JP2009015182A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写ベルトを介して対向する像担持体と転写ローラとの間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる画像形成装置において、転写ローラのコストを低減させると共に、像担持体と転写ローラとの間でリークが発生するのを防止する。
【解決手段】 中間転写ベルト21を介して対向する像担持体11と転写ローラ23との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる画像形成装置において、導電性の硬質材料で構成された転写ローラが、中間転写ベルトの幅方向に沿って中間転写ベルトの背面に接触する接触部23ａと、中間転写ベルトの幅方向端部から突出する接触部よりも小径になった突出部23ｂと、回転可能に保持される回転軸23ｃとを有している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、回転駆動される中間転写ベルトを介してトナー像が形成された像担持体と対向する中間転写ベルトの背面側に転写ローラが回転可能に設けられ、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる画像形成装置において、金属等の導電性の硬質材料で構成された転写ローラを用いた場合に、像担持体と転写ローラとの間でリークが発生するのを防止し、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトに安定して転写できるようにした点に特徴を有するものである。

複写機，プリンタ，ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置、特にフルカラーの画像形成を行う画像形成装置においては、感光体からなる像担持体に形成された各色彩のトナー像を、回転駆動される中間転写ベルトの表面に順々に転写させて、この中間転写ベルトの表面にフルカラーのトナー像を形成し、このように中間転写ベルトの表面に形成されたフルカラーのトナー像を記録媒体に転写させることが行われている。

そして、このような画像形成装置において、像担持体に形成されたトナー像を回転駆動される中間転写ベルトの表面に転写させるにあたっては、像担持体と対向する中間転写ベルトの背面側に転写ローラを回転可能に設け、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させることが行われている。

ここで、このような画像形成装置においては、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる転写ローラとして、一般に金属ローラの外周面にゴム等の高抵抗の弾性層を設けた被覆ローラが使用されていた。

しかし、このように金属ローラの外周面にゴム等の高抵抗の弾性層を一定した厚みで均一に形成することは非常に面倒で、コストが高くつくという問題があり、またゴム等の弾性層を設けた場合には、この転写ローラの抵抗値等が温度や湿度等の環境条件の変化に伴って変化し、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に一定の状態で安定して転写させることが困難になるという問題があった。

また、従来においては、特許文献１に示されるように、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる際に、中間転写ベルトが上下方向に変動しないようにするため、転写ローラを上下動しないように固定させると共に、この転写ローラに金属ローラを用いることが提案されている。

ここで、このように外周面にゴム等の高抵抗の弾性層を設けていない金属ローラからなる転写ローラを用い、図１に示すように、トナー像が形成された像担持体ａとこの転写ローラｂとの間に中間転写ベルトｃを挟み込むようにし、バイアス電源ｄからこの転写ローラｂと像担持体ａとの間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体ａに形成されたトナー像を中間転写ベルトｃの表面に転写させる場合、一般に中間転写ベルトｃの幅よりも像担持体ａと転写ローラｂとの軸方向の長さが長くなっているため、中間転写ベルトｃの幅方向両側の端部から像担持体ａと転写ローラｂとが突出し、これらの軸方向端部において、中間転写ベルトｃが存在せずに像担持体ａと転写ローラｂとが直接対向した状態になる。

また、近年においては、上記の中間転写ベルトｃとして高抵抗で強度の高いものが開発され、厚みの薄い中間転写ベルトｃが使用されるようになっている。

そして、このように厚みの薄い中間転写ベルトｃを用いた場合、上記のように中間転写ベルトｃの幅方向両側の端部から突出した像担持体１と転写ローラ２との軸方向端部において、像担持体ａと転写ローラｂとが直接対向する部分の間隔が非常に小さくなり、上記のようにバイアス電源ｄから転写バイアス電圧を作用させた場合、中間転写ベルトｃの幅方向両側の端部から突出した像担持体ａと転写ローラｂとの間でリークが発生し、像担持体ａに形成されたトナー像を中間転写ベルトｃの表面に適切に転写させることができなくなるという問題があった。
特開２００２−７２６１６号公報

本発明は、像担持体と対向するようにして中間転写ベルトの背面側に転写ローラを設け、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させるようにした画像形成装置における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。

そして、本発明における画像形成装置においては、転写ローラとして、金属等の導電性の硬質材料で構成された転写ローラを用いた場合において、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる際に、中間転写ベルトの幅方向端部から突出した像担持体と転写ローラとの間でリークが発生するのを防止し、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトに安定して転写できるようにすることを課題とするものである。

本発明においては、上記のような課題を解決するため、回転駆動される中間転写ベルトを介してトナー像が形成された像担持体と対向する中間転写ベルトの背面側に転写ローラが回転可能に設けられ、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる画像形成装置において、上記の転写ローラを導電性の硬質材料で構成すると共に、この転写ローラが、上記の中間転写ベルトの幅方向に沿って中間転写ベルトの背面に接触する接触部と、中間転写ベルトの幅方向端部から突出する接触部よりも小径になった突出部と、回転可能に保持される回転軸とを有するようにした。

ここで、上記の導電性の硬質材料で構成された転写ローラとしては、一般に金属製のローラを用いることができる。

そして、本発明に係る画像形成装置においては、上記の転写ローラの接触部における突出部との境界部分の外周縁部を円弧状に形成することが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、上記の転写ローラにおける接触部の表面粗さを回転軸の表面粗さよりも大きくすることが好ましい。

本発明の画像形成装置においては、像担持体と対向するようにして中間転写ベルトの背面側に設ける転写ローラに、金属等の導電性の硬質材料で構成されたものを用いるようにしたため、金属ローラの外周面にゴム等の弾性層を設けた被覆ローラを用いる場合に比べて、その製造が容易になってコストが低減され、またこの転写ローラの抵抗値等が温度や湿度等の環境条件の変化に伴って変化するのも防止され、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に一定の状態で安定して転写させることが行えるようになる。

また、本発明の画像形成装置においては、上記の転写ローラにおいて、中間転写ベルトの幅方向に沿って中間転写ベルトの背面に接触する接触部よりも。中間転写ベルトの幅方向端部から突出する突出部の径を小さくしたため、中間転写ベルトの幅方向端部から突出して転写ローラと像担持体とが直接対向する部分の間隔が大きくなり、上記のように転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる際に、像担持体と転写ローラとの間でリークが発生するのが防止され、像担持体に形成されたトナー像が中間転写ベルトの表面に適切に転写されるようになる。

また、上記の転写ローラの接触部における突出部との境界部分の外周縁部を円弧状に形成すると、回転駆動される中間転写ベルトの背面側がこの接触部と突出部との境界部分に接触して傷つくのも防止されるようになる。

また、上記の転写ローラにおいて、中間転写ベルトの背面に接触する接触部の表面粗さを回転軸の表面粗さよりも大きくすると、上記のように回転駆動される中間転写ベルトに伴ってこの転写ローラが適切に従動回転されるようになり、転写ローラの回転むらによる転写不良の発生も抑制されるようになる。

次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の画像形成装置においては、図２に示すように、その装置本体１内に、４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄを装着させるようにしている。

ここで、上記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいては、トナー像が形成される像担持体として回転するドラム状の感光体１１を用い、この感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、帯電された感光体１１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体１１の表面に静電潜像を形成する露光装置１３と、上記の感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置１４と、上記の感光体１１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に転写させた後における感光体１１の表面に残留するトナー等の残留物を除去する第１クリーニング装置１５を設けている。なお、この第１クリーニング装置１５においては、転写後における感光体１１の表面にクリーニングブレード１５ａを圧接させて感光体１１の表面に残留するトナー等の残留物を除去するようにしている。

そして、この実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各現像装置１４に、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色の異なった色彩のトナーを収容させ、各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、各感光体１１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各感光体１１の表面に形成された各色彩のトナー像を、回転ローラ２２に架け渡されて回転移動される中間転写ベルト２１の表面に、各感光体１１と対向するようにしてこの中間転写ベルト２１の背面側に設けられた各転写ローラ２３により順々に転写させて、この中間転写ベルト２１の表面にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。

そして、このように中間転写ベルト２１の表面に形成されたフルカラーのトナー像を二次転写ローラ５の位置に導くようにする一方、給紙ローラ３により記録媒体Ｓを給紙し、タイミングローラ４によってこの記録媒体Ｓを適当なタイミングで、フルカラーのトナー像が形成された中間転写ベルト２１と二次転写ローラ５との間に導き、中間転写ベルト２１の表面に形成された上記のフルカラーのトナー像をこの記録媒体Ｓに転写させるようにしている。

次いで、このようにフルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｓを定着装置６に導き、上記のフルカラーのトナー像を記録媒体Ｓに定着させた後、この記録媒体Ｓを排紙ローラ７により排紙させるようにしている。

また、上記のように中間転写ベルト２１の表面に形成されたフルカラーのトナー像を記録媒体Ｓに転写させた後、この中間転写ベルト２１の表面に第２クリーニング装置８に設けられたクリーニングブレード８ａを圧接させて、記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト２１の表面に残ったトナー等の残留物を中間転写ベルト２１から除去するようにしている。

ここで、この実施形態の画像形成装置においては、図３に示すように、中間転写ベルト２１の幅方向両側に設けられた一対のフレーム２４間に架け渡すようにして上記の回転ローラ２２と転写ローラ２３とを取り付けた中間転写ユニット２０を用いるようにしている。

また、この実施形態の画像形成装置においては、上記の転写ローラ２３に金属製のローラであって、図３及び図４に示すように、その軸方向両端部に上記の一対のフレーム２４に回転可能に取り付ける回転軸２３ｃが設けられており、その軸方向中央部に上記の中間転写ベルト２１の幅方向に沿ってこの中間転写ベルト２１の背面に接触する接触部２３ａが設けられると共に、この接触部２３ａの軸方向両側において上記の中間転写ベルト２１の幅方向両端部から突出される突出部２３ｂが設けられ、この突出部２３ｂが上記の接触部２３ａよりも小径に形成されている。

また、上記の転写ローラ２３においては、上記の接触部２３ａ両側の各突出部２３ｂとの境界部分における外周縁部をそれぞれ角取りして円弧状に形成すると共に、この接触部２３ａの表面粗さを回転軸２３ｃの表面粗さよりも大きくしている。なお、上記の接触部２３ａや回転軸２３ｃの表面粗さは特に限定されないが、例えば、接触部２３ａにおいては、その外周面の十点平均粗さＲｚが６．３μｍ程度になるようにし、回転軸２３ｃにおいては、その外周面の十点平均粗さＲｚを１．６μｍ程度になるようにする。

そして、上記のように回転する感光体１１の表面に形成されたトナー像を、上記の転写ローラ２３によって回転駆動される中間転写ベルト２１の表面に転写させるにあたっては、図４及び図５に示すように、バイアス電源３０から転写バイアス電圧を上記の転写ローラ２３と感光体１１との間に作用させて、感光体１１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１の表面に転写させるようにする。

ここで、この実施形態においては、上記のように中間転写ベルト２１の幅方向両端部から突出して感光体１１と直接対向する転写ローラ２３の突出部２３ｂの径が、中間転写ベルト２１の背面に接触する接触部２３ａの径よりも小さくなっているため、直接対向する感光体１１と転写ローラ２３の突出部２３ｂとの間隔が大きくなり、上記のようにバイアス電源３０から転写バイアス電圧を作用させた場合に、感光体１１と転写ローラ２３との間でリークが発生するのが防止され、感光体１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２１の表面に適切に転写されるようになる。

また、この実施形態においては、転写ローラ２３の接触部２３ａにおける突出部２３ｂとの境界部分の外周縁部を円弧状に形成しているため、上記のように回転駆動される中間転写ベルト２１の背面側が、段差状になった接触部２３ａと突出部２３ｂとの境界部分に接触して傷つくということも防止される。

さらに、この実施形態においては、上記の転写ローラ２３における接触部２３ａの表面粗さを回転軸２３ｃの表面粗さよりも大きくしているため、上記の中間転写ベルト３１とこの接触部２３ａとの摩擦により、転写ローラ２３が上記のように回転駆動される中間転写ベルト３１に伴って適切に従動回転されるようになり、転写ローラ２３の回転むらによる転写不良の発生も抑制されるようになる。

像担持体と金属製の転写ローラとの間にバイアス電源から転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる従来例を示した概略説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、画像形成を行う状態を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、中間転写ベルトを設ける中間転写ユニットにおける一対のフレーム間に、回転ローラと転写ローラとを架け渡すように取り付けた状態を示した概略底面図である。 同実施形態の画像形成装置において、感光体と転写ローラとの間にバイアス電源から転写バイアス電圧を作用させて、感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる状態を示した正面側の概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、感光体と転写ローラとの間にバイアス電源から転写バイアス電圧を作用させて、感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる状態を示した側面側の概略説明図である。

符号の説明

１ 装置本体
３ 給紙ローラ
４ タイミングローラ
５ 二次転写ローラ
６ 定着装置
７ 排紙ローラ
８ 第２クリーニング装置
８ａ クリーニングブレード
１０Ａ〜１０Ｄ イメージングカートリッジ
１１ 感光体（像担持体）
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 第１クリーニング装置
１５ａ クリーニングブレード
２０ 中間転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
２２ 回転ローラ
２３ 転写ローラ
２３ａ 接触部
２３ｂ 突出部
２３ｃ 回転軸
２４ フレーム
３０ バイアス電源
Ｓ 記録媒体

Claims (4)

1. 回転駆動される中間転写ベルトを介してトナー像が形成された像担持体と対向する中間転写ベルトの背面側に転写ローラが回転可能に設けられ、この転写ローラと像担持体との間に転写バイアス電圧を作用させて、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写させる画像形成装置において、上記の転写ローラが導電性の硬質材料で構成されると共に、この転写ローラが、上記の中間転写ベルトの幅方向に沿って中間転写ベルトの背面に接触する接触部と、中間転写ベルトの幅方向端部から突出する接触部よりも小径になった突出部と、回転可能に保持される回転軸とを有していることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、上記の転写ローラが金属で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、上記の転写ローラの接触部における突出部との境界部分の外周縁部が円弧状に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、上記の転写ローラにおける接触部の表面粗さが、回転軸の表面粗さよりも大きくなっていることを特徴とする画像形成装置。

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