(57)【要約】【課題】中間転写体から被転写体へのトナー像の二次転写を安定して行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、現像手段４と、一次転写手段５と、を各々が有する複数の像形成手段Ｐａ〜Ｐｄと、中間転写体７と、二次転写手段８と、を有する画像形成装置１００は、複数の像形成手段Ｐａ〜Ｐｄにおいて各像担持体１の表面移動方向の現像部Ｇと一次転写部Ｎ１との間で像担持体１上の現像剤を帯電させる現像剤帯電手段２２ａ〜２２ｄと、各現像剤帯電手段２２ａ〜２２ｄに帯電バイアスを印加するバイアス印加手段２３ａ〜２３ｄと、を有し、バイアス印加手段２３ａ〜２３ｄから現像剤帯電手段２２ａ〜２２ｄに印加する帯電バイアスを各像形成手段で異ならせて、像担持体１上の現像剤の帯電量を各像形成手段Ｐａ〜Ｐｄで異ならせる構成とする。【選択図】        図３
2004258500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、現像部において前記像担持体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に供給されて前記像担持体の表面の移動に伴って搬送される現像剤を一次転写部において被転写体に転写させる一次転写手段と、を各々が有する複数の像形成手段と、前記複数の像形成手段の各像担持体から現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の現像剤像を被転写体に転写させる二次転写手段と、を有し、前記複数の像形成手段の各像担持体から前記中間転写体上に順次現像剤像を転写した後、該中間転写体上に転写された現像剤像を転写材に一括して転写することで該転写材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の像形成手段において各像担持体の表面移動方向の前記現像部と前記一次転写部との間で前記像担持体上の現像剤を帯電させる現像剤帯電手段と、各現像剤帯電手段に帯電バイアスを印加するバイアス印加手段と、を有し、前記バイアス印加手段から前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを各像形成手段で異ならせて、前記像担持体上の現像剤の帯電量を各像形成手段で異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に形成した現像剤像を一旦中間転写体に転写した後、転写材に一括して転写する中間転写方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子写真方式を利用した中間転写方式の画像形成装置は、像担持体としての感光体上に現像剤（トナー）を用いて現像剤像（トナー像）を形成し、そのトナー像を中間転写体へ順次転写する一次転写工程と、中間転写体に複数色のトナー像からなるカラー画像を形成した後にこのカラー画像を転写材上に一括して転写させる二次転写工程とを行う。
【０００３】
ところで、トナーは使用される環境によって帯電量（トリボ）が変化する。一般に、トナーの抵抗が上がる低湿条件下では帯電量が上昇し、一方トナーの抵抗が低下して電荷が逃げやすい高温高湿環境では帯電量が低下する。
【０００４】
転写部において一定量のトナーを転写するために最適な転写電流は、トナーの帯電量（トリボ）によって異なる。トナーの帯電量が低い場合には低い転写電流、トナーの帯電量が高い場合には高い転写電流が必要となる。
【０００５】
トナーの帯電量が低い場合に過大な転写電流を流した場合には、二次転写部で「強抜け」と呼ばれる転写不良が発生し、見た目にボソボソした感じを与える画像不良が発生する。一方、トナーの帯電量が高いにも拘わらず低い転写電流しか流さなかった場合は、二次転写部で全てのトナーが転写できず、転写不良が発生する。
【０００６】
しかし、カラー画像の形成に用いられる、異なる色のトナー、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった各色のトナーは、使用頻度や材料の物性などの違いによって、それぞれ異なる帯電量となってしまう。
【０００７】
従って、複数色のトナーを同時に転写する二次転写工程においては、各色のトナーの帯電量が大きく異なると、最適な転写電流の設定ができなくなることがある。例えば、イエローのトナーにとっては適正な転写電流であっても、ブラックのトナーには不適正となってしまい、両方の色を最適に転写し得る転写電流の設定ができなくなることがある。
【０００８】
このような問題を解決する手段として、例えば、特許文献１では、中間転写体上のトナーを帯電させる帯電器を設けて、二次転写前のトナーの帯電量を揃える方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３５２７９３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラー画像には、非常にトナーの載り量の少ないハイライトハーフトーン部分や、二次色等のようにトナーを何層にも重ねて色を表現する部分が混在する。従って、上述のように、中間転写体上でトナーを帯電させる方法では、帯電させるトナーの量が多いと下層のトナーまで充分に帯電できないことがある。
【００１１】
例えば、レッドの画像を形成するために、中間転写体上にマゼンタ、イエローの順で画像形成を行い、この上からコロナ帯電器を用いてトナーを帯電させようとしても、上層にあるイエローのトナーを帯電させることはできても、その下にあるマゼンタのトナーはほとんど帯電させることができずに、二次転写工程で転写不良が発生してしまう。
【００１２】
逆に、トナー載り量が少ない場合にはトナーを帯電させ過ぎてしまい、この場合も、二次転写工程で転写不良が発生してしまう。
【００１３】
一方、電子写真方式の白黒の画像形成装置（単色画像形成装置）では、感光体上のトナーを帯電し、感光体上のトナーの帯電量を制御する方法が一般的に行われている。
【００１４】
しかしながら、カラー画像形成装置では、感光体上のトナーの帯電量を揃えても、このトナーが中間転写体に転写された後に中間転写体上で複数回転写電流が加わることで、その帯電量が変化し、二次転写を行う時には最適な帯電量になっていないといった問題が発生することがあった。
【００１５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、中間転写体から被転写体へのトナー像の二次転写を安定して行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、中間転写体上で複数色のトナーが重ね合わされた場合にも、それぞれのトナーの帯電量を確実に二次転写に適した値にすることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、現像剤の種類、現像方式等により現像剤の帯電特性が大きく異なっていても、安定して二次転写を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、装置環境、現像剤の耐久状態によらず、常に二次転写を安定して行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする。
【００２０】
（１）像担持体と、現像部において前記像担持体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に供給されて前記像担持体の表面の移動に伴って搬送される現像剤を一次転写部において被転写体に転写させる一次転写手段と、を各々が有する複数の像形成手段と、前記複数の像形成手段の各像担持体から現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の現像剤像を被転写体に転写させる二次転写手段と、を有し、前記複数の像形成手段の各像担持体から前記中間転写体上に順次現像剤像を転写した後、該中間転写体上に転写された現像剤像を転写材に一括して転写することで該転写材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の像形成手段において各像担持体の表面移動方向の前記現像部と前記一次転写部との間で前記像担持体上の現像剤を帯電させる現像剤帯電手段と、各現像剤帯電手段に帯電バイアスを印加するバイアス印加手段と、を有し、前記バイアス印加手段から前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを各像形成手段で異ならせて、前記像担持体上の現像剤の帯電量を各像形成手段で異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（２）前記バイアス印加手段は、直流電圧、又は交流電圧と直流電圧との重畳電圧である帯電バイアスを出力すると共に、該帯電バイアスの直流電圧値を異ならせることよって前記現像剤帯電手段の出力を異ならせることを特徴とする上記（１）の画像形成装置。
【００２２】
（３）像担持体と、現像部において前記像担持体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に供給されて前記像担持体の表面の移動に伴って搬送される現像剤を一次転写部において被転写体に転写させる一次転写手段と、を各々が有する複数の像形成手段と、前記複数の像形成手段の各像担持体から現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の現像剤像を被転写体に転写させる二次転写手段と、を有し、前記複数の像形成手段の各像担持体から前記中間転写体上に順次現像剤像を転写した後、該中間転写体上に転写された現像剤像を転写材に一括して転写することで該転写材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の像形成手段において各像担持体の表面移動方向の前記現像部と前記一次転写部との間で前記像担持体上の現像剤を帯電させる現像剤帯電手段と、各現像剤帯電手段に帯電バイアスを印加するバイアス印加手段と、を有し、前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを各像形成手段毎に独立して制御し、前記像担持体上の現像剤の帯電量を各像形成手段毎に独立して制御して、前記複数の像形成手段の各像担持体から前記中間転写体上に転写された現像剤の帯電量を、少なくとも前記二次転写部において実質的に揃えることを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
（４）前記バイアス印加手段は、直流電圧、又は交流電圧と直流電圧との重畳電圧である帯電バイアスを出力すると共に、該帯電バイアスの直流電圧値を制御することよって前記現像剤帯電手段の出力を制御することを特徴とする上記（３）の画像形成装置。
【００２４】
（５）更に、前記現像手段が前記像担持体に供給する現像剤の帯電量を検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて各像形成手段の前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを変化させることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２５】
（６）更に、前記像形成手段の周囲の環境を検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて各像形成手段の前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを変化させることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２６】
（７）更に、前記現像手段が用いる現像剤の耐久状態を検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて各像形成手段の前記現像剤帯電手段に印加する帯電バイアスを変化させることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２８】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式の４色フルカラーのレーザプリンタであり、トナー像をその上で一度重ね合わせる中間転写体としての中間転写ベルト７と、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って上流側から順に配置された、像形成手段としての４個の画像形成部、即ち、第１（イエロー）の画像形成部Ｐａと、第２（マゼンタ）の画像形成部Ｐｂと、第３（シアン）の画像形成部Ｐｃと、第４（ブラック）の画像形成部Ｐｄとを備えている。
【００２９】
第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本実施例では、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有しており、これら感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。
【００３０】
本実施例では、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの構成は、用いる現像剤の色を除いて同じであるので、一例として第１の画像形成部Ｐａをより詳しく示す図２をも参照して更に説明すると、感光ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、それぞれ露光ランプ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、一次帯電手段としての一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、電位センサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、現像手段としての現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、一次転写手段としての一次転写ブレード（転写帯電器）５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及びクリーニング手段としてのクリーナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが設けられており、画像形成装置本体の上部には更に、露光手段として、光源装置（図示せず）及びポリゴンミラー３ａ等を備える画像露光装置３が配設されている。
【００３１】
図中矢印方向に回転する感光ドラム１ａ〜１ｄの表面は、一次転写帯電バイアス電源２７（図３：後述）から一次帯電バイアスが印加される一次帯電器２ａ〜２ｄによって帯電される。そして、画像露光装置３において光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラー３ａを回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、そしてｆθレンズにより上記帯電された感光ドラム１ａ〜１ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの現像色に対応する画像信号に応じた静電潜像が形成される。画像信号は、本実施例では、画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器或いは原稿読み取り装置から装置本体に送信される。
【００３２】
現像器４ａ〜４ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが、供給装置（図示せず）により所定量充填されている。現像器４ａ〜４ｄは、それぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像を現像して、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として現像（可視化）する。
【００３３】
本実施例では、各現像器４ａ〜４ｄは、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える二成分現像剤を用いる。当業者には周知のように、この種の現像器は、磁界発生手段としてのマグネットロールを内蔵する非磁性スリーブで構成される現像剤担持体４１に混合撹拌した二成分現像剤を磁気拘束すると共に、その層厚を現像剤担持体４１に対して所定距離隔てて対向配置された規制部材４２によって規制した後、現像剤担持体４１の回転に伴って感光ドラム１ａ〜１ｄとの対向部（現像部）Ｇに搬送する。そして、現像部Ｇにおいて穂立ちした磁気ブラシを感光ドラム１ａ〜１ｄに近接若しくは接触させて、二成分現像剤中のトナーを静電潜像に応じて感光ドラム１ａ〜１ｄに転移させる。トナーは、現像器４ａ〜４ｄ内で、撹拌搬送部材４３によってキャリアと混合撹拌されることで帯電される。又、現像時に、現像剤担持体４１には、現像バイアス印加電源２４（図３：後述）から、通常、交流（ＡＣ）バイアスと直流（ＤＣ）バイアスを重畳した現像バイアスが印加される。そして、ほぼ現像工程で消費したトナー量に相当するトナーが、供給装置（図示せず）から適時補給される。
【００３４】
例えば、４色フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、一次転写ブレード５ａ〜５ｄの作用によって、それぞれの一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７上に順次転写される。一次転写工程時には、一次転写ブレード５ａ〜５ｄには、一次転写バイアス電源２５（図３：後述）から所定の転写電流が流れるように一次転写バイアスが印加される。こうして中間転写ベルト７上に重ね合わされたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ８に二次転写バイアス電源２６（図３：後述）から所定の二次転写バイアスが印加されることで、転写材Ｓ上に転写される。
【００３５】
転写材Ｓは転写材カセット１０に収容され、そこから転写材供給ローラ１１、複数の搬送ローラ１２、及びレジストローラ１３等の転写材搬送手段によって二次転写部Ｎ２に供給される。
【００３６】
中間転写ベルト７は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂シート）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートによって構成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたものか、或いは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。中間転写ベルト７の体積抵抗率は１０９〜１０１５Ω・ｃｍのものが一般的である。
【００３７】
トナー像が転写された転写材Ｓは、搬送部１４により定着装置１５へ搬送される。転写材Ｓを中間転写ベルト７から分離するに際し転写材Ｓの先端挙動を安定させる分離ガイド等が設けられている。
【００３８】
定着装置１５は、定着ローラ１５ａ及び加圧ローラ１５ｂと、これらをクリーニングする耐熱性クリーニング部材１５ｃ、１５ｄと、定着ローラ１５ａ及び加圧ローラ１５ｂ内にそれぞれ配設されたローラ加熱ヒータ１５ｅ、１５ｆと、定着ローラ１５ａにジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ１５ｇと、そのオイルの溜め１５ｈと、加圧ローラ１５ｂの表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ１５ｉとを有している。
【００３９】
４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、定着装置１５によりトナー像の混色及び転写材Ｓへの固定が行われ、フルカラー画像が形成されて排紙トレイ１６上に排出される。
【００４０】
一次転写工程が終了した感光ドラム１ａ〜１ｄは、各感光ドラム１ａ〜１ｄに当接配置されるクリーニングブレードを有するクリーナ６ａ〜６ｄにより転写残トナーが除去されてクリーニングされ、引き続き次の画像形成に供される。一方、二次転写工程が終了した中間転写ベルト７上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト７の表面に当接されるクリーニングブレードを具備する中間転写体クリーナ９で拭い取るようになっている。尚、中間転写体クリーナ９は、二次転写工程終了後に中間転写ベルト７に当接される。
【００４１】
本実施例の画像形成装置１００のプロセススピード（中間転写ベルト７の周速度に相当）は２００ｍｍ／ｓｅｃである。又、本実施例では、一次転写電流は全ての画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて２０μＡに設定し、二次転写電流は４５μＡに設定した。
【００４２】
図３は、本実施例の画像形成装置１００の概略制御ブロックを示す。尚、図３中、画像形成部は一つのみ例示して、第１〜第４の各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに属する要素であることを示すために各要素の符号に付したａ〜ｄの添え字は省略して示している。
【００４３】
画像形成装置１００は、制御の中心的素子たるＣＰＵ３１を具備し、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３に記憶されたプログラム、データ等に従って画像形成装置１００をシーケンス動作させる制御部３０を有する。制御部３０は、帯電バイアス電源２７、画像露光装置３、現像バイアス電源２４、一次転写バイアス電源２５、二次転写バイアス電源２６、その他感光ドラム１、中間転写体７の駆動モータ等の各種駆動手段、定着装置１５など、画像形成装置１００の動作を統括制御する。又、制御部３０は、詳しくは後述するように、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄが備えるポスト帯電器２２にバイアスを印加するポスト帯電バイアス電源２３を制御する。
【００４４】
制御部３０には画像処理部（図示せず）が接続されており、この画像処理部が、装置本体に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器或いは原稿読み取り装置からの画像信号を受信すると共に、制御部３０に画像形成に係る信号を送信する。制御部３０は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。
【００４５】
さて、前述のように、中間転写方式のカラー画像形成装置において、各色のトナーの帯電量の違いによる二次転写工程における転写不良を防止するために、中間転写体上のトナーを二次転写工程前に帯電させようとすると、中間転写体上のトナーの層の多寡によって適正な帯電量とすることができない、という問題が発生することがあった。
【００４６】
これに対応するために、電子写真方式の単色の画像形成装置にて一般に行われている、感光ドラム上のトナーの帯電量を制御する方法を応用し、感光ドラム上のトナーの帯電量を各色で揃えることで各色のトナーの帯電量を揃えることが考えられる。
【００４７】
そこで、本発明者は、上記構成の画像形成装置１００において、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで揃えて、フルカラー画像の形成を行うことを試みた。
【００４８】
その結果、１色目、即ち、イエローの転写性は問題なかったが、２色目以降、徐々に転写性が悪化していて、４色目の転写性は悪く、ボソボソした画像となってしまった。
【００４９】
この原因を検討したところ、二次転写前の中間転写ベルト７上のトナーの帯電量が各色で異なることが判明した。更に詳しく調べると、感光ドラム１ａ〜１ｄ上では、各色のトナーは約−２５μＣ／ｇの帯電量をもっているが、二次転写前の中間転写ベルト７上の帯電量は１色目が約−１７μＣ／ｇ、２色目が約−１９μＣ／ｇ、３色目が約−２１μＣ／ｇ、４色目が約−２３μＣ／ｇであった。
【００５０】
即ち、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄでの一次転写工程における転写電流（２０μＡ）を受けるたびに、トナーの帯電量は約２μＣ／ｇ小さくなることが分かった。そして、このように中間転写ベルト７上のトナーの帯電量が異なるために、一定の二次転写電流（４５μＡ）での転写のし易さに各色で差が生じていた。
【００５１】
そこで、本実施例では、感光ドラム１ａ〜１ｄ上の現像部Ｇと一次転写部Ｎ１との間に、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーを帯電させるための現像剤帯電手段として、帯電器（以下「ポスト帯電器」という。）２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを設置し、これにより感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を制御して、二次転写工程前の中間転写ベルト７上のトナーの帯電量を揃えるようにした。
【００５２】
図３を参照して更に説明すると、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄには、それぞれバイアス印加手段たるポスト帯電バイアス電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄからバイアス（以下「ポスト帯電バイアス」という。）を印加する。本実施例では、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄには、ピーク間電圧Ｖｐｐが８ｋＶの交流（ＡＣ）成分と、−２００Ｖ〜−２０００Ｖ（−５０μＡ〜−５００μＡ）の直流（ＤＣ）成分から成るポスト帯電バイアスを印加する。そして、ＤＣ成分を変化させることによって感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を変化させる。ポスト帯電バイアスにＡＣ成分を重畳することは、目的の帯電量に集束させ易い点で有利である。
【００５３】
図４は、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄの出力と、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量との関係を示す。図４に示すように、本実施例では、ポスト帯電バイアスのＤＣ値と、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量はほぼ線形の関係にあるので（斯かる特性は各色で異なっていて良い。）、このＤＣ値を変更することによって、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を制御することができる。
【００５４】
一例として、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を、１色目が約−２８μＣ／ｇ、２色目が約−２６μＣ／ｇ、３色目が約−２４μＣ／ｇ、４色目が約−２２μＣ／ｇとなるように各ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加するポスト帯電バイアスのＤＣ成分を、それぞれ−１７６０Ｖ、−１４４０Ｖ、−１１２０Ｖ、−８００Ｖ（−４４０μＡ、−３６０μＡ、−２８０μＡ、−２００μＡ）に調整することで、二次転写前の帯電量は全色約−２０μＣ／ｇとすることができた。これによって、上記４５μＡの二次転写電流で、全色、安定した二次転写が行えるようになり、良好な画像が得られた。
【００５５】
図３を参照して、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加するポスト帯電バイアスは、本実施例では、バイアス選択手段として機能する制御部３０が備える演算制御手段たるＣＰＵ３１が、記憶手段たるＲＯＭ３２に予め設定されたデータ、プログラムに従って制御する。上述のように、各一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７上に一次転写されたトナーの帯電量が、一次転写電流等によって二次転写部Ｎ２に至るまでにどの程度減衰するかに応じて、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量の目標値を求め、斯かる帯電量を達成するために各ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加すべきポスト帯電バイアスのＤＣ成分値を、それぞれ予めＲＯＭ３２に設定しておく。ＣＰＵ３１は、斯かる値にポスト帯電バイアスを制御するように、各ポスト帯電バイアス電源２３ａ〜２３ｄに駆動信号を送る。
【００５６】
このように、本実施例の構成によると、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を各色毎に独立して最適な値に制御することで、中間転写ベルト７上のトナーが各一次転写部Ｎ１にて一次転写電流を複数回受けた場合でも、少なくとも二次転写工程が行われる時の中間転写ベルト７上の各色のトナーの帯電量を適正な値に揃えることができ、安定した二次転写を行うことができる。例えば、上述のように、１色目のトナー像が２色目以降のトナー像の一次転写工程時にトナーの帯電量が低下する場合、予め１色目のトナーの帯電量を感光ドラム１ａ上で大きくしておく。これにより、二次転写工程時の中間転写ベルト７上のトナーの帯電量を全色揃えることができ、二次転写に最適な転写電流の設定が行えるため、良好な画像を得ることができる。そして、本実施例によれば、従来提案されているような、中間転写体上でトナーを帯電する機構とは異なり、中間転写体上で複数色のトナーが重ね合わされている場合に下層のトナーが帯電されないといった問題は発生しない。
【００５７】
尚、本実施例では中間転写ベルト７上で一次転写の電流を加える度にトナーの帯電量が減少することから、予め感光ドラム１ａ〜１ｄ上でトナーの帯電量を上げるように制御したが、本発明は、このような系に限定されるわけではない。トナーの状態によって、感光ドラム１ａ〜１ｄ上で、予めトナーの帯電量を下げておいた方が良い装置もあることは言うまでもない。この場合、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄにてＡＣ出力とＤＣ出力とを重畳したバイアスを用いれば、ＡＣ成分による除電効果により所定のＤＣ成分値へとトナーの帯電量を集束させるのに好都合である。
【００５８】
又、本実施例では、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄには、ＡＣ出力とＤＣ出力とを重畳したバイアスを印加したが、ＤＣ成分のみでも同様な効果を得ることができる。但し、ポスト帯電バイアスにＡＣ成分を用いない帯電器は、除電能力が小さくなるため、トナーの帯電量を感光ドラム１ａ〜１ｄ上でのトナーの帯電量を大きくする方向に制御する場合に好ましく適用し得る。これによって、電源の構成が簡略化でき、コスト低減につながるといった利点がある。
【００５９】
又、各ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄにバイアスを印加する電源は、本実施例では、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに設けるものとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、バイアス印加手段として一つ或いは複数の電源から、各ポスト帯電器Ｐａ〜Ｐｄに対して切り替えて、それぞれの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに適切なバイアスを印加する構成としてもよい。
【００６０】
以上、本実施例によれば、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を各色毎に制御することで、少なくとも二次転写工程時の中間転写ベルト７上の各色のトナーの帯電量を適正なものに揃えることができ、中間転写ベルト７からのトナー像の二次転写を安定して行うことができる。
【００６１】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成は、実施例１のものと同様であり、第４の画像形成部Ｐｄにて使用するブラック画像用の現像器４ｄが異なる。従って、ここでは、実施例１の画像形成装置１００のものと同一若しくは相当する機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点についてのみ説明する。
【００６２】
本実施例では、第１、第２、第３の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにて用いるイエロー、マゼンタ、シアンの各色用の現像器４ａ、４ｂ、４ｃには、トナーとキャリアとを用いた２成分現像方式を採用するのに対して、第４の画像形成部Ｐｄにて使用するブラック画像用の現像器４ｄには、図５に示すような、実質的に磁性トナーのみから成る一成分現像剤（通常通り、外添加剤等を含んでいてよい。）を用いた非接触ジャンピング現像方式を採用する。
【００６３】
斯かる非接触ジャンピング現像方式の現像器は、当業者には周知の通り、磁界発生手段としてのマグネットロールを内蔵する非磁性スリーブで構成される現像剤担持体４４上にトナーを磁気拘束し、トナーに当接配置された現像剤規制部材４５により、現像剤担持体４４の回転に伴ってトナーの層厚を規制すると共に摩擦帯電させた後、感光ドラム１ｄとの対向部（現像部）Ｇに搬送する。現像器４ｄ内のトナーは、現像剤撹拌部材４６の回転によって現像剤担持体４４に向かって搬送する。そして、現像バイアス電源より現像剤担持体４４に印加される現像バイアス電圧の作用により、静電潜像に応じて現像剤担持体４４から感光ドラム１ｄへとトナーが飛翔して転移する。
【００６４】
ブラック画像用の現像器４ｄにこの方式を用いると、トナーの製造方法が簡単であるためにその製造コストが安く、現像剤の交換が不要になるためにランニングコストを抑制できるといった利点がある。
【００６５】
さて、このように異なる現像方式を用いると、各現像方式で用いるトナーの特性により、感光ドラム上のトナーの帯電量が各方式間で大きく異なることがある。本実施例では、第４の画像形成部Ｐｄにおける感光ドラム１ｄ上のブラックトナーの帯電量は、他の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ上のトナーとは大きく異なる。
【００６６】
より具体的には、本実施例では、第４の画像形成部Ｐｄにおいて、ポスト帯電器２２ｄによるポスト帯電処理を行わない場合の感光ドラム１ｄ上のブラックトナーの帯電量は約−１０μＣ／ｇであった（第１〜第３の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいては、ポスト帯電処理を行わない場合、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量は、実施例１と同様に約−２５μＣ／ｇ）。
【００６７】
そこで、本実施例では、二次転写工程前の中間転写ベルト７上の帯電量を全色約−２０μＣ／ｇとするために、第４の画像形成部Ｐｄにおけるポスト帯電器２２ｄに印加するポスト帯電バイアスのＤＣ成分値を−２０００Ｖ（−５００μＡ）とした。これによって、実施例１同様に、４５μＡの二次転写電流で、全色、安定した二次転写が行えるようになり、良好な画像が得られた。
【００６８】
以上、本実施例によれば、複数の現像方式を併用するなど、帯電特性が大きく異なるトナーを用いる際に、斯かるトナーの帯電特性を考慮して感光ドラム上のトナーの各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいてポスト帯電処理を行うことで、少なくとも二次転写工程時の中間転写ベルト７上の各色のトナーの帯電量を適正な値に揃えることができ、中間転写ベルト７からのトナー像の二次転写を安定して行うことができる。
【００６９】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成は、実施例１のものと同様であり、ポスト帯電バイアスの決定方法が異なる。ここでは、実施例１の画像形成装置のものと同一若しくは相当する機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点についてのみ説明する。
【００７０】
本実施例では、現像器４ａ〜４ｄから現像に供するトナーの帯電量を検知して、その検知結果に基づいてポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加するポスト帯電バイアスを変更する。
【００７１】
上述のように、各色或いは現像方式によってトナーの帯電特性は異なるが、同一色のトナーであっても、その時の状態によってもトナーの帯電量は異なったものとなる。例えば、現像器４ａ〜４ｄ内のトナー／キャリア比が増えると、キャリアのトナーを帯電させる能力が下がるために、現像に供されるトナーの帯電量が下がることが分かっている。
【００７２】
そこで、本実施例では、現像器４ａ〜４ｄ内のトナー／キャリア比を検知する機構を設けることで、現像に供されるトナーの帯電量を検知する。
【００７３】
より具体的には、図６を参照して、本実施例では、現像剤帯電量検知手段として、現像器４ａ〜４ｄ内のトナー／キャリア比を光学的に検知する光センサ２８を用いる。光センサ２８は、現像器４ａ〜４ｄ内の二成分現像剤に検知光を照射する発光部２８Ａと、二成分現像剤からの反射光を受光する受光部２８Ｂとを有し、現像器４ａ〜４ｄ内のトナー／キャリア比に応じた反射光強度を検出して、検出信号を出力する。トナー／キャリア比が増えた場合、光センサ２８の出力は、トナーによる反射光が増えるために大きくなる。
【００７４】
従って、予め、光センサ２８の出力と、現像に供されるトナーの帯電量との関係を測定しておき、光センサ２８の検出結果に基づいてポスト帯電器２２ａ〜２２ｄの出力を制御することによって、その時点における各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで現像に供されるトナーの帯電量に応じて適正なポスト帯電バイアスを選択することができる。これにより、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光ドラム１ａ〜１ｄ上でトナーを適当な帯電量に帯電させることによって、二次転写工程前の中間転写ベルト７上のトナーの帯電量を、その時点での各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにて現像に供されるトナーの帯電量に応じて、より適当なものに揃えることが可能となる。
【００７５】
更に説明すると、本実施例では、ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加するポスト帯電バイアスは、バイアス選択手段として機能する制御部３０のＣＰＵ３１が、記憶手段たるＲＯＭ３２に予め設定されたデータ、プログラムに従って制御する。制御部３０には、現像剤帯電量検知手段としての光センサ２８が接続されており、その検出結果が制御部３０に入力される。制御部３０は、この検出結果をＲＡＭ３３に一旦記憶させるなどし、この検出結果に基づいて、ＲＯＭ３２内に予め設定されている光センサ２８の出力と現像に供されるトナーの帯電量との関係から、その時点における各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで現像に供されるトナーの帯電量を判断する。そして、予めＲＯＭ３２に設定されている、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対する、現像に供されるトナーの帯電量と、ポスト帯電処理後の適正な帯電量を得るための適正なポスト帯電バイアスのＤＣ成分値との関係から、各ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加すべきバイアス値を選択する。そして、こうして選択した値にポスト帯電バイアスを制御するように、制御部３０は、各ポスト帯電バイアス電源２３ａ〜２３ｄに駆動信号を送る。
【００７６】
こうして、現像器４ａ〜４ｄ内のトナーの消費量と補給量が変化して、それに応じて現像に供されるトナーの帯電量が変化した場合でも、二次転写工程前の中間転写ベルト７上のトナーの帯電量が最適なトナーの帯電量に揃うように、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量を制御することが可能となる。これにより、全色、安定した二次転写が行えるようになり、良好な画像が得られる。
【００７７】
以上、本実施例によれば、トナー補給によって現像に供されるトナーの帯電量が変動した場合であっても、少なくとも二次転写工程時の中間転写ベルト７上の各色のトナーの帯電量を適正な値に揃えることができ、中間転写ベルト７からのトナー像の二次転写を安定して行うことができる。
【００７８】
実施例４
上記実施例２、３の説明から、中間転写ベルト７上で一次転写電流を繰り返して受けることによる帯電量の減衰のみならず、トナー自体の帯電特性、状態をも考慮してポスト帯電バイアスを決定することが重要であることが理解されよう。
【００７９】
実施例２においては、現像器が採用する現像方式によりトナーの帯電量が違う場合についての対応について説明した。又、実施例３においては、トナー補給により現像に供されるトナーの帯電量が変化した場合についての対応について説明した。しかし、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
【００８０】
感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーの帯電量は、装置の用いられる環境、トナーの特性、現像剤の耐久状態等によっても変化する。
【００８１】
従って、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のポスト帯電処理前（現像に供されるトナー）若しくは処理後のトナーの帯電量、或いは中間転写ベルト７上のトナーの帯電量に影響する様々な要因を検知する任意の手段を設けることができる。
【００８２】
そして、これら現像剤帯電量検知手段による検知結果に基づいて、バイアス選択手段としての制御部３０が、その時点において各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対して最適なポスト帯電バイアス値を、予め設定されたものの中から選択するか若しくは算出し、その結果に応じて各ポスト帯電バイアス電源２３ａ〜２３ｄを制御することができる。これにより、常に、二次転写工程前の中間転写ベルト７上の各色のトナーの帯電量を、所定の二次転写電流によって安定して二次転写されるような値に揃えることができる。
【００８３】
例えば、図７に示すように、現像剤帯電量検知手段として、装置本体内の環境温湿度を検知する環境検知手段たる環境センサ２９を設け、その検出結果に基づいてポスト帯電器２２ａ〜２２ｄの出力を制御することができる。
【００８４】
この場合の制御態様は、実施例３におけるものと概略同様であるが、制御部３０には、現像剤帯電量検知手段としての環境センサ２９が接続されており、その検出結果が制御部３０に入力される。制御部３０は、この検出結果をＲＡＭ３３に一旦記憶させるなどし、この検出結果に基づいて、ＲＯＭ３２内に予め設定されている環境センサ２９の出力と、例えば感光ドラム上のトナーの帯電量との関係から、その時点における各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光ドラム上のトナーの帯電量を判断する。そして、予めＲＯＭ３２に設定されている、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対する、感光ドラム上のトナーの帯電量と、ポスト帯電処理後の適正な帯電量を得るための適正なポスト帯電バイアスのＤＣ成分値との関係から、各ポスト帯電器２２ａ〜２２ｄに印加すべきバイアス値を選択する。そして、こうして選択した値にポスト帯電バイアスを制御するように、制御部３０は、各ポスト帯電バイアス電源２３ａ〜２３ｄに駆動信号を送る。
【００８５】
又、例えば、現像剤帯電量検知手段として、現像剤の耐久状態で変化する現像剤の帯電量を検知し得る（現像剤耐久状態検知手段）、感光ドラム１上に形成する検知用画像（パッチ）の濃度を検知するパッチセンサ、現像器４内の現像剤のトナー／キャリア比を測定するセンサを設けることができる。
【００８６】
感光ドラム１上のパッチセンサは、予め決められた感光ドラム１の潜像電位に対してトナーがどれだけ現像されたかを、通常反射型の光センサとされる濃度センサで読み取るものである。現像に供されるトナーの帯電量（トリボ）が高ければ、少ないトナーで潜像（電荷）を埋めることができ、帯電量が低ければ、沢山のトナーが現像される。従って、感光ドラム１上のトナー濃度によって、トナー量を判断して、トナー帯電量を予測することができる。又、上述のように、２成分現像の場合には、現像器４内の現像剤のトナー／キャリア比を測定することで、現像トナーのトリボを予測することができる。つまり、トナー／キャリア比が小さくトナーが少ない状況では、トナーとキャリアは充分に接触するため、接触帯電によって帯電量が増える。トナー／キャリア比が増えると接触帯電が少なくなるため、トナートリボは下がる。
【００８７】
これらの場合、図７中、環境センサ２９を斯かる現像剤耐久状態検知手段で置き換えたものに相当する制御態様において、該検知手段の検知結果に基づいて、その時の現像に供されるトナー帯電量に応じてポスト帯電処理後の適正な帯電量を得るための適正なポスト帯電バイアスのＤＣ成分値を求める。そして、この値にポスト帯電バイアスを制御するように、各ポスト帯電バイアス電源２３ａ〜２３ｄに駆動信号を送るようにすればよい。
【００８８】
上記説明から、この他、トナーの帯電量に影響する様々な要因を検知する任意の検知手段を設ける場合に対しても、同様に制御することで、本発明の目的を達成し得ることを当業者は容易に理解されよう。これら全ての変更は本発明の範囲内にある。
【００８９】
以上、本発明をいくつかの実施例を通して説明したが、上記各実施例は、単独でも、適当に組み合わせてもよいことはいうまでもない。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体から被転写体へのトナー像の二次転写を安定して行うことができる。本発明によれば、中間転写体上で複数色のトナーが重ね合わされた場合にも、それぞれのトナーの帯電量を確実に二次転写に適した値にすることが可能である。本発明は、現像剤の種類、現像方式等により現像剤の帯電特性が大きく異なっていたり、装置環境、現像剤の耐久状態によって現像剤の帯電量が変化する場合にも、常に二次転写を安定して行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す概略断面図である。
【図３】本発明に従う画像形成装置の一制御態様を示す模式図である。
【図４】ポスト帯電器の出力とトナーの帯電量との関係の一例を示すグラフ図である。
【図５】画像形成部の他の実施例を示す概略断面図である。
【図６】本発明に従う画像形成装置の他の制御態様を示す模式図である。
【図７】本発明に従う画像形成装置の他の制御態様を示す模式図である。
【符号の説明】
１                感光ドラム（像担持体）
２                一次帯電器（一次帯電手段）
３                画像露光装置（露光手段）
４                現像器（現像手段）
５                一次転写ブレード（一次転写手段）
６                クリーナ（クリーニング手段）
７                中間転写ベルト（中間転写体）
８                二次転写ローラ（二次転写手段）
１５              定着装置
２２              ポスト帯電器（トナー帯電手段）
２３              ポスト帯電バイアス電源（バイアス印加手段）
３０              制御部（バイアス選択手段）
Ｐａ〜Ｐｄ        第１、第２、第３、第４の画像形成部（像形成手段）
Ｓ                転写材
【図１】
2004258500.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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