画像形成装置

【目的】フルカラー電子写真装置などにおいて、トナー像を感光体からいったん中間転写体に転写した後、さらに記録用紙などに転写するようにした画像形成装置に関し、転写面を良好な状態に維持し易く、しかも交換の必要が生じたときには転写面を容易かつ経済的に交換することができるようにすることを目的とする。
【構成】感光体１の表面から転写されたトナー像をさらに記録媒体１００に転写するように回転駆動される中間転写ドラム２を有する画像形成装置において、中間転写ドラム２の外周部を形成する導電性弾性体４と、導電性弾性体４の外周面を覆うように着脱自在に設けられた表面が平滑でトナー像が転写される転写フィルム５と、転写フィルム５を導電性弾性体４の外周面を覆うように中間転写ドラム２に固定し、またその固定を解除することができるフィルム固定手段３０，３１とを設けて構成する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フルカラー電子写真装置などにおいて、トナー像を感光体からいったん中間転写体に転写した後、さらに記録用紙などに転写するようにした画像形成装置に関する。
【０００２】この種の装置としては、カラープリンタ、カラー複写機及びカラーファクシミリなどがあり、３色又は４色の単色トナー像を中間転写体上で重ね合わせてフルカラートナー像を形成し、それを記録用紙に転写している。
【０００３】
【従来の技術】従来、中間転写体としては、ベルト状のものとドラム状のものとがある。しかし、ベルト状のものは、ベルトの蛇行や脱張などによる色ずれの発生や、ベルト寿命の短さからくる耐刷性のなさ、及びベルトの交換調整が煩雑で容易でない等の欠点がある。
【０００４】そこで現実には、アルミニウム素管など金属ドラムの外面に導電性ゴムのような導電性弾性体をライニングしたドラム状の中間転写ドラムが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属ドラムの外面に導電性ゴムなどをライニングしたものは、転写面が劣化した場合にはゴムライニングされた金属ドラムごと交換しなければならないため、交換作業が大がかりになってしまい、また交換コストが非常に高いものとなる。
【０００６】また、ゴムは粘着性が強いので、記録用紙に対する転写後に転写面に残った残留トナーを完全にクリーニングするのが容易ではない。また、高速転写に対応するためには中間転写体ゴムの体積抵抗率を小さくするのが有効であるが、そうすると、転写面上に付着したキャリアやピンホール等に電界が集中して、ゴム焼け等の放電破壊が発生する。
【０００７】そこで本発明は、転写面を良好な状態に維持し易く、しかも交換の必要が生じたときには転写面を容易かつ経済的に交換することができる画像形成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】上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、図１に示されるように、感光体１の表面から転写されたトナー像をさらに記録媒体１００に転写するように回転駆動される中間転写ドラム２を有する画像形成装置において、上記中間転写ドラム２の外周部を形成する弾力性があって導電性の良い導電性弾性体４と、上記導電性弾性体４の外周面を覆うように着脱自在に設けられた表面が平滑でトナー像が転写される転写フィルム５と、上記転写フィルム５を、上記導電性弾性体４の外周面を覆うように上記中間転写ドラム２に固定し、またその固定を解除することができるフィルム固定手段３０，３１とを設けたことを特徴とする。
【０００９】また、さらに未使用の転写フィルム５ａを保管しておくための未使用フィルム保管手段２３と、上記フィルム固定手段３０，３１による上記転写フィルム５の固定を解いて上記転写フィルム５を上記中間転写ドラム２から取り外した後、上記未使用フィルム保管手段２３に保管されている上記未使用の転写フィルム５ａを上記導電性弾性体４の外面を覆うように取り付けて上記フィルム固定手段３０，３１によってそこに固定するフィルム交換手段を設けてもよく、上記フィルム交換手段によるフィルム交換が定期的に自動的に行われるようにしてもよい。
【００１０】なお、上記フィルム固定手段３０，３１は、上記中間転写ドラム２の表面上に一周分巻回された上記転写フィルム５の両端を挟持して上記転写フィルム５を上記中間転写ドラム２上に固定し、その挟持状態を解除することによって、上記転写フィルム５が上記中間転写ドラム２から取り外せる状態になるようにしてもよい。
【００１１】
【作用】転写フィルム５は、フィルム固定手段３０，３１によって、導電性弾性体４の外周面を覆うように中間転写ドラム２に固定され、またその固定を解除して中間転写ドラム２から取り外すことができる。
【００１２】そして、取り外された使用済の転写フィルム５に代えて、未使用フィルム保管手段２３に保管されている未使用の転写フィルム５ａが、フィルム交換手段によって導電性弾性体４の外周面を覆うように取り付けられ、フィルム固定手段３０，３１によってそこに固定される。
【００１３】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は、黄（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｂ）の４色のトナーを用いたカラー電子写真装置を示している。
【００１４】この装置は、４色のトナーによるトナー像を形成するための４つの単色トナー像形成部１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂ）と、各単色トナー像形成部１に設けられた感光ドラム１に同時に接触して回転駆動される中間転写ドラム２とを有している。
【００１５】そして、下層側から黄（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂ）の順になるように、各感光ドラム１から各色のトナー像を中間転写ドラム２の外周面上に重ね合わせて転写した後、そのカラートナー像（フルカラートナー像）を、中間転写ドラム２上から記録用紙１００上に転写するようになっている。したがって、記録用紙１００上には、中間転写ドラム２上とは逆の順序で各色のトナー像が形成される。
【００１６】各感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１に帯電をさせるための前帯電器１１、感光ドラム１に画像光を照射して静電潜像を形成する露光器１２、静電潜像をトナーによって現像する現像器１３が順次配列されていて、中間転写ドラム２が感光ドラム１に接触することによって、感光ドラム１表面のトナー像が中間転写ドラム２に転写される。１４は、感光ドラム１表面に残ったトナーを除去するためのクリーナである。
【００１７】中間転写ドラム２は、図示されていない駆動モータによって感光ドラム１と逆方向に回転駆動される。したがって、中間転写ドラム２の外周面と感光ドラム１の外周面とは、接触部においては同方向に移動して、そこで感光ドラム１から中間転写ドラム２にトナー像が転写される。
【００１８】記録用紙１００は、中間転写ドラム２と転写ローラ１７との間に挟まれて走行し、そこで、中間転写ドラム２から記録用紙１００にフルカラートナー像が転写され、さらに定着器１６によって、フルカラートナー像が記録用紙１００に定着される。
【００１９】１８は、記録用紙１００へトナー像を転写した後に中間転写ドラム２の表面に残った残留トナーを除去するために、記録用紙１００への転写を行う転写ローラ１７と次に中間転写ドラム２に新しいトナー像を転写する感光ドラム１との間に設けられた残留トナークリーナである。
【００２０】１９は、記録用紙１００として単票用紙を供給するための単票用紙供給部。２０は、連帳用紙を供給するための連帳用紙供給部である。５ａは、未使用の転写フィルムをロール状にして、未使用フィルム保管ケース２３内に保管してある転写フィルムロールである。本装置に用いられている転写フィルムロール５ａは中間転写ドラム２の幅を有し、転写の際にトナー粉像が乗る側（表側）が転写フィルムロール５ａにおいても表になるように巻いてある。これは、転写フィルム５であるポリカーボネイトが、転写フィルムロール５ａに巻かれたままの状態で放置された場合、この状態のままの形状が維持されるためである。さらに付け加えると、転写フィルム５がロール形状を維持することで、中間転写ドラム２により巻き付き易い結果となる。
【００２１】２１は、転写フィルムロール５ａを未使用フィルム保管ケース２３から引き出して転写ローラ１７部へ搬送するためのフィルム搬送ローラ。２２は引き出された転写フィルム５を所定の長さで切断するためのフィルムカット機構である。
【００２２】また２４は、中間転写ドラム２から取り外された転写フィルム５を吸引するためのフィルム吸引部。２５は、使用済の転写フィルム５を回収して入れておくためのフィルム回収ケースである。
【００２３】中間転写ドラム２は、アルミニウム素管３の外周部に、弾力性があって導電性の良い導電性ゴム４が周方向の一部を除いてライニングされており、その導電性ゴム４の外周面を覆うように、表面が平滑な転写フィルム５を着脱自在に取り付けることができるようになっている。
【００２４】導電性ゴム４は、その外周面に巻回する転写フィルム５に電荷を伝え、且つ感光ドラム１と接触する際のニップ（接触幅）を持たせるために、体積抵抗率が１０⁰〜１０⁵Ω・cm、ゴム硬度が６０度以下で厚さ１mmのものが用いられている。なお、導電性ゴムに代えて、導電性スポンジ等を用いてもよい。
【００２５】また転写フィルム５としては、体積抵抗率が１０¹⁰Ω・cmで厚さ０．１mmの、カーボンが分散されたポリカーボネート樹脂製の誘電体フィルムが用いられている。
【００２６】転写フィルム５を導電性ゴム４の外周面を覆うように中間転写ドラム２のアルミニウム素管３に固定し、且つその固定を解除するために、図３に示されるように、前後一対のグリッパ３０，３１（フィルム固定手段）がアルミニウム素管３に形成された溝部３ａに配置されている。
【００２７】前方グリッパ３０は、単一または複数個の加圧部材３３と、もし複数個であれば、これら加圧部材３３を連結するための板３７からなり、中間転写ドラム２両端の加圧部材３３にはコロ３５ａが中間転写ドラム２より外側に付いている。
【００２８】一方、後方グリッパ３１は、前方グリッパ３０と同様な構成で、単一または複数個の加圧部材３４ともし複数個であれば、これら加圧部材３４同士を連結するための板３８より構成され、前方グリッパ３０の加圧部材３３と後方グリッパ３１の加圧部材３４において、それぞれ一対ずつピン３９により駆動の支点が定められ、そのピン３９で止めるときに加圧部材３３と加圧部材３４との間にバネ３６を挿入する。このバネ３６はピン３９を支点とし、前方グリッパ３０および後方グリッパ３１を中間転写ドラム２側に押し付け、その結果両グリッパ３０，３１を閉じる働きをする。
【００２９】また、図中には示されていないが、板３７および３８上には、感光ドラム１との接触に際して、感光ドラム１とグリッパ３０，３１の金属部分とが接触して感光ドラム１に障害を与えないようにゴムを貼り付けることとし、さらに中間転写ドラム２の回転においても感光ドラム１がグリッパ３０，３１部において大きな振動を与えられないように、貼り付けたゴムの表側の形状を、転写フィルム５をグリッパ３０，３１が挟んだ状態で中間転写ドラム２と同等の曲率を持つようにした。
【００３０】図４は、グリッパ開放機構を示しており、５０は、２つのソレノイド５１，５２によって水平に矢印方向にのみ移動するスライドカムである。このスライドカム５０の、コロ３５ａ，３５ｂに対向する側の面が円弧状に形成されており、図２の紙面に対して垂直方向、即ち図４の矢印方向にのみ移動して、コロ３５ａ，３５ｂの位置に合わせることによって、コロ３５ａ，３５ｂがスライドカム３５の円弧面に乗りあげて走行し、その間グリッパ３０，３１が開放される。
【００３１】即ち、図４は待機状態であって両グリッパ３０，３１とも閉じているが、図５に示されるように、第１及び第２のソレノイド５１，５２でスライドカム５０を押すと、それによって第１のコロ３５ａが奥まで押されて、図６にも示されるように、前方グリッパ３０が開く。図７に示されるように、第２のソレノイド５２だけでスライドカム５０を押すと、それによって第２のコロ３５ｂが押されて、図８にも示されるように、後方グリッパ３１が開く。
【００３２】図９は、上記装置の回路ブロック図であり、転写フィルム５の交換に関連する構成以外のものは図示が省略されている。１０１は中央演算装置（ＣＰＵ）を含む制御部であり、スタートボタン１０２、用紙のプリント枚数カウンタ１０３、及びグリッパ３０，３１の位置を検出するグリッパ位置検出回路１０４などからの信号が入力される。
【００３３】また、制御部１０１からの制御信号は、モータ駆動回路１１０、転写部制御回路１２０、第１及び第２のソレノイド５１，５２を制御するソレノイド制御回路１３０、フィルム吸引部２４の制御をする吸引部制御回路１４０、及びフィルムカット機構２２の制御をするフィルムカット制御回路１５０などに出力される。
【００３４】なお、モータ駆動回路１１０には、感光ドラム１及び中間転写ドラム２など像形成部の各部のモータの他、転写フィルムロール５ａを駆動するモータ及びフィルム吸引部２４を上下させるためのモータなどが接続されている。
【００３５】また転写部制御回路１２０には、中間転写ドラム２に一次転写電圧を印加する中間転写体印加部１２１と、転写ローラ１７に二次転写電圧を印加する転写ローラ印加部１２２とが接続され、さらに、転写電圧印加時のリークを検出するための過剰電流検出回路１２３が接続されて、その検出信号が制御部１０１に入力するようになっている。
【００３６】次に、上記実施例における転写フィルム５自動交換の制御動作について、図１０ないし図１５に示される制御部１０１の処理フロー図をも参照しつつ説明をする。なおＳはステップを示す。
【００３７】装置の電源を入れるとまず装置が初期状態にあるかどうかが判定される（Ｓ１）。そして、初期状態のときは、図１６に示されるように中間転写ドラム２に転写フィルム５が装着されていないので、図１１のＳ２へ進む。
【００３８】ここでは、転写フィルム５を装着するために、まず中間転写ドラム２を回転し（Ｓ２）、前方グリッパ３０を転写ローラ１７の挿入口まで移動させる。この移動とともに、転写フィルムロール５ａよりフィルム搬送ローラ２１に送り出された転写フィルム５の先端を前方グリッパ３０のグリッパ上部に位置合わせを行う（Ｓ３）。
【００３９】転写フィルムロール５ａを装置内に挿入した時点では転写フィルム５はロール状のままであるが、装置の始動時にロールがフィルムのゆるむ方向（図２中では右回転）に回転し（Ｓ６）、図２中に破線で示した三角形のピックアップ部にロール先端がかかり、さらなる回転でもって、ロール先端はフィルム搬送ローラ２１の方向に押し出される（Ｓ７）。
【００４０】前方グリッパ３０および転写フィルム５が共に転写ローラ１７を通過した後、スライドカム５０により前方グリッパ３０のコロ３５ａを押し上げて、図１７R>７に示されるように前方グリッパ３０を開く（Ｓ４，Ｓ５）。
【００４１】この時点で中間転写ドラム２に電圧を印加し（Ｓ９）、転写フィルム５を静電力により吸着させ、スライドカム５０通過後に（Ｓ１０，Ｓ１１）、図１８に示されるように前方グリッパ３０が閉じる（Ｓ１２）。フィルム搬送ローラ２１から中間転写ドラム２の回転に伴い転写フィルム５が押し出され、中間転写ドラム２一周分のフィルム長となるところで、フィルムカット機構２２により連続フィルムが切られる。
【００４２】中間転写ドラム２側のフィルムはそのまま巻き付き、転写フィルムロール５ａ側はフィルム搬送ローラ２１に挟まったままで静止している。転写フィルム５の後部は中間転写ドラム２が一回転し、後方グリッパ３１がスライドカム５０に到達した時点で（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５）、後方グリッパ３１が前方グリッパ３０と同様の動作により開放され、静電力により転写フィルム５後端が中間転写ドラム２上に付いた後に、図１９に示されるように後方グリッパ３１が閉じることで中間転写ドラム２上に巻き回される（Ｓ１６，Ｓ１７）。
【００４３】ここで中間転写ドラム２上に転写フィルム５を巻き回す際に、中間転写ドラム２および転写フィルム５を転写ローラ１７の加圧下にさらすことで、中間転写ドラム２にライニングしてある導電性ゴム４と転写フィルム５との密着性が向上できる。
【００４４】これにてＳ１の初期状態では無くなり、次には電源投入直後（Ｓ１）から常に図１３のＳ１８へ進む。このようにして初期状態でなくなったら、枚数カウンタ１０３からのプリント枚数の確認をして（Ｓ１８）、プリント枚数が２００００枚に達していないときはプリント動作を行い（Ｓ１９，Ｓ２０）、つづいて過剰電流検出回路１２３から中間転写ドラム２におけるショートが検出されなければ、Ｓ１９及びＳ２０の動作をくり返す。
【００４５】一つの転写フィルム５についてプリント枚数が２００００枚以上になったり、中間転写ドラム２がショートしたときには、転写フィルム５を自動交換するために、転写フィルム５を中間転写ドラム２から取り外す。
【００４６】そのときは、まず、中間転写ドラム２の転写電圧をオフにし（Ｓ２２）、中間転写ドラム２の前方グリッパ３０をスライドカム５０の設定場所まで回転し、スライドカム５０により前方グリッパ３０を開放する（Ｓ２３，Ｓ２４）。ここで、転写フィルム５は中間転写ドラム２上に吸着しているために、フィルム吸引部２４により中間転写ドラム２上より転写フィルム５を剥がす。このフィルム吸引部２４は転写ローラ１７通過後の記録紙搬送路上にドラム軸と平行に位置しており、転写ローラ１７側の軸（図示しない）を中心に回転することが可能となっている。
【００４７】前方グリッパ３０がスライドカム５０により開放した時点（Ｓ２５，Ｓ２６）で、フィルム吸引部２４が中間転写ドラム２に接し（Ｓ２７）、フィルム吸引部２４の吸引部の裏側にあるホースを通して図示していない吸引器により、転写フィルム５先端がフィルム吸引部２４の板上に吸い付けられる（Ｓ２８）。
【００４８】フィルム吸引部２４は転写フィルム５を吸い付けた後に下方に回転し（Ｓ２９）、通常の位置より下方に傾いた時点でフィルム吸引部２４の回転を停止すると同時に吸引も停止する（Ｓ３０，Ｓ３１）。
【００４９】中間転写ドラム２の回転（Ｓ３２）とともに押し出される転写フィルム５は先端がフィルム回収ケース２５の入口に取り付けられたローラにより強制的にフィルム回収ケース２５内に送り込まれる（Ｓ３３，Ｓ３４）。転写フィルム５が全てフィルム回収ケース２５に入った時点で、フィルム吸引部２４は元の位置まで回転し、記録紙の搬送経路を構成する（Ｓ３５）。
【００５０】そして、次に、前述した転写フィルム５の装着を行う（Ｓ２〜Ｓ１８）。
【００５１】
【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、中間転写ドラム表面の導電性弾性体の表面に、転写フィルムを所望のタイミングで自由に交換することができるので、中間転写ドラムの転写面を常に良好な状態に維持することができて、良質の画像を安定して得ることができ、しかも転写面が劣化したときには容易かつ低コストで転写面だけを交換することができる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】実施例の全体構成を示す正面略示図である。
【図３】実施例の部分斜視図である。
【図４】実施例の部分側面略示図である。
【図５】実施例の部分側面略示図である。
【図６】実施例の部分正面略示図である。
【図７】実施例の部分側面略示図である。
【図８】実施例の部分正面略示図である。
【図９】実施例の回路ブロック図である。
【図１０】実施例の制御処理フロー図である。
【図１１】実施例の制御処理フロー図である。
【図１２】実施例の制御処理フロー図である。
【図１３】実施例の制御処理フロー図である。
【図１４】実施例の制御処理フロー図である。
【図１５】実施例の制御処理フロー図である。
【図１６】実施例の部分正面略示図である。
【図１７】実施例の部分正面略示図である。
【図１８】実施例の部分正面略示図である。
【図１９】実施例の部分正面略示図である。
【符号の説明】
１感光体
２中間転写ドラム
４導電性弾性体
５転写フィルム
３０，３１フィルム固定手段
１００記録媒体

【特許請求の範囲】
【請求項１】感光体（１）の表面から転写されたトナー像をさらに記録媒体（１００）に転写するように回転駆動される中間転写ドラム（２）を有する画像形成装置において、上記中間転写ドラム（２）の外周部を形成する弾力性があって導電性の良い導電性弾性体（４）と、上記導電性弾性体（４）の外周面を覆うように着脱自在に設けられた表面が平滑でトナー像が転写される転写フィルム（５）と、上記転写フィルム（５）を、上記導電性弾性体（４）の外周面を覆うように上記中間転写ドラム（２）に固定し、またその固定を解除することができるフィルム固定手段（３０，３１）とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】未使用の転写フィルム（５ａ）を保管しておくための未使用フィルム保管手段（２３）と、上記フィルム固定手段（３０，３１）による上記転写フィルム（５）の固定を解いて上記転写フィルム（５）を上記中間転写ドラム（２）から取り外した後、上記未使用フィルム保管手段（２３）に保管されている上記未使用の転写フィルム（５ａ）を上記導電性弾性体（４）の外面を覆うように取り付けて上記フィルム固定手段（３０，３１）によってそこに固定するフィルム交換手段が設けられている請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記フィルム交換手段によるフィルム交換が定期的に自動的に行われる請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記フィルム固定手段（３０，３１）は、上記中間転写ドラム（２）の表面上に一周分巻回された上記転写フィルム（５）の両端を挟持して上記転写フィルム（５）を上記中間転写ドラム（２）上に固定し、その挟持状態を解除することによって、上記転写フィルム（５）が上記中間転写ドラム（２）から取り外せる状態になる請求項１，２又は３記載の画像形成装置。

【図１】