JP3691266B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真式複写機、プリンタ、普通紙ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、詳細には画像担持体上のトナー像を中間転写体を介して転写紙に転写するように構成した画像形成装置において、厚紙に画像形成する場合に転写不良が発生する不具合をなくすると共に、転写後の転写紙を中間転写体から分離する為の除電手段を低コストで組み込むことを可能とした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パソコン端末としての電子写真式のプリンタによって厚紙に画像を形成する場合、プリンタを用いた厚紙への画像形成が困難である為、該プリンタにより一旦普通紙上に画像を形成してから、この普通紙原稿を用いて複写機等により厚紙上に画像形成していた。このため、厚紙上に得られる画像の品質向上には限界があり、画質が低下していた。
このようなところから、プリンタによって直接厚紙（特に、４５Ｋ紙〜２２０Ｋ紙）に画像形成を行いたいというニーズが高まっているが、これまでこのようなプリンタは開発されていなかった。
また、近年、画像担持体（感光体）上に形成したトナー像を直接転写紙上に転写するのではなく、一旦中間転写体としての中間転写ベルト上に転写してから、この中間転写ベルト上のトナー像を転写紙上に転写する転写方式がカラープリンタ等において採用されている。このようなプリンタにおいて厚紙に十分にトナー像を転写する為には転写位置における中間転写ベルトと厚紙との密着性を十分に確保することが必要である。しかし、プリンタにあっては省スペース化のために、転写紙が中間転写ベルトの終端部に位置する転写位置（中間転写ベルトと転写ローラとの接触部）を通過した直後に、ガイド板が転写紙の搬送方向を急激に変更して定着装置へ導く構成となっており、前部をガイド板によって無理に方向転換させられた厚紙の後部は平面状態に戻ろうとする強い反力によって中間転写ベルトから離間して転写不良となり易く、所々画像に抜けが発生するという異常画像が発生していた。
また、上記従来の画像形成装置にあっては、転写位置を通過した転写紙（特に、薄紙）を分離する為に、当該転写紙の裏面に接して除電する除電手段を設けていたが、除電手段を接地させるための電極板等を格別に設ける必要があり、コスト高の原因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、画像担持体上のトナー像を中間転写体を介して転写紙に転写するように構成した画像形成装置であって転写位置を通過した転写紙の搬送方向を急激に変換するように構成したものにおいて、転写位置を通過した転写紙の前部が方向転換することにより転写位置に進入しようとする同じ転写紙の後部が中間転写体から離間し、その結果転写不良が発生するという不具合をなくすることと、転写後の転写紙を中間転写体から分離する為の除電手段を低コストで組み込むことを可能とした画像形成装置を提供することにある。
つまり、薄紙〜厚紙までの広範囲の紙厚を有した転写紙に対する転写性能の向上を低コストにて達成することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、請求項１の発明は、画像担持体上に形成されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、該中間転写体上のトナー像を転写紙に転写する転写手段と、該転写手段によりトナー像の転写を受けた転写紙を定着装置に搬送するために搬送方向を変更する搬送ガイド部材とを備えた画像形成装置であって、上記転写手段は転写ローラであり、上記転写ローラの軸端部を絶縁製のホルダにより保持すると共に該ホルダによって転写ローラを中間転写体上に接離可能に支持し、更に、該ホルダには該転写ローラと中間転写体との間に進入してくる転写紙を転写ローラに案内するための入口ガイド部を設け、上記搬送ガイド部材によって前部の搬送方向を変更された転写紙の後部が上記転写ローラを上記ホルダーごと押し上げて中間転写体から離間する構成を備えた画像形成装置において、該転写ローラと中間転写体との間を転写紙が通過する際に上記入口ガイド部を所望の位置に保持する為に上記ホルダを中間転写体に向けて押圧し、前部の搬送方向を変更された転写紙の後部の上記中間転写体からの離間を防止する押圧部材を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記ホルダには導電性の補強部材を固定すると共に、該補強部材に除電部材を固定して除電部材を通過する転写紙に接触せしめて除電を行い、更に上記押圧部材を補強部材と接触させることにより除電部材を接地したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。
図１(a) は本発明を適用した画像形成装置の一例としての多色画像形成装置の概略中央断面図、(b) は分解図である。
ベルト状感光体１は回転ローラ２、３により回動可能に支持され、矢印Ａの方向に回転される。感光体１の外周部には帯電装置４、除電ランプＬ、感光体用のクリーニングブレード１５Ａが配置されている。帯電装置４の下流位置には、レーザ書き込みユニット５より発せられるレーザ光５Ｄが照射される光書き込み部が在る。光書き込み部より下流の位置には、複数の現像器が切り換自在に支持された多色現像装置６が配置されている。多色現像装置６は、収容するトナーの色ごとに、イエロー現像ユニット、マゼンタ現像ユニット、シアン現像ユニットを備えている。多色現像器６の上部には黒色トナーを収容した黒現像ユニット７が備えられている。上記現像ユニットのいずれか一つが、対応する色の現像タイミングに同期し、現像可能な位置に移動する。
多色現像装置６は本実施例では、円周上１２０度の回転により、上記現像ユニットの選択を行う機構を有している。そしてこれらの現像ユニットが稼動するときには、黒現像ユニット７は、感光体１より離間した位置に移動する。その移動は、カム４５の回転により制御される。
レーザ書き込みユニット５において、図示省略のレーザ光源からの光は、モータ５Ａにより回転駆動されるポリゴンミラー５Ｂにより走査され、ｆθレンズ５Ｃ及び、ミラー５Ｆなどを経て、感光体に至り帯電された感光体上に、書き込み情報に対応した潜像を形成する。
感光体上の潜像は前述の現像器で現像され、トナーによる顕像が感光体表面に形成・保持される。感光体１はその上部が中間転写ベルト１０に接している。
中間転写ベルト１０は回転ローラ１１、１２に回転可能に支持されている。感光体上のトナー像は、中間転写ベルトの裏側にあるバイアス手段１３により、中間転写ベルト表面に転写される。
感光体は１色毎にクリーニングされ、所定の色のトナー像が順次感光体上に形成され、その都度中間転写ベルト１回転毎に中間転写ベルト上の同じ位置に転写されて、中間転写ベルト上で数色重ねられたカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト上で数色重ねられたカラートナー像は、紙やプラスチック等の記録媒体に転写される。
【０００６】
紙への転写に際しては、給紙装置（給紙カセット）１７に収納されている用紙が給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９、レジストローラ対２０を経て中間転写ベルト１０と転写ローラ１４のニップ部に、紙と画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。
転写ローラ１４の作用で、中間転写ベルト上の数色トナー像を一括して受け渡された紙は、定着装置５０に送られ、用紙上のトナー像が定着され、排紙ローラ対５１により本体フレーム９の上部の排紙スタック部５２に排出される。
中間転写ベルト１０には、ローラ１１の部位に中間転写ベルト用クリーニング装置１６が設けられ、クリーニングブレード１６Ａがクリーニングプレード接離用アームを介して接離自在な構成となっている。このクリーニングブレード１６Ａは、感光体からトナー画像を受け取る工程では、中間転写ベルトから離れ、中間転写ベルトより用紙に画像を転写した後に接触するようになっていて、用紙に画像を転写した後の残留トナーをかきとる。
クリーニングブレードはすでに記したように、感光体用と中間転写ベルト用がある。これらブレードがかきとった廃トナーは、本実施例のものでは、回収容器１５に収容にし、その容器を適宜交換する。中間転写ベルト用クリーニング装置１６の内部に設けたが、ブレードがかきとった廃トナーを搬送し、不図示の搬送手段で回収容器１５に送るようになっている。
図中３１はユニット化されたプロセスカートリッジで、感光体１、帯電装置４、中間転写ベルト１０、クリーニング装置１６、用紙搬送路を形成する搬送ガイド３０などを一体に組み込み、寿命到来時に交換できるように構成されている。プロセスカートリッジ３１の交換のほかに、多色現像器６、黒現像器７なども寿命到来時に交換するが、その交換性やジャムした用紙の処理を容易にするため、本体の一部の前フレーム９は、支軸９Ａを回転中心として、回動・開放が可能な構造にしてある。
図の左側には、電装・制御装置Ｅが収納されている。その上方には、ファンＦが備えられており、機内の温度過昇防止のために排風する。図の右側には、比較的小規模の別の給紙装置ＭＦが備えられている。
【０００７】
図２は図１における転写ローラの非軸端部の断面及び周辺の詳細図であり、図３は要部分解斜視図であり、図４は転写ローラ軸端部の支持構造を示す図である。
この転写ローラ１４は、その軸端部を樹脂等の絶縁材料から成るホルダ１００により回転自在に保持されると共に、機器本体側の支持部材１０５によって支持された押圧部材１０６によって中間転写ベルト１０に向けて加圧されている。ホルダ１００の上面には金属製の補強部材１０７を固定し、この補強部材１０７の一端部には除電ブラシ（除電部材）１０８を固定してブラシ先端が転写位置（中間転写ベルトと転写ローラとの接触部）から通過してきた用紙上面に接触し得るように構成する。ホルダ１００は軸１００ａによって上下方向に回動可能に構成されている。転写位置の直下流側には転写紙Ｐを転写装置５０の入口に向けて導く為のガイド部材１０９が配置され、転写位置を通過した転写紙はガイド部材１０９によって急激に搬送方向を下向きに変換される。
ホルダ１００の入口には図示のごとく屈曲した入口ガイド部１００ｂが設けられており、支持部材１０５から延びる搬送ガイド１１０との協働によって転写紙Ｐを転写位置に導くように構成している。入口ガイド部１００ｂの下端部と中間転写ベルト１０の上面との間のギャップσの値としては、例えば厚紙（２２０Ｋ紙）を通紙する場合を含めて理想的な転写性能を得る為には、０．８ｍｍ程度に設定する。
なお、符号１１１は、プロセスカートリッジのケースであり、転写紙の搬送ガイドを兼ねている。
【０００８】
このタイプの画像形成装置においては、転写位置の直下流位置にガイド部材１０９が設けられ、このガイド部材１０９によって転写紙の搬送方向を、それまで転写ベルトの上面によってガイドされてきた方向とは異なった方向へ急激に変換している。このため、厚紙に転写を行う場合には、厚紙前部がガイド部材１０９によって下方へ押し下げられることとなり、厚紙の腰により厚紙全体が平面形状に復帰しようとするための反力が発生する。この反力により、転写位置よりも後方に位置する厚紙の後部が中間転写体１０の上面から離間する方向へ浮き上がり易くなり、ホルダ１００を押し上げて、上記ギャップσを許容値を越えて拡大させ、転写性能を低下させる。従来の転写装置においては、浮き上がった厚紙後部を押える手段がなかった為、厚紙後部に対する転写不良が発生し易かった。
【０００９】
なお、中間転写ベルト１０上にトナー像を順次転写する過程では、転写ローラ１４を中間転写ベルト１０から離間させておく一方で、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙上に一括転写する際には転写ローラ１４を下降させて中間転写ベルトとの間で転写紙を挟圧しつつ転写バイアスを印加して転写を実行する。このため、転写ローラ１４は軸１００ａによって回動するホルダ１００によって中間転写ベルト面から接離可能に支持される。ホルダ１００は例えば軸１００ａを図示しない駆動源によって回動することにより回動し、その結果転写ローラ１４を中間転写ベルト面から接離させるように構成する。従来は、ホルダ１００が中間転写ベルトに接した状態を維持する力が十分でなかった為、上記厚紙後部の上向きの反力によりホルダ１００が押し上げられて、入口ガイド部１００ｂとベルトとの間のギャップσが増大した。これに対して、本発明においては、板バネ状の押圧部材１０６を用いてホルダ１００（補強部材１０７）を加圧しているので、ホルダの入口ガイド部１００ｂと中間転写ベルト１０との間のギャップσが増大する虞れがなくなる。逆に言えば、押圧部材１０６の加圧力は、厚紙からの押し上げ力によってホルダ１００全体が浮き上がることがないようにするために必要な加圧力に設定する。また、押圧部材１０６によってギャップσを所望の位置に設定する働きも兼ねている。
【００１０】
なお、図３に示すようにホルダ１００の両端面には穴１１５が形成されている。また、転写ローラ１４の軸１４ａの両端部には図示の如き形状の導電性材料から成る軸受部材１１６の軸孔が挿通され、軸受部材１１６の被軸支部１１６ａが上記各穴１１５内に嵌合することにより、ホルダによって転写ローラが支持される。軸受部材１１６は、被軸支部１１６ａ，１１６ｂと、両被軸支部の間に位置する鍔部１１６ｃとから一体構成されているが、鍔部１１６ｃは、ホルダの穴内に位置して軸受部材１１６の抜落ちを防止する。また、軸受部材１１６をホルダにより支持して固定することにより、軸１４ａは軸受部材１１６の軸孔にて支持されて回転することとなる。
また、図４はプロセスカートリッジのケース１１１に設けた軸受部１１１ａを示しており、このＵ字状の軸受部１１１ａは、軸１００ａを中心としたホルダ１００の上下移動方向に沿った開口方向を有している。この軸受部１１１ａは、例えば図３に示した軸受部材１１６の外側の被軸支部１１６ｂを支持することにより、転写ローラと中間転写ベルト上面との位置関係を所望に設定している。
【００１１】
図５は転写ローラの軸方向端部をホルダが支持している状態を示しており、軸受部材１１６をホルダ１００の穴１１５内に嵌合することにより転写ローラは矢印で示す方向へのみ進退可能となっている。この矢印方向は、ベルト上を転写紙が搬送される方向であり、穴１１５内壁と軸受部材との間のギャップ分だけ同方向に進退可能に構成されている。
また、図５に示すようにガイド部材１１５の一部１１５ａはホルダ１００上にオーバーハングしており、このオーバーハング部１１５ａと転写ローラの軸端部に位置する導電性の軸受部材１１６の外周面との間には軸受部材１１６をベルトに向けて加圧する加圧スプリング１２０が配置されている。この加圧スプリング１２０は、バイアスを転写ローラに印加するリード線をも兼用しているため、加圧スプリング１２０の先端部に配置した電極１２１を介して軸受部材１１６に対して転写用のバイアスを供給する。電極１２１は、ホルダの穴１１５の上部に設けたへこみ部１１５ａ内に配置される。電極１２１は、例えばホルダのへこみ部１１５ａ内に固定され、ホルダ上面に形成した図示しない穴から下端部をホルダ内に挿入した加圧スプリング１２０を電極１２１に接触させた状態でホルダ全体を下方へ加圧することとなる。
【００１２】
転写時に転写ローラ１４が中間転写ベルト１０の表面に食い込む量の設定は、例えば図６(a) (b) に示すように、転写ローラ１４の両軸１４ａにＥリング１２６にて支持した位置決めコロ１２５を用いて行う。この食い込み量の値としては、例えば０．２ｍｍ（中心値）程度に設定する。これを具体的に説明すると、転写ローラ１４の本体はスポンジの如き軟質の材料にて構成されている一方で、コロ１２５は硬質の樹脂にて構成され、しかもコロ１２５の径は、転写ローラ本体のスポンジローラ部分よりも小径である。この転写ローラ１４のローラ部は軸方向全長に亙って中間転写ベルト１０の駆動ローラ１１の周面にベルトを介して接しており、硬質のコロ１２５が駆動ローラ１１に接することにより、軟質のローラ本体部分のベルトに対する食い込み量が規制される。
【００１３】
次に、図７は本発明の転写ローラの支持機構の構成図であり、この図面に基づいてホルダの加圧機構の構成、動作について詳細に説明する。なお、図２、図５と図６は異なった形態例ではなく、夫々一つの形態例を示すものである。図６では加圧バネ等は省略されている。
厚紙が転写ローラ１４と中間転写体１０との間を通過する時、ホルダ１４に設けた入口ガイド部１００ｂが厚紙の反力によって持ち上げられることを防止する為に、押圧部材１０６が設けられており、ホルダ１００と一体化した補強板１０７を下方へ向けて押圧する。押圧部材１０６の加圧力は、９．８Ｎ程度で十分であり、この加圧力によって厚紙の通紙時においても、ホルダが押し上げられることがなくなり、ギャップσが適正値に保持される。このため、厚紙を用いた場合においても、転写不良に起因した異常画像が発生することなくなった。
なお、押圧部材１０６は、板金（亜鉛鋼板）のブラケット１０６ａに対してステンレスの板バネ１０６ｂをカシメ等により固定されており、ブラケット１０６ａは支持部材１０５に対してネジ止めされると共に接地されている。
【００１４】
次に、薄紙を通紙する場合、薄紙は腰が弱く、中間転写ベルト１０上の残留電位によってベルト１０上に静電吸着し易い為、ベルトの反転部を利用した曲率分離だけでは分離することができず、転写ベルトに巻き付いてジャムとなる不具合があった。これに対して、特開平５−２２９０７号公報には、カーボン繊維から成る除電ブラシを、転写手段の転写材移動方向下流側であって転写手段との間に絶縁材を介して配置して転写紙から除電することにより、分離させるようにした技術が開示されている。しかし、この従来方式によれば、除電ブラシを接地させる為の手段として、或は静電吸着を起こしている電荷と逆の極性のバイアスを印加する手段として、電極板等の別部材を用いているので、コスト高になるという問題があった。
これに対して本発明では、ホルダ１００に固定する補強部材１０７を板金（例えば亜鉛鋼板）等の導電性の材料にて構成し、この補強部材に対して直接カーボン繊維から成る除電ブラシ１０８を導電性両面テープ等によって貼着することにより、除電ブラシ１０８を、補強部材１０７、押圧部材１０６を介して機器本体と接地させている。このため、薄紙の電荷は確実に除電され、中間転写ベルト１０との静電吸着が解消され、確実な分離が可能となり、安価で簡易な紙除電を実現できる。
なお、除電部材１０８の材料は、カーボン繊維から成る除電ブラシ以外であってもよく、例えば導電性マイラー、ステンレス等から成る導電性の金属薄板出会ってもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、画像担持体上のトナー像を中間転写体を介して転写紙に転写するように構成した画像形成装置であって、転写位置を通過した転写紙の搬送方向を急激に転換して定着装置へ導くように構成したものにおいて、転写位置を通過した転写紙の前部が方向転換することにより転写位置に進入しようとする同じ転写紙の後部が中間転写体から離間し、その結果転写不良が発生するという不具合をなくすることができる。また、転写後の転写紙を中間転写体から分離する為の除電手段を低コストで組み込むことができる。その結果、薄紙〜厚紙までの広範囲の紙厚を有した転写紙に対する転写性能の向上を低コストにて達成することができる。
即ち、請求項１記載の発明によれば、転写ローラを保持するホルダに、転写紙を転写位置に導く為の入口ガイドを設け、更にホルダ自体を中間転写ベルト面に圧接させるための押圧部材を設けたので、上記入口ガイドと転写ベルト面との間のギャップを常に一定に維持することができる。その結果、厚紙を通紙したときに厚紙の反力によってホルダが押し上げられて転写不良が発生するという不具合が一切なくなり、密着不良に起因した転写不良を解消することができた。
また、請求項２の発明によれば、ホルダに固定した補強部材に除電ブラシを取り付け、除電ブラシの接地を上記押圧部材を介して行うようにしたので、安価で確実な除電方式を実現できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) 及び(b) は本発明を適用した画像形成装置の一例の構成を示す断面図、及び分解図。
【図２】転写位置を中心とした要部構成説明図。
【図３】ホルダによる転写ローラの支持機構の一例の分解斜視図。
【図４】機器本体側による転写ローラの支持方向の一例を示す図。
【図５】転写位置を中心とした他の要部構成（転写ローラに対する加圧機構）の説明図。
【図６】 (a) 及び(b) は転写ローラの食い込み量を調整する機構例の説明図。
【図７】転写位置を中心とした他の要部構成（ホルダに対する加圧機構）の説明図。
【符号の説明】
１０ 中間転写体（中間転写ベルト）、１４ 転写ローラ、１００ ホルダ、１００ａ 軸、１００ｂ 入口ガイド部、１０５ 支持部材、１０６ 押圧部材、１０７ 補強部材、１０８ 除電ブラシ（除電部材）、１０９ ガイド部材、１１０ 搬送ガイド、１１１ プロセスカートリッジのケース、１１５ 穴、１１６ 軸受部材、１１６ａ，１１６ｂ 被軸支部、１１６ｃ 鍔部，
１２０ 加圧スプリング １２１ 電極，１２５ 位置決めコロ．

Claims (2)

1. 画像担持体上に形成されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、該中間転写体上のトナー像を転写紙に転写する転写手段と、該転写手段によりトナー像の転写を受けた転写紙を定着装置に搬送するために搬送方向を変更する搬送ガイド部材とを備えた画像形成装置であって、
   上記転写手段は転写ローラであり、上記転写ローラの軸端部を絶縁製のホルダにより保持すると共に該ホルダによって転写ローラを中間転写体上に接離可能に支持し、更に、該ホルダには該転写ローラと中間転写体との間に進入してくる転写紙を転写ローラに案内するための入口ガイド部を設け、
   上記搬送ガイド部材によって前部の搬送方向を変更された転写紙の後部が上記転写ローラを上記ホルダーごと押し上げて中間転写体から離間する構成を備えた画像形成装置において、
   該転写ローラと中間転写体との間を転写紙が通過する際に上記入口ガイド部を所望の位置に保持する為に上記ホルダを中間転写体に向けて押圧し、前部の搬送方向を変更された転写紙の後部の上記中間転写体からの離間を防止する押圧部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記ホルダには導電性の補強部材を固定すると共に、該補強部材に除電部材を固定して除電部材を通過する転写紙に接触せしめて除電を行い、更に上記押圧部材を補強部材と接触させることにより除電部材を接地したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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