JP2008116683A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写電界の入口直前での放電およびプレ転写の発生を防止して、良好な画質を記録材に転写することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】２次転写対向ローラ５と転写ベルト１との係合部の、２次転写ローラ６より転写ベルト１の回動方向上流側に転写ベルト１を挟んで転写入口ローラ７を設け、その転写入口ローラ７にトナー画像と同極性のバイアスを印加して、２次転写対向ローラ５と２次転写ローラ６との間に形成される転写電界の入口直前での放電およびプレ転写を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トナー画像を記録材に転写して記録画像を形成する画像形成装置に関する。

従来から、バイアスが印加されたトナー画像を移送する転写ベルトを回動可能に掛架させた第１のローラと、その第１のローラと転写ベルトとの係合部に該転写ベルトを挟んで設けられた回動可能な第２のローラとの間に転写電界を形成させ、その転写電界に記録材を通過させることで、トナー画像を記録材に転写させる画像形成装置がある。
この装置は、さらに、第１のローラの、記録材の搬送方向上流側に、記録材を転写ベルトに密着させる共に移動可能なローラ状の密着手段を設けて、転写ベルトと記録材（特に記録材の末端側）との間に、異常な放電が起こり得るギャップ（微小間隙）を防止したものがある（例えば特許文献１の第１頁、図３参照）。
特開２００１−３１２１５５公報

この装置は、異常な放電が起こり得るギャップをローラ状の密着手段で防止して、トナーチリの発生を防止した良好な画質を記録材に転写することができる極めて好適なものではあるが、しかしながら、さらなる良好な画質を得るためには、改善すべき点があった。
すなわち、特許文献１の段落００３０に記載されている通り、密着手段の当接面は、記録材に対して密着性と搬送性を両立させるために、例えば、ゴム等のグリップ力のある材質で構成しているものの、仮に、導電性の金属を心材とした場合や、ゴムの硬度や、密着手段の径などによっては、僅かではあるが、転写電界の入口直前での放電およびプレ転写が発生して、画像品質に悪影響を及ぼす可能性があった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる画像形成装置は、バイアスが印加されたトナー画像を移送する転写ベルトを回動可能に掛架した第１のローラと、前記第１のローラと前記転写ベルトとの係合部に前記転写ベルトを挟んで設けた第２のローラと、前記係合部の、前記第２のローラより前記転写ベルトの回動方向上流側に、該転写ベルトを挟んで設けられ、前記トナー画像と同極性のバイアスが印加された第３のローラと、を備え、前記転写ベルトと前記第３のローラとの間と、前記転写ベルトと前記第２のローラとの間に記録材を通過させて、前記第１のローラと前記第２のローラとの間に形成される転写電界によって前記トナー画像を前記記録材に転写させることを特徴とする。

請求項２にかかる画像形成装置は、バイアスが印加されたトナー画像を移送する転写ベルトを回動可能に掛架させた第１のローラと、前記第１のローラと前記転写ベルトとの係合部に該転写ベルトを挟んで設けた第２のローラと、前記係合部の、前記第２のローラより前記転写ベルトの回動方向上流側に、該転写ベルトを挟んで設けられ、前記第２のローラからの漏れ電流を抑止可能に構成した第３のローラと、を備え、前記転写ベルトと前記第３のローラとの間と、前記転写ベルトと前記第２のローラとの間に記録材を通過させて、前記第１のローラと前記第２のローラとの間に形成される転写電界によって前記トナー画像を前記記録材に転写させることを特徴とする。

請求項３にかかる画像形成装置は、請求項２において、前記第３のローラは、絶縁状態に構成され、または、前記第２のローラより高抵抗に構成したことを特徴とする。
請求項４にかかる画像形成装置は、請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置において、前記第３のローラは、前記第１のローラ及び前記第２のローラより小径であると共に、前記第２のローラに近接させて設けたことを特徴とする。
請求項５にかかる画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項記載の画像形成装置において、前記第３のローラは、前記第２のローラより低硬度の部材で構成したことを特徴とする。
請求項６にかかる画像形成装置は、請求項１乃至５の何れか一項記載の画像形成措置において、前記第３のローラは、金属材で構成されていることを特徴とする。
請求項７にかかる画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか一項記載の画像形成装置において、前記第３のローラの表面を清掃させる清掃手段を備えていることを特徴とする。
請求項８にかかる画像形成装置は、請求項１乃至７の何れか一項記載の画像形成装置において、前記第３のローラを前記転写ベルトに接離させる接離手段を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、第１のローラと転写ベルトとの係合部の、第２のローラより転写ベルトの回動方向上流側に転写ベルトを挟んで設けた第３のローラに、トナーと同極性のバイアスを印加して、第１のローラと第２のローラとの間に形成される転写電界の入口直前での放電およびプレ転写を防止するから、濃度ムラ、ボソツキ、チリ等の発生を防止した良好な画質を記録材に転写することができる。
また、第３のローラを絶縁体、または、第２のローラより高抵抗体で構成し、外部からの漏れ電流を抑止可能に構成して、第１のローラと第２のローラとの間に形成される転写電界の入口直前での放電およびプレ転写を防止するから、濃度ムラ、ボソツキ、チリ等の発生を防止した良好な画質を記録材に転写することができる。

次に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を説明する。
まず、本実施の形態にかかる画像形成装置の概略を説明すると、図１に示すように、一対の回動可能なローラに掛架された無端状の転写ベルト１と、その転写ベルト１の表面側上方に回動可能に設けられ、現像ローラ２よりトナーが供給されてトナー画像が形成される感光体３と、転写ベルト１を挟んで感光体３と対向配置され、トナー画像と逆極性のバイアスが印加されて感光体３上のトナー画像を転写ベルト１へ１次転写させる１次転写ローラ４と、転写ベルト１で搬送されたトナー画像を転写紙からなる記録材Ｗに２次転写させる２次転写部と、記録材Ｗに２次転写されたトナー画像を熱と圧力でもって定着させる定着部（図示せず）とを備えて構成されている。

上記構成のうち、本発明の要部は、２次転写部廻りであるため、以下、その２次転写部廻りについて詳述する。
［実施の形態１］
実施の形態１にかかる画像形成装置は、図１に示すように、２次転写対向ローラ５（第１のローラ）と、転写ベルト１と、２次転写ローラ６（第２のローラ）と、転写入口ローラ７（第３のローラ）と、清掃手段８とを備えて構成される。
２次転写対向ローラ５は、転写ベルト１を掛架させた一対の回動可能なローラの一方側に配設されたローラであり、トナー画像と同極性のバイアス（２次転写バイアス）が印加されるようになっている。
転写ベルト１は、上記したように、転写ベルト１表面に１次転写されたトナー画像を搬送させる所要幅の無端状に形成され、２次転写対向ローラ５とその２次転写対向ローラ５と対向配置されたローラ（図示せず）とで構成された一対の回動可能なローラに掛架されて、図１において、反時計周りに回動するようになっている。

２次転写ローラ６は、２次転写対向ローラ５と略同じ径でもって形成され、２次転写対向ローラ５と転写ベルト１との係合部（２次転写対向ローラ５表面と転写ベルト１裏面とが当接している略半円部分）に転写ベルト１を挟んで回動可能に、かつ、その転写ベルト１と当該２次転写ローラ６との接線（記録材Ｗの搬出方向となる）が上方に向かって僅かに右方に傾斜するように設けられている。
また、この２次転写ローラ６は、転写ベルト１に向かって当該２次転写ローラ６を弾発付勢させる支持部６１を介して設けられており、転写ベルト１に２次転写ローラ６が圧接されて２次転写ニップが形成されている。
また、転写ベルト１を挟んで、この２次転写ローラ６と、２次転写対向ローラ５との間には、２次転写対向ローラ５にトナー画像と同極性のバイアス（２次転写バイアス）が印加されて転写電界が形成されるようになっており、転写ベルト１と２次転写ローラ６との間に通過させる記録材Ｗに転写ベルト１上のトナー画像が転写（２次転写）されるようになっている。

転写入口ローラ７（第３のローラ）は、２次転写ローラ６及び２次転写対向ローラ５よりも小径（例えば２次転写ローラ６の直径に対して１／４〜１／２程度）で形成され、係合部の、２次転写ローラ６より転写ベルト１の回動方向上流側に、２次転写ニップまでの距離が短くなるように、かつ、通過させる記録材Ｗが転写ベルト１から離れることがないように転写ベルト１を挟んで回動可能に設けられている。また、この転写入口ローラ７は、転写ベルト１に向かって当該転写入口ローラ７を弾発付勢させる支持部７１を介して設けられており、転写ベルト１に転写入口ローラ７が圧接されて転写入口ニップが形成されている。
また、この転写入口ローラ７は、トナー画像と同極性のバイアスが印加されており、例えば、トナー画像がマイナス帯電の場合には、マイナス極性の電圧が印加されることによって、転写入口ニップで転写電界が形成されないようになっている。
すなわち、この転写入口ローラ７を設けることで、転写ベルト１と記録材Ｗ（特に記録材Ｗの末端側）との間に、異常な放電が起こり得るギャップ（微小間隙）を防止しつつ、仮に転写ベルト１と記録材Ｗとのギャップが生じても、転写入口ローラ７に同極性のバイアスが印加されていることで、転写入口ニップ直前での放電を防止（２次転写バイアスが記録材Ｗを介在して転写入口ローラ７へ流れる漏れ電流の発生を抑制）し、トナー画像が転写入口ニップで転写しないようになっている。
なお、印加の例として、２次転写対向ローラ５に−３０μＡの２次転写バイアスを印加し、２次転写ローラ６を接地し、転写入口ローラ７に−５μＡの入口バイアスを印加する。

また、この転写入口ローラ７は、導電性ゴム、または、半導電性ゴムから構成されており、その硬度は、転写入口ニップのニップ形状が、転写対向ローラの周方向に沿うような形状となるように、２次転写対向ローラ５に対して低硬度に設定されている。このようにして、記録材Ｗの転写入口ニップ排出方向を規制し、転写入口ローラ７から２次転写ローラ６まで、転写ベルト１に記録材Ｗが密着するようにしている。
なお、硬度の例として、２次転写対向ローラ５のゴム硬度を概ね５０度とし、転写入口ローラ７のゴム硬度を概ね３０度に設定して、転写入口ローラ７を弾性変形させる（図２参照）。
清掃手段８は、転写入口ローラ７の表面に先部が摺接されるように配置された所要幅の帯板状のブレードからなり、例えば、濃度位置調整や紙詰まり解除等の記録材Ｗを搬送しない動作によって生じた転写入口ローラ７のトナー汚れを清掃するようになっている。

次に、以上のように構成された実施の形態１にかかる画像形成装置の一連の動作を説明する。
まず、現像ローラ２によって感光体３上に形成したトナー画像は、トナー画像と逆極性のバイアスを１次転写ローラ４に印加することで転写ベルト１へ１次転写し、次いで、転写ベルト１上に転写したトナー画像は、記録材Ｗに転写する２次転写部に移動する。
これと同時に、図示しない給紙トレイや手差し台から供給された記録材Ｗは、転写入口ローラ７より記録材Ｗの搬送路上流に配置した一対のレジストローラ１０に向かって移動する。
記録材Ｗは、レジストローラ１０に保持され、図示しないレジストクラッチ等によって転写ベルト１上のトナー画像の搬送タイミングに同期して移動を開始し、転写入口ニップに記録材Ｗを向かい入れるように配置された一対のガイド板１１の間を通過し、転写ベルト１と転写入口ローラ７とによって形成された転写入口ニップに進入する。
このとき、転写ベルト１と転写入口ニップを形成する転写入口ローラ７に、トナー画像と同極性のバイアスを印加して、転写入口ニップで転写電界の形成を防止する。

転写入口ニップに進入した記録材Ｗは、転写入口ローラ７に付勢されて中間転写ベルト１に密着し、その密着状態を保ったまま、２次転写ローラ６と２次転写対向ローラ５とで形成された２次転写ニップに進入する。
このようにして、２次転写ニップに進入した記録材Ｗに、トナーと同極性のバイアスを印加した２次転写対向ローラ５によって、転写ベルト１上のトナー画像が転写する。その後、トナー画像が付着した記録材Ｗは、図示しない定着装置に移動し、その定着装置で熱と圧力が加えられて記録材Ｗ上のトナー画像が定着し、外部に排出して、一連の動作が終了する。
以上、実施の形態１にかかる画像形成装置は、転写ベルト１と転写入口ニップを形成する転写入口ローラ７に、トナー画像と同極性のバイアスを印加して、転写入口ニップで転写電界の形成を防止して、転写入口での放電およびプレ転写を防止するから、異常画像（ボソツキ、チリ）が発生せず良好な画像が得られることができる。

また、転写入口ローラ７は、２次転写対向ローラ５に対して硬度を低くして、転写入口ローラ７と２次転写対向ローラ５とで形成されるニップ形状を転写入口ローラ７の周方向に沿った形にするから、記録材Ｗを中間転写ベルト１に密着させながら転写ローラに搬送することができ、転写入口ローラ７と転写ローラ間での用紙詰まりを防止することができる。
また、転写入口ローラ７が、２次転写対向ローラ５および２次転写ローラ６に対して小径にし、２次転写ニップにより近い位置に配置し、転写入口ニップから２次転写ニップに至るまでの距離を短くしたから、その間におけるギャップの発生を抑えることができる。
また、転写入口ローラ７を清掃する清掃手段８を設けて、仮にトナーが転写入口ローラ７に付着しても、その清掃手段８が清掃するから、記録材Ｗの裏面にトナーが転写してしまうことを防止できる。

以上、実施の形態１にかかる画像形成装置を説明したが、転写入口ローラ７の材質を、導電性ゴム、または、半導電性ゴムに換えて金属にし、同様に、トナー画像と同極性のバイアスを印加して、２次転写入口ローラ７への漏れ電流を防止する。なお、この場合も、２次転写ローラ６に対する小径化を行って近接配置する。
この技術的手段によれば、転写入口ローラ７が金属でできているので、弾性ローラよりも低コストで構成することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２にかかる画像形成装置は、実施の形態１で例示した、トナー画像と同極性のバイアスを印加した転写入口ローラ７に換えて、転写入口ローラ７ｂを、図３に示すように、絶縁状態に構成、または、２次転写ローラ６より高抵抗で構成して、外部からの漏れ電流を抑止可能にした例であり、その他の構成は、実施の形態１と共通であるため、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、転写入口ローラ７ｂを絶縁状態で構成するとした前者の場合、転写入口ローラ７ｂを絶縁性の高い絶縁ゴムで構成すると共に、この転写入口ローラ７ｂを支持する支持部７１ｂも絶縁性の部材で構成する。この場合には、２次転写バイアスを２次転写対向ローラ５、２次転写ローラ６のどちらに印加する方式でも良い。２次転写ローラ６に印加する場合には、トナー画像と逆極性の２次転写バイアスを印加する。
このように構成することで、転写入口ローラ７ｂへの漏れ電流を防止することができ、トナー画像を転写する際の電流値を低減できるとともに、入口側での放電およびプレ転写を防止できるので、異常画像（ボソツキ、チリ）が発生せず良好な画像が得られることが可能となる。

転写入口ローラ７ｂを、２次転写ローラ６より高抵抗で構成したとする後者の場合、転写入口ローラ７ｂを、２次転写ローラ６に対して高い抵抗値にすることで、２次転写バイアスが記録材Ｗを介在して、転写入口ローラ７ｂへ流れる漏れ電流の発生を抑えることができる。なお、抵抗値は、条件（２次転写バイアス値、２次転写ローラ６の抵抗値など）によって異なるが、２次転写バイアスが漏れない程度の抵抗値にする。
以上、実施の形態２にかかる画像形成装置を説明したが、転写入口ローラ７ｂの材質を金属で構成して、絶縁状態（たとえば、ローラを支持する支持部９ｂなどの構成部材を樹脂などの絶縁部材で構成し、電気的に接地しないようにする）に構成しても良い。

［実施の形態３］
実施の形態３にかかる画像形成装置は、実施の形態１及び実施の形態２で例示した転写入口ローラ７（７ｂ）を、転写ベルト１に接離させる接離手段１２を介して設けた例である。
すなわち、図４に示すように、転写ベルト１に向かって当該転写入口ローラ７を弾発付勢させる支持部７１（７１ｂ）を、出力軸が往復動可能なソレノイドからなる接離手段１２に接続させて、転写入口ローラ７（７ｂ）を、転写ベルト１に接離させるようになっている。
このようにして、転写入口ローラ７（７ｂ）を、転写ベルト１から離間することで、濃度制御パターンなどの最終転写材への転写しない画像においても作像することができる。また、転写入口ローラ７（７ｂ）へトナーが付着することなく、記録材Ｗの裏面に転写してしまうことが無く、良好な画像を得られることができる。
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

実施の形態１にかかる画像形成装置の２次転写部廻りの正面図。 実施の形態１にかかる画像形成装置の２次転写部廻りの部分拡大正面図。 実施の形態２にかかる画像形成装置の２次転写部廻りの正面図。 実施の形態３にかかる画像形成装置における要部の部分拡大正面図。

符号の説明

１ 転写ベルト、２ 現像ローラ、３ 感光体、４ １次転写ローラ、５ ２次転写対向ローラ（第１のローラ）、６ ２次転写ローラ（第２のローラ）、７、７ｂ 転写入口ローラ（第３のローラ）、８ 清掃手段、６１、７１、７１ｂ 支持部、１０ レジストローラ、１１ ガイド板、１２ 接離手段、Ｗ 記録材

Claims (8)

1. バイアスが印加されたトナー画像を移送する転写ベルトを回動可能に掛架した第１のローラと、前記第１のローラと前記転写ベルトとの係合部に前記転写ベルトを挟んで設けた第２のローラと、前記係合部の、前記第２のローラより前記転写ベルトの回動方向上流側に、該転写ベルトを挟んで設けられ、前記トナー画像と同極性のバイアスが印加された第３のローラと、を備え、
   前記転写ベルトと前記第３のローラとの間と、前記転写ベルトと前記第２のローラとの間に記録材を通過させて、前記第１のローラと前記第２のローラとの間に形成される転写電界によって前記トナー画像を前記記録材に転写させることを特徴とする画像形成装置。
2. バイアスが印加されたトナー画像を移送する転写ベルトを回動可能に掛架させた第１のローラと、前記第１のローラと前記転写ベルトとの係合部に該転写ベルトを挟んで設けた第２のローラと、
   前記係合部の、前記第２のローラより前記転写ベルトの回動方向上流側に、該転写ベルトを挟んで設けられ、前記第２のローラからの漏れ電流を抑止可能に構成した第３のローラと、を備え、
   前記転写ベルトと前記第３のローラとの間と、前記転写ベルトと前記第２のローラとの間に記録材を通過させて、前記第１のローラと前記第２のローラとの間に形成される転写電界によって前記トナー画像を前記記録材に転写させることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記第３のローラは、絶縁状態に構成され、または、前記第２のローラより高抵抗に構成したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第３のローラは、前記第１のローラ及び前記第２のローラより小径であると共に、前記第２のローラに近接させて設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第３のローラは、前記第２のローラより低硬度の部材で構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第３のローラは、金属材で構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第３のローラの表面を清掃する清掃手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第３のローラを前記転写ベルトに接離させる接離手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。

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