JP2004333907A

JP2004333907A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004333907A
Application number: JP2003130209A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Takahashi; 朋子高橋; Sadayuki Iwai; 貞之岩井; Ayako Iino; 綾子飯野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】中間転写体と、転写電圧の印加された転写ローラとの間の転写ニップ部に、記録媒体を通過させ、このとき中間転写体の表面に形成されたトナー像を転写電界によって記録媒体に転写する画像形成装置において、転写ニップ部よりも上流側の領域で発生する転写チリと、下流側の領域で発生するベタチリを共に抑制する。
【解決手段】転写ニップ部Ｎよりも、中間転写体４の移動方向上流側の領域に電極２６を設け、この電極２６に電圧を印加して、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐへ移行することを禁止する電界を形成すると共に、転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体Ｐが先ず転写ローラ２３に接触し、次いで中間転写体４の表面に接触するように構成する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体の表面に対向配置された対向部材とを具備し、前記像担持体と対向部材との間の転写ニップ部に記録媒体を通過させ、このとき像担持体と対向部材との間に形成された転写電界の作用により、像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である。像担持体は、トナー像が形成される感光体として構成され、或いは感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写体として構成される。かかる像担持体の表面に形成されたトナー像が最終転写材としての記録媒体に静電的に転写される。
【０００３】
上記形式の画像形成装置においては、転写ニップ部よりも記録媒体搬送方向上流側の領域において、所謂プレ転写が発生し、これによって記録媒体上に転写された正規のトナー像のまわりにトナーが散った状態で付着する転写チリが発生し、トナー像の画質が劣化するという問題があった。転写ニップ部よりも記録媒体搬送方向上流側の領域にも、像担持体上のトナーが記録媒体に移行する向きの電界が形成されているので、この領域においても、わずかなトナーが記録媒体に静電的に移行するプレ転写が発生し、このとき像担持体と記録媒体との間に大きな空隙が存在すると、像担持体上のトナーが記録媒体に向けて飛翔し、これにより転写チリが発生するのである。
【０００４】
上記欠点を除去するため、転写ニップ部よりも上流側の領域において、記録媒体と像担持体との間に空隙ができないように、記録媒体を像担持体の表面に当接させ、これによって、プレ転写が発生しても、トナーが散った状態で記録媒体に移行することを防止した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１１は、上述した従来の提案に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置の像担持体は、時計方向に回転する支持ローラ１４に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転する無端ベルト状の中間転写体４により構成されている。この中間転写体４の表面には、図示していない感光体から静電的に転写されたトナー像Ｔが形成されており、かかるトナー像Ｔを構成するトナーは、所定の極性、この例ではマイナス極性に帯電している。かかる中間転写体４の表面には、転写ローラ２３として構成された対向部材が対向配置され、中間転写体４はこの転写ローラ２３と支持ローラ１４との間に位置し、その中間転写体４と転写ローラ２３が接触して転写ニップ部Ｎが形成されている。
【０００６】
転写紙又は樹脂シートなどから成る記録媒体Ｐは、矢印ＣＡで示すように、中間転写体４と転写ローラ２３の間の転写ニップ部Ｎに送り込まれ、そのニップ部Ｎを通過する。このとき、転写ローラ２３には、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔのトナー帯電極性と逆極性（図の例ではプラス極性）の転写電圧が印加されており、支持ローラ１４はアースされているので、中間転写体４と転写ローラ２３との間に転写電界が形成され、その転写電界の作用により、中間転写体４の表面に形成されたトナー像Ｔが、転写ニップ部Ｎを通過する記録媒体Ｐの表面Ｐ１に転写される。
【０００７】
ここで、上記転写ニップ部Ｎよりも記録媒体搬送方向上流側の領域を転写入口部ａとし、その下流側の領域を転写出口部ｂとすることにすると、転写入口部ａ、特にその転写ニップ部Ｎに近い部分にも、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐに移行する向きの電界が形成され、これにより前述のプレ転写が発生する。ところが、記録媒体Ｐは、転写入口部ａにおいて、中間転写体４の表面に接触した状態で転写ニップ部Ｎに進入するように構成されているので、転写ニップ部Ｎの近傍領域においては、その転写ニップ部Ｎへ進入する記録媒体Ｐと中間転写体４との間に大きな空隙が形成されることはなく、空隙中を飛翔するプレ転写は生じ難い。このため、プレ転写が発生しても、中間転写体４上のトナーは、記録媒体Ｐ上の本来、移行すべき部分に移行し、従って転写ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｐ上に転写された正規のトナー像のまわりにトナーが散った状態で付着する転写チリの発生を防止することができる。
【０００８】
上述のように従来の提案に係る画像形成装置によっても転写チリの発生を抑えることが可能である。
【０００９】
ところが、この種の画像形成装置においては、上述した転写チリのほかに、転写出口ｂにおいて記録媒体Ｐ上のトナーが散る「にじみ」と称せられる現象が発生し、これによってもトナー像の画質が劣化する。かかるにじみ現象の発生は、図１１に示した従来の画像形成装置によって阻止することはできない。このにじみ現象は、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像のトナー量が多いとき、特に記録媒体上に色の異なる複数のトナー像を転写したときに、そのベタ部で生じることが多いことから、ベタチリとも称せられている。
【００１０】
上述したベタチリが発生する原因は次のように考えられる。
【００１１】
記録媒体Ｐが転写ニップ部Ｎに進入するとき、その記録媒体Ｐが転写入口部ａに形成された電界の作用により帯電し、このときトナー像Ｔが転写される記録媒体の表面Ｐ１の側の帯電量と、その反対の裏面Ｐ２の側の帯電量にアンバランスが生じる。図１１に示したように、転写入口部ａに位置する記録媒体Ｐと、転写ローラ２３との間に大きな空隙があると、これらの間に放電が生じ、これによって記録媒体Ｐの裏面Ｐ２の帯電量が、記録媒体Ｐの表面Ｐ１の帯電量よりも大きくなるのである。
【００１２】
図１２は、転写ニップ部を通過した後の記録媒体Ｐと、その表面Ｐ１に転写されたトナー像Ｔを模式的に示す説明図である。記録媒体の裏面Ｐ２は、トナー像Ｔのトナー帯電極性と逆極性（図の例ではプラス）に帯電しており、その電荷量は表面Ｐ１の電荷量よりも多くなっている。このため、記録媒体Ｐの表面Ｐ１の地肌部近くに位置するトナーが、図１２に矢印Ｘで示すように、トナー像Ｔの周辺の地肌部へ向けて静電的に引かれ、一部のトナーが地肌部に付着する。これがにじみ又はベタチリと称せられている現象である。
【００１３】
図１１に符号４０を付して示すように、転写出口部ｂに除電針を設け、この除電針４０によって、転写ニップ部Ｎを出た記録媒体Ｐの裏面Ｐ２を除電することにより、ベタチリの発生を防止することも考えられる。ところが、ベタチリは、転写ニップ部Ｎの近傍で発生するので、そのベタチリが発生する前に記録媒体Ｐの裏面Ｐ２を除電するように、除電針４０を配置することは難しく、除電針４０だけでベタチリの発生を阻止することは困難である。
【００１４】
上述のように、従来の提案に係る画像形成装置は、転写入口部ａの側での転写チリの発生を抑え、ないしは阻止することは可能であるが、転写出口部ｂの側でのベタチリの発生を阻止し、ないしは抑制することはできなかった。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−３５６５３８号公報（第８−９頁、図１、図２）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転写チリとベタチリの発生を共に抑制することのできる冒頭に記載した形式の画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置において、前記転写ニップ部よりも像担持体表面移動方向上流側の領域に、該像担持体表面のトナーが記録媒体の側へ向けて静電的に移行することを禁止する向きの電界を形成する逆電界形成手段を設けると共に、転写ニップ部へ進入してくる記録媒体が先ず前記対向部材に接触し、次いで像担持体の表面に接触するように構成したことを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【００１８】
また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記逆電界形成手段は、記録媒体に接触しない像担持体の裏面の側に配置された電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の電圧が印加されるように構成することが有利である（請求項２）。
【００１９】
さらに、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記逆電界形成手段は、前記像担持体と記録媒体との間に位置する電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧が印加されるように構成することが有利である（請求項３）。
【００２０】
また、上記請求項３に記載の画像形成装置において、前記電極に対し、該電極と像担持体との間に放電を発生させない電圧を印加するように構成することが有利である（請求項４）。
【００２１】
さらに、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記逆電界形成手段は、前記像担持体に接触しない記録媒体の裏面の側に位置する電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧が印加されるように構成することが有利である（請求項５）。
【００２２】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、転写ニップ部へ進入してくる記録媒体が先ず前記対向部材に接触し、次いで像担持体の表面に接触するように記録媒体を案内する案内手段を具備し、該案内手段は、前記対向部材の近傍に配置されたガイド部材を有し、該ガイド部材は、前記像担持体の表面に接触する側の記録媒体表面に当接して該記録媒体を案内するガイド部を有していると有利である（請求項６）。
【００２３】
さらに、上記請求項６に記載の画像形成装置において、前記ガイド部材のガイド部は、前記転写ニップ部に引いた接線よりも対向部材の側に位置していると有利である（請求項７）。
【００２４】
また、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記ガイド部材は、前記対向部材と電位差を有していないように構成されていると有利である（請求項８）。
【００２５】
さらに、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記ガイド部材は、電気的にフロート状態に配置されていると有利である（請求項９）。
【００２６】
また、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記ガイド部材は、絶縁性の部材により構成されていると有利である（請求項１０）。
【００２７】
さらに、上記請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記ガイド部材には、前記対向部材と同電位の電圧が印加されると有利である（請求項１１）。
【００２８】
また、上記請求項２乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置において、前記電極に印加する電圧の値を、前記転写電界の形成のために前記対向部材に印加する転写電圧に従って決定するように構成することが有利である（請求項１２）。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００３０】
図１は、画像形成装置の一例を示す概略断面図であり、ここに示した画像形成装置は、その画像形成装置本体１内に配置された第１乃至第４の４つの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを有し、その各感光体上にイエロートナー像、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がそれぞれ形成される。ここでは、各感光体がドラム状に構成されているが、無端ベルトより成る感光体を用いることもできる。
【００３１】
第１乃至第４の感光体３Ｙ乃至３ＢＫに対向して、像担持体の一例である中間転写体４が配置されている。ここに示した中間転写体４は、複数の支持ローラ１２，１３，１４に巻き掛けられて矢印Ａ方向に走行駆動される無端ベルトにより構成されている。
【００３２】
第１乃至第４の各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、第１の感光体３Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。図２は、この感光体３Ｙと、そのまわりに配置されたプロセス機器の拡大図であり、該感光体３Ｙは図１及び図２における反時計方向に回転駆動される。このとき帯電装置７によって感光体表面が所定の極性に均一に帯電される。ここに示した帯電装置７は、感光体３Ｙに対向配置されて回転する帯電ローラ１５と、この帯電ローラ１５を支持するケース１６とを有している。
【００３３】
上述のように帯電装置７により帯電された感光体３Ｙの帯電面には、図１に示した露光装置８から出射する書き込み光（この例ではレーザビーム）Ｌが照射される。これによって感光体３Ｙに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置９によってイエロートナー像として可視像化される。ここに示した現像装置９は、現像ケース１７と、その現像ケース１７に支持されて回転駆動される現像ローラ１８を有し、その現像ローラ１８に担持された乾式現像剤によって静電潜像がトナー像として可視像化される。トナーは所定の極性、この例ではマイナス極性に帯電され、かかるトナーが感光体３Ｙの表面に静電的に移行して、感光体上にトナー像が形成される。
【００３４】
無端ベルトより成る中間転写体４を挟んで、第１の感光体３Ｙにほぼ対向した位置には、転写ローラにより構成された転写装置１０が配置され、その転写装置１０の作用によって、感光体３Ｙ上のイエロートナー像が中間転写体４上に転写される。中間転写体４に転写されず、第１の感光体３Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１１によって除去される。ここに示したクリーニング装置はクリーニングケース１９と、このケースに支持されたクリーニングブレード２１とを有し、このブレード２１は感光体３Ｙの表面に当接して感光体３Ｙ上の転写残トナーを除去する。クリーニング装置１１を通過した感光体３Ｙの表面には除電装置２２からの光が照射されてその表面電位が初期化される。
【００３５】
全く同様にして、図１に示した第２乃至第４の感光体３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写体４上に順次重ねて転写される。このようにして、中間転写体４より成る像担持体の表面にトナー像が形成される。
【００３６】
一方、図１及び図３に示すように、無端ベルトより成る中間転写体４を挟んで、支持ローラ１４に対向して、対向部材の一例である転写ローラ２３が配置されている。転写ローラ２３として構成された対向部材が、中間転写体４より成る像担持体の表面に対向配置されているのである。この転写ローラ２３は、反時計方向に回転しながら中間転写体４の表面に接触し、該転写ローラ２３と中間転写体４との間に転写ニップ部Ｎが形成される。
【００３７】
また、図１に示すように画像形成装置本体１の下部には給紙装置５が配置され、この給紙装置５から、例えば転写紙又は樹脂フィルムなどから成る最終転写材としての記録媒体Ｐが矢印Ｂで示す方向に給送される。給送された記録媒体Ｐは、レジストローラ対３４の回転によって、所定のタイミングで転写ローラ２３と中間転写体４との間の転写ニップ部Ｎに、図３に矢印Ｃで示す如く送り込まれる。次いで、その記録媒体Ｐは、転写ニップ部Ｎを通過し、該記録媒体Ｐの表面Ｐ１が中間転写体４の表面に接触する。このとき、転写ローラ２３には、電源２４によって中間転写体４上のトナー像Ｔのトナー帯電極性と逆極性、図の例ではプラス極性の転写電圧が印加され、一方、支持ローラ１４はアースされているので、中間転写体４より成る像担持体と転写ローラ２３より成る対向部材との間に転写電界が形成され、この転写電界の作用によって、中間転写体４より成る像担持体の表面に形成されたトナー像Ｔが記録媒体Ｐの表面Ｐ１に静電的に転写される。
【００３８】
支持ローラ１４に、中間転写体４上のトナー像Ｔのトナー帯電極性と同極性の電圧を印加し、転写ローラ２３をアースすることによっても、中間転写体４上のトナー像Ｔを記録媒体Ｐの表面Ｐ１に転写させることができる。
【００３９】
上述のようにして転写されたトナー像を担持した記録媒体Ｐは、図１に示すように、搬送ベルト２７によって定着装置２に送り込まれ、該定着装置２を通過する。このときそのトナー像が熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐ上に定着され、記録媒体Ｐ上にフルカラー画像が形成される。定着装置２を通過した記録媒体は、矢印Ｄで示すように排紙部６上に排出される。また、トナー像転写後の中間転写体上に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２０によって除去される。
【００４０】
図３は、図１及び図２に示した画像形成装置の転写ニップ部Ｎに記録媒体Ｐが進入してくるときの様子を示しているが、この図３から明らかなように、転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体Ｐは、先ず転写ローラ２３より成る対向部材に接触し、次いで中間転写体４より成る像担持体の表面に接触するように構成されている。ここでも、転写ニップ部Ｎよりも記録媒体Ｐないしは中間転写体４の移動方向上流側を転写入口部ａと称し、下流側を転写出口部ｂと称することにすると、図１に示すように転写入口部ａの側に位置するガイド板２５より成る記録媒体案内手段が、転写ニップ部Ｎに向けて移動する記録媒体Ｐを上述のように案内するのである。
【００４１】
上記構成により、転写ニップ部Ｎに進入する記録媒体Ｐが、転写ニップ部Ｎに至る前に転写ローラ２３の表面に接触するので、これらの間に放電は発生せず、転写ローラ２３と記録媒体Ｐの間に全く、或いはほとんど電位差が生じない。このため、転写ニップ部Ｎに向けて搬送される記録媒体Ｐの裏面Ｐ２の帯電電荷量は非常に少なくなり、図１１及び図１２を参照して先に説明したにじみ現象ないしはベタチリが全く発生しないか、又はその発生が効果的に抑制される。
【００４２】
ところが、上述した構成だけであると、転写入口部ａにおいて、記録媒体Ｐと中間転写体４との間に大きな空隙が形成されるので、転写チリが発生するおそれがある。
【００４３】
そこで、本例の画像形成装置においては、転写ニップ部Ｎよりも、中間転写体４より成る像担持体の表面移動方向上流側の領域に、その像担持体表面のトナーが記録媒体の側へ向けて静電的に移行することを禁止する向きの電界を形成する逆電界形成手段が設けられている。
【００４４】
図３に示した画像形成装置においては、転写入口部ａの側に電極２６が設けられ、この電極２６は、記録媒体Ｐに接触することのない中間転写体４の裏面の側に配置されている。かかる電極２６に、中間転写体４上のトナー像Ｔのトナー帯電極性と逆極性、すなわちプラス極性の電圧が印加されている。電極２６は中間転写体４の裏面に接していてもよいし、離間していてもよい。
【００４５】
上述した構成により、中間転写体４上のトナーがその中間転写体４の表面に静電的に引き付けられる向きの電界が形成される。すなわち、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐの側へ向けて静電的に移行することを禁止する向きの電界が形成されるのである。これにより、転写ニップ部Ｎに至る前の中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐの表面Ｐ１に静電的に移行するプレ転写の発生が抑えられ、転写チリの発生が阻止され、ないしは効果的に抑制される。
【００４６】
上述のように、図１及び図３に示した画像形成装置の逆電界形成手段は、記録媒体Ｐに接触しない像担持体（図の例では中間転写体４）の裏面の側に配置された電極２６を有し、該電極２６に、像担持体の表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の電圧が印加されるように構成されている。
【００４７】
上述した構成によって、転写入口部ａにおける転写チリの発生を抑え、かつ転写出口部ｂにおけるベタチリ（にじみ現象）の発生を抑え、高品質な画像を得ることができる。また、図３に示した構成によると、電極２６が中間転写体４のトナー像形成面と反対の裏面の側に配置されているので、電極２６が記録媒体Ｐの搬送を邪魔することがなく、転写入口部ａの側に配置される要素の配設自由度を高めることができる。
【００４８】
図３に示した電極２６と支持ローラ１４との間には電位差があるので、電極２６が中間転写体４に接触している場合には、その電極２６から中間転写体４を通して支持ローラ１４に電流が流れる可能性がある。そこで、電極２６が接触する側の中間転写体４の裏面の抵抗値を高く設定して、支持ローラ１４に電流が流れることを阻止することが好ましい。具体的には、中間転写体４の裏面の表面抵抗率を１０^９Ω／□以上に設定することが望ましい。
【００４９】
また、図４に示すように、中間転写体４の表面に対向配置された対向部材として、無端状の転写ベルト２９を用いることもできる。転写ベルト２９は、駆動ローラ３０と従動ローラ３１とに巻き掛けられ、駆動ローラ３０が図示していない駆動モータにより回転駆動されることにより、転写ベルト２９が矢印Ｅ方向に駆動される。従動ローラ３１は、転写ベルト２９と、像担持体の一例である中間転写体４とを介して支持ローラ１４に当接し、これによって中間転写体４と転写ベルト２９とが接触した転写ニップ部Ｎが形成される。図１に示した画像形成装置の場合と同じく給紙装置５から送り出された記録媒体Ｐは、中間転写体４より成る像担持体と、転写ベルト２９より成る対向部材との間の転写ニップ部Ｎを通過し、このとき従動ローラ３１に、中間転写体４上のトナー像のトナー帯電極性と逆極性、すなわちプラス極性の転写電圧が印加される。一方、支持ローラ１４はアースされている。このようにして、中間転写体４と転写ベルト２９との間に形成された転写電界の作用により、中間転写体４の表面に形成されたトナー像が記録媒体に転写される。他の構成は、図１乃至図３に示した画像形成装置と変りはない。中間転写体４の裏面の側に配置された電極２６に、少なくとも前述の転写電界が形成されている間、中間転写体４上のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の電圧が印加され、しかも転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体が先ず転写ベルト２９より成る対向部材に接触し、次いで中間転写体４より成る像担持体の表面に接触することも、図１乃至図３に示した画像形成装置と同様である。これにより、転写チリとベタチリの発生が共に抑制され、ないしは阻止される。
【００５０】
ここで、図４に示した画像形成装置を用い、中間転写体４上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するときの条件を変えて、記録媒体Ｐ上に転写された画像を観察評価した実験の結果を説明する。条件としては、転写ニップ部Ｎに進入する紙より成る記録媒体Ｐが、図１１に示したように、先ず中間転写体４に接触し、次いで転写ベルト２９に接触する場合を紙進入方向１とし、同じく転写ニップ部Ｎに進入する紙より成る記録媒体Ｐが先ず転写ベルト２９に接触し、次いで中間転写体４に接触する場合を紙進入方向２とした。画像の評価は、転写入口部ａで発生するプレ転写に基づく転写チリと、転写出口部ｂで発生するベタチリをランク評価したものである。別途に主観評価により求めた許容限界をランク４としてランクを設定した。ランクは値が大きくなる程、良好であることを示す。
【００５１】
条件と結果を表１に示す。ベタチリの発生は、比較的記録媒体Ｐの抵抗値が高い時に発生しやすいため、本実験は、記録媒体Ｐとして普通紙を用い、低湿度の環境下で行ったが、常湿においても、傾向は同様であった。
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１における実験４が本発明に従った条件であり、この実験４において、ベタチリと転写チリが共に良好な画像が得られた。
【００５４】
次に、図５に示す画像形成装置の逆電界形成手段は、転写入口部ａの側に位置する電極２６を有していて、この電極２６は、中間転写体４より成る像担持体と記録媒体Ｐとの間に位置し、支持部材２８に支持されている。かかる電極２６に、中間転写体４より成る像担持体表面に形成されたトナー像Ｔのトナー帯電極性と同極性、すなわちマイナス極性の電圧が印加される。図５に示した画像形成装置の他の構成は、図１乃至図３に示した画像形成装置と変りはない。
【００５５】
図５に示した逆電界形成手段によっても、転写入口部ａにおいて、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐの表面Ｐ１に静電的に移行することを阻止でき、転写チリの発生を防止することができる。しかも、この構成によると、電極２６が中間転写体４から離れているので、中間転写体４（又は感光体）から成る像担持体の裏面側の抵抗値が低くとも電極２６から支持ローラ１４へと電流が流れるおそれはない。中間転写体４の裏面の表面抵抗率が１０^９Ω／□よりも小さい場合には、図５に示した構成を採用することが望ましい。図５に示した構成は、像担持体のトナー像が形成される側の面の抵抗値がいかなる場合にも適用できるものである。
【００５６】
以上説明した画像形成装置においては、記録媒体Ｐに転写されるトナー像を担持した像担持体が中間転写体４として構成されているが、その像担持体が感光体より成るときも、前述の各構成をそれぞれ採用することができる。
【００５７】
図６は、時計方向に回転するドラム状の感光体３を示し、この感光体３には、図２に示した感光体３Ｙと同様にして静電潜像が形成され、その静電潜像が図６には示していない現像装置によって、トナー像として可視像化される。この例でも、感光体３の表面に形成されたトナー像Ｔのトナー帯電極性はマイナスであるとする。感光体３は、導電性のベース３２と、そのベース３２の表面に積層された感光層３３を有し、ベース３２がアースされている。
【００５８】
感光体３より成る像担持体の表面には、対向部材の一例である転写ローラ２３が対向配置され、この転写ローラ２３は反時計方向に回転しながら感光体３に当接し、これらの間に転写ニップ部Ｎが形成されている。記録媒体Ｐは、矢印Ｃで示すように、感光体３と転写ローラ２３との間の転写ニップ部Ｎを通過する。このとき、転写ローラ２３には、トナー像Ｔのトナー帯電極性と反対極性、すなわちプラス極性の転写電圧が印加され、これによって感光体３と転写ローラ２３との間に形成された転写電界の作用によって、感光体表面に形成されたトナー像Ｔが記録媒体Ｐに転写される。そして、この場合も、転写入口部ａの側に電極２６が配置され、図６に示した例では、図５の場合と同じく電極２６が感光体３と記録媒体Ｐとの間に位置している。かかる電極２６には、感光体３上のトナー像Ｔのトナー帯電極性と同極性の電圧が印加され、これによって転写チリの発生を防止できる。また、転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体Ｐは先ず転写ローラ２３に接触し、次いで感光体３の表面に接触するので、ベタチリの発生を防止することができる。転写ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｐは、図６には示していない定着装置を通り、このとき記録媒体Ｐに転写されたトナー像が定着される。
【００５９】
図６に示した転写ローラ２３に＋８００Ｖの転写電圧を印加し、同じく図６に示した電極２６に−４００Ｖの電圧を印加したところ、ベタチリと転写チリが共に発生しない良好な画像を記録媒体Ｐ上に転写することができた。
【００６０】
図５及び図６に示した画像形成装置の場合には、その電極２６に過剰な電圧を印加すると、中間転写体４又は感光体３より成る像担持体と電極２６との間で放電が生じ、これによってトナー像が乱されたり、像担持体が劣化する欠点を免れない。従って、図５及び図６に示した画像形成装置の場合には、電極２６に対し、該電極２６と像担持体（中間転写体４又は感光体３）との間に放電を発生させない電圧を印加することが好ましい。
【００６１】
また、図７に示した画像形成装置の基本構成は、図４に示した画像形成装置と同様であるが、対向部材の一例である転写ベルト２９と、像担持体の一例である中間転写体４を挟んで、支持ローラ１４に対向して、バイアスローラ１２３が配置され、このバイアスローラ１２３に、中間転写体４の表面に形成されたトナー像Ｔのトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。従動ローラ３１に転写電圧は印加されない。これらの点で、図４に示した画像形成装置と相違している。また、逆電界形成手段を構成する電極２６が、中間転写体４より成る像担持体に接触しない記録媒体Ｐの裏面Ｐ２の側、より具体的には転写ベルト２９の内側に位置し、かかる電極２６にトナー帯電極性と同極性、すなわちマイナス極性の電圧が印加される点も、図４に示した画像形成装置と相違している。逆電界形成手段は、像担持体に接触しない記録媒体の裏面の側に位置する電極２６を有し、該電極２６に、像担持体表面に形成されたトナー像Ｔのトナー帯電極性と同極性の電圧が印加されるように構成されているのである。これにより、転写入口部ａの側において、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐに静電的に移行することが防止され、転写チリの発生が阻止される。他の構成は、図４に示した画像形成装置と変りはなく、転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体Ｐが先ず対向部材の一例である転写ベルト２９に接触し、次いで像担持体の一例である中間転写体４の表面に接触し、これによってベタチリの発生が防止されることも図４に示した画像形成装置と変りはない。図７に示した構成も、中間転写体４又は感光体より成る像担持体の記録媒体と接触しない側の表面抵抗率が１０^９Ω／□よりも低い場合でも支障なく採用することができる。
【００６２】
図７に示した画像形成装置において、バイアスローラ１２３に印加する転写電圧の値を＋１２００Ｖに固定し、電極２６に印加する電圧を変化させ、記録媒体Ｐ上に約９０μｍの直径のドッド画像を転写し、そのチリ量を比較した。その結果を図８に示す。図８中のチリ量３のラインが主観的な許容値である。図８からは、電極２６に絶対値で５００Ｖ以上の電圧を印加することにより、転写チリとベタチリの発生を効果的に抑制できることが判る。
【００６３】
以上説明した画像形成装置には、転写ニップ部Ｎへ進入してくる記録媒体Ｐが先ず対向部材に接触し、次いで像担持体の表面に接触するように記録媒体Ｐを案内する案内手段が設けられていることが望ましい。図９は、好ましい案内手段を有する画像形成装置を示している。ここに示した画像形成装置の案内手段以外の基本構成は、図３に示したところと変りはなく、図３と同一の部分についての説明は省略する。
【００６４】
図９において、転写入口部ａの側には、転写ローラ２３より成る対向部材の近傍に配置され、その転写ローラ２３に対して平行に延びる棒状のガイド部材３５と、そのガイド部材３５の近傍に位置する案内板３６とが配設されている。記録媒体Ｐは、レジストローラ対３４の回転によって転写ニップ部Ｎに向けて送り出されるが、このとき記録媒体Ｐは先ず下方に撓み、案内板３６に沿って搬送される。引き続き、記録媒体Ｐは、中間転写体４より成る像担持体の表面に接触する側の表面Ｐ１がガイド部材３５に当接しながら案内され、記録媒体Ｐの先端が転写ローラ２３の表面に接触し、次いで転写ローラ２３の回転に伴って中間転写体４の表面に接触し、転写ニップ部Ｎに挿入され、ここを通過する。記録媒体Ｐが接触するガイド部材３５の部分が、記録媒体Ｐを案内するガイド部であるが、そのガイド部は、図９から判るように、転写ニップ部Ｎに引いた接線ＴＬよりも、対向部材の一例である転写ローラ２３の側に位置している。このように、記録媒体用の案内手段は、対向部材の一例である転写ローラ２３の近傍に配置されたガイド部材３５を有し、該ガイド部材３５は、像担持体の一例である中間転写体４の表面に接触する側の記録媒体表面に当接して該記録媒体を案内するガイド部を有している。記録媒体Ｐの紙種、厚み、腰の強さ、環境などによって、記録媒体Ｐの搬送時の挙動は多少異なるが、上述した案内手段を設けることにより、いずれの記録媒体Ｐも、確実に、先ず転写ローラ２３に接触させ、次いで中間転写体４の表面に接触させることが可能となる。
【００６５】
ところで、ガイド部材３５は転写ローラ２３の近傍に配置されているので、両者の間で放電が生じたり、記録媒体Ｐの抵抗値が低い場合に、その記録媒体Ｐを介して、転写電圧の印加された転写ローラ２３からガイド部材３５に電流が流れて、トナー像の転写効率が低下するおそれがある。
【００６６】
かかる不具合の発生を阻止するため、ガイド部材３５が、対向部材の一例である転写ローラ２３と電位差を有していないように構成することが好ましい。このようにすれば、転写ローラ２３とガイド部材３５との間の放電の発生と電流の漏洩を確実に防ぐことができる。
【００６７】
ガイド部材３５と転写ローラ２３との間に電位差を発生させない具体的な方法としては、ガイド部材３５を、電気的にフロート状態に配置し、かつ金属などの抵抗値の低い物質で構成すればよい。例えばガイド部材３５をステンレス鋼により構成する。このように構成すれば、ガイド部材３５の電位は周囲の電界によって決定されるので、転写ローラ２３の近傍に設けられたガイド部材３５の電位は、その転写ローラ２３の電位と同電位となる。案内板３６は、例えば低抵抗化した樹脂により構成することができる。
【００６８】
またガイド部材３５を絶縁性の部材により構成しても、上述したところと同じ効果が得られる。この構成によると、ガイド部材を他の部材と一体に構成しても、他の部材に電気的な影響を与えることがない。
【００６９】
ガイド部材３５と転写ローラ２３を最も確実に同電位にするには、ガイド部材３５に、対向部材の一例である転写ローラ２３と同電位の電圧を印加すればよい。この構成は、上述した各構成よりもコストがかかるが、最も確実な方法である。
【００７０】
以上説明した各構成において、電極２６に印加する電圧をＶｃとし、例えば転写ローラ２３より成る対向部材に印加する転写電圧をＶｔとしたとき、中間転写体４上の電荷ｑを有するトナーに対して作用する力は、電圧Ｖｃにより生じる電界Ｅｃと、転写電圧Ｖｔにより生じる電界Ｅｔにより決まり、転写ローラ２３に向かう力がより大きくなった場合に、中間転写体４から転写ローラ２３にトナーが飛翔するプレ転写が発生する。電界Ｅｃ，Ｅｔの強さは、中間転写体４や記録媒体Ｐなどの誘電率や厚みなどにも影響される値である。
【００７１】
上述したところから判るように、転写入口部ａにおいて、中間転写体４上のトナーが記録媒体Ｐに飛翔するプレ転写を発生させない電圧Ｖｃの限界値は、転写電圧Ｖｔによって相違する。従って、電極２６に印加する電圧の値を、転写電界の形成のために対向部材に印加する転写電圧に従って決定することが好ましい。経時変化や、環境の変化に応じて、転写電圧の値を変化させる画像形成装置においては、その変化に連動させて、電極２６に印加する電圧の値も変化させることが好ましく、これによって経時変化や環境の変化があっても、常に良好な画像を得ることができる。
【００７２】
図９に示した画像形成装置を用い、転写ローラ２３に印加する転写電圧Ｖｔに対応させて、電極２６に印加する電圧Ｖｃを変化させ、プレ転写が生じる様子を、ドット画像のチリによって評価した。その結果を図１０に示す。図１０においては、プレ転写が生じていると判断された場合を「×」、生じていないと判断された場合を「○」で示した。この実験に基づいて、プレ転写の生じない条件下で、実際に画像形成動作を行ったところ、プレ転写の生じない画像が得られた。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、転写チリの発生とベタチリの発生を共に抑えた画像形成装置を供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】図１に示した中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写するときの様子を示す図である。
【図４】図１とは異なる画像形成装置の概略断面図である。
【図５】電極の位置を変えた例を示す、図３と同様な図である。
【図６】像担持体が感光体より成る画像形成装置を示す、図３と同様な図である。
【図７】対向部材が転写ベルトより成る画像形成装置を示す、図３と同様な図である。
【図８】電極に印加する電圧とチリ量の相関関係を示す図である。
【図９】好ましい案内手段を有する画像形成装置を示す、図３と同様な図である。
【図１０】転写ローラに印加する転写電圧と電極に印加する電圧の相関関係の一例を示す図である。
【図１１】従来の画像形成装置の一例を示す図である。
【図１２】ベタチリの発生状態を説明する図である。
【符号の説明】
２６電極
３５ガイド部材
Ｎ転写ニップ部
Ｐ記録媒体
Ｔトナー像
ＴＬ接線

Claims

表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体の表面に対向配置された対向部材とを具備し、前記像担持体と対向部材との間の転写ニップ部に記録媒体を通過させ、このとき像担持体と対向部材との間に形成された転写電界の作用により、像担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
前記転写ニップ部よりも像担持体表面移動方向上流側の領域に、該像担持体表面のトナーが記録媒体の側へ向けて静電的に移行することを禁止する向きの電界を形成する逆電界形成手段を設けると共に、転写ニップ部へ進入してくる記録媒体が先ず前記対向部材に接触し、次いで像担持体の表面に接触するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
前記逆電界形成手段は、記録媒体に接触しない像担持体の裏面の側に配置された電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の電圧が印加される請求項１に記載の画像形成装置。
前記逆電界形成手段は、前記像担持体と記録媒体との間に位置する電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧が印加される請求項１に記載の画像形成装置。
前記電極に対し、該電極と像担持体との間に放電を発生させない電圧を印加する請求項３に記載の画像形成装置。
前記逆電界形成手段は、前記像担持体に接触しない記録媒体の裏面の側に位置する電極を有し、該電極に、像担持体表面に形成されたトナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧が印加される請求項１に記載の画像形成装置。
転写ニップ部へ進入してくる記録媒体が先ず前記対向部材に接触し、次いで像担持体の表面に接触するように記録媒体を案内する案内手段を具備し、該案内手段は、前記対向部材の近傍に配置されたガイド部材を有し、該ガイド部材は、前記像担持体の表面に接触する側の記録媒体表面に当接して該記録媒体を案内するガイド部を有している請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記ガイド部材のガイド部は、前記転写ニップ部に引いた接線よりも対向部材の側に位置している請求項６に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材は、前記対向部材と電位差を有していないように構成されている請求項６又は７に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材は、電気的にフロート状態に配置されている請求項６又は７に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材は、絶縁性の部材により構成されている請求項６又は７に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材には、前記対向部材と同電位の電圧が印加される請求項６又は７に記載の画像形成装置。
前記電極に印加する電圧の値を、前記転写電界の形成のために前記対向部材に印加する転写電圧に従って決定する請求項２乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置。