JP4680586B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写する一次転写部と、上記中間転写体から転写紙に転写する二次転写部とを有する画像形成装置の技術に関する。

調湿紙転写性の余裕度向上のための二次転写手段としては、中間転写体の内側からトナーと同極性の電圧を印加する方式が採用するようになったが、この方式の場合、転写ニップを抜けた紙の後端が中間転写体と再接触し、記録材の後端またはコバ面が中間転写体上の転写残トナーに接触し汚れてしまうことが発生してしまう。図４を参照して説明すると、中間転写体との間に転写ニップを形成し、記録材を挟持搬送し得る接触転写体（二次転写体）側から転写電界を与える方式では、記録材の電気抵抗が低いとき、または、高湿環境で記録材の含水分量が多くなり抵抗が低くなった場合、記録材を通じて、中間転写体以外の記録材に接触する部材に電流が漏れ出て無効電流となり、記録材とトナー層との間の空隙の転写電界形成に寄与する電流が減るので、転写電界が小さくなり、転写率不足になりやすくなる。
また、図５に示すように、中間転写体の内側からトナーと同極性の電圧（ここではトナーが−極性であるため、―バイアス）を印加させ、中間転写体上のトナー像を記録材に転写する方式もある。この方式では、記録材とトナー層との間の空隙の転写電界に寄与する電流は変わらないため、記録紙の抵抗が低い場合に有利となる。

なお、本願発明に関連する先行技術として、特許文献１は、感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルトから転写紙に転写する二次転写部とを有する画像形成装置において、二次転写部に配設された二次転写電界形成手段を構成する紙転写バイアスローラ及びバイアス電源と、中間転写ベルト上におけるトナー画像の後端部を検知する光検知装置と、光検知装置からの信号に基づいてバイアス電源により紙転写バイアスローラに印加される転写電圧を下げる電界制御手段とを備えて構成される。このため、転写紙の後端部に印加される二次転写電界形成手段の転写電圧が下げられることにより、転写紙上に転写されたトナー画像が中間転写体に飛翔しないので、版画画像のない良好な画像を得ることができる。

特開平０７−２１０００３号公報

しかしながら、図５に示した方式では、副作用として記録材が転写ニップを抜け記録材の後端部が中間転写体と剥離したときに、記録材は中間転写体と逆の極性となり、一度中間転写体と離れた記録材が、中間転写体の極性に引き寄せられ再接触してしまい、記録材に転写できず中間転写体上に残ったトナー（転写残トナー）や中間転写体上の地汚れトナーと接触し紙の後端やコバ面などが汚れてしまう現象が発生してしまう（図６参照）。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、記録材の後端部が転写ニップを抜けた後に、記録部材の後端または後端コバ面が中間転写体と再接触するのを無くし、汚れの付着を防止することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
本発明の画像形成装置では、像担持体上に形成される正もしくは負の極性を有するトナー像を、中間転写体に転写する一次転写手段と、前記中間転写体のトナー像を有する面に対向し、前記中間転写体との間に転写ニップを形成し、記録材を挟持搬送し得る二次転写体を有し、前記中間転写体の内側に設けられ、前記中間転写体と前記二次転写体との間に挟持搬送される記録材に対しトナー像と同極性の電圧を印加し得るバイアスを印加させ、前記中間転写体上のトナー像をさらに記録材に転写する内側ローラと、前記転写ニップよりも下流側で記録材を除電する除電手段と、除電手段に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、を有する画像形成装置において、記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記除電手段に印加する前記除電バイアス値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する前記除電バイアス値よりも大きな値にすることを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、さらに、前記除電バイアスは、ＡＣ電圧を印加したものであって、記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記除電手段に印加する前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値よりも大きな値にすることを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記内側ローラへ印加する転写バイアス値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する転写バイアス値よりも小さな値にすることを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、さらに、記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記内側ローラへ印加する転写バイアス値をゼロにすることを特徴とする。

以上説明したように、上記解決するための手段によって、本発明の画像形成装置では、以下のような効果を奏する。
本発明によれば、記録材後端部が転写ニップを抜けると同時に、除電バイアス値を上げることにより、画像を乱すことなく、記録材の後端の分離性をよくすることができ、記録材が転写ニップを抜けた後に中間転写体に再接触し、後端またはコバ面が汚れるのを防止することができる。
本発明によれば、前記効果に加え、プラス、マイナスの両極性の放電が励起され、さらに効果的に記録材の後端を除電することができ、転写ニップを抜けた記録材後端部が中間転写体に再接触するのを防止することができる。
本発明によれば、記録材の後端部が転写ニップを抜けた後に、記録材の後端または後端コバ面が中間転写体と再接触するのを無くし、汚れの付着を防止する。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。この実施形態は、複数の画像形成部１０１Ｙ〜１０１Ｂｋを中間転写体２０１に沿って並設した構成のタンデム型間接転写方式の画像形成装置を示している。この画像形成装置の中央には、無端ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）２０１を備えた転写装置が設けられている。中間転写体２０１は、複数の支持ローラに掛け回されて、図中時計回りに回転搬送可能である。

本実施形態においては、複数ある支持ローラのうち、第１の支持ローラ２０２の図中左側に、画像転写後に中間転写体２０１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置２１０が設けられている。また、第１の支持ローラ２０２と第２の支持ローラ２０３との間に張り渡された中間転写体２０１上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色用の４つの画像形成部（画像形成ユニット）１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋが横に並べて配置されており、これらの画像形成部（画像形成ユニット）１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋはタンデム型画像形成部を構成している。このタンデム型画像形成部の各画像形成部（画像形成ユニット）１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋの構成は同じであり、例えば図２に示すように構成されている。

図２はブラック（Ｂｋ）用の画像形成部１０１Ｂｋを例に上げたものであり、この画像形成部１０１Ｂｋには、像担持体であるドラム状の感光体１０２Ｂｋと、該感光体にトナー像を形成するための画像形成手段を構成する帯電装置１０３Ｂｋ、露光装置１１０Ｂｋ、現像装置１０４Ｂｋが設けられている。
ここで、帯電装置１０３Ｂｋは、例えば直流電圧が印加された帯電ブラシを用いて感光体１０２Ｂｋを均一に帯電するものであるが、帯電ブラシの他、帯電ローラ、帯電チャージャ等を用いることができる。

露光装置１１０Ｂｋは、図示の例では感光体１０２Ｂｋの軸方向（主走査方向）に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとレンズアレイからなるＬＥＤ書込み方式の露光装置であり、画像信号に応じてＬＥＤを発光して感光体上に静電潜像を形成するものであるが、この他、レーザ光源と光偏向器（回転多面鏡等）と結像走査光学系からなるレーザ走査方式の露光装置を用いることができる。
現像装置１０４Ｂｋは、現像剤を担持して回転する現像ローラ（または現像スリーブ）と、現像剤を撹拌・搬送して現像ローラ（または現像スリーブ）に供給する撹拌・搬送部材等で構成され、感光体１０２Ｂｋ上に形成された静電潜像を現像剤のトナーで現像して可視像化する。現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤、あるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が用いられる。なお、図２はブラック（Ｂｋ）用の画像形成部１０１Ｂｋの例であるので、トナーには、ブラック色のトナーが用いられるが、図１に示す他の色の画像形成部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃでは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーが用いられる。

上記の帯電、露光、現像により感光体１０２Ｂｋ上に形成されたトナー像は、一次転写部で中間転写体２０１に転写されるが、一次転写部の中間転写体２０１を挟んで感光体１０２Ｂｋと対向する位置には一次転写手段である転写ブラシ１０５Ｂｋが配設されており、この転写ブラシ１０５Ｂｋには直流電源により転写バイアスが印加される。さらに感光体１０２Ｂｋの回転方向で一次転写部の下流側には、画像転写後に感光体１０２Ｂｋ上に残留する残留トナーを除去するための感光体クリーニング装置１０６Ｂｋが設けられている。
以上、ブラック（Ｂｋ）用の画像形成部１０１Ｂｋを例に上げて説明したが、他のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像形成部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃの構成も同様である。そして図１では同じ構成部材には同じ番号を付け、各番号の後にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの記号を付けて色の区別をしている。

以上に説明したタンデム型画像形成部では、カラー画像形成時には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像形成部（画像形成ユニット）１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋで、それぞれ感光体１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｂｋ上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成して中間転写体２０１上に重ね合わせて転写し、カラー画像を形成する。また、白黒画像形成時には、ブラック用の画像形成部１０１Ｂｋのみで画像形成を行い、中間転写体２０１上に転写する。

一方、中間転写体２０１を挟んでタンデム型画像形成装置と反対側には、二次転写部３０９が設けられている。この二次転写部３０９は、外部ローラである二次転写ローラ３０８と、クリーニングブレード３０５と、除電針３０７から構成されている。外部ローラである二次転写ローラ３０８は、中間転写体２０１を介して内部ローラである第３の支持ローラ３０４に押し当てられるように配置され、中間転写体２０１上のトナー画像を、用紙等の記録媒体に転写する。
また、記録媒体の搬送方向で二次転写部の上流側には、給紙カセット１５１や給紙コロ１５２からなる給紙部と、給紙ローラ１５３を有する給紙路１５５、及びレジストローラ１５４が設けられている。また、二次転写部の下流側には、画像が転写された記録媒体を搬送する搬送ユニット１５６と、記録媒体上の転写画像を定着する定着装置１０７、及び定着後の記録媒体を排紙部に排紙する排紙ローラ１０８が設けられている。

次に、上記の構成の画像形成装置による画像形成についてより詳しく説明する。図示しない操作部のスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータにより支持ローラ２０２，２０３，３０４のうちの１つが回転駆動されると共に、他の２つの支持ローラが従動回転され、中間転写体（中間転写ベルト）２０１が回転搬送される。また、これと同時に、各色の画像形成部（画像形成ユニット）１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｂｋで、像担持体である感光体１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｂｋが回転され、各感光体１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｂｋ上にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像が形成される。そして、中間転写体２０１の搬送とともに、それらの単色画像が一次転写部で中間転写体２０１に順次重ね合わせて転写され、中間転写体２０１上に合成カラー画像が形成される。

また、前述のようにスタートスイッチが押されると、給紙コロ１５２が回転され、給紙カセット１５１から用紙等のシート状の記録媒体が繰り出され、給紙路１５５に導かれた後、レジストローラ１５４に突き当てられて止められる。
その後、中間転写体２０１上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１５４が回転され、中間転写体２０１と二次転写部の二次転写ローラ（２次転写体）３０８との間に記録媒体が送り込まれる。そして、二次転写ローラ３０８による転写によって、記録媒体上にカラー画像が転写される。

ここで、本実施形態では、図3に示すように、二次転写ローラ（二次転写体）３０８に対向して中間転写体２０１の内側に配置された内部ローラである第３の支持ローラ３０４に、直流電源によりトナーと同極性のバイアスを印加（本実施形態では、トナーがマイナス（−）帯電であるため、マイナス（−）のバイアス電圧を印加）させ、中間転写体２０１から弾き出すようにすることで、トナーを記録媒体に転写させて、低抵抗の記録媒体の転写余裕度が上がるような形態となっている。また、二次転写ローラ（二次転写体）３０８は接地されている。

画像転写後の記録媒体は、搬送ユニット１５６によって搬送されて定着装置１０７へと送り込まれ、定着装置１０７で熱と圧力とが加えられて転写画像が定着された後、排紙部の図示しない排紙トレイ上にスタックされる。一方、画像転写後の中間転写体２０１は、中間転写体クリーニング装置２１０により、画像転写後に中間転写体２０１上に残留する残留トナーが除去され、次のタンデム画像形成部１０１Ｙ〜１０１Ｂｋによる再度の画像形成に備える。

なお、中間転写体２０１の抵抗は残留電位による残像問題が無く安定した転写画像が得られるように、体積抵抗率の対数（LogＲ）を１０．０以下にしている。また、二次転写部３０９の二次転写ローラ３０８は、中間転写体２０１に接しているため、転写用紙等の記録媒体が載らない部分や紙間では、中間転写体上の地肌汚れのトナーや、プロセス制御用のパターン等が転写し、二次転写ローラ３０８を汚しているため、二次転写ローラ３０８は２層構造からなり（例えばゴム層３０８ａに表層３０８ｂを塗装してあり、表層３０８ｂはクリーニング性のため離型性のよいフッ素系樹脂からなる）、クリーニングブレード３０５で二次転写ローラ３０８上のトナー等を除去している。

さらに本実施形態では、二次転写部３０９の下流側に除電針３０７を設けてあり、画像転写後の記録媒体（転写用紙等）が中間転写体２０１に巻きついていかないように（二次転写後の記録媒体は、中間転写体２０１に密着し剥離しにくくなっている）、記録媒体の裏面より除電針３０７には高圧電源（不図示）によりピーク間電圧が10kＶで1ｋＨｚの正弦波のＡＣ電圧を印加させ、記録紙の蓄積電荷を中和（除電）させている。

そして、図７に示すように、記録媒体の後端部が転写ニップを抜けると同時に、除電針３０７に通常より大きなピーク間電圧12kＶで1ｋHzの正弦波のAC電圧が印加させることにより、記録媒体が転写ニップを抜けた後に再び中間転写体２０１に接触し、中間転写体２０１上の二次転写残などにより記録媒体の後端およびコバ面が汚れるのを防止している。

また、図８に示すように、本実施例では記録媒体の後端部が転写ニップを抜けると同時に中間転写体２０１の内側の第三の支持ローラ３０４から印加させる電流（二次転写電流）を0にすることで、中間転写体２０１の電位を０に近づけることでき、記録媒体後端が中間転写体に再接触するのを防止している。

本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図。 本実施形態におけるブラック（Ｂｋ）用の画像形成部の概略構成図。 本実施形態における中間転写体と記録媒体の関係を示した概略図。 従来技術の説明をした概略図。 従来技術の説明をした概略図。 従来技術の説明をした概略図。 本実施形態での記録媒体後端が中間転写体と接触した際の様子を示した概略図。 本実施形態での記録媒体後端が中間転写体と接触した際の様子を示した概略図。

符号の説明

１０１Ｙ〜１０１Ｂｋ 画像形成部
１０２Ｂｋ 感光体
１０３Ｂｋ 帯電装置
１１０Ｂｋ 露光装置
１０４Ｂｋ 現像装置
１０５Ｂｋ 転写ブラシ
１０６Ｂｋ 感光体クリーニング装置
１０７ 定着装置
１０８ 排紙ローラ
１５１ 給紙カセット
１５２ 給紙コロ
１５３ 給紙ローラ
１５４ レジストローラ
１５５ 給紙路
１５６ 搬送ユニット
２０１ 中間転写体
２０２ 第１の支持ローラ
２０３ 第２の支持ローラ
２１０ 中間転写体クリーニング装置
３０４ 第３の支持ローラ
３０５ クリーニングブレード
３０７ 除電針
３０８ 二次転写ローラ
３０８ａ ゴム層
３０８ｂ 表層
３０９ 二次転写部

Claims (4)

1. 像担持体上に形成される正もしくは負の極性を有するトナー像を、中間転写体に転写する一次転写手段と、
   前記中間転写体のトナー像を有する面に対向し、前記中間転写体との間に転写ニップを形成し、記録材を挟持搬送し得る二次転写体を有し、
   前記中間転写体の内側に設けられ、前記中間転写体と前記二次転写体との間に挟持搬送される記録材に対しトナー像と同極性の電圧を印加し得るバイアスを印加させ、前記中間転写体上のトナー像をさらに記録材に転写する内側ローラと、
   前記転写ニップよりも下流側で記録材を除電する除電手段と、
   除電手段に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、を有する画像形成装置において、
   記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記除電手段に印加する前記除電バイアス値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する前記除電バイアス値よりも大きな値にする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電バイアスは、ＡＣ電圧を印加したものであって、
   記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記除電手段に印加する前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値よりも大きな値にする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記内側ローラへ印加する転写バイアス値を、記録材の後端部が前記転写ニップを抜ける前に印加する転写バイアス値よりも小さな値にする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 記録材移動方向における記録材の後端部が前記転写ニップを抜けると同時に、前記内側ローラへ印加する転写バイアス値をゼロにする
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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