JP7390563B2 - 転写装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写装置および画像形成装置に関する。

走行するベルトに清掃ブレードの先端縁を当ててベルトを清掃する装置が知られている。例えば、特許文献１には、ベルトを挟んで清掃ブレードと対向する対向部材を移動させることでベルトと清掃ブレードとを接離させる構造が開示されている。

特開２０００－１８１３１３号公報

転写ロールに無端ベルトが巻き架けられ、その転写ロールを中間転写ベルトに押し当てて中間転写ベルトと無端ベルトとの間に用紙を挟み、中間転写ベルト上のトナー像を用紙上に転写する転写装置が知られている。そして、この転写装置では、用紙の厚み等に応じて転写ロールを中間転写ベルトに接離する向きに移動させて中間転写ベルトと無端ベルトとの間の接触圧を調整する構造となっている。

ここでは、この転写装置の無端ベルト上の汚れを清掃ブレードで清掃することを考える。

清掃ブレードを無端ベルトに押し当てるにあたっては、その無端ベルトを挟んだ裏側に裏あて部材が必要であり、ここでは転写ロールを裏あて部材とする。転写ロールは、中間転写ベルトに接離する向きに移動する。このため、清掃ブレードも、転写ロールの移動に伴って移動させる必要がある。

この場合に、考えられる構造として、転写ロールと清掃ブレードを一体に支持する支持体を設け、その支持体を移動させることにより転写ロールを移動させる。この構造によれば、転写ロールの移動とともに清掃ブレードも一体に移動する。

ただし、この構造の場合、支持体が大型化し、その大型の支持体を移動可能に保持する必要があり、転写装置全体が大型化するおそれがある。

本発明は、転写ロールと清掃ブレードを一体に支持する構造と比べ、小型化された転写装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、
無端ベルトと、該無端ベルトが巻き架けられて該無端ベルトを、おもて面にトナー像を保持して搬送する像搬送ベルトとの間に用紙を挟んで該用紙を該像搬送ベルトに押し当て該像搬送ベルト上のトナー像を回転しながら該用紙に転写させる転写ロールと、該無端ベルトに巻き架けられて該無端ベルトに張力を付与する張力付与ロールと、該転写ロールおよび該張力付与ロールを回転可能に支持する第１フレームとを備え、第１回転軸のまわりに回転可能な第１組立体、
板形状を有し、前記無端ベルトの、前記転写ロールに巻き架けられた部分に先端縁を突き当てて該無端ベルトの、用紙に触れる側のおもて面を清掃する清掃ブレードを備え、第２回転軸のまわりに回転可能な第２組立体、
前記第２組立体の、前記第２回転軸のまわりの回転を付勢して前記清掃ブレードの先端縁を該無端ベルトに押し当てるばね、
前記ばねの第１端部を支持し、前記張力付与ロールの回転軸を回転軸として前記第１組立体を回転可能に支持し、さらに、前記第２組立体を回転可能に支持する第３フレーム、および
前記転写ロールを、前記像搬送ベルトに接離する向きに移動させる移動機構を備え、
前記第２組立体が、さらに、前記清掃ブレードおよび前記ばねの第２端部を支持する第２フレームを備え、
前記第１組立体が、前記転写ロールの移動に伴って前記第１回転軸のまわりに回転し、
前記第２組立体が、前記ばねによる付勢により、前記第１組立体の回転に追随して、前記第２回転軸のまわりに回転することを特徴とする転写装置である。

請求項２に係る発明は、
前記第２回転軸が前記清掃ブレードよりも前記像搬送ベルト寄りの位置に配置され、前記第２組立体が該第２回転軸のまわりに回転するように、前記第３フレームに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置である。

請求項３に係る発明は、前記無端ベルトがゴムベルトであることを特徴とする請求項１または２に記載の転写装置である。

請求項４に係る発明は、
前記転写ロールが、発泡体ロールであることを特徴とする請求項３に記載の転写装置である。

請求項５に係る発明は、
前記無端ベルトの前記転写ロールへの接触領域の、該転写ロールの回転方向最上流点を該転写ロールの回転の位相の原点としたとき、前記清掃ブレードが、該原点から下流側に向かって２０°以上であって、かつ、該無端ベルトと、前記像搬送ベルトあるいは用紙との接触点以下の角度範囲内において該無端ベルトに接触していることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の転写装置である。

請求項６に係る発明は、
前記接触点の位相が３０°を超え、前記清掃ブレードが、前記原点から下流側に向かって２０°以上、かつ、３０°以下の角度範囲内において該無端ベルトに接触していることを特徴とする請求項５に記載の転写装置である。

請求項７に係る発明は、
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の転写装置を備え、トナー像を形成して用紙上に転写して定着することにより該用紙上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の転写装置、および請求項７の画像形成装置によれば、転写ロールと清掃ブレードを一体に支持する構造と比べ、小型化された清掃装置が実現する。

請求項２の転写装置によれば、第２回転軸が清掃ブレードよりも像搬送ベルトから離れた位置に配置されている場合と比べ、小型化が実現する。

請求項３の転写装置によれば、弾性に乏しい無端ベルトの場合と比べ、転写されたトナー像による画像の画質劣化が抑えられる。

請求項４の転写装置によれば、剛体の転写ロール場合と比べ、転写されたトナー像による画像の画質劣化が抑えられる。

請求項５の転写装置によれば、無端ベルトの接触点が０°以上２０°未満の場合と比べ、クリーニング性能が向上する。

請求項６の転写装置によれば、無端ベルトの接触点が３０°を超えている場合と比べ、クリーニング性能が向上する。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。 二次転写器の主要構造を示した模式図である。 二次転写器の主要部材を示した模式図である。 角度α°ごとの、用紙うら面の汚れの評価結果を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する４つの画像エンジン１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えたタンデム型のカラープリンタである。このカラープリンタは、単色の画像をプリントする能力を有するほか、上記４色のトナー像の重ね合わせによるフルカラーの画像をプリントする能力を有する。

画像形成装置１には、ＹＭＣＫ各色のトナーを収容するトナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが備えられている。

また、画像形成装置１には、中間転写ベルト３０、定着部５１、用紙搬送部６０、および、画像形成装置１の各部を制御する制御部４１も備えられている。

４つの画像エンジン１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、使用される現像剤を除くと同様の構成を有しているため、これらを代表してイエローに対応する画像エンジン１０Ｙを取り上げて説明する。画像エンジン１０Ｙは、像保持体１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および像保持体クリーナ１６Ｙを備えている。

像保持体１１Ｙは、円筒状の表面に感光材料の層を有し、表面に形成される像を保持して円筒の軸のまわりに矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および像保持体クリーナ１６Ｙは、像保持体１１Ｙの周囲に順次配置されている。

帯電器１２Ｙは、バイアス電圧の印加によって像保持体１１Ｙの表面を帯電する。本実施形態における帯電器１２Ｙは、像保持体１１Ｙの表面に接触する帯電ロールである。帯電ロールには、現像器１４Ｙにおけるトナーの帯電極性と同極性の電圧が印加されており、接触する像保持体１１Ｙの表面を帯電する。なお、帯電器１２Ｙとしては、帯電ロールの他に像保持体１１Ｙに非接触のコロナ放電器なども採用され得る。

露光器１３Ｙは、対応色（ここではイエロー）の画像信号に従って像保持体１１Ｙにレーザ光を照射することで、像保持体１１Ｙの表面を露光する。この画像信号は、画像形成装置１の外部から供給された画像データに基づいて制御部４１によって生成される。露光器１３Ｙによる露光によって像保持体１１Ｙの表面には静電潜像が形成される。なお、露光器１３Ｙとしては、レーザ光を用いる方式の他に、走査方向に沿って多数のＬＥＤが並んだＬＥＤアレイなども採用され得る。

現像器１４Ｙは、トナーと磁性キャリアとを含んだいわゆる２成分現像剤を用いて像保持体１１Ｙ表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像器１４Ｙにはトナーカートリッジ１８Ｙからトナーが供給される。現像器１４Ｙは、現像剤を内部で撹拌することでトナーを帯電する。なお、トナーには、トナーの流動性や帯電性などを助けるためにいわゆる外添剤が添加されていてもよい。

一次転写器１５Ｙは、中間転写ベルト３０を挟んで像保持体１１Ｙに対向しており、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、像保持体１１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト３０に静電吸引させる。

像保持体クリーナ１６Ｙは、像保持体１１Ｙ表面に接触する清掃ブレードによって像保持体１１Ｙ表面の残留トナーや外添剤や紙粉などを掻き落とすことで、転写後の像保持体１１Ｙ表面を清掃する。

中間転写ベルト３０は無端のベルトで、ベルト支持ロール３１～３５に架け渡されており、画像エンジン１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および二次転写器５０を経由する矢印Ｂに示す方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、画像エンジン１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから各色のトナー像が互いに重なるように転写され、カラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト３０は、このトナー像を保持して矢印Ｂが示す方向に循環移動し、トナー像を二次転写器５０へと送る。

一方、用紙搬送部６０は、用紙トレイＴに収容された用紙Ｐを取出ロール６１で取り出し、搬送ロール６２で用紙を用紙搬送路Ｒに沿って二次転写器５０へと矢印Ｃ方向に搬送する。

二次転写器５０は、ベルト支持ロール３１～３５の一つであるバックアップロール３４との間に中間転写ベルト３０および用紙を挟んで回転するロールである。二次転写器５０は、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙に静電吸引させ、用紙上に未定着のトナー像を形成する。この二次転写器５０は、本発明の転写装置の一例に相当する。また、中間転写ベルト３０は本発明にいう像搬送ベルトの一例に相当する。詳細は後述する。

ベルトクリーナ３６は、二次転写器５０を通過した後の中間転写ベルト３０にブレードを接触させて中間転写ベルト３０上のトナーや外添剤や紙粉などを掻き取る。

定着部５１は、熱と圧力で未定着のトナー像を用紙に定着させる。

トナー像が定着された用紙は、用紙搬送部６０の一部である排出ロール６６によって装置外へと排出される。

図２は、二次転写器の主要構造を示した模式図である。

この二次転写器５０は、第１組立体７０と第２組立体８０とを備えている。

第１組立体７０および第２組立体８０は、それぞれ、第１フレーム７１上および第２フレーム８１上に組み立てられている。そして、これら第１組立体７０および第２組立体８０は、それぞれが回転可能に、第３フレーム９１に支持されている。

第１組立体７０には、転写ベルト７２と、転写ロール７３と、張力付与ロール７４とを備えている。

転写ベルト７２は、本発明にいう無端ベルトの一例に相当する。本実施形態における転写ベルト７２は、ゴムベルトであって、転写ロール７３と張力付与ロール７４とに巻き架けられている。

転写ロール７３は、第１フレーム７１に回転可能に支持されている。この転写ロール７３は、転写ベルト７２を中間転写ベルト３０に押し当てる。そして、用紙が搬送されてくると、その用紙を中間転写ベルト３０に押し当て、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写させる。この転写ロール７３は、画像形成に使用する用紙の厚み等に応じて上下動し、転写ベルト７２の、中間転写ベルト３０への押し当て力を調整している。本実施形態の転写ロール７３は、回転軸７３１の周りが発泡体７３２からなる発泡体ロールである。

また、張力付与ロール７４も、第１フレーム７１に回転可能に支持されている。そして、この張力付与ロール７４は、巻き架けられている転写ベルト７２に張力を付与する。

この第１組立体７０は、張力付与ロール７４の回転軸７４１のまわりに回転可能に第３フレーム９１に支持されている。この張力付与ロール７４の回転軸７４１は、本発明にいう第１回転軸の一例に相当する。

第２組立体８０には、清掃ブレード８２が備えられている。この清掃ブレードは、板形状を有し、転写ベルト７２の、転写ロール７３に巻き架けられた部分に先端縁を突き当てて、転写ベルト７２の、用紙に触れる側のおもて面を清掃する。この第２組立体８０を構成している第２フレーム８１は、清掃ブレード８２よりも中間転写ベルト３０寄りの位置に配置された回転軸８３のまわりに回転可能に、第３フレーム９１に支持されている。したがって、第２フレーム８１が回転軸８３のまわりに回転すると、清掃ブレード８２も、その回転軸８３を中心として移動する。回転軸８３は、本発明にいう第２回転軸の一例に相当する。

清掃ブレード８２は、支持部材８４に貼付により固定されている。そして、その支持部材８４が第２フレームに固定されている。

また、ここには、引っ張りばね９２が備えられている。この引っ張りばね９２の第１端部９２１は、清掃ブレード８２を支持する支持部材８４に支持されている。そして、この引っ張りばね９２の第２端部９２３は、第３フレーム９１に固定されたボス９３に支持されている。この引っ張りばね９２が支持部材８４を引っ張るため、第２組立体８０が回転軸８３のまわりに矢印Ｄ方向に回転付勢され、これにより、清掃ブレード８２の先端縁が転写ベルト７２に押し当てられる。

また、ここには、カム部材９４とモータ９５が示されている。

カム部材９４は、第３フレーム９１に回転可能に支持されている。また、モータ９５も第３フレーム９１に支持されている。このモータ９５は、カム部材９４を、その回転軸９４１のまわりに回転させる。カム部材９４は、その回転により転写ロール７３を上下動させるように転写ロール７３に作用する。すると、第１組立体７０は、張力付与ロール７４の回転軸７４１のまわり回転するようにして、転写ロール７３を上下動させる。このカム部材９４は、本発明にいう移動機構の一例に相当する。

また、第２組立体８０は、引っ張りばね９２により矢印Ｄ方向に付勢されているため、転写ロール７３が上下動するとそれに追随して回転軸８３のまわりに回転し、清掃ブレード８２を常に転写ベルト７２に押し当て続ける。

ここで、転写ロール７３を上下動させるにあたり、二次転写器５０の全体を一体に組み立てて、その一体に組み立てた二次転写器５０の全体を上下動させることが考えられるが、本実施形態の場合は、第１組立体７０と第２組立体８０とに分離して、転写ロール７３の上下動にあたっては、第１組立体７０を駆動し、第２組立体８０を追随させる構造としている。これにより、転写ロール７３と清掃ブレード８２を一体に支持する構造と比べ、小型化された二次転写器５０を実現させている。

また、本実施形態の場合、第２組立体８０の回転軸８３は、清掃ブレード８２よりも中間転写ベルト３０に近い位置にある。この回転軸８３は、清掃ブレード８２よりも中間転写ベルト３０から離れた位置にあっても、引っ張りばね９２による、清掃ブレード８２の転写ベルト７２への押し当ては可能である。本実施形態の場合、第２組立体８０の回転軸８３を清掃ブレード８２よりも中間転写ベルト３０に近い位置に配置することで、回転軸８３を清掃ブレード８２よりも中間転写ベルト３０から離れた位置に配置した場合と比べ、小型化を実現している。

また、本実施形態の場合、転写ベルト７２としてゴムベルトを使用している。このため、転写ベルト７２を弾性に乏しい材料で構成した場合と比べ、転写されたトナー像による画像の画質劣化が抑えられる。

さらに、本実施形態の場合、転写ロール７３として、発泡ロールを採用している。このため、剛体の転写ロールの場合と比べ、転写されたトナー像による画像の画質劣化が抑えられる。

図３は、二次転写器の主要部材を示した模式図である。ここでは、清掃ブレード８２の、転写ベルト７２へのあてがう位置について考察する。

転写ロール７３は、矢印Ｅ方向に回転し、転写ベルト７２は矢印Ｆ方向に循環移動している。ここでは、転写ベルト７２の転写ロール７３への接触領域の、転写ロール７３の回転方向最上流点、すなわちラップ開始位置を、転写ロール７３の回転の位相の原点、すなわち、位相０°の点とする。

清掃ブレード８２は、転写ロール７３を裏あて部材としているため、転写ベルト７２の、転写ロール７３にラップされた部分に先端縁を突き当てている。ここでは、清掃ブレード８２の先端縁が転写ベルト７２に突き当てられている点の位相、すなわち、ラップ開始位置とブレード先端との成す角度をα°とする。

図４は、角度α°ごとの、用紙うら面の汚れの評価結果を示した図である。

転写ベルト７２は、張力付与ロール７４により張力が与えられている。このため、この転写ベルト７２の、転写ロール７３やに接していない部分には、皺が形成されている。転写ロール７３に接するとその皺は解消されるが、α°＝０°あるいは１０°程度では、未だ解消しきれずに、転写ベルト７２に皺が残っている。このため、清掃ブレード８２は、ニップ不良、すなわち、転写ベルト７２にしっかりと突き当てられない状態となる。このため、転写ベルト７２が清掃不良となり、その転写ベルト７２が接する用紙のうら面に汚れが発生する。α°＝２０°以上では、転写ベルト７２の皺が解消しているため、この皺の影響はない。

また、本実施形態の場合、転写ロール７３は発泡体ロールである。このため、転写ロール７３の汚れを掻き落とすのに必要な力で清掃ブレード８２を転写ベルト７２に押し当てると転写ロール７３が押し潰される。これが長く続くと、経時的に転写ロール７３の外径が収縮するおそれがある。すると、清掃ブレード８２が予め定められた押し当て力では、転写ベルト７２に押し当てられない状態となり、清掃不良が発生して用紙のうら面が汚れるおそれがある。α°＝２０°～３０°の場合は、転写ロール７３を押す方向が軸心方向から離れているため、転写ベルト７３の外径収縮への影響は小さい。なお、α°＝６０°以上のデータが欠如しているのは、中間転写ベルト３０等の配置位置の関係から、清掃ブレード８２をその角度に配置することが困難だったからである。

以上のことから、先ずは、α°＝２０°以上であることが好ましい。α°＝２０°以上であれば、用紙うら面の汚れが抑えられる。また、α°＝２０°以上、かつα°＝３０°以下であることがさらに好ましい。この範囲内であれば、経時的に汚れが発生するおそれも抑えられる。

なお、ここでは、タンデム型の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、モノ黒の画像形成装置における、トナー像が形成される像保持体から用紙上にそのトナー像を転写する転写器に本発明を適用してもよい。

１ 画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像エンジン
１１ 像保持体
３０ 中間転写ベルト
５０ 二次転写器
７０ 第１組立体
７１ 第１フレーム
７２ 転写ベルト
７３ 転写ロール
７３１ 回転軸
７３２ 発泡体
７４ 張力付与ロール
７４１ 回転軸
８０ 第２組立体
８１ 第２フレーム
８２ 清掃ブレード
８３ 回転軸
８４ 支持部材
９１ 第３フレーム
９２ 引っ張りばね
９２１ 第１端部
９２２ 第２端部
９３ ボス
９４ カム部材
９４１ 回転軸
９５ モータ

Claims (7)

1. 無端ベルトと、該無端ベルトが巻き架けられて該無端ベルトを、おもて面にトナー像を保持して搬送する像搬送ベルトとの間に用紙を挟んで該用紙を該像搬送ベルトに押し当て該像搬送ベルト上のトナー像を回転しながら該用紙に転写させる転写ロールと、該無端ベルトに巻き架けられて該無端ベルトに張力を付与する張力付与ロールと、該転写ロールおよび該張力付与ロールを回転可能に支持する第１フレームとを備え、第１回転軸のまわりに回転可能な第１組立体、
   板形状を有し、前記無端ベルトの、前記転写ロールに巻き架けられた部分に先端縁を突き当てて該無端ベルトの、用紙に触れる側のおもて面を清掃する清掃ブレードを備え、第２回転軸のまわりに回転可能な第２組立体、
   前記第２組立体の、前記第２回転軸のまわりの回転を付勢して前記清掃ブレードの先端縁を該無端ベルトに押し当てるばね、
   前記ばねの第１端部を支持し、前記張力付与ロールの回転軸を回転軸として前記第１組立体を回転可能に支持し、さらに、前記第２組立体を回転可能に支持する第３フレーム、および
   前記転写ロールを、前記像搬送ベルトに接離する向きに移動させる移動機構を備え、
   前記第２組立体が、さらに、前記清掃ブレードおよび前記ばねの第２端部を支持する第２フレームを備え、
   前記第１組立体が、前記転写ロールの移動に伴って前記第１回転軸のまわりに回転し、前記第２組立体が、前記ばねによる付勢により、前記第１組立体の回転に追随して、前記第２回転軸のまわりに回転することを特徴とする転写装置。
2. 前記第２回転軸が前記清掃ブレードよりも前記像搬送ベルト寄りの位置に配置され、前記第２組立体が該第２回転軸のまわりに回転するように、前記第３フレームに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記無端ベルトがゴムベルトであることを特徴とする請求項１または２に記載の転写装置。
4. 前記転写ロールが、発泡体ロールであることを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
5. 前記無端ベルトの前記転写ロールへの接触領域の、該転写ロールの回転方向最上流点を該転写ロールの回転の位相の原点としたとき、前記清掃ブレードが、該原点から下流側に向かって２０°以上であって、かつ、該無端ベルトと、前記像搬送ベルトあるいは用紙との接触点以下の角度範囲内において該無端ベルトに接触していることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の転写装置。
6. 前記接触点の位相が３０°を超え、前記清掃ブレードが、前記原点から下流側に向かって２０°以上、かつ、３０°以下の角度範囲内において該無端ベルトに接触していることを特徴とする請求項５に記載の転写装置。
7. 請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の転写装置を備え、トナー像を形成して用紙上に転写して定着することにより該用紙上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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