(57)【要約】【課題】タンデム型のカラー画像形成装置において、トナー逆転写現像に起因する感光体クリーナ動作不良等の画像品質の低下及び定着装置での汚れ付着を防止する。【解決手段】用紙搬送方向に沿って配設された複数のＥＰプロセスの帯電装置のバイアス印加によって制御される感光体の表面電位を、画像形成の上流側に配置されるＥＰプロセスから下流側に配置されるＥＰプロセスに移行するにつれて減少させる。また、ＥＰプロセスの現像装置の現像ロールに印加する現像バイアスは、上流側に配置されるＥＰプロセスから下流側に配置されるＥＰプロセスに移行するにつれて増加させる。あるいは、ＥＰプロセスの転写装置の第一転写ロールに印加するバイアス電圧を画像形成の上流側に配置されるＥＰプロセスから下流側に配置されるＥＰプロセスに移行するにつれて、各第一転写ロールに印加するバイアス電圧を増加させる。【選択図】図１
2006251753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体の表面に画像情報を与えて静電潜像を形成する露光装置と、上記静電潜像を現像する現像装置とを備え、シリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットと、
上記ＥＰプロセスユニットの上記現像された可視化像を上記ＥＰプロセスの上流側から下流側に向かって順次転写して全色画像を担持する中間転写体と、
上記全色画像を記録媒体上に転移させるために記録媒体を上記ＥＰプロセスユニットの後流に供給する装置と、
該記録媒体上に転移した可視化像を定着させるための定着装置と、
各像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源とを備え、
該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体の表面に画像情報を与えて静電潜像を形成する露光装置と、二成分現像剤によって上記静電潜像を現像する現像装置とを備え、シリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットと、
上記ＥＰプロセスユニットの上記現像された可視化像を上記ＥＰプロセスの上流側から下流側に向かって順次転写して全色画像を担持する中間転写体と、
上記全色画像を記録媒体上に転移させるために記録媒体を上記ＥＰプロセスユニットの後流に供給する装置と、
該記録媒体上に転移した可視化像を定着させるための定着装置と、
各像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源とを備え、
該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させ、且つ転写上流側から転写下流側に配置する現像機内のトナーの色順序がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順もしくは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項３】
該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させ、かつ各像担持体の帯電装置に対して上記中間転写体への転写上流側に配置される帯電装置から下流側に配置される帯電装置に移行するにつれて、像担持体の帯電電位を減少させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多色画像形成装置。
【請求項４】
複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、
該電源は、可視化像が転写される中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項５】
二成分現像剤を用いた、複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、
該電源は、可視化像が転写される中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させ、且つ転写上流側から転写下流側に配置する現像機内のトナーの色順序がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順もしくは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項６】
複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の中間転写体上に各像担持体から転写させる転写装置と転写装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される転写装置から下流側に配置される転写装置に移行するにつれて、各転写装置に印加するバイアス電圧を増加させることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項７】
二成分現像剤を用いた、複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の中間転写体上に各像担持体から転写させる転写装置と転写装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される転写装置から下流側に配置される転写装置に移行するにつれて、各転写装置に印加するバイアス電圧を増加させ、且つ転写上流側から転写下流側に配置する現像機内のトナーの色順序がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順もしくは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項８】
複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置内におけるトナーの帯電量を、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて減少させることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項９】
二成分現像剤を用いた、複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置内におけるトナーの帯電量を、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて減少させ、且つ転写上流側から転写下流側に配置する現像機内のトナーの色順序がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順もしくは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１０】
帯電装置はコロナワイヤ、シールド及びグリッドを有したスコロトロンであ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多色画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた多色画像形成装置に関し、特にタンデム方式を用いた多色画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体である光導電性感光体を帯電、露光し、感光体上に静電潜像を形成し、次いで現像装置で、静電潜像を着色剤等を含有した微粒子状トナーによって現像する。得られたトナー像を記録紙等の記録媒体上に転写、定着して記録画像が得られる。フルカラー画像が求められる画像形成装置では、現像装置内に充填された通常、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって、感光体上に形成される可視像を、中間転写体に順次重ねて転写する。その重ねられた可視像を、転写装置によって記録媒体に一括転写することにより、記録媒体上にトナー像を形成、その後当該トナー像を、定着装置によって定着するようにしている。
【０００３】
特に最近では、高速化の要求でタンデム方式と呼ばれる、多くの場合４つ、または複数の回動するドラム状の感光体を有する構成が採用されている。各々の感光体周りにそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーの帯電器，現像装置，クリーニング装置、イレーサが配置される。各感光体周りの画像形成の過程はＥＰプロセスと呼ばれる。
【０００４】
帯電器は、高速機においてはコロナワイヤ、シールド及びグリッドから構成されるスコロトロンが用いられることが多く、スコロトロンは、グリッドに電圧を印加し、印加された電圧とほぼ同等の電位に感光体表面の電位を確保できる様に設定されている。
【０００５】
トナーを現像する方法としては、高速、高画質現像が可能なトナーと磁性キャリアよりなる二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像法がよく用いられている。近年、高画質化の要求から微細になった静電潜像を現像する目的で、トナーとキャリアの粒子径も小さくなり、体積平均粒径が１０μｍ以下の微粒子トナーと重量平均粒径が１００μｍ以下の微粒子キャリアの適用が進められている。
【０００６】
現像装置では、まず、着色粒子であるトナー粒子を帯電させる。トナーの帯電方法にはトナーと部材などとの摩擦により帯電を行う一成分現像方法があり、二成分現像法との違いは、トナーを帯電させる手段の違いだけである。
【０００７】
一方、静電潜像の顕像化の方式として、バイアス現像と呼ばれる方法がよく用いられる。バイアス現像では、現像ローラにバイアス電圧を印加し、感光体表面に形成された潜像電位と現像ローラとの間に発生する電界の作用により帯電されたトナー粒子を現像ローラ表面の現像剤から分離して感光体表面に移動させ、作像が行われる。
【０００８】
潜像電位（すなわち感光体の像形成部分の電位）として、前述の帯電電位を用いてもよいし、放電電位を用いてもよい。一般に、潜像電位として帯電電位を用いる方法を正規現像法、放電電位を用いる方法を反転現像法と呼ぶ。バイアス現像には、現像ローラに直流電圧のみを印加するものと、直流電圧に交流電圧を重畳して印加するものがある。直流電圧に交流電圧を重畳して印加するものは、直流電圧だけの現像バイアスが印加されたものに比べて、感光体上の潜像により多くのトナーを供給でき、画像濃度を上昇させる利点を持っている。
【０００９】
帯電電位と放電電位のうち潜像電位として用いられない側の電位を背景電位と呼ぶ。現像ローラのバイアス電圧の直流電圧は帯電電位と放電電位の中間に設定され、潜像電位との差を現像電位と呼ぶ。同様に、背景電位との差を背景電位と呼ぶ。現像電位が大きければ形成される電界（現像電界と呼ぶ）が強くなるので現像性能が高くなる。一方、背景電位は画像の背景部の画質に影響し、背景電位が少ないと背景部へのかぶりが増える。また、トナーの帯電量は現像性能と密接な関係にあり、トナーの帯電量が大きい程、同一現像電界強度での現像性能は低下し、トナーの帯電量が大きい程、同一の背景電位で背景部へのかぶりが低下する。
【００１０】
このような感光体を中心とした４つのＥＰプロセス上に形成されたトナー像は中間転写体である転写ベルトに転写する。転写ベルトは各ＥＰプロセスの現像装置とクリーニング装置の間で感光体に当接している。転写ベルトの感光体と反対の面に転写ロールが配置されていてトナーの極性と逆極性で所望の電圧あるいは電流を印加することにより、転写ローラに印加された転写バイアスと感光体との電位差から形成される電界により、転写ベルトに転写される。感光体表面に形成されたトナー像を最大の効率で転写ベルト上に転写する構成となっている。各ＥＰプロセスは現像装置内部のトナー色が異なるだけで、その他は同様の構成となっている。
【００１１】
記録媒体である用紙はトレイから送り出され、各ＥＰプロセスで画像形成された後の転写ベルト位置に送られ、転写ベルト上のトナーは用紙との当接位置で一括してトナー像の転写が行われる。転写ローラにはバイアス電圧が印加されており、印加された転写バイアスは、トナーの極性と同極で、トナーとの斥力を発生させ、用紙上に転写されるトナー像が転写された用紙は定着装置に搬送され、トナーが加熱溶融され用紙上に定着される。また、用紙との当接位置で用紙に転写されずに転写ベルトに残った残留トナーは、ブレードとブラシで構成されたクリーニング装置で回収され、搬送スクリューを用いて画像形成装置内部の廃棄トナーボトルに搬送され廃棄処理される。
【００１２】
ところで、フルカラー画像を得るには、トナーを像担持体である感光体から中間転写体上にトナーを転写し、複数色のトナーを積み重ねる必要がある。このトナーを積み重ねる際にトナーが飛び散りやにじみが発生する。また、フルカラー画像を記録媒体上に定着した際には、トナーの転写の順番に依存して、色の再現範囲が異なる。これを対策する為に、特許文献１に見られる様にトナーを中間転写体に転写する色順を規定し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順かブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順に転写する方法が提案されている。
【００１３】
さらに、タンデム方式のカラー画像形成装置では、最上流のＥＰプロセスの現像工程で形成された１色目のトナー像が用紙上に転写される。次のＥＰプロセスの現像工程で形成された第２色目のトナー像を中間転写体に重ねて転写する際に、先に転写された１色目のトナー像の一部が感光体側に逆転写される現象が生じる。同様のことは、３色目、及び４色目のトナー像を用紙上に転写する際にも生じる。このため、最下流のＥＰプロセスで４色目のトナー像の転写を終了した後では、中間転写体への１色目のトナー像のトナー付着量は、当初の付着量に比べて数１０％に減少してしまう。そして、同様な現象が２色目のトナー像、及び３色目のトナー像にも生じる。
【００１４】
したがって、例えばトナー像の形成と中間転写体への転写の工程を４回実施するものとした場合に各トナー像の中間転写体上への付着量は１色目のトナー像が最も少なめとなって、４色目の付着量が最も大きくなる。ＥＰプロセスにおいて感光体の画像電位に応じて、現像ローラ上からトナーが感光体に付着する際、多くのレーザープリンタやＭＦＰで使われるトナーは負極性のものが多いが、必ずしも一様な負電荷を帯びているわけではない。負極性の弱いものや逆に正極性の電荷を有するものが混在し、これらが後段の転写部で正極性の転写チャージを受ける毎に少しずつ感光体に付着する現象と推定させる。このような不都合を解決するために、タンデム型の画像形成装置では、特許文献２に見られる様に感光体へのトナー付着量が上流側が下流側よりも多くなる付着量制御を行うなどの例が見られる。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−１１４５４７号公報
【特許文献２】特開平９−３１９１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、逆転写現象が発生するのを見越し、予め上流側ほど感光体へのトナー付着量を多くするトナー付着量制御を行った場合、トナー消費量が増加し、上流側のトナー付着量の増大は、上流での中間転写体上への転写トナー量が増加する。結果として下流の像担持体への上流のトナーの逆転写量の増大になり、下流の像担持体のクリーナでの回収トナー量が増大する。これにより、連続印刷等で逆転写されるトナーが像担持体のクリーナで蓄積されクリーナの容量を超えると像担持体へのトナー像の乗り越しとなり、乗り越したトナーが記録媒体上に余印字として記録されるという重大な障害を生じることがある。
【００１７】
更に大きな問題は定着装置で生じる。予め上流側ほど感光体へのトナー付着量を多くするトナー付着量制御を行った場合、多くの場合印刷背景部にかぶりと呼ばれる微量のトナー付着が生じる。当該トナーは、画像形成に作用されるトナーとは逆極性のものが多い。
【００１８】
特に一様な電荷を帯びているわけではなく、極性の０に近いものや極端な正極性の電荷を有するもの、更には負極性のものが混在し、電気的には非常に不安定な状態にある。これらが後段の転写部で正極性の転写チャージを受ける毎に少しずつ正極性を増強させる。特に、上流のかぶりトナーは一次転写後の時間経過による電荷の逃げ及び一次転写の繰り返しによる静電荷の注入が大きい。
【００１９】
かぶりではない画像形成に寄与するトナーは転写を繰り返すことで感光体に付着することが出来、像担持体のクリーナの性能向上で障害を回避できる場合がある。しかし、かぶりと呼ばれるトナーは微量ではあるが静電気的な密着力が高い為、感光体に付着することが容易ではない。その為、正極性が極端に大きい状態で、中間転写体上に蓄積された後、静電力、ファンデルワールス力、中間転写体と二次転写部との微小な速度差で生じるせん断力等の作用で、二次転写部で記録媒体上に転移し、定着装置まで搬送される。一般にトナー像を定着する方法としては、熱効率が高く高速定着が可能な熱ローラ定着法がよく用いられている。
【００２０】
熱ローラ定着法は、内部に熱源を有し、表面にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等の離型層を配置し、トナーを溶融するに十分な温度に加熱された金属からなる加熱ロールにトナー像を直接接触させる。同時に加圧ロールで圧力を加えてこの両ロール間に記録媒体を通過させることにより定着を行う方法である。この方法を用いた定着装置においては、記録媒体上の未定着のトナー像が付着している面を加熱ロールに接触させることになるが、接触した加熱ロールにごく微量のトナー像が付着する、いわゆるオフセット現象が発生する。上記定着装置において生じるオフセット現象は、殆どの場合、トナーの主成分である樹脂の溶融物性、即ち、樹脂の分子量と分子量分布により大きな影響を受ける。
【００２１】
トナーの溶融現象で生じるオフセットの他にトナーの電荷による鏡像力や加熱ロールの表面に蓄積されたクーロン力によって、加熱ロールにトナーが付着してゴーストとなる、静電オフセットが知られている。記録媒体上に付着した正極性の大きいトナーは、加熱ロール表面に配置された離型層が帯電系列から負極性を持っている為、加熱ロール表面に瞬時に転移する。また、極性が０に近いトナーは、負帯電系列の加熱ロール表面に配置された離型層と接触した際、加熱ロール表面から、微小ながら加熱ロール表面の離型層と逆極性、つまり正の電荷を付与され、正電荷を保持する。この正電荷を保持したトナーも先と同様に加熱ロール表面に瞬時に転移する。
【００２２】
この加熱ロールに付着したトナーは両ロール間を記録媒体が通過していない場合に加圧ロールと接触し、その際加熱ロールから加圧ロールに転移する。連続して多数回の画像形成が行われる場合には、転移するトナーの量が画像形成動作の回数に比例して増加し、加圧ロール上に汚れとして固着・蓄積する。そのトナーが画像形成装置の再起動時など加熱ロールと加圧ロールが空転し加圧ロールの温度がトナーの軟化点を超える温度で溶融した場合には、搬送されてきた記録媒体の加圧ロールとの接触面、すなわち裏面にそのトナーが付着する。記録媒体の厚みが小さい場合にはそれが表面に浮き出たり、両面印字の場合には裏面に印字された画像を汚したり、あるいは記録媒体を積み重ねて置いた場合にはすぐ下側に位置する記録媒体の表面に付着したりして、重大な誤印字を生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、このような不具合に鑑みてなされたものである。像担持体を中心とするＥＰプロセスが複数配設され、ＥＰプロセスで各々形成された画像を中間転写体上に順次重ね合わせて、その後一括で記録媒体上にトナー像を転写することによって画像を形成する多色画像形成装置において、上記プロセスによる定着での静電オフセットを低減する為に、画像形成上流のＥＰプロセスでのかぶりを低減することを提案するものである。
【００２４】
特に、目視上誤印字として認識されやすいトナーはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の内ブラックのトナーで、最も誤印字として認識されにくいトナーの色はイエローのトナーであることで、感光体から中間転写体上へ転写するトナーの色順序を最初にイエロー、最後にブラックとし、仮に同一のトナーのかぶり量であっても誤印字として認識されない様にした。
【００２５】
本発明は、ＥＰプロセスの帯電装置に対して電圧を印加する電源を備え、その電源は、中間転写上流側に配置されるＥＰプロセスから下流側に配置されるＥＰプロセスに移行するにつれて、各帯電装置に印加するバイアス電圧を減少させ、且つＥＰプロセスの色順序を規定することで上流でのかぶりの生成を低減させ余印字を回避することのできるカラー画像形成装置を提供するものである。
【００２６】
本発明において、ＥＰ（電子写真）プロセスユニットとは、タンデム方式の複数のＥＰプロセスから構成された画像形成装置における各ＥＰプロセスを実行するための装置構成を意味し、各ＥＰプロセスユニットは、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体の表面に画像情報を与えて静電潜像を形成する露光装置と、二成分現像剤によって上記静電潜像を現像する現像装置とを備え、それら複数のＥＰプロセスユニットはシリーズ（直列）に配置されている。即ち、ＥＰプロセスユニットは画像の現像までを行う装置構成を意味し、ＥＰプロセスはプロセスユニットの現像プロセス（方法）を意味するので、その実質的な意味は特に断りがない限り両者は同一である。
【００２７】
また同様の目的で、ＥＰプロセスの現像装置の現像ロールに対してバイアス電圧を印加する直流電源を備えている。バイアス電圧印加装置は、中間転写上流側に配置されるＥＰプロセスから下流側に配置されるＥＰプロセスに移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させ、且つＥＰプロセスの色順序を規定する。
【００２８】
本発明による多色画像形成装置の構成は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体の表面に画像情報を与えて静電潜像を形成する露光装置と、二成分現像剤によって上記静電潜像を現像する現像装置とを備え、色順序の最上流をイエロー、最下流をブラックとしてシリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットと、上記ＥＰプロセスユニットの上記現像された可視化像を上記ＥＰプロセスの上流側から下流側に向かって順次転写して全色画像を担持する中間転写体と、上記全色画像を記録媒体上に転移させるために記録媒体を上記ＥＰプロセスユニットの後流に供給する装置と、該記録媒体上に転移した可視化像を定着させるための定着装置と、各像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源とを備え、該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させるものである。
【００２９】
また、上記多色画像形成装置において、該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させ、各像担持体の帯電装置に対して上記中間転写体への転写上流側に配置される帯電装置から下流側に配置される帯電装置に移行するにつれて、像担持体の帯電電位を減少させることができる。
【００３０】
更に、本発明は、二成分現像剤を用いた、色順序の最上流をイエロー、最下流をブラックとしてシリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、該電源は、可視化像が転写される中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて、各現像装置に印加する現像バイアス電圧を増加させる多色画像形成装置を提供するものである。
【００３１】
また、本発明は、二成分現像剤を用いた、色順序の最上流をイエロー、最下流をブラックとしてシリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、ＥＰプロセスユニットの像担持体の中間転写体上に各像担持体から転写させる転写装置と転写装置に対してバイアス電圧を印加する電源を備え、該電源は、中間転写体への転写上流側に配置される転写装置から下流側に配置される転写装置に移行するにつれて、各転写器に印加するバイアス電圧を増加させる多色画像形成装置を提供するものである。
【００３２】
また、本発明は、二成分現像剤を用いた、色順序の最上流をイエロー、最下流をブラックとしてシリーズに配置された複数のＥＰプロセスユニットを備えたタンデム方式の多色画像形成装置において、各ＥＰプロセスユニットの像担持体の現像装置内におけるトナーの帯電量を、中間転写体への転写上流側に配置される現像装置から下流側に配置される現像装置に移行するにつれて減少させる多色画像形成装置を提供する。
【００３３】
帯電装置はコロナワイヤ、シールド及びグリッドを有した所謂スコロトロンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、トナー消費量の増大や余印字を回避することのできるカラー画像形成装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例を図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２を用いて説明する。以下の説明において、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを意味する。
【００３６】
図１は、本発明の画像形成装置としての一実施形態を示す側面断面図である。１Ｙは感光体（Ｙ）、２Ｙは帯電器（Ｙ）、３Ｙは現像装置（Ｙ）、１０Ｙはキャリア（Ｙ）、９Ｙはトナー（Ｙ）、３１Ｙは現像ロール（Ｙ）、５１Ｙは第一転写ロール（Ｙ）、７Ｙはクリーナ（Ｙ）、１Ｍは感光体（Ｍ）である。２Ｍは帯電器（Ｍ）、３Ｍは現像装置（Ｍ）、１０Ｍはキャリア（Ｍ）、９Ｍはトナー（Ｍ）、３１Ｍは現像ロール（Ｍ）、５１Ｍは第一転写ロール（Ｍ）、７Ｍはクリーナ（Ｍ）、１Ｃは感光体（Ｃ）、２Ｃは帯電器（Ｃ）、３Ｃは現像装置（Ｃ）である。１０Ｃはキャリア（Ｃ）、９Ｃはトナー（Ｃ）、３１Ｃは現像ロール（Ｃ）、５１Ｃは第一転写ロール（Ｃ）、７Ｃはクリーナ（Ｃ）、１Ｋは感光体（Ｋ）、２Ｋは帯電器（Ｋ）、３Ｋは現像装置（Ｋ）、１０Ｋはキャリア（Ｋ）、９Ｋはトナー（Ｋ）、３１Ｋは現像ロール（Ｋ）である。５１Ｋは第一転写ロール（Ｋ）、７Ｋはクリーナ（Ｋ）、５２は第二転写ロール、５３はバックロール、６は定着装置、８は中間転写体、１１ＹはＥＰプロセス（Ｙ）、１１ＭはＥＰプロセス（Ｍ）、１１ＣはＥＰプロセス（Ｃ）、１１ＫはＥＰプロセス（Ｋ）、９１は逆極性トナーである。４は記録媒体で、ここでは用紙である。
【００３７】
図２は図１で用いた帯電器２の基本構成を示した図である。図２より、帯電器２としてスコロトロン方式を用いた。２ａはグリッドワイヤ、２ｂはシールド、２ｃはコロナワイヤである。また、Ｖｃはコロナワイヤ印加電圧、Ｖｇはグリッドワイヤ印加電圧である。感光体１の表面はＶｃ及びＶｇによって均一帯電を行い、感光体１の表面電位を可変にする場合は、主にＶｇを可変とすることによって行う。Ｖｃは、定電圧方式でも良いし、定電流方式の場合に発生する電圧値を示す場合もあるが本発明の場合はどちらの方式を採用しても効果に全く差はない。
【００３８】
図３は図１で用いた定着装置６の基本構成を示した図である。６１は加熱ロール、６２は加圧ロール、６４は入口用紙ガイド板、６６はヒータランプ、６７はクリーニングウェブ、６８は圧接ロール、９はトナー、９１は逆極性トナー、４は用紙である。
【００３９】
図４は、画像形成の電界の説明図である。Ｖ０は感光体表面電位、Ｖｂは現像ロールへ印加する現像バイアス、Ｖｒは露光時の感光体残留電位である。
【００４０】
図５は、帯電器のグリッド電圧変更時の画像形成の電界を説明した図である。Ｖｂ１はある現像バイアスの例１、Ｖｂ２は現像バイアスの例２である。
【００４１】
図６は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。
【００４２】
図７は、本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である。
【００４３】
図８は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。
【００４４】
図９は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。
【００４５】
図１０は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。
【００４６】
図１１は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。
【００４７】
図１２は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。
【００４８】
帯電器２はスコロトロンであり、現像装置３は、画像形成の上流から順にイエローのトナー９Ｙの現像装置３Ｙ、マゼンタのトナー９Ｍの現像装置３Ｍ、シアンのトナー９Ｃの現像装置３Ｃ、黒のトナー９Ｋの現像装置３Ｋの４つの現像装置３で構成される。図示しないトナーホッパ内には、イエローのトナー９Ｙ、マゼンダのトナー９Ｍ、シアンのトナー９Ｃ、黒のトナー９Ｋが各々の現像装置に対応し配置されている。
【００４９】
現像装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、夫々トナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋとキャリア１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが所定の比率で混合された２成分方式の現像剤が用いられており、磁気ブラシ現像方式が用いられている。トナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋとしてポリエステル樹脂をバインダとし、体積平均粒径８μｍの負帯電型トナーを用いた。各色のトナーは、着色剤、荷電制御剤、ワックスなどが配合され、さらにこれに、流動性の向上を図るために外添剤が添加されてなるものである。
【００５０】
キャリア３１として、導電剤含有シリコーン系樹脂でコートした重量平均粒径が７０μｍのマグネタイトキャリア（電気抵抗１．９×１０８Ω・ｃｍ）を使用し、トナー濃度４．５ｗｔ％で現像剤を調整した。磁気ブラシ現像法で現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の距離）を０．５ｍｍとし、感光体１と現像ロール３３を同方向で移動し、両者の周速比（現像ロール／感光体１）を２とした。
【００５１】
感光体１として有機光導電体（ＯＰＣ）を用い、感光体１の帯電電位−６５０Ｖ、残留電位−７０Ｖ、現像バイアス電位−４００Ｖ、印刷プロセス速度５００ｍｍ／秒に設定した。まず、感光体１Ｙの回転によって、感光体１Ｙの表面が、帯電器２Ｙのグリッド２ａに印加されたバイアス電圧により上記バイアス電圧とほぼ同様の値に一様に帯電された後、図示しない露光装置からの発光により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。次に、現像装置３Ｙは、キャリア１０Ｙとトナー９Ｙが攪拌室で所定の条件で攪拌され、現像ロール３１Ｙの回転により、現像ロール３１Ｙ上に担持されている現像剤中の負帯電されているトナー９Ｙが、感光体１Ｙに対向して接触する。この時に、感光体１Ｙの表面上の静電潜像に選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。
【００５２】
一次転写ローラ５１Ｙは、中間転写体８を挟んで、感光体１Ｙと対向し配設されている。一次転写ローラ５１Ｙは、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、感光体１Ｙの駆動に従動して回転し、所定の転写バイアスが印加されている。
【００５３】
感光体１Ｙ上に担持されたトナー９Ｙ像は、中間転写体８が感光体１Ｙと一次転写ローラ５１Ｙとの間を通る間に中間転写体８に転写される。中間転写体８の基材としては、ポリウレタンゴム、ポリシリコンゴムなどのゴム系材料、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなど樹脂系材料が使用される。
【００５４】
これらの材料に導電性物質を添加して所定の電気抵抗率に調整して使用される。同様の動作をＥＰプロセス（Ｙ）１１Ｙ、ＥＰプロセス（Ｍ）１１Ｍ、ＥＰプロセス（Ｃ）１１Ｃ、黒のＥＰプロセス（Ｋ）１１Ｋで行い、イエローのトナー９Ｙ、マゼンダのトナー９Ｍ、シアンのトナー９Ｃ、黒トナー９Ｋで中間転写体８上にカラー画像が形成される。
【００５５】
ところで、タンデム型の画像形成装置では前述のように上流のＥＰプロセスで一旦中間転写体８上に転写された未定着トナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが、すぐ下流側のＥＰプロセスで奪われてしまう逆転写現象が発生し、良好なカラー画像が得られなくなることがある。画像背景部については、かぶりとして画像部と反対極性の逆極性トナー９１が中間転写体８に付着する。画像部のトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋよりは小径あるいは大径にシフトしており電気的に不安定なものがあったり、形状がいびつで中間転写体８との静電気的付着力が強いものがあったりする。画像部のトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと極性が異なるなどの理由から、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに転移するものが殆ど存在しない。
【００５６】
したがって、イエロートナー９Ｙ、マゼンダトナー９Ｍ、シアントナー９Ｃ、黒トナー９Ｋで繰り返した場合、中間転写体８上の画像背景部には、４つのＥＰプロセスで形成された逆極性トナー９１が存在することになる。特に、上流のＥＰプロセスで形成された逆極性トナー９１は中間転写体８への転写の為、逆極性トナー９１の極性と同じ極性の電荷を注入され続けることになり、逆極性トナー９１の帯電量の平均値は画像部に付着しているトナーの帯電量の絶対値よりも大きい値を示すことになる。
【００５７】
また前述の様に逆極性トナー９１は粒径も小さいものと大きいものに分布しており、帯電量の分布も広くなっている。上流のＥＰプロセスの背景部に付着するトナーの絶対量を小さくするために、本実施例では、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧を３１Ｙが−４００Ｖ、３１Ｍが−４００Ｖ、３１Ｃが−４００Ｖ、３１Ｋが−４００Ｖとした。帯電器２のグリッド２ａの電圧を２Ｙが−７００Ｖ、２Ｍが−６７０Ｖ、２Ｃが−６５０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとした。上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１への形成量を小さくした。
【００５８】
一般的に、図４に示す様に、画像形成には、現像バイアスＶｂと残留電位Ｖｒで形成される現像電位が現像されるトナーの量を決定し、現像電位の差が大きい程、感光体上に付着させるトナーを大きくすることができる。また、感光体電位Ｖ０と現像バイアスＶｂの差を背景電位と呼び、背景電位の値が小さくなると、画像背景部のかぶりと呼ばれるトナーが大きくなり、本来の画像部で無い部分にトナーを付着させる結果となる。
【００５９】
図５には、帯電器のグリッド電圧変化時の感光体電位の関係を示しているが、グリッド電圧Ｖｇを小さくすると、感光体の残留電位も小さくなり、同一の現像バイアスを用いた場合は、現像電位が大きくなり背景電位が小さくなる。その場合、画像部へのトナー付着が上昇し、背景部かぶりが増加する結果となるが、グリッド電圧を小さくすると同時に現像バイアスをＶｂ１からＶｂ２まで変更することにより現像電界を先の条件と同じくした。これにより、現像量が同じで、背景電位を大きくし、かぶり低減を行える条件が存在する。
【００６０】
なお、ここで提案したグリッド電圧及び現像バイアス条件では、画像形成に寄与するトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに与える現像電界は殆ど変わる事は無い。仮にグリッド電圧の変化で感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの特性によっては感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの残留電位が変化する場合もある。しかし、その場合は露光部の出力を目標とする感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの残留電位まで変更することで、画像部については従来と同様の印刷品質を確保することは可能である。
【００６１】
図６に本発明による各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す。従来例と比較すると第一のＥＰプロセスの背景部トナー付着量が小さく下流になるにつれて大きくなり、第４のＥＰプロセス通過後の背景部トナーのかぶり量は従来例と同じレベルに調整した。
【００６２】
図７に本発明による二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す。従来例と比較すると帯電レベルが約５５％程度になっていることが分かった。その後、用紙４は二次転写部に搬送され、中間転写体８とのニップ部にて転写されることになる。二次転写ローラ５２は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、所定の転写バイアスが印加されている。中間転写体８上に形成された画像部のトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ画像は、用紙４が中間転写体８とバックローラ５３との間を通る間に用紙４に一括転写される。
【００６３】
この際、中間転写体８上に形成された背景部の逆極性トナー９１も、用紙４が中間転写体８と二次転写ローラ５２との間を通る間に用紙４に、転写電界、ファンデルワールス力、摩擦力の効果で、用紙４上かぶりとして一括転写される。その後用紙４は定着装置まで運ばれる。定着装置６は、アルミニウム製芯金をフッ素樹脂（テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被覆し（３５μｍ）、中心部にヒータランプを設けたものを加熱ロール６１とした。アルミニウム製芯金にゴム硬度約３０度のシリコーンゴム層（厚さ５ｍｍ）を設け、最外層を厚さ５０μｍのＰＦＡチューブで被覆したものを加圧ロール６２とした。定着条件は、プロセス速度１２７ｍｍ／秒、加熱ロール６１、加圧ロール６２の外径３０ｍｍ、両ロールの接触域（ニップ）の幅約８ｍｍ、加熱ロール６１の制御温度１８０℃、押し付け加重６０ｋｇｆとした。
【００６４】
加熱ロール６１の清掃部にはクリーニングウェブ６７を設け、シリコーンオイル塗布によるオフセットトナーの簡潔拭き取り機構を採用した。ところで、定着装置６に転写後の用紙４が挿通される際、加熱ロール６１の表面から供給される熱エネルギーによって殆どのトナー９は加熱溶融され、用紙４上に固着される。しかし、実際には加熱ロール６１の表面に配置されているフッ素樹脂の帯電系列が負である為、負極性のトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは反発力で用紙４に付着し、正極性つまり逆極性トナー９１は加熱ロール６１表面に付着することになる。正極性のトナー９１は、加熱ロール６１に付着し、この逆極性トナー９１が定着装置６における静電オフセットの原因となる。図８に本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示すが、従来例と比較すると逆極性トナー量を大きく低減させることができた。
【００６５】
また、以上の説明は、所謂、定着ロールを用いた定着装置について言及したが、ベルト方式など、トナーと接触することによって定着させる定着方式においても同様の効果が得られることは言うまでもない。上記と同様に、逆転写現象を防止するために、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに印加するバイアス電圧のみを変更する。具体的には現像ロール３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに印加するバイアス電圧を３３Ｙが−３５０Ｖ、３３Ｍが−３８０Ｖ、３３Ｃが−３９０Ｖ、３３Ｋが−４００Ｖとした。帯電器２のグリッド電圧を２Ｙが−６４０Ｖ、２Ｍが−６４０Ｖ、２Ｃが−６４０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとした。この場合、図９、図１０に示す様に、背景部トナー量、記録媒体への汚れ付着量を従来例と比較し、上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋへの形成量を小さくすることができ、記録媒体への汚れを低減することが出来た。
【００６６】
更に、上記と同様に、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧と帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各々のグリッドに印加するバイアス電圧を同時に変更する。具体的には現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧３３Ｙが−３８０Ｖ、３３Ｍが−３８５Ｖ、３３Ｃが−３９０Ｖ、３３Ｋが−３９５Ｖとした。帯電器２のグリッド電圧を２Ｙが−６８０Ｖ、２Ｍが−６８０Ｖ、２Ｃが−６７５Ｖ、２Ｋが−６７０Ｖとした。下流のＥＰプロセスと比較し、上流のＥＰプロセスの帯電器２に印加されるグリッド電圧と現像装置３に印加されるバイアス電圧の差を上流のＥＰプロセス側を大きくした。これにより、図１１、図１２に示す様に、背景部トナー量、記録媒体への汚れ付着量を従来例と比較し、上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１への形成量を小さくすることができた。
【００６７】
また、この条件では、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧と帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各々のグリッドに印加するバイアス電圧を同時に変更した場合、現像電界を従来例と全く同一にできる条件である。その為、従来例と全く同一のトナーの現像量が確保され、最も良好な画像が得られた。
【００６８】
上記実施例１では、二成分現像方法の例を示したが、一成分現像方法においても同様の効果が期待できる。
（実施例２）
本実施例を図１８、図２、図３、図４、図５、図１９、図２０、図２１、図２２、図２３、図２４、図２５を用いて説明する。以下の説明において、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを意味する。
【００６９】
図１８は、本発明の画像形成装置としての一実施形態を示す側面断面図である。１Ｙは感光体（Ｙ）、２Ｙは帯電器（Ｙ）、３Ｙは現像装置（Ｙ）、１０Ｙはキャリア（Ｙ）、９Ｙはトナー（Ｙ）、３１Ｙは現像ロール（Ｙ）、５１Ｙは第一転写ロール（Ｙ）、７Ｙはクリーナ（Ｙ）、１Ｃは感光体（Ｃ）、２Ｃは帯電器（Ｃ）、３Ｃは現像装置（Ｃ）、１０Ｃはキャリア（Ｃ）、９Ｃはトナー（Ｃ）、３１Ｃは現像ロール（Ｃ）、５１Ｃは第一転写ロール（Ｃ）、７Ｃはクリーナ（Ｃ）、１Ｍは感光体（Ｍ）、２Ｍは帯電器（Ｍ）、３Ｍは現像装置（Ｍ）、１０Ｍはキャリア（Ｍ）、９Ｍはトナー（Ｍ）、３１Ｍは現像ロール（Ｍ）、５１Ｍは第一転写ロール（Ｍ）、７Ｍはクリーナ（Ｍ）、１Ｋは感光体（Ｋ）、２Ｋは帯電器（Ｋ）、３Ｋは現像装置（Ｋ）、１０Ｋはキャリア（Ｋ）、９Ｋはトナー（Ｋ）、３１Ｋは現像ロール（Ｋ）、５１Ｋは第一転写ロール（Ｋ）、７Ｋはクリーナ（Ｋ）、５２は第二転写ロール、５３はバックロール、６は定着装置、８は中間転写体、１１ＹはＥＰプロセス（Ｙ）、１１ＣはＥＰプロセス（Ｃ）、１１ＭはＥＰプロセス（Ｍ）、１１ＫはＥＰプロセス（Ｋ）、９１は逆極性トナーである。４は記録媒体で、ここでは用紙である。
【００７０】
図２は図１で用いた帯電器の基本構成を示した図である。図２より帯電器にはスコロトロン方式を用いた。２ａはグリッドワイヤ、２ｂはシールド、２ｃはコロナワイヤである。またＶｃはコロナワイヤの印加電圧、Ｖｇはグリッドワイヤの印加電圧である。
【００７１】
図３は、本発明で用いた画像形成装置内の定着機の基本構成を示した図である。６１は加熱ロール、６２は加圧ロール、６４は入口用紙ガイド板、６６はヒータランプ、６７はクリーニングウェブ、６８は圧接ロール、９はトナー、９１は逆極性トナー、４は用紙である。
【００７２】
図４は、画像形成の電界の説明図である。Ｖ０は感光体表面電位、Ｖｂは現像ロールへ印加する現像バイアス、Ｖｒは露光時の感光体残留電位である。
【００７３】
図５は、帯電器のグリッド電圧変更時の画像形成の電界を説明した図である。Ｖｂ１はある現像バイアスの例１、Ｖｂ２は現像バイアスの例２である。
【００７４】
図１９は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。図２０は、本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である。図２１は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。図２２は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。図２３は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。図２４は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。図２５は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。
【００７５】
帯電器２はスコロトロンであり、現像装置３は、画像形成の上流から順にイエローのトナー９Ｙの現像装置３Ｙ、シアンのトナー９Ｃの現像装置３Ｃ、マゼンタのトナー９Ｍの現像装置３Ｍ、黒のトナー９Ｋの現像装置３Ｋの４つの現像装置３で構成され、図示しないトナーホッパ内には、イエローのトナー９Ｙ、シアンのトナー９Ｃ、マゼンタのトナー９Ｍ、黒のトナー９Ｋが各々の現像装置に対応し配置されている。
【００７６】
現像装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋには、夫々トナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋとキャリア１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが所定の比率で混合された２成分方式の現像剤が用いられており、磁気ブラシ現像方式が用いられている。トナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋとしてポリエステル樹脂をバインダとし、体積平均粒径８μｍの負帯電型トナーを用いた。各色のトナーは、着色剤、荷電制御剤、ワックスなどが配合され、さらにこれに、流動性の向上を図るべく外添剤が添加されてなるものである。
【００７７】
キャリア３１として、導電剤含有シリコーン系樹脂でコートした重量平均粒径が７０μｍのマグネタイトキャリア（電気抵抗１．９×１０８Ω・ｃｍ）を使用し、トナー濃度４．５ｗｔ％で現像剤を調整し、磁気ブラシ現像法で現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の距離）を０．５ｍｍとし、感光体１と現像ロール３３を同方向で移動し、両者の周速比（現像ロール／感光体１）を２とした。
【００７８】
有機光導電体（ＯＰＣ）を感光体１として、感光体１の帯電電位−６５０Ｖ、残留電位−７０Ｖ、現像バイアス電位−４００Ｖ、印刷プロセス速度５００ｍｍ／秒に設定した。まず、感光体１Ｙの回転によって、感光体１Ｙの表面が、帯電器２Ｙのグリッド２ａに印加されたバイアス電圧により上記バイアス電圧とほぼ同様の値に一様に帯電された後、図示しない露光装置からの発光により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００７９】
次に、現像装置３Ｙは、キャリア１０Ｙとトナー９Ｙが攪拌室で所定の条件で攪拌され、現像ロール３１Ｙの回転により、現像ロール３１Ｙ上に担持されている現像剤中の負帯電されているトナー９Ｙが、感光体１Ｙに対向して接触する時に、感光体１Ｙの表面上の静電潜像に選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。
【００８０】
一次転写ローラ５１Ｙは、中間転写体８を挟んで、感光体１Ｙと対向し配設されている。一次転写ローラ５１Ｙは、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、感光体１Ｙの駆動に従動して回転し、所定の転写バイアスが印加されている。感光体１Ｙ上に担持されたトナー９Ｙ像は、中間転写体８が感光体１Ｙと一次転写ローラ５１Ｙとの間を通る間に中間転写体８に転写される。
【００８１】
中間転写体８の基材としては、ポリウレタンゴム、ポリシリコンゴムなどのゴム系材料、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなど樹脂系材料が使用される。これらの材料に導電性物質を添加して所定の電気抵抗率に調整して使用される。同様の動作をＥＰプロセス（Ｙ）１１Ｙ、ＥＰプロセス（Ｃ）１１Ｃ、ＥＰプロセス（Ｍ）１１Ｍ、黒のＥＰプロセス（Ｋ）１１Ｋで行い、イエローのトナー９Ｙ、シアンのトナー９Ｃ、マゼンタのトナー９Ｍ、黒トナー９Ｋで中間転写体８上にカラー画像が形成される。
【００８２】
ところで、タンデム型の画像形成装置では前述のように上流のＥＰプロセスで一旦中間転写体８上に転写された未定着トナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋが、すぐ下流側のＥＰプロセスで奪われてしまう逆転写現象が発生し、良好なカラー画像が得られなくなることがある。画像背景部については、かぶりとして画像部と反対極性の逆極性トナー９１が中間転写体８に付着するが、画像部のトナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋよりは小径あるいは大径にシフトしており電気的に不安定なものがあったり、形状がいびつで中間転写体８との静電気的付着力が強いものがあったり、画像部のトナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋと極性が異なるなどの理由から、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに転移するものが殆ど存在しない。
【００８３】
したがって、イエロートナー９Ｙ、シアントナー９Ｃ、マゼンタトナー９Ｍ、黒トナー９Ｋで繰り返した場合、中間転写体８上の画像背景部には、４つのＥＰプロセスで形成された逆極性トナー９１が存在することになる。特に、上流のＥＰプロセスで形成された逆極性トナー９１は中間転写体８への転写の為、逆極性トナー９１の極性と同じ極性の電荷を注入され続けることになり、逆極性トナー９１の帯電量の平均値は画像部に付着しているトナーの帯電量の絶対値よりも大きい値を示すことになる。また前述の様に逆極性トナー９１は前述の様に粒径も小さいものと大きいものに分布しており、帯電量の分布も広くなっている。
【００８４】
上流のＥＰプロセスの背景部に付着するトナーの絶対量を小さくするために、本実施例では、現象装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧を３１Ｙが−４００Ｖ、３１Ｃが−４００Ｖ、３１Ｍが−４００Ｖ、３１Ｋが−４００Ｖとし、帯電器２のグリッド２ａの電圧を２Ｙが−７００Ｖ、２Ｃが−６７０Ｖ、２Ｍが−６５０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとし、上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１への形成量を小さくすることとした。
【００８５】
一般的に、図４に示す様に、画像形成には、現像バイアスＶｂと残留電位Ｖｒで形成される現像電位が現像されるトナーの量を決定し、現像電位の差が大きい程、感光体上に付着させるトナーを大きくすることができる。また、感光体電位Ｖ０と現像バイアスＶｂの差を背景電位と呼び、背景電位の値が小さくなると、画像背景部のかぶりと呼ばれるトナーが大きくなり、本来の画像部で無い部分にトナーを付着させる結果となる。
【００８６】
図５には、帯電器のグリッド電圧変化時の感光体電位の関係を示しているが、グリッド電圧Ｖｇを小さくすると、感光体の残留電位も小さくなり、同一の現像バイアスを用いた場合は、現像電位が大きくなり背景電位が小さくなる。その場合、画像部へのトナー付着が上昇し、背景部かぶりが増加する結果となるが、グリッド電圧を小さくすると同時に現像バイアスをＶｂ１からＶｂ２まで変更することにより現像電界を先の条件と同じくして現像量が同じで、背景電位を大きくし、かぶり低減を行える条件が存在する。
【００８７】
なお、ここで提案したグリッド電圧及び現像バイアス条件では、画像形成に寄与するトナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋに与える現像電界は殆ど変わる事は無く、仮にグリッド電圧の変化で感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの特性によっては感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの残留電位が変化する場合もあるが、その場合は露光部の出力を目標とする感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの残留電位まで変更することで、画像部については従来と同様の印刷品質を確保することは可能である。
【００８８】
図１９に本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す。従来例と比較すると第一のＥＰプロセスの背景部トナー付着量が小さく下流になるにつれて大きくなり、第４のＥＰプロセス通過後の背景部トナーのかぶり量は従来例と同じレベルに調整した。
【００８９】
図２０に本発明での二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す。従来例と比較すると帯電レベルが約５５％程度になっていることが分かった。その後、用紙４は二次転写部に搬送され、中間転写体８とのニップ部にて転写されることになる。二次転写ローラ５２は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、所定の転写バイアスが印加されている。中間転写体８上に形成された画像部のトナー９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ画像は、用紙４が中間転写体８とバックローラ５３との間を通る間に用紙４に一括転写される。この際、中間転写体８上に形成された背景部の逆特性トナー９１も、用紙４が中間転写体８と二次転写ローラ５２との間を通る間に用紙４に、転写電界、ファンデルワールス力、摩擦力の効果で、用紙４上かぶりとして一括転写される。その後用紙４は定着装置まで運ばれる。
【００９０】
定着装置６は、アルミニウム製芯金をフッ素樹脂（テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被覆し（３５μｍ）、中心部にヒータランプを設けたものを加熱ロール６１とし、アルミニウム製芯金にゴム硬度約３０度のシリコーンゴム層（厚さ５ｍｍ）を設け、最外層を厚さ５０μｍのＰＦＡチューブで被覆したものを加圧ロール６２とし、定着条件は、プロセス速度１２７ｍｍ／秒、加熱ロール６１、加圧ロール６２の外径３０ｍｍ、両ロールの接触域（ニップ）の幅約８ｍｍ、加熱ロール６１の制御温度１８０℃、押し付け加重６０ｋｇｆとした。加熱ロール６１清掃部にはクリーニングウェブ６７を設け、シリコーンオイル塗布によるオフセットトナーの簡潔拭き取り機構を採用した。
【００９１】
ところで、定着装置６に転写後の用紙４が挿通される際、加熱ロール６１の表面から供給される熱エネルギーによって殆どのトナー９は加熱溶融され、用紙４上に固着されるが、実際には加熱ロール６１の表面に配置されているフッ素樹脂の帯電系列が負である為、負極性のトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは反発力で用紙４に付着し、正極性つまり逆極性トナー９１は加熱ロール６１表面に付着することになる。正極性のトナー９１は、加熱ロール６１に付着し、この逆特性トナー９１が定着装置６における静電オフセットの原因となる。図２１に本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示すが、従来例と比較すると大きく低減させることができた。
【００９２】
また、以上の説明は、所謂、定着ロールを用いた定着装置について言及したが、ベルト方式など、トナーと接触することによって定着させる定着方式においては同様の効果が得られることは言うまでもない。上記と同様に、逆転写現象を防止するために、現象装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像ロール３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋに印加するバイアス電圧のみを変更、具体的には現像ロール３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋに印加するバイアス電圧を３３Ｙが−３５０Ｖ、３３Ｃが−３８０Ｖ、３３Ｍが−３９０Ｖ、３３Ｋが−４００Ｖとし、帯電器２のグリッド電圧を２Ｙが−６４０Ｖ、２Ｃが−６４０Ｖ、２Ｍが−６４０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとした場合、図２２、図２３に示す様に、背景部トナー量、記録媒体への汚れ付着量を従来例と比較し、上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋへの形成量を小さくすることができ、記録媒体への汚れを低減することが出来た。
【００９３】
更に、上記と同様に、現象装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧と帯電器２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの各々のグリッドに印加するバイアス電圧を同時に変更する、具体的には現象装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧３３Ｙが−３８０Ｖ、３３Ｃが−３８５Ｖ、３３Ｍが−３９０Ｖ、３３Ｋが−３９５Ｖとし、帯電器２のグリッド電圧を２Ｙが−６８０Ｖ、２Ｃが−６８０Ｖ、２Ｍが−６７５Ｖ、２Ｋが−６７０Ｖとし、下流のＥＰプロセスと比較し、上流のＥＰプロセスの帯電器２に印加されるグリッド電圧と現像装置３に印加されるバイアス電圧の差を上流のＥＰプロセス側を大きくすることにより、図２４、図２５に示す様に、背景部トナー量、記録媒体への汚れ付着量を従来例と比較し、上流のＥＰプロセスで形成されるかぶりと呼ばれる逆極性トナー９１の感光体１への形成量を小さくすることができた。また、この条件では、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１に印加するバイアス電圧と帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各々のグリッドに印加するバイアス電圧を同時に変更した場合、現像電界を従来例と全く同一にできる条件である為、従来例と全く同一のトナーの現像量が確保され、良好な画像が得られた。
（実施例３）
実施例１と実施例２は、上流のＥＰプロセスから下流のＥＰプロセスの配列が異なる。しかしながら、上流のＥＰプロセスから下流のＥＰプロセスの配列については、更に別の組み合わせが存在する。別の組み合わせを実施した場合、現像装置に印加するバイアス電圧、帯電器２に印加するグリッド電圧を実施例１及び実施例２と同様にした場合、上述の記録媒体への汚れとなるトナーの付着量は、実施例１及び実施例２と同様にできる。しかしながら、記録媒体に付着したトナーの総量が同じであっても、人間の目に汚れとして認識されやすい色と認識されにくい色が存在する。本実施例では、上流のＥＰプロセスから下流のＥＰプロセスの配列（現像順）を検討し、トナーの総量が同じ場合での記録媒体汚れの目視にて行った。その評価結果を表１に示す。記録媒体へのトナー付着が汚れとして確認できないものは○、記録媒体へのトナー付着が汚れとしてはっきり確認できるものは×、一般的には記録媒体上のトナー付着が汚れとして認識できないが凝視すれば記録媒体へのトナー付着が汚れとしてなんとか確認できるものは△として表記した。
【００９４】
【表１】
2006251753.tif 000003
【００９５】
（実施例４）
本実施例を実施例１の説明に用いた図及び、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。図１３は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。図１４は、本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である。図１５は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。
【００９６】
実施例１と同様の構成により、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに印加するバイアス電圧を３３Ｙが−４００Ｖ、３３Ｍが−４００Ｖ、３３Ｃが−４００Ｖ、３３Ｋが−４００Ｖとした。帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのグリッド電圧を２Ｙが−６４０Ｖ、２Ｍが−６４０Ｖ、２Ｃが−６４０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとした。現像装置３内に投入するトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを上流のプロセスから、下流のＥＰプロセスに移行するにつれて変更させておく。
【００９７】
本実施例では、トナーの処方を変更し、現像剤中のトナーの帯電量を最上流の現像装置３内のトナー９の帯電量を−３０μＣ／ｇ、第二の現像装置３内のトナー９の帯電量を−２５μＣ／ｇ、第三の現像装置３内のトナー９の帯電量を−２２μＣ／ｇ、最下流の現像装置３内のトナー９の帯電量を−２０μＣ／ｇとした。その結果、図１４に示すかぶりトナーの帯電量を確保することが出来、図１３に示す背景部トナー量となり、図１５に示す記録媒体への汚れ付着量となった。
【００９８】
本実施例の様にトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの帯電性能に着目して静電オフセットを低減させることも可能である。加熱ロール６１とトナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの静電付着力の問題である為、トナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの帯電量が上流のＥＰプロセスで高く、下流のＥＰプロセスで低い構成にすることにより上流ＥＰプロセスで形成されるトナー９の逆極性トナー９１の生成量が下流のＥＰプロセスと比較すると小さくなる。そのため、定着装置６で静電オフセットとなる逆極性トナー９１の総量が抑えられ実施例１と同様の効果が得られる。なお、実施例２と同様の構成で、上流のＥＰプロセスから下流のＥＰプロセスへの順序をＹＣＭＫとしても本実施例と同様の効果が得られる。
（実施例５）
本実施例を実施例１の説明に用いた図及び、図１６、図１７を用いて説明する。図１６は、本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である。
【００９９】
図１７は、本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である。実施例１と同様の構成により、現象装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの現像ロール３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに印加するバイアス電圧を３１Ｙが−４００Ｖ、３１Ｍが−４００Ｖ、３１Ｃが−４００Ｖ、３１Ｋが−４００Ｖとした。帯電器２のグリッド電圧を２Ｙが−６４０Ｖ、２Ｍが−６４０Ｖ、２Ｃが−６４０Ｖ、２Ｋが−６４０Ｖとし、第一転写ロール５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに印加する電圧を供給する電源装置の値を変更することで実施例１と同様の効果が得られる。
【０１００】
本実施例では第一転写ロール５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋの抵抗を温度２２℃、湿度６０％の環境で、１０の９乗Ω・ｃｍとした。同様の効果は一次転写の性能を変化させ、中間転写体８上に付着する背景部トナー９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの量を制御することによっても可能であった。最上流のＥＰプロセスの一次転写の電圧を＋３５０Ｖとし、第二の一次転写電圧を＋３８０Ｖ、第三の一次転写電圧を＋３９０Ｖ、最下流にＥＰプロセスの一次転写電圧を＋４００Ｖとした方法も有効であった。また、第一転写ロール５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに印加するのは、定電圧ではなく、定電流であって、最上流のＥＰプロセスの一次転写の電流を＋５０μＡとし、第二の一次転写電流を＋５５μＡ、第三の一次転写電流を＋５７μＡ、最下流にＥＰプロセスの一次転写電流を＋６０μＡとした方法も有効であった。
【０１０１】
図１６に示す背景部トナー量となり、図１７に示す記録媒体への汚れ付着量となり、実施例１と実施例４と同様の効果が確認できた。なお、実施例２と同様の構成で、上流のＥＰプロセスから下流のＥＰプロセスへの順序をＹＣＭＫとしても本実施例と同様の効果が得られる。
【０１０２】
以上詳述した様に、本発明の実施例によれば、タンデム方式のフルカラー画像形成装置において、上流ＥＰプロセスの背景部のトナー付着量を、下流のＥＰプロセスの背景部のトナーの付着量よりも小さくすることで、記録媒体上に付着する正帯電トナーを低減させることが出来る。また、負帯電の定着ロール表面へ転移するトナーの総量を低減することが出来る。更に、ＥＰプロセスの色順序をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックまたはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックとすることで、記録媒体に汚れとして認識されやすい上流のＥＰプロセスのトナーが目立たない色目となる。更には、背景部のトナーの付着状態が目視で認識し難くなる。そのため、複数のトナーからなるカラー画像であっても、静電オフセットを生じさせることなく、良好なカラー画像の定着を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面断面図である。
【図２】本発明の図１の画像形成装置において用いた帯電器の基本構成を示す図である。
【図３】本発明の図１の画像形成装置において用いた定着装置の基本構成を示す図である。
【図４】画像形成の電界の説明図である。
【図５】帯電器のグリッド電圧変更時の画像形成の電界を説明する図である。
【図６】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（グリッド電圧を可変とした場合）。
【図７】本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である（グリッド電圧を可変とした場合）。
【図８】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（グリッド電圧を可変とした場合）。
【図９】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（現像バイアスを可変とした場合）。
【図１０】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（現像バイアスを可変とした場合）。
【図１１】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（グリッド電圧及び現像バイアスを同時に可変とした場合）。
【図１２】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（グリッド電圧及び現像バイアスを同時に可変とした場合）。
【図１３】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（トナー帯電量を可変とした場合）。
【図１４】本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である（トナー帯電量を可変とした場合）。
【図１５】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（トナー帯電量を可変とした場合）。
【図１６】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（第一転写ロールのバイアス電圧を可変とした場合）。
【図１７】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（第一転写ロールのバイアス電圧を可変とした場合）。
【図１８】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面断面図である。
【図１９】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（グリッド電圧を可変した場合）。
【図２０】本発明における二次転写前のかぶりトナーの帯電量の測定例を示す図である（グリッド電圧を可変した場合）。
【図２１】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（グリッド電圧を可変した場合）。
【図２２】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（現像バイアスを可変した場合）。
【図２３】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（現像バイアスを可変した場合）。
【図２４】本発明での各ＥＰプロセス通過後の中間転写体上への背景部トナー付着量を示す図である（グリッド電圧および現像バイアスを同時に可変した場合）。
【図２５】本発明における５００００頁連続印刷後の記録媒体への汚れの付着量を示す図である（グリッド電圧および現像バイアスを同時に可変した場合）。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ｙ、１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…感光体、２、２Ｙ、２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…帯電器、２ａ…グリッド、２ｂ…シールド、２ｃ…コロナワイヤ、３Ｙ、３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ…現像装置、４…用紙、６…定着装置、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ…クリーナ、８…中間転写体、９、９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ…トナー、１０Ｙ、１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…キャリア、１１Ｙ、１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…ＥＰプロセスユニット、３１Ｙ、３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ…現像ロール、５１Ｙ、５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ…第一転写ロール、５２…第二転写ロール、５３…バックロール、６１…加熱ロール、６２…加圧ロール、６４…入口用紙ガイド板、６６…ヒータランプ、６７…クリーニングウェブ、６８…圧接ロール、Ｖ０…表面電位、Ｖｂ…現像バイアス、Ｖｒ…残留電位、９１…逆極性トナー。
【図１】
2006251753.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006251753.tif 000006
【図４】
2006251753.tif 000007
【図５】
2006251753.tif 000008
【図６】
2006251753.tif 000009
【図７】
2006251753.tif 000010
【図８】
2006251753.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2006251753.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006251753.tif 000016
【図１４】
2006251753.tif 000017
【図１５】
2006251753.tif 000018
【図１６】
2006251753.tif 000019
【図１７】
2006251753.tif 000020
【図１８】
2006251753.tif 000021
【図１９】
2006251753.tif 000022
【図２０】
2006251753.tif 000023
【図２１】
2006251753.tif 000024
【図２２】
2006251753.tif 000025
【図２３】
2006251753.tif 000026
【図２４】
2006251753.tif 000027
【図２５】
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