JP2005250099A - 転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
像担持体表面のトナー像を記録シートへ転写させる転写ベルト方式の転写装置において、クリーニング部材近傍の転写ベルトとクリーニング部材との間隙を略一定に保ち、安定したクリーニング性能を確保し、転写ベルト表面の残留トナーを除去することができる転写装置を提供する。
【解決手段】
像担持体の対向位置に配設されている転写部材と、支持部材と、前記転写部材及び前記支持部材に掛け回されて回動し、前記像担持体上のトナー像を記録シートに転写すると共に、該記録シートを搬送する転写ベルトと、前記転写部材の対向位置に配設され、前記転写ベルトの表面を清掃するクリーニング部材とから構成される転写装置において、前記クリーニング部材よりも前記転写ベルトの回動方向の上流側近傍に配設され、前記転写ベルトに接触し、該転写ベルトの回動方向に対し垂直方向の位置規制を行うベルト規制部材を具備することを特徴とするものである。
【選択図】 図４

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置において、像担持体表面に形成されているトナー像を記録シートへ転写する転写装置に関する。

特開２００２−６６４２号公報

電子写真方式を適用している複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置においては、画像情報に応じたトナー像を感光体上に形成した後、このトナー像を記録シートへ転写することにより記録画像を形成している。例えば、レーザプリンタでは、感光体表面が接触帯電器により帯電され、画像情報に基づいて変調されたレーザビームが感光体へ露光されることにより感光体上に静電潜像が形成される。続いて、現像器により感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、感光体上にトナー像が形成される。その後、感光体上に形成されたトナー像は記録シートに転写され、トナー像が転写された記録シートは、定着器によりトナー像が加熱定着されることにより記録画像が得られるような構成となっている。

感光体上のトナー像を記録シートに転写する方法としては、感光体の対向位置に転写部材を配置し、この転写部材により記録シートの裏面に感光体上のトナーの帯電電荷と逆極性の電荷を与え、感光体上のトナー像を記録シート表面に静電転写させる方法がある。この方法において、トナーの帯電極性がマイナス(−)の場合、記録シート裏面に配設された転写部材にはプラス(＋)の転写バイアスが印加され、記録シート裏面に対してプラス(＋)の電荷が与えられることになる。そして、これにより、感光体と転写部材との間に転写電界が形成され、感光体上のトナー像は記録シートへ静電転写される。

感光体上のトナー像を記録シートへ転写する際には、感光体と転写部材との間に記録シートの搬送方向に伸びる領域(以下「ニップ部」という)を形成し、このニップ部に転写電界を形成させることにより、転写効率の向上を図ることができる。そして、より広い領域のニップ部を形成するために、１組のベルト支持部材の周りを回動する転写ベルトを転写部材として適用している転写装置が知られている(特開２００２−６６４２号公報)。この転写装置における転写ベルトは、１組のベルト支持部材により緩めに張られており、転写ベルトは感光体に所定のニップ部を形成しながら当接される構成となっている。この構成であれば、記録シートへトナー像を転写すると共に、記録シートの剥離性を確保しつつ、記録シートを転写ベルトにより搬送することができる。尚、この構成において１組のベルト支持部材のうち１つのベルト支持部材は、感光体との間に転写電界を形成させるため、感光体上のトナー像の帯電電荷と逆極性の転写バイアスが印加され、転写ベルトにトナー像と逆極性の帯電電荷を与えられるものとなっている。

ところで、トナー像を静電転写により記録シートへ転写する場合、何らかの不具合で記録シートへ転写されなかったトナー像が感光体表面に残り、感光体から転写部材へ残留トナーが転写され、転写部材表面の残留トナーが記録シート裏面に付着してしまうことがある。そこで、このような不具合を防止するため、転写部材の表面にクリーニング部材を当接させ、転写部材表面の残留トナーを除去させる方法が一般的に適用されている。転写部材表面の残留トナーは、マイナス(−)及びプラス(＋)に帯電しているものが存在するため、この方法においては１組のクリーニング部材を転写部材に当接させている。そして、それぞれにプラス(＋)及びマイナス(−)の電荷を与え、転写部材と１組のクリーニング部材との間にクリーニング電界を形成させることにより、転写部材表面の残留トナーが除去されるものとなっている。

一般的に、記録シートのＩＮ／ＯＵＴにおける画像倍率の変化(以下「画像平行度」という)を向上させるためには転写ベルトのベルトテンションを高く設定した方がよいといわれている。しかし、ベルトテンションを高く設定した場合、転写ベルトの成型状態や転写ベルトを支持するベルト支持部材のアライメントずれ等により、転写ベルトが移動方向と直交する方向にずれる現象(以下「ウォーク」という)が発生する。このウォークが発生している状態で感光体上のトナー像を記録シートへ転写すると、記録シートへ転写される記録画像はウォークが発生している方向へずれてしまう。

ウォークの発生を防止するため、転写ベルトのベルトテンションを低く設定している転写装置を示しているのが図６である。転写ベルト１０４表面の残留トナーを除去するには、中間転写体ベルト１０３を挟んでバックアップロール１０１との間に転写電界を形成させる二次転写ロール１００の対向位置に、転写ベルト１０４を挟んで１組のクリーニング部材１１０、１１１を当接させる必要がある。しかし、転写ベルト１０４の移動方向に対し上流側に配設されているクリーニング部材１１０と転写ベルト１０４との上流側の間隙は、転写ベルト１０４のたわみにより図中点線にて示されているように変動し、不安定なものとなってしまう。この状態でクリーニングを行うと、転写ベルト１０４上の残留トナーの帯電電荷に影響を及ぼし、クリーニング性能が落ちてしまうという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体表面のトナー像を記録シートへ転写させる転写ベルト方式の転写装置において、クリーニング部材近傍の転写ベルトとクリーニング部材との間隙を略一定に保ち、安定したクリーニング性能を確保し、転写ベルト表面の残留トナーを除去することができる転写装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の転写装置は、像担持体の対向位置に配設されている転写部材と、前記転写部材と所定の間隔を空けて配設されている支持部材と、前記転写部材及び前記支持部材に掛け回されて回動すると共に、記録シートを静電吸着し搬送する転写ベルトと、前記転写ベルトを挟み前記転写部材の対向位置に配設されているクリーニング部材とから構成される転写装置において、前記クリーニング部材の上流側近傍に配設され、前記転写ベルトに接触し、該転写ベルトの進行方向に対し垂直方向の位置規制を行うベルト規制部材を具備することを特徴とするものである。

このような本発明の転写装置において、前記ベルト規制部材は、前記転写ベルトが前記クリーニング部材に接近する際、該転写ベルトと前記転写部材との間隙を略一定に保つことができる所定の力で前記転写ベルトを該転写ベルトの進行方向に対し垂直方向に当接しながら押さえるものでなければならない。この前記ベルト規制部材の働きにより、前記転写ベルトと前記転写部材との間隙を略一定に保ち、クリーニング性能を安定させることができる。そして、前記ベルト規制部材は回転ロール或いはブラシのどちらを適用してもよい。

また、前記クリーニング部材周辺からはトナーが放出され、画像形成装置内でトナークラウドが発生することがある。そのため、該クリーニング部材は筐体に収容され、前記筐体と前記転写ベルトとの隙間を密封するフィルム状のシール材が設けられている。そこで、前記ベルト規制部材を前記筐体と前記転写ベルトとの隙間に配設し、該筐体のシール材として兼用させてもよい。この構成による転写装置であれば、前記ベルト規制部材により、クリーニング性能を安定させるだけではなく、シンプルな構成でトナークラウドの発生を防止することが可能である。

以上のように構成される本発明の転写装置によれば、像担持体表面のトナー像を記録シートへ転写させる転写ベルト方式の転写装置において、クリーニング部材近傍の転写ベルトとクリーニング部材との間隙を略一定に保ち、安定したクリーニング性能を確保し、転写ベルト表面の残留トナーを除去することが可能となる。

以下添付図面に基づいて本発明の転写装置を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）の概要が示されている。尚、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略している。

この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向にて回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を記録シートＰに転写する二次転写ロール７及び二次転写ベルト７ｂと、記録シートＰに転写されたトナー像を定着する定着器９と、記録シートＰを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)と、中間転写体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーナ８とから構成されている。

本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６上へ多重転写され、トナー像が形成される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。

二次転写ロール７は中間転写体ベルト６を挟んでバックアップロール７ａの対向位置に配設されており、二次転写ベルト７ｂは二次転写ロール７と支持ロール７ｃとによりバックアップロール７ａと面する側に平面が設けられ、記録シートＰの搬送方向に所定の領域を有するニップ部が形成されている。バックアップロール７ａは絶縁性ロールの表面を半導電性シートで被覆して形成されており、その表面には所定の転写バイアス電圧が印加された導電性のコンタクトロール(図示せず)が当接している。従って、このコンタクトロールに対してトナー像と同極性の転写バイアス電圧を印加し、バックアップロール７ａの表面に対して電荷を付与すると、記録シートＰの裏面側に位置する転写ロール７と中間転写体ベルト６の裏面側に位置するバックアップロール７ａとの間に転写電界が形成され、中間転写体ベルト６上に保持されていたトナー像はニップ部において用紙トレイから送られてくる記録シートＰに静電転写される。その後、定着器９により記録シートＰ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。記録シートＰ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト６は、ベルトクリーナ８に、そして、二次転写ベルト７ｂはクリーナ１０より表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。

中間転写体ベルト６の表面に形成されているトナー像が記録シートＰへ静電転写される様子を模式的に表しているのが図２である。本図において、感光体から転写された中間転写体ベルト６表面のトナー像と同極性の転写バイアスが印加されるバックアップロール７ａはマイナス(−)に帯電され、図中矢印(時計回り)の方向に回転している。そして、二次転写ロール７は図中矢印(反時計回り)の方向に回動されており、バックアップロール７ａと二次転写ロール７との間に搬送された記録シートＰは、中間転写体ベルト６及び二次転写ベルト７ｂにより図の右側から左側へ送り出される構成となっている。また、図中Ｎで示されている領域は、二次転写ロール７と、バックアップロール７ａと、二次転写ベルト７ｂとにより形成されているニップ部を表している。

次に、中間転写体ベルト６表面のトナー像がニップ部Ｎへ搬送され、記録シートＰへ静電転写されるまでの過程を説明する。まず、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから中間転写体ベルト６表面に多重転写されたマイナス(−)帯電のトナー像が中間転写体ベルト６に吸着された状態でニップ部Ｎの方向へ搬送される。この時、トナー像と同極の転写バイアスが印加されているバックアップロール７ａに対し電荷を付与すると、中間転写体ベルト６の裏面側に位置するバックアップロール７ａと記録シートＰの裏面側に位置する二次転写ロール７との間に転写電界が形成され、中間転写体ベルト６表面のトナー像はニップ部Ｎに差し掛かると、記録シートＰへ静電転写される。

尚、本実施例では中間転写体ベルト表面に各色のトナー像を多重転写させた後、記録シートへ転写させるタンデム型のカラー画像形成装置が示されているが、感光体ドラムから直接記録シートへトナー像を転写させる方式のものであってもよい。また、本実施例においては二次転写ロール及び二次転写ベルトにより形成されたニップ部において静電転写されるものが示されているが、二次転写ロールにより静電転写されるものであっても差し支えない。

二次転写ロール７の表面に残留するプラス(+)及びマイナス(−)に帯電されている残トナーがクリーナ１０により除去される様子を模式的に示しているのが図３である。本図において、二次転写ロール７はプラス(＋)に帯電されており、図中矢印(時計回り)の方向に回転している。二次転写ロール７には１組のクリーニングロール１０ａ、１０ｂが接しており(便宜上図中では接しておらず)、それぞれ二次転写ロール７とは反対の図中矢印(反時計回り)の方向に回転している。ここで、二次転写ロール７はアースされ、ゼロ電位に設定されているのに対し、クリーニングロール１０ａはプラス(＋)の電位が電源１２ａにより与えられていることから、二次転写ロール７とクリーニングロール１０ａとの間に電位差が生じ、二次転写ベルト７ｂ表面のマイナス(−)に帯電されている残トナーがクリーニングロール１０ａに接近すると、クリーニングロール１０ａへ吸着され、転写されることにより除去される。そして、クリーニングロール１０ａ表面のマイナス(−)帯電の残トナーはクリーニングロール１０ａの回転に伴い、回収ロール１０ｃへ搬送される。

更に、クリーニングロール１０ａには、回収ロール１０ｃが接しており(便宜上図中では接しておらず)、図中矢印(時計回り)の方向に回転している。そして、回収ロール１０ｃはクリーニングロール１０ａよりも更に高いプラス(＋)の電位が電源１２ｂにより与えられている。従って、クリーニングロール１０ａと回収ロール１０ｃとの間に電位差が生じ、クリーニングロール１０ａ表面のマイナス(−)に帯電されている残トナーが回収ロール１０ｃに接近すると、回収ロール１０ｃへ吸着され、転写されることにより除去される。

最後に、回収ロール１０ｃにその回転を抑制する向き(本図では上向き)に突き当てられているクリーニングブレード１０ｅにより、回収ロール１０ｃ表面のマイナス(−)帯電の残トナーは掻き落とされ、除去される。この除去されたマイナス(−)帯電の残トナーは残トナータンク１１に蓄積される。

一方、二次転写ロール７表面のプラス(＋)帯電の残トナーも、マイナス(−)帯電の残トナーと同様の原理で除去されている。二次転写ロール７に接しているもう一方のクリーニングロール１０ｂは、マイナス(−)の電位が電源１３ａにより与えられていることから、アースに接続されゼロ電位に設定されている二次転写ロール７とクリーニングロール１０ｂとの間に電位差が生じ、二次転写ベルト７ｂ表面のプラス(＋)に帯電されている残トナーがクリーニングロール１０ｂに接近すると、クリーニングロール１０ｂへ吸着され、転写されることにより除去される。そして、クリーニングロール１０ｂ表面のプラス(＋)帯電の残トナーはクリーニングロール１０ｂの回転に伴い、回収ロール１０ｄへ搬送される。以下マイナス(−)帯電の残トナーと同様に、電源１３ｂによりクリーニングロール１０ｂよりも更に高いマイナス(−)の電位が回収ロール１０ｄへ与えられ、クリーニングロール１０ｂと回収ロール１０ｄとの間に生じた電位差によりクリーニングロール１０ｂ表面のプラス(＋)帯電の残トナーは回収ロール１０ｄへ転写され、除去される。そして、最終的にクリーニングブレード１０ｅにより回収ロール１０ｄ表面のプラス(＋)帯電の残トナーは掻き落とされ、残トナータンク１１に蓄積される。

尚、本実施例では二次転写ロール７にクリーニングロール１０ａ、１０ｂを接触させ、二次転写ロール７表面の残トナーを除去させるクリーニング装置が示されているが、二次転写ロール７にプラス(＋)及びマイナス(−)に帯電されている導電性の材質により形成されている１組のクリーニングブラシを接触させるものであってもよい。

本発明のベルト規制部材を適用している転写装置を模式的に示しているのが図４である。本図において、二次転写ロール７とバックアップロール７ａは中間転写体ベルト６及び転写ベルト７ｂを挟んで対向位置に配設されている。そして、二次転写ロール７と支持ロール７ｃとにより緩く張られている二次転写ベルト７ｂは、駆動されている支持ロール７ｃにより、中間転写体ベルト６と対向する側に記録シートＰが搬送される面を形成しながら図中矢印の方向(時計回り)に移動している。また、二次転写ロール７の対向位置には二次転写ベルト７ｂを挟み１組のクリーニングロール１０ａ、１０ｂが配設されている。更に、クリーニングロール１０ａの二次転写ベルト７ｂの移動方向の上流側には二次転写ベルト７ｂの移動方向に対し垂直方向に位置規制を行うベルト規制部材１４が二次転写ベルト７ｂに接触している。

この構成において、クリーニングロール１０ａに突入する二次転写ベルト７ｂは、ベルト規制部材１４により二次転写ベルト７ｂの移動方向に対し垂直方向の位置規制を受ける。そのため、二次転写ベルト７ｂは張力が与えられた状態で二次転写ロール７と支持ロール７ｃとを回動している転写装置と同等の条件でクリーニングロール１０ａに突入され、二次転写ベルト７ｂのベルト面を安定させることが可能である。これにより、クリーニングロール１０ａと二次転写ベルト７ｂとの上流側近傍の間隙を略一定に保つことができ、クリーニングロール１０ａ、１０ｂのクリーニング性能を安定させることができる。

次に図４の構成において、クリーニングロール１０ａ、１０ｂが筐体１５に収容されている転写装置を模式的に示しているのが図５である。この構成において、ベルト規制部材１４は二次転写ベルト７ｂと筐体１５との隙間を密封するシール材の役割を果たしている。この構成であれば、図４の構成と同様にクリーニング性能を安定させることができるだけではなく、クリーニング時クリーニングロール１０ａ、１０ｂや回収ロール１０ｃ、１０ｄからトナーが飛散し、トナークラウドが発生するのを防止することが可能である。

尚、ベルト規制部材１４は帯電による放電の影響を防ぐため、その材質としては導電性のものがよく、体積抵抗率１０¹²Ωｃｍ以下のものであることが好ましい。また、ベルト規制部材１４は導電性の回転ロールや回転ブラシ、或いは固定式のブラシやロールであっても同等の機能を果たすことができる。

本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。 中間転写体ベルト表面に形成されているトナー像が記録シートへ静電転写される様子を模式的に表している図である 二次転写ロール表面の残トナーがクリーナにより除去される様子を模式的に示している図である。 本発明のベルト規制部材を適用している転写装置を模式的に示している図である 本発明のベルト規制部材をクリーニング部材が収容されている筐体のシール部材として適用している転写装置を模式的に示している図である。 緩く転写ベルトを張った従来の転写装置における転写ベルトのたわみを示している図である。

符号の説明

６・・・中間転写体ベルト、７・・・二次転写ロール、７ａ・・・バックアップロール、７ｂ・・・二次転写ベルト、７ｃ・・・支持ロール、１０ａ、１０ｂ・・・クリーニングロール、１４・・・ベルト規制部材

Claims (5)

1. 像担持体の対向位置に配設されている転写部材と、前記転写部材と所定の間隔を空けて配設されている支持部材と、前記転写部材及び前記支持部材に掛け回されて回動し、前記像担持体上のトナー像を記録シートに転写すると共に、該記録シートを静電吸着して搬送する転写ベルトと、前記転写ベルトを挟み前記転写部材の対向位置に配設され、前記転写ベルトの表面を清掃するクリーニング部材とから構成される転写装置において、
   前記クリーニング部材よりも前記転写ベルトの回動方向の上流側近傍に配設され、前記転写ベルトに接触し、該転写ベルトの回動方向に対し垂直方向の位置規制を行うベルト規制部材を具備することを特徴とする転写装置。
2. 前記ベルト規制部材が回転ロールであることを特徴とする請求項１記載の転写装置。
3. 前記ベルト規制部材がブラシであることを特徴とする請求項１記載の転写装置。
4. 前記クリーニング部材は筐体に収容され、前記ベルト規制部材により前記筐体と前記転写ベルトとの隙間が密封されていることを特徴とする請求項１記載の転写装置。
5. 前記クリーニング部材が導電性部材から形成され、静電的にクリーニングを行うことを特徴とする請求項１記載の転写装置。

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