JP2000162902A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写紙が転写域への給紙の際にベルト状感光
体に密着出来ずに転写はじきやトナーの散りを生ずるの
を防止する。 【解決手段】 転写ローラ５０１とベルト状感光体１０
０とが形成するニップ部Ｎのベルト搬送上流側の端部の
位置を（イ）、進入ガイド板８５０の先端部の位置を
（ロ）、前記の位置（ロ）よりベルト状感光体１００へ
の垂線とベルト面との交点の位置を（ハ）とした場合、
前記の各位置（イ）、（ロ）および（ハ）に囲まれる直
角三角形の断面積Ａを２００ｍｍ²以下に制限すること
により転写紙Ｐの進入経路をせばめて安定した姿勢で直
線状に保って進入するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像形成体としてベ
ルト状の感光体（画像支持体）を使用し、前記感光体上
に形成したトナー像を転写ローラを介して転写材上に転
写する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト状の感光体上に形成されたトナー
像を転写材に転写ローラを用いて転写する画像形成装置
では、一般に転写ローラはスポンジやゴム等の弾性変形
の可能な材料から形成されていて、感光体を架設する張
架ローラに対向して転写材のベルト面に圧接され、転写
ローラの弾性変形により所定のニップ部を形成してトナ
ー像の転写がなされる転写域が構成される。

【０００３】前記のニップ部においては、感光体のトナ
ー像は給紙された転写材と密着状態に保たれ、転写ロー
ラに対するトナー像と反対極性の電圧印加により転写材
側に転写される。

【０００４】また前記の転写ローラを、感光体の張架ロ
ーラに巻回したベルト面ではなく、張架ローラ間の架設
したベルト面に対し圧接することにより、ベルトの可撓
性を利用して幅の広いニップ部を形成し、それによって
転写材の搬送性とトナー像の転写性を向上させることも
出来る

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら張架ロー
ラ間の架設したベルト面に対し転写ローラを圧接させて
転写を行う際、転写条件を良くするには転写材がニップ
部への進入過程において、ベルト状感光体に対し良く密
着されていることも必要であり、ベルト状感光体と転写
材との両者の間に空隙が存在すると電荷の転移が生じ
て、転写はじきによるトナーの散りが起こり画質が低下
することになる。

【０００６】また転写材の厚さを考慮に入れた場合、転
写材のニップ部の通過の前後で転写ローラに接するベル
ト面の経路が変化するのでベルト状感光体上の画像にズ
レを生ずると云う問題もある。

【０００７】本発明はこの点を解決して改良した結果、
トナーの散りや画像ズレがなく高品質の画像を効率良く
転写することの出来る画像形成装置の提供を目的とした
もので、その第１の目的は、転写域に向けての転写材の
進入領域の面積を制限することにより、転写材の“こ
し”の強さを利用して転写材をベルト状感光体に押し付
けて密着させ、ベルト面と転写材との間に空隙の生じな
いようにした画像形成装置を提供することにある。

【０００８】さらに第２の目的は、常用する転写材の最
大の厚さをもとにニップ部の幅すなわち転写ローラの転
写ニップ角を適切とする範囲内に制限することにより、
転写材のニップ部通過に伴って発生するベルト状感光体
上のトナー像の像ズレや色ズレを視認出来ない範囲に収
めるようにした画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、ベル
ト状画像支持体と、前記ベルト状画像支持体に転写材を
転写ローラにより押圧させることにより前記ベルト状画
像支持体上の画像を前記転写材に転写する転写手段とを
有する画像形成装置であって、前記ベルト状画像支持体
と前記転写ローラにより形成させる転写ニップの前記ベ
ルト状画像支持体回転上流側先端部と、前記転写材を前
記転写ニップへ給紙するための給紙ガイド先端部と、前
記給紙ガイド先端部から前記ベルト状画像支持体表面へ
おろした垂線と前記ベルト状画像支持体表面との交点の
３点で形成される垂直断面面積Ａが下記関係式を満足す
ることを特徴とする画像形成装置（請求項１に係わる発
明） Ａ≦２００ｍｍ² により達成される。

【００１０】上記第２の目的は、ベルト状画像支持体と
前記ベルト状画像支持体に転写材を転写ローラにより押
圧させることにより、前記ベルト状画像支持体上の画像
を前記転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置
であって、下記関係式を満足することを特徴とする画像
形成装置（請求項３に係わる発明） 転写ローラ軸が固定されている場合 転写ニップ角 ≦ ５０° 転写ローラがバネ等により付勢されている場合 転写ニップ角 ≦（ｋ₂／（ｋ₁＋ｋ₂））×５０° ｋ₁：転写ローラの付勢バネ常数 ｋ₂：ベルト状画像支持体の張力バネ常数 により達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の各実施の形態の説明に先
立って本発明に係わるカラー画像形成装置の構成と機能
について説明する。

【００１２】像担持体の周囲に複数の帯電装置、露光装
置、現像装置を配設し、像担持体の１回転中に帯電、露
光、現像の工程を繰返して像担持体上に多色のカラート
ナー像を重ね合わせて形成し、一括して転写材上に転写
する画像形成装置が本出願人によって多数の技術開示が
なされている。図１はその１例を示したもので、透明基
体の上に導電層と感光層とを設けた可撓性のベルト状感
光体１００が上下の駆動ローラ１０１、従動ローラ１０
２、１０３、テンションローラ１０４に張架されて縦型
に配置され、内部には各色毎の潜像形成装置（又は露光
装置）３０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが配置され、前方には各帯
電器２０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと現像器４０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、
Ｋがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
黒（Ｋ）の各色について、ベルト状感光体１００の回転
上流方向から帯電器２０１，露光装置３０１、現像器４
０１の順に配設され、下方には転写ローラ５０１、定着
装置６００が、ローラ１０３の対向面にはクリーニング
装置７０１がそれぞれ配設されている。

【００１３】画像記録がスタートすると、ベルト状感光
体１００は時計方向へ回転し、同時に帯電器２０１Ｙの
帯電作用により電位（この場合はマイナスの電位）が付
与されて、露光装置３０１Ｙによってイエローの画像の
露光が行われ、ベルト状感光体１００の回転に合わせて
表面にイエローの画像に対応する静電潜像が形成され
る。この潜像は現像器４０１Ｙによって反転現像が行わ
れ、ベルト状感光体１００上にイエロー（Ｙ）のトナー
像が形成される。

【００１４】次に、イエロー（Ｙ）トナー像の上に帯電
器２０１Ｍにより電位を付与して同様な手順で、マゼン
タ（Ｍ）トナー像を重ねて形成する。こうしてベルト状
感光体１００の１回転で順次４色のトナー像を重ねてカ
ラートナー像が形成される。

【００１５】トナー像の形成に並行して転写紙Ｐが給紙
カセット１０００より搬出され、タイミングローラ８０
１の作動によりベルト状感光体１００上のカラートナー
像に同期して転写ローラ５０１に給紙されて、トナー像
とは反対極性（この場合はプラスの極性）の電圧の印加
により前記のカラートナー像が一括して転写紙Ｐ上に転
写される。

【００１６】カラートナー像を転写された転写紙Ｐは除
電器５５０によりベルト面より分離して定着装置６００
においてトナーを溶着したのち排紙ローラ１１００を経
て装置本体の上面に排出され、一方ベルト状感光体１０
０はクリーニング装置７０１において残留トナーを除去
し、光除電装置９０１において残留電位を消去されて次
なる画像形成のプロセスに入る。

【００１７】（実施の形態１）請求項１に係わる発明の
実施の形態を図２（ａ）によって説明する。

【００１８】前記の転写ローラ５０１は、図示の如く駆
動ローラ１０１とベルト状感光体１００の搬送上流側に
位置する従動ローラ１０３との間のベルト面に対向して
定置もしくは付勢により圧接されていて、その外周面と
ベルト状感光体１００との間に所定の幅のニップ部すな
わち転写ニップＮを形成している。

【００１９】前記の転写ローラ５０１は、ベルト状感光
体１００の搬送に従動するかもしくは動力により強制的
に駆動されてベルト状感光体１００の移動速度と等しい
周速をもって反時計方向に回転され、進入ガイド板８５
０に沿って給紙される転写紙Ｐを前記の転写ニップＮに
おいて挟着し搬送して転写ローラ５０１側からの転写電
圧の印加によりベルト状感光体１００上のトナー像を転
写紙Ｐ上に転写する。

【００２０】前記の転写ローラ５０１に給紙される転写
紙Ｐの先端は、進入ガイド板８５０の先端位置より前進
して前記の転写ニップＮへの進入に際し、ベルト状感光
体１００の周面との間で形成される空隙が転写ニップＮ
に近接するに従って小さく縮小されて行ってベルト面に
対し良く密着した状態となり、それによっていわゆる転
写はじきやトナーの散り等が回避される。

【００２１】転写紙Ｐのベルト状感光体１００に対する
密着力は、転写紙Ｐの剛性すなわち材質や厚さによるい
わゆる「こし」の強さとさらに転写ローラ５０１によっ
て曲げられる曲率の大きさに左右されるが本発明者はさ
らに転写紙Ｐの進入時の形状すなわち給紙姿勢も関係す
ることに着目して、多くの条件設定により種々実験を試
みた結果、転写紙Ｐの進入領域の断面積を制限すること
によって転写紙Ｐがベルト状感光体１００に対し密着し
易く、その間の空隙を効率良く排除出来る姿勢で、転写
ニップＮへと給紙されることを確認することが出来た。

【００２２】すなわち通常のプリンタや複写機で用いら
れることの多い６０〜１５０ｇ／ｍ²の転写紙Ｐを使用
する場合、前記の転写ニップＮのベルト状感光体１００
搬送上流側の端部の位置を（イ）、給紙ガイドたる前記
の進入ガイド板８５０の先端部の位置を（ロ）、さらに
（ロ）よりベルト状感光体１００への垂線とベルト面と
の交点の位置を（ハ）とした場合、前記の各位置（イ）
（ロ）および（ハ）によって形成される直角三角形の垂
直断面積Ａを２００ｍｍ²以下に制限することにより転
写ニップＮへの進入時の転写紙Ｐは進入領域において姿
勢がほぼ直線状に安定され、それによって転写紙の暴れ
が全く認められないで、ベルト面に沿って容易にかつ安
定した密着状態となって、良好な転写画像を得ることが
できる。薄い特殊な転写紙に転写したい場合には、前記
の断面積Ａは更に小さい面積にすることが望ましいが、
それでも２００ｍｍ²以下であれば実用上は、ほぼ不具
合のない転写画像が得られる。

【００２３】なお、本実施の形態においてはベルト状感
光体１００上のトナー像を直接転写紙Ｐ上に転写する例
について説明したが、本発明は中間転写ベルト上に一旦
転写したトナー像を転写ローラを介して転写紙上に再転
写する画像形成装置に対しても適用可能で同様の効果を
有するものである。

【００２４】（実施の形態２）請求項３に係わる発明の
実施の形態を図３によって説明する。前記のベルト状感
光体１００は、転写ローラ５０１の周面との間でニップ
部即ち転写ニップＮを形成するが、転写ニップＮの幅は
転写紙Ｐの非通過時と通過時とで変化する。すなわちベ
ルト状感光体１００は転写紙Ｐの非通過時には図３
（ａ）に示す如く転写ローラ５０１の周面に直接接して
いるのに対し通過時には図３（ｂ）に示す如く転写ロー
ラ５０１の周面より転写紙Ｐの厚さｔだけ離れるため転
写ニップＮの幅が広げられる。

【００２５】転写紙Ｐの転写ニップＮへの突入前後にお
けるベルト状感光体１００の経路の変化は、後続して形
成される画像書き込み部での書き込み画像に影響し、ト
ナー像の画像の伸びや色のズレの原因ともなるので、転
写ニップＮの設定に当っては転写紙Ｐの非通過時と通過
時による巻付き範囲の変化に伴う画像の伸びや色のズレ
を許容出来る範囲の巻付き角（ニップ角）に設定して置
くのが必要となり、その条件を満たすことによって良好
な転写画像を得ることができる。なおこの際、良好な転
写画像が得られるための条件は、転写ローラ５０１が固
定されている場合と、転写ローラ５０１がバネ等によっ
て付勢されている場合とで相異しているので、各々につ
いて説明する。

【００２６】（転写ローラが固定されている場合）転写
ローラ５０１に巻き付いている感光体ベルト１００の長
さはｒθだが、ここに厚さｔの転写紙が進入すると（ｒ
＋ｔ）θとなり、その差分ｔθだけ、感光体が進行方向
にずれることになる。（ベルトに張力を与えているテン
ションローラ１０４は駆動ローラ１０１の下流に配置し
てある。ベルトを駆動している駆動ローラ１０１と転写
ローラ５０１の間ではズレは発生しない。） 駆動ロー
ラ１０１や支持ローラ１０３の間に張り渡されるベルト
の長さも変わるため、厳密にはこの部分の変化も影響す
るが、通常のカラーレーザプリンタのサイズでは、その
変化量は転写ローラ円周のそれに比べて２桁程度小さ
く、無視できる。

【００２７】転写ローラ５０１上流には画像形成部があ
り、転写ローラ５０１進入前後での感光体のズレは、画
像のズレにつながる。カラーレーザプリンタの場合、画
像の伸びの他、色ズレの原因となり、この許容範囲は画
像の伸びなどに比べて遙かに厳しい。

【００２８】カラーレーザプリンタにおいては、色間に
よる画像位置のズレは視覚上１００μｍ程度までに抑え
なければならない。一方、通常使用される転写紙の厚み
は１２０μｍ程度までである。これから、許される転写
ローラ５０１への巻付き角（ニップ角）θの上限は、 θ_MAX＝１００／１２０（rad）≒５０゜ となる。即ちθ_MAXを５０゜以下に設定することによっ
て、転写紙の転写ニップ部への進入時に生じる画像ズレ
は視覚上問題ない範囲まで解消されるようになる。

【００２９】（転写ローラがバネ等で付勢されている場
合）転写ローラ５０１がバネ等で付勢されている場合に
は、転写紙が進入したときに、感光体ベルト１００だけ
でなく転写ローラ５０１の位置も変わるため、概ねそれ
ぞれを付勢しているバネ常数の比の逆数で、移動量が割
り振られる。ｋ₁を転写ローラの付勢バネ常数とし、ｋ₂
をベルト状画像支持体の張力バネ常数としたとき、許容
される転写ローラ５０１への巻付き角（ニップ角）θの
上限は、 θ_MAX ＝（ｋ₂／（ｋ₁＋ｋ₂））×５０゜ となる。

【００３０】ここでいうバネ常数ｋ₁は転写ローラ軸を
感光体に垂直に押す成分、ｋ₂は感光体に張力を付与す
る部材（本実施例では１０４）が感光体を垂直に押す成
分についてであり、斜めに押したり、カム機構を介した
りする場合などは実際に使用するバネのバネ常数とは一
致しない。

【００３１】転写ローラ５０１がバネ等によって付勢さ
れているときには、上記の条件を満たすθ_MAX以下にニ
ップ角を設定することによって、転写紙の転写ニップ部
への進入時に生じる画像ズレは解消されるようになる。

【００３２】なお上記説明においては、画像担持体とし
てベルト感光体、被転写材として転写紙を例に挙げた
が、中間転写ベルトのようなベルト状の画像担持体にロ
ーラを当接させて、この間に被転写材を通して中間転写
ベルト上のトナー像の転写を行う構成をとる画像形成装
置についても本発明によって同様の効果が得られる。

【００３３】本実施形態では、転写ローラ当接位置を、
感光体支持部材（ローラ）が全くない位置として説明し
たが、図２（ｂ）、図３（ｃ）に示すごとく転写ローラ
と感光体のニップの一部が、支持部材（ローラ）と対向
する位置になる場合でも同様の効果を得る。

【００３４】このとき請求範囲でいう転写ニップ角は、
支持部材（ローラ）が感光体ベルトに接触していない領
域に対応する角度になる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の請求項１および２により、転写
紙は転写領域への進入に際し安定した姿勢を保ってベル
ト状感光体の周面に密着して給紙されることとなり、ま
た請求項３および４により、転写紙の転写域への給紙に
伴うベルト状感光体上に形成されるトナー像の位置ズレ
が生じる問題も実用上支障のない範囲に抑えられること
となり、その結果転写紙には画像ズレや色ズレ等のない
高品質の画像が安定して忠実に転写される高性能な画像
形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図。

【図２】転写紙の進入領域を示す要部図

【図３】ベルト状感光体の位置変化を示す説明図。

【符号の説明】

１００ ベルト状感光体 １０１ 駆動ローラ １０４ テンションローラ ２０１ 帯電器 ３０１ 露光装置 ４０１ 現像器 ５０１ 転写ローラ ８５０ 進入ガイド板 Ａ （進入領域）垂直断面積 Ｎ 転写ニップ θ （転写）ニップ角 Ｐ 転写紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト状画像支持体と、前記ベルト状画
   像支持体に転写材を転写ローラにより押圧させることに
   より前記ベルト状画像支持体上の画像を前記転写材に転
   写する転写手段とを有する画像形成装置であって、前記
   ベルト状画像支持体と前記転写ローラにより形成させる
   転写ニップの前記ベルト状画像支持体回転上流側先端部
   と、前記転写材を前記転写ニップへ給紙するための給紙
   ガイド先端部と、前記給紙ガイド先端部から前記ベルト
   状画像支持体表面へおろした垂線と前記ベルト状画像支
   持体表面との交点の３点で形成される垂直断面面積Ａが
   下記関係式を満足することを特徴とする画像形成装置。 Ａ≦２００ｍｍ²
2. 【請求項２】 前記ベルト状画像支持体は複数の張架部
   材により張架されており、前記転写ローラは前記複数の
   張架部材の間において前記転写材を前記ベルト状画像支
   持体に対して押圧することを特徴とする請求項１に記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 ベルト状画像支持体と前記ベルト状画像
   支持体に転写材を転写ローラにより押圧させることによ
   り前記ベルト状画像支持体上の画像を前記転写材に転写
   する転写手段を有する画像形成装置であって、下記関係
   式を満足することを特徴とする画像形成装置。 転写ローラ軸が固定されている場合 転写ニップ角 ≦ ５０° 転写ローラがバネ等により付勢されている場合 転写ニップ角 ≦（ｋ₂／（ｋ₁＋ｋ₂））×５０° ｋ₁：転写ローラの付勢バネ常数 ｋ₂：ベルト状画像支持体の張力バネ常数
4. 【請求項４】 前記ベルト状画像支持体は複数の張架部
   材により張架されており、前記転写ローラは前記複数の
   張架部材の間において前記転写材を前記ベルト状画像支
   持体に対して押圧することを特徴とする請求項３に記載
   の画像形成装置。