JP2005134507A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体からの二次転写に際し、画像不良の要因となる記録材の姿勢を改善することにより画像不良の発生を抑制する。
【解決手段】 感光体に形成した像を中間転写ベルト７ｉに一次転写し、該一次転写した像を二次転写手段７Ｔによって記録材Ｐに二次転写して画像を形成する画像形成装置において、前記二次転写手段７Ｔは、前記中間転写ベルト７ｉに前記記録材Ｐを押圧して回転可能な二次転写外ローラ７ｂと、該二次転写外ローラ７ｂの外径よりも大きい内径を有するシームレスベルト７ｄとを有し、シームレスベルト７ｄの内部に前記二次転写外ローラ７ｂを配置したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置は種々の形式が開発されているが、その中で複数の色画像を中間転写体に一次転写し、これを記録材に一括して二次転写する方式がある。例えば、図４に示すように、感光体101に対してマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各現像器102ｍ，102ｃ，102ｙ，102ｋが順次対向し得るように構成し、感光体101に順次マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像を形成するとともに、各色トナー像を重畳するように中間転写体である中間転写ベルト103に一次転写してカラー画像を形成する。

そして、図示しないカセット等から搬送ローラ104等によって搬送れた記録材Ｐを二次転写外ローラ105によって前記中間転写ベルト103に密着させるとともに、転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト103上のカラー画像を記録材に二次転写してカラー画像を記録するものである。

特開平４−３１８５７７号公報 特開平１１−３０８９６号公報

上記のような動作によりカラー画像を得る画像形成装置として中間転写方式は一般的ではあるが、このような構成では二次転写部において、以下のような理由により、画像不良が発生することがある。

(1)中間転写ベルト103から記録材Ｐに二次転写する際に、４色分のトナーを一括転写するに必要な二次転写時の電荷量の増大する。

(2)二次転写外ローラ105と比較して幅の狭い記録材Ｐに良好な転写を行うため、二次転写外ローラ105自身の固有抵抗を高め（実抵抗にして、10⁷Ω程度）にする必要がある。

(3)ＯＨＴ用のＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）のような高抵抗の記録材までも良好な転写画像を保証する。

これらの理由のために、印加電圧は、数ｋＶに及ぶ高電圧になる。また、記録材のごく先端や後端部ではガイド部材による案内効果が少なく、二次転写ニップ部への突入・転写ニップからの分離姿勢が不安定である。図５はこの様子を示している。

図５は二次転写部を示すものであり、二次転写内ローラ106は金属ローラからなり、二次転写外ローラ105はスポンジ状のゴム材料からなり、弾性を持つ導電性ローラから構成される。

二次転写外ローラ105は硬度40度程度（アスカーＣ硬度）のゴム層からなり、総圧７kgの押し圧で二次転写内ローラ106に向かって中間転写ベルト103を押し上げている。従って、図５(a)に示すように、二次転写外ローラ105はつぶれて中間転写ベルト103に圧接しており、３mm程度の転写ニップ幅を持っている。このような転写ニップに記録材Ｐが狭持されると、記録材Ｐは転写ニップの入口側Ａ、出口側Ｂでは、中間転写ベルト103、即ち二次転写内ローラ106の円周に沿った姿勢をとることが分かる。

例えば上記例では、二次転写内ローラ106は接地、二次転写外ローラ105間には高電圧バイアスが接続されて、両ローラ間に二次転写電界を形成することによって、中間転写ベルト103上に担持されたトナー像を記録材Ｐへと転写する。各ローラへのバイアス方法は例えば、二次転写外ローラ105を接地、二次転写内ローラ106に高電圧バイアスというような形態もあるが、帯電体であるトナーの帯電極性に対して、中間転写ベルト103上から記録材Ｐ上にトナーを移動する方向の電界が形成することに違いは無い。

両ローラ間に印加される電位差により電界・電流が生じ、その結果として帯電トナーが記録材Ｐへと転写されるが、この両ローラ間の電界は転写ニップ部内だけに作用する訳ではない。当然のことながら、図５(b)に示すように、二次転写ニップの上流、そして下流側にも電界が生じている。

上記のように記録材Ｐが中間転写ベルト103に安定的に沿うことによって、両ローラ間に作用している電界が十分強い、トナーを移動させる電界の範囲では、中間転写ベルト103と記録材は十分密着することができる。

しかしながら、記録材Ｐとしての紙などは不安定要素が大きい。即ち、高湿環境下で水分を吸収した紙であるとか、片面に既にトナー画像が形成されて、カールした紙であるとか、さらには、そのような記録材の先端部分や後端部分では、紙の強さ（コシ）が失われていたり、ニップ形状に反する方向に強い変形を生じている場合がある。

このような記録材やその一部分では、中間転写ベルト103と記録材Ｐを安定して密着させることは、非常に困難である。

密着が不安定であると、具体的には、中間転写ベルト103と記録材Ｐが密着していない場所で転写電界の作用が発生すると、中間転写ベルト上のトナー像は空中を移動して記録材に移動する場合や、異常放電による放電現象によって、画像の飛び散りや、放電模様といった画像不良を引き起こす。

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、中間転写体からの二次転写に際し、画像不良の要因となる記録材の姿勢を改善することにより画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における第１の手段は、像担持体に形成した像を、転写手段により記録材に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記転写手段は、前記像担持体に前記記録材を押圧して回転可能な転写ローラと、該転写ローラの外径よりも大きい内径を有する無端ベルト部材とを有し、該無端ベルト部材の内部に前記転写ローラを配置したことを特徴とする。

第２の手段は、像担持体に形成した像を中間転写体に一次転写し、該一次転写した像を二次転写手段によって記録材に二次転写して画像を形成する画像形成装置において、前記二次転写手段は、前記中間転写体に前記記録材を押圧して回転可能な転写ローラと、該転写ローラの外径よりも大きい内径を有する無端ベルト部材とを有し、前記無端ベルト部材の内部に前記転写ローラを配置したことを特徴とする。

第３の手段は、前記第１の手段又は前記第２の手段において、前記転写ローラは導電性を有する弾性ローラであり、前記無端ベルト部材は絶縁性を有するシームレスベルトであることを特徴とする。

第４の手段は、前記第１の手段乃至前記第３の手段のいずれかにおいて、前記無端ベルト部材に内接又は外接し、該無端ベルト部材の姿勢を規制する姿勢規制部材を有することを特徴とする。

第５の手段は、前記第１乃至第４のいずれかにおいて、前記無端ベルト部材の両端部は内側に、ガイド部材を取り付けたことを特徴とする。

本発明は上記第１の手段の如く構成することにより、転写部においては無端ベルト部材が記録材を像担持体へ密着させるように機能するために、記録材の先端部・後端部や、記録材の姿勢の不安定性に起因する、飛び散りや異常放電を抑制し、画像欠陥の無い良好な画像を得ることが可能となる。

前記第２の手段の如く構成することにより、二次転写部においては無端ベルト部材が記録材を中間転写体へ密着させるように機能するために、記録材の先端部・後端部や、記録材の姿勢の不安定性に起因する、飛び散りや異常放電を抑制し、画像欠陥の無い良好な画像を得ることが可能となる。

前記第３の手段においては、転写ローラを導電部材で構成し、無端ベルト部材を絶縁性部材で構成することにより、異常放電をより効果的に抑制することができ、画像不良を大きく抑制することができる。

前記第４の手段においては、無端ベルト部材による記録材ガイド機能をより効果的に発揮することができ、画像不良の発生を効果的に抑制することができる。

前記第５の手段においては、無端ベルトの両端部は内側にガイド部材を設けることで、無端ベルト部材が回転する際には転写ローラから無端ベルト部材が外れなくなる。

〔第１実施形態〕
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は二次転写手段の構成説明図であり、図２は画像形成装置の全体構成説明図である。

｛装置全体構成｝
まず、図２を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。本実施形態のカラー画像形成装置は像担持体として感光体１の周りに、一次帯電器２、露光装置（図示せず）、現像器群４、中間転写体である中間転写ベルト７ｉが配置されている。

現像器群４はマゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ、イエロー現像器４ｙ、及び、ブラック現像器４ｋからなり、これらの現像器４ｍ、４ｃ、４ｙ、及び、４ｋはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、及び、ブラックの色現像剤が供給装置（図示せず）によって所定量充填されている。これらの現像器群４は感光体１の外周面と対向する位置に着脱されて感光体１上に形成された静電潜像の現像を行う。

感光体１の下方には、中間転写ベルトを張架された中間転写ベルト７ｉが配置されている。また中間転写ベルト７ｉの右方、記録材の搬送方向下流には定着器６が配置されている。

以上のような構成のカラー画像形成装置について、全体の動作を４色フルカラーの画像形成の場合を例にとって簡単に説明する。

感光体１が回転し、その外周表面を一次帯電器２によって一様に帯電する。次に図示しない原稿の１色目の例えばマゼンタの画像信号によって変調されたレーザー光を感光体１に照射し、感光体１上にマゼンタの静電潜像を形成する。そしてその潜像を予め現像位置に定置したマゼンタ現像器４ｍによって現像して、感光体１上に１色目のマゼンタトナー像を形成する。一方、中間転写ベルト７ｉは感光体１と同期して回転しており、転写帯電ローラ７ｔに転写帯電を与えることにより、感光体１上に形成されたマゼンタトナー像を中間転写ベルト７ｉ上に転写する。中間転写ベルト７ｉはマゼンタトナー像を担持したまま回転を続けて、次の２色目のシアントナー像の転写に備える。このとき、マゼンタトナー像を担持した中間転写ベルト７ｉの表面が通過するので、二次転写外ローラ７ｂ、中間転写体クリーナ７ｃはそれぞれ、中間転写ベルト７ｉからは離間している。

マゼンタのトナー像の転写が終了した感光体１の部分は、クリーニング部材９によって感光体１上の転写残トナーをクリーニングした後、回転現像器４が回転して、感光体１と対向した２色目のシアン現像器４ｃの現像を経て、感光体１上にシアントナー像を形成し、そのシアントナー像を中間転写ベルト７ｉ上にマゼンタトナー像の上から重ねて転写する。同様な画像形成工程を３色目のイエロー、及び、４色目のブラックについても行い、中間転写ベルト７ｉ上にマゼンタ、シアン、イエロー、及び、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせたトナー像を得る。

一方、カセット（図示せず）からは記録材Ｐが、レジストローラ対82等によって二次転写部に、上記４色のトナー像と同期して搬送されて、これもまた４色のトナー像と同期して、中間転写ベルト７ｉに着した二次転写手段７Ｔに転写バイアスを印加することによって記録材Ｐ上にトナー像を転写する。

４色のトナー像が転写された記録材Ｐは定着器６に搬送され、記録材Ｐを熱と圧力によって、トナー像を混色、記録材Ｐへの固定を行い、機外へと排出する。

中間転写ベルト７ｉ上に残留したトナーは、中間体清掃手段である中間転写体クリーナ７ｃによって除去される。中間転写体クリーナ７ｃは板状のウレタン樹脂からなる部材を、二次転写残留トナーの部分に同期して、中間転写ベルト７ｉに押し当てることにより、残留トナーを除去する。残留トナーを清掃された中間転写ベルト７ｉは次なる画像形成に備えるため、二次転写外ローラ７ｂ、中間転写体クリーナ７ｃが脱状態となる。

｛二次転写手段｝
次に本実施形態の二次転写手段７Ｔの構成について、図１を参照して説明する。二次転写手段７Ｔは２つの部材より構成される。１つは従来例と同様の二次転写内ローラ７ａであり、本実施形態では12mm径の芯金の周りにスポンジ状の導電性ゴム（アスカーＣ硬度40度）が厚さ６mmでかぶせられた外径24mmの導電性バイアスロールである。もう１つは、周長113mm（内径36mm）の無端ベルト部材であるシームレスベルトであり、カーボン分散することにより、体積固有抵抗率を10¹³Ω・cmに調整された絶縁性を有する厚さ75μmのポリイミドフィルムからなる。このシームレスベルト７ｄの内部に転写ローラである二次転写外ローラ７ｂを配置し、シームレスベルト７ｄの両端部は内側に、高さ１mmのウレタンゴム製のガイド部材（不図示）が貼られ、当接して回転する際には二次転写外ローラ７ｂからシームレスベルト７ｄが外れることがないようにされている。

このような二次転写手段７Ｔを構成することにより、二次転写時には、図１に示すように、二次転写外ローラ７ｂの当接に対して、外接するシームレスベルト７ｄは中間転写ベルト７ｉの当接部分では中間転写ベルト７ｉに沿うように走行し、また、二次転写外ローラ７ｂとシームレスベルト７ｄの径の違いから、中間転写ベルト７ｉと当接しない場所では二次転写外ローラ７ｂからは大きく離れた軌跡をとる。そして、二次転写ニップの入口、或いは、出口では、それぞれに、シームレスベルト７ｄの軌跡は中間転写ベルト７ｉの接線方向を向くこととなる。この作用により、記録材Ｐの先端部や後端部などでは、シームレスベルト７ｄにより中間転写ベルト７ｉに対して記録材を押しつける力が発生する。

したがって、記録材Ｐの先端部や後端部で発生しやすい飛び散りや異常放電による画像不良は大きく抑制される。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図５を参照して説明する。なお、図３は第２実施形態に係る二次転写手段の構成説明図である。本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。なお、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

前述した第１実施形態で説明したシームレスベルト７ｄには、図５で示されるように、内接する小径の内接ローラ10や、外接する小径の外接ローラ11を組み合わせることにより、ある程度姿勢を制御することができる。

例えば、図５(a)では、二次転写部の上流側のシームレスベルト７ｄの内面に、該ベルト７ｄの姿勢を規制する姿勢規制部材として12mm径の内接ローラ10をシームレスベルト７ｄにテンションを与えるように配置している。このようにすることで、記録材Ｐの上流側姿勢はより強固に中間転写ベルト７ｉへと規制されることになる。

また、図５(b)では、シームレスベルト７ｄに外面にやはり姿勢規制部材として12mm径の外接ローラ11を２本追加して配置している。このように配置することで、外接ローラ11が無い場合と比較して、二次転写ニップの上流側と下流側各々の記録材の姿勢はより強固に中間転写ベルト７ｉへと規制される。

これにより、より効果的にトナーと飛び散りや異常放電による画像不良の発生を抑制することが可能となる。

〔第３実施形態〕
前述した実施形態では感光体１に形成したトナー像を中間転写ベルト７ｉに一次転写し、その像を記録材Ｐに二次転写する二次転写方式の画像形成装置を例示して説明したが、本発明は二次転写方式の画像形成装置に限定する必要はない。

例えば、像担持体である感光体１に形成した像を、転写手段により直接記録材に転写して画像を形成する画像形成装置にあっても、その転写手段を感光体１に記録材を押圧して回転可能な転写ローラと、該転写ローラの外径よりも大きい内径を有する無端ベルト部材とを有し、該無端ベルト部材の内部に前記転写ローラを配置するようにすれば、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この無端ベルト部材に前述した第２実施形態で説明したように内接ローラ、又は外接ローラを配置することで、より効果的にトナーと飛び散りや異常放電による画像不良の発生を抑制することが可能となる。

二次転写手段の構成説明図である。 画像形成装置の全体構成説明図である。 第２実施形態に係る二次転写手段の構成説明図である。 従来技術に係る画像形成装置の説明図である。 従来技術の二次転写手段の説明図である。

符号の説明

Ｐ …記録材
１ …感光体
２ …一次帯電器
４ …現像器群
４ｃ …シアン現像器
４ｋ …ブラック現像器
４ｍ …マゼンタ現像器
４ｙ …イエロー現像器
６ …定着器
７Ｔ …二次転写手段
７ａ …二次転写内ローラ
７ｂ …二次転写外ローラ
７ｃ …中間転写体クリーナ
７ｄ …シームレスベルト
７ｉ …中間転写ベルト
９ …クリーニング部材
10 …内接ローラ
11 …外接ローラ
82 …レジストローラ対

Claims (5)

1. 像担持体に形成した像を、転写手段により記録材に転写して画像を形成する画像形成装置において、
   前記転写手段は、前記像担持体に前記記録材を押圧して回転可能な転写ローラと、該転写ローラの外径よりも大きい内径を有する無端ベルト部材とを有し、該無端ベルト部材の内部に前記転写ローラを配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体に形成した像を中間転写体に一次転写し、該一次転写した像を二次転写手段によって記録材に二次転写して画像を形成する画像形成装置において、
   前記二次転写手段は、前記中間転写体に前記記録材を押圧して回転可能な転写ローラと、該転写ローラの外径よりも大きい内径を有する無端ベルト部材とを有し、前記無端ベルト部材の内部に前記転写ローラを配置したことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写ローラは導電性を有する弾性ローラであり、前記無端ベルト部材は絶縁性を有するシームレスベルトであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記無端ベルト部材に内接又は外接し、該無端ベルト部材の姿勢を規制する姿勢規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記無端ベルト部材の両端部は内側に、ガイド部材を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

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