(57)【要約】【課題】転写機構の構成や中間転写体上に形成されたトナー像の厚みにかかわらず、中間転写体から記録シートに対して良好な２次転写を行うことが可能な画像形成装置および転写方法を提供する。【解決手段】表面に互いに異なる色相のトナー像が形成される感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄと、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに形成されたトナー像が色相毎に順次重ねて転写される回転自在な中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１に色相毎に順次重ねて転写された現像剤を記録シートに一括転写する２次転写ローラ１４と、中間転写ベルト１１表面に付着したトナー層の単位面積あたりの帯電量の較差を減少させるチャージャ３０と、を画像形成装置１００に配設する。【選択図】  図１
2006099021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像剤像が形成される像担持体と、
前記像担持体表面に形成された現像剤像が色相毎に順次重ねて転写される回転自在な中間転写体と、
前記中間転写体に色相毎に順次重ねて転写された現像剤を記録シートに一括転写する一括転写手段と、
前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が減少するように、前記現像剤の帯電量を調整する帯電量調整手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電量調整手段は、前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満に抑えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体は、前記中間転写体に接するように複数配設され、各像担持体毎に互いに異なった色相の現像剤像が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
帯電量調整手段は、前記中間転写体における前記一括転写手段の上流側に配置される、前記現像剤と同一極性のチャージャであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体から前記中間転写体に現像剤像を転写する１次転写における転写圧力が、１ｇ／ｍｍ2 〜５ｇ／ｍｍ2 の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体表面に形成された現像剤像を色相毎に順次重ねて中間転写体に転写する第１の転写ステップと、
前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満になるように、前記現像剤の帯電量を調整する帯電量調整ステップと、
前記中間転写体上の現像剤を記録シートに一括転写する第２の転写ステップと、
を含むことを特徴とする転写方法。
【請求項７】
前記帯電量調整ステップにおいて、現像剤と同極性の帯電器を介して、前記現像剤の帯電量を調整することを特徴とする請求項６に記載の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中間転写方式によってカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置、およびその画像形成装置に適用できる転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、カラー画像を形成する手法の１つに中間転写方式がある。中間転写方式は、感光体ドラムに形成された各色相のトナー像を中間転写体に順次重ねて転写し、中間転写体に転写されたトナー像を用紙等の記録シートに一括転写する方式であり、カラー画像形成手法として広く用いられている。
【０００３】
ところが、中間転写方式では２次転写電界の強度設定が困難になることがあった。例えば、中間転写体上に形成されるトナー像の厚みが異なると、中間転写体上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量にバラツキが生じる。２次転写電界の強度の転写良好範囲は、中間転写体上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量に応じて変化するため、中間転写体上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量のバラツキが大きいと、同一画像において転写良好部分と転写不良部分とが混在するような不都合が生じることがあった。
【０００４】
そこで、２次転写電圧の転写良好範囲を拡張するために、中間転写体から用紙に対してトナー像の一括転写を行う時に、用紙を挟んで２次転写手段の反対側に位置する感光体ドラムの周面に画像データに基づく潜像電位を形成する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の発明によれば、感光体ドラムの周面に静電電位を形成することで、２次転写電圧の転写良好範囲が拡がり、転写不良の発生の抑えることができる、とされている。
【特許文献１】特開平８−２９２６６１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、特許文献１に係る発明は、感光体ドラムから中間転写体に転写する箇所と、中間転写体から用紙に２次転写する箇所が同一でない場合には適用できない。また、２次転写電圧が印加される転写手段に対向する位置に感光体ドラムが配置されていない場合にも特許文献１に係る発明を適用することができない。
【０００６】
例えば、近年、カラー画像形成の高速化の要請により、各色相毎に対応する複数の感光体ドラムを備えたタンデム方式の画像形成装置が増加している。このような、タンデム方式の画像形成装置の多くは、２次転写電圧が印加される転写手段に対向する位置に感光体ドラムが配置されていないため、特許文献１に係る発明を適用することができない。
【０００７】
なお、転写良好範囲外の転写電界強度で２次転写を行った場合、２次転写時に中間転写体側にトナーが残留し易い。このような転写不良が発生すると、モノクロ画像においては所望の濃度が得られなくなる。また、カラー画像の場合には、各色相のトナーの混合割合が変化し、カラー画像におけるカラーバランスが損なわれるという不都合が発生する。
【０００８】
この発明の目的は、転写装置の構成や中間転写体上に形成されたトナー像の厚みにかかわらず、中間転写体から記録シートに対して良好な２次転写を行う画像形成装置および転写方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る画像形成装置は、
表面に現像剤像が形成される像担持体と、
前記像担持体表面に形成された現像剤像が色相毎に順次重ねて転写される回転自在な中間転写体と、
前記中間転写体に色相毎に順次重ねて転写された現像剤を記録シートに一括転写する一括転写手段と、
前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が減少するように、前記現像剤の帯電量を調整する帯電量調整手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体、中間転写体、一括転写手段、および帯電量調整手段を備える。像担持体に形成された現像剤像は、中間転写体を介して記録シートに転写される。その際、中間転写体上で一時的に現像剤像が担持される。中間転写体上の現像剤像は、その層厚に応じて単位面積あたりの帯電量が相違する。帯電量調整手段は、この単位面積あたりの帯電量の較差を減少させる。これは、中間転写体上における現像剤の帯電量が、中間転写体から記録シートに一括転写を行う際の好適な２次転写電界の強度に影響するからである。帯電量調整手段によって、単位面積あたりの現像剤の帯電量の較差を減少させると、中間転写体上のあらゆる層厚の現像剤について転写良好となる２次転写電界強度の範囲が拡張する。この結果、２次転写電圧値の設定や２次転写電流値の設定が行い易くなる。
【００１１】
帯電量調整手段の代表例として、現像剤と同一極性の帯電器を介して中間転写体上の現像剤を帯電させ、中間転写体における現像剤の単位面積あたりの帯電量の較差を減じる手段が挙げられる。また、現像装置における現像剤の攪拌スピードや現像バイアスを調整して各色相の現像剤の像担持体への付着量や帯電量を抑制する手段が挙げられる。
【００１２】
（２）  （１）に記載の画像形成装置であって、
帯電量調整手段は、前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満に抑えることを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、帯電量調整手段が、単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 以上にならないように、中間転写体上の現像剤の帯電量を調整する。ここで、０．０２５μＣ／ｃｍ2  を閾値にしたのは、単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 以上になると、すべての層厚の現像剤について良好に一括転写できる２次転写強度の設定が困難になる事が出願人の実験により確認されたからである。
【００１４】
（３）  （１）または（２）に記載の画像形成装置であって、
前記像担持体は、前記中間転写体に接するように複数配設され、各像担持体毎に互いに異なった色相の現像剤像が形成されることを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、画像形成装置が、中間転写体に接するように配置された複数の像担持体を備える。この画像形成装置の例として、タンデム方式のカラー画像形成装置が挙げられる。
【００１６】
（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成装置であって、
帯電量調整手段は、前記中間転写体における前記一括転写手段の上流側に配置される、前記現像剤と同一極性のチャージャであることを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、現像剤と同一極性のチャージャを用いて、中間転写体上の現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を減少させる。
【００１８】
（５）  （１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記像担持体から前記中間転写体に現像剤像を転写する１次転写における転写圧力が、１ｇ／ｍｍ2 〜５ｇ／ｍｍ2 の範囲内であることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、像担持体から中間転写体に現像剤像を転写する１次転写における転写圧力が、１ｇ／ｍｍ2 〜５ｇ／ｍｍ2 の範囲におさまるように調整される。
【００２０】
なお、１次転写における転写圧力が適正圧力より弱いと、転写される現像剤が粗の状態で中間転写体上に積層され、他の色相の現像剤が転写される際の電界力によって、既に積層された現像剤が乱される虞がある。一方、１次転写における転写圧力が適正圧力より強いと、積層される現像剤が硬く締まった状態となり、２次転写電界の電界作用が中間転写体上の表層にしか影響を及ぼさず、中間転写体との界面近傍の現像剤が記録シート側に転写されない虞がある。
【００２１】
（６）本発明の転写方法は、
像担持体表面に形成された現像剤像を色相毎に順次重ねて中間転写体に転写する第１の転写ステップと、
前記中間転写体に付着した現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満になるように、前記現像剤の帯電量を調整する帯電量調整ステップと、
前記中間転写体上の現像剤を記録シートに一括転写する第２の転写ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る転写方法は、中間転写体上の現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満に抑え、その後に中間転写体上の現像剤を記録シートに一括転写する。
【００２３】
（７）  （６）に記載の転写方法であって、
前記帯電量調整ステップにおいて、現像剤と同極性の帯電器を介して、前記現像剤の帯電量を調整することを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、現像剤と同一極性のチャージャを用いて、中間転写体上の現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を減少させ、その後に中間転写体上の現像剤を記録シートに一括転写する。
【発明の効果】
【００２５】
（１）請求項１に係る発明によれば、転写機構の構成や中間転写体上に形成されたトナー像の厚みにかかわらず、中間転写体から記録シートに対して良好な２次転写を行うことができる。
【００２６】
（２）請求項２に係る発明によれば、中間転写体の現像剤を記録シートに一括転写するための２次転写電界の強度が設定し易くなり、２次転写後において中間転写体に現像剤が残留しにくくなる。
【００２７】
（３）請求項３に係る発明によれば、高速にカラー画像を形成する際にも、転写不良の発生を抑えることができる。
【００２８】
（４）請求項４に係る発明によれば、中間転写体上の現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差をより確実に減少させることができる。
【００２９】
（５）請求項５に係る発明によれば、２次転写前の現像剤の微細化を抑え、２次転写における転写不良の発生を抑制することができる。
【００３０】
（６）請求項６に係る発明によれば、転写機構の構成や中間転写体上に形成されたトナー像の厚みにかかわらず、中間転写体から記録シートに対して良好な２次転写を行うことができる。
【００３１】
（７）請求項７に係る発明によれば、中間転写体上の現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差をより確実に減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図を用いて本発明の画像形成装置および転写方法の実施形態を説明する。
【００３３】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置１００は、入力された画像データに基づいて用紙に対して多色および単色の画像を形成する。画像形成装置１００は、露光ユニット２０、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ、現像ユニット１０２Ａ〜１０２Ｂ、帯電ローラ１０３Ａ〜１０３Ｄ、クリーニングユニット１０４Ａ〜１０４Ｄ、中間転写ベルト１１、１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄ、２次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７、および排紙トレイ１８を備える。
【００３４】
画像形成装置１００は、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｙ）にブラック（Ｋ）を加えた４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ、現像ユニット１０２Ａ〜１０２Ｄ、帯電ローラ１０３Ａ〜１０３Ｄ、転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄ、およびクリーニングユニット１０４Ａ〜１０４Ｄは、各色相に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成部１０Ａ〜１０Ｄを構成する。画像形成部１０Ａ〜１０Ｄは、中間転写ベルト１１の矢印Ｚで示す移動方向（副走査方向）に一列に配列される。
【００３５】
帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた被接触方式の帯電器を用いても良い。露光ユニット２０は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４および第１反射ミラー７および第２反射ミラー８を備えており、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームの光ビームのそれぞれを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに照射する。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相の画像データによる潜像が形成される。
【００３６】
現像ユニット１０２は、潜像が形成された感光体ドラム１０１Ａの表面にトナーを供給し、潜像をトナー像に顕像化する。現像ユニット１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに形成された各色相の潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像および画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
【００３７】
感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１Ａと従動ローラ１１Ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成する。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１Ｄ、感光体ドラム１０１Ｃ、感光体ドラム１０１Ｂ、および感光体ドラム１０１Ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置に、１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置される。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置のそれぞれが１次転写位置である。
１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄには、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の１次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３８】
但し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて潜像およびトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１Ａのみにおいて潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００３９】
１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。
【００４０】
各１次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、２次転写ローラ１４との対向位置である２次転写位置に搬送される。２次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１Ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接される。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、２次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。２次転写ローラ１４の近傍には、中間転写ベルト１１に対向するようにチャージャ３０が配置される。
【００４１】
なお、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。
【００４２】
トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとの間を通過して加熱および加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８Ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
【００４３】
画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間および定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６Ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラＲ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、および、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８Ａが配置されている。
【００４４】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７Ａおよび搬送ローラＲを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８Ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
【００４５】
排紙ローラ１８Ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８Ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００４６】
レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００４７】
なお、画像形成部１０Ａ〜１０Ｄの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄの全てが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに圧接させる。一方、画像形成部１０Ａのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、１次転写ローラ１３Ａのみを中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａに圧接させる。
【００４８】
図２は、画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、ＣＰＵ５０を備えている。ＣＰＵ５０には、インタフェース部５３、画像形成部１０Ａ〜１０Ｄ、電源回路６０、給紙搬送制御部７０、ＲＡＭ５１、ＲＯＭ５２、チャージャ３０、１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄ、２次転写ローラ１４、センサ群４０、および露光ユニット２０が接続される。インタフェース部５３は、ネットワークに接続されており、インタフェース部５３を介して画像データの入力がされる。電源回路６０は、画像形成装置１００の各部に電力を供給する。例えば、電源回路６０はＣＰＵ５０からの信号に応じた電力を１次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄおよび２次転写ローラ１４に供給する。給紙搬送制御部７０は、画像形成装置１００における給紙動作および用紙の搬送動作を制御する。ＲＡＭ５１は、画像データ等が一時的に記憶される揮発性のメモリである。ＲＯＭ５２は、画像形成装置１００の動作に必要なプログラムを格納する。
【００４９】
チャージャ３０は、トナーと同極性のスコロトロン方式の鋸歯帯電器である。チャージャ３０は、電圧を印加し、荷電粒子の通過を制御するためグリッドを有する。グリッドは、チャージャ３０の開口面に取り付けられ、帯電電位を一定値に収束させるために用いられる。本実施形態におけるチャージャ３０のグリッドには約−１５０Ｖが印加される。
【００５０】
センサ群４０は、画像形成装置１００の制御に必要な情報を検出する。本実施形態では、センサ群４０を介して中間転写ベルト１１上のトナー層厚を検出する。
【００５１】
図３は、２次転写電界とトナー帯電量との関係を示す図である。図３において、単層トナー層、２層トナー層、３層トナー層の最適２次転写電界強度をそれぞれα、β、γで示す。また、単層トナー層、２層トナー層、３層トナー層における階調による層厚の変化量をＡ１、Ａ２、Ａ３で示す。なお、ここで、単層トナー層とはモノクロ画像に含まれるトナーであり、２層トナー層および３層トナー層とは、２または３以上の色相のトナーを重ねて形成されるトナー層である。
【００５２】
カラー画像が中間転写ベルト１１に形成され、２次転写電界として電界強度αが２次転写ローラ１４に印加されると、２層トナー層、３層トナー層では、図中のＸ１、Ｘ２の分だけ電界強度が不足して良好に２次転写を行うことができない。この結果、同一画像中に、転写良好部分と転写不良部分とが混在して、画像のカラーバランスが損なわれる。
【００５３】
一方、２次転写電界として電界強度γが２次転写ローラ１４に印加されると、単層トナー層、２層トナー層では、図中のＹ１、Ｙ２の分だけ電界の強度が過剰となり画像の乱れが発生し易い。つまり、１画像中に適正電界部分と過電界部分とが混在し、過電界部分では過電界によってトナーの飛び散りや再転写が発生するという不具合が生じる虞がある。
【００５４】
この不具合は、転写ベルト１１における単位面積あたりのトナー帯電量がトナー層の層厚に比例して変化し、単層トナー層、２層トナー層、３層トナー層の間で単位面積あたりのトナー帯電量に較差が生じることにより発生する。
【００５５】
本実施形態では、チャージャ３０を介して中間転写ベルト１１上のトナーを帯電させることにより、図４に示すように、単層トナー層、２層トナー層、３層トナー層の間で単位面積あたりのトナー帯電量の較差を減少させ、単層トナー層、２層トナー層、および３層トナー層のすべてで転写良好となる２次転写電界の範囲を拡張させている。
【００５６】
図５は、チャージャ３０を使用しない場合における、単層トナー層に係る２次転写電流と残トナー濃度との関係を示している。図５では、−０．０１０μＣ／ｃｍ2 の帯電量を有する単層トナー層の最適転写電流が１８μＡ〜２６μＡである例を示している。
【００５７】
図６は、チャージャ３０を使用しない場合における、３層トナー層に係る２次転写電流と残トナー濃度との関係を示している。図６では、−０．０３６μＣ／ｃｍ2 の帯電量を有する単層トナー層の最適転写電流が２８μＡ〜３５μＡである例を示している。図５および図６で示す例では、単層トナー層および３層トナー層の間における帯電量差が０．０２６μＣ／ｃｍ2  であり、単層トナー層および３層トナー層の両方で最適となる転写電流値が存在しない。
【００５８】
図７は、チャージャ３０を使用する場合における、単層トナー層および３層トナー層に係る２次転写電流と残トナー濃度との関係を示している。図７では、−０．００８μＣ／ｃｍ2 の帯電量を有する単層トナー層および−０．０２４μＣ／ｃｍ2 の帯電量を有する３層トナー層の両方について、最適転写電流が１６μＡ〜２８μＡである例を示している。図７に示す例では、単層トナー層および３層トナー層の間における帯電量差が０．０１６μＣ／ｃｍ2  であり、単層トナー層および３層トナー層の両方で最適となる転写電流値の範囲が、図５および図６の場合よりも拡がっている。
【００５９】
図５〜図７に示す結果により、中間転写ベルト１１上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量のバラツキの範囲が少ない程、２次転写ローラ１４に対する２次転写電流の設定が容易になることが分かる。さらに、中間転写ベルト１１上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量のバラツキの程度および２次転写電流の転写良好範囲の一致度の関係を調べると、図８に示すような結果が得られた。
【００６０】
出願人は、中間転写ベルト１１上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量のバラツキが０．０００μＣ／ｃｍ2 〜０．０３０μＣ／ｃｍ2になる範囲で、２次転写電流の転写良好範囲の大きさを調べた。その結果、中間転写ベルト１１上のトナーにおける単位面積あたりの帯電量のバラツキの範囲が０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満のときに、２次転写電流の転写良好範囲が、良好な２次転写を実行できる程度に拡がることが分かった。
【００６１】
本実施形態では、２次転写ローラ１４による２次転写の前に、トナーと同極性のチャージャ３０を用いてトナーを帯電させる。例えば、単層トナー層の見かけの帯電電位が−５０Ｖ、多層トナー層の見かけの帯電電位が−１５０Ｖの場合、中間転写ベルト１１上のトナーが多層トナー層の電位になるようにチャージャ３０を動作させると良い。
【００６２】
本実施形態では、センサ群４０のトナー層厚に係る検出結果に基づき、中間転写ベルト１１上におけるトナーの単位面積あたりの帯電量のバラツキの範囲が、０．０２５μＣ／ｃｍ2 以上になるとＣＰＵ５０が判断したときに、ＣＰＵ５０がチャージャ３０を動作させる。また、ＣＰＵ５０は、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ上に形成されたトナー帯電量の帯電量差が０．００３μＣ／ｃｍ2 以上になるトナーを用いる場合にチャージャ３０を動作させる。なお、トナーの帯電量は、トナー層の見かけの電位と相関があるため、トナーのマイナス電位を上げればトナー層のトナー帯電量が上昇する。
【００６３】
上述の実施形態によれば、２次転写ローラ１４に適用すべき転写電界のマージンが広くとれるため、紙の種類や使用環境が多少変化しても２次転写不良が発生することはない。この結果、タンデム方式の画像形成装置１００で高速カラー画像形成を実行する場合にも、カラーバランスが乱れる等の画像形成不良が発生しにくい。
【００６４】
さらに、上述の実施形態ではチャージャ３０により、現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満になるようにしているが、チャージャ３０を用いなくても、以下のような手法により本発明を実現することができる。
【００６５】
現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差を０．０２５μＣ／ｃｍ2 未満にする他の手法として、現像条件の調整する手法が挙げられる。例えば、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ上のトナー現像量を０．４ｍｇ／ｃｍ2 未満、かつ、帯電量を−２０μＣ／ｇ未満になるように現像条件を設定すれば、転写前の感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ上の単位面積あたりのトナー帯電量が０．００８μＣ／ｃｍ2 未満になり、現像剤像の単位面積あたりの帯電量の較差が０．０２５μＣ／ｃｍ2 以上になることを防止できる。現像条件の調整する際、現像バイアスの調整、トナー攪拌スピードの調整、現像ローラとブレードとの接触圧の調整を適宜行うと良い。
【００６６】
また、画像形成装置１００において、１次転写の圧力、すなわち感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄと転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄとの接触圧を１ｇ／ｍｍ2 〜５ｇ／ｍｍ2の範囲にすると、２次転写前のトナーコンパウンドを減らすことができ、２次転写を良好に行い易くなった。画像形成装置１００では、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの軸芯に対し、転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄの軸芯がズレた配置になっており、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄと中間転写ベルト１１との接触領域が拡がった分だけ、上述の適正な接触圧の範囲が低く抑えられている。
【００６７】
なお、上述の実施形態では、非接触のチャージャ３０を使用しているが、中間転写ベルト１１に十分接近させ、かつ、周面を鏡面仕上げしている場合には、チャージャに変えて非接触型ローラを使用することが可能である。
【００６８】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】２次転写電界とトナー帯電量との関係を示す図である。
【図４】２次転写電界とトナー帯電量との関係を示す図である。
【図５】２次転写電界と２次転写残トナー濃度との関係の一例を示す図である。
【図６】２次転写電界と２次転写残トナー濃度との関係の一例を示す図である。
【図７】２次転写電界と２次転写残トナー濃度との関係の一例を示す図である。
【図８】帯電量差と２次転写電流の一致特性との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０（１０Ａ〜１０Ｄ）−画像形成部
１１−中間転写ベルト
１３（１３Ａ〜１３Ｄ）−１次転写ローラ
１４−２次転写ローラ
３０−チャージャ
１００−画像形成装置
【図１】
2006099021.tif 000003
【図２】
2006099021.tif 000004
【図３】
2006099021.tif 000005
【図４】
2006099021.tif 000006
【図５】
2006099021.tif 000007
【図６】
2006099021.tif 000008
【図７】
2006099021.tif 000009
【図８】
2006099021.tif 000010