JP2007199138A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被転写部材の部分的な抵抗劣化を抑えて画像ノイズの少ない画像を得る。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、被転写部材２０と、像を担持して被転写部材２０と当接する当接面を有する像担持体１２と、被転写部材２０を像担持体１２の当接面に当接させるために該被転写部材２０と支持する支持面を備える転写体２２と、像担持体１２と転写体２２それぞれに電圧を印加して像担持体が担持する像を静電的に被転写部材に転写させる電界を形成する電界形成手段６８とを有する。像担持体１２の当接面には部分的に感光材料が塗布されており、転写体２２の支持面は、部分的に導電性を備え、像担持体１２の当接面の感光材料が塗布されていない非塗布部分５８と被転写部材２０を介して対向する部分に少なくとも非導電性を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体が担持する像を被転写部材に転写する転写体を有する画像形成装置に関する。

像担持体である感光体が担持する像（以下、「現像画像」と称する。）を転写体である一次転写ローラによって被転写部材である中間転写ベルトに転写する画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、中間転写ベルトを一次転写ローラによって感光体に当接させ、感光体と一次転写ローラの間に電界を形成するために感光体と一次転写ローラそれぞれに所定の電圧を印加し、それにより感光体が担持する現像画像を接触圧と静電気力によって中間転写ベルトに転写するように構成されている。

一次転写ローラとして、例えば、金属のローラ、芯金の外周面に導電性層が形成されたローラ、ロッドと該ロッドに回転可能に支持される複数の回転体（以下、「コロ」と称する。）から構成されるローラなどがある。例えば、ロッドと複数のコロから構成されるローラとして特許文献１のものがある。
特開２００５−２０１９２５公報

しかしながら、上述の画像形成装置において、中間転写ベルトが部分的に抵抗劣化し、それにより記録部材に形成された画像に画像ノイズが発生することがある。具体的に言えば、感光体が金属製の素管の外周面に部分的に感光材料が塗布されている（例えば、感光体の回転中心線方向に関して中央の外周面部分にのみ感光材料が塗布されている。）ことに起因し、感光材料が塗布されていない外周面の部分と一次転写ローラの間に大きな電流が流れることにより該部分と一次転写ローラに挟まれた中間転写ベルトの部分に抵抗劣化が生じる。

そこで、本発明は、像担持体が被転写部材と当接する当接面に部分的に感光材料が塗布されて構成されていても、被転写部材が部分的に劣化することを抑制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。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体が担持する像を被転写部材に転写する転写体を有する画像形成装置であって、
被転写部材と、
像を担持して被転写部材と当接する当接面を有する像担持体と、
被転写部材を像担持体の当接面に当接させるために該被転写部材と支持する支持面を備える転写体と、
像担持体と転写体それぞれに電圧を印加して像担持体が担持する像を静電的に被転写部材に転写させる電界を形成する電界形成手段とを有し、
像担持体の当接面には部分的に感光材料が塗布されており、
転写体の支持面は、部分的に導電性を備え、像担持体の当接面の感光材料が塗布されていない非塗布部分と被転写部材を介して対向する部分に少なくとも非導電性を備えることを特徴とする。

本発明によれば、転写体の支持面が像担持体の当接面の感光材料が塗布されていない非塗布部分と被転写部材を介して対向する転写体の支持面の部分に少なくとも非導電性を備えるため、像担持体の非塗布部分に大きな電流が流れず、それにより非塗布部分と当接する被転写部材の部分の抵抗劣化が抑制される。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示している。図において符号１０で示す画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いてシート状の記録材（以下、「記録シート」と称する。）Ｓに画像を形成する４サイクル方式の画像形成装置である。

画像形成装置１０は、像担持体である感光体１２と、感光体を帯電する帯電装置１４と、感光体に静電潜像を形成する露光装置１６と、静電潜像を現像して現像画像を形成する現像装置１８と、感光体が担持する現像画像が転写される被転写部材である中間転写ベルト２０と、感光体から中間転写ベルトに現像画像を転写するための転写体である一次転写ローラ２２と、中間転写ベルトが担持する現像画像を記録シートＳに転写する二次転写ローラ２４と、記録シートＳをフルカラーの現像画像が転写される領域（以下、「二次転写領域」と称する。）に搬送する搬送ローラ対２６を有する。

感光体１２は、円筒状であって、その外周面に現像画像が形成されるように構成されている。また、感光体１２は、モータなどの回転駆動源（図示せず）から回転駆動力が伝達されて所定の回転速度で回転するようにしてある。感光体１２については、後述においてさらに詳細に説明する。

帯電装置１４は、感光体１２の外周面に対して接触または非接触に対向し、対向領域を通過する感光体１２の外周面を一様に帯電するように構成されている。

露光装置１６は、感光体１２の回転方向に関して帯電装置１４の下流側の該感光体１２の外周面と対向する位置に配置され、帯電された外周面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。

現像装置１８は、感光体１２の回転方向に関して露光装置１６の下流側の該感光体１２の外周面と対向する位置に配置され、静電潜像を現像するように構成されている。現像装置１８は、４つの現像ローラ２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋを有し、各現像ローラを順に感光体１２に対向させて該感光体が担持する静電潜像を現像するように構成されている。現像装置１８の現像ローラ２８Ｙはイエローのトナーを用いて静電潜像を現像するように構成されている。同様に、他の現像ローラ２８Ｍはマゼンタのトナーを用いて、２８Ｃはシアンのトナーを用いて、２８Ｋはブラックのトナーを用いてそれぞれ静電潜像を現像するように構成されている。現像装置１８により、感光体１２の外周面にフルカラーの現像画像が形成される。

中間転写ベルト２０は、無端状のベルトであって、その外周面（以下、「像担持面」と称する。）がベルト駆動ローラ（図示せず）によって所定の速度で感光体１２、二次転写ローラ２４それぞれの外周面と順次対向するように駆動されている。中間転写ベルト２０の像担持面上に、感光体１２と対向する領域（以下、「一次転写領域」と称する。）でフルカラーの現像画像が該感光体から転写される。中間転写ベルト２０については、後述においてさらに詳細に説明する。

一次転写ローラ２２は、一次転写領域を通過する中間転写ベルト１６に、感光体１２の外周面上のフルカラーの現像画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。一次転写ローラ２２については、後述においてさらに詳細に説明する。

二次転写ローラ２４は、搬送ローラ２６によって中間転写ベルト２０との間に搬送された記録シートＳに、中間転写ベルト２０が担持しているフルカラーの現像画像を、静電気力と接触圧によって転写するように構成されている。

搬送ローラ対２６は、外周面が当接し合う一対のローラであって、２つのローラの間に記録シートＳを挟持しつつ各ローラが回転することにより二次転写領域に向かって所定の搬送速度で搬送する。

このような構成であれば、感光体１２の外周面が帯電装置１４によって帯電され、帯電された外周面に露光装置１６によって静電潜像が形成され、形成された静電潜像が現像装置１８によって現像される。感光体１２に形成された現像画像は一次転写ローラ２２によって中間転写ベルト２０に転写される。中間転写ベルト２０は現像画像を担持して搬送し、搬送された現像画像は二次転写ローラ２４によって記録シートＳに転写される。

ここからは、感光体１２、中間転写ベルト２０、一次転写ローラ２２について詳細に説明する。

図２は一次転写領域における感光体１２、中間転写ベルト２０、一次転写ローラ２２を示す斜視図である。また、図３は感光体１２側から見た中間転写ベルト２０を示すものである。

図２や図３に示すように、感光体１２は、アルミなどの金属製の素管５２の外周面に静電潜像を形成するための感光材料が塗布されて構成される。感光体１２の外周面において、感光体１２の回転中心線５４方向に関して両端を除く中央に感光材料が塗布されている。図では、感光材料が塗布されている外周面の中央部分（以下、「塗布部分」と称する。）を符号５６で示し、感光材料が塗布されていない外周面の端部分（以下、「非塗布部分」と称する。）を符号５８で示している。

一次転写ローラ２２は、金属製のロッド６０と中間転写ベルト２０の内周面（像担持面と対向する面）を支持する外周面を備えてロッドに回転可能に支持されている複数のコロ６２、６４によって構成されている。コロ６２は導電性の外周面を備えたコロ（以下、「導電コロ」と称する。）であり、例えば１×１０^２〜１×１０^７Ωｃｍの電気抵抗を備える導電性材料で作製されることにより導電性の外周面を備えている。一方、コロ６４は、非導電性の外周面を備えたコロ（以下、「絶縁コロ」と称する。）であり、例えば、金属で作製されたコロの外周面に絶縁材料の層や膜を形成する、または絶縁材料から作製されることにより非導電性の外周面を備えている。

絶縁コロ６４は、図３に示すように、感光体１２の非塗布部分５８とともに塗布部分５６の一部と中間転写ベルト２０を介して対向するように配置されている。

具体的には、絶縁コロ６４は、図３に示すように、感光体１２の塗布部分５６と中間転写ベルト２０を介して対向する部分の回転中心線６６方向の長さＸが数１に示す関係式を満足するように構成されている。数１の関係式において、Ｌは感光体１２と中間転写ベルト２０との接点と一次転写ローラ２２と中間転写ベルト２０との接点の間の距離（中間転写ベルト２０の移動方向に関する距離）を示し、ｒは単位長さあたりの中間転写ベルト２０の電気抵抗を示し、ＲＰＣは感光体１２の塗布部分５６の電気抵抗（感光材料による電気抵抗）を示している。

数１に示す関係式において、左項は一次転写ローラ２２の導電コロ６２から感光体１２の塗布部分５６に電流が流れる場合の電気抵抗（ルートＡの電気抵抗）を示し、右項は導電コロ（最も感光体１２の非塗布部分５８に近い導電コロ）６２から感光体１２の非塗布部分５８に電流が流れる場合の電気抵抗（ルートＢの電気抵抗）を示している。一次転写ローラ２２の導電コロ６２から感光体１２の非塗布部分５８に流れる電流を小さくするためには、数１に示す関係式のように、ルートＢの電気抵抗の大きさを、ルートＡの電気抵抗に比べて大きくなるように距離Ｘを設定すればよい。例えば、距離Ｘは、図４のグラフに示すように、比例対応する距離Ｌに対応して、数１の関係式を満足する設定領域内から決定される。

なお、数１の関係式は、距離ＬやＸに比べて極小な中間転写ベルトの厚さを無視した式である。代わりとして、または中間転写ベルトの厚さが大きい場合、中間転写ベルトの厚さｔを考慮した数２に関係式を用いて絶縁コロの距離Ｘを設定してもよい。

中間転写ベルト２０は、半導電性（例えば、１×１０^７〜１×１０^１３Ω／□の表面抵抗を備える）の樹脂やゴムなどで作製されたベルトであって、感光体１２の外周面と像担持面で当接し、一次転写ローラ２２の複数のコロ６２、６４それぞれの外周面と内周面で当接している。この状態で感光体１２と一次転写ローラ２２それぞれに電圧印加装置６８（請求の範囲に記載の電界形成手段に対応）によって所定の電圧が印加されることにより（これらの間に電界が形成されることにより）、現像画像が感光体１２から中間転写ベルト２０に静電的に転写される。

電圧印加装置６８によって感光体１２と一次転写ローラ２２に電圧が印加されると、中間転写ベルト２０を介して感光体と一次転写ローラの間に電流が流れる。例えば、現像に使用されるトナーが負極性である場合、一次転写ローラ２２から感光体１２に向かって電流が流れるようにそれぞれに電圧が印加される。このとき、一次転写ローラ２２の導電コロ６２と感光体１２の塗布分５６の間に大きい電流が流れ、非塗布部分５８にはほとんど電流が流れない（大きい電流が流れない。）。これにより、感光体１２の非塗布部分５８と一次転写ローラ２２の間の中間転写ベルト２０の部分の抵抗劣化が抑制される。その結果、中間転写ベルト２０が部分的に抵抗劣化することによって起こる、最終的に記録シートＳに形成される画像における画像ノイズの発生が抑制される。

以上、１つの実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、４サイクル方式の画像形成装置に限らず、本発明は、現像画像が転写される被転写部材が転写体の支持によって像担持体に当接され、感光体と転写体それぞれに所定の電圧が印加されてその間に電界が形成されることにより該感光体に担持されている現像画像が被転写部材に静電的に転写されるものであれば実施可能である。例えば、像担持体と転写体が被転写部材を挟持するような画像形成装置にも本発明は実施可能である。

また、上述の実施形態によれば、一次転写ローラは、ロッドと複数のコロで構成されているがこれに限定されず、例えば外周面の感光体の非塗布部分と対向する部分に絶縁材料の膜や層を形成した金属のローラであってもよい。広義には、被転写部材を支持する転写体の支持面が、部分的に導電性を備えるとともに、像担持体の当接面の感光材料が塗布されていない非塗布部分と被転写部材を挟んで対向する部分に少なくとも非導電性を備えていればよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 像担持体、被転写部材、転写体の斜視図である。 像担持体側から被転写部材を示した図である。 距離Ｌと距離Ｘの関係のグラフを示す図である。

符号の説明

１２：像担持体（感光体）
２０：被転写部材（中間転写ベルト）
２２：転写体（一次転写ローラ）
６８：電解形成手段（電圧印加装置）

Claims (3)

1. 像担持体が担持する像を被転写部材に転写する転写体を有する画像形成装置であって、
   被転写部材と、
   像を担持して被転写部材と当接する当接面を有する像担持体と、
   被転写部材を像担持体の当接面に当接させるために該被転写部材と支持する支持面を備える転写体と、
   像担持体と転写体それぞれに電圧を印加して像担持体が担持する像を静電的に被転写部材に転写させる電界を形成する電界形成手段とを有し、
   像担持体の当接面には部分的に感光材料が塗布されており、
   転写体の支持面は、部分的に導電性を備え、像担持体の当接面の感光材料が塗布されていない非塗布部分と被転写部材を介して対向する部分に少なくとも非導電性を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 転写体は、ロッドと被転写部材と当接する外周面を備えて該ロッドに回転可能に支持されている複数の回転体とによって構成されており、
   複数の回転体には、像担持体の当接面の感光材料が塗布されている塗布部分と被転写部材を挟んで対向する位置に配置される導電性の外周面を備える導電性回転体と、上記非塗布部分と対向する位置に配置される非導電性の外周面を備える非導電性回転体が含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 非導電性回転体は、上記非塗布部分と被転写部材を介して対向するとともに上記塗布部分の一部と対向するように構成され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。
   

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