画像形成装置
【課題】 高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 その頂部が同一高さとなっている第１および第２ローラ５１，５２を含むローラ群５により潜像担持ベルト６が循環移動される。このため、潜像担持ベルト６は、ローラ５１、５２間で、そのベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する。このように水平移動する水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッド７および電荷付与部８が潜像担持ベルト６の上方側に配置されている。そして、水平状態のベルト表面の上方より液滴ＷＬを噴射することで液滴像Ｗが潜像担持ベルト表面に形成される。このため、液滴像Ｗは安定して形成される。また、こうして形成された液滴像Ｗは水平姿勢のままニップ部ＮＰまで水平移動される。このため、、ニップ部ＮＰへの移動中における液滴像Ｗの乱れを抑えることができる。その結果、潜像Ｓの安定形成が可能となる。
【解決手段】 その頂部が同一高さとなっている第１および第２ローラ５１，５２を含むローラ群５により潜像担持ベルト６が循環移動される。このため、潜像担持ベルト６は、ローラ５１、５２間で、そのベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する。このように水平移動する水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッド７および電荷付与部８が潜像担持ベルト６の上方側に配置されている。そして、水平状態のベルト表面の上方より液滴ＷＬを噴射することで液滴像Ｗが潜像担持ベルト表面に形成される。このため、液滴像Ｗは安定して形成される。また、こうして形成された液滴像Ｗは水平姿勢のままニップ部ＮＰまで水平移動される。このため、、ニップ部ＮＰへの移動中における液滴像Ｗの乱れを抑えることができる。その結果、潜像Ｓの安定形成が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜像担持ベルトに電荷注入することにより潜像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザビームプリンタ、複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置では、光導電層を持つ感光体を帯電させた後、画像信号に対応した光ビームを感光体に照射して潜像を形成し、これを現像剤で顕像化している。また、画質を向上させるために、例えば特許文献１に記載されているように、小粒径トナーに対して現像キャリアとして重合法で作成された樹脂キャリアを用いるとともに、感光体としてアモルファスシリコンドラムを用いることが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４５０５４号公報（［０００２］、［０００８］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ビームを用いて潜像を形成する画像形成装置では、潜像の電位分布はガウシアン分布となり、スポット径は一般的に６０〜８０μｍ程度である。したがって、トナー粒径を小さくしたとしても、潜像自体が大きく、かつブロード（ガウシアン分布）となっているため、高画質化には一定の限界があった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高品質な画像を形成す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】
【０００６】
この発明は、画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、第１および第２ローラを含むローラ群と、ローラ群に掛け渡されて所定方向に循環移動する潜像担持ベルトと、潜像担持ベルトの表面に向けて画像信号に応じて液滴を噴射して潜像担持ベルトに付着させて画像信号に対応する液滴像を形成する液滴噴射ヘッドと、潜像担持ベルトの移動方向における液滴像形成位置の下流側で、液滴像が形成された潜像担持ベルト表面に当接してニップ部を形成する電荷付与部と、電荷付与部に帯電バイアスを印加してニップ部において潜像担持ベルトを注入帯電させて液滴像に対応する潜像を形成する電荷付与制御手段と、潜像を現像する現像手段とを備え、第１および第２ローラ間で記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動するように、第１および第２ローラは配置される一方、潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッドおよび電荷付与部が潜像担持ベルトの上方側に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、画像信号に応じて液滴が潜像担持ベルトに噴射付着されて画像信号に対応した液滴像が形成される。そして、ニップ部では潜像担持ベルト上の液滴を介して電荷付与部により注入帯電が実行されて該潜像担持ベルトに画像信号に対応した潜像が形成される。このように本発明は従来とは全く異なる方法により潜像を形成している。すなわち、液滴を用いて潜像を形成しているため、光ビームを用いた潜像形成とは異なりシャープな潜像が得られる。その結果、該潜像を現像することで形成されるトナー像もシャープが画像となり、画像品質を高めることができる。それに加えて、水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッドおよび電荷付与部を潜像担持ベルトの上方側に配置しているため、次に説明するように、潜像を安定して形成することができる。すなわち、水平状態のベルト表面の上方より液滴が噴射されて液滴像が水平姿勢の潜像担持ベルト表面に形成されるため、液滴像を安定して形成することができる。また、こうして形成された液滴像はそのままニップ部まで水平移動されるため、ニップ部への移動中における液滴像の乱れを抑えることができる。その結果、上記したように潜像の安定形成が可能となる。
【０００８】
ここで、液滴噴射ヘッドの配設位置については、次のように構成することができる。例えば液滴噴射ヘッドは潜像担持ベルト表面に対して液滴を垂直に噴射するように配置してもよい。このように構成することによって、液滴噴射ヘッドから噴射される液滴は潜像担持ベルト表面に対して直交することとなり、液滴を確実にベルト表面に押し付けて液滴像を確実に形成することができる。また、液滴噴射ヘッドを第１ローラの上方位置に配置したり、第１および第２ローラの間に設けられるバックアップ部材の上方位置に配置してもよく、このような配置状態で液滴噴射ヘッドから第１ローラやバックアップ部材に向けて噴射すると、第１ローラやバックアップ部材により裏面側から潜像担持ベルトが支持された状態で該ベルト表面に液滴が付着することとなる。したがって、潜像担持ベルトがばたつくことなく、液滴が付着されて画像信号に対応する液滴像を正確に形成することができる。
【０００９】
ところで、潜像担持ベルト上に形成された液滴像はニップ部で電荷付与部と接触することとなる。ここで、液滴の一部が電荷付与部に付着し、そのまま残存してしまうと、潜像形成に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、電荷付与部の表面層を撥水性樹脂で形成するのが望ましい。というのも、このように撥水性樹脂層を形成することによりニップ部で液滴像を接触した際に液滴が電荷付与部に付着するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜ニップ部での液滴介在による効果＞
本願発明の主要な構成要件のひとつが液滴を用いて液滴像を形成するとともに、該液滴像を介して潜像担持体を注入帯電させて液滴像に対応する潜像を形成する点である。このように液滴を用いることの技術的意義について検証結果を踏まえて詳述し、その後で本発明にかかる実施形態について説明する。
【００１１】
潜像担持体に電荷注入することで該潜像担持体に潜像を形成するという技術に関しては、従来より周知であるが、潜像担持体に当接して電荷を付与する電荷付与部（従来技術における帯電部材や書込部材などに相当）と潜像担持体との接触状態によって接触抵抗が変動し、潜像担持体への潜像の形成精度に大きな影響を与えることがある。これは、潜像担持体と電荷付与部とのニップ部において潜像担持体を注入帯電する際に潜像担持体への帯電効率を向上させるには、該ニップ部における潜像担持体と電荷付与部との接触状態が非常に重要であることを示している。そこで、本願発明者は種々の物質を該ニップ部に介在させるとともに、それらの介在により潜像担持体と電荷付与部との接触状態の改善が認められるか否かを検証したところ、エタノールなどの液滴像をニップ部に介在させた状態で注入帯電を行うことで潜像担持体の帯電効率を高めることが可能となるという知見を得た。
【００１２】
上記検証を行うべく、潜像担持体に帯電ローラ（本発明の「電荷付与部」に相当）を接触させ、その接触部分において帯電ローラによって潜像担持体表面を注入帯電する際に、潜像担持体と帯電ローラとのニップ部に種々の物質を介在させ、それぞれの場合の潜像担持体表面の帯電効率を比較した。この際、ニップ部の一の部分には物質を介在させ、他の部分には物質を介在させない状態で注入帯電を行い、それぞれの部分の帯電効率を比較している。
【００１３】
図１は、上記した方法により得た潜像担持体の帯電効率の示す図である。同図は潜像担持体表面の表面電位を示す図であり、横軸を時間（Ｓ）、縦軸を表面電位（Ｖ）としたものである。潜像担持体と帯電ローラとのニップ部に介在させる物質として、低級アルコールであるエタノールを用いている。同図中の実線は、ニップ部においてエタノールが介在している一の部分の表面電位を示しており、破線はエタノールの介在していない他の部分の表面電位を示している。なお、時刻０で、帯電ローラによって潜像担持体の表面電位が所定の表面電位Ｖ0となるように予め設定した帯電バイアスが帯電ローラに印加されている。
【００１４】
図１から明らかなように、帯電ローラに帯電バイアスが印加されると、液滴像が介在している潜像担持体の表面位置は瞬時に略設定電位Ｖ0に注入帯電される。ところが、液滴像が介在していない潜像担持体の表面位置は、液滴像が介在している潜像担持体の表面位置に比べ帯電効率が悪く、注入帯電されない。このように、この検証結果から、ニップ部において、エタノール等の液滴を部分的に介在させることによって、潜像担持体表面の任意の位置に注入帯電を行い該潜像担持体表面に任意の形状の潜像を形成することができるという知見が得られた。
【００１５】
そこで、本実施形態はこれらの知見に基づき液滴を利用して潜像担持体、特に感光体ベルトなどの潜像担持ベルトに潜像を形成している。以下、図面を参照しつつ、各実施形態について詳述する。
【００１６】
＜実施形態＞
図２は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図３は図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。さらに図４は図２の部分拡大斜視図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印刷処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印刷処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印刷指令）がメインコントローラ３に与えられると、このメインコントローラ３のＣＰＵ３１からの指令に応じてエンジンコントローラ４がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、普通用紙、厚紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）ＳＨに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置１では、図２に示すように、３個のローラ５１〜５３からなるローラ群５に対して潜像担持ベルト６が掛け渡されており、図示を省略する駆動モータによるローラ駆動によって潜像担持ベルト６が所定の移動方向Ｄ6に循環移動する。また、この実施形態では、３個のローラのうちローラ５１、５２がローラ５３より上方位置で移動方向Ｄ6にこの順序で配置されている。すなわち、ローラ５１が移動方向Ｄ6においてローラ５２よりも上流側に配置されている。また、ローラ５１、５２の頂部が同一高さとなっている。このため、ローラ群５により循環移動される潜像担持ベルト６は、ローラ５１、５２間で、そのベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する。なお、この明細書では、このようにベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する領域ＨＲを「水平移動領域」と称する。また、上記説明から明らかなように、ローラ５１、５２はそれぞれ本発明の「第１ローラ」、「第２ローラ」に相当している。
【００１８】
また、この潜像担持ベルト６の周囲に移動方向Ｄ6に沿って、液滴噴射ヘッド７、電荷付与部８、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）、クリーナ部１０および除電部１１が配設されている。この実施形態では、液滴噴射ヘッド７は図２および図４に示すように第１ローラ５１の上方位置に配置されている。また、この液滴噴射ヘッド７は上記液滴として純水やエタノールなどの液体を貯留する液体貯留タンク（図示省略）と接続されている。そして、ＣＰＵ４１からの指令に応じてヘッド制御部４３が画像形成指令に含まれる画像信号に対応して作動することで液滴噴射ヘッド７の先端噴射口７１から第１ローラ５１に向けて液滴ＷＬを垂直直下噴射する。すなわち、液滴噴射ヘッド７は潜像担持ベルト６のベルト表面に対して液滴ＷＬを垂直に噴射しており、これによって液滴噴射ヘッド７から噴射される液滴ＷＬは潜像担持ベルト表面に対して直交することとなり、液滴ＷＬを確実にベルト表面に押し付けて画像信号に対応する液滴像Ｗを確実に形成することができる。例えば、図４に示すように、全ての噴射口７１から液滴が吐出された場合には、液滴像形成位置Ｐ7で潜像担持ベルト６の表面上に一本のライン状の液滴像が形成される。なお、液滴噴射ヘッド７から潜像担持ベルト６に吐出される液滴ＷＬとしては、純水を用いることができるが、例えば、揮発性を有するエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールを用いてもよい。なお、本実施形態では上述した実験結果より、液滴としてエタノールを用いて液滴像Ｗを形成している。
【００１９】
潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6において、液滴像形成位置Ｐ7の下流側には帯電ローラなどにより構成された電荷付与部８が潜像担持ベルト６は挟んで第２ローラ５２に対向配置されて潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6に従動する方向Ｄ8に回転自在となっている。そして、この電荷付与部８は潜像担持ベルト６に当接することによりニップ部ＮＰを形成している。また、この電荷付与部８には、電荷付与制御部４４が電気的に接続されており、所定のバイアスが電荷付与部８に印加されることによって、潜像担持ベルト６はニップ部ＮＰにおいて電荷付与部８により注入帯電されて液滴位置が選択的に帯電されて画像信号に対応する潜像Ｓ（図４）が潜像担持ベルト６の表面層に形成される。
【００２０】
こうして形成された潜像Ｓは現像部９の現像ローラ９１に担持されているトナーによって顕像化される（現像工程）。この装置１では、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）が潜像担持ベルト６に沿って上下方向に配置されている。各現像部９は、現像剤担持体としての現像ローラ９１、供給ローラ９２、２つのアジテータ９３、９４および層厚規制ブレード９５を備えており、各現像ローラ９１を潜像担持ベルト６の表面に接触または離間させることができるように、水平方向に移動可能に構成されている。そして、現像部９に収容されているトナーは、アジテータ９４、９３の回転により供給ローラ９２に送り込まれ、さらに供給ローラ９２の回転により、現像ローラ９１に供給される。さらに、現像ローラ９１上に供給されたトナーは、現像ローラ９１の回転に伴って、層厚規制ブレード９５と現像ローラ９１との間に進入し、ここで摩擦帯電されて、一定の厚さの薄層として現像ローラ９１上に担持される。
【００２１】
また、現像制御部４５からの制御指令に基づいて、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）のうちの一の現像部９が潜像担持ベルト６に選択的に近接位置決めされると、当該現像部に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ９１から潜像担持ベルト６の表面にトナーを付与する。これによって、潜像担持ベルト６上の潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２２】
そして、上記のようにして現像部９で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で矢印方向Ｄ12に回転駆動されている中間転写ドラム１２上に一次転写される。また、この実施形態では、潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6において１次転写位置ＴＲ1の下流側に、潜像担持ベルト６の表面をクリーナ部１０が設けられており、潜像担持ベルト６の表面に当接することで１次転写後に潜像担持ベルト６の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。さらにクリーナ部１０の下流側に除電部１１が設けられており、除電制御部４６により駆動制御されて潜像担持ベルト６の表面を除電する。
【００２３】
上記のように潜像担持ベルト６が周回する間に潜像担持ベルト６上にトナー像が色単位で形成されるが、カラー画像をシートＳＨに転写する場合には、潜像担持ベルト６上に形成される各色のトナー像を中間転写ドラム１２上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、二次転写ローラ１３を離間位置（破線位置）から転写位置（実線位置）に移動させ、カセット１４から１枚ずつ取り出され搬送経路に沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳＨ上にカラー画像を二次転写する。
【００２４】
このとき、中間転写ドラム１２上の画像をシートＳＨ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳＨを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ１５が設けられており、中間転写ドラム１２の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ１５が回転することにより、シートＳＨが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２５】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳＨは加熱ローラ１６と加圧ローラ１７からなる定着ユニット１８に搬送される。この加熱ローラ１６には発熱体１６１が内蔵されており、エンジンコントローラ４のＣＰＵ４１からの指令に応じて定着制御部４２が作動し、発熱体１６１をコントロールすることで最適な定着温度に制御される。これによりシートＳＨに転写されたトナー像が熱定着される。さらに、このように熱定着されたシートＳＨは図示を省略する排出ローラを経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイに搬送される。
【００２６】
なお、図３において、符号３３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース３２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ３に設けられた画像メモリである。また、符号４８はＣＰＵ４１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶したり、ＣＰＵ４１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するメモリである。
【００２７】
次に潜像担持ベルト６上にトナー像Ｔを形成する工程について図５を参照しつつ詳述する。図５は本実施形態において潜像担持ベルト６上にトナー像Ｔが形成されるまでの工程を示す模式図である。
【００２８】
（１）液滴像形成工程（図５（ａ））
ヘッド制御部４３からの制御信号に従って複数の噴射口７１のうち選択された噴射口７１から潜像担持ベルト６の表面に向けて液滴ＷＬが吐出される。そして、液滴像形成位置Ｐ7において画像信号に対応した液滴像Ｗが潜像担持ベルト６上に形成される。液滴噴射ヘッド７は液滴像形成位置Ｐ7において第１ローラ５１の鉛直上方に固定されているが、潜像担持ベルト６は矢印方向Ｄ6に移動している。したがって、複数の噴射口７１の液滴噴射タイミングを画像信号に応じて制御することにより、潜像担持ベルト６上には画像信号に対応した液滴像Ｗを形成することができる（図５（ａ）平面図参照）。
【００２９】
（２）潜像形成工程（図５（ｂ））
液滴像形成工程で形成された液滴像Ｗは、潜像担持ベルト６の移動に伴って、潜像担持ベルト６と電荷付与部８とが形成するニップ部ＮＰに搬送される。そして、電荷付与制御部４４から電荷付与部８に所定のバイアスが印加されることによって、ニップ部ＮＰにおいて、潜像担持ベルト６上の液滴像Ｗの位置へ注入帯電が選択的に実行される。このように注入帯電が実行されることによって、潜像担持ベルト６の表面に画像信号に対応した潜像Ｓが形成される（図５（ｂ）平面図参照）。なお、ニップ部ＮＰに介在する液滴ＷＬの作用効果は上記した実験結果に基づいている。
【００３０】
また、液滴像Ｗを形成する液滴として揮発性を有するエタノールを用いている。そのため、ニップ部ＮＰにおいて潜像担持ベルト６の表面の液滴像Ｗの位置へ注入帯電が実行されて潜像Ｓが形成された後、形成された潜像Ｓが潜像担持ベルト６の移動に伴って次の現像工程位置へ搬送される過程で該液滴像Ｗは揮発する。
【００３１】
（３）現像工程（図５（ｃ））
潜像形成工程で形成された潜像Ｓは、潜像担持ベルト６の移動に伴って現像位置（潜像担持ベルト６と現像ローラ９１とが対向している位置）に搬送される。このとき、上記したように、潜像Ｓが現像位置へ搬送される過程で、液滴像Ｗは潜像担持ベルト６の表面から揮発除去されている。そして、現像位置において、現像ローラ９１から潜像担持ベルト６へトナーが付与されることによって潜像Ｓは現像されて、潜像担持ベルト６の表面に画像信号に対応したトナー像Ｔが形成される（図５（ｃ）平面図参照）。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、液滴ＷＬによって画像信号に対応した液滴像Ｗを潜像担持ベルト６に形成する。そして、潜像担持ベルト６上の液滴像Ｗの位置へ電荷付与部８により注入帯電して該潜像担持ベルト６上に画像信号に対応した潜像Ｓを形成している。すなわち、ニップ部ＮＰにおいて、液滴像Ｗが介在する位置でのみ電荷付与部８から潜像担持ベルト６への注入帯電が行われ、潜像担持ベルト６に潜像Ｓが形成される。したがって、画像信号に対応した液滴像Ｗと同一形状の潜像Ｓが潜像担持ベルト６上に形成される。よって、潜像担持ベルト６への静電潜像形成を安定して行うことができる。このように、潜像担持ベルト６に液滴像Ｗを介して電荷付与部８により注入帯電を実行した場合、液滴像Ｗを介さない場合に比べて注入帯電効率が極めて向上するとともに安定した注入帯電が行われることは、上記した「ニップ部での液滴介在による効果」の項で説明したとおりである。また、このように形成された潜像Ｓを現像してトナー像Ｔを得ているので、良好なトナー像Ｔを得ることができる。
【００３３】
また、液滴ＷＬを用いて潜像Ｓを形成しているため、光ビームを用いた潜像形成とは異なりシャープな潜像が得られる。例えば液滴噴射ヘッド７としてインクジェット方式のヘッドを採用した場合、液滴の容量を２ピコリットル程度に設定することができる。この場合には液滴の直径は約１５μｍ程度となり、スポット径が６０〜８０μｍ程度となってしまう光ビーム露光方式に比べて高細密な潜像を形成することができる。
【００３４】
また、この実施形態では、水平移動領域ＨＲに対応して液滴噴射ヘッド７および電荷付与部８を潜像担持ベルト６の上方側に配置しているため、潜像Ｓを安定して形成することができる。すなわち、水平状態のベルト表面の上方より液滴ＷＬを噴射することで液滴像Ｗが水平姿勢の潜像担持ベルト表面に形成されるため、液滴像Ｗを安定して形成することができる。また、こうして形成された液滴像Ｗは水平姿勢のままニップ部ＮＰまで水平移動されるため、ニップ部ＮＰへの移動中における液滴像Ｗの乱れを抑えることができる。その結果、潜像Ｓの安定形成が可能となる。
【００３５】
また、液滴噴射ヘッド７から噴射される液滴ＷＬが潜像担持ベルト表面に対して直交するように、液滴噴射ヘッド７は第１ローラ５１の上方位置に配置されているので、液滴ＷＬを確実にベルト表面に押し付けて液滴像Ｗを形成する。しかも、ベルト裏面側に第１ローラ５１は存在しているため、潜像担持ベルト６がばたつくことなく、液滴ＷＬが付着される。したがって、画像信号に対応する液滴像Ｗを正確に形成することができる。
【００３６】
さらに、この実施形態では、液滴ＷＬとして、揮発性を有するエタノールを用いて液滴像Ｗを形成している。したがって、ニップ部ＮＰに液滴像Ｗが介在した状態で、該ニップ部ＮＰにおいて潜像担持ベルト６へ電荷付与部８によって潜像Ｓが形成された後、該潜像Ｓが潜像担持ベルト６の移動に伴ってニップ部ＮＰから離れていく過程で潜像担持ベルト６の表面からエタノールである液滴像Ｗは揮発する。よって、液滴像Ｗを潜像担持ベルト６の表面から除去するのになんらかの手段を講じる必要がない。また、液滴像Ｗが低級アルコールであるエタノールによって形成されているため、その洗浄効果により潜像担持ベルト６の表面をさらに清潔に保つことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第１ローラ５１の上方位置に液滴噴射ヘッド７を配置しているが、第１および第２ローラ５１，５２の中間位置に配置してもよい。ただし、その中間位置ではベルトのばたつきが発生することがあるため、図６に示すように、液滴像形成位置Ｐ7に対応してベルト裏面側にバックアップ部材１９を設けるのが望ましい。このようにバックアップ部材１９を設けることで液滴像形成位置Ｐ7でのベルトのばたつきを防止することができる。つまりバックアップ部材１９の上方位置で、かつバックアップ部材１９に向けて液滴ＷＬを噴射するように液滴噴射ヘッド７を配置することで、上記実施形態と同様に、潜像担持ベルト６がばたつくことなく、液滴ＷＬを付着することができ、その結果、画像信号に対応する液滴像Ｗを正確に形成することができる。
【００３８】
また、潜像担持ベルト６上に形成された液滴像Ｗはニップ部ＮＰで電荷付与部８と接触することとなるため、液滴の一部が電荷付与部８に付着し、そのまま残存してしまう可能性がある。このように電荷付与部８に液滴が残存してしまうと、潜像形成に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、電荷付与部８への液滴の残存を防止するためには、電荷付与部８の表面層を撥水性樹脂により形成してもよい。ここで、撥水性樹脂としてはフッ素樹脂が望ましく、例えば四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオルエチレン）、ポリトリフルオルクロルエチレン等があり、その他にフッ化ビニル・三フッ化エチレン・フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン・ジクロルジフルオルエチレン等の重合体および共重合体を用いることができる。このように構成することによって電荷付与部８への液滴付着を防止することができ、電荷付与を安定して行うことができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、単色の画像形成を行う画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】潜像担持体の帯電効率の示す模式図。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図３】図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】図２の画像形成装置の要部拡大図。
【図５】潜像担持体にトナー像が形成されるまでの工程を示す模式図。
【図６】本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、５…ローラ群、 ６…潜像担持ベルト、 ７…液滴噴射ヘッド、 ８…電荷付与部、 ９，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ…現像部（現像手段）、 ４４…電荷付与制御部、 ５１…第１ローラ、 ５２…第２ローラ、 Ｄ6…（潜像担持ベルトの）移動方向、 ＮＰ…ニップ部、 Ｐ7…液滴像形成位置、 Ｓ…潜像、 Ｔ…トナー像、 Ｗ…液滴像、 ＷＬ…液滴
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜像担持ベルトに電荷注入することにより潜像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザビームプリンタ、複写機やファクシミリ装置などの画像形成装置では、光導電層を持つ感光体を帯電させた後、画像信号に対応した光ビームを感光体に照射して潜像を形成し、これを現像剤で顕像化している。また、画質を向上させるために、例えば特許文献１に記載されているように、小粒径トナーに対して現像キャリアとして重合法で作成された樹脂キャリアを用いるとともに、感光体としてアモルファスシリコンドラムを用いることが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４５０５４号公報（［０００２］、［０００８］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ビームを用いて潜像を形成する画像形成装置では、潜像の電位分布はガウシアン分布となり、スポット径は一般的に６０〜８０μｍ程度である。したがって、トナー粒径を小さくしたとしても、潜像自体が大きく、かつブロード（ガウシアン分布）となっているため、高画質化には一定の限界があった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高品質な画像を形成す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】
【０００６】
この発明は、画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、第１および第２ローラを含むローラ群と、ローラ群に掛け渡されて所定方向に循環移動する潜像担持ベルトと、潜像担持ベルトの表面に向けて画像信号に応じて液滴を噴射して潜像担持ベルトに付着させて画像信号に対応する液滴像を形成する液滴噴射ヘッドと、潜像担持ベルトの移動方向における液滴像形成位置の下流側で、液滴像が形成された潜像担持ベルト表面に当接してニップ部を形成する電荷付与部と、電荷付与部に帯電バイアスを印加してニップ部において潜像担持ベルトを注入帯電させて液滴像に対応する潜像を形成する電荷付与制御手段と、潜像を現像する現像手段とを備え、第１および第２ローラ間で記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動するように、第１および第２ローラは配置される一方、潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッドおよび電荷付与部が潜像担持ベルトの上方側に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、画像信号に応じて液滴が潜像担持ベルトに噴射付着されて画像信号に対応した液滴像が形成される。そして、ニップ部では潜像担持ベルト上の液滴を介して電荷付与部により注入帯電が実行されて該潜像担持ベルトに画像信号に対応した潜像が形成される。このように本発明は従来とは全く異なる方法により潜像を形成している。すなわち、液滴を用いて潜像を形成しているため、光ビームを用いた潜像形成とは異なりシャープな潜像が得られる。その結果、該潜像を現像することで形成されるトナー像もシャープが画像となり、画像品質を高めることができる。それに加えて、水平移動領域に対応して液滴噴射ヘッドおよび電荷付与部を潜像担持ベルトの上方側に配置しているため、次に説明するように、潜像を安定して形成することができる。すなわち、水平状態のベルト表面の上方より液滴が噴射されて液滴像が水平姿勢の潜像担持ベルト表面に形成されるため、液滴像を安定して形成することができる。また、こうして形成された液滴像はそのままニップ部まで水平移動されるため、ニップ部への移動中における液滴像の乱れを抑えることができる。その結果、上記したように潜像の安定形成が可能となる。
【０００８】
ここで、液滴噴射ヘッドの配設位置については、次のように構成することができる。例えば液滴噴射ヘッドは潜像担持ベルト表面に対して液滴を垂直に噴射するように配置してもよい。このように構成することによって、液滴噴射ヘッドから噴射される液滴は潜像担持ベルト表面に対して直交することとなり、液滴を確実にベルト表面に押し付けて液滴像を確実に形成することができる。また、液滴噴射ヘッドを第１ローラの上方位置に配置したり、第１および第２ローラの間に設けられるバックアップ部材の上方位置に配置してもよく、このような配置状態で液滴噴射ヘッドから第１ローラやバックアップ部材に向けて噴射すると、第１ローラやバックアップ部材により裏面側から潜像担持ベルトが支持された状態で該ベルト表面に液滴が付着することとなる。したがって、潜像担持ベルトがばたつくことなく、液滴が付着されて画像信号に対応する液滴像を正確に形成することができる。
【０００９】
ところで、潜像担持ベルト上に形成された液滴像はニップ部で電荷付与部と接触することとなる。ここで、液滴の一部が電荷付与部に付着し、そのまま残存してしまうと、潜像形成に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、電荷付与部の表面層を撥水性樹脂で形成するのが望ましい。というのも、このように撥水性樹脂層を形成することによりニップ部で液滴像を接触した際に液滴が電荷付与部に付着するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜ニップ部での液滴介在による効果＞
本願発明の主要な構成要件のひとつが液滴を用いて液滴像を形成するとともに、該液滴像を介して潜像担持体を注入帯電させて液滴像に対応する潜像を形成する点である。このように液滴を用いることの技術的意義について検証結果を踏まえて詳述し、その後で本発明にかかる実施形態について説明する。
【００１１】
潜像担持体に電荷注入することで該潜像担持体に潜像を形成するという技術に関しては、従来より周知であるが、潜像担持体に当接して電荷を付与する電荷付与部（従来技術における帯電部材や書込部材などに相当）と潜像担持体との接触状態によって接触抵抗が変動し、潜像担持体への潜像の形成精度に大きな影響を与えることがある。これは、潜像担持体と電荷付与部とのニップ部において潜像担持体を注入帯電する際に潜像担持体への帯電効率を向上させるには、該ニップ部における潜像担持体と電荷付与部との接触状態が非常に重要であることを示している。そこで、本願発明者は種々の物質を該ニップ部に介在させるとともに、それらの介在により潜像担持体と電荷付与部との接触状態の改善が認められるか否かを検証したところ、エタノールなどの液滴像をニップ部に介在させた状態で注入帯電を行うことで潜像担持体の帯電効率を高めることが可能となるという知見を得た。
【００１２】
上記検証を行うべく、潜像担持体に帯電ローラ（本発明の「電荷付与部」に相当）を接触させ、その接触部分において帯電ローラによって潜像担持体表面を注入帯電する際に、潜像担持体と帯電ローラとのニップ部に種々の物質を介在させ、それぞれの場合の潜像担持体表面の帯電効率を比較した。この際、ニップ部の一の部分には物質を介在させ、他の部分には物質を介在させない状態で注入帯電を行い、それぞれの部分の帯電効率を比較している。
【００１３】
図１は、上記した方法により得た潜像担持体の帯電効率の示す図である。同図は潜像担持体表面の表面電位を示す図であり、横軸を時間（Ｓ）、縦軸を表面電位（Ｖ）としたものである。潜像担持体と帯電ローラとのニップ部に介在させる物質として、低級アルコールであるエタノールを用いている。同図中の実線は、ニップ部においてエタノールが介在している一の部分の表面電位を示しており、破線はエタノールの介在していない他の部分の表面電位を示している。なお、時刻０で、帯電ローラによって潜像担持体の表面電位が所定の表面電位Ｖ0となるように予め設定した帯電バイアスが帯電ローラに印加されている。
【００１４】
図１から明らかなように、帯電ローラに帯電バイアスが印加されると、液滴像が介在している潜像担持体の表面位置は瞬時に略設定電位Ｖ0に注入帯電される。ところが、液滴像が介在していない潜像担持体の表面位置は、液滴像が介在している潜像担持体の表面位置に比べ帯電効率が悪く、注入帯電されない。このように、この検証結果から、ニップ部において、エタノール等の液滴を部分的に介在させることによって、潜像担持体表面の任意の位置に注入帯電を行い該潜像担持体表面に任意の形状の潜像を形成することができるという知見が得られた。
【００１５】
そこで、本実施形態はこれらの知見に基づき液滴を利用して潜像担持体、特に感光体ベルトなどの潜像担持ベルトに潜像を形成している。以下、図面を参照しつつ、各実施形態について詳述する。
【００１６】
＜実施形態＞
図２は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図３は図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。さらに図４は図２の部分拡大斜視図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印刷処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印刷処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印刷指令）がメインコントローラ３に与えられると、このメインコントローラ３のＣＰＵ３１からの指令に応じてエンジンコントローラ４がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、普通用紙、厚紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）ＳＨに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置１では、図２に示すように、３個のローラ５１〜５３からなるローラ群５に対して潜像担持ベルト６が掛け渡されており、図示を省略する駆動モータによるローラ駆動によって潜像担持ベルト６が所定の移動方向Ｄ6に循環移動する。また、この実施形態では、３個のローラのうちローラ５１、５２がローラ５３より上方位置で移動方向Ｄ6にこの順序で配置されている。すなわち、ローラ５１が移動方向Ｄ6においてローラ５２よりも上流側に配置されている。また、ローラ５１、５２の頂部が同一高さとなっている。このため、ローラ群５により循環移動される潜像担持ベルト６は、ローラ５１、５２間で、そのベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する。なお、この明細書では、このようにベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する領域ＨＲを「水平移動領域」と称する。また、上記説明から明らかなように、ローラ５１、５２はそれぞれ本発明の「第１ローラ」、「第２ローラ」に相当している。
【００１８】
また、この潜像担持ベルト６の周囲に移動方向Ｄ6に沿って、液滴噴射ヘッド７、電荷付与部８、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）、クリーナ部１０および除電部１１が配設されている。この実施形態では、液滴噴射ヘッド７は図２および図４に示すように第１ローラ５１の上方位置に配置されている。また、この液滴噴射ヘッド７は上記液滴として純水やエタノールなどの液体を貯留する液体貯留タンク（図示省略）と接続されている。そして、ＣＰＵ４１からの指令に応じてヘッド制御部４３が画像形成指令に含まれる画像信号に対応して作動することで液滴噴射ヘッド７の先端噴射口７１から第１ローラ５１に向けて液滴ＷＬを垂直直下噴射する。すなわち、液滴噴射ヘッド７は潜像担持ベルト６のベルト表面に対して液滴ＷＬを垂直に噴射しており、これによって液滴噴射ヘッド７から噴射される液滴ＷＬは潜像担持ベルト表面に対して直交することとなり、液滴ＷＬを確実にベルト表面に押し付けて画像信号に対応する液滴像Ｗを確実に形成することができる。例えば、図４に示すように、全ての噴射口７１から液滴が吐出された場合には、液滴像形成位置Ｐ7で潜像担持ベルト６の表面上に一本のライン状の液滴像が形成される。なお、液滴噴射ヘッド７から潜像担持ベルト６に吐出される液滴ＷＬとしては、純水を用いることができるが、例えば、揮発性を有するエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールを用いてもよい。なお、本実施形態では上述した実験結果より、液滴としてエタノールを用いて液滴像Ｗを形成している。
【００１９】
潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6において、液滴像形成位置Ｐ7の下流側には帯電ローラなどにより構成された電荷付与部８が潜像担持ベルト６は挟んで第２ローラ５２に対向配置されて潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6に従動する方向Ｄ8に回転自在となっている。そして、この電荷付与部８は潜像担持ベルト６に当接することによりニップ部ＮＰを形成している。また、この電荷付与部８には、電荷付与制御部４４が電気的に接続されており、所定のバイアスが電荷付与部８に印加されることによって、潜像担持ベルト６はニップ部ＮＰにおいて電荷付与部８により注入帯電されて液滴位置が選択的に帯電されて画像信号に対応する潜像Ｓ（図４）が潜像担持ベルト６の表面層に形成される。
【００２０】
こうして形成された潜像Ｓは現像部９の現像ローラ９１に担持されているトナーによって顕像化される（現像工程）。この装置１では、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）が潜像担持ベルト６に沿って上下方向に配置されている。各現像部９は、現像剤担持体としての現像ローラ９１、供給ローラ９２、２つのアジテータ９３、９４および層厚規制ブレード９５を備えており、各現像ローラ９１を潜像担持ベルト６の表面に接触または離間させることができるように、水平方向に移動可能に構成されている。そして、現像部９に収容されているトナーは、アジテータ９４、９３の回転により供給ローラ９２に送り込まれ、さらに供給ローラ９２の回転により、現像ローラ９１に供給される。さらに、現像ローラ９１上に供給されたトナーは、現像ローラ９１の回転に伴って、層厚規制ブレード９５と現像ローラ９１との間に進入し、ここで摩擦帯電されて、一定の厚さの薄層として現像ローラ９１上に担持される。
【００２１】
また、現像制御部４５からの制御指令に基づいて、４色の現像部９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）のうちの一の現像部９が潜像担持ベルト６に選択的に近接位置決めされると、当該現像部に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ９１から潜像担持ベルト６の表面にトナーを付与する。これによって、潜像担持ベルト６上の潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２２】
そして、上記のようにして現像部９で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で矢印方向Ｄ12に回転駆動されている中間転写ドラム１２上に一次転写される。また、この実施形態では、潜像担持ベルト６の移動方向Ｄ6において１次転写位置ＴＲ1の下流側に、潜像担持ベルト６の表面をクリーナ部１０が設けられており、潜像担持ベルト６の表面に当接することで１次転写後に潜像担持ベルト６の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。さらにクリーナ部１０の下流側に除電部１１が設けられており、除電制御部４６により駆動制御されて潜像担持ベルト６の表面を除電する。
【００２３】
上記のように潜像担持ベルト６が周回する間に潜像担持ベルト６上にトナー像が色単位で形成されるが、カラー画像をシートＳＨに転写する場合には、潜像担持ベルト６上に形成される各色のトナー像を中間転写ドラム１２上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、二次転写ローラ１３を離間位置（破線位置）から転写位置（実線位置）に移動させ、カセット１４から１枚ずつ取り出され搬送経路に沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳＨ上にカラー画像を二次転写する。
【００２４】
このとき、中間転写ドラム１２上の画像をシートＳＨ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳＨを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ１５が設けられており、中間転写ドラム１２の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ１５が回転することにより、シートＳＨが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２５】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳＨは加熱ローラ１６と加圧ローラ１７からなる定着ユニット１８に搬送される。この加熱ローラ１６には発熱体１６１が内蔵されており、エンジンコントローラ４のＣＰＵ４１からの指令に応じて定着制御部４２が作動し、発熱体１６１をコントロールすることで最適な定着温度に制御される。これによりシートＳＨに転写されたトナー像が熱定着される。さらに、このように熱定着されたシートＳＨは図示を省略する排出ローラを経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイに搬送される。
【００２６】
なお、図３において、符号３３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース３２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ３に設けられた画像メモリである。また、符号４８はＣＰＵ４１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶したり、ＣＰＵ４１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するメモリである。
【００２７】
次に潜像担持ベルト６上にトナー像Ｔを形成する工程について図５を参照しつつ詳述する。図５は本実施形態において潜像担持ベルト６上にトナー像Ｔが形成されるまでの工程を示す模式図である。
【００２８】
（１）液滴像形成工程（図５（ａ））
ヘッド制御部４３からの制御信号に従って複数の噴射口７１のうち選択された噴射口７１から潜像担持ベルト６の表面に向けて液滴ＷＬが吐出される。そして、液滴像形成位置Ｐ7において画像信号に対応した液滴像Ｗが潜像担持ベルト６上に形成される。液滴噴射ヘッド７は液滴像形成位置Ｐ7において第１ローラ５１の鉛直上方に固定されているが、潜像担持ベルト６は矢印方向Ｄ6に移動している。したがって、複数の噴射口７１の液滴噴射タイミングを画像信号に応じて制御することにより、潜像担持ベルト６上には画像信号に対応した液滴像Ｗを形成することができる（図５（ａ）平面図参照）。
【００２９】
（２）潜像形成工程（図５（ｂ））
液滴像形成工程で形成された液滴像Ｗは、潜像担持ベルト６の移動に伴って、潜像担持ベルト６と電荷付与部８とが形成するニップ部ＮＰに搬送される。そして、電荷付与制御部４４から電荷付与部８に所定のバイアスが印加されることによって、ニップ部ＮＰにおいて、潜像担持ベルト６上の液滴像Ｗの位置へ注入帯電が選択的に実行される。このように注入帯電が実行されることによって、潜像担持ベルト６の表面に画像信号に対応した潜像Ｓが形成される（図５（ｂ）平面図参照）。なお、ニップ部ＮＰに介在する液滴ＷＬの作用効果は上記した実験結果に基づいている。
【００３０】
また、液滴像Ｗを形成する液滴として揮発性を有するエタノールを用いている。そのため、ニップ部ＮＰにおいて潜像担持ベルト６の表面の液滴像Ｗの位置へ注入帯電が実行されて潜像Ｓが形成された後、形成された潜像Ｓが潜像担持ベルト６の移動に伴って次の現像工程位置へ搬送される過程で該液滴像Ｗは揮発する。
【００３１】
（３）現像工程（図５（ｃ））
潜像形成工程で形成された潜像Ｓは、潜像担持ベルト６の移動に伴って現像位置（潜像担持ベルト６と現像ローラ９１とが対向している位置）に搬送される。このとき、上記したように、潜像Ｓが現像位置へ搬送される過程で、液滴像Ｗは潜像担持ベルト６の表面から揮発除去されている。そして、現像位置において、現像ローラ９１から潜像担持ベルト６へトナーが付与されることによって潜像Ｓは現像されて、潜像担持ベルト６の表面に画像信号に対応したトナー像Ｔが形成される（図５（ｃ）平面図参照）。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、液滴ＷＬによって画像信号に対応した液滴像Ｗを潜像担持ベルト６に形成する。そして、潜像担持ベルト６上の液滴像Ｗの位置へ電荷付与部８により注入帯電して該潜像担持ベルト６上に画像信号に対応した潜像Ｓを形成している。すなわち、ニップ部ＮＰにおいて、液滴像Ｗが介在する位置でのみ電荷付与部８から潜像担持ベルト６への注入帯電が行われ、潜像担持ベルト６に潜像Ｓが形成される。したがって、画像信号に対応した液滴像Ｗと同一形状の潜像Ｓが潜像担持ベルト６上に形成される。よって、潜像担持ベルト６への静電潜像形成を安定して行うことができる。このように、潜像担持ベルト６に液滴像Ｗを介して電荷付与部８により注入帯電を実行した場合、液滴像Ｗを介さない場合に比べて注入帯電効率が極めて向上するとともに安定した注入帯電が行われることは、上記した「ニップ部での液滴介在による効果」の項で説明したとおりである。また、このように形成された潜像Ｓを現像してトナー像Ｔを得ているので、良好なトナー像Ｔを得ることができる。
【００３３】
また、液滴ＷＬを用いて潜像Ｓを形成しているため、光ビームを用いた潜像形成とは異なりシャープな潜像が得られる。例えば液滴噴射ヘッド７としてインクジェット方式のヘッドを採用した場合、液滴の容量を２ピコリットル程度に設定することができる。この場合には液滴の直径は約１５μｍ程度となり、スポット径が６０〜８０μｍ程度となってしまう光ビーム露光方式に比べて高細密な潜像を形成することができる。
【００３４】
また、この実施形態では、水平移動領域ＨＲに対応して液滴噴射ヘッド７および電荷付与部８を潜像担持ベルト６の上方側に配置しているため、潜像Ｓを安定して形成することができる。すなわち、水平状態のベルト表面の上方より液滴ＷＬを噴射することで液滴像Ｗが水平姿勢の潜像担持ベルト表面に形成されるため、液滴像Ｗを安定して形成することができる。また、こうして形成された液滴像Ｗは水平姿勢のままニップ部ＮＰまで水平移動されるため、ニップ部ＮＰへの移動中における液滴像Ｗの乱れを抑えることができる。その結果、潜像Ｓの安定形成が可能となる。
【００３５】
また、液滴噴射ヘッド７から噴射される液滴ＷＬが潜像担持ベルト表面に対して直交するように、液滴噴射ヘッド７は第１ローラ５１の上方位置に配置されているので、液滴ＷＬを確実にベルト表面に押し付けて液滴像Ｗを形成する。しかも、ベルト裏面側に第１ローラ５１は存在しているため、潜像担持ベルト６がばたつくことなく、液滴ＷＬが付着される。したがって、画像信号に対応する液滴像Ｗを正確に形成することができる。
【００３６】
さらに、この実施形態では、液滴ＷＬとして、揮発性を有するエタノールを用いて液滴像Ｗを形成している。したがって、ニップ部ＮＰに液滴像Ｗが介在した状態で、該ニップ部ＮＰにおいて潜像担持ベルト６へ電荷付与部８によって潜像Ｓが形成された後、該潜像Ｓが潜像担持ベルト６の移動に伴ってニップ部ＮＰから離れていく過程で潜像担持ベルト６の表面からエタノールである液滴像Ｗは揮発する。よって、液滴像Ｗを潜像担持ベルト６の表面から除去するのになんらかの手段を講じる必要がない。また、液滴像Ｗが低級アルコールであるエタノールによって形成されているため、その洗浄効果により潜像担持ベルト６の表面をさらに清潔に保つことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第１ローラ５１の上方位置に液滴噴射ヘッド７を配置しているが、第１および第２ローラ５１，５２の中間位置に配置してもよい。ただし、その中間位置ではベルトのばたつきが発生することがあるため、図６に示すように、液滴像形成位置Ｐ7に対応してベルト裏面側にバックアップ部材１９を設けるのが望ましい。このようにバックアップ部材１９を設けることで液滴像形成位置Ｐ7でのベルトのばたつきを防止することができる。つまりバックアップ部材１９の上方位置で、かつバックアップ部材１９に向けて液滴ＷＬを噴射するように液滴噴射ヘッド７を配置することで、上記実施形態と同様に、潜像担持ベルト６がばたつくことなく、液滴ＷＬを付着することができ、その結果、画像信号に対応する液滴像Ｗを正確に形成することができる。
【００３８】
また、潜像担持ベルト６上に形成された液滴像Ｗはニップ部ＮＰで電荷付与部８と接触することとなるため、液滴の一部が電荷付与部８に付着し、そのまま残存してしまう可能性がある。このように電荷付与部８に液滴が残存してしまうと、潜像形成に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、電荷付与部８への液滴の残存を防止するためには、電荷付与部８の表面層を撥水性樹脂により形成してもよい。ここで、撥水性樹脂としてはフッ素樹脂が望ましく、例えば四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオルエチレン）、ポリトリフルオルクロルエチレン等があり、その他にフッ化ビニル・三フッ化エチレン・フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン・ジクロルジフルオルエチレン等の重合体および共重合体を用いることができる。このように構成することによって電荷付与部８への液滴付着を防止することができ、電荷付与を安定して行うことができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、単色の画像形成を行う画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】潜像担持体の帯電効率の示す模式図。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図３】図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】図２の画像形成装置の要部拡大図。
【図５】潜像担持体にトナー像が形成されるまでの工程を示す模式図。
【図６】本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、５…ローラ群、 ６…潜像担持ベルト、 ７…液滴噴射ヘッド、 ８…電荷付与部、 ９，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ…現像部（現像手段）、 ４４…電荷付与制御部、 ５１…第１ローラ、 ５２…第２ローラ、 Ｄ6…（潜像担持ベルトの）移動方向、 ＮＰ…ニップ部、 Ｐ7…液滴像形成位置、 Ｓ…潜像、 Ｔ…トナー像、 Ｗ…液滴像、 ＷＬ…液滴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、
第１および第２ローラを含むローラ群と、
前記ローラ群に掛け渡されて所定方向に循環移動する潜像担持ベルトと、
前記潜像担持ベルトの表面に向けて前記画像信号に応じて液滴を噴射して前記潜像担持ベルトに付着させて前記画像信号に対応する液滴像を形成する液滴噴射ヘッドと、
前記潜像担持ベルトの移動方向における液滴像形成位置の下流側で、前記液滴像が形成された前記潜像担持ベルト表面に当接してニップ部を形成する電荷付与部と、
前記電荷付与部に帯電バイアスを印加して前記ニップ部において前記潜像担持ベルトを注入帯電させて前記液滴像に対応する潜像を形成する電荷付与制御手段と、
前記潜像を現像する現像手段とを備え、
前記第１および第２ローラ間で記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動するように、前記第１および第２ローラは配置される一方、
前記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する水平移動領域に対応して前記液滴噴射ヘッドおよび前記電荷付与部が前記潜像担持ベルトの上方側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記液滴噴射ヘッドは前記潜像担持ベルト表面に対して液滴を垂直に噴射する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１ローラは前記潜像担持ベルトの移動方向において前記第２ローラの上流側に配置され、
前記液滴噴射ヘッドは前記第１ローラの上方位置に配置されるとともに、前記第１ローラに向けて液滴を噴射する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１および第２ローラの間で、しかも前記潜像担持ベルトの裏面側に配置されて前記潜像担持ベルトを裏面側より水平支持するバックアップ部材をさらに備え、
前記液滴噴射ヘッドは前記バックアップ部材の上方位置に配置されるとともに、前記バックアップ部材に向けて液滴を噴射する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電荷付与部は撥水性樹脂で形成された表面層を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、
第１および第２ローラを含むローラ群と、
前記ローラ群に掛け渡されて所定方向に循環移動する潜像担持ベルトと、
前記潜像担持ベルトの表面に向けて前記画像信号に応じて液滴を噴射して前記潜像担持ベルトに付着させて前記画像信号に対応する液滴像を形成する液滴噴射ヘッドと、
前記潜像担持ベルトの移動方向における液滴像形成位置の下流側で、前記液滴像が形成された前記潜像担持ベルト表面に当接してニップ部を形成する電荷付与部と、
前記電荷付与部に帯電バイアスを印加して前記ニップ部において前記潜像担持ベルトを注入帯電させて前記液滴像に対応する潜像を形成する電荷付与制御手段と、
前記潜像を現像する現像手段とを備え、
前記第１および第２ローラ間で記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動するように、前記第１および第２ローラは配置される一方、
前記潜像担持ベルトがベルト表面を上方に向け、しかも略水平状態で移動する水平移動領域に対応して前記液滴噴射ヘッドおよび前記電荷付与部が前記潜像担持ベルトの上方側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記液滴噴射ヘッドは前記潜像担持ベルト表面に対して液滴を垂直に噴射する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１ローラは前記潜像担持ベルトの移動方向において前記第２ローラの上流側に配置され、
前記液滴噴射ヘッドは前記第１ローラの上方位置に配置されるとともに、前記第１ローラに向けて液滴を噴射する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１および第２ローラの間で、しかも前記潜像担持ベルトの裏面側に配置されて前記潜像担持ベルトを裏面側より水平支持するバックアップ部材をさらに備え、
前記液滴噴射ヘッドは前記バックアップ部材の上方位置に配置されるとともに、前記バックアップ部材に向けて液滴を噴射する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電荷付与部は撥水性樹脂で形成された表面層を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２４３０８８（Ｐ２００６−２４３０８８Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５５３６１（Ｐ２００５−５５３６１）
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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