JP2005062349A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
画像形成装置において、二次転写前のトナーの帯電量が不安定だと、二次転写工程でのトナー転写効率が安定せず、常に均一な画像を得ることができない。特にカラー画像形成装置においては、印刷を行うたびに色合いが変わるという現象も生じる可能性がある。
【解決手段】
静電潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、前記トナー像をベルト状の中間転写体上に転写する一次転写工程、二次転写手段を記録媒体に押圧させながら前記中間転写体上のトナー像を前記記録媒体に転写する二次転写工程、および前記中間転写体上のトナーの帯電量を揃えるためのトナー帯電量制御手段を前記二次転写手段直前に備えたカラー画像形成装置において、前記トナー帯電量制御手段は前記二次転写手段のバックアップロールに対向した位置に設けられ、かつ前記バックアップロールにはトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いたレーザプリンタや複写機などのカラー画像形成装置に関する。特に、静電潜像担持体上に形成したトナー像を一旦ベルト状の中間転写体に転写した後、記録媒体に転写する方式を用いたカラー画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いたレーザプリンタや複写機などのカラー画像形成装置は、無機または有機材料からなる光導電性を有する静電潜像担持体を帯電ロールや放電電極を用いた帯電器で一様に帯電し、半導体レーザやガスレーザ、またはＬＥＤアレイなどにより光照射を行うことで静電潜像を形成し、粒径数μｍの電荷を帯びたトナーで静電潜像を可視化してトナー像を得る。その後、このトナー像を用紙などの記録媒体に直接転写するか、または半導電性の中間転写体に一次転写した後、記録媒体に二次転写して画像を形成する。また、中間転写体にはベルトも用いられる（例えば、特許文献１参照）。

静電潜像担持体から中間転写ベルトへのトナーの一次転写は、ベルト背面にトナーと逆極性の電荷をコロナ放電器で与える方法（例えば、特許文献２、３、４参照）や、半導電性の転写ロールを用い、この転写ロールと静電潜像担持体との間に設けた電位差により形成される電界、および圧力によって転写する方法（例えば、特許文献５、６、７参照）が古くから知られている。

また、中間転写体上トナーの記録媒体への二次転写は、二次転写ロールとそれに対向し中間転写体を支持する対向ロールで記録媒体を挟み、二次転写ロールと対向ロールの間に形成される電圧および圧力で行う方式が上記特許文献に記載されている。

図２はその具体例を示すものである。感光体ドラム１００の周囲にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応した現像機１０１〜１０４を配置し、感光ドラム１００の一回転毎に各色のトナー像１０５を形成し、ベルト状やドラム状の中間転写体１０６上で重ね合わせる。更に、この中間転写体１０６上のトナー像１０５を記録媒体１０７上に転写して画像を得る。また図３に示すように、各色毎に感光体ドラム１００を備え、一回転で四色のトナー像１１１〜１１４を形成し中間転写体１０６上で重ね合わせ、更に記録媒体１０７上に転写して画像を得る方法もある。

これらの装置において、感光体ドラム１００から中間転写体１０６へのトナー像の転写は、中間転写体裏面に配置された半導電性の一次転写ロール１０８で行われる。感光体ドラム１００の素管を接地し一次転写ロール１０８にトナーと逆極性の電圧を印加すると転写電界が形成され、この転写電界と圧力によりトナー像１１１〜１１４は中間転写体１０６へ転写される。中間転写体１０６から記録媒体１０７へのトナー像の転写は、記録媒体１０７の裏面に配置された二次転写ロール１０９で行われる。二次転写ロール１０９にトナーと逆極性の電圧を印加し、二次転写ロール１０９に対向した位置に配置されるバックアップロール１１０を接地することで転写電界が形成され、この転写電界と圧力によりトナー像は記録媒体１０７へ転写される（例えば、特許文献８参照）。このような中間転写体上に４色のトナー像を重ね合わせる転写を行う場合、一次転写の各色のトナー像の転写が行われる度ごとに一次転写電荷付与手段から中間転写体裏面にトナーと逆極性の電荷が付与されるので、中間転写体表面には像担持体から、この電荷と逆極性の電荷が注入される。また、感光ドラムと中間転写体との剥離過程で生じる剥離放電により中間転写体上のトナーに逆極性の電荷が与えられることがあり、中間転写体上のトナーの帯電量は場所によって異なる。これら不均一なトナー帯電量を均一にする為に、第二転写手段直前にトナーの帯電量を調整する手段を設けることが知られている。一例として、中間転写体上のトナーの帯電極性とは逆極性の直流成分＋交流成分の放電を行って、過剰に帯電したトナーの帯電量を除電する方法が紹介されている（例えば、特許文献９参照）。

特開平１−２８８８８０号公報

特開平６−２８９７３７号公報、 特開平８−２９２６６４号公報 特開平９−９６９７３号公報 特開平１０−１２３８６０号公報 特開平１１−１１９５７２号公報 特開平９−２３６９６４号公報 特開平８−３２８３１２号公報 特開平１１−３０５５６６号公報

静電潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、前記トナー像をベルト状の中間転写体上に転写する一次転写工程、二次転写手段を記録媒体に押圧させながら前記該中間転写体上のトナー像を前記記録媒体に転写する二次転写工程を含む画像形成装置において、二次転写前のトナーの帯電量が不安定だと、二次転写工程でのトナー転写効率が安定せず、常に均一な画像を得ることができない。特にカラー画像形成装置においては、印刷を行うたびに色合いが変わるという現象も生じる可能性がある。

本発明の課題は、二次転写前のトナーの帯電量を均一にし、上記不具合のないカラー画像形成装置を提供する事である。

上記課題を解決する為に本発明は、静電潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、前記トナー像をベルト状の中間転写体上に転写する一次転写工程、二次転写手段を記録媒体に押圧させながら前記中間転写体上のトナー像を前記記録媒体に転写する二次転写工程、および中間転写体上のトナーの帯電量を揃えるための放電手段を二次転写手段直前に備えたカラー画像形成装置において、前記放電手段は二次転写手段のバックアップロールに対向した位置に設けられ、かつ前記バックアップロールにはトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。

本発明によれば、バックアップロールと転写前トナー帯電制御手段との間に形成される電界が、バックアップロールを接地し、二次転写ロールにトナーと同極性の電圧を印加する転写方法よりも小さくすることができ、転写前のトナー帯電量を過剰にすることなくかつ逆帯電したトナーを正規の帯電量に戻す事が可能となる。トナー帯電量が過剰になると低転写電圧で効率良い転写が行得ないが、本発明により適度な電荷を与えることができるので、その欠点を克服でき高転写効率を安定して実現できる。その結果、常に色合いが安定した画像を得ることができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

図１は本発明のトナー帯電量制御手段を適用可能なカラー画像形成装置の一例を表す概略図である。図１において１０６は中間転写体ベルトであり、矢印方向に一定の速度で走行する。中間転写体１０６の周囲には４つの画像形成ユニットが配置してある。１００は各画像形成ユニットに含まれる感光体ドラムであり、これらは図示しない帯電器により一様に帯電され、図示しない露光装置により静電潜像が形成される。１０１〜１０４は静電潜像を現像してトナー像を形成する現像機であり、それぞれイエロートナー像１１１、マゼンタトナー像１１２、シアントナー像１１３、ブラックトナー像１１４を形成する。１０８は各トナー像１１１〜１１４を中間転写体１０６へ転写する為の転写ロールである。中間転写体１０６へのトナー像の転写後、各感光体１００に残留したトナーは図示しない清掃手段で清掃される。１０７は用紙やＯＨＰなどの記録媒体である。１０９は中間転写体１０６から記録媒体１０７へトナー像を転写する為の二次転写ロールであり、中間転写体１０６を張架する為の２つのロール１１０および１１５で形成される面に押圧して用いる。ここで、１１０は二次転写ロール１０９に対向したバックアップロール、１１５は中間転写ベルトを駆動するための駆動ロールである。７は中間転写体１０６に残留したトナーを除去する為の清掃手段である。

次に、本装置によるカラー画像の形成動作を説明する。まず、電源投入後、プリント待機状態となった画像形成装置に図示しない情報処理装置から各色毎に画像情報信号が送られ、図示しない各露光装置が画像情報信号に従って、トナー像に該当するレーザ光を図示しない各帯電器で一様に帯電された各感光体ドラム１００に照射し、各感光体ドラム１００に静電潜像を形成する。次に各感光体ドラム１００上に図示しない各露光装置により形成された静電潜像を各現像機１０１〜１０４で現像し、各色のトナー像１１１〜１１４を形成する。転写器１０８は金属芯金の周囲に半導電性のスポンジ層を設けた転写ロールで、体積抵抗値は１×１０^９Ωｃｍ以下である。金属芯金にトナーと逆極性の電圧、あるいは電流を印加し、感光体ドラムを接地しておくことにより、各色のトナー像１１１〜１１４は中間転写体１０６方向に移動する力を受け、中間転写体１０６に転写される。一次転写で転写しきれず各感光体ドラム１００に残留したトナーは、図示しない各清掃手段で各感光体ドラム１００から除去される。

次に、中間転写体１０６上に形成されたカラー画像は二次転写部へ搬送され、カラー画像と整合するようなタイミングで記録媒体１０７も二次転写部へ送られる。１１７は二次転写前にトナーの帯電量を調整する為のトナー帯電量制御手段である。トナー帯電量制御手段１１７としては、放電電極に電圧あるいは電流を印加して放電を行う方式を用いる。放電電極としては、ワイヤ状のものや鋸刃状のものを用いることができる。放電はトナーと同極性の直流成分のみで行う。二次転写部では、二次転写ロール１０９を接地し、バックアップロール１１０にトナーと同極性の電圧あるいは電流を印加して記録媒体１０７へトナー像を転写する。その後、記録媒体１０７は、剥離用除電器１１８より電荷を受け中間転写体１０６から剥離され、図示しない定着装置で定着され、印刷物となる。本実施例において、中間転写体１０６は無端のベルト状のものであり、印加電圧１００Ｖ〜３０００Ｖの間で体積抵抗値が１０^７〜１０^１２Ωｃｍに入るようにポリイミド樹脂にカーボンブラックを含有させてあり、その厚みは７０〜１１０μｍである。ベルトの蛇行はステアリングロール１１６で行う。また一次転写ロール１０８および二次転写ロール１０９の体積抵抗値は中間転写体の体積抵抗値よりも低い値に設定している。

従来、二次転写電圧あるいは電流は、図３に示すように二次転写ロール１０９にトナーと逆極性の電圧あるいは電流を印加し、バックアップロール１１０を接地して転写が行われていた。この転写方式でトナー帯電量制御手段１１７を用いると、トナー帯電量制御手段１１７とバックアップロール１１０の間に形成される電界が強く、トナーへ与える電荷量が過剰となり転写効率が落ちてしまう。中間転写体上トナーへ与えられる電荷は、トナー帯電量制御手段１１７の放電電極とバックアップロール１１０で形成される電界の力でトナー方向へ移動するので、その電界の力を小さく抑えればトナーの過剰帯電を抑えることができる。電界を小さくする為には、トナー帯電量制御手段１１７の放電電極電圧を小さくする方法があるが、放電が不安定となり好ましくない。ここで本発明では、バックアップロール１１０にトナーと同極性の電荷を印加し、かつトナー帯電量制御手段１１７をバックアップロール１１０に対抗した位置に設けた構成にする事により、トナー帯電量制御手段１１７の放電電極電圧との差を小さくしたことに特徴がある。これにより、放電が不安定になることがなくトナー帯電量を過剰にせず、かつ逆帯電トナーも正規の極性に戻すことが可能となり、常に色合いが安定した画像を得ることができる。

本発明のカラー画像形成装置を説明する図。 従来のカラー画像形成装置を説明する図。 従来のカラー画像形成装置を説明する図。

符号の説明

７：清掃手段、１００：感光体ドラム、１０１：イエロー現像機、１０２：マゼンタ現像機、１０３：シアン現像機、１０４：ブラック現像機、１０５：トナー像、１０６：中間転写体、１０７：記録媒体、１０８：一次転写ロール、１０９：ニ次転写ロール、１１０：バックアップロール、１１１：イエロートナー像、１１２：マゼンタトナー像、１１３：シアントナー像、１１４：ブラックトナー像、１１５：駆動ロール、１１６：ステアリングロール、１１７：転写前トナー帯電量制御手段、１１８：剥離用除電器

Claims (2)

1. 静電潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、前記トナー像をベルト状の中間転写体上に転写する一次転写工程、二次転写手段を記録媒体に押圧させながら前記中間転写体上のトナー像を前記記録媒体に転写する二次転写工程、および前記中間転写体上のトナーの帯電量を揃えるためのトナー帯電量制御手段を前記二次転写手段直前に備えたカラー画像形成装置において、前記トナー帯電量制御手段は前記二次転写手段のバックアップロールに対向した位置に設けられ、かつ前記バックアップロールにはトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記トナー帯電量制御手段は、コロナ放電を行う放電器であって、放電電極がワイヤ状あるいは鋸刃状であり、放電電極に直流の電圧あるいは電流を印加して放電を行うことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
   

Images