JP4139183B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなどのカラー電子写真装置すなわちカラー画像形成を行う画像形成装置が多くなってきている。画像形成装置は像担持体として例えば感光体等を備え、感光体に対向して配置された転写手段により、感光体との対向領域であるニップにて感光体上のトナー像を記録媒体に転写する基本的な構成を有しているが、カラー画像形成装置には、１つの感光体の周りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置で各色のトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシート状の記録媒体にカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して記録媒体に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
【０００３】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点と、１つの感光体を用いて複数回、すなわち通常４回の画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難であるという問題とがあり、後者は、前者とは逆に、大型化し、コスト高となる問題と、画像形成の高速化が容易であるという利点とがある。
【０００４】
１ドラム型、タンデム型の何れの画像形成装置においても、昨今は画像品質への要求も高まり、色ずれ、ジターなどが画像を劣化させる原因の一つとして注目されるようになってきた。ジターの原因として、記録媒体がニップに進入する際に生じる、ニップ部の軸間距離の変動によるニップ圧の変化があげられる。すなわちニップ圧をかけている転写手段が動くことにより、与える荷重が変動したり、荷重を掛ける方向の傾きが変動するために実荷重が変動したりして、ニップを形成している感光体、転写手段といった回転体の走行にムラが生じるため、色ずれ、ジターなどが生じる。このような問題を解決するため、〔特許文献１〕において、かかる回転体の位置決めを行う機構を備え、ニップ圧を一定に保つ技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１-０２４４５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、〔特許文献１〕に記載の技術では、かかる位置決め機構を備えるために装置が複雑化、大型化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、記録媒体がニップに進入する際のニップ圧変化が画像劣化の原因となっている点に着目し、装置の複雑化、大型化を抑制しつつニップ圧の変化を防止し、色ずれ、ジターが生じず画像劣化のない画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に対向して配置され前記像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記転写手段を前記像担持体に向けて荷重するための錘と、前記転写手段と前記錘とを接続する柔軟性を有する接続部材と、前記接続部材と係合し前記接続部材を屈曲して屈曲点を形成する屈曲点形成手段とを有し、前記接続部材を、前記転写手段が前記像担持体の回転中心部に向けて接離するように張設し、前記錘の重さと前記転写手段の重さとの差により前記転写手段を前記像担持体の回転中心部に向けて重力により荷重する画像形成装置にある。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写手段と係合し、前記転写手段の変位を、前記像担持体と前記転写手段とが当接する部位における前記像担持体の接線方向と垂直な方向に規制する規制部材を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記屈曲点形成手段が滑車であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記屈曲点形成手段を複数有することを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はプリンタである。本実施例の画像形成装置はカラーの画像を形成するものである。
【００１６】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ^２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体として画像形成するものとして用いることが可能である。記録媒体の大きさは、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の一般的な規格をなす大きさが一般的であるが、規格外の大きさであっても良い。
【００１７】
画像形成装置１００は、タンデム型のカラー画像形成装置であって、矢印Ａ方向に回転駆動される円筒状に形成された回転体であり像担持体としての有機半導体（ＯＰＣ）を用いた感光体ドラム（以下、「感光体」という。）１０１と、感光体１０１を帯電する図示しない帯電装置と、帯電後の感光体１０１に潜像を形成するレーザー光を発して光走査を行う図示しない露光装置と、露光後の感光体１０１上の潜像を現像する図示しない現像装置と、感光体１０１に対向して配置され現像装置１０４による現像によって得られた感光体１０１上のトナー像を記録媒体としての被転写材である用紙に転写する転写手段としての回転体であり最終転写体である転写ローラ１を有する転写装置１０５と、転写後の感光体１０１上をクリーニングする図示しないクリーニング装置と、帯電装置で帯電を行う前に感光体１０１の除電を行う除電装置と、用紙を積載している給紙トレイ１０２と、給紙トレイ１０２に積載した用紙を感光体１０１と転写装置１０５との対向領域であり感光体１０１と転写ローラ１とが当接する部位であるニップとしての転写領域１０７に向けて所定のタイミングで搬送するレジストローラ１０９と、転写装置１０４により感光体１０１上のトナー像を転写された用紙に、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての定着ユニットである定着装置１０８と、画像形成装置１００本体外に位置し定着後の用紙を積載する排紙トレイ１０３とを有している。
【００１８】
画像形成装置１００はタンデム型の画像形成装置であるから、感光体１０１、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置１０５、クリーニング装置及び除電装置によって構成される作像系はそれぞれ、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色毎に、図１中破線で示す用紙の搬送経路１１に沿って設けられているが、図１においてはその１つのみを代表して図示している。
【００１９】
図２に示すように、感光体１０１、転写ローラ１はそれぞれ、モータ２、モータ３によりＡ方向、Ｂ方向に回転駆動される。Ｂ方向は感光体１０１との対向位置においてＡ方向と同じ方向に移動する方向である。用紙はこのように回転する感光体１０１、転写ローラ１によって形成される転写領域１０７にて感光体１０１上のトナー像を転写され、担持するようになっている。定着装置１０８は、トナーを定着される用紙を搬送するための定着ローラである加熱ローラ５９と、加熱ローラ５９に当接し加熱ローラ５９との当接領域である定着部１６において加熱ローラ５９の回転方向Ｆと同方向Ｇに回転する加圧部材としての加圧ローラ６０とを有している。
【００２０】
図3に示すように、転写ローラ１は、重力により感光体１０１に向けて荷重され、転写領域１０７における転写圧を規定されている。すなわち、転写装置１０５は、一端を転写ローラ１の軸6に結合された柔軟性を有する接続部材としてのワイヤ４と、ワイヤ４の他端に結合されワイヤ４により転写ローラ１と接続された錘５とを有しており、錘５の重さと転写ローラ１の重さとの差により転写ローラ１を感光体１０１に向けて荷重している。
【００２１】
転写装置１０５はまた、ワイヤ４を巻き掛けられることでワイヤ４と係合し、ワイヤ４を屈曲して屈曲点７を形成する屈曲点形成手段である、定位置で回転自在とされた滑車８と、軸６と係合し、転写ローラ１の変位を、転写領域１０７における感光体１０１の接線方向Ｃと垂直な方向Ｄに規制し、拘束する規制部材としての拘束部材１０とを有している。錘５は屈曲点７を介して鉛直下向きに吊るされた状態となっている。
【００２２】
拘束部材１０は軸６が滑らかに摺動するよう、その間隔が軸６の径より僅かに大きくされているとともに、ポリアミド樹脂(ＰＡ)、ポリアセタール樹脂(ＰＯＭ)、含油タイプの樹脂材等の、摺動性を有する樹脂をその材質とするものである。このように、拘束部材１０はその全体を滑性を有する材質で構成しても良いが、転写ローラ１の感光体１０１に対する加圧力の変化を生じず追従性能を損なわないためには、少なくと転写ローラ１の軸６と係合し軸６が摺動する部分が滑性を有していれば良い。また、ワイヤ４を巻き掛けているのが滑車８であるため、ワイヤ４はその変位の際における屈曲点形成手段による摩擦の影響がきわめて小さく、このことも転写ローラ１の感光体１０１に対する加圧力の変化を生じず追従性能を損なわないことに寄与している。
【００２３】
滑車８、拘束部材１０の配設位置及び拘束部材１０による軸６の規制方向Ｄは、軸６が感光体１０１の回転中心部９に接離する方向となるように定められている。これにより、滑車８と軸６との間に位置するワイヤ４の張設方向上には常に回転中心部９の延長線が重なり、転写ローラ１は、用紙が転写領域１０７の通過を開始する時にはＤ方向における回転中心部９から離間する向きにのみ変位し、用紙が転写領域１０７の通過を終了する時にはＤ方向における回転中心部９に近接する向きにのみ変位するようになっている。
【００２４】
接続部材は柔軟性を有するため、転写ローラ１、感光体１０１等の配置位置によらず構成上の制約を受けずに転写ローラ１に自然荷重をかけることができる。なお、かりに拘束部材１０がないとすると、図４に示すように、転写ローラ１は、破線で示すようにＤ方向以外の変位成分を有することになり、一次元的に拘束された状態とならず、Ｃ方向に変位してしまい、また用紙の通過により変位する場合にもＤ方向のみに変位することができない。
【００２５】
転写装置１０５はこのような構成により、転写ローラ１を、重力により感光体１０１に向けて荷重しており、転写領域１０７に用紙が進入して転写ローラ１がＤ方向に変位しても、変位は滑らかに行われ、転写領域１０７における転写圧すなわちニップ圧は一定であり、用紙及び感光体１０１に与えられる荷重の変動はなく、色ずれ、ジターが生じず画像劣化は防止される。
【００２６】
屈曲点形成手段は１つに限らず、図５に示すように、複数であっても良い。図５に示した例では滑車８を２つ設けており、これにしたがって屈曲点７も２つ形成されている。このように複数の屈曲点７を設ければ、感光体１０１、転写装置１０５の構成上の自由度が更に向上する。この場合、最も転写ローラ１に近い屈曲点形成手段が、図３にて示した上述の例と同様に、拘束部材１０の配設位置及び拘束部材１０による軸６の規制方向Ｄとの関係において、軸６が感光体１０１の回転中心部９に接離する方向となるように定める。
【００２７】
また、この場合においても、かりに拘束部材１０がないとすると、図６に示すように、転写ローラ１は、破線で示すようにＤ方向以外の変位成分を有することになり、一次元的に拘束された状態とならず、Ｃ方向に変位してしまい、また用紙の通過により変位する場合にもＤ方向のみに変位することができないから、拘束部材１０により、最も転写ローラ１に近い滑車８と軸６との間に位置するワイヤ４の張設方向上には常に回転中心部９の延長線が重なり、転写ローラ１は、用紙が転写領域１０７の通過を開始する時にはＤ方向における回転中心部９から離間する向きにのみ変位し、用紙が転写領域１０７の通過を終了する時にはＤ方向における回転中心部９に近接する向きにのみ変位するようにする。
【００２８】
画像形成装置１００は以上のような構成であるので、操作者による所定の操作により、画像形成装置１００の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行した後、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、各色の作像系において、帯電装置による帯電工程によって均一に帯電された感光体１０１は、矢印Ａ方向の回転により、外部から入力されるデータに応じて照射されるレーザ光による露光工程における潜像形成、現像装置による現像によって行われる現像工程、転写装置による転写工程、クリーニング装置によるクリーニング工程、除電装置による除電工程を経て再び帯電工程に移る。
【００２９】
かかる転写工程は、搬送経路１１を搬送される用紙の搬送のタイミングに合わせて行われ、搬送経路１１を搬送される過程において全ての転写工程によって用紙上にトナー像が重ね合わせ転写により転写されると、定着装置１０８における定着工程によって用紙上に定着される。トナー像を定着されカラー画像を形成された用紙は、画像形成装置１０１の外に排出される。このような画像形成工程において、転写工程は、転写ローラ１が重力により感光体１０１に加重されていることから画像劣化を生じることなく行われ、これによって画像形成が良好に行われる。
【００３０】
以上、本発明を適用した画像形成装置を説明したが、転写手段は転写ローラに限らず、転写ベルトを用いたものであっても良く、この場合には転写ベルトを巻き掛けたローラの軸に接続部材を接続し、この軸を規制部材によって拘束する等、この軸を上述の軸６に置き換えて構成することができる。像担持体はドラム状でなくベルト状であっても良く、この場合にはベルトが転写手段と当接する部分におけるベルトの張設方向、移動方向と垂直な方向に、転写手段のベルトと当接する部分を変位するように規制部材等を構成することができる。
【００３１】
また、カラー画像形成装置としてタンデム型のものについて説明したが、本発明は１ドラム型のカラー画像形成装置に適用することもでき、この場合には１つの像担持体に対向して配置される、各色のトナー像を転写するそれぞれの転写手段を重力により像担持体に向けて荷重する。この場合には像担持体周りに多数の構成を配置することになるが、接続部材を用いること等により、転写手段、屈曲点形成手段等の配置の自由度が高く、転写装置の配置に問題を生ずることはない。屈曲点形成手段を複数備える場合にはこれを２つに限らず３つ以上備えていても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、像担持体に対向して配置され前記像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記転写手段を前記像担持体に向けて荷重するための錘と、前記転写手段と前記錘とを接続する柔軟性を有する接続部材と、前記接続部材と係合し前記接続部材を屈曲して屈曲点を形成する屈曲点形成手段とを有し、前記接続部材を、前記転写手段が前記像担持体の回転中心部に向けて接離するように張設し、前記錘の重さと前記転写手段の重さとの差により前記転写手段を前記像担持体の回転中心部に向けて重力により荷重する画像形成装置にあるので、転写手段が像担持体の上方に位置しない構成であっても転写手段を像担持体に向けて重力により加重することができ、設計上の自由度が高く、また比較的簡易な構成で、転写手段を像担持体の回転中心部に向けて荷重することができ、記録媒体がニップに進入する際のニップ圧の変化を防止することができ、装置の複雑化、大型化を抑制しつつ、色ずれ、ジターが生じず画像劣化のない、高画像品質の画像形成を行うことができる。
【００３６】
屈曲点形成手段が滑車であることとすれば、接続手段との摺動摩擦を低減し、記録媒体が対向領域に進入する際の転写手段の動きを損なうことなく像担持体に向けて重力により加重することができ、画像劣化を防止して高画像品質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【００３７】
転写手段と係合し、同転写手段の変位を、像担持体と同転写手段とが当接する部位における像担持体の接線方向と垂直な方向に規制する規制部材を有することとすれば、像担持体と同転写手段とが当接する部位における像担持体の接線方向と垂直な方向にのみ、一次元的に転写手段を変位させることができ、荷重方向の変化に起因する定着圧の変動を防止して高画像品質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示した像担持体、転写手段のそれぞれの駆動の様子を示す斜視図である。
【図３】図１に示した転写手段を像担持体に向けて重力により荷重する転写装置の構成を示す側面図である。
【図４】図３に示した転写装置に規制部材が備えられていない場合を示す側面図である。
【図５】転写手段を像担持体に向けて重力により荷重する転写装置の別の構成例を示す側面図である。
【図６】図５に示した転写装置に規制部材が備えられていない場合を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 転写手段
４ 接続部材
５ 錘
７ 屈曲点
８ 屈曲点形成手段、滑車
１０ 規制部材
１００ 画像形成装置
１０１ 像担持体
１０７ 像担持体と転写手段との対向領域

Claims (4)

1. 像担持体に対向して配置され前記像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、
   前記転写手段を前記像担持体に向けて荷重するための錘と、
   前記転写手段と前記錘とを接続する柔軟性を有する接続部材と、
   前記接続部材と係合し前記接続部材を屈曲して屈曲点を形成する屈曲点形成手段とを有し、
   前記接続部材を、前記転写手段が前記像担持体の回転中心部に向けて接離するように張設し、
   前記錘の重さと前記転写手段の重さとの差により前記転写手段を前記像担持体の回転中心部に向けて重力により荷重する画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、前記転写手段と係合し、前記転写手段の変位を、前記像担持体と前記転写手段とが当接する部位における前記像担持体の接線方向と垂直な方向に規制する規制部材を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、前記屈曲点形成手段が滑車であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記屈曲点形成手段を複数有することを特徴とする画像形成装置。

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