(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を保持しつつ循環移動する中間転写体上に保持されたトナー像を記録媒体上に転写する転写部材と、
前記中間転写体を介して前記転写部材に圧力をもって接触するように配置される対向部材と、
前記対向部材が前記転写部材と圧力をもって接触する接触部よりも前記中間転写体の移動方向に沿った上流側で、且つ前記中間転写体上に保持されたトナー像が前記記録媒体と接触を開始した直後の位置において、前記中間転写体を介して前記転写部材に圧力をもって接触するように配置される予圧部材とを備えており、前記予圧部材による圧力は、前記対向部材が前記転写部材と接触する圧力よりも弱いことを特徴とする転写装置。
【請求項２】
前記転写部材及び前記予圧部材は、いずれもロール状の部材からなり、前記予圧部材の外径が前記転写部材の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記対向部材には、前記トナー像を形成するトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加し、前記予圧部材には、前記トナー像を形成するトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記記録媒体の厚さに応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置。
【請求項５】
前記トナーの帯電量に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転写装置。
【請求項６】
環境条件に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転写装置。
【請求項７】
互いに異なった色のトナー像を保持する複数の像保持体と、
前記複数の像保持体上に保持された各トナー像を中間転写体上に多重に転写する複数の一次転写手段と、
前記中間転写体上に多重に一次転写された各トナー像を一括して記録媒体上に二次転写する二次転写手段とを備え、
前記二次転写手段として請求項１乃至６のいずれかに記載された転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転写装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記画像形成装置としては、例えば、互いに色の異なる複数のトナー像が多重に転写される中間転写体を備え、当該中間転写体上に多重に転写された複数のトナー像を、転写ロールによって記録媒体上に一括して二次転写することにより、カラー画像等を形成するように構成したものがある。
【０００３】
かかる画像形成装置において、中間転写体から記録媒体上にトナー像を二次転写する際の転写性を向上させる技術としては、例えば、特開平１１−２４４４４号公報や特開平８−２５４９０７号公報等に開示されたものが既に提案されている。
【０００４】
上記特開平１１−２４４４４号公報に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に対接する用紙搬送体または中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を用紙または中間転写体に転写させる静電転写手段と、前記静電転写手段からの放電を規制する規制手段を備える画像形成装置において、前記静電転写手段の上流側であって放電規制手段に隣接して、前記用紙搬送体または中間転写体に一定幅を有して接触する押圧部材を配設し、前記押圧部材は用紙搬送体または中間転写体を像担持体の方向に一定の幅部分押し上げるよう構成してなるものである。
【０００５】
また、上記特開平８−２５４９０７号公報に係る画像形成装置は、表面に潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像を液体キャリアにトナーが分散されてなる現像液により現像してトナー像を形成する現像手段と、所定の転写部において前記潜像担持体上の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写部近傍に設けられた、前記記録材を前記潜像担持体に押圧する押圧手段と、用いる記録材の種類に応じて、前記押圧手段が前記記録材を押圧する押圧力を制御する制御手段と、前記制御手段に対して用いる記録材の種類を入力する入力手段と、を有するように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４４４４号公報
【特許文献２】実開平０８−２５４９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この発明が解決しようとする課題は、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する際に、中間転写体と記録媒体との間に挟み込まれ圧縮された空気によってトナー像の飛び散りが発生するのを抑制することが可能な転写装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１に記載された発明は、トナー像を保持しつつ循環移動する中間転写体上に保持されたトナー像を記録媒体上に転写する転写部材と、
前記中間転写体を介して前記転写部材に圧力をもって接触するように配置される対向部材と、
前記対向部材が前記転写部材と圧力をもって接触する接触部よりも前記中間転写体の移動方向に沿った上流側で、且つ前記中間転写体上に保持されたトナー像が前記記録媒体と接触を開始した直後の位置において、前記中間転写体を介して前記転写部材に圧力をもって接触するように配置される予圧部材とを備えており、前記予圧部材による圧力は、前記対向部材が前記転写部材と接触する圧力よりも弱いことを特徴とする転写装置である。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、前記転写部材及び前記予圧部材は、いずれもロール状の部材からなり、前記予圧部材の外径が前記転写部材の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置である。
【００１０】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記対向部材には、前記トナー像を形成するトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加し、前記予圧部材には、前記トナー像を形成するトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置である。
【００１１】
又、請求項４に記載された発明は、前記記録媒体の厚さに応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置である。
【００１２】
更に、請求項５に記載された発明は、前記トナーの帯電量に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転写装置である。
【００１３】
また、請求項６に記載された発明は、環境条件に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転写装置である。
【００１４】
さらに、請求項７に記載された発明は、互いに異なった色のトナー像を保持する複数の像保持体と、
前記複数の像保持体上に保持された各トナー像を中間転写体上に多重に転写する複数の一次転写手段と、
前記中間転写体上に多重に一次転写された各トナー像を一括して記録媒体上に二次転写する二次転写手段とを備え、
前記二次転写手段として請求項１乃至６のいずれかに記載された転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載された発明によれば、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する際に、中間転写体と記録媒体との間に挟み込まれ圧縮された空気によってトナー像の飛び散りが発生するのを抑制することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載された発明によれば、中間転写体と転写ロールとの間の間隙を小さくすることができる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載された発明によれば、中間転写体上のトナー像が放電することによるトナーの飛散を抑制することができる。
【００１８】
又、請求項４に記載された発明によれば、中間転写体上のトナー像に過剰な凝集力が作用することにより画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００１９】
更に、請求項５に記載された発明によれば、中間転写体上のトナー像に過剰な凝集力が作用することにより画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載された発明によれば、中間転写体上のトナー像に過剰な凝集力が作用することにより画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００２１】
さらに、請求項７に記載された発明によれば、中間転写体上の各色のトナー像を記録媒体上に転写する際に、中間転写体と記録媒体との間に挟み込まれ圧縮された空気によってトナー像の飛び散りが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る転写装置を適用した画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る転写装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。
【図３】従来の二次転写部を構成図である。
【図４】トナー像の飛び散りが発生するメカニズムを示す説明図である。
【図５】トナー像の飛び散りが発生するメカニズムを示す説明図である。
【図６】トナー像の飛び散りが発生するメカニズムを示す説明図である。
【図７】トナー像の飛び散りを示す模式図である。
【図８】二次転写部を構成図である。
【図９】トナー像の飛び散りを抑制するメカニズムを示す説明図である。
【図１０】トナー像の飛び散りを抑制するメカニズムを示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る転写装置の変形例を示す構成図である。
【図１２】トナー像の飛び散りを抑制するメカニズムを示す説明図である。
【図１３】トナー像の飛び散りの評価例を示す模式図である。
【図１４】トナー像の飛び散り発生の評価結果を示す図表である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る転写装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る転写装置を適用した画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に係る転写装置を適用した画像形成装置の要部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る転写装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラー複写機やファクシミリとしても機能するようになっている。なお、上記画像形成装置としては、画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するものであっても勿論よい。
【００２５】
図２において、１は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体１は、その一側（図示例では、左側）の上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置３を備えている。また、上記画像形成装置本体１の内部には、当該画像読取装置３や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等を介して送られてくる画像データに対して、予め定められた画像処理を施す画像処理装置４が配置されているとともに、画像形成装置本体１の内部には、画像処理装置４で予め定められた画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置５が配置されている。
【００２６】
上記画像読取装置３は、原稿押さえカバー６を開閉することにより、原稿２をプラテンガラス７上に載せ、当該プラテンガラス７上に載せられて原稿２を光源８によって照明するとともに、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー９及びハーフレートミラー１０、１１及び結像レンズ１２からなる縮小走査光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１３上に走査露光して、この画像読取素子１３によって原稿２の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。
【００２７】
上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（例えば、各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置４に送られ、この画像処理装置４では、原稿２の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の予め定められた画像処理が施される。
【００２８】
そして、上記の如く画像処理装置４で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置４によりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換されて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット（画像形成部）１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに送られ、これらの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋでは、対応する色の画像データに応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行われる。
【００２９】
ところで、上記画像形成装置本体１の内部には、上述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
【００３０】
これら４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、図２に示すように、形成する画像の色以外はすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って予め定められた速度（例えば、プロセススピード＝４４０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される像保持体としての感光体ドラム１６と、この感光体ドラム１６の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１７と、当該感光体ドラム１６の表面に各色に対応した画像データに基づいて画像露光を施して静電潜像を形成する画像書込手段としての画像露光装置１５と、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置１８と、感光体ドラム１６の表面に残留した残留物としてのトナー等を除去するクリーニング装置１９とから構成されている。
【００３１】
上記画像処理装置４からは、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに対して対応する色の画像データが順次出力され、これらの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、対応する感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー（負極性に帯電）からなるトナー像として反転現像される。
【００３２】
上記各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト２６上に、一次転写位置Ｎ１において一次転写手段としての一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋによって多重に転写される。一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋによって多重に転写される。上記一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋには、トナーの帯電極性である負極性と逆極性の正極性の電圧が、当該一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋを構成する金属製の回転軸に流れる電流の値が一定となるように定電流制御された状態で印加される。この中間転写ベルト２６は、駆動ロール２８と、張力付与ロール２９と、蛇行制御用ロール３０と、従動ロール３１と、背面支持ロール３２と、従動ロール３３との間に一定の張力で掛け回されており、駆動ロール２８によって矢印Ｂ方向に沿って予め定められた移動速度（例えば、感光体ドラムの回転速度であるプロセススピードと略等しい４４０ｍｍ／ｓｅｃ程度）で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２６としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものや、最初から無端状に形成したものが用いられる。
【００３３】
上記中間転写ベルト２６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、対向部材としての背面支持ロール３２によってトナーと同極性（負極性）の転写電圧が印加されるとともに、背面支持ロール３２に圧接する接地された二次転写部材としての二次転写ロール３４によって、二次転写位置Ｎ２において静電気力で記録媒体としての記録用紙３５上に一括して二次転写され、形成する画像の色に応じたトナー像が転写された記録用紙３５は、二連の搬送ベルト３６、３７によって定着装置３８へと搬送される。その際、上記背面支持ロール３２には、トナーの帯電極性である負極性と同極性の負極性の電圧が、当該背面支持ロール３２を構成する金属製の回転軸に印加される電圧の値が一定となるように定電圧制御された状態で印加される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３５は、定着装置３８によって熱及び圧力で定着処理を受け、画像形成装置本体１の外部に設けられた排出トレイ３９上に排出される。
【００３４】
上記記録用紙３５は、図２に示すように、画像形成装置本体１の底部に配設された給紙トレイ４０から所望のサイズ及び材質のものが、給紙ロール４１及び図示しない用紙分離用のロール対によって１枚ずつ分離された状態で給紙され、複数の搬送ロール４２、４３、４４が配設された用紙搬送路４５を介してレジストロール４６まで一旦搬送される。上記給紙トレイ４０から供給された記録用紙３５は、予め定められたタイミングで回転駆動されるレジストロール４６によって中間転写ベルト２６の二次転写位置Ｎ２へと送出される。なお、上記給紙トレイ４０は、１つのみ図示されているが、互いに異なったサイズ又は同一サイズの記録用紙３５を備えた複数の給紙トレイを備えていても良い。
【００３５】
それに先だって、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が予め定められたタイミングで順次形成される。
【００３６】
なお、上記感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋによって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト２６は、従動ロール３３と対向するように配設されたベルト用クリーナー４７によって残留トナーや紙粉等が除去される。
【００３７】
ところで、上記の如く構成される画像形成装置は、単位時間当たりに画像が形成される記録用紙３５の枚数で決定される生産性を向上させるため、上述したように、例えば、プロセススピードが４４０ｍｍ／ｓｅｃと高速に設定されている。そのため、従来の低速機や中速機では発生しないか又は問題となり難かった画像欠陥が発生することが本発明者らの研究によって明らかとなった。ただし、本発明が適用される画像形成装置は、高速機に限定されるものではなく、中速機や低速機に適用しても良いことは勿論である。
【００３８】
すなわち、上記画像形成装置では、図２に示すように、感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは勿論のこと、これらの感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が一次転写される中間転写ベルト２６も、上述したプロセススピードである４４０ｍｍ／ｓｅｃという高速で循環移動される。そのため、この画像形成装置では、図３及び図４に示すように、中間転写ベルト２６上に一次転写された各色のトナー像５１を一括して記録用紙３５上に二次転写する際に、中間転写ベルト２６の表面と記録用紙３５との間に周囲の空気５３が挟み込まれて圧縮され、記録用紙３５上に二次転写される未定着トナー像５１、特に中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿った直線画像５１などにトナー像の飛び散りが発生することが本発明者らの検討によって明らかとなった。
【００３９】
更に説明すると、上記中間転写ベルト２６上に二次転写されたトナー像５１は、図３に示すように、当該中間転写ベルト２６の移動に伴って二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが圧力をもって接触する二次転写位置Ｎ２における圧接部（接触部）５２へと移動するとともに、中間転写ベルト２６上のトナー像５１と同期して記録用紙３５が二次転写位置Ｎ２における圧接部５２へと移動する。
【００４０】
この実施の形態では、図３に示すように、二次転写位置Ｎ２における圧接部５２を通過した後の記録用紙３５の剥離性等を考慮して、中間転写ベルト２６を介して二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが圧接する二次転写位置Ｎ２において、背面支持ロール３２が中間転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側にずれた位置であって、しかも二次転写ロール３４側に変位した位置に配置されている。そのため、上記中間転写ベルト２６は、図３に示すように、二次転写位置Ｎ２において先に二次転写ロール３４の表面に接触した後、当該二次転写ロール３４の表面にある程度の長さに渡って巻き付いた状態で、二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが圧接する圧接部５２へと進入するように構成されている。
【００４１】
したがって、そのままの状態では、図３に示すように、二次転写位置Ｎ２の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側における中間転写ベルト２６と二次転写ロール３４の表面とは、背面支持ロール３２の押圧力を直接受けない状態で接触しており、これら中間転写ベルト２６と二次転写ロール３４との圧接力Ｐ１は、図６に示すように、小さい状態となっている。
【００４２】
このような状態で、上記中間転写ベルト２６と記録用紙３５との間に挟み込まれた空気５３は、図５に示すように、二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが圧触する圧接部５２内へ移動する際に逃げ場を失って徐々に圧縮され、中間転写ベルト２６の移動方向に沿った後方に押し出される。このとき、上記中間転写ベルト２６の移動方向に沿った後方に転写されたトナー像５１、特に中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向（図面に垂直な方向）に沿ったトナー像５１は、同図に示すように、圧接部５２内で圧縮された空気５３によって中間転写ベルト２６の移動方向に沿った後方に向けて飛散され、トナー像５１の飛び散りが発生する。
【００４３】
このようなトナー像５１の飛び散りは、図７に示すように、特に、画像濃度が高いＣｉｎ＝１００％近傍の高濃度画像であって、中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿って直線状に形成されることが多い黒（Ｋ）色の直線状画像を形成するトナー像５１において顕著に発生しやすいことが判っている。ただし、上記トナー像５１の色は、黒（Ｋ）色に限らず、他のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色においても発生することは勿論である。
【００４４】
そこで、本発明者らは、上述したトナー像５１の飛び散りが発生するのを抑制するため、図８に示すように、二次転写位置Ｎ２における中間転写ベルト２６の背面側を支持する背面支持ロール３２の位置を、中間転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側に移動させることによって、図９に示すように、二次転写ロール３２と背面支持ロール３４とが圧接する圧接部５２の入口側の圧力Ｐ２を高める構成について検討した。
【００４５】
このように構成した場合には、トナー像５１の飛び散りが発生するのをある程度抑制する効果が認められるものの、図８に示すように、圧接部５２の入口における中間転写ベルト２６と記録用紙３５との距離が大きくなり、中間転写ベルト２６と記録用紙３５との間でギャップ放電が発生し、中間転写ベルト２６上から記録用紙３５に二次転写されるトナー像５１にギャップ放電による新たな飛び散りが発生することが判った。
【００４６】
そこで、本発明者らは、図１０に示すように、中間転写ベルト２６が記録用紙３５と圧接する二次転写位置Ｎ２におけるトナー像５１を構成するトナー像５１に作用する力を解析し、ギャップ放電による新たな飛び散りが発生するのを防止しつつ、トナー像５１の飛び散りが発生するのを抑制することが可能な転写装置を発明するに至った。
【００４７】
上記トナー像に作用する力として、図１０に示すように、中間転写ベルト２６が記録用紙３５と間で圧縮された空気５３によって作用する流体力Ｆと、当該流体力に対向する反力として、圧接部５２の入口部における外部からの圧力であってトナー像５１を押圧して凝集させることでトナー像５１の飛び散りを抑制する荷重ｆ１、トナー像５１が中間転写ベルト２６から記録用紙３５側に吸着される静電気力ｆ２、トナー像５１が中間転写ベルト２６及び記録用紙３５に付着するファンデルワールス力等の非静電気力ｆ３とに分けることができ、荷重ｆ１、静電気力ｆ２、非静電気力ｆ３を併せた力が流体力Ｆよりも大きくなる、つまり、ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＞Ｆなる関係を満たすように構成することで、トナー像５１の飛び散りが発生するのを抑制することができる。
【００４８】
この実施の形態１に係る転写装置１００は、図１に示すように、背面支持ロール３２の位置は従来通り記録用紙３５の剥離性等を考慮して、図３において説明したものと同様に圧接部５２の出口側かつ二次転写ロール３４側に変位させた位置に設定し、中間転写ベルト２６を介して二次転写ロール３４に予め定められた圧力よりも高い圧力をもって接触するようにロール状の予圧部材としての予圧ロール６０を配置するように構成されている。
【００４９】
上記二次転写ロール３４としては、例えば、ステンレス等の金属からなる芯金３４１の外周に、導電剤を添加したゴム材料等の導電性弾性体からなる弾性体層３４２を予め定められた厚さに被覆したものが用いられる。なお、上記二次転写ロール３４としては、弾性体層３４２の表面に離型層等を設けたものであっても良い。また、上記背面支持ロール３２としては、同様に、ステンレス等の金属からなる芯金３２１の外周に、導電剤を添加したゴム材料等の導電性弾性体からなる弾性体層３２２を予め定められた厚さに被覆したものが用いられる。
【００５０】
上記背面支持ロール３２は、その位置が固定した状態で回転自在に配置される。一方、上記二次転写ロール３４は、図示しない駆動モータや偏芯カム等の移動手段によって背面支持ロール３２に対して接触又は離間する方向に移動可能に配置されており、背面支持ロール３２に対する圧接力が調整可能に構成されている。
【００５１】
一方、上記予圧ロール６０は、図１に示すように、ステンレスやアルミニウム、あるいは鉄等の金属によって円柱状又は円筒状のロール状部材に形成されており、二次転写ロール３４や背面支持ロール３２よりも直径（外径）が約１／２程度に小さく設定されている。この実施の形態では、予圧ロール６０として、ステンレスからなる円柱形のロール状部材が用いられている。上記予圧ロール６０は、その位置が固定した状態で回転自在に配置される。なお、上記予圧部材６０は、予め定められた圧力よりも高い圧力を印加することが可能なものであれば、金属製のロール状部材に限らず、合成樹脂製のロール状部材、あるいはロール状部材以外の形状からなる部材を用いても良い。
【００５２】
上記予圧ロール６０は、二次転写ロール３４と背面支持ロール３２が圧接する圧接位置よりも中間転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側であって、背面支持ロール３２から予め定められた距離だけ離れた位置において、中間転写ベルト２６を介して二次転写ロール３４の表面に圧接する位置に配置されている。なお、上記予圧ロール６０には、後述するように、バイアス電圧が印加される場合があるため、背面支持ロール３２との間の空気層の絶縁性等を考慮して間隔が決定されている。
【００５３】
また、上記予圧ロール６０の位置は、記録用紙３５が二次転写位置Ｎ２に進入する際に、中間転写ベルト２６との間の距離等を決定するものであるが、この予圧ロール６０は、上述したように、二次転写ロール３４及び背面支持ロール３２の直径よりも小さい、約１／２程度の直径に設定されており、予圧ロール６０と二次転写ロール３４との間に記録用紙３５が侵入する際に、図８に示した場合と異なり、圧接部５２の入口における中間転写ベルト２６と記録用紙３５との距離が大きくなることがなく、中間転写ベルト２６と記録用紙３５との間でギャップ放電が発生し難く、中間転写ベルト２６上から記録用紙３５に二次転写されるトナー像５１にギャップ放電による新たな飛び散りが発生することがないように構成されている。
【００５４】
さらに、上記予圧ロール６０が中間転写ベルトを介して二次転写ロールに圧接する圧力としては、図１０に示すように、トナー像５１の飛び散りが発生するのを抑制するように、ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＞Ｆなる関係を満たすように設定されている。この予圧ロール６０による圧力は、荷重ｆ１を直接決定するものであり、実験や転写装置１００に作用する他の力であるｆ２やｆ３等を考慮して、図９に示すように、上述したトナー像の飛び散りを抑制することが可能な予め定められた圧力よりも高い値に設定される。この予圧ロール６０による圧力は、例えば、二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが圧接する圧接力の１／３〜１／２程度の予め定められた値に設定される。
【００５５】
ただし、上記予圧ロール６０の圧力があまり低い場合には、トナー像の飛び散りを抑制する効果が不十分となり望ましくない。また、上記トナー像の飛び散りを抑制する効果からすれば、予圧ロール６０が中間転写ベルト２６を介して二次転写ロール３４に圧接する圧力は、高い圧力に設定するのが望ましいが、当該圧力があまり高い場合には、ホローキャラクターなどの画像欠陥等の原因となる虞れがあるため、高すぎる圧力に設定されるのは望ましくない。
【００５６】
また、この実施の形態では、その変形例として、図１１に示すように、予圧ロール６０に中間転写ベルト２６上のトナー像５１と逆極性（正極性）の電圧を第２の電源によって印加するように構成しても良い。
【００５７】
この場合には、予圧ロール６０と中間転写ベルト２６とのギャップにおけるギャップ放電によってトナー像５１の飛び散りが発生するのを確実に防止することができる望ましい。
【００５８】
以上の構成において、この実施の形態にトナー帯電量検知装置を適用した画像形成装置によれば、次のようにして中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する際に、中間転写体と記録媒体との間に挟み込まれ圧縮された空気によってトナー像の飛び散りが発生するのを抑制することができる。
【００５９】
すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置では、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおいて、形成する画像の色に応じて各感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上に対応する色のトナー像が形成され、これらの各感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、一次転写位置Ｎ１において一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋに予め定められた電流値に定電流制御された正極性の転写電流が通電され、中間転写ベルト２６上に多重に一次転写される。その後、上記中間転写ベルト２６上に多重に一次転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、二次転写位置Ｎ２において二次転写ロール３４に対向する背面支持ロール３２に予め定められた電圧値に定電圧制御された負極性の二次転写電圧が印加され、記録用紙３５上に一括して二次転写され、記録用紙３５は、定着装置３８によって未定着トナー像が熱及び圧力による定着処理を受け、排出トレイ３９上に排出される。
【００６０】
その際、上記画像形成装置では、上述したように、単位時間当たりに画像が形成される記録用紙３５の枚数で決定される生産性を向上させるため、上述したように、例えば、プロセススピードが４４０ｍｍ／ｓｅｃと高速に設定されている。そのため、上記画像形成装置では、図３及び図４に示すように、中間転写ベルト２６上に一次転写された各色のトナー像５１を一括して記録用紙３５上に二次転写する際に、中間転写ベルト２６の表面と記録用紙３５との間に周囲の空気５３が挟み込まれて圧縮され、記録用紙３５上に二次転写される未定着トナー像５１、特に中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿った直線画像５１などにトナー像の飛び散りが発生する虞れがある。
【００６１】
ところで、この実施の形態では、図１に示すように、二次転写ロール３４と背面支持ロール３２とが中間転写ベルト２６を介して圧接する二次転写位置Ｎ２において、背面支持ロール３２が中間転写ベルト２６と圧接する圧接部５２ａよりも上流側に、中間転写ベルト２６を介して二次転写ロール３４に圧接する予圧ロール６０が設けられており、当該予圧ロール６０が予め定められた値以上に設定された圧力をもって二次転写ロール３４に圧接するように構成されている。
【００６２】
そのため、この実施の形態では、図１２に示すように、中間転写ベルト２６上に転写されたトナー像５１が記録用紙３５に接触する際に、二次転写ロール３４に圧接する予圧ロール６０は、背面支持ロール３２よりも直径が小さく設定されているため、中間転写ベルト２６の表面と記録用紙３５との間に挟み込まれる空気５３の体積自体が、図３に示す従来の場合と比較して小さい。そのため、上記中間転写ベルト２６の表面と記録用紙３５との間に周囲の空気５３が挟み込まれて圧縮されることによる流体力Ｆそのものを、図１３（ｂ）に示すように小さくすることができる。
【００６３】
しかも、この実施の形態では、図１２に示すように、中間転写ベルト２６上に転写されたトナー像５１が記録用紙３５に接触した直後に、二次転写ロール３４に圧接する予圧ロール６０によって押圧力ｆ１を受けるため、図１０に示すように、中間転写ベルト２６の表面と記録用紙３５との間に周囲の空気５３が挟み込まれて圧縮され、中間転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に放出される流体力Ｆが発生しても、中間転写ベルト２６上に転写されたトナー像５１が記録用紙３５に接触した直後の位置には、予圧ロール６０による圧接力ｆ１が作用している。
【００６４】
その結果、上記予圧ロール６０による圧接力ｆ１に他の力ｆ２、ｆ３を加えた反力が流体力Ｆを上回り、記録用紙３５上に二次転写される未定着トナー像５１、特に中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿った直線画像５１などにトナー像の飛び散りが発生するのを防止乃至抑制することができる。
【００６５】
実験例
本発明者らは、本実施の形態に係る転写装置１００の効果を確認するため、図１及び図２に示すような転写装置１００を用いた画像形成装置を試作し、図１３に示すように、８ドットの太さ及びＣＫ２００％を有する直線状の画像５１を、感光体ドラム１６の軸方向、即ち中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿って、その中間転写ベルト２６の移動方向に沿った間隔を１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍ、４．５ｍｍと変化させて形成し、予圧ロール６０を設けない場合と設けた場合とでトナー像の飛び散りが発生するか否かを目視によって、Ｇ０：未発生からＧ５大きく発生まで５段階に分けて官能評価する実験を行った。
【００６６】
図１３及び図１４は上記実験例の結果を示したものである。
【００６７】
これらの図１３及び図１４から明らかなように、予圧ロール６０を設けなかった場合には、直線状画像５１の間隔が２．５ｍｍと３．５ｍｍの場合に、トナー像の飛び散りがＧ２とＧ４で発生していたのに対して、予圧ロール６０を設けた場合には、直線状画像５１の間隔が１．５ｍｍ〜４．５ｍｍのすべての場合においてトナー像の飛び散りが未発生であった。
【００６８】
実施の形態２
図１５はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記記録媒体の厚さに応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御するように構成されている。
【００６９】
すなわち、この実施の形態２では、図１５に示すように、画像形成装置本体１の底部に配設された給紙トレイ４０に、当該給紙トレイ４０に収容された記録媒体の厚さを検知する検知手段７０が配置されている。この検知手段７０は、例えば、給紙トレイ４０に収容された記録媒体３５の種類、サイズや厚さを識別するため、当該給紙トレイ４０に設けられた識別用の突起７１、及び画像形成装置本体１側に設けられた給紙トレイ４０の突起を識別する識別センサ７２とから構成される。
【００７０】
また、上記記録媒体３５の厚さを検知する検知手段としては、図１６に示すように、ユーザーがコピーやプリントを行う際に、記録媒体３５の厚さを含む種類やサイズ等を入力するユーザーインターフェイス７３が用いられ、ユーザーがユーザーインターフェイス７３によってコピーやプリントを行う記録媒体の厚さを含む種類やサイズ等を入力することによって、記録媒体の厚さが検知される。
【００７１】
そして、上記画像形成装置の制御手段としてのＣＰＵ２００は、図１６に示すように、識別センサ７２又はユーザーインターフェイス７３によって検知された記録媒体３５の厚さ情報に基づいて、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、圧接手段７４によって制御するように構成されている。
【００７２】
上記ＣＰＵ２００は、図１６に示すように、記録媒体３５の厚さが予め定められた閾値よりも薄い、即ち薄紙であると判別すると、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力ｆ１を、予め定められた値よりも高く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを確実に抑制する。また、上記ＣＰＵ２００は、図１７に示すように、記録媒体３５の厚さが予め定められた閾値よりも厚い、即ち厚紙であると判別すると、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、予め定められた値よりも低く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを抑制しつつ、過剰な圧力付加を防止し、過剰なトナー像５１の凝集力が作用することによる画質欠陥が発生するのを回避乃至抑制するようになっている。
【００７３】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７４】
実施の形態３
図２はこの発明の実施の形態３をも示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、トナーの帯電量に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御するように構成されている。
【００７５】
すなわち、この実施の形態３では、図２に示すように、画像処理装置４において各色の画像データの画素数を計数し、１ページ当たりの画素数が予め定められた画素数未満である低濃度の画像が、記録用紙３５に予め定められた枚数以上にわたって連続して形成された場合などのように、１ページ当たりの画素数、及び連続して形成された記録用紙３５の枚数等の情報に基づいて、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ内のトナーが高電量状態か低帯電状態か、あるいは通常の状態かを判別し、トナーの帯電量（帯電状態）に応じて予圧ロールの押圧力を制御するように構成されている。
【００７６】
こうすることにより、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ内のトナーが低帯電状態である場合には、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、予め定められた値よりも高く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを抑制するとともに、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ内のトナーが高帯電状態である場合には、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、予め定められた値よりも低く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを抑制しつつ、過剰な圧力付加を防止し、過剰なトナー像５１の凝集力が作用することによる画質欠陥が発生するのを回避乃至抑制するようになっている。
【００７７】
なお、トナーの帯電量は、他のトナー帯電量検知手段によって直接検知するように構成しても勿論良い。
【００７８】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７９】
実施の形態４
図１７はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、環境条件に応じて前記予圧部材に印加する圧力を制御するように構成されている。
【００８０】
すなわち、この実施の形態４では、図１７に示すように、画像形成装置本体１の内部に温度及び湿度の少なくとも一方、この実施の形態では温度及び湿度の双方の環境条件を検知する環境センサ８０を備えており、この環境センサ８０の検知結果に応じて予圧ロール６０に印加する圧力を制御するように構成されている。
【００８１】
すなわち、この実施の形態４では、図１７に示すように、環境センサ８０の検知結果が高温高湿環境下ではトナー像の飛び散りが発生しやすいため、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、予め定められた値よりも高く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを抑制するとともに、環境センサ８０の検知結果が低温低湿環境下ではトナー像の飛び散りが発生し難いため、二次転写ロール３４が背面支持ロール３２及び予圧ロール６０に圧接する圧接力を、予め定められた値よりも低く設定し、トナー像の飛び散りが発生するのを抑制しつつ、過剰な圧力付加を防止し、過剰なトナー像５１の凝集力が作用することによる画質欠陥が発生するのを回避乃至抑制するようになっている。
【００８２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【符号の説明】
【００８３】
２６：中間転写ベルト、３２：背面支持ロール、３４：二次転写ロール、５２ａ：圧接部、６０：予圧ロール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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