(57)【要約】  【課題】  装置構成の複雑化及び高コスト化等を招くことなく、転写性の異なるトナーを併用することによって生じる二次転写不良を防止することができる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  二次転写手段である二次転写チャージャ７を、帯電量調整手段としても利用し、中間転写ベルト１２上に重ね合わされる各トナーの帯電量に差がある場合には、中間転写ベルト１２上に一次転写されたトナー像が二次転写領域を通る際に、二次転写チャージャ７によって電圧を印加することにより、中間転写ベルト１２上のトナーの帯電量を調整し、重ね合わされる各色トナーの帯電量差を縮小させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される一つの像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を各々異なるトナーにより現像してトナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体へと順次転写するための一次転写手段と、前記中間転写体上で重ね合わされた複数のトナー像を一括して記録媒体へと転写するための二次転写手段と、を備えたカラー画像形成装置において、
前記二次転写手段に印加される転写バイアスを用いて、前記中間転写体上のトナーの帯電量を調整できる構成としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数のトナーのうち少なくとも１つは、前記像担持体上での帯電量が他のトナーの帯電量と異なっており、トナーの像担持体上での帯電量が低い方から、若しくは高い方から順に前記中間転写体上にトナー像を形成するとともに、１つのトナー像が形成された後、次のトナー像が積層されるまでの間に中間転写体上に積層されたトナーの帯電量を調整す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】
前記複数のトナーは、磁性トナーと非磁性トナーとが併用されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数のトナーは、少なくとも１つのトナーの体積平均粒径が、他のトナーの体積平均粒径と異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数のトナーは、少なくとも１つのトナーの円形度が、他のトナーの円形度と異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機及びプリンタ等のカラー画像形成装置に関するものであり、特に像担持体上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へと転写する方式のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた複写機及びプリンタ等のカラー画像形成装置の画像形成方法として、像担持体である感光体ドラム上に形成されたトナー像を、一旦記録媒体以外の中間転写体上に一次転写した後、改めて中間転写体上のトナー像を記録媒体上へ二次転写して画像形成を行う方法が知られており、この方法を用いることによって、記録媒体の保持状態及びその表面性等多くの要因による転写不良やカラーレジストレーションのズレの発生を抑えることができるという効果を有することが知られている。
【０００３】
このような画像形成装置において、フルカラー画像を形成する場合には、中間転写体が１回転する毎に感光体ドラム上に形成されたシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写体上へ重ね合わせて順次転写（一次転写）され、中間転写体が所定回数回転することにより、中間転写体上にフルカラーのトナー像が形成される。そして、最後に中間転写体上に形成されたフルカラートナー像を一括して記録媒体へと二次転写することにより、フルカラー画像が形成される。
【０００４】
ところで、画像形成に用いられる現像剤は、現像に寄与するトナーと、キャリア材とから成る二成分現像剤と、キャリア材を有していないトナーのみからなる一成分現像剤とに分類することができ、トナーは、磁性粒子を含有する磁性トナーと、磁性粒子を含有していない非磁性トナーとに分類することができる。そして、これらを用いて感光体ドラム上にトナー像を形成する現像方式としては、１成分方式及び２成分方式等種々の方式が提案されている。
【０００５】
しかし、シアン、マゼンタ及びイエロー等のカラートナーでは、磁性粒子を入れると色味が変化してしまうため、カラートナーは色彩を鮮明にするために非磁性トナーを使用し、ブラックにのみ磁性トナーを使用したカラー画像形成装置が提案されている。このような画像形成装置では、磁性トナーと非磁性トナーでは帯電性が違い、中間転写体上においてこれらの帯電量に大きな差があり、記録媒体への転写性が大きく異なるため、中間転写体上に重ね合わされたトナー像を二次転写する際に転写不良を生じることがあった。
【０００６】
そこで、上述のような中間転写体上の各色トナー間の帯電量差を縮小するために、特許文献１では中間転写体の近傍にプレ転写チャージャを配設し、中間転写体上に複数色のトナー像を重ねる場合には、中間転写体上に一次転写されたトナー像の帯電量をプレ転写チャージャによって制御することにより、二次転写時の転写不良を抑制することができる画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３０５５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、中間転写体上のトナーの帯電量を制御するために、中間転写体の近傍にプレ転写チャージ及びこのプレ転写チャージャ用の電源を設ける必要があり、画像形成装置の構成の複雑化及び高コスト化等を招くこととなっていた。
【０００８】
本発明においては上述の事情に鑑み、装置構成の複雑化及び高コスト化等を招くことなく、転写性の異なるトナーを併用することによって生じる二次転写不良を防止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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される一つの像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を各々異なるトナーにより現像してトナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体へと順次転写するための一次転写手段と、前記中間転写体上で重ね合わされた複数のトナー像を一括して記録媒体へと転写するための二次転写手段と、を備えたカラー画像形成装置において、前記二次転写手段に印加される転写バイアスを用いて、前記中間転写体上のトナーの帯電量を調整できる構成としたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、前記複数のトナーのうち少なくとも１つは、前記像担持体上での帯電量が他のトナーの帯電量と異なっており、トナーの像担持体上での帯電量が低い方から、若しくは高い方から順に前記中間転写体上にトナー像を形成するとともに、１つのトナー像が形成された後、次のトナー像が積層されるまでの間に中間転写体上に積層されたトナーの帯電量を調整することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記複数のトナーは、磁性トナーと非磁性トナーとが併用されていることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記複数のトナーは、少なくとも１つのトナーの体積平均粒径が、他のトナーの体積平均粒径と異なることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記複数のトナーは、少なくとも１つのトナーの円形度が、他のトナーの円形度と異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、中間転写体上のトナーの帯電量を調整するための帯電量調整手段を別途設けず、二次転写手段を帯電量調整手段として兼用しているため、画像形成装置の装置構成の複雑化及び高コスト化等を招くことがない。また、中間転写体上のトナーの帯電量を調整できる構成としたことによって、トナーの帯電量を調整することで中間転写体上のトナーの記録媒体への転写性を調整することができるため、各色トナー間の転写性の差を縮小させ二次転写不良を抑制することができ、良好なカラー画像を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、使用される複数のトナーの像担持体上での帯電量が各トナーによって異なる場合には、中間転写体上に一次転写された後も帯電量が異なり、帯電量の違いに起因して記録媒体への転写性が異なることとなるが、帯電量調整手段により帯電量を調整することができるため、転写性を調整することができ二次転写不良を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、磁性トナーと非磁性トナーとが併用されている場合には、これらのトナーの帯電性の違いから中間転写体上での帯電量に差ができ、二次転写不良を生じることとなるが、帯電量調整手段によって帯電量を調整することができるため、二次転写不良を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、使用される複数のトナーの体積平均粒径が各トナーによって異なる場合には、体積平均粒径の違いに起因して転写性が異なることとなるが、帯電量調整手段により帯電量を調整することができるため、転写性を調整することができ二次転写不良を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、使用される複数のトナーの円形度が各トナーによって異なる場合には、円形度の違いに起因して転写性が異なることとなるが、帯電量調整手段により帯電量を調整することができるため、転写性を調整することができ二次転写不良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】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の概略構成図であり、一例としてカラーレーザプリンタを図示している。画像形成装置１の本体下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部２が設けられている。この給紙部２の一端部には、積載された用紙Ｐを最上位紙から１枚ずつ給紙するための分離給送手段３が設けられている。
【００２０】
給紙部２の上方には、本体右側面部から本体左側面部へ略水平に延び、さらに上方へ延びて本体上面に形成された排紙トレイ４に至る搬送路５が形成されている。この搬送路５に沿って上流側から順に上記分離給送手段３、レジストローラ対６、二次転写チャージャ７、定着ローラ対８、搬送ローラ対９，１０及び排紙ローラ対１１が配置されている。なお、二次転写手段である二次転写チャージャ７は後述するように帯電量調整手段も兼ねており、コロナ放電によって非接触で帯電させることができるスコロトロン帯電器が好適に利用される。
【００２１】
水平方向の搬送路５の上方には、中間転写体となる中間転写ベルト１２が回転自在に配設されている。中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４、テンションローラ１５及び一次転写ローラ１６に懸架されており、駆動ローラ１３が回転駆動されることにより、上記のローラとともに矢印のように時計方向に回転されるようになっている。なお、中間転写ベルト１２には誘電体樹脂製のシートが用いられ、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ベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが好適に用いられる。
【００２２】
中間転写ベルト１２を介して駆動ローラ１３に対向する位置に上記二次転写チャージャ７が配置され、この位置が二次転写領域となっており、中間転写ベルト１２の回転方向において二次転写領域の下流部にクリーニングローラ１７が駆動ローラ１３に圧接するように中間転写ベルト１２に当接している。また、一次転写ローラ１６は中間転写ベルト１２を介して像担持体である感光体ドラム１８と当接している。
【００２３】
感光体ドラム１８は図示しない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、その回転方向に沿って上方から順に接触型帯電器である帯電ローラ１９、現像ユニット２０、上記一次転写ローラ１６、クリーニングユニット２１が配設されている。帯電ローラ１９は感光体ドラム１８の上部でこれに当接して、感光体ドラム１８の回転に従動して回転する。現像ユニット２０の上方には、既知の光学系を利用したレーザー光学ユニット２２が配置されている。
【００２４】
現像ユニット２０は、全体が略円筒形状であり、その両端部で回転自在に支持されている。この現像ユニット２０の内部は、十字型の仕切り壁２０ａにより４つの部屋に区切られ、ここにブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色のトナーに対応して４つの現像器２３Ｋ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙがそれぞれ構成されている。なお、図示する現像器の配置は一例であって、これには限定されるものではない。
【００２５】
各現像器２３Ｋ〜２３Ｙは、個別に回転駆動される現像ローラ２４，２５，２６，２７をそれぞれ備えている。また、現像ユニット２０には、図示しない駆動部が接続されており、この駆動部を駆動することで現像ユニット２０が回転して、各現像器２３Ｋ〜２３Ｙの現像ローラ２４〜２７のうちのいずれかを選択的に感光体ドラム１８に対向配置させ、現像動作が行われるようになっている。
【００２６】
次に、上記のように構成された画像形成装置１による画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム１８が回転駆動されることにより、帯電ローラ１９が従動回転し、感光体ドラム１８の表面が一様に帯電される。そして、入力された画像信号に基づいて、レーザー光学ユニット２２が動作し、帯電後の感光体ドラム１８上にレーザー光が照射され、感光体ドラム１８の表面に静電潜像が形成される。こうして形成された静電潜像は現像ユニット２０によって上記のようにして現像され、一次転写ローラ１６によって、時計方向に回転する中間転写ベルト１２上に一次転写されることとなる。
【００２７】
すなわち、モノクロ画像形成の場合には、現像器２３Ｋの現像ローラ２４のみを静電潜像の形成された感光体ドラム１８に対向配置させてブラックのトナー像を感光体ドラム１８上に形成し、感光体ドラム１８上に形成されたブラックのトナー像を一次転写ローラ１６によって、回転する中間転写ベルト１２上に転写してモノクロ画像が形成される。
【００２８】
また、カラー画像形成の場合には、駆動部を駆動することで現像ユニット２０を回転させ、４つの現像器２３Ｋ〜２３Ｙの各現像ローラ２４〜２７を順次選択的に感光体ドラム１８に対向配置させ、各色のトナー像を感光体ドラム１８上に形成し、感光体ドラム１８上に形成された各色のトナー画像を、一次転写ローラ１６によって順次回転する中間転写ベルト１２上に転写し、これらを重ね合わせてカラー画像が形成される。
【００２９】
ここで、カラー画像形成では、最大で４色のトナー画像を中間転写ベルト１２上に重ね合わせることとなるが、例えば、磁性トナーと非磁性トナーを併用した場合には、これらの帯電性の違いから、中間転写ベルト１２上に一次転写された各色トナーの帯電量に差があり、用紙への転写性が異なるため、これらを一括して二次転写させる際に転写不良を生じる場合がある。
【００３０】
かかる場合には、中間転写ベルト１２上に一次転写されたトナー画像が二次転写領域を通る際に、二次転写チャージャ７によって電圧を印加することにより、中間転写ベルト１２上のトナーの帯電量を調整し、重ね合わされる各色トナーの帯電量差を縮小させる。なお、カラー画像形成の場合、一次転写動作中にはクリーニングローラ１７は中間転写ベルト１２より離間されている。
【００３１】
そして、所定の二次転写領域において、分離給送手段３によって給紙部２から給紙され、さらにレジストローラ対６により搬送路５を搬送されてきた用紙Ｐ上に、二次転写チャージャ７によって中間転写ベルト１２上のモノクロ画像又はカラー画像が一括で二次転写される。このようにしてモノクロ画像又はカラー画像が転写された用紙Ｐは、搬送路５を略水平方向に搬送され、定着ローラ対８により用紙Ｐ上のトナー像が加熱されて定着される。定着後、用紙Ｐは搬送ローラ対９の下流部で搬送方向を上方に変えられ、搬送ローラ対１０によりさらに搬送路５を搬送され、最終的に排紙ローラ対１１により排紙トレイ４上に排紙される。
【００３２】
なお、一次転写されずに感光体ドラム１８上に残ってしまう未転写トナーは、クリーニングユニット２１で除去され、二次転写されずに中間転写ベルト１２上に残った未転写トナーはクリーニングローラ１７によって除去される。除去されたトナーは回収スクリューなどのトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
【実施例１】
【００３３】
次に、上記実施形態に係る画像形成装置のより具体的な実施例について、上記画像形成装置において、４つの現像器２３Ｋ〜２３Ｙの現像方式は全て一成分方式を用いることとし、各色トナーとして、ブラックのトナー（以下、Ｋトナー）には磁性トナー（体積平均粒径７．５μｍ）を使用し、その他のシアンのトナー（以下、Ｃトナー）、マゼンタのトナー（以下、Ｍトナー）及びイエローのトナー（以下、Ｙトナー）には非磁性トナー（平均粒径７．５μｍ）の正帯電トナーをそれぞれ使用した場合のカラー画像形成について説明する。
【００３４】
まず、現像器２３Ｋの現像ローラ２４を静電潜像の形成された感光体ドラム１８に対向配置させてＫトナー像を感光体ドラム１８上に形成する。この時、感光体ドラム１８上のＫトナーの帯電量は８μ／Ｃｇである。そして、感光体ドラム１８上に形成されたＫトナー像を一次転写ローラ１６によって、回転する中間転写ベルト１２上へと一次転写（転写電流１０μＡ）することにより、中間転写ベルト１２上にＫトナー像が形成される。
【００３５】
次に、駆動部を駆動させ現像ユニット２０を回転させ、現像器２３Ｃの現像ローラ２５を感光体ドラム１８に対向配置させ、Ｃトナー像を感光体ドラム１８上に形成する。この時、感光体ドラム１８上のＣトナーの帯電量は３０μ／Ｃｇである。そして、感光体ドラム１８上に形成されたＣトナー像を一次転写ローラ１６によって、回転する中間転写ベルト１２上へと一次転写（転写電流１２μＡ）し、中間転写ベルト１２上のＫトナー像に重ね合わせることとなるが、このままでは中間転写ベルト１２上でのＫトナーとＣトナーとの帯電量差が大きいため、転写性が異なり、二次転写時に転写不良を生じてしまうこととなる。
【００３６】
そこで、本実施例では中間転写ベルト１２上のＫトナー像が二次転写領域を通過する際に、二次転写チャージャ７によってトナーと同極性である、＋１．５ｋＶの直流電圧に、ピーク間電圧６ｋＶ、周波数１ｋＨｚの交流電圧を重畳させた電圧を、Ｋトナー像に印加することによりＫトナーの帯電量を調整した後、Ｃトナー像を重ね合わせることによって、中間転写ベルト１２上でのＫトナーとＣトナーとの帯電量差を縮小させている。
【００３７】
続いて、駆動部を駆動させ現像ユニット２０を回転させ、現像器２３Ｍ，２３Ｙの現像ローラ２６，２７を順次感光体ドラム１８に対向配置させ、Ｍトナー像及びＹトナー像を感光体ドラム１８上に形成する。この時、Ｍトナー及びＹトナーの感光体ドラム１８上での帯電量は、それぞれ３０μ／Ｃｇ，２８μ／Ｃｇである。そして、感光体ドラム１８上に形成されたＭトナー像及びＹトナー像を順次一次転写ローラ１６によって、回転する中間転写ベルト１２上へと一次転写（転写電流１２μＡ）する。
【００３８】
これら、Ｍトナー及びＹトナーの感光体ドラム１８上での帯電量は、前述したＣトナーの感光体ドラム１８上での帯電量とほぼ同等であり、一次転写後の帯電量もＣトナーと同等となる。よって、中間転写ベルト１２上のＫトナー及びＣトナーと新たに重ね合わされるＭトナー及びＹトナーとの帯電量差は小さく転写性の差もあまりないため、二次転写チャージャ７によって、Ｋトナー及びＣトナーの帯電量の調整は行わずに、Ｍトナー像及びＹトナー像を重ね合わせている。
【００３９】
最後に、中間転写ベルト１２上に形成されたカラートナー像を、二次転写領域において、レジストローラ対６から所定のタイミングで搬送されてきた用紙Ｐを介して、二次転写チャージャ７によってトナーと逆極性の電圧を印加し、二次転写（転写電流１２０μＡ）することによって用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。この時、中間転写ベルト１２上の各色トナーの帯電量差は小さく、転写性の差も小さいため、二次転写不良を生じることなく良好なカラー画像を得ることができる。
【００４０】
以上のように、中間転写ベルト１２上に複数色のトナー像を順次重ね合わせる際、各色トナー間の帯電量の差が大きな場合には、二次転写チャージャ７によって、トナーの帯電量を調整し、各色トナー間の帯電量差を縮小させることにより、二次転写不良を抑制することができ、良好なカラー画像を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、二次転写手段及び帯電量調整手段として二次転写チャージャを用いているが、これは中間転写ベルトへの接触、非接触を制御することができ、転写バイアスの印加が可能な転写ローラを用いることも可能であり、また、上記実施形態では中間転写体としてベルトを用いたものについて説明したが、ドラム等を用いることも可能である。さらに、本発明は図１のようなロータリー式の現像ユニットに代えて、感光体ドラムの周囲に複数の現像装置を固定配置したカラー画像形成装置にも同様に適用できる。
【００４２】
また、上記実施形態では帯電量の小さいトナーに対して、同極性の電圧を印加させ帯電量を増加させる調整について説明したが、帯電量の高いトナーに対して、逆極性の電圧を印加して除電させる調整を行うことも可能である。例えば上記実施例においてＹトナーの帯電量が他のトナーに比べて高い場合は、Ｙトナーを最初に中間転写ベルト上に積層するとともに、二次転写チャージャ７によってトナーと逆極性のバイアスを印加し、トナー帯電量を低下させれば良い。
【００４３】
更に、複数のトナーの帯電量が各々異なる場合には、一次転写毎に帯電量を調整することも可能である。その場合、トナーの像担持体上での帯電量が低い方から、若しくは高い方から順に中間転写体上にトナー像を形成するとともに、１つのトナー像が形成された後、次のトナー像が積層されるまでの間に最上部に積層されたトナーの帯電量を順次調整する。これにより、先に積層されたトナーの帯電量に影響を及ぼすことなく各色のトナーの帯電量を均一にすることができる。
【００４４】
また更に、上記実施形態では各色トナーの帯電量差に起因する転写性の差を、帯電量を調整することにより転写性を調整し、二次転写不良を抑制する場合を例に説明したが、これはトナーの体積平均粒径や円形度といった物性値の違いによって転写性に差がある場合にも、帯電量を調整することによって各トナーの転写性を調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機及びプリンタ等のカラー画像形成装置に関するものであり、特に像担持体上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体へと転写する方式のカラー画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      画像形成装置
２      給紙部
３      分離給送手段
４      排紙トレイ
５      搬送路
６      レジストローラ対
７      二次転写チャージャ
８      定着ローラ対
９，１０  搬送ローラ対
１１    排紙ローラ対
１２    中間転写ベルト
１３    駆動ローラ
１４    従動ローラ
１５    テンションローラ
１６    一次転写ローラ
１７    クリーニングローラ
１８    感光体ドラム
１９    帯電ローラ
２０    現像ユニット
２０ａ  仕切り壁
２１    クリーニングユニット
２２    レーザー光学ユニット
２３Ｋ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ  現像器
２４，２５，２６，２７  現像ローラ
Ｐ      用紙
【図１】
2007212595.tif 000003