JP2002207371A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間転写体に転写ローラを接触／退避させると
きに発生する中間転写体の回転速度変動を低減し、画像
ずれ等の画像欠陥をなくす。 【解決手段】転写ローラを回転軸方向に徐々に接触させ
る転写ローラ離接機構を設ける。 【効果】転写ローラが中間転写体に接触／退避する時の
衝撃を緩和することによって中間転写体の速度変動を押
さえ、高画質記録を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，プリン
タ，ファックス等の画像形成装置に関して適用できるも
のである

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式では、感光体上に画像デー
タに対応した静電潜像を形成するとともに、帯電した粒
子であるトナーを静電潜像の電位パターンに対応させて
感光体上に付着させることで潜像をトナー画像として可
視化し、このトナー画像を用紙などの記録媒体に転写し
て用紙上に画像を形成する。このプロセスでカラー画像
を形成する場合は、複数色のトナー、例えばイエロー，
マゼンタ，シアン等の色トナーを重ね合わせて画像を形
成しなくてはならない。

【０００３】カラー画像を形成する画像形成装置では、
この各色のトナー画像を重ね合わせる方法が重要であ
り、様々な方法が提案されている。

【０００４】その中の一つの方式である中間転写体方式
は、特開平８−１３７１７９号公報に記載の通り、感光
体の周りに各々異なる色トナーを現像する複数個の現像
器と中間転写体を配置し、感光体上に形成したトナー画
像を中間転写体上に転写し、これを各色毎に繰り返して
複数の色トナーを中間転写体上で重ね合わせた後、中間
転写体上のトナー画像を用紙に転写してカラー画像を出
力する方式である。

【０００５】上記中間転写方式は、小型化が容易，多種
多様な記録媒体に安定して高画質記録が可能であるとい
う観点から、現在各種製品に適用されている方式であ
る。

【０００６】中間転写体方式では、各色トナー画像を中
間転写体上に重ね合わせた後、記録媒体に転写するた
め、中間転写体上には厚さの異なるトナー画像が形成さ
れている。従って、記録媒体へのトナーの転写を高効率
かつ安定に行うためには、記録媒体を機械的に中間転写
体に接触させて転写を行う転写方式を採用するのが望ま
しい。この様な転写方式には、弾性体で覆われたローラ
形状の部材を用いて記録媒体を中間転写体に押し付けて
転写するローラ転写方式や、ベルト形状の部材を用いて
記録媒体を中間転写体に押し付けて転写するベルト転写
方式がある。

【０００７】これらの転写方式は、転写手段が直接中間
転写体と接触するため、中間転写体上に感光体から各色
のトナー画像を重ねている間は、これらの転写手段を中
間転写体から退避させる必要がある。

【０００８】このため、中間転写体方式であり、且つロ
ーラ転写，ベルト転写方式を用いているカラー画像形成
装置では、転写手段を中間転写体に接触／退避させる機
構が設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様に、転写手段を中間転写体に接触／退避させると、中
間転写体の回転状態，駆動状態に変動を与えることにな
るため、この変動によって画像欠陥が発生する場合があ
る。例えば、連続で印刷している場合では、中間転写体
上のトナー画像を記録媒体に転写している最中でも、感
光体に画像を露光している場合や、感光体上に形成した
潜像を現像している場合がある。この時に、中間転写体
に転写手段を接触／退避させると、接触時の衝撃によっ
て中間転写体の表面速度に速度変動が発生し、この速度
変動が感光体等に影響して感光体の表面速度に速度変動
を与え、露光部での露光むらや、現像むらなどを発生さ
せる。

【００１０】上記のような画像欠陥は、転写手段を接触
／退避する時は感光体への画像形成を中断する方法、転
写手段を接触／退避させる時は用紙間などの非印字領域
が露光部になるようにプロセスを配置する方法、中間転
写体の慣性を大きくして転写手段接触／退避時の衝撃の
影響を少なくする方法などで回避することが可能であ
る。しかしながら、上記方法では、印刷速度の低下，装
置の大型化，複雑化を招く結果となり、小型・低価格の
画像形成装置を提供する上では大きな問題となる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために考案されたものであり、トナー画像を保持
するトナー画像担持体と、前記トナー担持体に圧着させ
るとともに圧着部に記録媒体を通過させて前記トナー担
持体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段を前記トナー担持体に接触／待避させる離
接手段を有する画像形成装置において、前記離接手段
が、前記転写手段の接触／退避時に、前記トナー担持体
と前記転写手段の間の圧着部を記録媒体の幅方向に徐々
に形成／消滅させる機構とするものである。

【００１２】また、トナー画像を保持するトナー画像担
持体と、前記トナー担持体に圧着させるとともに圧着部
に記録媒体を通過させて前記トナー担持体上のトナー画
像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段を前
記トナー担持体に接触／待避させる離接手段を有する画
像形成装置において、前記転写手段が弾性体で覆われた
ローラ形状の部材であるとともに、前記離接手段に前記
転写手段表面が前記トナー担持体と接触／退避するタイ
ミングに前記転写手段の回転軸方向で差を付ける機構を
有するものである。

【００１３】上記構成とすることにより、簡単な構成で
接触／退避時に転写手段が中間転写体に与える衝撃を低
下させることが可能であり、課題の所で述べた画像欠陥
の発生を押さえることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面を用
いて説明する。

【００１５】図１に、本発明の１実施例である画像形成
装置の横断面図を示す。図に従って、装置の構造につい
て説明する。

【００１６】本体中央部には、縦に長く張った感光体ベ
ルト１を、感光体ベルト１の一方の面には４つの現像器
３を縦に積層して配置し、感光体ベルト１のもう一方の
側に中間転写ドラム２を配置している。

【００１７】感光体ベルト１の周りには図中矢印で示す
回転方向に沿って、帯電器４，露光器５，現像器３ａ，
現像器３ｂ，現像器３ｃ，現像器３ｄ，中間転写ドラム
２，イレーズランプ６，感光体クリーナ７を配置してい
る。

【００１８】また、中間転写ドラム２の周りには回転方
向に沿って、感光体ベルト１，転写ローラ８，剥離装置
９，中間転写ドラム２クリーナを配置している。

【００１９】記録媒体を搬送する搬送経路は、本体下部
に配置している用紙カセット１０から中間転写ドラム２
の外側を通って本体上面に排出する構成としており、そ
の搬送経路に沿って、用紙カセット１０，給紙ローラ１
１，レジストローラ１２，転写ローラ８，剥離装置９，
定着器１３を配置している。

【００２０】次に、各プロセス部品の構成について説明
する。

【００２１】感光体ベルト１は、基材表面を導電層，感
光層で覆ったベルト形状の感光体を複数本のローラで張
架したものであり、トナーの現像，中間転写ドラム２へ
の転写を行うために導電層に規定の電位を与えている。

【００２２】中間転写ドラム２は、円筒形状の導電性基
材、例えばアルミニウムなどの金属素管、とその表面を
覆う半導電性の抵抗層で構成しており、感光体からのト
ナーの転写，用紙への転写を行うために導電性基材に規
定の電位を与えている。

【００２３】４つの現像器３は、カラー画像を形成する
ために必要なイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの
４つのトナーに対応しており、それぞれトナーを格納す
るとともに、トナーを帯電して感光体ベルト１表面に規
定量を供給する。

【００２４】帯電器４は、コロナ帯電器もしくはローラ
帯電器であり、感光体ベルト１表面を規定電位に帯電す
る。

【００２５】露光器５は、レーザを走査するレーザ露光
器もしくはＬＥＤをアレイ状に配置したＬＥＤアレイ露
光器であり、帯電した感光体表面を印刷する画像データ
に対応させて露光し、静電潜像を形成する。

【００２６】イレーズランプ６は、ＬＥＤランプであ
り、感光体ベルト１表面に残留している電荷を光露光に
よって除去する。

【００２７】感光体クリーナ７は、感光体ベルト１から
中間転写ドラム２にトナーを転写した後で感光体ベルト
１表面に残留しているトナーを除去するために設けてい
て、弾性体ブレードでトナーを感光体表面から掻き取る
ブレードクリーナを用いている。

【００２８】転写ローラ８は、中間転写ドラム２上のト
ナー画像を用紙に転写するために設けてあり、金属軸１
４とそれを覆う半導電性の弾性層１５で構成している。
中間転写ドラム２から用紙へトナーを転写する際には、
転写ローラ８を中間転写ドラム２に押し付け、用紙を接
触部に通過させるとともに金属軸１４に電位を与え、静
電的にトナーを用紙に転写させる。

【００２９】中間転写ドラム２上で各色のトナー画像を
重ね合わせている間は、中間転写ドラム２上のトナーを
乱さないために転写ローラ８を中間転写ドラム２上から
退避させる必要があるため、本実施例の画像形成装置で
は転写ローラ８を中間転写ドラム２から離接させる機構
を設けている。本発明は、この転写手段を接触／退避さ
せる方法に特徴があり、詳細は後で説明する。

【００３０】剥離装置９は、用紙が中間転写ドラム２に
吸着する原因である転写電荷を除電するＡＣ除電器もし
くは除電ブラシであり、用紙を中間転写ドラム２から引
き剥がすために設けている。

【００３１】用紙カセット１０は、用紙を格納するもの
である。

【００３２】給紙ローラ１１は、摩擦係数の大きな弾性
ローラであり、用紙カセット１０から用紙を引き出すた
めに設けている。

【００３３】レジストローラ１２は、用紙の先端を合わ
せるために設けているものであり、中間転写ドラム２上
のトナー画像の先端に合わせて用紙を転写ローラ８部に
送る様に動作させている。

【００３４】定着器１３は、表面が高温の一対のローラ
部材で構成し、用紙をそれらのローラの間を通過させ、
熱と圧力でトナーを定着する。

【００３５】次に上記画像形成装置の動作について説明
する。

【００３６】感光体ベルト１，中間転写ドラム２を回転
させると同時に感光体ベルト１表面を帯電器４で規定電
位に帯電する。帯電した感光体ベルト１表面を画像デー
タに対応させて露光器５で露光するが、最初は４色の中
の１色の画像（例えばイエロー）について露光し、感光
体ベルト１表面に静電潜像を形成する。その後、感光体
ベルト１上の静電潜像に対応する色トナーを格納してい
る現像器３を接触させて、トナー画像を形成し、感光体
ベルト１上に形成した画像を中間転写ドラム２へ転写す
る。引き続き感光体ベルト１上に２色目のトナー画像
(例えばマゼンタ)を形成し、中間転写ドラム２上の中間
転写ドラム２を１回転して、感光体ベルト１との接触部
に達した第１色目のトナー画像に重ねて転写する。以
後、この行程を第３色目（例えばシアン），第４色目
（例えばブラック）と繰り返して行い、中間転写ドラム
２上に４色のトナーが重なった画像を形成する。最後
に、中間転写ドラム２上に形成したトナー画像を、用紙
カセット１０から給紙した用紙に転写ローラ８で転写、
定着器１３を通して本体外部に出力する。

【００３７】次に、本発明の特徴である、転写ローラ８
の退避／接触機構について説明する。先にも述べたよう
に、本実施例の様な中間転写方式かつ接触転写方式を用
いている画像形成装置では、転写手段を中間転写体から
接触／退避させる機構が必要である。

【００３８】図２は、本実施例の転写ローラ８を中間転
写ドラム２に接触／退避させる離接機構を示した図であ
る。図２の離接機構は、転写ローラ８金属軸１４の両端
を指示する軸受け１６と、それぞれの軸受け１６を中間
転写ドラム２に向かって移動させる押し付け機構１７
ａ，１７ｂで構成している。押し付け機構１７ａ，17ｂ
は、ソレノイドやバネとストッパなどで構成され、印刷
プロセスを制御する制御部（不図示）が動作を制御して
いる。

【００３９】次に、図２の離接機構の動作について説明
する。

【００４０】図３は、時間に対する上記離接機構の動作
を示した図である。用紙が転写ローラ８部に到達する直
前の時間Ｔ１で、押し付け機構１７ａを動作させ、時間
を置いて時間Ｔ２で押し付け機構１７ｂを動作させる。
この様に転写ローラ８を接触させるタイミングを転写ロ
ーラ８の左右で変え、転写ローラ８を片方の側から接触
させることにより、転写ローラ８が中間転写ドラム２を
押す力の変化を時間に対してなだらかとすることができ
る。従って、中間転写ドラム２が受ける衝撃が小さくな
り、中間転写ドラム２の回転変動を押さえることができ
る。

【００４１】時間Ｔ３では、転写ローラ８部に用紙が到
達し、転写が始まる時間である。この時、転写ローラ８
を左右均一に接触させ、良好な転写が行えるようにして
いる。

【００４２】プロセスが進行し、用紙が転写ローラ８部
から離れる時間が時間Ｔ４である。用紙への転写終了後
は、次画像形成のため転写ローラ８を中間転写ドラム２
から退避させる。時間Ｔ５で押し付け機構１７ａを動作
させ、時間を置いて時間Ｔ６で押し付け機構１７ｂを動
作させる。転写ローラ８接触時と同様に転写ローラ８を
退避させるタイミングを転写ローラ８の左右で変え、転
写ローラ８を片方の側から中間転写ドラム２から離すこ
とにより、転写ローラ８が中間転写ドラム２を押す力の
変化を時間に対してなだらかとすることができる。従っ
て、中間転写ドラム２の回転変動を押さえることができ
る。

【００４３】時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６
の時間間隔は、退避時の転写ローラ８と中間転写ドラム
２の距離、押し付け機構１７の作動時間や押し付け速度
などによって決められるが、転写ローラ８の接触／退避
時は転写ローラ８が片側から接触／退避すること、用
紙、もしくは中間転写ドラム２上のトナー画像が転写ロ
ーラ８部にある場合には転写ローラ８を左右均等に押し
付けていることが重要である。

【００４４】上記のように、転写ローラ８を接触／退避
させる際に、転写ローラ８を片側から接触させることに
よって、転写ローラ８接触／退避による中間転写ドラム
２の回転速度変動を低減可能であり、中間転写ドラム２
回転速度変動による画像ずれや、中間転写ドラム２の回
転速度変動が感光体ベルト１の速度変動を発生させたこ
とによって生じる露光部での画像の伸び縮みや現像部で
のトナーの付着量むらの発生を押さえることができる。

【００４５】本発明の効果は、転写ローラ８を片側から
接触／退避させることができるならば図２以外の構成も
適用可能である。

【００４６】図４に図１の画像形成装置に適用した図２
と異なる構成の転写ローラ８離接機構について示す。

【００４７】図４の構成では、転写ローラ８金属軸１４
の両端を指示する軸受け１６と、それぞれの軸受け１６
を中間転写ドラム２に向かって移動させるカム１８ａ，
１８ｂと、カム１８ａ，１８ｂを連結するカム軸１９，
カム軸１９を回転させるカム軸駆動機構２０で構成して
いる。カム１８ａ，１８ｂは、それぞれ異なる形状とし
ており、カム１８ａをカム１８ｂより早く転写ローラ８
を中間転写ドラム２に離接する形状にしている。カム軸
駆動機構２０は、印刷プロセスを制御する制御部の信号
によって動作し、カム軸１９を回転させる。

【００４８】図４の構成においても、転写ローラ８を片
側から接触／退避させることができるため、転写ローラ
８を中間転写ドラム２に離接させる際に生じる画像欠陥
を防ぐことが可能である。

【００４９】図５は、図３，図４とは異なる転写ローラ
８離接機構の構成を示した図である。図５の離接機構で
は、転写ローラ８両端支持する転写ローラ保持部材２１
と、転写ローラ保持部材２１を中間転写ドラム２に押し
付ける弾性部材２２と、転写ローラ保持部材２１の両端
から中間転写ドラム２方向への転写ローラ保持部材２１
の移動を制限する一対のレバー２３ａ，２３ｂで構成し
ている。一対のレバー２３ａ，２３ｂは、本体筐体に回
転軸を固定したそれぞれの支点を通るレバー軸２４によ
って連結されており、一方のレバー２３ａを動かすレバ
ー駆動機構２５によってレバー２３を動作させ転写ロー
ラ８を中間転写ドラム２から離接する。一対のレバー２
３は、レバー軸２４に異なった角度で接合しており、転
写ローラ保持部材２１を、即ち転写ローラ８を左右異な
るタイミングで中間転写ドラム２から離接する。

【００５０】図５の構成においても転写ローラ８を片側
から接触／退避させることができるため、転写ローラ８
を中間転写ドラム２に離接させる際に生じる画像欠陥を
防ぐことが可能である。

【００５１】図５の構成においては、一対のレバー２３
をレバー軸２４に固定する角度を変えているが、レバー
２３の固定角度が同じであってもレバー軸２４に若干の
弾性を持たせることで、転写ローラ８を片側から接触さ
せる効果が発揮できる。図５の構成では、弾性部材２２
によって転写ローラ８支持部材に中間転写ドラム２方向
に荷重を加えているため、転写ローラ８を中間転写ドラ
ム２から退避させているときは、弾性部材２２の荷重が
中間転写ドラム２方向にレバー２３ａ，２３ｂに加わ
る。同時に転写ローラ８退避時は、レバー駆動機構２５
によってレバー２３ａが逆方向に荷重が加わる。このた
め、レバー軸２４に捻りが発生し、転写ローラ８退避時
は、レバー２３ｂ側の転写ローラ８が中間転写ドラム２
に近い位置で保持される。この状態で、レバー駆動機構
２５により転写ローラ８の接触動作を行うと、レバー２
３ｂ側の転写ローラ８がレバー２３ａ側より早く中間転
写ドラム２に接触することになり、以前に述べた構成と
同様に、転写ローラ８を片側から接触させることができ
るため、転写ローラ８を中間転写ドラム２に離接させる
際に生じる画像欠陥を防ぐことが可能である。

【００５２】ところで、上記離接機構は、本実施例の画
像形成装置で用いている転写ローラ８以外の転写手段、
例えばベルト形状の部材を複数個のローラ部材で張架し
た転写ベルトにおいても同様に適用可能であるととも
に、画像欠陥を低減する効果があることは明白である。

【００５３】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態で説明したよう
に、本発明を用いると、簡単な方法で、感光体，中間転
写体等のトナー像担持体上のトナー画像を記録媒体へ転
写する転写手段を接触／退避する離接機構を有する画像
形成装置において、転写手段の接触／退避時に発生する
トナー像担持体の表面速度変動を低減できるため、トナ
ー像担持体の表面速度変動に起因する画像のむらや伸縮
などの画像欠陥の発生を押さえることができる。従っ
て、低価格で高画質の画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例であるカラー画像形成装置の
横断面図である。

【図２】図１のカラー画像形成装置における転写ローラ
８の離接機構の構成を示した図である。

【図３】図１のカラー画像形成装置における図２とは異
なる転写ローラ８の離接機構の構成を示した図である。

【図４】図１のカラー画像形成装置における図２とは異
なる転写ローラ８の離接機構の構成を示した図である。

【図５】図１のカラー画像形成装置における図２，図４
とは異なる転写ローラ８の離接機構の構成を示した図で
ある。

【符号の説明】

１…感光体ベルト、２…中間転写ドラム、３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄ…現像器、４…帯電器、５…露光器、６…イ
レーズランプ、７…感光体クリーナ、８…転写ローラ、
９…剥離装置、１０…用紙カセット、１１…給紙ロー
ラ、１２…レジストローラ、１３…定着器、１４…金属
軸、１５…弾性層、１６…軸受け、１７ａ，１７ｂ…押
し付け機構、１８ａ，１８ｂ…カム、１９…カム軸、２
０…カム軸駆動機構、２１…転写ローラ保持部材、２２
…弾性部材、２３ａ，２３ｂ…レバー２４…レバー軸、
２５…レバー駆動機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 雅弘 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 斉藤 雅彦 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 福地 久仁夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H032 AA05 AA15 BA08 BA09 BA18 BA19 BA23 CA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー画像を保持するトナー画像担持体
   と、前記トナー担持体に圧着させるとともに圧着部に記
   録媒体を通過させて前記トナー担持体上のトナー画像を
   記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段を前記ト
   ナー担持体に接触／待避させる離接手段を有する画像形
   成装置において、前記離接手段が、前記トナー担持体と
   前記転写手段の間の圧着部を記録媒体の幅方向に徐々に
   形成／消滅させる機構を有することを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】トナー画像を保持するトナー画像担持体
   と、前記トナー担持体に圧着させるとともに圧着部に記
   録媒体を通過させて前記トナー担持体上のトナー画像を
   記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段を前記ト
   ナー担持体に接触／待避させる離接手段を有する画像形
   成装置において、前記転写手段が弾性層で覆われたロー
   ラ形状の部材、もしくは複数本のローラ部材で張架され
   たベルト形状の部材であるとともに、前記離接手段に前
   記転写手段回転軸方向の一方の端部を前記トナー担持体
   に接触させ、もう一方の端部を遅れて接触させる及び前
   記転写手段回転軸方向の一方の端部を前記トナー担持体
   から退避させ、もう一方の端部を遅れて退避させる機構
   を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】トナー画像を保持するトナー画像担持体
   と、前記トナー担持体に圧着させるとともに圧着部に記
   録媒体を通過させて前記トナー担持体上のトナー画像を
   記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段を前記ト
   ナー担持体に接触／待避させる離接手段を有する画像形
   成装置において、前記転写手段が弾性層で覆われたロー
   ラ形状の部材であるとともに、前記転写手段の両端に前
   記転写手段を前記トナー担持体方向に加重を加える加重
   部材と、前記転写手段の移動方向を前記トナー担持体の
   略中心方向に規制する転写手段保持部材を有し、前記離
   接手段を、前記転写手段の両端部の前記転写手段保持部
   材を動かす２つのレバーと、前記レバー部材の１つを動
   かすレバー稼働部材と、前記レバー同士を弱く結合する
   結合部材で構成する事を特徴とする画像形成装置。