(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの伸びによる波打ちや微少な振動等による発生する転写ムラを無くし安定した良好な転写性能を保てる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、複数のローラによって張架され、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対向して配置された一次転写ローラとを有する画像形成装置において、前記一次転写ローラを、前記像担持体と前記中間転写ベルトのみの当接によってできるニップ部より前記像担持体の回転方向下流側で当接するように配設し、前記像担持体の中心と前記一次転写ローラの中心とを結ぶ線より一次転写ローラの回転方向に、中間転写ベルトを一次転写ローラに巻き付ける角度をθとすると、７°≦θ≦２０°であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、複数のローラによって張架され、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対向して配置された一次転写ローラとを有する画像形成装置において、前記一次転写ローラを、前記像担持体と前記中間転写ベルトのみの当接によってできるニップ部より前記像担持体の回転方向下流側で当接するように配設し、前記像担持体の中心と前記一次転写ローラの中心とを結ぶ線より一次転写ローラの回転方向に、中間転写ベルトを一次転写ローラに巻き付ける角度をθとすると、７°≦θ≦２０°であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対向して配置された一次転写ローラと、前記中間転写ベルトと前記像担持体とを当接させ、ニップ部を作るベルト張架ローラとを有する画像形成装置において、前記ニップ部の前記像担持体の回転方向上流側接点から下流側接点までの距離をＮｄとし、前記一次転写ローラと中間転写ベルトとが当接して形成するニップ部の前記一次転写ローラの回転方向上流側接点から下流側接点までの距離をＮｒとすると、距離Ｎｒのニップ部は距離Ｎｄのニップ部範囲内にあり、Ｎｒ＜Ｎｄの関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写ベルトは樹脂製の無端ベルトであって、表面抵抗値は１０７〜１０１５Ω／□であることを特徴とする請求項１ないし２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写ベルトは樹脂製の無端ベルトであって、厚さが５０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１ないし２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記一次転写ローラは弾性層を有し、抵抗値が１０５〜１０９Ωであることを特徴とする請求項１ないし２に記載の画像形成層値。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体上のトナー像を、中間転写ベルトに一次転写した後、転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては、中間転写ベルトの材質としてＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＴＦＥ（フッ化エチレン）等の樹脂製の薄厚のシートを無端状に構成したものが従来より知られている。
【０００３】
中間転写ベルトは、複数のローラに架けられ、バネ力のあるテンションローラの張力によって平面を保たれているが、高温、高湿下では伸びが発生し、部分的に凹凸状の波打ちが生じ、平面性を損なう場合がある。
【０００４】
このような場合、像担持体である感光体の近傍で、中間転写ベルトの微少な波打ち（図２（ｂ）参照）により、一次転写ローラの近傍で、中間転写ベルトと感光体のドラムとの距離が均一でなくなるため、放電痕により部分的に転写ムラを発生させる場合が生じる。
【０００５】
また、ベルト周回時に微少な振動を発生することがあり、この場合も前述と同様に転写ムラを発生させる場合がある。
【０００６】
従来、中間転写ベルトと像担持体である感光体とが接触することにより形成されるニップ部をより多くとって、電界のかかる部分を安定した密着状態を保ち、一次転写の電界の悪影響によって生じるトナー像の飛びチリや転写ムラ等を軽減させる技術などがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−７５３７９号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したが、電界のかかる部分を安定した密着状態を保つ技術は従来知られているが、一次転写の下流側でのベルト平面性についての対応については疎かにされてきた。
【０００９】
本発明の目的は、一次転写の下流側で、中間転写ベルト面の部分的なベルトの伸びによる波打ちや微少な振動等によって発生する転写ムラ等をなくし、安定した良好な転写性能を保てる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成によって達成することができる。
【００１１】
（１）像担持体と、複数のローラによって張架され、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対向して配置された一次転写ローラとを有する画像形成装置において、前記一次転写ローラを、前記像担持体と前記中間転写ベルトのみの当接によってできるニップ部より前記像担持体の回転方向下流側で当接するように配設し、前記像担持体の中心と前記一次転写ローラの中心とを結ぶ線より一次転写ローラの回転方向に、中間転写ベルトを一次転写ローラに巻き付ける角度をθとすると、７°≦θ≦２０°であることを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。
【００１２】
（２）像担持体と、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に対向して配置された一次転写ローラと、前記中間転写ベルトと前記像担持体とを当接させ、ニップ部を作るベルト張架ローラとを有する画像形成装置において、前記ニップ部の前記像担持体の回転方向上流側接点から下流側接点までの距離をＮｄとし、前記一次転写ローラと中間転写ベルトとが当接して形成するニップ部の前記一次転写ローラの回転方向上流側接点から下流側接点までの距離をＮｒとすると、距離Ｎｒのニップ部は距離Ｎｄのニップ部範囲内にあり、Ｎｒ＜Ｎｄの関係にあることを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態の一例を図面に基づいて説明するが、最初に図１を用いてカラープリンタである画像形成装置の全体的な構成について説明する。
【００１４】
なお、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。
【００１５】
図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
図において、１０は像担持体である感光体で、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００１６】
１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み手段である書き込み装置、１３は現像手段である現像器であって、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、前記感光体１０の回転方向と最接近位置において同方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。
【００１７】
１３は現像器で、感光体周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置に置いて同方向に回転する円筒形の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を内蔵する。
【００１８】
１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置で、クリーニングブレード１５を内蔵している。
【００１９】
感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等で画像形成手段１を構成している。各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。
【００２０】
各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００２１】
２０は中間転写ベルトで、表面抵抗値１０７〜１０１３Ω／□の無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った２層構成のシームレスベルトである。ベルトの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。
【００２２】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２７、従動ローラ２４、一次転写ローラ２５に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。前記一次転写ローラ２５は、バネ力がかかった不図示の両端支持支持板に支持され、前記中間転写ローラ２０を前記感光体１０に押し当てている。
【００２３】
中間転写ベルト２０は不図示の駆動モータによる前記駆動ローラ２１の回転によって周回され移動する。
【００２４】
読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。
【００２５】
２５は一次転写ローラで、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有し、芯金の外周にスポンジ等の弾性層が巻着された構成からなっている。当該一次転写ローラ２５の抵抗値は１０５〜１０９Ωの範囲とする。
【００２６】
２６はアースローラ２２に対して当接および当接解除可能な二次転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写材Ｐに再転写する。
【００２７】
２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで従動ローラ２４に対向して設けられている。トナー像を転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ２７で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード２９によって周上に残ったトナーが清掃される。
【００２８】
４は定着装置で、加熱部材である加熱ローラ４１と加圧部材である加圧ローラ４２を有している。
【００２９】
７０は紙送り出しローラ、７１はタイミングローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラである。
【００３０】
ここで、第１の発明に係る、感光体１０上のトナー像が中間転写ベルト２０へ転写される一次転写について説明する。
【００３１】
図２は、感光体、中間転写ベルト、一次転写ローラの位置関係を説明するための拡大図である。なお、以下の各図において、それより前に図示したと同じ部材（手段）については同じ参照符号を付することにする。
【００３２】
図２（ａ）は、中間転写ベルトの走行方向に対し、略直角となる法線上に一次転写ローラと感光体の中心が位置する場合の図である。
【００３３】
図２（ｂ）は、主走査方向に波打ち状態になった中間転写ベルトの断面図である。
【００３４】
図２（ａ）において、２５ａ、２５ｂは一次転写ローラ２５の芯金、弾性層である。感光体１０は矢印Ａ方向に回転し、中間転写ベルト２０は矢印Ｂ方向に走行するものとする。
【００３５】
図２のような構成では、前述したが、中間転写ベルト２０が走行するに伴って、一次転写ローラ２５は振動し、この振動のために転写ムラが発生しやすくなり、感光体１０の近傍Ｒで、中間転写ベルト２０表面の微少な波打ち（図２（ｂ）参照）が影響して感光体１０と中間転写ベルト２０との距離が均一でなくなるため、部分的に放電痕による転写ムラが発生する。
【００３６】
本発明における、第１の発明は、一次転写ローラの下流側で転写が終わるまで、中間転写ベルトが感光体や一次転写ローラに巻き付くように構成することによって、また、第２の発明は、一次転写ローラと中間転写ベルトとのニップ部が、中間転写ベルトと感光体とのニップ部の領域にあって、そのニップ幅より小さく構成することによって、それぞれ、ベルト面の波打や、一次転写ローラの微少の振動によって発生する転写ムラを抑制できることを特徴としている。
【００３７】
以下、第１の発明について説明する。
図３は、中間転写ベルトを一次転写ローラの回転方向下流側に巻き付けた状態を示す図である。
【００３８】
図３において、Ｃは、一次転写ローラ２５を取り除いた（ベルトの圧着を解除した）と仮定した場合の中間転写ベルト２０と感光体１０との接触部であるニップ部の領域を示し、Ｅは当該ニップ部の下流側接点を示す。いま、下流側接点Ｅから距離（ずらし量）αだけ下流側にずらした位置で、一次転写ローラ２５と感光体１０の中心を結ぶ線Ｆより中間転写ベルト２０が一次転写ローラ２５に巻付く、巻付き角度をθとなるように一次転写ローラ２５を配設する。
【００３９】
上記のように、感光体１０の近傍Ｒで転写前のトナーが、一次転写ローラ２５にかかる電界の影響を受けにくい位置であって、中間転写ベルト２０が出口側Ｇで一次転写ローラ２５に十分巻き付くような位置に一次転写ローラ２５をずらすことで、安定した平面性と密着性が保たれ、中間転写ベルト２０の波打による転写ムラを回避できることが実験により判明した。
【００４０】
以下、ニップ部の領域Ｃの回転方向下流側接点Ｅに対し、一次転写ローラ２５の位置を変えて転写ムラのレベルを調べた。すなわち、一次転写ローラ２５のずらし量αと巻付き角度θとに関係して発生する転写ムラを確認するために下記の条件で実験を行った。
【００４１】
2004279638.tif 000003
表１は、図３に基づいた一次転写ローラのずらし量αと巻付き角度θとの関係による転写ムラ発生の有無についての実験結果を示す表である。表において、○印は転写ムラ無しを、×印は転写有りを意味する。
【００４２】
【表１】
2004279638.tif 000004
【００４３】
実験結果から考察すると、転写ムラは、巻付き角度θが６．５°以下での発生し、巻付き角度が７°以上で発生しなくなることがわかった。
【００４４】
また、巻付き角度θが２０°以上ではベルト搬送系の構造上で中間転写ベルトの張力が一次転写ローラへ振動等の悪影響を与えるため好ましくない。
【００４５】
したがって、巻付き角度θは、７°≦θ≦２０°にすることが好ましい。
次に、第２の発明について説明する。
【００４６】
図４は、一次転写ローラと中間転写ベルトとのニップ部の位置を説明するための図である。
【００４７】
図４において、３０はベルト張架ローラで、前記ニップ部の領域を増大させると同時に安定した密着性を得るために配設されている。Ｎｄは中間転写ベルト２０と感光体１０とのニップ部の感光体１０の回転方向上流側接点Ｆから下流側接点Ｈまでの距離である。Ｎｒは一次転写ローラ２５と中間転写ベルト２０とのニップ部の一次転写ローラ２５の回転方向上流側接点Ｊから下流側接点Ｋまでの距離ある。βは前記接点Ｋから前記接点Ｈまでの距離を示す。
【００４８】
一次転写ローラ２５は、感光体１０と中間転写ベルト２０との密着性が安定し（ベルトの波打ちが消える）、転写が完了しても中間転写ベルト２０はまだ感光体１０に巻き付いているように配置されるのが好ましい。
【００４９】
そこで、ベルト張架ローラ３０を矢印方向に位置を変えることによって、すなわち、接点Ｈを変えることによって、ニップ部の距離βを可変させて転写ムラの有無を調べた。
【００５０】
すなわち、距離βの長さに関係して転写ムラ発生の有無について下記の条件で実験を行った。
【００５１】
2004279638.tif 000005
表２は図４に基づいた距離βと転写ムラ発生有無についての実験結果を示す表である。表において、○印は転写ムラ無しを、×印は転写有りを意味する。
【００５２】
【表２】
2004279638.tif 000006
【００５３】
実験結果から考察すると、距離βがマイナス、すなわち、接点Ｈの方が接点Ｋより上流側にあるときに転写ムラの発生が顕著となることがわかった。
【００５４】
したがって、一次転写ローラ２５と中間転写ベルト２０とのニップ部が感光体１０と中間転写ベルト２０とのニップ部の領域内にあって、ニップ部の距離が、Ｎｒ＜Ｎｄの関係にあることが好ましい。
【００５５】
【発明の効果】
中間転写ベルトと、感光体ないし一次転写ローラとの巻き付き領域が広がり、中間転写ベルトの波打が無くなることにより安定した転写性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図２】感光体、中間転写ベルト、一次転写ローラの位置関係を説明するための拡大図である。
【図３】中間転写ベルトを一次転写ローラの回転方向下流側に巻き付けた状態を示す図である。
【図４】一次転写ローラと中間転写ベルトとのニップ部の位置を説明するための図である。
【符号の説明】
１  画像形成手段
１０  感光体
３  ベルトユニット
２０  中間転写ベルト
２１  駆動ローラ
２２  バックアップローラ
２３  テンションローラ
２４  従動ローラ
２５  一次転写ローラ
２６  二次転写ローラ
３０  ベルト張架ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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