JP2012083646A

JP2012083646A - 搬送ベルトを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP2012083646A
Application number: JP2010231450A
Authority: JP
Inventors: Norio Kikuchi; 菊地宣男
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】転写部から定着部までの搬送経路で不安定な電界の発生を防ぎ、トナーチリによる地肌汚れなどの異常画像を防止する。
【解決手段】静電写真方式で顕像化されたトナー像を転写ニップで挟持する記録媒体に転写電界をかけて転写する転写部から、記録媒体に担持された未定着トナー像を定着する定着部まで、記録媒体を搬送する搬送ベルトを備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトの表面抵抗を、記録媒体挟持の転写ローラの表面抵抗以下の値に設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる搬送ベルトを備えた用紙搬送機構、特に給紙部から給送された用紙（記録媒体、シート材ともいう）に像転写を行う転写部から用紙上の転写像を定着する定着部までの用紙搬送機構に関するものである。

感光体を静電気で一様帯電した後に画像情報を感光体表面に露光して形成した静電潜像にトナーを乗せ、転写定着させる静電写真方式は、現在の画像形成装置に多く採用されている。そして、カラー画像形成装置では、特許文献１に開示されるように、中間転写ベルトを用いて、各色トナーで個別に画像形成したものを重ね合わせ、中間転写ベルトと２次転写ローラの間に用紙を挟み、２次転写ローラにトナー像と逆の極性の転写バイアス（または転写電流）を与えてトナー像が用紙側に引き付けられる方向の転写電界を形成し、この転写電界により、トナー像を中間転写ベルト上から用紙上へ転写する構成が知られている。

また、ビジネスユースとして開発され高級機と称される画像形成装置においては、シート材として、普通紙、コート紙などが使用され、サイズもＡ５サイズ位から１３×１９インチ位までと多様で、紙厚も８０グラム紙から３００グラム紙など、多種多様のシート材が使用されている。このため、転写部から定着部まで様々なシート材を同じように搬送することが要求される。そのため、転写部から定着部の間で十分な距離をとって、転写部と定着部の間にベルト搬送手段を配する構成がとられている。その際、シート材を転写部から定着部まで安定した状態で搬送するために、シート材を搬送ベルト上に吸引しながら搬送するベルト搬送手段が、例えば特許文献２から知られている。

しかしながら、シート材上の未定着トナーは、その搬送経路における不安定な電界の影響を受け易く、トナーが飛び散ることで、地肌汚れや異常画像となる場合がある。

本発明の課題は、転写部から定着部までの搬送経路で不安定な電界の発生を防ぎ、トナーチリによる地肌汚れなどの異常画像を防止することを課題とする。

上記課題は、静電写真方式で顕像化されたトナー像を転写ニップで挟持する記録媒体に転写電界をかけて転写する転写部から、記録媒体に担持された未定着トナー像を定着する定着部まで、記録媒体を搬送する搬送ベルトを備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトの表面抵抗を、記録媒体挟持の転写ローラの表面抵抗以下の値に設定することによって、解決される。

中間転写様式の場合、静電写真方式で顕像化されたトナー像が１次転写される無端ベルト状の中間転写体、前記中間転写体のトナー像担持面に記録媒体を挟んで対向する二次転写ローラと、前記中間転写体のトナー像担持面の裏側に位置し前記二次転写ローラと二次転写ニップを形成する対向ローラとを備え、二次転写ローラと対向ローラの間に二次転写電界を形成する二次転写装置、並びに前記二次転写装置から未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置まで記録媒体を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置において、前記搬送ベルトの表面抵抗を、二次転写ローラの表面抵抗以下の値に設定することによって、上記課題が解決される。

前記搬送ベルトを張架するローラが接地されたり、前記搬送ベルトを張架するローラ間のベルト裏面に、接地されたガイド板を設けたりするのが好適である。また前記搬送ベルトの表面粗さ、あるいは裏面粗さを１０μｍ以下とすれば、一層好都合である。

本発明によれば、転写部から定着部まで記録媒体を搬送する搬送ベルトの表面抵抗を、記録媒体挟持の転写ローラ（中間転写様式の場合、二次転写ローラ）の表面抵抗以下の値に設定すれば、記録媒体搬送中に不安定な電界が発生せず、記録媒体上の未転写トナー像が飛び散ることで生じるトナーチリを抑制でき、良好な画像を得ることができる。搬送ベルトの表面抵抗が大きい場合、記録媒体上のトナーと搬送ベルト張架の転写側従動ローラの間の電界強度が、記録媒体上のトナーと転写ローラの間の電界強度より小さくなって、記録媒体を介在した状態でのトナーの記録媒体への密着力、記録媒体とベルトの密着力が弱まる方向に作用し、それらの密着力が弱まると記録媒体上のトナーがずれ易くなり、散り易くなるが、搬送ベルトの表面抵抗を、記録媒体挟持の転写ローラの表面抵抗以下とすることで、記録媒体上のトナーと搬送ベルト張架の転写側従動ローラの間の電界強度の低下を抑えることになるからである。

前記搬送ベルトを張架するローラが接地されたり、前記搬送ベルトを張架するローラ間のベルト裏面に、接地されたガイド板を設けたりすれば、記録媒体搬送中に不安定な電界が発生せず、トナーチリの発生を抑制できる。また前記搬送ベルトの表面粗さ、あるいは裏面粗さを１０μｍ以下とすれば、記録媒体若しくは張架ローラとベルトの密着性が高まり、記録媒体搬送中に不安定な電界を発生させず、トナーチリの発生を抑制できる。

タンデム型間接転写方式のカラー電子写真複写機の概略構成図である。２次転写部の詳細断面図である。２次転写部と定着装置の間に配されるべきベルト搬送装置の概略斜視図である。

図１に、本発明の実施対象となるタンデム型間接転写方式のカラー電子写真複写機（以下、複写機という）を示す。複写機全体の機構としては、従来公知のものと基本的に同じであり、画像形成手段を構成する感光体の周囲に、画像を形成するために必要な所定の装置、例えば、帯電手段、露光手段、現像手段等が設けられているが、説明の簡略化のために、それらの全てにわたって説明は行わないが、当業者であれば図の描写から容易に複写機全体の機構が理解できるものである。

図１において、複写装置本体１００には、中央に中間転写体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、基層として例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材に帆布など伸びにくい材料を組み合わせて構成したベース層をつくり、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで形成する。弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして成る平滑性のよいコート層で覆われる。そして、基本的には３つの支持ローラ１４，１５，１６、図示の例ではさらに別の支持ローラ７０，７２に中間転写ベルト１０が掛け回され、図中時計回り方向へ回転搬送可能となっている。

補助的な支持ローラ７２の対向位置には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡された中間転写ベルト部分上には、その搬送方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成手段１８が並設され、タンデム画像形成装置２０を構成している。タンデム画像形成装置２０のベルト内側には、感光体４０に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０上に転写するための１次転写ローラ６２が設けられ、１次転写位置を形成している。

一方、第３の支持ローラ１６は、２次転写対向ローラとして、中間転写ベルト１０を挟んで２次転写ローラ２３と対向し、２次転写ニップを形成すると共に２次転写装置２２を構成している。図２は、２次転写ローラ２３と２次転写対向ローラ１６の詳細図である。２次転写対向ローラ１６は斥力ローラとして機能する。斥力ローラ１６には、トナー像と同極性の一定の電流を与える定電流電源１３が接続されており、２次転写ローラ２３は接地されている。

斥力ローラ１６は、ステンレスやアルミニウムなどから成る芯金１６ｂに抵抗層１６ａを積層したものである。抵抗層１６ａは、ポリカーボネート、フッ素系ゴム、シリコン系ゴムなどにカーボンや金属錯体などの導電粒子を分散させたもの、あるいはＮＢＲやＥＰＤＭなどのゴム、ＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴム、ポリウレタンの半導電性ゴムなどより成っている。その体積抵抗は１０^６〜１０^１２［Ω］、望ましくは１０^７〜１０^９［Ω］である。また、硬度２０度〜５０度の発泡タイプでも、ゴム硬度３０度〜６０度のゴムタイプでもよいが、中間転写ベルト１０を介して２次転写ローラ２２と接触するので、小さな接触圧力でも非接触部分が生じないスポンジタイプが望ましい。

２次転写ローラ２３は、ステンレスやアルミニウムなどから成る芯金２３ｂに導電性ゴムなどから成る抵抗層２３ａと表層２３ｃを積層して形成されている。また、この２次転写ローラ２３は、体積抵抗（芯金と表面の間の抵抗）よりも、表面抵抗（表面間の抵抗）の方が大きくなるように構成されている。本例では２次転写ローラの表面抵抗は１０^６．５Ω以上としている。

図１に戻って、２次転写装置２２の図中左横には、用紙を搬送するベルト搬送装置１０１、用紙上の転写画像を定着する定着装置２５が配されている。ベルト搬送装置１０１の詳細を示す図３において、画像転写後の用紙が搬送装置１０１の搬送ベルト１０６にのり、定着装置へ運ばれる。搬送装置１０１は搬送ベルト１０６を張架、駆動する駆動軸１０４、従動軸１０３、またその両軸間のベルト裏面にはガイド板１０８が設けられ、それぞれは接地されている（図示せず）。搬送ベルト１０６はＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、クロロプレン、ウレタンなどの単層ベルトまたは中間転写ベルト同様に基層として、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を組み合わせて構成したベース層を作り、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで形成する。弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で覆う。ベルトの表面抵抗（表面間の抵抗）は、前記２次転写ローラの表面抵抗（表面間の抵抗）以下とする。本例では２次転写ローラの表面抵抗が１０^６．５Ω以上であるので、ベルトの表面抵抗１０^６．５Ω以下とする。

再び図１に戻って、定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。そして図示の例ではさらに、２次転写装置２２および定着装置２５の下側に、タンデム画像形成装置２０と平行に、用紙両面に画像を記録するために用紙を反転させる用紙反転装置２８を備えている。

このような複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、またはＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットしてＡＤＦ４００を閉じて原稿を押さえる。図示せぬスタートスイッチを押すと、ＡＤＦ４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射させて結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、図示せぬスタートスイッチを押した際、これも図示せぬ駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でそれぞれ感光体４０を回転させ、各感光体４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を１次転写ローラ６２で順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

そして、図示せぬスタートスイッチを押した際、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に備えられた給紙カセット４４の１つから用紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に用紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して用紙上にカラー画像を記録する。

画像転写後の用紙は、搬送装置１０１で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着させた後、切換爪５５で経路を切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックするか、または切換爪５５で経路を切り換えて用紙反転装置２８に入れ、そこで反転させて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

この複写機を用いて３０万枚のプリントテストを複数回行い、平均をとった結果を表１、表２に示す。各テストにおいて、その都度、二次転写ローラ、搬送ベルトの表面抵抗を測定した。その測定方法は、公知のものであり、例えば特許文献１に開示されている。

２次転写ローラの表面抵抗１０^{６．５〜７}Ωに対して、搬送ベルトの表面抵抗を２水準（１０^７〜８Ω、１０^{６〜６．５}Ω）とり、それぞれの搬送ベルトにおいてベルトの表面、裏面の粗さを３水準（５μｍ、１０μｍ、１５μｍ）とったときのトナーチリを評価した。

すべての条件においてトナーチリの発生率は通紙枚数の３０％以上であった。

上記の△は若干のトナーチリは見られたが、発生率は１０％未満を意味する。また○はトナーチリが未発生であった状態を意味する。

なお、図示した形態では、中間転写ベルトを用いて１次転写、２次転写を行い、また２次転写に際して斥力転写を行っているが、本発明は、これらの方式に限定されるものでなく、感光体から直接、記録媒体へ像転写して、それを定着部へ送る場合や、引力バイアス転写にも適用されるものである。

１０中間転写ベルト
１３定電流電源
１４，１５，１６，７０，７２支持ローラ
１７中間転写体クリーニング装置
２０タンデム画像形成装置
２２２次転写装置
２３２次転写ローラ
２５定着装置
２６定着ベルト
２７加圧ローラ
４０感光体
６２１次転写ローラ
１０１ベルト搬送装置
１０３従動軸
１０４駆動軸
１０６搬送ベルト
１０８ガイド板

特開２００７−３２８１７号公報特開２０００−２７２７７８号公報

Claims

静電写真方式で顕像化されたトナー像を転写ニップで挟持する記録媒体に転写電界をかけて転写する転写部から、記録媒体に担持された未定着トナー像を定着する定着部まで、記録媒体を搬送する搬送ベルトを備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトの表面抵抗を、記録媒体挟持の転写ローラの表面抵抗以下の値に設定することを特徴とする画像形成装置。
静電写真方式で顕像化されたトナー像が１次転写される無端ベルト状の中間転写体、前記中間転写体のトナー像担持面に記録媒体を挟んで対向する二次転写ローラと、前記中間転写体のトナー像担持面の裏側に位置し前記二次転写ローラと二次転写ニップを形成する対向ローラとを備え、二次転写ローラと対向ローラの間に二次転写電界を形成する二次転写装置、並びに前記二次転写装置から未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置まで記録媒体を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置において、前記搬送ベルトの表面抵抗を、二次転写ローラの表面抵抗以下の値に設定することを特徴とする画像形成装置。
前記搬送ベルトを張架するローラが接地されてい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。
前記搬送ベルトを張架するローラ間のベルト裏面に、接地されたガイド板を設け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。
前記搬送ベルトの表面粗さを１０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記搬送ベルトの裏面粗さを１０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。