(57)【要約】 【課題】  中間転写体から記録媒体への転写率を向上させることができ、画質の向上、装置の小型化、トナー消費量の低減を図るとともに、装置の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  感光体上に形成されたトナー像を一旦担持する中間転写体１５と、中間転写体１５のトナー担持面１５ａに対向して配置された転写部材４との間に、記録媒体Ｓを通過させ、トナー担持面１５ａに形成されたトナー像を記録媒体Ｓに転写させる画像形成装置において、トナー担持面１５ａの裏側にトナー極性と同極のバイアスを印加する第一のバイアス印加手段２１が備えられているとともに、トナー担持面１５ａに対向する転写部材４にトナー極性と逆極のバイアスを印加する第二のバイアス印加手段２２が備えられている。【選択図】      図２
2007052227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成されたトナー像を一旦担持する中間転写体と、該中間転写体のトナー担持面に対向して配置された転写部材との間に、記録媒体を通過させ、前記トナー担持面に形成されたトナー像を前記記録媒体に転写させる画像形成装置において、
前記トナー担持面の裏側にトナー極性と同極のバイアスを印加する第一のバイアス印加手段が備えられているとともに、前記トナー担持面に対向する転写部材にトナー極性と逆極のバイアスを印加する第二のバイアス印加手段が備えられてい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、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーレーザープリンタやカラー複写機等の電子写真方式の画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体ベルト、中間転写ドラム等の中間転写体に一旦担持させる転写手段が備えられている。
更に、この転写手段は、中間転写ベルト等に近接するコロナ転写部材や中間転写ベルト等に接触する転写ローラ等の転写部材と、これらの転写部材にトナー極性とは逆極性の転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを備えた構成からなる。
この転写手段によれば、中間転写体と転写部材との間に用紙を通過させることで、中間転写体上のトナーが、転写部材に印加されたバイアスによって引き付けられて、トナー像が用紙上に転写される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２７８２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の転写手段を備えた画像形成装置では、バイアス印加手段の転写バイアスを低くすると、中間転写体に担持されたトナーを十分に引き付けることができず、一方、バイアス印加手段の転写バイアスを高くすると、トナー層間で放電が起こり、一部のトナーの極性が変化し、極性変化を起こしたトナーは転写されず、いずれにしても転写率が低下することになるという問題がある。
トナー像の転写率が低いと、画質が低下するだけでなく、回収される廃トナー量が増加し、廃トナー容器が大型化し、画像形成装置の小型化の弊害となる。
さらに、トナー像の転写率が低いと、用紙上に必要なトナーを確保するべく予め多くのトナーを用意しておく必要があり、感光体ドラム上に形成させるトナー量を多くしなければならず、ランニングコストが高くなるという問題がある。
また、上記した従来の転写手段を備えた画像形成装置では、転写部材に対して数ｋＶといった高い転写バイアスをかけているため、中間転写体や転写部材へのストレスが大きく、装置の長寿命化の弊害となっている。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、感光体上に形成されたトナー像を一旦担持する中間転写体から記録媒体へ転写する際の転写率を向上させることができ、同時に画質の向上、装置の小型化、トナー消費量の低減、装置の長寿命化等を図ることができる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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を一旦担持する中間転写体と、該中間転写体のトナー担持面に対向して配置された転写部材との間に、記録媒体を通過させ、前記トナー担持面に形成されたトナー像を前記記録媒体に転写させる画像形成装置において、前記トナー担持面の裏側にトナー極性と同極のバイアスを印加する第一のバイアス印加手段が備えられているとともに、前記トナー担持面に対向する転写部材にトナー極性と逆極のバイアスを印加する第二のバイアス印加手段が備えられていることを特徴としている。
【０００６】
このような特徴により、トナー担持面に担持されたトナーは、第一のバイアス印加手段によってトナー担持面の裏側に印加されたバイアスの働きでトナー担持面から押し出され、さらに、第二のバイアス印加手段によって転写部材に印加されたバイアスの働きで、転写部材側に引き付けられて記録媒体に転写される。
また、第一のバイアス印加手段によって印加されるバイアスと第二のバイアス印加手段によって印加されるバイアスとは極性が逆であるため、個々のバイアス印加手段の電圧が低く設定されていても、トナー担持面と転写部材との電位差は高くなり、トナーは十分に転写される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置によれば、第一のバイアス印加手段によって印加されたバイアスによってトナー担持面からトナーを押し出す機能が働くとともに、第二のバイアス印加手段によって印加されたバイアスによってトナーを引き付ける機能が働くため、トナー像が積極的に転写され、トナー像の転写率を向上させることができる。これによって、画質の向上を図ることができるとともに、廃トナー量を低減させて廃トナー容器を小型化させ、画像形成装置の小型化を図ることができる。さらに、トナー像の転写率が向上されることで、現像時に使用するトナー量を低減させることができ、これによって、トナー消費量を低減させ、ランニングコストの低減を図ることができる。また、個々のバイアス印加手段の電圧を高く設定することなく高い電位差を得ることができるため、低電圧による転写不足や高電圧によるトナー極性の変化を抑止して転写率を向上させることができるとともに、高い電圧による転写部材や中間転写体等へのストレスを軽減させ、装置の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図１は画像形成装置１の主要部の概略構成を示す図である。
図１に示すように、画像形成装置１には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色のトナー像をそれぞれ形成する画像形成ユニット（画像形成手段）２と、画像形成ユニット２によって形成された各色のトナー像が重ねて転写されてカラーのトナー像を担持する中間転写体３と、用紙等のシートＳを介して中間転写体３に接触回転し、中間転写体３に形成されたカラーのトナー像をシートＳに転写させる転写ローラ４と、シートＳに転写されたトナー像を定着させる定着装置５とが備えられている。
【０００９】
画像形成ユニット２には、各色ごとに設けられた感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫと、各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫにそれぞれ負電荷を帯電させる帯電装置７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７ＢＫと、負電荷が帯電された各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫの表面に画像データに基いてレーザー光をそれぞれ走査させて潜像を形成する光走査装置８と、潜像が形成された各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫにトナーをそれぞれ付着させて現像を行う現像装置９Ｍ，９Ｙ，９Ｃ，９ＢＫと、各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｃ，１０ＢＫとが備えられている。
【００１０】
感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫは、後述する転写ベルト１５に沿って並設されており、各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫの周りに帯電装置７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７ＢＫや現像装置９Ｍ，９Ｙ，９Ｃ，９ＢＫ、クリーニング装置１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｃ，１０ＢＫがそれぞれ配設されている。
【００１１】
中間転写体３は、複数（図１では３つ）の支持ローラ１２，１３，１４と、これらの支持ローラ１２，１３，１４に巻回されて周方向に回転する転写ベルト１５とから構成されている。転写ベルト１５の内側には、転写ベルト１５を介して感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫに接触回転する転写ローラ１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｃ，１１ＢＫが配設されている。転写ローラ１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｃ，１１ＢＫには、トナーを引き付けるバイアスを印加する図示せぬバイアス印加手段が備えられており、具体的には負電荷を帯びたトナーに対してプラスの電圧がかけられる。また、転写ベルト１５上に残留したトナーを除去するクリーニング装置１６が備えられている。
【００１２】
図２は転写ベルト１５上に担持されたトナー像をシートＳに転写させる転写箇所の拡大図である。図１，図２に示すように、転写ローラ４は、複数の支持ローラ１２，１３，１４のうちの一つの支持ローラ１４に対向させて配置されている。転写ローラ４は、ゴム等からなる円柱部材１７の中心に金属棒等からなる芯材１８が貫設された構成からなる。また、転写ローラ４に対向する支持ローラ１４も同様に、ゴム等からなる円柱部材１９の中心に金属棒等からなる芯材２０が貫設された構成からなる。
【００１３】
転写ローラ４に対向する支持ローラ１４には、転写ローラ４の表面４ａに接触する転写ベルト１５の外周面（トナー担持面１５ａ）の裏側にトナー極性（マイナス）と同極（マイナス）のバイアスを印加する第一のバイアス印加手段２１が設けられている。また、転写ローラ４には、トナー担持面１５ａに接触する転写ローラ４にトナー極性（マイナス）と逆極（プラス）のバイアスを印加する第二のバイアス印加手段２２が設けられている。
【００１４】
第一のバイアス印加手段２１は、支持ローラ１４の芯材２０にトナー極性と同極の電圧、つまりマイナスの電圧をかける構成からなり、具体的には、芯材２０に電気的に接続された電源２３と、オンオフ切換えを行うスイッチ２４とから構成されている。
第二のバイアス印加手段２２は、転写ローラ４の芯材１８にトナー極性と逆極の電圧、つまりプラスの電圧をかける構成からなり、具体的には、芯材１８に電気的に接続された電源２５と、オンオフ切換えを行うスイッチ２６とから構成されている。
【００１５】
次に、上記した構成からなる画像形成装置１の動作について説明する。
【００１６】
まず、感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫを帯電装置７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７ＢＫによってそれぞれ負電荷を帯電させる。そして、負電荷が帯電された感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫ表面上に光走査装置８によってレーザー光をそれぞれ走査させて露光を行う。次に、現像装置９Ｍ，９Ｙ，９Ｃ，９ＢＫによって、非露光部分に対して相対的に正電位とされた露光部分に負電荷を帯びたトナーを付着させ、各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫ表面上に形成された潜像をそれぞれ各色に顕像化（現像）する。そして、各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫの表面にそれぞれ形成された各色のトナー像を、転写ローラ１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｃ，１１ＢＫによって、転写ベルト１５のトナー担持面１５ａに重ねて転写させ、トナー担持面１５ａ上にカラーのトナー像を静電気的に付着させる。一方、転写後の各感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫの表面に残留したトナーは、クリーニング装置１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｃ，１０ＢＫによってそれぞれ除去する。
【００１７】
次に、転写ベルト１５のトナー担持面１５ａに担持されたマイナス電荷を帯びたトナー像は、転写ベルト１５の回転によって、転写ローラ４と支持ローラ１４とが対向している転写箇所まで移動させる。そして、転写箇所の転写ベルト１５と転写ローラ４と間にシートＳを通過させ、このシートＳにトナー担持面１５ａに担持されたトナー像を転写させる。このとき、第一のバイアス印加手段２１によって支持ローラ１４の芯材２０に電圧をかけ、トナー担持面１５ａの裏側にトナー極性（マイナス）と同極（マイナス）のバイアスを印加するとともに、第二のバイアス印加手段２２によって転写ローラ４の芯材１８に電圧をかけ、転写ローラ４にトナー極性（マイナス）と逆極（プラス）のバイアスを印加する。第一のバイアス印加手段２１によって支持ローラ１４側にかける電圧Ｖ１および第二のバイアス印加手段２２によって転写ローラ４側にかける電圧Ｖ２は、トナー担持面１５ａと転写部材表面４ａと間の電位差が所定値以上になるように相対的に設定しておく。例えば、支持ローラ１４側にかける電圧Ｖ１を−５００Ｖに設定する場合は、転写ローラ４側にかける電圧Ｖ２を＋１５００Ｖに設定する。無論、支持ローラ１４側にかける電圧Ｖ１を−１０００Ｖに設定して、転写ローラ４側にかける電圧Ｖ２を＋１０００Ｖに設定してもよく、その値は適宜変更可能である。
【００１８】
次に、トナー像が転写されたシートＳを定着装置５に搬送し、定着装置５によってシートＳ上のトナー像をシートＳに定着させ、シートＳに画像を形成する。
一方、転写ベルト１５のトナー担持面１５ａに残留したトナーは、クリーニング装置１６によって除去する。
【００１９】
上記した構成からなる画像形成装置１によれば、トナー担持面１５ａに担持されたトナーは、第一のバイアス印加手段２１によってトナー担持面１５ａの裏側に印加されたマイナスのバイアスの働きでトナー担持面１５ａから押し出され、さらに、第二のバイアス印加手段２２によって転写ローラ４に印加されたプラスのバイアスの働きで、転写ローラ４側に引き付けられてシートＳに転写される。これによって、トナー像が積極的に転写され、トナー像の転写率を向上させることができる。そして、転写率が向上することで、画質の向上を図ることができるとともに、廃トナー量を低減させて図示せぬ廃トナー容器を小型化させ、画像形成装置１の小型化を図ることができる。さらに、トナー像の転写率が向上されることで、現像時に感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫに担持させるトナー量を低減させることができ、これによって、トナー消費量を低減させ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００２０】
また、第一のバイアス印加手段２１によって印加されるバイアスと第二のバイアス印加手段２２によって印加されるバイアスとは極性が逆であるため、個々のバイアス印加手段２１，２２の電圧Ｖ１，Ｖ２が低く設定されていても、トナー担持面１５ａと転写部材４の表面４ａとの電位差は高くなり、トナーは十分に転写される。これによって、低電圧による転写不足や高電圧によるトナー極性の変化を抑止して転写率を向上させることができるとともに、電圧による転写ローラ４や転写ベルト１５、支持ローラ１４等へのストレスを軽減させ、画像形成装置１の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
以上、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、ベルト式の中間転写体３が使用され、この中間転写体３の転写ベルト１５からシートＳに転写する場合について説明しているが、本発明は、図３に示すように、スリーブ状の中間転写ドラム１０３を使用してもよい。具体的には、各色の感光体ドラム１０６Ｍ，１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６ＢＫが、中間転写ドラム１０３の外周面に沿って並設されているとともに、各感光体ドラム１０６Ｍ，１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６ＢＫに対向する転写ローラ１１１Ｍ，１１１Ｙ，１１１Ｃ，１１１ＢＫが、中間転写ドラム１０３の内部にそれぞれ配設されている。また、シートＳを介して中間転写ドラム１０３の外周面に接触回転する転写ローラ１０４が備えられているとともに、中間転写ドラム１０３の内部には、その転写ローラ１０４に対向する位置に金属棒等からなる芯材１２０が配設されている。そして、中間転写ドラム１０３内の芯材１２０に電圧をかけて中間転写ドラム１０３の外周面（トナー担持面１０３ａ）の裏側にトナー極性と同極のバイアスを印加する第一のバイアス印加手段１２１が備えられているとともに、転写ローラ１０４の芯材１１８に電圧をかけて転写ローラ１０４にトナー極性と逆極のバイアスを印加する第二のバイアス印加手段１２２が備えられている。なお、図３における符号１０７Ｍ，１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７ＢＫは帯電装置、符号１０９Ｍ，１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９ＢＫは現像装置、符号１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０ＢＫ，１１６はクリーニング装置、符号１０５は定着装置をそれぞれ示している。
【００２２】
また、上記した実施の形態では、トナー極性をマイナスにして、第一のバイアス印加手段２１によってトナー担持面１５ａの裏側にマイナスのバイアスを印加するとともに、第二のバイアス印加手段２２によって転写ローラ４にプラスのバイアスを印加しているが、本発明は、トナー極性をプラスにして、第一のバイアス印加手段によってトナー担持面の裏側にプラスのバイアスを印加するとともに、第二のバイアス印加手段によって転写ローラにマイナスのバイアスを印加してもよい。
【００２３】
上記した実施の形態における転写ベルト１５や中間転写ドラム１０３は本発明に係る中間転写体に相当し、上記実施の形態における転写ローラ４，１０４は本発明に係る転写部材に相当し、上記実施の形態における感光体ドラム６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫは本発明に係る感光体に相当し、上記実施の形態におけるシートＳは本発明に係る記録媒体に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る実施の形態における画像形成装置の主要部の概略構成を表す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における画像形成装置の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る他の実施の形態における画像形成装置の主要部の概略構成を表す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  画像形成装置
４，１０４  転写ローラ（転写部材）
６Ｍ，６Ｙ，６Ｃ，６ＢＫ  感光体ドラム（感光体）
１５  転写ベルト（中間転写体）
１５ａ，１０３ａ  トナー担持面
２１，１２１  第一のバイアス印加手段
２２，１２２  第二のバイアス印加手段
１０３  中間転写ドラム（中間転写体）
Ｓ  シート（記録媒体）
【図１】
2007052227.tif 000003
【図２】
2007052227.tif 000004
【図３】
2007052227.tif 000005