(57)【要約】【課題】高速化、長寿命化が可能であり、分離不良や転写が原因で発生する画質不良を防止し、高画質の画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】ドラム状感光体に対して１対１の対応で設けられた中間転写体を有し、ドラム状感光体の半径をｒ１、中間転写体から記録材が分離する分離点における中間転写体の曲率半径をｒ２とするとき、ｒ２／ｒ１≦１を満足するようにドラム状感光体と中間転写体とが形成される。【選択図】図１
2010091708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム状感光体、
該ドラム状感光体上にトナー像を形成する像形成手段、
前記ドラム状感光体に対して、１対１の対応で設けられた中間転写体、
前記ドラム状感光体から前記中間転写体にトナー像を転写する一次転写手段及び、
前記中間転写体から記録材にトナー像を転写する二次転写手段を有し、
二次転写後に記録材を前記中間転写体から分離する画像形成装置であって、
前記ドラム状感光体の半径をｒ１、前記中間転写体の記録材分離点における曲率半径をｒ２とするとき、前記ドラム状感光体と前記中間転写体とが
ｒ２／ｒ１≦１を満足するように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記ドラム状感光体、複数の前記像形成手段、複数の前記中間転写体、複数の前記一次転写手段及び複数の前記二次転写手段を有し、前記ドラム状感光体上に形成されたトナー像を記録材上で重ね合せてカラートナー像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ドラム状感光体と前記中間転写体とが０．２≦ｒ２／ｒ１≦０．９を満足するように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体が、円筒状又は円柱状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、記録材を像担持体から分離する分離技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置としては、例えば、特許文献１に開示されているようにナー像を記録材に直接転写するタイプと、例えば、特許文献２に開示されているように、トナー像を、中間転写体を介して記録材に転写するタイプとがある。
【０００３】
前者のタイプは白黒画像形成装置に用いられ、後者のタイプはカラー画像形成装置に多く用いられる。
【０００４】
後者のタイプのカラー画像形成装置はタンデムタイプと称され、複数の画像形成ユニットにおいて形成された単色トナー像を中間転写体上で重ね合わせ、中間転写体上で形成されたカラートナー像を記録材に一括転写するものである。
【特許文献１】特開２００１−２６３３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１５４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電子写真画像形成装置の用途が印刷の分野に拡大している。
【０００６】
これに伴って、電子写真画像形成装置の高速化と長寿命化に対するニーズが高まっている。
【０００７】
これらのニーズを満足させるために、１回転でより広い面積の画像を形成することができるドラム状感光体が必要になり、ドラム状感光体の半径が大きくなる傾向にある。
【０００８】
特許文献１に開示されている白黒画像形成装置では、転写後の記録材はドラム状感光体から分離されるが、ドラム状感光体の半径が大きくなると、記録材の分離性が低下し、従来の分離手段、即ち、コロナ帯電を利用した静電分離を行う分離手段では、確実な分離を保証することが困難になる。
【０００９】
他の従来の分離手段としては、爪分離があるが、爪分離は、爪による接触傷で、長期間使用した場合に、画像に黒スジや白スジができるという問題がある。
【００１０】
このように、ドラム状感光体の半径を大きくしたときに、分離工程における問題が発生するが、トナー像をドラム状感光体から直接記録材に転写するタイプの特許文献１に開示された画像形成装置においては、転写工程における問題がある。
【００１１】
即ち、転写において、紙粉や記録材に含有される白色顔料がドラム状感光体に付着して、黒スジ、白スジ等の画像欠陥が発生する。さらに、転写電流がドラム状感光体の感光層に注入されて、サイズメモリと称される、記録材の画像が後続の画像中に現れる現象が問題となる。
【００１２】
中間転写体を介してドラム状感光体上のトナー像を記録材に転写する特許文献２に開示されたタイプの画像形成装置では、前記に説明した分離上の問題や、転写工程において生ずる紙粉等の付着の問題はないが、サイズメモリの問題がある。
【００１３】
即ち、特許文献２のタイプの画像形成装置においては、複数のトナー像が重なる結果、大量のトナーにより形成されたトナー像を一括転写するために、大きな転写電流が流れ、これによってサイズメモリが発生するという問題がある。
【００１４】
本発明は、これらの問題を解決し、高速、且つドラム状感光体の長寿命化を可能とし、高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１６】
１．ドラム状感光体、
該ドラム状感光体上にトナー像を形成する像形成手段、
前記ドラム状感光体に対して、１対１の対応で設けられた中間転写体、
前記ドラム状感光体から前記中間転写体にトナー像を転写する一次転写手段及び、
前記中間転写体から記録材にトナー像を転写する二次転写手段を有し、
二次転写後に記録材を前記中間転写体から分離する画像形成装置であって、
前記ドラム状感光体の半径をｒ１、前記中間転写体の記録材分離点における曲率半径をｒ２とするとき、前記ドラム状感光体と前記中間転写体とが
ｒ２／ｒ１≦１を満足するように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
２．複数の前記ドラム状感光体、複数の前記像形成手段、複数の前記中間転写体、複数の前記一次転写手段及び複数の前記二次転写手段を有し、前記ドラム状感光体上に形成されたトナー像を記録材上で重ね合せてカラートナー像を形成することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１８】
３．前記ドラム状感光体と前記中間転写体とが０．２≦ｒ２／ｒ１≦０．９を満足するように形成されていることを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
【００１９】
４．前記中間転写体が、円筒状又は円柱状であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、中間転写体が、ドラム状感光体に対して１体１の対応関係で設けられる。
【００２１】
これによって、分離不良、転写が原因で発生する白スジ、黒スジ、サイズメモリ等の画質低下が効果的に防止され、高速、且つドラム状感光体の長寿命化を可能とし、高画質の画像を形成する画像形成装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔実施の形態１〕
＜画像形成装置の構成＞
図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す図である。
【００２３】
図１に示す画像形成装置は、白黒画像を形成する画像形成装置である。
【００２４】
１はドラム状感光体、２は帯電装置、３は露光装置、４は現像装置、５は中間転写体、６はクリーニング装置である。
【００２５】
帯電装置２、露光装置３及び現像装置４からなり、ドラム状感光体１上にトナー像を形成する像形成手段と、中間転写体５と、クリーニング装置６とはドラム状感光体１の周囲に配置される。
【００２６】
ドラム状感光体１は導電性の基体ドラムに有機半導体を含むＯＰＣ感光層、アモルファスシリコン感光層等の電子写真感光層が形成されたドラム状感光体である。アモルファスシリコン感光層は耐久性が高く、長寿命のドラム状感光体として好ましい。
【００２７】
ＯＰＣ感光層を有するドラム状感光体では、保護層としての表面層を有するものが長寿命という点で好ましい。
【００２８】
表面層としては、シリカ、アルミナ、チタニア等の微粒子を含有するもの、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂からなるものが好ましい。
【００２９】
白黒画像を形成する図１に示す画像形成装置は、印刷の分野に用途があり、この用途は、周速が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上のような高速でドラム状感光体を回転させて画像を形成することが可能な高耐久性の感光体が要求される。
【００３０】
このようなニーズを満たす感光体を実現する手段としては、素材の面からの改良があるが、ドラム状感光体の径を大きくして、画像１枚当たりのドラム状感光体の回転角度を小さくすることが有効である。
【００３１】
即ち、ドラム状感光体１の直径を６０〜２００ｍｍとすることにより、高速対応であり、高耐久性が実現される。
【００３２】
帯電装置２は、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器等からなり、ドラム状感光体１に帯電電位を形成する。
【００３３】
露光装置３は、画像データに基づいて発光し、ドラム状感光体１の表面に静電潜像を形成する。
【００３４】
露光装置３の光源としては、レーザダイオード、ＬＥＤアレイ、液晶、プラズマ等が用いられる。
【００３５】
現像装置４は、静電潜像を現像してドラム状感光体１上にトナー像を形成するものである。現像装置としては、２成分現像装置又は１成分現像装置が用いられ、また、正規現像装置又は反転現像装置が用いられる。
【００３６】
中間転写体５は円筒状又は円柱状でアルミ等の導電性材料からなり、中間転写体５には、一次転写手段としての電源Ｅ１により、トナー像をドラム状感光体１から中間転写体５に転写させる転写圧が印加される。
【００３７】
クリーニング装置６はブレード又はブラシからなるクリーニング手段を有し、ドラム状感光体１上の転写残トナーを除去する。
【００３８】
クリーニング装置７はブレード又はブラシからなり、中間転写体５上のトナーを除去する。
【００３９】
８は記録材Ｐを搬送する導電性のベルトであり、ローラ１０Ａ、１０Ｂに張架され、矢印Ｗ２で示すように周回する。
【００４０】
９は導電性の転写ローラであり、転写ローラ９には、電源Ｅ２により転写電圧が印加される。転写ローラ９及び電源Ｅ２はトナー像を中間転写体５から記録材Ｐに転写する二次転写手段を構成する。
【００４１】
１１は記録材Ｐ上のトナー像を加熱定着する定着装置、１２は記録材Ｐを収納する給紙トレイである。
【００４２】
画像形成工程において、ドラム状感光体１は矢印Ｗ１で示すように時計方向に回転し、帯電装置２による一様帯電及び露光装置３による像露光により静電潜像が形成される。
【００４３】
現像装置４により静電潜像が現像されて、ドラム状感光体１上にトナー像が形成される。
【００４４】
ドラム状感光体１上のトナー像は、中間転写体５に転写される。
【００４５】
中間転写体５上のトナー像は、転写ローラからなるローラ転写装置９により記録材Ｐに転写される。
【００４６】
記録材Ｐは搬送ベルト８により矢印Ｗ２の用に搬送され、記録材Ｐ上のトナー像は、定着装置１１により定着される。
＜トナー像の転写＞
ドラム状感光体１と中間転写体５との間には、電源Ｅ１により一次転写電界が形成される。
【００４７】
一次転写電界は、ドラム状感光体１上のトナー像を中間転写体５に転写させるものであり、負帯電トナーを用いる実施の形態では、電源Ｅ１は正の電圧を中間転写体５に印加する。
【００４８】
また、中間転写体５と転写ローラ９との間では、中間転写体５に対して転写ローラ９が正となるように、電源Ｅ２が二次転写電圧を印加する。
【００４９】
この二次転写電圧により、中間転写体５上の負帯電のトナー像が記録材Ｐに転写される。
【００５０】
中間転写体５上の残留トナーはクリーニング装置７により除去される。
【００５１】
感光体上のトナー像を記録材に直接転写する場合、感光体が記録材に接触する。
【００５２】
このために、紙粉、記録材に含まれている白色顔料等が感光体に付着し、画像ボケ、白スジ、黒スジ等の画質不良の原因になる。
【００５３】
また、記録材を通して転写電流が感光体に流れることにより、感光体の特性が変化し、後続の画像形成で形成される画像中に記録材の像が混在するサイズメモリと呼ばれる画質低下が発生する。
【００５４】
中間転写体５を介してトナー像を記録材Ｐに転写することにより、これらの問題が解消される。
＜記録材の分離＞
中間転写体５はドラム状感光体１よりも小さな半径を有する。
【００５５】
即ち、ドラム状感光体１の半径をｒ１、中間転写体５の半径をｒ２とするとき、ｒ１、ｒ２がｒ２／ｒ１≦１を満足するようにドラム状感光体１と中間転写体５とが形成される。
【００５６】
望ましくは、ｒ１、ｒ２が０．２≦ｒ２／ｒ１≦０．９を満足するようにドラム状感光体１と中間転写体５とが形成される。
【００５７】
円筒状又は円柱状の中間転写体５を用い、記録材Ｐを中間転写体５の下方で水平に搬送する図示の実施の形態では、記録材Ｐが転写後に中間転写体５から分離する分離点は、中間転写体５の真下になる。
【００５８】
また、分離点における中間転写体５の曲率半径は、中間転写体５の半径となる。
【００５９】
中間転写体５の半径を前記のように小さくすることにより、記録材Ｐの中間転写体５からの分離が確実に行われるようになる。
【００６０】
ドラム状感光体１の半径を前記のように大きくした場合、記録材Ｐをドラム状感光体１から分離する際に、分離点における曲率半径が大きくなって分離性が低下する。
【００６１】
図１に示す実施の形態のように、ドラム状感光体１と記録材Ｐとの間に半径の小さな中間転写体５を介在させることにより、ドラム状感光体１に大きな半径を持つものを使用し、しかも、分離点における中間転写体５の曲率半径を小さくすることが可能となる。
【００６２】
これにより、分離性が向上し、記録材Ｐは確実に分離されるようになる。
【００６３】
ｒ２／ｒ１が１よりも大きくなると、分離点における中間転写体の曲率半径が大きくなって分離性が低下し、分離が確実に行われない場合が生ずる。
【００６４】
０．２≦ｒ２／ｒ１≦０．９が特に好ましい。
〔実施の形態２〕
図２は本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す。
【００６５】
図２に示す画像形成装置は、イエロートナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｙ、マゼンタトナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｍ、シアントナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｃ及び黒トナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｋを有するカラー画像形成装置である。
【００６６】
各画像形成ユニットは、ドラム状感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、中間転写体５及びクリーニング装置を有する。
【００６７】
これらの部品には、ドラム状感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのように、図１において各部品に付した番号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されている。
【００６８】
画像形成ユニット２０Ｙにおいて形成されたイエロートナー像は、中間転写体５Ｙから記録材Ｐに転写され、画像形成ユニット２０Ｍにおいて形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体５Ｍから記録材Ｐに転写され、画像形成ユニット２０Ｃにおいて形成されたシアントナー像は、中間転写体５Ｃから記録材Ｐに転写され、画像形成ユニット２０Ｋにおいて形成された黒トナー像は、中間転写体５Ｋから記録材Ｐに転写される。
【００６９】
これらの単色トナー像が記録材Ｐ上で重ね合わされ、記録材Ｐ上でカラートナー像が形成される。
【００７０】
記録材Ｐ上のカラートナー像は定着装置１０により定着される。
【００７１】
以上説明した画像形成装置においては、中間転写体を用いた従来のカラー画像形成装置のように、多色トナー像を記録材に一括転写するのではなく、各色トナー像を個々に中間転写体から記録材Ｐに転写する。
【００７２】
したがって、転写電流が小さくり、転写電流により発生するサイズメモリを防止することが可能となる。
【実施例】
【００７３】
図１及び図２に示した画像形成装置において、表１に示すドラム状感光体を用いて画像形成試験を行った。
【００７４】
【表１】
2010091708.tif 000003
【００７５】
表１において、ａ−Ｓｉはアモルファスシリコンドラム状感光体を示し、ＯＰＣは有機半導体感光層を有するドラム状感光体を示す。
【００７６】
本発明（モノクロ）は図１に示す画像形成装置の用いた実施例であり、本発明（カラー）は図２に示す画像形成装置を用いた実施例である。
【００７７】
Ｎｏ．１〜３及びＮｏ．１１〜１６は表面層を持たないドラム状感光体を用いた例である。
【００７８】
Ｎｏ．４はシリカを含有する表面層、Ｎｏ．５はアルミナを含有する表面層、Ｎｏ．６はチタニアを含有する表面層を有するドラム状感光体をそれぞれ示す。
【００７９】
Ｎｏ．７はＵＶ硬化樹脂からなる表面層を有するドラム状感光体を示し、Ｎｏ．８〜１０は熱硬化樹脂からなる表面層を有するドラム状感光体を示す。
【００８０】
Ｎｏ．１〜１３が本発明の実施例であり、Ｎｏ．１４〜１６が比較例であり、Ｎｏ．１４、１５はモノクロ画像を形成する例であり、Ｎｏ．１６はカラー画像を形成する例である。Ｎｏ．１６では、特許文献２に記載されているタンデムカラー画像形成装置を用いた。
【００８１】
表１において、○は各評価項目に関して問題がないことを示し、三角は、各評価項目に該当する現象が若干見られるが、許容範囲内であることを示す。
【００８２】
×は画質不良を示す。
【００８３】
表１に示すように、実施例では、良好な画像又は許容範囲内の画像が形成されたが、比較例では、１以上の評価項目に関して画質不良が見られた。即ち、曲率半径の大きな中間転写体を用いた比較例１４では分離性が悪く、中間転写体を用いない比較例１５では、サイズメモリ、分離性の全てに関して良くなく、従来のタンデムカラー画像形成装置では、サイズメモリが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  ドラム状感光体
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電装置
３、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光装置
４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
５、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  中間転写体
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、７、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  クリーニング装置
９  転写装置
Ｅ１、Ｅ２  電源
【図１】
2010091708.tif 000004
【図２】
2010091708.tif 000005