JP4395981B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写ベルトを介して用紙にカラー画像を転写する構成としたカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像のカラー化に伴って、一連の画像形成プロセスが展開される像担持体を複数備えておき、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にてシート材に各色像を重ね合わせて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置も従来から数多く提案されている。
【０００３】
このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は、たとえば本願出願人が先に提案して出願した特願平１１−８８７６８号や特願平１１−９２９８号に記載されているように、一列上に配列したイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像形成ユニットに沿って走行する閉ループの中間転写ベルトを備えたものである。そして、この中間転写ベルトに各画像形成装置に感光体ドラム上のトナー像を転写し、このトナー像を用紙に転写した後に定着器によって定着させるというのが基本的な構成である。図４（ａ）は昇降ローラを備える従来の技術の要部の概略図であって、一次転写ローラ及び昇降ローラが下降しているときの概略図、（ｂ）は昇降ローラを備える従来の技術の要部の概略図であって、一次転写ローラ及び昇降ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ベルトに接触させているときの概略図を示す。
【０００４】
図４において、中間転写ベルト５１は駆動ローラ５２と被動ローラ５３との間に巻回され、各色の画像形成ユニットの感光体ドラム５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに対応させた近傍の位置には、転写のためのバックアップとして一次転写ローラ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを中間転写ベルト５１のループ内で上下に移動可能に配置している。一方、中間転写ベルト５１に担持されたトナー像を用紙に転写するため、中間転写ベルト５１のループ内に被動ローラ５３とともに用紙を押し付けてニップして中間転写ベルト５１上のトナー像を用紙に転写するための押圧ローラ（図示せず）が配置される。更に、中間転写ベルト５１のループ内には、トナー像転写の際に中間転写ベルト５１に適切な張力を与えるためのテンションローラ５６が配置される。
【０００５】
印字されない期間では、一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄは同図の（ａ）に示す下降位置にあり、テンションローラ５６による中間転写ベルト５１に対するテンション付与もない。一方、印字モードになると、テンションローラ５６の移動によって中間転写ベルト５１にテンションが付与された後、一次転写ローラ５５ａ〜５５ｂが上昇し、中間転写ベルト５１を感光体ドラム５４ａ〜５４ｄに接触させる。
【０００６】
ここで、一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄの軸の周りにスポンジ等の弾性体を設けたものでは、感光体ドラム５４ａ〜５４ｄの真下に配置しても中間転写ベルト５１を適正にニップできるので、中間転写ベルト５１へのトナー像の転写も最適に行なわれる。これに対し、コストダウンのために一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄを金属の丸棒とした場合では、感光体ドラム５４ａ〜５４ｄの周面も硬いため、両方の軸線位置と姿勢を高精度で配置しないと中間転写ベルト５１のニップ不良を生じる。そこで、図示のように、感光体ドラム５４ａ〜５４ｄに対して一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄを少し中間転写ベルト５１の走行方向の下流側にずらし、同図（ｂ）のように中間転写ベルト５１の弾性を利用して感光体ドラム５４ａ〜５４ｄに接触させることが有効となる。すなわち、感光体ドラム５４ａ〜５４ｄと一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄとによるニップではなく、中間転写ベルト５１を一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄで上に突き上げ、これにより弾性的に中間転写ベルト５１を感光体ドラム５４ａ〜５４ｄに接触させることができる。したがって、一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄをコストが安い金属の丸棒のものとしても良好なトナー像の転写が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、左端の感光体ドラム５４ａに対応する一次転写ローラ５５ａは右側に偏っているので、この一次転写ローラ５５ａが上昇しても中間転写ベルト５１を感光体ドラム５４ａに接触させる力は不安定となる。このため、一次転写ローラ５５ａと同時に上下動作する昇降ローラ５７を備え、同図の（ｂ）のように感光体ドラム５４ａに対してこの昇降ローラ５７による押し付けを利用して、中間転写ベルト５１を感光体ドラム５４ａに安定させて接触させることが必要となる。
【０００８】
このように、従来では金属棒を用いた一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄを用いる場合、これらの一次転写ローラ５５ａ〜５５ｄを感光体ドラム５４ａ〜５４ｄとずらした配置としなければならず、中間転写ベルト５１へのトナー像の転写を補償するめに昇降ローラ５７を付帯する必要がある。このため、昇降ローラ５７だけでなくその昇降駆動機構を別に備えることになり、部品点数が増加するほか中間転写ベルト５１も長くなってしまい、コスト面での障害が大きい。
【０００９】
本発明は、一次転写ローラの配列を最適化することによって、昇降ローラを必要とせず良好な中間転写ベルトへのトナー像の転写ができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナー像を担持する感光体ドラムを含んで４個配列されそれぞれトナー色の異なる画像を形成する画像形成ユニットと、前記感光体ドラムに接触可能に配置され前記トナー像が転写されるエンドレスの中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトのループ内に配置され前記感光体ドラムと所定の電位差を有し前記感光体ドラム上の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写させる４個の一次転写ローラと、前記中間転写ベルトのループ内に配置され当該中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラとを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置において、前記中間転写ベルトの移動方向最上流にある前記感光体ドラムに対向した前記一次転写ローラを前記感光体ドラムに対し上流側に、前記中間転写ベルトの移動方向最上流にある前記感光体ドラムに対向した前記一次転写ローラ以外の３個の前記一次転写ローラの全てを前記感光体ドラムに対し下流側に配置し、前記一次転写ローラの上昇動作のみによって前記中間転写ベルトを前記感光体ドラムに接触可能としたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、一次転写ローラの配列を最適化することによって、昇降ローラを必要とせず良好な中間転写ベルトへのトナー像の転写ができるカラー画像形成装置を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、トナー像を担持する感光体ドラムを含んで４個配列されそれぞれトナー色の異なる画像を形成する画像形成ユニットと、感光体ドラムに接触可能に配置されトナー像が転写されるエンドレスの中間転写ベルトと、中間転写ベルトのループ内に配置され感光体ドラムと所定の電位差を有し感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに転写させる４個の一次転写ローラと、中間転写ベルトのループ内に配置され当該中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラとを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトの移動方向最上流にある感光体ドラムに対向した一次転写ローラを感光体ドラムに対し上流側に、中間転写ベルトの移動方向最上流にある感光体ドラムに対向した一次転写ローラ以外の３個の一次転写ローラの全てを感光体ドラムに対し下流側に配置し、一次転写ローラの上昇動作のみによって中間転写ベルトを感光体ドラムに接触可能としたことを特徴とするカラー画像形成装置であり、昇降ローラによる中間転写ベルトの押し上げが不要となり、部品点数を削減し中間転写ベルトの長さを短縮できるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置の要部の構成を示す概略縦断面図である。
【００１９】
図１において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための画像形成ユニット２，３，４，５が順に配置され、これらの画像形成ユニット２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。画像形成ユニット２〜５は、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によってその周面に静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａと、トナータンクから供給されるトナーを感光体ドラム２ａ〜５ａに付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ等を備えたものである。
【００２０】
配列された画像形成ユニット２〜５の下側には中間転写ベルト７が矢印方向に走行可能に配置されている。この中間転写ベルト７は、駆動ローラ８，テンションローラ９、各感光体ドラム２ａ〜５ａに対応させて配置した４個の一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、用紙に転写するための二次転写ローラ１１を巡って矢印方向に周回駆動される。
【００２１】
中間転写ベルト７の下側には用紙トレイ１２が配置され、この用紙トレイ１２から繰り出される用紙Ｐは二次転写ローラ１１と対向して配置した押圧ローラ１３との間にニップされ、中間転写ベルト７に形成されたカラー画像が用紙Ｐに転写される。そして、用紙Ｐは定着器１４に供給されてトナー像を定着した後に排紙される。
【００２２】
中間転写ベルト７の表面には、画像形成ユニット２〜５の感光体ドラム２ａ〜５ａと一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄのニップ力によってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像が付着し、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト７上のカラー画像は二次転写ローラ１１と押圧ローラ１３との間のニップ力によって用紙Ｐに転写される。
【００２３】
一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは上下に移動し、テンションローラ９は中間転写ベルト７に張力を負荷したり弛めたりする方向に移動する。このような一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄ及びテンションローラ９の移動は、中間転写ベルト７の寿命を長くすることをひとつの目的としたものである。すなわち、印字動作のときには、図示のように、一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄ上に移動して感光体ドラム２ａ〜５ａとの間に中間転写ベルト７をニップし、テンションローラ９は右斜め下に移動して中間転写ベルト７に張力を与える。そして、非印字期間では、一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは下降するとともに、テンションローラ９は左斜め上に移動して中間転写ベルト７の張力を弛める。このように操作することで、非印字期間における中間転写ベルト７への負荷を低減して寿命を長くする。また、押圧ローラ１３も印字期間では図示のように中間転写ベルト７に接触するが、非印字期間では左側に移動して離れ、停止している中間転写ベルト７への局部的な押圧力負荷を零にして寿命を長くする。
【００２４】
図２（ａ）は一次転写ローラの上下動作と中間転写ベルトの挙動を示す要部の概略図であって、一次転写ローラが下降しているときの概略図、（ｂ）は一次転写ローラの上下動作と中間転写ベルトの挙動を示す要部の概略図であって、一次転写ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ドラムに接触させているときの概略図をそれぞれ示す。
【００２５】
本発明において一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは安価に得られる金属丸棒を利用したもので、前述したように、感光体ドラム２ａ〜５ａと中間転写ベルト７を安定して接触させるために、各一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは感光体ドラム２ａ〜５ａと直接ニップを形成するのではなく少しずれた位置に配置されている。すなわち、中間転写ベルト７の走行方向に観て上流に位置する感光体ドラム２ａに対して一次転写ローラ１０ａは少し上流側に位置し、その他の感光体ドラム３ａ〜５ａに対応する一次転写ローラ１０ｂ〜１０ｄはそれぞれ少し下流側に位置している。
【００２６】
このような構成において、図２の（ａ）の状態から一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄを上に移動させると、同図の（ｂ）のように一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト７を押し上げて感光体ドラム２ａ〜５ａに接触させる。このとき、上流側の感光体ドラム２ａに対応する一次転写ローラ１０ａが少し上流に外れているので、感光体ドラム２ａに対しては２個の一次転写ローラ１０ａ，１０ｂによる押し付けにより中間転写ベルト７が接触する。すなわち、一次転写ローラ１０ａは従来の技術の昇降ローラと同様の機能を果たし、中間転写ベルト７を安定して全ての感光体ドラム２ａ〜５ａに接触させることができ、安定したトナー像の転写が可能となる。
【００２７】
図３（ａ）は３本の一次転写ローラを備える例の要部の概略図であって、一次転写ローラが下降しているときの概略図、（ｂ）は３本の一次転写ローラを備える例の要部の概略図であって、一次転写ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ベルトに接触させているときの概略図をそれぞれ示す。
【００２８】
中間転写ベルト７の走行ループの形態は図２の例と全く同様であり、一次転写ローラ１０ａ，１０ｄの配置位置も同じである。本実施の形態では、これらの一次転写ローラ１０ａ，１０ｄに加えて感光体ドラム３ａ，４ａの間のほぼ中間の位置に一次転写ローラ１０ｅを備えている。
【００２９】
この構成においても、一次転写ローラ１０ａ，１０ｄ，１０ｅを上昇させると、同図の（ｂ）に示すように中間転写ベルト７が各感光体ドラム２ａ〜５ａに接触する。すなわち、上流側の感光体ドラム２ａ，３ａに対しては一次転写ローラ１０ａ，１０ｅの持ち上げによって中間転写ベルト７が接触させられ、下流側の感光体ドラム４ａ，５ａに対しては一次転写ローラ１０ｅ，１０ｄの持ち上げによって中間転写ベルト７が接触させられる。このように、３本の一次転写ローラ１０ａ，１０ｄ，１０ｅだけでも、従来のように昇降ローラを必要とすることなく中間転写ベルト７を安定して各感光体ドラム２ａ〜５ａに接触させることができ、良好なトナー像の転写が可能となる。
【００３０】
さらに、図３において、一次転写ローラ１０ｅを取り除いて２本の一次転写ローラ１０ａ，１０ｄの上昇動作によっても中間転写ベルト７を各感光体ドラム２ａ〜５ａに接触させることができる。すなわち、感光体ドラム２ａ〜５ａの配列の全体を含むような位置に一次転写ローラ１０ａ，１０ｄを配置することで、テンションローラ９によって中間転写ベルト７に適切な張力を与えてさえおけば、これらの一次転写ローラ１０ａ，１０ｄだけでも中間転写ベルト７を各感光体ドラム２ａ〜５ａに適切に接触させることができる。
【００３１】
以上のように、最も上流側の感光体ドラム２ａよりも少し上流側に一次転写ローラ１０ａを配置し、最も下流側の感光体ドラム５ａよりも少し下流側に一次転写ローラ１０ｄを配置するという条件であれば、これらの一次転写ローラ１０ａ，１０ｄの間に任意数の一次転写ローラを配置しても感光体ドラム２ａ〜５ａから中間転写ベルト７への良好なトナー像の転写が可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、一次転写ローラを利用して中間転写ベルトを全ての画像形成ユニットの感光体ドラムに接触させてトナー像を印字させることができ、従来のように昇降ローラを必要とせずしかも中間転写ベルトを短くできるので、安価な製品が得られる。また、一次転写ローラは感光体ドラムと直にニップを形成しないようにずれた位置に配置されるので、一次転写ローラとして金属丸棒等を用いることができ更に安価な製品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置の要部の構成を示す断面図
【図２】（ａ）一次転写ローラの上下動作と中間転写ベルトの挙動を示す要部の概略図であって、一次転写ローラが下降しているときの概略図
（ｂ）一次転写ローラの上下動作と中間転写ベルトの挙動を示す要部の概略図であって、一次転写ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ドラムに接触させているときの概略図
【図３】（ａ）３本の一次転写ローラを備える例の要部の概略図であって、一次転写ローラが下降しているときの概略図
（ｂ）３本の一次転写ローラを備える例の要部の概略図であって、一次転写ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ベルトに接触させているときの概略図
【図４】（ａ）昇降ローラを備える従来の技術の要部の概略図であって、一次転写ローラ及び昇降ローラが下降しているときの概略図
（ｂ）昇降ローラを備える従来の技術の要部の概略図であって、一次転写ローラ及び昇降ローラが上昇して中間転写ベルトを感光体ベルトに接触させているときの概略図
【符号の説明】
１ 本体
２，３，４，５ 画像形成ユニット
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ 感光体ドラム
２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ 現像ローラ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 露光器
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
９ テンションローラ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 一次転写ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ 用紙トレイ
１３ 押圧ローラ
１４ 定着器
Ｐ 用紙

Claims (1)

1. トナー像を担持する感光体ドラムを含んで４個配列されそれぞれトナー色の異なる画像を形成する画像形成ユニットと、前記感光体ドラムに接触可能に配置され前記トナー像が転写されるエンドレスの中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトのループ内に配置され前記感光体ドラムと所定の電位差を有し前記感光体ドラム上の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写させる４個の一次転写ローラと、前記中間転写ベルトのループ内に配置され当該中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラとを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置において、前記中間転写ベルトの移動方向最上流にある前記感光体ドラムに対向した前記一次転写ローラを前記感光体ドラムに対し上流側に、前記中間転写ベルトの移動方向最上流にある前記感光体ドラムに対向した前記一次転写ローラ以外の３個の前記一次転写ローラの全てを前記感光体ドラムに対し下流側に配置し、前記一次転写ローラの上昇動作のみによって前記中間転写ベルトを前記感光体ドラムに接触可能としたことを特徴とするカラー画像形成装置。

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