JP2008145460A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第二転写時に用紙を中間転写ベルトと挟持用転写ベルトで挟持するベルト転写方式において、安定したトナーの転写を実現し、画像の乱れのない高画質画像が得られる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト２０からトナー像を転写材１２へ転写する電子写真方式の画像形成装置において、第二転写部２９は、中間転写ベルト２０のトナー画像保持裏面側に配される転写対向部材３１と転写対向部材３１と対向して中間転写ベルト２０と共に転写材１２を挟持する無端状の挟持用転写ベルト３２と、押し付けローラ３０とを有している。挟持用転写ベルト３２は、押し付けローラ３０を囲むように配され、押し付けローラ３０と転写対向部材３１との間に配置された中間転写ベルト２０と転写材１２とを圧着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間転写ベルトからトナー像を転写材へ転写する画像形成装置に関し、特に、第二転写時に転写材を中間転写ベルトと挟持用転写ベルトで挟持するベルト転写方式の画像形成装置に関する。

近年の印刷の高速化への対応を考えると、転写部で中間転写ベルトと用紙の接触時間をローラ転写よりも長く取りやすい点で、ベルト転写方式が優位である。

中間転写ベルトからトナー像を転写材へ転写する技術として、特許文献１が公知である。

この特許文献１に記載の技術では、中間転写ベルトに転写されたトナー像を転写材に二次転写するとき、バイアス印加ローラとアースローラを下流側に設けられた二次転写ローラ側に移動し、下流側に設けられた二次転写ローラの位置で挟持用転写ベルトを中間転写ベルトに食い込ませて転写材に一定の圧力を加えながら搬送し、中間転写ベルトや挟持用転写ベルトと転写材との間に隙間があいて転写効率にむらを起こして画像むらが生じたり、搬送不足による搬送不良が発生することを防止するものであり、転写紙等に転写した画像に虫食い画像が発生したり、転写チリにより画像の一部に欠損が生じることを防ぐことができる。

特開平１０−３０７４４６号公報

しかしながら上記従来技術では、二次転写部における転写中に用紙が中間転写ベルトと挟持用転写ベルトのみによって挟持搬送される箇所があり、この箇所で用紙と中間転写ベルトの密着力が不足し、転写が不安定になる問題があった。転写が不安定になると、画像の乱れが生じて高画質画像が得られ難いという問題がある。

本発明の目的は、第二転写時に用紙を中間転写ベルトと挟持用転写ベルトで挟持するベルト転写方式において、安定したトナーの転写を実現し、画像の乱れのない高画質画像が得られる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の画像形成装置は、像担持体と、像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像にトナーを付着させる現像手段と、像担持体上のトナー画像が転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、像担持体のトナー画像を中間転写ベルトに転写する第一転写部と、転写材を搬送する転写材搬送手段と、中間転写ベルト上のトナー画象を転写材に転写する第二転写部と、転写材に転写したトナー画像を溶融定着する定着手段とを備える画像形成装置において、第二転写部は、中間転写ベルトのトナー画像保持面の裏面側に配置される転写対向部材と、中間転写ベルトのトナー画像保持面に対向して配置され中間転写ベルトとの間に転写材を挟持する無端状の挟持用転写ベルトと、挟持用転写ベルトの内周側に配置されると共に転写対向部材に向けて挟持用転写ベルトを押し圧する押し付けローラとを有し、挟持用転写ベルトは中間転写ベルトの搬送方向に搬送されており、中間転写ベルトと挟持用転写ベルトとの間に搬送した転写材に中間転写ベルトのトナー画像を転写するときに、転写対向部材と押し付けローラとで中間転写ベルトと転写材とを圧着することを特徴とする。

請求項２記載の画像形成装置では、請求項１に記載の画像形成装置において、転写対向部材は中間転写ベルトの搬送と共に回転するローラであり、押し付けローラは外周面が塑性変形可能であり、押し付けローラの外周面が転写対向部材からの押し付け反力を受けると転写対向部材の外周形状に沿って変形することを特徴とする。

請求項３記載の画像形成装置では、請求項１に記載の画像形成装置において、第二転写部は、内周側に転写対向部材を配置し且つ中間転写ベルトの搬送方向に搬送される無端状の対向転写ベルトを有し、転写対向部材は押し付けローラの押し圧力に抗して押し付けローラを押し圧する平坦面を有する押し付けパッドである、押し付けローラは外周面が塑性変形可能であり、押し付けローラの外周面が転写対向部材からの押し付け反力を受けると転写対向部材の外周形状に沿って変形することを特徴とする。

請求項４記載の画像形成装置では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、押し付けローラと転写対向部材との圧接部における面圧分布が中間転写ベルトの搬送方向で略一定としてあることを特徴とする。

請求項１に記載の画像形成装置では、第二転写部において、中間転写ベルトと挟持用転写ベルトとの間に搬送した転写材は、押し付けローラと転写対向部材とにより所定の押し付け力を付与され続けながら挟持しつつ搬送されるので、安定した転写を実現できる。

以下に図１〜図３を参照して本発明の第一実施の形態について説明する。図１は本発明の第一実施の形態にかかる画像形成装置の中間転写ベルトと第二転写部を抜き出して示す斜視図であり、図２は第二転写部の側面図であり、図３は画像形成装置の概略的構成を示す側面図である。

本実施の形態にかかる画像形成装置１は、図３に示すように、カラー画像を形成する装置であり、中間転写ベルト２０からトナー像を転写材（用紙）１２へ転写する電子写真方式の画像形成装置である。

この画像形成装置１において、第一転写部２には、色毎の現像ユニット（現像手段）５０１、５０２、５０３、５０４が中間転写ベルト２０の上方に配置してあり、中間転写ベルト２０にカラーのトナー画像を形成し、そのトナー画像を転写材堆積手段４から搬送される転写材（用紙）１２に転写し、定着器６０の熱と圧力でトナーを溶融定着してカラーのトナー画像を形成するものである。

現像ユニットは４式あり、各現像ユニット５０１、５０２、５０３、５０４における像担持体５４は、感光体ドラムである。それぞれ、黒色トナーを有するK現像ユニット５０１、シアン色トナーを有するC現像ユニット５０２、マゼンタ色トナーを有するM現像ユニット５０３、イエロー色トナーを有するY現像ユニット５０４である。現像ユニット５０１は、トナーを貯めるトナーホッパ５３、トナー層を形成し、感光体ドラム（像担持体）５４上にトナーを現像する現像ローラ５２、感光体ドラム５４上をクリーニングするドラムクリーナ５７、感光体ドラム５４上を帯電させる帯電器５５、感光体ドラム５４上に静電潜像を書き込む露光器（潜像形成手段）５６で構成される。

中間転写ベルト２０は、第一の従動ローラ２１、第二の従動ローラ２６、転写対向ローラ（転写対向部材）３１等に張架され、駆動モータ２５に接続された駆動ローラ３の駆動により搬送されている。第二の従動ローラ２６は荷重付与手段２４により中間転写ベルト２０に張力を与え、駆動ローラ３と中間転写ベルト２０との間に摩擦力を発生させ、駆動力を得ている。荷重付与手段２４は、例えば、スプリング等の付勢部材である。

中間転写ベルト２０にトナー画像を形成する場合、感光体ドラム５４上を帯電器５５で帯電させ、露光器５６で画像に応じた光をあてて、感光体ドラム５４上に静電潜像を形成する。その静電潜像部分が感光体ドラム５４の回転により、現像ローラ５２に達し、トナー層と接すると帯電しているトナーが付着して感光体ドラム５４上にトナー画像を形成する。

感光体ドラム５４上のトナー画像は、一次転写ローラ５８が中間転写ベルト２０当接して中間転写ベルト２０上に転写される。

各現像ユニット５０１、５０２、５０３、５０４において、感光体ドラム５４上のトナー画像は、中間転写ベルト２０に転写され、中間転写ベルト２０にカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト２０の搬送により、中間転写ベルト２０と挟持用転写ベルト３２とが当接する第二転写部２９で搬送されてきた用紙（転写材）１２上にトナー画像が転写される。

第二転写部２９に設けてあるベルトクリーナ９１は中間転写ベルト２０上の残留トナーを除去する。尚、各現像ユニット５０１、５０２、５０３、５０４に設けてある一次転写ローラ５８は、感光体ドラム５４に対向して中間転写ベルト２０の内周側に配置されている。

用紙搬送経路８は、用紙を堆積する用紙堆積手段４から、ピックアップローラ９、分離ローラ１１を経て、挟持用転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を通過し、搬送ベルト８１から定着器６０へ至る。

定着器（定着手段）６０は、バックアップローラ６４、弾性ローラ６３、加熱ローラ６２、定着ベルト６１を有しており、定着ベルト６１は、弾性ローラ６３と加熱ローラ６２に掛け渡され、加熱ローラ６２あるいは他のローラの回転により駆動されている。

定着器６０において、用紙（転写材）１２はバックアップローラ６４により弾性ローラ６３側に押し付けられる。加熱ローラ６２は、金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト６１を加熱する。弾性ローラ６３表面は、シリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラ６４の押し付けにより、ニップ部を弾性ローラ６３側に凸とし、用紙が定着ベルト６１に巻きつくのを防止する。

トナー画像が転写された用紙１２は、搬送ベルト８１により定着器６０に搬送され、熱と圧力によりトナーを溶融定着しカラー画像を形成する。

次に、図１及び図２を参照して、第二転写部２９について説明する。第二転写部２９は、転写対向部材３１を有し、本実施の形態では、転写対向部材３１はローラであり、転写対向部材３１は、例えば、ばね等の加圧手段１８により、押し付けローラ３０に向けて押し付けられている。押し付けローラ３０は、例えば、軟質ゴム、軟質樹脂、発泡樹脂のような柔らかい材質の材料で形成され、転写対向部３１に向けて押し付けられると、転写対向部３１からの反力を受けて転写対向部３１の外周形状に沿うように塑性変形する。

挟持用転写ベルト３２は、押し付けローラ３０を内包するように配置された無端ベルトであり且つ中間転写ベルト２０に接触してあり、中間転写ベルト２０の移動に伴い従動搬送される。用紙（転写材）１２は、図１及び図２に示す矢印Ｂ方向から搬送され、挟持用転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間に挟まれて搬送されるようになっている。

挟持用転写ベルト３２は転写ベルトガイドローラ３３、３４、３５により張架され、安定したベルト搬送が実現される。尚、転写ベルトガイドローラ３３を駆動源(図示せず)により回動させることによって挟持用転写ベルト３２に中間転写ベルト２０と同速で搬送されるように搬送力を付与し、中間転写ベルト２０の搬送負荷を低減させることができる。

押し付けローラ３０、中間転写ベルト２０、挟持用転写ベルト３２および、転写対向部材３１は電気抵抗値が調整されており、用紙１２（図３参照）が挟持用転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を挟持、搬送されている間に押し付けローラ３０と転写対向部材３１の間に所定の電位が付与され、中間転写ベルト２０上の帯電トナーを静電力によって用紙へ転写する。トナーを保持した用紙は、図中矢印Cの方向へ搬送される。

次に、本実施の形態にかかる画像形成装置の作用効果について説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置１によれば、転写材１２は中間転写ベルト２０と挟持用転写ベルト３２との間に挟まれると共に転写対向部材３１と押し付けローラ３０とにより圧着されるので、第二転写部２９において用紙１２と中間転写ベルト２０の接触領域を安定して保持することができ、高速印刷において安定した転写性能を確保することができる。

さらに、第二転写部２９のニップ部を形成する押し付けローラ３０および転写対向部材３１の接触領域に形成される転写電界中を搬送される前に、転写ベルトガイドローラ３５および中間転写ベルトガイドローラ３７により中間転写ベルト２０と転写材１２が挟持、搬送されるので、第二転写部２９のニップ部直前の用紙のばたつきが防止され、用紙のばたつきによる電界の不安定に起因した放電を防止することができる。このため、中間転写ベルト２０上のトナー像の放電による飛散りを防止することができる。

押し付けローラ３０を塑性変形可能材料で形成し、押し付けローラ３０の外周面の形状を、転写対向部材３１の外周形状と略一致させるように変形させることで、二次転写時の中間転写ベルト２０と転写材１２の接触部における面圧分布を略一定にでき、圧力分布の変動に伴う画像欠陥を防止することができる。

以下に本発明の他の実施の形態について説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第一実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、第一実施の形態と主に異なる点を説明する。

図４及び図５を参照して本発明の第二実施の形態を説明する。図４は第二実施の形態にかかる画像形成装置の中間転写ベルトと第二転写部を抜き出して示す斜視図であり、図５は第二転写部の側面図である。

第二実施の形態においては、第二転写部２９は転写対向部材３１が、略立方体形状であり回転しないパッドとしてあることが第一実施の形態と異なっている。また、第転写部２９には、対向転写ベルト４２が転写対向部材３１を内包するように配置され、対向転写ベルト４２は中間転写ベルト２０の移動に伴い従動して駆動される。本実施の形態においては、対向転写ベルト４２は対向転写ベルトガイドローラ３７、４０、４１により張架され、安定したベルト搬送が実現されている。また、潤滑剤付与部材３９が対向転写ベルト４２の内面に接触するように配置されており、対向転写ベルト４２の搬送に伴って対向転写ベルト４２の内面に潤滑剤を塗布し、対向転写部材３１と対向転写ベルト４２の摺動抵抗を低減させている。尚、対向転写ベルト４２は、ガイドローラ４１を駆動源(図示せず)により回動させることによって対向転写ベルト４２に中間転写ベルト２０と同速で搬送されるように搬送力を付与し、中間転写ベルト２０の搬送負荷を低減させることができる。

転写材１２は図中矢印Ｂ方向から搬送され、挟持用転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間に挟持されて搬送される。転写対向部材３１、中間転写ベルト２０、挟持用転写ベルト３２および、押し付けローラ３０は電気抵抗値が調整されており、用紙が挟持用転写ベルト３２と中間転写ベルト２０の間を挟持、搬送されている間に転写対向部材３１と押し圧ローラ３０の間に所定の電位が付与され、中間転写ベルト２０上の帯電トナーを静電力によって用紙へ転写する。トナーを保持した用紙は、図中矢印Cの方向へ搬送される。

この第二実施の形態においても、上述した第一実施の形態と同様に、第二転写部２９において、転写材１２と中間転写ベルト２０との接触領域を安定して保持することができるので、高速印刷において安定した転写性能を確保することができる。さらに、本実施例においては転写材１２と中間転写ベルト２０の接触領域は、図５に示すように、略平坦となるので、用紙を変形させる力が作用せず、用紙搬送の安定性をより一層向上させることができる。

さらに、転写対向部３１を直方体形状としているので、二次転写部２９において押し付けローラ３０と転写対向部３１で中間転写ベルトと用紙を挟持するときに、二次転写時の中間転写ベルト２０と転写材１２の接触部における面圧分布を略一定にすると共に二次転写部２９での用紙の搬送経路を略直線状にすることができるので、搬送中に用紙を変形させる力が作用せず、用紙搬送の安定性を一層向上させることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、第二実施の形態の押し付けパッド３１は、三角柱状や半円柱状等であっても良い。

本発明の第一実施の形態にかかる画像形成装置の中間転写ベルトと第二転写部を抜き出して示す斜視図である。 図１に示す第二転写部の側面図である。 画像形成装置の概略的構成を示す側面図である。 第二実施の形態にかかる画像形成装置の中間転写ベルトと第二転写部を抜き出して示す斜視図である。 図４に示す第二転写部の側面図である

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 第一転写部
３ 駆動ローラ
８ 用紙搬送路（転写材搬送手段）
１２ 転写材
２０ 中間転写ベルト
２９ 第二転写部
３０ 押し付けローラ
３１ 転写対向部材
３２ 挟持用転写ベルト
４２ 対向転写ベルト
５２ 現像ユニット
５４ 感光体ドラム（像担持体）
５６ 露光器（潜像形成手段）
６０ 定着器（定着手段）
５０１、５０２、５０３、５０４ 現像ユニット（現像手段）

Claims (4)

1. 像担持体と、像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像にトナーを付着させる現像手段と、像担持体上のトナー画像が転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、像担持体のトナー画像を中間転写ベルトに転写する第一転写部と、転写材を搬送する転写材搬送手段と、中間転写ベルト上のトナー画象を転写材に転写する第二転写部と、転写材に転写したトナー画像を溶融定着する定着手段とを備える画像形成装置において、
   第二転写部は、中間転写ベルトのトナー画像保持面の裏面側に配置される転写対向部材と、中間転写ベルトのトナー画像保持面に対向して配置され中間転写ベルトとの間に転写材を挟持する無端状の挟持用転写ベルトと、挟持用転写ベルトの内周側に配置されると共に転写対向部材に向けて挟持用転写ベルトを押し圧する押し付けローラとを有し、挟持用転写ベルトは中間転写ベルトの搬送方向に搬送されており、中間転写ベルトと挟持用転写ベルトとの間に搬送した転写材に中間転写ベルトのトナー画像を転写するときに、転写対向部材と押し付けローラとで中間転写ベルトと転写材とを圧着することを特徴とする画像形成装置。
2. 転写対向部材は中間転写ベルトの搬送と共に回転するローラであり、押し付けローラは外周面が塑性変形可能であり、押し付けローラの外周面が転写対向部材からの押し付け反力を受けると転写対向部材の外周形状に沿って変形することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 第二転写部は、内周側に転写対向部材を配置し且つ中間転写ベルトの搬送方向に搬送される無端状の対向転写ベルトを有し、転写対向部材は押し付けローラの押し圧力に抗して押し付けローラを押し圧する平坦面を有する押し付けパッドであり、押し付けローラは外周面が塑性変形可能であり、押し付けローラの外周面が転写対向部材からの押し付け反力を受けると転写対向部材の外周形状に沿って変形することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 押し付けローラと転写対向部材との圧接部における面圧分布が中間転写ベルトの搬送方向で略一定としてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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