JP2005128078A - 転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ニップ部における無端ベルトの移動速度の変動、トナーの凝集による装置内の汚損、他の画像形成部の現像装置への混入、及び、トナー消費量の増加を防止する。
【解決手段】転写ローラ１３を感光体ドラム１０１毎に１つずつ備え、中間転写ベルト１１の移動方向について転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との接触範囲の中央部Ｍ１を感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１１との接触範囲（転写ニップ部Ｎ）の中央部Ｍ２の下流側に配置した。中間転写ベルト１１に対する転写ローラ１３の接触によって中間転写ベルト１１の移動経路を変形し、この変形によって中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１の周面に所定範囲にわたって接触させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成によって形成されたトナー像を無端ベルトを介して用紙等の記録媒体（以下、用紙という。）上に転写する画像形成装置の転写装置に関し、特に、転写ローラを用いて像担持体転から無端ベルト又は無端ベルト上の用紙にトナー像を転写する転写装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置に対して、モノクロ画像形成だけでなくフルカラー画像形成の要請が高まっており、電子写真方式のフルカラー画像形成装置の開発が進められている。通常、フルカラー画像形成装置は、カラー画像を色分解した複数の色相の画像データ毎に、対応する色相のトナーを用いて画像形成を行う。例えば、加法混色の３原色の各色相（赤、緑、青）のフィルタを介して同一のカラー画像を読み取り、読み取ったデータから少なくとも減法混色の３原色の各色相（シアン、マゼンタ、イエロー）の画像データを作成し、各色相の画像データに基づいて対応する色相のトナーを用いて可視化像を作成し、各色相の可視化像を重ね合せることによってフルカラー画像を形成する。

このようなフルカラー画像形成装置では、色相毎に露光工程、現像工程及び転写工程が必要であるとともに、各色相の可視化像の位置合わせが問題となり、フルカラー画像の画像形成速度はモノクロ画像の画像形成速度に較べて遅いとの印象が強い。

このため、従来より、半導電性の無端ベルトを回転自在に設け、それぞれが互いに異なる色相の可視化像を個別に形成する複数の画像形成部を無端ベルトの外周面の移動方向に沿って一列に配置し、無端ベルトが少なくとも１回転する間に１枚のフルカラー画像を形成するタンデム方式のフルカラー画像形成装置が提案されている。

タンデム方式のフルカラー画像形成装置では、各画像形成部で形成された各色相の可視化像を無端ベルトの外周面において重ね合わせた後に用紙上に転写する中間転写方式、又は、無端ベルトの外周面に吸着して搬送される記録媒体の表面に各画像形成部で形成された各色相の可視化像を順次転写する転写搬送方式が用いられ、フルカラー画像形成の高速化が図られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

従来のタンデム方式のフルカラー画像形成装置では、各画像形成部において各色相に分解された画像情報に基づくトナー像を像担持体の表面に形成し、このトナー像を転写ローラを介して像担持体から無端ベルト上又は無端ベルトで搬送される用紙上に転写する。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、転写ローラ２０１は、無端ベルト２０２を挟んで像担持体２０３に当接している。転写ローラ２０１の回転軸２０１ａは、像担持体２０３の回転軸２０３ａと平行に配置されており、かつ、像担持体２０３の周面と無端ベルト２０２の移動方向との接点Ｐｃにおける法線Ｌｖ上に配置されている。転写ローラ２０１は、接点Ｐｃにおける法線Ｌｖ上で無端ベルト２０２に接触している。

転写ローラ２０１の周面は像担持体２０３の表面よりも柔らかい材料によって構成されている。転写ローラ２０１は、法線Ｌｖ上で像担持体２０３の回転軸２０３ａに向けて付勢されており、無端ベルト２０２を挟んで像担持体２０３に圧接している。これによって、転写ローラ２０１と像担持体２０３との間に、無端ベルト２０２の移動方向における所定幅の転写ニップ部Ｎが形成されている。この転写ニップ部Ｎにおいて像担持体２０３から無端ベルト２０２又は用紙にトナー像が転写される。
特開平１０−０３９６５１号公報 特開平１０−２９３４３７号公報 特許第２５７４８０４号公報

しかしながら、従来のフルカラー画像形成装置では、表面の硬度が像担持体よりも柔らかい転写ローラを像担持体に圧接させることによって無端ベルトの移動方向に所定幅の転写ニップ部が形成されているため、転写ニップ部における無端ベルトの移動速度が変動した際に、無端ベルトと像担持体との周速比が不安定になってトナー像を正確に転写することが困難となる。転写ニップ部における無端ベルトの移動速度の変動は、環境変化や経時変化によって無端ベルト及び像担持体の摩擦係数が変化することによって生じ易い。

また、中間転写方式のフルカラー画像形成装置では、トナー像を像担持体から無端ベルトに確実に転写させるためには像担持体に対する転写ローラのニップ幅を大きくする必要があるが、このニップ幅を大きくすると無端ベルトと像担持体との圧接力が大きくなってトナーの凝集を招来し、用紙への転写時に凝集したトナーが無端ベルトに残留することとなり、用紙上の画像に中抜け現象（文字等の中央部のトナーが転写していない現象）が発生し、画像品位が低下する。また、無端ベルトと像担持体との圧接力が大きくなると無端ベルト上流側のトナーが下流側の像担持体に戻ってしまう現象が発生し易く、カラートナーの混色による画像の色相の不一致を生じる問題がある。

この発明の目的は、無端ベルトを挟んで転写ローラを像担持体に圧接させることなく無端ベルトの移動方向に所定幅の転写ニップ部を形成することにより、転写ニップ部における無端ベルトの移動速度の変動、トナーの凝集による画像品位の劣化、他の画像形成部の現像装置への混入、及び、トナー消費量の増加を防止することができる画像形成装置の転写装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１）ドラム状の像担持体の周面に外側面を接触させて移動する無端ベルトの内側面に接触する転写ローラを含み、
前記転写ローラを前記像担持体毎に１つずつ備え、
前記無端ベルトの移動方向について前記転写ローラと前記無端ベルトとの接触範囲の中央部を前記像担持体と前記無端ベルトとの接触範囲の中央部と異なる位置に配置したことを特徴とする。

この構成においては、無端ベルトの移動方向における転写ローラと無端ベルトとの接触範囲の中央部が像担持体と無端ベルトとの接触範囲の中央部に一致しないようにして、外側面に像担持体の周面が接触する無端ベルトの内側面に転写ローラが接触する。転写ローラの接触によって無端ベルトの移動経路を外側に変形し、この変形によって無端ベルトの外側面が像担持体の周面に移動方向における所定範囲にわたって接触する。無端ベルトは転写ローラと像担持体との間に挟持されることがなく、転写ローラから像担持体に向う方向の押圧力が無端ベルトに作用することがない。

（２）前記転写ローラと前記無端ベルトとの接触範囲の中央部を前記像担持体と前記無端ベルトとの接触範囲の中央部よりも前記無端ベルトの移動方向の下流側に配置したことを特徴とする。

この構成においては、トナー像を像担持体の周面から無端ベルトに転写させるための転写電界を形成する転写ローラが、無端ベルトの移動方向における無端ベルトと像担持体との接触範囲の中央部よりも下流側に位置する。像担持体の周面に担持されたトナー像が無端ベルトへの転写前に転写ローラが形成する転写電界から大きな影響を受けることがない。

（３）前記像担持体を画像情報の色相毎に前記無端ベルトの移動方向に沿って複数配置した画像形成装置に備えられることを特徴とする。

この構成においては、画像情報の色相毎に備えられた複数の像担持体のそれぞれに、転写ローラによって移動経路を変形された無端ベルトが順次接触する。複数の像担持体のそれぞれの周面に、転写ローラから像担持体に向う方向の押圧力によることなく無端ベルトが接触する。

（４）前記転写ローラは周面が前記無端ベルトの内側面に接触する小径部と前記小径部の両端部において前記像担持体の周面に当接する大径部とからなり、前記小径部と前記大径部とが同軸上で回転することを特徴とする。

この構成においては、大径部の周面と像担持体の周面との当接によって像担持体に対して位置決めされた状態で転写ベルトが小径部の周面を無端ベルトの内側面に接触させて回転する。像担持体の周面と小径部の周面との間には所定の間隙が形成され、無端ベルトに小径部から大きな押圧力が作用することがない。転写ローラ及び像担持体の軸方向における無端ベルトの移動は大径部との当接によって規制される。

（５）前記小径部が導電性材料によって構成され、前記大径部が絶縁性材料によって構成されたことを特徴とする。

この構成においては、導電性材料によって構成された小径部が無端ベルトに接触し、絶縁性材料によって構成された大径部が像担持体の周面に当接する。無端ベルトと像担持体との間に転写電界を形成するために小径部に印加される転写電圧が、大径部を介して像担持体に直接印加されることがない。

（６）前記小径部と前記大径部との半径の差が、前記無端ベルトの厚みより大きいことを特徴とする。

この構成においては、大径部の周面が像担持体の周面に当接した状態で、像担持体の周面と小径部の周面との間に無端ベルトよりも大きい間隙が形成される。転写ローラと像担持体との位置関係が、無端ベルトに小径部から押圧力が作用しない状態に規定される。

（７）前記小径部と前記大径部とが一体的に回転することを特徴とする。

この構成においては、像担持体、無端ベルト及び転写ローラの間の周速の関係が一定に維持され、大径部と像担持体との滑りによって無端ベルトと転写ローラの小径部との接触状態が一定になる。

（８）前記小径部と前記大径部とが個別に回転することを特徴とする。

この構成においては、像担持体、無端ベルト及び転写ローラの間の周速の関係が変更自在され、像担持体と無端ベルトとの周速比が変動した場合にも無端ベルトと転写ローラの小径部との接触状態が一定になる。

（９）前記小径部を、金属材料によって構成したことを特徴とする。

この構成においては、転写ローラに経時的な変形を生じることがなく、無端ベルトに作用する張力が一定に維持される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）転写ローラによる移動経路の変形によって無端ベルトの外側面を移動方向における所定範囲にわたって像担持体の周面に接触させることにより、転写ローラと像担持体との間に無端ベルトが挟持されないようにして無端ベルトと像担持体との間に大きな押圧力が作用しないようにすることができ、転写ニップ部における無端ベルトの移動速度の変動、トナーの凝集による画像品位の劣化、及び、トナー消費量の増加を防止することができる。

（２）像担持体の周面に担持されたトナー像に無端ベルトへの転写前に転写ローラが形成する転写電界から大きな影響を与えることがなく、無端ベルトと像担持体との接触範囲外でトナー像が像担持体から飛散することによる画質の劣化を防止できる。

（３）複数の像担持体のそれぞれと無端ベルトとの間に大きな押圧力が作用しないようにして、各像担持体から無端ベルトに転写されたトナー像の一部が無端ベルト上に残留することによるトナーの凝集や現像装置内での混色を防止することができ、フルカラー画像を良好に形成することができる。

（４）像担持体の周面と転写ローラの小径部の周面との間に所定の間隙を形成することができ、無端ベルトに転写ローラから大きな押圧力が作用しないようにすることができる。また、転写ローラ及び像担持体の軸方向における無端ベルトの移動を規制して無端ベルトの蛇行を防止できる。

（５）無端ベルトと像担持体との間に転写電界を形成するために転写ローラに印加される転写電圧が像担持体に直接印加されることがないようにすることができ、像担持体における静電潜像及びトナー像の乱れを防止できる。

（６）無端ベルトに転写ローラから押圧力が作用しないように、転写ローラと像担持体との位置関係を維持することができる。

（７）大径部と像担持体との滑りによって無端ベルトと転写ローラの小径部との接触状態を一定に維持することができる。

（８）像担持体と無端ベルトとの周速比が変動した場合にも無端ベルトと転写ローラの小径部との接触状態を一定に維持することができる。

（９）経時的な変形、コストの上昇及び低寿命化を生じることなく寸法精度の高い転写ローラを容易に形成することができ、無端ベルトに作用する張力を一定に維持できる。

以下に、この発明の最良の実施形態に係る転写装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る転写装置を備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、用紙等の記録媒体に対して多色および単色の画像を形成する。このため、画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト（この発明の無端ベルトに相当する。）１１、１次転写ローラ（この発明の転写ローラであり、以下、転写ローラという。）１３（１３ａ〜１３ｄ）、２次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。

画像形成装置１００は、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｙ）にブラック（Ｋ）を加えた４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）及びクリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各色相に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを構成している。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。

帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた被接触方式の帯電器を用いることもできる。露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４及び反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射することにより、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に画像データに応じた潜像を形成する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる潜像が形成される。

現像ユニット１０２は、潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面に現像剤を供給し、潜像をトナー像に顕像化する。現像ユニット１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤を収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂ及び感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、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。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

各転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。中間転写ローラ１０３に代えて、ブラシ状の中間転写部材を用いることもできる。

上述のようにして、中間転写ベルト１１の外周面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、２次転写ローラ１４との対向位置に搬送される。２次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が面駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、２次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。

なお、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とのニップ圧を所定値に維持するために、２次転写ローラ１４又は駆動ローラ１１ａの何れか一方を硬質材料（金属等）によって構成し、残る他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）とする。

また、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。

また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａ及び搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。

排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

図２及び図３は、上記画像形成装置に備えられる中間転写ベルトの移動経路を示す図である。図２はフルカラー画像形成時の中間転写ベルトの移動経路を示し、図３はモノクロ画像形成時の中間転写ベルトの移動経路を示している。中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に架け渡されて上下の略水平な範囲を含むループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の下方には、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄが配置されている。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄは中間転写ベルト１１は移動経路の下側の範囲に沿って並設されており、中間転写ベルト１１の外周面は移動経路の下側の範囲で感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向している。中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａの矢印Ａ方向の回転により、移動経路の下側の範囲で矢印Ｂ方向に移動する。

中間転写ベルト１１のループ状の移動経路の内側には、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄに含まれる転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに対向する位置において上下方向（Ｙ−Ｙ方向）に移動自在にして軸支されている。したがって、転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに近接又は離間する。転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれの回転軸は、中間転写ベルト１１の移動方向について感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの回転軸から距離Ｃだけ下流側に位置している。

フルカラー画像形成時には、図２に示すように、転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに近接しており、転写ローラ１３ａ〜１３ｄは中間転写ベルト１１の内側面に接触している。中間転写ベルト１１は、移動経路の下側の範囲において転写ローラ１３ａ〜１３ｄに対向する部分が下方に突出するように変形しており、外側面が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの周面に接触している。中間転写ベルト１１の外側面には、移動経路における下側の範囲を移動する間に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブチックの各色相のトナー像が感光体ドラム１０１ｄ，１０１ｃ，１０１ｂ，１０１ａからこの順に転写される。

モノクロ画像形成時には、図３に示すように、転写ローラ１３ａ〜１３ｄのうち転写ローラ１３ａのみが感光体ドラム１０１ａに近接しており、転写ローラ１３ａのみが中間転写ベルト１１の内側面に接触している。転写ローラ１３ｂ〜１３ｄは、感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄから離間しており、中間転写ベルト１１の内側面に接触していない。中間転写ベルト１１は、移動経路の下側の範囲において転写ローラ１３ａのみに対向する部分が下方に突出するように変形しており、外側面が感光体ドラム１０１ａの周面のみに接触している。中間転写ベルト１１の外側面には、移動経路における下側の範囲を移動する間に、ブラックのトナー像が感光体ドラム１０１ａから転写される。

なお、画像形成動作の待機時には、転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間しており、転写ローラ１３ａ〜１３の何れも中間転写ベルト１１の内側面に接触しない。

また、中間転写ベルト１１は殆ど伸縮しない素材によって構成されている。このため、少なくともフルカラー画像形成時及びモノクロ画像形成時に中間転写ベルト１１に移動方向の所定の張力が作用した状態で、フルカラー画像形成時、モノクロ画像形成時及び画像形成動作の待機時のそれぞれにおいて中間転写ベルト１１の移動経路の全長が一定になるようにされている。

図４は、上記画像形成装置における中間転写ベルト、感光体ドラム及び転写ローラの配置状態を示す図である。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）は、前面側の端部及び背面側の端部において回転軸１１１，１１２によって画像形成装置１００に軸支されている。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）の背面側の端部には駆動ギア１１３が固定されており、図示しない伝達ギアを介して回転力が供給される。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）の周面における軸方向の両端部には非画像形成領域１１４，１１５が形成されている。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）は、周面における非画像形成領域１１４，１１５以外の画像形成領域１１６において画像情報に基づく静電潜像及びトナー像の形成を受ける。

転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）は、小径部１３１と小径部１３１の前面側の端部及び背面側の端部に位置する大径部１３２，１３３とからなり、前面側の端部及び背面側の端部において回転軸１３４，１３５によって画像形成装置１００に軸支されている。小径部１３１及び大径部１３２，１３３は、同軸上に配置されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、大径部１３２，１３３のそれぞれの周面は、感光体ドラム１０１の周面における非画像形成領域１１４，１１５に当接している。これによって感光体ドラム１０１に対する転写ローラ１３の位置決めがなされる。

小径部１３１と大径部１３２，１３３との半径差は、中間転写ベルト１１の厚さよりも大きくされている。また、小径部１３１の軸方向の幅は、感光体ドラム１０１の画像形成領域１１６の軸方向の幅、及び、中間転写ベルト１１の幅に略等しくされている。中間転写ベルト１１の幅方向（感光体ドラム１０１の軸方向）の移動は、大径部１３２，１３３の側面との当接によって規制され、中間転写ベルト１１の蛇行が防止される。小径部１３１は導電性材料によって構成されており、転写電圧の印加を受ける。

なお、大径部１３２，１３３は絶縁性材料によって構成されており、小径部１３１に印加された転写電圧が大径部１３２，１３３を介して感光体ドラム１０１に作用することがない。このため、感光体ドラム１０１の周面に形成された静電潜像及びトナー像が転写電圧によって乱されることはない。また、大径部１３２，１３３の周面の硬度を６０度以上（アスカーＣ硬度）とすることにより、感光体ドラム１０１の周面との当接による大径部１３２，１３３の変形を防止することができる。

小径部１３１は、例えば、円筒状の金属材料を素材として形成することができる。このため、従来の転写ローラのように弾性材料によって周面を構成する必要がなく、コストの上昇を招くことなく高い寸法精度を得ることができる。また、経時的な変形を生じ難く、長寿命化を実現できる。

図２に示したように、中間転写ベルト１１の移動方向について、転写ローラ１３の回転軸は感光体ドラム１０１の回転軸に対して所定距離（図２に示す距離Ｃ）だけ下流側に配置されている。フルカラー画像形成時の転写ローラ１３ａ〜１３ｄ及びモノクロ画像形成時の転写ローラ１３ａは、図３（Ｃ）に示すように、中間転写ベルト１１の内側面に当接し、中間転写ベルト１１の移動方向における感光体ドラム１０１の回転軸よりも下流側で中間転写ベルト１１の内側面に当接し、中間転写ベルト１１の移動経路を変形する。

この移動経路の変形によって中間転写ベルト１１の外側面が、所定範囲の転写ニップ部Ｎにおいて感光体ドラム１０１の周面に接触する。このとき、中間転写ベルト１１の移動方向について転写ローラ１３の回転軸が感光体ドラム１０１の回転軸に対してオフセットされていることから、中間転写ベルト１１の内側面における転写ローラ１３との接触範囲Ｑの中央部Ｍ１は、中間転写ベルト１１の外側面における感光体ドラム１０１との接触範囲（転写ニップ部Ｎ）の中央部Ｍ２から離間している。また、小径部１３１と大径部１３２，１３３との半径差から小径部１３１と感光体ドラム１０１の周面との間の間隙は、中間転写ベルト１１の厚さより大きい。したがって、中間転写ベルト１１は転写ローラ１３と感光体ドラム１０１との間に挟持されることがなく、転写ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト１１には転写ローラ１３から押圧力が作用することがない。

このため、中間転写ベルト１１は転写ローラ１３による移動経路の変形によって移動方向に作用する張力によって感光体ドラム１０１の周面に圧接し、トナー像の転写に必要とされる所定幅の転写ニップ部Ｎを形成するために、中間転写ベルト１１と感光体ドラム１０１との間に大きな押圧力が作用することがない。これによって、中間転写ベルト１１においてトナーの凝集を生じることがなく、凝集したトナーによる画像形成装置１００内の汚損、中間転写ベルト１１から用紙への転写不良、及び、中間転写ベルト１１の回転により搬送された凝集トナーが他の画像形成ステーションの現像ユニット１０２内に回収されることによるトナーの混色等の不都合を生じることがない。

また、中間転写ベルト１１の内側面における転写ローラ１３の接触部分が、中間転写ベルト１１の移動方向について中間転写ベルト１１の外側面と感光体ドラム１０１との転写妊婦部Ｎよりも下流側に位置しているため、転写ニップ部Ｎに達する前の感光体ドラム１０１の周面に担持されたトナー像が転写ローラ１３が発生する転写電界によって飛散することがなく、トナー像を確実に中間転写ベルト１１の外側面に転写することができる。

転写ローラ１３において、大径部１３２，１３３と小径部１３１とが一体に回転する場合、大径部１３２，１３３の周面の滑り抵抗値は０．５以下にすべきである。半径の異なる大径部１３２，１３３と小径部１３１とが等角速度で回転するため、感光体ドラム１０１の周面に接触する大径部１３２，１３３の周速と中間転写ベルト１１に接触する小径部１３１の周速とが一致せず、大径部１３２，１３３の周面を感光体ドラム１０１の周面に滑り状態で接触させる必要があるからである。

また、大径部１３２，１３３と小径部１３１とが別体に回転する場合、大径部１３２，１３３の周面の滑り抵抗値は１．０以上にすべきである。大径部１３２，１３３の周速と小径部１３１の周速とが互いに拘束し合うことがないため、転写ローラ１３の回転状態を安定化させるために、大径部１３２，１３３の周速を感光体ドラム１０１の周速に一致させるべきだからである。

この発明の実施形態に係る転写装置を備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。 上記画像形成装置に備えられる中間転写ベルトのフルカラー画像形成時の移動経路を示す図である。 記画像形成装置に備えられる中間転写ベルトのモノクロ画像形成時の移動経路を示す図である。 上記画像形成装置における中間転写ベルト、感光体ドラム及び転写ローラの配置状態を説明する図である。 従来の画像形成装置における中間転写ベルト、感光体ドラム及び転写ローラの配置状態を説明する図である。

符号の説明

１１ 中間転写ベルト
１１ａ 駆動ローラ
１２ｂ 従動ローラ
１３ａ〜１３ｄ 転写ローラ
１００ 画像形成装置
１０１ａ〜１０１ｄ 感光体ドラム

Claims (9)

1. ドラム状の像担持体の周面に外側面を接触させて移動する無端ベルトの内側面に接触する転写ローラを含み、
   前記転写ローラを前記像担持体毎に１つずつ備え、
   前記無端ベルトの移動方向について前記転写ローラと前記無端ベルトとの接触範囲の中央部を前記像担持体と前記無端ベルトとの接触範囲の中央部と異なる位置に配置した転写装置。
2. 前記転写ローラと前記無端ベルトとの接触範囲の中央部を前記像担持体と前記無端ベルトとの接触範囲の中央部よりも前記無端ベルトの移動方向の下流側に配置した請求項１に記載の転写装置。
3. 前記像担持体を画像情報の色相毎に前記無端ベルトの移動方向に沿って複数配置した画像形成装置に備えられる請求項１に記載の転写装置。
4. 前記転写ローラは周面が前記無端ベルトの内側面に接触する小径部と前記小径部の両端部において前記像担持体の周面に当接する大径部とからなり、前記小径部と前記大径部とが同軸上で回転する請求項１に記載の転写装置。
5. 前記小径部が導電性材料によって構成され、前記大径部が絶縁性材料によって構成された請求項４に記載の転写装置。
6. 前記小径部と前記大径部との半径の差が、前記無端ベルトの厚みより大きい請求項４に記載の転写装置。
7. 前記小径部と前記大径部とが一体的に回転する請求項４に記載の転写装置。
8. 前記小径部と前記大径部とが個別に回転する請求項４に記載の転写装置。
9. 前記小径部を、金属材料によって構成した請求項４に記載の転写装置。

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