(57)【要約】【課題】感光体から基板上にトナー画像を転写する際に、感光体と基板との間の間隙にて放電が生じることを防止し、感光体から基板上にトナー画像を精度よく転写する。【解決手段】画像形成装置１では、ガラス基板９を支持する半導電性の支持ベルト２１のガラス基板９とは反対側の面において、転写位置に最も近接する位置には転写電位が付与され、ガラス基板９の進行方向に平行なＹ方向に関してこの位置から所定の距離だけ離れた位置には転写電位よりも感光体３１２の表面電位に近い補助電位が付与される。これにより、Ｙ方向に沿って転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位が支持ベルト２１を介してガラス基板９に与えられる。その結果、転写位置近傍において、感光体３１２とガラス基板９との間の間隙にて放電が生じることが防止され、ガラス基板９上にトナー画像を精度よく転写することができる。【選択図】図１
2007003880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にトナー画像または静電潜像を形成する画像形成装置であって、
外周面上に転写前のトナー画像または静電潜像である元画像が形成される円筒ドラム状または平ベルト状の環状部材を前記外周面に沿って循環移動する元画像保持部と、
所定の転写位置において基板の被転写面を前記外周面に最も接近させつつ、前記基板を前記転写位置における前記環状部材の部位と同じ速度にて前記環状部材の前記部位と同じ方向であって前記被転写面に沿う進行方向に移動する移動機構と、
前記外周面上の元画像を前記転写位置において基板上に転写する際に、前記進行方向または前記進行方向とは反対の方向である一の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位を前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与える転写部と、
を備える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であって、
前記転写位置近傍において基板の被転写面とは反対側の面に当接する当接面を有する支持部材をさらに備え、
前記転写部が、前記支持部材の前記当接面に前記分布を有する電位を生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置であって、
前記支持部材が、厚さが一定の半導電性材料にて形成され、
前記転写部が、
前記支持部材の前記当接面とは反対側の面において、前記支持部材および基板を介在させて前記転写位置に最も近接する位置に対して第１の電位を付与する第１電位付与部と、
前記第１電位付与部から前記一の方向に向かって、所定の距離だけ離れた位置にて前記支持部材に前記第１の電位よりも前記環状部材の前記表面電位に近い第２の電位を付与することにより、前記支持部材に前記分布を有する電位を生じさせる第２電位付与部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置であって、
前記第１電位付与部および前記第２電位付与部のうち少なくとも１つが、前記第１の電位または前記第２の電位が付与される電極の周囲を導電性の弾性材料にて覆うことにより形成されるとともに、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面に当接するローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置であって、
前記第１電位付与部がコロナ放電器であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３に記載の画像形成装置であって、
前記第２電位付与部が、導電性材料にて形成されるとともに、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面に当接するブラシを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記転写部が前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与える前記電位の分布が、前記一の方向とは反対の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布をさらに有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置であって、
前記転写位置近傍において基板の被転写面とは反対側の面に当接する当接面を有する支持部材をさらに備え、
前記転写部が、前記支持部材の前記当接面に前記分布を有する電位を生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記支持部材が、厚さが一定の半導電性材料にて形成され、
前記転写部が、
前記支持部材の前記当接面とは反対側の面において、前記支持部材および基板を介在させて前記転写位置に最も近接する位置に対して第１の電位を付与する第１電位付与部と、
前記第１電位付与部から前記一の方向および前記一の方向とは反対の方向に向かって、それぞれ所定の距離だけ離れた位置にて前記支持部材に前記第１の電位よりも前記環状部材の前記表面電位に近い第２の電位を付与することにより、前記支持部材に前記分布を有する電位を生じさせる２つの第２電位付与部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項３ないし６、並びに、請求項９のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記第２の電位が前記第１の電位とは反対の極性、または、接地電位であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記元画像が前記外周面上の静電潜像に液体トナーが付与されて形成されたトナー画像であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
基板上にトナー画像または静電潜像を形成する画像形成方法であって、
外周面上に転写前のトナー画像または静電潜像である元画像が形成される円筒ドラム状または平ベルト状の環状部材を前記外周面に沿って循環移動する循環移動工程と、
前記循環移動工程に並行して、所定の転写位置において基板の被転写面を前記外周面に最も接近させつつ、前記基板を前記転写位置における前記環状部材の部位と同じ速度にて前記環状部材の前記部位と同じ方向であって前記被転写面に沿う進行方向に移動する移動工程と、
前記移動工程に並行して、前記外周面上の元画像を前記転写位置において前記基板上に転写する転写工程と、
を備え、
前記転写工程において、前記進行方向または前記進行方向とは反対の方向である一の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位が前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与えられることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にトナー画像または静電潜像を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電した感光体を有する感光ドラムに画像形成用の光を照射して静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付与することによりトナー画像として顕在化させ、その後、印刷用紙に転写して印刷用紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の印刷装置が従来より利用されている。このような印刷装置においてトナー画像を印刷用紙に転写する際には、所定の転写位置にて印刷用紙を感光ドラムの外周面に当接させつつ印刷用紙の感光ドラムとは反対側に電位を付与して電界を形成することにより、帯電した粒子（あるいは、液体中にて帯電した粒子）であるトナーを感光体上から印刷用紙に移動させる、いわゆる電界転写法が用いられる。
【０００３】
ところで、トナー画像の転写の際に印刷用紙に付与される電位によっては、転写位置近傍において感光ドラムと印刷用紙との間の間隙にて電界が局所的に高くなることにより放電が生じ、トナー画像が乱れてしまうことが知られている。そこで、例えば非特許文献１および２では、転写位置の下流側にて印刷用紙の感光ドラムとは反対側にＡＣコロナ放電器を設け、転写時に他のＤＣコロナ放電器から印刷用紙に付与された電荷を下流側にて急速に除去することにより、感光ドラムと感光ドラムから分離直後の印刷用紙との間の間隙における放電の発生を抑制する技術が開示されている。また、転写位置近傍にて印刷用紙を小さな曲率にて湾曲させてその表面に沿って移動することにより、転写位置における感光ドラムの接線方向に沿って転写位置から離れるに従って感光ドラムと印刷用紙との間の間隙の幅を急激に増大させることにより放電の発生を抑制する技術も知られている。
【０００４】
なお、電子写真方式の他に、複数のピン電極の集合であるマルチスタイラスを用いて誘電体層を有するドラムに静電潜像を形成する手法も知られている。
【非特許文献１】電子写真学会編，「電子写真技術の基礎と応用」，コロナ社，１９８８年，ｐ．１８６−１８９
【非特許文献２】高原寛，「最近の電子写真プロセス技術と装置の最適設計・応用開発」，経営開発センター，平成元年６月３０日，ｐ．６６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、絶縁性を有し、かつ、印刷用紙に比べて厚いガラス基板に対して感光ドラムからのトナー画像の転写を行う技術の開発が進められている。所定の転写電位が付与される場合において、画像が転写される対象物の転写位置における被転写面の実際の電位は対象物のキャパシタンス（静電容量）に依存するため、ガラス基板において効率良く転写を行うには大きな転写電位を付与する必要がある。しかしながら、大きな転写電位を付与すると、転写位置近傍において感光ドラムとガラス基板との間の間隙にて電界が局所的に高くなって放電が発生し易くなってしまう。また、非特許文献１および２の手法では、ＡＣコロナ放電器にて高電圧の交流電流が利用されるため、印刷装置内においてノイズが生じ易くなるという問題がある。ガラス基板ではその被転写面に沿って湾曲させることができないため、転写位置近傍にて対象物を小さな曲率にて湾曲させて移動する上記手法を利用することもできない。
【０００６】
さらに、キャパシタンスの大きい平ベルト状の環状部材を中間転写体として設け、感光ドラムの外周に沿って設けられる他の環状部材である感光体上のトナー画像を、比較的低い転写電圧にて中間転写体に一旦転写し、その後、中間転写体からガラス基板に転写することも考えられるが、この場合においても、ガラス基板に転写する際には、比較的大きな転写電位が必要となって放電が生じ易くなってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー画像または静電潜像として画像が外周面に形成される環状部材から基板上に画像を転写する際に、転写位置近傍において環状部材と基板との間の間隙にて放電が生じることを防止し、環状部材から基板上に画像を精度よく転写することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板上にトナー画像または静電潜像を形成する画像形成装置であって、外周面上に転写前のトナー画像または静電潜像である元画像が形成される円筒ドラム状または平ベルト状の環状部材を前記外周面に沿って循環移動する元画像保持部と、所定の転写位置において基板の被転写面を前記外周面に最も接近させつつ、前記基板を前記転写位置における前記環状部材の部位と同じ速度にて前記環状部材の前記部位と同じ方向であって前記被転写面に沿う進行方向に移動する移動機構と、前記外周面上の元画像を前記転写位置において基板上に転写する際に、前記進行方向または前記進行方向とは反対の方向である一の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位を前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与える転写部とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記転写位置近傍において基板の被転写面とは反対側の面に当接する当接面を有する支持部材をさらに備え、前記転写部が、前記支持部材の前記当接面に前記分布を有する電位を生じさせる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記支持部材が、厚さが一定の半導電性材料にて形成され、前記転写部が、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面において、前記支持部材および基板を介在させて前記転写位置に最も近接する位置に対して第１の電位を付与する第１電位付与部と、前記第１電位付与部から前記一の方向に向かって、所定の距離だけ離れた位置にて前記支持部材に前記第１の電位よりも前記環状部材の前記表面電位に近い第２の電位を付与することにより、前記支持部材に前記分布を有する電位を生じさせる第２電位付与部とを備える。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記第１電位付与部および前記第２電位付与部のうち少なくとも１つが、前記第１の電位または前記第２の電位が付与される電極の周囲を導電性の弾性材料にて覆うことにより形成されるとともに、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面に当接するローラを備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記第１電位付与部がコロナ放電器である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記第２電位付与部が、導電性材料にて形成されるとともに、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面に当接するブラシを備える。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記転写部が前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与える前記電位の分布が、前記一の方向とは反対の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布をさらに有する。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置であって、前記転写位置近傍において基板の被転写面とは反対側の面に当接する当接面を有する支持部材をさらに備え、前記転写部が、前記支持部材の前記当接面に前記分布を有する電位を生じさせる。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記支持部材が、厚さが一定の半導電性材料にて形成され、前記転写部が、前記支持部材の前記当接面とは反対側の面において、前記支持部材および基板を介在させて前記転写位置に最も近接する位置に対して第１の電位を付与する第１電位付与部と、前記第１電位付与部から前記一の方向および前記一の方向とは反対の方向に向かって、それぞれ所定の距離だけ離れた位置にて前記支持部材に前記第１の電位よりも前記環状部材の前記表面電位に近い第２の電位を付与することにより、前記支持部材に前記分布を有する電位を生じさせる２つの第２電位付与部とを備える。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項３ないし６、並びに、請求項９のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記第２の電位が前記第１の電位とは反対の極性、または、接地電位である。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記元画像が前記外周面上の静電潜像に液体トナーが付与されて形成されたトナー画像である。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、基板上にトナー画像または静電潜像を形成する画像形成方法であって、外周面上に転写前のトナー画像または静電潜像である元画像が形成される円筒ドラム状または平ベルト状の環状部材を前記外周面に沿って循環移動する循環移動工程と、前記循環移動工程に並行して、所定の転写位置において基板の被転写面を前記外周面に最も接近させつつ、前記基板を前記転写位置における前記環状部材の部位と同じ速度にて前記環状部材の前記部位と同じ方向であって前記被転写面に沿う進行方向に移動する移動工程と、前記移動工程に並行して、前記外周面上の元画像を前記転写位置において前記基板上に転写する転写工程とを備え、前記転写工程において、前記進行方向または前記進行方向とは反対の方向である一の方向に向かって前記転写位置から離れるに従って前記環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位が前記基板の前記被転写面とは反対側の面に与えられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一の方向に向かって転写位置から離れるに従って環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位を基板に与えることにより、転写位置近傍において環状部材と基板との間の間隙に放電が生じることを防止（抑制を含む。）し、環状部材から基板上に元画像を精度よく転写することができる。
【００２１】
また、請求項３および９の発明では、分布を有する電位を基板に容易に与えることができ、請求項４の発明では、ローラを備える第１電位付与部または第２電位付与部からの電位を支持部材に適切に付与することができる。
【００２２】
また、請求項５の発明では、第１の電位を支持部材に非接触にて付与することができ、請求項６の発明では、第２電位付与部の構成を簡素化することができる。
【００２３】
また、請求項７の発明では、一の方向および一の方向とは反対の方向のそれぞれに向かって転写位置から離れるに従って環状部材の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位を基板に与えることにより、環状部材から基板上に元画像をより精度よく転写することができ、請求項１０の発明では、転写位置近傍において環状部材と基板との間の間隙に放電が生じることをさらに防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の一の実施の形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。本実施の形態における画像形成装置１は電子写真法を用いてガラス基板上にトナーの画像を形成する印刷装置であり、トナー画像が下流の図示省略の定着装置を経由してガラス基板上に定着されることにより液晶表示装置等の平面表示装置用のカラーフィルタが製造される。なお、実際には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のトナーにそれぞれ対応する３つの画像形成装置１と定着装置とが一列に設けられる。
【００２５】
図１の画像形成装置１は一定の厚さの半導電性材料にて形成される環状の支持ベルト２１、および、それぞれが図１中のＸ方向に伸びるとともにＹ方向に離れつつ並んで設けられる２つのローラ２２１ａ，２２１ｂを備え、支持ベルト２１は２つのローラ２２１ａ，２２１ｂに掛けられる。一方のローラ２２１ａにはモータ２２２が接続され、モータ２２２の駆動により支持ベルト２１が２つのローラ２２１ａ，２２１ｂを経由して循環移動する。支持ベルト２１のローラ２２１ａ，２２１ｂよりも上側（（＋Ｚ）側）の部位には、例えば、厚さ０．３〜０．７ミリメートル（ｍｍ）のガラス基板９が載置される。ガラス基板９はその下面（（−Ｚ）側の主面）が支持ベルト２１の外周面（正確には、支持ベルト２１のローラ２２１ａ，２２１ｂよりも上側の部位における（＋Ｚ）方向を向く外周面の部分であり、以下、当該部位における外周面の部分を「当接面」という。）に当接して支持されつつ支持ベルト２１の循環移動によりＹ方向へと水平に移動する。画像形成装置１では、２つのローラ２２１ａ，２２１ｂおよびモータ２２２により、支持ベルト２１上のガラス基板９を移動する基板移動機構２２が構成される。
【００２６】
画像形成装置１は、支持ベルト２１上のガラス基板９に対向するとともに電子写真法にて感光ドラム上にＲ、ＧまたはＢの色のカラーのトナー画像を形成するプロセスユニット３、および、支持ベルト２１のプロセスユニット３側の部位（すなわち、当接面を有する部位）に電位を付与する転写部４をさらに備える。
【００２７】
プロセスユニット３は、図示省略のモータに減速機を介して接続される直径２５０ｍｍの感光ドラム３１を備え、感光ドラム３１はＸ方向に平行な回転軸Ｊ１を中心に回転可能に支持される。感光ドラム３１は、アルミニウム等の金属により形成されるとともに回転軸Ｊ１を中心とするドラム本体３１１を有し、ドラム本体３１１は電気的に接地される。ドラム本体３１１の外周面には、例えば、フタロシアニン顔料を有する単層型有機感光体（以下、単に「感光体３１２」という。）が一様に塗布される（または、蒸着される）。なお、感光ドラム３１の直径は２５０ｍｍには限定されないが、好ましくは２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とされる。また、感光体３１２はフタロシアニン顔料を有する単層型有機感光体以外に、例えば、アモルファスシリコン等の無機感光体により形成されてもよい。
【００２８】
プロセスユニット３は、感光ドラム３１に対向して設けられる帯電器３２をさらに有し、帯電器３２はイオンを発生して感光体３１２を帯電させる。また、感光ドラム３１の周囲には帯電器３２から時計回りに、画像形成用の光を出射して感光体３１２に静電潜像を形成する潜像形成部３３、感光体３１２上に形成された静電潜像に液体トナー（例えば、イソパラフィン系の絶縁性の溶媒（キャリア液）に分散している湿式トナー）を付与して現像する現像部３４、感光体３１２の表面をクリーニングするクリーナ３５、並びに、光を出射して感光体３１２を除電する除電器３６が配置される。なお、現像部３４は現像液である液体トナーを供給するトナー供給部（図示省略）に接続される。
【００２９】
また、支持ベルト２１上のガラス基板９は感光体３１２の部位の移動経路上において現像部３４とクリーナ３５との間にて感光体３１２の外周面に最も接近する。後述するように、感光体３１２の外周面上のトナーは感光体３１２とガラス基板９とが最も接近する位置にてガラス基板９の上面に転写されるため、以下の説明において、感光体３１２とガラス基板９とが最も接近する位置を転写位置と呼び、ガラス基板９の上面を被転写面と呼ぶ。転写位置はプロセスユニット３に対して相対的に固定された位置となる。
【００３０】
転写部４は、支持ベルト２１のプロセスユニット３側の部位の当接面とは反対側の面において、Ｙ方向に関して転写位置と同じ位置に対して所定の転写電位（例えば、（＋３０００）Ｖ）を付与する転写電位付与部４１、および、転写電位付与部４１による転写電位の付与位置から（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向に向かってそれぞれ同じ距離（例えば、４ｃｍ）だけ離れた位置に所定の電位（例えば、（−１０００）Ｖであり、以下、「補助電位」という。））を付与する２つの補助電位付与部４２を有する。
【００３１】
図２は転写位置の近傍を拡大して示す図である。図２に示すように転写電位付与部４１は、転写電位供給部４１４から転写電位が付与されるとともに図２中のＸ方向に長い電極４１１を有し、電極４１１の周囲を導電性ゴム４１２にて覆うことにより転写ローラ４１３が形成される。支持ベルト２１の当接面とは反対側の面において、転写ローラ４１３は感光ドラム３１との間に支持ベルト２１およびガラス基板９を介在させて転写位置に最も近接する位置に当接する。各補助電位付与部４２も、転写電位付与部４１と同様に、補助電位供給部４２４から補助電位が付与されるとともにＸ方向に長い電極４２１を有し、電極４２１の周囲を導電性ゴム４２２にて覆うことによりローラ（以下、「補助ローラ」という。）４２３が形成され、補助ローラ４２３は転写ローラ４１３からＹ方向に離れた位置にて支持ベルト２１の当接面とは反対側の面に当接する。転写ローラ４１３および２つの補助ローラ４２３のそれぞれでは、支持ベルト２１上にガラス基板９が載置された状態において導電性ゴム４１２，４２２が弾性変形することにより、Ｙ方向に垂直かつガラス基板９の被転写面に沿う方向（Ｘ方向）に関して支持ベルト２１に均一に電位が付与される。なお、転写ローラ４１３および補助ローラ４２３は、導電性ゴム以外の導電性の弾性材料にて電極４１１，４２１を覆うことにより形成されてもよい。
【００３２】
図３は、画像形成装置１がガラス基板９上にトナー画像を形成する処理の流れを示す図である。なお、図３中のステップＳ１２〜Ｓ１５は感光体３１２の一部に注目した処理の流れを示しており、感光体３１２全体に対しては実際には時間的にほぼ並行して行われる。
【００３３】
図１の画像形成装置１では、まず、感光ドラム３１が回転軸Ｊ１を中心に時計回り（図１中の矢印７１が示す回転方向）に一定の回転速度にて回転を開始するとともにガラス基板９も（＋Ｙ）方向へと一定の速度にて移動を開始する（ステップＳ１１ａ，Ｓ１１ｂ）。プロセスユニット３では感光ドラム３１の回転により、回転軸Ｊ１を中心とする円筒ドラム状の感光体３１２が、周囲に配置された各周辺構成（すなわち、帯電器３２、潜像形成部３３、現像部３４、クリーナ３５および除電器３６）に対して連続的に循環移動し、これらの周辺構成による感光体３１２に対する処理が開始される。なお、本実施の形態におけるガラス基板９では、被転写面（すなわち、プロセスユニット３に対向する面）に格子状のブラックマトリクスが他の装置により予め形成されている。
【００３４】
帯電器３２では、対向する位置へと到達する感光体３１２の一部（以下、「対象部位」と呼ぶ。）に電荷が順次付与され、対象部位の表面を、例えば（−７００）ボルト（Ｖ）にて一様に帯電させる（ステップＳ１２）。帯電後の対象部位は潜像形成部３３の光の照射位置へと連続的に移動する。潜像形成部３３は、所定の波長の光を出射する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が配列されたもの（ＬＥＤアレイ）を光源として有する。潜像形成部３３には、カラーフィルタのパターンを示す画像から生成された各色成分の画像データのうち、このプロセスユニット３のトナーの色に対応する画像データが入力され、この画像データに応じて画像形成用の光が感光体３１２に向けて出射される。感光体３１２の対象部位において光が照射された部位は、表面に帯電した電荷が感光体３１２内に移動して除去される。また、光が照射されない部位は帯電状態がそのまま維持されるため、感光体３１２の表面には電荷の分布による画像（すなわち、静電潜像）が形成される（ステップＳ１３）。潜像形成部３３の光源は、必ずしもＬＥＤである必要はなく、例えば、半導体レーザや、ランプと液晶シャッタとを組み合わせたもの等であってもよい。
【００３５】
感光ドラム３１において静電潜像が形成された部分（対象部位）は現像部３４に対向する位置へと移動し、現像部３４の現像ローラ３４１により液体トナー（溶媒中に分散されるとともに帯電しているトナー）が静電潜像に付与される（ステップＳ１４）。このとき、感光体３１２の表面と同じ極性に帯電したトナーは感光体３１２上の対象部位において電荷が除去された部位にのみ付着して静電潜像が現像される。すなわち、感光体３１２の対象部位にトナー画像が形成される。なお、感光体３１２上の帯電した部位に帯電したトナーが付着するようにされてもよい。
【００３６】
その後、対象部位はガラス基板９の被転写面に最も接近する転写位置へと到達し、転写位置では対象部位は感光ドラム３１の回転速度に応じた速度（すなわち、感光ドラム３１の外周面の回転軸Ｊ１に垂直な断面における接線方向の速度）にて正確に（＋Ｙ）方向へと移動する。また、基板移動機構２２により支持ベルト２１上のガラス基板９も転写位置における対象部位と同じ速度にて、対象部位の進む方向と同じ（＋Ｙ）方向を進行方向として被転写面に沿って移動しており、転写位置において図２の転写ローラ４１３が支持ベルト２１を介してガラス基板９を感光ドラム３１側（（＋Ｚ）側）に僅かに押圧することにより、感光体３１２の対象部位とガラス基板９の被転写面とがトナーを介して当接する（必ずしも当接しなくてもよい。以下同様。）。
【００３７】
図４は、転写位置近傍において支持ベルト２１に作用する電位を示す図である。図４では、支持ベルト２１において、転写ローラ４１３が当接するＹ方向の位置Ｐ１と（−Ｙ）側の補助ローラ４２３が当接するＹ方向の位置Ｐ２との間に生じる電位のみを示している。
【００３８】
既述のように、支持ベルト２１には転写電位付与部４１により正の転写電位が付与され、補助電位付与部４２により転写電位とは反対の極性の負の補助電位が付与されることにより、一定の厚さであるとともに半導電性の支持ベルト２１を介して転写ローラ４１３から補助ローラ４２３に一定の電流が流れる。このとき、支持ベルト２１において、転写位置における電位と転写位置からＹ方向に離れたある位置における電位との差（電圧）は、支持ベルト２１の転写位置から当該位置までの部分の抵抗と、支持ベルト２１に流れる電流との積となり、この部分の抵抗は転写位置から当該位置までのＹ方向の距離に比例する。よって、図４に示すように支持ベルト２１の各部位の電位は、Ｙ方向に関して転写ローラ４１３が当接する位置Ｐ１から（−Ｙ）側の補助ローラ４２３が当接する位置Ｐ２に向かって転写電位Ａ１から補助電位Ａ２まで線形に減少することとなる（すなわち、支持ベルト２１内にて電位勾配が形成される。）。
【００３９】
また、補助電位Ａ２は転写電位Ａ１よりも感光体３１２の表面電位Ａ０に近いため、（−Ｙ）方向に向かって転写位置Ｐ１から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差（の絶対値）が漸次減少する分布を有する電位（以下、支持ベルト２１に生じる全体の分布を示す電位を「分布電位」という。）が支持ベルト２１の当接面に生じ、この分布電位がガラス基板９の被転写面とは反対側の面（下面）に与えられる。本実施の形態では、感光体３１２の表面電位Ａ０は転写電位Ａ１と補助電位Ａ２との間の値であるため、転写位置Ｐ１から（−Ｙ）方向に向かって感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布電位の範囲（以下、「電位差減少範囲」という。）は、正確には転写位置Ｐ１から電位がＡ０となる位置Ｐ０までとなる。なお、仮に補助電位が転写電位と感光体３１２の表面電位との間の値である場合には、電位差減少範囲は転写位置Ｐ１から（−Ｙ）側の補助ローラ４２３が当接する位置Ｐ２までとなる。
【００４０】
以上の分布電位により、ガラス基板９の被転写面において、転写位置ではトナーとは反対の極性の電位となって、感光体３１２の対象部位上のトナーがガラス基板９の被転写面へと移動する（ステップＳ１５）。また、転写位置の近傍となる電位差減少範囲内において、感光体３１２の表面電位とガラス基板９の被転写面における電位との差、すなわち、感光体３１２の外周面とガラス基板９の被転写面との間の間隙に作用する電圧は（−Ｙ）方向に向かって転写位置から離れるに従って漸次減少し、さらに、当該間隙の幅も漸次増大するため、（−Ｙ）方向に向かって転写位置から離れるに従って当該間隙における電界が急激に小さくなる。画像形成装置１では、転写位置の（＋Ｙ）側においても電位の分布が同様となり、転写位置の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の双方の近傍において感光体３１２の外周面とガラス基板９の被転写面との間の間隙に作用する電界が、当該間隙の破壊電界以上となって放電が生じることが防止（抑制を含む。）される。
【００４１】
対象部位は、図１のクリーナ３５の位置へと続けて移動し、クリーナ３５により感光体３１２の対象部位に残留したトナー（すなわち、ガラス基板９に転写されなかったトナー）等の不要物が除去されて感光体３１２の表面がクリーニングされ、感光体３１２が機械的に初期状態に戻される。そして、ランプとフィルタとの組合せ、あるいは、ＬＥＤ等を有する除電器３６により光が照射されて感光体３１２が除電され、電気的に初期状態に戻される。
【００４２】
ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理は感光体３１２上の各部位に対してほぼ並行して行われ、転写位置へと順次到達する感光体３１２の各部位に対しても連続的に処理が行われるため、最終的には感光体３１２の外周面上のトナー画像全体が転写位置においてガラス基板９の被転写面上に転写されることとなる。そして、ガラス基板９の全体への印刷が終了すると、感光ドラム３１の回転が停止されるとともに、基板移動機構２２が停止され、画像形成装置１による印刷処理が終了する（ステップＳ１６ａ，Ｓ１６ｂ）。これにより、ガラス基板９の被転写面の全体に一の色のトナー画像が形成される。
【００４３】
既述のように、実際には、Ｒ、Ｇ、Ｂの色にそれぞれ対応する３台の画像形成装置が準備され、一の色のトナー画像がガラス基板９上に形成されると、ガラス基板９が次の画像形成装置へと搬送されて次の色のトナー画像が形成される。これにより、３台の画像形成装置によりＲ、Ｇ、Ｂの色のトナー画像がガラス基板９上に形成され、最後に、定着装置にて加熱溶融されてガラス基板９に定着されることにより、カラーフィルタが完成する。
【００４４】
ところで、転写ローラ４１３と補助ローラ４２３との間のＹ方向の距離、あるいは、転写電位や補助電位の大きさ等、画像形成装置の設計や設定条件によっては、感光体３１２の外周面とガラス基板９の被転写面との間の間隙において、転写位置の極近傍にて作用する電界が破壊電界以上となることも考えられる。このような設計や設定条件とせざる得ない場合であっても、当該間隙の転写位置の極近傍の部分では、液体トナーのキャリア液が満たされるようにすることにより、感光体３１２の外周面とガラス基板９の被転写面との間にて放電が発生することが防止される（後述する図５ないし図９の画像形成装置において同様。）。このような観点では、画像形成装置１にて形成されるトナー画像は、感光体３１２の外周面上の静電潜像に液体トナーを付与することにより形成されることが好ましいといえる。もちろん、画像形成装置の設計や設定条件によっては、粉体のトナー（すなわち、キャリア液に分散することなく帯電したトナー）が用いられてもよい。
【００４５】
以上に説明したように、図１の画像形成装置１では、転写位置において感光体３１２上のトナー画像をガラス基板９の被転写面に転写する際に、（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向のそれぞれに向かって転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位が転写部４により支持ベルト２１を介してガラス基板９に与えられる。これにより、転写位置近傍において、感光体３１２とガラス基板９との間にて放電が生じて転写直前の感光体３１２の外周面上のトナー画像、または、転写直後のガラス基板９の被転写面上のトナー画像が乱されることを防止することができ、その結果、ガラス基板９上にトナー画像を精度よく転写することができる。
【００４６】
また、画像形成装置１では補助電位付与部４２により支持ベルト２１に付与される補助電位が、転写電位付与部４１により付与される転写電位とは反対の極性とされることにより、転写電位と補助電位とが同極性とされる場合に比べて、急勾配の分布電位を支持ベルト２１に生じさせ、転写位置近傍において感光体３１２とガラス基板９との間の間隙に放電が生じることをさらに防止することができる。
【００４７】
図５は転写部の他の例を示す図である。図５の転写部４ａでは、図２の転写ローラ４１３を有する転写電位付与部４１に替えて直流式のコロナ放電器４１５を有する転写電位付与部４１ａが設けられる。コロナ放電器４１５の放電ワイヤには転写電位供給部４１４が接続される。
【００４８】
感光体３１２の外周面上のトナー画像を転写位置においてガラス基板９上に転写する際には、支持ベルト２１の当接面とは反対側の面において、感光ドラム３１との間で支持ベルト２１およびガラス基板９を介在させて転写位置に最も近接する位置にコロナ放電器４１５から電荷（放電イオン）が付与されることにより、当該位置に転写電位が支持ベルト２１と非接触状態にて付与される。これにより、（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向に向かって転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する電位が支持ベルト２１に生じてガラス基板９の被転写面とは反対側の面に作用する。その結果、転写位置近傍において感光体３１２とガラス基板９との間の間隙に放電が生じることを防止してガラス基板９上にトナー画像を精度よく転写することができる。
【００４９】
図６は転写部のさらに他の例を示す図である。図６の転写部４ｂでは、図２の補助ローラ４２３を有する各補助電位付与部４２に替えて導電性材料にて形成されるブラシ４２５を有する補助電位付与部４２ａが設けられる。各ブラシ４２５には補助電位供給部４２４が接続され、支持ベルト２１の当接面とは反対側の面においてブラシ４２５が転写ローラ４１３から（＋Ｙ）方向または（−Ｙ）方向に所定の距離だけ離れた位置に当接して、これらの位置に補助電位が付与される。このように、図６の画像形成装置では補助ローラ４２３に替えてブラシ４２５を用いることにより補助電位付与部の構成を簡素化しつつ、転写位置近傍において感光体３１２とガラス基板９との間の間隙に放電が生じることを防止して、ガラス基板９上にトナー画像を精度よく転写することができる。
【００５０】
また、図１の転写部４では転写電位付与部４１および２つの補助電位付与部４２のそれぞれに、図５の転写部４ａでは２つの補助電位付与部４２に、さらに、図６の転写部４ｂでは転写電位付与部４１のみに、転写ローラ４１３または補助ローラ４２３が設けられる。このように、上記の画像形成装置では転写電位付与部および２つの補助電位付与部のうち少なくとも１つにローラが設けられており、ローラが設けられる転写電位付与部４１または補助電位付与部４２において、ローラが弾性変形することにより電位を支持ベルト２１に安定して適切に付与することが実現されている。なお、支持ベルト２１に電位を適切に付与することが可能な範囲にて、ローラが設けられない電位付与部において、上記のコロナ放電器やブラシ以外に、金属や半導電性材料にて形成されるローラや金属の接触片等が設けられてもよい。
【００５１】
図７は他の例に係る画像形成装置１ａの構成を示す図である。図７の画像形成装置１ａでは、中間転写体２５１を有する中間転写部２５が設けられ、感光ドラム３１上のトナー画像は中間転写体２５１を介して間接的にガラス基板９上に転写される。具体的には、中間転写体２５１は誘電材料にて形成される平ベルト状の環状部材とされ、２つのローラ２５２ａ，２５２ｂに外接して設けられる。一方のローラ２５２ａにはモータが接続され、モータが駆動されることにより中間転写体２５１が感光ドラム３１のトナー画像が形成された部位に当接しつつ外周面に沿って循環移動する。また、他方のローラ２５２ｂには直流電源２５３が接続される。図７の画像形成装置１ａでは、潜像形成部３３や現像部３４等により感光体３１２上に形成されたトナー画像が、ローラ２５２ｂを介して付与される電位により循環移動する中間転写体２５１上に転写される。そして、トナー画像が形成された中間転写体２５１の部位はガラス基板９へと送られ、転写部４により転写位置近傍における放電を防止しつつ中間転写体２５１とガラス基板９との間に電圧が付与され中間転写体２５１上のトナー画像がガラス基板９上に転写される。
【００５２】
なお、図７の画像形成装置１ａでは画像形成時にガラス基板９は図７中の（−Ｙ）方向へと移動する。また、画像形成装置１，１ａでは現像部３４が省略され、転写部４により静電潜像の電荷とは反対の極性の転写電位をガラス基板９に付与しつつ、感光体３１２上の静電潜像、または、感光体３１２から転写された中間転写体２５１上の静電潜像が、ガラス基板９上に転写されてもよい。
【００５３】
以上のように、画像形成装置では、感光ドラム３１または中間転写部２５が、外周面上にガラス基板９への転写前のトナー画像または静電潜像である元画像が形成される円筒ドラム状または平ベルト状の環状部材を外周面に沿って循環移動する元画像保持部としての動作を行うことにより、ガラス基板９への転写対象である元画像が転写位置へと送られてガラス基板９上に転写される。なお、複数のピン電極の集合であるマルチスタイラスを潜像形成部として設けるとともに、元画像保持部に誘電材料にて形成される環状部材を設け、環状部材の外周面と間隙を介して対向するピン電極に電圧を付与してピン電極の先端と環状部材との間にて放電を生じさせることにより、環状部材の外周面に電荷を付与して静電潜像が形成されてもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００５５】
上記実施の形態では、半導電性の支持ベルト２１に転写電位および補助電位を付与してＹ方向に転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する分布電位を支持ベルト２１に生じさせることにより、分布電位をガラス基板９の被転写面とは反対側の面に与えることが容易に実現されるが、画像記録装置では他の手法により支持ベルトの当接面に分布電位を生じさせてもよい。例えば、図８の画像形成装置では、厚さが一定の絶縁性材料にて形成されるとともに、図１の支持ベルト２１と同形状の環状の支持ベルト２１ａが設けられ、支持ベルト２１ａの内部には支持ベルト２１ａに向けて電荷を付与する複数の直流式のコロナ放電器がＹ方向に並べて配置される。Ｙ方向に関して転写位置よりも（−Ｙ）側の複数のコロナ放電器４３ａのそれぞれからは、循環移動する支持ベルト２１ａの当接面とは反対側の面に向けて単位時間当たりに所定の量の正の電荷が付与され、転写位置よりも（＋Ｙ）側のコロナ放電器４３ｂのそれぞれからは単位時間当たりにコロナ放電器４３ａと同量の負の電荷が付与される。これにより、図８の画像形成装置では、転写位置から（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向のそれぞれに向かって離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布電位が支持ベルト２１ａの当接面に生じてガラス基板９の被転写面とは反対側の面に与えられることとなる。なお、転写位置よりも（＋Ｙ）側の複数のコロナ放電器４３ｂが複数のイオナイザとされ、転写位置から（＋Ｙ）方向に向かって離れるに従って支持ベルト２１ａ上の電荷が除去されてもよい。
【００５６】
支持ベルトの当接面に分布電位を生じさせる手法のさらに他の例として、図９に示す画像形成装置では、感光体にて形成されるとともに、図１の支持ベルト２１の同形状の環状の支持ベルト２１ｂが設けられ、支持ベルト２１ｂの内部には支持ベルト２１ｂの転写位置に最も近接する位置に電荷を付与する直流式のコロナ放電器４４が配置される。コロナ放電器４４の（＋Ｙ）側には、支持ベルト２１ｂの当接面とは反対側の面に向けて均一な強度の光をＹ方向に一定の範囲に亘って照射する光照射部４５が設けられ、光照射部４５により光が照射される支持ベルト２１ｂ上の領域の（＋Ｙ）側近傍において支持ベルト２１ｂは導電性のローラ４６を介して電気的に接地される。支持ベルト２１ｂの各部位では、支持ベルト２１ｂの循環移動により（＋Ｙ）方向に向かって転写位置から離れるに従って付与される光量（累積光量）が漸次増大する。図９の画像形成装置において、転写位置の下方にてコロナ放電器４４により付与された電荷は支持ベルト２１ｂに光が照射されることにより支持ベルト２１ｂの内部に移動して除去される。このとき、支持ベルト２１ｂの内部に移動する電荷の量が付与される光量に伴って転写位置から（＋Ｙ）方向に離れるに従って増大するため、画像形成装置では、転写位置から（＋Ｙ）方向に向かって離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する分布電位が支持ベルト２１ｂの当接面に生じてガラス基板９の被転写面とは反対側の面に与えられることとなる。なお、図９の画像形成装置において、転写位置の（−Ｙ）側における感光体３１２とガラス基板９との間の間隙では、必要に応じて、液体トナーのキャリア液が満たされる等して放電が防止される。
【００５７】
このように、画像形成装置において分布電位をガラス基板９に与える転写部は、様々な構成にて実現することが可能である。なお、上記実施の形態における支持ベルト２１では、当接面がガラス基板９の被転写面とは反対側の面に当接することにより、大型のガラス基板９であっても安定して適切に支持することが可能とされるが、ガラス基板の外縁部を把持したり、それぞれがＸ方向に伸びる複数のローラをＹ方向に配列する等してガラス基板９を支持する場合には、ガラス基板９の被転写面とは反対側の面に分布電位を直接与える転写部が設けられてもよい。
【００５８】
上記実施の形態では、補助電位付与部４２の補助ローラ４２３（または、ブラシ４２５）により転写電位とは反対の極性の補助電位が支持ベルト２１に付与されるが、補助電位付与部４２にて補助電位供給部４２４が省略され、補助ローラ４２３が接地されることにより補助電位として接地電位が支持ベルト２１に付与されてもよい。これにより、補助電位付与部４２の構成を簡略化しつつ、急勾配の分布電位がガラス基板９に与えられる。
【００５９】
上記実施の形態では、画像形成時のガラス基板９の進行方向に平行なＹ方向に関して転写位置の両側において転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する分布を有する分布電位がガラス基板９に与えられるが、転写位置の（＋Ｙ）側または（−Ｙ）側のみに分布電位が与えられてもよい。ただし、感光体３１２からガラス基板９上にトナー画像をより精度よく転写するという観点では、転写位置に対して一方向のみならず反対方向にも転写位置から離れるに従って感光体３１２の表面電位との差が漸次減少する同様の分布を有する分布電位がガラス基板９に与えられて、上記実施の形態のように、転写位置の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のそれぞれにて感光体３１２とガラス基板９との間の間隙における放電の発生を防止することが好ましい。
【００６０】
また、画像形成装置では、例えば厚さが一定の半導電性材料にて形成されるとともに、ガラス基板９が載置されるステージが設けられ、転写部４がこのステージに分布電位を生じさせてもよい。この場合、基板移動機構はリニアモータや、ボールネジ機構とモータとの組合せ等によりステージをＹ方向に水平に移動する機構として実現される。このように、転写位置近傍においてガラス基板９に当接する当接面を有する支持部材、および、ガラス基板９を感光体３１２の外周面に最も接近する転写位置にて環状の感光体３１２（または、中間転写体２５１）の接線方向に移動する移動機構としては様々なものを利用することができる。なお、画像形成装置の設計によってはガラス基板９を固定し、転写部およびプロセスユニットをガラス基板９に対してＹ方向に移動させてガラス基板９上にトナー画像を形成することも可能である。
【００６１】
画像形成装置はカラーフィルタの製造以外の用途に用いられてもよく、画像形成装置における処理の対象物は、ガラス基板９以外に半導体基板やプリント配線基板等の他の基板であってもよい。画像形成装置では、転写位置の近傍における放電の発生が防止されるため、厚いまたは比誘電率が小さい材料にて形成されるキャパシタンスが小さい基板であっても、高い転写電位を付与してトナー画像または静電潜像を基板上に精度よく転写して形成することができ、様々な材料にて形成される基板を処理対象とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】転写位置近傍を示す図である。
【図３】ガラス基板上にトナー画像を形成する処理の流れを示す図である。
【図４】支持ベルトに作用する電位を示す図である。
【図５】転写部の他の例を示す図である。
【図６】転写部のさらに他の例を示す図である。
【図７】画像形成装置の他の例を示す図である。
【図８】支持ベルトの当接面に分布電位を生じさせる他の例を示す図である。
【図９】支持ベルトの当接面に分布電位を生じさせるさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１ａ    画像形成装置
４，４ａ，４ｂ    転写部
９    ガラス基板
２１，２１ａ，２１ｂ    支持ベルト
２２    基板移動機構
２５    中間転写部
３１    感光ドラム
４１，４１ａ    転写電位付与部
４２，４２ａ    補助電位付与部
２５１    中間転写体
３１２    感光体
４１１，４２１    電極
４１２，４２２    導電性ゴム
４１３    転写ローラ
４１５    コロナ放電器
４２３    補助ローラ
４２５    ブラシ
Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１５    ステップ
【図１】
2007003880.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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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