JP2006163216A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、転写材の表面粗さの違いによらず良好な転写が得られ、異常画像の発生を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体３に形成されたトナー像を中間転写体へ転写し、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材に転写しており、中間転写体は中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１上のトナー像を転写材に二次転写する二次転写部１９とを備え、二次転写部１９は中間転写ベルト２１側に設けた支持部（対抗ローラ）２０と転写材側に設けた支持部（転写ローラ）２２とを備え、対抗ローラ２０及び転写ローラ２２の少なくとも一方にはそれぞれ表面硬度が異なる複数のローラが設けられており、ローラの表面硬度が切換可能になっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に関する。

特許文献１には、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体へ転写し、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、中間転写体の転写ベルトのマイクロ硬度計による表面硬度を５０度以上にした技術が開示されている。

特許文献２には、転写ベルトに対して選択的に使用される複数の転写ローラを設け、各転写ローラの表面硬度を１０度〜５０度にし且つ転写ローラをそれぞれ異なる抵抗値にした技術が開示されている。

特開２００２−２５１０７７号公報 特開２００２−０４９２５１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の従来技術では、転写ベルトの表面硬度を５０度以上にしているため、コート紙等の表面が平滑な転写材の場合には、転写材との密着性は高くなるが、転写ローラと転写材との間に大きな圧力が発生してトナーが凝集し、虫食いが生じるという問題がある。特に、転写ベルト上のトナー高さが高くなるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）を複数用いた多色モードの場合に顕著に発生するという問題がある。

一方、特許文献２に記載の従来技術では、表面粗さの大きい転写材の場合には、転写ベルトに対して転写材の表面凹凸が大きく、転写材と転写ベルトとの間に部分的に隙間が形成され、電界の作用のみではトナーが転写材に移動し難くなり、転写不良が発生するという問題がある。特に、転写ベルト上のトナー高さが低くなるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の単色モードの場合に顕著に発生するという問題がある。

本発明は、転写材の表面粗さの違いによらず良好な転写が得られ、異常画像の発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体へ転写し、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、中間転写体は中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像を転写材に二次転写する二次転写部とを備え、二次転写部は中間転写ベルト側に設けた支持部と転写材側に設けた支持部とを備え、中間転写ベルト側の支持部及び転写材側の支持部の少なくとも一方には複数のローラが設けられており、ローラの表面硬度はそれぞれ異なっており、転写材の表面粗さの違いに応じてローラが切換可能になっていることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、画像形成装置には転写材の表面粗さを検知する粗さ検知センサが設けられており、粗さ検知センサの出力に応じてローラの切換を行っていることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、二次転写部には中間転写ベルトに対するローラの押圧力を変化させる圧力可変手段が設けられており、圧力可変手段はローラの切換えに連動して、中間転写ベルトに対するローラの押圧力を変化させていることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、中間転写ベルトは弾性層を有し、トナー画像と接触する側の表面硬度がマイクロ硬度計による測定で５０度〜８０度であることを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、トナーは体積平均粒径が４．０〜６．０μｍ、円形度が０．９５〜１．００の重合トナーであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、中間転写ベルト側の支持部及び転写材側の支持部の少なくとも一方に表面硬度が異なる複数のローラを設けており、転写材の表面粗さの違いに応じてローラを切換可能にしているので、表面が凹凸の大きい転写材の場合は、表面硬度の高いローラに切換えることで転写材への転写効率が向上し、ベタ濃度不足等の不具合を防止できる。また、表面が平滑な転写材の場合は、表面硬度の低いローラに切換えることでトナーに過剰な圧力がかからず、中間転写ベルトとトナーの間にトナー凝集体ができにくく虫食い画像の発生を防止できる。よって、転写材の表面粗さの違いによらず良好な転写が得られ、異常画像の発生を防止することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の二次転写部を概略的に示す断面図、図２は図１に示す画像形成装置において転写ローラを切換えた状態を示す断面図、図３は画像形成装置の全体を示す断面図である。

図３に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成及び動作概要を説明する。カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する原稿搬送部１Ｃと、スキャナ部１Ｄとを有している。

画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２１が配置されており、中間転写ベルト２１の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２１の転写面に沿って並置されている。

各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、光書き込み手段としての書き込み装置５、一次転写装置７、現像装置８、及びクリーニング装置６が配置されている。各現像装置８には、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２Ｂと、従動ローラ２Ａに掛け回された感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成となっている。従動ローラ２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト２１の表面をクリーニングするクリーニング装置１０が設けられている。

給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙（転写材）Ｐを積載収容する給紙トレイ４１と、給紙トレイ４１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ４２と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対４３と、用紙Ｐを一旦停止し、斜めずれを修正した後、中間転写ベルト２１上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出すレジストローラ対１５を有している。レジストローラ対１５の近傍には搬送される用紙Ｐの表面の粗さを検知する粗さ検知センサ１７を備え、粗さ検知センサ１７が前工程におけるセンサ出力と異なる値を検知した場合は転写ローラ２２を切換えるようにしている。

次に二次転写部の構成について説明する。二次転写部１９は二次転写ローラ（転写材側の支持部）２２と、二次転写ローラ２２に対向配置された対向ローラ（転写ベルト側の支持部）２０とを備え、二次転写ローラ２２は表面硬度が異なる一方の二次転写ローラ（ローラ）２２ａと、他方の二次転写ローラ２２ｂとから構成されている。一方及び他方の二次転写ローラ２２は切換え可能に設けられており、用紙Ｐが通過する前に各々の紙種に対応した二次転写ローラ２２が所定の位置で中間転写ベルト２１及び対向ローラ２０に対して圧接されるようになっている。

一方の二次転写ローラ２２ａは、表面硬度がAsker-C硬度で５０〜８０度の高硬度のローラであり、具体的には金属基体とソリッドゴムにより構成されている。他方の二次転写ローラ２２ｂは、表面硬度がAsker-C硬度で４０〜５０度の低硬度のローラであり、具体的には金属基体と発泡ゴムにより構成されている。

二次転写ローラ２２ａ、２２ｂにはトナーと逆極性のバイアスが印加されており、中間転写ベルト２１は体積抵抗率が１０８〜１０１２Ωcmであり、表面抵抗率が１０８〜１０１５Ωcmの範囲になるように調整されている。対向ローラ２０は、表面硬度がAsker-C硬度で５０〜８０度の高硬度ローラであり、アースにつながれており、２つのローラ間に印加される転写電界の作用により中間転写ベルト２１から用紙Ｐ上にトナー像が転写される。

二次転写ローラ２２ａ、２２ｂは支持板２４に取り付けられており、支持板２４の回転軸２３と同軸に設けられた駆動ギヤを外部モータにより所定の角度回転させることにより二次転写ローラ２２ａ、２２ｂの切換え動作が行われる。尚、支持板２４の形状は二次転写ローラ２２ａ、２２ｂが対向ローラ２０に対して圧接される位置に来たときに所定の食込み量になるようにしている。

中間転写ベルト２１は、少なくとも層の一部に弾性層を有し、トナー像が転写される面は表面硬度がマイクロ硬度計（高分子計器社製：ＭＤ−１）による測定で５０度から８０度の間になるようにしてある。尚、二次転写部１９には中間転写ベルト２１に対する二次転写ローラ２２の押圧力を変化させる圧力可変手段が設けてあり、一般的に片側加圧力で３〜３０Ｎの範囲であるが、凹凸紙対応の場合は、１０〜３０Ｎの範囲で適宜選択されるようにしてあり、平滑紙対応の場合は３〜１０Ｎの範囲で適宜選択されるようにしている。圧力可変手段としては、支持板２４と二次転写ローラ２２との間にばねを設け、ばねの付勢力を調整して二次転写ローラ２２の二次転写ベルト２１に対する押圧力を変更している。

トナーは体積平均粒径４．０〜６．０μm、円形度０．９５〜１．００の重合トナーを用いている。凹凸の大きい用紙Ｐにおいてはトナー像と中間転写ベルト２１の空隙が小さくなるため、中間転写ベルト２１とトナー像の間に過剰な非静電的な付着力が作用せず、トナー凝集体ができにくいため中間転写ベルト２１から用紙Ｐへの転写効率が向上する。一方、表面が平滑な用紙においてはトナー像と中間転写ベルト２１の間の応力が小さくなるため、中間転写ベルト２１とトナー像の間に過剰な非静電的な付着力が作用せず、トナー凝集体ができにくいため虫食い画像の発生を防止できる。

次に、上述した構成に基づき本実施の形態の作用及び効果を説明する。画像形成処理が開始されると、感光体３Ｙの表面が帯電装置４により一様に帯電され、スキャナ部１Ｄからの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置８Ｙによりトナー像として可視像化され、トナー像は所定のバイアスが印加される一次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２１上に一次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２１上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後の感光体３上に残留したトナーはクリーニング装置６により除去されると共に、転写後図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。

感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２１上に一次転写されたトナー像（以下、単にトナーともいう）は、二次転写バイアス印加手段によりバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）が対向ローラ２０に印加され、中間転写ベルト２１を介して二次転写ローラ２２との間で電界の作用により用紙Ｐの上に二次転写される。その後、表面にトナー像を二次転写された用紙Ｐは、定着装置１１にて熱と圧力の作用に表面にトナー像が強固に定着される。

本実施の形態では、二次転写部１９には表面硬度の異なる複数の転写ローラ２２を配置して、用紙Ｐの表面粗さの違いに応じて転写ローラ２２を切換えているので、表面が凹凸の大きい用紙Ｐの場合は、表面硬度の高い転写ローラ２２ａに切換えることで用紙Ｐへの転写効率が向上しベタ濃度不足等の不具合が防止できる。また、表面が平滑な用紙Ｐの場合は、表面硬度の低い転写ローラ２２ｂに切換えることで、トナーに過剰な圧力がかからず、中間転写ベルト２１とトナーの間にトナー凝集体ができにくく、虫食い画像の発生を防止できる。

中間転写ベルト２１は、表面硬度がマイクロ硬度計による測定で５０度から８０度の間になるような弾性層を有しているので、凹凸紙の表面に対して中間転写ベルト２１の表面が追従しやすくなり、トナー粒子と紙表面の空隙が小さくなるため転写効率が向上する。同様に、平滑紙の表面に載ったトナー像の凹凸に対して中間転写ベルト２１の表面が追従しやすくなり、その結果トナー粒子間に過剰な応力が作用しないためトナー凝集が起こり難く、虫食い画像の発生を防止できる。

転写ローラ２２の押圧力を凹凸紙の場合は１０〜３０Ｎ、平滑紙の場合は３〜１０Ｎの範囲で適宜選択できるので、用紙の表面粗さの違いによらずさらに良好な転写が得られる。

次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり上述した部分と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、主に第１実施の形態と異なる点を説明する。図４及び図５を用いて第２実施における二次転写部の詳細な構成・動作の説明をする。

第２実施の形態では、対向ローラ２０は表面硬度が異なる一方の対向ローラ２０ａと、他方の対向ローラ２０ｂとから構成されている。一方及び他方の対向ローラ２０は切り換え可能に設けられており、用紙Ｐが通過する前に各々の紙種に対応した対向ローラ２０が所定の位置で中間転写ベルト２１及び対向ローラ２０に対して圧接されるようになっている。尚、二次転写ローラ２２は表面硬度がAsker-C硬度で５０〜８０度の高硬度ローラである。

一方の対向ローラ２０ａは、表面硬度がAsker-C硬度で５０〜８０度の高硬度のローラであり、具体的には金属基体とソリッドゴムにより構成されている。他方の対向ローラ２０ｂは、表面硬度がAsker-C硬度で４０〜５０度の低硬度のローラであり、具体的には金属基体と発泡ゴムにより構成されている。尚、二次転写ローラ２２は表面硬度がAsker-C硬度で５０〜８０度の高硬度ローラにしている。また、対向ローラ２０の回転機構の構成については、第１実施の形態において説明した二次転写ローラ２２の構成と同じである。

本実施の形態において、用紙が凹凸紙の場合には、高硬度の一方の対向ローラ２０ａにし、平滑紙の場合には低硬度の他方の対向ローラ２０ｂにしている。よって、用紙の表面粗さの違いによらず良好な転写が得られ、異常画像の発生を防止することができる。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。二次転写ローラ２２は表面硬度の異なるローラを２つ設けたが、３つ以上であっても良い。また、対向ローラ２０についても表面硬度の異なるローラを３つ以上設けても良い。

本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の二次転写部を概略的に示す断面図である。 図１に示す二次転写部において転写ローラを切換えた状態を示す断面図である。 画像形成装置の全体を示す断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る二次転写部を概略的に示す断面図である。 図４に示す二次転写部において転写ローラを切換えた状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ 像担持体
１７ 粗さ検知センサ
１９ 二次転写部
２０ 対向ローラ（中間転写ベルト側の支持部）
２０ａ 一方の対向ローラ
２０ｂ 他方の対向ローラ
２１ 中間転写ベルト
２２ 二次転写ローラ（転写材側の支持部）
２２ａ 一方の二次転写ローラ
２２ｂ 他方の二次転写ローラ

Claims (5)

1. 像担持体に形成されたトナー像を中間転写体へ転写し、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、中間転写体は中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像を転写材に二次転写する二次転写部とを備え、二次転写部は中間転写ベルト側に設けた支持部と転写材側に設けた支持部とを備え、中間転写ベルト側の支持部及び転写材側の支持部の少なくとも一方にはそれぞれ表面硬度が異なる複数のローラが設けられており、ローラの表面硬度が切換可能になっていることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置には転写材の表面粗さを検知する粗さ検知センサが設けられており、粗さ検知センサの出力に応じてローラの切換を行っていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 二次転写部には中間転写ベルトに対するローラの押圧力を変化させる圧力可変手段が設けられており、圧力可変手段はローラの切換えに連動して、中間転写ベルトに対するローラの押圧力を変化させていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 中間転写ベルトは弾性層を有し、トナー画像と接触する側の表面硬度がマイクロ硬度計による測定で５０度〜８０度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. トナーは体積平均粒径が４．０〜６．０μｍ、円形度が０．９５〜１．００の重合トナーであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
   
   

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