JP2004133419A - 画像形成装置・転写ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】例えば４連タンデム構成の画像形成装置において、各色の転写時における色ズレを低減し、高画質、高品質の出力ができるようにする。
【解決手段】４つの並列する像担持体１上に形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する転写手段として、転写ベルト５２と、転写ベルト５２を挟んでそれぞれ対応する像担持体１と形成する転写ニップ部に転写バイアスを印加する４つの転写バイアス印加部材５１とを備え、転写バイアス印加部材５１は、その中心が、バイアスを印加する像担持体１の中心から転写ベルト５２に下ろした垂線よりも、転写ベルト５２移動方向下流側に位置するように配置され、転写バイアス印加部材５１のうち少なくとも２つが、転写バイアス部材５１よりも転写ベルト５２移動方向下流側にベルト保持部材７を備える。
【選択図】図１

Description

　本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等のカラー画像形成装置及び該画像形成装置に用いられる転写ユニットに関する。

　従来、４連タンデム構成の画像形成ユニットを備え、転写ベルトにて転写紙を搬送するとともに、転写ベルトを介し像担持体である感光体と対向させた位置にバイアス印加部材を配置して、そのバイアス印加部材にバイアスを印加することで感光体上のトナー像を転写紙上に順次転写させる構成のカラー画像形成装置が知られている。
　白黒画像形成装置においては、バイアス印加部材の感光体に対する配置などに関しては、多くの課題に対する特許出願がなされている。例えば、転写ベルトを介して感光体と反対側にバイアス印加部材を配置する構成においては、転写ニップの上流側の転写ベルトを感光体に巻き付けるように押し上げることで、転写電界が掛かる前に転写紙と感光体とを接触させることができ、放電によるチリや異常画像を低減する構成としているものがある。

　特許第３１３１１２６号公報には、転写ニップの下流側の転写ベルトを感光体に巻き付けることで、剥離放電時の放電量を低減でき、逆転写などを低減できる方法などが記載されている。
　特開平６−２０２４９７号公報には、上記のように転写ニップ近傍の転写ベルトの上流側や下流側を持ち上げないで異常画像を低減する方法として、バイアス印加部材と転写ベルトの接触ニップ幅を低減して、転写ニップ入口・出口近傍の転写電界が掛かる領域をバイアス印加部材位置から遠ざける方法が記載されている。
　一方、４連タンデム構成のカラー画像形成装置においては、白黒画像形成装置には無い４色の画像位置を精度良く合わせるという、難度が高く大きな課題が発生する。先に挙げた特許第３１３１１２６号公報に開示された構成のように、転写ニップの上流側の転写ベルトを持ち上げた構成では、転写紙が転写ニップに突入する際、紙先端部が感光体に突き当たり、数十μｍレベルの微小速度変動が発生し、色ズレが生じてしまう問題があった。特に厚紙などでは顕著な色ズレが発生しやすい。

　４連タンデム構成のカラー画像形成装置の転写に関する提案としては、例えば特開平６−９５５３６号公報に記載のものが挙げられる。特開平６−９５５３６号公報に開示されている構成は、転写ベルトを介して感光体に当接している転写ローラに加わる圧力によって、転写紙が転写ニップに入るときに生じる感光体の速度変動等を回避させるために、転写ローラの配置を、転写ベルトを介した感光体との対向位置よりも転写紙搬送方向下流側にしたものである。

特許第３１３１１２６号公報 特開平６−２０２４９７号公報 特開平６−９５５３６号公報

　特開平６−２０２４９７号公報に開示されている構成では、転写紙突入時の紙先端部の感光体への衝撃は低減できるものの、バイアス印加部材と転写ベルトの接触幅を減らしているため、接触の均一性が大きな課題となり、感光体とバイアス印加部材の平行度が不良であったり、バイアス印加部材が撓んだりすると転写不良となる問題があった。
　さらに、このようなバイアス印加部材と転写ベルトの接触幅を減らしただけの構成では、転写ニップ上流側の感光体への巻き付け量を大きく稼ぐことができず、転写ニップ上流部での異常放電を抑制するのに限界があった。

　特開平６−９５５３６号公報に開示されている構成では、転写ローラは、転写ベルトの張力に打ち勝つだけの押圧力をもって転写ベルトを押し上げるようにしなければ、電流が流れず転写バイアスの印加ができない。
　従って、転写ローラと感光体とのニップ圧は高くなり、これによって画像が虫食いのような画像となったり、前ステーションのトナー画像を剥ぎ取ったりする逆転写が激しく発生したりする。
　また、このニップ圧が高いことで、転写紙の先端部が転写ニップ突入の際に負荷となり、微妙な色ズレを生じる原因ともなっていた。

　そこで、本発明は、特に４連タンデム構成の画像形成装置において、各色（画像）の転写時における色ズレを高精度に低減でき、高画質、高品質の画像出力ができる画像形成装置及び該画像形成装置に用いられる転写ユニットの提供を、その目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明では、転写紙の先端部が転写ニップ部に突入する際の負荷を低減させ、色ズレを防ぐために、転写バイアス印加部材が転写ベルトを持ち上げる力を極力低減することとした。
　これにより、特に厚紙通紙時において当該負荷の低減を効果的にすることができ、色ズレの無い高品質の画像を得ることができた。また、転写バイアス印加部材が転写ベルトを持ち上げる力を極力低減することは、逆転写低減と虫食いによる画像劣化低減にも効果があった。

　但し、転写バイアス印加部材を転写ニップ下流側に配置し、押上げ力を弱めた場合には、転写バイアス印加部材が転写ベルトの張力に負けて感光体から離れて電流が流れないか、もしくは、電流を流すための印加バイアスが上昇し、電源容量が増大する。そこで、転写バイアス印加部材が転写ベルトの張力に負けないように、ベルト保持部材を設けて転写ニップ下流側の転写ベルトを持ち上げることとした。
　このような構成とすることで、４連タンデム構成のカラー画像形成装置において、大きな課題であった各色の色ズレ量を最も小さくすることができ、さらに転写ニップ上流側の異常放電や、下流側の剥離放電も低減できたため、非常に高画質且つ高品質の画像を提供でき、本発明を完成させるに至った。

　具体的には、請求項１記載の発明では、複数の像担持体を並列して設け、該像担持体それぞれに、帯電を施す帯電手段、潜像を形成する露光手段、形成された潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段とを備え、上記像担持体上に形成されたそれぞれのトナー像を転写紙に順次転写する転写手段を備える画像形成装置であって、上記転写手段は、転写ベルトと、該転写ベルトを挟んでそれぞれ対応する上記像担持体と形成する転写ニップに転写バイアスを印加する複数の転写バイアス印加部材とからなり、該転写バイアス印加部材は、その中心が、転写バイアスを印加する上記像担持体の中心から上記転写ベルトに下ろした垂線よりも、上記転写ベルト移動方向下流側に位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のうち少なくとも２つが、上記転写バイアス部材よりも上記転写ベルト移動方向下流側にベルト保持部材を備えることを特徴とする。

　請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材をそれぞれ対応する上記像担持体に対して加圧する加圧手段が設けられており、上記転写バイアス印加部材の加圧によって形成される上記転写ベルトの上記像担持体への巻き付け幅が、上記ベルト保持部材を取り付けたときの方が、取り払ったときよりも長くなるように、上記ベルト保持部材の位置、及び上記転写バイアス印加部材の加圧力が設定されたことを特徴とする。

　請求項３記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材をそれぞれ対応する上記像担持体に対して加圧する加圧手段が設けられており、上記像担持体の軸心から上記転写バイアス印加部材の位置までの距離が、上記ベルト保持部材を取り払ったときの方が、取り付けたときよりも長くなるように、上記転写バイアス印加部材の加圧力が設定されたことを特徴とする。

　請求項４記載の発明では、請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材は、上記転写ベルトの上記像担持体への巻き付け幅以内で上記転写ベルトと接触することを特徴とする。

　請求項５記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材は、転写ローラであることを特徴とする。

　請求項６記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、上記ベルト保持部材は、弾性部材により保持されることを特徴とする。

　請求項７記載の発明では、１つの像担持体上に形成された画像を、複数の支持部材間に掛け回されて回転移動するベルト状の転写体上で、該転写体を挟んで上記像担持体に対応して配置された転写バイアス印加部材に転写バイアスを印加することにより転写し、上記転写体移動方向下流側に配置された他の像担持体上に形成された画像を同様の転写構成により先に転写された画像上に重ねて転写する画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材は、その中心が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線よりも上記転写体移動方向下流側にずれて位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のさらに下流側に、上記転写体を上記像担持体側へ加圧し転写ニップ中心から下流において上記像担持体に対して上記転写体を所定範囲に亘って巻き付ける転写体保持部材が設けられていることを特徴とする。

　請求項８記載の発明では、請求項７記載の画像形成装置において、上記転写ニップ中心から上記転写体移動方向上流側における上記像担持体に対する上記転写体の巻き付き幅が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線の位置に上記転写バイアス印加部材を配置したときよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。

　請求項９記載の発明では、請求項７又は８記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材を上記像担持体に向けて加圧する加圧手段を有し、上記像担持体に対する上記転写体の全巻き付き量のほぼ全体が、上記転写体保持部材の加圧で担われ、上記転写バイアス印加部材の上記像担持体に対する加圧力は必要最小限に設定されていることを特徴とする。

　請求項１０記載の発明では、請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材が、上記転写体の厚み方向の何れの方向においても位置固定して設けられていることを特徴とする。

　請求項１１記載の発明では、請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材が弾性部材により上記像担持体側へ付勢されていることを特徴とする。

　請求項１２記載の発明では、請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材が弾性部材により上記像担持体側へ付勢され、上記転写体の厚み方向の上記像担持体方向へは位置固定され、逆方向へは変位可能に設けられていることを特徴とする。

　請求項１３記載の発明では、請求項１２記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材がローラであり、該転写体保持部材は、上記弾性部材により付勢され所定位置でストッパにより位置固定された軸受に回転自在に支持されていることを特徴とする。

　請求項１４記載の発明では、請求項１１乃至１３のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体によりシート状記録媒体を搬送して該シート状記録媒体上に画像を重ね転写する構成を有し、上記弾性部材の付勢力は、シート状記録媒体の厚みに応じて上記転写体保持部材を上記像担持体側と逆方向へ変位させ得るように設定されていることを特徴とする。

　請求項１５記載の発明では、請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体によりシート状記録媒体を搬送して該シート状記録媒体上に画像を重ね転写する構成を有し、上記転写体保持部材が弾性層を有するローラであり、該転写体保持部材は、上記転写体の厚み方向の何れの方向においてもその中心を位置固定して設けられ、上記弾性層の弾性力は、シート状記録媒体の厚みに応じて上記転写体保持部材の上記像担持体側の位置を上記像担持体側と逆方向へ変位させ得るように設定されていることを特徴とする。

　請求項１６記載の発明では、請求項７乃至１５のうちの何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材が、上記転写バイアス印加部材に印加される転写バイアスとの関係において実質的に電気的な作用をしない材料で形成されていることを特徴とする。

　請求項１７記載の発明では、請求項１６記載の画像形成装置において、上記転写体保持部材が少なくとも表面に中抵抗層を有することを特徴とする。

　請求項１８記載の発明では、画像形成装置本体側に並置された複数の像担持体に沿って移動する移動面を有し複数の支持部材間に掛け回されて回転移動するベルト状の転写体と、該転写体を挟んで上記各像担持体に個別に対応して配置され上記像担持体上に形成された画像を転写するための転写バイアスを印加される転写バイアス印加部材を有する転写ユニットにおいて、上記転写バイアス印加部材は、その中心が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線よりも上記転写体移動方向下流側にずれて位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のさらに下流側に、上記転写体を上記像担持体側へ加圧し転写ニップ中心から下流において上記像担持体に対して上記転写体を所定範囲に亘って巻き付ける転写体保持部材が設けられていることを特徴とする。

　請求項１９記載の発明では、請求項１８記載の転写ユニットにおいて、上記転写ニップ中心から上記転写体移動方向上流側における上記像担持体に対する上記転写体の巻き付き幅が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線の位置に上記転写バイアス印加部材を配置したときよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。

　請求項２０記載の発明では、請求項１８又は１９記載の画像形成装置において、上記転写バイアス印加部材を上記像担持体に向けて加圧する加圧手段を有し、上記像担持体に対する上記転写体の全巻き付き量のほぼ全体が、上記転写体保持部材の加圧で担われ、上記転写バイアス印加部材の上記像担持体に対する加圧力は必要最小限に設定されていることを特徴とする。

　本発明によれば、転写ベルトと感光体とのニップ及び、転写ベルトと転写バイアス印加部材とのニップを規定し、また、転写バイアス印加部材の加圧力を規定したことで、４連タンデム構成のカラー画像形成装置において、大きな課題であった各色の色ズレを効果的に低減でき、さらに転写ニップ上流側の異常放電や、下流側の剥離放電も低減し、非常に高画質かつ高品質の画像を出力する画像形成装置を提供することができる。

　特に、請求項５記載の発明によれば、転写バイアス印加部材を転写ローラとしたので、転写体との摩擦抵抗を低減できて転写体の長寿命化を図ることができるとともに、転写体の駆動抵抗の低減により駆動源の消費電力を低減できる。
　特に、請求項８記載の発明によれば、転写チリを低減できる。
　特に、請求項１０記載の発明によれば、転写体保持部材の設置構成を簡易化でき、構成のコンパクト化を図ることができる。
　特に、請求項１３記載の発明によれば、転写体保持部材をローラとしたので、転写体との摩擦抵抗を低減できて転写体の長寿命化を図ることができるとともに、転写体の駆動抵抗の低減により駆動源の消費電力を低減できる。

　特に、請求項１４又は１５記載の発明によれば、シート状記録媒体の厚みが大きい場合でも位置合わせ精度を確保することができる。
　特に、請求項１６又は１７記載の発明によれば、転写バイアス電流が転写体保持部材へ流れるのを防止でき、トナー飛散を防止できる。

　以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。まず、図４に基づいて本実施形態における画像形成装置としての４連タンデム直接転写方式のカラー画像形成装置（カラープリンタ）の概略構成を説明する。
　カラープリンタは、１つの手差しトレイ２０、２つの給紙カセット２１，２２の３つの給紙トレイを有しており、手差しトレイ２０より給紙されたシート状記録媒体としての図示しない転写紙は給紙コロ２３により最上のものから順に１枚ずつ分離され、レジストローラ対８へ向けて搬送される。給紙トレイ２１又は２２から給紙された転写紙Ｐは、給紙コロ２４により最上のものから順に１枚ずつ分離され、搬送ローラ対２５を介してレジストローラ対８へ向けて搬送される。

　給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対８で一旦停止され、スキューを修正された後、後述する最上流に位置する感光体（感光体ドラム）１Ｍ上に形成された画像の先端と転写紙Ｐの搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで、図示しないレジストクラッチのオン制御によるレジストローラ対８の回転動作により転写体としての転写ベルト５２へ向けて搬送される。
　転写紙Ｐは、転写ベルト５２とこれに当接した紙吸着ローラ９（図１参照）とで構成される紙吸着ニップを通過する際、紙吸着ローラ９に印加されるバイアスにより転写ベルト５２に静電力で吸着され、所定のプロセス線速にて搬送される。

　転写ベルト５２に吸着された転写紙Ｐには、転写ベルト５２を挟んで各色の像担持体としての感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋに対応した位置に配置された転写バイアス印加部材としての転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋに、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されることにより、各感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋに作像された各色のトナー像がマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の順で転写される。転写ローラ５１はヒドリンゴムで形成されている。

　各色の転写工程を経た転写紙Ｐは、下流側の駆動ローラ２６の部位で転写ベルト５２から曲率分離され、定着装置３０へ搬送される。定着装置３０における定着ベルト３１と加圧ローラ３２により構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が熱と圧力により転写紙Ｐに定着される。定着がなされた転写紙Ｐは、片面印刷モードの場合には、装置本体上面に形成されたＦＤ（フェイスダウン）トレイ３３へと排出される。
　予め両面印刷モードが選択されている場合には、定着装置３０を出た転写紙Ｐは、図示しない反転ユニットへ送られ、該ユニットにて表裏を反転されてから転写ユニット３４の下部に位置する両面搬送ユニット３５に搬送される。転写紙Ｐは該両面搬送ユニット３５から再給紙され、搬送ローラ対３６、２５を経てレジストローラ対８へ搬送される。以降は、片面印刷モード時と同様の動作を経て定着装置３０を通過し、ＦＤトレイ３３へと排出される。

　図１に示すように、４つの感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋの周囲には、それぞれ帯電手段２、露光手段３、現像手段４、クリーニング手段６等が配置されている。露光手段３は、図４に示すように１つのユニットとして形成され、各感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋに対してそれぞれ露光光３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｂｋを射出する。
　図１に示すように、感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋは、転写ベルト５２に当接し、転写ベルト５２を挟んで感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋにそれぞれ対応する位置に転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋが配置されている。各転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋは、それぞれ加圧手段としてのスプリング５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｙ、５３Ｂｋにより感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋに向けて加圧されている。転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋと、スプリング５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｙ、５３Ｂｋにより転写手段が構成されている。

　転写ベルト５２はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）で形成されており、複数の支持部材としての支持ローラ２６、２７、２８、２９間に掛け回されて張架されている。本実施形態では、転写バイアス印加部材５１として転写ローラを採用したが、ブラシ、ブラシローラ、ブレード等他の形状であってもよい。本発明では、特に、感光体１と転写ベルト５２、転写ベルト５２と転写バイアス印加部材５１との接触の幅及びかかる圧力を規定する構成であることから、図１に記載の転写ローラが好適である。

　転写ローラ５１Ｂｋを除く転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙの転写ベルト５２の移動方向下流側には、それぞれ転写ベルト５２を感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙへ加圧するための転写体保持部材としてのローラ形状のベルト保持部材７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｂｋが配置されている。ベルト保持部材７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｂｋは、それぞれ後述する加圧手段３７Ｍ、３７Ｃ、３７Ｙ（図３参照）により加圧されている。
　転写ベルト５２、支持ローラ２６、２７、２８、２９、転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋ、スプリング５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｙ、５３Ｂｋ、ベルト保持部材７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｂｋ、加圧手段３７Ｍ、３７Ｃ、３７Ｙ等により、転写ユニット３４が構成されている。図１において、符号３９は転写ベルト５２をクリーニングするクリーニング手段を示す。

　次に、画像形成動作の概略を説明する。
　各感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋ上では、まず帯電手段２によって感光体１の表面上を均一に帯電し、帯電された感光体１の表面上に露光手段３により静電潜像を形成し、その後、各色のトナーを含む現像剤を備えた現像手段４によって、静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。
　一方、手差しトレイ２０又は給紙カセット２１あるいは給紙カセット２２より転写紙Ｐが給紙され、レジストローラ対８まで搬送されてきて、作像とのタイミングをとって転写位置まで搬送される。通常は、紙吸着ローラ９にて転写紙Ｐに電荷を付与し、転写ベルト５２に転写紙Ｐを吸着させ、搬送する。ここで紙吸着ローラ９は、発泡スポンジローラを用いているが、これに限るものではなく、ブラシでも構わない。転写紙Ｐは転写ベルト５２に吸着されたまま搬送され、上流の感光体１からＭ、Ｃ、Ｙの順に色を重ねて転写され、最後に感光体１Ｂｋを通過して、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。

　図２に基づいて、本画像形成装置の転写位置の構成について詳細に説明する。なお、図１に示すように、感光体１及び転写ベルト５２は実際には斜めに配置されているが、図２では水平配置として説明する。転写ローラ５１は、その中心が、感光体１の中心から転写ベルト５２に下ろした垂線４０よりも、転写ベルト５２の移動方向下流側に１〜２ｍｍずらした位置になるように配置されている。
　転写ベルト５２に対する転写ローラ５１の当接によって形成される転写ニップの中心は線４１で示す位置であり、転写ローラ５１がずらされて配置されているため、転写ニップ中心（感光体１の中心と転写ローラ５１の中心を結んだ線４１上に位置する）から転写ベルト５２の移動方向上流側には、少なくとも垂線４０から線４１の範囲に亘って、感光体１に転写ベルト５２が巻き付いている。

　換言すれば、転写ニップ中心から転写ベルト５２の移動方向上流側における感光体１に対する転写ベルト５２の巻き付き幅が、感光体１の中心から転写ベルト５２に下ろした垂線４０の位置に転写ローラ５１を配置したときよりも大きくなるように設定されている。厳密には、垂線４０の上流側にも若干の巻き付き領域が存在する。これにより、転写電界が掛かる前に転写紙Ｐと感光体１とを接触させることができ、放電によるチリや異常画像を低減することができる。また、垂線４０の位置から上流側を加圧していないので、転写紙Ｐの先端が感光体１に突き当たることによる不具合も生じない。

　ベルト保持部材７による加圧により、転写ニップ中心から下流側の線４２で示される位置までの所定の範囲に亘って、感光体１に転写ベルト５２が巻き付けられている。
　感光体１に対する転写ベルト５２の全巻き付け量のほぼ全体が、ベルト保持部材７の加圧で担われ、感光体１に対する転写ローラ５１の加圧力は必要最小限に設定されている。その理由を以下に説明する。ここで、必要最小限とは、後述する転写チリ等の不具合を来たすことなく良好な転写が行える転写ニップ圧が得られる程度を意味する。

　図５は、本発明者が行った転写ローラ５１の軸方向における両端部（Ｆｒｏｎｔ、Ｒｅａｒ）と中央部（Ｃｅｎｔｅｒ）における転写ニップ圧を加圧力を変えて測定した実験結果を示すグラフである。転写ローラ５１の加圧力を大きくすると、転写ローラ５１の軸方向の撓みが生じやすくなり、転写ニップ圧の偏差が大きくなる。転写ニップ圧の偏差が大きくなると、画像の一部が感光体１との密着力により剥がれるいわゆる虫食い現象や、一旦転写紙Ｐに転写された画像の一部が下流の感光体１に移る逆転写現象等が生じやすい。

　図６は、逆転写と転写ローラ５１の加圧力（転写ニップ圧）との関係における実験結果を示すグラフである。逆転写ΔＩＤは、転写紙Ｐ上のベタパターンから次ステーション（作像構成）の感光体１に付着するトナーをプリンタックにて採取し、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅにて測定した。図６から明らかなように、転写ニップ圧が低下すると逆転写も少なくなる。
　図７は、逆転写とベルト保持部材７の配置位置との関係における実験結果を示すグラフである。「通常」は垂線４０の位置を示している。図７から明らかなように、下流側を加圧した方が逆転写は少ない。
　図８は、虫食いランクと転写ニップ圧との関係における実験結果を示すグラフである。１３５Ｋｇ／ｍ^３の紙とハガキ（ハッチングで表示）について実験した。転写ニップ圧を低減すると虫食いランクも向上（改善）する。

　これらの実験結果を踏まえ、本実施形態では、転写ローラ５１により転写ニップ幅を稼がない、換言すれば、転写ベルト５２を感光体１側へ加圧する機能を転写ローラ５１に担わせないという思想の下、上記のように、感光体１に対する転写ベルト５２の全巻き付け量のほぼ全体を、ベルト保持部材７の加圧で担うようにしている。
　図２に示すような構成の転写ニップでは、転写ベルト５２の感光体１への巻き付け幅に収まる形で転写ローラ５１が転写ベルト５２と接触し、転写バイアスを印加している。従って、転写バイアスが掛かる前に転写紙Ｐと感光体１とが接触するため、転写ニップ上流側で発生するチリを防止できる。
　また、転写バイアス印加領域を過ぎてから転写紙Ｐと感光体１とが離れるため、転写ニップ下流側で剥離放電により発生する逆転写を防止することができる。また、転写ローラ５１の加圧力を極力低減した構成としているため、転写位置における加圧力が原因で生じる画像の虫食いも防ぐことができる。

　なお、転写バイアス印加部材に、転写ローラ５１を用いる場合、硬度の低いものの方が、厚みのある転写紙Ｐを通紙する際には逃げ機構が働くため、虫食いなどの画像が発生しない点からは好ましい。しかしながら、あまり柔らかすぎると転写ローラ５１と転写ベルト５２のニップ幅が大きくなりすぎて、転写ベルト５２の感光体１への巻き付け幅以内で転写ローラ５１と転写ベルト５２とのニップ幅を収めることが難しくなるので、これを考慮して選択する必要がある。

　転写ローラ５１はその軸方向両端側においてスプリング５３により付勢されており、転写ベルト５２を挟んで感光体１に向けて加圧されている。スプリング５３による加圧は、転写ベルト５２の張力より弱く、転写ベルト５２を上に押し上げないぐらいの力に設定されている。但し、転写ローラ５１の重量を支えるだけの加圧力は有するように設定されている。転写ローラ５１は感光体１方向への位置を制限されない状態で加圧されている。

　ベルト保持部材７の位置は、ここでは転写ローラ５１から約２０ｍｍ下流に離れた位置としている。ベルト保持部材７は、転写ローラ５１の押圧によって形成される転写ニップの下流側の転写ベルト５２を感光体１に巻き付ける役目を担う。
　転写ベルト５２の感光体１への巻き付け幅が、ベルト保持部材７を取り付けたときの方が、取り払ったときよりも長くなるように、ベルト保持部材７の位置を決める。
　一方、転写ベルト５２を過度に持ち上げると、逆に転写紙Ｐの安定な搬送を乱す虞があるため、ベルト保持部材７を取り払ったときの転写ベルト５２の位置より０〜２ｍｍ程度の範囲で転写紙Ｐのコシにより高さが変わるようなスプリング等の弾性部材７１により、ベルト保持部材７の位置を調整する構成とすることが好ましい。

　図９は、転写ベルト５２の持ち上げ高さ（感光体１側への加圧変位量：図２に示すｓ）とバックアップローラ（ベルト保持部材７）の位置との関係における実験結果を示すグラフである。ベルト保持部材７の位置は、転写ローラ５１からの位置を示している。
　ハッチングで示す領域は、望ましくない又は悪い領域を示している。特に、Ａ領域ではハガキがプロセスユニットによりこすられるため悪く、Ｂ領域では単色転写率が低下し、Ｃ領域では重ね部転写性が悪かった。ハッチングで示す領域を除いた部分が良好な領域であり、特に、ベルト保持部材７の位置が２０ｍｍで、変位量（ベルト保持高さ）ｓが０．４〜０．６の条件が良好であった。
　ベルト保持高さが大きいと、厚紙での位置合わせ精度が悪くなる現象がみられた。変位量ｓはベルト保持部材７が下流に離れるほど大きくする必要がある。

　図３に示すように、ベルト保持部材７を加圧する加圧手段３７は、軸受部材４３と、該軸受部材４３を感光体１側へ付勢するスプリング７１を有している。軸受部材４３は両側にＵ字状の係止アーム４３ａを有しており、係止アーム４３ａの自由端部に形成された係止面４３ｂが転写ユニット３４又はカラープリンタ本体のストッパとしてのブラケット４４に当接することにより感光体１側への位置固定がなされる。符号４３ｄはバネ受け凸部を示す。
　ベルト保持部材７はその回転軸を軸受部材４３の支持穴４３ｃに嵌合されて回転自在に支持されている。

　この構成により、ベルト保持部材７は転写ベルト５２の厚み方向の感光体１方向へは位置固定され、逆方向へはスプリング７１の弾性力下で変位可能に設けられている。
　スプリング７１の加圧力は、転写ベルト５２の張力に勝ってベルト保持部材７が転写ベルト５２を感光体１側へ押し上げ（突き上げ）、所定厚み以上の転写紙Ｐが通紙された場合には、転写紙Ｐのコシによりベルト保持部材７が感光体１から離れる方向（逆方向）へ変位するように設定されている。
　ベルト保持部材７を導電性材料で形成した場合、トナー飛散が発生することが確認された。転写ベルト５２により印加された転写電流が下流側に配置されたベルト保持部材７に流れる現象が生じ、それによりトナーが飛散すると考えられる。

これを考慮して、本実施形態では、ベルト保持部材７は、金属製のローラの表面に熱収縮チューブを被覆して中抵抗層を形成する構成としている。
　熱収縮チューブとしては、軟質ポリ塩化ビニル系熱収縮チューブであるヒシチューブ（商標名：三菱樹脂製）を使用した。体積抵抗率は５×１０^１２Ω・ｃｍである。その結果、トナー飛散は生じなかった。中抵抗層の抵抗値（体積低効率）としては、１×１０^８〜１×１０^１３Ω・ｃｍが望ましい。
　ベルト保持部材７は感光体１側への位置固定ができるものであれば、ローラに限らずブレード等でも構わない。
　また、ベルト保持部材７は、感光体１側への位置固定をせずに弾性部材で加圧する構成としてもよい。

　図１０に第２の実施形態を示す。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
　本実施形態では、ベルト保持部材７が、転写ベルト５２の厚み方向の何れの方向においても位置固定して設けられていることを特徴とする。ユーザーによっては転写紙Ｐの厚みが所定値以下のもののみを使用する場合があり、このようなケースでは上述したベルト保持部材７の変位機能は不要である。
　ベルト保持部材７の構成は上記実施形態と同一で、金属製のローラの表面に熱収縮チューブを被覆して中抵抗層を形成する構成としている。ベルト保持部材７はその回転軸７ａを図示しない転写ユニット３４の側板又は装置本体の側板に位置決めされて支持される。

　図１１に第３の実施形態を示す。本実施形態では、ベルト保持部材が弾性層を有するローラであり、転写ベルト５２の厚み方向の何れの方向においてもその中心を位置固定して設けられ、上記弾性層の弾性力は、転写紙Ｐの厚みに応じてローラの感光体１側の位置を感光体１側と逆方向へ変位させ得るように設定されていることを特徴とする。

　図１１に示すように、ベルト保持部材４５は、金属製の回転軸４５ａと、該回転軸４５ａの外周面に形成されたゴムの弾性層４５ｂを有している。第２の実施形態と同様に、回転軸４５ａを位置固定して設けられるが、所定値以上の厚みの転写紙Ｐの場合には弾性層４５ｂの弾性力により転写紙Ｐのコシに対応した変位が生じるようになっている。
　すなわち、弾性層４５ｂは変形しながらも転写ベルト５２の張力に勝って感光体１側の位置を固定され、所定値以上の厚みの転写紙Ｐが通紙された場合には、二点鎖線で示すように、さらなる変形ができるようにその硬度が設定されている。また、弾性層４５ｂは、印加される転写バイアスとの関係において上述したトナー飛散が生じないようにその抵抗値が設定されている。

　図１２に第４の実施形態を示す。ベルト保持部材７は、レイアウトスペースが許されるなら、４つの転写バイアス印加部材５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋ全てに対して配置するのが好ましい。色ズレやチリ、逆転写を効果的に防ぐことができるからである。しかしながら、レイアウトスペース上困難な場合は、図１で示した構成よりもさらにベルト保持部材７の配置数を減らし、図１２に示すように２個とすることも可能である。
　この場合、ベルト保持部材７を配置するのは、中央のＣ、Ｙ、２色の転写位置に対してである。１色目の転写性よりも、２、３色目の転写性が問題であり、また、最も下流側に位置する感光体１は、単色で画像を形成するＢｋに対応するものであるからである。図１２の構成によっても、色ズレ防止、あるいはチリ、逆転写、虫食いの防止効果が得られる。

　図１３に第５の実施形態を示す。上記各実施形態では、転写ベルト５２により転写紙Ｐを搬送しながら該転写紙Ｐに直接転写する方式としたが、本実施形態では４連タンデム間接転写方式のカラー複写機を示す。
　符号６０は原稿読取装置を示し、該原稿読取装置６０により読み取られた画像情報に基づいて感光体１に静電潜像が形成される。
　感光体１の下面には転写体としての中間転写ベルト６１が配置されており、該中間転写ベルト６１は支持部材としての支持ローラ４７、４８、４９間に掛け回されて回転移動可能に設けられている。符号６２は中間転写ベルト６１の表面をクリーニングするクリーニング手段を示す。中間転写ベルト６１、支持ローラ４７、４８、４９、クリーニング手段６２等により転写ユニット６３が構成されている。

　中間転写ベルト６１を挟んで各色の感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋに対応した位置に転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋが配置されている。また、転写ローラ５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙの下流にはそれぞれベルト保持部材７Ｍ、７Ｃ、７Ｙが配置されている。転写ローラ５１、ベルト保持部材７の機能及び配置条件等は上記実施形態と同様である。

　各感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋ上に形成されたトナー像は中間転写ベルト６１上に順次一次転写されて重ね合わされ、支持ローラ４９の二次転写位置で転写紙Ｐに一括転写される。支持ローラ４９は中間転写ベルト６１を挟んで２次転写装置６４に対向している。
　２次転写装置６４は、帯電駆動ローラ６５及び従動ローラ６６間に掛け回されて中間転写ベルト６１と同方向に移動する転写ベルト６７を有している。転写ベルト６７を帯電駆動ローラ６５により帯電させることで、中間転写ベルト６１に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を転写紙Ｐに転写することができる。

　手差しトレイ２０又は給紙カセット６８あるいは給紙カセット６９より給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対８により所定のタイミングで二次転写部位へ搬送される。画像を転写された転写紙Ｐは定着装置３０でトナー像を定着された後、排紙ローラ対７０により排紙トレイ７１に排出される。
　本実施形態においても上記各実施形態と同様に、色ズレ、転写チリ、逆転写等に対する防止機能を得ることができる。

　上記各実施形態では、いずれも４連タンデム構成について説明したが、２色以上の画像形成装置において同様に実施することができる。

第１の実施形態における４連タンデム構成のカラー画像形成装置としてのカラープリンタの要部正面図である。 転写位置の構成を説明する図である。 ベルト保持部材の加圧手段を示す図である。 カラープリンタの全体概要正面図である。 転写ローラの加圧力と軸方向におけるニップ圧の偏差との関係を示すグラフである。 転写ローラの加圧力と逆転写との関係を示すグラフである。 ベルト保持部材の位置と逆転写との関係を示すグラフである。 転写ローラの加圧力と虫食いランクとの関係を示すグラフである。 ベルト保持部材の位置と転写ベルトを持ち上げる高さとの関係を示すグラフである。 第２の実施形態におけるベルト保持部材を示す図である。 第３の実施形態におけるベルト保持部材を示す図である。 第４の実施形態における要部正面図である。 第５の実施形態におけるカラー複写機の全体概要正面図である。

符号の説明

　１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋ　像担持体としての感光体
　２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂｋ　帯電手段
　３　露光手段
　４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂｋ　現像手段
　７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ　転写体保持部材としてのベルト保持部材
　３４　転写ユニット
　３７Ｍ、３７Ｃ、３７Ｙ　加圧手段
　５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋ　転写バイアス印加部材としての転写ローラ
　５２　転写体としての転写ベルト
　５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｙ、５３Ｂｋ　加圧手段としてのスプリング
　６１　転写体としての中間転写ベルト
　７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙ　弾性部材としてのスプリング
　Ｐ　シート状記録媒体としての転写紙

Claims (20)

1. 　複数の像担持体を並列して設け、該像担持体それぞれに、帯電を施す帯電手段、潜像を形成する露光手段、形成された潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段とを備え、上記像担持体上に形成されたそれぞれのトナー像を転写紙に順次転写する転写手段を備える画像形成装置であって、
   　上記転写手段は、転写ベルトと、該転写ベルトを挟んでそれぞれ対応する上記像担持体と形成する転写ニップに転写バイアスを印加する複数の転写バイアス印加部材とからなり、該転写バイアス印加部材は、その中心が、転写バイアスを印加する上記像担持体の中心から上記転写ベルトに下ろした垂線よりも、上記転写ベルト移動方向下流側に位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のうち少なくとも２つが、上記転写バイアス部材よりも上記転写ベルト移動方向下流側にベルト保持部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 　請求項１記載の画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材をそれぞれ対応する上記像担持体に対して加圧する加圧手段が設けられており、上記転写バイアス印加部材の加圧によって形成される上記転写ベルトの上記像担持体への巻き付け幅が、上記ベルト保持部材を取り付けたときの方が、取り払ったときよりも長くなるように、上記ベルト保持部材の位置、及び上記転写バイアス印加部材の加圧力が設定されたことを特徴とする画像形成装置。
3. 　請求項１記載の画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材をそれぞれ対応する上記像担持体に対して加圧する加圧手段が設けられており、上記像担持体の軸心から上記転写バイアス印加部材の位置までの距離が、上記ベルト保持部材を取り払ったときの方が、取り付けたときよりも長くなるように、上記転写バイアス印加部材の加圧力が設定されたことを特徴とする画像形成装置。
4. 　請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材は、上記転写ベルトの上記像担持体への巻き付け幅以内で上記転写ベルトと接触することを特徴とする画像形成装置。
5. 　請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材は、転写ローラであることを特徴とする画像形成装置。
6. 　請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、
   　上記ベルト保持部材は、弾性部材により保持されることを特徴とする画像形成装置。
7. 　１つの像担持体上に形成された画像を、複数の支持部材間に掛け回されて回転移動するベルト状の転写体上で、該転写体を挟んで上記像担持体に対応して配置された転写バイアス印加部材に転写バイアスを印加することにより転写し、上記転写体移動方向下流側に配置された他の像担持体上に形成された画像を同様の転写構成により先に転写された画像上に重ねて転写する画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材は、その中心が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線よりも上記転写体移動方向下流側にずれて位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のさらに下流側に、上記転写体を上記像担持体側へ加圧し転写ニップ中心から下流において上記像担持体に対して上記転写体を所定範囲に亘って巻き付ける転写体保持部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 　請求項７記載の画像形成装置において、
   　上記転写ニップ中心から上記転写体移動方向上流側における上記像担持体に対する上記転写体の巻き付き幅が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線の位置に上記転写バイアス印加部材を配置したときよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 　請求項７又は８記載の画像形成装置において、
   　上記転写バイアス印加部材を上記像担持体に向けて加圧する加圧手段を有し、上記像担持体に対する上記転写体の全巻き付き量のほぼ全体が、上記転写体保持部材の加圧で担われ、上記転写バイアス印加部材の上記像担持体に対する加圧力は必要最小限に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
10. 　請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材が、上記転写体の厚み方向の何れの方向においても位置固定して設けられていることを特徴とする画像形成装置。
11. 　請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材が弾性部材により上記像担持体側へ付勢されていることを特徴とする画像形成装置。
12. 　請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材が弾性部材により上記像担持体側へ付勢され、上記転写体の厚み方向の上記像担持体方向へは位置固定され、逆方向へは変位可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
13. 　請求項１２記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材がローラであり、該転写体保持部材は、上記弾性部材により付勢され所定位置でストッパにより位置固定された軸受に回転自在に支持されていることを特徴とする画像形成装置。
14. 　請求項１１乃至１３のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体によりシート状記録媒体を搬送して該シート状記録媒体上に画像を重ね転写する構成を有し、上記弾性部材の付勢力は、シート状記録媒体の厚みに応じて上記転写体保持部材を上記像担持体側と逆方向へ変位させ得るように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
15. 　請求項７乃至９のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体によりシート状記録媒体を搬送して該シート状記録媒体上に画像を重ね転写する構成を有し、上記転写体保持部材が弾性層を有するローラであり、該転写体保持部材は、上記転写体の厚み方向の何れの方向においてもその中心を位置固定して設けられ、上記弾性層の弾性力は、シート状記録媒体の厚みに応じて上記転写体保持部材の上記像担持体側の位置を上記像担持体側と逆方向へ変位させ得るように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
16. 　請求項７乃至１５のうちの何れかに記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材が、上記転写バイアス印加部材に印加される転写バイアスとの関係において実質的に電気的な作用をしない材料で形成されていることを特徴とする画像形成装置。
17. 　請求項１６記載の画像形成装置において、
    　上記転写体保持部材が少なくとも表面に中抵抗層を有することを特徴とする画像形成装置。
18. 　画像形成装置本体側に並置された複数の像担持体に沿って移動する移動面を有し複数の支持部材間に掛け回されて回転移動するベルト状の転写体と、該転写体を挟んで上記各像担持体に個別に対応して配置され上記像担持体上に形成された画像を転写するための転写バイアスを印加される転写バイアス印加部材を有する転写ユニットにおいて、
    　上記転写バイアス印加部材は、その中心が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線よりも上記転写体移動方向下流側にずれて位置するように配置され、上記転写バイアス印加部材のさらに下流側に、上記転写体を上記像担持体側へ加圧し転写ニップ中心から下流において上記像担持体に対して上記転写体を所定範囲に亘って巻き付ける転写体保持部材が設けられていることを特徴とする転写ユニット。
19. 　請求項１８記載の転写ユニットにおいて、
    　上記転写ニップ中心から上記転写体移動方向上流側における上記像担持体に対する上記転写体の巻き付き幅が、上記像担持体の中心から上記転写体に下ろした垂線の位置に上記転写バイアス印加部材を配置したときよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする転写ユニット。
20. 　請求項１８又は１９記載の画像形成装置において、
    　上記転写バイアス印加部材を上記像担持体に向けて加圧する加圧手段を有し、上記像担持体に対する上記転写体の全巻き付き量のほぼ全体が、上記転写体保持部材の加圧で担われ、上記転写バイアス印加部材の上記像担持体に対する加圧力は必要最小限に設定されていることを特徴とする転写ユニット。
    

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