JP2005234467A - 転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無端ベルトへの残留トナーの付着力を弱めることによって無端ベルト上の残留トナーを容易に除去できる転写装置を提供する。
【解決手段】 転写装置８は、中間転写ベルト７、クリーニングユニット９およびテンションローラ１７を備える。中間転写ベルト７は、１次転写部Ａ、２次転写部Ｂおよびクリーニング部Ｃをこの順序で経由するように移動し、１次転写部Ａにおいて感光体ドラム３ａ〜３ｄからトナー像が転写され、２次転写部Ｂにおいてトナー像を用紙に転写する。クリーニングユニット９は、クリーニング部Ｃにおいて２次転写部Ｂでの転写後に残留するトナーを除去する。テンションローラ１７は、中間転写ベルト７の移動経路中であって２次転写部Ｂとクリーニング部Ｃとの間のいずれかの位置に設けられ、中間転写ベルト７が帯びている電荷を除去する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、転写装置に関し、特に、電圧の印加によってトナー像を転写する転写装置に関する。

中間転写ベルト（無端ベルト）を用いた画像形成装置では、中間転写ベルトは、像担持体である感光体ドラムと１次転写ローラとの間を通過する１次転写部、記録媒体である用紙を介して２次転写ローラと対向する２次転写部、および、クリーニングユニットと対向するクリーニング部をこの順序で経由するように移動する。１次転写部では、感光体ドラム上に形成されたトナー像が１次転写ローラから印加される電圧によって中間転写ベルトに転写される。２次転写部では、中間転写ベルトに転写されたトナー像が、２次転写ベルトから印加される電圧によって用紙に転写される。

従来から用いられている中間転写ベルトの電気抵抗値は、約１×１０⁶〜１×１０⁹Ω・ｃｍと高く、従来の画像形成装置では、中間転写ベルトは、転写されたトナー像を静電気力によって保持するために絶縁されている。したがって、１次転写部および２次転写部において印加された電圧は、クリーニング部に至っても保持され、中間転写ベルト上に残留するトナーの中間転写ベルトへの付着力を増大させている。

大きな付着力で中間転写ベルトに付着するトナーを除去するために、クリーニング部では、クリーニングユニットのクリーニングブレードが中間転写ベルトに大きな圧力で圧接されている。中間転写ベルトとクリーニングブレードとの摩擦力が増大すると、中間転写ベルトに傷が発生する場合や、クリーニングブレードの中間転写ベルトへの圧接力のアンバランスによって中間転写ベルトが蛇行する場合がある。

中間転写ベルトの蛇行を防止する手段としては、転写ローラの両端部分の外径が中間転写ベルトに接触する中央部分の外径よりも大きく形成され、転写ローラの両端部分が感光体ドラムに押圧されるようにした技術がある（例えば、特許文献１参照。）。また、中間転写ベルトの両側縁部に一連の穴が形成されるとともに、中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラに中間転写ベルトの穴と係合する一対のスプロケットが形成され、一方のスプロケットの径が、中間転写ベルトと接触するローラ部の径よりも大きく形成されるという技術がある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平４−１９５１７５号公報 特開平９−２８１８５０号公報

しかし、特許文献１および特許文献２の技術においても、トナーが中間転写ベルトに付着する力は大きく、クリーニングブレードを中間転写ベルトに大きな力で圧接させる必要がある。したがって、中間転写ベルトとクリーニングブレードとの摩擦力が大きく、中間転写ベルトに傷が発生して画像の品位が低下する場合や、中間転写ベルトに無理な荷重が負荷され皺が発生する場合等がある。

この発明の目的は、無端ベルトへの残留トナーの付着力を弱めることによって無端ベルト上の残留トナーを容易に除去できる転写装置を提供することにある。

この発明の転写装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１）１次転写部、２次転写部およびクリーニング部をこの順序で経由するように移動し、前記１次転写部において像担持体からトナー像が転写され、前記２次転写部において前記トナー像を記録媒体に転写する無端ベルトと、前記クリーニング部において前記２次転写部での転写後に残留するトナーを除去するクリーニングユニットと、前記無端ベルトの移動経路中であって前記２次転写部から前記クリーニング部までの間のいずれかの位置に設けられ前記無端ベルトが帯びている電荷を除去する除電手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、無端ベルトは、１次転写部、２次転写部およびクリーニング部をこの順序で経由するように移動する。無端ベルトは、１次転写部および２次転写部において、トナー像を転写させるための所定の電圧を印加される。１次転写部および２次転写部において印加された電圧のうちの一部は無端ベルトに残留し、無端ベルトは所定の電荷に帯電される。無端ベルトが所定の電荷に帯電されている場合、２次転写部での転写後に無端ベルト上に残留するトナーは、無端ベルトが帯びる電荷による静電気力によって、無端ベルトに大きな力で付着するが、２次転写後に無端ベルトが帯びる電荷が除電手段によって除去されるので、残留トナーの無端ベルトへの付着力が弱められる。

（２）前記除電手段は、前記無端ベルトに接触するとともに接地していることを特徴とする。

この構成においては、除電手段が無端ベルトに接触するとともに接地されており、無端ベルトが帯びている電荷が容易な構成で除去される。

（３）前記除電手段は、前記無端ベルトが帯びている電荷とは逆極性の電圧を前記無端ベルトに印加することを特徴とする。

この構成においては、無端ベルトが帯びている電荷とは逆極性の電圧が無端ベルトに印加されるので、無端ベルトが帯びている電荷が確実に除去される。

（４）前記除電手段は、前記無端ベルトに圧接して前記無端ベルトに所定の張力を与えるテンションローラであることを特徴とする。

この構成においては、テンションローラは、無端ベルトに圧接して無端ベルトに所定の張力を与えるとともに、無端ベルトが帯びる電荷を除去する除電手段としても機能する。

（５）前記無端ベルトは、駆動ローラと従動ローラとに張架され、前記２次転写部は前記駆動ローラの周辺に設定され、前記クリーニング部は前記従動ローラの周辺に設定されることを特徴とする。

この構成においては、無端ベルトは、駆動ローラと従動ローラとに張架され、２次転写部は駆動ローラの周辺に設定され、クリーニング部は従動ローラの周辺に設定されるので、２次転写部からクリーニング部までの距離が、無端ベルトの周長の半分と略等しくなる。２次転写部からクリーニング部までの距離が長く、また、テンションローラは無端ベルトに張力を与えるために駆動ローラから所定距離だけ離されて配置されるので、無端ベルトが帯びる電荷がテンションローラによって除去された場合でも、１次転写部はもちろん、２次転写部での転写に悪影響が及ぼされない。

（６）前記無端ベルトの電気抵抗値は、１×１０⁸Ω・ｃｍ以上１×１０¹⁴Ω・ｃｍ以 下であることを特徴とする。

この構成においては、電気抵抗値が特に高い無端ベルトが用いられ、１次転写部および２次転写部において印加された電圧が無端ベルトに残留しやすく、無端ベルトが帯びる電荷量が特に大きくなる。無端ベルトが帯びる電荷量が大きい場合、残留トナーが無端ベルトに付着する力もその分大きくなるが、無端ベルトが帯びる電荷は除電手段によって除去されるので、残留トナーの無端ベルトへの付着力は弱められる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）無端ベルトが帯びる電荷を除電手段で除去することによって、残留トナーの無端ベルトへの付着力を弱めることができ、無端ベルト上の残留トナーを容易に除去することができる。したがって、高品位なトナー像を記録媒体に転写することができる。

（２）無端ベルトが帯びている電荷が容易な構成で除去されるので、低コストで残留トナーの無端ベルトへの付着力を弱めることができ、無端ベルト上の残留トナーを容易に除去することができる。

（３）無端ベルトが帯びている電荷が確実に除去されるので、残留トナーの無端ベルトへの付着力を確実に弱めることができ、無端ベルト上の残留トナーを容易に除去することができる。

（４）テンションローラが、本来のテンションローラとしての役割と除電手段としての役割とをともに果たすので、部品点数が多くならず、製造コストを低下させることができる。

（５）２次転写部からクリーニング部までの距離が長く、また、テンションローラは無端ベルトに張力を与えるために駆動ローラから所定距離だけ離されて配置されるので、無端ベルトが帯びる電荷がテンションローラによって除去された場合でも、１次転写部および２次転写部での転写に悪影響が及ぼされない。無端ベルト上の残留トナーを容易に除去できるとともに、高品位なトナー像を記録媒体に転写することができる。

（６）電気抵抗値が特に高い無端ベルトが用いられた場合でも、残留トナーの無端ベルトへの付着力を十分弱めることができるので、無端ベルト上の残留トナーを容易に除去することができる。

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る転写装置を備える画像形成装置の概略構成図である。この実施形態に係る転写装置８を備える画像形成装置１は、外部から入力された画像データに基づいて、用紙等の記録媒体に多色または単色の画像を形成する。画像形成装置１は、露光ユニット１３、像担持体である４個の感光体ドラム３ａ〜３ｄ、４個の帯電ローラ５ａ〜５ｄ、４個の現像ユニット２ａ〜２ｄ、４個のクリーニングユニット４ａ〜４ｄ、無端ベルトである中間転写ベルト７、４個の１次転写ローラ６ａ〜６ｄ、２次転写ローラ１１、定着装置１２、用紙搬送路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、給紙カセット１０、手差し給紙トレイ２０および排紙トレイ１５等を備える。

感光体ドラム３ａ、帯電ローラ５ａ、現像ユニット２ａ、およびクリーニングユニット４ａは、画像形成部Ｐａを構成する。感光体ドラム３ｂ、帯電ローラ５ｂ、現像ユニット２ｂ、およびクリーニングユニット４ｂは、画像形成部Ｐｂを構成する。感光体ドラム３ｃ、帯電ローラ５ｃ、現像ユニット２ｃ、およびクリーニングユニット４ｃは、画像形成部Ｐｃを構成する。感光体ドラム３ｄ、帯電ローラ５ｄ、現像ユニット２ｄ、およびクリーニングユニット４ｄは、画像形成部Ｐｄを構成する。

４個の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相に対応する画像データを用いて画像形成を行う。４個の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、中間転写ベルト７の移動方向（副走査方向）に一列に配置される。

帯電ローラ５ａ〜５ｄは、接触方式の帯電器であり、対応する感光体ドラム３ａ〜３ｄの周面を所定の均一な電位に帯電させる。帯電ローラ５ａ〜５ｄに代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、または、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。

露光ユニット１３は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラーおよび反射ミラーを備え、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対応する色相の画像データに基づくレーザビームを各感光体ドラム３ａ〜３ｄに照射し、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの周面に各色相の画像データに基づく潜像を形成する。

現像ユニット２ａ〜２ｄはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相のトナーを収容し、対応する感光体ドラム３ａ〜３ｄの周面にトナーを供給して、潜像を各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット４ａ〜４ｄは、現像および画像転写後に感光体ドラム３ａ〜３ｄの周面上に残留するトナーを回収する。

感光体ドラム３ａ〜３ｄの上方に、転写装置８が配置される。転写装置８は、中間転写ベルト７、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、テンションローラ１７、１次転写ローラ６ａ〜６ｄ、および中間転写ベルト用のクリーニングユニット９を備える。

中間転写ベルト７は、厚さ７５μｍ〜１５０μｍの無端ベルトで形成され、駆動ローラ７１と従動ローラ７２とに張架されて、図１において時計方向に回転する。感光体ドラム３ｄ、感光体ドラム３ｃ、感光体ドラム３ｂおよび感光体ドラム３ａは、中間転写ベルト７の外周面に対向するように、中間転写ベルト７の回転方向の上流側からこの順序で配置される。

中間転写ベルト７を挟んで各感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置に、１次転写ローラ６ａ〜６ｄが配置される。１次転写ローラ６ａ〜６ｄは、金属（例えば、ステンレス）を素材とする直径８ｍｍ〜１０ｍｍの軸と、この軸の表面を被覆する導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）と、を含む。１次転写ローラ６ａ〜６ｄ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。

１次転写ローラ６ａ〜６ｄには、トナーの帯電極性（この実施形態ではマイナス）と逆極性（この実施形態ではプラス）の転写バイアスが印加され、導電性の弾性材によって中間転写ベルト７に均一に高電圧が印加される。これによって、各感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト７の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト７の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

なお、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの色相のうち一部の色相のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム３ａ〜３ｄ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ドラム３ａ〜３ｄのみに潜像およびトナー像が形成される。例えば、モノクロ画像の形成時は、ブラックの色相に対応する感光体ドラム３ａのみに潜像およびトナー像が形成され、中間転写ベルト７の外周面にブラックのトナー像のみが転写される。

上述のようにして、中間転写ベルト７の外周面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、２次転写ローラ１１との対向位置に搬送される。２次転写ローラ１１は、画像形成時に、中間転写ベルト７の外周面に所定のニップ圧で圧接される。給紙カセット１０または手差し給紙トレイ２０から給紙された用紙が２次転写ローラ１１と中間転写ベルト７との間を通過する際に、２次転写ローラ１１にトナーの帯電極性（この実施形態ではマイナス）とは逆極性（この実施形態ではプラス）の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト７の外周面に形成されたトナー像は、用紙の表面に転写される。

なお、２次転写ローラ１１と中間転写ベルト７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１１または駆動ローラ７１のいずれか一方は硬質材料（金属等）によって形成され、残る他方は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）で形成される。

中間転写ベルト７を挟んで従動ローラ７２に対向する位置に、クリーニングユニット９が配置される。クリーニングユニット９は、感光体ドラム３ａ〜３ｄから中間転写ベルト７に転写されたトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト７上に残留したトナーを回収する。クリーニングユニット９によって、次の画像形成工程での混色が防止される。

トナー像を転写された用紙は、定着部１２に搬送される。定着部１２は、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２を含む。ヒートローラ３１と加圧ローラ３２とは互いに所定の押圧力で圧接し、互いの間に用紙を挟んで回転する。これによって、用紙は、ヒートローラ３１と加圧ローラ３２とによって加熱および加圧され、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、搬送ローラ２５ｂおよび排紙ローラ１８によって排紙トレイ１５上に排出される。

画像形成装置１には、給紙カセット１０に収容されている用紙を、２次転写ローラ１１と中間転写ベルト７との間および定着装置１２を経由して排紙トレイ１５に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｓ１が設けられる。用紙搬送路Ｓ１には、給紙カセット１０内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｓ１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２５ａ、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１１と中間転写ベルト７との間に導くレジストローラ１４、および、用紙を排紙トレイ１５に排出する搬送ローラ２５ｂおよび排紙ローラ１８が配置される。

また、画像形成装置１には、手差し給紙トレイ２０からレジストローラ１４に至る用紙搬送路Ｓ２が設けられ、用紙搬送路Ｓ２には、ピックアップローラ１６ｂおよび搬送ローラ２５ｃ〜２５ｅが配置される。さらに、画像形成装置１には、排紙ローラ１８から用紙搬送路Ｓ１におけるレジストローラ１４の上流側に至る用紙搬送路Ｓ３が設けられ、用紙搬送路Ｓ３には、搬送ローラ２５ｆ，２５ｇが配置される。

排紙ローラ１８は、正逆両方向に回転自在であり、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および、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１５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１８は、用紙の後端が搬送ローラ２５ｂ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Ｓ３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、表裏面および前後端が反転された状態で用紙搬送路Ｓ１に導かれる。

レジストローラ１４は、給紙カセット１０若しくは手差し給紙トレイ２０から給紙され、または、用紙搬送路Ｓ３を経由して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１１と中間転写ベルト７との間に導く。具体的には、レジストローラ１４は、用紙の前端部を把持した状態で待機し、２次転写ローラ１１と中間転写ベルト７とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト７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は、転写装置８の概略構成図である。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１と従動ローラ７２とによって、略水平に張架される。中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ〜３ｄからトナー像が転写される１次転写部Ａ、１次転写部Ａで転写されたトナー像を駆動ローラ７１と２次転写ローラ１１とによって用紙に転写する２次転写部Ｂ、および、２次転写部Ｂにおける転写後に中間転写ベルト７に残留するトナーを除去するクリーニング部Ｃを経由する経路を移動する。中間転写ベルト７として、この実施形態では、１×１０⁸Ω・ｃｍ以上１×１０¹⁴Ω・ｃｍ以下の電気抵抗値を有する無端ベルトが用いられる。

この実施形態では、１次転写ローラ６ａは、１次転写ローラ６ａと中間転写ベルト７との接触範囲の中心が、感光体ドラム３ａと中間転写ベルト７との接触範囲の中心よりも、中間転写ベルト７の回転方向の下流側になるように配置される。他の１次転写ローラ６ｂ〜６ｄについても、それぞれ対応する感光体ドラム３ｂ〜３ｄに対して１次転写ローラ６ａの場合と同様に配置される。

テンションローラ１７は、２次転写部Ｂからクリーニング部Ｃまでの中間転写ローラ７の移動経路中であって駆動ローラ７１と従動ローラ７２との略中間位置において中間転写ベルト７の内周面に圧接し、中間転写ベルト７に所定の張力を与える。なお、テンションローラ１７は、２次転写部Ｂからクリーニング部Ｃまでの中間転写ローラ７の移動経路中であって駆動ローラ７１と従動ローラ７２との間のいずれかの位置に設けられればよいが、駆動ローラ７１からは所定距離だけ離された位置に設けられ、中間転写ベルト７に適切に張力を与える。

また、図３に示すように、テンションローラ１７は、接地されている。テンションローラ１７が中間転写ベルト７に接触するとともに接地しているので、中間転写ベルト７が帯びている電荷が除去される。このため、２次転写部Ｂでの転写後に残留するトナーが中間転写ベルト７へ付着する静電気力が大幅に弱められる。したがって、クリーニングユニット９のクリーニングブレードの中間転写ベルト７への圧接力を従来よりも小さくした場合でも、残留トナーはクリーニング部Ｃにおいて中間転写ベルト７上から容易に除去される。このため、クリーニングブレードの圧接力によって、中間転写ベルトが傷付けられることや、蛇行させられること、皺寄せられること等がない。

また、テンションローラ１７は１次転写部Ａおよび２次転写部から所定距離以上離れた位置に設けられているので、１次転写部Ａおよび２次転写部のそれぞれの電界は、テンションローラ１７によって中間転写ベルト７が接地されている影響を受けない。

したがって、転写装置８によれば、高品位なトナー像を用紙に転写することができる。また、画像形成装置１によれば、高品位な画像を用紙に形成することができる。

なお、この発明は、電機抵抗値が特に高い中間転写ベルトが用いられた場合に、特に有効である。

図４は、他の実施形態に係る転写装置に用いられるテンションローラ１７ａの拡大図である。この実施形態では、テンションローラ１７ａに、中間転写ベルト７が帯びている電荷とは逆極性（この実施形態ではマイナス）の電圧が印加される。このため、２次転写部Ｂでの転写後に残留するトナーが中間転写ベルト７へ付着する静電気力が、確実に弱められ、または、確実に除去される。したがって、クリーニングユニット９のクリーニングブレードの中間転写ベルト７への圧接力を従来よりも小さくした場合でも、残留トナーはクリーニング部Ｃにおいて中間転写ベルト７上から容易に除去される。

この発明の実施形態に係る転写装置を備える画像形成装置の概略構成図である。 転写装置の概略構成図である。 テンションローラの拡大図である。 他の実施形態に係る転写装置に用いられるテンションローラの拡大図である。

符号の説明

Ａ １次転写部
Ｂ ２次転写部
Ｃ クリーニング部
１ 画像形成装置
３ａ〜３ｄ 感光体ドラム
６ａ〜６ｄ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
８ 転写装置
１１ ２次転写ローラ
１７ テンションローラ
７１ 駆動ローラ
７２ 従動ローラ

Claims (6)

1. １次転写部、２次転写部およびクリーニング部をこの順序で経由するように移動し、前記１次転写部において像担持体からトナー像が転写され、前記２次転写部において前記トナー像を記録媒体に転写する無端ベルトと、
   前記クリーニング部において前記２次転写部での転写後に残留するトナーを除去するクリーニングユニットと、
   前記無端ベルトの移動経路中であって前記２次転写部から前記クリーニング部までの間のいずれかの位置に設けられ前記無端ベルトが帯びている電荷を除去する除電手段と、を備えることを特徴とする転写装置。
2. 前記除電手段は、前記無端ベルトに接触するとともに接地していることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記除電手段は、前記無端ベルトが帯びている電荷とは逆極性の電圧を前記無端ベルトに印加することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
4. 前記除電手段は、前記無端ベルトに圧接して前記無端ベルトに所定の張力を与えるテンションローラであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の転写装置。
5. 前記無端ベルトは、駆動ローラと従動ローラとに張架され、前記２次転写部は前記駆動ローラの周辺に設定され、前記クリーニング部は前記従動ローラの周辺に設定されることを特徴とする請求項４に記載の転写装置。
6. 前記無端ベルトの電気抵抗値は、１×１０⁸Ω・ｃｍ以上１×１０¹⁴Ω・ｃｍ以下であ ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の転写装置。

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