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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3634(P2007−3634A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−181305(P2005−181305)
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
代理人 【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
発明者 金山 清俊 / 川端 隆 / 菊地原 克則 / 高橋 政明 / 宮本 陽子
要約 課題
簡易な構成で、中間転写体に対する記録材の貼り付きを抑制する。

解決手段
各感光体ドラム11(11Y,11M,11C,11K)と各一次転写ロール16(16Y,16M,16C,16K)とが対向する一次転写部を通過した中間転写ベルト15の内側には、剥離放電によって生じた負の電荷が蓄積される。中間転写ベルト15の内側に蓄積された電荷は、除電部材71との対向部を通過する際に除電部材71によって取り除かれる。除電部材71は、二次転写部20の下流側で中間転写ベルト15の内側に配設される剥離プレート72に電気的に接続され、バリスタ80を介して接地されている。このような除電部材71の除電作用に伴って剥離プレート72に負の電荷が誘起され、二次転写部20を通過することで正極性に帯電した中間転写ベルト15の除電が行われ、中間転写ベルト15に対する用紙の貼り付きが抑制される。
特許請求の範囲
【請求項1】
回動可能に配設され、トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体に対向して回動可能に配設される中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する一次転写領域において、当該像担持体上のトナー像を当該中間転写体に転写する一次転写部と、
前記中間転写体と記録材とが対向する二次転写領域において、当該中間転写体上に転写されたトナー像を当該記録材に転写する二次転写部と、
前記二次転写領域通過後の前記中間転写体の内側に配設される導電体と、
前記中間転写体から受けた、前記二次転写領域通過後の前記記録材の帯電極性と同極性の電荷を、前記導電体に供給する電荷供給部と
を含む画像形成装置。
【請求項2】
前記電荷供給部は、
前記一次転写領域通過後の前記中間転写体の内側に配設され、当該中間転写体の内側の電荷を除去するとともに、前記導電体と電気的に接続される電荷除去部材と、
前記導電体および前記電荷除去部材とアースとの間に電気的に接続される非直線性抵抗素子と
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記中間転写体は、回転可能に配設された複数のロール部材によって張架される無端状の中間転写ベルトからなり、
前記電荷供給部は、
前記複数のロール部材のうち、前記一次転写領域を通過した部位で前記中間転写ベルトを張架するとともに、前記導電体と電気的に接続される所定のロール部材と、
前記導電体および前記所定のロール部材とアースとの間に電気的に接続される非直線抵抗素子と
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記電荷供給部は、
前記中間転写体の内側に接触配設され、当該中間転写体の内側をクリーニングするとともに、前記導電体と電気的に接続されるクリーニング部材と、
前記導電体および前記クリーニング部材とアースとの間に電気的に接続される非直線抵抗素子と
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記クリーニング部材は、その帯電系列が前記中間転写体よりも前記二次転写部通過後の前記記録材の帯電極性と同極性側であることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
【請求項6】
回動可能に配設され、トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体に対向して回動可能に配設される中間転写体と、
前記像担持体と前記中間転写体とが対向する一次転写領域において、当該像担持体上のトナー像を当該中間転写体に転写する一次転写部と、
前記中間転写体と記録材とが対向する二次転写領域において、当該中間転写体上に転写されたトナー像を当該記録材に転写する二次転写部と、
前記二次転写領域通過後の前記中間転写体の内側に配設される導電体と、
前記一次転写領域通過後の前記中間転写体に蓄積された電荷を受けて前記導電体に供給する電荷供給部材と
を含む画像形成装置。
【請求項7】
前記電荷供給部材は、前記一次転写領域通過後の前記中間転写体の内側から前記二次転写領域通過後の当該中間転写体の帯電極性とは逆極性の電荷を受けることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記導電体および電荷供給部材は、非直線抵抗素子を介して接地されることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記一次転写部は、前記中間転写体を介して前記像担持体に圧接配置される一次転写部材を備え、
前記一次転写領域通過後の前記中間転写体の内側には、当該中間転写体と前記一次転写部材との間の剥離放電に伴って生じる電荷が蓄積されることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、より詳しくは、像担持体上に形成された画像を、中間転写体を介して記録材に転写するタイプの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト上に一旦、多重に転写(一次転写)した後、この中間転写ベルトから記録材(用紙)上に一括して転写(二次転写)し、この記録材上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を形成するものが挙げられる。
【0003】
二次転写においては、例えば中間転写ベルトのトナー像担持面側(表面側)に配設される二次転写ロールと、中間転写ベルトを挟んで中間転写ベルトの非トナー像担持面側(裏面側)に配設されるバックアップロールとを備えた二次転写装置が広く用いられている。このような二次転写装置を用いた場合、二次転写ロールと中間転写ベルトとの間に用紙を挟んだ状態で、二次転写ロールとバックアップロールとの間に所定の二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト上に担持されたトナー像を用紙上に二次転写している(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】特開平11−305559号公報(第7−8頁、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、この種の画像形成装置では、二次転写装置を通過した用紙が中間転写ベルトから剥離せずにそのまま搬送されてしまい、紙詰まり(ジャム)や像乱れ等の不具合が生じることがあった。このような不具合は、特に薄紙など、コシが弱い用紙を使用する際に生じやすい。これは、二次転写を行う際に帯電した用紙が、印加される二次転写バイアスにより二次転写装置近傍に形成された二次転写電界の影響を受け、中間転写ベルト側に引きつけられることによって生じるものと考えられる。
【0006】
かかる問題に対し、上記特許文献1には、二次転写領域通過後の中間転写ベルトの裏面側に、中間転写ベルトに沿って中間転写ベルトとは非接触に導電性部材を近接配設し、この導電性部材に所定の電圧を印加するためのバイアス印加電源を接続することが記載されている。このような構成を採用することで、二次転写領域の下流側において二次転写ロールとバックアップロールとの間に形成される電界を弱めることができ、二次転写後の用紙が中間転写ベルトに貼り付くのを抑制することが可能となる。
【0007】
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、新たにバイアス印加電源を取り付けなければならない分、装置構成が複雑化するとともに装置自身も大型化してしまう他、かかるコストも嵩んでしまうという問題があった。
【0008】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な構成で、中間転写体に対する記録材の貼り付きを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、回動可能に配設され、トナー像が担持される像担持体と、像担持体に対向して回動可能に配設される中間転写体と、像担持体と中間転写体とが対向する一次転写領域において、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写部と、中間転写体と記録材とが対向する二次転写領域において、中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写部と、二次転写領域通過後の中間転写体の内側に配設される導電体と、中間転写体から受けた、二次転写領域通過後の記録材の帯電極性と同極性の電荷を、導電体に供給する電荷供給部とを含んでいる。
【0010】
このような画像形成装置では、電荷供給部として、一次転写領域通過後の中間転写体の内側に配設され、中間転写体の内側の電荷を除去するとともに、導電体と電気的に接続される電荷除去部材と、導電体および電荷除去部材とアースとの間に電気的に接続される非直線性抵抗素子とを備えることができる。また、中間転写体が、回転可能に配設された複数のロール部材によって張架される無端状の中間転写ベルトからなる場合には、電荷供給部が、複数のロール部材のうち、一次転写領域を通過した部位で中間転写ベルトを張架するとともに、導電体と電気的に接続される所定のロール部材と、導電体および所定のロール部材とアースとの間に電気的に接続される非直線抵抗素子とを備えることができる。さらに、電荷供給部として、中間転写体の内側に接触配設され、中間転写体の内側をクリーニングするとともに、導電体と電気的に接続されるクリーニング部材と、導電体およびクリーニング部材とアースとの間に電気的に接続される非直線抵抗素子とを備えることができる。この場合に、クリーニング部材は、その帯電系列が中間転写体よりも二次転写部通過後の記録材の帯電極性と同極性側とすることができる。
【0011】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、回動可能に配設され、トナー像が担持される像担持体と、像担持体に対向して回動可能に配設される中間転写体と、像担持体と中間転写体とが対向する一次転写領域において、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写部と、中間転写体と記録材とが対向する二次転写領域において、中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写部と、二次転写領域通過後の中間転写体の内側に配設される導電体と、一次転写領域通過後の中間転写体に蓄積された電荷を受けて導電体に供給する電荷供給部材とを含んでいる。
【0012】
このような画像形成装置において、電荷供給部材は、一次転写領域通過後の中間転写体の内側から二次転写領域通過後の中間転写体の帯電極性とは逆極性の電荷を受けることができる。また、導電体および電荷供給部材は、非直線抵抗素子を介して接地されることができる。さらに、一次転写部は、中間転写体を介して像担持体に圧接配置される一次転写部材を備え、一次転写領域通過後の中間転写体の内側には、中間転写体と一次転写部材との間の剥離放電に伴って生じる電荷が蓄積されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、中間転写体から受けた電荷を、二次転写領域通過後の中間転写体の内側に配設される導電体に供給するようにしたので、専用の電源を別個設けることなく、簡易な構成で、中間転写体に対する記録材の貼り付きを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図1に示す画像形成装置は、所謂タンデム型、所謂中間転写型の画像形成装置である。この画像形成装置は、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)、各画像形成ユニット10にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト15、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、この画像形成装置は、各装置(各部)の動作を制御する制御部40およびユーザによる操作指示を行うためのユーザインターフェース(UI)41を有している。
【0015】
各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)は、矢印A方向に回転する像担持体としての感光体ドラム11を有している。この感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像が書き込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に転写する一次転写部あるいは一次転写部材としての一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット10は、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y色)、マゼンタ(M色)、シアン(C色)、黒(K色)の順に、略直線状に配置されている。なお、各現像器14では、各色成分トナーとして負極性に帯電するものを用いている。
【0016】
中間転写体としての中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられている。この中間転写ベルト15は、その厚みが例えば0.1mm程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト15の体積抵抗率は106〜1014Ω・cmの範囲より適宜選択することが可能であるが、本実施の形態では、体積抵抗率が1011〜1013Ω・cm程度の高めのものを用いている。この中間転写ベルト15は、各種ロールによって図に示す矢印B方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を循環駆動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持するアイドルロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25を有している。なお、本実施の形態では、これら駆動ロール31、アイドルロール32、テンションロール33、およびバックアップロール25により、中間転写ベルト15を張架する複数のロールが構成されている。
【0017】
各感光体ドラム11に対向し、略直線状に延びる中間転写ベルト15の内側に設けられる各一次転写ロール16には、後述するようにトナーの帯電極性と逆極性(本実施の形態では正極性)の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上に重畳されたトナー像が形成される。
【0018】
二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される無端状の二次転写搬送ベルト21と、バックアップロール25等とによって構成される。バックアップロール25は、表面にカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブ、内部はEPDMゴムからなり、その表面抵抗率が7〜10logΩ/□でロール径が28mmとなるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写搬送ベルト21の対向電極をなし、後述する二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。
【0019】
一方、二次転写搬送ベルト21は、駆動ロール22と剥離ロール23とによって張架された、例えば体積抵抗率が106〜1010Ω・cmの半導電性の無端ベルトである。この二次転写搬送ベルト21は、駆動ロール22によって駆動され、剥離ロール23によって所定のテンションが与えられている。駆動ロール22は、二次転写搬送ベルト21および中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、二次転写搬送ベルト21上に搬送される用紙Pに二次転写を行う二次転写ロールとして機能している。なお、剥離ロール23は、所定の曲率で二次転写搬送ベルト21を張架することにより、二次転写搬送ベルト21上に担持された用紙Pを剥離する機能も併せ持っている。
【0020】
また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、中間転写ベルト15を挟んで駆動ロール31に対向して配置され、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングするベルトクリーナ35が取り付けられている。さらに、二次転写部20よりも中間転写ベルト15の移動方向下流側であってベルトクリーナ35よりも上流側の中間転写ベルト15の内側には、中間転写ベルト15の裏面側をクリーニングするためのベルト内面クリーナ36が装着されている。
【0021】
一方、イエローの画像形成ユニット10Yよりも上流側の中間転写ベルト15の内側には、各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配置されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の内側(像担持面の裏側)に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット10Kよりも下流側の中間転写ベルト15外側には、画質調整を行う際に使用される画像濃度センサ43が配設されている。
【0022】
更に、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して送り出すピックアップロール51を備えている。また、ピックアップロール51にて繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写搬送ベルト21によって二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト54、55を備えている。
【0023】
また、定着装置60は、図示しない加熱源を内蔵し回転可能に配設される加熱ロール61と、この加熱ロール61に回転可能に圧接配置される加圧ベルト62と、加熱ロール61に接触してこの加熱ロール61表面に離型剤としてのオイル(シリコーンオイル)を供給するオイル供給部63とを備えている。これら加熱ロール61および加圧ベルト62の表面には、離型性のよいフッ素ゴム層が形成されている。なお、本実施の形態では、シリコーンオイルとして、フッ素ゴムとの親和性がよく高剥離性を示すアミン変性シリコーンオイルが用いられる。なお、加圧ベルト62は、複数のロールに回動可能に張架された状態で加熱ロール61に圧接配置されており、加熱ロール61との間には広範な定着ニップ領域が形成されるようになっている。
【0024】
さらに、本実施の形態に係る画像形成装置では、黒の画像形成ユニット10Kよりも中間転写ベルト15の移動方向下流側であってアイドルロール32よりも上流側の中間転写ベルト15内側に、中間転写ベルト15に近接して電荷除去部材あるいは電荷供給部材としての除電部材71が非接触配置されている。この除電部材71は、例えばステンレス等の導電性を有する金属で構成されている。一方、二次転写部20よりも中間転写ベルト15の移動方向下流側の中間転写ベルト15の内側には、中間転写ベルト15に近接して導電体としての剥離プレート72が非接触配置されている。この剥離プレート72も、上述した除電部材71と同様、ステンレス等の導電性を有する金属で構成されている。
【0025】
図2は、本実施の形態に係る画像形成装置における一次転写系および二次転写系を説明するための図である。一次転写ロール16(具体的には16Y,16M,16C,16K)には、正極性の一次転写バイアスを印加する一次転写電源18(具体的には18Y,18M,18C,18K)が接続されている。一方、各感光体ドラム11(具体的には11Y,11M,11C,11K)は接地されている。これにより、感光体ドラム11および一次転写ロール16が、中間転写ベルト15を介して圧接する各一次転写領域では、各一次転写ロール16から対応する感光体ドラム11へと向かう電界(一次転写電界)が形成される。したがって、この一次転写電界により、各感光体ドラム11上に担持されたトナー(負極性に帯電)は静電力を受け、中間転写ベルト15へと転写されることになる。
【0026】
また、二次転写部20では、給電ロール26に負極性の二次転写バイアスを印加する二次転写電源27が接続されている。一方、バックアップロール25と対向する位置に設けられた駆動ロール22は接地されている。これにより、駆動ロール22とバックアップロール25とが、中間転写ベルト15および二次転写搬送ベルト21を介して圧接する二次転写領域では、駆動ロール22からバックアップロール25へと向かう電界(二次転写電界)が形成される。したがって、この二次転写電界により、中間転写ベルト15上に担持されたトナー(負極性に帯電)は静電力を受け、中間転写ベルト15と二次転写搬送ベルト21との間にニップされた用紙Pへと転写されることになる。
【0027】
さらに、本実施の形態では、上述した除電部材71と剥離プレート72とが電気的に接続されており、これらは非直線性抵抗素子としてのバリスタ80を介して接地(アース)されている。ここで、バリスタ80としては、例えば±3kVのバリスタ電圧Vbにて動作するものが用いられている。なお、本実施の形態では、除電部材71およびバリスタ80によって、電荷供給部が構成されている。
【0028】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図1に示すような画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置(IPS)にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット10等によって作像作業が実行される。画像処理装置(IPS)では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
【0029】
レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにて、各現像器14によってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
【0030】
画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K(図1参照)の感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール16にて中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスを付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト15の回転に伴って二次転写部20に搬送される。なお、中間転写ベルト15への転写後に感光体ドラム11上に残った残留トナーは、感光体ドラム11の回転に伴ってドラムクリーナ17との対向部まで搬送され、ドラムクリーナ17によって感光体ドラム11上から除去される。
【0031】
一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール51(図1参照)が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【0032】
二次転写部20では、半導電性の二次転写搬送ベルト21および中間転写ベルト15を介して、駆動ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写搬送ベルト21との間に挟み込まれる。このとき、給電ロール26にトナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスが印加されると、二次転写搬送ベルト21(駆動ロール22)を対向電極として二次転写電界が形成され、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、駆動ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写領域にて、用紙Pに静電転写される。
【0033】
その後、トナー像が静電転写された用紙P(図1参照)は、二次転写搬送ベルト21によって搬送され、二次転写搬送ベルト21の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト54、55によってさらに搬送される。ここで、二次転写搬送ベルト21上を搬送される用紙Pは、剥離ロール23の近傍で、二次転写搬送ベルト21を張架する剥離ロール23の曲率によって二次転写搬送ベルト21から剥離され、さらに下流側に向けて搬送されていく。搬送ベルト54、55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせるように速度制御を行い、定着装置60まで用紙Pを搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして、定着装置60を通過した用紙Pは排出ロール(図示せず)によって装置の外部に排出される。また、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってベルトクリーナ35との対向部まで搬送され、ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
【0034】
では、次に、上述した画像形成プロセスにおける除電部材71および剥離プレート72の動作について詳細に説明する。
図3は、黒の画像形成ユニット10Kおよび除電部材71近傍を拡大した模式図である。上述したように、一次転写ロール16Kには一次転写電源18Kによって正の一次転写バイアスが印加されており、感光体ドラム11Kは接地されている。その結果、中間転写ベルト15を介して感光体ドラム11Kと一次転写ロール16Kとが圧接する一次転写領域Tr1では、一次転写ロール16Kから感光体ドラム11Kへと向かう一次転写電界E1が形成される。
【0035】
感光体ドラム11K上に形成されたトナー像を構成するトナーTは、負極性に帯電しているため、一次転写領域Tr1に形成される一次転写電界E1によって感光体ドラム11Kから中間転写ベルト15へと転移・付着する。すなわち、トナーTは感光体ドラム11Kから中間転写ベルト15へと一次転写される。このとき、中間転写ベルト15は一次転写電界E1の影響を受け、中間転写ベルト15のトナー像担持面側には正極性の電荷が誘起され、正極性に帯電する。一方、一次転写領域Tr1を通過した直後、一次転写ロール16Kおよび中間転写ベルト15が接触状態から離間状態へと移行する一次転写ポストニップ領域S1において剥離放電が生じ、中間転写ベルト15のトナー像担持面の裏側(裏面側)には負の電荷が誘起され、負極性に帯電する。このようにして中間転写ベルト15の裏面側に誘起された負の電荷は、中間転写ベルト15が矢印B方向に移動するのに伴って、除電部材71と対向する除電領域まで搬送される。
【0036】
除電領域において、中間転写ベルト15の裏面側に誘起された負の電荷は、除電部材71側に移動する。これにより、中間転写ベルト15の裏面側が除電される。なお、中間転写ベルト15の裏面には、黒の画像形成ユニット10Kの他、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成ユニット10Y、10M、10Cを通過する際にも負の電荷が誘起されており、蓄積された負の電荷量は大きなものとなっている。このように除電部材71を用いて中間転写ベルト15の裏面側に存在する負の電荷を除電することにより、中間転写ベルト15の裏面側における過剰な帯電が解消され、中間転写ベルト15上に担持されたトナーTの飛び散り等が抑制される。
【0037】
また、除電部材71に負の電荷が移動することにより、除電部材71は所定の負の電圧Vを有することになる。ただし、本実施の形態では、除電部材71がバリスタ80(図2参照)を介して接地されているため、電圧Vがバリスタ電圧Vb(本実施の形態では±3kVであり、負の電荷であるために−3kVとなる)を超えることはない。また、除電部材71には剥離プレート72(図2参照)が接続されているため、除電部材71に誘起された電圧Vが、そのまま剥離プレート72にも印加されることになる。なお、中間転写ベルト15上に担持されたトナーT(負極性に帯電)は、中間転写ベルト15内に存在する正極性の電荷によって保持されているため、除電部材71を通過する際に特に問題が生じることはない。
【0038】
図4は、二次転写部20近傍を拡大した模式図である。上述したように、バックアップロール25には二次転写電源27により給電ロール26を介して負極性の二次転写バイアスが印加されている。また、駆動ロール(二次転写ロール)22は接地されている。その結果、用紙P(および中間転写ベルト15、二次転写搬送ベルト21)を介して駆動ロール22とバックアップロール25とが圧接する二次転写領域Tr2では、駆動ロール22からバックアップロール25へと向かう二次転写電界E2が形成される。
【0039】
中間転写ベルト15に担持されたトナー像を構成するトナーTは、上述したように負の帯電極性を有している。このため、中間転写ベルト15上のトナーTは、二次転写領域Tr2において二次転写電界E2により、中間転写ベルト15から用紙P上に転移・付着する。すなわち、中間転写ベルト15上のトナーTが用紙Pに二次転写される。このとき、二次転写搬送ベルト21は、二次転写電界E2の影響を受けて正極性に帯電する。また、用紙Pも、二次転写電界E2の影響によって正極性に帯電する。ただし、用紙Pは、二次転写領域Tr2を通過した直後、中間転写ベルト15および用紙Pが接触状態から離間状態へと移行する二次転写ポストニップ領域S2において剥離放電の影響を受け、今度は負極性に帯電することになる。これにより、二次転写ポストニップ領域S2において、用紙Pは二次転写搬送ベルト21側に強く引きつけられることになり、用紙Pは安定した状態で二次転写搬送ベルト21に吸着した状態で搬送されることになる。
【0040】
一方、中間転写ベルト15は、上述した二次転写ポストニップ領域S2において生じる剥離放電により、強く正極性に帯電する。したがって、二次転写ポストニップ領域S2側において、中間転写ベルト15および用紙Pは、互いに異なる極性に帯電することになるために引き寄せられやすくなる つまり、用紙Pが中間転写ベルト15側に吸着されやすい状況になってしまう。
【0041】
ここで、本実施の形態では、二次転写部20下流側の中間転写ベルト15の内側に、剥離プレート72が設けられている。この剥離プレート72には、一次転写後に中間転写ベルト15から除電部材71に転移した負の電荷によって生じる負極性の電圧Vがかかっている。したがって、剥離プレート72の中間転写ベルト15との対向面には、負の電荷が多数存在していることになる。すると、剥離プレート72上の負の電荷により、剥離プレート72と対向する部位の中間転写ベルト15に存在する正の電荷が剥離プレート72側に移動し、中間転写ベルト15が除電される。したがって、本実施の形態に係る画像形成装置では、二次転写領域Tr2を通過した用紙Pが中間転写ベルト15側に静電的に引き寄せられることがなくなり、中間転写ベルト15に対する用紙Pの貼り付きを防止することができる。
【0042】
また、本実施の形態では、剥離プレート72に印加する負極性の電圧Vを、除電部材71(図3参照)から供給することができるので、剥離プレート72に除電用の電圧Vを印加するための電源を別個設ける必要がない。このため、装置構成の簡易化、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【0043】
さらに、本実施の形態では、バリスタ80(図2参照)を用いて剥離プレート72に電圧Vを供給しているため、剥離プレート72に対してバリスタ電圧Vb以上の電圧Vがかかることはない。このため、過剰な電圧Vが剥離プレート72にかかることによる不具合の発生を防止することができる。そして、本実施の形態では、受動素子であるバリスタ80を用いることにより、素子のみで電圧制御が可能であるため、複雑な制御系を設ける必要もない。
【0044】
<実施の形態2>
図5は、本実施の形態が適用された画像形成装置における一次転写系および二次転写系を説明するための図である。本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、バリスタ80を介して接地される剥離プレート72が、各画像形成ユニット10(図1参照)を通過した部位で中間転写ベルト15を張架するアイドルロール32(所定のロール部材、電荷供給部材)と電気的に接続されている点が実施の形態1とは異なっている。つまり、本実施の形態では、アイドルロール32およびバリスタ80が、電荷供給部として機能することになる。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0045】
本実施の形態に係る画像形成装置では、実施の形態1と同様に、各画像形成ユニット10(図1参照)を通過した中間転写ベルト15の裏面側に、各一次転写ロール16との剥離時に、一次転写ポストニップ領域S1(図3参照)で生じる剥離放電により、負極性の電荷が誘起される。このようにして中間転写ベルト15の裏面側に誘起された負極性の電荷は、中間転写ベルト15の移動に伴ってアイドルロール32と接する部位まで到達した際に、アイドルロール32側に移動する。これにより、中間転写ベルト15の裏面側が除電される。
【0046】
また、アイドルロール32に負の電荷が移動することにより、アイドルロール32は所定の負の電圧Vを有することになる。ただし、本実施の形態では、アイドルロール32がバリスタ80を介して接地されているため、電圧Vがバリスタ電圧Vb(本実施の形態では±3kVであり、負の電荷であるために−3kVとなる)を超えることはない。また、アイドルロール32には剥離プレート72が接続されているため、アイドルロール32に誘起された電圧Vが、そのまま剥離プレート72にも印加されることになる。このようにして剥離プレート72に負の電圧Vが印加されると、二次転写後の中間転写ベルト15と対向する剥離プレート72の面に負の電荷が誘起されることになる。したがって、実施の形態1と同様、二次転写後に正極性に帯電した中間転写ベルト15を除電することが可能となり、二次転写領域Tr2(図4参照)を通過した用紙Pが中間転写ベルト15に貼り付くのを防止することができる。
【0047】
<実施の形態3>
図6は、本実施の形態が適用された画像形成装置における一次転写系および二次転写系を説明するための図である。本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、バリスタ80を介して接地される剥離プレート72が、ベルト内面クリーナ36(クリーニング部材、電荷供給部材)と電気的に接続されている点が実施の形態1とは異なっている。つまり、本実施の形態では、ベルト内面クリーナ36およびバリスタ80が、電荷供給部として機能することになる。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0048】
本実施の形態において、ベルト内面クリーナ36は、例えば回転可能なファーブラシにて構成される。そして、このようなファーブラシは、例えばフッ素樹脂など、帯電系列で中間転写ベルト15の素材よりもマイナス側の材料で構成されている。また、このファーブラシは、常時回転するのではなく、通常は固定状態とし、所定のタイミング(例えば中間転写ベルト15の回転数など)に応じて、定期的に中間転写ベルト15との接触位置をずらすように構成されている。
【0049】
本実施の形態に係る画像形成装置では、ベルト内面クリーナ36のブラシ部分が、移動してくる中間転写ベルト15の裏面を擦り、中間転写ベルト15の裏面に付着したトナー等の異物を除去している。これにより、中間転写ベルト15の裏面側は常時きれいな状態に保たれ、例えば駆動ロール31による駆動が良好に行われる。
【0050】
また、ベルト内面クリーナ36のブラシ部分が中間転写ベルト15の裏面を擦る際に、ブラシ部分には負の電圧が誘起される。これは、上述したように中間転写ベルト15よりもベルト内面クリーナ36の帯電極性がよりマイナス側であるためである。このようにしてベルト内面クリーナ36が負極性に帯電されると、ベルト内面クリーナ36は、所定の負の電圧Vを有することになる。ただし、本実施の形態では、アイドルロール32がバリスタ80を介して接地されているため、電圧Vがバリスタ電圧Vb(本実施の形態では±3kVであり、負の電荷であるために−3kVとなる)を超えることはない。また、ベルト内面クリーナ36には剥離プレート72が接続されているため、ベルト内面クリーナ36に誘起された電圧Vが、そのまま剥離プレート72にも印加されることになる。このようにして剥離プレート72に負の電圧Vが印加されると、二次転写後の中間転写ベルト15と対向する剥離プレート72の面に負の電荷が誘起されることになる。したがって、実施の形態1と同様、二次転写後に正極性に帯電した中間転写ベルト15を除電することが可能となり、二次転写領域Tr2(図4参照)を通過した用紙Pが中間転写ベルト15に貼り付くのを防止することができる。
【0051】
なお、実施の形態1〜3では、バリスタ電圧Vbが3kVのバリスタ80を使用していたが、これに限られるものではなく、要求される仕様に応じて適宜設計変更することができる。また、バリスタ電圧Vbを可変することのできるバリスタ80を用いるようにしてもよい。また、バリスタ80に代えて、ツェナーダイオード等の非直線抵抗素子を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図2】実施の形態1において、一次転写系および二次転写系の詳細を説明するための図である。
【図3】黒の画像形成ユニットおよび除電部材近傍を拡大した模式図である。
【図4】二次転写部近傍を拡大した模式図である。
【図5】実施の形態2において、一次転写系および二次転写系の詳細を説明するための図である。
【図6】実施の形態3において、一次転写系および二次転写系の詳細を説明するための図である。
【符号の説明】
【0053】
10(10Y,10M,10C,10K)…画像形成ユニット、11(11Y,11M,11C,11K)…感光体ドラム、15…中間転写ベルト、16(16Y,16M,16C,16K)…一次転写ロール、18(18Y,18M,18C,18K)…一次転写電源、20…二次転写部、21…二次転写搬送ベルト、22…駆動ロール、23…剥離ロール、25…バックアップロール、26…給電ロール、27…二次転写電源、31…駆動ロール、32…アイドルロール、33…テンションロール、36…ベルト内面クリーナ、50…用紙トレイ、60…定着装置、71…除電部材、72…剥離プレート、80…バリスタ、Vb…バリスタ電圧、E1…一次転写電界、E2…二次転写電界、S1…一次転写ポストニップ領域、S2…二次転写ポストニップ領域、Tr1…一次転写領域、Tr2…二次転写領域




 

 


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