JP3699826B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられ、転写体上に像担持体上のトナー画像に対応する静電潜像を形成した後に転写体上の静電潜像に対応して像担持体上のトナー画像を転写体に転写する画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式を用いる複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体からなる像担持体上に形成した複数色のトナー像を転写体上に重ね転写することによってカラー画像を得るようにしたものがある。このような画像形成装置の一方式として、感光体上に異なる色成分毎に形成されるトナー像を中間転写体上に順次に重ね転写し、その重ね転写したトナー像を転写紙等の転写体に一括して転写することによってカラー画像を得る中間転写方式がある。
一般に、画像形成装置では、トナーの転写効率が最大で、かつ、転写チリが最小となるように、転写電圧値や転写電流値などの転写条件の初期設定を工場出荷時等に行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記中間転写方式のカラー画像形成装置においては、トナー像を転写する転写工程が二回あるので、最終的な出力画像のボケやにじみなどの点で不利であった。画像ボケ等の原因となる転写工程でのトナーの飛び散り(以後、転写チリと記す)は、転写電圧値や転写電流値などの転写条件及びトナー帯電量、トナー付着量などにより変化する。一般に、トナーの転写効率が最大で、かつ、転写チリが最小となるように、転写電圧値や転写電流値などの転写条件の初期設定を工場出荷時等に行っているが、トナーの転写効率と転写チリ抑制を完全に両立させる転写条件の範囲が狭い場合もあり、転写チリの発生を低減させることが困難であった。
【0004】
また、一般に転写プロセスでは、感光体上で電場により拘束されているトナー粒子集団を転写体上の拘束力のない均一な面に引っ張って移動させるため、原理的にトナーが散りやすいという問題がある。特に、中間転写方式では、中間転写体上のトナー画像のボケを低減させること、すなわち、感光体から中間転写体への転写(一次転写)での転写チリの抑制が高画質化への重要課題となる。
【0005】
請求項1に係る発明は、転写体上へのトナー画像転写時の転写チリ、地汚れが少ない画像制御方法を提供することを目的とする。
請求項2に係る発明は、転写体上へのトナー画像転写時の転写チリ、地汚れが少なく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる画像制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
請求項3に係る発明は、比較的簡単な方法でシャープな画像を得ることができる画像制御方法を提供することを目的とする。
請求項4に係る発明は、像担持体及び転写体の線速が上がっても転写不良が起こりにくく、転写チリも少なく、地汚れも減少する画像制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
請求項5に係る発明は、中間転写体上でのトナーの飛び散りをより効果的に防止することができる画像形成方法を提供することを目的とする。
請求項6に係る発明は、転写トナー像にかかる圧力をなくして転写不良を防ぐことができ、像担持体の寿命を延ばすことができる画像形成方法を提供することを目的とする。
請求項7、8に係る発明は、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、像担持体上のトナー画像を転写体に転写する転写工程に先だって、前記転写体上に前記トナー画像に対応する静電潜像を形成し、その後、前記転写体上の静電潜像に対応して前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写する画像形成方法において、前記転写体に交流電圧を印加して前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写する。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧を前記転写体と前記像担持体とのニップ部より上流側の電極を通して前記転写体に供給する。
請求項3に係る発明は、請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体に印加する交流電圧の波形を矩形波とする。
【0010】
請求項4に係る発明は、請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧の周波数を500Hz以上10kHz以下とする。
請求項5に係る発明は、請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体がトナー画像を一時的に担持する中間転写体である。
請求項6に係る発明は、請求項1記載の画像形成方法において、前記静電潜像の形成時には前記転写体と前記像担持体とを接触させ、前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写する転写時には前記転写体と前記像担持体とを非接触とする。
【0011】
請求項7に係る発明は、請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を、前記転写体と前記像担持体とのニップ部より上流側の電極と、前記ニップ部より下流側の電極を通して前記転写体に供給するものである。
請求項8に係る発明は、請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を前記転写体における前記ニップ部に供給するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態は、電子写真方式の画像形成方法の実施形態であり、感光体よりなる像担持体上にトナー画像を形成し、該トナー画像を記録紙等の転写体へ転写する転写工程に先だって、転写体上に上記トナー画像に対応する静電潜像を形成し、その後、交流電源から転写体に交流電圧を印加して転写体の静電潜像上に感光体上のトナー像を転写させる。
【0013】
本発明の第2の実施形態は、電子写真方式の画像形成方法の実施形態であり、感光体よりなる像担持体上にトナー画像を形成し、該トナー画像を中間転写ベルト、中間転写ドラム、中間転写ローラ等の中間転写体上に転写して一時的に担持した後、中間転写体上のトナー画像を転写体に転写する、いわゆる、中間転写方式の画像形成方法において、感光体上のトナー画像を中間転写体上に転写する転写工程に先だって、中間転写体上に上記トナー画像に対応する静電潜像を形成し、その後、交流電源から中間転写体に交流電圧を印加して中間転写体の静電潜像上に感光体上のトナー像を転写させる。
【0014】
図1は上記第1の実施形態及び第2の実施形態を説明するための図である。第1の実施形態及び第2の実施形態においては、感光体1上のマイナス極性のトナー画像を転写体(上記転写体、上記中間転写体)2に転写させるが、この時、予め転写体2上には非画像部にマイナスに帯電したネガ静電潜像4を形成しておく。この転写体2上にネガ静電潜像4を形成する潜像形成方法については後述する。
【0015】
感光体1は、導電層を構成する導電性基板1a上に感光層1bを形成したものであり、導電性基板1aを接地しておく。転写体2は、例えば電極を構成する導電性基板2a上に誘電体層2bを形成したものが用いられる。導電性基板2aには交流電源3を接続して交流電源3から導電性基板2aに交流電圧Vtを印加し、転写体2上の画像部に対応した部分(未帯電部)の上に感光体1上のトナー画像5を転写する。
【0016】
一般に転写体2上に転写されたトナーには、トナー粒子間のクーロン反発力が働いており、これは転写後のトナーの飛び散りの原因の一つになっていると考えられる。第1の実施形態及び第2の実施形態では、転写体2上の非画像部のマイナス潜像4による静電的拘束力(マイナス帯電のトナーとの静電的反発力)によって転写体2上のトナーが横方向に飛び散り難くなっている。
【0017】
転写体2上に静電潜像4を形成する方法の一例としては、潜像転写法、いわゆる、TESI法が挙げられる。第1の実施形態及び第2の実施形態では、例えば潜像転写法により転写体2上にネガ静電潜像4を形成する。転写体2は、例えば上述のように誘電体2bとし、裏面に導電性膜としての導電性基板2aを形成している。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、感光体1上にトナー像を形成する通常の作像工程に先だって、感光体1上に潜像転写用の静電潜像を形成し、この静電潜像の現像は行わずに感光体1と転写体2とを接離機構により接触させる。この接触の前の転写体2の表面は、予め除電手段などにより均一に除電することが望ましい。
【0018】
図2(a)に示すように、感光体1と転写体2との接触部において、直流電源6から転写体2の導電性基板2aにプラス極性の潜像転写電圧Vsを与え、感光体1上の潜像転写用の静電潜像を形成する電荷7の一部を転写体2の表面に転写させる。感光体1上の非画像部にマイナスに帯電した潜像転写用の静電潜像を形成した場合、転写体2上の非画像部はマイナス極性に帯電した静電潜像4が得られる。潜像転写用の静電潜像の転写後には図2(b)に示すように感光体1と転写体2とを接離機構により分離させる。
【0019】
転写体2上に転写された静電潜像4の電位は、感光体1上の潜像電位、潜像転写電圧Vs、感光体1の誘電厚み、転写体2の誘電厚み、プロセス速度などで変化する。TESI法の理論は、例えば、「電子写真の基礎と応用 電子写真学会編」の3.3.1 静電像転写のメカニズムの章などに記載されている。上述したように、転写体2上のトナー層電位に比べて非画像部の電位の方が大きくなるように、種々の条件を最適化する。
【0020】
転写体2に潜像を形成した後は、交流電源3から転写体2に交流電圧Vtを印加し、感光体1と転写体2とが分離された非接触状態で転写体2上の画像部に対応した部分(未帯電部)の上に感光体1上のトナー画像5を転写させる。その原理は次のようになっている。交流波形の交流電圧、例えば図3に示すような矩形波の交流電圧Vを交流電源3から転写体2に印加すると、交流波形のt1部分(トナー押し付け電圧)では、感光体1上の負に帯電しているトナーは、転写体2の向き(図1の下向き)の力を受け、感光体1から転写体2に向けて電気力線8に沿って動く。この時の電気力線8の向きは図4に示すようになっているため、トナーはほぼまっすぐに感光体1から転写体2上へ移動することになる。
【0021】
一方、図3に示すような交流波形のt2部分(トナー引き戻し電圧)では、電気力線8の向きは図5に示すようになっており、トナーは転写体2上から感光体1の画像部に向かって上向きの力を受けるために感光体1に戻ろうとする。この時の電気力線8は図5から分かるように転写体2上の潜像の方向に向かっており、トナーは転写体2上の潜像の中心方向に集まりながら感光体1に戻ろうとする。このとき、転写体2上の潜像部のトナーは静電ポケットに落ち込んでいるために感光体1の方向には戻らない。次にまた交流波形がt1部分になると、トナーは感光体1から転写体2に向けて移動する。転写体2上の潜像周辺のトナーも感光体1と転写体2との間を何度も往復するうちに転写体2上の潜像部に集まってきて静電ポケットに入り込み、転写体2上の潜像部が現像される。
【0022】
このように、感光体1上の画像部外のトナーが転写体2に転写されてもそのトナーが感光体1と転写体2との間を往復運動することにより、地汚れが低減され、シャープな画像を得ることができる。また、通常の転写を行う(転写体2への直流電圧印加で転写を行う)ときには転写体2上の未帯電部と感光体1上のトナー像部が一致するように作像タイミングを制御する必要がある。しかし、第1の実施形態及び第2の実施形態のように交流電源3から転写体2へ交流電圧を印加して感光体1から転写体2へトナーを転写させる場合は、トナーが転写体2上の静電潜像以外の部分に転写されても、そのトナーが感光体1と転写体2との間を往復運動するうちに転写体2上の潜像部分に集まってくるので、作像タイミングが多少ずれていても画像がくずれない。
【0023】
交流波形を利用した転写方法では、その効果を引き出すためにはトナーが往復運動をすることができる感光体1と転写体2との間のギャップで転写を行うことが望ましい。したがって、感光体1と転写体2とのニップ部の上流側のギャップで転写を行う場合と、感光体1と転写体2とのニップ部の下流側のギャップで転写を行う場合がある。
【0024】
ニップ部の上流側のギャップで転写を行う場合は、ニップ部でほとんどのトナーが感光体1から転写体2へ転写された後、感光体1上に残ったトナーを転写体2へ転写し、作像タイミングのずれにより転写体2上の潜像以外の部分に転写されたトナーを転写体2上の潜像部分に集める。作像タイミングのずれが大きいと予測されるときには、ニップ部の上流側のギャップで転写を行った方がよい。この場合は、転写体2の導電性基板2aに感光体1と転写体2とのニップ部の上流側の電極を通して交流電源3から交流電圧を印加することが望ましい。
【0025】
交流電源3から転写体2の導電性基板2aに印加する交流波形が図3に示すような矩形波である場合の方が、交流電源3から転写体2の導電性基板2aに印加する交流波形がSin波である場合に比較してシャープな画像が得られる傾向にある。これは、トナー押し付け電圧とトナー引き戻し電圧が継続して転写体2の導電性基板2aにかかるために、トナー帯電量q/mのばらつきやトナー付着量のばらつきに対応できるからであると考えられる。
【0026】
また、交流電源3から転写体2に印加する交流波形の周波数が低すぎると、転写時間内におけるトナーの感光体1、転写体2間往復運動の回数が少なくなるため、感光体1、転写体2の線速が速くなってくると、トナーの転写不良の原因となる。特に、q/mの小さいトナーは、空気抵抗の影響を大きく受け、転写電界に対する追従性が悪い。そのため、トナーが転写時間内になるべく多くの往復運動をする方がよい。しかし、交流電源3から転写体2に印加する交流波形を高周波とすれば、トナーの特性の変化により、トナーの運動そのものが大きく影響を受ける。この点では、交流電源3から転写体2に印加する交流波形を低周波とした方が、広い範囲で安定したトナーの往復運動を再現できる。したがって、実用的には、交流電源3から転写体2に印加する交流波形の周波数は500Hz以上10kHz以下であることが望ましい。
【0027】
次に、本発明の実施例について説明する。この実施例は、転写体として中間転写体を有する画像形成装置を用い、潜像形成方法としてTESI法を用いた場合の実施例である。
図6は本実施例で用いた電子写真方式の画像形成装置の一例を示す。像担持体としての感光体は、感光体ドラム11を用いたが、感光体ベルトなどでもよい。この画像形成装置は、複数の現像器12〜15が1本の感光体ドラム11に対向してその回転方向へ所定の間隔をおいて並べて配置され、感光体ドラム11上に異なる色成分毎に形成されるトナー像を中間転写体16上に順次に重ねて転写し、その重ね転写されたトナー像を転写紙等の転写体17に一括して転写することによってカラー画像を得る1ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置である。
【0028】
感光体ドラム11はアルミニウム素管上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順に重ねて製膜した機能分離型の感光層を有する。この感光層の厚さは約30μm、比誘電率3.0である。現像器12〜15は、例えば感光体ドラム11上の静電潜像を現像して黒のトナー像とする黒現像器12、感光体ドラム11上の静電潜像を現像してシアンのトナー像とするシアン現像器13、感光体ドラム11上の静電潜像を現像してマゼンタのトナー像とするマゼンタ現像器14、感光体ドラム11上の静電潜像を現像してイエローのトナー像とするイエロー現像器15が用いられる。
【0029】
感光体ドラム11は、図示しない駆動機構により回転駆動され、スコロトロンからなる帯電器18で均一に約−600Vにマイナス帯電された後、図示しない光書き込み装置からなる露光手段により各色の画像情報に応じたレーザ光19が順次に照射されることで露光されて各色の−100V〜−500Vの静電潜像が順次に形成される。電位センサ20は感光体ドラム11の帯電電位や露光部電位を検出し、制御部にて電位センサ20の出力信号に基づいて帯電条件や露光条件などを制御することもできる。
【0030】
現像器12〜15は、乾式2成分現像剤を用いて感光体ドラム11上の低電位部にマイナス帯電のトナーを付着させる反転現像方式であり、順次に現像動作が可能になる。感光体ドラム11上の各色の静電潜像はそれぞれ現像器12〜15により現像されて黒、シアン、マゼンタ、イエロー各色のトナー像となる。光センサ21は現像器12〜15より感光体ドラム11の回転方向下流側に感光体ドラム11と対向して配置されて感光体ドラム11のトナー付着量を光学的反射率から検出し、制御部にて光センサ21の出力信号に基づいてプロセス条件を制御することができる。感光体ドラム11上の各色のトナー像は中間転写体16上に重ねて転写される。
【0031】
本実施例では、中間転写体16は、PETフィルムの裏面に金属電極を設けた無端状の誘電体ベルトからなる無端状の中間転写ベルトが用いられ、誘電体の厚さが約70μm、比誘電率が3.0である。中間転写体16は、ベルト材料としてポリカーボネートなどの他の樹脂を用いることもでき、また、中間転写ドラムなどを用いても良い。
【0032】
感光体ドラム11と中間転写体16は図示しない接離機構によって接離可能な構成となっている。この接離機構や、中間転写体16に転写バイアスを印加するための転写電源などはまとめて一次転写手段と称し、以後、感光体ドラム11から中間転写体16へのトナー画像の転写はトナー画像の一次転写と記す。一次転写後の感光体ドラム11上の残留トナーは、クリーニング前除電器22による除電で帯電量が制御され、感光体クリーニング装置23でブラシ23a及びブレード23bにより除去される。感光体ドラム11上の残留電荷は除電ランプ24で除去される。
【0033】
中間転写体16上に一色目のトナー像が感光体ドラム11から転写された後、二色目の作像動作が開始され、中間転写体16上に一色目のトナー像に重ねて二色目のトナー像が感光体ドラム11から転写される。フルカラー画像を形成する場合には、黒、シアン、マゼンタ、イエロー各色のトナー像が感光体ドラム11上に順次に形成されて中間転写体16上に重ねて転写された後、この中間転写体16上に重ねて転写されたトナー像が一括して転写体17上に転写される。
【0034】
中間転写体16は、駆動ローラ25、電極を構成するバイアスローラ26、27、その他の従動ローラ28、29に張架され、図示しない駆動機構により駆動ローラ25を介して回転駆動される。紙転写ローラ30は、図示しない接離機構によって中間転写体16と接離するように構成され、図示しない電源から転写バイアス電圧が印加される。
【0035】
中間転写体16から転写体17上へのトナー像の転写は、中間転写体16裏面の電極をアースとし、接離機構で紙転写ローラ30を中間転写体16に接触させ、紙転写ローラ30で転写体17の裏側からプラス極性の電圧を印加することで行う。これらの紙転写ローラ30、接離機構、電源などはまとめて二次転写手段と称し、以後、中間転写体16から転写体17上へのトナー像の転写はトナー像の二次転写と記す。二次転写後の中間転写体16上に残留したトナーは中間転写体クリーニング装置31によって除去される。また、二次転写後の中間転写体16上に残留した電荷は図示しない除電装置による交流コロナ放電などにより除去される。
【0036】
本実施例では、制御部が光書き込み装置や現像器12〜15、転写電源、接離機構などを制御することにより、上述のように感光体1上に各色のトナー像を形成する通常の各色毎の作像工程の各々に先だって、感光体ドラム11上に潜像転写用の静電潜像を各色毎に形成し、この静電潜像を現像せずに転写体16に転写させる。すなわち、上述した通常の各色の作像動作を順次に行う際には、各作像動作に先だって、まず、その作像動作で形成すべきトナー像に応じた潜像転写用の静電潜像を感光体ドラム11上に形成する。なお、制御部が光書き込み装置や現像器12〜15、転写電源、接離機構などを制御することにより、上述のように感光体11上に各色のトナー像を形成する通常の各色毎の作像工程の全てに先だって、感光体ドラム11上に全ての色の潜像転写用静電潜像を形成し、この静電潜像を現像せずに転写体16に転写させるようにすることも可能である。
【0037】
潜像転写用静電潜像を形成するときには、感光体ドラム11は、帯電器18で均一に帯電された後、図示しない光書き込み装置からなる露光手段により、次の画像形成動作で形成すべきトナー像に応じたレーザ光19が照射されることで露光されて潜像転写用の静電潜像が形成される。光書き込み装置は、次の画像形成動作で画像情報に応じて形成すべきトナー像に対応する潜像転写用の静電潜像が感光体ドラム11上に形成されるように感光体ドラム11をレーザ光19で露光し、感光体ドラム11上の非画像部の帯電電位VdをVd=−600V、感光体ドラム11上の露光部の電位VLをVL=−100V、−300Vの2レベルとする。
【0038】
現像器12〜15は制御部により制御で感光体ドラム11上の潜像転写用の静電潜像を現像せず、転写電源が制御部により直流電源に切り換えられて該直流電源から中間転写体1の電極を構成する導電性基板にプラス極性の潜像転写電圧Vsが与えられると共に接離機構が制御部による制御で中間転写体16と感光体ドラム11とを接触させることにより、感光体ドラム11上の潜像転写用の静電潜像が中間転写体16に転写される。
【0039】
感光体ドラム11と中間転写体16との接触部においては、直流電源から中間転写体1の導電性基板に+900Vの潜像転写電圧Vsが与えられると、非画像部は+1500V、露光部は+1000V、+1200Vの転写電位差が生ずることになる。ここで、感光体ドラム11の感光層の厚さを約30μm、該感光層の比誘電率を3.0、中間転写体16の誘電層の厚さを約70μm、該誘電層の比誘電率を3.0とした場合、転写電位差に対する中間転写体16上の電位はTESI法の理論から図8に示すような特性になる。したがって、図7に示すように、中間転写体16は導電性基板を基準として非画像部が約−300V、露光部が0V、−150Vの表面電位が形成される。このようにして、中間転写体16上に一枚分の静電潜像が形成される。次に、転写電源が制御部により交流電源に切り換えられて該交流電源から中間転写体1の電極を構成する導電性基板に交流波形、例えば図9に示すような矩形波の一次転写電圧Vtが与えられ、通常の作像動作が上述のように行われる。
【0040】
感光体ドラム11と中間転写体16との一次転写部においては、交流電源から感光体ドラム11と中間転写体16とのニップ部の上流側にあるバイアスローラ26を介して中間転写体1の導電性基板に図9に示すような交流電圧(Vpp=1.2kV、周波数500Hz以上10kHz以下、例えば2kHz)に500Vの直流電圧を重畳した転写バイアス電圧からなる一次転写電圧Vtが印加され、感光体ドラム11上のトナー像が中間転写体16に転写される。
【0041】
この場合、感光体ドラム11上の非画像部と中間転写体16との間では静電潜像の転写が起こらず、トナー像の転写のみが行われる。交流電源から感光体ドラム11と中間転写体16とのニップ部の上流側(入口側)にあるバイアスローラ26に一次転写電圧Vtを印加したことで、トナーがそのニップ部の上流側で往復運動を行い中間転写体16に転写される。
【0042】
中間転写体16上への各色トナー像の一次転写が完全に全て終了した後、中間転写体16の電極が制御部により接地状態に切り換えられ、二次転写部において、中間転写体16上のトナー像が転写体17へ一括して転写される。この時、紙転写ローラ30に電源から+200V程度の転写電圧が印加される。転写体17は、転写体給送部から給送されて二次転写部で中間転写体16上のトナー像が転写された後、定着部へ搬送されて定着部によりトナー像が熱溶融定着される。また、中間転写体16上への各色トナー像の一次転写が完全に全て終了した後には感光体ドラム11と中間転写体16とが接離機構により離間される。
【0043】
次に、本発明の比較例について説明する。図10は上記実施例と比較例において、作像タイミングを変化させたときの中間転写体16上でのトナー像電位と非画像部電位の差に対する転写チリレベルの関係を示す。この転写チリレベルは、ライン画像のエッジ部から飛び散ったトナー粒子の数を拡大観察により計数し、単位長さ当りから飛び散ったトナーの数として表した。この数が大きいほど転写チリレベルが悪いことを表す。
【0044】
中間転写体16上での単位面積当りのトナー付着量は約1.5mg/cm2、トナー帯電量は約−15μC/gで一定にした。比較例は、上記実施例において、中間転写体16の導電性基板に+900Vの潜像転写電圧(直流電圧)を印加した例である。比較例では、感光体ドラム11上の静電潜像と中間転写体16上の静電潜像とのずれが大きくなってくると、散りトナー数が多くなり、転写チリが悪化した。これに対して、上記実施例では、トナーが中間転写体16上の静電潜像以外の部分に転写されても、トナーが感光体ドラム11と中間転写体16との間で往復運動をするうちに中間転写体16上の静電潜像部分に集まってくるので、作像タイミングが多少ずれていてもトナー画像がずれない。上記実施例及び比較例は、中間転写体16を用いた場合の例であるが、感光体ドラム11上のトナー像を転写体17上に直接転写して定着する場合にも本発明は有効である。例えば、OHPシートのような誘電体フィルムの上に感光体ドラム上のトナー像を直接転写する場合にも本発明は有効である。
【0045】
上記実施形態及び実施例は、請求項1に係る発明の実施形態及び実施例であり、像担持体としての感光体ドラム1、11上のトナー画像を転写体2、16に転写する転写工程に先だって、前記転写体2、16上に前記トナー画像に対応する静電潜像を形成し、その後、前記転写体2、16上の静電潜像に対応して前記像担持体1、11上のトナー画像を前記転写体2、16に転写する画像形成方法において、前記転写体2、16に交流電圧を印加して前記像担持体1、11上のトナー画像を前記転写体2、16に転写するので、転写体上のトナー像に働く静電的拘束力を大きくすることができ、転写体上への転写工程後のトナーの飛び散りが減少し、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、地汚れも減少する。また、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がない。
【0046】
また、上記実施例は、請求項2に係る発明の実施例であり、請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧を前記転写体16と前記像担持体11とのニップ部より上流側の電極としてのバイアスローラ26を通して前記転写体16に供給するので、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【0047】
また、上記実施形態及び実施例は、請求項3に係る発明の実施形態及び実施例であり、請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体2、16に印加する交流電圧の波形を矩形波とするので、比較的簡単な方法でシャープな画像を得ることができる。
【0048】
また、上記実施例は、請求項4に係る発明の実施例であり、請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧の周波数を500Hz以上10kHz以下とするので、像担持体及び転写体の線速が上がっても転写不良が起こりにくく、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、地汚れも減少する。
【0049】
また、上記実施例は、請求項5に係る発明の実施例であり、請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体16がトナー画像を一時的に担持する中間転写体であるので、中間転写体上のトナー像に働く静電的拘束力をより大きくすることができ、中間転写体上でのトナーの飛び散りをより効果的に防止することができる。
【0050】
本発明の他の実施例は、転写体上への潜像形成時には感光体からなる像担持体と転写体とが接触しており、転写時には感光体と転写体とが非接触である。従って、本実施例では、転写時にはトナーは感光体と転写体との非接触状態で潜像を現像する。感光体と転写体とが接触している状態での現像法では、転写画像の一部が抜けてなくなる虫喰いという現象が起こることがある。これは、感光体と転写体とのニップ部の圧力が未定着画像にかかることが原因であると言われている。本実施例では、転写時には感光体と転写体とが非接触状態であるため、虫喰い現象が起こりにくく、また、感光体の寿命が延びる。
【0051】
また、1ドラム方式のカラー画像形成装置では、構成によっては、中間転写体上に一色目のトナー像が形成された後、感光体と中間転写体とが非接触となり、中間転写体が逆走して転写前の位置に戻ってから、2色目の潜像の作像動作が開始される。このような構成のカラー画像形成装置では、一次転写時に感光体と中間転写体とが非接触である状態で潜像を現像すれば、図11に示すステップ(step)3、4の時に感光体11と中間転写体32の位置を変化させる必要がない。このため、感光体11と中間転写体32とを接離させる接離機構の寿命が延びる。
【0052】
本実施例は、図11に示すような1ドラム方式のカラー画像形成装置であり、感光体は可動で、潜像転写用の静電潜像の形成時には感光体と中間転写体とが接離機構により接触し、転写時には感光体と中間転写体とが接離機構により非接触となる。中間転写体は、可動であってもよく、記録紙などの転写体としてもよい。本実施例では、例えば上記実施例において、無端状の中間転写体16の代りに有端状の中間転写ベルトからなる中間転写体32が用いられ、一次転写時に中間転写体32の裏面に設けられた導電性基板からなる電極に転写電源から図9に示すような交流電圧を印加すると、感光体11と中間転写体32との接触時にニップ部を形成する位置で転写が行われる。このとき、中間転写体32の電極には転写電源からバイアスローラ26、27などを通して交流電圧が印加される。
【0053】
感光体11と中間転写体32との接触時にニップ部を形成する一次転写位置では印加電圧が一定である方が良いため、一次転写位置より上流側及び下流側のバイアスローラ26、27の両方に転写電源から電圧を印加することが望ましい。また、この時、バイアスローラ26、27のうちの片方に転写電源から交流電圧を印加してバイアスローラ26、27のうちの他方に転写電源から直流電圧をかけるようにしてもよい。
【0054】
本実施例では、図11(a)に示すように潜像転写用の静電潜像の形成時には、感光体11と中間転写体32とが接離機構により接触され、中間転写体32が駆動機構により感光体11と同じ周速で同じ方向へ駆動される。そして、中間転写体32の電極には潜像転写電圧Vsが転写電源から与えられ、感光体11上の潜像転写用の静電潜像が中間転写体32上に転写される。
【0055】
潜像転写用の静電潜像の転写後には、図11(b)に示すようにstep2で感光体11と中間転写体32とが接離機構により分離され、中間転写体32が駆動機構により元の位置に戻される。次に、図11(c)に示すようにstep3で感光体11と中間転写体32とが接離機構により接触され、中間転写体32が駆動機構により感光体11と同じ周速で同じ方向へ駆動される。そして、中間転写体32の電極には図9に示すような交流電圧が転写電源から印加され、感光体11から中間転写体32へトナー像33が転写される。次に、図11(d)に示すようにstep4で感光体11と中間転写体32とが接離機構により分離され、中間転写体32が駆動機構により元の位置に戻される。
【0056】
このような動作が各色毎に順次に繰り返して行われ、中間転写体32上に各色のトナー像が重ね転写される。しかる後、中間転写体32の電極が制御部により接地状態に切り換えられ、二次転写部において、中間転写体32上のトナー像が二次転写手段により転写体17へ一括して転写される。転写体17は、転写体給送部から給送されて二次転写部で中間転写体32上のトナー像が転写された後、定着部へ搬送されて定着部によりトナー像が熱溶融定着される。
【0057】
なお、制御部が光書き込み装置や現像器、転写電源、接離機構などを制御することにより、上述のように感光体11上に各色のトナー像を形成する通常の各色毎の作像工程の全てに先だって、感光体ドラム11上に全ての色の潜像転写用静電潜像を形成し、この静電潜像を現像せずに中間転写体32に転写させるようにすることも可能である。この場合は、図11(d)に示すようなstep4から図11(b)に示すようなstep3に進ことになる。
【0058】
本実施例は、請求項6に係る発明の実施例であり、請求項1記載の画像形成方法において、前記静電潜像の形成時には転写体32と前記像担持体11とを接触させ、前記像担持体11上のトナー画像を前記転写体32に転写する転写時には前記転写体32と前記像担持体11とを非接触とするので、転写体上への転写工程後のトナーの飛び散りが減少し、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、転写トナー像にかかる圧力をなくし虫喰いを無くすことができて転写不良を防ぐことができ、感光体や接離機構の寿命を延ばすことができる。
【0059】
また、本実施例は、請求項7に係る発明の実施例であり、請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を、前記転写体32と前記像担持体11とのニップ部より上流側の電極としてのバイアスローラ26と、前記ニップ部より下流側の電極としてのバイアスローラ27を通して前記転写体32に供給するので、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【0060】
上記実施例は、感光体11と中間転写体32とのニップ部における中間転写体32の電極に間接的に転写電源から電圧を印加する方式であるが、本発明の別の実施例は、感光体11と中間転写体32とのニップ部における中間転写体32の電極に直接的に転写電源34から電圧を印加する方式である。この実施例では、上記他の実施例において、図12に示すように感光体11と中間転写体32とのニップ部に電極を配置し、転写電源34からその電極を介して中間転写体32の電極に電圧を印加するようにしたものである。この場合は、電圧印加部分が1箇所で済み、省エネルギーに寄与する。
【0061】
この実施例は、請求項8に係る発明の実施例であり、請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を前記転写体32における前記ニップ部に供給するので、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【0062】
【発明の効果】
以上のように請求項1に係る発明によれば、上記構成により、転写体上のトナー像に働く静電的拘束力を大きくすることができ、転写体上への転写工程後のトナーの飛び散りが減少し、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、地汚れも減少する。また、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がない。
【0063】
請求項2に係る発明によれば、上記構成により、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【0064】
請求項3に係る発明によれば、上記構成により、比較的簡単な方法でシャープな画像を得ることができる。
【0065】
請求項4に係る発明によれば、上記構成により、像担持体及び転写体の線速が上がっても転写不良が起こりにくく、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、地汚れも減少する。
【0066】
請求項5に係る発明によれば、上記構成により、中間転写体上のトナー像に働く静電的拘束力をより大きくすることができ、中間転写体上でのトナーの飛び散りをより効果的に防止することができる。
【0067】
請求項6に係る発明によれば、上記構成により、転写体上への転写工程後のトナーの飛び散りが減少し、転写チリの少ない高解像度な画像を得ることができ、転写トナー像にかかる圧力をなくし虫喰いを無くすことができて転写不良を防ぐことができ、像担持体の寿命を延ばすことができる。
【0068】
請求項7に係る発明によれば、上記構成により、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【0069】
請求項8に係る発明によれば、上記構成により、転写体上の未帯電部と像担持体上のトナー像部を精密に一致させる必要がなく、転写体上の潜像部分以外に転写されたトナーを効果的に転写体上の潜像部分に集めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の転写工程を説明するための図である。
【図2】同実施形態の潜像転写用静電潜像の転写工程を説明するための図である。
【図3】同実施形態のトナー像転写用交流電圧を示す波形図である。
【図4】同実施形態の潜像転写用静電潜像の転写工程を説明するための図である。
【図5】同実施形態の潜像転写用静電潜像の転写工程を説明するための図である。
【図6】本発明の一実施例で用いた画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図7】同実施例の潜像転写用静電潜像の転写工程を説明するための図である。
【図8】同実施例の転写電位差と転写体電位との関係を示す特性図である。
【図9】同実施例のトナー像転写用交流電圧を示す波形図である。
【図10】同実施例と比較例において、作像タイミングを変化させたときの中間転写体上でのトナー像電位と非画像部電位の差に対する転写チリレベルの関係を示す図である。
【図11】本発明の他の実施例を説明するための図である。
【図12】本発明の別の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
1、11 感光体
2 転写体
6 直流電源
16、32 中間転写体
26、27 バイアスローラ
34 転写電源。
Claims (8)
- 像担持体上のトナー画像を転写体に転写する転写工程に先だって、前記転写体上に前記トナー画像に対応する静電潜像を形成し、その後、前記転写体上の静電潜像に対応して前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写する画像形成方法において、前記転写体に交流電圧を印加して前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写することを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧を前記転写体と前記像担持体とのニップ部より上流側の電極を通して前記転写体に供給することを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体に印加する交流電圧の波形を矩形波とすることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1記載の画像形成方法において、前記交流電圧の周波数を500Hz以上10kHz以下とすることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1記載の画像形成方法において、前記転写体がトナー画像を一時的に担持する中間転写体であることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1記載の画像形成方法において、前記静電潜像の形成時には前記転写体と前記像担持体とを接触させ、前記像担持体上のトナー画像を前記転写体に転写する転写時には前記転写体と前記像担持体とを非接触とすることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を、前記転写体と前記像担持体とのニップ部より上流側の電極と、前記ニップ部より下流側の電極を通して前記転写体に供給することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項6記載の画像形成方法により画像形成を行う画像形成装置において、前記交流電圧を前記転写体における前記ニップ部に供給することを特徴とする画像形成装置。
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