JP2003140435A

JP2003140435A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003140435A
Application number: JP2001339164A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Abe; 信正阿部; Tomoe Ariga; 友衛有賀; Yujiro Nomura; 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: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP3912489B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトや画像形成手段へのトナー汚れを防止す
るとともに、露光手段の振動を低減させる。【解決手段】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Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋを転写ベルト１４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１４は駆動ローラ１２と従動ロー
ラ１３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１４ａ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構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、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、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１１−９５５２
０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
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
持体を当接したことを特徴とし、請求項２記載の発明
は、請求項１において、前記転写ベルトが紙搬送ベルト
であり、駆動ローラは従動ローラに対して斜め上方に配
置されていることを特徴とし、請求項３記載の発明は、
請求項１において、前記転写ベルトが中間転写ベルトで
あり、従動ローラは駆動ローラに対して斜め上方に配置
されていることを特徴とし、請求項４記載の発明は、請
求項３において、前記駆動ローラに対向して中間転写ベ
ルトに圧接する２次転写ローラを設けたことを特徴と
し、請求項５記載の発明は、請求項４において、前記駆
動ローラの径を従動ローラの径より小さくしたことを特
徴とし、請求項６記載の発明は、請求項３において、前
記ベルト張り側で従動ローラへの巻きかけ部において中
間転写ベルトに当接されるクリーニング手段を設けたこ
とを特徴とし、請求項７記載の発明は、請求項１ないし
６のいずれかにおいて、ベルト弛み側の斜め上方に定着
手段を配設したことを特徴とする。する。

【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１
４ａ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２
４、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２
３、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２
９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３
７（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４
１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４３
ａ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）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村雄二郎長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2H030 AA06 AB02 AD03 AD04 BB42 BB44 BB46 2H200 FA08 FA17 GA12 GA23 GB41 JB07 JB10 JB42 JC04 JC12 LB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
を当接したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記転写ベルトが紙搬送ベルトであり、駆
動ローラは従動ローラに対して斜め上方に配置されてい
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記転写ベルトが中間転写ベルトであり、
従動ローラは駆動ローラに対して斜め上方に配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記駆動ローラに対向して中間転写ベルト
に圧接する２次転写ローラを設けたことを特徴とする請
求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記駆動ローラの径を従動ローラの径より
小さくしたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記ベルト張り側で従動ローラへの巻きか
け部において中間転写ベルトに当接されるクリーニング
手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の画像形成
装置。
【請求項７】転写ベルト駆動時のベルト弛み側の斜め上
方に定着手段を配設したことを特徴とする請求項１ない
し６記載の画像形成装置。