JP2005024936A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】黒の中抜け防止と色の転写性の両立。
【解決手段】接触転写系の画像形成装置において、黒の転写圧を他の色の転写圧の何れか１つより小さくする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、中間転写体を使用するものが知られている。このものは、感光ドラム（第１の像担持体）表面に形成したトナー像（可転写画像）を中間転写体（第２の像担持体）に転写する１次転写工程を複数色のトナー像について繰り返すことにより中間転写体上に複数色のトナー像を形成し、次に、これら中間転写体上の複数色のトナー像を、紙等の転写材上に一括して２次転写することにより、転写材上にカラー画像（多色画像）を形成するものである。
【０００３】
上述の、中間転写体を利用した画像形成装置においては、各色のトナー像の重ね合わせズレ（色ズレ）のない画像を得ることができるという利点を有する。反面、感光体から中間転写体への転写時に「中抜け」が発生し、ライン、文字等の画像に大きな欠陥が発生する。
【０００４】
中抜けを防止する対策として、転写ローラー等の当接圧を下げることが知られている（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−７２７４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、当接圧を下げると、転写性が悪化するという課題が発生する。特にフルカラー画像形成時には、多色のトナーを転写する必要があるため、転写ローラー圧を下げると、二次色、三次色の転写性が悪化するという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
中抜けが起こるのは、ラインや文字等の細い画像であり、パッチや面積の有る自然画像では起こらない。そのため、中抜けが主に発生するのは、ラインや文字に使用するブラックのトナーとなる。また、二次色、三次色の転写性で問題になるのは色トナーであり、ＵＣＲ量を大きくしなければ、ブラックが二次色、三次色で使用される量は少なくなる。
【０００８】
そこで、本発明では黒の転写圧を他の色より小さくし、ブラックは中抜けが発生しにくい転写圧に設定し、色は中抜けは発生しやすいが、二次色等の転写性が優れた高い転写圧に設定した。
【０００９】
これにより、通常画像で中抜けの発生を抑え、二次色等の転写性に優れた画像を得ることが可能となった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１１】
図２に画像形成部の一例の概略構成を示す。
【００１２】
同図に示す画像形成部Ｐは、矢印方向に回転する感光ドラム（第１の像担持体）２１を有しており、その表面は、１次帯電器（帯電手段）２２によって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザーなどの露光装置（露光手段）２３による画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置（現像手段）２４の現像スリーブ２４ａによってトナー（現像剤）が付着され、トナー像（現像剤像）として現像される。このトナー像は、転写帯電部材（転写手段）２５によって中間転写ベルト（第２の像担持体）２８上に静電的に転写され、中間転写ベルト２８に担持されて矢印Ｘ方向に搬送される。
【００１３】
一方、トナー像転写時に中間転写ベルト２８に転写されないで感光ドラム２１表面に残ったトナー（１次転写残トナー）は、クリーナーのクリーニングブレード２６によって除去されて廃トナー搬送スクリュー２７によって、不図示の廃トナー容器に送られる。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム２１は、次の画像形成に供される。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。同図の画像形成装置は、上記画像形成部を複数（本実施形態では４つ）並べて構成され、各画像形成部で異なる色のトナー像を形成し、それらを順次重ね合わせることでフルカラー画像を形成する。
【００１５】
この画像形成装置本体内には、矢印Ｘ方向に回転する無端状の中間転写ベルト（第２の像担持体）２８が配設されている。この中間転写ベルト２８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデンなどのような誘電体樹脂のフィルムによって形成されている。不図示の給紙カセットから取り出された転写材３８は、レジストローラー３２を経て、中間転写ベルト２８の２次転写位置に供給される。
【００１６】
中間転写ベルト２８の上方には、４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列上に中間転写ベルト２８の回転方向に沿って配置されている。これらの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、互いにほぼ同様の構成をしているため、以下、画像形成部Ｐａを例にとって構成を説明する。
【００１７】
画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された感光ドラム（第１の像担持体）２１ａを備えている。感光ドラム２１ａの周囲には、１次帯電器（帯電手段）２２ａ、露光装置（露光手段）２３ａ、現像装置（現像手段）２４ａ、転写帯電部材（転写手段）２５ａ、クリーニング装置（２６ａ，２７ａ）等のプロセス機器が配置されている。ここでは、少なくとも感光ドラム２１ａ、現像装置２４ａ及びクリーニング装置をプロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置本体から着脱自在な構成にしている。
【００１８】
なお、本実施の形態では、画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの現像装置には、それぞれマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーが収納されているが、トナー色はこれに限られず互いに同じ又は異なる色のトナーを自由に組み合わせることができる。ただし、中抜けは、後のステーションでも起こるので（Ｐａで描かれた文字がＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄで中抜けする）ので、ブラックは最終ステーションに配置することが望ましい。
【００１９】
感光ドラム２１ａには、露光装置２３ａから原稿のマゼンタ成分色の画像信号によるレーザー光がポリゴンミラー（不図示）等を介して投射され、感光ドラム２１ａ上に静電潜像が形成される。これに現像装置２４ａからマゼンタトナーを供給して現像し、静電潜像がマゼンタトナー像として可視化される。このトナー像が感光ドラム２１ａの回転にともなって、感光ドラム２１ａと中間転写ベルト２８とが当接する１次転写位置に到来すると、転写帯電部材２５ａに印加した１次転写バイアスによって、感光ドラム２１ａ上のマゼンタトナー像が中間転写ベルト２８に転写される（１次転写）。
【００２０】
中間転写ベルト２８のマゼンタトナー像を担持した部位が画像形成部Ｐｂに移動すると、このときまでに画像形成部Ｐｂにおいて上記と同様な方法で感光ドラム２１ｂ上にシアントナー像が形成され、このシアントナー像がシアントナー像上から中間転写ベルト２８に転写される。
【００２１】
同様に、中間転写ベルト２８が移動するにつれて、画像形成部Ｐｃ，Ｐｄのそれぞれの１次転写位置においてイエロートナー像、ブラックトナー像が、前記のシアントナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。一方、このような画像形成プロセスと同期して、給紙カセットから給紙された転写材３８がレジストローラー３２を経て２次転写位置に搬送される。そして、２次転写部材２９に印加した２次転写バイアスによって、中間転写ベルト２８上の４色のトナー像が転写材３８上に一括して転写される（２次転写）。
【００２２】
４色のトナー像が転写された転写材３８は、中間転写ベルト２８から分離された後、搬送ベルト３３により定着装置３０に搬送される。定着装置３０では、１対のローラーにより転写材３８に熱と圧力を加えて、トナー像を転写材３８に定着する。
【００２３】
中抜けと転写ローラー圧について説明する。
【００２４】
中抜けとは、図３のように、文字部の一部が虫を食ったように抜ける現象をいう。中抜けと転写ローラー圧の関係について図４に示す。中抜けレベルとは、図５のように、１ドットラインから１０ドットラインまでのライン画像を出力し、何ドットラインの線まで抜けるかを示したレベルである。中抜けは一般的に、細いラインから発生する。これは細いラインの方が、転写圧が集中するのと、細いラインの方がエッジ強調などでのり量が多くなるからである。
【００２５】
また、図６に転写ローラー圧と転写効率の関係のグラフを示す。転写ローラー圧を上げると転写効率は向上する。特に二次色では転写ローラー圧を上げないと転写効率が上がらない。
【００２６】
図４、図６から分かるように、中抜けと転写性は、相反するものであり両立することが難しい。
【００２７】
しかし、図４からも分かるように、中抜けは細線部で発生しある程度幅があれば、中抜けは発生しない。そのため、文字などで発生し、自然画像では発生しない。また、文字画像でも通常の画像形成では色文字はスクリーン処理がかかっており、図７のように色の文字は実線で描かれることは少ない。そのため中抜けが発生しても、もともと線が途切れ途切れになっているため目立たない。
【００２８】
また、転写性においても、二次色はＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅなどで使用されるため、黒を使用することはあまり無い。
【００２９】
それなので、文字／ライン等で使用され、単色で主に使用されるＢｋは、中抜けを重視し、転写ローラー圧を低め（４００ｇ）に設定した。また、色に関しては中抜けより転写性を重視し転写ローラー圧を高め（８００ｇ）に設定した。
【００３０】
また、中抜けはその色の転写時のみだけでなく、下流のステーションを通過時にも発生する。例えば図１で説明すると、マゼンタトナーはＰａの転写部２５ａで中抜けが発生し、Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの転写部でも再度発生する。そのため中抜けは上流のステーションの方が悪くなる。Ｂｋを上流のステーションにすると、Ｂｋの転写時には再転写は起こらないが、その後のステーションで再転写が発生し、Ｂｋの転写圧を下げる効果が薄れる。そのため、本実施例ではＢｋを最後のステーションに設定した。これにより、Ｂｋの中抜けの発生を極力抑えることができた。
【００３１】
これにより、黒は中抜けのほとんど無い画質となり、色は転写性（色再現性）に優れた良好な画像を得ることが可能となった。
【００３２】
（実施例２）
実施例１では、中間転写方式について説明したが、本発明は直接転写方式にも適用できる。
【００３３】
図８において、本実施例の画像形成装置はカラー直接転写装置であり、装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが併設され、順次シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【００３４】
画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに隣接して記録材担持体１３０（以下、転写ベルト１３０と称する）が設置され、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト１３０上に担持し搬送される転写材Ｐ上に転写される。さらに各色のトナー像が転写された転写材Ｐは、分離帯電器３２により転写ベルト１３０から離脱され、定着部９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００３５】
感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ及びクリーナー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられ、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置及びポリゴンミラー１１７が設置されている。
【００３６】
光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラー１１７を回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００３７】
現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として顕像化する。
【００３８】
転写材Ｐは転写材カセット１０に収容され、そこから複数の搬送ローラー及びレジストローラー１２を経て転写ベルト１３０上に供給され、転写ベルト１３０による搬送で感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと対向した転写部に順次送られる。
【００３９】
転写ベルト１３０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートからなっており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。そして、駆動ローラー１３によりこの転写ベルト１３０が回転し、転写材Ｐがレジストローラー１２から転写ベルト１３０に送り出され、転写材Ｐが第１画像形成部Ｐａの転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第１画像形成部Ｐａの感光ドラム３ａに対し画像形成を行う。そして感光ドラム３ａの下側の転写部で帯電帯電器２４ａが電界または電荷を付与することにより、感光ドラム３ａ上に形成された第１色目のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。この転写により転写材Ｐは転写ベルト１３０上に静電吸着力でしっかりと保持され、第２画像形成部Ｐｂ以降に搬送される。
【００４０】
転写帯電器２４はローラーのような転写帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。接触帯電器では、オゾンレス、温湿度環境変動に強い、高画質等のメリットがある。
【００４１】
第２〜第４画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄでの画像形成、転写も第１画像形成部Ｐａと同様に行われる。次いで４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、転写ベルト１３０の搬送方向下流部で分離帯電器３２により除電して静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト１３０の末端から離脱する。特に、低湿環境では転写材も乾燥して電気抵抗が高くなるため、転写ベルトとの静電吸着力が大きくなり、分離帯電器の効果は大きくなる。通常、分離帯電器は、トナー像未定着の状態で転写材Ｐに帯電するため、非接触帯電器が用いられる。
【００４２】
また、転写材Ｐの転写ベルト１３０からの離脱位置から転写ベルト進行方向下流には転写ベルト１３０表面に付着したかぶりトナーや飛散トナー等をクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード２０が通常転写ベルトに当接され、またその下流に転写ベルトクリーニングウェブ１９が備えられている。さらにその下流には、転写クリーニングブレードの捲れや転写ベルトのフィルミングを防止するために研磨ローラー７１を備え、定期的に転写ベルト１３０の研磨を行っている。
【００４３】
そして離脱した転写材Ｐはオイル塗布部材９ａによって、ローラー表面にオイル塗布された定着装置９に搬送され、定着によりトナー像の混色及び転写材Ｐへの固定が行われ、フルカラーのコピー画像に形成され、排紙トレイ（不図示）に排出される。
【００４４】
本実施例でも、実施例１と同じように中抜けの問題が発生する。直接転写系の場合、ドラムから表面性の粗い紙に直接転写するため、通常の画像形成では中間転写ベルトのように中抜けがひどくならない。しかし、本実施例のようにオイル塗布定着機を使用し、両面二面目の場合には、オイルと圧により紙の表面性が良くなり、中抜けが発生する。また、ＯＨＴなど表面性が良いものも中抜けが発生する。
【００４５】
本実施例でも、実施例１と同様に、転写ローラー圧と中抜けの関係を図９に、転写ローラー圧と転写性の関係を図１０に示す。
【００４６】
本実施例では、黒単色の中抜けと二次色転写性を満たすように、色の転写ローラー圧は８００ｇ、黒の転写効率は６００ｇとした。
【００４７】
これにより、中抜けが目立ちやすい黒文字やラインは中抜けの発生を抑え、中抜けが目立たない色に関しては、転写性を重視した設計が可能となった。
【００４８】
（実施例３）
実施例１，２では転写ローラーに関して説明したが、転写部材にブレードを用いた場合でも同様の効果が得られる。
【００４９】
図１１に本実施例の構成を示す。実施例１と異なるのは、転写部材がローラーからブレードに変わった点である。
【００５０】
本実施例でも、実施例１と同様に、黒の転写ブレードの圧を他の色より小さくすることで、実用レベルでの中抜けと、転写性を確保することが可能となった。
【００５１】
また、ブレードの代わりに、ブラシを用いた場合も同様の効果が得られる。
【００５２】
（実施例４）
実施例１では、色順をＭＣＹＫの順にしたが、実施例１でも説明したように、中抜けは上流ステーションの色の方が厳しい。そこで、本実施例では中抜けが発生しても一番目立ちにくいイエローを第一ステーションに設定し、ブラックを最終ステーションに設定した。
【００５３】
図１２に本実施例の構成を示す。実施例１との相違点は、中間体に作像する色順がＭＣＹＫの順からＹＭＣＫの順に変わった点である。
【００５４】
色トナーの中で一番中抜けが目立ちにくいイエローを第一ステーションにすることで、黒は中抜けのほとんど無い画質となり、色は転写性（色再現性）に優れた良好な画像を得ることが可能となり、さらに、色の中抜けのレベルも改善された。
【００５５】
上記実施例は黒のみ、他の色より圧が低い場合を説明したが、色の中で転写圧に高低がある場合には、転写圧の高い色から画像を形成することが望ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体系や、直接転写系でも中抜けが発生しやすい両面二面目やＯＨＴに関して、黒の転写ローラー圧を色の転写ローラー圧より下げることで、中抜けと二次色の転写性を両立できる画像を得ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す図
【図２】実施例１のプロセスユニット
【図３】中抜け画像
【図４】実施例１の転写圧と中抜けの関係
【図５】中抜けのレベルを判定するチャート
【図６】実施例１の転写圧と転写効率の関係
【図７】色文字の拡大図
【図８】実施例２の構成図
【図９】実施例２の転写圧と中抜けとの関係
【図１０】実施例２の転写圧と転写効率の関係
【図１１】実施例３の構成図
【図１２】実施例４の構成図
【符号の説明】
８ 転写材
９ 定着装置
１１ ステーションローラー
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 感光ドラム
２２，２２ａ １次帯電器
２３，２３ａ 露光装置
２４，２４ａ 現像装置
２５，２５ａ 転写装置
２６，２６ａ クリーニング装置
２７ 搬送ベルト
２８ 中間転写ベルト
２９ 定着装置
３０ クリーニング装置
３２ レジストローラー
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ 画像形成部

Claims (5)

1. 表面にトナー像が形成される像担持体と、転写材を介して像担持体に当接され、転写バイアスを印加することによって該像担持体上の異なる色のトナー像を順次転写材上に転写する転写部材を有するフルカラー画像形成装置において、黒トナーを転写する転写部材の当接圧は他のいずれか一色の当接圧より低いことを特徴とする画像形成装置。
2. 表面にトナー像が形成される第１の像担持体と、第１の像担持体上のトナー像を該像担持体との間に印加される転写バイアスによって第２の像担持体に転写する転写手段と、前記第２の像担持体表面に２次転写部材を配置して２次転写位置を設け、前記第１の像担持体表面に順次に形成したトナー像を前記１次転写ニップを介して前記第２の像担持体表面に順次に１次転写し、該第２の像担持体表面に１次転写された複数のトナー像を前記２次転写位置にて前記２次転写部材により第３の像担持体に一括して２次転写する画像形成装置において、
   第１の像担持体から第２の像担持体に転写するブラックの転写部材の圧力は、他の転写部材のいずれか一つより小さいことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１，２の画像形成装置において、画像を形成する順の最終色の色がＢｋであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１，２の画像形成装置において、画像を形成する順の最終色がＢｋであり、画像を形成する最初の色がイエローであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１，２の画像形成装置において、画像形成の色順は転写材の圧が高いものから順に並んでいることを特徴とする画像形成装置。

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