JP2009229750A - 転写装置およびこの転写装置を備える画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一方の端部66aが前記転写部材62を支持しかつ他方の端部66bが加圧用の重り67を支持する加圧部材66と前記転写部材62と前記重り67の間に配置されかつ前記加圧部材66の回動中心となる支点68と、を有する加圧機構を備え、前記転写部材62の質量をM、前記重り67の質量をW、前記転写部材62から前記支点68までの距離をL1、前記重り67から前記支点68までの距離をL2とした場合に、前記加圧部材66が、M・L1<W・L2の関係を有する転写装置。
【選択図】図2
Description
また、他には、複数の感光体上にそれぞれ単色トナー画像を作り、これを順次転写材上に直接転写するタンデム直接転写型がある。この場合は転写搬送ベルトにて転写材を搬送し、感光体上のトナー像を直接転写材に転写することとなる(転写搬送ベルト裏よりローラ、ブラシにより感光体に向けて電圧印加をし、トナー像を転写する場合が多い)。
いずれにしても、転写搬送ベルトの上側に像担持体を備え、下側から転写部材を押し上げて転写圧を得る構成の転写装置を備える画像形成装置では、転写部材の質量を持ち上げる必要があるため、転写部材が像担持体の上側にある構成の画像形成装置より、加圧力が大きくなる。
従って、従来、用いられているばねを用いた加圧方式では、ばねの公差による転写圧のバラツキが大きくなるという問題がある。また、ばねは伸びによってばね圧が変化するため、軸受け、ケース等の寸法のバラツキによって転写圧のバラツキが大きくなるという問題もある。
従来から、ばねを用いた加圧方式において、ばねの公差による転写圧のバラツキが大きくなるという問題を解決するために種々の提案がなされている(例えば、特許文献1及び2参照)。図10は従来の転写装置の転写部材近傍を軸受及びばね収縮量のバラツキについて説明する概略図である。図11は転写装置の転写部材近傍を転写材の厚みによるばね収縮量のバラツキについて説明する概略図である。図12はばね圧の公差内のバラツキをグラフで示す図である。図13は転写圧、ボソツキランク及びBkベタ濃度の関係を表で示す図である。
かかる従来例の軸受部材63、転写部材62によるばね収縮量のバラツキについて、圧縮ばね65は、式1に示すように、その収縮量によって、生じる力が異なる。
F=K・x (式1)
ここで、Fは力、Kはばね定数、そしてxは収縮量である。
従って、圧縮ばね65のばね収縮量が変化することは転写圧がばらつくということである。従来例では、図10のように、軸受部材63、転写部材62の寸法がばらつくことにより転写圧がばらつく問題がある。
転写材64によるばね収縮量のバラツキを見ると、図11に示すように、タンデム型直接転写方式の転写部や中間転写方式の2次転写部においては、転写材64が転写部を通過するために、転写材64の厚みによるばね収縮量のバラツキが生じる。
例えば、厚み50μmの転写材64と300μmの転写材64とでは、
ΔF=0.8×(0.3−0.05)=0.2N
の差が生じる。0.2Nの差によって転写性能に大きく差が出る。詳しくは後述する。下記(4)にて述べる。
図13には、転写圧を0.1Nずつ変化させた場合のボソツキランクとBkベタ濃度を示している。0.2Nの差で、ボソツキランクは約1ランク、Bkベタ濃度は約0.05程度変化しており、転写圧によって転写性能に影響が出るということが分かる。
特許文献1では、転写部における加圧手段としてばねを用いて転写圧を加える構成を開示しており、特許文献2では、4つの像担持体を備えた場合の画像形成装置において、接離機構を設けることにより各4つの転写部と像担持体との距離を等しくすることができずに、ばねを用いた場合に転写圧が異なってしまうという問題の解決のために転写圧調整機構を設けるという技術を開示している。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、加圧手段としてばねを用いずに、重りを用いることで、転写圧のバラツキを小さくし、転写圧を安定させる転写装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記転写部材を中間転写体とする請求項1記載の転写装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記転写部材を2次転写体とする請求項1記載の転写装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記転写部材の両端の軸受部材に該軸受部材の移動方向を規制するガイド部材を有する請求項1乃至4のいずれか1項記載の転写装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記支点と前記加圧部材の前記重り側との間に、前記転写部材を対向する部材に接離する接離機構を備える請求項1乃至5のいずれか1項記載の転写装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、像担持体上のトナー像を転写材に転写する画像形成装置に使用し、前記像担持体の下側に対向する転写部材を有し、該転写部材は上側にある前記像担持体に転写圧を加える構成を有する転写装置において、前記像担持体に転写圧を加える加圧機構が、一方の端部で前記転写部材を支持しかつ他方の端部で加圧用の重りを支持する紐状の加圧部材と、該加圧部材を支える少なくとも2つの滑車部材と、を有する転写装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、像担持体上の潜像をトナーで現像し、前記像担持体上にトナー画像を形成し、該トナー画像を転写材上に転写して定着させる画像形成装置において、前記トナー画像を前記転写材上に転写する転写装置として、請求項1乃至7のいずれか1項記載の転写装置を使用する画像形成装置を特徴とする。
カラー画像形成装置である複写機Aは、おおまかに、複写機本体1、この複写機本体1を載せる給紙テーブル2、複写機本体1上に取り付けるスキャナ3、このスキャナ3の上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)4を含んでいる。
複写機本体1には、中央に、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト10を設ける。この中間転写ベルト10が本発明で述べるベルト体に相当している。図1に示すとおり、図示例において、中間転写ベルト10は、3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
図示例では、中間転写ベルト10を支持する3つの支持ローラのうちの第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設けている。
また、3つの支持ローラのうちの、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写ベルト10上にはその搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの4つの画像形成手段18を横に並べて配置し、タンデム画像形成装置20を構成している。
この2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上の画像を転写材に転写する。2次転写装置22の横には、転写材上の転写画像を定着する定着装置25を配置している。この定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後の転写材を定着装置25へと搬送する転写材搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、転写材の両面に画像を記録すべく転写材を反転する転写材反転装置28を備える。
そして、図示してないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置4に原稿をセットした時は、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ3を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。
そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、図示してないスタートスイッチを押すと、同じく図示してない駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト10を回転搬送する。
同時に、個々の画像形成手段18でその感光体ドラム40を回転して各感光体ドラム40上にそれぞれ、ブラック、イエロ、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
又は、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写材を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間のニップに転写材を送り込み、2次転写装置22で転写して転写材上にカラー画像を記録する。
画像転写後の転写材は、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、この定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切り換え爪55で切り換えることによって排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。
又は、切り換え爪55で切り換えることによって転写材反転装置28に入れ、そこで転写材を反転して再び転写装置へと導き、裏面にも画像を記録して後、その転写材を排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト10は中間転写体クリーニング装置17において、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
図2乃至図4を参照して説明すると、転写装置は感光体ドラム40と対向してかつ鉛直下側に転写部材62が配置されている構成を含んでいる。転写圧は転写部材62から感光体ドラム40に向けて鉛直の上向きに掛けている。
これらの図から明らかなように、本発明は、従来使われてきた、ばねによって転写部材を持ち上げて転写圧を加える構成ではなく、一方の端部66aで軸受部材63を介して転写部材62を支持し、他方の端部66bに重り67を有する加圧部材66、転写部材62と重り67の間に加圧部材66の回動支点を構成する支点部材68を有する加圧機構を用いている。
この加圧機構において、転写圧は、加圧部材66の他方の端部66bに設置された重り67の質量によって支点68で回動する加圧部材66の一方の端部66aが軸受部材63を押し上げることによって転写部材62に加えられる。
実際に、転写部に掛かる転写圧F[N]は、モーメントの関係から次式によって求まる。
F=(W・L2−M・L1)/L1
ここで、Fは力、L1は転写部材62から支点部材68までの距離、L2は重り67から支点部材68までの距離、Mは転写部材62の質量、そしてWは重り67の質量である。
本構成の加圧機構を用いることで、図4に示すように、転写圧バラツキが±0.01Nとなり、図12に示された、±0.5Nに比べて1/50のバラツキとなる。転写圧バラツキが±0.01Nの場合、ボソツキランク、Bkベタ濃度ともに差が出ない結果となる。
かかる加圧機構によれば、従来技術で使用された圧縮ばねにおけるように、圧縮ばねのばね収縮量が変化することによって転写圧がばらつくという不都合を解消し、転写圧を安定させることができる。
本発明によれば、図示はしてないが、上述した中間転写ベルト10を配置せずに、転写部材62を中間転写体として転写材に感光体ドラム40から直接転写する構成にすることもできる。
図5の構成を図1の転写装置に対応させて説明すれば、2次転写対向部材は第3の支持ローラ16であり、中間転写ベルト10、転写材64を挟んで対向する位置にある転写部材62は2次転写装置22の支持ローラ23である。
この構成においても、加圧機構は、加圧部材66の他方の端部66bに設置された重り67の質量Wによって支点68で回動する加圧部材66の一方の端部66aが軸受部材63を押し上げることによって転写部材62に転写圧を加えるので、転写部を通過する転写材64の厚みによって転写圧がばらつくのを抑え、転写材64が間に入った場合にも転写圧のバラツキを小さくして、転写圧を大きく変化させない効果がある。
図3に示したように、前側と後ろ側の加圧部材66、重り67及び支点68が一体となっている構成においては、重り67の質量の左右偏差、加圧部材66の左右の寸法バラツキ、ねじりによる変形が生じる可能性があり、転写圧の左右偏差という問題が生じる場合がある。
図6の構成では、転写部への加圧部材66、重り67及び加圧部材66の回動支点を構成する支点部材68が前側と後側で独立としているので、部材の大きさを小さくし、省スペース化の効果がある。また、前後一体の場合には、部材の変形や寸法精度による転写圧の前後バラツキが考えられるが、独立にすることで前後の転写圧バラツキを小さくし、安定させる効果がある。
この構成においても、加圧機構は一方の端部66aで軸受部材63を介して転写部材62を支持し、他方の端部66bに重り67を有する加圧部材66、転写部材62と重り67の間に加圧部材66の回動支点を構成する支点部材68を有している。
この加圧機構において、転写圧は、加圧部材66の他方の端部66bに設置された重り67の質量によって支点部材68で回動する加圧部材66の一方の端部66aが軸受部材63を押し上げることによって転写部材62に加えられる。
かかる構成においては、加圧部材66が支点部材68を中心に回転することによって加圧するようにしているため、若干、転写部材62が横にずれることが考えられる。この横ずれを防止するために、転写部材62の軸方向両端の軸受部材63に1方向のみに移動を規制するガイド部材69を配置している。
この構成によれば、転写部材62が鉛直方向のみに動くようにガイド部材69を設置しているため、軸受部材63がこのガイド部材69に案内されて鉛直方向のみに動くため、軸受部材63に取り付けられた転写部材62も鉛直方向のみに動き、転写圧のバラツキを小さくし、転写圧を安定させる。
紐状の加圧部材70の一方の端部70aは滑車部材71を介して軸受部材63を支持し、同時に転写部材62も支持し、他方の端部70bには滑車部材72を介して重り67を支持している。
このように、一方の端部70aに軸受部材63を介して転写部材62を支持し、他方の端部70bに重り67を有する紐状の加圧部材70を、滑車部材71、72を介して移動して転写部材62を加圧する。図2乃至図7に示した構成のレバー状の加圧部材を用いる場合、長さL1及びL2の寸法バラツキが生じる可能性がある。
しかし、本構成においては、張力はどの部分でも一定であるため、例えば、滑車部材71、72の位置がずれる、紐(加圧部材70)の長さがばらつく等の寸法バラツキが生じた場合にも影響を受けることがなく、これらによる転写圧のバラツキをなくし、転写圧を安定させる。
図9の構成では、接離機構の接離部材73を支点68と重り57の間に設けることによって、接離部材73の支点73aを中心とする回動作動に応じて重り67を昇降できるので、転写部材62は接離部材73の作動に応じて感光体ドラム40に接離可能となる。
この構成によれば、例えば、モノクロモードの場合には、Bkの転写部のみを使用するため、使用しない他の転写部は離間させておくことができる。離間させることで、感光体ドラム40、転写部材62、中間転写ベルト10の無駄な消耗を回避することができる。
Claims (8)
- 像担持体上のトナー像を転写材に転写する画像形成装置に使用し、前記像担持体の下側に対向する転写部材を有し、該転写部材は上側にある前記像担持体に転写圧を加える構成を有する転写装置において、
一方の端部が前記転写部材を支持しかつ他方の端部が加圧用の重りを支持する加圧部材と前記転写部材と前記重りの間に配置されかつ前記加圧部材の回動中心となる支点部材と、を有する加圧機構を備え、前記転写部材の質量をM、前記重りの質量をW、前記転写部材から前記支点までの距離をL1、前記重りから前記支点までの距離をL2とした場合に、前記加圧部材が、
M・L1<W・L2
の関係を有することを特徴とする転写装置。 - 前記転写部材を中間転写体とすることを特徴とする請求項1記載の転写装置。
- 前記転写部材を2次転写体とすることを特徴とする請求項1記載の転写装置。
- 前記転写部材の軸方向両端部に前記加圧部材を配置し、該加圧部材は互いに独立とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の転写装置。
- 前記転写部材の両端の軸受部材に該軸受部材の移動方向を規制するガイド部材を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の転写装置。
- 前記支点と前記重り側との間に、前記転写部材と対向する部材に接離する接離機構を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の転写装置。
- 像担持体上のトナー像を転写材に転写する画像形成装置に使用し、前記像担持体の下側に対向する転写部材を有し、該転写部材は上側にある前記像担持体に転写圧を加える構成を有する転写装置において、
前記像担持体に転写圧を加える加圧機構が、一方の端部で前記転写部材を支持しかつ他方の端部で加圧用の重りを支持する紐状の加圧部材と、該加圧部材を支える少なくとも2つの滑車部材と、を有することを特徴とする転写装置。 - 像担持体上の潜像をトナーで現像し、前記像担持体上にトナー画像を形成し、該トナー画像を転写材上に転写して定着させる画像形成装置において、前記トナー画像を前記転写材上に転写する転写装置として、請求項1乃至7のいずれか1項記載の転写装置を使用することを特徴とする画像形成装置。
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