(57)【要約】【課題】転写定着工程を有する画像形成装置において、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を低減してその一部領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくし、記録媒体を汚すことを防止することにより、一層良好な画像品質を得る。【解決手段】トナーＴ等の帯電粉体を用いて感光体３等の像担持体上に形成した画像を、走行する中間転写ベルト２等の中間転写体に一次転写し、その中間転写体上の画像を転写と同時に定着して、用紙Ｐなどの記録媒体上に画像を記録する、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。そのような転写定着工程を有する画像形成装置において、中間転写体の走行方向で一次転写位置の手前に電極２５を配置して電荷を付与することにより中間転写体を帯電する電荷付与手段２６を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電粉体を用いて像担持体上に形成した画像を中間転写体に一次転写し、その中間転写体上の画像を転写と同時に定着して記録媒体上に画像を記録する画像形成装置において、
前記一次転写位置の手前に電極を配置して電荷を付与することにより前記中間転写体を帯電する電荷付与手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電荷付与手段により付与する電荷を前記帯電粉体と同極性とすることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電荷付与手段により電荷を付与する電荷付与領域を、前記中間転写体の走行方向と直交する方向において可変とすることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録媒体上に記録する画像サイズに応じて、前記電荷付与領域を可変とすることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電荷付与手段に、前記中間転写体の表面に沿ってその走行方向とほぼ直交する方向に分割して電極を設け、その電極の分割部分を選択的に使用することにより前記電荷付与領域を可変とすることを特徴とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電荷付与手段に、パターンの異なる複数の電極を設け、それらの複数の電極を選択的に使用することにより前記電荷付与領域を可変とすることを特徴とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電荷付与手段に、電極を配置した回転体を備え、その回転体を回転することにより前記電荷付与領域を可変とすることを特徴とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電荷付与領域を無段階に可変とすることを特徴とする、請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電極を前記中間転写体に対して非接触で配置することを特徴とする、請求項５ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記中間転写体の体積抵抗率を１０１２〜１０１４とすることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記中間転写体上の画像を転写定着部材に二次転写し、その転写定着部材上の画像を記録媒体に三次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記中間転写体上の画像を二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機など、電子写真技術を利用し、像担持体上に形成した画像を中間転写体に一次転写し、その中間転写体上の画像を転写して、用紙やＯＨＰフィルムなどの記録媒体上に画像を記録する画像形成装置に関する。特に、中間転写体上の画像を転写と同時に定着する転写定着工程を経て、記録媒体上に画像を記録する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、電子写真技術を利用し、帯電後に書込みを行うことによりドラム状やベルト状の像担持体上に静電潜像を形成し、現像剤であるトナーを付着することによりその静電潜像を可視像化し、その可視像化した像担持体上のトナー像を中間転写体上に一次転写し、さらにその中間転写体上のトナー像を二次転写して記録媒体上に画像を記録し、その記録媒体を定着装置に通すことにより記録媒体に画像を定着するような画像形成装置が広く知られている。
【０００３】
現在、市場で主流となっているのは、帯電、書込み、現像、転写、定着などのすべての工程を段階的に行う画像形成装置である。しかし、画像形成装置の中には、例えば下記の特許文献１や特許文献２に記載されているように、転写工程と定着工程を同時に行う、いわゆる転写定着工程を有する画像形成装置も知られている。
【０００４】
特許文献１に記載のものは、中間転写体上の画像を転写定着部材に二次転写し、その転写定着部材上の画像を記録媒体に三次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録するタイプのものであり、特許文献２に記載のものは、中間転写体上の画像を二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録するタイプのものである。このようなタイプのものでも、トナーと呼ばれる樹脂を主体とした帯電紛体（帯電性の紛体）を用いて像担持体上に画像を形成するのが一般的である。
【０００５】
従来の画像形成装置において、画像品質を低下させやすいのは記録媒体への転写工程である。記録媒体は、主に用紙が用いられるが、用紙といっても普通紙から厚紙までさまざまな厚みのものがあり、表面性も上質なものから粗いものまでさまざまである。特に、表面性の粗い用紙においては、中間転写体が用紙の表面性に追従できずに微小ギャップを形成してしまい、微小ギャップ部分で異常放電が発生して画像が正常に転写されず、全体としてぼそぼその画像になりやすいという不具合がある。
【０００６】
これに対し、転写定着工程を有する前記のような画像形成装置では、転写と定着を同時に行うため、表面性の粗い紙を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点を備えている。これは、静電的な転写と同時に熱を加えるため、熱によりトナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になるため、用紙の微小ギャップ部分の画像も塊として転写されやすいためである。このような利点から、転写定着工程を有する画像形成装置は、高画質達成に最適なタイプのものといえる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４５２６０号公報
【特許文献２】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献３】特開２０００−２３１２８６号公報
【特許文献４】特開２００１−２７２８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、画像を構成する部材としてトナーのような帯電紛体を利用する場合、地肌汚れなどと呼ばれる現象を生ずることが広く知られている。これは、本来画像を形成したい部分とは異なった場所に一様に画像が形成されてしまう現象で、画像のない地肌部に画像（汚れ）が形成されてしまうことから、このように称されている。この地肌汚れ画像は、本来画像が形成される範囲以外の部分にも形成されるという特徴がある。つまり、例えばＡ４サイズの紙に画像形成を行う際、本来画像が形成されるＡ４の範囲よりも外側の画像形成領域外にも地肌汚れ画像が形成されてしまう。
【０００９】
このとき、転写定着工程を有する画像形成装置においては、Ａ４範囲内の地肌汚れは、本来の画像とともに記録媒体へと転写定着されるが、Ａ４範囲の外側の地肌汚れについては、記録媒体へ転写定着されることなく、転写定着部材の清掃手段にそのまま突入し、堆積することになる。
【００１０】
そして、地肌汚れが発生する条件にて連続通紙をした際に、転写定着部材の清掃手段に大量のトナーが連続的に突入し、清掃不良を発生してしまいやすいことがわかった。また、清掃自体は完了していても、次に、この非画像領域を含むより大きな紙（Ａ３サイズなど）を使用した場合に、転写定着部材の清掃手段に蓄積した地肌汚れトナーが、再び画像に再付着し、画像を汚染してしまいやすいこともわかった。
【００１１】
従来の画像形成装置であれば、二次転写装置にて中間転写体から記録媒体へ画像を転写し、定着装置に突入してくるのは、その記録媒体のみであったため、上記のように、地肌汚れが定着装置の清掃手段に突入してくるような現象はあり得なかった。つまり、これは、転写定着工程を有する画像形成装置に特有の新規な課題である。
【００１２】
そこで、この発明の第１の目的は、そのような特有の新規な課題を解決すべくなされたものであり、転写定着工程を有する画像形成装置において、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を低減してその一部領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくし、記録媒体を汚すことを防止することにより、一層良好な画像品質を得ることにある。
【００１３】
この発明の第２の目的は、像担持体上に形成した画像を中間転写体に一次転写するとき、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を確実に低減することにある。
【００１４】
この発明の第３の目的は、記録媒体のサイズに合わせて帯電領域を変更し、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を低減してその一部領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることにある。
【００１５】
この発明の第４の目的は、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることにある。
【００１６】
この発明の第５の目的は、画像サイズに応じて電荷付与領域を可変とし、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることにある。
【００１７】
この発明の第６の目的は、記録媒体が不定形サイズの場合にも、画像サイズにぴったりと合わせて電荷付与領域を可変とし、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることにある。
【００１８】
この発明の第７の目的は、電極を清掃する清掃手段を不要として構成を簡単とすることにある。
【００１９】
この発明の第８の目的は、中間転写体の体積抵抗率を、実用上必要十分な効果を得ることができる値とすることにある。
【００２０】
この発明の第９の目的は、定着に用いられる熱で中間転写体が熱せられることを防ぎ、中間転写体の熱劣化を抑制するとともに、中間転写体を介して像担持体が熱せられることを防止することにある。
【００２１】
この発明の第１０の目的は、転写定着部材を不要として部品点数を削減し、コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、トナー等の帯電粉体を用いて感光体等の像担持体上に形成した画像を、走行するベルト状等の中間転写体に一次転写し、その中間転写体上の画像を転写と同時に定着して、用紙やＯＨＰフィルムなどの記録媒体上に画像を記録する、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において、中間転写体の走行方向で一次転写位置の手前に電極を配置して電荷を付与することにより中間転写体を帯電する電荷付与手段を備える、ことを特徴とする。電荷付与手段の電極は、一次転写位置が複数あるときは、各一次転写位置の手前にそれぞれ設けてもよいし、２つの一次転写位置の手前ごととか４つの一次転写位置の手前にまとめて設けてもよい。
【００２３】
そして、転写定着工程を有する画像形成装置において、中間転写体の走行方向で一次転写位置の手前において、電荷付与手段の電極により電荷を付与することにより中間転写体の一部領域を帯電し、その帯電した領域の転写率を低下する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、電荷付与手段により付与する電荷を帯電粉体と同極性とする、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１または２に記載の画像形成装置において、電荷付与手段により電荷を付与する電荷付与領域を、中間転写体の走行方向と直交する方向において可変とする、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項３に記載の画像形成装置において、記録媒体上に記録する画像サイズに応じて、電荷付与領域を可変とする、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、請求項３または４に記載の画像形成装置において、電荷付与手段に、中間転写体の表面に沿ってその走行方向とほぼ直交する方向に分割して電極を設け、その電極の分割部分を選択的に使用することにより電荷付与領域を可変とする、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、同じく上述した第５の目的も達成すべく、請求項３または４に記載の画像形成装置において、電荷付与手段に、パターンの異なる複数の電極を設け、それらの複数の電極を選択的に使用することにより電荷付与領域を可変とする、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、同じく上述した第５の目的も達成すべく、請求項３または４に記載の画像形成装置において、電荷付与手段に、電極を配置した回転体を備え、その回転体を回転することにより前記電荷付与領域を可変とする、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、上述した第６の目的も達成すべく、請求項６または７に記載の画像形成装置において、電荷付与領域を無段階に可変とする、ことを特徴とする。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、上述した第７の目的も達成すべく、請求項５ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、電極を中間転写体に対して非接触で配置する、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、上述した第８の目的も達成すべく、請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、中間転写体の体積抵抗率を１０１２〜１０１４とする、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、上述した第９の目的も達成すべく、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、中間転写体上の画像を転写定着部材に二次転写し、その転写定着部材上の画像を記録媒体に三次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録する、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、上述した第１０の目的も達成すべく、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、中間転写体上の画像を二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１に記載の発明によれば、中間転写体の走行方向で一次転写位置の手前において、電荷付与手段の電極により電荷を付与することにより中間転写体の一部領域を帯電するので、その帯電した領域の転写率を低下して、像担持体上に形成した画像を中間転写体に一次転写するとき、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を低減してその一部領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくし、記録媒体を汚すことを防止することにより画像品質を一層向上することができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、電荷付与手段により付与する電荷を帯電粉体と同極性とするので、像担持体上に形成した画像を中間転写体に一次転写するとき、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を確実に低減することができる。
【００３７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、電荷付与手段により電荷を付与する電荷付与領域を、中間転写体の走行方向と直交する方向において可変とするので、記録媒体のサイズに合わせて帯電領域を変更し、中間転写体の一部領域への帯電粉体の付着を低減してその一部領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００３８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、記録媒体上に記録する画像サイズに応じて、電荷付与領域を可変とするので、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３または４に記載の発明の効果に加え、電荷付与手段に、中間転写体の表面に沿ってその走行方向とほぼ直交する方向に分割して電極を設け、その電極の分割部分を選択的に使用するので、画像サイズに応じて電荷付与領域を可変とし、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００４０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３または４に記載の発明の効果に加え、電荷付与手段に、パターンの異なる複数の電極を設け、それらの複数の電極を選択的に使用するので、画像サイズに応じて複数の電極の中から適宜の電極を選択可能として電荷付与領域を可変とし、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００４１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３または４に記載の発明の効果に加え、電荷付与手段に、電極を配置した回転体を備え、その回転体を回転することにより電荷付与領域を可変とするので、画像サイズに応じて回転体を回転して電荷付与領域を選択し、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００４２】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６または７に記載の発明の効果に加え、電荷付与領域を無段階に可変とするので、記録媒体が不定形サイズの場合にも、画像サイズにぴったりと合わせて電荷付与領域を可変とし、中間転写体の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。
【００４３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項５ないし８のいずれかに記載の発明の効果に加え、電極を中間転写体に対して非接触で配置するので、電極が中間転写体上の汚れ画像と直接接触することがなく、電極を清掃する清掃手段を不要として構成を簡単とすることができる。
【００４４】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれかに記載の発明の効果に加え、中間転写体の体積抵抗率が１０１２に達しない値であると、中間転写体が十分に帯電されず、１０１４を超える値であると、中間転写体に対するメモリー効果（残像）が激しく、作像開始前に中間転写体を除電する機構が必要となり、１０１２〜１０１４とすることで、実用上、必要十分な効果を得ることができる。
【００４５】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１ないし１０のいずれかに記載の発明の効果に加え、中間転写体上の画像を転写定着部材に二次転写し、その転写定着部材上の画像を記録媒体に三次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録するので、転写定着部材の熱で中間転写体が熱せられることを防ぎ、中間転写体の熱劣化を抑制するとともに、中間転写体を介して像担持体が熱せられることを防止することができる。
【００４６】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１ないし１０のいずれかに記載の発明の効果に加え、中間転写体上の画像を二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録するので、転写定着部材を不要として部品点数を削減し、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、この発明による画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機の要部概略構成を示す。
【００４８】
図示カラー複写機は、複写機装置本体内に、中央部に位置する作像装置１Ａと、その作像装置１Ａの下方に位置する給紙装置１Ｂと、作像装置１Ａの上方に位置する図示しない画像読取装置を有している。
【００４９】
作像装置１Ａには、中間転写体として中間転写ベルト２が配置されており、一部が転写面として水平に張り渡されている。該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されており、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂには、補色関係にある色の帯電粉体としてトナー（イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像が担持可能とされている。
【００５０】
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、書込み装置５、現像装置６、一次転写装置７、および一次クリーニング装置８が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００５１】
中間転写ベルト２は、複数のローラ９、１０に掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。１つのローラ９と対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングする二次クリーニング装置１１が設けられている。
【００５２】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取装置からの画像情報に基づいて書込み装置５により書込みが行われて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像は、イエロのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナーを付着することによってトナー像として可視像化される。該トナー像は、所定のバイアスが印加される一次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に一次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、中間転写ベルト２の走行とともにそれぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わされる。
【００５３】
画像転写後、感光体３上に残留したトナーは、一次クリーニング装置８により除去される。また、画像転写後、図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００５４】
別の１つの駆動ローラ１０の近傍には、定着装置１２が設けられている。定着装置１２は、中間転写ベルト２上の未定着トナー像が転写されるローラ状の転写定着部材１３と、該転写定着部材１３と定着ニップＮを形成するローラ状の加圧部材１４を有している。転写定着部材１３は、アルミニウム等の金属によりパイプ状に形成されており、表面には離型層がコーティングされている。また、転写定着部材１３の内部には、その転写定着部材１３上の画像を加熱する加熱手段１５が設けられている。加熱手段１５としては、例えばハロゲンヒータなどを用いる。他方、加圧部材１４は、芯金１４ａとゴム等の弾性層１４ｂを有している。
【００５５】
給紙装置１Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１６と、該給紙トレイ１６内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１７と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１８と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後、転写定着部材１３上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで定着ニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対１９を有している。
【００５６】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２上に一次転写されたトナー像は、図示しないバイアス印加手段によりローラ９Ａに印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により転写定着部材１３に静電気力で二次的に転写される。図２に示すように、中間転写ベルト２と転写定着部材１３間のギャップｇは、画像を形成するトナー層の厚み以下に設定されている。すなわち、トナーＴを介した接触転写方式となっており、高画質化が図られている。この場合、トナーＴのない非画像部では、非接触となる。
【００５７】
中間転写ベルト２と転写定着部材１３がトナーＴを介してしか接触しないため、中間転写ベルト２が転写定着部材１３により加熱されることを低減でき、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ等の寿命を長くできる。
【００５８】
図１に示すように、中間転写ベルト２と転写定着部材１３との間には、転写定着部材１３から中間転写ベルト２への熱放射（熱移動）を抑制する熱遮蔽部材または熱移動抑止部材としての断熱プレート２０が設けられている。断熱プレート２０は、中間転写ベルト２から転写定着部材１３への二次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト２への熱放射を極力抑えるように、開口部を有する形状に形成されており、図示しない定着装置本体、複写機装置本体のいずれの側に設けてもよい。熱移動抑止部材としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、特に２枚の金属シートを微小空隙または断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られる。また、ノートパソコンのＣＰＵ冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板を用いた場合、熱移動抑止部材を低温に保ち熱移動を抑制することができる。
【００５９】
また、この例では、中間転写ベルト２の二次転写部（転写定着部材１３との対向部）と、最も上流側の感光体３Ｙに対する一次転写部との間に中間転写ベルト２の熱を奪う冷却部材としての冷却ローラ２１が設けられている。冷却ローラ２１は熱伝導率の高い材料で形成されており、中間転写ベルト２に接触して回転する。この例では、断熱プレート２０と冷却ローラ２１を同時に設ける構成としたが、いずれか一方を設ける構成としてもよい。この例によれば、中間転写体である中間転写ベルト２の温度を低減でき、中間転写ベルト２側の熱劣化を抑制できる。また、転写定着部材１３の設計上の自由度を大きくすることができる。
【００６０】
中間転写ベルト２から転写定着部材１３に転写されたトナー像は、定着ニップＮで用紙Ｐに三次転写すると同時に定着して用紙Ｐ上に画像を記録する。そして、定着されるまで、転写定着部材１３上において単独で加熱される。トナーＴのみを予め加熱する過程が十分に得られるので、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、転写定着部材１３の温度は、１１０〜１２０℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
【００６１】
上述のように、従来のカラー画像形成装置では、十分な光沢を得るために用紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて１．５倍ほどの熱量を与えていた。このため、用紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。この例では、用紙Ｐを考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、転写定着部材１３の温度（定着設定温度）を低くできる。また、用紙Ｐは、定着ニップＮのみで加熱されるので過剰に加熱されず、トナーＴと用紙の密着性も必要以上に高められることもない。
【００６２】
この例によれば、低温定着が可能でウォームアップ時間を短くでき、省エネルギ効果を高めることができる。また、中間転写体への熱移動を抑制できるので、耐久性を向上させることができる。また、中間転写体の温度を低減でき、中間転写体側の熱劣化を抑制できる。
【００６３】
以上のように、この例における定着装置１２は、それ自体が未定着トナー像の被転写機能を有するものであり、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱かつ加圧する従来の定着装置に対し、「転写型定着装置」として位置付けられるものである。
【００６４】
ところで、図示カラー複写機では、中間転写ベルト２の走行方向で各一次転写位置の直前にそれぞれ電極２５を配置して電荷を付与することにより中間転写ベルト２を帯電する電荷付与手段２６を備える。そして、図示するような転写定着工程を有するカラー複写機において、中間転写ベルト２の走行方向で各一次転写位置の手前、特に直前において、電荷付与手段２６の電極２５により電荷を付与することにより中間転写ベルト２の一部領域を帯電し、その帯電した領域の転写率を低下する。
【００６５】
これにより、感光体３上に形成した画像を中間転写ベルト２に一次転写するとき、中間転写ベルト２の一部領域へのトナーの付着を低減してその一部領域に付着したトナーが転写定着部材１３に突入しにくくし、用紙Ｐを汚すことを防止することにより画像品質を一層向上することができる。
【００６６】
電荷付与手段２６の電極２５は、図示例のように一次転写位置が複数あるときは、２つの一次転写位置の手前ごととか４つの一次転写位置の手前にまとめて設けてもよい。しかし、より大きな効果を得るためには、図示するように、電極２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｂを、各イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの一次転写位置の手前にそれぞれ設けることが望ましい。
【００６７】
図示例では、各電極２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｂを１つの電源２７を接続する。しかし、電源２７は、もちろんそれぞれの電極２５ごとに別の電源を接続しても構わない。電極の数や電源の接続個数は、装置の大きさ、コスト面などを加味して決定されるべきである。
【００６８】
電極２５は、中間転写ベルト２の表面に面するようにし、接触状態でも非接触状態でもよい。しかし、接触状態では、地肌汚れ画像と直接接触するため電荷付与手段が汚れやすく、その汚れによる不具合を回避するために清掃手段を設けることが必要になってくる。よって、より簡単な構成とするためには、電極２５を、中間転写ベルト２に対して非接触で配置することがより望ましい。
【００６９】
本発明による地肌汚れトナーの転写率低減メカニズムは、以下の通りである。まず、画像形成時の感光体３上の電位構成は、図３のようになる。すなわち、画像領域においては、現像電位Ｖｄ〜最大書き込み電位Ｖｌの間の電位を取り、非画像領域では、地肌電位Ｖｄを形成している。図３には、負帯電トナーを用いる場合の一例として、地肌電位Ｖｄ＝−５００V、現像電位Ｖｂ＝−３５０Ｖ、最大書き込み電位Ｖｌ＝−５０Ｖを記入してある。なお、図示していないが、非画像部のＶｄのところに地肌汚れ画像（負帯電）が付着している。
【００７０】
電荷付与手段２６により中間転写ベルト２の表面へ付与する電荷は、トナーと同極性とされる。図４に、一次転写位置前の中間転写ベルト２の表面の帯電状況の一例を示す。中間転写ベルト２表面の画像領域には、電荷付与はしないため、帯電電位がほとんど生じていない状態である。ただし、より下流側のマゼンタ、シアン、ブラックの一次転写位置においては、上流のイエロの一次転写位置で画像が転写されている場合、図５に示すようにそのトナー画像分の電位が数十〜数百Ｖ程度生じている。一方の非画像領域は、電荷付与手段によりトナーと同極性の電位に帯電させられる。そのときの電位の一例として図４には、−５００Ｖと記入した。
【００７１】
ここで、いざ一次転写が行われるとき、画像領域は、中間転写ベルト２の帯電がないために、通常の転写が行われるが、非画像領域は、中間転写ベルト２表面が感光体３の地肌電位Ｖｄおよび地肌汚れトナーと同極性に帯電しているために、転写電界が弱くなり、転写効率が低下することになり、地肌汚れトナーが転写され難い状況となる。このようなメカニズムにより、非画像領域部分の地肌汚れを転写し難くし、地肌汚れトナーが転写定着部材１３に突入することを防止することができる。なお、上記のことから、本発明の効果をより強く発揮させるためには、非画像領域の中間転写ベルト２の表面電位が負に大きいほど効果的である。
【００７２】
電極２５への印加電圧は、電極２５の設置状況に応じて条件が変わってくる。概略、電極２５が中間転写ベルト２から離れて設置されているほど帯電能力は落ちるため、印加電界は大きくする必要がある。また、これ以外にも中間転写ベルト２の抵抗条件や電極２５の形態などによっても印加電界は最適化されるべきである。
【００７３】
いま、図６（Ａ）に示すように、電極２５と中間転写ベルト２の距離をＬｈとし、電極２５に印加するバイアスをＶｈとしたとき、それぞれＬｈ＝０〜３０ｍｍ、Ｖｈ＝０．５〜３０ｋＶ程度の値で組み合わせることにより中間転写ベルト２を帯電させることが可能であった。もちろん、理論上は、これよりも大きな距離であっても印加バイアスや放電電極の調整により中間転写ベルト２を帯電させることは可能である。
【００７４】
ただし、放電用電源２７のコスト低減や設置容積の低減を考慮すると、Ｌｈ＝０〜１０ｍｍ、Ｖｈ＝０．５〜１０ｋＶ程度が望ましい領域であった。さらに、通常の画像形成装置で利用するような場合には、より電源容量が小さく、電源設置面積も小さくて済む条件として、Ｌｈ＝０〜５ｍｍ、Ｖｈ＝０．５〜５ｋＶ程度がより望ましい領域であった。
【００７５】
図６（Ｂ）には、距離Ｌｈと中間転写ベルト２の帯電電位の一例を示す。
図６において、電極２５を中間転写ベルト２に近づけるほど中間転写ベルト２の帯電が大きくなり、接触させた場合が、もっとも帯電効率は高い結果となった。そして、印加電圧が大きいほど、中間転写ベルト２の帯電は当然大きくなった。また、バイアス小（約−２ｋＶ）の時は、放電開始電界ぎりぎりの印加バイアスのため、電極２５と中間転写ベルト２の距離Ｌｈが１ｍｍ、３ｍｍのときは、ほとんど中間転写ベルト２の帯電が見られない。逆に、バイアス大（約−５ｋＶ）のときは、電荷付与効果が大きいものの、中間転写ベルト２が保持できる電圧に限界があるため、電極２５を接触状態にしても帯電量は頭打ち状態となっている。もちろん、このとき、使用する中間転写ベルト２の体積抵抗率を変化させれば、より多くの帯電をさせることは可能である。
【００７６】
以上のように、もっとも効率よく帯電させるためには、ブラシ部材を使用した場合は、接触タイプがより望ましく、これにより電界を印加する電源２７も小さいものを使用することができる。ただし、電極２５を接触させる場合、画像領域部分については非接触を保つ必要があり、構成が複雑化すること、電極２５自身が地肌汚れ画像により汚染されるため汚染対策が必要になることなど、デメリットもある。よって、それぞれメリット、デメリットを使いわけ、設置状況を決定することが望ましい。
【００７７】
また、図示例で用いた中間転写ベルト２の抵抗を、三菱化学製、ＨＩＲＥＳＴＡ−ＩＰにて測定したところ、体積抵抗率が１０１０〜１０１５であった。図７には、体積抵抗率が１０１０〜１０１５の中間転写ベルト２を用いて、接触型の導電ブラシにて約−２ｋＶのバイアスを印加した際の中間転写ベルト２表面の電位状況の一例を示す。
【００７８】
体積抵抗率が１０１０以下のものでは、中間転写ベルト２に十分な帯電能力がないために、十分な効果を発揮することができない場合があった。体積抵抗率を１０１２以上にしてやると中間転写ベルト２が十分帯電されるようになり、特に１０１３を超えるものになると、非常に大きな帯電能力を有するようになり、効果も十分に得られるようになった。しかし、１０１５以上になると、中間転写ベルト２に対するメモリー効果（残像）が激しく、作像開始前に中間転写ベルト２を除電する機構が必要となった。よって、実用上、必要十分な効果を得るための中間転写ベルト２の体積抵抗率は、１０１２〜１０１４とすることが望ましいことがわかった。
【００７９】
さて、電荷付与手段２６により電荷を付与する電荷付与領域は、中間転写ベルト２の走行方向と概略直交する方向において、画像領域外部分を選択的に帯電させられるように、記録媒体上に記録する画像サイズに応じて可変とされることが好ましい。
【００８０】
例えば図８に示すように、電荷付与手段２６に、中間転写ベルト２の表面に沿ってその走行方向とほぼ直交する方向に細かく分割して針状電極２５を設け、例えば高圧リレー回路などを用いて、電荷付与のための高圧電界を印加する領域を選択して、その針状電極２５の分割部分を選択的に使用することにより電荷付与領域を可変とする。ただし、この場合、電極２５そのものは、画像領域にも接触しているため、マゼンタ、シアン、ブラックの一次転写位置の手前にある電極２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを設置する際は、中間転写ベルト２に対して非接触にする必要がある。イエロの一次転写位置の手前にある電極２５Ｙは、もちろん中間転写ベルト２に対し接触して配置しても問題はない。
【００８１】
また、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、電荷付与手段２６に、パターンの異なる複数種類の電荷付与領域をもった電極２５を設け、それらの複数の電極２５を選択的に使用するようにしてもよい。そして、画像サイズに応じて複数の電極２５の中から適宜の電極２５を選択し、その電極２５により電荷付与のための高圧電界を印加する。これにより、画像サイズに応じて電荷付与領域を可変とし、中間転写ベルト２の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材に突入しにくくすることができる。（Ａ）は用紙Ｐがセンター基準で搬送される場合の例であり、（Ｂ）は端部基準で搬送される場合の例である。
【００８２】
なお、このタイプの場合も、マゼンタ、シアン、ブラックの一次転写位置の手前にある電極２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを、中間転写ベルト２に接触させて配置することも可能である。しかし、中間転写ベルト２に対し接離させる必要があり、そのために必要とされる部材が増えて複雑な構成となることから、電極２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、中間転写ベルト２に対して非接触で配置することがより望ましい。もちろん、先の場合と同様に、イエロの一次転写位置の手前にある電極２５Ｙに関しては、中間転写ベルト２に接触して配置しても問題はない。
【００８３】
さらに、電荷付与手段２６に、電極２５を配置した回転体２８を備え、その回転体２８を回転することにより電荷付与領域を可変としてもよい。これにより、画像サイズに応じて回転体２８を回転して電荷付与領域を選択し、中間転写ベルト２の非画像領域への帯電粉体の付着を低減してその非画像領域に付着した帯電粉体が転写定着部材１３に突入しにくくすることができる。
【００８４】
図１０（Ａ）には電極を配置したローラを示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を展開して示す。この例では、画像領域として想定される数種類の幅に応じて、ローラ３０に、パターンの異なる複数の電極２５を順次回転方向に連続的に設け、設置パターン３１が回転方向に階段状に形成されるものである。しかし、このタイプでは、不定形画像を使用された場合に、ぴったり一致する電極を使用できないことが想定され、十分能力を発揮できない可能性がある。この課題を解決したのが、図１１のタイプである。
【００８５】
図１１（Ａ）には電極を配置したローラ３０の別例を示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を展開して示す。この例では、設置パターン３１が回転方向に無段階に形成されて電荷付与領域が連続的に可変とされるので、より望ましい形といえる。このタイプでは、中間転写ベルト２に対して非接触でも接触でも使用することが可能である。また、用紙Ｐが端部基準で搬送される場合は、図９（Ｂ）に示す場合と同様にすればよく、図１２に示すように設置パターン３１を変えればよい。
【００８６】
図１３には、ローラ３０に、放電電極としてスコロトロンを配置した場合を示す。図１３のように、スコロトロンのケース部３２が段階的に変化することで同様な効果を得ることができる。
【００８７】
上記のように、電荷付与手段２６の電極１５としては、導電性のブラシ部材や、針状の導電性金属部材、スコロトロンなどを利用することができる。その他にも、導電マイラなどを用いることも可能である。
【００８８】
さて、上述した例では、中間転写ベルト２上の画像を転写定着部材１３に二次転写し、その転写定着部材１３上の画像を用紙Ｐに三次転写すると同時に定着して用紙Ｐ上に画像を記録する、図１に示すようなカラー複写機に適用した場合について説明した。しかし、この発明は、中間転写体上の画像を二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録する、図１４に示すような同じ転写定着工程を有する画像形成装置にも適用することができる。
【００８９】
すなわち、図１４に示す画像形成装置は、図１に示す画像形成装置と定着装置１２を異にする。図１４に示す画像形成装置では、定着装置１２を、加熱手段１５を内蔵し、中間転写体である中間転写ベルト２を掛けまわすローラ状の定着部材３５に、中間転写ベルト２を介してローラ状の加圧部材１４を押し当てて定着ニップＮを形成する。そして、帯電粉体であるトナーを用いて感光体３上に形成した画像を、転写定着部材でもある中間転写ベルト２に一次転写し、その中間転写ベルト２上の画像を用紙Ｐに二次転写すると同時に定着して記録媒体上に画像を記録する。
【００９０】
そして、電荷付与手段２６を備え、一次転写位置の手前に電極２５を配置してトナーと同極性の電荷を付与することにより中間転写ベルト２を帯電する。電極２５は、中間転写ベルト２に対して非接触で配置することが好ましく、また電荷付与手段２６により電荷を付与する電荷付与領域を、用紙Ｐ上に記録する画像サイズに応じて、中間転写ベルト２の走行方向と直交する方向において可変とするように設けるとよい。中間転写ベルト２の体積抵抗率は、１０１２〜１０１４とすることが望ましい。なお、図１４において、図１と対応する部分には、図１と同一の符号を付す。
【００９１】
このようにすると、同様に、帯電した領域の転写率を低下して、感光体３上に形成した画像を中間転写ベルト２に一次転写するとき、中間転写ベルト２の一部領域へのトナーの付着を低減してその一部領域に付着したトナーを、転写定着部材でもある中間転写ベルト２に突入しにくくし、用紙Ｐを汚すことを防止することにより画像品質を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】この発明による画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機における要部概要構成図である。
【図２】そのカラー複写機における中間転写ベルトと転写定着部材間の部分拡大構成図である。
【図３】そのカラー複写機の画像形成時における感光体表面の電位構成図である。
【図４】一次転写位置前の中間転写ベルト表面の帯電状態図である。
【図５】下流の一次転写位置における中間転写ベルト表面の帯電状態図である。
【図６】（Ａ）は中間転写ベルトと電極との距離を示す図であり、（Ｂ）はその距離と中間転写ベルトの表面電位との関係を示す図である。
【図７】中間転写ベルトの体積抵抗率と表面電位との関係を示す図である。
【図８】電荷付与手段の一例の構成図である。
【図９】電荷付与手段の他例の構成図であり、（Ａ）は用紙がセンター基準で搬送される場合、（Ｂ）は端部基準で搬送される場合を示す。
【図１０】（Ａ）には電極を配置したローラを示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を示す展開図である。
【図１１】（Ａ）には電極を配置したローラの他例を示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を示す展開図である。
【図１２】（Ａ）には電極を配置したローラのさらに他例を示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を示す展開図である。
【図１３】（Ａ）には電極を配置したローラのまたさらに他例を示し、（Ｂ）にはその電極配置の状態を示す展開図である。
【図１４】この発明による画像形成装置の他例であるタンデム型カラー複写機における要部概要構成図である。
【符号の説明】
【００９３】
２    中間転写ベルト（中間転写体）
３、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ    感光体（像担持体）
１２    定着装置
１３    転写定着部材
１４    加圧部材
１５    加熱手段
２５、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、５Ｂ    電極
Ｎ    定着ニップ
Ｐ    用紙（記録媒体）
Ｔ    トナー（トナー像）
【図１】
2007086273.tif 000003
【図２】
2007086273.tif 000004
【図３】
2007086273.tif 000005
【図４】
2007086273.tif 000006
【図５】
2007086273.tif 000007
【図６】
2007086273.tif 000008
【図７】
2007086273.tif 000009
【図８】
2007086273.tif 000010
【図９】
2007086273.tif 000011
【図１０】
2007086273.tif 000012
【図１１】
2007086273.tif 000013
【図１２】
2007086273.tif 000014
【図１３】
2007086273.tif 000015
【図１４】
2007086273.tif 000016