(57)【要約】【課題】  中間転写体の回転方向の上流に位置する色を下流に位置する色よりも高いトナー現像性が得られる構成をとることにより、キャリア付着による白抜けの画像不良を起こすことなく、画像濃度の安定した画像を得られる画像形成装置の提供。【解決手段】  像担持体と、トナーと、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に１次転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の回転方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部のそれぞれの像担持体から中間転写体上に順次に１次転写された複数のトナー像を記録材上に一括して２次転写する２次転写手段とを有する画像形成装置であって、中間転写体の回転方向の上流側に位置する画像形成部のトナーの現像効率は、下流側に位置する画像形成部のトナーの現像効率よりも高いことを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図１
2006154381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナーを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、
下記（ａ）乃至（ｃ）のうちの少なくとも１つを採用することにより、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部のトナーの現像効率を、下流側に位置する第２の画像形成部のトナーの現像効率よりも高くしたことを特徴とする画像形成装置。
（ａ）第１の画像形成部のトナーの帯電量を、第２の画像形成部のトナーの帯電量よりも低くする。
（ｂ）第１の画像形成部のトナーの外添剤の量と、第２の画像形成部のトナーの外添剤の量とを異ならせる。
（ｃ）第１の画像形成部の現像剤のキャリアをコーティングする樹脂の組成と、第２の画像形成部の現像剤のキャリアをコーティングする樹脂の組成とを異ならせる。
【請求項２】
像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナー及びキャリアを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤のトナー濃度を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤のトナー濃度よりも高くする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナーを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤担持体の回転数を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤担持体の回転数よりも高くする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像を得る電子写真プロセスとしては、中間転写体の回転方向に沿って、ＹＭＣＫそれぞれの現像器、感光体ドラムを並べて、ＹＭＣＫそれぞれのトナー像を中間転写体上で重ね合わせて（１次転写）、その後、紙上に１括転写（２次転写）するタンデム方式が知られている。
【０００３】
このタンデム方式を用いたカラー画像形成装置では、最初に中間転写体に１次転写したトナー像（例えばＹ）は、その後、中間転写体の下流側に位置する色（例えばＭＣＫ）の感光体ドラム上を通過した後に紙上に２次転写されることになる。この際、中間転写ベルト上のＹトナーは、Ｍ，Ｃ，Ｋの１次転写部において１次転写ローラから電荷注入され、逆電荷を持ってＭ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム上に再転写されてしまうという現象があることが知られている。（特許文献１参照）
例えば、反転現像方式でトナーがマイナス帯電の場合、１次転写ローラにはマイナス帯電のトナーを引きつけるためのプラスの電圧が印加される。その際、Ｙトナーのように中間転写体ベルト上に転写された以降も下流側に位置するＭ，Ｃ，Ｋの１次転写部においてプラスの電圧が印加され続けるとトナーにプラスの電荷が注入されてしまい、マイナスに帯電されている感光体ドラムに引き寄せられて、下流側に位置するドラム上に再転写されてしまうのである。（この現象を以下に”戻り”と記す場合がある）
上記のように上流側に位置する色ほど”戻り”が発生してしまうため、紙上のトナー付着量を目標値（例えば４ｇ／ｍ2）にするためには、下流側に位置する色よりもその”戻り”分だけ多くのトナー量を感光体ドラム上にのせることが考えられる。
【０００４】
また、従来、中間転写体ベルト上にベタパッチ画像を形成し、そのパッチ濃度をＬＥＤとフォトトランジスタを備えたセンサで読み取り、その読み取り値に応じて現像ＤＣバイアスを変えて画像濃度を目標値にあわせこむ濃度安定化制御手段が知られている。
【特許文献１】特開２００３−９１１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現像ＤＣバイアスを濃度安定化手段として用いた場合は、上流色のトナー（例えばＹ）を下流色のトナー（例えばＭ．Ｃ．Ｋ）よりも多く載せるため、上流色の現像ＤＣバイアスが下流色よりも高くなってしまう。このことにより、上流色では、キャリアに電荷が注入されやすくなり、下流色よりもキャリア付着の量が多くなって、画像上で白抜けといった画像不具合が頻繁に発生する。
【０００６】
本発明の目的は、上流に位置する色を下流に位置する色よりも高いトナー現像性が得られる構成をとることにより、キャリア付着による白抜けの画像不良を起こすことなく、画像濃度の安定した画像を得られる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
【０００８】
（請求項１）
像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナーを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、
下記（ａ）乃至（ｃ）のうちの少なくとも１つを採用することにより、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部のトナーの現像効率を、下流側に位置する第２の画像形成部のトナーの現像効率よりも高くしたことを特徴とする画像形成装置。
（ａ）第１の画像形成部のトナーの帯電量を、第２の画像形成部のトナーの帯電量よりも低くする。
（ｂ）第１の画像形成部のトナーの外添剤の量と、第２の画像形成部のトナーの外添剤の量とを異ならせる。
（ｃ）第１の画像形成部の現像剤のキャリアをコーティングする樹脂の組成と、第２の画像形成部の現像剤のキャリアをコーティングする樹脂の組成とを異ならせる。
【０００９】
（請求項２）
像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナー及びキャリアを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤のトナー濃度を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤のトナー濃度よりも高くする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（請求項３）
トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像ＤＣバイアスを印加しながらトナーを含む現像剤で現像する現像手段と、現像された像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段とを有する画像形成部を中間転写体の移動方向に沿って複数配設し、複数の画像形成部から中間転写体上に順次に転写された複数のトナー像を記録材上に一括して転写する２次転写手段を有する画像形成装置において、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤担持体の回転数を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤担持体の回転数よりも高くする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、上流側に位置する画像形成部のトナーの現像性が下流側のそれよりも高いので、上流側の現像ＤＣバイアスが下流側の現像ＤＣバイアスよりも過剰に高くなることなく、キャリア付着等の不具合なく、画像濃度を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【００１３】
カラー画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨ、その上部に設置された自動原稿搬送装置ＪＧからなる。
【００１４】
自動原稿搬送装置ＪＧは原稿給紙台３１に載置された原稿ｄを１枚ずつ搬送して読取位置を通過させ、原稿排紙台３２に排紙する。自動原稿搬送装置ＪＧは開閉可能であり、開放することにより、原稿載置部４５上に原稿を載置することができる。
【００１５】
４０は画像読取部であり、原稿を照明する光源及びミラーからなる走査ユニット４１、２枚のミラーを有する走査ユニット４２、結像レンズ４３、ＣＣＤからなる撮像素子４４及び原稿載置部４５を有する。
【００１６】
自動原稿搬送装置ＪＧを用いた原稿読取においては、図示の位置に走査ユニット４１、４２を設定するとともに、図示の位置に自動原稿搬送装置ＪＧを設定して原稿ｄを搬送し多数枚の原稿ｄを連続読取する。原稿載置部４５を用いた原稿読取においては、自動原稿搬送装置ＪＧを開放して原稿載置部４５上に原稿ｄを載置し走査ユニット４１、４２を移動させて原稿ｄを走査することにより原稿読取が行われる。自動原稿搬送装置ＪＧは自動両面原稿搬送手段を備えている。原稿から読みとられた画像データは、画像処理部Ｃ２（不図示）の記憶手段に記憶され、フィルタ処理、階調調整、変倍処理等の画像処理がなされる。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、制御手段１００と、ベルト状の中間転写体６と、給紙搬送部と、定着手段２４と、操作入力手段９（不図示）とを有し、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが、回転するベルト状の中間転写体６の画像形成部側の移動方向（図中矢印ＡＡ方向）に沿って上流側から順に１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが並列に配置された、所謂、タンデム方式のフルカラー画像形成装置である。制御手段１００はＣＰＵ（中央演算回路）、記憶手段、演算ユニット、入出力インターフェイスなどから構成されるコンピューターシステムであり、各部の動作を統括制御する。
【００１８】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体である感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及び第１のクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、前記と同様に感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及び第１のクリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、前記と同様に感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及び第１のクリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、前記と同様に感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及び第１のクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、静電潜像形成手段を構成する。５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはそれぞれ、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーを収容したトナー容器であり、これらのトナー容器からは、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける消費に対応したトナーが供給される。
【００１９】
感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ及び１Ｋのそれぞれは、金属ドラム上にＯＰＣ感光層が形成された負帯電性のＯＰＣ感光体である。なお、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、ａＳｉ感光体等のように、ＯＰＣ感光体以外のものを用いることができ、正帯電性の感光体を用いることもできる。
【００２０】
帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋには、コロトロン放電器やスコロトロン放電器を用いることができ、放電ワイヤ型や鋸状電極型等を用いることができる。
【００２１】
露光手段３Ｙは半導体レーザを光源として有し、レーザビームにより感光体１Ｙをドット露光するものであり、イエロー画像データに基づいて露光する。同様に、露光手段３Ｍはマゼンタ画像データに基づいて感光体１Ｍを露光し、露光手段３Ｃはシアン画像データに基づいて感光体１Ｃを露光し、露光手段３Ｋは黒画像データに基づいて感光体１Ｋを露光する。
【００２２】
露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、ＬＥＤアレイ、液晶等のようにレーザビーム以外の露光手段を用いることができるが、ドット露光を行うものが好ましい。
【００２３】
現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対して開口部を形成し、モーターからの駆動により回転可能な現像剤担持体４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋを有している。
【００２４】
現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋについての詳細は、後述する。
【００２５】
現像剤としては、特願２００３−３０４３１７に記載の現像剤を用いることができるが、トナー及びキャリアを含有する二成分現像剤を好適に用いることができる。トナーは、体積平均粒径が３〜６．５μｍである重合トナーが好ましい。また、トナー表面には、流動性や帯電性を制御するための外添剤粒子を付着させている。外添剤はシリカやアルミナやチタニア等から選ばれた少なくとも１種類の外添剤が外添される。
【００２６】
キャリアは、磁性体粒子の表面に樹脂をコーテイングした樹脂コーティングキャリアを好適に用いることができる。
【００２７】
また、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは露光部にトナーを付着させる反転現像方式のもの又は未露光部にトナーを付着させる正規現像方式のもののいずれでもよく、接触現像方式、非接触現像方式のいずれでもよい。
【００２８】
第１のクリーニング手段８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの長手方向に長く形成された第１のクリーニング部材としてのゴム製のクリーニングブレード８８Ｙ，８８Ｍ，８８Ｃ，８８Ｋを各々備えている。
【００２９】
中間転写体６は、シームレス半導性樹脂ベルトであり、複数のローラにより張架され、回転移動可能に支持されている。
【００３０】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより形成された各色の画像は、回転移動する中間転写体６上に１次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより順次に１次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００３１】
１次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋは、導電性の発泡ローラーであり、圧着手段７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ，７１Ｋにより、中間転写体背面に押圧されている。また、このローラーには、温湿度とカウンターでマトリックスを組んだ電流値テーブルから、所定の電流値を選択して、印加することによりトナーが１次転写される。
【００３２】
中間転写体６にトナーを１次転写した後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面に残留している各色トナーは第１のクリーニング部材であるクリーニングブレード８８Ｙ，８８Ｍ，８８Ｃ，８８Ｋによりそれぞれクリーニングされる。
【００３３】
給紙搬送部の給紙カセット２０内に収容された記録材である用紙Ｐは、給紙搬送部の給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、２次転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が一括して２次転写される。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００３４】
一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを分離した中間転写体６は、中間転写体６の幅手方向に長く形成された第２のクリーニング部材であるゴム製のクリーニングブレード８９Ａを有する第２のクリーニング手段８Ａによりクリーニングされる。
【００３５】
クリーニングブレード８９Ａは、中間転写体６に常時圧接された状態にあり、中間転写体の駆動手段により中間転写体６が回転移動することにより、中間転写体６上を摺擦し、トナーがクリーニングされる。
【００３６】
クリーニングブレード８８Ｙ，８８Ｍ，８８Ｃ，８８Ｋによって残留トナーがクリーニングされた感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、除電工程において不図示の除電手段によって、その表面に残留する電荷が消去される。そして再び帯電工程に戻り、上述の一連の画像形成動作が繰返される。
【００３７】
以下、現像手段とその制御について、その詳細を説明する。
【００３８】
図２は本発明の実施の形態に係る現像手段４の中央断面図である。以下、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ及び４Ｋを現像手段４で示す。
【００３９】
現像手段４は、現像手段枠体１０３、現像ローラからなる現像剤担持体４６、磁界発生手段（マグネットロール）１０４、穂切り板からなる規制手段１０５、水車型の供給手段１０６、スクリューからなる供給・搬送手段１０７、スクリューからなる撹拌・搬送手段１１２、搬送ローラ１０９、剥ぎ取り板１１０、スクリューからなる回収手段１１１、トナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ１０１等から構成されている。
【００４０】
現像剤担持体４６は、静電潜像を担持する感光体１に対向して配置され、回転可能に支持されており、矢印で示すように回転して現像剤を現像領域ＤＲに搬送し、現像領域ＤＲにおいて現像剤を担持して現像に必要な現像剤の層を形成する。
【００４１】
磁界発生手段１０４は、現像剤担持体４６の内方に配置され、複数の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。磁界発生手段１０４の複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｓ２，Ｓ３は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２は、現像剤担持体４６上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。現像剤受け入れ用磁極Ｓ３は、供給手段１０６により供給された現像剤を吸引し、現像剤担持体４６上に付着させる。
【００４２】
供給手段１０６は、現像剤担持体４６に現像剤を供給する回転可能な水車型の搬送手段であり、供給・搬送手段１０７から搬送された現像剤を現像剤担持体４６の現像剤受け入れ用磁極Ｓ３付近に均一に供給する。なお、供給手段１０６は回転軸方向に搬送機能を有するスクリューであってもよい。
【００４３】
供給・搬送手段１０７は、供給手段１０６に平行配置され、撹拌・搬送手段１１２から搬送された現像剤をその回転軸方向に搬送しながら供給手段１０６に搬送する。
【００４４】
撹拌・搬送手段１１２は補給される新規トナーと供給・搬送手段１０７から還流された現像剤とを混合、攪拌して供給・搬送手段１０７の上流部に搬送する。
【００４５】
現像剤担持体４６の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２の近傍には、搬送ローラ１０９が配置されている。搬送ローラ１０９は、回転可能な回転部材（スリーブ）１０９Ａと、回転部材１０９Ａの内方に収容され現像手段枠体１０３に固定された円柱状の磁石体１０９Ｂとから成る。磁石体１０９Ｂは、例えば、Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の５磁極から成り、磁極Ｎ１は現像剤担持体４６の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２に対向し、隣接する２磁極Ｓ２，Ｓ３は、同極性の反発磁界を形成している。
【００４６】
磁極Ｓ２の近傍には、剥ぎ取り板１１０の先端部が近接、又は軽接触している。剥ぎ取り板１１０と搬送ローラ１０９とは剥ぎ取り手段を形成する。現像剤担持体４６の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２により、現像剤担持体４６表面から放出された現像剤は、搬送ローラ１０９内の磁極Ｎ１により吸引され、回転する回転部材１０９Ａにより担持、搬送され、磁極Ｓ２近傍において剥ぎ取り板１１０により剥ぎ取られて、回収部４０３内に落下する。
【００４７】
回収部４０３内に回転可能に配置された回収手段１１１は、搬送ローラ１０９と剥ぎ取り板１１０とにより剥ぎ取られて落下する現像剤を受け回収して、供給・搬送手段１０７の搬送方向下流側であって、現像剤担持体４６の現像領域ＤＲ外に搬送する。
【００４８】
供給・搬送手段１０７、撹拌・搬送手段１１２及び回収手段１１１は、何れもスパイラルスクリューからなり、現像剤を攪拌しつつ回転軸方向に搬送するとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出する。
【００４９】
回収部４０３の現像剤搬送下流側と、供給部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通している。
【００５０】
供給部４０１の現像剤搬送下流側と撹拌・搬送部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された第２開口部４０７（不図示）により連通している。
【００５１】
撹拌・搬送部４０２の現像剤搬送下流側と供給部４０１の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の他方の端部近傍に穿設された第３開口部４０８（不図示）により連通している。
【００５２】
供給部４０１の現像剤搬送下流側の底部に設けたトナー濃度センサ１０１は、現像剤の透磁率を計測することにより搬送される現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知信号により、制御手段１００は、トナー濃度が予め定められた値になるようにトナー補給手段５を駆動し、新規トナーを撹拌・搬送部４０２の現像剤搬送上流側付近に設けられたトナー補給用開口部４０９に補給する。なお、現像された画像の濃度を光学的に検知し、画像濃度の検知結果に基づいてトナー補給制御を行うことも可能である。
【００５３】
搬送ローラ１０９と剥ぎ取り板１１０により剥ぎ取られた現像剤は、回収部４０３内に回収され、回収手段１１１により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、第２隔壁４０５に穿設された第１開口部４０６から供給部４０１内に還流する。
【００５４】
供給部４０１内の現像剤は、供給・搬送手段１０７により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された第２開口部４０７（不図示）から撹拌・搬送部４０２内に搬送される。撹拌・搬送部４０２内に搬送された現像剤は、撹拌・搬送手段１１２により、トナー補給用開口部４０９より補給されたトナーと、現像剤とを混合攪拌しつつ搬送され、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された第３開口部４０８（不図示）から排出され、供給部４０１内に還流される。供給部４０１内では、供給・搬送手段１０７により現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して供給手段１０６に供給する。供給手段１０６は現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像剤担持体４６に供給する。
【００５５】
回収部４０３と供給部４０１とを仕切る第２隔壁４０５の端部付近に設けられた第１開口部４０６、及び供給部４０１と撹拌・搬送部４０２とを仕切る第１隔壁４０４の両端部付近に設けられた第２開口部４０７（不図示）、第３開口部４０８（不図示）は、何れも現像剤担持体４６の現像領域ＤＲの外に配置されている。
【００５６】
供給手段１０６と供給・搬送手段１０７の回転方向は、現像剤担持体４６の回転方向と同方向になるように構成することにより、現像剤担持体４６への現像剤供給の効率化が達成されるだけではなく、安定した現像剤供給が可能となり、良好な画像を得ることができる。
【００５７】
また、回収手段１１１の回転方向を、現像剤担持体４６の回転方向と逆にする事により、回収部４０３内での現像剤の逆流を低減する事が可能である。
【００５８】
現像剤担持体４６は、駆動手段としてのモータ１０２により駆動され、その回転数は、予め定められた値になるように、制御手段１００により制御される。
【００５９】
搬送ローラ１０９，供給手段１０６、供給・搬送手段１０７と、撹拌・搬送手段１１２と、回収手段１１１は、別のモータ（不図示）により駆動される。
【００６０】
感光体１の矢印で示す反時計方向の回転と現像剤担持体４６の矢印で示す時計方向の回転とにより、現像領域ＤＲにおいて、静電潜像が現像される。交流バイアスに、トナーの帯電極性と同極性の現像ＤＣバイアスを重畳した現像バイアスが現像剤担持体４６に現像バイアス印加手段１０８により印加され、現像が行われる。
【００６１】
また、中間転写体ベルト上にベタパッチ画像を形成し、そのパッチ濃度をＬＥＤとフォトトランジスタを備えたセンサで読み取り、その読み取り値に応じて現像ＤＣバイアスを変えて画像濃度を目標値にあわせこむように制御手段１００により制御される。
【００６２】
以下、現像手段について、本発明に係わる重要な構成について説明する。
【００６３】
（トナーの現像効率）
本発明の画像形成装置では、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部のトナーの帯電量を、下流側に位置する第２の画像形成部のトナーの帯電量よりも低くするか、又は、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部のトナーの外添剤の量と、下流側に位置する第２の画像形成部のトナーの外添剤の量とを異ならせるか、又は、前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤中に含まれるキャリアのコーティング樹脂の組成と、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤中に含まれるキャリアのコーティング樹脂の組成とを異ならせるか、のうちの少なくとも１つを採用することにより前記中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部のトナーの現像効率が、下流側に位置する第２の画像形成部のトナーの現像効率より高いことを特徴としている。
【００６４】
トナーの帯電量を下げるためには、トナーの外添剤に”チタニア”等の低抵抗材料を用いてトナーの抵抗値を下げる方法やキャリアの樹脂コーティング材の表面にトナーとは非帯電性の特性を有する材料を設ける方法等がある。例えば、トナーがスチレン樹脂で構成される場合は、キャリア表面のコーティング材の総重量に対するスチレンの質量％を上げることでトナー帯電量を下げられる。
【００６５】
また、トナーの外添剤の量やキャリアのコーティング樹脂の組成を、上流側の画像形成部と下流側の画像形成部で異ならせることにより、上流側の画像形成部のトナーの流動性を増加させ、トナーの現像効率を高くできる。外添剤の量とは、トナーに対する外添剤の質量パーセントである。複数種類の外添剤を添加した場合は、その中の少なくとも１種類の外添剤について、上流側と下流側で異ならせることが必要である。
【００６６】
（現像剤のトナー濃度）
本発明の画像形成装置では、中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤のトナー濃度を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤のトナー濃度よりも高くする制御手段を有することを特徴としている。
【００６７】
トナー消費量に応じてトナー補給する際、予め設定された設定値に従って、上流側に位置する現像剤ほどトナー濃度が高くなるように制御手段１００により制御される。
【００６８】
ここで、トナー濃度とは、現像剤の総量に対するトナーの質量パーセントである。
【００６９】
（現像剤担持体の回転数）
本発明の画像形成装置では、中間転写体の移動方向の上流側に位置する第１の画像形成部の現像剤担持体の回転数を、下流側に位置する第２の画像形成部の現像剤担持体の回転数よりも高くする制御手段を有することを特徴としている。
【００７０】
予め設定された設定値に従って、制御手段１００が、上流側に位置する画像形成部の現像剤担持体の回転数を、下流側に位置する画像形成部の現像剤担持体の回転数よりも高くなるように制御している。
【００７１】
以上の３つの方法のいずれか１つ、または２つ以上を複合して用いることにより、上流側に位置する画像形成部のトナーの現像性が下流側のそれよりも高くできるので、上流側の現像ＤＣバイアスが下流側の現像ＤＣバイアスよりも過剰に高くなることなく、キャリア付着等の不具合なく、画像濃度を安定化できる。
【実施例】
【００７２】
以下に実施例を挙げて本発明の詳細を説明するが、本発明の実施態様は、これらに限定されるものではない。
【００７３】
＜実施例１＞
図１に示すカラー画像形成装置を用いて、次の条件でカラー画像を形成した。また各条件について、特にことわりのない場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ共通であることとする。
【００７４】
（感光体）
感光体：直径φ６０ｍｍのドラムに有機半導体層として、フタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散させたものを塗布した。電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚は２５μｍ。
【００７５】
感光体の非画像部電位：電位センサで検知し、フィードバック制御（制御可能範囲はー２５０Ｖ〜ー９００Ｖ）
感光体の全露光電位：−４５Ｖ〜−１５０Ｖ
感光体の線速度：２２０ｍｍ／ｓ
露光：レーザー走査方式。半導体レーザー（ＬＤ）パワーが３００μＷ。
【００７６】
（現像器）
現像器：２成分現像方式
トナー濃度センサ：キャリアの透磁率を検出するセンサ
現像ローラ（現像剤担持体）：φ３０ｍｍ
現像ローラ回転数：２５２ｒｐｍ
現像ＤＣバイアス：−２００Ｖ〜−７００Ｖ。
【００７７】
現像ＡＣバイアス：０．５ＫＶp-p〜２．０ＫＶp-p。２ＫＨｚ〜７ＫＨｚ。
【００７８】
現像ローラと感光体ドラム間の距離：３５０μｍ。
【００７９】
現像剤搬送量：３００ｇ／ｍ2
（現像剤）
現像剤：乳化重合トナー（スチレン樹脂、マイナス帯電）とアクリル樹脂コーティングキャリア（アクリル樹脂１００％。スチレン樹脂は０％）の２成分現像剤
上流色の現像性を上げる手段として、以下に示すようにトナーの外添剤であるチタニアの量を下流側から上流側に向けて（Ｋ→Ｃ→Ｍ→Ｙ）増加させた。
【００８０】
また、キャリアの体積平均粒径及びトナーの体積平均粒径は、体積基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ−１１」又は「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター社製）により測定した値である。
【００８１】
Ｙ：０．５質量％
Ｍ：０．４質量％
Ｃ：０．３質量％
Ｋ：０．２質量％
キャリアの体積平均粒径：４２μｍ
トナーの体積平均粒径：６．５μｍ
トナー濃度：６．５質量％
（中間転写体）
中間転写体：シームレスの半導電性樹脂ベルト（材質はポリイミド、表面抵抗率１０11Ω／□、体積抵抗率１０8Ωｃｍ）
中間転写体ベルトのテンション：５Ｋｇｆ
中間転写体ベルトの駆動ローラ径：φ３０ｍｍ
（１次転写）
１次転写手段：中間転写体背面に発泡ローラー（直径がφ２０ｍｍ、抵抗が１０6Ω、ローラー押圧が５００ｇｆ）を設置し、温湿度とカウンターでマトリックスを組んだ電流値テーブルから、所定の電流値を選択して、印加する。
【００８２】
（２次転写）
２次転写手段：中間転写体をバックアップローラと２次転写ローラ（抵抗値はともに１０7Ω）で挟み込んだ構成で、温湿度とカウンターでトリックスを組んだ電流値テーブルから、所定の電流値を選択して、印加する。
【００８３】
中間転写体のクリーニングブレード：ウレタンブレード（自由長９ｍｍ、厚さ２ｍｍ、当接角１７度）
（濃度安定化制御）
Ｄｍａｘセンサ：中間転写ベルト上のパッチ画像濃度を読みとれるように、ＬＥＤとホトトランジスタを内装したもの。
【００８４】
濃度安定化手段：Ｄｍａｘセンサにて読み取ったパッチ画像の濃度情報をもとに、現像ＤＣバイアス条件にフィードバックさせる制御方法。
【００８５】
＜実施例２＞
外添剤のチタニアの量は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれも０．２質量％で同一とした上で、以下に示すようにキャリアコーティング樹脂のスチレン比率を下流側から上流側に向けて（Ｋ→Ｃ→Ｍ→Ｙ）増加させた現像剤を用いた以外は実施例１と同じ条件で画像形成を行った。スチレン比率とは、キャリア表面のコーティング材の総重量（スチレン樹脂＋アクリル樹脂）に対するスチレン樹脂の質量％を指す。
【００８６】
Ｙ：１５質量％
Ｍ：１０質量％
Ｃ：５質量％
Ｋ：０質量％
＜実施例３＞
外添剤のチタニアの量は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれも０．２質量％で同一とした上で、トナー濃度を以下に示すように下流側から上流側に向けて（Ｋ→Ｃ→Ｍ→Ｙ）増加させた現像剤を用いた以外は実施例１と同じ条件で画像形成を行った。
【００８７】
Ｙ：７．５質量％
Ｍ；７．２質量％
Ｃ：６．９質量％
Ｋ：６．５質量％
＜実施例４＞
外添剤のチタニアの量は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれも０．２質量％で同一とした上で、現像ローラの回転数を以下に示すように下流側から上流側に向けて（Ｋ→Ｃ→Ｍ→Ｙ）増加させた以外は実施例１と同じ条件で画像形成を行った。
【００８８】
Ｙ：３０８ｒｐｍ
Ｍ；２８０ｒｐｍ
Ｃ：２６６ｒｐｍ
Ｋ：２５２ｒｐｍ
＜比較例＞
外添剤のチタニアの量は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれも０．２％で同一とした現像剤を用いた以外は実施例１と同じ条件で画像形成を行った。
【００８９】
（評価方法と結果）
（現像効率、帯電量の測定）
実施例１〜２，比較例について、平行平板（アルミ）電極間に現像剤をしゅう動させながら配置し、電極間ギャップが０．５ｍｍ、ＤＣバイアスが１．０ＫＶ、ＡＣバイアスが４．０ＫＶ、２．０ＫＨｚの条件でトナーを現像させた際の現像効率を測定した。現像効率とは、現像領域に供給されたトナー量に対する現像されたトナー量の割合であり、トナーの消費効率を意味する。
【００９０】
また、現像されたトナーの電荷量と質量を測定し、単位質量当たりの電荷量Ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）を帯電量とした。
【００９１】
（現像ＤＣバイアスの測定）
実施例１〜４、比較例についてプリント枚数とＹ、Ｍ，Ｃ，Ｋの現像ＤＣバイアスの関係を調べた。
【００９２】
表１に、実施例１〜２，比較例の各色の現像効率、帯電量を示す。
【００９３】
【表１】
2006154381.tif 000003
【００９４】
実施例１，２においては、下流側から上流側に向けて（Ｋ→Ｃ→Ｍ→Ｙ）帯電量が低くなり、現像効率が高くなっていることが確認された。一方、比較例については、帯電量は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋでほぼ同じで、現像効率は、Ｋが少し高めであった。
【００９５】
実施例１〜４についてのプリント枚数と現像ＤＣバイアスの関係を図３に、比較例についても同様に図４に示す。なお、実施例１〜４は、ほぼ同一の結果であったので、データは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれ１つずつをまとめて示してある。
【００９６】
図３，４において、横軸はプリント枚数（Χ１０3枚）、縦軸は現像ＤＣバイアス（Ｖ）を表す。図中の◆で表された点及び線Ｌ１はＹ、図中の■で表された点及び線Ｌ２はＭ、図中の△で表された点及び線Ｌ３はＣ、図中のΧで表された点及び線Ｌ４はＫにそれぞれ対応している。
【００９７】
図４の比較例において、各色の現像ＤＣバイアスは、戻り量が大きいＹが最も高く、下流側にいくほどＤＣバイアス値は下がっており、各色毎のばらつきも大きい。
【００９８】
特に、上流色Ｙの現像ＤＣバイアスが６５０Ｖまで大きく上昇し、キャリア付着が発生して、白抜けの画像不良が発生していた。
【００９９】
図３の実施例１〜２においては、現像剤の現像効率を上流色ほど高く設定した現像剤を使用することにより、現像ＤＣバイアスのばらつきは小さくなり、前述のような上流色Ｙの現像ＤＣバイアスの上昇もなかった。また、１０万プリントを通して、白抜けという画像不良も見られなかった。
【０１００】
また、図３の実施例３〜４においては、上流色の現像性を上げる手段として、トナー濃度を上げたり、現像ローラの回転数を高くしたりすることにより同様な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の１例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る現像手段の中央断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るプリント枚数と現像ＤＣバイアスを対比した実験データを示すグラフである。
【図４】本発明の比較例に係るプリント枚数と現像ＤＣバイアスを対比した実験データを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ  画像形成部
４６，４６Ｙ、４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋ  現像剤担持体
１、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体
８，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ  感光体のクリーニング手段
７，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ  １次転写手段
６  中間転写体
８Ａ  中間転写体のクリーニング手段
１００  制御手段
９  操作入力手段
４０  画像読取部
【図１】
2006154381.tif 000004
【図２】
2006154381.tif 000005
【図３】
2006154381.tif 000006
【図４】
2006154381.tif 000007