JP6234027B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う画像形成装置に関する。

従来から、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置として、中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、１次転写工程として、像担持体としての感光体ドラム表面に形成されたトナー像を、感光体ドラムと中間転写体で形成される１次転写部で中間転写体上に１次転写する。この１次転写工程を、複数色の各色ごとに実行して各色のトナー像を重ね合わせることにより、中間転写体表面に複数色からなるトナー像を形成する。続けて、２次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、２次転写部材へ電圧を印加することで、紙などの記録材表面に一括して転写する。一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により、記録材に永久定着されることにより、記録材上にカラー画像が形成される。
特許文献１には、各感光ドラムに対応させて、電源から電圧が印加される１次転写ローラを配置する構成が開示されている。詳しくは、中間転写体として無端状ベルト状の部材を使用し（以下、中間転写ベルトという）、中間転写ベルトの内周面側の各感光ドラムに対応した位置に１次転写ローラをそれぞれ配置する。そして、１次転写ローラの回転軸方向両端にコロを配置し、このコロによって、１次転写ローラを中間転写ベルトに接触させることなく、各感光ドラムと中間転写ベルトを接触させて１次転写部を形成する。

特開２００５−１３４７３５号公報

特許文献１は、コロを配置する位置について、１次転写ローラの両端で、且つ、感光ドラムの非画像形成領域に対応する位置とすることは開示している。しかしながら、１次転写ローラの端部と感光ドラムの非画像形成領域との位置関係については、特許文献１には記載されていない。そのため、仮に、１次転写ローラが画像形成領域外に渡って構成されると、感光体ドラム表面の画像形成領域外に付着したトナーの汚れが、記録材の余白部分にも転写してしまう場合があった。

本発明の目的は、記録材の画像形成領域外の余白部分にトナーによる汚れが転写されることを抑制しうる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する像担持体と、
無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
を備え、
前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおいてトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する像担持体と、
無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
を備え、
前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおい
てトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されており、
前記絶縁性のコロの外径が前記金属部の外径よりも小さいことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する像担持体と、
無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
を備え、
前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおいてトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されており、
前記中間転写ベルトは、前記幅方向において前記画像範囲よりも外側の両端部に補強テープが貼設されており、
前記絶縁性のコロは、前記幅方向における外側の端部が、前記補強テープが貼設された範囲内で前記中間転写ベルトに接触することを特徴とする。

本発明によれば、記録材の画像形成領域外の余白部分にトナーによる汚れが転写されることを抑制することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の斜視図 本発明の実施例に係る画像形成装置の模式的断面図 本発明の実施例に係る画像形成装置の模式的断面図 本発明の実施例における感光体ドラムと１次転写コロとの関係を示す断面図 本発明の実施例における１次転写ローラの幅方向の構成を説明する図 本発明の実施例における１次転写ローラの端部の構成を説明する図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る画像形成装置（本実施例では、電子写真方式でタンデム型のレーザープリンター等のフルカラー画像形成装置）の概略構成を説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置の斜視図である。図２は、本実施例に係る画像形成装置の模式的断面図である。図３は、本実施例に係る画像形成装置の模式的断面図であり、装置内部の構成だけを示している。

画像形成装置本体１００内には、レーザースキャナ７、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、中間転写ベルト８、定着装置１７、給送トレイ２０、給送ローラ２１等が設置されている。給送トレイ２０内に積載収納された記録材としての用紙Ｐは、図中時計回り方向に回転する給送ローラ２１により給送され、ベルト駆動ローラ１１と２次転写ローラ１２のニップ部（２次転写部）へ送られる。像担持体としての感光体ドラム２ａ〜２ｄは、図中反時計回り方向に回転しており、帯電手段としての帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによりその表面が一様に帯電される。そして、その感光体ドラム２ａ〜２ｄの外周面には、露光手段としてのレーザースキャナ７からのレーザ光Ｌにより静電潜像が順次形成される。続いて、感光体ドラム２ａ〜２ｄの外周面には、前述の静電潜像が現像装置４ａ〜４ｄで現像され、トナー像が形成される。

感光体ドラム２ａ〜２ｄに形成されたトナー像は、中間転写ベルト８に転写される。カラー画像を形成する場合は、感光体ドラム２ａ〜２ｄにイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色が現像され、それぞれに形成されたトナー像が、中間転写ベルト８に順次転写される。すなわち、各感光体ドラム２ａ〜２ｄに形成されたトナー像は、各１次転写部にて中間転写ベルト８に重畳転写される。

次に、中間転写ベルト８に形成されたトナー像は、ベルト駆動ローラ１１と２次転写ローラ１２のニップ部に送られた用紙Ｐに転写される。２次転写ローラ１２に接続された転
写電源２５から、２次転写ローラ１２に電圧が印加されることで、中間転写ベルト８上のトナー像が用紙Ｐに転写される。ここで、前述したようにカラー画像の場合は、中間転写ベルト８上に重畳転写されたトナー像が、２次転写部にて用紙Ｐに一括して転写される。さらに、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１７における定着フィルム１８と加圧ローラ１９のニップ部へ送られ、ここで加熱加圧されてトナー像が用紙Ｐに定着する。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ対２２により、排紙トレイ２３に排出される。

本実施例に係る画像形成装置は、感光体ドラム２ａ〜２ｄが、これに作用するプロセス手段と一体となったプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとして、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。プロセス手段には、帯電ローラ３ａ〜３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ等が含まれる。

中間転写ベルト８は、複数の張架部材であるローラ１１，１４，１５により移動自在（回転可能）に張架されたベルト状の中間転写体である。この中間転写ベルト８は、感光体ドラム２ａ〜２ｄにそれぞれの１次転写部Ｎで接触している。４つの感光体ドラム２ａ〜２ｄは、中間転写ベルト８の移動方向において、一定の間隔をおいて等間隔で一列に配置されている。

＜１次転写部の構成＞。
本実施例に係る画像形成装置は、各１次転写部における転写を、中間転写ベルト８の周方向に電流を流すことで行う構成である。図３に示すように、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ａ〜２ｄの接触面は、ベルト駆動ローラ１１、テンションローラ１４により形成される。そして、これらローラ１１、１４と、ローラ１１，１４間に配置された回転部材である１次転写部材の導電部としての各１次転写ローラ３０と、張架ローラ１５は、１つの（共通の）電圧安定素子２４に接続されている。

中間転写ベルト８は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトであり、複数の張架部材であるベルト駆動ローラ１１、テンションローラ１４、張架ローラ１５の３軸で張架され、テンションローラ１４により所定の張力で張架されている。中間転写ベルト８は、１次転写部において回転する感光体ドラム２ａ〜２ｄと同方向の移動となる向き（順方向）に、感光体ドラム２ａ〜２ｄと略同一の周速度で回転駆動される。

図４（ａ）は、各画像形成ステーション（画像形成部）と中間転写ベルト８を示す模式的断面図である。図４（ａ）に示すように、各画像形成ステーションにおいて、中間転写ベルト８の各感光体ドラム２ａ〜２ｄが接触している面とは反対側の面には、各感光体ドラム２ａ〜２ｄに対応するように、１次転写ローラ３０がそれぞれ対向配置されている。このような構成をとることで、各１次転写ローラ３０は、各感光体ドラム２ａ〜２ｄと中間転写ベルト８とで１次転写部Ｎを形成している。

図４（ｂ）は、中間転写ベルト８に対する感光ドラム２ａ〜２ｄと１次転写ローラ３０の当接配置構成の他の例を示す模式的断面図である。図４（ｂ）に示すように、各１次転写ローラ３０は、中間転写ベルト８の感光体ドラム２ａ〜２ｄとの接触部よりも所定量だけ中間転写ベルト８の移動方向下流側にて中間転写ベルト８に接するように配置することもできる。各１次転写ローラ３０は、感光体ドラム２ａ〜２ｄと中間転写ベルト８で形成される水平面に対し、距離ｈだけ持ち上げた位置（感光体ドラム側へ侵入させた位置）に配置され、対応する各感光体ドラム２ａ〜２ｄに中間転写ベルト８を接触（巻きつける）させる。これにより、各感光体ドラム２ａ〜２ｄと中間転写ベルト８とのニップ部が形成される。このような構成をとることで、１次転写部Ｎを形成するとともに、各感光体ドラム２ａ〜２ｄに対して中間転写ベルト８を巻き付かせることができ、より確実に感光体ドラム２ａ〜２ｄと中間転写ベルト８を接触させることができる。また、感光体ドラム２ａ
〜２ｄの表面は、１次転写ローラ３０が金属ローラ等のような硬い物であった場合でも傷が付くことはない。

また、中間転写ベルト８を張架する３本の張架ローラ１１，１４，１５と、１次転写ローラ３０は、前述したように電圧安定素子２４を介して接地されている。なお、中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１、テンションローラ１４、張架ローラ１５及び１次転写ローラ３０とともに中間転写ベルトユニット１０として一体化されている。この中間転写ベルトユニット１０は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能な構成となっている。

図５及び図６を参照して、１次転写ローラ３０の構成についてさらに説明する。図５は、用紙Ｐ、感光体ドラム２、中間転写ベルト８、１次転写ローラ３０の配置を模式的に示した、中間転写ベルト８の移動方向（回転方向）と直交する幅方向の構成を説明する図である。中間転写ベルト８の両端部には端部でのベルトの折れ、あるいは亀裂による破断を防止するために端部補強テープ９が周方向の全周に渡って貼設されている。このとき端部補強テープ９は用紙Ｐとの擦れや中間転写ベルト８と用紙Ｐとの間に隙間が生じること防止するために用紙Ｐの幅より外側（用紙Ｐの通過領域よりも外側）に配置される。

１次転写ローラ３０の両端には、１次転写部材の絶縁部として、絶縁体で形成された１次転写コロ３１が挿設されている。１次転写コロ３１は、１次転写ローラ３０の回転軸に１次転写ローラ３０に対して回転自在に軸支されている。１次転写コロ３１の外側端部の位置は、１次転写コロ３１の外側端部での中間転写ベルト８の折れや破断を防止するため端部補強テープ９の貼設範囲内としている。

１次転写ローラ３０は、電圧安定素子２４に電気接続され、１次転写に必要な電気接続がなされている。そのため、本実施例では、１次転写ローラ３０の少なくとも画像形成領域Ａの範囲は剛体の導電部材で構成されている。より好ましくは、幅方向（軸方向）において１次転写ローラ３０と画像形成領域Ａの寸法が一致するように構成する。なお、図５に示すように、１次転写ローラ３０の両端が画像形成領域Ａの範囲をわずかにはみ出す構成としてもよい。この場合、はみ出させる程度は、用紙Ｐの余白部分へのトナー転写を抑制できる範囲において、用紙Ｐの搬送時の幅方向のずれ等を考慮して適宜決定される。すなわち、用紙Ｐの余白部分へのトナー転写が発生しない範囲において、１次転写ローラ３０と画像形成領域Ａの幅方向の寸法が略一致していればよい。これにより、感光体ドラム２に付着した画像形成領域外のトナーが用紙Ｐに転写されることを抑制することができ、１次転写ローラ３０全幅を導電部材で構成するより低コスト化を図ることが可能である。

図６は、１次転写ローラ３０の軸方向における一方の端部の拡大図である。図６（ａ）は、１次転写コロ３１の外径を１次転写ローラ３０の外径よりも大きくした場合の図であり、図６（ｂ）は、１次転写コロ３１の外径を１次転写ローラ３０の外径よりも小さくした場合の図である。なお、他方の端部については、一方の端部と左右対称となる同様の構成であり説明を省略する。本実施例では、図６（ａ）、図６（ｂ）のいずれの構成を採用してよいが、好ましくは図６（ｂ）の構成を採用する。すなわち、図６（ａ）で示すように、１次転写コロ３１の直径が１次転写ローラ３０より大きい場合、１次転写ローラ３０に対し隙間ｇを持った状態で張架される。このとき、電位安定素子２４からの電圧が供給されなくなり画像不良が発生する可能性があるため、図６（ｂ）で示すように１次転写コロ３１の直径は１次転写ローラ３０より小さくすることが望ましい。

このように、１次転写ローラ３０の軸方向の両側に絶縁性の１次転写コロ３１を配置する。これにより、中間転写ベルト８の幅方向端部の破損を防止することができる。なおかつ、中間転写ベルト８の画像形成領域外が絶縁の１次転写コロ３１となることで画像形成領域外でのトナーの転写を抑制することができる。これにより、ベルト体の破損を防止し
、記録材の画像形成領域外の余白部分に汚れが転写されることを抑制することができる。

なお、中間転写ベルト８の回転に伴う１次転写ローラ３０の従動性向上のため、１次転写コロ３１の外周面もしくは全体をゴムなどの高摩擦材料（導電部よりも摩擦係数が高い材料）で構成することも可能である。

Ｎ…１次転写部、Ｐ…用紙、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…感光体ドラム（像担持体）、８…中間転写ベルト、１００…画像形成装置本体、３０…１次転写ローラ（１次転写部材の導電部）、３１…１次転写コロ（１次転写部材の絶縁部）

Claims (8)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
   を備え、
   前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおいてトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されていることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する像担持体と、
   無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
   を備え、
   前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおいてトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されており、
   前記絶縁性のコロの外径が前記金属部の外径よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記金属部は、前記画像範囲の全域で前記中間転写ベルトに接触する一体の金属であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記絶縁性のコロの外径が前記金属部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記絶縁性のコロが前記金属部に対して回転自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写ベルトは、前記幅方向において前記画像範囲よりも外側の両端部に補強テープが貼設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記１次転写ローラは、電圧安定素子に接続され、前記電圧安定素子からの電圧が供給されることによって前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像の１次転写を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. トナー像を担持する像担持体と、
   無端状であり、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの内周面に接触する１次転写ローラと、
   を備え、
   前記１次転写ローラは、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対応して設けられ、前記中間転写ベルトの回転方向に直交する幅方向において、前記中間転写ベルトにおいてトナー像が１次転写される領域に対応する画像範囲で前記中間転写ベルトの内周面に接触する金属部と、前記画像範囲の外側で前記中間転写ベルトの内周面に接触する絶縁性のコロと、を有し、前記絶縁性のコロは前記金属部の両側から前記幅方向外側に延びる軸の周りに回転自在に軸支されており、
   前記中間転写ベルトは、前記幅方向において前記画像範囲よりも外側の両端部に補強テープが貼設されており、
   前記絶縁性のコロは、前記幅方向における外側の端部が、前記補強テープが貼設された範囲内で前記中間転写ベルトに接触することを特徴とする画像形成装置。

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