【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーの画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等、種々の方式が知られているが、これらのうち電子写真方式のものは、他の方式のものに比べ、画像形成速度、画質、静粛性等の点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置の中でも、さらに種々の方式がある。例えば、（１）感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ねた後、転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式、（２）現像−転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方式、（３）一旦、中間転写体上に各色のトナー像を順次一次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式等がある。これらのうち、特に（３）の中間転写方式のものは、質や厚さの異なる様々な転写材の使用が可能であること等の利点を有する。
【０００４】
図１２に、中間転写方式の画像形成装置の一例として４色のフルカラーレーザ・ビーム・プリンタの概略を示す。
【０００５】
図１２に示すように、像担持体である感光体ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザ光を感光体ドラム１に照射する露光装置３、４個の現像器５，６，７，８を回転可能な現像器支持体４に装着した現像装置、中間転写ベルト９、および、感光体ドラムクリーナ１６が配置されている。
【０００６】
まず、感光体ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。次に帯電された感光体ドラム１は、露光手段３の露光Ｌにより表面に静電潜像が形成される。現像器支持体４に搭載された１色目のイエロートナー（Ｙ）が入った現像器５によって、感光体ドラム上の静電潜像部にトナーを付着させ、トナー像を形成する。
【０００７】
中間転写ベルト９は、二つの支持軸（二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１４）に支持され、図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写対向ローラ１２によって矢印Ｒ３方向に回転する。そして、中間転写ベルト９に従動回転する一次転写ローラ１０に、一次転写電源１７から正極性の一次転写バイアスが定電圧で印加されると、感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１を介して一次転写される。一次転写後の感光体ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光体ドラムクリーナ１６によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【０００８】
以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、他の３個の現像装置６，７，８に収納された２色目マゼンタ（Ｍ）、３色目シアン（Ｃ）、４色目ブラックのトナー（Ｋ）についても繰り返し行い、中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねる。
【０００９】
このときトナー像の転写位置をあわせるため中間転写ベルト９上には、非画像領域に中間転写ベルト９とは反射率の異なる位置検知マーク２１が設けられており、発光素子と受光素子からなる位置検知センサ２２により、反射光の差で、位置の検知を行っている。この位置検知センサ２２によって検知された信号はエンジンコントローラ（不図示）に送られ、各作像タイミングが制御される。この位置検知および制御により、レジストレイションを合わせることができる。
【００１０】
中間転写ベルト９上の４色のトナー像は、図１２中矢印Ｒ２方向に回転する二次転写ローラ１１により二次転写バイアスが印加されると、二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。表面に４色の未定着トナー像を担持した転写材Ｐは、定着器（不図示）に搬送され、表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００１１】
一方、上述の二次転写が終了した後、転写材Ｐに転写されずに中間転写体ベルト９上に残ってしまう二次転写残トナーがある。この二次転写残トナーは、二次転写残トナー帯電ローラ電源１３より正極性の直流電圧の印加された二次転写残トナー帯電ローラ１９により正極性に帯電される。この二次転写残トナー帯電ローラ１９は、中間転写体ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。最後に、正極性に帯電されたトナーは、一次転写ニップ部Ｎ１にて、感光体ドラム１へ静電的に転写され、中間転写体ベルト９上に残った二次転写残トナーは除去される。上記、二次転写残トナー除去を以下「ＩＣＬ」（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）と省略する。
【００１２】
このＩＣＬ方式は、ブレード等を用い中間転写体上の残留トナーを掻き取るクリーニング方式とは異なり、中間転写ベルト９を傷めにくいという利点や、廃トナー容器を別途設ける必要が無い等、優れた利点を有する。
【００１３】
次に、位置検知マーク２１のクリーニングについて述べる。
【００１４】
位置検知マーク２１は、非画像領域に設置されているが、印刷の繰り返しに伴うトナー飛散等により汚れてしまうことがある。位置検知マーク２１がひどく汚れてしまうと、中間転写ベルト９の正確な位置を検知できず、レジストレイションが合わなくなり、画像不良を招いてしまう。上記のような画像不良を招かないために、位置検知マーク２１の定期的なクリーニングが必要である。
【００１５】
クリーニングの方法としては、二次転写残トナー帯電ローラ１９及び一次転写ローラ１０を非画像領域の位置検知マーク２１まで広げることで、二次転写残トナーと同様、位置検知マーク２１に付着したトナーも、ＩＣＬ方式でクリーニングを行っている。ブレード等で掻き取るクリーニング方式で位置検知マーク２１のクリーニングを行うと、ブレードにより位置検知マーク２１が剥がれ落ちる可能性や、位置検知マーク２１によりブレードが損傷する可能性がある。これに対し、ＩＣＬ方式による位置検知マーク２１のクリーニングでは、位置検知マーク２１を傷めることなくクリーニングが可能であり、掻き取り方式のクリーニングより優れている。
【００１６】
またＩＣＬ方式のクリーニングの他に、二次転写残トナー帯電ローラ１９を用いず、負極性に帯電されたままの二次転写残トナー及び位置検知マーク２１上のトナーを、一次転写ローラ１０に負極性のバイアスを印加することで感光体ドラム１に転写させるクリーニング方式もある。
【００１７】
【特許文献１】
特開平５−２９７７３９号
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、中間転写ベルト９上の位置検知マークのクリーニングをＩＣＬ方式で行うため、一次転写時にも位置検知マーク部まで一次転写ローラ１０が当接している。このため、位置検知マーク部では、一次転写ニップが左右で不均一になり、長手方向で画像均一性に欠けるおそれがあった。
【００１９】
これを図１３乃至図１５を参照して具体的に説明する。尚、図１３は従来の一次転写ローラの断面説明図、図１４は図１３の一次転写ローラを用いた一次転写ニップ部Ｎ１の断面説明図、図１５は図１４の矢印Ｒ５方向からの一次転写ニップ部Ｎ１の説明図である。
【００２０】
上述したように、位置検知マーク２１をＩＣＬ方式でクリーニングするため、一次転写時にも、位置検知マーク２１を一次転写ローラ１０が踏んでしまう。このとき、従来の一次転写ローラは図１３に示すように、非画像領域Ａ１から画像領域Ａ２までストレイトのものを用いていたため、図１４に示すように、中間転写ベルト９上の位置検知マーク２１が一次転写ニップＮ１を通過すると、一次転写ローラ１０が浮いてしまう（図１４中Ｆ部）場合があり、これによって転写不良を招く可能性があった。
【００２１】
すなわち、図１５に示すように、位置検知マーク２１部の一次転写ニップＮ１は保たれているが、画像領域Ａ２の一次転写ニップＮ１は、左右でニップ幅が異なっている。上述した一次転写ローラ１０が浮いたＦ部の転写不良に加え、一次転写ニップＮ１が左右で異なると、転写効率に差が出てしまい長手方向の画像均一性に欠けることがあった。
【００２２】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、ベルト部材を用いて画像転写する場合でも、転写不良が無く、画像均一性の良好な画像形成装置を提供するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体上に形成したトナー像を回転する中間転写体に転写するために該中間転写体に当接する転写ローラを有し、且つ前記中間転写体の端部に該中間転写体の位置を検知するための位置検知部材が設けられ、前記中間転写体と前記転写ローラとのニップ部を前記位置検知部材が通過する画像形成装置において、前記転写ローラの形状が、ローラ軸方向において位置検知部材側と非位置検知部材側とで異なることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について具体的に説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
図１乃至図４は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示すものである。本実施形態の画像形成装置の基本的な構成は図１２に示した従来の構成と一次転写ローラの形状以外は同じであり、４個の現像器５，６，７，８を回転可能な現像器支持体４に装着し、各色画像を順次形成して中間転写体としての中間転写ベルト９に順次一次転写してカラー画像を形成し、そのカラー画像を転写材Ｐに一括して二次転写するカラー画像形成装置である。尚、従来例と共通する全体構成の説明は略し、同一機能を有する部材は同一符号を付す。
【００２６】
本実施形態の一次転写ローラ１０は位置検知部材としての位置検知マーク２１が配置されている側のみ、一次転写ローラ１０の径を小さくすることにより、位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止し、一次転写ニップＮ１を均一にすることを特徴とするものである。以下に本実施形態の詳しい構成を示す。
【００２７】
図１は本実施形態の一次転写部の斜視説明図である。中間転写ベルト９は、ベルト幅Ａ３が２４０ｍｍ、材質がＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の樹脂ベルトを用いている。中間転写ベルト９の厚さは、薄すぎるとベルト強度が弱くなってしまい、厚すぎると弾性が無くなり曲がりにくくなってしまう為、５０μｍ〜２００μｍの厚さが好ましく、本実施形態では、中間転写ベルト９の厚さを８０μｍとした。
【００２８】
図１中、非画像領域Ａ１にレジストレイションを合わせるための位置検知マーク２１がベルト表面に４ヶ所に設置されている。位置検知マーク２１は、大きさ１０ｍｍ×３０ｍｍであり、対向して設置された位置検知センサ２２により検知され、レジストレイションが合わされる。位置検知マーク２１の厚さは、２０μｍ以下では機械的強度が不足し、２００μｍ以上では、二次転写対向ローラ１２を通過する際、接着面と表層面での伸び量の差が大きくなり剥がれてしまうおそれがある為、本実施形態では位置検知マーク２１の厚さを１００μｍとしている。
【００２９】
一次転写ローラ１０は、ＮＢＲ系イオン導電ゴムを用い、位置検知マーク２１をＩＣＬ方式によりクリーニングを行うため、一次転写ローラ１０の長手ゴム幅は、中間転写ベルト９のベルト幅Ａ３と同じ２４０ｍｍとしている。直径φ６．００ｍｍのＳＵＳの芯金２０に、一次転写電源１７から正極性の一次転写バイアスが定電圧で印加されるようになっており、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト９上に一次転写が行える。また、一次転写電源１７により中間転写ベルト９上及び位置検知マーク２１上の二次転写残トナーをＩＣＬ方式でクリーニングが可能となっている。
【００３０】
図２は本実施形態の一次転写ローラ１０の形状を示す説明図である。図２に示すように、一次転写ローラ１０の画像領域Ａ２のゴム部の直径Ｄ１は、φ１４．００ｍｍであり、位置検知マーク２１部と対向する非画像領域Ａ１（ゴム端部から１０ｍｍまで）のゴム部の直径Ｄ２は、前記Ｄ１よりも小さいφ１３．８０ｍｍに構成してある（Ｄ１＞Ｄ２）。
【００３１】
本実施形態の一次転写ローラ１０の硬度は、ＡｓｋｅｒＣ硬度計５００ｇ荷重で、３０°のものを用いた。一次転写ローラ１０の硬度は、柔らか過ぎるとニップ幅が太くなるため、一次転写ローラ１０を従動している中間転写ベルト９に負荷がかかり、結果的に駆動する二次転写対向ローラ１２（図１２中Ｒ４方向）のトルクを上げてしまうことになる。また、硬すぎるとニップ幅が狭くなり、転写不良を招くおそれがあるため、一次転写ローラ１０の硬度は、ＡｓｋｅｒＣ硬度計５００ｇ荷重で、２０°〜４０°が好ましい。
【００３２】
図３は本実施形態に係る一次転写ローラ１０を用いた一次転写ニップ部Ｎ１の断面説明図であり、図４は図３中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部Ｎ１の説明図である。
【００３３】
本実施形態にあっては、前述したように一次転写ローラ１０の径が、位置検知マーク２１と対向する部分のみ小さくなっているため、図３に示す如く、位置検知マーク２１が一次転写ニップ部Ｎ１を通過する際、一次転写ローラ１０は浮くことが無い。これにより、図４に示すように、画像領域Ａ２の一次転写ニップＮ１も、左右で非常に均一であり、均一な一次転写が可能となっている。
【００３４】
以上説明した構成により、画像形成を行って確認したところ、一次転写ローラ１０の長手方向の濃度ムラを防止することができた。
【００３５】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について図５乃至図７を参照して説明する。尚、一次転写ローラ１０の構成以外は前述した第１実施形態と同一であるため、重複する説明は略し、また同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００３６】
本実施形態は、一次転写ローラ１０の位置検知マーク側にテーパーがついていることを特徴としている。
【００３７】
位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止するために、前述した第１実施形態のように、位置検知マーク２１と対向する部分のみ一次転写ローラ１０の径を小さくする方法を用いるには、位置検知マーク２１を中間転写ベルト９に精度良く設置し、一次転写ローラ１０の端部から位置検知マーク２１の幅までを削る必要がある。
【００３８】
一次転写ローラ１０の削られていない部分と位置検知マーク２１が重なってしまうと一次転写ローラ１０は、位置検知マーク２１により浮いてしまう。一方、一次転写ローラ１０の削り量が位置検知マーク２１の幅より大きいと、画像領域Ａ２まで一次転写ローラ１０の径が小さくなってしまい、画像端部の転写不良を招いてしまうおそれがある。
【００３９】
一次転写ローラ１０のゴム部の幅及び中間転写ベルト９のベルト幅を広くし、画像領域Ａ２と非画像領域Ａ１との間に余裕を持たせれば、上記のような精度は要求されないが、装置本体がその分大きくなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態では、一次転写ローラ１０の位置検知マーク２１側にテーパーをつけることで、位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止するようにしている。以下に本実施形態の詳しい構成を示す。
【００４１】
中間転写ベルト９は、第１実施形態と同様であり、ベルト幅Ａ３が２４０ｍｍ、厚さ８０μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の樹脂ベルトを用いた。中間転写ベルト９端部の非画像領域Ａ１には、レジストレイションを合わせるための位置検知マーク２１がベルト表面４ヶ所に設置されている。
【００４２】
図５は第２実施形態に係る一次転写ローラ１０の形状を示す断面説明図である。一次転写ローラ１０の材質及び硬度は第１実施形態と同様であり、長手ゴム幅Ａ３も２４０ｍｍである。幅２３０ｍｍの画像領域Ａ２の一次転写ローラ１０のゴム部の直径Ｄ１は、φ１４．００ｍｍである。
【００４３】
そして、位置検知マーク２１がある非画像領域Ａ１側には、一次転写ローラ１０の端部から１５ｍｍ（図５のＷ１部）からテーパーがはいり、ローラ端部のゴム部の直径Ｄ２が、φ１３．７６（テーパー量１２０μｍ）となるように窄まっている。
【００４４】
図６は第２実施形態における一次転写ニップ部Ｎ１の断面説明図であり、図７は図６中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部Ｎ１の説明図である。
【００４５】
前述のように、一次転写ローラ１０の位置検知マーク２１と対向する部分にテーパーをつけることにより、図６に示す如く、位置検知マーク２１が一次転写ニップＮ１を通過しても、一次転写ローラ１０は浮くことが無く、画像領域Ａ２における一次転写ニップＮ１を確保することができる。
【００４６】
そして、図７に示すように、画像領域Ａ２の一次転写ニップＮ１も、左右で均一であり、均一な一次転写が可能である。
【００４７】
上記構成を用いると、第１実施形態より位置検知マーク２１の設置位置及び一次転写ローラの削り量に精度を要せず、一次転写ニップＮ１を均一にすることが可能である。
【００４８】
以上説明した構成により、画像形成を行って確認したところ、一次転写ローラ１０の長手方向の濃度ムラを防止することができた。
【００４９】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について図８乃至図１１を参照して説明する。尚、一次転写ローラ１０の構成以外は前述した第１実施形態と同一であるため、重複する説明は略し、また同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００５０】
本実施形態は、一次転写ローラ１０の位置検知マーク側と非位置検知マーク側とに異なったテーパー形状を形成したことを特徴としている。
【００５１】
一次転写ローラ１０の芯金２０の材質が柔らかい場合や、一次転写ローラ１０に加える圧力が高い場合、一次転写ローラ１０が撓み、一次転写ニップＮ１がローラ軸方向の中央と端部で異なってしまうことがある。この場合、一次転写ローラ１０の左右にテーパーをつけ、一次転写ニップを均一にすることがある。本実施形態では、上記のように、一次転写ローラ１０の軸方向両側にテーパーをつけた場合、位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止するために、一次転写ローラ１０のテーパー形状を左右で異ならせるようにしたものである。以下に本実施形態の詳しい構成を示す。
【００５２】
中間転写ベルト９は、第１実施形態と同様であり、ベルト幅Ａ３が２４０ｍｍ、厚さ８０μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の樹脂ベルトを用いた。中間転写ベルト９端部の非画像領域Ａ１には、レジストレイションを合わせるための位置検知マーク２１がベルト表面４ヶ所に設置されている。
【００５３】
図８は第３実施形態に係る一次転写ローラ１０の形状を示す断面説明図である。一次転写ローラ１０の材質及び硬度は第１実施形態と同様であるが、芯金２０に直径φ５．００ｍｍのものを用いている。一次転写ニップを画像領域Ａ２で均一にするために一次転写ローラ１０は、画像中心Ｃに対して、左右にテーパーがついている。
【００５４】
非位置検知マーク側は、ローラ端部から７０ｍｍ（図８のＷ２）にテーパーがはいり、ローラ端部のゴム径Ｄ３が、φ１３．８０ｍｍにしぼんでいる。一方、位置検知マーク２１側は、ローラ端部８０ｍｍ（図８のＷ１）にテーパーがはいり、ローラ端部のゴム径Ｄ２が、φ１３．７７ｍｍにしぼみ、左右非対称のテーパーとなっている。
【００５５】
一次転写ローラ１０の全体でのテーパーは左右で異なるが、左右のテーパー角Ｋ１，Ｋ２は同じであり、画像領域Ａ２内では、テーパー部の長さＷ４、Ｗ２が左右対象になっている。
【００５６】
図９は第３実施形態における一次転写ニップ部Ｎ１の断面説明図であり、図１０は図９中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部Ｎ１の説明図である。
【００５７】
前述のように、一次転写ニップＮ１を均一にするため一次転写ローラ１０にテーパーを付けた場合において、位置検知マーク２１側のテーパー量を多くすることにより、図９に示す如く、位置検知マーク２１が一次転写ニップＮ１を通過しても、一次転写ローラ１０は浮くことが無く、画像領域Ａ２での一次転写ニップＮ１に影響を与えない。
【００５８】
そして、画像領域Ａ２内で、左右対称のテーパーをつけることにより、図１０に示すように、画像領域Ａ２の一次転写ニップＮ１も、左右で均一であり、均一な一次転写が可能である。
【００５９】
以上説明した構成により、印字確認したところ、一次転写ローラ１０の長手方向の濃度ムラを防止することができた。
【００６０】
尚、上記構成は、一次転写ローラ１０のテーパー角Ｋ１，Ｋ２が左右同じであり、テーパー部の長さＷ１，Ｗ２が左右異なる構成であるが、一次転写ローラ１０の撓み量によって、テーパー角Ｋ１，Ｋ２及びテーパー部の長さＷ１，Ｗ２を調節して用いてもよい。
【００６１】
例えば、一次転写ローラ１０の撓み量が少なく、画像領域Ａ２に対して必要なテーパーでは、位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止できない場合には、図１１に示すような一次転写ローラ１０の形状にして用いるとよい。
【００６２】
すなわち、一次転写ローラ１０の撓み量に合わせ、画像領域Ａ２に対して左右対称に必要なテーパー角Ｋ１及びＫ２のテーパーをつける。そして、位置検知マーク２１による一次転写ローラ１０の浮きを防止するため、位置検知マーク２１がある非画像領域Ａ１のみ、更に大きなテーパー角Ｋ３のテーパー加えることで（Ｋ１＝Ｋ２＜Ｋ３）、一次転写ニップを均一にできる。
【００６３】
〔他の実施形態〕
前述した各実施形態は、中間転写方式の画像形成装置において、中間転写ベルトに設置した位置検知マーク２１による一次転写ローラの浮きを防止する構成について説明したが、紙などの転写材を転写材担持体としての転写材担持ベルトに静電吸着等により担持し、これを搬送し、該ベルトの当接する転写ローラにバイアス印加をすることによって感光体ドラムからトナー像を転写材に多重転写してカラー画像を形成する画像形成装置にあっても適用することができる。この場合でも、前記転写材担持ベルトに位置検知マーク２１を設けて該ベルトの位置を検知する構成にあっては、転写ローラに前述した構成を適用することで同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は前述したように構成したために、位置検知部材による転写ローラの浮きを防止し、画像において、長手方向の濃度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の一次転写部の斜視説明図である。
【図２】第１実施形態の一次転写ローラの形状を示す説明図である。
【図３】第１実施形態に係る一次転写ローラを用いた一次転写ニップ部の断面説明図である。
【図４】図３中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る一次転写ローラの形状を示す断面説明図である。
【図６】第２実施形態における一次転写ニップ部の断面説明図である。
【図７】図６中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部の説明図である。
【図８】第３実施形態に係る一次転写ローラの形状を示す断面説明図である。
【図９】第３実施形態における一次転写ニップ部の断面説明図である。
【図１０】図９中Ｒ５方向からの一次転写ニップ部の説明図である。
【図１１】軸方向両側にテーパーを形成した一次転写ローラの形状を示す断面説明図である。
【図１２】中間転写方式の４色のフルカラーレーザ・ビーム・プリンタの概略説明図である。
【図１３】従来の一次転写ローラの断面説明図である。
【図１４】図１３の一次転写ローラを用いた一次転写ニップ部の断面説明図である。
【図１５】図１４の矢印Ｒ５方向からの一次転写ニップ部の説明図である。
【符号の説明】
Ａ１ …非画像領域
Ａ２ …画像領域
Ｋ１，Ｋ２ …テーパー角
Ｎ１ …一次転写ニップ部
Ｎ２ …二次転写ニップ部
Ｐ …転写材
１ …感光体ドラム
２ …帯電器
３ …露光装置
４ …現像器支持体
５，６，７，８ …現像器
９ …中間転写ベルト
１０ …一次転写ローラ
１１ …二次転写ローラ
１２ …二次転写対向ローラ
１３ …電源
１４ …テンションローラ
１６ …感光体ドラムクリーナ
１７ …一次転写電源
１９ …二次転写残トナー帯電ローラ
２０ …芯金
２１ …位置検知マーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of color image forming apparatuses, such as an electrophotographic type, a thermal transfer type, and an ink jet type, are known. Among them, the electrophotographic type is more capable of forming images than other types. It is excellent in forming speed, image quality, quietness, and the like.
[0003]
Among image forming apparatuses adopting the electrophotographic method, there are various other methods. For example, (1) a multiplex development method in which a color image (a plurality of color toner images) is superimposed on the surface of a photoreceptor and collectively transferred to a transfer material to form an image; And (3) an intermediate transfer method in which toner images of each color are firstly sequentially transferred onto an intermediate transfer body, and then collectively transferred onto a transfer material. Among them, the intermediate transfer method of (3) has an advantage that various transfer materials having different qualities and thicknesses can be used.
[0004]
FIG. 12 schematically shows a four-color full-color laser beam printer as an example of an intermediate transfer type image forming apparatus.
[0005]
As shown in FIG. 12, a charger 2 and an exposure device for irradiating a laser beam to the photosensitive drum 1 are sequentially arranged on a peripheral surface of the photosensitive drum 1 as an image carrier along a rotation direction (direction of an arrow R1). A developing device in which three or four developing devices 5, 6, 7, and 8 are mounted on a rotatable developing device support 4, an intermediate transfer belt 9, and a photosensitive drum cleaner 16 are arranged.
[0006]
First, the surface of the photosensitive drum 1 is negatively charged by the charger 2. Next, an electrostatic latent image is formed on the surface of the charged photosensitive drum 1 by exposure L of the exposure unit 3. The developing device 5 mounted on the developing device support 4 and containing the first color yellow toner (Y) causes the toner to adhere to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum to form a toner image.
[0007]
The intermediate transfer belt 9 is supported by two support shafts (secondary transfer opposing roller 12, tension roller 14), and is rotated in the direction of arrow R3 by the secondary transfer opposing roller 12 that rotates in the direction of arrow R4 in the figure. When a positive primary transfer bias is applied at a constant voltage from a primary transfer power supply 17 to a primary transfer roller 10 that is driven and rotated by the intermediate transfer belt 9, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the primary transfer nip. The primary transfer is performed via N1. The primary transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 after the primary transfer is removed by a photosensitive drum cleaner 16 having an elastic blade.
[0008]
The above-described series of image forming processes of charging, exposure, development, primary transfer, cleaning, and charge elimination are performed by the second color magenta (M) and the third color cyan (C) stored in the other three developing devices 6, 7, and 8. The above process is repeated for the fourth black toner (K), and the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 9.
[0009]
At this time, a position detection mark 21 having a reflectance different from that of the intermediate transfer belt 9 in the non-image area is provided on the intermediate transfer belt 9 to adjust the transfer position of the toner image. The detection sensor 22 detects the position based on the difference between the reflected lights. A signal detected by the position detection sensor 22 is sent to an engine controller (not shown), and each image forming timing is controlled. By this position detection and control, registration can be adjusted.
[0010]
When a secondary transfer bias is applied to the four color toner images on the intermediate transfer belt 9 by the secondary transfer roller 11 rotating in the direction of arrow R2 in FIG. Secondary transfer is collectively performed on the surface of the transfer material P via the portion N2. The transfer material P carrying the unfixed toner image of four colors on the surface is conveyed to a fixing device (not shown), and the toner image on the surface is fixed to complete the image formation.
[0011]
On the other hand, after the above-described secondary transfer is completed, there is a secondary transfer residual toner that remains on the intermediate transfer belt 9 without being transferred to the transfer material P. The secondary transfer residual toner is charged to a positive polarity by a secondary transfer residual toner charging roller 19 to which a positive DC voltage is applied from a secondary transfer residual toner charging roller power supply 13. The secondary transfer residual toner charging roller 19 has a mechanism (not shown) for contacting and separating from the intermediate transfer belt 9 and contacts only during charging. Lastly, the positively charged toner is electrostatically transferred to the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip N1, and the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 9 is removed. . Above-mentioned secondary transfer residual toner removal is abbreviated as “ICL” (Intermediate transfer belt cleaning).
[0012]
The ICL system is different from the cleaning system in which the residual toner on the intermediate transfer member is scraped off using a blade or the like, and has excellent advantages such as being less likely to damage the intermediate transfer belt 9 and eliminating the need to separately provide a waste toner container. Having.
[0013]
Next, cleaning of the position detection mark 21 will be described.
[0014]
Although the position detection mark 21 is provided in the non-image area, the position detection mark 21 may be stained due to scattering of toner due to repetition of printing. If the position detection mark 21 becomes very dirty, the accurate position of the intermediate transfer belt 9 cannot be detected, registration will not be performed, and an image defect will be caused. In order not to cause the above-described image defects, it is necessary to periodically clean the position detection marks 21.
[0015]
As a cleaning method, by spreading the secondary transfer residual toner charging roller 19 and the primary transfer roller 10 to the position detection mark 21 in the non-image area, the toner adhered to the position detection mark 21 can be removed similarly to the secondary transfer residual toner. Cleaning is performed by the ICL method. When the position detection mark 21 is cleaned by a cleaning method in which the blade is used to scrape the position detection mark 21, the position detection mark 21 may be peeled off by the blade, or the blade may be damaged by the position detection mark 21. On the other hand, in the cleaning of the position detection mark 21 by the ICL method, the cleaning can be performed without damaging the position detection mark 21 and is superior to the cleaning of the scraping method.
[0016]
In addition to the cleaning by the ICL method, the secondary transfer residual toner charging roller 19 is not used, and the negatively charged secondary transfer residual toner and the toner on the position detection mark 21 are negatively charged to the primary transfer roller 10. There is also a cleaning method in which the toner is transferred to the photosensitive drum 1 by applying a bias of the nature.
[0017]
[Patent Document 1]
JP-A-5-297739
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, since the cleaning of the position detection mark on the intermediate transfer belt 9 is performed by the ICL method, the primary transfer roller 10 is in contact with the position detection mark even during the primary transfer. For this reason, in the position detection mark portion, the primary transfer nip becomes non-uniform in the left and right, and there is a possibility that image uniformity in the longitudinal direction is lacking.
[0019]
This will be specifically described with reference to FIGS. 13 is a sectional view of a conventional primary transfer roller, FIG. 14 is a sectional view of a primary transfer nip portion N1 using the primary transfer roller of FIG. 13, and FIG. 15 is a primary transfer from the direction of arrow R5 in FIG. It is explanatory drawing of the nip part N1.
[0020]
As described above, since the position detection mark 21 is cleaned by the ICL method, the primary transfer roller 10 steps on the position detection mark 21 even during the primary transfer. At this time, as shown in FIG. 13, since the conventional primary transfer roller uses a straight type from the non-image area A1 to the image area A2, the position detection mark 21 on the intermediate transfer belt 9 is used as shown in FIG. When the sheet passes through the primary transfer nip N1, the primary transfer roller 10 may float (part F in FIG. 14), which may cause a transfer failure.
[0021]
That is, as shown in FIG. 15, the primary transfer nip N1 of the position detection mark 21 is kept, but the primary transfer nip N1 of the image area A2 has different nip widths on the left and right. If the primary transfer nip N1 is different between the left and right sides in addition to the transfer failure at the F portion where the primary transfer roller 10 floats, the transfer efficiency may be different and the longitudinal image uniformity may be lacking.
[0022]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which is free from transfer failure and has good image uniformity even when an image is transferred using a belt member.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
A typical configuration according to the present invention for achieving the above object has a transfer roller that comes into contact with the intermediate transfer body to transfer a toner image formed on an image carrier to a rotating intermediate transfer body, And an image forming apparatus in which a position detecting member for detecting a position of the intermediate transfer member is provided at an end of the intermediate transfer member, and the position detecting member passes through a nip portion between the intermediate transfer member and the transfer roller. Wherein the shape of the transfer roller is different between the position detecting member side and the non-position detecting member side in the roller axis direction.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described.
[0025]
[First Embodiment]
1 to 4 show an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. The basic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as the conventional configuration shown in FIG. 12 except for the shape of the primary transfer roller, and is a developing device capable of rotating the four developing units 5, 6, 7, and 8. A color image is formed by mounting each of the color images sequentially on the container support 4 and sequentially primary-transferring them sequentially to an intermediate transfer belt 9 as an intermediate transfer body, and collectively secondary transferring the color images to a transfer material P. Color image forming apparatus. The description of the entire configuration common to the conventional example is omitted, and members having the same functions are denoted by the same reference numerals.
[0026]
In the primary transfer roller 10 of the present embodiment, the diameter of the primary transfer roller 10 is reduced only on the side where the position detection mark 21 as the position detection member is arranged, so that the primary transfer roller 10 is lifted by the position detection mark 21. And makes the primary transfer nip N1 uniform. The detailed configuration of the present embodiment will be described below.
[0027]
FIG. 1 is an explanatory perspective view of the primary transfer section of the present embodiment. The intermediate transfer belt 9 uses a resin belt having a belt width A3 of 240 mm and a material of PVDF (polyvinylidene fluoride). The thickness of the intermediate transfer belt 9 is preferably 50 μm to 200 μm, because if the thickness is too thin, the belt strength becomes weak, and if it is too thick, the elasticity is lost and it becomes difficult to bend. The thickness of No. 9 was 80 μm.
[0028]
In FIG. 1, position detection marks 21 for aligning the registration with the non-image area A1 are provided at four positions on the belt surface. The position detection mark 21 has a size of 10 mm × 30 mm, is detected by a position detection sensor 22 installed opposite thereto, and registered. When the thickness of the position detection mark 21 is 20 μm or less, the mechanical strength is insufficient. In this embodiment, the thickness of the position detection mark 21 is set to 100 μm.
[0029]
The primary transfer roller 10 uses NBR-based ion conductive rubber and cleans the position detection mark 21 by the ICL method. Therefore, the longitudinal rubber width of the primary transfer roller 10 is set to 240 mm, which is the same as the belt width A3 of the intermediate transfer belt 9. . A primary transfer power supply 17 applies a positive primary transfer bias at a constant voltage to a SUS core metal 20 having a diameter of 6.00 mm from the primary transfer power supply 17, and transfers the toner image on the photosensitive drum 1 onto the intermediate transfer belt 9. The primary transfer can be performed. Further, the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt 9 and the position detection mark 21 can be cleaned by the primary transfer power supply 17 by the ICL method.
[0030]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the shape of the primary transfer roller 10 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the diameter D1 of the rubber part of the image area A2 of the primary transfer roller 10 is φ14.00 mm, and the diameter D1 of the non-image area A1 (from the rubber end to 10 mm from the rubber end) facing the position detection mark 21 part. The diameter D2 of the rubber portion is configured to be 13.80 mm smaller than D1 (D1> D2).
[0031]
The hardness of the primary transfer roller 10 of the present embodiment is 30 degrees under a load of 500 g of Asker C hardness meter. If the hardness of the primary transfer roller 10 is too soft, the nip width increases, so that a load is applied to the intermediate transfer belt 9 that is driven by the primary transfer roller 10, and as a result, the secondary transfer opposing roller 12 that is driven (FIG. 12) That is, the torque in the middle R4 direction is increased. On the other hand, if the nip width is too hard, the nip width becomes narrow, which may lead to poor transfer. Therefore, the hardness of the primary transfer roller 10 is preferably 20 ° to 40 ° under a 500 g load of AskerC hardness meter.
[0032]
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of the primary transfer nip N1 using the primary transfer roller 10 according to the present embodiment, and FIG. 4 is an explanatory view of the primary transfer nip N1 from the R5 direction in FIG.
[0033]
In the present embodiment, as described above, since the diameter of the primary transfer roller 10 is reduced only in the portion facing the position detection mark 21, as shown in FIG. When passing through N1, the primary transfer roller 10 does not float. Thereby, as shown in FIG. 4, the primary transfer nip N1 of the image area A2 is also very uniform on the left and right, and uniform primary transfer is possible.
[0034]
According to the configuration described above, when image formation was performed and confirmed, it was possible to prevent density unevenness in the longitudinal direction of the primary transfer roller 10.
[0035]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration other than the primary transfer roller 10 is the same as that of the above-described first embodiment, the overlapping description is omitted, and members having the same functions are denoted by the same reference numerals.
[0036]
The present embodiment is characterized in that the primary transfer roller 10 is tapered on the position detection mark side.
[0037]
In order to prevent the primary transfer roller 10 from floating due to the position detection mark 21, a method of reducing the diameter of the primary transfer roller 10 only in a portion facing the position detection mark 21 as in the first embodiment is used. In addition, it is necessary to accurately set the position detection mark 21 on the intermediate transfer belt 9, and to cut from the end of the primary transfer roller 10 to the width of the position detection mark 21.
[0038]
When the uncut portion of the primary transfer roller 10 and the position detection mark 21 overlap, the primary transfer roller 10 is lifted by the position detection mark 21. On the other hand, if the shaving amount of the primary transfer roller 10 is larger than the width of the position detection mark 21, the diameter of the primary transfer roller 10 is reduced to the image area A2, which may result in poor transfer at the end of the image.
[0039]
If the width of the rubber portion of the primary transfer roller 10 and the belt width of the intermediate transfer belt 9 are increased to provide a margin between the image area A2 and the non-image area A1, the above accuracy is not required. The main body gets bigger.
[0040]
Therefore, in the present embodiment, the primary transfer roller 10 is tapered on the position detection mark 21 side to prevent the primary transfer roller 10 from floating due to the position detection mark 21. The detailed configuration of the present embodiment will be described below.
[0041]
The intermediate transfer belt 9 was the same as that of the first embodiment, and used a resin belt of PVDF (polyvinylidene fluoride) having a belt width A3 of 240 mm and a thickness of 80 μm. In the non-image area A1 at the end of the intermediate transfer belt 9, position detection marks 21 for adjusting registration are provided at four places on the belt surface.
[0042]
FIG. 5 is an explanatory sectional view showing the shape of the primary transfer roller 10 according to the second embodiment. The material and hardness of the primary transfer roller 10 are the same as in the first embodiment, and the longitudinal rubber width A3 is also 240 mm. The diameter D1 of the rubber portion of the primary transfer roller 10 in the image area A2 having a width of 230 mm is φ14.00 mm.
[0043]
Then, on the side of the non-image area A1 where the position detection mark 21 is located, a taper is inserted from the end of the primary transfer roller 10 from 15 mm (W1 part in FIG. 5), and the diameter D2 of the rubber part at the roller end is φ13. 76 (taper amount: 120 μm).
[0044]
FIG. 6 is an explanatory sectional view of the primary transfer nip N1 in the second embodiment, and FIG. 7 is an explanatory view of the primary transfer nip N1 from the direction R5 in FIG.
[0045]
As described above, by tapering the portion of the primary transfer roller 10 facing the position detection mark 21, even if the position detection mark 21 passes through the primary transfer nip N1, as shown in FIG. The primary transfer nip N1 in the image area A2 can be secured without floating.
[0046]
Then, as shown in FIG. 7, the primary transfer nip N1 of the image area A2 is also uniform on the left and right, and uniform primary transfer is possible.
[0047]
By using the above-described configuration, it is possible to make the primary transfer nip N1 uniform without requiring the placement position of the position detection mark 21 and the amount of shaving of the primary transfer roller as required in the first embodiment.
[0048]
According to the configuration described above, when image formation was performed and confirmed, it was possible to prevent density unevenness in the longitudinal direction of the primary transfer roller 10.
[0049]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration other than the primary transfer roller 10 is the same as that of the above-described first embodiment, the overlapping description is omitted, and members having the same functions are denoted by the same reference numerals.
[0050]
The present embodiment is characterized in that different taper shapes are formed on the position detection mark side and the non-position detection mark side of the primary transfer roller 10.
[0051]
When the material of the core metal 20 of the primary transfer roller 10 is soft or when the pressure applied to the primary transfer roller 10 is high, the primary transfer roller 10 bends, and the primary transfer nip N1 differs between the center and the end in the roller axis direction. Sometimes. In this case, the primary transfer roller 10 may be tapered on both sides to make the primary transfer nip uniform. In the present embodiment, when the primary transfer roller 10 is tapered on both sides in the axial direction as described above, the tapered shape of the primary transfer roller 10 is set to prevent the primary transfer roller 10 from floating due to the position detection mark 21. The left and right are different. The detailed configuration of the present embodiment will be described below.
[0052]
The intermediate transfer belt 9 was the same as that of the first embodiment, and used a resin belt of PVDF (polyvinylidene fluoride) having a belt width A3 of 240 mm and a thickness of 80 μm. In the non-image area A1 at the end of the intermediate transfer belt 9, position detection marks 21 for adjusting registration are provided at four places on the belt surface.
[0053]
FIG. 8 is an explanatory sectional view showing the shape of the primary transfer roller 10 according to the third embodiment. The material and hardness of the primary transfer roller 10 are the same as those of the first embodiment, but the core metal 20 having a diameter of 5.00 mm is used. In order to make the primary transfer nip uniform in the image area A2, the primary transfer roller 10 is tapered left and right with respect to the image center C.
[0054]
The non-position detection mark side has a taper of 70 mm (W2 in FIG. 8) from the roller end, and the rubber diameter D3 of the roller end is reduced to 13.80 mm. On the other hand, on the position detection mark 21 side, the roller end has a taper of 80 mm (W1 in FIG. 8), the rubber diameter D2 of the roller end is reduced to 13.77 mm, and the taper is bilaterally asymmetric.
[0055]
Although the overall taper of the primary transfer roller 10 is different between left and right, the left and right taper angles K1 and K2 are the same, and the lengths W4 and W2 of the tapered portion are symmetrical in the image area A2.
[0056]
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view of the primary transfer nip N1 in the third embodiment, and FIG. 10 is an explanatory view of the primary transfer nip N1 from the R5 direction in FIG.
[0057]
As described above, when the primary transfer roller 10 is tapered to make the primary transfer nip N1 uniform, by increasing the amount of taper on the position detection mark 21 side, as shown in FIG. Does not float, and does not affect the primary transfer nip N1 in the image area A2.
[0058]
By forming a symmetrical taper in the image area A2, as shown in FIG. 10, the primary transfer nip N1 of the image area A2 is also uniform on the left and right, and uniform primary transfer is possible.
[0059]
According to the configuration described above, when printing was confirmed, it was possible to prevent density unevenness in the longitudinal direction of the primary transfer roller 10.
[0060]
In the above configuration, the right and left taper angles K1 and K2 of the primary transfer roller 10 are the same, and the lengths W1 and W2 of the tapered portions are different from each other. , K2 and the lengths W1, W2 of the tapered portion may be adjusted for use.
[0061]
For example, if the amount of deflection of the primary transfer roller 10 is small and the taper required for the image area A2 cannot prevent the primary transfer roller 10 from floating due to the position detection mark 21, the primary transfer roller as shown in FIG. It is good to use it in the shape of 10.
[0062]
That is, the necessary taper angles K1 and K2 are provided symmetrically with respect to the image area A2 in accordance with the amount of deflection of the primary transfer roller 10. Then, in order to prevent the primary transfer roller 10 from floating due to the position detection mark 21, only the non-image area A1 where the position detection mark 21 is present is added with a taper having a larger taper angle K3 (K1 = K2 <K3), so that primary transfer is performed. Nip can be uniform.
[0063]
[Other embodiments]
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the primary transfer roller is prevented from floating due to the position detection mark 21 installed on the intermediate transfer belt in the intermediate transfer type image forming apparatus has been described. The toner image is carried on a transfer material carrying belt as a body by electrostatic attraction and the like, and is conveyed. By applying a bias to a transfer roller contacting the belt, a toner image is transferred from the photosensitive drum to a transfer material in a multiplex manner to perform color transfer. The present invention is also applicable to an image forming apparatus for forming an image. Even in this case, in the configuration in which the position detection mark 21 is provided on the transfer material carrying belt to detect the position of the belt, the same operation and effect can be obtained by applying the above-described configuration to the transfer roller. .
[0064]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to prevent the transfer roller from being lifted by the position detecting member and to suppress the density unevenness in the image in the longitudinal direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view of a primary transfer unit according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a shape of a primary transfer roller of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory sectional view of a primary transfer nip using the primary transfer roller according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a primary transfer nip portion from an R5 direction in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory sectional view illustrating a shape of a primary transfer roller according to a second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory sectional view of a primary transfer nip portion according to a second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a primary transfer nip portion from a direction R5 in FIG. 6;
FIG. 8 is an explanatory sectional view showing a shape of a primary transfer roller according to a third embodiment.
FIG. 9 is an explanatory sectional view of a primary transfer nip portion according to a third embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a primary transfer nip portion from a direction R5 in FIG. 9;
FIG. 11 is an explanatory sectional view showing a shape of a primary transfer roller having a taper formed on both sides in the axial direction.
FIG. 12 is a schematic explanatory view of a four-color full-color laser beam printer of an intermediate transfer system.
FIG. 13 is an explanatory sectional view of a conventional primary transfer roller.
14 is an explanatory sectional view of a primary transfer nip using the primary transfer roller of FIG. 13;
FIG. 15 is an explanatory diagram of a primary transfer nip portion from a direction of an arrow R5 in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
A1 Non-image area A2 Image area K1, K2 Taper angle N1 Primary transfer nip N2 Secondary transfer nip P Transfer material 1 Photoconductor drum 2 Charger 3 Exposure device 4 Developing device support Body 5, 6, 7, 8 Developing device 9 Intermediate transfer belt 10 Primary transfer roller 11 Secondary transfer roller 12 Secondary transfer opposing roller 13 Power supply 14 Tension roller 16 Photosensitive drum cleaner 17 Primary Transfer power supply 19: Secondary transfer residual toner charging roller 20: Core 21: Position detection mark
