JP2010217378A - 転写ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化することができる転写ユニット及び画像形成装置を得る。
【解決手段】転写ロール３４Ｙには、感光体ドラム１８Ｙとの間で中間転写ベルト３２を挟持して、感光体ドラム１８Ｙとの間で生じる電位差によって、トナー画像を中間転写ベルト３２に転写する転写部７８と、転写部７８と反対側に設けられて中間転写ベルト３２の内周面と接触する接触部８０が設けられている。さらに、転写ロール３４Ｙの接触部８０と中間転写ベルト３２を挟んで、中間転写ベルト３２上の残留トナーを清掃する清掃部材７２が設けられている。これにより、清掃部材と張架ロール又は駆動ロールで中間転写ベルトを挟持する場合と比して、転写ユニット２１の幅方向の寸法を小さくすることで、転写ユニット２１が小型化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、転写ユニット及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、転写ベルトのベルト駆動ローラをクリーニング対向部材に兼用する画像形成装置が記載されている。

詳細には、周方向に回転可能な無端状の転写ベルと、この転写ベルトに駆動力を付与するベルト駆動ローラが備えられており、転写ベルトの外周面に当って転写ベルトの外周面をクリーニングするベルトクリーニングブレードが、転写ベルトを挟んでベルト駆動ローラと対向するように設けられている。

つまり、ベルト駆動ローラがベルトクリーニングブレードと対向して設けられるクリーニング対向部材を兼ねるようになっている。

特開平３−２４５１７３号公報

本発明は、転写ユニットを小型化することが課題である。

本発明の請求項１に係る転写ユニットは、像保持体に形成されたトナー画像が転写される、又は記録媒体を像保持体に形成されたトナー画像が転写される転写領域に搬送する無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトが巻き掛けられ、前記転写ベルトの内周面に当り、前記転写ベルトに前記転写ベルトの周方向に回転する回転力を付与する駆動ロールと、前記転写ベルトが巻き掛けられ、前記転写ベルトの内周面に当り、回転する前記転写ベルトを保持する回転可能に支持された張架ロールと、前記転写ベルトの内周面側に設けられ、電圧が直接又は間接的に印加されると共に、トナー画像が形成された前記像保持体との間で前記転写ベルトを挟持して、前記像保持体との間で生じる電位差によって、前記トナー画像を前記転写ベルトに転写する、又は前記トナー画像を前記転写ベルトによって搬送された記録媒体に転写する転写部と、前記転写部と反対側に設けられて前記転写ベルトの内周面と接触する接触部と、を備える転写ロールと、前記転写ロールの前記接触部と前記転写ベルトを挟んで設けられ、前記転写ベルト上に残留した残留トナーを回転する前記転写ベルトから清掃する清掃部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る転写ユニットは、請求項１に記載において、前記転写ロールの径寸法が、前記駆動ロール及び前記張架ロールの少なくとも一方の径寸法と同一とされることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る転写ユニットは、請求項１又は２に記載において、前記清掃部材は、導電性材料で形成され、電圧が印加されることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る転写ユニットは、請求項３に記載において、前記清掃部材に印加される電圧は、前記像保持体に形成されたトナー画像を構成するトナーの極性に対して逆極性の電圧であることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る転写ユニットは、請求項３又は４に記載において、前記転写ロールは、前記清掃部材を通して電圧が印加されることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る画像形成装置は、表面にトナー画像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成されたトナー画像が転写される、又は記録媒体を前記像保持体に形成されたトナー画像が転写される転写領域に搬送する請求項１〜５に記載の転写ユニットと、を備えてなることを特徴とする。

本発明の請求項１の構成によれば、清掃部材によって押圧される清掃部材の裏当て部材として駆動ロールを用いる場合と比して、転写ユニットを小型化することができる。

本発明の請求項２の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、転写ロールに用いる部品と同一の部品を駆動ロール又は張架ロールに用いることができる。

本発明の請求項３の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、クーロン力を利用して転写ベルトに付着した残留トナーを転写ベルトから剥ぎ取ることができる。

本発明の請求項４の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、逆極性に帯電した残留トナーが清掃部材を通過してしまった場合に、像保持体が逆極性に帯電した残留トナーを捕獲することができる。

本発明の請求項５の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、印加電圧が安定することで画像欠陥抑制につながり、像保持体から転写されるトナー画像の品質を向上させることができる。

本発明の請求項６の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、画像形成装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係る転写ユニットを示した側面図である。 本発明の実施形態に係る転写ユニットの評価結果をグラフで示した図面である。 本発明の実施形態に係る転写ユニットの評価結果をグラフで示した図面である。 本発明の実施形態に係る転写ユニットに採用されたクリーニングブレード等を示した拡大側面図である。 本発明の実施形態に係る転写ユニットが採用された画像形成装置を示した構成図である。

本発明の実施形態に係る転写ユニットの一例が採用された画像形成装置を図１〜図５に従って説明する。

（全体構成）
図５に示されるように、画像形成装置１０の本体１０Ａの内部には、入力される画像データに対して所定の画像処理を行なうＩＰＳ（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１２が設けられている。

さらに、このＩＰＳ１２によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の原稿再現色材階調データに変換されたデータを受け取る露光装置１４が設けられており、この露光装置１４によって、レーザ光ＬＢによる画像露光が行われるようになっている。

また、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて露光装置１４の上方に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、すべて同様に構成されており、所定の速度で回転駆動される像保持体としての感光体ドラム１８と、この感光体ドラム１８の表面を一様に帯電する一次帯電用の帯電ロール２０と、この感光体ドラム１８の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としての前述した露光装置１４と、感光体ドラム１８上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器２２と、感光体ドラム１８の表面を清掃するクリーニング装置２４とから構成されている。これらの感光体ドラム１８と周辺に配置される画像形成部材は、一体的にユニット化されており、画像形成装置１０の本体１０Ａから個別に交換可能に構成されている。

さらに、４つの画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋに共通に構成された、図示しない４つの半導体レーザが設けられており、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋが階調データに応じて出射されるように構成されている。

なお、半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー２６に照射され、このポリゴンミラー２６によって偏向走査される。このポリゴンミラー２６によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

この露光装置１４は、下方から感光体ドラム１８上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの現像器２２などからトナー等が落下して、汚損される虞れを有している。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２８によって密閉されているとともに、フレーム２８の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの感光体ドラム１８上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが設けられている。

また、ＩＰＳ１２からは、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋに共通して設けられた露光装置１４に、各色の画像データが順次出力され、この露光装置１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１８の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１８上に形成された静電潜像は、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

さらに、各画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２１の中間転写ベルト３２上には、４つの転写ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋが設けられている。そして、この４つの転写ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋによって、画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの感光体ドラム１８上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が、中間転写ベルト３２上に、多重に転写される構成となっている。この転写ロール３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、感光体ドラム１８に形成されたトナー画像を構成するトナーの極性に対して逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。なお、転写ロール３４Ｙについては詳細を後述する。

また、中間転写ベルト３２は、張架ロール３６と、ドライブロール４０との間に一定のテンションで掛け回されている。そして、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール４０により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。

一方、中間転写ベルト３２上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、ドライブロール４０に接し、二次転写ロール４２によって、圧接力及び電界によって記録媒体としてのシート部材Ｐ上に二次転写され、各色のトナー像が転写されたシート部材Ｐは、上方に位置する定着器４４へと搬送される。各色のトナー像が転写されたシート部材Ｐは、定着器４４によって熱及び圧力によって定着処理を受けた後、排出ロール４６によって画像形成装置１０の本体１０Ａの上部に設けられた排出トレイ４８に排出される構成となっている。

さらに、シート部材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３２上に残留した残留トナーは、転写ロール３４Ｙの一側（図５に示す上側）に配置されるクリーニング装置７０に設けられた清掃部材としての板状のクリーニングブレード７２によって中間転写ベルト３２から剥ぎ取られる。なお、クリーニングブレード７２については詳細を後述する。

また、画像形成装置１０の本体１０Ａ内の下側には、シート部材Ｐが積載される給紙カセット５０が設けられ、この給紙カセット５０に積載されたシート部材Ｐが、給紙ローラ５２及び用紙分離搬送用のローラ５４により用紙搬送経路５６を介して、レジストロール５８まで一旦搬送され、停止される。そして、給紙カセット５０から供給されたシート部材Ｐは、所定のタイミングで回転するレジストロール５８によって中間転写ベルト３２の二次転写位置へ送出される構成となっている。

さらに、シート部材Ｐの両面に画像を形成させる場合は、定着器４４によって片面に画像が定着されたシート部材Ｐを、排出ロール４６によって排出トレイ４８上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ６０を介して両面用搬送経路６２へと搬送する。そして、両面用搬送経路６２に沿って設けられた図示しない搬送用のローラにより、シート部材Ｐの表裏が反転された状態で、再度レジストロール５８へと搬送され、今度は、シート部材Ｐの裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ４８上に排出される構成となっている。

一方、本体１０Ａ内の上側には、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器２２に所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジ６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ，６４Ｋが設けられている。

（要部構成）
次は、転写ロール３４Ｙ及びクリーニングブレード７２等について説明する。

図５に示されるように、転写ロール３４Ｙの径寸法は、転写ロール３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋの径寸法より大きくされ、張架ロール３６及びドライブロール４０の径寸法と同一とされている。さらに、転写ロール３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋと違い、転写ロール３４Ｙには、直接電圧が印加されない構成となっている。

図１に示されるように、転写ロール３４Ｙには、トナー画像が形成された感光体ドラム１８Ｙとの間で中間転写ベルト３２を挟持して、感光体ドラム１８Ｙとの間で生じる電位差によって、トナー画像を中間転写ベルト３２に転写する転写部７８と、転写部７８と反対側に設けられて中間転写ベルト３２の内周面と接触する接触部８０が設けられている。

そして、転写ロール３４Ｙの接触部８０と中間転写ベルト３２を挟んで、中間転写ベルト３２上に残留した残留トナーを回転する中間転写ベルト３２から剥ぎ取って清掃するクリーニングブレード７２が、クリーニング装置７０に設けられている。

このクリーニングブレード７２は、平板状の導通部材で作られ、先端部７２Ａ（図１に示す下端部）が中間転写ベルト３２に当るようにハウジング７６に支持されている。そして、クリーニングブレード７２の先端部７２Ａと転写ロール３４Ｙの接触部８０で中間転写ベルト３２を挟み込むことで、回転移動する中間転写ベルト３２からシート部材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３２に残留した残留トナーを中間転写ベルト３２から剥ぎ取るようになっている。

さらに、クリーニングブレード７２に対して中間転写ベルト３２の搬送方向上流側には、板状のシール部材７４が設けられ、このシール部材７４は、その端部が中間転写ベルト３２に当るようにハウジング７６に支持されている。これにより、クリーニングブレード７２によって剥ぎ取られた残留トナーがクリーニングブレード７２とシール部材７４との間に捕獲されるようになっている。そして、図示せぬ搬送手段によって、捕獲された残留トナーは、中間転写ベルト３２の外側に排出されるようになっている。

また、クリーニングブレード７２には、プラスの電圧が印加されており、転写ロール３４Ｙは、クリーニングブレード７２を通してプラスの電圧が印加されるようになっている。これにより、接地された感光体ドラム１８Ｙと転写ロール３４Ｙとの間で、電位差が生じ、マイナスに帯電した感光体ドラム１８Ｙ上のトナー画像が中間転写ベルト３２に転写するようになっている。つまり、トナー画像の極性に対して、逆極性の電圧がクリーニングブレード７２に印加される構成となっている。

（作用）
図１に示されるように、シート部材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３２に残留した残留トナーは、中間転写ベルト３２によって搬送され、クリーニングブレード７２に到達する。

そして、中間転写ベルト３２の上の残留トナーは、プラスの電圧が印加されたクリーニングブレード７２によって中間転写ベルト３２からクーロン力を利用して剥ぎ取られ、図示せぬ搬送手段によって、中間転写ベルト３２の外側に排出される。

つまり、移動する中間転写ベルト３２がクリーニングブレード７２と転写ロール３４Ｙによって挟持されることで、中間転写ベルト３２上の残留トナーが中間転写ベルト３２から剥ぎ取られるようになっている。

さらに、中間転写ベルト３２上の残留トナーが、クリーニングブレード７２によって中間転写ベルト３２から剥ぎ取られなかったときは、残留トナーはプラスの電圧が印加されたクリーニングブレード７２によってプラスに帯電する。そして、プラスに帯電した残留トナーは、中間転写ベルト３２によって感光体ドラム１８Ｙと対向する位置まで搬送される。

感光体ドラム１８Ｙ上には、マイナスに帯電したトナー画像が形成されており、マイナスに帯電したトナー画像は、クリーニングブレード７２を通してプラスの電圧が印加された転写ロール３４Ｙと接地された感光体ドラム１８Ｙとの間に生じた電位差により、中間転写ベルト３２に転写される。

そして、プラスに帯電した残留トナーは、マイナスに帯電したトナー画像とは逆に、中間転写ベルト３２から感光体ドラム１８Ｙへと移行する。感光体ドラム１８Ｙに移行した残留トナーは、感光体ドラム１８Ｙに備えられたクリーニング装置２４Ｙによって回収される。

つまり、仮に残留トナーがクリーニングブレード７２を通過してしまったとしても、残留トナーをプラスに帯電させることで、残留トナーが感光体ドラム１８Ｙへ移行し、クリーニング装置２４で回収される構成となっている。

このように、回転することなく停止しているクリーニングブレード７２に電圧を印加し、回転する転写ロール３４Ｙには、クリーニングブレード７２を通して電圧が印加されることで、静的な電圧印加となり、転写ロール３４Ｙと感光体ドラム１８Ｙとの間に生じる電位差が安定し、転写画像品質が向上する構成となっている。

また、前述したように、クリーニングブレード７２と転写ロール３４Ｙとで中間転写ベルト３２が挟持されて清掃されている。クリーニングブレードと張架ロール又はドライブロールで中間転写ベルトを挟持する場合と比して、転写ユニット２１の幅方向の寸法を小さくすることで、転写ユニット２１が小型化される構成となっている。

また、クリーニングブレード７２と共に中間転写ベルト３２を挟持する転写ロール３４Ｙの径寸法は、張架ロール３６及びドライブロール４０の径寸法と同一となるように大径化されている。大径化された転写ロール３４Ｙを中間転写ベルト３２の裏当て部材として採用することで、小径のロールを裏当て部材として採用した場合と比して、クリーニングブレード７２の位置が転写ロール３４Ｙに対してずれてしまった場合でも、安定した挟持力（ニップ力）を得る構成となっている。

また、転写ロール３４Ｙ、張架ロール３６及びドライブロール４０の径寸法を同一とすることで、部品の共通化及び低コスト化を図れる構成となっている。

さらに、転写ロール３４Ｙがクリーニングブレード７２によって押される押圧力を利用して、転写ロール３４Ｙを感光体ドラム１８Ｙに押し付けることで、転写ロール３４Ｙを感光体ドラム１８Ｙに向けて加圧する加圧手段の加圧力を低減させることができる構成となっている。

つまり、クリーニングブレード７２のＮｉｐ圧で転写ロール３４Ｙにトラッキング圧を付与することで加圧部材の低減を可能とし、また、クリーニングブレード７２にスクレイパーなどの金属板を用いた場合は、静電吸着効果で線圧の低減が可能となり、中間転写ベルト３２への攻撃性を低減することができる構成となっている。

ここで、本願発明者は、上記構成の画像形成装置を用いて、中間転写ベルトの清掃性能、及び感光体ドラムから中間転写ベルトへのトナー画像の転写性能等を評価した。以下この評価結果について説明する。

図２に示したグラフの横軸は、クリーニングブレードの転写ベルトへの食い込み量〔ｍｍ〕を示し、縦軸は、クリーニングブレード取り付け角度〔ｄｅｇ〕（図４参照）を示している。評価の結果、グラフ中の斜線部のエリアが、異音、初期トナーのすり抜け、クリーニングブレードのめくれ、クリーニング維持性等の問題が無く、清掃性能が満足した。

さらに、図３（Ａ）の横軸は、クリーニングブレードに印加した電圧〔Ｖ〕を示し、縦軸は、転写ロールに生じた印加電圧〔Ｖ〕を示す。また、図３（Ｂ）の横軸は、転写ロールに生じた印加電圧〔Ｖ〕を示し、縦軸は中間転写ベルトへの転写効率〔％〕を示す。

図３（Ａ）（Ｂ）より、今回の評価では、クリーニングブレードへ１５００〔Ｖ〕を印加することで、転写ロールに９００〔Ｖ〕の電圧が生じ、転写ロールに９００〔Ｖ〕の電圧が生じると、転写効率が９０〔％〕となり良好な画像を得ることができることが分かった。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、本願発明を感光体ドラムに形成されたトナー画像が転写ベルトに転写される構成を例にとって説明したが、感光体ドラムに形成されたトナー画像が転写ベルトによって搬送されるシート部材に転写される構成に本願発明を採用してもよい。

また、上記実施形態では、クリーニングブレード７２にプラスの電圧を印加したが、特に、プラスに限定されるものではなく、感光体ドラムに形成されたトナー画像の帯電極性に対して逆極性の電圧を印加すればよい。

１０ 画像形成装置
１８ 感光体ドラム（像保持体）
２１ 転写ユニット
３２ 中間転写ベルト（転写ベルト）
３４Ｙ 転写ロール
３６ 張架ロール
４０ ドライブロール（駆動ロール）
７２ クリーニングブレード（清掃部材）
７８ 転写部
８０ 接触部

Claims (6)

1. 像保持体に形成されたトナー画像が転写される、又は記録媒体を像保持体に形成されたトナー画像が転写される転写領域に搬送する無端状の転写ベルトと、
   前記転写ベルトが巻き掛けられ、前記転写ベルトの内周面に当り、前記転写ベルトに前記転写ベルトの周方向に回転する回転力を付与する駆動ロールと、
   前記転写ベルトが巻き掛けられ、前記転写ベルトの内周面に当り、回転する前記転写ベルトを保持する回転可能に支持された張架ロールと、
   前記転写ベルトの内周面側に設けられ、電圧が直接又は間接的に印加されると共に、トナー画像が形成された前記像保持体との間で前記転写ベルトを挟持して、前記像保持体との間で生じる電位差によって、前記トナー画像を前記転写ベルトに転写する、又は前記トナー画像を前記転写ベルトによって搬送された記録媒体に転写する転写部と、前記転写部と反対側に設けられて前記転写ベルトの内周面と接触する接触部と、を備える転写ロールと、
   前記転写ロールの前記接触部と前記転写ベルトを挟んで設けられ、前記転写ベルト上に残留した残留トナーを回転する前記転写ベルトから清掃する清掃部材と、
   を備える転写ユニット。
2. 前記転写ロールの径寸法が、前記駆動ロール及び前記張架ロールの少なくとも一方の径寸法と同一とされる請求項１に記載の転写ユニット。
3. 前記清掃部材は、導電性材料で形成され、電圧が印加される請求項１又は２に記載の転写ユニット。
4. 前記清掃部材に印加される電圧は、前記像保持体に形成されたトナー画像を構成するトナーの極性に対して逆極性の電圧である請求項３に記載の転写ユニット。
5. 前記転写ロールは、前記清掃部材を通して電圧が印加される請求項３又は４に記載の転写ユニット。
6. 表面にトナー画像が形成される像保持体と、
   前記像保持体に形成されたトナー画像が転写される、又は記録媒体を前記像保持体に形成されたトナー画像が転写される転写領域に搬送する請求項１〜５に記載の転写ユニットと、
   を備えてなる画像形成装置。

Images