電子写真装置
【課題】感光体ドラムの実装間隔を短縮した小型の電子写真装置を提供する。トナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが無いトナー規制ブレードを備えた小型の電子写真装置を提供する。
【解決手段】トナー規制ブレード６３を少なくとも１つの折り曲げ加工を施したばね材の一体形成品とし、かつ、トナー規制ブレード６３を中間転写ベルト４４または用紙搬送ベルトの法線に沿う方向に、かつ、現像ローラ６１の回転に従うfollowing方向に配置し、現像手段６０先端部のベルト移動方向１０５の厚さを現像手段６０のトナー収容部６５の厚さよりも薄くし、現像手段６０のトナー収容部６５と薄くなった現像器先端部７１とで囲まれた空間に露光手段４２を配置し、画像形成手段７０を上下に積み重ねる際のピッチＰを小さくする。
【解決手段】トナー規制ブレード６３を少なくとも１つの折り曲げ加工を施したばね材の一体形成品とし、かつ、トナー規制ブレード６３を中間転写ベルト４４または用紙搬送ベルトの法線に沿う方向に、かつ、現像ローラ６１の回転に従うfollowing方向に配置し、現像手段６０先端部のベルト移動方向１０５の厚さを現像手段６０のトナー収容部６５の厚さよりも薄くし、現像手段６０のトナー収容部６５と薄くなった現像器先端部７１とで囲まれた空間に露光手段４２を配置し、画像形成手段７０を上下に積み重ねる際のピッチＰを小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いてカラー画像を形成する複写機，プリンタ，ファクシミリなどの画像形成装置に係り、特に、複数のカラートナーを用いてカラー画像を形成する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式では、一様に帯電させた感光体上に露光手段からの光を照射して画像データに対応した静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像を現像し、このトナー画像を記録媒体に転写し定着させる。
【０００３】
この「発明の詳細な説明」では、記録媒体を用紙として説明するが、記録媒体は、紙に限らず、プラスチックなどの種々の素材で形成されたシート状の記録媒体をすべて含む。
【０００４】
カラー画像を形成する場合は、例えば、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫなどの複数のカラートナーを重ね合わせて画像を形成する。
【０００５】
カラー画像形成方式には、１つの感光体に各カラートナーを繰り返し現像してカラー画像を形成する繰り返し現像方式と、複数個の感光体で各カラートナーを同時に現像してカラー画像を形成する同時現像方式とがある。
【０００６】
繰り返し現像方式は、１つの感光体を用いてカラー画像を形成する方式であり、その一例として、４回転方式がある。
【０００７】
４回転方式とは、感光体の周囲に各々異なるカラートナーを現像する複数個の現像器と中間転写体とを配置し、感光体上に形成したトナー画像を中間転写体上に順次１色ずつ転写する方式である(例えば、特許文献１参照)。
【０００８】
この転写を各色ごとに繰り返して複数のカラートナー画像を中間転写体上で重ね合わせた後、中間転写体上のカラートナー画像を媒体に転写し、カラー画像を定着させる。
【０００９】
４回転方式では、例えば、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫのカラートナー画像を１色ずつ感光体上に順次形成し、中間転写体上に重ね合わせて転写するので、モノクロ画像を形成する場合と比較すると、画像形成におよそ４倍の時間を要する。
【００１０】
同時現像方式とは、各色に対応した複数の感光体でほぼ同時にトナー画像を形成し、用紙の搬送に対応させてトナー画像を転写し、カラー画像を形成する方式であり、タンデム方式とも呼ばれる(例えば、特許文献２参照)。
【００１１】
タンデム方式では、感光体，帯電手段，露光手段，現像手段，クリーナ手段を含む画像形成手段を各色ごとに独立して備えるので、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫのカラートナーによってカラー画像を形成する場合には、画像形成手段を４セット備えなくてはならない。
【００１２】
タンデム方式では、独立した４セットの画像形成手段でほぼ同時並行にトナー画像を形成し、トナー画像を中間転写体または用紙に転写する。タンデム方式は、カラー画像を同時に重ねるので、モノクロ画像を形成する場合と比較すると、ほぼ同じ時間でカラー画像を形成でき、カラー画像の高速印刷に向いた方式である。
【００１３】
近年、オフィスでは文書のカラー化の要求が高まり、カラープリンタが急速に普及しつつある。また、印刷の高速化が望まれ、タンデム方式のカラープリンタが注目されている。
【００１４】
ところが、タンデム方式のカラープリンタは、画像形成手段を４セット備えるため、装置の小型化が困難であり、繰り返し現像方式のカラープリンタと比べて大型であった。
【００１５】
従来のタンデム方式のカラープリンタの一例としては、特許文献２に示されたように、露光手段としてＬＥＤアレイを用いる画像形成手段を４セット上下に重ねて配置した構成がある。この例においては、露光精度を確保するために露光手段は固定的に実装され、現像器すなわちプロセスカートリッジは、抜き差し可能になっている。
【００１６】
電子写真装置本体の中央部に露光手段を固定的に設置し、前記本体に着脱可能な帯電手段，現像手段，クリーナ手段などの間に形成されたスペースを通して前記露光手段からの光ビームを感光体に照射する構造も提案されている(例えば、特許文献３参照)。
【００１７】
現像ローラ上にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードに関しては、板ばねの先端にシリコン化合物やフッ素化合物からなる弾性体ブレードを設置するトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献４参照)。
【００１８】
現像ローラの回転へのfollowing方向すなわち現像ローラの表面移動方向と同方向からこの現像ローラに接触する先端で、ブレード先端と現像ローラとの間に３０°≦θ≦９０°の開きを形成するようにブレード先端を一回曲げたトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献５参照)。
【００１９】
現像ローラの回転へのagainst方向すなわち現像ローラの表面移動方向と逆方向からこの現像ローラに接触するブレード先端で、ブレード先端と現像ローラとの間に所定の開きを形成するようにブレード先端を一回曲げたトナー規制ブレードの構造が知られている(例えば、特許文献６参照)。
【００２０】
現像ローラの回転へのagainst方向から現像ローラに接触するブレード先端に、一体形成により断面円弧部分を形成したトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献７参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
特許文献２のタンデム方式においては、感光体ピッチは、感光体直径のおよそ２.４倍である。感光体ピッチを感光体直径の２倍以下にまで狭めようとすると、上下に配置された画像形成手段同士が干渉するので、この部分の小型化には限界がある。
【００２２】
特許文献３の例においては、電子写真装置本体の中央部に露光手段を固定的に設置し、前記本体に着脱可能な帯電手段，現像手段，クリーナ手段などの間に形成されたスペースを通して前記露光手段からの光ビームを感光体に照射するので、画像形成手段全体が大型となり、画像形成手段の小型化には限界がある。
【００２３】
特許文献４，５の例においては、現像手段全体の小型化に適した構成は開示されていない。
【００２４】
特許文献６のトナー規制ブレード先端をagainst方向から現像ローラに接触させる方式では、ほとんどの場合、板ばねの根元を固定する固定部材が、現像ローラの上方に配置される。規制ブレードのばね定数を小さくして押圧力のばらつきを低減するためにばねをより長くすると、現像ローラ上方の空間を更に多く必要とするので、現像手段を厚くする必要があり、画像形成手段を小型化できない。
【００２５】
特許文献７のトナー規制ブレードの断面円弧形状先端をagainst方向から現像ローラに接触させる方式では、against方式であるために、現像器の小型化には適さない。また、ブレード先端に断面円弧形状が形成されているトナー規制ブレードをfollowing方向接触する方式に転用し、しかもほぼ水平に配置した場合には、規制されたトナーがトナー規制ブレードと現像ローラとの間に滞留しこのトナーが規制ブレードまたは現像ローラに固着するトナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが発生してしまう。
【００２６】
本発明の目的は、感光体ドラムの実装間隔を短縮した小型の電子写真装置を提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、トナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが無いトナー規制ブレードを備えた小型の電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、上記目的を達成するために、表面に感光層を備えた感光体ドラムと、感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、感光層を画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に感光体ドラムを接触させ直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、現像手段が、感光体ドラムと接触して回転し感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の現像器先端部の厚さが、前記移動方向のトナー収容部の厚さよりも小さく、露光手段が、現像器先端部の厚さが小さくなっている個所に配置されている電子写真装置を提案する。
【００２９】
本発明は、上記他の目的を達成するために、表面に感光層を備えた感光体ドラムと、感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、感光層を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に感光体ドラムを接触させ直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、現像手段が、感光体ドラムと接触して回転し感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、トナー規制ブレードが、中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から現像ローラに接触するように配置され、トナー規制ブレードの断面形状が√記号形であり、トナー規制ブレードの接触部と現像ローラとが、現像ローラの軸中心から現像ローラの回転上流方向に約１０〜６０°の位置で接触している電子写真装置を提案する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、画像形成手段７０を上下に積み重ねた際の縦方向ピッチまたは水平方向に積み重ねた際の横方向ピッチを小さくでき、小型のカラータンデム型プリンタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による電子写真装置の実施形態１の全体構成を示す断面図である。
【図２】実施形態１の主要部の構成を示す断面図である。
【図３】実施形態１の主要部において１つの現像手段を抜き出した状態を示す断面図である。
【図４】本発明による電子写真装置の実施形態２の主要部の構成を示す断面図である。
【図５】現像手段先端部におけるトナー規制ブレード配置の従来例を示す断面図である。
【図６】本発明による電子写真装置の実施形態３の全体構成を示す断面図である。
【図７】本発明による電子写真装置の実施形態４の全体構成を示す断面図である。
【図８】本発明による電子写真装置の実施形態５の全体構成を示す断面図である。
【図９】本発明による電子写真装置の実施形態６の全体構成を示す断面図である。
【図１０】本発明による電子写真装置の実施形態７の全体構成を示す断面図である。
【図１１】本発明による電子写真装置の実施形態８の全体構成を示す断面図である。
【図１２】トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【図１３】トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【図１４】現像器先端部とトナー収容部とが分離可能な現像手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
狭いピッチ実装を実現するには、画像形成手段を構成する感光体ドラム，帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段それぞれを小型化する必要がある。
【００３３】
帯電手段としては、従来から多用されてきたスコロトロン帯電器に代わって、導電性ゴムローラや導電性フェルト状繊維からなるブラシを用いたローラ帯電方式やブラシ帯電方式などを用いてもよい。
【００３４】
露光手段としては、レーザ光を回転するポリゴンミラーを用いて副走査方向(用紙の幅方向)に走査させるレーザ露光手段に代えて、例えば発光ダイオードＬＥＤ列を走査方向に１列に並べて配置したＬＥＤアレイを用いて機械的な可動部分を廃して小型化するなどの手段を用いることができる。
【００３５】
帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段，クリーナ手段は、この順序に感光体表面に沿って配置しなければならないので、感光体を小型化し感光体ピッチを短縮するには、現像手段の感光体近傍部分を薄型化することが必須となる。
【００３６】
隣接した画像形成手段同士が干渉しないような形状や位置関係とすれば、４色のカラートナー像を形成する画像形成手段を高密度に実装して小型化でき、タンデム型プリンタの小型化が可能となる。
【００３７】
一方、現像手段は、トナー容器としてはその容量をできるだけ大きくし、ユーザによるトナー交換頻度を少なくすることが望ましい。
【００３８】
したがって、感光体と接触する部分の周りはできるだけ小型化／薄型化する一方で、トナー容器の容量を大きくしたいというトレードオフの要求がある。
【００３９】
また、本発明が対象とする電子写真装置は、感光体ドラム表面に露光手段により形成された静電潜像を現像手段先端部に配置された現像ローラにより現像するので、露光手段は、現像手段の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向に隣接して配置される。露光手段と現像手段とがベルト移動方向に隣接して配置される結果、画像形成手段の積み重ねピッチは、露光手段と現像手段との積み重ねピッチに依存する。
【００４０】
現像手段は、現像ローラ，供給ローラ，トナー規制ブレードが装備された現像器先端部と、この先端部に接続されトナーを収容するトナー収容部とからなる。このうち、露光手段と隣接するのは、現像器先端部である。画像形成手段の積み重ねピッチは、露光手段と現像器先端部の積み重ねピッチに依存する。
【００４１】
発明者らは、この点に着目し、現像器先端部のベルト移動方向の厚さをトナー収容部の厚さよりも薄くし、厚さを薄くした現像器先端部に隣接して露光手段を配置し、全体として画像形成手段の積み重ねピッチを縮小した。
【００４２】
現像器先端部の厚さを小さくする方策として、現像器先端部に装着されるトナー規制ブレードを、現像ローラの軸線に直交する平面で切った断面形状が、中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの法線に沿う方向に配置するとともに、現像ローラに対して現像ローラの回転する上流側から接触するように配置した。
【００４３】
このようにトナー規制ブレードを配置すると、トナー規制ブレードの長さが、現像器先端部の厚さに影響しなくなり、現像器先端部の厚さを薄くできた。
【００４４】
また、トナー規制ブレードに少なくとも１つの一体成型による折り曲げ加工を施し、規制されたトナーを効率よく循環させる空間を確保しながら、トナー規制ブレード先端を現像ローラに均一に接触させ、現像に必要なトナー薄層を長期に亘り安定して形成できるようにした。
【００４５】
この結果、画像形成手段の積み重ねピッチ、すなわち、現像器先端部および露光手段の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向の厚さの和は、両者間に必要な隙間を含め、感光体ドラムの直径の１.６〜２倍にできた。
【００４６】
トナー収容部の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向の厚さを複数の画像形成手段の配置ピッチとほぼ等しくすると、十分なトナー収容量を確保できる。
【００４７】
なお、トナー収容部と厚さを薄くした現像器先端部とから形成される段差状の空間に、画像形成手段または現像手段に隣接して配置された別色のカラートナーを用いる画像形成手段の露光手段と帯電手段とを配置するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図１〜図１４を参照して、本発明による電子写真装置の実施形態を説明する。
【実施形態１】
【００４９】
図１は、本発明による電子写真装置の実施形態１の全体構成を示す断面図である。
【００５０】
実施形態１の電子写真装置は、ケース１００と、用紙カセット２と、用紙分離手段３と、搬送手段４と、用紙搬送路５と、開閉扉６と、用紙位置検出手段８と、レジストローラ９と、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４セットの画像形成手段７０と、中間転写ベルト４４と、駆動ローラ４５と、従動ローラ４５ａと、張力調整ローラ４６と、転写クリーニング手段４８と、第２転写ローラ５０と、定着器５１と、一対の排紙ローラ５２と、排紙トレイ５３とからなる。
【００５１】
用紙カセット２は、ケース１００の底部に前面側に引き出し可能に配置され、用紙１を収容する。用紙分離手段３は、用紙カセット２の開閉扉６に近い側の端部に設置され、用紙カセット２にセットされた複数の印刷用紙１を一枚ずつ分離する。
【００５２】
搬送手段４は、ゴムローラなどからなり、用紙搬送ガイドを備える搬送路５に沿って一枚ずつに分離された用紙１を矢印１０２方向に所定速度で搬送する。用紙搬送路５は、用紙分離手段３と用紙カセット２との接点から始まり、駆動ローラ４５および第２転写ローラ５０を経て、排紙ローラ５２まで延びている。
【００５３】
開閉扉６は、ケース１００の前面に配置され、回動支点７を中心にして矢印１０１方向に開く。
【００５４】
用紙位置検出手段８は、レジストローラ９の上流側の搬送路５に配置され、用紙位置を検出する。用紙位置検出手段８は、用紙１表面からの光反射量の変化を検出する反射光検知方式、用紙１が発光体と受光体との間を通過する際の受光量変化を検出する透過光検知方式、用紙１先端のレバーへの接触を検出するレバー検知方式などのいずれかを採用し、用紙１の先端が用紙位置検出手段８に到達したことを検出し、用紙位置信号を出力する。一対のレジストローラ９は、第２転写ローラ５０の用紙分離手段３に近い側の搬送路５に、第２転写ローラ５０に隣接して配置されている。
【００５５】
イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの画像形成手段７０は、中間転写ベルト４４の開閉扉６に近い側に沿って上から順に積み重ね配置されている。
【００５６】
無端の中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５と従動ローラ４５ａとに環状に掛け渡されている。駆動ローラ４５は、軸線を回動支点７の軸線に平行させてケース１００の中央上部に設置されている。従動ローラ４５ａは、軸線を駆動ローラ４５の軸線に平行させて駆動ローラ４５の下方に配置されている。張力調整ローラ４６は、中間転写ベルト４４の開閉扉６から遠い側の内側に接触している。
【００５７】
転写クリーニング手段４８は、中間転写ベルト４４を挟んで、従動ローラ４５ａ対向している。転写クリーニング手段４８は、一端を中間転写ベルト４４の外周面に所定圧力で接触させて配置され、外周面に残留しているトナーを掻き落とすクリーニングブレード４９を備えている。掻き落とされたトナーは、転写クリーニング手段４８の容器に集積される。
【００５８】
なお、実施形態１では、中間転写ベルト４４の外周面に残留しているトナーを掻き落とすために、クリーニングブレード４９を用いているが、クリーニングローラを用いてもよい。
【００５９】
第２転写ローラ５０は、駆動ローラ４５に軸線を平行させ、外周面を駆動ローラ４５の外周面に接触して配置されている。搬送路５を矢印１０２方向に搬送されてきた用紙１を中間転写ベルト４４に接触させ、中間転写ベルト４４上に形成されたトナー画像を用紙１の表面に転写する。
【００６０】
定着器５１は、第２転写ローラ５０の排紙トレイ５３に近い側の搬送路５に設置されている。定着器５１は、内部にニクロム線やハロゲンランプなどの加熱手段を備え、用紙１上のトナーが溶融する温度まで温度上昇させるとともに、所定圧力を加えて溶融したトナー画像を用紙１上に定着する。定着器５１の用紙排出側には、用紙１を搬送路５に沿って移動させるために、用紙を両面から挟む曲面ガイドが設けられている。
【００６１】
一対の排紙ローラ５２は、排紙トレイ５３の開閉扉６から遠い側に軸線を回動支点７の軸線に平行させ、外周面を互いに接触させて配置されている。排紙ローラ５２は、搬送されてきた用紙１を外部に排出する。
【００６２】
ケース１００の上部の排紙トレイ５３は、排紙ローラ５２から装置外部に排出された用紙１を保持する。
【００６３】
図２は、実施形態１の主要部の構成を示す断面図である。
【００６４】
カラー画像を得るためには４セットの画像形成手段７０が必要であるが、図２では、イエローＹ，マゼンタＭの２セットのみを示してある。イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫに対応している４セットの画像形成手段７０は、いずれも同じ構成であるので、イエローの画像形成手段７０についてその構成を説明する。
【００６５】
イエローの画像形成手段７０は、感光体ドラム４０と、帯電手段４１と、露光手段４２と、現像手段６０と、クリーナ手段４３と、第１転写ローラ４７とを含んでいる。
【００６６】
感光体ドラム４０Ｙは、表面に例えばセレンや感光性の有機薄膜を塗布された円筒であり、静電潜像とトナー像とを形成する。感光体ドラム４０Ｙは、軸線を駆動ローラ４５の軸線に平行させ、中間転写ベルト４４の開閉扉６に近い側の外周面にその外周面を接触させて回転する。
【００６７】
帯電手段４１Ｙは、例えば導電性のゴムローラからなり、１〜２ｋＶ程度の電圧を加えて感光体ドラム４０Ｙの表面を所定電圧に帯電させる。
【００６８】
露光手段４２Ｙは、感光体の幅方向に１列に配置された例えばＬＥＤアレイを含み、クリーナ手段４３Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙの回転方向下流側で、照射方向を感光体ドラム４０Ｙの外周面に向け、感光体ドラム４０Ｙの表面に対して所定焦点距離Ｆだけ離して配置されている。ＬＥＤアレイは、例えば、１インチ(２５.４ｍｍ)あたり６００個ないし１２００個配置され、感光体ドラム４０Ｙの外周面に静電潜像を形成する。
【００６９】
クリーナ手段４３Ｙは、第１転写ローラ４７Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙ回転方向下流側で、軸線を感光体ドラム４０Ｙの軸線に平行させ、かつ外周面を互いに接触させて配置されている。
【００７０】
現像手段６０Ｙは、露光手段４２Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙの回転方向下流側で、感光体ドラム４０Ｙの外周面に所定間隔を置いて感光体ドラム４０Ｙと平行に内装した現像ローラ６１Ｙの外周面を接触させ、黄トナー６６Ｙを収容する。
【００７１】
現像手段６０Ｙは、図１の開閉扉６が開かれた状態で、矢印１０４方向に直線状に、容易に引き抜き、再装着できる。
【００７２】
現像ローラ６１Ｙは、ステンレスなどの金属を芯体とし、例えば、カーボンを加え１０３〜１０９Ω・ｃｍ程度の導電性を備えたウレタンゴムやシリコンゴムなどの導電性の弾性体膜を表面に備えている。現像ローラ６１Ｙの表面は、感光体ドラム４０と同一の矢印１０８方向に回転する。
【００７３】
現像手段６０Ｙは、現像ローラ６１Ｙと平行に供給ローラ６２Ｙを内装し、供給ローラ６２の外周面を現像ローラ６１Ｙの外周面に接触させてある。
【００７４】
供給ローラ６２Ｙは、その表面が例えば多孔質のスポンジゴムからなり、現像ローラ６１Ｙに接触して同じ方向に回転し、現像ローラ６１Ｙにトナーを供給する。
【００７５】
トナー規制ブレード６３Ｙは、固定端を現像手段６０Ｙに固定され、自由端を現像ローラ６１Ｙの母線に沿って現像ローラ６１Ｙに線状に接触させた板ばねからなる。トナー規制ブレード６３Ｙの自由端は、現像ローラ６１Ｙの外周面に所定圧力で接触し、現像ローラ６１Ｙの回転に伴なってその表面を摺動し、トナーを帯電させるとともに現像ローラ６１表面に所定厚さのトナー薄層を形成する。
【００７６】
トナー規制ブレード６３は、現像ローラ６１の軸線に直交する平面で切った断面において、固定端と現像ローラ６１への接触点を結ぶ直線が、中間転写ベルト４４の表面に立てた法線に沿う方向に配置されている。
【００７７】
前記直線は、中間転写ベルト４４の表面に直交するのが理想的であり、直線と中間転写ベルト４４の表面に立てた法線とのなす角は、１０度以下であることが望ましい。この角が小さいほど、トナー規制ブレード６３が占有する画像形成手段７０の積み重ね方向の寸法が少なくて済み、画像形成手段７０の積み重ねピッチを小さくできる。
【００７８】
現像手段６０Ｙは、黄トナー６６Ｙを収容するトナー収容部６５Ｙと、トナー収容部６５Ｙの感光体ドラム４０Ｙ側に形成されて現像ローラ６１Ｙ，供給ローラ６２Ｙを内装し、トナー規制ブレード６３Ｙを備えた現像器先端部７１とからなる。
【００７９】
第１転写ローラ４７Ｙは、感光体ドラム４０Ｙと平行に設置され、中間転写ベルト４４を挟んで感光体ドラム４０Ｙと接触している。
【００８０】
実施形態１のクリーナ手段４３Ｙは、ステンレスなど金属を芯体として、表面には例えば導電性の繊維を植毛したブラシローラであり、感光体ドラム４０外周面に接触し、中間転写ベルト４４に転写されずに感光体ドラム４０Ｙ上に残留したトナーを除去する。
【００８１】
実施形態１においては、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラートナーを用いてフルカラー印刷をする４セットの画像形成手段７０が、中間転写ベルト４４に沿って上下に積み重ね配置されている。
【００８２】
無端の中間転写ベルト４４は、例えば、ポリイミドやポリカーボネートなどの導電性の材料からなり、上下方向に細長く配置されている。中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５と駆動ローラ４５の下方に配置された従動ローラ４５ａと両者の中間に配置された張力調整ローラ４６とに架け渡されており、たるまないように張力調整ローラ４６によって適切な張力が加えられている。
【００８３】
中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５の回転に伴なって感光体ドラム４０に接触する側が、矢印１０５の方向に所定速度で移動する。中間転写ベルト４４の一面は、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラートナー画像を形成する４セットの感光体ドラム４０と接触している。
【００８４】
各感光体ドラム４０に対向する中間転写ベルト４４の反対側には、各カラー感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙにそれぞれ対向して、所定電圧を加えられた第１転写ローラ４７が配置されており、中間転写ベルト４４を介して、各感光体ドラム４０に所定圧力で接触している。
【００８５】
次に、実施形態１の電子写真装置において、カラー画像を用紙上に形成する手順を説明する。４セットの画像形成手段７０が、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラー画像を形成する。ここでは、イエローＹの画像が形成される場合を説明する。ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣについても、同様の手順で画像が形成される。
【００８６】
帯電ローラ４１Ｙに所定電圧印加すると、感光体ドラム４０Ｙ表面の感光層が一様に帯電される。
【００８７】
イエローの画像に対応したＬＥＤ光が露光手段４２Ｙから感光体ドラム４０Ｙに照射され、感光層が露光される。感光体ドラム４０Ｙ表面の感光層の露光された部分は、帯電電位が接地レベルに近づくので、感光層上に見えない静電潜像が形成される。
【００８８】
感光体ドラム４０Ｙ上の静電潜像に、現像ローラ６１Ｙの表面に薄く形成されたイエローのトナー層のトナーを付着させて現像する。
【００８９】
このようにして形成されたイエロートナー像は、中間転写ベルト４４の表面に転写される。
【００９０】
中間転写ベルト４４に転写されず感光体ドラム４０Ｙ上に残留したトナーは、クリーナ手段４３Ｙによって除去される。
【００９１】
ブラック，マゼンタ，シアンの各色についても、対応する画像形成手段７０により、そのカラートナー画像が形成され、中間転写ベルト４４に転写される。
【００９２】
各カラー感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙ上のトナー像は、中間転写ベルト４４の移動速度と各感光体ドラム４０の中間転写ベルト４４移動方向間隔とに応じて、適切な時間差をもって形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト４４上に転写される際に重ね合わされ、中間転写ベルト４４上には、フルカラーのトナー画像が形成される。
【００９３】
続いて、中間転写ベルト４４上に形成されたフルカラーのトナー画像は、用紙１上に転写される。
【００９４】
用紙カセット２にセットされた用紙１は、用紙分離手段３によって一枚ずつに分離され、搬送路５に送出される。用紙１は、互いに向き合った一対の回転自在な搬送手段４により挟まれている。搬送手段４の少なくとも一方は、駆動ローラとなっており、用紙１を所定速度で所望の方向に移動させる。
【００９５】
用紙１は、搬送路５内を矢印１０２ａ，１０２ｂに沿って移動する。用紙位置検出手段８が用紙１の先端を検出すると、用紙を位置決めするレジストローラ９を一旦停止させる。この状態で搬送手段４の回転を継続すると、用紙１の先端がレジストローラ９のニップ部すなわち対向したローラ同士の接触部に押し付けられ、用紙１の先端がレジストローラ９の軸と平行になる。
【００９６】
レジストローラ９は、用紙１の先端と中間転写ベルト４４上に形成されたトナー画像の先端位置とが所定の位置関係になるようなタイミングで、再度駆動される。第２転写ローラ５０は、用紙１の表面を中間転写ベルト４４に接触させ、中間転写ベルト４４のトナー画像を用紙１上に転写させる。
【００９７】
用紙１は定着器５１に送られ、転写されたトナー画像を表面に定着される。
【００９８】
トナーが表面に付着した用紙１は、定着器５１によってトナーが溶融する温度まで加熱される。定着器５１の表面が温度が１６０℃程度であり、用紙１上のトナーは溶融温度が１００℃程度なので、トナーは定着器５１を通過する際に短時間で溶融する。
【００９９】
定着器５１においては、定着器５１のローラ同士またはローラとベルトとの対などの圧力により、溶融したトナーを用紙１に押し付け密着させて定着した後、自然冷却させる。
【０１００】
定着が完了した用紙１は、搬送路５を矢印１０６ａ，１０６ｂ方向に搬送され、排出ローラ５２により排紙トレイ５３上に排出される。
【０１０１】
上記一連の動作を繰り返すと、カラー画像を定着した用紙が連続的に得られる。
【０１０２】
トナー規制ブレード６３は、トナー収容部６５Ｙのトナー規制ブレード取り付け手段６４にねじなどで固定された金属製の板ばねであり、上下に張り渡された中間転写ベルト４４に対してほぼ直交する方向すなわちほぼ水平方向に延びている。
【０１０３】
トナー規制ブレード６３の先端は、現像ローラ６１の上面頂点付近に所定圧力で接触しており、現像ローラ６１の表面上に付着したトナーの厚さを規制し、所定電荷を帯電した所定量のトナー薄層を形成する。
【０１０４】
現像ローラ６１の上面頂点近くで現像ローラ６１の外周面に接触するトナー規制ブレード６３の部分は、トナー規制ブレード６３の実際の端部とは限定されない。すなわち、接触する部分は、トナー規制ブレード６３の折り曲げて形成された角部または曲部であってもよい。
【０１０５】
トナー規制ブレード６３は、現像ローラ６１外周面と接触する際に、所定たわみをもつような位置関係と構造で配置されており、現像ローラ６１に回転上流側からfollowing方向に接触するように配置されている。
【０１０６】
トナー収容部６５は、トナー６６を攪拌し供給ローラ６２から現像ローラ６１にトナーを供給するトナー攪拌手段６７を備えている。
【０１０７】
トナー６６が消耗した現像手段６０は、全体を矢印１０４方向にほぼ直線的に引き抜いて、新しい現像手段６０を再装着できるようになっている。
【０１０８】
実施形態１においては、トナー規制ブレード６３をfollowing方向にかつほぼ水平に配置したので、ばね定数を小さくして寸法のばらつきなどによって生じる現像ローラ６１に対する押圧力のばらつきを小さくするために、トナー規制ブレード６３の長さＢＬをより長くするには、トナー規制ブレード取り付け手段６４の位置を右方向に移動すればよい。
【０１０９】
この構成では、トナー規制ブレード６３の現像ローラ６１に対する押圧力のばらつきの低減が、現像器先端部７１の厚さＡを増大せずに実現できるので、現像手段６０の現像ローラ６１周りの薄形化に有効である。
【０１１０】
先に説明したように、装置全体の寸法を小さくするためには、感光体ドラム４０，帯電手段４１，露光手段４２，現像手段６０，クリーナ手段４３を備えた画像形成手段７０を高密度に実装する必要がある。すなわち、複数の感光体ドラム４０相互間の感光体ピッチをできるだけ小さくするとともに、画像形成手段７０を構成する感光体ドラム４０，帯電手段４１，露光手段４２，現像手段６０，クリーナ手段４３同士が互いに干渉しないよう配置しなければならない。
【０１１１】
一方、装置が小型であったとしても、トナー収納部６５に充填されたトナー６６の量はできるだけ多い方が望ましい。
【０１１２】
画像形成装置を小型化するには、各カラートナーに対応した画像形成手段７０を重ね合わせる際のピッチすなわち間隔をできるだけ狭くする必要がある。
【０１１３】
ここで、感光体ドラム４０の直径を例えばφ３０ｍｍとし、その積み重ねピッチをＰとすると、感光体ドラム４０のピッチも現像手段６０の積み重ねピッチもＰとなる。
【０１１４】
また、現像手段６０における現像ローラ６１近傍の現像器先端部７１と露光手段４２とは、高さ方向に重なる。
【０１１５】
したがって、露光手段４２の発光方向の寸法をＬｂ、発光方向に直交する方向の高さをＬａとし、また、感光体ドラム４０に近い現像ローラ，供給ローラを内装した現像器先端部７１の高さ方向寸法をＡとすると、Ａ＜Ｐ−Ｌｂとなるように現像器先端部の厚さＡを薄くしなければならない。
【０１１６】
例えば、Ａ寸法は２５ｍｍであるとし、高さ方向寸法がＡである現像器先端部の感光体ドラム４０から遠い側の端部までの感光体ドラム４０からの距離をＢとする。
【０１１７】
露光手段４２と現像器先端部７１とが高さ方向にむだなく重なるためには、高さ方向寸法がＡである現像器先端部の感光体ドラム４０から遠い側の端部と感光体ドラム４０との間に、露光手段４２が納まる必要がある。すなわち、感光体ドラム４０表面からの現像器先端部の開閉扉側端部までの長さＢ寸法は、露光手段４２の寸法Ｌｂと比較してＢ＞Ｌｂでなくてはならない。
【０１１８】
一方、寸法Ｂが過大であると、トナー収容部６５と現像ローラ６１，供給ローラ６２との間隔が大きくなるので、トナー収容部６５に収納されたトナー６６が攪拌手段６７により攪拌されても、供給ローラ６２に十分に供給されなくなる。
【０１１９】
さらに、トナー収容部６５のトナー容量は、概ねトナー収容部６５の長さＴと高さＣとの積Ｔ×Ｃで表されるので、トナー量をできるだけ多くしようとすると、長さＴを小さくすることは望ましくない。そこで、寸法Ｂを大きくすると、現像器６０の全長Ｔ＋Ｂが長くなるため、小型化できなくなる。
【０１２０】
また、露光手段４２のＬＥＤアレイなどの先端にトナーが付着すると露光不良となって画像に白すじが生じ、画像が劣化する。したがって、露光手段４２内のＬＥＤアレイは光軸を水平か、水平より下向きに配置することが望ましい。
【０１２１】
図２の実施形態１では、ＬＥＤアレイは、光軸が水平より約３°から５°下向きになるように配置されている。なお、この光軸の角度は、図２の実施形態に限定されず、例えば現像器と干渉しない範囲で、更に傾斜させてもよい。
【０１２２】
図３は、実施形態１の主要部において１つの現像手段６０Ｙを矢印１０４方向に抜き出した状態を示す断面図である。現像ローラ６１Ｙの軸端部分がガイド溝１１１に左右方向に移動自在に案内されており、右方向に直線的に抜き出すことができる。
【０１２３】
現像器先端７１の部分は、露光手段４２Ｙおよび４２Ｍと干渉しないような寸法に形成されているので、トナー６６が消耗して現像器６０Ｙまたは６０Ｍを取り出す際には、直線的に抜き出すことができる。
【０１２４】
一般に、直線的な抜き出し／挿入は、最も容易な動作であるから、エンドユーザがトナー切れで現像器６０を交換する作業が楽になり、電子写真装置の使い勝手が良くなる。
【０１２５】
なお、図１においては、搬送路５が現像手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの右側に配置され、複数の搬送手段４が現像器６０を矢印１０４方向に抜き出す場合の障害になるように見える。
【０１２６】
しかし、これらの搬送手段４は、開閉扉６に内装されており、現像器６０を矢印１０４方向に抜き出す場合、開閉扉６は、より水平に近い状態にまで開かれるので、支障は無い。
【０１２７】
実施形態１によれば、図２に示すように、トナー規制ブレード６３Ｙ，６３Ｍをほぼ水平に配置し、現像ローラ６１，供給ローラ６２を配置して現像器先端部７１の底面をトナー収容部６５の底面に対して段差を付けて現像器先端部７１を薄型化し、現像器先端部７１を薄型化して形成された空間に露光手段４２を配置したので、感光体ドラムのピッチＰすなわち画像形成手段７０の配置ピッチＰを小さくできた。より具体的には、画像形成手段７０の配置ピッチＰを感光体ドラム４０の直径の１.５〜２倍とした高密度実装が可能となった。
【０１２８】
また、トナー収容部６５の高さＣを、感光体ピッチＰにほぼ等しい値例えばＰ−２ｍｍ程度にまで大きくできるので、現像器先端部７１の薄型化を実現しながら、トナー６６の収容量を増加させ、タンデム方式画像形成装置の小型高密度実装を実現できる。
【０１２９】
現像器の先端が先細形状ではない場合の感光体ドラムピッチＰについて説明する。例えば、感光体ドラム４０の直径を一般的に用いられている３０ｍｍとし、現像器６０の厚さＣを４０ｍｍ、露光手段４２の厚さを１５ｍｍとする。
【０１３０】
現像器６０の厚さ４０ｍｍに露光手段４２の厚さ１５ｍｍを加えた５５ｍｍに、更に現像器６０と露光手段４２とを互いに接触させないために上下３ｍｍずつの隙間を設けたとすると、合計厚さは６１ｍｍとなり、感光体ピッチＰは感光体ドラム直径の２倍以上となる。
【０１３１】
これに対して、本発明のように現像器先端部７１を例えば厚さ２５ｍｍまで先細形状にすれば、現像器先端部７１と露光手段４２の厚さを合計すれば４０ｍｍであり、更に現像器６０と露光手段４２とを互いに接触させないために上下３ｍｍずつの隙間を設けたとしても感光体ピッチＰは４６ｍｍと、感光体４０の直径３０ｍｍの２倍以下にまで短縮可能となり、タンデム型カラープリンタの画像形成装置の小型高密度実装を実現できる。
【実施形態２】
【０１３２】
図４は、本発明による電子写真装置の実施形態２の主要部の構成を示す断面図である。
【０１３３】
実施形態２においては、現像器先端部７１の底部すなわち供給ローラ６２近傍の底部とトナー収容部６５の底部とをほぼ同一面に配置した。
【０１３４】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１３５】
実施形態２においても、実施形態１と同様に、現像器先端部７１の高さ方向寸法を小さくし、Ａ＜Ｐ−Ｌｂという条件と、Ｂ＞Ｌｂという条件とが満たされるので、画像形成手段７０の積み重ねのピッチＰを感光体ドラムの直径の２倍以下にできた。
【０１３６】
図５は、現像手段先端部におけるトナー規制ブレード配置の従来例を示す断面図である。
【０１３７】
上記図２，図４に示す実施形態１，２においては、現像ローラ６１のほぼ上面頂点でfollowing方向にトナー規制ブレード６３を接触させている。図４と図５とを対比して、本発明の実施形態１，２が、現像器先端部７１の薄形化に有効であることを説明する。
【０１３８】
図５の従来例では、トナー規制ブレード６３が、現像ローラ６１の回転下流側からagainst方向に配置されている。トナー規制ブレード６３は、中間転写ベルト４４とほぼ平行に配置されているので、トナー規制ブレード６３のばね長さＢＬ１およびトナー規制ブレード取り付け手段６４の部品サイズの分だけ、中間転写ベルト４４に沿った現像器先端部７１の寸法Ａ１が大きくなる。
【０１３９】
さらに、露光手段４２と現像器先端部７１とが干渉しないように露光手段４２を配置しなければならないため、むだな空間Ｍが生じ、結果として、感光体ドラム４０の配置ピッチＰ１が大きくなり、画像形成装置の小型化には限界がある。
【実施形態３】
【０１４０】
図６は、本発明による電子写真装置の実施形態３の全体構成を示す断面図である。
【０１４１】
実施形態３においては、用紙カセット２が、ケース１００の前面上部に突出するように配置されている。用紙分離手段３が、ケース１００上部の用紙カセット２の端部に設置されている。その結果、搬送路５が、ケース１００上部の用紙カセット２端部からレジストローラ９に向かうように短縮され、開閉扉６に内装された搬送手段４がなくなった。
【０１４２】
他の構成は実施形態１と同様なので、説明を省略する。
【０１４３】
実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構造が単純になり、搬送路５の長さが短縮され、搬送路５の曲線部が少なくなる。
【実施形態４】
【０１４４】
図７は、本発明による電子写真装置の実施形態４の全体構成を示す断面図である。
【０１４５】
実施形態４においては、用紙カセット２が、ケース１００の背面上部に突出するように配置されている。排紙トレイ５３も、ケース１００の背面下部に突出するように配置されている。
【０１４６】
張力調整ローラ４６は、中間転写ベルト４４の背面側に配置されている。第２転写ローラ５０は、中間転写ベルト４４の背面側の張力調整ローラ４６と駆動ローラ４５との間に配置されている。中間転写ベルト４４を背面側に突出させるローラが、第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４を挟んで対向する位置に配置されている。
【０１４７】
その結果、搬送路５は、現像手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの開閉扉６側でなく、中間転写ベルト４４の背面側に上から下に向かう方向に配置され、第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を通っている。
【０１４８】
転写クリーニング手段４８は、第２転写ローラ５０と張力調整ローラ４６との間で中間転写ベルト４４に接触する位置に配置されている。
【０１４９】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１５０】
実施形態４において、ケース１００の背面上側に配置された用紙カセット２から繰り出された用紙１は、搬送路５を下方に進み、中間転写ベルト４４が背面側に突出した位置で第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を通る際に中間転写ベルト４４のトナー画像を転写され、定着器５１を経て、排紙ローラ５２によりケース１００の背面下部に突出した排紙トレイ５３に回収される。
【０１５１】
実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純となり、搬送路５の長さが短縮され曲線部が少なくなる。
【実施形態５】
【０１５２】
図８は、本発明による電子写真装置の実施形態５の全体構成を示す断面図である。
【０１５３】
実施形態５においては、中間転写ベルト４４をほぼ水平に架けて配置し、露光手段の光軸が上下方向になるように、画像形成手段７０を水平方向に並べて配置し、排紙トレイ５３を形成した開閉扉６をケース１００上面に上方に開くように設け、ケース１００の上方向に現像手段６０の抜き出すようにした。
【０１５４】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１５５】
実施形態５においても、タンデム型カラープリンタの小型高密度実装を実現できる。
【実施形態６】
【０１５６】
図９は、本発明による電子写真装置の実施形態６の全体構成を示す断面図である。
【０１５７】
実施形態６においては、用紙カセット２がケース１００の底部に配置され、排紙トレイ５３がケース１００の上に配置されている。その結果、駆動ローラ４５は下方に配置され、従動ローラ４５ａが上方に配置され、中間転写ベルト４４の回転方向が時計回りの矢印１０５方向になっている。感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、反時計回り矢印１０７方向に回転し、現像ローラ６１および供給ローラ６２は、時計回り方向に回転する。
【０１５８】
用紙カセット２から供給された用紙は、ケース背面側で上方に向かって繰り出される。搬送路５は、用紙カセット２から繰り出された用紙を第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を経て上方に移送し、定着器５１を通過したら、ケース前面に向かわせ、排紙トレイ５３に送り込む。転写クリーニング手段４８は、中間転写ベルト４４に接触して回転するクリーニングローラを含み、張力調整ローラ４６の上方に配置されている。
【０１５９】
他の構成は実施形態４と同じなので、説明を省略する。
【０１６０】
実施形態６では、現像ローラ６１および供給ローラ６２が、図１から図８において説明した実施形態とは逆方向に回転するので、現像器先端部７１は、図２から図４に示した構成とは上下が反転して構成される。すなわち、露光手段４２は、対応する現像手段６０の下方に配置され、クリーナ手段４３および帯電手段４１も、感光体ドラム４０の下方に位置している。
【０１６１】
用紙１は、矢印１０２ａ，１０２ｂ方向に搬送される。用紙１は、中間転写ベルト４４上に形成されたカラー画像を第２転写ローラ５０により転写され、定着手段５１により定着され、矢印１０６ａ，１０６ｂに沿って搬送され、排紙トレイ５３上に排紙される。
【０１６２】
実施形態６によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純となり、搬送路５が短縮され、曲線部が少なくなる。
【実施形態７】
【０１６３】
図１０は、本発明による電子写真装置の実施形態７の全体構成を示す断面図である。
【０１６４】
実施形態７においては、中間転写ベルト４４を用いずに、感光体ドラム４０上に形成されたトナー画像を用紙１上に直接転写して画像を形成する。
【０１６５】
駆動ローラ４５，従動ローラ４５ａ，張力調整ローラ４６に掛け渡された用紙搬送ベルト４４ａは、反時計回りの矢印１０５方向に回転し、用紙搬送に用いられる。
【０１６６】
他の構成は、実施形態４と同じなので、説明を省略する。
【０１６７】
用紙１は、ケース前面に半ば突出して設けられた用紙カセット２からケース背面側に向かって繰り出され、図示していないガイド手段により上方に送られ、用紙位置検出手段８，レジストローラ９を経て、感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれる。
【０１６８】
感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれた用紙は、上方に移送されながら、順次、感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙのトナー画像を転写され、定着器５１で画像を定着され、ケース１００前面に向かう方向に進行方向を変え、排紙ローラ５２により、ケース１００の前面に半ば突出して設けられた排紙トレイ５３に排出される。
【０１６９】
実施形態７によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純になり、中間転写ベルト４４が不要になり、搬送路５の長さが短縮され、曲線部が少なくなる。
【実施形態８】
【０１７０】
図１１は、本発明による電子写真装置の実施形態８の全体構成を示す断面図である。
【０１７１】
実施形態８においては、中間転写ベルト４４を用いずに、感光体ドラム４０上に形成されたトナー画像を用紙１上に直接転写して画像を形成する。駆動ローラ４５，従動ローラ４５ａ，張力調整ローラ４６に掛け渡された用紙搬送ベルト４４ａは、矢印１０５方向に反時計回りで回転し、用紙搬送に用いられる。定着器５１は、ケース１００の駆動ローラ４５側に設けられている。
【０１７２】
搬送路５は、用紙カセット２から左側に繰り出された用紙を図示されていないガイドにより上方に導き、左方向に向きを変え、用紙位置検出手段８，レジストローラ９を経て、感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込む。
【０１７３】
感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれた用紙は、感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙのトナー画像を順次転写される。トナー画像を順次転写された用紙は、上方に向きを変え、定着器５１を通過している間に、トナー画像を定着される。トナー画像を定着された用紙は、ケース１００の前方向に向かい、排紙ローラ５２により、排紙トレイ５３に排出される。
【０１７４】
他の構成は、実施形態５と同じなので、説明を省略する。
【０１７５】
実施形態８によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、中間転写ベルト４４が不要になる。
【実施形態９】
【０１７６】
図１２は、トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【０１７７】
実施形態９においては、トナー規制ブレード取り付け手段６４が、トナー規制ブレードと現像ローラとの接触点から現像ローラの回転方向に対して上流側に位置し、トナー規制ブレードのばね板部が、中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向すなわち水平方向に配置されている。
【０１７８】
また、トナー規制ブレードは、ばね材を少なくとも１回折り曲げ加工した一体形成品である。
【０１７９】
現像ローラの回転方向上流の位置でトナー規制ブレードをfollowing方向に固定すると、トナー規制ブレードの長さを水平方向で確保しながら、現像器の高さ方向を薄く形成できる。
【０１８０】
トナー規制ブレードのばね板部は、トナー規制ブレードの取り付け部から現像ローラの方向に延びたアームとなる。このアーム部は、１回目の折り曲げ加工により、現像ローラとの接触部に向かって更に延びている。この１回目の折り曲げ部の垂線方向からの角度をθ２とする。
【０１８１】
アーム部の先端には、２回目の折り曲げ部が形成されている。２回目の折り曲げ部は、曲率半径ｒで形成されている。
【０１８２】
トナー規制ブレードの先端部が平板形状では、現像ローラに対する圧力分布が広がるため規制力が不足する。
【０１８３】
トナー規制ブレードの先端部を半円弧形状にすると、平板形状と比較して現像ローラとの接触面積が狭いので、規制力が増加する。規制力は曲率半径が小さくなるほど増加するが、同時に現像ローラに対するストレスも増加するため、寿命が短くなる。したがって、トナー規制ブレード先端部の曲率半径は、少なくとも０.２ｍｍから１.０ｍｍの範囲であることが望ましい。トナー規制ブレード先端部をこの範囲の曲率半径を持つ半円弧形状にすると、現像ローラ上にトナーの薄層を長期に亘って安定に形成できる。
【０１８４】
また、トナー規制ブレードは、一般的に、現像ローラの軸方向に複数のねじを用いて固定される。トナー規制ブレードを固定するねじの圧力分布が不均一になった場合、ブレード先端部が平板形状では、軸方向の剛性が小さいため、固定部の圧力分布の不均一さが現像ローラの狭い範囲に伝達するので、現像ローラとブレードとの間の圧力の不均一さによりトナーの濃度むらを生じ易い。
【０１８５】
これに対して、本発明の半円弧形状の先端部の場合、ブレードの軸方向の剛性が平板形状と比べ大きいので、固定部の圧力分布に不均一さがあったとしても、その不均一さは現像ローラの広い範囲に分散する。結果として、ブレードと現像ローラとの間の軸方向の圧力分布をほぼ均一にすることができる。
【０１８６】
現像ローラにトナーの薄層を形成する場合、現像ローラよりも供給ローラ６２が早く回転すると、現像ローラ６１の表面にトナーを多量に供給できる。現像ローラ表面に多量に供給されたトナーのうち不要なトナーは、トナー規制ブレードの２回目の折り曲げ部で掻き取られる。その結果、掻き取られた不要なトナーが接触部周辺に残留することになる。
【０１８７】
そこで、残留トナーを効率よく循環させる方法として、まず、現像ローラの軸中心から現像ローラの軸中心を通る垂線に対する角度θ３が少なくとも１０°から６０°の範囲となるように、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部を規定し、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部周辺に滞留しているトナーが重力の補助を得られやすくし、滞留しているトナーの循環を促進させる。
【０１８８】
次に、トナー規制ブレードのアーム部の長さを少なくとも１.５ｍｍ以上とし、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部から現像ローラの回転方向上流の現像ローラとトナー規制ブレードのアーム部およびばね部とで構成される空間(循環空間)を十分に確保し、残留トナーがトナー規制ブレードと現像ローラとの接触部周辺に滞留して発生するブレードまたはローラへのトナーフィルミングを抑制できる。
【０１８９】
トナー規制ブレードの折り曲げ加工部の折り曲げ角θ１は、トナー規制ブレードの接触部よりも先にある平面部が現像ローラに接触しないために、９０゜未満の鋭角とすることがより望ましい。
【０１９０】
また、現像ローラとトナー規制ブレードの接触部との角度θ２と、トナー規制ブレードのばね部とアーム部の延び出し角度θ３には、θ２≧θ３が成り立つ。
【０１９１】
さらに、トナー規制ブレードのトナーが循環する下方は、トナーが付着すると、トナーの循環空間が減少するおそれがあるので、例えばテフロン（登録商標）樹脂の薄層塗布処理を施すなどの化学処理プロセスにより、トナーの付着を防止するコーティングをしておく方法もある。
【０１９２】
なお、トナー規制ブレードを熱伝導性の比較的良いＳＵＳやりん青銅などのばね材の折り曲げ加工で形成すると、現像ローラとの接触部における熱を冷却するヒートシンクとしての役目をトナー規制ブレードに持たせることもできる。
【実施形態１０】
【０１９３】
図１３は、トナー規制ブレードの取り付け手段のバリエーションを示す図である。
【０１９４】
図１２のトナー規制ブレードの取り付け手段は、トナー規制ブレード端部を２つのＬ字プレートで挟む構造を採用し、構造を強化するとともに、トナー規制ブレードを現像器から着脱できるようにしていた。
【０１９５】
図１３Ａの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部をもう一度折り曲げ加工した後に、２つのＬ字プレートで挟み、固定ねじで水平方向に固定してあるので、高さ方向の厚さを削減できる。図１３Ａでは、ねじを右側から締め付けてあるが、左側から締め付けてもよい。
【０１９６】
図１３Ｂの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部をもう一度折り曲げ加工した後に、Ｌ字プレートと平板プレートで挟み、固定ねじで水平方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｂでは、ねじを右側から締め付けてあるが、左側から締め付けてもよい。
【０１９７】
図１３Ｃの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部を２回折り曲げ加工した後に、２つのＬ字プレートで挟み、固定ねじで垂直方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｃでは、ねじを上側から締め付けてあるが、下側から締め付けてもよい。
【０１９８】
図１３Ｄの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部を２回折り曲げ加工した後に、Ｌ字プレートと平板プレートで挟み、固定ねじで垂直方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｄでは、ねじを上側から締め付けてあるが、下側から締め付けてもよい。
【実施形態１１】
【０１９９】
図１４は、現像器先端部とトナー収容部とが分離可能な現像手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【０２００】
トナー規制ブレードおよび取り付け手段に関する上記各実施形態によれば、トナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが実質的に無い現像器先端部７１を備えた現像手段６０が得られる。
【０２０１】
このような現像器先端部７１は、従来と比較して、大幅に長い寿命を期待できるので、トナーが消耗するたびにトナー収容部とともに交換する必要はない。
【０２０２】
そこで、実施形態１１においては、現像手段６０の現像器先端部７１が、電子写真装置本体に固定され、現像手段６０のトナー収容部６５のみが、電子写真装置本体に着脱される構造を採用した。
【０２０３】
実施形態１１によれば、トナーが消耗したら、現像手段６０のトナー収容部６５のみを交換すればよいから、ランニングコストを低減できる。
【０２０４】
上記各実施形態によれば、トナー規制ブレードの固定端と現像ローラとの接触点を結ぶ直線が、中間転写ベルト４４または用紙搬送ベルト４４ａに立てられた法線に沿うように、板ばねで形成されたトナー規制ブレードを配置したので、現像器先端部を薄くできる。
【０２０５】
また、画像形成手段７０の積み重ねピッチと関係なく、板ばねの長さを確保することが容易になり、ばね定数を低下させ、ばねの取り付け位置の誤差，ばねの反り，ばねの変形による現像ローラへの押圧力のばらつきを抑制し、安定したトナー薄層を形成できる。
【０２０６】
上記各実施形態によれば、現像器先端部を薄型にして、ＬＥＤアレイなどの露光手段を現像器先端部分とトナー収容部分で形成される空間に配置できる。その結果、感光体，帯電手段，露光手段，現像手段，クリーナ手段を含む画像形成手段７０を上下に積み重ねた際の縦方向ピッチ、または、画像形成手段７０を水平方向に積み重ねた際の横方向ピッチを小さくでき、複数の感光体を用いる場合でも、高速印字可能で小型な画像形成装置や小型なカラータンデム型プリンタを提供できる。
【０２０７】
また、トナーが消耗して現像器を交換する際には、現像器を直線的に抜き出し／挿入する動作で現像器を交換できる。このような直線的動作は最も容易な動作であり、エンドユーザがトナー切れで現像器６０を交換する作業が容易になり、使い勝手が良くなる。
【符号の説明】
【０２０８】
１ 用紙(記録媒体)
２ 用紙カセット
３ 用紙分離手段
４ 搬送手段
５ 搬送路
６ 開閉扉
７ 回動支点
８ 用紙位置検出手段
９ レジストローラ
４０ 感光体ドラム
４１ 帯電手段
４２ 露光手段
４３ クリーナ手段
４４ 中間転写ベルト
４５ 駆動ローラ
４６ 張力調整ローラ
４７ 第１転写ローラ
４８ 転写クリーニング手段
４９ クリーニングブレード
５０ 第２転写ローラ
５１ 定着手段
５２ 排紙ローラ
５３ 排紙トレイ
６０ 現像手段
６１ 現像ローラ
６２ 供給ローラ
６３ トナー規制ブレード
６４ トナー規制ブレード取り付け手段
６５ トナー収容部
６６ トナー
６７ 攪拌手段
７０ 画像形成手段
７１ 現像器先端部
１００ ケース
１１１ ガイド溝
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０９】
【特許文献１】特開平０８−１３７１７９号公報(第３〜４頁，図１)
【特許文献２】特開２００１−３５６５４８号公報(第４〜６頁，図１)
【特許文献３】特開２００１−２９６７１３号公報(第６頁，図３)
【特許文献４】特開平０５−０１１５８４号公報(第３頁，図１)
【特許文献５】特開平１１−３４４８５８号公報(第８頁，図１)
【特許文献６】特開平１１−１６７２７８号公報(第１０頁，図１)
【特許文献７】特開平０２−１３５４７０号公報(第３頁，図２)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いてカラー画像を形成する複写機，プリンタ，ファクシミリなどの画像形成装置に係り、特に、複数のカラートナーを用いてカラー画像を形成する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式では、一様に帯電させた感光体上に露光手段からの光を照射して画像データに対応した静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像を現像し、このトナー画像を記録媒体に転写し定着させる。
【０００３】
この「発明の詳細な説明」では、記録媒体を用紙として説明するが、記録媒体は、紙に限らず、プラスチックなどの種々の素材で形成されたシート状の記録媒体をすべて含む。
【０００４】
カラー画像を形成する場合は、例えば、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫなどの複数のカラートナーを重ね合わせて画像を形成する。
【０００５】
カラー画像形成方式には、１つの感光体に各カラートナーを繰り返し現像してカラー画像を形成する繰り返し現像方式と、複数個の感光体で各カラートナーを同時に現像してカラー画像を形成する同時現像方式とがある。
【０００６】
繰り返し現像方式は、１つの感光体を用いてカラー画像を形成する方式であり、その一例として、４回転方式がある。
【０００７】
４回転方式とは、感光体の周囲に各々異なるカラートナーを現像する複数個の現像器と中間転写体とを配置し、感光体上に形成したトナー画像を中間転写体上に順次１色ずつ転写する方式である(例えば、特許文献１参照)。
【０００８】
この転写を各色ごとに繰り返して複数のカラートナー画像を中間転写体上で重ね合わせた後、中間転写体上のカラートナー画像を媒体に転写し、カラー画像を定着させる。
【０００９】
４回転方式では、例えば、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫのカラートナー画像を１色ずつ感光体上に順次形成し、中間転写体上に重ね合わせて転写するので、モノクロ画像を形成する場合と比較すると、画像形成におよそ４倍の時間を要する。
【００１０】
同時現像方式とは、各色に対応した複数の感光体でほぼ同時にトナー画像を形成し、用紙の搬送に対応させてトナー画像を転写し、カラー画像を形成する方式であり、タンデム方式とも呼ばれる(例えば、特許文献２参照)。
【００１１】
タンデム方式では、感光体，帯電手段，露光手段，現像手段，クリーナ手段を含む画像形成手段を各色ごとに独立して備えるので、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫのカラートナーによってカラー画像を形成する場合には、画像形成手段を４セット備えなくてはならない。
【００１２】
タンデム方式では、独立した４セットの画像形成手段でほぼ同時並行にトナー画像を形成し、トナー画像を中間転写体または用紙に転写する。タンデム方式は、カラー画像を同時に重ねるので、モノクロ画像を形成する場合と比較すると、ほぼ同じ時間でカラー画像を形成でき、カラー画像の高速印刷に向いた方式である。
【００１３】
近年、オフィスでは文書のカラー化の要求が高まり、カラープリンタが急速に普及しつつある。また、印刷の高速化が望まれ、タンデム方式のカラープリンタが注目されている。
【００１４】
ところが、タンデム方式のカラープリンタは、画像形成手段を４セット備えるため、装置の小型化が困難であり、繰り返し現像方式のカラープリンタと比べて大型であった。
【００１５】
従来のタンデム方式のカラープリンタの一例としては、特許文献２に示されたように、露光手段としてＬＥＤアレイを用いる画像形成手段を４セット上下に重ねて配置した構成がある。この例においては、露光精度を確保するために露光手段は固定的に実装され、現像器すなわちプロセスカートリッジは、抜き差し可能になっている。
【００１６】
電子写真装置本体の中央部に露光手段を固定的に設置し、前記本体に着脱可能な帯電手段，現像手段，クリーナ手段などの間に形成されたスペースを通して前記露光手段からの光ビームを感光体に照射する構造も提案されている(例えば、特許文献３参照)。
【００１７】
現像ローラ上にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードに関しては、板ばねの先端にシリコン化合物やフッ素化合物からなる弾性体ブレードを設置するトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献４参照)。
【００１８】
現像ローラの回転へのfollowing方向すなわち現像ローラの表面移動方向と同方向からこの現像ローラに接触する先端で、ブレード先端と現像ローラとの間に３０°≦θ≦９０°の開きを形成するようにブレード先端を一回曲げたトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献５参照)。
【００１９】
現像ローラの回転へのagainst方向すなわち現像ローラの表面移動方向と逆方向からこの現像ローラに接触するブレード先端で、ブレード先端と現像ローラとの間に所定の開きを形成するようにブレード先端を一回曲げたトナー規制ブレードの構造が知られている(例えば、特許文献６参照)。
【００２０】
現像ローラの回転へのagainst方向から現像ローラに接触するブレード先端に、一体形成により断面円弧部分を形成したトナー規制ブレードの構造が開示されている(例えば、特許文献７参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
特許文献２のタンデム方式においては、感光体ピッチは、感光体直径のおよそ２.４倍である。感光体ピッチを感光体直径の２倍以下にまで狭めようとすると、上下に配置された画像形成手段同士が干渉するので、この部分の小型化には限界がある。
【００２２】
特許文献３の例においては、電子写真装置本体の中央部に露光手段を固定的に設置し、前記本体に着脱可能な帯電手段，現像手段，クリーナ手段などの間に形成されたスペースを通して前記露光手段からの光ビームを感光体に照射するので、画像形成手段全体が大型となり、画像形成手段の小型化には限界がある。
【００２３】
特許文献４，５の例においては、現像手段全体の小型化に適した構成は開示されていない。
【００２４】
特許文献６のトナー規制ブレード先端をagainst方向から現像ローラに接触させる方式では、ほとんどの場合、板ばねの根元を固定する固定部材が、現像ローラの上方に配置される。規制ブレードのばね定数を小さくして押圧力のばらつきを低減するためにばねをより長くすると、現像ローラ上方の空間を更に多く必要とするので、現像手段を厚くする必要があり、画像形成手段を小型化できない。
【００２５】
特許文献７のトナー規制ブレードの断面円弧形状先端をagainst方向から現像ローラに接触させる方式では、against方式であるために、現像器の小型化には適さない。また、ブレード先端に断面円弧形状が形成されているトナー規制ブレードをfollowing方向接触する方式に転用し、しかもほぼ水平に配置した場合には、規制されたトナーがトナー規制ブレードと現像ローラとの間に滞留しこのトナーが規制ブレードまたは現像ローラに固着するトナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが発生してしまう。
【００２６】
本発明の目的は、感光体ドラムの実装間隔を短縮した小型の電子写真装置を提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、トナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが無いトナー規制ブレードを備えた小型の電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、上記目的を達成するために、表面に感光層を備えた感光体ドラムと、感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、感光層を画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に感光体ドラムを接触させ直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、現像手段が、感光体ドラムと接触して回転し感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の現像器先端部の厚さが、前記移動方向のトナー収容部の厚さよりも小さく、露光手段が、現像器先端部の厚さが小さくなっている個所に配置されている電子写真装置を提案する。
【００２９】
本発明は、上記他の目的を達成するために、表面に感光層を備えた感光体ドラムと、感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、感光層を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に感光体ドラムを接触させ直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、現像手段が、感光体ドラムと接触して回転し感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、トナー規制ブレードが、中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から現像ローラに接触するように配置され、トナー規制ブレードの断面形状が√記号形であり、トナー規制ブレードの接触部と現像ローラとが、現像ローラの軸中心から現像ローラの回転上流方向に約１０〜６０°の位置で接触している電子写真装置を提案する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、画像形成手段７０を上下に積み重ねた際の縦方向ピッチまたは水平方向に積み重ねた際の横方向ピッチを小さくでき、小型のカラータンデム型プリンタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による電子写真装置の実施形態１の全体構成を示す断面図である。
【図２】実施形態１の主要部の構成を示す断面図である。
【図３】実施形態１の主要部において１つの現像手段を抜き出した状態を示す断面図である。
【図４】本発明による電子写真装置の実施形態２の主要部の構成を示す断面図である。
【図５】現像手段先端部におけるトナー規制ブレード配置の従来例を示す断面図である。
【図６】本発明による電子写真装置の実施形態３の全体構成を示す断面図である。
【図７】本発明による電子写真装置の実施形態４の全体構成を示す断面図である。
【図８】本発明による電子写真装置の実施形態５の全体構成を示す断面図である。
【図９】本発明による電子写真装置の実施形態６の全体構成を示す断面図である。
【図１０】本発明による電子写真装置の実施形態７の全体構成を示す断面図である。
【図１１】本発明による電子写真装置の実施形態８の全体構成を示す断面図である。
【図１２】トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【図１３】トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【図１４】現像器先端部とトナー収容部とが分離可能な現像手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
狭いピッチ実装を実現するには、画像形成手段を構成する感光体ドラム，帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段それぞれを小型化する必要がある。
【００３３】
帯電手段としては、従来から多用されてきたスコロトロン帯電器に代わって、導電性ゴムローラや導電性フェルト状繊維からなるブラシを用いたローラ帯電方式やブラシ帯電方式などを用いてもよい。
【００３４】
露光手段としては、レーザ光を回転するポリゴンミラーを用いて副走査方向(用紙の幅方向)に走査させるレーザ露光手段に代えて、例えば発光ダイオードＬＥＤ列を走査方向に１列に並べて配置したＬＥＤアレイを用いて機械的な可動部分を廃して小型化するなどの手段を用いることができる。
【００３５】
帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段，クリーナ手段は、この順序に感光体表面に沿って配置しなければならないので、感光体を小型化し感光体ピッチを短縮するには、現像手段の感光体近傍部分を薄型化することが必須となる。
【００３６】
隣接した画像形成手段同士が干渉しないような形状や位置関係とすれば、４色のカラートナー像を形成する画像形成手段を高密度に実装して小型化でき、タンデム型プリンタの小型化が可能となる。
【００３７】
一方、現像手段は、トナー容器としてはその容量をできるだけ大きくし、ユーザによるトナー交換頻度を少なくすることが望ましい。
【００３８】
したがって、感光体と接触する部分の周りはできるだけ小型化／薄型化する一方で、トナー容器の容量を大きくしたいというトレードオフの要求がある。
【００３９】
また、本発明が対象とする電子写真装置は、感光体ドラム表面に露光手段により形成された静電潜像を現像手段先端部に配置された現像ローラにより現像するので、露光手段は、現像手段の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向に隣接して配置される。露光手段と現像手段とがベルト移動方向に隣接して配置される結果、画像形成手段の積み重ねピッチは、露光手段と現像手段との積み重ねピッチに依存する。
【００４０】
現像手段は、現像ローラ，供給ローラ，トナー規制ブレードが装備された現像器先端部と、この先端部に接続されトナーを収容するトナー収容部とからなる。このうち、露光手段と隣接するのは、現像器先端部である。画像形成手段の積み重ねピッチは、露光手段と現像器先端部の積み重ねピッチに依存する。
【００４１】
発明者らは、この点に着目し、現像器先端部のベルト移動方向の厚さをトナー収容部の厚さよりも薄くし、厚さを薄くした現像器先端部に隣接して露光手段を配置し、全体として画像形成手段の積み重ねピッチを縮小した。
【００４２】
現像器先端部の厚さを小さくする方策として、現像器先端部に装着されるトナー規制ブレードを、現像ローラの軸線に直交する平面で切った断面形状が、中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの法線に沿う方向に配置するとともに、現像ローラに対して現像ローラの回転する上流側から接触するように配置した。
【００４３】
このようにトナー規制ブレードを配置すると、トナー規制ブレードの長さが、現像器先端部の厚さに影響しなくなり、現像器先端部の厚さを薄くできた。
【００４４】
また、トナー規制ブレードに少なくとも１つの一体成型による折り曲げ加工を施し、規制されたトナーを効率よく循環させる空間を確保しながら、トナー規制ブレード先端を現像ローラに均一に接触させ、現像に必要なトナー薄層を長期に亘り安定して形成できるようにした。
【００４５】
この結果、画像形成手段の積み重ねピッチ、すなわち、現像器先端部および露光手段の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向の厚さの和は、両者間に必要な隙間を含め、感光体ドラムの直径の１.６〜２倍にできた。
【００４６】
トナー収容部の中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの移動方向の厚さを複数の画像形成手段の配置ピッチとほぼ等しくすると、十分なトナー収容量を確保できる。
【００４７】
なお、トナー収容部と厚さを薄くした現像器先端部とから形成される段差状の空間に、画像形成手段または現像手段に隣接して配置された別色のカラートナーを用いる画像形成手段の露光手段と帯電手段とを配置するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図１〜図１４を参照して、本発明による電子写真装置の実施形態を説明する。
【実施形態１】
【００４９】
図１は、本発明による電子写真装置の実施形態１の全体構成を示す断面図である。
【００５０】
実施形態１の電子写真装置は、ケース１００と、用紙カセット２と、用紙分離手段３と、搬送手段４と、用紙搬送路５と、開閉扉６と、用紙位置検出手段８と、レジストローラ９と、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４セットの画像形成手段７０と、中間転写ベルト４４と、駆動ローラ４５と、従動ローラ４５ａと、張力調整ローラ４６と、転写クリーニング手段４８と、第２転写ローラ５０と、定着器５１と、一対の排紙ローラ５２と、排紙トレイ５３とからなる。
【００５１】
用紙カセット２は、ケース１００の底部に前面側に引き出し可能に配置され、用紙１を収容する。用紙分離手段３は、用紙カセット２の開閉扉６に近い側の端部に設置され、用紙カセット２にセットされた複数の印刷用紙１を一枚ずつ分離する。
【００５２】
搬送手段４は、ゴムローラなどからなり、用紙搬送ガイドを備える搬送路５に沿って一枚ずつに分離された用紙１を矢印１０２方向に所定速度で搬送する。用紙搬送路５は、用紙分離手段３と用紙カセット２との接点から始まり、駆動ローラ４５および第２転写ローラ５０を経て、排紙ローラ５２まで延びている。
【００５３】
開閉扉６は、ケース１００の前面に配置され、回動支点７を中心にして矢印１０１方向に開く。
【００５４】
用紙位置検出手段８は、レジストローラ９の上流側の搬送路５に配置され、用紙位置を検出する。用紙位置検出手段８は、用紙１表面からの光反射量の変化を検出する反射光検知方式、用紙１が発光体と受光体との間を通過する際の受光量変化を検出する透過光検知方式、用紙１先端のレバーへの接触を検出するレバー検知方式などのいずれかを採用し、用紙１の先端が用紙位置検出手段８に到達したことを検出し、用紙位置信号を出力する。一対のレジストローラ９は、第２転写ローラ５０の用紙分離手段３に近い側の搬送路５に、第２転写ローラ５０に隣接して配置されている。
【００５５】
イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの画像形成手段７０は、中間転写ベルト４４の開閉扉６に近い側に沿って上から順に積み重ね配置されている。
【００５６】
無端の中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５と従動ローラ４５ａとに環状に掛け渡されている。駆動ローラ４５は、軸線を回動支点７の軸線に平行させてケース１００の中央上部に設置されている。従動ローラ４５ａは、軸線を駆動ローラ４５の軸線に平行させて駆動ローラ４５の下方に配置されている。張力調整ローラ４６は、中間転写ベルト４４の開閉扉６から遠い側の内側に接触している。
【００５７】
転写クリーニング手段４８は、中間転写ベルト４４を挟んで、従動ローラ４５ａ対向している。転写クリーニング手段４８は、一端を中間転写ベルト４４の外周面に所定圧力で接触させて配置され、外周面に残留しているトナーを掻き落とすクリーニングブレード４９を備えている。掻き落とされたトナーは、転写クリーニング手段４８の容器に集積される。
【００５８】
なお、実施形態１では、中間転写ベルト４４の外周面に残留しているトナーを掻き落とすために、クリーニングブレード４９を用いているが、クリーニングローラを用いてもよい。
【００５９】
第２転写ローラ５０は、駆動ローラ４５に軸線を平行させ、外周面を駆動ローラ４５の外周面に接触して配置されている。搬送路５を矢印１０２方向に搬送されてきた用紙１を中間転写ベルト４４に接触させ、中間転写ベルト４４上に形成されたトナー画像を用紙１の表面に転写する。
【００６０】
定着器５１は、第２転写ローラ５０の排紙トレイ５３に近い側の搬送路５に設置されている。定着器５１は、内部にニクロム線やハロゲンランプなどの加熱手段を備え、用紙１上のトナーが溶融する温度まで温度上昇させるとともに、所定圧力を加えて溶融したトナー画像を用紙１上に定着する。定着器５１の用紙排出側には、用紙１を搬送路５に沿って移動させるために、用紙を両面から挟む曲面ガイドが設けられている。
【００６１】
一対の排紙ローラ５２は、排紙トレイ５３の開閉扉６から遠い側に軸線を回動支点７の軸線に平行させ、外周面を互いに接触させて配置されている。排紙ローラ５２は、搬送されてきた用紙１を外部に排出する。
【００６２】
ケース１００の上部の排紙トレイ５３は、排紙ローラ５２から装置外部に排出された用紙１を保持する。
【００６３】
図２は、実施形態１の主要部の構成を示す断面図である。
【００６４】
カラー画像を得るためには４セットの画像形成手段７０が必要であるが、図２では、イエローＹ，マゼンタＭの２セットのみを示してある。イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫに対応している４セットの画像形成手段７０は、いずれも同じ構成であるので、イエローの画像形成手段７０についてその構成を説明する。
【００６５】
イエローの画像形成手段７０は、感光体ドラム４０と、帯電手段４１と、露光手段４２と、現像手段６０と、クリーナ手段４３と、第１転写ローラ４７とを含んでいる。
【００６６】
感光体ドラム４０Ｙは、表面に例えばセレンや感光性の有機薄膜を塗布された円筒であり、静電潜像とトナー像とを形成する。感光体ドラム４０Ｙは、軸線を駆動ローラ４５の軸線に平行させ、中間転写ベルト４４の開閉扉６に近い側の外周面にその外周面を接触させて回転する。
【００６７】
帯電手段４１Ｙは、例えば導電性のゴムローラからなり、１〜２ｋＶ程度の電圧を加えて感光体ドラム４０Ｙの表面を所定電圧に帯電させる。
【００６８】
露光手段４２Ｙは、感光体の幅方向に１列に配置された例えばＬＥＤアレイを含み、クリーナ手段４３Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙの回転方向下流側で、照射方向を感光体ドラム４０Ｙの外周面に向け、感光体ドラム４０Ｙの表面に対して所定焦点距離Ｆだけ離して配置されている。ＬＥＤアレイは、例えば、１インチ(２５.４ｍｍ)あたり６００個ないし１２００個配置され、感光体ドラム４０Ｙの外周面に静電潜像を形成する。
【００６９】
クリーナ手段４３Ｙは、第１転写ローラ４７Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙ回転方向下流側で、軸線を感光体ドラム４０Ｙの軸線に平行させ、かつ外周面を互いに接触させて配置されている。
【００７０】
現像手段６０Ｙは、露光手段４２Ｙよりも感光体ドラム４０Ｙの回転方向下流側で、感光体ドラム４０Ｙの外周面に所定間隔を置いて感光体ドラム４０Ｙと平行に内装した現像ローラ６１Ｙの外周面を接触させ、黄トナー６６Ｙを収容する。
【００７１】
現像手段６０Ｙは、図１の開閉扉６が開かれた状態で、矢印１０４方向に直線状に、容易に引き抜き、再装着できる。
【００７２】
現像ローラ６１Ｙは、ステンレスなどの金属を芯体とし、例えば、カーボンを加え１０３〜１０９Ω・ｃｍ程度の導電性を備えたウレタンゴムやシリコンゴムなどの導電性の弾性体膜を表面に備えている。現像ローラ６１Ｙの表面は、感光体ドラム４０と同一の矢印１０８方向に回転する。
【００７３】
現像手段６０Ｙは、現像ローラ６１Ｙと平行に供給ローラ６２Ｙを内装し、供給ローラ６２の外周面を現像ローラ６１Ｙの外周面に接触させてある。
【００７４】
供給ローラ６２Ｙは、その表面が例えば多孔質のスポンジゴムからなり、現像ローラ６１Ｙに接触して同じ方向に回転し、現像ローラ６１Ｙにトナーを供給する。
【００７５】
トナー規制ブレード６３Ｙは、固定端を現像手段６０Ｙに固定され、自由端を現像ローラ６１Ｙの母線に沿って現像ローラ６１Ｙに線状に接触させた板ばねからなる。トナー規制ブレード６３Ｙの自由端は、現像ローラ６１Ｙの外周面に所定圧力で接触し、現像ローラ６１Ｙの回転に伴なってその表面を摺動し、トナーを帯電させるとともに現像ローラ６１表面に所定厚さのトナー薄層を形成する。
【００７６】
トナー規制ブレード６３は、現像ローラ６１の軸線に直交する平面で切った断面において、固定端と現像ローラ６１への接触点を結ぶ直線が、中間転写ベルト４４の表面に立てた法線に沿う方向に配置されている。
【００７７】
前記直線は、中間転写ベルト４４の表面に直交するのが理想的であり、直線と中間転写ベルト４４の表面に立てた法線とのなす角は、１０度以下であることが望ましい。この角が小さいほど、トナー規制ブレード６３が占有する画像形成手段７０の積み重ね方向の寸法が少なくて済み、画像形成手段７０の積み重ねピッチを小さくできる。
【００７８】
現像手段６０Ｙは、黄トナー６６Ｙを収容するトナー収容部６５Ｙと、トナー収容部６５Ｙの感光体ドラム４０Ｙ側に形成されて現像ローラ６１Ｙ，供給ローラ６２Ｙを内装し、トナー規制ブレード６３Ｙを備えた現像器先端部７１とからなる。
【００７９】
第１転写ローラ４７Ｙは、感光体ドラム４０Ｙと平行に設置され、中間転写ベルト４４を挟んで感光体ドラム４０Ｙと接触している。
【００８０】
実施形態１のクリーナ手段４３Ｙは、ステンレスなど金属を芯体として、表面には例えば導電性の繊維を植毛したブラシローラであり、感光体ドラム４０外周面に接触し、中間転写ベルト４４に転写されずに感光体ドラム４０Ｙ上に残留したトナーを除去する。
【００８１】
実施形態１においては、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラートナーを用いてフルカラー印刷をする４セットの画像形成手段７０が、中間転写ベルト４４に沿って上下に積み重ね配置されている。
【００８２】
無端の中間転写ベルト４４は、例えば、ポリイミドやポリカーボネートなどの導電性の材料からなり、上下方向に細長く配置されている。中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５と駆動ローラ４５の下方に配置された従動ローラ４５ａと両者の中間に配置された張力調整ローラ４６とに架け渡されており、たるまないように張力調整ローラ４６によって適切な張力が加えられている。
【００８３】
中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５の回転に伴なって感光体ドラム４０に接触する側が、矢印１０５の方向に所定速度で移動する。中間転写ベルト４４の一面は、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラートナー画像を形成する４セットの感光体ドラム４０と接触している。
【００８４】
各感光体ドラム４０に対向する中間転写ベルト４４の反対側には、各カラー感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙにそれぞれ対向して、所定電圧を加えられた第１転写ローラ４７が配置されており、中間転写ベルト４４を介して、各感光体ドラム４０に所定圧力で接触している。
【００８５】
次に、実施形態１の電子写真装置において、カラー画像を用紙上に形成する手順を説明する。４セットの画像形成手段７０が、ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹのカラー画像を形成する。ここでは、イエローＹの画像が形成される場合を説明する。ブラックＫ，マゼンタＭ，シアンＣについても、同様の手順で画像が形成される。
【００８６】
帯電ローラ４１Ｙに所定電圧印加すると、感光体ドラム４０Ｙ表面の感光層が一様に帯電される。
【００８７】
イエローの画像に対応したＬＥＤ光が露光手段４２Ｙから感光体ドラム４０Ｙに照射され、感光層が露光される。感光体ドラム４０Ｙ表面の感光層の露光された部分は、帯電電位が接地レベルに近づくので、感光層上に見えない静電潜像が形成される。
【００８８】
感光体ドラム４０Ｙ上の静電潜像に、現像ローラ６１Ｙの表面に薄く形成されたイエローのトナー層のトナーを付着させて現像する。
【００８９】
このようにして形成されたイエロートナー像は、中間転写ベルト４４の表面に転写される。
【００９０】
中間転写ベルト４４に転写されず感光体ドラム４０Ｙ上に残留したトナーは、クリーナ手段４３Ｙによって除去される。
【００９１】
ブラック，マゼンタ，シアンの各色についても、対応する画像形成手段７０により、そのカラートナー画像が形成され、中間転写ベルト４４に転写される。
【００９２】
各カラー感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙ上のトナー像は、中間転写ベルト４４の移動速度と各感光体ドラム４０の中間転写ベルト４４移動方向間隔とに応じて、適切な時間差をもって形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト４４上に転写される際に重ね合わされ、中間転写ベルト４４上には、フルカラーのトナー画像が形成される。
【００９３】
続いて、中間転写ベルト４４上に形成されたフルカラーのトナー画像は、用紙１上に転写される。
【００９４】
用紙カセット２にセットされた用紙１は、用紙分離手段３によって一枚ずつに分離され、搬送路５に送出される。用紙１は、互いに向き合った一対の回転自在な搬送手段４により挟まれている。搬送手段４の少なくとも一方は、駆動ローラとなっており、用紙１を所定速度で所望の方向に移動させる。
【００９５】
用紙１は、搬送路５内を矢印１０２ａ，１０２ｂに沿って移動する。用紙位置検出手段８が用紙１の先端を検出すると、用紙を位置決めするレジストローラ９を一旦停止させる。この状態で搬送手段４の回転を継続すると、用紙１の先端がレジストローラ９のニップ部すなわち対向したローラ同士の接触部に押し付けられ、用紙１の先端がレジストローラ９の軸と平行になる。
【００９６】
レジストローラ９は、用紙１の先端と中間転写ベルト４４上に形成されたトナー画像の先端位置とが所定の位置関係になるようなタイミングで、再度駆動される。第２転写ローラ５０は、用紙１の表面を中間転写ベルト４４に接触させ、中間転写ベルト４４のトナー画像を用紙１上に転写させる。
【００９７】
用紙１は定着器５１に送られ、転写されたトナー画像を表面に定着される。
【００９８】
トナーが表面に付着した用紙１は、定着器５１によってトナーが溶融する温度まで加熱される。定着器５１の表面が温度が１６０℃程度であり、用紙１上のトナーは溶融温度が１００℃程度なので、トナーは定着器５１を通過する際に短時間で溶融する。
【００９９】
定着器５１においては、定着器５１のローラ同士またはローラとベルトとの対などの圧力により、溶融したトナーを用紙１に押し付け密着させて定着した後、自然冷却させる。
【０１００】
定着が完了した用紙１は、搬送路５を矢印１０６ａ，１０６ｂ方向に搬送され、排出ローラ５２により排紙トレイ５３上に排出される。
【０１０１】
上記一連の動作を繰り返すと、カラー画像を定着した用紙が連続的に得られる。
【０１０２】
トナー規制ブレード６３は、トナー収容部６５Ｙのトナー規制ブレード取り付け手段６４にねじなどで固定された金属製の板ばねであり、上下に張り渡された中間転写ベルト４４に対してほぼ直交する方向すなわちほぼ水平方向に延びている。
【０１０３】
トナー規制ブレード６３の先端は、現像ローラ６１の上面頂点付近に所定圧力で接触しており、現像ローラ６１の表面上に付着したトナーの厚さを規制し、所定電荷を帯電した所定量のトナー薄層を形成する。
【０１０４】
現像ローラ６１の上面頂点近くで現像ローラ６１の外周面に接触するトナー規制ブレード６３の部分は、トナー規制ブレード６３の実際の端部とは限定されない。すなわち、接触する部分は、トナー規制ブレード６３の折り曲げて形成された角部または曲部であってもよい。
【０１０５】
トナー規制ブレード６３は、現像ローラ６１外周面と接触する際に、所定たわみをもつような位置関係と構造で配置されており、現像ローラ６１に回転上流側からfollowing方向に接触するように配置されている。
【０１０６】
トナー収容部６５は、トナー６６を攪拌し供給ローラ６２から現像ローラ６１にトナーを供給するトナー攪拌手段６７を備えている。
【０１０７】
トナー６６が消耗した現像手段６０は、全体を矢印１０４方向にほぼ直線的に引き抜いて、新しい現像手段６０を再装着できるようになっている。
【０１０８】
実施形態１においては、トナー規制ブレード６３をfollowing方向にかつほぼ水平に配置したので、ばね定数を小さくして寸法のばらつきなどによって生じる現像ローラ６１に対する押圧力のばらつきを小さくするために、トナー規制ブレード６３の長さＢＬをより長くするには、トナー規制ブレード取り付け手段６４の位置を右方向に移動すればよい。
【０１０９】
この構成では、トナー規制ブレード６３の現像ローラ６１に対する押圧力のばらつきの低減が、現像器先端部７１の厚さＡを増大せずに実現できるので、現像手段６０の現像ローラ６１周りの薄形化に有効である。
【０１１０】
先に説明したように、装置全体の寸法を小さくするためには、感光体ドラム４０，帯電手段４１，露光手段４２，現像手段６０，クリーナ手段４３を備えた画像形成手段７０を高密度に実装する必要がある。すなわち、複数の感光体ドラム４０相互間の感光体ピッチをできるだけ小さくするとともに、画像形成手段７０を構成する感光体ドラム４０，帯電手段４１，露光手段４２，現像手段６０，クリーナ手段４３同士が互いに干渉しないよう配置しなければならない。
【０１１１】
一方、装置が小型であったとしても、トナー収納部６５に充填されたトナー６６の量はできるだけ多い方が望ましい。
【０１１２】
画像形成装置を小型化するには、各カラートナーに対応した画像形成手段７０を重ね合わせる際のピッチすなわち間隔をできるだけ狭くする必要がある。
【０１１３】
ここで、感光体ドラム４０の直径を例えばφ３０ｍｍとし、その積み重ねピッチをＰとすると、感光体ドラム４０のピッチも現像手段６０の積み重ねピッチもＰとなる。
【０１１４】
また、現像手段６０における現像ローラ６１近傍の現像器先端部７１と露光手段４２とは、高さ方向に重なる。
【０１１５】
したがって、露光手段４２の発光方向の寸法をＬｂ、発光方向に直交する方向の高さをＬａとし、また、感光体ドラム４０に近い現像ローラ，供給ローラを内装した現像器先端部７１の高さ方向寸法をＡとすると、Ａ＜Ｐ−Ｌｂとなるように現像器先端部の厚さＡを薄くしなければならない。
【０１１６】
例えば、Ａ寸法は２５ｍｍであるとし、高さ方向寸法がＡである現像器先端部の感光体ドラム４０から遠い側の端部までの感光体ドラム４０からの距離をＢとする。
【０１１７】
露光手段４２と現像器先端部７１とが高さ方向にむだなく重なるためには、高さ方向寸法がＡである現像器先端部の感光体ドラム４０から遠い側の端部と感光体ドラム４０との間に、露光手段４２が納まる必要がある。すなわち、感光体ドラム４０表面からの現像器先端部の開閉扉側端部までの長さＢ寸法は、露光手段４２の寸法Ｌｂと比較してＢ＞Ｌｂでなくてはならない。
【０１１８】
一方、寸法Ｂが過大であると、トナー収容部６５と現像ローラ６１，供給ローラ６２との間隔が大きくなるので、トナー収容部６５に収納されたトナー６６が攪拌手段６７により攪拌されても、供給ローラ６２に十分に供給されなくなる。
【０１１９】
さらに、トナー収容部６５のトナー容量は、概ねトナー収容部６５の長さＴと高さＣとの積Ｔ×Ｃで表されるので、トナー量をできるだけ多くしようとすると、長さＴを小さくすることは望ましくない。そこで、寸法Ｂを大きくすると、現像器６０の全長Ｔ＋Ｂが長くなるため、小型化できなくなる。
【０１２０】
また、露光手段４２のＬＥＤアレイなどの先端にトナーが付着すると露光不良となって画像に白すじが生じ、画像が劣化する。したがって、露光手段４２内のＬＥＤアレイは光軸を水平か、水平より下向きに配置することが望ましい。
【０１２１】
図２の実施形態１では、ＬＥＤアレイは、光軸が水平より約３°から５°下向きになるように配置されている。なお、この光軸の角度は、図２の実施形態に限定されず、例えば現像器と干渉しない範囲で、更に傾斜させてもよい。
【０１２２】
図３は、実施形態１の主要部において１つの現像手段６０Ｙを矢印１０４方向に抜き出した状態を示す断面図である。現像ローラ６１Ｙの軸端部分がガイド溝１１１に左右方向に移動自在に案内されており、右方向に直線的に抜き出すことができる。
【０１２３】
現像器先端７１の部分は、露光手段４２Ｙおよび４２Ｍと干渉しないような寸法に形成されているので、トナー６６が消耗して現像器６０Ｙまたは６０Ｍを取り出す際には、直線的に抜き出すことができる。
【０１２４】
一般に、直線的な抜き出し／挿入は、最も容易な動作であるから、エンドユーザがトナー切れで現像器６０を交換する作業が楽になり、電子写真装置の使い勝手が良くなる。
【０１２５】
なお、図１においては、搬送路５が現像手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの右側に配置され、複数の搬送手段４が現像器６０を矢印１０４方向に抜き出す場合の障害になるように見える。
【０１２６】
しかし、これらの搬送手段４は、開閉扉６に内装されており、現像器６０を矢印１０４方向に抜き出す場合、開閉扉６は、より水平に近い状態にまで開かれるので、支障は無い。
【０１２７】
実施形態１によれば、図２に示すように、トナー規制ブレード６３Ｙ，６３Ｍをほぼ水平に配置し、現像ローラ６１，供給ローラ６２を配置して現像器先端部７１の底面をトナー収容部６５の底面に対して段差を付けて現像器先端部７１を薄型化し、現像器先端部７１を薄型化して形成された空間に露光手段４２を配置したので、感光体ドラムのピッチＰすなわち画像形成手段７０の配置ピッチＰを小さくできた。より具体的には、画像形成手段７０の配置ピッチＰを感光体ドラム４０の直径の１.５〜２倍とした高密度実装が可能となった。
【０１２８】
また、トナー収容部６５の高さＣを、感光体ピッチＰにほぼ等しい値例えばＰ−２ｍｍ程度にまで大きくできるので、現像器先端部７１の薄型化を実現しながら、トナー６６の収容量を増加させ、タンデム方式画像形成装置の小型高密度実装を実現できる。
【０１２９】
現像器の先端が先細形状ではない場合の感光体ドラムピッチＰについて説明する。例えば、感光体ドラム４０の直径を一般的に用いられている３０ｍｍとし、現像器６０の厚さＣを４０ｍｍ、露光手段４２の厚さを１５ｍｍとする。
【０１３０】
現像器６０の厚さ４０ｍｍに露光手段４２の厚さ１５ｍｍを加えた５５ｍｍに、更に現像器６０と露光手段４２とを互いに接触させないために上下３ｍｍずつの隙間を設けたとすると、合計厚さは６１ｍｍとなり、感光体ピッチＰは感光体ドラム直径の２倍以上となる。
【０１３１】
これに対して、本発明のように現像器先端部７１を例えば厚さ２５ｍｍまで先細形状にすれば、現像器先端部７１と露光手段４２の厚さを合計すれば４０ｍｍであり、更に現像器６０と露光手段４２とを互いに接触させないために上下３ｍｍずつの隙間を設けたとしても感光体ピッチＰは４６ｍｍと、感光体４０の直径３０ｍｍの２倍以下にまで短縮可能となり、タンデム型カラープリンタの画像形成装置の小型高密度実装を実現できる。
【実施形態２】
【０１３２】
図４は、本発明による電子写真装置の実施形態２の主要部の構成を示す断面図である。
【０１３３】
実施形態２においては、現像器先端部７１の底部すなわち供給ローラ６２近傍の底部とトナー収容部６５の底部とをほぼ同一面に配置した。
【０１３４】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１３５】
実施形態２においても、実施形態１と同様に、現像器先端部７１の高さ方向寸法を小さくし、Ａ＜Ｐ−Ｌｂという条件と、Ｂ＞Ｌｂという条件とが満たされるので、画像形成手段７０の積み重ねのピッチＰを感光体ドラムの直径の２倍以下にできた。
【０１３６】
図５は、現像手段先端部におけるトナー規制ブレード配置の従来例を示す断面図である。
【０１３７】
上記図２，図４に示す実施形態１，２においては、現像ローラ６１のほぼ上面頂点でfollowing方向にトナー規制ブレード６３を接触させている。図４と図５とを対比して、本発明の実施形態１，２が、現像器先端部７１の薄形化に有効であることを説明する。
【０１３８】
図５の従来例では、トナー規制ブレード６３が、現像ローラ６１の回転下流側からagainst方向に配置されている。トナー規制ブレード６３は、中間転写ベルト４４とほぼ平行に配置されているので、トナー規制ブレード６３のばね長さＢＬ１およびトナー規制ブレード取り付け手段６４の部品サイズの分だけ、中間転写ベルト４４に沿った現像器先端部７１の寸法Ａ１が大きくなる。
【０１３９】
さらに、露光手段４２と現像器先端部７１とが干渉しないように露光手段４２を配置しなければならないため、むだな空間Ｍが生じ、結果として、感光体ドラム４０の配置ピッチＰ１が大きくなり、画像形成装置の小型化には限界がある。
【実施形態３】
【０１４０】
図６は、本発明による電子写真装置の実施形態３の全体構成を示す断面図である。
【０１４１】
実施形態３においては、用紙カセット２が、ケース１００の前面上部に突出するように配置されている。用紙分離手段３が、ケース１００上部の用紙カセット２の端部に設置されている。その結果、搬送路５が、ケース１００上部の用紙カセット２端部からレジストローラ９に向かうように短縮され、開閉扉６に内装された搬送手段４がなくなった。
【０１４２】
他の構成は実施形態１と同様なので、説明を省略する。
【０１４３】
実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構造が単純になり、搬送路５の長さが短縮され、搬送路５の曲線部が少なくなる。
【実施形態４】
【０１４４】
図７は、本発明による電子写真装置の実施形態４の全体構成を示す断面図である。
【０１４５】
実施形態４においては、用紙カセット２が、ケース１００の背面上部に突出するように配置されている。排紙トレイ５３も、ケース１００の背面下部に突出するように配置されている。
【０１４６】
張力調整ローラ４６は、中間転写ベルト４４の背面側に配置されている。第２転写ローラ５０は、中間転写ベルト４４の背面側の張力調整ローラ４６と駆動ローラ４５との間に配置されている。中間転写ベルト４４を背面側に突出させるローラが、第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４を挟んで対向する位置に配置されている。
【０１４７】
その結果、搬送路５は、現像手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの開閉扉６側でなく、中間転写ベルト４４の背面側に上から下に向かう方向に配置され、第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を通っている。
【０１４８】
転写クリーニング手段４８は、第２転写ローラ５０と張力調整ローラ４６との間で中間転写ベルト４４に接触する位置に配置されている。
【０１４９】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１５０】
実施形態４において、ケース１００の背面上側に配置された用紙カセット２から繰り出された用紙１は、搬送路５を下方に進み、中間転写ベルト４４が背面側に突出した位置で第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を通る際に中間転写ベルト４４のトナー画像を転写され、定着器５１を経て、排紙ローラ５２によりケース１００の背面下部に突出した排紙トレイ５３に回収される。
【０１５１】
実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純となり、搬送路５の長さが短縮され曲線部が少なくなる。
【実施形態５】
【０１５２】
図８は、本発明による電子写真装置の実施形態５の全体構成を示す断面図である。
【０１５３】
実施形態５においては、中間転写ベルト４４をほぼ水平に架けて配置し、露光手段の光軸が上下方向になるように、画像形成手段７０を水平方向に並べて配置し、排紙トレイ５３を形成した開閉扉６をケース１００上面に上方に開くように設け、ケース１００の上方向に現像手段６０の抜き出すようにした。
【０１５４】
他の構成は実施形態１と同じなので、説明を省略する。
【０１５５】
実施形態５においても、タンデム型カラープリンタの小型高密度実装を実現できる。
【実施形態６】
【０１５６】
図９は、本発明による電子写真装置の実施形態６の全体構成を示す断面図である。
【０１５７】
実施形態６においては、用紙カセット２がケース１００の底部に配置され、排紙トレイ５３がケース１００の上に配置されている。その結果、駆動ローラ４５は下方に配置され、従動ローラ４５ａが上方に配置され、中間転写ベルト４４の回転方向が時計回りの矢印１０５方向になっている。感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、反時計回り矢印１０７方向に回転し、現像ローラ６１および供給ローラ６２は、時計回り方向に回転する。
【０１５８】
用紙カセット２から供給された用紙は、ケース背面側で上方に向かって繰り出される。搬送路５は、用紙カセット２から繰り出された用紙を第２転写ローラ５０と中間転写ベルト４４との間を経て上方に移送し、定着器５１を通過したら、ケース前面に向かわせ、排紙トレイ５３に送り込む。転写クリーニング手段４８は、中間転写ベルト４４に接触して回転するクリーニングローラを含み、張力調整ローラ４６の上方に配置されている。
【０１５９】
他の構成は実施形態４と同じなので、説明を省略する。
【０１６０】
実施形態６では、現像ローラ６１および供給ローラ６２が、図１から図８において説明した実施形態とは逆方向に回転するので、現像器先端部７１は、図２から図４に示した構成とは上下が反転して構成される。すなわち、露光手段４２は、対応する現像手段６０の下方に配置され、クリーナ手段４３および帯電手段４１も、感光体ドラム４０の下方に位置している。
【０１６１】
用紙１は、矢印１０２ａ，１０２ｂ方向に搬送される。用紙１は、中間転写ベルト４４上に形成されたカラー画像を第２転写ローラ５０により転写され、定着手段５１により定着され、矢印１０６ａ，１０６ｂに沿って搬送され、排紙トレイ５３上に排紙される。
【０１６２】
実施形態６によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純となり、搬送路５が短縮され、曲線部が少なくなる。
【実施形態７】
【０１６３】
図１０は、本発明による電子写真装置の実施形態７の全体構成を示す断面図である。
【０１６４】
実施形態７においては、中間転写ベルト４４を用いずに、感光体ドラム４０上に形成されたトナー画像を用紙１上に直接転写して画像を形成する。
【０１６５】
駆動ローラ４５，従動ローラ４５ａ，張力調整ローラ４６に掛け渡された用紙搬送ベルト４４ａは、反時計回りの矢印１０５方向に回転し、用紙搬送に用いられる。
【０１６６】
他の構成は、実施形態４と同じなので、説明を省略する。
【０１６７】
用紙１は、ケース前面に半ば突出して設けられた用紙カセット２からケース背面側に向かって繰り出され、図示していないガイド手段により上方に送られ、用紙位置検出手段８，レジストローラ９を経て、感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれる。
【０１６８】
感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれた用紙は、上方に移送されながら、順次、感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙのトナー画像を転写され、定着器５１で画像を定着され、ケース１００前面に向かう方向に進行方向を変え、排紙ローラ５２により、ケース１００の前面に半ば突出して設けられた排紙トレイ５３に排出される。
【０１６９】
実施形態７によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、開閉扉６の構成が単純になり、中間転写ベルト４４が不要になり、搬送路５の長さが短縮され、曲線部が少なくなる。
【実施形態８】
【０１７０】
図１１は、本発明による電子写真装置の実施形態８の全体構成を示す断面図である。
【０１７１】
実施形態８においては、中間転写ベルト４４を用いずに、感光体ドラム４０上に形成されたトナー画像を用紙１上に直接転写して画像を形成する。駆動ローラ４５，従動ローラ４５ａ，張力調整ローラ４６に掛け渡された用紙搬送ベルト４４ａは、矢印１０５方向に反時計回りで回転し、用紙搬送に用いられる。定着器５１は、ケース１００の駆動ローラ４５側に設けられている。
【０１７２】
搬送路５は、用紙カセット２から左側に繰り出された用紙を図示されていないガイドにより上方に導き、左方向に向きを変え、用紙位置検出手段８，レジストローラ９を経て、感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込む。
【０１７３】
感光体ドラム４０と用紙搬送ベルト４４ａとの間に送り込まれた用紙は、感光体ドラム４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙのトナー画像を順次転写される。トナー画像を順次転写された用紙は、上方に向きを変え、定着器５１を通過している間に、トナー画像を定着される。トナー画像を定着された用紙は、ケース１００の前方向に向かい、排紙ローラ５２により、排紙トレイ５３に排出される。
【０１７４】
他の構成は、実施形態５と同じなので、説明を省略する。
【０１７５】
実施形態８によれば、実施形態１と同様の効果が得られるとともに、中間転写ベルト４４が不要になる。
【実施形態９】
【０１７６】
図１２は、トナー規制ブレードおよび取り付け手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【０１７７】
実施形態９においては、トナー規制ブレード取り付け手段６４が、トナー規制ブレードと現像ローラとの接触点から現像ローラの回転方向に対して上流側に位置し、トナー規制ブレードのばね板部が、中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向すなわち水平方向に配置されている。
【０１７８】
また、トナー規制ブレードは、ばね材を少なくとも１回折り曲げ加工した一体形成品である。
【０１７９】
現像ローラの回転方向上流の位置でトナー規制ブレードをfollowing方向に固定すると、トナー規制ブレードの長さを水平方向で確保しながら、現像器の高さ方向を薄く形成できる。
【０１８０】
トナー規制ブレードのばね板部は、トナー規制ブレードの取り付け部から現像ローラの方向に延びたアームとなる。このアーム部は、１回目の折り曲げ加工により、現像ローラとの接触部に向かって更に延びている。この１回目の折り曲げ部の垂線方向からの角度をθ２とする。
【０１８１】
アーム部の先端には、２回目の折り曲げ部が形成されている。２回目の折り曲げ部は、曲率半径ｒで形成されている。
【０１８２】
トナー規制ブレードの先端部が平板形状では、現像ローラに対する圧力分布が広がるため規制力が不足する。
【０１８３】
トナー規制ブレードの先端部を半円弧形状にすると、平板形状と比較して現像ローラとの接触面積が狭いので、規制力が増加する。規制力は曲率半径が小さくなるほど増加するが、同時に現像ローラに対するストレスも増加するため、寿命が短くなる。したがって、トナー規制ブレード先端部の曲率半径は、少なくとも０.２ｍｍから１.０ｍｍの範囲であることが望ましい。トナー規制ブレード先端部をこの範囲の曲率半径を持つ半円弧形状にすると、現像ローラ上にトナーの薄層を長期に亘って安定に形成できる。
【０１８４】
また、トナー規制ブレードは、一般的に、現像ローラの軸方向に複数のねじを用いて固定される。トナー規制ブレードを固定するねじの圧力分布が不均一になった場合、ブレード先端部が平板形状では、軸方向の剛性が小さいため、固定部の圧力分布の不均一さが現像ローラの狭い範囲に伝達するので、現像ローラとブレードとの間の圧力の不均一さによりトナーの濃度むらを生じ易い。
【０１８５】
これに対して、本発明の半円弧形状の先端部の場合、ブレードの軸方向の剛性が平板形状と比べ大きいので、固定部の圧力分布に不均一さがあったとしても、その不均一さは現像ローラの広い範囲に分散する。結果として、ブレードと現像ローラとの間の軸方向の圧力分布をほぼ均一にすることができる。
【０１８６】
現像ローラにトナーの薄層を形成する場合、現像ローラよりも供給ローラ６２が早く回転すると、現像ローラ６１の表面にトナーを多量に供給できる。現像ローラ表面に多量に供給されたトナーのうち不要なトナーは、トナー規制ブレードの２回目の折り曲げ部で掻き取られる。その結果、掻き取られた不要なトナーが接触部周辺に残留することになる。
【０１８７】
そこで、残留トナーを効率よく循環させる方法として、まず、現像ローラの軸中心から現像ローラの軸中心を通る垂線に対する角度θ３が少なくとも１０°から６０°の範囲となるように、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部を規定し、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部周辺に滞留しているトナーが重力の補助を得られやすくし、滞留しているトナーの循環を促進させる。
【０１８８】
次に、トナー規制ブレードのアーム部の長さを少なくとも１.５ｍｍ以上とし、現像ローラとトナー規制ブレードとの接触部から現像ローラの回転方向上流の現像ローラとトナー規制ブレードのアーム部およびばね部とで構成される空間(循環空間)を十分に確保し、残留トナーがトナー規制ブレードと現像ローラとの接触部周辺に滞留して発生するブレードまたはローラへのトナーフィルミングを抑制できる。
【０１８９】
トナー規制ブレードの折り曲げ加工部の折り曲げ角θ１は、トナー規制ブレードの接触部よりも先にある平面部が現像ローラに接触しないために、９０゜未満の鋭角とすることがより望ましい。
【０１９０】
また、現像ローラとトナー規制ブレードの接触部との角度θ２と、トナー規制ブレードのばね部とアーム部の延び出し角度θ３には、θ２≧θ３が成り立つ。
【０１９１】
さらに、トナー規制ブレードのトナーが循環する下方は、トナーが付着すると、トナーの循環空間が減少するおそれがあるので、例えばテフロン（登録商標）樹脂の薄層塗布処理を施すなどの化学処理プロセスにより、トナーの付着を防止するコーティングをしておく方法もある。
【０１９２】
なお、トナー規制ブレードを熱伝導性の比較的良いＳＵＳやりん青銅などのばね材の折り曲げ加工で形成すると、現像ローラとの接触部における熱を冷却するヒートシンクとしての役目をトナー規制ブレードに持たせることもできる。
【実施形態１０】
【０１９３】
図１３は、トナー規制ブレードの取り付け手段のバリエーションを示す図である。
【０１９４】
図１２のトナー規制ブレードの取り付け手段は、トナー規制ブレード端部を２つのＬ字プレートで挟む構造を採用し、構造を強化するとともに、トナー規制ブレードを現像器から着脱できるようにしていた。
【０１９５】
図１３Ａの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部をもう一度折り曲げ加工した後に、２つのＬ字プレートで挟み、固定ねじで水平方向に固定してあるので、高さ方向の厚さを削減できる。図１３Ａでは、ねじを右側から締め付けてあるが、左側から締め付けてもよい。
【０１９６】
図１３Ｂの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部をもう一度折り曲げ加工した後に、Ｌ字プレートと平板プレートで挟み、固定ねじで水平方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｂでは、ねじを右側から締め付けてあるが、左側から締め付けてもよい。
【０１９７】
図１３Ｃの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部を２回折り曲げ加工した後に、２つのＬ字プレートで挟み、固定ねじで垂直方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｃでは、ねじを上側から締め付けてあるが、下側から締め付けてもよい。
【０１９８】
図１３Ｄの取り付け手段は、トナー規制ブレードの後端部を２回折り曲げ加工した後に、Ｌ字プレートと平板プレートで挟み、固定ねじで垂直方向に固定してあるので、高さ方向の厚さをより一層削減できる。図１３Ｄでは、ねじを上側から締め付けてあるが、下側から締め付けてもよい。
【実施形態１１】
【０１９９】
図１４は、現像器先端部とトナー収容部とが分離可能な現像手段の実施形態の具体的構造を示す図である。
【０２００】
トナー規制ブレードおよび取り付け手段に関する上記各実施形態によれば、トナーフィルミング現象や、トナー規制力不足による通過トナーの増加およびトナー帯電量不足現象などが実質的に無い現像器先端部７１を備えた現像手段６０が得られる。
【０２０１】
このような現像器先端部７１は、従来と比較して、大幅に長い寿命を期待できるので、トナーが消耗するたびにトナー収容部とともに交換する必要はない。
【０２０２】
そこで、実施形態１１においては、現像手段６０の現像器先端部７１が、電子写真装置本体に固定され、現像手段６０のトナー収容部６５のみが、電子写真装置本体に着脱される構造を採用した。
【０２０３】
実施形態１１によれば、トナーが消耗したら、現像手段６０のトナー収容部６５のみを交換すればよいから、ランニングコストを低減できる。
【０２０４】
上記各実施形態によれば、トナー規制ブレードの固定端と現像ローラとの接触点を結ぶ直線が、中間転写ベルト４４または用紙搬送ベルト４４ａに立てられた法線に沿うように、板ばねで形成されたトナー規制ブレードを配置したので、現像器先端部を薄くできる。
【０２０５】
また、画像形成手段７０の積み重ねピッチと関係なく、板ばねの長さを確保することが容易になり、ばね定数を低下させ、ばねの取り付け位置の誤差，ばねの反り，ばねの変形による現像ローラへの押圧力のばらつきを抑制し、安定したトナー薄層を形成できる。
【０２０６】
上記各実施形態によれば、現像器先端部を薄型にして、ＬＥＤアレイなどの露光手段を現像器先端部分とトナー収容部分で形成される空間に配置できる。その結果、感光体，帯電手段，露光手段，現像手段，クリーナ手段を含む画像形成手段７０を上下に積み重ねた際の縦方向ピッチ、または、画像形成手段７０を水平方向に積み重ねた際の横方向ピッチを小さくでき、複数の感光体を用いる場合でも、高速印字可能で小型な画像形成装置や小型なカラータンデム型プリンタを提供できる。
【０２０７】
また、トナーが消耗して現像器を交換する際には、現像器を直線的に抜き出し／挿入する動作で現像器を交換できる。このような直線的動作は最も容易な動作であり、エンドユーザがトナー切れで現像器６０を交換する作業が容易になり、使い勝手が良くなる。
【符号の説明】
【０２０８】
１ 用紙(記録媒体)
２ 用紙カセット
３ 用紙分離手段
４ 搬送手段
５ 搬送路
６ 開閉扉
７ 回動支点
８ 用紙位置検出手段
９ レジストローラ
４０ 感光体ドラム
４１ 帯電手段
４２ 露光手段
４３ クリーナ手段
４４ 中間転写ベルト
４５ 駆動ローラ
４６ 張力調整ローラ
４７ 第１転写ローラ
４８ 転写クリーニング手段
４９ クリーニングブレード
５０ 第２転写ローラ
５１ 定着手段
５２ 排紙ローラ
５３ 排紙トレイ
６０ 現像手段
６１ 現像ローラ
６２ 供給ローラ
６３ トナー規制ブレード
６４ トナー規制ブレード取り付け手段
６５ トナー収容部
６６ トナー
６７ 攪拌手段
７０ 画像形成手段
７１ 現像器先端部
１００ ケース
１１１ ガイド溝
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０９】
【特許文献１】特開平０８−１３７１７９号公報(第３〜４頁，図１)
【特許文献２】特開２００１−３５６５４８号公報(第４〜６頁，図１)
【特許文献３】特開２００１−２９６７１３号公報(第６頁，図３)
【特許文献４】特開平０５−０１１５８４号公報(第３頁，図１)
【特許文献５】特開平１１−３４４８５８号公報(第８頁，図１)
【特許文献６】特開平１１−１６７２７８号公報(第１０頁，図１)
【特許文献７】特開平０２−１３５４７０号公報(第３頁，図２)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に感光層を備えた感光体ドラムと、前記感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記感光層を画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、前記複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に前記感光体ドラムを接触させ前記直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、前記複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、
前記現像手段が、前記感光体ドラムと接触して回転し前記感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，前記現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して前記現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、前記現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、
前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の前記現像器先端部の厚さが、前記移動方向の前記トナー収容部の厚さよりも小さく、
前記露光手段が、前記現像器先端部の厚さが小さくなっている個所に配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードは、前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から前記現像ローラに接触するように配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子写真装置において、
前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の前記現像器先端部の厚さと前記移動方向の前記露光手段の厚さとの和が、前記感光体ドラムの直径の２倍以下であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子写真装置において、
隣接した前記現像器先端部とトナー収容部とから形成される空間に、前記画像形成手段または前記現像手段に隣接して配置された別のカラートナーを用いる画像形成手段の露光手段と帯電手段とを配置したことを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子写真装置において、
前記現像手段の現像器先端部が、前記電子写真装置本体に固定され、
前記現像手段のトナー収容部のみが、前記電子写真装置本体に着脱されることを特徴とする電子写真装置。
【請求項６】
表面に感光層を備えた感光体ドラムと、前記感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記感光層を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、前記複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に前記感光体ドラムを接触させ前記直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、前記複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、
前記現像手段が、前記感光体ドラムと接触して回転し前記感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，前記現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して前記現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、前記現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、
前記トナー規制ブレードは、前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から前記現像ローラに接触するように配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードが、少なくとも１つの折り曲げ部を形成したばね板からなり、
前記トナー規制ブレードの接触部と前記現像ローラとが、前記現像ローラの軸中心から現像ローラの回転上流方向に約１０〜６０°の位置で接触していることを特徴とする電子写真装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの断面形状が√記号形であり、
第１の折り曲げ部の先に所定長さのアームを有し、
前記アームの先に曲率半径が０.２〜１.０ｍｍの第２の折り曲げ部があり、
第２の折り曲げ部の先に数ｍｍの長さのアームを形成したことを特徴とする電子写真装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードと前記現像ローラとの接触部から前記現像ローラ回転上流方向に形成され前記現像ローラと前記トナー規制ブレードとに挟まれた空間がトナー循環に十分な広さを有し、
前記トナー規制ブレードのばね部と接触部との間のアームの長さが少なくとも１.５ｍｍ以上あることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの接触部を形成している一体形成の折り曲げ部の角度θ１が、９０°未満の鋭角であり、
前記トナー規制ブレードの現像ローラ接触部につながるアームの起点から前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分に対して並行に引いた線から前記現像ローラとの接触部への角度θ２と、前記現像ローラの軸中心から前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分に対して並行に引いた線から現像ローラ中心と現像ローラと前記トナー規制ブレードとの接触部に至る線の角度θ３との間にθ２≧θ３の関係があることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードが、折り曲げ加工された熱伝導性の良いＳＵＳやりん青銅などのばね材からなることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの現像ローラとの接触部から取り付け手段までの間でトナーが接触しまたは循環するばね板部材にトナー付着を抑制するコーティングをしたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の電子写真装置において、
前記現像手段の現像器先端部が、前記電子写真装置本体に固定され、
前記現像手段のトナー収容部のみが、前記電子写真装置本体に着脱されることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１】
表面に感光層を備えた感光体ドラムと、前記感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記感光層を画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、前記複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に前記感光体ドラムを接触させ前記直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、前記複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、
前記現像手段が、前記感光体ドラムと接触して回転し前記感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，前記現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して前記現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、前記現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、
前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の前記現像器先端部の厚さが、前記移動方向の前記トナー収容部の厚さよりも小さく、
前記露光手段が、前記現像器先端部の厚さが小さくなっている個所に配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードは、前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から前記現像ローラに接触するように配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子写真装置において、
前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの移動方向の前記現像器先端部の厚さと前記移動方向の前記露光手段の厚さとの和が、前記感光体ドラムの直径の２倍以下であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子写真装置において、
隣接した前記現像器先端部とトナー収容部とから形成される空間に、前記画像形成手段または前記現像手段に隣接して配置された別のカラートナーを用いる画像形成手段の露光手段と帯電手段とを配置したことを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子写真装置において、
前記現像手段の現像器先端部が、前記電子写真装置本体に固定され、
前記現像手段のトナー収容部のみが、前記電子写真装置本体に着脱されることを特徴とする電子写真装置。
【請求項６】
表面に感光層を備えた感光体ドラムと、前記感光層を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記感光層を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段とを含む画像形成手段を複数備え、前記複数の画像形成手段が、駆動ローラと従動ローラとに張り渡されて回転する無端の中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の外周面に前記感光体ドラムを接触させ前記直線状部分に沿って互いに重ね合って配置され、前記複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトを介してまたは媒体に直接転写してカラー画像を形成する電子写真装置において、
前記現像手段が、前記感光体ドラムと接触して回転し前記感光体ドラムの表面にトナー薄層を形成する現像ローラ，前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラ，前記現像ローラ外周面と所定圧力で線状に接触して前記現像ローラ表面にトナー薄層を形成するトナー規制ブレードを含む現像器先端部と、前記現像器先端部に結合されトナーを収納するトナー収容部とを備え、
前記トナー規制ブレードは、前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分の法線に沿う方向に延び、現像ローラの回転へのfollowing方向から前記現像ローラに接触するように配置されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードが、少なくとも１つの折り曲げ部を形成したばね板からなり、
前記トナー規制ブレードの接触部と前記現像ローラとが、前記現像ローラの軸中心から現像ローラの回転上流方向に約１０〜６０°の位置で接触していることを特徴とする電子写真装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの断面形状が√記号形であり、
第１の折り曲げ部の先に所定長さのアームを有し、
前記アームの先に曲率半径が０.２〜１.０ｍｍの第２の折り曲げ部があり、
第２の折り曲げ部の先に数ｍｍの長さのアームを形成したことを特徴とする電子写真装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードと前記現像ローラとの接触部から前記現像ローラ回転上流方向に形成され前記現像ローラと前記トナー規制ブレードとに挟まれた空間がトナー循環に十分な広さを有し、
前記トナー規制ブレードのばね部と接触部との間のアームの長さが少なくとも１.５ｍｍ以上あることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの接触部を形成している一体形成の折り曲げ部の角度θ１が、９０°未満の鋭角であり、
前記トナー規制ブレードの現像ローラ接触部につながるアームの起点から前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分に対して並行に引いた線から前記現像ローラとの接触部への角度θ２と、前記現像ローラの軸中心から前記中間転写ベルトまたは媒体搬送ベルトの直線状部分に対して並行に引いた線から現像ローラ中心と現像ローラと前記トナー規制ブレードとの接触部に至る線の角度θ３との間にθ２≧θ３の関係があることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードが、折り曲げ加工された熱伝導性の良いＳＵＳやりん青銅などのばね材からなることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子写真装置において、
前記トナー規制ブレードの現像ローラとの接触部から取り付け手段までの間でトナーが接触しまたは循環するばね板部材にトナー付着を抑制するコーティングをしたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の電子写真装置において、
前記現像手段の現像器先端部が、前記電子写真装置本体に固定され、
前記現像手段のトナー収容部のみが、前記電子写真装置本体に着脱されることを特徴とする電子写真装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２０５１７９（Ｐ２００９−２０５１７９Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２５６６（Ｐ２００９−１４２５６６）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【分割の表示】特願２００３−２０４６８４（Ｐ２００３−２０４６８４）の分割
【原出願日】平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【分割の表示】特願２００３−２０４６８４（Ｐ２００３−２０４６８４）の分割
【原出願日】平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]