(57)【要約】【課題】簡単な構成で二次転写後の記録材を除電し、中間転写体側への巻き付きを防止し、高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置において、定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電電圧を印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、前記除電部材の二次転写部での軸方向の部分毎に除電能力を相違させることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電電圧を印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、前記除電部材の二次転写部での軸方向の部分毎に除電能力を相違させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電部材の二次転写部での軸方向の端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくす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】
前記除電部材と記録材との距離を二次転写部での軸方向の端部からの距離が中央部からの距離より短くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記除電部材の貼り付け面積を二次転写部での軸方向の端部の貼り付け面積が中央部の貼り付け面積より大きくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記二次転写ローラを軸方向の中央部の外径が端部の外径より太いクラウン形状とし、前記除電部材の軸方向の中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくす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】
前記除電部材と記録材との距離を二次転写部での軸方向の中央部からの距離が端部からの距離より短くす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】
前記除電部材の貼り付け面積を二次転写部での軸方向の中央部の貼り付け面積が端部の貼り付け面積より大きくすることを特徴とする請求項５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、電子写真技術を用いて紙等の記録材に画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体から記録材に定電流制御により転写バイアスを印加しトナー像を転写する二次転写手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−２４１９４７号公報には、電子写真技術を用いて用紙等の記録材に画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルト又は中間転写ドラム等の中間転写体上のトナー像を用紙等の記録材に二次転写するため、二次転写ローラに定電流制御により転写バイアスを印加する二次転写手段が開示されている。この従来技術においては、中間転写ベルトの駆動ローラ（２次転写バックアップローラを兼ねる）と対向する位置に、離当接機構により中間転写ベルトに離当接する二次転写ローラが設けられ、この位置で二次転写ローラに定電流制御手段から転写バイアスが印加され中間転写ベルト上の４色のトナー像が記録材に二次転写される。
【０００３】
二次転写部で未定着トナー像が転写された記録材は、帯電しており、この帯電を放置すると、その後の記録材の円滑な搬送が阻害される等の不具合が生じるので、記録材を除電する必要がある。そのため、二次転写ローラの下流側に近接して導電性繊維をシート状に加工した不織布からなる除電部材が設けられている。除電部材は、除電部材に除電電圧を印加する導電性プレートに貼り付けられ、二次転写後の記録材を除電する。
【特許文献１】特開２００４−２４１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像形成装置の二次転写手段においては、二次転写ローラの形状がストレート形状の場合、二次転写ローラの撓みにより、軸方向の端部のニップ幅が中央部のニップ幅より大きくなり、二次転写部での端部で電流が流れやすくなり、端部の記録材の帯電が上がり、除電部材の除電能力が二次転写部の軸方向で均一であると、記録材の端部の除電が不十分となり、記録材が静電気力により中間転写体に巻き付く方向の力が発生する。また、二次転写部を通過する記録材の軸方向の端部では自由端であるため端部での記録材の腰が弱くなり記録材の端部は中間転写体に巻き付きやすくなるという問題が発生する。さらに、二次転写ローラはその両端部に配置される付勢手段により中間転写体に押し付けられため、軸方向の端部と中央部では押し付け圧力が不均一となり、この結果、二次転写ローラの端部のニップ幅が大きくなり、二次転写部での端部で電流が流れやすくなり、記録材の端部で帯電が上がり、除電部材の除電能力が二次転写部の軸方向で均一であると、記録材の端部の除電が不十分となり、記録材が静電気力により中間転写体に巻き付きやすくなるという問題がある。二次転写部の二次転写ローラの軸方向での押し付け圧力を均一とするため、二次転写ローラの形状を軸方向の中央部の外径が大きいクラウン形状とすると、二次転写部を通過した記録材の中央部が凹み、除電部材との距離が大きくなるため、記録材の中央部の除電が不十分となり、記録材の中央部が静電気力により中間転写体に巻き付きやすくなるという問題を発生する。二次転写部通過後の記録材の軸方向の全ての除電能力を大きくして、中間転写体側への巻き付きを防止すると、記録材の帯電が少なくなりすぎ、トナーを記録材に引きつける力が弱くなり画像がぼけるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決する、簡単な構成で二次転写後の記録材を除電し、中間転写体側への巻き付きを防止し、高画質の画像を形成でき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】
【０００６】
本第１発明は、前記課題を解決するために、画像形成装置において、定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電電圧を印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、前記除電部材の二次転写部での軸方向の部分毎に除電能力を相違させることを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記除電部材の二次転写部での軸方向の端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくすることを特徴とする。
【０００８】
本第３発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電部材と記録材との距離を二次転写部での軸方向の端部からの距離が中央部からの距離より短くすることを特徴とする。
【０００９】
本第４発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電部材の貼り付け面積を二次転写部での軸方向の端部の貼り付け面積が中央部の貼り付け面積より大きくすることを特徴とする。
【００１０】
本第５発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記二次転写ローラを軸方向の中央部の外径が端部の外径より太いクラウン形状とし、前記除電部材の軸方向の中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくすることを特徴とする。
【００１１】
本第６発明は、本第５発明の画像形成装置において、前記除電部材と記録材との距離を二次転写部での軸方向の中央部からの距離が端部からの距離より短くすることを特徴とする。
【００１２】
本第７発明は、本第５発明の画像形成装置において、前記除電部材の貼り付け面積を二次転写部での軸方向の中央部の貼り付け面積が端部の貼り付け面積より大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
除電部材の二次転写部軸方向の部分毎に除電能力を相違させる構成により、二次転写部通過後の軸方向の部分毎の帯電不均一の記録材を効率良く除電し、記録材の除電不十分な部分の中間転写体側への巻き付きを防止でき、また、巻き付きやすい部分のみの除電能力を上げるので、除電手段の寿命向上を図ることができる。
除電部材の二次転写部での軸方向の端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくする構成により、二次転写ローラの撓み、二次転写ローラの軸方向の押し付け力の軸方向の部分毎の不均一により生じる軸方向の部分毎の帯電不均一な記録材の除電を効率よく行い、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止できる。
二次転写ローラを軸方向の中央部の外径が端部の外径より太いクラウン形状とし、前記除電部材の軸方向の中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくする構成により、二次転写ローラの軸方向の部分毎の押し付け力を均一とし、二次転写部通過後の中央部が凹んだ記録材を効率良く除電し、中間転写体側への記録材の巻き付きを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の二次転写装置を備える画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。
【００１５】
本実施の形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、潜像を担持するための像担持体の一例としての感光体ドラム５の回転方向７に沿って、帯電ユニット９、ロータリー現像ユニット１１、露光ユニット１５、一次転写ユニット１９、中間転写ベルト２１を有し、さらに、二次転写ユニット２３、定着ユニット２７、排紙トレイ部２９を有している。
【００１６】
感光体ドラム５は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００１７】
帯電ユニット９は、感光体ドラム５を帯電するための装置であり、露光ユニット１５は、レーザを照射することによって帯電された感光体ドラム５上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット１５は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム５上に照射する。
【００１８】
ロータリー現像ユニット１１は、感光体ドラム５上に形成された潜像を、ブラック現像装置１２Ｋに収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置１２Ｍに収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置１２Ｃに収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像装置１２Ｙに収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。
【００１９】
ロータリー現像ユニット１１は、本実施の形態においては、回転することにより、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの位置を動かすことを可能としている。すなわち、このロータリー現像ユニット１１は、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙを回転軸３１を中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。
【００２０】
そして、１ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体ドラム５に対向し、それぞれの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに収容されたトナーＴにて、感光体ドラム５上に形成された潜像を順次現像する。なお、前述した４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの各々は、ロータリー現像ユニット１１の前記保持部に対して着脱可能となっている。
【００２１】
一次転写ユニット１９は、感光体ドラム５に形成された単色トナー像を中間転写ベルト２１に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写ベルト２３にフルカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト２１は、エンドレスのベルトであり、感光体ドラム５とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。なお、中間転写体として、本実施例では、中間転写ベルト２１としたが中間転写ドラムであっても良い。二次転写ユニット２３は、中間転写ベルト２１上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録材に転写するための装置である。
【００２２】
定着ユニット２７は、記録材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録材に融着させて永久像とするための装置である。
【００２３】
図２は、二次転写ユニット２３の要部拡大図である。中間転写ベルト２１は２次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ５０や図示しない従動ローラ、テンションローラ等で張架され、駆動ローラ５０により所定方向に搬送される。中間転写ベルト２１は感光体５とのニップ部でトナー像が感光体から転写（１次転写）され、４色のトナー像が色重ねされた後、二次転写ローラ５１とのニップ部で図示しない記録材に一括転写（２次転写）される。二次転写ローラ５１は図示しない離当接手段で中間転写体ベルト２１に離当接する。二次転写ローラ５１が、中間転写ベルト２１に当接する場合、二次転写ローラ５１の両端に設けられるスプリング等の付勢手段（図示せず）により中間転写ベルト２１側に押し付けられる。シャフトを軸として中間転写体ベルト２１に従動して回転し、当接時に転写ガイド５２を通して所定角度で導入される記録材を中間転写体ベルト２１との間でニップ部に挟み込む。このとき、詳細は後述するように、定電流制御された電源（図示せず）からバイアス電圧が印加されて転写が行われる。転写後の記録材は転写ガイド５２により所定角度で搬送される。転写ガイド５２は、ガイド支軸５３を中心に回動可能に構成されている。
【００２４】
転写ガイド５２には、二次転写ローラ５１に近接して除電部材５４が設けられる。除電部材５４は、無数の導電性繊維をシート状に加工した導電性不織布（除電布）で構成され、除電布で構成される除電部材５４の上面を、二次転写部を通過してくる記録材と対向させ、除電部材５４と記録材との間で放電させ記録材を除電する。除電部材５４は、導電性の除電プレート５５に貼り付けられる。除電部材５４には、除電電圧印加手段（図示せず）からの除電電圧が除電プレート５５を介して印加される。
【００２５】
このような、二次転写手段において、図３に示されるように、二次転写後の記録材Ｓには、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御による転写ローラ５１の環境等による抵抗の変化に影響される。除電部材５４による記録材の除電が不十分であると、記録材Ｓと中間転写ベルト２１との間に巻き付き力が、除電プレート５５の引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材Ｓが中間転写ベルト２１に巻き付く現象が発生する。除電プレート５５による引き付け力が強すぎると、記録材Ｓがガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材Ｓの帯電を除電しすぎると、トナーを記録材Ｓに引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材Ｓの中間転写ベルト２１の巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、図４に示されるように、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力とをバランスさせることが必要である。
【００２６】
記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力は、二次転写部の軸方向の部分毎に相違する。記録材の中間転写ベルト２１の部分的巻き付き力の相違の発生について考察する。１つの原因として、二次転写ローラ５１の撓みが考えられる。二次転写ローラ５１が撓むと、二次転写部での軸方向の端部のニップ幅が中央部より大きくなり、二次転写部の軸方向の端部で電流が流れやすくなり、軸方向の端部での記録材の端部であがり、除電部材５４による除電も、記録材の端部で不十分となり、記録材が中間転写ベルト２１に巻き付きやすくなる。また、二次転写ローラ５１は、その両端に設けられたスプリング等の付勢手段により中間転写ベルト２１に押し付けるため、二次転写部での軸方向の押し付け力が端部で大きく、中央部で小さくなる。この結果、二次転写ローラ５１の軸方向の端部でニップ幅が大きくなり電流が流れやすくなると共に、ニップ形状が中間転写ベルトに巻き付きやすい形状になるため、記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きが発生する。一般的に記録材の二次転写部の軸方向の端部は自由端となっているため、端部の腰が弱く中間転写ベルトに巻き付きやすい。
【００２７】
図５は、このような二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する実施例１を示すものである。実施例１においては、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の端部の高さを中央部より高くし、二次転写ローラ５１と中間転写ベルト２１との間で二次転写されて搬送される記録材と除電部材５４との距離を、軸方向の端部からの距離が中央部からの距離より短くなるようにし、軸方向端部の除電能力を中央部の除電能力より大きくする。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向端部の除電能力を大きくして巻き付きを防止する。
【００２８】
図６は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する実施例２を示すものである。実施例２においては、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の端部の貼り付け面積を中央部の貼り付け面積より大きくし、軸方向端部の除電能力を中央部の除電能力より大きくする。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向端部の除電能力を大きくして巻き付きを防止する。
【００２９】
図７は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する実施例３示すものである。実施例３においては、除電プレート５５に除電部材５４を貼り付け、軸方向端部の除電プレート５５の面積を中央部の面積より大きくし、記録材の端部の引き付け力を中央部の引き付け力より大きくし、中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向端部の巻き付きを防止する。
【００３０】
図８は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する実施例４を示すものである。実施例４においては、二次転写ローラ５１の撓みや、軸方向の押し付け力の不均一を解消するために、二次転写ローラ５１の形状を軸方向の中央部の外径が端部の外径より太いクラウン形状とした例である。二次転写ローラ５１をクラウン形状とすることにより二次転写部での押し付け力は軸方向で均一となるが、二次転写部を通過した記録材は、二次転写ローラ５１の形状により軸方向の中央部が凹状になって搬送されるため、除電部材５４との距離が大きくなり、除電が不十分となり中間転写ベルト２１側に巻き付きやすくなる。そのため、実施例４においては、軸方向の中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくして、中間転写ベルト２１側への巻き付きを防止する。
【００３１】
軸方向の部分毎の除電能力を相違する具体的構成としては、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の中央部の高さを端部より高くし、軸方向中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくすることや、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の中央部の貼り付け面積を端部の貼り付け面積より大きくし、軸方向中央部の除電能力を端部の除電能力より大きくする。また、除電プレート５５に除電部材５４を貼り付け、軸方向の中央部の除電プレート５５の面積を端部の面積より大きくし、記録材の中央部の引き付け力を端部の引き付け力より大きくし、中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向の中央の巻き付きを防止しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：画像形成装置、５：感光体ドラム、９：帯電ユニット、１１：ロータリー現像装置、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ：ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー現像装置、
１５：露光ユニット、１９：一次転写ユニット、２１：中間転写ベルト、２３：二次転写ユニット、２７：定着ユニット、２９：排紙トレイ部、５０：駆動ローラ、５１：二次転写ローラ、５２：転写ガイド、５３：ガイド支軸、５４：除電部材、５５：除電プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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