画像形成装置
【課題】 簡易な構成で、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制することが難しかった。
【解決手段】 中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置で中間転写ベルト１０と摺擦しつつ中間転写ベルト１０の回転方向を規制するガイド部材１３を有し、ガイド部材１３は、中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることによって、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制する。
【解決手段】 中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置で中間転写ベルト１０と摺擦しつつ中間転写ベルト１０の回転方向を規制するガイド部材１３を有し、ガイド部材１３は、中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることによって、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、高速に印刷するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための各色の画像形成部を独立して有し、各色の画像形成部から順次中間転写体に画像を転写し、更に中間転写体から転写材に一括して画像を転写する構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、中間転写体として無端状の中間転写ベルトを使用する画像形成装置が開示されている。二次転写部材として二次転写ローラを使用し、中間転写ベルトの内周面を支持する支持ローラの一つを二次転写ローラの対向ローラとして使用している。二次転写ローラは、中間転写ベルトを介して対向ローラに圧接させ、二次転写ローラと中間転写ベルトが接触して二次転写領域が形成される。電圧が印加された二次転写ローラと接地された対向ローラとの間で転写電界を発生させ、二次転写領域に搬送される転写材に対して、中間転写ベルト上のトナー像を静電的に転写している。
【０００４】
特許文献２には、二次転写領域近傍の構成として、中間転写ベルトの内周側において、対向ローラの上流側に支持ローラを配置する構成が開示されている。この支持ローラは、省スペースに配慮した小径ローラで構成されるとともに、記録材が中間転写ベルトに沿って二次転写領域に進入するように中間転写ベルトの位置を規制する機能を持つ。これにより、二次転写領域の上流側で、転写電界が転写ベルト上のトナー像に作用してトナー像のトナーの一部が移動する現象（以下、飛び散り）を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９０５７号公報
【特許文献２】特開２００９−６９４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二次転写領域近傍に小径の支持ローラを配置する画像形成装置の構成においては、輸送時等、長期に渡る高温保管状態が続いた場合に、ベルトが変形する場合がある。具体的には、高温時では小径の支持ローラによって中間転写体ベルトが曲げられた状態が長く続くと、中間転写体ベルトがローラに巻き付いている部分に、小径の支持ローラの形状が記憶される。この記憶された形状のことを、中間転写ベルトの巻き癖と言う。
【０００７】
ユーザの元に画像形成装置が設置されると、画像形成をする為に中間転写ベルトは回転を開始する。その際、画像形成をする為に、上記巻き癖が発生した中間転写ベルトが回転すると以下の問題が発生する。巻き癖が発生した部位が、中間転写ベルトの回転によって一次転写部に到達すると、像担持体からトナー像が一次転写される。その後、更に回転して巻き癖が発生した部位が二次転写領域に到達し、二次転写領域で記録材に対してトナー像を二次転写させる場合、記録材と中間転写体ベルトとの間に段差が生じる。この段差により転写での電界が乱れ、巻き癖の所でトナー像が乱れ、スジ状の画像不良を生じる。巻き癖を解消するには、小径の支持ローラではなく大径の支持ローラを選択すれば良いが、大径の支持ローラを使用することは、装置の大型化を招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、以上のような状況を鑑み、簡易な構成で、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制することが可能な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】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本願発明は以下の構成を備える。トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを回転させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写領域を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写領域に搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの回転方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガイド部材が曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることで、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例の画像形成装置を説明する図
【図２】本実施例で用いたガイド部材を説明する図
【図３】（ａ）本実施例における巻き癖を説明する図、（ｂ）本実施例における巻き癖による画像不良を説明する図
【図４】本実施例における曲率半径と巻き癖量及び画像レベルの関係を表すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素はあくまで例示であり、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。
【００１３】
図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部ｄの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００１４】
各画像形成部の構成は、形成する画像の色以外については同様であるので、画像形成部ａを用いて、画像形成部について説明する。
【００１５】
画像形成部ａは、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材１ｂと、現像ユニット４ａと、クリーニングユニット５ｃと、を備える。本実施例の画像形成部ａは、これらを一体化し装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。
【００１６】
電子写真感光体である感光ドラム１ａは矢印方向Ｒ１に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１ａは，この回転過程で帯電部材である帯電ローラ２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２ａにより、感光ドラム１ａは負極性に帯電される。次に、露光ユニットである露光手段３ａにより露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。
【００１７】
次いで、その静電潜像は、現像位置において第１の現像ユニット（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。イエロー現像器４ａの中には、負極性に帯電されたイエロートナーが収容されており、イエロー現像器４ａが備える現像ローラにより、感光ドラム１ａに現像されている。感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体である。
【００１８】
感光ドラム１ａのイエロートナー像は、対向する中間転写体に１次転写される。中間転写体である中間転写ベルト１０は無端状のベルトであり、複数の支持部材によって支持され、感光ドラム１と当接した対向部で同方向に移動する向きとなる矢印方向Ｒ３に、感光ドラム１と略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａと対向する位置には、一次転部材が設けられている。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０が当接する一次転写ニップを通過する過程で、中間転写ベルト１０上に一次転写される。その際、一次転写ニップを形成する一次転写部材である一次転写ローラ１４ａには、一次転写電源１５ａより一次転写電圧が印加されている。
【００１９】
感光ドラム１ａの表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニングユニット５ａにより清掃および除去される。
【００２０】
以下、同様に各画像形成部（ｂ）〜（ｄ）において、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。各画像形成部ｂ〜ｄには、それぞれ対応する露光ユニット３ｂ〜３ｄと、一次転写ローラ１４ｂ〜ｄが設けられている。
【００２１】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写部材である二次転写ローラ２０が形成する二次転写領域を通過する過程で、給紙手段５０から搬送された記録材Ｐの表面に二次転写される。その際、二次転写ローラ２０には、二次転写電源２１から二次転写電圧が印加されている。二次転写部材である二次転写ローラ２０は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、抵抗値１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲ（ニトリルゴム）の発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのローラを用いている。また二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に対して、５０Ｎの加圧力で当接させており、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。
【００２２】
その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。そして、転写材Ｐは機外へ排出される。
【００２３】
以上の動作により、転写材Ｐ上にフルカラーのプリント画像が形成される。また、中間転写ベルト１０の表面に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット１６により清掃・除去される。
【００２４】
次に、中間転写ベルト１０と中間転写ベルト１０の内周面を支持する複数の支持部材１１、１２、１３について説明する。中間転写ベルト１０及び支持部材１１、１２、１３は、中間転写ユニットとして一体化されており、装置本体に対して着脱可能である。中間転写ベルト１０は、転写後の電荷残留が少なく除電機構が不要とすることが望ましい。本実施例では、転写後の電荷残留が少なく除電機構を不要とする可能になるという理由から、体積抵抗率が１０８〜１０１１Ω・ｃｍ程度の材料で構成されるのが好ましい。本実施例の中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を主成分とする材料で構成されている。なお、中間転写ベルト１０としては、この他に、ポリアミド（ＰＩ），ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ），などの材料を用いても良い。
【００２５】
支持部材１１は、中間転写ベルト１０を支持しつつ駆動する駆動部材であり、矢印方向Ｒ２へ回転し、中間転写ベルト１０を矢印方向Ｒ３に回転移動させる。本実施例では、駆動部材１１として、外径２０ｍｍのアルミ軸に厚さ０．５ｍｍの弾性ゴム（エチレンプロピレンゴム）を被覆した駆動ローラを用いている。
【００２６】
支持部材１２は、中間転写ベルト１０内周面に、内周面側から外周面側に向ってテンションを付与するテンションローラである。本実施例では、テンションローラ１２として、外径２０ｍｍの中空のアルミ軸を用いている。テンションローラ１２は、バネ１２ｈによって総圧３９．２Ｎで中間転写ベルト１０を押圧し、中間転写ベルト１０に張力を付与している。
【００２７】
支持部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０と対向するガイド部材である。ガイド部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置で中間転写ベルト１０と摺擦しつつ中間転写ベルト１０の回転方向を規制する。ガイド部材１３は、他の支持部材のように中間転写ベルト１０と共に回転する構成ではなく、中間転写ユニットに固定されている構成である。
【００２８】
また、ガイド部材１３は、２次転写ローラ２０の対向部に位置するため、材質としては、導電性を有するポリアセタール（ＰＯＭ）で構成され、抵抗値は１０４Ω・ｃｍであり、かつ接地されている。尚、本実施例においてガイド部材１３は、導電性ＰＯＭをもちいているものの、特に材料を限定されるものではなく、導電性ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、導電性ＡＢＳなどを用いても良い。
【００２９】
ガイド部材１３について、図２を用いて説明する。図２は、本実施例の画像形成装置の二次転写領域近傍を説明する概略断面図である。ガイド部材１３の中間転写ベルト１０との摺擦面は、連続した複数の摺擦部で形成される。具体的には、ガイド上流部Ｇａ、ガイド下流部Ｇｂ，２次転写ニップＮ、ニップ出口上流部Ｅａ、ニップ出口下流部Ｅｂの領域に分けられる。
【００３０】
ガイド上流部Ｇａ（第一の摺擦部）は、中間転写ベルト１０の回転角度を変える（屈曲させる）屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径１０ｍｍの曲面で構成される。なお、曲率半径は巻き癖の観点より、本実施例の中間転写ベルトでは曲率半径８ｍｍ以上（所定値以上）が望ましい。巻き癖を抑制するために必要とする曲率半径の所定値は、中間転写ベルトを構成する材料によって適宜変更可能である。曲率半径は巻き癖対策の為には、大きい方が望ましいものの、曲率半径が大きすぎる場合は、装置の大型化を招いてしまう。詳細は後述する。
【００３１】
ガイド下流部Ｇｂ（第二の摺擦部）は、記録材Ｐをガイド部材１３に沿って転写ニップ部Ｎへ進入させる機能をもち、記録材Ｐの先端が接触する中間転写ベルト１０の位置を規定する。ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径が非常に大きい曲面、若しくは略平面で構成される。本実施例におけるガイド下流部Ｇｂは、略平面で構成される。
【００３２】
２次転写ニップＮ（第三の摺擦部）は、２次転写ローラ２０の対向部に位置し、曲率半径１５ｍｍで構成され、２次転写ローラ２０と接触部を形成する。
【００３３】
ニップ出口上流部Ｅａ（第四の摺擦部）は、中間転写ベルト１０と記録材Ｐを分離させる機能と、中間転写ベルト１０の進行角度を変える屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、２次転写ニップＮと同一の曲率半径１５ｍｍの曲面で構成される。
【００３４】
ニップ出口下流部Ｅｂ（第五の摺擦部）は、転写ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する機能を持ち、ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する観点からは、平面もしくは曲率半径は大きい方が好ましい。本実施例におけるニップ出口下流部Ｅｂは、略平面で構成される。また、このニップ出口下流部Ｅｂは、中間転写ベルト１０上の濃度制御用トナーやレジストレーション用トナーを検知する検知手段の対向部であってもよい。
【００３５】
次に本実施例の作用について説明をする。ガイド上流部Ｇａは、曲率半径が１０ｍｍで中間転写ベルト１０の進行角度を変えているため、中間転写体ベルト１０が巻き付く領域を広くとることが出来る。これにより、巻き付き部にかかる中間転写ベルト１０の線圧も小さくなるため、巻き癖の発生を抑制することが可能となる。以下、図３（ａ）（ｂ）、図４を用いて、上記曲率半径と巻き癖との関係を説明する。図３（ａ）は、巻き癖が発生した中間転写ベルト１０を説明する概略断面図を示す。図３（ｂ）は、巻き癖が発生した中間転写ベルト１０で記録材Ｐにトナー像を二次転写する状態を説明する概略断面図である。
【００３６】
図３（ａ）に示されるように、中間転写ベルト１０は、長期に渡って高温保管状態が続いた場合、支持ローラの曲率形状がそのまま記憶され、巻き癖部Ｍが発生する。巻き癖部Ｍの評価条件については、画像形成装置を３５℃／９０％環境に１０日間放置し、その後２３℃／５０％環境で１日間、画像形成装置を馴染ませてから評価する。これは、高温状態に一定時間放置することで、ベルトの変形量が増大した状態を保ち、そこから更に常温に戻すことで巻き癖がついた状態をベルト自身に記憶させるという、巻き癖に厳しい条件での評価である。巻き癖部Ｍを定量化するため、巻き癖高さを図中ｄのように定義する。巻き癖高さｄの測定は、例えば、レーザ形状測定装置などを用いて、巻き癖Ｍ部の両端を所定の圧で張架した状態で測定する。
【００３７】
図４は曲率半径と巻き癖高さ及び画像レベルの関係を表すグラフである。図４の実線で示されるように、曲率半径が小さい場合、巻き付き角度に対する巻き付き量が少ないため、巻き付き部にかかる中間転写ベルト１０の線圧が大きくなる。従って、曲率半径が小さくなるにつれて、巻き癖高さｄは高くなる傾向にある。その結果、図３（ｂ）に示されるように、記録材Ｐが２次転写ニップＮを通過する際に、記録材Ｐと巻き癖部Ｍとの間に段差を生じる。この段差によって、中間転写ベルト１０の回転方向と直交する方向（以下、横方向）にスジ状の画像不良が発生する場合がある。
【００３８】
図４の破線は、曲率半径と上述したスジ状の画像レベルの関係を示している。横スジ画像は、濃淡ムラが目立ちやすい、例えば、露光手段３での像形成を、ベタ画像＝１００％に対し２５％程度とした中間調画像で評価を行った。画像レベルは５段階評価で、レベル５がもっとも悪いレベルとし、レベル１は横スジ画像の発生が無い状態を示す。また、レベル２以下であれば、テキストや写真画像等の実用画像では視認できないレベルである。その結果、曲率半径８ｍｍ以上で発生する巻き癖高さあれば、画像上問題無いレベルであることがわかる。つまり、本実施例におけるガイド上流部Ｇａは、曲率半径１０ｍｍであるため、横スジの画像不良は問題無いレベルとなる。
【００３９】
ガイド下流部Ｇｂは、十分大きな曲率半径（略平面）で構成され、記録材Ｐはガイド下流部Ｇｂに沿って二次転写領域Ｎへ進入するため、十分な距離をもって上流側から記録材Ｐを中間転写ベルト１０に当接させることが出来る。中間転写ベルト１０に接触させた状態で記録材Ｐを二次転写領域Ｎに導くので、二次転写領域Ｎの上流で転写電界の影響を受けても既に記録材Ｐとトナー像がほぼ接触している状態にあるので、飛び散りの発生を抑制できる。なお、ガイド下流部Ｇｂの曲率半径は、記録材Ｐを十分上流から当接可能にするため、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。よって、ガイド上流部Ｇａの曲率半径は、ベルトを屈曲させる為に、ガイド下流部Ｇｂよりも小さくなっている。また記録材の先端が中間転写ベルトに接触する位置を、ガイド上流部Ｇａとガイド下流部Ｇｂの境界になるように記録材を中間転写ベルトに対して搬送すると良い。このようにすることで、二次転写領域Ｎの上流のガイド下流部Ｇｂの長さを十分にとることが可能になり、確実に飛び散りを抑制することが可能である。
【００４０】
２次転写ニップＮは、中間転写ベルト１０の巻き癖による画像不良が発生しない範囲である必要があるものの、ニップ出口以外の曲率半径は大きい方が良く、一方、ニップ出口付近については、記録材Ｐの分離の観点より、曲率半径は小さい方が望ましい。本実施例における、２次転写ニップＮは曲率半径１５ｍｍあるため、上述の観点より、巻き癖及び記録材Ｐの分離性能に問題は生じない。
【００４１】
二次転写領域Ｎの下流側に位置するニップ出口上流部Ｅａは、中間転写ベルト１０と記録材Ｐを分離させる機能と、中間転写ベルト１０の進行角度を変える機能を持つため、記録材Ｐの分離性を高める観点および装置の小型化の観点から、中間転写ベルト１０の巻き癖による画像不良が発生しない範囲で曲率半径は小さい方が好ましい。本実施例におけるニップ出口上流部Ｅａは、曲率半径１５ｍｍであるため、上述の観点より、巻き癖及び記録材Ｐの分離性能に問題は生じない。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、ガイド部材１３が、中間転写ベルト１０の回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることによって、二次転写領域近傍で発生する飛び散り、巻き癖、記録材の分離不良の発生を、一つの部材によって抑制することが可能である。また、ガイド部材は、中間転写ベルト１０と摺擦する面でのみ機能を発揮すれば良いので、ガイド部材１３の内周面側は、可能な限り小さくすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 像担持体
１０ 中間転写ベルト
１１ 駆動ローラ
１２ テンションローラ
１３ ガイド部材
Ｇａ 第一の摺擦部
Ｇｂ 第二の摺擦部
Ｎ 第三の摺擦部
Ｅａ 第四の摺擦部
Ｅｂ 第五の摺擦部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、高速に印刷するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための各色の画像形成部を独立して有し、各色の画像形成部から順次中間転写体に画像を転写し、更に中間転写体から転写材に一括して画像を転写する構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、中間転写体として無端状の中間転写ベルトを使用する画像形成装置が開示されている。二次転写部材として二次転写ローラを使用し、中間転写ベルトの内周面を支持する支持ローラの一つを二次転写ローラの対向ローラとして使用している。二次転写ローラは、中間転写ベルトを介して対向ローラに圧接させ、二次転写ローラと中間転写ベルトが接触して二次転写領域が形成される。電圧が印加された二次転写ローラと接地された対向ローラとの間で転写電界を発生させ、二次転写領域に搬送される転写材に対して、中間転写ベルト上のトナー像を静電的に転写している。
【０００４】
特許文献２には、二次転写領域近傍の構成として、中間転写ベルトの内周側において、対向ローラの上流側に支持ローラを配置する構成が開示されている。この支持ローラは、省スペースに配慮した小径ローラで構成されるとともに、記録材が中間転写ベルトに沿って二次転写領域に進入するように中間転写ベルトの位置を規制する機能を持つ。これにより、二次転写領域の上流側で、転写電界が転写ベルト上のトナー像に作用してトナー像のトナーの一部が移動する現象（以下、飛び散り）を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９０５７号公報
【特許文献２】特開２００９−６９４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二次転写領域近傍に小径の支持ローラを配置する画像形成装置の構成においては、輸送時等、長期に渡る高温保管状態が続いた場合に、ベルトが変形する場合がある。具体的には、高温時では小径の支持ローラによって中間転写体ベルトが曲げられた状態が長く続くと、中間転写体ベルトがローラに巻き付いている部分に、小径の支持ローラの形状が記憶される。この記憶された形状のことを、中間転写ベルトの巻き癖と言う。
【０００７】
ユーザの元に画像形成装置が設置されると、画像形成をする為に中間転写ベルトは回転を開始する。その際、画像形成をする為に、上記巻き癖が発生した中間転写ベルトが回転すると以下の問題が発生する。巻き癖が発生した部位が、中間転写ベルトの回転によって一次転写部に到達すると、像担持体からトナー像が一次転写される。その後、更に回転して巻き癖が発生した部位が二次転写領域に到達し、二次転写領域で記録材に対してトナー像を二次転写させる場合、記録材と中間転写体ベルトとの間に段差が生じる。この段差により転写での電界が乱れ、巻き癖の所でトナー像が乱れ、スジ状の画像不良を生じる。巻き癖を解消するには、小径の支持ローラではなく大径の支持ローラを選択すれば良いが、大径の支持ローラを使用することは、装置の大型化を招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、以上のような状況を鑑み、簡易な構成で、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制することが可能な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】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本願発明は以下の構成を備える。トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを回転させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写領域を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写領域に搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの回転方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガイド部材が曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることで、中間転写ベルトに巻き癖が発生することを抑制しつつ、飛び散りの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例の画像形成装置を説明する図
【図２】本実施例で用いたガイド部材を説明する図
【図３】（ａ）本実施例における巻き癖を説明する図、（ｂ）本実施例における巻き癖による画像不良を説明する図
【図４】本実施例における曲率半径と巻き癖量及び画像レベルの関係を表すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素はあくまで例示であり、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。
【００１３】
図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部ｄの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００１４】
各画像形成部の構成は、形成する画像の色以外については同様であるので、画像形成部ａを用いて、画像形成部について説明する。
【００１５】
画像形成部ａは、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材１ｂと、現像ユニット４ａと、クリーニングユニット５ｃと、を備える。本実施例の画像形成部ａは、これらを一体化し装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。
【００１６】
電子写真感光体である感光ドラム１ａは矢印方向Ｒ１に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１ａは，この回転過程で帯電部材である帯電ローラ２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２ａにより、感光ドラム１ａは負極性に帯電される。次に、露光ユニットである露光手段３ａにより露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。
【００１７】
次いで、その静電潜像は、現像位置において第１の現像ユニット（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。イエロー現像器４ａの中には、負極性に帯電されたイエロートナーが収容されており、イエロー現像器４ａが備える現像ローラにより、感光ドラム１ａに現像されている。感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体である。
【００１８】
感光ドラム１ａのイエロートナー像は、対向する中間転写体に１次転写される。中間転写体である中間転写ベルト１０は無端状のベルトであり、複数の支持部材によって支持され、感光ドラム１と当接した対向部で同方向に移動する向きとなる矢印方向Ｒ３に、感光ドラム１と略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａと対向する位置には、一次転部材が設けられている。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０が当接する一次転写ニップを通過する過程で、中間転写ベルト１０上に一次転写される。その際、一次転写ニップを形成する一次転写部材である一次転写ローラ１４ａには、一次転写電源１５ａより一次転写電圧が印加されている。
【００１９】
感光ドラム１ａの表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニングユニット５ａにより清掃および除去される。
【００２０】
以下、同様に各画像形成部（ｂ）〜（ｄ）において、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。各画像形成部ｂ〜ｄには、それぞれ対応する露光ユニット３ｂ〜３ｄと、一次転写ローラ１４ｂ〜ｄが設けられている。
【００２１】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写部材である二次転写ローラ２０が形成する二次転写領域を通過する過程で、給紙手段５０から搬送された記録材Ｐの表面に二次転写される。その際、二次転写ローラ２０には、二次転写電源２１から二次転写電圧が印加されている。二次転写部材である二次転写ローラ２０は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、抵抗値１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲ（ニトリルゴム）の発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのローラを用いている。また二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に対して、５０Ｎの加圧力で当接させており、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。
【００２２】
その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。そして、転写材Ｐは機外へ排出される。
【００２３】
以上の動作により、転写材Ｐ上にフルカラーのプリント画像が形成される。また、中間転写ベルト１０の表面に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット１６により清掃・除去される。
【００２４】
次に、中間転写ベルト１０と中間転写ベルト１０の内周面を支持する複数の支持部材１１、１２、１３について説明する。中間転写ベルト１０及び支持部材１１、１２、１３は、中間転写ユニットとして一体化されており、装置本体に対して着脱可能である。中間転写ベルト１０は、転写後の電荷残留が少なく除電機構が不要とすることが望ましい。本実施例では、転写後の電荷残留が少なく除電機構を不要とする可能になるという理由から、体積抵抗率が１０８〜１０１１Ω・ｃｍ程度の材料で構成されるのが好ましい。本実施例の中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を主成分とする材料で構成されている。なお、中間転写ベルト１０としては、この他に、ポリアミド（ＰＩ），ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ），などの材料を用いても良い。
【００２５】
支持部材１１は、中間転写ベルト１０を支持しつつ駆動する駆動部材であり、矢印方向Ｒ２へ回転し、中間転写ベルト１０を矢印方向Ｒ３に回転移動させる。本実施例では、駆動部材１１として、外径２０ｍｍのアルミ軸に厚さ０．５ｍｍの弾性ゴム（エチレンプロピレンゴム）を被覆した駆動ローラを用いている。
【００２６】
支持部材１２は、中間転写ベルト１０内周面に、内周面側から外周面側に向ってテンションを付与するテンションローラである。本実施例では、テンションローラ１２として、外径２０ｍｍの中空のアルミ軸を用いている。テンションローラ１２は、バネ１２ｈによって総圧３９．２Ｎで中間転写ベルト１０を押圧し、中間転写ベルト１０に張力を付与している。
【００２７】
支持部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０と対向するガイド部材である。ガイド部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置で中間転写ベルト１０と摺擦しつつ中間転写ベルト１０の回転方向を規制する。ガイド部材１３は、他の支持部材のように中間転写ベルト１０と共に回転する構成ではなく、中間転写ユニットに固定されている構成である。
【００２８】
また、ガイド部材１３は、２次転写ローラ２０の対向部に位置するため、材質としては、導電性を有するポリアセタール（ＰＯＭ）で構成され、抵抗値は１０４Ω・ｃｍであり、かつ接地されている。尚、本実施例においてガイド部材１３は、導電性ＰＯＭをもちいているものの、特に材料を限定されるものではなく、導電性ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、導電性ＡＢＳなどを用いても良い。
【００２９】
ガイド部材１３について、図２を用いて説明する。図２は、本実施例の画像形成装置の二次転写領域近傍を説明する概略断面図である。ガイド部材１３の中間転写ベルト１０との摺擦面は、連続した複数の摺擦部で形成される。具体的には、ガイド上流部Ｇａ、ガイド下流部Ｇｂ，２次転写ニップＮ、ニップ出口上流部Ｅａ、ニップ出口下流部Ｅｂの領域に分けられる。
【００３０】
ガイド上流部Ｇａ（第一の摺擦部）は、中間転写ベルト１０の回転角度を変える（屈曲させる）屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径１０ｍｍの曲面で構成される。なお、曲率半径は巻き癖の観点より、本実施例の中間転写ベルトでは曲率半径８ｍｍ以上（所定値以上）が望ましい。巻き癖を抑制するために必要とする曲率半径の所定値は、中間転写ベルトを構成する材料によって適宜変更可能である。曲率半径は巻き癖対策の為には、大きい方が望ましいものの、曲率半径が大きすぎる場合は、装置の大型化を招いてしまう。詳細は後述する。
【００３１】
ガイド下流部Ｇｂ（第二の摺擦部）は、記録材Ｐをガイド部材１３に沿って転写ニップ部Ｎへ進入させる機能をもち、記録材Ｐの先端が接触する中間転写ベルト１０の位置を規定する。ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径が非常に大きい曲面、若しくは略平面で構成される。本実施例におけるガイド下流部Ｇｂは、略平面で構成される。
【００３２】
２次転写ニップＮ（第三の摺擦部）は、２次転写ローラ２０の対向部に位置し、曲率半径１５ｍｍで構成され、２次転写ローラ２０と接触部を形成する。
【００３３】
ニップ出口上流部Ｅａ（第四の摺擦部）は、中間転写ベルト１０と記録材Ｐを分離させる機能と、中間転写ベルト１０の進行角度を変える屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、２次転写ニップＮと同一の曲率半径１５ｍｍの曲面で構成される。
【００３４】
ニップ出口下流部Ｅｂ（第五の摺擦部）は、転写ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する機能を持ち、ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する観点からは、平面もしくは曲率半径は大きい方が好ましい。本実施例におけるニップ出口下流部Ｅｂは、略平面で構成される。また、このニップ出口下流部Ｅｂは、中間転写ベルト１０上の濃度制御用トナーやレジストレーション用トナーを検知する検知手段の対向部であってもよい。
【００３５】
次に本実施例の作用について説明をする。ガイド上流部Ｇａは、曲率半径が１０ｍｍで中間転写ベルト１０の進行角度を変えているため、中間転写体ベルト１０が巻き付く領域を広くとることが出来る。これにより、巻き付き部にかかる中間転写ベルト１０の線圧も小さくなるため、巻き癖の発生を抑制することが可能となる。以下、図３（ａ）（ｂ）、図４を用いて、上記曲率半径と巻き癖との関係を説明する。図３（ａ）は、巻き癖が発生した中間転写ベルト１０を説明する概略断面図を示す。図３（ｂ）は、巻き癖が発生した中間転写ベルト１０で記録材Ｐにトナー像を二次転写する状態を説明する概略断面図である。
【００３６】
図３（ａ）に示されるように、中間転写ベルト１０は、長期に渡って高温保管状態が続いた場合、支持ローラの曲率形状がそのまま記憶され、巻き癖部Ｍが発生する。巻き癖部Ｍの評価条件については、画像形成装置を３５℃／９０％環境に１０日間放置し、その後２３℃／５０％環境で１日間、画像形成装置を馴染ませてから評価する。これは、高温状態に一定時間放置することで、ベルトの変形量が増大した状態を保ち、そこから更に常温に戻すことで巻き癖がついた状態をベルト自身に記憶させるという、巻き癖に厳しい条件での評価である。巻き癖部Ｍを定量化するため、巻き癖高さを図中ｄのように定義する。巻き癖高さｄの測定は、例えば、レーザ形状測定装置などを用いて、巻き癖Ｍ部の両端を所定の圧で張架した状態で測定する。
【００３７】
図４は曲率半径と巻き癖高さ及び画像レベルの関係を表すグラフである。図４の実線で示されるように、曲率半径が小さい場合、巻き付き角度に対する巻き付き量が少ないため、巻き付き部にかかる中間転写ベルト１０の線圧が大きくなる。従って、曲率半径が小さくなるにつれて、巻き癖高さｄは高くなる傾向にある。その結果、図３（ｂ）に示されるように、記録材Ｐが２次転写ニップＮを通過する際に、記録材Ｐと巻き癖部Ｍとの間に段差を生じる。この段差によって、中間転写ベルト１０の回転方向と直交する方向（以下、横方向）にスジ状の画像不良が発生する場合がある。
【００３８】
図４の破線は、曲率半径と上述したスジ状の画像レベルの関係を示している。横スジ画像は、濃淡ムラが目立ちやすい、例えば、露光手段３での像形成を、ベタ画像＝１００％に対し２５％程度とした中間調画像で評価を行った。画像レベルは５段階評価で、レベル５がもっとも悪いレベルとし、レベル１は横スジ画像の発生が無い状態を示す。また、レベル２以下であれば、テキストや写真画像等の実用画像では視認できないレベルである。その結果、曲率半径８ｍｍ以上で発生する巻き癖高さあれば、画像上問題無いレベルであることがわかる。つまり、本実施例におけるガイド上流部Ｇａは、曲率半径１０ｍｍであるため、横スジの画像不良は問題無いレベルとなる。
【００３９】
ガイド下流部Ｇｂは、十分大きな曲率半径（略平面）で構成され、記録材Ｐはガイド下流部Ｇｂに沿って二次転写領域Ｎへ進入するため、十分な距離をもって上流側から記録材Ｐを中間転写ベルト１０に当接させることが出来る。中間転写ベルト１０に接触させた状態で記録材Ｐを二次転写領域Ｎに導くので、二次転写領域Ｎの上流で転写電界の影響を受けても既に記録材Ｐとトナー像がほぼ接触している状態にあるので、飛び散りの発生を抑制できる。なお、ガイド下流部Ｇｂの曲率半径は、記録材Ｐを十分上流から当接可能にするため、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。よって、ガイド上流部Ｇａの曲率半径は、ベルトを屈曲させる為に、ガイド下流部Ｇｂよりも小さくなっている。また記録材の先端が中間転写ベルトに接触する位置を、ガイド上流部Ｇａとガイド下流部Ｇｂの境界になるように記録材を中間転写ベルトに対して搬送すると良い。このようにすることで、二次転写領域Ｎの上流のガイド下流部Ｇｂの長さを十分にとることが可能になり、確実に飛び散りを抑制することが可能である。
【００４０】
２次転写ニップＮは、中間転写ベルト１０の巻き癖による画像不良が発生しない範囲である必要があるものの、ニップ出口以外の曲率半径は大きい方が良く、一方、ニップ出口付近については、記録材Ｐの分離の観点より、曲率半径は小さい方が望ましい。本実施例における、２次転写ニップＮは曲率半径１５ｍｍあるため、上述の観点より、巻き癖及び記録材Ｐの分離性能に問題は生じない。
【００４１】
二次転写領域Ｎの下流側に位置するニップ出口上流部Ｅａは、中間転写ベルト１０と記録材Ｐを分離させる機能と、中間転写ベルト１０の進行角度を変える機能を持つため、記録材Ｐの分離性を高める観点および装置の小型化の観点から、中間転写ベルト１０の巻き癖による画像不良が発生しない範囲で曲率半径は小さい方が好ましい。本実施例におけるニップ出口上流部Ｅａは、曲率半径１５ｍｍであるため、上述の観点より、巻き癖及び記録材Ｐの分離性能に問題は生じない。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、ガイド部材１３が、中間転写ベルト１０の回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることによって、二次転写領域近傍で発生する飛び散り、巻き癖、記録材の分離不良の発生を、一つの部材によって抑制することが可能である。また、ガイド部材は、中間転写ベルト１０と摺擦する面でのみ機能を発揮すれば良いので、ガイド部材１３の内周面側は、可能な限り小さくすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 像担持体
１０ 中間転写ベルト
１１ 駆動ローラ
１２ テンションローラ
１３ ガイド部材
Ｇａ 第一の摺擦部
Ｇｂ 第二の摺擦部
Ｎ 第三の摺擦部
Ｅａ 第四の摺擦部
Ｅｂ 第五の摺擦部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを回転させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写領域を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写領域に搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの回転方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の摺擦部は、前記中間転写ベルトの回転方向において、少なくとも、前記中間転写ベルトを屈曲させる第一の摺擦部と、前記二次転写領域に搬送される記録材の先端が接触する前記中間転写ベルトの位置を規定する第二の摺擦部と、を備え、前記第一の摺擦部の曲率半径は、前記第二の摺擦部の曲率半径よりも小さい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】
前記第一の摺擦部は、所定値以上の曲率半径を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材は、前記第二の摺擦部によって回転方向が規制される前記中間転写ベルトに沿って、前記二次転写領域に搬送されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写ベルトに記録材の先端が接触する位置を前記第一の摺擦部と前記第二の摺擦部の境界に対応する位置になるように、前記中間転写ベルトに向って記録材を搬送することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、前記二次転写領域に対応する前記中間転写ベルトの内周面を、前記第二の摺擦部よりも曲率半径の小さい第三の摺擦部で支持していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記第三の摺擦部より下流側に、前記中間転写ベルトから記録材を分離させるために前記中間転写ベルトを屈曲させる為の曲率を備える第四の摺擦部を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを回転させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写領域を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写領域に搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの回転方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記中間転写ベルトの回転方向において、曲率半径が異なる複数の摺擦部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の摺擦部は、前記中間転写ベルトの回転方向において、少なくとも、前記中間転写ベルトを屈曲させる第一の摺擦部と、前記二次転写領域に搬送される記録材の先端が接触する前記中間転写ベルトの位置を規定する第二の摺擦部と、を備え、前記第一の摺擦部の曲率半径は、前記第二の摺擦部の曲率半径よりも小さい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】
前記第一の摺擦部は、所定値以上の曲率半径を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材は、前記第二の摺擦部によって回転方向が規制される前記中間転写ベルトに沿って、前記二次転写領域に搬送されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写ベルトに記録材の先端が接触する位置を前記第一の摺擦部と前記第二の摺擦部の境界に対応する位置になるように、前記中間転写ベルトに向って記録材を搬送することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、前記二次転写領域に対応する前記中間転写ベルトの内周面を、前記第二の摺擦部よりも曲率半径の小さい第三の摺擦部で支持していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記第三の摺擦部より下流側に、前記中間転写ベルトから記録材を分離させるために前記中間転写ベルトを屈曲させる為の曲率を備える第四の摺擦部を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１３８５５（Ｐ２０１３−１１３８５５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６７０６（Ｐ２０１１−２５６７０６）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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