JP2006308758A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の像担持体上(201、202、203、204)に形成した各トナー像を、1次転写部(205、206、207、212)で中間転写ベルト200上に、順次1次転写し、前記中間転写ベルト上に重畳転写されたトナー像を2次転写部210にて転写材214に一括して2次転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルト200は、複数のローラによって張架されて駆動され、前記複数のローラのうち、前記像担持体に対して前記中間転写ベルト200がトナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラ(211、212)の少なくとも1つのローラが1次転写バイアス印加部材212を兼ねることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
直接転写方式は、像担持体(感光体ドラム)より直接最終転写部材に転写する方式である。中間転写方式は転写部材が最終転写部材でなく、中間転写部材に転写後、最終転写部材に転写する方式である。この中間転写体を介した方式(中間転写方式)は画像形成ユニットから転写する際、転写部材の材質が一定であるため、各色の位置合わせが直接転写方式に比較してよく、色ずれの少ない高品質なカラー画像が得られるという特徴を有する。
ところが、タンデム型カラー画像形成装置は、感光体を複数必要とするため、直接転写方式では転写材搬送ベルトが、また中間転写方式では中間転写ベルトが長くなり、これらのベルトを張架するためのローラが複数必要となり、構造が複雑化するという問題があった。
しかしながら、上記技術は、直接転写方式が、直接最終転写部材に転写するため画像品質が中間転写方式に比べて劣るにもかかわらず、その解決策は何ら明示されていない。
また、特許文献2では、黒、イエロ、マゼンタ、シアンの各色用の4組のほぼ扇型をした像形成ユニットが像形成ユニット群を構成し、円環状に配置され、単一の1次転写部で中間転写ベルトにトナー像を転写する画像形成装置において、従動ローラを転写帯電ローラとして兼用することで、部品点数を減らし、転写材搬送ベルトの長さを短くする技術が開示されている。
しかしながら、上記技術は、1次転写部が1つのため、コストが安く、且つ装置を小型化できるが、カラー画像の単位時間当たりの出力枚数が少ないという問題点がある。
1.本発明の画像形成装置は、複数の像担持体上に形成した各トナー像を、前記複数の像担持体と各1次転写部にて当接する移動自在な中間転写ベルト上に、前記各1次転写部の1次転写バイアス印加部材にバイアスを印加して順次1次転写し、前記中間転写ベルト上に重畳転写されたトナー像を2次転写部にて転写材に一括して2次転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトは、複数のローラによって張架されて駆動され、前記複数のローラのうち、前記像担持体に対して前記中間転写ベルトがトナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが1次転写バイアス印加部材を兼ねることを特徴とする。
2.前記複数のローラのうち、前記像担持体に対して前記中間転写ベルトが、トナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが2次転写バイアス印加部材の対向電極を兼ねることを特徴とする。
3.前記像担持体に対して前記中間転写ベルトがトナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが1次転写バイアス印加部材を兼ね、且つ前記中間転写ベルトの駆動手段であることを特徴とする。
5.前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラと前記中間転写ベルトとの接触ニップの中心点は、前記像担持体と前記中間転写ベルトとの接触ニップの中心点に対して所定の距離をオフセットさせていることを特徴とする。
6.前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラは、導電性ローラであって、且つアスカーC硬度50°以上の弾性層を有することを特徴とする。
7.前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラを含む1次転写バイアス印加部材のうち少なくとも1つ以上に同一電圧が印加されることを特徴とする。
8.前記中間転写ベルトの走行方向に対して、最上流側の前記張架兼1次転写バイアス印加ローラは像担持体の上流側にオフセットされ、最下流側の前記張架兼1次転写バイアス印加ローラは像担持体に対向または下流側にオフセットされていることを特徴とする。
(実施例1)
図2は、本発明の実施例1を示す図である。感光体201〜204の4つの感光体を有する作像ユニットが配設されている。ベルト駆動ローラ211及び張架ローラ212、2次転写対向ローラ209により中間転写ベルトを張架している。中間転写ベルト200の走行方向上流側から1次転写ローラ207、206、205に所定の電圧を印加することにより、まず、中間転写ベルト200上に3各色を重ねる。次に、中間転写ベルト200の走行方向最下流の1次転写ローラには、張架ローラ212を兼用し、所定の電圧を印加することにより最終色を重ねカラー画像を形成する。形成されたカラー画像は、従来例と同様に2次転写ローラ210に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙214に転写され、定着(図示なし)され出力される。2次転写ローラ210で転写できず中間転写ベルト上に残留したトナーはクリーナブレードユニット213に回収される。
中間転写ベルト200の収縮による中間転写ベルト200の周長変化に対しては、駆動ローラ211をその駆動ギア中心に可動させる方法や、張架兼1次転写ローラ212を感光体中心に可動させる方法により対応できる。
本実施例により、少なくとも1つの1次転写ローラ(従来例105)は、ベルトを張架するローラが兼ねるため、1次転写ローラが少なくとも1本削減でき、コストダウンが可能になる。同時に、中間転写ベルト周長も短くなりコストダウンと画像形成装置の小型化が可能になる。
図3は、本発明の実施例2を示す図である。図2に示す実施例から張架ローラを削減した実施例を示す図である。張架ローラとして、駆動ローラ311を2次転写ローラ310の対向ローラとして使用し、張架ローラ312との構成で張架ローラを2本で構成した実施例である。
中間転写ベルト300の収縮による中間転写ベルト300の周長変化に対しては、図2の実施例と同様に張架兼1次転写ローラ312を感光体中心に可動させる方法により対応できる。
本実施例により、図2の実施例に加え、1次転写面を形成する張架ローラが2次転写対向ローラを兼ねるため、架張ローラを2本で構成することが可能になる。従って、張架ローラを1本削減できるため、さらにコストダウンが可能になる。同時に、さらに中間転写ベルト周長も短くなりコストダウンと画像形成装置の小型化が可能になる。
図4は、本発明の実施例3を示す図である。図2の実施例から張架ローラ209を削減した実施例3とは異なる実施例を示している。張架ローラ412を2次転写ローラ410の対向ローラとして使用し、駆動ローラ411を1次転写ローラと兼用して使用し、張架ローラを2本で構成した実施例である。
中間転写ベルト400の収縮による中間転写ベルト400の周長変化に対しては、図2の実施例と同様に駆動兼1次転写ローラ412を感光体中心に可動させる方法により対応できる。
本実施例により、図2の実施例に加え、1次転写面を形成する張架ローラ412が2次転写対向ローラを兼ね、駆動ローラ411が1次転写ローラを兼ねるため架張ローラが2本で構成することが可能であり、張架ローラが1本削減できるためさらにコストダウンが可能となる。同時に、さらに中間転写ベルト周長も短くなり、コストダウンと画像形成装置の小型化が可能になる。
次に、本発明の実施例4について説明する。図3に示す実施例において、張架ローラ312に硬度が高い、例えば金属ローラ等を用いると、張架ローラ312は1次転写ローラを兼ねているため、張架ローラ312の軸方向での接触安定性が得られず転写不良を引き起こす。従って、張架ローラ312には適度な弾性層が必要である。また、その弾性層の硬度が低すぎると、中間転写ベルト300の走行安定性が得られず色ずれを引き起こすため、適度な硬度領域に設定する必要がある。
本実施例では、感光体301〜304にはφ24を使用し、感光体間ピッチを53.4mm、駆動ローラ311と張架兼1次転写ローラ312はφ17で構成した。駆動ローラ311と張架兼1次転写ローラ312は軸芯金径φ16でゴム層を厚み0.5mmで設定し、外径をφ17とした。その時のゴム硬度を振ったときの転写不良と色ずれの実験結果を表1に示す。表1に示されるようにアスカーC硬度が50°を超えると転写不良を発生し、30°を下回ると色ずれを発生する結果が得られた。色ずれは平均値+3σ(σは標準偏差を示す。以下同じ。)が200μmを基準とした。
本実施例により、図3に示す構成において、張架兼1次転写ローラのアスカーC硬度を30〜50°に設定することにより、低コストで、画像形成装置の小型化が可能になると同時に、良好な転写性を確保できる。ゴム層としてはEPDMやNBR等で設定できる。
図4に示す実施例3においても同様の効果が得られる。
図5は、本発明の実施例5を示す図である。図3及び図4に示す実施例において、張架兼1次転写ローラのアスカーC硬度を30°以上に設定することにより、色ずれは実用上問題のない範囲となるが、さらなる高画質を得ることができない。図5の実施例では、張架兼1次転写ローラ511を中間転写ベルト500の走行方向に対して感光体501の下流側に7mmずらして配置し(オフセットし)、且つ張架ローラ511と512で形成される1次転写面に対して感光体501を0.5mm食込ませるように配設した。オフセットさせ、食込ませることことにより、且つ張架ローラ511が中間転写ベルト500を介して直接感光体501に負荷を与えることはなく、中間転写ベルト500が感光体501に転写ニップ(NIP)を形成できるために、張架兼1次転写ローラ511の硬度は転写不良に関与せずに構成できる。
オフセット量と食込み量は、感光体と1次転写ローラの間隙が中間転写ベルトの厚みより大きくなるように任意に設定することができる。
次に、本発明の実施例6について説明する。例えば図5に示す実施例において、高画質の目標である色ずれ基準値を平均値+3σ=120μmとし、表1と同様の実験を行った結果、表2に示すように転写性に硬度影響は無く、硬度を50°以上に設定することにより高画質を達成できる。
本実施例では、感光体501〜504にはφ24を使用し、感光体間ピッチを53.4mm、駆動ローラ511と張架兼1次転写ローラ512はφ17で構成した。駆動ローラ511と張架兼1次転写ローラ512は軸芯金径φ16でゴム層を厚み0.5mmで設定し、外径をφ17とした。
従って、図5の構成において、張架兼1次転写ローラのアスカーC硬度を50°以上に設定することにより、低コストで、小型化が図れると同時に、高画質を達成できる。ゴム層としてはEPDM(Ethylene−propylene Diene Monomer)やNBR(Nitrile Butadiene Rubber)等で設定できる。
さらに、張架兼1次転写ローラに金属ローラを用いた場合も色ずれの少ない高画質が得られた。
図6は、本発明の実施例7を示す図である。図5の実施例において、張架兼1次転写ローラ511を感光体501に対してオフセットさせ、且つ感光体501を1次転写面に対して食込ませて配設したのと略同一のオフセットと食込み量を感光体502〜503と1次転写ローラ505〜507に適用し、1次転写ローラ505〜507と張架兼1次転写ローラ511に電源601により同一電圧を印加した。
全ての1次転写に略同一の略同一のオフセットと食込み量を設定することにより、中間転写ベルト500での電圧降下分も同じとなり、同一転写電界を形成できると同時に、転写NIPもほぼ同じに設定できるため、十分な転写性を確保できる。
このように構成することにより、1次転写ローラの削減や張架ローラの削減、中間転写ベルトの周長削減で低コスト化が可能になると同時に、印加電源のトランスが1つに集約できるためさらなる低コスト化が可能になる。
前述では、略同一のオフセットと食込み量としたが、転写影響で帯電量が変わりやすいトナーを使用する際は、オフセット量を各色で任意に設定し電圧降下を制御し最適転写電界を設定することも可能であり、転写NIPに関しても食込み量で任意に設定し、十分な転写性を確保することもできる。
図7は、本発明の実施例8を示す図である。図5の実施例と同様に、張架兼1次転写ローラ712を中間転写ベルト700の走行方向に対して感光体701の下流側に7mmオフセットさせ、且つ張架ローラ711と712で形成される1次転写面に対して感光体701を0.5mm食込ませるように配設させ、且つ張架兼1次転写ローラ711を中間転写ベルト700の走行方向に対して感光体704の上流側に7mmオフセットさせ、且つ前述の1次転写面に対して感光体704を0.5mm食込ませるように配設した。クリーニング手段としてブラシクリーニング713を張架兼1次転写ローラに対向させた。
このように構成することにより2本の張架ローラが1次転写ローラを兼ねるため、転写構成は2本の張架ローラと2本の1次転写ローラの4本で構成できる。従来例で示す構成では8本使用しており、大幅なコストダウンと画像形成装置の小型化が可能になる。
また、印加電圧も、感光体702、703と1次転写ローラをオフセットさせることにより、1次転写電圧の値を同じにでき、その電圧を基準に、ブラシクリーニング電圧、2次転写電圧を設定することにより電源のコストも低減できる。
また、張架兼1次転写ローラ712を感光体701に対向する位置に配置しても良い。この場合は、中間転写ベルトの長さをオフセットした場合に比べ短くできる。
105、106、107、108 1次転写ローラ
110 2次転写ローラ
111 ベルト駆動ローラ
112 張架ローラ
113 クリーナブレードユニット
114 用紙(転写材)
200 中間転写ベルト
201、202、203、204 感光体
205、206、207 1次転写ローラ
209 張架兼2次転写対向ローラ
210 2次転写ローラ
211 ベルト駆動ローラ(張架ローラ)
212 張架兼1次転写ローラ
213 クリーナブレードユニット
214 用紙(転写材)
300 中間転写ベルト
301、302、303、304 感光体
305、306、307 1次転写ローラ
310 2次転写ローラ
311 ベルト駆動ローラ
312 張架兼1次転写ローラ
313 クリーナブレードユニット
314 用紙(転写材)
400 中間転写ベルト
401、402、403、404 感光体
405、406、407 1次転写ローラ
410 2次転写ローラ
411 ベルト駆動ローラ(張架兼1次転写ローラ)
412 張架兼2次転写対向ローラ
413 クリーナブレードユニット
414 用紙(転写材)
500 中間転写ベルト
501、502、503、504 感光体
505、506、507 1次転写ローラ
509 張架ローラ
510 2次転写ローラ
511 張架兼1次転写ローラ(ベルト駆動ローラ)
512 張架兼2次転写対向ローラ
513 クリーナブレードユニット
514 用紙(転写材)
601 電源
700 中間転写ベルト
701、702、703、704 感光体
705、706 1次転写ローラ
710 2次転写ローラ
711 張架兼1次転写ローラ(ベルト駆動ローラ)
712 張架兼1次転写ローラ
713 ブラシクリーニング
714 用紙(転写材)
Claims (8)
- 複数の像担持体上に形成した各トナー像を、前記複数の像担持体と各1次転写部にて当接する移動自在な中間転写ベルト上に、前記各1次転写部の1次転写バイアス印加部材にバイアスを印加して順次1次転写し、前記中間転写ベルト上に重畳転写されたトナー像を、2次転写部にて転写材に一括して2次転写する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、複数のローラにより張架されて駆動し、前記複数のローラのうち、前記像担持体に対して前記中間転写ベルトがトナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが1次転写バイアス印加部材を兼ねる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記複数のローラのうち、前記像担持体に対して前記中間転写ベルトが、トナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが2次転写バイアス印加部材の対向電極を兼ねる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記像担持体に対して前記中間転写ベルトがトナー像の1次転写面を形成するように張架配置した2本のローラの少なくとも1つのローラが1次転写バイアス印加部材を兼ね、且つ前記中間転写ベルトの駆動手段である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置において、
前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラは、導電性ローラであって、且つアスカー硬度30〜50°の弾性層を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置において、
前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラと前記中間転写ベルトとの接触ニップの中心点は、前記像担持体と前記中間転写ベルトとの接触ニップの中心点に対して所定の距離をオフセットさせている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置おいて、
前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラは、導電性ローラであって、且つアスカーC硬度50°以上の弾性層を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4又は6に記載の画像形成装置おいて、
前記1次転写バイアス印加部材を兼ねるローラを含む1次転写バイアス印加部材のうち少なくとも1つ以上に同一電圧が印加される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5乃至7の何れかに記載の画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの走行方向に対して、最上流側の前記張架兼1次転写バイアス印加ローラは像担持体の上流側にオフセットされ、最下流側の前記張架兼1次転写バイアス印加ローラは像担持体に対向または下流側にオフセットされている
ことを特徴とする画像形成装置。
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