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画像形成装置 - 富士ゼロックス株式会社
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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3574(P2007−3574A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−180317(P2005−180317)
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
代理人 【識別番号】100087343
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 智廣
発明者 大橋 史郎
要約 課題
記録媒体裏面の汚れの発生を確実に防止し、裏面汚れのない高品質な画像形成が可能な画像形成装置を簡易な構成で提供する。

解決手段
感光体11上に形成された各色の画像が一次転写される中間転写体15と、該中間転写体15に形成された各色画像を記録媒体に二次転写する二次転写部材16と、該二次転写部材16による転写後に、中間転写体15上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニット30とを備え、二次転写部材16及びクリーニングユニット30は、中間転写体15と接離可能に形成されていると共に、二次転写部材16の中間転写体15との当接位置は、現像ユニット14Y〜14Kの感光体11との対向セット位置及びクリーニングユニット30の中間転写体15からの離間位置よりも上流側であって、プリント画像先端よりも下流側であることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、
前記感光体上に形成された各色の画像が一次転写される中間転写体と、
該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットと
を備え、
前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、プリント画像先端よりも下流側であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側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。
【請求項3】
複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、
前記感光体上に形成された各色の画像が転写される中間転写体と、
該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、
該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットと
を備え、
前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの退避動作開始位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】
複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、
前記感光体上に形成された各色の画像が転写される中間転写体と、
該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、
該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットと
を備え、
前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、
前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、プリント画像先端よりも下流側であり、かつ、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側であり、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの退避動作開始位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域開始位置は、前記現像ユニットの感光体ドラムとの対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置の下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域は、前記クリーニングユニットの中間転写体との当接及び離間位置並びに現像ユニットの感光体との対向セット及び退避動作開始位置を含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロータリー方式の現像装置を用いた画像形成装置に関し、特に、二次転写部材と接触する記録媒体の裏面のトナー汚れを防止する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
【特許文献1】特開2004−198551号公報
【0003】
近年カラープリンタの低価格化等の要請に基づき、各構成部材の単機能化が進み、例えば、クリーニング機構のない単層発泡ゴムなどにより形成された二次転写ロールを用いた画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
ここで、特許文献1では、クリーニング機構のない二次転写ロールを用いて、このような二次転写ロールやクリーニング機構が中間転写ベルトと接離する際の衝撃・振動で、感光体ドラ
ム上への露光(画像書き込み)の際の画像乱れを防止するために、二次転写ロール及び中間転写体クリーニング機構と、多重の画像が形成された中間転写ベルトとの当接/離間動作を、露光装置が停止する感光体ドラム上の非画像形成領域で実施する画像形成装置が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述の先行技術に開示された画像形成装置においては、ロータリー内に収容された現像ユニットを、感光体ドラムと対向させて所定の現像位置にセットする際に、移動動作に伴う機械的衝撃等で感光体ドラム上に本来の画像形成に寄与しない不要なトナーが付着してしまう。そして、この不要なトナーは、その後、中間転写ベルトに転写され、トナー汚れとして中間転写ベルトに付着する。
【0006】
また、中間転写ベルトのクリーニング機構が中間転写ベルトと離間する際にも、例えば、離間動作に伴う機械的衝撃によりクリーニングブレード上の残トナーが中間転写ベルトに飛沫したり、クリーニングブレード先端に溜まった回収トナーが中間転写ベルト上に残留したり、あるいは、帯電ブラシに付着したトナーが離間動作の際の電圧印加停止に伴い中間転写ベルトに吐き出されたりして、不要なトナー汚れとして同様に中間転写ベルトに付着する。
【0007】
そして、上述の先行技術にて開示された各機器の動作タイミングでは、このような中間転写ベルトの表面にバンド状に形成されたトナー汚れが、二次転写ロールと中間転写ベルトとの当接期間中に二次転写部を通過する場合が生じ、こうした場合には二次転写ロールの表面にトナー汚れが付着して、その後、記録媒体に画像を転写する際に記録媒体裏面にトナー汚れが発生するという問題が生じていた。
【0008】
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、記録媒体裏面の汚れの発生を確実に防止し、裏面汚れのない高品質な画像形成が可能な画像形成装置を簡易な構成で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、前記感光体上に形成された各色の画像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットとを備え、前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、プリント画像先端よりも下流側であることを特徴とするものである。
【0010】
ここで、現像ユニットの感光体との対向セット位置とは、各現像ユニットが感光体へ対向する所定のタイミングに対応する中間転写体上の所定の位置をいうものとする。
【0011】
また、上流側・下流側とは、中間転写体の進行方向に対して、それぞれ上流側・下流側をいうものとする。
【0012】
さらに、プリント画像先端とは、中間転写体上の非画像形成領域(トナー像の形成が予定されていない領域:以下、インターイメージとも称する)を除いた所定の画像形成領域において、該画像形成領域の最下流側(インターイメージの最上流側)に位置するプリント画像の先端をいうものとする。
【0013】
一般に、現像ユニットと感光体との対向は、本来の画像形成に備えるために中間転写体上の非画像形成領域に対応した位置で行われる。そして、現像ユニットが感光体と対向する際には、ロータリーの移動に伴う機械的衝撃等により感光体へのトナー付着が生じる。この感光体へ付着したトナーは、本来の画像形成には不要なトナーであり、この付着トナーにより中間転写体上のインターイメージが汚れ、該中間転写体のトナー汚れと二次転写部材とが接触する場合には、二次転写部材の表面にトナーが付着し、画像形成の際に記録媒体の裏面を汚損することとなる。
【0014】
同様に、クリーニングユニットが、中間転写体と離間する際にも、例えば、離間動作に伴う機械的衝撃によりクリーニングブレード上の残トナーが中間転写体に飛沫したり、クリーニングブレード先端に溜まった回収トナーが中間転写体上に残留したり、あるいは、帯電ブラシに付着したトナーが離間動作の際の電圧印加停止に伴い中間転写体に吐き出されたりして、不要なトナー汚れとして中間転写体に付着する。そして、この中間転写体上の付着トナーと二次転写部材とが接触する場合には、画像形成の際、二次転写部材の表面と接触する記録媒体の裏面を汚すこととなる。
【0015】
そこで、上述のように構成した本発明の画像形成装置によれば、中間転写体と、二次転写部材と、クリーニングユニットとを備え、二次転写部材及びクリーニングユニットは、中間転写体と接離可能に形成されていると共に、二次転写部材の中間転写体との当接位置が、現像ユニットの感光体との対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、該プリント画像先端よりも下流側であるので、中間転写体に発生するトナー汚れの通過後に二次転写部材が当接し、二次転写部材が中間転写体へ当接する際の二次転写部材表面へのトナー付着を回避でき、これにより記録媒体の裏面へのトナー汚れの発生を簡易な構成で確実に防止することが可能となる。
【0016】
さらに、前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側であってもよい。
【0017】
ここで、中間転写体上に不要なトナーが付着する位置としては、現像ユニットが対向セット位置から回転移動を開始する位置(退避動作開始位置)及びクリーニングユニットと中間転写体との当接位置においても、現像ユニットと感光体との対向セット位置及びクリーニングユニットと中間転写体との離間位置ほどではないが、中間転写体上に若干のトナー付着が生じる。しかし、現像ユニットの対向セット位置に対して、該現像ユニットの退避動作開始位置は、常に、対向セット位置よりも中間転写体上で下流側となるため、中間転写体に対して二次転写部材が当接する位置を現像ユニットの対向セット位置よりも上流側とすることによって、現像ユニットの退避動作に伴う二次転写部材表面へのトナー汚れの付着を防止することができる。
【0018】
一方、クリーニングユニットの中間転写体との当接位置は、その離間位置と関係なく設定することができるので、例えば、クリーニングユニットの離間位置よりも上流側となるように当接位置が設定された場合には、中間転写体へのトナー付着に伴い二次転写部材へ汚れが付着する虞が生じる。
【0019】
そこで、上述のように構成した場合には、二次転写部材の中間転写体との当接位置が、クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側であるので、二次転写部材が当接する際に、現像ユニットの退避動作開始位置及びクリーニングユニットの当接位置においても発生する若干の中間転写体へのトナー付着に伴う二次転写部材表面へのトナー汚れをも防止し、記録媒体裏面の汚れをより一層確実に防止することができる。
【0020】
また、本発明に係る画像形成装置は、複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、前記感光体上に形成された各色の画像が転写される中間転写体と、該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットとを備え、前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であることを特徴とするものである。
【0021】
ここで、直前のプリント画像後端とは、中間転写体上のトナー像の形成が予定されていない領域(インターイメージ)を除いた所定の画像形成領域において、該画像形成領域の最上流側(インターイメージの最下流側)に位置するプリント画像の後端をいうものとする。
【0022】
このように構成した本発明の画像形成装置によれば、中間転写体と、二次転写部材と、クリーニングユニットとを備え、二次転写部材及びクリーニングユニットは、中間転写体と接離可能に形成されていると共に、二次転写部材の中間転写体からの離間位置が、所定のプリント画像を形成する際の現像ユニットの感光体との対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であるので、中間転写体に発生するトナー汚れの通過前に二次転写部材が離間し、二次転写部材が中間転写体から離間する際の二次転写部材表面へのトナー付着を回避でき、これにより記録媒体の裏面へのトナー汚れの発生を簡易な構成で確実に防止することが可能となる。
【0023】
さらに、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの退避動作開始位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であってもよい。
【0024】
ここで、退避動作開始位置とは、次の現像ユニットの対向セット動作に伴い、対向セット位置にある現像ユニットが回転退避動作を開始するタイミングに対応する中間転写体上の所定の位置をいうものとする。
【0025】
このように構成した場合には、二次転写部材の中間転写体からの離間位置が、現像ユニットの退避動作開始位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であるので、二次転写部材が離間する際に、現像ユニットの退避動作開始位置及びクリーニングユニットの当接位置においても発生する若干の中間転写体へのトナー付着に伴う二次転写部材表面のトナー汚れをも防止し、記録媒体裏面の汚れをより一層確実に防止することができる。
【0026】
また、本発明に係る画像形成装置は、複数の現像ユニットを収容したロータリーの回転により該現像ユニットを感光体に順次対向させ、各色のトナー像を記録媒体に転写して所定のプリント画像を形成するロータリー式の画像形成装置において、前記感光体上に形成された各色の画像が転写される中間転写体と、該中間転写体に形成された各色画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、該二次転写部材による転写後に、前記中間転写体上の残トナーをクリーニングするクリーニングユニットとを備え、前記二次転写部材及びクリーニングユニットは、前記中間転写体と接離可能に形成されていると共に、前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、プリント画像先端よりも下流側であり、かつ、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの感光体との対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であることを特徴とするものである。
【0027】
このように構成した本発明の画像形成装置によれば、中間転写体と、二次転写部材と、クリーニングユニットとを備え、二次転写部材及びクリーニングユニットは、中間転写体と接離可能に形成されていると共に、二次転写部材の中間転写体との当接位置が、所定のプリント画像を形成する際の現像ユニットの感光体との対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも上流側であって、該プリント画像先端よりも下流側であり、かつ、二次転写部材の中間転写体からの離間位置が、所定のプリント画像を形成する際の現像ユニットの感光体との対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であるので、中間転写体に発生するトナー汚れの通過前後に二次転写部材が接離し、二次転写部材が中間転写体へ接離する際の二次転写部材表面へのトナー付着を回避でき、これにより記録媒体の裏面へのトナー汚れの発生を簡易な構成で確実に防止することができる。
【0028】
さらに、前記二次転写部材の中間転写体との当接位置は、前記クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側であり、かつ、前記二次転写部材の中間転写体からの離間位置は、前記現像ユニットの退避動作開始位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であってもよい。
【0029】
このように構成した場合には、二次転写部材の中間転写体との当接位置が、前記クリーニングユニットと中間転写体との当接位置よりも上流側であり、かつ、二次転写部材の中間転写体からの離間位置が、現像ユニットの退避動作開始位置及びクリーニングユニットの中間転写体との当接位置よりも下流側であるので、二次転写部材が接離する際に、現像ユニットの退避動作開始位置及びクリーニングユニットの当接位置においても発生する若干の中間転写体へのトナー付着に伴う二次転写部材表面のトナー汚れをも防止し、記録媒体裏面の汚れをより一層確実に防止することができる。
【0030】
以上において、前記クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域開始位置は、前記現像ユニットの感光体ドラムとの対向セット位置及び前記クリーニングユニットの中間転写体からの離間位置の下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であってもよい。
【0031】
このように構成した場合には、クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域開始位置は、現像ユニットの感光体ドラムとの対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置の下流側であって、直前のプリント画像後端よりも上流側であるので、所定の位置(現像ユニットの感光体ドラムとの対向セット位置及びクリーニングユニットの中間転写体からの離間位置)にて発生する付着量が多い不要なトナーが二次転写部材に付着する前に、確実にクリーニングすることができる。
【0032】
さらに、前記クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域は、前記クリーニングユニットの中間転写体との当接及び離間位置並びに現像ユニットの感光体との対向セット及び退避動作開始位置を含んでもよい。
【0033】
このように構成した場合には、クリーニングユニットによる中間転写体のクリーニング領域は、クリーニングユニットの中間転写体との当接及び離間位置並びに現像ユニットの感光体との対向セット及び退避動作開始位置を含むので、構成機器の接離動作等に伴って発生し得る全てのトナー汚れをクリーニングすることができる。
【発明の効果】
【0034】
本発明によれば、記録媒体裏面の汚れの発生を確実に防止し、裏面汚れのない高品質な画像形成が可能な画像形成装置を簡易な構成で安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【0036】
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図1を参照して説明する。
【0037】
本実施の形態が適用される画像形成装置は、いわゆる回転式(ロータリ)現像装置を用いたデジタルカラープリンタであり、図1に示されるように、画像形成装置本体1に、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体である感光体ドラム11、帯電ロール等を用いて感光体ドラム11に電荷を与えて帯電させる帯電器12、図示しない画像処理装置(IPS)からの画像信号に基づいて、帯電された感光体ドラム11を露光部にて、例えばROS(Raster Output Scanner)を用いて露光する露光装置13、露光装置13によって感光体ドラム11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14等を備えている。
【0038】
本実施の形態における現像装置14は、回転式(ロータリ)現像装置であり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー像を形成するために、回転軸14oを中心に回転自在に形成されたロータリー内に各色のトナーを含んだ4つの現像ユニット14Y、14M,14C,14Kを備えている。この現像ユニット14Y〜14Kは、二成分現像剤を担持する現像剤担持体である現像ロール14Ya〜14Ka、現像ロール14Ya〜14Kaと感光体ドラム11との距離を一定に保つための位置決め部材であるトラッキングロール、現像ロール14Ya〜14Kaに供給される現像剤を撹拌するサプライオーガ及びアドミックスオーガ等を各々備えている。また、各現像ロール14Ya〜14Kaは、現像装置14の周上に設けられていると共に、内部に配設されたマグネットロールによって、現像剤中に含まれるキャリアを磁力で吸着し、この現像ロール14Ya〜14Kaの表面に現像剤の磁気ブラシを形成して、キャリアに吸着したトナーを感光体ドラム11の現像領域へと搬送するようになっている。
【0039】
そして、このように構成した現像装置14においては、回転軸14oを中心として、ロータリーを90度ずつ回動させることで所望の現像ユニット14Y〜14Kが備える現像ロール14Ya〜14Kaを感光体ドラム11に対向させるようになっている。すなわち、1つのプリント画像を出力する際には、例えば、Y,M,C,Kの現像ユニット14Y〜14Kを、この順に感光体ドラム11に対峙させ、フルカラーのプリント画像を形成するようになっている。また、各々の現像ユニット14Y〜14Kは、中心軸14o近傍に配置された不図示のコイルスプリングによって法線上に押圧され、位置決めのためのトラッキングロールが感光体ドラム11に確実に当接できるように構成されている。さらに、感光体ドラム11は、図の矢印方向(本例では、時計回り方向)に回動する金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層が形成されたものであり、現像装置14は、感光体ドラム11の回動(時計回り方向)とは接線方向の動きが同じになるように、反時計回り方向に回動するようになっている。
【0040】
また、感光体ドラム11上における現像装置14の下流側には、現像ユニット14Y〜14Kによって現像されて感光体ドラム11上に形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体である中間転写ベルト15、中間転写ベルト15上に重畳されて形成されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材である二次転写ロール16、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱および押圧して定着する定着装置17等が配設されている。さらに、感光体ドラム11の周りには、中間転写ベルト15への一次転写の後に感光体ドラム11上に残ったトナー(残留トナー)を掻き取る感光体クリーニングブレード18、この感光体クリーニングブレード18より掻き取られたトナーを蓄積して回収する廃トナーボックス19が設けられている。なお、現像装置14と中間転写ベルト15との間には、現像ユニット14Y〜14Kによって供給されたトナーの濃度を測定するための反射型センサである不図示の濃度センサが設けられている。
【0041】
本実施の形態において、中間転写ベルト15は、複数のローラ間に掛架され略三角形の軌道を描くように形成されており、さらに、感光体ドラム11に対して所定範囲だけ巻きつくように、感光体ドラム11の一部表面とラップ状に接触(当接)し、いわゆるラップ転写が可能な構成となっている。具体的には、感光体ドラム11近傍の中間転写ベルト15の内側に、感光体ドラム11に形成されたトナー像を所定の電界により中間転写ベルト15上に転写させる一次転写ロール22、この一次転写ロール22の上流側にて中間転写ベルト15のラップ位置を特定するラップインロール21及び下流側にて中間転写ベルト15のラップ位置を特定するラップアウトロール23が配設されている。そして、このラップインロール21及びラップアウトロール23により、中間転写ベルト15を所定のラップ範囲で感光体ドラム11を覆うように接触させると共に、感光体ドラム11のふらつき等による中間転写ベルト15の挟み込みを防止して中間転写ベルト15に対するダメージを抑制している。
【0042】
また、本実施の形態では、中間転写ベルト15自身に駆動源を設けず、中間転写ベルト15の回動は、感光体ドラム11とのラップ状の接触を利用して感光体ドラム11の回転に従動するようになっており、接触部分の回転方向が同じとなるように反時計方向に回動(進行)するように構成されている。なお、本実施の形態における中間転写ベルト15は、耐油性および耐候性に優れているクロロプレンや、耐候性に優れているEPDM等の弾性部材により形成されている。
【0043】
さらに、中間転写ベルト15の進行方向に沿って、感光体ドラム11の下流側には、中間転写ベルト15の略三角形の軌道の下端を形成する支持ロール29が配設されており、この支持ロール29の下流側には、中間転写ベルト15の略三角形の軌道の側端(本例では、図中、右側端)近傍に、中間転写ベルト15と接離可能に形成され、所定の電界により記録媒体への二次転写を行う二次転写ロール16及び、この二次転写ロール16と中間転写ベルト15を介して対向配置されたバックアップロール24が配設されている。
【0044】
本実施の形態において、二次転写ロール16は、そのシャフト表面に例えば、単層ECO発泡や、単層ウレタン発泡ゴムからなる弾性層が形成されており、かつ、その配置が、中間転写ベルト15において、支持ロール29を介して感光体ドラム11と反対側に配置されている。すなわち、二次転写ロール16と感光体ドラム11とが、中間転写ベルト15、支持ロール29を介して離れた位置に配設されているので、中間転写ベルト15の弾性材質と相俟って、二次転写ロール16が中間転写ベルト15に当接接触する際の衝撃・振動が、感光体ドラム11に伝わり難い構成となっている。これにより、本実施の形態に係る画像形成装置においては、二次転写ロール16が当接することによる画像乱れ等の影響を排除し、露光装置13による感光体ドラム11への露光タイミングを考慮せずに、二次転写ロール16の中間転写ベルト15との当接タイミングを設定することができる。すなわち、露光装置13により感光体ドラム11への書き込みが行われている間でも、画像乱れ等を生じさせることなく二次転写ロール16が中間転写ベルト15に当接可能な構成となっている。
【0045】
さらに、二次転写ロール16とバックアップロール24とで形成される二次転写部の下流側には、二次転写後に中間転写ベルト15上のトナーを取り除く中間転写体清掃手段としての中間転写体クリーニングユニット30が設けられている。この中間転写体クリーニングユニット30は、二次転写の後に残ったトナーを掻き取るスクレーパ25、スクレーパ25によるクリーニングにて残ったトナーを逆帯電させるブラシロール26を備えている。なお、ブラシロール26にて逆帯電された残トナーは、その後、一次転写ロール22にて、感光体ドラム11に転写され、感光体クリーニングブレード18にて回収されるようになっている。
【0046】
ここで、スクレーパ25は、例えばステンレス等の厚さ0.1mm程度の薄板からなり、所定の電圧が印加されている。また、ブラシロール26は、導電性の処理がなされたナイロン、アクリル等のブラシであり、駆動源からの動力を受けて回転駆動し、スクレーパ25及びブラシロール26から構成されるクリーニングユニット30により、二次転写ロール16が中間転写ベルト15に接触して二次転写を行なった後の中間転写ベルト15上の残留トナーを除去するようになっている。そして、中間転写ベルト15の内側には、このスクレーパ25によるクリーニング作業を助けるクリーニングバックアップロール27、ブラシロール26によるクリーニング作業を助けるクリーニングバックアップロール28が配設されている。
【0047】
記録媒体搬送系としては、記録用紙やOHPシートなどの各種記録媒体を収容する給紙カセット31、この給紙カセット31から記録用紙を繰り出して給紙するフィードロール32、給紙される記録用紙を1枚ずつ捌くリタードロール33、給紙カセット31からフィードロール32等を介して搬送された記録用紙に対して転写のためのタイミングをとる(位置合わせをする)レジロール34等が配設されている。
【0048】
また、定着装置17は、例えば、ヒートロール方式であり、記録用紙上に形成されたトナー像を熱するヒートロール35、ヒートロール35に対向して設けられ加熱に際して記録用紙を押圧するプレッシャロール36、定着された後に記録用紙を機外に排出する一対の排出ロール37等を備えている。
【0049】
このように構成した本実施の形態に係る画像形成装置においては、縦方向の記録用紙搬送パスで二次転写を可能としており、また、記録用紙搬送のパスを非常に短くすることによって、部品点数を少なくすることによるコストダウンを可能とし、併せて記録用紙搬送に対する信頼性の向上を実現している。
【0050】
また、本実施の形態が適用される画像形成装置は、中間転写ベルト15に隣接して設けられ中間転写ベルト15上に形成されたトナーのパッチマークを検出する、例えば反射型フォトセンサである不図示の位置センサを備えており、この位置センサにより中間転写ベルト15の長手方向に形成されたパッチマークを読み取ることで、中間転写ベルト15の回転方向における位置を検出することが可能となっている。すなわち、不図示の位置センサによってパッチマークが検出されたところから所定のタイミングで露光することで、Y,M,C,Kの各色の位置合わせが可能となるように構成されている。また、従来公知の濃度センサ(ADC:Automatic Density Control)を用いて、中間転写ベルト15上に形成されたトナーの濃度検知を行ない、この検知結果から不図示の制御部により濃度制御を実行するように構成してもよい。
【0051】
次に、図1に示す画像形成装置を用いた画像形成プロセスの概要について説明する。本画像形成装置では、例えば、外部接続されたPC(パーソナルコンピュータ)や画像読取装置等からの出力要求を受け画像形成プロセスが開始される。フルカラーのプリント画像を出力する場合には、現像装置14は、まず、イエロー(Y)の現像ユニット14Yを感光体ドラム11に対峙させるように回動する。最初に、イエローのトナー像を形成する際、時計方向に回動する感光体ドラム11は、帯電器12による電荷形成プロセスである帯電部にて帯電された後、露光装置13からの例えばレーザ光によって、露光部にてイエローに対応する画像情報に基づく露光が行なわれ、静電潜像が形成される。その後、現像ロール14Yaによって現像が実行された後、ラップ状の接触範囲(ラップ範囲)に配置された一次転写ロール22にて中間転写ベルト15にイエローのトナー像が転写される。このとき、二次転写ロール16、スクレーパ25およびブラシロール26は中間転写ベルト15から離間しており、これらによって中間転写ベルト15上のトナー像が掻き取られないようになっている。
【0052】
一次転写を終えた感光体ドラム11の表面は、感光体クリーニングブレード18によって残トナーが掻き取られ、次のトナー像形成のために帯電器12による帯電部へ移動する。また、所定の現像タイミングに基づき、現像装置14が回動してマゼンタの現像ユニット14Mが感光体ドラム11に対峙する。露光装置13によってマゼンタの画像情報に基づく露光が行なわれた潜像から、順に、マゼンタのトナー像が形成されて中間転写ベルト15に重畳される。同様にして、シアン、ブラックのトナー像が、順次、中間転写ベルト15上に重畳されて一次転写が終了する。
【0053】
一方、給紙カセット31からは、所定のタイミングでフィードロール32が駆動され、順次、記録用紙が取り出されると共に、リタードロール33により1枚ずつに捌かれ、レジロール34へ到達する。レジロール34は、二次転写部における二次転写のタイミングに合わせて回転し、所定のタイミングで記録用紙を二次転写部へ送り出すようになっている。
【0054】
そして、一次転写により各色のトナーが中間転写ベルト15上に重畳して形成されたカラー画像は、二次転写部にて記録用紙に二次転写され、その後、定着装置17にて定着処理が施されると共に、中間転写ベルト15上の残トナーは、クリーニングユニット30により除去されることとなる。以上のようにして、一枚のカラープリント画像を出力する際の画像形成プロセスが終了する。
【0055】
次に、本発明に係る二次転写ロール16及びクリーニングユニット30の詳細な動作タイミングについて、ステップごとに図2を参照してさらに説明する。図2は中間転写ベルト15上を基準とした各機器の動作タイミングの相対関係を示したタイムチャートである。
【0056】
画像形成前の初期状態としては、クリーニングユニット30は、中間転写ベルト15に対して当接状態、二次転写ロール16は、中間転写ベルト15に対して離間状態にあるものとし、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の順に各色トナー像が形成されるものとする。
【0057】
Step1:まず、感光体ドラム11は、帯電ロール12により任意の表面電位に帯電され、例えば、画像読取装置等からの画像データをもとに露光装置13によりイエローの静電潜像が形成される。
【0058】
Step2:形成された静電潜像が所定の現像位置に到達する直前に、中間転写ベルト15上のマークを基準とした所定の対向セット位置(3)に対応するように、現像ユニット14Yに搭載された現像ロール14Yaが反時計回り方向に回転し、感光体ドラム11との所定の対向位置にセットされ、感光体ドラム11上に形成された静電潜像がイエロートナーにより現像される。
【0059】
Step3:感光体ドラム11上に形成されたイエロートナー像は、感光体ドラム11の回転に従動する中間転写ベルト15上のラップ状の接触範囲(ラップ範囲)の所定の位置にて、一次転写ロール22により転写される。
【0060】
Step4:一方、イエロートナーの現像が完了した後、次の現像ユニット14Mを感光体ドラム11に対向させるべく、中間転写ベルト15上の所定の退避動作開始位置(4)に対応するようなタイミングで現像装置14が回転し、現像ロール14Yaは感光体ドラム11より退避される。
【0061】
Step5:中間転写ベルト15上に形成されたイエロートナー像がクリーニングユニット30のスクレーパ25に到達する直前にクリーニングユニット30の帯電ブラシ26への電圧印加が停止され、クリーニングユニット30は中間転写ベルト15から離間される(6)。
【0062】
Step6:同様なステップが、3色(マゼンタ、シアン、ブラック)分繰り返され、中間転写ベルト15上には4色重ね合わされたトナー像が、プリント画像として所定の画像形成領域に単数又は複数形成される。なお、この間、二次転写ロール16及びクリーニングユニット30は、中間転写ベルト15に対して、離間状態を維持しており、これらによって中間転写ベルト15上のトナー像が掻き取られないようになっている。
【0063】
Step7:中間転写ベルト15上に4色重ね合わせて形成されたトナー像(プリント画像)が二次転写部に到達する直前に二次転写ロール16が中間転写ベルト15に当接(1)され、別パスから搬送されてきた記録用紙にプリント画像が転写される。
【0064】
ここで、各現像ユニット14Y〜14Kの対向セット位置(3)及び退避動作開始位置(4)は、それぞれ、現像ユニット14が感光体ドラム11と対向する所定のタイミングに対応した中間転写ベルト15上の位置、及び感光体ドラム11と対向している現像ユニット14が、次の現像ユニット14の対向セット動作に伴い、退避動作を開始する所定のタイミングに対応した中間転写ベルト15上の位置をいい、現像ユニット14Y〜14Kのそれぞれの対向セット位置及び退避動作開始位置は、中間転写ベルト15上で、常に、所定の位置となるように、中間転写ベルト15上のマークを基準として、現像ユニット14Y〜14Kのそれぞれの動作タイミングが設定されている。
【0065】
そして、本実施の形態において、二次転写ロール16の中間転写ベルト15に対する当接位置は、所定のプリント画像を形成する際の、中間転写ベルト15上における現像ユニット14Y〜14Kの所定の対向セット位置(3)及び退避動作開始位置(4)、並びに、クリーニングユニット30の当接位置(5)及び離間位置(6)よりも、中間転写ベルト15の進行方向に沿った上流側であり、かつ、当該プリント画像の先端よりも下流側の領域に設定されている。
【0066】
このような中間転写ベルト15上の所定の領域内で二次転写ロール16を中間転写ベルト15に当接させることにより、現像装置14のロータリーの移動に伴う機械的衝撃等で付着する不要な付着トナー及びクリーニングユニット30の離間動作に伴う不要な付着トナー、並びに、これらの付着トナーに比し少量ではあるが同様に中間転写ベルト15に付着する、現像ユニット14Y〜14Kが退避動作を開始する際の付着トナー及びクリーニングユニット30が当接する際の付着トナーの全てが通過した後に、二次転写ロール16が中間転写ベルト15に当接することとなるので、画像形成に寄与しないこれらの不要なトナーが二次転写ロール16の表面に付着することを簡易な構成で確実に防止することが可能となる。
【0067】
Step8:次に、記録用紙後端が検知された後、二次転写部を記録用紙後端が通過したタイミングで、二次転写ロール16が中間転写ベルト15から離間される(2)。より具体的には、本実施の形態における二次転写ロール16の中間転写ベルト15に対する離間位置は、中間転写ベルト15上における現像ユニット14Y〜14Kの所定の対向セット位置(3)及び退避動作開始位置(4)、並びに、クリーニングユニット30の当接位置(5)及び離間位置(6)よりも、中間転写ベルト15の進行方向に沿った下流側であり、かつ、直前のプリント画像の後端よりも上流側の領域に設定されている。ここで、直前のプリント画像とは、例えば、中間転写ベルト15上の所定の画像形成領域に複数のプリント画像が形成される場合には、該中間転写ベルト15上の画像形成領域において、最上流側に位置するプリント画像をいうものとする。
【0068】
このような中間転写ベルト15上の所定の領域内で二次転写ロール16を中間転写ベルト15から離間させることにより、現像装置14のロータリーの移動に伴う機械的衝撃等で付着する不要なトナー及びクリーニングユニット30の離間動作に伴う不要な付着トナー、並びに、これらの付着トナーに比し少量ではあるが同様に中間転写ベルト15に付着する、現像ユニット14Y〜14Kが退避動作を開始する際の付着トナー及びクリーニングユニット30が当接する際の付着トナーの全てが通過する前に、二次転写ロール16が中間転写ベルト15から離間することとなるので、画像形成に寄与しないこれらの不要なトナーが二次転写ロール16の表面に付着することを簡易な構成で確実に防止することが可能となる。
【0069】
Step9:以上のような二次転写動作により中間転写ベルト15上に転写しきれずに残ったトナー(画像)の先端がクリーニングユニット30に到達する直前のインターイメージにて、クリーニングユニット30が中間転写ベルト15に当接(5)され、スクレーパ25により残トナー像が掻き取られ、帯電ブラシ26により中間転写ベルト15上の逆極性トナーの帯電処理が施され、その後、該トナーが一次転写ロール22にて中間転写ベルト15から感光体ドラム11へ転写され、残トナーとして感光体クリーニングブレード18により廃トナーボックス19へ回収される。
【0070】
さらに、本実施の形態において、クリーニングユニット30のクリーニング領域((7)〜(8))は、上述の構成機器の接離・動作位置を全て含むように設定されており、かつ、クリーニングユニット30のクリーニング領域開始位置(7)は、中間転写ベルト15上において、二次転写ロール16の当接位置、現像ユニット14Y〜14Kの感光体ドラム11との対向セット位置及びクリーニングユニット30の中間転写ベルト15からの離間位置よりも下流側であって、直前のプリント画像の後端の上流側に設定されている。
【0071】
すなわち、クリーニングユニット30は、中間転写ベルト15上の所定の位置(現像ユニット14Y〜14Kの感光体ドラム11との対向セット位置及びクリーニングユニット30の中間転写ベルト15からの離間位置)にて発生する付着量が多い不要なトナーが二次転写ロール16に付着する前に、確実にクリーニングするように、その動作開始位置が設定されていると共に、構成機器の接離動作等に伴って発生し得る全てのトナー汚れをクリーニングできるように、そのクリーニング領域が設定されている。
【0072】
以上のような一連の動作により、二次転写ロール16への汚れ付着を確実に防止し、二次転写の際に記録用紙の裏面を汚すことのない高品質な画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明に係る各構成機器の中間転写ベルト上の動作タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【0074】
11:感光体ドラム、12:帯電ロール、13:露光装置、14:現像装置、14Y-14K:現像ユニット、14Ya-14Ka:現像ロール、14o:中心軸、15:中間転写ベルト、16:二次転写ロール、17:定着装置、18:感光体クリーニングブレード、19:廃トナーボックス、21:ラップインロール、22:一次転写ロール、23:ラップアウトロール、24:バックアップロール、25:スクレーパ、26:帯電ブラシ、29:支持ロール、30:中間転写体クリーニングユニット、31:給紙カセット、32:フィードロール、33:リタードロール、34:レジロール、35:ヒートロール、36:プレッシャロール、37:排出ロール




 

 


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