JP2007121943A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】転写ベルトの蛇行を防止すると共に転写ベルトへのうねりの発生を防止し、転写ベルト表面の検知を正常に行うことが可能な転写装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のベルト支持部材17,18,19,20,21に走行自在に支持されその表面に複数の画像を重ね合わせて転写される転写ベルト22と、転写ベルト22の裏面の少なくとも一側にその周方向の全域にわたって設けられベルト支持部材17,18,19,20の側端面に接触可能であって転写ベルト22の蛇行を防止する寄り防止部材22aと、転写ベルト22に対向して配置され転写ベルト22の表面に形成された前記画像の位置及び濃度を検知する検知手段40とを有する転写装置39において、検知手段40の検知位置に最も近い位置に配置されたベルト支持部材21を寄り防止部材22aと接触しない構成とした。
【選択図】図2

Description

本発明は、電子写真式複写装置、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは複数の画像が転写される転写ベルトを有する転写装置の構造に関する。
電子写真式複写装置、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置において、転写ベルト上に複数の画像を重ね合わせて一次転写し、この一次転写された画像を用紙上に二次転写して画像を得る画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において、転写ベルト上に複数の画像を重ね合わせる際に、転写ベルトを支持する各ローラの平行度の差あるいは張力差等に起因して転写ベルトが蛇行することにより、転写ベルト上において重ね合わされる画像にずれが生じて画像不良が発生してしまうという不具合を防止すべく、転写ベルトの蛇行を防止する寄りガイド部材をローラに設ける技術が、例えば「特許文献1」あるいは「特許文献2」に開示されている。
特開平5−333707号公報 特開平9−222804号公報
上述した各技術において、複数の画像の位置調整及び濃度調整は、転写ベルト上に一次転写された転写画像をセンサによって検知することにより行われる。この検知動作は、1回の画像形成終了後あるいは一定枚数の画像形成終了後に割り込みモードとして行われる。従って、この検知待ち時間を減らすためには、検知を行うセンサを二次転写位置の直後に配置することで達成されるが、あまり二次転写位置に近接して配置すると用紙の画像面がセンサに接触して画像擦れが生じ、画像不良となってしまうという問題点がある。
また、二次転写位置において転写ベルトを支持するローラは上述した寄りガイド部材を有しており、この近傍で検知を行うと寄りガイド部材との接触により転写ベルトにうねりが生じたり転写ベルトがガイド部材に乗り上げたりして、検知が正常に行われないという問題点がある。また、転写ベルトの裏面両側に寄りガイド部材を一体的に有する構成では、上述の問題点と共に寄りガイド部材の継ぎ目において転写ベルトにうねりが生じ、検知が正常に行われないという問題点がある。
本発明は上記問題点を解決し、転写ベルトの蛇行を防止すると共に転写ベルトへのうねりの発生を防止し、転写ベルト表面の検知を正常に行うことが可能な転写装置及びこれを備えた画像形成装置の提供を目的とする。
請求項1記載の発明は、複数のベルト支持部材に走行自在に支持されその表面に複数の像担持体より画像を重ね合わせて転写される転写ベルトと、前記転写ベルトの裏面の少なくとも一側にその周方向の全域にわたって設けられ前記ベルト支持部材の側端面に接触可能であって前記転写ベルトの蛇行を防止する寄り防止部材と、前記転写ベルトに対向して配置され前記転写ベルトの表面に形成された前記画像の位置及び濃度を検知する検知手段とを有する転写装置において、前記検知手段の検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材は前記寄り防止部材と接触しない構成であることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の転写装置において、さらに前記検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材が回転体であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の転写装置において、さらに前記ベルト支持部材が太鼓形状であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載の転写装置において、さらに前記検知手段は用紙搬送面から20mm以上離間して配置されていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載の転写装置において、さらに前記検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材は、前記検知位置よりも前記転写ベルトの走行方向上流側に配置されていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の転写装置において、さらに前記検知位置よりも前記転写ベルトの走行方向下流側に、前記寄り防止部材に接触しないベルト支持部材を有することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1つに記載の転写装置において、さらに前記検知位置に対応した前記転写ベルトの裏面に平面部を有する裏当て部材を有することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の画像形成装置において、さらに前記検知手段は画像形成装置装置本体に設けられ、前記転写装置のうち前記検知手段を除く構成は前記画像形成装置装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする。
本発明によれば、検知手段に最も近い位置に配置されたベルト支持部材の両側端面が寄り防止部材に接触しないので、寄り防止部材がうねったり、ベルト支持部材の側端面に乗り上げたり、継ぎ目がベルト支持部材の側端面に当たって衝撃が発生したりすることが防止されることで転写ベルト上にうねりが発生することを防止でき、検知手段による検知を安定して正確に行うことができる。
図1は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置としてのカラープリンタを示している。同図においてプリンタ1は、画像形成装置本体としての装置本体1aの内部に、4個の画像形成部2Y,2C,2M,2Bk、1次転写ユニット3、2次転写ローラ4、光書き込み装置5、給紙装置6、定着装置7、排紙ローラ対8、切替板9、反転搬送部10、排紙トレイ11等を有している。
装置本体1aのほぼ中央に配置された画像形成部2Y,2C,2M,2Bkは黄色画像、青色画像、赤色画像、黒色画像に対応しており、それぞれ像担持体である感光体ドラム12Y,12C,12M,12Bk、帯電ローラ13Y,13C,13M,13Bk、現像装置14Y,14C,14M,14Bk、感光体クリーニング装置15Y,15C,15M,15Bk等を有している。各感光体ドラム12Y,12C,12M,12Bkの表面には光書き込み装置5から露光が行われ、形成される画像に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各トナーボトル16Y,16C,16M,16Bkから対応する現像装置14Y,14C,14M,14Bkに供給されたトナーによって可視像化される。
画像形成部2Y,2C,2M,2Bkの上方には1次転写ユニット3が配設されている。1次転写ユニット3は、それぞれベルト支持部材としての入口ローラ17及び駆動ローラ18及びクリーニング対向ローラ19及びバックアップローラ20及び支持ローラ21に掛け渡された転写ベルト22、転写ベルト22を介して各感光体ドラム12Y,12C,12M,12Bkと対向する位置に配置された1次転写ローラ23Y,23C,23M,23Bk等を有しており、転写ベルト22の表面には各感光体ドラム12Y,12C,12M,12Bkから各色に対応したトナー像が重畳転写される。この1次転写ユニット3の構成については後述する。
転写ベルト22を介して駆動ローラ18と対向する位置には2次転写ローラ4が配設されている。2次転写ローラ4は、図示しないバイアス印加手段によりバイアスを印加されることにより、給紙装置6から給送された用紙Pに対して転写ベルト22の表面に重畳転写されたトナー像を一括転写する。
画像形成部2Y,2C,2M,2Bkの下方には光書き込み装置5が配設されている。光書き込み装置5は、図示しない光源、ポリゴンミラー、各種ミラー及びレンズ等を有する周知の構成であり、外部入力された画像に対応した静電潜像を各感光体ドラム12Y,12C,12M,12Bkの表面に形成する。
装置本体1aの下部に配設された給紙装置6は、用紙Pを積載する給紙トレイ24、給紙トレイ24より用紙Pを送り出す呼び出しローラ25及び給紙ローラ26、給紙ローラ26と協働して用紙Pを分離給送するフリクションパッド27、用紙搬送ローラ対28、レジストローラ対29、手差しトレイ30、手差しトレイ30より用紙Pを送り出す第2給紙ローラ31、第2給紙ローラ31と協働して用紙Pを分離給送する第2フリクションパッド32、用紙搬送ローラ対33等を有している。
装置本体1aの最下部に配置された給紙トレイ24は、装置本体1aに開閉自在に支持されたカバー部材1bが開放された際に図において右方への引き出しが可能に構成されており、その上面には多数の用紙Pが積載される。給紙トレイ24の上方には、積載された最上位の用紙Pに接触する態様で呼び出しローラ25及び給紙ローラ26が配置されている。各ローラ25,26は、それぞれ図示しない駆動手段によって同方向に同期して回転駆動される。ゴム等の高摩擦抵抗部材からなるフリクションパッド27は、ばね27aの付勢力によって給紙ローラ26の周面に圧接配置されている。
用紙搬送ローラ対28は、共に装置本体1aに回転自在に支持された駆動ローラ及び従動ローラを有しており、図示しない駆動手段によって駆動ローラが回転駆動することによりこれに圧接した従動ローラが回転して用紙Pを搬送する。用紙搬送ローラ対28の用紙搬送方向下流側に配設されたレジストローラ対29も共に装置本体1aに回転自在に支持された駆動ローラ及び従動ローラを有しており、図示しない駆動手段によって駆動ローラが回転することにより用紙Pを所定のタイミングで下流側へと搬送する。
手差しトレイ30はカバー部材1bに開閉自在に支持されており、開放された状態においてその上面に用紙Pを積載する。第2給紙ローラ31もカバー部材1bに回転自在に支持されており、カバー部材1bに支持されその周面に圧接する第2フリクションパッド32と協働して手差しトレイ30上の用紙Pを分離給送する。用紙搬送ローラ対33は、共にカバー部材1bに回転自在に支持された駆動ローラ及び従動ローラを有しており、図示しない駆動手段によって駆動ローラが回転駆動することによりこれに圧接した従動ローラが回転して用紙Pを搬送する。なおカバー部材1bには上述した2次転写ローラ4及び後述する加圧ローラ35がそれぞれ回転自在に支持されており、カバー部材1bの開放時において用紙Pの搬送路が開放されるように構成されている。
2次転写ローラ4の用紙搬送方向下流側に配設された定着装置7は、加熱ローラ34及び加圧ローラ35を有していて装置本体1aの上部に配置されている。内部に図示しない熱源を有する加熱ローラ34は装置本体1aに回転自在に支持されており、図示しない駆動手段によって回転駆動される。カバー部材1bに回転自在に支持された加圧ローラ35は図示しない付勢手段の付勢力によってその周面を加熱ローラ34の周面に圧接させており、加熱ローラ34と共に回転する。各ローラ34,35間を通る用紙Pは、その熱と圧力とによって上面に形成されたトナー像を定着される。
定着装置7の用紙搬送方向下流側に配設された排紙ローラ対8は、共に装置本体1aに回転自在に支持された駆動ローラ及び従動ローラを有しており、図示しない駆動手段によって駆動ローラが回転することによりこれに圧接した従動ローラが回転して用紙Pを装置本体1aの外部へと排出する。排紙ローラ対8によって排出された用紙Pは、装置本体1aの上面に一体形成された排紙トレイ11に積載される。
排紙ローラ対8の用紙搬送方向直上流位置には切替板9が配設されている。切替板9は、ソレノイド等の図示しない切替手段によって図1に実線で示す第1の位置と二点鎖線で示す第2の位置とを選択的に占める。切替板9が第1の位置を占めたとき用紙Pは排紙ローラ対8へと案内され、切替板9が第2の位置を占めたとき用紙Pは反転搬送部10へと案内される。
カバー部材1bの内部であって2次転写ローラ4及び加圧ローラ35の右方に位置する部位には反転搬送部10が配設されている。反転搬送部10は、逆転ローラ対36、用紙搬送ローラ対37,38等を有している。切替板9の用紙搬送方向下流側に配置された逆転ローラ対36は、駆動ローラ36aと従動ローラ36bとを有している。駆動ローラ36aは装置本体1aに回転自在に支持されており、図示しない駆動手段によって正逆方向に回転駆動される。駆動ローラ36aが正転するとき用紙Pは装置本体1aの外部側へと送られ、駆動ローラ36aが逆転するとき用紙Pは装置本体1aの内部側へと送られる。駆動ローラ36bはカバー部材1bに回転自在に支持されており、図示しない付勢手段の付勢力によってその周面を駆動ローラ36aの周面に圧接されている。用紙搬送ローラ対37,38は、共にカバー部材1bに回転自在に支持された駆動ローラ及び従動ローラをそれぞれ有しており、図示しない駆動手段によって駆動ローラが回転駆動することによりこれに圧接した従動ローラが回転して用紙Pを下方へ向けて搬送する。
上述の構成より、用紙Pの片面への画像形成時においては、給紙トレイ24より分離給送された用紙Pが用紙搬送ローラ対28及びレジストローラ対29によって搬送され、2次転写ローラ4によってその一方の面(図1において左側の面)に表面画像に対応したトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Pは定着装置7を通過する際にトナー像を定着された後、第1の位置を占めている切替板9によって排紙ローラ対8へと案内され、排紙トレイ11上に排出される。
用紙Pの両面への画像形成時においては、2次転写ローラ4によってその一方の面にトナー像が転写された用紙Pは定着装置7を通過する際にトナー像を定着された後、第2の位置を占めている切替板9によって逆転ローラ対36へと案内される。このとき逆転ローラ対36は正転しており、用紙Pは装置本体1aの外部へと送られる。そして、逆転ローラ対36に用紙Pの後端が達すると逆転ローラ対36が逆転され、用紙Pはその後端側から装置本体1aの内部側へと送られ、用紙搬送ローラ対37,38,33を介してレジストローラ対29へと送られる。このとき用紙Pの他方の面が転写ベルト22と対向する位置関係となっており、2次転写ローラ4によって用紙Pの他方の面に裏面画像に対応したトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Pは定着装置7を通過する際にトナー像を定着された後、第1の位置を占めている切替板9によって排紙ローラ対8へと案内され、排紙トレイ11上に排出される。
ここで、本発明の特徴部である転写装置について説明する。本実施形態における転写装置39は、上述した1次転写ユニット3、2次転写ローラ4、及び検知手段としてのセンサ40等によって構成されている。1次転写ユニット3は、上述したように入口ローラ17、駆動ローラ18、クリーニング対向ローラ19、バックアップローラ20、支持ローラ21、転写ベルト22、1次転写ローラ23Y,23C,23M,23Bk等によって構成されており、装置本体1aに対して一体的に着脱自在に構成されている。各ローラ17,18,19,20,21は図示しないユニット本体にそれぞれ回転自在に指示されて下り、図示しない駆動手段からの回転力が駆動ローラ18に伝達されることにより、転写ベルト22が図1の矢印方向に移動する。1次転写ユニット3は、装置本体1aより取り外した状態において、構成する転写ベルト22等の部材を交換可能に構成されている。
転写ベルト22は図2に示すように、その裏面の両側端部に周方向の全域にわたって一体的に設けられた寄り防止部材22aを有している。各寄り防止部材22aは、その配設間隔がそれぞれ同じ長さである各ローラ17,18,19,20の長さよりも若干広くなるように配置されており、各ローラ17,18,19,20の側端面に接触することにより転写ベルト22の蛇行を防止する。なお寄り防止部材22aは、転写ベルト22の裏面の少なくとも一側端部に設けられていれば転写ベルト22の蛇行を防止できる。
転写ベルト22の、駆動ローラとクリーニング対向ローラ19とによって支持された部位の上方には、転写ベルト22の表面上に形成されたトナー像の位置及び濃度を検地するセンサ40が配設されている。センサ40は、図2に示すように複数のセンサ40a,40b,40cによって構成されており、これら各センサ40a,40b,40cによってトナー像の位置及び濃度が測定される。各センサ40a,40b,40cは、転写ベルト22の幅方向における一直線上に位置するべく、装置本体1aに取り付けられたブラケット41にそれぞれ取り付けられている。
センサ40による検知位置に最も近接する位置には、支持ローラ21が配設されている。支持ローラ21は、転写ベルト22に張力を付与するように、その中心位置が各ローラ18,19の中心を結ぶ線よりも1〜2mm程度ベルト外側(図1において上方)に位置するように配置されており、その幅方向長さは図2に示すように各ローラ17,18,19,20よりも若干(本実施形態では4mm程度)短くなるように構成されている。これにより支持ローラ21は、転写ベルト22の走行時においてその両側端面が寄り防止部材22aとは接触しないように構成されている。
上述の構成により、センサ40に最も近い位置に配置された支持ローラ21の両側端面が寄り防止部材22aに接触しないので、寄り防止部材22aがうねったり、ローラ側端面に乗り上げたり、継ぎ目がローラ側端面に当たって衝撃が発生したりすることが防止されることで、転写ベルト22上に図3に示すようなうねり42が発生することを防止でき、センサ40による検知を安定して正確に行うことができる。
また、1次転写ユニット3が装置本体1aに対して着脱自在であり、センサ40が装置本体1aに1次転写ユニット3とは別に取り付けられているので、転写ベルト22等の消耗品の交換時にセンサ40が消耗品と共に交換されることがなく、コストを低減することができる。
上記実施形態の変形例として、支持ローラ21に代えて図4に示すように両端部に比して中央部の直径が大きく(本例では0.1mm程度)形成された太鼓形状の支持ローラ43を用いることにより、転写ベルト22上にうねり42が発生してもこれを端部に集約することができ、センサ40による検知部位を平坦として検知をより安定して正確に行うことができる。
また上記実施形態において、支持ローラ21に代えて同様の形状を呈する回転不可である部材を用いた場合には、転写ベルト22の走行時に部材と転写ベルト22の裏面との間に異物が挟まり転写ベルト22の裏面を傷付けてしまい、画像不良が発生してしまうという不具合が発生した。このことから、転写ベルト22を支持する部材としては回転可能なものが望ましい。
上述の構成において、センサ40による検知は1回の画像形成動作終了後あるいは一定枚数の画像形成終了後に割り込みモードとして行われる。このため、センサ40による検知の待ち時間を減少させて画像形成効率を向上させるためには、センサ40を2次転写工程が終了した直後の位置に配置することが望ましい。しかし、センサ40の位置が近すぎると、2次転写終了後の用紙Pの画像面がセンサ40に接触することにより画像面に擦れ汚れが発生してしまう。
そこで、図5に示すように用紙搬送面P1からのセンサ40の距離Xを変化させて用紙P上の画像を調査した。この結果、距離Xを20mm以上とすると擦れ汚れが発生しない良好な画像を得ることができた。またセンサ40は、支持ローラ21の下流側1〜3mm程度の位置で検知する構成が最もよい。これは、支持ローラ21の上面では支持ローラ21の曲率によって検知が不安定となるためである。本実施形態において使用するセンサ40は検知精度が厳しいため、図6に示す検知角度αが±2°程度の範囲において検知可能な構成である。このため、センサ40による検知は平面部で行うことが必要となる。
また他の構成として、図7に示すように、駆動ローラ18に代えて支持ローラ21と同様にその長さが短く形成されその両側端面が寄り防止部材22aに接触しないように構成された駆動ローラ44を用いた場合には、駆動ローラ44の下流側にセンサ40を配置しても上記実施形態と同様に安定して正確な検知を行うことができる。この場合においても、擦れ汚れの発生を防止するためにセンサ40の配設位置は用紙搬送面P1から20mm以上離すことが望ましい。また、ベルト支持部材から離れた位置でセンサ40による検知を行うと検知が安定しないことから、検知位置の近傍に支持ローラ21を設けることが望ましい。この場合、支持ローラ21の上流側1〜3mmの位置にセンサ40を配置することにより、センサ40の検知結果を最も安定させることができる。
また、駆動ローラ18を用いた場合には支持ローラ21の下流側をセンサ40によって検知するが、図8に示すように、支持ローラ21の下流側に支持ローラと同様に構成されたベルト支持部材としての支持ローラ45を配置し、支持ローラ21の下流側1〜3mmの位置をセンサ40により検知することにより、センサ40の検知結果をさらに安定させることができる。
上述した各構成では、ベルト支持部材として回転可能な支持ローラ21を用いた例を示したが、図9に示すように、表面に植毛処理等がなされ転写ベルト22に対する損傷の付与が防止された平面部を有する裏当て部材46を支持ローラ21に代えて用いる構成とすることにより、上述と同等以上の作用効果を得ることができる。
上記実施形態及び各変形例では、画像形成装置としてカラープリンタを用いた例を示したが、画像形成装置としてはこれに限られず、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写装置、複合機等にも本発明は適用可能である。また本実施形態及び変形例では、画像形成がなされる被画像形成部材として用紙Pを用いる構成を示したが、用紙Pには一般的にコピー等に用いられる普通紙の他、厚紙、ハガキ、封筒、OHPシート、カード等も含まれる。
本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の概略正面図である。 本発明の一実施形態に用いられる支持ローラ及び寄り防止部材及びセンサを説明する概略図である。 転写ベルト上に生じるうねりを説明する概略図である。 本発明の一実施形態の変形例に用いられる支持ローラを示す概略図である。 本発明の一実施形態におけるセンサの配設位置を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるセンサの検知角度を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の他の変形例におけるセンサの配設位置を説明する概略図である。 本発明の一実施形態のさらに他の変形例を示す概略図である。 本発明の一実施形態のさらに他の変形例を示す概略図である。
符号の説明
1 画像形成装置(カラープリンタ)
1a 画像形成装置本体(装置本体)
12Y,12C,12M,12Bk 像担持体(感光体ドラム)
17 ベルト支持部材(入口ローラ)
18,44 ベルト支持部材(駆動ローラ)
19 ベルト支持部材(クリーニング対向ローラ)
20 ベルト支持部材(バックアップローラ)
21,43,45 ベルト支持部材(支持ローラ)
22 転写ベルト
22a 寄り防止部材
39 転写装置
40 検知手段(センサ)
46 裏当て部材
P1 用紙搬送面

Claims (9)

  1. 複数のベルト支持部材に走行自在に支持されその表面に複数の像担持体より画像を重ね合わせて転写される転写ベルトと、前記転写ベルトの裏面の少なくとも一側にその周方向の全域にわたって設けられ前記ベルト支持部材の側端面に接触可能であって前記転写ベルトの蛇行を防止する寄り防止部材と、前記転写ベルトに対向して配置され前記転写ベルトの表面に形成された前記画像の位置及び濃度を検知する検知手段とを有する転写装置において、
    前記検知手段の検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材は前記寄り防止部材と接触しない構成であることを特徴とする転写装置。
  2. 請求項1記載の転写装置において、
    前記検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材が回転体であることを特徴とする転写装置。
  3. 請求項2記載の転写装置において、
    前記ベルト支持部材が太鼓形状であることを特徴とする転写装置。
  4. 請求項1ないし3の何れか1つに記載の転写装置において、
    前記検知手段は用紙搬送面から20mm以上離間して配置されていることを特徴とする転写装置。
  5. 請求項1ないし4の何れか1つに記載の転写装置において、
    前記検知位置に最も近い位置に配置された前記ベルト支持部材は、前記検知位置よりも前記転写ベルトの走行方向上流側に配置されていることを特徴とする転写装置。
  6. 請求項5記載の転写装置において、
    前記検知位置よりも前記転写ベルトの走行方向下流側に、前記寄り防止部材に接触しないベルト支持部材を有することを特徴とする転写装置。
  7. 請求項1ないし6の何れか1つに記載の転写装置において、
    前記検知位置に対応した前記転写ベルトの裏面に平面部を有する裏当て部材を有することを特徴とする転写装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれか1つに記載の転写装置を有することを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項8記載の画像形成装置において、
    前記検知手段は画像形成装置装置本体に設けられ、前記転写装置のうち前記検知手段を除く構成は前記画像形成装置装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
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