(57)【要約】【課題】１次転写部からの電流の流れ込みを回避しつつ、中間転写体の最下流に位置する現像剤の１次転写後の帯電量を調整する。【解決手段】画像形成装置１００は、回転駆動可能な像担持体１と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置２と、像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置４と、像担持体上に担持された現像剤を１次転写バイアスにより、回転駆動可能な中間転写体１５に転写する１次転写部５と、中間転写体上に担持された現像剤を２次転写バイアスにより転写材に転写する２次転写部２５と、中間転写体の最下流に位置する像担持体と同一面であって、最下流に位置する像担持体の下流位置にのみ、中間転写体と接触せずに設けられた導電材５１と、導電材に電圧を印加する電源手段５３と、を有する。【選択図】図４
2017062305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置と、
前記像担持体上に担持された現像剤を１次転写バイアスにより、回転駆動可能な中間転写体に転写する１次転写部と、
前記中間転写体上に担持された現像剤を２次転写バイアスにより転写材に転写する２次転写部と、
前記中間転写体の最下流に位置する前記像担持体と同一面であって、前記最下流に位置する像担持体の下流位置にのみ、前記中間転写体と接触せずに設けられた導電材と、
前記導電材に電圧を印加する電源手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記導電材に印加される電圧が定電圧であ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】
前記導電材に印加される電圧の極性が現像剤と同極性であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電材に印加される電圧によって前記中間転写体上の現像剤に作用する力が、現像剤と前記中間転写体との付着力よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記導電材に印加する電圧の絶対値が環境に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記導電材に印加する電圧の絶対値が線速に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記導電材のための清掃部材が前記導電材に設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体を挟んで前記導電材と対向した位置に、接地された金属部材が前記中間転写体と接触せずに配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記導電材に印加する電圧の絶対値が前記現像装置の走行距離に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記最下流に位置する像担持体がブラックトナー用の像担持体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項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、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、ホームオフィスや一般ユーザーを含む幅広い領域で活用されるようになってきたため、この領域に対応する様々な性能を実現するために、高い転写紙対応力が必要となってきた。高い転写紙対応力を実現する方法として、１次転写部材による１次転写電界によって、像坦持体上のトナー像を中間転写体へ１次転写した後、中間転写体上のトナー像を２次転写部材による２次転写電界によって、転写紙へ２次転写する方式がある。
【０００３】
一方、２次転写部材に最も近い、中間転写体の最下流に位置するトナーは、下流の像担持体通過時に起因するトナー荷電の上昇がないため、２次転写前のトナー荷電が他トナーよりも低くなる。低いトナー荷電を有する最下流に位置するトナーの場合、２次転写時の放電の影響で２次転写効率が他トナーよりも低く、トナー濃度が薄くなる。そのため、最下流に位置するトナーの１次転写後のトナー荷電量を適切に調整する必要がある。
【０００４】
１次転写後のトナー帯電量を調整する方法として、中間転写体に対して１次転写ローラと同一面の下流位置に、１次転写ニップ出口バイアス印加ローラを設け、トナーと同極性のバイアスを印加する方法が既に知られている。
【０００５】
特許文献１は、中間転写体に対して、１次転写バイアス印加手段と同一面側の下流位置に、１次転写ニップ出口バイアス印加手段を設け、トナーと同極性のバイアスを印加することで、１次転写ニップ後の放電を防止することを開示している。しかし、１次転写バイアス印加手段から中間転写体を伝って１次転写ニップ出口バイアス印加手段へ電流が流れ込む問題に対する措置は講じられていない。
【０００６】
このような電流の流れ込みは、特に１次転写ローラに金属ローラを採用した場合や高温高湿環境で顕著に生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、１次転写部からの電流の流れ込みを回避しつつ、中間転写体の最下流に位置する現像剤の１次転写後の帯電量を調整することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、回転駆動可能な像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体上に担持された現像剤を１次転写バイアスにより、回転駆動可能な中間転写体に転写する１次転写部と、前記中間転写体上に担持された現像剤を２次転写バイアスにより転写材に転写する２次転写部と、前記中間転写体の最下流に位置する前記像担持体と同一面であって、前記最下流に位置する像担持体の下流位置にのみ、前記中間転写体と接触せずに設けられた導電材と、前記導電材に電圧を印加する電源手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
１次転写後の現像剤帯電量を調整するための導電材が中間転写体と接触せずに配置されるため、１次転写部から導電材への電流の流れ込みを防止でき、また導電材に印加する電圧によって、最下流に位置する現像剤の１次転写後の帯電量を適切に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置全体を示す概略構成図である。
【図２】画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】トナー帯電量と２次転写効率の関係を示す図である。
【図４】実施形態に係る導電材の配置を示す図である。
【図５】実施形態に係る導電材の配置を示す図である。
【図６】実施形態に係る導電材の配置を示す図である。
【図７】導電材に印加する電圧値を説明するための図である。
【図８】本実施形態におけるトナー帯電量を示す図である。
【図９】実施例と比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態に係る画像形成装置を説明する。
図１は、画像形成装置１００全体を示す概略構成図である。画像形成装置１００は像担持体としての感光体１を備える。感光体１は、回転駆動可能なφ３０の円筒形の感光体ドラムであり、駆動手段によって周速５０〜２００ｍｍ／ｓで回転する。感光体１の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器２が圧接されており、感光体１の回転により従動回転する。帯電器２は帯電装置として機能する。帯電器２には高圧電源により直流電圧又は直流と交流が重畳された電圧が印加され、これにより感光体１は一様に例えば表面電位−５００Ｖに均一に帯電される。高圧電源の動作は制御手段により制御される。
【００１２】
画像形成装置上部の原稿走査部に有する原稿載置台上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいはコンピュータから出力される画像情報により、書き込み装置からの書き込み光３が制御されて、感光体１に対して画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００１３】
書き込み装置からの書き込み光３よりも下流には、１成分接触式の現像器４が設けられており、画像形成装置内に具備された高圧電源から供給される−２００Ｖ等の所定の現像バイアスによって、感光体１上の静電潜像をトナー像として顕像化・現像する。現像器４には帯電極性が負である１成分トナーが現像剤として収納される。現像器４は現像装置として機能する。この高圧電源の動作は制御手段により制御される。
【００１４】
プロセスユニット１０は感光体１、帯電器２、現像器４が一体化されたユニットである。前記プロセスユニット１０は、並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で可視像を形成し、各色の可視像が感光体１から転写ベルト１５に順次重ね転写され、これによりフルカラー画像が形成される。
【００１５】
また、感光体クリーニングユニット７が設けられていて、クリーニングブレード６を有している。感光体１に対してカウンタ当接されるクリーニングブレード６により、感光体１上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行う。
【００１６】
中間転写体としての転写ベルト１５は、２次転写対向ローラ２１、クリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ５、テンションローラ２０にて張架されており、駆動モータにより２次転写対向ローラ２１を介して回転駆動される。２次転写対向ローラ２１は転写駆動ローラとしても機能する。なお、プロセスユニット１０と２次転写対向ローラ２１の駆動源は、独立していても共通していても良いが、少なくともブラック用のプロセスユニットと転写駆動は、同時にＯＮ／ＯＦＦさせることが一般的であり、本体小型化・低コスト化のために共通とすることが望ましい。また、転写ベルト張架機構としてテンションローラ２０をローラ両側にてばねにより加圧している。
【００１７】
２次転写対向ローラ２１のすぐ下流に位置するのは、転写ベルトクリーニングユニット３２である。転写ベルトクリーニングユニット３２は、転写ベルト１５に対してカウンタ当接されるクリーニングブレード３１により転写ベルト１５上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行う。なお、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式や静電ローラ方式等も搭載可能である。だが、静電方式の場合、クリーニングブレード３１の替わりにバイアスを印加されるクリーニングブラシ又はクリーニングローラが配置され、画像形成装置の使用状況に応じて転写残トナーの予備荷電が必要になる場合があり、クリーニングユニット自体が大型化する、高圧電源が１〜２系統追加される、バイアスクリーニングのための余分な動作が必要になる、等の欠点がある。このため、本体小型化・低コスト化、清掃性の観点からは、ブレードクリーニング方式が好ましい。
【００１８】
クリーニングブレード３１により掻き取られた転写残トナーは、画像形成装置本体内に設けられたトナー搬送経路を通って転写ベルト用廃トナー収納部３３に収納される。
【００１９】
１次転写ローラ５はφ８〜２０のスポンジローラ又は金属ローラであり、感光体１に対して転写ベルト１５を介して対向配置されている。１次転写ローラ５は、接続された単独の高圧電源により所定の１次転写バイアス＋１００〜＋２０００Ｖを印加されることで、感光体１上のトナー画像を転写ベルト１５に転移させる１次転写部として機能する。高圧電源の動作は制御手段により制御される。１次転写ローラ５にスポンジローラが採用される場合には、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリンゴム）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。
【００２０】
転写ベルト１５に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させたものが用いられる。転写ベルト１５は樹脂フィルム状のエンドレスベルトとして形成される。本実施形態では、引張弾性率１０００〜２０００ＭＰａのＴＰＥにカーボンブラックを添加した積層構造の構成で、厚さ９０〜１６０μｍ、幅２３０ｍｍのベルトを用いた。また電気抵抗としては、２３℃５０％（相対湿度）の環境にて体積抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω／□のものを使用した。これら抵抗率は、三菱化学社製Ｈｉｒｅｓｔａ ＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０にて、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒を用いて測定した。
【００２１】
２次転写ローラ２５はφ１６〜２５のスポンジローラであり、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。ここで、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要が生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％（相対湿度））で顕著である。逆に、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を下回ると、同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、単色画像部を転写するには比較的低電圧でも十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり、転写効率の低減を招くからである。
【００２２】
なお、１次転写ローラ５及び２次転写ローラ２５の抵抗値は、導電性の金属製板に２次転写ローラ２５を設置し、芯金両端部にそれぞれ片側４.９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１ｋＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。
【００２３】
２次転写対向ローラ２１としては、ポリウレタンゴム（肉厚０.３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０.０３〜０.１ｍｍ）等が使用可能であるが、本実施形態としては温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ（肉厚０.０５、φ１９）を使用した。電気抵抗値は、２次転写ローラ２５よりも低くなるよう、１０＾６Ω以下に設定した。
【００２４】
転写紙等の転写材は、転写材カセット２２又は手差し口４２にセットされ、給紙搬送ローラ２３、レジストローラ対２４等によって、転写ベルト１５表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。このとき、画像形成装置本体内に設けられた高圧電源により所定の２次転写バイアスを印加することで、転写ベルト１５上のトナー画像が転写材に転移する。本画像形成装置１００では、縦型パスの給紙を用いている。転写材は、２次転写対向ローラ２１の曲率によって転写ベルト１５から分離され、転写材に転写されたトナー画像は、定着手段４０によって定着された後、排出口４１から排出される。
【００２５】
２次転写バイアスとして、２次転写ローラ２５に＋のバイアスを印加し２次転写対向ローラ２１を接地することで２次転写電界を形成する引力転写方式と、２次転写対向ローラ２１に−のバイアスを印加し２次転写ローラ２５を接地することで２次転写電界を形成する斥力転写方式の２方式がある。ここでは、引力転写方式を用い、通紙時の２次転写バイアスとして＋５〜１００μＡの電流を定電流制御により２次転写ローラ２５に印加した。２次転写ローラ２５は２次転写部として機能する。
【００２６】
また、転写材の種類によって作像プロセス速度を変更するようにした。具体的には坪量１００ｇ／ｍ２以上の転写材を用いる場合には作像プロセス速度が半速となるようにし、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常の作像プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにした。
【００２７】
図２は、画像形成装置の制御系を示す図である。
制御部２００は、中央演算処理部（ＣＰＵ）２０１と、ＲＯＭ２０２とＲＡＭ２０３からなるメモリと、入出力用のＩ／Ｏポート２０４などを備えている。この一方のＩ／Ｏポート２０４は操作部２０５と接続されている。また、他方のＩ／Ｏポート２０６は、転写紙位置検知手段２０７、温湿度センサ２０８、ベルト駆動モータ２０９、中間転写接離クラッチ２１０、転写高圧電源２１１と接続されている。転写紙位置検知手段２０７は、給紙のレジストローラ対２４が回転し始めたタイミングから転写紙位置を計算している。温湿度センサ２０８は、温度・湿度などの環境情報を取得している。中間転写接離クラッチ２１０によって、ブラック単色時に、他の色の感光体と転写ベルト１５が接することがないよう切り替えられている。
【００２８】
図３は、トナー帯電量と２次転写効率の結果を示す。
環境は２３℃５０％、転写ベルト１５の表面抵抗は９.５ｌｏｇΩ／□、２次転写ローラ２５の抵抗は７.５ｌｏｇΩ、プロセス速度は１５０ｍｍ／ｓｅｃとした。現像剤は、転写ベルト１５の回転方向上流から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである。イエロー、マゼンタ、シアントナーの帯電量は、−２５μＣ／ｇ、ブラックトナーの帯電量は−１６μＣ／ｇである。図３から分かるように、２次転写電流値が高いと、２次転写ニップ前とニップ中の放電で、トナーが逆帯電・弱帯電し、転写率が落ちる。そのため、トナー帯電量が少ない場合、放電でトナーが逆帯電・弱帯電しやすく、転写効率が低下しやすい。多色重ね画像を転写するＦＣモード（フルカラーモード）では、単色のＢｋモード（モノクロモード）よりも、高い２次転写電流値に設定する必要がある。
【００２９】
図３では、ＦＣモードでは２次転写電流値を２５μＡ、Ｂｋモードでは１５μＡに設定している。一方、ブラックトナーは転写ベルト１５の最下流に位置するため、下流の感光体通過時におけるトナー帯電量の増加がなく、他の色の現像剤よりもトナー帯電量が少ない。トナー帯電量が少ないため、図３に示すように２次転写部の放電によってブラックトナーの転写効率が他の色の現像剤よりも低くなる。結果、ブラックトナーとカラートナーで同じ付着量を転写ベルト１５上に転写した場合、ＦＣモードのブラックは薄くなる。そのため、ブラックトナーの１次転写後のトナー帯電量を多くする必要がある。
【００３０】
そこで、本実施形態では図４〜６に示すように導電材を設ける。
図４〜６は、間接転写方式の画像形成装置における最下流の１次転写部の部分拡大図であり、トナーの正規帯電極性は負極性である。画像形成装置１００は、転写ベルト１５の最下流に位置する感光体１と同一面であって、最下流に位置する感光体１の下流位置にのみ、転写ベルト１５と接触せずに設けられた導電材５１を有する。導電材５１は、転写ベルト１５の外側であって、感光体１の高さの範囲内、より具体的には感光体１の中心と１次転写ローラ５の中心の間に配置されている。転写材搬送方向の導電材設置範囲は、感光体１の中心と１次転写ローラ５の中心の間である。
【００３１】
また、電源手段としての電源５３により導電材５１に負電圧が印加され、電源５４により１次転写ローラ５に正電圧が印加される。導電材５１に、トナーと同極性であって、導電材５１とベルト表面間で電位差が発生しない電圧を印加すれば、１次転写ニップ後の放電を防止できる。また、導電材５１とベルト表面間の電位差が放電開始電圧以上になるように導電材５１に印加する電圧を設定すれば、１次転写ニップ後のトナーにトナー正規帯電時と同極性の電荷を付与できる。
【００３２】
導電材５１はステンレスやＳＵＳなどの金属部材によりローラ形状に構成されている。四角形などの角がある形状では、角の部分が他の箇所よりも放電し易いため、電界のムラが生じ易いので、ローラ形状が好ましい。
また、導電材５１のための清掃部材５２が導電材５１に設けられている。清掃部材５２は、シリコーンゴムなどの発泡弾性体からなるローラ部材であるが、これに限られない。例えば清掃部材５２はナイロンなどの絶縁性繊維からなるブラシ部材であってもよい。
【００３３】
電源５３により印加される電圧が定電圧であると好ましい。電流が流れる経路が存在しないため開回路になるので、定電流だと制御できないからである。最下流に位置する感光体１はブラックトナー用の感光体である。
【００３４】
図５では、画像形成装置１００は、転写ベルト１５の最下流に位置する感光体１と同一面であって、最下流に位置する感光体１の下流位置にのみ、転写ベルト１５と接触せずに設けられた導電材５１を有する。導電材５１は、転写ベルト１５の外側であって、感光体１の高さの範囲内に配置されている。また導電材５１は、１次転写ローラ５の中心から１次転写ローラ５の下流端の範囲に配置されている。よって、転写材搬送方向の導電材設置範囲は、感光体１の中心から１次転写ローラ５の下流端の範囲である。この範囲では、１次転写ニップ後の放電は防止できないが、トナーに電荷を付与することはできる。
【００３５】
図６では、画像形成装置１００は、転写ベルト１５の最下流に位置する感光体１と同一面であって、最下流に位置する感光体１の下流位置にのみ、転写ベルト１５と接触せずに設けられた導電材５１を有する。導電材５１は、転写ベルト１５の外側であって、感光体１の高さの範囲内に配置されている。また導電材５１は、１次転写ローラ５の下流端よりも下流側に設置されている。よって、転写材搬送方向の導電材設置範囲は、１次転写ローラ５の下流端よりも下流側の範囲である。この構成では、１次転写ローラ５から離れた位置に導電材５１を配置するため、ベルト表面電位が不安定になることがある。そこで、転写ベルト１５を挟んで導電材５１と対峙した位置に、接地した金属部材５５を転写ベルト１５と接触せずに配置する。このように、導電材５１と対向する位置にＧＮＤを接地することで、ベルト表面電位を安定させることができる。その際、転写ベルト１５と金属部材５５が接すると、１次転写ローラ５から金属部材５５に電流が流れ込むので、転写ベルト１５と金属部材５５の間に空隙を設ける。
【００３６】
以上のように、最下流に位置する１次転写部に対して図４〜６に示す構成を適用することで、ブラックトナーの１次転写後のトナー帯電量を多くすることができる。
【００３７】
次に、図７を用いて導電材に印加する電圧値について説明する。
１次転写後のトナーは、静電気的な力Ｆｑ（鏡像力など）と非静電的な力Ｆｍ（ファンデルワールス力など）によって転写ベルト１５に付着している。よって、トナーに働く図中下向きの力ＦはＦｑとＦｍの和で表される。一方、導電材５１に高電圧を印加すると、導電材５１と転写ベルト１５の間で電界が形成され、電界による力Ｆｅがトナーに上向き又は下向きに作用する。そこで、上向きの力Ｆｅがトナーと転写ベルト１５との付着力Ｆよりも小さくなるようにする。これによって、導電材５１に高電圧を印加することによるトナー飛散が防止できる。
【００３８】
導電材５１に負電圧が掛けられ、この負電圧が転写ベルト１５の電位より高い場合、導電材５１から転写ベルト１５に向かう電界が形成される。よって、負の帯電極性を有するトナーには導電材５１に向かう上向きの力が働く。
また、導電材５１に負電圧が掛けられ、この負電圧が転写ベルト１５の電位より低い場合、転写ベルト１５から導電材５１に向かう電界が形成される。よって、負の帯電極性を有するトナーには転写ベルト１５に向かう下向きの力が働く。
【００３９】
１次転写ローラ５と接触している転写ベルト１５は基本的に正の帯電極性を有するが、ベルトに採用する材質の帯電列によって、感光体１と接触後のベルト表面の帯電極性は正にも負にもなる。一般的な材質では帯電極性は正になる。ただ、ＰＶＤＦ等のフッ素系の樹脂を用いた材質は、帯電列から負帯電しやすいため、１次転写後の極性が負になる。そのため、導電材５１に負極性の電圧を印加しているにもかかわらず、導電材５１にトナーが転写する現象が発生する。
【００４０】
また、導電材５１に印加する電圧の絶対値は、プロセス速度、環境、転写ベルト走行距離、現像器走行距離に応じて変更可能である。これにより、現像器の走行距離等に応じて、最適なトナー帯電量に調整できる。
【００４１】
図７では、導電材５１は変形例として板形状を有している。１次転写後の放電箇所は広がりのある領域を有するため、１次転写ニップ近傍で電界を調整するには、ローラ形状よりも板形状のほうが電界のムラが生じ難く、好ましいと考えられる。
【００４２】
図８は、本実施形態におけるトナー帯電量を示す図であり、上図は２３℃５０％、下図は２７℃８０％での結果を示す。
ここで、「１次転写後」は１次転写部での放電の影響を受ける前のトナー帯電量を示し、「２次転写前」は最下流感光体通過後かつ２次転写での放電の影響を受けない領域でのトナー帯電量を示している。図示のように、イエロー、マゼンタ、シアントナーでは、１次転写後よりも２次転写前のトナー帯電量が増加しているが、ブラックトナーでは、１次転写後と２次転写前のトナー帯電量は同じである。「初期」は、１ｐ／ｊ（１回の印刷ジョブ当たり１枚印刷）、イールド２％で１枚印刷した時の、トナー帯電量を示している。「耐久」は、１ｐ／ｊ（１回の印刷ジョブ当たり１枚印刷）、イールド２％で３０００枚印刷した時の、トナー帯電量を示している。
【００４３】
「耐久」後において、ブラックトナー（Ｂｋトナー）は下流感光体通過がないため、他の現像剤と比べてトナー帯電量が少ない。また、高温高湿環境（２７℃８０％）ではリークが生じやすいため、ブラックトナー及びカラートナーのトナー帯電量がより少なくなる。また、線速（プロセス速度）が遅いと、物理的な力によって現像ローラから感光体１へトナーが付着しやすくなるため、トナー帯電量は少なくなる。また、「耐久」後にトナーの外添剤が剥がれたときに、最下流の１次転写部に導電材５１を設置し高圧を印加すると、他のトナーにも影響をもたらすと考えられる。しかし、他のトナーに関しては下流感光体通過時にトナー荷電が上昇し飽和しているため、導電材５１によってトナー荷電は変化しない。
【００４４】
図９は、実施例と比較例を示す。
現像剤は、転写ベルト１５の回転方向上流からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであり、図８に示す現像剤を用いてＢｋ濃度を評価した。転写ベルト１５の表面抵抗は９.５ｌｏｇΩ／□であり、２次転写ローラ２５の抵抗は７.４ｌｏｇΩである。転写ベルト１５に対して最下流に位置する感光体１と同一面であって、最下流に位置する感光体１の下流位置に、転写ベルト１５と接触せずに導電材５１を設け、導電材５１に電圧を印加する電源手段としての電源５３を備えた。具体的には、図４に示すように、最下流の１次転写部でのみ、導電材５１を感光体１の中心と１次転写ローラ５の中心の間に配置した。転写ベルト走行距離は０ｋｍであり、当該走行距離は、転写ベルト１５の駆動モータの回転数から計算している。
【００４５】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの１ｃｍ×７ｃｍのパッチがある画像を印刷し、Ｂｋ濃度を評価した。パッチのトナー付着量は０.４６ｍｇ／ｃｍ２とした。
Ｂｋ濃度の評価として、ＢｋトナーのＩＤ（IMAGE DENSITY）が１.２５以下の場合は「×」、１．２５より大きい場合は「○」と判定した。ＩＤは転写材上での濃度の指標である。転写材上での濃度は、エックスライト社製のＣｉ６０などの分光測色計によって測定した。
【実施例１】
【００４６】
環境２３℃５０％、線速１５０ｍｍ／ｓｅｃ、転写ベルト走行距離０ｋｍ、耐久後トナー、ベルト材質ＴＰＥを用いて、導電材５１に−９００Ｖを印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
結果は良好であり、１次転写後のトナーに荷電を付与することで、帯電量が少ない耐久後トナーであってもＢｋ濃度を改善できた。
【実施例２】
【００４７】
環境２３℃５０％、線速１５０ｍｍ／ｓｅｃ、転写ベルト走行距離０ｋｍ、耐久後トナー、ベルト材質ＰＶＤＦを用いて、導電材５１に−１５００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
ベルト材質の帯電列によっては、感光体との接触後、ベルト表面電位が負に帯電するものがあった。ベルト表面電位よりも導電材５１への印加バイアスを低くすることで、高電圧印加による導電材５１へのトナー飛散が防止できた。つまり、導電材に印加する電圧による力を、転写ベルト上の現像剤と転写ベルトとの付着力よりも小さくすることで、トナー飛散を防止できる。また、Ｂｋ濃度が改善された。
【実施例３】
【００４８】
環境２７℃８０％、線速１５０ｍｍ／ｓｅｃ、転写ベルト走行距離０ｋｍ、耐久後トナー、ベルト材質ＴＰＥを用いて、導電材５１に−１５００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
これにより、トナー帯電量が少なくなる高温高湿環境でも、導電材５１に印加する電圧の絶対値を環境に応じて変えることで、常温常湿環境のようにブラックのトナー帯電量を適正化できた。このようにして、環境に応じて最適なトナー帯電量に調整できる。
【実施例４】
【００４９】
環境２３℃５０％、線速６０ｍｍ／ｓｅｃ、転写ベルト走行距離０ｋｍ、耐久後トナー、ベルト材質ＴＰＥを用いて、導電材５１に−１１００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
図８から分かるように、線速が遅いと、１次転写後のトナー荷電が低くなるが、導電材５１に印加する電圧を線速に応じて変えることで、ブラックのトナー帯電量を適正化できた。このようにして、線速に応じて最適なトナー帯電量に調整できる。
【比較例１】
【００５０】
実施例１の条件に対して、導電材５１に＋１５００Ｖを印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
導電材５１にトナーと逆極性の電圧を印加したので、トナーが転写ベルト１５から導電材５１に向かって飛散した。また、１次転写後のトナー帯電量が少ないため、Ｂｋ濃度は改善しなかった。逆に言えば、導電材５１に印加する電圧の極性をトナーと同極性にすることで、導電材５１と転写ベルト１５間で放電が発生した場合、トナーに同極性の電荷が付与される。
【比較例２】
【００５１】
実施例２の条件に対して、導電材５１に−１００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
ベルト材質の帯電列によっては、感光体と接触後、ベルト表面電位が負に帯電するものがあった。導電材５１への印加バイアスが負極性であっても、ベルト表面電位よりも高い場合はトナー飛散が発生した。
【比較例３】
【００５２】
実施例１の条件に対して、導電材５１をＧＮＤに接続し、Ｂｋ濃度を評価した。
トナー帯電量が多い新品トナーの場合、導電材５１に高電圧を印加しなくても、Ｂｋ濃度は高かった。
【比較例４】
【００５３】
実施例３の条件に対して、導電材に−９００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
帯電量の少ない高温高湿環境で、常温常湿環境と同じ電圧を導電材に印加したため、トナー帯電量が少なく、Ｂｋ濃度が改善しなかった。
【比較例５】
【００５４】
実施例４の条件に対して、導電材に−９００Ｖ印加し、Ｂｋ濃度を評価した。
導電材５１に印加する電圧を線速に応じて変えなかったことで、トナー帯電量が少なくなり、Ｂｋ濃度が改善しなかった。
【００５５】
以上のように、本発明によれば、１次転写後のトナー帯電量を調整するための導電材を、最下流の１次転写部でのみ１次転写ローラの下流かつ感光体側に、中間転写体と接触させずに設置する。中間転写体と接触させないことで、１次転写ローラから導電材への電流の流れ込みを防止できる。
【００５６】
１次転写後のトナー帯電量を多くする場合、トナーと同極性かつベルト表面電位との電位差が放電開始電圧以上になる電圧を導電材に印加する。また、１次転写後の放電を防止する場合、トナーと同極性かつベルト表面電位との電位差が放電開始電圧未満になる電圧を導電材に印加する。そうすることで、１次転写ローラから導電材への電流の流れ込みを防止しつつ、最下流に位置するトナーの１次転写後のトナー帯電量を調整できる。
【００５７】
最下流の１次転写部でのみ金属（導電材）を設けることで、コストを低く抑えられる。また、金属（導電材）を設け、トナー荷電を調整すると、トナーの荷電分布が広範囲になり、転写性が不均一になるためぼそついた画像が生じ易い。だが、最下流の１次転写部みに金属を設けトナー荷電調整回数を少なくすることで、転写性への影響を抑え、画像を悪化させることがない。
【符号の説明】
【００５８】
１  感光体（像担持体）
２  帯電器（帯電装置）
４  現像器（現像装置）
５  １次転写ローラ（１次転写部）
１５  転写ベルト（中間転写体）
２５  ２次転写ローラ（２次転写部）
５１  導電材
５３  電源（電源手段）
１００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００７−２４８９３１号公報
【図１】
2017062305.tif 000003
【図２】
2017062305.tif 000004
【図３】
2017062305.tif 000005
【図４】
2017062305.tif 000006
【図５】
2017062305.tif 000007
【図６】
2017062305.tif 000008
【図７】
2017062305.tif 000009
【図８】
2017062305.tif 000010
【図９】
2017062305.tif 000011