JP4324515B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、像担持体に形成したトナー像を転写紙に転写する電子写真方式の画像形成装置において、転写紙への良好な転写を行う為には、転写位置の直前で転写紙を像担持体に密着させる必要がある。

図７は像担持体が中間転写ベルト１０１として構成された従来の画像形成装置の２次転写部の構成を示す概略図である。中間転写ベルト１０１は、テンションローラ１０２ａ,ローラ１０２ｂや図示しないローラにより懸架されて図７における反時計回り方向Ａに回転駆動される。この中間転写ベルト１０１の表面（外面）には、図示しない感光体からトナー像が転写される。テンションローラ１０２ａは中間転写ベルト１０１に張力を与えるためのローラであり、中間転写ベルト１０１の表裏方向に移動自在に設けられ、コイルバネ１０３によって中間転写ベルト１０１を内側から外側へ向けて押圧する方向に付勢されており、これにより、中間転写ベルト１０１に張力が与えられている。ローラ１０２ｂには、中間転写ベルト１０１を介して転写ローラ１０４が対向配置されている。この構造では、搬送ローラ対１０５によって搬送される記録媒体が転写位置である中間転写ベルト１０１と転写ローラ１０４との間のニップ部１０６を通過する際、転写ローラ１０４に、中間転写ベルト１０１の表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これにより中間転写ベルト１０１の表面に当接しながら移動する記録媒体に中間転写ベルト１０１上のトナー像が転写される。

ニップ部１０６の入口の上流には、中間転写ベルト１０１と記録媒体との間にギャップが形成される。その際、転写ローラ１０４には、前述の転写電圧が印加されているので、ニップ部１０６の近傍に位置する記録媒体の部分もトナーの帯電極性と逆極性に帯電する。よって、この部分でも中間転写ベルト１０１上のトナー像が転写される。このとき、上述したギャップが一定に保たれることにより、安定した転写が行われる。

しかしながら、中間転写ベルト１０１では、温湿度などの環境の変化によって伸縮が発生するので、転写位置の上流側にテンションローラ１０２ａがある場合には、中間転写ベルト１０１の伸縮によりテンションローラ１０２ａの位置が変化し、これにより、中間転写ベルト１０１の位置が変化し、上述したギャップが変化してしまう。特に、低温低湿環境下で、中間転写ベルト１０１が縮むと、中間転写ベルト１０１は図７中の破線の位置に移動し、ニップ部１０６の上流側のギャップは広がり（図７中の破線）、転写不良が発生してしまうことがある。

そのため、図８に示すように、環境によってニップ部上流側のギャップが変化しないように、その部位の中間転写ベルト１０１の裏面をバックアップ部材である植毛バックアップ部材１０７で中間転写ベルト１０１の位置を規定する構成が採用されているものがある。この植毛バックアップ部材１０７には、中間転写ベルト１０１に当接する毛１０７ａが植えつけられており、中間転写ベルト１０１裏面に傷が発生するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−０８２５４３公報 特開平１１−０４５０３６号公報 特開平１１−１４９１９９号公報

ところで、中間転写ベルト１０１が回転すると、それに当接する植毛バックアップ部材１０７の毛１０７ａは回転方向に倒れる。このように毛１０７ａが一方向に倒れた状態が長時間経過すると、毛１０７ａに倒れ癖がついた状態が発生する。この状態を毛倒れという。このような毛倒れが発生すると植毛バックアップ部材１０７と中間転写ベルト１０１との間の摩擦抵抗が上昇し、次第に植毛バックアップ部材１０７が振動してしまう場合がある。そうなると、異常音の発生や、バンディング（帯状の濃淡部分）の発生といった不具合が起こる場合がある。

また、長時間画像形成動作が行われず、中間転写ベルト１０１の回転が長時間なされない場合には、植毛バックアップ部材１０７が中間転写ベルト１０１の同じ部分を押圧し続けるために、中間転写ベルト１０１にカール癖がついてしまうことがあり、そのため転写画像に横帯状の濃度ムラが生じてしまうことがある。

特許文献２には、ドラム状の像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブラシの毛倒れ防止の為、画像形成動作終了時に、像担持体を微少量逆転させる技術が開示されている。また。特許文献３には、ブラシ帯電器の毛倒れ防止の為、印字動作終了時に、ブラシを所定時間逆転させる技術が開示されている。しかしながら、これらの特許文献には、ベルト上の像担持体に発生する上述した課題の解決手段は記載されていない。

本発明の目的は、ベルト状の像担持体の内面に当接する毛を有し像担持体の位置を規定するバックアップ部材を備える構成において、バックアップ部材に毛倒れが発生することを防止することである。

本発明の目的は、ベルト状の像担持体の内面に当接する毛を有し像担持体の位置を規定するバックアップ部材を備える構成において、像担持体にカール癖が発生することを防止することである。

請求項１記載の発明は、テンションローラを含む複数のローラに張架されたベルト状の像担持体を回転させて当該像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成動作を行う画像形成装置において、前記テンションローラと当該テンションローラ以外の前記ローラとの間に配置され、前記像担持体の内面に当接する毛を有し前記像担持体の位置を規定するバックアップ部材と、前記画像形成動作が行われていないときに、前記像担持体を前記画像形成時の回転方向と逆方向に回転させる逆回転手段と、を備えることを特徴とする。

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、前記逆回転手段は、前記画像形成動作が行われていない間、前記像担持体を定期的に逆方向に回転させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記逆回転手段は、前記画像形成動作が終了する毎に、前記像担持体を逆方向に回転させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の画像形成装置において、前記像担持体の周長をＬとしたとき、前記像担持体を逆方向に回転させる長さをｎＬ＋ｍ（ｎ＝０，１，２，・・・）とし、ｍを０よりも大きい値であってＬの約数ではない値とすることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１,２,３又は４記載の画像形成装置において、前記像担持体は、樹脂材料からなることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１,２,３又は４記載の画像形成装置において、前記像担持体は、弾性を有することを特徴とする。

本発明によれば、ベルト状の像担持体の内面に当接する毛を有し像担持体の位置を規定するバックアップ部材を備える構成において、バックアップ部材に毛倒れが発生することを防止することができる。

本発明によれば、ベルト状の像担持体の内面に当接する毛を有し像担持体の位置を規定するバックアップ部材を備える構成において、像担持体にカール癖が発生することを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。図１は本実施の形態の画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、「プリンタ」という。）の全体構造を概略的に示す縦断側面図、図２は中間転写ベルト及びその周囲を示す縦断側面図、図３は中間転写ベルトに対する植毛バックアップ部材の配置を示す概略図である。

図１に示すように、プリンタ１の装置本体２の略中央部には、プリンタエンジン３が設けられている。このプリンタエンジン３は、複数のローラ４ａ,４ｂ,４ｃに張架された感光体ベルト４、感光体ベルト４の周りに配置された帯電器５、光書き込みユニット６、４個の現像カートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ、ベルト状の像担持体である中間転写ベルト８、感光体クリーニング装置９、中間転写体クリーニング装置１０などにより構成されている。感光体ベルト４の表面には、有機感光層が形成されている。なお、上述したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字は、それぞれ形成される画像の色（Ｙ；イエロー、Ｍ；マゼンタ、Ｃ；シアン、Ｂｋ；ブラック）を示すもので、これらの添え字は必要に応じて省略する。

図２に示すように、中間転写ベルト８は、正逆回転可能に支持部材である複数のローラ１１（１１ａ〜１１ｅ）に張架されている。この中間転写ベルト８は、駆動モータＭ（図４参照）によって回転駆動される。中間転写ベルト８の回転方向のうち図２における反時計回り方向Ａが画像形成動作での回転方向であり正回転とされ、図２における時計回り方向Ｂへの回転が逆回転とされている。このような中間転写ベルト８としては、例えば複数の層を持ったフッ素系樹脂材料から形成された中間転写ベルト８や、弾性を有した中間転写ベルト８を例示することができる。

ローラ１１は、駆動ローラ１１ａ、１次転写バイアスローラ１１ｂ、クリーニング対向ローラ１１ｃ、２次転写対向ローラ１１ｄ、テンションローラ１１ｅの５個である。テンションローラ１１ｅを除く各ローラ１１ａ〜１１ｄはプリンタエンジン３の図示しないフレームに対して固定して設けられている。

テンションローラ１１ｅは、中間転写ベルト８に張力を与えるためのローラであり、中間転写ベルト８の表裏方向に移動自在に設けられ、付勢部材であるコイルバネ１２によって中間転写ベルト８を内側から外側へ向けて押圧する方向に付勢されており、これにより、中間転写ベルト８に張力が与えられている。ここで、テンションローラ１１ｅの中間転写ベルト８に対する押圧方向は、駆動ローラ１１ａと２次転写対向ローラ１１ｄを結んだラインに対して概略垂直方向とするのが効率的である。

中間転写ベルト８の外面（表面）８ａには、２次転写対向ローラ１１ｄに対向する位置に２次転写ローラ１３が当接している。２次転写ローラ１３は、図示しない付勢部材によって中間転写ベルト８の外面８ａに向けて付勢されており、これにより中間転写ベルト８と２次転写ローラ１３との間のニップ部１４が形成されている。

図３に示すように、中間転写ベルト８の内側には、２次転写対向ローラ１１ｄとテンションローラ１１ｅの間に位置させてバックアップ部材である植毛バックアップ部材１５が設けられている。植毛バックアップ部材１５は、金属材料あるいは樹脂材料から形成された基体１５ａの表面に、例えばナイロン製の複数の毛１５ｂが植えつけられて構成されている。この植毛バックアップ部材１５は、毛１５ｂが中間転写ベルト８の内面８ｂに当接した状態でプリンタエンジン３の図示しないフレームに固定されており、中間転写ベルト８を内側から支持している。このように中間転写ベルト８の内面８ｂを支持することにより、植毛バックアップ部材１５は、中間転写ベルト８の周長が環境によって変化した場合でも、ニップ部１４の入口側における中間転写ベルト８の角度変化を抑えるように中間転写ベルト８の位置を規制する作用を奏する。

図４はプリンタ１の電装系を示すブロック図である。図４に示すように、プリンタ１には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどから構成される制御部２０が備えられており、この制御部２０が各部を駆動制御する。制御部２０には、Ｉ／Ｏ機器制御部２１を介して、帯電器５、光書き込みユニット６、駆動モータＭ、画像信号処理部２２、通信インタフェース２３などが接続されている。

次に、このプリンタ１での画像形成動作を説明する。まず、例えば外部のコンピュータから通信インタフェース２３を介して画像形成実行コマンドが受信されると、帯電器５に高電圧が印加されることにより感光体ベルト４が一様に帯電される。そして、画像信号処理部２２では、画像形成実行コマンドに含まれるカラー画像情報であるカラー画像信号が光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット６に送られる。光書き込みユニット６では、上記光書き込み信号に基づいて図示しない光源としてのレーザが制御され、ポリンゴンミラー６ａ、ｆ／θレンズ６ｂ、反射ミラー６ｃを介して、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト４上に静電潜像が形成される。

感光体ベルト４上の静電潜像は、該潜像とは逆極性の電荷にて帯電された各現像カートリッジ７内のトナーによって各色毎に現像される。これにより、感光体ベルト４上には、各色毎のトナー画像が順次形成される。

なお、各現像カートリッジ７はそれぞれ現像ローラ３１を有し、トナー画像の形成が行われる現像カートリッジ７のみが現像ローラ３１を感光体ベルト４に近接してトナー画像の形成が可能となる位置に移動し、他の現像カートリッジ７は感光体ベルト４から離反する位置に移動している。

感光体ベルト４と中間転写ベルト８との接触部においては、中間転写ベルト８にトナーと逆極性の電荷を印加することにより、感光体ベルト４上のトナー画像が中間転写ベルト８上に転写される。このトナー画像の形成及び転写動作を各色毎に行うことにより、中間転写ベルト８上に４色重ねのカラートナー画像が形成される。

この中間転写ベルト８上のカラートナー画像は、給紙カセット３２又は手差しトレイ３３から搬送ローラ対３４によって送られてきた記録媒体Ｐに、２次転写ローラ１３によって転写される。２次転写ローラ１３による転写時には、この２次転写ローラ１３にトナーと逆極性の電荷が印加される。カラートナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置３５に向けて搬送され、定着装置３５において溶融定着された後に排紙トレイ３６上に排出される。

次に、制御部２０が実行する中間転写ベルト逆回転処理を図５に基づいて説明する。図５は中間転写ベルト逆回転処理の流れを示すフローチャートである。

本処理は、上述した画像形成動作の終了に伴い行われるものであり、図５に示すように、上述した画像形成動作から、再度の画像形成動作がされずに、規定時間（例えば３時間）が経過した場合には（ステップＳ１のＹ）、駆動モータＭを駆動して中間転写ベルト８を規定量だけ逆回転する（ステップＳ２：逆回転手段）。ここで、中間転写ベルト８の周長をＬとしたとき、中間転写ベルト８を逆方向に回転させる規定量としての長さをｎＬ＋ｍ（ｎ＝０，１，２，・・・）とし、ｍを０よりも大きい値であってＬの約数ではない値とする。つまり、中間転写ベルト８の周長を例えば５３０ｍｍとした場合，中間転写ベルト８を逆方向に回転させる長さを、３７ｍｍのように周長を割り切ることができない値に設定しておく。

その後、さらに画像形成がなされずに、規定時間（本実施の形態では、３時間）が経過した場合には（ステップＳ３のＹ）、ステップＳ２に戻って、再度、駆動モータＭを駆動して中間転写ベルト８を規定量だけ逆回転させる。このような処理を、再び外部のコンピュータなどから画像形成動作実行コマンドが受信されて画像形成動作が開始される（ステップＳ４のＹ）まで実行する。

また、ステップＳ１において画像形成動作後規定時間（本実施の形態では３時間）が経過せずに（ステップＳ１のＮ）、再び、外部のコンピュータなどから画像形成動作実行コマンドが受信されて画像形成動作が開始される場合には（ステップＳ５のＹ）、本処理を終了して画像形成動作処理へ移行する。

以上説明したように、本実施の形態では、プリンタ１において画像形成動作が行われていないときに、中間転写ベルト８を画像形成動作時とは逆方向に回転させるので、毛の倒れ方向が変化し、植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂに倒れ癖がつくことが防止され、つまり、倒れ癖がついた状態である毛倒れが発生するのが防止される。よって、中間転写ベルト８と植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂとの間の摩擦抵抗の上昇が防止され、これにより、植毛バックアップ部材１５の振動の発生が防止され、よって、植毛バックアップ部材１５の振動に起因する異常音やバンディングの発生が防止される。

また、プリンタ１において画像形成動作が行われていないときに、定期的に中間転写ベルト８を像形成時とは逆方向に規定量回転させるので、画像形成動作が長時間行われない場合の中間転写ベルト８に対する植毛バックアップ部材１５の押圧による中間転写ベルト８にカール癖が発生することが防止される。これにより、中間転写ベルト８のカール癖に起因した異常画像の発生が防止される。

また、中間転写ベルト８の周長をＬとしたとき、中間転写ベルト８を逆方向に回転させる長さをｎＬ＋ｍ（ｎ＝０，１，２，・・・）とし、ｍを０よりも大きい値であってＬの約数ではない値であることにより、画像形成動作が行われない状態が長く続いて、中間転写ベルト８の逆回転動作が何度か実行されても、中間転写ベルト８の同じ部分が植毛バックアップ部材１５に押圧される確率を低くすることができ、植毛バックアップ部材１５の押圧により中間転写ベルト８にカール癖が発生するのをより確実に防止することができる。

また、中間転写ベルト８としてフッ素系樹脂等の樹脂材料からなる中間転写ベルト８を採用した場合には、例えば金属系材料のものに比べて、中間転写ベルト８の伸びが少なく、電気抵抗が高い中間転写ベルト８を得ることができる。その反面、このような樹脂系材料の中間転写ベルト８は、一般的に、金属系材料の中間転写ベルト８に比べてカール癖が発生しやすく、また、植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂとの摺動抵抗上昇による振動が発生しやすいが、本実施の形態では、上述したように、カール癖対策、植毛バックアップ部材振動対策が施されているので、中間転写ベルト８に樹脂材料を用いても問題がない。

また、中間転写ベルト８として、弾性を有する中間転写ベルト８を採用した場合には、記録媒体Ｐである非平滑紙への良好な転写性が得られる等の利点がある。その反面、このような弾性を有する中間転写ベルト８は、環境変動による伸縮が特に大きいため、カール癖が付き易いが、本実施の形態では、上述したようにカール癖対策が施されているので問題がない。

次に、本発明の第２の実施の形態を図６に基づいて説明する。前述した実施の形態と同じ部分は、同一符号で示し説明も省略する。図６は本実施の形態の中間転写ベルト逆転回転処理を示すタイミングチャートである。

本実施の形態は、中間転写ベルト逆転処理が前述した実施の形態に対して異なる。図６に示すように、本実施の形態では、画像形成動作が終了する毎に、中間転写ベルト８を規定量だけ逆回転させる（逆回転手段）。

このような処理によって、毛の倒れ方向が変化し、植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂに倒れ癖がつくことが防止され、つまり、倒れ癖がついた状態である毛倒れが発生するのが防止される。よって、中間転写ベルト８と植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂとの間の摩擦抵抗の上昇が防止され、これにより、植毛バックアップ部材１５の振動の発生が防止され、よって、植毛バックアップ部材１５の振動に起因する異常音やバンディングの発生が防止される。このとき、画像形成動作のジョブ毎に常に中間転写ベルト８と植毛バックアップ部材１５の毛１５ｂとの接触状態をリフレッシュできるので、植毛バックアップ部材１５の振動の発生をより防ぐことができる。

本発明の第１の実施の形態のプリンタの全体構造を概略的に示す縦断側面図である。 中間転写ベルト及びその周囲を示す縦断側面図である。 中間転写ベルトに対する植毛バックアップ部材の配置を示す概略図である。 プリンタの電装系を示すブロック図である。 中間転写ベルト逆回転処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態の中間転写ベルト逆転回転処理を示すタイミングチャートである。 像担持体が中間転写ベルトとして構成された従来の画像形成装置の２次転写部の構成を示す概略図である。 中間転写ベルトに対する植毛バックアップ部材の配置を示す概略図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
８ 中間転写ベルト（像担持体）
８ｂ 内面
１１ａ 駆動ローラ（ローラ）
１１ｂ １次転写バイアスローラ（ローラ）
１１ｃ クリーニング対向ローラ（ローラ）
１１ｄ ２次転写対向ローラ（ローラ）
１１ｅ テンションローラ
１５ 植毛バックアップ部材（バックアップ部材）
１５ｂ 毛
Ｐ 記録媒体

Claims (6)

1. テンションローラを含む複数のローラに張架されたベルト状の像担持体を回転させて当該像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成動作を行う画像形成装置において、
   前記テンションローラと当該テンションローラ以外の前記ローラとの間に配置され、前記像担持体の内面に当接する毛を有し前記像担持体の位置を規定するバックアップ部材と、
   前記画像形成動作が行われていないときに、前記像担持体を前記画像形成時の回転方向と逆方向に回転させる逆回転手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記逆回転手段は、前記画像形成動作が行われていない間、前記像担持体を定期的に逆方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記逆回転手段は、前記画像形成動作が終了する毎に、前記像担持体を逆方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の周長をＬとしたとき、前記像担持体を逆方向に回転させる長さをｎＬ＋ｍ（ｎ＝０，１，２，・・・）とし、ｍを０よりも大きい値であってＬの約数ではない値とすることを特徴とする請求項１，２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１,２,３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、弾性を有することを特徴とする請求項１,２,３又は４記載の画像形成装置。
   

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