JP3695131B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、その中間転写体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、導電層の外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の感光層を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた感光層を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写させる転写装置とを有している。
【0003】
そして、感光体上に現像されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写させる転写装置としては、従来、感光体上に形成されたトナー像が転写(一次転写)され、このトナー像をさらに記録媒体に転写(二次転写)する中間転写体を備えたものが知られている。
【0004】
図5は、このような中間転写体を備えた画像形成装置の一例を示す図で、(a)は概略斜視図、(b)は図(a)におけるb−b部分断面図である。
【0005】
図において、1は感光体であり、導電層1aと、この導電層1a上に形成された感光層1bとを有している。導電層1aは接地されている。
【0006】
2は中間転写体であり、例えば抵抗値が略107〜1014Ωcmの誘電体(中抵抗層)で構成されている。このような中間転写体2は、合成樹脂等に導電性カーボンを混練することによって作成することができる。
【0007】
中間転写体2は、少なくとも画像形成時には感光体1と接触し、この接触部T1が転写部(この場合一次転写部)を形成する。一次転写部T1には、中間転写体2の内方から一次転写ローラ3が配置されており、この一次転写ローラ3によって中間転写媒体2に一次転写電圧が印加される。
【0008】
また、中間転写体2には、二次転写電圧を印加する二次転写ローラ4が圧接され、この圧接部が二次転写部T2を形成する。二次転写部T2には、中間転写体2の内方からバックアップローラ5が配置されている。
【0009】
画像形成時には、先ず、感光体1および中間転写体2が回転駆動され、感光体1の感光層1bが帯電手段(図示せず)で一様に帯電させられた後に露光手段(図示せず)で選択的に露光されて静電潜像が形成される。次いで、静電潜像に現像手段(図示せず)で現像剤であるトナーが付与されて可視像(トナー像)となり、このトナー像が、一次転写部T1において中間転写体2上に転写され、その後、二次転写部T2において、この二次転写部T2に供給される用紙等の記録媒体に転写される。
【0010】
トナー像が転写された記録媒体は、図示しない定着器を通過することによってトナー像が定着される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置における中間転写体2は、合成樹脂等に導電性カーボン等の導電性粒子を混練することにより作成される単層構造のものであり、導電性粒子が樹脂中に均一に分散しにくいため、その抵抗値にムラが生じ易かった。
【0012】
したがって、転写部における電界にムラが生じ易く、結果として転写ムラが生じ易いという問題があった。
【0013】
また、樹脂中のゲル化成分や導電性粒子の凝集塊による中間転写体表面の局部的な突起が生じ易く、したがって、感光体と中間転写体との当接部や中間転写体とその裏面に配置されるローラとの当接部において、当接が局部的に不安定となり、やはり転写ムラが生じ易いという問題があった。
【0014】
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、転写ムラが生じ難く、良好な画像を形成することのできる画像形成装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の画像形成装置は、導電層上に形成された感光層の表面に画像が形成される感光体と、この感光体表面との間で転写部を形成し、この転写部において前記画像が転写される中間転写体とを有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、導電層と、この導電層の上に形成され前記画像が転写される抵抗層と、中間転写体の端部の表面に露出し前記導電層に転写電圧を給電するための電極部とを有しているとともに、
前記電極部と感光体との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材が、前記中間転写体おける電極部または電極部近傍に設けられており、
前記電極部に接触して給電する給電部材が、前記電極部の幅よりも大きな幅を有していて前記ギャップ部材に接触しかつ導電性を有する弾性ローラで構成されているとともに,前記ギャップ部材の断面形状が台形となっていることを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の画像形成装置は、導電層上に形成された感光層の表面に画像が形成される感光体と、この感光体表面との間で転写部を形成し、この転写部において前記画像が転写される中間転写体とを有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、導電層と、この導電層の上に形成され前記画像が転写される抵抗層と、中間転写体の端部の表面に露出し前記導電層に転写電圧を給電するための電極部とを有しているとともに、
前記電極部と感光体との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材が、前記電極部と前記抵抗層との境界部に設けられており、
前記電極部に接触して給電する給電部材が、導電性を有する弾性ローラまたは導電性ブラシで構成されていることを特徴とする。
【0017】
請求項3記載の画像形成装置は、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記給電部材が導電性を有する単泡フォームからなる弾性ローラで構成されていることを特徴とする。
【0019】
請求項4記載の画像形成装置は、請求項2または3記載の画像形成装置において、前記中間転写体の抵抗層は、結着樹脂に導電剤を分散させて形成されており、前記ギャップ部材が、前記結着樹脂と同じ材料で前記中間転写体の抵抗層と一体的に形成されていることを特徴とする。
【0020】
請求項5記載の画像形成装置は、請求項1,2,3,または4記載の画像形成装置において、前記ギャップ部材が、前記中間転写媒体の抵抗層よりも高い抵抗値を有する材料で構成されていることを特徴とする。
【0021】
請求項6記載の画像形成装置は、請求項5記載の画像形成装置において、前記ギャップ部材が、絶縁材料で構成されていることを特徴とする。
【0022】
【作用効果】
請求項1記載の画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0023】
(a)導電層上に形成された感光層の表面に画像が形成される感光体と、この感光体表面との間で転写部を形成し、この転写部において前記画像が転写される中間転写体とを有しているので、感光体表面に形成された画像が、転写部において中間転写体に転写される。
【0024】
そして、中間転写体は、導電層と、この導電層の上に形成され前記画像が転写される抵抗層とを有する複層構造となっているので、抵抗層は、例えば、導電性粒子を分散させた樹脂溶液を塗布し、硬化、乾燥させることにより形成することが可能となる。このように、樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に導電性粒子を分散させた場合、熱溶融させた樹脂中に導電性粒子を混練した場合よりも導電性粒子の分散性が良好となる。したがって、抵抗層自体の抵抗ムラを生じ難くすることができる。また、導電性粒子の分散性が良好となるので、抵抗層表面の局部的な突起もほとんど生じなくすることができ、感光体等との当接を安定させて転写不良を防止することが可能となる。
【0025】
また、抵抗層が導電層上に一体的に形成されているため、電極部によって導電層に転写電圧が供給されると、抵抗層の裏側の電位が略均一となり、転写領域全面に亙って略均一な転写電界が形成されることとなる。
【0026】
したがって、この請求項1記載の画像形成装置によれば、転写部における電界にムラが生じ難くなり、結果として、転写ムラの少ない良好な画像を形成することが可能となる。
【0027】
しかも、導電層に転写電圧を給電するための電極部が、中間転写体の端部の表面に露出しているので、この電極部に給電部材を接触させることによって転写電圧を容易に導電層に給電することができる。
【0028】
ところで、中間転写体が上述したような構成すなわち、導電層の上に抵抗層が形成されており、導電層に転写電圧を給電するための電極部が中間転写体の端部の表面に露出している構成であると、次のような問題が生じることが分かった。
【0029】
図6(a)に示すように、感光体1の感光層1bにはピンホール1cが存在することがあり、このピンホール1cは図示のように感光体1の端部に存在していることがある。
【0030】
このような状況において、図6(b)に示すように、中間転写体20の構成が、導電層21の上に抵抗層22が形成され、導電層21に転写電圧V1を給電するための電極部23が中間転写体10の端部の表面に露出している構成であると、何等の方策も講ぜられなければ、電極部23からピンホール1cを介して感光体1の導電層1aに流れる放電電流Eが生じ、転写電圧V1が適正に印加されなくなって転写不良が生じるということが分かった。
【0031】
これに対し、この請求項1記載の画像形成装置によれば、中間転写体の電極部と感光体との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材が、前記中間転写体における電極部または電極部近傍に設けられているので、このギャップ部材によって、転写部における感光体の導電層表面と中間転写体の電極部表面との間に適正な間隔を形成することが可能となる。
【0032】
したがって、中間転写体が上記構成となっているにも拘らず、感光体端部にピンホールがあっても、上記放電電流が発生せず、したがって、転写不良も生じなくなる。
【0033】
しかも、前記電極部に接触して給電する給電部材が、導電性を有する弾性ローラまたは導電性ブラシで構成されているので、電極部または電極部近傍に円環状でリブ状のギャップ部材が設けられているにもかかわらず、電極部と給電部材とを確実に接触させることができ、安定した転写電圧の印加が可能となる。
【0034】
なお、中間転写体が従来のような単層構造のものであると、図6(b)に示すように、感光体1の端部にピンホール1cがあっても上述したような問題は生じない。
【0035】
(b)ギャップ部材はリブ状に構成されているので、上記電極部と略同幅のギャップ部材が感光体端部に設けられている場合や上記電極部と略同幅の摺接部材が感光体と中間転写体との間にこれら両者と摺接可能に介装される場合に比べて、ギャップ部材と感光体または中間転写体との接触面積が低減されることとなる。したがって、感光体および中間転写体の幅方向(軸線方向)の一部に力が付加されることによる回転負荷の上昇、ねじれ、蛇行(片寄り)が低減されることとなる。
【0036】
請求項2記載の画像形成装置によれば、請求項1記載の画像形成装置において、前記給電部材が導電性を有する弾性ローラで構成されているとともに、前記ギャップ部材の断面形状が台形となっているので、ギャップ部材と弾性ローラとが接触した場合の弾性ローラの削れが低減され、一層安定した転写電圧の印加が可能となる。しかも、弾性ローラとの接触による根元部への応力集中が防止されてギャップ部材自体の強度も向上することとなる。
【0037】
請求項3記載の画像形成装置によれば、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記給電部材が導電性を有する単泡フォームからなる弾性ローラで構成されているので、ローラにトナーが付着することによるローラの硬化が防止され、一層安定した転写電圧の印加が可能となる。
【0038】
請求項4記載の画像形成装置によれば、請求項1,2,または3記載の画像形成装置において、前記前記ギャップ部材が、前記電極部と前記抵抗層との境界部に円環状でリブ状に設けられているので、トナーに対する隔壁としての役割を果たし、抵抗層上のトナーが、電極部上に移動することが防止されることとなる。
【0039】
したがって、抵抗層上のトナーが電極部全面に移動して電極部表面に付着することにより生じるおそれのある給電不良を防止することができる。
【0040】
また、異質の材料からなり、比較的弱く剥離し易い抵抗層と電極部との境界部がギャップ材によって補強されることとなる。
【0041】
請求項5記載の画像形成装置によれば、請求項4記載の画像形成装置において、前記中間転写体の抵抗層は、結着樹脂に導電剤を分散させて形成されており、前記ギャップ部材が、前記結着樹脂と同じ材料で前記中間転写体の抵抗層と一体的に形成されているので、ギャップ部材と抵抗層との結合力が増大し、結果としてギャップ部材の強度が向上することとなる。
【0042】
請求項6記載の画像形成装置は、請求項1,2,3,4,または5記載の画像形成装置において、前記ギャップ部材が、前記中間転写媒体の抵抗層よりも高い抵抗値を有する材料で構成されているので、前述した放電電流の発生が一層確実に防止され、転写不良が確実に防止されることとなる。
【0043】
請求項7記載の画像形成装置は、請求項6記載の画像形成装置において、前記ギャップ部材が、絶縁材料で構成されているので、前述した放電電流の発生がより一層確実に防止され、転写不良がより一層確実に防止されることとなる。
【0044】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0045】
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態を示す図で、(a)は概略的な斜視図、(b)は図(a)におけるb−b部分断面図である。
【0046】
図において、10は感光体であり、導電層10aと、この導電層10a上に形成された感光層10bとを有している。導電層10aは接地されている。
【0047】
20は中間転写体であり、導電層21と、この導電層21の上に形成された抵抗層22と、中間転写体の端部の表面に露出し前記導電層21に転写電圧V1を給電するための電極部23とを有している。この実施の形態では、合成樹脂からなる絶縁性基体24の上に前記導電層21が形成されており、この導電層21の上に前記抵抗層22が形成されている。抵抗層22が中間転写体20の一側縁部において帯状に除去され、あるいは予め帯状に形成されないことによって導電層21が帯状に露出しており、この露出部に電極部23が形成されている。なお、導電層21の帯状露出部自体によって電極部を形成することも可能である。
【0048】
中間転写体20は、少なくとも画像形成時には感光体10と接触し、この接触部T1が転写部(この場合一次転写部)を形成する。一次転写部T1には、中間転写体20の内方からゴム等の弾性体からなる一次転写ローラ15が配置されているが、この一次転写ローラ15は必ずしも設けなくてもかまわない。
【0049】
図(a)に示すように、中間転写体20の電極部23には、給電部材としての電極ローラ37が接触するように配置されており、この電極ローラ37および電極部23を介して、導電層21に、一次転写電圧V1が印加されるようになっている。
【0050】
また、中間転写体20には、二次転写電圧V2を印加する二次転写ローラ38が圧接され、この圧接部が二次転写部T2を形成する。二次転写部T2には、中間転写体20の内方からバックアップローラ33が配置されている。
【0051】
なお、感光体10、中間転写体20の少なくとも一方は、可撓性を有する薄肉円筒状あるいはベルト状に構成されている。
【0052】
画像形成時には、先ず、感光体10および中間転写体20が回転駆動され、感光体10の感光層10bが帯電手段(図示せず)で一様に帯電させられた後に露光手段(図示せず)で選択的に露光されて静電潜像が形成される。次いで、静電潜像に現像手段(図示せず)で現像剤であるトナーが付与されて可視像(トナー像)となり、このトナー像が、一次転写部T1において中間転写体20上に転写され、その後、二次転写部T2において、この二次転写部T2に供給される用紙等の記録媒体に転写される。
【0053】
トナー像が転写された記録媒体は、図示しない定着器を通過することによってトナー像が定着される。
【0054】
ところで、前述したように感光体10の感光層10bにはピンホール10cが存在することがあり、このピンホール10cは図(b)に示すように感光体10の端部に存在していることがある。
【0055】
このような状況において、中間転写体20の構成が、上述したように、導電層21の上に抵抗層22が形成され、導電層21に転写電圧V1を給電するための電極部23が中間転写体10の端部の表面に露出している構成であると、何等の方策も講ぜられなければ、電極部23からピンホール10cを介して感光体10の導電層10aに流れる放電電流が生じ、転写電圧V1が適正に印加されなくなって転写不良が生じることは前述した通りである。
【0056】
そこで、この実施の形態では、電極部23と感光体10との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材25を、中間転写体20における電極部23上に設けてある。その断面形状は、仮想線25’で示すように台形状に構成することができる。ギャップ部材25は、中間転写体20の電極部23表面の全てを覆わないように設けてある。ギャップ部材25は電極部23と抵抗層22との境界部あるいは、電極部23近傍の抵抗層22端部上に設けることもできる。ギャップ部材25は中間転写媒体20の抵抗層22よりも高い抵抗値を有する材料、より望ましくは絶縁材料で形成する。
【0057】
また、この実施の形態では、電極部23上(またはその近傍)に円環状でリブ状のギャップ部材25が設けられていることから、電極ローラ37は、上記ギャップ部材25を避けるようにして電極部23の表面に接触することができるように、導電性を有する弾性ローラで構成してある。この実施の形態では単泡フォームからなる弾性ローラで構成してある。なお、給電部材は、電極ローラ37に代えて導電性ブラシで構成することもできる。
【0058】
以上のような画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0059】
(a)導電層10a上に形成された感光層10bの表面に画像が形成される感光体10と、この感光体表面との間で転写部T1を形成し、この転写部T1において前記画像が転写される中間転写体20とを有しているので、感光体10表面に形成された画像が、転写部T1において中間転写体に転写される。
【0060】
そして、中間転写体20は、導電層21と、この導電層21の上に形成され前記画像が転写される抵抗層22とを有する複層構造となっているので、抵抗層22は、例えば、導電性粒子を分散させた樹脂溶液を塗布し、硬化、乾燥させることにより形成することが可能となる。このように、樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に導電性粒子を分散させた場合、熱溶融させた樹脂中に導電性粒子を混練した場合よりも導電性粒子の分散性が良好となる。したがって、抵抗層22自体の抵抗ムラを生じ難くすることができる。また、導電性粒子の分散性が良好となるので、抵抗層22表面の局部的な突起もほとんど生じなくすることができ、感光体10等との当接を安定させて転写不良を防止することが可能となる。
【0061】
また、抵抗層22が導電層21上に一体的に形成されているため、電極部23によって導電層21に転写電圧が供給されると、抵抗層22の裏側の電位が略均一となり、転写領域全面に亙って略均一な転写電界が形成されることとなる。
【0062】
したがって、この実施の形態の画像形成装置によれば、転写部T1における電界にムラが生じ難くなり、結果として、転写ムラの少ない良好な画像を形成することが可能となる。
【0063】
しかも、導電層21に転写電圧V1を給電するための電極部23が、中間転写体20の端部の表面に露出しているので、例えば図示のような電極ローラ37によって転写電圧V1を容易に導電層21に給電することができる。
【0064】
(b)中間転写体20の電極部23と感光体10との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材25が、電極部23上(またはその近傍)に設けられているので、このギャップ部材25によって、転写部T1における感光体10の導電層10a表面と中間転写体20の電極部23表面との間に適正な間隔Gを形成することが可能となる。
【0065】
したがって、中間転写体20が上記構成となっているにも拘らず、感光体10端部にピンホール10cがあっても、上記放電電流の発生を防止し、転写不良の発生を防止することができる。なお、上記間隔Gは20μm以上となるように構成することが望ましい。上記間隔Gが20μm以上であれば、この種画像形成装置において採択される転写電圧において上記放電電流が発生しないことは、本件発明者による実験で確認されている。
【0066】
また、前記電極部23に対向する部位の感光層10bに部分的に薄い箇所があったとしても、放電現象による新たなピンホールの生成が防止されることとなる。
【0067】
しかも、電極部23に接触して給電する給電部材が、導電性を有する弾性ローラ37(または導電性ブラシ)で構成されているので、電極部23または電極部23近傍に円環状でリブ状のギャップ部材25が設けられているにもかかわらず、電極部23と給電部材37とを確実に接触させることができ、安定した転写電圧V1の印加が可能となる。
【0068】
(c)給電部材が導電性を有する単泡フォームからなる弾性ローラ37で構成されているので、ローラ37にトナーが付着することによるローラの硬化が防止され、一層安定した転写電圧の印加が可能となる。
【0069】
(d) ギャップ部材25はリブ状に構成されているので、上記電極部23と略同幅のギャップ部材が感光体端部に設けられている場合や上記電極部と略同幅の摺接部材が感光体と中間転写体との間にこれら両者と摺接可能に介装される場合に比べて、ギャップ部材25と感光体10または中間転写体20との接触面積が低減されることとなる。したがって、感光体10および中間転写体20の幅方向(軸線方向)の一部に力が付加されることによる回転負荷の上昇、ねじれ、蛇行(片寄り)が低減されることとなる。
【0070】
(e)ギャップ部材25が、中間転写媒体20の抵抗層22よりも高い抵抗値を有する材料で構成されているので、前述した放電電流の発生が一層確実に防止されることとなる。ギャップ部材25が絶縁材料で構成されている場合には、前述した放電電流の発生がより一層確実に防止されることとなる。
【0071】
(f)ギャップ部材25が中間転写体20の電極部23上に設けられているので、比較的薄くて弱い電極部が補強されるという効果が得られる。さらに、ギャップ部材25の断面形状を仮想線25’で示すように台形状に構成した場合には、ギャップ部材25自体の強度も向上する。
【0072】
<第2の実施の形態>
図2は本発明に係る画像形成装置の第2の実施の形態を示す図で、図1(a)におけるb−b部分断面図に相当する図である。この図において、前述した第1の実施の形態と同じ部分あるいは相当する部分には同じ符号を付してある。
【0073】
この第2の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、ギャップ部材25が中間転写体20の抵抗層22と電極部23との境界部に設けられている点にある。
【0074】
中間転写体20の抵抗層22は、結着樹脂に導電剤を分散させた構成とし、ギャップ部材25は、その結着樹脂と同じ材料で抵抗層22および電極部23と一体的に形成してある。
【0075】
この第2の実施の形態によっても、前述した第1の実施の形態による(a)〜(e)の作用効果と同様な作用効果が得られる。
【0076】
さらに、この第2の実施の形態におけるギャップ部材25は、中間転写体20の抵抗層22と電極部23との境界部に円環状でリブ状に設けられているので、トナーに対する隔壁としての役割を果たし、抵抗層22上のトナーが、電極部23上へ移動することが防止されることとなる。
【0077】
特に、中間転写体20の抵抗層22に対しては、この抵抗層22上に残留付着した廃トナーを回収するクリーニング部材が配置されるのが一般でるが、このクリーニング部材の端部からは廃トナーがこぼれ、あるいは完全には回収されないことがある。
【0078】
これに対し、この実施の形態によれば、ギャップ部材25がトナーに対する隔壁としての役割を果たすことによって、上記廃トナーが電極部23上へ移動するのが防止されることとなる。
【0079】
したがって、抵抗層22上のトナーが電極部23の全面に移動して電極部23表面に付着することにより生じるおそれのある給電不良を防止することができる。
【0080】
また、ギャップ部材25が、抵抗層22と電極部23との境界部に設けられているので、異質の材料からなる比較的弱い境界部が補強されることとなる。
【0081】
しかも、中間転写体20の抵抗層22を、結着樹脂に導電剤を分散させて形成し、ギャップ部材25を、その結着樹脂と同じ材料で抵抗層22および電極部23と一体的に形成してあるので、ギャップ部材25と抵抗層22との結合力が増大し、結果としてギャップ部材25の強度が向上することとなる。
【0082】
<第3の実施の形態>
図3は本発明に係る画像形成装置の第3の実施の形態を説明するための図で、(a)(b)(c)はそれぞれ、図1(a)におけるIII−III部分断面図に相当する図である。同図において、前述した第2の実施の形態と同じ部分あるいは相当する部分には同じ符号を付してある。
【0083】
中間転写体20が可撓性を有する薄肉円筒状あるいはベルト状に構成されていると、これが多少蛇行することがある。
【0084】
このような状況においても、電極ローラ37を電極部23に対して確実に接触させるためには、図3(a)に示すように、電極ローラ37の幅を電極部23の幅よりも多少大きく形成することが望ましい。
【0085】
ところが、例えば、上述した第2の実施の形態のように、ギャップ部材25が中間転写体20の抵抗層22と電極部23との境界部に設けられている場合に、図3(a)に示すように、電極ローラ37の幅を電極部23の幅よりも大きく形成すると、同図に示すように、弾性ローラからなる電極ローラ37の外周端37aにギャップ部材25の角部25aが食い込む状態となるので、図(b)に示すように外周端37aが徐々に削られて行くこととなる。
【0086】
このようにして外周端37aが削られた後に、中間転写体20が図(b)に矢印Xで示すようにギャップ部材25が電極ローラ37から遠ざかる方向に蛇行すると、電極部23と電極ローラ37との接触部37bの幅が小さくなり、安定した電圧の印加が確保されなくなるおそれがないとはいえなくなる。
【0087】
そこでこの第3の実施の形態では、図(c)に示すように、ギャップ部材25の断面形状を台形としてある。
【0088】
このような構成とすると、前述した第2の実施の形態による作用効果に加え、次のような作用効果が得られる。
【0089】
すなわち、ギャップ部材25の断面形状が台形となっているので、ギャップ部材25と弾性ローラからなる電極ローラ37とが接触しても、図(c)に示すように、電極ローラ37の外周端37aは、ギャップ部材25のその台形形状に沿うようにして緩やかに変形することとなる。
【0090】
したがって、電極ローラ37の外周端37aが徐々に削られて行くということがなくなり(あるいは著しく抑制され)、結果として、電極部23と電極ローラ37との接触部37bの幅が確保されて、安定した転写電圧の印加が確保されることとなる。
【0091】
しかも、電極ローラ37との接触によるギャップ部材25の根元部25bへの応力集中が防止されてギャップ部材25自体の強度も向上することとなる。
【0092】
【実施例】
図4は、上記第1,第2,または第3の実施の形態を適用することのできる画像形成装置の一実施例を示す模式図である。図4において、上述した実施の形態と同様の部分あるいは相当する部分には同じ符号を付してある。
【0093】
この画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【0094】
図4において、10は感光体であり、図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動可能である。
【0095】
感光体10の周りには、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ11、現像手段としての現像ローラ17(Y,M,C,K)、中間転写装置30、およびクリーニング手段12が配置されている。
【0096】
感光体10は、円筒状の導電性基材10aと、その表面に形成された感光層10bとを有している。
【0097】
帯電ローラ11は、感光体10の外周面に当接して感光層10bを一様に帯電させることが可能である(例えば−600V程度に帯電させることが可能である)。一様に帯電した感光体10の外周面には、図示しない露光ユニットによって所望の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、この露光Lによって感光体10上に静電潜像が形成される。露光された部位すなわち静電潜像が形成された部位の電位は、例えば−100V程度となるようにすることができる。
【0098】
この静電潜像は、現像ローラ17で、「−」に帯電させられたトナーが付与されて現像される。
【0099】
現像ローラとしては、イエロー用の現像ローラ17Y、シアン用の現像ローラ17C、マゼンタ用の現像ローラ17M、およびブラック用の現像ローラ17Kが設けられている。これら現像ローラ17Y,17C,17M,17Kは、選択的に感光体10に当接し得るようになっており、当接したとき、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感光体10の表面に付与して感光体10上の静電潜像を現像する。
【0100】
現像されたトナー像は、後述する中間転写体としての中間転写ベルト20上に転写される。
【0101】
クリーニング手段12は、上記転写後に、感光体10の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード13と、このクリーナブレード13によって掻き落とされたトナーを受ける受け部14とを備えている。
【0102】
中間転写装置30は、駆動ローラ31と、4本の従動ローラ32,33,34,35と、これら各ローラの回りに張架された中間転写ベルト20とを有してい
る。
【0103】
駆動ローラ31は、その端部に固定された図示しない歯車が、感光体10の駆動用歯車(図示せず)と噛み合っていることによって、感光体10と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト20が感光体10と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動され得る。
【0104】
従動ローラ35は、駆動ローラ31との間で中間転写ベルト20がそれ自身の張力によって感光体10に圧接される位置に配置されていおり、感光体10と中間転写ベルト20との圧接部において一次転写部T1が形成されている。したがって、一次転写ローラ15は設けられていない。従動ローラ35は、中間転写ベルト20の循環方向上流側において一次転写部T1の近くに配置されている。
【0105】
駆動ローラ31には、中間転写ベルト20を介して電極ローラ37が配置されており、前述したように、この電極ローラ37を介して、中間転写ベルト20の導電層21に上記感光体10の帯電極性と逆極性の転写電圧(一次転写電圧であり、例えば+500V程度の電圧)V1が印加可能である。
【0106】
従動ローラ32はテンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト20をその張り方向に付勢している。
【0107】
従動ローラ33は、二次転写部T2を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ33には、中間転写ベルト20を介して二次転写ローラ38が対向配置されている。二次転写ローラ38は、図示しない接離機構により中間転写ベルト20に対して接離可能である。二次転写ローラ38には、二次転写電圧V2(一次転写電圧より大きな電圧であり例えば+1000V程度の電圧)が印加される。
【0108】
従動ローラ34は、ベルトクリーナ39のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ39は、中間転写ベルト20と接触してその外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード39aと、このクリーナブレード39aによって掻き落とされたトナーを受ける受け部39bとを備えている。このベルトクリーナ39は、図示しない接離機構によって中間転写ベルト20に対して接離可能である。
【0109】
この実施例における中間転写ベルト20は、その絶縁性基体24をシート状の透明なPETで構成し、その上にAL蒸着して導電層21を形成し、その上に、ウレタンをベース(結着樹脂)としフッ素微粒子および導電剤としてのSnOを分散させた塗料を10〜100μm程度の厚さで塗布して抵抗層22を形成したベルトの両端を超音波融着で溶着して無端状に構成してある。抵抗層22の表面抵抗は、108〜1015Ω/□程度、体積抵抗率は107〜1014Ωcm程度とする。導電層21の抵抗値は、10の6乗Ωcm以下とすることが望ましい。なお、塗料は、ベルトの一側端縁部を帯状に残して塗布することにより導電層21を帯状に露出させ、この露出部で電極部23を形成しあるいは露出部に電極部23を形成し、この電極部23に電極ローラ37を接触させるようにしてある。ギャップ部材25は、ウレタンで形成する。ギャップ部材25は、シルク印刷、またはテープを貼り付けることによって形成する。シルク印刷にて形成した場合には、高さにバラツキのない、パターン化した形成が可能である。テープを貼り付けることによって形成した場合には、製造中加熱等の処理が不要なため、中間転写体20が変質するおそれがなくなる。
【0110】
電極ローラ37は、導電性を有する単泡フォームからなる弾性ローラで構成する。
【0111】
中間転写ベルト20が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、感光体10上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写され、中間転写ベルト20上に転写されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写ローラ38との間に供給される用紙等の記録媒体Sに転写される。記録媒体Sは、図示しない給紙装置から給送され、ゲートローラ対40によって所定のタイミングで二次転写部T2に供給される。
【0112】
以上のような画像形成装置全体の基本的作動は次の通りである。
【0113】
(i)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置の制御部に入力されると、感光体10、現像ローラ17、および中間転写ベルト20が回転駆動される。
【0114】
(ii)感光体10の外周面が帯電ローラ11によって一様に帯電される。
【0115】
(iii)一様に帯電した感光体10の外周面に、図示しない露光ユニットによって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【0116】
(iv)感光体10には、第1色目(例えばイエロー)用の現像ローラ17Yのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第1色目(例えばイエロー)のトナー像が感光体10上に形成される。
【0117】
(v)中間転写ベルト20には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧V1が印加され、感光体10上に形成されたトナー像が、一次転写部すなわち、感光体10と中間転写ベルト20との圧接部T1において中間転写ベルト20上に転写される。このとき、二次転写ローラ38およびベルトクリーナ39は、中間転写ベルト20から離間している。
【0118】
(vi)感光体10上に残留しているトナーがクリーニング手段12によって除去された後、図示しない除電手段からの除電光によって感光体10が除電される。
【0119】
(vii)上記(ii)〜(vi)の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第2色目、第3色目、第4色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト20上において重ね合わされて中間転写ベルト20上に形成される。
【0120】
(viii)所定のタイミングで記録媒体Sが供給され、記録媒体Sの先端が第2転写部T2に達する直前にあるいは達した後に(要するに記録媒体S上の所望の位置に、中間転写ベルト20上のトナー像が転写されるタイミングで)二次転写ローラ38が中間転写ベルト20に押圧されるとともに二次転写電圧V2が印加され、中間転写ベルト20上のトナー像(基本的にはフルカラー画像)が記録媒体S上に転写される。また、ベルトクリーナ39が中間転写ベルト20に当接し、二次転写後に中間転写ベルト20上に残留しているトナーが除去される。
【0121】
(ix)記録媒体Sが図示しない定着装置を通過することによって記録媒体S上にトナー像が定着し、その後、記録媒体Sが装置外に排出される。
【0122】
以上のような画像形成装置によれば、感光体10に対して、中間転写ベルト20がローラ31,35間で圧接されるので、圧接部(一次転写部)T1において、中間転写ベルト20は、それ自体の張力によって感光体10に圧接されることとなる。
【0123】
したがって、上記圧接部T1において中間転写ベルト20を感光体10に圧接させるための圧接ローラ(一次転写ローラ)を設けることなく、感光体10上の可視像を中間転写ベルト20上に転写させることができる。
【0124】
また、中間転写ベルト20は、導電層21と、この導電層21の上に形成され、感光体10に圧接される抵抗層22とを有する複層ベルトで構成されているので、感光体10と中間転写ベルト20との圧接部(すなわち一次転写部)T1の全領域に亙って、中間転写ベルト20の抵抗層22の裏側の電位が略均一となり、結果としてトナーの散りの少ない転写が得られることとなる。
【0125】
しかも、感光体10と中間転写ベルト20との圧接部(すなわち一次転写部)T1の全領域に亙って、中間転写ベルト20の抵抗層21の裏側の電位が略均一となるので、必要最小限の電圧での転写が可能となる。
【0126】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【0127】
【発明の効果】
請求項1〜7記載のいずれの画像形成装置によっても、転写不良、および転写部における電界にムラが生じ難くなり、結果として、転写ムラの少ない良好な画像を形成することが可能となる。しかも、転写電圧を確実容易に安定して給電することができ、転写不良も生じなくなる。また、感光体および中間転写体の回転負荷の上昇、ねじれ、蛇行(片寄り)も低減されることとなる。
【0128】
さらに、
請求項2記載の画像形成装置によれば、ギャップ部材と弾性ローラとが接触した場合の弾性ローラの削れが低減され、一層安定した転写電圧の印加が可能となる。しかも、弾性ローラとの接触による根元部への応力集中が防止されてギャップ部材自体の強度も向上することとなる。
【0129】
請求項3記載の画像形成装置によれば、給電部材としてのローラにトナーが付着することによるローラの硬化が防止され、一層安定した転写電圧の印加が可能となる。
【0130】
請求項4記載の画像形成装置によれば、抵抗層上のトナーが電極部上に移動することが防止され、抵抗層上のトナーが電極部全面に移動して電極部表面に付着することにより生じるおそれのある給電不良を防止することができる。
【0131】
また、異質の材料からなり、比較的弱く剥離し易い抵抗層と電極部との境界部がギャップ材によって補強されることとなる。
【0132】
請求項5記載の画像形成装置によれば、ギャップ部材の強度が向上することとなる。
【0133】
請求項6記載の画像形成装置によれば、転写不良が一層確実に防止されることとなる。
【0134】
請求項7記載の画像形成装置によれば、転写不良がより一層確実に防止されることとなる。
【0135】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態を示す図で、(a)は概略的な斜視図、(b)は図(a)におけるb−b部分断面図。
【図2】本発明に係る画像形成装置の第2の実施の形態を示す図で、図1(a)におけるb−b部分断面図に相当する図。
【図3】本発明に係る画像形成装置の第3の実施の形態を説明するための図で、(a)(b)(c)はそれぞれ、図1(a)におけるIII−III部分断面図に相当する図。
【図4】上記第1,第2,または第3の実施の形態を適用した画像形成装置の一実施例を示す模式図。
【図5】従来の画像形成装置の一例を示す図で、(a)は概略斜視図、(b)は図(a)におけるb−b部分断面図。
【図6】(a)(b)は課題を説明するための断面図。
【符号の説明】
10 感光体
10a 導電層
10b 感光層
T1 一次転写部T1(転写部)
20 中間転写体
21 導電層
22 抵抗層
23 電極部
G 間隔
25 ギャップ部材
37 電極ローラ(給電部材)
Claims (6)
- 導電層上に形成された感光層の表面に画像が形成される感光体と、この感光体表面との間で転写部を形成し、この転写部において前記画像が転写される中間転写体とを有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、導電層と、この導電層の上に形成され前記画像が転写される抵抗層と、中間転写体の端部の表面に露出し前記導電層に転写電圧を給電するための電極部とを有しているとともに、
前記電極部と感光体との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材が、前記中間転写体おける電極部または電極部近傍に設けられており、
前記電極部に接触して給電する給電部材が、前記電極部の幅よりも大きな幅を有していて前記ギャップ部材に接触しかつ導電性を有する弾性ローラで構成されているとともに,前記ギャップ部材の断面形状が台形となっていることを特徴とする画像形成装置。 - 導電層上に形成された感光層の表面に画像が形成される感光体と、この感光体表面との間で転写部を形成し、この転写部において前記画像が転写される中間転写体とを有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、導電層と、この導電層の上に形成され前記画像が転写される抵抗層と、中間転写体の端部の表面に露出し前記導電層に転写電圧を給電するための電極部とを有しているとともに、
前記電極部と感光体との間に間隔を形成する円環状でリブ状のギャップ部材が、前記電極部と前記抵抗層との境界部に設けられており、
前記電極部に接触して給電する給電部材が、導電性を有する弾性ローラまたは導電性ブラシで構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記給電部材が導電性を有する単泡フォームからなる弾性ローラで構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体の抵抗層は、結着樹脂に導電剤を分散させて形成されており、前記ギャップ部材が、前記結着樹脂と同じ材料で前記中間転写体の抵抗層と一体的に形成されていることを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。
- 前記ギャップ部材が、前記中間転写媒体の抵抗層よりも高い抵抗値を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項1,2,3,または4記載の画像形成装置。
- 前記ギャップ部材が、絶縁材料で構成されていることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
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