JP4964571B2

JP4964571B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4964571B2
Application number: JP2006327725A
Authority: JP
Inventors: 章吾松本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-05
Also published as: JP2008139722A

Description

本発明は、像担持体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体上へ２次転写する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、第２転写時に用紙を中間転写ベルトと転写ベルトで挟持するベルト転写方式の画像形成装置に関する。

近年の印刷の高速化への対応を考えると、転写部で中間転写ベルトと記録媒体としての用紙との接触時間をローラ転写よりも長く取ることができるベルト転写方式が優位である。
中間転写ベルトから、トナー像を用紙上へ転写する電子写真方式の画像形成装置、特に、第２転写時に用紙を中間転写ベルトと転写ベルトで挟持するベルト転写方式の画像形成装置において、安定したトナー転写を実現することを目的として開発された技術として、例えば特許文献１（特開平１０−３０７４４６号公報）には、転写紙等に転写した画像における虫食い及び転写チリによる画像の欠損を防止することを目的として開発された装置であって、感光体上に形成された複数色のトナー像を中抵抗の中間転写ベルト上に転写する１次転写ユニットと、中間転写ベルトに転写されたトナー像を転写材に転写させる２次転写ユニットとを備えた画像形成装置において、上記１次転写ユニットには転写材の移動方向に沿って一定間隔をおいて中間転写ベルト内に配置された２本の２次転写ロ−ラを有し、上記２次転写ユニットは中抵抗の２次転写ベルトとアースローラとバイアス印加ローラを有し、２次転写ベルトは転写材の移動方向に沿って巻回され、アースローラは１次転写ユニットの２本の２次転写ローラの中間位置と対向する２次転写ベルト内に設けられ、バイアス印加ローラは２本の２次転写ローラのうち転写材の移動方向の下流側に設けられた２次転写ローラより下流側の２次転写ベルト内に設けられ、紙転写時にアースローラとバイアス印加ローラのうちいずれか一方又は双方を下流側に設けられた２次転写ローラ側に移動し、下流側に設けられた２次転写ローラの位置で２次転写ベルトを中間転写ベルトに食い込ませるようにした画像形成装置が開示されている。

特許文献１に開示された技術は、中間転写ベルトに転写されたトナー像を転写材に２次転写するとき、バイアス印加ローラとアースローラを下流側に設けられた２次転写ローラ側に移動し、下流側に設けられた２次転写ローラの位置で２次転写ベルトを中間転写ベルトに食い込ませて転写材に一定の圧力を加えながら搬送し、中間転写ベルトや２次転写ベルトと転写材との間に隙間があいて転写効率にむらを起こして画像むらが生じたり、搬送不足による搬送不良が発生することを防止するものであり、転写紙等に転写した画像に虫食い画像が発生したり、転写チリにより画像の一部に欠損が生じることを防ぐことができるということである。
また、特許文献２（特開平３−１５８８７４号公報）には、転写ニップ部でのトナーちりを防止することを目的として開発された装置であって、導電部Ａからなる転写ローラの周方向に沿った一部を絶縁部Ｂで構成した画像形成装置が開示されている。

特開平１０−３０７４４６号公報特開平０３−１５８８７４号公報

しかしながら、上記特許文献１の従来技術には、転写中に用紙が中間転写ベルトと二次転写ベルトのみによって挟持搬送される箇所があり、この箇所で用紙と中間転写ベルトの密着力が不足し、転写動作が不安定になるという問題がある。
また、特許文献２の従来技術は、転写ローラの絶縁部においては用紙を拘束し、そのずれ等を回避することができるものの、構造上、導電部の近傍では用紙が拘束されていない領域が存在し、この領域には導電部からの漏れ電界が存在するために、用紙の突入時や搬送途中でのばたつきが生じ、このばたつきによってトナー像が乱される虞がある。このような不都合は、転写電界を高くする必要のある高速印字時に、特に顕著に現れるという問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、中間転写ベルトからトナー像を用紙上へ転写する電子写真方式の画像形成装置、特に、２次転写時に用紙を中間転写ベルトと転写ベルトで挟持するベルト転写方式の画像形成装置において、安定したトナーの転写を実現し、画像の乱れのない高画質の画像が得られる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー画像を中間転写ベルトに転写する第一の転写手段と、前記中間転写ベルト上のトナー画像を記録媒体に転写する第二の転写手段と、前記記録媒体上のトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記第二の転写手段は、前記中間転写ベルトのトナー画像保持面の裏面側に当接する転写対向部材と、この転写対向部材とは前記中間転写ベルト及び前記記録媒体を介して当接し、前記中間転写ベルト及び前記記録媒体を所定の押圧力で押圧する転写部材とからなり、前記転写部材は、前記転写対向部材に対して所定の押圧力を付与する押付け部材と、この押付け部材と前記中間転写ベルトに挟持され且つ前記中間転写ベルトの搬送方向に搬送される無端状の転写ベルトとを有し、前記押付け部材は、前記転写ベルトの搬入側に電気絶縁部を有し、搬出側に電気導電部を有し、前記転写対向部材は前記中間転写ベルトの搬送と共に回動する転写対向ローラであり、前記押付け部材の前記転写対向ローラとの当接部の形状は、前記転写対向ローラの外周形状に合致していることを特徴とする。

ここで、形状が合致しているとは、厳密な合致だけでなく、画像形成に支障のない程度に合致していること、即ち、略合致していることを含む概念である。

本発明に係る画像形成装置は、第２転写部において中間転写ベルトと用紙が、押付け部材と転写対向ローラに所定の押付け力を付与され続けながら挟持、搬送されるので、安定したトナー転写を実現できる。また、押し付けパッドは、前記転写部材の挿入側に電気絶縁部、排出側に電気導電部を具備することによって、転写電界の作用しない状態で用紙が押付けパッドと対向押付けパッドに挟持された後に、転写電界を作用させることができるので、用紙の挙動が安定な状態での転写を実現でき、用紙の搬送状態の不安定さに伴う画像欠陥の低減を実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
図５において、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、その上部に、フルカラー画像を形成する各色のトナーに対応する、例えば４つの作像ユニット５０１〜５０４が同一平面上に配置されている。作像ユニット列の下部には、各作像ユニット５０１〜５０４の像担持体に当接するように、中間転写ベルト２０が配置されている。各作像ユニット５０１〜５０４の像担持体５４に対応して、中間転写ベルト２０を介して当接するようにそれぞれ１次転写ローラ５８が設けられている。中間転写ベルト２０は、２次転写部において、転写パッド３０と転写ベルト３２とを有する転写手段と、転写対向部材としての従動転写ローラ３１が配置されている。このような２次転写部の下方には、記録媒体としての転写紙を収納する給紙ユニット４が配置されており、転写紙は、給紙ローラ９によって給紙ユニット４から搬出され、給紙ローラ対１１によって２次転写部に搬送される。２次転写部の後流には、例えば定着ベルト及び加圧ローラを有する定着装置６０が配置されている。

このような構成の画像形成装置において、各作像ユニットの像担持体５４に形成された単色のトナー画像は、１次転写部で順次中間転写ベルト２０上に転写され、積層されてフルカラー画像を形成する。中間転写ベルト２０表面に形成されたフルカラー画像は、２次転写部において、転写パッド３０と転写対向部材３１とで挟持される転写ベルト３２と中間転写ベルト２０との間に転写紙が供給され、所定の転写バイアスが印加されることによって転写紙に転写される。フルカラー画像が転写された転写紙は、後流の定着装置６０に搬送され、ここで、例えば熱と圧力とによってフルカラー画像が転写紙に定着される。フルカラー画像が定着された転写紙は、図示省略した排紙ローラによって系外に排出される。

以下に、本発明の特徴部分についてより詳細に説明する
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部であって、中間転写ベルトユニットを示す説明図である。
図１において、中間転写ベルト２０は、駆動ローラ３、第１の従動ローラ２１、第２の従動ローラ２６、転写対向部材としての従動転写ローラ３１に張り渡され、駆動手段２５によって回転する駆動ローラ３により図１中矢印Ａ方向に搬送される。第２の従動ローラ２６は図示省略した荷重付与手段により中間転写ベルト２０に張力を与え、駆動ローラ３と中間転写ベルト２０の間に摩擦力を発生させ、これによって駆動力を得る。
駆動ローラ３と第２従動ローラ２６で支持された中間転写ベルト２０の上面には、図示省略した作像ユニットの像担持体が配置され、中間転写ベルト２０を介して対向する一次転写ローラ(図示せず)とで、第１の転写手段を構成する。
第２の転写手段は、転写部材としての転写パッド３０を有し、転写パッド３０は、図示されていないばね等の加圧手段により、転写対向ローラとしての従動転写ローラ３１に対向する位置で中間転写ベルト２０に押し付けられている。転写ベルト３２は転写パッド３０を内包するように配置され、中間転写ベルト２０の移動に伴い、従動搬送される。用紙は図中矢印Ｂ方向から搬送され、転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を矢印Ｃ方向に搬送される。転写パッド３０は、前記転写ベルト３２の挿入側に電気絶縁部３０１、排出側に電気導電部３０２を具備しており、転写電界の作用しない状態で用紙が転写パッド３０と従動転写ローラ３１に挟持された後に転写電界を作用させることができるので、用紙の挙動が安定な状態での転写を実現でき、用紙の搬送状態の不安定さに伴う画像欠陥が低減する。転写パッド３０の電気導電部３０２と電気絶縁部３０１とは、共に、一般的なゴム材質、例えばＮＢＲ、ウレタンゴム等で構成されており、電気導電部３０２の体積抵抗は、例えば１０^７〜１０^９Ω、電気絶縁部３０１の体積抵抗は、例えば電気導電部３０２の体積抵抗よりも２桁以上大きな値である。

図２は、本実施形態における第二転写部の縦方向に沿った拡大断面図である。
図２において、第２の転写手段は転写パッド３０を有し、この転写パッド３０は、図示されていないばね等の加圧手段により、従動転写ローラ３１に対向して中間転写ベルト２０に押し付けられる。転写ベルト３２は転写パッド３０を内包するように配置され、中間転写ベルト２０の移動に伴い、従動搬送される。転写ベルト３２は転写ベルトガイドローラ３３、３４、３５により張架され、安定したベルト搬送が実現される。潤滑剤付与部材３８が転写ベルト３２の内面に接触するように配置されており、転写ベルト３２の搬送に伴って転写ベルト３２の内面に潤滑剤を塗布し、転写パッド３０と転写ベルト３２の摺動抵抗を低減させる。なお、転写ベルトガイドローラ３３を駆動源(図示せず)により回動させることによって転写ベルト３２に中間転写ベルト２０と同速で搬送されるように搬送力を付与し、中間転写ベルト２０の搬送負荷を低減させることができる。

このような構成の画像形成装置において、記録媒体としての用紙は図中矢印Ｂ方向から搬送され、転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を挟持、搬送される。従動転写ローラ３１、中間転写ベルト２０、転写ベルト３２及び転写パッド３０は電気抵抗値が調整されており、用紙が転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を挟持、搬送されている間に、従動転写ローラ３１と転写パッド３０の間に所定の電位が付与され、中間転写ベルト２０上の帯電トナー画像を静電力によって用紙へ転写する。トナー画像を保持した用紙は、図中矢印Cの方向へ搬送される。
即ち、本実施形態装置において、転写部に導入される用紙は、まず転写パッド３０の電気絶縁部３０１と従動転写ローラ３１によって挟持される。しかし、この時点では転写電界は作用していないので、用紙が多少ばたついてもトナー像が乱されることはない。一度用紙が転写パッド３０の電気絶縁部３０１と従動転写ローラ３１によって挟持されれば、用紙の位置は転写パッド３０の電気絶縁部３０１と従動転写ローラ３１の位置によって規定されるため、その後、転写パッド３０の電気導電部３０２と従動転写ローラ３１の間に挿入される形態は一意的に決まる。従って、転写パッド３０の電気導電部３０２と従動転写ローラ３１の間では転写電界が作用して、中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙上に転写される。転写電界が作用する際に用紙の姿勢が乱れると、トナーの転写位置が所定の位置からずれたり、異常放電によるトナーの飛び散りなどが発生して画像が乱れるなどの不良が発生し易くなるが、本実施形態装置では、電界を作用させる前に用紙が挟持され、そのばたつきが回避されるので、高品質な画像が得られる。

本実施形態によれば、第２転写部において、用紙と中間転写ベルト２０の接触領域を安定して形成、保持することができるので、高速印刷によって安定した転写性能を確保することができる。
また、本実施形態によれば、第２転写部のニップ部を形成する従動転写ローラ３１及び転写パッド３０の接触領域に形成される転写電界中を搬送される前に、転写ベルトガイドローラ３５及び中間転写ベルトガイドローラ３７により中間転写ベルト２０と用紙(図示せず)が挟持、搬送されるので、第２転写部のニップ部直前の用紙のばたつきが防止され、用紙のばたつきによる電界の不安定に起因した放電を防止することができる。
更にまた、本実施形態によれば、転写電界の作用しない状態で用紙が転写パッド３０と従動転写ローラ３１に挟持された後に転写電界を作用させることができるので、用紙の挙動が安定な状態での転写を実現でき、用紙の搬送状態の不安定さに伴う画像欠陥を低減することができる。このため、中間転写ベルト２０上のトナー像の放電による飛散りを防止することができる。

更にまた、本実施形態によれば、転写パッド３０の従動転写ローラ３１との押付け面の形状を従動転写ローラの外周形状とが略一致するようにしたので、これによって、２次転写時の中間転写ベルト２０と用紙の接触部における面圧分布を略一定にでき、圧力分布の変動に伴う画像欠陥を防止することができる。
なお、本実施形態においては、電気絶縁部３０１によって用紙の搬送状態を安定化できるので、転写ベルトガイドローラ３５及び中間転写ベルトガイドローラ３７は必須構成ではなく、装置仕様に応じて取り外した構成とすることができる。転写ベルトガイドローラ３５及び中間転写ベルトガイドローラ３７を取り外すことによって、より簡便な構成で高画質転写を実現することができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の要部であって、中間転写ベルトユニットを示す図である。
図３において、この画像形成装置が上述した第１の実施形態と異なるところは、第２の転写手段が、転写部材としての転写パッド３０に加え、対向転写パッド３１ａを有する点であり、対向転写パッド３１ａは、図示省略したばね等の加圧手段により、転写パッド３０に所定の押し付け力で押し付けられている。
対向転写パッド３１ａを内包するように、対向転写ベルト３６が配置されており、対向転写ベルト３６は中間転写ベルト２０の移動に伴い、従動搬送される。転写パッド３０は、上述の実施形態と同様、転写ベルト３２の挿入側に電気絶縁部３０１、排出側に電気導電部３０２を具備している。また対向転写パッド３１ａは、対向転写ベルト３６の挿入側に電気絶縁部３１１、排出側に電気導電部３１２を具備している。用紙は図中矢印Ｂ方向から搬送され、転写ベルト３２と中間転写ベルト２０との間を搬送される。

図４は、図３の第２転写部の縦方向に沿った拡大断面図である。
図４において、第２転写部が図２の第２転写部と異なるところは、転写パッド３０に加えて対向転写パッド３１ａを有し、図示省略したばね等の加圧手段により、転写パッド３０と対向転写パッド３１ａは所定の押付け力で互いに押し付けられている点である。ここで、対向転写ベルト３６は対向転写パッド３１ａを内包するように配置され、中間転写ベルト２０の移動に伴い、従動搬送される。
本実施形態によれば、第２転写部において、用紙と中間転写ベルト２０の接触領域を安定して保持することができるので、高速印刷において安定した転写性能を確保することができる。また、本実施例において、用紙と中間転写ベルト２０の接触領域は、図４に示したように、ほぼ平坦となるので、用紙を変形させる力が作用せず、用紙搬送の安定性をより一層向上させることができる。
また、本実施形態によれば、転写パッド３０と中間転写ベルト２０及び対向転写パッド３１ａと中間転写ベルト２０の間に、それぞれ転写ベルト３２及び対向転写ベルト３６が配置され、中間転写ベルト２０と同一方向に搬送されるので、中間転写ベルト２０の搬送力を小さく押さえ、駆動モータへの負荷を低減することができる。
更に、本実施形態によれば、２次転写部を転写パッド３０と対向転写パッド３１ａで中間転写ベルト２０と用紙を挟持する構成としたので、２次転写時の中間転写ベルト２０と用紙の接触部における面圧分布を略一定にするとともに、２次転写部での用紙の搬送経路を略直線状にすることができるので、搬送中に用紙を変形させる力が作用せず、用紙搬送の安定性を一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部であって、中間転写ベルトユニットを示す説明図である。図１の第２転写部を示す拡大断面図である。本発明の別の実施形態に係る画像形成装置の要部であって、中間転写ベルトユニットを示す説明図である。図３の第２転写部を示す拡大断面図である。本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１画像形成装置
３駆動ローラ
４給紙ユニット
２０中間転写ベルト
２１第１の従動ローラ
２５駆動手段
２６第２の従動ローラ
３０転写パッド（押付け部材）
３１転写対向部材（従動転写ローラ）
３１ａ対向転写パッド
３２転写ベルト
３３転写ベルトガイドローラ
３４転写ベルトガイドローラ
３５転写ベルトガイドローラ
３０１電気絶縁部
３０２電気導電部

Claims

像担持体と、
像担持体上に形成された潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー画像を中間転写ベルトに転写する第一の転写手段と、
前記中間転写ベルト上のトナー画像を記録媒体に転写する第二の転写手段と、
前記記録媒体上のトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記第二の転写手段は、前記中間転写ベルトのトナー画像保持面の裏面側に当接する転写対向部材と、この転写対向部材とは前記中間転写ベルト及び前記記録媒体を介して当接し、前記中間転写ベルト及び前記記録媒体を所定の押圧力で押圧する転写部材とからなり、
前記転写部材は、前記転写対向部材に対して所定の押圧力を付与する押付け部材と、この押付け部材と前記中間転写ベルトに挟持され且つ前記中間転写ベルトの搬送方向に搬送される無端状の転写ベルトとを有し、
前記押付け部材は、前記転写ベルトの搬入側に電気絶縁部を有し、搬出側に電気導電部を有し、
前記転写対向部材は前記中間転写ベルトの搬送と共に回動する転写対向ローラであり、前記押付け部材の前記転写対向ローラとの当接部の形状は、前記転写対向ローラの外周形状に合致している
ことを特徴とする画像形成装置。