JP2003162159A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003162159A
JP2003162159A JP2001360954A JP2001360954A JP2003162159A JP 2003162159 A JP2003162159 A JP 2003162159A JP 2001360954 A JP2001360954 A JP 2001360954A JP 2001360954 A JP2001360954 A JP 2001360954A JP 2003162159 A JP2003162159 A JP 2003162159A
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JP2001360954A
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Tomoe Ariga
友衛 有賀
Nobumasa Abe
信正 阿部
Yujiro Nomura
雄二郎 野村
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Seiko Epson Corp
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニップ部への流入部及び流出部に広がる空隙
部で放電現象やトナー像が所定の位置から飛び散る等の
好ましくない現象を引き起こし画像を劣化させるのを防
止する。 【解決手段】 可撓性を有する無端スリーブ状の画像転
写搬送手段18と、該画像転写搬送手段18に像担持体
17が接触して並列配置され潜像形成手段6により像担
持体上に形成された潜像を現像手段により現像する複数
の画像形成手段7と、各像担持体が画像転写搬送手段に
接触する位置の裏側に配置され転写バイアスを印加する
転写バイアス印加手段16とを備え、画像転写搬送手段
18は、少なくとも2本のローラにより張架して各像担
持体17との配置関係に応じて所定のニップ幅を形成し
て接触させ、転写バイアス印加手段16は、ニップ幅よ
り狭い領域で画像転写搬送手段18に接触して転写バイ
アスを印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可撓性を有する無端ス
リーブ状の画像転写搬送手段と、該画像転写搬送手段に
像担持体が接触して並列配置され潜像形成手段により像
担持体上に形成された潜像を現像手段により現像する複
数の画像形成手段と、各像担持体が画像転写搬送手段に
接触する位置の裏側に配置され転写バイアスを印加する
転写バイアス印加手段とを備え、各画像形成手段の現像
されたトナー像を画像転写搬送手段に順次重ねて転写す
るように構成した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には大別
して、各画像形成ステーションを列状に複数配置してお
き、記録紙を搬送ベルトに静電吸着させ、記録紙を順
次、各ステーションへ当接させて搬送しながら、ステー
ションと記録紙の間へ静電転写力を印加して、複数色の
トナー像を記録紙へ直接転写しながら色重ねを行う紙搬
送方式と、各画像形成ステーションを列状に複数配置し
ておき、各ステーションへ誘電体で形成された中間転写
ベルトを当接させて搬送しながら、各ステーションで形
成したトナー像をステーションと中間転写ベルトの間へ
静電転写力を印加して順次、1次転写させて中間転写ベ
ルト上で色重ねを行い、さらに中間転写ベルトから記録
紙へ一括して2次転写する中間転写方式と、の2通りの
方式が採用されている。
【0003】上記紙搬送方式では記録紙を搬送ベルトへ
吸着させるための手段(ローラやブラシ)と高電圧供給
電源が必要であるが、中間転写方式ではこれらの手段や
電源が不要であると共に、紙搬送方式では記録紙のサイ
ズ、厚さ、種類に応じて各画像転写部へ印加する転写バ
イアスを厳密に制御する必要があるが、中間転写方式で
は、記録紙のこうした要因とは無関係に抵抗や厚さ、表
面粗さが一定の中間転写ベルトに対してトナー像の1次
転写を行い、その後、一括して記録紙へ2次転写を行う
際にのみ転写電圧または転写電流や当接圧といった転写
条件の管理を行えば良く、したがって中間転写方式には
優れる点が多い。
【0004】一方、各画像形成ステーションの配置方式
で分けると、各ステーションを水平方向に配置する方式
と、各ステーションを垂直方向に配置する方式があり、
前者は設置面積が大きいという欠点があり、後者は装置
の高さが高くなり机上への設置が困難であるという欠点
を有している。
【0005】そのために、従来、特開平11−9552
0号や特開平8−305115号において、各画像形成
ステーションを斜め方向に配置させる方式が知られてい
る。前者は、各画像形成ステーションに対応して露光装
置を備え、後者は、各画像形成ステーションに共通に露
光装置を備えたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
像担持体に接してトナー像を順次重ねて転写し画像を形
成搬送する搬送ベルトや中間転写ベルトからなる画像転
写搬送手段を用いた画像形成装置においては、第1の像
担持体で第1トナー像を転写する条件と、該第1トナー
像の上に次の第2の像担持体で第2トナー像を転写する
条件と、……第n−1トナー像の上に次の第nの像担持
体で第nトナー像を転写する条件とでは、それぞれ以前
に転写したトナー像の属性影響を受けて異なる場合が多
い。とりわけ、各像担持体と画像転写搬送手段との接触
圧力や接触形態、トナー像を転写する転写バイアスの印
加形態等は、上記のように複数の像担持体に接してトナ
ー像を順次重ねて転写する転写条件を決定付ける重要な
要件である。
【0007】図8はニップでの転写バイアスによる画像
の劣化現象を説明するための図である。一般的な例で
は、トナー像を担持搬送する像担持体に対して画像転写
搬送手段がニップを有して接するように、例えば図8に
示すようにゴム等の弾性を有する導電性ローラ16を画
像転写搬送手段18にfで押圧して画像転送搬送手段1
8と像担持体17との間に転写ニップを形成して転写バ
イアスを印加し像担持体17からトナー像Tを画像転写
搬送手段18に転写している。このとき、弾性を有する
導電性ローラ16から画像転写搬送手段18を介して流
れる転写電流は、弾性を有する導電性ローラ16と画像
転写搬送手段18との接触部から像担持体17までの電
流経路長が均一に構成されているので、略ニップ部全域
にわたって略均一な電流となる。
【0008】ところが画像転写搬送手段18のニップ部
への流入部及び流出部には徐々に広がる空隙部が形成さ
れているので、導電性ローラ16から印加される転写バ
イアスの電圧が高くなると、この空隙部で放電現象が発
生して、トナー像Tが所定の位置から飛び散る等の好ま
しくない現象を引き起こして画像を劣化させるという問
題が生じる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決するものであって、ニップ部への流入部及び流
出部に広がる空隙部で放電現象やトナー像が所定の位置
から飛び散る等の好ましくない現象を引き起こし画像を
劣化させるのを防止するものである。
【0010】そのために本発明は、可撓性を有する無端
スリーブ状の画像転写搬送手段と、該画像転写搬送手段
に像担持体が接触して並列配置され潜像形成手段により
前記像担持体上に形成された潜像を現像手段により現像
する複数の画像形成手段と、前記各像担持体が前記画像
転写搬送手段に接触する位置の裏側に配置され転写バイ
アスを印加する転写バイアス印加手段とを備え、前記画
像転写搬送手段は、少なくとも2本のローラにより張架
して前記各像担持体との配置関係に応じて所定のニップ
幅を形成して接触させ、前記転写バイアス印加手段は、
前記ニップ幅より狭い領域で前記画像転写搬送手段に接
触して転写バイアスを印加するように構成したことを特
徴とするものである。
【0011】前記配置関係は、前記画像転写搬送手段が
前記各像担持体に対して上側から接触するように配置
し、前記画像転写搬送手段が前記各画像形成手段の像担
持体に対して所定の巻き付け角度を有するように配置
し、前記画像転写搬送手段は、少なくとも前記各像担持
体と接する表面部に導電層を有し、該導電層を介して通
電可能に構成し、導電体で通電可能に構成したことを特
徴とするものである。
【0012】前記画像転写搬送手段は、前記各像担持体
との接触部の裏側に前記画像転写搬送手段の移動に従動
して回転する導電性ローラや、導電性弾性部材、導電性
ブラシからなる転写バイアス手段を配置したことを特徴
とするものである。
【0013】前記各画像形成手段及び前記画像転写搬送
手段は、前記画像転写搬送手段の下面で前記像担持体が
接触する位置に配置され、前記画像転写搬送手段は、中
間転写媒体や、表面にシート材を吸着して搬送移動し、
該シート材の表面にトナー像を順次重ねて転写して画像
を形成搬送するシート材搬送媒体であることを特徴とす
るものである。
【0014】
【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は本発明に係る画像形成装
置の1実施の形態を示す全体構成の模式的断面図、図2
は像担持体に対する画像転写搬送手段の巻き付け角度と
張力により付与される接触圧を説明するための図、図3
は1次転写バイアス印加手段の構成例を示す図、図4及
び図5はニップより狭い領域でバイアスを印加したとき
の1次転写バイアス印加手段から像担持体までの電流経
路を示す図である。図中、1は画像形成装置、2はハウ
ジング、3は扉体、6は露光ユニット、7は画像形成ユ
ニット、9は転写ベルトユニット、10は給紙ユニッ
ト、11は紙搬送ユニット、15はクリーニング手段、
17は像担持体、18は画像転写搬送手段、20は現像
手段、21はスキャナ手段、21bは回転多面鏡、40
は定着手段を示す。
【0015】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2と、ハウジング2の上部に形成され
た排紙トレイ2aと、ハウジング2の前面に開閉自在に
装着された扉体3を有し、ハウジング2内には、露光ユ
ニット(露光手段)6、画像形成ユニット7、画像転写
搬送手段を有する転写ベルトユニット9、給紙ユニット
10が配設され、扉体3内には紙搬送ユニット11が配
設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な
構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して
修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【0016】画像形成ユニット7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),M(マゼンタ),C(シア
ン),K(ブラック)を備えている。そして、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17と、像担持体17の周囲に配
設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段19および
現像手段20を有する。これら各画像形成ステーション
Y,M,C,Kは、転写ベルトユニット9の下側に斜め
アーチ状のラインに沿って像担持体17が上向きになる
ように並列配置されている。なお、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。
【0017】転写ベルトユニット9は、ハウジング2の
下側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12と、駆動ローラ12の斜め上方に配設さ
れる従動ローラ13と、バックアップローラ(テンショ
ンローラ)14と、これら3本、少なくとも2本のロー
ラ間に張架されて図示矢印方向(反時計方向X)へ循環
駆動される中間転写ベルトからなる画像転写搬送手段1
8と、画像転写搬送手段18の表面に当接するクリーニ
ング手段15とを備えている。従動ローラ13、バック
アップローラ14および画像転写搬送手段18は、駆動
ローラ12に対して図で左側に傾斜する方向に配設さ
れ、これにより画像転写搬送手段18駆動時のベルト搬
送方向Xが下向きになるベルト面18aが下方に位置
し、搬送方向が上向きになるベルト面18bが上方に位
置するようにされている。
【0018】したがって、各画像形成ステーションY,
M,C,Kも駆動ローラ12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。そして、像担持体17
は、アーチ状のラインに沿って画像転写搬送手段18の
搬送方向下向きのベルト面18aに接触され、図示矢印
に示すように画像転写搬送手段18の搬送方向に回転駆
動される。可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬
送手段18は、像担持体17に対して上側から被せるよ
うに略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体
17と画像転写搬送手段18との間の接触圧やニップ幅
は、テンションローラ14により画像転写搬送手段18
に付与される張力、像担持体17の配置間隔、巻き付け
角度(アーチの曲率)などを制御することにより調整す
ることができる。
【0019】駆動ローラ12は、2次転写ローラ39の
バックアップローラを兼ねている。駆動ローラ12の周
面には、例えば厚さ3mm程度、体積抵抗率が105 Ω
・cm以下のゴム層が形成されており、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39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12に高摩擦かつ衝撃吸収性を有す
るゴム層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画像転写搬送手段18に伝達しにく
く、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ロ
ーラ12は、その径を従動ローラ13、バックアップロ
ーラ14の径より小さくすることにより、2次転写後の
記録紙が記録紙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13を後述するクリーニング手
段15のバックアップローラとして兼用させている。
【0020】なお、画像転写搬送手段18を駆動ローラ
12に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに
対応して各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動
ローラ12に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアー
チ状に沿って、つまり、図1と左右対象に配設してもよ
い。
【0021】次に、像担持体17に対する画像転写搬送
手段18の巻き付け角度と張力により付与される接触圧
を説明する。例えば図2に示すように、バックアップロ
ーラ14をテンションローラとして画像転写搬送手段1
8に対し図示ローラの付勢力Fにより張力Pを付与する
と、像担持体17に対する画像転写搬送手段18の巻き
付け角度αに応じて、接触圧fは、張力Pの分力として
f=P・sinαで求められる。この接触圧fが像担持
体17と画像転写搬送手段18の下面18aとの間に付
与されることになる。したがって、ローラの付勢力Fに
より張力Pを調節すれば、接触圧fを調節することがで
き、また、像担持体17に対する画像転写搬送手段18
の巻き付け角度αを調節することによっても、接触圧f
を調節することができる。同時に、像担持体17に対す
る画像転写搬送手段18の巻き付け角度αを調節する
と、ニップ幅Lも調節することができる。また、像担持
体17に対してそれぞれ異なる画像転写搬送手段18の
巻き付け角度αにすると、その角度に応じて異なる接触
圧f及びニップ幅Lが実現できる。
【0022】例えば張力Pは、画像転写搬送手段18の
安定走行に要する所望の値に設定し、ニップ部に作用す
る接触圧fは、像担持体17の中心同士に設けた線のな
す角度(巻き付け角度)αを調節することによって所望
の値を得ることができる。可撓性を有する無端スリーブ
状の画像転写搬送手段18の安定走行に要する張力P
は、その材質特性によって設定すればよいが、剛性の大
きな材質では、張力Pを大きくして張架状態を安定させ
る必要があるが、ローラに巻き付く部分での永久歪み、
クリープを残さない範囲の張力に設定することが望まし
い。逆に、剛性の小さな材質では、張力を小さくしても
容易に張架状態の安定化が可能になるとともに、ローラ
に巻き付く部分での永久歪み、クリープに対しても許容
範囲が大きい。しかし、ローラに張架されて駆動される
時に安定駆動される駆動力に応じた張力に設定すること
が望ましい。
【0023】画像転写搬送手段の好適な素材としては、
PC樹脂、PET樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹
脂、シリコン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹
脂等があり、当然のことながら、導電性や剛性等、また
は表面粗度、摩擦係数等を所望の特性に設定する目的
で、対応する添加剤などを添加することもよい、また、
剛性に関しては、厚さの設定によって所望の剛性に設定
することもできる。
【0024】実施例では、比較的剛性が小さくて永久歪
み、クリープを残さないウレタン樹脂及びポリエーテル
樹脂によって画像転写搬送手段を形成し、ローラの付勢
力Fにより張力Pを40N、像担持体の巻き付け角度α
を4°に設定してニップ部に作用する接触圧fを焼く
2.8N(=40N×sin4°)として安定した転写
条件を設定した。しかし、上記の素材を勘案すると、ロ
ーラの付勢力Fにより張力Pを10N〜100N、像担
持体の巻き付け角度αを0.5°〜15°のそれぞれの
組み合わせを設定すれば、所望の転写条件の設定が可能
であることが確認された。
【0025】上記のように本実施形態の画像形成装置で
は、複数の像担持体17を並列配置し、各像担持体17
に対して所定の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有
する無端スリーブ状の画像転写搬送手段18を接触配置
して少なくとも2本のローラ12、13に張架して回転
駆動し、画像転写搬送手段18には、いずれかのローラ
12、13によって張力を付与して像担持体17のトナ
ー像を順次重ねて転写する構造に構成する。このように
すると、巻き付け角度に応じて像担持体17と画像転写
搬送手段18との接触部には、容易に所定のニップが形
成されるとともに、その接触部の接触圧力も巻き付け角
度に応じて付与される。
【0026】1次転写部材16は、トナー像を順次重ね
て転写して画像を形成する転写バイアス印加手段とし
て、画像転写搬送手段18の内側に接する位置に配置し
ているが、上記のような接触圧fの付与により、転写ニ
ップを形成するための押圧力の付与は必要ない。1次転
写部材16は、単に画像転写搬送手段18への通電を確
保可能な手段として軽く接触すればよいので、例えば図
3の16a〜16cに示すように画像転写搬送手段に接
して従動回転する導電性ローラやリジッドな接触子、あ
るいは板バネ等の導電性弾性部材、樹脂等の繊維群によ
って形成した導電性ブラシ等でも構成可能になる。しか
も、押圧力の付与が必要なくなるため、接触幅を狭くし
て図4及び図5に示すように1次転写部材16はニップ
より狭い領域で画像転写搬送手段18に接触して転写バ
イアスを印加するように構成することができる。画像転
写搬送手段18として、少なくとも各像担持体17と接
する表面部に導電層を有し、その導電層を介して通電可
能に構成した例を示したのが図4であり、導電体で通電
可能に構成した例を示したのが図5である。
【0027】このように1次転写部材16がニップ幅よ
り狭い領域で画像転写搬送手段18に接触して転写バイ
アスを印加するように構成すると、1次転写部材16か
ら画像転写搬送手段18を介して流れる転写電流は、図
4及び図5に示すように1次転写部材16から画像転写
搬送手段18との接触部から像担持体17までの電流経
路長が均一ではなくなる。すなわち、ワンポイントの接
触部からニップ部に最短経路の中央部分で大きな電流値
となり、外側部では電流経路長が長くなって、電流の分
布は、この経路長に反比例して電流値が低減していく。
したがって、画像転写搬送手段18のニップ部への流入
部及び流出部に形成された徐々に広がる空隙部では、転
写バイアス電圧を高くしても先に述べたような放電現象
は発生せず、トナー像が所定の位置から飛び散る等の好
ましくない現象がなくなり、画像の劣化がなくなる。さ
らには、1次転写部材16と画像転写搬送手段18との
摺動抵抗が少なくなるので、互いの寿命を向上させるこ
とができるばかりでなく、安価に構成できる。
【0028】一方、カラー画像形成装置では、複数の像
担持体にそれぞれ異なった色のトナー像を現像し、像担
持体と接触して駆動される画像転写搬送手段に各接触部
でトナー像を順次重ねて転写することにより、カラー画
像が形成される。この場合の複数色のトナー像の転写に
求められる転写能力は色特性によって異なる場合があ
る。即ち、第1のトナー像は、何もない状態、つまり先
に転写されたトナー像がない状態で転写するので、素直
な転写状態である。しかし、第2のトナー像は、第1の
トナー像の上かあるいは近傍に転写するので、少なから
ず先に転写した第1のトナー像の影響を受けた状態で転
写する。そのため好ましい転写条件は、第1のトナー像
の転写とは異なる場合が多い。同様に第N番目のトナー
像は、(N−1)番目以前に転写したトナー像の影響を
受けた状態で転写するので、好ましい転写条件は、順次
重ねて多層化していくにしたがって、第1のトナー像の
転写、第iのトナー像の転写とは異なり、転写性は低下
する。
【0029】したがって、転写順番に応じて像担持体か
ら画像転写搬送手段にトナー像を転写した後の転写残り
トナー量に差が生じたり、本来ならば像担持体から画像
転写搬送手段にトナー像を転写するものであるが、像担
持体から画像転写搬送手段が離れていく過程で転写バイ
アスの放電によって像担持体方向にトナー像を逆転写し
て転写残りトナーと合算される場合がある。このような
転写残りまたは逆転写トナーは、順次繰り返す画像形成
プロセスにおいて混色を引き起こすので、好ましくない
存在である。とりわけトナー特性の差異などにより、濃
厚な色は淡い色に比較して混色による画像への影響が大
きい。例えばトナー色として、Y(イェロー),M(マ
ゼンタ),C(シアン),K(ブラック)の4色を用い
た構成では、淡い色のYに比較して濃厚な色のKが混色
による画像への影響は大きい。
【0030】また、トナー像を順次重ねて転写すること
により多層化していくと、その多層化に従ってトナー層
が厚くなり、このトナー層厚の増加に応じて転写部位に
おける周速差が増加して転写時のトナーのズレ量が大き
くなる。つまり、第1のトナー像の転写位置から第N番
目のトナー像の転写位置まず順次位置ズレを起こし、レ
ジストレーションの好ましくない画像になる。
【0031】このような問題に対応するには、像担持体
に当接してトナー像を順次転写して複数色のトナー像を
形成するその転写順番やトナー特性に応じて、画像転写
搬送手段の巻き付け角度に差異を設けて対応し、転写順
番にマッチングした転写条件を選択する。例えば巻き付
け角度を大きくすると、像担持体と画像転写搬送手段の
当接部は、ニップ幅が大きくて接触圧も大きくなる。し
たがって、転写順番に応じて巻き付け角度を順次増加す
る構成にすると、順次重ねて多層化していくに従って転
写性が低下した転写特性が均一化され、複数の転写部位
における転写バイアスを共通の電源から給電可能にな
り、そのメリットは大きい。
【0032】また、像担持体17とそれに接触して駆動
される画像転写搬送手段18において、接触部の移動周
速度は双方一致しているのが好ましい状態であるが、量
産形態の中では、像担持体17の外径や偏心または駆動
手段の偏心等のバラツキ、画像転写搬送手段18の駆動
ローラ12径、あるいは駆動手段等のバラツキによって
完全に等速に設定することは現実的ではない。
【0033】そこで、これらのバラツキを勘案したと
き、像担持体17の移動速度に対して画像転写搬送手段
18の移動速度が相対的に速くなったり遅くなったりし
てバラツクことになり、転写諸条件を設定する上で好ま
しくない。むしろ、相対速度は、像担持体17に対して
いずれか一方にシフトした相対速度差を設けることが好
ましい。しかも、極端な速度差を設けると、像担持体1
7によって搬送されるトナー像が画像転写搬送手段18
に転写される時にこのトナー像の位置にズレが生じて画
像乱れが発生するので、極力小さな速度差を設けること
が好ましい。
【0034】しかし、この場合も、トナー像を順次重ね
て転写し多層化していくに従ってトナー層が厚くなり、
このトナー層厚の増加に応じて転写部位における周速差
が増加して転写時のトナーのズレ量が大きくなる。つま
り、第1のトナー像の転写位置から第N番目のトナー像
の転写位置まで順次位置ズレを起こし、レジストレーシ
ョンの好ましくない画像になる。この場合には、像担持
体と画像転写搬送手段との巻き付け角度を順次低減する
と、順次重ねて多層化していくに従って増加するトナー
層厚によるレジストレーションの悪化を防止することが
できる。
【0035】なお、画像に現れたレジストレーションの
好ましくない状態は、複数の色の中で濃厚な色ほど目立
つ。そのため、K(ブラック)等の濃厚な色を下流側で
転写する配置構成にすると、像担持体と画像転写搬送手
段との巻き付け角度を順次低減する構成は、レジストレ
ーションの優れた画像形成に好適である。同様に考える
とY(イエロー)等の淡い色は上流側で転写する配置構
成にすればよい。転写特性が均一化できないところの補
いは、複数の転写部位における転写バイアスをそれぞれ
転写部位に応じて適正に設定するとよい。
【0036】クリーニング手段15は、搬送方向下向き
のベルト面18a側に設けられ、二次転写後に画像転写
搬送手段18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15aと、回収したトナーを搬送す
るトナー搬送部材15bを備えている。クリーニングブ
レード15aは、従動ローラ13への画像転写搬送手段
18の巻きかけ部において画像転写搬送手段18に当接
されている。また、画像転写搬送手段18の裏面には、
後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担
持体17に対向して1次転写部材16が当接され、1次
転写部材16には転写バイアスが印加されている。
【0037】露光手段6は、斜め方向に配設された画像
形成ユニット7の斜め下方に形成された空間に配設され
ている。また、露光手段6の下部でハウジング2の底部
には給紙ユニット10が配設されている。露光手段6
は、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向
きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されて
いる。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ21
a、ポリゴンミラー(回転多面鏡)21bからなる単一
のスキャナ手段21を水平に配設されるとともに、各色
の画像信号により変調される複数のレーザ光源23から
のレーザビームをポリゴンミラー21bで反射させ各像
担持体上に偏向走査する光学系Bには、単一のf−θレ
ンズ22および各色の走査光路y、m、c、kが像担持
体17にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の
反射ミラー24が配設されている。
【0038】上記構成からなる露光手段6においては、
ポリゴンミラー21bから各色に対応した画像信号が、
共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成された
レーザビームで射出され、f−θレンズ22、反射ミラ
ー24を経て、各画像形成ステーションY,M,C,K
の像担持体17に照射され、潜像が形成される。反射ミ
ラー24を設けることにより走査光路y、m、c、kを
屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となり光
学系のコンパクト化が可能となる。しかも、各画像形成
ステーションY,M,C,Kの像担持体17への走査光
路長は同一の長さになるように反射ミラー24が配置さ
れている。このように各画像形成ユニット7に対する露
光手段6のポリゴンミラー21bから像担持体17まで
の光路の長さ(光路長)が略同一の長さになるように構
成することにより、各光路で走査された光ビームの走査
幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必
要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異な
る画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応し
て変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波
数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用い
るため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、
構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
【0039】また、本実施形態においては、装置下方に
走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動
系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光
学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防
止することができる。とくに、スキャナ手段21をケー
スの底部に配置することにより、ポリゴンモータ21a
自身がケース全体に与える振動を最小限にすることがで
き、画質の劣化を防止することができる。また、振動源
であるポリゴンモータ21aの数を一つにすることによ
りケース全体に与える振動を最小限にすることができ
る。
【0040】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
17が斜めアーチ状のラインに沿って上向きに並列配置
されて、画像転写搬送手段18の搬送方向下向きのベル
ト面18aに接触される関係上、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
20に特別の構成を採用している。図6は図1に示す現
像手段と像担持体からなる画像形成部の拡大断面図であ
る。
【0041】現像手段20は、図6に示すようにトナー
(図のメッシュ部)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2
7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に当接される可撓性ブレード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。
【0042】像担持体17は画像転写搬送手段18の搬
送方向に回転され、現像ローラ33および供給ローラ3
1は、図示矢印に示すように、像担持体17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可撓
性ブレード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
コーティング層に規制され、薄層化したトナー層は、像
担持体17へと搬送されて現像ローラ33と像担持体1
7が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体
17の潜像部を現像する。
【0043】本実施形態においては、像担持体17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。
【0044】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3
3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。
【0045】さらに、現像手段20には、現像ローラ3
3近傍に現像ローラ露出部20aが形成されており、一
方、帯電手段であるコロナ帯電手段19には、像担持体
17に対向して上向き開口部19aが形成されている。
このとき、現像ローラ露出部20aの下方にコロナ帯電
手段19の上向き開口部19aが位置すると、現像ロー
ラ露出部20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、
コロナ帯電手段19の上向き開口部19aからコロナ帯
電手段19内に入り込み、コロナ帯電手段19を汚して
しまうという問題が生じる。
【0046】そこで、本実施形態においては、現像手段
20の現像ローラ露出部20aに対して、コロナ帯電手
段19の上向き開口部19aが重ならないように、上向
き開口部19aを画像転写搬送手段18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
20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、上向き開
口部19aからコロナ帯電手段19内に入り込み、コロ
ナ帯電手段19を汚してしまうという問題を解消するこ
とができる。
【0047】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
ら記録媒体を一枚ずつ給送するピックアップローラ36
を備えている。紙搬送ユニット11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ゲートローラ対
37(一方のローラはハウジング2側に設けられてい
る)と、駆動ローラ12および画像転写搬送手段18に
圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ39
と、主記録媒体搬送路38と、定着手段40と、排紙ロ
ーラ対41と、両面プリント用搬送路42を備えてい
る。
【0048】定着手段40は、少なくも一方にハロゲン
ヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な定着ローラ対4
0aと、この定着ローラ対40aの少なくも一方側のロ
ーラを他方側に押圧付勢してシート材に2次転写された
2次画像を記録媒体Pに押圧する押圧手段を有し、記録
媒体に2次転写された2次画像は、定着ローラ対40a
の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、転写ベルトの搬送方向上向
きのベルト面18bの斜め上方に形成される空間、換言
すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反
対側の空間に定着手段40を配設することが可能にな
り、露光手段6、画像転写搬送手段18、画像形成手段
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。特に、露光手
段6は、定着手段40から最も離れた位置にあり、走査
光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、
色ズレを防ぐことができる。
【0049】本実施形態においては、画像転写搬送手段
18を駆動ローラ12に対して傾斜する方向に配設して
いるため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間
に定着手段40を配設することができ、コンパクト化を
実現することができると共に、定着手段40で発生する
熱が、左側に位置する露光ユニット6、画像転写搬送手
段18および各画像形成ステーションY,M,C,Kへ
伝達されるのを防止することができる。また、画像形成
ユニット7の左側下部の空間に露光ユニット6を配置す
ることができるため、画像形成手段の駆動系がハウジン
グ2へ与える振動による、露光ユニット6の走査光学系
の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止
することができる。
【0050】また、本実施形態においては、球形化され
たトナーを用いることにより、1次転写効率を高め(略
100%)、各像担持体17には、1次転写残りトナー
を回収するクリーニング手段を設置していない。これに
より、30mm径以下の感光体ドラムからなる各像担持
体17を近接して配置することが可能となり、装置を小
型化することができる。
【0051】また、クリーニング手段を設置しないこと
に伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段19を採用し
ている。帯電手段がローラである場合は、微量ではある
が像担持体17上に存在する1次転写残りトナーがロー
ラ上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段
であるコロナ帯電手段19はトナーが付着しにくく、帯
電不良の発生を防ぐことができる。
【0052】図7は画像転写搬送手段をシート材搬送媒
体とした本発明の他の実施の形態を示す図であり、上記
実施形態では、中間転写ベルトを画像転写搬送手段18
として像担持体17に接触させる構成としたが、図7に
示す実施形態は、表面にシート材を吸着して搬送移動
し、該シート材の表面にトナー像を順次重ねて転写して
画像を形成搬送するシート材搬送ベルトを画像転写搬送
手段18として像担持体17に接触させる構成としたも
のである。この場合、上記各実施形態と異なるのは、画
像転写搬送手段18であるシート材搬送ベルトのベルト
搬送方向が像担持体17に接触する下面で逆方向の上向
きになることである。
【0053】したがって、上記各実施の形態では、上側
の像担持体17からトナー像を画像転写搬送手段18で
ある中間転写ベルトに順次重ねて転写したが、本実施形
態では、逆に下側の像担持体17からトナー像を画像転
写搬送手段18であるシート材搬送ベルトの表面に吸着
して搬送移動するシート材に順次重ねて転写するように
なっている。
【0054】また、この場合には、上記実施形態におい
て、従動ローラ13をクリーニング手段15のバックア
ップローラとして兼用させていたが、ローラ13を駆動
ローラ、ローラ12を従動ローラ、ローラ14をクリー
ニング手段15のバックアップローラとして兼用させて
いる。この実施形態においても、定着手段40は画像形
成部の上側に配置され、上方に放熱できるため、装置内
の温度変動を小さくし、高画質の画像形成装置を提供す
ることができる。
【0055】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
画像形成装置1の制御ユニットに入力されると、各画像
形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17、現像
手段20の各ローラ、および画像転写搬送手段18が回
転駆動される。 (2)像担持体17の外周面が帯電手段19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17の外周面に、露光ユニット
6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17に形成された静電潜像が
現像手段20によりトナー像が現像される。 (5)画像転写搬送手段18の1次転写部材16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17上に形成されたトナー像が一次転写部にお
いて画像転写搬送手段18の移動に伴って順次、画像転
写搬送手段18上に重ねて転写される。 (7)この1次画像を1次転写した画像転写搬送手段1
8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39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、図示省略した押圧機構によって画像転写搬送手
段18の駆動ローラ12に向かって押圧された2次転写
ローラ39で、1次転写画像とは逆極性のバイアスが印
加され、画像転写搬送手段18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13方向へと搬送されて、このローラ13に対向して
配置したクリーニング手段15によって掻き取られ、そ
して、画像転写搬送手段18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40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
2aに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路
42に向け)搬送される。
【0056】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。例えば、本実施形態においては、斜
めアーチ状のラインに沿って複数の像担持体17を並列
配置し、これらと画像転写搬送手段18とを接触させた
が、縦型のアーチ状、横型のアーチ状のラインであって
もよいし、ラインは直線であってもよい。この場合に
も、ポリゴンミラーモータ21aの位置は、反射ミラー
24の配置により熱的に有利な位置を選択することは可
能である。また、バックアップローラ14を省き、駆動
ローラ12と従動ローラ13だけで画像転写搬送手段1
8を張架してもよい。さらに、駆動ローラ12を下方に
従動ローラ13を上方に配置しているが、従動ローラ1
3を下方に駆動ローラ12を上方に配置するようにして
もよい。なお、本発明においては、画像転写搬送手段
は、中間転写ベルトおよび紙搬送ベルトを総称して定義
している。
【0057】潜像形成手段として、1つのポリゴンミラ
ーを用いた各レーザ光源からのレーザビームを各像担持
体に偏向走査する露光手段を示して説明したが、本発明
は、これに限らず各像担持体に対応してポリゴンミラー
を有する露光手段、LED素子あるいはEL素子をライ
ン状に多連接配置して選択的な光照射によって潜像を形
成する手段についても勿論適用可能であり、さらには走
査光学系のない潜像形と同様な形の書き込み電極部を多
連接配置して像担持体に摺動し、電極部に選択的に電圧
印加可能にした潜像形成手段その他の潜像形成手段にお
いても同様に適用可能であることはいうまでもない。
【0058】
【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、可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬
送手段と、該画像転写搬送手段に像担持体が接触して並
列配置され潜像形成手段により像担持体上に形成された
潜像を現像手段により現像する複数の画像形成手段と、
各像担持体が画像転写搬送手段に接触する位置の裏側に
配置され転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段
とを備え、画像転写搬送手段は、少なくとも2本のロー
ラにより張架して各像担持体との配置関係に応じて所定
のニップ幅を形成して接触させ、転写バイアス印加手段
は、ニップ幅より狭い領域で画像転写搬送手段に接触し
て転写バイアスを印加するように構成したので、画像転
写搬送手段のニップ部への流入部及び流出部に徐々に広
がる空隙部では、転写バイアス電圧を高くしても放電現
象は発生せず、トナー像が所定の位置から飛び散る等の
好ましくない現象がなくし、画像の劣化を防ぐことがで
きる。さらには、転写部材と画像転写搬送手段との摺動
抵抗が少なくなるので、互いの寿命を向上させ、安価に
構成できる。
【0059】配置関係は、画像転写搬送手段が各像担持
体に対して上側から接触するように配置し、画像転写搬
送手段が各画像形成手段の像担持体に対して所定の巻き
付け角度を有するように配置し、画像転写搬送手段は、
少なくとも各像担持体と接する表面部に導電層を有し、
該導電層を介して通電可能に構成し、導電体で通電可能
に構成したので、転写バイアス印加手段を容易にニップ
幅より狭い領域で接触させることができ、ワンポイント
の接触部からニップ部に最短経路の中央部分で大きな電
流値となり、外側部では電流経路長が長くなって、この
経路長に反比例して電流値が低減していく電流の分布が
実現できる。
【0060】画像転写搬送手段は、各像担持体との接触
部の裏側に画像転写搬送手段の移動に従動して回転する
導電性ローラや、導電性弾性部材、導電性ブラシからな
る転写バイアス手段を配置し、転写ニップを形成するた
めの押圧力の付与は必要ないため、画像転写搬送手段と
の摺動抵抗が少なく、互いの寿命が向上させることがで
きるばかりでなく、安価に構成できる。
【0061】各画像形成手段及び画像転写搬送手段は、
画像転写搬送手段の下面で像担持体が接触する位置に配
置され、画像転写搬送手段は、中間転写媒体や、表面に
シート材を吸着して搬送移動し、該シート材の表面にト
ナー像を順次重ねて転写して画像を形成搬送するシート
材搬送媒体であるので、さらに、トナーこぼれによる汚
れをなくし、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成
搬送することができる。以上のように本発明によれば、
転写条件を安価な構成で安定化可能にして、画質劣化を
防止し、高画質の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】 本発明に係る画像形成装置の1実施の形態を
示す全体構成の模式的断面図である。
【図2】 像担持体に対する画像転写搬送手段の巻き付
け角度と張力により付与される接触圧を説明するための
図である。
【図3】 1次転写バイアス印加手段の構成例を示す図
である。
【図4】 ニップより狭い領域でバイアスを印加したと
きの1次転写バイアス印加手段から像担持体までの電流
経路を示す図である。
【図5】 ニップより狭い領域でバイアスを印加したと
きの1次転写バイアス印加手段から像担持体までの電流
経路を示す図である。
【図6】 図1に示す現像手段及び像担持体からなる画
像形成部の拡大断面図である。
【図7】 画像転写搬送手段をシート材搬送媒体とした
本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図8】 ニップでの転写バイアスによる画像の劣化現
象を説明するための図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…ハウジング、3…扉体、6…露
光ユニット、7…画像形成ユニット、9…転写ベルトユ
ニット、10…給紙ユニット、11…紙搬送ユニット、
15…クリーニング手段、17…像担持体、18…画像
転写搬送手段、20…現像手段、21…スキャナ手段、
21b…回転多面鏡、40…定着手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 雄二郎 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 2H030 AB02 BB42 BB43 BB46 BB63 2H200 FA04 FA17 GA12 GA23 GA34 GA47 GA49 GB22 GB25 GB43 GB44 HA02 HA12 HA28 HB03 HB07 HB12 HB14 JA02 JA16 JB06 JB16 JB20 JC03 JC07 JC09 JC12 JC13 JC15 JC16 LA12 LA17 LA18 LA27 LA29 MA04 MB01 MC05 MC06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可撓性を有する無端スリーブ状の画像転
    写搬送手段と、該画像転写搬送手段に像担持体が接触し
    て並列配置され潜像形成手段により前記像担持体上に形
    成された潜像を現像手段により現像する複数の画像形成
    手段と、前記各像担持体が前記画像転写搬送手段に接触
    する位置の裏側に配置され転写バイアスを印加する転写
    バイアス印加手段とを備え、前記画像転写搬送手段は、
    少なくとも2本のローラにより張架して前記各像担持体
    との配置関係に応じて所定のニップ幅を形成して接触さ
    せ、前記転写バイアス印加手段は、前記ニップ幅より狭
    い領域で前記画像転写搬送手段に接触して転写バイアス
    を印加するように構成したことを特徴とする画像形成装
    置。
  2. 【請求項2】 前記配置関係は、前記画像転写搬送手段
    が前記各像担持体に対して上側から接触するように配置
    したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記配置関係は、前記画像転写搬送手段
    が前記各画像形成手段の像担持体に対して所定の巻き付
    け角度を有するように配置したことを特徴とする請求項
    1記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記画像転写搬送手段は、少なくとも前
    記各像担持体と接する表面部に導電層を有し、該導電層
    を介して通電可能に構成したことを特徴とする請求項1
    記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記画像転写搬送手段は、導電体で通電
    可能に構成したことを特徴とする請求項1記載の画像形
    成装置。
  6. 【請求項6】 前記画像転写搬送手段は、前記各像担持
    体との接触部の裏側に前記画像転写搬送手段の移動に従
    動して回転する導電性ローラからなる転写バイアス手段
    を配置したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装
    置。
  7. 【請求項7】 前記画像転写搬送手段は、前記各像担持
    体との接触部の裏側に導電性弾性部材からなる転写バイ
    アス手段を配置したことを特徴とする請求項1記載の画
    像形成装置。
  8. 【請求項8】 前記画像転写搬送手段は、前記各像担持
    体との接触部の裏側に導電性ブラシからなる転写バイア
    ス手段を配置したことを特徴とする請求項1記載の画像
    形成装置。
  9. 【請求項9】 前記各画像形成手段及び前記画像転写搬
    送手段は、前記画像転写搬送手段の下面で前記像担持体
    が接触する位置に配置されたことを特徴とする請求項1
    記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記画像転写搬送手段は、中間転写媒
    体であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装
    置。
  11. 【請求項11】 前記画像転写搬送手段は、表面にシー
    ト材を吸着して搬送移動し、該シート材の表面にトナー
    像を順次重ねて転写して画像を形成搬送するシート材搬
    送媒体であることを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置。
JP2001360954A 2001-11-27 2001-11-27 画像形成装置 Pending JP2003162159A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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