【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは中間転写体を用いたカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
中間転写体を利用した画像形成装置としては、静電潜像に応じたトナー像が形成される像担持体（感光体）と、この感光体上のトナー像が中間的に転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに対して感光体上のトナー像を転写させる一次転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に二次転写させる二次転写装置とを備えたものが知られている。
【０００３】
中間転写体を用いた電子写真式カラー画像形成装置では、中間転写体上にＭＣＹＫのトナー像を作り、転写紙に一括転写しなければならない。この際、ハイライトレベルから４色のフルのベタまでを一括して、ほぼ残りなく転写紙に転移させないと、出来あがりの色調が崩れてしまう。
【０００４】
一成分接触現像方式で現像されたトナーにおいて、２色以上の積層部分への転写において転写不良が発生することがあった。このカラー転写不良は、平滑度が３０秒以下の転写紙（非平滑紙と呼ばれる）にのみ、赤（マゼンタ＋イエロー）や青（マゼンタ＋シアン）などの２色以上の場合で発生し、単色ではほとんど発生しなかった（これを非平滑紙ぼそつきと呼ぶ）。
【０００５】
ここで、押圧による凝集の様子を図６に説明する。図６（ａ）に示すように、Ｍトナーは１次転写ニップ部を通過する際に、感光体から中間転写体７１上に転写される。一回転写ではまだ流動的であり、一次転写ニップ部をもう１回通過すると、図６（ｂ）に示すようにＭトナーは押圧された状態となる。同様に、ＹトナーがＭトナー層の上から転写体上に転写されて押圧された状態となる。（図６（ｃ）（ｄ））。Ｃトナー及びＫトナーも同様の状態となる。
【０００６】
このような状態では転写紙Ｐが非平滑紙の場合には、二次転写において転写がスムーズに行えず転写不良が起こっていた（図６（ｅ））。この原因としては、転写ベルト上に形成された後のトナーで最大３回、一次転写ニップを通過するので、その度に電荷量が上昇し、かつベルト上で強く押圧されるからである。この状態ではトナーは隙間が無く密着しあい、隣り合うトナー同士では付着力が働き、凝集状態（二次凝集と呼ぶ）になる（図７）。たとえばベタを転写させるために転写電界をある部分に与えても、ミクロ的なギャップが非平滑紙ではばらついてしまい、ギャップが多い所ではトナーが転移できないからである。
【０００７】
なお、モノクロモードなどトナーが転写ベルト上に移動し、すぐに転写紙に転写される場合には、上記の不具合はあまり発生しない。これは押圧を受けないため、二次凝集が少ないと考えられるからである。また、同じ電荷量でも互いの接触による摩擦力が少ないトナーではこのような現象が見られない。これも二次凝集を阻止できるためと考えられる。
【０００８】
上記の問題を解決するため、中間転写体に放電器を設けて中間転写体上の電荷量を上げることで、二次転写性を上げている（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−６３００３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の公報に開示された技術は、中間転写体上のトナーと同極性の電荷を付与するため二次凝集を完全に除去するまでには至らず、転写不良を招いていた。また、一次転写装置のバイアスの制御や、転写ニップにおける圧力を十分下げても本格的な解決に至らないという問題点があった。また、局所的に押圧の低くなる弾性ゴムベルトを中間転写体に使う例などもあるが、トナーの付着力がゴムに働いた後では、フィルミングや抵抗が不安定になるなどの問題があった。
【００１１】
本発明は、中間転写体上のトナーの凝集を解消することで転写紙への転写不良を抑えることで、高品質なカラー画像を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に接触してトナー像を中間転写体へ転移させる一次転写装置と、トナー像を中間転写体から転写材に二次転写させる二次転写装置と、中間転写体上に電荷を付与する電荷付与装置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、電荷付与装置は、中間転写体上にトナー像を積層する際に、トナー像の帯電極性とは逆の極性の電荷を付与することを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、カラー画像の形成において、像担持体上には各色の現像装置により顕像化されたトナー像が担持される。像担持体上のトナー像は一次転写装置において像担持体から中間転写体にトナー像が転写される。これらの動作を複数回繰り返すことで、中間転写体上に複数のトナー像が積層される。この積層されたトナー像は二次転写装置において、中間転写体上から搬送されてきた転写紙に一括して転写され、カラー画像が形成される。
【００１４】
ここで、中間転写体上に積層されるトナー像には帯電装置により、例えばマイナスの電荷が付与されている。このマイナスの電荷量はトナー像が順次積層されるにつれて増加し、この電荷量の増加に加えて転写装置において、ベルト上のトナー像が強く押圧されることでトナーの凝集が起こる。本発明では、二次転写装置の上流側に電荷付与装置を設け、トナー像の帯電極性とは逆の極性の電荷（ここではプラスの電荷）を付与する。よって、中間転写体上から適度な量だけトナー像を像担持体上に逆転写させることで、凝集したトナー像をほぐすことができる。従って、トナーの凝集による中間転写体から転写紙への転写不良を抑えることができ、高品質なカラー画像を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、電荷付与装置は放電ワイヤとグリッド電圧を付与するグリッド電極を備えたスコロトロン方式の放電器であることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、電荷付与装置としてスコロトロン方式の放電器を用いたので、より微弱な放電が可能となり、積層されたトナー像の中で、異常に高いトナー層にのみに、逆極性の電荷を付与することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、グリッド電極は電源装置に接続されており、電源装置は放電ワイヤに電流を供給する電流供給手段と、グリッド電源のグリッド電圧を制御するグリッド電圧制御手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
この請求項３に記載の発明では、請求項２記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、電荷付与装置のグリッド電極の電源装置を制御する電圧制御手段を設けたので、グリッド電圧をコントロールして中間転写体上に最適な電荷量を付与することができ、トナーの帯電極性がプラス電荷に傾きすぎて像担持体上への逆転写が多くなりすぎることを防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明においてグリッド電圧制御手段は１次転写の回数に対応して順次、グリッド電圧を増加させることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、１次転写ごとにグリッド電圧を増加させていくので、複数積層されているトナー層のみに、逆帯電の電荷を付与することができ、放電の不要な単層部分に余計な放電を与えることを防止できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、電荷付与装置は一次転写装置の下流側に位置しており、グリッド電圧制御手段は中間転写体上に積層される複数のトナー像の内、最後の色の１次転写後にはトナー像と同極性の電荷を中間転写体上に付与することを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、最後の色には電荷の極性を逆帯電の電荷ではなく、トナー像の電荷と同極の電荷を付与するので、二次転写装置において転写紙への転写をスムーズに行うことができる。また、電荷付与装置を一次転写装置の下流側に設けたので、最後の４色目は一次転写装置を通過しないので、像担持体側に逆転写することを防止できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５に記載の発明において、電荷付与装置は、像担持体上にトナー像を現像する際の現像バイアスが一定値以上の場合にのみ、又は現像器の実使用枚数が一定値以上の場合にのみ放電を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、凝集の起こり易い場合にのみ、電荷付与装置を放電させて中間転写体上に電荷を付与するようにしたので、放電によるオゾンの発生を抑えることができ、環境に与える影響を少なくすることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に接触してトナー像を中間転写体へ転移させる一次転写装置と、トナー像を中間転写体から転写材に二次転写させる二次転写装置とを備えた電子写真方式の画像形成装置において、二次転写装置は中間転写体上にトナー像を積層する際に、トナー像の帯電極性とは逆の極性の電荷を付与することを特徴とする。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、二次転写装置に電荷付与装置としての機能をもたして中間転写体上に放電を行うことで、別途放電器を設ける必要がなく、スペースの省略化及びコスト低減を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るカラー画像形成装置の一部を概略的に示す構成図であり、図２は図１の放電器の斜視図である。図３は放電器の断面図及び放電器の制御を示すグラフである。
【００２８】
以下、本発明を複写機あるいはレーザービームプリンタ等の電子写真プロセスを利用して画像成形を行う画像形成装置１００に適用した実施形態について説明する。ベルト状の感光体３（像担持体）は、駆動ローラ５、従動ローラ７、一次転写ローラ９により、回転自在に張架されており、駆動ローラ５が図示しない駆動手段によって駆動回転されることによって、矢印Ａ方向（時計方向）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。
【００２９】
感光体３は、その回転過程で、一次帯電チャージャ１１により所定の極性及び電位に一様に帯電される。次いで、画像情報のデジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力する走査露光系等からなる露光手段１３によって、感光体３の表面が画像露光を受けることにより、感光体３上にカラー画像の第１の色成分像（例えばシアン像）に対応した静電潜像が形成される。
【００３０】
この静電潜像は、第１の現像器であるマゼンダ現像器Ｍにより、第１色目トナーであるマゼンタトナーにより現像される。この時、シアン色現像器Ｃ、イエロー色現像器Ｙ、ブラック色現像器Ｋの他の各現像器は、非作動状態になっており、感光体３上に形成された第１色目のマゼンタトナー画像が、第２、第３、第４の各色現像器による影響を受けないように設定されている。
【００３１】
中間転写ベルト（中間転写体）２１は、駆動ローラ２３、従動ローラ２５、テンションローラ２７、二次転写対向ローラ２９により、回転自在に張架されており、駆動ローラ２３が図示しない駆動手段によって駆動回転されることによって、矢印Ｂ方向（反時計方向）に感光体３と同じ周速度をもって回転駆動されている。感光体３上に形成された第１色目のシアントナー画像は、感光体３と中間転写ベルト２１とにより形成される一次転写部を通過する時に、一次転写ローラ９と感光体３間に印加される一次転写バイアスにより形成された転写電界により、中間転写ベルト２１の表面に一次転写される。
【００３２】
マゼンタトナー画像の転写を終えた感光体３の表面は、感光体クリーニング装置１０により清掃される。以下、第１色目のシアントナー画像の場合と同様に、第２色目のシアントナー画像、第３色目のイエロートナー画像、第４色目のブラックトナー画像が、順次中間転写ベルト２１上に順次重ね合わされて一次転写され、入力されたカラー画像に対応するフルカラー画像が中間転写ベルト２１上に形成される。なお、感光体３から中間転写ベルト２１に対して各色のトナー画像が順次重畳転写される際には、一次転写バイアスとして、トナーとは逆極性（＋）バイアスが図示しないバイアス電源から印加される。その印加電圧は、中間転写ベルト２１のベルト抵抗や環境条件等により異なってくる。（ここでは２００Ｖ〜１０００Ｖが印加される）。
【００３３】
二次転写ローラ３３は、二次転写対向ローラ２９に対して平行に設置され、中間転写ベルト２１に対して接離可能に配設されている。この二次転写ローラ３３は、感光体３から中間転写ベルト２１への第１〜第３色の一次転写工程においては、中間転写ベルト２１から離間した位置に退避されている。
【００３４】
中間転写ベルト２１上に一次転写されたフルカラートナー画像の転写材（用紙）への転写は、レジストローラにより中間転写ベルト２１と二次転写ローラ３３との二次転写位置に所定のタイミングで転写材が給送され、二次転写ローラ３３が中間転写ベルト２１に当接されると共に、二次転写バイアスが図示しないバイアス電源から二次転写ローラ３３に印加されることにより行われる。そして、この二次転写バイアスにより中間転写ベルト２１から転写材へフルカラートナー画像が二次転写（一括転写）される。この転写材上に二次転写されたフルカラートナー画像は、定着器へ導入されて加熱定着される。
【００３５】
転写材へのフルカラートナー画像の二次転写が終了した後、中間転写ベルト２１に中間転写ベルトクリーナ３５のクリーニングブラシが当接されて、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト２１上に残留しているトナー（転写残トナー）がクリーニングされる。このクリーニングされた転写残トナーは、中間転写ユニット内に設けられた回収容器に回収される。この中間転写ベルトクリーナ３５にはファーブラシが設けてあり、トナーと同極性の（−）バイアスが印加され、これにより、トナーの一部がクリーニングされる。残ったトナーは（＋）化され感光体３に戻されて感光体３側のクリーニング容器に回収される。
【００３６】
フルカラートナー画像形成時には、中間転写ベルトクリーナ３５が中間転写ベルト２１から離間し、所定のタイミングをとって接触してクリーニングを行う。なお、ブラック等の単色のコピー時は、中間転写ベルトクリーナ３５を中間転写ベルト２１に常時当接させてクリーニングを行うことが可能である。また、強い力でトナーを掻き落とすブレードクリーニング法は、中間転写ベルト２１の回転負荷を増大させ、ベルト表層にダメージを与える等の理由から弾性ベルトを用いた転写ユニットのクリーニング法としては適さない。中間転写ベルト２１は，従来からフッ素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等のフィルム状ベルトが使用されているが、近年はベルトを弾性部材にした弾性ゴム状ベルトも使用されている。
【００３７】
転写紙は、最近フルカラー画像を様々な用紙，例えば和紙や意図的に凹凸を付けた非平滑性の用紙を使用する。非平滑紙としては（商品名「ＦＣさざなみ」：（株）リコー製）や一般的なＢＯＮＤ紙、封筒、はがきなども非平滑紙として挙げられる。
【００３８】
中間転写ベルト２１の一次転写ローラ３１の下流側に電荷付与装置であるスコロトロン方式の放電器４１を設けている。この放電器４１は図４に示すように、円筒状のケーシング４３を備え、ケーシング４３の両端にはレセプタクル４５，４６で蓋がされるようになっている。一方のレセプタクル４６には放電ワイヤ４７の一端が接続されており、放電ワイヤ４７の他端が他方のレセプタクル４５に連結されるようになっている。
【００３９】
ケーシング４３には長手方向に沿って開口部４９が形成されており、この開口部４９は横断面方向の幅が狭くなっている。このように、開口部４９の幅を狭くしているのは、放電器４１から僅かの電荷しか与えないようにするためである。また、放電ワイヤ４７と開口部４９との間にはグリッド電極５０が設けられている。
【００４０】
放電ワイヤ４７は定電流電源５１に接続されており、この定電流電源５１は正負及び値が変更可能となっている。また、グリッド電極５０は定電圧電源５３に接続されており、この定電圧電源５３も正負及び値が変更可能となっている。 このように、電荷付与装置としてスコロトロン方式の放電器４１を用いたので、より微弱な放電が可能となり、積層されたトナー像の中で、異常に高いトナー層にのみに、逆極性の電荷（プラス電荷）を付与することができる。また、グリッド電圧をコントロールして中間転写ベルト２１上に最適な電荷量を付与することができ、トナーの帯電極性がプラス電荷に傾きすぎて感光体３上への逆転写が多くなりすぎることを防止することができる。
【００４１】
次に、放電器４１の制御について詳しく説明する。図３（ａ）は、スコロトロン方式の放電器４１の断面図を示しており、円筒状のケーシング４３の略中心に放電ワイヤ４７、その下の開口部４９の上部にグリッド電極５０が設けられている。図３（ｂ）及び（ｃ）はグリッド電位が中間転写ベルト２１上の表面電位よりも大きい場合と、反対に小さい場合におけるイオン流の流れについて説明している。図３（ｂ）で示す縦軸は放電ワイヤ４７の位置における空間電位、横軸は放電ワイヤ４７を基点（図中（Ａ））として鉛直下向き方向への距離を示している（図中（Ｂ）は転写ベルトの表面位置を示す）。
【００４２】
放電ワイヤ４７からは常に同じ量にて放電されるが、トナー層表面電位がグリッド電位よりもプラス側電位を持つ場合（例えば、グリッド電位：−２００Ｖ：トナー層表面電位：−１００Ｖ）には、電荷は付与されず、トナー層表面電位がグリッド電位よりもマイナス側電位を持つ場合（例えば、グリッド電位：−１００Ｖ：トナー層表面電位：−２００Ｖ）には、プラスの電荷がトナー層に付与される。
この付与されたプラスの電荷はトナー層表面の電荷をプラス側に変化させる事ができる。
【００４３】
次に、表１及び表２を用いてグリッド電圧制御手段によるグリッド電圧の制御の一例について説明する。尚、放電ワイヤ４７による放電電流をＩｔｔ、グリッド電圧をＶｇｇとしている。
【００４４】
表１に示すように、１〜３色目までは、放電電流（Ｉｔｔ）を（＋）にし、中間転写ベルト２１上に（＋）の電荷を付与している。また、最後の４色目においては、放電電流（Ｉｔｔ）を（−）にし、中間転写ベルト２１上に（−）の電荷を付与している。このように、最後の色には電荷の極性を逆帯電の電荷ではなく、トナー層の電荷と同極の電荷を付与するので、二次転写において転写紙への転写をスムーズに行うことができる。
【００４５】
また、表２に示すように、１色積層するごとにグリッド電圧（Ｖｇｇ）を増加させている。本実施例の場合は、１色目にはグリッド電圧を−１００Ｖに設定し、微弱の（＋）放電を行うようにしている。次いで、２色目には１色目よりグリッド電位を高くし、−２５０Ｖに設定している。このように、グリッド電位を上げているので、２色目のトナーのみに放電を行うことができ、放電の不要な１色目のトナー層への放電がなされない。また、トナー層の表面電位がグリッド電位よりもマイナス側電位を持つ場合には放電されないので、トナー層電位が（−）に高い時のみ（＋）電荷を付与することができる。３色目も同様に、グリッド電圧を上げるので放電の不要な１色目のトナーには放電されない。
【００４６】
このように、複数積層されたトナー層に対して、トナー層とは逆の極性である（＋）電荷を付与することで、一次転写ニップ通過前、感光体３に逆転写する量を少し増やし、トナーの押し固められた凝集構造を壊して、転写紙である被平滑紙に対し凝集化していない流動的なトナーを形成できる。トナーの凝集による中間転写体から転写紙への転写不良を抑えることで、高品質なカラー画像を得ることができる。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上述した制御方法は、トナーが劣化し、かつ非平滑紙の条件の時に有効な手段だが、それ以外の場合では特に必要としないため、非平滑紙を使用する場合にのみ、制御されるようにしても良い。また、各現像器の寿命が半分過ぎた場合や、出力が多い場合にのみに動作させても良い。このように、凝集の起こり易い場合にのみ、放電させて中間転写ベルト２１上に電荷を付与するようにしたので、放電によるオゾンの発生を抑えることができ、環境に与える影響を少なくすることができる。
【００５０】
また、上述の放電器４１の機能を、二次転写ローラ６３において代替して行うことも可能である。基本的に＋１μＡ程度の非接触放電ができることが必要だが、二次転写ローラ６３が二次転写対向ローラ６５と離間していることを用いて、放電を行うことができる。これは二次転写ローラ６３の放電が放電器４１と同様に電圧差の高い所に集中する帯電チャージャ型放電器となっているのを応用するものである。この場合には二次転写ローラ６３と二次転写対向ローラ６５との間の距離を正確に取り、ここで１μＡ程度の放電を与えることにより、二次転写ローラ６３を通る際に（＋）放電を受けて、トナー凝集を緩和させることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、トナー像の帯電極性とは逆の極性の電荷を付与することで、中間転写体上から適度な量だけトナー像を像担持体上に逆転写させることで、凝集したトナー像をほぐすことができる。従って、トナーの凝集による中間転写体から転写紙への転写不良を抑えることができ、高品質なカラー画像を得ることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、電荷付与装置としてスコロトロン方式の放電器を用いたので、より微弱な放電が可能となり、積層されたトナー像の中で、異常に高いトナー層にのみに、逆極性の電荷を付与することができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明では、請求項２記載の発明と同様の効果を奏するとともに、電荷付与装置のグリッド電極の電源装置を制御する電圧制御手段を設けたので、グリッド電圧をコントロールして中間転写体上に最適な電荷量を付与することができ、トナーの帯電極性がプラス電荷に傾きすぎて像担持体上への逆転写が多くなりすぎることを防止することができる。
【００５４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、１次転写ごとにグリッド電圧を増加させていくので、複数積層されているトナー層のみに、逆帯電の電荷を付与することができ、放電の不要な単層部分に余計な放電を与えることを防止できる。
【００５５】
請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、最後の色には電荷の極性を逆帯電の電荷ではなく、トナー像の電荷と同極の電荷を付与するので、二次転写装置において転写紙への転写をスムーズに行うことができる。また、電荷付与装置を一次転写装置の下流側に設けたので、最後の４色目は一次転写装置を通過しないので、像担持体側に逆転写することを防止できる。
【００５６】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、凝集の起こり易い場合にのみ、電荷付与装置を放電させて中間転写体上に電荷を付与するようにしたので、放電によるオゾンの発生を抑えることができ、環境に与える影響を少なくすることができる。
【００５７】
請求項７に記載の発明では、二次転写装置に電荷付与装置としての機能をもたして中間転写体上に放電を行うことで、別途放電器を設ける必要がなく、スペースの省略化及びコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一部を概略的に示す構成図である。
【図２】図１の放電器の斜視図である。
【図３】放電器の断面図および放電器の制御を示すグラフである。
【図４】中間転写ベルト上のトナーの動作を経時的に示す概略図である。
【図５】二次転写ローラを放電器として使用する場合を示す構成図である。
【図６】中間転写ベルト上のトナーの積層状態を経時的に示す概略図である。
【図７】中間転写ベルト上のトナーの積層状態で発生する二次凝集について示す模式図である。
【符号の説明】
３ 感光体（像担持体）
９ 一次転写ローラ（一次転写装置）
２１ 中間転写ベルト（中間転写体）
３３ 二次転写ローラ（二次転写装置）
４１ 放電器（電荷付与装置）
５１、５３ 電源装置
４７ 放電ワイヤ
５０ グリッド電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly, to a color image forming apparatus using an intermediate transfer member.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an intermediate transfer body includes an image carrier (photoconductor) on which a toner image corresponding to an electrostatic latent image is formed, and an intermediate transfer on which the toner image on the photoconductor is intermediately transferred. A belt, a primary transfer device for transferring the toner image on the photoreceptor to the intermediate transfer belt, and a secondary transfer device for secondary transferring the toner image transferred on the intermediate transfer belt to paper It has been known.
[0003]
In an electrophotographic color image forming apparatus using an intermediate transfer member, an MCYK toner image must be formed on the intermediate transfer member and transferred collectively to transfer paper. At this time, the color tone from the highlight level to the full solid of the four colors must be transferred to the transfer paper with almost no remaining at a time, or the finished color tone will be lost.
[0004]
In the toner developed by the one-component contact developing method, transfer failure sometimes occurs in transfer to a laminated portion of two or more colors. This color transfer failure occurs only in transfer paper (called non-smooth paper) having a smoothness of 30 seconds or less, when there are two or more colors such as red (magenta + yellow) and blue (magenta + cyan), Hardly occurred (this is called non-smooth paper loosening).
[0005]
Here, the state of aggregation by pressing will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, the M toner is transferred from the photoconductor onto the intermediate transfer body 71 when passing through the primary transfer nip. In the first transfer, the toner is still fluid. When the toner passes through the primary transfer nip once more, the M toner is pressed as shown in FIG. 6B. Similarly, the Y toner is transferred from above the M toner layer onto the transfer body and pressed. (FIGS. 6C and 6D). The C toner and the K toner are in the same state.
[0006]
In such a state, when the transfer paper P is non-smooth paper, the transfer cannot be performed smoothly in the secondary transfer, and a transfer failure has occurred (FIG. 6E). This is because the toner formed on the transfer belt passes through the primary transfer nip up to three times, so that each time the charge increases and the toner is strongly pressed on the belt. In this state, the toners adhere to each other without any gap, and the adhesive force acts between the adjacent toners to form an aggregated state (called secondary aggregation) (FIG. 7). For example, even if a transfer electric field is applied to a certain portion in order to transfer a solid image, a microscopic gap varies in non-smooth paper, and toner cannot be transferred in a place having a large gap.
[0007]
In the case where the toner moves on the transfer belt and is immediately transferred to the transfer paper in a monochrome mode or the like, the above-described problem does not occur so often. This is because no secondary aggregation is considered because no pressure is applied. Further, such a phenomenon is not observed in the case of the toner having the same amount of electric charge and a small frictional force due to the mutual contact. This is also thought to be because secondary aggregation can be prevented.
[0008]
In order to solve the above problem, a secondary transfer property is improved by providing a discharger in the intermediate transfer body to increase the amount of charge on the intermediate transfer body (for example, see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-63003
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572 imparts a charge of the same polarity as that of the toner on the intermediate transfer member, so that secondary aggregation is not completely removed, resulting in poor transfer. Further, there is a problem that even if the bias of the primary transfer device is controlled or the pressure in the transfer nip is sufficiently reduced, the solution cannot be fully solved. There is also an example of using an elastic rubber belt, which locally reduces the pressure, for the intermediate transfer member, but there is a problem that filming and resistance become unstable after the adhesion of the toner acts on the rubber. .
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to obtain a high-quality color image by suppressing aggregation of toner on an intermediate transfer member to thereby prevent transfer failure on transfer paper.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a toner image, a primary transfer device that contacts the image carrier and transfers the toner image to an intermediate transfer member, and transfers the toner image from the intermediate transfer member to a transfer material. In an electrophotographic image forming apparatus including a secondary transfer device for performing secondary transfer and a charge providing device for providing a charge on an intermediate transfer member, the charge providing device is used when a toner image is laminated on the intermediate transfer member. And a charge having a polarity opposite to the charge polarity of the toner image.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, in the formation of a color image, a toner image visualized by a developing device for each color is carried on the image carrier. The toner image on the image carrier is transferred from the image carrier to the intermediate transfer body in the primary transfer device. By repeating these operations a plurality of times, a plurality of toner images are stacked on the intermediate transfer member. In the secondary transfer device, the stacked toner images are collectively transferred to transfer paper conveyed from above the intermediate transfer body, and a color image is formed.
[0014]
Here, for example, a negative charge is applied to the toner image laminated on the intermediate transfer member by a charging device. The amount of this negative charge increases as the toner images are successively stacked, and in addition to the increase in the amount of charge, the toner image on the belt is strongly pressed in the transfer device, causing toner aggregation. In the present invention, a charge applying device is provided on the upstream side of the secondary transfer device, and applies a charge having a polarity opposite to the charge polarity of the toner image (here, a positive charge). Therefore, the aggregated toner image can be loosened by reversely transferring the toner image by an appropriate amount from the intermediate transfer member onto the image carrier. Therefore, transfer failure from the intermediate transfer body to the transfer paper due to toner aggregation can be suppressed, and a high-quality color image can be obtained.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the charge applying device is a scorotron discharger including a discharge wire and a grid electrode for applying a grid voltage.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, the same operation and effect as those of the first aspect of the invention can be obtained, and further, since a scorotron type discharger is used as the charge applying device, a weaker discharge can be performed, and the stacked layers can be stacked. In the resulting toner image, only the abnormally high toner layer can be provided with a charge of the opposite polarity.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the grid electrode is connected to a power supply, and the power supply controls current supply means for supplying a current to the discharge wire and a grid voltage of the grid power supply. And a grid voltage control means.
[0018]
According to the third aspect of the invention, the same operation and effect as those of the second aspect of the invention are provided, and the voltage control means for controlling the power supply of the grid electrode of the charge applying device is provided. As a result, the optimal charge amount can be provided on the intermediate transfer member, and it is possible to prevent the charge polarity of the toner from being too positively charged and causing too much reverse transfer onto the image carrier.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the grid voltage control means sequentially increases the grid voltage in accordance with the number of times of the primary transfer.
[0020]
According to the fourth aspect of the invention, the same operation and effect as those of the third aspect of the invention are obtained, and the grid voltage is increased for each primary transfer. It is possible to impart a charge of charge, and it is possible to prevent unnecessary discharge from being applied to a single-layer portion not requiring discharge.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, the charge applying device is located on the downstream side of the primary transfer device, and the grid voltage control means is provided on a plurality of layers stacked on the intermediate transfer body. After the primary transfer of the last color of the toner image, a charge having the same polarity as that of the toner image is applied to the intermediate transfer member.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, the same effect as that of the third or fourth aspect of the invention is obtained, and the polarity of the electric charge in the last color is the same as that of the toner image instead of the oppositely charged electric charge. The transfer to the transfer paper can be performed smoothly in the secondary transfer device. Further, since the charge applying device is provided on the downstream side of the primary transfer device, the last fourth color does not pass through the primary transfer device, so that it is possible to prevent reverse transfer to the image carrier side.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the present invention, the charge applying device is provided only when a developing bias for developing the toner image on the image carrier is equal to or higher than a predetermined value, or The discharge is performed only when the actual number of used containers is equal to or more than a certain value.
[0024]
According to the sixth aspect of the invention, the same operation and effect as those of the first to fifth aspects of the invention are provided, and only when the aggregation is likely to occur, the charge application device is discharged to apply the electric charge on the intermediate transfer member. Therefore, generation of ozone due to discharge can be suppressed, and the influence on the environment can be reduced.
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a toner image, a primary transfer device that contacts the image carrier and transfers the toner image to an intermediate transfer member, and transfers the toner image from the intermediate transfer member to a transfer material. In an electrophotographic image forming apparatus provided with a secondary transfer device for secondary transfer, when the toner image is laminated on the intermediate transfer member, the secondary transfer device has a polarity opposite to the charging polarity of the toner image. It is characterized by providing a charge.
[0026]
According to the seventh aspect of the present invention, the secondary transfer device has a function as a charge applying device and performs discharge on the intermediate transfer body, so that there is no need to provide a separate discharger, and the space can be reduced and the space can be reduced. Cost can be reduced.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a part of a color image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the discharger shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view of a discharger and a graph showing control of the discharger.
[0028]
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus 100 that performs image forming using an electrophotographic process such as a copying machine or a laser beam printer will be described. The belt-shaped photoconductor 3 (image carrier) is rotatably stretched by a driving roller 5, a driven roller 7, and a primary transfer roller 9, and the driving roller 5 is driven and rotated by driving means (not shown). As a result, it is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of arrow A (clockwise).
[0029]
The photoreceptor 3 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the primary charging charger 11 during the rotation process. Next, the surface of the photoconductor 3 is subjected to image exposure by an exposure unit 13 including a scanning exposure system that outputs a laser beam modulated in accordance with a digital pixel signal of image information. An electrostatic latent image corresponding to a first color component image (for example, a cyan image) of the image is formed.
[0030]
This electrostatic latent image is developed by a magenta developing device M as a first developing device with a magenta toner as a first color toner. At this time, the other developing units of the cyan developing unit C, the yellow developing unit Y, and the black developing unit K are inactive, and the first magenta toner formed on the photoconductor 3 is The image is set so as not to be affected by the second, third, and fourth color developing units.
[0031]
The intermediate transfer belt (intermediate transfer body) 21 is rotatably stretched by a driving roller 23, a driven roller 25, a tension roller 27, and a secondary transfer opposing roller 29, and the driving roller 23 is driven by a driving unit (not shown). By being rotated, the photoconductor 3 is driven to rotate in the direction of arrow B (counterclockwise) at the same peripheral speed as the photoconductor 3. The first color cyan toner image formed on the photoconductor 3 is applied between the primary transfer roller 9 and the photoconductor 3 when passing through a primary transfer section formed by the photoconductor 3 and the intermediate transfer belt 21. The primary transfer is performed on the surface of the intermediate transfer belt 21 by the transfer electric field formed by the primary transfer bias.
[0032]
The surface of the photoconductor 3 after the transfer of the magenta toner image is cleaned by the photoconductor cleaning device 10. Hereinafter, similarly to the case of the first color cyan toner image, the second color cyan toner image, the third color yellow toner image, and the fourth color black toner image are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 21. A full-color image corresponding to the input color image is primarily formed on the intermediate transfer belt 21. When the toner images of the respective colors are sequentially superimposed and transferred from the photoreceptor 3 to the intermediate transfer belt 21, a bias (+) reverse in polarity to the toner is applied as a primary transfer bias from a bias power supply (not shown). . The applied voltage varies depending on the belt resistance of the intermediate transfer belt 21, environmental conditions, and the like. (Here, 200 V to 1000 V is applied).
[0033]
The secondary transfer roller 33 is installed in parallel with the secondary transfer opposing roller 29, and is disposed so as to be able to approach and separate from the intermediate transfer belt 21. The secondary transfer roller 33 is retracted to a position separated from the intermediate transfer belt 21 in the primary transfer process of the first to third colors from the photoconductor 3 to the intermediate transfer belt 21.
[0034]
The transfer of the full-color toner image primary-transferred onto the intermediate transfer belt 21 onto a transfer material (paper) is performed at a predetermined timing at a secondary transfer position between the intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roller 33 by a registration roller. Is fed, the secondary transfer roller 33 is brought into contact with the intermediate transfer belt 21, and the secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 33 from a bias power source (not shown). Then, the full-color toner image is secondarily transferred (collectively transferred) from the intermediate transfer belt 21 to the transfer material by the secondary transfer bias. The full-color toner image secondary-transferred onto the transfer material is introduced into a fixing device and fixed by heating.
[0035]
After the secondary transfer of the full-color toner image to the transfer material is completed, the cleaning brush of the intermediate transfer belt cleaner 35 is brought into contact with the intermediate transfer belt 21 and remains on the intermediate transfer belt 21 without being transferred to the transfer material P. The remaining toner (transfer residual toner) is cleaned. The cleaned transfer residual toner is collected in a collection container provided in the intermediate transfer unit. The intermediate transfer belt cleaner 35 is provided with a fur brush, and a (−) bias having the same polarity as that of the toner is applied, whereby a part of the toner is cleaned. The remaining toner is turned into (+) and returned to the photoconductor 3, and is collected in the cleaning container on the photoconductor 3 side.
[0036]
At the time of forming a full-color toner image, the intermediate transfer belt cleaner 35 is separated from the intermediate transfer belt 21 and contacts at a predetermined timing to perform cleaning. During copying of a single color such as black, cleaning can be performed by always bringing the intermediate transfer belt cleaner 35 into contact with the intermediate transfer belt 21. Further, the blade cleaning method of scraping off the toner with a strong force is not suitable as a cleaning method of a transfer unit using an elastic belt because the rotational load of the intermediate transfer belt 21 is increased and the surface layer of the belt is damaged. As the intermediate transfer belt 21, a film-shaped belt made of a fluorine resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin, or the like has been used, but in recent years, an elastic rubber-shaped belt having an elastic member as the belt has also been used.
[0037]
As the transfer paper, recently, various types of paper for full-color images, for example, Japanese paper and non-smooth paper with intentionally unevenness are used. Examples of non-smoothed paper include “FC Sazanami” (trade name, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) and general BOND paper, envelopes, postcards, and the like.
[0038]
On the downstream side of the primary transfer roller 31 of the intermediate transfer belt 21, a scorotron type discharger 41 as a charge applying device is provided. As shown in FIG. 4, the discharger 41 includes a cylindrical casing 43, and both ends of the casing 43 are covered with receptacles 45 and 46. One end of a discharge wire 47 is connected to one receptacle 46, and the other end of the discharge wire 47 is connected to the other receptacle 45.
[0039]
An opening 49 is formed in the casing 43 along the longitudinal direction, and the width of the opening 49 in the cross-sectional direction is reduced. The reason why the width of the opening 49 is narrowed is that only a small amount of electric charge is supplied from the discharger 41. A grid electrode 50 is provided between the discharge wire 47 and the opening 49.
[0040]
The discharge wire 47 is connected to a constant current power supply 51, and the constant current power supply 51 is capable of changing its sign and value. Further, the grid electrode 50 is connected to a constant voltage power supply 53, and the constant voltage power supply 53 can also change its positive / negative and value. As described above, since the scorotron discharger 41 is used as the charge applying device, weaker discharge can be performed, and only the abnormally high toner layer in the stacked toner images has the opposite polarity charge ( (Positive charge). In addition, it is possible to control the grid voltage to provide an optimal amount of charge on the intermediate transfer belt 21, and to prevent the toner from being too positively charged and the reverse transfer onto the photoreceptor 3 becoming too much. Can be prevented.
[0041]
Next, the control of the discharger 41 will be described in detail. FIG. 3A is a cross-sectional view of a scorotron-type discharger 41. A discharge wire 47 is provided at substantially the center of a cylindrical casing 43, and a grid electrode 50 is provided above an opening 49 below the discharge wire 47. I have. FIGS. 3B and 3C illustrate the flow of the ion current when the grid potential is higher than the surface potential on the intermediate transfer belt 21 and when the grid potential is lower than the surface potential. The vertical axis shown in FIG. 3B indicates the space potential at the position of the discharge wire 47, and the horizontal axis indicates the distance in the vertical downward direction with the discharge wire 47 as the base point ((A) in the figure) (FIG. ) Indicates the surface position of the transfer belt).
[0042]
Although the same amount is always discharged from the discharge wire 47, when the toner layer surface potential has a plus side potential than the grid potential (for example, grid potential: -200V: toner layer surface potential: -100V), No charge is applied, and when the toner layer surface potential has a minus side potential than the grid potential (for example, grid potential: -100 V: toner layer surface potential: -200 V), a positive charge is applied to the toner layer. You.
The given positive charge can change the charge on the toner layer surface to the positive side.
[0043]
Next, an example of control of the grid voltage by the grid voltage control means will be described with reference to Tables 1 and 2. Note that the discharge current from the discharge wire 47 is Itt, and the grid voltage is Vgg.
[0044]
As shown in Table 1, for the first to third colors, the discharge current (Itt) is set to (+), and (+) charge is applied to the intermediate transfer belt 21. In the last fourth color, the discharge current (Itt) is set to (−), and a charge of (−) is applied to the intermediate transfer belt 21. As described above, the polarity of the last color is not the reverse charge but the charge of the same polarity as the charge of the toner layer, so that the transfer to the transfer paper can be smoothly performed in the secondary transfer. .
[0045]
Also, as shown in Table 2, the grid voltage (Vgg) is increased every time one color is stacked. In the case of the present embodiment, the grid voltage is set to -100 V for the first color, and weak (+) discharge is performed. Next, the grid potential of the second color is higher than that of the first color, and is set to -250V. Thus, since the grid potential is raised, discharge can be performed only on the toner of the second color, and no discharge is performed on the toner layer of the first color, which does not need to be discharged. In addition, when the surface potential of the toner layer has a potential on the minus side of the grid potential, no discharge is performed. Therefore, a (+) charge can be applied only when the potential of the toner layer is higher than (−). Similarly, the third color is not discharged to the first color toner which does not need to be discharged because the grid voltage is increased.
[0046]
In this manner, by imparting (+) charges having a polarity opposite to that of the toner layer to the plurality of stacked toner layers, the amount of reverse transfer to the photoconductor 3 before passing through the primary transfer nip is slightly increased. In addition, it is possible to form a fluid toner which is not agglomerated on the smooth paper as the transfer paper by breaking the compacted aggregate structure of the toner. High quality color images can be obtained by suppressing transfer failure from the intermediate transfer body to transfer paper due to aggregation of toner.
[0047]
[Table 1]
[0048]
[Table 2]
[0049]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. The above-described control method is an effective means when the toner is deteriorated and the condition of the non-smooth paper is used. However, in other cases, the control method is not particularly required. Therefore, the control is performed only when the non-smooth paper is used. May be. Further, the operation may be performed only when the life of each developing unit is over half or when the output is large. As described above, only when agglomeration is likely to occur, electric discharge is applied to the intermediate transfer belt 21 so that the generation of ozone due to electric discharge can be suppressed, and the influence on the environment can be reduced. it can.
[0050]
Further, the function of the discharger 41 described above can be replaced with the secondary transfer roller 63. Basically, a non-contact discharge of about +1 μA is required. However, the discharge can be performed using the fact that the secondary transfer roller 63 is separated from the secondary transfer opposing roller 65. This applies the fact that the discharge of the secondary transfer roller 63 is a charger-type discharger in which the discharge is concentrated at a place where the voltage difference is high like the discharger 41. In this case, the distance between the secondary transfer roller 63 and the secondary transfer opposing roller 65 is accurately determined, and a discharge of about 1 μA is given here. As a result, toner aggregation can be reduced.
[0051]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, by applying a charge having a polarity opposite to the charge polarity of the toner image, the toner image is reverse-transferred onto the image carrier by an appropriate amount from the intermediate transfer member. The aggregated toner image can be loosened. Therefore, transfer failure from the intermediate transfer body to the transfer paper due to toner aggregation can be suppressed, and a high-quality color image can be obtained.
[0052]
According to the second aspect of the invention, the same effects as those of the first aspect of the invention can be obtained, and further, since a scorotron-type discharger is used as the charge applying device, a weaker discharge can be performed, and the laminated toner can be obtained. Only an unusually high toner layer in an image can be charged with a reverse polarity.
[0053]
According to the third aspect of the invention, the same effect as that of the second aspect of the invention is provided, and the voltage control means for controlling the power supply of the grid electrode of the charge applying device is provided. An optimal amount of charge can be imparted to the transfer member, and it is possible to prevent the toner from being excessively inclined to positive charge due to too much reverse transfer onto the image carrier.
[0054]
According to the fourth aspect of the invention, the same effect as that of the third aspect of the invention is obtained, and the grid voltage is increased for each primary transfer. , And it is possible to prevent unnecessary discharge from being applied to the single-layer portion that does not require discharge.
[0055]
According to the fifth aspect of the present invention, the same effect as that of the third or fourth aspect of the invention is obtained, and the polarity of the last color is not the oppositely charged but the same polarity as that of the toner image. Since the charge is applied, the transfer to the transfer paper can be performed smoothly in the secondary transfer device. Further, since the charge applying device is provided on the downstream side of the primary transfer device, the last fourth color does not pass through the primary transfer device, so that it is possible to prevent reverse transfer to the image carrier side.
[0056]
According to the sixth aspect of the invention, the same effects as those of the first to fifth aspects of the invention are provided, and only when the aggregation is likely to occur, the charge application device is discharged to apply the electric charge on the intermediate transfer member. Therefore, generation of ozone due to discharge can be suppressed, and the influence on the environment can be reduced.
[0057]
According to the seventh aspect of the present invention, the secondary transfer device has a function as a charge applying device and discharges on the intermediate transfer body, so that it is not necessary to provide a separate discharger, and the space can be saved and the space can be reduced. Cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a part of a color image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the discharger of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a discharger and a graph showing control of the discharger.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the toner on the intermediate transfer belt over time.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a case where a secondary transfer roller is used as a discharger.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state of lamination of toner on an intermediate transfer belt with time.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating secondary aggregation that occurs in a stacked state of toner on an intermediate transfer belt.
[Explanation of symbols]
3 Photoconductor (image carrier)
9 Primary transfer roller (primary transfer device)
21 Intermediate transfer belt (intermediate transfer body)
33 Secondary transfer roller (secondary transfer device)
41 Discharger (charge applying device)
51, 53 power supply device 47 discharge wire 50 grid electrode
