JP4290208B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、中間転写ベルトから記録用紙へトナー像を効率よく転写するための構造に関する。

この発明に関連する従来技術としては、次のようなものが知られている。
転写領域で超音波放射手段をベルトに対して非接触で配置し、超音波放射手段の超音波放射面と、超音波が放射されるベルトの対向面との距離を、放射される超音波の波長の１／２の整数倍となるように設定することにより、超音波放射手段から発信された超音波でベルトを効率的に振動させ、被転写媒体への転写効率の向上を図った画像形成装置（例えば、特許文献１参照）。

転写チリに代表されるようなトナーの飛散に起因する画像品位の低下を防止するために凝集度の高いトナーを用い、２次転写領域においてベルトと接触するように配置された超音波放射手段から振動を加えることにより、凝集度の高い多色トナー像のベルトに対する付着力を弱め、低いバイアス電圧でも効率よく２次転写できるように構成された画像形成装置（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１００５４６号公報 特開２００６−１６２７０４号公報

黒・シアン・マゼンタ・イエローの４色のトナーを用い、感光体上にこれら４色のトナー像を独立して形成し、各トナー像を中間転写ベルト上に順次重ねて１次転写した後、記録用紙に該多色トナー像を２次転写するカラー画像形成装置が用いられている。
このようなカラー画像形成装置は、感光体上に独立して形成された各色のトナー像を、一旦、中間転写ベルトに順次重ねて１次転写してから記録用紙に２次転写するので中間転写方式と呼ばれている。
中間転写方式は、表面状態および電気的特性が既知の中間転写ベルトに各色のトナー像を順次重ねて１次転写してから、重ねられた多色トナー像を記録用紙に２次転写するので、感光体ドラムから記録用紙に直接転写する直接転写方式よりも画像品位の点で優れるとされている。

しかし、４色のトナー像を重ねて形成された中間転写ベルト上の多色トナー像は、部分によってトナー層の層数が０〜４層まで変化し層厚の変化が大きいため、多色トナー像を記録用紙に２次転写する際に転写効率の変動が大きくなり、場合によってはトナー像の一部が記録用紙に転写されずに「画像の中抜け」となってあらわれることもあった。
このような「画像の中抜け」を解消するための手法の１つとして、より流動性の高いトナーを用いることにより、中間転写ベルトに対する多色トナー像の剥離性を向上させ転写効率の改善を図ることが行われている。

しかし、流動性の高いトナーを用いると、多色トナー像の中間転写ベルトからの剥離性は向上するものの、２次転写時にトナーの飛散が生じ易くなり、コントラスト不足や転写チリの発生等により画像品位が低下し易くなる。

この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、画像品位の低下を抑えつつ、高い転写効率を発揮できる画像形成装置を提供するものである。

この発明は、トナー粒子よりなるトナー像が形成される感光体と、感光体と一部対向するように回転駆動される中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルトは感光体上に形成されたトナー像がベルト上に転写される１次転写部と、ベルト上に転写されたトナー像が記録用紙に転写される２次転写部を有し、１次転写部の下流には転写されトナー粒子の静電気力によってベルト上に静電的に付着しているトナー像に振動を加えて前記トナー像の凝集度を高める１次加振部が配置され、２次転写部には凝集度の高められた前記トナー像に振動を加えてベルトからの剥離を促進する２次加振部が配置され、１次転写部および２次転写部は、トナー像を感光体上から中間転写ベルト上に静電的に転写させる１次転写バイアス、およびトナー像を中間転写ベルト上から記録用紙上へ静電的に転写させる２次転写バイアスがそれぞれ印加される部分であり、１次加振部は１次転写バイアスにより形成される電界領域から外れた領域で振動を加えるように配置され、２次加振部は２次転写バイアスにより形成される電解領域内で振動を加えるように配置され、１次加振部は２次加振部よりも高い周波数の振動をトナー粒子の静電気力の作用範囲内で加える画像形成装置を提供するものである。

この発明によれば、１次転写部で転写されたトナー像の凝集度が１次加振部から加えられる振動によって高められ、凝集度の高められたトナー像が２次加振部からの振動を受けて記録用紙へ転写される。このため、仮に流動性の高いトナーが用いられてもトナー像の凝集度が高められることにより２次転写時のトナーの飛散が抑えられ、さらには２次加振部から加えられる振動により凝集度が高められたトナー像であっても中間転写ベルトから剥離し易くなり、高い転写効率で記録用紙に転写される。

この発明による画像形成装置は、トナー像が形成される感光体と、感光体と一部対向するように回転駆動される中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルトは感光体上に形成されたトナー像がベルト上に転写される１次転写部と、ベルト上に転写されたトナー像が記録用紙に転写される２次転写部を有し、１次転写部の下流には転写されたトナー像に振動を加えて前記トナー像の凝集度を高める１次加振部が配置され、２次転写部には凝集度が高められた前記トナー像に振動を加えてベルトからの剥離を促進する２次加振部が配置されてなることを特徴とする。

この発明において、画像形成装置とは、トナーを用いて画像を形成する装置全般を意味する。画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ等が挙げられる。
感光体とは、その周面が均一に帯電させられた後、露光されることによって静電潜像を形成するものを意味する。トナー像は、静電潜像に、トナー又はトナーとキャリアからなる現像剤を付着させて静電潜像を顕像化したものを意味する。
なお、トナー像は、複数色のトナー像が重ねられた多色トナー像であってもよいし、或いは、単色のトナー像であってもよい。
中間転写ベルトとは、感光体上に形成されたトナー像を静電的に担持するベルト状のものを意味する。

１次転写部とは、中間転写ベルトのうち、感光体と対向し感光体上のトナー像がベルト上に転写される領域を意味する。
２次転写部とは、中間転写ベルトのうち、搬送されてくる記録用紙と対向しベルト上のトナー像が記録用紙に転写される領域を意味する。
なお、中間転写ベルトは回転駆動されるので、当然ながら中間転写ベルトにおける１次転写部および２次転写部の位置は、中間転写ベルトの回転駆動に伴って相対的に移動する。
また、記録用紙とは、トナー像が転写される記録媒体を意味し、ＯＨＰシートなどの記録媒体も記録用紙の範疇に含められる。

１次加振部とは、１次転写部の下流側に配置され中間転写ベルト上のトナー像に振動を加えるものを意味する。１次加振部はトナー像に直接振動を加えてもよいし、ベルトを介してトナー像を振動させてもよい。
２次加振部とは、２次転写部に配置され中間転写ベルト上のトナー像に振動を加えるものを意味する。２次加振部はトナー像に直接振動を加えてもよいし、ベルトを介してトナー像を振動させてもよい。

この発明による画像形成装置において、１次転写部および２次転写部は、トナー像を感光体上から中間転写ベルト上に静電的に転写させる１次転写バイアス、およびトナー像を中間転写ベルト上から記録用紙上へ静電的に転写させる２次転写バイアスがそれぞれ印加される部分であり、１次加振部は１次転写バイアスにより形成される電界領域から外れた領域で振動を加えるように配置され、２次加振部は２次転写バイアスにより形成される電界領域内で振動を加えるように配置される。

というのは、この発明による画像形成装置では、１次転写部の下流側に配置された１次加振部からトナー像に振動を加えることによりトナー像の凝集度を高めるが、トナー像の凝集度を高めるということはトナー像を形成するトナー粒子を移動させて粒子間の距離を縮めるということであり、そのためには１次転写バイアスが印加され強い電界が形成される１次転写部よりも、１次転写バイアスによる電界の影響を受けない領域でトナー像をある程度自由に振動させることが好ましいからである。

１次転写バイアスの電界の影響を受けない領域では、トナー像はトナー粒子自体の電荷によって中間転写ベルト上に静電的に付着している。このような状態でトナー粒子の静電気力の作用範囲内でトナー粒子を細かく振動させると、トナー像は静電気力によって中間転写ベルト上に担持されたまま振動し、トナー粒子間の隙間が徐々に狭められ、凝集度が高められる。

凝集度が高められたトナー像は、コントラストの高い鮮明なものとなり、画質的により好ましいものとなる。もちろん、この作用は、２次転写時の転写効率を高めるために流動性の高いトナー粒子を用いる場合により好ましいものとなる。というのは、流動性の高いトナーは、中間転写ベルトからのトナー像の剥離性を向上させるうえでは有利に作用するが、２次転写時に飛散し易く、コントラスト不足や転写チリ等による画像品位の低下を招き易いからである。
しかし、上述のようにトナー像の凝集度を高めると、流動性の高いトナーが用いられている場合であっても、２次転写時のトナーの飛散が抑えられるので、画像品位の低下が防止される。

一方、２次加振部は中間転写ベルト上からのトナー像の剥離促進を目的としているため、トナー像を記録用紙へ転写させる２次転写バイアスの電界領域内で振動を加えるように配置されていることが好ましい。

この発明による画像形成装置において、１次加振部および２次加振部の少なくとも一方は、中間転写ベルトの裏面に、中間転写ベルトの移動方向と直交する方向に並べられた複数の振動子から構成されていてもよい。
このような構成において、振動子は、中間転写ベルトと非接触となるように配置されていてもよいが、振動の伝達効率の観点からすれば、振動子の作用部分がベルトの裏面に接していることが好ましい。但し、この場合、振動子とベルトとの摺動性に配慮する必要がある。

この発明による画像形成装置において、１次加振部および２次加振部の少なくとも一方は、中間転写ベルトの裏面に接する振動伝達部材と、振動伝達部材に振動を加える振動子とからそれぞれ構成されていてもよい。なお、この場合も振動伝達部材とベルトとの摺動性に配慮する必要がある。

１次加振部および２次加振部の少なくとも一方が振動子を備える上記構成に係る画像形成装置において、振動子は超音波振動子からなっていてもよい。

また、この発明による画像形成装置において、１次加振部は２次加振部よりも高い周波数の振動を加えるように構成されている。
というのは、上述のとおり、１次加振部はトナー像をその静電気力の範囲内で振動させることによりトナー像の凝集度を高めることを目的としており、そのためにはトナー像の剥離促進を目的とする２次加振部よりも高い周波数の振動によってトナー像を細かく振動させることが好ましいからである。

なお、中間転写ベルトの物性、トナーの組成および物性、並びに、振動子の形態および諸元等によって好ましい値は変化するので一概にはいえないが、１次加振部が発する振動の周波数は、約２０ＫＨｚ〜３５ＫＨｚ程度とすることができ、２次振動部が発する振動の周波数は、約５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ程度とすることができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施形態について詳述するが、この発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、この発明の思想の範囲内で種々の改変が可能である。

図１は、この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を概略的に示す説明図である。図２および図３は図１に示されるカラー画像形成装置の要部拡大説明図である。

カラー画像形成装置の全体構成
図１に示されるように、この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置１００は、原稿をスキャンして得られた画像データ、又は外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録用紙に多色（カラー）または単色の画像を形成するものである。
カラー画像形成装置１００は、露光ユニット１、現像器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、帯電器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、クリーナユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、用紙搬送路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、複数の給紙カセット１０および排紙トレイ１５とから主に構成されている。

なお、カラー画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。
したがって、現像器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、帯電器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、クリーナユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられている。

すなわち、現像器２ａ、感光体ドラム３ａ、帯電器４ａおよびクリーナユニット５ａによってブラック用の画像ステーションが構成され、現像器２ｂ、感光体ドラム３ｂ、帯電器４ｂおよびクリーナユニット５ｂによってシアン用の画像ステーションが構成され、現像器２ｃ、感光体ドラム３ｃ、帯電器４ｃおよびクリーナユニット５ｃによってマゼンタ用の画像ステーションが構成され、現像器２ｄ、感光体ドラム３ｄ、帯電器４ｄおよびクリーナユニット５ｄによってイエロー用の画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、カラー画像形成装置１００の上部にそれぞれ配置されている。
帯電器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、対応する感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、この実施形態ではチャージャー型のものを用いているが、ブラシ型や接触ローラ型の帯電器を用いることもできる。
また、この実施形態では、露光ユニット１として、レーザ照射部８０および反射ミラー８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いているが、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

帯電器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって帯電された感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを入力された画像データに応じて露光ユニット１によって露光することにより、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面に画像データに応じた静電潜像がそれぞれ形成される。
現像器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれの感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成された静電潜像を（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、現像・画像転写後における感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面に残留したトナーをそれぞれ除去・回収するものである。

感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ７３、中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとそれぞれ対向する位置に回転可能に支持されており、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのトナー像を、中間転写ベルト７上に１次転写するための１次転写バイアスを与えるものである。
中間転写ベルト７は、それぞれ感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。

この中間転写ベルト７は、厚さ１５０μｍのポリイミド製フィルム用いて無端状に形成されている。中間転写ベルト７の駆動方向に直交する方向の幅は３４０ｍｍで、中間転写ベルト駆動ローラ７１と中間転写ベルト従動ローラの間で０．５ｋｇｆのテンションで張架されている。また、中間転写ベルト７は、ポリイミド製フィルムに導電剤であるカーボンブラックを含有させており、その抵抗値は１０⁷Ωｃｍになるよう含有量を調製している。

感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから中間転写ベルト７へのトナー像の１次転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって行われる。中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには、中間転写ベルト７へトナー像を１次転写するために、高電圧の１次転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。
中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。
なお、この実施例では、ローラ形状の中間転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを転写電極として使用しているが、ブラシ型のものなども用いることができる。

上述のように各感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト７上に１次転写され、中間転写ベルト７の回転によって、後述の記録用紙と中間転写ベルト７の接触位置に配置される転写ベルト１１によって記録用紙上に２次転写される。
この時、中間転写ベルト７と転写ベルト１１は転写ローラ１１ａによって所定のニップ幅で圧接されると共に、転写ローラ１１ａにはトナーを記録用紙に転写させるための２次転写バイアスが印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。
さらに、転写ローラ１１ａと中間転写ベルト駆動ローラ７１は、上記のニップ幅を定常的に得るために、転写ローラ１１ａ若しくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方が硬質材料（金属等）とされ、他方が弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）で構成される。

また、上記のように、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ベルト１１によって記録用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。
中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニング部材としてクリーニングブレード９ａが備えられており、クリーニングブレード９ａが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

複数の給紙カセット１０は、画像形成に使用する記録用紙を蓄積しておくための開閉可能なカセットであり、カラー画像形成装置１００の画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。
また、カラー画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、画像形成済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。

カラー画像形成装置１００には、各給紙カセット１０の記録用紙を転写ベルト１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓ１が設けられている。
さらに、各給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓ１の近傍には、ピックアップローラ１６−１、搬送ローラ２５−１、レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着ユニット１２等が配されている。

各搬送ローラ２５−１は、記録用紙の搬送を促進・補助するためのローラであり、各ピックアップローラ１６−１の下流側に設けられている。ピックアップローラ１６−１は、各給紙カセット１０の端部に備えられ、各給紙カセット１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓ１に供給する呼び込みローラである。
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓ１を搬送されている記録用紙をいったん保持するものである。そして、中間転写ベルト７上に形成された多色トナー像の先端と記録用紙の先端を合わせるタイミングで記録用紙を転写ベルト１１に搬送する機能を有している。

定着ユニット１２は、１対の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２等を備えており、加熱ローラおよび加圧ローラ３２は、記録用紙を挟んで回転するようになっている。
また、加熱ローラ３１は、温度検出器（図示せず）からの信号に基づく制御部の制御によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２と共に記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録用紙に対して熱圧着させる機能を有している。
なお、多色トナー像が定着された後の記録用紙は排紙路Ｓ３に搬送され、排紙ローラ２５−２によって反転された状態で（多色トナー像を下側へ向けて）排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

次に、記録用紙搬送経路について説明する。このカラー画像形成装置１００には上述のとおり予め記録用紙を収納する給紙カセット１０が設けられると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に前記給紙カセット１０内の記録用紙を用いなくてもよい手差部２０が設けられている。
いずれの給紙方法によっても、給紙カセット１０の端部に配置されたピックアップローラ１６−２によって１枚ずつ用紙搬送路Ｓ１又はＳ２に導かれるようになっている。

給紙カセット１０から給紙された記録用紙は、用紙搬送路Ｓ１中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、記録用紙の先端と中間転写ベルト７上の多色トナー像の先端が整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、記録用紙上に多色トナー像が２次転写される。
その後、記録用紙は定着ユニット１２を通過することによって記録用紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、排紙ローラ２５−２によって排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の場合）。

一方、ユーザによって手差部２０に供給された記録用紙は、ピックアップローラ１６−２によって用紙搬送路Ｓ２に導かれた後、搬送ローラ２５−３によって搬送され用紙搬送路Ｓ１に合流した後、レジストローラ１４に到達し、それ以降は上述の給紙カセット１０から給紙される記録用紙と同様の過程を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の場合）。

なお、両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着部１２を通過した記録用紙の後端が排紙ローラ２５−２でチャックされ、排紙ローラ２５−２が逆回転することによって反転用用紙搬送路Ｓ４に導かれる。
反転用用紙搬送路Ｓ４に導かれた記録用紙は、再び用紙搬送路Ｓ１に合流し、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。

１次加振部および２次加振部の構成と作用
この実施形態に係るカラー画像形成装置１００は、上述のとおり、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の各色トナー像を中間転写ベルト７に、順次、１次転写して多色トナー像を形成した後、該多色トナー像を記録用紙へ２次転写する中間転写方式である。
中間転写ベルト７上の多色トナー像はＫ・Ｃ・Ｍ・Ｙの４色のトナー像が重ねられて形成されているので層厚が不均一であり、記録用紙への転写効率も変動し易い状況にあり、場合によっては多色トナー像の一部が転写されずに「画像の中抜け」といった現象を引き起こす恐れもある。
そこでこの実施形態に係るカラー画像形成装置１００では、中間転写ベルト７に対する多色トナー像の剥離性を向上させるために、Ｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙの各色のトナーに流動性に優れたものを用いている。本実施形態で用いられる各色トナーは、一般的に電子写真用トナーとして使用されているものであれば、特に限定されるものではない。

このような電子写真用トナー樹脂材料としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、スチレン系、例えば、ポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸系樹脂、例えばスチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体もしくはスチレン−アクリル酸オクチル共重合体またはスチレン−メタクリル酸系樹脂、例えばスチレン−メタクリル酸メチル共重合体などが挙げられる。

上記のなかでも、トナー主樹脂が、スチレン−アクリル酸系樹脂、スチレン−メタクリル酸系樹脂およびポリエステル系樹脂である場合に、トナーとしての性能が特に優れており好ましい。更には、トナーの機械的強度及び定着強度を高めるために、トナー主樹脂材料成分の分子量を高分子量化した樹脂成分を含有しているポリエステル樹脂材料が好適に用いられる。

該電子写真用トナーにおいて用いられる着色剤としては、以下のものが用いられる。

黒（Ｋ）：カーボンブラック、オイルファーネスブラック、ランプブラック、アニリンブラック等のアジン系色素や金属酸化物等が用いられている。

シアン（Ｃ）：フタロシアニンブルー等のフタロシアニン系顔料やコバルトブルー、アルカリブルー等が用いられている。

マゼンタ（Ｍ）：ベンガラ、カドミウムレッド、リソールレッド、ピラゾロンレッド等が用いられている。

イエロー（Ｙ）：ナフトールイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイイエロー、ベンジジンイエロー等の不溶性アゾ系顔料等が用いられている。

なお、本実施形態で用いられている電子写真用トナーは、主樹脂にポリエステル樹脂を用いており、上記各色に対応した顔料を用いて製造されている。具体的には、一度、高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作成した後、２軸オープンローラタイプの加熱溶融樹脂混練機（三井鉱山社製：ニーデックスＭＯＳ１４０−８００）を用いて、該電子写真用トナー主樹脂に溶融混練を行う。

また、電子写真用トナーの帯電性を安定制御させるため、該電子写真用トナーの電荷制御剤を内添している。電荷制御剤としてサリチル酸誘導体等の金属錯体を樹脂材料に対して０．１重量％となるように調製しているが、電子写真用トナーに対して負電荷性に寄与するものであれば、有機ホウ素塩類やカリックスアレン系化合物を用いてもかまわない。
更には、記録用紙への定着性を向上させるため、離型剤としてカルナウバワックスを用いているが、パラフィンワックスや低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等を用いてもかまわない。

前記樹脂溶融混練によって得られた前記材料を含有した樹脂混練物を自然冷却した後、気流式粉砕装置（日本ニューマチック社製：超音速ジェットミルＣＰＸ−１２）で微粉砕し、分級装置（日本ニューマチック社製：分級機ＭＰ２５０）を用いて、平均粒子径が６．５μｍになるように分級を実施し、電子写真用トナーを得る。

上記のようにして得られる電子写真用トナーの流動性等を改善するために、トナー表面にシリカ等の無機物微粒子を付着させる処理を施してもよい。
本実施形態では、平均粒子径が０．１μｍの粒子径を有するシリカを、電子写真用トナーに対して１重量％となるように調製している。
これはあくまでも一例であり、チタニアやアルミナの微粒子を用いてもかまわない。

上記のような流動性に優れたトナーは、中間転写ベルト７からの多色トナー像の剥離性を向上させる一方で、２次転写時にトナーが飛散し易く、転写チリやコントラスト不足などにより画像品位を低下させる原因ともなる。
このため、図２および図３に示されるように、この実施形態に係るカラー画像形成装置１００（図１参照）は、１次転写された中間転写ベルト７上の多色トナー像に振動を加えて多色トナー像の凝集度を高める１次加振部４３と、凝集度の高められた多色トナー像に振動を加えて中間転写ベルト７から剥離し易くする２次加振部４５を備えている。

図２に示されるように、１次加振部４３は、黒トナー像が転写される１次転写部４１（１次転写バイアスが印加される感光体ドラム３ａと中間転写ローラ６ａの対向箇所）よりも下流側で、１次転写バイアスの電界作用を受けない領域に配置されている。図３に示されるように、１次加振部４３は、中間転写ベルト７の移動方向と直交する方向に並べられた複数の１次振動子４４で構成されている。各１次振動子４４は超音波振動子である。
図２および図３に示されるように、各１次振動子４４は中間転写ベルト７の裏面に接しており、中間転写ベルト７上の多色トナー像に、トナー粒子の静電気力の作用範囲内で振動を加える。

トナー粒子の静電気力の作用範囲内で１次加振部４３から多色トナー像に振動が加えられると、多色トナー像は静電気力によって中間転写ベルト７上に担持されたまま振動し、トナー粒子間の隙間が徐々に狭められ、凝集度が高められる。これにより流動性の高いトナーで形成された多色トナー像の画質が向上するだけでなく、２次転写時におけるトナーの飛散も防止される。

１次加振部４３は、トナー粒子の静電気力の作用範囲内でトナー粒子を振動させ、トナー像の凝集度を高めるという目的のために、比較的高い周波数の超音波によってトナー粒子を振動させる。この実施形態における１次加振部４３の詳細は次のとおりである。

１次振動子の数：６４個
１次振動子の周波数：２０ＫＨｚ
１次振動子の出力：振幅０．２μｍ
１次振動子と中間転写ベルトとの接触圧：１００ｇ／ｃｍ
なお、１次振動子４４は、中間転写ベルト７と接触する先端に直径２ｍｍのガラス製の球形粒子４４ａが接着されており、球形粒子４４ａが中間転写ベルト７の裏面に接触する。
また、図示されていないが、中間転写ベルト７と接触しない１次振動子４４の基端４４ｂ側には細長い板状の固定板が配設され、複数の１次振動子４４はそれらの基端４４ｂが固定板の軸方向に沿って整列するように固定板に接着され固定されている。また、１次振動子４４を固定する固定板の背面には当接力を調整する機構としてコイルスプリングが配設されており、中間転写ベルト７と１次振動子４４との当接力を制御できるように構成されている。

図２に示されるように、上記のようにして凝集度が高められた多色トナー像は、中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａとが対向する２次転写部４２において、転写ローラ１１ａから印加される２次転写バイアスによる電界作用と２次加振部４５から加えられる振動との相乗作用により中間転写ベルト７から容易に剥離し、画質を維持したまま記録用紙に静電的に転写される。
２次加振部４５は、２次転写バイアスが印加される中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａの対向箇所で、２次転写バイアスの電界作用領域内で振動を加えるように中間転写ベルト７の裏面側に配置されている。図３に示されるように、２次加振部４５は中間転写ベルト７の進行方向と直交する方向に間隔を空けて並べられた複数の２次振動子４６で構成され、各２次振動子４６は超音波振動子である。

２次加振部４５は、上述の１次加振部４３よりも低い周波数の超音波を発信し、多色トナー像に振動を加えて中間転写ベルト７上からの剥離を促進する。この実施形態における２次加振部４５の詳細は次のとおりである。

２次振動子の数：６個
２次振動子の周波数：５ＫＨｚ
２次振動子の出力：振幅０．４μｍ
なお、２次振動子４６は、中間転写ベルト７と接触する先端に直径２ｍｍのガラス製の球形粒子４６ａが接着されており、球形粒子４６ａが中間転写ベルト７の裏面に接触する。これにより、隣接する２次振動子４６は互いに接触することなく中間転写ベルト駆動ローラ７１間に露出する中間転写ベルト７の裏面に球形粒子４６ａを介して接触する。

１次加振部および２次加振部の変形例
１次加振部および２次加振部の変形例について図４および図５に基づいて説明する。
図４および図５に示されるように、変形例に係る１次加振部５３は、中間転写ベルト７の裏面の幅方向に均一に接する振動伝達部材５７と、振動伝達部材５７へ振動を伝達する１次振動子５４とから構成されている。１次振動子５４はともに超音波振動子である。

なお、１次振動伝達部材５７の構造的な詳細は次の通りである。
１次振動伝達部材５７は、中間転写ベルト７を横切る長手方向の長さが３２０ｍｍ、中間転写ベルト７の移動方向に沿った幅が１０ｍｍとなる寸法を有し、中間転写ベルト７の裏面と接触する対向部５７ａが曲率（Ｒ＝１０ｍｍ）を有するようにアルミを研削加工することにより作製されている。
また、１次振動伝達部材５７は、中間転写ベルト７の裏面と接触する対向部５７ａから１次振動子５４と接触する当接部５７ｂへ向かって先細となる傾斜がつけられており、１次振動子５４が発する振動を中間転写ベルト７の裏面へ効率よく伝波できるようにデザインされている。

１次振動子５４と接触する１次振動伝達部材５７の当接部５７ｂは、１０×１０（ｍｍ²）の寸法を有し、１次振動子５４の先端５４ａは当接部５７ｂに接着されている。
図示されていないが、１次振動子５４を１次振動伝達部材５７に対して固定するための固定部材が別途設けられており、１次振動子５４と固定部材は、互いに接着され固定されている。
また、固定部材には、中間転写ベルト７と１次振動伝達部材５７との当接力を調整するコイルスプリングが設けられており、１次振動伝達部材５７はその対向部５７ａが中間転写ベルト７に線圧１００ｇ／ｃｍの当接力で加圧されている。

一方、変形例に係る２次加振部５５は、中間転写ベルト駆動ローラ７１'の駆動シャフト７４の両端に、超音波振動子からなる２次振動子５６を当接させ、中間転写ベルト駆動ローラ７１'および中間転写ベルト７を介してトナー像に振動を加えるように構成されている。つまり、変形例に係る２次加振部５５は、中間転写ベルト駆動ローラ７１'が振動伝達部材の役割を兼ねている。

中間転写ベルト駆動ローラ７１'は、金属製の直径８ｍｍの駆動シャフト７４に直径３０ｍｍの金属ローラ７５が配設された構成となっている。中間転写ベルト駆動ローラ７１'の駆動シャフト７４の両端に２次振動子５６がそれぞれ配設されており、２次振動子５６を駆動させることによって、中間転写ベルト駆動ローラ７１'が振動し、中間転写ベルト７と接している箇所から振動が伝波され、中間転写ベルト７上のトナー像が加振されることとなる。

なお、駆動シャフトに配設される金属ローラ７５は、中実ローラであってもよいが、駆動力を低減するためには、中空ローラの方が望ましい。
更には、金属ローラ７５の端部に摩擦係数の高いゴム部材（図示せず）を周方向に無端状に配設してもよいが、これにより金属ローラ７５の表面に大きな段差が形成されると中間転写ベルトが軸方向に撓んでしまうこととなり、画質に悪影響を及ぼす。

このため、ゴム部材を金属ローラ７５に設ける場合、金属ローラ７５とゴム部材の表面は面一に近い状態であることが好ましく、具体的にはゴム部材が金属ローラ７５の表面から僅かに突出している程度が好ましい。
より具体的には、ゴム硬度ＪＩＳＡ５０°のゴムを使用した場合、ゴム部材の表面と金属ローラ７５の表面との間に形成される段差は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

これらの構成によれば、１次振動子および２次振動子の数を減らすことができるので、１次振動子および２次振動子の電気的制御が簡略化される。

また、１次振動伝達部材５７および中間転写ベルト駆動ローラ７１'を振動させる１次振動子５４および２次振動子５６の詳細は次のとおりである。

１次振動子の周波数：２０ＫＨｚ
１次振動子の出力：振幅０．６μｍ
なお、１次振動子５４は、その先端５４ａがアルミ製の１次振動伝達部材５７の当接部５７ｂに接着されており、１次振動伝達部材５７は、その対向部５７ａが中間転写ベルト７の裏面に接している。この時の接触圧は、線圧で１００ｇ／ｃｍとなるように設定するのが好ましい。
図示されていないが、上述のとおり、中間転写ベルト７の裏面と接触しない１次振動子５４の基端５４ｂ側には、１次振動伝達部材５７に対して１次振動子５４を固定するための金属製の固定部材が別途設けられる。固定部材は、1次振動伝達部材５７を１次振動子５４を介して任意の圧力で加圧するために、コイルスプリングによって加圧力が調整される。本実施形態では、１次振動伝達部材５７の対向部５７ａと中間転写ベルト７との当接箇所において、線圧で１００ｇ／ｃｍとなるように加圧力が設定される。

２次振動子の周波数：５ＫＨｚ
２次振動子の出力：振幅０．４μｍ
なお、２次振動子５６は、中間転写ベルト駆動ローラ７１'の駆動シャフト７４の両端に接触するように配置される。図示されていないが、２次振動子５６は、別途設けられた金属製の固定部材に接着され固定される。固定部材は、コイルスプリングを用いた加圧機構を有しており、加圧機構によって、２次振動子５６を中間転写ベルト駆動ローラ７１'の駆動シャフト７４にそれぞれ２００ｇの荷重で加圧する。

この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体的な構成を示す説明図。 図１に示されるカラー画像形成装置の要部拡大説明図である。 図１に示されるカラー画像形成装置の要部拡大説明図である。 １次加振部の変形例を示す説明図である。 ２次加振部の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・露光ユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・現像器
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ・・・感光体ドラム
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・帯電器
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ・・・クリーナユニット
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ・・・中間転写ローラ
７・・・中間転写ベルト
８・・・中間転写ベルトユニット
９・・・中間転写ベルトクリーニングユニット
９ａ・・・クリーニングブレード
１０・・・給紙カセット
１１・・・転写ベルト
１１ａ・・・転写ローラ
１２・・・定着ユニット
１４・・・レジストローラ
１５・・・排紙トレイ
２０・・・手差部
１６−１，１６−２・・・ピックアップローラ
２５−１，２５−３・・・搬送ローラ
２５−２・・・排紙ローラ
３１・・・加熱ローラ
３２・・・加圧ローラ
４１・・・１次転写部
４２・・・２次転写部
４３，５３・・・１次加振部
４４，５４・・・１次振動子
４４ａ，４６ａ・・・球状粒子
４４ｂ，５４ｂ・・・基端
４５，５５・・・２次加振部
４６，５６・・・２次振動子
５４ａ・・・先端
５７・・・１次振動伝達部材
５７ａ・・・対向部
５７ｂ・・・当接部
７１，７１'・・・中間転写ベルト駆動ローラ
７２・・・中間転写ベルト従動ローラ
７３・・・中間転写ベルトテンションローラ
７４・・・駆動シャフト
７５・・・金属ローラ
８０・・・レーザ照射部
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ・・・反射ミラー
１００・・・カラー画像形成装置
Ｓ１，Ｓ２・・・用紙搬送路
Ｓ３・・・排紙路
Ｓ４・・・反転用用紙搬送路

Claims (4)

1. トナー粒子よりなるトナー像が形成される感光体と、感光体と一部対向するように回転駆動される中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルトは感光体上に形成されたトナー像がベルト上に転写される１次転写部と、ベルト上に転写されたトナー像が記録用紙に転写される２次転写部を有し、１次転写部の下流には転写されトナー粒子の静電気力によってベルト上に静電的に付着しているトナー像に振動を加えて前記トナー像の凝集度を高める１次加振部が配置され、２次転写部には凝集度の高められた前記トナー像に振動を加えてベルトからの剥離を促進する２次加振部が配置され、１次転写部および２次転写部は、トナー像を感光体上から中間転写ベルト上に静電的に転写させる１次転写バイアス、およびトナー像を中間転写ベルト上から記録用紙上へ静電的に転写させる２次転写バイアスがそれぞれ印加される部分であり、１次加振部は１次転写バイアスにより形成される電界領域から外れた領域で振動を加えるように配置され、２次加振部は２次転写バイアスにより形成される電解領域内で振動を加えるように配置され、１次加振部は２次加振部よりも高い周波数の振動をトナー粒子の静電気力の作用範囲内で加える画像形成装置。
2. １次加振部および２次加振部の少なくとも一方は、中間転写ベルトの裏面に、中間転写ベルトの移動方向と直交する方向に並べられた複数の振動子から構成される請求項１に記載の画像形成装置。
3. １次加振部と２次加振部の少なくとも一方は、中間転写ベルトの裏面に接する振動伝達部材と、振動伝達部材に振動を加える振動子とから構成される請求項１に記載の画像形成装置。
4. 振動子が超音波振動子からなる請求項２又は３に記載の画像形成装置。

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