JP5436240B2

JP5436240B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5436240B2
Application number: JP2010013239A
Authority: JP
Inventors: 靖人白藤; 寧竹内; 望月　　淳; 和清明石
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP2011150251A; US8457537B2; US20110182630A1

Description

本発明は、複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真技術を用いて像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写技術に関するものである。

従来から、感光ドラム等の像担持体に形成されたトナー像を複数のローラによって張架された無端ベルト状の中間転写ベルトに転写し、その後中間転写ベルトに形成されたトナー像を記録材に転写する転写部を有する画像形成装置が採用されている。この転写部は、以下の構成を有する。中間転写ベルトの内面側にある分離ローラと、中間転写ベルトの回転方向において分離ローラよりも上流側で中間転写ベルトの内面側にある転写対向ローラと、が転写ベルトの内面側に設けられている。そして、中間転写ベルトの外面に接触し、中間転写ベルトを介して分離ローラと転写対向ローラを圧する転写ローラが設けられている。転写部は転写ローラと中間転写ベルトとの接触領域となる。

このように、転写部の幅を長くとることが可能となるため、印加する電圧の抑制と画質向上が可能となる。

特許文献１には、分離ローラの外径を転写ローラの外径より小さくすることで、分離性向上が可能となる構成が記載されている。一方、分離ローラと転写対向ローラを同径にしている構成となっている。

特開２００４−０２９０５４

しかしながら、転写対向ローラの外径が転写ローラの外径と同じ、又は転写対向ローラの外径が転写ローラの外径より小さいと以下の問題が発生する。

転写対向ローラの外径が転写ローラの外径と同じ、又は転写対向ローラの外径が転写ローラの外径より小さい場合、曲率の関係から転写部手前の転写対向ローラと記録材の隙間は広くなる。転写部手前の転写対向ローラと記録材の隙間が広いと自由端である記録材後端の挙動によって、転写対向ローラと記録材の隙間で放電現象が発生する。この放電現象によって中間転写ベルト上のトナー像へ影響を与える場合がある。

そこで、本発明は、分離性を損なうこと無く、記録材後端で発生するトナー像への影響を低減する構成を提供することを目的とする。

そこで、本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体から転写された前記トナー像を担持する無端ベルト状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する転写対向ローラと、前記中間転写ベルトの回転方向において前記転写対向ローラよりも下流側の位置で前記中間転写ベルトを張架し、前記中間転写ベルトから記録材を分離する分離ローラと、前記中間転写ベルトを介して前記転写対向ローラと前記分離ローラを圧し、前記転写対向ローラから前記分離ローラの間で前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写する転写ローラと、を備えた画像形成装置において、前記分離ローラの外径は、前記転写ローラの外径よりも小さく、且つ前記転写対向ローラの外径は、前記転写ローラの外径よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体から転写された前記トナー像を担持する無端ベルト状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する転写対向ローラと、前記中間転写ベルトの回転方向において前記転写対向ローラよりも下流側の位置で前記中間転写ベルトを張架し、前記中間転写ベルトから記録材を分離する分離ローラと、前記中間転写ベルトを介して前記転写対向ローラを圧する第一転写ローラと、前記中間転写ベルトを介して前記分離ローラを圧する第二転写ローラと、を備え、前記転写対向ローラから前記分離ローラの間で前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写する画像形成装置において、前記分離ローラの外径は、前記第二転写ローラの外径よりも小さく、且つ前記転写対向ローラの外径は、前記第一転写ローラの外径よりも大きいことを特徴とする。

本発明は、記録材後端が際に生ずる中間転写ベルト上のトナー像への影響を小さくしながらも、転写部を通過する記録材の分離性を高めることが可能となる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の正面概略図である。本発明の実施例２に係る画像形成装置の正面概略図である。本発明の実施の形態に係る転写対向ローラの硬度と紙搬送の関係を表した拡大概略図である。本発明の実施の形態に係る分離ローラの硬度と紙搬送の関係を表した拡大概略図である。

（実施例１）
＜画像形成装置について＞
本発明に係る画像形成装置について、図１を用いて構成及び動作について説明する。

図１に示した画像形成装置は、電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置である。図１に示した画像形成装置は、４色の画像形成部を中間転写ベルト８上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置の断面図である。

まずは、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについて説明する。本実施例では、イエロー色のトナーを用いて画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンダ色のトナーを用いて画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色のトナーを用いて画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色のトナーを用いて画像を形成する画像形成部１Ｋの４つの画像形成部を備えている。次にそれぞれの画像形成部について説明する。本実施例では、それぞれのトナーは、正規の摩擦帯電極性が負極性である。

２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはそれぞれ矢印Ｂ方向へ回転可能である像担持体としての感光ドラムである。３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれの感光ドラムを帯電するための帯電装置である。７は、入力された画像情報に基づいてそれぞれの感光ドラムを像露光する露光装置である。４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれの感光ドラム上にトナー像を形成するための現像装置である。６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、転写工程後に感光ドラムに残留したトナーを除去するためのクリーニング装置である。

それぞれの感光ドラム上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト８上に転写するための一次転写部を形成する一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄにより、中間転写ベルト８上に転写される。この構成により、中間転写ベルト８上に４色のトナー像が重畳して転写され、二次転写部３４に搬送される。

ここで、無端ベルト状の中間転写ベルト８は、張架ローラ１１と、駆動ローラ１３と、転写対向ローラ１０ａと、分離ローラ１０ｂによって張架され、矢印Ａ方向へ回動するようになっている。張架ローラ１１は、中間転写ベルト８の張力を一定となるように中間転写ベルト８にテンションを与えるローラである。駆動ローラ１３は、中間転写ベルトに駆動力を伝達するローラである。

また、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する二次転写部３４の構成について説明する。転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂは、中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２を圧し、転写対向ローラ１０ａから分離ローラ１０ｂ間の二次転写部３４を形成するローラである。又、分離ローラ１０ｂは中間転写ベルトから記録材Ｐを分離するローラである。本実施例では、二次転写部３４は、転写対向ローラ１０ａが中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２への押圧を開始するポイント３４ａから分離ローラ１０ｂが中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２への押圧が終了するポイント３４ｂまでの区間である。

一方で、給紙カセットから搬送される記録材Ｐは、レジストローラ対１９によって二次転写部３４へ搬送される。二次転写部３４では、本実施例では、定電流制御によって、転写ローラ１２に１００μＡの電流を電源１７から転写ローラ１２に印加され、記録材Ｐにトナー像を転写する。尚、本実施例では定電流制御を採用したが、定電圧制御を採用する構成であってもいい。

そして、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像は、予め設定されたタイミングでレジストローラ対１９から二次転写部３４に送られ、二次転写部３４に搬送されてきた記録材Ｐ上に二次転写される。

その後、トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置１６へと搬送される。定着装置１６は、定着ローラ１６ａと、加圧ローラ１６ｂを備え、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂによって所定の加圧力と熱量を与えて、記録材Ｐ上にトナー像を溶融固着させ、記録材Ｐ上に画像を形成する。

＜二次転写部の構成について＞
次に本実施例の特徴である二次転写部３４の構成について述べる。

二次転写部３４は、転写対向ローラ１０ａが中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２を圧する開始点の二次転写部上流部３４ａから分離ローラ１０ｂが中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２を圧する終点の二次転写部下流部３４ｂまでの中間転写ベルト８の領域である。即ち、本実施例では、中間転写ベルト８の外面と接触する転写ローラ１２と中間転写ベルト８との接触領域が二次転写部である。

本発明によると、二次転写部３４における、転写ローラ１２と転写対向ローラ１０ａの外径の関係は、転写対向ローラ１０ａの外径が転写ローラ１２の外径よりも大きい。又、転写ローラ１２の外径と分離ローラ１０ｂの外径の関係は、分離ローラ１０ｂの外径が転写ローラ１２の外径よりも小さい。なお、本実施例では、転写対向ローラと分離ローラと転写ローラとの形状はストレート形状である。また、中央部と端部との外径が異なるローラを用いる場合には、記録材のサイズに関わらず記録材が通過するそのローラにおける中央部の外径について比較を行うものとする。なお、本実施例では、記録材は転写ローラ１２の中央を基準に搬送されるものである。

本実施例では、φ２０ｍｍ（芯金φ１２ｍｍ、イオン導電性ウレタンスポンジ層４ｍｍ）の転写ローラ１２である。また、φ３０ｍｍ（芯金φ２６ｍｍ、エチレンプロピレンジエンゴム（以下、ＥＰＤＭと略す）層２ｍｍ）の転写対向ローラ１０ａ、φ１６ｍｍ（芯金φ１２ｍｍ、ＥＰＤＭ層２ｍｍ）の分離ローラ１０ｂを転写ローラ１２に対向配置させている。

転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂで用いたＥＰＤＭは同等のものである。転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂの抵抗は、１×１０^４〜１×１０^５Ω程度である。

このような構成は、本画像形成装置において、二次転写部３４で発生する飛び散りと薄紙の分離性を考慮して決定したものである。

以下に、転写ローラ１２と転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂの関係による飛び散り、薄紙分離性について述べる。

まず、転写ローラ１２と転写対向ローラ１０ａとの関係を飛び散りに関連させて説明する。

飛び散りは、記録材が転写部３４に到達する前に、記録材の搬送方向において転写部３４よりも上流側の電界が大きくなることにより、中間転写ベルト８上のトナーが記録材に転写することが起因である。そのため、記録材の搬送方向において転写部３４よりも上流側の領域の電界を小さくすることにより、飛び散りを防止できる。

そこで、本実施例では、記録材の搬送方向において転写部３４よりも上流側の領域で、転写対向ローラ１０ａと転写ローラ１０とが対向しないように、転写ローラ１０の外径を転写対向ローラ１０ａよりも小さくした。

更に、本実施例では、記録材の搬送方向において、転写ローラ１０の中心点１００bが転写対向ローラ１０ａの中心点１００ａよりも下流側に位置するように、転写ローラ１０及び転写対向ローラ１０ａを配置した。

次に、転写ローラ１２と分離ローラ１０ｂとの関係を記録材の分離性に関連させて説明する。分離ローラ１０ｂの外径が大きくなると、二次転写部後端の分離部の曲率は小さくなる。その結果、記録材は中間転写ベルト８に巻きつきやすくなり、分離性が低下する。そのため、分離ローラ１０ｂの外径を小さくすることにより、分離部の曲率を大きくすることが出来、分離性を上げることができる。

以上のような構成によって、二次転写部３４で発生する厚紙の飛び散りや薄紙の分離不良を抑制する事が可能となる。

更に、飛び散りや薄紙の分離不良を抑制する方法として、硬度の関係がある。この硬度の関係について述べる。

図４に示すように、転写ローラ１２に対して、中間転写ベルト８を介した転写対向ローラ１０ａの硬度が高い場合、転写対向ローラ１０ａが中間転写ベルト８を介して転写ローラ１２に食い込む為、狭持された記録材Ｐは中間転写ベルト８に沿う方向になる。

これによって、中間転写ベルト８と記録材Ｐの密着性が高まり、放電を抑制できる為、飛び散りを低減することができる。

一方、図５に示すように、転写ローラ１２に対して、中間転写ベルト８を介した分離ローラ１０ｂの硬度が低い場合、転写ローラ１２が中間転写ベルト８を介して分離ローラ１０ｂに食い込む為、狭持された記録材Ｐは、転写ローラ１２に沿う方向となる。

この構成により、薄紙の分離性を高めることができる。

このように、二次転写部では、転写対向ローラ１０ａの硬度を転写ローラ１２よりも高くし、二次転写部３４ｂでは、転写ローラ１２の硬度を分離ローラ１０ｂよりも高くすることで、飛び散り現象の抑制と、薄紙を分離する事が可能となる。

（実施例２）
実施例２について、図２を用いて構成及び動作について説明する。

図２に示した図は、中間転写ベルト８以降のプロセス構成部品を示した図である。中間転写ベルト上にトナー像を形成するためのプロセスパーツについては、実施例１と同様であるため、省略する。

実施例１と異なっている二次転写部３４０の構成及び動作について示す。

二次転写部３４０周りの構成について説明する。

二次転写部３４０は、記録材を記録材を挟持搬送するニップ部である。二次転写部３４０は、第一転写ローラ１２ａと第二転写ローラ１２ｂとにより張架される転写ベルト３５０と中間転写ベルト８との接触区間が相当する。本実施例における第一転写ローラ１２ａと第二転写ローラ１２ｂは実施例１における転写ローラ１２と同じ構成である。

無端ベルト状の中間転写ベルト８は、張架ローラ１１と、駆動ローラ１３と、転写対向ローラ１０ａと、分離ローラ１０ｂによって張架され、矢印Ａ方向へ回動するようになっている。張架ローラ１１は、中間転写ベルトの張力を一定となるように中間転写ベルトにテンションを与えるローラである。駆動ローラ１３は、中間転写ベルトに駆動力を伝達するローラである。転写対向ローラ１０ａは中間転写ベルト８、転写ベルト３５０を介して第一転写ローラ１２ａを圧し、分離ローラ１０ｂは中間転写ベルト８、転写ベルト３５０を介して第二転写ローラ１２ｂを圧する。

給紙カセット１７から搬送される記録材Ｐは、レジストローラ対１９によって二次転写部３４へ搬送される。二次転写部３４では、定電流制御によって、第一転写ローラ１２ａと第二転写ローラ１２ｂに１００μＡの電流を電源１７ａと電源１７ｂによって印加され、記録材Ｐにトナー像を転写する。尚、定電圧制御でも本発明は成り立つ。

その際に、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像は、予め設定されたタイミングでレジストローラ対１９から二次転写部３４に送られ、二次転写部３４に搬送されてきた記録材Ｐ上に二次転写される。

その後、記録材Ｐは定着装置１６へと搬送される。定着装置１６は、定着ローラ１６ａと、加圧ローラ１６ｂを備え、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂによって所定の加圧力と熱量を与えて、記録材Ｐ上にトナー像を溶融固着させ、記録材Ｐ上に画像を形成する。

＜二次転写部の構成について＞
次に本実施例の特徴である二次転写部３４０の構成について述べる。

二次転写部３４０は、転写対向ローラ１０ａが中間転写ベルト８、転写ベルト３５０を介して第一転写ローラ１２ａを圧する始点の二次転写部上流部３４ａから分離ローラ１０ｂが中間転写ベルト８、転写ベルト３５０を介して第二転写ローラ１２ｂを圧する終点の二次転写部下流部３４ｂまでの中間転写ベルト８の領域である。

本発明によると、第一転写ローラ１２ａと転写対向ローラ１０ａの外径の関係は、転写対向ローラ１０ａの外径が第一転写ローラ１２ａの外径よりも大きい。又、第二転写ローラ１２ｂの外径と分離ローラ１０ｂの外径の関係は、分離ローラ１０ｂの外径が第二転写ローラ１２ｂの外径よりも小さい。又、この転写対向ローラ１０ａの外径が分離ローラ１０ｂの外径よりも大きい。

本実施例では、φ２０ｍｍ（芯金φ１２ｍｍ、イオン導電性ウレタンスポンジ層４ｍｍ）の第一転写ローラ１２ａである。また、φ３０ｍｍ（芯金φ２６ｍｍ、エチレンプロピレンジエンゴム（以下、ＥＰＤＭと略す）層２ｍｍ）の転写対向ローラ１０ａを対向配置させている。又、φ２０ｍｍ（芯金φ１２ｍｍ、イオン導電性ウレタンスポンジ層６ｍｍ）の第二転写ローラ１２ｂに対して、φ１６ｍｍ（芯金φ１２ｍｍ、ＥＰＤＭ層２ｍｍ）の分離ローラ１０ｂを対向配置させている。

転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂで用いたＥＰＤＭは同等のものである。転写対向ローラ１０ａと分離ローラ１０ｂの抵抗は１×１０^４〜１×１０^５Ω程度である。

本実施例では、外径に関しては、転写対向ローラ１０ａ＞第一転写ローラ１２ａ、第二転写ローラ１２ｂ＞分離ローラ１０ｂの関係となっている。

このことから、以上のような構成によって、二次転写部３４で発生する厚紙の飛び散りや薄紙の分離不良を抑制する事が可能となる。

更に、厚紙の飛び散りや薄紙の分離不良を抑制する方法として、硬度の関係がある。

本発明によると、転写対向ローラ１０ａと第一転写ローラ１２ａの関係は、転写対向ローラ１０ａの硬度が第一転写ローラ１２ａよりも高い。又、分離ローラ１０ｂと第二転写ローラ１２ｂの関係は、第二転写ローラ１２ｂの硬度が分離ローラ１０ｂよりも高い。

また、本実施例では、第一転写ローラ１２ａの硬度と第二転写ローラ１２ｂの硬度が同じ硬度の関係となっていた。しかし、第一転写ローラ１２ａと第二転写ローラ１２ｂとの硬度が異なる構成の場合でも、上記の関係を満たす構成により、飛び散り現象の抑制と、分離性の向上を図ることができる。

なお、本実施例では、転写対向ローラ１０ａの中心点１００ａと第一転写ローラ１２ａの中心点１００ｂとの位置は、記録材の搬送方向において略同一の位置にある構成であった。しかし、記録材の搬送方向において転写部３４０よりも上流側における転写対向ローラ１０ａと第一転写ローラ１２ａとの間の電界を小さくすることがのぞましい。そのため、記録材の搬送方向において第一転写ローラ１２ａの中心点１００ｂを転写対向ローラ１０ａの中心点１００ａよりも下流側に配置する構成にすることで、より飛び散り現象に対しては有効となる。

以上説明したように、本発明により、記録材後端が際に生ずる中間転写ベルト上のトナー像への影響を小さくしながらも、転写部を通過する記録材の分離性を高めることが可能となる。

８中間転写ベルト
１０ａ転写対向ローラ
１０ｂ分離ローラ
１２転写ローラ
３５０転写ベルト

Claims

トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体から転写された前記トナー像を担持する無端ベルト状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する転写対向ローラと、
前記中間転写ベルトの回転方向において前記転写対向ローラよりも下流側の位置で前記中間転写ベルトを張架し、前記中間転写ベルトから記録材を分離する分離ローラと、
前記中間転写ベルトを介して前記転写対向ローラと前記分離ローラを圧し、前記転写対向ローラから前記分離ローラの間で前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写する転写ローラと、を備えた画像形成装置において、
前記分離ローラの外径は、前記転写ローラの外径よりも小さく、且つ前記転写対向ローラの外径は、前記転写ローラの外径よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記転写対向ローラの硬度は、前記転写ローラの硬度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記分離ローラの硬度は、前記転写ローラの硬度よりも低いことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体から転写された前記トナー像を担持する無端ベルト状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する転写対向ローラと、
前記中間転写ベルトの回転方向において前記転写対向ローラよりも下流側の位置で前記中間転写ベルトを張架し、前記中間転写ベルトから記録材を分離する分離ローラと、
前記中間転写ベルトを介して前記転写対向ローラを圧する第一転写ローラと、
前記中間転写ベルトを介して前記分離ローラを圧する第二転写ローラと、を備え、
前記転写対向ローラから前記分離ローラの間で前記中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写する画像形成装置において、
前記分離ローラの外径は、前記第二転写ローラの外径よりも小さく、且つ前記転写対向ローラの外径は、前記第一転写ローラの外径よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記転写対向ローラの硬度は、前記第一転写ローラの硬度よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記分離ローラの硬度は、前記第二転写ローラの硬度よりも低いことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記転写対向ローラの外径は、前記分離ローラの外径より大きいことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。