JP5064691B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成を電子写真方式で行なうカラー複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

カラー複写機、プリンタ等の画像形成装置では、使用者が画像形成装置を使用する時、色によって消費量に差異があると考えられる全ての色について現像剤が同じ貯蔵量である場合、消費量の高いもののみ交換回数が多いことが考えられる。
この問題を解決し、使用者が交換する回数を減らすために、従来から幾つかの技術が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
例えば、特許文献１には、２次転写位置から斜め上方３０°〜７０°傾け張架された中間転写ベルトの下側に４個の感光体、現像器、トナー容器等を垂直方向に連続して配備することが開示されている。

特許文献２には、像担持体の周上に２つの現像装置を配置した作像部が２つ並んだカラー画像形成装置が開示されている。また、色ずれ対策として、１）中間転写ベルトの周長は感光体の整数倍、２）中間転写ベルトの周長は中間転写ベルト駆動ロ−ラ径の整数倍、３）感光体間ピッチは中間転写ベルト駆動ロ−ラ径の整数倍と規定しており、４）レーザ光は現像ユニットを貫通して像担持体を露光するようになっている。

特許文献３には、２個の感光体にそれぞれ２個の現像器（２ステーション構成）を中間転写ベルトの傾斜面に配備することが開示されている。また、現像部から２次転写部までの画像移動距離の最も近い現像器がブラックトナー用であるとしている。
特開２００４−１２６３８８公報 特開２００１−１００４８８公報 特開２００３−１７３０５１公報

しかしながら、特許文献１では２次転写ローラに近いトナー容器がブラックトナー用で、他のものより水平方向に長いとの記載はあるが、２ステーションには対応しておらず、特許文献３では、使用者が画像形成装置を使用する時、消費量の高いブラックトナーを大容量にすることには言及していない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、中間転写ベルトを斜めに配置し、本体カバーとの間のスペースに差を付け、空いたスペース分だけ使用量の多い現像剤貯蔵部の容量を増やして、使用者が消費量の高いブラックトナーである現像剤を補充する回数を減らす画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、該現像剤貯蔵部から供給されてくる現像剤を帯電させて保持する現像部と、該現像部から現像剤を受け取りかつ像を作る像担持体とを有し、該像担持体１つに前記現像部を２つ以上装着した作像ユニットを２つ有する構成であり、それぞれの前記像担持体に接し、該像担持体上の像を一時的に保持する中間転写ベルトと、該像を該中間転写ベルトから記録紙に転写する２次転写部とを有する画像形成装置において、前記中間転写ベルトを駆動軸と従動軸の主要２軸と該像担持体に対してそれぞれ対を成す１次転写ローラに掛け渡し、該中間転写ベルトの該像担持体との転写面側を該従動軸側から該駆動軸側に移動させる構成とし、前記主要２軸を水平状態から該転写面側の該従動軸側から該駆動軸側への移動方向である回転方向に該従動軸側を上方かつ該駆動軸側を下方にして３０°〜７０°傾斜させて、第１の作像ユニットと第２の作像ユニットをそれぞれ該転写面側の回転方向の上流側と下流側にかつ前記中間転写ベルト下側に垂直方向に並べて設置し、前記第１の作像ユニットと前記第２の作像ユニットに含まれる各々２つの前記現像剤貯蔵部をそれぞれ同一サイズにしてかつ水平方向に設置するとともに、
前記現像剤貯蔵部の前記中間転写ベルト側とは反対側の端部が前記垂直方向に略同一直線上となるように設置し、前記画像形成装置には、本体ケース開閉部と、該本体ケース開閉部に押圧部材が設けられ、該本体ケース開閉部を閉めたときに該押圧部材が前記第１の作像ユニットと前記第２の作像ユニットの前記現像剤貯蔵部の前記端部側をそれぞれ押圧することにより、該第１の作像ユニットと該第２の作像ユニットの位置決めを行うことを特徴とする。

本発明によれば、全ての色について現像剤が同じ貯蔵量である場合、消費量の高いもののみ交換回数が多いことに鑑みて、中間転写ベルトを斜めに配置し、本体カバーとの間のスペースに差を付け、空いたスペース分だけ使用量の多い現像剤貯蔵部の容量を増やして、使用者が現像剤を補充する回数を減らすことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置としてフルカラーレーザプリンタを示す概略図である。まず基本構成について説明する。フルカラーレーザプリンタは４色の現像剤を有するのが一般的である。
像を形成する２つの像担持体２２ａ、２２ｂに４つの現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのうち２つずつを配置する。また、現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄには色の異なる４つの現像剤貯蔵部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがそれぞれセットされており、それぞれの現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに現像剤を供給するようになっている。

像担持体２２ａ、２２ｂの周辺には、像担持体２２ａ、２２ｂの表面を帯電させる帯電ローラ２１ａ、２１ｂ、像担持体２２ａ、２２ｂの表面を清掃するクリーニングブレード２３ａ、２３ｂが配置されている。
クリーニングブレ−ド２３ａ、２３ｂで掻き取られた現像剤をここには図示しない廃トナーボックスに運ぶ搬送コイル２４ａ、２４ｂがあり、これらを一体として作像ユニット２０ａ、２０ｂを構築する。露光手段３６ａ、３６ｂは選択的に照射することで像担持体２２ａ、２２ｂ上に静電潜像を形成する。
また、中間転写ベルト２８は駆動軸２６、従同軸２７、１次転写ローラ２９ａ、２９ｂに架け渡され、そして２つの像担持体２２ａ、２２ｂに接するように配置されて像担持体２２ａ、２２ｂに現像された像を一時的に保持するものである。

次に画像形成手段を説明する。まず記録紙への転写部にあたる２次転写ローラ３９から見て中間転写ベルト２８の回転方向上流側に位置する作像ユニット２０ａ（以下第１の作像ユニット）において、まず帯電ローラ２３ａにより、像担持体２２ａの表面に負の電荷（または正の電荷）を均一に付与する。
次に、露光手段３６ａを選択的に照射することで像担持体２２ａの表面電位の分布を変えて静電潜像を描く。これは、露光部では表面の電荷が逃げていくという像担持体２２ａの特質を利用している。
こうして描かれた静電潜像に対し、現像部３２ｂは作用せず、現像部３２ａのみ作用し、静電潜像には現像貯蔵部３１ａに貯蔵された現像剤の色によって像の可視化（以下現像）が行われる。現像された像は中間転写ベルト２８に１次転写される。

次に、下流側の作像ユニット２０ｂ（以下第２の作像ユニット）では、同様にして現像貯蔵部３１ｃに貯蔵された現像剤の色で作像され、中間転写ベルト２８上に先に転写された像に重ね合わせて１次転写される。
中間転写ベルト２８上に描かれた像は保持されたまま周回し、再び第１の作像ユニット部２０ａへと向かう。第１の作像ユニット２０ａ内では、今度は現像部３２ｂが作用し作像を行い、周回してきた像の上に重ね合わされる。同様に第２の作像ユニットでは現像部３２ｄにより現像された像が重ね合わされる。
こうして形成された４色の現像剤からなるフルカラー画像は、２次転写ローラ３９を通過する際、タイミングを合わせて搬送されてきた記録紙に２次転写され、定着装置４１で熱によって画像を記録紙に定着した後、排出部４０から排出されて、フルカラー画像の印刷物が出力として得られる。

次に、本発明の特徴的事項である現像剤貯蔵部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄについて説明する。上述したように、フルカラーレーザプリンタでは使用者によって特定の色のみ消費量が高く、印字枚数の割に交換回数が増えてしまうという問題がある。
この問題を解決し、かつ使用者が交換する回数を減らすために、図１に示すように、中間転写ベルト２８を２次転写ローラ３９と接触しつつ、水平から４０°程度傾けて配置する。
この中間転写ベルト２８の下方に作像ユニット２０ａ、２０ｂを並べて配置すると、上側に配置された第１の作像ユニット２０ａよりも下側に配置された第２の作像ユニット２０ｂの方が図１左側の本体ケース開閉部１４との間に広いスペースを使うことができる。

つまり、第２の作像ユニット２０ｂに含まれる現像剤貯蔵部３１ｃ、３１ｄは長くして容量を増やすことが可能となる。従って、第２の作像ユニット２０ｂに含まれる現像貯蔵部３１ｃ、３１ｄに消費量の多い色を配置することで、それらの色が交換必要になるまでの使用枚数が増えるため、使用者の交換回数を減らすことができる。
ここで消費量の多い色としてはブラック、次にイエローが考えられるので、第２の作像ユニット２０ｂに組み込む現像剤としては、とくにブラック、次にイエローが望ましい。
ここで、モノクロ画像を出力する場合を考える。モノクロ画像ではブラックのみを印字するため作像ユニット２０ａ、もしくは２０ｂのうちブラックの含まれるどちらか１つだけが作像を行い、中間転写ベルト２８を介して記録紙へと転写される。しかし、現像から２次転写までの画像走行距離が短いとファーストプリントが早くなる。

図１の中間転写ベルト２８の回転方向は記録紙の通紙方向によって決まるため反時計回りとなるので、記録紙への転写に用いられる２次転写ローラ３９との接触部から見て上流方向に近いユニット、つまり第２の作像ユニット２０ｂの方が第１の作像ユニット２０ａに比べて画像走行距離が短いことになる。
よって、第２の作像ユニット２０ｂに含まれる現像貯蔵部３１ｃ、３１ｄのいずれかにブラックを配置すると、モノクロプリント時のファーストプリントを早くすることにもなり、現像貯蔵部３１ｃをブラックとするのが最も望ましい。

図１の本体ケース開閉部１４は回転軸３７を中心として回転開閉する。本体ケース開閉部１４には押圧ばね３８ａ、３８ｂと押圧部材１３ａ、１３ｂが本体の一部である押圧部材保持部１４ａ、１４ｂによって保持されており、本体ケース開閉部１４を閉めた時に押圧部材１３ａ、１３ｂが作像ユニット２０ａ、２０ｂを押し付けて位置を固定するようになっている。
作像ユニット２０ａ、２０ｂのハウジング１２ａ、１２ｂと第２の作像ユニット２０ｂには必要に応じて光路を確保するための穴８ａ、８ｂ、９、１０を設ける。この時、第２の作像ユニット２０ｂ内の現像剤貯蔵部３１ｃ、３１ｄに開ける穴１０は、像担持体２２ａへの光路を妨げないで済む最小限の長さだけ開けることにより、現像貯蔵部３１ｃ、３１ｄの側面付近から現像剤を搬送できる。

画像形成装置は現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、像担持体２２ａ、２２ｂ等を一体の構成として含むプロセスカートリッジを使用する場合がある。このプロセスカートリッジとしては、また、少なくとも現像剤貯蔵部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、像担持体２２ａ、２２ｂが一体構成となっているものがある。
さらに、少なくとも現像剤貯蔵部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが一体の構成を有するもの、少なくとも現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと像担持体２２ａ、２２ｂが一体であり、現像剤貯蔵部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが単体で取り外し可能なタイプのプロセスカートリッジの場合もある。

このような画像形成装置においても、上述した本発明の特徴は適用されることができ、同様の効果が得られ、また、像担持体（感光体）２２ａ、２２ｂの寿命が現像ユニットに比べて長い時、寿命の短い現像ユニットのみを交換することでＣＰＰ（プリント１枚当たりのコスト）を下げる効果が得られる。さらに、現像部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの寿命が長い時、現像剤貯蔵部のみを交換することでＣＰＰを下げる効果が得られる。

本発明による画像形成装置としてのフルカラーレーザプリンタを示す概略図である。

符号の説明

１４ 本体カバー（本体カバー開閉部）
２０ａ 第１の作像ユニット
２０ｂ 第２の作像ユニット
２２ａ 像担持体
２２ｂ 像担持体
２６ 駆動軸（中間転写ベルト架け渡し軸）
２７ 従動軸（中間転写ベルト架け渡し軸）
２８ 中間転写ベルト
３１ａ 現像剤貯蔵部
３１ｂ 現像剤貯蔵部
３１ｃ 現像剤貯蔵部
３１ｄ 現像剤貯蔵部
３２ａ 現像部
３２ｂ 現像部
３２ｃ 現像部
３２ｄ 現像部
３９ ２次転写部（２次転写ローラ）

Claims (1)

1. 現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、該現像剤貯蔵部から供給されてくる現像剤を帯電させて保持する現像部と、該現像部から現像剤を受け取りかつ像を作る像担持体とを有し、該像担持体１つに前記現像部を２つ以上装着した作像ユニットを２つ有する構成であり、それぞれの前記像担持体に接し、該像担持体上の像を一時的に保持する中間転写ベルトと、該像を該中間転写ベルトから記録紙に転写する２次転写部とを有する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを駆動軸と従動軸の主要２軸と該像担持体に対してそれぞれ対を成す１次転写ローラに掛け渡し、該中間転写ベルトの該像担持体との転写面側を該従動軸側から該駆動軸側に移動させる構成とし、前記主要２軸を水平状態から該転写面側の該従動軸側から該駆動軸側への移動方向である回転方向に該従動軸側を上方かつ該駆動軸側を下方にして３０°〜７０°傾斜させて、第１の作像ユニットと第２の作像ユニットをそれぞれ該転写面側の回転方向の上流側と下流側にかつ前記中間転写ベルト下側に垂直方向に並べて設置し、前記第１の作像ユニットと前記第２の作像ユニットに含まれる各々２つの前記現像剤貯蔵部をそれぞれ同一サイズにしてかつ水平方向に設置するとともに、
   前記現像剤貯蔵部の前記中間転写ベルト側とは反対側の端部が前記垂直方向に略同一直線上となるように設置し、前記画像形成装置には、本体ケース開閉部と、該本体ケース開閉部に押圧部材が設けられ、該本体ケース開閉部を閉めたときに該押圧部材が前記第１の作像ユニットと前記第２の作像ユニットの前記現像剤貯蔵部の前記端部側をそれぞれ押圧することにより、該第１の作像ユニットと該第２の作像ユニットの位置決めを行うことを特徴とする画像形成装置。

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