JP5054223B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
この画像形成装置においては、所定のニップ幅を形成するために、金属ローラよりも高価な発泡スポンジローラなどの柔らかい部材で一次転写ローラを構成する必要があった。
そして、請求項1の発明は、複数の像担持体で上記直径Aが互いに同一であり、複数の一次転写体で上記直径Cが互いに同一であり、上記複数の一次転写体は金属ローラであり、単色モード実行時に用いられる一つの像担持体に対応する一次転写体の両端に設けられるとともに、前記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の両端の非画像領域に外周部分が接触する第一の接触部材と、他の像担持体に対応する一次転写体の両端に設けられるとともに、前記カラーモード実行時において前記他の像担持体の両端の非画像領域に外周部分が接触し、かつ、前記単色モード実行時において該外周部分が前記他の像担持体の両端の非画像領域から離間する第二の接触部材と、を有し、前記第一の接触部材の直径および前記第二の接触部材の直径はBより大きく、かつ、前記第一の接触部材の直径は前記第二の接触部材の直径よりも小さくすることにより、上記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の回転中心から該一つの像担持体に対応する1次転写体の回転中心までの距離Lが、該ベルト部材を他の像担持体に巻き付かせた状態における該他の像担持体の回転中心から該他の像担持体に対応する1次転写体の回転中心までの距離Lよりも、短くなるように構成し、前記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の転写ニップ圧は、前記他の像担持体の転写ニップの転写圧よりも高いことを特徴とする。
更に、単色モード実行時に用いる一つの像担持体の転写ニップの転写圧が他の像担持体の転写ニップの転写圧よりも高いので、単色モード実行時に用いる一つの像担持体の転写ニップ幅や転写ニップ圧がベルトの波打ちによって変動することが抑制される。その結果、単色モード時の転写不良を抑制することができる。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン(以下、K、Y、M、Cと記す)のトナー像を形成するための4つのプロセスユニット1K,Y,M,Cを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のK,Y,M,Cトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Kトナー像を形成するためのプロセスユニット1Kを例にすると、図2に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体2K、ドラムクリーニング装置3K、除電装置(不図示)、帯電装置4K、現像装置5K等を備えている。画像形成ユニットたるプロセスユニット1Kは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
図3は、転写ユニット15の概略構成を示す拡大図である。図3に示すように、転写ベルト16は、主に駆動ローラ18とテンション17とに張架されており、転写ベルト16の駆動ローラ18との巻き付き角および、テンションローラ17との巻き付き角がほぼ180°となるようにしている。このような構成をとることで、転写ユニット15を上下方向に短くすることができ、装置を小型化することができる。この転写ベルト16の上方には、感光体2K,Y、M、Cが、ベルト移動方向の上流側から順に並ぶように配設されている。K色の感光体1Kのベルト移動方向下流側には、K色の一次転写ローラ19Kが配置されている。同様に、感光体2Yの下流には、一次転写ローラ19Y、感光体2Mの下流には、一次転写ローラ19M、感光体1Cの下流には、一次転写ローラ19Cが配置されている。
駆動ローラ18としては、芯金と肉厚が0.3〜1[mm]程度のポリウレタンゴムの表面層とからなっているものを用いた。また、肉厚が0.05〜0.1[mm]の薄層コーテイングしたものの方が、温度による径変化が小さく、好ましい。
このため、発泡スポンジローラよりも安価な金属ローラを一次転写ローラ19に用いる場合は、一次転写ローラ19を感光体2と当接させないように配置するのが好ましい。具体的に示すと、図4に示すように、一次転写ローラ19の直径をA[mm]、感光体2の直径をB[mm]、転写ベルトの厚みをC[mm]としたとき、一次転写ローラ19の軸心と感光体1の軸心との距離Lが、以下のような関係を満たすように一次転写ローラ19を配置する。
L>(A/2)+(B/2)+C・・・・(式1)
次に、実施形態2の画像形成装置について、説明する。実施形態2の画像形成装置の基本的な構成は、実施形態1の画像形成装置と同じなので、説明を省略し、実施形態2画像形成装置の特徴点のみを説明する。
図13は、実施形態2の画像形成装置の要部構成図である。図13(a)は、実施形態2の画像形成装置におけるフルカラーモードのときの様子を示す図であり、図13(b)は、モノクロモードのときの様子を示す図である。
図に示すように、実施形態2の画像形成装置は、K色の感光体2Kをカラー用感光体2Y,M,Cよりも転写ベルト移動方向下流側に設けている。カラー用一次転写ローラ19Y,M,Cは、上述同様、安価な金属ローラを用い、式1の関係を満たすように、一次転写ローラ19Y,M,Cを感光体にベルトの下流側に配置し、ベルトを介して感光体に接触させずに転写ベルト16を感光体2Y,M,Cに巻き付けて、転写ニップ形成している。一方、K色の一次転写ローラ19Kは、スポンジローラを使用し、一次転写ローラ19の軸心と感光体1の軸心との距離Lが、
L<(A/2)+(B/2)+C・・・・(式2)
となるようにK色の一次転写ローラ19Kを配置する。すなわち、一次転写ローラ19Kを弾性変形させて、転写ベルト16を介してK色の感光体2Kに当接させるのである。このため、K色の転写ニップは、K色の一次転写ローラがベルトを介してK色の感光体に当接している領域が転写ニップとなる。このように、一次転写ローラ19Kをベルトを介して感光体2Kに当接させて転写ニップを形成することで、転写ベルト16を感光体2に巻き付けて転写ニップを形成するものに比べて、転写ベルト16の波打ちによるニップ幅の変動や転写圧の変動を抑えることができる。
次に、実施形態3の画像形成装置について、説明する。実施形態3の画像形成装置の基本的な構成は、実施形態1の画像形成装置と同じなので、説明を省略し、実施形態3の画像形成装置の特徴点のみを説明する。
図14は、実施形態3の画像形成装置の要部構成図である。図14(a)は、実施形態3の画像形成装置におけるフルカラーモードのときの様子を示す図であり、図14(b)は、モノクロモードのときの様子を示す図である。
図に示すように、実施形態2の画像形成装置は、K色の感光体2Kをカラー用感光体2Y,M,Cよりも転写ベルト移動方向下流側に設けている。K色の一次転写ローラ19Kおよびカラー用一次転写ローラ19Y,M,Cは、それぞれ各感光体2K,Y,M,Cよりも転写ベルト移動方向下流側に設けている。各一次転写ローラ19K,Y,M,Cは、安価な金属ローラを用い、上記式1の関係を満たすように、一次転写ローラ19を感光体2にベルトを介して接触させずに配置して、転写ベルト16を感光体2に巻き付けて、転写ニップ形成している。そして、実施形態3の画像形成装置においては、K色の感光体2Kと、K色の感光体2Kと隣り合って設けられ、K色の感光体2Kよりもベルト移動方向上流側に配置されたC色の感光体2Cとの間にローラ状の波打ち抑制部材61を設けている。この波打ち抑制部材61は、転写ベルト16を内側から張架している。図(b)に示す、モノクロモード実行時にカラー用の一次転写ローラ19Y,M,Cを転写ベルト16から離間させても、波打ち抑制部材61は、転写ベルト16から離間させずに転写ベルト16を張架する。これにより、モノクロモード実行時のK色の感光体2Kからベルト移動方向上流側に延びるベルトの無張架領域を短くすることができ、K色の転写ニップのベルトの波打ちによって受ける影響を低減することができる。これにより、モノクロモード実行時のK色のトナー像を転写ベルト16に良好に転写することができ、転写不良を抑制することができる。また、K色の感光体をカラーの感光体2Y,M,Cよりも転写ベルト移動方向下流側に配置するので、モノクロモード実行時のファーストプリントを実施形態1の画像形成装置よりも早くすることができる。
図に示す実施形態3の第1変形例は、K色の感光体2Kと隣り合って設けられ、K色の感光体2Kよりもベルト移動方向上流側に配置されたC色の感光体2Cのトナー像を転写するC色の一次転写ローラ19Cを、波打ち抑制部材としても用いたものである。よって、図(b)に示すように、モノクロモード実行時においては、C色の一次転写ローラ19Cよりもベルト移動方向上流側のM色とY色の一次転写ローラ19M,Yを転写ベルト16から離間させて、C色の一次転写ローラ19Cは、そのまま転写ベルト16を張架しつづける構成とする。これにより、モノクロモード実行時のK色の感光体2Kからベルト移動方向上流側に延びるベルトの無張架領域をC色の一次転写ローラ19Cの位置までにすることができ、無張架領域を短くすることができる。また、C色の一次転写ローラ19Cを波打ち抑制部材としても用いることで部品点数を削減することができるメリットがある。
図に示す第2変形例は、K色の一次転写ローラ19KをK色の感光体2Kよりもベルト移動方向上流側に配置して、K色の一次転写ローラ19Kを波打ち抑制部材としても用いたものである。よって、モノクロモード実行時のK色の感光体2Kからベルト移動方向上流側に延びるベルトの無張架領域をK色の一次転写ローラ19Kの位置までにすることができ、無張架領域を短くすることができる。また、K色の一次転写ローラ19Kを波打ち抑制部材としても用いることで部品点数を削減することができるメリットがある。
以上、本実施形態1の画像形成装置によれば、単色モードたるモノクロモード実行時に用いる像担持体たるK色の感光体を、ベルト部材たる転写ベルトと最上流転写ニップを形成する感光体としている。よって、K色の感光体を、転写ベルトと最下流転写ニップを形成する感光体としたものに比べて、モノクロモード実行時の張架ローラからK色の感光体までの距離を短くすることができる。よって、モノクロモード時のK色の感光体と転写ベルトが形成する転写ニップからベルト移動方向上流側に延びる転写ベルトにテンションが付与されない領域を、K色の感光体を、転写ベルトと最下流転写ニップを形成する感光体としたものに比べて、短くすることができる。その結果、この領域間でベルトの波打ちが発生するのをK色の感光体を、転写ベルトと最下流転写ニップを形成する感光体としたものに比べて、抑制することができる。従って、モノクロモード実行時において、K色の感光体と一次転写ローラとで形成される転写ニップ幅や転写ニップ圧がベルトの波打ちによって変動することが抑制される。その結果、モノクロモード時の転写不良を抑制することができる。
(2)
また、実施形態3の画像形成装置によれば、モノクロモード時のK色の転写ニップからベルト移動方向上流側に延びる転写ベルトにテンションが付与されない領域を、波打ち抑制部材までにすることができる。よって、K色の転写ニップからベルト移動方向上流側に延びる転写ベルトにテンションが付与されない領域を短くすることができ、この領域間でベルトの波打ちが発生するのを抑制することができる。その結果、モノクロモード実行時において、K色の転写ニップ幅や転写ニップ圧がベルトの波打ちによって変動することが抑制される。その結果、モノクロモード時の転写不良を抑制することができる。
(3)
また、実施形態3の変形例1の画像形成装置によれば、上記波打ち抑制部材を、K色の感光体体と隣り合うC色の1次転写体としたので、部品点数を削減することができる。
(4)
また、実施形態3の変形例2の画像形成装置によれば、上記波打ち抑制部材を、K色の1次転写ローラとしたので、部品点数を削減することができる。
(5)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、K色の転写ニップが3[mm]以下、かつ、K色の感光体からK色の一次転写ローらまでの転写ベルト16の無張架領域の長さが1〜5[mm]となるように、K色一次転写ローラを配置するのがこのましい。転写ニップが3[mm]を超えると、K色のトナー像が転写ニップで長期間加圧されることになる。その結果、K色のトナー像がK色の転写ニップで凝集して、K色の感光体2Kにくっついて中抜けが生じるおそれがある。また、K色の感光体からK色の一次転写ローらまでの転写ベルト16の無張架領域の長さが1[mm]未満だと、感光体の径のばらつきや転写ローラの径のばらつきによる、転写ニップ圧のばらつきが大きくなり、好ましくない。また、5[mm]を超えると、一次転写ローラによって転写ニップが3[mm]以下で所定の転写ニップを得ることができなくなり、良好な転写を行うことができなくなる。K色の転写ニップが3[mm]以下、かつ、K色の感光体からK色の一次転写ローらまでの転写ベルト16の無張架領域の長さが1〜5[mm]となるように、K色一次転写ローラを配置することで、転写ニップ圧のばらつきが抑制され、所定のニップ圧を得ることができる。
(6)
また、実施形態1、3の画像形成装置によれば、K色の感光体の軸中心からK色の1次転写ローラの軸中心までの距離Lが、カラー用感光体の軸中心からカラー用1次転写ローラの軸中心までの距離Lよりも短くなるように構成している。これにより、カラー用一次転写ローラとK色一次転写ローラとが同じ径で、感光体の軸方向に対して直交する仮想平面上における、K色の一次転写ローラの上下方向の位置が同じ場合、K色の一次転写ローラがK色の感光体に当接させる力(転写圧)がカラー用の転写圧よりも高くすることができる。K色の一次転写ローラによって、K色の感光体にベルトを強く押し付けることができ、K色の転写ニップがベルトの波打ちによる影響を受け難くすることができる。
(7)
また、実施形態1、3の画像形成装置によれば、感光体の軸方向に対して直交する仮想平面上における、K色の一次転写ローラの位置が、カラー用一次転写ローラの位置よりも上方に位置するように構成している。よって、カラー用一次転写ローラとK色一次転写ローラとが同じ径で、感光体軸中心から一次転写ローラの軸中心までの距離Lが同じ場合、K色の一次転写ローラがK色の感光体に当接させる力(転写圧)がカラー用の転写圧よりも高くすることができる。K色の一次転写ローラによって、K色の感光体にベルトを強く押し付けることができ、K色の転写ニップがベルトの波打ちによる影響を受け難くすることができる。
(8)
また、実施形態1、3の画像形成装置によれば、一次転写ローラまたは感光体の少なくとも一方に、感光体軸中心から一次転写ローラの軸中心までの距離Lが、所定の距離となるように感光体または一次転写ローラに突き当たる第1突き当て部材たるカラー部材を設けている。これにより、感光体軸中心から一次転写ローラの軸中心までの距離Lが、所定の距離となるように一次転写ローラを位置決めすることができる。これにより、一次転写ローラを所定の位置に配置することができ、転写ニップを所定のニップ幅、所定の圧力にすることができる。
(9)
また、実施形態1、3の画像形成装置によれば、上記像担持体を保持するフレームたるプロセスユニットの枠体または一次転写ローラを支持する支持部材たる軸受部に突き当たる第2突き当て部材たる突き当て部材を設けている。この突き当て部材を枠体または軸受部に突き当てることで、感光体の軸方向に対して直交する仮想平面上における、感光体に対する上下方向に一次転写ローラを位置決めすることができる。これにより、一次転写ローラを所定の位置に配置することができ、転写ニップを所定のニップ幅、所定の圧力にすることができる。
(10)
また、実施形態2の画像形成装置によれば、K色の感光体軸中心からK色の一次転写ローラの軸中心までの距離L2が、L2<(A/2)+(B/2)+CとなるようにK色の一次転写ローラを配置した。これにより、K色の転写ニップは、K色の一次転写ローラが転写ベルトを介してK色の感光体と当接した部分となる。これにより、K色の感光体とK色の一次転写ローラで形成する転写ニップは、一次転写ローラによってベルト部材裏面から転写ベルトを感光体へ押し付けることで形成される。よって、張架ローラからK色の感光体に至るまでの間でベルトの波打ちの影響が転写ニップに及ぶことがない。従って、モノクロモード実行時において、K色の感光体と一次転写ローラとで形成される転写ニップ幅や転写ニップ圧がベルトの波打ちによって変動することが抑制される。その結果、単色モード時の転写不良を抑制することができる。
(11)
また、実施形態2の画像形成装置によれば、K色の1次転写ローラとして、弾性層有する部材を用いることで、一次転写ローラを弾性変形させて、ベルトを介して感光体に当接させることができる。よって、転写ニップを所定のニップ幅、所定の圧力で当接させることができる。
(12)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、K色転写ニップの位置が、カラー用転写ニップの位置よりも転写ベルト部材側になるように構成している。よって、モノクロモード実行時にカラー用の一次転写ローラが転写ベルトから離間した際、K色の転写ニップから張架ローラまでの転写ベルトの位置が、K色の転写ニップをカラー用転写ニップと平行に配置したものに比べて、転写ベルト側に位置させることができる。このように、K色の転写ニップから張架ローラまでの転写ベルトの位置を転写ベルト側に位置させることができるので、僅かに張架ローラを揺動させるだけで、転写ベルトをカラー用感光体から離間させることができる。これにより、張架ローラの揺動スペースを削減することができ、装置の小型化や、装置のレイアウトの自由度を高めることができる。
2Y,M,C,K:感光体
15:転写ユニット
16:転写ベルト
17:テンションローラ
18:駆動ローラ
19Y,M,C,K:一次転写ローラ
20:2次転写ローラ
34:定着装置
70:光書込ユニット
210:離間手段
Claims (13)
- 可視像を担持する複数の像担持体と、少なくとも2個以上の張架ローラに張架されるとともに該張架ローラ間に各像担持体を順次接触させてそれぞれ転写ニップを形成するベルト部材と、各像担持体にそれぞれ個別に対応する位置で該ベルト部材の裏面に接触する複数の一次転写体とを備え、該複数の一次転写体に転写バイアスを印加し、該ベルト部材の表面を最上流転写ニップから最下流転写ニップに移動させる過程で各転写ニップにて像担持体上の可視像をベルト部材上に転写して重ね合わせ画像を形成する画像形成装置において、
画像形成領域における該像担持体の直径をA、画像形成領域における該一次転写体の直径をB、画像形成領域における該ベルト部材の厚みをCとし、該像担持体と該ベルト部材とを接触させ、かつ、該ベルト部材と該一次転写体とを接触させたとき、該像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、該像担持体の回転中心から該一次転写体の回転中心までの距離Lが、
L>(A/2)+(B/2)+C
となるように該一次転写体を配置して該ベルト部材を該像担持体に巻き付かせ、
該ベルト部材を該像担持体の全てに巻き付かせて該像担持体を全て用いて画像を形成するカラーモードと、一つの像担持体を除く他の像担持体の全てを該ベルト部材から相対的に離間させ、該ベルト部材を該像担持体の全てのうち一つの像担持体のみに巻き付かせて該一つの像担持体を用いて画像を形成する単色モードと、を備え、
複数の像担持体で上記直径Aが互いに同一であり、
複数の一次転写体で上記直径Cが互いに同一であり、
上記複数の一次転写体は金属ローラであり、
単色モード実行時に用いられる一つの像担持体に対応する一次転写体の両端に設けられるとともに、前記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の両端の非画像領域に外周部分が接触する第一の接触部材と、
他の像担持体に対応する一次転写体の両端に設けられるとともに、前記カラーモード実行時において前記他の像担持体の両端の非画像領域に外周部分が接触し、かつ、前記単色モード実行時において該外周部分が前記他の像担持体の両端の非画像領域から離間する第二の接触部材と、を有し、
前記第一の接触部材の直径および前記第二の接触部材の直径はBより大きく、かつ、前記第一の接触部材の直径は前記第二の接触部材の直径よりも小さくすることにより、
上記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の回転中心から該一つの像担持体に対応する1次転写体の回転中心までの距離Lが、該ベルト部材を他の像担持体に巻き付かせた状態における該他の像担持体の回転中心から該他の像担持体に対応する1次転写体の回転中心までの距離Lよりも、短くなるように構成し、
前記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の転写ニップの転写圧は、前記他の像担持体の転写ニップの転写圧よりも高いことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記単色モード実行時に用いられる像担持体の転写ニップが3[mm]以下、かつ、該単色モード実行時に用いられる像担持体から該像担持体に対応する一次転写体までの上記ベルト部材の無張架領域の長さが1〜5[mm]となるように、該該単色モード実行時に用いられる像担持体に対応する一次転写体を配置したことを特徴する画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上における、上記単色モード実行時に用いられる像担持体の軸中心から、該像担持体に対応する一次転写体の軸中心までの上下方向の距離が、他の像担持体の軸中心から、該像担持体に対応する一次転写体の軸中心までの上下方向の距離よりも短くなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
上記像担持体を保持するフレームまたは上記一次転写体を支持する支持部材の少なくとも一方に、該像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上における、該一次転写体が対応する像担持体に対する一次転写体の上下方向の位置が所定の位置となるように、該フレームまたは該支持部材に突き当たる第2突き当て部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、
上記単色モード実行時に用いられる一つの像担持体の転写ニップの位置が、他の像担持体の転写ニップの位置よりもベルト部材側になるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、
前記張架ローラのうちの一つが前記ベルト部材に張力を与えるテンションローラであって、
前記カラーモードから前記単色モードへ切り替える際に、前記テンションローラと、前記一つの像担持体を除く他の全ての像担持体に対応する一次転写体と、を前記一つの像担持体を除く他の像担持体の全てから離間する方向に移動させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、
前記張架ローラのうちの一つが前記ベルト部材に張力を与えるテンションローラであって、
前記カラーモードから前記単色モードへ切り替える際に、前記一つの像担持体を除く他の全ての像担持体に対応する一次転写体のみを、前記一つの像担持体を除く他の像担持体の全てから離間する方向に移動させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、
前記一つの像担持体の像担持体に対応する一次転写体は、前記一つの像担持体の転写ニップと前記一つの像担持体に隣り合う他の像担持体の転写ニップとの間の位置で前記ベルト部材の裏面に接触することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8いずれかの画像形成装置において、
A>B
であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9いずれかの画像形成装置において、
前記転写ニップとは別の位置で前記ベルト部材に接触して二次転写ニップを形成する二次転写体を備え、前記ベルト部材上に転写された重ね合わせ画像が上記二次転写ニップで記録紙へ一括して二次転写されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10の画像形成装置において、
上記最上流転写ニップよりも上流の位置で、かつ、上記二次転写ニップよりも下流の位置に、ベルト部材のおもて面に当接して該おもて面をクリーニングするクリーニング手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置において、
ベルト部材の上記クリーニング手段が当接する部分の裏面に当接する対向部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10乃至12いずれかの画像形成装置において、
前記張架ローラのうちの一つが前記ベルト部材を駆動する駆動ローラであって、
前記ベルト部材を介して前記二次転写体に対向する位置に、前記駆動ローラを設けることを特徴とする画像形成装置。
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