JP2004109760A - Transferring device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルト状の像担持体の外側、内側にそれぞれ位置する転写ローラ及びこれに対向した対向ローラとを有する転写装置及びこの転写装置とかかる像担持体とを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、感光体、中間転写ベルト等の像担持体を有し、像担持体上に形成したトナー像を、電圧印加等を行う転写装置により転写するようになっている。中間転写ベルトを用いる中間転写方式の画像形成装置としては、画像情報に応じたトナー像が形成される感光体と、複数本のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルトと、感光体上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する一次転写装置と、中間転写ベルト上に転写、保持されたトナー像を記録媒体上に転写する二次転写装置とを有するものが知られており、この二次転写装置としては、例えば〔特許文献1〕に記載されているように、中間転写ベルト表面に当接する転写ローラと、中間転写ベルトの内側の対向ローラとを備えたものが知られている。
【0003】
この種の画像形成装置には、二次転写を行う際に、記録媒体と中間転写ベルトとの隙間における放電によって、白抜け等の画像欠陥を生じる問題がある。そこで、図4に示すように、例えば〔特許文献2〕において、転写ローラ60’を対向ローラ34に対して中間転写ベルト31走行方向Bの上流側に配置し、中間転写ベルト31を、対向ローラ34と他のローラとの間で巻き掛けられた部分において内側に湾曲させることで、記録媒体を転写ローラ60’との間で中間転写ベルト31に密着させ、放電に起因する画像欠陥を防止する技術が提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−090780号公報
【特許文献2】
特開平10−133497号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる転写ローラ60’の配置では、中間転写ベルト31が、対向ローラ34と他のローラとの間で巻き掛けられた部分Dにおいて内側に湾曲した後、続いて対向ローラ34上に巻き掛けられた部分Eにおいて外側に湾曲するため、トナー像を担持した中間転写ベルト31表面が、内側湾曲部分Dにおいて縮む向きの作用を受けた後に続いて外側湾曲部分Eにおいて伸びる向きの作用を受けることになる。このことは、中間転写ベルト31上に保持されたトナー像が周長方向に縮んだ後に続いて伸びることを意味し、この伸縮によりトナーが飛び散ったりして像が乱れる原因となる。
【0006】
一方、樹脂で形成された中間転写ベルトを使用した画像形成装置が従来多く提供されているが、樹脂で形成された中間転写ベルトは一般的に硬度が高く、一次転写部及び二次転写部において、トナー像の特に文字の中央部が応力集中を受けて、文字の中抜け現象と言われる転写不良が発生しやすくなる。そこで、中間転写ベルトに弾性体で構成された層を設け、トナー像の厚みに対応して転写ベルトの表面が変形されるようにし、トナー像に対する応力集中を低減して文字の中抜け減少等の転写不良を改善する技術が提案されている。
【0007】
しかしながら、このような弾性層を有する中間転写ベルトを用いた場合、その弾性層は中間転写ベルトの屈曲部において、樹脂などの剛性層よりも周長方向の伸縮が大きいため、弾性層に引きずられる形でベルト表面も弾性層のないものに比べ周長方向の伸縮が大きくなる。また、弾性層を有する中間転写ベルトは弾性層の厚みにより、一般に弾性層を持たない中間転写ベルトよりも厚くなる。このこともベルト表面の伸縮を大きくする原因となる。このため、弾性層を有する中間転写ベルトを用いた場合には、上記の転写ローラの配置を原因とするトナー像の乱れが発生しやすくなる。
【0008】
本発明は、記録媒体とベルト状の像担持体との隙間における放電によって白抜け等の画像欠陥が生じること及びかかる像担持体の表面の伸縮によってトナー像に乱れが生じること等のトナー像の乱れを防止する転写装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、無端ベルト状像担持体の内側に位置し無端ベルト状像担持体を巻き掛けた対向ローラと、無端ベルト状像担持体の外側に位置し上記対向ローラとの間で無端ベルト状像担持体を挟む転写ローラとを有する転写装置において、上記転写ローラは、無端ベルト状像担持体の走行方向における、上記対向ローラが無端ベルト状像担持体を巻き掛けた巻き掛け領域の上流側の位置であって、同転写ローラの回転中心と同対向ローラの回転中心とを結ぶ線と、上記走行方向における同転写ローラと無端ベルト状像担持体との当接領域の最上流点における無端ベルト状像担持体の上記走行方向上流側に向けた接線とのなす角が略90°となる位置を占めることを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の転写装置において、上記転写ローラは、上記最上流点と上記対向ローラの中心とを結ぶ線と、上記接線とのなす角が90°以下となる位置を占めることを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の転写装置と、上記対向ローラと上記転写ローラとに挟まれた無端ベルト状像担持体とを有する画像形成装置にある。
【0012】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の画像形成装置において、上記無端ベルト状像担持体は、少なくとも1層の弾性層を有することを特徴とする。
【0013】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の画像形成装置において、上記無端ベルト状像担持体は、上記弾性層を挟む、少なくとも1層の基層と、少なくとも1層の表層とを有することを特徴とする。
【0014】
請求項6記載の発明は、請求項4または5記載の画像形成装置において、上記弾性層の厚さは0.1mm〜0.5mmであることを特徴とする。
【0015】
【実施例】
図1に本発明を適用した転写装置及びこれを有する画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は、タンデム型であり、中間転写方式であって、複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであり、カラー画像を形成するものである。画像形成装置20は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、OHPシートや、カード、ハガキといった90K紙、坪量約100g/m2相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体として用いることが可能である。
【0016】
画像形成装置20は、画像形成を行う複写機本体100と、複写機本体100を載せた給紙テーブル200と、複写機本体100上に取り付けられたスキャナ300と、スキャナ300の上に取り付けられた原稿自動搬送装置であるADF400とを有している。画像形成装置20は、複写機本体100内に、原稿画像に応じて各色ごとの画像すなわちトナー像を形成する作像ステーションとしての作像部21BK、21Y、21M、21Cを有する作像装置21を有している。
【0017】
画像形成装置20はまた、作像装置21に対向して配置され図中時計回りに回転する、無端ベルト状像担持体としての中間転写ベルトであるベルト31及びベルト31の内側に位置しベルト31を巻き掛け、掛け渡したローラ32、33、34とを有し、作像装置21からの一次の転写を行う転写装置63と、ベルト31を挟んでローラ34に対向して配設されベルト31の外側に位置する転写ローラ60及びローラ61に巻き掛けられたベルト35及び対向ローラとしての上述したローラ34を有する、2次の転写を行う本発明を適用した転写装置22とを有している。
【0018】
転写ローラ60はローラ34との間でベルト31を挟んでいる。転写装置22はトナー像を転写されたシートを後述する定着装置1へと搬送するシート搬送装置としての機能も有する。ローラ32、33、34のうちのローラ33は図示しない駆動源たるモータにより回転駆動される駆動ローラであって、他のローラ32、34はローラ33によりB方向に走行されるベルト31に従動回転する。駆動ローラはローラ33に限らず他のローラであってもよい。
【0019】
画像形成装置20はまた、ローラ32とローラ34との間において、2次転写後にベルト31上に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置64と、複写機本体100の側方に配設された手差しトレイ65と、手差しトレイ65上の記録媒体たるシートを送り出す給紙ローラ66と、給紙ローラ66によって手差しトレイ上から送り出されたシートを一枚ずつ分離する分離ローラ67と、分離ローラ67によって搬送されてきた一枚のシートが進入する給紙路68と、給紙テーブル200または手差しトレイ65から搬送されてきたシートを作像部21BK、21Y、21M、21Cによる作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ30とを有している。
【0020】
画像形成装置20はまた、転写領域においてトナー像を転写されトナー像を担持している、ベルト35によって搬送されてきたシートの定着を行う定着装置1と、転写装置22と定着装置1との下方に位置し作像装置21と平行に配設され、定着装置1から排出された定着後のシートを反転して再度転写領域に搬送してシートの両面に画像を形成するためのシート反転装置としての反転装置42と、定着装置1から排出された定着後のシートを画像形成装置20本体外部に排出するか反転装置42に導くかを切り換える切り替え爪80と、画像形成装置20本体外部にシートを排出する排紙ローラ44と、排紙ローラ44によって搬送され排出されてきたシートを積載するシート積載手段としての排紙トレイ43とを有している。
【0021】
作像装置21はローラ32とローラ33との間で張り渡されたベルト31に対向する位置にある。各作像部21BK、21Y、21M、21Cは、この順でベルト31に対向した位置において矢印B方向に沿って並んでおり、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成は略同様であるから、作像部21Cの構成を各作像装置21BK、21Y、21M、21Cの代表として説明する。
【0022】
作像部21Cは、像担持体としての静電潜像担持体である感光体ドラム25C、感光体ドラム25Cの回転方向Aにおいて順に配置されている帯電装置27C、現像装置26C、1次の転写を行う転写装置63を構成する転写ローラ28C等を有し、帯電装置27Cと現像装置26Cとの間で露光光29Cを受ける周知の構成である。静電潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【0023】
作像装置21は、その上部に、各作像部21BK、21Y、21M、21Cにおいて露光光29BK、29Y、29M、29Cを照射するための、共通の露光装置29を有している。また作像装置21は、各作像部21BK、21Y、21M、21Cにそれぞれ、クリーニング手段としてのクリーニング装置45BK、45Y、45M、45Cを有している。各クリーニング装置45BK、45Y、45M、45Cはそれぞれ、重ね合わせ転写を行っても各トナー像の転写を均一に、良好に行うため、感光体ドラム25BK、25Y、25M、25Cに対して潤滑性付与剤を塗布する図示しない潤滑性付与手段を備えている。
【0024】
給紙テーブル200内には、複写機本体100内に備えられたローラ34と転写ローラ60及びベルト35との対向領域である転写領域に向けて各種シートを供給する、ペーパーバンク70に多段に備えられたシート供給手段としての給紙カセット24と、給紙カセット24に積載されたシートを繰り出す給紙ローラ71と、給紙ローラ71によって給紙カセット24上から送り出されたシートを一枚ずつ分離する分離ローラ36と、分離ローラ36によって搬送されてきた一枚のシートが進入する給紙路72と、給紙路72内のシートを複写機本体100内の給紙路73に搬送する搬送ローラ41とを有している。
【0025】
スキャナ300は、原稿が載置されその上で原稿を読み取るコンタクトガラス50と、図示しない光源を有し原稿に光を照射する第1走行体74と、図示しないミラーを有し原稿からの反射光をさらに反射する第2走行体75と、第2走行体75からの反射光を集束する結像レンズ76と、結像レンズ76によって集束した光を読み取る図示しないCCDを内蔵した読み取りセンサ77と、読み取り後の原稿を積載する積載トレイ51とを有している。
【0026】
ADF400は、コンタクトガラス50に搬送される原稿を積載する原稿載置台49を有しており、原稿載置台上に載置された原稿を一枚ずつ分離してスキャナ300に備えられたコンタクトガラス50上に搬送するとともに、スキャナ300においてコンタクトガラス50上で読み取りが行われた原稿をさらに搬送して、積載トレイ51上に積載するものである。
【0027】
画像形成装置20はフルカラー画像形成装置一般に用いられている色分解重ね合わせ転写方式により画像形成を行うものであって、スキャナ300は、第1走行体、第2走行体、結像レンズ76等の光学系を介して青、赤、緑の3色に色分解した画像情報光を各々読み取りセンサ77で読み取ることによって、原稿を読み取るものである。そして、各CCDが検知した光の強度レベルをもとにして画像演算処理を行って黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色で現像すべき書き込み画像データが作成され、この書き込み画像データに応じて露光装置29が露光光29BK、29Y、29M、29Cを感光体ドラム25BK、25Y、25M、25Cに照射し、光書き込みが行われるようになっている。
【0028】
定着装置1は、トナーを定着されるシートを搬送するためのシート搬送部材としての無端の定着ベルト17と、定着ベルト17を巻き掛けられた加熱ローラ16及び定着ローラ15と、定着ベルト17を介して定着ローラ15に対向して配置され定着ベルト17に押し当て圧接された加圧ローラ18と、加熱ローラ16の内部に備えられた図示しない加熱手段としてのヒータとを有する、ベルト定着装置である。定着装置1はベルト定着装置でなく熱ローラ対タイプの定着装置であっても良い。
【0029】
レジストローラ30は一般的なそれと同様に接地されているが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印可しても良い。この場合には例えば径φが18mm、表面が1mm厚の導電性NBRゴムの導電性ゴムローラを用いて、印可電圧を、シートのトナーを転写する側(表側)に−800V程度、裏側に+200V程度としたバイアスを印可する。導電性NBRゴムの電気抵抗はゴム材の体積抵抗で10E9Ωcm程度が望ましい。
【0030】
なお、一般的に中間転写方式は紙粉が感光体ドラム25BK、25Y、25M、25Cまでは移動しづらいため、紙粉の転写を考慮する必要は少なく、アースになっていても良い。また、印可電圧はDCバイアスであるが、シートをより均一に帯電させるためDCオフセット成分を持ったAC電圧を印可しても良い。このようにバイアスを印可したレジストローラ30を通過した後の用紙表面は若干マイナス側に帯電しているため、ベルト31からシートに転写する2次転写では、レジストローラ30に電圧を印可しなかった場合に比べて転写環境が変わるので、転写条件を変更する場合がある。
【0031】
ベルト31は、厚みGが0.1〜0.5mmの伸びの大きなゴムを材料とする弾性層81と、弾性層81を挟む伸びの少ないフッ素樹脂を材料とする基層82およびフッ素系樹脂をコーティングした表層83とを有する。弾性層81、基層82、表層83は何れも一層構造であるが、少なくとも一層構造をなしているものであればよい。基層82は帆布などの伸びにくい材料で構成しても良い。表層83は、平滑性の良いものであって、弾性層81を覆っており、シートが当接する面を構成している。
【0032】
ベルト31は、基層82がないと弾性層81の伸びを抑制するものがなく、ローラ32、33、34等に巻き掛けられた屈曲部で大きく変形し、トナー像を乱すこと、及び、表層83がないと、基層82がないときと同じ理由でトナー像を乱すことに加えトナー像を乗せる面の表面エネルギーが大きいためトナー像の離型性が悪く、ベルト31からシートへのトナー像の転写がうまく行われないこと、等の理由により、上述の構成としている。
【0033】
また、弾性層81の厚みGを0.1〜0.5mmとしたのは、0.1mmより薄いと弾性の効果が低下してトナー像に対する応力集中の低減効果が少なくなって文字の中抜けに対する改善効果が低下するからであり、また0.5mmより厚いと、屈曲部での表層13の周長方向の伸びが大きくなって画像不良の原因となるからである。
【0034】
図3に示すように、転写装置22においては、シートとベルト31との隙間における放電により白抜け等の画像欠陥が生じることを防止するため、転写ローラ60をベルト31の走行方向であるB方向における、ローラ34がベルト31を巻き掛けた巻き掛け領域Cの上流側の位置に配置し、ベルト31を内側に湾曲させ、シートをベルト31に密着させることを可能として、かかる画像欠陥を防止している。
【0035】
しかし、図4に示すように、転写ローラを符号60’で示す位置に配設した場合には、すべに述べたように、ベルト31が、対向ローラ34と他のローラとの間で巻き掛けられた部分Dにおいて内側に湾曲した後、続いて対向ローラ34上に巻き掛けられた部分Eにおいて外側に湾曲するため、トナー像を担持したベルト31表面が、内側湾曲部分Dにおいて縮む向きの作用を受けた後に続いて外側湾曲部分Eにおいて伸びる向きの作用を受け、ベルト31上に保持されたトナー像が周長方向に縮んだ後に続いて伸びることでトナーが飛び散ったりして像が乱れる原因となる。
【0036】
そして、図2に示したように、弾性層81を有するベルト31を用いている場合には、弾性層81はベルト31の屈曲部D、Eにおいて、伸縮の少ない基層82よりも周長方向の伸縮が大きい。また、ベルト31は、弾性層81を有することから、弾性層81の厚みGにより、弾性層81を持たないベルトよりも厚くなっているため、屈曲部D、Eにおいて周長方向の伸縮が大きくなっている。このようにベルト31は、文字の中抜け等防止のために弾性層81を有しているが、そのため、画像欠陥を防止すべく転写ローラを符号60’で示す位置に配設した場合にはトナー像の乱れを発生しやすくなる。
【0037】
そこで、図3に示すように、本発明を適用した転写装置22においては、弾性層81を有するベルト31を使用し、かつ画像欠陥を防止すべく転写ローラ60を巻き掛け領域Cの上流側の位置に配置しつつも、ベルト31の伸縮によるトナー像の乱れを防止するため、転写ローラ60を、その回転中心O1とローラ34の回転中心O2とを結ぶ線L1と、転写ローラ60とベルト31との当接領域FのB方向における最上流点PにおけるB方向上流に向けた接線L2とのなす角αが略90°となる位置を占めるように配設している。
【0038】
この配置により、ベルト31が内側に湾曲することがないので、ベルト31の表面つまりトナー像を担持する側の面が縮むことがなく、トナー像の乱れが防止される。ここで、角αは略90°としたが、ローラ60がこれよりもB方向下流側に位置すると、シートとベルト31との隙間が大きくなり、この隙間における放電を原因とする画像欠陥が生じてしまうため、転写ローラ60は、上述した位置を占め、なおかつ点PとO2とを結ぶ線L3と、接線L2とのなす角βが90°以下となる位置を占めるように配設されており、これによりかかる画像欠陥も防止している。
【0039】
なお、図3において符号60’は従来の転写ローラ位置を、符号O3はこの従来の転写ローラの回転中心を、符号L4はO2とO4とを結ぶ線を、γはL2とL4とのなす角を示している。また図3においては、ベルト35の図示を省略している。ベルト35がローラ60に巻き掛けられていることは、ローラ60が上述した位置に配置されているため転写に影響しないが、ローラ60に巻き掛けられた部分のベルト35の表面をローラ60の周面として捉え、かかるローラ60が上述した位置に配置されていると考えるてもよい
【0040】
本実施例は以上の構成により、画像形成装置20の電源が投入されると、良好な定着を行うことができる状態となって立上りが完了し、画像形成が可能な状態となる。外部から入力される画像情報上方に基づいて画像形成を行うこともできるが、原稿を用いて画像形成を行う場合にあっては、原稿を、ADF400の原稿載置台49に載置するか、ADF400を上方に搖動して露出したコンタクトガラス50上に載置した後ADF400を閉じて原稿を押さえ、不図示のスタートスイッチを押す。
【0041】
ADF400に原稿を載置した場合には、原稿はコンタクトガラス50上に搬送されたのち、また、原稿をコンタクトガラス50上に載置した場合には直ちに、第1走行体74及び第2走行体が走行し、原稿内容を読み取る。一方、スタートスイッチを押すことと連動してベルト31が走行し、作像装置21において画像形成が開始される。フルカラー画像を形成する場合には、次に述べるようにベルト31上にトナー像が順次重ね転写され、すべての色のトナー像が重ね転写された後にこのトナー像が一括でシート上に転写される。
【0042】
フルカラー画像を形成する場合、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体25BKの方向Aへの回転にともない、感光体ドラム25BKは帯電装置27BKより帯電され、露光光29BKにより原稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置26BKにより現像され、感光体25BK上に形成されたトナー像は転写ローラ28BKによる電界の作用によりベルト31上に1次転写され、矢印B方向に搬送される。
【0043】
転写後に感光体ドラム25BK上に残留しているトナーがクリーニング装置45BKによって掻き取られることで感光体ドラム25BKがクリーニングされ、次の帯電に供される。ブラックのトナーが転写されたベルト31は矢印B方向に搬送されつつ、ベルト31が1回転される間に、作像部21BKにおける上述の作像工程と同様の作像工程を行う作像部21Y、21M、21Cにより順次それぞれイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像を適宜同期した位置に重ね転写され、画像形成に必要なすべてのトナー像を1次転写される。
【0044】
また一方、スタートスイッチを押すと、画像形成条件に応じて、給紙テーブル200内の給紙ローラ71の何れか1つ、または給紙ローラ66が回転し、対応する給紙カセット24または手差しトレイ65に載置されたシートが一枚のみ給紙路72、73または給紙路68を経てレジストローラ30に突き当たり、突き当たった状態で停止する。ベルト31の回転により1次転写されたベルト31上のトナー像が移動するタイミングに合わせてレジストローラ30が回転し、突き当てられたシートをベルト31とローラ60との対向領域である転写領域に送り込み、ベルト31上のトナー像は、転写領域に送りこまれたシートに一括で2次転写される。
【0045】
単色画像を形成する場合には、上述と同様にして形成されたその色のトナー像がベルト31に1次転写されるとこのトナー像が上述と同様にしてレジストローラ30まで搬送されレジストローラ30により転写領域に送り込まれたシート上に2次転写される。フルカラー画像を形成する場合においても、単色画像を形成する場合においても、ベルト31が弾性層81を有しているため、1次転写の際も2次転写の際も転写不良は防止され、また、ローラ60が上述の位置を占めることにより、2次転写の際の放電やトナー像の乱れは防止され、シート上のトナー像の状態は極めて良好である。
【0046】
トナー像を転写されたシートは、ベルト35によって搬送され、定着装置1に受け渡される。定着装置1において、シートは定着ベルト2の移動により搬送されつつ、トナー像を構成しているトナーが加熱加圧されシート上に溶融定着される。フルカラー画像を形成するか単色画像を形成するかにかかわらず、トナー像をシート上に2次転写した後のベルト31はクリーニング装置64によってクリーニングされ、次の1次転写に備えるようになっている。定着後のシートは、切り換え爪80を経て、排紙ローラ44に搬送されて排紙トレイ43上に積載・スタックされるか、反転装置42により反転されて再度画像形成が行われ、排紙トレイ43上に積載・スタックされる。
【0047】
以上本発明を適用した転写装置22及びこれを有する画像形成装置20を説明したが、画像形成は、画像形成を行うその装置において読み取った原稿画像のみならず、パソコン等の外部から入力されるデータに基づいて行うこともできる。ベルト31への転写は、ベルト31が1回転する間に順次各色のトナー像をすべて転写するのではなく、ベルト31が1回転する毎に1色のトナー像を転写するようにしても良い。転写装置22はベルト35を備えていなくとも良いが、この場合トナー像を転写されたシートを定着装置1に搬送する手段を別途設ける必要がある。本発明は、中間転写ベルトからシートに転写を行う2次転写装置に限らず、ベルト状の感光体から中間転写ベルトに転写を行う1次転写装置にも可能であるから、無端ベルト状像担持体は中間転写ベルト、感光体ベルト等を含むものである。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、無端ベルト状像担持体の内側に位置し無端ベルト状像担持体を巻き掛けた対向ローラと、無端ベルト状像担持体の外側に位置し上記対向ローラとの間で無端ベルト状像担持体を挟む転写ローラとを有する転写装置において、上記転写ローラは、無端ベルト状像担持体の走行方向における、上記対向ローラが無端ベルト状像担持体を巻き掛けた巻き掛け領域の上流側の位置であって、同転写ローラの回転中心と同対向ローラの回転中心とを結ぶ線と、上記走行方向における同転写ローラと無端ベルト状像担持体との当接領域の最上流点における無端ベルト状像担持体の上記走行方向上流側に向けた接線とのなす角が略90°となる位置を占めるので、記録媒体と無端ベルト状像担持体とを密着させてこれらの隙間によって生じる放電による白抜け等の画像欠陥によるトナー像の乱れを防止できるとともに、無端ベルト状像担持体が内側に湾曲することがないから、無端ベルト状像担持体が内側に湾曲した後伸びるときに生じるトナー像の乱れを防止でき、良好な転写を行うことができる転写装置を提供することができる。
【0049】
転写ローラが、最上流点と対向ローラの中心とを結ぶ線と、接線とのなす角が90°以下となる位置を占めることとすれば、記録媒体と無端ベルト状像担持体とを確実に密着させてこれらの隙間によって生じる放電による白抜け等の画像欠陥をより確実に防止できる転写装置を提供することができる。
【0050】
本発明は、請求項1または2記載の転写装置と、上記対向ローラと上記転写ローラとに挟まれた無端ベルト状像担持体とを有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する転写装置を有し、トナー像の乱れを防止した高画質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【0051】
無端ベルト状像担持体が、少なくとも1層の弾性層を有することとすれば、トナー像の厚みに対応して無端ベルト状像担持体の表面が変形するようにし、トナー像に対する応力集中を低減して文字の中抜け減少等の転写不良を防止することで高画質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【0052】
無端ベルト状像担持体が、弾性層を挟む、少なくとも1層の基層と、少なくとも1層の表層とを有することとすれば、高画質の画像形成を行うために設けられた弾性層が伸縮量を大きくしてトナー像を乱してしまう問題を、基層と表層とを備え弾性層の伸びを抑制することにより解決し、無端ベルト状像担持体が屈曲部で大きく変形しトナー像を乱すことを防止できるとともに、表層によりトナー像を乗せる面の表面エネルギーを小さくしてトナー像の離型性を向上し無端ベルト状像担持体から記録媒体へのトナー像の転写を良好に行うことができ、高画質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【0053】
弾性層の厚さが0.1mm〜0.5mmであることとすれば、弾性層の弾性の効果が低下してトナー像に対する応力集中の低減効果が少なくなり文字の中抜けに対する改善効果が低下することがないとともに、屈曲部での周長方向の伸びが大きくなって画像不良の原因となることがなく、高画質の画像形成を行うことができる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】本発明を適用した転写装置及びこれを有する画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図2】図1に示した画像形成装置に備えられた無端ベルト状像担持体の側断面図である。
【図3】図1に示した転写装置に備えられた転写ローラ及び対向ローラと、無端ベルト状像担持体との位置関係を示す側面図である。
【図4】従来における転写装置に備えられた転写ローラ及び対向ローラと、無端ベルト状像担持体との位置関係を示す側面図である。
【符号の説明】
20 画像形成装置
31 無端ベルト状像担持体
34 対向ローラ
60 転写ローラ
81 弾性層
82 基層
83 表層
B 無端ベルト状像担持体の走行方向
C 巻き掛け領域
F 転写ローラと無端ベルト状像担持体との対向領域
L1 転写ローラの回転中心O1と対向ローラの回転中心O2とを結ぶ線
L2 最上流点Pにおける無端ベルト状像担持体の、無端ベルト状像担持体の走行方向上流側に向けた接線
O1 転写ローラの回転中心
O2 対向ローラの回転中心
P 無端ベルト状像担持体の走行方向Bにおける、転写ローラと無端ベルト状像担持体との対向領域Cの最上流点
α 転写ローラの回転中心O1と対向ローラの回転中心O2とを結ぶ線L1と、最上流点Pにおける無端ベルト状像担持体の、無端ベルト状像担持体の走行方向上流側に向けた接線L2とのなす角
β 最上流点Pと接線L2とのなす角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer device having a transfer roller positioned outside and inside an endless belt-shaped image carrier and a facing roller facing the transfer roller, and a copying machine, a facsimile machine having the transfer device and such an image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer has an image carrier such as a photoconductor and an intermediate transfer belt, and transfers a toner image formed on the image carrier by a transfer device that applies a voltage or the like. It has become. An intermediate transfer type image forming apparatus using an intermediate transfer belt includes a photoconductor on which a toner image corresponding to image information is formed, an endless intermediate transfer belt stretched over a plurality of rollers, and a photoconductor. And a secondary transfer device that transfers the toner image transferred onto the intermediate transfer belt onto a recording medium, and a primary transfer device that transfers the toner image onto the intermediate transfer belt. As a secondary transfer device, for example, as described in [Patent Literature 1], a device including a transfer roller in contact with the surface of an intermediate transfer belt and a facing roller inside the intermediate transfer belt is known. .
[0003]
This type of image forming apparatus has a problem in that when performing secondary transfer, image defects such as white spots occur due to discharge in a gap between the recording medium and the intermediate transfer belt. Therefore, as shown in FIG. 4, for example, in [Patent Document 2], a
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-090780
[Patent Document 2]
JP-A-10-133497
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an arrangement of the transfer roller 60 ', the
[0006]
On the other hand, many image forming apparatuses using an intermediate transfer belt formed of a resin have conventionally been provided. However, an intermediate transfer belt formed of a resin generally has a high hardness and is used in a primary transfer section and a secondary transfer section. In particular, the toner image is particularly stressed at the central portion of the character, and a transfer failure called a character void phenomenon is likely to occur. Therefore, a layer made of an elastic material is provided on the intermediate transfer belt so that the surface of the transfer belt is deformed in accordance with the thickness of the toner image, and the concentration of stress on the toner image is reduced, thereby reducing the occurrence of missing characters in characters. There has been proposed a technique for improving the transfer failure of the image.
[0007]
However, when an intermediate transfer belt having such an elastic layer is used, the elastic layer is dragged by the elastic layer at the bending portion of the intermediate transfer belt because expansion and contraction in the circumferential direction is larger than that of a rigid layer such as resin. In this case, the belt surface expands and contracts more in the circumferential direction than a belt without an elastic layer. Further, an intermediate transfer belt having an elastic layer is generally thicker than an intermediate transfer belt having no elastic layer due to the thickness of the elastic layer. This also causes the belt surface to expand and contract. Therefore, when the intermediate transfer belt having the elastic layer is used, the toner image is likely to be disturbed due to the arrangement of the transfer roller.
[0008]
The present invention is directed to a method of forming a toner image such that an image defect such as a white spot is generated by a discharge in a gap between a recording medium and a belt-shaped image carrier and a toner image is disturbed due to expansion and contraction of the surface of the image carrier. An object of the present invention is to provide a transfer device and an image forming apparatus that prevent disturbance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an opposing roller positioned inside the endless belt-shaped image carrier and wound around the endless belt-shaped image carrier, and positioned outside the endless belt-shaped image carrier. A transfer roller sandwiching the endless belt-shaped image carrier with the opposing roller, wherein the transfer roller has an endless belt-shaped image carrier in a running direction of the endless belt-shaped image carrier. A line connecting the rotation center of the transfer roller and the rotation center of the opposing roller at a position upstream of the winding area where the body is wound, and the transfer roller and the endless belt-shaped image carrier in the running direction. The endless belt-shaped image carrier at the most upstream point of the contact area with the tangent line toward the upstream side in the traveling direction occupies a position where the angle is approximately 90 °.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the transfer device according to the first aspect, the transfer roller has an angle of 90 ° or less between a line connecting the most upstream point and the center of the opposite roller and the tangent. Occupy a position.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the transfer device according to the first or second aspect, and an endless belt-shaped image carrier sandwiched between the opposed roller and the transfer roller.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the endless belt-shaped image carrier has at least one elastic layer.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the endless belt-shaped image carrier has at least one base layer and at least one surface layer sandwiching the elastic layer. Features.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth or fifth aspect, the thickness of the elastic layer is 0.1 mm to 0.5 mm.
[0015]
【Example】
FIG. 1 schematically shows a transfer apparatus to which the present invention is applied and an image forming apparatus having the same. The image forming apparatus is of a tandem type, is of an intermediate transfer type, is a well-known apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and forms a color image. The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The image forming device 21 is located at a position facing the
[0022]
The image forming unit 21C includes a photosensitive drum 25C, which is an electrostatic latent image carrier as an image carrier, a charging device 27C, a developing
[0023]
The image forming device 21 has a
[0024]
The paper feed table 200 is provided with a
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The fixing device 1 includes an endless fixing belt 17 as a sheet conveying member for conveying a sheet on which the toner is fixed, a heating roller 16 and a fixing roller 15 around which the fixing belt 17 is wound, and a fixing belt 17. A fixing roller disposed opposite to the fixing roller 15 and pressed against the fixing belt 17, and a heater as heating means (not shown) provided inside the heating roller 16. . The fixing device 1 may be a heat roller pair type fixing device instead of the belt fixing device.
[0029]
The
[0030]
Generally, in the intermediate transfer method, paper dust is hard to move to the photosensitive drums 25BK, 25Y, 25M, and 25C. Therefore, it is not necessary to consider the transfer of paper dust, and the intermediate powder may be grounded. Further, the applied voltage is a DC bias, but an AC voltage having a DC offset component may be applied to more uniformly charge the sheet. Since the paper surface after passing through the biased
[0031]
The
[0032]
Without the
[0033]
The reason why the thickness G of the elastic layer 81 is set to 0.1 to 0.5 mm is that if the thickness is less than 0.1 mm, the effect of the elasticity is reduced, the effect of reducing the stress concentration on the toner image is reduced, and the center of the character is lost. If the thickness is larger than 0.5 mm, the elongation in the circumferential direction of the surface layer 13 at the bent portion becomes large, which causes an image defect.
[0034]
As shown in FIG. 3, in the
[0035]
However, when the transfer roller is disposed at the position indicated by reference numeral 60 'as shown in FIG. 4, the
[0036]
Then, as shown in FIG. 2, when the
[0037]
Therefore, as shown in FIG. 3, in the
[0038]
With this arrangement, the
[0039]
In FIG. 3, reference numeral 60 'denotes a conventional transfer roller position, and reference numeral O denotes a transfer roller position. 3 Is the center of rotation of this conventional transfer roller, and L4 is O 2 And O 4 Indicates the angle between L2 and L4. 3, illustration of the
[0040]
In the present embodiment, when the power of the
[0041]
When the original is placed on the
[0042]
In the case of forming a full-color image, when the operator performs a well-known operation of starting image formation, the photosensitive drum 25BK is charged by the charging device 27BK with the rotation of the photosensitive member 25BK in the direction A, and is exposed by the exposure light 29BK. An electrostatic latent image corresponding to the original image is formed, the electrostatic latent image is developed by the developing device 26BK, and the toner image formed on the photoconductor 25BK is transferred onto the
[0043]
The toner remaining on the photoconductive drum 25BK after the transfer is scraped off by the cleaning device 45BK, so that the photoconductive drum 25BK is cleaned and used for the next charging. The
[0044]
On the other hand, when the start switch is pressed, one of the
[0045]
When a single-color image is formed, when the toner image of the color formed in the same manner as described above is primarily transferred to the
[0046]
The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed by the
[0047]
The
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, an endless roller is located between the endless belt-shaped image carrier and the opposing roller that is wound around the endless belt-shaped image carrier and the endless roller that is located outside the endless belt-shaped image carrier. A transfer roller having a transfer roller sandwiching the belt-shaped image carrier, wherein the transfer roller is located in a winding area where the opposed roller is wound around the endless belt-shaped image carrier in a running direction of the endless belt-shaped image carrier. An upstream position, a line connecting the rotation center of the transfer roller and the rotation center of the opposing roller, and the most upstream point of the contact area between the transfer roller and the endless belt-shaped image carrier in the running direction. Occupies a position where the angle between the endless belt-shaped image carrier and the tangent toward the upstream side in the traveling direction is approximately 90 °, so that the recording medium is brought into close contact with the endless belt-shaped image carrier, and Arising Disturbance of the toner image due to image defects such as white spots due to electric discharge can be prevented, and the endless belt-shaped image carrier does not curve inward. It is possible to provide a transfer device that can prevent toner image disturbance and perform good transfer.
[0049]
If the transfer roller occupies a position where the angle between the line connecting the most upstream point and the center of the opposing roller and the tangent is 90 ° or less, the recording medium and the endless belt-shaped image carrier can be reliably connected. It is possible to provide a transfer device capable of more reliably preventing image defects such as white spots due to electric discharge caused by these gaps when brought into close contact.
[0050]
The present invention resides in an image forming apparatus having the transfer device according to claim 1 and an endless belt-shaped image carrier sandwiched between the opposing roller and the transfer roller. It is possible to provide an image forming apparatus having an image forming apparatus and capable of forming a high-quality image while preventing disturbance of a toner image.
[0051]
If the endless belt-shaped image carrier has at least one elastic layer, the surface of the endless belt-shaped image carrier is deformed according to the thickness of the toner image, thereby reducing stress concentration on the toner image. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image by preventing a transfer failure such as a decrease in the number of missing characters in a character.
[0052]
If the endless belt-shaped image carrier has at least one base layer and at least one surface layer sandwiching the elastic layer, the elastic layer provided for performing high-quality image formation may have an amount of expansion and contraction. Solves the problem that the toner image is disturbed by increasing the size of the toner image by suppressing the elongation of the elastic layer by providing the base layer and the surface layer. And the surface energy of the surface on which the toner image is placed can be reduced by the surface layer to improve the releasability of the toner image, and the toner image can be transferred well from the endless belt-shaped image carrier to the recording medium. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image.
[0053]
If the thickness of the elastic layer is from 0.1 mm to 0.5 mm, the effect of the elasticity of the elastic layer is reduced, the effect of reducing the concentration of stress on the toner image is reduced, and the effect of improving the hollow characters is reduced. It is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image without causing the occurrence of image defects due to an increase in the circumferential length of the bent portion in the circumferential direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing a transfer device to which the present invention is applied and an image forming apparatus having the transfer device.
FIG. 2 is a side sectional view of an endless belt-shaped image carrier provided in the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a side view illustrating a positional relationship between a transfer roller and an opposing roller provided in the transfer device illustrated in FIG. 1 and an endless belt-shaped image carrier.
FIG. 4 is a side view showing a positional relationship between a transfer roller and an opposing roller provided in a conventional transfer device and an endless belt-shaped image carrier.
[Explanation of symbols]
20 Image forming apparatus
31 Endless belt image carrier
34 Opposing roller
60 Transfer roller
81 elastic layer
82 base layer
83 Surface
B Running direction of the endless belt-shaped image carrier
C Wrapping area
F Opposite area between transfer roller and endless belt-shaped image carrier
L1 Center of rotation O of transfer roller 1 And the rotation center O of the opposing roller 2 Line connecting to
L2 Tangent line of the endless belt-shaped image carrier at the most upstream point P toward the upstream side in the running direction of the endless belt-shaped image carrier
O 1 Rotation center of transfer roller
O 2 Rotation center of opposing roller
P The most upstream point of the facing area C between the transfer roller and the endless belt-shaped image carrier in the traveling direction B of the endless belt-shaped image carrier.
α Center of rotation of transfer roller O 1 And the rotation center O of the opposing roller 2 Between the line L1 connecting the endless belt-shaped image carrier at the most upstream point P and the tangent L2 toward the upstream side in the running direction of the endless belt-shaped image carrier.
β Angle between the most upstream point P and the tangent L2
Claims (6)
上記転写ローラは、無端ベルト状像担持体の走行方向における、上記対向ローラが無端ベルト状像担持体を巻き掛けた巻き掛け領域の上流側の位置であって、同転写ローラの回転中心と同対向ローラの回転中心とを結ぶ線と、上記走行方向における同転写ローラと無端ベルト状像担持体との当接領域の最上流点における無端ベルト状像担持体の上記走行方向上流側に向けた接線とのなす角が略90°となる位置を占めることを特徴とする転写装置。An endless belt-shaped image carrier is positioned between the opposed roller located inside the endless belt-shaped image carrier and around the endless belt-shaped image carrier, and the opposed roller located outside the endless belt-shaped image carrier. A transfer device having a transfer roller sandwiching the transfer roller,
The transfer roller is located at a position upstream of a winding area where the opposite roller is wound around the endless belt-shaped image carrier in the traveling direction of the endless belt-shaped image carrier, and is the same as the rotation center of the transfer roller. The line connecting the rotation center of the opposing roller and the endless belt-shaped image carrier at the most upstream point of the contact area between the transfer roller and the endless belt-shaped image carrier in the traveling direction are directed to the upstream side in the traveling direction of the endless belt-shaped image carrier. A transfer device characterized in that the transfer device occupies a position where an angle between the tangent and the tangent is approximately 90 °.
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