JP2000105510A

JP2000105510A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2000105510A
Application number: JP10274804A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamane; 信司山根; Masao Komori; 政雄小森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】２次転写後の中間転写ドラムへの分離不良を防
止しつつ高画質が得られるカラー画像形成装置を提供す
る。【解決手段】転写ローラ９よりも手前の用紙搬送路上
に、用紙を転写ローラ９通過後の中間転写ドラム８への
吸着方向との逆方向に塑性変形させる塑性変形ローラ１
１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数色のトナーを
用いて用紙にカラー画像を形成するカラー画像形成装置
に関するものであり、特に、中間転写ドラムを用いたカ
ラー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式のカラー画像形成装
置として、単一のポリゴンモータにより各色（イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎に順次走査し、各
色毎に単一の感光体上にトナー画像を形成し、そのトナ
ー画像を中間転写ドラムに転写し、中間転写ドラムに４
色のトナーが転写された後、レジストローラに待機させ
ていた用紙を送り出し、中間転写ドラムと転写ローラに
よる転写位置で用紙に転写する構成があった（特開平５
−１４２９５５号公報）。

【０００３】従来のカラー画像形成装置では、中間転写
ドラムが弾性を有したドラム形状で、用紙への転写後の
中間転写ドラムからの分離は、ＡＣコロナ分離方式を用
いて行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のカラ
ー画像形成装置では、中間転写ドラムが大口径ドラムで
あるために、２次転写（すなわち、中間転写ドラムから
用紙への転写）後に中間転写ドラムから用紙を分離する
際に、剥離力の中心となる用紙の弾性力が中間転写ベル
ト方式に比べて低くなる。特に、中間転写ドラム方向へ
カールした用紙においては、この用紙の弾性力が極めて
小さくなり、極端な場合には弾性力が中間転写ドラムへ
の巻き付き方向を向く場合もある。

【０００５】このために、従来のカラー画像形成装置の
ように、単にＡＣコロナ分離方式のみでは、用紙の分離
ができない場合があるという問題があった。

【０００６】また、従来より、中間転写ドラムと２次転
写ベルトの構成により用紙分離を行った構成があるが
（特開平１０−１０８８９号公報）、分離性能が向上で
きる転写ベルトや分離ベルトにおいて用紙分離ができて
も、この分離過程で用紙に付与されたトナーと同極性の
電荷の影響により転写不良が発生するという問題があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みてなされたものであり、静電潜像を形成するための感
光体と、該感光体の静電潜像を現像してトナー画像を形
成する複数の現像装置と、前記感光体から複数色のトナ
ー画像を多重転写させる中間転写ドラムと、前記多重転
写されたトナー画像を用紙に転写させる転写ローラとを
備えたカラー画像形成装置において、用紙を転写ローラ
通過後の中間転写ドラムへ吸着する方向との逆方向に塑
性変形させる塑性変形ローラを、前記転写ローラよりも
手前の用紙搬送路上に設けたカラー画像形成装置とした
ものである。

【０００８】このように、転写ローラよりも前の用紙搬
送路上に塑性変形ローラを設けることにより、簡単な構
成で２次転写後の用紙と中間転写ドラムとの分離性能を
向上させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の
構成図であり、感光体ドラム１、スコロトロン帯電器等
の帯電手段２、レーザ光学系等の露光手段３、４色毎の
４個の現像手段４ａ〜４ｄ、転写前除電ランプ５、クリ
ーニング手段６、主除電ランプ７、中間転写ドラム８、
転写ローラ９、分離器１０、塑性変形ローラ１１、レジ
ストローラ１２よりなる。

【００１０】１色目は、帯電手段２、露光手段３、およ
び現像手段４ａ〜４ｄのいずれか１つにより現像され感
光体ドラム１から中間転写ドラム８上に１次転写され
る。２色目は、クリーニング手段６で１色目の残留トナ
ーがクリーニングされ、主除電ランプ７で除電した後、
再び帯電手段２、露光手段３、および現像手段４ａ〜４
ｄのいずれか１つにより現像され、転写前除電ランプ５
により除電させ、感光体ドラム１から中間転写ドラム８
上に１次転写される。

【００１１】３色目・４色目とも２色目と同様に感光体
ドラム１から中間転写ドラム８上に転写した後、転写ロ
ーラ９で用紙に２次転写させ、その用紙を分離器１０で
分離し、用紙上のトナーを溶融させて定着させることに
よってフルカラー画像が得られる。

【００１２】感光体ドラム１は、円筒形のａ−Ｓｉ感光
体ドラムを用いることが好ましい。これは、感光体ドラ
ムがＯＰＣドラムの場合は、印刷枚数とともに感光体ド
ラムの膜厚が減少したり電気的劣化によって帯電や転写
における誘電的厚みや抵抗率が変化してしまうので長期
間安定した品質を維持するためには複雑な制御が必要に
なるためである。径は３０〜８０ｍｍであればよい。

【００１３】また、感光体ドラム１は、支持体内面に面
状発熱体が接触していて、感光体表面に接触したサーミ
スタにて表面温度を検知して作用環境温度より高い温度
（４２〜４５℃）に制御している。ａ−Ｓｉ感光体ドラ
ムは、膜厚変動がほとんどないので温度を一定に制御す
るだけで長期間にわたって安定した静電的特性を示すの
で、ＯＰＣ感光体ドラムの場合のような複雑な制御は必
要ない。なお、このような加熱手段や温度制御手段は感
光体ドラム１の内部または周辺であればどのような位置
であってもよい。このように温度を一定に制御すること
により、像流れを防止し、静電特性を安定化させること
ができる。

【００１４】転写前除電ランプ５は、２色目以降のトナ
ーを感光体ドラム１から中間転写ドラム８に１次転写す
る際に発光する。波長は、ａ−Ｓｉ感光体ドラムが感度
を有する波長の６６０ｎｍとし、ａ−Ｓｉ感光体ドラム
は露光量に対する表面電荷減衰量が線形な特性をもって
いるために、この転写前除電ランプ５の光量はａ−Ｓｉ
感光体ドラムの半減露光量の３倍以下、好ましくは１．
５〜２倍に設定することが好ましい。このような値に設
定することにより、トナーが載置している部分の電位よ
りも僅かに大きい電位になるように除電でき、１次転写
ニップ上流側での空隙電圧が放電開始電圧以上になり中
間転写ドラム８上へ一旦転移したトナーが感光体ドラム
１へ逆転移する「逆転写現像」を回避できるので、広い
範囲にわたって良好な転写画像が得られる。更に、転写
前除電光量を最適化することにより、不必要に強くして
次の帯電電位に影響を及ぼさないばかりでなく転写前の
感光体ドラム１上の非現像部分の残留電荷を完全に除去
するほど多くの光量を照射していないのでトナー像が周
辺に飛散する「転写散り」の現象も防止できるようにな
る。

【００１５】中間転写ドラム８は、円筒状に形成され導
電性を有するシリンダー基体８ａと、シリンダー基本８
ａの外側に同心円状に積層して設けられた導電性弾性体
８ｂと、導電性弾性体８ｂの外側に同心円状に積層して
設けられたシームレス状で非伸縮性のフィルム８ｃを表
面層として有している。条件としては、中間転写ドラム
８の直径が７０〜１６０ｍｍ、シリンダー基体８ａの直
径が３０〜１５８ｍｍ、導電性弾性体８ｂの厚みが１〜
２０ｍｍ、導電性弾性体８ｂの体積抵抗率が３×１０⁸
Ω・ｃｍ以下、フィルム８ｃの厚みが５０〜２００μ
ｍ、体積抵抗率が１０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍ、フィルム８
ｃの比誘電率が１０〜１００であることが好ましく、フ
ィルム８ｃの材質は、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ
など）、ポリエーテルテーテルケトン、ポリカーボネー
ト等を用いればよい。但し、フッ素樹脂は、電界依存性
を緩やかにするために導電剤を選ぶ必要がある。

【００１６】このように、中間転写ドラム８は、円筒状
のシリンダー基本８ａ上に導電性弾性体８ｂが被覆され
ているために、転写ニップ幅が広く安定した転写特性を
得られる。また、表面電荷の充・放電が体積抵抗率のみ
で決まるので、表面抵抗率をベルト方式のように低くす
る必要がなく、高画像が得られる。また、円筒状のシリ
ンダー基本８ａと一体構造で中間層として導電性弾性体
８ｂを設けているので表面からの外力に対して損傷を受
けづらく耐久性に優れている。

【００１７】なお、フィルム８ｃの体積抵抗率は、１０
⁸以下となると、フィルム８ｃの表面電界密度が増えて
過剰電流が流れ、劣化が生じてしまい、１０¹³以上にな
ると、２次転写効率が低下してしまうために、１０⁹〜
１０¹²Ω・ｃｍとした。また、中間転写ドラム８の直径
は、小さすぎるとＡ４サイズの多重転写像を形成できな
くなるために、７０ｍｍ以上であることが好ましく、大
口径のドラム形状とすることにより色ズレが低減できる
転写ローラ９は、直径が２０〜３０ｍｍ、厚みが５０〜
２００μｍで、表面をフィルムで形成し、そのフィルム
の体積抵抗率は１０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍのものを用いる
ことで２次転写部上流側でも放電を抑制でき良好な転写
像を得ることができる。

【００１８】また、分離器１０は、ＡＣ鋸歯放電器で形
成し、印加電圧をＤＣ＋１．２ｋＶ、ＡＣ１１Ｖ_pp、周
波数１ｋＨｚのものを用いる。

【００１９】本発明は、２次転写位置、すなわち中間転
写ドラム８と転写ローラ９との接触位置よりも手前の用
紙搬送路上に中間転写ドラム８への吸着方向とは逆方向
に用紙を塑性変形させる塑性変形ローラ１１を設けたこ
とを特徴とする。この塑性変形ローラ１１は、用紙収納
部からから転写ローラ９までの用紙搬送路中に設ければ
よく、ローラ１１は１または複数で構成すればよい。

【００２０】また、例えば、図１に示す転写ローラ９へ
の用紙搬送タイミングを図るレジストローラ対１２を塑
性変形ローラ１１と兼用してもよく、図２に示すよう
に、レジストローラの下方ローラ１１ａの径を上方ロー
ラ１１ｂの径よりも小さくすることにより中間転写ドラ
ム８への吸着方向とは逆方向に用紙を塑性変形させるこ
とができるようになり、構成の追加をせずに本発明を実
現することができる。

【００２１】ここで、用紙の歪み、塑性変形について説
明する。図３は、ローラ１１の径と用紙の歪みを示す状
態であり、ローラ１１に接触する面の用紙の長さを
ｌ₁、用紙の中間のローラ１１の中心からｌ₁の各端を
結んだ直線上間の長さをｌ₀、用紙のローラ１１に接触
しない面の中間のローラ１１の中心からｌ₁の各端を結
んだ直線上間の長さをｌ₂、紙厚をｈ、ローラ１１の中
心から用紙の中間までの長さ（中立面の曲率半径）をＲ
とすると、用紙の歪み（ε）は次の式で表すことができ
る。 ε＝Δｌ／ｌ₀＝ｈ／２Ｒ Δｌ＝ｌ₂−ｌ₀ 図４は、種々の用紙（Ａ４サイズで５２．３ｇ縦、ファ
イン（６８．０ｇ）用紙、１２７．９ｇ縦、）に対する
伸び（＝歪み、％）と応力（ｋｇ／ｃｍ²）との関係を
示す図であり、用紙は応力が小さいと応力を開放した時
点で用紙が元に戻る弾性変形状態となり、さらに応力を
加えると応力を開放しても用紙が歪んだままとなる塑性
変形状態となり、さらに応力を加えると破断してしまう
ことがわかる。また、図４より、塑性変形領域は、歪み
ε＝０．６〜２．２％であることがわかる。

【００２２】図５は、ローラ径と用紙の歪みの状態を示
す表である。図５から判るように、ローラ径６ｍｍ以下
では、ローラ自体の撓みが大きく、１２７．９ｇ以下の
厚紙での歪みが上述した範囲より大きくなり、ローラ径
１０ｍｍ以上では、６０ｇ以下で上述した範囲より小さ
くなって塑性変形しないために、塑性変形させるローラ
径は６〜１０ｍｍの範囲内にあることが最適である。こ
れより、例えば、図２に示すようにレジストローラを塑
性変形ローラ１１とした場合でも、ローラ１１ａの径を
８ｍｍとし、ローラ１１ｂの径を２０ｍｍで弾性部材と
するのが好ましい。

【００２３】図６は、図１，図２により構成されるカラ
ー画像形成装置の２次転写後の用紙の中間転写ドラム８
からの分離性について実験した結果を示す図である。な
お、用紙はＡ４サイズを用い、○は分離良好、△は分離
難ありを示す。図６から判るように、本発明による塑性
変形ローラ１１ａ，１１ｂを用いることにより分離性が
向上する。

【００２４】本発明は、２次転写位置より手前の用紙搬
送路上に塑性変形ローラ１１を設け、用紙を中間転写ド
ラム８に巻き付く方向と逆方向に塑性変形させることを
特徴とし、このような塑性変形をさせることにより２次
転写後の用紙が中間転写ドラムから分離する方向の弾性
エネルギーが増大して分離性能が向上する。この結果、
分離器１０で必要以上に転写後の用紙にトナーと同極性
の電荷を付与しなくても分離できるようになるため、転
写不良のない高画質が得られる。

【００２５】また、本発明は大口径中間転写ドラムの分
離性能を向上させる手段を提供するものであるので、２
次転写の分離方式としてベルトを用いてもその主旨は変
わらない。よって、当然のことながら２次転写ベルト方
式や分離ベルト方式を用いた装置も包含している。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、転写ローラよりも手前の用紙搬送路上に、用
紙を転写ローラ通過後の中間転写ドラムへの吸着方向と
の逆方向に塑性変形させる塑性変形ローラを設けたこと
により、２次転写後の中間転写ドラムへの分離不良を防
止しつつ高画質が得られるカラー画像形成装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置を示す図である。

【図２】本発明のカラー画像形成装置の他の実施例を示
す一部拡大図である。

【図３】ローラ径と用紙の歪みを示す図である。

【図４】用紙の伸びと応力との関係を示す図である。

【図５】ローラ径と用紙の歪みを示す表である。

【図６】本発明のカラー画像形成装置の用紙の中間転写
ドラムからの分離性を示す図である。

【符号の説明】

１：感光体ドラム２：帯電手段３：露光手段４ａ〜４ｄ：現像手段５：転写前除電ランプ６：クリーニング手段７：主除電ランプ８：中間転写ドラム９：転写ローラ９１０：分離器１１：塑性変形ローラ１２：レジストローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を形成するための感光体と、該感
光体の静電潜像を現像してトナー画像を形成する複数の
現像装置と、前記感光体から複数色のトナー画像を多重
転写させる中間転写ドラムと、前記多重転写されたトナ
ー画像を用紙に転写させる転写ローラとを備えたカラー
画像形成装置において、用紙を転写ローラ通過後の中間転写ドラムへ吸着する方
向との逆方向に塑性変形させる塑性変形ローラを、前記
転写ローラよりも手前の用紙搬送路上に設けたことを特
徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】用紙を所定タイミングで前記転写ローラに
搬送するレジストローラを前記塑性変形ローラとするこ
とを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。