JP2006337813A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置、特に、並置された複数の感光体ドラムに形成されたトナー画像を中間転写ベルトに1次転写して合成し、さらに、トナー画像を用紙上に2次転写するようにしたタンデム式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, a toner image formed on a plurality of juxtaposed photosensitive drums is primarily transferred to an intermediate transfer belt to be combined, and the toner image is secondarily transferred onto a sheet. The present invention relates to a tandem type image forming apparatus.
一般に、電子写真方式によるタンデム式の画像形成装置では、中間転写ベルト上に転写されるトナー画像の乱れなどを防止する必要があり、そのための対策が、例えば特許文献1には、中間転写ベルトを傾斜して設置することが開示されている。 In general, in an electrophotographic tandem image forming apparatus, it is necessary to prevent the toner image transferred on the intermediate transfer belt from being disturbed. For example, Patent Document 1 discloses an intermediate transfer belt. It is disclosed to install in an inclined manner.
中間転写ベルトは薄いフィルムを無端状にして駆動ローラと従動ローラとに懸架されて回転駆動可能に設置されており、駆動ローラからの張力で変形(回転方向と直交する方向に波を打つ状態、以下、波打ち現象と記す)を生じる。このような変形は駆動ローラに最も近い、即ち、駆動ローラのベルト回転方向上流側に位置する感光体ドラムと接触する部分で顕著であった。近年では、高画質化の要求とともに、装置の小型化や低コスト化で各構成要素の小型化、軽量化が進み、駆動ローラなども小径化している。そこで、中間転写ベルトの駆動ローラからの張力による変形は、1次転写されたトナー画像の乱れとして無視し得なくなっている。 The intermediate transfer belt has a thin film endlessly mounted on a driving roller and a driven roller so as to be rotationally driven, and is deformed by tension from the driving roller (a state in which a wave is struck in a direction perpendicular to the rotational direction) Hereinafter, this is referred to as a wavy phenomenon). Such deformation was significant at the portion that is closest to the drive roller, that is, the portion that contacts the photosensitive drum located upstream of the drive roller in the belt rotation direction. In recent years, along with the demand for higher image quality, the size and weight of each component have been reduced due to the downsizing and cost reduction of the apparatus, and the diameter of the drive roller has also been reduced. Therefore, the deformation of the intermediate transfer belt due to the tension from the driving roller cannot be ignored as the disturbance of the primary transferred toner image.
小型化、高画質化の状況の下で、中間転写ベルトと感光体ドラムとの1次転写部のニップは低圧での接触が要求されている。1次転写ローラの感光体ドラムに対する押圧力が強すぎると、トナー間の分子間力が静電気力よりも強くなり、トナー像の中央部分が転写不良となる中抜け現象が発生するからである。 Under the circumstances of miniaturization and high image quality, the nip of the primary transfer portion between the intermediate transfer belt and the photosensitive drum is required to contact at a low pressure. This is because if the pressing force of the primary transfer roller against the photosensitive drum is too strong, the intermolecular force between the toners becomes stronger than the electrostatic force, and a void phenomenon occurs in which the central portion of the toner image becomes a transfer defect.
ここで、図5を参照して、従来の画像形成装置における中間転写ベルトの駆動ローラ近傍の構成を説明する。中間転写ベルト10は駆動ローラ21によって矢印A方向に回転駆動される。符号31は感光体ドラムであって、駆動ローラ21に対して中間転写ベルト10の回転方向A上流側に位置している。この感光体ドラム31に対しては上下動自在な1次転写ローラ11がその自重とばね13による押圧力で圧接している。
Here, with reference to FIG. 5, a configuration in the vicinity of the driving roller of the intermediate transfer belt in the conventional image forming apparatus will be described. The
また、駆動ローラ21と感光体ドラム31との間には、中間転写ベルト10上に形成される画像の位置を補正するために、テストパターンを光学的に検出するレジストセンサ26が設置されている。このレジストセンサ26の検出位置を定位置とするために、中間転写ベルト10の内面側はレジスト対向板金27によってバックアップされている。
A
以上の構成において、駆動ローラ21による中間転写ベルト10に対する張力によって(特に、張力の変動が生じたりすると)、中間転写ベルト10の感光体ドラム31に対する接触部分に波打ち現象が生じる。この波打ち現象に伴って、1次転写ローラ11が上方に移動し、十分な転写電圧が印加されず、画像乱れを生じていた。
In the above configuration, the waviness phenomenon occurs in the contact portion of the
本発明者らは、前記画像乱れに鑑みて、レジスト対向板金27を僅かに下方に移動させて中間転写ベルト10を内面側からより強くバックアップすることを検討した。しかし、これでは、中間転写ベルト10の耐久性が劣化するという問題点が生じた。
そこで、本発明の目的は、中間転写ベルトの耐久性を劣化させることなく、1次転写ニップの安定化を図って画像の高品質化を達成できる画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of achieving high image quality by stabilizing the primary transfer nip without deteriorating the durability of the intermediate transfer belt.
以上の目的を達成するため、本発明は、駆動ローラ及び従動ローラにフィルム材からなる中間転写ベルトを無端状に張り渡して一方向に回転駆動し、前記中間転写ベルトの表面に複数の像担持体を接触させ、それぞれの像担持体に中間転写ベルトの内面側から1次転写ローラを圧接させた、画像形成装置において、前記駆動ローラの中間転写ベルト回転方向上流側に位置する像担持体と前記駆動ローラとの間に中間転写ベルトの内面側に接触するバックアップローラを設け、前記駆動ローラの中間転写ベルト回転方向上流側に位置する像担持体と中間転写ベルトのニップ位置と1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置とを結ぶ直線と、1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置と前記バックアップローラと中間転写ベルトのニップ位置とを結ぶ直線との角度θは0°以上で10°未満であり、かつ、1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置からバックアップローラと中間転写ベルトのニップ位置までの距離L1は40mm以下であること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an intermediate transfer belt made of a film material stretched endlessly on a driving roller and a driven roller, and rotationally driven in one direction, so that a plurality of image carriers are carried on the surface of the intermediate transfer belt. In the image forming apparatus, the image bearing member positioned on the upstream side in the rotational direction of the intermediate transfer belt with respect to the drive roller, wherein the primary transfer roller is pressed against the respective image bearing members from the inner surface side of the intermediate transfer belt. A backup roller that is in contact with the inner surface side of the intermediate transfer belt is provided between the driving roller, a nip position between the image carrier and the intermediate transfer belt that is located upstream of the driving roller in the intermediate transfer belt rotation direction, and a primary transfer roller. And the nip position of the intermediate transfer belt, the nip position of the primary transfer roller and the intermediate transfer belt, and the nip of the backup roller and the intermediate transfer belt. Is 0 ° or more and less than 10 °, and the distance L1 from the nip position between the primary transfer roller and the intermediate transfer belt to the nip position between the backup roller and the intermediate transfer belt is 40 mm or less. It is characterized by.
本発明に係る画像形成装置においては、前記角度θを10°未満と小さく設定し、かつ、前記距離L1を40mm以下に設定したため、駆動ローラの中間転写ベルト回転方向上流側に位置する像担持体に接する部分での中間転写ベルトの波打ち現象が小さくなる。これにて、像担持体と1次転写ローラとのニップが安定化し、1次転写不良が解消されて画質の劣化が防止される。また、バックアップローラは中間転写ベルトにそれ程の負荷を掛けることにはならず、中間転写ベルトの耐久性を劣化させることはない。 In the image forming apparatus according to the present invention, the angle θ is set as small as less than 10 °, and the distance L1 is set at 40 mm or less, so that the image carrier is located upstream of the drive roller in the intermediate transfer belt rotation direction. The wavy phenomenon of the intermediate transfer belt at the portion in contact with the toner is reduced. This stabilizes the nip between the image carrier and the primary transfer roller, eliminates the primary transfer failure, and prevents image quality deterioration. Further, the backup roller does not apply such a load to the intermediate transfer belt, and does not deteriorate the durability of the intermediate transfer belt.
本発明に係る画像形成装置において、前記中間転写ベルトは、厚さが70〜120μmで、20〜40〔N/m〕のテンションが掛けられていることが好ましい。材質としてはポリアミドイミド樹脂を好適に用いることができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the intermediate transfer belt has a thickness of 70 to 120 μm and a tension of 20 to 40 [N / m] is applied. As the material, a polyamideimide resin can be suitably used.
また、前記バックアップローラは、中間転写ベルトに形成されたトナーのテストパターンの検出位置に対応して設置されていてもよい。バックアップローラが従来のレジスト対向板金を兼用することになり、部品点数の削減を図ることができる。 The backup roller may be installed corresponding to a detection position of a toner test pattern formed on the intermediate transfer belt. Since the backup roller also serves as a conventional resist-facing sheet metal, the number of parts can be reduced.
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(画像形成装置の概略構成、図1参照)
図1に示す画像形成装置は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で4色の画像を合成するように構成したプリンタ本体1と、画像読取り装置2と、制御部3とで構成されている。
(Schematic configuration of image forming apparatus, see FIG. 1)
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an electrophotographic color printer, which includes a printer main body 1 configured to synthesize four-color images in a so-called tandem method, an image reading device 2, and a control unit 3. It is configured.
画像読取り装置2は、図示しない原稿台ガラス上に載置された原稿の画像をCCD素子などのイメージセンサで読み取る周知のものであり、原稿画像はイメージセンサでRGB(赤、緑、青)の三原色に分解されて電気信号に変換される。その画像データは制御部3において各種のデータ処理を受け、さらに、YMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の各再現色に変換される。YMCKの画像データは制御部3のメモリ4に格納され、位置ずれ補正などの必要な補正を受ける。 The image reading device 2 is a well-known device that reads an image of an original placed on an original platen glass (not shown) by an image sensor such as a CCD element. The original image is RGB (red, green, blue) by the image sensor. They are separated into the three primary colors and converted into electrical signals. The image data is subjected to various types of data processing in the control unit 3 and further converted into YMCK (yellow, magenta, cyan, black) reproduction colors. The YMCK image data is stored in the memory 4 of the control unit 3 and subjected to necessary correction such as misalignment correction.
プリンタ本体1は、感光体ドラム31、レーザ走査光学装置32、現像装置33などを含むYMCKの画像を形成するプリントヘッド30(30Y,30M,30C,30K)が中間転写ベルト10の直下に並置されている。各プリントヘッド30においては、レーザ走査光学装置32が前記YMCKの画像データの転送を受け、感光体ドラム31上に潜像を形成し、現像装置33によってトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
In the printer main body 1, a print head 30 (30Y, 30M, 30C, 30K) that forms a YMCK image including a
中間転写ベルト10は、駆動ローラ21及びテンションを付与するための従動ローラ22に無端状に張り渡され、駆動ローラ21から伝達される回転駆動力によって矢印A方向に回転駆動される。中間転写ベルト10の内側面には各感光体ドラム31と対向する位置に1次転写ローラ11が配置されている。
The
中間転写ベルト10には駆動ローラ21と対向する部分に2次転写ローラ19が配置されている。また、中間転写ベルト10には従動ローラ22と対向する部分に残留トナーを払拭するためのクリーニングブレード15が接触し、該ブレード15で払拭されたトナーは廃棄ボトル16に収容される。
A
プリンタ本体1の下段には、積層されている用紙を1枚ずつ給紙する自動給紙部40が設置されている。また、2次転写部の直上には、トナーを加熱定着するための定着ユニット50が配置されている。
An automatic
各感光体ドラム31上に形成されたトナー画像は、矢印A方向に回転駆動される中間転写ベルト10上に順次1次転写され、4色の画像が合成される。一方、用紙は1枚ずつ自動給紙部40から上方に給紙され、2次転写部で中間転写ベルト10から合成トナー画像が2次転写される。その後、用紙は定着ユニット50に搬送されてトナー画像の加熱定着が施され、排出ローラ51からトレイ52上に排出される。
The toner images formed on the respective
(第1実施例、図2参照)
ここで、第1実施例について図2を参照して詳述する。図2は、駆動ローラ21と、中間転写ベルト10の回転方向Aにおいて駆動ローラ21の上流側に位置する感光体ドラム31の近傍を示している。
(See the first embodiment, FIG. 2)
Here, the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows the vicinity of the
1次転写ローラ11は、上下動可能な軸12に回転自在に取り付けられ、軸12を押圧するばね13によって感光体ドラム31に対する押圧力を付与されている。感光体ドラム31と駆動ローラ21との間には、中間転写ベルト10の内側面に所定の圧力で接触するバックアップローラ25が回転自在に設けられている。
The
また、中間転写ベルト10上に形成される画像の位置を補正するために、テストパターンを検出するレジストセンサ26が設置されている。このレジストセンサ26の検出位置を定位置とするために、中間転写ベルト10の内面側はレジスト対向板金27によってバックアップされている。
In addition, in order to correct the position of the image formed on the
中間転写ベルト10は、ポリアミドイミド樹脂のフィルム材からなり、幅357mm、厚み85μm、表面抵抗10−11Ω/□である。1次転写ローラ11は、導電性NBRの発泡スポンジからなり、外径16mm、硬度は26度(JIS K 6253E E型)である。感光体ドラム31と中間転写ベルト10のニップ位置aと、1次転写ローラ11と中間転写ベルト10のニップ位置bとの間の距離Lは2mmである。1次転写ローラ11は322mmの長さであり、自重とばね13の押圧力によって中間転写ベルト10を介して感光体ドラム31に4Nの荷重で低圧圧接している。
The
バックアップローラ25は、金属材からなり、外径8mm、中間転写ベルト10の内面側に接触し、中間転写ベルト10の回転に伴って従動回転する。また、電気的にはフローティング状態に設定されている。感光体ドラム31と中間転写ベルト10のニップ位置aと1次転写ローラ11と中間転写ベルト10のニップ位置bとを結ぶ直線g1と、前記ニップ位置bとバックアップローラ25と中間転写ベルト10のニップ位置cとを結ぶ直線g2との角度θは2°に設定されている。また、前記ニップ位置bからニップ位置cまでの距離L1は15mmに設定されている。
The
レジスト対向板金27は、導電性で摺動性の高いテープで被覆されており、バックアップローラ25と駆動ローラ21のそれぞれの表面を通過する接線に対して中間転写ベルト10を0.3mm下方に押し込む位置に設定されている。また、電気的にはフローティング状態に設定されている。
The resist-facing
駆動ローラ21は金属パイプの表面にゴム材を巻き付けたもので、ゴム材を含めた外径は22mmである。なお、従動ローラ22は金属製であり、344mmの長さを有し、外径は24mm、中間転写ベルト10に対して28Nのテンションを付与している。また、ローラ21,22の金属部分はグランドに落とされている。
The
2次転写ローラ19は、導電性NBRの発泡スポンジからなり、318mmの長さを有し、外径は26mm、硬度は32度(JIS K 6253E E型)であり、20Nの荷重で駆動ローラ21に圧接されている。
The
本第1実施例においては、バックアップローラ25を設置し、前記角度θを十分に小さく設定し、かつ、前記距離L1を適切な値に設定することにより、最も駆動ローラ21に近い感光体ドラム31に対して中間転写ベルト10が接触する部分での波打ち現象が小さくなる。これにて、感光体ドラム31と1次転写ローラ11とのニップ位置bが安定し、1次転写不良が解消されて画像の劣化が防止される。
In the first embodiment, a
次に、前述した構成からなる第1実施例において、距離L1を20〜80mmの間で種々に変更して中間転写ベルト10の波打ち量を測定した結果を図4に示す。
Next, FIG. 4 shows the result of measuring the amount of waviness of the
ここで、波打ち量とは、感光体ドラム31に代えて非接触式の変位センサを配置し、中間転写ベルト10を回転させて測定したベルト10の表面の上下動の差分値である。本発明者らの実験によると、ベルト波打ち量が0.5mmを越えると1次転写の不良が発生して画質の劣化が生じることが判明した。
Here, the undulation amount is a difference value of the vertical movement of the surface of the
図4のグラフから明らかなように、バックアップローラ25は前記距離L1が40mm以下の場合、ベルト10の波打ち量が0.5mm以下となり、1次転写の安定性を確保することができる。
As is apparent from the graph of FIG. 4, when the distance L1 is 40 mm or less, the back-up
前記角度θに関しては、その数値が小さい方が1次転写のニップ部分を安定化することができ、かつ、バックアップローラ25が従動回転することで、長期間の稼働によって中間転写ベルト10の回転時に異音が発生したり、ベルト10に擦れ傷が発生することを抑制できる。
With respect to the angle θ, a smaller numerical value can stabilize the nip portion of the primary transfer, and the
ここで、前記ニップ位置bから駆動ローラ21と中間転写ベルト10の上流側ニップ位置dまでの距離をL2とし、この距離L2と前記距離L1とバックアップローラ25の半径R1と1次転写ローラ11の半径R2との関係について説明する。即ち、L1−R1−R2>0mm、かつ、L1<L2/2の関係を満足することが好ましい。
Here, the distance from the nip position b to the driving
L1−R1−R2が0mmとなると、1次転写ローラ11とバックアップローラ25とが接触し、バックアップローラ25のスムーズな従動回転が妨げられ、1次転写ニップが不安定になる。また、L1がL2/2より大きくなると、駆動ローラ21に対する中間転写ベルト10の巻き掛け量が不足してベルト10の駆動が不安定となり、1次転写された画像に色ずれが発生しやすくなる。
When L1-R1-R2 becomes 0 mm, the
(第2実施例、図3参照)
第2実施例は、図3に示すように、バックアップローラ25を若干駆動ローラ21側に移動させ、バックアップローラ25が図2に示したレジスト対向板金27の機能を兼ね備えるように構成した。その他の構成は前記第1実施例を同様であり、バックアップローラ25が中間転写ベルト10の波打ち現象を抑制するなどの作用効果についても第1実施例と同様である。なお、図3には図2と同じ部材、部分に関して共通した符号を付し、重複した説明は省略する。
(Refer to the second embodiment, FIG. 3)
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the
(他の実施例)
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
Note that the image forming apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
例えば、各実施例で示した各種ローラ11,25などの寸法、材質及び中間転写ベルト10へ付与するテンションなどの数値はあくまで一例であることは勿論である。
For example, the dimensions and materials of the
特に、バックアップローラ25に関しては、必ずしも中間転写ベルト10に対して従動回転する必要はなく、その材質は金属材に限らず樹脂材などであってもよい。その表面硬さは中間転写ベルト10を傷付けない程度であればよい。電気的にはフローティングでもグランドに落とされていてもよい。
In particular, the
1…プリンタ本体
10…中間転写ベルト
11…1次転写ローラ
21…駆動ローラ
22…従動ローラ
25…バックアップローラ
31…感光体ドラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer
Claims (3)
前記駆動ローラの中間転写ベルト回転方向上流側に位置する像担持体と前記駆動ローラとの間に中間転写ベルトの内面側に接触するバックアップローラを設け、
前記駆動ローラの中間転写ベルト回転方向上流側に位置する像担持体と中間転写ベルトのニップ位置と1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置とを結ぶ直線と、1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置と前記バックアップローラと中間転写ベルトのニップ位置とを結ぶ直線との角度θは0°以上で10°未満であり、かつ、
1次転写ローラと中間転写ベルトのニップ位置からバックアップローラと中間転写ベルトのニップ位置までの距離L1は40mm以下であること、
を特徴とする画像形成装置。 An intermediate transfer belt made of a film material is stretched endlessly on a driving roller and a driven roller, and is rotated in one direction, and a plurality of image carriers are brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt, and each image carrier is in the middle. In the image forming apparatus in which the primary transfer roller is pressed from the inner surface side of the transfer belt,
A backup roller that is in contact with the inner surface side of the intermediate transfer belt is provided between the image bearing member located upstream of the drive roller in the intermediate transfer belt rotation direction and the drive roller;
A straight line connecting the nip position of the image bearing member, the intermediate transfer belt, the nip position of the primary transfer roller, and the intermediate transfer belt, the primary transfer roller and the intermediate transfer belt, located upstream of the drive roller in the intermediate transfer belt rotation direction; An angle θ between the nip position of the backup roller and a straight line connecting the nip position of the backup roller and the intermediate transfer belt is 0 ° or more and less than 10 °, and
The distance L1 from the nip position between the primary transfer roller and the intermediate transfer belt to the nip position between the backup roller and the intermediate transfer belt is 40 mm or less;
An image forming apparatus.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the backup roller is installed in correspondence with a detection position of a test pattern of toner formed on the intermediate transfer belt.
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Cited By (1)
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JP2015169738A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 富士ゼロックス株式会社 | Transfer device and image forming apparatus |
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2005
- 2005-06-03 JP JP2005163993A patent/JP2006337813A/en active Pending
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