JP2000131967A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体から転写材に転写されたトナー像
が、像担持体に再転写されるのを防止する。 【解決手段】 複数の開口部３ａを有するグリッド３
を、像担持体１と転写背面電極２との間の転写部Ｔに、
像担持体１及び転写体４とは非接触状態で配設する。像
担持体１と、転写背面電極２及びグリッド３との間に、
それぞれ電圧Ｖ１、Ｖ２（０＜Ｖ２／Ｖ１＜１）を印加
し、転写体４から像担持体１に向けて、グリッド３の開
口部３ａを貫通する電気力線を形成する。この電気力線
は、転写体４側に収束する。このため、像担持体１上の
トナー像５は、乱れることなく転写体４表面に転写され
てトナー像６となる。また、像担持体１とグリッド３と
転写体４とが非接触であるので、転写体４に転写された
トナー像６が、像担持体１に再転写されることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
したトナー像を、直接転写材に、又は中間転写体を介し
て転写材に転写する方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式や静電記録方式などの画像
形成装置においては、像担持体（例えば、電子写真方式
ではＯＰＣ感光体、ａ−Ｓｉ感光体など）上に形成され
た静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像
し、このトナー像に転写材（例えば紙）を接触させ、さ
らに静電的に転写体上にトナーを引き寄せることにより
トナー像を転写材上に転写した後、加熱、加圧して定着
するものである。中間転写体を使用した画像形成装置に
あっては、上述の転写材へのトナー像の転写は、像担持
体から直接に転写するのではなく、像担持体に接触配置
された中間転写体に一旦、一次転写し、その後、中間転
写体から転写材に二次転写するものである。

【０００３】このような中間転写体を用いて多色トナー
像（２色以上のトナー像をいう。４色フルカラーもこれ
に含まれる。）を転写材に転写する技術として、以下に
列挙するものがある。

【０００４】(1) 特公昭４９−２０９号公報によれば、
一次転写において静電転写を行い、二次転写において圧
力転写を行う技術が開示されている。これは、布、紙等
の伸縮性のある可撓性物質に多色刷りを行う場合、各色
を重ねて転写する際に画像がずれるいわゆる色ズレを改
良したものである。

【０００５】すなわち、各色画像を中間的ブランケット
ドラム（中間転写体）に転写して一度に転写するように
して色ズレを少なくし、高速多色を印画することを目的
・効果としている。

【０００６】(2) 特開昭５０−２３２３４号公報には、
二次転写部において加圧・加熱手段を有することが開示
されている。

【０００７】これらの技術では中間転写体上へ各トナー
像を転写していることから、中間転写体上への各トナー
像の転写位置合わせ精度を取りやすく、常に高品質な画
像を再現性良く次の転写材に形成することができる。

【０００８】また、中間転写体への各トナー像の転写後
に次の転写材へさらに転写しているため、特に転写材の
搬送時にその同期の余裕が大きくなり搬送機構を簡素化
でき信頼性も向上する。さらに、中間転写体は転写され
るトナー像を強力に保持できる転写層（特にゴム系）を
有するため、転写特性に優れている。

【０００９】また、転写同時定着の他の公知技術として
以下のものがある。

【００１０】(3) 特開昭４９−７８５５９号公報には、
中間転写体の表面エネルギー（付着力）、硬度、熱量が
規定されている。

【００１１】(4) 特開昭５７−２３９７５号公報、特開
昭５９−５０４７３号公報には、付加重合タイプのシリ
コーンゴムを含有する中間転写層が開示されている。

【００１２】(5) 特開昭５９−１３９０７０号公報には
一次転写を非接触な静電転写によって行い、二次転写で
圧力定着することが開示されている。その目的として
は、低抵抗磁性トナーを用いた普通紙コピーにおいて
も、また多湿時においても良好なコピー画像が得られ、
かつコンパクト化の容易な装置を提供するとしている。

【００１３】(6) 特開昭６２−２９３２７０号公報に
は、中間転写体がポリアミド繊維織布基材にシリコーン
ゴムの転写層を有することが開示されている。ここで
は、中間転写体の基材としてポリアミド繊維織布を使用
しているため可撓性であり、像担持体や転写材との密着
性が良いので転写効率が向上し、またシリコーンゴム等
の転写層との密着性も良好でかつエンドレスベルト化も
容易であるとしている。

【００１４】以上のように、多色トナー像の場合の中間
転写体の例、及び転写同時定着の例は数多く提案されて
いる。

【００１５】これらの中間転写体を用いた多色の画像形
成装置として、例えば多重転写型複写装置は、原稿をＣ
ＣＤラインセンサ等で読み取った上で、各種の処理が加
えられた画像信号や、コンピュータから直接出力された
画像信号等をレーザドライバに出力し、レーザを駆動し
てレーザ露光することにより、あらかじめ均等に帯電さ
れた感光体に静電潜像を形成する。次に、この静電潜像
を第１色目の現像器内のトナーにより現像した上で、一
次転写部においてこのトナー像を静電的に感光体から中
間転写体へ転写する。これら一連の工程を例えば、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーにより順次
繰り返し、中間転写体上に４色フルカラーのトナー像の
形成を行った後、二次転写部においてこれらフルカラー
のトナー像を熱的に中間転写体から転写材（例えば、
紙）に一括して転写同時定着して、フルカラー画像形成
のシーケンスが終了し、この転写材は装置本体外部に排
出され、所要のフルカラー画像形成を終了する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例で示した画像形成装置においては、転写材又は中
間転写体（以下これらを総称して適宜「転写体」とい
う。）と像担持体との直接接触による画像転写において
は以下のような問題が発生する場合がある。

【００１７】(1) 転写材の紙粉の付着による像担持体表
面での画像経時劣化や環境不安定性（例えば、高湿雰囲
気中での画像流れ）。

【００１８】(2) 特にカラー画像形成において、転写材
に一旦、転写された色画像の、その後の色画像転写時に
おける像担持体への再転写。

【００１９】(3) 又は、２色目以降の色画像の転写不良
又は画像乱れ。

【００２０】(4) 像担持体と転写材との接触直前での制
御されない放電による飛び散り転写。

【００２１】また、中間転写体上に各色のトナー像を形
成した後、二次転写部において熱的に中間転写体から転
写材上に一括転写同時定着することによりフルカラー画
像形成する場合、以下のような問題が発生する。

【００２２】(5) 一次転写部において、上述(2) 〜(4)
と同一の問題点は転写体として中間転写体を用いた場合
にも起こり得る。

【００２３】(6) 二次転写部で熱的に同時定着した場
合、感光ドラムに熱的影響やドラム劣化やトナー融着な
どの問題が起こり得る。

【００２４】(7) 中間転写体を用いても、直接、接触部
又は近接部を介して転写材の紙粉などが感光ドラム上へ
搬送、付着される可能性が大きく、感光ドラムに対する
紙粉の悪影響は本質的に回避できない。

【００２５】本発明は、転写部における上述のような問
題を解決して、安定した画像を出力することのできる画
像形成装置を提供することを目的とするものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、像担持体表面に形成したトナー
像を、前記像担持体と転写部材との間の転写部に配置し
た転写体表面に静電的に転写する転写手段を備えた画像
形成装置において、前記転写部における前記像担持体表
面と前記転写体表面との間にこれら双方に対して非接触
状態で配設された面状のグリッドを備え、該グリッド
は、所定のピッチで穿孔されるとともに、前記像担持体
表面から前記転写体表面に静電的に移動するトナーの経
路となる、所定のピッチの複数の開口部を有する、こと
を特徴とする。

【００２７】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、前記転写手段は、前記像担持体と前記転写
部材との間に電圧Ｖ１を印加し、また前記像担持体と前
記グリッドとの間に電圧Ｖ２を印加する転写バイアス印
加電源を有し、これら電圧Ｖ１、Ｖ２の値が、 ０＜Ｖ２／Ｖ１＜１ の関係を満たすように設定されている、ことを特徴とす
る。

【００２８】請求項３の発明は、請求項２の画像形成装
置において、前記電圧Ｖ１、Ｖ２の値が、 ０＜Ｖ１＋Ｖ２ の関係を満たすように設定されている、ことを特徴とす
る。

【００２９】請求項４の発明は、請求項１、２、又は３
の画像形成装置において、前記像担持体表面から前記転
写部材表面までの距離をＬ１、また前記像担持体表面か
ら前記グリッドまでの距離をＬ２としたときに、これら
距離Ｌ１、Ｌ２の値が、 Ｌ２／Ｌ１≦１／２ の関係を満たすように設定されている、ことを特徴とす
る。

【００３０】請求項５の発明は、請求項４の画像形成装
置において、前記電圧Ｖ１、Ｖ２、前記距離Ｌ１、Ｌ２
の値が、 （Ｖ２／Ｌ２）＜（Ｖ１／Ｌ１） の関係を満たすように設定されている、ことを特徴とす
る。

【００３１】請求項６の発明は、請求項１、２、３、
４、又は５の画像形成装置において、前記転写体が、シ
ート状の転写材である、ことを特徴とする。

【００３２】請求項７の発明は、請求項１、２、３、
４、又は５の画像形成装置において、前記転写体が中間
転写体であり、前記像担持体から前記中間転写体に一次
転写されたトナー像を、該中間転写体からシート状の転
写材に二次転写する、ことを特徴とする。

【００３３】請求項８の発明は、請求項７の画像形成装
置において、前記中間転写体が、少なくとも前記トナー
像が転写される表面に高離型層を有するベルト状の中間
転写ベルトであり、該中間転写ベルトから前記転写材に
トナー像が転写される二次転写部に配設した加熱手段に
よって、トナー像を二次転写と同時に加熱定着する、こ
とを特徴とする。

【００３４】請求項９の発明は、請求項７の画像形成装
置において、前記中間転写体が、少なくとも前記トナー
像が転写される表面に高離型層の表層を有するドラム状
の中間転写ドラムであり、該中間転写ドラムから前記転
写材にトナー像が転写される二次転写部に配設した加熱
手段によって、トナー像を二次転写と同時に加熱定着す
る、ことを特徴とする。

【００３５】〔作用〕請求項１の発明によると、像担持
体表面と、グリッドと、転写体とが非接触の状態で、像
担持体表面のトナー像をグリッドの開口部を介して転写
体表面に静電的に移動させることができる。

【００３６】請求項２の発明によると、電圧Ｖ１と電圧
Ｖ２とを同極性で、かつ電圧Ｖ１の絶対とを電圧Ｖ２の
それよりも大きくしているので、像担持体表面から転写
体表面に向けてトナーを移動させるための電気力線を形
成することができる。

【００３７】請求項３の発明によると、電圧Ｖ１と電圧
Ｖ２の双方とも正として、転写体表面から像担持体表面
に向かう電気力線を形成することができる。この電気力
線は、像担持体表面から転写体表面に近づくにしたがっ
て収束する、いわゆる収束作用を有する。

【００３８】請求項４の発明によると、グリッドを、像
担持体表面と転写部材との中間よりも像担持体表面に近
い側に配置することで、上述の収束作用を良好に発揮さ
せることができる。

【００３９】請求項５の発明によると、距離に対する電
圧の変化（電圧変化率）について、転写部材表面とグリ
ッドとの間の電圧変化率を、グリッドと像担持体表面と
の間の電圧変化率を大きくすることで、さらに、良好な
収束作用を確保することができる。

【００４０】請求項６の発明によると、像担持体表面の
トナー像を、グリッドを介して、シート状の転写材（例
えば紙）に転写（一次転写）する。

【００４１】請求項７の発明によると、像担持体表面の
トナー像を、グリッドを介して一旦、中間転写体に一次
転写し、その後、中間転写体からシート状の転写材に二
次転写する。

【００４２】請求項８の発明によると、中間転写体が中
間転写ベルトであり、二次転写と同時に加熱定着を行
う。

【００４３】請求項９の発明によると、中間転写体が中
間転写ドラムであり、二次転写と同時に加熱定着を行
う。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００４５】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の転写部Ｔの断面構成を模式的に示す。

【００４６】像担持体１表面（同図では下面）には、ト
ナー像５が形成されている。本発明においては、像担持
体１表面と対向して、面状でメッシュ状のグリッド３が
配置されており、さらにグリッド３よりも遠い位置にお
いて同様に像担持体１表面と対向して、転写体４を挟ん
で転写背面電極（転写部材）２が配置されている。換言
すると、像担持体１表面に対して転写背面電極２を対向
させて配置し、これら像担持体１表面と転写対向電極２
との間に、グリッド３及び転写体４を差し入れた構成と
なっている。このとき、像担持体１表面とグリッド３と
が非接触となり、また、グリッド３と転写体４とが非接
触となるように、これらを配設している。

【００４７】上述のグリッド３は、例えば２００メッシ
ュ又は４００メッシュなど所定のピッチで開口部３ａを
有するメッシュ電極として構成されている。又は例えば
１２０μｍ、６０μｍのピッチで開口部３ａを設けたア
パーチャ電極として構成し得る。この開口部３ａは、像
担持体１表面のトナー像５が転写体４表面に静電的に転
写される際の、トナーの経路となるものである。

【００４８】以下、本実施の形態における条件例ととも
に作用を説明する。

【００４９】図１に示す像担持体１の基体部材１１とし
ては、例えばアルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）など
の導電性の金属シリンダ、又は導電性のベルトを使用す
ることができる。これら以外には、例えば樹脂、ガラス
基材上に金属や金属酸化物などの薄膜導電層を有するシ
リンダやベルトを使用し得る。この基体部材１１上にＯ
ＰＣ（有機光半導体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコ
ン）などの光導電層１２が設けられて像担持体１が構成
され、この像担持体１表面には、公知の電子写真プロセ
スにより本実施の形態においては、マイナスに帯電され
たトナーによるトナー像５が形成される。

【００５０】ここで、図１に示される像担持体１表面か
ら転写背面電極２までの距離をＬ１とし、また像担持体
１表面からグリッド３までの距離をＬ２としたときに、
一例として、Ｌ１＝６００μｍ、Ｌ２＝１５０μｍと設
定することができる。また、グリッド３の断面方向の厚
みｄは薄い方が好ましく、材質の一例としてｄ＝１８μ
ｍの金属線、又は銅などの金属箔をエッチングすること
により形成することができる。

【００５１】図２を用いて、本実施の形態でトナー像５
を転写体４上に転写せしめる条件及び作用について説明
する。

【００５２】まず、トナーとしては、負帯電極性のもの
を使用する。像担持体１と転写背面電極２との間に印加
する電圧Ｖ１の一例として転写背面電極２側が＋となる
ようなＤＣ電圧２ｋＶを印加する。一方、像担持体１と
グリッド３との間には電圧Ｖ２の一例として、グリッド
３側＋となるようなＤＣ又はパルス電圧２００Ｖを印加
する。これにより、図２中の矢印Ａで示すような、転写
体４側から像担持体１側に向かう電気力線が形成され
る。この電気力線は、矢印Ａと反対の方向に収束作用を
有する。これにより像担持体１上にあったトナー像５は
転写体４に向かって移動し、非接触転写されて転写体４
上でトナー像６となる。本発明によれば、上述の収束作
用により転写時にトナーは飛び散らず、言ってみれば、
上述の所定のピッチで開口部３ａが形成されたグリッド
３の効果により、１インチ当たり２００線、又は４００
線といったようなスクリーンがかけられたような状態で
転写されることになる。すなわち、一般的に画像がよく
なる方向で用いられるスクリーン処理効果を転写と同時
にもたらすことができる。

【００５３】以下、本発明の転写部Ｔにおける個々の好
ましい形態について示す。

【００５４】図１におけるＬ１としては好適には１００
μｍ〜１mmであり、小さい方が図２における電圧Ｖ１を
小さくすることができるため有利である。Ｌ２としては
像担持体１上のトナー像５に接触しない範囲から上述の
Ｌ１の１／２より小さい範囲でグリッド３を設置するの
が上述の電気力線の収束作用を良好に作用せしめる上で
好適で、３０〜５００μｍの範囲であり、特に設計しや
すい範囲としては５０〜２５０μｍに設定される。

【００５５】図２における印加電圧Ｖ２として選択する
範囲条件は、上述の電気力線の収束作用を良好にするた
めに、（Ｖ２／Ｌ２）＜（Ｖ１／Ｌ１）であるようにす
る。すなわち、像担持体１表面とグリッド３との間にお
ける電圧の変化率よりも、グリッド３と転写背面電極２
との間における電圧の変化率を大きくするものである。
転写バイアス印加電源７による転写体印加電圧Ｖ１、Ｖ
２の最適値は、使用する像担持体やトナーの帯電極性や
帯電量に相関する特性、又は、上述の距離Ｌ１、Ｌ２な
どに左右されるが、常識的な電圧値範囲としては、例え
ば、マイナス帯電のトナーを使用する場合は、Ｖ１とし
て、１００Ｖ〜３ｋＶ、Ｖ２として１０〜５００Ｖ程度
により上述の電気力線の収束範囲条件に従い、好ましく
選択する。本実施の形態においては、上述の転写背面電
極２と転写バイアス印加電源７とによって転写手段８を
構成している。

【００５６】本発明で使用されるトナーとしては、導電
性、絶縁性のいずれでもよく、また、磁性、非磁性のい
ずれでもよいが、カラー画像を形成するためには、ま
た、転写の制御性を高めるためには、絶縁性の非磁性ト
ナーが好ましく、その帯電量（Ｑ／Ｍ）はあまり大きく
ない範囲（絶対値としては５〜３０μＣ／ｇ程度）で使
用されるものが好ましい。この理由は転写体４上に転写
されたトナーの作る電界が、その後、転写されるべきト
ナーの転写に対して、大きな影響を与えないことが安定
化に好ましいからである。

【００５７】さらに、本発明において、使用するトナー
としては粒径分布がシャープな球形粒子が好ましく、例
えば中心粒径３〜１０μｍの重合法で得られるトナーな
どは最適である。この理由として、本発明での特有の効
果としては、球形でかつ微粉の混入の少ない上述の重合
トナーにおいては、一般的な感光ドラム表面との物理的
吸着力を、一般的な粉砕トナーに比較して小さくするこ
とができる（転写体への飛翔が容易になる）効果や、ま
た、中心粒径も小さくすることが可能である側面から本
発明で使用するグリッドの汚染や、目詰まりを最小限に
抑制する可能性を有するものであるからである。

【００５８】図３（ａ）、（ｂ）、図４を参照してグリ
ッド３の好ましい形態例について説明する。

【００５９】図３（ａ）は、所定ピッチの開口部を有す
るフレキシブルグリッドの部分構成図を示す正面図であ
り、図３ｂは同じく断面図である。これらの図で斜線を
施された部分がグリッド電極２２であり、円形の白抜き
部が開口部２０となる。また、それぞれの図中に示す矢
印３０は像担持体１、転写体４、又はトナー像５の相対
移動方向を示す。

【００６０】図３（ａ）、（ｂ）のグリッド３として、
いくつかの構成方法があるが、例えば、２５μｍの厚み
を有するポリイミド２１上に２０μｍのグリッド電極２
２としての銅箔をラミネートした後、この銅箔に公知の
フォトリソグラフにより開口部２０に相当する例えば直
径８０μｍの円形パターンを隣接する開口部に対してＰ
＝１２０μｍのピッチで形成した後、さらに２５μｍの
ポリイミド性フィルム２３をラミネートした後にエキシ
マレーザや炭酸ガスレーザの開口部２０に対応したパタ
ーン状の照射により形成することができる。

【００６１】また、図４に示すようなメッシュ状パター
ンを金属線（例えば直径２０μｍの銅線やタングステン
線）を編むことにより形成したり、また、例えば３０μ
ｍの厚みのＳＵＳ製の板を公知のフォトリソグラフ法に
てエッチングすることによりメッシュグリッドを形成す
ることも可能である。本発明においては、その他の方法
（例えば電気鋳造）により形成された、所定のピッチの
開口部を有する様々な形状のグリッドが使用可能であ
る。

【００６２】さらに、本実施の形態によると、像担持体
１と転写材４とが非接触であるので、例えば転写材４が
紙等の場合、紙粉が像担持体１表面に付着することに起
因する画像流れを防止することができる。これは、特
に、湿度が高い場合に有効である。

【００６３】〈実施の形態２〉図６に示すような構成と
して、像担持体１としてＯＰＣの感光ドラム１Ａを使用
し、その表面に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クのマイナス帯電極性のトナー像５を順次に形成し、こ
のトナー像５を順次に転写体４としての転写材４Ａに転
写するものとした。

【００６４】まず、イエロートナー像の形成された感光
ドラム１Ａと、導電ゴムローラで形成した転写背面電極
２とをそれぞれの周面（表面）の最近接距離が６００μ
ｍとなるように対向させ、転写背面電極２上には厚み１
００μｍのＯＨＰフィルムを転写材４Ａとして密着配置
し、さらに感光ドラム１Ａ上のトナー像５とＯＨＰフィ
ルムとの間には図３（ａ）、（ｂ）で示すようなフレキ
シブルグリッド３を感光ドラム１Ａ周面から１５０μｍ
の距離に非接触で近接配置する。ここで、感光ドラム１
Ａと同期して回転する転写背面電極２の回転により転写
材４Ａをトナー像に同期して送りつつ、感光ドラム１Ａ
の接地した基体部材１１に対して転写背面電極２にプラ
ス２ｋＶの電圧を印加し、かつグリッド３にプラス２０
０Ｖの電圧を印加すると、イエローのトナー像は上述の
ＯＨＰフィルム上に良好に転写される。

【００６５】次に、感光ドラム１Ａをマゼンタトナー像
の形成されたものに取り替え、上述のＯＨＰフィルム上
にすでに転写されているイエロートナー像と、上述のマ
ゼンタトナー像とが位置合わせされるように、上述の同
様の位置、電圧条件にてマゼンタトナー像を転写され
る。シアン、ブラックのトナー像もそれぞれ順次同様に
転写することができ、それぞれの色の重ね合わせも良好
である。

【００６６】〈実施の形態３〉上述の実施の形態２にお
ける位置関係はそのままで、感光ドラム１Ａと転写材４
ＡであるＯＨＰフィルムとを同期させて、本発明で使用
したグリッド３の感光ドラム表面移動方向の開口部のピ
ッチＰで小刻みにステップ送りするとともに、グリッド
３に印加する２００Ｖの電圧をステップ送り静止時に同
期させてパルス印加することで、さらに良好なカラー画
像となる。

【００６７】上述の実施の形態で確認されるように、本
発明においては非接触転写であり、例えば上述の転写順
でいえばマゼンタトナー像転写時において、前回転写さ
れているイエロートナー像が感光ドラム１Ａ上に再転写
されることもなく、良好な効率で転写され、それぞれシ
アン及びブラックに対しても同様である。

【００６８】〈実施の形態４〉グリッド３として、図５
に示すように電極を分割したものを用いる。本実施の形
態においては転写部Ｔにおける開口部２０の形成された
グリッド電極２２の像担持体１の相対移動方向３０の上
流側と下流側とにそれぞれ電極２５、２６を設け、これ
ら電極２５、２６には像担持体１の基体部材１１と同電
位若しくは転写背面電極２に印加する電圧と逆の電圧、
又はトナー像５が飛翔しないように制御された電圧を印
加することで、グリッド電極２２以外の部分でトナー像
５が像担持体１から剥離しないように構成したものであ
る。最適な具体例としては像担持体１の基体部材１１が
接地されている場合においては、上述の電極２５、２６
も接地する。このようにすることで、グリッド電極２２
中に形成された開口部２０以外でのトナーの不要な飛
散、又はトナー像５の乱れなどを防止する効果がある。

【００６９】以上における本発明で用いる転写体４とし
て、普通紙やＯＨＰフィルム、その他の転写材４Ａを用
い得るが、安定した転写画像を得るためには転写体４と
しては安定した材質のものが望ましい。したがって、本
発明を適用する形態として、転写体４として特定のもの
を使う系、すなわち中間転写体を使用する画像形成装置
への適用が好適である。

【００７０】〈実施の形態５〉図７に示すような構成と
して、像担持体１としてＯＰＣの感光ドラム１Ａを使用
し、その表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
のマイナス帯電極性のトナー像５を順次に形成し、これ
らトナー像を転写体４としての中間転写体４Ｂに順次に
転写するものとした。本実施の形態における中間転写体
４Ｂは、ベルト状の中間転写ベルトである。

【００７１】まず、イエロートナー像の形成された感光
ドラム１Ａと転写背面電極２とをそれぞれの周面（表
面）の最近接距離が６００μｍとなるように対向させ、
この転写背面電極２上に厚み２５μｍのポリイミドフィ
ルムが中間転写体４Ｂとして密着されてエンドレスベル
トとして構成されている。さらに感光ドラム１Ａ上のト
ナー像と中間転写体４Ｂとの間には、図３で示すような
フレキシブルグリッド３を感光ドラム周面から１５０μ
ｍの距離に非接触で近接配置する。ここで、感光ドラム
１Ａと同期して回転する駆動ローラ４ａの回転により中
間転写体４Ｂをトナー像に同期して矢印Ｒ４方向に送り
つつ、感光ドラム１Ａの接地した基体部材１１に対して
転写背面電極２にプラス２ｋＶの電圧を印加し、かつグ
リッド３にプラス２００Ｖの電圧を印加すると、イエロ
ーのトナー像は上述の中間転写体４Ｂ上に良好に転写さ
れる。

【００７２】次に感光ドラム１Ａをマゼンタトナー像の
形成されたものに取り替え、上述したイエロートナー像
と上述のマゼンタトナー像とが位置合わせされるように
上述と同様の位置、電圧条件にてマゼンタトナー像を転
写される。シアン、ブラックのそれぞれも順次同様に転
写することができ、それぞれの色の重ね合わせも良好で
ある。

【００７３】〈実施の形態６〉上述の実施の形態５にお
ける位置関係はそのままで、感光ドラム１Ａと中間転写
体４Ｂとを同期させて、本発明で使用したグリッド３の
感光ドラム表面移動方向の開口部のピッチＰで小刻みに
ステップ送りするとともに、上述のグリッド３に印加す
る２００Ｖの電圧をステップ送り静止時に同期させてパ
ルス印加することで、さらに良好なカラー画像となる。

【００７４】また、本実施の形態においてもグリッド３
として、図５に示すように電極を分割したものを用い
る。本実施の形態においては転写部Ｔにおける開口部２
０の形成されたグリッド電極２２の感光ドラム１Ａの相
対移動方向３０の上流側と下流側とにそれぞれ電極２
５、２６を設け、これら電極２５、２６には感光ドラム
１Ａの基体部材１１と同電位若しくは転写背面電極２に
印加する電圧と逆の電圧、又は、トナー像５が飛翔しな
いように制御された電圧を印加することで、グリッド電
極２２以外の部分でトナー像５が感光ドラム１Ａから剥
離しないように構成したものである。最適な具体例とし
ては感光ドラム１Ａの基体部材１１が接地されている場
合においては、上述の電極２５、２６も接地する。この
ようにすることで、グリッド電極２２中に形成された開
口部２０以外でのトナーの不要な飛散、又はトナー像５
の乱れなどを防止する効果がある。

【００７５】〈実施の形態７〉図８は、像担持体１とし
て、ベルト状の感光ベルト１Ｂを用い、対向位置に転写
体４としての中間転写体４Ｂが平面で対峙するような転
写背面電極２を設けたものである。また、グリッド３と
しては、図５で示すようなグリッド電極２２の感光ベル
ト１Ｂの移動方向の上流側と下流側との少なくとも転写
背面電極２２の存在部分には対向するように電極２５、
２６を設けたものを用いる。本実施の形態では、転写体
４は中間転写体４Ｂであり、トナー像５を感光ベルト１
Ｂから中間転写体４Ｂに転写するいわゆる一次転写に本
発明を適用する。中間転写ベルト４Ｂとしては、例えば
材質として、高強度で高誘電率のフィルムを使用するこ
とができ、本発明の効果をより良好に作用せしめること
が可能であり、一例として、２５μｍのポリイミドフィ
ルム又はポリフッ化ビニリデンなどの強誘電体フィルム
などが使用可能である。また、本実施の形態では、転写
部Ｔにおいては、感光ベルト１Ｂと中間転写体４Ｂの双
方ともが平面状であるため、画像が安定する効果があ
る。

【００７６】以上説明した実施の形態１〜７に共通の効
果として、像担持体１と転写体４とが非接触であり、ま
たグリッド３の開口部３ａ以外は、像担持体１と転写体
４とを隔離することができるため、従来よく問題にされ
ていた紙粉像担持体１への付着が防止又は軽減され、特
に高湿中での画像流れなどの問題を改善し、また、前述
の実施の形態中で説明したように、前述の従来の課題を
大幅に改善するものである。

【００７７】〈実施の形態８〉図９に、上述のようなグ
リッド３を設けた非接触の一次転写部Ｔを有する、本発
明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形
成装置は、４色フルカラーのレーザビームプリンタであ
り、同図は、その概略構成を示す縦断面図である。

【００７８】像担持体１としての感光ドラム１Ａは、Ｏ
ＰＣ又はａ−Ｓｉ等の光導電層を有している。感光ドラ
ム１Ａの周囲には、帯電器３１、各色信号に応じたレー
ザ光Ｅを照射するレーザスキャナ３２、ミラー３３等で
構成される露光部と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックのトナーをそれぞれに収容する４つの現像器を有
する回転現像装置３４と、感光ドラムクリーナ３５と、
中間転写体４Ｂと、接離可能なクリーニングユニット３
６等が配置されている。感光ドラム１Ａと中間転写体４
Ｂとの間は非接触で一次転写部Ｔを構成し、これらの間
には前述のグリッド３が配設され、本発明の特徴である
一次転写部Ｔを構成する。また中間転写体４Ｂ下部には
二次転写部３７を構成する接離可能な加圧ローラ３７
ａ、加熱ローラ（加熱手段）３７ｂが配設されている。

【００７９】上述構成の画像形成装置全体のシーケンス
について簡単に説明すると次のようになる。すなわち、
感光ドラム１Ａが矢印Ｒ１方向に回転し、帯電器３１に
よって均等に帯電されると、原稿のイエローの画像信号
に従ってパルス幅変調されたレーザ光Ｅにより画像露光
が行われ、感光ドラム１Ａ上にイエロー用の静電潜像を
形成する。このイエロー用の静電潜像は、回転現像装置
３４の回転によりあらかじめ現像位置に定置されたイエ
ロー現像器３４Ｙによって現像される。

【００８０】このイエロートナー像は感光ドラム１Ａと
中間転写体４Ｂと非接触で近接した一次転写部Ｔにおい
て中間転写体４Ｂを構成する耐熱フィルム４０上に、上
述のグリッド３、及びローラ状の転写背面電極２への電
圧印加条件で静電的に転写される。ここで中間転写体４
Ｂの耐熱フィルム４０は、感光ドラム１Ａと同期して矢
印Ｒ４方向に回転しており、表面にイエロートナー像を
保持したまま回転を継続し、次の色（図９においてはマ
ゼンタ）の転写に備える。なお、転写性を高めるために
感光ドラム１Ａと中間転写体４Ｂとは同期して本発明で
使用したグリッド３の開口部のピッチＰに相関した周期
でステップ送りされるようにしてもよい。

【００８１】他方、感光ドラム１Ａは、感光ドラムクリ
ーナ３５によってその表面をクリーニングされた後、再
び帯電器３１により均一帯電され、次のマゼンタの画像
信号に従って像露光を受ける。

【００８２】回転現像装置３４は、感光ドラム１Ａ上に
上述の像露光によってマゼンタの画像信号に従って静電
潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像器３４Ｍ
を現像位置に定置せしめ、所定のマゼンタ現像を行う。
感光ドラム１Ａ上のマゼンタのトナー像は、一次転写部
Ｔで耐熱フィルム４０上に転写される。このとき、本実
施の形態においても、マゼンタのトナー像の一次転写時
に、中間転写体４Ｂ上には、すでにイエローのトナー像
が一次転写されているが、このイエロートナー像が感光
ドラム１Ａ上に再転写されることもなく、マゼンタトナ
ー像も良好な効率で一次転写される。

【００８３】引き続いて、上述した画像形成プロセスを
それぞれシアン及びブラックに対しても実施し、中間転
写体４Ｂへの４色のトナー像の一次転写終了、又は最終
色のブラックの転写途中において、給紙ユニット５０内
に収容されている紙等の転写材Ｐが、給紙ローラ５１に
より給紙され、給紙ガイド５２を経由して中間転写体４
Ｂの二次転写部３７に搬送される。

【００８４】ここで、中間転写体４Ｂ上に形成された４
色のトナー像は中間転写体４Ｂ内に配設された加熱ロー
ラ３７ｂの熱と、転写材Ｐの搬送に合わせて当接される
加圧ローラ３７ａによる圧力とにより転写材Ｐ上に二次
転写されると同時に強く、又は軽く定着され、排出用ト
レイ５３上に排出される。これにより、転写材Ｐ上への
４色フルカラーの画像形成を終了する。

【００８５】また、この後、中間転写体４Ｂの耐熱フィ
ルム４０の表面に残ったトナーは、フェルトパッド等の
中間転写体クリーナ３６を当接させることによりクリー
ニングされ、次の工程に備える。

【００８６】なお、上述において、二次転写部３７にお
ける定着を軽い定着の条件として構成するならば、排紙
前位置に、必要に応じてさらに定着器を配置してもよ
い。

【００８７】また、本実施の形態中では潜像形成手段と
して半導体レーザによる方式を挙げたが、これに限定さ
れるものではなく、ＬＥＤ、液晶、イオノグラフィー等
のデジタル潜像形成手段、及びリーダ等の画像読取り手
段を用いずに、画像信号を光のまま直接、感光ドラム１
Ａに照射して静電潜像を形成されるような、いわゆるア
ナログ潜像形成手段においても有効である。

【００８８】さらに、本実施の形態において、中間転写
体４Ｂの一次転写部Ｔの上流側に耐熱フィルム４０の除
電手段を設け、順次行う２色目以降の各色の一次転写前
に前回転写したトナーを除電するようにしてもよく、各
色トナー像の重ね合わせをさらに安定化させることも可
能である。

【００８９】また、本実施の形態においては、４色の現
像系からなる４色フルカラーの画像形成装置について説
明したが、単色又は複数色の画像形成装置等にも応用で
きることはいうまでもない。

【００９０】〈実施の形態９〉図１０に、前述のような
グリッド３を設けた非接触の一次転写部Ｔを有する、本
発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像
形成装置は、感光ドラム１Ａ等を４個有する４色フルカ
ラーのレーザビームプリンタであり、同図は、その概略
構成を示す縦断面図である。

【００９１】像担持体１としての感光ドラム１Ｙ、１
Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、ＯＰＣ又はａ−Ｓｉ等の光導電層
を有しており、その周囲には、帯電器３１Ｙ、３１Ｍ、
３１Ｃ、３１Ｂｋ、各色信号に応じたレーザ光を照射す
るＬＥＤ、ＥＬなどの露光アレイ３２Ｙ、３２Ｍ、３２
Ｃ、３２Ｂｋとセルフォックレンズ等で構成される露光
部と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー
をそれぞれに収容する現像部３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、
３４Ｂｋと、中間転写体４Ｂと、中間転写体クリーナ３
６等が配置されている。また中間転写体４Ｂ下部には二
次転写部３７を構成する接離可能な加圧ローラ３７ａ、
加熱ローラ３７ｂが配設されている。

【００９２】上述構成の画像形成装置全体のシーケンス
について簡単に説明すると次のようになる。すなわち、
感光ドラム１Ｙが矢印方向に回転し、帯電器３１によっ
て均等に帯電されると、原稿のイエローの画像信号に従
ってパルス幅変調された画像露光が行われ、感光ドラム
１Ｙ上にイエロー用の静電潜像を形成する。このイエロ
ー用の静電潜像は、イエロー現像器３４Ｙによって現像
される。

【００９３】このイエロートナー像は感光ドラム１Ｙと
中間転写体４Ｂとの近接部である一次転写部Ｔにおいて
中間転写体４Ｂの耐熱フィルム４０上に前述のグリッド
３による電界制御により静電的に非接触転写される。こ
こで中間転写体４Ｂの耐熱フィルム４０は、感光ドラム
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋと同期して矢印Ｒ４方向に回
転しており、表面にイエロートナー像を保持したまま移
動し、次の色（図１０においてはマゼンタ）の転写に備
える。一方、感光ドラム１Ｙは、帯電器３１Ｙによりク
リーニングされるとともに均一帯電され、次のマゼンタ
の画像信号に従って像露光を受ける。

【００９４】他方、上述のイエローの画像形成と画像同
期をとって、マゼンタトナー像は、感光ドラム１Ｍ上に
像露光によるマゼンタの画像信号に従って静電潜像が形
成され、マゼンタ現像器３４Ｍにより、所定のマゼンタ
現像を行い一次転写部Ｔで前述のイエロートナー像と位
置合わせされ、耐熱フィルム４０上に一次転写される。

【００９５】引き続いて、上述したプロセスをそれぞれ
シアン及びブラックの感光ドラム１Ｃ、１Ｂｋに対して
も同様に実施し、中間転写体４Ｂへの４色のトナー像の
一次転写終了又は最終色のブラックの転写途中におい
て、給紙ユニット５０内に収容されている転写材Ｐが、
給紙ローラ５１により給紙され、給紙ガイド５２を経由
して中間転写体４Ｂの二次転写部３７に搬送される。

【００９６】ここで、中間転写体４Ｂ上に形成された４
色のトナー像は中間転写体４Ｂ内に配設された加熱ロー
ラ３７ｂの熱と、転写材Ｐの搬送に合わせて加圧される
加圧ローラ３７ａによる圧力とにより転写材Ｐ上に転写
同時定着され、その後、排出用トレイ５３上に排出さ
れ、これにより、転写材Ｐへの４色フルカラーの画像形
成を終了する。

【００９７】また、この後、中間転写体４Ｂの耐熱シー
ト４０に表面に残ったトナーは、フェルトパッド等の中
間転写体クリーナ３６によりクリーニングされ、次の工
程に備える。

【００９８】上述で使用する中間転写体４Ｂとしての耐
熱フィルム４０は、例えば基層（ベースフィルム）と、
５μｍ厚の耐熱性を有する高離型性層とから構成され
る。基層は、耐熱性樹脂で例えば、ポリエステル、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＦＡ（テトラフ
ルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトタフルオロエチレ
ン）、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイド、
ポリイミド、ポリエーテルエーテルケントン、液晶ポリ
マー等の高耐熱性樹脂や、アルミニウム、ニッケル等の
金属シート、又はこれらとセラミックス、金属、ガラス
等との複合材料からなる。

【００９９】また高離型性層は、例えば上述の基層と同
様のＰＥＴ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やフッ素
ゴム、シリコーン樹脂やシリコーンゴムが表層として用
いられる。

【０１００】さらに、より好ましい耐熱フィルム４０の
構成としては、これら耐熱性シートが下層として低抵抗
層を有していることであり、上述の金属シート又は抵抗
を低く設定した複合材料を基層として用いることは上述
した非接触の一次転写の電圧印加を安定させる上で望ま
しい。

【０１０１】これらの耐熱フィルム４０は、トータルの
厚さが１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下であ
り、本実施の形態としては例えば、耐熱フィルム４０の
基層（ベースフィルム）として、２５μｍ厚のポリイミ
ドフィルム、表層の高離型層として、５μｍ厚のＰＦＡ
層を塗布したものを用いることができる。

【０１０２】本構成のように耐熱フィルム４０は特に離
型性に優れるため、二次転写における転写材Ｐへの転写
効率は１００％に近い。また、上述の画像形成装置に用
いられる本実施の形態の中間転写体４Ｂには、例えばシ
リコーンオイルのような離型剤を含浸させたクリーニン
グ兼オイル供給用のフェルトパッドを中間転写体クリー
ナ３６として耐熱フィルム４０の外周面に当接するよう
に備えてもよい。

【０１０３】次に、二次転写部３７においては、加圧ロ
ーラ３７ａ、加熱ローラ３７ｂは、双方、又はいずれか
もしくはどちらか一方に加熱手段を有している構成にす
ることができ、内部にハロゲンヒータ又は線状のセラミ
ックヒータを有するものが使用でき、又は中間転写体４
Ｂの外面に位置する加圧ローラ３７ａに発熱体を設ける
場合は加圧ローラ３７ａは必ずしもローラでなく表面に
平滑性の高い保護膜を施した線状ヒータなどであっても
よい。

【０１０４】また、以上の画像形成装置について実施の
形態８、９において、像担持体１として、ドラム状の感
光ドラム１Ａについて説明してきたが、これに代えて、
図８に示すようなベルト状の感光ベルト１Ｂに適応すれ
ば、感光ベルト１Ｂと中間転写体４Ｂの一次転写部Ｔに
おける対向状態をさらに安定化させる方向で有効であ
る。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
像担持体表面と転写部材との間に形成される転写部にお
いて、所定のピッチで複数の開口部が形成されたグリッ
ドを、像担持体表面と転写体との間にこれらとは非接触
状態で配設することにより、グリッドの開口部以外の部
分において像担持体と転写体とを遮断し、かつグリッド
により電界を制御することができるので、転写体から像
担持体へのトナー像の再転写を防止して、良好なカラー
画像を形成することができる。

【０１０６】また、像担持体と転写材が非接触であるの
で、転写材が例えば紙等の場合、紙粉が像担持体表面に
付着することに起因する画像経時劣化や環境不安定性
（例えば、高湿雰囲気中での画像流れ）を防止すること
ができる。

【０１０７】さらに、中間転写体を有する画像形成装置
においては、定着装置によって加熱された中間転写体の
熱を、グリッドによって遮断することができるので、二
次転写部での同時定着条件に自由度が増すため、全体と
してコンパクトな画像形成装置を構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】像担持体と転写背面電極（転写部材）との間の
転写部の縦断面を模式的に示す図。

【図２】転写部において、グリッドの開口部を貫通する
電気力線によって、像担持体表面のトナー像が転写材表
面に転写されるようすを示す図。

【図３】（ａ）は実施の形態１のグリッドを転写背面電
極側から見た図。（ｂ）は実施の形態１のグリッドの側
面図。

【図４】他のグリッドを転写背面電極側から見た図。

【図５】実施の形態４のグリッドを転写背面電極側から
見た図。

【図６】実施の形態２における、像担持体が感光ドラム
で、転写体が転写材（例えば紙）である場合の転写部の
縦断面を模式的に示す図。

【図７】実施の形態５における、像担持体が感光ドラム
で、転写体が中間転写ベルトである場合の転写部の縦断
面を模式的に示す図。

【図８】実施の形態７における、像担持体が感光ベルト
で、転写体が中間転写ベルトである場合の転写部の縦断
面を模式的に示す図。

【図９】実施の形態８の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図１０】実施の形態９の画像形成装置の概略構成を示
す縦断面図。

【符号の説明】

１ 像担持体 １Ａ 感光ドラム １Ｂ 感光ベルト ２ 転写部材（転写背面電極） ３ グリッド ３ａ、２０ 開口部 ４ 転写体 ４Ａ 転写材 ４Ｂ 中間転写体（中間転写ベルト、中間転写ド
ラム） ７ 転写バイアス印加電源 ８ 転写手段 ３７ 二次転写部 ３７ｂ 加熱手段（加熱ローラ） Ｐ 開口部間のピッチ Ｔ 転写部（一次転写部）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 JA11 JA12 JB30 JC09 2H032 AA14 AA15 BA08 BA09 BA18 BA27 2H033 AA10 AA41 BA11 BE09

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体表面に形成したトナー像を、前
   記像担持体と転写部材との間の転写部に配置した転写体
   表面に静電的に転写する転写手段を備えた画像形成装置
   において、 前記転写部における前記像担持体表面と前記転写体表面
   との間にこれら双方に対して非接触状態で配設された面
   状のグリッドを備え、 該グリッドは、所定のピッチで穿孔されるとともに、前
   記像担持体表面から前記転写体表面に静電的に移動する
   トナーの経路となる、所定のピッチの複数の開口部を有
   する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写手段は、前記像担持体と前記転
   写部材との間に電圧Ｖ１を印加し、また前記像担持体と
   前記グリッドとの間に電圧Ｖ２を印加する転写バイアス
   印加電源を有し、これら電圧Ｖ１、Ｖ２の値が、 ０＜Ｖ２／Ｖ１＜１ の関係を満たすように設定されている、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記電圧Ｖ１、Ｖ２の値が、 ０＜Ｖ１＋Ｖ２ の関係を満たすように設定されている、 ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体表面から前記転写部材表面
   までの距離をＬ１、また前記像担持体表面から前記グリ
   ッドまでの距離をＬ２としたときに、これら距離Ｌ１、
   Ｌ２の値が、 Ｌ２／Ｌ１≦１／２ の関係を満たすように設定されている、 ことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】 前記電圧Ｖ１、Ｖ２、前記距離Ｌ１、Ｌ
   ２の値が、 （Ｖ２／Ｌ２）＜（Ｖ１／Ｌ１） の関係を満たすように設定されている、 ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写体が、シート状の転写材であ
   る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載
   の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記転写体が中間転写体であり、前記像
   担持体から前記中間転写体に一次転写されたトナー像
   を、該中間転写体からシート状の転写材に二次転写す
   る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載
   の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記中間転写体が、少なくとも前記トナ
   ー像が転写される表面に高離型層を有するベルト状の中
   間転写ベルトであり、 該中間転写ベルトから前記転写材にトナー像が転写され
   る二次転写部に配設した加熱手段によって、トナー像を
   二次転写と同時に加熱定着する、 ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記中間転写体が、少なくとも前記トナ
   ー像が転写される表面に高離型層の表層を有するドラム
   状の中間転写ドラムであり、 該中間転写ドラムから前記転写材にトナー像が転写され
   る二次転写部に配設した加熱手段によって、トナー像を
   二次転写と同時に加熱定着する、 ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。