(57)【要約】    【課題】  記録材上に担持された未定着のトナー像を乱すことなく安定して記録材を搬送することができる記録材搬送装置を提供する。    【解決手段】  静電荷を帯びたトナーを担持する記録材を搬送する記録材搬送装置であって、上記トナーの静電荷と逆極性の電荷を記録材に与える静電付与手段(47)と、上記記録材と接触して当該記録材を搬送する搬送体(51)と備える記録材搬送装置において、上記搬送体として低抵抗の搬送ベルトを用いる。【選択図】    図５
2005350180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電荷を帯びたトナーを担持する記録材を搬送する記録材搬送装置であって、上記トナーの静電荷と逆極性の電荷を記録材に与える静電付与手段と、上記記録材と接触して当該記録材を搬送する搬送体と備える記録材搬送装置において、
上記搬送体として低抵抗の搬送ベルトを用いることを特徴とする記録材搬送装置。
【請求項２】
上記搬送ベルトの体積抵抗値が１０７Ωｃｍ以下、好ましくは１０５Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の記録材搬送装置。
【請求項３】
上記搬送ベルトは、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＢＩなどの伸縮性のない耐熱材料で作られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録材搬送装置。
【請求項４】
上記搬送ベルトの張架部材の少なくとも一つが接地されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録材搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録材搬送装置を備えた画像形成装置において、転写手段を上記静電付与手段として兼用し、その印加値を転写用設定値の１．１〜１．５倍として、記録材の帯電量を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
複数の転写手段を備える場合に記録材搬送方向最下流側に位置する転写手段を上記静電付与手段として兼用することを特徴とする請求項５に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、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するもので、特に当該画像形成装置に搭載される記録材搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１０−２５８９５０号公報
【０００３】
従来、片面あるいは両面に未定着のトナー像を担持した記録材を、転写装置から定着装置まで搬送する記録材搬送装置が知られている。記録材の両面に未定着のトナー像を担持させるのは、画像形成装置内の一連の部分を単一経路で両面画像形成可能とすることによって、画像形成処理量の増大要請に応えるためである。未定着のトナー像は、摩擦や僅かな接触などにより簡単にずれたり剥がれたりする。そのため、定着装置でトナー像を記録材に恒久的に固定するまでの記録材搬送が問題となる。
【０００４】
特許文献１では、片面あるいは両面に未定着のトナー像を担持した記録材を搬送する際に搬送ベルトに接触する未定着トナー像の損傷を最小に抑えるため、記録材に第１静電荷を与えることにより記録材と搬送ベルト表面の間に静電引力を生じさせる電荷発生装置が、トナーの静電荷極性と反対の極性を有する第１静電荷を発生させるように配置させることが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１においては、画像を乱さずに記録材を安定して搬送するための搬送ベルトの条件などについては何ら検討されていない。
そこで本発明は、記録材上に担持された未定着のトナー像を乱すことなく安定して記録材を搬送することができる記録材搬送装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にしたがい、静電荷を帯びたトナーを担持する記録材を搬送する記録材搬送装置であって、上記トナーの静電荷と逆極性の電荷を記録材に与える静電付与手段と、上記記録材と接触して当該記録材を搬送する搬送体と備える記録材搬送装置において、上記搬送体として低抵抗の搬送ベルトを用いる。
【０００７】
上記搬送ベルトの体積抵抗値が１０７Ωｃｍ以下、好ましくは１０５Ωｃｍ以下であれば、好適である。上記搬送ベルトは、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＢＩなどの伸縮性のない耐熱材料で作られているのが好都合である。上記搬送ベルトの張架部材の少なくとも一つが接地されていれば、一層効果的である。上記静電付与手段は、その印加値を通常設定値の１．１〜１．５倍と大きくでき、記録材の帯電量を変化させるようになっているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
低抵抗の搬送ベルト、特にその体積抵抗値が１０７Ωｃｍ以下、好ましくは１０５Ωｃｍ以下のベルトを用いることによって、電荷を有した記録材が搬送ベルトに送られると、搬送ベルト表面に記録材に帯びた電荷と逆極性の電荷が誘起され、記録材と搬送ベルトは静電吸着するようになり、記録材は搬送ベルト上を安定して搬送させる。
【０００９】
未定着トナーを有した記録材を定着装置に搬送する際、搬送装置の記録材搬送方向下流側は定着装置近傍になければならないが、定着装置は高温であるため、記録材搬送装置をできる限り定着装置の近くに配するためには、上記搬送ベルトは耐熱材料で作られているべきである。また未定着画像が搬送ベルト表面に接触するので、ベルトを伸縮性のない材料で作ることで、画像の乱れを抑える。搬送ベルトの張架部材の少なくとも一つを接地することで、逆電荷のみを誘起でき、安定した搬送システムを提供する。上記静電付与手段は、その印加値を通常設定値の１．１〜１．５倍と大きくできるようにすることで、記録材の帯電量を変化させ、記録材の紙種が変わったり、湿度が変化しても、記録材の所望帯電を実現可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真方式で両面プリント可能なフルカラープリンタを示す。
【００１１】
図１に示すプリンタ本体１００の内部において、記録材搬送路４３Ａを境にして、上には第１画像ユニット２０を配置し、下には第２画像ユニット３０を配置している。第１画像ユニット２０は矢印方向に無端移動する像担持体としての第１中間転写ベルト２１を備え、第２画像ユニット３０は矢印方向に無端移動する像担持体としての第２中間転写ベルト３１を備えている。第１中間転写ベルト２１の上部張架面には、トナー像形成手段である４個の第１画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｋが配置されている。一方、第２中間転写ベルト３１の上部張架面には、トナー像形成手段である４個の第２画像形成ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋが配置されている。これら第１、第２画像形成ユニットの番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応するもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。第１、第２画像形成ユニットに備えられ、第１中間転写ベルト２１と第２中間転写ベルト３１とともに回転する感光体１に対しても同じようにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを沿えている。なお感光体１Ｙ〜１Ｋは各画像形成ユニット内では等間隔に配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ中間転写ベルト２１、３１との張架部の一部と接触する。この接触する面をそれぞれ第１受像面Ｆ１、第２受像面Ｆ２と呼び、互いの位置関係を図２に示す。
【００１２】
図２に示すように、第１受像面Ｆ１と第２受像面Ｆ２とが形成する角のうち、第１、第２画像形成ユニットを含む角の角度をαとした時、αの値が１８０°より大きく、２７０°以下となるようにする。さらに、上にある第１中間転写ベルト２１の水平投影面と、下にある第２中間転写ベルトの水平投影面との少なくとも一部が、重なるような構成を採用している。つまり下にある第２中間転写ベルトが、上にある第１中間転写ベルトの下方に潜り込むような構成である。このような構成を採用することにより、横方向についてよりコンパクトなレイアウトが可能となる。
【００１３】
扱うトナーの色は異なるが、第１画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｋの構成はそれぞれ同じであるので、その構成を第１画像形成ユニット８０として図３により説明する。図３において、プリンタ本体１００の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう支持された円筒状の感光体１が配設されている。そして、感光体１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、露光装置４、現像装置５、クリーニング装置２、光除電装置Ｑなどの作像部材や電位センサＳ１、画像センサＳ２が配されている。
【００１４】
感光体１は、例えば直径３０〜１２０ｍｍ 程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ、回収部材２ｃを備え、感光体表面に残留するトナーなどの異物を除去、回収する。
【００１５】
露光装置４は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、静電潜像を形成する。図示例の露光装置４は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラーなどを用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。また、帯電手段として、チャージャ３のほかに、感光体１の表面に接触させるタイプ、例えば帯電ローラも採用できる。
【００１６】
このときの現像は、トナーとキャリヤからなる二成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対し露光装置４により各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定色のトナーで現像され、顕像となる。所謂「反転現像」が行われる。
【００１７】
イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーは、各色を扱う現像装置で消費されると、透磁式のトナー検知手段５ｅにより検知される。そして、プリンタ本体１００内部のトナーカートリッジ収納部８５に備えるトナーカートリッジ８６から、不図示の供給手段により、各色のトナーを各現像装置５に供給される。この供給手段として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少なく、プリンタ本体内部のスペース配分に対し有利である。またトナーが適時補給でき、現像装置に大きなトナー貯留スペースを設けなくて済み、現像装置の小型化を図ることができる。
【００１８】
現像装置５には、トナーとキャリヤの攪拌・搬送用のスクリュー５ｃや５ｄが備えてある。現像装置５がプリンタ本体１００に装着されているとき、トナー補給手段の一端が、スクリュー５ｄの一部に接続されている。スクリュー５ｃによりトナーは、矢印方向に回転する現像ローラ５ａに供給されるが、ブレード５ｂにより、現像ローラ５ａ表面のトナー層の厚みは、所定厚みになるよう規制される。現像ローラ５ａは、ステンレスやアルミニウム製の円筒で、回転可能に且つ感光体との距離が正規に確保されるように現像装置５のフレームに支持され、内部には所定の磁力線が構成されるようにマグネットが備えてある。なおトナーは従来から公知の方法で得られる球形や不定形のトナーが用いられる。
【００１９】
第２画像ユニット３０に使われる第２の画像形成ユニット８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋの構成はそれぞれ同じなので、第２の画像形成ユニット８１として、図４により説明する。図４に示した第２の画像形成ユニット８１は、第１の画像形成ユニット８０と構成部材が同じであるが、図３のものと比べ感光体１の回転方向が異なっている。しかし互いに、図中の矢印で示す感光体１の回転軸１ａを通るｙ軸に対し対称の形をしている。この形状は、感光体１の周囲に配備する画像形成用部材の配置にも関係するが、重要な事項である。つまりプリンタ本体１００との結合部、例えば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮している。これにより、第１の画像形成ユニット８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋと、第２の画像形成ユニット８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋとに互換性をもたせることができる。従って第１の画像形成ユニットと第２の画像形成ユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減を図ることができる。
【００２０】
図２に示すように、第１中間転写ベルト２１の受像面に対し第２中間転写ベルト３１の受像面との位置関係として角度αを１８０度より大きく２７０度以下とする。２１０度から２５５度とするとき、画像形成ユニットとして、第１中間転写ベルトには図３に示す形態、第２中間転写ベルトには図４に示す形態のものを採用できる。つまり上述のごとく部品の共通化を不可能にしてしまう画像形成ユニットとなることを回避できる。
【００２１】
また図２に示すように、第２の画像形成ユニット８１の上方に、記録材搬送路をほぼ水平に且つ直線的に確保できるので、記録材の搬送・信頼性に優れ、プリンタ全体のまとまりが良好となる。特に第１中間転写ベルト（像担持ベルト）を水平方向に長く、扁平に張架し、第２中間転写ベルトを縦方向に長く且つ傾斜させて張架したので、記録材搬送路を境にして下方に第２中間転写ベルトの高さ方向のスペースが大きくなる。但し、図３、図４に示すように、画像形成ユニットが中間転写ベルトの当接可能な範囲が広く確保されていることにより、画像形成ユニットは横方向の寸法に対し、縦方向の寸法が短い構成となる。そのため、画像形成ユニットがほぼ水平に配置された第１画像ユニットに対し、第２画像ユニットでは、画像形成ユニットが縦方向に斜めに配置される。そして、画像形成ユニットの間隔を短く設定でき、第２画像ユニットの高さ方向の省スペース化を図ることができる。これにより、高さ方向のレイアウトの自由度が増すため、記録材搬送路を操作性、及び、給紙装置、不図示の後処理装置も考慮した理想的な高さに設定可能となっている。
【００２２】
プリンタ本体１００の右側には記録材Ｐを供給可能に収納した給紙装置４０が配備されている。ここに配された給紙トレイ４０ａや給紙カセット４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内にそれぞれ異なる種類の記録材Ｐが収納されている。このうち、最上位置の記録材が、対応する給紙・分離手段４１Ａ〜４１Ｄにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより記録材搬送経路４３Ｂや４３Ａに送られる。
【００２３】
記録材搬送経路４３Ａには、第１および第２転写位置である２次転写位置へ記録材Ｐを送り出す給送タイミングをとるため、一対のレジストローラ４５が設けられている。記録材Ｐは、レジストローラ対４５から、第１中間転写ベルト２１と二次転写ローラ４６で構成される第１転写位置たる転写領域に向けて搬送される。その後、第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７で構成される第２転写位置たる転写領域に向けて搬送される。
【００２４】
次に中間転写ベルト（像担持体）について説明する。第１トナー像搬送ベルトとしての第１中間転写ベルト２１は複数のローラ２３、２４、２５、２６（２個）、２７、２８、２９により支持されて矢印方向に走行する。そして、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの下方に設けられている。この第１中間転写ベルト２１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第１中間転写ベルト２１の内周部には各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対向させて１次転写ローラ２２が設けられている。
【００２５】
第１中間転写ベルト２１の外周には、ローラ２３に対向する位置にクリーニング装置２０Ａが設けられている。このクリーニング装置２０Ａは、第１中間転写ベルト２１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去るものである。この第１中間転写ベルト２１に関連する部材は、第１画像ユニット２０として一体的に構成され、プリンタ本体１００に対し着脱が可能となっている。
【００２６】
一方、第２トナー像搬送ベルトとしての第２中間転写ベルト３１も同じく複数のローラ３３、３４、３５、３６（２個）、３７、３８により支持されて矢印方向に走行する。そして、この第２中間転写ベルト３１は無端状で、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに接触し、各感光体の現像工程後の一部も接触するよう張架、配置されている。第２中間転写ベルト３１の内周部には各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対向させて１次転写ローラ３２が設けられている。
【００２７】
第２中間転写ベルト３１の外周にも、ローラ３３に対向する位置にクリーニング装置３０Ａが設けられている。このクリーニング装置３０Ａは、中間転写ベルト３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去るものである。第２中間転写ベルト３１に関連する部材は、第２画像ユニット３０として一体的に構成され、プリンタ本体１００に対し着脱が可能となっている。
【００２８】
第１、第２中間転写ベルト２１，３１はともに体積抵抗１０８〜１０１０Ωｃｍ程度に抵抗調整されて作製されていて、さらに第１中間転写ベルト２１の外周で、接地された転写ローラ（支持ローラ）４６が設けられている。２次転写ローラ４６の芯金部に不図示の電源からバイアスが印加される。第１中間転写ベルト２１と２次転写ローラ（印加ローラ）４６の間に記録材Ｐを通過させながら、第１の２次転写ローラ４６に例えば＋５０μＡで印加することで第１中間転写ベルト２１が担持するトナー像が記録材Ｐに転写される。
【００２９】
また第２中間転写ベルト３１の外周で、接地された支持ローラ３４の近傍には、第２の２次転写手段である帯電器（転写チャージャ）４７が設けられている。転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持され、放電電極に不図示の電源から転写電流が供給される。第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７の間に記録材Ｐを通過させながら、例えば＋２００μＡの転写電流を供給することで第２中間転写ベルト３１が担持するトナー像が記録材Ｐに転写される。このとき記録材Ｐは転写行程で＋の電荷をもらって＋に帯電している。この帯電量に関しては、帯電器での印加量の影響が大きい。支持ローラ３４が接地されているが、第２中間転写ベルト３１が中抵抗であるために記録材は＋に帯電したまま分離される。
【００３０】
次に、記録材搬送路４３Ａの延長上、即ち、転写後の記録材搬送方向下流に位置する記録材搬送装置５０について説明する。図５に拡大簡略化して示す記録材搬送装置５０は、第２転写位置を通過した記録材を、定着装置６０（ローラで代表させる）における定着ニップまで平面状態を保って搬送させるためのものである。その搬送ベルト５１は、体積抵抗が１０７Ωｃｍ以下、好ましくは１０５Ωｃｍ以下に調整された伸縮性のない耐熱性ポリイミドでなっている。ポリイミドアミド、ＰＢＩなども伸縮性のない耐熱性ベルトも採用可能である。搬送ベルト５１の走行速度は、定着装置６０における記録材の走行速度に一致している。搬送ベルト内部には駆動ローラ５４、従動ローラ５２などが設置され、駆動ローラ５４、従動ローラ５２はともに接地されている。搬送ベルト外側には、駆動ローラ５４に対向させてクリーニング装置５３（ブレードで代表させる）が設けられている。
【００３１】
記録材搬送装置に搬送され＋に帯電している記録材Ｐは搬送ベルト５１と接触し、搬送ベルト表面に−の電荷が誘起され、記録材Ｐは搬送ベルト５１に吸着して、そのまま搬送される。記録材Ｐは搬送出口で曲率分離により搬送ベルト５１から分離し、定着装置６０に搬送される。搬送出口と定着入口の距離は例えば約３０ｍｍである。
【００３２】
記録材が普通紙である場合は上記設定のままで問題ないが、厚紙のときは紙の抵抗が高いので、転写行程にて同じ値を印加しても記録材がきちんと帯電せず密着しないことが考えられる。本例では記録材搬送装置に印加手段を備えないので、記録材搬送装置へ搬送される記録材がきちんと帯電されていることが必要となる。そこで厚紙モードのときは、転写行程における帯電器４７の印加値を通常の＋２００μＡから１．５倍の＋３００μＡに変更して、記録材を確実に帯電し、安定した搬送を確保する。なお、帯電器の印加値を１．５倍に増やしても、転写行程で影響がないことは実験済みである。
【００３３】
本例のように、転写行程で印加ローラ４６と帯電チャージャ４７によって記録材両面に転写する場合は、帯電チャージャで記録材を帯電させる方が直接記録材を帯電でき（ローラの場合は間にベルトが存在する）、効率がよいので、搬送のための記録材帯電量の制御は帯電チャージャ側で行うようにするのがよい。
【００３４】
記録材搬送装置５０の記録材搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるべきベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用可能である。記録材両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、記録材の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御されるようになっている。定着の終了した記録材を冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対７０を定着後の搬送路に備えていてもよい。冷却された記録材は、排紙ローラ対７１により、プリンタ本体１００の左側に設けられた排紙スタック部（図示せず）に排紙、スタックされる。
【００３５】
次に、転写手段として帯電チャージャをそれぞれの転写ユニットにそれぞれ１つずつ設けて、記録材両面に転写する場合を、図６に基づいて説明する。つまり、第２例としては最初の転写ユニットにおける転写手段として、転写ローラに代えて帯電チャージャを用いるものである。この場合、記録材Ｐへの転写で必要な値は、第１帯電チャージャ４７ａで＋２５０μＡ、第２帯電チャージャ４７ｂで＋２００μＡである。この装置で、前例のような紙種、湿度の変化に伴う記録材の帯電量を上げるやり方としては、同じように、第２帯電チャージャ４７ｂの印加値を１．５倍の＋３００μＡにする。第１帯電チャージャ４７ａで調整を行うと、次の第２帯電チャージャ４７ｂでの転写に影響を及ぼす可能性があるからである。第２帯電チャージャ４７ｂの印加値を１．５倍にすることで、記録材は厚紙などであっても確実に帯電され、記録材搬送装置へ搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機の概略構成図である。
【図２】２つの受像面が形成する角度αの説明図である。
【図３】画像形成ユニットを第１画像ユニットに用いた場合の詳細図である。
【図４】画像形成ユニットを第２現像ユニットに用いた場合の詳細図である。
【図５】転写プロセスから定着プロセスまで記録材を搬送するための装置の概略図である。
【図６】図５とは別の装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１  第１中間転写ベルト
２８，３４  支持ローラ
３１  第２中間転写ベルト
４６  ２次転写ローラ（印加ローラ）
４７  帯電シャージャ
５０  記録材搬送装置
５１  搬送ベルト
５２  従動ローラ
５３  クリーニング装置
５４  駆動ローラ
６０  定着装置
Ｐ  記録材
【図１】
2005350180.tif 000003
【図２】
2005350180.tif 000004
【図３】
2005350180.tif 000005
【図４】
2005350180.tif 000006
【図５】
2005350180.tif 000007
【図６】
2005350180.tif 000008