JP2005201924A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile.
画像形成装置に用いられるローラとして、外管、芯軸を嵌挿する内管、および外管と内管を連結するリブからなる安価で簡易な金属ローラ(例えばアルミ製のローラ)が広く利用されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a roller used in an image forming apparatus, an inexpensive and simple metal roller (for example, an aluminum roller) including an outer tube, an inner tube into which a core shaft is inserted, and a rib connecting the outer tube and the inner tube are widely used. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、近年、金属ローラの代わりに、より一層安価な樹脂ローラを用いることが求められている。十分な幅を有する樹脂ローラを樹脂成形で作製するのは困難であるため、比較的幅の小さな複数のコロを樹脂成形し芯軸に通し端面同士を合わせることで樹脂ローラを作製する。コロの周方向に抜く金型構成では、樹脂成形したコロを金型から離型する際にコロ外周面に金型の継ぎ目跡(バリ等)が生じるため、コロの軸方向に抜く金型を用意する必要がある。
しかしながら、金型を軸方向に抜く場合、コロ外周面が僅かにテーパを有する。そのため、樹脂コロ同士を芯軸に嵌挿する際に一方のコロの大径端面と他方のコロの小径端面とが合わさると、樹脂ローラに急峻な段差が現れることになる。その結果、樹脂ローラをベルトを張架する支持ローラや用紙の搬送ローラとして用いる場合、樹脂ローラはベルトや用紙といった被接触体と局所的に接触することになり、被接触体が損傷して画像ノイズが発生する恐れがある。 However, when the mold is pulled out in the axial direction, the outer peripheral surface of the roller has a slight taper. Therefore, when the large-diameter end surface of one roller and the small-diameter end surface of the other roller are combined when the resin rollers are fitted to each other on the core shaft, a steep step appears in the resin roller. As a result, when the resin roller is used as a support roller for stretching a belt or a paper transport roller, the resin roller locally comes into contact with a contacted body such as a belt or paper, and the contacted body is damaged and the image is damaged. Noise may occur.
そこで、本発明は、樹脂ローラに接触する被接触体に損傷を与えず、したがって安定して良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a stable and stable image without damaging a contacted body that contacts a resin roller.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の第1の態様は、
トナー画像を担持する像担持体と、無端ベルトであって、像担持体上のトナー画像が転写されあるいはベルト上を搬送される用紙に転写されるものと、無端ベルトを回転可能に張架する複数の支持ローラと、を備え、
複数の支持ローラの少なくとも一つは、芯軸と、芯軸に支持され大径端面および小径端面を有する円錐台形状である複数の樹脂コロとを備え、
隣り合う樹脂コロは、大径端面同士または小径端面同士を合わせた状態で芯軸に支持されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of an image forming apparatus according to the present invention includes:
An endless belt that rotatably supports an endless belt and an image bearing member that carries a toner image and an endless belt on which the toner image on the image bearing member is transferred or transferred onto a sheet that is conveyed on the belt A plurality of support rollers,
At least one of the plurality of support rollers includes a core shaft, and a plurality of resin rollers that are supported by the core shaft and have a truncated cone shape having a large-diameter end surface and a small-diameter end surface,
Adjacent resin rollers are supported by the core shaft in a state where the large-diameter end faces or the small-diameter end faces are combined.
本発明に係る画像形成装置の第2の態様は、
用紙に接触した状態で回転することで用紙を搬送する搬送ローラを備えた搬送系と、搬送系により搬送される用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、を備え、
搬送ローラは、芯軸と、芯軸に支持され大径端面および小径端面を有する円錐台形状である複数の樹脂コロとを備え、
隣り合う樹脂コロは、大径端面同士または小径端面同士を合わせた状態で芯軸に支持されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the image forming apparatus of the present invention,
A conveyance system that includes a conveyance roller that conveys the sheet by rotating in contact with the sheet, and an image forming unit that forms a toner image on the sheet conveyed by the conveyance system,
The transport roller includes a core shaft, and a plurality of resin rollers that are supported by the core shaft and have a truncated cone shape having a large-diameter end surface and a small-diameter end surface,
Adjacent resin rollers are supported by the core shaft in a state where the large-diameter end faces or the small-diameter end faces are combined.
本発明の第1の態様によれば、支持ローラを構成する隣り合う樹脂コロは、大径端面同士あるいは小径端面同士が隣り合うため、支持ローラの外周面は、樹脂コロの継ぎ目位置に急峻な段差はなく滑らかな形状を有する。したがって、無断ベルトは、その内面に支持ローラからの荷重が集中して作用しないため損傷することはなく、したがって安定して良質な画像を形成できる。 According to the first aspect of the present invention, since the adjacent resin rollers constituting the support roller have large diameter end surfaces or small diameter end surfaces adjacent to each other, the outer peripheral surface of the support roller is steep at the joint position of the resin roller. There is no step and it has a smooth shape. Therefore, the unauthorized belt is not damaged because the load from the support roller is not concentrated on the inner surface of the belt, so that a stable and high-quality image can be formed.
本発明の第2の態様によれば、搬送ローラを構成する隣り合う樹脂コロは、大径端面同士あるいは小径端面同士が隣り合うため、搬送ローラの外周面は、樹脂コロの継ぎ目位置に急峻な段差はなく滑らかな形状を有する。したがって、用紙は、その表面に搬送ローラからの荷重が集中して作用しないため損傷することはなく、したがって安定して良質な画像を形成できる。 According to the second aspect of the present invention, since the adjacent resin rollers constituting the conveying roller have large diameter end surfaces or small diameter end surfaces adjacent to each other, the outer peripheral surface of the conveying roller is steep at the joint position of the resin roller. There is no step and it has a smooth shape. Therefore, the sheet is not damaged because the load from the conveying roller is not concentrated on the surface of the sheet, so that the sheet can be stably formed with a good quality image.
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。以下では、本発明をフルカラーレーザプリンタ(以下、プリンタという。)に適用した例を説明する。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a full-color laser printer (hereinafter referred to as a printer) will be described.
図1において、全体を符号2で示すプリンタは、像担持体として、その内部のほぼ中央部に、図示しないモータにより矢印A方向に回転駆動される感光体ドラム6を備えている。感光体ドラム6の周囲にはその回転方向Aに沿って、感光体ドラム6表面を一様に帯電させる帯電装置(図の例ではコロナチャージャ)8と、感光体ドラム6上に各色ごとの静電潜像を順次形成するための露光ユニット10と、各色のトナーを感光体ドラム6に順次供給し、これにより静電潜像を顕像化する現像ユニット12と、一次転写ローラ14と、クリーナ16とが順次配設されている。
In FIG. 1, the printer denoted by reference numeral 2 as a whole is provided with a photosensitive drum 6 that is driven to rotate in the direction of arrow A by a motor (not shown) as an image carrier at substantially the center of the inside. Around the photosensitive drum 6, a charging device (corona charger in the illustrated example) 8 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 6 along the rotation direction A, and a static for each color on the photosensitive drum 6. An exposure unit 10 for sequentially forming an electrostatic latent image, a developing
一次転写ローラ14は、感光体ドラム6に付着したトナーを無端状の中間転写ベルト18に転写するためのもので、図示しないバイアス電源より所定のバイアス電圧が適宜印加されるようになっている。
The
クリーナ16は、感光体ドラム6の表面に当接するブレード20を備えており、転写後に感光体ドラム6上に残留するトナーを掻き落とすようになっている。
The
露光ユニット10は選択的に感光体ドラム6にレーザ光を照射するためのものである。詳しくは、外部装置(例えばパソコン)からプリンタ2の画像信号処理部(図示せず)に画像信号が入力されると、画像信号処理部で画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、この信号を駆動回路(図示せず)に伝達する。この駆動回路は、入力されたデジタル信号に基づいて、露光ユニット10を制御して感光体ドラム6の露光を行う。 The exposure unit 10 is for selectively irradiating the photosensitive drum 6 with laser light. Specifically, when an image signal is input from an external device (for example, a personal computer) to the image signal processing unit (not shown) of the printer 2, the image signal is color-converted into yellow, cyan, magenta, and black by the image signal processing unit. A digital image signal is generated and this signal is transmitted to a drive circuit (not shown). The drive circuit controls the exposure unit 10 based on the input digital signal to expose the photosensitive drum 6.
現像ユニット12は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーを収容した4つの現像器21(21Y,21M,21C,21K)を図中反時計回り方向に90°ずつずらして現像ラック22に順次取り付けたもので、軸24を中心に反時計回り方向に回転可能となっている。現像ユニット12は、感光体ドラム6上に各色の静電潜像が形成されるごとに、対応する現像器21の現像ローラ26が感光体ドラム6に近接または接触する現像位置に移動するように回転する。現像ローラ26は、図示しないバイアス電源より所定のバイアス電圧が適宜印加されるようになっている。
The developing
中間転写ベルト18は、一次転写ローラ14および他の3つのローラ28,30,32の外周部に支持されて矢印B方向に回転駆動されるようになっている。ローラ28は中間転写ベルト18に張力を与えるテンションローラである。ローラ32は図示しない駆動モータに連結され、このローラ32の回転に伴い、ローラ14,28,30が従動回転するようになっている。本実施形態では、一次転写ローラ14は、中間転写ベルト18の回転方向Bに関して感光体ドラム6の直ぐ下流側に位置し、これにより中間転写ベルト18を感光体ドラム6側に押圧して、中間転写ベルト18が感光体ドラム6に密着した状態で感光体ドラム6と一次転写ローラ14との間に搬送されるのを保証するようになっている。
The intermediate transfer belt 18 is supported by the outer peripheral portions of the
本実施形態では、駆動ローラであるローラ32は例えばアルミ製の金属ローラで、従動ローラであるローラ14,28,30は樹脂ローラである。この樹脂ローラ34は、図2に示すように、例えばステンレスからなる芯軸36、互いに端面を合わせるようにして芯軸36に回転自在に支持された複数(図の例では、6つ)の樹脂コロ38、および複数の樹脂コロ38の軸方向位置を固定するために芯軸36の両端部に取り付けた一対のEリング40とから構成される。芯軸36はプリンタ2本体に固定されている。代わりに、樹脂コロ38を芯軸36に固定し、芯軸36をプリンタ2本体に設けた軸受で回転自在に支持させてもよい。各樹脂コロ38は、樹脂成形後に金型をコロ軸方向に抜くことで作製されており、大径端面38Lと小径端面38Sを有する円錐台形状をなしている。テーパ角は最大で3°程度であるが、図ではテーパ角を実際より大きく示してある(なお、芯軸36を嵌挿させる孔もテーパ角を有することになるが、図示は省略してある。)。これら樹脂コロ38は、同一の金型を用いて成形されており、その結果、テーパ角は略同一となっている。隣り合う樹脂コロ38は、大径端面38L同士あるいは小径端面38S同士を合わせた状態で芯軸36に支持されている。一次転写ローラ14は導電性を有する必要があるため、樹脂材料にカーボンブラックなどの導電性材料を混ぜて樹脂コロを樹脂成形する。
In this embodiment, the roller 32 that is a driving roller is, for example, an aluminum metal roller, and the
図1に戻って、中間転写ベルト18のローラ32で支持された部分には、二次転写ローラ44が圧接されている。二次転写ローラ44は、図示しないバイアス電源より所定のバイアス電圧が印加されるようにしてあり、二次転写ローラ44と中間転写ベルト18とのニップ部が、二次転写領域46になっている。
Returning to FIG. 1, the
中間転写ベルト18のローラ30で支持された部分には、中間転写ベルト18上の残留トナーを掻き取るためのブレード47が圧接されている。ブレード47及び二次転写ローラ44は中間転写ベルト18に対して接離可能に構成されている。
A
プリンタ2の下部には、給紙カセット48が着脱可能に配置されている。給紙カセット48内に積載収容された用紙Sは、給紙カセット48に積載された用紙Sの先端近傍に対向した位置に配置された給紙ローラ50の回転によって最上部のものから1枚ずつ搬送路52に送り出されることになる。
A
搬送路52は、給紙カセット48から、搬送ローラ対54のニップ部、タイミングローラ対56のニップ部、二次転写領域46、定着ローラ対57のニップ部および排紙ローラ対58のニップ部を通って、プリンタ2の上面に設けた排紙部60まで延びている。
The
本実施形態では、感光体ドラム6、帯電装置8、露光ユニット10、現像ユニット12、一次転写ローラ14、中間転写ベルト18、および二次転写ローラ44が画像形成部を構成する。また、給紙ローラ50、搬送ローラ54、タイミングローラ56、および排紙ローラ58が搬送系を構成する。
In the present embodiment, the photosensitive drum 6, the charging device 8, the exposure unit 10, the developing
次に、プリンタ2のプリント動作(画像形成動作)について説明する。 Next, the printing operation (image forming operation) of the printer 2 will be described.
プリント動作の開始に際し、二次転写ローラ44およびクリーニングブレード47は中間転写ベルト18から離間している。プリント動作が開始されると、感光体ドラム6が矢印A方向、中間転写ベルト18が矢印B方向に同じ周速度で回転駆動され、感光体ドラム6表面は帯電装置8によって一様に帯電される。
At the start of the printing operation, the
続いて、現像ユニット12が回転し現像器21Yが現像位置に移動した後、露光装置10によって露光が行われ、感光体ドラム6上にイエロートナー画像の静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器21Yで現像され、現像されたイエロートナー画像は、一次転写ローラ14の作用によって中間転写ベルト18上に一次転写される。次に、現像器21Mが現像位置に移動し、マゼンタトナー画像に関する露光、現像、一次転写が行われる。続いて、現像器21Cが現像位置に移動し、シアントナー画像に関する露光、現像、一次転写が行われる。その後、現像器21Kが現像位置に移動し、ブラックトナー画像に関する露光、現像、一次転写が行われる。このようにして、各色のトナー画像は、矢印B方向に移動する中間転写ベルト18上に順次重ね合わせて一次転写される。
Subsequently, after the developing
ブラックの一次転写が終了すると同時に、二次転写ローラ44及びクリーニングブレード47が中間転写ベルト18に圧接する。続いて、中間転写ベルト18上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト18の移動にしたがって二次転写領域46に達する。この二次転写領域46において、重ね合わせトナー画像は、二次転写ローラ44の作用により、給紙カセット48から搬送路52に送り出され続いてタイミングローラ対56により供給された用紙Sに一括して二次転写される。二次転写が終了すると、二次転写ローラ44は中間転写ベルト18から離間する。また、二次転写後に中間転写ベルト18上に残留するトナーは、ブレード47により除去される。
At the same time as the primary transfer of black is completed, the
トナー画像が二次転写された用紙Sは、搬送路52を通って定着ローラ対57に送られ、そこでトナー画像が用紙Sに定着される。そして、用紙Sは排紙ローラ対58を介して排紙部60に排出される。
The sheet S on which the toner image is secondarily transferred is sent to the fixing
ところで、円錐台形状の樹脂コロ38を不作為に並べて樹脂ローラを作成すると、例えば図3(a)の樹脂ローラ70のように隣り合う樹脂コロ38の一方の大径端面38Lと他方の小径端面38Sが隣り合わせとなる場合があり、その結果、樹脂ローラの外周面に急峻な段差72が現れる。このような樹脂ローラ70を中間転写ベルト18を張架するローラ14,28,30に用いた場合、ベルト内面に対し集中荷重が作用することになる。この状態で中間転写ベルト18を回転し続けると、ベルト内面は損傷し、ベルトの形状や電気抵抗値を局部的に変質させる。その結果、クリーニング不良や転写むら等が発生して画質品質が劣化する。さらに、中間転写ベルト18外周面に接触する感光体ドラム6や二次転写領域46に搬送される用紙Sにも損傷を与える恐れがある。さらに例えば図3(b)の樹脂ローラ74のように樹脂コロ38のテーパの向きが揃うと、中間転写ベルト18が小径端面側に蛇行する問題も発生する。
By the way, when a resin roller is formed by randomly arranging the truncated cone-shaped
これに対し、本実施形態では、隣り合う樹脂コロ38は、図2(a)に示すように大径端面38L同士あるいは小径端面38S同士が隣り合わせているため、樹脂ローラ34の外周面は、樹脂コロ38の継ぎ目位置に急峻な段差はなく、滑らかな形状を有する。中間転写ベルト18は、その内面に樹脂ローラ34からの荷重が集中して作用しないため損傷することはなく、したがって安定して良質な画像を形成できる。
On the other hand, in this embodiment, since the
上述の説明では、樹脂コロ38を同一の金型で樹脂成形したが、隣り合う樹脂コロ38の大径端面38L同士または小径端面38S同士を簡便に合わせることができるよう、各樹脂コロの大径端面および小径端面の少なくとも一方に凹部および/または凸部が形成されるような2種類の金型を用意し、これにより大径端面同士または小径端面同士を合わせることができるが、大径端面と小径端面とは合わせることができないようにするのが好ましい。図4は、隣り合う円錐台形状樹脂コロ76,78に関し、一方の樹脂コロ76の大径端面76Lのみに凹部80を設け、他方の樹脂コロ78の大径端面78Lのみに凸部82を形成した例である。このような樹脂コロで構成された樹脂ローラは、従動ローラとして用いられる点を考慮して、樹脂コロに設けた凹部および凸部は、例えば図に示すように円柱状の孔80と突起82として形成し、これにより孔80と突起82が嵌合した状態で隣り合う樹脂コロ76,78が相対回転可能となるようにするのが好ましい。
In the above description, the
以上の説明は、本発明の一実施形態に係るもので、本発明はこれに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態では、中間転写ベルト18上にトナー画像を一次転写し、このトナー画像を用紙に二次転写する画像形成装置を例にして本発明を説明したが、本発明はこれに限らず、中間転写ベルトと同様の構成を有する用紙搬送ベルト上を搬送される用紙に直接トナー画像を転写するタイプの装置にも適用できる。 The above description relates to an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an example of an image forming apparatus that primarily transfers a toner image onto the intermediate transfer belt 18 and secondarily transfers the toner image onto a sheet. However, the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to a type of apparatus that directly transfers a toner image onto a sheet conveyed on a sheet conveying belt having the same configuration as the intermediate transfer belt.
また、上記実施形態では、複数の円錐台形状樹脂コロを有する樹脂ローラを中間転写ベルト18を張架する従動ローラ14,28,30に適用したが、駆動ローラ32に適用してもよい。この場合、樹脂コロを基体としてその外周に静止摩擦係数の高いゴムなどの材料からなる外周層を設け、芯軸に樹脂コロを固定して樹脂ローラを作製する。従動ローラの場合と同様に、樹脂コロの大径端面同士または小径端面同士を簡便に合わせることができるよう、各樹脂コロの大径端面および小径端面の少なくとも一方に凹部および/または凸部が形成されるような2種類の金型を用意し、これにより大径端面同士または小径端面同士を合わせることができるが、大径端面と小径端面とは合わせることができないようにするのが好ましい。図5は、隣り合う円錐台形状樹脂コロ84,86に関し、一方の樹脂コロ84の大径端面84Lおよび小径端面84Sにそれぞれ凹部88L,88Sを設け、他方の樹脂コロ86の大径端面86Lおよび小径端面86Sにそれぞれ凸部90L,90Sを形成した例である。このような樹脂コロで構成された樹脂ローラは、駆動モータからの駆動力を中間転写ベルトに高効率で伝達するために、樹脂コロに設けた凹凸部は、嵌合した状態で隣り合う樹脂コロが一体的に回転可能となるようにするのが好ましい。
In the above embodiment, the resin roller having a plurality of frustoconical resin rollers is applied to the driven
複数の円錐台形状樹脂コロを有する樹脂ローラを、タイミングローラなど用紙に接触した状態で回転することにより用紙を搬送する搬送ローラ(の基体)に適用することも可能である。また、搬送系が搬送ベルトを用いる形態であれば、該ベルトを張架する支持ローラ(駆動ローラ、従動ローラ)にも適用可能である。 It is also possible to apply a resin roller having a plurality of frustoconical resin rollers to a conveying roller (base body) that conveys a sheet by rotating in a state of contacting the sheet, such as a timing roller. Further, if the transport system uses a transport belt, the present invention can also be applied to a support roller (drive roller, driven roller) that stretches the belt.
上述したように樹脂材料に導電性材料を混ぜて樹脂コロを樹脂成形することで導電性のローラを作成できるが、このような導電性ローラを、一次転写ローラ14以外に、例えば、感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電装置としての帯電ローラや、中間転写ベルト18上の残留トナーを掻き取るためのクリーニング手段としてのクリーニングローラなどに適用可能である。
As described above, a conductive roller can be formed by mixing a resin material with a conductive material and molding a resin roller. However, in addition to the
2 プリンタ(画像形成装置)
18 中間転写ベルト(無端ベルト)
14,28,30,32 支持ローラ
34 樹脂ローラ(支持ローラ)
38 テーパ状樹脂コロ
38L 大径端面
38S 小径端面
2 Printer (image forming device)
18 Intermediate transfer belt (endless belt)
14, 28, 30, 32
38
Claims (5)
無端ベルトであって、像担持体上のトナー画像が転写されあるいはベルト上を搬送される用紙に転写されるものと、
無端ベルトを回転可能に張架する複数の支持ローラと、
を備え、
上記複数の支持ローラの少なくとも一つは、芯軸と、芯軸に支持され大径端面および小径端面を有する円錐台形状である複数の樹脂コロとを備え、
隣り合う樹脂コロは、大径端面同士または小径端面同士を合わせた状態で芯軸に支持されていることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
An endless belt in which a toner image on an image carrier is transferred or transferred onto a sheet conveyed on the belt;
A plurality of support rollers that rotatably stretch the endless belt;
With
At least one of the plurality of support rollers includes a core shaft, and a plurality of resin rollers that are supported by the core shaft and have a truncated cone shape having a large-diameter end surface and a small-diameter end surface,
Adjacent resin rollers are supported by the core shaft in a state where the large-diameter end faces or the small-diameter end faces are combined.
搬送系により搬送される用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、
を備え、
上記搬送ローラは、芯軸と、芯軸に支持され大径端面および小径端面を有する円錐台形状である複数の樹脂コロとを備え、
隣り合う樹脂コロは、大径端面同士または小径端面同士を合わせた状態で芯軸に支持されていることを特徴とする画像形成装置。 A transport system having transport rollers for transporting paper by rotating in contact with the paper;
An image forming unit that forms a toner image on a sheet conveyed by a conveyance system;
With
The transport roller includes a core shaft and a plurality of resin rollers that are supported by the core shaft and have a truncated cone shape having a large-diameter end surface and a small-diameter end surface,
Adjacent resin rollers are supported by the core shaft in a state where the large-diameter end faces or the small-diameter end faces are combined.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the convex portion and the concave portion to be fitted are formed so that adjacent resin rollers can be integrally rotated.
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