JP2005107052A - カラ−画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム型画像形成装置において、転写ベルトまたは転写搬送ベルトと感光体との摩擦のばらつきにより、転写ベルトまたは転写搬送ベルトに速度変動が生じ、形成画像に色むらが発生する。
【解決手段】 複数のロ−ラの一つである中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ロ−ラ６に関して、中間転写ベルト１０の移動方向上流側であり、且つ中間転写ベルト１０の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニット２０と該最上流側に配置された画像形成ユニット２０の直上流側の前記複数のロ−ラの一つであるテンションロ−ラ２１との間の中間転写ベルト１０の背面に当接するクリ−ニングブレ−ド３１を有する構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、タンデム型のカラー画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真プロセスを用いたタンデム型フルカラー画像形成装置として、中間転写ベルト（中間転写体）を用いて中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせて転写して（１次転写）、カラートナー像を形成した後、２次転写位置で記録媒体（記録用紙、以下単に用紙と呼ぶ）に中間転写ベルト上のカラートナー像を転写してカラー画像形成を行うようにしたものがある（このようなカラー画像形成装置は、中間転写タンデム型カラ−画像形成装置と呼ばれる）。一方、用紙転写搬送ベルト上を搬送される用紙上に順次トナー像を重ね合わせて転写してカラー画像形成を行うようにしたものもある（このようなカラー画像形成装置は、直接タンデム型カラ−画像形成装置と呼ばれる）。

上述のようなタンデム型画像形成装置においては、中間転写ベルトの背面に、飛散したトナ−や、紙粉、塵埃等が付着すると中間転写ベルトの背面とその駆動部材との間の摩擦抵抗が変動し、中間転写ベルトがスリップして色ずれが発生することがある。

中間転写ベルトとその駆動部材との摩擦抵抗の変化による上記のような現象の発生を防止するため、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックトナーの各画像を感光体ベルト上に作成した後中間転写ベルト上で重ね合わせて用紙に転写する構成の画像形成装置において、中間転写ベルトの背面又は駆動ロ−ラにクリ−ニングブレ−ドを弾性的に当接させたたものがある（特許文献１参照）。
特開２００３−９１１７５号公報（請求項１、段落００５８〜００６２、第６図）

しかしながら、特許文献１では、その図６に記載のようにクリ−ニングブレ−ドを中間転写ベルトの画像形成位置付近の背面に当接させている。このような位置でクリ−ニングブレ−ドを中間転写ベルトに当接させると、当接力が小さい場合は問題がないが、ある程度の当接力が加わると、クリ−ニングブレ−ドの当接による制動作用が働くために、その部分で中間転写ベルトの搬送速度が変動してしまい、画像に色ずれが生じる場合がある。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、各色トナ−像が順次重ね合わせて転写される複数のロ−ラに支持された移動可能な中間転写体と、該中間転写体の移動方向に沿って配置され各色毎のトナ−像を担持する像担持体を有する複数の画像形成ユニットと、前記中間転写体を挟んで前記像担持体と対向して前記像担持体上のトナ−像を前記中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナ−像を記録媒体に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、前記複数のロ−ラの一つである中間転写体を回転駆動する駆動ロ−ラに関して、中間転写体の移動方向上流側であり、且つ中間転写体の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニットと該最上流側に配置された画像形成ユニットの直上流側の前記複数のロ−ラの一つとの間の中間転写体の背面に当接するクリ−ニングブレ−ドを有することを特徴とするカラ−画像形成装置が得られる。

また、本発明では、前記クリ−ニングブレ−ドに対向し中間転写体を挟む位置に中間転写体の表面と接触する対向部材を設けることが望ましい。

また、本発明では、前記対向部材の表面は導電性であり、且つ接地されていることが望ましい。

さらに、本発明では、前記クリ−ニングブレ−ドの中間転写体への当接圧を画像形成枚数に応じて変化させることが望ましい。

さらに、本発明によれば、記録媒体を搬送する複数のロ−ラに支持された移動可能な転写搬送体と、該転写搬送体の移動方向に沿って配置され各色毎のトナー像を担持する像担持体を有する複数の画像形成ユニットと、前記搬送ベルト体を挟んで前記像担持体と対向して前記像担持体上のトナー像を前記記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記複数のロ−ラの一つである転写搬送体を回転駆動する駆動ロ−ラに関して、転写搬送体の移動方向上流側であり、且つ転写搬送体の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニットと該最上流側に配置された画像形成ユニットの直上流側の前記複数のロ−ラの一つとの間の転写搬送体の背面に当接するクリ−ニングブレ−ドを有することを特徴とするカラ−画像形成装置が得られる。
ここでも、本発明では、前記制動部材に対向し中間転写体を挟む位置に中間転写体の表面と接触する対向部材を設けることや前記制動部材の中間転写体への当接圧を画像形成枚数に応じて変化させることが望ましい。

以上のように、請求項１の発明によれば、中間転写体の移動方向上流側であり、且つ中間転写体の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニットと該最上流側に配置された画像形成ユニットの直上流側の前記複数のロ−ラの一つとの間の中間転写体の背面に当接するクリ−ニングブレ−ドを配置したので、駆動ロ−ラと制動部材の間の中間転写体に速度変動が防止でき、さらに中間転写体の背面をクリ−ニングすることにより、中間転写体のスリップ等による速度変動も防止できるので、色むらのないカラ−画像を得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、中間転写ベルトがクリ−ニングブレ−ドの当接によって正常な位置から変移することによる転写効率の低下によるカラ−画像の色味の変化を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、他に中間転写ベルトの除電部材を配置することなく、中間転写ベルトを除電することが可能であるため、コストの上昇を抑えることが可能となる。

請求項４の発明によれば、画像形成の繰り返しによって中間転写体の表面粗さが悪化した場合でも、良好なカラ−画像を得ることができる。

請求項５乃至７の発明にによれば、転写搬送体を用いたカラ−画像形成装置においても、良好なカラ−画像を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１はカラ−画像形成装置として用いられる中間転写タンデム型カラープリンター１の一例を概略的に示す図であり、図示のプリンター１においては、外部コンピュータ（図示せず）から送られる原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力とのいずれかを選択する。図１において、２はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体、有機感光体（ＯＰＣ）などで構成した像担持体である感光体、３は帯電ユニット、４は露光ユニット、５は現像装置で、中間転写タンデム型カラー画像形成装置においてはこれら感光体２、帯電ユニット３、露光ユニット４、現像装置５などで構成される画像形成ユニット２０が、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの色数分配列されている。１０はこれら画像形成ユニットで形成されたトナー像を重ねて転写するための中間転写体である中間転写ベルト、６はこの中間転写ベルトの駆動ロール、７は定着装置、８は中間転写ベルト１０の表面に残った残留トナーをクリーニングするためのクリーニングブレード、９は最終転写部材で、転写紙、記録紙、印刷紙、カード、封筒、葉書、ラベル紙、ＯＨＰシートなどであり、１１は給紙カセットである。

図２は図１における中間転写ベルト１０と駆動ローラや画像形成ユニットとの関係を示した概略構成図であり、２１はテンションロール、２２は中間転写ベルト５から最終転写部材９への２次転写位置に設けたバックアップロール、２３は感光体３上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５に転写するための１次転写ロール、２４は中間転写ベルト５に重ねて転写されたトナー像を最終転写部材９に転写するための２次転写ロールである。

図２も参照して図１に従って中間転写タンデム画像形成装置の動作について簡単に説明すると、図示していないコンピュ−タから印刷デ−タが送られてくると、画像形成装置の制御部は印刷データを例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した画像デ−タに分ける。そしてこの各色に対応した画像デ−タに適切な処理を施した後に各色に対応した露光ユニット４に送り、帯電ユニット３で帯電された感光体２の表面を露光して静電潜像を作成し、この静電潜像を現像装置２で現像し感光体２の表面上にトナ−像を形成する。このようにして各色に対応した感光体２上に形成されたトナ−像は、１次転写ロ−ルによって、駆動ロール６で駆動される中間転写ベルト１０上にタイミングを合わせて重ね合わせて転写され、カラ−トナ−像が形成される。このようにして中間転写ベルト１０上に形成されたカラ−トナ−像は、給紙カセット１１から送り出された最終転写部材９に２次転写ロール２４で２次転写して定着装置７で定着し、排紙する。そして中間転写ベルト１０の表面に残った残留トナーは、クリーニングブレード８で掻き取ってクリーニングし、次の画像形成に備える。

図２において駆動ロ−ル６から見て最上流側の画像形成ユニット２０とテンションロ−ル２１の間の中間転写ベルト１０の背面に回動中心３３を中心に回動可能なブレ−ドホルダー３２によって保持されたクリーニングブレード３１が付勢部材３４によって付勢されて当接している。ここでクリ−ニングブレ−ド３１は好ましくは、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等で構成されているのが望ましい。また付勢部材３２はバネ性を持った部材で構成されていれば特に限定はないが、線バネ、板ばね等で構成されているのが好ましい。またクリ−ニングブレ−ド３１は中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な長さ全体にわたって中間転写ベルト１０に当接していることが望ましい。なお、本構成ではクリ−ニングブレ−ド３１はウレタンゴムで構成されている。

駆動ロ−ル６の駆動力とクリ−ニングブレ−ド３１の当接によって発生する制動力によって駆動ロ−ル６と制動部材３１の間の中間転写ベルト１０に均一な張力が発生するので中間転写ベルト１０に速度変動が発生するのを抑えることがでくる。このことによって色ずれのない良好なカラ−画像を得ることができる。なお、クリ−ニングブレ−ド３１の当接によって発生する制動力は中間転写ベルト１０の速度変動を発生させない最低限の値と良好クリ−ニング性能が得られる値を考慮して設定することで、駆動ロ−ラ６を駆動する駆動力を必要以上に増大させることがない。

なお、中間転写ベルト１０の背面の過剰な磨耗を防止するため、クリ−ニングブレ−ド３１は画像形成時のみ中間転写ベルトの背面に当接させることが望ましい。特に単一の画像形成を行う場合は中間転写体が駆動されている時間の内、画像形成が始まる直前にクリ−ニングブレ−ド３１を中間転写ベルト１０に当接させ、画像形成の終了後クリ−ニングブレ−ド３１を中間転写ベルト１０から離間させるのが望ましい。この理由は、本実施形態では画像形成時の中間転写ベルト１０の速度変動による色むらを防止することが目的の一つであり、また中間転写ベルト１０の背面側はトナ−と直接接するわけではないため、表側と較べて汚れる度合いが低いので、特に単一の画像形成を行う場合は中間転写体が駆動されている時間の内、画像形成が行われているのは一割程度であるため画像形成時以外はクリ−ニングブレ−ド３１を中間転写ベルトから離間させる。

図３は本発明の他の実施形態であり、図２と同一の構成要素に関しては、同一の参照番号を付す。図３において中間転写ベルト１０を挟んでクリ−ニングブレ−ド３１に対応する位置に対向部材であるシャフト３６を中間転写ベルト１０に当接させている。なお、シャフト３６は図示しない装置本体のフレ−ムにその両端が固定されている。なおシャフト３６は円滑に中間転写ベルトが駆動されるように、その表面が回動可能なように構成されていることが望ましい。クリ−ニングブレ−ド３１が当接することによって中間転写ベルト１０の図において上向きに位置が変化することによって、感光体３と１次転写ロ−ル２３によって形成されるニップへの中間転写ベルトの侵入角度が水平からずれることによって１次転写効率が低下することによって、駆動ロ−ラ６から見て最上流側の画像形成ユニットの色に対応したトナ−像の転写ベルト１０への転写効率が低下し、最終転写部材９上に形成されたカラ−トナ−像の色味が所望するものと異なるという現象の発生を、位置固定されたシャフト３６とクリ−ニングブレ−ド３１で中間転写ベルト１０を挟みこむことによって防止することができる。

なお、シャフト３６はその表面がステンレス等の導電性部材で構成されており、シャフト３６の表面はさらに図示しない金属製の装置本体のフレ−ムに取付けられているシャフト３６の軸を介して接地されている。このことによって中間転写ベルト１０の表面に残留している電荷を除電することができるため、良好な１次転写特性を得ることができる。

ここで、中間転写ベルト１０の表面は、初期においては平滑な状態であるが、画像形成を繰り返すのに伴って、感光体との当接や２次転写位置における最終転写部材９との当接や、トナ−の成分である酸化チタンやシリカや離型剤等や最終転写部材９由来の紙粉やタルク等が中間転写ベルト１０の表面に付着することことや、このような付着物を除去するためにクリーニングブレード８を中間転写ベルト１０に当接させているために中間転写ベルト１０の表面は徐々に変化する。このために中間転写ベルト１０と感光体３等との間の摩擦係数が画像形成を繰り返すに伴って変動する。従ってクリーニングブレード３１による制動力を上記のように初期において上記のような値に設定していると、画像形成を繰り返すのに伴って制動力に過剰または不足をきたすので、画像形成の繰り返しに伴って、例えば１０万枚経過毎に制動力を小さく又は大きく設定しなおすことが望ましい。その為には、付勢部材であるバネ３４の一方の端を支持している支持部材３５を中間転写ベルト１０側もしくは逆方向に変移させる。このことにより、バネ３４はさらに圧縮または伸張されられてクリーニングブレード３１の制動力を増加または減少させることができる。

クリーニングブレード３１の制動力を増加または減少させる具体的な方法は、図５に示すように、支持部材３５の取付け部３７にウオームギア３８が取付けられるようになっており、この取付け部３７にウオ−ムギア３８をステッピングモ−タ３９を必要量出し入れすることで、支持部材を必要量上下方向に移動させることができ、このことによってクリーニングブレード３１の制動力を増加または減少させることができる。

図４ははカラ−画像形成装置として用いられる直接転写タンデム型カラープリンター１ｂの中間転写ベルト１０と駆動ローラや画像形成ユニット等との関係を示した概略構成図であり、図示のカラ−プリンタ１ｂにおいて、図１乃至図３に示すカラ−プリンタ１と同一の構成要素に関しては、同一の参照番号を付す。図示していないコンピュ−タから印刷デ−タが送られてくると、画像形成の開始に伴って、図示しない給紙装置から最終転写部材９が搬送されて、テンションロ−ル２１と用紙吸着ロ−ル４１のニップを最終転写部材９が通過する際に最終転写部材９は帯電されて転写搬送体である転写搬送ベルト１０ｂに吸着する。そして例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色に対応した画像形成ユニット２０と転写ロ−ラ２３ｂとのニップを通過する際に各色に対応したトナ−像が最終転写部材９上に直接転写される。このようにして転写搬送ベルト１０ｂに吸着された最終転写部材９上にトナ−像が重ね合わされて形成され、最終転写部材９が転写搬送ベルト１０ｂの駆動ロ−ル６に対応した最終転写部材分離位置に到達すると曲率分離によって最終転写部材９は転写搬送ベルト１０ｂから分離され、カラ−トナ−像がその表面に形成された最終転写部材９は定着装置７に搬送されて、カラ−トナ−像が定着されて排紙される。なお、転写搬送ベルト１０ｂに付着したトナ−は補助ロ−ル２２ｂに対面して転写搬送ベルト１０ｂに当接して設けられたクリーニングブレード８で掻き取ってクリーニングし、次の画像形成に備える。

図４において駆動ロ−ル６から見て最上流側の画像形成ユニット２０とテンションロ−ル２１の間の転写搬送ベルト１０ｂの背面に回動中心３３を中心に回動可能なブレ−ドホルダー３２によって保持されたクリーニングブレード３１が付勢部材３４によって付勢されて当接している。またクリーニングブレード３１は転写搬送ベルト１０ｂの搬送方向に垂直な長さ全体にわたって転写搬送ベルト１０ｂに当接させていることが望ましい。

駆動ロ−ル６の駆動力とクリーニングブレード３１の制動力によって駆動ロ−ル６とクリーニングブレード３１の間の転写搬送ベルト１０ｂに均一な張力が発生するので転写搬送ベルト１０ｂに速度変動が発生するのを抑えることがでくる。このことによって色ずれのない良好なカラ−画像を得ることができる。なお、クリーニングブレード３１の当接によって発生する制動力は転写搬送ベルト１０ｂに速度変動を発生させない最低限の値と良好クリ−ニング性能が得られる値を考慮して設定することで、駆動ロ−ラ６を駆動する駆動力を必要以上に増大させることがない。

さらに、転写搬送ベルト１０ｂを挟んでクリーニングブレード３１に対応する位置に対向部材であるシャフト３６を転写搬送ベルト１０ｂに当接させている。なお、シャフト３６は図示しない装置本体のフレ−ムにその両端が固定されている。なおシャフト３６は円滑に中間転写ベルトが駆動されるように、その表面が回動可能なように構成されていることが望ましい。クリーニングブレード３１が当接することによって転写搬送ベルト１０ｂの図において上向きに位置が変化することによって、感光体３と転写ロ−ル２３ｂによって形成されるニップへの転写搬送ベルト１０ｂの侵入角度が水平からずれることによって転写効率が低下することによって、駆動ロ−ラ６から見て最上流側の画像形成ユニットの色に対応したトナ−像の最終転写部材９への転写効率が低下し、最終転写部材９上に形成されたカラ−トナ−像の色味が所望するものと異なるという現象の発生を、位置固定されたシャフト３４とクリーニングブレード３１で転写搬送ベルト１０ｂを挟みこむことによって防止することができる。

なお、シャフト３６はその表面がアルミ等の金属にフッ素樹脂等の絶縁性材料を塗布した構成となっているので、用紙吸着ロ−ル４１によって最終転写部材９に付与された電荷が除去されることがないので、最終転写部材９は安定して転写搬送ベルト１０ｂで搬送することができる。

ここで、転写搬送ベルト１０ｂの表面は、初期においては平滑な状態であるが、画像形成を繰り返すのに伴って、感光体との当接や用紙吸着位置における最終転写部材９との当接や、トナ−の成分である酸化チタンやシリカや離型剤等や最終転写部材９由来の紙粉やタルク等が転写搬送ベルト１０ｂの表面に付着し、このような付着物を除去するためにクリーニングブレード８を中間転写ベルト１０に当接させているために中間転写ベルト１０の表面は徐々に変化する。このために転写搬送ベルト１０ｂと感光体３等との間の摩擦係数が画像形成を繰り返すに伴って変化する。従ってクリーニングブレード３１による制動力を上記のような値に設定していると、制動力に過剰または不足をきたすので、画像形成の繰り返しに伴って、例えば１０万枚経過毎に制動力を小さく又は大きく設定しなおすことが望ましい。その為には、付勢部材であるバネ３４の一方の端を支持している支持部材３５を転写搬送ベルト１０ｂ側もしくは逆方向に変移させる。このことにより、バネ３４はさらに圧縮または伸張されられて制動部材３１の制動力を増加または減少させることができる。

制動部材３１の制動力を増加または減少させる具体的な方法は、図５に示すように、支持部材３５の取付け部３７にウオームギア３５が取付けられるようになっており、この取付け部３７にウオ−ムギア３８をステッピングモ−タ３９を必要量出し入れすることで、支持部材を必要量上下方向に移動させることができ、このことによって制動部材３１の制動力を増加または減少させることができる。

本発明が適用された中間転写ベルトを用いた中間転写タンデム型カラ−画像形成装置の断面図である。 本発明の実施例１が適用された中間転写ベルトを用いた中間転写タンデム型カラ−画像形成装置の中間転写ベルトの周囲の構成を示した概略構成図である。 本発明による実施例２が適用された中間転写タンデム型カラ−画像形成装置の中間転写ベルトの周囲の構成を示した概略構成図である。 本発明による実施例３が適用された転写搬送ベルトを有する直接転写タンデム型カラ−画像形成装置の中間転写ベルトの周囲の構成を示した概略構成図である。 制動部材の制動力を変化させる方法を示した図である。

符号の説明

１、１ｂ タンデム型カラープリンタ−
１０ 中間転写ベルト
１０ｂ 転写搬送ベルト
２３ １次転写ロ−ル
２３ｂ 転写ロ−ル
２４ ２次転写ロ−ル
３１ クリ−ニングブレ−ド
３４ 付勢部材
３６ シャフト

Claims (7)

1. 各色トナ−像が順次重ね合わせて転写される複数のロ−ラに支持された移動可能な中間転写体と、該中間転写体の移動方向に沿って配置され各色毎のトナ−像を担持する像担持体を有する複数の画像形成ユニットと、前記中間転写体を挟んで前記像担持体と対向して前記像担持体上のトナ−像を前記中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナ−像を記録媒体に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記複数のロ−ラの一つである中間転写体を回転駆動する駆動ロ−ラに関して、中間転写体の移動方向上流側であり、且つ中間転写体の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニットと該最上流側に配置された画像形成ユニットの直上流側の前記複数のロ−ラの一つとの間の中間転写体の背面に当接するクリーニングブレ−ドを有することを特徴とするカラ−画像形成装置。
2. 前記クリ−ニングブレードに対向し中間転写体を挟む位置に中間転写体の表面と接触する対向部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のカラ−画像形成装置。
3. 前記対向部材の表面は導電性であり、且つ接地されていることを特徴とする請求項２記載のカラ−画像形成装置。
4. 前記クリーニングブレ−ドの中間転写体への当接圧を画像形成枚数に応じて変化させることを特徴とする請求項２または３記載のカラ−画像形成装置。
5. 記録媒体を搬送する複数のロ−ラに支持された移動可能な転写搬送体と、該転写搬送体の移動方向に沿って配置され各色毎のトナー像を担持する像担持体を有する複数の画像形成ユニットと、前記搬送ベルト体を挟んで前記像担持体と対向して前記像担持体上のトナー像を前記記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記複数のロ−ラの一つである転写搬送体を回転駆動する駆動ロ−ラに関して、転写搬送体の移動方向上流側であり、且つ転写搬送体の移動方向に関して最上流側に配置された画像形成ユニットと該最上流側に配置された画像形成ユニットの直上流側の前記複数のロ−ラの一つとの間の転写搬送体の背面に当接するクリーニングブレ−ドを有することを特徴とするカラ−画像形成装置。
6. 前記クリーニングブレ−ドに対向し転写搬送体を挟む位置に転写搬送体の表面と接触する対向部材を設けたことを特徴とする請求項５記載のカラ−画像形成装置。
7. 前記クリーニングブレ−ドの転写搬送体への当接圧を画像形成枚数に応じて変化させることを特徴とする請求項１または５記載のカラ−画像形成装置。
   
   
   

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