(57)【要約】【課題】  透明なベルト状感光体を用いて画像形成を行う構成であって、小型で、低コストの画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置Ａは、ベルト状感光体５を走行させながら、トナー像の上にトナー像を重ね合わせることでカラー画像を形成する。現像装置７〜１０の現像ローラ７ａ〜１０ａとベルト状感光体５とのギャップｇを安定保持するための支持部材６２を備え、支持部材６２は露光装置６の筐体と一体構造をなす。【選択図】  図１
2010117445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも透光性基板上に光を透過する透明導電層および感光層を設けた無端のベルト状感光体と、
前記ベルト状感光体の表面を帯電する帯電装置と、
前記ベルト状感光体の前記透光性基板側から露光して前記感光層の表面に静電潜像を作像する露光装置と、
前記ベルト状感光体に作像された静電潜像をカラートナーにて現像する複数の現像装置とを備え、
前記ベルト状感光体を走行させながら、トナー像の上にトナー像を重ね合わせることでカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とのギャップを安定保持するための支持部材を備え、
前記支持部材は前記露光装置の筐体と一体構造をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記支持部材は、各現像装置における前記ベルト状感光体の走行方向上流側近傍位置に、前記露光装置からの光を前記ベルト状感光体の前記透光性基板側に露光するための複数の開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とは非接触に配置され、これらの間に直流バイアスを印加することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ローラと前記ベルト状感光体との間に印加する直流バイアスに、交流バイアスを重畳することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像装置のトナーが非磁性一成分トナーであることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の現像装置のうちの少なくとも１つが、他の現像装置とは、前記ベルト状感光体の走行方向が異なる側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明ベルト状感光体を用い、背面より画像情報を露光し静電潜像を形成後、感光体の表面側から、カラートナーによって前記静電潜像を現像した後、用紙にトナー画像を転写、定着する機構を備えるカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ、または複合機などの電子写真方式を採用する画像形成装置は、近年の小サイズ化の傾向を達成すべく、光学系を無端のベルト感光体の内部に収納した裏面露光用のベルト感光体方式が提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
この裏面露光用のベルト感光体は、感光体内部（裏面）から光を照射し、透明基板を透過した光により感光層が感光する機構となっている。これらベルト感光体は安定した画像を形成するために、現像装置と対向する現像領域において、現像剤を担持する現像ローラとの距離を安定的に保持する必要がある。いわゆる安定した現像ギャップを形成する必要がある。この現像ギャップを安定的に形成するために、ベルト状感光体の裏面よりサポート部材（支持部材）を押し当て、可撓性のあるベルト感光体を背面より支持することで前記現像ローラとの距離を精度よく制御する機構がとられている。
【０００４】
図６は、特許文献１に開示された画像形成装置とほぼ同様の構成を備えた画像形成装置における画像形成プロセス部分を概念的に示す図である。さらに、具体的にはベルト感光体の支持方法の一つとして、平面支持部材を用い、可撓性のあるベルト感光体の裏面より押し当て、ベルト感光体の背面より支持する構造の例を示す。図６に示す画像形成プロセス部は、無端状のベルト感光体１００と、このベルト感光体１００を懸架して走行させるための駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、１０３と、ベルト感光体１００内に配置された露光ユニット１０４と、ベルト感光体１００の外面に近接し、その走行方向（駆動ローラ１０１に付した矢印参照）に沿って配置されたイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーをそれぞれ収容する現像器１０５〜１０８と、各現像器１０５〜１０８の上流側近傍でベルト感光体１００の外面に近接配置された帯電器１０９〜１１２とを含んで構成される。
【０００５】
露光ユニット１０４は、前記各現像器１０５〜１０８に対応して発光ダイオード（ＬＥＤ）等の４個の光学アレイ１０４ａ〜１０４ｄを配置して構成され、これら光学アレイ１０４ａ〜１０４ｄの発光部側には、ベルト感光体１００の内面に接するカバーガラス１１３，１１４が設置されている。ベルト感光体１００がこのカバーガラス１１３，１１４に接して走行することにより、ベルト感光体１００と、現像器１０５〜１０８、帯電器１０９〜１１２および各光学アレイ１０４ａ〜１０４ｄの出光端とのギャップ（空隙）を一定に保つようになされている。そして、各現像器１０５〜１０８は、ベルト感光体１００の外面に近接する現像ローラ１０５ａ〜１０８ａを備え、この現像ローラ１０５ａ〜１０８ａの両端に、これら現像ローラ１０５ａ〜１０８ａより外径がやや大きい図示しないカラー部材（スペーサコロ）が同軸的に取付けられている。現像器１０５〜１０８の背後に圧縮スプリング１０５ｂ〜１０８ｂが設置されており、この押圧作用によって、前記カラー部材が、前記カバーガラス１１３，１１４のベルト感光体１００が接しない領域（感光体両端部分）に当接（転接）するようにして、現像ローラ１０５ａ〜１０８ａとベルト感光体１００との間隔を一定に保つよう構成される。
【０００６】
図７は、特許文献２に開示された画像形成装置とほぼ同様の構成を備えた画像形成装置における画像形成プロセス部分を概念的に示す図である。この画像形成プロセス部は、図６に示した画像形成プロセス部分と同様のベルト感光体２００と、このベルト感光体１００を懸架して走行させるための駆動ローラ２０１および従動ローラ２０２と、ベルト感光体２００の内面に接する曲面状案内機構２０３と、ベルト感光体２００内に配置された１個の露光ユニット２０４と、ベルト感光体２００の外面に近接し、その走行方向（駆動ローラ２０１に付した矢印参照）に沿って配置されたイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーをそれぞれ収容する現像器２０５〜２０８と、現像器１０５の上流側でベルト感光体２００の外面に近接配置された１個の帯電器１０９とを含んで構成される。
【０００７】
前記曲面状案内機構２０３は、ベルト感光体２００の幅方向には曲率はなくベルト感光体２００の走行方向に曲率を有する凸状曲面形状を有するアールガイド板からなり（以下では、アールガイド板２０３と呼ぶ）、ベルト感光体２００がこのアールガイド板２０３に接して走行することにより、ベルト感光体２００と、現像器１０５〜１０８、帯電器１０９および露光ユニット２０４の出光端とのギャップ（空隙）を一定に保つようになされている。前記従動ローラ２０２にはテンションが付与され、これにより、ベルト感光体２００は、アールガイド板２０３の凸状曲面形状に密着的に接して走行する。そして、各現像器２０５〜２０８は、図６に示した画像形成プロセス部分と同様にベルト感光体２００の外面に近接する現像ローラ２０５ａ〜２０８ａを備え、この現像ローラ２０５ａ〜２０８ａの両端に、これら現像ローラ２０５ａ〜２０８ａより外径がやや大きい図示しないカラー部材（スペーサコロ）が同軸的に取付けられている。現像器２０５〜２０８の背後には前記と同様に圧縮スプリング２０５ｂ〜２０８ｂが設置されており、この押圧作用によって、前記カラー部材が、前記アールガイド板２０３のベルト感光体２００が接しない領域（感光体両端部分）に当接（転接）するようにして、現像ローラ２０５ａ〜２０８ａとベルト感光体２００との間隔を一定に保つよう構成される。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１０４９０７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４９９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６で示した方式は、露光ユニット１０４にカバーガラス１１３，１１４を付設する構成となっていることから、露光ユニット１０４とベルト感光体の支持部材とのユニット化が図れ、装置全体の小型化が可能になる点、あるいはユニットが簡単な構造であることから、ユニットの組み立てが容易となるといったメリットがある。しかし、カバーガラス１１３，１１４を通して光学アレイ１０４ａ〜１０４ｄより画像信号を露光する場合、光源からの光が前記カバーガラス１１３，１１４の面で反射し、ベルト感光体１００の非露光面にこの反射した光が露光されるといった問題があり、これを防止するための遮蔽機構を露光ユニット１０４内に配置する必要があることから、ユニット内の構造は複雑となるといった問題もある。
【００１０】
さらに、前記カバーガラス１１３，１１４に、現像ローラ１０５ａ〜１０８ａの両端に同軸に支持されたカラー部材を当接させることで、ベルト感光体１００と現像ローラ１０５ａ〜１０８ａとの距離を一定に保つ機構となっているが、一般的にこれら画像形成装置に用いられるトナー供給装置では、トナーがなくなった場合に現像トナーカートリッジをユーザーが交換するシステムを採用している。そのため、現像トナーカートリッジを本体に挿入する際、前記現像ローラ１０５ａ〜１０８ａ両端のカラー部材とカバーガラス１１３，１１４が圧接するときの衝撃に十分耐えうるカバーガラスにする必要がある。そのためガラスを厚くするなど強度を上げる必要がある。したがって、カバーガラス１１３，１１４を付設した露光ユニット１０４は重量も重くなることに加えて、コスト高になるといった問題も有している。
【００１１】
図７で示した方式は、図６に示す方式のようにベルト感光体上に１パスでカラー画像を形成する方式とは異なり、４パスによりカラー画像を形成する機構ではあるが、露光ユニット２０４とは別部材であるベルトサポート部材としてのアールガイド板２０３が、ベルト感光体２００内に配置されている。この機構を図６と同じ１パス方式にしようとした場合、ベルト感光体２００内に４本の露光ユニットと４個の感光体サポート部材を配置する必要が生じることになり、これらの配置レイアウト構成の設計がむずかしいといった問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、透明なベルト状感光体を用いて画像形成を行う構成であって、小型で、低コストの画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、少なくとも透光性基板上に光を透過する透明導電層および感光層を設けた無端のベルト状感光体と、
前記ベルト状感光体の表面を帯電する帯電装置と、
前記ベルト状感光体の前記透光性基板側から露光して前記感光層の表面に静電潜像を作像する露光装置と、
前記ベルト状感光体に作像された静電潜像をカラートナーにて現像する複数の現像装置とを備え、
前記ベルト状感光体を走行させながら、トナー像の上にトナー像を重ね合わせることでカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とのギャップを安定保持するための支持部材を備え、
前記支持部材は前記露光装置の筐体と一体構造をなすことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
さらに本発明は、前記支持部材が、各現像装置における前記ベルト状感光体の走行方向上流側近傍位置に、前記露光装置からの光を前記ベルト状感光体の前記透光性基板側に露光するための複数の開口部を有していることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、前記現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とは非接触に配置され、これらの間に直流バイアスを印加することを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明は、前記現像ローラと前記ベルト状感光体との間に印加する直流バイアスに、交流バイアスを重畳することを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明は、前記現像装置のトナーが非磁性一成分トナーであることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明は、前記複数の現像装置のうちの少なくとも１つが、他の現像装置とは、前記ベルト状感光体の走行方向が異なる側に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、表面が帯電装置によって帯電された前記ベルト状感光体を走行させながら、前記透光性基板側から露光装置によって露光して前記感光層の表面に作像された静電潜像を現像装置によって現像し、このトナー像の上に別の現像装置によって重ね合わせてトナーを現像することによって、カラー画像をベルト状感光体の表面に形成することができる。そして、この現像の際、前記支持部材によって、現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とのギャップが安定保持されているから、各色のトナーの重ね合わせ現像が的確になされる。しかも、支持部材は前記レーザー露光装置の筐体と一体構造をなすから、小型で、低コストの画像形成装置を実現することができる。
【００２０】
本発明によれば、支持部材が、各現像装置に対応して複数の開口部を有しているから、現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とのギャップを安定保持した状態で、前記露光装置からこの各開口部を通じて、光を前記ベルト状感光体の前記透光性基板側に直接露光することができる。したがって、カバーガラスなどを不要とし、カバーガラスで反射した光が非露光面に露光されるといった不具合が生じることがない。
【００２１】
本発明によれば、前記現像装置の現像ローラと前記ベルト状感光体とは非接触に配置され、これらの間に直流バイアスを印加するようにしているから、この直流バイアスの印加作用によって、現像装置内のトナーがベルト状感光体の表面に飛翔して確実に現像がなされる。さらに、この場合、直流バイアスに交流バイアスを重畳することにより、より確実にトナーの飛翔による現像がなされ、静電潜像に忠実な階調の良い画像を得ることができる。さらに、前記現像装置のトナーを非磁性一成分トナーとすることにより、より効果的なトナーの飛翔による現像がなされる。
【００２２】
本発明によれば、前記複数の現像装置のうちの少なくとも１つを、他の現像装置とは、前記ベルト状感光体の走行方向が異なる側に配置することにより、前記露光装置のベルト感光体の走行方向に沿った形状をコンパクトにすることができ、求められる製品仕様に応じた設計自由度が拡大されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置Ａの構成を示す概念的縦断面図である。本画像形成装置Ａは、画像形成装置本体１内に、主に、電子写真方式のカラー画像印刷部２と、このカラー画像印刷部２に用紙を供給して用紙上にカラー画像を印刷させるための用紙供給部５０とを含み、いわゆるプリンタとして構成されている。カラー画像印刷部２は、駆動ローラ３と、テンション付与手段４ａによってテンションのかかった従動ローラ４との間に図１の矢印Ｘ方向に走行可能に懸架された無端の透光性ベルト状感光体５と、このベルト状感光体５の内周部に設置されたレーザー露光装置６と、ベルト状感光体５の外周部分にその走行方向に沿って間隔をおいて近接配置された４個の現像装置７〜１０と、各現像装置７〜１０の上流側近傍でベルト状感光体５の外周部分に近接配置された４個の帯電装置１１〜１４と、前記走行方向の最上流側帯電装置１４の上流側近傍に配置されたクリーニング装置１５と、前記駆動ローラ３に対合して回転しベルト状感光体５の表面に形成されたトナー画像を用紙に転写する転写ローラ１６とから構成される。
【００２４】
ベルト状感光体５は、図４に示すように、透光性基板としての導電性透明ベース５ａと、透光性電極層５ｂと、感光層である電荷発生層５ｃと、電荷輸送層５ｄとがこの順序で積層一体とされ、導電性透明ベース５ａおよび透光性電極層５ｂが、光を透過する透明層を構成する。透明ベース５ａの材料としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂など、透光性を有する高分子化合物を広く使用することができる。
【００２５】
また、前記透光性電極層５ｂの材料としては、銅、真鍮、銀、金、アルミニウム、パラジウムなど金属の蒸着薄膜、ＩＴＯ（Ｉｎ，Ｓｎの化合物）の蒸着膜あるいはＩＴＯなど透明な導電性微粉末の透明な樹脂バインダー分散体による塗布層などを使用することができる。
【００２６】
電荷発生層５ｃ中の電荷発生材料として、フタロシアニン、アゾ化合物、キナクリドン、多環式キノン、ペリレン等の有機顔料、チアピリリウム塩、スクアリリウム塩等の有機染料が用いられる。電荷発生層５ｃには、化学増感剤として電子受容性材料、たとえば、テトラシアノエチレン、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物、アントラキノン、ｐ−ベンゾキノン等のキノン類、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロフルオレノン等のニトロ化合物、または、光学増感剤として、キサンテン系色素、チアジン系色素、トリフェニルメタン系色素等の色素を添加してもよい。これらを結着させるための結着性樹脂としては、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等が用いられる。電荷発生層５ｃの膜厚は、０．０５〜５μｍで、好ましくは０．０８〜１μｍである。
【００２７】
電荷輸送層５ｄ中の電荷輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン等の高分子化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサジアゾール化合物、スチルベン化合物、トリフェニルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物、エナミン化合物等の低分子化合物が用いられる。これらの結着性樹脂としてはポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等が用いられる。電荷輸送層５ｄの膜厚は、５〜５０μｍで、好ましくは１０〜４０μｍである。
【００２８】
電荷発生層５ｃまたは電荷輸送層５ｄに添加剤として酸化防止剤を加えてもよい。酸化防止剤としては、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが用いられる。
【００２９】
ベルト状感光体５は、透光性基板としての透光性電極層５ｂが接地され（図４参照）、表面電位がたとえば６００Ｖに帯電されて、図示しない駆動手段（モータ）の駆動力を受けて回転する駆動ローラ３によって図１の矢印方向Ｘに周速Ｖａ（たとえば、１１７ｍｍ／ｓ）で走行する。
【００３０】
レーザー露光装置６は、筐体ボックス６０内に、１つのポリゴンミラー６１と４色分のレーザービーム発生手段（図示を省略するレーザダイオード、折り返しミラー群など）とを含んでユニット化されて構成され、ベルト状感光体５に色分解された各色要素に対応する光画像を書込むものである。ここでは、ポリゴンミラー６１を共通に用いてＬＤ（レーザダイオード）を４個有し、計４本のレーザービームを各色要素に振り分け、図示を省略するｆθレンズを通り、前記折り返しミラー群で反射されて、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）用からなる４色分の計４本のレーザービームが、ベルト状感光体５の内面を走査される。この筐体ボックス６０内には、前記ポリゴンミラー６１、ＬＤ、折り返しミラー群およびｆθレンズの他に、ポリゴンミラー６１を回転駆動させるためのポリゴン駆動モーター６１ａが組み込まれる。
【００３１】
前記レーザー露光装置６の筐体ボックス６０は、ベルト状感光体５の前記現像装置７〜１０が設置された側に内接するよう上向き凸曲状に形成され、この内接部分がベルト状感光体５をガイドする支持部材６２とされている。この支持部材６２はベルト状感光体５のガイド部材となるように配置されており、従動ローラである従動ローラ４によりベルト状感光体５が張架されることにより、前記内接部分、すなわち、支持部材６２がベルト状感光体５に均一に密着することが可能とされる。前記支持部材６２には、前記４色に対応するレーザー露光用開口部６３〜６６が設けてあり、この各開口部６３〜６６を通して、前記４色分のレーザービームが、ベルト状感光体５の内面を走査されるように構成されている。各開口部６３〜６６は、前記各現像装置７〜１０と各帯電装置１１〜１４との間に位置するよう形成されている。筐体ボックス６０における少なくとも支持部材６２の幅は、ベルト状感光体５の幅より大とされ、その幅方向両端にはベルト状感光体５が摺接しない部分が存在する。また、少なくとも支持部材６２の表面は鏡面加工されており、ベルト状感光体５との密着性およびベルト状感光体５の円滑な摺接性の向上が図られている。
【００３２】
前記帯電装置１１〜１４は、スコロトロン帯電器からなり、ベルト状感光体５の表面に近接配置され、グリッドを介してコロナ放電することによりベルト状感光体５の表面を一様に帯電するものである。現像装置７〜１０は、異なる色の現像剤、たとえばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを含んだ各現像剤をそれぞれ収容している。帯電装置１１〜１４および現像装置７〜１０は、レーザー露光装置６の支持部材６２が内接するベルト状感光体５に対向して配設され、画像形成装置本体１に固定されている。各現像装置７〜１０は、ベルト状感光体５の前記電荷輸送層５ｄと所定の間隙を保つ現像ローラ（現像スリーブ）７ａ〜１０ａを備える。現像ローラ７ａ〜１０ａには一定量の現像剤が付着されており、電荷輸送層５ｄ上の静電潜像に対して直流あるいは交流の重畳電圧を印加し、トナーを飛翔させ電荷輸送層５ｄの表面に現像させることで顕像化する機能を有する。
【００３３】
ここで、非磁性一成分トナーを用いる現像装置７について図２を参照して詳しく説明する。現像装置７は、現像ケース（現像槽）７０と、現像ケース７０の上側に着脱自在に装着された現像剤カートリッジ（トナーカートリッジ）７１とを備えている。トナーカートリッジ７１はトナーを収納するトナー収容部（ホッパー）７１ａを有しており、このトナーをトナー補給口７２から現像ケース７０内に自然落下させて補給するようになっている。現像ケース７０の内部には、現像ケース７０の開口部においてベルト状感光体５と対峙する形で現像ローラ７ａが水平に配置されており、この現像ローラ７ａと接触する形でトナー供給ローラ７３が水平に配置されている。また、現像ローラ７ａには、ローラに付着した現像剤トナーの層圧を規制するためのトナー層規制部材７４が配置されている。
【００３４】
そして、このように配置されたトナー供給ローラ７３の上部近傍およびトナー層規制部材７４の近傍に、トナーを攪拌搬送するための重り部材であるステンレスシャフト７５が水平に配置されており、このステンレスシャフト７５に、コイルスプリング７６が回動可能かつその回動角度が所定角度に規制された状態とされ、この状態で現像ケース７０内にトナーが収容されている。ただし、このステンレスシャフト７５およびコイルスプリング７６の構成は、本願発明の要部ではないため、ここでは詳細な説明を省略する。トナー層規制部材７４は、その基端部側で現像ケース７０のフレーム部にネジ７７で固定され、トナー層規制部材７４の先端側が現像ローラ７ａの回転方向Ｒの下流側に向かって延設された片持ち状に配置されている。現像ローラ７ａには、トナー供給ロ一ラ７３が圧接触されており、トナー供給ローラ７３の回転方向Ｔとしては現像ローラ７ａと同方向Ｒ、すなわち、現像ローラ７ａとの対向部における両ローラの表面の移動方向が互いに逆方向に回転するようになっている。
【００３５】
トナー供給ローラ７３には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、その電圧は、電気的にトナーを現像ローラ７ａの方へ押す方向、たとえば、負極性トナーであれば、より負極側に大きなバイアス電圧を印加している。トナー供給ローラ７３によって摩擦接触帯電されるとともにバイアス電圧によって現像ローラ７ａに供給されたトナーは、現像ローラ７ａの回転動作によってトナー層規制部材７４が当接する位置に搬送される。そして、トナー層規制部材７４によって、現像ローラ７ａ上のトナーは所定の帯電電荷量と厚みに規制された後、現像領域（静電潜像の形成されたベルト状感光体５との対向部）に搬送され、現像工程に移行する。
【００３６】
現像工程で使用されなかった現像ローラ７ａ上の未現像トナーは、現像ローラ７ａの回転によって現像ケース７０内に戻っていくが、トナー供給ローラ７３の手前に設置された電荷除電装置７８によって現像ローラ７ａの残存現像剤トナーの帯電電荷が除去され、トナー供給ローラ７３と現像ローラ７ａとの圧接によって剥離回収されて再利用される。
【００３７】
現像ローラ７ａは、円筒状部材の表面に、カーボンブラックなどの導電化剤が添加された導電性ウレタンゴムからなる導電性弾性スリーブ、あるいは、アルミ材からなる円筒形のスリーブを備えている。該現像ローラ７ａの両端に、図３に示すように、現像ローラ７ａの外径より大きい外径のカラー部材（スペーサコロ）７ｂが、同軸かつフリー回転可能に取付けられている。現像ローラ７ａは、図２の失印方向Ｒに周速Ｖｂ（たとえば、２２５ｍｍ／ｓ）で回転するよう構成され、この現像ローラ７ａには、図３に示す導電性支持体（ステンレス、導電性樹脂など）としてのシャフト７ｃを介して現像バイアス電源によりＥ１（たとえば、−４００Ｖ）の電圧が印加される。前記カラー部材７ｂは、シャフト７ｃに取付けられており、現像装置７の設置状態では、前記露光装置６を構成する筐体ボックス６０の前記支持部材６２の表面であって、ベルト状感光体５の走行領域外部分６２ａ，６２ａに当接するよう構成される。カラー部材７ｂの外径と現像ローラ７ａの外径との関係は、支持部材６２上を走行するベルト状感光体５の表面と、現像ローラ７ａとの間にギャップｇを確保するよう設定される。このギャップｇは、現像ローラ７ａからベルト状感光体５へのトナーの飛翔が適正になされるよう設定される。
【００３８】
トナー供給ローラ７３は、トナーの攪拌と現像後のトナー除去を兼ねたウレタンフォームからなり、矢印方向Ｔに周速Ｖｃ（たとえば、１３３ｍｍ／ｓ）で回転する。このトナー供給ローラ７３には、図示しない導電性支持体（ステンレス、導電性樹脂など）としてのシャフトを介して供給バイアス電源によりＥ２（たとえば、−４５０Ｖ）の電圧が印加される。この供給ローラ７３により負に予備帯電され、現像ローラ７ａの表面に移行したトナーは、現像ローラ７ａの回転によりトナー層規制部材７４が当接する位置へ搬送される。
【００３９】
トナー層規制部材７４は、厚み０．１ｍｍ程度の導電性（ステンレス、リン青銅、導電性樹脂など）板状部材であり、上記したように片持ち状の板バネ構造であり、現像ローラ７ａに線接触圧１５〜３０ｇｆ／ｃｍで当接している。トナー層規制部材７４には、図示しないバイアス電源によりＥ３（たとえば、−４５０Ｖ）の電圧が印加される。現像ローラ７ａ上のトナー層は、トナー層規制部材７４により、トナー付着量およびトナー帯電量が所定量に規制された後、現像ローラ７ａの回転によりベルト状感光体５と非接触対向する現像領域へと搬送され、トナーを飛翔させて現像する機構となっている。このトナーの飛翔は、ＤＣバイアスのみの電界では、飛翔開始電圧があるため、γの立った画像となる。そのため、階調のある画像の再現性を向上させる方策として、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳することにより、より静電潜像に忠実な階調の良い画像を得ることができる。
【００４０】
上述の現像装置７の構成は、他の現像装置８〜１０においても同様であるが、各現像装置７〜１０は、収容するトナーの種類が異なる。すなわち、現像装置７はイエロー、現像装置８はマゼンタ、現像装置９はシアンおよび現像装置１０はブラックのトナーを収容し、画像の色分解情報に応じて各現像装置７〜１０が作動制御され、ベルト状感光体５に形成された静電潜像上に重ね合わせ現像がなされる。
【００４１】
上記では非磁性一成分トナーを用いる現像装置について説明したが、二成分現像剤を用いる現像装置であってもよく、いずれかの現像装置を備える画像形成装置で使用されるトナーは、平均粒子径が７〜１０μｍに分級された微粒子である。このような微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的である。また、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、この湿式法としては、着色剤や添加剤などを分散させた単量体（モノマー）を分散安定剤の存在下に、水性媒体中において重合させる懸濁重合法、乳化重合法、または転相乳化法等がある。
【００４２】
トナーに使用する結着樹脂材料には、たとえば、ポリスチレンまたはポリスチレン−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリビニルブチラール樹脂等の群から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。また、結着樹脂材料は、合成段階から結晶性のワックス類または非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。しかしながら、前述した結着樹脂材料の中でも、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂が、樹脂弾性などの熱的性質に優れていることから、これらを結着樹脂材料に用いることが望ましい。
【００４３】
ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ）は、トナーの熱定着性、保存安定性などの点から、５０〜９０℃なる範囲内が適切である。また、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）としては、３，０００〜１００，０００なる範囲内が適切である。３，０００未満である場合には粒子化が困難であり、１００，０００以上の場合には、転相乳化の際に高粘度となり、粒子径の分布の制御などに影響を与えるために好ましくない。
【００４４】
トナーに用いられる着色剤としては、従来から、トナー用材料として用いられているような各種の染料類や顔料類等であれば特別の制限は無く、以下に示されるような有機または無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。すなわち、黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトまたはマグネタイト等が挙げられる。
【００４５】
また、黄色の着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルーイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧまたはタートラジンレーキ等の化合物が挙げられる。
【００４６】
また、橙色の着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、べンジンオレンジＧまたはインダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の化合物が挙げられる。
【００４７】
また、赤色の着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ビラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキまたはブリリアントカーミン３Ｂ等の化合物が挙げられる。
【００４８】
また、紫色の着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢまたはメチルバイオレットレーキ等の化合物が挙げられる。
【００４９】
また、青色の着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルーまたはインダスレンブルーＢＣ等の化合物が挙げられる。
【００５０】
また、緑色の着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカラーイトグリーンレーキまたはファイナルイエローグリーンＧ等の化合物が挙げられる。さらに、白色の着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白または硫化亜鉛等の化合物が挙げられる。
【００５１】
静電潜像を現像するトナー中には、上記のような材料以外にも、マグネタイト、ヘマタイト若しくは各種フェライト等の磁性粉、オフセット防止剤または帯電制御剤などの成分も必要に応じて配合できる。トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤は、従来よりトナー用材料として用いられていれば特別の制限は無く、以下に示されるようなものが使用可能である。たとえば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス若しくはマイクロクリスタリンワックス等のような石油ワックス、モンタンワックス等のような鉱物ワックス、蜜蝋若しくはカルナバワックス等のような動植物ワックス、または、ポリオレフィンワックス（ポリエチレン若しくはポリプロピレン等）、酸化ポリオレフィンワックス若しくはフィッシャートロプシュワックス等のような合成ワックス等が挙げられる。これらオフセット防止剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５２】
前記帯電制御剤としては、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、たとえば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を有するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。また、帯電調整および表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤または流動化剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体またはアルミナ微粉体などの無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化および帯電性コントロールのために、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物のような処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。
【００５３】
さらに、トナー中の他の添加剤として、たとえばポリテトラフルオロニチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ素化ビニリデンまたはシリコーンオイル粒子（約４０％のシリカ含有）等の滑剤が好適に用いられる。また、トナー粒子と逆極性の白色微粒子を現像性向上剤として少量用いてもよい。
【００５４】
装置全体のプロセス動作について図１を参照して説明する。図１の画像形成装置Ａは、ベルト状感光体５の１回転、すなわち、１パス方式によりカラー画像を形成するよう構成されているものである。ベルト状感光体５が、駆動ローラ３の回転駆動により矢印Ｘ方向に走行し、まず、第１の帯電装置１１によってその電荷輸送層５ｄが帯電される。そして、開口部６３より、色分解された原画像のイエロー要素に相当する光が露光され、電荷輸送層５ｄの表面には同イエロー要素に相当する静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置７によってイエロートナーが現像される。ベルト状感光体５は引続き支持部材６２の表面を摺接しながら走行し、第２の帯電装置１２によって電荷輸送層５ｄが帯電される。次いで、開口部６４より原画像のマゼンタ要素に相当する光が露光され、電荷輸送層５ｄの表面には同マゼンタ要素に相当する静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置８によって先のトナー像に重ね合わさるようにしてマゼンタトナーが現像される。同様にして、第３の帯電装置１３による帯電、開口部６５からのシアン要素に相当する露光および静電潜像の形成、現像装置９によるシアントナーの現像、第４の帯電装置１４による帯電、開口部６６からのブラック要素に相当する露光および静電潜像の形成、現像装置１０によるブラックトナーの現像がなされる。このように、一行程で、ベルト状感光体５の電荷輸送層５ｄの上に、各色要素に対応するトナーが重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００５５】
ベルト状感光体５の上に形成された前記カラートナー像は、ベルト状感光体５の走行に伴い、前記駆動ローラ３と転写ローラ１６との対合部に至る。並行して用紙供給部５０に装着された給紙カセット５１から、分離給紙ローラ５２により１枚ずつ分離され繰出された用紙が、タイミングローラ５３によって位置調整され、前記カラートナー像に同期するようにして、駆動ローラ３と転写ローラ１６との対合部に導入される。この対合部において、カラー画像であるトナー像が、転写ローラ１６の電圧印加（たとえば＋２ｋｖ）により、用紙に転写される。カラートナー像が転写された用紙は、用紙の搬送系の下流側に配設された定着ローラ１７に搬送され、ここでトナー像が永久画像として用紙に定着された後、排紙ローラ１８により本体上部の排紙トレイ１９上に排紙される。トナー像が用紙に転写された後のベルト状感光体５の電荷輸送層５ｄは、クリーニング装置１５のブレード１５ａでクリーニングされ次の画像形成に備える。
【００５６】
上述のような画像形成プロセスにおいて、ベルト状感光体５はユニット化された露光装置６の筐体ボックス６０と一体構造をなす支持部材６２の上面を摺接しながら走行し、この走行の間に、帯電、露光装置６による各色要素に対応する露光および静電潜像の形成、および４色のトナーの重ね合わせ現像がなされ、いわゆる１パスでカラー画像の形成プロセスが実行される。ベルト状感光体５は、支持部材６２の上面を摺接しながら走行するから、装置本体１に設置された各現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４との距離（ギャップ）が一定に維持された状態で走行がなされ、画像形成が精度よくなされる。特に、現像装置７〜１０の現像ローラ７ａ〜１０ａの両端には、カラー部材が取付けられ、ベルト状感光体５と現像ローラ７ａ〜１０ａとのギャップｇが一定（たとえばｇ＝０．５ｍｍ）に保たれるように構成されているから、安定した現像ギャップによりトナーの飛翔現像がより的確になされる。そして、支持部材６２は、露光装置６の筐体ボックス６０と一体構造をなす、すなわち、筐体ボックス６０の一部を構成し、新たに設けられるものではないから、装置が大掛かりとなることがない。加えて、カバーガラスなども用いることを要しないから、重量やコストが増大する懸念もない。
【００５７】
図５は、他の実施形態の要部を示し、この実施形態の画像形成装置Ｂにおける各現像装置７〜１０が、横長である点で図１に示す画像形成装置Ａと異なる。すなわち、図１に示す画像形成装置Ａにおける現像装置７〜１０は縦長であり、トナーの収容部よりトナーが自然落下する補給方式を有する機構であるが、この実施形態の画像形成装置Ｂでは、現像ローラ７ａ〜１０ａにトナーを搬送する機構を配置することにより(図示なし)、トナーを供給する方式である。各現像装置７〜１０は、圧縮スプリング７ｄ〜１０ｄによって、ベルト状感光体５側に押圧力が付与されている。さらに、ベルト状感光体５は、上下に配置された駆動ローラ３と従動ローラ４に縦向きに懸架され、その内部に前記と同様にユニット化された露光装置６が配設されている。各４個の現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４のうち、イエロー要素に対応する現像装置７および帯電装置１１は、従動ローラ４の上流側近傍に配置され、マゼンタ要素、シアン要素およびブラック要素に対応する現像装置８〜１０および帯電装置１２〜１４は、従動ローラ４の下流側で駆動ローラ３との間に上下に並ぶよう配置されている。これにより、現像装置７および帯電装置１１と、現像装置８〜１０および帯電装置１２〜１４とが、ベルト状感光体５の左右に振り分けられるように配置される。
【００５８】
そして、露光装置６を構成する筐体ボックス６０は、少なくとも現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４が配置される部位において、前記ベルト状感光体５に内接する支持部材６２を備え、テンションローラを兼ねる従動ローラ４とこの内接状態とにより、ベルト状感光体５が張架され、現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４との距離（ギャップ）が一定に保たれるようになされている。また、筐体ボックス６０内には、前記と同様にポリゴンミラー６１、ポリゴン駆動モーター６１ａ、折り返しミラー群、図示しないＬＤ（レーザダイオード）およびｆθレンズが組み込まれている。さらに、支持部材６２には、各現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４の設置位置に対応する４カ所に開口部６３〜６６が形成され、ベルト状感光体５の内面に対する各色要素毎の露光がなされるよう構成されている。その他の構成は、図１と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
このような構成の画像形成装置Ｂも、前記と同様の効果を奏するが、加えて装置のレイアウト構成上、横方向のスペースが確保しにくく、縦方向にも制約がある場合に有効である。したがって、現像装置７〜１０および帯電装置１１〜１４の振分け数も、図示の例に限らず、２：２あるいは３：１とすることも、装置構成に応じて適宜選択採用される。
【００６０】
なお、例示の実施形態では、露光装置６がレーザー方式によるものを示したが、ＬＥＤ（発光ダイオード）方式であっても良い。また、図１に示す画像形成装置Ａは、いわゆるプリンタとして構成されるものであるが、これに公知の画像読取部を付加して、複写装置、ファクシミリ装置、さらには複合機として構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置Ａの構成を示す概念的縦断面図である。
【図２】画像形成装置Ａにおける現像装置７の概念的縦断面図である。
【図３】画像形成装置Ａにおける現像ローラ７ａと、ベルト状感光体５および支持部材６２との関係を示す縦断面図である。
【図４】ベルト状感光体５の層構造を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の他の形態である画像形成装置Ｂの構成を示す要部の概念的縦断面図である。
【図６】従来の画像形成装置の一例を示す要部の概念的縦断面図である。
【図７】従来の画像形成装置の他例を示す要部の概念的縦断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
５  ベルト状感光体
５ａ  透孔性基板
５ｂ，５ｃ  透明導電層
５ｄ  感光層
６  露光装置
７〜１０  現像装置
７ａ〜１０ａ  現像ローラ
１１〜１４  帯電装置
６０  筐体
６２  支持部材
６３〜６６  開口部
Ａ，Ｂ  画像形成装置
ｇ  ギャップ
【図１】
2010117445.tif 000003
【図２】
2010117445.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010117445.tif 000007
【図６】
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【図７】
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