JP2012078432A - 転写装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写装置が画像形成装置本体から着脱であっても、良好な転写性能が得られる転写装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体(2)から引き出されて着脱可能に構成された転写装置(30)であって、駆動ローラ(52)及び従動ローラ(54)間に掛け回され、記録材を下方から上方に向けて縦搬送し、その搬送面に記録材を載置して像担持体(18)と転写ローラ(31)との間を走行し、像担持体上の潜像をトナーで現像したトナー像を記録材に直接的に転写する転写ベルト(50)と、転写装置に一体形成され、この転写ベルトを走行させる駆動ローラを回転駆動する駆動ユニット(80)とを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体のトナー像を記録材に転写する転写装置及びこれを搭載した画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では電子写真方式が用いられており、帯電器が像担持体、例えば感光体ドラムを予め帯電し、露光器が感光体ドラムの表面に光を照射すると、この感光体ドラムの表面には静電潜像が形成される。また、現像器はトナーを担持しており、現像バイアス電圧を印加すると、予め電荷を帯びたトナーは静電潜像に付着し、トナー像が形成される。

そして、転写装置は転写ローラを有し、この転写ローラが記録材の裏面側を押圧すると、トナー像は転写ベルト上の記録材に転写され、或いは転写ローラが中間転写ベルトの裏面側を押圧すると、トナー像が中間転写ベルトに転写され、その後、記録材に転写される。
ここで、上記転写ローラの回転駆動を画像形成装置本体に設けられた駆動ユニットで行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、位置決め機構を設け、転写ローラ側のギヤと駆動ユニット側のギヤとを容易に位置決めし、転写装置と感光体ドラムとを所望のニップ幅で圧接させる。

特開２００９−２１０８０１号公報

ところで、上記転写装置には、画像形成装置本体から着脱可能な構造がある。具体的には、転写装置が搬送ユニット上に設置されている場合を例に挙げて説明すれば、この搬送ユニットを画像形成装置本体から引き出すと、転写装置も同時に引き出され、搬送路を外部に開放することができる。これにより、記録材のＪＡＭ処理等が容易に実施可能になる。

しかしながら、上述した位置決め機構は単に所望のニップ幅で圧接させるために機能するだけであり、画像形成装置本体から頻繁に着脱され得る転写装置に適用しても、転写装置側のギヤと駆動ユニット側のギヤとの噛み合いの位置精度を高められず、これでは、ギヤの噛み合い周期による縞模様などの異常な画像が記録材に印字されてしまうとの問題がある。

このように、上記従来の技術では、転写装置が画像形成装置本体から頻繁に着脱される点については格別な配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、転写装置が画像形成装置本体から着脱であっても、良好な転写性能が得られる転写装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、画像形成装置本体から引き出されて着脱可能に構成された転写装置であって、駆動及び従動の各ローラ間に掛け回され、記録材を下方から上方に向けて縦搬送し、その搬送面に記録材を載置して像担持体と転写ローラとの間を走行し、像担持体上の潜像をトナーで現像したトナー像を記録材に直接的に転写する転写ベルトと、転写装置に一体形成され、この転写ベルトを走行させる駆動ローラを回転駆動する駆動ユニットとを具備する。

第１の発明によれば、転写ベルトは、記録材を下方から上方に縦搬送するベルトであり、駆動ローラと従動ローラとの間にて傾斜して掛け回され、像担持体と転写ローラとの間を走行しており、この像担持体上に形成されたトナー像が記録材に転写される。
ここで、駆動ローラの駆動源をなす駆動ユニットが転写装置に一体化されており、転写ベルトの駆動ローラと駆動ユニットの接続部品とは不安定状態の接触が生じ難くなる。よって、転写ベルトを画像形成装置本体から着脱可能に構成しても、ベルトの安定走行を維持でき、良好な転写性能を有した転写装置を提供できる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、転写ベルトは、潜像に付着するトナーとは逆極性の電圧を転写ローラに印加してトナー像を記録材に直接的に転写し、搬送面に付着した残トナーを静電気力によって回収し、その回転駆動によって搬送面を清掃するクリーニングローラを備えたクリーニングユニットをさらに具備することを特徴とする。

第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、転写ベルトは記録材を静電吸着搬送するベルトであり、潜像に付着するトナーとは逆極性の電圧を転写ローラに印加すると、トナー像が記録材に転写される。つまり、このトナーは像担持体から記録材に向けて積極的に移動し、搬送面にも強く付着し得るが、クリーニングユニットはその静電気力を用いて搬送面に付着した残トナーを回収しており、記録材の裏汚れを防止できる。そして、駆動ユニットをクリーニングローラの駆動源としても利用可能にすれば、搬送面の安定した清掃も行える。

しかも、静電吸着搬送する転写ベルトを用いれば、像担持体への巻きつきを容易に防止できるため、記録材の分離性が向上するし、また、次の定着に至るまで吸着させたまま搬送できることから、高速機等の性能安定化に寄与する。
第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、画像形成装置本体内に配置された像担持体を有しており、その駆動によって像担持体上の潜像をトナーで現像し、トナー像を形成する画像形成部をさらに具備することを特徴とする。

第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、上述した転写ベルト及び駆動ユニットを搭載すれば、駆動ローラの駆動源を画像形成装置本体の外部からを這いまわさずに済み、画像形成装置の小型も達成できる。

本発明によれば、駆動ユニットが転写ベルトに一体化されており、転写装置が画像形成装置本体から着脱であっても、転写ベルトの安定走行を維持できるため、良好な転写性能が得られる転写装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

本実施例のプリンタの概略構成図である。 図１の転写ユニット周辺の説明図である。 図１の転写ユニットの斜視図である。 （ａ）図３の駆動ユニットの拡大斜視図である。（ｂ）図３の駆動ユニットの拡大側面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるモノクロ印刷用のプリンタ１の構造が概略的に示されている。図１に示された断面はプリンタ１の左側面からみたものである。このため、プリンタ１の前面は図１の右側に、背面は左側にそれぞれ位置する。

図１に示されるように、プリンタ１の画像形成装置本体２の上方には排紙トレイ３６が設けられ、この排紙トレイ３６の近傍には、使用者の各種操作に供される複数の操作キーや、各種情報を表示する画面を配置したフロントカバー５が設けられている。
また、この装置本体２の下方には給紙カセット４が配置され、その収容部４０には、枚葉の用紙（記録材）が積層された状態で収納されている。

この図１でみて収容部４０の右上方には給紙ローラ４６が設けられており、用紙は、給紙カセット４の右上方に向けて送出され、この送出された用紙は、装置本体２の内部でプリンタ１の前面に沿って上方に向けて縦搬送される。
また、給紙カセット４は、プリンタ１の前面側、つまり、図１において右方向に向けて引き出し可能に構成されており、この引き出した状態にて、収容部４０に新たな用紙を補充したり、用紙を別の種類の用紙に入れ替え可能となる。

装置本体２の内部には、給紙カセット４からの用紙搬送方向でみて下流側に搬送ローラ１０、レジストローラ１４、画像形成部１６及び転写ユニット（転写装置）３０が順番に配置されている。
画像形成部１６には１個の感光体ドラム（像担持体）１８が設けられ、この感光体ドラム１８は回転自在に設置され、ドラムモータによって図１の反時計回りに駆動する。なお、本実施例の感光体ドラム１８は、その表面に非晶質シリコン系の層を有したａ−Ｓｉドラムである。

図１でみて感光体ドラム１８の左方には露光部１５が備えられており、この露光部１５からは、レーザ光が感光体ドラム１８に向けて照射される。そして、図１に示されるように、感光体ドラム１８の周囲の適宜位置には、帯電器２０、現像器２４、転写ユニット３０の転写ローラ３１やクリーニングユニット２５がそれぞれ設けられている。

本実施例の帯電器２０は、図１でみて感光体ドラム１８の左斜め上方に位置し、感光体ドラム１８に接する帯電ローラや、この帯電ローラの表面を研磨摺擦する摺擦ローラを有し、感光体ドラム１８の表面を帯電させる。
現像器２４は感光体ドラム１８の左斜め下方に配置され、感光体ドラム１８に対峙する現像ローラを有する。この現像ローラは現像モータによって図１の時計回りに駆動する。

また、露光部１５と給紙カセット４との間にはブラック用のトナーコンテナ２３が配設されている。
ここで、本実施例の転写ユニット３０は、後述のように静電気力で用紙を吸着搬送する転写ベルト５０を有し（図２，３）、当該転写ベルト５０は感光体ドラム１８の斜め下方に配置され、図３，４のベルトモータ３４によって図１，２でみて時計回りに走行する。

そして、転写ベルト５０は、転写ローラ３１を介して感光体ドラム１８に対して右斜め下方から圧接可能に構成されている。これら転写ベルト５０と感光体ドラム１８とは、トナー像を用紙に転写するためのニップ部を形成する。なお、本実施例の転写ローラ３１は、金属シャフト（直径８ｍｍ程度）上にＥＰＤＭの発泡ゴムを形成した直径１４ｍｍ程度の大きさで構成され、転写ベルト５０の裏面を感光体ドラム１８に向けて押圧している。

また、用紙搬送方向でみて転写ユニット３０の下流側には、定着部３２、排出分岐部３４及び排出ローラ３５が順番に配置されている（図１）。
本実施例では、転写ユニット３０と手差しトレイ３との間に、この転写ユニット３０とともに装置本体２に対して水平方向（図１で云えば給紙カセット４と同様に右方向）に引き出し可能な搬送ユニット４８を備え、この搬送ユニット４８からみて装置本体２の前面側には両面印刷搬送路３８が形成されている。この両面印刷搬送路３８は、排出分岐部３４から装置本体２の前面側で分岐して下方に向けて延び、レジストローラ１４の上流側に連結している。

上述した転写ベルト５０には、ゴム製のシート材の両端部分を重ね合わせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、図２に示されるように、下方のレジストローラ１４側に配置された駆動ローラ５２と上方の定着部３２側に配置された従動ローラ５４との間に平行掛けされ、傾斜した状態で時計回りに走行している。

なお、ゴム製のシート材には例えばアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などを使用し、トナーの離型性を高めるべく、その表面にはフッ素系（例えばＰＴＦＥ）のコーティングが施されている。
また、この転写ベルト５０の摩擦帯電特性は、感光体ドラム１８の静電潜像に付着するトナーの摩擦帯電特性に対して逆極性の関係を有している。

そして、転写ローラ３１と感光体ドラム１８との間に、その静電潜像に付着するトナーと逆極性の電圧を印加する。つまり、仮に本実施例で使用するトナーがプラス帯電性のトナーである場合には、転写ローラ３１に当該トナーとは逆極性の電圧を印加すると、感光体ドラム１８上のプラス帯電性のトナーは感光体ドラム１８から離れ、基本的には転写ベルト５０上の用紙に向かう。

ここで、この転写ベルト５０の搬送面には、この感光体ドラム１８から離れたプラス帯電性のトナーや、感光体ドラム１８の表面電位の上昇などで生じたマイナス帯電性のトナーが残トナーとして付着することがある。また、このプラス帯電性のトナーには、転写ベルト５０の周回走行によって次第にチャージアップされた同じくプラス帯電性の残トナーも存在し得る。

そこで、図２のクリーニングユニット５７が転写ベルト５０の搬送面に残留した残トナーを除去している。
本実施例のクリーニングユニット５７は、クリーニングローラ５８、ブレード５９や高圧基板、及びクリーニング補助部６０などから構成される。
クリーニングローラ５８は、転写ベルト５０の走行方向で見て従動ローラ５４の下流側近傍に配置され、用紙を載置する搬送面に付着した残トナーを静電気力によって回収して搬送面から除去する。

具体的には、クリーニングローラ５８は、金属製（例えばＳＵＳ４３０）で形成されており、転写ベルト５０の幅方向に延びて回転駆動可能に構成されている。また、クリーニングローラ５８は、この転写ベルト５０と同じか大きな速度（線速比：例えば１．０〜１．２）で図２の反時計回りに回転し、転写ベルト５０の搬送面にトレール方向で当接する。

ブレード５９はウレタン製であり、転写ベルト５０の幅方向に延び、その搬送面とは反対側にてクリーニングローラ５８にカウンタ方向で当接する。
また、上述した従動ローラ５４は接地され、これらクリーニングローラ５８と従動ローラ５４との間には、感光体ドラム１８の静電潜像に付着するトナーと逆極性の電圧が高圧基板から印加されるので、転写ベルト５０の搬送面からクリーニングローラ５８に向かう電界が生じている。

これにより、転写ベルト５０の搬送面に付着したプラス帯電性のトナーは搬送面から回収され、クリーニングローラ５８に付着する。このクリーニングローラ５８に付着した残トナーはブレード５９で掻き取られ、回収容器に集められる。
一方、クリーニング補助部６０は、転写ベルト５０の走行方向でみて駆動ローラ５２の上流側近傍に配置されており、転写ベルト５０の幅方向に延びて回転可能に構成される。

このクリーニング補助部６０は、その摩擦帯電特性が正規の帯電トナーとは逆極性（本実施例ではマイナス帯電性）の関係を有したブラシで構成される。そして、転写ベルト５０と同じ速度（線速比：１．０）にて図２の時計回りに回転し、この転写ベルト５０の搬送面にカウンタ方向で当接する。
これにより、搬送面に付着したマイナス帯電性のトナーは、クリーニングローラ５８を通過しても、クリーニング補助部６０で掻き乱されてプラス帯電性のトナーに総て整えられる。

この整えられたプラス帯電性のトナーが付着したままの搬送面は、レジストローラ１４の近傍にて用紙を載置し、感光体ドラム１８に向かう。
次いで、転写ローラ３１に上記トナーとは逆極性の電圧を印加すると、感光体ドラム１８上のプラス帯電性のトナーは感光体ドラム１８から離れて用紙に向かうが、転写ベルト５０の搬送面に付着していたプラス帯電性のトナーは用紙の裏面に向かわず、この搬送面に付着し続ける。

そして、クリーニングユニット５７によれば、上記高圧基板によって搬送面からクリーニングローラ５８に向かう電界が生じているため、この搬送面に付着し続けたプラス帯電性のトナーを搬送面から回収でき、その後の搬送面には残トナーが蓄積し難くなる。
なお、図３の参照符号５５は支持台であり、この支持台５５には転写ベルト５０上のトナーを検知可能な濃度センサが設置されている。

ところで、本実施例の転写ユニット３０には駆動ユニット８０が一体形成される。
詳しくは、この駆動ユニット８０は、図３に示されるように、図２に示した転写ユニット３０の端部とは反対側の端部に一体形成されており、転写ベルト５０に向けて開口したカップ状のケーシング８２を有している。

図４に示される如く、ケーシング８２の開口周縁からは、締結部８３が転写ベルト５０に向けて突出しており、転写ユニット３０のフレーム５６に重ねられてネジ止めされ、ケーシング８２は転写ユニット３０に固定される（図４（ａ））。
また、このケーシング８２の開口部分は、上記ベルトモータ８４を搭載したモータ基板８５で塞がれている（図４（ｂ））。このベルトモータ８４の回転軸の一端には入力ギヤ８８が形成される。

一方、駆動ローラ５２のシャフト６２の一端には駆動ギヤ６８が形成され、これら駆動ギヤ６８と入力ギヤ８８との間には大小のアイドルギヤ７８，７９がフレーム５６に対して回転自在に支持されている。アイドルギヤ７８は入力ギヤ８８及びアイドルギヤ７９に噛み合わされ、このアイドルギヤ７９は駆動ギヤ６８に噛み合わされている。

これにより、ベルトモータ８４が駆動すると、その動力は入力ギヤ８８からアイドルギヤ７８、アイドルギヤ７９、そして、駆動ギヤ６８を介してシャフト６２に伝達され、駆動ローラ５２を図２の時計回りに回転させる。
なお、本実施例の駆動ユニット８０は、駆動ローラ５２の他、クリーニングユニット５７も回転駆動可能に構成されている。

再び図１に戻り、上記プリンタ１が印刷を行う際は、給紙ローラ４６によって給紙カセット４から用紙が１枚ずつ分離して送出される。送出された用紙は搬送ローラ１０からレジストローラ１４に到達する。このレジストローラ１４は、用紙の斜め送りを矯正しつつ、画像形成部１６で形成されるトナー像との画像転写タイミングを計りながら、用紙を所定の給紙タイミングにて転写ユニット３０へと送出する。

一方、図示しないコントローラには、印刷の元になる画像データが外部から受信可能に構成されている。この画像データは、文字や符号、図形、記号、線図、模様等の各種の画像がデータ化されたものである。そして、このデータに基づき、このコントローラではレーザ光の照射などを制御する。
詳しくは、感光体ドラム１８の表面を除電した後、帯電器２０が感光体ドラム１８の表面を帯電する。

次いで、露光部１５が感光体ドラム１８の表面にレーザ光を照射すると、感光体ドラム１８の表面には静電潜像が作られ、この静電潜像からブラック用のトナー像が形成される。
このトナー像は転写ベルト５０で搬送される用紙に転写される。なお、感光体ドラム１８の表面に残留したトナー等はクリーニングユニット２５で除去され、また、転写ベルト５０の搬送面に付着した残トナー等はクリーニングユニット５７で除去される。

続いて、用紙は未定着トナー像を担持した状態で定着部３２に向けて送られ、この定着部３２にて加熱及び加圧され、トナー像が定着される。その後、定着部３２から送出された用紙は排出ローラ３５を介して排紙トレイ３６に排出され、高さ方向に積層される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部３２から排出された用紙は、排出分岐部３４でその搬送方向が切り替えられる。

つまり、片面に印刷された用紙は装置本体２内に引き戻され、両面印刷搬送路３８に搬送される。続いて、この用紙はレジストローラ１４の上流側に向けて送出され、転写ユニット３０に向けて再び送られる。これにより、用紙の未だ印刷がされていない面にトナー像が転写される。
以上のように、本実施例によれば、転写ベルト５０は、用紙を下方から上方に縦搬送するベルトであり、駆動ローラ５２と従動ローラ５４との間にて傾斜して掛け回され、感光体ドラム１８と転写ローラ３１との間を走行しており、この感光体ドラム１８上に形成されたトナー像が用紙に転写される。

ここで、駆動ローラ５２の駆動源をなす駆動ユニット８０が転写ユニット３０に一体化されており、転写ベルト５０の駆動ローラ５２と駆動ユニット８０の接続部品とは不安定状態の接触が生じ難くなる。よって、転写ベルト５０を装置本体２から着脱可能に構成しても、ベルト５０の安定走行を維持でき、良好な転写性能を有した転写ユニット３０を提供できる。

また、転写ベルト５０は用紙を静電吸着搬送するベルトであり、潜像に付着するトナーとは逆極性の電圧を転写ローラ３１に印加すると、トナー像が用紙に転写される。つまり、このトナーは感光体ドラム１８から用紙に向けて積極的に移動し、転写ベルト５０の搬送面にも強く付着し得るが、クリーニングユニット５７はその静電気力を用いて搬送面に付着した残トナーを回収しており、用紙の裏汚れを防止できる。

そして、本実施例の如く駆動ユニット８０は、クリーニングローラ５８の駆動源としても利用できるため、搬送面の安定した清掃も行える。
しかも、静電吸着搬送する転写ベルト５０を用いれば、感光体ドラム１８への巻きつきを容易に防止できるため、用紙の分離性が向上するし、また、次の定着に至るまで吸着させたまま搬送できることから、高速機等の性能安定化に寄与する。

さらに、上述した転写ベルト５０及び駆動ユニット８０を搭載すれば、駆動ローラ５２やクリーニングローラ５８の駆動源を装置本体２の外部からを這いまわさずに済み、プリンタ１の小型も達成できる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。

例えば、上述の実施例では、プラス帯電性のトナーを正規の帯電トナーとして説明したが、本発明はマイナス帯電のトナーを正規の帯電トナーする場合にも適用可能である。
また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、転写装置が画像形成装置本体から着脱であっても、良好な転写性能を得ることができるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成装置本体
１６ 画像形成部
１８ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 転写ユニット（転写装置）
３１ 転写ローラ
５０ 転写ベルト
５２ 駆動ローラ
５４ 従動ローラ
５７ クリーニングユニット
５８ クリーニングローラ
８０ 駆動ユニット

Claims (3)

1. 画像形成装置本体から引き出されて着脱可能に構成された転写装置であって、
   駆動及び従動の各ローラ間に掛け回され、記録材を下方から上方に向けて縦搬送し、その搬送面に前記記録材を載置して像担持体と転写ローラとの間を走行し、前記像担持体上の潜像をトナーで現像したトナー像を前記記録材に直接的に転写する転写ベルトと、
   前記転写装置に一体形成され、この転写ベルトを走行させる前記駆動ローラを回転駆動する駆動ユニットと
   を具備することを特徴とする転写装置。
2. 請求項１に記載の転写装置であって、
   前記転写ベルトは、前記潜像に付着するトナーとは逆極性の電圧を前記転写ローラに印加して前記トナー像を前記記録材に直接的に転写し、
   前記搬送面に付着した残トナーを静電気力によって回収し、その回転駆動によって前記搬送面を清掃するクリーニングローラを備えたクリーニングユニットをさらに具備することを特徴とする転写装置。
3. 請求項１又は２に記載の転写装置を搭載した画像形成装置であって、
   前記画像形成装置本体内に配置された前記像担持体を有しており、その駆動によって前記像担持体上の潜像をトナーで現像し、トナー像を形成する画像形成部をさらに具備することを特徴とする画像形成装置。

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