(57)【要約】【課題】  中間転写ベルト面変動による文字・細線部周辺へのトナー飛び散りや放電むらを防止し、安定した画像を作る画像形成装置を提供すること。【解決手段】  循環回動する中間転写ベルトと、当該ベルトの走行方向に対して、順に配列された複数の現像手段によって形成された感光体上のトナー像を順次一次転写位置でベルト上に転写して重ね合わせトナー像を形成し、さらに、一括して二次転写位置で当該重ね合わせトナー像を転写材上に転写するカラーの画像形成装置において、ベルトの走行方向に対して最下流側の前記一次転写位置の下流部、かつ前記二次転写位置の上流部に帯電または除電手段を設け、前記重ね合わせトナー像面と対向するベルトの裏面側に、前記帯電または除電手段の対向電極として導電性弾性部材を設け、当該導電性弾性部材の近傍に、ベルト面と直行する方向の位置を規制するベルト面規制部材とを設けたことを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環回動する中間転写ベルトと、当該中間転写ベルトの走行方向に対して、順に配列された複数の現像手段とを有し、当該複数の現像手段によって形成された感光体上のトナー像を順次一次転写位置で中間転写ベルト上に一次転写して重ね合わせトナー像を形成し、さらに、当該重ね合わせトナー像を一括して二次転写位置で転写材上に二次転写するカラープリント用の画像形成装置において、前記中間転写ベルトの走行方向に対して最下流側の前記一次転写位置の下流部、かつ前記二次転写位置の上流部に帯電または除電手段を設け、前記重ね合わせトナー像を形成する面と対向する前記中間転写ベルトの裏面側に、前記帯電または除電手段の対向電極としての導電性弾性部材を設けると共に、当該導電性弾性部材の近傍に、前記中間転写ベルトの前記重ね合わせトナー像を形成する面と直行する方向の位置を規制するベルト面規制部材とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルト面規制部材はベルト張架ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルト面規制部材はリブ形状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電性弾性部材はブラシまたは発泡部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電または除電手段は、ワイヤー方式のスコロトロン電極にトナーと逆極性の直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記スコロトロン電極にグリッドを付加し、当該グリッドにはトナーと同極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記グリッドに印加される電位Ｅは、（トナーの最大付着画像における電位）＞電位Ｅ＞（トナーの無付着部における電位）なる関係を維持することを特徴とする請求項５ないし６のいずれか１項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、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式でカラー画像を形成するために、感光体上に担持された各色のトナー像を一次転写部で中間転写ベルト上に重ね合わせた後、当該トナー像を中間転写ベルトから転写材に二次転写する画像形成装置にあっては、一次転写の回数や環境などによって中間転写ベルト上のトナー帯電量が変化するため、中間転写ベルトから転写材への二次転写時に様々な画像不良が発生しやすい。
【０００３】
これに対して、トナー像の帯電量を補正する目的で、中間転写ベルトに一次転写されたトナー像に対しＡＣ、ＤＣ等の２次転写前除電器のコロナ放電による帯電を行い、トナー帯電量を均一化する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、トナー付着量が多くトナー層電位が高い場合に発生する転写電荷不足による濃度むらや転写電荷を大きくしたときの放電等を防止するため、二次転写の前に中間転写ベルト上のトナー像の除電処理を行う技術も提案されている。
【０００５】
また、トナー付着量が多くトナー層電位が高い場合に発生する転写電位不足による濃度むらや転写電荷を大きくしたときの放電などを防止するため、二次転写の上流側にスコロトロン電極を設置し中間転写ベルト上のトナー像の除電を行っている。この場合、対向電極としては中間転写ベルト背面との密着性を向上させるために中間転写ベルトに圧接する表面が導電性ブラシや、導電性スポンジ等の弾性部材を用いることが好ましい。
【特許文献１】特開平１０−２７４８９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１４３２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベルトに対して弾性部材を押圧すると、どうしても走行中のベルト面の不安定性が、一次転写のニップ部下流側および二次転写のニップ部上流側に影響を及ぼし、文字・細線部周辺へのトナー飛び散りや放電むらによる画像荒れ等の画質不安定の問題が発生する。
【０００７】
本発明は、中間転写ベルト面位置を規制する規制部材により、上記のような問題を防止し、安定した画像を維持する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記の構成によって達成される。
【０００９】
循環回動する中間転写ベルトと、当該中間転写ベルトの走行方向に対して、順に配列された複数の現像手段とを有し、当該複数の現像手段によって形成された感光体上のトナー像を順次一次転写位置で中間転写ベルト上に一次転写して重ね合わせトナー像を形成し、さらに、当該重ね合わせトナー像を一括して二次転写位置で転写材上に二次転写するカラープリント用の画像形成装置において、前記中間転写ベルトの走行方向に対して最下流側の前記一次転写位置の下流部、かつ前記二次転写位置の上流部に帯電または除電手段を設け、前記重ね合わせトナー像を形成する面と対向する前記中間転写ベルトの裏面側に、前記帯電または除電手段の対向電極としての導電性弾性部材を設けると共に、当該導電性弾性部材の近傍に、前記中間転写ベルトの前記重ね合わせトナー像を形成する面と直行する方向の位置を規制するベルト面規制部材とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
一次転写のニップ部下流側および二次転写のニップ部上流側で中間転写ベルトの背面をベルト面規制部材で支持・押圧し、走行するベルト面の変動を抑制するので、一次、二次転写部への影響が回避され、文字・細線部周辺のトナー飛び散りや放電むらによる画像荒れ等が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
はじめに、本実施の形態の画像形成装置全体について説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態における説明では、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。
【００１３】
図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す模式図である。
【００１４】
図１において、その構成について説明すると、１０は感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は露光手段手段である書き込み装置、１３は現像手段である現像器、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、１５はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体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等からなっており、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１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。
【００１５】
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。
【００１６】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、搬送ローラ２２、テンションローラ２３、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写器２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。
【００１７】
中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。
【００１８】
感光体１０は、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１の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００１９】
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。
【００２０】
現像器１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と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。
【００２１】
中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍ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０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２２】
２５は一次転写用の転写器で、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上に転写させる一次転写位置とする。転写器２５としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。
【００２３】
２６は、接地されている駆動ローラ２１から当接および当接解除可能な二次転写用の転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像を用紙である転写材Ｐに再転写する二次転写とする。
【００２４】
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２４０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によって周面上に残ったトナーが清掃される。３１は、スコロトロン電極方式の帯電または除電方式としての二次転写前除電器である。３２はその対向電極である。３３は中間転写ベルト面位置を規制するベルト面規制部材、３３１は、当該規制部材３３のベルト張架ローラであって、本発明に関係する。詳細は後述する。
【００２５】
４は定着装置で、加熱ローラ４１、加圧ローラ４２等からなり、転写ローラ２６と駆動ローラ２１とのニップ部Ｓでトナー像が転写された転写材Ｐを当該定着装置４のニップ部Ｔで定着する。
【００２６】
７は搬送路で、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。
【００２７】
８１は排紙ローラで、８２は排紙トレイ、８５は操作パネルである。Ｂ１は画像形成プロセス、転写材搬送、定着温度等のコントロール部である。
【００２８】
次に、本発明に係わる、二次転写前のベルト面位置規制の装置について説明する。
【００２９】
前述したが、二次転写の上流側にスコロトロン電極を設置し中間転写ベルト上のトナー像の除電を行う場合、対向電極としては中間転写ベルト背面との密着性を向上させるために中間転写ベルトに圧接する表面が導電性ブラシや、導電性スポンジ等の弾性部材を用いるが、ベルトに対して弾性部材を押圧するとベルト面が不安定となる問題が生じる。
【００３０】
本発明は、中間転写ベルト面位置を規制するベルト面規制部材により、上記のような問題を防止し、安定した画像を維持するために提案するものである。
【００３１】
以下、本発明について図２に基づいて説明する。
【００３２】
図２は、二次転写前除電極およびベルト面規制部材を拡大した図である。
【００３３】
図３は、図２（ａ）のベルト面規制部材の斜視図である。
【００３４】
図２、および図３において、二次転写前除電器３１のタングステンワイヤー電極３１１にはトナーと逆極性の電圧（電位）が印加され、付加されたグリッド３１２にはトナーと同極性の電圧が印加されている。当該グリッド３１２には０〜−３００Ｖ範囲の電位Ｅが印加できるようになっている。ただし、（トナーの最大付着画像における電位）＞電位Ｅ＞（トナーの無付着部における電位）なる関係が維持される。また、サイドプレート３１３は前記グリッド３１２と同電位となている。
【００３５】
ベルト面規制部材３３は、図２（ａ）のように、中間転写ベルト２０（以下、単にベルトともいう。）の裏側からベルトに当接、支持する２本のベルト張架ローラ３３１と、当該ベルト張架ローラ３３１の回転軸を支持する支持枠３３２等からなっている。前記２本のベルト張架ローラ間距離は３０〜１００ｍｍが好ましい。当該支持枠３３２は、ベルトユニット３の不図示の枠体の所定位置に固定され、中間転写ベルト２０の裏面を押圧し、ベルトに所定の張力（好ましくは、１９６〜５８８Ｐａ）を与えている。
【００３６】
対向電極３２は、中間転写ベルト２０の裏面との密着性を保った導電性ブラシ又は導電性のスポンジを素材としている。ベルト面規制部材３３は、ベルトの走行中に生じるベルト面の変動を防止する効果ももっている。仮に、ベルト面規制部材３３が無いと、図２（ｃ）で点線で示すように中間転写ベルト２０が動揺し、前述したが、走行中のベルト面が不安定になり易くなり、また、弾性部材の経時変化によるベルト面の変化も生じてしまい、そのようなベルト面の不安定性が一次転写ニップ部下流および二次転写ニップ部上流に影響し、文字・細線部周辺へのトナー飛び散りや放電むらによる画像荒れ等転写画質が不安定になってしまう場合がある。
【００３７】
本発明は、ベルト面規制部材を、一次転写ニップ部下流および二次転写ニップ部上流に設けることにより、転写画像の画質不安定性を回避することを特徴とする。
【００３８】
以下、ベルト面規制部材の効果を確認するために、図４に示す構成で、転写画質向上の確認および比較実験を下記の条件で行った。なお、本実験においては、対向電極として導電性ブラシを使用し、また、図１におけるＫ（黒）の画像形成手段１を取り除いた箇所に対応した場所に、二次転写前除電器及び対向電極を設置した。
【００３９】
図４は、ベルト面規制部材の効果を確認するための実験機の画像形成部の構成を示す。
【００４０】
・確認実験（図４（ａ）参照）
＜実験条件＞
実験機：         タンデム方式のカラー画像形成装置（図１参照）
中間転写ベルト：         ＰＩ（ポリイミド）製、体積抵抗が１０9Ω、表面                                  抵抗が１０11Ω、ベルトテンション３９．２Ｎ
二次転写前除電器：         ４段目の画像形成手段（Ｋ）の感光体および現像器                                  を外して、その位置にスコロトロン帯電極と同型の                                  ものを設置（図４（ａ）参照）、電極ワイヤへの印                                  加電圧０〜５ｋＶ可能、グリッド電極０〜−３００                                  Ｖ印加、サイドプレートはグリッド電極と同電位、
除電器幅３０ｍｍ、除電器長さ３２０ｍｍ、グリッ                                  ド電極と中間転写ベルトとの距離１ｍｍ
対向電極：         導電性アクリルブラシ（原糸抵抗値１０2Ω、線径                                  ３ｄ、密度３１ｋＦ／ｃｍ2、毛長４ｍｍ）
ベルト裏面に軽接触２９４Ｐａ／ｃｍ2、ブラシ幅                                  ３０ｍｍ、ブラシ長さ３２０ｍｍ、接地
ベルト面規制部材：         ２本のベルト張架ローラ間隔７０ｍｍ、ローラ材質                                  はステンレス、ローラ径１２ｍｍ
＜画質確認テスト＞
耐久画出しテストを実施し、初期及び１０万コピー後の文字画像とハーフトー        ン画像の画質評価を行った。
【００４１】
＜評価結果＞
初期：文字画像、ハーフトーン画像共に良好
１０万コピー後：対向電極の導電性ブラシに毛倒れが発生し、初期に比べてベ                          ルト面が変化した。しかし、２本のベルト張架ローラにより
一次転写部、二次転写部におけるベルト面には影響が及ばず
一次転写、二次転写共に問題なく、文字画像、ハーフトーン                          画像共に画質良好であった。
【００４２】
・比較実験（図４（ｂ）参照）
＜実験条件＞、
＜画質確認テスト＞
ベルト面規制部材無し以外は、確認実験の実験条件に準じて、耐久画出しテス        トを実施し、初期及び１０万コピー後の文字画像とハーフトーン画像の画質評価        を行った。
【００４３】
＜評価結果＞
初期：文字画像、ハーフトーン画像共に良好
１０万コピー後：対向電極の導電性ブラシに毛倒れが発生し、初期に比べてベ                          ルト面が変化した。これにより、一次転写出口部及び二次転                          写部入口のベルト面が初期に比べて変化していまい、一次転                          写部出口で剥離放電によるハーフトン画像荒れ、二次転写入                          口で文字散りが発生した。
【００４４】
従って、図４（ｂ）に示すような構成では、ベルト面が揺動                          し、一次、二次転写位置における転写処理に影響を与えるこ                          とが判明した。
【００４５】
以上の確認、比較実験の結果から、ベルト張架ローラからなるベルト面規制部材を設置することによって、ベルト裏面からの弾性部材の押圧によるベルト面変動の影響が転写部に及ばないため、転写ニップ前後でのベルト面変動によって生じる文字・細線部周辺へのトナー飛びや放電むらによる画像荒れなどを防止することが出来た。
【００４６】
なお、本確認実験では、対向電極に導電性ブラシを使用したが、導電性スポンジ等の弾性部材を使用しても同様な効果を得ることができる。
【００４７】
また、ベルト面規制部材に２本のベルト張架ローラを使用したが、図２（ｂ）の様なリブ３３５を形成する樹脂ブロック３３４をベルト面規制部材に使用しても同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】二次転写前除電極およびベルト面規制部材を拡大した図である。
【図３】図２（ａ）のベルト面規制部材の斜視図である。
【図４】ベルト面規制部材の効果を確認するための実験機の画像形成部の構成を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像形成手段
１０  感光体
１３  現像器
２０  中間転写ベルト
２１  駆動ローラ
２２  搬送ローラ
２４  従動ローラ
２８  クリーニング装置
３１  二次転写前除電器
３２  対向電極
３３  ベルト面規制部材
３３１  ベルト張架ローラ
３３２  支持枠
【図１】
2007057777.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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