JP2008158455A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの乗り量又はトナー帯電量にかかわらずトナー散りを抑制することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】表面に静電潜像が形成される１つ又は複数の像担持体３と、像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト７と、一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するためにトナーと逆極性の電圧が印加される二次転写ローラ８と、中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ８と対向する位置に、トナー像が形成されている中間転写ベルト７の面の裏面に当接して設けられているバックアップロール１３と、中間転写ベルト７の裏面に当接するようにバックアップロール１３の上流近傍に設けられた導電性ローラ１６とを備え、導電性ローラ１６には、トナーの電荷とは逆極性の電圧が印加される、画像形成装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。

カラー画像形成装置において中間転写ベルト上に転写されるトナー量は、モノクロ画像形成装置において転写紙上に転写されるトナー量よりも２〜３倍増加することになる。そのため、カラー画像形成装置では、中間転写ベルト上にトナーが乗っている部分と乗っていない部分で中間転写ベルト上の表面に生じる電圧に大きな差が生じることになる。以下、中間転写ベルト上の単位面積当たりのトナー量をトナーの乗り量という。

二次転写ローラに転写バイアスを印加することによって転写材（用紙、ＯＨＰ用紙等）にトナー画像を転写する場合、トナーが乗っている部分の電場が非常に高くなるため、二次転写ローラ近傍に転写材が搬送されると、ニップ部分に到達する前にトナー層に放電が発生する。その結果、転写材に所謂トナー散りという問題が発生する。

このようなトナー散りを抑制するための画像形成装置が、例えば特許文献１に開示されている。図６は、特許文献１に示されている二次転写部の構成図である。図６に示すように、中間転写ベルト１０１を介して対向して配置されているローラ１０２と転写ローラ１０３によって二次転写ニップ部１０５が形成されている。この二次転写ニップ部１０５の上流側であって、中間転写ベルト１０１の内側にベルト案内部材１２９が設けられている。

特許文献１の画像形成装置は、ベルト案内部材１２９によって二次転写ニップ部１０５に転写材１０４が搬送される前に転写材１０４と中間転写ベルト１０１を接触させることによりトナー飛散を抑制するように構成されている（図６中、接触部分１０８参照）。
特開２００２−８２５４３号公報

上記特許文献１の画像形成装置では、中間転写ベルト１０１に一次転写されているトナーの乗り量が多いほど帯電量が多くなるので、トナー散りを防ぐためには長さＤを長くする必要がある。

又、印字率が低い場合には、現像ローラ上に担持されているトナーの帯電量が増加することになるが、このようにトナー帯電量が増加した場合にもトナー散りを防ぐためには長さＤを長くする必要がある。

一方、接触部分１０８の長さＤが長いほどトナー散りは抑制されるが、長さＤが長くなると、転写材１０４や中間転写ベルト１０１にたるみ等が生じやすく、所謂画像抜けが発生しやすくなる場合がある。このため、従来の画像形成装置では、トナーの乗り量又はトナー帯電量にかかわらず最適な長さＤを決めることが出来なかった。

本発明は、従来の画像形成装置の課題を考慮して、トナーの乗り量又はトナー帯電量にかかわらずトナー散りを抑制することが可能な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ために、第１の本発明は、
表面に静電潜像が形成される１つ又は複数の像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するために前記トナーと逆極性の電圧が印加される二次転写部材と、
前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材と対向する位置に、前記トナー像が形成されている前記中間転写ベルトの面の裏面に当接して設けられているバックアップ部材と、
前記転写材の搬送方向を基準として、前記中間転写ベルトの裏面に当接するように前記バックアップ部材の上流近傍に設けられた導電部材とを備え、
前記導電部材には、前記トナーと逆極性の電圧が印加される、画像形成装置である。

又、第２の本発明は、
前記導電部材には、前記二次転写部材に印加される電圧と同じ値の電圧が印加される、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第３の本発明は、
前記導電部材と前記二次転写部材は導通している、第２の本発明の画像形成装置である。

又、第４の本発明は、
前記導電部材は、前記中間転写ベルトの移動とともに回転するローラである、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第５の本発明は、
前記バックアップ部材と前記導電部材の間に配置された絶縁部材を更に備えた、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第６の本発明は、
前記二次転写部材と前記バックアップ部材の間よりも上流側の所定の領域において、搬送される前記転写材と前記中間転写ベルトが接触するように、前記中間転写ベルトを前記搬送される転写材側に導くベルト案内部材を備えた、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第７の本発明は、
前記複数の像担持体は、シアン、イエロー、マゼンダ及びブラックの感光体ドラムであり、
前記二次転写部材は、前記中間転写ベルトを介して前記バックアップ部材に当接しているローラである、第１の本発明の画像形成装置である。

本発明によれば、トナーの乗り量又はトナー帯電量にかかわらずトナー散りを抑制することが可能な画像形成装置を提供することが出来る。

以下に、本発明にかかる画像形成装置の一例としての複写機について説明する。

（実施の形態１）
はじめに、本実施の形態１の複写機の全体構成について説明する。

図１は、本発明にかかる実施の形態１における複写機の正面図である。図１に示すように、本実施の形態の複写機は、その本体１の底部に画像形成される用紙を収納するための４つの給紙カセット２を備えている。又、本実施の形態における複写機は、本体１の上部に露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像を読み取る原稿読み取りユニット２０を備えている。又、手差しの給紙トレイ１１も設けられている。

また、本実施の形態における複写機は、タンデム方式を用いたカラー複写機であり、順に上方から下方に向けて配置されたブラック画像形成ユニット３、イエロー画像形成ユニット４、シアン画像形成ユニット５、及びマゼンダ画像形成ユニット６を備えている。これら画像形成ユニット３、４、５、６によって形成された各画像を、用紙に転写する前に重ね合わせる中間転写ベルト７が配置されている。なお、４つの画像形成ユニット３、４、５、６の基本的構成は同じであるため、マゼンダ画像形成ユニット６を例に挙げて説明する。

図１に示すように、マゼンダ画像形成ユニット６は、感光体ドラム６０と、感光体ドラム６０の周囲に順に配置されている帯電器６１、スキャニングユニット６２、現像器６３，一次転写ローラ６ａ、及びクリーニングユニット６４を有している。又、マゼンダのトナーを貯蔵するトナータンク６５が設けられており、現像器６３にトナーが送られるように構成されている。

尚、この感光体ドラム６０としては、例えば、アモルファスシリコン感光体を使用したドラムが用いられる。又、シアン画像形成ユニット５、イエロー画像形成ユニット４、及びブラック画像形成ユニット３の、それぞれの一次転写ローラを５ａ、４ａ、３ａとする（後述する図２参照）。一次転写ローラ３ａ、４ａ、５ａ、６ａは、中間転写ベルト７の内側に配置されており、中間転写ベルト７を挟んでそれぞれの感光体ドラムを押圧している。

この中間転写ベルト７上に形成されたトナー画像を、給紙カセット２から給紙された用紙に転写するための二次転写ローラ８が設けられている。この二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して、中間転写ベルト７の内側に設けられたバックアップロール１３を押圧している。このように二次転写ローラ８がバックアップロール１３を押圧することによって用紙にトナー画像が形成されるニップ部１９が形成される。このニップ部１９の上流側には、用紙を一旦停止させることにより、用紙の斜め送りを修正し、中間転写ベルト７上に形成されたトナー画像がニップ部１９に到達するタイミングに合わせて、用紙をニップ部１９に搬送するレジストローラ１７が設けられている。また、レジストローラ１７と二次転写ローラ８の間の搬送路の下側には、用紙の搬送ガイド２３が設けられている。

更に、用紙に転写されたトナー画像を定着するための定着ユニット９と、二次転写ローラ８から定着ユニット９まで用紙を搬送する搬送ユニット１０が設けられている。又、上記定着ユニット９によって、トナー画像が定着された用紙が排出される排出トレイ１２が設けられている。

次に、中間転写ベルト７近傍の構造について説明する。

図２は、中間転写ベルト７近傍の正面図である。本実施の形態の中間転写ベルト７は、その表面がゴムを主成分とする材料によって形成されている。図２に示すように、中間転写ベルト７の内側には、中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って上方向に順に配置された一次転写ローラ６ａ、５ａ、４ａ、３ａが設けられている。又、中間転写ベルト７の内側の一次転写ローラ６ａの下方にバックアップロール１３が設けられており、一次転写ローラ３ａの上方に従動ローラ１４が設けられている。更に、バックアップロール１３の上流側且つ従動ローラ１４の下流側には、２つのテンションローラ１５が設けられている。このテンションローラ１５は中間転写ベルト７の外側方向にバネ部材によって付勢されているため、温度による中間転写ベルト７の伸縮はテンションローラ１５によって吸収され、中間転写ベルト７のテンションが一定に保たれる。

又、中間転写ベルト７の内側であって、上記バックアップロール１３の近傍には表面が導電性部材で形成されている導電性ローラ１６が設けられている。この導電性ローラ１６は、二次転写ローラ８とバックアップロール１３の間を通過する用紙の搬送方向Ｂを基準として、バックアップロール１３の上流側で中間転写ベルト７に当接するように配置されている。

図３は、二次転写ローラ８近傍の部分拡大構成図である。この図３に示すように、バックアップロール１３は接地されている。又、二次転写ローラ８には、その表面がマイナスの電荷に帯電するように転写バイアスが印加され、導電性ローラ１６にも二次転写ローラ８と同様のバイアスが印加されるため、二次転写ローラ８と導電性ローラ１６の間には電位差が生じていない。一方、各色のトナーはプラスの電荷に帯電しており、ニップ部１９に搬送されてきた用紙１８に転写される。中間転写ベルト７上のトナー画像が形成された領域が、図３において「×」の記号によって領域２１として示されている。

尚、転写バイアスとして、例えば１〜２ｋＶの電圧が印加される。又、バックアップロール１３としては、例えば直径が３０ｍｍのローラを用いることが出来、二次転写ローラ８としては、例えば直径が２０ｍｍのローラを用いることが出来、導電性ローラ１６として例えば直径が１２ｍｍのローラを用いることが出来る。更に、導電性ローラ１６が中間転写ベルト７に当接している当接部１６ａからニップ部１９までの距離Ｌは２０ｍｍに設定されている。

尚、本発明の複数の像担持体の一例は、本実施の形態のブラック画像形成ユニット３の感光体ドラム、イエロー画像形成ユニット４の感光体ドラム、シアン画像形成ユニット５の感光体ドラム、及びマゼンダ画像形成ユニット６の感光体ドラム６０に相当する。

次に、本実施の形態１における複写機の用紙への転写動作について説明する。

原稿読み取りユニット２０で読み取られた画像データに基づいて、ブラック画像形成ユニット３、イエロー画像形成ユニット４、シアン画像形成ユニット５、及びマゼンダ画像形成ユニット６によって中間転写ベルト７上にトナー画像が一次転写される。

同時に、用紙が給紙カセット２から搬送され、レジストローラ１７で一旦停止される。そして、図３に示すように中間転写ベルト７のトナー画像が形成された領域２１がニップ部１９に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１７から用紙１８が搬送される。搬送された用紙１８は、その先端が中間転写ベルト７に当たり、中間転写ベルト７と接触しながらニップ部１９へと進入する。用紙１８が中間転写ベルト７に当接する部分がＰで示されている。尚、用紙１８の先端が中間転写ベルトに当たる位置Ｐからニップ部１９までの距離は、背景技術において説明した画像抜けが生じない距離に設定されている。

ここで、本実施の形態の複写機では、導電性ローラ１６と二次転写ローラ８の間に同極で同じ値の電圧を印加している。そのため、導電性ローラ１６と二次転写ローラ８の間に電位差が生じず、電場が発生しない。

その結果、中間転写ベルト７上のトナーの乗り量やトナーの帯電量にかかわらず、ニップ部１９に到達する前に用紙１８上にトナーが飛び散ること「トナー散り」を抑制することが出来る。

尚、本発明の導電部材の一例は、本実施の形態の導電性ローラ１６に相当するが、ローラでなくてもよく、中間転写ベルト７に当接された導電性の部材であり、トナーと逆極性の電圧を印加出来さえすればよい。但し、導電部材をローラとした方が、中間転写ベルト７との間に生じる摩擦を減らすことが出来、中間転写ベルトが摩耗することを抑制出来るため、より好ましい。

又、本実施の形態では、図３に示すように導電性ローラ１６と二次転写ローラ８に別々に同じ値の電圧を印加するように構成されているが、導電性ローラ１６と二次転写ローラ８を導通させて同じ値の電圧を印加するような構成としてもよい。

又、導電性ローラ１６の表面のマイナスの電荷が、二次転写ローラ８の表面のマイナスの電荷よりも大きくなるように、二次転写ローラ８に印加する電圧よりも導電性ローラ１６に印加する電圧を大きくしても良い。この場合、プラスに帯電されたトナーは導電性ローラ１６側に引きつけられるため、用紙１８へのトナー散りを抑制することが出来る。この場合と比較するとトナー散りを抑制する効果は多少劣るものの、二次転写ローラ８の表面のマイナスの電荷の方が、導電性ローラ１６の表面のマイナスの電荷よりも大きくなるようにした場合であっても、従来と比較すれば電場を弱めることが可能となりトナー散りを抑制することが出来る。

尚、本実施の形態では、距離Ｌを２０ｍｍと設定しているが、距離Ｌを短くしすぎるとバックアップロール１３と導電性ローラ１６の間で放電が発生するおそれが生じ、距離Ｌを長くしすぎるとニップ部１９の上流側近傍において二次転写ローラ８とトナー層の間で生じる電場を導電性ローラ１６が打ち消すことが出来ない。

従って、距離Ｌはバックアップロール１３と導電性ローラ１６の間において放電が発生しない長さ以上であり、ニップ部１９の上流側近傍において二次転写ローラ８とトナー層の間で生じる電場を導電性ローラ１６が打ち消すことが可能な長さ以内であれば、適宜変更可能である。

又、図４に示すように、本実施の形態の複写機のバックアップロール１３と導電性ローラ１６の間に絶縁性の遮蔽部材２４を配置することにより、導電性ローラ１６とバックアップロール１３の間に放電が発生し難いため、距離Ｌの距離を短く設定することが可能である。この遮蔽部材２４が、本発明の絶縁部材の一例に相当する。

又、本実施の形態では、用紙１８は中間転写ベルト７に接触した後、中間転写ベルト７に接触しながら搬送されていくが、図５に示すようにバックアップロール１３と導電性ローラ１６の間にベルト案内部材２２を設けることにより、中間転写ベルト７をより密着させた状態で用紙１８を搬送することが可能となる。その結果、中間転写ベルト７がたるんだ際などに発生する場合がある画像抜けをより防止することが出来る。尚、このベルト案内部材２２としては導電性ローラ１６や二次転写ローラ８と電位差を生じることを防ぐため、絶縁性の部材を用いた方が好ましい。

更に、図４で説明した遮蔽部材２４と図５で説明したベルト案内部材２２の双方が設けられていてもよく、遮蔽部材２４とベルト案内部材２２が一体化された部材が設けられていてもよい。

尚、図３に示すように本実施の形態では、位置Ｐはニップ部１９と当接部１６ａの間に設定されているが、距離Ｌが画像抜けの生じない距離であるならば、位置Ｐと当接部１６ａを一致させても良い。

又、本実施の形態ではタンデム方式のカラー複写機の中間転写ベルト７に導電性ローラ１６を当接させているが、１ドラム方式のカラー複写機に用いられる中間転写ベルトに対して適用しても良い。尚、１ドラム方式では感光体ドラムは１つであり、本発明の１つの像担持体の一例に相当する。

又、本発明のバックアップ部材の一例は、本実施の形態のバックアップロール１３に相当するが、バックアップロール１３に替えてガイド部材が配置されていてもよい。このガイド部材としては、例えば図５で説明したベルト案内部材２２のような形状のものが挙げられる。

又、本発明の二次転写部材の一例は、本実施の形態の二次転写ローラ８に相当するが、転写チャージャ又は転写ベルト等であってもよい。

又、本発明の転写材の一例は、本実施の形態の用紙１８に相当するが、ＯＨＰ用紙などであってもよい。

本発明の画像形成装置は、トナーの乗り量にかかわらずトナー散りを抑制することが可能な効果を有し、複写機、ファクシミリ及びプリンタ等として有用である。

本発明にかかる実施の形態１における複写機の全体構成図 本発明にかかる実施の形態１における複写機の二次転写ベルト近傍の拡大構成図 本発明にかかる実施の形態１における複写機の二次転写ローラ近傍の拡大構成図 本発明にかかる実施の形態１の変形例における複写機の二次転写ローラ近傍の拡大構成図 本発明にかかる実施の形態１の変形例における複写機の二次転写ローラ近傍の拡大構成図 従来の複写機の二次転写ローラ近傍の拡大構成図

符号の説明

３ ブラック画像形成ユニット
４ イエロー画像形成ユニット
５ シアン画像形成ユニット
６ マゼンダ画像形成ユニット
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写ローラ
９ 定着ユニット
１０ 搬送ユニット
１２ 排出トレイ
１３ バックアップロール
１４ 従動ローラ
１５ テンションローラ
１６ 導電性ローラ
１７ レジストローラ
１８ 用紙
１９ ニップ部

Claims (7)

1. 表面に静電潜像が形成される１つ又は複数の像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
   前記一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するために前記トナーと逆極性の電圧が印加される二次転写部材と、
   前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材と対向する位置に、前記トナー像が形成されている前記中間転写ベルトの面の裏面に当接して設けられているバックアップ部材と、
   前記転写材の搬送方向を基準として、前記中間転写ベルトの裏面に当接するように前記バックアップ部材の上流近傍に設けられた導電部材とを備え、
   前記導電部材には、前記トナーと逆極性の電圧が印加される、画像形成装置。
2. 前記導電部材には、前記二次転写部材に印加される電圧と同じ値の電圧が印加される、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記導電部材と前記二次転写部材は導通している、請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記導電部材は、前記中間転写ベルトの移動とともに回転するローラである、請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記バックアップ部材と前記導電部材の間に配置された絶縁部材を更に備えた、請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記二次転写部材と前記バックアップ部材の間よりも上流側の所定の領域において、搬送される前記転写材と前記中間転写ベルトが接触するように、前記中間転写ベルトを前記搬送される転写材側に導くベルト案内部材を備えた、請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記複数の像担持体は、シアン、イエロー、マゼンダ及びブラックの感光体ドラムであり、
   前記二次転写部材は、前記中間転写ベルトを介して前記バックアップ部材に当接しているローラである、請求項１記載の画像形成装置。

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