JP4562990B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、より詳しくは、中間転写体を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、静電潜像形成手段によって、一様に帯電された感光体ドラム等の像担持体上に光を照射することにより静電潜像を得た後、現像手段によってこの静電潜像にトナーを付加して可視化し、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体上に複数のトナーを多重転写した後に、このトナー像を記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。
【０００３】
ここで、従来技術として、感光体ドラムの近傍に、現像手段としてのイエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の現像器を回転体の周方向に沿って保持した回転式現像装置を設け、この回転式現像装置によって順次形成されるトナー像を転写ベルト上に重ねて転写する技術が存在している(例えば、特許文献１参照。)。かかる方式では、フルカラーの画像を出力するのに際して、転写ベルトの一回転ごとにイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が一次転写され、４色のトナー像が順次、転写ベルトに重ね合わされる。この４色のトナー像が全て重ね合わされた部分から、二次転写位置にて、例えば、二次転写ロールを用いて用紙上にトナー像が二次転写される。
【０００４】
また、複数の色の画像を中間転写ベルト上に重畳転写してカラー画像を得るために、記録媒体収容部を装置下側に配置して略垂直に用紙を搬送し、画像形成をした後に装置上側の排出部に排出する形式を採用した画像形成装置が提案されている。この中で、例えば、上下方向を長手方向とする中間転写ベルトと現像装置とが横に並列的に並んで配置されている画像形成装置において、この中間転写ベルトなどの機構部品における保守作業を向上させるために、装置上面の開閉扉を開き、並列に並べられた一方の中間転写ベルトをそのまま引き抜く技術が存在している(例えば、特許文献２参照。)。一方、ロータリ現像装置の上側に中間転写ベルトを配置し、その上方に排出トレイを設けた画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献３参照。)。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３２８３４８号公報(第３−４頁、図１)
【特許文献２】
特開２０００−１０５４９３号公報(第３−５頁、図１)
【特許文献３】
特開２００２−３４１７０６号公報(第３−５頁、図１)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、特許文献１や特許文献２のように、転写ベルトにおける一次転写位置と二次転写位置との距離を長く取るように構成した場合には、装置の小型化を図ることが難しい。また、特許文献１や特許文献２に示されるように、垂直方向に用紙を搬送させる形式を採用した場合には、用紙排出部の下方部分にデッドスペースが生じ易い。特に、電子写真方式にあっては、垂直となる搬送路の下方に現像装置が配置され、上方に定着装置が配置される構成となることから、定着装置から側方へ傾斜して伸びる排出部の下方がデッドスペースとなり易い。
【０００７】
そこで、出願人等が鋭利検討を加えた結果、デッドスペースとなり易い用紙排出部の下側スペースに中間転写体を配するように構成すれば、このデッドスペースの有効利用を図ることが可能となり、装置の小型化を図ることができることを見い出すに至った。しかしながら、かかる構成を採用した場合には、中間転写体におけるメンテナンス性を向上させることが難しい。更に、交換部品の選定と、その交換部品の装置内における配置は、メンテナンス性の維持に対して重要な要素となる。特許文献３には、デッドスペースの有効利用を図ることのできる装置が開示されているが、中間転写体などの機構部品についての保守についての技術は何ら開示されておらず、このままでは充分な保守作業を行なうことは困難である。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、無駄なデッドスペースを少なくし、装置の小型化を図った場合にあっても、構成部品のメンテナンス性を向上させることにある。
また他の目的は、メンテナンス性の向上を図った場合にあっても、交換部品などのコストを低減させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、デッドスペースとなり易い排出トレイの下側スペースに、中間転写ベルト等の中間転写体を配してデッドスペースの有効利用を図るとともに、この排出トレイを開放して、中間転写体を挿脱することで、中間転写体を含む部品のメンテナンス性を向上させている。即ち、本発明が適用される画像形成装置は、感光体ドラムなどの像担持体と、この像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、現像装置の上方に配置され、現像装置にて現像されて形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体と、像担持体から中間転写体への一次転写の後に像担持体上に残った残留トナーを回収するトナー回収容器と、中間転写体から記録媒体への二次転写の後に中間転写体上に残った残留トナーを回収する中間転写体クリーナと、装置(画像形成装置)上面に設けられ中間転写体の一面と略並行となる傾斜部を有し、この中間転写体からトナー像が転写され画像形成された後に排出される記録媒体を集積する排出トレイとを含み、この排出トレイは装置内部を開放可能に構成され、排出トレイが開放された際に、中間転写体、像担持体、トナー回収容器、および中間転写体クリーナが取り出し可能に構成される。
【００１０】
ここで、排出トレイの裏側であって中間転写体の対向面に、この中間転写体の表面に形成されたトナー像を測定するセンサを更に備えたことを特徴とすれば、測定手段であるセンサが大型化した場合であっても、装置内部のレイアウトに影響を及ぼすことがなく、装置の小型化を図ることができる点で好ましい。また、この排出トレイの傾斜部は、排出される記録媒体の後端側を低く、記録媒体の先端側が高くなるように構成されることを特徴とすれば、用紙等の記録媒体のスタック性能を高めることが可能となる。
【００１１】
一方、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、この像担持体に形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体と、この中間転写体からトナー像が転写され画像形成された後に排出された記録媒体を集積する排出トレイと、この排出トレイを含むとともに装置内部を開放可能に構成されるカバーと、カバーとともに開放可能に設けられ、中間転写体に転写されたトナー像を測定するセンサとを含む。
【００１２】
ここで、この排出トレイは、装置上面に設けられ中間転写体の一面に沿った傾斜部を有し、この傾斜部における裏面の一部にセンサを配置したことを特徴とすれば、カバーの開放とともにセンサも開放されることから、カバーが開放された開口部から中間転写体を取り出す際に、センサが邪魔にならない点で優れている。また、中間転写体の鉛直下方に設けられ、周上に複数の現像器を備え、現像装置中心を中心として回動して、像担持体にトナー像を現像する現像装置を備え、このカバーは、所定の回動支点を中心として回動可能に構成され、この回動支点が現像装置の存在する高さに位置すること、より詳しくは、現像装置の現像装置中心と略同等の高さにあることを特徴とすることができる。このように構成すれば、装置本体内を大きく開放することができ、メンテナンス作業がし易くなる。
更に、現像装置用のトナー補給(例えばトナーカートッリジを用いた補給)も同一の開口部から行なうことができ、複数の開放部を形成した場合と比べて、コスト、ユーザの操作性という点で有利である。
【００１３】
更に他の観点から把えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、現像装置の上方に配置され、この現像装置にて現像されて形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体と、像担持体の下方であって現像装置の側方に設けられ、像担持体上にある残留トナーを回収するトナー回収容器と、中間転写体の側方であって現像装置の上方に設けられ、中間転写体上にある残留トナーを回収する中間転写体クリーナとを備え、像担持体、中間転写体、トナー回収容器、および中間転写体クリーナは、装置上面に設けられた開放部から一体として取り出し可能に構成される。
【００１４】
ここで、中間転写体の一面と略並行な傾斜を有する排出トレイを装置上面に設け、この排出トレイを含む筐体の一部を開放して開放部を形成することを特徴とすれば、排出トレイに略並行に傾斜して設けられる中間転写体が挿脱し易くなり、保守作業性を向上させることができる点で優れている。また、この中間転写体の一面と排出トレイとの間に設けられて中間転写体上のトナー像を検出するセンサを更に備え、このセンサは、排出トレイと一体となって開放可能に構成されることを特徴とすることができる。
尚、夫々の観点で説明した作用効果は、重複を避けて都度の説明を略しているが、どの観点であっても同様の構成からは同様の作用効果が期待される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、回転式(ロータリ)現像装置を用いたデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体である感光体ドラム１１、帯電ロール等を用いて感光体ドラム１１に電荷を与えて帯電させる帯電器１２、図示しない画像処理装置(ＩＰＳ)からの画像信号に基づいて、帯電された感光体ドラム１１を例えばＲＯＳ(Raster Output Scanner)を用いて露光する露光装置１３、露光装置１３によって感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置１４を備えている。
【００１６】
この現像装置１４は、回転式(ロータリ)現像装置であり、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色のトナー像を形成するために、各々の色のトナーを含んだ４つの現像器５０が備えられ、感光体ドラム１１を現像する現像剤担持体である現像ロール５１が現像装置１４の周上に設けられている。現像装置１４は、現像装置中心１４ａを中心として、９０度ずつ回動することで所望の現像器５０が備える現像ロール５１を感光体ドラム１１に対峙させている。より具体的には、１つのプリント出力に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像器５０を、この順に感光体ドラム１１に対峙させ、フルカラーの出力を可能としている。また、各々の現像器５０は、現像装置中心１４ａに配置されたコイルスプリング５５によって法線上に押圧され、位置決めのためのトラッキングロール(後述)が感光体ドラム１１に確実に当接できるように構成されている。感光体ドラム１１は、図の矢印方向(時計方向)に回動し、現像装置１４は、感光体ドラム１１の回動(時計方向)とは接線方向の動きが同じとなるように、反時計方向に回動する。
【００１７】
また、感光体ドラム１１上における現像装置１４の下流側には、現像器５０によって現像されて感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体である中間転写ベルト１５、中間転写ベルト１５上に重畳されて形成されたトナー像を用紙に転写する二次転写部材である二次転写ロール１６、用紙上に形成されたトナー像を加熱および押圧して定着する定着装置１７を備えている。
また、感光体ドラム１１の周りには、中間転写ベルト１５への一次転写の後に感光体ドラム１１上に残ったトナー(残留トナー)を掻き取るクリーニングブレード１８、このクリーニングブレード１８より掻き取られたトナーを回収するために蓄える容器であるトナー回収ボトル１９を備えている。中間転写ベルト１５は、１つのプリント画像を形成する際に４回転する。二次転写ロール１６は、最初の３回転の間、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー像を保持する際には中間転写ベルト１５から離間しており、最後のＫのトナー像が重畳されるにあたって、中間転写ベルト１５に接触するように構成されている。
【００１８】
中間転写ベルト１５は、感光体ドラム１１に対して所定範囲だけ巻きつくように、ラップ状に接触(当接)し、所謂ラップ転写を可能としている。この中間転写ベルト１５は、例えば、０.５ｍｍ程度の厚さ、および周長４４３ｍｍであり、耐油性および耐候性に優れているクロロプレンや、耐候性に優れているＥＰＤＭ等が用いられている。本実施の形態では、中間転写ベルト１５自身に駆動源を設けず、ラップによる接触を利用して感光体ドラム１１の回転に従動するように構成されており、接触部分の回転方向が同じとなるように、反時計方向に回動している。
【００１９】
この中間転写ベルト１５の内側には、感光体ドラム１１における回動の上流側にて中間転写ベルト１５のラップ位置を特定するラップインロール２１、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１５上に転写させる一次転写ロール２２、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト１５のラップ位置を特定するラップアウトロール２３を備えている。一次転写ロール２２には、一次転写を助けるために所定の電界が付与されている。また、ラップインロール２１およびラップアウトロール２３は、ＧＮＤまたはフローティングの状態に置かれている。
【００２０】
また、中間転写ベルト１５の内側には、二次転写ロール１６による二次転写を助けるバックアップロール２４が設けられている。二次転写ロール１６およびバックアップロール２４によって二次転写が行なわれる二次転写部にて、このバックアップロール２４と二次転写ロール１６との間には、所定の電位差が必要であり、例えば一方の二次転写ロール１６を高圧に接続した場合には、対向する他方のバックアップロール２４はＧＮＤに接続されている。
【００２１】
中間転写ベルト１５上における二次転写部の下流側には、二次転写の後に中間転写ベルト１５上のトナーを取り除く中間転写体清掃手段としての中間転写体クリーナ３０が設けられている。この中間転写体クリーナ３０は、二次転写の後に残ったトナーを掻き取るスクレーパ２５、スクレーパ２５によるクリーニングにて残ったトナーを更に掻き取るためのブラシロール２６、スクレーパ２５およびブラシロール２６により掻き取られたトナーを回収する第２トナー回収ボトル２９を備えている。中間転写ベルト１５の内側には、このスクレーパ２５によるクリーニング作業を助けるクリーニングバックアップロール２７、ブラシロール２６によるクリーニング作業を助けるクリーニングバックアップロール２８を備えている。
【００２２】
スクレーパ２５は、例えばステンレス等の厚さ０.１ｍｍ程度の薄板からなり、所定の電界がかけられている。また、ブラシロール２６は、導電性の処理がなされたナイロン、アクリル等のブラシであり、駆動源からの動力を受けて回転駆動し、掻き落としたトナーは、第２トナー回収ボトル２９に設けられた窓から第２トナー回収ボトル２９内に収容される。スクレーパ２５およびブラシロール２６は、二次転写ロール１６が中間転写ベルト１５に接触して二次転写を行なった後の中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取る。そのために、画像形成の最初では、重畳途中のトナー像が掻き取られることのないように中間転写ベルト１５から離間しており、所定のタイミングで、これらが一体となって中間転写ベルト１５に接触するように構成されている。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態では、中間転写ベルト１５を比較的細長くなるレイアウトとし、ラップインロール２１、ラップアウトロール２３、バックアップロール２４、クリーニングバックアップロール２７、およびクリーニングバックアップロール２８などによって中間転写ベルト１５を扁平支持している。そして、この扁平支持された中間転写ベルト１５の長手方向の一方の端に、二次転写ロール１６が当接する二次転写部を設け、長手方向の他の一方の端に、中間転写体クリーナ３０を配設した。そして、中間転写ベルト１５が感光体ドラム１１に対してラップ状に当接する位置の近くに、二次転写ロール１６が当接する二次転写部を設けている。言い換えると、感光体ドラム１１が、中間転写体クリーナ３０が設けられている位置よりも、二次転写ロール１６が当接する二次転写部により近い位置に配置されている。このように、本実施の形態では、各色ごとに回動する中間転写ベルト１５を用いた装置にて、ラップ状に感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部の直後に(比較的近傍に)二次転写部を設けるといったレイアウトを採用している。
【００２４】
用紙搬送系としては、用紙やＯＨＰシートなどの各種記録媒体を収容する給紙カセット３１、この給紙カセット３１から用紙を繰り出して給紙するフィードロール３２、給紙される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール３３、給紙カセット３１からフィードロール３２等を介して搬送された用紙に対して転写のためのタイミングをとる(位置合わせをする)レジロール３４、定着装置１７内に設けられ、用紙上に形成されたトナー像を熱するヒートロール３５、ヒートロール３５に対向して設けられ加熱に際して用紙を押圧するプレッシャロール３６、定着された後に用紙を機外に排出する排出ロール３７、装置上部に設けられ、排出ロール３７により排出された用紙を集積(スタック)する排出トレイ３８を備えている。図１に示すように、本実施の形態が適用される画像形成装置は、縦方向の用紙搬送パスで二次転写を可能とし、また、用紙搬送のパスを非常に短くすることによって、部品点数を少なくすることによるコストダウンが可能となり、更に、用紙搬送に対する信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、本実施の形態が適用される画像形成装置は、画像形成装置の各部材の動きを制御する制御部４０、中間転写ベルト１５に隣接して設けられ中間転写ベルト１５上に形成されたトナーのパッチを検出する反射型フォトセンサであるセンサ４１を備えている。このセンサ４１は、中間転写ベルト１５の長手方向に形成されたパッチを読み取ることで、中間転写ベルト１５の回転方向における位置を検出することが可能である。より具体的には、センサ４１によってパッチが検出された状態から所定のタイミングで露光することで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの位置合わせを可能としている。また、反射型センサであるセンサ４１の出力に基づいて、中間転写ベルト１５上に形成されたトナーの濃度検知を行ない、この検知結果から制御部４０による濃度制御を実行することができる。かかる構成を採用すれば、感光体ドラム１１の周囲に濃度センサを別個配置する必要がない。
【００２６】
図１に示す画像形成装置は、記録媒体収容部である給紙カセット３１を本体１の装置下側に配置し、記録媒体(用紙)の排出部である排出トレイ３８を本体１の装置上側に配置している。また、この排出トレイ３８は、排出ロール３７を有する装置の排出口側(用紙の後端側)を低くして(下端にして)、排出方向側(用紙の先端側)が高くなるようにして(上方にして)傾斜している。これによって、排出された用紙の下端が揃えられ、排出用紙の座屈等によるスタック不良を軽減でき、また、用紙サイズの異なる用紙が収容される場合にも収容性を向上させることができる。更に、中間転写ベルト１５は、この排出トレイ３８を形成する筐体の直下であって、排出トレイ３８の傾斜面に略並行となるように、傾斜部に沿って配置されている。また更に、ロータリ現像器である現像装置１４は、中間転写ベルト１５の鉛直下側にオーバーラップして配置されている。
【００２７】
次に、図１に示す画像形成装置を用いた画像形成プロセスについて説明する。
画像形成装置では、外部接続されたＰＣ(パーソナルコンピュータ)や画像読取装置等からの出力要求を受け、制御部４０からの指示に基づき、画像形成プロセスが開始される。フルカラーのプリント出力の場合、現像装置１４は、まず、イエロー(Ｙ)の現像器５０を感光体ドラム１１に対峙させるように回動する。最初に、イエローのトナー像を形成する際、時計方向に回動する感光体ドラム１１は、帯電器１２による電荷形成プロセスである帯電部にて帯電された後、露光装置１３からの例えばレーザ光によって、露光部にてイエローに対応する画像情報に基づく露光が行なわれ、静電潜像が形成される。その後、現像ロール５１によって現像が実行された後、ラップ状の接触範囲(ラップ範囲)にて中間転写ベルト１５にイエローのトナー像が転写される。このとき、二次転写ロール１６、スクレーパ２５およびブラシロール２６は中間転写ベルト１５からはリトラクト(離間)しており、これらによって中間転写ベルト１５上のトナー像が掻き取られることはない。
【００２８】
一次転写を終えた感光体ドラム１１の表面は、クリーニングブレード１８によって残ったトナーが掻き取られ、次のトナー像形成のために帯電器１２による帯電部へ移動する。また、現像のタイミングに間に合うようにして現像装置１４が回動して、マゼンタの現像器５０が感光体ドラム１１に対峙する。露光装置１３によってマゼンタの画像情報に基づく露光が行なわれた潜像から、順に、マゼンタのトナー像が形成されて中間転写ベルト１５に重畳される。同様にして、シアン、黒のトナー像が、順次、中間転写ベルト１５上に重畳されて一次転写が終了する。
【００２９】
二次転写ロール１６は、露光装置１３によるシアンのトナー像に対する一次転写が終了し、シアンまでが重畳されたトナー像が二次転写部(二次転写ロール１６によって二次転写が行なわれる場所)を通過した後のインターイメージにて、黒の静電潜像を形成するための露光(黒の露光)を開始する前に、中間転写ベルト１５に対してアドバンスし(押し出し)、二次転写ロール１６が中間転写ベルト１５に当接(コンタクト)した状態で、二次転写に備える。また、スクレーパ２５およびブラシロール２６は、黒の露光が終了した後、クリーナ部(スクレーパ２５およびブラシロール２６によるクリーナが行なわれる場所)がインターイメージであるときに、中間転写ベルト１５に対してアドバンスする。このインターイメージは、中間転写ベルト１５や感光体ドラム１１上においてトナー像が形成されていない(トナー像の形成が予定されていない)領域部分、露光による書き込みが予定されていない部分と言うことができる。
【００３０】
一方、給紙カセット３１からは、制御部４０による制御に基づいて所定のタイミングでフィードロール３２が駆動され、順次、用紙が取り出されるとともに、リタードロール３３により１枚ずつに捌かれ、レジロール３４へ到達する。レジロール３４は、二次転写部における二次転写のタイミングに合わせて回転し、所定のタイミングで用紙を二次転写部へ送り出すように機能している。本実施の形態では、トナー回収ボトル１９の表面を用紙搬送路として用いており、この用紙搬送路を利用して用紙が搬送される。このように、給紙カセット３１に収容された用紙は、搬送装置によって略鉛直方向に搬送され、二次転写ロール１６およびバックアップロール２４による二次転写部に搬送され、トナー像が転写される。
【００３１】
二次転写部にてトナー画像が転写された用紙は、定着装置１７に搬送される。
定着装置１７にて、用紙上のトナー像は、ヒートロール３５により加熱され、プレッシャロール３６により用紙に押圧されて、定着される。その後、排出ロール３７を経て装置外に出力され、本体１の上部に設けられた排出トレイ３８に収容される。以上のようにして、一枚のカラープリントを出力する際の画像形成プロセスが終了する。このように、本実施の形態では、本体１のサイズを非常に小さくし、比較的細長い、扁平状にされたレイアウトを有する中間転写ベルト１５を用い、縦パスの搬送にて二次転写を行なっている。
【００３２】
次に、感光体ドラム１１、現像装置１４、および中間転写ベルト１５の構成について詳述する。
図２は、感光体ドラム１１、現像装置１４、および中間転写ベルト１５の関係を説明するための図である。感光体ドラム１１は、直径４７ｍｍ程度の管状部材であり、アルミパイプの表面に感光層が形成され、そのアルミパイプの両端に設けられたアルミ製のフランジ(図示せず)を介して、中心部の軸１１ａからモータ(図示せず)の駆動力を受けている。例えば、Ａ４縦方向の長さ(２９７ｍｍ)のカラー画像を１分間に５枚(５ｐｐｍ)の速さでプリントアウトする場合には、感光体ドラム１１上にて４色の画像×５枚の２０画像を１分間に形成する必要がある。感光体ドラム１１は１画像の形成で３回転、即ち、約１５０ｍｍ/ｓｅｃ、毎秒１回転程度で回転するように構成されている。また、感光体ドラム１１の偏芯等による色ずれを軽減するために、感光体ドラム１１上における画像の形成位置を各色で同じ場所に形成することが望ましい。
【００３３】
現像装置１４を構成する各々(Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ)の現像器５０は、現像剤を担持する現像剤担持体である現像ロール５１、現像ロール５１と感光体ドラム１１との距離を一定に保つための位置決め部材であるトラッキングロール５２、現像ロール５１に供給される現像剤を撹拌するサプライオーガ５３およびアドミックスオーガ５４を各々備えている。現像ロール５１は、例えば直径１６ｍｍの管状部材からなり、内部に配設されるマグネットロール(図示せず)によって、現像剤中に含まれるキャリアを磁力で吸着し、この現像ロール５１の表面に現像剤の磁気ブラシを形成して、キャリアに吸着したトナーを感光体ドラム１１の現像領域へと搬送している。このようにして形成された磁気ブラシは、感光体ドラム１１の表面に穂先が接触して現像するために、感光体ドラム１１と現像ロール５１との距離は、ある一定の間隔に常時、保たれている必要がある。
【００３４】
そこで、現像ロール５１の両端部(装置のＩｎ側とＯｕｔ側、または装置の右側と左側)に、この現像ロール５１よりも若干(０.３ｍｍ程度)半径の大きなトラッキングロール５２が、現像ロール５１と同軸に設けられている。例えば現像ロール５１をφ１６ｍｍとすると、トラッキングロール５２はφ１６.６ｍｍとなる。このトラッキングロール５２としては、ポリアセタールなどの合成樹脂製のものが用いられ、現像装置１４に配置される４つの現像器５０の各々に設けられている。現像装置１４は、現像器５０の切り替えに際して、０.７秒に９０度の回転速度で所望の現像ロール５１を感光体ドラム１１に対峙させている。このとき、トラッキングロール５２は、周上に軌跡を描いて感光体ドラム１１に当接するとともに、図１に示したコイルスプリング５５による所定の弾性力によって、衝撃が低減されて感光体ドラム１１に当接する。
【００３５】
一方、中間転写ベルト１５は、ラップインロール２１およびラップアウトロール２３とによって、図２に示すようなラップ範囲に対して感光体ドラム１１を覆うようにして接触している。ラップインロール２１およびラップアウトロール２３は、感光体ドラム１１とは接触しておらず、感光体ドラム１１のふらつき等による中間転写ベルト１５の挟み込みを防止して、中間転写ベルト１５に対するダメージを抑制している。図２に示すようなラップ範囲(ラップ状の接触範囲)は、感光体ドラム１１の周縁部にて、約９０度程度の角度で形成される弧の範囲である。この中間転写ベルト１５は弾性ベルトであり、比較的強い荷重で感光体ドラム１１を押圧している。特に、本実施の形態では、中間転写ベルト１５自身に駆動力を与えておらず、感光体ドラム１１の駆動を受けて中間転写ベルト１５は従動するように構成されている。
【００３６】
次に、図１に示した本実施の形態における画像形成装置の保守性について説明する。
図３は、本実施の形態における画像形成装置の保守作業を説明するための図である。図３に示す画像形成装置では、本体１の回動支点６１を中心として、本体１における筐体の一部である開閉カバー６２を開閉させることが可能である。開閉カバー６２には、排出トレイ３８が含まれているとともに、この排出トレイ３８の裏側に設けられたセンサ４１も同時に開閉される。この回動支点６１は、中間転写ベルト１５の鉛直下方にある現像装置１４と同様の高さに設けられている。より正確には、図３に示すように、現像装置中心１４ａと同程度の高さに設けられおり、この回動支点６１を中心として開閉カバー６２を開放することが可能である。開閉カバー６２による装置の開放部をこのように形成することによって、現像装置１４よりも上方にある部材、例えば、中間転写ベルト１５や中間転写体クリーナ３０の挿脱を容易に行なうことができる。
【００３７】
ユーザやサービス作業者が保守作業を行なう場合には、まず、例えば本体１の装置上面における開閉カバー６２の一部を掴み、図３に示す(i)の方向に対して、本体１における開閉カバー６２を、回動支点６１を中心に回動させる。開閉カバー６２の回動によって、装置内部、即ち、中間転写ベルト１５や中間転写体クリーナ３０などの画像形成部位の配置上方が開放される。本実施の形態の画像形成装置における各部材の配置では、現像装置１４と中間転写手段である中間転写ベルト１５や中間転写体クリーナ３０などが上下方向にレイアウトされている。
また、中間転写ベルト１５や中間転写体クリーナ３０などの中間転写手段が本体１における筐体の近傍に設けられ、特に、中間転写ベルト１５と、筐体を形成する排出トレイ３８とが略並行になるように配置されている。そのために、排出トレイ３８を含む開閉カバー６２を回動することによって、現像装置１４の上方にある中間転写手段の上方が開放された状態になる。
【００３８】
次に、図３に示す(ii)のように、交換部品であるカートリッジ６３が取り出される。本実施の形態にて、交換部品であるカートリッジ６３としては、中間転写ベルト１５およびこの中間転写ベルト１５の内側にある各種ロール(２１〜２４、２７、２８)、中間転写ベルト１５のクリーニング手段である中間転写体クリーナ３０、中間転写ベルト１５に接触する感光体ドラム１１、感光体ドラム１１に接触して帯電する帯電器１２、および感光体ドラム１１をクリーニングするクリーニングブレード１８を含むトナー回収ボトル１９が該当する。これらの交換部品は、カートリッジ化されて一体となっている。カートリッジ化するに際して、例えば、装置のフロント側とリア側とに所定の枠体(フレーム)を設け、この枠体に各交換部品が取り付けられているといった態様が考えられる。枠体に各交換部品が取り付けられることで、カートリッジ６３を一体的に挿脱することが容易に行なえる。
【００３９】
これらの交換部品であるカートリッジ６３は、開閉カバー６２の開放によって上方が開放され、図３に示す(ii)の矢印方向に一体的に引き上げ可能となり、本体１から離脱させることができる。即ち、開閉カバー６２の開放によって、本体１の他の機構部と干渉することがなく、カートリッジ６３をスムーズに取り出すことができる。本実施の形態では、交換部品でない現像装置１４の鉛直上方に、交換部品である中間転写ベルト１５を配置している。また、用紙の搬送路として、縦方向の用紙パスを採用しており、定着装置１７を図１に示す右上に配置している。そのために、カートリッジ６３の取り出し方向は、図３に示す(ii)の矢印方向にすることが好ましい。
【００４０】
ここで、センサ４１は、中間転写ベルト１５に形成されたトナー像を測定する機能を有することから、通常の考え方では、中間転写ベルト１５を有するカートリッジ６３に含まれるものである。しかしながら、センサ４１は、一般的にコストが高く、交換部品であるカートリッジ６３に含ませると、カートリッジ６３のコストがアップしてしまう。そこで、本実施の形態では、センサ４１を交換部品であるカートリッジ６３に含ませていない。
【００４１】
一方で、センサ４１は、像担持体である感光体ドラム１１によって形成されたトナー像を、中間転写ベルト１５に転写された後、中間転写体クリーナ３０の前に測定している。そのために、センサ４１は、中間転写ベルト１５の周上であって、感光体ドラム１１と中間転写体クリーナ３０との間の部分に配置される必要がある。しかしながら、この部分は、中間転写ベルト１５の鉛直上方であり、図３に示す(ii)の矢印方向にカートリッジ６３を取り出す際に邪魔となり、保守作業性が低下する。また、一般に、センサ４１は、中間転写ベルト１５に近接して設けられ、この中間転写ベルト１５とセンサ４１との間隔としては比較的高い精度の寸法が維持される必要がある。しかしながら、センサ４１が存在した状態にてカートリッジ６３の抜き差しを実行すると、センサ４１にカートリッジ６３が接触する可能性が高くなり、センサ４１の位置がずれて測定が困難になる場合がある。また、強く当接した場合には、センサ４１に破損が生じる場合もある。
【００４２】
そのために、本実施の形態では、前述のように、中間転写ベルト１５に形成されたトナー濃度の測定等に用いられるセンサ４１を、排出トレイ３８を形成する筐体部材の裏側に取り付け、開閉カバー６２の開放に伴ってセンサ４１も開放するように構成した。これによって、カートリッジ６３にセンサ４１を含ませる必要がないと同時に、センサ４１が邪魔となってカートリッジ６３の抜き差しに影響が出ることもなくなる。更に、開閉カバー６２と同時にセンサ４１も開放することで、カートリッジ６３の抜き差しに際してセンサ４１が干渉することがなく、保守作業性を向上させることができると同時に、センサ４１の位置ずれや破損等のトラブルも抑制することができる。
【００４３】
尚、例えば、感光体ドラム１１の外周部に濃度センサを設けてトナー濃度を測定することも可能であるが、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を測定する場合には、濃度センサを感光体ドラム１１と同時にカートリッジ６３の構成部品に含ませることが必要となり、コストアップが避けられない。そこで、本実施の形態のごとく、感光体ドラム１１の外周部に濃度センサを設けずに、センサ４１によってトナー濃度測定を行なうことが好ましい。
【００４４】
カートリッジ６３を図３に示す(ii)の矢印方向に取り出した後、(iii)に示すように、トナー回収ボトル１９だけをカートリッジ６３から取り外すことができる。これによって、感光体ドラム１１や中間転写ベルト１５などが寿命に達していない状態にて、トナー回収ボトル１９が廃トナーで満杯になった場合などに、トナー回収ボトル１９だけをカートリッジ６３から取り外して交換することも可能である。
【００４５】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、デッドスペースとなり易い排出トレイ３８の下側スペースに中間転写ベルト１５を配したので、デッドスペースの有効利用を図り、装置の小型化を図ることができる。また、排出部である排出トレイ３８は、記録媒体である用紙をスタックするために傾斜部を有しているが、この傾斜部に沿って中間転写体である中間転写ベルト１５を設けることで、更にデットスペースの解消を促進することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、排出部である排出トレイ３８を開放することで、少なくとも中間転写ベルト１５を含むカートリッジ６３を挿脱するように構成したことから、中間転写ベルト１５を含むカートリッジ６３を構成する部材のメンテナンス性を向上させることができる。更に、排出トレイ３８を含む上部を開放することで、装置の本体１の側部に中間転写ベルト１５の挿脱用の開口部を設ける必要がない。その結果、カートリッジ６３やトナー回収ボトル１９、更にはカートリッジ６３を装脱した際に開放される装置内部部品(二次転写ロール１６、レジロール３４等)の交換、メンテナンスを装置の一方側からアクセスして行なえるので、装置の設置面積を低減することができる。また、開閉カバー６２における中間転写ベルト１５の対向面に、トナー濃度や位置などトナー像を測定する手段であるセンサ４１を設けたので、センサ４１が大型化しても装置内部のレイアウトに影響を及ぼすことがなく、装置の小型化を図ることができる。更に、大きなスペースを占有するロータリ現像器である現像装置１４を中間転写体である中間転写ベルト１５の下側に配したので、画像形成部をコンパクトにまとめることが可能となり、装置を小型化することができる。
【００４７】
尚、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラム１１を例に挙げて説明したが、像担持体としてベルト状のものを採用した場合にも同様に適用できる。また、現像装置１４として回転式の現像装置を例に挙げて説明したが、回転式でない現像装置に対しても適用することが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、無駄なデッドスペースを少なくして装置の小型化を図った場合であっても、構成部品のメンテナンス性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】 感光体ドラム、現像装置、および中間転写ベルトの関係を説明するための図である。
【図３】 本実施の形態における画像形成装置の保守作業を説明するための図である。
【符号の説明】
１…本体、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光装置、１４…現像装置、１５…中間転写ベルト、１６…二次転写ロール、１７…定着装置、１８…クリーニングブレード、１９…トナー回収ボトル、２１…ラップインロール、２２…一次転写ロール、２３…ラップアウトロール、２４…バックアップロール、２５…スクレーパ、２６…ブラシロール、２７,２８…クリーニングバックアップロール、３０…中間転写体クリーナ、３８…排出トレイ、４１…センサ、５０…現像器、６１…回動支点、６２…開閉カバー、６３…カートリッジ

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
   前記現像装置の上方に配置されるとともに複数のロールによって扁平支持され、当該現像装置にて現像されて形成されたトナー像を一旦保持する中間転写ベルトと、
   前記像担持体の下方であって前記現像装置の側方に設けられ、当該像担持体上にある残留トナーを回収するトナー回収容器と、
   前記中間転写ベルトに保持されたトナー像を当該中間転写ベルトの長手方向の一方の端部にて用紙搬送路を搬送される記録媒体に転写させる二次転写部と、
   前記二次転写部及び前記トナー回収容器の上方に配置され、当該二次転写部にてトナー像が転写され縦方向に搬送された前記記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置と、
   装置上面に設けられ、前記定着装置にてトナー像が定着された後に排出される前記記録媒体の後端側が低く先端側が高くなるように構成された傾斜部を当該定着装置の側方に有し、当該記録媒体を集積する排出トレイとを含み、
   前記扁平支持された中間転写ベルトの長手方向の面は、前記排出トレイの前記傾斜部と略並行であり、
   前記像担持体の下方であって前記現像装置の側方に設けられた前記トナー回収容器は、前記二次転写部に向けて搬送される前記記録媒体が搬送される用紙搬送路として利用され、
   前記排出トレイは前記中間転写ベルトの上方を開放可能に構成され、当該排出トレイが開放された際に、当該中間転写ベルトは、当該中間転写ベルトの他方の端部側から上方に引き上げて前記現像装置と前記定着装置との間から取り出し可能であり、前記像担持体は、当該中間転写ベルトと共に当該現像装置と当該定着装置との間から取り出し可能であり、前記トナー回収容器は、当該定着装置の下方から当該中間転写ベルトおよび当該像担持体と共に当該現像装置と当該定着装置との間を通して取り出し可能に構成され、
   少なくとも前記中間転写ベルト、前記像担持体、及び前記トナー回収容器は、一体となってカートリッジを構成し、前記排出トレイが開放されると、当該カートリッジの上方が開放され、当該カートリッジは当該中間転写ベルトの他方の端部側から引き上げられるだけで取り出されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー回収容器は、前記像担持体から前記中間転写ベルトへの一次転写の後に当該像担持体上に残った残留トナーを回収し、
   前記中間転写ベルトから記録媒体への二次転写の後に当該中間転写ベルト上に残った残留トナーを回収する中間転写ベルトクリーナを更に含み、
   前記排出トレイが開放された際に、前記像担持体、前記トナー回収容器、および前記中間転写ベルトクリーナが取り出し可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記排出トレイの裏側であって前記中間転写ベルトの対向面に、当該中間転写ベルトの表面に形成されたトナー像を測定するセンサを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記排出トレイを含むとともに装置内部を開放可能に構成されるカバーを備え、
   前記カバーは、所定の回動支点を中心として回動可能に構成され、当該回動支点が前記現像装置の存在する高さに位置することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置は、周上に複数の現像器を備え、現像装置中心を中心として回動し、
   前記カバーの前記回動支点は、前記現像装置の前記現像装置中心と略同等の高さにあることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写ベルトの長手方向の面と前記排出トレイとの間に設けられて当該中間転写ベルト上のトナー像を検出するセンサを更に備え、
   前記センサは、前記排出トレイと一体となって開放可能に構成されてなる請求項１記載の画像形成装置。

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