JP3780809B2

JP3780809B2 - 転写装置

Info

Publication number: JP3780809B2
Application number: JP2000083928A
Authority: JP
Inventors: 晃窪田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP2001272870A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の転写位置で記録材を介して像担持体に転写ローラを当接させることによって前記像担持体上のトナー像を前記記録材に転写する転写装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置では、感光体上に形成したトナー像を中間転写体に１次転写する処理を、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）ごとに行い、これら４色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせてカラートナー像を形成している。そして、そのカラートナー像を２次転写ローラによって記録材に２次転写することで記録材にカラー画像を形成し、さらに定着手段によって記録材表面のトナー像を加熱して記録材上にカラー画像を定着している。
【０００３】
このように構成された画像形成装置では、各色のトナー像を中間転写体に１次転写している間、２次転写ローラを中間転写体から離間しておく必要がある。より具体的には、以下のタイミングで転写ローラが中間転写体に対して離当接する。
【０００４】
１次転写処理を行っている最中では、上記したように２次転写ローラは中間転写体から離間されている。そして、中間転写体の全周のうちトナー像が１次転写される領域、つまり画像領域に４色のトナー像が重ね合わされると、その画像領域の先端が２次転写ローラの位置に移動してきてくるのに対応して２次転写ローラが記録材を介して中間転写体に当接されて当該記録材への２次転写が開始される。一方、画像領域の後端が２次転写ローラを通過すると、２次転写ローラは中間転写体から離間して２次転写を完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、所定の速度で循環回転している中間転写体に対して静止している転写ローラが当接すると、その当接によって中間転写体への負荷変動が生じて中間転写体が一時的に減速され、いわゆるバンディングと呼ばれる画像欠陥が生じる。この問題を解消するため、従来においては、転写ローラを中間転写体に対して離当接させる離当接駆動装置に加えて、転写ローラを回転させる回転駆動装置を設けている。この回転駆動装置は転写ローラを中間転写体の回転方向と逆の方向に回転させるものである。そして、この回転駆動装置によって転写ローラを回転させながら、離当接駆動装置によって転写ローラを中間転写体に向けて移動当接させると、中間転写体への転写ローラの当接時に発生する中間転写体への負荷変動が抑えられてバンディングが抑制されている。
【０００６】
しかしながら、従来の転写装置では、２つの独立した駆動装置を設ける必要があり、装置の大型化を招き、また部品点数の増大により装置コストの増大を招くといった問題があった。なお、このような問題は中間転写体を用いたカラー画像形成装置特有の問題というわけではなく、転写ローラが感光体や中間転写体などの像担持体に対して離当接するという構造を有する画像形成装置に共通する問題である。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも低コストで像担持体への転写ローラの当接によるバンディングの発生を抑制することができる転写装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定の転写位置で記録材を介して像担持体に転写ローラを当接させることによって前記像担持体上のトナー像を前記記録材に転写する転写装置であって、上記目的を達成するため、前記転写位置近傍で揺動自在に設けられ、その一方端部に前記転写ローラが回転自在に取付けられた揺動部材と、カム軸と、当該カム軸に固着されたカムとを有し、前記カム軸とともに回転する前記カムによって前記揺動部材を揺動させることで前記転写ローラを前記像担持体に向けて移動し、当接させる揺動機構と、前記転写ローラが前記像担持体に向けて移動するとき、前記カム軸の回転動作に応じて前記転写ローラを前記像担持体の回転方向と逆の方向に回転させる回転機構とを備えている。
【０００９】
このように構成された転写装置では、カム軸の回転動作に応じてカムがカム軸を中心として回転し、揺動部材を揺動させる。そのため、その揺動部材の一方端部に取付けられた転写ローラが像担持体に向けて移動し、当接する。また、この転写ローラの移動動作とともに、カム軸の回転動作を受けて転写ローラが像担持体の回転方向と逆の方向に回転する。このようにカム軸の回転動作によって転写ローラが回転しながら、像担持体に移動し、当接する。その結果、像担持体への転写ローラの当接によるバンディングの発生が効果的に抑制される。
【００１０】
ここで、カム軸の回転動作を受けて転写ローラを回転させる機構、つまり回転機構を、例えば前記転写ローラの回転軸に固着された第１ギアと、前記カム軸に固着された略扇形状の第２ギアと、前記転写ローラが前記像担持体に向けて移動するとき、前記第２ギアのギア部と噛合して前記カム軸の回転運動を受けるとともに、その回転運動を前記第１ギアに伝達して前記転写ローラを回転させる伝達機構とで構成してもよい。このように構成することで、第２ギアのギア部が伝達機構と噛合している間、例えば転写ローラが像担持体に向けて移動している間のみ転写ローラを回転させ、それ以外の状態では転写ローラが第２ギアの拘束力を受けないように構成することができ、転写ローラを像担持体の回転に従動して動作させることが可能となる。
【００１１】
また、前記伝達機構としては、例えば揺動軸に対して回転自在に取付けられ、その外周面が第１および第２ギアと噛合可能となっているアイドルギアで構成することができる。このように構成することで、これら３つのギアは基準ピッチ円で相互に噛み合うこととなり、ギア列（第１ギア、第２ギアおよびアイドルギア）により回転駆動力が伝達される転写ローラの回転速度を一定に保つことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる転写装置を組み込んだ画像形成装置を示す図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字要求内容を示す信号）が制御ユニットに与えられると、制御ユニット内に設けられたメインコントローラが画像形成装置のエンジン部１の動作指示に適した形式のジョブデータ（印字情報）に変換し、サブコントローラに与える。これを受けたサブコントローラはジョブデータに応じて画像形成装置のエンジン部１を制御している。
【００１３】
このエンジン部１では、作像ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。すなわち、作像ユニット２は、図１の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、およびクリーニング部２４がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２２は帯電バイアス回路（図示省略）から帯電バイアスが印加されており、感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させる。
【００１４】
そして、この帯電ローラ２２によって帯電された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光ＬＢが照射される。この露光ユニット３は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光ＬＢを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００１５】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋが軸中心に回転自在に設けられている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは回転位置決めされるとともに、感光体２１に対して選択的に当接し、トナーを感光体２１の表面に付与する。これによって、感光体２１上の静電潜像が顕在化される。そして、現像部２３で現像されたトナー像は、１次転写領域ＴＲ1で転写ユニット４の中間転写ドラム４１上に１次転写される。
【００１６】
また、１次転写領域ＴＲ1から周方向（図１の矢印方向）に進んだ位置には、クリーニング部２４が配置されており、１次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【００１７】
転写ユニット４の中間転写ドラム４１は感光体２１と当接しながら、駆動モータ（図示省略）からの回転駆動力を受けて回転する。そして、カラー画像を記録材に転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ドラム４１上に重ね合わせてカラー像を形成する。また、モノクロ画像を記録材に転写する場合には、感光体２１上のブラックトナー像のみを中間転写ドラム４１上に形成する。
【００１８】
また、こうして中間転写ドラム４１上に担持されたトナー像については、２次転写部７によって記録材に２次転写する。この２次転写部７は本発明にかかる転写装置に相当するものであり、２次転写ローラ７１を有している。そして、後で詳述する揺動部材、揺動機構および回転機構によって、適当なタイミングで回転しながら中間転写ドラム（像担持体）４１に向けて移動当接して、搬送経路６１に沿って２次転写領域ＴＲ2に搬送されてくる記録材にトナー像を２次転写する。このように本実施形態では中間転写ドラム４１上に記録材に転写すべきトナー像が担持されており、この中間転写ドラム４１が本発明の「像担持体」に相当する。また、この２次転写領域ＴＲ2が本発明の「所定の転写位置」に相当する。
【００１９】
この２次転写領域ＴＲ2の近傍には、中間転写ドラム４１に対して接離可能にクリーニング部４３が設けられており、適当なタイミングで中間転写ドラム４１に当接して、２次転写後に中間転写ドラム４１の外周面に残留付着しているトナーについては、クリーニング部４３によって掻き落される。
【００２０】
さらに、搬送経路６１に沿って２次転写領域ＴＲ2の下流側には、定着ユニット５が配置されており、搬送経路６１に沿って搬送されてくる記録材上のトナー像を記録材に定着する。そして、当該記録材はさらに搬送経路６１に沿って排出トレイ（図示省略）に搬送される。
【００２１】
次に、本発明にかかる転写装置の一実施形態たる２次転写部の構成および動作について図２ないし図５を参照しつつ詳述する。図２は２次転写部の構成を示す斜視図である。また図３は図２の側面図である。この２次転写部７は、２次転写ローラ７１と、２次転写領域ＴＲ2近傍で揺動自在に設けられた揺動部材７２と、揺動部材７２を揺動させる揺動機構７３と、２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１の回転方向αと逆の方向βに回転させる回転機構７４とで構成されている。
【００２２】
２次転写ローラ７１は図２に示すように２次転写領域ＴＲ2において中間転写ドラム４１と平行に配置された円柱状ローラである。そして、この２次転写ローラ７１の一方端近傍には、側面視においてハンマ形状に仕上げられた揺動プレート７２１が配置されている。また、図２への図示を省略しているが、２次転写ローラ７１の他方端近傍にも揺動プレートが配置されている。これら一対の揺動プレート７２１は連結材７２２で相互に連結されるとともに、揺動軸７２３を中心としてフレームに軸支されており、揺動軸７２３を揺動中心として揺動プレート７２１および連結材７２２が一体的に揺動自在となっている。なお、この実施形態では、揺動プレート７２１および連結材７２２を個別に形成しているが、これらを一体成形してもよいことは言うまでもない。
【００２３】
各揺動プレート７２１の一方端部７２１ａでは、２次転写ローラ７１の回転軸７１１が回転自在に軸支されており、揺動プレート７２１および連結材７２２の揺動動作とともに２次転写ローラ７１が中間転写ドラム４１に対して離当接自在となっている。そして、後で説明するように２次転写ローラ７１が記録材を介して中間転写ドラム４１と当接すると、中間転写ドラム４１に従動して回転しながら、中間転写ドラム４１上に形成されたトナー像を記録材に２次転写する。このように、この実施形態では、揺動プレート７２１、連結材７２２および揺動軸７２３により揺動部材７２が構成されている。
【００２４】
この揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂの近傍にカム軸７３１が回転軸７１１および揺動軸７２３とほぼ平行に配置され、フレームに回転自在に軸支されている。また、２次転写ローラ７１の一方端側、つまり図２の右下側では、揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂに対応してカム７３２がカム軸７３１に固着されている。このため、カム軸７３１に回転駆動力を与えてカム７３２を回転させると、その回転量に応じてカム７３２の一部が揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂと係合して揺動部材７２が揺動軸７２３を揺動中心として揺動させる。
【００２５】
なお、この実施形態では、揺動プレート７２１の一部に付勢バネ７３３を取付けて２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１に向けて付勢させている。したがって、図３に示すように、カム７３２が揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂから離れているときには、付勢バネ７３３の付勢力によって２次転写ローラ７１が中間転写ドラム４１に当接される一方、カム７３２が図４に示すように位置して揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂと係合すると、付勢バネ７３３の付勢力に逆らって揺動部材７２を同図の紙面において時計方向に揺動させ、２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１から離間させる。このように、この実施形態では、カム軸７３１、カム７３２および付勢バネ７３３によって揺動機構７３が構成されている。ただし、付勢バネ７３３は揺動機構７３を構成する上で必須となる構成要件ではなく、カムのみによって揺動機構を構成するようにしてもよい。
【００２６】
また、回転軸７１１およびカム軸７３１には、第１ギア７４１および第２ギア７４２がそれぞれ固着されている。この第２ギア７４２は略扇形形状を有しており、カム軸７３１の回転とともに回転する。そして、この第２ギア７４２を介してカム軸７３１の回転運動を第１ギア７４１に伝達するために第１および第２ギア７４１，７４２の間に伝達機構として機能するアイドルギア７４３が設けられている。このアイドルギア７４３は揺動軸７２３に対して回転自在に取付けられており、第２ギア７４２のギア部７４２ａがアイドルギア７４３と噛合している間のみカム軸７３１の回転運動が３つのギア７４１〜７４３からなるギア列によって回転軸７１１に伝達されて２次転写ローラ７１を回転方向βに回転駆動することができる。
【００２７】
しかも、この実施形態では、３つのギア７４１〜７４３が基準ピッチ円（図３および図４中の１点鎖線）で相互に噛み合うように設定されている。このため、上記のように揺動部材７２が揺動したとしても２次転写ローラ７１の回転速度を一定に保つことができる。このように、この実施形態では、３つのギア７４１〜７４３によって回転機構７４を構成している。
【００２８】
次に、上記のように構成された２次転写部７の動作について説明する。図５は２次転写部の動作を示すタイミングチャートである。まず、１次転写処理を行っている最中では、カム７３２は図４に示すように揺動プレート７２１の他方端部７２１ｂと係合して付勢バネ７３３の付勢力に逆らって２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１から離間させている（図４）。
【００２９】
そして、中間転写ドラム４１の画像領域に４色のトナー像が重ね合わされ、その画像領域の先端が２次転写領域ＴＲ2に近づいてくると、適当なタイミングＴ1でカム軸７３１の回転を開始する。すると、カム軸７３１の回転に応じてカム７３２が図４の紙面において時計方向に回転し、その結果、揺動部材７２は揺動軸７２３を揺動中心として反時計方向に揺動していく。また、その揺動動作に連動してカム軸７３１に固着されている第２ギア７４２が同図紙面において時計方向に回転し、タイミングＴ2で第２ギア７４２のギア部７４２ａがアイドルギア７４３と噛合してギア列が形成される。その結果、このギア列（第２ギア７４２−アイドルギア７４３−第１ギア７４１）によってカム軸７３１の回転運動が２次転写ローラ７１に与えられて２次転写ローラ７１が中間転写ドラムの回転方向αと逆の方向βに回転する。
【００３０】
さらにカム軸７３１が回転すると、第２ギア７４２のギア部７４２ａとアイドルギア７４３との噛合が外れた（タイミングＴ3）後、２次転写ローラ７１が搬送経路６１に沿って２次転写領域ＴＲ2に搬送されてきた記録材（図示省略）を介して中間転写ドラム４１に当接して中間転写ドラム４１に従動回転する（タイミングＴ4）。こうして、２次転写処理が行われる。なお、２次転写処理が開始された後、しばらくしてカム軸７３１の回転は停止されて次の２次転写処理に備えて待機している。
【００３１】
以上のように、この実施形態によれば、カム軸７３１の回転動作によって２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１に向けて移動させながら、２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１の回転方向αと逆の方向βに回転させている。したがって、中間転写ドラム４１への２次転写ローラ７１の当接によるバンディングの発生を効果的に抑制することができる。また、上記のようにカム軸７３１の回転のみによって、中間転写ドラム４１に対する２次転写ローラ７１の離当接駆動と、２次転写ローラ７１の回転駆動とを同時に行っているため、従来例に比べて構成が簡素なものとなり、装置の小型化や低コスト化において有利なものとなっている。
【００３２】
特に、上記実施形態では、略扇形状の第２ギア７４２を用いることで２次転写ローラ７１が記録材を挟んで中間転写ドラム４１に当接している間、アイドルギア７４３との噛合が解除されているので、その当接状態では２次転写ローラ７１に対して余分な外力が加わるのを防止することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記した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限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、２次転写ローラ７１を中間転写ドラム４１に近接移動させている最中の回転数が２次転写処理中の従動回転数よりも若干、例えば数％〜１０％程度低くなるように設定しているが、同一回転数または従動回転数よりも若干、例えば数％〜１０％程度高くなるように設定してもよい。要は、従動回転数とほぼ同程度の回転数で２次転写ローラ７１を回転させながら、中間転写ドラム４１に当接させるのが望ましい。
【００３４】
また、上記実施形態では、伝達機構としてアイドルギア７４３によって第１および第２ギア７４１，７４２を相互に連結してギア列を形成しているが、アイドルギア７４３の代わりに複数のギアを組み合わせて伝達機構を構成するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、２次転写ローラ７１の一方端側（図２の右下側）にのみ揺動機構７３および回転機構７４を設けているが、他方端側にも揺動機構７３および回転機構７４を設け、２次転写ローラ７１の両端側で同時に２次転写ローラ７１の離当接駆動および回転駆動を行うようにしてもよい。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、中間転写ドラム４１に形成されたトナー像を記録材に２次転写する転写装置に関するものであるが、中間転写ドラム以外の中間転写媒体（中間転写ベルト、中間転写シートなど）にトナー像を２次転写する転写装置にも本発明を適用することができる。また、中間トナー像を形成することなく、感光体上のトナー像を記録材に転写する転写装置に対して本発明を適用することができる。この装置では、感光体が本発明の「像担持体」に相当する。また、画像形成方式として、いわゆるタンデム方式を採用する画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。また、上記において説明した画像形成装置はプリンタであるが、画像形成装置としては複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置全般が含まれる。
【００３７】
【発明の効果】
このように、この発明によれば、カム軸とともに回転するカムによって揺動部材を揺動させることで転写ローラを像担持体に向けて移動当接させるとともに、この転写ローラの移動動作とともに、カム軸の回転動作を受けて転写ローラを像担持体の回転方向と逆の方向に回転させるように構成しているので、像担持体への転写ローラの当接によるバンディングの発生を効果的に抑制することができる。しかも、そのような作用効果をカム軸の回転動作のみによって達成することができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる転写装置を組み込んだ画像形成装置を示す図である。
【図２】この発明にかかる転写装置の一実施形態である２次転写部の構成を示す斜視図である。
【図３】図２の側面図であり、２次転写処理中の状態を示す図である。
【図４】１次転写処理中の状態を示す図である。
【図５】図２の２次転写部の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
７…２次転写部（転写装置）
４１…中間転写ドラム（像担持体）
７１…２次転写ローラ
７２…揺動部材
７３…揺動機構
７４…回転機構
７１１…（２次転写ローラの）回転軸
７２１…揺動プレート
７２１ａ…（揺動プレートの）一方端部
７２１ｂ…（揺動プレートの）他方端部
７２２…連結プレート
７２３…揺動軸
７３１…カム軸
７３２…カム
７４１…第１ギア
７４２…第２ギア
７４２ａ…（第２ギアの）ギア部
７４３…アイドルギア（伝達機構）
ＴＲ2…２次転写領域（所定の転写位置）
α…（中間転写ドラムの）回転方向
β…（２次転写ローラの）回転方向

Claims

所定の転写位置で記録材を介して像担持体に転写ローラを当接させることによって前記像担持体上のトナー像を前記記録材に転写する転写装置において、
前記転写位置近傍で揺動自在に設けられ、その一方端部に前記転写ローラが回転自在に取付けられた揺動部材と、
カム軸と、当該カム軸に固着されたカムとを有し、前記カム軸とともに回転する前記カムによって前記揺動部材を揺動させることで前記転写ローラを前記像担持体に向けて移動し、当接させる揺動機構と、
前記転写ローラが前記像担持体に向けて移動するとき、前記カム軸の回転動作に応じて前記転写ローラを前記像担持体の回転方向と逆の方向に回転させる回転機構とを備えたことを特徴とする転写装置。
前記回転機構は、
前記転写ローラの回転軸に固着された第１ギアと、
前記カム軸に固着された略扇形状の第２ギアと、
前記転写ローラが前記像担持体に向けて移動するとき、前記第２ギアのギア部と噛合して前記カム軸の回転運動を受けるとともに、その回転運動を前記第１ギアに伝達して前記転写ローラを回転させる伝達機構とを備えた請求項１記載の転写装置。
前記伝達機構は、前記揺動軸に対して回転自在に取付けられ、その外周面が前記第１および第２ギアと噛合可能となっているアイドルギアで構成された請求項２記載の転写装置。