(57)【要約】【課題】中間転写体に転写されたトナーが中間転写体の移動方向下流側に配置された像担持体に再転写される「戻り」を確実に防止し得る画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写体Ｂと、中間転写体Ｂの移動方向に沿って少なくとも３色のトナー像をそれぞれ担持する３つの像担持体が配置された画像形成装置１００において、中間転写体Ｂの移動方向に沿って、３つの像担持体のうち２つの像担持体の後ろ側に形成され、中間転写体Ｂ上に２色のトナー像が重ねられて形成されたトナー像の表面層のみを固定化する固定化手段Ｓ１（Ｓ２）を有する画像形成装置１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体と、
前記中間転写体の移動方向に沿って少なくとも３色のトナー像をそれぞれ担持する３つの像担持体が配置された画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向に沿って、前記３つの像担持体のうち２つの像担持体の後ろ側に形成され、前記中間転写体上に２色のトナー像が重ねられて形成されたトナー像の表面層のみを固定化する固定化手段を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記３色は、ＹＭＣの各色であって、
前記３つの像担持体は、前記中間転写体の移動方向に沿って、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に配置される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
Ｋ色のトナー像を担持する像担持体を更に備える請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記Ｋ色のトナー像を担持する像担持体は、前記中間転写体の移動方向に沿って、前記３つの像担持体よりも最下流側に配置される請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体の移動方向に沿って、前記３つの像担持体の後ろ側に形成され、前記中間転写体上に３色のトナー像が重ねられて形成されたトナー像の表面層のみを固定化する第２の固定化手段を有する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記Ｋ色のトナー像を担持する像担持体は、前記中間転写体の移動方向に沿って、前記３つの像担持体よりも最上流側に配置される請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記固定化手段は、前記中間転写体の移動方向に沿って、前記Ｋ色のトナー像を担持する像担持体及び前記３つの像担持体のうち２つの像担持体の後ろ側に配置される請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記固定化手段は、熱又は圧力により、前記二層以上のトナー像の表面層だけを固定化する請求項１〜７のいずれか一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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーの画像形成装置において、複数回の転写により二層以上のトナー像が中間転写体（例えば、中間転写ベルト）上に形成されると、表面層の一部のトナーにいわゆる「戻り」が発生する場合がある。
戻りとは、二層以上のトナー像のうち、表面層のトナー像の一部のトナーが中間転写体の移動方向下流側に配置された像担持体（例えば、感光体ドラム）に再転写される現象をいう。トナー像のうち、戻りの発生した部分と他の部分とでは用紙に転写されるトナーの量が異なるため、品質の劣化した画像が用紙に形成される。
【０００３】
図７を参照して、戻りのメカニズムについて説明する。
図７は、一般的なカラーの画像形成装置における画像形成部の一部を示した図である。画像形成部は、ＹＭＣＫ各色の感光体ドラム、中間転写ベルト、一次転写ローラ等を備えて構成される。
【０００４】
なお、ここでは、Ｙ色はイエロー色、Ｍ色はマゼンダ色、Ｃ色はシアン色、Ｋ色は黒色を意味するものとして説明する。また、ＹＭＣＫ各色の感光体ドラムは、中間転写ベルトの移動方向（図７では、左から右）に沿って、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置される。図７では、このうちＣ感光体ドラム及びＫ感光体ドラムのみを図示している。
【０００５】
青色の画像を用紙に形成する場合について説明すると、Ｍ感光体ドラム（図示省略）及びＣ感光体ドラムにより、下層にＭ色、上層にＣ色のトナー像が中間転写ベルト上に形成される。Ｋ色のトナーは青色の画像を形成する際には用いられないが、Ｋ感光体ドラムは画像形成部の構成上、Ｃ感光体ドラム等と同様に中間転写ベルトに近接する。
【０００６】
ここで、下層にＭ色、上層にＣ色とした二層のトナー像は、一定量帯電されたトナーが集合して形成されたものであり全体の帯電量（電位）が高くなる。この二層のトナー像が一定値以上の電位まで上昇した場合、上層の一部のトナーが放電する。これをここでは剥離放電という。二層以上のトナー像が形成される場合、この剥離放電が発生し易いことが実験的に確認されている。
【０００７】
剥離放電した上層の（Ｃ色の）一部のトナーは、電荷がキャンセルされた状態であり、周囲のトナーよりも電位が相対的に低くなる、又は周囲のトナーと逆電位になる。また、一次転写ローラから転写電流が印加されて逆電位になる場合もある。図７では、Ｃ色の表面層の一部のトナーが逆電位（＋）になったものとして図示している。
この逆電位になったＣ色のトナーは、中間転写ベルトの移動方向下流側に配置されたＫ感光体ドラムに静電吸着し、トナー像から剥離される。この現象をここでは「戻り」という。
【０００８】
戻り部分は、上層のＣ色のトナー量が少なくなる、又は上層のＣ色のトナーが全て戻ってしまい下層のＭ色のトナーが剥き出しになる。この状態のトナー像が用紙に転写されると、トナー像のトナー量が不均一であるため品質の劣化した画像が用紙に形成されることになる。
以上が「戻り」のメカニズムである。
【０００９】
戻りを防止するためには、例えば剥離放電の発生を防止すればよいが、環境を考慮すると、剥離放電が発生しないようにトナー像の電位を低減することは困難である。特に、低温低湿の環境下では、トナー像の帯電量の上昇を抑制することは困難である。また、色域への影響を考慮すると、剥離放電が発生しないようにトナー像を形成するトナー量を低減することは好ましくない。こうした事情を踏まえた上で、剥離放電の発生防止を図った画像形成装置として、例えば下記に示す特許文献１の技術がある。
【００１０】
特許文献１には、一次転写後の位置に除電器を配置し、この除電器により一次転写後の中間転写ベルト上に形成されたトナー像を除電する構成とした画像形成装置が開示されている。これにより、中間転写ベルト上に形成されたトナー像の電荷状態を均一化して、トナーの「戻り」を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１５４５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１によれば、一次転写後の中間転写ベルト上に形成されたトナー像が除電され、電荷状態が均一化されるため、剥離放電が抑制され得る。
しかし、完全に剥離放電を防止することは困難であり、トナーの戻りを低減することは可能であっても確実に防止することはできない。
【００１３】
本発明の課題は、中間転写体に転写されたトナーが中間転写体の移動方向下流側に配置された像担持体に再転写される「戻り」を確実に防止し得る画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、中間転写体と、前記中間転写体の移動方向に沿って少なくとも３色のトナー像をそれぞれ担持する３つの像担持体が配置された画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向に沿って、前記３つの像担持体のうち２つの像担持体の後ろ側に形成され、前記中間転写体上に２色のトナー像が重ねられて形成されたトナー像の表面層のみを固定化する固定化手段を有する画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、中間転写体上に複数回転写して形成された二層以上のトナー像のうち、表面層の一部のトナーが剥離放電した場合、剥離放電したトナーが中間転写体の移動方向下流側に配置された像担持体に静電吸着してトナー像から剥離される前に、表面層のトナーを固定化することができる。これにより、剥離放電したトナーが下流側に配置された像担持体によって剥離されず、トナーの戻りを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】固定化されたトナーの状態を示す図である。
【図３】固定化手段の配置構成について示す図である。
【図４】熱により固定化する固定化手段の構成及び条件を示す図である。
【図５】圧力により固定化する固定化手段の構成及び条件を示す図である。
【図６】熱及び圧力により固定化する固定化手段の構成及び条件を示す図である。
【図７】「戻り」のメカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態における画像形成装置の構成及び動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１に、画像形成装置１００の概略構成を示す。
画像形成装置１００は、自動原稿搬送部１０、スキャナ部２０、画像形成部３０、給紙部４０を備えて構成される。
【００１９】
自動原稿搬送部１０は、原稿Ｄを載置する載置トレイや原稿Ｄを搬送する複数の搬送ローラ等を備えて構成され、原稿Ｄを所定の搬送路に搬送する。
【００２０】
スキャナ部２０は、搬送される原稿Ｄ又はプラテンガラスに載置された原稿Ｄに対して光源を照射し、原稿Ｄから反射された反射光を受光する。スキャナ部２０は、受光された光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を制御部１に出力する。なお、制御部１は出力された電気信号を入力し、入力された電気信号を図示しない画像制御部の各部に出力する。画像制御部は、電気信号を入力して各種画像処理を行い、ＹＭＣＫ各色の画像データＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋを生成する。制御部１は、生成されたＹＭＣＫ各色の画像データＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋを画像形成部３０に出力する。
【００２１】
画像形成部３０は、作像部Ｙ、作像部Ｍ、作像部Ｃ、作像部Ｋ、第１固定化部Ｓ１、第２固定化部Ｓ２等を備えて構成される。
なお、以下の説明において、Ｙ色はイエロー色、Ｍ色はマゼンダ色、Ｃ色はシアン色、Ｋ色は黒色を意味するものとする。
【００２２】
作像部Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、帯電装置３２Ｙ、露光装置３３Ｙ、現像装置３４Ｙ、一次転写ローラ３５Ｙ、クリーニング装置３６Ｙ等を備えて構成される。
【００２３】
作像部Ｙは、帯電装置３２Ｙにより感光体ドラム３１Ｙ上を一様に帯電する。また、作像部Ｙは、制御部１により出力された画像データＤｙを入力し、入力された画像データＤｙに基づいて、露光装置３３Ｙにより静電潜像を感光体ドラム３１Ｙ上に形成する。
【００２４】
作像部Ｙは、形成された静電潜像に基づいて、現像装置３４Ｙにより感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を形成する。作像部Ｙは、形成されたＹ色のトナー像を一次転写ローラ３５Ｙにより中間転写ベルトＢ上に転写する（一次転写）。
作像部Ｙは、一次転写後の感光体ドラム３１Ｙ上に残留する残留トナーをクリーニング装置３６Ｙにより除去する。
【００２５】
作像部ＭはＭ色のトナー像、作像部ＣはＣ色のトナー像、作像部ＫはＫ色のトナー像を形成して一次転写する点で上記説明してきた作像部Ｙと異なるが、構成及び動作については作像部Ｙと同様である。
【００２６】
第１固定化部Ｓ１及び第２固定化部Ｓ２は、金属ローラで構成され、中間転写ベルトＢの移動速度と等速で回転する。第１固定化部Ｓ１及び第２固定化部Ｓ２は、熱又は圧力により、二層以上のトナー像のうち、表面層のトナー同士を融着（又は凝集）させ、表面層のトナーのみを固定化する。なお、このときのトナーの状態については、図２の説明で後述する。
【００２７】
二次転写ローラ３６は、中間転写ベルトＢ上に形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を給紙部４０から搬送されてくる用紙Ｐに転写する（二次転写）。
定着装置３７は、二次転写されたトナー像を用紙Ｐに熱定着する。なお、トナー像が熱定着された用紙Ｐは、その後、画像形成装置１００の機外に排出される。
【００２８】
給紙部４０は、複数のトレイを備えて構成され、各トレイには種類の異なる複数の用紙Ｐを収容する。給紙部４０は、所定の搬送路を経由して、用紙Ｐを画像形成部３０に給紙する。
【００２９】
図２を参照して、第２固定化部Ｓ２により固定化されたトナーの状態について説明する。
図２では、本実施形態における画像形成部３０の一部を図示しており、ＹＭＣＫ各色の感光体ドラムのうち、感光体ドラム３１Ｃ及び感光体ドラム３１Ｋのみを図示している。
【００３０】
青色の画像を用紙に形成する場合について説明すると、感光体ドラム３１Ｍ（図示省略）及び感光体ドラム３１Ｃにより、下層にＭ色、上層にＣ色のトナー像が中間転写ベルトＢ上に形成される。感光体ドラム３１Ｋは、青色の画像を形成する場合には用いられないが、画像形成部３０の構成上、感光体ドラム３１Ｃ等と同様に中間転写ベルトＢに近接する。
【００３１】
ここで、下層にＭ色、上層にＣ色とした二層のトナー像は、一定量帯電されたトナーが集合されて形成されたものであるため全体の帯電量（電位）が高くなる。この二層のトナー像が一定値以上の電位まで上昇した場合、上層の表面層の一部のトナーが剥離放電する。ここでは、Ｃ色の表面層の一部のトナーが剥離放電する。
【００３２】
剥離放電したＣ色の表面層の一部のトナーは、電荷がキャンセルされた状態になり、周囲のトナーよりも電位が相対的に低くなる、又は周囲のトナーと逆電位になる。図２では、Ｃ色の一部のトナーが逆電位（＋）になったものとして図示している。なお、ここまでは、図７について既述した従来の状態と同様である。
【００３３】
本実施形態においては、剥離放電した逆電位のトナーが中間転写ベルトＢの移動方向下流側に配置されている感光体ドラム３１Ｋに再転写される現象（以下、「戻り」）が発生する前に、第２固定化部Ｓ２により上層のトナーの表面層に熱又は圧力が加えられる。
【００３４】
熱又は圧力が加えられた表面層のトナーは副走査方向に隣接するトナーと融着（又は凝集）し、副走査方向のトナー同士の付着力が向上する。付着力が向上した表面層のトナーは、第２固定化部Ｓ２の通過後に自然冷却されて固定化する。よって、感光体ドラム３１Ｋの通過時にトナーの戻りが生じることはない。
【００３５】
以上のように、剥離放電したトナーを副走査方向に隣接するトナーと付着させて固定化することで、トナーの戻りを防止することができる。また、表面層のみを固定化し、それ以外の例えば下層のトナーは固定化しないので、二次転写性能が低下することはない。更に、表面層が固定化されることによりトナーの飛散を防止することができる。
【００３６】
図３を参照して、第１固定化部Ｓ１又は第２固定化部Ｓ２の配置について説明する。
上記図２の説明を踏まえると、第１固定化部Ｓ１又は第２固定化部Ｓ２の配置については、図３に示すケース１又はケース２の構成が考えられる。
【００３７】
ケース１は、図１及び図２で図示した画像形成部３０と同様の構成である。すなわち、中間転写ベルトＢの移動方向に沿ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順でＹＭＣＫ各色の感光体ドラムが配置される。また、感光体ドラム３１Ｍと感光体ドラム３１Ｃとの間に第１固定化部Ｓ１が配置され、感光体ドラム３１Ｃと感光体ドラム３１Ｋとの間に第２固定化部Ｓ２が配置される。このような構成によれば、上記図２で説明したように、剥離放電したトナーの戻りを防止することができる。
【００３８】
ケース２は、ケース１と比較して、中間転写ベルトＢの移動方向に沿って「Ｋ」、Ｙ、Ｍ、Ｃの順にＹＭＣＫ各色の感光体ドラムが配置される点で異なる。すなわち、ケース２は、最上流に感光体ドラム３１Ｋが配置される構成である。通常、Ｋ色のトナー上にＹ色のトナーを重ねて転写することはないから、二層以上のトナー像が形成されるのはＹ色のトナー像が感光体ドラム３１Ｍを通過した以降である。このような事情を考慮すると、ケース２の構成では、第１固定化部Ｓ１は不要のため配置せず、第２固定化部Ｓ２のみ配置すればよい。これにより、剥離放電したトナーの戻りを防止することができる。
【００３９】
ケース１の場合、第１固定化部Ｓ１及び第２固定化部Ｓ２の２つの固定化手段が必要であるが、現在主流となっている一般的な画像形成装置はケース１の構成であることから、既存の装置に２つの固定化手段を組み込むことで、トナーの戻りを防止できる。
ケース２の場合、固定化手段として第２固定化部Ｓ２のみを用いれば、トナーの戻りを防止できる。
【００４０】
〔実施例１〕
図４を参照して、熱により、表面層を固定化する第１固定化部Ｓ１又は第２固定化部Ｓ２（固定化手段）の構成及び条件について説明する。
金属ローラＲ１は、中間転写ベルトＢの移動速度と等速で回転する。
ヒータＨ１は、金属ローラＲ１の内部に配置され、金属ローラＲ１の表面温度を制御する。
【００４１】
実施例１では、金属ローラＲ１の表面温度は、表面温度（℃）＝〔トナーガラス転移温度（Ｔｇ）〕×１．５、とした。具体的には、トナーガラス転移温度Ｔｇ＝５３（℃）であったため、表面温度（℃）＝８０±５に制御した。
【００４２】
また、中間転写ベルトＢと金属ローラＲ１とのギャップＧ１は、ギャップＧ１（μｍ）＝〔トナー粒径〕×５、とした。具体的には、トナー粒径＝６〜８（μｍ）であったため、ギャップＧ１（μｍ）＝４０±５となるように、金属ローラＲ１を配置した。
【００４３】
なお、表面温度（℃）又はギャップＧ１は、上記条件を厳密に満たす必要はなく、二層以上のトナー像の表面層のみを熱により固定化できる条件を満たせばよい。
【００４４】
実施例１の構成により、二層以上のトナー像（例えば、下層にＹ色、上層にＭ色のトナー像）を用紙に形成したところ、剥離放電は発生するもののトナーの戻りは抑制され、形成された画像に画質劣化は確認されなかった。また、上層のトナーの飛散による画質劣化も確認されなかった。
【００４５】
〔実施例２〕
図５を参照して、圧力により、表面層を固定化する実施例２の固定化手段の構成及び条件について説明する。
金属ローラＲ２は、中間転写ベルトＢの移動速度と等速で回転する押圧ローラである。
実施例２では、中間転写ベルトＢと金属ローラＲ２とのギャップＧ２は、ギャップＧ２（μｍ）＝〔トナー粒径〕×３、とした。具体的には、トナー粒径＝６〜８（μｍ）であったため、ギャップＧ２（μｍ）＝２０±５となるように、金属ローラＲ２を配置した。
【００４６】
なお、ギャップＧ２は、上記条件を厳密に満たす必要はなく、二層以上のトナー像の表面層のみを圧力により固定化できる条件を満たせばよい。
【００４７】
実施例２の構成により、二層以上のトナー像（例えば、下層にＹ色、上層にＭ色のトナー像）を用紙に形成したところ、剥離放電は発生するもののトナーの「戻り」は抑制され、形成された画像に画質劣化は確認されなかった。また、上層のトナーの飛散による画質劣化も確認されなかった。
【００４８】
〔実施例３〕
図６を参照して、熱及び圧力により、表面層を固定化する実施例３の固定化手段の構成及び条件について説明する。
金属ローラＲ３は、中間転写ベルトＢの移動速度と等速で回転する。
ヒータＨ３は、金属ローラＲ３の内部に配置され、金属ローラＲ３の表面温度を制御する。
【００４９】
実施例３では、金属ローラＲ３の表面温度は、表面温度（℃）＝〔トナーガラス転移温度（Ｔｇ）〕×１．２、とした。具体的には、トナーガラス転移温度Ｔｇ＝５８（℃）であったため、表面温度（℃）＝７０±５に制御した。
【００５０】
また、中間転写ベルトＢと金属ローラＲ３とのギャップＧ３は、ギャップＧ３（μｍ）＝〔トナー粒径〕×４、とした。具体的には、トナー粒径＝６〜８（μｍ）であったため、ギャップＧ３（μｍ）＝３０±５となるように、金属ローラＲ３を配置した。
【００５１】
なお、表面温度（℃）又はギャップＧ３は、上記条件を厳密に満たす必要はなく、二層以上のトナー像の表面層のみを熱及び圧力により固定化できる条件を満たせばよい。
【００５２】
実施例３の構成により、二層以上のトナー像（例えば、下層にＹ色、上層にＭ色のトナー像）を用紙に形成したところ、剥離放電は発生するもののトナーの「戻り」は抑制され、形成された画像に画質劣化は確認されなかった。また、上層のトナーの飛散による画質劣化も確認されなかった。
【００５３】
上記実施例１〜３では、金属ローラＲ１〜Ｒ３は二層以上のトナー像の表面層に接触、又は近接する。特に、金属ローラＲ２は表面層を押圧する構成であるため接触する。よって、金属ローラＲ１〜Ｒ３にトナーや滑剤が付着する場合がある。図４〜図６では、金属ローラＲ１〜Ｒ３に付着したトナーや滑剤を除去するブラシやブレード等の清掃機構は図示していないが、これらは当然に備えているものとする。
また、金属ローラＲ１〜Ｒ３の配置位置は、固定式であっても、後で微調整できるような移動式であってもよい。
【００５４】
以上のように、本実施形態によれば、二層以上のトナー像の表面層だけを固定化することができ、中間転写ベルトＢの移動方向下流側に配置された感光体ドラム（例えば、感光体ドラム３１Ｋ）に表面層のトナー（例えば、Ｃ色のトナー）が戻ることを確実に防止することができる。
【００５５】
また、表面層の固定化する手法としては、熱又は圧力の何れであってもよい。なお、熱のみで固定化、圧力のみで固定化、又は熱及び圧力の両方で固定化、の各ケース（実施例１〜３）において、表面層のみを固定化するための条件（温度やギャップ）を上記したように調整する必要がある。
【００５６】
また、ＹＭＣＫ各色の感光体ドラムがＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で配置されている画像形成部３０であれば（図３のケース１参照）、感光体ドラム３１Ｍと感光体ドラム３１Ｃとの間に第１固定化部Ｓ１を配置し、かつ、感光体ドラム３１Ｃと感光体ドラム３１Ｋとの間に第２固定化部Ｓ２を配置することで、二層以上のトナー像の表面層を固定化して戻りを防止することができる。
【００５７】
また、ＹＭＣＫ各色の感光体ドラムが「Ｋ」、Ｙ、Ｍ、Ｃの順で配置されている画像形成部であれば（図３のケース２参照）、感光体ドラム３１Ｍと感光体ドラム３１Ｃとの間に第２固定化部Ｓ２のみ配置することで、第１固定化部Ｓ１を配置することなく、二層以上のトナー像の表面層を固定化して戻りを防止することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００  画像形成装置
１０    自動原稿搬送部
２０    スキャナ部
３０    画像形成部
３１    感光体ドラム
３２    帯電装置
３３    露光装置
３４    現像装置
３５    転写ローラ
４０    給紙部
Ｓ１    第１固定化部
Ｓ２    第２固定化部
【図１】
2011085797.tif 000003
【図２】
2011085797.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011085797.tif 000007
【図６】
2011085797.tif 000008
【図７】
2011085797.tif 000009