JPH09236992A - ベルト転写装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト転写装置を用いる場合に、転写領域で
の電界バランスをとりつつ転写チリの発生を防止する。 【解決手段】 感光体ドラム１の下部において、転写ベ
ルト５がローラ６，７に張設されている。このベルト転
写装置１０では、転写領域Ｒの上流側のローラ７，下流
側のローラ８がバイアスローラとして設けられている。
そして、レジストローラ１１より送出される転写紙Ｐ
が、転写開始位置Ｂの約５mm上流側のＡ位置で感光体に
密着する。このため、転写紙が転写ベルト５に接触する
時点では既に転写紙と感光体１とが密着しており、感光
体１と転写ベルト５のニップ部入口に転写電界が形成さ
れていてもトナーが乱されることが無く、転写領域入口
付近における転写チリを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
る複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に
関し、さらに詳しくいえばベルト転写装置を備える画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置において、像担持体（感光体）上に保持され
ている顕画像（トナー像）を記録媒体（転写紙等）上に
転写する転写装置として、ループ状に張設された誘電体
ベルトを用いるベルト転写装置を備えるものは周知であ
る。そのベルト転写装置において、誘電体ベルトに電荷
を付与する手段として、ベルトに直接転写電圧を印加す
る接触電極であるバイアスローラを用いたものがある。

【０００３】転写チャージャに代えてバイアスローラを
用いることにより、オゾン発生量を低減し、かつコスト
ダウンを図るという効果がある。しかし、この構成の場
合、バイアスを印加するところと転写電界を形成すると
ころが異なるため、転写領域での電界バランスを取るこ
とが難しく、転写性があまり良くない。図９は、バイア
スローラを用いたベルト転写装置による転写画像例を示
すもので、転写紙Ｐ上に転写されたトナーによる文字画
像が示されている。この文字画像は「境」という漢字の
一部であり、この図では「境」という字の右上辺の
「立」の一部が示されている。この図において、黒く示
されている文字部Ｍ内にトナーが付着していない部分が
白く抜けており、転写不良が発生している様子が判る。
なお、ここでの文字の大きさは、「境」という字全体の
高さ・幅が共に８mmである。

【０００４】バイアスローラを用いた場合の転写不良を
補うために、転写領域の上流側と下流側（ともに、用紙
搬送方向＝ベルト移動方向の上流・下流を意味する）の
両方にバイアスを印加することが提案されている。例え
ば、本願出願人が先に出願した転写ベルト装置（特開平
５−１１３７２５号）では、転写領域の上流側と下流側
の両方に接触電極を設けることにより、片側だけにバイ
アスを印加するものに比べて転写性を向上させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光体
上の未転写トナーは電界の影響を受けて移動しやすいた
め、感光体と転写ベルト間のギャップが微小な領域にお
いて、条件によっては感光体と転写ベルトが接触する位
置より手前で転写が始まることがある。そのため、用紙
が転写開始位置にて感光体と転写ベルトにほぼ同時に接
触するような場合や、用紙が先に転写ベルトに密着して
から転写領域に進入するような場合には、転写チリが発
生することがある。すなわち、転写領域の上流側にバイ
アスローラを設けた場合には転写領域入口付近で転写チ
リが発生しやすいという問題があった。

【０００６】図１０は、転写領域の上流側と下流側の両
方にバイアスを印加した場合の転写画像例を示すもの
で、図９と同じく「境」という漢字の一部が示されてい
る。この図に示すように、転写領域の上流側と下流側の
両方にバイアスを印加した場合、文字部Ｍの周囲にトナ
ーが散っている様子が判る。

【０００７】また、転写領域入口近傍を転写チリが発生
しにくいような構成にした場合には、転写領域での電界
バランスが特に崩れやすく、転写性が低下しやすいとい
う問題もある。

【０００８】本発明は、従来の、転写領域の上流側と下
流側の両方にバイアスを印加するよう構成されたベルト
転写装置を備える画像形成装置における上述の問題を解
決し、転写領域での電界バランスを保って転写性を良く
するとともに転写チリの発生しない画像形成装置を提供
することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、画像担持体上に保持されている画像を記録媒体上
に転写するためのベルト転写装置を備え、該ベルト転写
装置の誘電体ベルトに電荷を付与する手段として、前記
誘電体ベルトの移動方向における転写領域の上流側及び
下流側に夫々少なくとも１本の回転体からなる接触電極
を配置した画像形成装置において、記録媒体が転写領域
上流側で画像担持体に密着し、その後、記録媒体が前記
誘電体ベルトにも密着することにより解決される。

【００１０】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、前記転写領域の上流側に配置した接触電極に印加
する転写電圧が前記転写領域の下流側に配置した接触電
極に印加する転写電圧以下で同極性であることを提案す
る。

【００１１】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記転写領域の上流側に配置した接触電極から
出力される転写電流値と前記転写領域の下流側に配置し
た接触電極から出力される転写電流値とに基づいて、前
記各接触電極への印加電圧を制御することを提案する。

【００１２】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、転写領域内におけるベルト移動方向に位置が異
なる個所でのベルト裏側の表面電位に基づいて、前記各
接触電極への印加電圧を制御することを提案する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例の電子写真装置の作像
部付近を示す概略構成図である。この図において、感光
体ドラム１の周囲には帯電チャージャ２、現像ユニット
３、クリーニングユニット４、ベルト転写装置１０等が
配設されている。

【００１４】感光体ドラム１上に形成された静電潜像は
現像ユニット３内のトナーＴにより顕像化され、そのト
ナー像が、レジストローラ１１から送られてくる転写紙
Ｐ上にベルト転写装置１０により転写される。なお、電
子写真装置における画像形成動作は周知であるので詳し
い説明は省略する。

【００１５】本実施例におけるベルト転写装置１０は、
無端ループ状に形成された転写ベルト５を２本のローラ
６，７に張設している。ローラ６は転写ベルト５を駆動
するための駆動ローラであり、ローラ７は従動ローラで
ある。転写ベルト５のループ内上辺のほぼ中央部にバイ
アスローラ８が設けられている。また、本実施例では従
動ローラ７もバイアスローラとして構成されている。接
触電極としての両バイアスローラ７，８には転写電源９
より２．１ｋＶの電圧が夫々印加される。このバイアス
電圧が両ローラ７，８に印加されたとき、転写領域（転
写位置）Ｒの上流側に配置されたバイアスローラ７から
の出力電流は＋５８μＡであり、転写領域Ｒの下流側に
配置されたバイアスローラ８からの出力電流は＋５μＡ
となっている。

【００１６】本実施例においては、転写ベルト５を張設
する従動ローラ７を感光体ドラム１に接して配置してお
り、これをバイアスローラとして兼用することにより、
感光体１と転写ベルト５間の微小ギャップ領域（電界が
作用する微小ギャップ領域）を小さくするようにしてい
る。もし、従動ローラ７が感光体ドラム１に接しておら
ず、従動ローラ７とバイアスローラ８間のベルト部分で
感光体ドラム１に接するようにした場合、感光体ドラム
１の円弧部分とベルトの直線状部分とが接することにな
り微小ギャップ領域は大きくなる（ベルトが撓めば微小
ギャップ領域はさらに大きくなる）。これに対し、本実
施例では、感光体ドラム１の円弧部分と従動ローラ７の
円弧部分とが接するので微小ギャップ領域は小さくな
る。これにより、回転する感光体１と回動する転写ベル
ト５とが、微小なギャップで近接する時間が短くなって
いる。

【００１７】また、本実施例では、レジストローラ１１
より送出される転写紙Ｐが、転写開始位置（感光体１と
転写ベルト５が接触する位置）Ｂの約５mm上流側のＡ位
置（用紙・感光体密着開始位置）で感光体に密着するよ
うなレイアウトになっている。

【００１８】このため、転写紙が感光体１と転写ベルト
５間の微小ギャップ領域に進入する時点、あるいは、転
写紙が転写ベルト５に接触する時点では既に転写紙と感
光体１とが密着していることになる。従って、感光体１
と転写ベルト５のニップ部入口に転写電界が形成されて
いてもトナーが乱されることが無く、転写領域入口付近
における転写チリを防ぐことができる。本実施例におけ
る転写画像例を図２に示す。この図に示すように、文字
部Ｍ周辺のトナーのチリはかなり少なく、転写チリが有
効に防止されている様子が判る。

【００１９】なお、本実施例では、トナーとして負帯電
のトナーを用い、正極性の転写バイアスを印加するもの
としたが、極性はこれに限られるものではない。また、
本実施例では、両バイアスローラ７，８に等しいバイア
ス電圧を印加しているが、転写領域の上・下流側バイア
スローラに印加する電圧は同じでなくともよい。

【００２０】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３に示す第２実施例の構成は、基本的には図１
に示した第１の実施例と同様であるので、異なる部分を
中心に説明する。

【００２１】図３において、両バイアスローラ７，８に
は転写電源１９よりバイアス電圧が印加される。この転
写電源１９から出力される電流は、図１の第１実施例に
おける転写電源９（６３μＡ）とほぼ同じ６０μＡであ
る。転写電源１９と転写領域Ｒの上流側に配置されたバ
イアスローラ７との間には２５ＭΩの抵抗１２を配設
し、バイアスローラ７には１．１ｋＶの電圧を印加す
る。また、転写領域Ｒの下流側に配置されたバイアスロ
ーラ８には３．１ｋＶの電圧を印加する。このとき、バ
イアスローラ７からの出力電流は＋４４μＡであり、バ
イアスローラ８からの出力電流は＋１６μＡとなってい
る。

【００２２】本実施例では、転写領域Ｒの上流側に配置
されたバイアスローラ７に印加される電圧が下流側に配
置されたバイアスローラ８に印加される電圧以下になっ
ている。ただし、両ローラに印加される電圧の極性は同
じとする。すなわち、バイアスローラ７に印加する電圧
はバイアスローラ８に印加する電圧と同極性で絶対値が
大きくないものとする。本実施例における転写画像例を
図４に示す。この図に示すように、文字部Ｍの回りの転
写チリが見られないことに加えて、文字部Ｍ内の白抜け
が無く転写性が良くなっていることが判る。

【００２３】ところで、転写チャージャによるコロナ転
写の場合には、転写電流を一定としたときには短時間に
多くのチャージ（電荷）を与えるよりも、少なめのチャ
ージを長時間与えた方がキャラクタ（トナーにより形成
された像）の転写性が良くなることが一般に知られてい
る。これと同じようなことがベルト転写にもあてはまる
と考えられ、本実施例において、転写領域Ｒの上流側で
印加する転写電圧を下流側での転写電圧以下にすること
により、転写領域Ｒにおけるチャージ分布が平均化され
て転写領域での電界バランスが改善された結果、転写性
が向上したものと考えられる。本実施例と前記第１実施
例、及び転写領域の下流側でのみ転写電圧を印加した従
来例におけるチャージ分布を図５に示した。

【００２４】図５において、（ａ）は転写領域の下流側
のみにバイアスローラを配して下流側でのみ転写電圧を
印加したものである。また、（ｂ）は前記第１実施例の
もので、この場合には転写領域の上流及び下流で同じ電
位の転写電圧を印加したものである。そして、（ｃ）は
本実施例であり、転写領域上流側での印加電位が下流側
よりも小さいものである。各図の下に並んだ上中下３つ
のグラフは、上のグラフが、下流側バイアスローラと転
写領域中央部（図中Ｓ）と上流側バイアスローラの電位
を示すものである。真中のグラフが、下流側バイアスロ
ーラと上流側バイアスローラの出力電流を示すものであ
る。下のグラフは、転写領域内のチャージ分布を示すも
のである。なお、簡略化のために、感光体の電位とその
変化は無視している。また、チャージ分布については、
その分布形状だけを示しており、分布形状全体の面積は
３例とも等しくなっている。

【００２５】この図から判るように、（ａ）の従来例で
は、転写領域の中央部から下流側に分布が殆ど全て偏っ
ている。また、（ｂ）の前記第１実施例では、逆に転写
領域上流側に分布が大きくなっている。そして、（ｃ）
の本実施例では、転写領域の中央部から左と右の下・上
流でチャージ分布が平均化している。このように、チャ
ージ分布が平均化した結果、転写性が向上したものと考
えられる。

【００２６】なお、本実施例においては、転写領域上流
側と下流側のバイアスローラの印加電圧を共通の転写電
源からの抵抗分割により電位差を与えるようにしたが、
これをツェナーダイオード等を用いて電位差を与えるよ
うにしてもよい。あるいは、電圧の異なる別の転写電源
を設けても良い。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図６に示す第３実施例において、転写領域上・下
流側に配設されたバイアスローラ７，８には、夫々転写
電源１４，１３から転写電圧が印加される。この転写電
源１３，１４は共に電圧可変となっており、各バイアス
ローラに印加する電圧を変えることができる。そして、
バイアスローラ７，８の出力電流（転写電源１３，１４
から出力される電流）を検知し、その値に応じて転写電
源１４，１３からバイアスローラ７，８に印加する電圧
を制御するようになっている。また、バイアスローラ７
に印加する電圧はバイアスローラ８に印加する電圧と同
極性で絶対値が大きくないものとする。これ以外の構成
は図１に示した前記第１実施例と同様であるので、重複
する説明は省略する。なお、印加電圧の制御等は電子写
真装置の制御部等により行なうことができる。

【００２８】上述のように、本実施例では各バイアスロ
ーラ７，８の印加電圧が可変になっている。そして、転
写電源１３，１４から出力される電流を合計で６０μＡ
として、各バイアスローラ７，８への印加電圧を変えて
「電圧−電流」の関係（各バイアスローラへの印加電圧
と出力電流の関係）を調べると次の表１のようになっ
た。

【００２９】

【表１】

【００３０】各バイアスローラにおいて、印加電圧を小
さくすれば出力電流も小さく、また、印加電圧を大きく
すれば出力電流も大きくなっているが、ここでは、印加
電圧を７段階に変化させ、上流側バイアスローラ７の印
加電圧を＋２．１ｋＶから次第に小さくしていき、逆に
下流側バイアスローラ８の印加電圧を＋２．１ｋＶから
次第に大きくしていくという組み合わせで、〜の各
段階において画像転写を行ない、転写画像の良否を比較
した。

【００３１】その結果、〜の組合せで転写性が良好
であった。特に、の組合せのときが最も良好であっ
た。その転写画像例を図７に示す。図７（ａ）は、表１
における〜の組合せを代表する画像例で、（ｂ）は
表１におけるの組合せを示す画像例である。両画像例
とも、カタカナの「リ」という字の上部を示すもので、
ここでは「リ」の文字の幅が１ｍｍ、文字の高さが２ｍ
ｍのものである。図７（ａ）のものは文字部Ｍの中に白
抜け部分が多少認められるが、（ｂ）のものでは白抜け
が無く、転写性が良好なことが判る。

【００３２】このように、表１における〜（を含
む）の組合せで転写性が良好であったが、この時の上流
側バイアスローラ７と下流側バイアスローラ８の出力電
流の比（上流側／下流側）を調べると、＝２．８、
＝０．９４、＝０．４３であった。これにより、上流
側／下流側バイアスローラの出力電流の比が、おおよそ
０．４〜３の間で転写性が良好であり、特に、１前後の
ときに最も良好であることが判った。なお、ここでは前
記第１実施例との比較をし易くするために、転写電源か
らの総電流を６０μＡの一定値（定電流）としたが、必
ずしも定電流制御でなくても良い。すなわち、総電流値
に関わらず、上・下流側バイアスローラから出力される
転写電流値に応じて、転写性が最も良好となるように各
バイアスローラに印加する転写電圧を制御してやれば良
い。また、本実施例では、トナーとして負帯電のトナー
を用い、正極性の転写バイアスを印加するものとした
が、極性はこれに限られるものではない。

【００３３】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図８に示す第４実施例において、転写電源１３，
１４は共に電圧可変となっており、各バイアスローラに
印加する電圧を変えることができる。また、転写領域内
でのベルト裏側（ループ内側）の２点（ベルト移動方向
に位置が異なる２点）の表面電位を検出するために、電
位計１５，１６が設けられている。そして、この電位計
１５，１６が検知した転写ベルト５の裏側の表面電位に
応じて転写電源１４，１３からバイアスローラ７，８に
印加する転写電圧を制御するようになっている。なお、
バイアスローラ７に印加する電圧はバイアスローラ８に
印加する電圧と同極性で絶対値が大きくないものとす
る。これ以外の構成は図１に示した前記第１実施例と同
様であるので、重複する説明は省略する。

【００３４】上述のように、本実施例では各バイアスロ
ーラ７，８への印加電圧が可変になっている。そして、
転写電源１３，１４から出力される電流を合計で６０μ
Ａとして、各バイアスローラ７，８への印加電圧を変え
て「電圧−ベルト裏側表面電位」の関係（各バイアスロ
ーラへの印加電圧と転写領域内におけるベルト移動方向
に位置が異なる個所でのベルト裏側の表面電位の関係）
を調べると次のようになった。

【００３５】（１）上流側バイアスローラ７への印加電
圧が＋１．１ｋＶで下流側バイアスローラ８への印加電
圧が＋３．１ｋＶのとき、電位計１５の検出値は０．８
ｋＶで電位計１６の検出値は０．４ｋＶであった。

【００３６】（２）上流側印加電圧が＋０．５ｋＶで下
流側印加電圧が＋４．１ｋＶのとき、電位計１５の検出
値は０．４ｋＶで電位計１６の検出値は０．５ｋＶであ
った。

【００３７】（３）上流側印加電圧が＋０．２ｋＶで下
流側印加電圧が＋４．５ｋＶのとき、電位計１５の検出
値は０．２ｋＶで電位計１６の検出値は１．２ｋＶであ
った。

【００３８】ところで、上記（１）の印加電圧は、前記
第３実施例の「電圧−電流」の関係の組合せのに相当
するものである。また、上記（２）の印加電圧は、前記
第３実施例の組合せのに相当するものである。そし
て、上記（３）の印加電圧は、前記第３実施例の組合せ
のに相当するものである。従って、上記（２）の印加
電圧の場合が転写性が最も良好である。ここで、ベルト
裏側表面電位について見ると、電位計１５と１６の検出
値の差は、上記（２）の場合が最も少なく、上記（１）
及び（３）の場合には大きくなっている。これにより、
転写ベルト裏側の表面電位の傾きが小さくなる（転写領
域内におけるベルト移動方向に位置が異なる個所でのベ
ルト裏側の表面電位の差が小さくなる）ように転写領域
上・下流バイアスローラへの印加電圧を制御してやれば
良好な転写性を得られることが判った。

【００３９】従って、本実施例では、転写領域内におい
て転写ベルト裏側でベルト移動方向に位置が異なる個所
に配設した電位計１５，１６の検知出力に基づいて、バ
イアスローラ７，８への印加電圧を（電位計１５，１６
の出力差が小さくなるように）制御するものとした。な
お、本実施例では転写領域内の２点に電位計を配置した
が、測定点を増やせば（電位計の数を増やせば）より適
切な制御が可能となる。また、本実施例では、トナーと
して負帯電のトナーを用い、正極性の転写バイアスを印
加するものとしたが、極性はこれに限られるものではな
い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、記録媒体が転写領域上流側で画像担持体
に密着し、その後、記録媒体が誘電体ベルトにも密着す
るので、記録用紙が転写ベルトに接触する時点では既に
用紙と感光体とが密着しており、感光体と転写ベルトの
ニップ部入口に転写電界が形成されていてもトナーが乱
されることが無く、転写領域入口付近における転写チリ
を防ぐことができる。

【００４１】請求項２の構成により、転写領域における
チャージ分布を平均化させて転写性を向上させることが
できる。請求項３の構成により、バイアスローラの出力
電流に基づいて、転写性が良好となるように各接触電極
に印加する転写電圧を制御でき、転写性を向上させるこ
とができる。

【００４２】請求項４の構成により、転写領域内におけ
るベルト移動方向に位置が異なる個所でのベルト裏側の
表面電位に基づいて、転写性が良好となるように各接触
電極に印加する転写電圧を制御でき、転写性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子写真装置の作像部付近
を示す概略構成図である。

【図２】その実施例における転写画像例を示す部分拡大
図である。

【図３】本発明の第２実施例の電子写真装置の作像部付
近を示す概略構成図である。

【図４】その実施例における転写画像例を示す部分拡大
図である。

【図５】その実施例における転写領域でのチャージ分布
を他の装置例と比較して示す説明図である。

【図６】本発明の第３実施例の電子写真装置の作像部付
近を示す概略構成図である。

【図７】その実施例における転写画像例を他の装置の転
写画像例と比較して示す部分拡大図である。

【図８】本発明の第４実施例の電子写真装置の作像部付
近を示す概略構成図である。

【図９】従来のベルト転写装置による転写画像例を示す
部分拡大図である。

【図１０】従来のベルト転写装置において、転写領域の
上流側と下流側の両方にバイアスを印加した場合の転写
画像例を示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ５ 転写ベルト ６ 従動ローラ ７ 駆動ローラ（バイアスローラ兼用） ８ バイアスローラ ９，１９ 転写電源 １０ ベルト転写装置 １１ レジストローラ １３，１４ 転写電源 １５，１６ 電位計 Ａ 用紙・感光体密着開始位置 Ｂ 転写開始位置 Ｍ 文字部 Ｐ 転写紙 Ｒ 転写領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 彰 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 駒場 厚子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像担持体上に保持されている画像を記
   録媒体上に転写するためのベルト転写装置を備え、該ベ
   ルト転写装置の誘電体ベルトに電荷を付与する手段とし
   て、前記誘電体ベルトの移動方向における転写領域の上
   流側及び下流側に夫々少なくとも１本の回転体からなる
   接触電極を配置した画像形成装置において、 記録媒体が転写領域上流側で画像担持体に密着し、その
   後、記録媒体が前記誘電体ベルトにも密着することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写領域の上流側に配置した接触電
   極に印加する転写電圧が前記転写領域の下流側に配置し
   た接触電極に印加する転写電圧以下で同極性であること
   を特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記転写領域の上流側に配置した接触電
   極から出力される転写電流値と前記転写領域の下流側に
   配置した接触電極から出力される転写電流値とに基づい
   て、前記各接触電極への印加電圧を制御することを特徴
   とする、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 転写領域内におけるベルト移動方向に位
   置が異なる個所でのベルト裏側の表面電位に基づいて、
   前記各接触電極への印加電圧を制御することを特徴とす
   る、請求項２に記載の画像形成装置。