(57)【要約】【課題】  電界によるトナーの拡散などの悪影響を受けることなく、潜像担持体上のトナー像を正確に転写することができる画像形成装置の提供。【解決手段】  静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電装置・露光装置を有し、前記静電潜像をトナー粒子により可視化する現像装置と現像されたトナー像を静電潜像担持体に接触した中間転写体に転写する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体が、弾性体層を含む部材で構成され、少なくとも表面の空孔率が５０％以上９０％以下であり、かつ、平均空孔径が５μｍ以上１００μｍ以下であり、また、前記中間転写体は、前記静電潜像担持体に対し-５％以上の速度差を持っており、かつ、潜像担持体から中間転写体へのトナー転写に際し電界を主たるトナー移動力として用いないことを特徴とする画像形成装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電装置・露光装置を有し、前記静電潜像をトナー粒子により可視化する現像装置と現像されたトナー像を静電潜像担持体に接触した中間転写体に転写する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、
前記中間転写体が、弾性体層を含む部材で構成され、少なくとも表面の空孔率が５０％以上９０％以下であり、かつ、平均空孔径が５μｍ以上１００μｍ以下であり、また、前記中間転写体は、前記静電潜像担持体に対し−５％以上の速度差を持っており、かつ、潜像担持体から中間転写体へのトナー転写に際し電界を主たるトナー移動力として用いないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体が、表面に多孔体を有する弾性体ローラであることを特徴とする、請求範囲１項記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体が、表面に多孔体を有するベルト形状であることを特徴とする、請求範囲１項記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体が、ベルト形状であり、かつ、トナー像の二次転写を行う際に、熱源を用いた加熱転写同時定着を行うことを特徴とする、請求範囲１、３項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー粒子として、円形度が０．９５以上であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー粒子として、抵抗値が１Ｅ１０以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
請求項１において、一つの現像装置内に異なる帯電特性のトナーを具備し、静電潜像担持体上の異なる部分へ現像を行い中間転写体において異なる極性のトナーを一括転写することを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
請求項７において、複数の現像装置を有する場合に、現像装置数＜トナー色数、となることを特徴とする、請求項１，７項記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項７において、一つの現像装置内に具備される帯電特性の異なるトナーの色として、色相を同じとするトナーを用いることを特徴とする、請求項１，７，８項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１において、露光装置が形成する静電潜像を、潜像担持体移動方向にＮ倍に拡大された静電潜像として形成し、現像された後に、中間転写体上への転写時に中間転写体速度として静電潜像担持体上のトナー像が１／Ｎに縮小される速度差を用いることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１１】
前記静電潜像担持体として、フッ素系粉末あるいは粒子の、添加あるいは塗布・コーティングなどにより、潜像担持体表面の摩擦低減処理が施された潜像担持体を用いることを特徴とする請求範囲１項記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記中間転写体と静電潜像担持体の回転方向が異なっている場合、周速差が−１０５％から−２０５％であることを特徴とする、請求範囲１項記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記中間転写体と静電潜像担持体の回転方向が同方向であるとき、周速差が−５％から−９５％であることを特徴とする、請求範囲１項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、複写機やプリンタ等の帯電装置、該帯電装置を有する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、静電潜像担持体上のトナー像は、転写材・転写体に対して、電界を主たる移動力として転写を行ってきた。転写材・転写体を挟み、潜像担持体に対して逆方向から、転写材・転写体裏面に電荷を注入する方式は、もっとも広く採用されている。その際電荷を発生する装置としては、コロナ帯電器やローラ帯電器、ブレード状帯電器などが用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本来、潜像担持体上のトナー像は、トナー像が転写材・転写体に接している状態においてのみ転写されることが理想的である。しかしながら、電界を主たる移動力として用いる場合、電界分布の特性から、接触点のみに理想的な転写電界を形成することはできない。そのため、潜像担持体上のトナー像が、被転写体に接触していない状態においても、トナーの移動は行われている。
【０００４】
潜像担持体上のトナーは、静電潜像が形成する電界内により、そのトナー像形状は正しい画像情報を保持しているが、ひとたび潜像担持体を離れると、トナー像はもはやただの粉体の集合であり、画像情報から解放されてしまう。したがって、画像情報から解放されたトナーは、その移動距離が増えれば増えるほど元の画像情報を保存することができなくなり、長い距離をバラバラに移動したトナー像の画像情報品質は、著しく劣化することになる。
【０００５】
電界を主たる移動力として用いる転写システムは、潜像担持体上のトナー像が、被転写体に接触していない状態で、長い距離を移動するため、転写システムにおける画像品位の劣化を原理的にさけることができない。
【０００６】
さらに、電界を発生させる手段は、一般的に放電現象を用いる装置が使われており、大電圧を発生するための電源装置が必要であることや、放電生成物の発生など環境面においても優れていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電装置・露光装置を有し、前記静電潜像をトナー粒子により可視化する現像装置と現像されたトナー像を静電潜像担持体に接触した中間転写体に転写する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体が、弾性体層を含む部材で構成され、少なくとも表面の空孔率が５０％以上９０％以下であり、かつ、平均空孔径が５μｍ以上１００μｍ以下であり、また、前記中間転写体は、前記静電潜像担持体に対し±５％以上の速度差を持っており、かつ、潜像担持体から中間転写体へのトナー転写に際し電界を主たるトナー移動力として用いないことを特徴とする画像形成装置であり、前記中間転写体が、表面に多孔体を有するローラまたはベルト形状などで構成されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成するための帯電装置・露光装置を有し、前記静電潜像をトナー粒子により可視化する現像装置と現像されたトナー像を静電潜像担持体に接触した中間転写体に転写する、電子写真方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体が、弾性体層を含む部材で構成され、少なくとも表面の空孔率が５０％以上９０％以下であり、かつ、平均空孔径が５μｍ以上１００μｍ以下であり、また、前記中間転写体は、前記静電潜像担持体に対し±５％以上の速度差を持っており、かつ、潜像担持体から中間転写体へのトナー転写に際し電界を主たるトナー移動力として用いないことを特徴とする画像形成装置であり、前記中間転写体が、表面に多孔体を有するローラまたはベルト形状などで構成されるものである。
【０００９】
本発明を用いることにより、電界によるトナーの拡散などの悪影響を受けることなく、潜像担持体上のトナー像を正確に転写することが可能となった。また、トナーの特性として、帯電特性・導電率によらず、安定した転写特性を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施例１）
図１。電子写真画像形成装置の説明。静電潜像担持体（感光ドラム）１０、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、中間転写ローラ２０、クリーニング装置１４、定着装置（図示せず）。中間転写ローラの詳細図を図に２に示す。中間転写ローラは芯がね２１上に、ゴム層２２、多孔体スポンジで作られた弾性発砲層２３で形成される。本実施例の空孔率は６０％で、表面の平均空孔径は３０ミクロンである。
【００１１】
図１において、静電潜像担持体は図中矢印方向に100mm/sの周速で回転している。帯電装置により一様に帯電された潜像担持体に、露光装置により等倍の画像データを書き込み静電潜像を作成した。帯電装置としてはここでは帯電ローラを使用しているが、コロナ帯電装置など帯電方法に関しては均一帯電を実現できれば方法は問わない。また、露光装置としては、半導体レーザーを用いた露光装置を使っているが、これに限定するものではない。形成された静電潜像を現像装置により可視化した。現像装置としては磁性一成分非接触現像装置を使用した。現像剤としては平均粒径７μｍの磁性トナーを用いた。
【００１２】
中間転写ローラは、静電潜像担持体方向に加圧された状態で設置さするが、その際中心軸に総圧１ｋｇの加重がかかるようにした。さらに、図１中矢印の方向に、静電潜像担持体に対し周速比−１００％で回転させた。周速としては100mm/sである。
【００１３】
トナー転写部における、トナーの動きを図３を用いて説明する。中間転写ローラ表面の多孔体スポンジ空孔は、潜像担持体に圧設された状態ではつぶれて中間転写ローラ回転方向に対し後方に変形されている。多孔体スポンジ空孔は、中間転写ローラが潜像担持体から離れると、空孔を広げながら中間転写ローラ回転方向前方に動き、全体の形状を復元する。そのときの動きにより、潜像担持体上のトナーは中間転写ローラに引きはがされ転写が行われた。
【００１４】
現像剤として、磁性トナー以外に、非磁性トナー・導電トナー（抵抗値1E-10、1E-8）を用いたが、いずれの場合においても、良好な一次転写を行うことが可能であった。また、トナーの帯電特性のプラス・マイナスに関わらず、同様のシステムでの転写が可能であった。さらに、低抵抗導電トナーなど、ほぼ電荷を持たないトナーを用いた場合においても良好な転写を行うことが可能であった。これらの特性は、すべて転写に際して電界を主たるトナー移動力としていないことを特徴とする本発明方式における優位点であることを確認した。
【００１５】
（実施例２）
中間転写体として、中間転写ベルトを用いた場合の実施例を図４に示す。中間転写体以外の電子写真画像形成プロセスは、実施例１に準じている。図４では中間転写体部分のみを図示している。ベルトを用いた中間転写体方式は、中間転写ベルト３０，一次転写バックアップローラ３５，二次転写バックアップローラ３６，転写加圧ローラ３７から構成される。図５に転写ベルトの拡大図を示す。転写ベルトは、ベルト基材３１、ゴム層３２、多孔体スポンジで作られた弾性発砲層３３で形成される。本実施例の空孔率は６５％で、表面の平均空孔径は３５ミクロンである。一次転写バックアップローラ３５の回転力がベルトにロス無く伝わるように、ベルト基材３１の裏面には、滑り止めの処理が施されている。
【００１６】
転写ベルト表面が、感光ドラムに対し周速比−１００％で動くように一次転写バックアップローラの回転を調整した。中間転写ベルトを用いた場合においても、一次転写プロセス４０は転写ローラを用いた実施例１と大幅に変化はなかった。
【００１７】
図４において、転写ベルトに一次転写されたトナーは、図中の矢印の方向へ搬送され、二次転写ニップ４１に到着する。二次転写部４１は、二次転写バックアップローラと転写加圧ローラにより、軸間に総圧３ｋｇの加重が掛かるようにした。図６は、二次転写プロセスを説明する図である。加圧された二次転写部に突入することにより、表面の多孔体スポンジの空孔が開き、潰されることにより内部に捕らわれていたトナー粒子が転写材５０に接触し、付着力の差により転写が行われる。転写材５０が紙などの場合、スポンジ部材に捕らわれていたトナーが、紙繊維内部に押し込まれることにより、二次転写が行われた。
【００１８】
（実施例３）
図７は、実施例２における二次転写プロセスを、二次転写同時定着プロセスに置き換えたものである。中間転写ベルト３８，固体ヒーター６１，定着ローラ６０で構成されている。固体ヒーター・定着ローラ間の圧力は２ｋｇとした。中間転写ベルト状のトナーは、二次転写同時定着ニップ４２に突入すると、加圧・加熱され転写材５０上に定着された。
【００１９】
（実施例４）
本発明の方式による一次転写効率は、用いるトナーの球形度と潜像担持体の表面性に影響を受ける。実施例１，２において用いられた磁性トナーの球形度は０．９５、潜像担持体の表面は未処理であった。トナーの球形度を変化させた場合と、潜像担持体表面に摩擦低減処理を施した場合の一次転写効率の差を図７に示す。トナーの球形度変化は、熱処理により行ったが、重合粒子を用いた場合においても、ほぼ同様の結果であった。また、潜像担持体の摩擦低減処理としては、フッ素系粒子の塗布を行った。
【００２０】
結果としては、球形度が０．９５以上であれば、良好な一次転写特性を示すことが分った。更に、潜像担持体表面の摩擦低減処理を施した場合、転写効率には劇的な変化はなかったが、様々なトナー像パターンにおいて、安定な一時転写が行われるようになった。これは、画像の種類による転写効率のばらつきが少ないことを表しており、潜像担持体表面の摩擦低減化が、本発明に良い効果を与えることが分った。
【００２１】
（実施例５）
現像装置を除く構成を、実施例１と同様なシステムにおいて、二色現像装置１５を用いるシステムについて説明をする。二色現像装置１５は、色または画像特性の異なる二種類のトナーを同一現像装置にないに持つものである。二種類のトナーは、基本特性として帯電特性が異なるものを用いる。図１０は、帯電特性の異なるトナーを、現像するための潜像担持体表面電位の状態を示す図である。このグラフでは、縦軸電位をマイナスに取っている。先ず帯電装置により潜像担持体はVaに帯電される。通常の画像形成と異なるのは、露光の仕方である。トナーを現像しないところはVdcになるまで露光が行われる。プラスのトナーを現像する場合は、露光を行わない。マイナスのトナーを現像する場合は、表面電位がVbになるように露光を行う。このような三値潜像を形成することにより、二色現像器から同時に二色のトナーを現像することが可能である。
【００２２】
実施例１で示したとおり、本発明の転写方式はトナーの帯電特性によらず転写を行うことが可能であるため、その後のプロセスは特別なものを用いる必要はない。
【００２３】
この二色現像器を応用することにより、２ステーションのフルカラー（C,M,Y,K４色）システムの構築が可能である（図１１）。
【００２４】
また、４ステーションを用いたフルカラーシステムの場合、基本となるC,M,Y,Kの４色のほかに最大４色の特色を追加することが可能である。ただし、この場合、二色現像器の混色問題の影響を少なくするためには、一ステーション中の二色のトナーは同じ色相であることが望ましい。たとえば、Cステーションには、通常のシアントナーと淡色のシアントナーを用いることにより、色再現性を向上させることが可能である。
【００２５】
（実施例６）
システム構成は実施例１に準ずる。実施例において露光装置１２は、半導体レーザーを用いたレーザースキャナ光学系である。この光学系の特徴は、潜像担持体長手方向へレーザービームを走査するところにある。このような光学系で画像形成を行った場合、画像の潜像担持体長手方向に対する解像度は、レーザードライバ回路の特性が許す限り自由に設定することが可能である（レーザーが連続的に走査しているため）。しかしながら、潜像担持体回転方向の解像度は、レーザー光学系の走査周波数と潜像担持体の回転速度により決定されるため、長手方向に比べ、画像解像度の選択幅は大きく限られる。一般的に、潜像担持体回転方向の解像度を変化させるためには、潜像担持体の回転速度制御を含む複雑な処理が必要であった。
【００２６】
本実施例では、図１３に示すとおり、中間転写体２０を、潜像担持体１０と同方向に速度差をつけて動かす。潜像担持体上に、潜像担持体回転方向にＮ倍に変倍されたトナー像を形成した場合、中間転写体は、潜像担持体に対し−１／Ｎ倍の速度とすることにより、中間転写体上に、通常のＮ倍の解像度のトナー像を形成することが可能である。
【００２７】
ただし、本発明の転写システムは、速度差が５％以下の場合、転写特性が著しく劣化することから、解像度倍率Ｎは、少なくとも１．０５以上であることが好ましい。また、中間転写体速度が潜像担持体速度より速くなると、画像形成に必要なトナー密度が得られなくなるため、Ｎは１以下でない方がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１、本発明の代表的な実施例を表すシステム図
【図２】実施例１で用いた、中間転写ローラの構造図
【図３】一次転写を説明する図
【図４】中間転写ベルトを用いた実施例の図
【図５】中間転写ベルトの構造図
【図６】二次転写を説明する図
【図７】二次転写同時定着のシステム図
【図８】転写効率の表す図
【図９】実施例５で用いた、二色システムを表す図
【図１０】三値潜像の図
【図１１】２ステーションを用いたシステム図
【図１２】４ステーションを用いたシステム図
【図１３】潜像担持体から中間転写体へのトナー像の転写過程の説明図
【図１４】潜像担持体から中間転写体へのトナー像の転写過程の説明図
【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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