JPH02212869A - トナー転写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は光導電性を有する感光体と誘電体からなる中
間転写ベルトを備え、感光体上のトナーを一旦中間転写
ベルトに移したのち用紙に転写する画像形成装置におい
て、中間転写ベルト上のトナーを用紙に転写させるトナ
ー転写装置（以下、２ｎｄトナー転写装置という。）の
改良に関する。

ｆｂ）従来の技術 中間転写ベルト上のトナーを用紙に転写させる２ｎｄト
ナー転写装置には転写ローラを用いるものがある。前記
中間転写ベルトはバックアップローラを含むローラ間に
張架されており、このバックアンプローラ（中間転写ベ
ルト）に対して転写ローラが圧接または分離状態にされ
る。すなわち通常状態では転写ローラはバックアップロ
ーラから離れているが、用紙が給送されたときにはバッ
クアップローラに圧接する方向に移動してバンクアンプ
ローラー転写ローラ間に用紙を挟み込む、この状態でト
ナー転写が行われる。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが従来転写ローラをバンクアップローラに圧接さ
せたときに、第８図に示したように軸方向中央部におい
てエアーギャップ状態が生じ、中央部の圧力が両端部に
比べて大幅に低下してしまうことがあった。転写ローラ
は軸の両端部で支持部により支持され、この支持部の回
動により転写ローラは圧接方向または圧力解除方向に移
動されるようになっている。そのため、両端部における
圧接力は大きくなるが、中央部ではエアーギャップ状態
が生じ十分な圧接力を得ることがでなかった。

また従来の装置では、支持部を回動自在に支持している
軸の近くに転写ローラを圧接方向に付勢するための付勢
部材が設けられていた。そのため強い付勢力を得るのが
困難で、この付勢力が軸方向の端部間で（前端部と後端
部とで）少しでも違っていると転写ローラの軸方向にお
ける圧接力分布にムラが出てしまうことがあった。また
この圧力分布はバックアップローラ、転写ローラの組み
立て精度にも影響され、例えば従来の装置ではローラの
前後端の位置が０．４鰭ずれていると前後端での圧力差
が許容範囲を越えていた。しかしながら前後端の位置ず
れを０．４■以下の精度にするのは難しく、組み立てが
非常に困難であった。

この発明の目的は、バンクアンプローラの形状、転写ロ
ーラ支持部等に改良を加えることによって、圧力分布ム
ラを緩和することのできる２ｒ＋ｄトナー転写装置を提
供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の請求項１に係る２ｎｄトナー転写装置は、バ
ックアップローラを含むローラ間に張架された中間転写
ベルト上のトナーを、中間転写ベルトを介して前記バン
クアップローラに対向配置された転写ローラを用いて用
紙に転写させる装置において、 前記バックアップローラの表面層を絶縁性ゴム材で構成
するとともに、軸方向のほぼ中央部の径が両端部の径よ
りも大きいクラウン形状にしたことを特徴とする。

また、請求項２に係る２ｎｄ）ナー転写装置は、バック
アンプローラを含むローラ間に張架された中間転写ベル
ト上のトナーを、中間転写ベルトを介して前記バックア
ップローラに対向配置された転写ローラを用いて用紙に
転写させる装置において、 前記転写ローラを軸方向の両端部で回転自在に支持する
支持部を、軸を支点として前記転写ローラが上下する方
向に回動可能に支持するとともに、前記支持部において
前記軸からほぼ最遠部に、転写ローラがバンクアップロ
ーラ側へ押圧される側へ支持部を付勢する付勢部材を設
けたことを特徴としている。

（ｅ）作用 この発明の請求項１に係る２ｎｄ）ナー転写装置におい
ては、転写ローラ圧接時にバンクアップローラに歪みが
生じても中央部の径が大きくされているために、中央部
においてエアーギヤツブ状態が生じることがなくなって
中央部における圧接力低下を防止することができる。ま
た、バックアップローラの表面層は絶縁性ゴム材で構成
されており、圧力分布ムラを緩和することができる。

また、請求項２に係る装置においては付勢部材が軸から
ほぼ最遠部に設けられているため、その支持部における
最大の付勢力を発揮することができ、軸方向における圧
接力の緩和を図ることができる０例えば、軸方向におけ
る位置精度が多少悪くても付勢力が強くなればそれを緩
和して圧力分布差を緩和することができるようになる。

（ｆ）実施例 第７図は２ｎｄ）ナー転写装置を備えるフルカラー複写
機の正面概略図である。

複写機本体の上面には透明なガラス体からなる原稿台１
が設けられている。原稿台１上には複写すべき原稿Ａが
原稿面を下側にして載置される。

原稿台１の下側には光源２ａ、　　ミラー２ｂ〜２ｆ、
レンズ２ｇ、およびフィルタ２ｈを含む光学装置が備え
られている。光学装置は原稿台１上の原稿Ａを走査し、
その反射光をベルト状の感光体３に導く。なお、フィル
タ２ｈはフルカラー画像形成時に原稿反射光を赤、緑、
青の原色に色分解し、その何れかを透過させるためのも
のである。

感光体ベルト３は光照射により抵抗値が低下する光導電
層を備えている。感光体ベルト３は駆動ローラ３ａ、従
動ローラ３ｂ間に張架されている、駆動ローラ３ａへは
図外のメインモータから駆動力が伝達され、図中矢印方
向に回転される。感光体ベルト３の周囲には帯電チャー
ジャ３１、ブランクランプ３２、現像装置３３〜３５、
中間転写装置４、クリーニング装置３６、除電ランプ３
７が以上の順に配置されている。現像装置３３にはイエ
ローのトナーが、また現像装置３４にはマゼンタのトナ
ーが、さらに現像装置３５にはシアンのトナーが収納さ
れている。

これらの構成により感光体ベルト３上にトナー像が形成
される手順は従来の電子写真方式の像形成装置とほぼ同
様であり、帯電チャージャ３１により帯電された感光体
ベルト３上に原稿反射光が照射されて静を潜像が形成さ
れ、それが現像装置３３〜３５により現像される。感光
体ベルト３状に形成されたトナー像は中間転写装置４に
一旦転写され、そののち用紙に転写されるようになって
いる。なお現像装置３３〜３５は像形成時、フィルタ２
ｈにより透過された原稿反射光の補色のトナーを収納す
るものが動作するようになっており、例えば青の光が透
過されたときにはイエローのトナーを収納する現像装置
３３が動作してイエローのトナー像を形成する。

中間転写装置４は駆動ローラ５ａ、従動ローラ５ｂ、バ
ックアップローラ５０間に張架された中間転写ベルト５
．１ｓｔトナー転写装Ｒ６，２ｎｄ）ナー転写装置７、
剥離プレート８、クリーニング装置９を備えている。

感光体ベルト３上に形成されたトナー像が１ｓｔトナー
転写装置６によって中間転写ベルト５に転写され、それ
が複写機本体の右側面の用紙カセン）９ａまたは９ｂか
ら給紙される用紙に転写される。なお感光体ベルト３上
において形成されるイエローの像、マゼンタの像、シア
ンの像は中間転写ベルト５上において重ね合わされたの
ちフルカラー像として用紙に転写される。フルカラー像
が転写された用紙は定着装置１０において定着されたの
ち複写機本体外に排出される。

以下中間転写装置４の構成を詳細に説明する。

第１図は中間転写部の構成を表した図である。

中間転写ベルト５は誘電体を有するシート材で構成され
る０例えば、カーボンブラックを分散させることにより
抵抗の調整を行ったポリカーボネートなどである０本発
明者等の実験によれば中間転写ベルト５の抵抗はほぼ１
０？〜ＩＱ１１Ω備程度とすることが望ましい。抵抗値
が高いとトナーの保持能力が強くなり過ぎて２ｎｄ転写
（中間転写ベルト５から用紙へのトナーの転写）時に転
写不良が発生してしまうからで、これを防止するには１
ｓｔ転写（感光体ベルト３から中間転写ベルト５へのト
ナー転写）後に除電を行う装置を設けなければならなく
なってしまう、また抵抗値が低すぎると２ｎｄ転写時に
十分な転写電界が得られず転写不良が生じてしまうから
で、これを防止するには転写電源の容量を大きくしなけ
ればならなくなってしまう。

中間転写ベルト５は前述したように駆動ローラ５ａｓ従
動ローラ５ｂ、バンクアップローラ５０間に張架されて
いる。駆動ローラ５ａは例えば表面層として導電性ゴム
層を設けた直径が５０ｍ−〇ローラで図外のメインモー
タに接続されて駆動される。また従動ローラ５ｂは例え
ばアルミニウムからなる直径が４２龍程度のローラ、バ
ックアップローラ５Ｃは表面層として絶縁性ゴム層を設
けた直径が２５ｍ程度のローラである。従動ローラ５ｂ
は図示しない付勢機構により中間転写ベルト５に張力を
与える方向に付勢されている。このようにローラ間に張
架された中間転写ベルト５に、駆動ローラ５ａ、従動ロ
ーラ５ｂ間において感光体ベルト３が圧接している。実
際には感光体ベルト３を張架した駆動ローラ３ａが中間
転写ベルト５に圧接されているもので、中間転写ベルト
５は駆動ローラ５ａ、従動ローラ５ｂ、バックア・ノブ
ローラ５Ｃおよび感光体ベルトの駆動ローラ３ａにより
張力が与えられた形となる。中間転写ベルト５と感光体
ベルト３との圧接部には１ｓｔ）ナー転写装置６が配置
されている。第２図はＩＳｔトナー転写装置の外観図で
ある。

１ｓｔ）ナー転写装置はステンレス等の金属からなり、
直径は例えば８１１１程度の２本の１ｓｔ転写ローラ５
ａ、　　６ｂを有している。１ｓｔ転写ローラ６ａ、６
ｂは支持部６１にフリーな状態で支持されており、中間
転写ベルト５の内面側から中間転写ベルト５に圧接して
いる。したがって、１ｓｔ転写ローラ６ａ、６ｂは中間
転写ベルト５の回転に従動して容易に回転する。６２は
１ｓｔ転写ローラ６ａ、６ｂに電圧印加を行うためのコ
ネクタで、トナーと逆極性の電荷（この場合は＋）を１
ｓｔ転写ローラ５ａ、５ｂに与える。１ｓｔ転写ローラ
６ａ６ｂの中間転写ベルトへの圧接位置は以下のように
設定される。

中間転写ベルト５と感光体ベルト３とが離れる点をＰＬ
、Ｐ！とすれば、その点から外側に向かって距離ｄ＝１
０〜１５１１程度の位置となる。また、中間転写ベルト
５がローラ５ａ〜５Ｃおよび３ａにより張架されている
状態から中間転写ベルト５をローラ３ａの側へ距ｆｌｐ
＝０．５〜１．５ｍｍ程度押圧するような位置に配置さ
れる。これにより中間転写ベルト５は感光体ベルトの駆
動ローラ３ａに接触することがなく、また中間転写ベル
ト５を感光体ベルト３側へ軽く押圧するので１ｓｔ転写
を良好に行うことができるようになる。

２ｎｄ）ナー転写装置７は２ｎｄ転写ローラ７ａを備え
ている。２ｎｄ転写ローラ７ａは第４図に示したような
移動機構により上下方向に移動可能に支持されている。

２ｎｄ転写ローラ７ａが上方向に移動したとき２ｎｄ転
写ローラ７ａは中間転写ベルト５を介してバックアップ
ローラ５Ｃに圧接する。

２ｎｄ転写ローラ７ａの上方向への移動のタイミングは
、中間転写ベルト５−２ｎｄ転写ロ一ラ７ａ間に用紙が
給紙されたときで、中間転写ベルト５と２ｎｄ転写ロー
ラ７ａとの間に転写用の用紙を挟み込んで用紙にトナー
を転写させる。以下、第４図を参照して２ｎｄ転写ロー
ラの移動機構を詳細に説明する。なお第４図（Ａ）は２
ｎｄ転写ロ一ラ支持部の正面図、同図（Ｂ）はその右側
面図である。

２ｎｄ転写ローラ７ａは軸方向の両端部に設けられた支
持部７１．７１に回転自在に支持されている２ｎｄ転写
ローラ７ａの右側には軸７２が設けられ、この軸を中心
に支持部７１は図中矢印Ｂ、　　Ｃ方向に回動する。こ
の軸７２の右側にはカム７３が設けられ、さらに右側に
はスプリング７４が設けられている。支持部７１はカム
７３の回転によって矢印ＢまたはＣ方向に回動し、矢印
Ｂ方向に回動したときにバックアップローラ５Ｃに圧接
される。このとき支持部７１にはスプリング７４によっ
て上向きの付勢力が得られ、２ｎｄ転写ローラ７ａはバ
ックアップローラ５Ｃに圧接する。このスプリング７４
は支持部７１上において軸７２から最も遠い位置に設け
られている。したがって最も効率良く上方向への付勢力
を得ることができ、軸方向の各端部において別々に十分
な付勢力を与えることができる。

なお図中７４′は従来のスプリングの位置を示すもので
ある。軸７２から最遠部にスプリング７４を設けること
によってこの支持部７エにおけ−る最大の付勢力を発揮
することができるようになる、たとえば、スプリングを
７４′の位置に設けたときには２ｒ＋ｄ転写ローラ７ａ
の前後の位置ずれが０．４ｍであっても圧接時に前後端
で圧力ムラが生じたのに対し、スプリングを７４の位置
に設けたことにより２ｒ＋ｄ転写ローラ７ａの前後の位
置ずれが０．８ｍあっても圧接時にはそれが緩和されて
前後でほぼ均一な圧力を得ることができた。また従来の
７４′の位置では取り付は空間が非常に狭いために取り
付けにかなり手間がかかる問題もあった。しかし、この
実施例のように軸７２からの最遠部、すなわち支持部７
１の端部付近にスブリングを設ければ取り付けの作業空
間も広くなって作業性も向上する。

バックアップローラ５Ｃ近傍の中間転写ベルト内面部に
は対面電極ローラ７３が設けられている、対面電極ロー
ラ７３は例えばステンレス鋼等の金属材からなる。この
対面電極ローラ７３は接地されており、２ｎｄ転写ロー
ラ７１０対向電極として作用する。またこの設置位置は
、バ・ツクアップローラ５と２ｎｄ転写ローラ７１との
圧接点Ｐ、から従動ローラ５ｂ側（中間転写ベル）５ｃ
の回転方向において上流側）のほぼ距Ｒ１−ＡＯ〜１８
寵程度の位置となっている。対面電極ローラ７３は中間
転写ベルト５の内面に軽く接触するとともに回転自在に
配置されている。中間転写ベルト５Ｃから用紙へのトナ
ー転写が行われるとき、２ｎｄ転写ローラ７１一対面電
極ローラ７３間に電界が生じ、２ｎｄ転写ローラ７１へ
の印加電圧と逆極性のトナーが２ｎｄ転写ローラ７１側
に引かれて用紙に転写される。なおこのとき、対面電極
ローラ７３は中間転写ベルト５０回転に従動して回転す
る。そのため対面電極ローラ７３によって中間転写ベル
ト５の内面側が削られてしまったり、削られた中間転写
ベルトの削粉が対面電極ローラに融着して転写欠陥を引
き起こすなどの問題が生じることがなくなる。

ところで、バンクアンプローラ５ｃの中心部は圧力歪み
を防止するため鉄鋼などの比較的硬質の材料からなり、
表面層は例えば抵抗が１０”−１０目程度の絶縁性材か
らなる。絶縁性材には具体的にはシリコンゴム等が用い
られる。バックアップローラ５ｃは例えば第３図に示す
ように軸方向の両端部の径が中央部の径よりも大きいク
ラウン形状になっている。なおバックアップローラ５ｃ
の形状は図示するものに限らず、バフクアソブローラ５
ｃｍ２ｎｄ転写ローラ７１間での圧力の加わり方に応じ
て形状を設定すればよい。バンクアップローラ５ｃをこ
のようなりラウン形状にすることによって、２ｒｉｄ転
写ローラ７１がバンクアップローラ５Ｃに圧接したとき
に軸方向において均一な圧力を得ることができるように
なる。第５図および第６図はバンクアップローラ５Ｃ２
ｎｄ転写ローラ７１間に圧力を加えたときの軸方向にお
ける圧接力の分布状態を表した図であり、第５図は本実
施例の２ｎｄ転写ローラを用いたとき、第６図は従来の
２ｎｄ転写ローラを用いたときの状態を各々表している
。なお第５図の２ｎｄ転写ローラは中心がアルミニウム
で、しかも絶縁性ゴムの部分は軸方向にフラットに構成
されている。この実験は軸方向の長さが各々２５Ｃｓの
バックアンプローラ５ｃｍ２ｎｄ転写ローラ７１の圧接
部において、軸方向に５ａｌｌごとにポイント■〜■を
とり、この部分に短冊状のシートを挟み込んで両ローラ
を圧接し、シートを引き抜くのに要する力を調べたもの
である。なおこのシートは厚み４０μｍ、幅１０絹、長
さ５０ｍのものを用いた。また両ローラ間に加える力は
（１）〜（５）の５段階に変化させた０図から分かるよ
うに、従来の装置ではローラ間の荷重が増えると軸方向
の圧力分布にムラが生じて中央部の加圧力が弱まってい
るのに対し、本実施例の装置では軸方向にほぼ均一な圧
力を得ることができる。そのため、像形成を行ったとき
に軸方向において転写ムかが生じることがなく品質の良
い画像を得ることができるようになる。

中間転写装置４はほぼ以上のように構成される、なお、
剥離プレート８は用紙を中間転写ベルト５から剥離する
ためのもので、クリーニング装置９は中間転写ベルト５
上に残留したトナーを除去するためのものである。

以上のような複写機においてフルカラー像の形成実験を
行った。中間転写ベルト５には１０’〜１０’のものを
使用し、１ｓｔ転写時のｌｓＬ転写ローラ６ａ、６ｂへ
の印加電圧は、イエロー：６００Ｖ１マゼンタ：６００
Ｖ、シアン：１０００Ｖとした。なお、この転写電圧は
トナー中に含まれる顔料等によってトナーの帯電特性が
異なるために変えられているものであるが、一般に４０
０〜１ｏｏｏｖＯ印加電圧で良好な１ｓｔ転写を行うこ
とができる＊ｌｓＬ転写電圧が高すぎると中間転写ベル
ト上におけるトナー層電位が高電位となって、中間転写
ヘルド上においてトナー像を重ね合ゎせるときにトナー
が反発しあい画像欠陥が発生ずる。また、２ｎｄ転写電
圧はほぼ１．６Ｖ程度で良好な２ｎｄ転写を行うことが
できた。

（幻発明の効果 以上のように請求項１．２に示したこの発明の装置よれ
ば中央部のエアーギャップ状態を緩和すること、または
転写ローラの軸端部における付勢力を増加させて軸方向
前後端における圧接力の差を緩和する゛こと、によって
軸方向における圧力分布ムラを緩和し、トナーの転写ム
ラの発生を防止することができる。また、請求項２にお
いては付勢部材の取り付は位置を変えるだけで前後端で
の圧力分布ムラを緩和することができる利点がある成を
表した図であり、同図（Ａ）はその正面図、同図（Ｂ）
は右側面図、第５図はこの実施例におけるバンクアップ
ローラの軸方向における圧力分布の状態を表した図、第
６図は従来のバックアップローラの軸方向における圧力
分布状態を表した図、第７図は２ｎｄ）ナー転写装置を
備える複写機の正面概略図、第８図は従来の２ｎｄ）ナ
ー転写装置におけるバンクアップローラの歪み状態を表
した図である。

５−中間転写ベルト、５Ｃ−バックアップローラ、？−
２ｎｄトナー転写装置、７ａ　　２ｎｄ転写ローラ、７
１−支持部、７２−軸、７３−カム、７４−スプリング
。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バックアップローラを含むローラ間に張架された
   中間転写ベルト上のトナーを、中間転写ベルトを介して
   前記バックアップローラに対向配置された転写ローラを
   用いて用紙に転写させるトナー転写装置において、 前記バックアップローラの表面層を絶縁性ゴム材で構成
   するとともに、軸方向のほぼ中央部の径が両端部の径よ
   りも大きいクラウン形状にしたことを特徴とするトナー
   転写装置。（２）バックアップローラを含むローラ間に
   張架された中間転写ベルト上のトナーを、中間転写ベル
   トを介して前記バックアップローラに対向配置された転
   写ローラを用いて用紙に転写させるトナー転写装置にお
   いて、 前記転写ローラを軸方向の両端部で回転自在に支持する
   支持部を、軸を支点として前記転写ローラが上下する方
   向に回動可能に支持するとともに前記支持部において前
   記軸からほぼ最遠部に、転写ローラがバックアップロー
   ラ側へ押圧される側へ支持部を付勢する付勢部材を設け
   たことを特徴とするトナー転写装置。