JP2802789B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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61−100770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60−76766号、
同60−95456号、同60−95458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非接触現像法により現像してカ
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〕

かかる感光体ベルトは基体と有機感光層の間に導電層
を挟んだ薄いシート状の感光体であってエンドレスの形
態で使用されるために、端部を相互に重ね合わせて超音
波接着を施したリング状のものが使用される。

そのため接着部に感光体の厚さに相当する段差が生ず
るのが避けられず、非接触現像によってもその段差に現
像剤中のトナーが不要に付着するのでカラー画像の場合
には他の現像器内の混色を生じ、またキャリアが付着し
た場合にはクリーニング時に感光体を傷つけたりする結
果とする。

本発明はこの点を解決して改良した結果、端部を重ね
合わせた感光体ベルトの使用によっても不要なトナーや
キャリアを付着させず高品質の画像を得ることの出来る
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、ベルト端部を上下に貼り合わせたベルト
状像形成体を複数の回動するローラ間に張架し、該ベル
ト状像形成体の周縁部に非接触現像を行う現像装置を配
置し、該現像装置の現像剤層とベルト状像形成体との間
隙（Ｄ）はベルト状像形成体のベルト厚（ｔ）より大き
くなるように設定し、該現像装置は現像バイアス電圧と
して直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加するものであ
ることを特徴とする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、１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１はゴムローラからな
る回動ローラ２及び金属ローラからなる回動ローラ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あっ
て、前記感光体ベルト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。

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の前記ガ
イド部材４に対抗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１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
8A,9A,10A,11A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。

12は転写器、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とトナー回収ローラ13Bは画像形成中には感光体ベ
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
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
（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及び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１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１
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
（顕像媒体）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、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１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によって非接触
の状態で反転現像される。

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。

10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
に交流のバイアスが印加され、現像手段である１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１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へと供給され
る。

画像の転写・除電を受けた転写材は、除電効果により
トナー飛散等の画質へ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をする感光体ベルト１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はさら
に搬送を続けて回動ローラ３に対峙するブレード13Aと
回転するスポンジ部材からな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、それより少し後にトナー回収ローラ1
3Bを引き離し新たな画像形成のプロセスに入る。

前記感光体ベルト１は、厚さ30〜100μｍのPET（ポリ
エチレンテレフタレート）を基体1Aとしその上に導電層
1Bを挟んで感光体層として電荷発生層と電荷移動層とか
らなる厚さ10〜30μｍのOPC層1Cを塗布した全体の厚さ
が0.1mm前後の感光体のシートを特定形状に切断後その
端部を相互に貼り合わせてリング状に形成したもので、
回動ローラ２および３に対しOPC層1Cを外向きの状態に
張架してエンドレスの形態で矢示Ａ方向に循環して搬送
される。

前記感光体ベルト１の移動方向すなわち矢示Ａ方向に
対し、ベルト先端部E1はベルト後端部E2に対しリングの
内側から0.3〜3mm程度の範囲で重ね合わされ超音波接着
によって接続されている。

一方前記各現像器には次に記す構造のものが使用され
る。

第３図（Ａ）は現像器９の断面を示したもので9Aは、
固定されたマグネットローラを内包する現像スリーブで
同軸上の両側部に設けた突当コロ9Bをガイド部材４と当
接させることにより感光体ベルト１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。9C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。9Dおよび9E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9Dと前記トナー搬送スクリ
ュー9Eは互い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9D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9E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、現像スク
リュー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層状をなしたこの
現像剤層は、薄層形成部材9C部分を通過する過程で薄層
となり、現像領域において時計方向に搬送する感光体ベ
ルト１の周面上の潜像を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成分に
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9F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。

第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の現像器９の矢示AA断面
を示したものである。第３図（Ｂ）において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の両側にあって回転
軸Ｓに回動自由に軸受け支持されている。

前記突当コロ9Bは、前記ガイド部分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１の外周面と
の間に0.2〜1.0mmの現像間隔に相当する間隙を形成出来
るように現像スリーブ9Aより若干大きな外径寸法を有し
ている。

前記現像スリーブ9Aは、第４図に示すように薄層形成
部材9Cによって形成された周面上の現像剤層が感光体ベ
ルト１の画像形成面に対して感光体ベルト１の厚みｔよ
り大きな間隙Ｄを隔てて対峙するよう、前記突当コロ9B
のガイド部材４への当接によって位置が設定されてい
る。

それによって現像スリーブ9Aは周面上の現像剤層を感
光体ベルト１の重ね合わせによって生じた段部に接触さ
せることなく搬送することが出来る。すなわち、感光体
ベルトの厚さは通常100μｍ前後であることから、現像
間隙は100μｍ以上の間隙を有する様に設定する。さら
に前記間隙Ｄの値は出来得れば厚みｔの２倍以上とする
のが望ましく、それによって感光体ベルト１の先後端部
E1およびE2の重ね合わせによって生じた段部に対するト
ナーやキャリアの付着がより確実に防止される。

また、現像間隔を大として現像を行うには、現像バイ
アスが直流成分に加え、交流成分を有することにより現
像性能を向上させることが好ましい。そして前記の段部
の現像領域内の通過に際しては、現像スリーブの停止と
共に、現像スリーブ9Aに印加される現像バイアスを直流
成分のみに切替るかあるいはフローティングとし、現像
能力自体を低下させればそれによってトナーやキャリア
の付着をより有効に防止することが可能となる。

なおベルト後端部E2のエッジは斜めに面取り加工され
た上、その面取り部に露出した導電層は高抵抗のシーリ
ング材によってシールされたものが使用される。

かくして現像スリーブ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隔を構成し、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周知の付勢機構によってガ
イド部材４に圧接され、安定した状態で現像が行われ
る。

〔発明の効果〕

本発明は、ベルト状像形成体に対し端部の貼り合わせ
によって生じた段部にトナーやキャリアを付着させるこ
となくその感光面との間に適正な現像間隔を維持して現
像装置を設定出来るようにしたもので、その結果簡易な
製造手段によるベルト状像形成体を使用しても高品質の
画像を得ることの出来る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図および第４図
は前記装置の現像器の断面図およびその要部図。 １……感光体ベルト、４……ガイド部材 ６……帯電器 ７……レーザ書込み系ユニット 8,9,10,11……現像器 8A,9A,10A,11A……現像スリーブ 9B……突当コロ、9C……薄層形成部材 9D,9E……トナー搬送スクリュー 9F……スクレーパ、12……転写器 13……クリーニング装置、E1……ベルト先端部 E2……ベルト後端部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−279278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−10175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231458（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−60964（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/00 340 - 360 G03G 13/09 G03G 15/09 - 15/09 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベルト端部を上下に貼り合わせたベルト状
   像形成体を複数の回動するローラ間に張架し、 該ベルト状像形成体の周縁部に非接触現像を行う現像装
   置を配置し、 該現像装置の現像剤層とベルト状像形成体との間隙
   （Ｄ）はベルト状像形成体のベルト厚（ｔ）より大きく
   なるように設定し、 該現像装置は現像バイアス電圧として直流電圧と交流電
   圧の重畳電圧を印加するものであることを特徴とする画
   像形成装置。