(57)【要約】 【課題】  中間転写体上から記録媒体上にトナー像を転写したのち、記録媒体を除電して中間転写体から分離する際、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得る。【解決手段】  トナー像を担持した中間転写ベルト１０と紙転写対向ローラ２２との間に記録媒体Ｓを挟んで搬送しながら、中間転写ベルトの背面よりトナー像の帯電極性と同極性の電流を一定量与えて中間転写ベルト上より記録媒体上にトナー像を転写する。また、中間転写ベルトと紙転写対向ローラとの間に記録媒体を挟んだ領域よりも記録媒体の搬送方向下流側で記録媒体の背面に近接して配置した除電針２３を放電させて記録媒体を除電して中間転写体より分離する。この際、除電針の放電点と中間転写ベルトとの空間距離ａが除電針の放電点と紙転写対向ローラｂとの空間距離よりも長くなるようにする。【選択図】  図２
2005181863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持した中間転写体と押部材との間に記録媒体を挟んで搬送しながら、該中間転写体の背面より該トナー像の帯電極性と同極性の電流を一定量与えて該中間転写体と該記録媒体との間に電界を形成して該中間転写体上より該記録媒体上にトナー像を転写する転写装置と、該中間転写体と該押部材との間に該記録媒体を挟んだ領域よりも該記録媒体の搬送方向下流側で該記録媒体の背面に近接して配置される放電部材より放電させることで、該記録媒体を除電して該中間転写体より分離する除電分離装置とを備えた転写分離装置において、
上記除電分離装置の放電部材の放電点と上記中間転写体との空間距離が該除電分離装置の放電部材の放電点と上記押部材との空間距離よりも長くなるよう構成したことを特徴とする転写分離装置。
【請求項２】
像担持体上のトナー像を中間転写体上へ転写する１次転写装置と、該トナー像を担持した中間転写体と押部材との間に記録媒体を挟んで搬送しながら、該中間転写体の背面より該トナー像の帯電極性と同極性の電流を一定量与えて該中間転写体と該記録媒体との間に電界を形成して該中間転写体上より該記録媒体上にトナー像を転写する２次転写装置と、該中間転写体と該押部材との間に該記録媒体を挟んだ領域よりも該記録媒体の搬送方向下流側で該記録媒体の背面に近接して配置される放電部材より放電させることで、該記録媒体を除電して該中間転写体より分離する除電分離装置とを備えた画像形成装置において、
上記除電分離装置の放電部材の放電点と上記中間転写体との空間距離が該除電分離装置の放電部材の放電点と上記押部材との空間距離よりも長くなるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びこれに採用される転写分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記画像形成装置の転写装置として中間転写体を用いたものが用いられている。中でも、カラー画像形成装置では、像担持体上から各色トナー像を順次中間転写体上に１次転写して重ね合わせてフルカラー画像を形成し、これを中間転写体上から記録媒体上へ２次転写するものが広く用いられている。
【０００３】
中間転写体を用いた転写装置としては、中間転写体と転写ローラとの間に記録媒体を挟み、転写ローラにトナー像と逆の極性の電流を与えて記録媒体と中間転写体との間にトナー像が記録媒体側に引きつけられるような方向の転写電界を形成する。そして、この転写電界により、トナー像を中間転写体上から記録媒体上に転写するものが知られている。さらに、この転写装置では、環境変動等による転写ローラの抵抗値のバラツキに対して、転写ローラにトナー像と逆の極性の定電流を与えることで安定した転写性能を得ていた。しかしながら、高湿環境下では記録媒体の含水分量が変化して抵抗が大きく低下し、転写ローラに与えられた電流のうち記録媒体を通じて記録媒体に接している搬送部材に逃げて行く電流が大きく増加する。このため、転写ローラに与えられた電流のうち記録媒体と中間転写体との間の転写電界を形成するために寄与する電流が減り、転写性能が大幅に低下する。
【０００４】
このような問題を解決するために、本発明者は特許文献１にて、中間転写体と押部材との間に記録媒体を挟み、中間転写体の背面よりトナー像と同じ極性の電流を一定量与えてトナー像を中間転写体から記録媒体に転写するものを提案した。この転写装置では、中間転写体の背面よりトナー像と同じ極性の電流を与えて中間転写体と記録媒体との間にトナー像が中間転写体と反発するような方向の転写電界を形成する。そして、この転写電界により、トナー像を中間転写体上から記録媒体上に転写する。このように中間転写体側から定電流を与える場合は、環境変動で記録媒体の抵抗値が下がったとしても、与えられた電流はまず中間転写体と記録媒体に転写電界を形成し、その後に記録媒体を流れる。そこで、中間転写体と記録媒体に間に形成される転写電界は、記録媒体の抵抗変化による影響を受けにくく、安定して形成できるようになる。よって、常に良好な転写性能を得ることができる。
【０００５】
また、転写後に記録媒体を除電して中間転写体から分離するための除電分離装置を記録媒体背面に近接して設けるものが広く用いられている。除電分離装置としては、金属薄板からなる鮫歯状除電針を接地したもの用いるものがある。この装置では、記録媒体の電荷による電界が鮫歯状除電針の歯先に集中してここが放電点となり記録媒体に除電電流が流れることで除電が行われる。しかし、この場合は、除電電流が小さいので紙を中間転写体から分離する作用も小さい。そこで、ＡＣ、ＤＣ、またはＡＣとＤＣを重畳したバイアスを金属薄板からなる鮫歯状除電針やワイヤ等に印加して、記録媒体背面に向かって放電を行い、記録媒体に除電電流を与えて除電するものが用いられる。
【０００６】
さらに、上記バイアスを印加して放電させる除電分離装置による中間転写体からの記録媒体の分離性を良くするには、放電点を中間転写体と転写ローラとの間に記録媒体を挟んだ領域（以下、２次転写ニップという）出口に近付ける。そして、記録媒体が２次転写ニップから出た直後に放電がおこり記録媒体に除電電流が流れるようにすることが好ましい。しかし転写ローラ側から転写電流を与える場合は、放電点を２次転写ニップ出口に近付けると、放電点が転写ローラに近付くことになる。そこで、転写電流と除電分離装置からの除電電流とが干渉して、転写性能に影響を与え、転写性能を不安定にする虞がある。このため、放電点を転写ローラに近付けるように除電分離装置を配置することができなかった。
【０００７】
一方、中間転写体側から転写電流を与える場合は、中間転写体と除電分離装置との間にある記録媒体が転写電流と除電電流との干渉を防ぐ。このため、放電点を２次転写ニップ出口に近付け、良好な分離性能を得ると共に、安定した転写性能が得られるというメリットがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−０１９８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記除電電流と転写電流の干渉がないのは記録媒体のサイズが大きく除電分離部材と中間転写体との間に記録媒体が介在する場合である。記録媒体のサイズが小さく、中間転写体と除電分離部材が直接対向する領域がある場合は、この領域で除電分離装置と中間転写体との間で直接放電がおこる。このため、中間転写体に除電電流が流れ、転写電流と干渉して、転写性能を不安定にしてしまう虞がある。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、中間転写体上から記録媒体上にトナー像を転写したのち、記録媒体を除電して中間転写体から分離する転写分離装置および画像形成装置において、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得ることができる転写分離装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持した中間転写体と押部材との間に記録媒体を挟んで搬送しながら、該中間転写体の背面より該トナー像の帯電極性と同極性の電流を一定量与えて該中間転写体と該記録媒体との間に電界を形成して該中間転写体上より該記録媒体上にトナー像を転写する転写装置と、該中間転写体と該押部材との間に該記録媒体を挟んだ領域よりも該記録媒体の搬送方向下流側で該記録媒体の背面に近接して配置される放電部材より放電させることで、該記録媒体を除電して該中間転写体より分離する除電分離装置とを備えた転写分離装置において、上記除電分離装置の放電部材の放電点と上記中間転写体との空間距離が該除電分離装置の放電部材の放電点と上記押部材との空間距離よりも長くなるよう構成したことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、像担持体上のトナー像を中間転写体上へ転写する１次転写装置と、該トナー像を担持した中間転写体と押部材との間に記録媒体を挟んで搬送しながら、該中間転写体の背面より該トナー像の帯電極性と同極性の電流を一定量与えて該中間転写体と該記録媒体との間に電界を形成して該中間転写体上より該記録媒体上にトナー像を転写する２次転写装置と、該中間転写体と該押部材との間に該記録媒体を挟んだ領域よりも該記録媒体の搬送方向下流側で該記録媒体の背面に近接して配置される放電部材より放電させることで、該記録媒体を除電して該中間転写体より分離する除電分離装置とを備えた画像形成装置において、上記除電分離装置の放電部材の放電点と上記中間転写体との空間距離が該除電分離装置の放電部材の放電点と上記押部材との空間距離よりも長くなるよう構成したことを特徴とするものである。
請求項１または２の発明によれば、記録媒体との間で放電をおこなう除電分離装置の放電部材の放電点と中間転写体との空間距離が除電分離装置の放電部材の放電点と押部材との空間距離よりも長くなるようにする。これにより、記録媒体のサイズが小さく中間転写体と除電分離装置との間に記録媒体がない領域も、除電分離装置は中間転写体より空間距離の短い押部材に向けてより放電し、その分中間転写体に向かって放電する割合が減少する。すなわち、除電分離装置との放電による電流を押部材に多く分配することで、中間転写体に流れる電流を減少させる。よって、除電電流が転写電流と干渉してしまうことが抑制でき、転写性能を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写体上から記録媒体上にトナー像を転写したのち、記録媒体を除電して中間転写体から分離する転写分離装置において、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタ（以下、プリンタという）の転写分離装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のプリンタの主要部概略構成図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂは、ドラム状の潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂのまわりに、帯電装置、現像ユニット、感光体クリーニング装置、除電装置を備えている。但し、これら４つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。タンデム画像形成部の上には、露光装置（図示せず）を設ける。
【００１４】
また、タンデム画像形成部の下には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１０を設けている。この中間転写ベルト１０は、支持ローラ１４、１５に掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ１４の回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１０が図中時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１５が回転する。中間転写ベルト１０は、ポリカーボネートやフッ素系樹脂やシリコン系樹脂等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させた半導電性である。その体積抵抗は１０６〜［Ω・ｃｍ］〜１０１２［Ω・ｃｍ］、望ましくは１０８〜［Ω・ｃｍ］〜１０１０［Ω・ｃｍ］のもの、あるいはこれらの材料を積層させたものである。中間転写ベルト１０の内側には、感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０上に転写するための一次転写装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを設ける。
【００１５】
また、上記１次転写位置より中間転写ベルト１０の駆動方向下流の中間転写ベルト１０内側に、２次転写装置としての２次転写ローラ１６を設ける。この２次転写ローラ１６と中間転写ベルト１０を挟んで反対の側には、押部材としての紙転写対向ローラ２２を設ける。また、２次転写ローラ１６にはトナー像と逆の極性の一定の電流を与える図示しない定電流電源が接続されており、紙転写対向ローラ２２は接地されている。
【００１６】
さらに、２次転写ローラ２２によりトナー像を転写された記録媒体Ｓの進行方向に関して２次転写ローラ２２の下流部には、トナー像を転写された記録媒体Ｓを除電して中間転写ベルト１０から分離する除電分離装置としての除電針２３が設けられている。また、中間転写ベルト１０から分離した記録媒体Ｓを搬送案内する出口ガイド２５と、記録媒体Ｓ上の画像を定着する定着装置（図示せず）を設けられている。
【００１７】
つぎに、上記プリンダの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを回転し、感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの回転とともに、まず帯電装置で感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面を一様に帯電する。次いで画像データを露光装置（図示せず）からのレーザやＬＥＤ等による書込み光を照射して感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。その後、現像ユニットによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１４を回転駆動して他の従動ローラ１５、２次転写ローラ１６を従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送して、その可視像を一次転写装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで中間転写ベルト１０上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面は、感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃し、除電装置で除電して再度の画像形成に備える。
【００１８】
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、不図示の給紙カセットからはの１つから記録媒体Ｓを繰り出し、中間転写ベルト１０と紙転写対向ローラ２２との間に記録媒体を送り込む。ここで、中間転写ベルト１０と紙転写対向ローラ２２とは記録媒体Ｓを挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ１６にトナー像と同じ極性の電流を与える。これにより、中間転写ベルト１０と記録媒体Ｓとの間に中間転写ベルト１０上のトナー像が中間転写ベルト１０から反発して記録媒体Ｓへ向かう方向の電界を形成する。すなわち、中間転写ベルト１０とトナー像の斥力で、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録媒体Ｓ上に２次転写する。
【００１９】
画像転写後の記録媒体Ｓは定着装置（図示せず）へと送り込まれ、定着装置で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００２０】
次に、本実施形態の特徴部である２次転写装置および除電分離装置について詳しく説明する。
図２は２次転写装置および除電分離装置の概略構成図である。２次転写ローラ１６は、芯金１６ｂに抵抗層１６ａを積層したものである。抵抗層１６ａは、ポリカーボネートやフッ素系ゴムやシリコン系ゴム等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させたもの、あるいはＮＢＲやＥＰＤＭ、ポリウレタンの半導電性ゴムよりなる。その体積抵抗は１０６〜［Ω・ｃｍ］〜１０１２［Ω・ｃｍ］、望ましくは１０７〜［Ω・ｃｍ］〜１０９［Ω・ｃｍ］である。また、スポンジ硬度２０度〜５０度の発泡タイプでも、ゴム硬度３０度〜６０度のゴムタイプでもよいが、中間転写ベルト１０を介して硬度の高い紙転写対向ローラ２２と接触するので小さな接触圧力でも非接触部分が生じないスポンジタイプが望ましい。中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１６の接触圧力が大きいほど、文字や細線の中抜けが生じ易いので、これを防止するためである。
【００２１】
紙転写対向ローラ２２は、アルミパイプの芯金２２ｂに導電性ゴム層２２ａを積層して形成してある。ゴム層を積層しているのは、中間転写ベルト１０のスリップを防止するためで、表面の摩擦係数が高く、ゴム硬度も５０度以上で変形しにくいものを選定する。転写性能とは関係がない。一般には、このゴム層での電位降下があるとエネルギー効率が落ちるので、１０５［Ω・ｃｍ］以下のものを用いて電位降下が起きないようにする。ただし、中間転写ベルト１０に製造上で抵抗ムラが生じて部分的に抵抗の低い部分が存在していると、その場所から転写ローラ３や記録媒体５との間で異常放電が生じることがあり、この場合は、これを防ぐために１０５［Ω・ｃｍ］〜１０７［Ω・ｃｍ］で厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍの抵抗層として設けてもよい。
【００２２】
さらに、２次転写ローラ１６に近接して、２次転写ローラ１６によりトナー像を転写された記録媒体Ｓの進行方向に関して下流に、中間転写ベルト１０から紙を分離する除電分離装置を設ける。除電分離装置は、除電針支持部材２６と紙搬送ガイドリブ２７とが一体となった絶縁樹脂部品の出口ガイド２５に除電針２３が支持されているものからなる。除電針２３はステンレスなどの金属薄板で、数mmピッチの鮫歯状にカットされている。また、ガイドリブ２７は除電針２３から記録媒体Ｓへの放電を妨害しないように歯先を避けた位置に設けられている。
【００２３】
除電針２３にバイアスを印加して、歯先より放電させ、記録媒体Ｓに除電電流を与える。印加するバイアスとしてはＡＣバイアス、ＤＣバイアス、ＡＣとＤＣを重畳したバイアスを適宜選択する。
【００２４】
図２中で、ａは除電針２３の放電点から中間転写ベルト１０への空間距離（本実施例では阻害するものがないので距離そのもの）である。ｂは、除電針２３の放電点から紙転写対向ローラ２２への空間距離（絶縁カバーが放電を阻害しているのでこれを避けた距離）、ｃは除電針２３の放電点から紙転写対向ローラ２２への距離である。ここで、良好な分離性能を得るためには転写位置から分離位置が遠くないことが望ましい。そこで、除電針２３と紙転写対向ローラ２２との距離を近付けることが望ましい。２次転写ローラ１６にトナーと同極性の電流を与える方法では、中間転写ベルト１０と除電針２３との間にある記録媒体Ｓが転写電流と除電電流との干渉を防ぐ。このため、放電点を２次転写ニップ出口に近付け、良好な分離性能を得ると共に、安定して安定した転写性能が得られるというメリットがある。しかし、放電点を２次転写ニップ出口との空間距離を１ｋＶ／ｍｍ以下にすると、リークとか雷放電とかと呼ばれる異常放電が発生するので、近くするにも限界はある。そこで、除電針２３と紙転写対向ローラ２２との近接位置に絶縁部材２４を置いて空間距離をｃからｂに遠くすることで、異常放電が起きない様にしている。
【００２５】
また、放電点と中間転写ベルト１０との距離ａが近いと、記録媒体Ｓが中間転写ベルトより小さい小サイズの場合に、記録媒体Ｓがある領域外の放電が中間転写ベルト１０に直接向かい、除電電流と２次転写電流が干渉して２次転写電界に影響が出る。そこで、除電針２３の放電点と中間転写ベルト１０までの空間距離ａが除電針２３の放電点から紙転写対向ローラ２２までの空間距離ｂよりも長くなるようにする。このようにすることで、記録媒体Ｓのサイズが小さく中間転写ベルト１０と除電針２３との間に記録媒体Ｓがない領域があっても、この領域では除電針２３は中間転写ベルトより空間距離の短い紙転写対向ローラ２２へのに向けてより放電し、その分中間転写ベルト１０に向かって放電する割合が減少する。すなわち、除電針２３の放電による電流を紙転写対向ローラ２２へ多く分配することで、中間転写ベルト１０に流れる除電電流が減少させる。よって、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得ることができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、いわゆるタンデム型間接転写方式のカラープリンタの転写分離装置に本発明を適用させた例を示したが、本発明が適用できるプリンタはこの方式のプリンタに限るものではない。例えば、１ドラム型のカラープリンタに適用してもよい。このプリンタでは、１つの感光体ドラム１に対して各色毎に現像ユニットを有し、感光体ドラム上に順次現像し、全ての色のトナー像を一度中間転写ベルトに転写して、中間転写ドラム上の画像を一括して記録媒体Ｓに２次転写するものである。
【００２７】
以上、本実施形態によれば、除電電流の転写電流への干渉を抑制して安定した転写性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態の転写分離装置を採用したカラープリンタの概略構成図。
【図２】本実施形態の転写分離装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００２９】
１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ    感光体ドラム
５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ      一次転写装置
１０    中間転写ベルト
１４    駆動ローラ
１５    従動ローラ
１６    ２次転写ローラ
１６ａ  抵抗層
１６ｂ  芯金
１７    中間転写ベルトクリーニング装置
１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ    画像形成手段
２２    紙転写対向ローラ
２２ａ  導電性ゴム層
２２ｂ  芯金
２３    除電針
２４    絶縁部材
２５    出口ガイド
２６    除電針支持部材
２７    紙搬送ガイドリブ
Ｓ      記録媒体
【図１】
2005181863.tif 000003
【図２】
2005181863.tif 000004