JP2018054655A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次転写ニップ近傍以外への張架条件の影響を抑えたうえで、二次転写対向ローラ直上流での中間転写ベルトの張架状態を安定させて、ベルトの波打ちやショック等による画像不良を防止可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】二転対向ローラ下流近傍に配置された押圧部材および押圧補助部材により中間転写ベルト搬送をバックアップして、二転ニップ直前の中間転写ベルトの張架状態を安定させる構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機などの画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置の高速化に伴い、ベルト部材に対応して複数の画像形成部を並べて配置し、各色の作像プロセスを並行処理する構成が主流となっている。例えば、電子写真方式のフルカラー画像形成装置における中間転写ベルトがその代表的なものとして挙げられる。中間転写ベルトは各色のトナー像が順次ベルト表面に重ねあわされて転写（一次転写）され、記録材に対してカラートナー像を一括的に転写（二次転写）するというものである。

画像形成装置は中間転写ベルトを駆動する駆動ローラをはじめとする複数の張架部材である張架ローラ、および二次転写を行う二次転写ローラを備える。これらのローラの配置やテンション、外径などの張架条件が二次転写における画像品質に影響を及ぼすことが知られている。

このような課題に対し、特許文献１は、二次転写対向ローラを逆クラウン形状とすることでベルトに両端側へ引張り力を与えて画像濃度ムラを低減する手段を提案している。

また、特許文献２は、二次転写対向ローラの手前に中間転写ベルトの内側からフッ素加工されたバックアップ部材を押し当てることで画像の波打ちを低減する手段を提案している。

特開２００１−２２４６６号公報 特開２０００−１７２０８４号公報

しかしながら、特許文献１のようにローラの長手方向において外径を変化させることは二次転写圧の不均一やベルトの蛇行などとのトレードオフが挙げられ、ベルト張架テンションやオフセット量などの条件次第ではローラをさらに高精度にしなければならないという課題がある。また、特許文献２のように中間転写ベルトの内側にバックアップ部材を設けた際、二次転写ニップ前からシート材を中間転写ベルトに密着させて搬送する構成においてはバックアップ部でシートにショックを与えて画像ショックになる可能性がある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
複数のローラに張架されトナー像を担持する中間転写ベルト（１）と、前記ベルトの搬送を行う駆動ローラ（２）と、記録材Ｓに対して前記ベルト上の画像を転写するための二次転写ローラ（１５６）と、前記二次転写ローラ（１５６）に対向して配置された二次転写対向ローラ（２）を備える画像形成装置において、
前記二次転写対向ローラ（２）の下流の近接した位置において中間転写ベルト（１）の内周側から外周側に向けて押圧するように配置され、駆動された押圧部材（２０）と、前記押圧部材（２０）と対向する位置で回転自在に保持された押圧補助部材（２１）を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、駆動ローラにより回転する中間転写ベルトを回転させる中間転写ベルトユニットにおいて、二次転写対向ローラの中間転写ベルト回転方向下流側でかつ近傍において、中間転写ベルトの搬送をバックアップするローラ対を配置することで、二次転写ニップ近傍以外への張架条件の影響を抑えたうえで、二次転写対向ローラ直上流での中間転写ベルトの張架状態を安定させて、ベルトの波打ちやショック等による画像不良を防止することができる。

中間転写方式の画像形成装置の断面図である。 本発明の実施例における中間転写ベルトがドラムに接している状態の中間転写ベルトユニット周囲の断面図である。 本発明の実施例１における中間転写ベルトおよびその近傍の断面図である。 本発明の実施例１における中間転写ベルトユニットの斜視図である。 本発明の実施例１における中間転写ベルトユニットの斜視図である。 本発明の実施例２における中間転写ベルトおよびその近傍の断面図である。 本発明の実施例２における中間転写ベルトユニットの斜視図である。 本発明の実施例２における中間転写ベルトユニットの斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。
［実施例１］
まず、図１を用いて電子写真方式の画像形成装置の動作について説明する。画像形成装置１０１は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置の断面図であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。

＜画像の作像プロセス＞
二次転写部までの画像形成プロセスについて説明する。本実施例では、イエロー（Ｙ）のトナーにより画像を形成する画像形成部１１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）のトナーで画像形成する画像形成部１１０Ｍと、シアン（Ｃ）のトナーで画像形成する画像形成部１１０Ｃと、ブラック（ＢＫ）のトナーで画像形成する画像形成部１１０ＢＫを有する。画像形成部１１０Ｙと画像形成部１１０Ｍと画像形成部１１０Ｃと画像形成部１１０ＢＫとは、トナーの色が異なる以外は、同様の構成であるため、代表して画像形成部１１０Ｙを用いて説明する。

トナー像形成手段である画像形成部１１０Ｙは、像担持体である感光体１１１、感光体１１１を帯電する帯電器１１２、露光部１１３、現像装置１１４、一次転写部材１１５、および感光体クリーナ１１６から構成される。図中矢印ｍの方向に回転する感光体１１１は、帯電器１１２により表面を一様に帯電される。レーザー、ポリゴンミラー補正系レンズを含むスキャナユニット１１７から画像信号に応じて変調されたレーザー光が出力され、このレーザー光が折り返しミラーで反射して露光部１１３にて帯電された感光体１１１を露光することで、静電潜像が形成される。

感光体１１１上に形成された静電潜像は、現像装置１１４により現像され、感光体上にトナー像が形成される。その後、一次転写部材１１５により所定の加圧力および一次転写バイアスにより、ベルト部材である中間転写ベルト１上にイエローのトナー像が転写される。その後、感光体１１１上に残った転写残トナーは感光体クリーナ１１６により回収され、再び次の画像形成に備える。

以上説明した画像形成部１１０は図１の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４セット存在する。そのため、中間転写ベルト１に形成されたイエローのトナー像に対して、画像形成部Ｍで形成されたマゼンタのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、形成されたマゼンタのトナー像に対して、画像形成部Ｃで形成されたシアンのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、シアンのトナー像に対して、画像形成部ＢＫで形成されたブラックのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。

このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト１上に重ねられて形成されることで、フルカラー画像が中間転写ベルト１上に形成される。なお、本実施例の色数は４色であったが、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

次に、中間転写ベルト１を備える中間転写ベルトユニット１０２について説明する。中間転写ベルト１は駆動部材と二次転写内部材を兼ねる二次転写内駆動ローラ２、ステアリング部材であるステアリングローラ３、および張架部材である二次転写前ローラ４、ステアリング後ローラ５によって張架されている。そして、中間転写ベルト１は図中矢印Ｖの方向へと搬送駆動されるベルト部材である。

中間転写ベルト１の搬送方向Ｖに対して二次転写前ローラ４は二次転写内駆動ローラ２の上流側に配置され、ステアリングローラ３は二次転写内駆動ローラ２の下流に配置され、さらにその下流にステアリング後ローラ５が配置されている。ステアリング後ローラ５と二次転写前ローラ４の間には中間転写ベルト１を感光体１１１に当接させるための一次転写ローラ１１５が配設されているため、中間転写ベルト１の搬送距離は二次転写前ローラ４から二次転写内駆動ローラ２の間よりも二次転写内駆動ローラ２からステアリングローラ３までの間の方が短くなっている。

ステアリングローラ３、二次転写前ローラ４、ステアリング後ローラ５には駆動は与えられておらず、中間転写ベルト１の搬送に従動して回転する。また、中間転写ベルト１にテンションばね１１により所定の張力を付与するテンションローラの機能はステアリングローラ３が兼ね備えているものとする。中間転写ベルト１にテンションローラによる張力があたえられた状態で二次転写内駆動ローラ２が摩擦力にて中間転写ベルト１を搬送可能であるように、二次転写内駆動ローラ２の外周部は導電性ＥＰＤＭにて形成されている。二次転写内駆動ローラの外周面の初期摩擦抵抗μは１．０〜１．５程度で設定されている。

先述の各画像形成部１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０ＢＫにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト１上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト１上に形成され、二次転写部へと搬送される。なお、中間転写ベルト１を張架するローラの本数は図１の構成に限定されるものではない。また、二次転写内駆動ローラ２の材質や外周面の初期摩擦抵抗に関しても上述の構成に限定されるものではない。駆動部材が二次転写内部材を兼ねた構成を採用したが、駆動部材と二次転写内部材が別ローラで構成されてもよい。

＜転写材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納部１５１内のリフトアップ装置１５２上に積載される形で収納されており、給紙ローラ１５３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。もちろん、他の給紙方式であってもいい。給紙ローラ１５３により送り出された記録材Ｓは給紙搬送パス１５４を通過し、レジストローラ１５５へと搬送される。レジストローラ１５５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する第一の二次転写部材である二次転写内駆動ローラ２および第二の二次転写部材である二次転写外ローラ１５６により形成される転写ニップ部である。

そして、所定の加圧力と二次転写バイアスが与えられることで、中間転写ベルト上のトナー像が記録材Ｓ上に転写される。転写ニップ上流部分で二次転写外ローラ１５６、記録材Ｓ、中間転写ベルト１の間に空隙が発生すると二次転写バイアスが空隙部分で異常放電する恐れがあるため、転写ニップの上流部分から記録材Ｓは中間転写ベルトに密着させた状態で転写ニップ部に送られる。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において中間転写ベルト１に形成されたフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に二次転写される。その後、記録材Ｓは定着前搬送部１５７により定着装置１５８へと搬送される。定着装置１５８には様々な構成および方式があるが、図１では対向する定着ローラ１５９および加圧ローラ１６０が形成する定着ニップ内で所定の加圧力と熱量を与えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させるものである。

ここで、定着ローラ１５９は内部に熱源となるヒータを備え、加圧ローラは定着ローラ１５９に向かって付勢されている。定着装置１５８を通過し排紙反転ローラ１６１に搬送された記録材Ｓはそのまま排紙トレイ１６２上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には分岐装置１６３に案内されて両面搬送装置１６４へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、記録材Ｓは排紙反転ローラ１６１によるスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置１６４へと搬送される。

その後、給紙ローラ１５３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、再給紙パス１６５から給紙搬送パス１５４に合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。また、記録材Ｓに二次転写されずに中間転写ベルト１上に残ったトナーは中間転写ベルト１に当接されている中間転写クリーナ５０により除去される。

中間転写ベルト１は、駆動伝達部材である駆動カップリングから駆動入力された駆動部材である二次転写内駆動ローラ２の搬送力によって矢印Ｖ方向に搬送される。本実施例ではステアリング部材であるステアリングローラ３が摩擦力のバランスを利用したベルト自動調芯の機構を備えている。

＜張架安定補助構成＞
次に本発明の特徴となる二次転写ニップ前での中間転写ベルト１の張架状態を安定させる手段を詳細に説明する。図２〜図５に、本発明の実施例の断面図および斜視図を示す。図５は図４から中間転写ベルト１を取り除いた状態である。

二次転駆動内ローラ２の下流近傍の中間転写ベルト１内側に押圧ローラ２０、外側に押圧補助ローラ２１が中間転写ベルト１をニップした状態で配置されている。押圧ローラ２０は中間転写ベルト１の張架線上に侵入するように配置され、押圧ローラ２０および押圧補助ローラ２１はそれぞれ回転自在な状態で回転軸は固定されている。押圧ローラ２０は二次転写内駆動ローラ２から駆動を伝達されて回転し、押圧補助ローラ２１は中間転写ベルト１の回転に従動回転する。

押圧ローラ２０および押圧補助ローラ２１はそれぞれの押圧部２０Ａ、２１Ａが中間転写ベルト１の搬送方向と垂直な方向に複数設けられおり、前記押圧ローラ２０の押圧部２０Ａと前記押圧補助ローラ２１の押圧部２１Ａが互い違いに配置されている。ニップを互い違いに配置することで、中間転写ベルト１に与える搬送力Ｆ_Ｂが二次転写内駆動ローラ２による搬送力Ｆ_Ａよりも小さくなるよう設定されている。

これにより、二次転写内駆動ローラ２の搬送速度が中間転写ベルト１の搬送速度に対して支配的になるとともに、押圧ローラ２０により搬送力が補助されて中間転写ベルト１の張架状態および搬送速度が安定する。また、二次転写前ローラ４の軸上には二次転写前ローラ４の回転抵抗となる二次転写前抵抗部材（図不指示）が設けられている。二次転写前ローラ４が回転抵抗を受けることで、二次転写前ローラ４で中間転写ベルト１の搬送反力Ｆ_Ｃが生じ、二次転写前ローラ４と二次転写内駆動ローラ２間の中間転写ベルト１の張架力が大きくなり、さらに張架状態が安定する。ここで、搬送反力Ｆ_Ｃは二次転写内駆動ローラ２の搬送力Ｆ_Ａに対して十分小さい力である。

ここでは、押圧ローラ２０および押圧補助ローラ２１の回転軸を固定しているが、限定されるものではなく例えば押圧補助ローラ２１を加圧する構成でもよい。また、押圧ローラ２０による中間転写ベルト１の搬送力Ｆ_Ｂが二次転写内駆動ローラ２による搬送力Ｆ_Ａを上回らないように互い違いに配置したローラ対を採用したが搬送力の関係が変わらなければ、これに限定されるものではない。

［実施例２］
図６〜図８は実施例２の形態における張架安定補助構成を示す。画像形成装置の構成は前述した実施例と等しいところは同一の符号を付して説明を省略する。

＜張架安定補助構成＞
次に本発明の特徴となる二次転写対向ローラ２下流に配置された押圧構成について詳細に説明する。

図８は図７から中間転写ベルト１を取り除いた状態である。二次転写内駆動ローラ２の下流近傍の中間転写ベルト１内側に押圧ローラ３０、外側に押圧補助ローラ３１が中間転写ベルト１をニップした状態で配置されている。押圧ローラ３０および押圧補助ローラ３１はそれぞれ回転自在な状態で回転軸が固定されている。押圧ローラ３０は二次転写内駆動ローラ２から駆動を伝達されて回転し、押圧補助ローラ３１は中間転写ベルト１の回転に対して従動回転する。押圧ローラ３０の周速は二次転写内駆動ローラ２の周速と略同一に設定されている。

押圧ローラ２への駆動列にはワンウェイクラッチ（図不指示）が備えられている。定常状態において押圧ローラはワンウェイクラッチが空回転し中間転写ベルト１に対して搬送力を与えない。中間転写ベルト１の周速が記録材Ｓの二次転写ニップ突入等の動作上の外乱により二次転写内駆動ローラ２の周速よりも遅くなった場合、押圧ローラ３０が中間転写ベルト１に搬送力を与えて張架状態に変動なく安定した状態を保つ。

ここでは、押圧ローラ３０および押圧補助ローラ３１の回転軸を固定しているが、限定されるものではなく例えば押圧補助ローラ３１を加圧する構成でもよい。

１ 中間転写ベルト、２ 二次転写内駆動ローラ、３ ステアリングローラ、４ 二次転写前ローラ、２０（３０） 押圧ローラ、２１（３１） 押圧補助ローラ、１５６ 二次転写外ローラ

Claims (6)

1. 複数のローラに張架されトナー像を担持する中間転写ベルト（１）と、記録材Ｓに対して前記ベルト上の画像を転写するための二次転写ローラ（１５６）と、前記二次転写ローラ（１５６）に対向して配置された二次転写対向ローラ（２）を備える画像形成装置において、
   前記二次転写対向ローラ（２）の下流の近接した位置において中間転写ベルト（１）の内周側から外周側に向けて押圧するように配置され、駆動された押圧部材（２０）と、前記押圧部材（２０）と対向する位置で回転自在に保持された押圧補助部材（２１）を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記二次転写対向ローラ（２）が前記ベルトの搬送を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記二次転写対向ローラ（２）の上流かつ一次転写部より下流に配置された回転自在なアイドラローラ（４）に中間転写ベルトの搬送方向に対して搬送抵抗となる力を発生させるアイドラローラ抵抗部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記押圧部材（２０）と前記押圧補助部材（２１）の回転による中間転写ベルト（１）への搬送力（Ｆ_Ｂ）が前記駆動ローラ２の搬送力（Ｆ_Ａ）より十分小さく、前記押圧部材（２０）の周速が前記駆動ローラ（２１）の周速より大きく、中間転写ベルト（１）の周速が前記駆動ローラ（２）の周速と同一であること特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記押圧部材（２０）の押圧部（２０Ａ）と前記押圧補助部材（２１）の押圧部（２１Ａ）が中間転写ベルト（１）の搬送方向と垂直な方向に対して間隔をあけて複数設けられており、前記押圧部材（２０）の押圧部（２０Ａ）と前記押圧補助部材（２１）の押圧部（２１Ａ）が互い違いに配置されたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記押圧部材（３０）を駆動する駆動列または前記押圧部材（３０）の軸上にワンウェイクラッチが備えられることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。