(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にトナー画像が形成される感光体ドラムに臨むように配置され、前記感光体ドラムのトナー画像と逆極性に印加されて前記トナー画像を記録材に転写する転写部材を備えた画像形成装置の転写装置であって、
前記転写部材は、前記感光体ドラムに臨むように配置された所定方向に循環移動する無端状のベルトの裏面側に配置され、両端部に回転軸を有し表面に半導電層が形成された円柱状部材であり、かつ、前記転写部材の両端部側の外周面上には前記半導電層の抵抗値より高い抵抗値を有する高抵抗材料層が前記半導電層の表面の一部を覆うようにコーティングされた高抵抗部を有し、
前記高抵抗材料層でコーティングされておらず前記半導電層が露出した転写領域の幅は、前記転写部材の円周方向に沿って変化しており、
前記転写部材における前記転写領域と前記高抵抗部との境界線が、前記円柱状部材の円周方向に沿って傾斜状に変化している、又は、前記円柱状部材の円周方向に沿って段状に変化していることを特徴とする画像形成装置の転写装置。
【請求項２】
外周面にトナー画像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写する転写装置と、
転写されたトナー画像を前記記録材に定着する定着器と、を備え、
前記転写装置として、請求項１に記載の転写装置が設けられている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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に設けられている転写装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写するが、カラータイプの転写装置として、感光体ドラムに臨ませて配置された無端状の転写ベルトと、該転写ベルトの裏面側に配置された棒状（円柱形状）の転写部材（半導電ローラ）を備えたものが用いられている。
【０００３】
この種の転写装置は、給紙装置により上記転写ベルト上に記録紙を給紙して、所定方向に移送しつつ、前記転写部材で裏側から高電圧を印加して転写を行う。ところで、この種の転写装置で使用される転写用の記録紙には種々のサイズのものがあるが、小サイズの記録紙を給紙して転写を行う場合においても、適正な転写を行うためには、最大サイズの記録紙を給紙した場合と同じ面電荷密度が必要である。
【０００４】
しかしながら、転写部材である転写ローラの転写領域は、小サイズの記録紙の幅よりも大きく、通紙部には記録紙自体による抵抗が存在するため、非通紙部に漏れ電流が流れ、記録紙の単位面積あたりの電流値が小さくなり、記録紙の面電荷密度も不十分なものとなる。そして、面電荷密度が不十分となると、転写効率が低下し、十分な画像濃度が得られないという問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決するため、小サイズの通紙時には、より高電圧を印加して電流値を多くする等の対策がとられていた。しかしながら、この方法では、非通紙部に流れる渦電流が感光ドラムに流れ、転写メモリが発生し画像かぶり等の不具合が生じることがあった。このような問題が生じない方法として、下記特許文献１に、転写ベルトを有しない単色タイプの画像形成装置が開示されている。
【０００６】
下記特許文献１に開示されている方法は、転写ローラの外周面をその円周方向に沿って複数の長さの転写部に分割形成し、該転写ローラを所定角度ずつ回転させることにより、記録紙のサイズに対応する長さの転写部を選択して転写を行うものである。この特許文献１に記載されている転写装置は、転写ローラを回転させることにより記録紙のサイズに応じた転写領域を採用することができるので、通紙領域以外での漏れ電流が少なくなり、記録紙のサイズによる転写効率の変化が抑制されるのである。
【特許文献１】特開平０８−２９７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載の装置では、転写ローラの外周面の一部を切り欠くことにより転写領域の長さを変化させているが、転写ローラの端部の段状の切り欠き部の部分は、転写ローラの中央部の径よりも小さくなるので、無端状の転写ベルトを用いる転写装置では、その幅方向の端部が垂れ下がり、該転写ベルトの端部に筋等の変形が生じて、不具合が生じるおそれがあった。
【０００８】
また、転写用の転写ベルトと転写ローラとを非接触で使用する場合は、転写ベルトの端部に筋等は発生しないが、転写のために印加する電圧が高くなり、リークの危険性が高くなるとともに、効率も悪化するおそれがあった。また、大きな高圧トランスが必要となるので、コストが高くなるという問題点もあった。
【０００９】
そこで本発明は、記録紙のサイズにかかわらず、十分な面電荷密度が得られ、無端状の転写ベルトを用いる転写装置においては、該転写ベルトの端部の垂れ下がりが生じない画像形成装置の転写装置、及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、次のような構成を採用した。
【００１１】
すなわち、第１の本発明は、外周面にトナー画像が形成される感光体ドラムに臨むように配置され、前記感光体ドラムのトナー画像と逆極性に印加されて前記トナー画像を記録材に転写する転写部材を備えた画像形成装置の転写装置であって、
前記転写部材は、前記感光体ドラムに臨むように配置された所定方向に循環移動する無端状のベルトの裏面側に配置され、両端部に回転軸を有し表面に半導電層が形成された円柱状部材であり、かつ、前記転写部材の両端部側の外周面上には前記半導電層の抵抗値より高い抵抗値を有する高抵抗材料層が前記半導電層の表面の一部を覆うようにコーティングされた高抵抗部を有し、
前記高抵抗材料層でコーティングされておらず前記半導電層が露出した転写領域の幅は、前記転写部材の円周方向に沿って変化しており、
前記転写部材における前記転写領域と前記高抵抗部との境界線が、前記円柱状部材の円周方向に沿って傾斜状に変化している、又は、前記円柱状部材の円周方向に沿って段状に変化していることを特徴とする画像形成装置の転写装置である。
【００１４】
また、第２の本発明は、外周面にトナー画像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写する転写装置と、
転写されたトナー画像を前記記録材に定着する定着器と、を備え、
前記転写装置として、上記第１の本発明の転写装置が設けられている画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置の転写装置は、感光体ドラムのトナー画像を転写する転写部材に半導電性の転写領域と該転写領域よりも端部側に形成された高抵抗部とを設け、前記転写領域の幅は、該転写部材の円周方向に沿って大サイズの記録材の幅から小サイズの記録材の幅まで変化させたので、転写部材を軸回りに回転させることにより、使用する記録材の幅に適した転写領域を選択して転写を行うことができる。
【００１６】
このため、例えば、無端状の転写ベルトを用いる転写装置においては、該転写ベルトの端部の垂れ下がりや筋の発生が生じず、しかも極端な高電圧を印加しなくても記録材のサイズに対応した面電荷密度で効率良く転写を行うことができる。また、この転写装置の構造は簡単であり、転写部材等の寿命も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の要部を例示するもので、図示例の画像形成装置は、複数の画像形成ユニットを備えたタンデム方式のカラー複写機Ｆである。同図において、この画像形成装置Ｆには、記録材である用紙の搬送方向（矢印ａ方向）に沿って、４組の画像形成ユニット２、すなわちマゼンタ画像形成ユニットＭ、シアン画像形成ユニットＣ、イエロー画像形成ユニットＹ、及びブラック画像形成ユニットＫが順に設けられている。そして、これら複数の画像形成ユニット２に臨ませて転写装置１が設けられている。
【００１８】
画像形成ユニット２である４組の画像形成ユニットＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの構成は同じであり、この画像形成ユニット２は、外周面に潜像が形成される感光体ドラム７を備え、該感光体ドラム７の外周部に、帯電器９、露光器１０、現像器１１、除電器１２、およびクリーニングブレード１３が感光体ドラム７の回転方向（矢印ｂ）に沿って順に設けられている。なお、図示例の感光体ドラム７は、表面がアモルファスシリコン系の材料で形成されている。画像形成ユニット２の下流側には、定着器６が設けられている。定着器６は、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとを備え、該一対のローラの間を通過する間に、用紙が所定温度に加熱されるとともに加圧され、用紙表面のトナー画像が用紙に定着されるのである。
【００１９】
この画像形成装置の作動時には、感光体ドラム７が図の矢印ｂ方向に回転しつつ、その表面が前記帯電器９によりプラス極に帯電される。感光体ドラム７の帯電された外周面には、図示を省略した画像読み取り装置の信号に基づいて露光器１０によりレーザ光の照射が行われ、感光体ドラム７の外周面に静電潜像が形成される。
【００２０】
感光体ドラム７の外周面に形成された静電潜像には、現像器１１によりトナーが供給され、該感光体ドラム７の外周面にトナー像が形成される。このトナー像が上記転写装置１によって所定のタイミングで給紙される用紙に転写されるのである。転写を終えた感光体ドラム表面は除電器１２により除電され、クリーニングブレード１３によって清掃される。
【００２１】
各画像形成ユニット２における感光体ドラム７の下側には、転写装置１を構成する無端状の転写ベルト５が設けられており、感光体ドラム７と転写ベルト５とが近接する位置が転写部となっている。この転写ベルト５は、駆動ローラ３と従動ローラ４に掛けられており、図１の矢印ａ方向に循環移動する。転写ベルト５の感光体ドラム７に臨む面と反対側の面（裏面）側には、棒状の転写部材である転写ローラ８が設けられている。この転写ローラ８にトナー像と逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム７に形成されているトナー像が、該感光体ドラム７と転写ベルト５の間を通過する用紙（記録材）に転写されるのである。なお、図示例の装置のように、各画像形成ユニット２ごとに転写部を設ける代わりに、各画像形成ユニット２の画像を一旦ベルト（中間転写ベルト）に転写し、最後に該ベルトの画像を用紙に転写するように構成した転写装置であってもよい。
【００２２】
前記転写ローラ（転写部材）８は、半導電ローラであり、一般的に使用される半導電層の材料としてエピクロルヒドリンゴムの堆積抵抗１０8 Ω・ｃｍ、アスカーＣ硬度６０度のものを用い、ローラ外径２６ｍｍ、金属ローラ径８ｍｍで半導電ローラを構成している。そして、この転写ローラ８の端部に一体に高抵抗部Ｂが形成されており、該高抵抗部Ｂが形成されていない部分、すなわち転写ローラ８の軸方向における中間部が転写領域（半導電部）Ａとなっている。
【００２３】
上記高抵抗部Ｂは、高抵抗樹脂材料を転写ローラ８の外周部にコーティングすることにより形成されている。この高抵抗樹脂材料としては、例えばナイロン樹脂やシリコン樹脂等の塗料を採用することができる、この高抵抗塗料を転写領域Ａ以外の部分、すなわち、転写ローラの両端部にコーティングすることにより、高抵抗部Ｂが形成される。
【００２４】
本発明の転写装置１では、１本の転写ローラ８における転写領域Ａ（転写に使用される部分）の幅が、複数の用紙サイズに対応させることができるように、軸回りに変化させて形成されている。すなわち、図２に示す実施の形態では、転写領域Ａと高抵抗部Ｂとの境界線Ｌが転写ローラの円周方向に沿って傾斜状に形成され、転写領域Ａの幅が転写ローラ８の円周方向に沿って徐々に変化している。転写ローラ８の外径は、転写領域Ａでも高抵抗部Ｂでも実質的にほぼ同じであり、両端部に突出した回転軸８ａが図示を省略した軸受けによって回転自在に支承されていて、後述の回転駆動装置３０により所定角度ずつ回転するようになっている。この転写領域Ａの幅の最も狭い部分は、最小サイズの用紙の幅と同等（同じか、これよりも若干大きい幅）となっている。また、転写領域Ａの最も広い部分は、最大サイズの用紙の幅と同程度か若干大きめとなっている。理論的には、転写領域Ａの幅を用紙の幅と同一にしておけばよいが、用紙の位置ずれ等を考慮すると、上記転写領域Ａの幅は、用紙サイズと同一よりも若干大きくしておくのが好ましい。
【００２５】
図３は、上記と異なる実施の形態を表すもので、この実施の形態では、転写領域Ａと高抵抗部Ｂの境界線Ｌが段状に形成され、転写領域Ａの幅が円周方向に沿って不連続に変化している。この場合も、転写領域Ａの最も狭い部分は最小サイズの用紙の幅と同等（同じか、これよりも若干大きい幅）であり、最も広い部分は最大サイズの用紙の幅と同等である。この実施の形態においても、転写ローラ８を軸回りに回転させることにより、感光体ドラム７に臨む部分の転写領域Ａの幅が変化するので、用紙サイズに応じて転写ローラ８を回転させ、当該用紙サイズに適した転写領域を選択することができる。
【００２６】
つぎに、この転写装置１の動作について説明する。この転写装置１の作動時には、感光体ドラム７が図１の矢印ｂ方向に回転しつつ、帯電器９により表面が正極性に帯電させられる。帯電した感光体ドラム７の表面には、図示を省略した画像読み取り装置からの読み取り信号に応じて露光器１０によりレーザー光が照射され、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像には現像器１１によってトナーが供給され、露光部にトナーが付着したトナー画像が形成される。
【００２７】
一方、図示を省略した給紙装置から記録材である用紙が適切なタイミングで給紙され、転写用の転写ベルト５と画像形成ユニット２の感光体ドラム７の間に導入される。転写ベルト５の裏面側の前記感光体ドラム７と対向する位置には、転写ローラ８が設けられているが、この転写ローラ８には、感光体ドラム７表面のトナー画像と逆極性の高電圧が印加されているので、感光体ドラム７表面のトナー画像が転写ベルト５上の用紙に転写される。
【００２８】
図示例の画像形成装置はタンデム式の装置であるから、転写ベルト５の移動に伴って、用紙が順に配置された異なる色の画像形成ユニット２（Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ）の位置を通過し、これらによってそれぞれ転写が行われて、最終的には用紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像は、定着器６によって用紙に定着されたのち、外部に排出される。なお、例えば一つの画像形成ユニットＫだけを作動させ、他の画像形成ユニットを転写ベルト５から離間させるか、あるいは他の画像形成ユニットの作動を停止しておくことにより、単色の画像を形成することも可能である。
【００２９】
この転写装置１は、転写ベルト５の裏面側に設けられている転写ローラ８の転写領域Ａである半導電部の長さが、その円周方向の位置によって変化しているので、当該転写ローラ８を適当な角度だけ回転させることにより、転写用の記録材である用紙のサイズに適する転写領域Ａを選択することができ、この転写領域を使用して転写を行うことができる。この転写領域Ａの選択は、転写ローラ８を軸回りに回転させて、感光体ドラム７と対向する位置に所望の転写領域Ａを位置させることにより行われるので、構造が簡単である。
【００３０】
転写ローラ８の回転は、その回転軸８ａの端部に設けた回転駆動装置３０によって行われる。図５は、この回転駆動装置３０を表すもので、図５に例示する回転駆動装置３０は、回転軸８ａに取り付けられたピニオン３１と、該ピニオン３１と噛合するラック３２と、該ラック３２を直線方向に移動させるソレノイド３３とを備え、該ソレノイド３３に通電することにより、ラック３２を移動させ、ピニオン３１との噛合関係を介して回転軸８ａを適当量だけ回転させるようになっている。図示例では、回転軸８ａの外周部に、複数の転写領域に対応させて位置決め用の凹部３５が複数個形成されており、該凹部３５に臨む位置には、該凹部３５に係合する突起３６を備えた位置決め具３７が設けられている。突起３６は、バネにより弾力的に突出方向に付勢されていて、先端が球面の突起３６が凹部３５に係合することにより、転写ローラ８が所定回転角度で位置決めされる。回転軸８ａをさらに回転させると、前記突起３６が弾力的に後退して凹部３５との係合が外れたのち、次の凹部３５に係合する。
【００３１】
また、上記転写ローラ８の回転は、図示を省略した用紙サイズ検知手段により検知された用紙サイズ信号が制御装置に入力され、この用紙サイズに応じた回転駆動信号が前記ソレノイドに出力されることによって行われる。これにより、用紙サイズに適した転写領域Ａが転写部すなわち感光体ドラム７と対向する位置に位置するように、転写ローラ８が回転させられるのである。なお、上記のようなピニオン−ラック式の駆動装置の代わりに、パルスモータを用いて転写ローラ８を回転させるようにしてもよい。
【００３２】
この転写装置１は、転写用の転写ベルト５の下側で該転写ベルト５に接触する転写ローラ８の転写領域Ａの大きさ（幅）がその円周方向に沿って変化しており、用紙サイズに応じた最適な転写領域を使用して転写を行うことができるので、小サイズの用紙の場合でも極端な高圧を印加する必要がなく、効率良く転写を行うことができる。また、この転写装置１の構造は簡単であり、コストも低く抑えることができる。さらに、転写ローラ８の外周面に段部はなく、転写ベルト５の全幅を均一に支持するので、転写ベルト５の幅方向の端縁部が垂れ下がって筋等が生じるおそれがない。
【００３３】
なお、以上の説明では、転写ローラ８を円柱状のローラとして形成した例について述べたが、場合によっては中空のローラを用いることもできる。また、各用紙サイズにおいて、実際に転写に作用するのは、転写ローラ８の外周面のほんの一部であるから、図４に示すように、コーナー部にアールｒを付けた断面角型のロッド８’を転写部材として使用することもできる。この場合は、前記アール部ｒに転写領域Ａが形成されており、この部分が感光体ドラム７に対向して転写を行う。なお、前記アール部ｒは複数個設けられているので、それぞれの幅を異なる用紙サイズに対応するように変化させておけばよい。
【００３４】
また、以上の例では、転写用の転写ベルト５に接触する転写ローラ８について述べたが、場合によっては、同様な転写領域Ａと高抵抗部Ｂを備えた転写ローラ８を非接触で使用することもできる。
【００３５】
また、以上の例では、転写用の転写ベルト５を有するカラーの画像形成装置に用いる転写装置を例に説明したが、これに限らず例えば、転写ベルト５’を有する単色の画像形成装置に用いる転写装置にも本願発明を適用できる。適用した例を図６に示す。この場合でも上記と同様の効果を発揮する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る転写装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の転写装置として効果的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置の要部の構成を例示する説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態の転写装置に設けられている転写ローラの１例を表す外観図である。
【図３】図２に示す実施の形態とは異なる転写ローラの実施の形態を表す外観図である。
【図４】本発明のさらに異なる実施の形態を表す転写部材の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態の転写装置の転写ローラの回転駆動装置の側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の画像形成装置の要部の別の例としての単色の画像形成装置の要部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１        転写装置
２        画像形成ユニット
３        駆動ローラ
４        従動ローラ
５、５’  転写ベルト
６        定着器
７        感光体ドラム
８        転写ローラ（転写部材）
９        帯電器
１０        露光器
１１        現像器
３０        回転駆動装置
【図１】
0005255800.tif 000002
【図２】
0005255800.tif 000003
【図３】
0005255800.tif 000004
【図４】
0005255800.tif 000005
【図５】
0005255800.tif 000006
【図６】
0005255800.tif 000007