JP2006330732A - 画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】光走査により静電潜像が形成され、静電潜像に投入されたトナーによりトナー画像が形成される感光媒体１１４と、少なくとも一対のローラ１４３、１４５に巻かれて循環走行し、感光媒体１１４と転写ニップを形成する転写ベルト１４１と、感光媒体１１４との間に転写ベルト１４１を挟み、転写ベルト１４１と接触して配置された転写ローラ１５０とを具備し、転写ローラ１５０が感光媒体１１４より転写ベルトの進行方向の上流に位置したことを特徴とする画像転写ユニット１４０、及びこれを備えた電子写真方式の画像形成装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置に関し、さらに詳細には感光媒体から用紙に転写されるトナー画像の転写品質が向上される画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置に関する。

一般的に、電子写真方式の画像形成装置とは、例えば、レーザプリンタ、デジタル複写機のように、所定電位に帯電された感光媒体に光を走査してその外周面に静電潜像を形成し、上記静電潜像に現像剤であるトナーを投入して可視画像に現像した後、これを用紙に転写及び定着させて画像を印刷する装置をいう。

図１は、従来の画像転写ユニットの一部分を概略的に図示した断面図である。

図１を参照すれば、従来の画像転写ユニット１０は、感光媒体１１と、一対のローラ（図示せず。）により支持されて循環走行する転写ベルト１３と、上記転写ベルト１３を間に挟み、上記感光媒体１１の対向側に配置された転写ローラ１５とを備える。上記転写ベルト１３は、静電気誘導により帯電された用紙Ｐを表面に付着し、下から上に移送する。上記転写ローラ１５は、転写ベルト１３と感光媒体１１との間に転写ニップＮを形成するように、上記転写ベルト１３を感光媒体１１側に密着させる。

上記従来の画像転写ユニット１０は、下から上に向かう用紙Ｐの進行方向に対し、感光媒体１１の回転中心から転写ローラ１５の回転中心に向かう仮想の直線Ｌが直交している。

特開平８−１９４４２１号公報 特開昭６４−０７０７７９号公報

しかし、従来の画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置によれば、感光媒体１１の回転中心から転写ローラ１５の回転中心に向かう仮想の直線Ｌが直交していることにより、転写ニップＮが十分に確保できず、トナー画像の転写品質が悪くなるという問題点がある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、広い転写ニップを確保すると共に、逆方向転写が抑制されうるように構造を改善することが可能な、新規かつ改良された画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光走査により静電潜像が形成され、上記静電潜像に投入されたトナーによりトナー画像が形成される少なくとも一つ以上の感光媒体と；少なくとも一対のローラに巻かれて循環走行し、上記感光媒体と転写ニップを形成する転写ベルトと；上記感光媒体との間に上記転写ベルトを挟み、上記転写ベルトと接触して配置された少なくとも一つ以上の転写ローラと；を備え、上記転写ローラが上記感光媒体より上記転写ベルトの進行方向の上流に位置したことを特徴とする画像転写ユニットが提供される。

また、上記転写ベルトは、用紙を移送し、上記転写ローラは、上記感光媒体より上記用紙進行方向の上流に位置してもよい。

また、上記感光媒体の回転中心から上記転写ベルトの進行方向に対して垂直に延びた第１仮想線と、上記感光媒体の回転中心から上記転写ローラの回転中心に延びた第２仮想線との間の角度Φが、０°〜１６°であってもよい。

また、上記転写ベルトの表面抵抗ρｓは、９．０〜１３．５Ｌｏｇ［Ω／ｓｑ］であってもよい。

また、上記転写ベルトの体積抵抗ρｖは、９．０〜１２．３Ｌｏｇ［Ωｃｍ］であってもよい。

また、相異なる色相のトナー画像が形成される複数個の感光媒体に対応し、上記感光媒体と同数の転写ローラを備えてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、印刷しようとする画像に対応する光を走査する光走査器と；上記光走査器の光走査により静電潜像が形成され、上記静電潜像に投入されたトナーによりトナー画像が形成される少なくとも一つ以上の感光媒体と、少なくとも一対のローラに巻かれて循環走行し、上記感光媒体と転写ニップを形成する転写ベルトと、上記感光媒体との間に上記転写ベルトを挟み、上記転写ベルトと接触して配置された少なくとも一つ以上の転写ローラと、を有する画像転写ユニットと；
を備え、上記転写ローラは前記感光媒体より前記転写ベルトの進行方向の上流に位置することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置が提供される。

上記転写ベルトは、用紙を移送し、上記転写ローラは、上記感光媒体より上記用紙進行方向の上流に位置してもよい。

また、上記感光媒体の回転中心から上記転写ベルトの進行方向に対して垂直に延びた第１仮想線と、上記感光媒体の回転中心から上記転写ローラの回転中心に延びた第２仮想線との間の角度Φが、０°〜１６°であってもよい。

また、上記転写ベルトの表面抵抗ρｓは、９．０〜１３．５Ｌｏｇ［Ω／ｓｑ］であってもよい。

また、上記転写ベルトの体積抵抗ρｖは、９．０〜１２．３Ｌｏｇ［Ωｃｍ］であってもよい。

また、相異なる色相のトナー画像が形成される複数個の感光媒体と、上記複数個の感光媒体に対応して感光媒体と同数の転写ローラと、を備えてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、順方向転写だけではなく、逆方向転写の程度も良好であって全体的な転写特性が向上し、印刷画像の品質も改善することができる。

また、転写ベルトの設計マージンが広くなり、低コストで信頼性の高い電子写真方式の画像形成装置を具現できる。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は、本発明ののぞましい実施形態による電子写真方式の画像形成装置の断面図であり、図３は、用紙進行方向の逆方向に感光媒体よりさらに進んだ位置に転写ローラが位置した本発明の画像転写ユニットの断面図である。

図２を参照すれば、本発明の望ましい実施形態による電子写真方式の画像形成装置１００は、相異なる色相の可視画像が用紙に順次に転写され、それらが重畳されて用紙Ｐにカラー画像が直接形成される直接転写方式のカラー画像形成装置である。上記電子写真方式のカラー画像形成装置１００は、ケース１０１内部に、４個の現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ、４個の光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋ、転写ベルト１４１を備える画像転写ユニット１４０、及び定着器１３０を備える。また、用紙Ｐが積載される給紙カセット１２７、上記給紙カセット１２７から用紙を一枚ずつピックアップするピックアップローラ１２８、上記ピックアップされた用紙を移送する移送ローラ１２９、及び画像が印刷された用紙をケース１０１の外に排出する排紙ローラ１３２を備える。

上記現像器１１０は、現像剤であるトナーが消耗されれば、新品に交換されるカートリッジタイプであり、図２に図示されている実施例では、カラー画像の印刷のために相異なる色相のトナー、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色相のトナーがそれぞれ収容された４個の現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが備わる。

上記ケース１０１の一側面のドア１０２を開けば、画像転写ユニット１４０が、上記ドア１０２の開けられるのと連動して横に配列されるので、トナーの使い果たされた現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋを交換できる。

本実施形態で、光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋは、上記４個の現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋに対応して４つ備わる。各光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色相の画像情報に対応する光を各現像器ハウジング１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの内部に装着された感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋに走査する。上記光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋとしては、レーザダイオードを光源として使用するＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が採用されうる。

各現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、ハウジング１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの内部に、感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋ、及び現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋを備える。上記感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋは、画像の転写のために、画像印刷時に、転写ベルト１４１と対面する外周面の一部が、ハウジング１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの外部に露出される。また、上記現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、帯電ローラ１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃ、１１９Ｋをそれぞれ備える。上記帯電ローラ１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃ、１１９Ｋには、感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周を均一な電位に帯電させるために、帯電バイアスが印加される。

上記現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋは、その外周にトナーを付着させて感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋに供給する。上記現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋには、トナーを感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋに供給するための現像バイアスが印加される。また、図示されてはいないが、上記ハウジング１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの内部には、トナーを現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋに供給する供給ローラ、現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋに付着されたトナーの量を規正するドクターブレード、ハウジング１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの内部に収容されたトナーを固まらないように撹拌し、上記供給ローラ側に移送する撹拌器がさらに備わる。本実施例の現像器１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋによって走査された光が、感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋに走査されるように通路を形成する開口１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋを備える。

画像転写ユニット１４０は、上記４個の感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋを備える。そして、駆動ローラである第１ローラ１４３と、上記第１ローラ１４３の下に平行に配列された従動ローラである第２ローラ１４５と、上記第１ローラ１４３及び第２ローラ１４５に巻かれて循環走行する転写ベルト１４１と、上記第１ローラ１４３と第２ローラ１４５との間に配置される４個の転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋとを備える。また、上記転写ベルト１４１を補助的に支持する補助支持ローラ１４７、１４８を備える。上記４個の転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋは、転写ベルト１４１を間に挟み、４個の感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの向い側にそれぞれ配置される。上記転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋには、転写バイアスが印加される。

また、上記画像転写ユニット１４０は、転写ベルト１４１を間に挟み、上記第２ローラ１４５の向い側に配置された用紙吸着ローラ１５２を備える。上記用紙吸着ローラ１５２は、給紙カセット１２７からピックアップされて上向き移送される用紙Ｐを静電気誘導により帯電させ、その用紙Ｐを転写ベルト１４１の表面に吸着させる。

以下、前述のような電子写真方式の画像形成装置１００のカラー画像形成過程を説明する。

各感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋは、帯電ローラ１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃ、１１９Ｋに印加された帯電バイアスにより、均一な電位に帯電される。４個の光走査器１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色相の画像情報に対応する光を、開口１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋを介して感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋに走査し、これにより上記感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面には静電潜像が形成される。現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋには、現像バイアスが印加される。それにより、トナーが現像ローラ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋから感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面に移動し、各感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面には、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色相の可視トナー画像が現像される。

一方、用紙Ｐは、ピックアップローラ１２８により給紙カセット１２７からピックアップされ、移送ローラ１２９によって給紙される。用紙吸着ローラ１５２に所定の電圧が印加されれば、上向き給紙される用紙Ｐが静電気誘導により帯電されて転写ベルト１４１の表面に付着され、転写ベルト１４１の走行線速度と同じ速度で移送される。転写ベルト１４１に付着されて移送される用紙の先端は、最も下に位置した感光媒体１１４Ｙの外周面に形成されたＹ色相の可視画像の先端が、転写ローラ１５０Ｙ及び転写ベルト１４１と対面されて形成された転写ニップＮ１＿Ｙ（図３参照）に達する時点に合わせ、上記転写ニップＮ１＿Ｙに到達する。このとき、転写ローラ１５０Ｙに転写バイアスが印加されれば、感光媒体１１４Ｙに形成されたトナー画像が用紙Ｐに転写される。次に、用紙Ｐが移送されるにつれ、他の感光媒体１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面に形成されたＭ、Ｃ、Ｋ色相のトナー画像は、順次に用紙Ｐに重畳転写され、用紙Ｐには、カラー画像が形成される。定着器１３０は、用紙に形成されたカラー画像に熱と圧力とを加えて用紙に定着させる。定着が完了した用紙は、排紙ローラ１３２により、ケース１０１外に排出される。

図３を参照すれば、上記画像転写ユニット１４０の転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋは、対応する感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋよりも転写ベルト１４１の進行方向の上流に、いいかえれば、対応する感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋよりも用紙Ｐの進行方向であるＹ方向の逆方向にさらに進んで位置する。具体的に、上記転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋの回転中心１５１Ｙ、１５１Ｍ、１５１Ｃ、１５１Ｋは、対応する感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの回転中心１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋより下に位置する。また、上記感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面と、転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋの外周面との間は、転写ベルト１４１の厚みほど離隔される。これにより、転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋにより支持になる転写ベルト１４１は、感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの外周面との屈曲に沿って密着され、従来（図１参照）の場合よりもさらに拡大された転写ニップＮ１＿Ｙ、Ｎ１＿Ｍ、Ｎ１＿Ｃ、Ｎ１＿Ｋが確保される。一方、上記画像転写ユニット１４０は、トナー画像の転写後に、転写バイアスにより帯電された転写ベルト１４１を除電する除電手段１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３Ｋを、転写ローラ１５０Ｙ、１５０Ｍ、１５０Ｃ、１５０Ｋ上に一つずつ備える。

図４は、図３の画像転写ユニットと対応するところの、用紙進行方向の順方向に感光媒体よりもさらに進んだ位置に転写ローラが位置した画像転写ユニットを図示した断面図であり、図５及び図６は、図３及び図４の一部分を拡大した断面図であり、転写特性の差が発生する理由を説明するための図面である。

拡大された転写ニップを確保することだけを発明の目的とするならば、図４に図示されているように、転写ローラ１５０Ｙ’、１５０Ｍ’、１５０Ｃ’、１５０Ｋ’が対応する感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋよりも用紙Ｐの進行方向であるＹ方向にさらに進んで位置する画像転写ユニット１４０’を考慮することも可能である。図４のように、上記転写ローラ１５０Ｙ’、１５０Ｍ’、１５０Ｃ’、１５０Ｋ’の回転中心１５１Ｙ’、１５１Ｍ’、１５１Ｃ’、１５１Ｋ’が対応する感光媒体１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋの回転中心１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋよりも上に位置すれば、図３と同様に、従来（図１参照）の場合よりもさらに拡大された転写ニップＮ２＿Ｙ、Ｎ２＿Ｍ、Ｎ２＿Ｃ、Ｎ２＿Ｋが確保されうる。しかし、図４のような形態の画像転写ユニット１４０’は、本願の特許請求の範囲から排除されるものであり、その根拠は、次の通りである。

図５を参照すれば、用紙Ｐは、Ｙ方向に下から上に進み、転写ローラ１５０Ｋの回転中心１５１Ｋは、感光媒体１１４Ｋの回転中心１１５Ｋより下に位置する。転写過程中、転写ローラ１５０Ｋに加えられた転写バイアスにより、転写ベルト１４１には、転写電界が形成され、特に、転写ニップＮ１＿Ｋの開始地点以前から転写ニップＮ１＿Ｋの終了地点までの領域Ｅ１に転写電界が強く形成される。転写ニップＮ１＿Ｋでの圧力と転写電界領域Ｅ１での静電力とにより、感光媒体１１４Ｋ外周面のトナーＴが用紙Ｐに円滑に転写され、用紙Ｐと感光媒体１１４Ｋは、転写ニップＮ１＿Ｋを通過した地点Ａ１で分離される。

ところで、上記用紙Ｐと感光媒体１１４Ｋとが分離される地点Ａ１が転写電界領域Ｅ１の外部に位置し、上記地点Ａ１で転写電界の撹乱が激しくないので、逆方向転写の程度が大きくない。ここで、逆方向転写とは、感光媒体１１４Ｋで用紙ＰにトナーＴが転写される順方向転写に対比される概念であり、用紙Ｐにすでに転写されたＹ、Ｍ、Ｃ色相のトナーが用紙Ｐから感光媒体１１４Ｋに転写されることを意味する。これにより、図３のような本発明の画像転写ユニット１４０は、順方向転写が円滑であり、逆方向転写が少なく、転写品質の向上を期待することができる。

一方、図６を参照すれば、用紙Ｐは、Ｙ方向に下から上に進み、転写ローラ１５０Ｋ’の回転中心１５１Ｋ’は、感光媒体１１４Ｋの回転中心１１５Ｋよりも上に位置する。転写過程中に、転写ローラ１５０Ｋ’に加えられた転写バイアスにより、転写ベルト１４１には、転写ニップＮ２＿Ｋの開始地点から転写ニップＮ２＿Ｋの終了地点以後までの領域Ｅ２に強い転写電界が形成される。転写ニップＮ２＿Ｋでの圧力と転写電界領域Ｅ２での静電力とにより、感光媒体１１４Ｋ外周面のトナーＴの順方向転写は、円滑であり、用紙Ｐと感光媒体１１４Ｋは、転写ニップＮ２＿Ｋを通過した地点Ａ２で分離される。

ところで、図６の場合には、上記用紙Ｐと感光媒体１１４Ｋとが分離される地点Ａ２が転写電界領域Ｅ２の内部に位置し、上記地点Ａ２で転写電界の撹乱が激しいので、逆方向転写の程度が大きい。従って、図４に図示されている画像転写ユニット１４０’は、順方向転写は円滑であるが、逆方向転写の程度が激しく、転写品質の向上を期待できない。

本願の発明者は、前述の本願発明の根拠を裏付けるためのテストを実施し、図７は、転写ローラの位置による転写特性の差を確認するためのテストに使われた画像転写ユニットの断面幾何を説明する図面であり、図８は、光濃度計測器を利用して測定された逆方向転写の程度の差を図示したグラフであり、図９は、良好な転写特性を表す転写ベルトの領域を表示したグラフある。

図７に図示されているように、感光媒体１１４の半径をｏ、転写ローラ１５０の半径をｔ、転写ベルト１４１の厚みをｂ、用紙Ｐの厚みをｐとすれば、実験に使われた画像転写ユニットで、ｏは１２ｍｍ、ｔは７ｍｍ、ｂは１２０μｍ、ｐは８０μｍに固定された。一方、上記転写ローラ１５０は、感光媒体１１４の回転中心１１５をその中心とし、上記回転中心１１５から転写ローラ１５０の回転中心１５１までの距離を半径とする同心円Ｃに沿って位置変動可能に設けられる。ｓは、転写ローラ１５０の垂直変位量であり、感光媒体１１４の回転中心１１５に水平な第１仮想線Ｌ１から転写ローラ１５０の回転中心１５１の位置までの垂直距離として定義され、上昇方向が正（＋）の方向である。Φは、転写ローラ１５０の変位角であり、上記第１仮想線Ｌ１と、感光媒体１１４の回転中心１１５から転写ローラ１５０の回転中心１５１に延びた第２仮想線Ｌ２との間の角度として定義され、逆時計方向が正（＋）の方向である。

図８のグラフから、転写ローラ１５０の転写電圧を変化させるとき、上記テスト用画像転写ユニットの逆方向転写の程度が分かる。逆方向転写の程度は、光濃度測定を介して測ることができる。上記光濃度測定の方法は、次の通りである。まず、トナー画像の転写過程を強制的に終了させ、転写ニップを通過して用紙Ｐと分離された感光媒体１１４の外周面に付着されているトナーをテーピングして分離する。次に、トナーが粘着された上記テープに光を走査し、その光の反射程度から光濃度を測定する。

図８を参照すれば、ｓを−１．０ｍｍ（Φに換算すれば、＋２．９９°）に設定し、Ｋトナー画像の現像を担当する感光媒体（１１４、図７参照）に逆方向転写されて残存したＣ色相トナーの光濃度を測定してプロットしたのがグラフ（１）であり、ｓを０．０ｍｍ（Φに換算すれば０°）に設定し、光濃度を測定してプロットしたのがグラフ（２）であり、グラフ（３）とグラフ（４）は、それぞれｓを１．０ｍｍ（Φとしては、−２．９９°）、１．５ｍｍ（Φとしては、−４．４８°）に設定し、光濃度を測定してプロットしたものである。上記図８を介し、転写ローラ１５０（図７参照）を用紙進行方向（Ｙ方向）の逆方向に感光媒体１１４よりもさらに進んで位置させたグラフ（１）のみが広い転写電圧範囲で０．１１〜０．２５の良好な光濃度を維持しており、転写ローラ１５０を用紙進行方向（Ｙ方向）に感光媒体１１４よりもさらに進んで位置させたグラフ（３）、グラフ（４）は、転写電圧が１、０００Ｖ以上である区域で０．３５以上の光濃度を表し、逆方向転写の程度がはなはだしいということが分かる。

ｓをさらに広い範囲で変位させつつ、順方向転写と逆方向転写の程度を測定した結果が表１に記載されている。

上記表１から、Φが正（＋）であるとき、順方向転写と逆方向転写とがいずれも良好であり、実質的な転写品質の向上を期待することができ、特に、Φが０°ないし１６°が望ましい角度であるということが分かる。Φが＋１６°より大きければ、転写ニップ周辺で転写ベルト１４１（図７参照）の屈曲が激しくなり、用紙Ｐの先端が転写ベルト１４１と分離されうる。しかし、転写ベルト１４１の屈曲部分に用紙Ｐを案内できるガイドプレートやローラを追加するならば、Φが＋１６°よりも大きくなっても、ジャム（紙詰まり）の心配なしに転写品質の向上を期待することができる。

画像転写ユニットの転写特性は、転写ベルト１４１（図７参照）の物性、特に表面抵抗ρｓと体積抵抗ρｓとにより変わり、それを確認するためにテストした結果が図９に図示されている。転写ベルト１４１の表面抵抗ρｓと体積抵抗ρｖは、ほぼ比例関係にある。

図９で、四角形ｉの内部領域は、Φが正（＋）であるときに良好である転写特性を表す転写ベルト１４１の表面抵抗ρｓ及び体積抵抗ρｖが分布された領域であり、四角形ｉｉの内部領域は、Φが負（−）であるときに良好である転写特性を表す転写ベルト１４１の表面抵抗ρｓ及び体積抵抗ρｖが分布された領域である。転写ベルト１４１の表面抵抗ρｓ及び体積抵抗ρｖが四角形ｉ、ｉｉの左側及び下側の境界より小さければ、転写ベルト１４１の帯電が困難であって転写特性が不良である。また、転写ベルト１４１の表面抵抗ρｓ及び体積抵抗ρｖが四角形ｉ、ｉｉの右側及び上側の境界より大きければ、転写後の除電が困難であって転写特性が不良である。

転写ベルトの設計マージンが広くなることは、図９からも説明できる。本実施形態は、転写ローラが感光媒体より転写ベルトの進行方向の上流に位置するのを特徴とし、Φが（＋）の場合である。図９を参照すると、Φが（＋）の時転写特性がよくなる転写ベルトの領域は、Φが（−）の時に転写特性がよくなる転写領域より大きい。その結果を画像形成装置設計に適用すると、Φを（＋）に設定する場合は、Φを（−）に設定する場合より小さい表面抵抗（ｐｓ）及び体積抵抗（ｐｖ）を有する転写ベルトを採用しても、信頼性ある画像形成装置を形成することができる。即ち、転写ベルトの設計マージンを広げることができる結論を得られ、広い設計マージンは画像形成装置の製造費用を削減できる。

図９から、Φが正（＋）であるときの転写ベルト領域（四角形ｉ）が、Φが負（−）であるときの転写ベルト領域（四角形ｉｉ）より広いので、画像転写ユニットを設計するにあたり、転写ベルト１４１の選択幅が広くなるということが分かる。また、望ましくは、表面抵抗ρｓが９．０〜１３．５Ｌｏｇ［Ω／ｓｑ］である転写ベルト１４１、また体積抵抗ρｖが９．０〜１２．３Ｌｏｇ［Ωｃｍ］である転写ベルト１４１が選択されうるということが分かる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明の概念は、トナー画像が感光媒体から転写ベルトに転写され、転写ベルトからまた用紙に転写される、いわゆる「中間転写方式」の電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。

本発明の画像転写ユニット及び電子写真方式の画像形成装置は、例えば、画像形成関連の技術分野、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機に効果的に適用可能である。

従来の画像転写ユニットの一部分を概略的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態による電子写真方式の画像形成装置を示した断面図である。 用紙進行方向の逆方向に感光媒体よりさらに進んだ位置に転写ローラが位置した本発明の画像転写ユニットを示した断面図である。 図３の画像転写ユニットと対応する、用紙進行方向の順方向に感光媒体よりさらに進んだ位置に転写ローラが位置した画像転写ユニットを示した断面図である。 図３の一部分を拡大図示した断面図であり、転写特性の差が発生する理由を示すための説明図である。 図４の一部分を拡大図示した断面図であり、転写特性の差が発生する理由を示すための説明図である。 転写ローラの位置による転写特性の差を確認するためのテストに使われた画像転写ユニットの断面幾何を示す説明図である。 光濃度計測器を利用して測定された逆方向転写の程度差を示したグラフである。 良好な転写特性を表す転写ベルトの物性、特に表面抵抗ρｓと体積抵抗ρｓの領域を表示したグラフである。

符号の説明

１０ 画像転写ユニット
１１、１１４Ｋ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｙ 感光媒体
１３、１４１ 転写ベルト
１５、１５０Ｋ、１５０Ｃ、１５０Ｍ、１５０Ｙ、１５０Ｋ’、１５０Ｃ’、１５０Ｍ’、１５０Ｙ’ 転写ローラ
１００ 電子写真方式の画像形成装置
１０１ ケース
１０２ ドア
１１０Ｋ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙ 現像器
１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙ 現像器のハウジング
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 開口
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 現像ローラ
１１９Ｋ、１１９Ｃ、１１９Ｍ、１１９Ｙ 帯電ローラ
１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、１２５Ｙ 光走査器
１２７ 給紙カセット
１２８ ピックアップローラ
１２９ 移送ローラ
１３０ 定着器
１３２ 排紙ローラ
１４０、１４０’ 画像転写ユニット
１４３ 第１ローラ
１４５ 第２ローラ
１４７、１４８ 補助支持ローラ
１５１Ｋ、１５１Ｃ、１５１Ｍ、１５１Ｙ、１５１Ｋ’、１５１Ｃ’、１５１Ｍ’、１５１Ｙ’ 回転中心
１５２ 用紙吸着ローラ
１５３Ｋ、１５３Ｃ、１５３Ｍ、１５３Ｙ 除電手段
Ａ１、Ａ２ ニップを通過した地点
Ｃ 同心線
Ｅ１、Ｅ２ 転写展開領域
Ｌ 仮想直線
Ｌ１ 第１仮想線
Ｌ２ 第２仮想線
Ｎ、Ｎ１＿Ｋ、Ｎ１＿Ｃ、Ｎ１＿Ｍ、Ｎ１＿Ｙ、Ｎ２＿Ｋ、Ｎ２＿Ｃ、Ｎ２＿Ｍ、Ｎ２＿Ｙ 転写ニップ
Ｐ 用紙
Ｔ トナー
ｂ 転写ベルトの厚み
ｏ 感光媒体の半径
ｐ 用紙の厚み
ｓ 転写ローラの垂直変位量
ｔ 転写ローラの半径
φ 転写ローラの変位角

Claims (12)

1. 光走査により静電潜像が形成され、前記静電潜像に投入されたトナーによりトナー画像が形成される少なくとも一つ以上の感光媒体と；
   少なくとも一対のローラに巻かれて循環走行し、前記感光媒体と転写ニップを形成する転写ベルトと；
   前記感光媒体との間に前記転写ベルトを挟み、前記転写ベルトと接触して配置された少なくとも一つ以上の転写ローラと；
   を備え、
   前記転写ローラが前記感光媒体より前記転写ベルトの進行方向の上流に位置したことを特徴とする画像転写ユニット。
2. 前記転写ベルトは、用紙を移送し、
   前記転写ローラは、前記感光媒体より前記用紙進行方向の上流に位置したことを特徴とする、請求項１に記載の画像転写ユニット。
3. 前記感光媒体の回転中心から前記転写ベルトの進行方向に対して垂直に延びた第１仮想線と、前記感光媒体の回転中心から前記転写ローラの回転中心に延びた第２仮想線との間の角度Φが、０°〜１６°であることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像転写ユニット。
4. 前記転写ベルトの表面抵抗ρｓは、９．０〜１３．５Ｌｏｇ［Ω／ｓｑ］であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像転写ユニット。
5. 前記転写ベルトの体積抵抗ρｖは、９．０〜１２．３Ｌｏｇ［Ωｃｍ］であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像転写ユニット。
6. 相異なる色相のトナー画像が形成される複数個の感光媒体に対応し、前記感光媒体と同数の転写ローラを備えたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の画像転写ユニット。
7. 印刷しようとする画像に対応する光を走査する光走査器と；
   前記光走査器の光走査により静電潜像が形成され、前記静電潜像に投入されたトナーによりトナー画像が形成される少なくとも一つ以上の感光媒体と、少なくとも一対のローラに巻かれて循環走行し、前記感光媒体と転写ニップを形成する転写ベルトと、前記感光媒体との間に前記転写ベルトを挟み、前記転写ベルトと接触して配置された少なくとも一つ以上の転写ローラと、を有する画像転写ユニットと；
   を備え、
   前記転写ローラは前記感光媒体より前記転写ベルトの進行方向の上流に位置することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
8. 前記転写ベルトは、用紙を移送し、
   前記転写ローラは、前記感光媒体より前記用紙進行方向の上流に位置することを特徴とする、請求項７に記載の電子写真方式の画像形成装置。
9. 前記感光媒体の回転中心から前記転写ベルトの進行方向に対して垂直に延びた第１仮想線と、前記感光媒体の回転中心から前記転写ローラの回転中心に延びた第２仮想線との間の角度Φが、０°〜１６°であることを特徴とする、請求項７または８に記載の電子写真方式の画像形成装置。
10. 前記転写ベルトの表面抵抗ρｓは、９．０〜１３．５Ｌｏｇ［Ω／ｓｑ］であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の電子写真方式の画像形成装置。
11. 前記転写ベルトの体積抵抗ρｖは、９．０〜１２．３Ｌｏｇ［Ωｃｍ］であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の電子写真方式の画像形成装置。
12. 相異なる色相のトナー画像が形成される複数個の感光媒体と、
    前記複数個の感光媒体に対応して感光媒体と同数の転写ローラと、
    を備えたことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれかに記載の電子写真方式の画像形成装置。
    

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