JPH05289531A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温湿度の環境に関係なく、良好な安定した転
写がなされるような転写ベルト装置を有する画像形成装
置を提供する。 【構成】 感光体ドラム10上に形成されたトナー像を転
写ベルト31とその裏面よりのコロナ放電器36によるコロ
ナ放電で記録紙上に転写する転写ベルト装置を有する画
像形成装置で、転写域（ニップ部35）よりも上流側の転
写ベルト31の内側に押圧ローラ39を設置し、転写ベルト
装置は当接位置にあっては、押圧ローラ39は感光体ドラ
ム10に近接して、かつ押圧ローラ39は直接転写ベルト31
を介して感光体ドラム10に接触しない位置にあって、下
流側保持ローラ33と押圧ローラ39間に張設された転写ベ
ルト31が感光体ドラム10に押圧して密着領域とこれに続
く転写領域形成する。

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
転写ベルトに吸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に吸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。これはニップ部135
でのニップ幅が狭くかつ押圧状態が不安定なことが原因
で、これに対して図４（ｂ）に示すように押圧ローラ13
9を設け、押圧ローラ139が接触している部分及びこれに
引続いた部分の転写ベルト131が感光体ドラム110に当接
し、ニップ部135でのニップ幅を広くとるような対策が
とられているが、これについても満足な結果が得られ
ず、不安定な転写がなされている。本発明はかかる不安
定な転写がなされることのないような常に良好な転写性
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。

【０００７】

【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、前記感光体ドラムに当接可能とし、保持ローラ間に
張架された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押圧ロ
ーラを設置し、前記転写ベルト装置が当接位置にあって
は、前記押圧ローラは前記感光体ドラムに近接し、かつ
押圧ローラは直接転写ベルトを介して感光体ドラムに接
触しない位置にあって、前記の下流側保持ローラと押圧
ローラ間に張設された転写ベルトが前記感光体ドラムに
押圧して転写領域を形成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。

【０００８】

【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。

【０００９】まず構成と作動について説明する。

【００１０】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（-650〜-750Ｖ）
の一様な帯電をＶ_G（-740〜-770Ｖ）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。

【００１１】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以下）となるような反転潜像を形成
する。

【００１２】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。

【００１３】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（2.3〜2.6ＫＶ_P-P）のＡＣ
バアイスとＶ_DC（-600〜-650Ｖ）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。

【００１４】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。

【００１５】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_{D C}
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。

【００１６】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。

【００１７】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、後に説明する転写ベルト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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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
押圧ローラ39を設けるものであるが、これについては後
に図２及び図３を用いて説明する。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】図２は本発明の新たに押圧ローラ39を設け
た転写ベルト装置を示したものである。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、かつ押圧ローラ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押圧
ローラ39の外周が突出した位置に、転写装置30を取付け
られている。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、保持ローラ33の軸33ａを回動
中心とした転写ベルト装置は、バネ部材等による押圧力
Ｐ（Ａ）によって、転写ベルト31は感光体ドラム10に当
接してニップ部35を形成する。本発明による転写ベルト
装置では図２（ａ）に示す当接状態にあって、押圧ロー
ラ39に接触している部分のベルトが感光体ドラム10に接
触しないようにバネ部材等の押圧力を選ぶか、つき当て
部材等で押圧ローラの位置を決め、下流側の保持ローラ
33と押圧ローラ39との間に張設された転写ベルト31が前
記感光体ドラムに押圧して広い範囲にわたっての密着領
域に続くニップ部35を形成するようにしたものである。

【００２６】図３はニップ部を拡大して示したもので、
本発明によって形成された密着領域とこれに続くニップ
部35の状態を示す説明図（ａ）と、従来なされていた押
圧ローラ39が転写ベルト31を介して直接感光体ドラム10
に当接するようにしてニップ部35を形成する説明図
（ｂ）とを示している。

【００２７】本発明者らの検討によれば、従来なされて
いた押圧ローラ39が転写ベルト31を介して直接感光体ド
ラム10に当接するようにして転写がなされるときは、図
３（ｂ）上でＣ０からＣ２の間がニップ部35を含む密着
領域となり、前記のバネ部材等による押圧力Ｐ（Ａ）
は、

【００２８】

【数１】

【００２９】の形で感光体ドラム10表面を押圧する。こ
こでｐ（０）は押圧ローラ39が直接ベルトを介して感光
体ドラム10を押圧する押圧力であり、ｐ（１）は張設状
態にある転写ベルト31の感光体ドラム10の中心に向けて
作用する分力である。かかる構成にあっては押圧力Ｐ
（Ａ）はほとんどが直接押圧ローラ39からの押圧力ｐ
（０）にかかっているため、押圧ローラ39がたわんで端
部で押圧力が強く、中央部で弱くなり、転写性能が端部
と中央部で変わることになる。また押圧力Ｐ（Ａ）が変
動すると、押圧力ｐ（０）のみが、Ｐ（Ａ）の変動幅と
ほぼ同じに変動するため転写性能も著しく変動する。

【００３０】一方、転写状態にあっても、押圧ローラ39
が直接ベルトを介して感光体ドラム10に接触しないよう
構成した本発明にあっては、図３（ａ）上でＣ１からＣ
２の間が密着領域とこれに続くニップ部35となり、

【００３１】

【数２】

【００３２】の形で感光体ドラム10表面を押圧する。た
だしつき当て部材等で押圧ローラの位置を決めたとき
は、左辺はＰ（Ａ）からつき当て部材等への押圧力を引
いたものになる。この構成では押圧ローラ39は感光体ド
ラムにベルトを介して接触していないため、たわみで転
写性能に影響を与えることはない。また、ｐ（２）は張
設状態にある転写ベルト31の感光体ドラム10の中心に向
けて作用する一様に分布した分力であって、Ｐ（Ａ）が
変動したときはその押圧力はニップ部35全域に亘って均
等に変動し、転写性能への影響は極めて小さくＰ（Ａ）
の変動にかかわりなく安定した転写がなされる。かつ新
たに設けた押圧ローラ39によって、転写ベルト31は感光
体ドラム10との間で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Ｃ２〜Ｃ１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、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、文字チリ、転写ハジキ等の転写不
良もなくなる。

【００３３】また本発明による新たに設けたローラ39は
導電性の例えば金属ローラであって、転写ベルト31の移
動に伴って回動するが、導電性のローラ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。

【００３４】

【発明の効果】本発明によるときは、常に安定して良好
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】転写領域の状態を示す拡大説明図である。

【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 押圧ローラ

Claims (2)

【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、前記感光体ドラムに当接可能とし、保持ロー
   ラ間に張架された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
   押圧ローラを設置し、前記転写ベルト装置が当接位置に
   あっては、前記押圧ローラは前記感光体ドラムに近接
   し、かつ押圧ローラは直接転写ベルトを介して感光体ド
   ラムに接触しない位置にあって、前記の下流側保持ロー
   ラと押圧ローラ間に張設された転写ベルトが前記感光体
   ドラムに押圧して転写領域を形成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】 前記押圧ローラは導電性のローラとし、
   接地することを特徴とする請求項１の画像形成装置。