(57)【要約】【課題】  記録材の表面粗さによらず、安定した転写が行える画像形成装置およびその転写方法を提供する。【解決手段】  トナー像を担持して移動する中間転写体１３０からトナー像を記録材Ｐに転写する画像形成装置において、記録材Ｐの表面粗さに関する情報を入力し、この記録材Ｐの表面粗さに関する情報にもとづいて、中間転写体上帯電器（ポスト帯電器）９０のバイアスを制御し、トナー像のトナートリボを制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で形成した像担持体上のトナー像を、転写位置において記録材に静電転写する転写手段と、
前記転写位置に到達する前の前記像担持体上のトナー像を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記記録材の表面粗さに関する情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記記録材の表面粗さに関する情報を入力する情報入力手段を備え、
前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記記録材の表面粗さを検知する表面粗さ検知手段を備え、
前記制御手段は、前記表面粗さ検知手段により検知された情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の表面粗さが大きいほど、前記像担持体上のトナー像の電荷が小さくなるように前記バイアス印加手段を制御す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３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の表面粗さが大きいほど、前記バイアス印加手段の出力の直流成分の絶対値が小さくなるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記バイアス印加手段は、直流成分と交流成分が重畳されたバイアスが出力可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記感光体上のトナー像を中間転写体に転写する転写手段とを有し、
前記像担持体は、前記中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体は、静電潜像が形成される感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持して移動する像担持体からトナー像を記録材に転写する画像形成装置における転写方法であって、
前記記録材の表面粗さに関する情報を入力するステップＡと、
前記ステップＡで入力した記録材の表面粗さに関する情報にもとづいて、前記トナー像のトナートリボを制御するステップＢと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置における転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体（感光体または中間転写体）上のトナー像を、記録材に転写する画像形成装置に関し、特にその転写動作の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からある画像形成装置として、複数の像担持体にそれぞれ各色のトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写体へ順次転写を行う１次転写と、中間転写体に複数色のトナー像からなるカラー画像を形成した後、このカラー画像を記録材上に一括して転写させる２次転写とを行うことでカラー画像を得ることができる装置がある。
【０００３】
このような中間転写方式の画像形成装置は、中間転写体が、感光ドラムと比べてキズが付きにくかったり、紙紛等の汚れのクリーニングが容易であったりといったことから、様々な記録材、たとえば、坪量３００ｇ／ｍ２程度の厚紙に対応できるといったメリットがある。
【０００４】
さらに、普通紙だけでなく画像形成装置の高画質化に伴い、従来、印刷機で用いられているような、アート紙，コート紙といった表面の平滑性を上げた（表面粗さの小さい）記録材への対応も重視されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、このような画像形成装置では、エンボス紙や型押し紙といったような表面に凹凸を設けた厚紙（記録材）には、良好な転写が出来ないといった問題があった。
【０００６】
記録材の表面粗さに起因する転写不良を防止するための従来技術としては、たとえば、下記特許文献１には、像担持体から記録材への転写動作時にトナー像に作用する静電気力を、記録材の表面粗さに応じて、静電引力か静電斥力かを選択する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２４４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この技術では、表面粗さに起因発生する転写不良については、充分な効果を得る事ができなかった。
【０００８】
すなわち、表面粗さに起因する転写不良とは、たとえば中間転写体上のトナー像と記録材とが十分に密着していない状態で転写電流が印加されると、トナー像と記録材の空隙で異常放電が発生してトナーが正常に転写できなくなってしまうという現象により発生する。
【０００９】
よって、単に転写電界の印加方法を変更するだけでは、根本的な解決には至らない。
【００１０】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、記録材の表面粗さによらず、安定した転写が行える画像形成装置およびその転写方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（８）のとおりに構成し、画像形成装置における転写方法を次の（９）のとおりに構成する。
【００１２】
（１）トナー像を担持して移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で形成した像担持体上のトナー像を、転写位置において記録材に静電転写する転写手段と、
前記転写位置に到達する前の前記像担持体上のトナー像を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記記録材の表面粗さに関する情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【００１３】
（２）前記（１）に記載の画像形成装置において、
前記記録材の表面粗さに関する情報を入力する情報入力手段を備え、
前記制御手段は、前記情報入力手段に入力された情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御する画像形成装置。
【００１４】
（３）前記（１）に記載の画像形成装置において、
前記記録材の表面粗さを検知する表面粗さ検知手段を備え、
前記制御手段は、前記表面粗さ検知手段により検知された情報に応じて、前記バイアス印加手段の出力を制御する画像形成装置。
【００１５】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の表面粗さが大きいほど、前記像担持体上のトナー像の電荷が小さくなるように前記バイアス印加手段を制御する画像形成装置。
【００１６】
（５）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の表面粗さが大きいほど、前記バイアス印加手段の出力の直流成分の絶対値が小さくなるよう制御する画像形成装置。
【００１７】
（６）前記（５）に記載の画像形成装置において、
前記バイアス印加手段は、直流成分と交流成分が重畳されたバイアスが出力可能である画像形成装置。
【００１８】
（７）前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記感光体上のトナー像を中間転写体に転写する転写手段とを有し、
前記像担持体は、前記中間転写体である画像形成装置。
【００１９】
（８）前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体は、静電潜像が形成される感光体である画像形成装置。
【００２０】
（９）トナー像を担持して移動する像担持体からトナー像を記録材に転写する画像形成装置における転写方法であって、
前記記録材の表面粗さに関する情報を入力するステップＡと、
前記ステップＡで入力した記録材の表面粗さに関する情報にもとづいて、前記トナー像のトナートリボを制御するステップＢと、
を備えた画像形成装置における転写方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、記録材表面の凹凸に起因する、トナー像と記録材の空隙での異常放電を効果的に防止し、安定した転写性を得る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１である“画像形成装置”の構成を示す断面図である。
【００２４】
本画像形成装置は、４色フルカラーのレーザプリンタであり、トナー像を一度重ね合わせる中間転写体（請求項の像担持体に相当する）としての中間転写ベルト１３０と、その移動方向（図中矢印方向）に沿って上流側から順に配置された４個の画像形成部、すなわち第１（イエロー）の画像形成部Ｐａと、第２（マゼンタ）の画像形成部Ｐｂと、第３（シアン）の画像形成部Ｐｃと、第４（ブラック）の画像形成部Ｐｄとを備えている。
【００２５】
第１〜第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本実施例では、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有しており、これら感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に各色のトナー像が形成される。
【００２６】
感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの周囲には、それぞれ前露光ランプ１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ、ドラム帯電器（１次帯電器）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、電位センサ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、及びクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられ、画像形成装置本体の上部にはさらに光源装置（不図示）及びポリゴンミラー１１７が配設されている。
【００２７】
光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラー１１７を回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００２８】
現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーが、供給装置（不図示）により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の静電潜像を現像して、イエロートナー像，マゼンタトナー像，シアントナー像及びブラックトナー像として現像（可視化）する。感光ドラム上に形成されたトナー像は１次転写ブレード２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって中間転写ベルト１３０上に順次転写される。中間転写ベルト１３０上に重ねあわされたトナー像は２次転写ローラ４１によって記録材上に転写される。
【００２９】
記録材Ｐは記録材カセット１０に収容され、そこから給紙ローラ，複数の搬送ローラ、及びレジストローラ１２を経て２次転写部に供給される。
【００３０】
中間転写ベルト１３０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂シート）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート，ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートによって構成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。
【００３１】
トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送部６２により定着装置９へ搬送される。分離ガイド６４は記録材Ｐの先端挙動を安定させる。
【００３２】
定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、これらをクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４，５５と、定着ローラ５１内、加圧ローラ５２内に配設されたローラ加熱ヒータ５６，５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイルの溜め５３と、加圧ローラ５２の表面の温度を検知して定着温度を制御するためのサーミスタ５８とを有している。
【００３３】
４色のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着によりトナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行われ、フルカラー画像が形成され、排紙トレイ６３上に排出される。
【００３４】
転写が終了した感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の画像形成に供される。中間転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト１３０の表面にクリーニングブレード２０で拭い取るようにしている。
【００３５】
以上のような構成の画像形成装置において用いられる中間転写ベルト１３０は前述のようにＰＥＴシートやポリフッ化ビニリデンシート、ポリウレタンシート等の誘電体シートであり、これらの体積抵抗率は１０９〜１０１５Ω・ｃｍのものが一般的である。
【００３６】
次に、記録材の平滑性（表面粗さ）について説明する。
【００３７】
一般に、アート紙＜コート紙＜普通紙＜エンボス紙  という順で粗くなり、それぞれ、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）で、１〜３μｍ、３〜５μｍ、３〜８μｍ、１５μｍ程度の凹凸がある。
【００３８】
さて、このような画像形成装置において、２次転写ローラ４１に印加する２次転写電流を、４５μＡに設定してフルカラー画像の画像形成を行ったところ、エンボス紙では画像不良が発生した。
【００３９】
さらに詳しくいうと、エンボス紙の中にも様々な種類があり、たとえば、特種製紙（株）製の商品名「レザック８０ツムギ」，「レザック６６」，「レザック７５もみがみ」、の順で画像レベルが悪化していた。これは、紙の平滑性の悪い順で悪化しているといえる。つまり、紙の表面粗さが大きくなる程、転写不良による画像レベルが悪化していることがわかった。
【００４０】
このとき、２次転写前のトナートリボ（トナーの単位重量あたりの電荷量）を測定すると、約−３１μＣ／ｇであった。
【００４１】
そこで、図１に示す、中間転写体上帯電器（ポスト帯電器）９０を用いて、約−３１μＣ／ｇであったトナートリボを、約−２５μＣ／ｇに除電して同様の実験を行ったところ、画像不良が大幅に軽減した。
【００４２】
この帯電器９０としては、帯電用のワイヤーに、バイアス印加手段（電源）１５０によってバイアスを印加することで電荷を発生させるコロナ帯電器を用いたが、この方式に限定されるものではない。
【００４３】
なお、ポスト帯電器９０の出力制御は、制御手段１００により行われる。
【００４４】
中間転写体上帯電器９０に印加する電流とトナートリボとの関係を、図２に示す。本実施例においては、図に示す直流（ＤＣ）成分（電流）に加えて、１２ｋＶｐｐの交流（ＡＣ）成分（電圧）を重畳して出力している。この形態によれば、直流成分を変化させることで、トナートリボを変化できることがわかる。たとえば、直流成分の絶対値を低下すれば、それに従いトナートリボを低下させる事ができる。
【００４５】
このような実験を繰り返し、表面粗さの異なる各エンボス紙に対応した中間転写体上帯電器９０の出力を決定することで、画像不良が発生しなくなった。
【００４６】
本実施例では、コロナ放電を安定させることと、トナートリボの調整が容易に行えることから、定電流制御の帯電方式を用いたが、これに限定されることはなく、定電圧制御においても、帯電器の出力とトナートリボの関係を変えることができる。
【００４７】
また、帯電器の出力とトナートリボの関係もこれに限定されることはないことは言うまでもない。
【００４８】
一方、普通紙よりも表面粗さの小さい紙、たとえば、日本製紙（株）製、キャストコート紙を、普通紙と同じ設定で転写を行うと、画像（文字）の飛散りが発生してしまった。そこで、ポスト帯電器９０を用い、２次転写前に約−３１μＣ／ｇであったトナートリボを、約−３８μＣ／ｇに増加させたところ、飛散りが無くなった。
【００４９】
このように、表面の平滑性が悪い（表面粗さが大きい）紙に対してはトナートリボを小さくして像担持体との鏡映力を小さくすることができるため、転写し易い状態となり、記録材との空隙が広い部分でも転写電流印加による異常放電が発生しないため、良好な転写が行われる。
【００５０】
一方、表面の平滑性が高い（表面粗さが小さい）コート紙やアート紙等の場合は、像担持体と記録材との密着性が高くなり、前述の異常放電は起きないが、トナートリボが小さいと、飛散りと言われる別の画像不良が発生し易くなる。そこで、表面の平滑性が高い記録材に対しては、像担持体上のトナートリボを大きくして、この画像不良が発生しないようにする。なお、この時、転写電流の値も増加させる事で、飛散りをより効果的に防止する事ができる。
【００５１】
本実施例では、操作パネル１１０上に、紙の表面の粗さの値を入力する部分を作り、ユーザーが使用する紙にあった数値を入力できるようにして、その入力値に応じた中間転写体上帯電器９０の出力を出すようにしている。
【００５２】
あるいは、操作パネル１１０から紙の種類（商品名等）を入力するようにし、制御手段１００は、事前に用意されたテーブルをもとに、入力された紙の種類の情報に応じた適切な出力条件で、帯電器９０を制御するようにしても良い。
【００５３】
トナートリボは装置の用いられる環境やトナー特性、現像剤の耐久状態等によっても変化するため、本体内の環境の温湿度を検知する検出器１２０を用いて、その検出結果を基に中間転写体上帯電器９０の出力を制御するとさらに好ましい。
【００５４】
本実施例では、ポスト帯電器９０の印加電圧は、ＡＣ出力とＤＣ出力とを重畳したバイアスを用いたが、ＤＣ成分のみの印加で動作させるようにしても良い。
【００５５】
以上のような構成にすることで、エンボス紙のような凹凸のある記録材においても安定した転写が行えるようにした画像形成装置を提供することができた。
【実施例２】
【００５６】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成は、前述の実施例１と同じなので、その説明を援用しここでの説明を省略する。
【００５７】
本実施例では、２次転写前のトナートリボを変化させるために、図３に示すドラム上帯電器４５によって、１次転写前のトナーのトリボを変化させる点に特徴がある。すなわち、本実施例は、中間転写体と記録材の間の転写動作を改善するため、中間転写体１３０より前のドラム帯電器４５の電位を制御するものである。図３は、先の実施例１で説明した画像形成装置の一部を示しており、帯電器４５部分以外の構成は、先の実施例１と同じ構成とする。また、同図において、帯電器４５ａに接続するバイアス印加手段１５０は、他の帯電器４５ｂ〜４５ｄにも同様に接続されている。
【００５８】
目的とするトナートリボも実施例１とほとんど変わらないが、感光ドラム上のトナートリボを調整するために、最適なドラム上帯電器４５の出力を調整する。
【００５９】
以上のような構成にすることで、エンボス紙のような凹凸のある記録材においても安定した転写が行えるようにした画像形成装置を提供することができた。
【実施例３】
【００６０】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。先の実施例１，２では、感光ドラム３から中間転写ベルト１３０へ転写する装置構成について説明した。本実施例は、感光ドラムから、紙に直接転写を行う装置の例である。つまり、感光ドラム上の転写前のトナー像を帯電するポスト帯電器の出力を、紙の表面粗さに応じて制御する例である。本実施例においても、実施例１，２と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図４は、本実施例の構成を示す断面図である。同図において、先の実施例１，２を同等の構成については同符号で示した。本実施例は、記録材搬送ベルト１６０により搬送される記録材に対し、複数の感光体（請求項の像担持体に相当する）３ａ〜３ｄ上に形成されたトナー像が、順次転写される構成となっている。そして、帯電器２４ａ〜２４ｄが、記録材に転写される前の感光体上のトナー像を帯電すべく配置されている。
【００６２】
そして、制御手段１００は、先の実施例１，２でも説明したように、記録材の表面粗さに応じた出力が得られるように帯電器２４ａ〜２４ｄの動作制御を行うものである。
【００６３】
以上のような構成にすることで、エンボス紙のような凹凸のある記録材においても安定した転写が行えるようにした画像形成装置を提供することができた。
【実施例４】
【００６４】
図５は、実施例４である“画像形成装置”の構成を示す断面図である。本実施例は、前述の実施例１の画像形成装置に、記録材の表面粗さを測定する表面センサ９５を設けた例である。
【００６５】
表面センサ９５は、たとえば、不図示の発光素子と受光素子とを備えて構成され、発光素子は近赤外光を発するＬＥＤからなり、受光素子はＣＣＤからなる。発光素子から出た光が、２次転写部に向けて搬送される途中の記録材の表面で反射され、その反射光が受光素子に入射する。そして、記録材の表面粗さによって、光の反射状態が異なる性質を利用し、記録材表面の凹凸の深さを受光素子（ＣＣＤ）の出力から解析して、表面粗さに対応した出力を得ることができる。
【００６６】
そして、制御手段１００は、その検知結果をもとに、中間転写体（請求項の像担持体に相当する）上帯電器９０の出力を決定することで、画像不良が発生しなくなった。
【００６７】
本実施例はこのような表面センサを用いたが、このようなセンサに限られるわけではなく、機械的な針を使った感知レバーを用いた表面粗さ計のような装置であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６８】
以上のような構成にすることで、エンボス紙のような凹凸のある記録材においても安定した転写が行えるようにした画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１の構成を示す縦断面図
【図２】ポスト帯電器の出力とトナートリボとの関係を示す図
【図３】実施例２の構成を示す縦断面図
【図４】実施例３の構成を示す縦断面図
【図５】実施例４の構成を示す縦断面図
【符号の説明】
【００７０】
９０  中間転写体上帯電器
１００  制御手段
１３０  中間転写ベルト
１５０  バイアス印加手段
【図１】
2004246341.tif 000003
【図２】
2004246341.tif 000004
【図３】
2004246341.tif 000005
【図４】
2004246341.tif 000006
【図５】
2004246341.tif 000007