(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙方向に対して並列される感光手段と、該感光手段に対面配置される帯電ローラを有する帯電手段および現像ローラを有する現像手段と、を備える電子写真記録装置において、
前記感光手段が、感光層を有する透明な環状の感光ベルトと、前記環状の感光ベルトの内側に設けられ、露光側の一対の露光部支持体及び転写側の駆動ローラとからなる感光ベルト張設手段と、前記環状のベルトの内側で、前記一対の露光部支持体の間に、先端が臨んで配置される露光ユニットと、を備え、
前記感光ベルトは、前記一対の露光部支持体の一方と前記帯電ローラとの間および前記一対の露光部支持体の他方と前記現像ローラとの間でそれぞれ挟持されていることを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】
前記一対の露光部支持体間の、前記露光ユニットの先端が臨む間隔が１０〜６０ｍｍとなるように設けられることを特徴とする請求項１記載の電子写真記録装置。
【請求項３】
前記露光ユニットに内蔵された発光素子からの光を、透明支持体を介して前記感光ベルトに照射することができるよう前記露光ユニットに透明支持体が設けられ、
前記発光素子からの光の結像位置が、前記感光ベルトの外周側に設けられた感光層にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真記録装置。
【請求項４】
前記透明支持体が前記感光ベルトの内周面側を押圧して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真記録装置。
【請求項５】
前記透明支持体の前記感光ベルトとの接触部分が凸状湾曲面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真記録装置。
【請求項６】
前記凸状湾曲面の曲率半径が５〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、又はファックス等に使用される電子写真記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録装置とは、感光ベルトに、帯電、露光、現像、転写の各プロセス手段が配置され、所定の電子写真プロセスにより画像形成が可能な装置をいい、プリンタ、複写機又はファックス等に好適に使用されるものである。
【０００３】
電子写真記録装置において、円筒状の透明基材上に透光性導電層と感光層とを積層して感光ベルトが形成され、この感光ベルトが所定の帯電手段により帯電され、帯電された感光ベルト上に画像情報に対応した光出力が露光手段から照射され、それと同時若しくはその直後に感光ベルトと対面配置された現像手段を介して潜像が現像され、トナー像が転写ローラその他の転写手段を介して記録紙に転写される。
【０００４】
このような電子写真記録装置では、感光ベルトの回転方向に直交する方向にＬＥＤアレイを配置して、ＬＥＤを選択的に発光させ、自己収束型ファイバーアレイを介して感光ベルトに光を結像するととともに、感光ベルトを回転させ、感光ベルト上に二次元的に静電潜像を形成しているが、自己収束型ファイバーアレイの結像位置は、焦点位置のずれに対して極めて敏感であり、このため、感光ベルトと露光ユニットとの距離は常に一定になるようにする必要がある。露光ユニットの結像位置を感光ベルトの表面上に正確に設定されないと、例えば、濃度むらのある低画質の画像が出力されることになる。
【０００５】
そのため、従来例として、図７に示すように、露光ユニットと感光ベルトとの間に、カバーガラスを配置し、その上を感光ベルトが走行する構造としている。感光ベルト内のローラでテンションを発生させることにより、カバーガラスに感光ベルトを密着させ、露光ユニットの結像位置精度を確保しようとしている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−１０４９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係る電子写真記録装置では、駆動ローラと従動ローラの距離が離れている上に、カバーガラスの面積は非常に大きいため、感光ベルトとの接触状態は弱い。そのため、低速印画しているときは問題ないが、高速印画時においては、感光ベルトの脈動によりカバーガラスとの接触状態や現像ユニットの現像ローラとの接触条件が変動し、画像ムラが発生するという欠点があった。また、露光ユニットは、発光素子からの光を自己収束型ファイバーアレイをレンズとして使用しているが焦点深度は０．１ｍｍ程度しかない。厳密には０．０５ｍｍデフォーカスするだけで画像は乱れる。また、現像ローラ側でも感光ベルトとの接触状態が変動すると、トナーの塗布条件が変動し、画像の乱れとなる。
したがって、本発明は、叙上に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、高速で印画する場合でも画像の乱れや画像ムラを防止することができ、さらにコンパクトに構成された電子写真記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、感光体をベルト状のものであってかつ透明のもので構成することにより、露光ユニットを感光体の内側に設けることができ、それにより、帯電ユニットと現像ユニットとを近接して配置することができ、これらを含めた感光手段をコンパクトにすることができること、及び一対の露光部支持体により感光ベルトを内側から支持し、それらの一対の露光部支持体の間隔を狭く、特に一対の露光部支持体の間の最短距離を１０〜６０ｍｍの範囲に設定すると、感光ベルトとの接触状態は良好となり、高速印画を行った場合であっても、感光ベルトが撓むことがなく、露光ユニットの結像位置が感光体ドラムの感光層にくるように正確に設定することができ、高画質の画像を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
したがって、本発明は、感光手段が複数並列される電子写真記録装置において、前記感光手段が、感光層を有する透明な環状の感光ベルトと、前記環状の感光ベルトの内側に設けられ、露光側の一対の露光部支持体及び転写側の駆動ローラとからなる感光ベルト張設手段と、前記環状のベルトの内側で、前記一対の露光部支持体の間に、先端が臨んで配置される露光ユニットと、を備えることを特徴とする電子写真記録装置、特に一対の露光部支持体の最短距離が１０〜６０ｍｍとなるように設けられたことを特徴とする電子写真記録装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る記録装置では、感光体をベルト状のものであってかつ透明のもので構成したことにより、図１に示すように、露光ユニットを感光体の内側に設けることができ、それにより、帯電ユニットと現像ユニットとを近接して配置することができ、これらを含めた感光手段をコンパクトにすることができる。さらに、感光ベルトが、感光ベルトを内周面側から支持する一対の露光部支持体と、一対の露光部支持体とは対向する箇所でそれぞれ帯電ローラと現像ローラとにより挟持されており、しかも前記一対の露光部支持体の間の最短距離が１０〜６０ｍｍと狭く設定され、感光ベルトが緩まないため、高速で印画する場合でも画像の乱れや画像ムラを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電子写真記録装置の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施の形態は、例示するものであって、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
本発明に係る電子写真記録装置１のある実施の形態を図１に示す。当該電子写真記録装置１は、駆動ローラ８及び一対の露光部支持体３、４（感光ベルト張設手段）により内側から支持され駆動される感光ベルト２と、前記感光ベルトを内周面側から支持し感光ベルトを張設する感光ベルト張設手段と、前記一対の露光部支持体３、４の間に配置され、前記感光ベルト２を露光することができる露光ユニット５と、感光ベルト２を帯電させる帯電ユニット６と、感光ベルト２を現像する現像ユニット７と、を備える。そして、感光ベルト張設手段は、感光ベルト２を内周面側から支持する一対の露光部支持体３、４と、前記感光ベルト２を駆動させる駆動ローラ８と、からなる。
【００１２】
本発明に係る電子写真記録装置１において、感光ベルト２を所定の帯電ユニット６を用いて帯電させ、帯電された感光ベルト２に、画像情報に対応した光出力を露光ユニット５から照射し、それと同時若しくはその直後に感光ベルト２と対面配置させた現像ユニット７を介して潜像をトナー像化（現像）し、該トナー像を転写ローラその他の転写手段９を介して記録紙に転写する。上記感光ベルト２は、一方の露光部支持体３と帯電ユニット６との間、及び他方の露光部支持体４と現像ユニット７との間で挟持し、かつ露光部支持体３と４との間隔を狭く設定しているため、感光ベルト２を高速で回転させる場合でも感光ベルト２が撓むことがなく、そのため画像の乱れや画像ムラを防止することができ、高品質の印画を行うことができる。
【００１３】
感光ベルト２、露光ユニット５、帯電ユニット６、現像ユニット７を本発明の構成にすることにより、電子写真エンジンは、断面が図１のようにおおむね長方になり、大きさもコンパクトになるという長所が生まれる。エンジンがコンパクトになることにより装置自体もコンパクトにできる。また、カラータンデム構造では、図３のように、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）用に、４個の電子写真エンジンが直列に配置されるが、コンパクトにおおむね長方に構成されたエンジンは直列に詰めて配置しやすくなり、大型になりやすいタンデム構造でも装置本体を小型化しやすいという長所を有する。
【００１４】
また、図６のように、感光ベルト２の少なくとも片側端から露光ユニットの一部がはみ出すように配置し、記録装置本体と電気的に接続するための端子をおおむねこのはみ出し部分に設ける。本発明においては感光ベルト２を大幅に小さくしているので、露光ユニット５を内部に配置するため、露光ユニット５と露光ユニット５に電気信号を供給するハーネスの取り扱い作業が困難だったが、本発明により露光ユニット５とハーネスの取り出しが可能になり、感光ベルト２の小型化、装置の小型化を可能にした。
【００１５】
また、本発明は感光ベルト２内に露光ユニット５が配置されているため、露光ユニット５が現像用トナー等によって汚れることが著しく少ないので、露光ユニット５の自己収束型光ファイバーアレイを使用しないで、発光素子を感光ベルトに近づけ直接露光することも可能となる。
【００１６】
以下、本発明に係る電子写真記録装置１の各構成要素に関して、構成要素毎に詳細に説明する。
【００１７】
（感光ベルト２）
感光ベルト２は、図２に示すように、光を透過する環状の透明基材１０と、その外周面に配置された導電層１１と、さらにその導電層１１の外周面に配置された感光層１２と、を備える。透明基材１０を構成する材料としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等が好適に用いられる。この中でも、透光性及び柔軟性等に優れるため、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレートを使用することが好ましい。これらの材料は、１種のみを使用しても良いし、２種以上の材料を混合して使用しても良い。
【００１８】
この透明基材１０の上に形成される導電層１１は、例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）をスパッタリング等の方法で成膜された、透光性のある層であることが好ましい。しかしながら、当該導電層１１は、ＩＴＯに限られず、透光性があれば如何なる材料により形成されていても良い。導電層１１の形成方法としては、当該スパッタリングに限定されるものでない。
【００１９】
さらにその導電層１１の上に、感光層１２を成膜する。この感光層１２は、例えば電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層を順番に積層してなり、この感光層１２に光を照射することによりその比抵抗が低下する。この電荷発生物質として、例えばアゾ顔料、キノン顔料、インディゴ顔料等の物質を、例えばアクリル樹脂等の結着剤樹脂に分散させて調製され、これを導電層１１上に塗布し、乾燥させて電荷発生層を形成する。また、電荷輸送物質としては例えばビフェニレン等をポリエステル等の樹脂に溶解させた溶液を塗布し、乾燥して電荷輸送層を形成する。
【００２０】
（感光ベルト張設手段）
続いて、図２を用いて感光ベルト張設手段に関して説明する。感光ベルト張設手段は、一対の露光部支持体３、４と、駆動ローラ６とからなり、感光ベルトの内側からこれを支持しながら駆動させることができる。ここで、露光部支持体３、４は、露光ユニット５からの光が露光部支持体３と４との間を通過して感光ベルト２に照射されるように配置される。これらの露光部支持体３及び４の間隔ｄは、上述のように露光ユニット５からの光が露光部支持体３及び４の間を通過できる範囲で狭く設定されることが好ましい。このような間隔ｄは、１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。これは、この距離ｄが１０ｍｍ未満である場合、露光部支持体３及び４が露光ユニット５と物理的に干渉してしまい好ましくないからである。また、この距離ｄが６０ｍｍを超えると感光ベルト２の回転時に脈動が起こり、画像の乱れが発生しやすくなり好ましくないからである。この距離ｄは２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。露光ユニット５から照射された光が結像する位置（ピント位置）に感光ベルト２の感光層１２を正確に配置する必要があるため、感光ベルト２の内側に一対の露光部支持体３、４を所定間隔で配置され、さらに露光部支持体３、４とはおおむね反対側に、感光ベルト２を回転させるための駆動ローラ６が配置される。これにより、一対の露光部支持体３と４との間の感光ベルト２に適当なテンションを確保することができる。これらの露光支持体３及び／又は４は、ローラのように回転することが好ましいが、摺動性に優れた金属ガイドのようなものであっても良い。また、露光部支持体３及び／又は４は、駆動装置が取り付けられ、感光ベルト２を駆動させることができるようになっていてもよい。この場合、駆動ローラ２と同じ速度で駆動することが好ましい。
【００２１】
露光部支持体３は、感光ベルト２を介して帯電ユニット６の帯電ローラ６’と向かい合う位置に配置され、感光ベルト２が帯電ユニット６の帯電ローラ６’と露光部支持体３との間で挟持される。また、露光部支持体４も感光ベルト２を介して現像ユニット７の現像ローラ７’と向かい合う位置に配置され、感光ベルト２が現像ユニット７の現像ローラ７’と露光部支持体４との間で挟持される。この露光部支持体３の法線と帯電ユニット６の帯電ローラ６’の法線とが一致することが好ましい。また、露光部支持体４の法線と現像ユニット７の現像ローラ７’の法線とが一致することが好ましい。このように設定することで、感光ベルト２を強固に挟持することができる。
【００２２】
（露光ユニット５）
続いて、露光ユニット５に関して説明する。この露光ユニット５は、図１に示すように、上記一対の露光部支持体３、４と駆動ローラ６とのおおむね間付近に配置され、一対の露光部支持体のおおむね中央の位置に配置される。これにより、図１に示すように、露光ユニット５、帯電ユニット６、現像ユニット７、感光ベルト２、駆動ローラ８、及び露光部支持体３、４を含めた感光手段を給紙方向に対して垂直方向に細長く形成することができる。また、感光手段を細長く形成することで、露光部支持体３、４間が狭くなるため、結像位置の近傍で感光ベルト２が精度良く通過できるようになり、露光バラツキが低減でき、画像バラツキも抑えることができる。
【００２３】
（帯電ユニット６、現像ユニット７）
続いて、帯電ユニット６及び現像ユニット７に関して説明する。帯電ユニット６は、感光ベルト２を帯電させるためのものである。これは、感光ベルト２を帯電させる円状の帯電ユニット６’を備え、これは感光ベルト２に接触しながらこの感光ベルト２の一部を帯電させることができる。帯電された感光ベルト２の一部が、駆動ローラ６の駆動により露光ユニット５に運ばれ、当該部分が露光ユニット５により露光された後、露光された感光ベルト２の一部が、現像ユニット７により現像される。現像ユニット７は、円状の現像ローラ７’を備え、この現像ローラ７’が感光ベルト２に接触することにより感光ベルト２を現像することができる。
【００２４】
露光部支持体３に対して向かい合う位置に帯電ユニット６の帯電ローラ６’が配置される。帯電ローラ６’と感光ベルト２とを常に接触させる必要があるが、感光ベルト２を露光部支持体３により感光ベルト２の裏面から支える構造とすることにより、常に帯電ローラ６’を感光ベルト２に接触させることができるため、帯電バラツキを防止し、画像の乱れを抑えることができる。
【００２５】
また、露光部支持体４に対して向かい合う位置に現像ユニット７の現像ローラ７’が配置される。現像ローラ７’と感光ベルト２とを常に接触させる必要があるが、感光ベルト２を露光部支持体４により裏面から支える構造とすることにより、常に現像ローラ７’を感光ベルト２に接触させることができるため、現像バラツキを防止し、画像の乱れを抑えることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
本発明に係る電子写真記録装置の別の実施の形態を図３に示す。当該電子写真記録装置１は、透明な環状のベルト基材の外周面に感光層１２を有した感光ベルト２と、感光ベルト２を内周面側から支持する一対の露光部支持体３、４と、該露光部支持体３と４との間に設置されたレンズ機能を有する透明支持体１３と、該透明支持体１３を介して感光ベルト２に光を照射する露光ユニット５と、一対の露光部支持体３、４とは対向する箇所で感光ベルト２を内周面側から支持するとともに、感光ベルト２を駆動させることができる駆動ローラ６と、を備える。
【００２７】
本実施の形態２に係る電子写真記録装置１では、露光ユニット５が透明支持体を備える点で上記実施の形態１に係る電子写真記録装置と異なる。
【００２８】
感光ベルト２内に一対の露光部支持体３、４（ローラ状のものでも良いし摺動性に優れたガイドのようなものでも良い）を所定間隔で配置し、感光ベルト２の内側において露光部支持体３、４とはおおむね反対側に感光ベルトを回転させるための駆動ローラ６を配置し、これにより一対の露光部支持体３、４の間において感光ベルトに適当なテンションを確保することができる。この一対の露光部支持体３、４と駆動ローラ６のおおむね間に露光ユニット５を配置させ、一対の露光部支持体３、４のおおむね中央の感光ベルト２を露光する。露光ユニット２からの光を感光層１２に伝えるための透明支持体１３を配置し、透明支持体１３を感光ベルト裏面に押し付けるように密着させた状態で、露光ユニット５からの光の結像位置を感光ベルトの感光層１２の位置に一致させる。カバーガラスのように大面積で接触させるのではなく、透明支持体１３の先端部付近のみで接触させることにより、感光ベルト２と透明支持体１３の接触圧を確保し、感光ベルト２の脈動を抑え、画像の乱れを抑えることができる。また、露光ユニット５の結像位置（ピント位置）は、透明支持体１３の先端より感光ベルトの透明基材１０の厚さ分だけ先方に来るように（感光層１２の位置にくるように）透明支持体１３の位置をあらかじめ調整した上で、露光ユニット５と透明支持体１３を一体化しておく。この状態で感光ベルト２に押し付けるように露光ユニット５を組み込むことにより、組み込み時のピント調整が不要となり、組み込みコストを低減できる。また、感光ベルト交換時にも結像位置（ピント位置）が安定し、画像のバラツキが抑えられる。これにより、結像位置の近傍で感光ベルトが精度良く通過できるようになり、露光バラツキが低減でき、画像バラツキも抑えられる。本実施の形態においては、露光部支持体３、４の距離ｄは、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下とすることが好ましい。これは、この距離ｄが１０ｍｍ未満である場合においては、透明支持体１３が露光ユニット５と物理的に干渉するため好ましくないためである。また、この距離ｄが７０ｍｍを超えると感光ベルトの回転時に脈動が起こり、画像の乱れが発生しやすくなり好ましくないからである。この距離ｄは、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲にあることがさらに好ましい。
【００２９】
また、透明支持体１３の感光ベルト２との摺動面において、露光ユニット５からの信号光が透過する部分が凸状湾曲面であることを特徴とする。感光ベルト２との摺動がスムーズになり、感光ベルト２の回転が安定し、画像も安定する。透明支持体１３の凸状湾曲面の曲率半径は好ましくは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、本発明は感光ベルト２の内側に露光ユニット５が配置されているため、露光ユニット５が現像用トナー等によって汚れることが著しく少ないので、露光ユニット５の自己収束型光ファイバーアレイを使用しないで、発光素子を感光ベルト２に近づけ直接露光することも可能となる。このとき、透明支持体１３を、発光素子から透明支持体１３の入射端面までの距離ｐが０.０５ｍｍ以内となるように、発光素子の上方位置に配置する。透明支持体１３の厚さｑは、０.０５ｍｍ以上０.１５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。この範囲を超えると発光素子からの光が散乱し、画像を著しく劣化させるからである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る電子写真記録装置では、露光ユニットと帯電ユニット及び現像ユニットとにより狭い間隔で挟み込んでいるため感光ベルトが撓まず、そのため高速で印画する場合でも画像の乱れや画像ムラを防止することができる。したがって、本発明に係る電子写真記録装置は、高速印画が必要なプリンタ、複写機又はファックス等に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る感光手段の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る感光手段の一部を示す概略図である。
【図３】図３は、４個の電子写真エンジンが直列に配置されたカラータンデム装置の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る感光手段の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る感光手段の一部を示す概略図である。
【図６】図６は、感光ベルトの片側端から露光ユニットの一部がはみ出すように配置されたはみ出し部分の概略図である。
【図７】図７は、従来型の電子写真記録装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子写真記録装置
２  感光ベルト
３  露光部支持体
４  露光部支持体
５  露光ユニット
６  帯電ユニット
７  現像ユニット
８  駆動ローラ
９  転写手段
１０  透明基材
１１  導電層
１２  感光層
１３  透明支持体
【図１】
0004825032.tif 000002
【図２】
0004825032.tif 000003
【図３】
0004825032.tif 000004
【図４】
0004825032.tif 000005
【図５】
0004825032.tif 000006
【図６】
0004825032.tif 000007
【図７】
0004825032.tif 000008