JP2007163742A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム方式の画像形成装置において、さらなる小型化を図る。
【解決手段】画像形成装置１０は、水平方向に対して斜めに配置されたベルトに沿って並列配置される複数の像形成ユニット４８とを有し、それぞれの像形成ユニット４８は、ベルトに対峙して配置された感光体５２と、この感光体５２上に潜像を形成する露光装置５６とを有する。露光装置５６は例えばＬＥＤから構成され、この露光装置５６を感光体５２とともにユニット化することにより光路を確保し、小型化することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置の方式の一つとしてタンデム方式が知られている。このタンデム方式は、ベルトの周囲に例えば４つの像形成ユニットを並列配置し、カラー画像を形成するようにしたものである。このタンデム方式は、高い生産性を得ることができる一方、４つの像形成ユニットを並べるため、装置が大型化する。

そのため、例えば特許文献１及び２に記載された発明は、タンデム方式の画像形成装置において、１つの像形成ユニットのうち、清掃装置を他の像形成ユニットの現像装置と上下に重ね、装置の小型化を図っている。

特開２００２−１４８８９２号公報 特開２００４−１６２８０７号公報

しかしながら、上記２つの従来例においては、感光体に潜像を形成するのにレーザ露光装置が用いられ、このレーザ露光装置の感光体への光路を確保する必要があるので、１つの像形成ユニットの現像装置に他の像形成ユニットの光路部分を越えて重ねることができず、現像装置と清掃装置を重ねるのが限界であり、さらなるコンパクト化ができなかった。

本発明の目的は、タンデム方式の画像形成装置において、さらなる小型化を図ることにある。

本発明の特徴とするところは、水平方向に対して斜めに配置されたベルトと、このベルトに沿って並列配置された複数の像形成ユニットとを有し、それぞれの像形成ユニットは、少なくとも前記ベルトに対峙して配置された感光体と、この感光体上に潜像を形成する露光装置とを有する画像形成装置にある。

好適には、それぞれの像形成ユニットは、前記感光体上に形成された潜像をトナーで現像する現像装置をさらに有する。

さらに好適には、１つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける露光装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている。

また、好適には、それぞれの像形成ユニットは、前記感光体を帯電させる帯電装置をさらに有する。

さらに好適には、１つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける帯電装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている。

また、好適には、それぞれの像形成ユニットは、前記感光体上に残されたトナーを清掃する清掃装置をさらに有する。

さらに好適には、１つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける清掃装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている。

なお、上記ベルトは中間転写ベルトであってもよいし、シートを搬送する搬送ベルトであってもよい。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に中間転写ベルト１４が配置されている。この中間転写ベルト１４に対して例えば４つの像形成手段１６が並列配置されており、画像形成装置１０はいわゆるタンデム方式となっている。像形成手段１６は、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を中間ベルト１４上に形成する。

画像形成装置本体１２の下部にはシート供給装置１８が設けられている。シート供給装置１８は、シートが積載されるシート供給カセット２０と、このシート供給カセット２０に積載されたシートをピックするピックアップロール２２と、シートを捌きながら送り出すフィードロール２４及びリタードロール２６とを有する。シート供給カセット２０は、図中手前方向に引き出すことができるように画像形成装置本体１２に対して着脱自在に設けられており、普通紙、ＯＨＰシート等の被転写体としてのシートが積載収納されている。

画像形成装置本体１２の一端付近（図中左端付近）には、シート供給路２８がほぼ鉛直方向に沿って設けられている。このシート供給路２８には、搬送ロール２９、レジストロール３０、２次転写ロール３２、定着装置３４及び排出ロール３６が設けれている。レジストロール３０は、シート供給路２８へ送り出されたシートを一次停止させ、タイミングをとって２次転写ロール３２へ送る。定着装置３４は、加熱ロール３４ａと加圧ロール３４ｂとからなり、加熱ロール３４ａと加圧ロール３４ｂとの間を通過するシートに熱と圧力を加えることによりシートにトナー像を定着するようになっている。この定着装置３４はユニット化され、画像装置本体１２に対して着脱自在になっている。

画像形成装置本体１２の上部には、排出トレイ部３８が設けられている。前述した排出ロール３６により排出トレイ部３８へトナー像が定着されたシートが排出され、この排出トレイ部３８に積層される。したがって、シート供給カセット２０のシートは、順次Ｃ字状のパスを通って排出トレイ部３８に排出される。

画像形成装置本体１２の他端側（図中右端側）には、例えば４つのトナーボトル４０が設けられている。該トナーボトル４０は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各トナーが収容され、図示しないトナー供給路を介して像形成手段１６にトナーを供給するようになっている。

中間転写ベルト１４は、複数の搬送ロール４２に支持され、前述した像形成手段１６が設けられているベルト面は、水平方向に対して斜めになっている。搬送ロール４２の一つが２次転写ロール３２のバックアップロールを構成している。また、中間転写ベルト１４の上端近傍には、中間ベルト用清掃装置４４が配置され、搬送ロール４２の他の一つが該清掃装置４４のバックアップロールを構成している。さらに中間転写ベルト１４の上部には、テンションロール４６が配置され、このテンションロール４６により中間転写ベルト１４に対して適度なテンションを与えている。

像形成手段１６は、中間転写ベルト１４の一面に設けられた像形成ユニット４８と、中間転写ベルト１４の裏面に設けられた一次転写ロール５０とから構成されている。像形成ユニット４８は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在であり、一度下方に移動させた後、図中手前方向に引き出すことができるようになっている。

図２において、像形成手段１６の詳細が示されている。像形成ユニット４８は、中間転写ベルト１４に対峙する感光体５２と、この感光体５２を帯電させる、例えばロールから構成された帯電装置５４と、例えばＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）から構成され、感光体５２上に潜像を形成する露光装置５６と、この露光装置５６により形成された感光体５２上の潜像をトナーにより現像する現像装置５８と、転写後に感光体５２上に残ったトナーを清掃する清掃装置６０とを有する。

この実施形態においては、像形成ユニット４８は、分離可能な感光体ユニット６２と現像ユニット６４とが結合されて構成されている。感光体ユニット６２は、第１の筐体６６に感光体５２、帯電装置５４、露光装置５６及び清掃装置６０が収容されている。現像ユニット６４は、第２の筐体６８に現像装置５８が収容されている。そして、第１の筐体６６と第２の筐体６８とが分離可能に結合されて像形成ユニット４８が構成されている。現像ユニット６４は、像形成ユニット４８を画像形成装置本体１２から引き出した後、図中矢印で示すように、反感光体ユニット側へ引くことにより分離される。像形成ユニット４８が寿命又は欠陥によりユーザから回収された場合、現像ユニット６４に問題があったときは、現像ユニット４８のみを交換することにより再利用が可能であり、また、寿命等により他の部品を交換するときにも現像ユニット４８を分離することにより容易に交換作業を行うことができる。

また、露光装置５６は、第３の筐体８０に収納されて露光ユニット８２を構成している。この露光ユニット８２も感光体ユニット６２及び現像ユニット６４に対して分離可能であるように結合されている。露光ユニット８２は、像形成ユニット４８を画像形成装置本体１２から引き出した後、図中矢印で示すように、下方へ引くことにより分離される。露光装置５６は、感光体５２、現像装置５８等と比較して寿命が長い。像形成ユニット４８が寿命又は欠陥によりユーザから回収された場合、露光ユニット８２を分離し、簡単な調整等を施すことにより再利用することができる。

現像装置５８は例えば２成分方式であり、トナーとキャリアからなる現像剤が用いられ、例えば水平方向に平行に配置された２本のオーガ７０，７２と、排出側オーガ７２の斜め上部に配置された現像ロール７４と有し、現像剤をオーガ７０，７２により攪拌して現像ロール７４に供給する。現像ロール７４では、キャリアによる磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシによりキャリアに付着したトナーを搬送し、感光体５２上の潜像をトナーにより現像する。この実施形態のように、２成分方式の現像装置５８にあって、オーガ７０，７２より上方に現像ロール７４が配置されているので、現像剤が溜まるのを防止し、現像剤を均一に攪拌することができ、現像性能を維持することができる。

清掃装置６０は、例えばブレードからなるトナー掻き落とし部７６と、このトナー掻き落とし部７６で掻き落とされたトナーを回収する回収部７８とから構成されている。

前述した感光体５２は、図３に示すように、両側外周にベアリング軸受け８４，８６が設けられ、このベアリング軸受け８４，８６を介して回転自在に支持されている。このように感光体５２の外周をベアリング軸受け８４，８６により支持することにより感光体５２部分の振れ等による周期的なむらを低減することができる。これは、通常行われる感光体にフランジ等を介して支持する方式に対して位置決め介在部品がなく直接支持するからである。

一方のベアリング軸受け８４の外側で感光体５２には感光体ギア８８が固定されている。この感光体ギア８８にはインプットギア９０が噛み合っており、このインプットギア９０と感光体ギア８８を介して感光体８８が回転するようになっている。また、ベアリング軸受け８４，８６には、現像ユニット６４の現像ロール７４及び露光ユニット８２が当接している。このように、ベアリング軸受け８４，８６に現像ロール７４及び露光ユニット８２を当接させることにより、感光体５２に対する現像ロール７４と露光装置５６との位置決めを安定的に精度良く行うことができる。

前述した中間転写ベルト１４は、図４に示すように、両側の支持体９２，９４に支持されて転写ユニット９６が構成されている。支持体９２，９４には、下方へ突出する位置決め部９８が感光体５２に対応して４つ形成されている。この位置決め部９８には、感光体５２のベアリング軸受け８４，８６が当接し、中間転写ベルト１４に対する感光体５２の位置決めがなされている。
なお、転写ユニット９６は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在であり、図１の手前側に引き出すことができるようになっている。

上記構成において、中間転写ベルト１４と感光体５２とが同期して互いに反対方向に回転し、帯電装置５４により感光体５２の表面が帯電され、露光装置５６により潜像が形成される。この露光装置５６により形成された感光体５２上の潜像は現像装置５８により現像される。この現像装置５８により現像されたトナー像は一次転写ロール５０により中間転写ベルト１４に転写される。各像形成手段１６で形成された各色のトナー像は中間転写ベルト１４が移動するのに伴って重ねられる。

一方、シート供給装置１８のシート供給カセット２０に積層されたシートは、ピックアップロール２２、フィードロール２４、リタードロール２６等により一枚ずつシート供給路２８へ送り出される。このシート供給路２８に送り出されたシートはレジストロール３０に当接し、一時停止され、タイミングをとって２次転写ロール３２へ送る。そして、この２次転写ロール３２により中間転写ベルト１４のトナー像がシートに転写される。トナー像が転写されたシートはさらに定着装置３４に送られ、熱と圧力によりシートにトナー像が定着される。この定着装置３４によりトナー像が定着されたシートは、排出ロール３６により排出トレイ部３８に排出される。

このようなタンデム方式の画像形成装置１０においては、中間転写ベルト１４に例えば４つの像形成手段１６を並列配置するので、大型化しやすい。この実施形態においては、中間転写ベルト１４を水平方向に対して斜めにし、且つ複数の像形成手段１６間のレイアウトを工夫することによりコンパクト化を図っている。

図５において、複数の像形成形成手段１６間の位置関係が示されている。図５においては、第１の像形成手段１６ａの各構成部品には数字の後にａを、第１の像形成手段１６ａの隣り上方に配置された第２の像形成手段１６ｂの各構成部品には数字の後にｂを付けてある。この実施形態においては、第１の像形成手段１６ａの現像装置５８ａの水平方向幅Ａ１内に第２の像形成手段１６ｂの感光体ユニット６２ｂの水平方向幅Ｂ２が入るように、現像装置５８ａの鉛直方向上部に感光体ユニット６２ｂが重ねられている。したがって、第１の像形成手段１６ａの鉛直方向上部に第２の像形成手段１６ｂの感光体５２ｂ、帯電装置５４ｂ、露光装置５６ｂ及び清掃装置６０ｂが重ねられているので、この重ねられたサイズ分だけコンパクトになっている。この実施形態においては、感光体ユニット６２ｂ全体が現像装置５２ａに重ねられているが、清掃装置６０ｂ以外の感光体５２ｂ、帯電装置５４ｂ、露光装置５６ｂについてはそれぞれの一部のみが現像装置５８ａに重ねられてもよい。

このように、現像装置５８ａの上部に感光体ユニットｂを重ねることができるのは、像形成ユニット４８ｂに露光装置５６ｂを設け、光路を確保できるようにしたからである。

また、第１の像形成手段１６ａの現像装置５８ａの水平方向幅Ａ内に第２の像形成手段１６ｂの一次転写ロール５０ｂが入るように、第１の像形成手段１６ａの現像装置５８ａの鉛直方向上部に第２の像形成手段１６ｂの一次転写ロール５０ｂが重ねられている。この実施形態においては、一次転写ロール５０ｂの全部が現像装置５８ａに重ねられているが、一次転写ロール５０ｂの一部のみが現像装置５８ａに重ねられるようにしてもよい。

図６において、他の実施形態が示されている。図６においては、第１の像形成手段１６ａの各構成部品には数字の後にａを、第１の像形成手段１６ａの隣り上方に配置された第２の像形成手段１６ｂの各構成部品には数字の後にｂを、第２の像形成手段１６ｂの隣り上方に配置された第３の像形成手段１６ｃの各構成部品には数字の後にｃを付けてある。

この実施形態においては、第１の像形成手段１６ａの現像装置５８ａの水平方向幅Ａ１内に第２の像形成手段１６ｂの感光体ユニット６２ｂの水平方向幅Ｂ２が入るのみならず、第３の像形成手段１６ｃの感光体ユニット６２ｃの水平方向幅Ｂ３の一部が入る。即ち、第１の像形成手段１６ａの現像装置５８ａの水平方向幅内Ａ１内に第２の像形成手段１６ｂの感光体ユニット６２ｂ及び一次転写ロール５０ｂの全部と第３の像形成手段１６ｃの感光体ユニット６２ｃの一部である清掃装置６０ｃの一部が鉛直方向に重ねられている。このため、この実施形態においては、前述した実施形態と比較してさらにコンパクト化を図ることができる。

以上述べたように、本発明は、コンパクト化を必要とするタンデム式の画像形成装置に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いられた像形成手段を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた感光体、現像ユニット及び露光ユニットの位置決め状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた感光体と中間転写ユニットとのの位置決め状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態における画像形成装置に用いられた像形成手段の位置関係を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態における画像形成装置に用いられた像形成手段の位置関係を示す側面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 中間転写ベルト
１６ 像形成手段
４８ 像形成ユニット
５０ 一次転写ロール
５２ 感光体
５４ 帯電装置
５６ 露光装置
５８ 現像装置
６０ 清掃装置
６２ 感光体ユニット
６４ 現像ユニット
８２ 露光ユニット
８４，８６ ベアリング軸受け
９６ 中間転写ユニット

Claims (7)

1. 水平方向に対して斜めに配置されたベルトと、このベルトに沿って並列配置された複数の像形成ユニットとを有し、それぞれの像形成ユニットは、少なくとも前記ベルトに対峙して配置された感光体と、この感光体上に潜像を形成する露光装置とを有する画像形成装置。
2. それぞれの像形成ユニットは、前記感光体上に形成された潜像をトナーで現像する現像装置をさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
3. １つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける露光装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている請求項２記載の画像形成装置。
4. それぞれの像形成ユニットは、前記感光体を帯電させる帯電装置をさらに有する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
5. １つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける帯電装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている請求項４記載の画像形成装置。
6. それぞれの像形成ユニットは、前記感光体上に残されたトナーを清掃する清掃装置をさらに有する請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
7. １つの像形成ユニットにおける現像装置の水平方向幅内に他の像形成ユニットにおける清掃装置の少なくとも一部が鉛直方向に重ねられている請求項６記載の画像形成装置。

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