(57)【要約】【課題】中間転写体に二次転写部材などが接離する構成を採用した際に、露光時にて二次転写部材などの接離による衝撃・負荷の影響を軽減する。【解決手段】感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を露光して１プリントの各色ごとに潜像を形成する露光装置１３と、感光体ドラム１１に形成された潜像を現像する現像器５０と、感光体ドラム１１に当接し、トナー像を一旦保持する中間転写ベルト１５と、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成され、トナー像を用紙に転写する二次転写ロール１６と、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成され、中間転写ベルト１５に存在する残留トナーを取り除く中間転写体クリーナ３０とを含み、この二次転写ロール１６は、１プリントにおける全ての色のトナー像に対する露光装置１３の露光が終了する前に中間転写ベルト１５に当接し、次のプリントに対する露光を開始する前に中間転写ベルト１５から離間する。【選択図】        図１
2004198551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を露光して１プリントの各色ごとに潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された各色ごとの潜像を各色ごとに現像する現像手段と、
前記現像手段により現像されて形成された各色ごとのトナー像を多重に一次転写して多重トナー像を一時的に保持する中間転写体と、
前記中間転写体に対するリトラクト状態からアドバンス状態に移行した後に、当該中間転写体に保持された前記多重トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段とを含み、
前記二次転写手段は、前記露光手段による前記１プリントの間における特定の色の露光と次の色の露光との間のタイミングにて、前記リトラクト状態から前記アドバンス状態に移行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記二次転写手段は、前記アドバンス状態を形成する位置を前記中間転写体に保持されるトナー像が通過した後の前記タイミングにて、前記リトラクト状態から前記アドバンス状態に移行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記特定の色は、１プリントの間における最後の色の一つ前の色であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記二次転写手段は、前記１プリントの後に次のプリントが存在する場合に、当該１プリントの記録媒体に対する転写が終了した後、当該次のプリントにおける先頭色に対する前記露光手段による露光の前に、前記アドバンス状態から前記リトラクト状態に移行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体を露光して各色ごとに潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された各色ごとの潜像を各色ごとに現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された後に一次転写されるトナー像を一時的に保持する中間転写体と、
前記中間転写体に対して接離可能に構成され、当該中間転写体に当接して当該中間転写体から記録媒体に転写された後の残留トナーを掻き取る中間転写体清掃手段とを含み、
前記中間転写体清掃手段は、前記露光手段による露光が行なわれていないタイミングにて前記中間転写体に当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写体清掃手段は、所定のカラープリントの後に次のカラープリントが存在する場合に、当該次のカラープリントにおける先頭色に対する前記露光手段による露光が終了した後に離間することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写体清掃手段は、前記中間転写体に対して接離可能な板材からなるスクレーパおよび当該中間転写体に対して接離可能なブラシを含むことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体を露光して１プリントの各色ごとに潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置により前記像担持体に形成された潜像を現像する現像器と、
前記像担持体に対して当接し、前記現像器にて現像されて形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体と、
前記中間転写体に対して接離可能に構成され、当該中間転写体に一旦保持されるトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材とを含み、
前記二次転写部材は、１プリントにおける全ての色のトナー像に対する前記露光装置の露光が終了する前に前記中間転写体に当接し、次のプリントに対する露光を開始する前に当該中間転写体から離間することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写体は、弾性体ベルトからなり、前記像担持体に対して所定の範囲だけ巻きついた状態で当接することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記中間転写体は、前記像坦持体からの原動を受けて従動することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記中間転写体に対して接離可能に構成され、前記二次転写部材による記録媒体への転写の後に当該中間転写体に存在する残留トナーを取り除く中間転写体クリーナを更に備え、
当該中間転写体クリーナは、前記露光装置による露光を行なっていないタイミングにて当該中間転写体に対して当接することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナー像を形成する像担持体と、
扁平支持される弾性ベルトで構成され、前記像担持体に形成されたトナー像を一次転写して一旦保持する中間転写体と、
前記中間転写体における扁平長手方向の一方の端に設けられ、当該中間転写体に対して接離可能に構成されると共に、当該中間転写体に一旦保持されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材と、
前記中間転写体における前記扁平長手方向の他の一方の端に設けられ、当該中間転写体に対して接離可能に構成されると共に、当該中間転写体の残留トナーを除去する中間転写体クリーナとを含む画像形成装置。
【請求項１３】
前記二次転写部材は、前記中間転写体が当接する前記像担持体の近くに配置されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記二次転写部材および前記中間転写体クリーナは、前記像担持体に対して潜像を形成するための露光タイミング以外のタイミングで接離動作が実行されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１５】
所定の露光ポイントにて露光され、当該露光に基づいてトナー像を形成する像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー像を一次転写し、その周上に各色のトナー像を一旦保持する中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに接離可能に構成され、当該中間転写ベルトに一旦保持されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材とを備え、
前記中間転写ベルトは、周上にトナー像を保持するものとして最大長さのイメージ長と、当該最大長さのイメージ長よりも短いインターイメージ長とを合わせてベルト長とし、
前記二次転写部材は、前記露光ポイントから前記インターイメージ長だけ離れた距離より短いプロセス距離にて前記中間転写ベルトに当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
前記二次転写部材は、前記最大長さのイメージ長からなるトナー像が通過した後、前記露光ポイントにて露光が行なわれていないインターイメージの間にて前記中間転写ベルトに当接することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
像担持体と、各カラーに対応して当該像担持体を露光する露光装置と、当該像担持体から順次転写される各カラーのトナー像を一時的に保持する中間転写体と、当該中間転写体に保持されたトナー像を記録媒体に二次転写させる二次転写部材とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
１プリントにおける特定の色の露光と次の色の露光との間のタイミングにて前記二次転写部材を前記中間転写体に当接させ、
前記記録媒体に対して二次転写が終了した後、次のプリントに対する露光の開始前のタイミングにて前記二次転写部材を前記中間転写体から離間させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１８】
前記中間転写体上の残留トナーを取り除くための中間転写体クリーナを、前記１プリントの最後の色に対する露光を終了した後に当該中間転写体に当接させ、
前記次のプリントにおける最初の色に対する露光を終了した後に前記中間転写体用クリーナを前記中間転写体から離間させることを特徴とする請求項１７記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、中間転写体を備えた画像形成装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、静電潜像形成手段によって、一様に帯電された感光体ドラム等の像坦持体上に光を照射することにより静電潜像を得た後、現像手段によってこの静電潜像にトナーを付加して可視化し、例えば中間転写体上に複数のトナーを多重転写した後に、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。
【０００３】
ここで、従来技術として、感光体ドラムの近傍に、現像手段としてのイエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の現像器を回転体の周方向に沿って保持した回転式現像装置を設け、この回転式現像装置によって順次形成されるトナー像を転写ベルト上に重ねて転写する技術が存在する(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
この特許文献１に示されるような方式を採用する画像処理装置では、フルカラーの画像を出力するのに際して、転写ベルトの一回転ごとにイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が一次転写され、４色のトナー像が順次、転写ベルトに重ね合わされる。この４色のトナー像が全て重ね合わされた部分から、二次転写位置にて、例えば、二次転写ロールを用いて用紙上にトナー像が二次転写される。このとき、４色全てのトナー像が重ね合わされる前に二次転写ロールを転写ベルトに押圧すると、重ね合わせている途中のトナー像が二次転写ロールによって剥ぎ取られてしまう。そこで、４色全てのトナー像が重ね合わされるまでは二次転写ロールを転写ベルトから離間(リトラクト)させておき、必要なタイミングで転写ベルトに向けて押し出して(アドバンスさせて)、転写ベルトに二次転写ロールを接触させる方法が採用されている。
【０００５】
また、二次転写位置にて二次転写が終了した後、転写ベルトには、用紙に転写されずに残ったトナーである残留トナーが存在する。そこで、これらの画像処理装置では、一般に、この残留トナーを除去するための中間転写体用クリーナが転写ベルトの周辺に設けられる。この中間転写体用クリーナは、転写ベルトに対して接離自在に配設されている。例えば、トナー像が転写ベルトに対して一次転写されるまでは、二次転写前の画像を掻き落とすことがないように転写ベルトから離間し、所定のタイミングで転写ベルトに当接することで、二次転写が終了した後の残留トナーを掻き取るように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３２８３４８号公報(第３−４頁、図１)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、これらの画像形成装置では、二次転写ロールおよび中間転写用クリーナが転写ベルトに接離する構成を採用して画像形成を実行しているが、この二次転写ロールや中間転写用クリーナの接離は、画像形成ユニットに対する衝撃、振動となる。例えば、転写ロールは、通常、ゴムのロールが使用されており、かなり大きな荷重で転写ベルトに押し付けられている。そのために、この転写ロールの接離は負荷変動となり、例えば、当接する際の衝撃がユニットに伝わると、そこで像の乱れを起こし、色ずれの原因となる。中間転写ベルトに対して入った負荷変動は、例えば感光体ドラムの回転むらの原因となり、また、感光体ドラムと転写ベルトとを一体的なユニットとした場合には、ユニット自身を振動させてしまい、これによって露光時のずれを生じさせる場合がある。
【０００８】
このとき、例えば、上記特許文献１のように、転写ベルトにおける一次転写位置と二次転写位置との距離を長く取ることができれば、例えば最後の色のトナーを転写ベルト上に一次転写した後や、例えば最後の色のトナー像を形成するための露光が終了した後に、二次転写ロールを当接させるように設計することができる。しかしながら、転写ベルトの長さを長くして画像形成プロセスのスピードを上げる場合には、転写ベルトや感光体ドラムを高速で回転させる必要があり、そのためには高出力が要求され、駆動源であるモータが大きくなり、消費電力も上昇することになる。また、転写ベルトの長さが長くなると、一般に、装置が大型化し、近年の小型、軽量化の要請に沿うことができなくなる。
【０００９】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、中間転写体に所定の部材が接離することによる画像の乱れを抑制することにある。
また他の目的は、中間転写体に二次転写部材などが接離する構成を採用した際に、露光時にて二次転写部材などの接離による衝撃・負荷の影響を軽減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、像担持体と、各カラーに対応して像担持体を露光する露光装置と、この像担持体から順次転写される各カラーのトナー像を一時的に保持する中間転写体と、中間転写体に保持されたトナー像を記録媒体に二次転写させる二次転写部材と、中間転写体上の残留トナーを取り除くための中間転写体クリーナとを備え、１プリントにおける特定の色の露光と次の色の露光との間のタイミングにて二次転写部材を中間転写体に当接させ、記録媒体に対して二次転写が終了した後、次のプリントに対する露光の開始前のタイミングにて二次転写部材を中間転写体から離間させる。また、１プリントの最後の色に対する露光を終了した後に中間転写体に当接させ、次のプリントにおける最初の色に対する露光を終了した後に中間転写体用クリーナを中間転写体から離間させており、本発明は、これらの構成を有する画像形成装置、およびこの制御方法を提供している。
【００１１】
即ち、本発明が適用される画像形成装置は、露光手段により像担持体を露光して１プリントの各色ごとに潜像を形成し、形成された潜像を現像手段により各色ごとに現像し、現像されて形成された各色ごとのトナー像を中間転写体に一次転写してトナー像を一時的に保持し、二次転写手段では、この中間転写体に対するリトラクト状態からアドバンス状態に移行した後に、中間転写体に保持された多重トナー像を記録媒体に転写しており、露光手段による１プリントの間における特定の色(１プリントの間における最後の色の一つ前の色)の露光と次の色の露光との間のタイミングにて、リトラクト状態からアドバンス状態(コンタクト状態)に移行している。
【００１２】
ここで、二次転写手段は、アドバンス状態を形成する位置を中間転写体に保持されるトナー像が通過した後のタイミングにて、リトラクト状態からアドバンス状態に移行することを特徴とすることができる。また、１プリントの後に次のプリントが存在する場合に、この１プリントの記録媒体に対する転写が終了した後、次のプリントにおける先頭色に対する露光手段による露光の前に、アドバンス状態からリトラクト状態に移行している。
【００１３】
一方、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像が一時的に保持された中間転写体に対して接離可能に構成される中間転写体清掃手段により、この中間転写体に当接して中間転写体から記録媒体に転写された後の残留トナーを掻き取っており、この中間転写体清掃手段は、露光手段による露光が行なわれていないタイミングにて中間転写体に当接することを特徴としている。より詳しくは、この中間転写体清掃手段は、所定のカラープリントの後に次のカラープリントが存在する場合に、次のカラープリントにおける先頭色に対する露光手段による露光が終了した後に離間することを特徴としている。
【００１４】
他の観点から把えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を露光して１プリントの各色ごとに潜像を形成する露光装置と、この露光装置により像担持体に形成された潜像を現像する現像器と、像担持体に対して当接し、現像器にて現像されて形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体と、この中間転写体に対して接離可能に構成され、中間転写体に一旦保持されるトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材と、中間転写体に対して接離可能に構成され、二次転写部材による記録媒体への転写の後に中間転写体に存在する残留トナーを取り除く中間転写体クリーナとを含み、この二次転写部材は、１プリントにおける全ての色のトナー像に対する露光装置の露光が終了する前に中間転写体に当接し、次のプリントに対する露光を開始する前に中間転写体から離間することを特徴としている。ここで、この中間転写体は、弾性体ベルトからなり、像担持体に対して所定の範囲だけ巻きついた状態で当接すること、また、像坦持体からの原動を受けて従動することを特徴とすることができる。更に、中間転写体クリーナは、露光装置による露光を行なっていないタイミングにて中間転写体に対して当接することを特徴とすることができる。
【００１５】
更に、本発明が適用される画像形成装置では、トナー像を形成する像担持体と、扁平支持される弾性ベルトで構成され、像担持体に形成されたトナー像を一次転写して一旦保持する中間転写体と、この中間転写体における扁平長手方向の一方の端に設けられ、中間転写体に対して接離可能に構成されると共に、この中間転写体に一旦保持されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写部材と、中間転写体における扁平長手方向の他の一方の端に設けられ、中間転写体に対して接離可能に構成されると共に、この中間転写体の残留トナーを除去する中間転写体クリーナとを含む。ここで、この二次転写部材は、中間転写体が当接する像担持体の近くに配置されることを特徴とすることができる。
【００１６】
また、本発明が適用される画像形成装置の中間転写ベルトは、周上にトナー像を保持するものとして最大長さのイメージ長と、この最大長さのイメージ長よりも短いインターイメージ長とを合わせてベルト長とし、二次転写部材は、露光ポイントからインターイメージ長だけ離れた距離より短いプロセス距離にて中間転写ベルトに当接する。ここで、この二次転写部材は、最大長さのイメージ長からなるトナー像が通過した後、露光ポイントにて露光が行なわれていないインターイメージの間にて中間転写ベルトに当接することを特徴とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、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を示している。図１に示す画像形成装置は、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を備えている。
【００１８】
この現像装置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)、黒(Ｋ)の４色のトナー像を形成するために、各々の色のトナーを含んだ４つの現像器５０が備えられ、感光体ドラム１１を現像する現像剤担持体である現像ロール５１が現像装置１４の周上に設けられている。現像装置１４は、現像装置中心１４ａを中心として、９０度ずつ回動することで所望の現像器５０が備える現像ロール５１を感光体ドラム１１に対峙させている。より具体的には、１つのプリント出力に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像器５０を、この順に感光体ドラム１１に対峙させ、フルカラーの出力を可能としている。また、各々の現像器５０は、現像装置中心１４ａに配置されたコイルスプリング５５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(後述)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。感光体ドラム１１は、図の矢印方向(時計方向)に回動し、現像装置１４は、感光体ドラム１１の回動(時計方向)とは接線方向の動きが同じになるように、反時計方向に回動する。
【００１９】
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、現像器５０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用紙に転写する二次転写部材である二次転写ロール１６、用紙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を備えている。また、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)を掻き取るクリーニングブレード１８、このクリーニングブレード１８より掻き取られたトナーを回収するために蓄えるトナー回収ボトル１９を備えている。また、現像装置１４と中間転写ベルト１５の間には、現像器５０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濃度センサ２０が設けられている。中間転写ベルト１５は、１つのプリント画像を形成する際に４回転する。二次転写ロール１６は、最初の３回転の間、即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー像を保持する際には中間転写ベルト１５から離間しており、最後のＫのトナー像が重畳されるにあたって、中間転写ベルト１５に接触するように構成されている。
【００２０】
中間転写ベルト１５は、感光体ドラム１１に対して所定範囲だけ巻きつくように、ラップ状に接触(当接)し、所謂ラップ転写を可能としている。この中間転写ベルト１５は、例えば、０.５ｍｍ程度の厚さ、および周長４４３ｍｍであり、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等が用いられている。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、ラップによる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構成されており、接触部分の回転方向が同じとなるように、反時計方向に回動している。
【００２１】
この中間転写ベルト１５の内側には、感光体ドラム１１における回動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、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１５上に転写させる一次転写ロール２２、ラップ位置の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を備えている。一次転写ロール２２には、一次転写を助けるために所定の電界が付与されている。また、ラップインロール２１およびラップアウトロール２３は、ＧＮＤまたはフローティングの状態に置かれている。
【００２２】
また、中間転写ベルト１５の内側には、二次転写ロール１６による二次転写を助けるバックアップロール２４が設けられている。二次転写ロール１６およびバックアップロール２４によって二次転写が行なわれる二次転写部にて、このバックアップロール２４と二次転写ロール１６との間には、所定の電位差が必要であり、例えば一方の二次転写ロール１６を高圧に接続した場合には、対向する他方のバックアップロール２４はＧＮＤに接続されている。
【００２３】
中間転写ベルト１５上における二次転写部の下流側には、二次転写の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ナ３０が設けられている。この中間転写体クリーナ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更に掻き取るためのブラシロール２６、スクレーパ２５およびブラシロール２６により掻き取られたトナーを回収する第２トナー回収ボトル２９を備えている。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を備えている。
【００２４】
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、所定の電界がかけられている。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、掻き落としたトナーは、第２トナー回収ボトル２９に設けられた窓から第２トナー回収ボトル２９内に収容される。スクレーパ２５およびブラシロール２６は、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上の残留トナーを掻き取る。そのために、画像形成の最初では、重畳途中のトナー像が掻き取られることのないように中間転写ベルト１５から離間しており、所定のタイミングで、これらが一体となって中間転写ベルト１５に接触するように構成されている。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態では、中間転写ベルト１５を比較的細長くなるレイアウトとし、ラップインロール２１、ラップアウトロール２３、バックアップロール２４、クリーニングバックアップロール２７、およびクリーニングバックアップロール２８などによって中間転写ベルト１５を扁平支持している。そして、この扁平支持された中間転写ベルト１５の長手方向の一方の端に、二次転写ロール１６が当接する二次転写部を設け、長手方向の他の一方の端に、中間転写体クリーナ３０を配設した。そして、中間転写ベルト１５が感光体ドラム１１に対してラップ状に当接する位置の近くに、二次転写ロール１６が当接する二次転写部を設けている。言い換えると、感光体ドラム１１が、中間転写体クリーナ３０が設けられている位置よりも、二次転写ロール１６が当接する二次転写部により近い位置に配置されている。このように、本実施の形態では、各色ごとに回動する中間転写ベルト１５を用いた装置にて、ラップ状に感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部の直後に(比較的近傍に)二次転写部を設けるといったレイアウトを採用している。
【００２６】
用紙搬送系としては、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、定着装置１７内に設けられ、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用紙を押圧するプレッシャロール３６、定着された後に用紙を機外に排出する排出ロール３７、排出ロール３７により排出された用紙を収容する排出トレイ３８を備えている。図１に示すように、本実施の形態が適用される画像形成装置は、縦方向の用紙搬送パスで二次転写を可能としており、また、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が可能となり、更に、用紙搬送に対する信頼性を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施の形態が適用される画像形成装置は、画像形成装置の各部材の動きを制御する制御部４０、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を検出する反射型フォトセンサである位置センサ４１を備えている。この位置センサ４１は、中間転写ベルト１５の長手方向に形成されたパッチを読み取ることで、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である。より具体的には、位置センサ４１によってパッチ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の位置合わせを可能としている。また、この位置センサ４１の出力に基づいて、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、この検知結果から制御部４０による濃度制御を実行することも可能である。
【００２８】
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について説明する。画像形成装置では、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、制御部４０からの指示に基づき、画像形成プロセスが開始される。フルカラーのプリント出力の場合、現像装置１４は、まず、イエロー(Ｙ)の現像器５０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５１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からはリトラクト(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ることはない。
【００２９】
一次転写を終えた感光体ドラム１１の表面は、クリーニングブレード１８によって残った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、現像のタイミングに間に合うようにして現像装置１４が回動して、マゼンタの現像器５０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、黒のトナー像が、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。
【００３０】
二次転写ロール１６は、露光装置１３によるシアンのトナー像に対する一次転写が終了し、シアンまでが重畳されたトナー像が二次転写部(二次転写ロール１６によって二次転写が行なわれる場所)を通過した後のインターイメージにて、黒の静電潜像を形成するための露光(黒の露光)を開始する前に、中間転写ベルト１５に対してアドバンスし(押し出し)、二次転写ロール１６が中間転写ベルト１５に当接(コンタクト)した状態で、二次転写に備える。また、スクレーパ２５およびブラシロール２６は、黒の露光が終了した後、クリーナ部(スクレーパ２５およびブラシロール２６によるクリーナが行なわれる場所)がインターイメージであるときに、中間転写ベルト１５に対してアドバンスする。このインターイメージは、中間転写ベルト１５や感光体ドラム１１上においてトナー像が形成されていない(トナー像の形成が予定されていない)領域部分、露光による書き込みが予定されていない部分であり、その内容については後に詳述する。
【００３１】
一方、給紙カセット３１からは、制御部４０による制御に基づいて所定のタイミングでフィードロール３２が駆動され、順次、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用紙を二次転写部へ送り出すように機能している。本実施の形態では、トナー回収ボトル１９の表面を用紙搬送路として用いており、この用紙搬送路を利用して用紙が搬送される。
【００３２】
二次転写部にてトナー画像が転写された用紙は、定着装置１７に搬送される。定着装置１７にて、用紙上のトナー像は、ヒートロール３５により加熱され、プレッシャロール３６により用紙に押圧されて、定着される。その後、排出ロール３７を経て装置外に出力され、本体１の上部に設けられた排出トレイ３８に収容される。以上のようにして、一枚のカラープリントを出力する際の画像形成プロセスが終了する。このように、本実施の形態では、本体１のサイズを非常に小さくし、比較的細長い、扁平状にされたレイアウトにて、搬送の縦パスにて二次転写を行なっている。
【００３３】
次に、感光体ドラム１１、現像装置１４、および中間転写ベルト１５について詳述する。
図２は、感光体ドラム１１、現像装置１４、および中間転写ベルト１５の関係を説明するための図である。感光体ドラム１１は、直径４７ｍｍ程度の管状部材であり、アルミパイプの表面に感光層が形成され、そのアルミパイプの両端に設けられたアルミ製のフランジ(図示せず)を介して、中心部の軸１１ａからモータ(図示せず)の駆動力を受けている。例えば、Ａ４縦方向の長さ(２９７ｍｍ)のカラー画像を１分間に５枚(５ｐｐｍ)の速さでプリントアウトする場合には、感光体ドラム１１上にて４色の画像×５枚の２０画像を１分間に形成する必要がある。感光体ドラムは１画像の形成で３回転、即ち、約１５０ｍｍ/ｓｅｃ、毎秒１回転程度で回転するように構成されている。また、感光体ドラム１１の偏芯等による色ずれを軽減するために、感光体ドラム１１上における画像の形成位置を各色で同じ場所に形成することが望ましい。
【００３４】
現像装置１４を構成する各々(Ｙ，Ｍ，Ｃ、Ｋ)の現像器５０は、現像剤を担持する現像剤担持体である現像ロール５１、現像ロール５１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５２、現像ロール５１に供給される現像剤を撹拌するサプライオーガ５３およびアドミックスオーガ５４を各々備えている。現像ロール５１は、例えば直径１６ｍｍの管状部材からなり、内部に配設されるマグネットロール(図示せず)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５１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している。このようにして形成された磁気ブラシは、感光体ドラム１１の表面に穂先が接触して現像するために、感光体ドラム１１と現像ロール５１との距離は、ある一定の間隔に常時、保たれている必要がある。
【００３５】
そこで、現像ロール５１の両端部(装置のＩｎ側とＯｕｔ側、または装置の右側と左側)に、この現像ロール５１よりも若干(０.３ｍｍ程度)半径の大きなトラッキングロール５２が、現像ロール５１と同軸に設けられている。例えば現像ロール５１をφ１６ｍｍとすると、トラッキングロール５２はφ１６.６ｍｍとなる。このトラッキングロール５２としては、ポリアセタールなどの合成樹脂製のものが用いられ、現像装置１４に配置される４つの現像器５０の各々に設けられている。現像装置１４は、現像器５０の切り替えに際して、０.７秒に９０度の回転速度で所望の現像ロール５１を感光体ドラム１１に対峙させている。このとき、トラッキングロール５２は、周上に軌跡を描いて感光体ドラム１１に当接すると共に、図１に示したコイルスプリング５５による所定の弾性力によって、衝撃が低減されて感光体ドラム１１に当接する。
【００３６】
一方、中間転写ベルト１５は、ラップインロール２１およびラップアウトロール２３とによって、図２に示すようなラップ範囲に対して感光体ドラム１１を覆うようにして接触している。ラップインロール２１およびラップアウトロール２３は、感光体ドラム１１とは接触しておらず、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。図２に示すようなラップ範囲(ラップ状の接触範囲)は、感光体ドラム１１の周縁部にて、約９０度程度の角度で形成される弧の範囲である。この中間転写ベルト１５は弾性ベルトであり、比較的強い荷重で感光体ドラム１１を押圧している。特に、本実施の形態では、中間転写ベルト１５自身に駆動力を与えておらず、感光体ドラム１１の駆動を受けて中間転写ベルト１５は従動することから、接触圧も比較的高くなっている。
【００３７】
図３は、イメージエリアとインターイメージを説明するための図である。図３では、中間転写ベルト１５の一周を太線の直線で示している。中間転写体である中間転写ベルト１５には、トナー像が順次、重ね合わされて、フルカラーのトナー像が形成される領域であるイメージエリアと、トナー像が形成されない領域であるインターイメージとが存在する。図３では、設計上の基準となる最大イメージエリアとインターイメージとの関係が示されている。本実施の形態では、例えば、中間転写ベルト１５のベルト長４４３ｍｍについて、Ａ４サイズ用紙の縦送りである２９７ｍｍを最大イメージ長としている。このときのインターイメージ長は、
４４３−２９７＝１４６ｍｍ
となる。即ち、中間転写ベルト１５のベルト長は、その周上にトナー像を保持する可能性のある最大長さのイメージ長と、この最大長さのイメージ長よりも短いインターイメージ長とを合わせてベルト長としている。
【００３８】
上述した二次転写ロール１６や中間転写体クリーナ３０のアドバンス(コンタクト)およびリトラクトは、中間転写ベルト１５上のインターイメージが二次転写位置およびクリーナ位置に達しているタイミングで実行されている。このインターイメージは、装置のレイアウト等によって異なってくる。従って、この二次転写ロール１６や中間転写体クリーナ３０のアドバンスおよびリトラクトのタイミングは、感光体ドラム１１の径、中間転写ベルト１５の長さ、これらの設置位置、装置が出力できる最大プリントサイズ等に基づいて決定される。
【００３９】
図４は、露光タイミング前のインターイメージ位置と画像形成のための機能部品の配置、及び、露光タイミング後のインターイメージ位置と画像形成のための機能部品の配置とを、ひとつの図にまとめて示したものである。感光体ドラム１１上の露光ポイントである露光部にて、露光装置１３による露光(イメージ書き込み)がなされるが、図４では、この露光のタイミング前後におけるインターイメージが、太線(２本)で示されている。また図４では、この露光部、感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とのラップ範囲、二次転写部、クリーナ部が示されている。図４に示すように、書き込み前のインターイメージは、露光部から、感光体ドラム１１の周上およびラップ範囲を経て、中間転写ベルト１５上を、二次転写部を越えた位置まで、露光部から１４６ｍｍ、伸びている。言い換えると、本実施の形態では、二次転写ロール１６は、露光による書き込み前のインターイメージ内にて、即ち、露光ポイントである露光部から、このインターイメージ長だけ離れた距離より短いプロセス距離にて、中間転写ベルト１５に当接できるように配置されている。
【００４０】
また、図４に示すように、書き込み後のインターイメージは、露光部から最大イメージ長である２９４ｍｍ、下流側に離れた地点から開始され、その地点から１４６ｍｍ、伸びている。本実施の形態では、インターイメージにて中間転写体クリーナ３０が中間転写ベルト１５に向けてアドバンスし、当接(コンタクト)するように構成されている。そのために、この書き込み後のインターイメージ内にクリーナ部がくるようなレイアウトによって、中間転写体クリーナ３０を配置している。
【００４１】
ここで、二次転写ロール１６は、二次転写部にて、中間転写ベルト１５を４〜５ｋｇ重の荷重で押圧している。また、中間転写ベルト１５は、一次転写位置であるラップ範囲にて感光体ドラム１１に強く当接している。これらの結果、二次転写ロール１６のアドバンスおよびリトラクトによる感光体ドラム１１に与える影響は非常に大きい。特に、露光装置１３による露光(書き込み)中に二次転写ロール１６が中間転写ベルト１５に当接し、また離間すると、この衝撃、振動が中間転写ベルト１５を介して感光体ドラム１１に伝わり、露光部における振動、衝撃が画像の乱れとなる。同様に、中間転写体クリーナ３０におけるスクレーパ２５とブラシロール２６とが中間転写ベルト１５に当接、および離間すると、ラップ状に当接している感光体ドラム１１にその振動、衝撃が伝わり、露光(書き込み)における乱れとなって、画像に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、露光装置１３が感光体ドラム１１の露光部に対して画像の書き込みを行なってないインターイメージにて、二次転写ロール１６および中間転写体クリーナ３０がアドバンスおよびリトラクトするように構成されている。この中間転写ベルト１５に所定の部材が当接、離間することによる振動、衝撃は、一次転写に際しても好ましくない影響を及ぼすが、本実施の形態では、中間転写ベルト１５が感光体ドラム１１にラップ状に当接する所謂ラップ転写を採用していることから、かかる一次転写に際しての画像の乱れは最小限に留めることができる。
【００４３】
図５は、露光タイミングと、二次転写ロール１６および中間転写体クリーナ３０の動作とのタイミング関係を示した図であり、制御部４０によって各動作が制御される。ここでは、左から右へと時間の流れに沿って、これらの関係が示されている。上段に示される露光タイミングでは、露光装置１３にて、まず１プリントにおける露光が、Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(黒)の画像形成の順で行なわれ、その後、次のプリントのＹ露光、Ｍ露光、…と順に実行される。中間転写ベルト１５上には、まず、Ｙのトナー像が一旦保持され、次の周期で、Ｍのトナー像が重畳される。同様にＣのトナー像、Ｋのトナー像と重ね合わされる。二次転写ロール１６による二次転写が実行される二次転写部では、図の中段に示されるタイミングで、中間転写ベルト１５上に保持されたトナー像が通過する。また、中間転写体クリーナ３０が当接するクリーナ部では、図の下段に示すタイミングで、中間転写ベルト１５上に保持されたトナー像が通過する。
【００４４】
二次転写ロール１６は、１プリントであるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての露光が終了する前の、シアン(Ｃ)の露光と黒(Ｋ)の露光との間のタイミングにて、更に、二次転写部をトナー像が通過した後に、中間転写ベルト１５に向けて押し出され(アドバンス)、当接(コンタクト)される。即ち、１プリントの間における最後の色(例えばＫ)が露光される前(最後の前の色(例えばＣ)を露光した後)であって、この最後の色(例えばＫ)の前の色(例えばＣ)までが重畳されたトナー像(例えばＹ,Ｍ,Ｃのトナー像)が二次転写部を通過した後のタイミングにて当接される。また、１プリントであるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての露光が終了した後、次のプリントの最初の色(先頭色)であるイエロー(Ｙ)の露光が開始される前にて、更に、全ての色が重畳されたトナー像が二次転写部を通過した後(即ち、用紙に対して二次転写が終了した後)に、中間転写ベルト１５から離間(リトラクト)する。
【００４５】
制御部４０によって、かかるタイミングにて二次転写ロール１６の接離が制御されることで、一次転写と二次転写との位置が近いレイアウトを採用し、用紙搬送方向に最大長の画像サイズが形成される場合であっても、露光時に二次転写ロール１６の接離が行われないので露光部に対して露光時に二次転写ロール１６の接離に伴う衝撃、振動が伝わることがなく、画像書き込みに際しての画像の乱れを抑制することができる。また、１プリントであるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての露光が終了した後、次のプリントがない場合には、直ちに二次転写ロール１６を中間転写ベルト１５から離間(リトラクト)せず、そのまま中間転写ベルト１５への当接(コンタクト)を続け、二次転写ロール１６の表面に付着した不要なトナーを、二次転写ロール１６に正極及び逆極のバイアスを印加することでクリーニングしても良い。
【００４６】
また、中間転写体クリーナ３０は、１プリントであるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの最後の色である黒(Ｋ)の露光が終了した後、クリーナ部に残留トナーが搬送される前(即ち、二次転写後の残留トナーがクリーナ部に到達する前)に、押し出され(アドバンスし)、当接(コンタクト)する。その後、残留トナーの掻き取りが全て終了しても、直ぐには離間せず、次のプリントの最初の色であるイエロー(Ｙ)の露光が終了した後のタイミングにて、更に、この露光されたイエロー（Ｙ）のトナー像がクリーナ部に到達する前に、中間転写体クリーナ３０が離間(リトラクト)する。制御部４０によって、かかるタイミングで離間(リトラクト)するように制御されることで、露光時に中間転写体クリーナ３０の接離が行なわれることがなく、中間転写体クリーナ３０からの衝撃、振動が露光時に露光部に伝わることを防ぐことができる。また、１プリントであるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての露光が終了した後、次のプリントがない場合には、直ちに中間転写体クリーナ３０を中間転写ベルト１５から離間(リトラクト)しても良い。このようにすれば、プリント終了後、中間転写体クリーナ３０と中間転写ベルト１５が当接(コンタクト)されている時間が短縮されて、中間転写ベルト１５の寿命延命に有利である。
【００４７】
このように、本実施の形態では、二次転写部にて、二次転写ロール１６のような中間転写ベルト１５に対して所定の荷重で押圧する部材が配置され、この部材が中間転写ベルト１５に対して接離している。また、感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とがラップ状に当接しており、当接しているこのラップ範囲に近い位置に二次転写部が配置されている。このようなレイアウトにて、本実施の形態では、全部の色の画像に対する露光(書き込み)が終わる前に、二次転写を行なっている。このときに、上述したような制御方法を採用することで、二次転写ロール１６の当接による振動、衝撃、負荷変動等による画像の乱れを軽減することができる。また、中間転写ベルト１５に対して当接する中間転写体クリーナ３０に対しても、上述したような制御方法を採用することで、同様に、振動、衝撃などによる画像の乱れを抑制することができる。
【００４８】
尚、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラム１１を例に挙げて説明したが、像担持体としてベルト状のものを採用した場合にも同様に適用できる。また、現像装置１４として回転式の現像装置を例に挙げて説明したが、回転式でない現像装置に対しても適用することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、中間転写体に所定の部材が接離することによる画像の乱れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】感光体ドラム、現像装置、および中間転写ベルトの関係を説明するための図である。
【図３】イメージエリアとインターイメージを説明するための図である。
【図４】インターイメージと画像形成とのタイミングを説明するための図である。
【図５】露光タイミングと、二次転写ロールおよび中間転写体クリーナの動作とのタイミング関係を示した図である。
【符号の説明】
１…本体、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光装置、１４…現像装置、１５…中間転写ベルト、１６…二次転写ロール、１７…定着装置、１８…クリーニングブレード、１９…トナー回収ボトル、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…ブラシロール、２７,２８…クリーニングバックアップロール、３０…中間転写体クリーナ、５０…現像器、５１…現像ロール、５２…トラッキングロール
【図１】
2004198551.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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