(57)【要約】【課題】  簡易的な方法により記録部材上に転写されるトナー像に対応する潜像を形成することにより、中間転写ベルトと記録部材の凹部、凸部に作られる電界と圧力の作用を均一化することにより、表面にエンボス加工を施されたような、凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することの可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】  静電潜像担持体上に形成されたトナー像を、静電潜像担持体と１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される１次転写ニップ内及びその近傍で、中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて１次転写した後、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写する画像形成装置において、２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて記録部材８のトナー画像形成面の凸部にトナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材１２を具備した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上に形成されたトナー像を、前記静電潜像担持体と１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて１次転写した後、前記中間転写ベルト上に転写されたトナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写する画像形成装置において、
２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の静電潜像担持体上に形成された各色トナー像を、前記各静電潜像担持体と各１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される各１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて順次重畳して１次転写した後、前記中間転写ベルト上に重畳転写された各色トナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写するタンデム型画像形成装置において、
２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された平面電極であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された針電極であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、前記記録部材の厚みによらず、前記記録部材最表面との垂直方向の距離を一定に保つように設置され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、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはそれらの複合機で中間転写ベルトを使用する画像形成装置の画質改良を行うための転写プロセスの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の中間転写ベルトを使用するカラー電子写真方式の画像形成装置では、複数の静電潜像担持体上に形成されたトナーを、各静電潜像担持体と中間転写ベルトで形成される各１次転写ニップ近傍でトナーに圧力と電気力を作用させることにより中間転写ベルト上に順次重畳転写を行い、その後、紙等の記録部材上に一括して２次転写を行い、加圧及び加熱による定着作業を経た後、最終カラー画像を得る。
【０００３】
ところで、高品位画像を得るためには、静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を過不足なく、静電潜像担持体上の潜像に忠実に、正確に重ね合わせて中間転写ベルト上へ転写し、この状態を保持したまま定着工程を終わらせる必要がある。
【０００４】
静電潜像担持体上に形成されたトナー画像を一旦、中間転写ベルト上に転写した後に記録部材上に一括転写を行う、所謂中間転写ベルト方式は、直接転写方式に比べて、記録部材を選ばず一般に画質がよい。
【０００５】
しかし、表面にエンボス加工が施された、凹凸が顕著な記録部材については、凹部にトナーの転写が起こりにくく、画像抜けが発生し、画像品質を大きく損なうことがある。その原因の１つとして、凹部では、２次転写時の圧力が不十分であるため、中間転写ベルトから記録部材への転写（２次転写）が起こりにくいことが考えられる。そこで、そのための対策として幾つかの方法が提案されている（特許文献１，２）。
【０００６】
特許文献１では、記録部材の凹部に対する中間転写ベルトの追従性を高めるために、中間転写ベルトの構成部材のヤング率及び硬度を調整することにより、凹凸が大きい記録部材への転写性を向上させているが、この方法では、中間転写ベルトが記録部材の画像形成面の凹凸に追従するには凹部の幅が一定以上広い必要があるため、どのような記録部材にも対応が可能なわけではない。
【０００７】
特許文献２では、中間転写ベルト上のトナー帯電量を２次転写前放電により調整することで、２次転写率を上げ、非平滑紙への転写性を上昇させ、画質向上を図っているが、この方法では、凹凸の大きい記録部材（例えば、５０μｍ程度の凹凸）への転写性を十分上げることができない。
【特許文献１】特開２００６−２６７９５１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、前記のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易的な方法により記録部材上に転写されるトナー像に対応する潜像を形成することにより、中間転写ベルトと記録部材の凹部、凸部に作られる電界と圧力の作用を均一化することにより、表面にエンボス加工を施されたような、凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することの可能な画像形成装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、静電潜像担持体上に形成されたトナー像を、前記静電潜像担持体と１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて１次転写した後、前記中間転写ベルト上に転写されたトナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写する画像形成装置において、２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、複数の静電潜像担持体上に形成された各色トナー像を、前記各静電潜像担持体と各１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される各１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて順次重畳して１次転写した後、前記中間転写ベルト上に重畳転写された各色トナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写するタンデム型画像形成装置において、２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された平面電極であることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された針電極であることを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材が、前記記録部材の厚みによらず、前記記録部材最表面との垂直方向の距離を一定に保つように設置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、静電潜像担持体上に形成されたトナー像を、前記静電潜像担持体と１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて１次転写した後、前記中間転写ベルト上に転写されたトナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写する画像形成装置において、２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したので、記録部材の凸部に、より多量のトナーと同極性の放電電荷を与えることができ、記録部材の凹部に転写するトナーと凸部に転写するトナーに同等な転写性を与えることが可能となり、凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することが可能となるというすぐれた効果がある。しかも、電荷付与部材と記録部材との間の放電は、該両部材間の電位差と距離により決まるが、この発明では距離が離れているほど放電は起こりにくくなり、例えば記録部材の凹凸が数１０μｍ以上ある場合には、記録部材の表面が等電位であるとすれば、凸部は電荷付与部材に近く、電荷付与部材との間で、放電が起こり易く、凹部は放電を起さないようにすることが可能になる。したがって、凹部ではトナーと同極性の放電電荷がなく、凸部では放電電荷がある状態となり、電気的には凹部の方がトナー転写が起こり易くなる。但し、凸部には圧力も十分掛かっているため、両者を合わせた転写効果が凹部と凸部で揃って、凹凸があってもきれいにトナー転写が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の一実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。但し、以下に説明する実施の形態（実施例）に用いられている構成部品の配置、種類等はこの発明の範囲を限定しない。
【００１４】
［実施例１］
図１に複数の静電潜像担持体を有するタンデム型画像形成装置の一例の要部構成を示す。同図において、１ａ〜１ｄは現像装置、２ａ〜２ｄは静電潜像担持体、３ａ〜３ｄはコロナ放電装置、４ａ〜４ｄは１次転写ローラ、５は中間転写ベルト、６は２次転写ローラ、７は２次転写対向ローラ、８は記録部材、９は定着装置、１０ａ〜１０ｄはクリーニング装置、１１ａ〜１１ｄは潤滑油供給装置、１２は電荷付与部材、１３は中間転写ベルト用クリーニングブレード、１４は記録部材搬送ベルト、をそれぞれ示す。
【００１５】
現像装置１ａ〜１ｄにはそれぞれ、異なる色のトナーがそれぞれ負帯電状態（帯電量Ｑ／Ｍ＝−３０μＣ／ｇ）で、キャリアと保持されている。トナー色の設置順番に制限はないが、１色目でプレ転写チリが生じた時に、目立たなくするには１色目はイエローが望ましい。本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順とした。
【００１６】
電気的に接地された芯金上に有機感光体層を形成した静電潜像担持体２ａ〜２ｄは矢印Ａ１〜Ａ４方向にそれぞれ回転可能に保持されており、コロナ放電装置３ａ〜３ｄで表面を均一に負帯電（−６００Ｖ）された後、図示しないレーザーダイオードからなる発光手段により、画像対応部分に光照射が行われ、静電潜像が形成される。本実施例では、書き込み解像度は６００ｄｐｉとした。これら静電潜像担持体２ａ〜２ｄに前記トナーが現像された後、トナー像は正電圧及び圧力を印加された１次転写ローラ４ａ〜４ｄと静電潜像担持体２ａ〜２ｄの接触領域に作られる１次転写ニップ内及びその近傍で中間転写ベルト５上へ転写される。本実施例では、中間転写ベルト５として、体積抵抗率が１０7Ω・ｍのポリイミドベルト（８０μｍ厚）を用いた。また、１次転写ローラ４ａ〜４ｄとして、１０ｍｍφの芯金の周りに厚さ２ｍｍの発泡ゴム層（体積抵抗率１０5Ω・ｍ）を形成したものを用いた。
【００１７】
４色目のトナー像を中間転写ベルト５上に形成後、中間転写ベルト上に重畳的に形成された各トナーは、接地された２次転写ローラ６と負電圧を与えられた２次転写対向ローラ７の作る２次転写ニップ内でＣ方向に搬送され、予め画像データに応じたバイアスを印加された電荷付与部材１２により表面にトナーと同極性の潜像が形成された記録部材８に一括転写された後、定着装置９より記録部材８上に固着される。本実施例では、２次転写対向ローラ７として、１０ｍｍφの芯金上に厚さ３ｍｍの発泡ゴム（体積抵抗率１０5Ω・ｍ）を用いた。静電潜像担持体２ａ〜２ｄ上に残ったトナーはクリーニング装置１０ａ〜１０ｄにて回収、再利用される。潤滑油供給装置１１ａ〜１１ｄからは潤滑油としてステアリン酸亜鉛が静電潜像担持体２ａ〜２ｄ上に一定量供給され、静電潜像担持体２ａ〜２ｄ表面の静止摩擦係数を一定に保っている。
【００１８】
次に、記録部材８上のトナー画像転写部位に負電荷を形成する方法について説明する。電荷付与部材１２は、記録部材８のトナー画像形成面である表面の最上面（最表面のことで、凸部に相当）から上方に一定距離離間し、かつ各２次転写ニップから上流側へ４０ｍｍ離れた場所に設置され、負極性の電位（前記トナーと同極性を持つ電荷）が可変付与できるようになっている。電荷付与部材１２と記録部材８の最上面離間距離は電荷付与部材１２に印加される電圧によって変化するが、放電により記録部材８の最上面のみに負電荷が供給され、凹部には放電が起こらないように調整する。
【００１９】
また、電荷付与部材１２に形成される電極として、図２に示すような平面電極を、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成して用いた。すなわち、本実施例の書き込み解像度６００ｄｐｉに合わせて、４２．３μｍピッチで４０μｍ×３５μｍの平面電極が７０２１個形成され、２９７ｍｍ幅の印画領域まで対応できるようになっている。各静電潜像担持体２ａ〜２ｄ上へ書き込まれる画像データは、電荷付与部材１２にも転送され、２次転写部上流側で記録部材８の表面に放電により負電荷の潜像が形成される。この負電荷潜像形成のタイミングは、２次転写ニップと電荷付与部材１２の記録部材搬送方向離間距離と各静電潜像担持体２ａ〜２ｄの位置及び中間転写ベルト５の線速から求めることができる。搬送系の微妙な線速変動に対応するために、通常の転写位置合わせ機構用の信号を補正用に用いて、負電荷潜像形成位置の精度を向上させた。
【００２０】
次に、電荷付与部材１２による記録部材８上への潜像形成について、図３を用いて更に詳細に説明する。
【００２１】
図３（Ａ），（Ｂ）は２次転写部の断面図を示す。記録部材８は表面にエンボス加工が施されており、１００μｍ程度の凹凸が形成されている。アレイ状に平面電極が形成された電荷付与部材１２には、この２次転写ニップで形成される画像データが１ラインずつ転送され、記録部材８が真下を通過する際に画像データ部に対応する平面電極に負電位が与えられる。この負電位は記録部材８の最上面との間に放電は起こるが、エンボス加工された凹部では放電が起こらないように設定する。電荷付与部材１２を通過後の記録部材８上には、例えば図４に示す画像部（例えばＦの文字風）に対応する凸部にのみ、負電荷が与えられる。この凸部の負電荷のために、２次転写ニップ内では、凹部により強い転写電界を形成することが可能となり、転写圧の効果を含めた転写条件を、凹部と凸部で近づけることができる。このため、凹部に最適化された２次転写バイアスを設定することで、つまり設計時に通常の２次転写電流を最適化する場合と同じ手法により２次転写電流を振って、記録媒体８の凹凸部に均等にトナーが付着する２次転写バイアスを設定することで、凸部と同等量のトナーの転写が可能となり、凹凸形状に沿った形で高品位画像の形成が可能となる。凸部に負電荷が無い場合、凹部への転写率を稼ぐために、２次転写バイアスを強くすることが考えられるが、この場合には凸部でトナーへの放電に伴う転写不良が顕著となり、良好な画像を形成することができなくなる。
【００２２】
実施例１の効果を検証するために、評価用画像出力機としてＩＰＳｉｏＣＸ４００を母体とした改造機を用い６００ｄｐｉ出力にて、評価画像の出力と画質評価を行った。記録部材８として、ＦＣホワイト２２０（Ａ３／厚さ２５０μｍ）に幅約１００μｍ、深さ約１００μｍのエンボス加工を記録部材搬送方向に垂直に形成したものを用いた。また、評価用画像として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、レッド（イエロー＋マゼンタ）、グリーン（イエロー＋シアン）、ブルー（マゼンタ＋シアン）、三色ブラック（イエロー＋マゼンタ＋シアン）の各色で記録部材搬送方向に幅４ドットのライン（長さは中間転写ベルト幅方向に最大）を各１０本ずつ印画したものを用いた。定着終了後の最終画像１００枚について記録部材８の表面の凹凸に沿って抜けのない画像をランク５、抜けが著しく画像として成立しない場合をランク１として、限度見本による５段階の官能評価を行った。
【００２３】
比較例１として、電位付与部材１２のない場合（その他の画像形成条件は実施例１と同じ）について、同様の評価を行った。また、電荷付与部材１２と記録部材８の最上面の距離は１００μｍ、電荷付与部材の平面電極への印加電圧−９３０Ｖの時に所望の放電が観測されたため、この設定値を用いて評価を行った。
【００２４】
評価結果は図５に示されるように、比較例１では、ランクが１又は２で、凹部に殆ど画像形成ができなかったが、実施例１では、ランク平均４以上の十分高品質な画像を得ることができた。
【００２５】
［実施例２］
別の実施例２を以下に説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるが、本実施例では、電荷付与部材１２を図示しないステッピングモータを用いた離間距離調整装置により、記録部材８の最上面と電荷付与部材１２の電極間の距離を記録部材厚（予め画像データと共に入力する）によらず一定に保つ機構を有する。
【００２６】
また、電荷付与部材１２に形成される電極として、図６に示すような、高さ１ｍｍ、先端の太さ２０μｍの針電極を４２．３μｍピッチで形成したものを用いた。また、電荷付与部材１２は、対応する２次転写ニップから上流側へ４０ｍｍ離れた場所に設置した。また、電荷付与部材１２と記録部材８の最上面の距離は紙種によらず１００μｍ、電荷付与部材１２の針電極への印加電圧−８４０Ｖの時に所望の放電が観測されたため、この設定値を用いて評価を行った。記録部材８として、ＦＣホワイト２２０（Ａ３／厚さ２５０μｍ）及びＦＣホワイト１３５Ｗ（Ａ３／厚さ１８０μｍ）にそれぞれ幅約１００μｍ、深さ約５０μｍのエンボス加工を記録部材搬送方向に垂直に形成したものを用いた。
【００２７】
実施例２の効果を検証するために、評価用画像出力機としてＩＰＳｉｏＣＸ４００を母体とした改造機を用い６００ｄｐｉ出力にて、ＦＣホワイト２２０とＦＣホワイト１３５Ｗを交互に各５０枚ずつ出力し、実施例１と同様の画質評価を行った。
【００２８】
比較例２として、電荷付与部材１２のない場合について、同様の評価を行った。評価結果は図７に示されるように、比較例２では、ＦＣホワイト２２０とＦＣホワイト１３５Ｗのいずれもランクが１又は２で（僅かランク３が１つあり）、凹部に殆ど画像形成ができなかったが、実施例２では、紙厚によらず、ランク平均４以上の十分高品質な画像を得ることができた。
【００２９】
なお、前記実施例では２次転写部が斥力転写（２次転写対向ローラ７にトナーと同極性のバイアスを印加して転写するもの）の場合についてのみ説明しているが、引力転写（２次転写ローラ６にトナーと逆極性のバイアスを印加して転写するもの）の場合でもよいことは言うまでもない。また、電荷付与部材１２に形成される電極の形状も任意であり、例えば、実施例１の電荷付与部材１２上の平面電極の形は正方形でもよい。また、記録部材８として平滑紙を使用する場合には、電荷付与部材１２を停止させる機構を持たせてもよい。また、前記実施例では複数の静電潜像担持体を有するタンデム型画像形成装置で説明したが、必ずしもこのようなタンデム型画像形成装置でなくてもよい。
【００３０】
次に、特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項２によれば、複数の静電潜像担持体上に形成された各色トナー像を、前記各静電潜像担持体と各１次転写部材間に中間転写ベルトを介して形成される各１次転写ニップ内及びその近傍で、前記中間転写ベルト上に電界と圧力を用いて順次重畳して１次転写した後、前記中間転写ベルト上に重畳転写された各色トナー像を２次転写部で電界と圧力を用いて記録部材に一括して転写するタンデム型画像形成装置において、２次転写ニップ上流側に、画像データに応じて前記記録部材のトナー画像形成面の凸部に前記トナーと同極性を持つ電荷を与える電荷付与部材を具備したため、記録部材の凸部により多量のトナーと同極性の放電電荷を与えることができ、記録部材の凹部に転写するトナーと凸部に転写するトナーに同等な転写性を与えることが可能となり、凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することが可能となる。
【００３１】
請求項３によれば、電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された平面電極であるため、平易な方法で電荷付与部材を作成することができ、低コストで凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することが可能となる。
【００３２】
請求項４によれば、電荷付与部材が、画像形成装置の最大解像度に対応する大きさ及びピッチで形成された針電極であるため、一般に流通する針電極を流用でき、低開発コストで凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することが可能となる。
【００３３】
請求項５によれば、電荷付与部材が記録部材の厚みによらず、記録部材最表面との垂直方向の距離を一定に保つように設置されているため、記録部材の厚さによらず、凹凸の大きい記録部材上へも高画質画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の一実施の形態による画像形成装置の一例（実施例１）の要部構成を示す概略図である。
【図２】同上の電荷付与部材に形成される平面電極を示す概略図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は２次転写部における電荷付与部材の作用を説明する断面図である。
【図４】同上の１次転写ニップ部の拡大図である。
【図５】同上の実施例１の評価結果を示す表である。
【図６】実施例２の電荷付与部材に形成される針電極を示す概略図である。
【図７】同上の実施例２の評価結果を示す表である。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ〜１ｄ  現像装置
２ａ〜２ｄ  静電潜像担持体
３ａ〜３ｄ  コロナ放電装置
４ａ〜４ｄ  １次転写ローラ
５  中間転写ベルト
６  ２次転写ローラ
７  ２次転写対向ローラ
８  記録部材
９  定着装置
１０ａ〜１０ｄ  クリーニング装置
１１ａ〜１１ｄ  潤滑油供給装置
１２  電荷付与部材
【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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