JP3643099B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ベルト状の中間転写体を備えて一つの感光体に形成された互いに異なる色のトナー像を順次中間転写体に重ね合わせて転写してカラー画像を形成するタイプのプリンターやファックシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に中間転写体の保持を改良したものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図５は上述のような画像形成装置に用いられている従来の中間転写体ユニット（中間転写体保持装置）の正面図である。この中間転写体ユニットは、図示せぬ装置本体の前後側板に設けた軸受により支持される駆動ローラ１、テンションローラ（タイトナー）２、転写対向ローラ３、クリーニング対向ローラ４、従動ローラ５に中間転写ベルト６を張掛してなるものである。図中７は感光体ドラム、８は感光体ドラムのクリーニングユニット、９は中間転写ベルトのクリーニングユニット、１０は分離チャージャ、１１は紙転写チャージャ、１２はレジストローラ、１３はベルト転写チャージャであり、また前後側板には中間転写体ユニットを引き出すための中間転写体レール１４（ユニット側）、１５（装置本体側）が取り付けられている。この中間転写体レール１４は、中間転写体ユニットを装置外へ取り出して置く際に、中間転写ベルト６が床面につかないような構成になっている。
【０００３】
ベルト転写チャージャ（ベルト転写器）１３は、前後側板間の感光体ドラム７と対向する部位に設けられ、中間転写ベルト６上のトナー像を記録シート上へ転写するための紙転写チャージャ（紙転写器）１１と中間転写ベルト６と記録シートを分離するための分離チャージャ１０は転写対向ローラ３の対向部位に設けられている。
【０００４】
上述のようなタイプの従来の画像形成装置においては、中間転写ベルト６の周長が少なくとも記録シートよりも長くなくてはいけないため、装置の小型化が困難でるという問題があった。また従来、中間転写ベルト６上のトナー像を記録シートヘチャージャにより転写する際、十分なチャージ領域が必要なために、例えば大径の転写対向ローラ、あるいは転写対向ローラに代えて２段ローラとなる転写入口ローラと分離ローラを設けて中間転写ベルト６に平面部を作ることが必要であった。ところが大径ローラの場合は曲率が大きいため、また２段ローラの場合は巻き付き角が小さいため、中間転写ベルト６と記録シートの分離には、分離チャージャ、あるいはトナー像が来たときは回避するような接離可能な分離爪が必要であった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、中間転写体の配回しレイアウトの自由度を増やし、省スペース化を実現できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は上記目的を達成するために、ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像を、順次中間転写体に重ね合わせて転写しカラー画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラムと接触している上記中間転写体の転写部とは別の位置で像を担持している面から押さえ付け、上記中間転写体を逆側へ屈曲させる手段を設け、上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体の両端部のみ接触するローラである構成としてある。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、上記ローラが、寄り止めを兼用する構成とすることができる。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、上記逆側へ屈曲させる手段が、記録シートを分離するための分離ローラよりも後段側の部分を逆側へ屈曲させるものである構成とすることができる。
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体をクリーニングするクリーニング部より前段側の部分を逆側へ屈曲させるものである構成とすることができる。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体を駆動する駆動ローラに隣接する部分を逆側へ屈曲させるものである構成とすることができる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、上記逆側へ屈曲させる手段が、タイトナーである構成とすることもできる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の概略構成図で、主にカラー画像読み取り装置２０、カラー画像記録装置２１、給紙バンク２２等で構成されている。
【００１３】
カラー画像読み取り装置（以下、カラースキヤナーという。）２０は、コンタクトガラス２３上の原稿２４の画像を照明ランプ２５、ミラー群２６及びレンズ２７等からなる光学系を介してカラーセンサー２８に結像して、原稿２４のカラー画像情報を、例えばＢｌｕｅ（以下Ｂ）、Ｇｒｅｅｎ（同Ｇ）、Ｒｅｄ（同Ｒ）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサー２８は、この例ではＢ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成されており、３色同時読み取りを行なう。そして、このカラースキャナー２０で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部（図示せず）で色変換処理を行ない、Ｂｌａｃｋ（以下ＢＫ）、Ｃｙａｎ（同Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（同Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（同Ｙ）のカラー画像データを得るものである。
【００１４】
これを、次に述べるカラー画像記録装置（以下、カラープリンターという。）２１によって、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行ない、最終的なカラーコピーとする。なお、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得るためのカラースキヤナー２０の動作方式は、カラープリンター２１の動作とタイミングを取ったスキャナースタート信号を受けて、照明・ミラー光学系が図中の左方向に向く矢印方向へ原稿２４を走査し、１回の走査毎に１色の画像データを得る。そしてこの動作を合計４回繰り返すことによって、順次の４色画像データを得る。そして、その都度カラープリンター２１で順次顕像化しつつ、これを重ね合わして４色フルカラー画像を形成する。
【００１５】
カラープリンター２１の書き込み光学ユニット３０は、カラースキャナー２０からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行ない、感光体ドラム２９に静電潜像を形成する。この光学ユニットは、レーザー発光手段、発光駆動制御部、ポリゴンミラー、回転用モータ、ｆ／θレンズ、反射ミラー等で構成されている。
【００１６】
感光体ドラム２９は、図中矢印のように反時計方向に回転するが、その回りには、現像器３１や中間転写ユニット３２に加え、感光体クリーニングユニット、除電ランプ、帯電器、電位センサー、現像濃度パターン検知器等が配置されている。現像器３１はリボルバー現像装置で、ＢＫ現像器、Ｃ現像器、Ｍ現像器、Ｙ現像器を反時計方向に回転させるようになっている。各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２９の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。
【００１７】
この画像形成装置では、待機状態では現像器３１はＢＫの位置にセットされており、コピー動作が開始されるとカラースキャナ２０で所定のタイミングからＢＫ像データの読み取りがスタートし、この画像データに基づきレーザー光による光書き込み、潜像形成が始まり（以下ＢＫ画像データによる静電潜像をＢＫ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様とする）、このＢＫ潜像の先端部から現像可能とするためにＢＫ現像器の現像位置に潜像先端部が到達する前に、現像スリーブの回転を開始させてＢＫ潜像をＢＫトナーで現像する。その後ＢＫ潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がＢＫ現像位置を通過した時点で、速やかにＢＫ現像ユニットの現像位置から次の色の現像位置まで現像器３１が回転する。
【００１８】
像形成サイクルが開始されると、先ず感光体ドラム２９は矢印のように反時計廻りに、中間転写ユニット３２の中間転写ベルト３３は時計廻りに図示しない駆動モータによって回転される。中間転写ベルト３３の回転にともなってＢＫトナー像形成、Ｃ像形成、Ｍ像形成、Ｙ像形成が行われ、最終的にＢＫＣＭＹの順に中間転写ベルト３３上に重ねてトナー像が作られる。
【００１９】
ＢＫ像形成を説明すると、帯電器３４がコロナ放電によって感光体ドラム２９を負電荷で約−７００Ｖに一様に帯電し、続いてレーザーダイオード３５がＢＫ信号に基づいてラスタ露光を行なうと、当初一様に荷電された感光体ドラム２９の露光部分で露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜像が形成される。現像器３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹はんによって負極性に帯電され、また本現像装置のＢＫ現像スリーブは感光体ドラム２９の金属基体層に対して図示せぬ電源手段によって負の直流電位と交流とが重畳された電位にバイアスされる。この結果、感光体ドラム２９の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢＫトナーが吸着され、潜像と相似なＢＫ可視像が形成される。
【００２０】
上述のように感光体ドラム２９上に形成したＢＫトナー像は、感光体ドラム２９と接触状態で等速駆動されている中間転写ベルト３３の表面に、コロナ放電器であるベルト転写チャージャ４４によって転写される。なお以下では、感光体ドラム２９から中間転写ベルト３３ヘのトナー像転写をベルト転写という。感光体ドラム２９上の若干の未転写残留トナーは感光体ドラム２９の再使用に備えて感光体クリーニング装置４５で清掃され、回収されたトナーは回収パイプを経由して図示せぬ排トナータンクに蓄えられる。なお、中間転写ベルト３３には、感光体ドラム２９に順次形成されるＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合せして４色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙にベルト転写チャージャ４４にて一括転写を行う。
【００２１】
ところで、感光体ドラム２９側ではＢＫ工程の次にＣ工程に進むが、所定のタイミングでカラースキャナー２０によるＣ画像データ読み取りが始まり、その画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像形成を行なう。Ｃ現像器はその現像位置に対して、先のＢＫ潜像後端部が通過した後で、かつＣ潜像の先端が到達する前に現像器３１の回転駆動を行ない、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。以後、Ｃ潜像領域の現像が続けられるが、潜像後端部が通過した時点で、先のＢＫ現像器の場合と同様にＣ現像ユニットの回転動作を行なう。これもやはり次のＭ潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、ＭおよびＹの工程については、それぞれの画像データ読み取り、潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ、Ｃの工程と同様である。
【００２２】
中間転写ユニット３２は図２に詳細に示すようなもので、中間転写ベルト３３は、駆動ローラ３６、転写対向ローラ３７、クリーニング対向ローラ３８、分離ローラ３９、逆屈曲ローラ４０、タイトナー（逆屈曲ローラ）４１及び従動ローラ群４２、４２に張架されており、図示せぬ駆動モータにより駆動制御されるようになっている。即ち本実施例の中間転写体ユニット３２は、中間転写ベルト３３のトナー像を保持している面側から逆屈曲ローラ４０によって押さえ付けて逆方向へ屈曲させ、ユニット構成を小型化している。逆屈曲ローラ４０としては、トナーが転写しないように離形性の良いテフロン（登録商標）等でコーティングされたものを用いるとよい。また逆屈曲ローラ４０にトナーと同極性のバイアスを印加して、ローラにトナーが転写しないようにしてもよいが、この場合は導電性の材質のものを用いる。また中間転写体クリーニング装置（以下ベルトクリーニング装置）４３を含んでおり、中間転写ベルト３３の内周側には感光体ドラム２９と対向して上述したベルト転写チャージャ４４が配置されている。
【００２３】
ベルトクリーニング装置４３は、入ロシール、ゴムブレード、排出コイル、および入ロシール、ブレードの接離機構などで構成されており、１色目のＢＫ画像をベルト転写した後の、２、３、４色目をベルト転写している間は、ブレード接離機構によってベルト面から入ロシール、ゴムブレードを離間させている。ベルトクリーニング装置４３の下方には紙転写コロナ放電器４６（以下、紙転写器）が設けてある。この紙転写器４６は、コロナ放電方式にてＡＣ＋ＤＣ、又はＤＣ成分を印加して、中間転写ベルト３３上の重ねトナー像を転写紙に転写する。
【００２４】
さらに給紙バンク２２内の転写紙カセット４７には、各種サイズの転写紙が収納されており、指定されたサイズ紙の転写紙カセットから、給紙コロ４８によつてレジストローラ対４９方向へ給紙、搬送される。具体的には、像形成が開始される時期に転写紙カセット内の転写紙は給紙口から給送され、レジストローラ対４９のニップで待機している。そして紙転写器４６に中間転写ベルト３３上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙４６の先端がこの像先端に一致するようにレジストローラ対４９が駆動され、転写紙と像のレジスト合わせが行なわれる。
【００２５】
このようにして転写紙が中間転写ベルト像と重ねられて正電位につながれた紙転写器４６の上を通過するとき、コロナ放電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆どが転写紙上に転写される。続いて紙転写器４６の図中左に配する図示せぬＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器によって、転写紙が通過するときに除電し、中間転写ベルト３３から剥離して搬送ベルト５０へ移す。
【００２６】
中間転写ベルト面から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト５０で定着器５１へ搬送され、所定温度にコントロールされた定着ローラ５２と加圧ローラー５３のニップ部でトナー像を溶融定着され、排出ローラ対５４で装置外に送り出され、図示せぬコピートレイに表向きにスタックされる。またベルト転写後の感光体ドラム２９は、感光体クリーニングユニットで表面をクリーニングされ、また、除電ランプで均一に除電される。転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト３３は、ベルトクリーニング装置４３で表面をクリーニングされる。
【００２７】
リピートコピーの時は、カラースキャナ２０の動作および感光体ドラム２９への画像形成は、１枚目の（４色目）画像工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の（１色目）画像工程に進む。また、中間転写ベルト３３については、１枚目の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面をベルトクリーニング装置４３でクリーニングされた領域に、２枚目のＢＫトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。なお以上は、４色フルカラーを得るコピーモードの説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、現像器３１の所定色の現像器のみを現像作動（所定色の現像位置）状態にして、ベルトクリーニング装置４３のブレードを中間転写ベルト３３に押圧状態のまま連続してコピー動作を行なう。
【００２８】
なお逆屈曲ローラ４０が、中間転写ベルト３３の端部のみと接触するように例えば図４、図５に示すようなものを用い、中間転写ベルト３３の画像領域Ｚには接しないようにしてトナー像を乱さないようにすることができる。図４の逆屈曲ローラ４０は、中間転写ベルト３３の寄り止めを兼用しており、中間転写ベルト３３の裏面側に設けた寄り止め部３３ａとともにたるみによるトナー像と軸の接触を、図５の例では中間転写ベルト３３が外れることを防止できるようになっている。なお両図中５５は軸受であり、図４の例ではこの軸受５５を加圧スプリング５６によって付勢して用いている。
【００２９】
また本実施例の中間転写体ユニット３２は、中間転写ベルト３３上のトナー像を記録シートヘ転写した後、中間転写ベルト３３と記録シートを分離する分離部の次の位置で、中間転写ベルト３３を逆に屈曲させており、このため十分な巻き付き角が得られ、記録シートの曲率分離が可能になり、分離チャージャや分離爪が不要となっている。
【００３０】
さらに従来のクリーニング装置では、ブレードで掻き取った排トナーを下方で回収するだけとなっているため、中間転写ベルトの下方位置に配置され、ブレードで掻き敢ったトナーが下にこぼれないようにする入口シールやこれを保持する入口シールホルダー、ブレードで掻き取ったトナーを装置外へ搬送するトナー排出コイルを備えており、ブレード及ぴ入ロシールは通常中間転写ベルトに接触しているが、多色コピーモードの際はブレード接離機構により中間転写ベルトから離せるようになっていて、接離時の衝撃、振動により、排トナーのトナー落ち、あるいはトナー飛散が発生していたが、本実施例の中間転写体ユニット３２は、中間転写ベルト３３上のトナー像を記録シートヘ転写した後、未転写トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置４３の手前側の位置で、中間転写ベルト３３を逆に屈曲させていことにより、接離部位の下側を覆って従来の不具合を解消している。
【００３１】
そしてさらに本実施例の中間転写体ユニット３２は、駆動ローラ３６に隣接する位置をタイトナー４１によって逆に屈曲させ、駆動ローラ３６の巻き付き角を増やしており、従来の中間転写体保持装置のように、駆動ローラ、クリーニング対向ローラ、転写ローラ、タイトナー等ローラの数が増すほど、中間転写ベルトのそれぞれのローラヘの巻き付き角が少なくなって駆動ローラにだけ多くの巻き付き角を与えられないという制約を解消し、駆動ローラ３６が中間転写ベルト３３に確実に駆動が伝達出来るようにしてある。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に係る画像形成装置は以上説明してきたように、トナー像を担持する中間転写体を逆側へ屈曲させるため、配回しの自由度が増やし、中間転写体保持装置の小型化を達成でき、中間転写体を逆側へ屈曲させるローラが両端部のみで接触するようにしたので、トナー像を乱すことがないという効果がある。
【００３３】
請求項２に係る画像形成装置は以上説明してきたように、中間転写体を逆側へ屈曲させるローラが寄り止めを兼用するようにしたので、上記共通の効果に加え、中間転写体がローラから外れてしまうことを防止できるという効果がある。
【００３４】
請求項３に係る画像形成装置は以上説明してきたように、分離ローラより後段側の部分を逆側に屈曲させるようにしたので、上記共通の効果に加え、中間転写体の分離ローラへの巻き付き角を増すことが出来、記録シートの分離不良を防止できるという効果がある。
【００３５】
請求項４に係る画像形成装置は以上説明してきたように、クリーニング部より前段側の部分を逆側に屈曲させるようにしたので、上記共通の効果に加え、中間転写体に対してクリーニング部で覆うことが出来、クリーニング部のトナー落ち、トナー飛散を防止することができるという効果がある。
【００３６】
請求項５に係る画像形成装置は以上説明してきたように、駆動ローラに隣接する部分を逆側へ屈曲させるようにしたので、上記共通の効果に加え、中間転写体の駆動ローラヘの巻き付き角を増すことが出来、確実な駆動を伝達できるという効果がある。
【００３７】
請求項６に係る画像形成装置は以上説明してきたように、駆動ローラに隣接する部分を逆側へ屈曲させる手段をタイトナーとしたので、上記共通の効果に加え、特別なローラの追加無しに確実な駆動を伝達できる安価な装置構成とすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の中間転写ユニットを示す断面図である。
【図３】逆屈曲ローラの変形例を示す断面図である。
【図４】逆屈曲ローラの他の変形例を示す断面図である。
【図５】従来の画像形成装置の一例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
２０ カラー画像読み取り装置
２１ カラー画像記録装置（カラープリンター）
２２ 給紙バンク
２３ コンタクトガラス
２４ 原稿
２８ カラーセンサー
２９ 感光体ドラム
３０ 書き込み光学ユニット
３１ 現像器
３２ 中間転写ユニット
３３ 中間転写ベルト
３６ 駆動ローラ
３７ 転写対向ローラ
３８ クリーニング対向ローラ
３９ 分離ローラ
４０ 逆屈曲ローラ
４１ タイトナー（逆屈曲ローラ）
４３ 中間転写体クリーニング装置（ベルトクリーニング装置）
４４ ベルト転写チャージャ
４５ 感光体クリーニング装置
４６ 紙転写コロナ放電器（紙転写器）
５０ 搬送ベルト
５１ 定着器
５５ 軸受
５６ 加圧スプリング

Claims (6)

1. ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像を、順次中間転写体に重ね合わせて転写しカラー画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラムと接触している上記中間転写体の転写部とは別の位置で像を担持している面から押さえ付け、上記中間転写体を逆側へ屈曲させる手段を設け、上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体の両端部のみ接触するローラであることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記ローラが、寄り止めを兼用することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記逆側へ屈曲させる手段が、記録シートを分離するための分離ローラよりも後段側の部分を逆側へ屈曲させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体をクリーニングするクリーニング部より前段側の部分を逆側へ屈曲させるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 上記逆側へ屈曲させる手段が、上記中間転写体を駆動する駆動ローラに隣接する部分を逆側へ屈曲させるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 上記逆側へ屈曲させる手段が、タイトナーであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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