JP2004118202A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、現像剤の付着による画像不良を防止でき、装置構成を小型化できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】カラー複写機1は、露光により静電潜像が形成される感光体ドラム11、複数の第1現像器15Y、15M、15Cを選択的にドラム表面11aに対向させるように回転するリボルバー15、第2現像器14、ドラム表面11aに形成された現像剤像を重ねて転写する中間転写ベルト16、中間転写ベルト16に向けて用紙を搬送する縦搬送路26、および、中間転写ベルト16に転写された現像剤像を縦搬送路26を介して搬送される用紙に転写する転写装置50を有する。リボルバー15、および第2現像器14は、感光体ドラム11より上方のエリアから外れた位置に設けられる。縦搬送路26は、リボルバー15および第2現像器14より下方のエリアから外れた位置を通る。
【選択図】 図1
【解決手段】カラー複写機1は、露光により静電潜像が形成される感光体ドラム11、複数の第1現像器15Y、15M、15Cを選択的にドラム表面11aに対向させるように回転するリボルバー15、第2現像器14、ドラム表面11aに形成された現像剤像を重ねて転写する中間転写ベルト16、中間転写ベルト16に向けて用紙を搬送する縦搬送路26、および、中間転写ベルト16に転写された現像剤像を縦搬送路26を介して搬送される用紙に転写する転写装置50を有する。リボルバー15、および第2現像器14は、感光体ドラム11より上方のエリアから外れた位置に設けられる。縦搬送路26は、リボルバー15および第2現像器14より下方のエリアから外れた位置を通る。
【選択図】 図1
Description
この発明は、用紙上にカラー画像を形成するカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置に関する。
例えば、用紙上にカラー画像を形成する画像形成装置として、カラーレーザプリンタ(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
このプリンタは、露光により潜像が形成される像担持体、この潜像に所定の色の現像剤を供給して現像する複数の現像器、像担持体上に形成された各色の現像剤像を重ねて転写する中間転写体、中間転写体上に重ねて転写された各色の現像剤像を用紙上にまとめて転写する転写装置、複数枚の用紙を収容したカセット等を有する。
イエロー、マゼンタ、シアン用の現像器は、像担持体の横に回転可能に配置された現像器ロータリー内にセットされ、黒用の現像器は、現像器ロータリーとは別体で像担持体の上方から対向配置される。現像器ロータリーは、その周方向に並べて3色の現像器を収容し、回転することにより特定の色の現像器を像担持体に対向させる。
中間転写体は、像担持体の下方から転接される。
カセットから取出された転写材は、中間転写体の下方で略水平方向に延びた搬送路を介して搬送され、中間転写体を通過される。このとき、中間転写体上に重ねて転写されている各色の現像剤像が、転写装置によって、転写材上にまとめて転写される。
しかし、上述した構造の従来のプリンタは、以下のような問題を有する。
第1に、黒用の現像器が像担持体の上方に配置されているため、この現像器から不所望に飛散した現像剤が像担持体に落下する。このように、像担持体に現像剤が落下すると、この現像剤が中間転写体を介して用紙上に転写され、画像が悪くなる。
第2に、中間転写体の下方を通る搬送路を介して用紙を搬送するため、現像器ロータリーにセットされた各色現像器から不所望に飛散した現像剤および黒用現像器から飛散した現像剤が、搬送路を介して搬送される用紙上に落下する。このように、用紙上に現像剤が落下すると、画像不良を引き起こす。
特開平11−84801号公報(図1)
この発明の目的は、現像剤の付着による画像不良を防止でき、装置構成を小型化できる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、複数の潜像が繰返し形成される像担持体と、所定の色の現像剤をそれぞれ収容した複数の第1現像器を回転方向に並べて有し、上記像担持体より重力方向上方のエリアから外れた位置で上記像担持体に上記複数の第1現像器を選択的に対向配置せしめるように回転可能に設けられ、上記潜像に特定色の現像剤を供給して現像する現像ユニットと、上記エリアから外れた位置で上記像担持体に対向配置され、所定の色の現像剤を上記潜像に供給して現像する第2現像器と、上記像担持体に対し重力方向上方から接触して配置され、上記複数の第1現像器および上記第2現像器の少なくとも1つによって現像された現像剤像を重ねて転写せしめる中間転写体と、この中間転写体に向けて転写媒体を搬送する搬送装置と、上記中間転写体に転写された現像剤像を上記搬送装置によって搬送される転写媒体に転写する転写装置と、を備えている。
上述した発明によると、像担持体より重力方向上方のエリアから外れた位置で現像ユニットと第2現像器が像担持体に対向配置されているため、第1および第2現像器から不所望に飛散或いは漏出した現像剤が像担持体上に落下して付着することを防止でき、現像剤の付着による画像不良を防止できる。。
また、上述した発明によると、像担持体より重力方向上方から中間転写体が転接して配置されているため、現像器から不所望に飛散或いは漏出した現像剤が像担持体上および中間転写体上に落下して付着することを防止でき、現像剤の付着による画像不良を防止できる。
この発明の画像形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、現像剤の付着による画像不良を防止でき、装置構成を小型化できる。
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1には、この発明の実施の形態に係る画像形成装置として、カラー複写機1の内部構造を概略的に示してある。
カラー複写機1は、スキャナユニット2、プロセスユニット4、および給紙ユニット6を有する。スキャナユニット2は、図示しない原稿台にセットした原稿を照明し、原稿からの反射光を複数の光学部材を介して受光素子へ導き、光電変換して画像データを出力する。プロセスユニット4は、スキャナユニット2にて原稿から読み取った画像データ、或いは図示しない外部装置から入力される画像データに基づく画像を用紙P(転写媒体)上に出力する。給紙ユニット6は、プロセスユニット4に用紙Pを供給する。
カラー複写機1は、上記各ユニットを収容した筐体3を有する。筐体3の図中右側面には、両面ユニット8および手差しユニット9が脱着自在に取り付けられている。両面ユニット8は、プロセスユニット4で片面に画像形成された用紙Pを反転させて、再びプロセスユニット4へ供給する。手差しユニット9は、手差しにより、用紙Pをプロセスユニット4へ供給する。
より詳細には、プロセスユニット4は、カラー複写機1のフロント−リア方向(紙面方向)に延びた管軸を有する感光体ドラム11(像担持体)を有する。感光体ドラム11の周囲には、帯電装置12、露光装置13、ブラック現像器14(第2現像器)、リボルバー15(現像ユニット)、中間転写ベルト16(中間転写体)、およびドラムクリーナ17(清掃装置)が、感光体ドラム11の回転方向(図中矢印方向)に沿って設けられている。感光体ドラム11は、これら複数の装置を周囲に配置可能なように、少なくとも50[mm]以上の直径が必要とされている。
帯電装置12は、感光体ドラム11の外周面11a(以下、ドラム表面11aと称する)を所定の電位に帯電させる。露光装置13は、プロセスユニット4の下端近くに配設され、所定の電位に帯電されたドラム表面11aを露光して画像データに基づく静電潜像を形成する。カラー画像を形成する場合、露光装置13は、色分解した画像データに基づいてドラム表面11aを露光し、ドラム表面11aに各色の静電潜像を形成する。
ブラック現像器14は、感光体ドラム11と露光装置13との間、すなわち感光体ドラム11に対して重力方向下方から対向配置されている。ブラック現像器14は、露光装置13によってドラム表面11aに形成されたブラック用の静電潜像にブラック現像剤を供給して現像し、ドラム表面11aにブラック現像剤像を形成する。ブラック現像器14は、現像剤を攪拌して供給するミキサー、およびドラム表面11aに所定の現像ギャップを介して対向配置された現像ローラを有する。ブラック現像器14は、現像ローラをドラム表面11aに対して離接させるように移動可能に設けられている。また、ブラック現像器14は、トナーカートリッジ14aから現像剤が供給される。
リボルバー15は、感光体ドラム11の図中左側に隣接して回転可能に設けられている。リボルバー15は、基本的にブラック現像器14と同じ構造のイエロー現像器15Y(第1現像器)、マゼンタ現像器15M(第1現像器)、シアン現像器15C(第1現像器)を有する。各現像器は、リボルバー15の回転方向に並んで、リボルバー15内に脱着自在に収容されている。また、各現像器は、それぞれの色の現像剤を収容したトナーカートリッジ15y、15m、15cを有する。しかして、各色の現像器15Y、15M、15Cは、リボルバー15を時計周り方向に回転させることにより、感光体ドラム11の側方から選択的にドラム表面11aに対向配置される。
ブラック現像器14は、使用頻度が他の色の現像器より高いため、他の色の現像器を収容したリボルバー15とは別体に設けられている。これにより、現像器およびトナーカートリッジの現像剤収容量を他の色の現像器と異ならせることができ、トナー補給等のメンテナンス回数を減らすことができる。
また、本実施の形態のブラック現像器14およびリボルバー15は、上述したように、感光体ドラム11より重力方向上方のエリアから外れた位置に設けられているため、各現像器14、15Y、15M、15Cから不所望に飛散する現像剤が感光体ドラム11上に落下することを防止できる。
中間転写ベルト16は、感光体ドラム11に対して重力方向上方から転接する位置に配置されている。中間転写ベルト16は、それぞれフロント−リア方向に延びた回転軸を有する駆動ローラ16a、転写前ローラ16b、転写対向ローラ16c、およびテンションローラ16dに巻回されて張設されている。駆動ローラ16aは、リボルバー15の上方で筐体3に対して固定的に設けられ、転写前ローラ16bは、感光体ドラム11の上方で筐体3に対して固定的に設けられ、転写対向ローラ16cは、後述する縦搬送路に転接する位置に固定的に設けられている。テンションローラ16dは、中間転写ベルト16に所定の張力を与えるようにベルト16の内側から外側に向けて付勢されている。
この他に、中間転写ベルト16の内側には、中間転写ベルト16をドラム表面11aに転接させるとともに、ドラム表面11aに形成された現像剤像を中間転写ベルト16に転写させるための1次転写ローラ21が設けられている。1次転写ローラ21は、中間転写ベルト16を所定圧力でドラム表面11aに押圧するように、感光体ドラム11方向に付勢されている。
尚、中間転写ベルト16は、感光体ドラム11の外周の長さの丁度整数倍の長さに設定されている。言い換えると、中間転写ベルト16は、ドラム表面11aの同じ部位が常に同じ位置に転接するように長さが設定されている。中間転写ベルト16は、少なくとも最長の用紙Pの長さ(431.8[mm])を超える長さが必要で、感光体ドラム11は、少なくとも50[mm]を超える直径が必要であることから、本実施の形態では、中間転写ベルト16の長さを必要最小限にして感光体ドラム11の外周長の3倍に設定した。
中間転写ベルト16の周囲には、ベルトクリーナ22(清掃装置)、および2次転写ローラ24(転写装置)がそれぞれベルト表面に対して離接可能に設けられている。ベルトクリーナ22は、リボルバー15の上方で、中間転写ベルト16を介して駆動ローラ16aの外周上に設けられている。言い換えると、ベルトクリーナ22は、感光体ドラム11より重力方向上方のエリアから外れた位置に設けられている。2次転写ローラ24は、中間転写ベルト16を介して、転写対向ローラ16cとの間で後述する縦搬送路26を挟む位置に設けられている。
ドラムクリーナ17は、感光体ドラム11に対して図中右側方から接触配置されている。言い換えると、ドラムクリーナ17は、感光体ドラム11より上方のエリアから外れた位置に設けられている。
つまり、本実施の形態では、ブラック現像器14、リボルバー15、ドラムクリーナ17、およびベルトクリーナ22が、感光体ドラム11より上方のエリアから外れた位置に設けられている。また、本実施の形態では、中間転写ベルト16が感光体ドラム11の上方に配置されている。このため、本実施の形態によると、ブラック現像器14、リボルバー15、ドラムクリーナ17、およびベルトクリーナ22から不所望に飛散或いは漏れた現像剤がドラム表面11a上や中間転写ベルト16上に落下することがなく、現像剤の付着に起因した画像不良を防止できる。
給紙ユニット6は、2つの給紙カセット26、28を上下に重ねて有する。各給紙カセット26、28の図中右上端には、カセット内に収容された最上端の用紙Pを取出すピックアップローラ31がそれぞれ設けられている。ピックアップローラ31による用紙取出し方向下流側に隣接した位置には、それぞれ、送りローラ32と分離ローラ33とが互いに転接して配置されている。
また、各給紙カセット26、28の図中右側に隣接した位置には、上述した中間転写ベルト16と2次転写ローラ24とが転接した2次転写領域を通って略鉛直上方に延びた縦搬送路26が設けられている。縦搬送路26上には、用紙Pを挟持して回転する複数の搬送ローラ対34、用紙Pの到達を検知するアライニングセンサ35、および2次転写領域へ用紙Pを所定の給紙タイミングで給紙するためのアライニングローラ対36が、2次転写領域に向けて下方から順に配置されている。
2次転写領域を通ってさらに上方に延びた縦搬送路26上には、用紙P上に転写された現像剤像を加熱および加圧して定着させる定着装置38が設けられている。定着装置38は、ヒータを内蔵した加熱ローラ38bおよび加熱ローラ38bに押圧配置された加圧ローラ38aを有する。
つまり、本実施の形態では、感光体ドラム11に関してリボルバー15から離間した側、すなわち感光体ドラム11の図中右側に離間した位置を通って縦搬送路26が延設されている。言い換えると、ブラック現像器14、リボルバー15、ドラムクリーナ17、およびベルトクリーナ22より重力方向下方のエリアから外れた位置を通って縦搬送路26が延設されている。これにより、2次転写領域を通して搬送される用紙P上に、ブラック現像器14やリボルバー15の各現像器15Y、15M、15Cから不所望に飛散した現像剤が落下して付着することを防止でき、ドラムクリーナ17やベルトクリーナ22から不所望に漏洩した現像剤が用紙P上に落下して付着することを防止できる。
また、上述した縦搬送路26を採用したことにより、カラー複写機1の全体構成を小型化でき、且つジャム処理を容易にできるようになった。つまり、感光体ドラム11の図中左横に比較的大きなリボルバー15を配置して縦方向の装置サイズを小さくし、縦搬送路26により用紙Pの搬送経路を短くすることで、装置全体のサイズを小さくできた。また、2次転写領域付近の縦搬送路26は、両面ユニット8と2次転写ユニット50を開くことにより、筐体3の外部に容易に露出することができるようになっている。これにより、2次転写領域付近で用紙ジャムが生じた場合であってもジャム処理を容易にできる。
次に、上記構造のカラー複写機1による画像形成動作について説明する。
初期動作として、ブラック現像器14が下方に移動されてドラム表面11aから離間され、リボルバー15が時計周り方向に回転されてイエロー現像器15Yがドラム表面11aに対向される。また、ベルトクリーナ22が軸22aを中心に反時計周り方向に回転されて中間転写ベルト16から離間され、2次転写ローラ24が縦搬送路26から離間する方向(図中右方向)に移動されて中間転写ベルト16から離間される。
そして、スキャナユニット2を介して図示しない原稿から画像データが読み取られ、或いは図示しない外部装置から画像データが入力される。さらに、感光体ドラム11が時計周り方向に回転されてドラム表面11aが帯電装置12によって所定の電位に一様に帯電される。このとき、中間転写ベルト16も、反時計周り方向に回転される。
さらに、色分解したイエロー用の画像データに基づいて、露光装置13が動作され、ドラム表面11a上にイエロー用の静電潜像が形成される。このときの露光タイミングは、中間転写ベルト16の内側に張り付けられた図示しない検出マークを図示しない検出器で検出することにより取得される。
続いて、イエロー現像器15Yを介してドラム表面11a上の静電潜像にイエロー現像剤が供給され、イエロー用の静電潜像が現像されてドラム表面11a上にイエロー現像剤像が形成される。このようにしてドラム表面11a上に形成されたイエロー現像剤像は、感光体ドラム11の回転によって移動され、中間転写ベルト16に転接した1次転写領域を通過される。
このとき、1次転写ローラを介してイエロー現像剤像の電位と逆極性のバイアスが与えられ、ドラム表面11a上のイエロー現像剤像が中間転写ベルト16上に転写される。本実施の形態では、中間転写ベルト16の長さを感光体ドラム11の外周の長さの整数倍に設定してあるため、ドラム表面11aから中間転写ベルト16上に現像剤像が転写される位置は同じ位置となる。
イエロー現像剤像が中間転写ベルト16上に転写された後、転写されずにドラム表面11aに残留したイエロー現像剤がドラムクリーナ17によって除去される。このとき、同時に、ドラム表面11a上の残留電荷も除電される。
そして、ドラム表面11a上に次のマゼンタ用の静電潜像を形成する準備のため、ドラム表面11aが帯電装置12によって一様に帯電され、リボルバー15が回転されてマゼンタ現像器15Mがドラム表面11aに対向される。
この状態で、上述した一連のプロセス、すなわち露光→現像→中間転写ベルト16への転写がなされ、マゼンタ現像剤像が中間転写ベルト16上でイエロー現像剤像に重ねて転写される。このようにして、マゼンタ現像剤像が転写された後、同様にして、シアン現像剤像が重ねて転写される。
そして、いずれの現像器15Y、15M、15Cもドラム表面11aに対向しないホームポジションにリボルバー15が回転されて、代わりにブラック現像器14が上昇されてドラム表面11aに対向される。この状態で、上述したプロセスと同様のプロセスが実行され、ブラック現像剤像がイエロー現像剤像、マゼンタ現像剤像、シアン現像剤像に重ねて中間転写ベルト16上に転写される。
このようにして、全ての色の現像剤像が中間転写ベルト16上で重ねられると、2次転写ローラ24が図中左方向に移動されて中間転写ベルト16に転接され、ベルトクリーナ22も中間転写ベルト16に接触される。この状態で、中間転写ベルト16上で重合された全ての色の現像剤像は、中間転写ベルト16の回転によって移動されて、2次転写ローラ24との間の2次転写領域を通過される。
このとき、ピックアップローラ31によってカセット26、28から取出された用紙Pが、搬送ローラ対34によって縦搬送路26を上方に搬送され、アライニングローラ36で一旦整位された後、所定のタイミングで2次転写領域へ送り込まれる。
そして、2次転写ローラ24を介して、各色の現像剤像の電位と逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト16上の各色の現像剤像が、用紙P上に転写される。現像剤像を用紙Pに転写した後、ベルトクリーナ22によって、中間転写ベルト16上に残留した現像剤が除去される。
各色の現像剤像がまとめて転写された用紙Pは、この後、定着装置38を通過されて加熱および加圧され、各色の現像剤像が用紙P上に定着され、カラー画像が形成される。このように、カラー画像が形成された用紙Pは、定着装置38の下流側に設けられた排出ローラ42を介して、排紙トレイ44上に排出される。本実施の形態では、排紙トレイ44は、筐体3の内部に設けられている。
一方、上述したように片面にカラー画像が形成された用紙Pの裏面にさらに画像を形成する場合、片面に画像形成した用紙Pの後端が排出ローラ42で挟持拘束されている状態で、排出ローラ42が逆回転され、用紙Pの搬送方向が反転されて用紙Pが両面ユニット8へ導入される。両面ユニット8へ導入された用紙Pは、複数の搬送ローラ対46によって下方に搬送され、アライニングローラ36のニップに導かれる。
また、手差しユニット9を介して手差し給紙された用紙も、ピックアップローラ49によって取出されて、送りローラ48によりアライニングローラ36のニップに導入される。
以上のように、本実施の形態によると、現像剤像を一時的に担持する感光体ドラム11および中間転写ベルト16の上方に、現像剤が飛散或いは漏出する現像器やクリーナを配置しない構造としたため、不所望に飛散或いは漏出した現像剤が感光体ドラム11や中間転写ベルト16上に落下して付着することを防止できる。これにより、現像剤の付着による画像不良を防止できる。
また、現像器やクリーナの下方を通して用紙Pを搬送することのないように、感光体ドラム11の図中右横方向に離間した位置を通る縦搬送路26を介して用紙Pを搬送するようにしたため、搬送途中の用紙P上に現像剤が落下することがなく、現像剤が用紙Pに付着して画像不良を生じることがない。
また、筐体3の側面に対して脱着可能な両面ユニット8の近くを通るように縦搬送路26を設けたため、縦搬送路26上で生じた用紙ジャムを容易に処理できるようになった。尚、本実施の形態では、フレキシブルに取り回しできる中間転写ベルト16を採用したことで、2次転写領域を縦搬送路26上に容易に設定できるようになったことは言うまでもない。これにより、用紙Pを取出してから現像剤像を転写して定着させるまでの用紙Pの搬送経路を極めて短くすることができた。
つまり、用紙Pの搬送経路を短くすることで、用紙ジャムの発生確率を低くでき、且つ装置構成を小型化できた。
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。
例えば、上述した実施の形態では、イエロー現像器15Y、マゼンタ現像器15M、およびシアン現像器15Cをリボルバー15に装着して、ブラック現像器14を別体に設けた場合について説明したが、ブラック現像器もリボルバー15内に収容せしめても良い。
1…カラー複写機、2…スキャナユニット、3…筐体、4…プロセスユニット、6…給紙ユニット、8…両面ユニット、9…手差しユニット、11…感光体ドラム、14…ブラック現像器、15…リボルバー、15Y…イエロー現像器、15M…マゼンタ現像器、15C…シアン現像器、16…中間転写ベルト、17…ドラムクリーナ、22…ベルトクリーナ、26…縦搬送路、50…2次転写ユニット、P…用紙。
Claims (6)
- 複数の潜像が繰返し形成される像担持体と、
所定の色の現像剤をそれぞれ収容した複数の第1現像器を回転方向に並べて有し、上記像担持体より重力方向上方のエリアから外れた位置で上記像担持体に上記複数の第1現像器を選択的に対向配置せしめるように回転可能に設けられ、上記潜像に特定色の現像剤を供給して現像する現像ユニットと、
上記エリアから外れた位置で上記像担持体に対向配置され、所定の色の現像剤を上記潜像に供給して現像する第2現像器と、
上記像担持体に対し重力方向上方から接触して配置され、上記複数の第1現像器および上記第2現像器の少なくとも1つによって現像された現像剤像を重ねて転写せしめる中間転写体と、
この中間転写体に向けて転写媒体を搬送する搬送装置と、
上記中間転写体に転写された現像剤像を上記搬送装置によって搬送される転写媒体に転写する転写装置と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 上記現像ユニットは、上記像担持体に対して側方から接触し、上記第2現像器は、上記像担持体に対して下方から接触することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 上記エリアから外れた位置で上記像担持体に接触配置され、上記中間転写体に転写されずに上記像担持体上に残留した現像剤を除去する清掃装置をさらに備え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。
- 上記像担持体は、略円筒形の感光体ドラムであり、上記中間転写体は、この感光体ドラムの外周の長さの整数倍の長さを有する無端状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 上記搬送装置は、上記現像ユニット、第2現像器、および清掃装置より重力方向下方のエリアから外れた位置を通って延びる搬送路を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 上記像担持体、現像ユニット、中間転写体、搬送装置、および転写装置を収容した筐体をさらに有し、この筐体の側面に上記搬送路を開放するユニットを有することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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