(57)【要約】【課題】シート材に画像転写ベルトからトナー像を転写後に、シート材を画像転写ベルトから確実に分離することができる画像形成装置における像担持装置を提供すること。【解決手段】画像担持ベルト２１がトナー像を担持しない非画像形成領域６９を有し、非画像形成領域６９の外周面にはシート分離部７１が形成されている。転写ローラ５７と挟圧ローラ６５との間において、シート部材Ｓの搬送方向前端側のマージン部分がシート分離部７１と重なるタイミングで、画像担持ベルト２１及びシート部材Ｓが駆動される。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのローラと、該ローラの周囲に形成されたベルト駆動経路に沿って駆動可能であり、感光体ドラムの周面に接触可能に配置され、トナー像を担持可能な表面を有する無端状の画像担持ベルトとを備える像担持装置であって、
前記画像担持ベルト上に担持されたトナー像を転写すべきシート部材に移行させるために、前記ローラの１つとして設けられる転写ローラと、該転写ローラと並置され、転写ローラとの間に前記シート部材の搬送経路を形成するように配置される挟圧ローラとを備え、
前記画像担持ベルトは、トナー像を担持しない非画像形成領域を有し、該非画像形成領域の外周面の全部または一部にはシート分離部が形成されており、
前記転写ローラと挟圧ローラとの間において、前記シート部材の搬送方向前端側のマージン部分が前記シート分離部と重なるタイミングで、前記画像担持ベルトが駆動され且つシート部材が搬送されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる複数の凹凸によって形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項３】
請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる単一の溝によって形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項４】
請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる単一の凸条によって形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項において、前記画像担持ベルトは、帯状の１つのベルト部材を環状に形成し、両端部を接続することにより形成されており、前記シート分離部は、前記両端部の接続部周辺に形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項６】
請求項２または請求項４において、前記シート分離部の凸部分または凸条は、前記画像担持ベルトの内面側に設けた補助部材の存在により形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項７】
請求項５において、前記シート分離部の前記凸部分、前記凸条、前記凹部分または前記溝は、前記接続部において前記両端部を接続する材料自体に形成されていることを特徴とする画像形成装置における像担持装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の像担持装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置でトナー像を一時的に担持するために使用する像担持装置に係り、特に画像担持ベルトから紙等のシート部材にトナー像が転写された後に、シート部材の画像担持ベルトへの密着状態を回避するための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、画像転写後のシート部材を、トナーを担持していたベルトから分離するための手法として、従来幾つかの方法が提案されている。例えば特開平７−３６２８８号公報には、図８に示す如く、駆動ローラ１０１の回転に従動して回転する可撓性の感光体ベルト１０３と、該ベルト１０３にその回転を許容しつつ駆動ローラ１０１の曲率半径Ｒ１より小さい曲率半径Ｒ２を有する突出弛み部分１０５を形成する現像ローラ１０７及びクリーニングブレード１０９と、突出弛み部分１０５に臨ませた転写装置１１１とを有する画像形成装置が開示されている。
【０００３】
このような画像形成装置では、トナー像転写後に転写シート材を感光体から分離するに際し、分離爪なしで曲率分離することができるが、転写部の曲率が小さいことで転写効率が低下してしまう。特に、転写装置にローラを使用した場合には、転写効率の低下が顕著で画像の欠陥も生じやすい。更に、装置が停止している場合には、小さな曲率部で永久歪みを生じてしまうこともあり、このような永久歪み部分には現像部で画像をうまく形成できなくなるか、あるいは転写部でうまく転写できなくなる。また更に、このような画像形成装置では、感光体ベルト１０３が全周に亘って小さな曲率で曲げられているため、ベルトへのダメージが大きく、ベルトの破断等を引き起こす虞がある。
【０００４】
また、特開平９−１５９８７号公報には、図９に示す如く、転写材Ｐを搬送する転写ベルト１２１から転写材Ｐを分離する位置において、転写ベルト１２１を裏面から支持するローラ１２３の表面に突起１２５を形成し、該突起１２５によって転写ベルト１２１と転写材Ｐとの間にエアギャップを形成させて、転写材Ｐを転写ベルト１２１から確実に分離させることが開示されている。
【０００５】
しかし、このような搬送用ベルトの技術を画像担持ベルトに適用しようとすると、特に装置が停止している際にベルトの表面に永久歪みが顕著に発生するため、画像を確実に形成することができなくなる。また、画像担持ベルトでは、転写材に転写した後に残るトナーをクリーニングする必要があり、少しでも画像担持ベルトに歪みがあるとクリーニング不良を引き起こして画像の汚れを来してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、画像担持ベルトからトナー像をシート部材に転写した後に、該シート部材を画像担持ベルトから確実に分離することができる画像形成装置における像担持装置および該像担持装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
尚、特開平１０−２２１９６７号公報には、ベルト端部の継ぎ目となる接合部を除いて画像担持ベルトの内周面に補強ガイドを形成するとともに、画像担持ベルトに基準マークを設けて検出することにより、接合部以外の領域に画像を形成するように制御することが開示されている。しかし、この従来技術に係る発明の課題は、前記補強ガイドを支持ローラの端部に設けたガイド溝等によりガイドさせて、ベルトの外れを防止して安定駆動できるようにすることであり、本願発明の上記課題及び以下に記す課題解決の具体的手段については全く開示されていないし、それを示唆する記載もないものであります。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、少なくとも２つのローラと、該ローラの周囲に形成されたベルト駆動経路に沿って駆動可能であり、感光体ドラムの周面に接触可能に配置され、トナー像を担持可能な表面を有する無端状の画像担持ベルトとを備える像担持装置であって、前記画像担持ベルト上に担持されたトナー像を転写すべきシート部材に移行させるために、前記ローラの１つとして設けられる転写ローラと、該転写ローラと並置され、転写ローラとの間に前記シート部材の搬送経路を形成するように配置される挟圧ローラとを備え、前記画像担持ベルトは、トナー像を担持しない非画像形成領域を有し、該非画像形成領域の外周面の全部または一部にはシート分離部が形成されており、前記転写ローラと挟圧ローラとの間において、前記シート部材の搬送方向前端側のマージン（余白）部分が前記シート分離部と重なるタイミングで、前記画像担持ベルトが駆動され且つシート部材が搬送されるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、画像担持ベルトにはトナー像を担持しない非画像形成領域が形成され、この非画像形成領域に形成されたシート分離部が、シート部材の搬送方向前端側のマージン部分と重なるタイミングで画像担持ベルトが駆動され且つシート部材が搬送されるように構成されている。これにより、シート部材の前端側は、必ず密着性の小さいシート分離部と接触することになり、シート部材の前端が転写ローラを通過した後は、シート部材の復元傾向によりシート部材の前端はシート分離部から分離される。
【００１０】
また、非画像形成領域のみにシート分離部を形成することで、その他の画像形成領域では大きな曲率を実現することができ、従来に比べて転写効率を上げることができる。更に、非画像形成領域にしか永久歪みが発生しないため、画像欠陥がなくなるとともに、クリーニング不良による汚れが画像形成領域に及ぶことがない。
【００１１】
また、本願請求項２に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる複数の凹凸によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、複数の凹凸の存在によりシート分離部とシート部材との接触面積が小さくなるため、シート部材がシート分離部から分離しやすくなる。
【００１３】
また、本願請求項３に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる単一の溝によって形成されていることを特徴とするものである。本発明によれば、単一の溝とシート部材とが非接触であるため、この非接触部分からシート部材が画像担持ベルトより剥がれ初めるようになる。
【００１４】
また、本願請求項４に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項１において、前記シート分離部は、前記画像担持ベルトの駆動方向と直交する方向に延びる単一の凸条によって形成されていることを特徴とするものである。本発明によれば、単一の凸条とシート部材との接触面積が線状になるため、この部分からシート部材が画像担持ベルトより剥がれ初めるようになる。
【００１５】
また、本願請求項５に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項において、前記画像担持ベルトは、帯状の１つのベルト部材を環状に形成し、両端部を接続することにより形成されており、前記シート分離部は、前記両端部の接続部周辺に形成されていることを特徴とするものである。接続部周辺は元々画像形成領域として不向きであるから、この部分をシート分離部として有意義に利用することができる。
【００１６】
また、本願請求項６に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項２または請求項４において、前記シート分離部の凸部分または凸条は、前記画像担持ベルトの内面側に設けた補助部材の存在により形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、画像担持ベルトの表面形状はそのままにしておき、補助部材を介在させるだけで容易にシート分離部を形成することができる。
【００１７】
また、本願請求項７に記載の発明に係る画像形成装置における像担持装置は、請求項５において、前記シート分離部の前記凸部分、前記凸条、前記凹部分または前記溝は、前記接続部において前記両端部を接続する材料自体に形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、両端部を接続する材料に予め凸部分または凸条あるいは凹部分または溝を形成しておき、これを介して画像担持ベルトの両端部を接続するだけで容易にシート分離部を形成することができる。
【００１８】
また、本願請求項８に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の像担持装置を備えることを特徴とするものである。本発明にに係る画像形成装置よれば、シート部材が画像担持ベルトから容易に分離して直線的に進行することができるため、シート部材のジャム等を防止して効率の良い画像形成を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る像担持装置を備えるロータリータイプの画像形成装置１を示す側断面図である。この画像形成装置１では、装置本体３内に感光体ドラム５が矢印７の方向に回転自在に設けられている。感光体ドラム５の周りには回転方向７に沿って、帯電手段である帯電器９、現像手段である現像カートリッジを保持するロータリー現像ユニット１１およびクリーニング部１３がそれぞれ配置されている。帯電器９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、感光体ドラム５の周面を均一に帯電させることができる。
【００２０】
ロータリー現像ユニット１１の下方には露光ユニット１５が設けられ、露光ユニット１５からは帯電器９によって帯電された感光体ドラム５の外周面に向けてレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット１５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Ｌを感光体ドラム５上に走査露光して、感光体ドラム５上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００２１】
このように形成された静電潜像は、ロータリー現像ユニット１１によってトナー現像される。すなわち、本実施の形態ではロータリー現像ユニット１１として、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙ、シアン用の現像カートリッジ１２Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッジ１２Ｍ、およびブラック用の現像カートリッジ１２Ｋが、ロータリー現像ユニット１１の回転軸３１を中心に回転自在に設けられている。これらの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋ（以下、これらを総称して現像カートリッジ１２という）は、いずれも同一の構成を有しており、このものは図２に示す如く、トナーを収容するハウジング４３に対して供給ローラ５３と現像ローラ５５とを備えている。
【００２２】
現像ユニット１１の周方向での位置が決定されることで、現像カートリッジ１２の現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して選択的に隣接し、トナーを感光体ドラム５の表面に供給することができる。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像が、選択されたトナー色で顕像化される。図１では、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙがトナーを感光体ドラム５に供給している状態を示している。
【００２３】
ロータリー現像ユニット１１からクリーニング部１３にかけての上方には転写ユニット１９が設けられている。転写ユニット１９は、複数のローラに掛け渡された無端状の画像担持ベルト２１と、画像担持ベルト２１を回転駆動させる駆動部（図示省略）とを備えている。現像ユニット１１で現像されたトナー像は、一次転写領域１７で転写ユニット１９の画像担持ベルト２１上に一次転写される。また感光体ドラム５は、一次転写領域１７から図１の矢印７で示す回転方向に回転した位置で、クリーニング部１３によって、一次転写後に感光体ドラム５の外周面に残留して付着しているトナーが掻き落とされる。
【００２４】
カラー画像をシート部材Ｓに転写する場合には、感光体ドラム５上に形成される各色のトナー像を画像担持ベルト２１上に重ね合わせてカラー画像を形成すると共に、二次転写領域２３において、カセット２５から取り出されたシート部材Ｓ上にカラー画像を二次転写する。このようにしてカラー画像が形成されたシート部材Ｓは定着ユニット２７を経由して装置本体３の上面部に設けられた排出トレイ部２９上へ搬送される。
【００２５】
図３は、画像担持ベルト２１及び二次転写領域２３周辺を拡大して示す図である。画像担持ベルト２１は、図示しない駆動源により回転駆動され、転写ローラとして機能する駆動転写ローラ５７と、従動ローラ５９と、両ローラの間に設けられるテンションローラ６１とに巻回されており、図３に示す矢印Ｘの方向へ駆動可能である。またクリーニング手段６３が、従動ローラ５９に隣接した領域の画像担持ベルト２１の表面に当接するように設けられ、駆動転写ローラ５７側には挟圧ローラ６５が設けられている。
【００２６】
挟圧ローラ６５は、画像担持ベルト２１に一次転写されているトナー像をシート部材Ｓへ転写させるために、駆動転写ローラ５７との間にシート部材Ｓを挟み込みながら上方へ搬送する作用をする。
【００２７】
画像担持ベルト２１には、図４（ａ）に示す如く、感光体ドラム５上のトナー像を受け取り可能な画像形成領域６７と、感光体ドラム５上のトナー像を受け取らないように制御している非画像形成領域６９とが形成されており、非画像形成領域６９の外周面にはシート分離部７１が形成されている。シート分離部７１は図４（ａ）に示す如く、画像担持ベルト２１の駆動方向と直交する方向に延びる複数の凹凸７３によって形成することができる。このような複数の凹凸７３がシート部材Ｓと接触した部分では、画像担持ベルト２１とシート部材Ｓとの接触面積が小さくなるから、シート部材Ｓは画像担持ベルト２１から分離しやすくなる。
【００２８】
画像担持ベルト２１に設けられたシート分離部７１はセンサ７５（図３参照）によって検知されており、また二次転写領域２３に接近したシート部材Ｓの進行方向前端部は別のセンサ７７によって検知されている。両センサ７５、７７は制御装置７９に接続され、また制御装置７９は、駆動転写ローラ５７の駆動及びシート部材Ｓの送り駆動を制御することができるように構成されている。センサ７７がシート部材Ｓの前端部を検知したとき、制御装置７９は、センサ７５がシート分離部７１を検知するまでシート部材Ｓの送り駆動を停止させ、その後、センサ７５がシート分離部７１を検知したとき、制御装置７９は図４（ｂ）に示す如く、駆動転写ローラ５７と挟圧ローラ６５との間において、シート部材Ｓの前端部におけるマージン部分がシート分離部７１と重なるタイミングでシート部材Ｓを送り駆動させる。
【００２９】
このようにしてシート部材Ｓが二次転写領域２３を通過するときは、必ずシート部材Ｓの前端部のマージン部分がシート分離部７１と重なるようになるので、シート部材Ｓの前端部が画像担持ベルト２１に密着したまま搬送されることを回避することができる。
【００３０】
尚、上記実施の形態では、二次転写領域２３の直前においてシート部材Ｓの送り駆動を一旦停止してシート分離部７１とのタイミング合わせを行っているが、画像担持ベルト２１の一定の回転駆動に合わせて、カセット２５からのシート部材Ｓの送り出しタイミングを調整するようにしてもよいし、シート部材Ｓの搬送位置に応じて画像担持ベルト２１の駆動を速くしたり遅くしたりすることによりタイミングを合わせるようにしてもよい。
【００３１】
次に、シート分離部７１の種々の実施の形態について図５〜図７に基づいて説明する。図５に示す実施の形態では、シート分離部７１が、画像担持ベルト２１の駆動方向と直交する方向に延びる単一の溝８１によって形成されている。このような溝８１は、長尺な帯状の画像担持ベルト２１を環状に形成するときに接続した両端部の間に形成される接続部８３に形成されている。勿論、このような溝８１を画像担持ベルト２１自体の外周面上に形成してもよい。
【００３２】
また、図６に示す実施の形態では、シート分離部７１が、画像担持ベルト２１の駆動方向と直交する方向に延びる単一の凸条８５によって形成されている。このような凸条８５は図６（ａ）に示す如く、画像担持ベルト２１の内面側に肉厚を有する補助部材８７を固定して、該補助部材８７の存在により形成されるようになっている。勿論、画像担持ベルト２１を作成する段階でこのような凸条８５を一体的に形成するようにしてもよい。
【００３３】
更に、図７に示す実施の形態では、シート分離部７１が、画像担持ベルト２１の駆動方向と直交する方向に延びる単一の凸条８５によって形成されており、この凸条８５が、帯状の画像担持ベルト２１を環状に形成するときに接続した両端部の間に形成される接続部８３に形成されている。このような凸条８５は、例えば接続部８３として使用された接着剤を盛り上がらせて形成してもよいし、ベルトの両端部同士を重ね合わせて縫製等の方法で固定したときに形成される重ね合わせ部分の盛り上がりであってもよい。
【００３４】
また図示しないが、図７に示す実施の形態に関連して、接続部８３を構成する接着剤やその他の材料を凹ませることにより、図４に示すような複数の凹凸７３を形成したり、図５に示すような溝８１を形成することもできる。
【００３５】
以上本願発明の画像形成装置における像担持装置について、ロータリータイプの画像形成装置１における適用例を説明したが、ロータリータイプだけでなく、複数の現像装置が固定された状態で各色の感光体を現像するいわゆるタンデム方式の画像形成装置や、その他のタイプの画像形成装置にも上記像担持装置を同様にして適用することができる。また本願発明における画像形成装置には、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式で画像を形成する全ての装置を包含する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、画像担持ベルトにはトナー像を担持しない非画像形成領域が形成され、この非画像形成領域に形成されたシート分離部が、シート部材の搬送方向前端側のマージン部分と重なるタイミングで画像担持ベルトが駆動され且つシート部材が搬送されるように構成されている。これにより、シート部材の前端側は、必ず密着性の小さいシート分離部と接触することになり、シート部材の前端が転写ローラを通過した後は、シート部材の復元傾向によりシート部材の前端はシート分離部から分離される。
【００３７】
また、非画像形成領域のみにシート分離部を形成することで、その他の画像形成領域では大きな曲率を実現することができ、従来に比べて転写効率を上げることができる。更に、非画像形成領域にしか永久歪みが発生しないため、画像欠陥がなくなるとともに、クリーニング不良による汚れが画像形成領域に及ぶことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る像担持装置を備える画像形成装置を示す側断面図である。
【図２】本発明に係り、ロータリー現像ユニットの斜視図である。
【図３】本発明に係り、画像担持ベルト及び二次転写領域周辺を拡大して示す図である。
【図４】本発明に係り、（ａ）は非画像形成領域に複数の凹凸から成るシート分離部を形成した実施の形態を示す斜視図であり、（ｂ）はそのシート分離作用状態を示す側断面図である。
【図５】本発明に係り、（ａ）は非画像形成領域に単一の溝から成るシート分離部を形成した実施の形態を示す斜視図であり、（ｂ）はそのシート分離作用状態を示す側断面図である。
【図６】本発明に係り、（ａ）は非画像形成領域に単一の凸条から成るシート分離部を形成した実施の形態を示す斜視図であり、（ｂ）はそのシート分離作用状態を示す側断面図である。
【図７】本発明に係り、（ａ）は非画像形成領域であって、画像担持ベルトを環状に形成するときに接続した両端部の間に形成される接続部に単一の凸条から成るシート分離部を形成した実施の形態を示す斜視図であり、（ｂ）はそのシート分離作用状態を示す側断面図である。
【図８】画像転写後のシート材をトナーを担持していたベルトから分離するための従来手法を示す模式図である。
【図９】画像転写後のシート材をトナーを担持していたベルトから分離するための他の従来手法を示す模式図である。
【符号の説明】
１　画像形成装置
５　感光体ドラム
１１　ロータリー現像ユニット
１２　現像カートリッジ
１３　クリーニング部
１７　一次転写領域
１９　転写ユニット
２１　画像担持ベルト
２３　二次転写領域
３１　回転軸
５７　駆動転写ローラ
５９　従動ローラ
６３　クリーニング手段
６５　挟圧ローラ
６７　画像形成領域
６９　非画像形成領域
７１　シート分離部
７３　複数の凹凸
７５、７７　センサ
７９　制御装置
８１　単一の溝
８３　接続部
８５　単一の凸条
８７　補助部材
Ｓ　シート部材
【図１】
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【図２】
2004004344.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004004344.tif 000008
【図７】
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【図８】
2004004344.tif 000010
【図９】
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