JP4963361B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真装置に使用される画像形成装置に関し、特に、搬送経路に沿って、二つ以上の画像形成部を配置し、転写材を搬送経路に通過させて、順次、転写材にトナー像を転写する画像形成装置に関する。

電子写真装置に使用される画像形成装置、特に、転写材の搬送方向に沿って、画像形成部を複数配置し、画像形成部で形成されたトナー像を転写材に、順次、転写するカラー電子写真装置として、例えば、特許文献１、２のような構成がある。

特開２００５−４９６７８号公報 特開２００５−３１６１９２号公報

特許文献１の構成は、感光体上に形成したトナー像をフィルム等の転写ベルトに転写してから、転写材に転写するものである。この構成は、張架ローラ（テンションローラ）の配置によりベルトの断面形状を任意に設定することがで、画像形成装置内の配置の自由度が増すことができる。

しかし、この構成は、転写ベルトを回転させるためには、ある程度のベルトの張力が必要となる。ベルトの張力が低い場合、テンションベルトがスリップを起こしてしまい、安定した回転を得ることは難しい。

この転写ベルトの回転が不安定であると、感光体から転写ベルトに転写する時や転写ベルトから転写材へ二次転写する時に、そのムラがあった状態で転写ベルトにトナー像が転写されてしまう。この結果、トナー像が転写ベルトの回転方向に伸び縮みしたように転写材に転写され、画像不良を生じる可能性が非常に高い。

また、特許文献２は、直接、感光体から転写材に、順次、トナー像を転写する構成であるが、この構成においても、ベルトが搬送機能を備えているため、特許文献１と同様に、画像不良を生じるやすい。

さらに、これら特許文献１、２において開示されたベルトは、Ａ４、Ｂ５サイズなどに適用したものは、最大幅が比較的狭いこと、また、需要が多く、大量生産が可能なため、コストを低く押さえて、比較的容易に生産することは可能である。

一方、特許文献１、２において開示されたベルトを、Ａ３以上の大判サイズや幅広のロール紙に適用する場合は、最大幅が広く、また、使用者が限定され少量生産であるため、製造が難しく且つコストが高い。

また、特許文献２の〔図４〕に示すように、転写材のジャム処理を行う時、一端を中心としてベルトを開閉する構成は、Ａ３以上の大判サイズや幅広のロール紙に適用した場合、装置が大型化して重量が増すため、作業性が悪く、さらに、ベルトを開くためのスペースを必要とするものである。

特に、特許文献２のような構成は、各感光体に対し均一に押圧することが難しい。この結果、転写材が長尺である場合には、転写ムラが生じたり、転写材と転写材とベルトとの間に隙間ができ、転写抜けが発生したりしやすい。

上記問題を解決するために、本発明は、転写材を搬送する搬送手段により、略垂直方向の搬送経路が形成された画像形成装置において、搬送経路には、二つ以上の画像形成部と、画像形成部間に配置され、転写材を、順次、画像形成部に吸引搬送する吸引搬送手段とを有し、各画像形成部は、表面にトナー像を形成される像担持体と、このトナー像を転写材に転写する転写手段とが設けられ、像担持体は、転写材に画像を形成する時に、転写材が所定のニップ幅で接触する転写位置でセットするように、搬送手段を結ぶ線分よりも転写手段側に設け、吸引搬送手段は、転写手段が転写位置から退避またはセット動作と連動するように隣接するどちらかの転写手段とユニット化され、さらに、転写材に画像を形成する時に、転写材を転写位置で押圧するように、搬送手段間を結ぶ線分よりも像担持体側に配置され、前記搬送経路内でメンテナンスを行う時は、搬送経路に対して、ユニット化された転写手段および吸引搬送手段を引き出して、像担持体から離すことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、吸引搬送手段は、転写材のトナー像の転写面と反対側の面に向かい合う平面部を備えた搬送ベルトからなり、転写材に画像を形成する時には、像担持体に対して所定のニップ幅を持つように、吸引搬送手段の平面部を、搬送手段間を結ぶ線分よりも像担持体側にセットすることを特徴とする。

さらに、請求項３記載の発明は、転写手段を、転写材のトナー像の転写面と反対側の面に対向して開口を有するコロナハウスと、コロナハウス内に張架されたコロナワイヤとを有するコロナ転写装置であることを特徴とする。さらに、また、請求項４記載の発明は、開口は、ニップ幅よりも狭く形成したことを特徴とする。請求項４記載の発明は、コロナ転写装置と隣合う吸引搬送手段の一端には、転写材を扱く扱き部材が設けられていることを特徴とする。

上記構成により、本発明によれば、搬送手段により垂直方向の搬送経路を形成し、この搬送経路間に、表面にトナー像を形成される像担持体と、このトナー像を転写材に転写する転写手段とが設けられた画像形成部を、二つ以上配置することにより装置の設置スペースを確保することができる。

さらに、搬送手段間を結ぶ線分よりも転写手段側に像担持体を設け、吸引搬送手段を隣接するどちらかの転写手段とユニット化することにより、転写手段が転写位置から退避またはセット動作と連動して同じ動作をすることができる。これに加えて、共通部品で装置を構成することができ、製造コストを低くすることができる。

また、吸引搬送手段を、搬送経路を形成する時には、転写材が像担持体に対して所定のニップ幅を持つように、搬送手段間を結ぶ線分よりも像担持体側に配置し、さらに、搬送経路の形成を解除する時は、転写手段を転写位置から退避させて所定の作業スペースを形成するとともに、吸引搬送手段を像担持体が配置されている反対側にシフトさせて転写材を像担持体から当接または離間させるように配置させることにより、装置内のメンテナンスを行う作業スペースが一方向に引き出すのみで形成され、メンテナンスを行なう作業スペースを節約することができるとともに、転写材の所定位置に、順次、トナー像を転写することができ、転写抜けを防止することができる。

以下、図を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係わる画像形成装置の概略を示す。

図１に示すように、この画像形成装置は、二つ以上の搬送手段１００により略垂直方向に搬送経路Ｐを形成し、この搬送経路Ｐの間に、所定の間隔で二つ以上の画像形成部２００が配置されたものである。この構成のもと、図示しない給紙手段から転写材Ｓを搬送経路Ｐに繰り出し、順次、転写材Ｓにトナー像を転写してカラー画像を形成し、次いで、これらの未定着のカラー画像を一括定着するものである。

転写材Ｓは、予め規定サイズにカットされたカット紙や、ロール紙を一定時間繰り出して、所定のタイミングでカットしたシートである。

搬送手段１００は、転写材Ｓを搬送するものであり、第１搬送手段１１０と第２搬送手段１２０とからなる。第１搬送手段１１０は、転写材Ｓへ最初にトナー像を転写する画像形成部２００の前に配置されている。第２搬送手段１２０は、最後に転写材Ｓへトナー像を転写する画像形成部２００の後に配置されている。

第１搬送手段１１０は、レジストローラ１１１とカウンタローラ１１２からなる。レジストローラ１１１は、偏心が小さい材料からなり、摩擦係数を大きくして、転写材Ｓのグリップ力を高めるため、表面は約２５μｍのセラミックコートが施されている。

カウンタローラ１１２は、転写材Ｓの中央を通過する部位に所定の押圧力がかかるように構成されている。この構成の具体例として、図示していないが、中央を最大径にして端部側に向かって縮径するクラウン形状や、複数の回転自在な軸に複数のローラを設け、中央のローラをカウンタローラ１１２に所定の押圧力がかかる径とするとともに両側のローラをカウンタローラ１１２から僅かに浮いた状態となるような径とするもの等がある。

この構成により、第１搬送手段１１０を通過する転写材Ｓは、中央のみに力が作用さようするため、転写材Ｓの斜行を防止しながら、転写材Ｓの搬送を行うことができる。また、転写材Ｓの送り量や、転写材Ｓの伸び等により、第１搬送手段１１０前で転写材Ｓに波打ちが発生しても、第１搬送手段１１０に通過する前に延ばされ、各画像形成部２００での転写抜けやトナー像の位置ズレを防止することができる。

第２搬送手段１２０はレジストローラ１２２とコロナ帯電器１２２とからなる。このレジストローラ１２２は第１搬送手段１１０で述べたレジストローラ１１１と同じものである。コロナ帯電器１２２は、転写材Ｓに転写されたトナー像と同極性の電荷がチャージされている。この構成により、転写材Ｓに形成されたカラー画像を壊すことなく定着装置６００に転写材Ｓを搬送することができる。

なお、ここで、転写材Ｓを引っ張るための保持力、すなわちグリップ力の関係は、第１搬送手段１１０のレジストローラ１１１のグリップ力＞（転写材Ｓを各像担持体５００に対して所定のニップ幅ＮＰを持つように圧接させた時に作用するグリップ力＋各像担持体５００間に配置された吸引搬送手段３００により搬送させた時に作用するグリップ力）＞第２搬送手段１２０のレジストローラ１２２のグリップ力となっている。なお、所定のニップ幅は、像担持体２００の外径、硬度等によって決定される。

画像形成部２００は、像担持体５００と転写手段４００を備える。なお、この実施の形態において、画像形成部は、転写材にカラー画像を得るために、順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）が配置されている。像担持体５００は、例えば、矢印で示す方向、すなわち反時計方向に回転し、アルミニウム等のドラム状基体表面に電子感光体を備えた構成よりなる。感光体としては、ＯＰＣ（有機光導電体）感光体やアモルファスシリコン感光体等の周知のものを使用し得る。

像担持体５００は、第１搬送手段１１０のレジストローラ１１１とカウンタローラ１１２との接触部位から転写材Ｓが第２搬送手段１２０のレジストローラ１２２で帯電部位を結んだ線分より、転写手段４００側に配置される。この配置により、転写材Ｓが像担持体５００を通過する時に、像担持体５００に対し所定のニップ幅ＮＰを持つように接触し、転写抜けを防止することができる。

像担持体５００の周辺には、像担持体５００上の残留電荷を消去するためのイレーサ５１０、像担持体５００の表面を特定極性に一様に帯電するための帯電器５２０、帯電された像担持体５００の表面に光情報を入射（像露光）して像担持体５００の表面に静電潜像を形成する露光装置５３０、像担持体５００の表面に現像剤を供給することにより静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像装置７００、像担持体５００上に形成された現像剤像を転写材Ｓ上に転写するための転写手段４００が配置されている。

ここで、現像装置７００は、非磁性一成分トナーからなる現像剤を収容する現像容器７１０と、現像容器７１０内の現像剤を攪拌する攪拌手段７２０と、少なくとも表面層が導電性を有しかつ弾性ローラからなる現像剤担持体７３０と、現像剤担持体７３０に適宜な圧力で接触して配置され、現像剤担持体７３０上に一定の現像剤の薄層を形成する層厚規制手段７４０と、現像容器７１０内の現像剤を現像剤担持体７３０に供給する現像剤供給手段７５０とを備える。

また、これらは、適当なバイアス電源に接続され、それぞれに所定のバイアス電圧（バイアス）が印加されている。なお、現像剤は、例えば反転現像のために、像担持体５００の帯電極性と同じ極性の現像剤が使用されている。

攪拌手段７２０は、現像剤供給手段７５０の後方に設けられ、図示されていないが、現像剤担持体７３０の軸線と同方に延びる中心軸と、中心軸に軸線方向の複数箇所に設けられた攪拌翼とを有する。現像剤担持体７３０は、例えば、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸の周りに、弾性中間層７３１を形成し、この中間層の外周に弾性表面層を形成した構成からなり、時計方向に回転する。

層厚規制手段７４０は、現像剤供給手段７５０により現像剤担持体７３０上に層状に供給された現像剤の層厚を規制するものである。また、層厚規制手段７４０は、導電性または半導電性の回転可能なローラ体からなり、所定の電圧を印加する電源（図示されていない）に接続されている。さらに、層厚規制手段７４０は、現像剤担持体７３０の回転方向からみて、現像剤担持体７３０と像担持体５００との接触部の上流位置に配置されている。

現像剤供給手段７５０は、芯金の周囲にカーボン微粉末が混入された導電性ナイロンまたはレーヨン等のような導電性繊維からなる多数の毛を略一様に植設してなるブラシローラからなる。ブラシローラは、現像剤担持体７３０に対して所定の間隔を持って、現像剤担持体７３０の軸線と並行に延びて配置されている。現像剤供給手段７５０の中心軸は、適当な電源に接続されている。

ブラシローラは、現像剤担持体７３０に対して所定の圧力で接触しながら矢印方向に回転し現像容器７１０内の現像剤を現像剤担持体７３０に供給するとともに、摩擦帯電により現像剤担持体７３０上のトナーを荷電する。ブラシローラは、現像剤担持体７３０に対してそのブラシの穂先が適宜な弾性（繊維のコシによる圧力）で接触するように配置されている。なお、限定されるものでないが、ブラシの毛足は３〜６ｍｍ、繊維太さは（デニールＤ／フィラメントＦ）前後、繊維密度１００００〜２５０００本／ｉｎｃｈ^２のものが好ましい。

なお、先に述べたように、本発明の実施の形態において、現像剤供給手段７５０は、ファーブラシとしているが、カーボン微粉末が混入されたウレタンゴムの発泡体であってもよい。

転写手段４００は、コロナ転写装置４１０と剥離装置４５０とからなる。剥離装置４５０はコロナ転写装置４１０に隣接している。コロナ転写装置４１０はコロナワイヤ４４０とコロナワイヤ４４０を覆うコロナハウス４３０とからなる。コロナワイヤ４４０は、コロナハウス４３０の内側に、適数本、図１、２の例では1本張架され、コロナワイヤ４４０およびコロナハウス４３０は、像担持体５００の軸線方向に延びている。このコロナワイヤ４４０のコロナ放電は、コロナハウジングの開口４２０から放電転写領域に放出される。

コロナハウス４３０は、底部とこれに一対の２枚の側板とからなり、像担持体５００に対向して配置されている。像担持体５００に対向するハウジングの部位は開口４２０している。図２に示すように、コロナハウジングの開口４２０は、画像形成部２００から次の画像形成部２００に向かう側の側板の上端に折曲部４５０が設けられ、像担持体５００のトナー像を転写材Ｓに転写するニップ幅ＮＰよりも狭くなっている。この構成により、転写材Ｓに帯電を付与する範囲は開口４２０となる。この結果、像担持体５００に転写材Ｓが接触していない部分に帯電が付与されなくなり、空中にトナーが移動して画像飛散を防止することができる。

吸引搬送手段３００は、図示しない複数の吸気孔が設けられた搬送ベルト３２０と、搬送ベルト３２０を支持するローラからなり、初めにトナー像が転写された転写材Ｓを、次の画像形成部２００に搬送するものであり、各画像形成部２００間に設けられている。搬送ベルト３２０は、転写材Ｓのトナー像の転写面と反対側の面に向かい合う平面部３１０を備え、転写手段４００とユニット化されている。また、コロナ転写装置４１０と隣合う吸引搬送手段３００の一端には、転写材を扱く扱き部材４７０が設けられている。

さらに、転写材Ｓにカラー画像を形成する時、平面部３１０は、第１搬送手段１１０のレジストローラ１１１とカウンタローラ１１２との接触部位から転写材Ｓが第２搬送手段１２０のレジストローラ１２２で帯電部位を結んだ線分より、像担持体５００側にセットするようになっている。

この構成により、第１搬送手段１１０と吸引搬送手段３００、吸引搬送手段３００間、および吸引搬送手段３００と第２搬送手段１２０を通過する時の転写材Ｓのニップ幅ＮＰを一定に保たれ、転写ズレを防止することができる。さらに、転写材Ｓは最初の像担持体５００以外の像担持体５００に移動する前に、扱き部材４７０で扱かれる。なお、この間、吸引搬送手段３００により転写材Ｓを吸引しながら搬送している。この結果、波うちをなくした状態で像担持体５００に転写材Ｓを搬送することができる。

また、剥離装置４５０の上方には吹付手段８００が設けられている。吹付手段８００は、像担持体５００から吸引手段の先端近傍および像担持体５００から第２搬送手段１２０の導入側近傍に、風を吹き付けるように配置されている。

この構成により、トナー像が転写された後、像担持体５００と像担持体５００に吸引吸着している転写材Ｓとの間に風が通り、確実に転写材Ｓを像担持体５００から分離することができる。なお、この時、剥離装置４５０の作用も寄与している。

以上の構成により、転写材Ｓにカラー画像を形成するときは、先ず、第１の像担持体５００が矢印方向に回転している状態において、像担持体５００に残留していた残留電位がイレーサ５１０より除去され、帯電器５２０により像担持体５００表面が一様に帯電される。この静電潜像は、第１の像担持体５００の回転により現像剤担持体７３０と接触する位置（現像区間）へと搬送される。

一方、現像装置７００では、像担持体５００の回転と同期して、現像剤担持体７３０、現像剤供給手段７５０が図示しない駆動源によりそれぞれの矢印で示した方向に回転し、且つ現像剤担持体７３０、現像剤供給手段７５０および層厚規制手段７４０にはそれぞれ所定のバイアス電圧が印加されている。

攪拌手段７２０および現像剤供給手段７５０の回転により、現像容器７１０内の現像剤が攪拌され且つ現像剤供給手段７５０、次いで現像剤担持体７３０へ供給されて現像剤担持体７３０上に現像剤層が形成される。現像剤層は層厚規制手段７４０により１〜３層の均一な薄層となるように規制された後、現像剤担持体７３０の回転に伴い現像区間に運ばれる。

この薄層化された現像剤は現像区間において像担持体５００の静電潜像に供給され、吸引吸着することで現像が行われる。

第１像担持体５００上に形成された現像剤像は像担持体５００の回転により転写領域（ニップ幅ＮＰ）まで搬送される。ここでコロナ転写装置４１０の作用により、転写材Ｓの背面側から現像剤の極性とは反対の極性の電界が付与されて転写材Ｓ上にトナー像が転写される。

第１の画像形成部２００で転写されたトナー像は、順次、第２画像形成部２００、第３画像形成部２００および第４画像形成部２００でトナー像が転写され、転写材Ｓ上にカラー画像が形成される。この後、カラー画像が形成された転写材Ｓは定着装置６００に搬送されて定着が行われる。

一方、転写材Ｓに転写されない像担持体５００上に残留した現像剤は、イレーザ５１０により全面露光を受けて像担持体５００の暗部電位（画像背景部の電位）とほぼ同電位となる。

次いで、上記した同様の作像のための帯電、露光を受け、再び現像剤担持体７３０に運ばれる。現像剤担持体７３０は、像担持体５００上に残留している現像剤を現像装置７００へと回収するとともに、新しい現像剤を像担持体５００表面に供給して、次の静電潜像を現像する。

次に、搬送経路Ｐ内でメンテナンスを行う場合には、吸引搬送手段３００を像担持体５００が配置されている反対側（矢印方向）に引き出して、搬送経路Ｐの形成を解除する。これにより、吸引搬送手段３００とユニット化された転写手段４００を転写材Ｓの転写位置から退避させて所定の作業スペースが形成される。

さらに、これと同時に、吸引搬送手段３００も矢印方向にシフトし、転写材Ｓが搬送経路Ｐ内にある場合には、第１搬送手段１１０と吸引搬送手段３００、吸引搬送手段３００間、および吸引搬送手段３００と第２搬送手段１２０に、各々かかるテンションが解除され、転写材Ｓを前像担持体５００から当接（像担持体５００表面に転写材Ｓが触っている状態）または離間する。

以上のように、吸引搬送手段３００を、搬送経路Ｐを形成する時には、転写材Ｓが像担持体５００に対して所定のニップ幅ＮＰを持つように、搬送手段間を結ぶ線分よりも像担持体５００側に配置し、さらに、搬送経路Ｐの形成を解除する時は、転写手段４００を転写位置から退避させて所定の作業スペースを形成するとともに、吸引搬送手段３００を像担持体５００が配置されている反対側にシフトさせて転写材Ｓを像担持体５００から当接または離間させるように配置させることにより、装置内のメンテナンスを行う作業スペースが一方向に引き出すのみで形成され、メンテナンスを行なう作業スペースを節約することができるとともに、転写材Ｓの所定位置に、順次、トナー像を転写することができ、転写抜けを防止することができる。

本発明の画像形成装置の概略図。 本発明の画像形成部の拡大図。

符号の説明

１００ 搬送手段
２００ 画像形成部
３００ 吸引搬送手段
３１０ 平面部
３２０ 搬送ベルト
４００ 転写手段
４１０ コロナ転写装置
４２０ 開口
４３０ コロナハウス
４４０ コロナワイヤ
５００ 像担持体
ＮＰ ニップ幅
Ｓ 転写材
Ｐ 搬送経路

Claims (4)

1. 転写材を搬送する搬送手段により、略垂直方向の搬送経路が形成された画像形成装置において、
   前記搬送経路には、二つ以上の画像形成部と、前記画像形成部間に配置され、前記転写材を、順次、前記画像形成部に吸引搬送する吸引搬送手段とを有し、
   各前記画像形成部は、表面にトナー像を形成される像担持体と、このトナー像を前記転写材に転写する転写手段とが設けられ、
   前記像担持体は、前記転写材に画像を形成する時に、前記転写材が所定のニップ幅で接触する転写位置でセットするように、前記搬送手段を結ぶ線分よりも前記転写手段側に設け、
   前記吸引搬送手段は、前記転写手段が転写位置から退避またはセット動作と連動するように隣接するどちらかの前記転写手段とユニット化され、さらに、前記転写材に画像を形成する時に、前記転写材を転写位置で押圧するように、前記搬送手段間を結ぶ線分よりも前記像担持体側に配置され、
   前記搬送経路内でメンテナンスを行う時は、前記搬送経路に対して、ユニット化された前記転写手段および前記吸引搬送手段を引き出して、前記像担持体から離すことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸引搬送手段は、前記転写材のトナー像の転写面と反対側の面に向かい合う平面部を備えた搬送ベルトからなり、
   前記転写材に画像を形成する時には、前記像担持体に対して所定のニップ幅を持つように、前記吸引搬送手段の平面部を、前記搬送手段間を結ぶ線分よりも前記像担持体側にセットすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記転写手段は、前記転写材のトナー像の転写面と反対側の面に対向して開口を有するコロナハウスと、前記コロナハウス内に張架されたコロナワイヤとを有するコロナ転写装置を備え、
   前記開口は、前記ニップ幅よりも狭く形成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記コロナ転写装置と隣合う前記吸引搬送手段の一端には、前記転写材を扱く扱き部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。