(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触して転写ニップ領域を形成するとともにこの転写ニップ領域に記録体を搬送する一つの転写ベルトに対し、
像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、上記像担持体上の像を上記記録体に転写する転写手段とを備えた画像形成ユニットが、上記記録体の搬送方向に間隔をおいて複数設けられた画像形成装置において、
上記各画像形成ユニットの転写手段はそれぞれ、上記転写ベルトに転写電荷を供給する電荷印加部材と、上記転写ニップ領域に位置し上記転写ベルト上の電荷を規制する電荷規制部材とから構成され、ある転写ニップ領域の記録体搬送方向における下流側端部位置におけるベルト電位が、その下流隣に位置する画像形成ユニットに対応する転写ニップ領域の上流側端部位置におけるベルト電位より大きくなるように、上流側の画像形成ユニットに対応する電荷印加部材と、下流側の画像形成ユニットに対応する電荷規制部材との間に、除電部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等の画像形成装置に関し、詳しくは、転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、帯電手段と露光手段によって像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段によって顕像化することが行われている。
顕像化された像担持体上の像は、転写手段によって電荷を供給された転写ベルトによって搬送される記録体に、静電吸着の原理によって転写される。図９はその一例を概略的に示すものである（特開平９−１７９４１３号公報）。図９において、符号１００は像担持体、１０２は転写ベルト、１０４はブラシ形態の転写手段をそれぞれ示している。
【０００３】
また、図１０に示すように、転写ベルト１０６にその転写ニップ領域の下流側でローラ形態の転写手段１０８を接触させるとともに、転写ベルト１０６を駆動する一方のローラ１１０を抵抗を介して接地する構造のものも提案されている。図１０において符号１１２は像担持体を示している。
また、図１１に示すように、転写ベルトを用いるタイプではないが、転写ニップ領域内にて像担持体１１４にブラシ形態の転写手段１１６を直接接触させるとともに、下流側において除電ブラシ１１８を直接接触させる構造のものも提案されている（特開平７−８４４３４号公報）。図１１において、符号１２０は現像手段、１２２はレジストローラ対を示す。ここにおける除電ブラシ１１８は、転写手段１１６によって印加された電荷を除去し、記録体の剥離を助けるという観点から設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
転写ベルトを備えた画像形成装置では、いわゆる「転写チリ」という画像劣化問題を抱えている。
これは、図１２に示すように、転写入り口、すなわち、転写ニップ領域から外れた上流側において、像担持体としての感光体１２４と、転写ベルト１２６との間の電位差が大きい場合、そこに形成される電界により、感光体１２４上に形成されたトナー像が記録体１２８に転写されることによって生じる。
このプレ転写は電荷の放電現象でもあるが、転写入り口では記録体１２８と感光体１２４との間に距離があるため、空間を移動中に位置ずれを生じ、トナー１２５は正規の位置からある範囲内で広がってしまう。これが転写チリとなって画像を劣化させるのである。
このプレ転写は、ブラシ形態の転写手段１３０によって印加された供給電荷が転写ベルト１２６の表面もしくは内部を通り、転写ニップ領域外で電界を形成することによって生じる。なお、図１２では、トナー１２５がマイナスに帯電し、これに対応して転写手段１３０によってプラスの電荷を供給した場合を示している。
【０００５】
これらに関連して、転写入り口と出口に要求されるベルトの電位等の状態は異なり、また、本来転写に必要とされる電位・電流量も転写ニップ領域内での入り口と出口とでは異なっている。
すなわち、転写に必要な条件を満たすと、その影響を受けることにより、転写入り口・出口の状況が求められている最適条件から外れて、電界が強くなりすぎてしまい、転写チリが悪化するなどしていた。
【０００６】
また、転写ベルトを有する場合、経時での転写ベルトの劣化により、転写チリが悪化することが確認されている。表１は、転写ベルト未使用時と、電荷を印加し続けて１００時間連続稼働した時点での転写ベルトの裏面（像担持体と接触する面を表面とする。以下、同じ。）の表面抵抗の測定値である。なお、表１中、単位はΩｃｍである。
【０００７】
【表１】
0003708700.tif 000002
【０００８】
表１から、経時での抵抗低下が判るが、この抵抗低下は、電荷印加時に発生するイオン化物質ＮＯx 、ＳＯx などが付着することにより生じていることが確認されている。この表面抵抗の低下により、本来転写ベルト上の特定領域に保持されていた電荷が拡散し、転写ニップ領域外の電位が上昇してプレ転写が増加するのである。
これをベルト電位で示したのが図１３である。但し、この図はあくまでも一例であり、種々の条件によっては必ずしも同じ傾向を示さない場合もある。図に示すように、初期時のベルト電位Ｌ１に対し、経時のベルト電位Ｌ２は、ベルト裏面の抵抗低下により電荷の保持が難しくなり、それが拡散するために低下する。このため、転写ニップ領域外でのベルト電位は上昇し、プレ転写が起こり易い状態となる。
【０００９】
ただ、転写チリはある程度の量は常時発生しているもので、どこの段階で異常とするかは、装置の目標画質などに影響されるため、その判断基準は任意となる。その限界点の電位を仮に転写チリ限界電位とすれば、図１３中に示したハッチングの部位ａはその転写チリ限界電位を超えた位置となり、画像不良と判断される転写チリ発生領域となる。
この転写チリ発生領域は転写ベルトの抵抗低下により拡大し、これに伴って転写チリも悪化する。
上記各従来技術等においては、このような転写チリの具体的な抑制対策は講じられていない。
【００１０】
上述のようにトナーの転写自体は電荷の放電現象であり、このため、転写チリには防ぎようのない限界点がある。また、転写が、ある程度像担持体と記録体との間に空間がある位置で生じる事自体避けられない。
そこで、本発明は、プレ転写を極力抑制することにより、転写チリによる画像劣化を低減できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、プレ転写を生じさせ得る余分な電荷を積極的に除去する構成とした。
具体的には、請求項１記載の発明では、像担持体に接触して転写ニップ領域を形成するとともにこの転写ニップ領域に記録体を搬送する一つの転写ベルトに対し、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、上記像担持体上の像を上記記録体に転写する転写手段とを備えた画像形成ユニットが、上記記録体の搬送方向に間隔をおいて複数設けられた画像形成装置において、上記各画像形成ユニットの転写手段はそれぞれ、上記転写ベルトに転写電荷を供給する電荷印加部材と、上記転写ニップ領域に位置し上記転写ベルト上の電荷を規制する電荷規制部材とから構成され、ある転写ニップ領域の記録体搬送方向における下流側端部位置におけるベルト電位が、その下流隣に位置する画像形成ユニットに対応する転写ニップ領域の上流側端部位置におけるベルト電位より大きくなるように、上流側の画像形成ユニットに対応する電荷印加部材と、下流側の画像形成ユニットに対応する電荷規制部材との間に、除電部材を設けた、という構成を採っている。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の第１の参考実施例を図に基づいて説明する。
本参考実施例における電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、図１に示すように、像担持体としての感光体２と、この感光体２を帯電させるための帯電手段としての帯電ローラ４と、潜像を形成するための図示しない露光手段と、潜像を顕像化するための現像手段としての現像ユニット８と、感光体２に接触して転写ニップ領域を形成するとともにこの転写ニップ領域に記録体としての記録紙１０を搬送する転写ベルト１２と、感光体２上に残留したトナーを除去するクリーニングユニット１４と、感光体２上の残留電位を除去するＱＬ１６と、転写手段１８等から構成されている。
転写ベルト１２の材料としては、体積抵抗で１０８Ωｃｍ以上のプラスチック材料、ゴム材料等を採用できる。例えば、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ等である。しかし、転写ベルト１２の材質や抵抗等は上記に制限される必要はなく、任意に選択できる。
【００１７】
転写手段１８は、転写ベルト１２に転写電荷を供給する電荷印加部材２０と、転写ニップ領域に位置して転写ベルト１２上の電荷を規制する電荷規制部材２２とから構成されている。
電荷印加部材２０は、転写ニップ領域より下流側において転写ベルト１２の裏面に接触する導電性のブラシ２４と、このブラシ２４に接続された電源２６とから構成されている。一方、電荷規制部材２２は、転写ニップ領域内で転写ベルト１２の裏面に接触する導電性のブレード２８と、このブレード２８に接続されるとともに接地された抵抗３０とから構成されている。
【００１８】
電荷印加部材２０によって転写ニップ領域に供給された電荷は、電荷規制部材２２によって転写ニップ領域外への拡散を規制され、これによってプレ転写は生じにくくなる。この電荷規制部材２２による電荷の拡散規制は、転写ベルト１２の経時の抵抗低下状態においても有効に機能する。
これをベルト電位で示したのが、図２である。但し、この図はあくまも一例であり、種々の条件によっては必ずしも同じ傾向を示さない場合もある。
【００１９】
電荷規制部材２２を設ける構成では、その電位は電荷規制部材２２の接地方法に影響される。抵抗３０を介さずに直接接地した場合にはＬ３となり、電荷規制部材２２の位置近辺にてその電位は０近くになる。本参考実施例の場合には図１に示したように抵抗３０を介して接地しているので、転写ベルト１２の抵抗値などと相関してそのベルト電位はＬ４となり、ある一定範囲に制御することが可能となる。
換言すれば、転写チリが画像劣化として顕著になる限界点を転写チリ限界電位とするなら、電位をその限界点まで上昇させることが可能となる。この場合、転写ニップ領域内の電位も全体的に上昇させることが可能になり、転写に必要な電荷量を制御できる範囲も広くなり、制御の余裕度が増すことになる。
電荷規制部材２２が無い場合には、そのベルト電位はＬ５となり、転写ニップ領域外での電界が強いため、電位の制御が困難となり、画像劣化に結びつく転写チリが発生することになる。図２においてハッチング部分ｂは転写チリ発生領域を示す。
【００２０】
ブラシ２４とブレード２８の抵抗値は任意に決定されるものである。また、これらの部材はは図１で示したものに限定されるものではなく、導電性の部材であれば問題ない。例えば、図３に示すように、電荷印加部材２０のブラシ２４を導電性のローラ３２とするとともに、電荷規制部材２２のブレード２８を導電性のブラシ３４として直接接地してもよい。また、ブラシ２４とブレード２８の材質を同じにしたり、抵抗を変化させたりしてもよい。また、接地のみならず、電源等に接続して電位・電流を任意の値に制御することも可能である。
【００２１】
次に、図４に基づいて第２の参考実施例を説明する。
本参考実施例における画像形成装置は、ローラ３６，３８によって駆動される一つの転写ベルト４０に対して、記録紙１０の搬送方向に間隔をおいて４つの画像形成ユニット４２、４４，４６，４８を配置して構成されている。いわゆるフルカラーの画像形成装置である。各画像形成ユニット４２、４４，４６，４８はそれぞれ、上記第１の参考実施例と同様の構成を有している。このため、上記第１の参考実施例と同一部分は同一符号で示し、構成上及び機能上の説明は適宜省略する。
【００２２】
このようなフルカラーの構成においても各画像形成ユニット４２、４４，４６，４８において、上記第１の参考実施例と同様に、電荷規制部材２２による電荷規制機能を得ることができ、転写チリの発生を抑制できるのであるが、本参考実施例の場合には複数配置構成特有の問題が絡んでくる。これを以下に説明する。
近年の装置の小型化によって、各画像形成ユニット４２、４４，４６，４８間の距離が狭まる傾向にあり、それに伴い転写手段１８間の距離も小さくなる傾向がある。各転写手段１８は全て転写ベルト４０に接触しているため、例えば、画像形成ユニット４６における転写手段１８の電荷印加部材２０から供給された転写電荷は、上流方向（矢印Ｕ方向）と下流方向（矢印Ｄ方向）へ流れることになる。各画像形成ユニット４２、４４，４６，４８間、転写手段１８間の距離が近くなれば、それぞれに対して流れる電流量の割合に対して、その両側の位置関係が重要になってくる。
【００２３】
画像形成ユニット４６の電荷印加部材２０から下流隣の画像形成ユニット４８の電荷規制部材２２への距離をｌ1 、画像形成ユニット４６の電荷印加部材２０から画像形成ユニット４６の電荷規制部材２２への距離をｌ2 とすると、それぞれの距離関係により、その両側に発生するベルト上の電位勾配が変化する。転写ベルト４０を抵抗体として静止している状態で考えると、抵抗値はほぼその距離に比例すると考えてよい。この状態でｌ1 ≪ｌ2 であるとすると、電位勾配はｌ1 側に大きくなり、電荷は画像形成ユニット４８の電荷規制部材２２側へ多く流れることになる。
【００２４】
これらを防止するために、本参考実施例においては、その距離関係を、転写ベルト４０を停止させ、所定の電荷もしくは電位を印加したときに、画像形成ユニット４６の転写ニップ領域の下流側端部位置におけるベルト電位が、下流隣の画像形成ユニット４８の転写ニップ領域の上流側端部位置におけるベルト電位より大きくなるように、画像形成ユニット４６の電荷規制部材２２、画像形成ユニット４８の電荷規制部材２２と画像形成ユニット４６の電荷印加部材２０との距離を設定している。この距離はある意味、画像形成ユニット４６の電荷印加部材２０両側の抵抗値の割合を変化させ、その電荷・電位を制御していると考えてよい。
【００２５】
図１及び図４に基づいてその位置関係を具体的に説明する。但し、図１及び図４におけるｌ1 、ｌ2 、ｌ3 、ｌ4 は全ての画像形成ユニット４２、４４，４６，４８において同じとする。
転写ベルト４０を抵抗体として考え、ｌ1 ＞ｌ2 となれば、ｌ1 側の抵抗値が大きくなり、流れる電流量は少なくなって電荷量も小さくなる。従って、転写ニップ領域の下流側端部位置における電荷量を、下流隣の画像形成ユニットの転写ニップ領域の上流側端部位置より大きくする場合、概ねｌ1 ＞ｌ2 になるように設定を行う。
【００２６】
また、転写ニップ領域の下流側端部位置におけるベルト電位を、下流隣の画像形成ユニットの転写ニップ領域の上流側端部位置より大きくする場合、転写ベルト４０を抵抗体として考えると、（ｌ3 ／ｌ1 ）＜（ｌ4 ／ｌ2 ）の条件下でそれぞれの電位が条件を満たすことになる。従ってその距離を（ｌ3 ／ｌ1 ）＜（ｌ4 ／ｌ2 ）で設定する。
この場合、転写ニップ領域にある程度の幅があることを前提としているが、直径が５０φ以下の小径の像担持体などの場合、その転写ニップ領域内のｌ3 、ｌ4 は無視し、単純にｌ1 ＞ｌ2 になるように設定しても構わない。
以上、位置関係に関して概略の決定方法を示したが、条件等によれば、以上の値だけでは定まらない場合もある。その場合は、実測値を基にその位置を決定することも可能である。
【００２７】
このベルト電位を示したのが図５である。但し、この図はあくまも一例であり、種々の条件によっては必ずしも同じ傾向を示さない場合もある。
ベルト電位Ｖ5 は転写に必要な電位から決定されることから、もしＶ4 がＶ5 より大きいとなると、電荷規制部材２２より上流側で転写が行われることになる。その場合、転写に十分な電位は転写ニップ領域近傍でプレ転写を引き起こす電界を生じさせることになる。しかし、Ｖ4 がＶ5 より小さくなるように、その配置を行いプレ転写領域での電位を下げれば、転写チリの発生を低減することが可能となり、画像の劣化を防止することができるようになる。
以上４色構成を例に説明したが、２色、３色の構成においても同様である。
【００２８】
次に、図６に基づいて本発明の実施例を説明する。
本実施例における画像形成装置は、上記第２の参考実施例における画像形成装置と同じく多色画像形成装置である。上記第２の参考実施例と同一部分は同一符号で示し、構成上及び機能上の説明は適宜省略する。
本実施例では画像形成ユニット４４，４６のみ示しているが、上記第２の参考実施例と同様、３色、４色構成にも同様に対応できるものである。
上記第２の参考実施例と異なる点は、画像形成ユニット４４の電荷印加部材２０と、下流隣の画像形成ユニット４６の電荷規制部材２２との間に除電部材５０を設けたことにある。除電部材５０は、転写ベルト４０の裏面に接触する導電性のローラ５２と、このローラ５２に接続されるとともに接地された抵抗５４とから構成されている。
除電部材５０は、上記第２の参考実施例と同様に、画像形成ユニット４４の転写ニップ領域の下流側端部位置におけるベルト電位もしくはその位置を流れる電流を、下流隣の画像形成ユニット４６の転写ニップ領域の上流側端部位置におけるベルト電位もしくはその位置を流れる電流より大きくするために設けられている。
【００２９】
画像形成ユニット４４の電荷印加部材２０によって印加された電荷において、下流隣の画像形成ユニット４６における転写ニップ領域上流側端部へ流れる電荷は除電部材５０によって除去ないし規制されるので、図５で示したように、各画像形成ユニットにおける転写ニップ領域ではＶ５＞Ｖ４の電位状態となり、プレ転写が抑制される。本実施例では除電部材５０を設ける構成であるので、上記第２の参考実施例のように電荷印加部材２０等の精密な位置関係を必要とせず、製造上の自由度を得ながら転写チリを抑制できる利点がある。
【００３０】
次に、図７に基づいて第３の参考実施例を説明する。
本参考実施例における画像形成装置は、図１で示した最初の参考実施例に比べ、その転写手段５６が、転写ニップ領域内に位置する電荷規制部材６０と、この電荷規制部材６０の下流に位置して転写ニップ領域内に設けられた電荷印加部材５８とから構成される点が異なる。電荷印加部材５８は、転写ニップ領域内において転写ベルト１２の裏面に接触する導電性のブラシ６２と、電源６４とから構成されている。電荷規制部材６０は、転写ベルト１２の裏面に接触する導電性のブラシ６６と、抵抗６８とから構成されている。その他の構成については、図１で示したものと同様であるので同一符号で示し、構成上及び機能上の説明は適宜省略する。
本参考実施例においても図１で示した参考実施例と同様に、電荷印加部材５８によって転写ニップ領域に供給された電荷は、電荷規制部材６０によって転写ニップ領域外への拡散を規制され、これによってプレ転写は生じにくくなる。また、この電荷規制部材６０による電荷の拡散規制は、転写ベルト１２の経時の抵抗低下状態においても有効に機能する。
【００３１】
図１０で示した従来技術のように、転写ニップ領域から外れた位置で転写手段１０８によって印加する場合、印加位置での電位と、転写ニップ領域での電位では、Ｖ３とＶ１のような差が生じることになる。
しかしながら本参考実施例のように電荷印加部材５８を転写ニップ領域内に接地すると、そのような差が生じなくなり、電荷印加部材５８の必要以上の電位上昇を防止することができる。従って、必要以上の電位・電荷を印加する必要がなくなるため、高圧電源６４の負荷を低減でき、消費エネルギーの低減を図ることができる。
また、転写手段５６の構成は上記に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、導電性のローラ３２を有する電荷印加部材２０と、導電性のブレード２８を有する電荷規制部材２２とから構成してもよい。
また、本参考実施例における転写手段５６の構成は、上記多色タイプの画像形成装置においても適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、転写ニップ領域に供給された転写電荷の拡散を規制する電荷規制部材を設ける構成としたので、多色タイプの構成において、プレ転写の発生を抑制でき、これによって転写チリの発生、ひいては画像劣化を抑制することができる。また、転写ベルトの経時の抵抗低下においても転写チリの抑制を図ることができる。
また、ある転写ニップ領域の記録体搬送方向における下流側端部位置におけるベルト電位が、その下流隣に位置する画像形成ユニットに対応する転写ニップ領域の上流側端部位置におけるベルト電位より大きくなるように、上流側の画像形成ユニットに対応する電荷印加部材と、下流側の画像形成ユニットに対応する電荷規制部材との間に、除電部材を設ける構成としたので、電荷印加部材等の精密な位置関係を必要とせず、製造上の自由度を得ながら転写チリを抑制できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考実施例に係る画像形成装置の概要側面図である。
【図２】  図１で示した画像形成装置のベルト電位を示すグラフである。
【図３】  図１で示した画像形成装置の転写手段の変形例を示す要部側面図である。
【図４】  第２の参考実施例に係る画像形成装置の概要側面図である。
【図５】  図４で示した画像形成装置の転写ニップ領域における電位を示すグラフである。
【図６】  本発明の実施例に係る画像形成装置の概要側面図である。
【図７】  第３の参考実施例に係る画像形成装置の概要側面図である。
【図８】  図７で示した画像形成装置の転写手段の変形例を示す要部側面図である。
【図９】  従来技術を示す要部側面図である。
【図１０】  他の従来技術を示す要部側面図である。
【図１１】  さらに他の従来技術を示す要部側面図である。
【図１２】  従来技術におけるプレ転写を示す要部側面図である。
【図１３】  従来技術におけるベルト電位を示すグラフである。
【符号の説明】
２  像担持体としての感光体
４  帯電手段としての帯電ローラ
８  現像手段としての現像ユニット
１０  記録体としての記録紙
１２，４０  転写ベルト
１８  転写手段
２０  ５８  電荷印加部材
２２  ６０  電荷規制部材
４２、４４，４６，４８  画像形成ユニット
５０  除電部材
【図１】
0003708700.tif 000003
【図２】
0003708700.tif 000004
【図３】
0003708700.tif 000005
【図４】
0003708700.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003708700.tif 000008
【図７】
0003708700.tif 000009
【図８】
0003708700.tif 000010
【図９】
0003708700.tif 000011
【図１０】
0003708700.tif 000012
【図１１】
0003708700.tif 000013
【図１２】
0003708700.tif 000014
【図１３】
0003708700.tif 000015