JP2008003522A - 転写装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潜像担持体と中間転写体とが接触する一次ニップ近傍で生じる両者間の放電を抑制し、中間転写体から多重像担持体へのトナーの逆転写を低減することができる転写装置及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】一次転写ローラによりトナーと逆極性のバイアスを印加され、前記一次転写ローラと中間転写ベルトとの間に接離可能に設けられる誘電体ベルトと、当該誘電体ベルトに蓄積された電荷を除去する除電ブラシとを備えた転写装置とすることによって上記目的の達成を可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、転写装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、複数の潜像担持体上のトナー像を中間転写体に互いに重なり合うように転写する転写装置及びこれを使用した画像形成装置に関する。

従来、この種の画像形成装置において使用される転写装置としては、中間転写ベルト等の中間転写体の表面にそれぞれ対向するように配置された複数の潜像担持体を備えるいわゆるタンデム方式の転写装置が知られている。このような転写装置としては、例えば、４つの潜像担持体上に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像をそれぞれ形成し、これらを順次重ね合わせて中間転写体上に一次転写して得たトナー像を、最終的に紙等の記録媒体上に二次転写してフルカラー画像を得るものがある（例えば特許文献１参照）。

他方、転写装置として、誘電体ベルトを使用して、潜像担持体上のトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式が知られている。例えば、この誘電体ベルト上に記録媒体を静電的に吸着保持し、誘電体ベルトを潜像担持体上を移動通過させ、この移動通過の際に、誘電体ベルト上の記録媒体に、潜像担持体からトナー像を直接転写する方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１４４９８４公報 特開平１０−１９８１２０号公報

しかしながら、特許文献１記載のものでは、潜像担持体と中間転写体とが接触する転写ニップの近傍では、両者間の微小ギャップで放電が生じて、トナーに電荷が注入される。それによりトナー極性が変化し、先に中間転写体上に一次転写された未定着の可視像を構成するトナーを、次の一次転写の際にその潜像担持体に逆転写させてしまうことがあった。このような逆転写が起こると、中間転写体上の可視像を構成する像形成物質量が予定量よりも少なくなるため、最終的な重ね合わせ画像に濃度ムラや色ムラが生じるという不具合が発生するという問題がある。

また、特許文献２記載の誘電体ベルトを特許文献１記載の中間転写体として使用すると、転写ニップ部での放電を抑制することが可能となるものの、トナー像が転写された中間転写体から記録媒体に当該トナー像を転写する二次転写部で、誘電体ベルト上の多重トナー像の上を記録媒体が進入することになるので、静電吸着させてトナーを記録媒体に転写させることは難しく、従来から、中間転写体は、誘電体でなく抵抗体で構成されていた。従って、抵抗体で構成された中間転写体を使用する限り、依然として、前述のような一次転写ニップ近傍での放電や逆転写も防止できない問題が残っていた。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、潜像担持体と中間転写体とが接触する一次ニップ近傍で生じる両者間の放電を抑制し、中間転写体から多重像担持体へのトナーの逆転写を低減することができる転写装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナー像を担持する複数の潜像担持体と、当該潜像担持体に接触し所定の方向に移動する中間転写体と、前記トナー像を当該中間転写体に順次重ねて静電転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上に形成された多重トナー像を一括して記録媒体に転写する二次転写手段とを有する転写装置において、前記一次転写手段によりトナーと逆極性のバイアスを印加され、前記一次転写手段と前記中間転写体との間に接離可能に設けられる誘電体部材と、当該誘電体部材に蓄積された電荷を除去する除電手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の転写装置において、前記誘電体部材の体積抵抗率は、前記中間転写体のそれより大きいことを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２記載の転写装置において、前記誘電体部材の体積抵抗率は、１０¹³Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、中間転写体の体積抵抗率が１０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹¹Ω・ｃｍであることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の転写装置において、前記中間転写体は、複数の張架手段により回転自在に張架された無端状ベルトであり、前記誘電体部材は、無端状ベルトであり、前記中間転写体と同方向に実質的に同一速度で移動することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の転写装置において、前記誘電体部材は、各一次転写装置にそれぞれ設けられたことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の転写装置において、 前記誘電体部材は、前記複数の一次転写手段の全てと当接するように前記中間転写体と接離可能に設けられていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の転写装置において、 前記除電手段は、前記誘電体部材に接触して設けられる除電ブラシであることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、上記構成とすることにより、潜像担持体と中間転写体とが接触する一次ニップ近傍で生じる両者間の放電を抑制し、中間転写体から多重像担持体へのトナーの逆転写を低減することができる転写装置及びこれを備える画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明によれば、一次転写手段と中間転写体との間に接離可能に設けられる誘電体部材にトナーと逆極性のバイアスを印加して誘電体部材を帯電させることで、潜像担持体上のトナーを中間転写体に静電吸着させて転写するようにしている。その結果、一次転写手段から潜像担持体への転写電流が流れにくくなるので、一次転写ニップ近傍での放電も同時抑制することができ、逆転写も低減することができる。
さらに、潜像担持体を通過した誘電体部材は、当該誘電体部材上に蓄積された余分の電荷が、除電手段によって除去されるので、次の潜像担持体における中間転写体に対する転写を安定して行うことが可能となる。

前記誘電体部材の体積抵抗率は、中間転写体の体積抵抗率より大きく、好ましくは、前者は、１０¹³Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲、後者は、１０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹¹Ω・ｃｍの範囲で選定することによって、より確実に前記効果を発揮することができる。
また、前記中間転写体は、複数の張架手段により回転自在に張架された無端状ベルトであり、前記誘電体部材は、無端状ベルトで、前記中間転写体と同一方向に実質的に同一速度で移動するように構成することによって、中間転写体の移動に伴い誘電体部材も簡単な構成で移動させることが可能となり、中間転写体と誘電体部材との間で摩耗等が生じにくくなり、両部材の高寿命化を図ることが可能となる。ここで、実質的に同一速度とは、中間転写体と誘電体部材の移動速度にわずかな差異が生じても、両者間に実質的な摩耗が生じない程度の速度の差異を許容することを意味している。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による一実施形態の転写装置の概略構成を示す図で、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂは、後述する方法等によって、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂ）の各色のトナー像を担持する直径３０ｍｍの感光体ドラムからなる潜像担持体、２は、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ、８０μｍ厚のポリイミド樹脂単層からなる中間転写ベルト、３は、体積抵抗率が１０¹⁴Ω・ｃｍ、６０μｍ厚のポリイミド樹脂単層からなる誘電体ベルトである。
中間転写ベルト２は、無端状に形成されており、駆動ローラ４、張架ローラ５、６、７及び従動ローラ８によって張架され、その表面が潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと接触しながら矢印Ａ方向に移動するように駆動ローラ４によって回転駆動されている。

一方、誘電体ベルト３は、中間転写ベルト２と等幅で無端状に形成されており、駆動ローラ４、張架ローラ５の位置で誘電体ベルト３の表面が中間転写ベルト２の裏面と当接し、張架ローラ６の位置で中間転写ベルト２から離反され、張架ローラ７の位置で再び中間転写ベルト２の裏面と当接するようにこれらのローラ４、５、６、７によって張架されており、駆動ローラ４の回転駆動によって、中間転写ベルト２の移動速度と実質的に同一速度で矢印Ａ方向に移動されている。誘電体ベルト３の裏面は、潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂにそれぞれ対向して配置された一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ及びこれらの一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂの前記移動方向Ａの下流側近傍に配置された除電ブラシ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂと接触するようになっており、潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂに担持されたトナー像を中間転写ベルト２に転写する際に、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂから図示しない一次転写バイアス印加手段によってトナーと逆極性のバイアスが印加されて、誘電体ベルト３が帯電されるように構成されている。このように帯電された誘電体ベルト３は、除電ブラシ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂと接触することによって、それぞれの一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂで誘電体ベルト３に蓄積された余分な帯電が除電され、各潜像担持体１Ｃ、１Ｍ、１Ｂからの多重トナー像の転写を安定して行うことが可能となっている。

次に、本実施例の転写装置の動作について説明すると、後述する方法でトナー像が表面に形成された潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂは、駆動ローラ４によって矢印Ａ方向に移動される中間転写ベルト２に接触する。この接触の際、潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に担持された各色のトナー像が、この中間ベルト２の裏面と当接し、このベルト２と実質的に同一速度で移動され、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂで帯電された誘電体ベルト３によって中間転写ベルト２の表面に静電移動され、転写される。このように、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の順に各色のトナー像が中間転写ベルト２の表面に多重して一次転写される。このように、中間転写ベルト２に一次転写された重ねトナー像は、図示しない二次転写バイアス印加手段によって印加された二次転写ロール９において、この二次転写ロール９上を移動される紙等の記録媒体に、二次転写ロール９の静電気力によって、一括転写される。このように記録媒体上に転写されたトナー像は、定着手段を経て記録媒体上に定着される。

この一次転写の際に、誘電体ベルト３が配設されていないと中間転写ベルト２と潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂとの接触部（ニップ部）近傍の両者間の微小ギャップで放電が生じて、トナーに電荷が注入される。その結果、トナー極性が変化し、先に中間転写ベルトに転写され、未定着の可視像を構成するトナーを、次の潜像担持体に逆転写させてしまうことがある。このような逆転写が生じると中間転写ベルト２上の可視像を構成する像形成物質量が予定量より少なくなるため、最終的な重ね合わせ画像に濃度ムラや色ムラが生じるという不具合が生じる。

本実施例における転写装置においては、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂにより印加したトナーと逆極性の一次転写バイアスは、誘電体ベルト３を帯電させ、この帯電によって中間転写ベルト２の表面に、前記一次転写バイアスと逆極性のトナーが静電吸着され、その後誘電体ベルト３に蓄積された余分な帯電を除電ブラシ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂによって除電しているので、一次転写ニップ部近傍において潜像担持体１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと中間転写ベルト２との間での放電の発生を抑制して放電によるトナーへの電荷注入を防止してトナーの逆転写を低減することができる。このような作用は、潜像担持体として、本実施例のような感光体ドラムだけでなく、無端状の感光体ベルトを使用したときも好適に発揮することができる。
本実施例のように、中間転写ベルト２と誘電体ベルト３を無端状とし、中間転写ベルト２の裏面に誘電体ベルト３を当接させて両者を移動させると、中間転写ベルト２の移動に伴い誘電体ベルト３との間でずれを生じることなく、実質的に同一速度で、誘電体ベルト３を潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上で移動することが可能となり、中間転写ベルト２と誘電体ベルト３との間で摩耗等の発生を抑制して、両ベルトの高寿命化を図ることができる。

なお、一次転写ロール１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂとしては、軸心直径が８ｍｍ、外径の直径が１６ｍｍの導電性発泡ゴムからなり、１０００Ｖ印加時の全幅の電気抵抗が１０⁷Ωのものが使用され、二次転写ロール９としては、軸心直径が１２ｍｍ、外径の直径が１７．５ｍｍの導電性発泡ゴムからなり、１０００Ｖ印加時の全幅の電気抵抗が１０^7.5Ωのものが使用されているがこれに限られるものではない。
また、中間転写ベルト２及び誘電体ベルト３の体積抵抗率は、ベルトを導電体で挟んで片方の導電体から一定電圧（１００Ｖ）を印加して抵抗値を測定するＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して測定された。

図２は、本発明による他の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図で、実施例１で示した構成部品と同一のものについては、同一符号を付し、説明は省略する。
この実施例による転写装置は、基本的には、実施例１の場合と同様な構成を採用しているが、誘電体ベルト３と中間転写ベルト２とが当接している部分は、張架ローラ５と張架ローラ１２との間だけで、誘電体ベルト３は、張架ローラ１２以後中間転写ベルト２から離反され、駆動ローラ１４、張架ローラ１３、張架ローラ５によって張架され、張架ローラ５で再び中間転写ベルト２と当接され、駆動ローラ１４によって、矢印Ｂ方向に移動されている。

また、中間転写ベルト２は、誘電体ベルト３から分離後、張架ローラ６、駆動ローラ４、従動ローラ８、張架ローラ５で張架され、駆動ローラ４の駆動によって誘電体ベルトと同一方向（矢印Ａ方向）に移動されている。この場合、中間転写ベルト２の移動速度は、前述の誘電体ベルト３の移動速度と実質的に同一となるように設定されており、中間転写ベルト２と誘電体ベルト３とがずれて移動されないように構成されている。このように、誘電体ベルト３と中間転写ベルト２との当接部分を短くすることによって、誘電体ベルトに残存する帯電の影響を少なくすることができる。

図３は、本発明による他の実施形態に係る転写装置の概略構成を示す図で、実施例１で示した構成部品と同一のものについては、同一符号を付し、説明は省略する。
この実施例による転写装置は、基本的には、実施例２の場合と同様な構成を採用しているが、潜像担持体毎に設けられた複数の誘電体ベルト３と、一本の中間転写ベルト２とが当接している部分は、実施例２の場合よりもより短くなっており、潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂの近傍のみになっている。即ち、各潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂの近傍にそれぞれ誘電体ベルト３を張架する張架ローラ１５、１６及び駆動ローラ１４を設け、これらのローラ１４、１５、１６に無端状の誘電体ベルト３を張架し、駆動ローラ１４を駆動させることによって、矢印Ｃ方向に誘電体ベルト３を移動させている。この場合、各潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂに対応する誘電体ベルト３は、中間転写ベルト２の移動速度と実質的に同一速度となるように、各駆動ローラ１４の回転速度は調整されている。従って、この場合にも中間転写ベルト２と誘電体ベルト間にずれの発生を抑制し、両者間での摩耗の発生を低減することができる。
なお、この実施例で使用される感光体ドラムの外径、中間転写ベルト２、誘電体ベルト３、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ及び二次転写ローラは、実施例１で使用されたものと同一のものを使用した。

図４は、本発明による他の実施形態の転写装置の概略構成を示す図で、実施例３で示した構成部品と同一のものについては、同一符号を付し、説明は省略する。
この実施例による転写装置は、基本的には、実施例３の場合と同様な構成を採用しているが、一次転写手段として、実施例３の場合の一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂに代えて転写チャージャ１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｂを使用し、この転写チャージャ１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｂによって、トナーと逆極性のバイアスを印加してコロナ放電を行い、誘電体ベルト３を帯電させ、一次転写バイアスと逆極性であるトナーを中間転写ベルト上に静電吸着させ一次転写を行っている。
この実施例における転写装置においても、一次転写ニップ部近傍において潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと中間転写ベルト２との間での放電を抑制してトナーへの電荷注入の発生を防止してトナーの逆転写を良好に防止することができる。

図５は、本発明による一実施形態に係る実施例１の転写装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。図中、実施例１で使用された転写装置の構成部品には、同一符号を付し、説明を省略する。
本実施例に係る画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂからなるトナー像生成器を備えており、プロセスユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂの他には、光書込みユニット２１、中間転写ユニット２２、二次転写ローラ９、レジストローラ対２８、給紙カセット２６、定着装置２０などが配設されている。ここで、中間転写ユニット２２は、前述の実施例１で説明したように、中間転写ベルト２、誘電体ベルト３、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ、除電ブラシ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂを備えており、一次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂによって帯電された誘電体ベルト３によって潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂに担持されているトナー像を中間転写ベルト３の表面に静電吸着させて転写させるものである。

プロセスユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂは、潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂを中心としてその周囲にそれぞれ帯電器６０、現像器６１、ドラムクリーニング装置６２（符号は、潜像担持体１Ｙの場合に付してあるが、他の潜像担持体１Ｃ、１Ｍ、１Ｂにおいても同様な構成部材を備えており、図面の簡略化のために符号を省略している。）を備えており、光書込みユニット２１から画像データに基づいて発射されるレーザー光Ｌによって潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に潜像画像が記録され、この潜像画像に応じて現像器６１から供給されるトナーによってトナー像が形成され、このトナー像が前述の実施例１で説明したように、中間転写ユニット２２中の中間転写ベルト２上に転写される。このようにして中間転写ベルト２に転写された多重トナー像は、ガイドローラ２７及びレジストローラ対２８を経由して、給紙カセット２６から供給される転写紙Ｐ上に二次転写ローラ９によって転写され、その後、定着装置２０で、トナー像が定着され、ガイドローラ２９によって系外に排出される。なお、図５中、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーを収容し、現像器６１にトナーを供給するトナーボトルであり、１９は、ベルトクリーニング装置である。

本実施例による画像形成装置においては、上記のように、中間転写ユニットにおいて中間転写ベルト２と誘電体ベルト３とを接離可能に当接させて潜像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂに接触させるので、中間転写ベルト２に転写されたトナー像からの逆転写を防止して画像に濃度ムラや色ムラの少ない美麗な画像を形成することができる。

本発明の実施例１による転写装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例２による転写装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例３による転写装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例４による転写装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例５に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ 潜像担持体
２ 中間転写ベルト
３ 誘電体ベルト
４ 駆動ローラ
５、６、７、８、１２、１３、１５、１６ 張架ローラ
９ 二次転写ローラ
１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ 一次転写ローラ
１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂ 除電ブラシ
１４ 駆動ローラ
１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｂ 転写チャージャ
１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂ プロセスユニット
２０ 定着装置
２１ 光書込みユニット
２２ 中間転写ユニット
６０ 帯電器
６１ 現像器
６２ ドラムクリーニング装置

Claims (8)

1. トナー像を担持する複数の潜像担持体と、各潜像担持体に接触し所定の方向に移動する中間転写体と、前記トナー像を当該中間転写体に順次重ねて静電転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上に形成された多重トナー像を一括して記録媒体に転写する二次転写手段と、を有する転写装置において、
   前記一次転写手段によりトナーと逆極性のバイアスを印加され、前記一次転写手段と前記中間転写体との間に接離可能に設けられる誘電体部材と、当該誘電体部材に蓄積された電荷を除去する除電手段と、を備えたことを特徴とする転写装置。
2. 請求項１記載の転写装置において、
   前記誘電体部材の体積抵抗率は、前記中間転写体のそれより大きいことを特徴とする転写装置。
3. 請求項２記載の転写装置において、
   前記誘電体部材の体積抵抗率は、１０¹³Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、中間転写体の体積抵抗率が１０⁸Ω・ｃｍ〜１０¹¹Ω・ｃｍであることを特徴とする転写装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の転写装置において、
   前記中間転写体は、複数の張架手段により回転自在に張架された無端状ベルトであり、前記誘電体部材は、無端状ベルトであり、前記中間転写体と同方向に実質的に同一速度で移動することを特徴とする転写装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の転写装置において、
   前記誘電体部材は、各一次転写装置にそれぞれ設けられたことを特徴とする転写装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の転写装置において、
   前記誘電体部材は、前記複数の一次転写手段の全てと当接するように前記中間転写体と接離可能に設けられていることを特徴とする転写装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の転写装置において、
   前記除電手段は、前記誘電体部材に接触して設けられる除電ブラシであることを特徴とする転写装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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