(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー画像を担持する感光体ドラムを含む画像形成ユニットと、前記感光体ドラムに担持されたトナー画像を中間転写ベルトに転写する１次転写手段と、前記中間転写ベルトに転写されたトナー画像を転写紙に転写する２次転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記２次転写手段は、前記中間転写ベルトの２次転写位置に転写紙を搬送する２次転写ベルトと、前記中間転写ベルトの２次転写位置に配置された上部２次転写ローラと、前記２次転写ベルトの内側の２次転写位置に前記上部２次転写ローラと対向するように配置された下部２次転写ローラとを備え、
前記２次転写ベルトは、複数の支持ロールで支持されると共に、２つの支持ロールとその間に配置された前記下部２次転写ローラとにより直線的に掛け渡されるように支持されることにより、２次転写位置近傍において転写紙を直線的に搬送可能とされ、
前記２次転写ベルトを支持する複数の支持ロールおよび下部２次転写ローラの相対位置が変化しないように各ロールの位置決めを行なう位置固定部材が設けられ、
前記位置固定部材は、転写紙の搬送方向で最下流側の支持ロールの回転軸を中心に回動可能とされると共に、前記位置固定部材の転写紙搬送方向で上流側に、前記中間転写ベルトを押圧する方向へ付勢する弾性部材が設けられ、
前記中間転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部と、前記２次転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部とのなす角度が、２０度以上４５度以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写ベルトの抵抗値が１０１１〜１０１３Ωｃｍ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２次転写ベルトの抵抗値が１０７〜１０１１Ωｃｍであることを特徴とする請求項１または２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、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、詳しくは、中間転写体を備え、多色画像形成を可能とした画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィス文書のカラー化に伴い、カラー複写機、カラープリンター等、カラー画像形成を可能とした電子写真方式のカラー画像形成装置が開発されている。カラー画像形成装置は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分の画像形成ユニットでそれぞれトナー画像を形成し、各トナー画像を転写紙に重ね合わせて転写することによってカラー画像を形成する。
【０００３】
しかしながら、カラー画像形成装置においては、複数のトナー画像を転写紙上に転写する必要があるため、転写電圧を上げる必要があるが、上げすぎると感光体ドラムへのダメージ（絶縁破壊等）が発生する。このため、印加する転写電圧に制限があるため、特に、厚紙や吸湿した紙へ転写において、転写効率が低くなる課題があった。
【０００４】
この課題に対して、各画像形成ユニットで形成したトナー画像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトに転写されたトナー画像を転写紙に転写する中間転写方式の画像形成装置が、たとえば、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の中間転写方式においては、転写紙へトナー画像を転写する際に、高電圧を印加することができるため、紙の種類によって、転写条件を自由に選択でき、厚紙等への転写効率を上げることが可能になる。
【特許文献１】特開２００２−１７４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、中間転写ベルト方式において、厚紙や腰の弱い薄紙などを用いた際に、紙の先端部分や後端部分において、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラが発生する問題があった。この転写ムラの原因について鋭意検討した結果、２次転写時において、紙の先端部分や後端部分からの異常放電やトナーへの電化注入によるものであることがわかった。
【０００６】
たとえば、図３は、中間転写ベルト５から腰の弱い転写紙にトナーを転写する際に、転写紙の後端が静電気力により引き寄せられ、転写紙の後端から中間転写ベルト５のトナー画像へ異常放電（電化注入）する様子を示す概念図である。
【０００７】
また、図４は、中間転写ベルト５から光沢紙などの厚みのある紙を使用した際に、転写紙にゆがみが生じ、中間転写ベルト５と２次転写ベルトとのギャップが狭くなった箇所において、転写紙の後端から中間転写ベルト５のトナー画像へ放電（電化注入）する様子を示す。
【０００８】
また、図５は、腰の弱い転写紙の先端がたわみ、転写紙の先端部近傍から中間転写ベルト５のトナー画像へ異常放電（電化注入）する様子を示す概念図である。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、転写効率に優れ、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラを防止できる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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、表面にトナー画像を担持する感光体ドラムを含む画像形成ユニットと、前記感光体ドラムに担持されたトナー画像を中間転写ベルトに転写する１次転写手段と、前記中間転写ベルトに転写されたトナー画像を転写紙に転写する２次転写手段とを備えた画像形成装置において、前記２次転写手段は、前記中間転写ベルトの２次転写位置に転写紙を搬送する２次転写ベルトと、前記中間転写ベルトの２次転写位置に配置された上部２次転写ローラと、前記２次転写ベルトの内側の２次転写位置に前記上部２次転写ローラと対向するように配置された下部２次転写ローラとを備え、前記２次転写ベルトは、複数の支持ロールで支持されると共に、２つの支持ロールとその間に配置された前記下部２次転写ローラとにより直線的に掛け渡されるように支持されることにより、２次転写位置近傍において転写紙を直線的に搬送可能とされ、前記２次転写ベルトを支持する複数の支持ロールおよび下部２次転写ローラの相対位置が変化しないように各ロールの位置決めを行なう位置固定部材が設けられ、前記位置固定部材は、転写紙の搬送方向で最下流側の支持ロールの回転軸を中心に回動可能とされると共に、前記位置固定部材の転写紙搬送方向で上流側に、前記中間転写ベルトを押圧する方向へ付勢する弾性部材が設けられ、前記中間転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部と、前記２次転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部とのなす角度が、２０度以上４５度以下であることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、転写紙の種類に係わらず、転写紙が２次転写ベルトに吸着した状態で直線的に搬送され、転写紙と中間転写ベルトとのギャップが常に安定することから、２次転写位置近傍における放電やトナーへの電化注入が起こりにくく、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラを防止できる。
【００１３】
また、２次転写位置において、下部２次転写ローラが中間転写ベルトと転写紙および２次転写ベルトを挟んで、上部２次転写ローラと対向する位置に備えられるので、転写紙が上部２次転写ローラの曲率に沿ってたわむのを抑え、安定した転写紙と中間転写ベルトとのギャップが得られる。
【００１５】
また、２次転写ベルトが、複数のローラで支持され、２次転写ベルトを支持する各ローラと下部２次転写ローラが、ローラの相対位置変化を防ぐ位置固定部材で支持されているので、転写紙の厚みや腰の強さによって、２次転写ベルトが不規則にたわむのを防止し、常に転写紙を直線的に搬送することで、２次転写位置近傍における転写紙と中間転写ベルトとのギャップを一定にできる。
【００１６】
また、前記位置固定部材が、転写紙の搬送方向で最下流側のローラ軸を支点として可動するので、２次転写ベルトが最下流側のローラ軸を支点として動くことになり、厚紙を用いた際においても、２次転写位置近傍における転写紙と中間転写ベルトとのギャップを一定にでき、また、最下流側のローラ軸の位置が変わらないことから、定着装置などの下流側への搬送を高精度にできる。
【００１８】
また、前記位置固定部材が、最下流側のローラ軸を支点として可動すると共に、位置固定部材の上流側において、前記中間転写ベルトを押圧する方向へ、弾性部材により押圧されているので、２次転写ベルトを中間転写ベルトに押圧力を与えることにより、転写紙が２次転写位置に進入する際に生じる、中間転写ベルトの弾みを防止できる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部と、２次転写ベルトにおける２次転写位置の上流側の直線部とのなす角度が、２０度以上４５度以下であることを特徴とする。
【００２０】
この構成によると、吸湿した転写紙であっても、安定した転写効率と、２次転写位置近傍における放電を抑えることができ、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラを防止できる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトの抵抗値が１０１１〜１０１３Ωｃｍであることを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、１次転写における電力アップを抑え、１次転写効率を向上できる。中間転写ベルトの抵抗値が低くなりすぎると、１次転写における転写効率が低下し、反対に抵抗値が高くなりすぎると、実機に採用する転写トランスの電源容量を大きくすることが必要となり、電力がアップするなどトランスの設計が難しくなる。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置は、２次転写ベルトの抵抗値が１０７〜１０１１Ωｃｍであることを特徴とする。
【００２４】
２次転写ベルトの抵抗値が低くなりすぎると、転写電流が周囲に逃げてしまい、転写効率が低下し、逆に高すぎると、実機に採用する転写トランスの電源容量を大きくすることが必要となり、電力がアップする問題があるが、２次転写ベルトの抵抗値が１０７〜１０１１Ωｃｍとすると、２次転写における電力アップを抑え、２次転写効率を向上できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のとおり、本発明によると、転写紙の種類に係わらず、転写紙が２次転写ベルトに吸着した状態で直線的に搬送され、転写紙と中間転写ベルトとのギャップが常に安定することから、２次転写位置近傍における放電やトナーへの電化注入が起こりにくく、転写効率に優れ、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施形態の一例として示す画像形成装置を模式的に示す断面図である。図１に示すように、画像形成装置は、４つの画像形成ユニット１〜４を備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。４つの画像形成ユニットは、黒トナー画像を形成するための第１画像形成ユニット１、シアントナー画像を形成するための第２画像形成ユニット２、マゼンタトナー画像を形成するための第３画像形成ユニット３、イエロートナー画像を形成するための第４画像形成ユニット４である。
【００２７】
１次転写手段は、中間転写ベルト５と、転写電圧を印加する４つの１次転写ローラ７と、ベルトクリーニングユニット１０とから構成されている。中間転写ベルト（無端ベルト）５は、２つの支持ロール６ａ、６ｂと上部２次転写ローラ２０とに掛け渡され、前記４つの画像形成ユニット１〜４の下方に、矢印Ｒにて示す方向に回転するように配設されている。中間転写ベルト５の内側には、各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー画像を、各感光体ドラム１ａ〜４ａから中間転写ベルト５上に転写する１次転写ローラ７が、各画像形成ユニット１〜４に対向するように各々設けられている。
【００２８】
各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー画像は、１次転写ローラ７に印加される転写電圧によって、中間転写ベルト５上に重ね合うように転写され、一つのカラートナー画像を形成する。中間転写ベルト５の材料としては、ポリイミドやポリアミドあるいはポリカーボネイト等の樹脂にカーボンブラックなどの導電材を適当量含有させたものが使用できる。
【００２９】
また、第１画像形成ユニット１よりも中間転写ベルト５の回転方向Ｒの上流側には、中間転写ベルト５の表面をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット１０が設けられている。ベルトクリーニングユニット１０は、中間転写ベルト５に接触配置されるベルトクリーニングブラシ１１と、ベルトクリーニングブレード１２とを有している。ベルトクリーニングブレード１２は、ベルトクリーニングブラシ１１より中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側に配置される。
【００３０】
２次転写手段は、転写紙を搬送する２次転写ベルト８と、上部２次転写ローラ２０と、転写電圧を印加する下部２次転写ローラ２１とから構成されている。２次転写ベルト（無端ベルト）８は、３つの支持ロール９ａ〜９ｃに掛け渡され、上部２次転写ローラ２０との近接部において、中間転写ベルト５と接し（接点を２次転写位置と呼ぶ）、矢印Ｒにて示す方向に回転するように配設されている。
【００３１】
中間転写ベルト５の内側には、下部２次転写ローラ２１が上部２次転写ローラ２０に対向するように設けられる。中間転写ベルト５のカラートナー画像は、下部２次転写ローラ２１に印加される転写電圧によって、搬送されてくる転写紙上に転写される。中間転写ベルト５の材料としては、ポリイミドやポリアミドあるいはポリカーボネイト等の樹脂に電子伝導性導電材を適当量含有させたものが使用できる。
【００３２】
２次転写ベルト８の下方には、転写紙を収容する給紙カセット１４が配設されている。給紙カセット１４内の転写紙は、複数の給紙ローラ１３にて、２次転写ベルト８まで搬送され、転写紙は２次転写ベルト８上を中間転写ベルト５と対向する２次転写位置まで搬送される。矢印Ｐにて、転写紙の搬送方向を示す。２次転写ベルト８の転写紙の搬送方向Ｐ下流側には、転写紙に転写されたカラー画像を転写紙上に定着するための定着ユニット１５が設けられている。そして、定着ユニット１５のさらに転写紙の搬送方向Ｐ下流側には、カラー画像が定着された転写紙を受け止める排紙トレー１６が設けられている。
【００３３】
中間転写ベルト５上のカラー画像は、２次転写位置において転写紙へと２次転写され、定着ユニット１５にて転写紙に定着される。トナー画像が固定された転写紙は、その後、排紙トレー１６上に排出される。２次転写ベルト８は、例えばポリイミドやポリカーボネイト、フッ素コートされたＮＢＲ等にカーボンブラックなどの導電材を適当量含有させたものが使用できる。
【００３４】
なお、本画像形成装置１では、中間転写ベルト５の抵抗値を１０１１〜１０１３Ωｃｍに、２次転写ベルト８の抵抗値を１０７〜１０１１Ωｃｍにそれぞれ設定している。これは、中間転写ベルト５の抵抗値が１０１１Ωｃｍより低くなりすぎると、１次転写電流に対する高い１次転写効率を示す範囲が狭くなり、実機に採用できる１次転写電流の使用範囲がなくなり、２次転写も含めた条件設定が困難となる。
【００３５】
また、２次転写ベルト８の抵抗値が１０７Ωｃｍより低くなりすぎると、転写電流が周囲に逃げてしまい、転写できなくなるためである。中間転写ベルト５の抵抗値も２次転写ベルト８の抵抗値も共に高い方が好ましい。
【００３６】
一方、中間転写ベルト５の抵抗値を高くしすぎると、実機に採用する転写トランスの電源容量を大きくすることが必要となるため、既存のトランスでは対応できずトランスの設計事態が難しくなり、消費電力もアップする。２次転写ベルト８の抵抗値も同様で、高すぎると実機に採用する転写トランスの電源容量を大きくすることが必要となり、電力がアップしてしまう。
【００３７】
したがって、上記中間転写ベルト５の抵抗値の上限値は、トランス容量の関係も踏まえると、１０１３Ωｃｍであり、設計の容易さや消費電力の点から、より好ましくは、１０１２Ωｃｍとすることである。また、上記２次転写ベルト８の抵抗値の上限値は、転写紙の環境変動等も考慮に入れると、１０１１Ωｃｍであり、より好ましいのは１０１０Ωｃｍである。
【００３８】
位置固定部材２２は、支持ロール９ａ〜９ｃおよび２次転写ローラ２１の回転軸を軸の両方向から支持する軸受けを備える略三角形の板状の部材であり、各ローラ軸の相対位置が変化しないように各ローラの位置決めを行うものである。
【００３９】
このとき、下部２次転写ローラ２１は、２つの支持ロール９ａ、９ｂ間の２次転写ベルトが直線的に掛け渡されるように支持される。
【００４０】
なお、支持ロール９ａの回転軸９ａｃは、位置固定部材２２の軸受け（図示しない）に支持されるとともに、画像形成装置の筐体に設けた軸受け（図示しない）に支持されており、位置固定部材２２は支持ロール９ａの回転軸９ａｃ中心に回動できる構成となっている。
【００４１】
２次転写ベルト８は、支持ロール９ａ〜９ｃおよび２次転写ローラ２１によって直線的に支持されることから、搬送される転写紙が２次転写位置を通過する際のたわみを防ぎ、２次転写位置の近傍を直線的に転写紙搬送することができる。
【００４２】
また、位置固定部材２２の他端（支持ロール９ｂ側）は、画像形成装置の筐体に設けた弾性部材保持部２４と、それによって保持される弾性部材２３により、上向き（２次転写ベルト８が中間転写ベルト５を押圧する方向）に付勢されている。弾性部材２３としては、コイルバネ、板バネあるいはゴムなどが使用できる。
【００４３】
図２は、図１に示す画像形成装置において、中間転写ベルト上のトナー画像が転写紙へ転写される際の様子を示す概念図である。転写紙を支持し搬送する２次転写ベルトがたわまずに、転写紙を直線的に搬送できる。その結果、厚みや腰の強さが異なるさまざまな転写紙を使用する場合においても、２次転写位置近傍において、転写紙と中間転写ベルトとのギャップが、転写紙の種類に係わらず常に安定することから、放電やトナーへの電化注入が起こりにくく、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラのない画像が得られる。
【００４４】
中間転写ベルト５における２次転写位置の上流側の直線部５ａと、２次転写ベルト８における２次転写位置の上流側の直線部８ａとのなす角度θについては、２０度以上４５度以下であることが好ましい。この角度範囲にすることによって、吸湿した転写紙であっても、安定した転写効率と、２次転写位置近傍における放電を抑えることができ、画像ボケやトナー散りなどの転写ムラを防止できる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態の一例として示す画像形成装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置において、トナー画像が転写紙へ転写される際の様子を示す概念図である。
【図３】トナー画像が転写紙へ転写される際に、転写紙の後端から中間転写ベルトのトナー画像へ異常放電する様子を示す概念図である。
【図４】トナー画像が転写紙へ転写される際に、転写紙の後端から中間転写ベルトのトナー画像へ異常放電する様子を示す概念図である。
【図５】トナー画像が転写紙へ転写される際に、転写紙の先端部近傍から中間転写ベルトのトナー画像へ異常放電する様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４７】
１〜４    画像形成ユニット
５    中間転写ベルト
６ａ，６ｂ    支持ロール
７    １次転写ローラ
８    ２次転写ローラ
１０    ベルトクリーニングユニット
１１    ベルトクリーニングブラシ
１２    ベルトクリーニングブレード
１３    給紙ローラ
１４    給紙カセット
１５    定着ユニット
１６    排紙トレー
２０    上部２次転写ローラ
２１    下部２次転写ローラ
２２    位置固定部材
２３    弾性部材
２４    弾性部材保持部
【図１】
0004988517.tif 000002
【図２】
0004988517.tif 000003
【図３】
0004988517.tif 000004
【図４】
0004988517.tif 000005
【図５】
0004988517.tif 000006