JPH096085A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １ｓｔコピータイムが速く、且つコンパクト
な画像形成装置の提供を目的としたものであり、更に、
重ね合わせトナー像の安定した転写が成されるカラー画
像形成装置の提供を目的としたものである。 【構成】 ベルト状像形成体を水平に配置し、ベルト状
像形成体の外周面の上面部に沿って複数の帯電手段と現
像手段と、下面部に沿って転写材を収納する転写材収納
手段とを設け、またベルト状像形成体のトナー像形成直
後の側端部に中間転写手段を設け、像形成体上に重ね合
わされたトナー像を中間転写手段に転写し、転写材収納
手段から給送される転写材に前記トナー像を前記中間転
写手段より再転写することを特徴とするカラー画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、Ｆ
ＡＸ等の画像形成装置で、ベルト状の像形成体の周面に
帯電手段、像露光手段と現像手段を配置して画像形成を
行う電子写真方式の画像形成装置に関し、特に像形成体
の周面に複数の帯電手段、像露光手段と現像手段を配置
して像形成体の一回転中にトナー像を重ね合わせてカラ
ー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多色のカラー画像を形成する方法
の１つとして、１つの像形成体である感光体の一回転以
内に各色毎の帯電、像露光ならびに現像を順次行ってカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置が知られてい
る。

【０００３】しかし前記のカラー画像形成装置は、多色
のカラー画像を形成する方法としては、高速の画像形成
を可能とするものの、感光体の一周内に帯電器、像露光
手段と現像器を複数組配設する必要があること、像露光
を行う光学系が近接する現像器から洩れるトナーに汚れ
て画質を損なうおそれがあり、これを避けるため像露光
手段と現像器の間隔を大きくとる必要があることから必
然的に感光体の径が大きくなって装置を大型化すると云
う矛盾がある。この欠点を避ける目的から、像形成体の
基体を透明体の素材によって形成し、その内部に複数の
像露光手段を収容して、画像を前記の基体を通してその
外周に形成した感光層に露光する形態の装置が、例え
ば、特開平５−３０７３０７号公報によって提案されて
いる。

【０００４】また、像形成体としてベルト感光体を用い
たものが特開平５−２８９４６８号公報によって開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記画
像形成装置の像形成体としてベルト感光体を用いたもの
において、ベルト感光体の上部に複数の現像器を設けた
ものでは、現像器へのトナー供給、現像器の共通化等の
利点があるが、転写材の給紙、排紙系に問題を有してい
た。図５に従来のベルト感光体を用いたカラー画像形成
装置を示すが、図５（Ａ）に示すように水平に配置され
たベルト感光体４１０上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の帯電器４１１、
像露光手段４１２、現像器４１３により重ね合わせカラ
ートナー像を形成し、時計方向に回転されるベルト感光
体４１０の下部に設けた給紙カセット４１５より給送さ
れる転写紙Ｐにトナー像を転写した後上部に搬送し定着
装置４１７により定着して排紙しようとすると、トナー
像が形成されてから半回転後に転写せねばならず、転写
までの時間がかかり１ｓｔコピータイムが遅くなってし
まう。これを解消するために、図５（Ｂ）のようにトナ
ー像形成直後にベルト感光体４１０の側端部で転写しよ
うとすると、転写紙を上部より下部へ給送して搬送部や
定着装置４１７を配置することになり装置の大型化が免
れない。

【０００６】本発明はこの点を解決してベルト感光体を
用いた上記カラー画像形成装置の給排紙系を改良した結
果、１ｓｔコピータイムが速く、且つコンパクトな画像
形成装置の提供を目的としたものであり、更に、重ね合
わせトナー像の安定した転写が成されるカラー画像形成
装置の提供を目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、潜像を形成
するベルト状像形成体と、前記ベルト状像形成体の周囲
に帯電手段と像露光手段と現像手段とをそれぞれ複数組
み配設し、前記帯電手段によって前記像形成体を帯電さ
せ、前記像露光手段によって前記像形成体を像露光をさ
せ、前記現像手段による現像によって前記像形成体上に
トナー像を形成することを繰り返すことにより、前記像
形成体上に前記トナー像を重ね合わせて画像形成を行う
カラー画像形成装置において、前記ベルト状像形成体を
水平に配置し、前記ベルト状像形成体の外周面の上面部
に沿って前記複数の帯電手段と現像手段と、下面部に沿
って転写材を収納する転写材収納手段とを設け、また前
記ベルト状像形成体の前記トナー像形成直後の側端部に
中間転写手段を設け、前記像形成体上に重ね合わされた
トナー像を前記中間転写手段に転写し、前記転写材収納
手段から給送される転写材に前記トナー像を前記中間転
写手段より再転写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。

【０００８】

【実施例】本発明を構成するカラー画像形成装置の一実
施例の画像形成プロセスおよび各機構について、図１及
び図２を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例を
示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、
図１の給紙搬送経路を開放した図である。

【０００９】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体であるベルト感光体の基体が透明の素材によって形成
され、透明の基体の外周面に感光体層が設けられたベル
ト感光体を用い、ベルト感光体を水平に配置し、水平に
配置されたベルト感光体に対し内周面に沿って像露光手
段が、また外周面に沿って帯電器、現像器、中間転写ベ
ルト、クリーニング装置等の画像形成プロセス手段が配
置された構造である。

【００１０】像形成体としてのベルト状像形成体である
ベルト感光体１０は、例えば、内側に透明ポリイミド樹
脂等によって形成されるエンドレスのベルト状の基体を
設け、該基体の外周に透明導電層，ａ−Ｓｉ層あるいは
有機感光層（ＯＰＣ）等の感光体層をベルト上に形成し
たものであり、ベルト感光体１０の透明基体を内面とし
駆動ローラ１、従動ローラ２、テンションローラ３及び
駆動ローラ１と従動ローラ２との間に設けられた支持部
材５０に張架されて水平に配置され、帯電、露光、現像
プロセスが行われるベルト感光体１０の面を支持部材５
０に押圧された状態で時計方向に駆動回転される。

【００１１】本実施例では、画像露光用の露光ビームの
結像点であるベルト感光体の光導電体層において、光導
電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適性な
コントラストを付与できる波長の露光光量を有していれ
ばよい。従って、本実施例におけるベルト感光体の透明
基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露光ビ
ームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性が
あっても構わない。透光性基体の素材としては、ポリイ
ミド、フッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、などの各種透光性樹脂が使用
可能である。また、透光性導電層としては、インジウム
・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化イン
ジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどから
なる透光性を維持した金属薄膜が用いられ、成膜法とし
ては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリン
グ法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法など
が利用される。また、光導電体層としては、アモルファ
スシリコン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、アモルファスセレ
ン合金感光層や、各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用可能
である。

【００１２】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１は
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、ベル
ト感光体１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位
に保持された制御グリッドと放電ワイヤによるコロナ放
電とによって帯電作用を行い、ベルト感光体１０に対し
一様な電位を与える。

【００１３】各色毎の像露光手段である露光光学系１２
は、ベルト感光体１０の幅方向に配列した発光素子をア
レイ状に並べた線状のＦＬ（蛍光体発光），ＥＬ（エレ
クトロルミネッセンス），ＰＬ（プラズマ放電），ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）や、光シャッタ機能をもつ素子を
並べた線状のＬＩＳＡ（光磁気効果光シャッタアレ
イ），ＰＬＺＴ（透過性圧電素子シャッタアレイ），Ｌ
ＣＳ（液晶シャッタ）等の露光素子と、等倍結像素子と
してのセルフォックレンズとによりユニットとして構成
され、ベルト感光体１０に内包して設けられた支持部材
５０に取り付けられており、別体の画像読み取り装置に
よって読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取
り出されて各色毎の露光光学系１２にそれぞれ電気信号
として入力される。この実施例で使用される発光素子の
発光波長は６００〜９００ｎｍの範囲のものである。

【００１４】イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）および黒色（Ｋ）の一成分あるいは二成分の現像
剤をそれぞれ収容する非接触現像法を用いた各色毎の現
像手段である現像器１３は、水平に配設されたベルト感
光体１０の上部にベルト感光体１０の幅方向に左右に並
設され、それぞれベルト感光体１０の周面に対し所定の
間隙を保って同方向に回転する現像スリーブ１３１を備
えている。

【００１５】前記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電，露光光学系１２によ
る像露光によって形成されるベルト感光体１０上の各色
毎の静電潜像を現像バイアス電圧の印加により非接触の
状態で反転現像する。

【００１６】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＫの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納
される。

【００１７】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動してベルト感光体１０を時計方向へと回転し、
同時にＹのスコロトロン帯電器１１の帯電作用によりベ
ルト感光体１０に電位の付与が開始される。

【００１８】ベルト感光体１０は電位を付与されたあ
と、前記のＹの露光光学系１２において第１の色信号す
なわちＹの画像信号に対応する電気信号による露光が開
始されドラムの回転走査によってその表面の感光層に原
稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成する。

【００１９】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像されベルト
感光体１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形
成される。

【００２０】次いでベルト感光体１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらにマゼンタ（Ｍ）のスコロ
トロン帯電器１１の帯電作用により電位を付与され、Ｍ
の露光光学系１２の第２の色信号すなわちＭの画像信号
に対応する電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器１
３による非接触の反転現像によって前記のイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順
次重ね合わせて形成される。

【００２１】同様のプロセスによりシアン（Ｃ）のスコ
ロトロン帯電器１１、Ｃの露光光学系１２およびＣの現
像器１３によってさらに第３の色信号に対応するシアン
（Ｃ）のトナー像が、また黒色（Ｋ）のスコロトロン帯
電器１１、露光光学系１２および現像器１３によって第
４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね
合わせて形成され、ベルト感光体１０の一回転以内にそ
の周面上にカラーのトナー像が形成される。

【００２２】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光光学系１２
によるベルト感光体１０の有機感光層に対する露光はド
ラムの内部より前述した透明の基体を透して行われる。
従って第２，第３および第４の色信号に対応する画像の
露光は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受け
ることなく行われ、第１の色信号に対応する画像と同等
の静電潜像を形成することが可能となる。なお露光光学
系１２の発熱によるベルト感光体１０内の温度の安定化
及び温度上昇の防止は、支持部材５０に熱伝導性の良好
な材料を用い、低温の場合はヒータを用い、高温の場合
はヒートパイプを介して外部に放熱する等の措置を講ず
ることにより支障のない程度迄抑制することができる。

【００２３】また、各色の補給用の現像剤が補給槽２１
より対応する色の現像器１３に補給ローラ２１１により
補給され、２本の撹拌ローラ１３３，１３４により撹拌
されて現像スリーブ１３１に供給される。各色毎の現像
器１３による現像作用に際しては、それぞれ内部に固定
磁石１３２を配した現像スリーブ１３１に対し直流ある
いはさらに交流を加えた現像バイアスが印加され、現像
器の収容する一成分或いは二成分現像剤によるジャンピ
ング現像が行われて、透明電導層を接地するベルト感光
体１０に対してトナーと同極性の直流バイアスを印加し
て、露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像が行
われるようになっている。現像後の現像スリーブ１３１
上の現像剤のは掻き取り板１３５により掻き取られる。

【００２４】続いて、ベルト感光体１０の周面上に形成
されたカラーのトナー像は、中間転写ローラ４１の作用
により中間転写ローラ４１、アイドラローラ４２，４３
に張架され反時計方向に回転される中間転写手段である
中間転写ベルト４０に一旦転写される。中間転写ベルト
４０は、水平に設けられたベルト感光体１０のトナー像
形の形成方向に対して下流側、即ちトナー像形成直後の
側端部の駆動ローラ１に対抗して設けられる。

【００２５】かくして、中間転写ベルト４０の周面上に
形成されたカラーのトナー像は、転写部において、ベル
ト感光体１０の下部に設けられた転写材収納手段である
給紙カセット１５より上方に送り出され、給送部１５ａ
を経てタイミングローラ１６へ給送され、タイミングロ
ーラ１６の駆動によって、反時計方向に回転する中間転
写ベルト４０上のトナー像と同期して給紙される転写材
である転写紙Ｐに、転写器としての転写ローラ４５によ
り転写される。また、転写ローラ４５はタイミングロー
ラ１６によって転写部に給送される転写紙Ｐとの同期が
とられ、中間転写ベルト４０の周方向に転写紙Ｐの長さ
分の転写が行われる間のみ中間転写ベルト４０に圧接さ
れ、転写プロセスが行われない状態の時は中間転写ベル
ト４０と離間された状態が取られるように、不図示の画
像形成装置に設けられた制御部と転写ローラの圧接解除
機構とによって作動される。

【００２６】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは、アイ
ドラローラ４３の曲率により中間転写ベルト周面より分
離された後、転写ローラ４５の上方に設けられた搬送部
１４ｅを経て定着装置１７へ搬送され、定着装置１７に
おいて加熱ローラ１７ａと圧着ローラ１７ｂとにより加
熱・圧着されトナーが転写紙Ｐ上に溶着・定着されたの
ち、排紙部１８ａを搬送され排紙ローラ１８を介してカ
ラー画像形成装置１００の上部のトレイ上にトナー像面
を下側にして排出される。

【００２７】一方、ベルト感光体１０はクリーニング装
置１９においてベルト感光体１０の内部に設けられた支
持板５１と対向するクリーニングブレード１９ａによっ
てベルト感光体１０面を摺擦され残留トナーを除去、清
掃されて原稿画像のトナー像の形成を続行するかもしく
は一旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成にかか
る。クリーニング終了後、クリーニングブレード１９ａ
はベルト感光体１０の損傷を防止するために、ベルト感
光体１０より離間した状態に保たれる。

【００２８】また、転写紙Ｐが分離された中間転写ベル
ト４０は中間転写ベルトクリーニング装置４４において
クリーニングブレード４４ａによってベルト面を摺擦さ
れ残留トナーを除去、清掃される。

【００２９】ジャム処理に当たって給送部１５ａ、転写
ローラ４５、搬送部１４ｅ、圧着ローラ１７ｂ、排紙部
１８ａを含む本体側部１００ａが上部の支点１０２を中
心にして給紙搬送経路１０１が開放された状態でカラー
画像形成装置１００より開口される。

【００３０】本発明を構成するカラー画像形成装置の他
の実施例の画像形成プロセスおよび各機構について、図
３及び図４に示す。図３は、本発明の他の実施例を示す
カラー画像形成装置の断面構成図であり、図４は、図３
の給紙搬送経路を開放した図である。

【００３１】本実施例のカラー画像形成装置は、前記実
施例と同一な画像形成プロセスおよび各部機構が用いら
れるが、像形成体であるベルト感光体の基体が透明の素
材によって形成され、透明の基体の外周面に感光体層が
設けられたベルト感光体を用い、ベルト感光体を水平に
配置し、水平に配置されたベルト感光体に対し外周面に
帯電器、像露光手段、現像器、中間転写ベルト、クリー
ニング装置等の画像形成プロセス手段が配置された構造
である。ベルト感光体の水平な外周面の上面部に対して
スコロトロン帯電器や露光光学系が下向きに配設されて
いるので汚れにくい。

【００３２】ジャム処理に当たって給送部１５ａ、転写
ローラ４５、搬送部１４ｅ、圧着ローラ１７ｂ、排紙部
１８ａを含む本体側部１００ａが下部の支点１０２を中
心にして給紙搬送経路１０１が開放された状態でカラー
画像形成装置１００より開口される。

【００３３】上記の何れの実施例においても、支持部材
５０，５２にベルト感光体１０が常に密着するように支
持部材５０，５２のベルト感光体１０の走行方向と平行
な断面が凸状であり、凸部にベルト感光体１０が接して
いることが好ましい。また、カラー画像形成装置１００
の上部に設けられた不図示の開閉蓋を開口して現像器の
交換や現像剤の補給、スコロトロン帯電器の清掃、交換
等のメンテ作業が容易に行われ得る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１〜３によれば、中間転写手段を
設けることにより給紙カセットより給紙された転写紙が
直ちに転写、定着されて排紙されることとなり、１ｓｔ
コピータイムが速く、且つコンパクトなカラー画像形成
装置の提供が可能となる。更に、転写紙が上部に垂直に
搬送されて転写がなされるためトナー像の安定した転写
が成され良好な画像が得られると共に、ジャム処理も容
易でありジャム処理の際にベルト感光体を傷つけること
もないカラー画像形成装置の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の
断面構成図である。

【図２】図１の給紙搬送経路を開放した図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すカラー画像形成装置
の断面構成図である。

【図４】図３の給紙搬送経路を開放した図である。

【図５】従来のベルト感光体を用いたカラー画像形成装
置を示す図である。

【符号の説明】

１ 駆動ローラ ２ 従動ローラ ３ テンションローラ １０ ベルト感光体 １１ スコロトロン帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １５ 給紙カセット １７ 定着装置 ４０ 中間転写ベルト ４５ 転写ローラ ５０，５２ 支持部材 １００ カラー画像形成装置 １００ａ 本体側部 １０１ 給紙搬送経路 Ｐ 転写紙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像を形成するベルト状像形成体と、前
   記ベルト状像形成体の周囲に帯電手段と像露光手段と現
   像手段とをそれぞれ複数組み配設し、前記帯電手段によ
   って前記像形成体を帯電させ、前記像露光手段によって
   前記像形成体を像露光をさせ、前記現像手段による現像
   によって前記像形成体上にトナー像を形成することを繰
   り返すことにより、前記像形成体上に前記トナー像を重
   ね合わせて画像形成を行うカラー画像形成装置におい
   て、前記ベルト状像形成体を水平に配置し、前記ベルト
   状像形成体の外周面の上面部に沿って前記複数の帯電手
   段と現像手段と、下面部に沿って転写材を収納する転写
   材収納手段とを設け、また前記ベルト状像形成体の前記
   トナー像形成直後の側端部に中間転写手段を設け、前記
   像形成体上に重ね合わされたトナー像を前記中間転写手
   段に転写し、前記転写材収納手段から給送される転写材
   に前記トナー像を前記中間転写手段より再転写すること
   を特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記像露光手段が前記ベルト状像形成体
   の内周面に沿って設けられたことを特徴とする請求項１
   に記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記像露光手段が前記ベルト状像形成体
   の外周面に沿って設けられたことを特徴とする請求項１
   に記載のカラー画像形成装置。