(57)【要約】【課題】電圧印加手段の数を減らすことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０は、それぞれ、中間転写ベルトＢ１の移動方向に沿ってこの順に、中間転写ベルトＢ１のＱ方向、Ｐ方向、Ｑ方向から中間転写ベルトＢ１に張力を付与するように配される。【選択図】図３
2008083319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向における少なくとも一の移動方向に移動可能な無端状のベルトと、
帯電したトナーと液体であるキャリアとを含む現像剤で現像されたトナー像を担持可能であって、上記移動方向に平行な方向に回転可能であり、所定の第一接触位置で上記ベルトの一方の面と接触するように配される像担持体と、
上記移動方向において上記より下流の第二接触位置にて上記ベルトの他方の面と接触し、上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、上記像担持体上のトナー像を上記一方の面に引き付ける電圧印加部材と、
上記移動方向において上記第二接触位置より下流の第三接触位置にて上記一方の面と接触し、ベルトに付着したキャリアを除去するキャリア除去部材とを備え、
上記第二接触位置は、像担持体とキャリア除去部材との共通接線であって、像担持体及びキャリア除去部材に対して、第一接触位置及び第三接触位置において上記他方の面が向く方向に位置する直線からみて、像担持体の回転中心と同じ側に配される画像形成装置。
【請求項２】
上記第二接触位置は、上記移動方向における上記第一接触位置からの距離が、上記第三接触位置からの距離よりも短くなっている請求項１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、トナーと液体のキャリアとを含む現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置、すなわち湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、ノズルからインクを噴射して用紙上に画像を形成するインクジェット方式、又は、感光体上の静電潜像に粉体のトナーを付着させることで静電潜像を現像し、これを用紙上に転写する乾式現像方式等の現像方式を採用した装置が提案されている。また、この他にも、トナー粒子と液体のキャリアとを含む現像剤を用いる湿式画像形成装置がある。
【０００３】
湿式画像形成装置の一例として、特許文献１には、中間転写ベルトに沿って画像形成ユニットが並べられたタンデム式の画像形成装置が記載されている。この画像形成ユニットは、上記中間転写ベルトに接するように配され、キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤により現像されたトナー像を担持する感光体をそれぞれ備える。そして、上記中間転写ベルトを挟んで各感光体に対向する位置には、各感光体上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する一次転写バイアスが印加される導電性ローラが設けられている。そして、中間転写ベルト上でトナー像を重ねた後でこのトナー像を紙へ２次転写する前に該トナー像から余剰のキャリアを除去するための、液除去ローラが設けられている。この液除去ローラは、余剰キャリア除去と同時にバイアスを印加することで、トナーが液除去キャリアローラに付着することを防ぎつつ、余剰キャリアを除去するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２９６９１８号公報（２００２年１０月９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１の技術では、感光体から中間転写ベルトに転移したキャリア液の一次転写に対する影響は考慮されていない。本発明者の実験によると、感光体から中間転写ベルトに転移したキャリア液の影響、すなわちキャリア液上にトナーが付着して流動することでトナー像が乱れることで、形成画像ににじみやぼけや色ずれが生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑み、液体現像剤を用いる画像形成装置において、中間転写ベルトに移行したキャリア液の次の画像形成部における一次転写への影響を低減可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、ベルトを挟んで像担持体と対向する位置から外れるように電圧印加部を配しても、像担持体からベルトへの像の転写が可能であり、さらに、この電圧印加部からの印加電圧を利用することによって、キャリア除去部材へのトナー移動を防ぐことが可能であることを見出した。
【０００７】
具体的には、請求項１に記載の画像形成装置は、面方向における少なくとも一の移動方向に移動可能な無端状のベルトと、帯電したトナーと液体であるキャリアとを含む現像剤で現像されたトナー像を担持可能であって、上記移動方向に平行な方向に回転可能であり、所定の第一接触位置で上記ベルトの一方の面と接触するように配される像担持体と、上記移動方向において上記より下流の第二接触位置にて上記ベルトの他方の面と接触し、上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、上記像担持体上のトナー像を上記一方の面に引き付ける電圧印加部材と、上記移動方向において上記第二接触位置より下流の第三接触位置にて上記一方の面と接触し、ベルトに付着したキャリアを除去するキャリア除去部材とを備え、上記第二接触位置は、像担持体とキャリア除去部材との共通接線であって、像担持体及びキャリア除去部材に対して、第一接触位置及び第三接触位置において上記他方の面が向く方向に位置する直線からみて、像担持体の回転中心と同じ側に配される。
【０００８】
上記画像形成装置は、第二接触位置における上記電圧印加部の電圧印加によって、第一接触位置にて像担持体からベルトへ像が転写されると共に、第三接触位置におけるベルトからキャリア除去部材へのトナーの移動を妨げることができる。それゆえ、ベルトへの像転写、及びキャリア除去時のベルトへのトナー保持のために、別々に２つの電圧印加手段を設ける必要がない。
【０００９】
このように電圧印加部が像転写及びトナー維持の２つの機能を果たすことができる理由については、以下のように考えられる。上記画像形成装置では、第一〜第三接触位置において、像担持体、電圧印加部、及びキャリア除去部材からベルトに張力が付与される。つまり、像担持体及びキャリア除去部材は一方の面から他方の面に向かって、電圧印加部は他方の面から一方の面に向かって、ベルトに力を付与する。すると、少なくとも第一接触位置において、像担持体の一部にベルトが巻きつけられる。これにより、ベルトと像担持体とを単に点で接触させるよりも、ベルトと像担持体とののニップの幅を大きくすることができる。その結果、電圧印加部からの電界をトナーが受ける時間が長くなるので転写効率を上げることができ、さらに第三接触位置においても、キャリア除去部材にベルトが巻きつくことでキャリアをベルトから除去するための時間が長くなり、キャリア除去がより効果的になる。
【００１０】
さらに、請求項２の画像形成装置のように、上記第二接触位置を、上記移動方向における上記第一接触位置からの距離が、上記第三接触位置からの距離よりも短くなるように配することにより、一次転写効率を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、第二接触位置における電圧印加部の電圧印加によって、第一接触位置にて像担持体からベルトへ像が転写されると共に、第三接触位置におけるベルトからキャリア除去部材へのトナーの移動を妨げることができる。それゆえ、ベルトへの像転写、及びキャリア除去時のベルトへのトナー保持のために、別々に２つの電圧印加手段を設ける必要がない。さらに第一接触位置における転写効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の画像処理装置の実施の一形態について説明する。なお、説明の便宜上、図面では部材の位置及び大きさ等は適宜強調して描かれている。また、以下の実施形態は、本発明の画像処理装置の一例として、プリンタを挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の画像処理装置は画像形成部を備えていればよく、コピー機、ファクシミリ機としての機能を有する所謂複合機（ＭＦＰ、Multi Function Peripheral）やコピー機能のみを備えたものでもよい。以下に説明するこれらの部材の具体的な構成や、その他の部材等については、適宜変更可能である。
【００１３】
〔Ｉ〕実施形態１
＜１．画像形成装置の概略＞
図１を用いて本実施の形態の画像形成装置Ｘ１の概略構成を説明する。図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置の要部構成を示す正面図である。
【００１４】
画像形成装置Ｘ１は、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部Ａ１、用紙を収容する用紙収容部２、画像形成部Ａ１で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部３、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部４、定着の完了した用紙を排紙する排紙装置５、及び、排紙された用紙を受ける排紙トレイ７等を備える。画像形成装置Ｘ１はさらに、用紙収容部２から排紙装置５まで用紙を搬送する用紙搬送部６等を備える。
【００１５】
画像形成部Ａ１は、中間転写ベルトＢ１、中間転写ベルトのクリーニング部Ｂ２、並びに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢを備える。
【００１６】
中間転写ベルトＢ１は、導電性を有する使用可能な用紙搬送方向に直角な方向の長さが最大の用紙より幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図１において時計回りに循環駆動される。循環駆動において外側を向く面を以下、表面と称し、他方の面を裏面と称することがある。
【００１７】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルトＢ１に沿って、中間転写ベルトＢ１の移動方向において、中間転写ベルトのクリーニング部Ｂ２より下流かつ二次転写部３の上流に、この順に配される。なお、各画形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色による完成画像への影響を配慮すると、この配置が好ましい。
【００１８】
次に、湿式画像形成装置Ｘ１の画像形成動作を説明する。
【００１９】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の上位装置からの画像形成指示を受けた湿式画像形成装置Ｘ１は、作成指示を受けた画像情報に対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。各画像形成部で形成された画像は中間転写ベルトＢ１に転写されて、中間転写ベルトＢ１上で重ね合わされてカラートナー像となる。
【００２０】
このカラートナー像の形成と同期して用紙収容部２に収容されている用紙が図示しない給紙装置で用紙収容部２から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部６上を搬送される。そして、用紙は中間転写ベルトＢ１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部３に送り込まれ、二次転写部３で中間転写ベルトＢ１上のカラートナー像が用紙に二次転写される。カラートナー像が転写された用紙はさらに定着部４に搬送されて熱と圧力によりカラートナー像が用紙に定着される。さらに用紙は排紙装置５によって湿式画像形成装置Ｘ１の外周に設けられた排紙トレイ部７に排紙される。二次転写後、中間転写ベルトＢ１に残留したトナーは、中間転写ベルトのクリーニング部Ｂ２によって中間転写ベルトＢ１から除去される。
【００２１】
＜２．画像形成ユニット＞
各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢは、ほぼ同等の構成を有している。例として、画像形成ユニットＦＹの概略構成を示す断面図を図２に示す。
【００２２】
画像形成ユニットＦＹは、感光体ドラム（像担持体）１０、帯電器１１、ＬＥＤ露光装置１２、イエロー用の現像装置ＨＹ、一次転写ローラ（電圧印加部）２０、感光体ドラム１１のクリーニングブレード３１ａ、除電装置１３、キャリア液除去ローラ（キャリア除去部材）３０を備える。
【００２３】
なお、他の画像形成ユニットＦＭ、ＦＣ、ＦＢはそれぞれの色に対応した現像装置ＨＭ、ＨＣ、ＨＢを備える。また、画像形成ユニットのうち、中間転写ベルトＢ１の移動方向の最下流側に位置する画像形成ユニットＦＢには、その下流に画像形成部が位置しないためキャリア液除去ローラ３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。
【００２４】
感光体ドラム１０は、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持することができるようになっていればよい。
【００２５】
本実施形態において、感光体ドラム１０は、中間転写ベルトＢ１の移動方向に垂直かつ中間転写ベルトＢ１の面方向に平行な回転軸を中心に回転可能に配される略円筒状の部材とする。また、感光体ドラム１０は、中間転写ベルトＢ１の表面に、所定の一次転写位置１０Ｓ（第一接触位置）にて接するようになっている。そして、感光体ドラム１０は、一次転写位置１０Ｓでの移動方向が中間転写ベルトＢ１の移動方向と同方向になるように、つまり図２においては反時計回りに回転可能である。
【００２６】
クリーニングブレード３２ａ、除電装置１３、帯電器１１、露光装置１２、イエロー用の現像装置ＨＹは、感光体ドラム１０の回りに、上述の回転方向に沿って、一次転写位置から見てこの順に配される。
【００２７】
帯電器１１は、感光体ドラム１０表面を一様に帯電させることができる。
【００２８】
露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、上述の上位装置からの画像情報に応じて、帯電した感光体ドラム１０表面を画像情報に応じた光で照射し、感光体ドラム１０表面に静電潜像を形成可能である。
【００２９】
イエロー用の現像装置ＨＹは、イエローのトナー及び液体のキャリアを含む現像剤を上記静電潜像に対向するように保持することで、静電潜像にトナーを付与し、静電潜像をトナー像として現像することができる。このトナー像は一次転写ローラ２０によって中間転写ベルトＢ１に一次転写される。一次転写ローラ２０の詳細については後述する。
【００３０】
クリーニングブレード３１ａは、感光体ドラム１０に接するように配されたブレード状の部材である。クリーニングブレード３１ａは一次転写後、感光体ドラム１０の表面に残留した現像剤を除去する。
【００３１】
除電装置１３は光源を備え、クリーニングブレード３１ａによる現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電し、次の画像形成に備える。
【００３２】
一次転写ローラ２０は、中間転写ベルトＢ１の裏面に、中間転写ベルトＢ１の移動方向において上記一次転写位置１０Ｓより下流の電圧印加位置２０Ｓ（第二接触位置）で接するように配される。一次転写ローラ２０には、図示しない電源からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加されるようになっている。つまり、一次転写ローラ２０は、電圧印加位置２０Ｓにて、中間転写ベルトＢ１にトナーと逆極性の電圧を印加することができる。中間転写ベルトＢ１は導電性を有するので、この印加電圧によって、電圧印加位置２０Ｓの中間転写ベルトＢ１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、上記一次転写位置１０Ｓを、この印加電圧によってトナーが中間転写ベルトＢ１側に引き付けられる範囲内に配する。その結果感光体ドラム１０から中間転写ベルトＢ１の表面へトナーが移動し、一次転写が行われる。
【００３４】
このように一次転写が可能であれば、一次転写ローラ２０の具体的な構成は特に限定されず、具体的な構成は適宜変更可能である。本実施形態においては、一次転写ローラ２０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と逆方向に回転可能な、つまり電荷印加位置２０Ｓでの移動方向が中間転写ベルトＢ１と同方向になるように回転可能な、略円柱状の部材とする。
【００３５】
なお、以下図２中、中間転写ベルトＢ１に対して、感光体ドラム１０の設けられた方向、つまり中間転写ベルトＢ１の表面が向く方向をＱ方向、その逆をＰ方向と称することがある。
【００３６】
本実施形態では、キャリア除去ローラ３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材であるとするが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトＢ１の移動方向において一次転写位置１０Ｓよりも下流、二次転写位置よりも上流で中間転写ベルトＢ１表面からキャリアを除くことができればよい。具体的には、キャリア除去ローラ３０は、中間転写ベルトＢ１の表面に接することによって、中間転写ベルトＢ１表面のキャリアを自身の表面に移動させることができるようになっていればよい。キャリア除去ためのキャリア除去ローラ３０の表面構造については後述する。
【００３７】
一次転写時には、トナーと共にキャリアも感光体ドラム１０から中間転写ベルトＢ１へと少量転移することがある。このキャリアの転移は、下流側の画像形成部における一次転写を妨げて画像のぼけ及びにじみ等の画像の不具合を引き起こす場合がある。キャリア除去ローラ３０を設けることによって、このような画像の不具合を防ぐことができる。
【００３８】
本実施形態では、キャリア除去ローラ３０が、中間転写ベルトＢ１の移動方向において上記電荷印加位置２０Ｓよりも下流で中間転写ベルトＢ１の表面に接するように配されるものとする。さらに、この接触部分（キャリア除去位置３０Ｓ、第三接触位置）は、一次転写位置１０Ｓと同じく、一次転写ローラ２０からの印加電圧によってトナーが中間転写ベルトＢ１側に引き付けられる範囲内に配される。その結果、中間転写ベルトＢ１表面上のトナー像が乱されることなく、キャリアのみがキャリア除去ローラ３０Ｓによって除去される。つまり、一次転写ローラ２０が、キャリア除去ローラ３０へのトナー移動を妨げるためのバイアス印加部を兼ねることができ、部材の増加が抑えられる。
【００３９】
一次転写位置１０Ｓ、電圧印加位置２０Ｓ、キャリア除去位置３０Ｓの位置関係については、下記＜５＞欄で詳細に説明する。
【００４０】
本実施形態では、キャリア除去ローラ３０は、上述のクリーニングブレード３１ａと共に、クリーニングユニット３１に組み込まれている。クリーニングユニット３１は、画像形成ユニットＦＹ内に設けられており、クリーニングブレード３１ａ及びキャリア除去ローラ３０の他に、キャリア除去ローラ３０の表面に接することでキャリア除去ローラ３０表面に付着したキャリア液を除去するキャリア除去ブレード３１ｂと、キャリア液除去ローラ３０から除去されたキャリア、及び感光体ドラム１０表面からクリーニングブレード３１ａによって除去された現像剤（トナー及びキャリアを含む）とを、クリーニングユニット３１の外部に搬送する搬送部材３１ｃを備える。画像形成ユニットＦＹはさらに、搬送部材３１ｃによって搬送されたキャリア及びトナーを再利用するため、キャリアとトナーとを分離する分離部等を備えてもよい。
【００４１】
＜３．現像装置＞
次に、現像装置ＨＹの構成について説明する。現像装置ＨＹ、ＨＭ、ＨＣ、ＨＢの構成は同等である。
【００４２】
現像装置ＨＹは、現像容器４０、現像ローラ４０ａ、供給ローラ４０ｂ、汲み上げローラ４０ｃ、撹拌スパイラル４０ｄ及び４０ｅ、現像クリーニングブレード４０ｆ、並びに供給ローラドクターブレード４０ｇを備える。
【００４３】
現像容器４０は、内部にイエローのトナー粒子と液体のキャリアからなる現像剤を貯留する。撹拌スパイラル４０ｄ及び４０ｅは、現像容器４０の現像剤に全体が浸るように設けられ、現像剤を撹拌する。撹拌スパイラル４０ｄと４０ｅの回転によってトナー粒子がキャリア液に均一に分散される。
【００４４】
汲み上げローラ４０ｃは現像容器の現像剤にその一部が浸るように配置され、現像剤をその表面に付着させて汲み上げる。この汲み上げローラ４０ｃに接するようにして供給ローラ４０ｂが配置され、汲み上げローラ４０ｃから現像剤の供給を受ける。供給ローラ４０ｂの回転方向の汲み上げローラ４０ｃと接する位置の下流側に、供給ローラ４０ｂの表面の現像剤の層厚を規制する供給ローラドクターブレード４０ｇが設けられる。供給ローラドクターブレード４０ｇは、供給ローラ４０ｂの表面の現像剤層厚を所定量になるように規制する。供給ローラと４０ｂと接するように現像ローラ４０ａが配置され、その表面に供給ローラ４０ｂから現像剤が付与される。供給ローラ４０ｂの現像剤の層厚が所定値に規制されているので現像ローラ４０ａの表面形成される現像剤の層厚も所定値に保たれる。この現像ローラ４０ａは感光体ドラム１０と接し、感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ４０ａに印加される現像バイアスの電位差によって上位装置から形成指示された画像に応じたトナー像が感光体ドラム１０表面に形成される（現像動作）。
【００４５】
感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラ４０ａの表面の現像剤は現像クリーニングブレード４０ｆによって除去され、現像クリーニングブレード４０ｆの表面に沿って流下し図示しない流路を通って現像容器４０に貯留されている現像剤と混合される。
【００４６】
また、現像容器にはトナー濃度センサ４０ｈが配置され、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度が所定値より低いことが検出された場合には、図示しないトナーカートリッジからトナー（所定値よりトナー濃度が高い現像剤）が現像容器４０に供給され、トナー濃度が所定値より高い場合には図示しないキャリア液カートリッジからキャリア液がトナー容器４０に供給される。
【００４７】
また、現像容器４０には現像液液面センサ４０ｉが配置され、現像容器４０内の現像剤の液面が所定値かどうかを検出する。現像剤の液面が所定値より低いことを検出した場合には、図示しない配管を経由してトナーカートリッジ４４からトナーを、キャリア液カートリッジ４３からキャリア液をそれぞれ現像容器４０に所定割合で供給し、液面が所定値になるように調整する。なお、現像剤調整装置を設けて、トナーとキャリア液を所定割合で混合した後、現像容器４０に供給してもよい。現像剤の液面が所定値より高いことを検出した場合には、現像容器４０に設けられた図示しない現像剤排出管から現像液を排出し図示しないリザーブタンク等に一時貯蔵する。
【００４８】
＜４．感光体ドラム、キャリア除去ローラ、一次転写ローラの配置＞
図３・４に基づいて、本発明の実施形態における感光体ドラム１０、キャリア除去ローラ３０、一次転写ローラ２０の配置関係についてより詳細に説明する。図３は、感光体ドラム、キャリア除去ローラ、一次転写ローラを通り、感光体ドラム等の回転軸に垂直かつ中間転写ベルトＢ１の移動方向に平行な平面における画像形成ユニットＹの要部構成の一例を示す断面図であり、図４は、他の例を示す断面図である。
【００４９】
本実施形態では、一の画像形成ユニット内で、感光体ドラム１０、キャリア除去ローラ３０、及び一次転写ローラ２０は、中間転写ベルトＢ１に張力を付与するように配される。言い換えると、中間転写ベルトＢ１は、感光体ドラム１０とキャリア除去ローラ３０との間で、一次転写ローラ２０によって裏面側から表面側へと凹むように押し下げられる。より具体的には、本実施形態においては、一次転写位置１０Ｓとキャリア除去位置３０Ｓとを結ぶ線分であって、電圧印加位置２０ＳよりもＰ方向側を通る線分が存在する。この線分の通る位置を図中に斜線で示す（領域Ｒ）。
【００５０】
この配置は、電圧印加位置２０Ｓが、感光体ドラム１０とキャリア除去ローラ３０との共通接線のうち、感光体ドラム１０及びキャリア除去ローラ３０のＰ方向側に位置する直線Ｔ（一点鎖線で示す）よりも、Ｑ方向側に位置するように配されている、と言い換えることができる。
【００５１】
このような配置により、中間転写ベルトＢ１は、たるみを生じることなく、一次転写位置１０Ｓで感光体ドラム１０の一部に巻きつく。こうすることで、中間転写ベルトＢ１を平坦に保持する場合、つまり中間転写ベルトＢ１と感光体ドラム１０が線接触する場合（図６・７）と比較して、感光体ドラム１０と中間転写ベルトＢ１とのニップの幅Ｗ１を大きくすることができる。このように幅Ｗ１を大きくすることにより、電圧印加位置２０Ｓ直下から外れた位置に配されているにもかかわらず、一次転写位置１０Ｓにおいて充分に（安定した）な一次転写効率を得ることができる。
【００５２】
また、「中間転写ベルトＢ１に張力を付与するように配される」ことにより、中間転写ベルトＢ１は、電圧印加位置２０Ｓ及びキャリア除去位置３０Ｓにおいて、一次転写ローラ２０及びキャリア除去ローラ３０にそれぞれ巻きつくように保持され得る。すなわち、一次転写ローラ２０及びキャリア除去ローラ３０の中間転写ベルトＢ１とのニップの幅Ｗ２及びＷ３は、図６・７の配置よりも大きく保たれる。但し、幅Ｗ３は、Ｗ１ほど大きくする必要はなく、キャリア除去ローラ３０が中間転写ベルトＢ１を保持してニップの幅Ｗ１を保つことができるようになっていればよい。
【００５３】
なお、ニップ幅Ｗ１〜Ｗ３は、具体的な値に限定されるものではなく、一次転写効率及びトナー保持力等を良好に保つことができ、かつ画像形成に他の不具合が生じない範囲内で適宜設定することができる。
【００５４】
上記「中間転写ベルトＢ１に張力を付与するように配される」とは、具体的な配置に限定されるものではなく、少なくともニップ幅Ｗ１を保つことができる状態であり、画像の不具合を起こさない状態であればよい。従って、一次転写ローラ２０により中間転写ベルトＢ１をどの程度Ｑ方向に押し下げるかは、すなわち、直線Ｔと、一次転写ローラ２０のＱ方向側端部との距離Ｌ３も、同様に設定可能である。例えば、この張力の大きさは、中間転写ベルトＢ１の全長が５％増となる大きさ以下とすることができる。
【００５５】
電圧印加位置２０Ｓは、中間転写ベルトＢ１の移動方向において、キャリア除去位置３０Ｓよりも一次転写位置１０Ｓに近い位置に配されることが好ましい。このように配置することで、より良好な画像を得ることができる。これは、一次転写の方が、キャリア除去時の中間転写ベルトＢ１へのトナー像保持よりも多くのエネルギーを要するためである。本実施形態のように、感光体ドラム１０、一次転写ローラ３０、及びキャリア除去ローラ３０が円柱状のローラである場合は、これらのローラの回転軸の中心同士の距離を、一次転写ローラ２０‐感光体ドラム１０間（Ｌ１）の方が一次転写ローラ３０‐キャリア除去ローラ３０間（Ｌ２）よりも小さくなるようにしてもよい。例えば、ニップの幅Ｗ１を確保することができれば、図４に示すように、中間転写ベルトＢ１を挟んで感光体ドラム１０に直接押圧力が加わるように一次転写ローラ２０を配してもよい。
【００５６】
なお、上記＜２＞欄で、キャリア除去位置３０Ｓの設置位置について、「一次転写ローラ２０からの印加電圧によってトナーが中間転写ベルトＢ１側に引き付けられる範囲内」と述べたが、この範囲は特に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトＢ１の電気抵抗値を低くすることにより、この範囲を広くすることができる。具体的には、後述の＜５＞欄で述べる程度の電気抵抗値であれば、キャリア除去位置３０Ｓを、電圧印加位置２０Ｓの下流側のかなり離れた位置に設けても、中間転写ベルトＢ１にトナーを引き付けるという、一次転写ローラ２０が付与する電界の効果を得ることができる。例えば、Ｌ２を、数十ｃｍ、例えば５００ｍｍ程度とすることも可能である。
【００５７】
なお、各画像形成ユニット間における感光体ドラム１０同士の間隔は、画像形成装置の設置面積等の制限により、ある程度限定される。このような限定に鑑みて、Ｌ１及びＬ２は適宜設定可能である。
【００５８】
＜５．中間転写ベルト、一次転写ローラ、キャリア除去ローラの素材等＞
中間転写ベルトＢ１は、導電性を有すると共に、樹脂ベルトであるか、または裏面から表面に向かって、樹脂（第一層）、弾性体（第二層）、さらに離型性向上及び表面保護のためのコート層（第三層）を備えるものが好ましい。上記樹脂としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＡ（ポリアクリル酸）、ＰＶＤＦ（ポリふっ化ビニリデン）、ポリカーボネート等が挙げられ、弾性体としては、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、エピクロロヒドリンゴム、ウレタン、又はフッ素系ゴム等の耐溶性に優れる素材が挙げられ、コート層としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、若しくはＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等フッ素系、又はウレタン系等の素材が挙げられる。
【００５９】
また、中間転写ベルトＢ１の全体の抵抗値は、体積抵抗値１．０×１０３Ω・ｃｍ〜１．０×１０１２Ω・ｃｍ、表面抵抗値１．０×１０３Ω／□〜１．０×１０１２Ω／□の少なくとも一方を満たすことが好ましく、両方を満たすことがさらに好ましい。また、一次転写率を良好に保つためには、特に、体積抵抗値１．０×１０６Ω・ｃｍ〜１．０×１０９Ω・ｃｍ、表面抵抗値１．０×１０６Ω／□〜１．０×１０９Ω／□の少なくとも一方を満たすことが好ましく、両方を満たすことがさらに好ましい。
【００６０】
さらに具体的には、中間転写ベルトＢ１は、以下のような構成とすることができる。
【００６１】
第一層：  材質        ：ポリイミド、ＰＶＤＦ
厚さ        ：９０μｍ±１０μｍ
体積抵抗値  ：１．０×１０９Ω・ｃｍ以下
第二層：  材質        ：ＮＢＲ、ウレタン、ヒドリン等
厚さ        ：１００μｍ〜３００μｍ
体積抵抗値  ：１．０×１０９Ω・ｃｍ以下
第三層：  材質        ：フッ素系の表面コート層（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等）
厚さ        ：１μｍ〜１０μｍ
全体：    体積抵抗値  ：１．０×１０９Ω・ｃｍ以下（１００Ｖ印加）
表面抵抗値  ：（トナー担持側）  １．０×１０９Ω/□以下、
（裏側）  １．０×１０９Ω/□以下（１００Ｖ印加）
表面粗さ    ：（トナー担持側）  Ｒｚ＜３
硬度        ：ＪｉｓＡ硬度  ブロック試験片にて５０°以下
一次転写ローラ２０は、弾性を有する素材、例えば発泡体またはゴム等で構成されていることが好ましい。その抵抗値は、１．０×１０３Ω〜１．０×１０９Ωであることが好ましく、１．０×１０４Ω〜１．０×１０７Ωであることがさらに好ましい。特に中間転写ベルトＢ１の体積抵抗値より低く設定されていることが好ましい。
【００６２】
さらに具体的には、一次転写ローラ２０は、以下のような構成とすることができる。
【００６３】
材質        ：ウレタンフォーム
直径        ：２０ｍｍ
体積抵抗値  ：１．０×１０４Ω・ｃｍ〜１．０×１０６Ω・ｃｍ
硬度        ：アスカーＣ  ４０°〜５０°
転写ベルトへの当接圧：１５．７Ｎ〜２５．０Ｎ
キャリア除去ローラ３０としては、弾性ローラ、樹脂ローラ、又は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、鉄にクロムのメッキを施したもの、若しくはアルミニウム等の金属ローラ等を用いることができる。キャリア除去ローラ３０は、その表面と上記キャリアとの間の界面張力が、中間転写ベルトＢ１とキャリアとの間の界面張力よりも小さくなっていることが好ましい。言い換えると、キャリアがキャリア除去ローラ３０に対して示す濡れ性は、中間転写ベルトＢ１に対して示す濡れ性よりも大きいことが好ましい。これによって、中間転写ベルトＢ１からキャリア除去ローラ３０へキャリアが移動しやすくなり、キャリア除去効率が向上する。また、キャリア除去ローラ３０の表面は、表面粗さが小さい方がさらに好ましい。
【００６４】
具体的にはキャリア除去ローラ３０は、直径２０ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ程度のローラとすることができる。キャリア除去ローラ３０の転写ベルトＢ１への当接圧は特に限定されず、トナー像を乱さない程度であればよい。
【００６５】
〔２〕実施形態２
実施形態１の画像形成装置は、中間転写ベルトＢ１上で各色のトナー像を重ね合わせるタンデム式の画像形成装置であった。しかし、本発明はこのようなタンデム式の装置に限定されるものではない。例えば、一つの感光体ドラムと複数の現像装置を備える画像形成装置として実施することもできる。
【００６６】
このような他の実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置は、上記画像形成部Ａ１に替えて画像形成部Ａ２を備える以外は、実施形態１の画像形成装置Ｘ１と同様の構成を備える。図５は、本実施形態にかかる画像形成装置の画像形成部Ａ２の要部構成を示す正面図である。また、既に説明した部材と同様の機能を有する部材については、同符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００６７】
図５に示すように、画像形成部Ａ２は、感光体ドラム１０を一つ備え、感光体ドラム１０の周りに、現像装置ＨＹ、ＨＭ、ＨＣ、及びＨＢをこの順に、感光体ドラム１０の回転方向に沿って備える。感光体ドラム１０は、その回転方向において現像装置ＨＢの下流、現像装置ＨＹの上流で中間転写ベルトＢ１に接するようになっている。
【００６８】
また、感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０は、実施形態１について説明したと同様の配置になっている（点線の矩形で囲んだ箇所）。このような配置とすることで、実施形態１と同様、一次転写ローラ２０は、一次転写及びキャリア除去時のトナー像維持の両方の機能を果たすことができる。
【００６９】
すなわち、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、一次転写位置１０Ｓにて、一次転写ローラ２０が電圧印加位置２０Ｓに印加した電圧により、中間転写ベルトＢ１上に転写される。そして、この転写されたトナー像中の余剰のキャリアは、キャリア除去部材３０Ｓにてキャリア除去ローラ３０により除去される。キャリア除去時には、中間転写ベルトＢ１上のトナーは一次転写ローラ２０の印加電圧により中間転写ベルトＢ１上に保持される。
【００７０】
このように、トナー像形成、一次転写、及びキャリア除去を繰り返すことで、中間転写ベルトＢ１上にはトナー像が重ねられ、４色のカラー像が形成される。このカラー像は、実施形態１と同様に、二次転写装置３にて用紙上に二次転写される。
【００７１】
〔３〕比較形態
比較形態を参照して、上記実施形態の効果について説明する。図６・７は、比較形態における各部の配置を示す断面図である。なお、既に説明した部材と略同様の機能を有する部材については、同符号を付してその説明を適宜省略する。
【００７２】
図６に示すように、感光体ドラム１０と中間転写ベルトＢ１とが接する一次転写位置１１０Ｓにおいて、中間転写ベルトＢ１を間に挟むように一次転写ローラ２０を配した場合、中間転写ベルトＢ１に安定してキャリア除去ローラ３０を接触させるためには、一次転写ローラ３０の他にキャリア除去ローラ３０をバックアップするような部材を設ける必要がある。このような部材としては、図中に示すトナー保持ローラ４０のように、キャリア除去ローラ３０と中間転写ベルト１０とが接するキャリア除去位置１３０Ｓにおいて、キャリア除去ローラ３０に中間転写ベルトＢ１を押圧する部材が考えられる。
【００７３】
図６及び図７に示す構成においては、中間転写ベルトＢ１は、一次転写位置１１０Ｓ及びキャリア除去位置１３０Ｓ間において、図３及び図４に示す直線Ｔに沿って配されることになる。
【００７４】
このとき、トナー保持ローラ４０は、さらに中間転写ベルトにトナーを引き付けるような電圧を中間転写ベルトに印加可能であることが好ましい。但し、中間転写ベルトの抵抗値が本実施例程度の場合、電圧印加は不要であると考えられる。しかし、この構成では、キャリア除去ローラ３０と中間転写ベルトＢ１との接触が不安定になりキャリアを充分除去できなくなる恐れがある。また、多くの部材が中間転写ベルトＢ１に接することにより中間転写ベルトＢ１の受ける摩擦抵抗が大きくなることで、中間転写ベルトＢ１の走行が不安定になりやすい。そのため、各色の色重ねの精度が不十分になり、すなわち色ずれが発生しやすくなり、良好な画像形成が行えなく恐れがある。
【００７５】
また、図７に示すように、一次転写ローラ２０が中間転写ベルトＢ１と接する電圧印加位置１２０Ｓを、上記一次転写位置１１０Ｓとキャリア除去位置１３０Ｓとの間に単に設けただけでも、良好な画像を得ることができない。これは中間転写ベルトＢ１に一次転写ローら２０を接触させただけでは、部材の寸法公差や環境変動によって中間転写ベルトと一次転写ローラ２０の接触が不安定になる場合があり、この際には一次転写ローラ２０から中間転写ベルトＢ１に安定して電圧を印加することができなくなり、一次転写後の画像にむらが生じたり、キャリア除去ローラ３０に中間転写ベルトＢ１からトナーが多量に移動して、トナー像が乱れたりするためである。
【００７６】
なお、異なる実施形態として記載した構成同士を組み合わせたり、従来公知の技術を組み合わせたりして得られる技術的事項についても、本発明の範囲に含まれる。
【実施例】
【００７７】
以下に実施例を示して、本発明の効果についてより具体的に説明する。
【００７８】
〔実施例１・比較例１〕
本実施例では、図１〜３に示す画像形成装置において、実施例１では距離Ｌ１を１０ｍｍ、Ｌ３を２０ｍｍとし、比較例１では距離Ｌ１を０ｍｍとした以外は、以下に示す同条件下、一次転写効率を測定した。
【００７９】
中間転写ベルト：上記＜５＞欄で述べた３層構造
第一層：  材質    ：ポリイミド（厚さ：９０μm）
第二層：  材質    ：NBR（３００μｍ）
第三層：  材質    ：ＰＴＦＥ（厚さ：５μｍ相当）
全体の体積抵抗値：８．４５×１０８Ω・ｃｍ（１００Ｖ印加）
表面抵抗値：４．７２×１０７Ω/□（１００V印加）
硬度：ＪＩＳＡ硬度４０°
なお、体積抵抗率と表面抵抗率は、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰを測定装置として用い、また測定端子としては同社製のＨＲプローブを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６９９１に従って測定することができる。
【００８０】
感光体ドラム：  直径    ：４０ｍｍ
材質    ：α‐Ｓｉ
表面電位：＋５５０Ｖ
一次転写ローラ：直径：２０ｍｍ（ゴム厚５ｍｍ）
材質    ：ウレタンフォーム
抵抗値：６．５×１０５Ω（１００Ｖ印加）
硬度：  アスカーC  ４０°
一次転写ローラの抵抗値は、一次転写ローラをＳＵＳ板に加重（一次転写ローラの両端にそれぞれ５Ｎ）を加え、ＳＵＳ板と一次転写ローラの回転軸のいずれか一方に直流１００Ｖを印加して、印加後１０秒後に一次転写ローラを流れる電流を測定して電圧と電流の比から一次転写ローラ抵抗値を求める。なお、一次転写ローラを９０°ずつ回転させて測定し合計１２回の測定の平均値を測定値とした。
【００８１】
キャリア除去ローラ：
直径：２０ｍｍ
材質：ＳＵＳ
転写ベルトへの当接圧：５，５Ｎ
転写ベルトに従動回転
一次転写バイアス（一次転写ローラ２０への印加電圧）：−０〜５００Ｖ
具体的には、上記条件で、現像及び一次転写を行い、一次転写前後で感光体ドラム１０上のトナーをテープで剥ぎ取った。このテープ上のトナー量を、光センサを利用した反射型の測定装置により測定し、一次転写後の測定結果を一次転写前の測定結果で除すことによって一次転写効率を求めた。結果を図８に示す。
【００８２】
図８中、点線は一次転写効率９５％を示す。図８に示すように、実施例１の方が、同じ一次転写バイアスでより高い一次転写効率を示し、より小さい一次転写バイアスで一次転写効率を９５％以上とすることができた。
【００８３】
なお、Ｌ３を固定し（転写ベルトへの転写ローラの当接圧１８．２Ｎ）、Ｌ１を５ｍｍ〜１０ｍｍとした場合には、少なくとも図８と略同様の実験結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置の要部構成を示す正面図。
【図２】上記画像形成装置の画像形成ユニットＦＹの要部構成を示す断面図。
【図３】上記画像形成ユニットＦＹにおける感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０の位置関係の一例を示す断面図。
【図４】上記画像形成ユニットＦＹにおける感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０の位置関係の他の例を示す断面図。
【図５】本発明の実施の他の形態にかかる画像形成部Ａ２を示す正面図。
【図６】比較形態にかかる感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０の位置関係を示す断面図。
【図７】他の比較形態にかかる感光体ドラム１０、一次転写ローラ２０、キャリア除去ローラ３０の位置関係を示す断面図。
【図８】本発明の実施例及び比較例についての一次転写効率の測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８５】
Ｘ１          画像形成装置
Ａ１、Ａ２    画像形成部
Ｂ１          中間転写ベルト
ＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢ  画形成ユニット
１０          感光体ドラム（像担持体）
２０          一次転写ローラ（電圧印加部）
３０          キャリア液除去ローラ（キャリア除去部材）
１０Ｓ        一次転写位置（第一接触位置）
２０Ｓ        電圧印加位置（第二接触位置）
３０Ｓ        キャリア除去位置（第三接触位置）
Ｗ１〜Ｗ３    ニップ幅
ＨＹ、ＨＭ、ＨＣ、ＨＢ  現像装置
【図１】
2008083319.tif 000003
【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】
2008083319.tif 000008
【図７】
2008083319.tif 000009
【図８】
2008083319.tif 000010