(57)【要約】【課題】中間転写ベルトユニット又は転写ベルトユニットの高圧基板ユニットを効率良く配置し、回路の動作安定性とノイズによる悪影響の防止とを両立した画像形成装置を提供すること。【解決手段】複数の画像形成部と複数の転写部とから成る画像形成装置において、複数のローラ間に無端状ベルト体を張設する転写ユニットと、前記複数の転写部の各々に印加する高圧を発生させる複数の高圧基板ユニットとを有し、前記複数の高圧基板ユニットは前記転写ユニット内部に配置されるとともに各々の高圧基板ユニットが反転した向きに配置されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成部と複数の転写部とから成る画像形成装置において、
複数のローラ間に無端状ベルト体を張設する転写ユニットと、前記複数の転写部の各々に印加する高圧を発生させる複数の高圧基板ユニットとを有し、前記複数の高圧基板ユニットは前記転写ユニット内部に配置されるとともに各々の高圧基板ユニットが反転した向きに配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記高圧基板は略正方形の形状を有し、１次系と２次系とが対辺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】
前記転写ユニットは４つの転写部を有し、第１と第２の転写部の間に２つの高圧基板ユニットが、第３と第４の転写部の間に２つの高圧基板ユニットが各々反転した向き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】
前記転写ユニットは、前記ベルト体を搬送駆動する駆動ローラの位相を検知する検知手段及び前記ベルト体のエッジ位置を検知する検知手段の何れか少なくとも一方を有し、前記検知手段による検知信号を処理する制御基板を第２と第３の転写部の間に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】
前記転写ユニットの筐体を成すクロスメンバーを第２と第３の転写部の近傍に設けたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電記録方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置、特に像又は記録材を担持するベルト体を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な形式のカラー画像形成装置が提案されているが、その１つに各々の色の現像剤毎に画像形成部を設け、画像形成部において像担持体としての感光体ドラムに周知の画像形成プロセスにて各色毎の顕画像を形成し、これら顕画像を無端循環運動する搬送体、所謂中間転写ベルト上に順次転写し、更に外部より供給される用紙に一括転写した後に定着して、カラー画像を得る電子写真方式のカラー画像形成装置がある。
【０００３】
このような中間転写方式の画像形成装置においては、ドラム上のトナー画像を転写部に高圧を印加することによって中間転写ベルト上に転写するため、高圧を発生させるための高圧基板ユニットが設けられている。この高圧基板ユニットは各色毎に１つずつ設けられ、４色のカラー画像を重ね合わせる場合には４つの高圧基板ユニットが設けられる。
【０００４】
一方、４色のカラー画像を色ズレを生じさせることなく重ね合わせるためには、中間転写ベルトを高精度に駆動する必要がある。そこで、中間転写ベルトを搬送駆動する駆動ローラの位相を検出するエンコーダを駆動ローラ上に設け、このエンコーダの信号に基づいて駆動ローラの回転を高精度に制御するようにしている。
【０００５】
又、中間転写方式の画像形成装置の稼動中においてこれらの中間転写ベルトは、装置本体の歪み等に起因するローラのアライメントずれや、中間転写ベルト自体の周長の差等によって、所定の位置から蛇行して、所謂ベルト寄りが発生するという問題を有している。このベルト寄りを補正する手段として、例えば、ベルト端部の位置を検知することによってベルトの寄り量を検出し、この情報に基づいて前述したローラの１本についてアライメントを補正する方法等が採られる。この方法によれば、ベルトエッジに貼られたリブ状のゴム部を規制したり、ベルトエッジを直接フランジ等に突き当てて規制したりする手段に比べて機械的ストレスが少なく、ベルトの寿命を大幅に向上させることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０１９５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような中間転写方式の高圧基板ユニットにおいては、高圧により発生するノイズの影響を小さくするために極力転写部の近傍に配置する必要がある。そこで、高圧基板ユニットを中間転写ユニットの内部に配置し、転写部に至る高圧リード線が短くて済むようにしている。例えば、従来、図５に示したように、高圧基板ユニット１７１ａ〜ｄをそれぞれ一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄの脇に配置している。
【０００８】
一方で、画質向上や高生産性に対応して高圧の高出力化・高速化が要求されるとともに、様々な高圧制御が必要になってきている。このため、高圧基板のサイズも大型化し、ノイズに対するリスクも増大している。更に、高圧基板ユニット１７１ａ〜１７１ｄに示したような長方形の形状では、短辺の幅が狭く、効率的な回路パターンの配置が困難であった。
【０００９】
更に、先述した駆動ローラの位相を検出するエンコーダ９７やベルト端部の位置を検知するエッジセンサ９１からは非常に微弱なアナログ信号が発せられており、これらの信号に対してノイズが悪影響を及ぼさないように配慮する必要がある。そのため、これらの信号を処理するための制御基板も中間転写ユニットの内部に配置して信号線を短くするとが望ましいが、図５に示した従来例では、そのためのスペースを確保することが困難である。
【００１０】
又、これらの課題は、中間転写方式の画像形成装置に限ったものではなく、転写ベルト上に用紙を吸着して搬送し逐次画像を転写する、所謂直接転写方式の画像形成装置にあっても同様である。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされもので、その目的とする処は、中間転写ベルトユニット又は転写ベルトユニットの高圧基板ユニットを効率良く配置し、回路の動作安定性とノイズによる悪影響の防止とを両立した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の画像形成部と複数の転写部とから成る画像形成装置において、複数のローラ間に無端状ベルト体を張設する転写ユニットと、前記複数の転写部の各々に印加する高圧を発生させる複数の高圧基板ユニットとを有し、前記複数の高圧基板ユニットは前記転写ユニット内部に配置されるとともに各々の高圧基板ユニットが反転した向きに配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記高圧基板は略正方形の形状を有し、１次系と２次系とが対辺に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記転写ユニットは４つの転写部を有し、第１と第２の転写部の間に２つの高圧基板ユニットが、第３と第４の転写部の間に２つの高圧基板ユニットが各々反転した向きに配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記転写ユニットは、前記ベルト体を搬送駆動する駆動ローラの位相を検知する検知手段及び前記ベルト体のエッジ位置を検知する検知手段の何れか少なくとも一方を有し、前記検知手段による検知信号を処理する制御基板を第２と第３の転写部の間に設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記転写ユニットの筐体を成すクロスメンバーを第２と第３の転写部の近傍に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、複数の高圧基板ユニットを転写ユニットの内部に配置することで高圧リード線を短くすることができ、ノイズの発生を低減できるとともに、複数の高圧基板ユニットをそれぞれが反転した向きに配置することで、高圧基板ユニットが大型化しても効率良く配置でき、しかも、１次線と２次線が重ならずノイズによる誤動作等を防止できる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、高圧基板を略正方形とすることで回路パターンを効率的に配置できるメリットを有し、１次系と２次系とが対辺に配置されているので、転写ユニットの内部で反転して配置することで効率良く転写部に高圧を供給することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、４つの転写部に対して最短の経路で高圧リード線を配置でき、しかも、１次線との重なりを防止できるので、安定した動作を確保できるとともに、転写ユニット内の空間を効率的に利用することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、微弱電流しか流れないアナログ信号線を転写ユニット内部に設けた制御基板に効率よく導入でき、安定した制御動作を保証できる。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、制御基板に対して、高圧系からのシールド効果を供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
先ず、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて詳しく説明する。
【００２４】
図１は従来の画像形成装置の要部断面図であり、図示の画像形成装置は複数の画像形成部を並設して成るカラー画像形成装置である。
【００２５】
図示のカラー画像形成装置には画像出力部１Ｐが設けられており、この画像出力部１Ｐは、大別して画像形成部１０（４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び不図示の制御ユニットで構成されている。
【００２６】
ここで、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００２７】
前記画像形成部１０においては、図示矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支され、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。
【００２８】
而して、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与え、次いで光学系１３ａ〜１３ｄによって記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させて各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像を形成する。そして、各静電潜像をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した前記現像装置１４ａ〜１４ｄによってトナー画像として顕像化する。尚、顕像化されたトナー画像を中間転写ベルト３１に転写する画像一次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、記録材Ｐに転写されないで感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーがクリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって掻き落とされて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面が清掃される。
【００２９】
以上に示したプロセスを経て各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００３０】
一方、給紙ユニット２０は、記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、カセット２１ａ，２１ｂ内若しくは手差しトレイ２７より記録材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、画像形成部１０での画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ，２５ｂで構成されている。
【００３１】
又、前記中間転写ユニット３０は中間転写体としての中間転写ベルト３１を有しており、該中間転写ベルト３１は、これに駆動力を伝達する駆動ローラ３２と、レジマーク検出センサ６０に対向して設けられたバックアップローラ６２と、不図示のばねの付勢力によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３と、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写内ローラ３４とに巻回されている。尚、中間転写ベルト３１の材質としては例えばＰＩ[ ポリイミド］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］等が選定される。
【００３２】
上記駆動ローラ３２とバックアップローラ６２の間に一次転写平面Ａが形成されるが、駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップが防がれている。尚、この駆動ローラ３２は不図示のパルスモータによって回転駆動される。
【００３３】
図示しない加圧機構によって付勢されるテンションローラ３３はアライメントが調整可能になっており、中間転写ベルト３１の蛇行を補正することができる。
【００３４】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写装置３５ａ〜３５ｄが配置されている。そして、二次転写内ローラ３４に対向して二次転写装置３６が配置されて二次転写領域Ｔｅが形成されている。
【００３５】
又、中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配され、該クリーニング装置５０は、クリーナブレード５１と廃トナーを収納する廃トナーボックス５２で構成されている。尚、クリーナブレード５１の材質としてはポリウレタンゴム等が用いられる。
【００３６】
前記定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａとこの定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（この加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂから排出されてきた記録材Ｐを更に装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５等で構成されている。
【００３７】
又、前記制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板７０や不図示のモータドライブ基板等で構成されている。
【００３８】
次に、本カラー画像形成装置の動作について説明する。
【００３９】
画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａによってカセット２１ａから記録材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって記録材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。このとき、レジストローラ２５ａ，２５ｂは停止しており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ，２５ｂは回転を開始する。このレジストローラ２５ａ，２５ｂの回転時期は、記録材Ｐと画像形成部１０より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００４０】
一方、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスを経て中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写ローラ３５ｄによって、一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。そして、中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送され、そこでは画像形成部１０間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー画像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００４１】
その後、記録材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、該記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写装置３６に高電圧を印加する。そして、前述したプロセスによって中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写され、トナー画像が転写された記録材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ユニット４０の定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部まで正確に案内される。そして、定着ユニット４０のローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が記録材Ｐの表面に定着され、トナー画像が定着された記録材Ｐは内排紙ローラ４４と外排紙ローラ４５によって搬送されて機外に排出される。
【００４２】
次に、本実施例の形態の特徴的な構成について述べる。
【００４３】
図２は中間転写ユニットの断面図、図３は上視図、図４は高圧基板ユニットの詳細を示した上視図である。
【００４４】
中間転写ユニット３０の筐体は、前側板６８と後側板６９及びこれらの間に渡されたクロスメンバー６５とによって構成されている。クロスメンバー６５の上には一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置され、軸受ホルダー８１ａ〜８１ｄ及び８２ａ〜８２ｄによって軸支されている。軸受ホルダー８２ａ〜８２ａは導電性樹脂により作られており、ここに転写高圧を印加することにより、転写電流が一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄに流れるようになっている。
【００４５】
一次転写ローラ３５ｄと３５ｃの間の空間には、同一形状の高圧基板ユニット７１ｄ及び７１ｃが配置されており、各々は反転した向きになっている。更に、一次転写ローラ３５ｂと３５ａの間の空間にも同様に高圧基板ユニット７１ｂ及び７１ａが配置されており、各々は反転した向きになっている。又、高圧基板７１は略正方形の形状を有し、その対辺に、一次信号線入力部１０３及び二次高圧出力部１０１とが設けられている。
【００４６】
一次信号線入力部１０３には一次信号線１０４が接続され、二次高圧出力部１０１からは高圧リード線１０２が出されている。これらの一次線及び２次線は重なることなく配置され、ノイズによる誤動作が防止されている。又、２次線は、それぞれ最短の経路で軸受ホルダー８２ｄ〜８２ａに接続される。更に、一次転写ローラ３５ｃと３５ｂの間の空間には、制御基板７２が配置されている。
【００４７】
一方、中間転写ベルト３１のエッジ部には、エッジセンサ９１が設けられ、エッジ部の位置を検出している。エッジセンサ９１からの出力信号は、リード線１１１を通して制御基板７２に送られる。中間転写ベルト３１が蛇行してエッジ位置が変移した場合には、ステアリングモータ９２を駆動してテンションローラ３３のアライメントを変更し、エッジ位置を修正する。又、駆動ローラ３２の軸上にはコードホイール９６が設けられ、この位相をエンコーダ９７により検出できるようになっている。エンコーダ９７からの出力信号は、リード線１１４を通して制御基板７２に送られる。コードホイール９６に回転変動が生じている場合には、駆動モータ９８の速度を調節して、駆動ローラ３２が所定の速度で回転するように制御する。
【００４８】
これらのリード線１１１及び１１４には微弱な電気信号が流れており、エッジセンサ９１及びエンコーダ９７の近傍、即ち中間転写ユニットの内部に制御基板７２が配置されることにより、これらの信号の劣化を防止でき、制御の安定性が保証される。
【００４９】
又、一次転写ローラ３５ｃ及び３５ｂの近傍にクロスメンバー６６及び６７を配置し、制御基板７２に対してシールド効果を持たせた。これにより、制御の安定性がより確実に保証される。
【００５０】
以上説明した実施の形態においては、中間転写ユニットを例として説明したが、直接転写方式の転写ユニットにおいても同様の構成を適用することが可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施形態における転写ユニットを説明する断面図である。
【図３】本発明の実施形態における転写ユニットを説明する上視図である。
【図４】本発明の実施形態における高圧基板ユニットを説明する上視図である。
【図５】従来例の転写ユニットを説明する上視図である。
【符号の説明】
【００５２】
３１  中間転写ベルト
７２  制御基板
８２  高圧基板ユニット
【図１】
2005309278.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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