JP4994690B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、特に、カラータンデム方式の画像形成装置に関する。

カラータンデム方式の画像形成装置においては、無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトという。）と、この中間転写ベルトに沿って並ばせた４ユニットあるいは３ユニットの現像ユニットと、レーザ照射装置が設けられ、各現像ユニットは、例えば後掲する特許文献１に記載しているように、感光体ドラムと、この感光体ドラムの周囲に周方向に適当な角度を置いて配置される帯電器と、トナー供給部と、クリーニング装置と、除電部材（イレーサ）を備え、この除電部材としては棒状のランプが用いられている。

ところで、近年、画像形成装置を小型、かつ、軽量にすることが強く求められており、４ユニットあるいは３ユニットの現像ユニットをコンパクトに配列することが重要な課題とされている。

そこで、小型化及び軽量化を図ると共に、コストダウンと消費電力の削減を図るため、除電部材として、棒状のランプに代えて、横長の基板に所定の間隔をおいて複数のＬＥＤを支持させたＬＥＤ方式の除電部材（図３参照。）が用いられるようになっている。

例えば、図５の概略図及び図６の縦断面図に示すカラータンデム方式の画像形成装置（以下、従来例という。）においては、中間転写ベルト１００に沿って並べる複数の現像ユニット１０１に、それぞれ感光体ドラム１０２、帯電器１０３、トナー供給部１０４、クリーニング装置１０５及びＬＥＤ方式の除電部材１０６を設け、各現像ユニット１０１のトナー供給部１０４とクリーニング装置１０５の間で感光体ドラム１０２に中間転写ベルト１００を挟んで一次転写ローラ１０７を対向させる。

又、図６に示すように、この従来例においては、前記クリーニング装置１０５のハウジング１０８を該クリーニング装置１０５のクリーニングブレード１０９よりも感光体ドラム１０２の回転方向に延長して、該感光体ドラム１０２の表面に対向する取付け部分１１０を形成し、この取付け部分１１０に前記除電部材１０６を取り付けている。

更に、この従来例においては、前記クリーニング装置１０５と隣の現像ユニット１０１の間に所定のクリアランスが確保できる範囲で、平面視において、現像ユニット１０１のクリーニング装置１０５のハウジング１０８と隣の現像ユニット１０１のトナー供給部１０４の一部が重なるように、互いに隣り合う現像ユニット１０１の間隔（ドラム間隔）を狭め、画像形成装置の小型化を図っている。

なお、図５に示すように、前記中間転写ベルト１００の移動先側の転回部には二次転写ローラ１１１を対向させてあり、中間転写ベルト１００と二次転写ローラ１１１の間から送出される用紙は用紙排出手段１１２により排出部１１３に送出される。

ところで、ＬＥＤ方式の除電部材１０６においては、部材コストを削減するため、ＬＥＤの個数をできるだけ少なくすることが望ましいが、ＬＥＤの個数を減らすとＬＥＤの間隔が広がるので、感光体ドラム１０３の表面における照射光量がＬＥＤの近傍とＬＥＤ間の中間点などＬＥＤから離れた位置で大きく異なり、除電効果が不均一になるという問題が生じかねない。

前記従来例においては、この問題を解決するために、ＬＥＤの間隔を広げてＬＥＤの個数を例えば８個から６個に減らした上で、各ＬＥＤの発光量を大きくすると共に、感光体ドラム１０２と除電部材１０６の間に除電効果を損なわないために十分な間隔（以下、イレーサ照射距離という。）ａを置いている。

このイレーサ照射距離ａは、感光体ドラムの感度、各ＬＥＤの発光量、各ＬＥＤの照射範囲、ＬＥＤの間隔又は個数などにより異なり、例えば照射範囲が同じ６個のＬＥＤを備える除電部材１０６のイレーサ照射距離は、感光体ドラム１０２の表面で隣り合うＬＥＤの照射範囲がある程度重なり合うようにするために、８個のＬＥＤを備える除電部材を用いる場合よりも大きくなるので、ＬＥＤの個数を減らすことは小型化を図るという方向に反する結果をもたらす。

又、現像ユニット１０１が並ぶ方向において、除電部材１０６と隣の現像ユニット１０１の間には、前記取付け部分１１０と、隣の現像ユニット１０１の間に現像ユニット１０１の出し入れを容易にするための空間（クリアランス）を含む間隔が置かれる。

なお、各現像ユニット１０１の間には、各現像ユニット１０１を画像形成装置に出し入れするために最小２〜３ｍｍ程度のクリアランスが置かれる。
特開平１０−２０７２７号公報

ところで、この従来例によれば、感光体ドラム１０２に対応する除電部材１０６が同じ現像ユニット１０１に組込まれているので、現像ユニットが占めるスペースを小型化する上で、現像ユニットの占有スペース内にそれぞれ均一な除電効果が得られる最小限のイレーサ照射距離を感光体ドラム１０２と除電部材１０６の間に確保するという制限が与えられる。

つまり、感光体ドラムとこれに対応する除電部材を同じ現像ユニットに搭載する従来技術によれば、適切なイレーサ照射距離を確保することはある意味で画像形成装置を小型化することの妨げとなっているのである。

本発明は、この様な事情を考慮して、適切なイレーサ照射距離の確保と、画像形成装置の小型化を両立させることができるようにしたカラータンデム方式の画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は、中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに沿って並ばせた複数の現像ユニットを備えるカラータンデム方式の画像形成装置において、中間転写ベルトの移動元側に位置する現像ユニット（以下、先現像ユニットという。）のクリーニング装置と感光体ドラムと帯電器に囲まれるスペースに、該先現像ユニットの中間転写ベルトの移動先に隣接する現像ユニット（以下、後現像ユニットという。）のトナー供給部のハウジングの背部を突入させるとともに、当該背部に、前記先現像ユニットの感光体ドラムに対応する除電部材を搭載したことを特徴とするという技術的手段を採用する。

本発明によれば、先現像ユニットに該先現像ユニットの感光体ドラムに対応する除電部材を支持させないので、従来例の取付け部分を省略することにより、先現像ユニットが占めるスペースのうち、クリーニング装置と感光体ドラムと、帯電器に挟まれ、取付け部分を含めたスペースを空けることができる。

ここで、先現像ユニットの感光体ドラムと、これに対応する除電部材の間のイレーサ照射距離は、複数のＬＥＤの照射範囲が各ＬＥＤの中間で重なり合って感光体ドラムを除電できる程度の光量に強められる最小限のイレーサ照射距離と、ＬＥＤの近傍での感光体ドラムの受光量が該感光体ドラムを除電できる程度に弱まる最大限のイレーサ照射距離の間であればよいので、除電部材は、この空けられたスペースの中で適切な位置、即ち、感光体ドラムから前記最小限のイレーサ照射距離と、前記最大限のイレーサ照射距離の間に位置させることができる。

従来技術では後現像ユニットはこの空けられるスペースの外側に適当なクリアランスを置いて配置されていたのに対し、本発明では、この適切な位置に除電部材を保持するために、後現像ユニットの一部、即ち、トナー供給部の一部を前記空けられたスペースに突入させることになる。

これにより、現像ユニットが並ぶ方向に、互いに隣り合う現像ユニットの間隔が短くなり、画像形成装置が小型にできることになるのである。

つまり、本発明によれば、適当なイレーサ照射距離を確保することが画像形成装置を小型にすることの妨げとはならず、適切なイレーサ照射距離の確保と、画像形成装置の小型化を両立させることができるのである。又、本発明は、前記背部の、前記先現像ユニットの帯電器に最も近い部分に、当該先現像ユニットの感光体ドラムに対向する斜面が形成され、前記除電部材を、当該斜面に搭載した構成を採用できる。

以上に説明したように、本発明は、中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに沿って並ばせた複数の現像ユニットを備えるカラータンデム方式の画像形成装置において、中間転写ベルトの移動元側に位置する現像ユニット（先現像ユニット）のクリーニング装置と感光体ドラムと帯電器に囲まれるスペースに、該先現像ユニットの中間転写ベルトの移動先に隣接する現像ユニット（後現像ユニット）のトナー供給部のハウジングの背部を突入させるとともに、当該背部に、前記先現像ユニットの感光体ドラムに対応する除電部材を搭載したという技術的手段を採用する。

その結果、本発明によれば、先現像ユニットの占有スペースの一部を空け、この空けられたスペース内で先現像ユニットの感光体ドラムから適切なイレーサ照射距離に除電部材を位置させ、この位置に除電部材を保持するために、後現像ユニットの一部を前記空けられたスペース内に突入させることにより先現像ユニットと後現像ユニットの間隔が狭められるので、適切なイレーサ照射距離の確保と画像形成装置の小型化を両立させることができるという効果を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置を図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。

図面において、図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の縦断側面図であり、図２はその画像形成装置の全体概略説明図であり、図３はその除電部材の斜視図であり、図４はその変形例の要部の縦断側面図である。

図２に示すように、この画像形成装置はカラータンデム方式の画像形成装置であり、本体１のハウジング２内に、所定の速度で回動する中間転写ベルト３と、この中間転写ベルト３の下周部に設けられる水平部分に沿って並べられる黒色、黄色、シアン色、マゼンタ色の４ユニットの現像ユニット４と、各現像ユニット４の感光体ドラム４１にレーザ光線を照射して静電潜像を形成するレーザ照射装置５と、各現像ユニット４の感光体ドラム４１に中間転写ベルト３を挟んで対向させた４本の一次転写ローラ６を備える。

なお、前記中間転写ベルト３の下周部は、矢印で示すように、左から右の方向に移動する。

図１と図２に示すように、各現像ユニット４には、前記感光体ドラム４１の他に、帯電器４２、トナー供給部４３が設けられ、前記感光体ドラム４１を中間転写ベルト３の回動速度と同じ周速度で回転させることにより、その表面を帯電器４２で一様に帯電させた後、レーザ照射装置５から照射させたレーザ光線に露光させてその表面に潜像を形成し、更にこの後、トナー供給部４３から感光体ドラム３の潜像にトナーを吸着させることにより、該感光体ドラム４１の表面にトナー画像を現像する。

各感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー画像は対応する一次転写ローラ６により各感光体ドラム４１の表面から中間転写ベルト３の所定の領域に順に重ねて転写され、これにより、中間転写ベルト３にフルカラートナー画像が形成される。

なお、モノクロ印刷をする場合には、黒色の現像ユニット４によりにモノクロのトナー画像を形成し、対応する一次転写ローラ６と感光体ドラム４１との間にバイアスをかけることによりそのトナー画像を中間転写ベルト３に転写する一方、黄色、シアン色、マゼンタ色の３ユニットの現像ユニット４に対するレーザ光線の照射を停止してこれらの潜像及びトナー画像を形成させないようにすると共に、これらの現像ユニット４に対応する一次転写ローラ６と感光体ドラム４１との間にはバイアスをかけないようにしてこれらの現像ユニット４から不要なトナーが中間転写ベルト３に転写されないようにしている。

又、図２に示すように、前記本体１のハウジング２内には、用紙トレイ７と、用紙ピック装置８と、用紙搬送装置９と、前記中間転写ベルト３の転回部に対向させた二次転写ローラ１０が設けられ、用紙トレイ７から用紙ピック装置８で取り出した用紙が用紙搬送装置９で二次転写ローラ１０と中間転写ベルト３の間に送り込まれ、二次転写ローラ１０で中間転写ベルト３からフルカラートナー画像（又はモノクロトナー画像）を用紙に転写する。

更に、前記本体１のハウジング２内には定着装置１１と用紙排出装置１２が設けられ、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト３の間から定着装置１１に送込まれた用紙にフルカラートナー画像を定着装置９で定着させてから、用紙排出装置１２によりフルカラー印刷された用紙を本体１の外部に開放された排紙部１３に排出する。

又更に、図１と図２に示すように、各現像ユニット４には、前記感光体ドラム４１の他に、帯電器４２、及びトナー供給部４３の他にクリーニング装置４４が設けられ、このクリーニング装置４４により、トナー画像を中間転写ベルト３に転写した後に感光体ドラム４１の表面に残留するトナーを感光体ドラム４１から除去する。

なお、クリーニング装置４４により感光体ドラム４１から除去されたトナーは回収箱に回収して廃棄される。

さて、図１と図２に示すように、各現像ユニット４に対して、次回の帯電器４２による帯電を安定させるために、クリーニング装置４４でトナーを除去された感光体ドラム４１に光を照射して感光体ドラム４１の電荷を消去するＬＥＤ方式の除電部材１４が設けられる。

図３に示すように、この除電部材１４は、横長の基板１４ａと、これの片面に適当な間隔をおいて支持された複数（ここでは６個）のＬＥＤ１４ｂと、これらＬＥＤ１４ｂに供給される電力を受け入れるコネクタ１４ｃを備える。

ここで、除電部材１４のイレーサ照射距離の最大値及び最小値は、感光体ドラム４１の感度、ＬＥＤ１４ｂの間隔（又は個数）、及び各ＬＥＤ１４ｂの発光量を考慮して決定される。

この実施例では、図５に示す従来例と同程度の感度を有する感光体ドラム４１と、該従来例と同様の発光量のＬＥＤ１４ｂを該従来例と同じ６個用いた除電部材１４を用い、図１に示すように、先現像ユニット４のクリーニング装置４４と感光体ドラム４１と帯電器４２に囲まれるスペース内で、感光体ドラム４１とこれに対応する除電部材１４のイレーサ照射距離が、その最大値と最小値の間で、好ましくは前記従来例のイレーサ照射距離ａよりも長くなるように除電部材１４を配置して、除電部材１４の除電効果が一層平均的に確保できるようにしている。

この除電部材１４をその位置に保持するため、後現像ユニット４のトナー供給部４３のハウジング４３ａの背部を、先現像ユニット４のクリーニング装置４４と感光体ドラム４１と帯電器４２に囲まれるスペースに突入させ、この後現像ユニット４のトナー供給部４３のハウジング４３ａの背部に先現像ユニット４の感光体ドラム４１に対応する除電部材１４を搭載している。

なお、後現像ユニット４が存在しない中間転写ベルト３の下周部の移動方向（以下、単に中間転写ベルト３の移動方向という。）で一番移動先方向（矢頭の方向）の後現像ユニット４の感光体ドラム４１に対応する前記除電部材１４は、本体１のハウジング２内に設けた取付部材１５に保持させる。

ここで、除電部材１４を搭載している後現像ユニット４の背部、即ち、トナー供給部４３のハウジング４３ａは、特に限定されないが、その除電部材１４に対応する中間転写ベルト３の移動方向上手側の先現像ユニット４の帯電器４２及びクリーニング装置４４との間に必要最小限のクリアランス（通常は２〜３ｍｍ）が確保される程度まで中間転写ベルト３の移動方向上手側の現像ユニット４に接近させる。

このトナー供給部４３のハウジング４３ａの上面４３ｃの、特に限定されないが、先現像ユニット４の帯電器４２に最も近い部分に、感光体ドラム４１に対向する斜面４３ｂが形成され、この斜面４３ｂに前記除電部材１４が搭載される。

なお、この斜面４３ｂは、この実施例ではハウジング４３ａの上面４３ｃから突入するように形成しているが、例えば図４に示すこの実施例の変形例のように、この斜面４３ｂをハウジング４３ａの上面４３ｃから隆起するように形成したり、上面４３ｃと平行又は面一に形成したりしてもよい。

図１と図６を対比すれば明らかなように、先現像ユニット４の占有スペースは、前記従来例において除電部材１０６及び取付け部分１１０の占有スペース、即ち、感光体ドラム４１とクリーニング装置４４と帯電器４２に囲まれたスペースが空けられる。

この空けられたスペース内に後現像ユニット４の一部を突入させることにより、先現像ユニット４と後現像ユニット４の間隔は狭められ、画像形成装置が小型になる。

そして、先現像ユニット４の感光体ドラム４１から後現像ユニット４の背部斜面４３ｂまでの距離は、前記従来例のイレーサ照射距離ａよりも大きく、最大値と最小値の間の適切な長さのイレーサ照射距離が確保されている。

以上のように、この実施例によれば、少数のＬＥＤで感光体ドラム１２を平均的に除電するに適切なイレーサ照射距離を確保しながらも、このイレーサ照射距離に制限されることなく先現像ユニット４の占有スペースの一部を空けてその占有スペースを小型化し、この空けられたスペースを活用して後現像ユニット４を現像ユニット４が並ぶ方向に先現像ユニット４に接近させることにより、画像形成装置を全体として小型にできるのである。

なお、上記の実施例において、除電部材１４のＬＥＤ１４ｂの発光量を更に増大させ、個数をさらに削減することは可能である。

この場合、感光体ドラム４１と除電部材１４の間隔を大きくする必要があるので、ドラム間隔は図１に示す実施例よりも大きくなり、例えば図４の縦断側面図に示す前記一実施例の変形例のように、ドラム間隔を図５の従来例と同じ程度まで大きくしてもよい。

又、前記除電部材１４は、これを搭載する現像ユニット４とは別に当該画像形成装置に着脱されるように構成することも可能であるが、前記除電部材１４とこれを搭載する現像ユニット（後現像ユニット）４が一体物として前記画像形成装置に着脱できるように構成することが、これらの着脱の作業性を高めることができる上、着脱に際して除電部材１４が傷ついたり、変形したりすることを防止できるので好ましい。

本発明は、フルカラープリンタ、フルカラー複写機、フルカラーファクシミリあるいはこれらの複合機など、電子写真技術によりカラー画像を形成する画像形成装置のうち、中間転写ベルトに沿って複数の現像ユニットが並べられたカラータンデム方式の画像形成装置に利用される。

本発明の縦断側面図である。 本発明の概略図である。 ＬＥＤ方式の除電部材の斜視図である。 本発明の縦断側面図である。 従来例の概略図である。 従来例の縦断側面図である。

符号の説明

３ 中間転写ベルト
４ 現像ユニット
１４ 除電部材
４１ 感光体ドラム

Claims (2)

1. 中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに沿って並ばせた複数の現像ユニットを備えるカラータンデム方式の画像形成装置において、
   中間転写ベルトの移動元側に位置する先現像ユニットのクリーニング装置と感光体ドラムと帯電器に囲まれるスペースに、該先現像ユニットの中間転写ベルトの移動先に隣接する後現像ユニットのトナー供給部のハウジングの背部を突入させるとともに、当該背部に、前記先現像ユニットの感光体ドラムに対応する除電部材を搭載した
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記背部の、前記先現像ユニットの帯電器に最も近い部分に、当該先現像ユニットの感光体ドラムに対向する斜面が形成され、前記除電部材を、当該斜面に搭載した
   請求項１に記載の画像形成装置。
   

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