JP5668496B2 - 転写装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは転写位置でのトナー飛散防止機構に関する。

複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などにおいて電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体などの潜像担持体に担持されているトナー像を記録媒体に直接あるいは中間転写体を介して記録媒体に転写することが行われ、記録媒体に転写されたトナー像が定着されることにより複写物や印刷出力を得るようになっている。

上述した中間転写体を用いる場合として複数色の画像を用いたフルカラー画像を形成する場合がある。
この場合には、複数の作像部を中間転写として用いられるドラムの周方向に沿って、あるいはベルトが用いられる場合にはその展張方向に沿って並置し、各作像部で形成されたトナー像を順次中間転写体に重畳転写する１次転写工程後、重畳されたトナー像を記録媒体に対して２次転写工程により一括転写する方式を用いる場合がある（例えば、特許文献１）。

一方、フルカラー画像をはじめとしてトナー像を形成する場合には、画像品質の一つである画像濃度を管理することが重要となる。
画像濃度の管理は、中間転写体としてベルトを用いる場合でいうと、ベルト上にトナー濃度調整パターンとしてのトナー像（以下、パターン像という場合もある）を形成し、このパターン像の濃度を光学センサにより検知し、画像形成条件である、帯電特性、書き込み特性、現像バイアスや現像剤濃度などを調整することが行われる。
パターン像は、本来形成されるべき画像と異なるため、記録媒体として用いられる記録紙が連続搬送される場合には、紙間に形成され、また、本来の画像形成時以外の時期に本来の画像形成時と同様なプロセスを経てベルト上に形成される。

ところで、１次転写によりベルトに転写された重畳画像を一括転写する２次転写時には、転写効率を高める方法として、２次転写部材に対向してベルト裏面側に配置されている背圧ローラに転写バイアスを印加することが多用されている。
この方法では、ベルト上に担持されているトナーに対して背圧ローラからの静電力を受けて反発する、いわゆる、斥力が作用することで記録紙側に転移しやすくして転写効率を上げることができる。

このような２次転写部の構成を用いた場合には、上述したトナーパターンに対しても同様に斥力が作用すると、ベルトから直接２次転写部材側に向けてトナーが飛翔してしまう。
ベルト表面近傍、つまり２次転写部材側には、パターン像を検知するための光学センサが配置されていることから、検知センサの汚損による検知不良を招く虞がある。さらに、トナーの飛散は２次転写部から記録紙を誘導するガイド部や、記録紙をベルトから分離するために設けられている除電針にも付着すると、記録紙への汚損や分離不良を生じる虞がある。

従来、転写位置で斥力を受けて飛翔するトナーによる不具合を防止する構成として、搬送される記録紙の紙間に形成されたパターン像に対応する部分を遮蔽または開放することが可能な遮蔽部材を配置した構成（例えば、特許文献２）、ベルトに対向して配置された導電部材を設け、導電部材を接地することによってベルトから飛翔したトナーを集塵するようにした構成（例えば、特許文献３）がある。

本発明の目的は、像担持体の画像形成領域外に形成されるトナーパターン像の、像担持体から転写手段への飛翔を防止し、装置内の汚損を防止する転写装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）所定方向に移動可能であって、記録媒体へ転写するための画像を形成する領域である画像形成領域に形成されるトナー像と、前記所定方向に直交する幅方向において前記画像形成領域の外側に形成されるトナーパターン像と、をそれぞれ担持可能な像担持体と、
軸を有し、前記記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な転写ローラと、を備え、
前記像担持体上の前記画像形成領域に担持されたトナー像を、前記像担持体と前記転写手段との間の転写位置で電界により記録媒体へ転写する転写装置において、
前記画像形成領域の外側の前記軸上に設けられ、前記電界を遮蔽する電界遮蔽手段を備えることを特徴とする転写装置。

（２）前記電界遮蔽手段は円筒部材であって前記軸に挿嵌されることを特徴とする（１）に記載の転写装置。
（３）前記円筒部材は、前記像担持体の表面と接触しないように設けられることを特徴とする（２）に記載の転写装置。

（４）前記円筒部材の外径は、記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な前記転写ローラのローラ部の外径よりも小さいことを特徴とする（３）に記載の転写装置。
（５）前記円筒部材は、前記トナーパターン像を覆い得る前記幅方向の長さを有することを特徴とする（２）乃至（４）のいずれか一つに記載の転写装置。

（６）前記電界遮蔽手段に当接可能な清掃部材を備えることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか一つに記載の転写装置。
（７）前記清掃部材は、前記電界遮蔽手段に当接して加圧されることにより該電界遮蔽手段表面を摺擦可能な部材であることを特徴とする（６）に記載の転写装置。

（８）前記清掃部材として植毛または弾性体が用いられることを特徴とする（７）に記載の転写装置。
（９）前記清掃部材は、前記電界遮蔽手段の表面に対して所定角度により先端を当接させたブレード部材であることを特徴とする（８）に記載の転写装置。
（１０）前記像担持体はベルトであり、
前記ベルトが掛け回されるとともに、前記ベルトを介して前記転写ローラに当接可能なローラ部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の転写装置。

（１１）前記像担持体上の前記トナー像に対して斥力を付与するバイアスを前記ローラ部材へ印加することを特徴とする（１０）に記載の転写装置。

（１２）前記像担持体は、前記所定方向における同じ位置に前記トナーパターン像の少なくとも一部と前記トナー像とを担持可能であることを特徴とする（１）乃至（１１）のいずれか一つに記載の転写装置。

（１３）前記像担持体上に形成された前記トナーパターン像を検知する検知手段を備えることを特徴とする（１）乃至（１２）のいずれか一つに記載の転写装置。
（１４）前記検知手段は、前記所定方向において前記転写位置よりも下流側の位置の前記像担持体上に対向して設けられることを特徴とする（１３）に記載の転写装置。
（１５）前記電界遮蔽手段は、絶縁樹脂からなることを特徴とする（１）乃至（１４）のいずれか一つに記載の転写装置。

（１６）所定方向に回転可能であって、記録媒体へ転写するための画像を形成する領域である画像形成領域に形成されるトナー像と、前記所定方向に直交する幅方向において前記画像形成領域の外側に形成されるトナーパターン像と、をそれぞれ担持可能な像担持体と、
軸を有し、記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な転写ローラと、
前記像担持体と前記転写ローラとの間で前記像担持体上の前記画像形成領域に担持されたトナー像を記録媒体へ転写させるためのバイアスを印加可能なバイアス印加手段と、
前記画像形成領域の外側の位置に設けられ、前記軸に挿嵌される絶縁樹脂部材と、を備えることを特徴とする転写装置。
（１７）（１）乃至（１６）のいずれか一つに記載の転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、像担持体での画像形成領域外に形成されるトナーパターン像の、像担持体から、転写手段への飛翔が防止される。これにより、装置内の汚損を防止できる。

本発明による転写装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる転写装置の別例を説明するための図である。 本発明による転写装置の要部構成を説明するための図である。 図３に示した構成の作用を説明するための図である。 図３に示した構成の要部変形例を説明するための図である。 図５に示した構成に用いられる電界遮蔽手段に対する清掃構造を説明するための図である。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１に示されている画像形成装置１は、複数色の画像形成を行う作像部が転写体として用いられる転写ベルトの展張方向に沿って並置された４連タンデム方式のカラープリンタである。

図１においてカラープリンタ１は、筐体１Ａの内部で高さ方向略中央に中間転写体としての転写ベルトを備えた１次転写装置２が配置されており、１次転写装置２における転写ベルトの展張面に複数の作像部（便宜上、現像に用いられるトナーの色を意味するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで表示する）が並置されている。
１次転写装置２に用いられる転写ベルト２０は、複数のローラ２Ａ、２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに掛け回され、ベース層には例えば伸張しにくいフッ素樹脂やＰＶＤＦシートあるいはポリイミド系樹脂が用いられ、その表面にはフッ素系樹脂などの平滑性に優れた被覆層が設けられて構成されている。

転写ベルト２０の展張面に沿って並置されている作像部は、今、黒画像を形成する作像部（符号Ｋで示す作像部）を代表して説明すると、転写ベルト２０に対向当接して回転可能な感光体ドラム３Ｋを備えており、感光体ドラム３Ｋの周囲には回転方向に沿って画像形成処理を行うための帯電装置４Ｋ，現像装置５Ｋ，クリーニング装置６Ｋが配置されている。

感光体ドラム３Ｋに対しては、帯電工程後に作像部の下方に配置されている書込装置７を介して画像情報に応じた静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置４Ｋから供給されるトナーによって可視像処理される。
静電潜像が可視像処理されたトナー像は、転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム３Ｋと対向する転写ローラ８により転写ベルト２０に転写される。この工程は各作像部において同様に行われ、転写ベルト２０には異なる色の画像が順次転写される。

転写ベルト２０に転写されたトナー像は、転写ベルト２０上に順次転写されることで重畳画像とされ、転写ベルト２０に隣接して配置されている２次転写装置９を介して給紙装置１０から繰り出された記録紙Ｐに対して一括転写される。
２次転写装置９は、複数のローラ９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに掛け回されて記録紙Ｐの吸着搬送及び転写が可能な電気的に絶縁性のベルト９Ａを備えており、給紙装置１０に装備されている給紙カセット１０Ａ、１０Ｂのいずれかからピックアップローラ１０Ｃを介して繰り出された記録紙Ｐがレジストローラ１１によってレジストタイミングを設定されて給送されると、記録紙Ｐをベルト９Ａの表面に吸着しながら搬送し、１次転写装置２の転写ベルト２０に重畳された画像を転写する。

２次転写装置９では、転写ベルト２０に対向する位置に設けられているローラ９Ｄ，９Ｅが記録紙Ｐの吸着および転写のためのバイアスローラとして用いられ、ローラ９Ｄ，９Ｅで形成されるベルト９Ａ側での転写領域と対向する転写ベルト２０のローラ２Ｃは、テンションローラとして機能すると共に、後で説明するが、転写ベルト２０上に担持されているトナーに斥力を付与する機能を備えている。

２次転写装置９により１次転写装置２の転写ベルト２０に担持されている画像を一括転写された記録紙Ｐは、１次転写装置２の転写ベルト２０と２次転写装置９のベルト９Ａとが対向する位置で挟持搬送され、その移動方向後方に配置されている定着装置１２に搬送されて熱・圧力の作用により画像定着されたうえで、筐体１Ａの上面に設けてある排紙トレイ１Ｂに向け排紙ローラ１３によって排出される。

１次転写装置２に用いられる転写ベルト２０は、各色の画像が２次転写装置９を介して記録紙Ｐに一括転写された後には、ベルト用クリーニング装置１４により未転写トナーなどがクリーニングされて次の転写動作に備えられる。なお、作像部での感光体ドラムも画像転写後にクリーニング工程が実行され、また２次転写装置９におけるベルト９Ａも転写工程が終了すると、クリーニングにより放電生成物や紙粉などの異物が除去される。

図２は、２次転写装置の一部変形例を示しており、同図においては、２次転写装置として、ベルトではなく、２次転写ローラ１５が用いられている。この場合には、転写ベルト２０が掛け回されているローラのうちで、符号２Ｂで示すローラと対向する位置に設けられているローラに対して２次転写ローラ１５が当接して転写ニップを形成できるようになっている。

以上のような構成を対象として本実施例の特徴を説明すると次の通りである。
本実施例は、像担持体として用いられる転写ベルトの画像形成領域外に画像濃度調整用のパターン像を形成し、このパターン像が対向する２次転写位置において、パターン像からのトナーが転写ローラ側に向けて飛翔するのを防止するための構成を画像形成領域に影響しない位置に設けた点を特徴としている。
なお、以下に説明する本実施例での特徴と対比するために用いられる従来技術には、転写位置で斥力を生じさせる構成が挙げられている。
つまり、ベルト上に形成されたパターン像が除電針からの放電を受けないようにトナー像と除電針との間を遮蔽する遮蔽部材を設け、画像転写時には遮蔽部材を開放して除電針からの放電を介して記録紙の分離を行う構成である。
この構成では、パターン像あるいは画像が除電針の位置に到来する時期に合わせる制御や開閉駆動するための構成が複雑となる。特に、パターン像が紙間、換言すれば、画像形成領域内に形成されることから、開閉制御は正確さを求められ、これにより構造の大型化だけでなく制御構造が複雑となる虞がある。
一方、２次転写位置後方に静電的にベルト上のトナーを吸引する関係にある集塵部材によりトナーを集塵する構成の場合には、パターン像の濃度検知を行う位置が上記集塵位置よりも後方であることから、パターン像に含まれるトナーの一部が集塵されてしまう虞がある。従って、正確の画像濃度検知が行えなくなる虞がある。

図３は、従来技術の不具合と本実施例の特徴を説明するための図であり、図２に示した構成を対象として示してある。
本実施例では、転写ベルト２０の画像形成領域外、つまり、図３（Ａ）において、転写ベルト２０の移動方向に対して同次元で直角な関係を持つ幅方向での画像形成領域（図３中、符号ＰＡで示す）の外側に画像濃度調整用のパターン像が転写ベルトの移動方向に沿って複数形成されている。パターン像は、複数種類の濃度を持たせて形成され、転写ベルト２０の移動方向において２次転写位置を通過した後方に設けられている濃度検知センサ１６によって検知される。

このような構成において、転写ベルト２０に担持されているトナーの転写効率を高めるために、ベルト２０側からトナーを飛翔させ易くする構成が採用されている。
つまり、転写ベルト２０が掛け回されたローラのうちで、２次転写ローラ１５と対向して転写ベルト２０の背圧用（バックテンション）ローラとして機能するローラ２Ｂには、トナーに対して斥力を付与するバイアスが印加されている。
このため、転写ベルト２０に重畳転写された画像は、ベルト表面から飛翔しやすくなると共に、２次転写ローラ１５による転写バイアスによって記録紙Ｐへの転移が促進されることになる。

しかし、上述した斥力は、画像形成領域外に形成されるパターン像に対しても同様に及ぶので、図３（Ａ）において矢印で示すように、パターン像に含まれるトナーの一部が２次転写ローラ１５側に飛翔する。
このため、２次転写ローラ１５と対向する位置を通過した後に検知されるパターン像の濃度は、実際の濃度とは異なり、検知精度が悪化して正確の濃度検知ができなくなる。このようなトナーの飛翔現象は、２次転写ローラ１５の近傍に位置する部材にも及ぶと、記録紙Ｐの汚損や周辺機器の汚損を招く。図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示した構成において生じる現象を平面視で表した模式図である。

そこで、本実施例では、図３（Ｂ）に示すように、２次転写ローラ１５とこれに対向する転写ベルト２０側の背圧用ロー２Ｂとの間で画像形成領域外、つまりパターン像が形成される領域に対応させて電界遮蔽部材３０が設けられている。
電界遮蔽部材３０は、電気的絶縁性樹脂材料による板状部材で構成され、一部は背圧用ローラ２Ｂの外周を覆い得る曲面とされ、この曲面には転写ベルト２０の展張面と平行する面が連続している。

本実施例は以上のような構成であるから、２次転写ローラ１５およびこれと対向する背圧用ローラ２Ｂとの間に形成される電界は、図３（Ｂ），図４（Ｂ）に示すように、電界遮蔽部材３０によって遮蔽されることになる。これにより、背圧用ローラ２Ｂからの斥力がパターン像中のトナーに及ぶことがないので、トナー飛翔を防止することができる。しかも、パターン像が転写ベルト２０での画像形成領域外に形成されるようになっているので、記録紙Ｐを連続搬送した場合でも、紙間に関係なくパターン像を形成することができる。これにより、紙間でのパターン像形成と違って、電界の遮蔽・開放のための制御が不要となり、トナー飛翔防止のための構成が簡略化できる。

次に本発明の別実施例について説明する。
図５は、別実施例を説明するための図４相当の平面視的な模式図である。
図５に示された実施例においては、符号３１で示す電界遮蔽部材が、２次転写ローラ１５側に設けられている。つまり、２次転写ローラ１５の軸方向において、転写ベルト２０側での画像形成領域外に対応する位置、いわゆる、軸端部には、パターン像を覆い得る軸方向長さを有する電気的絶縁性樹脂からなる円筒部材が電界遮蔽部材３１として挿嵌されている。
２次転写ローラ１５の軸方向端部では、画像形成領域端部に近いことから、縁端部での電位勾配が最も大きい箇所に対応して電界を遮蔽できることになる。
また、２次転写ローラ１５の軸端部に電界遮蔽部材３１が位置していることにより、例えば、２次転写ローラの軸方向長さ以上のサイズで、かつ、背圧用ローラ２Ｂの軸方向長さ以下のサイズの記録紙が転写対象紙となった場合でも、電界遮蔽部材３１が記録紙の搬送に邪魔となることがない。

ところで、２次転写ローラ１５側に電界遮蔽部材３１を設けた場合には、図６（Ａ）において矢印で示すバイアス印加が遮断されるものの、パターン像以外の像に含まれているトナーが転写ベルト２０の移動時に生じる気流により飛散することもあり、飛散した場合には、図６（Ｂ）に示すように、外部に露呈した状態にある電界遮蔽部材３１の表面に付着する虞がある。図６（Ｂ）では、トナーの付着状態を符号Ｔで示している。
電界遮蔽部材３１にトナーが付着していると、例えば、ジャム処理などで２次転写位置を外部に露呈させた際に、装置内部が汚れた印象を与えるばかりでなく、ジャム処理のための機内に差し入れたユーザーの手にトナーが付着する虞もある。

そこで、本実施例では、図５に示すように、電界遮蔽部材３１に当接可能な清掃部材３２が備えられている。
清掃部材３２は、図６（Ｃ）に示すように、植毛構造等あるいはスポンジ、モルトプレーンなどの弾性体を用いて形状復元可能な構造体とすることが可能である。

また、清掃部材には、図６（Ｄ）に示すように、形状復元が可能な性質の一つである可撓性を持つ材料を用いたマイラーなどの片部材３２’を所定角度で電界遮蔽部材３１の表面に当接させて、いわゆる、カウンタブレード方式により付着したトナーを掻き取るようにすることも可能である。なお、清掃部材としては、上述した機械的特性に加えて、トナーが付着しにくいばかりでなくトナーを掻き取りやすい形状に成形しやすい材質の樹脂を選択すること勿論可能である。

以上のような実施例においては、電界遮蔽部材の機能である、２次転写部材あるいは周辺部への汚損防止とは別の要因で発生する、周辺部あるいはユーザーへの汚損を電界遮蔽部材の構成を変更することなく、簡単かつ低コストで防止することが可能となる。

１ プリンタ
２ 転写装置
２Ｂ 背圧用ローラ
３ 感光体
１５ ２次転写ローラ
１６ 濃度検知センサ
２０ 転写ベルト
３０，３１ 電界遮蔽部材
３２，３２’ 清掃部材
Ｐ 記録紙

特開平０５−３２３７０４号公報 特開２００８−１４５８２７号公報 特開２０１０−１９７７２２号公報

Claims (17)

1. 所定方向に移動可能であって、記録媒体へ転写するための画像を形成する領域である画像形成領域に形成されるトナー像と、前記所定方向に直交する幅方向において前記画像形成領域の外側に形成されるトナーパターン像と、をそれぞれ担持可能な像担持体と、
   軸を有し、前記記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な転写ローラと、を備え、
   前記像担持体上の前記画像形成領域に担持されたトナー像を、前記像担持体と前記転写手段との間の転写位置で電界により記録媒体へ転写する転写装置において、
   前記画像形成領域の外側の前記軸上に設けられ、前記電界を遮蔽する電界遮蔽手段を備えることを特徴とする転写装置。
2. 前記電界遮蔽手段は円筒部材であって前記軸に挿嵌されることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記円筒部材は、前記像担持体の表面と接触しないように設けられることを特徴とする請求項２に記載の転写装置。
4. 前記円筒部材の外径は、記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な前記転写ローラのローラ部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
5. 前記円筒部材は、前記トナーパターン像を覆い得る前記幅方向の長さを有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載の転写装置。
6. 前記電界遮蔽手段に当接可能な清掃部材を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の転写装置。
7. 前記清掃部材は、前記電界遮蔽手段に当接して加圧されることにより該電界遮蔽手段表面を摺擦可能な部材であることを特徴とする請求項６に記載の転写装置。
8. 前記清掃部材として植毛または弾性体が用いられることを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
9. 前記清掃部材は、前記電界遮蔽手段の表面に対して所定角度により先端を当接させたブレード部材であることを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
10. 前記像担持体はベルトであり、
    前記ベルトが掛け回されるとともに、前記ベルトを介して前記転写ローラに当接可能なローラ部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の転写装置。
11. 前記像担持体上の前記トナー像に対して斥力を付与するバイアスを前記ローラ部材へ印加することを特徴とする請求項１０に記載の転写装置。
12. 前記像担持体は、前記所定方向における同じ位置に前記トナーパターン像の少なくとも一部と前記トナー像とを担持可能であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の転写装置。
13. 前記像担持体上に形成された前記トナーパターン像を検知する検知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の転写装置。
14. 前記検知手段は、前記所定方向において前記転写位置よりも下流側の位置の前記像担持体上に対向して設けられることを特徴とする請求項１３に記載の転写装置。
15. 前記電界遮蔽手段は、絶縁樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一つに記載の転写装置。
16. 所定方向に回転可能であって、記録媒体へ転写するための画像を形成する領域である画像形成領域に形成されるトナー像と、前記所定方向に直交する幅方向において前記画像形成領域の外側に形成されるトナーパターン像と、をそれぞれ担持可能な像担持体と、
    軸を有し、記録媒体を介して前記像担持体に当接可能な転写ローラと、
    前記像担持体と前記転写ローラとの間で前記像担持体上の前記画像形成領域に担持されたトナー像を記録媒体へ転写させるためのバイアスを印加可能なバイアス印加手段と、
    前記画像形成領域の外側の位置に設けられ、前記軸に挿嵌される絶縁樹脂部材と、を備えることを特徴とする転写装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか一つに記載の転写装置を用いることを特徴とする画像形成
    装置。

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