JP2006267344A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体の中央部付近の浮き上がりを防止し、放電電極、中間転写体間の距離が中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して均一にして、安定且つ良好な除電効率を達成し、画像の細線部のトナー散りの解消や、２色ベタ画像の均一性の向上を図る。
【解決手段】 一次転写手段と二次転写手段との中間に配置した二次転写前除電手段は、中間転写体のトナー像担持面側に対向する側に配置した放電電極と、放電電極と中間転写体を挟んで対向する位置に中間転写体を押圧するように配置した導電性弾性部材から成る対向電極と、を有し、対向電極の中間転写体背面への押圧力を、中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して、中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成するカラー画像形成装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を併せもつ電子写真方式を用いた画像形成装置に関わり、特に、中間転写体を有し、該中間転写体上に複数のカラートナー像を重ね合わすカラー画像形成装置に関する。

中間転写体を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置では、感光体である像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材（用紙ともいう）上に転写するものが知られている。かかるカラー画像形成装置では、像担持体上に順次形成された所定極性に帯電しているトナー像を静電気により中間転写体に重ね合わせて転写した後、その中間転写体上のトナー像を静電気により転写材上に一括して転写している。

中間転写体を用いた画像形成装置は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に重ね合わせることができるので、カラー画像を転写材上に形成するカラー画像形成装置に広く応用されている。このカラー画像形成装置では、像担持体に形成した各色のトナー像を中間転写体に重ね合わせて転写した後、この重ね合わせトナー像を静電気により転写材に一括転写する。

トナー１粒子当たりの帯電量はほぼ均一であることから、中間転写体上のトナー層電位は所定面積内でのトナー付着量によって決まり、カラー画像形成装置では中間転写体上のトナー像のうち複数色のトナーが重ね合わされた部分の帯電電位は、１色のトナーのみが付着している部分の帯電電位よりも大きくなる。また例えば、上記中間転写体上のトナー像がベタ部及びハーフトーン部を有する場合、ベタ部の帯電電位はハーフトーン部よりも大きくなる。

また、像担持体から中間転写体へトナー像を転写する一次転写部を通過した後のトナー像内での帯電電位のばらつきは、環境によっても発生する場合がある。

このように中間転写体上のトナー像の電位のばらつきが大きいと、転写特性が互いに異なる部分が同一トナー像内に存在することになる。この転写特性の異なるすべての部分を同じ転写条件下で転写材に転写しようとすると、中間転写体から転写材への二次転写時に様々な画像不良が発生しやすい。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を合わせ持つ複合機等の画像形成装置においてカラー化が進み、また重合トナー、小粒径トナーの採用により、転写プロセスにおいても高画質化への要求が大きくなってきている。また、画像形成装置の高速化も進んでいる。これらのことに対し、良好な画像を得るためには、一次転写の回数や環境などによって変化する中間転写体上のトナー電位を略均一になるように補正し、二次転写性能を向上させる必要がある。

上記課題を解決するために、特許文献１には、中間転写体上に一次転写され転写材に二次転写する前のトナー像を帯電する転写前帯電手段を設け、該転写前帯電手段は帯電器と該帯電器の電極に対向する中間転写体裏側に導電性ローラ部材を配設し対向電極とした構成が提案されている。この方法により、中間転写体上に一次転写されたトナー像に対してＡＣ，ＤＣ等のコロナ放電による帯電が行われ、帯電量が略均一化される。

特許文献２には、二次転写前帯電手段による帯電位置を通過する中間転写体の表面移動速度に応じて、二次転写前帯電手段による帯電条件を制御する制御手段を設けることが提案されている。
特開平１０−２７４８９２号公報 特開平１１−１４３２５５号公報

特許文献１及び２に記載の方法では、中間転写体上のトナーの帯電量が大きい値に均一化されているので、低湿環境や、両面コピーモードでの２面目での転写時で、用紙の抵抗が高い場合には、用紙の電位上昇による放電での画像不良が生じ易く、かかる画像不良を防ぐために転写電圧を低く抑えると、トナー層総電荷の大きい部分は転写電界不足となり、濃度ムラが発生してしまう。

また、特許文献１，２に記載の転写前帯電手段の、帯電器に対向する中間転写体の裏側に導電性ローラ部材を配設し対向電極とした構成では、画像形成装置が高速化し中間転写体の線速が大きくなると十分な帯電効果を得るのが難しくなる。また、中間転写体の線速に応じて、帯電条件を制御する等構成が複雑になる。

本発明は、ベルト状の中間転写体の面に対して平面状の対向電極を押圧すると、どうしても中央部の押圧力が弱くなり、導電性弾性部材の圧縮量が小さくなるため、そのぶん、ベルト状の中間転写体の平面性が失われ、スコロトロン電極のグリッドと中間転写体間の距離がばしょによって、異なってしまい、トナーの除電性能にバラツキを生じてしまう。

本発明は、上記の問題を解消して、画像形成の高速化により中間転写体の線速が増大しても、二次転写の転写効率を向上させて、良質な画像を得るとともに、耐久性の高い転写を可能とする二次転写前除電を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成により達成される。

請求項１に記載のカラー画像形成装置は、複数の像担持体上に形成した複数色のトナー像を一次転写手段により回動する中間転写体に転写して重ね合わせた後、前記中間転写体上の重ね合わせトナー像を二次転写手段により一括して転写材上に転写するカラー画像形成装置において、前記一次転写手段と前記二次転写手段との中間に配置した二次転写前除電手段は、前記中間転写体のトナー像担持面側に対向する側に配置した放電電極と、前記放電電極と前記中間転写体を挟んで対向する位置に前記中間転写体を押圧するように配置した導電性弾性部材から成る対向電極と、を有し、前記対向電極の前記中間転写体の背面への押圧力を、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して、前記中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成することを特徴とするものである。

請求項２に記載のカラー画像形成装置は、請求項１において、前記対向電極の導電性弾性部材は、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性ブラシから成ることを特徴とするものである。

請求項３に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または２において、前記導電性ブラシの毛長は、前記中間転写体の両端部付近に対向するブラシ毛長よりも中央部付近に対向するブラシ毛長を小さい形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または２において、前記導電性ブラシの弾性率は、前記中間転写体の両端部付近に対向する弾性率よりも中央部付近に対向する弾性率が小さく形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または２において、前記導電性ブラシの線径は、前記中間転写体の両端部付近に対向する線径よりも中央部付近に対向する線径が小さく形成されていることを特徴とするものである。

請求項６に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または２において、前記導電性ブラシの密度は、前記中間転写体の両端部付近に対向する密度よりも中央部付近に対向する密度が小さく形成されていることを特徴とするものである。

請求項７に記載のカラー画像形成装置は、請求項１において、前記対向電極は、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性発泡部材から成ることを特徴とするものである。

請求項８に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または７において、前記導電性発泡部材の厚さは、前記中間転写体の両端部付近に対向する厚さよりも中央部付近に対向する厚さが小さい形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項９に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または７において、前記導電性発泡部材の硬度は、前記中間転写体の両端部付近に対向する硬度よりも中央部付近に対向する硬度が小さい形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１０に記載のカラー画像形成装置は、請求項１において、前記放電電極は、グリッド電極を有するスコロトロン帯電器により形成されていることを特徴とするものである。

請求項１１に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または１０におて、前記グリッド電極の電位は、最大付着量部のトナー像電位以下で、且つ、トナーが付着していない部分の電位以上であることを特徴とするものである。

請求項１２に記載のカラー画像形成装置は、請求項１または１０において、前記スコロトロン帯電器の帯電ワイヤに、トナーと逆極性の直流電圧を印加することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、中間転写体上に形成されたトナー像を二次転写以前に除電する二次転写前除電手段の放電電極に対向して、導電性の弾性部材から成る対向電極を配置し、対向電極の中間転写体背面への押圧力を、中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して、中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成する事により、中央部付近の中間転写体の浮き上がりを防止し、放電電極、中間転写体間の距離が中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して均一になり、安定且つ良好な除電効率が得られ、画像形成の高速化による中間転写体の線速が増大しても良質な画像が得られる。特に画像の細線部のトナー散りの解消や、２色べた画像の均一性の向上に有効である。

請求項２乃至６に記載の発明によれば、二次転写前除電手段の対向電極は、中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性ブラシから成り、導電性ブラシの毛長、弾性率、線径、密度等を可変に設定する事によって、中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成する事が可能である。

請求項７乃至９に記載の発明によれば、二次転写前除電手段の対向電極は、中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性発泡部材から成り、導電性発泡部材の厚さ、硬度等を可変に設定する事によって、中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成する事が可能である。

請求項１０乃至１２に記載の発明によれば、二次転写前除電手段の放電電極をグリッド電極を有するスコロトロン帯電器により形成し、グリッド電極の電位を最大付着量部のトナー像電位以下で、且つ、トナーが付着していない部分の電位以上に設定し、スコロトロン帯電器の帯電ワイヤにトナーと逆極性の直流電圧を印加する事により、トナー付着量が多く、トナー層電位が高い場合に発生する転写電荷不足による画像濃度むらや、転写電荷を大きくしたときの放電等を防止する事が出来る。

以下に本発明を、実施の形態を用いて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。

［カラー画像形成装置］
図１は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。図２はカラー画像形成装置Ａの要部を示す断面図である。

このカラー画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体７、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、二次転写手段５Ａから成る中間転写ユニットと、給紙装置２０、定着装置８、操作部１１及び作像制御手段１２を有する。

カラー画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置Ｂが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段６Ｙを有する。

マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段６Ｍを有する。

シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段６Ｃを有する。

黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを有する。

帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとしては、ＯＰＣ感光体やａＳｉ感光体等の周知のものが用いられるが、ＯＰＣ感光体が好ましく、特に、負帯電性のＯＰＣ感光体が好ましく本実施の形態では、負帯電性のＯＰＣが用いられる。

帯電手段２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとしては、スコロトロン、コロトロン等のコロナ放電手段が用いられるが、スコロトロン放電手段が好ましく用いられる。

露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋとしては、レーザ、ＬＥＤアレイ等、画像データに従って発光する発光素子が用いられる。

ベルト状の中間転写体７は、半導電性であり、複数のローラ７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ等により巻回され、循環移動可能に支持される。本実施の形態では、中間転写体７は、ローラ７１ｃとローラ７１ｄとの間が平面状に支持されている。すなわち、ローラ７１ｃとローラ７１ｄとが支持部材として機能するものである。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体７上に一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。

給紙装置２０の用紙収納部（給紙カセット）２１内に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。

カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置８により熱と圧力とを加えられ、転写材Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。

一方、二次転写手段５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、中間転写体クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

［一次転写手段］
イエロー色の画像を転写する一次転写手段５Ｙは、一次転写ローラ５ＹＡと、一次転写ローラ５ＹＡに電圧を印加する一次転写電源５ＹＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＹＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｙに対向し、中間転写体７の内面に圧接する。一次転写電源５ＹＥは接地されている。

マゼンタ色の画像を転写する一次転写手段５Ｍは、一次転写ローラ５ＭＡと、一次転写ローラ５ＭＡに電圧を印加する一次転写電源５ＭＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＭＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｍに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。一次転写電源５ＭＥは接地されている。

シアン色の画像を転写する一次転写手段５Ｃは、一次転写ローラ５ＣＡと、一次転写ローラ５ＣＡに電圧を印加する一次転写電源５ＣＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＣＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｃに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。一次転写電源５ＣＥは接地されている。

黒色画像を転写する一次転写手段５Ｋは、一次転写ローラ５ＫＡと、一次転写ローラ５ＫＡに電圧を印加する一次転写電源５ＫＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＫＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｋに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。一次転写電源５ＫＥは接地されている。

一次転写電源５ＹＥ，５ＭＥ，５ＣＥ，５ＫＥには、電流値４０μＡ、電圧値＋１．５ｋＶが印加される。

また、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、一次転写時以外の場合には、図示しない離間手段により移動され、中間転写体７の内面から離間して退避する。

［二次転写手段］
図２に示すように、二次転写手段５Ａは、二次転写バックアップローラ５ＡＡ、二次転写ローラ５ＡＲ及び二次転写電源５ＡＥとから構成されている。二次転写バックアップローラ５ＡＡは、中間転写体７を介して二次転写ローラ５ＡＲに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。二次転写バックアップローラ５ＡＡは接地されている。二次転写ローラ５ＡＲに電圧を印加する二次転写電源５ＡＥは接地されている。

６Ａは中間転写体７をクリーニングする中間転写体クリーニング手段、８は転写材Ｐにトナー像を定着する定着装置である。

中間転写体７は、ポリアミドあるいはポリイミド等を材料とする単層又は多層ベルトで、体積抵抗率１０⁷〜１０¹²Ωｃｍのものが用いられている。

二次転写手段５Ａにより転写材Ｐに二次転写した後、中間転写体７は中間転写体クリーニング手段６Ａを通過してクリーニングされる。

二次転写手段５Ａの二次転写電源５ＡＥには、電流値５０μＡ、電圧値＋３ｋＶが印加される。二次転写手段５Ａの二次転写バックアップローラ５ＡＡは、一次転写ローラ５ＹＡ，５ＭＡ，５ＣＡ，５ＫＡとほぼ同じ構成をなし、中間転写体７の内面に摺接する。

二次転写ローラ５ＡＲは、二次転写時以外の場合には、図示しない離間手段により移動され、中間転写体７の表面から離間して退避する。

［二次転写前除電手段］
図２に示すように、中間転写体７に沿った一次転写手段５Ｋと二次転写手段５Ａとの間で、中間転写体７が平面状に支持される位置に、二次転写前除電手段９が配置されている。

中間転写方式のカラー画像形成装置において、一次色では一次転写性能が良好である場合であっても、二次色では二次転写不良になって、高画質の画像が得られないという問題がある。これは中間転写体７上に形成されるトナー像が１層から最大で４層までの広範囲の付着量を有しており、それぞれの付着量に応じて二次転写条件の適正化がくずれてしまう事による。

この問題に対して二次転写前除電手段９を設け、中間転写体７上のトナー像を除電して帯電量を揃える事により広範囲のトナー付着量に対して二次転写性能を満足させる。

しかし、画像形成装置のプロセススピードが向上するにしたがって、除電効果を確保するためには、二次転写前除電手段９の除電極９Ａの長さを副走査方向（中間転写体７の進行方向）に、より長く広げなければならない。必然的に対向電極９Ｂの長さも広げる必要ば生じる。

対向電極９Ｂの多くはこれまでローラが採用されてきた。画像形成装置のプロセススピード向上に対応するためには、中間転写体７との接触長さを広げるとともに、中間転写体７と二次転写前除電手段９との距離を適性距離に設定する事が必要である。

この二つの問題を解決するためには、ローラ７１ｄの外径を大径化し、ベルト状の中間転写体７の巻き付き角度を大きくとる事が必要であるが、装置の大型化や製造コストアップなどの問題がある。

これらの問題を解決するために、導電性ブラシや導電性発泡部材等の対向電極９Ｂを中間転写体７に面接触させて接地を行う事によって除電効率が向上する。

〈除電極９Ａ〉
図３は二次転写前除電手段９の断面図であり、図３（ａ）は二次転写前除電手段９の主走査方向断面図、図３（ｂ）は副走査方向断面図である。

二次転写前除電手段９は、中間転写体７の画像担持側に配置された除電極９Ａと、中間転写体７の内面側に配置された対向電極９Ｂとから構成されている。

除電極９Ａは、放電電極９１、グリッド電極９２、ケーシング９３から成るスコロトロン除電極である。除電極９Ａのグリッド電極９２の電位は、最大付着量部のトナー像電位以下で、且つ、トナーが付着していない部分の電位以上である。スコロトロン帯電器の放電電極（帯電ワイヤ）９１に、トナーと逆極性の直流電圧を印加する。

放電電極９１は電源９１Ｅに接続されている。グリッド電極９２は中間転写体７のベルト面と間隔をもって対向配置され、電源９２Ｅに接続されている。ケーシング９３は図示しない回路によりグリッド電極９２と同電位に接続されている。

放電電極９１は、直径が２０〜１５０μｍのタングステン、ステンレス鋼、金などの線材を用いることができるが、特に表面が金で形成されていることが好ましい。線材そのものを金で作製するか、あるいは、ステンレス鋼やタングステン等の基材の表面を金で被覆しても良い。金被膜の厚さは、オゾン等の放電生成物の除去効率や製造コスト、放電効率の観点から、平均膜厚で１μｍ〜５μｍが好ましい。

グリッド電極９２は、ワイヤグリッドや、板金にエッチング等によってパターン形成された板状グリッドや金メッキが施された板状グリッドが採用される。

放電電極９１にはトナーと逆極性の放電がなされる直流のバイアス電圧０〜＋５ｋＶの直流電圧が、グリッド電極９２には０〜−３００Ｖの電圧が印加できる構成となっている。

本実施の形態においては、放電電極９１にはトナーと逆極性の放電がなされる直流のバイアス電圧０〜＋５ｋＶの直流電圧が、グリッド電極９２には０〜−３００Ｖの電圧が印加する構成となっている。

本実施例では、二次転写前除電手段９の放電電極９１に＋４ｋＶの電圧を、グリッド電極９２に−５０Ｖの電圧を印加している。

〈対向電極９Ｂ〉
二次転写前除電手段９に対向する中間転写体７の内面側には、対向電極９Ｂを構成する導電性ブラシ（導電性弾性部材）９４及び導電性ブラシ９４を支持する支持部材９５が配設されている。導電性ブラシ９４は、中間転写体７の内面側に摺接し、接地している。

導電性ブラシ９４は、素材はアクリル、ナイロン、ポリエステル等の導電性樹脂素材で構成され、線径はＩＳＯにより提唱された番手法による計量単位で０．１１１テックス乃至０．７７８テックス、ブラシ密度は１２０００本／ｃｍ²乃至７７０００本／ｃｍ²、原糸抵抗値は１０⁰乃至１０⁵Ωｃｍで構成されることが好ましい。

支持部材９５は導電性部材から成り、接地されている。

図４は二次転写前除電手段９の他の実施の形態を示す副走査方向断面図である。

二次転写前除電手段９の対向電極９Ｂは、接地された導電性発泡部材でもよい。

対向電極９Ｂは、導電性発泡部材９６と、中間転写体７の内面に摺接する耐摩耗性の導電性部材９７と、導電性発泡部材９６を支持する支持部材９８とを積層状に挟持して一体化した構成をなす。

導電性発泡部材９６には、エーテル系ポリウレタンゴムなどのウレタンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴムなどが使用可能である。体積抵抗は１０¹¹Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０³〜１０⁹Ω・ｃｍが良い。

また、導電性発泡部材９６には、スポンジ等の発泡部材に導電性のカーボンブラックを混入させたものがある。導電性発泡部材９６の製造方法としては、カーボンブラックを分散した液に高分子素材を含芯処理する方法や、配合段階で樹脂に練り込む方法等によりカーボンブラックを混入する。カーボンブラックを混入した発泡部材により高分子素材中を電気が流れる。

カーボンブラックを用いる以外には、主鎖が共役二重結合によって構成されている化合物、例えば、ポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン、金属フタロシアニン高分子などの化合物にヨウ素や五フッ化ヒ素などを混ぜ込む（ドープする）ことによって電荷の非局在化によるイオン化を促す方法もある。

導電性部材９７としては、耐摩耗性材料、例えば、導電性ステンレス鋼板、銅合金、亜鉛合金、錫合金等を用いる。

支持部材９８は支持部材９５と同様に導電性部材から成り、接地されている。

〈導電性弾性部材〉
以下、対向電極９Ｂの導電性ブラシ９４、導電性発泡部材９６を導電性弾性部材９９と称す。導電性弾性部材９９は無端形状の中間転写体７の内面側に摺接している。中間転写体７の外面側と、除電極９Ａのグリッド電極９２とは所定間隔に均一に保持されなければならない。

図５は従来の対向電極９Ｂ及び二次転写前除電手段９の断面図である。

図５（ａ）は従来の対向電極９Ｂ単体の断面図である。対向電極９Ｂの導電性弾性部材９９は全長にわたり均一な材質により形成され、支持部材９５上に均一な厚さに保持されている。

図５（ｂ）は従来の対向電極９Ｂをカラー画像形成装置Ａ内の中間転写体７の内面側に装着した状態の二次転写前除電手段９の断面図である。

対向電極９Ｂの導電性弾性部材として主走査方向全長にわたり均一な材質により形成した場合、中間転写体７は一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと二次転写手段５Ａ間の張力によって張架されて、二次転写前除電手段９の導電性弾性部材９９の両端部付近を圧縮し、導電性弾性部材９９の中央部付近が浮き上がり膨らんだ形状となる。

このため、導電性弾性部材９９の中央部付近では中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが小さくなり、除電過剰となり、細線部にトナー散りが発生する。

また、導電性弾性部材の両端部付近では中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが大きくなり、除電不足を生じ、重ね合わせカラートナー像の２色ベタ均一性が不良となる。

図６は本発明の対向電極９Ｂ及び二次転写前除電手段９の断面図である。

図６（ａ）は本発明の対向電極９Ｂ単体の断面図である。対向電極９Ｂの導電性弾性部材９９は、対向電極９Ｂの中間転写体７の背面への押圧力を、中間転写体７の回動方向に直交する幅方向（主走査方向）に対して、中間転写体７の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成する。

即ち、導電性弾性部材９９の中央部９９ａ（例えば、主走査方向の長さ、約１６０ｍｍ）を強い弾性を有する部材に形成し、導電性弾性部材９９の両端部９９ｂ（例えば、主走査方向の長さ、それぞれ約８０ｍｍ）を弱い弾性を有する部材に形成する。

例えば、導電性弾性部材９９として導電性ブラシ９４を用いた場合、導電性ブラシ９４の毛長を、中間転写体７の両端部付近に対向するブラシ毛長よりも中央部付近に対向するブラシ毛長を小さい形状に形成する。

又は、導電性ブラシ９４の弾性率（ヤング率）を、中間転写体７の両端部付近に対向する弾性率よりも中央部付近に対向する弾性率が小さくなるように形成する。

又は、導電性ブラシ９４の線径を、中間転写体７の両端部付近に対向する線径よりも中央部付近に対向する線径が小さく形成する。

又は、導電性ブラシ９４の密度を、中間転写体７の両端部付近に対向する密度よりも中央部付近に対向する密度が小さく形成する。

例えば、導電性弾性部材９９として導電性発泡部材９６を用いた場合、導電性発泡部材９６の厚さを、中間転写体７の両端部付近に対向する厚さよりも中央部付近に対向する厚さが小さい形状に形成する。

又は、導電性発泡部材９６の硬度を、中間転写体７の両端部付近に対向する硬度よりも中央部付近に対向する硬度が小さい形状に形成する。

なお、導電性弾性部材９９の弾性を、中央部９９ａと両端部９９ｂの３領域に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、中央部９９ａ及び両端部９９ｂを更に細かく区分して４領域以上に形成してもよい。

図６（ｂ）は本発明の対向電極９Ｂを中間転写体７に接触して配置した二次転写前除電手段９の断面図である。

対向電極９Ｂの導電性弾性部材９９を、中間転写体７の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成した材質を用いた場合、即ち、導電性弾性部材９９を平板で押圧したときに、両端部付近の圧力よりも中央部付近の圧力が小さくなるような材質の圧力分布を形成する弾性部材を用いた場合、中間転写体７によって圧縮される導電性弾性部材９９が全長にわたって圧縮量が均一となる。

これにより、中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが均一となり、除電性能が全長にわたって一定し、端部付近、中央部付近とも、２色ベタ画像の均一性、細線部画像形成が良好になる。

［画像形成条件］
画像形成装置：毎分５１枚出力（Ａ４判用紙、フルカラー）、タンデム型フルカラー複写機（コニカミノルタ８０５０（登録商標）、図１参照）の改造機
［二次転写前除電手段］
中間転写体７：ポリイミド製のエンドレスベルト、体積抵抗１０⁹Ω・ｃｍ、表面抵抗１０¹¹Ω
中間転写体７の線速：２００〜５００ｍｍ／ｓｅｃ
除電極９Ａ：スコロトロン帯電器
除電極９Ａのグリッド電極９２とケーシング９３：−５０Ｖ、同電位
対向電極９Ｂ：ＧＮＤに接地
対向電極９Ｂの導電性ブラシ９４：導電性ナイロン、線径３ｄ（デニール）、密度２００ｋＦ／平方インチ（Ｆはフィラメント数、１インチは２５．４ｍｍ）、毛長３ｍｍ、原糸の抵抗値１０²Ω、中間転写体７に軽接触
対向電極９Ｂの導電性発泡部材９６：スポンジ等の発泡部材にカーボンブラックを混入したもの
［実験例］
低温低湿環境（１０℃、２０％ＲＨ）下において、中間転写体７の端部及び中央部の全域にベタ画像及び細線画像を形成した画像パターンを出力した。対向電極９Ｂとしては、様々な種類に変更して画像形成を実施し、画像評価を行った。除電の条件は、放電電極９１に＋５ｋＶの電圧を印加、グリッド電極９２は−５０Ｖに設定した。また、対向電極９Ｂを中間転写体７に接触させて設置したときの中間転写体７とグリッド電極９２との間の距離Ｇを、中間転写体７の両端部と中央部で測定した。

中間転写体７とグリッド電極９２との間の距離Ｇ、２色ベタ画像の均一性、細線部のトナー散りの実施例１〜６及び比較例１，２の測定結果を表１（ａ）に示す。

表１（ｂ）は導電性ブラシ９４の実施例１〜４及び比較例１における毛長、ヤング率、線径、密度を示すブラシ特性である。

表１（ｃ）は導電性発泡部材９６の実施例４，５及び比較例２における材質、厚さ、アスカーＦ硬度を示すスポンジ特性である。

表１（ａ）に示すように、導電性ブラシ９４や導電性発泡部材９６等の導電性弾性部材９９の材質が全長にわたって均一なもの（図５（ａ）参照）を用いた比較例１、比較例２においては、図５（ｂ）に示すように、中間転写体７の張力によって、導電性弾性部材９９の両端部が圧縮され、導電性弾性部材９９の中央部近が浮き上がり膨らんだ形状となる。

このため、比較例１では、導電性ブラシ９４の中央部では中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが理想値の０．９〜１．１ｍｍより小さくなり（中央部の距離：０．７ｍｍ）、除電過剰となり、細線部にトナー散りが発生する。また、導電性ブラシ９４の端部では中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが理想値の０．９〜１．１ｍｍより大きくなり（端部の距離：１．３ｍｍ）、除電不足を生じ、カラートナー像の２色ベタ均一性が不良となる。

比較例２の導電性発泡部材９６（図４参照）においても、距離Ｇが理想値の０．９〜１．１ｍｍより小さくなり（中央部の距離：０．６ｍｍ）、除電過剰となり、細線部にトナー散りが発生する。また、導電性ブラシ９４の端部では中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが理想値の０．９〜１．１ｍｍより大きくなり（端部の距離：１．３ｍｍ）、除電不足を生じ、カラートナー像の２色ベタ均一性が不良となる。

これに対して、対向電極９Ｂの導電性弾性部材９９を、中間転写体７の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成した材質を用いた場合、即ち、導電性弾性部材９９を平板で押圧したときに、両端部付近の圧力よりも中央部付近の圧力が小さくなるような圧力分布の弾性部材条件の材質を用いた場合（実施例１〜５）、中間転写体７によって圧縮される導電性弾性部材９９が全長にわたって圧縮量が均一となる。

ブラシ毛長を端部で４ｍｍ、中央部で３ｍｍとした実施例１の導電性ブラシ９４は、中間転写体７との接触状態において、中間転写体７とグリッド電極９２間の距離Ｇが端部で１．１ｍｍ、中央部で１．０ｍｍのほぼ平坦な形状となり、除電性能が全長にわたって一定し、端部付近、中央部付近とも、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

ヤング率を端部で１５００Ｎ／ｍ²、中央部で１０００Ｎ／ｍ²とした実施例２の導電性ブラシ９４は、中間転写体７との接触状態において、距離Ｇが端部で１．１ｍｍ、中央部で０．９ｍｍのほぼ平坦な形状となり、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

ブラシ線径を端部で６ｄ（デニール）、中央部で２ｄとした実施例３の導電性ブラシ９４は、中間転写体７との接触状態において、距離Ｇが端部で１．０ｍｍ、中央部で０．９ｍｍのほぼ平坦な形状となり、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

ブラシ密度を端部で２４０ｋＦ、中央部で１２０ｋＦとした実施例４の導電性ブラシ９４は、中間転写体７との接触状態において、距離Ｇが端部で１．１ｍｍ、中央部で１．０ｍｍのほぼ平坦な形状となり、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

導電性発泡部材９６の厚さを端部で５ｍｍ、中央部で４ｍｍとした実施例５のスポンジは、中間転写体７との接触状態において、距離Ｇが端部で１．１ｍｍ、中央部で０．９ｍｍのほぼ平坦な形状となり、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

導電性発泡部材９６の硬度を端部で９０、中央部で８０とした実施例６のスポンジは、中間転写体７との接触状態において、距離Ｇが端部で１．１ｍｍ、中央部で０．９ｍｍのほぼ平坦な形状となり、２色ベタ均一性、細線部トナー散りに良好な結果が得られた。

以上の実験結果により、二次転写前除電手段９に配置した対向電極９Ｂに、弾性を有する導電性ブラシ９４を用いた場合、ブラシの毛長、ブラシの弾性率、ブラシの線径、ブラシの密度を、端部よりも中央部を小さな押圧力分布となるように設定する事によって、除電極９Ａのグリッド電極９２と中間転写体７との距離Ｇが端部から中央部にわたって均一に保持される。

また、二次転写前除電手段９に配置した対向電極９Ｂに、弾性を有する導電性発泡部材９６を用いた場合、スポンジの厚さ、スポンジの硬度を、端部よりも中央部を小さな押圧力分布となるように設定する事によって、除電極９Ａのグリッド電極９２と中間転写体７との距離Ｇが端部から中央部にわたって均一に保持される。

導電性ブラシ９４又は導電性発泡部材９６等の導電性弾性部材９９を、端部よりも中央部を小さな押圧力分布となるように設定して、除電極９Ｂのグリッド電極９２と中間転写体７との距離Ｇを端部から中央部にわたって均一な等間隔に保持する事によって、複数色ベタ画像の均一性が向上し、細線部のトナー散りも解消され、高画質のカラー画像が得られる。

なお、本実施の形態では、中間転写体７として中間転写ベルトを用いた例について説明したが、本発明は転写ベルトにも適用可能である。また、このようにして形成された導電性ブラシ９４、導電性発泡部材９６は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の帯電部材や除電部材などにも適用可能である。

本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図。 カラー画像形成装置の要部を示す断面図。 二次転写前除電手段の主走査方向断面図、及び副走査方向断面図。 二次転写前除電手段の他の実施の形態を示す副走査方向断面図。 従来の対向電極及び二次転写前除電手段の断面図。 本発明の対向電極及び二次転写前除電手段の断面図。

符号の説明

５Ａ 二次転写手段
５ＡＲ 二次転写ローラ
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 一次転写手段
７ 中間転写体
９ 二次転写前除電手段
９Ａ 除電極
９Ｂ 対向電極
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ ローラ
９１ 放電電極
９１Ｅ，９２Ｅ 電源
９２ グリッド電極
９３ ケーシング
９４ 導電性ブラシ（導電性弾性部材）
９５ 支持部材
９６ 導電性発泡部材（導電性弾性部材）
９７ 導電性部材
９８ 支持部材
９９ 導電性弾性部材
９９ａ 中央部
９９ｂ 両端部
Ａ カラー画像形成装置
Ｇ 距離

Claims (12)

1. 複数の像担持体上に形成した複数色のトナー像を一次転写手段により回動する中間転写体に転写して重ね合わせた後、前記中間転写体上の重ね合わせトナー像を二次転写手段により一括して転写材上に転写するカラー画像形成装置において、
   前記一次転写手段と前記二次転写手段との中間に配置した二次転写前除電手段は、前記中間転写体のトナー像担持面側に対向する側に配置した放電電極と、前記放電電極と前記中間転写体を挟んで対向する位置に前記中間転写体を押圧するように配置した導電性弾性部材から成る対向電極と、を有し、
   前記対向電極の前記中間転写体の背面への押圧力を、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に対して、前記中間転写体の両端部付近よりも中央部付近を小さくする押圧力分布に形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記対向電極の導電性弾性部材は、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性ブラシから成ることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記導電性ブラシの毛長は、前記中間転写体の両端部付近に対向するブラシ毛長よりも中央部付近に対向するブラシ毛長を小さい形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記導電性ブラシの弾性率は、前記中間転写体の両端部付近に対向する弾性率よりも中央部付近に対向する弾性率が小さく形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記導電性ブラシの線径は、前記中間転写体の両端部付近に対向する線径よりも中央部付近に対向する線径が小さく形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記導電性ブラシの密度は、前記中間転写体の両端部付近に対向する密度よりも中央部付近に対向する密度が小さく形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記対向電極は、前記中間転写体の回動方向に直交する幅方向に亘って形成された弾性を有する導電性発泡部材から成ることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
8. 前記導電性発泡部材の厚さは、前記中間転写体の両端部付近に対向する厚さよりも中央部付近に対向する厚さが小さい形状に形成されていることを特徴とする請求項１または７に記載のカラー画像形成装置。
9. 前記導電性発泡部材の硬度は、前記中間転写体の両端部付近に対向する硬度よりも中央部付近に対向する硬度が小さい形状に形成されていることを特徴とする請求項１または７に記載のカラー画像形成装置。
10. 前記放電電極は、グリッド電極を有するスコロトロン帯電器により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
11. 前記グリッド電極の電位は、最大付着量部のトナー像電位以下で、且つ、トナーが付着していない部分の電位以上であることを特徴とする請求項１または１０に記載のカラー画像形成装置。
12. 前記スコロトロン帯電器の帯電ワイヤに、トナーと逆極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項１または１０に記載のカラー画像形成装置。

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