JP2010048847A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体ドラムの現像剤像を転写ベルトに転写する際の転写効率を向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム10と、感光体ドラム10に巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する中間転写ベルト80と、感光体ドラム10に中間転写ベルト80を介して当接する転写ローラ51を備える。感光体ドラム10は第1の回転方向に回転し、中間転写ベルト80は感光体ドラム10及び転写ローラ51の軸中心を結ぶ直線P1と感光体ドラム10の外周面の交点P2よりも、第1の回転方向と逆回転方向の接触位置で感光体ドラム10に接触し、感光体ドラム10に第1の回転方向に巻き掛かった後、交点P2よりも第1の回転方向の離間位置で離間する。接触位置から交点P2までの感光体ドラム10の周面距離L1よりも、交点Pから離間位置までの感光体ドラムの周面距離L2の方を長くする。
【選択図】図4
【解決手段】感光体ドラム10と、感光体ドラム10に巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する中間転写ベルト80と、感光体ドラム10に中間転写ベルト80を介して当接する転写ローラ51を備える。感光体ドラム10は第1の回転方向に回転し、中間転写ベルト80は感光体ドラム10及び転写ローラ51の軸中心を結ぶ直線P1と感光体ドラム10の外周面の交点P2よりも、第1の回転方向と逆回転方向の接触位置で感光体ドラム10に接触し、感光体ドラム10に第1の回転方向に巻き掛かった後、交点P2よりも第1の回転方向の離間位置で離間する。接触位置から交点P2までの感光体ドラム10の周面距離L1よりも、交点Pから離間位置までの感光体ドラムの周面距離L2の方を長くする。
【選択図】図4
Description
本発明は画像形成装置に関し、特に、キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤を用いる画像形成装置に対して好適に適用できる。
感光体ドラムと、中間転写ベルト等の転写ベルトと、感光体ドラムに転写ベルトを介して当接する転写部材(転写ローラ等)と、を備える画像形成装置が知られている。かかる画像形成装置として、図5に示すように、中間転写ベルト80を挟んだ状態にて、感光体ドラム10の上端部に転写ローラ51を当接させるとともに、転写ローラ51と感光体ドラム10との当接位置の両側に略同一の長さの巻き掛け部分80L、80Rを形成したものが開示されている(特許文献1の図1等を参照)。
特開2001−166611号公報。
ところが、この従来例によると、感光体ドラム10の現像剤像を中間転写ベルト80に転写する際の転写効率が十分でないのが実情である。
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであって、感光体ドラムの像を転写ベルトに転写する際の転写効率を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明者らは前述の目的を達成するために研究を重ねた結果、次の点を知見を得た。すなわち、図5に示すように、中間転写ベルト80を感光体ドラム10に巻き掛けて円弧状のニップNを形成する場合、このニップNを便宜上、以下の2つを区間に分けることができる。つまり、1次転写ローラ51の回転中心(軸中心)54と、感光体ドラム10の回転中心(軸中心)14とを結ぶ直線P1よりも、中間転写ベルト80の移動方向に沿った上流側に位置する区間(以下、「上流巻き掛けニップ区間A」という。)と、中間転写ベルト80の移動方向に沿った下流側に位置する区間(以下、「下流巻き掛けニップ区間B」という。)とに分けることができる。
ところが、本発明者らは、このニップNにおいて、上流巻き掛けニップ区間Aの幅(以下、「上流巻き掛けニップ幅」という。)と、下流巻き掛けニップ区間Bの幅(以下、「下流巻き掛けニップ幅」という。)とが同程度確保されている構成においては、転写効率が低下するとの知見得た。本発明者らはその原因を、上流巻き掛けニップ区間Aのうちで電界が付与されない部位A1において中間転写ベルト80と感光体ドラム10上のトナー層が接触した場合、トナー層が感光体ドラム10に対して機械的に押さえつけられ、トナー層が感光体ドラム10から離れ難くなったり、上流巻き掛けニップ区間Aの微少ギャップ部における放電によってトナーの電荷が不安定になり転写効率が低下するためと想定している。尚、この点の詳細については後述する。
本発明者らは更に研究を重ねた結果、上流巻き掛けニップ幅を相対的に減少させることで転写効率を改善できるとの知見を得て本発明を完成した。
本発明の第1の様態に係る画像形成装置は、
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する転写部材と、を備え、
前記転写ベルトは第1の位置で前記感光体ドラムに接触し、第2の位置で前記感光体ドラムから離間するとともに、
前記第1の位置と前記当接位置との間の前記感光体ドラム周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の前記感光体ドラム周面距離を長くすることを特徴とする。
尚、本明細書に示す「転写ベルト」としては、(a)感光体ドラムから転写される現像剤像を2次転写位置まで搬送するための中間転写ベルトの他に、(b)記録媒体搬送ベルトと、記録媒体搬送ベルトに保持されて記録媒体搬送ベルトと共に搬送される記録媒体(用紙、フィルム、布等)と、で構成される転写ベルトを例示できる。
本発明の第1の様態に係る画像形成装置は、
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する転写部材と、を備え、
前記転写ベルトは第1の位置で前記感光体ドラムに接触し、第2の位置で前記感光体ドラムから離間するとともに、
前記第1の位置と前記当接位置との間の前記感光体ドラム周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の前記感光体ドラム周面距離を長くすることを特徴とする。
尚、本明細書に示す「転写ベルト」としては、(a)感光体ドラムから転写される現像剤像を2次転写位置まで搬送するための中間転写ベルトの他に、(b)記録媒体搬送ベルトと、記録媒体搬送ベルトに保持されて記録媒体搬送ベルトと共に搬送される記録媒体(用紙、フィルム、布等)と、で構成される転写ベルトを例示できる。
本発明の第2の様態に係る画像形成装置は、
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接する転写ローラと、を備え、
前記感光体ドラムの軸方向断面で見たときに、前記感光体ドラムは、第1の回転方向に回転し、前記転写ベルトは前記感光体ドラムと前記転写ローラの軸中心を結ぶ直線と前記感光体ドラムの外周面との交点よりも、第1の回転方向と逆回転方向に位置する接触位置で前記感光体ドラムに接触し、前記感光体ドラムに対して前記第1の回転方向に巻き掛かった後、前記交点よりも第1の回転方向に位置する離間位置で離間するとともに、
前記接触位置から前記交点までの前記感光体ドラムの周面距離L1よりも、前記交点から前記離間位置までの前記感光体ドラムの周面距離L2の方を長くすることを特徴とする。
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接する転写ローラと、を備え、
前記感光体ドラムの軸方向断面で見たときに、前記感光体ドラムは、第1の回転方向に回転し、前記転写ベルトは前記感光体ドラムと前記転写ローラの軸中心を結ぶ直線と前記感光体ドラムの外周面との交点よりも、第1の回転方向と逆回転方向に位置する接触位置で前記感光体ドラムに接触し、前記感光体ドラムに対して前記第1の回転方向に巻き掛かった後、前記交点よりも第1の回転方向に位置する離間位置で離間するとともに、
前記接触位置から前記交点までの前記感光体ドラムの周面距離L1よりも、前記交点から前記離間位置までの前記感光体ドラムの周面距離L2の方を長くすることを特徴とする。
第2の様態に係る画像形成装置においては、前記転写ローラを前記感光体ドラムに押圧する弾性部材を有するとともに、前記転写ベルトを基準とした前記転写ローラ側及び前記感光体ドラム側のうちの前記転写ローラ側に配設されて前記転写ベルトを前記感光体ドラム側に押圧するサポートローラを備えることを特徴としてもよい。
また、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記転写ベルトは第1のローラと第2のローラとに張架され、前記転写ベルトの前記第1のローラから前記第2のローラへ搬送される面に前記感光体ドラムが当接するとともに、前記転写ベルトを基準とした前記転写ローラ側及び前記感光体ドラム側のうちの前記転写ローラ側で、かつ前記接触位置よりも前記第1のローラ側に配設されるサポートローラを備えることを特徴としてもよい。
また、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記転写ベルトは第1のローラと第2のローラとに張架され、前記転写ベルトの前記第1のローラから前記第2のローラへ搬送される面に前記感光体ドラムが当接するとともに、前記転写ベルトを基準とした前記転写ローラ側及び前記感光体ドラム側のうちの前記転写ローラ側で、かつ前記接触位置よりも前記第1のローラ側に配設されるサポートローラを備えることを特徴としてもよい。
第2の様態に係る画像形成装置においては、前記感光体ドラム上の現像剤をスクイーズするスクイーズ部材と、該スクイーズ部材でスクイーズされた現像剤を回収する回収部材とを有し、前記回収部材は、前記サポートローラの鉛直下方に配置されるとともに、鉛直上方に開口する開口部を有することを特徴としてもよい。
更に、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記転写ベルトは前記サポートローラ、前記転写ローラ、前記感光ドラムの順に当接することを特徴としてもよい。
また、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記感光体ドラムの周面距離L1=0、若しくは、前記感光体ドラムの周面距離L1≒0であることを特徴としてもよい。尚、「距離L1≒0」、つまり、「距離L1が略ゼロ」である場合としては、「0<L1≦1」から選択される値を例示できる。
更に、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記転写ベルトは前記サポートローラ、前記転写ローラ、前記感光ドラムの順に当接することを特徴としてもよい。
また、第2の様態に係る画像形成装置においては、前記感光体ドラムの周面距離L1=0、若しくは、前記感光体ドラムの周面距離L1≒0であることを特徴としてもよい。尚、「距離L1≒0」、つまり、「距離L1が略ゼロ」である場合としては、「0<L1≦1」から選択される値を例示できる。
本発明の第3の様態に係る画像形成装置は、
第1の方向に回転するとともに、イエロー現像剤が現像されるイエロー現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、マゼンタ現像剤が現像されるマゼンタ現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、シアン現像剤が現像されるシアン現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、ブラック現像剤が現像されるブラック現像剤用感光体ドラムと、
該ブラック現像剤用感光体ドラムに対して巻き掛けられる転写ベルトと、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する第1の転写ローラと、を備え、
前記転写ベルトは前記ブラック現像剤用感光体ドラムの第1の位置で接触し、第2の位置で前記ブラック現像剤用感光体ドラムから離間するとともに、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムの前記第1の位置と前記当接位置との間の周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の周面距離の方を長くすることを特徴とする。
第1の方向に回転するとともに、イエロー現像剤が現像されるイエロー現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、マゼンタ現像剤が現像されるマゼンタ現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、シアン現像剤が現像されるシアン現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、ブラック現像剤が現像されるブラック現像剤用感光体ドラムと、
該ブラック現像剤用感光体ドラムに対して巻き掛けられる転写ベルトと、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する第1の転写ローラと、を備え、
前記転写ベルトは前記ブラック現像剤用感光体ドラムの第1の位置で接触し、第2の位置で前記ブラック現像剤用感光体ドラムから離間するとともに、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムの前記第1の位置と前記当接位置との間の周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の周面距離の方を長くすることを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、円弧状のニップを形成しつつ、上流巻き掛けニップ幅を下流巻き掛けニップ幅よりも小さくするため、感光体ドラムの像を転写ベルトに転写する際の転写効率を向上させることができる。特に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4個の作像部を備える画像形成装置に適用する場合、各感光体ドラムから転写ベルトへの転写効率を向上させることができる。尚、これらの点に関する詳細については実験結果を用いて後述する。
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。また、本発明の実施形態では液体現像方式の画像形成装置を例にとり説明するが、本発明は乾式電子写真プロセスの画像形成装置にも適用可能である。
A.実施例1〜実施例3
a.共通構成
先ず、実施例1〜実施例3の画像形成装置に共通する構成について簡単に説明する。これらの画像形成装置は所謂「単色機」であり、図1及び図2に示すように、作像部5と、中間転写ベルト80と、第1のローラ81と、第2のローラ82と、第1のサポートローラ61と、第2のサポートローラ62と、2次転写ユニット90とを備えている。また、作像部は、第1のローラ81と第2のローラ82との間に配設され、感光体ドラム10と、潜像イレーサ6と、クリーニング装置8と、帯電部材11と、露光ユニット12と、現像ユニット30と、感光ドラムスクイーズ装置70と、1次転写ローラ51とを備えている。
a.共通構成
先ず、実施例1〜実施例3の画像形成装置に共通する構成について簡単に説明する。これらの画像形成装置は所謂「単色機」であり、図1及び図2に示すように、作像部5と、中間転写ベルト80と、第1のローラ81と、第2のローラ82と、第1のサポートローラ61と、第2のサポートローラ62と、2次転写ユニット90とを備えている。また、作像部は、第1のローラ81と第2のローラ82との間に配設され、感光体ドラム10と、潜像イレーサ6と、クリーニング装置8と、帯電部材11と、露光ユニット12と、現像ユニット30と、感光ドラムスクイーズ装置70と、1次転写ローラ51とを備えている。
感光体ドラム10は外周面に感光層が形成された略円筒形状(外径;80mm)に構成され、その外周面が潜像イレーサ6、クリーニング装置8、帯電部材11、露光ユニット12、現像ユニット30、感光ドラムスクイーズ装置70をこの順にたどるような方向に回転する。また、感光体ドラム10の感光層はアモルファスシリコン像担持体によって構成されている。
帯電部材11はコロナ帯電器を用いて構成され、図示しない電源装置から液体現像剤の帯電極性と同極性のバイアスが印加され、感光体ドラム10を帯電する。尚、帯電部材11を帯電ローラによって構成することもできる。また、露光ユニット12は感光体ドラム10上に、LEDヘッドやレーザ走査光学系等から光像を照射することによって潜像を形成するようになっている。
現像ユニット30は、現像ローラ20と、ブラック(K)の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器31と、液体現像剤を現像剤容器31から現像ローラ20に供給するための現像剤供給ローラ32とを備えている。そして、現像ユニット30によって、感光体ドラム10上に形成された潜像が現像される。尚、本実施の形態においては、このように各現像剤容器31に収容される現像剤として、トナー粒子およびキャリア液(例えば、不揮発性液体キャリア)からなる液体現像剤を用いている。このトナーとしては、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた粒子を用いることができる。また、キャリア液としては、低粘性低濃度の液体現像剤の場合は、例えばIsopar(商標:エクソン社)の絶縁性液体キャリア等を用いることができる。更に、現像剤容器31に貯蔵される液体現像剤は、ブラック(K)以外の色、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)若しくはシアン(C)の液体現像剤であってもよい。
感光ドラムスクイーズ装置70は、現像ユニット30の上方であって中間転写ベルト80の下方に位置する部位において、感光体ドラム10と対向する状態に配置されている。すなわち、感光ドラムスクイーズ装置70は現像ユニット30よりも感光体ドラム10の回転方向に沿った下流側に配置され、感光体ドラム10上の現像剤のうちの余剰分を回収する。この感光ドラムスクイーズ装置70は2個のスクイーズローラ71と、各スクイーズローラ71毎に配設されたクリーニングブレード72と、回収容器73とを備えている。
スクイーズローラ(直径;20mm)71は「スクイーズ部材」の具体例を構成するものであり、金属製の基体部と、略円筒状とされつつ基体部の外周部に(例えば、ウレタンゴム)に装着された略円筒状の表層部(肉厚2.5mm、硬度;JIS−30°)とを備える。また、このスクイーズローラ71の100V印加時の電気抵抗値は104Ωcmである。このスクイーズローラ(直径;20mm)71は感光体ドラム10に摺接しつつ感光体ドラム10と逆方向に回転されて、感光体ドラム10上からキャリア液を除去するようになっている。また、各クリーニングブレード72はゴム等の弾性体を用いて構成され、対応するスクイーズローラ71に押圧状態で当接され、スクイーズローラ71に残留するキャリア液を掻き落として除去する。更に、回収部材としての回収容器73は各クリーニングブレード72が掻き落とした現像剤の回収を行う。
第1のローラ81と第2のローラ82は水平方向に所定の間隔をおいて配設されている。また、中間転写ベルト80は無端状に構成されるとともに転写ベルトの具体例を構成する。この中間転写ベルト80は第1のローラ81と第2のローラ82との間に張架され、駆動ローラを構成する第2のローラ82によって回転駆動されつつ第1のローラ81及び第2のローラ82の間を循環移動する。尚、第1のローラ81は中間転写ベルト80に張力を付与するためのテンションローラである。
第1のローラ81及び第2のローラ82の間を循環する中間転写ベルト80の外周面85のうちで第1のローラ81から第2のローラ82に向かって搬送されている部分85aは、下方を向きながら感光体ドラム10に接触する。また、この中間転写ベルト80は導電性ポリイミドを用いて構成される無端状のベルト(ベルト幅;324mm、肉厚;80μm)であり、転写ベルトの具体例を構成する。尚、この中間転写ベルト80の「電気抵抗(250V印加時の体積抵抗値)」は「1010Ωcm」である。但し、この中間転写ベルト80の代わりに、導電性ポリイミドを用いて構成される基材層(厚さ;80μm)と、ウレタンゴムを用いて構成される弾性層(厚さ;200μm、JIS−A30度)と、フッ素系樹脂(PFA等)若しくはフッ素系ゴム等で構成されるコート層(厚さ;10μm)と、をこの順に積層した弾性中間転写ベルト(ベルト幅;324mm、肉厚;290μm、全層の電気抵抗;1010Ωcm)を用いることもできる。
1次転写ローラ(外径;30mm、電気抵抗;104Ω)51は所謂「バイアスローラ」であり、中間転写ベルト80を挟んだ状態で感光体ドラム10に当接している。また、1次転写ローラ51は金属製の基体部と、略円筒状とされつつ基体部の外周部に装着された略円筒状の表層部(肉厚5.0mm、素材;ウレタンゴム、硬度;JIS−30°)とを備える。また、この1次転写ローラ51の100V印加時の電気抵抗値は104Ωである。
この1次転写ローラ51は、図3に示すように、支持部材150によって上下にスライド可能な状態に支持されている。そして、1次転写ローラ51はその回転中心54を感光体ドラム10の回転中心14の鉛直上方に配設しつつ(図2を参照)、弾性部材(付勢手段)155の付勢力を用いて感光体ドラム10の回転中心14の方向に押圧され、中間転写ベルト80、感光体ドラム10に向かって一定の荷重(1次転写荷重;5kgf)を負荷している。すなわち、支持部材150に形成されたスライド孔151には、1次転写ローラ51を回転可能な状態に支持するスライダー152が鉛直方向に上下動可能な状態に装着されている。しかも、支持部材150に装着された付勢手段(バネ)155によって、スライダー152が鉛直下方に付勢されているため、1次転写ローラ51から中間転写ベルト80、感光体ドラム10に向かって一定の荷重が負荷されている。
1次転写ローラ51にバイアスを印可すると、現像された感光体ドラム10に付着したトナー像が、中間転写ベルト80の外周面85に転写され、中間転写ベルト80の外周面85に単色のトナー像が形成される。尚、図4に示すように、実施例1〜3において、1次転写ローラ51の軸中心(回転中心)54と、感光体ドラム10の軸中心(回転中心)14とを結ぶ直線P1は鉛直線とされ、この直線P1と感光体ドラム10の外周面との交点P2は感光体ドラム10の上端部に位置している。
潜像イレーサ6及びクリーニング装置8は直線P1よりも、感光体ドラム10の下流側において、この順に配置されている。ここで、潜像イレーサ6は、1次転写ローラ51による1次転写工程の後に、感光体ドラム10上の潜像を消去するためのものであり、クリーニング装置8は、「1次転写工程の際に中間転写ベルト80に移動せず感光体ドラム10に残存する現像剤」を感光体ドラム10から除去するためのものである。
第1のサポートローラ61及び第2のサポートローラ62は金属製のローラ(外径;12mm)であり、図3に示すように、前述の支持部材150の定位置に回転可能な状態に支持されつつ、「中間転写ベルト80のうちで第1のローラ81から第2のローラ82に向かって搬送されている部分80A」を上方から押圧する。但し、第1のサポートローラ61は、1次転写ローラ51よりも第1のローラ81側(以下、「1次転写ローラ51よりも上流側」という。)に配置され、第2のサポートローラ62は1次転写ローラ51よりも第2のローラ82側(以下、「1次転写ローラ51よりも下流側」という。)に配置されている。そして、中間転写ベルト80は感光体ドラム10に巻き掛けられて円弧状のニップNを形成している。
実施例1〜3においては、1次転写ローラ51よりも上流側及び下流側にサポートローラ61、62を配置し、中間転写ベルト80を下方に向かって押圧する。このため、中間転写ベルト80の搬送経路が蛇行し、そのテンションが高められているが、1次転写ローラ51が中間転写ベルト80のテンションに負けて不用意に浮き上がることが防止される。そして、1次転写ローラ51を感光体ドラム10に対して規定圧(1次転写荷重;5kgf)で当接させることができるため、実施例1〜3の画像形成装置によると、この点からも良好な転写効率を確保できる。
2次転写ユニット90は、中間転写ベルト80を挟んで第2のローラ82と対向する状態に配置された2次転写ローラ91と、クリーニング装置92とを備えている。そして、2次転写ローラ91を配置した転写位置において、中間転写ベルト80上に形成されるトナー像が、記録媒体搬送経路Lにて搬送される記録媒体(用紙、フィルム、布等)に転写される。そして、記録媒体に転写されたトナー像を図示しない定着ユニットを用いて記録媒体に定着させる。
b.特徴的な構成
次に、実施例1〜実施例3の画像形成装置と、比較例に係る画像形成装置の特徴的な構成について説明する。尚、何れの画像形成装置においても、「第1のサポートローラ61及び1次転写ローラ51の回転中心61a、54間の水平方向に沿った距離」と、「第2のサポートローラ62及び1次転写ローラ51の回転中心62a、54間の水平方向に沿った距離」は一定とされている。
次に、実施例1〜実施例3の画像形成装置と、比較例に係る画像形成装置の特徴的な構成について説明する。尚、何れの画像形成装置においても、「第1のサポートローラ61及び1次転写ローラ51の回転中心61a、54間の水平方向に沿った距離」と、「第2のサポートローラ62及び1次転写ローラ51の回転中心62a、54間の水平方向に沿った距離」は一定とされている。
b−1.実施例1及び2
実施例1及び実施例2においては、図4(a)に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63を前述の交点P2よりも下方に配置し、第2のサポートローラ62の下端部64を、第1のサポートローラ61の下端部63よりも更に下方に配置している。このため、円弧状のニップNのうちで1次転写ローラ51の軸中心54と感光体ドラム10の軸中心14とを結ぶ直線P1よりも、「中間転写ベルト80の移動方向に沿った上流側に位置する区間(つまり、上流巻き掛けニップ区間A)を構成する部分」の中心角V1よりも、「中間転写ベルト80の移動方向に沿った下流側に位置する区間(つまり、下流巻き掛けニップ区間B)を構成する部分」の中心角V2の方が大きくされている。
実施例1及び実施例2においては、図4(a)に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63を前述の交点P2よりも下方に配置し、第2のサポートローラ62の下端部64を、第1のサポートローラ61の下端部63よりも更に下方に配置している。このため、円弧状のニップNのうちで1次転写ローラ51の軸中心54と感光体ドラム10の軸中心14とを結ぶ直線P1よりも、「中間転写ベルト80の移動方向に沿った上流側に位置する区間(つまり、上流巻き掛けニップ区間A)を構成する部分」の中心角V1よりも、「中間転写ベルト80の移動方向に沿った下流側に位置する区間(つまり、下流巻き掛けニップ区間B)を構成する部分」の中心角V2の方が大きくされている。
従って、実施例1及び実施例2では、ニップNのうちで上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の幅(以下、「上流巻き掛けニップ幅」という。)よりも、下流巻き掛けニップ区間Bを構成する部分の幅(以下、「下流巻き掛けニップ幅」という。)の方が大きくされている。つまり、実施例1及び実施例2において、感光体ドラム10の軸方向断面で見たとき、中間転写ベルト80は、「前述の交点P2よりも、感光体ドラム10の回転方向と逆回転方向に位置する接触位置」で感光体ドラム10に接触し、感光体ドラム10にその回転方向に巻き掛かった後、「前述の交点P2よりも、感光体ドラム10の回転方向に位置する離間位置」で感光体ドラム10と離間するが、「接触位置から交点P2までの感光体ドラム10の周面距離(上流巻き掛けニップ幅に相当する。)」よりも、「交点P2から離間位置までの感光体ドラム10の周面距離(下流巻き掛けニップ幅に相当する。)」の方を長くしている。但し、第2のサポートローラ62の下端部64の高さ位置は実施例1及び実施例2において等しくされているが、第1のサポートローラ61の下端部63の高さ位置は実施例1の方が実施例2よりも低くされているため、上流巻き掛けニップ幅は実施例1の方が大きくされている。具体的な数値を示すと、図6にも示すように、実施例1においては上流巻き掛けニップ幅が「3mm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされているのに対して、実施例2においては上流巻き掛けニップ幅が「1mm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。
b−2.実施例3
実施例3においては、図4(b)に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63を1次転写ローラ51の下端部と略同一の高さ位置に配置し、第2のサポートローラ62の下端部64を、第1のサポートローラ61の下端部63よりも更に下方に配置している。このため、円弧状のニップNが下流巻き掛けニップ区間Bのみで構成されている。換言すると、ニップNのうちで上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の中心角V1が「ゼロ」とされている。具体的な数値を示すと、実施例1においては上流巻き掛けニップ幅が「ゼロmm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。
実施例3においては、図4(b)に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63を1次転写ローラ51の下端部と略同一の高さ位置に配置し、第2のサポートローラ62の下端部64を、第1のサポートローラ61の下端部63よりも更に下方に配置している。このため、円弧状のニップNが下流巻き掛けニップ区間Bのみで構成されている。換言すると、ニップNのうちで上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の中心角V1が「ゼロ」とされている。具体的な数値を示すと、実施例1においては上流巻き掛けニップ幅が「ゼロmm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。
b−3.比較例
実施例1〜3の画像形成装置の性能を評価するために、「比較例に係る画像形成装置」についても、後述する性能試験の対象とした。この比較例においては、図5に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63の高さ位置を、第2のサポートローラ62の下端部64の高さ位置と等しくした点が実施例1と異なるが、その他の点については実施例1と同様である。このため、比較例においては、円弧状のニップNのうちで上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の中心角V1と、下流巻き掛けニップ区間Bを構成する部分の中心角V2とが等しくされている。そして、比較例では、上流巻き掛けニップ幅と下流巻き掛けニップ幅が何れも「7mm」とされている。
実施例1〜3の画像形成装置の性能を評価するために、「比較例に係る画像形成装置」についても、後述する性能試験の対象とした。この比較例においては、図5に示すように、第1のサポートローラ61の下端部63の高さ位置を、第2のサポートローラ62の下端部64の高さ位置と等しくした点が実施例1と異なるが、その他の点については実施例1と同様である。このため、比較例においては、円弧状のニップNのうちで上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の中心角V1と、下流巻き掛けニップ区間Bを構成する部分の中心角V2とが等しくされている。そして、比較例では、上流巻き掛けニップ幅と下流巻き掛けニップ幅が何れも「7mm」とされている。
c.性能試験
次に実施例1〜3の画像形成装置の性能を評価するために行った性能試験について説明する。この性能試験は「下流巻き掛けニップ幅≧上流巻き掛けニップ幅」を実現することによって生ずる効果を評価するためのものであり、作像部5における転写効率を計算することによって行った。この「転写効率」は「X−Liteの光学測定」を用いて感光体ドラム10上の「トナーの光学濃度の変化」を測定することによって計算したものである。
次に実施例1〜3の画像形成装置の性能を評価するために行った性能試験について説明する。この性能試験は「下流巻き掛けニップ幅≧上流巻き掛けニップ幅」を実現することによって生ずる効果を評価するためのものであり、作像部5における転写効率を計算することによって行った。この「転写効率」は「X−Liteの光学測定」を用いて感光体ドラム10上の「トナーの光学濃度の変化」を測定することによって計算したものである。
具体的には、(i)現像ユニット30から現像剤(ブラックの現像剤)を受け取り、更に感光ドラムスクイーズ装置70を通過し、中間転写ベルト80にトナー像を転写する前の段階で、感光体ドラム10の外周面に付着しているトナーの光学濃度(以下、「転写前トナーの光学濃度」という。)」と、(ii)中間転写ベルト80にトナー像を転写し、クリーニング装置8に到達する前の段階において、感光体ドラム10の外周面に付着しているトナーの光学濃度(以下、「転写後トナーの光学濃度」という。)」と、を用いて計算したものである。
より具体的には、次式を用いて感光体ドラム10から中間転写ベルト80への転写効率を計算した。
転写効率[%]=
{(「転写前トナーの光学濃度」−「転写後トナーの光学濃度」)/(転写前トナーの光学濃度)}×100
また、本性能試験は試験環境を「室温23℃」、「湿度65%」としつつ、1次転写ローラ51に印可するバイアス(V)を「−400V」として行われた。この性能試験の結果を図6に記載する。また、本実施の形態では比較例に係る画像形成装置についても同様な性能試験を行った。
転写効率[%]=
{(「転写前トナーの光学濃度」−「転写後トナーの光学濃度」)/(転写前トナーの光学濃度)}×100
また、本性能試験は試験環境を「室温23℃」、「湿度65%」としつつ、1次転写ローラ51に印可するバイアス(V)を「−400V」として行われた。この性能試験の結果を図6に記載する。また、本実施の形態では比較例に係る画像形成装置についても同様な性能試験を行った。
図6は「巻き掛け方」と「1次転写効率」との関係を示す図表である。この図表によると、上流巻き掛けニップ幅と下流巻き掛けニップ幅を等しくする比較例においては、バイアス(V)を「−400V」に到達させても、転写効率が「80%」に止まっている。これに対して、上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくした実施例1及び実施例2と、上流巻き掛けニップ幅を「ゼロ」とした実施例3においては、バイアス(V)を「−400V」に到達させると、「90%」以上の高い転写効率を得ることができる。しかも、実施例1〜実施例3を比較すると、上流巻き掛けニップ幅をより小さくするに従って、転写効率が更に向上する。
本発明者らは以上のような結果が得られる原因を以下のように想定している。すなわち、転写効率の向上を図る手段としては円弧状のニップNを形成し、中間転写ベルト80の感光体ドラム10への接触量を拡大することが考えられる。ところが、上流巻き掛けニップ区間Aが設けられ、この上流巻き掛けニップ区間Aのうちで電界が付与されない部位A1(図5を参照)において中間転写ベルト80と感光体ドラム10上のトナー層が接触した場合、トナー層が感光体ドラム10に対して機械的に押さえつけられ、トナー層が感光体ドラム10から離れ難くなったり、上流巻き掛けニップ区間Aの微少ギャップ部における放電によってトナーの電荷が不安定になり転写効率が低下すると考えられる。
このため、上流巻き掛けニップ幅が、下流巻き掛けニップ幅に比べて対して相対的に大きくなると、中間転写ベルト80の感光体ドラム10への接触量を拡大したにも係わらず、転写効率が低下するものと理解している。換言すると、ニップNを形成し、中間転写ベルト80の感光体ドラム10への接触量を拡大しつつ、上流巻き掛けニップ幅が、下流巻き掛けニップ幅に比べて対して相対的に小さくされると、「円弧状のニップNを形成して、中間転写ベルト80の感光体ドラム10に対する接触量を拡大したこと」と相まって高い転写効率が得られると考えられる。
d.実施例1の効果
以上の性能試験に示すように、円弧状のニップ部Nを形成しつつ上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくした実施例1及び実施例2と、円弧状のニップ部Nを形成しつつ上流巻き掛けニップ幅を「ゼロ」とした実施例3においては、バイアス(V)を「−400V」に到達させると、「90%」以上の高い転写効率を得ることができる。
以上の性能試験に示すように、円弧状のニップ部Nを形成しつつ上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくした実施例1及び実施例2と、円弧状のニップ部Nを形成しつつ上流巻き掛けニップ幅を「ゼロ」とした実施例3においては、バイアス(V)を「−400V」に到達させると、「90%」以上の高い転写効率を得ることができる。
B.実施例4
実施例4に係る画像形成装置は以下の点で、実施例1の画像形成装置と異なっている。すなわち、実施例4では、図7及び図8に示すように、1次転写ローラ51の代わりに、バネ形状の転写部材56を用いる点が実施例1と異なっている。ここで、転写部材56は導電性を備えるとともに円弧状に湾曲した板バネ状に構成され、一端部が固定部材57に固定されている。また、転写部材56には印可手段58を用いてバイアスが印可される。尚、転写部材56を、例えば、導電性を有する樹脂シートを用いて構成することができる。
実施例4に係る画像形成装置は以下の点で、実施例1の画像形成装置と異なっている。すなわち、実施例4では、図7及び図8に示すように、1次転写ローラ51の代わりに、バネ形状の転写部材56を用いる点が実施例1と異なっている。ここで、転写部材56は導電性を備えるとともに円弧状に湾曲した板バネ状に構成され、一端部が固定部材57に固定されている。また、転写部材56には印可手段58を用いてバイアスが印可される。尚、転写部材56を、例えば、導電性を有する樹脂シートを用いて構成することができる。
固定部材57は前述の支持部材150に支持されつつ(図示を省略)、転写部材56を下方に向けて突出させている。そして、転写部材56はその曲率を大きくするように撓みつつ、その自由端側の部分(以下、「当接部」という。)56bを中間転写ベルト80に接触させている。このため、転写部材56の当接部56bは中間転写ベルト80を挟んだ状態にて感光体ドラム10に当接している。そして、転写部材56にバイアスを印可すると、現像された感光体ドラム10に付着したトナー像が中間転写ベルト80の外周面85に転写され、中間転写ベルト80の外周面85に単色のトナー像が形成される。
本実施例において、「当接部56bが中間転写ベルト80に当接する位置(つまり、当接位置)80T」と、「感光体ドラム10の回転中心14」とを結ぶ直線P3が鉛直線とされ、この直線P3と感光体ドラム10との交点P4は感光体ドラム10の上端部に位置している。そして、感光体ドラム10が当接位置80Tに対して図8の矢印Qの方向に回転する。また、第1のローラ81から第2のローラ82に向かって搬送される中間転写ベルト80は、「当接位置80Tよりも搬送方向に沿った上流側に位置する第1の位置81S」において感光体ドラム10への接触を開始する。更に、感光体ドラム10に巻き掛けられつつ、図8の矢印Qの方向に移動した後、「当接位置80Tよりも搬送方向に沿った下流側に位置する第2の位置82S」において感光体ドラム10から離間する。
実施例4においても、第1のサポートローラ61及び第2のサポートローラ62の配置態様が実施例1と同様であり、しかも、当接部56bが感光体ドラム10の上端部に対して中間転写ベルト80を介して当接している。そして、実施例1と同様に、上流巻き掛けニップ幅が「3mm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。このように、実施例4においても、円弧状のニップNを形成しつつ、上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくしたため、高い転写効率を得ることができる。尚、実施例4を実施例1の変形例として構成したが、実施例4を実施例2若しくは実施例3の変形例として構成することもできる。
C.実施例5
次に実施例5の画像形成装置1Aについて簡単に説明する。この画像形成装置1Aは、所謂「カラー機」である点が実施例1と異なる。すなわち、実施例5の画像形成装置1Aは、図9に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の計4個の作像部5Y、5M、5C、5Kと、中間転写ベルト80と、第1のローラ81と、第2のローラ82と、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kと、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kと、2次転写ユニット90とを備えている。また、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像部5Y、5M、5C、5Kは、第1のローラ81と第2のローラ82との間において水平方向に沿ってこの順に並べられている。
次に実施例5の画像形成装置1Aについて簡単に説明する。この画像形成装置1Aは、所謂「カラー機」である点が実施例1と異なる。すなわち、実施例5の画像形成装置1Aは、図9に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の計4個の作像部5Y、5M、5C、5Kと、中間転写ベルト80と、第1のローラ81と、第2のローラ82と、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kと、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kと、2次転写ユニット90とを備えている。また、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像部5Y、5M、5C、5Kは、第1のローラ81と第2のローラ82との間において水平方向に沿ってこの順に並べられている。
各作像部5Y、5M、5C、5Kは、感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kと、潜像イレーサ6Y、6M、6C、6Kと、クリーニング装置8Y、8M、8C、8Kと、帯電部材11Y、11M、11C、11Kと、露光ユニット12Y、12M、12C、12Kと、現像ユニット30Y、30M、30C、30Kと、感光ドラムスクイーズ装置70Y、70M、70C、70Kと、1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kとを備えている。尚、「カラー機」を示す実施例においては、各構成部材に付す図番として、単色機(実施例1等)の構成部材のうちで同一の構成部材に付した図番を用いる。但し、各作像部5Y、5M、5C、5Kを構成する構成部材毎に、対応する作像部5Y、5M、5C、5Kの取り扱う「現像剤」の色を示す「Y」、「M」、「C」、「K」の文字を、各構成部材を示す図番の末尾に併記することとする。
実施例5の作像部5Y、5M、5C、5Kは実施例1の作像部5と同様な構成を備えている。また、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kと、対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kとの位置関係は、実施例1の第1のサポートローラ61の感光体ドラム10に対する位置関係と等しくされている。また、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kと、対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kとの位置関係も、実施例1の第2のサポートローラ62の感光体ドラム10に対する位置関係と等しくされている。このため、実施例5の画像形成装置1Aにおいては、何れの作像部5Y、5M、5C、5Kにおいても、上流巻き掛けニップ幅が「3mm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。
本画像形成装置1Aにおいては、図9に示すように、何れも同一の外径を備える4個の感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kが、その回転中心14Y、14M、14C、14Kを同一高さに揃えつつ等間隔に配置されている。そして、第1のローラ81及び第2のローラ82の間を循環する中間転写ベルト80は、各感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kに対して、感光体ドラム10Y、感光体ドラム10M、感光体ドラム10C、感光体ドラム10Kの順に接触する。また、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kにバイアスを印可すると、現像された感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kに付着した各色のトナー像が、中間転写ベルト80の外周面85に転写され、中間転写ベルト80の外周面85にフルカラーのトナー像(フルカラーのトナー像や単色のトナー像)が形成される。
この実施例5においては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の計4個の作像部5Y、5M、5C、5Kにおいて、円弧状のニップを形成しつつ、上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくしている。このため、カラー機としての画像形成装置1A全体において高い転写効率を得ることができる。しかも、同一構成の作像部5Y、5M、5C、5Kと、サポートローラ61Y、61M、61C、61K、62Y、62M、62C、62Kを併設する構成であるため、「転写効率の高い画像形成装置を得られるための設計・製造の手間やコスト」を抑制できる。尚、実施例5を実施例1の変形例として構成したが、実施例5を実施例2若しくは実施例3の変形例として構成することもできる。
D.実施例6
実施例6は実施例5の変形例に相当するものであり、以下の点が実施例5と異なっている。すなわち、実施例6においては、図10及び11に示すように、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kの対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへの当接位置が異なっている。また、第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kを排除するとともに、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kの位置の変更を行っている。以下、実施例6の画像形成装置1Bについて、画像形成装置1Aとの相違点を中心に説明する。
実施例6は実施例5の変形例に相当するものであり、以下の点が実施例5と異なっている。すなわち、実施例6においては、図10及び11に示すように、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kの対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへの当接位置が異なっている。また、第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kを排除するとともに、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kの位置の変更を行っている。以下、実施例6の画像形成装置1Bについて、画像形成装置1Aとの相違点を中心に説明する。
この画像形成装置1Bにおいても、図10に示すように、何れも同一の外径を備える4個の感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kが、その回転中心14Y、14M、14C、14Kを同一高さに揃えつつ等間隔に配置されている。但し、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kが、「第1のローラ81から第2のローラ82へ搬送される中間転写ベルト80」を介して対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへ当接する位置が中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心している。
この点について、イエロー(Y)の作像部5Yを例に挙げて説明すると、図11に示すように、1次転写ローラ51Yの回転中心54Yと、感光体ドラム10Yの回転中心14Yとを結ぶ直線P5は、第1のローラ81方向に近づくに従って上がり傾斜となるように傾斜している。この直線P5と感光体ドラム10Cとの交点P6は感光体ドラム10Yの上端部P7よりも、中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心した位置とされている。また、感光体ドラム10Yよりも第1のローラ81側に配置される第1のサポートローラ61Yの下端部63Yを、前述の交点P6よりも下方に配置している。
第1のローラ81方向から搬送され、第1のサポートローラ61Yの下端部63で下方に押圧された中間転写ベルト80は、第2のローラ82方向に上がり傾斜とされつつ、感光体ドラム10Yに接触し、交点P6、上端部P7を通過する。この後、「後続するマゼンダ(M)の作像部5Mに対応する第1のサポートローラ61M」の下端部63Mに向かって下り傾斜となりつつ搬送されるため、中間転写ベルト80は感光体ドラム10Cに巻き掛かり、円弧状のニップNを形成する。この際、両「第1のサポートローラ61Y、61M」の下端部63Y、63Mの高さ位置が、交点P6よりも低く、しかも交点P6の位置が中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心しているため、上流巻き掛けニップ区間Aを構成する部分の中心角V3よりも、下流巻き掛けニップ区間Bを構成する部分の中心角V4の方が大きくされている。具体的な数値を示すと、実施例6においても上流巻き掛けニップ幅が「3mm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「7mm」とされている。
尚、詳細な説明を省略するが、感光体ドラム10Yに後続する感光体ドラム10M及び感光体ドラム10Yにおいても、対応する第1のサポートローラ61M、61Cと、各々後続する作像部5C、5Mの対応する第1のサポートローラ61C、61Mの作用で感光体ドラム10Cと同様なニップNが形成される。一方、実施例6においては、感光体ドラム10Kの下流側(中間転写ベルト80の搬送方向下流側)に第1のサポートローラを配置しないため、同様なニップNを形成しないが、1次転写ローラ51Kの感光体ドラム10Kへの当接位置を中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心させるとともに、感光体ドラム10K及び第2のローラ82の相対的な位置関係とサイズ等を調節することで、上流巻き掛けニップ幅を下流巻き掛けニップ幅よりも大きくしている。尚、感光体ドラム10Kの下端部の高さ位置よりも、第2のローラ82の下端部の高さ位置を低くたり、感光体ドラム10Kと第2のローラ82との間に「中間転写ベルト80を下方に押圧するサポートローラ」を配設する等して、作像部5Kにおいても作像部5Yと同様なニップNを形成することができる。但し、本実施例では、仮に、作像部5Kにおいて上流巻き掛けニップ幅が下流巻き掛けニップ幅と等しくされたり、上流巻き掛けニップ幅が下流巻き掛けニップ幅よりも大きくされても、他の作像部5Y、5C、5Mにおいて、上流巻き掛けニップ幅が下流巻き掛けニップ幅よりも小さくされているため、「カラー機としての画像形成装置1B全体」としては高い転写効率を得ることができる。
また、中間転写ベルト80のうちで第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kによって押圧されて下方に膨らむ部分からはキャリア液が落下する可能性が高いが、本画像形成装置1Bにおいては、このキャリア液の処理が容易となる。蓋し、本画像形成装置1Bにおいては、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kが、対応する感光ドラムスクイーズ装置70Y、70M、70C、70Kの鉛直上方に配置されているからである。
これらの感光ドラムスクイーズ装置70Y、70M、70C、70Kは、前述のように、鉛直上方に開口する開口部を有する回収容器73Y、73M、73C、73Kを備えるが、これらの開口部の上方に第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kが配置されている。従って、中間転写ベルト80のうちで第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kによって押圧される部分から落下するキャリア液を、各回収容器73Y、73M、73C、73Kに回収することができる。
この実施例6においても、カラー機としての画像形成装置1A全体において高い転写効率を得ることができる。しかも、同一構成の作像部5Y、5M、5C、5Kと、サポートローラ61Y、61M、61C、61Kを併設する構成であるとともに、サポートローラ61Y、61M、61C、61Kの数を少なくするため、「転写効率の高い画像形成装置を得るための設計・製造の手間やコスト」を抑制できる。加えて、第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kを、対応する感光ドラムスクイーズ装置70Y、70M、70C、70Kの鉛直上方に配置することで、キャリア液による汚染を防止することができる。
E.実施例7
実施例7も実施例5の変形例に相当するものであり、以下の点が実施例5と異なっている。すなわち、実施例7においては、図12及び13に示すように、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kの対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへの当接位置が異なっている。また、第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kを排除している。更に、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kと、1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kとの相対的な位置の変更を行っている。以下、実施例7の画像形成装置1Cについて、画像形成装置1Aとの相違点を中心に説明する。
実施例7も実施例5の変形例に相当するものであり、以下の点が実施例5と異なっている。すなわち、実施例7においては、図12及び13に示すように、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kの対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへの当接位置が異なっている。また、第2のサポートローラ62Y、62M、62C、62Kを排除している。更に、各作像部5Y、5M、5C、5K毎に配置された第1のサポートローラ61Y、61M、61C、61Kと、1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kとの相対的な位置の変更を行っている。以下、実施例7の画像形成装置1Cについて、画像形成装置1Aとの相違点を中心に説明する。
この画像形成装置1Cにおいても、図12に示すように、何れも同一の外径を備える4個の感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kが、その回転中心14Y、14M、14C、14Kを同一高さに揃えつつ等間隔に配置されている。但し、各1次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kが、「第1のローラ81から第2のローラ82へ搬送される中間転写ベルト80」を介して対応する感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kへ当接する位置が中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心している。
この点について、イエロー(Y)の作像部5Yを例に挙げて説明すると、図13に示すように、1次転写ローラ51Yの回転中心54Yと、感光体ドラム10Yの回転中心14Yとを結ぶ直線P7は、第1のローラ81方向に近づくに従って上がり傾斜となるように傾斜している。この直線P7と感光体ドラム10Cとの交点P8は感光体ドラム10Cの上端部P7よりも、中間転写ベルト80の搬送方向上流側に偏心した位置とされている。
感光体ドラム10Yよりも第1のローラ81側に配置される第1のサポートローラ61Yの下端部63Yの高さ位置が感光体ドラム10Cの上端部P7よりも下方とされるが、1次転写ローラ51Yと感光体ドラム10Yとの共通接線L5よりも上方(1次転写ローラ51Y側)とされている。このため、第1のローラ81方向から搬送され、第1のサポートローラ61Yの到達する中間転写ベルト80は、先ず、第1のサポートローラ61Yに当接した後、1次転写ローラ51Yに当接する。そして、感光体ドラム10Cへの当接を、交点P8にて開始させた後、感光体ドラム10Cに巻き掛かり、更に、「後続するマゼンダ(M)の作像部5Mに対応する第1のサポートローラ61Mの下端部63M」に向かって下り傾斜となりつつ搬送される。このため、中間転写ベルト80は感光体ドラム10Cに巻き掛かり、円弧状のニップNを形成する。
このように、実施例7においては、中間転写ベルト80が1次転写ローラ51Y、感光体ドラム10Cの順に当接するため、感光体ドラム10Cに形成されるニップNから上流巻き掛けニップ区間Aを排除することができる。具体的な数値を示すと、実施例6においても上流巻き掛けニップ幅が「ゼロmm」とされ、下流巻き掛けニップ幅が「8mm」とされている。
尚、詳細な説明を省略するが、感光体ドラム10Yに後続する感光体ドラム10M及び感光体ドラム10Cにおいても、対応する第1のサポートローラ61M、61Cと、各々後続する作像部5M、5Kの対応する第1のサポートローラ61M、61Kの作用で感光体ドラム10Cと同様なニップNが形成される。一方、感光体ドラム10Kの下流側(中間転写ベルト80の搬送方向下流側)に第1のサポートローラを配置しないが、この場合も、中間転写ベルト80が1次転写ローラ51K、感光体ドラム10Kの順に当接するため、感光体ドラム10Kに形成されるニップNから上流巻き掛けニップ区間Aを排除することができる。但し、感光体ドラム10Kの下流側(中間転写ベルト80の搬送方向下流側)に第2のサポートローラを配置し、他の感光体ドラム10Y、10M、10Cと同様なニップNを形成することもできる。
この実施例6においては、各感光体ドラム10Y、10M、10C、10Kに形成される円弧状のニップNから上流巻き掛けニップ区間Aを排除することができるため、カラー機としての画像形成装置1A全体においてより高い転写効率を得ることができる。しかも、同一構成の作像部5Y、5M、5C、5Kと、サポートローラ61Y、61M、61C、61Kを併設する構成であるとともに、サポートローラ61Y、61M、61C、61Kの数を少なくするため、「転写効率の高い画像形成装置を得るための設計・製造の手間やコスト」を抑制できる。
以上のように各実施例を説明したが、各請求項の発明においては更に以下のような変形例を例示できる。例えば、実施例5〜7の画像形成装置においては、作像部5K、5Y、5M、5Cの配設順が変更することもできる。例えば、第1のローラ81と第2のローラ82との間において、第1のローラ81の側から、ブラック(K)の作像部5K、イエロー(Y)の作像部5Y、マゼンタ(M)の作像部5M、シアン(C)の作像部5Cの順に並べることもできる。この場合、ブラック(K)の作像部5Kを他の3色の作像部5Y、5M、5Cよりも第1のローラ81側に配置する。よって、ブラックの作像部5Yで転写ベルト80に転写されたブラックの現像剤は、他の3色の作像部5Y、5M、5Cを通過するため、ブラックの現像剤が電界を通過する回数が増加する。しかも、ブラックの現像剤が通過する全ての作像部5K、5Y、5M、5Cにおいて、上流巻き掛けニップ幅よりも下流巻き掛けニップ幅を大きくしているため高い転写効率を確保することが更により一層容易となる。
実施例5及び6の画像形成装置1A、1Bにおいては、ブラック(K)の作像部5Kにおいて、上流巻き掛けニップ幅をより小さく(ゼロmmを含む。)、下流巻き掛けニップ幅をより大きくしてもよい。すなわち、湿式の画像形成装置においては、ブラックの現像剤は含まれる顔料特性(カーボンブラック等は導電性が高い。)が、感光体ドラム10Kから中間転写ベルト80に移動し難いことを考慮すると、ブラックの作像部において、下流巻き掛けニップ幅を相対的に拡大し、転写効率のより向上させることが有効であると考えられるからである。
本発明は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ機の販売、施工、加工等を行う分野で利用可能である。
1A〜1C;画像形成装置、5、5Y、5M、5C、5K;作像部、10、10Y、10M、10C、10K;感光体ドラム、51、51Y、51M、51C、51K;1次転写ローラ、56;転写部材、61、61Y、61M、61C、61K、62、62Y、62M、62C、62K;サポートローラ、80;中間転写ベルト(転写ベルト)、81;第1のローラと、82;第2のローラ。
Claims (8)
- 感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する転写部材と、を備え、
前記転写ベルトは第1の位置で前記感光体ドラムに接触し、第2の位置で前記感光体ドラムから離間するとともに、
前記第1の位置と前記当接位置との間の前記感光体ドラム周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の前記感光体ドラム周面距離を長くすることを特徴とする画像形成装置。 - 感光体ドラムと、前記感光体ドラムに巻き掛けられるとともに第1の方向に移動する転写ベルトと、前記感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接する転写ローラと、を備え、
前記感光体ドラムの軸方向断面で見たときに、前記感光体ドラムは、第1の回転方向に回転し、前記転写ベルトは前記感光体ドラムと前記転写ローラの軸中心を結ぶ直線と前記感光体ドラムの外周面との交点よりも、第1の回転方向と逆回転方向に位置する接触位置で前記感光体ドラムに接触し、前記感光体ドラムに対して前記第1の回転方向に巻き掛かった後、前記交点よりも第1の回転方向に位置する離間位置で離間するとともに、
前記接触位置から前記交点までの前記感光体ドラムの周面距離L1よりも、前記交点から前記離間位置までの前記感光体ドラムの周面距離L2の方を長くすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写ローラを前記感光体ドラムに押圧する弾性部材を有するとともに、
前記転写ベルトを基準とした前記転写ローラ側及び前記感光体ドラム側のうちの前記転写ローラ側に配設されて前記転写ベルトを前記感光体ドラム側に押圧するサポートローラを備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記転写ベルトは第1のローラと第2のローラとに張架され、前記転写ベルトの前記第1のローラから前記第2のローラへ搬送される面に前記感光体ドラムが当接するとともに、
前記転写ベルトを基準とした前記転写ローラ側及び前記感光体ドラム側のうちの前記転写ローラ側で、かつ前記接触位置よりも前記第1のローラ側に配設されるサポートローラを備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記感光体ドラム上の現像剤をスクイーズするスクイーズ部材と、該スクイーズ部材でスクイーズされた現像剤を回収する回収部材とを有し、
前記回収部材は、前記サポートローラの鉛直下方に配置されるとともに、鉛直上方に開口する開口部を有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記転写ベルトは前記サポートローラ、前記転写ローラ、前記感光ドラムの順に当接することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。
- 前記感光体ドラムの周面距離L1=0、若しくは、前記感光体ドラムの周面距離L1≒0であることを特徴とする請求項2〜6の何れかに記載の画像形成装置。
- 第1の方向に回転するとともに、イエロー現像剤が現像されるイエロー現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、マゼンタ現像剤が現像されるマゼンタ現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、シアン現像剤が現像されるシアン現像剤用感光体ドラムと、
第1の方向に回転するとともに、ブラック現像剤が現像されるブラック現像剤用感光体ドラムと、
該ブラック現像剤用感光体ドラムに対して巻き掛けられる転写ベルトと、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムに前記転写ベルトを介して当接位置で当接する第1の転写ローラと、を備え、
前記転写ベルトは前記ブラック現像剤用感光体ドラムの第1の位置で接触し、第2の位置で前記ブラック現像剤用感光体ドラムから離間するとともに、
前記ブラック現像剤用感光体ドラムの前記第1の位置と前記当接位置との間の周面距離よりも、前記当接位置と前記第2の位置との間の周面距離の方を長くすることを特徴とする画像形成装置。
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