JP4082509B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関し、特に、複数個の感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に順次転写する画像形成装置に関する。

レーザープリンターやレーザーファックスあるいはデジタル複写機などの電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させ、当該感光体ドラムを露光して画像信号に応じた静電潜像を形成後、現像器により帯電されたトナーを前記感光体ドラム上に供給して顕像化し、そのトナー像を転写紙などの記録媒体に転写した後、定着器により定着して画像を形成する。カラー画像の場合は、感光体ドラムを複数装備して、記録媒体を転写搬送ユニットで搬送しながら、記録媒体に異なる色のトナー像を順次転写するタンデム方式と呼ばれる画像形成装置が一般に用いられる。
従来より、このような画像形成装置の転写搬送ユニットは、駆動ローラーおよび張架ローラーにより一方向に循環駆動される転写ベルト、当該転写ベルトを感光体ドラムに転写位置で当接させるように保持する転写ローラー、および転写ベルトクリーナーなどから構成される（例えば、特許文献１参照。）。
タンデム方式では、各感光体ドラム上に形成されたトナー像の転写位置を正確に合わせる必要があるため、感光体ドラムや駆動ローラーなどは高い精度で製作されている。しかし、ローラー類は切削加工等により製作されるため、ローラーを回転すると振れが必ず生じる。具体的には、駆動ローラーを回転駆動させて転写ベルトを駆動すると、転写ベルトの速度が、駆動ローラーの振れに起因して周期的に変動する。そのため、複数の感光体ドラムを用いてトナー画像を多重転写する場合、感光体ドラム間の離間距離を駆動ローラーの周長の整数倍にする必要がある。これにより、転写ベルトの速度変動が画像に与える影響を回避することができる。
特開平８−１９４３５１号公報 （第４−５頁、第１図）

タンデム方式による画像形成装置の小型化を目的として、感光体ドラム間の離間距離を短くする場合、感光体ドラム間の離間距離と駆動ローラーの周長が満たすべき上記関係より、駆動ローラーの外径も併せて小さくする必要がある。しかしながら、駆動ローラーの外径を小さくすると、転写ベルトの曲げ径が小さくなり、転写ベルトに巻き癖がついて搬送不良が発生する。特に、高温高湿状態で転写ベルトが放置されている場合に、この問題は顕著である。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、正確な多重転写を行うことができ、且つ、小型化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置では、循環駆動される無端状の転写ベルトと、当該転写ベルトに対して複数個配置された、感光体ドラムを有するトナー像形成手段を備え、前記転写ベルトまたは前記転写ベルトに保持された記録媒体に、前記複数個のトナー像形成手段によるトナー像を順次転写する画像形成装置において、前記転写ベルトは、前記転写ベルトの外周側に配置された駆動ローラーと前記転写ベルトの内周側に配置された張架ローラーとに挟持されて前記駆動ローラーにより駆動され、前記駆動ローラーは、前記転写ベルトの幅方向外側で前記張架ローラーと接することを特徴とする。
ここで、トナー像形成手段は、レーザー露光装置、感光体ドラム、現像器、クリーナー、および帯電ローラーを備え、感光体ドラム上に単色トナー像を形成する装置群を指す。また、張架ローラーは、転写ベルトを張架するローラーのことであり、従動ローラーやテンションローラーなどからなる。
本発明では、駆動ローラーを無端状の転写ベルトの外周側に接触配置させることにより、トナー像形成手段間の離間距離を短くしても、転写ベルトの曲げ径を小さくせずに、駆動ローラーの外径を小さくすることができる。その結果、搬送不良が発生することもなく、正確な多重転写を行うことができ、且つ、画像形成装置の小型化を実現することができる。

また、本発明に係る画像形成装置では、前記駆動ローラーは、前記転写ベルト上の転写領域内で前記転写ベルトに非接触であることが好ましい。
ここで、転写領域とは、記録媒体が転写ベルト上に占める領域のことである。
本発明では、駆動ローラーを転写ベルト上の転写領域内で非接触とすることにより、記録媒体が駆動ローラーによって汚れるのを防ぐことができる。
また、本発明に係る画像形成装置では、前記転写ベルトの外周側に配置された駆動ローラーが、前記転写ベルトの内周側に配置された張架ローラーに、前記転写ベルトの幅方向外側で接触することにより、前記転写ベルトが駆動されてもよい。
本発明も、上記発明と同様に、記録媒体が駆動ローラーによって汚れるのを防ぐことができる。

また、本発明に係る画像形成装置では、前記駆動ローラーおよび前記張架ローラーの少なくともいずれかの表面に弾性層が形成されていることが好ましい。
ここで、弾性層の材質としては、摩擦によって転写ベルトを保持できるものであればよく、例えば、合成ゴムや合成樹脂などが挙げられる。
本発明では、駆動ローラーおよび張架ローラーの少なくともいずれかの表面に弾性層を形成することにより、転写ベルトを摩擦保持して駆動することができる。

本発明によれば、駆動ローラーを無端状の転写ベルトの外周側に接触配置させることにより、搬送不良が発生することもなく、正確な多重転写を行うことができ、且つ、画像形成装置の小型化を実現することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。また、図２は、本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。
図１に示すように、本実施形態による画像形成装置１は、転写搬送ユニット４と、転写搬送ユニット４上に配設されたトナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂと、定着器１６などからなる。
トナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色のトナー像を形成するもので、レーザー露光装置（図示省略）、感光体ドラム５、現像器３、感光体ドラムクリーニングローラー６、および帯電ローラー１４を備えている。
以下、トナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂの説明は、トナー像形成ユニット２Ｍによって説明するが、他のトナー像形成ユニット２Ｃ、２Ｙ、２Ｂも同様の構成をしている。また、感光体ドラム５上の相対位置を表現する際、感光体ドラム５の回転方向側を下流側、反回転方向側を上流側と称する。

レーザー露光装置は、微小スポットに結像されたレーザービーム７を、感光体ドラム５上の露光位置において、感光体ドラム５の回転軸に平行な直線上を一定方向に走査するものである。

現像器３は、所定の色を有する粉体のトナーを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分に対して相対的に正電位とされた感光体ドラム５の露光部分にトナーを供給して、トナーを感光体ドラム５表面に付着させるものである。
現像器３内には、トナーと、トナーを攪拌して帯電させる攪拌器３ｄと、帯電したトナーを現像ローラー３ａ側に搬送する供給ローラー３ｃと、供給ローラー３ｃで供給されたトナーをその帯電電化によるクーロン力で表面に付着させ、感光体ドラム５近傍に搬送する現像ローラー３ａと、現像ローラー３ａ上でトナーの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード３ｂとが設けられている。

転写搬送ユニット４は、内周部に配設された従動ローラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよびテンションローラー１３により一方向に循環駆動される無端状の転写ベルト９と、転写ベルト９の外周側にあって転写ベルト９および従動ローラー１２ａに当接する駆動ローラー１０と、転写ベルト９を感光体ドラム５に転写位置で当接させるように保持する転写ローラー８と、転写ベルト９にクリーニングブレードを当接して転写ベルト９表面の付着物をかき落とし、かき落した付着物を回収するスペースを備える転写ベルトクリーニングユニット１１とを備える。
トナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂ間の離間距離は、駆動ローラー１０の周長の整数倍になっており、転写ベルト９の速度変動がトナー画像の多重転写に影響を与えることはない。
駆動ローラー１０の回転軸１０ｂを軸支する軸受け（図示省略）は、バネなどの付勢手段により、従動ローラー１２ａの回転軸方向に押圧されている。駆動ローラー１０が図示しない駆動手段により回転駆動すると、駆動ローラー１０と従動ローラー１２ａに挟持された転写ベルト９が図示した矢印の方向に循環駆動される。

転写ベルト９の材質は、記録媒体を挟んで感光体ドラム５と対向したとき、裏面に当接する転写ローラー８に印加された転写電圧により感光体ドラム５上のトナーを吸引できるようにした誘電体シートとされる。
駆動ローラー１０を構成する弾性体１０ａは、合成ゴムあるいは合成樹脂から形成されている。
転写ローラー８は、例えば、金属製の回転軸に導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラー部が形成されてなり、回転軸には転写用高圧電源（図示省略）が接続され、ローラー部の表面電位を制御できるようになっている。

感光体ドラムクリーニングローラー６は、感光体ドラム５に当接して感光体ドラム５表面のトナーを除去するものである。

帯電ローラー１４は、画像形成時に感光体ドラム５の表面電位を所定電位とするためのもので、金属軸に導電性を付与した弾性体によりローラー部が構成され、感光体ドラムクリーニングローラー６の下流側の帯電位置で感光体ドラム５と当接する。そして、図示しない軸受けをバネなどの付勢手段により押圧することにより、帯電ローラー１４が感光体ドラム５に対して所定圧力で押し当てられるものである。その結果、ローラー部が変形して感光体ドラム５に対して周方向に所定幅で当接するニップ部が形成され、帯電ローラー１４に直流電圧が印加されたとき、感光体ドラム５表面を所定電位に帯電できるようになっている。
また、帯電ローラー１４には、帯電ローラークリーニングローラー１５が当接しており、帯電ローラー１４表面の汚れを除去するようになっている。

定着器１６は、転写搬送ユニット４により搬送された記録媒体を熱定着させるためのローラー対からなる。

次に、本実施形態による画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成装置１の全般的な動作は、周知のプリンターなどの動作と共通なので適宜説明を省略し、トナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂの動作を中心に説明する。
先ず、トナー像形成ユニット２Ｍでは、感光体ドラム５が、駆動手段（図示省略）により、図１の矢印で示した方向に回転駆動すると、感光体ドラム５に当接する帯電ローラー１４は、感光体ドラム５と逆方向に従動回転する。この間、帯電ローラー１４と感光体ドラム５間の放電により、感光体ドラム５表面の当接位置の近傍は、ほぼ一様に負帯電する。
感光体ドラム５が当接位置から露光位置まで回転すると、レーザービーム７により、印字画像領域を露光され、当該露光部分は、電荷の放電によりその表面電位を失う。このことにより、感光体ドラム５表面には、露光部と非露光部による表面電位差が記録され、いわゆる静電潜像が形成される。
感光体ドラム５が露光位置から現像位置まで回転すると、感光体ドラム５表面上に形成された静電潜像に基づいて、現像ローラー３ａから感光体ドラム５へトナーが選択的に移動し、感光体ドラム５表面上に、トナーによる可視像が形成される。
さらに、感光体ドラム５が回転し、転写位置に移動すると同時に、記録媒体（図示省略）が転写ベルト９上を搬送され、感光体ドラム５表面上に形成されたトナーによる可視像は記録媒体に転写された後、トナー像形成ユニット２Ｃへ搬送される。
転写されずに感光体ドラム５上に残留したトナーは、感光体ドラムクリーニングローラー６によって除去され、帯電ローラー１４によって再び帯電される前に清浄化される。
トナー像形成ユニット２Ｃ、２Ｙ、２Ｂでも同様の動作が繰り返され、最終的に、記録媒体上に多重転写されたトナーによる可視像は、定着器１６により、記録媒体上に溶融、定着されて、一連の印字動作が終了する。

本実施形態による画像形成装置１では、駆動ローラー１０を無端状の転写ベルト９の外周側に接触配置させることにより、トナー像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂ間の離間距離を短くしても、転写ベルト９の曲げ径を小さくせずに、駆動ローラー１０の外径を小さくすることができる。その結果、搬送不良が発生することもなく、正確な多重転写を行うことができ、且つ、画像形成装置１の小型化を実現することができる。

図３は、本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。
図３に示すように、本発明に係る画像形成装置１の第二の実施形態では、駆動ローラー１０が、回転軸１０ｂの両側にそれぞれ円柱状の弾性体１０ａを有し、転写ベルト１０上の転写領域Ａには弾性体１０ａが無い構造となっている。
本実施形態による画像形成装置１では、駆動ローラー１０を転写ベルト９上の転写領域Ａ内で非接触とすることにより、記録媒体が駆動ローラー１０によって汚れるのを防ぐことができる。

図４は、本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。
図４に示すように、本発明に係る画像形成装置１の第三の実施形態では、第二の実施形態よりもさらに円柱状の弾性体１０ａの軸方向長さが短くなり、転写ベルト１０の幅方向外側で従動ローラー１２ａに接触する構造となっている。
本実施形態による画像形成装置１も、第二の実施形態と同様に、記録媒体が駆動ローラー１０によって汚れるのを防ぐことができる。

以上、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、駆動ローラーを従動ローラーに当接させていたが、テンションローラーに当接させてもよい。また、上記の実施形態では、転写ベルト上を搬送する記録媒体に多重転写する場合について説明したが、順次転写ベルト上に中間転写する場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態を説明するための転写搬送ユニットの斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂ トナー像形成ユニット
３ 現像器
４ 転写搬送ユニット
５ 感光体ドラム
６ 感光体ドラムクリーニングローラー
７ レーザービーム
８ 転写ローラー
９ 転写ベルト
１０ 駆動ローラー
１１ 転写ベルトクリーニングユニット
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 従動ローラー
１３ テンションローラー
１４ 帯電ローラー
１５ 帯電ローラークリーニングローラー
１６ 定着器
Ａ 転写領域

Claims (3)

1. 循環駆動される無端状の転写ベルトと、当該転写ベルトに対して複数個配置された、感光体ドラムを有するトナー像形成手段を備え、前記転写ベルトまたは前記転写ベルトに保持された記録媒体に、前記複数個のトナー像形成手段によるトナー像を順次転写する画像形成装置において、
   前記転写ベルトは、前記転写ベルトの外周側に配置された駆動ローラーと前記転写ベルトの内周側に配置された張架ローラーとに挟持されて前記駆動ローラーにより駆動され、
   前記駆動ローラーは、前記転写ベルトの幅方向外側で前記張架ローラーと接し、前記転写ベルト上の転写領域内で前記転写ベルトに非接触であることを特徴とする画像形成装置。
2. 循環駆動される無端状の転写ベルトと、当該転写ベルトに対して複数個配置された、感光体ドラムを有するトナー像形成手段を備え、前記転写ベルトまたは前記転写ベルトに保持された記録媒体に、前記複数個のトナー像形成手段によるトナー像を順次転写する画像形成装置において、
   前記転写ベルトの外周側に配置された駆動ローラーが、前記転写ベルトの内周側に配置された張架ローラーに、前記転写ベルトの幅方向外側で接触することにより、前記転写ベルトが駆動されることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記駆動ローラーおよび前記張架ローラーの少なくともいずれかの表面に弾性層が形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。

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