JP2001249551A - 画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents
画像形成ユニット及び画像形成装置Info
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Abstract
な小型の画像形成ユニット及びこれを用いる画像形成装
置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置本体に着脱可能な画像形成
ユニットにおいて、感光体ドラム1と、前記感光体ドラ
ム1上の像が転写される中間転写ベルト5aと、前記中
間転写ベルト5a上の像を転写材に転写した後、該中間
転写ベルト5a上の残留トナーを帯電する帯電ローラ5
fとを有することを特徴とする。
Description
た複写機やプリンター等に用いられる画像形成ユニット
及びこれを用いて転写材に画像を形成する画像形成装置
に関する。
持体である感光体ドラム上に形成したトナー像を転写材
に転写した画像を形成するが、カラー画像形成装置にあ
っては感光体ドラム上に順次形成する各色トナー像を中
間転写体に重畳転写し、そのカラー画像を転写材に一括
転写する構成を有するものが用いられてきた。この場
合、感光体ドラム等の劣化、消耗する部材の取り扱いを
容易にするために、これらをユニット化して装置本体に
着脱可能としたものが広く用いられるようになってい
る。
置(以下「従来装置A」という)にあっては、感光体ユ
ニットと中間転写体ユニットをそれぞれ独立したユニッ
トとして構成され、大きな可動側フレームを装置前面へ
回動して開き、感光体ユニットと中間転写体ユニットを
それぞれ上方より挿入するように構成されている。
感光体ドラムと廃トナー収容ボックスが一体となった感
光体ユニットが設けられ、感光体ドラム上の廃トナーは
クリーニングブレードにより掻き取られ、背面の廃トナ
ーボックスへ収容される。また、中間転写ベルト上の廃
トナーも、もう一つのクリーニングブレードで掻き取ら
れ、搬送コイルにより第一の搬送パイプの下部に搬送さ
れ、更に、第一の搬送パイプ内のスクリューにより、廃
トナー収容ボックスのある上方まで搬送される。その
後、第二の搬送パイプ内を搬送コイルで搬送され、よう
やく廃トナー収容ボックスに収容される。
スの連結部は別ユニットでそれぞれ、着脱する構成にな
っているので、着脱時にシャッターが開閉して、廃トナ
ーがこぼれないようになっている。
形成装置の従来例としては、特開平11−30944号公報、
特開平10−177329号公報に示すように、感光体ベルトと
中間転写ベルト、廃トナー収容ボックスが一体構成とな
った装置(以下「従来装置B」という)が提案されてい
る。
投影下方面に感光体ベルトと廃トナー回収ボックスを配
置した構成となっている。また、従来装置Aと同様に、
大きな可動側フレームを装置前面へ回動して開き、中間
転写体と感光体、廃トナー収容ボックスが一体となった
画像形成ユニットを上方より挿入する構成となってい
る。
成装置としては、図9に示すように構成した装置(以下
「従来装置C」という)もある。これは感光体ドラム10
0に回転切換式の現像器101を順次切り換えて各色トナー
像を順次形成し、そのトナー像を中間転写ベルト102に
一括転写してカラー画像を形成し、その像を搬送手段10
3で搬送される転写材に転写してカラー画像を記録する
ものである。この画像形成装置は現像ユニット104の前
方(図9の右側)に感光体ユニット105を配置し、その
下方に中間転写体ユニット106を配置して構成し、図10
乃至図12に示すように、装置上部から現像器101を着脱
し、装置前面側からそれぞれ感光体ユニット105及び中
間転写体ユニット106を着脱可能に構成している。
た従来のカラー画像形成装置では以下のような課題があ
った。
体がそれぞれ別にユニットであり、二つのユニットが存
在するために、使用者が交換する際に手数がかかってし
まう。また、ユニット間の廃トナー連結部からの廃トナ
ー漏れ、ユニット着脱時の抜き差し手順が発生すること
もユーザビリティーを悪化させる要因となっている。更
に、2種類のユニットをもつために、装置全体も大きく
なり、部品点数も増加してコストアップとなる。
るための大きな開口部が必要となり、装置前面全体が回
動して開く構成となっており、ダンパー機構が備わって
いるとはいえ、使用者にとっては重労働な作業であり、
回動機構に大きなスペースとフレーム剛性が必要であ
り、更にコストがかかるといった課題がある。
ルトと感光体ベルトの配置上、装置前面全体が回動して
開く構成となって、従来装置Aと同様の問題が発生して
いる。また、転写材搬送は中間転写ベルト上面側を搬送
されていくため、画像形成ユニットの把手部は両サイド
に設ける必要があり、上方への着脱がやりにくいという
課題がある。
ト105、中間転写体ユニット106等の交換のために、感光
体ユニット引出し107、中間転写体ユニット引出し108等
が必要とされ、構成が複雑になるとともにコストアップ
にもなり、更には装置側面に大きな開口部を設けるため
に装置本体の剛性が低下し、感光体ドラムや中間転写体
の回転ムラが生じ易かった。
ものであり、その目的は、像担持体や中間転写体の取り
扱いが容易な小型の画像形成ユニット及びこれを用いる
画像形成装置を提供するものである。
の本発明に係る代表的な構成は、画像形成装置本体に着
脱可能な画像形成ユニットにおいて、像担持体と、前記
像担持体上の像が転写される中間転写体と、前記中間転
写体上の像を転写材に転写した後、該中間転写体上の残
留トナーを帯電する帯電手段とを有することを特徴とす
る。
て、転写材に画像を形成する画像形成装置において、像
担持体と、前記像担持体上の像が転写される中間転写体
とを有する画像形成ユニットを装着するための装着手段
と、転写材を搬送するための搬送手段とを有し、前記装
着手段は、前記画像形成ユニットを装置本体の上部から
前記像担持体の回転軸方向と交差する方向に着脱可能に
構成したことを特徴とする。
間転写体、像担持体一体型の画像形成ユニットを提供す
ることができ、画像形成装置本体も小型化することがで
きる。
担持体の回転軸と交差する方向に着脱可能にすることに
より、装置本体側面に大きな開口を設ける必要がなくな
る。このため、装置本体の剛性を低下させることがな
く、像担持体の回転ムラ等が生じ難くなる。
像形成ユニット及び画像形成装置について図面を参照し
て説明する。
る電子写真画像形成装置Aで、4色フルカラーのレーザ
ービームプリンターの概略構成を示す縦断面説明図であ
る。
しての無端ベルト状の中間転写ベルト5aの回転と同期
して像担持体としての感光体ドラム1を図1の矢印方向
(反時計回り)に回転させ、この感光体ドラム1表面を
帯電装置としての帯電ローラ2によって均一に帯電する
とともに、露光手段3によってイエロー画像の光照射を
行い、感光体ドラム1上にイエローの静電潜像を形成す
る。この静電潜像形成と同時に現像装置4を駆動してイ
エローの現像器4Yを現像位置に配置し、感光体ドラム
1上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光
体ドラム1の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印
加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像す
る。その後、中間転写ベルト5aの押えローラ(一次転
写ローラ)5jにトナーと逆極性の電圧を印加して感光
体ドラム1上のイエローのトナー像を中間転写ベルト5
a上に一次転写する。
転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感
光体ドラムに対向する現像位置に位置決めされ、イエロ
ーの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラッ
クの各色について、静電潜像の形成、各色現像器4M,
4C,4BKによる現像、一次転写を順次行い、中間転
写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。
ルト5aとは非接触状態にある。この時、クリーニング
帯電手段としての帯電ローラ5fも中間転写ベルト5a
とは非接触状態に位置する。
ナー像形成完了後、二次転写ローラ11が中間転写ベルト
5aに圧接され(図1の状態)、更に中間転写ベルト5
aの回転と同期して、搬送手段としての給送ローラ7
b、搬送ローラ対7cによって転写材カセット7aから
搬送され、且つレジストローラ対7d近傍の所定の位置
で待機していた転写材が中間転写ベルト5aと二次転写
ローラ11のニップ部に送り出される。
転写材Sの先端を検知してレジストローラ対7dの回転
駆動力を遮断し、転写材Sを所定の位置で待機させるレ
ジ前センサ14が設けられている。
性の電圧が印加されており、中間転写ベルト5a上のト
ナー像は、一括して搬送されてきた転写材Sの表面に二
次転写していく。
は搬送ベルトユニット12を経由して定着器8に至り、こ
こで複数色のトナー像の定着を行った後排紙ローラ対13
によって排紙ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対
9によってカラー画像形成装置A上部の排紙トレー10に
排出され、画像形成を完了する。
ローラ5fが中間転写ベルト5aに圧接され、中間転写
ベルト上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷(トナ
ーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷)を与えることで
回収する。この回収手段は、前記のようにして逆極性の
電荷が付与された残留トナーは、一次転写ローラ5jに
より感光体ドラム1に静電気的に付着され、その後感光
体ドラム用のクリーニング手段としてのクリーニングブ
レード6により回収される。そして、回収された残留ト
ナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をた
どり、廃トナーボックス16に回収され蓄積される。
る場合、クリーニング帯電ローラ5fにより帯電された
前記残留トナーを中間転写ベルト5aから感光体ドラム
1に静電的に転写するのと同時に、感光体ドラム1上に
形成された次の転写材に対するトナー像を中間転写ベル
ト5aに一次転写する。これにより、画像形成のスルー
プットを向上させることができる。
置に着脱される感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成
の画像形成ユニットの構成について詳細に説明する。
縦断面説明図であり、図3は図2とは反対側から見た画
像形成ユニットの縦断面説明図、図4は図3の矢印B方
向より見た廃トナー搬送通路部での横断面説明図を示
す。
は、中間転写ベルト部21の投影上方面に感光体ドラム部
20を配置し、中間転写ベルト部21の投影下方面に廃トナ
ーボックス部22を配置している。また、中間転写ベルト
部21のベルト駆動ローラ40には、中間転写ベルト上の残
留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニン
グ帯電ローラ部23が設けられ、一体構成となっている。
両端を回転自在に図示しない軸受により保持され、右側
端部のカップリング24(図3参照)を介して装置本体か
ら所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
両端の軸受25を介して、圧縮バネ26により所定の力で圧
接され、従動回転するようになっている。前記軸受25の
少なくとも片方は導電性の部材で構成され、帯電ローラ
2に所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感
光体ドラム1表面を一様に帯電させるようになってい
る。
レード6が所定の位置に設けられ、前述の逆電荷を付与
された中間転写ベルト上の残留トナーを感光体ドラム1
上に回収し、感光体ドラム1上の残留トナーと共に掻き
取るように構成されている。掻き取られた廃トナーはス
クイシート27により中間転写ベルト5a上への落下が阻
止され、感光体ドラム容器29の底部に溜まった廃トナー
はスクリュー28の回転により、装置前面から見て右側へ
搬送されて行く(図4における矢印Cの方向)。
ーは、画像形成ユニット5の右側側面(装置前面から見
て)に搬送され(矢印D方向)、廃トナー通路31を滑り
落ちていく(矢印E方向)。更に、廃トナー通路31には
トナー詰まりを防止する手段が設けられている。すなわ
ち、図4に示すように、廃トナー通路31の内部にはコの
字状の形状を連ねた屈曲した棒状部材としての針金32が
設けられ、その一端は図に示すようにスクリュー28の回
転中心より偏心した所に回転自在に差し込まれている。
また、もう一端はフリー状態になっており、廃トナー通
路と廃トナーボックス16を繋ぐ穴34に挿入されている。
転すると、針金32は図5(a)→(b)→(c)→(d)に示すよう
に、揺動しながら「く」字状に屈曲した廃トナー通路31
の内壁面をなぞる。この時、針金32のコの字形状が廃ト
ナー搬送方向に前後動するので、廃トナーの詰まりを防
止し、搬送する効果が得られる。更に、廃トナー通路と
廃トナーボックス16を繋ぐ穴34で、針金32の端部が、図
5に示すように、穴外周を回転するので、穴34での廃ト
ナー詰まりも防止する。尚、前記スクリュー28として中
央付近で巻き方向が左右逆になったものを使用し、長手
方向両端に向けて廃トナーを搬送することで、廃トナー
ボックスへ送るように構成してもよい。
クス16に落下し、廃トナーは攪拌板35により慣らされて
蓄積されていく。ここで、攪拌板35はスクリュー28と同
様に、画像形成装置本体から回転駆動力が伝達されて、
矢印の方向に回転するように構成されている。
本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッタ
ー19も設けられている。
説明する。中間転写ベルト5aは把手部61を含むフレー
ム45に、駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設さ
れている。
い軸受により保持され、右側端部のカップリング42(図
3参照)を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達
されるようになっている。また、従動ローラ両端の軸受
43には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト5aに所
定の張力を与えるようになっている。
ム1と対向する位置には、一次転写ローラ5jが設けら
れ、両端の軸受46を介して、圧縮バネ47により所定の力
で圧接され、従動回転するようになっている。
構成され、一次転写ローラ5jに所定の帯電バイアス電
圧を印加することにより、感光体ドラム1表面上のトナ
ーを中間転写ベルト5a上に一次転写される。
する位置には、中間転写ベルト上の残留トナーに転写時
と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23
が設けられている。
51を介して、圧縮バネ52により所定の力で圧接され、従
動回転するようになっている。そして、軸受51の少なく
とも片方は導電性の部材で構成され、クリーニング帯電
ローラ5fに転写時と逆の電圧を印加することにより、
中間転写ベルト5a上の残留トナーに転写時と逆の電荷
を付与し、感光体ドラム1でドラム表面に静電気的に吸
着回収され、前述したように廃トナーボックス16に蓄積
される。
モノクロカートリッジ並の大きさの現像、感光体一体プ
ロセスカートリッジと同程度の小型で低コストの中間転
写体、感光体ドラム一体型の画像形成ユニットを提供す
ることができ、これを用いる画像形成装置本体も小型化
することが可能となる。
いることにより、感光体ドラム用と中間転写ベルト用の
廃トナーボックスを1つにまとめることができ、ユニッ
ト内における各部材のレイアウトの制約を少なくするこ
とができる。
画像形成ユニットを装置本体に着脱するときの状態につ
いて説明する。
閉可能な上蓋60が設けられており、この上蓋60を開く
と、装置本体内には画像形成ユニット装着空間が形成さ
れている。そして、空間側壁には前記画像形成ユニット
5の挿入及び引き出しをガイドするための挿入ガイド
(図示せず)が設けられている。
合には、把手部61をもち、前記挿入ガイドに沿わせて画
像形成ユニット5を感光体ドラム1の回転軸方向と交差
する方向(略直交する方向)であって上下方向(図6の
矢印方向)へ挿入、引き抜くことにより容易に行うこと
ができる。
ニット5を所定位置まで挿入すると、感光体ドラム1及
びベルト駆動ローラ40が位置決めされ、カップリング2
4,42が装置本体の駆動系と嵌合して駆動伝達可能状態
となる。これと同時に画像形成ユニット5に設けられた
電気接点が装置本体の対応する電気接点と接触して通電
可能状態となる。更に、前記挿入によりドラムシャッタ
ー19はリンク機構によって自動的に開き、感光体ドラム
1が現像装置4と対向した位置で露出する。
置本体内においては転写材搬送経路70が露出する。この
ため、転写材が二次転写ローラ11の近傍でジャム(紙詰
まり)した場合には、上蓋60を開いて画像形成ユニット
5を取り外すことで容易にジャム処理することができ
る。
すように、画像形成ユニット5の着脱開口と同一開口か
ら各現像器4Y,4M,4C,4BKを交換することが
できる。このため、装置本体側面に大きな開口を設ける
必要がなく、装置本体の剛性を高めることが可能とな
る。よって、感光体ドラム1の回転ムラ等が生じ難くな
る。
して感光体ドラム1と中間転写ベルト5a及び該ベルト
5aに残留したトナーを帯電させるためのクリーニング
帯電ローラ5fを一体的にユニットしたものを例示した
が、前記のように装置上部に開口を設け、感光体ドラム
の回転軸と交差する方向へ着脱する画像形成ユニットと
しては、像担持体としての感光体ドラム1と中間転写体
としての中間転写ベルト5aを一体的にユニット化した
画像形成ユニットであっても同様の効果を得ることがで
きる。
置本体及び画像形成ユニットに電力を供給するための電
源部を図8に示すように配置している。尚、図8は装置
本体の縦断面状態を示す模式図である。
成される画像形成手段の下部に転写材搬送経路70が形成
されており、装置最下部には転写材カセット7aが装着
され、この転写材カセット7aと転写材搬送経路70の間
に少なくとも低圧および高圧電源部からなる電装部71が
配置されている。そして、前記電装部71から画像形成ユ
ニット5や現像装置4への給電経路は前記転写材搬送経
路70の両サイド部70a,70bを用いられている。尚、本
実施形態では感光体ドラム1への給電経路として一方の
サイド部70aが使用され、現像装置4への給電経路とし
て他方のサイド部70bが使用されている。
下部へ配置するとともに、該搬送経路70の両サイドを給
電経路として使用することにより、装置内スペースが有
効に利用でき装置の小型化を図ることができる。
小型で低コストの中間転写体、像担持体一体型の画像形
成ユニットを提供することができ、画像形成装置本体も
小型化することができる。
担持体の回転軸と交差する方向に着脱可能にすることに
より、装置本体側面に大きな開口を設ける必要がなくな
り、装置本体の剛性が低下し難くなる。このため、像担
持体の回転ムラの発生等を効果的に防止することが可能
となる。
4色フルカラーのレーザービームプリンターの概略構成
を示す縦断面説明図である。
図である。
断面説明図である。
での横断面説明図である。
る。
である。
置の断面説明図である。
である。
明図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 画像形成装置本体に着脱可能な画像形成
ユニットにおいて、 像担持体と、 前記像担持体上の像が転写される中間転写体と、 前記中間転写体上の像を転写材に転写した後、該中間転
写体上の残留トナーを帯電する帯電手段と、 を有することを特徴とする画像形成ユニット。 - 【請求項2】 前記帯電手段により帯電された残留トナ
ーを前記中間転写体から前記像担持体へ静電的に転写す
るよう構成したことを特徴とする請求項1記載の画像形
成ユニット。 - 【請求項3】 前記像担持体上のトナーをクリーニング
するクリーニング手段を有し、前記中間転写体から前記
像担持体に転写された前記残留トナーは前記クリーニン
グ手段に回収されることを特徴とする請求項2記載の画
像形成ユニット。 - 【請求項4】 前記帯電手段により帯電された前記中間
転写体上の前記残留トナーを前記像担持体へ静電的に転
写すると同時に、前記像担持体上の次のトナー像は前記
中間転写体に静電的に転写されることを特徴とする請求
項2又は請求項3記載の画像形成ユニット。 - 【請求項5】 前記像担持体は電子写真感光体ドラムで
あり、前記中間転写体はベルト部材であることを特徴と
する請求項1記載の画像形成ユニット。 - 【請求項6】 前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニン
グ手段を有し、更に前記像担持体上の像を前記中間転写
体に転写するための転写手段を有することを特徴とする
請求項1記載の画像形成ユニット。 - 【請求項7】 前記帯電手段で帯電した残留トナーを回
収する回収手段を有することを特徴とする請求項1記載
の画像形成ユニット。 - 【請求項8】 画像形成装置本体に装着した状態におい
て、前記中間転写体の投影上方側に前記像担持体を配置
し、前記中間転写体の投影下方側に前記回収手段の回収
トナーボックスを配置したことを特徴とする請求項7記
載の画像形成ユニット。 - 【請求項9】 前記回収手段は、前記中間転写体に残留
したトナーを前記像担持体に転移させ、該像担持体上の
残留トナーをトナー通路を介して回収トナーボックスに
搬送することを特徴とする請求項7記載の画像形成ユニ
ット。 - 【請求項10】 前記トナー通路内にトナー詰まりを防
止する手段を設けたことを特徴とする請求項9記載の画
像形成ユニット。 - 【請求項11】 前記トナー詰まりを防止する手段は、
棒状部材の一端を回転部材の回転中心よりはずれた位置
に支持して構成したことを特徴とする請求項10記載の画
像形成ユニット。 - 【請求項12】 前記棒状部材は屈曲して構成されてい
ることを特徴とする請求項11記載の画像形成ユニット。 - 【請求項13】 前記棒状部材の他端はフリー状態であ
り、前記回転部材の回転によって前記棒状部材が揺動す
ることを特徴とする請求項11記載の画像形成ユニット。 - 【請求項14】 画像形成ユニットを着脱可能であっ
て、転写材に画像を形成する画像形成装置において、 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の画像形成
ユニットを装着するための装着手段と、 転写材を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項15】 画像形成ユニットを着脱可能であっ
て、転写材に画像を形成する画像形成装置において、 像担持体と、前記像担持体に形成した像を一次転写する
中間転写体とを有する画像形成ユニットを装着するため
の装着手段と、 転写材を搬送するための搬送手段と、 を有し、 前記装着手段は、前記画像形成ユニットを装置本体の上
部から前記像担持体の回転軸方向と交差する方向に着脱
可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項16】 前記画像形成ユニットは前記中間転写
体上の残留トナーを帯電させるための帯電手段を有する
ことを特徴とする請求項15記載の画像形成装置。 - 【請求項17】 装置本体に前記像担持体に形成された
潜像を各色毎に現像するための複数の現像手段を有し、
前記複数の現像手段を前記像担持体に対向した位置に切
り換え位置決めする現像切換手段を有することを特徴と
する請求項15記載の画像形成装置。 - 【請求項18】 前記画像形成ユニットを装置本体から
取り外した状態で転写材搬送経路が露出することを特徴
とする請求項15記載の画像形成装置。 - 【請求項19】 前記画像形成ユニットを装着した状態
で構成される画像形成手段の下部に転写材搬送経路を有
するとともに、該転写材搬送経路の下部に電源部を有
し、前記電源部からの給電経路が前記転写材搬送経路の
両サイドに配置されていることを特徴とする請求項15記
載の画像形成装置。
Priority Applications (4)
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JP2000058679A JP4497630B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | 画像形成ユニット及び画像形成装置 |
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US10/238,777 US6807393B2 (en) | 2000-03-03 | 2002-09-11 | Image forming unit and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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