(57)【要約】【課題】  常に中間転写体とトナーの機械的付着力を高めて次色以降での逆転写を防止し、中間転写体のトナー層の凹凸を無くして、次色以降での転写条件を常に安定させ、カラー画像においても安定した１次転写を行い、中間転写体上のトナー像を乱さないことにより画像不良（濃度不良、虫喰い、ボソツキなど）を発生させない画像形成装置を提供する。【解決手段】  １次転写部により像担持体７ａ上のトナー像を中間転写体５に１次転写し、複数色のトナー像について繰り返して前記中間転写体５上で複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら複数色のトナー像を一括で転写材９に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記１次転写部より前記中間転写体回転方向の上流位置に前記中間転写体５上のトナー層を押圧するトナー層押圧部材１１ａを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次転写部により像担持体上のトナー像を中間転写体に１次転写する工程を複数色のトナー像について繰り返して前記中間転写体上に複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら複数色のトナー像を一括して転写材に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記１次転写部より前記中間転写体回転方向の上流位置に前記中間転写体上のトナー層を押圧するトナー層押圧部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記１次転写部より中間転写体回転方向の上流位置に複数の前記トナー層押圧部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー層押圧部材は回転体であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー層押圧部材として前記像担持体と同様な性質を持つ材質を使用することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー層押圧部材として前記中間転写体の表面摩擦係数よりも小さい摩擦係数の表面性を持った材質を使用することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー層押圧部材には逆転写防止バイアスを印加することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー層押圧部材の押圧力を可変する押圧力可変機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー層厚さなどの情報によって前記押圧力可変機構の押圧力を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項７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、中間転写体を使用する、複写機、プリンタ、ファクシミリを含む画像形成装置、とくにカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中間転写ベルトなどの中間転写体を用いたカラー画像形成装置では、感光体と中間転写体で形成された１次転写部にて１次転写された第１色目のトナー像が第２色目、第３色目、第４色目と通過する度に、中間転写体上のトナー像が第２色目以降の感光体に逆転写されトナー像の乱れが生じてしまい、紙転写（２次転写）後には濃度不良や虫喰い・ボソツキなどといった画像不良を発生させてしまうことが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１の画像形成装置および画像形成方法では、２回目以降のトナーの転写前に転写材または中間転写体の表面を所定極性の所定電位に帯電する帯電手段を設け、転写前に転写材の表面が転写後トナーと同じ極性で帯電することでトナーの戻り現象を抑制する技術が開示されている。
特許文献２の画像形成装置には、像担持体と中間転写体との間に中間転写体上の可視像が像担持体側に逆転写することを防止するための逆転写防止バイアスを印加する逆転写防止バイアス印加手段を設ける技術が開示されている。
この技術によれば、２次転写を行なうのに支障をきたすトラブルが発生したとき、画像形成動作を２次転写前の段階まで実行し、中間転写体上に可視像を担持させて逆転写防止バイアスを印加することにより逆転写を防止し、トラブル解消後に２次転写を行なうようにしている。つまり、トナーと中間転写体の静電的付着力を高めて逆転写を防止している。
【特許文献１】特開２０００−５６５９０公報
【特許文献２】特開２００３−５８０１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術ではトナーの機械的付着力は変化していないため感光体との擦れなどによる機械的逆転写が発生し、トナー像に乱れが生じてしまう。また、トラブル発生後に逆転写防止バイアスを印加しているため、トラブルを未然に防止していないのでトラブルは発生してしまう。
さらに、前色のトナー像が中間転写体に予め存在しており、感光体上のトナー像を重ね転写させる場合には、中間転写体上のトナー層の表面に凹凸があるため、転写条件がトナー層表面の凹凸によって異なってしまう。
これによって、微少領域で転写条件が変化し、感光体上のトナー像が中間転写ベルト上に転写しきれず画像不良を発生させてしまう。転写しきれないトナー像は感光体に残り、クリーニングするための機構を設けなくてはいけないなどの課題が発生してしまっている。
この問題に対しては、従来、各色で各々最適な転写電流に設定（重ねるごとに電流を高くする）するなどして中間転写体上にトナーがある場合でも転写できるようにしているが、転写電流を高くすると逆転写してしまうトナーも多くなり、前記課題のような微少領域に対しては解決できず画像不良を発生させてしまう。
また、トナー量の多い個所では電機抵抗が増え、転写するための電圧が多く必要となり、全面で安定した転写を行なうためには高電圧・高電流が必要になる。高電圧・高電流を供給する電源は高価になり、各色固有で電源が必要になるなどコストが高くなってしまう問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、常に中間転写体とトナーの機械的付着力を高めて次色以降での逆転写を防止し、中間転写体のトナー層の凹凸を無くして、次色以降での転写条件を常に安定させ、カラー画像においても安定した１次転写を行い、中間転写体上のトナー像を乱さないことにより画像不良（濃度不良、虫喰い、ボソツキなど）を発生させない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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、１次転写部により像担持体上のトナー像を中間転写体に１次転写し、複数色のトナー像について繰り返して前記中間転写体上で複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら複数色のトナー像を一括で転写材に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、前記１次転写部より前記中間転写体回転方向の上流位置に前記中間転写体上のトナー層を押圧するトナー層押圧部材を設ける画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記１次転写部より中間転写体回転方向の上流位置に複数の前記トナー層押圧部材を設ける請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記トナー層押圧部材は回転体である請求項１または２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記トナー層押圧部材として前記像担持体と同様な性質を持つ材質を使用する請求項１または２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記トナー層押圧部材として前記中間転写体の表面摩擦係数よりも小さい摩擦係数の表面性を持った材質を使用する請求項１または２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記トナー層押圧部材には逆転写防止バイアスを印加する請求項１または２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記トナー層押圧部材は押圧力を可変する押圧力可変機構を備えている請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記押圧力可変機構はトナー層厚さなどの情報によって押圧力を制御する請求項７の記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、中間転写体上のトナー層を押圧するトナー層押圧部材を転写部の上流側に設置し、中間転写体上のトナー層表面を平滑にしているので、２色目以降の１次転写部において転写条件を常に安定させることができ、２色目以降の転写性を確保することができる。
また、同時に中間転写体とトナー像の機械的付着力を高めることができるので、２色目以降での像担持体への逆転写も防止でき中間転写体上のトナー像を乱すことなく２次転写へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるカラー画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図である。カラー画像形成装置は、まず、１色目の像担持体７ａ上に形成されたトナー像を１次転写ローラ６ａで中間転写体５裏面に１次転写バイアスを印加して中間転写体５上に転写する。
２色目以降の像担持体（７ｂ〜７ｄ）上のトナー像を同様に中間転写体５上に重ねて転写し、２次転写ローラ８で転写材９に２次転写バイアスを印加して、転写材９上に重ねトナー像を転写する。
１色目を１次転写された中間転写体５上のトナー像が２色目の像担持体７ｂと１次転写ローラ６ｂで構成される１次転写部を通過する前の位置の中間転写体５に圧接するようにトナー層押圧ローラ１１ａおよびトナー層押圧対向ローラ１０ａが配置されており、２色目、３色目、４色目の各色間にもトナー層押圧ローラ１１ｂ、１１ｃおよびトナー層押圧対向ローラ１０ｂ、１１ｃが夫々配置されている。
図２はトナー層押圧ローラおよびトナー層押圧対向ローラからなるトナー層押圧部を２色目以降にある１次転写前に複数（２つ以上）配置する例を示す概略図である。図３は１次転写された中間転写体上の第１のトナー像表面の凹凸を説明する拡大概略断面図である。
図２において、１色目の像担持体７ａと２色目の像担持体７ｂとの間には、トナー層押圧ローラ１１ａ−１、１１ａ−２およびトナー層押圧対向ローラ１０ａ−１、１０ａ−２からなるトナー層押圧部が設けられている。通常、１次転写された中間転写体５上のトナー像表面は図３のように凹凸があり、トナー層厚としてムラがある。
中間転写体５上のトナー層押圧部材を転写部前に複数配置していることで、中間転写体５とトナー像との機械的付着力をさらに高めることができる。
それによって、確実に２色目以降での像担持体への逆転写を防止でき、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく２次転写へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
図４は図３の第１のトナー層に重ねた第２のトナー層を示す概略図である。図５は本発明によるトナー層押圧部によって押圧した結果図３のように第１のトナー層表面に凹凸があっても第１のトナー層表面形状が平滑である状態を示す概略図である。図６は本発明によるトナー層押圧部によって押圧した結果図４のように第２のトナー層表面に凹凸があっても第２のトナー層表面形状が平滑である状態を示す概略図である。
【０００７】
図７は第１のトナー層厚が大きい場合の像担持体、第１のトナー層および１次転写ローラを示す概略図である。図８は第１のトナー層厚が小さい場合の像担持体、第１のトナー層および１次転写ローラを示す概略図である。
図７のように、第１のトナー層厚が大きいと、１次転写部では１次転写ローラ６ｂと像担持体７ｂの中心部からの距離Ａが長くなり、１次転写ローラ６ｂに掛かる圧力が一定であると第１のトナー層内に掛かる圧力が高くなってしまう。
第１のトナー層内に掛かる圧力が高くなってしまうと、像担持体７ｂに対する機械的付着力が増し、中間転写体５へ転写しにくく、かつ逆転写し易くなってしまう。
さらに、２色目トナーが１次転写部に送り込まれることによってトナー量が増加し、２色目トナーの像担持体７ｂへの付着力が増してしまい、中間転写体５へ転写しにくくなってしまう。
逆に、第１のトナー層厚が小さいと、図８のように、１次転写ローラ６ｂと像担持体７ｂの中心からの距離Ｂが近づいて第１のトナー層内に掛かる圧力は小さくなるため、像担持体７ｂに対する機械的付着力は増加しない。さらに２色目トナーが送り込まれても像担持体７ｂへの機械的付着力は大きく増加しない。
このように第１のトナー層厚にムラ（トナー表面の凹凸）があると１次転写部の転写条件がトナー層圧に左右され変化することで、中間転写体５上のトナー像が乱され異常画像となってしまう。
【０００８】
本実施形態によれば、中間転写体５上のトナー像は、図１のように２色目以降にある１次転写部前でのトナー層押圧対向ローラ１０ａ〜１０ｃとトナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃで構成されるトナー層押圧部によって中間転写体５に押圧され、図３のように第１のトナー層表面に凹凸があっても第１のトナー層表面形状は図５のように平滑になる。
また、中間転写体５上のトナー像は、トナー層押圧部により中間転写体５に押圧されているので、中間転写体５に対する機械的な付着力も増幅される。平滑にされた第１のトナー層表面が２色目以降の１次転写部で２色目を転写するさいにも、転写条件が変化せず、像担持体７ｂ〜７ｄのトナー像は、第２のトナー層として示すように、常に安定して中間転写体５へ図６のように転写される。
また、中間転写体５との機械的付着力が増幅されているので、中間転写体５上のトナー像は２色目以降の像担持体７ｂ〜７ｄへ逆転写されることなく中間転写体５上のトナー像は乱れない。
さらに、中間転写体５上のトナー層押圧部材を回転体（トナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃ）にすることで中間転写体５上のトナー像を擦ることなくトナー層を押圧することができる。
したがって、トナー像を乱すことなく中間転写体５との機械的付着力を高めることができるので、確実に２色目以降での像担持体への逆転写を防止できる。さらにまた、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく２次転写へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
【０００９】
トナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃの表面材質は像担持体７ａ〜７dと同様な材質を使用することで、中間転写体５上のトナー像を擦ることなく乱れを生じなくする。
このように、中間転写体５上のトナー層押圧部材に像担持体７ａ〜７ｄと同様の材質を使用し、かつ常に安定した表面性を確保しているので、中間転写体５上のトナー像を擦ることなくトナー層を押圧することができる。
したがって、トナー像を乱すことなく中間転写体５との機械的付着力を高めることができるので、確実に２色目以降での像担持体７ｂ〜７ｄへの逆転写を防止できる。また、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく２次転写へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
トナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃは、表面摩擦係数が中間転写体５の表面摩擦係数より小さい材質を使用する。表面摩擦係数が中間転写体５よりも小さいものを使用することでトナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃへのトナー像の機械的な逆転写を防止する。
このように、中間転写体５上のトナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃ）に表面摩擦係数が中間転写体５よりも小さい材質を使用しているので、中間転写体５上のトナー層押圧部材による機械的な逆転写なしにトナー層を押圧することができる。
したがって、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく中間転写体５との機械的付着力を高めることができるので、確実に２色目以降での像担持体７ｂ〜７ｄへの逆転写を防止できる。また、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく２次転写部へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
【００１０】
図９は本発明によるカラー画像形成装置の第２の実施の形態を示す概略図である。図９において、トナー層押圧対向ローラ１０ａ〜１０ｃはバイアス印加部１２ａ〜１２ｃに接続されている。バイアス印加部１２ａ〜１２ｃからトナー層押圧対向ローラ１０ａ〜１０ｃに対して逆転写防止バイアスを印加することで、中間転写体５上のトナー像と中間転写体５の電気的付着力を増幅する。
印加する逆転写防止バイアスはトナーと逆極性である。
なお、バイアス印加部１２ａ〜１２ｃはトナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃ側にも設置可能であり、この場合にはトナーと同極性のバイアスを印加する。
このように、中間転写体５上のトナー層押圧部材（トナー層押圧対向ローラ１０ａ〜１０ｃ、又は／及び、トナー層押圧ローラ１１ａ〜１１ｃ）に逆転写防止バイアスを印加しているので、中間転写体５との機械的付着力を高めつつ静電的付着力を高めることができる。したがって、確実に２色目以降での像担持体７ｂ〜７ｄへの逆転写を防止でき、中間転写体５上のトナー像を乱すことなく２次転写部へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
【００１１】
図１０はトナー層押圧ローラにスプリングを用いた押圧力可変機構を設けた実施の形態を、トナー層厚が小さい場合について示す概略図である。図１１はトナー層押圧ローラにスプリングを用いた押圧力可変機構を設けた実施の形態を、トナー層厚が大きい場合について示す概略図である。
図１０および図１１にはトナー層押圧ローラ１１ａの軸部にスプリング１３ａと、押圧部材１３ｂを用いた押圧力可変機構１３、中間転写体５およびトナー層押圧対向ローラ１０ａを示している。押圧部材１３ｂの上下位置を変化させることによりスプリング１３ａによるトナー層押圧ローラ１１ａへの押圧力を変化させることができる。
図示してない制御手段が、画像情報などからトナー層厚の大きさを算出し、トナー層厚の違いに応じた押圧力をトナー層押圧ローラ１１ａに与えるように制御する。トナー層厚が大きいときには押圧力を強くするように押圧部材１３ｂをローラ１１ａに接近させる（図１１）。また、トナー層厚が小さいときには、押圧力を弱くするように押圧部材１３ａをローラ１１ａから離間させる（図１０）。
また、図２のように、トナー層押圧ローラ１１ａが複数配置されている場合には、上流側トナー層押圧ローラ１１ａ−１の押圧力を弱くし、下流側トナー層押圧ローラ１１ａ−２の押圧力を強くすることでトナー層押圧ローラ１１ａへの逆転写を防ぐ。
このように、中間転写体５上のトナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ１１ａ）の押圧力を可変にすることができるので、最適な押圧力にすることができ、過剰に押圧力を中間転写体５上のトナー像に与えることがない。
それゆえ、中間転写体５上のトナー層押圧部材１１ａへの逆転写を防止し、トナー像を乱すことなく２次転写部へ送ることが可能であり、中間転写体５とトナー像の付着力を高めすぎないため２次転写部での転写を確実に行なうことが可能になる。したがって転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
中間転写体５上のトナー層押圧部材１１ａの押圧力をトナー層厚さの違いなどの可変情報によって制御することができるので、トナー層の条件が変化したさいにも最適な押圧力にすることができ、過剰な押圧力を中間転写体５上のトナー像に与えることがない。
【００１２】
図１２は像担持体を１つ備えた中間転写体システムに、本発明を適用した実施の形態を示す概略図である。上述した本発明の画像形成装置の説明は像担持体が複数（４つ）の中間転写体システムに関して行なわれた。しかしながら、図１２のように像担持体が１つの中間転写体システムでも同様に適用可能である。
図１２において、像担持体７は中間転写ベルト５を挟んで１次転写ローラ６と対向している。中間転写ベルト５は中間転写ベルト従動ローラ１、中間転写ベルト駆動ローラ２、１次転写位置規制ローラ３、２次転写位置規制ローラ４の周りを回転している。
中間転写ベルト５の回転方向の像担持体７の上流には、中間転写ベルト５を挟んでトナー層押圧ローラ１１とトナー層押圧対向ローラ１０が対向している。２次転写位置規制ローラ４には中間転写ベルト５を挟んで２次転写ローラ８が対向しており、中間転写ベルト５と２次転写ローラ８とのニップ部を転写材９が通過する。
図１２のように像担持体７が１つの中間転写体システムでも、中間転写ベルト５上のトナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ１１）を転写部前に設置し、中間転写ベルト５上のトナー層表面を平滑にしているので、１次転写部において転写条件を常に安定させることができる。
また、同時に中間転写ベルト５とトナー像の機械的付着力を高めることができるので、像担持体７への逆転写も防止でき中間転写ベルト５上のトナー像を乱すことなく２次転写へ送ることが可能となるため、転写不良（虫喰いやボソツキなど）の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるカラー画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】トナー層押圧ローラおよびトナー層押圧対向ローラからなるトナー層押圧部を２色目以降にある１次転写前に複数（２つ以上）配置する例を示す概略図である。
【図３】１次転写された中間転写体上のトナー像表面の凹凸を説明する概略図である。
【図４】第１のトナー層に重ねた第２のトナー層を示す概略図である。
【図５】第１のトナー層表面形状が平滑である状態を示す概略図である。
【図６】第２のトナー層表面形状が平滑である状態を示す概略図である。
【図７】第１のトナー層厚が大きい場合の像担持体、第１のトナー層および１次転写ローラを示す概略図である。
【図８】第１のトナー層厚が小さい場合の像担持体、第１のトナー層および１次転写ローラを示す概略図である。
【図９】本発明によるカラー画像形成装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図１０】トナー層押圧ローラにスプリングを用いた押圧力可変機構を設けた実施の形態を、トナー層厚が小さい場合について示す概略図である。
【図１１】トナー層押圧ローラにスプリングを用いた押圧力可変機構を設けた実施の形態を、トナー層厚が大きい場合について示す概略図である。
【図１２】像担持体が１つの中間転写体システムに本発明を適用した実施の形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１４】
５  中間転写体（中間転写ベルト）
６  １次転写ローラ
６ａ  １次転写ローラ
６ｂ  １次転写ローラ
６ｃ  １次転写ローラ
６ｄ  １次転写ローラ
７  像担持体
７ａ  像担持体
７ｂ  像担持体
７ｃ  像担持体
７ｄ  像担持体
８  ２次転写ローラ
９  転写材
１０  トナー層押圧対向部材（トナー層押圧対向ローラ）
１０ａ  トナー層押圧対向部材（トナー層押圧対向ローラ）
１０ａ−１  トナー層押圧対向部材（トナー層押圧対向ローラ）
１０ａ−２  トナー層押圧対向部材（トナー層押圧対向ローラ）
１１  トナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ）
１１ａ  トナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ）
１１ａ−１  トナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ）
１１ａ−２  トナー層押圧部材（トナー層押圧ローラ）
１２ａ  バイアス印加部
１３  押圧力可変機構（スプリング）
【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】
2006308979.tif 000013
【図１２】
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