(57)【要約】【課題】中間転写部材上でのトナー飛散を防ぎ、高品質な画像形成を実現する。【解決手段】複数の静電潜像担持体(2a-2d)とこれらに対応する複数の一次転写部材(4a-4d)と中間転写部材(5)と二次転写部材(6)とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、各一次転写ニップの上流側で、前記中間転写部材裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材(12a-12d)を具備する。【選択図】図１
2008096894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の静電潜像担持体とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、
各一次転写ニップの上流側で、前記中間転写部材裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備する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とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、
二色目以降の各一次転写ニップ上流側で、前記中間転写ベルト裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備する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、一色目の画像形成に用いるトナーがイエローであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記電荷付与部材により与えられた電荷を、前記二次転写部またはそれより下流側で、除去する電荷除去部材を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、前記電荷除去部材が、前記二次転写部以降の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記各色トナーと同極性の電荷を付与する第二の電荷付与部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記第二の電荷付与部材が、前記電荷除去部材の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項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９】
請求項１〜７のいずれか一項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１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記中間転写部材の体積抵抗率ρ、誘電率ε、搬送速度Ｖ、及び前記各転写ニップと対応する前記各電荷付与部材間距離Ｄの間に
Ｄ≦ρ×ε×Ｖ
の関係があることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記一次転写部材が芯金上に二層から成る弾性体を均一に形成して作られたローラ状部材で構成され、且つ、前記弾性体の表面層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ以上で他層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、二次転写部材は、前記中間転写部材と前記記録媒体に接する部材をそれぞれ含み、二次転写電界を、前記中間転写部材に接する二次転写部材に画像形成に用いられたトナーと同極性のバイアスを負荷し、且つ、前記記録媒体に接する二次転写部材を接地することで形成し、前記電荷除電部材を前記中間転写部材に接する二次転写部材が兼ねることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、二次転写部材として、前記中間転写部材及び前記記録媒体に接する、芯金上に弾性体を均一に形成した二つのローラ状部材を含み、且つ、前記中間転写部材に接する二次転写部材の弾性体の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満である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】
本発明は、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機能を併せ持つ複合機に関し、とりわけ中間転写部材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】
中間転写部材たる中間転写ベルトを使用する従来のカラー電子写真方式画像形成装置では、複数の静電潜像担持体（感光体）上に形成された各トナー像を、各静電潜像担持体と中間転写ベルトで形成される各一次転写ニップ領域においてトナーに圧力と電気力を作用させることによって、中間転写ベルト上に順次重畳転写を行い、その後に、紙等の記録部材上に一括して二次転写を行い、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ている。
【０００３】
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像を過不足なく、形成されるべき画像情報（各静電潜像担持体上に形成された潜像）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】
静電潜像担持体上のトナーは、前述したように、一次転写ニップ領域での電気力と圧力で中間転写ベルト上へ移動する。この際、静電潜像担持体上のトナーは、一次転写ニップのごく手前より電気力により中間転写ベルト上に移動を開始する。一次転写ニップ手前で転写が行われる場合、転写されるトナーの一部はトナー間の静電反発力により、本来転写されるべき位置からずれて中間転写ベルト上に転写され、結果として合成画像に「ぼやけ」が生ずる「転写チリ」と呼ばれる異常画像を発生させることとなる。
【０００５】
また、一次転写ニップ通過後、中間転写ベルト上に転写されたトナーに掛かる転写バイアスによる電界は速やかに減少する。このためトナーを中間転写ベルト側に抑え付ける力が弱まりトナー間の静電反発力によりトナーが飛散して、「チリ画像」となり画質を損なうおそれがある。この一次転写ニップ通過後に発生するチリ画像は、とりわけ中間転写ベルト上で複数色のトナー像が重ねられて、画像を形成するトナー量が増えた場合に顕著となり、画像の劣化度合いは、一次転写ニップ手前で発生する「転写チリ」に比べて極めて大きく、良好な最終画像を得るためには、この一次転写ニップ通過後に発生する「チリ画像」を抑制することが必要となる。
【０００６】
上述した一次転写ニップ前後で発生するトナー飛散を抑制する有効な方法として、中間転写ベルト上のトナー転写すべき位置に静電潜像を形成することが挙げられる。
【０００７】
実際に特許文献１で提案された方法では、ＴＥＳＩ法を用いて中間転写体上に静電潜像を作成し、転写時のトナー飛散を抑制している。しかしながら特許文献１に記された方法では、中間転写体上に静電潜像担持体を用いてネガ潜像を作成するため、その工程が必要となり、その時間も必要である。また、高速印画に優れるタンデム型の画像形成装置への応用は極めて困難である。
【０００８】
また特許文献２では、記録部材あるいは中間転写体表面上に、接触帯電により、トナーの転写する位置に静電潜像を作成する方法を示している。しかし、このような方法では、複数色画像を形成する際に、転写済みトナーを擦りながら次色用潜像を形成すること、また、二色が重なる領域では、転写済みトナー上に次色用潜像を形成する必要があることから、画質が劣化し、高品質なカラー画像形成には向かない。
【０００９】
また特許文献３に開示された方法では、光導電性中間転写体を用いて当該中間転写体上に潜像（ネガ型）を作り、トナー飛散を抑えているが、当該方法では、光導電性中間転写体を帯電した後、潜像形成のために除電する必要がある。除電のためのレーザーを静電潜像担持体への潜像書き込み用のレーザーと併用しても、光路を変更する機構を備える必要があり、更に光導電性中間転写体への帯電機構も必要となり、（占有空間的な観点も含み）コスト的に不利となる。また、カラー画像形成時に一色目と二色目のトナー像と完全に重ならない場合（例えば、二色目のトナー像が一色目の半分の太さで一色目のトナー像に完全に重なっている場合）の制御は非常に複雑になるものと考えられ、現実的にカラー画像の形成は難しい。
【００１０】
【特許文献１】特許第３６９９８２６号公報
【特許文献２】特許第３５９９９８７号公報
【特許文献３】特開平１１−１２５９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みて、中間転写部材上でのトナー飛散を防ぎ、高品質な画像形成を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、本発明にしたがって、複数の静電潜像担持体とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、各一次転写ニップの上流側で、前記中間転写部材裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備することで、解決される。
【００１３】
複数の静電潜像担持体とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、二色目以降の各一次転写ニップ上流側で、前記中間転写ベルト裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備することによって、上記課題は解決される。
【００１４】
一色目の画像形成に用いるトナーがイエローであるのが好ましい。前記電荷付与部材により与えられた電荷を、前記二次転写部またはそれより下流側で、除去する電荷除去部材を具備すれば、好適である。その際、前記電荷除去部材が、前記二次転写部以降の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置するのが一層好ましい。
【００１５】
前記各色トナーと同極性の電荷を付与する第二の電荷付与部材を有すれば、一層効果的である。その際、前記第二の電荷付与部材が、前記電荷除去部材の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置するのが、好ましい。
【００１６】
前記電荷付与部材は、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のがよい。また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ってもよい。
【００１７】
前記中間転写部材の体積抵抗率ρ、誘電率ε、搬送速度Ｖ、及び前記各転写ニップと対応する前記各電荷付与部材間距離Ｄの間に
Ｄ≦ρ×ε×Ｖ
の関係があれば、好適である。前記一次転写部材が芯金上に二層から成る弾性体を均一に形成して作られたローラ状部材で構成され、且つ、前記弾性体の表面層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ以上で他層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満であるのがよい。二次転写部材は、前記中間転写部材と前記記録媒体に接する部材をそれぞれ含み、二次転写電界を、前記中間転写部材に接する二次転写部材に画像形成に用いられたトナーと同極性のバイアスを負荷し、且つ、前記記録媒体に接する二次転写部材を接地することで形成し、前記電荷除電部材を前記中間転写部材に接する二次転写部材が兼ねるのも、好都合である。二次転写部材として、前記中間転写部材及び前記記録媒体に接する、芯金上に弾性体を均一に形成した二つのローラ状部材を含み、且つ、前記中間転写部材に接する二次転写部材の弾性体の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満であれば、好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、複数の静電潜像担持体とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、各一次転写ニップの上流側で、前記中間転写部材裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備するので、中間転写部材上に転写されたトナー像が飛散することなく、二次転写されるため、トナー飛散の少ない良好な画像を得ることができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、複数の静電潜像担持体とこれらに対応する複数の一次転写部材と中間転写部材と二次転写部材とを備え、前記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一次転写部材の間で中間転写部材を介して形成される各一次転写ニップ及びその近傍で、前記中間転写部材上に電気的作用と圧力とを用いて順次重畳して一次転写した後、前記中間転写部材上に重畳転写された各色トナー像を二次転写部で電気的作用と圧力を用いて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、二色目以降の各一次転写ニップ上流側で、前記中間転写ベルト裏面の各色トナー画像形成部の対向部分に、各色の画像データに応じて前記各色トナーと逆極性を有する電荷を与える電荷付与部材を具備するので、低コストで、二色以上のトナー像が重ねられた場合に一次転写ニップ出口で発生し得る重ねチリ画像（特にチリ画像として目立つものである）を抑制した良好な画像を得ることができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、一色目の画像形成に用いるトナーがイエローであるので、一色目のトナー転写時にチリが多少発生しても、画質への影響は最小限に抑えることができる。このため、低コストで重ねチリの殆ど目立たない良好な画像を得ることができる。請求項４に係る発明によれば、前記電荷付与部材により与えられた電荷を、前記二次転写部またはそれより下流側で、除去する電荷除去部材を具備するので、次画像を作成する前に、前記電荷付与部材で与えられたトナーとは逆極性を持つ電荷を除去することができ、特に高体積抵抗率を有する中間転写部材を使用する場合に、前記トナーとは逆極性の電荷の残存に伴う地汚れの発生を防ぎ、チリ及び地汚れの少ない高品質の画像を得ることができる。請求項５に係る発明によれば、前記電荷除去部材が、前記二次転写部以降の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置するので、中間転写部材上に残存したトナーのクリーニングが効率良く行え、チリ画像が抑制され、且つ中間転写部材上に残存したトナーによる地汚れの無い、高品質な画像を得ることが可能となる。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、前記各色トナーと同極性の電荷を付与する第二の電荷付与部材を有するので、中間転写部材上に残存したトナーのクリーニングが効率良く行え、チリ画像が抑制され、且つ中間転写部材上に残存したトナーによる地汚れの無い、高品質な画像を得ることが可能となる。請求項７に係る発明によれば、前記第二の電荷付与部材が、前記電荷除去部材の下流側で且つ前記中間転写部材を清掃するためのクリーニング部材の上流側に位置するので、中間転写部材上に残存したトナーのクリーニングが更に効率良く行え、チリ画像が抑制され、且つ中間転写部材上に残存したトナーによる地汚れの無い、高品質な画像を得ることが可能となる。請求項８に係る発明によれば、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ので、平易に電荷付与部材を作成することができ、低コストでトナー飛散の少ない良好な画像を得ることができる。請求項９に係る発明によれば、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ので、一般に流通する針電極を流用でき、低開発コストでトナー飛散の少ない良好な画像を得ることができる。
【００２２】
請求項１０に係る発明によれば、前記中間転写部材の体積抵抗率ρ、誘電率ε、搬送速度Ｖ、及び前記各転写ニップと対応する前記各電荷付与部材間距離Ｄの間に
Ｄ≦ρ×ε×Ｖ
の関係があるので、中間転写部材上のトナー形成位置の対向面側に付与されたトナーとは逆極性の電荷が、転写ニップまで十分保持されるため、中間転写部材上でのトナー飛散を防ぎ、良好な画像を得ることができる。請求項１１に係る発明によれば、前記一次転写部材が芯金上に二層から成る弾性体を均一に形成して作られたローラ状部材で構成され、且つ、前記弾性体の表面層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ以上で他層の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満であるので、一次転写部部材芯金への前記付与された電荷の流出を抑えることができ、中間転写部材上のトナー形成位置の対向面側に付与されたトナーとは逆極性の電荷の保持性が高まり、中間転写部材上でのトナー飛散を防ぎ、良好な画像を得ることができる。
【００２３】
請求項１２に係る発明によれば、二次転写部材は、前記中間転写部材と前記記録媒体に接する部材をそれぞれ含み、二次転写電界を、前記中間転写部材に接する二次転写部材に画像形成に用いられたトナーと同極性のバイアスを負荷し、且つ、前記記録媒体に接する二次転写部材を接地することで形成し、前記電荷除電部材を前記中間転写部材に接する二次転写部材が兼ねるので、前記中間転写部材上のトナー形成位置の対向面側に付与されたトナーとは逆極性の電荷を、中間転写部材上のトナー画像を記録媒体に転写する際に、除去することが可能となり、より低コストで省スペース化を実現した画像形成装置で、トナー飛散のない良好な画像を得ることができる。請求項１３に係る発明によれば、二次転写部材として、前記中間転写部材及び前記記録媒体に接する、芯金上に弾性体を均一に形成した二つのローラ状部材を含み、且つ、前記中間転写部材に接する二次転写部材の弾性体の体積抵抗率が１×１０８Ω・ｍ未満であるので、中間転写部材上のトナー形成位置の対向面側に付与されたトナーとは逆極性の電荷を、中間転写部材上のトナー画像を記録媒体に転写する際に、確実に除去することが可能となり、トナー飛散のない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。但し、以下の例に用いられている、構成部品の配置、種類等は本発明の範囲を限定しない。例えば、電荷付与部材12a〜12d上の電極の形は正方形でも良い。
【００２５】
〔例１〕
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例としてタンデム型カラー複写機の要部構成を示す。この要部構成の下方には給紙部、上方にはスキャナ部や原稿自動給送装置が設けられ得るものであるが、説明の簡略化のため割愛する。無端状の中間転写ベルト５は、複数、図示の例では３個のローラに掛け回され、図で時計方向に回動するようになっており、二次転写ローラ６に対向するローラ７（この対向ローラも従動ローラとして機能する）以外が駆動ローラと従動ローラをなし、これらの間の直線ベルト部分の上に、その移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成部が配置されている。これらトナー色の設置順番に制限はない。各色の画像形成部を構成するドラム状の静電潜像担持体2a〜2dは、電気的に接地された芯金上に有機感光体層を形成して成り、それぞれ矢印A1〜A4方向（図で反時計方向）に回転可能に設けられ、それら４つの静電潜像担持体に対応する一次転写手段を構成する一次転写ローラ4a〜4dを中間転写ベルト５を介して静電潜像担持体2a〜2dに圧接するように設け、更に静電潜像担持体2a〜2dの周りにはコロナ放電装置3a〜3d、現像装置1a〜1d、クリーニング装置10a〜10d、潤滑油供給装置11a〜11d等が設けられている。中間転写ベルト５上に残留する残留トナーを除去するためのクリーニングブレード13が、電荷除去部材を兼ねる二次転写対向ローラ７の下流側に配されている。二次転写ローラ６の記録媒体搬送方向下流側には、記録媒体上に形成された合成トナー像を定着する定着装置９が設けられている。
【００２６】
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、キャリアと共に保持されている。静電潜像担持体2a〜2dは矢印A1〜A4方向にそれぞれ回転する際、コロナ放電装置3a〜3dで表面を均一に負帯電（−６００Ｖ）された後、不図示の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に各色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一次転写ローラ4a〜4dと静電潜像担持体2a〜2dとの接触領域に作られる一次転写ニップの領域及びその近傍で中間転写ベルト５上へ転写される。中間転写ベルト５の裏面には、各一次転写ニップに入る手前で電荷付与部材12a〜12dにより、予め放電により、その一次転写ニップでトナーが転写される場所の対向面に正電荷で潜像が作られている。このため、負帯電トナーは一次転写ニップ近傍で正帯電潜像に引き付けられるように転写され、一次転写ニップ入り口でのチリが抑制される。
【００２７】
中間転写ベルト５上に転写された負極性のトナー画像は、中間転写ベルト対向裏面に形成された正電荷潜像と引き合い、二次転写ニップ入り口までの中間転写ベルト５上でのトナー飛散を抑えることができる。
【００２８】
本例では、中間転写ベルト５として、体積抵抗率が５×１０７Ω・ｍのポリイミドベルト（８０μｍ厚）を用いた。また、一次転写ローラ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１×１０５Ω・ｍ）を形成したものを用いた。
【００２９】
四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５上に重畳的に形成された各トナーは、接地された二次転写ローラ６と負電圧を与えられた二次転写対向ローラ７とで作る二次転写ニップ内でＣ方向に搬送される記録部材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。二次転写対向ローラ７として、本例では、１０ｍｍφの芯金上に厚さ３ｍｍの発泡ゴム（体積抵抗率１×１０５Ω・ｍ）を用いた。
【００３０】
中間転写ベルト５裏面に形成された正電荷は、二次転写対向ローラ７に接触する際に、芯金上に与えられた負電位により除去される。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。一方で、中間転写ベルト５上に残されたトナーは、クリーニングブレード13によりクリーニングされる。
【００３１】
次に中間転写ベルト上のトナー画像転写部位の対向面に正電荷を形成する方法について説明する。電荷付与部材12a〜12dは、中間転写ベルト５裏面側で当該中間転写ベルト裏面から５０μｍ離間し、且つ各一次転写ニップの上流側５ｍｍの場所に設置され、正極性の電位を可変付与できるようになっている。また、図４(a)に示すように、本例の書き込み解像度６００dpiに合わせて、４２．３μｍピッチで４０μｍ×３５μｍの電極が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。
【００３２】
各静電潜像担持体2a〜2d上へ書き込まれる印画データ情報は、電荷付与部材12a〜12dにも転送され、予め直ぐ下流に位置する一次転写ニップでトナーが形成される中間転写ベルト５の対向面に放電によって正電荷の潜像が形成される。この正電荷潜像形成のタイミングは、各一次転写ニップと対応する各電荷付与部材12a〜12dの離間距離と各静電潜像担持体2a〜2d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、正電荷潜像形成位置の精度を向上させた。
【００３３】
図２のようなレッド（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）画像を形成する場合を例にとり、画像形成機構を更に詳細に説明する。図３(a)［上側の図部分］はイエローステーション、マゼンタステーションを横から見た図で、図３(b)［下側の図部分］は上から見た図（静電潜像担持体と一次転写ローラは図示省略）である。
【００３４】
イエローステーションの５ｍｍ上流側でイエロー画像情報に応じて電荷付与部材12aを動作させ、トナー転写場所の裏側に放電により正電荷潜像が形成される。イエローステーションの一次転写ニップ通過後、負極性トナーが正電荷潜像上に転写される。正電荷潜像と負極性トナーの間のクーロン力により、イエロートナーは正電荷潜像上に留まったまま、マゼンタステーションへ向かう。マゼンタステーションの５ｍｍ上流側で、マゼンタ画像情報に基づき、電荷付与部材12bの画像部電極に正電位が印加され、マゼンタトナー転写位置対向面に正電荷潜像が形成される。イエローの正電荷潜像を既に形成している部分に、マゼンタの正電荷潜像を重ねる場合には、当該電極に与える電位テーブルを切り替えて、適切な放電が起こるようにする。マゼンタステーション通過後、図２に示す画像が中間転写ベルト上に形成されるが、この際、レッド形成部分の対向面には、マゼンタ、イエロー単色形成部分対向面の約２倍の正電荷が付与されることとなる（＋符号２つで示す：本例では、イエロートナーとマゼンタトナーの各帯電量をほぼ同じにしたためである；帯電量の異なるトナーを用いる場合には、トナー帯電量毎に付与する正電荷量を調整する）。中間転写ベルト５裏面のトナー画像形成部裏面には対向面のトナー量に比例した量の正電荷潜像が形成されるため、中間転写ベルト５上のトナー量が増えても、トナー間のクーロン反発力に基づく「一次転写ニップ後のチリ」を抑えることが可能となる。
【００３５】
四色画像を形成する場合は、上記の過程を繰り返せば良い。但し、下流側の電荷付与部材は、上流側での正電荷潜像形成情報を用いて必要に応じて電極に与える正電位を調整する必要がある。
【００３６】
本発明の効果を検証するために、市販の画像形成装置を改造して評価用画像出力機としたものを用いて６００dpi出力（印画速度２７７ｍｍ／秒）にて、評価画像の出力と画質評価を行った。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）の各色で中間転写ベルト搬送方向に幅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、定着終了後の最終画像１００枚について画像のチリ出現状況に関して官能評価を行った。チリのない状況をランク５、チリの発生がひどく、画像として成立しない場合をランク１とした。
【００３７】
前記画像評価用４ドットラインは評価画像一枚の中で他のラインと重ならない様に、また一枚毎にランダムな位置に形成した。画像評価は前述したランク１から５の間を５段階に分けた限度見本に従って行い、１００枚の平均値を評価値として採用した。比較例として、電位付与部材12a〜12dのない場合（その他の画像形成条件は例１と同じ）について、同様の評価を行った。
【００３８】
評価結果は図５に示されるように、単色のラインでは大差が見られなかったが、二色以上のトナーを重ねた場合、比較例ではチリの発生が目立った。対して実施例では二色以上のトナーを重ねてもチリの発生は最小限に抑えられ、十分高品質な画像を得ることができた。
【００３９】
〔例２〕
図６に本発明の別の形態を示す。基本的な構成は例１と同様であり、同じ部材については同じ参照符号を付して説明は割愛するが、本例では最上流側の電位付与部材12aが取り除かれている。また、電荷付与部材12b〜12dに形成される電極として、図４(b)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、針電極の先端を中間転写ベルト裏面から１００μｍ離間させて設置した。また電位付与部材12b〜12dは、対応する一次転写ニップの５ｍｍ上流側に設置した。
【００４０】
本発明の効果を検証するために、市販の画像形成装置を改造して評価用画像出力機としたものを用いて６００dpi出力（印画速度２７７ｍｍ／秒）にて、例１と同様の画質評価を行った。比較例として、電位付与部材12a〜12dのない場合（比較例１と同様）について、同様の評価を行った。
【００４１】
評価結果は図７に示されるように、単色のラインでは大差が見られなかったが、二色以上のトナーを重ねた場合、比較例ではチリの発生が目立った。対して実施例では二色以上のトナーを重ねてもチリの発生は最小限に抑えられ、十分高品質な画像を得ることができた。
【００４２】
〔例３〕
図８に例３の形態を示す。基本構成は例１と同様であり、同じ部材については同じ参照符号を付して説明は割愛するが、本例では例１の構成に加え、二次転写後に中間転写ベルト５上に残されたトナーを効果的にクリーニングするために、二次転写部下流側で且つ中間転写ベルトクリーニングブレード13上流側に、負電荷付与ローラ14を設置している。負電荷付与ローラとしては通常の接触式帯電ローラを用い、負電圧を可変で付加できる機構となっている。
【００４３】
本例では、負電荷付与ローラ14設置の効果をみるために、例１と同様の評価画像を用いて４００００枚の連続印画を行い、画質評価を行った。この際、これまでのチリ画像評価に加え、画像の地汚れ評価も併せて行った。地汚れの評価基準としては、地汚れ発生のない良好な画像を５、地汚れがひどく、画像として成立しないものを１とした限度見本を用いた官能評価により５段階評価を行った。また、併せて４００００枚連続印画後の中間転写ベルト上の観察も行った。比較として、例１の構成で同様な評価を行った。３９９００枚目から４００００枚目の１００枚についての評価結果を図９に示す。
【００４４】
図９より分かる通り、両例ともチリ画像の発生は抑えられ、十分な画像品質を示した。また地汚れに関しても問題のないレベルであった。しかし、例３では、地汚れ画像が例１に比べて僅かではあるが、抑制されている。実際に評価後の中間転写ベルトを目視評価したところ、例１では、若干の汚れが見られたが、本例では、汚れは殆ど見られなかった。長期的な使用を考慮した場合には、負帯電付与ローラ14の設置に意義があることが確認できる結果となった。
【００４５】
〔例４〕
例４の形態における基本構成は例１と同様であり、同じ部材については同じ参照符号を付して説明は割愛するが、本例では、中間転写ベルト５として体積抵抗率が１×１０１０Ω・ｍのポリビニリデンジフルオロライドベルト（厚さ１５０μｍ）を用い、更に図１０に示すように一次転写ローラとして１０ｍｍφの芯金上4-1に厚さ２ｍｍの発泡ゴム層4-2（体積抵抗率１×１０５Ω・ｍ）、厚さ１ｍｍのポリビニリデンジフルオロライド層4-3（体積抵抗率１×１０１０Ω・ｍ）を順次形成したものを用いた。更に、電荷付与部材12a〜12dは各転写ニップ入り口の１０ｍｍ上流側に、中間転写ベルト裏面から５０μｍ離間させて設置させた。
【００４６】
本例の効果を検証するために、市販の画像形成装置を改造して評価用画像出力機としたものを用いて６００dpi（印画速度２７７ｍｍ／秒）出力にて、例１と同様の画質評価を行った。
【００４７】
結果を図１１に示す。図１１から分かるように、特に複数色を重ねた場合の画像でチリ画像を抑制する効果が現れ、画質的に良好な例１よりも更に質の高い画像を得ることができた。これは、中間転写ベルト５の体積抵抗率を上げたため、裏面に形成された正電荷潜像の保持が確実になったこと、また一次転写ローラ4a〜4d上層として高体積抵抗率の部材を用いたため、転写ローラに負荷されるバイアスとの干渉を低減できたこと、更に電荷除去部材11の弾性体層として低体積抵抗率の部材を用いたため、中間転写ベルト５裏面の正電荷潜像の除去が確実となったことが原因と考えられる。
【００４８】
次に、中間転写ベルトの体積抵抗率ρ、誘電率ε及び電荷付与部材設置位置の関係について述べる。体積抵抗率と誘電率の積ρ×εは、中間転写ベルト上に存在する電荷量が１／ｅ（ｅは自然対数）になるまでの時間（緩和時間）を与える。よって、電荷付与部材により中間転写ベルト裏面に与えられた正電荷潜像が転写ニップにρ×ε以内の時間で入ると、正電荷潜像が余り失われない状態で対向面の中間転写ベルト上に負極性のトナーが正電荷潜像に引き付けられるように転写される。一旦トナーが転写されると、トナーと正電荷潜像間のクーロン力により正電荷潜像は保持されるため、正電荷潜像拡散の心配は無くなる。
【００４９】
このため、中間転写ベルトの体積抵抗率ρ、誘電率ε、搬送速度Ｖ及び各転写ニップと対応する各電荷付与部材間距離Ｄの間に
Ｄ≦ρ×ε×Ｖ
の関係があることは、正電荷潜像が有効に作用する条件の目安を与える。
【００５０】
実際に例１で使用された中間転写ベルトの比誘電率は測定の結果５．０であった。この値と体積抵抗率５×１０７Ω・ｍから計算される緩和時間は、２．２×１０―３秒となる。中間転写ベルトの搬送速度は印画速度に等しく２７７ｍｍ／秒であるから、電荷付与部材は転写ニップの上流側０．６ｍｍ（＝２７７ｍｍ／秒×２．２×１０―３秒）以内に設置することが望ましい。例１で、電荷付与部材は転写ニップの５ｍｍ上流に設置されているため、上記関係を満たさない。しかし、正電荷潜像が完全に拡散するまでの時間は概ね緩和時間の１０倍とされ、この条件は満たしている（転写ニップ上流６ｍｍ以内の設置に相当）。このため、一定レベルのチリ画像抑制効果が現れたものと考えられる。
【００５１】
一方、本例で使用された中間転写ベルトの比誘電率は測定の結果、７．０であり、上述の計算を繰り返すと、電荷付与部材の望ましい設置位置は、転写ニップの上流側１７ｍｍ以内であることが分かる。本例では１０ｍｍ上流側に設定しているため、この条件を満たしており、チリ画像を極めて上手く抑制できたものと考えられる。
【００５２】
図１１に本例で電荷付与部材の設置位置を、対応する転写ニップの上流側１７ｍｍ、１８ｍｍ、２０ｍｍとした場合のチリ画像の評価結果も併せて提示する。図１１に示した結果より、上記関係条件を満たすＤ＝１７ｍｍまでは、特に二色以上のトナーを重ねた場合に、例１以上の高品位画像を維持していることが分かる。
【００５３】
〔例５〕
二次転写部で中間転写ベルト裏面に接する対向ローラの体積抵抗率の効果を確認するため、以下の評価を行った。基本的な構成は例４と同様であるが、二次転写対向ローラ７の弾性体の体積抵抗率を１０５Ω・ｍ（例４に対応）、１０７Ω・ｍ、１０８Ω・ｍ、１０１２Ω・ｍとした場合について、例１と同様の評価画像を用いて４００００枚の連続印画を行い、画質評価を行った。この際、これまでのチリ画像評価に加え、画像の地汚れ評価も併せて行った。地汚れの評価基準は、地汚れ発生のない良好な画像を５、地汚れがひどく、画像として成立しないものを１とした限度見本を用いた官能評価により５段階評価を行った。
【００５４】
３９９００枚目から４００００枚目の１００枚についての評価結果を図１２に示す。体積抵抗率が１０５Ω・ｍ、１０７Ω・ｍのものについては、チリ、地汚れ画像の発生はほとんど無く良好な画像を得ることができた。一方、体積抵抗率１０８Ω・ｍの場合、チリの発生は見られなかったが、画像に地汚れが僅かに発生していた。これは、二次転写対向ローラの弾性体の体積抵抗率が高いため、中間転写ベルト裏面上の正電荷が十分に除電されず、中間転写ベルト裏面上に徐々に正電荷が蓄積され、不要な潜像となったため、一次転写部で地汚れを発生させたものと推定される。体積抵抗率が１０１２Ω・ｍの場合は、地汚れがひどくなり、チリとの区別も困難なほど画像が劣化した。
【００５５】
上記の結果より、長期的な使用を視野に入れた場合、二次転写対向ローラ弾性体の体積抵抗率は少なくとも１０８Ω・ｍ未満であることが望ましいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】イエローとマゼンタのトナー重なりでレッドが形成される様子を説明する図である。
【図３】イエローステーションからマゼンタステーションにおいて中間転写ベルト上に形成されるカラー像のトナー重なりを説明する図で、（ａ）が各ステーションを横から見た図、（ｂ）が平面的に見た図である。
【図４】中間転写ベルト上のトナー画像転写部位の対向面に正電荷を形成する方法を説明する図で、（ａ）が平面電極である電荷付与部材による場合、（ｂ）が針電極である電荷付与部材による場合を示す。
【図５】例１の場合の評価結果の表である。
【図６】本発明の別例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図７】例２の場合の評価結果の表である。
【図８】本発明の更に別の例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図９】例３の場合の評価結果の表である。
【図１０】一次転写ローラの概略構成図である。
【図１１】例４の場合の評価結果の表である。
【図１２】例５の場合の評価結果の表である。
【符号の説明】
【００５７】
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  一次転写ローラ
５  中間転写ベルト
６  二次転写ローラ
７  対向ローラ
８  記録媒体
９  定着装置
１０ａ〜１０ｄ  クリーニング装置
１１ａ〜１１ｄ  潤滑油供給装置
１２ａ〜１２ｄ  電荷付与部材
１３  中間転写ベルト用クリーニングブレード
【図１】
2008096894.tif 000003
【図２】
2008096894.tif 000004
【図３】
2008096894.tif 000005
【図４】
2008096894.tif 000006
【図５】
2008096894.tif 000007
【図６】
2008096894.tif 000008
【図７】
2008096894.tif 000009
【図８】
2008096894.tif 000010
【図９】
2008096894.tif 000011
【図１０】
2008096894.tif 000012
【図１１】
2008096894.tif 000013
【図１２】
2008096894.tif 000014