JP2006259080A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するもので、特に像担持体、像担持体帯電部材、現像装置等を含めた画像形成ユニットまたはカートリッジを複数個積載したフルカラー画像を形成する画像形成装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system, and in particular, an image for forming a full color image in which a plurality of image forming units or cartridges including an image carrier, an image carrier charging member, a developing device and the like are stacked The present invention relates to a forming apparatus.
単色の画像を形成するモノカラーモードと複数色の画像を形成するフルカラーモードの切替えることができる画像形成装置がある。ここで、感光体と中間転写ベルトの摺擦を防止するため、モードを切替える時に、ブラック色の感光体102d以外の感光体102a、102b、102cを、中間転写ベルト108から離間させる画像形成装置がある(例えば、特許文献1参照)。
There is an image forming apparatus capable of switching between a mono color mode for forming a single color image and a full color mode for forming a multi-color image. Here, in order to prevent sliding between the photosensitive member and the intermediate transfer belt, an image forming apparatus that separates the
特許文献1の画像形成装置を図7に示す。この画像形成装置においては、ブラック色の感光体102dよりも中間転写ベルト108の上流側に揺動軸としての張架ローラ116を設け、テンションローラ109及び一次転写ローラ104が、張架ローラ116を揺動軸として変位可能となっている。
An image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 is shown in FIG. In this image forming apparatus, a
このように、感光体102dよりも上流側に張架ローラ116があるため、画像形成を行うブラック色の一次転写部において、モノカラーモード時においてもフルカラーモード時においても、感光体と中間転写ベルトとの張架角度が変わらず、中間転写ベルトを精度良く駆動することができる。
As described above, since the
しかしながら、テンションローラ109は、中間転写ユニットの端部に配置されている。また、テンションローラ109は、ベルトへの巻きつけ量が大きい。このため、以下の2つの問題があった。
However, the
第1の問題は、中間転写ユニットの端部に配置されたテンションローラ109を移動させることにより生ずる。即ち、離間した全ての一次転写ローラ104において十分な退避量を確保するためには、テンションローラ109の移動量を大きくしなくてならず、装置本体のサイズが大型化するという問題がある。
The first problem is caused by moving the
また、フルカラーとモノカラーが混在するプリントジョブのスループットを上げるには、モノカラーとフルカラーの切替え時間を極力短くする必要性があるが、テンションローラの移動量が大きいために切替え速度を速くする必要性がある。この場合、当接及び離間時の衝撃のために、モード切替え直後に中間転写ベルトの周速が不安定になってしまうという問題がある。このため、たとえばフルカラーからモノカラーへの切替え直後のモノカラー画像形成中に中間転写ベルトの周速変動のためにブラックの転写不良が発生し、逆に、モノカラーからフルカラーへの切替え時にも潜像ブレや転写不良が発生するおそれがある。 In order to increase the throughput of a print job in which full color and mono color are mixed, it is necessary to shorten the switching time between mono color and full color as much as possible. However, because the amount of movement of the tension roller is large, it is necessary to increase the switching speed. There is sex. In this case, there is a problem that the peripheral speed of the intermediate transfer belt becomes unstable immediately after the mode switching due to the impact at the time of contact and separation. For this reason, for example, black transfer failure occurs due to fluctuations in the peripheral speed of the intermediate transfer belt during the formation of a monocolor image immediately after switching from full color to monocolor, and conversely, there is a latent effect when switching from monocolor to full color. Image blurring or transfer failure may occur.
第2の問題は、中間転写ベルト108への巻きつけ量が大きいテンションローラ109を動作させて離間していることにより生ずる。即ち、離間動作及び当接動作時のテンションローラ109の微小なアライメントずれが、中間転写ベルト108の走査方向の寄り及びベルト走行不安定の原因となってしまい、当接及び離間直後の画像形成時に走査方向の色ずれや余白量のずれになってしまう。
The second problem is caused by operating and separating the
これを回避するためには、切替え速度を遅くすること、中間転写ベルトの周速が安定するまで画像形成を待つことが考えられるが、弊害としてスループットが低下してしまう。 In order to avoid this, it is conceivable to slow down the switching speed and wait for image formation until the peripheral speed of the intermediate transfer belt is stabilized. However, the throughput is lowered as an adverse effect.
そこで本発明の目的は、フルカラーモード時からモノカラーモード時に移行しても、スループット及び転写性能を維持し、かつ摺擦を防止することでベルトの長寿命化を図ることである。 Accordingly, an object of the present invention is to extend the life of a belt by maintaining throughput and transfer performance and preventing rubbing even when shifting from a full color mode to a mono color mode.
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、トナーを担持する第一、第二の像担持体と、前記第一の像担持体との間で電界を形成し、第一の像担持体からトナーの転写をする第一の転写手段と、前記第二の像担持体との間で電界を形成し、第二の像担持体からトナーの転写をする第二の転写手段と、複数の張架部材に張架され、前記第一の像担持体と前記第一の転写手段の間と前記第二の像担持体と前記第二の転写手段の間を移動する無端状のベルトと、を有し、前記複数の張架部材のうちの一の張架部材は、前記第一の転写手段と前記第二の転写手段の間に位置する画像形成装置において、前記複数の張架部材は固定されており、前記第二の転写手段と前記第二の像担持体が前記ベルトを挟む第一のモードと、前記第二の像担持体と前記ベルトが離れている第二のモードを有することを特徴とする。 A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is to form an electric field between the first and second image carriers carrying toner and the first image carrier. A second transfer unit that forms an electric field between the first transfer unit that transfers toner from the image carrier and the second image carrier and transfers toner from the second image carrier. And an endless shape that is stretched between a plurality of stretching members and moves between the first image carrier and the first transfer unit and between the second image carrier and the second transfer unit. In the image forming apparatus positioned between the first transfer unit and the second transfer unit, the one of the plurality of stretching members is The tension member is fixed, the first mode in which the second transfer means and the second image carrier sandwich the belt, and the second image carrier. And having a second mode in which said the body belt are separated.
以上のように、複数の張架部材が前記ベルトに対して固定され、一の張架部材が、前記第一の像担持体と第二の像担持体との間に配設される。このため、前記第一の像担持体の前後の前記ベルトは、第一又は第二のいずれのモードにおいても、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体との間で、前記ベルトの姿勢を保つ。このため、転写性能を高く保つことができる。また、前記第一のモードに切替える時には、前記ベルトを張架する張架部材は移動させず、前記第二の像担持体を前記ベルトから離間させる構成である。このため、切替え動作を素早く行うことができ、スループットを高く保つことができる。また、前記ベルトを前記第二の像担持体から離間させることができるため、像担持体と前記ベルトとの摺擦を防止することができ、前記ベルトの長寿命化を図ることができる。 As described above, a plurality of tension members are fixed to the belt, and one tension member is disposed between the first image carrier and the second image carrier. For this reason, the belt before and after the first image carrier is in the first or second mode between the first image carrier and the second image carrier. Keep the belt posture. For this reason, the transfer performance can be kept high. Further, when switching to the first mode, the tension member that stretches the belt is not moved, and the second image carrier is separated from the belt. For this reason, the switching operation can be performed quickly, and the throughput can be kept high. In addition, since the belt can be separated from the second image carrier, sliding between the image carrier and the belt can be prevented, and the life of the belt can be extended.
〔第1実施形態〕
図を用いて本発明の第1実施形態を説明する。説明においては、画像形成装置の概略の説明、各構成部材の詳細な説明、一次転写ローラ4周辺の詳細な説明、支持ローラ16、18の詳細な説明、の順で説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, an outline of the image forming apparatus, a detailed description of each component, a detailed description of the periphery of the primary transfer roller 4, and a detailed description of the
(画像形成装置の概略の説明)
図1に中間転写方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本実施形態では、インライン中間転写方式、つまり、それぞれ像担持体を備えた複数の画像形成部(ステーション)にて各色のトナー像を形成するタンデム式のカラー画像形成装置を用いる。又、本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式を採用する。
(General description of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus using an intermediate transfer system. In the present embodiment, an inline intermediate transfer method, that is, a tandem color image forming apparatus that forms toner images of respective colors in a plurality of image forming units (stations) each provided with an image carrier. The image forming apparatus according to the present embodiment employs an electrophotographic system.
画像形成装置90は、画像入力データに基づき、中間転写ベルト8に沿って設けられた各色の複数の画像形成部において、中間転写ベルト8に近接している感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像に対して単色トナーを現像し、単色トナー像を形成する。そして各画像形成部にて形成された単色トナー像を中間転写体8上で重ね合わせて、多重トナー像を形成し、該多重トナー像を転写材に転写し、転写材上の多重トナー像を定着器21で定着させる構成となっている。
The
ここでは、各色画像形成部には、それぞれ複数の像担持体としてのドラム状の感光体(感光体ドラム)2(2a、2b、2c、2d)が一列に配置されている。尚、感光体ドラム2aはY(イエロー色)、感光体ドラム2bはM(マゼンタ色)、感光体ドラム2cはC(シアン色)、感光体ドラム2dはBK(ブラック色)の各色のトナー像が形成される。尚、複数の感光体ドラム2は、中間転写ベルト8と離間しない感光体ドラム2d(第一の像担持体)と、中間転写ベルト8と離間する感光体ドラム2a、2b、2cに分けられる。また、中間転写ベルト8と離間する感光体ドラム2a、2b、2cのうち、感光体ドラム2dに最も近いものを第二の像担持体とする。
Here, in each color image forming section, a plurality of drum-shaped photoreceptors (photoreceptor drums) 2 (2a, 2b, 2c, 2d) as image carriers are arranged in a row. The
各感光体ドラム2の周囲には、トナー像を形成する手段として、一次帯電手段としての帯電ローラ7(7a、7b、7c、7d)、露光装置1(1a、1b、1c、1d)、現像手段を構成する現像装置3(3a、3b、3c、3d)、感光体ドラムクリーニングブレード5(5a、5b、5c、5d)が配置されている。各現像装置3には、各色のトナーカートリッジ6(6a、6b、6c、6d)が収納されている。 Around each photosensitive drum 2, as a means for forming a toner image, a charging roller 7 (7a, 7b, 7c, 7d) as a primary charging means, an exposure device 1 (1a, 1b, 1c, 1d), development A developing device 3 (3a, 3b, 3c, 3d) and a photosensitive drum cleaning blade 5 (5a, 5b, 5c, 5d) are arranged. Each developing device 3 accommodates toner cartridges 6 (6a, 6b, 6c, 6d) of the respective colors.
各色感光体ドラム2は、本実施形態では、有機感光体であり、アルミニウムのドラム基体(不図示)上にOPC感光層を有しており、駆動装置(不図示)により所定のプロセススピードで回転駆動される。 Each color photoconductor drum 2 is an organic photoconductor in this embodiment, has an OPC photosensitive layer on an aluminum drum base (not shown), and is rotated at a predetermined process speed by a driving device (not shown). Driven.
各色感光体ドラム2の下部では、各一次転写ニップ部13(13a、13b、13c、13d)にて、中間転写ベルト(無端状のベルト)8を介して表面に発泡ゴムなどの弾性体を被覆した複数の転写手段としての一次転写ローラ4(4a、4b、4c、4d)と当接している。尚、第一の像担持体(感光体ドラム2d)に対向する一次転写ローラ4dを第一の転写手段、第二の像担持体(感光体ドラム2c)に対向する一次転写ローラ4cを第二の転写手段とする。
At the lower part of each color photosensitive drum 2, the surface is covered with an elastic body such as foam rubber via an intermediate transfer belt (endless belt) 8 at each primary transfer nip portion 13 (13a, 13b, 13c, 13d). The primary transfer roller 4 (4a, 4b, 4c, 4d) as a plurality of transfer means is in contact. The
中間転写ベルト8は、その張架部材として、駆動ローラ10、テンションローラ9、支持ローラ16、及び支持ローラ18を有する。また、駆動ローラ10の駆動により図中矢印の方向に回転される。それぞれの張架部材は、ローラ形状であり、固定配設されている。
The
給送カセット20から搬送された用紙等の転写材Pは、二次転写ローラ15と中間転写ベルト8によって形成されるニップ部に導かれ、中間転写ベルト8上に形成されたトナー像が転写材P上に転写される。その後、転写材Pを定着器21にて加圧及び加熱することにより定着されたトナー像が転写材P上に定着される。
The transfer material P such as paper conveyed from the feeding
一方、二次転写部において転写材に転写できなかった中間転写ベルト8上のトナー像(廃トナー)は、中間転写体クリーニングブレード11で中間転写ベルト8から掻き落とされた後、廃トナー送り機構12により廃トナー容器14に送られ、格納される。
On the other hand, the toner image (waste toner) on the
こうしたインライン中間転写方式の画像形成装置は、高速化を達成し、更に、中間転写体を用いることから、現像剤を重ね合わせる工程での転写対象が常に同じ物体(ここでは中間転写体)なので、安定した重ね合わせ画像を得ることができる。 Such an in-line intermediate transfer type image forming apparatus achieves high speed, and further uses an intermediate transfer member, so that the transfer target in the process of overlaying the developer is always the same object (here, the intermediate transfer member) A stable superimposed image can be obtained.
(各構成部材の詳細な説明)
画像形成動作を行う各構成部材について具体的に説明する。
(Detailed description of each component)
Each component that performs the image forming operation will be described in detail.
露光装置1は、不図示の波長760nmの近赤外レーザダイオードと、感光体ドラム2上にレーザ光を走査するポリゴンスキャナを有し、画像部の電位を−250Vに低下させる。また、現像装置3は、現像剤として、非磁性一成分トナーを用いた接触現像器であり、トナーとしてワックスを含んだコア/シェル構造の粒径が約7μmの重合トナーを、不図示の塗布ローラによって現像スリーブ3に塗布し、不図示の弾性ブレードでトナー層厚を規制した後、感光体ドラム2上にトナーを静電潜像に接触現像を行う。 The exposure apparatus 1 includes a near-infrared laser diode (not shown) having a wavelength of 760 nm and a polygon scanner that scans the photosensitive drum 2 with laser light, and lowers the potential of the image portion to −250V. Further, the developing device 3 is a contact developing device using a non-magnetic one-component toner as a developer, and a polymer toner having a core / shell structure with a particle size of about 7 μm and containing wax as a toner is applied to the developing device 3 (not shown). After the toner is applied to the developing sleeve 3 by a roller and the thickness of the toner layer is regulated by an elastic blade (not shown), the toner is developed on the photosensitive drum 2 in contact with the electrostatic latent image.
一次転写ローラ4は、本実施形態では、直径16mmのNBR/ヒドリンゴムであり、硬度は500g荷重状態でのAskerC硬度で30°である。尚、一次転写ローラ4は、中間転写ベルト8裏面との摩擦により駆動を受けて回転し、両端は軸受けにより支持されている。軸受けの一方は導電軸受けであり、転写バイアスはこの導電軸受けを介して、一次転写ローラ4の芯金に印加される。また、一次転写ローラ4の両端の軸受け下部にはバネ等の付勢手段があり、このバネにより一次転写ローラ4は中間転写ベルト8の裏側に押し付けられている。画像形成時に、感光体ドラム2と一次転写ローラ4が中間転写ベルト8を介して接するように本実施形態では、総圧10Nとした。
In the present embodiment, the primary transfer roller 4 is an NBR / hydrin rubber having a diameter of 16 mm, and the hardness is 30 ° in Asker C hardness under a load of 500 g. The primary transfer roller 4 is driven to rotate by friction with the back surface of the
二次転写ローラ15は、本実施形態では、その外周に直径12mmの芯金に導電ゴム層を、長手方向(画像形成幅方向)310mmに渡り直径が22mmになるように被覆して構成されており、抵抗値は107Ωであった。測定方法は測定対象のローラを直径30mmのアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、Advantest社製R8340超高抵抗計(登録商標)を用いて測定した結果であり、測定条件は、印加電圧;2kV、印加時間;30秒、当接圧;9.8N、回転周速;190mm/secとした。
In this embodiment, the
二次転写ローラ15の芯金には、給電バネを介して不図示の二次転写バイアス電源が接続されている。二次転写ローラ15には接続された二次転写バイアス電源より二次転写時に可変可能な二次転写バイアスが印加される。
A secondary transfer bias power source (not shown) is connected to the core of the
駆動ローラ10は直径30mmの芯金にカーボンブラックにより抵抗調整されたEPDMゴムを500μmの厚みで被覆したものである。テンションローラ9は直径30mmのアルミ製中空管であり、両端軸受け部にバネがあり総圧40Nでベルトを張架している。
The driving
支持ローラ16、及び支持ローラ18は、直径12mmのSUS製の金属ローラである。また、中間転写ベルト8の裏面と常に接触状態になるように固定配設されており、中間転写ベルト8裏面からの摩擦により駆動を受けて回転している従動ローラである。
The
中間転写ベルト8は、本実施形態では、厚み75μm、周長1115mm、長手方向(画像形成幅方向)長310mmの単層無端状(シームレス)の樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行ったポリイミドで形成されている。中間転写ベルト8の体積抵抗率は109Ωcmであり、表面抵抗は、1012Ω/cm2以上であった。体積抵抗率の測定方法は、JIS−K6911に準拠し、電極とベルト8の表面との良好な接触性を得るために導電性ゴムを電極として使用し、中間転写ベルト8の体積抵抗率を100V、10秒印加の条件にて、Advantest社製R8340超高抵抗計(登録商標)を用いて測定した結果である。尚、中間転写ベルト8の表裏いずれかの測定値も同一のものであった。
In this embodiment, the
尚、本実施形態における画像形成条件は、プロセススピード:190mm/s、一次転写バイアス:+300V、二次転写バイアス:+2.3kVとした。 Note that the image forming conditions in this embodiment are: process speed: 190 mm / s, primary transfer bias: +300 V, secondary transfer bias: +2.3 kV.
(一次転写ローラ4周辺の詳細な説明)
本実施形態の画像形成装置は、全ての感光体ドラム2a乃至2dを用いて画像形成を行うフルカラーモード(第一のモード)と、感光体ドラム2dのみを用いて画像形成を行うモノカラーモード(第二のモード)と、を切替えることができる。図2(a)はフルカラーモード時の中間転写ベルト8周辺の状態を説明する図であり、図2(b)はモノカラーモード時の中間転写ベルト8周辺の状態を説明する図である。
(Detailed description around the primary transfer roller 4)
The image forming apparatus of the present embodiment has a full color mode (first mode) in which image formation is performed using all the
図2に示すように、中間転写ベルト8の内部には、一次転写ローラ4a〜4cを移動させる一次転写ローラの移動機構27を有する。移動機構27は、一次転写ローラ4a〜4cを連結して一体的に配設するリンク部材(連結部材)26と、リンク部材26の上部で一次転写ローラ4aと4bとの間また一次転写ローラ4bと4cとの間にそれぞれ配設される、半月状の回転可能な切替カム25(25a、25b)と、を有する。
As shown in FIG. 2, the
この構成により、切替カム25a、25bが回動し、半月状の弦の部分(直線上の部分)が下になっている場合は、切替カム25はリンク部材26に当接せず、リンク部材26を押し下げない。このため、一次転写ローラ4a〜4cは、前記付勢手段により感光体ドラム2a〜2cに対して押圧されることになる。
With this configuration, when the
切替カム25a、25bが回動し、半月状の弧の部分(円弧状の部分)の下になっている場合は、切替カム25はリンク部材26に当接し、リンク部材26を部材を押し下げる。すると、リンク部材26と一体的に配設されている一次転写ローラ4a〜4cは、前記付勢手段の付勢力に抗して感光体ドラム2a〜2cへの押圧が解除され、感光体ドラム2a〜2cから離間することになる。また、同時に中間転写ベルト8からも離間することになる。
When the
図3は画像形成装置のデータ処理制御系のブロック図である。画像形成装置90のデータ処理制御系として、パソコンPCから送信された画像データを受け取り各色毎の画像データに分解し展開するデコーダ51と、このデコーダ51より分解され展開されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、BK(ブラック)各色ごとの画像データを記憶するベージメモリ52(52Y、52M、52C、52BK)が設けられている。また、入力された画像データに基づきモノカラーモードかフルカラーモードかを判別するモード判別手段としてのモード判別手段53が設けられている。このモード判別手段53には駆動制御手段として機能すると共に画像形成装置の各部を制御する制御手段としてのエンジン制御用のCPU54が接続されている。
FIG. 3 is a block diagram of a data processing control system of the image forming apparatus. As a data processing control system of the
上述した構成において、パソコンPCから送信された画像データがモード判別手段53においてフルカラーモードと判断した場合、エンジン制御用のCPU54は、図2(a)中の切替カム25を回転し、切替カム25の位相を図2(a)に図示するように、半月状の弦の部分を下にする。これにより、全ての感光体ドラム2a〜2dを中間転写ベルト8に接触状態に保つことができる。この状態で画像形成を行うことにより、フルカラー画像の形成が可能となる。
In the configuration described above, when the image data transmitted from the personal computer PC is determined to be the full color mode in the
また、モード判別手段53においてモノカラーモードと判断した場合、エンジン制御CPU54は、図2(b)の切替カム25を回転し、切替カム25の位相を図2(b)に図示するように、半月状の弧の部分を下にする。これにより、モノカラーモード時に使用しない感光体ドラム2a〜2cを中間転写ベルト8から離間させる。ここで、感光体ドラム2a〜2cはエンジン制御用CPU54からの指示により停止する。この状態で感光体ドラム2dのみを用いてモノカラーの画像形成を行うことにより、モノカラーモード時に使用しないY、M、Cの感光体ドラム2a〜2cを停止させたまま画像形成することが可能となる。これにより、感光体ドラム2a〜2cは、感光体ドラムクリーニングブレード5a〜5cと摺擦しないため、長寿命化を図ることができる。
When the
このように、本実施形態では中間転写ベルト8と感光体ドラム2との当接及び離間を中間転写ベルト8裏面に配置された一次転写ローラ4a〜4cを移動させることにより行っている。このため、離間及び当接直後の中間転写ベルト8が安定した搬送がされるまでの時間が短く、転写性や色ずれ等の問題を起こすことを抑止する。以下にその理由を説明する。
As described above, in this embodiment, the contact and separation between the
中間転写ベルト8と感光体ドラム2との離間動作及び当接動作の重要性は、動作時間が短く且つ動作後の中間転写ベルト8と感光体ドラム2の走行が安定していることにある。図7に示したような従来の画像形成装置における当接及び離間方法では、中間転写ベルト8の巻きつけ量が大きいテンションローラ109を駆動することにより、当接及び離間を行っている。このため、動作中にテンションローラ109のアライメントがずれると中間転写ベルト8の寄りや走行が不安定となってしまう。
The importance of the separation operation and contact operation between the
もし、中間転写ベルト8の走行性が安定しない状態で、画像形成を開始すると、感光体ドラム2が一次転写ローラ4と対向する部分(一次転写部)において感光体ドラム2と中間転写ベルト8の相対速度が変動してしまう。このために、色ずれの悪化や、転写ニップ内でのトナーと中間転写ベルト8間のせん断応力の変動により転写ムラが発生する問題がある。
If image formation is started in a state in which the running performance of the
本実施形態においては、中間転写ベルト8の巻きつけ量が少ない一次転写ローラ4を移動させることにより、中間転写ベルト8と感光体ドラム2を当接及び離間動作している。このために、動作直後に中間転写ベルト8の走行が安定するため、モード切替直後に画像形成を開始しても転写性に影響が少なく及び色ずれが起こりにくく、ともに良好となる。
In this embodiment, the
(支持ローラ16、18の詳細な説明)
本実施形態においては、フルカラーモード、モノカラーモードの両モードにおいて、位置が固定されている支持ローラ16、18が、中間転写ベルト8裏面と接触し、支持されている。支持ローラ16は、感光体ドラム2dよりも中間転写ベルト8のベルト搬送方向上流側で、感光体ドラム2cよりも中間転写ベルト8のベルト搬送下流側の領域に配設される。また、支持ローラ(転写後支持部材)18は、感光体ドラム2dよりも中間転写ベルト8のベルト搬送方向下流側に配設される。
(Detailed description of
In the present embodiment, the
従来の画像形成装置のように、フルカラーモード時とモノカラーモード時でBKの一次転写部における感光体ドラム2と中間転写ベルト8との張架角度が異なると、転写効率や飛び散り等の転写性が、フルカラーモード時とモノカラーモード時で変わってしまうという問題がある。
If the tension angle between the photosensitive drum 2 and the
BKの一次転写部における感光体ドラム2と中間転写ベルト8の張架角度が異なった場合、どのようにして転写性に差が出るのかを図4を用いて説明を行う。図4は支持ローラ16及び支持ローラ18を配設しないこと以外、本実施形態と同じ構成の、中間転写ベルト8の張架状態を示す図である。実線はモノカラーモード時の中間転写ベルト8の張架状態を示し、点線はフルカラーモード時の中間転写ベルト8の張架状態を示す。また矢印で示されたAの部分は、モノカラーモード時に感光体ドラム2と一次転写ローラ4が中間転写ベルト8を介して接触状態にある幅(以下 転写ニップ幅)、Bの部分はフルカラーモード時のニップ幅を示している。
A description will be given of how transferability differs when the tension angle between the photosensitive drum 2 and the
図4に示すように、モードに応じて中間転写ベルト8の張架角度が変化すると、一次転写ニップ上流の空隙部19の形状が変化する。このため、空隙部19の電界強度が変化し、空隙部19の電界強度が大きいと、感光体ドラム2上のトナー像は電界からの作用を受けて一次転写ニップに到達する前に中間転写ベルト8側に飛翔する。微細な点や線で構成された画像をプリントする場合、この飛翔したトナーの影響により、点や線の形が崩れてしまうことがある。このため、転写性を向上させるためには、この一次転写ニップ上流の空隙部19の電界強度が画像に影響しないように、一次転写ローラ2の位置や中間転写ベルト8の張架角度を決定する必要性がある。
As shown in FIG. 4, when the tension angle of the
また、中間転写ベルト8の張架状態が変化すると転写ニップ幅が、ニップ幅Aとニップ幅Bのように、変わってしまうという問題がある。モードに応じてニップ幅が変わってしまうと、一次転写部のインピーダンスが変化してしまうという問題がある。特に一次転写バイアスを定電圧で行っている系においては、一次転写部のインピーダンスが変化すると、転写電流が変動してしまい、転写効率が低下してしまうという問題がある。
Further, when the tension state of the
よって、図4に示すような、支持ローラ16や18がない構成の場合、フルカラーモード時の転写性が最適となるように一次転写部の構成を決定してしまうと、モノカラーモード時の転写性が悪化してしまうという問題がある。
Therefore, in the configuration without the
本実施形態においては、固定配設された支持ローラ16及び支持ローラ18があることにより、常に中間転写ベルト8裏面で支持される角度は同一となり、中間転写ベルト8の形状は形状が一定となる。このため、BKの一次転写部における中間転写ベルト8の張架角度及びニップ幅(中間転写ベルト8の搬送方向の幅)は、モードに係わらず一定である。この結果、フルカラーモード時、モノカラーモード時共に同様で良好な転写性を得ることが可能となる。
In the present embodiment, since there are the
尚、中間転写ベルト8の搬送方向と直交する方向に感光体ドラム2と当接する長さは一定であり、上記ニップ幅がモードに係わらず一定であるので、中間転写ベルト8が、感光体ドラム2dと一次転写ローラ4dとで挟持されるベルトの面積も一定である。このため、トナー像を同じ面積によって転写することができるので、画像品位を一定に保つことができる。
Since the length of contact with the photosensitive drum 2 in the direction orthogonal to the conveying direction of the
以上に説明したように、本実施形態では一次転写ローラ4a〜4cを動作させることにより中間転写ベルト8面の離間及び当接を行い、且つ、支持ローラ16と支持ローラ18を配設することにより、フルカラーとモノカラーのモードの切替えを短時間に行う。このため、転写性及び色ずれを劣化させることなく、消耗品の寿命を長くすることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the
〔第2実施形態〕
図を用いて本発明の第2実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成(例えば、画像形成装置の基本動作など)については同符号を付し、説明を省略する。図5は第2実施形態における中間転写ベルト8の張架の様子を示す図である。図中実線で表されているのがフルカラーモード時の張架状態であり、点線で表されているのがモノカラーモード時の張架状態である。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Configurations similar to those in the above-described embodiment (for example, basic operations of the image forming apparatus) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 5 is a diagram showing a state of stretching of the
図5に示すように、中間転写ベルト8を張架する支持部材として、一次転写ローラ4を除くと駆動ローラ10、支持ローラ16、テンションローラ9、支持ローラ17の4本のローラで張架されている。全ての支持部材は固定配設されている。
As shown in FIG. 5, the supporting member for stretching the
駆動ローラ10は第1実施形態と同じく、直径30mmの芯金にカーボンブラックにより抵抗調整されたEPDMゴムを500μmの厚みで被覆したものである。支持ローラ16は、直径12mmの芯金に厚み2mmのEPDMのソリッドゴムを被覆しており、硬度は500g荷重状態でのAskerC硬度で45°である。
As in the first embodiment, the driving
支持ローラ17は、直径30mmのアルミニウムの中空管であり、その両端軸は固定されている。支持ローラ17は、中間転写ベルト8の裏面からの摩擦により駆動を受けて回転している従動ローラである。また、テンションローラ9は、直径25mmのアルミニウムの中空管からなる。テンションローラ9は、中間転写ベルト8の下面に配置されており、バネにて40Nの荷重を中間転写ベルト8に与えるような構成をとっている。
The
図5に示すように、BKステーションの一次転写部における中間転写ベルト8の張架角度は、固定配設された支持ローラ16と支持ローラ17で決定する。このため、張架角度に関しては、モードに係わらずほぼ一定となる。
As shown in FIG. 5, the tension angle of the
また、本実施形態においては、支持ローラ16の表面にソリッドゴムを被覆し、弾性層を形成している。以下にその理由について用いる。
In the present embodiment, the surface of the
支持ローラ16は中間転写ベルト8裏面からの摩擦により、駆動を受けて回転している。このため、支持ローラ16表面の摩擦抵抗が低いと、中間転写ベルト8との間でスリップが発生し、ベルト裏面に傷などが入るおそれがある。この対策として、支持ローラ16の中間転写ベルト8への侵入量を大きくし、支持ローラ16はより大きな駆動力を受けるようにすることが考えられる。しかしながら、弊害として長時間張架状態で放置すると、中間転写ベルト8の巻きつけ部の永久変形(以下 巻きぐせ)が発生してしまう。このため、支持ローラ16への中間転写ベルト8の巻きつけ量は巻きぐせの観点からは極力小さくする必要性がある。よって、本実施形態においては支持ローラ16表面にソリッドゴムを被覆しの摩擦係数を大きくすることにより、支持ローラ16への中間転写ベルト8の巻き付き量が少ない場合においても安定した回転が得られるようにし、且つ巻きぐせが発生しない構成を提案している。
The
支持ローラ16に弾性層を被覆する場合においては、弾性層の硬度が低くなると、モノカラーモード時にローラ自体のつぶれ量が無視できなくなる。つぶれ量が大きいと、フルカラーモード時とモノカラーモード時の中間転写ベルト8張架角度の差が大きくなってしまう。
In the case where the
本発明者の実験によれば、本実施形態に示した構成においては、支持ローラ16のAskerC硬度を35°以上にすることにより、フルカラーモード時とモノカラーモード時で転写性や色ずれに差は認められなかった。このような硬度とすると、ローラ表面のつぶれ量が画像の品質に与える影響もなく、巻きつき量が少ない構成であっても、良好な摩擦力を得ることができる。これにより、画像の品質を高く保つことができる。
According to the experiments of the present inventor, in the configuration shown in the present embodiment, the Asker C hardness of the
本実施形態においては、支持ローラ16の弾性層としての表面材質をソリッドゴムとしたが、これに限るものではない。例えば、ウレタン樹脂やセラミック等を表面に被覆したもの、またローラ表面をブラスト処理や表面改質したものを用いても良い。
In the present embodiment, the surface material as the elastic layer of the
以上に説明したように、本実施形態では、感光体ドラム2dと一次転写ローラ4dとの一次転写部の前後に、支持ローラ16と支持ローラ17とを固定配設することにより、転写性および色ずれを劣化させることなく、消耗品の寿命を長くすることが可能となる。また、支持ローラ16に摩擦係数の高い材質の部材により、弾性層を有する構成とした。これにより、中間転写ベルト8の巻きぐせを防止しながら、中間転写ベルト8の支持ローラ16上での安定した回転を得られることとなった。
As described above, in the present embodiment, the
〔第3実施形態〕
図を用いて本発明の第3実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図6は第3実施形態における転写材搬送ベルト23の張架の様子を示す図である。図中実線で表されているのがフルカラーモード時の張架状態であり、点線で表されているのがモノカラーモード時の張架状態である。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 6 is a diagram showing a state of stretching of the transfer material transport belt 23 in the third embodiment. In the drawing, the solid line represents the stretch state in the full color mode, and the dotted line represents the stretch state in the mono color mode.
本実施形態は、図6に示すように、無端状のベルトが転写材を転写部に搬送する転写材搬送ベルト23である。また、転写材搬送ベルトに対向する複数の対向部材が各色の感光体ドラムである。この場合においても同様に適用できる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, an endless belt is a transfer material transport belt 23 that transports a transfer material to a transfer unit. In addition, a plurality of facing members that face the transfer material conveyance belt are the photosensitive drums of the respective colors. The same applies to this case.
本実施形態の画像形成装置は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのそれぞれ感光体、現像器、クリーニング装置を有する4つの独立したカラーステーションを縦一列に配置して、これらに転写材搬送ベルトに吸着させた用紙を搬送して転写を行うことによってフルカラー画像を得る構成となっている。以下に第1実施形態に記載の画像形成装置との相違点を中心に説明を行う。 The image forming apparatus according to the present embodiment has four independent color stations each having yellow, magenta, cyan, and black photoconductors, a developing device, and a cleaning device arranged in a vertical row, and these are adsorbed to a transfer material conveyance belt. A full-color image is obtained by transferring the transferred paper and transferring it. The following description will focus on differences from the image forming apparatus described in the first embodiment.
不図示の給送カセット20から給送された転写材Pは、不図示の転写入口ガイドを介して転写材搬送ベルト23と接触する。転写材Pと転写材搬送ベルト23の接触点付近にはバイアスを印加した吸着ローラ22が設けられており、画像形成中は+1KVの電圧を印加して転写材Pに電荷を与える事によって吸着搬送力を発生させている。
The transfer material P fed from a feed cassette 20 (not shown) contacts the transfer material transport belt 23 via a transfer inlet guide (not shown). A
吸着ローラ22はEPDMゴムに抵抗調整のために、カーボンブラックを分散させた直径12mmのソリッドゴムローラである。吸着ローラ22の芯金には、吸着用の高圧バイアスを印加できるような構成となっている。吸着ローラの抵抗値は幅1cmの金属箔をローラ外周に巻き付け、芯金との間に500Vの電圧を印加した時の抵抗値を1×106Ωに調整してある。
The
吸着ローラ22を通過して転写材搬送ベルト23との間に吸着力を得た転写材Pは、第一色目の転写ステーションに入る。転写材搬送ベルト23と共に挟持搬送される転写材Pは、感光体ドラム2aと対向する転写部において、転写材搬送ベルト23裏面に設けた転写ローラ(転写手段)24aによって第一色目の感光体ドラム2からのトナー像を転写される。
The transfer material P that has passed through the
転写ローラ24に印加されるバイアスは、転写材P通過中に吸着ローラ22に流れる電流から算出された転写材搬送ベルト23や転写材のインピーダンスから計算された電圧が印加される。通常環境の片面プリントでは、各ステーション共に約+1.5kVのDCバイアスが高圧電源から印加される。尚、感光体ドラム2への画像形成に関しては、第1実施形態で説明したものと同様であるために、説明は省略する。
As the bias applied to the transfer roller 24, a voltage calculated from the impedance of the transfer material conveying belt 23 and the transfer material calculated from the current flowing through the
転写材搬送ベルト23を張架部材としては、第2実施形態と同様で、駆動ローラ10、転写ローラ24、支持ローラ16、支持ローラ17及びテンションローラ9である。全ての張架部材は、ローラ形状であり、固定配設されている。また支持ローラ16、17は、転写材搬送ベルト23の裏面からの摩擦により駆動を受けて回転している従動ローラである。
The transfer material transport belt 23 is a tension member, which is the
転写材搬送ベルト23は、駆動ローラ10よって駆動され、矢示方向190mm/secの周速度をもって回転駆動されている。また、転写材搬送ベルト23は、第1実施形態と同様に、ポリイミドを使用し、厚みや抵抗値に関しても同じとした。
The transfer material transport belt 23 is driven by the driving
転写ローラ24としては体積抵抗率1×107Ωcmに調整した高圧印加可能のエピクロルヒドリンゴムとし、転写材搬送ベルト23裏面からOPCのニップ部に総圧2.94Nの転写圧で当接している。 The transfer roller 24 is epichlorohydrin rubber capable of applying a high pressure adjusted to a volume resistivity of 1 × 10 7 Ωcm, and is in contact with the nip portion of the OPC from the back surface of the transfer material transport belt 23 with a transfer pressure of 2.94 N in total pressure.
以下、各カラーステーションを通過するごとに、感光体ドラム2から異なる各色のトナー像を転写されてフルカラー画像を作られる。 Thereafter, each time passing through each color station, a different color toner image is transferred from the photosensitive drum 2 to create a full color image.
全色の転写が終了し、転写材搬送ベルトの後端から曲率によって分離された転写材Pは、定着器21によって定着され、搬送ユニットを経由して機外に排出されて最終プリントが得られる。
After the transfer of all colors is completed, the transfer material P separated by the curvature from the rear end of the transfer material conveyance belt is fixed by the fixing
本実施形態の構成においても、フルカラーモードとモノカラーモードのモード検知手段を持ち、モノカラーモードを判断した場合においては、画像形成を行わない転写部において感光体ドラム2と転写材搬送ベルト23を離間し、感光体2の回転を停止することにより、消耗品の寿命を長くすることを行っている。 Also in the configuration of the present embodiment, there are mode detection means for the full color mode and the mono color mode, and when the mono color mode is determined, the photosensitive drum 2 and the transfer material transport belt 23 are connected to each other in the transfer portion where image formation is not performed. The service life of the consumables is extended by separating them and stopping the rotation of the photosensitive member 2.
以上に説明した本実施形態の形態においても、固定配置された支持ローラ16と支持ローラ17により、ブラックの転写部における転写材搬送ベルト23の張架角度は一定となり、フルカラーモード時からモノカラーモード時へのモード切替時に、色ずれや転写性を損なうことなく画像形成することが可能となる。
Also in the embodiment described above, the
〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、モノカラーモードは、ブラック色の画像を形成することとしたが、これに限るものではない。即ち、使用頻度の高い色の色以外の転写ローラを離間させる構成であればよい。
Other Embodiment
In the above-described embodiment, the mono color mode forms a black image, but is not limited thereto. That is, any configuration may be used as long as transfer rollers other than the frequently used color are separated.
P…転写材
2…感光体ドラム(像担持体)
4…一次転写ローラ(転写手段)
8…中間転写ベルト(無端状のベルト)
9…テンションローラ(張架部材)
10…駆動ローラ(張架部材)
16…支持ローラ(張架部材)
17…支持ローラ(張架部材)
18…支持ローラ(張架部材)
23…転写材搬送ベルト(無端状のベルト)
24…転写ローラ(転写手段)
90…画像形成装置
P: transfer material 2 ... photosensitive drum (image carrier)
4 ... Primary transfer roller (transfer means)
8 ... Intermediate transfer belt (endless belt)
9 ... Tension roller (stretching member)
10 ... Drive roller (stretching member)
16 ... Support roller (stretching member)
17 ... Support roller (stretching member)
18 ... Support roller (stretching member)
23 ... Transfer material transport belt (endless belt)
24 ... Transfer roller (transfer means)
90. Image forming apparatus
Claims (8)
前記複数の張架部材は固定されており、前記第二の転写手段と前記第二の像担持体が前記ベルトを挟む第一のモードと、前記第二の像担持体と前記ベルトが離れている第二のモードを有することを特徴とする画像形成装置。 A first transfer means for forming an electric field between the first and second image carriers carrying the toner and the first image carrier and transferring the toner from the first image carrier; A second transfer means for forming an electric field with the second image carrier and transferring toner from the second image carrier; and a plurality of tension members, and the first image An endless belt that moves between the carrier and the first transfer means, and between the second image carrier and the second transfer means, In the image forming apparatus, the one stretching member is positioned between the first transfer unit and the second transfer unit.
The plurality of stretching members are fixed, the first mode in which the second transfer unit and the second image carrier sandwich the belt, and the second image carrier and the belt are separated from each other. An image forming apparatus having the second mode.
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