JP2004061723A

JP2004061723A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004061723A
Application number: JP2002218117A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Abe; 阿部　信正
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】極めて小型で、かつ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体２０の周囲に帯電手段２２、像書込手段としてのアレイ状書込ヘッド２３および現像手段２４を配置した画像形成ステーションを転写ベルト１６に沿って各色毎に設けた画像形成装置において、前記転写ベルト１６を斜めに配置するとともに、前記アレイ状書込ヘッド２３の駆動回路を転写ベルトの鉛直下方または鉛直上方に配置した構成。
【選択図】図１

Description

【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、像書込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として、例えば特開平１１−９５５２０号公報には、転写ベルト（紙搬送ベルト）を複数のローラで斜め方向に張架し、転写ベルトの張架方向に配列した複数の画像形成ステーションに対して複数のレーザー走査手段の一部が重なる状態で配置して装置全体を小型化し、かつ、張架された転写ベルトの斜め下方の空間を両面印刷のための用紙反転経路、または、給紙カセットの搭載、または、記録媒体のジャムが発生した場合の処理を行うための空間として利用する技術が開示されている。
【０００３】
また、特開２００１−２４９５２２には、転写ベルト（中間転写ベルト）を複数のローラで水平方向に張架し、転写ベルトの下方張架面に対向させて複数の画像形成ステーションを配列し、さらに各画像形成ステーションの下方にアレイ状書込ヘッドを配置することにより、記録媒体の搬送経路を短縮して記録媒体のジャムが発生した場合に記録媒体を取り除くための開口を小さくし、画像形成装置全体を小型化する技術が開示されている。
【０００４】
【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、転写ベルトを斜めに配置することやアレイ状書込ヘッドを採用することにより、画像形成装置全体を小型化しているが、さらに装置の小型化を図る上では画像形成装置を動作させるための電気回路の配置が重要な課題となる。
【０００５】
特に、上記各従来方式のようなタンデム型の画像形成装置では、複数の画像形成ステーションを同時に動作させるため、帯電手段、現像手段、転写手段等へ高圧電源基板や、画像形成プロセスを機械的に動作させるための動力用電源基板や、ホストコンピュータ等から送信された画像データを色毎に分離して画像処理を行うためのインターフェイス基板が大型化し、これらを画像形成装置本体の側面または背面の上方または下方に配置すると結果的に装置が小型化できないという問題を有している。
【０００６】
さらに、上記各従来方式では装置のメンテナンスに次のような課題を有している。上記特開平１１−９５５２０号公報の方式においては、記録媒体のジャムが発生した場合には、各画像形成ステーションを像担持体の軸方向に沿って抜き去ってから記録媒体を除去する必要があり、ジャムが発生した記録媒体の除去に手間がかかる上、除去時に像担持体や転写ベルトの表面を傷付けて画像欠陥が発生する恐れがある。また、転写ベルトを回動退避させてから記録媒体を除去することも可能であるが、転写ベルトを回動退避させるための空間が必要となり、装置の小型化を図ることができない。さらに、装置各部を正確に位置決め支持するためのフレームに対して、各画像形成ステーションを像担持体の軸方向に挿抜したり、ジャムが発生した記録媒体を除去するための開口部を設ける必要があり、フレームの剛性が低下して画像品質が劣化する恐れがある。
【０００７】
また、上記特開２００１−２４９５２２の方式においては、各画像形成ステーションの交換のための開口部と記録媒体のジャム除去用開口部の設置方向が異なるため、メンテナンスのためにオペレータがどちらの開口部を操作するかが不明確であるという問題を有している。また、各画像形成ステーションを交換する際に転写ベルトを画像形成装置本体から離脱させる構成であるため、オペレータは画像形成ステーションの交換の際に画像形成装置の周辺に転写ベルトを仮置きするスペースを確保する必要があるので、交換に手間がかかるとともに、仮置きした際に転写ベルトを傷付けてしまうという問題を有している。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、極めて小型で、かつ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、像書込手段としてのアレイ状書込ヘッド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た画像形成装置において、前記転写ベルトを斜めに配置するとともに、前記アレイ状書込ヘッドの駆動回路を転写ベルトの鉛直下方または鉛直上方に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記各画像形成ステーションおよび転写ベルトが内部に配設されるハウジング本体と、該ハウジング本体に回動自在に装着されたフレームとを備え、該フレームには、転写ベルトユニットと像担持体ユニット、または転写ベルトユニットと像担持体ユニットと現像手段を配設したことを特徴とする。
また、前記アレイ状書込ヘッドと駆動回路をコネクタを介して着脱自在に接続したことを特徴とする。
また、前記フレームの回動支点は、ハウジング本体の両側面に設けられていることを特徴とする。
また、前記フレームの回動支点は、ハウジング本体の一方の側面に設けられていることを特徴とする。
また、前記転写ベルトが紙搬送ベルトであることを特徴とする。
また、前記転写ベルトが中間転写ベルトであることを特徴とする。
また、各画像形成ステーションの像担持体を、中間転写ベルトの搬送方向下向きのベルト面に当接するように配設したことを特徴とする。
【００１１】
【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は、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、図２は図１で右方向から見た正面図、図３は図１の転写ベルトユニットおよび画像形成ユニットの拡大図、図４は図２の転写ベルトおよび像担持体の斜視図である。なお、以下の説明において、各図面間で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場合がある。本実施形態は転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。
【００１２】
図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４と、を有し、さらに第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００１３】
ハウジング本体２内には、電源回路基板および制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて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。
図２に示すように、ハウジング本体２の前面下部の両側には一対のステイ２ａが突設され、第１の開閉部材３の下部両側には一対の回動部３ａが形成され、ステイ２ａと回動部３ａに軸３ｂを差し込んで、第１の開閉部材３をハウジング本体２に開閉自在に装着している。第１の開閉部材３の前面上部には操作パネル３ｃが配設され、また、第１の開閉部材３の下部には給紙カセット３５の着脱開口３ｄが形成されている。本実施形態においては、後述するように、装置の前面のみからのアクセスで各ユニットの着脱を可能とし、装置を室内にコンパクトに設置することができるようにしている。
【００１４】
図１において、転写ベルトユニット９は、ハウジング本体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１４と、駆動ローラ１２の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるクリーニング手段１７とを備え、従動ローラ１５および中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４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１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。本実施形態においては、前記ベルト面１６ａはベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）である。
【００１５】
上記駆動ローラ１４および従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成され、この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。
【００１６】
駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、図２に示すように、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０^５Ω・ｃｍ以下のゴム層１４ａ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１９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１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層１４ａ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１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００１７】
また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後の記録媒体が記録媒体自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。
【００１８】
クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。図３に示すように、二次転写後に中間転写ベルト１６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１７ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１７ｂを備え、クリーニングブレード１７ａは、従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接されている。
【００１９】
また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ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２０に対向して板バネ電極からなる１次転写部材２１がその弾性力で当接され、１次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。
【００２０】
転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。テストパターンセンサ１８の保持部には、図示しないネジ機構やレバー機構で中間転写ベルトとセンサの位置を調整する機構を付加することが望ましい。
【００２１】
中間転写ベルト１６上に形成された前記テストパターンを記録媒体へ転写せずに、中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で除去する方法が広く行われている。また、この際に、２次転写ローラ１９表面へのトナーの付着を回避するために２次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離間させる方法が用いられている。２次転写ローラ１９の離間動作は、テストパターンが２次転写ローラ１９と中間転写ベルト１６のニップ部を通過する間だけ行われればトナーの付着は回避できるが、画像形成速度（ベルト移動速度）が早くなると高速かつ頻繁に２次転写ローラ１９の離間および当接動作を行わせる必要があり、中間転写ベルト１６が異音を伴った激しい衝撃やベルトの張力変動が生じ、中間転写ベルト１６とベルトを張架するローラの間で微少なスリップが発生する可能性がある。
【００２２】
このスリップによって、例えばレジストマークを検出して各画像形成ステーションの画像形成タイミングの補正を行っても色ずれが発生してしまうという問題が生じる。また、レジストマークやパッチ画像の形成は、各色の画像位置関係や各色のトナー画像濃度が所望の範囲に納まるまで繰り返して行われる場合があり、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト１６に対して離間と当接を繰り返すことになり、２次転写ローラ１９の離当接駆動機構の故障を招き、画像形成装置の信頼性を損なうという問題が生じる。
【００２３】
そこで、このような問題を解消するために、本実施形態においては、一連のテストパターンの形成を開始する前に、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離間させ、繰り返し形成された一連のテストパターンが２次転写ローラ１９と対向する位置を通過した後に、中間転写ベルト１６とベルトを張架して駆動するローラの間で微少なスリップが発生しない緩やかな速度で２次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６へ当接させる構成としている。
【００２４】
画像形成ユニット６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３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２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３および現像手段２４を有している。なお、帯電手段２２、像書込手段２３および現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けて他の画像形成ステーションについては構成が同一のため図番を省略する。また、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。
【００２５】
そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ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１４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２０は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００２６】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して逆方向でかつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。導電性ブラシローラは、直径５〜８ｍｍの良導電性軸部材（例えば金属軸）の表面へ太さが２〜６デニールで原糸抵抗が１０^７〜１０^９Ωの半導電性繊維を平方インチあたり１５万〜４３万本パイル織り植毛した生地をスパイラル状に巻き付けて構成され、像担持体２０に対する接触深さが０．３〜０．５ｍｍとなるように回転可能に保持している。
【００２７】
像担持体２０として負帯電性の感光体を用いる場合、ブラシローラへ印加する電圧は、直流成分−３００〜−５００Ｖに対して周波数１ＫＨｚ程度の交流成分を８００〜１３００Ｖ重畳させた電圧を用いることが望ましい。また、本実施形態のようにクリーナレス構成の画像形成装置に用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーと帯電極性と逆極性のバイアスを印加することでブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることが望ましい。
【００２８】
このような帯電手段２２を用いることで極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いた時に発生する転写残りトナーの帯電ローラや像担持体への固着も発生しにくく、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。
【００２９】
像書込手段２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いている。アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０、帯電手段２２および像書込手段２３を像担持体ユニット２５（図３）としてユニット化することにより、アレイ状書込ヘッドの位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット２５の交換時にはアレイ状書込ヘッドを含めて交換し、新たな像担持体ユニットに対して光量調整や位置決めを行って再使用を行う構成としている。
【００３０】
次に、現像手段２４の詳細について、図３の画像形成ステーションＫを代表して説明する。本実施形態においては、各画像ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが斜め方向に配設され、かつ像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段２４として特別の構成を採用している。
【００３１】
すなわち、現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部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。
【００３２】
像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、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２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９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。トナー貯留部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により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
本実施形態においては、像担持体２０と対向する側の現像ローラ３３、トナー供給ローラ３１および現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部がトナー貯留部２７内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ３３に対する規制ブレード３４の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部２７へ落下するので現像ローラ３３のフィルミングを防ぐことができる。
【００３３】
また、供給ローラ３１と現像ローラ３３の当接位置下方に現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部を位置させ、供給ローラ３１によって現像ローラ３３へ供給されて現像ローラ３３に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部２７へ戻す経路を設け、トナー貯留部２７へ戻ったトナーは撹拌部材２９によってトナー貯留部２７内のトナーと撹拌され、撹拌部材２９によって再度、供給ローラ３１近傍のトナー導入部へ供給される。従って、余剰トナーを供給ローラ３１と現像ローラ３３の摺擦部や現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部２７のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【００３４】
さらに、図３の画像形成ステーションＭを例にして詳細を説明する。現像手段２４には、現像ローラ３３近傍に現像ローラ露出部３３ａが形成されており、一方、像書込手段２３には、像担持体２０に対向して上向き開口部２３ａが形成されている。このとき、現像ローラ露出部３３ａの下方に像書込手段２３の上向き開口部２３ａが位置すると、現像ローラ露出部３３ａからトナーが重力によりこぼれ落ちて、像書込手段２３の上向き開口部２３ａ内に入り込み、像書込手段２３を汚してしまうという問題が生じる。
【００３５】
そこで、本実施形態においては、現像手段２４の現像ローラ露出部３３ａに対して、像書込手段２３の上向き開口部２３ａが重ならないように、上向き開口部２３ａを中間転写ベルト１６側にオフセットさせるようにしている。これにより、現像ローラ露出部３３ａからトナーが重力によりこぼれ落ちて、上向き開口部２３ａから像書込手段２３内に入り込み、像書込手段２３を汚してしまうという問題を解消することができる。
【００３６】
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とからなる給紙部を備えている。
【００３７】
第１の開閉部材３内には、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レジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００３８】
二次転写ユニット１１は、固定軸４１に回動自在に枢支された回動レバー４２と、回動レバー４２の一端に回動自在に設けられた二次転写ローラ１９と、回動レバー４２の他端と第１の開閉部材３間に配設されたスプリング４３とを備え、常時は、二次転写ローラ１９がスプリング４３の付勢により図示矢印方向に移動し、中間転写ベルト１６および駆動ローラ１４に押圧可能にされている。回動レバー４２のスプリング４３側には偏心カム４４が設けられ、回動レバー４２、スプリング４３および偏心カム４４は、二次転写ローラ１９の離当接手段を構成している。そして、偏心カム４４の回動により、回動レバー４２がスプリング４３に抗して回動し二次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離れるようにされている。
【００３９】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有し、記録媒体に２次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で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。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６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。
【００４０】
図４には、図１で説明した転写ベルトユニット９、中間転写ベルト１６、クリーニング手段１７、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０が示されている。転写ベルトユニット９には左右一対のフレーム９ａが設けられ、フレーム９ａには、駆動ローラ１４および従動ローラ１５が取り付けられ、駆動ローラ１４および従動ローラ１５間に中間転写ベルト１６が張架されている。駆動ローラ１４の一方の端部にはベルト駆動ギヤ５１が連結され、また、各像担持体２０の一方の端部には像担持体駆動ギヤ５２が連結され、各駆動ギヤ５２間には中継ギヤ５３が噛合されている。また、搬送方向下向きのベルト面１６ａの最上流側に駆動モータ５４が配設され、駆動モータ５４の回転軸に固定されたピニオンギヤ５４ａと、最上流側の像担持体２０の駆動ギヤ５２間には２段ギヤからなる伝達ギヤ５５が噛合されている。なお、５６はフレーム９ａの側面に配設されたトナー回収容器であり、クリーニング手段１７からの廃トナーを回収するようにしている。トナー回収容器５６は、フレーム９ａの側面に沿う形状になっており、装置全体のコンパクト化に寄与している。
【００４１】
上記構成においては、各色の像担持体２０を一対のフレーム（図示せず）で共通に軸支し、中間転写ベルト１６の上方に配設した一つの駆動モータ５４から１列配置された伝達ギヤ５５、像担持体駆動ギヤ５２、中継ギヤ５３によって、順次、各像担持体２０を駆動し、さらに最下段の像担持体駆動ギヤ５２によりベルト駆動ギヤ５１を介して中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４を駆動するようにしている。また、中継ギヤ５３とベルト駆動ギヤ５１の歯数を同一とし、回転周期ムラを合わせ、駆動ローラ１４の１周分と各色画像形成手段の１次転写部の間隔を略同一としている。これにより、各像担持体２０、ギヤの回転位相を製造段階で合わせることが可能であり、像担持体２０を交換しても各色像担持体２０の回転ムラに起因する色ズレを最小限に抑えることができる。
【００４２】
この場合、像担持体２０の周速よりも中間転写ベルト１６の搬送速度を略１〜３％早くすることにより、中間転写ベルト１６の弛みを防止し、安定したベルト駆動を実現することができ、色ズレを防止し高画質化を図ることができるとともに、速度差をつけることにより転写効率がアップし像担持体のクリーニング手段を不要にしている。
【００４３】
本実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、ハウジング本体２内に中間転写ベルト１６および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを斜めに配置し、電装品ボックス５を各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直下方に配置している。そして、電装品ボックス５内の電源回路や、駆動回路、制御回路等の電気回路からの配線（図１の二点鎖線で示す）をコネクタ５７を介して、一次転写部材２１、帯電手段２２、像書込手段２３、テストパターンセンサ１８に着脱自在に接続させている。なお、第１の開閉部材３内の二次転写ユニット１１、定着ユニット１２等にもコネクタ５７を介して配線してもよく、あるいは第１の開閉部材３の回動軸３ｂの付近を通して配線してもよい。
【００４４】
前記電気回路とは、外部のホスト制御装置から送信された画像データを画像形成ステーションで記録が可能なデータへ変換を行うインターフェイス回路や、画像形成装置の制御を行う制御回路や帯電手段、現像手段、転写手段に高電圧を供給する高圧電源や、アレイ状書込ヘッド２３を駆動させる駆動回路、装置の駆動モータ、クラッチ、制御回路等を動作させる低電圧電源を指し示すものである。
【００４５】
これらの電気回路を画像形成ステーションの鉛直下方で、かつ給紙カセット３５の上方に配置することにより、電気回路搭載のために装置全体の幅や奥行き、高さを拡大する必要がなく、小型の画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
また、インターフェイス回路や制御回路を上記配置とし、回路基板上の各接続先と近接した位置からコネクタ５７を介して像書込手段２３やテストパターンセンサ１８へ配線を接続することにより、像書込手段２３までの配線長を短くして配線コストを削減できる上に、例えば数１００ＭＨｚといった高周波数の画像信号を像書込手段２３へ伝達する際のノイズを低減することができる。また、高圧電源や低電圧源を上記配置とし、回路基板上の各接続先と近接した位置からコネクタ５７を介して帯電手段や転写手段に接続することにより、配線長を短くして配線コストを削減できる上に、例えば直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスの波形鈍りや電力損失を防ぐことができる。
【００４７】
さらに、上述のような多数の配線を機構が複雑な開閉部材３の回動軸付近を介して配線する必要がないので、装置をメンテナンスするために、転写ベルトや像担持体を載置したフレーム９ａを回動させる際に、配線を挟んで断線させる恐れを回避することができる。
【００４８】
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）が電装品ボックス５内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０、現像手段２４の各ローラ、および中間転写ベルト１６が回転駆動される。
（２）像担持体２０の表面が帯電手段２２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２０の表面に、像書込手段２３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２０に形成された静電潜像が現像手段２４によりトナー像が現像される。
（５）中間転写ベルト１６の１次転写部材２１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２０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１６の移動に伴って順次、中間転写ベルト１６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１６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１９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、押圧機構によって中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４に向かって押圧された２次転写ローラ１９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１６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１５方向へと搬送されて、このローラ１５に対向して配置したクリーニング手段１７によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１６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１２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４に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４０に向け）搬送される。
【００４９】
次に、図５〜図１０により、記録媒体のジャム処理および消耗品の交換について説明する。図５は、第１の開閉部材３の開閉蓋３’のみを下方に回動して両面プリント用搬送路４０が露出された状態を示し、この状態で両面プリント用搬送路４０にジャムした記録媒体を除去することができる。
【００５０】
図６は、第１の開閉部材３を開閉蓋３’とともに下方に回動し、定着ユニット１２および二次転写ユニット１１が露出された状態を示し、この状態で定着ユニット１２および二次転写ユニット１１にジャムした記録媒体を除去することができるとともに、定着ユニット１２および二次転写ユニット１１を容易に修理または交換することができる。また、第２の開閉部材４を上方に回動し、転写ベルトユニット９を露出させることができ、転写ベルトユニット９にジャムした記録媒体を除去することができる。
【００５１】
図７は、転写ベルトユニット９のフレーム９ａの上部に設けたロックレバー９ｃを回動して係止軸２ｃとの係合を外し、フレーム９ａを回動軸２ｂを支点として右方に回動させ、画像形成ユニット６を露出させた状態を示している。この際、コネクタ５７による配線接続を解除している。
【００５２】
そして、図８に示すように、画像形成ユニット６を構成する各色の現像手段２４および像担持体ユニット２５並びに転写ベルトユニット９をフレーム９ａから取り外して、修理または交換を行うことができる。本例においては、現像手段２４、像担持体２０および中間転写ベルト１６の相対位置関係を確保し易やすいため交換作業が容易である。
【００５３】
図９および図１０は図８の変形例を示している。本例においては、フレーム９ａに転写ベルトユニット９および像担持体ユニット２５を支持させ、現像手段２４をハウジング本体２側に支持させている。これにより、像担持体ユニット２５と現像手段２４を独立して選択的に交換可能にすることができる。なお、像担持体ユニット２５をもハウジング本体２側に支持させるようにしてもよい。
【００５４】
本実施形態においては、記録媒体補給時に給紙カセット３５を挿抜するスペースに、装置カバーとしての第１の開閉部材３と、定着ユニット１２および二次転写ユニット１１を一体で開放させるので、定着ユニット１２の保守作業性や記録媒体の紙詰まりが発生した場合の視認性と操作性に優れる。また、これらを一体開放した時の上部空間へ転写ベルトユニット９、像担持体ユニット２５および現像手段２４の少なくとも一つを開放して像担持体２０や現像手段２４の交換が行えるので、消耗品交換時の作業性が良い。
【００５５】
また、従来技術のように、画像形成手段を支持するフレームに消耗品を交換するための大きなアクセス開口を設ける必要がなく、フレームの剛性が向上するため、安定した良好な画像を得ることができる。
【００５６】
また、フレーム９ａを開放した際に、オペレータが転写ベルトに触れてベルト表面に指紋等を付着させてしまい、画像欠陥となるのを防ぐことができる。さらに、消耗品交換時に落下したトナーをフレーム９ａで受け止めることもできるので、記録媒体搬送手段１３、定着ユニット１２および二次転写ユニット１１の汚染を防止することができる。
【００５７】
また、第１の開閉部材３の開放により二次転写ローラ１９が中間転写ベルト１６から待避するので、複数枚印刷時等の転写ベルト１６回りの紙詰まりを容易に除去することができる。
【００５８】
図１１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、以下の説明で図１の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。本実施形態は転写ベルトとして紙搬送ベルトを用いる例であり、図１の中間転写ベルト１６の代わりに紙搬送ベルト５９を用いている。
【００５９】
本実施形態においては、第１の開閉部材３内に転写ベルトユニット９と定着ユニット１２が配設されている。転写ベルトユニット９は、ハウジング本体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１４と、駆動ローラ１４の斜め下方に配設される従動ローラ１５およびバックアップローラ６０と、この３本のローラに張架されて図示矢印方向へ循環駆動される紙搬送ベルト５９と、バックアップローラ６０に対向して紙搬送ベルト５９の表面に当接するクリーニング手段１７とを備え、駆動ローラ１４および紙搬送ベルト５９が従動ローラ１５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５９駆動時のベルト張り側５９ａが下方に位置し、ベルト弛み側が上方に位置するようにされている。
【００６０】
また、紙搬送ベルト５９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２０に対向して板バネ電極からなる転写部材６１がその弾性力で当接され、転写部材６１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２０が紙搬送ベルト５９のベルト張り側５９ａ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１５に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。
【００６１】
図１２〜図１５は、本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。図１２の実施形態は、中間転写ベルト１６の鉛直上方に電装品ボックス５を配置し、鉛直下方に画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを配置している。図１３の実施形態は、紙搬送ベルト５９の鉛直上方に画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを配置し、紙搬送ベルト５９の鉛直下方に電装品ボックス５を配置している。図１４の実施形態は、紙搬送ベルト５９の鉛直上方に画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと電装品ボックス５を配設している。図１５の実施形態は、図１の実施形態と比較して、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー貯留容器２６を中間転写ベルト１６の鉛直上方に配置している。
【００６２】
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、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。
【００６３】
また、図１の実施形態においては、駆動ローラ１４を下方に従動ローラ１５を上方に配置しているが、従動ローラ１５を下方に駆動ローラ１４を上方に配置するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態においては、第１の開閉部材３およびフレーム９ａの回動支点をハウジング本体２の両側面に設け上下方向に回動自在にしているが、回動支点をハウジング本体２の一方の側面に設け、水平方向に回動自在にするようにしてもよい。
【００６５】
なお、本発明においては、中間転写ベルトおよび紙搬送ベルトを総称して転写ベルトとして定義している。
【００６６】
【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、像書込手段としてのアレイ状書込ヘッド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た画像形成装置において、前記転写ベルトを斜めに配置するとともに、前記アレイ状書込ヘッドの駆動回路を転写ベルトの鉛直下方または鉛直上方に配置したので、極めて小型で、かつ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【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で右方向から見た正面図である。
【図３】図１の転写ベルトユニットおよび画像形成ユニットの拡大図である。
【図４】図２の転写ベルトおよび像担持体の斜視図である。
【図５】図１において消耗品の交換を説明するための図である。
【図６】図５に続く消耗品の交換を説明するための図である。
【図７】図６に続く消耗品の交換を説明するための図である。
【図８】図７に続く消耗品の交換を説明するための図である。
【図９】図８の変形例を示す図である。
【図１０】図９に続く消耗品の交換を説明するための図である。
【図１１】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。
【図１２】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１３】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１４】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１５】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ…画像形成ステーション
２…ハウジング本体
２ｂ…回動支点
５…電装品ボックス
９…転写ベルトユニット
９ａ…フレーム
１６…中間転写ベルト（転写ベルト）
２０…像担持体
２２…帯電手段
２３…アレイ状書込ヘッド
２４…現像手段
２５…像担持体ユニット
５７…コネクタ
５９…紙搬送ベルト（転写ベルト）

Claims

像担持体の周囲に帯電手段、像書込手段としてのアレイ状書込ヘッド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た画像形成装置において、前記転写ベルトを斜めに配置するとともに、前記アレイ状書込ヘッドの駆動回路を転写ベルトの鉛直下方または鉛直上方に配置したことを特徴とする画像形成装置。
前記各画像形成ステーションおよび転写ベルトが内部に配設されるハウジング本体と、該ハウジング本体に回動自在に装着されたフレームとを備え、該フレームには、転写ベルトユニットと像担持体ユニット、または転写ベルトユニットと像担持体ユニットと現像手段を配設したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記アレイ状書込ヘッドと駆動回路をコネクタを介して着脱自在に接続したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記フレームの回動支点は、ハウジング本体の両側面に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
前記フレームの回動支点は、ハウジング本体の一方の側面に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
前記転写ベルトが紙搬送ベルトであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記転写ベルトが中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
各画像形成ステーションの像担持体を、中間転写ベルトの搬送方向下向きのベルト面に当接するように配設したことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。