JP3074506B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機等の画像
形成装置に係わり、像担持体上の潜像を現像して得られ
たトナー像を、回転する転写ベルトを有する転写ベルト
装置により記録紙上に物理的手段によって転写したの
ち、トナー像の付着した記録紙を定着手段に搬送し定着
を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】電子写真複写機等の画像形成装置にあっ
ては、帯電器によって像担持体である例えば感光体ドラ
ム周面に一様に帯電した後、感光体ドラム周面に像露光
を行い静電的な潜像を形成する。この潜像は現像手段に
よって現像・顕像化されてトナー像となる。この感光体
ドラム周面に形成されたトナー像はタイミングを合せて
給送される記録紙上に物理的手段によって転写され、ト
ナー像の転写を受けた記録紙は感光体ドラムから分離さ
れ、定着手段に搬送され、そのトナー像は記録紙上に定
着されたのち装置外に排出される。

【０００３】この感光体ドラム周面に付着したトナー像
の記録紙上への転写手段としては、記録紙の背後より放
電を行う転写器によってトナーの帯電極性とは逆極性の
帯電が施されてトナー像の記録紙上への転写が行われ、
転写後分離器によって交流の高電圧が印加されて除電さ
れ、記録紙は感光体ドラムから分離することがなされて
いる。しかし転写性及び分離性を確実に保持することは
困難で、特に感光体ドラムのドラム径が大きい場合には
分離しにくく、トナー像の転写を終了した記録紙は分離
されないまま感光体ドラムに付着し紙詰まり等を起こし
易いという欠点を有している。この欠点を改善した技術
として転写ベルト装置が用いられる。

【０００４】転写ベルト装置は、複数の保持ローラによ
って張設された転写ベルトを感光体ドラムと同速度をも
って回転するようにする。該転写ベルト装置には記録紙
に電荷を与えて、記録紙を転写ベルトに静電気力によっ
て吸着させる電荷付与手段が設けられていて、記録紙は
転写ベルトに付着した状態で転写部で感光体ドラムと接
触し、転写部ではトナー帯電極性と逆極性の高電圧が定
電流制御のもとに印加されてトナー像の転写を行ってい
る。かかる転写ベルト装置では転写部において優れた転
写効率、分離効果を得ることができる。

【０００５】かかる転写ベルト装置は感光体ドラム上に
トナー像を重ねて形成して一度に記録紙に転写を行うよ
うにしたカラー画像形成装置では特に好ましい装置とし
て用いられる。かかるカラー画像形成装置では感光体上
でトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム周
縁部に備えるためドラム径は大きくなり、従来の静電転
写分離方式では十分な分離性能が得られないのでより確
実な分離性能を必要とすることと、トナー像を重ねる方
式ではトナー付着量が多くなるため、大きな転写電荷量
が必要になるので大きな転写電荷保持能力を持つことを
必要とすることの２点において転写ベルト装置は優れて
いるからである。

【０００６】

【発明の目的】しかし、図４（ａ）に示すような感光体
ドラム110に対して、保持ローラ132，133間に張設され
た転写ベルト131が当接するニップ部135で、転写ベルト
131の裏面にコロナ放電器136を設けてコロナ放電を行
い、転写ベルト131に付着搬送されてきた記録紙Ｐに対
して転写を行うとき、低湿時などでは必ずしも十分な転
写性が得られなかったり、またキャリア付着などによる
転写抜けが発生することがあった。

【０００７】本発明者らはかかる転写性が不安定な原因
を究明したところ、転写ベルト131の感光体ドラム110に
対する当接状態が不安定であることに原因が求められ
た。この対策として図４（ｂ）に示すように感光体ドラ
ム110と転写ベルト131とが当接するニップ出135よりも
上流側の転写ベルト131の内側にローラ139を設置し、ロ
ーラ139によって転写ベルト131を感光体ドラム110に押
圧するよう構成した。かかる構成によって転写ベルト13
1はローラ139位置からニップ部135にかけて広範に感光
体ドラム110に当接の状態を保つこととなり、前記の転
写不良は解消した。しかし上記の措置によって総ての問
題が解決したわけではなかった。後に説明するように感
光体ドラム上に画像形成中は転写ベルトは感光体ドラム
から離間した姿勢をとり、転写時にのみ押圧力をもって
感光体ベルトは感光体ドラムに当接するが、その押圧力
は新たに設けたローラ139で最も強く作用し、押圧力が
ある範囲内に調整されてあることが求められ、それから
逸脱して或る値以上となると転写ハジキとも呼ばれる転
写不良の現象が生じて、転写性は著しく低下することが
認められた。

【０００８】本発明はかかる不必要な調整をなくし、不
安定な転写がなされることのない常に良好な転写性が確
保される転写ベルト装置を有した画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【発明の構成】本発明は上記目的を達成するもので、本
発明は回転する感光体ドラム上に形成されたトナー像を
転写ベルトとその裏面よりのコロナ放電により記録紙上
に転写する転写ベルト装置を有する画像形成装置におい
て、前記感光体ドラムと前記転写ベルトとの当接位置よ
りも上流側の前記転写ベルトの内側にローラを設置し、
該ローラの両端部には径を大とした当接部を設け、転写
時には該当接部は感光体ドラムに当接し、その中間は該
ローラ上の転写ベルトが0.01mm〜1.0mmの間隙をもって
感光体ドラムに対向するよう構成したことを特徴とする
画像形成装置を提供するものである。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の画像形成装置の一実施例とし
てカラー画像形成装置の構成を示す構成断面図である。

【００１１】まず構成と作動について説明する。

【００１２】図において10は像担持体である感光体ドラ
ムで、ＯＰＣ感光層をドラム上に塗布したもので接地さ
れて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯電
器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_H（-600〜-800Ｖ）
の一様な帯電をＶ_G（-550〜-850Ｖ）に電位保持された
グリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によって
与えられる。このスコロトロン帯電器12による帯電に先
だって、前プリントまでの感光体の履歴をなくすために
発光ダイオード等を用いたＰＣＬ11による露光を行って
感光体周面の除電をしておく。

【００１３】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体
ドラム10の回転（副走査）によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行い、文字部の方が
低電位Ｖ_L（-100Ｖ〜０）となるような反転潜像を形成
する。

【００１４】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを
内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によ
って行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのま
わりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリ
エステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、
シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもの
で、現像剤は層形成棒によって現像スリーブ141上に300
〜600μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送される。

【００１５】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.4〜
1.0mmとして、この間にＶ_AC（1.5〜3.0ＫＶ_P-P ）のＡ
ＣバアイスとＶ_DC（-500〜-700Ｖ）のＤＣバイアスが重
畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナーの帯電は何れも
同極性であるため、Ｖ_ACによってキャリアから離脱する
きっかけを与えられたトナーはＶ_DCより電位の高いＶ_H
の部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低いＶ_L部分に付
着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１６】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一様
帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露光
手段13によって形成される。このとき１色目の画像形成
行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００１７】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M（-1
00〜-300Ｖ）＞Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００１８】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。

【００１９】一方、給紙カセット21より給紙機構22によ
って給送された記録紙Ｐは、転写ベルト31を張架した転
写ベルト装置30によって転写域へと給送され、感光体ド
ラム10周面上の多色像が一括して記録紙Ｐ上に移され
る。

【００２０】転写ベルト31はウレタンゴムの基体の外側
ＦＬＣ層を形成した10⁶〜10¹⁴Ω・cm抵抗を持つ厚さ0.4
〜1.0mm（この実施例では0.6mm）の無端状のゴムベルト
で、回転中に片寄り防止のため、端部にリブを設けるこ
ともある。

【００２１】なお、除電機構等を設ければＰＥＴなどの
フィルムや、これらを塗布したものなど高抵抗ベルトで
も良い。

【００２２】この転写ベルト31を張架する保持ローラ3
2，33の上流側保持ローラ32の軸32ａに対してはＶ
_PC（1.0〜3.0ＫＶ）の電圧が印加されており、この軸32
ａに転写ベルト31を介して設置する位置には記録紙Ｐへ
の電荷付与手段として導電性のブラシ34が接地、又は非
線形素子抵抗体を介して接地されている。給送されて来
た記録紙Ｐはブラシ34と転写ベルト31の間に進入し、ブ
ラシ34より記録紙Ｐに対して電荷が注入され、記録紙Ｐ
と転写ベルト31との間に吸着力が生じる。このあと記録
紙Ｐは感光体ドラム10と転写ベルト31とで形成されるニ
ップ部（転写域）35に進入し、転写ベルト31裏面よりコ
ロナ放電器36あるいはこれに代えてバイアスローラによ
り転写電界が付与され、記録紙Ｐ上に多色像が転移す
る。本発明はこの転写を安定して確実に行うため新たに
突き当て機能をもった突き当てローラ39を設けるもので
あるが、後に図２，図３を用いて説明する。

【００２３】感光体ドラム10より分離した記録紙Ｐは、
転写ベルト31を張架する下流側の保持ローラ33の軸33ａ
を対向電極としてＡＣコロナ放電による除電を受けたの
ち、あるいはＡＣコロナ放電を受けながら転写ベルト31
から分離する。37はクリーニングブレードで回転する転
写ベルト31に付着したトナーを除去する。この転写ベル
ト装置30の転写ベルト31は多色像形成中は下流側の保持
ローラ33の軸33ａを回動中心として感光体ドラム10より
離間されている。

【００２４】転写ベルト装置30から分離した多色像を保
持した記録紙Ｐは、少くとも一方のローラ内部にヒータ
を有する２本の圧着ローラからなる定着装置23へと搬送
され、圧着ローラ間で熱と圧力を加えられることにより
付着トナーは溶融し、記録紙Ｐ上に固定されたのち、装
置外へ排出される。

【００２５】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器15により除
電を受けたのち、クリーニング装置16にいたり感光体に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード16ａによ
ってクリーニング装置16内に掻き落とされ、スクリュー
等により排出後、回収ボックスへ貯留される。なお上記
の除電器15はその配置によっては、図１に示すように記
録紙の除電を兼ねることが可能である。

【００２６】クリーニング装置16によって残留トナーを
除去された感光体ドラム10はＰＣＬ11による露光を受け
たのちスコロトロン帯電器12によって一様帯電を受け、
次の画像形成サイクルにはいる。多色像形成中はクリー
ニングブレード16ａは感光体表面から離間され、除電器
15によるＡＣ除電はＯＦＦ状態に保たれる。

【００２７】図２は本発明の新たに突き当てローラ39を
設けた転写ベルト装置を示したものである。突き当てロ
ーラ39は感光体ドラム10と、裏面にコロナ放電器36を有
した転写ベルト31とが当接するニップ部（転写域）35よ
り上流側の転写ベルト31の内側で、かつ突き当てローラ
39がないときに、ベルトがドラムに圧接されてできる。
保持ローラ32と感光体ドラム10の共通の接線よりもベル
トの外側にその突き当てローラ39の外周が突出した位置
に、転写ベルト装置30を取付けられている。図２（ｂ）
では、さらに突き当てローラ39の外周は保持ローラ32，
33の外周をつなぐ共通接線よりも突出した位置に設置さ
せている転写ベルト装置30は下流側の保持ローラ33の軸
33ａを回動中心とし揺動を可能とするもので、多色像形
成中は図２（ｂ）に示すように感光体ドラム10より転写
ベルト31は離間した姿勢にある。図２（ａ）は転写時の
姿勢を示したもので、図３は転写時における感光体ドラ
ム10と突き当てローラ39との位置関係を示す断面（拡
大）図である。突き当てローラ39はその両端は転写ベル
ト装置30の前後の支持板30ａ，30ｂに回動可能に支持さ
れている。この実施例では突き当てローラ39として直線
性と真円度の良好な径８mmのＳＵＳ棒材を用い、両端部
近傍には突き当てローラ39より軸径の大きい当接部391
を設けている。この実施例ではテフロン材でコートして
当接部391を形成し、当接部391の外径をこの実施例では
9.4mm〜9.8mmの左右同寸法の外径としている。そして当
接部391の間のローラ部に転写ベルト31を張設・保持す
ることによって転写時には突き当てローラ39部におい
て、感光体ドラム10表面と転写ベルト31表面との間には
0.1mm〜0.3mmのギャップＧが形成される。

【００２８】新たに設けた突き当てローラ39を経過し
た、転写ベルト31は感光体ドラム10と押圧状態となり、
すくなくもニップ部35から上流側に向けて押圧状態の密
着領域を有することとなり、感光体ドラム10と転写ベル
ト31との間の空気が排除されることによって、より良好
な密着状態となり、転写時に転写ベルト装置30を感光体
ドラム10に押圧するよう作動する押圧力は、過剰の押圧
力は両側の当接部391で受けられて、密着領域において
は均等に近い状態で押圧力は分布し、記録紙Ｐの面の凹
凸やキャリア付着などの影響を受けない均一な転写性が
得られることとなる。また記録紙Ｐは厚手でも120μｍ
程度の紙厚であるので、記録紙Ｐ先端は抵抗なく感光体
ドラム10と転写ベルト31とに挟持された状態へと移行
し、記録紙先端を撓めたり折れ曲ったりすることがな
い。

【００２９】実施例においてはギャップＧとして0.1mm
〜0.3mmで特に良好な転写結果が得られたが、本発明者
の検討によれば、ギャップＧは0.01mm〜1.0mmの間にお
いては良好な転写結果を得ることができた。

【００３０】また実施例においては新たに設けた突き当
てローラ39は直接或は非線形素子抵抗を介して接地して
いる。転写ベルト31の移動に伴って生じた静電気は突き
当てローラ39に蓄積し放電してノイズ発生の原因となる
ので、本実施例においては突き当てローラ39を接地して
リークすることによって放電による事故やノイズの発生
を防止している。

【００３１】

【発明の効果】本発明によるときは、シビアな調整等を
必要としないで、常に良好な転写性が確保され、転写部
において放電による事故やノイズが発生したりすること
のない信頼性の高い画像の得られる転写ベルト装置を有
した画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

【図２】本発明の転写ベルト装置の構成を示す説明図で
ある。

【図３】突き当てローラ部の断面（拡大）図である。

【図４】従来の転写ベルト装置の構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 11 ＰＣＬ 12 スコロトロン帯電器 13 像露光手段 14 現像器 15 除電器 16 クリーニング装置 21 給紙カセット 22 給紙機構 23 定着装置 30 転写ベルト装置 31 転写ベルト 32，33 保持ローラ 34 ブラシ（電荷付与手段） 35 ニップ部（転写域） 36 コロナ放電器（転写用） 37 クリーニングブレード（転写ベルト） 39 突き当てローラ 391 当接部（突き当てローラ）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する感光体ドラム上に形成されたト
   ナー像を転写ベルトとその裏面よりのコロナ放電により
   記録紙上に転写する転写ベルト装置を有する画像形成装
   置において、前記感光体ドラムと前記転写ベルトとの当
   接位置よりも上流側の前記転写ベルトの内側にローラを
   設置し、該ローラの両端部には径を大とした当接部を設
   け、転写時には該当接部は感光体ドラムに当接し、その
   中間は該ローラ上の転写ベルトが間隙をもって感光体ド
   ラムに対向するよう構成したことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 前記間隙は0.01mm〜1.0mmの間にあるこ
   とを特徴とする請求項１の画像形成装置。