(57)【要約】【課題】転写体上のトナー層の電荷ムラにより生じる画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を得ることを目的とする。【解決手段】転写ニップの転写体移動方向下流側近傍に放電防止部材８を設け、放電防止部材８にトナーと同極性で、かつ、転写体へ自己放電しない所定の電圧を印加させる画像形成装置とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に放電防止部材を設け、
該放電防止部材にトナーと同極性で、かつ、前記転写体へ自己放電しない所定の電圧を印加させていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【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し、特に用紙あるいは中間転写ベルトの転写体にトナー像を転写する転写装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体にトナー画像を形成し、形成したトナー画像を用紙に転写する。あるいはフルカラー出力が可能なカラー画像形成装置では、複数の感光体に異なる色のトナー画像をそれぞれ形成し、形成したトナー画像を中間転写体上で順次重ね合わせる。そして重ね合わせたトナー画像を二次転写部で一括して用紙に転写する。
【０００３】
このような画像形成においては、感光体に用紙あるいは中間転写体（以下、これらを転写体という）を接触させてトナー画像を転写する。転写したあとに感光体から転写体を分離させる際に、感光体と転写体上のトナー層の間で意図しない放電現象が発生する場合がある。このような異常な放電が発生した場合には、その異常な放電により一部のトナーの電荷が変化するために、転写体との静電吸着力が低下することになる。この影響により周辺トナーと反発することによるトナー画像の散りが生じたり、下流側の別の感光体に逆転移したりする。これらの現象は画像不良となる。
【０００４】
図５は、タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。同図はカラー画像形成装置のベルト状の中間転写ベルト６周辺を表したものであり、複数のドラム状の感光体１に各々異なる色のトナー画像を形成し、形成したトナー画像を中間転写ベルト６上で順次重ね合わせる。
【０００５】
重ね合わせトナー層においては、単層トナー層に比べてトナーの総電荷量及びトナー層の厚みが増加するのでトナー層電位の絶対値は上昇する。２番目の感光体１（Ｍ）の重ね合わせトナー層においては、トナー層電位の上昇によりトナー層と感光体１の間で剥離放電現象が発生し易くなる。同図に示すように剥離放電ｅｄが発生するとその放電現象に伴いトナー層のトナーの一部において電荷量が変化し、その変化レベルによっては元々は負帯電のトナーであったものが正帯電の電荷を帯びたトナーとなる。正帯電のトナーは更に下流の感光体１（Ｃ）において、転写ニップＮにおける転写電界により感光体１（Ｃ）に逆転移してしまうので、その分は周囲に比較してトナー量が少なくなり、画像不良が発生することになる。
【０００６】
異常な放電を抑制する手段として特許文献１では、感光体に交流バイアス電圧を印加させたクリーニング除電器を設け、当該クリーニング除電器で発生した電荷の一部がトナー像転写後の受動体（転写体）の表面に向けて放出されるような構成とした画像形成装置が開示されている。また特許文献２では、転写位置下流において中間転写体の表面あるいは裏面を除電する除電手段を有した画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４５４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に開示されている画像形成装置では、いずれも転写体に対して除電極が積極的に自己放電することにより、転写体上に形成したトナー層の電荷を一定の範囲に収めようとするものである。
【０００８】
しかし、トナー層の電荷を一定範囲に収めることは難しく、均一に帯電されない場合には、トナー層の帯電ムラとなり、帯電ムラに起因したトナー画像の散りや、下流側ドラムでの逆転移による画像不良が発生することになる。
【０００９】
本願発明は、上記問題に鑑みトナー層の電荷ムラより生じる画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１１】
（１）トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に放電防止部材を設け、
該放電防止部材にトナーと同極性で、かつ、前記転写体へ自己放電しない所定の電圧を印加させていることを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、転写体上のトナー層の電荷ムラにより生じる画像不良を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。
【００１６】
画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００１７】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５をそれぞれ有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。
【００１８】
現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤として、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。
【００１９】
６は、中間転写ベルトであり、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性無端ベルトである。
【００２０】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより感光体１上に形成された各色のトナー像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写ローラ７により逐次転写されて（一次転写）、重ね合わせトナー像（以下、カラー画像ともいう）が形成される。一方、転写後の感光体１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）はそれぞれのクリーニング部５によりにより残留トナーが除去される。
【００２１】
なお、本実施形態においては中間転写ベルト６が「転写体」、複数の一次転写ローラ７及び中間転写ベルトが「転写部」として機能する。そして像担持体としての感光体１に担持したトナー像は、各々の一次転写ローラ７と感光体１間の転写ニップＮで転写体に転写する。
【００２２】
給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｐは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５Ａ，２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ローラ９に搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００２３】
なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００２４】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０において用紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｐ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｐ上に固定され、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ４０上に載置される。
【００２５】
一方、二次転写ローラ９により用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング部６１により残留トナーが除去される。
【００２６】
用紙Ｐの両面に複写する場合には、用紙Ｐの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｐを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転してから再び給紙ローラ２５Ｂから搬送する。用紙Ｐは画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。
【００２７】
［放電防止部材］
放電防止部材について図２、図３に基づいて説明する。図２は、一次転写ローラ７周辺の拡大図であり、図３は放電防止部材８の拡大図である。感光体１と一次転写ローラ間で形成される転写ニップＮの中間転写ベルト移動方向下流側の近傍に放電防止部材８を設けている。放電防止部材８はその先端が、転写ニップＮの下流側からＹ方向で数ｍｍ〜十数ｍｍ、Ｘ方向で数ｍｍとなるように配置している。ここでＹ方向は転写体移動方向であり、Ｘ方向はＹ方向に直交する方向でかつトナー層面側である。
【００２８】
図３（ａ）は、図２のＸ方向から見た放電防止部材８の拡大図である。同図に示すように放電防止部材８は先端を丸めた突起部を長手方向（ローラの軸方向）に等間隔で配置させたものである。例えば０．１ｍｍ厚のＳＵＳ板をエッチング処理することにより、突起部を１〜５ｍｍの一定ピッチで用紙の通紙幅方向全域に渡って配置させている。なお突起部を設けずに図３（ｂ）は放電防止部材８の変形例である。同図に示すように単なる矩形の薄板を放電防止部材８として使用していもよい。
【００２９】
電源部８１は、放電防止部材８に電圧を印加する。電源部８１はトナーの帯電特性と同じ極性で、放電防止部材８からは自己放電しない程度の電圧を出力する。本実施形態においてトナーは負帯電特性なので出力電圧の極性としては負極性の電圧を出力し、出力電圧としては例えば−２００〜−７００Ｖ、好ましくは−２００Ｖ〜−４００Ｖの所定値に設定している。
【００３０】
なお本実施形態においては、一次転写ローラで形成する転写ニップの近傍に放電防止部材８を配置させた例について説明したがこれに限られない。二次転写ローラ９の下流側近傍に設けてもよい。この場合、中間転写ベルト６が「像担持体」、二次転写ローラ９が「転写部」、用紙が「転写体」としてそれぞれ機能することになる。
【００３１】
更に転写搬送ベルト上に静電吸着させた用紙に複数の感光体からのトナー像を複数の転写ニップで順次重ねることにより用紙上にカラートナー像を形成する画像形成装置において、それぞれの転写ニップの下流側近傍に放電防止部材を配置させた構成としてもよい。この場合、転写搬送ベルトが「転写部」、用紙が「転写体」として機能することになる。
【００３２】
このように転写ニップＮの転写体移動方向下流側近傍に放電防止部材８を設けることにより、転写体移動方向下流側近傍においては、（１）感光体及び感光体からトナー像を転写された転写体上のトナー層との間で生じる放電よりも（２）感光体及び放電防止部材８との間で生じる放電の方が発生し易くなる。つまり放電防止部材を避雷針として機能させることにより（２）の放電をより積極的に起こさせることにより（１）の放電を減少させることが可能となり、ひいては（１）の放電に起因したトナー層の電荷ムラよる画像不良を抑制することが可能となる。
【００３３】
また放電防止部材８からは積極的に自己放電しない所定電圧を印加していることから、トナー層の電位を変化させることがないため、過剰な放電あるいは放電不足による画像不良の発生を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００３４】
次に、本願発明の実施例について説明する。実施例においては図１、図２及び図３（ａ）に示した画像形成装置を用いた。詳細な条件は以下のとおりである。
【００３５】
［実験条件］
・放電防止部材：ＳＵＳエッチング厚０．１ｍｍ、先端位置が転写ニップＮから（図２）Ｙ方向１８ｍｍ、Ｘ方向４ｍｍ位置
・トナー：平均粒径６．５μｍ重合トナー、トナー電荷量−４０〜−５０μＣ／ｇ
・中間転写ベルト：ポリイミド製半導体ベルト、厚８０μｍ、周囲長さ８６１ｍｍ、幅３６２ｍｍ、表面抵抗率１．０×１０10〜１．０×１０11Ω／□
・中間転写ベルト移動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
・テスト環境：２２℃５０％ＲＨ
・評価トナー画像：２色重ねＳｏｌｉｄ画像
・トナー層電位：約−２００Ｖ
トナー層電位の測定は非接触の表面電位計により中間転写ベルト６上のトナー層の電位をあらかじめ測定した。またトナー層がない場合における中間転写ベルト６の表面電位はほぼ０Ｖであった。
【００３６】
［実験結果］
電源８１からの放電防止部材８への印加電圧を変化させて、用紙に二次転写した後の画像を評価した。結果は、表１に示す通りである。
【００３７】
【表１】
2009048054.tif 000003
【００３８】
◎：放電による画質不良未発生、画質良好
○：放電による画質不良は軽微に発生するが、許容レベル
×：放電による画質不良が発生、ＮＧレベル
表１に示す様に、放電防止部材への印加する電源電圧の絶対値がトナー層電位（−２００）よりも小さい場合には効果がないことがわかる。また逆に印加電圧の絶対値が大きすぎる場合には画質不良が発生していることがわかる。これは放電防止部材によってトナーの散りが発生しているためである。このことからトナー層電位−２００Ｖの条件下においては、−２００Ｖ〜−４００Ｖを放電防止部材に印加するのがよい。つまりトナー層電位の絶対値に対して０〜２００Ｖを加算した電圧を印加するのが好ましいことがわかる。
【００３９】
図４は、単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。同図に示すようにトナー付着量とトナー層電位は比例関係があることがわかる。また本実施例においてはトナー付着量の最大値は１８ｇ／ｍ2であることからトナー層電位の上限は−５００Ｖであることがわかる。
【００４０】
更に同図では、放電防止部材を使用しない場合における放電による画質不良の発生有無の評価結果を合わせて表示しており、同図から放電による画質不良が発生する下限のトナー層電位は−１８０Ｖであることがわかる。
【００４１】
以上のことから放電防止部材に印加する電圧範囲としては−１８０Ｖ〜−７００Ｖ（＝−（５００＋２００））の範囲内である。なお重ね合わせトナーの色数により上限のトナー付着量、つまり上限のトナー層電位が異なることから、より転写体移動方向下流側の放電防止部材の方により絶対値が高い電圧を印加するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】一次転写ローラ７周辺の拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、図２のＸ方向から見た放電防止部材８の拡大図である。図３（ｂ）は放電防止部材８の変形例である。
【図４】単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。
【図５】タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成手段
１  感光体
２  帯電極
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光部
４  現像装置
６  中間転写ベルト
７  一次転写ローラ
８  放電防止部材
７１、８１  電源部
９  二次転写ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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