JPH02212870A

JPH02212870A - トナー転写装置および中間転写装置

Info

Publication number: JPH02212870A
Application number: JP1034511A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Kamimura; 太介上村; Yasuhiro Takai; 高井　康博; Yoichi Shimazawa; 耀一嶋澤; Etsuji Nukushina; 温品　悦次; Hideo Matsuda; 松田　英男
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1990-08-24
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0795212B2; US5040028A

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中間転写装置、および、感光体
上のトナーを中間転写ベルトに転写させるトナー転写装
置（以下、１ｓｔ）ナー転写装置という、）の改良に関
する。

（′ｂ）従来の技術近年フルカラー画像を形成する画像形成装置として、感
光体上においてイエロートナー像、マセンタのトナー像
、シアンのトナー像等の各々個別に形成し、これらを中
間転写ベルト上に順次重ね合わせるようにして転写し、
さらにそれを用紙に転写させるようにしたものがある。

中間転写ベルト上において各色のトナーを重ね合わせて
おけば用紙への転写は一度行うだけで良いため用紙の破
損等を防止できる。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題ところで従来の１ｓｔ転写装置においては、感光体から
中間転写ベルトへのトナーの転写はコロナ放電を起こす
転写チャージャを用いて行われていた。しかしながら、
コロナ放電によりトナーを転写させる転写チャージャ装
置ではトナー転写において以下のような不都合があった
。

■　転写領域が狭く、また中間転写ベルト裏面電位が不
均一になって転写ムラが発生することがある（第９図参
照）。

■　低抵抗の中間転写ベルトｃｉｏｓＱ値以下）を用た
ときに放電により中間転写ベルトが帯電してしまい、２
ｒ＋ｃ＋転写時（中間転写ベルト上のトナーを用紙に転
写するとき）に良好な転写を行うことができない。した
がって、中間転写ベルトの抵抗値を限定するか、または
２ｎｄ転写前に中間転写ベルトを除電する装置を設けな
ければならなかった。

■　感光体−中間転写ベルト間の圧接力か弱いために、
３層重ねムラ、ライン周辺の抜は等が生じ、画像品質に
影響があった。

この発明のこのような課題を解消し、中間転写ベルトの
抵抗値を制約しなくても十分に質の良い転写を行うこと
のできる１ｓｔ）ナー転写装置を提供することを目的と
する。

また極めて高画質の画像を得るための中間転写ベルトを
備える中間転写装置を提供することを目的としている。

（ｄ１課題を解決するための手段この発明の１ｓｔ）−ナー転写装置は、導電性を有する
２本の転写ローラを、前記感光体と中間転写ベルトとの
圧接点外側のほぼ１０〜１５ｍ５で、かつ、中間転写ベ
ルトと感光体との圧接点位置から感光体側に対しほぼ０
．５〜１．５ｍｍの位置に配置し、中間転写ベルトをこ
の２本の転写ローラを介して前記ローラ間に張架すると
ともに、前記転写ローラに感光体上のトナーと逆極性の
電圧印加を行う手段を設けたことを特徴としている。

前記２本の転写ローラは前記中間転写ベルトに従動して
回転する従動ローラにすることが好ましい。

また、前記転写ローラへの印加電圧は、トナーと逆極性
のほぼ４００〜１０００Ｖとすることが望ましい。

さらに、前記中間転写ベルトは、抵抗値がほぼ１０７〜
１ＱＩＩＱ１の誘電体で構成することが好ましい。

（８１作用この発明の１　ｓｔ　）ナー転写装置では２本の転写ロ
ーラは中間転写ベルトには圧接するが、感光体には（中
間転写ベルトを介して）接触しない、転写ローラが圧接
点よりも外側に配置されているからである。また、転写
ローラは中間転写ベルトを感光体側へ圧接するような位
置に設けられており、中間転写ベルトの感光体への圧接
力を増加させる。この状態で２本の転写ローラにトナー
と逆極性の電圧を印加すると、感光体上のトナーは転写
ローラてに引かれて中間転写ベルトへ転写される。この
ときの中間転写ベルト裏面の電位は第８図に示したよう
なものになる。すなわち、２本の転写ローラ間という広
い範囲において裏面電位が高くなり、広域でトナー転写
が行われるようになる。また、転写ローラ間においては
ほぼ均一な裏面電位が得られるため、転写ムラの発生を
防止できる。なおトナー転写時には転写ローラが直接中
間転写ベルトに接触していないので、トナーが転写ロー
ラの対向位置に集まってしまうことがなく画像乱れが防
止される。

請求項２で示したように転写ローラを中間転写ベルトに
従動して回転する従動ローラにすれば、中間転写ベルト
が転写ローラに削られてしまうことがなく、中間転写ベ
ルトの傷付きが防止される。これはトナー転写ムラの防
止にもなる。

また、請求項３で示したように、転写ローラへの印加電
圧を制限すればトナーの転写性を向上させることができ
る。すなわち、電界不足による転写不良がなくなり、ま
た電荷が与えられ過ぎることにより中間転写ベルト上の
トナー層が高い電位を持ってトナー間での反発による画
像像乱れが生じることがなくなるからである。

さらに請求項３で示した中間転写装置のように、中間転
写ベルトをほぼ１０７〜１０″Ωｃｍの誘電体で構成す
れば、転写時に十分な電界を発生させることができ、１
ｓｔ転写により帯電されてしまううことがないので２ｒ
＋ｄ転写時に不都合なくトナー分離がされるようになる
。

−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ｌ
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ｌの下側には光Ｓ２ａ、　　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３　ａ　
＋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
ャージ中３１．ブランクランプ３２、現像装置３３〜３
５、中間転写装置４、クリーニング装置３６、除電ラン
プ３７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電潜像が形成さ
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）ナー転写装置６．２ｎｄ）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ット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
０７〜Ｉ０ロΩ１程度とすることが好ましい。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１ｓ
ｔ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、なお、従来の転写チャージャ
装置の場合には中間転写ベルトの抵抗が１０７程度であ
れば２ｎｄ転写時にトナーが分離されなくなってしまっ
ていたのに対し、この転写ローラ（後述する）を用いた
装置ではもっと低くても２ｎｄ転写時に十分にトナー分
離が行われる。ただ、好ましくは前述したように１０７
〜１０１１Ω（至）程度である。

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、パックアップロー５５０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５０１１の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４２１ｍ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２５鰭程度のローラである。従動ローラ５
ｂ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、バックアンプ
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１ｓＬ）ナー転写装置６が配置
されている。第２図は１．ｓｔ）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８韻程度の２本の１ｓｔ転写ローラ５ａ、
５ｂを有している。ｌｓｔ転写ローラ６ａ、５ｂ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５ａ、５ｂ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１ｓｔ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Ｐ、
、Ｐ！とすれば、その点から外側に向かって距離ｄ＝１
０〜１５ｗ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の側へ距離ｐ＝０
．５〜１．５ｔｍ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）す−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７
３０回転によって矢印ＣまたはＤ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
上方向（矢印Ｃ方向）への付勢力が得られ２ｎｄ転写ロ
ーラ７ａはバンクアップローラ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１を示すもので
ある。このように軸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７１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２ｎｄ転写ロー
ラ７ａの前後の位置ずれが０．４ｍｍ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７
４の位置に設けたことにより２ｎｄ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。

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、２ｎｃ１転写ロ
ーラ７１の対向電極として作用する。またこの設置位置
は、バックアップローラ５と２ｎｄ転写ローラ７１との
圧接点Ｐ、がら従動ローラ５ｂ側（中間転写ベル）５ｃ
の回転方向において上流側）のほぼ距離１＝１０〜１８
ｉｓ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転写ロ一ラ７１〜対面
電極口〜う７３間に電界が住し、２ｎｄ転写ローラ７１
への印加電圧と逆極性のトナーが２ｒ＋ｄ転写ローラ７
１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５の回転に従動して回
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、バックアップローラ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′！〜ＩＱ１４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。バンクアップローラ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、バックアンプロー
ラ５ｃｍ２ｒｉｄ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、バックアップローラ５
Ｃをこのようなりラウン形状にすることによって、２ｎ
ｄ転写ローラ７１がバックアップローラ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図はバックアツプローラ５
ｃｍ２ｎｄ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２ｎａ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４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２５
ｃｓのバンクアップローラ５ｃ２ｎｄ転写ローラ７１の
圧接部において、軸方向に５ａｍ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４０μｍ１輻１゜ｎ、
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１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チが生じることがなく品質の
良い画１り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
ためのものて、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１０８〜１０”のものを
使用し、１ｓｔ転写時の１ｓｔ転写ローラ６ａ、６ｂへ
の印加電圧は、イエロー：６００　ｖ　ｓ　マゼンタ：
６００■、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、−ａ
に４００〜１０００Ｖの印加電圧で良好な１ｓｔ転写を
行うことができる。１ｓｔ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
間転写ベルト上においてトナー像を重ね合わせるときに
トナーが反発しあい画像欠陥が発生する。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。

（ｇ１発明の効果この発明においては請求項１〜４において各々以下のよ
うな効果を奏する。

（１）　　１ｓｔ転写が行われる領域を広げることがで
きトナー転写効率を向上させることができるようになる
。また、トナー転写領域内において中間転写ベルト裏面
の電位を安定させ、均一なトナー転写を行うことができ
る。

（２）　　中間転写ベルトの傷付きを防止し、延いては
トナーの転写ムラの発生を防止できる。

（３）十分なトナー転写を行うことができ、また与え過
ぎた電位によりトナー同士の反発を生じさせることもな
く、良好なトナー転写を行うことができる。

（４）　　転写時に十分な転写電界を得ることができ、
また必要以上の中間転写ベルトのトナー保持能力を上げ
ることがなく、中間転写ベルトから用紙へのトナー転写
も良好に行うことができる。

６ａ。

ｂ−転写ローラ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のトナー転写装置を含む中間転写装置
部＾成を表した図、第２図は１・Ｌトナー転写装置の外
観図、第３図はバックアップローラを表した図、第４図
は２ｎｄトナー転写装置の構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ックアン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１ｓｔ）ナー転写装置を用いた複写機の正面概
略図、第８図は本発明の装置を用いたときの中間転写ベ
ルトａｔ面の電位を表した図、第９図は転写チャージャ
を用いたときの中間転写ベルト裏面の電位を表した図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ローラ間に張架された中間転写ベルトがローラ間
で感光体に圧接する位置に配置され、前記感光体上のト
ナーを前記中間転写ベルトに転写させるトナー転写装置
であって、導電性を有する２本の転写ローラを、前記感
光体と中間転写ベルトとの圧接点外側のほぼ１０〜１５
ｍｍで、かつ、中間転写ベルトと感光体との圧接点位置
から感光体側に対しほぼ０．５〜１．５ｍｍの位置に配
置し、中間転写ベルトをこの２本の転写ローラを介して
前記ローラ間に張架するとともに、前記転写ローラに感光体上のトナーと逆極性の電圧印加
を行う手段を設けたことを特徴とするトナー転写装置。
（２）前記２本位の転写ローラを前記中間転写ベルトに
従動して回転する従動ローラにした請求項１記載のトナ
ー転写装置。
（３）前記転写ローラへの印加電圧を、トナーと逆極性
のほぼ４００〜１０００Ｖとした請求項１または２記載
のトナー転写装置。
（４）感光体上のトナーを中間転写ベルトに一旦転写し
たのち、そのトナーを中間転写ベルトから用紙に転写さ
せる中間転写装置において、前記中間転写ベルトを、抵抗値がほぼ１０＾７〜１０＾
１＾１Ωｃｍの誘電体で構成したことを特徴とする中間
転写装置。