(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な制御を行うことなく、簡易な構成で、画像ずれを防止すること。【解決手段】Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのタンデムカラー画像形成装置のモデルと共通の枠体を用いて形成される、Ｋ単色の画像形成装置において、Ｋ画像形成ユニット１０と、前記中間転写体７上に転写されたトナー像を被転写部材に２次転写させる２次転写手段８と、前記中間転写体７上の転写残トナーを清掃する清掃手段９と、前記被転写部材上のトナーを被転写部材に定着させる定着器１２と、前記中間転写体７上において、前記カラー画像形成装置のモデルにおけるＹ、Ｍ、Ｃいづれかの位置に取り付けられ、圧接されるローラー１１を持つことを特徴とする。【選択図】図１
2020187202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのタンデムカラー画像形成装置のモデルと共通の枠体を用いて形成される、Ｋ単色の画像形成装置において、
中間転写体７と、
中間転写体７上に取り付けられ、帯電手段２によって帯電した像担持体１上に露光手段３によって静電潜像を書き込み、前記静電潜像に対し現像手段４によりトナーを現像してトナー像にし、１次転写手段５により前記像担持体１上に作成されたトナー像を前記中間転写体７に転写させ、清掃手段６により像担持体１上の転写残トナーを清掃する、Ｋ画像形成ユニット１０と、
前記中間転写体７上に転写されたトナー像を被転写部材に２次転写させる２次転写手段８と、前記中間転写体７上の転写残トナーを清掃する清掃手段９と、前記被転写部材上のトナーを被転写部材に定着させる定着器１２と、
前記中間転写体７上において、前記カラー画像形成装置のモデルにおけるＹ、Ｍ、Ｃいずれかの位置に取り付けられ、圧接されるローラー１１を持つことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ローラー１１は、中間転写体７に取り付けられる複数のローラー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】
前記ローラー１１は駆動を持たず、前記中間転写体７に対して従動で動くことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ローラー１１はＹ、Ｍ、Ｃのうち、Ｍの位置に配置さ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。
【請求項５】
前記ローラー１１はＹ、Ｍ、Ｃのうち、Ｃの位置に配置さ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。
【請求項６】
前記ローラー１１はＹ、Ｍ、Ｃのうち、Ｙの位置に配置されることを特徴とする前記請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ローラー１１は、少なくともいずれか一つの表面が像担持体１の表面より熱伝導率の高い部材によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ローラー１１は少なくとも１つが前記熱伝導率の高い部材として、金属によって構成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記Ｋ画像形成ユニット１０と比較し、前記ローラー１１位置の風量を前記画像形成装置位置の風量より多くすることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ローラー１１は、少なくとも一つが中空であることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記ローラー１１は、内部にフィン構造が構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記ローラー１１はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうち複数の位置に配置されることを特徴とする前記請求項１、請求項２、請求項３、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１の何れか一項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、電子写真記録方法等により画像を形成する画像形成装置に関するプロセスカートリッジならびに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋフルカラー画像形成装置として、中間転写ベルトを用いたタンデム型のものが広く使用されている。このタンデム型のフルカラー画像形成装置では、異なる色のトナー画像を形成する通常４つの作像ユニットが中間転写ベルトの周囲に並んで配置されている。これらの作像ユニットで形成された、色の異なるトナー画像が、中間転写ベルト上に１次転写され重ね合わせられてフルカラー画像とされる。
【０００３】
このＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのタンデムカラー画像形成装置のモデルと共通の枠体を用いて、Ｋ単色のみを装着し、Ｋ単色の画像形成装置として販売することが行われている（図１１）。フルカラー画像形成装置をＫ単色画像形成装置に仕立て変えたこのような画像形成装置では、中間転写ベルトに圧接する１次転写部が１箇所しかないため、中間転写ベルトが振動しやすい。このため、搬送されてきた用紙が２次転写部に突入した時など中間転写ベルトに衝撃が加わると、中間転写ベルトが振動して１次転写部や露光部などで画像ズレが生じる。かかる画像ズレは、用紙に２次転写された画像では走査方向に直線状の筋となって表れる。
【０００４】
このような画像ズレに対して、意図的にカートリッジを１つ残し、画像ずれが発生する箇所の前後を２つ目のカートリッジを使って画像形成することで画像ズレを防止する構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＫ単色画像形成装置は、２つのＫ単色カートリッジ２つの切り替え部において画像が重なることによるスジが発生する。このスジを防止するには２つの画像形成装置でタイミングを合わせて画像形成する必要があり、非常に高精度な動作が必要であった。
【０００７】
そのため、このような２つのカートリッジを用いることなく、画像ずれを簡便に防止する構成が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのタンデムカラー画像形成装置のモデルと共通の枠体を用いて形成される、Ｋ単色の画像形成装置において、
中間転写体７と、
中間転写体７上に取り付けられ、帯電手段２によって帯電した像担持体１上に露光手段３によって静電潜像を書き込み、前記静電潜像に対し現像手段４によりトナーを現像してトナー像にし、１次転写手段５により前記像担持体１上に作成されたトナー像を前記中間転写体７に転写させ、清掃手段６により像担持体１上の転写残トナーを清掃する、Ｋ画像形成ユニット１０と、
前記中間転写体７上に転写されたトナー像を被転写部材に２次転写させる２次転写手段８と、前記中間転写体７上の転写残トナーを清掃する清掃手段９と、前記被転写部材上のトナーを被転写部材に定着させる定着器１２と、
前記中間転写体７上において、前記カラー画像形成装置のモデルにおけるＹ、Ｍ、Ｃいづれかの位置に取り付けられ、圧接されるローラー１１を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置によれば、切り替え部のスジなど、画像不良を発生させずに簡便に画像ズレを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第一実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の第一実施形態の駆動構成を示した図である。
【図３】画像ずれ発生の様子を示す画像である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の第一実施形態のローラー対の位置を変更した一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の第二実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の前方の風路を示した上視図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の第二実施形態の駆動構成を示した図である。
【図８】未使用の風路を一部塞ぎ、ローラー対の風量を増加させた場合の風路を示した上視図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の第二実施形態のフィンを内部に取り付けたローラー１１ａの構造を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の第二実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図１１】従来の画像形成装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１２】
ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、それらの相対配置などは、本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。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明に係る画像形成装置の第一実施形態を示す概説図を示す。
【００１４】
図１の画像形成装置はタンデム方式のＫ単色プリンターである。もちろん、プリンターのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。
【００１５】
画像形成装置は、導電性を有する無端状の中間転写ベルト７（中間転写体）を有する。中間転写ベルト７は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラーに掛架されており、このローラーが不図示のモーターＭ７に連結されており、モーターの駆動によってローラーを通じて中間転写ベルト７は時計回りに回転する。ベルト部分の下側には、２次転写ローラー（２次転写手段）８が不図示の付勢手段によって圧接している。２次転写ローラー８には電圧印加装置（不図示）が接続されている。この２次転写ローラー８と中間転写ベルト７とのニップ部（２次転写領域）において中間転写ベルト７上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙（被転写部材）に転写される。また、用紙に転写することなく中間転写ベルト７上に残留した残トナーを除去するクリーニングブレード９が圧接されている。
【００１６】
中間転写ベルト７の上側には、中間転写ベルト７の回転方向最下流側にＫ画像形成ユニット１０が配置されている。
【００１７】
Ｋ画像形成ユニット１０は、静電潜像担持体として回転自在の円筒状の感光体（像担持体）１を有する。感光体１の周囲には、その回転方向（半時計回り方向）に沿って順に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、１次転写ローラー（１次転写手段）５、および感光体クリーニング装置６が配置されている。感光体クリーニング装置６はクリーニングブレードを備え、その一端側を感光体１の外周面に当接させて、感光体１の表面に残留するトナーを除去・回収している。１次転写ローラー５は中間転写ベルト７を挟んで感光体１に圧接し、ニップ部（１次転写領域）を形成している。なお、Ｋ画像形成装置の帯電装置２、現像装置４、１次転写ローラー５には電圧印加装置（不図示）が接続されている。
【００１８】
さらに、本実施例では、従来の画像形成装置（図１１）に加え前記中間転写ベルト７上において、前記カラー画像形成装置のモデルにおけるＹ、Ｍ、Ｃいずれかの位置に圧接される２本のローラー対１１が配置されている。
【００１９】
このローラー対１１のうち中間転写ベルト７外側のローラー１１ａはアルミ製であり、内部は空洞となっている。両端部にはフランジが取り付けられており、両端部を画像形成装置本体に取り付けられた保持部（不図示）によって保持されている。中間転写ベルト７内側のローラー１１ｂはＳＵＳの金属製芯金上に、画像部に導電性材質であるウレタンの弾性体を被覆したものを用い、ローラー１１ａ同様、両端部を画像形成装置本体に取り付けられた保持部（不図示）によって保持されている。この保持部の位置を調整することでローラー対１１の圧力を調整する。
【００２０】
本実施例ではローラー対１１間の圧力はＫ画像形成ユニットの１次転写部５の圧力（中間転写ベルト７を介した一次転写ローラー５と感光体１間の圧力）９００ｇｆ（８．８Ｎ）と同等に設定しているが、これ以上であっても同様に効果が得られる。また、２次転写部８の圧力は７ｋｇｆ（６８．６Ｎ）である。この時、ローラー対１１ａ、感光体１、二次転写ベルト８、中間転写ベルト７、一次転写ベルト５の幅は３６０ｍｍである。
また、中間転写ベルト７はこのローラーがない場合は、Ｋカートリッジ１０取り付け位置上流においてたるんでおり、ローラー対１１を取り付け、上に押し上げることで中間転写ベルト７にテンションをかけることができる。
【００２１】
なお、画像形成動作の制御および転写動作の制御は、図２のようにＣＰＵ１０１によってモーターを通じて行われる。各駆動モーターＭ７、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２はそれぞれ中間転写ベルト７、２次転写ローラー８、Ｋ画像形成装置１０、定着器１２に接続され、駆動を行う。ローラー対１１には駆動は取り付けられておらず、中間転写ベルト７に対して従動である。  また、Ｋ画像形成装置１０内には、不図示の駆動伝達機構が取り付けられており、Ｍ１０の駆動で、感光体１、現像器４、１次転写ローラー５の駆動を行う。
【００２２】
露光装置３の上方には、現像装置４に補給するトナーを収容した不図示のホッパー及びトナーボトルが配置されている。また、２次転写手段８の下部には、給紙装置として不図示の給紙カセットが配置されており。給紙カセット内の用紙は、給紙ローラーにより１枚ずつ２次転写領域に送り出される。
【００２３】
次に、画像形成動作について、概説する。
【００２４】
Ｋ画像形成ユニット１０において、所定の周速度で回転駆動される感光体１の外周面が、帯電装置２により帯電される。次に、帯電された感光体１の表面に、画像情報に応じて露光装置３から露光を行い静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置４から供給される帯電したトナーにより顕在化される。そして、感光体１の表面に形成されたトナー像が、感光体１の回転によって１次転写領域に達すると、１次転写ローラー５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、トナー像は、感光体１から中間転写ベルト７上に１次転写される。一方、中間転写ベルト７に転写されることなく感光体１上に残った残留トナーは、感光体クリーニング装置６で掻き取られ、感光体１の外周面から除去される。
【００２５】
中間転写ベルト７に１次転写されたトナー像は、中間転写ベルト７によって２次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、２次転写領域に用紙が搬送される。そして、２次転写ローラー８に電圧印加装置から、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、トナー像が、２次転写領域において中間転写ベルト７から用紙に転写（２次転写）される。トナー像が転写された用紙は、定着装置１２へ搬送される。定着装置１２において用紙は加熱・加圧され、用紙上のトナー像は用紙に溶融定着する。トナー像が定着した用紙は画像形成装置外に排出される。なお、画像形成動作の制御および転写、定着動作の制御は、図２のＣＰＵ１０１によって行われる。
【００２６】
次に画像ずれについて説明する。
【００２７】
図３に概説図を示す。
【００２８】
生じる画像ズレは、主に用紙が２次転写領域に送り込まれ、用紙の先端が２次転写領域に突入した時に用紙の搬送に伴う衝撃で中間転写ベルト７が振動して画像ズレが生じる。
【００２９】
中間転写ベルト７がこのような衝撃を受けた時に、画像ズレが生じる部分は、露光装置３によって感光体１に静電潜像が書き込まれる露光部分及び感光体１から中間転写ベルト７にトナー画像が１次転写される部分である。この時、ローラー対１１が取り付けられることで中間転写ベルト７の振動が吸収され、画像ずれを軽減することができる。ローラー対１１の有無による、画像ずれのランクを表１に記載した。画像ずれはランク７以上でずれが目立たないレベルとなり、９でほとんど見えなくなる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
従来のローラー無し時と比較し、画像ずれを軽減できている。配置による軽減効果の差も確認できた。Ｙ、Ｍ、Ｃいずれの位置においても画像ずれを防止することができるが、Ｍ位置が中間転写ベルト７の最長自由長を短く出来、転写ベルトの振動を最小限に出来るため、最も画像ずれに対し効果の高い位置がであった。
【００３２】
一方、Ｃの位置に置く場合、画像ずれとは別の効果が得られることが分かった。図４に示す。Ｋ画像形成ユニット１０の１次転写位置の角度が安定するため、角度変更を原因とする１次転写位置における転写効率の変動によるムラを防止できる。
【００３３】
従来のＫ単機やＹ、Ｍ配置時は図１のようにＹ、Ｍ、Ｃカートリッジ装着時と比較し、Ｋ画像形成ユニットに対する中間転写ベルト７の角度が変わっていることが分かる。図１のような場合、一次転写位置上流において中間転写ベルト７が感光体１から遠ざかり、感光体１−中間転写ベルト７間の放電に伴う転写不良によって細線飛び散りが発生する。この細線飛び散りは中間転写ベルト７の角度の安定するＣ位置が最も少ないことが分かった。各位置の画像ずれ、飛び散りランクを表２に示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
また、実施例２で詳細は示すが、Ｙ位置に置くことによっても、新たな効果を得ることができることが分かった。
【実施例２】
【００３６】
図５に、本発明に係る画像形成装置の第二実施形態を示す概説図を示す。
【００３７】
実施例１の画像形成装置とは、定着器１２の位置、エアーフロー、駆動構成等に違いがある。
【００３８】
実施例１では定着器は中間転写ベルト７から離れた位置に配置されていたが、本実施例においては、定着器１２は小型化のため一体に形成されている。そのため、定着器の熱が中間転写ベルト７へ移動しやすい構成となっている。このような構成の場合、定着器の熱がＫ画像形成ユニットの昇温を招き、トナーの劣化に伴う画質の低下をもたらす。そのため、本実施例の画像形成装置においては図６のように装置の前面に冷却のためのファン１５が設けられており、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各位置に風を送り冷却を行う構成となっている。
【００３９】
本実施例においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ各位置にカートリッジが取り付けられていないため、Ｋ画像形成カートリッジ１０と、Ｙ、Ｍ、Ｃ位置の空間（ローラー対１１を取り付ける）へ風を送る構成となる。
【００４０】
しかし、Ｙ、Ｍ、Ｃ位置の空間へのエアーフローは、冷却効果がＩＴＢに伝わらないため、カートリッジ装着時と比較しＩＴＢが昇温し、Ｋの画質が昇温により酷くなる。そのため、ローラ対１１があることでローラ１１ａの冷却を通じてエアーフローの冷却効果がＩＴＢに伝わり、画像ずれだけでなく、昇温も防止することが出来る。本実施例においては、画像ずれに加え、昇温に対する効果も確認する。
【００４１】
なお、本実施例において、画像形成動作の制御および転写動作の制御は、図７のようにＣＰＵ１０１によってモーターを通じて行われる。各駆動モーターＭ７、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１５はそれぞれ中間転写ベルト７、２次転写ローラー８、Ｋ画像形成装置１０、定着器１２、ファン１５に接続され、駆動を行う。
【００４２】
Ｙ、Ｍ、Ｃ位置には、駆動Ｍ１１、Ｍ１３、Ｍ１４が取り付けられているが、これらはＹ、Ｍ、Ｃカラー画像形成ユニット取り付け時の駆動であり、本実施例においてもローラー対１１に駆動力は供給されず、ローラー対１１は従動させて用いる。これらの操作はＣＰＵ１０１によって行われる。
【００４３】
また、感光体１、ローラー対１１ａ、１１ｂの表面素材の熱伝導率はそれぞれ０．３、２３６、０．４（単位はＷ／（ｍ・Ｋ））である。
【００４４】
本実施例ではローラー対１１（ローラー１１ａ）の昇温に対する効果を確認するため、Ｋ画像形成装置１０の温度を確認する。ローラー対１１の有無による、画像ずれ、さらに細線飛び散りランク、Ｋ画像形成ユニットの温度を表３に記載した。Ｋ現像剤は温度が４３℃から画質が低下し始め、４５℃を超えると明確な画質低下がみられる。
【００４５】
【表３】
2020187202.tif 000005
【００４６】
実施例１と同様に画像ずれ、細線飛び散りを軽減できているだけでなく、昇温も防止できていることが分かった。また、Ｙ、Ｍ、Ｃいずれの位置においても画像ずれだけでなく、昇温も防止することができたが、昇温に関しては、Ｙ位置が最も昇温を防止する効果があることが分かった。
【００４７】
さらに、冷却効果を増加させるため、図８のように、他の風路を塞ぐことでローラー１１ａへの冷却風量を増加させた場合、さらに図９のようにローラー１１ａ内部にフィンを設けたものを同時に確認した。一方で、図１０のようにＹ、Ｍ、Ｃすべての位置にローラー対１１、１３、１４をつけ、各効果を確認した。
【００４８】
結果を表４に示す。
【００４９】
【表４】
2020187202.tif 000006
【００５０】
風量の増加、フィンの増設によってその冷却効果が高まることも確認できた。また、Ｙ、Ｍ、Ｃすべての位置にローラーを配置した場合、これらの効果が加算されるため、画像不良、昇温を１本のみの場合と比較してさらに効果的に防止することを確認できた。
【００５１】
Ｙ、Ｍ、Ｃ位置と性能の関係をまとめると、以下の表５となる。
【００５２】
【表５】
2020187202.tif 000007
【符号の説明】
【００５３】
１  感光体、２  帯電装置、３  露光装置、４  現像装置、
５  一次転写ローラー、６  感光体クリーニング装置、
７  中間転写ベルト、８  ２次転写ローラー、
９  中間転写ベルトクリーニングブレード、
１０  Ｋ画像形成ユニット、１１  振動抑止ローラー対、
１１ａ  振動抑止上ローラー、１１ｂ  振動抑止下ローラー、
１２  定着器、１３  振動抑止ローラー対  ２本目、
１３ａ  振動抑止上ローラー  ２本目、
１３ｂ  振動抑止下ローラー  ２本目、
１４  振動抑止ローラー対  ３本目、
１４ａ  振動抑止上ローラー  ３本目、
１４ｂ  振動抑止下ローラー  ３本目、
１５  冷却ファン
【図１】
2020187202.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020187202.tif 000012
【図６】
2020187202.tif 000013
【図７】
2020187202.tif 000014
【図８】
2020187202.tif 000015
【図９】
2020187202.tif 000016
【図１０】
2020187202.tif 000017
【図１１】
2020187202.tif 000018