JP4297054B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式によるカラー画像形成装置に関する。

例えば、複写機、プリンタなどにおいて用いられる電子写真方式によるカラー画像形成方法においては、一般に、複数の像担持体上においてそれぞれ異なる色の１次トナー像を形成させ、それらを中間転写体に順次に１次転写してカラートナー像を形成させ、次いでこのカラートナー像を転写材に２次転写させ、その後、転写材に対して定着工程を行うことによって、カラー画像を形成することが行われている。

中間転写体上におけるカラートナー像のトナー層電位の高さはトナーの付着量によって変化するが、２次転写条件は通常、黒色ベタ画像における黒色トナー像の電位の高さに合わせて設定されているところ、複数色のトナー像を重ね合わせたトナー付着量の多いカラー画像を形成する場合には、２次転写工程において様々な転写不良が生ずる結果、得られるカラー画像において色ムラやトナー散りなどの画像欠陥が発生する、という問題がある。これは、適正な２次転写条件がトナー層電位の高さによって異なるからである。

このような問題を解決するために、例えば、２次転写工程の前に、例えば放電電極とグリッド電極とからなるスコロトロン帯電器によって２次転写前処理を行ってカラートナー像に対してトナーと同極性の電荷を付与して当該カラートナー像のトナー層電位が一律の高さとなるよう調整し、その状態において２次転写工程を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

しかしながら、中間転写体上のカラートナー像のトナー層電位の高さは、トナー付着量のみでなくトナー帯電量にも関係するために使用環境や使用状況によって異なり、２次転写前処理を行うべきカラートナー像のトナー層電位の高さによってグリッド電極に印加すべき適正グリッド電圧の大きさが異なるが、上述の方法においては、グリッド電極に印加するグリッド電圧の大きさは常に一定とされているため、カラートナー像について２次転写において常に良好な転写条件を実現することができない。
特開平１０−２７４８９２号公報 特開平１１−１４３２５５号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、カラートナー像を構成するトナーの付着量にかかわらず、２次転写において常に良好な転写条件が実現されてトナー散りおよび色ムラなどの画像欠陥の発生が抑制され、良好なカラー画像が得られるカラー画像形成装置を提供することにある。

本発明のカラー画像形成装置は、複数の像担持体上にそれぞれ静電的に形成された異なる色のトナー像を順次に、各々の１次転写領域において１次転写電流を供給することによって、循環移動する中間転写体に１次転写し、当該中間転写体上において各色のトナー像が積重されることにより形成されたカラートナー像を転写材に２次転写することにより、当該転写材上においてカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段を具えるカラー画像形成装置であって、
中間転写体の移動方向における最下流位置の１次転写領域よりも下流側でかつ２次転写手段よりも上流側の位置に設けられた、当該中間転写体の表面にトナーの電位と逆極性の電荷を付与する放電電極およびトナーの電位と同極性の電圧が印加されるグリッド電極を有する２次転写前除電手段と、中間転写体上のカラートナー像の濃度を検知する濃度検出手段とを具え、
２次転写前除電手段のグリッド電極に印加される電圧の大きさが、１次転写電流の大きさおよび濃度検出手段の出力値により定まるトナー帯電量規格値に基づいて決定されるものであって、
前記トナー帯電量規格値は、設定された大きさの１次転写電流が供給された場合において取得された当該カラー画像形成装置に固有の検量線によって、濃度検出手段の出力値から換算された中間転写体上のカラートナー像のトナー帯電量に応じて選択されることを特徴とする。

本発明のカラー画像形成装置によれば、１次転写領域において供給される１次転写電流の大きさおよび中間転写体上に形成されたカラートナー像のトナー付着量によって定まるトナー帯電量規格値に基づいてグリッド電極に印加されるグリッド電圧の大きさが決定されて中間転写体上のカラートナー像のトナー層電位が調整される結果、カラートナー像のトナー付着量にかかわらず、当該カラートナー像のトナー層電位の高さを２次転写動作に適正な範囲とすることができて２次転写工程において常に良好な転写条件が実現され、その結果、色ムラやトナー散りなどの画像欠陥が発生せずに良好なカラー画像が得られる。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のカラー画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、カラー画像を形成する画像形成装置であって、複数の像担持体に形成される互いに異なる色のトナー像を、共通の中間転写体に順次に１次転写することにより当該中間転写体上で各色のトナー像を重ね合わせ、この中間転写体上において形成されたカラートナー像を転写材に一括して２次転写することにより転写材上においてカラートナー像を形成する、いわゆる中間転写方式のものである。

このカラー画像形成装置は、無端状のベルトからなり図１において矢印方向に循環移動される中間転写体１７を具えており、この中間転写体１７の外周面領域に設けられたトナー像形成ユニット配置領域には、中間転写体１７の移動方向に沿って、各々、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像およびブラックトナー像を形成する４つのトナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが順次に互いに離間して並ぶよう設けられている。中間転写体１７は、各々のトナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおける１次転写手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々に対接されながら循環移動されるよう、中間ローラ１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび後述するバックアップローラ１７ｄよりなるローラ群に張架された状態とされている。

中間転写体１７は、例えば表面抵抗率が１×１０⁴ 〜１×１０¹²Ω／□である半導電性を有する無端状のベルトにより構成されている。表面抵抗率は、抵抗測定器「ハイレスターＩＰ」（油化電子製）を用い、常温常湿（温度２０±１℃、湿度５０±２％）環境下において、電圧１００Ｖを１０秒間印加することにより計測した値である。
この中間転写体１７は、例えば、熱硬化ポリイミド、変性ポリイミドなどのポリイミドにより形成されていることが好ましい。

イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット３０Ｙにおいては、回転されるドラム状の感光体よりなる像担持体１０Ｙを具え、この像担持体１０Ｙの外周面領域において、各々、像担持体１０Ｙの回転方向に対して、帯電装置１１Ｙ、露光装置１２Ｙおよびイエロートナー像に係る現像剤により現像を行う現像手段１３Ｙがこの順に並ぶよう配設されており、像担持体１０Ｙの回転方向における現像手段１３Ｙより下流の位置に具えられた１次転写手段１４Ｙの下流の位置には、像担持体クリーニングブレードを具えた像担持体クリーニング手段１８Ｙが設けられている。

像担持体１０Ｙは、例えば、ドラム状金属基体の外周面に有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層を有するものであり、図１においては紙面に垂直な方向に伸びる状態で配設されている。

帯電装置１１Ｙは、例えばグリッド電極と放電電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２Ｙは、例えばレーザ照射装置よりなる。

現像手段１３Ｙは、例えば、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブおよび像担持体１０Ｙとこの現像スリーブとの間に直流および／または交流バイアス電圧を印加する電圧印加手段（図示せず）が設けられてなる。

１次転写手段１４Ｙは、中間転写体１７を介して像担持体１０Ｙの表面に押圧された状態で１次転写領域を形成するよう配設された１次転写ローラ１４１Ｙと、この１次転写ローラ１４１Ｙに接続された、例えば定電流電源よりなる転写電流供給装置（図示せず）とにより構成されており、転写電流供給装置によって１次転写ローラ１４１Ｙに１次転写電流が供給されることにより、像担持体１０Ｙ上におけるイエロートナー像を、中間転写体１７に転写する、いわゆる接触転写方式のものである。

像担持体クリーニング手段１８Ｙの像担持体クリーニングブレードは、例えば、ウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材によって支持されると共に、先端部分が像担持体１０Ｙの表面に当接されるよう設けられており、像担持体クリーニングブレードの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０Ｙの回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。

他のトナー像形成ユニット３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々についても、現像剤がイエロートナーの代わりにそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを含むものである他は、イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット３０Ｙと同様の構成とされている。
ここで、トナー像形成ユニット３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの１次転写手段１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの各々においても、イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット３０Ｙにおいて１次転写手段１４Ｙによって供給される１次転写電流の大きさと同じ大きさの１次転写電流が供給されている。

中間転写体１７の移動方向における最下流位置のトナー像形成ユニットである黒色トナーに係るトナー像形成ユニット３０Ｋより下流側の位置には、２次転写手段１４Ｓが設けられており、この２次転写手段１４Ｓは、中間転写体１７を介してバックアップローラ１７ｄを押圧して２次転写領域を形成する２次転写ローラ１４１Ｓと、この２次転写ローラ１４１Ｓに接続された、転写電圧印加装置（図示せず）とにより構成されており、転写電圧印加装置によって２次転写ローラ１４１Ｓに転写電圧が印加されることにより、中間転写体１７上に形成されたカラートナー像を、搬送されてきた転写材Ｐに２次転写する、いわゆる接触転写方式のものである。ここに、トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、中間転写体１７および２次転写手段１４Ｓにより、カラートナー像形成手段が構成されている。

また、中間転写体１７の移動方向における２次転写手段１４Ｓより下流側の位置には、中間転写体１７上における未転写トナーを除去するクリーニングブレードを具えた中間転写体クリーニング手段１８Ｓが設けられている。

そして、中間転写体１７の移動方向における２次転写手段１４Ｓの下流側であり、かつ、中間転写体クリーニング手段１８Ｓの上流側である位置には、中間転写体１７Ｙ上のカラートナー像の濃度を検出する濃度検出手段１９Ｓが設けられている。

濃度検出手段１９Ｓは、中間転写体１７上のカラートナー像の濃度を検出するものであって、例えば、ＩＤＣ（Ｉｍａｇｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサなどの、出射される光が拡散光であるタイプの光センサを用いることができる。

而して、本発明のカラー画像形成装置においては、中間転写体１７の移動方向における最下流位置の１次転写手段１４Ｋの下流側でかつ２次転写手段１４Ｓの上流側において、例えばグリッド電極を有するスコロトロン帯電器よりなる２次転写前除電手段２０が、中間転写体１７を介して中間ローラ１７ｃに対向するよう設けられている。

２次転写前除電手段２０は、中間転写体１７上に形成されたカラートナー像に対してこれを構成するトナーの電位と同極性の電荷を付与する機能を有するものであり、放電ワイヤよりなる放電電極２１と、放電電極２１よりカラートナー像に付与される電荷量を規制してカラートナー像の電位の高さを制御するためのグリッド電極２２と、これらの放電電極２１およびグリッド電極２２を支持する導電性材よりなる支持部材２３とにより構成される。

グリッド電極２２は、中間転写体１７の表面と例えば１ｍｍの間隙を介して離間した対向状態に設けられている。
支持部材２３はグリッド電極２２と同じ電位状態に維持されており、中間ローラ１７ｃは接地電位状態に維持されている。

放電電極２１には、放電電圧印加装置２１Ａによって、カラートナー像に対してこれを構成するトナーの電位と逆極性のバイアス電圧が印加され、グリッド電極２２には、グリッド電圧印加装置２２Ａによって、放電電極２１において印加される電圧の極性と逆極性の電圧、すなわち、トナーの電位と同極性のグリッド電圧が印加される。

放電電極２１に印加されるバイアス電圧の大きさは、例えばカラートナー像を構成するトナーが負帯電特性を有するものである場合、＋４〜＋６ｋＶである。

そして、グリッド電極２２に印加されるグリッド電圧の大きさは、１次転写領域において供給される１次転写電流の大きさ、および中間転写体１７に対して設けられた濃度検出手段１９Ｓの出力値Ｖａにより定まる、トナー帯電量規格値ｙに基づいて決定される。ここに、１次転写電流の大きさは、高い転写率で１次転写が行うわれるよう、適宜の大きさに設定され、例えば１次転写ローラ１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋに供給される１次転写電流の大きさは、１５μＡ〜３０μＡである。
例えば現像手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおいて供給された１次転写電流が２０μＡであるときに、２次転写前除電手段２０のグリッド電極２２に印加されるグリッド電圧Ｖｇの大きさが、濃度検出手段１９Ｓの出力値Ｖａとの関係において、下記の特定式（１）を満たすよう決定される。
式（１）：Ｖｇ（Ｖ）＝６８．１８Ｖａ（Ｖ）＋１５６．５９

具体的には、まず、供給される１次転写電流の大きさが２０μＡである場合において取得された当該カラー画像形成装置に固有の、濃度検出手段１９Ｓの出力値Ｖａおよびトナー帯電量ｘの検量線「Ｖａ＝−０．０５５ｘ＋６」を用いて、濃度検出手段１９Ｓの出力値Ｖａからトナー帯電量ｘが換算され、このトナー帯電量ｘに応じたレベルのトナー帯電量規格値ｙが選択される。
そして、グリッド電極２２に印加されるべきグリッド電圧Ｖｇの大きさが、予め取得された当該カラー画像形成装置に固有の、トナー帯電量規格値ｙおよびグリッド電圧Ｖｇの特定関係式（Ａ）「Ｖｇ＝−３．７５ｙ−２５２．５」（図２において（Ａ）で示す）を用いて決定される。
図２において、縦軸は「グリッド電圧Ｖｇの大きさ（Ｖ）」、横軸は「トナー帯電量規格値ｙ」である。

＜トナー＞
以上のカラー画像形成装置において用いられるトナーは、重量平均粒径が４〜７μｍの範囲のものが好ましい。重量平均粒径が４〜７μｍの範囲であるトナーを用いることにより、定着装置における定着工程において、転写材Ｐに対する付着性の過度なトナーや付着力の弱いトナーなどの存在を減らすことができ、安定した現像性を長期間にわたって得ることができると共に、高い転写効率が得られてハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した可視画像が形成される。
ここに、トナーの体積平均粒径は、「コールターカウンターＴＡ−II」または「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター社製）を用いて測定した値である。

このようなトナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られるものであり、例えば懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合体粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤などを添加して会合する方法で製造することができる。また、単量体とトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液とを混合して会合させる方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などにより製造することもできる。ここで、「会合」とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。また本発明でいうところの水系媒体とは、少なくとも水が５０質量％以上含有されたものを示す。

このようなトナーを製造する方法の一例を示せば、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤などの各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が後述の攪拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することでトナーを調製する。

以上のようなトナーの球形化度が、０．９４〜０．９８であることが好ましい。トナーの球形化度は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により５００倍に拡大したトナー粒子像を５００個無作為にサンプリングして画像解析装置「ＳＣＡＮＮＩＮＧ ＩＭＡＧＥ ＡＮＡＬＹＳＥＲ」（日本電子社製）によってトナー粒子像の解析を行い、下記式（２）によって算出されるものである。
式（２）；球形化度＝円相当径から求めた円の周囲長／粒子投影像の周囲長

球形化度が０．９４よりも小さいトナーは、粒子の凹凸が大きくなり、機械内での圧力により破壊されやすく、また現像手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいてトナー粒子が一様に帯電されないため、良好な可視画像を形成することができない。一方、球形化度が０．９８よりも大きいトナーは、粒子が真球に近すぎるものであるため、クリーニング性が劣ったものとなる。

本発明のカラー画像形成装置においては、以上説明したような方法によって製造される、その形状が特定の条件を満たす小径の球形のトナーを含有する現像剤を用いることにより、ハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した画質の可視画像を形成することができる。

以上説明したようなトナーは、一成分現像剤として用いても、二成分現像剤として用いてもよい。
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に０．１〜０．５μｍ程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。

また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来より好適に利用されている材料を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径が１５〜１００μｍのものであることが好ましく、より好ましくは２５〜８０μｍのものである。
キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

このカラー画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。すなわち、トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々において、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが回転駆動され、この像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって所定の極性、例えば負極性に帯電され、次いで、像担持体の表面においてトナー像が形成されるべき画像形成領域に、露光装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって露光されることにより、照射箇所（露光領域）の電位が低下されて原稿画像に対応した静電潜像が像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成され、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面電位と同じ極性、例えば負極性に帯電されたトナーが像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより各色のトナー像が形成される。

さらに、１次転写手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより、トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々の１次転写領域において１次転写電流が供給されることによって、各色のトナー像が、順次に１次転写されて重ね合わせられることにより、中間転写体１７上にカラートナー像が形成される。

そして、濃度検出手段１９Ｓの出力値から、１次転写領域において供給された１次転写電流の大きさに係る検量線を用いてトナー帯電量規格値が選択され、この選択されたトナー帯電量規格値から、トナー帯電量規格値とグリッド電圧との特定関係式（Ａ）を用いて２次転写前除電手段２０のグリッド電極２２に印加するグリッド電圧の大きさが決定されることによって、中間転写体１７上のカラートナー像のトナー層電位の高さが、２次転写工程について適正な範囲の高さまで低下される。

以上のようなトナー層電位状態が実現されたカラートナー像が、その後、転写電圧印加装置により適正な大きさに制御された転写電圧が２次転写手段１４Ｓの２次転写ローラ１４１Ｓに印加されることにより転写材Ｐに２次転写され、その後、定着装置による定着工程が行われ、これによりカラー画像が形成される。

トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおいては、１次転写領域を通過して像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に残留する未転写トナーが、像担持体クリーニング手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの像担持体クリーニングブレードにより除去される。
また、２次転写領域を通過して中間転写体１７上に残留する未転写トナーは、中間転写体クリーニング手段１８Ｓのクリーニングブレードにより除去される。

以上のカラー画像形成装置によれば、中間転写体１７上に形成されたカラートナー像のトナー付着量および１次転写領域において供給される１次転写電流の大きさから変換されるトナー帯電量によってトナー帯電量規格値が定まり、この定められたトナー帯電量規格値に基づいて、すなわち、中間転写体１７上に形成されるべきカラートナー像を構成する実際のトナーの付着量に基づいてグリッド電極２２に印加されるグリッド電圧の大きさが決定される。つまり、カラートナー像を形成する実際のトナーの付着量に応じてそのトナー層電位の高さが調整される結果、中間転写体１７上に形成されたカラートナー像のトナー層電位の高さを２次転写動作に適正な範囲とすることができる。従って、カラートナー像のトナー付着量にかかわらず、２次転写工程において常に良好な転写条件が実現され、その結果、色ムラやトナー散りなどの画像欠陥が発生せずに良好なカラー画像が得られる。

上記の効果は、グリッド電圧の大きさが、１次転写領域において供給される１次転写電流の大きさを考慮して選択されたトナー帯電量規格値に基づいて決定されているために、当該１次転写領域において供給される１次転写電流の大きさが変更されたときなどに特に有効である。

また、上記の効果は、マゼンタ色のトナー像およびシアン色のトナー像による青色の画像を形成するときに、特に顕著に現れる。

以上、本発明について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、１次転写電流の大きさが各々のトナー像形成ユニットにおいて異なる場合には、グリッド電圧の大きさを決定するために用いる１次転写電流の大きさを、選ばれた１つ〜４つのトナー像形成ユニットにおける１次転写電流の大きさの平均値、選ばれた１つ〜４つのトナー像形成ユニットにおける１次転写電流の大きさの合計値、あるいは、選ばれた１つのトナー像形成ユニットにおける１次転写電流の大きさそのものなどとすることができる。

また例えば、トナー帯電量規格値からグリッド電圧を定めるための特定関係式は、上記式（Ａ）のように一義的に定めるようなものに限定されず、例えば下記式（Ｂ）のように、トナー帯電量規格値ｙに対してグリッド電圧Ｖｇがある範囲内の大きさとして定められる構成としてもよい。
式（Ｂ）：Ｖｇ（Ｖ）＝−３．７５ｙ−（２５２．５±１５）
ただし、図２においては、Ｖｇ（Ｖ）＝−３．７５ｙ−（２５２．５＋１５）を（Ｂ１）、Ｖｇ（Ｖ）＝−３．７５ｙ−（２５２．５−１５）を（Ｂ２）として示す。

以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１〜４、比較例１〜６＞
図１の構成に従って本発明に係るカラー画像形成装置を製造した。このカラー画像形成装置（「Ｓｉｔｉｏｓ８０５０」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社製）の改造機）の具体的な構成は以下に示す通りである。

（１）現像手段としては、２成分現像方式のものを用いた。
（２）現像剤としては、負帯電特性を有するトナーが含有されたものを用いた。
（３）中間転写体としては、表面抵抗率が１×１０¹¹Ω／□、体積抵抗率が１×１０⁸ Ωｃｍ、その周長が８６１ｍｍであるポリイミドよりなる無端状の半導電性樹脂ベルトよりなるものを用い、このベルトの張力（テンション）を４９Ｎに設定した。

（４）１次転写手段としては、１次転写ローラによる接触転写方式のものを用い、１次転写ローラは、カーボンがシリコーン樹脂に分散されてなる発泡スポンジ状態の半導電性ゴムからなる被覆層が、ステンレス鋼よりなる円筒状の導電性芯金の外周面に形成されてなる、外径が２０ｍｍ、抵抗値が１×１０⁶ Ω、アスカーＣ硬度が２５°のものである。この１次転写ローラの像担持体に対する押圧力を４．９Ｎに設定し、転写電流印加装置により１次転写ローラに供給される電流値を２０μＡに設定した。
（５）２次転写前除電手段としては、放電電極とグリッド電極とよりなるスコロトロン帯電器を用いた。
（６）２次転写手段としては、２次転写ローラによる接触転写方式のものを用い、２次転写ローラは、カーボンがシリコーン樹脂に分散されてなる発泡スポンジ状態の半導電性ゴムからなる被覆層が、ステンレス鋼よりなる円筒状の導電性芯金の外周面に形成されてなる、外径が３０ｍｍ、抵抗値が１×１０⁷ Ω、アスカーＣ硬度が６７°のものである。この２次転写ローラの中間転写体に対する押圧力を４０Ｎに設定し、転写電圧印加装置により２次転写ローラに３ｋＶの転写電圧を印加した。
（７）濃度検出手段としては、ＩＤＣセンサを用いた。

また、中間転写体（１７）の移動方向における２次転写前除電手段（２０）の下流側であり、かつ２次転写手段（１４Ｓ）の上流側の位置において電位計測器（２５）を配設し、２次転写前除電手段（２０）による２次転写前帯電位制御処理後のトナー層電位を計測した。計測結果を表１に示す。

以上のようなカラー画像形成装置を用いて、グリッド電極に印加されるグリッド電圧を、下記表１の通りに、濃度検出手段の出力値により定められるトナー帯電量規格値に基づいて設定し、下記の実写テスト１を行った。結果を表１に示す。

〔実写テスト〕
転写材としてカラーペーパー「Ｋｏｎｉｃａｍｉｎｏｌｔａ Ｊ Ｐａｐｅｒ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社製）を用い、各々のトナー像形成ユニットにおける非露光領域における有機感光体の表面電位を−７００Ｖ、露光領域における有機感光体の表面電位を−１００Ｖに設定し、低温低湿環境下（１０℃、２０％）において、現像手段において、−６００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１．５ｋＶ、周波数４ｋＨｚの交流電圧を重畳した現像バイアス電圧を印加するよう設定し、２次転写前除電手段において、放電電極に＋５ｋＶの直流バイアス電圧を印加するよう設定し、マゼンタ色およびシアン色よりなる２色ベタ画像およびシアン色の細線画像をそれぞれ１枚出力し、得られた画像について画質を目視にて観察し、２色ベタ画像について色ムラのない画像を「○」とし、色ムラが観察された画像を「×」とし、また、細線画像についてトナー散りのない画像を「○」とし、トナー散りが観察された画像を「×」として評価した。結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、２次転写前除電手段（２０）において、濃度との関係において上記式（Ｂ）により決定された適正グリッド電圧が印加されてなる実施例１〜４に係るカラー画像形成装置においては、得られるカラー画像についてマゼンタ色およびシアン色の青色ベタ画像においても色ムラが観察されず、また、細線画像においてトナー散りなどの画像欠陥の発生がないことが理解される。

これに対して、２次転写前除電手段（２０）において現像電流の大きさとの関係において上記式（Ｂ）の範囲から逸脱する大きさのグリッド電圧が印加されてなる比較例１〜６に係るカラー画像形成装置においては、得られる青色ベタ画像について色ムラが観察されたことから、印加されたグリッド電圧の大きさが過小である、すなわちカラートナー像の除電不足と推測され、また、得られる細線画像についてトナー散りが観察されたことから、印加されたグリッド電圧の大きさが過大である、すなわち除電過多と推測される。

＜実施例５〜６＞
１次転写手段において供給した１次転写電流の大きさを１５μｍ、３０μｍとしたことの他は実施例１と同様のカラー画像形成装置を用いて、グリッド電極に印加されるグリッド電圧を、濃度検出手段の出力値により定められるトナー帯電量規格値に基づいて設定し、実施例１と同様に実写テストを行ったところ、得られるカラー画像についてマゼンタ色およびシアン色の青色ベタ画像においても色ムラが観察されず、また、細線画像においてトナー散りなどの画像欠陥の発生がなかった。

本発明のカラー画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。 式（Ａ）および式（Ｂ）を示すグラフである。

符号の説明

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 像担持体
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 帯電装置
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 露光装置
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ 現像手段
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ １次転写手段
１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋ １次転写ローラ
１４Ｓ ２次転写手段
１４１Ｓ ２次転写ローラ
１７ 中間転写体
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 中間ローラ
１７ｄ バックアップローラ
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ 像担持体クリーニング手段
１８Ｓ 中間転写体クリーニング手段
１９Ｓ 濃度検出手段
２０ ２次転写前除電手段
２１ 放電電極
２１Ａ 放電電圧印加装置
２２ グリッド電極
２２Ａ グリッド電圧印加装置
２３ 支持部材
２５ 電位計測器
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ トナー像形成ユニット

Claims (1)

1. 複数の像担持体上にそれぞれ静電的に形成された異なる色のトナー像を順次に、各々の１次転写領域において１次転写電流を供給することによって、循環移動する中間転写体に１次転写し、当該中間転写体上において各色のトナー像が積重されることにより形成されたカラートナー像を転写材に２次転写することにより、当該転写材上においてカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段を具えるカラー画像形成装置であって、
   中間転写体の移動方向における最下流位置の１次転写領域よりも下流側でかつ２次転写手段よりも上流側の位置に設けられた、当該中間転写体の表面にトナーの電位と逆極性の電荷を付与する放電電極およびトナーの電位と同極性の電圧が印加されるグリッド電極を有する２次転写前除電手段と、中間転写体上のカラートナー像の濃度を検知する濃度検出手段とを具え、
   ２次転写前除電手段のグリッド電極に印加される電圧の大きさが、１次転写電流の大きさおよび濃度検出手段の出力値により定まるトナー帯電量規格値に基づいて決定されるものであって、
   前記トナー帯電量規格値は、設定された大きさの１次転写電流が供給された場合において取得された当該カラー画像形成装置に固有の検量線によって、濃度検出手段の出力値から換算された中間転写体上のカラートナー像のトナー帯電量に応じて選択されることを特徴とするカラー画像形成装置。