JP2004325932A

JP2004325932A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004325932A
Application number: JP2003122277A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Haga; 浩吉芳賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】中間転写体における紙粉の存在や部品の組み付け精度のバラツキ等に拘わらず、１次転写ニップ部の接触圧が高くなることを抑制でき、画像上のスジ発生を低減して画質向上を図れるようにする。
【解決手段】感光体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に掛け回されている。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４４、１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７、テンションローラ４８間に掛け回されている。感光体ベルト１１に形成されたトナー像は、１次転写ローラ４５により中間転写ベルト４１上に重ね転写され、重ね合わせられたトナー像は、２次転写対向ローラ４６部位で図示しない２次転写手段により記録媒体に一括転写される。１次転写ローラ４５は弾性を有する材料で形成されており、１次転写ニップ部での接触圧が高まる要因があっても、二点鎖線で示すように中間転写ベルト４１は弾性で沈み、１次転写ニップ部での接触圧が低減される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を有するカラー画像形成が可能な複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像形成装置では、例えば像担持体としてのベルト状の感光体上に異なる色のトナー像を作成し、１次転写ローラによりベルト状の中間転写体に上記各トナー像を順次重ね合わせて転写し、中間転写体上の重ね合わせ像を２次転写ローラにより記録媒体としての用紙上に一括して転写することが行われている。
記録媒体に転写されずに中間転写体上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング手段により除去されるようになっている。中間転写体クリーニング手段は、一般に中間転写体にカウンター方向で当接するクリーニングブレードを有している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１８５０５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１４８７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像形成装置では、２次転写部位で中間転写体が用紙と接触するために、中間転写体に紙粉が付着しやすい。感光体と中間転写体の接触部である１次転写ニップ部に紙粉が介在した状態で回転すると、感光体表面が傷付き、画像上にスジが発生してしまう場合があった。特に、部品の組み付け精度のバラツキ等により１次転写ニップ部の接触圧が高いとスジ発生が顕著となっていた。
【０００５】
本発明は、紙粉の存在や部品の組み付け精度のバラツキ等に拘わらず、１次転写ニップ部の接触圧が高くなることを抑制でき、画像上のスジ発生を低減して画質向上を図れる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体と、中間転写体と、上記像担持体に形成されたトナー像を上記中間転写体に転写するための１次転写手段と、上記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための２次転写手段を備えた画像形成装置において、上記１次転写手段が、弾性を有する回転部材である、という構成を採っている。
【０００７】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記回転部材がローラである、という構成を採っている。
【０００８】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記中間転写体上に残留したトナーを除去する中間転写体クリーニング手段を有し、該中間転写体クリーニング手段はブレードを有しない構成であることとした。
【０００９】
請求項４記載の発明では、請求項１乃至３のうちの何れか１つに記載の画像形成装置において、上記１次転写手段の硬度が、アスカーＣ硬度で３０°以下である、という構成を採っている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図３に基づいて本実施形態における画像形成装置としての電子写真式のカラープリンタの全体構成の概要を説明する。
カラープリンタ１は、感光体ユニット１０、光書き込みユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０、２次転写手段としての２次転写ローラ５０、定着ユニット６０、給紙ユニット８０、両面ユニット７０等で構成されている。
【００１１】
像担持体としての感光体ベルト１１は、図中矢印Ａ方向（時計回り方向）に無端移動する。その周りには、帯電器１３、光書き込みユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０の中間転写体としての中間転写ベルト４１、感光体クリーニングユニット１２などが配置されている。感光体ベルト１１の表面には有機感光層が形成されている。
感光体ベルト１１は、図示しない駆動モータによって回転駆動される駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に掛け回されて支持され、駆動ローラ１４の駆動力によって回転する。
【００１２】
光書き込みユニット２０は、半導体レーザ２１、レーザ発光駆動制御部（不図示）、ポリゴンミラー２２、３つの反射ミラー２３ａ、２３ｂ、２３ｃなどを備えている。カラープリンタ１で画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電器１３に高電圧が印加されることにより、感光体ベルト１１が一様に帯電される。図示しない画像信号処理部では、カラー画像情報、例えば外部のコンピュータから送られてきたカラー画像信号が光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット２０に送られる。光書き込みユニット２０では、上記光書き込み信号に基づいて、光源としての半導体レーザ２１が制御され、ポリゴンミラー２２、図示しないｆ／θレンズ、反射ミラー２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介して、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト１１上に各色の静電潜像が個別に形成される。
【００１３】
現像ユニット３０は、Ｂｋ現像装置３１Ｋ、Ｃ現像装置３１Ｃ、Ｍ現像装置３１Ｍ、Ｙ現像装置３１Ｙや、各現像装置を図中左右方向に移動させて感光体ベルト１１に対して接離させる図示しない接離機構などで構成されている。各現像装置３１Ｋ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙは、それぞれ対応する色の現像剤であるトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙを備えている。また、回転しながらトナーを汲み上げて攪拌する現像剤パドル３３Ｋ、３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、トナーを収容するトナー収容ケース３４ｋ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｙなども備えている。
【００１４】
トナー収容ケース３４Ｋ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｙには、それぞれ対応する色のトナーを主成分とし、磁性キャリアを含まない一成分現像剤（以下、単に「トナー」という）が収容されている。なお、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いることも可能である。図示の例では、装置本体下側から順にＢｋ現像装置３１Ｋ、Ｃ現像装置３１Ｃ、Ｍ現像装置３１Ｍ、Ｙ現像装置３１Ｙが並んで配置されている。各現像装置３１Ｋ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ内では、トナーが攪拌等によって所定の極性に帯電される一方で、図示しない現像バイアス電源によって現像スリーブ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙに現像バイアスが印加される。これにより、現像スリーブ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙと、感光体ベルト１１の静電潜像との間にはトナーをスリーブ側からベルト側に静電的に移動させる現像ポテンシャルが生じる。また、現像スリーブ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙと、感光体ベルト１１の地肌部（非潜像部）との間にはトナーをベルト側に移動させないでスリーブ側に拘束する非現像ポテンシャルが生じる。
【００１５】
中間転写ユニット４０は、像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト４１、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置４２、位置検出用センサ４３などで構成されている。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４４、１次転写手段としての１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７、テンションローラ４８間に掛け回されて支持されている。
中間転写ベルト４１は、図示しない駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ４４によって、図中矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に移動される。中間転写ベルト４１の幅方向一端付近の非画像形成領域には、複数の位置検出用マーク（不図示）が設けられており、これら位置検出用マークのうちの何れか１つ（両像形成動作開始時に位置検出用センサ４３を最初に通過した位置検出用マーク）が位置出用センサ４３に検出されたタイミングに基づいてプリント動作が開始される。
ベルトクリーニング装置４２は、ブラシローラ４２ａや図示しない接離機構等で構成されている。少なくとも各色のトナー像を中間転写（１次転写）している間は、接離機構によって中間転写ベルト４１表面からブラシローラ４２ａを離間させる。この離間により、２次転写前のトナー像をクリーニングしてしまうといった事態を回避している。中間転写ベルト４１表面から除去されたトナーは、中間転写ユニット４０内部に設けられた廃トナータンク４９に蓄えられる。ベルトクリーニング装置４２の詳細については後述する。
【００１６】
給紙ユニット８０は、図示しない記録媒体としての用紙を収容する給紙カセット８１、給紙コロ８２ａ、８２ｂ、８２ｃ等で構成されており、用紙を所定のタイミングで給紙カセット８１からレジストローラ対８３に向けて給紙する。
２次転写ローラ５０は、中間転写ユニット４０の２次転写対向ローラ４６にバックアヅプされる中間転写ベルト部分に当接して２次転写ニップを形成する。２次転写ローラ５０に２次転写バイアスが印加されると、２次転写ローラ５０と２次転写対向ローラ４６との間に２次転写電界が形成される。２次転写ローラ５０は、プリント動作開始から、４色重ね合わせトナー像の先端が２次転写ニップに到達する寸前までは、図示しない接離機構によって中間転写ベルト４１表面から離間するように構成されている。この離間により、各色トナー像をそれぞれ単独で２次転写してしまうといった事態が回避される。一方、レジストローラ対８３は、用紙を２次転写ニップで４色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出す。２次転写ニップで用紙と重ね合わされた４色重ね合わせトナー像は、ニップ圧や上記２次転写電界の影響を受けて中間転写ベルト４１から用紙に一括して２次転写される。この２次転写により、用紙にフルカラー画像が形成される。
【００１７】
プリント開始から終了までのプロセスの概要は次の通りである。すなわち、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ベルト１１が図中矢印Ａ方向に移動を開始する。これと同時に、中間転写ベルト４１も図中矢印Ｂ方向に移動を開始する。その後、位置検出用センサ４３が中間転写ベルト４１上の位置検出用マークを初めに検知するタイミングに基づいて、感光体ベルト１１上に対する光書込が開始される。これにより、Ｂｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が順次形成される。そして、これらは中間転写ベルト４１上に重ね合わせて１次転写される。すなわち、トナー像の形成及び１次転写動作が４回繰り返される。
このとき、１次転写ローラ４５にはトナーと逆極性の電荷が印加され、感光体ベルト１１上のトナー像が中間転写ベルト４１上に転写される。１次転写ローラ４５に印加するバイアスを順次高くすることが一般的であるが、その電圧値は中間転写ベルト４１の抵抗特性等に応じて異なる。なお、１次転写ニップを通過した感光体ベルト１１表面に残留する転写残トナーは、感光体ベルト１１の再使用に備えて感光体クリーニングユニット１２でクリーニングされる。ここで回収されたトナーは図示しない回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。
【００１８】
一方、用紙は、プリント開始後の初期に給紙カセット８１又は手差しトレイ８３の何れかから給送され、レジストローラ対８３のニップで待機している。２次転写ローラ５０に中間転写ベルト４１上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときにちょうど用紙の先端が４色重ねのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対８３が駆動される。これにより、用紙とトナー像との位置合わせが行われる。用紙は、中間転写ベルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ５０による転写バイアスで用紙が荷電され、トナー画像のほとんどが用紙上に転写される。
中間転写後の感光体ベルト１１の表面は、感光体クリーニングユニット１２によって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプ（不図示）によって均一に除電（初期化）される。また、２次転写後の中間転写ベルト４１の表面は、ベルトクリーニング装置４２のブラシローラ４２ａが押圧されることで、転写残トナーがクリーニングされる。中間転写ベルト４１からクリーングされたトナーは廃トナータンク４９に蓄えられる。
【００１９】
中間転写ベルト４１からの一括２次転写によって得られたフルカラー画像は、用紙とともに定着ユニット６０に搬送され、所定温度に制御される定着ベルト６１と加圧ローラ６２とのニップ部でトナー像が溶融定着される。
定着ユニット６０の下流近傍には、切換爪８５が設けられており、切換爪８５の位置によって矢印Ｃ方向と搬送路８７方向に選択的に案内される。
プリントが片面の場合には、定着を終えた用紙は排紙ローラ対８６により装置上面トレイに排出される。両面プリントの場合には、用紙は搬送路８７へ案内され、両面ユニット７０へ入る。用紙は搬送ローラ対７２により一旦反転搬送路７３へ導かれて垂れ下がった状態にされ、その後、搬送ローラ対７２の逆回転及び切換爪７１の案内により再給紙路７４へ導かれる。
再給紙路７４へ入った用紙は搬送ローラ対７５により搬送され、レジストローラ対８３へ向けて送られる。その後の動作は片面プリント時と同様である。
【００２０】
本実施形態における１次転写ローラ４５は、弾性部材により形成されている。１次転写ローラ４５は中間転写ベルト４１の移動方向における１次転写対向ローラ１５の中心位置から下流にずれた位置に設けられている。
１次転写ローラ４５が硬質の材料で形成された剛体の場合、中間転写ベルト４１の張り状態は実線で示す４１Ａとなってこの状態は変化しないが、弾性材料により形成されている場合、圧力が高くなると１次転写ローラ４５の弾性変形により中間転写ベルト４１の位置が沈み、二点鎖線で示す４１Ｂの状態となる。
従って、中間転写ベルト４１上に紙粉があったり、部品の組み付け精度のバラツキがあっても、これらの要因による１次転写ニップ部での接触圧の高まりは１次転写ローラ４５の弾性変形により吸収される。これにより、画像上のスジの発生が抑制される。１次転写ローラ４５の硬度は、アスカーＣ硬度で３０°以下であるのが望ましい。
【００２１】
次に、図２に基づいてベルトクリーニング装置４２の構成を詳細に説明する。
ベルトクリーニング装置４２は、中間転写ベルト４１に当接するブラシローラ４２ａと、バイアスが付与されブラシローラ４２ａに当接するバイアスローラ４２ｂと、バイアスローラ４２ｂに当接するブレード４２ｃと、ブレード４２ｃで掻き落とされた廃トナーを回収するための回収コイル４２ｄを有している。
ベルトクリーニング装置４２は、図示しない接離手段により、軸４２ｅを支点として中間転写ベルト４１に対して接離自在に設けられている。
中間転写体のクリーニング方式としては、従来より、ブレードを中間転写体に例えばカウンター方向で当接させるブレードクリーニング方式、バイアスクリーニング方式等が知られている。ブレードクリーニング方式は、クリ−ニング性が良好な反面、接離動作時の負荷変動が大きいことや、トナー飛散やトナー回収という点で中間転写体の上方には配置できないというレイアウト上の制約を受ける。
【００２２】
接離動作時の負荷変動を低減したい場合や上方にクリーニング手段を配置したいような場合には、バイアスクリーニング方式のようなクリーニングブレードを使わない、いわゆるブレードレス方式が採用される。
この方式の場合には、２次転写部で中間転写ベルト４１に付着した紙粉をクリーニング手段で塞き止める機能がブレードクリーニング方式に比べて低いため、１次転写ニップ部に進入する紙粉の量が多くなってしまい、１次転写ニップ部での接触圧が特に高くなって感光体ベルト１１の表面がより傷付きやすくなってしまうという不具合がある。
本実施形態では上述のように、１次転写ローラ４５が弾性を有しているので、ブレードレス方式のクリーニング手段（ベルトクリーニング装置４２）を採用しても、１次転写ニップ部での接触圧を低減することができ、画像上のスジの発生が抑制される。
従って、１次転写ローラ４５の存在により、１次転写ニップ部での接触圧を低減することができることに加え、ベルトクリーニング装置４２の接離動作時の負荷変動を低減できるとともに、配置位置の自由度を向上させることができる。
上記実施形態では、１次転写手段をローラとしたが、ベルト等の他の回転部材としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、像担持体と、中間転写体と、上記像担持体に形成されたトナー像を上記中間転写体に転写するための１次転写手段と、上記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための２次転写手段を備えた画像形成装置において、上記１次転写手段が、弾性を有する回転部材である構成としたので、２次転写手段への紙粉の付着や部品の組み付け精度のバラツキ等に拘わらず、１次転写ニップ部の接触圧が高くなることを抑制でき、画像上のスジ発生を低減して画質向上を図ることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、上記回転部材がローラである構成としたので、２次転写手段への紙粉の付着や部品の組み付け精度のバラツキ等に拘わらず、１次転写ニップ部の接触圧が高くなることを抑制でき、画像上のスジ発生を低減して画質向上を図ることができる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記中間転写体上に残留したトナーを除去する中間転写体クリーニング手段を有し、該中間転写体クリーニング手段はブレードを有しない構成としたので、画像上のスジの発生を抑制しながら、同時に中間転写体クリーニング手段の接離動作時の負荷変動を低減できるとともに、配置位置の自由度を向上させることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちの何れか１つに記載の画像形成装置において、上記１次転写手段の硬度が、アスカーＣ硬度で３０°以下である構成としたので、１次転写ニップ部での接触圧の高まりを確実に抑制でき、画像上のスジの発生を高精度に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における像担持体、中間転写体及び１次転写手段の位置関係を示す拡大概要正面図である。
【図２】中間転写体クリーニング手段の構成を示す拡大概要正面図である。
【図３】画像形成装置としてのカラープリンタの概要正面図である。
【符号の説明】
１１像担持体としての感光体ベルト
４１中間転写体としての中間転写ベルト
４２中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置
４５１次転写手段としての１次転写ローラ
５０２次転写手段としての２次転写ローラ５０

Claims

像担持体と、中間転写体と、上記像担持体に形成されたトナー像を上記中間転写体に転写するための１次転写手段と、上記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための２次転写手段を備えた画像形成装置において、
上記１次転写手段が、弾性を有する回転部材であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
上記回転部材がローラであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
上記中間転写体上に残留したトナーを除去する中間転写体クリーニング手段を有し、該中間転写体クリーニング手段はブレードを有しない構成であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３のうちの何れか１つに記載の画像形成装置において、
上記１次転写手段の硬度が、アスカーＣ硬度で３０°以下であることを特徴とする画像形成装置。