JP6029092B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。
画像形成装置の一種としてのタンデム型のカラープリンタにおいては、帯電装置、現像装置、感光体ドラム(像保持体の一例)などの部材が設けられ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)などの各色のトナー像(現像剤像の一例)を形成する複数の画像ユニットが設けられている。
そして、一次転写ロールを用いて、これらの画像形成ユニットで形成された各色トナー像が相互に重ね合わされるように中間転写ベルト(中間転写体の一例)に転写(一次転写)しておき、二次転写ロールにより中間転写ベルト上のトナー像を用紙(記録媒体の一例)に転写(二次転写)している。
なお、トナー像を用紙に転写する技術としては、例えば、特開2005−331606号公報に記載されたものがある。
本発明は、記録媒体の中間転写体に対する衝撃を抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の画像形成装置は、一次転写手段により複数色の現像剤像が相互に重ね合わされるように転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体上に転写された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写手段と、前記中間転写体を介して前記二次転写手段と対向する位置に配置されるとともに前記記録媒体を前記中間転写体と当該二次転写手段との間に挟み込む第1の支持部材、および前記第1の支持部材よりも前記中間転写体の回転方向の上流側に配置されて前記中間転写体を張り出すようにして支持する第2の支持部材を含み、前記中間転写体が周方向に回転するように前記中間転写体を支持する複数の支持部材と、前記二次転写手段と前記中間転写体との間に挟み込まれた後に前記記録媒体の搬送方向の後端が接触する第1の案内面が設けられた第1の接触部材と、前記記録媒体が前記二次転写手段側から前記第1の接触部材側へ向かうように、少なくともその一部が前記第1の接触部材よりも前記二次転写手段に近い位置に配置され、前記記録媒体の先端に接触して前記記録媒体を案内する第2の案内面と、を備えた第2の接触部材とを有し、前記第1の支持部材の回転中心と前記二次転写手段の回転中心とを結んだ直線と、前記第1の支持部材と前記中間転写体との接触点と前記第2の支持部材と前記中間転写体との接触点とを結んだ直線と、で形成される角度であって、前記第1の支持部材側かつ前記記録媒体の搬送方向の上流側における角度は90°よりも大きく、前記記録媒体の搬送方向の後端は、前記記録媒体が前記二次転写手段と前記中間転写体との間に挟み込まれるときに前記第1の接触部材に沿いながら前記中間転写体へと移動する、ことを特徴とする。
請求項2に記載の本発明の画像形成装置は、上記請求項1に記載の発明において、前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部は、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に位置する前記中間転写体における回転方向の上流側へ延長した面上の位置または当該位置よりも前記中間転写体側の位置である、ことを特徴とする。
請求項3に記載の本発明の画像形成装置は、上記請求項1又は2に記載の発明において、前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部は、前記第2の支持部材の方向を向いている、ことを特徴とする。
請求項4に記載の本発明の画像形成装置は、上記請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部と前記中間転写体との距離は、記録媒体の搬送方向後端における画像形成されない領域である非画像領域における記録媒体搬送方向の長さよりも小さい、ことを特徴とする。
請求項5に記載の本発明の画像形成装置は、上記請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記第1の接触部材は装置の軸方向において、少なくとも記録媒体を搬送する際の中央部の領域に存在する、ことを特徴とする。
請求項6に記載の本発明の画像形成装置は、上記請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、前記第1の接触部材は金属製で、且つ接地電位とされている、ことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、記録媒体の中間転写体に対する衝撃を抑制することが可能になる。
請求項2記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、記録媒体の中間転写体に対する衝撃を抑制することが可能になる。
請求項3記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、中間転写体に対する衝撃が一次転写手段に伝わることが抑制される。
請求項4記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、記録媒体の中間転写体に対する衝撃が抑制される。
請求項5記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、記録媒体の中間転写体に対する衝撃が抑制される。
請求項6記載の発明によれば、本発明を有さない場合に比べ、現像剤像の飛び散りが抑制される。
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図1は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置1の一例の概念図である。
本実施の形態の画像形成装置1は、例えばタンデム型のカラープリンタであり、複数の作像ユニット20と、中間転写ベルト(中間転写体の一例)30と、バックアップロール(支持部材の一つである第1の支持部材の一例)41および二次転写ロール(二次転写手段の一例)42の対と、用紙供給トレイ50a,50bと、用紙搬送系60と、定着装置70とを備えている。
作像ユニット20は、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成する4つのカラー用の作像ユニット20Y,20M,20C,20Kと、例えば透明色のトナー像を転写する透明色用の作像ユニット20CL,20CLとを備えており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト30に一次転写するようになっている。
これら6基の作像ユニット20CL,20Y、20M、20C、20Kは中間転写ベルト30の回転方向に沿って透明色、透明色、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の順に配置されている。なお、透明色に代えて、例えばライトイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンまたはライトブラックのような淡色のトナー像を転写する淡色用の作像ユニットを設けてもよい。また、透明色用の作像ユニット20CLと淡色用の作像ユニットとの両方を並べて設けてもよい。
各作像ユニット20は、感光体ドラム21と、感光体ドラム21の表面を予め決められた電位に帯電させる帯電装置80と、帯電された感光体ドラム21上にレーザ光Lを照射して静電潜像を形成する露光装置(露光手段の一例)23と、露光装置23により感光体ドラム21上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置(現像手段の一例)24と、感光体ドラム21上のトナー像を一次転写部において中間転写ベルト30に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)25と、トナー像を転写した後の感光体ドラム21の表面から残留トナーや紙粉等を除去するドラムクリーナ26とを備えている。なお、各作像ユニット20の上方には、現像装置24に現像剤を供給するトナーカートリッジ27が設置されている。
各作像ユニット20の一次転写ロール25は、各感光体ドラム21との間に中間転写ベルト30を挟むようにして配置されている。そして、各一次転写ロール25にトナーの帯電極性に対して逆極性の転写バイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム21と一次転写ロール25との間に電界が形成され、感光体ドラム21上で電荷を帯びているトナー像がクーロン力により中間転写ベルト30に転写されるようになっている。
上記中間転写ベルト30は、各作像ユニット20により形成された各色成分のトナー像が順次転写(一次転写)され保持される部材である。この中間転写ベルト30は、複数の支持ロール(複数の支持部材の一例)31a乃至31fおよびバックアップロール41に掛け渡された状態で無端状に形成されており、反時計回りの方向に回転しながら各色の作像ユニット20CL,20Y,20M,20C,20Kのトナー像が相互に重ね合わされるようにして一次転写を受けるようになっている。
上記バックアップロール41および二次転写ロール42の対は、中間転写ベルト30上に多重転写されたトナー像を用紙(記録媒体の一例)等に一括転写(二次転写)してフルカラー画像を形成するための機構部であり、中間転写ベルト30を挟んで互いに対向した状態で配置されている。バックアップロール41と、二次転写ロール42との対向部が二次転写ニップ部Nになっている。
バックアップロール41は、中間転写ベルト30の裏面側に回転自在に設置され、二次転写ロール42は、中間転写ベルト30のトナー像転写面に対向した状態で回転自在に設置されている。バックアップロール41と二次転写ロール42とは、その各々の回転軸方向(図1紙面に垂直な方向)が互いに沿うように配置されている。
中間転写ベルト30のトナー像の転写においては、バックアップロール41にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するか、または、二次転写ロール42にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する。これにより、バックアップロール41と二次転写ロール42との間に転写電界が形成され、中間転写ベルト30上に保持された未定着トナー像が用紙上に転写される。
上記用紙供給トレイ50a,50bには、各種のサイズおよび厚さの用紙等が収容されている。用紙供給トレイ50a,50b内の用紙は、用紙搬送系60のピックアップロール(図示せず)により引き出された後、用紙搬送系60の一対のレジストロール62によりタイミングが制御され二次転写ニップ部Nに導入されてトナー像が転写され、さらにその後、用紙搬送系60の搬送ベルト63,64を通じて定着装置70へと搬送される。
定着装置70は、二次転写部において用紙等に転写された未定着のトナー像を熱圧着により用紙に定着させる装置であり、加熱ロール70aと、これに対向する位置に設けられた加圧ロール70bとを備えている。
二次転写後の用紙は、加熱ロール70aと加圧ロール70bとの対向間の定着ニップ部に搬送され、加熱ロール70aと加圧ロール70bとに挟まれた状態で排出される。この時、用紙等が加熱ロール70aにより加熱されるとともに、加圧ロール70bにより加圧されることにより、トナー像が用紙等に定着される。この定着装置70を通過した用紙等は、搬送ベルト65を通じて排出ロール(図示せず)に送られ、画像形成装置1の外部に排出されるようになっている。
次に、図2は図1の画像形成装置における要部を示す概念図である。
図2に示すように、バックアップロール41の回転中心と二次転写ロール42の回転中心とを結ぶ線分L1と、バックアップロール41の上流側(より詳しくは、バックアップロールのよりも中間転写ベルト30の回転方向の上流側)に位置する支持ロール(支持部材の一つである第2の支持部材の一例)31dとバックアップロール41とで形成される中間転写ベルト30とでなす中間転写ベルト30の裏面側の角θ1は90°よりも大きく設定されている。
したがって、中間転写ベルト30が僅かに二次転写ロール42に巻き付けられるようになり(以下、この巻き付けられた部位を「プレニップ部PN」という。)、用紙が二次転写ニップ部Nに到達する前に、プレニップ部PNにおいて二次転写ニップ部Nよりも弱い力で中間転写ベルト30と二次転写ロール42とに挟まれることになる。
これにより、中間転写ベルト30上のトナー像がプレニップ部PN、二次転写ニップ部Nと段階的に大きな力で用紙に転写されることになるので、プレニップ部PNが形成されていない場合に比較して、トナー像の転写時におけるトナーの飛散が抑えられ、当該トナー飛散に起因する画像不良が抑制される。なお、本実施の形態では、プレニップ部PNの長さL2は約3mm程度になっているが、当該数値は自由に設定することができる。
また、図示するように、用紙搬送系60のレジストロール62と二次転写ニップ部Nとの間には、2つのガイド部材81,82が配置されている。これらのガイド部材81,82は何れも用紙搬送系60に沿って搬送される用紙の両面を支持するように一対で構成されている。
そして、レジストロール62から送り出された用紙はレジストロール62側のガイド部材82を通り抜けて二次転写ニップ部N側のガイド部材81に受け渡され、当該ガイド部材81で二次転写ニップ部Nに導入される。
このとき、ガイド部材81は、前述したプレニップ部PNよりも手前(本実施の形態では、プレニップ部PNよりも約10mm手前)で搬送される用紙の先端が中間転写ベルト30と接するように当該用紙の姿勢を制御している。
なお、ガイド部材81は、プレニップ部PNから後述するバンディングを抑制する程度の距離だけ手前にあれば良い。
すなわち、ガイド部材81において用紙が接触する方の第1のガイド片81aがプレニップ部PNに向かって延びるように形成されており、当該第1のガイド片81aにより用紙の搬送方向が規制されてプレニップ部PNの手前で接することになる。
これにより、用紙がプレニップ部PNへ突入する際において、用紙と中間転写ベルト30との間の空気がスムーズに排出されるので、中間転写ベルト30上のトナー像が空気の乱流によりずれることに起因する画像不良が抑制される。
ここで、前述したプレニップ部PNを形成した構造により、バックアップロール41は二次転写ロール42と協働して用紙を中間転写ベルト30に押し付けるようにしながらプレニップ部PNに挟み込むことになる。
すると、何らの手当もなければ、用紙がガイド部材81を抜けた瞬間に中間転写ベルト30を叩いてしまい、これによって、中間転写ベルト30上のトナー像が乱されるバンディングと呼ばれる現象が発生し、画像不良が発生することになる。
とりわけ、高速(例えば、用紙の搬送速度が440mm/sec程度)で厚紙(例えば、300GSM(Gram per Square Meter)程度)に画像形成を行うような場合、用紙のコシが強いために、用紙が中間転写ベルト30を叩く力が大きくなり、バンディングによる画像不良が顕著に出てしまう。
そこで、本実施の形態の画像形成装置においては、図2に示すように、バックアップロール41よりも中間転写ベルト30の回転方向の上流側に配置された支持ロール31dは、中間転写ベルト30を張り出すようにして支持している。
また、前述したガイド部材81における中間転写ベルト30側のガイド片81b(接触部材の一例)は、ガイド片81aと対向した部分が形成されており、当該部分よりも用紙の搬送方向後方は、用紙が中間転写ベルト30に押し付けられるときにおける当該用紙の後端が接触するように、用紙の搬送方向に沿って中間転写ベルト30へ向かって延びて形成されている。
なお、図2に示すように、バックアップロール41と第2の支持部材31dとの間に位置する中間転写ベルト30における回転方向の上流側へ延長した面(図中の破線で示した線)を考えるとき、ガイド片81bの中間転写ベルト30側の端部は、当該延長した面に接近した位置になっている。
したがって、中間転写ベルト30が僅かに二次転写ロール42に巻き付けられる構造であるプレニップ部PNにより、用紙Pが中間転写ベルト30に押し付けられるようにしながらプレニップ部PNに挟み込まれるときに、図3に示すように、用紙Pの後端はガイド片81bに沿いながら徐々に中間転写ベルト30へと移動することになる。
そして、図4に示すように、用紙Pの後端がガイド片81bにおける中間転写ベルト30側の端部まで到達したとき、その位置から前述の延長した面までの距離、つまり、用紙Pの後端がガイド片81bを抜けて自由な状態となって図5に示す位置まで移動する距離はごく僅かになる。
よって、用紙Pの後端が図4に示す位置から図5に示す位置に移動したときに用紙Pが中間転写ベルト30を叩く力は小さくなり、本実施例の構成を有さない場合に比べて、結果として中間転写ベルト30への衝撃が抑制される。これにより、本実施例の構成を有さない場合に比べて、バンディングが防止されて中間転写ベルト30上のトナー像が乱れることがなくなり、画像不良が回避される。
なお、ガイド片81bにおける中間転写ベルト30側の端部を、前述の延長した面(図2〜図5において破線で示す部分)の面上の位置、あるいはこの位置よりもさらに延ばして中間転写ベルト30側の位置になるようにすれば、用紙Pの後端がガイド片81bを抜けたと同時に、あるいは抜ける前に図5に示す位置となる。つまり、このような位置にすれば、用紙Pの後端がガイド片81bを抜けて自由な状態となって図5に示す位置まで移動する距離はなくなる。
よって、用紙Pの後端が図5に示す位置になったときに用紙Pが中間転写ベルト30を叩く力の発生は抑制され、結果として中間転写ベルト30への衝撃がより一層抑制されることになる。これにより、バンディングによる画像不良がより確実に回避される。
また、図示するように、ガイド片81bにおける中間転写ベルト30側の端部は、第2の支持部材31dの方向を向いている。これにより、第2の支持部材31dが中間転写ベルト30を張架する近くの領域で用紙Pの後端が中間転写ベルト30と接触するようになるので、中間転写ベルト30に対する衝撃が第2の支持部材31dによって吸収される。したがって、中間転写ベルト30に対する衝撃が一次転写ロール25に伝わることが抑制される。
ここで、ガイド片81bにおける中間転写ベルト30側の端部と中間転写ベルト30との距離は、用紙Pの搬送方向後端における画像形成されない領域(非画像領域)における用紙Pの搬送方向の長さよりも小さいのが望ましい。
このようにすれば、用紙Pの中間転写ベルト30に対する衝撃がより抑制されることになる。
さらに、第2の支持部材31dの回転軸31d−1を正面に見るようにして表した図6に示すように、ガイド片81bは、装置の軸方向において、少なくとも用紙Pを搬送する際の中央部の領域に存在するような形状にするのが望ましい。
ガイド片81bが装置の軸方向の一端部にだけあって、他端部にはない場合には、その他端部においてバンディングが生じるが、このような形状にすれば、中央部のみならず両端部のバンディングも生じなくなり、用紙Pの中間転写ベルト30に対する衝撃が抑制される。
そして、ガイド片81bは、金属製で、且つ接地電位とされているのが望ましい。このようにすれば、用紙Pがガイド片81bと擦れ合うことによるガイド片81bの帯電が抑制されることで、ガイド片81bの電荷により中間転写ベルト30上のトナー像が乱れることが抑制され、トナー像の飛び散りが抑制される。
なお、本発明者の考察によれば、図2において、ガイド片81bにおいて中間転写ベルト30側に向かって延びた部分の中間転写ベルト30側の端部を点S1、その反対側の端部を点S2、プレニップ部PNの始まりの位置を点S3としたとき、点S1と点S2とを結んだ線分と、点S2と点S3とを結んだ線分とでなす角度が60°以下のときに、用紙Pの後端がガイド片81bに沿いながら点S1(つまり、ガイド片81bの中間転写ベルト30側の端部)に到達するものと思われる。
しかしながら、当該角度は一義的に規定されるものではなく、用紙の厚みや大きさ、用紙の搬送速度、あるいは点S2から点S3までの長さなど、様々な要因によって変動する流動的な角度である。
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
例えば、前記実施の形態においては、記録媒体として用紙に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、フィルム、はがき等、画像が形成される様々なものに適用してもよい。
以上の説明では、本発明をカラープリンタに適用した場合について説明したが、例えば、カラー複写機、ファクシミリまたはこれらの機能を合わせ持つ画像形成装置等、他の画像形成装置に適用してもよい。
1 画像形成装置
20,20Y,20M,20C,20K,20CL 作像ユニット
21 感光体ドラム
23 露光装置
24 現像装置
25 一次転写ロール
30 中間転写ベルト
41 バックアップロール
42 二次転写ロール
50a,50b 用紙供給トレイ
60 用紙搬送系
70 定着装置
70a 加熱ロール
70b 加圧ロール
80 帯電装置
81,82 ガイド部材
81a ガイド片
81b ガイド片
N 二次転写ニップ部
PN プレニップ部
P 用紙
20,20Y,20M,20C,20K,20CL 作像ユニット
21 感光体ドラム
23 露光装置
24 現像装置
25 一次転写ロール
30 中間転写ベルト
41 バックアップロール
42 二次転写ロール
50a,50b 用紙供給トレイ
60 用紙搬送系
70 定着装置
70a 加熱ロール
70b 加圧ロール
80 帯電装置
81,82 ガイド部材
81a ガイド片
81b ガイド片
N 二次転写ニップ部
PN プレニップ部
P 用紙
Claims (6)
- 一次転写手段により複数色の現像剤像が相互に重ね合わされるように転写される無端状
の中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された現像剤像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
前記中間転写体を介して前記二次転写手段と対向する位置に配置されるとともに前記記録媒体を前記中間転写体と当該二次転写手段との間に挟み込む第1の支持部材、および前記第1の支持部材よりも前記中間転写体の回転方向の上流側に配置されて前記中間転写体を張り出すようにして支持する第2の支持部材を含み、前記中間転写体が周方向に回転するように前記中間転写体を支持する複数の支持部材と、
前記二次転写手段と前記中間転写体との間に前記記録媒体が挟み込まれた後に前記記録媒体の搬送方向の後端が接触する第1の案内面が設けられた第1の接触部材と、
前記記録媒体が前記二次転写手段側から前記第1の接触部材側へ向かうように、少なくともその一部が前記第1の接触部材よりも前記二次転写手段に近い位置に配置され、前記記録媒体の先端に接触して前記記録媒体を案内する第2の案内面と、を備えた第2の接触部材とを有し、
前記第1の支持部材の回転中心と前記二次転写手段の回転中心とを結んだ直線と、前記第1の支持部材と前記中間転写体との接触点と前記第2の支持部材と前記中間転写体との接触点とを結んだ直線と、で形成される角度であって、前記第1の支持部材側かつ前記記録媒体の搬送方向の上流側における角度は90°よりも大きく、
前記記録媒体の搬送方向の後端は、前記記録媒体が前記二次転写手段と前記中間転写体との間に挟み込まれた後に前記第1の接触部材に沿いながら前記中間転写体へと移動する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部は、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に位置する前記中間転写体における回転方向の上流側へ延長した面上の位置または当該位置よりも前記中間転写体側の位置である、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部は、前記第2の支持部材の方向を向いている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記第1の接触部材における前記中間転写体側の端部と前記中間転写体との距離は、前記記録媒体の搬送方向後端における画像形成されない領域である非画像領域における前記記録媒体搬送方向の長さよりも小さい、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の接触部材は装置の軸方向において、少なくとも記録媒体を搬送する際の中央部の領域に存在する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の接触部材は金属製で、且つ接地電位とされている、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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2016
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