(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一支持ローラと第二支持ローラとの間に張架されるベルト状の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、画像形成情報に従って前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーにより順次顕像化する複数の現像手段と、前記像担持体を前記現像手段に付勢する移動可能な当接ローラと、現像されたトナー像を転写する転写手段とを有し、前記像担持体の移動方向に対して前記第一支持ローラから前記第二支持ローラに至る領域に前記当接ローラを配設すると共に、前記露光手段は前記像担持体を前記第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、前記転写手段は前記像担持体を前記第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されるカラー画像形成装置であって、前記当接ローラと前記像担持体との接触幅を前記現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、前記現像手段の接触幅よりも小さくすることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成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。
【請求項３】
前記当接ローラを前記現像手段に対向して複数配設することを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、前記第一当接ローラから前記第二当接ローラに至る領域で、前記像担持体を前記現像手段の少なくとも一部に接触させ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。
【請求項５】
前記当接ローラを前記像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、前記像担持体の非画像領域で前記像担持体を前記現像手段に対して離接することを特徴とする請求項１または２または４記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の移動方向に対して前記第一支持ローラから前記第二支持ローラに至る領域に、前記像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設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。
【請求項７】
前記帯電手段は前記像担持体を前記第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設され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。
【請求項８】
前記露光手段は前記像担持体を前記第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設され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。
【請求項９】
前記第一支持ローラは前記像担持体に駆動力を伝達することを特徴とする請求項１または７または８記載のカラー画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像手段は前記第一支持ローラ及び前記第二支持ローラに対して固定された位置に配設され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。
【請求項１１】
前記像担持体の移動方向に対して前記第二支持ローラから前記第一支持ローラに至る領域に、前記像担持体に接触するクリーニング手段を配設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。
【請求項１２】
前記クリーニング手段が前記像担持体に接触する領域に、前記像担持体を支持する第三支持ローラを配設することを特徴とする請求項１１記載のカラー画像形成装置。
【請求項１３】
前記第一支持ローラと前記第二支持ローラと前記当接ローラとは同一の外径を有し、前記第一支持ローラの回転中心と前記第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で前記当接ローラ回転中心を位置決め可能と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。
【請求項１４】
前記第一支持ローラと前記第二支持ローラと前記当接ローラのうち少なくとも２つは前記像担持体の全幅に渡って前記像担持体と接触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。
【請求項１５】
前記クリーニング手段と前記像担持体との接触幅を前記像担持体と前記第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることを特徴とする請求項１２記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリンターやファクシミリや複写機等に用いられる電子写真方式によるカラー画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルト状の像担持体の外周に複数の現像装置を有するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー画像形成装置は、一般に、ドラム状の像担持体の周りに帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段を配置したものが多く用いられており、現像手段の色を切り替えるために、ロータリ式に複数の現像手段を配置したものやリニア式に複数の現像手段をスライドさせるものが知られている。  これに対して、実開昭６３−３９２３９号公報に開示される自動多色複写機では、ベルト状の感光体の内部にアームに支持された移動ローラを設けて、この移動ローラにより感光体の移動及び感光体の任意の現像スリーブへの近接移動を行って、複数の現像手段の占有スペースを低減する技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来一般的に用いられていた移動式の現像手段により色切り替えを行うようなカラー画像形成装置では、現像手段の移動時に振動や衝撃の発生が免れず、現像手段からトナーが漏れて画像上に飛散したり装置内をトナー粉末で汚染するなどの問題があり、複数の現像手段を個々に離接する際に開閉式のシール機構を新たに加えたりして装置を無用に大型化するだけでなく、装置の清掃や部品の交換といったメンテナンスを必要としていた。
【０００４】
一方、現像手段の移動をなくし、ベルト状の像担持体を用いる上述の公報に開示されるようなカラー画像形成装置では、装置構成は簡略化されてはいるものの、各色のカラー像を順次現像し、順次転写する色重ねを行うと、選択された現像手段により像担持体ベルトの張力が変動し、露光位置から転写位置までの周長が変化するため、色重ね時に色ズレを生じていた。
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、現像手段の離接移動によるトナー飛散を防止できるカラー画像形成装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ベルト状の像担持体の張力変動によらず高精度な色重ねを行い、色間の位置ズレを防止して色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラとの間に張架されるベルト状の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、画像形成情報に従って前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーにより順次顕像化する複数の現像手段と、前記像担持体を前記現像手段に付勢する移動可能な当接ローラと、現像されたトナー像を転写する転写手段とを有し、前記像担持体の移動方向に対して前記第一支持ローラから前記第二支持ローラに至る領域に前記当接ローラを配設すると共に、前記露光手段は前記像担持体を前記第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、前記転写手段は前記像担持体を前記第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されるカラー画像形成装置であって、前記当接ローラと前記像担持体との接触幅を前記現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、前記現像手段の接触幅よりも小さくすることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、帯電手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラは像担持体に駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、現像手段は第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも２つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明のカラー画像形成装置は、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることを特徴とする。
【００２４】
【作用】
本発明の上記の構成によれば、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に当接ローラを配設すると共に、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段は像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラの移動により現像手段の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができる。
【００２５】
また、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することにより、当接ローラの移動による振動や衝撃の発生を低減すると共に、像担持体と現像手段との現像ニップを十分大きく確保することができる。
【００２６】
さらに、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することにより、現像手段のトナー色や外径といった種類に応じて当接ローラを選択することができる。
【００２７】
さらに、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることにより、像担持体ベルトの弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像手段に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができる。
【００２８】
さらに、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさない。
【００２９】
さらに、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することにより、現像手段の位置ズレによるベルトの弛み長さの変動を張力印加手段により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体ベルトの長さを一定にすることができる。
【００３０】
さらに、帯電手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して均一帯電を施すことができる。
【００３１】
さらに、露光手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して一定の位置で露光することができる。
【００３２】
さらに、第一支持ローラが像担持体に駆動力を伝達することにより、現像手段を像担持体ベルトの弛み側に配設することができ、像担持体の張力変動による現像圧力の変動を低減することができる。
【００３３】
さらに、現像手段が第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることにより、現像手段をカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、現像手段の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、現像手段の着脱交換も容易である。
【００３４】
さらに、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することにより、像担持体ベルトのクリーニング手段から第一支持ローラに至る領域をベルトの張り側とすることができる。
【００３５】
さらに、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することにより、クリーニング手段による像担持体ベルトの振動を防止することができる。
【００３６】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることにより、当接ローラの位置によらず、第一支持ローラから第二支持ローラに至る像担持体のベルト長を一定に保つことができる。
【００３７】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができる。
【００３８】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、現像手段の接触幅よりも小さくすることにより、現像手段の端部コーナーを像担持体に強く当接させることがない。
【００３９】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも２つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができる。
【００４０】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがない。
【００４２】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明のカラー画像形成装置の一実施例を示す要部断面図である。
【００４４】
図において符号１０は、ベルト状に形成された像担持体を示し、この像担持体１０はニッケル電鋳チューブ上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に形成した可撓性を持つ有機感光体である。この像担持体１０は、像担持体１０を駆動し矢印Ｂ方向に回転する第一支持ローラ１１と像担持体１０の移動に伴って従動回転する第二支持ローラ１２との間に張架される。さらに像担持体１０の内部には、像担持体１０の移動に伴って従動回転し像担持体１０を選択された現像手段に向かって付勢する当接ローラ１３、同様に従動回転し矢印Ｄ方向に移動して像担持体１０に張力を印加する張力印加手段としてのテンションローラ１４、同様に従動回転しクリーニング部の背面から像担持体１０を支持する第三支持ローラ１５が配設される。特に、当接ローラ１３については、現像するべきトナー色に応じて、像担持体１０の非画像部で矢印Ｃ方向に移動して、所定の現像手段に向かって像担持体１０を付勢するものである。但し、図中の二点鎖線で示す円弧は、当接ローラ１３が現像手段に対応して位置決めされる位置を示す。このようにして張架され移動する像担持体１０に対して、帯電、露光、現像、転写等の電子写真プロセスにより各色順次トナー像が形成される。
【００４５】
図において符号２０は、帯電手段である帯電ローラを示し、帯電ローラ２０は、像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分に対向して、像担持体１０と軽圧で接触するように配設され、像担持体１０に従動して回転する。この帯電ローラ２０にＤＣ（−）１２００Ｖ程度のバイアスを印加して、像担持体１０の表面を順次（−）６５０Ｖ程度の帯電電位に均一に帯電させることができる。
【００４６】
次に、帯電された像担持体１０は、像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光手段３０により像露光され、像露光部の電位は（−）５０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。露光手段３０は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー３１、結像レンズ３２、ミラー３３等で構成され、半導体レーザから出射されたビーム３４は、ポリゴンミラー３１で偏光走査され、結像レンズ３２で補正され、ミラー３３で反射されて、像担持体１０に照射される。このようにして、像担持体１０上に静電潜像が形成される。
【００４７】
続いて、静電潜像が形成された像担持体１０は、像担持体１０の移動方向Ａに対して第一支持ローラ１１から第二支持ローラ１２に至る領域で、当接ローラ１３により像担持体１０を選択された現像手段に向かって付勢して画像部にトナーが現像され、静電潜像は顕像化される。この現像手段は、イエローのトナーを現像するイエロー現像ローラ４５を有するイエロー現像器４１、マゼンタのトナーを現像するマゼンタ現像ローラ４６を有するマゼンタ現像器４２、シアンのトナーを現像するシアン現像ローラ４７を有するシアン現像器４３、ブラックのトナーを現像するブラック現像ローラ４８を有するブラック現像器４４、により構成され、画像の色データにより、それぞれの現像器を作動させて像担持体１０の静電潜像を１色づつ現像する。尚、各現像器４１〜４４は、ハウジング４０に着脱可能に位置決め固定され、各現像ローラ４５〜４８は、現像時に、像担持体１０に対して接触、非接触の何れの位置に配置されても良い。
【００４８】
引き続いて、所定色のトナーにより形成されたトナー像は、転写手段である一次転写ローラ５０により、像担持体１０から中間転写媒体５１に転写される。この一次転写ローラ５０は、中間転写媒体５１を挟んで、像担持体１０を第二支持ローラ１２に巻きかけた部分に対向して配設される。尚、転写時には、除電ランプ６０により、像担持体１０上の残留電荷を除去して、画像エッジ部の転写残りを低減する。
【００４９】
像担持体１０上に転写後残留した転写残りのトナーは、次に、クリーニング手段７０へ送られ、クリーニングブレード７１により掻き落とされ、クリーニング手段７０の内部空間に排出される。クリーニングブレード７１が像担持体１０に接触する部分には、像担持体１０の背面に第三支持ローラ１５が配設され、クリーニングブレード７１と像担持体１０との相対位置関係を一定に保っている。
【００５０】
この後、再度、帯電、露光、現像を行って形成された次の色のトナー像は、一次転写ローラ５０により像担持体１０から中間転写媒体５１に転写され、中間転写媒体５１上で色重ねされる。ここで、中間転写媒体５１は、駆動ローラ５２と第一従動ローラ５３と第二従動ローラ５４との間に張架されると共に、一次転写ローラ５０を内部に有し、矢印Ｆ方向に回転する駆動ローラ５２により駆動され、第一従動ローラにより張力を与えられて、矢印Ｅ方向に移動する。尚、中間転写体５１の周長は、転写の位置精度を向上するために、像担持体１０の周長の整数倍か整数分の１にするのが好ましい。また、中間転写媒体５１を用いずに、記録材を保持する転写ドラムや紙搬送ベルトを用いても同様な色重ねを行いカラー画像を形成することが可能である。
【００５１】
このような動作を所定色分繰り返して形成されたカラートナー像は、矢印Ｇ方向に離接動作を行って第二従動ローラ５４に向かって付勢された二次転写ローラ５５により、画像の先端に合わせて搬送されてきた記録材８０に一括して二次転写される。
【００５２】
一方、中間転写媒体５１上に二次転写後残留した転写残りのトナーは、第二クリーニング手段５６へ移送され、第二クリーニングブレード５７により掻き落とされ、第二クリーニング手段５６の内部空間に排出される。尚、第二クリーニング手段５６は、トナー像を記録材８０に転写する動作に対応して、矢印Ｈ方向に中間転写媒体５１に向かって移動しクリーニングを行うが、それ以外では中間転写媒体５１に対して離間した位置に保持される。
【００５３】
他方、記録材８０は、カラートナー像の二次転写に応じて紙パス８１に沿って給送されるが、多数枚の紙等の記録材８０を収納する給紙トレー８２から、矢印Ｉ方向に回転する給紙ローラ８３により取り出され、ゲートローラ対８４、８５に送られる。このゲートローラ対８４、８５で先端を揃えられた記録材８０は、色重ねされたカラートナー像を記録材８０の所定の位置に一括転写するべく、ゲートローラ８４を矢印Ｊ方向に回転駆動させて、二次転写ローラ５５に向けて給送され、中間転写媒体５１上のカラートナー像は一括して記録材８０上に二次転写される。さらに、記録材８０は、定着手段９０へと搬送され、トナー像を加熱定着された後、図示しない排紙トレーに排出される。尚、定着手段９０は、加熱ローラ９１と加圧ローラ９２とで構成され、加熱ローラ９１を矢印Ｋ方向に回転し、加熱ローラ９１の内部に配設されたヒータを熱源として、記録材８０上のカラートナー像を加熱定着するものである。
【００５４】
このようにして、記録材８０上に複数色のトナーによるカラートナー像が定着され、一連のカラー画像形成動作が完了する。また、連続してカラー画像を形成する場合には、同様の画像形成プロセスを繰り返し、モノカラーの画像を形成する場合には、一色分の画像形成プロセスのみを行う。
【００５５】
上述したように、像担持体１０の移動方向Ａに対して第一支持ローラ１１から第二支持ローラ１２に至る領域に当接ローラ１３を配設すると共に、露光手段３０は像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段である一次転写ローラ５０は像担持体１０を第二支持ローラ１２に巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラ１３の移動により現像手段４１〜４４の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができ、装置内のトナー汚染を防止すると共に、飛散トナーによる画像劣化を防止することができる。尚、第一支持ローラ１１や第二支持ローラ１２や当接ローラ１３は、金属のスリーブ等にフランジを嵌合したものを用い、外周面を粗面化処理したものや外周面に樹脂を被覆したものを用いることができる。また、露光手段３０が像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段である一次転写ローラ５０が像担持体１０を第二支持ローラ１２に巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力変動が少ない位置で露光することができ、たとえ像担持体のベルト張力が変動しても、現像位置や転写位置と同様なベルト張力状態となる位置で露光することができると共に、安定して一定の位置で転写することができるため、露光位置から一次転写位置に至るまでの像担持体１０のベルト長を一定に保つことができるので、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。さらに、露光手段３０が像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設すれば、露光位置と現像位置と転写位置における像担持体１０の張力状態にすることができるので、色ズレをさらに低減することができ望ましい。
【００５６】
特に、当接ローラ１３を矢印Ｃ方向に移動させる場合には、像担持体１０の非画像領域で像担持体１０を各現像ローラ４５〜４８に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさないので、色純度の高いカラー画像を形成することができる。
【００５７】
また、像担持体１０の移動方向Ａに対して第一支持ローラ１１から第二支持ローラ１２に至る領域に、像担持体１０に張力を印加する張力印加手段１４を配設することにより、各現像ローラ４５〜４８の位置ズレによるベルト状の像担持体１０の弛み長さの変動を張力印加手段１４により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体１０の長さを一定にすることができ、現像位置のマージンが大きく、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。尚、張力印加手段１４は、回転可能なローラをバネ等により矢印Ｄ方向に移動可能に付勢するもので構成しているが、張力印加手段１４はベルトの巻きかけ角を小さくするように配設して付勢力を小さくすることが望ましい。一方、張力印加手段１４は、ローラでなくとも、ベルトと摺接するバネで構成しても良く、当接ローラ１３と一体に移動可能に構成しても良い。
【００５８】
さらに、帯電手段である帯電ローラ２０については、像担持体１０を第一支持ローラ１１に巻きかけた部分に対向して配設することにより、像担持体１０のベルト張力が変動しても、像担持体１０と帯電ローラ２０相対位置関係を一定に保つことができるので、像担持体１０を安定して均一帯電させることができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。特に接触帯電を用いた場合には、接触状態を一定にできるため、電荷注入を起こさず均一帯電が可能である。尚、帯電手段としてスコロトロンを用いたコロナ帯電器を用いれば、非接触の帯電が可能であるが、オゾンが発生する問題がある。
【００５９】
さらに、第一支持ローラ１１が像担持体１０に駆動力を伝達することにより、各現像器４１〜４４をベルト状の像担持体１０の弛み側に配設することができるため、像担持体１０の張力変動による現像圧力の変動を低減し、画像濃度の変動を低減でき、露光位置から転写位置に至る像担持体の長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、像担持体１０の端部は蛇行を防止するために第一支持ローラ１１にガイドされ、像担持体１０が第一支持ローラ１１に対してスリップしないように粗面化等の高摩擦係数化処理を施すのが望ましい。
【００６０】
さらにまた、各現像器４１〜４４が第一支持ローラ１１及び第二支持ローラ１２に対して固定された位置に配設されることにより、各現像器４１〜４４をそれぞれカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、各現像器４１〜４４の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、各現像器４１〜４４の着脱交換も容易であって、トナー補給や現像器４１〜４４の交換をユーザーメンテナンス化することができる。同様に、各現像器４１〜４４の離接移動がないため、離接移動に伴うトナー飛散を防止できるだけでなく、小型軽量の当接ローラ１３の移動により色切り替えが可能なため、色切り替えを高速に行うことができ、カラー画像形成装置の高速化にも有用である。
【００６１】
一方、本実施例では、像担持体１０の移動方向Ａに対して第二支持ローラ１２から第一支持ローラ１１に至る領域に、像担持体１０に接触するクリーニング手段７０を配設する構成としているが、このような構成とすることにより像担持体１０のクリーニングブレード７１接触位置から第一支持ローラ１１に至る領域をベルトの張り側とすることができるため、クリーニング手段７０による像担持体１０の伸縮の影響を露光部や現像部や転写部に与えることが少なく、ジッタの少ない高精細なカラー画像を形成することができる。
【００６２】
また、クリーニングブレード７１が像担持体１０に接触する領域に、像担持体１０を支持する第三支持ローラ１５を配設することにより、クリーニング手段７０による像担持体１０の振動を防止することができるため、第二支持ローラ１２から第一支持ローラ１１に至る像担持体１０のベルトの長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、クリーニング手段としては、ブレードの他にローラやブラシを用いることができる。
【００６３】
次に、当接ローラ１３と各現像ローラ４５〜４８の位置関係について、図２及び図３を用いて説明する。
【００６４】
図２は、非接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図であって、ベルト状の像担持体２１０は、当接ローラ２１３を現像ローラ２４０に向かって付勢することにより、現像ローラ２４０の両端にそれぞれ配設されたギャップコロ２４１に接触し、ギャップコロ２４１の外径と現像ローラ２４０の外径とによって決まる空隙を介して現像ローラ２４０に対して位置決めされる。現像ローラ２４０上には、この空隙よりも薄い厚みでトナー層が形成され、トナーは静電潜像及び現像バイアス電圧により飛翔現像される。このような非接触現像は、トナー層を介して現像ローラ２４０を像担持体２１０に擦りつけることがないため、像担持体２１０の摩耗がなく耐久性に優れている。
【００６５】
図３は、接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図であって、当接ローラ３１３を金属のシャフト３１１の周りにゴム等の弾性層３１２を形成した弾性ローラとすることにより、ベルト状の像担持体３１０は、当接ローラ３１３を現像ローラ３４０に向かって付勢することにより、当接ローラ３１３は像担持体３１０の張力による変形を受けると同時に現像ローラ３４０との間接的な接触による変形を受ける。こうして、像担持体３１０と現像ローラ３４０との間には接触ニップが形成され、現像ローラ３４０上のトナーは静電潜像及び現像バイアス電圧により現像される。このような接触現像は、像担持体３１０と現像ローラ３４０とがトナー層を介するだけの微小空隙で近接するため、現像ローラ３４０による現像電極効果が顕著に得られ高解像な画像を形成することができるだけでなく、現像ローラ３４０のほぼ全幅に渡って接触しているため、像担持体３１０及び現像ローラ３４０の振動を吸収してジッタの少ない高精細な画像を形成することができる。尚、弾性層３１２は、ゴム硬度（ＪＩＳ  Ａ）が６０度以下の柔軟な弾性体で形成されることが望ましく、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴム材料や、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマー材料を用いることができる。但し、発泡部材については、単泡、連泡の何れも使用することができるが、像担持体３１０の当接ローラ３１３への巻きかけ角を５０度以下にすると小さい付勢力で大きな接触幅を形成し、発泡部材の圧縮永久歪を低減することができ好ましい。
【００６６】
図４は、本発明のカラー画像形成装置で現像手段と同数の当接ローラを設けた他の実施例を示す要部断面図であって、ベルト状の像担持体４１０を各色の現像ローラ４４５〜４４８に付勢する当接ローラ４２１〜４２４は、現像ローラの数と同数配設され、それぞれ支持台４２５〜４２８に回転自在に支持され、スライド台４２９上をスライダ４３０を現像色の選択に応じて矢印Ｌ方向に移動させることにより、各当接ローラ４２１〜４２４の内で選択されたものは、矢印Ｍ１〜Ｍ４の方向に付勢される。このように、現像ローラに応じた当接ローラを設けることにより、現像手段のトナー色毎の粒径や帯電量或いは現像ローラの外径といった現像パラメータに応じて当接ローラの外径または圧力または硬度を選択して、現像パラメータの不揃いによる濃度変動を防止して、画像濃度変動が少なく色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。尚、スライド台４２９上には、当接ローラだけでなく、テンションローラ等を設けて部品点数を削減することもできる。
【００６７】
図５は、本発明のカラー画像形成装置で当接ローラを分割して設けた更に他の実施例を示す要部断面図であって、当接ローラは第一当接ローラ５２１と第二当接ローラ５２２とで構成され、像担持体５１０は第一当接ローラ５２１と第二当接ローラとにより現像ローラ５４０に向けて付勢される。第一当接ローラ５２１及び第二当接ローラ５２２は、それぞれバネ等で構成される第一付勢力印加手段５２３及び第二付勢力印加手段５２４に懸架され、第一付勢力印加手段５２３及び第二付勢力印加手段５２４は、スライド台５２５に固定される。従って、第一当接ローラ５２１から第二当接ローラ５２２に至る領域で、像担持体５１０を現像ローラ５４０の少なくとも一部に接触させることができ、像担持体５１０の弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像ローラ５４０に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができ、像担持体５１０と現像ローラ５４０との間で生じる振動を吸収してジッタの少ない高解像なカラー画像を形成し、像担持体の摩耗が少なく耐久性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。尚、現像ローラ５４０の周速は、像担持体５１０の周速以上、望ましくは１〜３倍の周速で移動させると高濃度で非画像部へのトナー付着（カブリ）が少ない画像を形成することができるが、像担持体５１０と現像ローラ５４０との間の周速差により振動を発生するので、像担持体５１０をできるだけ低圧力で現像ローラ５４０に接触させるという点でこのような構成は好ましい。
【００６８】
図６は、本発明のカラー画像形成装置で現像手段を非円弧曲線上に配置した更に他の実施例を示す要部断面図であって、第一支持ローラ６１１と第二支持ローラ６１２と当接ローラ６１３とは同一の外径を有し、第一支持ローラ６１１の回転中心と第二支持ローラ６１２の回転中心とを焦点とする楕円弧曲線６００上で当接ローラ６１３の回転中心を位置決め可能として、矢印Ｐ方向に移動する像担持体６１０は、当接ローラ６１３を矢印Ｑ方向に移動させることにより、トナー色毎に設けられる図１と同様な現像手段６４１〜６４４の各現像ローラ６４５〜６４８に付勢される。このような構成とすることにより、当接ローラ６１３の位置によらず、第一支持ローラ６１１から第二支持ローラ６１２に至る像担持体６１０のベルト長を一定に保つことができるため、第一支持ローラ６１１の露光位置から第二支持ローラ６１２の転写位置に至る像担持体６１０のベルト長を一定に保ち、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成できるだけでなく、テンションローラを省略して像担持体を定位置で支持する簡単な構造が可能になる。尚、第一支持ローラ６１１と第二支持ローラ６１２と当接ローラ６１３とが同一の外径ではない場合には、第一支持ローラ６１１と当接ローラ６１３との外径の比に応じて第一支持ローラ６１１側の焦点位置を偏位させた楕円弧曲線、または、第二支持ローラ６１２と当接ローラ６１３との外径の比に応じて第二支持ローラ６１２側の焦点位置を偏位させた楕円弧曲線とすることにより、若干の誤差は生じるものの、当接ローラ６１３の位置によらず、第一支持ローラ６１１から第二支持ローラ６１２に至る像担持体６１０のベルト長を一定に保つことができる。
【００６９】
これまで述べてきたように、上述の各実施例によれば、ベルト状の像担持体を用いて、色ズレのないカラー画像を形成することができるものであるが、ベルトを支持するローラの本数は、可能な限り少なくすることが望ましい。このような小型化を進める場合に、像担持体の繰り返し曲げによる疲労破壊に注意する必要がある。そこで、本発明に用いる像担持体は、その肉厚を第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち最も外径の小さいローラの外径に対して２桁以上小さくすることが望ましく、こうすることにより、十万回〜百万回程度の繰り返し曲げによる像担持体の割れや変形を防止することができ、耐久性に優れ、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【００７０】
図７は、本発明の図１に示すような実施例におけるカラー画像形成装置に用いる各部材の幅を説明する図であって、像担持体ベルト幅を基準にして、感光層幅はこれ以下の幅に、第一支持ローラ幅及び第二支持ローラ幅及び第三支持ローラ幅は、これ以上の幅で構成される。その他、画像形成に関わるプロセスの幅は前述の感光層幅よりも小さい幅が望ましく、幅の広いものから順に、クリーニング幅、帯電ローラ幅、現像ローラ幅、当接ローラ幅、一次転写ローラ幅、有効現像幅、有効露光幅となる構成としている。
【００７１】
このような構成とすることにより、まず、当接ローラと像担持体とが接触する当接ローラ幅を現像ローラ上にトナー層を形成する有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができるため、現像濃度の変動を防止することができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。また、当接ローラと像担持体とが接触する当接ローラ幅を現像ローラ上にトナー層を形成する有効現像幅よりも大きく、かつ、現像ローラが像担持体に接触する現像ローラ幅よりも小さくすることにより、現像ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、カラー画像形成装置の耐久性、信頼性を向上することができる。
【００７２】
次に、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも２つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができるため、像担持体に過大な応力を発生させることがなく、耐久性に優れ、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【００７３】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、クリーニング手段と像担持体との接触状態を幅方向の位置によらず均一にしてクリーニング不良を防止すると共に、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、クリーニング部で像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【００７４】
従って、本実施例によれば、ベルト状の像担持体を安定に走行させ、像担持体の耐久性に優れた小型のカラー画像形成装置で、色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に当接ローラを配設すると共に、露光手段は像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分で露光するべく配設され、転写手段は像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、当接ローラの移動により現像手段の選択を行うため現像手段の離接移動が不要であり現像手段に与える振動や衝撃を最小限にすることができ、装置内のトナー汚染を防止すると共に、飛散トナーによる画像劣化を防止することができる。
【００７６】
また、当接ローラを弾性体を含む弾性ローラで形成することにより、当接ローラの移動による振動や衝撃の発生を低減すると共に、像担持体と現像手段との現像ニップを十分大きく確保することができ、一成分非磁性のトナーを圧接現像して高精細、高解像なカラー画像を形成することができる。
【００７７】
さらに、当接ローラを現像手段に対向して複数配設することにより、現像手段のトナー色毎の粒径や帯電量或いは現像ローラの外径といった現像パラメータに応じて当接ローラの外径または圧力または硬度を選択して、現像パラメータの不揃いによる濃度変動を防止して、画像濃度変動が少なく色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００７８】
さらに、当接ローラを第一当接ローラと第二当接ローラとで構成し、第一当接ローラから第二当接ローラに至る領域で、像担持体を現像手段の少なくとも一部に接触させることにより、像担持体ベルトの弛み部で現像ニップを形成することができるため、現像手段に対して低圧力で像担持体を付勢することができると共に、現像ニップを十分大きく確保することができ、像担持体の振動を吸収してジッタの少ない高解像なカラー画像を形成し、像担持体の摩耗が少なく耐久性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【００７９】
さらに、当接ローラを像担持体の移動方向に移動可能とすると共に、像担持体の非画像領域で像担持体を現像手段に対して離接することにより、画像領域に離接によるトナー付着を起こさないので、色純度の高いカラー画像を形成することができる。
【００８０】
さらに、像担持体の移動方向に対して第一支持ローラから第二支持ローラに至る領域に、像担持体に張力を印加する張力印加手段を配設することにより、現像手段の位置ズレによるベルトの弛み長さの変動を張力印加手段により吸収して、露光位置から転写位置に至る像担持体ベルトの長さを一定にすることができ、現像位置のマージンが大きく、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【００８１】
さらに、帯電手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して均一帯電を施すことができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。特に接触帯電を用いた場合には、接触状態を一定にできるため、電荷注入を起こさず均一帯電が可能である。
【００８２】
さらに、露光手段が像担持体を第一支持ローラに巻きかけた部分でしかもこの中心よりも下流側で露光するべく配設されることにより、像担持体のベルト張力が変動しても、安定して一定の位置で露光することができるため、現像部と同様な像担持体の張力状態で露光して、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００８３】
さらに、第一支持ローラが像担持体に駆動力を伝達することにより、現像手段を像担持体ベルトの弛み側に配設することができるため、像担持体の張力変動による現像圧力の変動を低減し、画像濃度の変動を低減でき、露光位置から転写位置に至る像担持体の長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００８４】
さらに、現像手段が第一支持ローラ及び第二支持ローラに対して固定された位置に配設されることにより、現像手段をカラー画像形成装置本体に対して位置固定して使用することができるため、現像手段の離接移動が不要であり、トナー補給が容易であり、現像手段の着脱交換も容易であって、トナー補給や現像手段の交換をユーザーメンテナンス化することができる。
【００８５】
さらに、転写手段が像担持体を第二支持ローラに巻きかけた部分に対向して配設されることにより、像担持体の張力が変動しても、安定して一定の位置で転写することができるため、一次転写の色重ねにおける色ズレを防止して色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００８６】
さらに、像担持体の移動方向に対して第二支持ローラから第一支持ローラに至る領域に、像担持体に接触するクリーニング手段を配設することにより、像担持体ベルトのクリーニング手段から第一支持ローラに至る領域をベルトの張り側とすることができるため、クリーニング手段による像担持体ベルトの伸縮の影響を露光部や現像部や転写部に与えることがなく、ジッタの少ない高精細なカラー画像を形成することができる。
【００８７】
さらに、クリーニング手段が像担持体に接触する領域に、像担持体を支持する第三支持ローラを配設することにより、クリーニング手段による像担持体ベルトの振動を防止することができるため、第二支持ローラから第一支持ローラに至る像担持体ベルトの長さを一定にして、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００８８】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラとは同一の外径を有し、第一支持ローラの回転中心と第二支持ローラの回転中心とを焦点とする楕円弧曲線上で当接ローラ回転中心を位置決め可能とすることにより、当接ローラの位置によらず、第一支持ローラから第二支持ローラに至る像担持体のベルト長を一定に保つことができるため、色ズレのない色再現性に優れたカラー画像を形成できるだけでなく、テンションローラを省略して像担持体を定位置で支持する簡単な構造が可能になる。
【００８９】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きくすることにより、有効現像領域での像担持体と現像手段との接触状態もしくは近接状態を一定に保つことができるため、現像濃度の変動を防止することができ、階調性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００９０】
さらに、当接ローラと像担持体との接触幅を現像手段の有効現像幅よりも大きく、かつ、現像手段の接触幅よりも小さくすることにより、現像手段の端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、像担持体ベルトに損傷を与え装置の信頼性を低下させることがない。
【００９１】
さらに、第一支持ローラと第二支持ローラと当接ローラのうち少なくとも２つは像担持体の全幅に渡って像担持体と接触することにより、像担持体ベルトを安定して張架すると共に、安定して走行させることができるため、像担持体に過大な応力を発生させることがなく、耐久性に優れ、色再現性に優れたカラー画像形成装置を提供することができる。
【００９２】
さらに、クリーニング手段と像担持体との接触幅を像担持体と第三支持ローラとの接触幅よりも小さくすることにより、第三支持ローラの端部コーナーを像担持体に強く当接させることがないため、クリーニング部で像担持体ベルトに損傷を与えることがなく、信頼性の高いカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の一実施例を示す要部断面図である。
【図２】本発明のカラー画像形成装置で非接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図である。
【図３】本発明のカラー画像形成装置で接触現像を行う場合の当接ローラの作動状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明のカラー画像形成装置で現像手段と同数の当接ローラを設けた他の実施例を示す要部断面図である。
【図５】本発明のカラー画像形成装置で当接ローラを分割して設けた更に他の実施例を示す要部断面図である。
【図６】本発明のカラー画像形成装置で現像手段を非円弧曲線上に配置した更に他の実施例を示す要部断面図である。
【図７】本発明の一実施例におけるカラー画像形成装置に用いる各部材の幅を説明する図である。
【符号の説明】
１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０  像担持体
１１、６１１  第一支持ローラ
１２、６１２  第二支持ローラ
１３、２１３、３１３、４２１、４２２、４２３、４２４  当接ローラ
１４  テンションローラ
１５  第三支持ローラ
２０  帯電ローラ
３０  露光手段
４０  ハウジング
４１、６４１  イエロー現像器
４２、６４２  マゼンタ現像器
４３、６４３  シアン現像器
４４、６４４  ブラック現像器
４５、６４５  イエロー現像ローラ
４６、６４６  マゼンタ現像ローラ
４７、６４７  シアン現像ローラ
４８、６４８  ブラック現像ローラ
５０  一次転写ローラ
５１  中間転写媒体
５２  駆動ローラ
５３  第一従動ローラ
５４  第二従動ローラ
５５  二次転写ローラ
５６  第二クリーニング手段
５７  第二クリーニングブレード
６０  除電ランプ
７０  クリーニング手段
７１  クリーニングブレード
２４０、３４０、４４５、４４６、４４７、４４８、５４０  現像ローラ
２４１  ギャップコロ
３１１  シャフト
３１２  弾性層
５２１  第一当接ローラ
５２２  第二当接ローラ
５２３  第一付勢力印加手段
５２４  第二付勢力印加手段
５２５  スライド台
６００  楕円弧曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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