーで汚
染するという問題を発生する。また、回動ローラ３から
感光体ベルトが密着しない位置となリローラの圧接が不
安定になるという問題が生じる。

以上のようにθ１．θ２をこのような位置に設定すると
良好なりリーニング効率が得られ、トナーの漏れによる
トナー飛散も防止できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように構成しｔ；ので、ブ
レードによるクリーニング時に発生し易い塊状のトナー
の残留を防止し、ベルト放像形戊体上の転写後の残留ト
ナーを完全に掻き取りトナー飛散の極めて少ない清掃を
行うことができる。従って、画像品質の優れたカラー画
像形成装置を提供できることとなった。

【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一実施例の構成
を示す断面図、 第２図（ａ　）、（ｂ　）は第１図のクリーニング装置
の構成を示す断面図、 第３図は第１図のカラー画像形成装置による画像形成の
タイムチャートである。 ｌ・・・感光体ベルト　　　　２，３・・・回動ローラ
１３・・・クリーニング装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 横方向に配設された２つの回動ローラと、該回動ローラ
   間に張架されか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、ベルト状像形成体が前記回動ロ
   ーラに当接する部分において対向する圧接・解除機構を
   もったクリーニング部を有していて、該クリーニング部
   は先端を上流部分に向けたクリーニングブレードの圧接
   部が水平線に対し上方３０度ないし下方６０度の角度範
   囲内にあり、前記クリーニングブレードより下流側にあ
   るクリーニングローラの圧接部が水平線に対し下方３０
   度ないし９０度の角度範囲内にあることを特徴とするカ
   ラー画像形成装置。