JP2006018177A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色ずれや転写の安定性を損なうことなく、プレ転写を抑制し、細線や微細ドット画像における転写飛び散りの無い安価な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 ベルト体８の移動方向における像担持体２とベルト体８の接触領域Ｗ１のうち、ベルト体８の移動方向下流側の領域においてベルト体８と転写部材４が接触しており、ベルト体８の移動方向上流側の領域においてベルト体８と転写部材４が接触していない。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式又は静電記録方式の画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体に形成した現像剤像（トナー像）を重ね合わせたカラー画像を、転写材に転写するための転写装置において、像担持体と接触しながら移動する、例えば中間転写体や転写材搬送体等であるベルト体を備えた画像形成装置に関する。

従来、例えば電子写真方式のフルカラー画像形成装置において、複数の像担持体である感光体を有し、それぞれが色の違う現像剤像（トナー像）を担持し、各感光体からトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する、所謂インライン方式の画像形成装置が、高速化に有効であり、広く使用されている。

そして、このインライン方式においては、この複数の感光体よりトナー像を重ね合わせて形成されたカラー画像を、転写材に転写する方法として、直接転写方式、中間転写方式がある。直接転写方式では、転写材担持体が転写材を担持搬送して各感光体に接触する位置まで搬送して、直接感光体から転写材にトナー像を重ね合わせて転写する。又、中間転写方式では、一次転写部において、一旦中間転写体に転写を行い、中間転写体に重畳したトナー像を二次転写部で一括して紙等の転写材に転写する。

そして、この直接転写方式における転写材搬送体、又は中間転写方式における中間転写体のような、複数の感光体と接触して移動する媒体として、ベルト状のもの（ベルト体）が、ドラムのような剛体のシリンダを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことが出来るメリットがある。

ここで、インライン型フルカラー画像形成装置で、中間転写方式を採用した構成について説明する。図４は、従来の電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

カラー画像形成装置は、画像入力データに基づき、ベルト状中間転写体（中間転写ベルト）８に沿って設けられた各色の複数の画像形成部において、中間転写ベルト８に近接している感光体２上に静電潜像を形成し、該静電潜像に対して単色トナーを現像し、単色トナー像を形成する。そして各画像形成部にて形成された単色トナー像を中間転写ベルト８上で重ね合わせて、多重トナー像を形成し、該多重トナー像を転写材Ｐに転写し、転写材Ｐ上の多重トナー像を定着器２１で定着させる構成となっている。

ここでは、各色画像形成部には、それぞれドラム状の感光体（感光ドラム）２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が一列に配置されている。

各感光ドラム２の周囲には、トナー像を形成する手段として、一次帯電手段としての帯電ローラ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）、露光装置１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、現像手段を構成する現像装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、感光ドラムクリーニングブレード５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）が配置されている。各現像装置３には、各色のトナーカートリッジ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が収納されている。

各色感光ドラム２は、本実施例では、有機感光体であり、アルミニウムのドラム基体（不図示）上にＯＰＣ感光層を有しており、駆動装置（不図示）により所定のプロセススピードで回転駆動される。

各色感光ドラム２の下部では、各一次転写ニップ部（一次転写部）１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）にて、ベルト体である無端状の中間転写ベルト８を介して表面に発泡ゴムなどの弾性体を被覆した転写部材である一次転写ローラ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）と当接している。

中間転写ベルト８は、駆動ローラ１０、テンションローラ９、二次転写対向ローラ２４によって張架されており、駆動ローラ１０の駆動により矢印の方向に回転される。

給紙カセット２０から搬送された用紙である転写材Ｐは、停止状態のレジローラ１８とレジローラ対向ローラ１７とのニップ部に突き当てられ、用紙Ｐのコシによりループを形成することにより、用紙Ｐ先端部の斜行を矯正し、レジセンサ１６信号でタイミングを取ることによりレジクラッチ（不図示）を介してレジローラ１８に動力が伝わり、用紙Ｐが再給紙される。

レジローラ１８から再給紙された用紙Ｐは、搬送ガイド１９に沿うように二次転写ローラ１５と中間転写ベルト８によって形成されるニップ部に導かれ、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写され、定着器２１にて加圧および加熱することにより定着されたトナー像を用紙Ｐ上に得ることが可能となる。

一方、二次転写部において用紙Ｐに転写できなかった中間転写ベルト８上のトナー像（廃トナー）は、中間転写体クリーニングブレード１１で中間転写ベルト８から掻き落とされた後、廃トナー送り機構１２により廃トナー容器１４に送られ、格納される。

こうしたインライン中間転写方式の画像形成装置は、高速化を達成し、更に、中間転写体を用いることから、現像剤を重ね合わせる工程での転写対象が常に同じ物体、即ち、中間転写体なので、安定した重ね合わせ画像を得ることができる。

しかしながら、こうした、感光体に接触して移動し、感光体との接触部の裏側に転写部材が配置されたベルト体を備えた画像形成装置では、例えば、図４に示した中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルト８と感光ドラム２との接触部となる一次転写部１３において、下記に詳しく説明する、転写部における「飛び散り」という現象、そして、それによって画像不良が発生する場合がある。

本現象は、細線や文字や小さなドットで構成される画像パターンを印字した際には、著しく画像が大きく劣化してしまうというという問題が発生する。

こうした構成における、上記転写部における「飛び散り」という画像不良の発生メカニズムを、以下に、上記の図４に示す構成の画像形成装置における一次転写プロセスを例にとり、図５、図６、図７を用いて説明を行う。

図５は、この画像形成装置の画像形成部における一次転写部１３の拡大断面図である。図５に示す一次転写部１３近傍において、ベルト８移動方向で、感光ドラム２と中間転写ベルト８で形成される第１の接触ニップ（以下、「ドラム／ベルトニップ」と称す。）の幅を幅Ｗ１、中間転写ベルト８と一次転写ローラ４とで形成される第２の接触ニップ（以下、「ベルト／ローラニップ」と称す。）の幅を幅Ｗ２とすると、転写時におけるベルト８の体勢を安定化させるために、中間転写ベルト８上におけるベルト／ローラニップＷ２が、ドラム／ベルトニップＷ１に対して相対的に感光ドラム２の表面移動方向上流側にはみ出しており、その領域を、以下、「上流側空隙ニップ」と称し、その幅を幅Ｗ３で示す。

通常、感光ドラム２上に形成されたトナー像の中間転写ベルト８への転写は、ドラム／ベルトニップＷ１とベルト／ローラニップＷ２のオーバーラップ領域（以下、「オーバーラップニップ」と称す。）Ｗで行われる。

従来の画像形成装置においては、このように、ベルト／ローラニップＷ２が、ドラム／ベルトニップＷ１に対して相対的に感光ドラム２表面移動方向上流側にはみ出しているために、上流側空隙ニップＷ３が存在する。

上流側空隙ニップＷ３が存在すると、実際に転写が行われるオーバーラップニップＷより感光ドラム２表面移動方向上流側に存在する上流側空隙ニップＷ３部に電界が作用し、オーバーラップニップＷの上流において感光ドラム２上のトナーが中間転写ベルト８上に飛翔してしまうという現象、いわゆる飛び散り現象のうちの「プレ転写」が発生する。このプレ転写が、細線や微細ドットで構成される画像を印字した際の転写飛び散りやドット位置ズレなどの画像劣化をもたらす。

このため、図６に示すように、一次転写ローラ４を感光ドラム２に対して下流側にオフセットさせ、ドラム２表面移動方向（回転方向）でベルト／ドラムニップＷ１の最上流部からベルト／ローラニップＷ２がはみ出さないようにし、上流空隙ニップＷ３を無くし、「プレ転写」を抑えることが考えられる。

しかしながら、上流空隙ニップＷ３を無くした構成では、オーバーラップニップＷが狭く、且つ一次転写ローラ４がオフセット配置されているために、一次転写部１３におけるニップ構成は、中間転写ベルト８の張架テンション、一次転写ローラ４の当接バネ圧、一次転写ローラ４のたわみによる復元力との間のバランスによって決定されるために、オーバーラップニップＷは不安定化し、それに伴い転写効率も不安定化してしまう。又、中間転写ベルト８の走行性も不安定になることにより、速度ムラや蛇行が生じて色ズレが生じやすくなる。

又、特許文献１でも、図７に示すように、一次転写ローラ４をドラム／ベルトニップＷ１の感光ドラム２表面移動方向下流側に配置し、「プレ転写」を抑制している。

しかし、ここでは、感光ドラム２と一次転写ローラ４は中間転写ベルト８を介して当接していないために、一次転写ローラ４に印加された転写バイアスは中間転写ベルト８を介して感光ドラム２に流れることとなる。

この場合、中間転写ベルト８の抵抗を低くすると飛び散りが発生しまう。この理由は、本発明者らの考察によると、中間転写ベルト８の体積抵抗率が１０⁵Ωｃｍより小さい場合、一次転写ローラ４に印加されたバイアスは、中間転写ベルト８の抵抗が低いために、中間転写ベルト８を介して隣接する画像形成部に設けられた周辺部材等に漏洩し、転写に必要な転写電流が得られない。

一方、中間転写ベルト８の体積抵抗率を、一次転写可能な１０⁵Ωｃｍ以上とした場合は、中間転写ベルト８の材質によりその程度は異なるが、電気容量成分を有する。このため一次転写部１３でドラム２上のトナー像が中間転写ベルト８に転写される際、中間転写ベルト８表面の非画像部は、チャージアップし、電位が変動する。特に、トナー部と非トナー部の境界部においては、転写電流が非トナー部に集中するため、画像境界部の非トナー部側には電荷が集中する。この境界部における非トナー部側の電荷集中が、電荷障壁となり、トナー部側から非トナー部へのトナーの飛び散りをクーロン力により押さえ込んでいる。

逆に、中間転写ベルト８の抵抗が低いと、電荷障壁によるトナーの押さえ込む力が弱くなるため、飛び散りが悪化する。従って、飛び散りの観点からは、中間転写ベルト８の抵抗を高くすることが必要となる。

しかし、中間転写ベルト８の抵抗が高いと、一次転写部１３のインピーダンスが高くなるため、一次転写に必要な電流を流すために高い転写電圧が必要となり、高圧電圧のコストが上がってしまうという問題がある。

つまり、ベルト体を用いた転写方式をとる画像形成装置の感光体とベルト体が接触する転写部において、中間転写体移動方向で一次転写部材を像担持体の下流側に配置して、プレ転写を防ぐと、色ズレが生じたり、転写の安定性が低くなり、中間転写体の体積抵抗率を高くしないと、飛び散りが生じやすくなることがわかる。
特開２００３−９８８００号公報

本発明の目的は、色ずれや転写の安定性を損なうことなく、プレ転写を抑制し、細線や微細ドット画像における転写飛び散りの防止した、安価な画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、現像剤像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体の移動方向下流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触しており、前記ベルト体の移動方向上流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触していないことを特徴とする画像形成装置を提供する。

第２の本発明は、現像剤像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体移動方向で最上流点を通り且つ前記ベルト体と直交する直線Ａと、該直線Ａと平行であり、且つ前記転写部材の回転中心点を通る直線Ｂにおいて、直線Ｂは直線Ａに対して前記ベルト体移動方向下流側に位置することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明の画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体と、像担持体上の現像剤像を転写するためのベルト体と、ベルト体の裏面に接触する転写部材とを有し、像担持体はベルト体の表面と接触する画像形成装置において、ベルト体の移動方向における像担持体とベルト体の接触領域のうち、ベルト体の移動方向下流側の領域においてベルト体と転写部材が接触しており、ベルト体の移動方向上流側の領域においてベルト体と転写部材が接触していないので、各一次転写部の上流側における電界の発生を抑制し、コストをかけずに、色ずれを発生させることなく、プレ転写や飛び散りを防止することが可能となる。更に、転写部材表層に摩擦係数の高い抵抗層を設けることにより、転写電流を一次転写部長手全域に渡り均一にし、転写ゴーストを防止しできる。更に、転写部材とベルト体との摩擦を大きくすることにより、転写部材の回転安定性及びベルト体の走行安定性が良化し、色ズレの防止や転写の安定化が可能となる。又、ベルト体の表層に弾性層を設けることにより、異物が転写部に混入したときの像担持体へのダメージを最小限に出来、転写部において安定した転写が可能となる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図３に、本実施例の画像形成装置としての、カラー画像形成装置の全体構成を示す。本実施例では、インライン中間転写方式、つまり、それぞれ像担持体を備えた、複数の画像形成部にて各色のトナー像を形成するタンデム式のカラー画像形成装置で、中間転写体としてベルト体を用いる。又、本実施例の画像形成装置は、電子写真方式を採用する。そして、前記した従来例の図４に示した画像形成装置との同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例においても、上記した従来例の画像形成装置と同様にして、画像形成が行われる。即ち、従来例と同様の画像形成工程により、各画像形成部にて、像担持体である感光ドラム２表面にトナー像が形成され、ベルト体である中間転写ベルト８にそれぞれの画像形成部よりトナー像が重ねて転写され、それが転写材Ｐに二次転写されて、そして、この転写されたトナー像が転写材Ｐに定着されたものが画像形成物として排出される。

この画像形成動作を行う本実施例における各画像形成手段について、具体的に説明する。

各色画像形成部の各感光ドラム２は、本実施例では、直径３０．６ｍｍの負帯電性の感光ドラム２を用い、帯電ローラ７にＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した帯電バイアスを印加して、感光ドラム２を約−６５０Ｖに一様に帯電するようにした。

露光装置１は不図示の波長７６０ｎｍの近赤外レーザダイオードと、感光ドラム２上にレーザ光を走査するポリゴンスキャナを有し、画像部の電位を−２５０Ｖに低下させる。

又、現像装置３は、現像剤として、非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像器であり、トナーとしてワックスを含んだコア／シェル構造の粒径が約７μｍの重合トナーを、不図示の塗布ローラによって現像スリーブ３１に塗布し、不図示の弾性ブレードでトナー層厚を規制した後、感光ドラム２上にトナーを静電潜像にジャンプさせて現像を行う。

転写部材である一次転写ローラ４は、本実施例では、直径１０ｍｍのＳＵＳ製であり、硬度は５００ｇ荷重状態でのＡｓｋｅｒＣ硬度で５７°と、本測定条件下での測定限界以上であった。

尚、一次転写ローラ４は、中間転写ベルト８裏面との摩擦により駆動を受けて回転し、両端は軸受けにより支持されている。軸受けの一方は導電軸受けであり、転写バイアスはこの導電軸受けを介して、一次転写ローラ４の芯金に印加される。

又、一次転写ローラ４の両端の軸受け下部にはバネがあり、このバネにより一次転写ローラ４は中間転写ベルト８の裏側に押し付けられている。画像形成時に、感光ドラム２と一次転写ローラ４が中間転写ベルト８を介して接するように本実施例では、総圧１０Ｎとした。

二次転写ローラ１５は、本実施例では、その外周に直径１０ｍｍの芯金に導電ゴム層を、長手方向（画像形成幅方向）３１０ｍｍに渡り直径が１７ｍｍになるように被覆して構成されており、抵抗値は１０⁷Ωであった。測定方法は測定対象のローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０超高抵抗計（登録商標）を用いて測定した結果であり、測定条件は、印加電圧；２ｋＶ、印加時間；３０秒、当接圧；９．８Ｎ、回転周速；１１７ｍｍ／ｓｅｃとした。

二次転写ローラ１５の芯金には、給電バネを介して不図示の二次転写バイアス電源が接続されている。二次転写ローラ１５には接続された二次転写バイアス電源より二次転写時に可変可能な二次転写バイアスが印加される。

駆動ローラ９、テンションローラ１０、及び二次転写対向ローラ２４の３本にてテンション４ｋｇｆで張架された中間転写ベルト８は、本実施例では、厚み７５μｍ、周長１１１５ｍｍ、長手方向（画像形成幅方向）長３１０ｍｍの単層無端状（シームレス）の樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行ったポリイミドで形成されている。

中間転写ベルト８の体積抵抗率は１０⁹Ωｃｍであり、表面抵抗は、１０¹²Ω／ｃｍ²以上であった。体積抵抗率の測定方法は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、電極とベルト８の表面との良好な接触性を得るために導電性ゴムを電極として使用し、ベルト８の体積抵抗率を１００Ｖ、１０秒印加の条件にて、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０超高抵抗計（登録商標）を用いて測定した結果である。尚、中間転写ベルト８の表裏いずれかの測定値も同一のものであった。

尚、本実施例における画像形成条件は、プロセススピード：１１７ｍｍ／ｓ、一次転写バイアス：＋３００Ｖ、二次転写バイアス：＋２．３ｋＶとした。

図３に示したような、上記の中間転写方式の画像形成装置においては、一次転写部１３における中間転写ベルト８に対する感光ドラム２と転写ローラ４との位置関係によって、プレ転写等の飛び散り現象が発生したり、色ズレや画像不良が生じたりする。特に、本実施例のような、タンデム型所謂インライン方式のカラー画像形成装置においては、一次転写部１３が複数カ所にて存在するので、この一次転写部１３における不都合は、各感光ドラム２において形成されたトナー像を重ね合わす上で、目立つ画像不良を発生するおそれがある。

本実施例における一次転写部１３においては、図１に示すように、飛び散り現象を防止するために、感光ドラム２の表面移動方向（回転方向）で転写ローラ４を感光ドラム２の下流側に配置させた。つまり、感光ドラム２と中間転写ベルト８との接触部における感光ドラム２の回転方向最上流点より、感光ドラム２の回転方向下流側に転写ローラ４を配置した。こうすることによって、従来例に説明したように、上流側空隙ニップＷ３を無くし、プレ転写を防止できる。

こうした一次転写部１３において、飛び散り現象が発生せず、本発明における最適な一次転写ローラ４の位置を見つけるために、転写ローラ４の位置を変化させながら実験を行った。

実験例
本実験例において、図２に示す一次転写部１３における、ドラム２と中間転写ベルト８との接触部（ニップ）におけるドラム２の回転方向で最上流点を通り且つ中間転写ベルト８と直交する直線Ａと、直線Ａと平行であり、且つ一次転写ローラ４の回転中心を通る直線Ｂとの距離（以下、「オフセット量」と称す。）Ｌを１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍと変化させ、転写効率と飛び散りに関しての評価、及び一次転写ローラ４と感光ドラム２が中間転写ベルト８を介して接触しているかどうかの目視確認を行った。

実験結果及び目視確認結果を表１に示す。表中の○は、良好の結果が得られたことを示す。即ち、転写効率については、十分な転写効率を有し、つまり転写バイアスに対して十分にトナー像が転写されることを示し、飛び散りについては、プレ転写を含む飛び散り現象が防止できたことを意味し、×は、転写効率については、十分な転写効率を有さず、つまり転写バイアスに対して十分に転写されないことを意味し、飛び散りについては、飛び散り現象が発生し、全体として、製品としてのレベルに達していないことを意味する。

尚、表１は、本実施例の条件、即ち、直径３０ｍｍの感光ドラム２と直径１０ｍｍの一次転写ローラ４、厚さ７５μｍ、長手方向長３１０ｍｍの中間転写ベルト８を用いた条件における結果である。

結果に関しては、表１に示したように、感光ドラム２と一次転写ローラ４とオフセット量Ｌが０．５ｍｍまで低くなると、飛び散り状況が悪化するという結果になった。これは、オフセット量Ｌが十分でないために、図１にて斜線部にて示す、感光ドラム２表面移動方向で転写ニップ上流における中間転写ベルト８と感光ドラム２との間に挟まれた部分である空隙部Ｃにまわり込みによる電界が形成されるためにプレ転写が発生することによる。

オフセット量Ｌが１ｍｍ〜５ｍｍの領域においては、転写効率及び飛び散り共に良好な結果となった。これは、図１に示すように、一次転写ローラ４が感光ドラム２表面移動方向下流に配置されたために、ベルト／ローラニップＷ２が感光ドラム２表面移動方向で下流に移動し、上流側空隙ニップＷ３が存在しなくなるために、転写ニップ上流空隙部Ｃに電界が存在しないので、プレ転写が発生せず、且つ、感光ドラム２と一次転写ローラ４が接触状態であるために、安定したオーバーラップニップＷ幅が確保されるために転写効率が良好となった。

又、逆にオフセット量Ｌが１０ｍｍまで長くなると、飛び散り状況は良好であったが、画像ムラが発生すると共に、転写効率も著しく悪化した。転写ムラが発生する理由としては、感光ドラム２と転写ローラ４との中間転写ベルト８を介した当接部即ち図１に示すオーバーラップ部分Ｗがなくなるため、一次転写電流が中間転写ベルト８表面を介して流れるため、中間転写ベルト８面内の抵抗ムラにより転写電流が不均一に流れてしまい、これが転写効率のムラとなり画像ムラとなると考えられる。

又、転写効率が悪化した理由としては、これも、一次転写ローラ４と感光ドラム１とのオーバーラップ部分Ｗがなくなるために、転写バイアスが中間転写ベルト８を介して感光ドラム２に流れ、中間転写ベルト８の抵抗が高い、つまり、体積抵抗率が１０⁵Ωｃｍ以上であると、一次転写部１３のインピーダンスが高くなり、転写効率が下がったためである。

その対策として、転写バイアスを上げることも可能であるが、高圧電源が複雑化し、装置の複雑化やコストアップになる。その対策として、中間転写ベルト８の抵抗を下げることは、一次転写部１３のインピーダンスを下げることになるが、中間転写ベルト８の抵抗を下げると、中間転写ベルト８のトナーの保持力が弱くなり、逆に飛び散り状況が悪化してしまう。

よって、本実施例においては、オフセット量Ｌを１ｍｍより大きくし、且つ一次転写ローラ４と感光ドラム２が中間転写ベルト８を介して当接状態にすることにより、転写効率を保ちつつ転写飛び散りを良化することが出来る。

尚、本実施例においては、サイズが、直径３０ｍｍの感光ドラム２と直径１０ｍｍの一次転写ローラ４、厚さ７５μｍ、長手方向長３１０ｍｍの中間転写ベルト８を用いる条件にて、オフセット量を１ｍｍ以上としたが、感光ドラムや転写ローラのサイズや中間転写ベルトの厚みにより適宜調整する。しかし、どのような条件においても、オフセット量Ｌを設け、それが０より大きいことが好適である。

つまり、図２では、中間転写ベルト８の移動方向における感光ドラム２と中間転写ベルト８は接触し、その接触領域のうち、中間転写ベルト８移動方向で最上流点を通り且つ中間転写ベルト８と直交する直線Ａと、直線Ａと平行であり、且つ一次転写ローラ４の回転中心点を通る直線Ｂにおいて、直線Ｂは直線Ａに対して中間転写ベルト８移動方向下流側に位置する。

ここで、従来例のように、一次転写ローラ４表面に硬度の低い発泡ゴム等の弾性層を被覆すると、弾性層の硬度のバラツキ等により中間転写ベルト８の感光ドラム２への巻きつき量が不安定になり、安定した一次転写ローラ４と感光ドラム２の接触状態が得られない。

よって、本実施例においては、一次転写ローラ４を金属とし、中間転写ベルト８に向かう方向にバネ付勢された一次転写ローラ４がドラム２に押し付けられた際に、一次転写ローラ４の変形がないため、安定した一次転写ローラ４と感光ドラム２の当接状態が得られるとともに、隣接する感光ドラム２間の中間転写ベルト８の長さも安定するために色ズレ状況も良化する。

この場合、硬度の高い一次転写ローラ４と硬度の高いアルミニウム製の感光ドラム２が中間転写ベルト８を介して接触することになり、一次転写部１３に異物を挟み込んだ場合に、感光ドラム２の表面の塗膜を傷つけてしまうおそれがある。よって、本発明においては一次転写ローラ４をバネ等の弾性体で中間転写ベルト８に向かう方向に付勢し、感光ドラム２に接触するようにしている。

これにより、一次転写部１３に異物が混入した場合においても、感光ドラム２の表面のダメージを最小限にすることが可能となる。

以上に説明したように、本発明は、転写ローラ４が、感光ドラム２と中間転写ベルト８との接触領域内で且つ感光ドラム２よりも中間転写ベルト８表面移動方向で下流側では、中間転写ベルト８と接触し、転写ローラ４により、持ち上げられた中間転写ベルト８が感光ドラム２に巻きつくように配置され、中間転写ベルト８移動方向上流側では、転写ローラ４と中間転写ベルト８との接触部を無くすことで、転写効率を保ち、プレ転写を含む飛び散り現状を防止するものである。

実施例２
本実施例の画像形成装置は、一次転写ローラ４に抵抗調整を行ったコーティングを被覆した以外は、実施例１と同様の構成である。

本実施例においては、一次転写ローラ４は、外径１０ｍｍの芯金にカーボンブラックで抵抗調整を行ったウレタンコートを被覆したものであり、コート厚みは５０μｍであり硬度は５００ｇ荷重時のＡｓｋｅｒＣ硬度は５７°と測定限界以上となった。

又、一次転写ローラ４の実抵抗値は１０⁴Ωであった。測定方法は、実施例１で説明した二次転写ローラ１５の抵抗測定と同じ方法で、印加電圧は５０Ｖとした。

一次転写ローラ４表面に抵抗層を設けることにより、一次転写中に一次転写ニップにトナーが部分的に存在した場合でも、トナーが存在しない部分にもトナー存在する部分にも均一に転写電流が流れるために転写ゴーストが防止できる。

ここでいう、転写ゴーストとは、一次転写ローラ４の表面抵抗が低い場合等に、一次転写電流が一次転写部１３長手でムラが生じるために、一次転写後の感光ドラム２の表面電位にムラが生じ、これが感光ドラム２の１周後にゴーストとして現れる現象である。

よって、本実施例においては、一次転写ローラ４の表層に抵抗層を設け、一次転写ニップの長手全域に渡り均一に転写電流が流れるようにした。

ここで、一次転写ローラ４の表層の抵抗層について、体積抵抗率は１０⁵Ωｃｍより小さくなると、前述した一次転写電流が一次転写ローラ４表面の長手方向に回り込みのため、ゴーストや濃度ムラが発生する。又、体積抵抗率が１０¹²Ωｃｍより大きくなると、転写ローラ４の表面のチャージアップが無視できなくなり、転写ローラ４と中間転写ベルト８の剥離部での放電等の弊害が発生してしまう。

このため、一次転写ローラ４において、必要な表面抵抗層の体積抵抗率に関しては、中間転写ベルト８の抵抗および構成によっても異なるが、体積抵抗率が１０⁵〜１０¹²Ωｃｍの範囲からそれぞれの構成に応じた抵抗域を選ぶことが望ましい。尚、測定方法は、実施例１で説明した二次転写ローラ１５の抵抗測定と同じ方法であるが、印加電圧は５０Ｖとする。

又、一次転写ローラ４が中間転写ベルト８との摩擦にて従動回転する場合には、一次転写ローラ４の表層に摩擦抵抗の高い材質を採用することにより、一次転写ローラ４がスムーズに回転し、中間転写ベルト８の走行が安定し、色ズレが良化すると共に安定した一次転写が得られる。

本実施例においては、ウレタンの被膜を行ったが、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ヒドリン等のソリッドゴムを用いても同様の効果を得ることが出来る。

特に、ソリッドゴムを一次転写ローラ４の表層に被覆すると、発泡ゴムを被覆した場合に比べて、中間転写ベルト８との接触面積が大きく摩擦抵抗も大きいため、一次転写ローラ４が安定して回転し、色ずれが良化する。又、一次転写電圧印加時でも一次転写ローラ４の変形が小さいために、中間転写ベルト８を確実にドラム２に巻きつけることが可能となり、飛び散りも安定して良化する。

しかしながら、一次転写ローラ４状態での表面硬度が４５°（ＡｓｋｅｒＣ硬度、５００ｇ荷重）より小さくなると、一次転写による一次転写ローラ４の変形量が大きくなり、感光ドラム２と一次転写ローラ４が中間転写ベルト８を介して確実な接触状態が得られなくなってしまうと共に、中間転写ベルト８の走行安定性の悪化、ステーション間の中間転写ベルト８長の不安定化のために色ズレが発生してしまうので、表層に弾性層を被覆する場合には、一次転写ローラ４表面のゴム硬度を４５°（ＡｓｋｅｒＣ硬度、５００ｇ荷重）以上にする必要性がある。

実施例３
本実施例の画像形成装置は、中間転写ベルト８が弾性ベルトであることを以外は、実施例１と同じである。

中間転写ベルト８は、基層としての１００μｍの樹脂シート（本実施例ではＰＶＤＦ）に２００μの弾性層（本実施例ではクロロプレンゴム）を被覆したものであり、基層および弾性層ともにカーボンブラックで抵抗調整したものである。

中間転写ベルト８の体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、表面抵抗は１０¹²Ω／ｃｍ²以上であった。体積抵抗率の測定方法は、実施例１に記したものと同様である。又、中間転写ベルト８の硬度はマイクロ硬度にて、７５°であった。ここでいうマイクロ硬度とはＫＯＢＵＮＳＨＩＫＥＩＫＩ製ＭＩＣＲＯＭＥＴＥＲ（ＭＤ−１）を用いた結果である。

中間転写ベルト８の表層に弾性層を被覆することにより、異物が一次転写部１３に混入したときの感光ドラム２へのダメージを最小限に出来るだけでなく、一次転写部１３でトナー層に均一に一次転写圧がかかるために安定した転写が得られる。

又、本発明者らの実験により、マイクロ硬度が９０°より高いと、前記した弾性層の効果が得られないこともわかった。そこで、中間転写ベルト８表面のマイクロ硬度を９０°以下とする必要性があるが、マイクロ硬度＜６０°の場合は、感光ドラム２へのダメージは少ないものの、中間転写ベルト８の搬送性が悪化してしまう為良くない。この搬送性の悪化は、マイクロ硬度が低すぎるため、中間転写ベルト８の移動に伴い、中間転写ベルト８自身の変形が大きすぎ、一定の表面速度で中間転写ベルト８が搬送しない為である。中間転写ベルト８の搬送性が悪化すると、複数色のトナー像が転写位置でずれるレジズレが発生してしまう。

弾性層の厚みに関しては、被覆する弾性層の硬度、及び基層の硬度にもよるが３０μｍ以上の弾性層が必要であった。逆に、弾性層が５００μｍ以上となると中間転写ベルト８張架部において弾性層の表面にシワが入ってしまうという問題が発生する。

尚、ベルト体を採用した場合に飛び散りが発生する虞が生じるのは、ベルト体の体積抵抗率が低い時であるので、本発明は、ベルト体として、その体積抵抗率が、一次転写可能な１０⁵以上であり、又、コスト等を考えて、１０¹²以下である時に特に有効であるといえる。

ここで、実施例１〜実施例３において説明した本発明の画像形成装置の全体構成は、図１に示したものに限定されない。例えば、静電記録方式のものでも良く、像担持体の数はいくつでもよい。又、本発明は、複数の像担持体を有するインライン方式のものにおいて特に有効であるが、１つの像担持体に対して複数の現像装置を設ける構成のものでも良く、又、単色画像形成装置にも適用できる。又、転写材を静電吸着して搬送する転写材搬送体を有し、その搬送過程において、転写材上にトナー像を重ねる所謂転写搬送ベルト系（直接転写方式）にも応用できるものである。

その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明に係る一次転写部付近の一例を示す断面図である。 一次転写部付近の像担持体及び転写部材の配置を示す説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 従来の一次転写部付近の一例を示す断面図である。 従来の一次転写部付近の他の例を示す断面図である。 従来の一次転写部付近の他の例を示す断面図である。

符号の説明

２ 感光ドラム（像担持体）
４ 一次転写ローラ（転写部材）
８ 中間転写ベルト（ベルト体）
１３ 一次転写部

Claims (12)

1. 現像剤像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
   前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体の移動方向下流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触しており、前記ベルト体の移動方向上流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触していないことを特徴とする画像形成装置。
2. 現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
   前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体移動方向で最上流点を通り且つ前記ベルト体と直交する直線Ａと、該直線Ａと平行であり且つ前記転写部材の回転中心点を通る直線Ｂにおいて、直線Ｂは直線Ａに対して前記ベルト体移動方向下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記像担持体を複数有し、前記ベルト体の移動方向に沿って並べて配置されており、前記像担持体の数に対応して前記転写部材を複数有していることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 前記転写部材がローラ形状であることを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
5. 前記ベルト体が無端状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記転写部材の前記ベルト体との接触面方向から測定した硬度が、ＡｓｋｅｒＣで４５°以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記転写部材の前記ベルト体との接触面における表層が、ソリッドゴムで形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 前記転写部材が、回転可能な金属製ローラで構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 前記転写部材の前記ベルト体との接触面に、体積抵抗率が１０⁵〜１０¹²Ωｃｍの層を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
10. 前記ベルト体の体積抵抗率が１０⁵〜１０¹²Ωｃｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
11. 前記ベルト体が表層に弾性層を有し、該表層のマイクロ硬度が６0°以上、９０°以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
12. 前記ベルト体が表層に弾性層を有し、該弾性層の厚みが３０μｍ以上、５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の画像形成装置。

Images