(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される感光体と、該感光体上に形成されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、所定の二次転写位置において、前記中間転写体上に転写されたトナー像を挟んで、該中間転写体と、該二次転写位置に供給されてきた記録媒体とを重ね合わせ、該トナー像を挟む前記中間転写体および前記記録媒体を加圧および加熱する二次転写手段と、該二次転写手段により加圧および加熱された前記記録媒体を前記中間転写体とともに所定の剥離位置まで搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
前記中間転写体および前記記録媒体が前記二次転写位置から剥離位置に搬送されるまでの間、該記録媒体を該中間転写体に静電的に吸着させておく記録媒体吸着手段を備え、
前記記録媒体吸着手段が、導電性のブラシにより前記記録媒体を帯電させて該記録媒体を前記中間転写体に静電的に吸着させるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像が形成される感光体と、該感光体上に形成されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、所定の二次転写位置において、前記中間転写体上に転写されたトナー像を挟んで、該中間転写体と、該二次転写位置に供給されてきた記録媒体とを重ね合わせ、該トナー像を挟む前記中間転写体および前記記録媒体を加圧および加熱する二次転写手段と、該二次転写手段により加圧および加熱された前記記録媒体を前記中間転写体とともに所定の剥離位置まで搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
前記中間転写体および前記記録媒体が前記二次転写位置から剥離位置に搬送されるまでの間、該記録媒体を該中間転写体に静電的に吸着させておく記録媒体吸着手段を備え、
前記記録媒体吸着手段が、コロトロンにより前記記録媒体を帯電させて該記録媒体を前記中間転写体に静電的に吸着させるものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中間転写体を用いた電子写真方式の画像形成装置において、一次転写により中間転写体上に形成されたトナー像を紙等の記録媒体へ二次転写するに際し、静電的転写装置を用いて二次転写を行う方式が広く知られている。しかし、記録媒体である紙表面の凹凸のために、紙と中間転写体が転写時に完全に密着した状態に維持されず、不均一なギャップが生じて転写電界が乱れたり、トナー同士のクーロン反発力によりトナーが反発し合ったりして転写効率が低下するため、画質劣化が生じるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、特開昭５１−９４９３９号公報には、中間転写体上に色の異なるトナー像を順次重ねて静電的に転写し、中間転写体上に形成された多色多重トナー像を溶融した後、溶融した多重トナー像を記録媒体に二次転写するとともにその転写と同時に定着を行ってカラー画像を得るカラー画像形成装置が開示されている。このような転写定着同時方式では、トナー像の記録媒体への転写が非静電的に行われるので、前述のような転写効率低下による画質劣化は生じにくい。
【０００４】
さらに、特開平５−１９６４２号公報や特開平５−２４９７９８号公報には、中間転写体から記録媒体へのトナー像の移行が完全に行われるように、中間転写体と記録媒体を密着状態で加熱および加圧し、その後、トナー間の凝縮力がトナーと中間転写体との接着力より大きくなるまで冷却した後、記録媒体を中間転写体から剥離する技術が開示されている。こうすることにより、トナーの転写効率を高め色バランスが良好で高光沢度の高画質画像を得ようというものである。
【０００５】
このように、同時転写定着方式を用いた画像形成装置で高画質の画像を得るには、転写定着後の中間転写体および記録媒体を密着状態に維持したまま冷却しなければならない。しかし、中間転写体と記録媒体との間には互いに離間しようとする力が作用する。
図８は、同時転写定着後の記録媒体に作用する力を示す説明図である。
【０００６】
同時転写定着方式による画像形成装置では、中間転写体３および記録媒体４は転写定着手段により熱が加えられた後冷却が行われるが、図８に示すように、冷却の過程でそれぞれの熱収縮率が異なるため、両者間にずれが生じ剥離しようとする力が作用する。また、紙などの記録媒体ではその繊維の方向性により紙がカールする場合もある。さらに、画像形成装置内のレイアウトによっても記録媒体の剥離を促進する力が生じる場合がある。
【０００７】
図９は、同時転写定着方式による画像形成装置の一部分を示す図である。
図９に示す画像形成装置には、トナー像Ｔを担持して矢印Ａ方向に回動する無端ベルト状の中間転写体３と、二次転写位置Ｐ２に供給されてきた記録媒体４を中間転写体３と重ね合わせ、トナー像Ｔを挟む中間転写体３および記録媒体４を加圧および加熱して記録媒体４上にトナー像Ｔを転写するプレッシャーロール２ａおよびヒートロール２ｂよりなる二次転写手段２と、トナー像Ｔが転写される前の記録媒体４を搬送するローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，・・・などの記録媒体搬送手段の一部とが示されている。
【０００８】
トレイ２３内の記録媒体４は、記録媒体搬送手段によって二次転写位置Ｐ２に供給され、プレッシャーロール２ａおよびヒートロール２ｂにより、トナー像Ｔを挟んで中間転写体３と重ね合わされ加圧および加熱される。図９に示すようなレイアウトの画像形成装置では、加圧および加熱後の記録媒体４は、中間転写体３、記録媒体４およびトナー像Ｔが冷却するまでの間、密着状態のまま維持されずに、記録媒体４は記録媒体４自体の重力により下方にカールし、冷却前に剥離してしまうことが多い。
【０００９】
以上説明したように、同時転写定着方式で高画質の画像を得るためには、転写定着後の所定の冷却期間の間、中間転写体と記録媒体が密着状態に維持されていることがトナー転写効率、ひいては画質にとって重要であるにもかかわらず、それを実現することが難しい。
本発明は、上記の事情に鑑み、中間転写体を用いた同時転写定着方式の画像形成装置において、トナー転写効率を高めることにより高画質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、
表面にトナー像が形成される感光体と、感光体上に形成されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、上記感光体上に形成されたトナー像を上記中間転写体に転写する一次転写手段と、所定の二次転写位置において、上記中間転写体上に転写されたトナー像を挟んで、中間転写体と、二次転写位置に供給されてきた記録媒体とを重ね合わせ、トナー像を挟む上記中間転写体および上記記録媒体を加圧および加熱する二次転写手段と、二次転写手段により加圧および加熱された上記記録媒体を上記中間転写体とともに所定の剥離位置まで搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
上記中間転写体および上記記録媒体が上記二次転写位置から剥離位置に搬送されるまでの間、記録媒体を中間転写体に静電的に吸着させておく記録媒体吸着手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記記録媒体吸着手段が、導電性のブラシにより上記記録媒体を帯電させて記録媒体を上記中間転写体に静電的に吸着させるものであってもよく、また、上記記録媒体吸着手段が、コロトロンにより上記記録媒体を帯電させて記録媒体を上記中間転写体に静電的に吸着させるものであってもよい。
また、上記二次転写手段がトナー像を挟む記録媒体および中間転写体を加圧および加熱する一対の転写定着ロールを備え、上記記録媒体吸着手段が、上記転写定着ロールにより上記記録媒体を帯電させて記録媒体を上記中間転写体に静電的に吸着させるものであってもよい。
【００１２】
さらに、上記記録媒体吸着手段が、トナーの帯電極性とは逆の極性の電荷により上記記録媒体を帯電させて記録媒体を上記中間転写体に静電的に吸着させるものであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の第１の実施形態の概要構成図である。
第１の実施形態は、本発明の画像形成装置をディジタルカラープリンタに適用した一例である。ユーザにより操作されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７からの画像データが、画像形成装置１のイメージプロセッシングシステム（ＩＰＳ）８に入力される。画像データはイエロー、マゼンタ、サイアン、およびブラックの４色に分解された後、イエロー、マゼンタ、サイアン、およびブラックの４色に対応する画像形成エンジン５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにそれぞれ送り出される。各画像形成エンジン５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはそれぞれが同型の感光体ドラム６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、レーザドライバユニット９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ミラー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、帯電チャージャ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、現像器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、クリーナ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄから構成されている。
【００１４】
以下に、これら４色のうちイエローの画像形成用の第１エンジン５ａについて詳しく説明する。矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム６ａの周囲には、露光に先立ち感光体ドラム６ａの表面を均一に帯電する帯電チャージャ１１ａが設けられている。帯電チャージャ１１ａの下流側には現像器１２ａが、さらに下流側にはクリーナ１３ａが配備されている。
【００１５】
上記の４つのエンジンは、各感光体ドラム６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのそれぞれの一次転写位置Ｐ１において中間転写体３に接するように配備されている。また、各感光体ドラム６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが中間転写体３に接する位置の、中間転写体３の裏面側には、それぞれ転写コロトロン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配備されている。
【００１６】
さらに、この画像形成装置には、中間転写体３を張架し矢印Ｂ方向に回動させることにより、中間転写体３上のトナー像を中間転写体と共に担持しながら搬送すると共に、トレイ２３内の記録媒体４を中間転写体３上の二次転写位置Ｐ２に供給し、中間転写体３上の記録媒体剥離位置Ｐ３まで搬送するための、ローラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄなどよりなる記録媒体搬送装置が配備されている。
【００１７】
また、上記の二次転写位置Ｐ２には、中間転写体３上のトナー像を記録媒体４と重ね合わせ、トナー像を挟む中間転写体３および記録媒体４を加圧および加熱して記録媒体４上にトナー像を転写する、一対の、加圧ロール２ａおよび加熱ロール２ｂよりなる二次転写手段２が配備されている。加熱ロール２ｂは中間転写体３を張架する機能をも兼ねている。二次転写手段２の下流側には、記録媒体４を中間転写体３に静電的に吸着させておく記録媒体吸着手段１７が配備されている。さらに、中間転写体３の搬送経路の延長線上の記録媒体剥離位置Ｐ３には、半径の小さい剥離用のローラ１５ｃが配備されており、さらにその先には、中間転写体３から剥離された記録媒体４を機外へ排出する排出ローラ２４が配備されている。
【００１８】
次に、この画像形成装置による画像形成動作について説明する。
ＰＣ７より送られた画像データに基づきＩＰＳ８からイエローの画像が第１エンジン５ａのレーザドライバユニット９ａへ出力される。レーザドライバユニット９ａからはイエローの画像に対応するレーザー光が出射され、ミラー１０ａを経て感光体ドラム６ａに照射される。感光体ドラム６ａ表面は予め帯電チャージャ１１ａにより一様に帯電されており、その一様帯電された感光体ドラム６ａ表面がレーザー光により感光されてイエロー画像に基づく静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム６ａ上の静電潜像は感光体ドラム６ａの矢印Ａ方向への回転につれて現像位置に移動しイエロー用現像器１２の現像槽からイエロートナーが供給され、感光体ドラム６ａ上にイエローのトナー像が形成される。次いでイエローのトナー像は感光体ドラム６の回転につれて一次転写位置Ｐ１に移動し、一次転写位置Ｐ１において、転写コロトロン１４ａにより中間転写体３上に一次転写される。一次転写の際、感光体ドラム６表面にトナーの一部が転写されずに残留するが、クリーナ１３ａによって掻き落とされる。
【００１９】
同様に、第２エンジン５ｂによりマゼンタの画像形成が行われ、さきに中間転写体３上に一次転写されたイエロートナー像が中間転写体３とともに矢印Ｂ方向に搬送され第２エンジン５ｂおよびマゼンタ用の転写コロトロン１４ｂの配備されたマゼンタの一次転写位置に到達するタイミングに合わせて、中間転写体３上のイエロートナー像の上にマゼンタのトナー像が一次転写される。以下同様に、第３エンジン５ｃによりサイアンの画像形成および中間転写体３上への一次転写、第４エンジン５ｄによりブラックの画像形成および中間転写体３上への一次転写がそれぞれ行われ、中間転写体３上に４色の像重ねが行われる。このように像重ねされたトナー像が中間転写体３の回動につれて二次転写位置Ｐ２に搬送される。二次転写位置Ｐ２には加圧ロール２ａおよび加熱ロール２ｂよりなる二次転写手段２が配備されており、中間転写体３上のトナー像は、二次転写位置Ｐ２に供給されてきた記録媒体４と重ね合わせられ、中間転写体３および記録媒体４とともに加圧および加熱され記録媒体４上に二次転写され、かつ定着されて、所定の剥離位置Ｐ３まで搬送される。
【００２０】
中間転写体３および記録媒体４が二次転写位置Ｐ２から剥離位置Ｐ３に搬送されるまでの間、すなわち二次転写手段２の下流側には、記録媒体４を中間転写体３に静電的に吸着させておく記録媒体吸着手段１７が配備されている。第１の実施形態では記録媒体吸着手段１７は導電性ブラシが用いられている。
図２は、導電性ブラシを用いた記録媒体吸着手段の概要図である。
【００２１】
図２に示すように、加圧ロール２ａおよび加熱ロール２ｂよりなる二次転写手段２の下流側に、ブラシ帯電器１９と対向電極ロール２０から成る記録媒体吸着手段１７が配備されている。ブラシ帯電器１９は電源１９ａに接続され、ブラシの先端が記録媒体４表面と摺接している。ブラシ先端と対向する位置に配備された対向電極ロール２０は接地されており、記録媒体４は導電性ブラシと摺接し導電性ブラシに印加された電圧により帯電し中間転写体３に静電的に吸着される。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態における記録媒体吸着動作のフローチャートである。
図１および図３に基づいて画像形成から記録媒体排出までの動作について説明する。先ず、ＰＣ７から画像形成装置１に画像データを入力する（ステップＳ１）。ＩＰＳ８はその画像データをサイアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色に分版する（ステップＳ２）。各エンジン５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはそのエンジンに対応した画像データを受け取り、それぞれの色のトナー像を感光体上に形成する（ステップＳ３）。各感光体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ上に形成されたトナー像は第１エンジン５ａから順に中間転写体３上に１次転写される（ステップＳ４）。次いで、二次転写位置Ｐ２において、中間転写体３上に重ね転写されたトナー像が記録媒体４上に転写定着される（ステップＳ５）。続いて、記録媒体吸着手段１７のブラシ帯電器１９により記録媒体４が帯電され静電付着力が付与され（ステップＳ６）、記録媒体４が二次転写位置Ｐ２から剥離位置Ｐ３に搬送されるまでの間、記録媒体４は中間転写体３と密着したままの状態に維持される。その間にトナーが冷却されて、トナー粒子相互間の凝縮力がトナー粒子と中間転写体３との付着力より大きくなった後で、記録媒体４が中間転写体３から剥離され、排出ローラ２４により機外に排出される（ステップＳ７）。
【００２３】
図４は、静電的付着力により中間転写体と記録媒体が密着した状態を示す模式図である。
図４に示すように、中間転写体３側のマイナス電荷と記録媒体４側のプラス電荷とが互いに引き合う静電的付着力により中間転写体３と記録媒体４は密着状態に保たれ、記録媒体が自重のため剥離することが防止される。
【００２４】
図５は、記録媒体吸着手段の効果を示すグラフである。
図５の横軸には、記録媒体吸着のためにブラシ帯電器１９に印加される印加電圧を示し、縦軸には画像の画質グレードを目視により官能評価した結果を示す。画質グレード値と官能評価値との関係は図５の下部に表記してある。
図５に示すように、印加電圧が低い場合、つまり中間転写体と記録媒体が密着していない場合は画質グレードは低い。これはトナーが十分に冷却される前に、中間転写体と記録媒体が剥離され、オフセット現象が生じたり低光沢の画像となっているためと考えられる。また、印加電圧が十分高くない場合、つまり剥離はしていないが密着が不十分な場合、部分的に画質劣化が生じているため、画質グレードは十分に上がりきらない。それに対し印加電圧を十分高くした場合、つまり密着度を高めた場合は高光沢で透明感のある画質を得ることができ、十分高い画質グレードを得ることができる。図５の結果から、「光沢、透明感が十分満足できる」と「光沢、透明感は満足ではないが、気にはならない」の間、つまり、画質グレード４．５を光沢、透明感を満足させる必要最低レベルとすると、それに対応する印加電圧は約７５０Ｖとなる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６は、本発明の画像形成装置の第２の実施形態における記録媒体吸着手段の概要構成図である。
第２の実施形態は、記録媒体吸着手段１７’にコロトロンが用いられる点が第１の実施形態と異なるのみであり、それ以外の構成要素は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
図６に示すように、第２の実施形態では、加圧ロール２ａおよび加熱ロール２ｂよりなる二次転写手段２の下流側に、コロトロン２１と対向電極ロール２０から成る記録媒体吸着手段１７’が配備されている。コロトロン２１は電源２１ａに接続されており、コロトロン２１と対向する位置に配備された対向電極ロール２０は接地されている。このように、コロトロン２１と対向電極ロール２０との間にバイアス電圧が印加されることにより、中間転写体３と記録媒体４との間に静電的付着力が付与され、中間転写体３と記録媒体４とは互いに密着した状態のままで剥離位置Ｐ３（図１参照）まで搬送される。その間にトナーが冷却されて、トナー粒子相互間の凝縮力がトナー粒子と中間転写体３との付着力より大きくなった後で、記録媒体４が中間転写体３から剥離され、排出ローラ２４により機外に排出される。
【００２７】
この記録媒体吸着手段１７’による効果は第１の実施形態におけるとほぼ同様である。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図７は、本発明の画像形成装置の第３の実施形態における記録媒体吸着手段の概要構成図である。
【００２８】
第３の実施形態では、二次転写手段２５が、一対の転写定着ロール２５ａ，２５ｂからなるものであり、記録媒体吸着手段１７”が、転写定着ロール２５ａ，２５ｂにより記録媒体４を帯電させて記録媒体４を中間転写体３に静電的に吸着させるよう構成されている。すなわち、二次転写手段２５が記録媒体吸着手段１７”を兼ねている。なお、それ以外の構成要素は第１、第２の実施形態と同様である。
【００２９】
図７に示すように、第３の実施形態では、二次転写手段２５を構成する一対の転写定着ロール２５ａ，２５ｂのうち一方のロール（２５ａ）はヒートロールであり、このヒートロールが電源２５ｃに接続され、他方のロール（２５ｂ）はプレッシャーロールであり、このプレッシャーロールは接地されている。
こうして、ヒートロール（２５ａ）とプレッシャーロール（２５ｂ）との間にバイアス電圧が印加されることにより、中間転写体３と記録媒体４との間に静電的付着力が付与され、中間転写体３と記録媒体４とは互いに密着した状態のままで剥離位置Ｐ３（図１参照）まで搬送される。その間にトナーが冷却されて、トナー粒子相互間の凝縮力がトナー粒子と中間転写体３との付着力より大きくなった後で、記録媒体４が中間転写体３から剥離され、排出ローラ２４により機外に排出される。
【００３０】
この記録媒体吸着手段１７”による効果は第１、第２の実施形態におけるとほぼ同様である。
なお、上記各実施形態においては、記録媒体吸着手段が、トナーの帯電極性とは逆の極性の電荷を記録媒体に付与することにより記録媒体を中間転写体に静電的に吸着させるよう構成されているが、記録媒体に付与する電荷は、必ずしも上記の極性のみに限定されるものではなく、上記とは逆の極性の電荷であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、中間転写体を用いた同時転写定着方式の画像形成装置において、同時転写定着後のトナーが冷却されるまで中間転写体と記録媒体とが静電的付着力により密着した状態のまま搬送されトナーが冷却した後、記録媒体が中間転写体から剥離されるので、トナーの転写効率が高く、色バランスが良好で高光沢度、かつトナーの透明性に優れた高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の第１の実施形態の概要構成図である。
【図２】導電性ブラシを用いた記録媒体吸着手段の概要図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における記録媒体吸着動作のフローチャートである。
【図４】静電的付着力により中間転写体と記録媒体が密着した状態を示す模式図である。
【図５】記録媒体吸着手段の効果を示すグラフである。
【図６】本発明の画像形成装置の第２の実施形態における記録媒体吸着手段の概要構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の第３の実施形態における記録媒体吸着手段の概要構成図である。
【図８】同時転写定着後の記録媒体に作用する力を示す説明図である。
【図９】同時転写定着方式による画像形成装置の一部分を示す図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置
２    二次転写手段
２ａ    加圧ロール
２ｂ    加熱ロール
３    中間転写体
４    記録媒体
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ    エンジン（画像形成エンジン）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ    感光体ドラム
７    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
８    イメージプロセッシングシステム（ＩＰＳ）
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ    レーザドライバユニット
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ    ミラー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ    帯電チャージャ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ    現像器
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ    クリーナ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ    転写コロトロン
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ    ローラ
１７，１７’，１７”    記録媒体吸着手段
１９    ブラシ帯電器
１９ａ    電源
２０    対向電極ロール
２１    コロトロン
２１ａ    電源
２３    トレイ
２４    排出ローラ
２５    二次転写手段
２５ａ，２５ｂ    転写定着ロール
２５ｃ    電源
【図１】
0003633160.tif 000002
【図２】
0003633160.tif 000003
【図３】
0003633160.tif 000004
【図４】
0003633160.tif 000005
【図５】
0003633160.tif 000006
【図６】
0003633160.tif 000007
【図７】
0003633160.tif 000008
【図８】
0003633160.tif 000009
【図９】
0003633160.tif 000010