JP3912489B2

JP3912489B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3912489B2
Application number: JP2001339164A
Authority: JP
Inventors: 信正阿部; 友衛有賀; 雄二郎野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP2003140435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体の周囲に帯電手段および現像手段を配置した画像形成ステーションを転写ベルトに沿って各色毎に設け、転写ベルトを各ステーションに通過させることによりカラー画像を形成させるタンデム型の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記タンデム型の画像形成装置には大別して、
▲１▼各画像形成ステーションを列状に複数配置しておき、記録紙を搬送ベルトに静電吸着させ、記録紙を順次、各ステーションへ当接させて搬送しながら、ステーションと記録紙の間へ静電転写力を印加して、複数色のトナー像を記録紙へ直接転写しながら色重ねを行う紙搬送方式と、
▲２▼各画像形成ステーションを列状に複数配置しておき、各ステーションへ誘電体で形成された中間転写ベルトを当接させて搬送しながら、各ステーションで形成したトナー像をステーションと中間転写ベルトの間へ静電転写力を印加して順次、１次転写させて中間転写ベルト上で色重ねを行い、さらに中間転写ベルトから記録紙へ一括して２次転写する中間転写方式と、
の２通りの方式が採用されている。
【０００３】
上記紙搬送方式では記録紙を搬送ベルトへ吸着させるための手段（ローラやブラシ）と高電圧供給電源が必要であるが、中間転写方式ではこれらの手段や電源が不要であると共に、紙搬送方式では記録紙のサイズ、厚さ、種類に応じて各画像転写部へ印加する転写バイアスを厳密に制御する必要があるが、中間転写方式では、記録紙のこうした要因とは無関係に抵抗や厚さ、表面粗さが一定の中間転写ベルトに対してトナー像の１次転写を行い、その後、一括して記録紙へ２次転写を行う際にのみ転写電圧または転写電流や当接圧といった転写条件の管理を行えば良く、したがって中間転写方式には優れる点が多い。
【０００４】
一方、各画像形成ステーションの配置方式で分けると、各ステーションを水平方向に配置する方式と、各ステーションを垂直平方向に配置する方式があり、前者は設置面積が大きいという欠点があり、後者は装置の高さが高くなり机上への設置が困難であるという欠点を有している。
【０００５】
そのために、従来、特開平１１−９５５２０号や特開平８−３０５１１５号において、各画像形成ステーションを斜め方向に配置させる方式が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方式においては、記録紙搬送ベルトにしても中間転写ベルトにしても、斜め方式に配置されたベルト面の上方に各画像形成ステーションが配置されているために、画像形成ステーションにおける現像手段からトナーがこぼれ落ちて、ベルトや他の画像形成手段を汚してしまい画質劣化が生じるという問題を有している。また、露光手段を装置本体の上方に配置せざるをえないため、装置本体の振動が大きくなり画質劣化が生じるという問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、各画像形成ステーションを斜め方向に配置させる画像形成装置において、ベルトや画像形成手段へのトナー汚れを防止することができるとともに、露光手段の振動を低減させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の画像形成装置は、像担持体（１７）の周囲に帯電手段（１９）および現像手段（２０）を配置した画像形成ステーションを中間転写ベルト（１４）に沿って各色毎に設け、中間転写ベルト（１４）を各画像形成ステーションに通過させることによりカラー画像を形成させるタンデム型の画像形成装置において、前記中間転写ベルト（１４）は駆動ローラ（１２）と従動ローラ（１３）間に張架され、従動ローラ（１３）を駆動ローラ（１２）に対して斜め上方に配置し、かつ、中間転写ベルト（１４）駆動時のベルト張り側が下方になるように配設し、前記ベルト張り側に各画像形成ステーションの像担持体（１７）を当接し、前記駆動ローラ（１２）に対向して中間転写ベルト（１４）に圧接する２次転写ローラ（３９）を設け、前記駆動ローラ（１２）の周面に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層（１２ａ）を設け、前記駆動ローラ（１２）の径を従動ローラ（１３）の径より小さくし、前記ベルト張り側で従動ローラ（１３）への巻きかけ部において中間転写ベルト（１４）に当接されるクリーニング手段（１５）を設け、前記中間転写ベルト（１４）駆動時のベルト弛み側の斜め上方に定着手段（４０）を配設したことを特徴とする。
以上
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１および図２は、本発明の画像形成装置の１実施形態であり、図１は全体構成を示す模式的断面図、図２は図１の要部拡大図である。本実施形態は上述した中間転写方式の実施形態である。
【００１０】
図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング２と、ハウジング２の上部に形成された排紙トレイ２ａと、ハウジング２の前面に開閉自在に装着された扉体３を有し、ハウジング２内には、制御ユニット４、電源ユニット５、露光ユニット６、像形成ユニット７、排気ファン８、転写ユニット９、給紙ユニット１０が配設され、扉体３内には紙搬送ユニット１１が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１１】
転写ユニット９は、ハウジング２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１２と、駆動ローラ１２の斜め上方に配設される従動ローラ１３と、この２本のローラのみで間に張架されて図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト１４と、中間転写ベルト１４の表面に当接するクリーニング手段１５とを備え、従動ローラ１３および中間転写ベルト１４が駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより中間転写ベルト１４駆動時のベルト張り側（駆動ローラ１２により引っ張られる側）１４ａが下方に位置し、ベルト弛み側１４ｂが上方に位置するようにされている。
【００１２】
駆動ローラ１２は、後述する２次転写ローラ３９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１２の周面には、図２に示すように、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ以下のゴム層１２ａが形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層１２ａを設けることにより、２次転写部へ記録媒体が進入する際の衝撃が中間転写ベルト１４に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００１３】
また、本発明においては、駆動ローラ１２の径を従動ローラ１３の径より小さくしている。これにより、２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。
【００１４】
クリーニング手段１５は、ベルト張り側１４ａに設けられている。図２に示すように、二次転写後に中間転写ベルト１４の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１５ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１５ｂを備え、クリーニングブレード１５ａは、従動ローラ１３への中間転写ベルト１４の巻きかけ部において中間転写ベルト１４に当接されている。
【００１５】
また、中間転写ベルト１４の裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に対向して板バネ電極からなる１次転写部材１６がその弾性力で当接され、１次転写部材１６には転写バイアスが印加されている。
【００１６】
像形成ユニット７は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備え、図２に詳しく示すように、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体１７と、像担持体１７の周囲に配設された、コロナ帯電器または帯電ローラからなる帯電手段１９および現像手段２０を有している。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００１７】
そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７が中間転写ベルト１４のベルト張り側１４ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体１７は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト１４と逆方向に回転駆動される。
【００１８】
露光ユニット６は、像形成ユニット７の斜め下方に配設され、内部にポリゴンミラーモータ２１、ポリゴンミラー２２、ｆ−θレンズ２３、反射ミラー２４、折り返しミラー２５を有し、ポリゴンミラー２２から各色に対応した画像信号が共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されて射出され、ｆ−θレンズ２３、反射ミラー２４、折り返しミラー２５を経て、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に照射され、潜像を形成するように構成されている。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７への光路長は略同一の長さになるように折り返しミラー２５が配置されている。
【００１９】
次に、現像手段２０の詳細について、図２の画像形成ステーションＹを代表して説明する。本発明においては、各画像ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが図で左側に傾斜する方向に配設される関係上、トナー収納容器２６が斜め下方に傾斜して配置されるため、現像手段２０に特別の構成を採用している。
【００２０】
すなわち、現像手段２０は、トナーを収納するトナー収納容器２６と、このトナー収納容器２６内に形成されたトナー貯蔵部２７（図のハッチング部）と、トナー貯蔵部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯蔵部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接される帯電ブレード３２と、トナー供給ローラ３１および像担持体１７に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。
【００２１】
現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体１７の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２７は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯蔵部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーは可撓性ブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さのコーティング層に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体１７へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体１７が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体１７の潜像部を現像する。
【００２２】
図１に戻り、給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６を備えている。
【００２３】
紙搬送ユニット１１は、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するゲートローラ対３７（一方のローラはハウジング２側に設けられている）と、駆動ローラ１２および中間転写ベルト１４に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ３９と、主記録媒体搬送路３８と、定着手段４０と、排紙ローラ対４１と、両面プリント用搬送路４２を備えていえる。定着手段４０は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な定着ローラ対４０ａと、この定着ローラ対４０ａの少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に２次転写された２次画像を記録媒体Ｐに押圧する押圧手段を有し、記録媒体に２次転写された２次画像は、定着ローラ対４０ａの形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００２４】
本発明においては、中間転写ベルト１４が駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されているため、右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段４０を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段４０で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット６、中間転写ベルト１４および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへ伝達されるのを防止することができる。
【００２５】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置１の制御ユニット４に入力されると、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７、現像手段２０の各ローラ、および中間転写ベルト１４が回転駆動される。
（２）像担持体１７の外周面が帯電手段１９によって一様に帯電される。
（３）各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて一様に帯電した像担持体１７の外周面に、露光ユニット６によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
（４）それぞれの像担持体１７に形成された静電潜像が現像手段２０によりトナー像が現像される。
（５）中間転写ベルト１４の１次転写部材１６には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体１７上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト１４の移動に伴って順次、中間転写ベルト１４上に重ねて転写される。
（７）この１次画像を１次転写した中間転写ベルト１４の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て２次転写ローラ３９に給送される。
（８）１次転写画像は、２次転写部位で記録媒体と同期合流し、図示省略した押圧機構によって中間転写ベルト１４の駆動ローラ１２に向かって押圧された２次転写ローラ３９で、１次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト１４上に形成された１次転写画像は、同期給送された記録媒体に２次転写される。
（９）２次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ローラ１３方向へと搬送されて、このローラ１３に対向して配置したクリーニング手段１５によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１４はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
（１０）記録媒体が定着手段４０を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ２ａに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４２に向け）搬送される。
【００２６】
図３は、本発明の画像形成装置の他の実施形態であり全体構成を示す模式的断面図である。なお、上記実施形態と同一の構成については同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は上述した紙搬送方式の実施形態であり、図１の中間転写ベルト１４の代わりに紙搬送ベルト４３を用いている。
【００２７】
本実施形態においては、扉体３内に転写ユニット９と紙搬送ユニット１１が設けられている。転写ユニット９は、ハウジング２の上方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１２と、駆動ローラ１２の斜め下方に配設される従動ローラ１３およびバックアップローラ４４と、この３本のローラに張架されて図示矢印方向（時計方向）へ循環駆動される紙搬送ベルト４３と、バックアップローラ４４に対向して紙搬送ベルト４３の表面に当接するクリーニング手段１５とを備え、駆動ローラ１２および紙搬送ベルト４３が従動ローラ１３に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより紙搬送ベルト４３駆動時のベルト張り側（駆動ローラ１２により引っ張られる側）４３ａが下方に位置し、ベルト弛み側４３ｂが上方に位置するようにされている。
【００２８】
また、紙搬送ベルト４３の裏面には、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に対向して板バネ電極からなる転写部材４５がその弾性力で当接され、転写部材４５には転写バイアスが印加されている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７が紙搬送ベルト４３のベルト張り側４３ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも従動ローラ１３に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、図１の実施形態においては、給紙ユニット１０をハウジング２の下部に配置し、駆動ローラ１２を２次転写ローラ３９のバックアップローラとして兼用させるために、駆動ローラ１２を下方に従動ローラ１３を上方に配置しているが、従動ローラ１３を２次転写ローラのバックアップローラ３９として兼用させ、従動ローラ１３を下方に駆動ローラ１３を上方に配置するようにしてもよい。
【００３０】
なお、本発明においては、中間転写ベルト１４および紙搬送ベルト４３を総称して転写ベルトとして定義する。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、像担持体の周囲に帯電手段および現像手段を配置した画像形成ステーションを転写ベルトに沿って各色毎に設け、転写ベルトを各画像形成ステーションに通過させることによりカラー画像を形成させるタンデム型の画像形成装置において、前記転写ベルトは駆動ローラと従動ローラ間に張架され、駆動ローラと従動ローラのいずれか一方のローラは他方のローラに対して斜め上方に配置し、かつ、転写ベルト駆動時のベルト張り側が下方になるように配設し、前記ベルト張り側に各画像形成ステーションの像担持体を当接したので、転写ベルトや露光手段へのトナー汚れを防止することができるとともに、露光手段の振動を低減させることができる。また、装置の斜め上方に形成された空間に定着手段を配設することが可能になり、露光手段、転写ベルト、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の１実施形態であり全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の画像形成装置の他の実施形態であり全体構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１２…駆動ローラ
１３…従動ローラ
１４…中間転写ベルト（転写ベルト）
１４ａ…ベルト張り側
１４ｂ…ベルト弛み側
１５…クリーニング手段
１７…像担持体
１９…帯電手段
２０…現像手段
３９…２次転写ローラ
４３…紙搬送ベルト（転写ベルト）

Claims

像担持体（１７）の周囲に帯電手段（１９）および現像手段（２０）を配置した画像形成ステーションを中間転写ベルト（１４）に沿って各色毎に設け、中間転写ベルト（１４）を各画像形成ステーションに通過させることによりカラー画像を形成させるタンデム型の画像形成装置において、前記中間転写ベルト（１４）は駆動ローラ（１２）と従動ローラ（１３）間に張架され、従動ローラ（１３）を駆動ローラ（１２）に対して斜め上方に配置し、かつ、中間転写ベルト（１４）駆動時のベルト張り側が下方になるように配設し、前記ベルト張り側に各画像形成ステーションの像担持体（１７）を当接し、前記駆動ローラ（１２）に対向して中間転写ベルト（１４）に圧接する２次転写ローラ（３９）を設け、前記駆動ローラ（１２）の周面に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層（１２ａ）を設け、前記駆動ローラ（１２）の径を従動ローラ（１３）の径より小さくし、前記ベルト張り側で従動ローラ（１３）への巻きかけ部において中間転写ベルト（１４）に当接されるクリーニング手段（１５）を設け、前記中間転写ベルト（１４）駆動時のベルト弛み側の斜め上方に定着手段（４０）を配設したことを特徴とする画像形成装置。