JP4454806B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に複数の像担持体上に形成された複数色のトナー像を転写材搬送ベルト上の転写材に順次重ねて転写し、もしくは中間転写ベルト上に順次重ね合わせて１次転写し、ついで一括して転写材に２次転写して、転写材にカラー画像を得る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真を用いて像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し、転写材に画像を得る電子写真方式の画像形成装置が知られている。この中で、近年の情報化社会の進展にともなって、カラー画像形成装置へのニーズが広まっている。さらに、カラー画像出力の高速化のために、複数個の像担持体を１列に並べて、各像担持体で順次トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に直接あるいは中間転写体を介して転写するインライン型の画像形成装置が注目されている。
【０００３】
図１により電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の一例を簡単に説明すると、画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像形成部（画像形成ステーション）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを備え、各ステーションには像担持体として感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）を有する。
【０００４】
画像形成するには、まず、各ステーションの感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）の表面を１次帯電ローラ１２（１２Ｙ〜１２Ｋ）で一様に帯電し、レーザー露光器１３（１３Ｙ〜１３Ｋ）により原稿を色分解した画像露光を施して、感光ドラム７０の表面に原稿の分解色と対応した静電潜像を形成し、潜像を現像器１４（１４Ｙ〜１４Ｋ）によりマイナストナーを用いて現像して、感光ドラム７０の表面に各色のトナー像を形成し、感光ドラム７０上の各色のトナー像を中間転写ベルト８０上に、１次転写電源の定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）から１次転写バイアスを印加した１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）により順次重ね合わせて１次転写する。
【０００５】
その後、中間転写ベルト８０上の４色のトナー像を中間転写ベルト８０に搬送された転写材Ｐ上に、２次転写電源の定電圧電源４９から２次転写バイアスを印加した２次転写ローラ５５により一括して２次転写し、２次転写が終了した転写材Ｐを定着器４０に搬送し、加圧および加熱して４色のトナーを溶融混色して転写材Ｐに定着し、かくして転写材Ｐにフルカラー画像が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置において、濃度が十分なフルカラー画像を得るためには、各ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおける感光ドラム７０上のトナー像の中間転写ベルト８０への１次転写効率、および１色目のイエロートナー像ならば２色目以降の画像形成ステーションというように、中間転写ベルト上のトナー像の次色目以降の画像形成ステーションの感光ドラムへの再転写率をバランスさせることが重要である。
【０００７】
各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおける感光ドラム７０の表面電位や定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）の１次転写バイアスの最適化が大切であり、殊に１次転写電流はフルカラー画像の各色の濃度に大きく影響し、適切な制御が必要である。
【０００８】
本発明の目的は、各色の転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスするように転写電流を制御することにより、各色の濃度が十分なカラー画像を得ることを可能とした画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【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、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状の中間転写体と、前記複数の像担持体に前記中間転写体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記中間転写体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
また本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状であって転写材を搬送する転写材担持体と、前記複数の像担持体に前記転写材担持体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記転写材担持体が搬送する転写材にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記転写材担持体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明によれば、前記その他の複数の転写帯電手段に電圧を印加する定電圧電源を共通にする。
【００１２】
【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。
【００１３】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。本画像形成装置は、４ドラム、中間転写方式のフルカラープリンタに構成されている。
【００１４】
図１に示すように、本画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像形成部（画像形成ステーション）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有し、さらに中間転写ベルト８０を含む転写装置および定着器４０を有する。
【００１５】
各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは画像形成ユニットに構成され、それぞれ像担持体である感光ドラム（ドラム状電子写真感光体）７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが矢印ａ方向に回転可能に設置されている。この感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの外周表面上に、それぞれ感光ドラム表面を一様に帯電する１次帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが配置され、その感光ドラム回転方向下流側に、画像信号に対応して変調されたレーザー光を感光ドラム表面に露光するレーザー露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、さらにその下流側に、レーザー露光により形成された感光ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて現像する現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが配置されている。
【００１６】
感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの中間転写ベルト８０を挟んだ位置には、感光ドラムとともに１次転写部を形成する１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋが対向設置されている。この１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋには、１次転写電源としてそれぞれ定電圧電源４８Ｙ、４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋが接続され、それぞれ可変な１次転写バイアスＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋが印加される。
【００１７】
中間転写ベルト８０は、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写対向ローラ５３の３本のローラに張架して設置され、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋを縦貫して、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋに接触配置されている。中間転写ベルト８０は、駆動ローラ５１により図の矢印ｂの方向に回転駆動される。
【００１８】
感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋの下流側には、ドラムクリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが設置されている。また中間転写ベルト８０の駆動ローラ５１のところには、ベルトクリーナ３３が配置されている。
【００１９】
以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について、イエローの画像形成ステーション１０Ｙを例にして説明する。
【００２０】
イエローステーション１０Ｙの感光ドラム７０Ｙは、アルミニウムの円筒体表面に光導電層を形成してなっており、矢印ａ方向へ回転する過程で１次転写ローラ１２Ｙにより、表面を一様にマイナス帯電され（帯電電位＝−６５０Ｖ）、ついでレーザー露光器１３Ｙにより画像露光が行われて（露光後の表面電位＝−２５０Ｖ）、感光ドラム７０Ｙの表面に原稿のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。この潜像は、現像器１４Ｙによりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、潜像がイエロートナー像として可視化される。得られたイエロートナー像は、１次転写ローラ５４Ｙに１次転写電源４８Ｙから１次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト８０上に１次転写される。転写後の感光ドラム７０Ｙは、表面に付着している転写残りトナーがクリーナ１６Ｙによって除去され、つぎの画像形成に供される。
【００２１】
以上の画像形成動作を、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおいて所定のタイミングを持って行い、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋ上のトナー像をそれぞれの１次転写部で中間転写ベルト８０上に順次重ねて１次転写する。
【００２２】
フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト８０に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でトナー像を順次転写し、単色や２〜３色モードの場合は、必要な色のトナー像が上記と同じ順で転写される。
【００２３】
その後、中間転写ベルト８０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト８０の矢印ｂ方向の回動にともない、接地された２次転写対向ローラ５３と中間転写ベルト８を挟んで２次転写ローラ５５が当接された２次転写部に移動され、そこに給紙ローラ２０により所定のタイミングをもって供給された転写材Ｐ上に、２次転写ローラ５５に２次転写電源の定電圧電源４９から２次転写バイアスを印加することにより一括して２次転写される。
【００２４】
４色のトナー像が２次転写された転写材Ｐは定着器４０に搬送され、そこで加圧および加熱されて４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに定着され、かくして転写材Ｐにフルカラー画像が形成される。一方、２次転写を終了した中間転写ベルト８０は、ベルトクリーナ３３によって表面に残留した転写残りトナーが除去される。
【００２５】
本実施例では、感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）に直径３０．６ｍｍの負帯電性のＯＰＣドラムを用い、帯電ローラ１２（１２Ｙ〜１２Ｋ）にＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した帯電バイアスを印加して、環境を問わず、感光ドラム７０の表面を約−６５０Ｖに一様帯電した。露光器１３（１３Ｙ〜１３Ｋ）は、波長７６０ｎｍの近赤外レーザーダイオードと、感光ドラム７０にレーザ光を走査するポリゴンミラーとを有し、感光ドラム７０の表面電位を露光部で−２５０Ｖに低下して、これを画像部とする静電潜像を形成する。
【００２６】
ブラック現像器１４Ｋは、磁性トナー（磁性１成分現像剤）を用いたジャンピング現像方式の現像器であり、ローラ状の固定磁性部材（マグネットローラ）を内包したスリーブ状の現像剤担持体（現像スリーブ）に粒径６μｍの磁性トナーを担持させ、現像スリーブの回転にともない弾性ブレードでトナー層厚を規制して、感光ドラムと対向した現像部へ搬送し、現像スリーブに印加したＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した現像バイアスによって、現像スリーブ上のトナーを感光ドラム上の静電潜像にジャンプさせて潜像の露光部に付着させ、潜像を反転現像するものである。
【００２７】
イエロー現像器１４Ｙ、マゼンタ現像器１４Ｍ、シアン現像器１４Ｃは、非磁性トナー（非磁性１成分現像剤）を用いたジャンピング現像方式の現像器で、非磁性トナーとしてワックスを含んだコア／シェル構造の粒径６μｍの重合トナーを使用し、これを塗布ローラによって現像スリーブの表面にコーティングして担持させ、現像スリーブの回転にともない弾性ブレードでトナー層厚を規制して、感光ドラムと対向した現像部へ搬送し、ブラック現像器１４Ｋと同様にして、感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ上の静電潜像にジャンピングさせて反転現像する。
【００２８】
１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）は、直径８ｍｍの芯金上にＥＰＤＭの導電ゴム層を長手方向３１０ｍｍにわたり被覆して、直径１６ｍｍに形成したもので、それぞれの芯金が給電バネを介して高圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）に接続されている。１次転写ローラ５４のローラ硬度はアスカーＣで３５゜であり、その抵抗値は、２４ｍｍ／秒の周速で回転駆動される直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダーに、１次転写ローラを両端荷重５００ｇで当接し、シリンダーと１次転写ローラの間に５０Ｖを印加した条件で測定して、１×１０6Ωである。
【００２９】
２次転写ローラ５５は、直径８ｍｍの芯金上にウレタン系の導電ゴム層を長手方向３１０ｍｍにわたって被覆して、直径１７ｍｍに形成したもので、ローラ硬度はアスカーＣで３０゜、上記１次転写ローラと同じ方法で測定した抵抗値は１×１０7Ωである。この２次転写ローラ５５も、芯金が給電バネを介して高圧電源４９に接続されている。
【００３０】
駆動ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写対向ローラ５３は、いずれも直径３２ｍｍのアルミニウム製導電ローラからなり、芯金部が給電バネを介して接地されている。
【００３１】
中間転写ベルト８０は、カーボン分散により抵抗調整したポリイミド樹脂製の単層シームレスの無端ベルトであり、厚さ７５μｍ、周長１１１５ｍｍ、周方向と直角の幅方向長さ３１０ｍｍの寸法を有している。ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、電極とベルト表面との良好な接触性を得るために、導電性ゴムを電極として使用した上で、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ製Ｒ８３４０超高抵抗計を用いて、中間転写ベルトの体積抵抗率ρｖ、表面抵抗率ρｓを測定すると、１００Ｖを１０秒印加時にρｖ＝５×１０8Ωｃｍ、ρｓ＞１×１０13Ω／□の値が得られた。なお、ρｓはベルトの表裏いずれの面で測定しても同一の結果になる。
【００３２】
３本のローラ５１、５２、５３に張架された中間転写ベルト８０のテンションは６ｋｇｆである。駆動ローラ５１、テンションローラ５２間の距離は５００ｍｍであり、各画像形成ステーション１０（１０Ｙ〜１０Ｋ）の感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）と１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）とで構成される１次転写部は、ローラ５１、５２間の中間転写ベルト８０上に均等間隔で配置されている。各１次転写ローラ５４は両端に設けられたそれぞれ荷重５００ｇｆのバネにより持ち上げられ、これから１次転写ローラ自体の自重１５０ｇを引いた力で中間転写ベルト８０の裏面に当接されている。
【００３３】
本画像形成装置は、使用可能な転写材の最大サイズがＡ３である。またプロセススピードは１１７ｍｍ／秒である。なお、１次転写バイアスＶｙ〜Ｖｋを＋３００Ｖ、２次転写バイアスを＋２．３ｋＶとすることにより、普通紙における良好な転写性を全色で得られる。
【００３４】
つぎに、画像形成装置のある一つの画像形成ステーションにおける転写電流と転写効率および再転写率との関係に関して説明する。転写電流と転写効率、再転写率との関係は図２に示したとおりである。
【００３５】
転写効率は、感光ドラム７０上に現像したベタ画像の全トナー量に対する、そのベター画像が中間転写ベルト８０上に転写されたトナー量の割合を示し、再転写率は、あるステーションで中間転写ベルト８０上に転写されたベタ画像の全トナー量に対する、そのベタ画像が下流側のつぎのステーションで感光ドラムに逆転写されたトナー量の割合を示す。したがって、中間転写ベルトの移動方向最上流部に存在する１色目のイエローステーション１０Ｙでは、再転写を考慮しなくてよい。
【００３６】
ここで、転写電流とは、中間転写ベルト８０を介して感光ドラム７０と１次転写ローラ５４とが当接した１次転写部の接触領域（転写ニップ）中を流れる電流を意味し、ステーション間、あるいは駆動ローラ、テンションローラ間で電流の干渉が生じない限り、各定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）内、したがって転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）を流れる電流と一致する。また本実施例で、各感光ドラム７０上のベタ画像は、トナーの摩擦帯電電荷量（トリボ）が−２６μＣ／ｇ、乗り量が０．６２ｍｇ／ｃｍ2である。
【００３７】
一般に、転写効率は、ある転写電流付近でピーク値を持つようなプロファイルを示す一方、再転写率は転写電流に対して単調増加を示し、最大転写効率を与える転写電流Ｉａと、高転写効率、低再転写率が良好に両立する転写電流Ｉｂとは、Ｉａ＞Ｉｂなる関係がある。
【００３８】
本画像形成装置では、最大転写効率はＩａ＝１７．５μＡ付近の転写電流で得られ、高転写効率、低再転写率の良好な両立はＩｂ＝１１．５μＡ付近の転写電流で得られる。そこで、再転写が生じない第１のイエローステーション１０Ｙで、転写電流をＩａ＝１７．５μＡ付近の電流とし、第２以降のマゼンタ、シアン、ブラックの各ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで、転写電流をＩｂ＝１１．５μＡ付近の電流とした。
【００３９】
本実施例では、定電圧電源４８Ｙの１次転写バイアスをＶｙ＝３００Ｖとすることにより、上記Ｉａ＝１７．５μＡ付近の転写電流を、定電圧電源４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋの１次転写バイアスをＶｍ＝Ｖｃ＝Ｖｋ＝１７０Ｖとすることにより、上記Ｉｂ＝１１．５μＡ付近の転写電流を得た。これにより、１色目を最大転写効率で転写し、２色目以降を高転写効率で転写し、しかもその２色目以降の転写の際に再転写を低く抑え、各色の濃度が十分なフルカラー画像を出力することができた。
【００４０】
以上において、転写電流の絶対値は、トナー、感光ドラム、中間転写ベルトおよび転写ローラ等の装置の構成要素の特性により異なる。また要求される転写効率の下限、再転写率の上限、およびそれらのバランスは、装置やユーザーの要求レベルによって異なってくる。たとえばライン画像や２次色等の高次色画像などの画像濃度も重視される場合は、それらの転写効率や再転写率の転写電流までも考慮した転写電流値の設定が必要となる。また感光ドラム上に残留した転写残りトナーを再び現像器に回収して再利用する、いわゆるクリーナレス系の画像形成装置においては、各現像器内への他色トナーの混入による色味変化が懸念されるため、極力再転写率を抑えた転写電流設定が必要となる。
【００４１】
本発明は、各画像形成ステーションにおける転写電流、あるいは異なる画像形成ステーション間における転写電流の差分に関して、その絶対値までをも規定するものではないが、各装置特有の要求を満たしつつ、十分な濃度のフルカラー画像を得るために、前記のような転写電流値の設定が効果的であることはいうまでもない。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、第１の画像形成ステーションの転写電流を、第２以降の画像形成ステーションの転写電流よりも大きくしたので、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００４３】
実施例２
図３は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【００４４】
本実施例は、図１で示した実施例１の画像形成装置において、１次転写バイアス印加用の定電圧電源４８Ｙ〜４８Ｋのうち第２画像形成ステーション以降の電源４８Ｍ〜４８Ｃを、図３に示すように、共通の単一の定電圧電源４８Ｘにまとめて電源を簡略化した。
【００４５】
本実施例の画像形成装置のその他の構成は、図１に示した実施例１の画像形成装置と基本的に同様で、図３において図１に付した符号と同一の符号は同一の要素を示す。
【００４６】
本実施例でも、１次転写ローラ５４Ｙには定電圧電源４８Ｙにより、実施例１と同様の１次転写バイアスＶｙ＝３００Ｖを印加し、１次転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋには共通の定電圧電源４８Ｘにより、実施例１と同様の１次転写バイアスＶｘ（Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ）＝１７０Ｖを並列に印加した。
【００４７】
このように、第２以降のステーションにおける１次転写バイアスが同一値でよい場合は、単一の定電圧電源により並列に１次転写バイアスを印加することでよく、装置の低コスト化が実現される。
【００４８】
本実施例によっても、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００４９】
実施例３
図４は、本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【００５０】
本実施例は、図１で示した実施例１の画像形成装置において、定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）に代えて、図４に示すように、定電流電源５０（５０Ｙ〜５０Ｋ）を使用した。
【００５１】
本実施例では、定電流電源５０Ｙにより１次転写ローラ５４Ｙに、転写電流Ｉｙ＝１７．５μＡの定電流制御で１次転写バイアスを印加し、定電流電源５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにより１次転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに、それぞれ転写電流Ｉｍ＝Ｉｃ＝Ｉｋ＝１１．５μＡの定電流制御で１次転写バイアスを印加した。
【００５２】
以上のように、各画像形成ステーションの１次転写電源に定電流電源を用いることにより、転写電流の安定化が達成される。中間転写ベルトがより高抵抗で各画像形成ステーションでの転写時、さらには連続プリント時に次第にチャージアップする特性を有する場合、各ステーションの感光ドラムの帯電電位、露光電位が変化する場合、あるいは画像形成ステーションごとに感光ドラムの帯電電位、露光電位が異なる場合等においても、安定な転写電流制御が維持される。
【００５３】
以上では、第１〜第４のステーションの転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋに、それぞれの定電流電源５０Ｙ〜５０Ｋを設けたが、実施例２に準じて、１次転写バイアス値が同一の第２以降のステーションの定電流電源５０Ｍ〜５０Ｋを、単一の定電流電源にまとめてもよく、装置の低コスト化が実現される。
【００５４】
本実施例によっても、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００５５】
実施例４
図５は、本発明の画像形成装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【００５６】
本実施例の画像形成装置は、図４で示した実施例３の中間転写方式の画像形成装置を多重転写方式の画像形成装置に改造したものである。
【００５７】
本実施例では、図４の画像形成装置の中間転写ベルト８０に代えて、ベルト状転写材搬送体（即ち、転写材担持体）である転写ベルト９０を使用しており、給紙ローラ２０から供給された転写材Ｐを転写ベルト９０上に担持して搬送し、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋの感光ドラム７０（７Ｙ〜７０Ｋ）と対向した転写部で、感光ドラム１０上の各色のトナー像を転写材Ｐ上に、定電流電源５０（５０Ｙ〜５０Ｋ）から転写バイアスが印加された転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）により多重転写する。その後は、転写材Ｐを転写ベルト９０から分離して定着器４０に搬送し、４色のトナー像を加圧および加熱してフルカラーの定着画像に形成する。
【００５８】
転写ベルト９０は、中間転写ベルト８０と同一材料、同一サイズであるが、転写材Ｐを静電的に吸着する作用を持たせるために、カーボン分散により調整した抵抗値を高めに設定している。実施例１で記載した測定法により、１００Ｖ、１０秒印加の条件で、転写ベルト９０の体積抵抗率ρｖ、表面抵抗率ρｓを測定すると、ρｖ＝２×１０15Ωｃｍ、ρｓ＞１×１０13Ω／□の値が得られた。なお、ρｓはベルトの表裏いずれの面で測定しても同一の結果になる。
【００５９】
本実施例でも、実施例３と同様、定電流電源５０Ｙにより転写ローラ５４Ｙに、転写電流Ｉｙ＝１７．５μＡの定電流制御で転写バイアスを印加し、定電流電源５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにより転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに、それぞれ転写電流Ｉｍ＝Ｉｃ＝Ｉｋ＝１１．５μＡの定電流制御で転写バイアスを印加した。
【００６０】
その結果、多重転写方式でも、第１ステーションの転写電流を第２以降のステーションの転写電流よりも大きくすることにより、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００６１】
以上では、第１〜第４のステーションの転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋに、それぞれの定電流電源５０Ｙ〜５０Ｋを設けたが、１次転写バイアス値が同一の第２以降のステーションの定電流電源５０Ｍ〜５０Ｋを、単一の定電流電源にまとめてもよく、装置の低コスト化が実現される。
【００６２】
また多重転写方式でも、転写電源を実施例１、２のように定電圧電源とすることができ、同様に、第１ステーションの転写電流を第２以降のステーションの転写電流よりも大きくすることにより、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせて、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の画像形成ステーションの複数の像担持体上の複数色のトナー像を中間転写体に転写し、もしくは複数の像担持体上の複数色のトナー像を転写材担持体上の転写材に転写するに際し、
（Ａ）複数の転写帯電手段のうち中間転写体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であるか、又は、
（Ｂ）複数の転写帯電手段のうち転写材担持体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一である、
構成とされるので、各色の１次転写効率および各色の次色目以降のステーションにおける再転写率をバランスさせて、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の画像形成ステーションにおける転写電流と転写効率および再転写率との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の画像形成装置の他の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０Ｙ〜１０Ｋ 画像形成ステーション
４８Ｙ〜４８Ｋ 定電圧電源
５０Ｙ〜５０Ｋ 定電流電源
５４Ｙ〜５４Ｋ 転写ローラ
７０Ｙ〜７０Ｋ 感光ドラム
８０ 中間転写ベルト
９０ 転写ベルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に複数の像担持体上に形成された複数色のトナー像を転写材搬送ベルト上の転写材に順次重ねて転写し、もしくは中間転写ベルト上に順次重ね合わせて１次転写し、ついで一括して転写材に２次転写して、転写材にカラー画像を得る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真を用いて像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し、転写材に画像を得る電子写真方式の画像形成装置が知られている。この中で、近年の情報化社会の進展にともなって、カラー画像形成装置へのニーズが広まっている。さらに、カラー画像出力の高速化のために、複数個の像担持体を１列に並べて、各像担持体で順次トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に直接あるいは中間転写体を介して転写するインライン型の画像形成装置が注目されている。
【０００３】
図１により電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の一例を簡単に説明すると、画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像形成部（画像形成ステーション）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを備え、各ステーションには像担持体として感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）を有する。
【０００４】
画像形成するには、まず、各ステーションの感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）の表面を１次帯電ローラ１２（１２Ｙ〜１２Ｋ）で一様に帯電し、レーザー露光器１３（１３Ｙ〜１３Ｋ）により原稿を色分解した画像露光を施して、感光ドラム７０の表面に原稿の分解色と対応した静電潜像を形成し、潜像を現像器１４（１４Ｙ〜１４Ｋ）によりマイナストナーを用いて現像して、感光ドラム７０の表面に各色のトナー像を形成し、感光ドラム７０上の各色のトナー像を中間転写ベルト８０上に、１次転写電源の定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）から１次転写バイアスを印加した１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）により順次重ね合わせて１次転写する。
【０００５】
その後、中間転写ベルト８０上の４色のトナー像を中間転写ベルト８０に搬送された転写材Ｐ上に、２次転写電源の定電圧電源４９から２次転写バイアスを印加した２次転写ローラ５５により一括して２次転写し、２次転写が終了した転写材Ｐを定着器４０に搬送し、加圧および加熱して４色のトナーを溶融混色して転写材Ｐに定着し、かくして転写材Ｐにフルカラー画像が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置において、濃度が十分なフルカラー画像を得るためには、各ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおける感光ドラム７０上のトナー像の中間転写ベルト８０への１次転写効率、および１色目のイエロートナー像ならば２色目以降の画像形成ステーションというように、中間転写ベルト上のトナー像の次色目以降の画像形成ステーションの感光ドラムへの再転写率をバランスさせることが重要である。
【０００７】
各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおける感光ドラム７０の表面電位や定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）の１次転写バイアスの最適化が大切であり、殊に１次転写電流はフルカラー画像の各色の濃度に大きく影響し、適切な制御が必要である。
【０００８】
本発明の目的は、各色の転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスするように転写電流を制御することにより、各色の濃度が十分なカラー画像を得ることを可能とした画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【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、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状の中間転写体と、前記複数の像担持体に前記中間転写体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記中間転写体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
また本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状であって転写材を搬送する転写材担持体と、前記複数の像担持体に前記転写材担持体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記転写材担持体が搬送する転写材にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記転写材担持体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明によれば、前記その他の複数の転写帯電手段に電圧を印加する定電圧電源を共通にする。
【００１２】
【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。
【００１３】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。本画像形成装置は、４ドラム、中間転写方式のフルカラープリンタに構成されている。
【００１４】
図１に示すように、本画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像形成部（画像形成ステーション）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有し、さらに中間転写ベルト８０を含む転写装置および定着器４０を有する。
【００１５】
各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは画像形成ユニットに構成され、それぞれ像担持体である感光ドラム（ドラム状電子写真感光体）７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが矢印ａ方向に回転可能に設置されている。この感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの外周表面上に、それぞれ感光ドラム表面を一様に帯電する１次帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが配置され、その感光ドラム回転方向下流側に、画像信号に対応して変調されたレーザー光を感光ドラム表面に露光するレーザー露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、さらにその下流側に、レーザー露光により形成された感光ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて現像する現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが配置されている。
【００１６】
感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの中間転写ベルト８０を挟んだ位置には、感光ドラムとともに１次転写部を形成する１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋが対向設置されている。この１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋには、１次転写電源としてそれぞれ定電圧電源４８Ｙ、４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋが接続され、それぞれ可変な１次転写バイアスＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋが印加される。
【００１７】
中間転写ベルト８０は、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写対向ローラ５３の３本のローラに張架して設置され、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋを縦貫して、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋに接触配置されている。中間転写ベルト８０は、駆動ローラ５１により図の矢印ｂの方向に回転駆動される。
【００１８】
感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋの１次転写ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋの下流側には、ドラムクリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが設置されている。また中間転写ベルト８０の駆動ローラ５１のところには、ベルトクリーナ３３が配置されている。
【００１９】
以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について、イエローの画像形成ステーション１０Ｙを例にして説明する。
【００２０】
イエローステーション１０Ｙの感光ドラム７０Ｙは、アルミニウムの円筒体表面に光導電層を形成してなっており、矢印ａ方向へ回転する過程で１次転写ローラ１２Ｙにより、表面を一様にマイナス帯電され（帯電電位＝−６５０Ｖ）、ついでレーザー露光器１３Ｙにより画像露光が行われて（露光後の表面電位＝−２５０Ｖ）、感光ドラム７０Ｙの表面に原稿のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。この潜像は、現像器１４Ｙによりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、潜像がイエロートナー像として可視化される。得られたイエロートナー像は、１次転写ローラ５４Ｙに１次転写電源４８Ｙから１次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト８０上に１次転写される。転写後の感光ドラム７０Ｙは、表面に付着している転写残りトナーがクリーナ１６Ｙによって除去され、つぎの画像形成に供される。
【００２１】
以上の画像形成動作を、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋにおいて所定のタイミングを持って行い、感光ドラム７０Ｙ〜７０Ｋ上のトナー像をそれぞれの１次転写部で中間転写ベルト８０上に順次重ねて１次転写する。
【００２２】
フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト８０に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でトナー像を順次転写し、単色や２〜３色モードの場合は、必要な色のトナー像が上記と同じ順で転写される。
【００２３】
その後、中間転写ベルト８０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト８０の矢印ｂ方向の回動にともない、接地された２次転写対向ローラ５３と中間転写ベルト８を挟んで２次転写ローラ５５が当接された２次転写部に移動され、そこに給紙ローラ２０により所定のタイミングをもって供給された転写材Ｐ上に、２次転写ローラ５５に２次転写電源の定電圧電源４９から２次転写バイアスを印加することにより一括して２次転写される。
【００２４】
４色のトナー像が２次転写された転写材Ｐは定着器４０に搬送され、そこで加圧および加熱されて４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに定着され、かくして転写材Ｐにフルカラー画像が形成される。一方、２次転写を終了した中間転写ベルト８０は、ベルトクリーナ３３によって表面に残留した転写残りトナーが除去される。
【００２５】
本実施例では、感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）に直径３０．６ｍｍの負帯電性のＯＰＣドラムを用い、帯電ローラ１２（１２Ｙ〜１２Ｋ）にＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した帯電バイアスを印加して、環境を問わず、感光ドラム７０の表面を約−６５０Ｖに一様帯電した。露光器１３（１３Ｙ〜１３Ｋ）は、波長７６０ｎｍの近赤外レーザーダイオードと、感光ドラム７０にレーザ光を走査するポリゴンミラーとを有し、感光ドラム７０の表面電位を露光部で−２５０Ｖに低下して、これを画像部とする静電潜像を形成する。
【００２６】
ブラック現像器１４Ｋは、磁性トナー（磁性１成分現像剤）を用いたジャンピング現像方式の現像器であり、ローラ状の固定磁性部材（マグネットローラ）を内包したスリーブ状の現像剤担持体（現像スリーブ）に粒径６μｍの磁性トナーを担持させ、現像スリーブの回転にともない弾性ブレードでトナー層厚を規制して、感光ドラムと対向した現像部へ搬送し、現像スリーブに印加したＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した現像バイアスによって、現像スリーブ上のトナーを感光ドラム上の静電潜像にジャンプさせて潜像の露光部に付着させ、潜像を反転現像するものである。
【００２７】
イエロー現像器１４Ｙ、マゼンタ現像器１４Ｍ、シアン現像器１４Ｃは、非磁性トナー（非磁性１成分現像剤）を用いたジャンピング現像方式の現像器で、非磁性トナーとしてワックスを含んだコア／シェル構造の粒径６μｍの重合トナーを使用し、これを塗布ローラによって現像スリーブの表面にコーティングして担持させ、現像スリーブの回転にともない弾性ブレードでトナー層厚を規制して、感光ドラムと対向した現像部へ搬送し、ブラック現像器１４Ｋと同様にして、感光ドラム７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ上の静電潜像にジャンピングさせて反転現像する。
【００２８】
１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）は、直径８ｍｍの芯金上にＥＰＤＭの導電ゴム層を長手方向３１０ｍｍにわたり被覆して、直径１６ｍｍに形成したもので、それぞれの芯金が給電バネを介して高圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）に接続されている。１次転写ローラ５４のローラ硬度はアスカーＣで３５゜であり、その抵抗値は、２４ｍｍ／秒の周速で回転駆動される直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダーに、１次転写ローラを両端荷重５００ｇで当接し、シリンダーと１次転写ローラの間に５０Ｖを印加した条件で測定して、１×１０6Ωである。
【００２９】
２次転写ローラ５５は、直径８ｍｍの芯金上にウレタン系の導電ゴム層を長手方向３１０ｍｍにわたって被覆して、直径１７ｍｍに形成したもので、ローラ硬度はアスカーＣで３０゜、上記１次転写ローラと同じ方法で測定した抵抗値は１×１０7Ωである。この２次転写ローラ５５も、芯金が給電バネを介して高圧電源４９に接続されている。
【００３０】
駆動ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写対向ローラ５３は、いずれも直径３２ｍｍのアルミニウム製導電ローラからなり、芯金部が給電バネを介して接地されている。
【００３１】
中間転写ベルト８０は、カーボン分散により抵抗調整したポリイミド樹脂製の単層シームレスの無端ベルトであり、厚さ７５μｍ、周長１１１５ｍｍ、周方向と直角の幅方向長さ３１０ｍｍの寸法を有している。ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、電極とベルト表面との良好な接触性を得るために、導電性ゴムを電極として使用した上で、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ製Ｒ８３４０超高抵抗計を用いて、中間転写ベルトの体積抵抗率ρｖ、表面抵抗率ρｓを測定すると、１００Ｖを１０秒印加時にρｖ＝５×１０8Ωｃｍ、ρｓ＞１×１０13Ω／□の値が得られた。なお、ρｓはベルトの表裏いずれの面で測定しても同一の結果になる。
【００３２】
３本のローラ５１、５２、５３に張架された中間転写ベルト８０のテンションは６ｋｇｆである。駆動ローラ５１、テンションローラ５２間の距離は５００ｍｍであり、各画像形成ステーション１０（１０Ｙ〜１０Ｋ）の感光ドラム７０（７０Ｙ〜７０Ｋ）と１次転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）とで構成される１次転写部は、ローラ５１、５２間の中間転写ベルト８０上に均等間隔で配置されている。各１次転写ローラ５４は両端に設けられたそれぞれ荷重５００ｇｆのバネにより持ち上げられ、これから１次転写ローラ自体の自重１５０ｇを引いた力で中間転写ベルト８０の裏面に当接されている。
【００３３】
本画像形成装置は、使用可能な転写材の最大サイズがＡ３である。またプロセススピードは１１７ｍｍ／秒である。なお、１次転写バイアスＶｙ〜Ｖｋを＋３００Ｖ、２次転写バイアスを＋２．３ｋＶとすることにより、普通紙における良好な転写性を全色で得られる。
【００３４】
つぎに、画像形成装置のある一つの画像形成ステーションにおける転写電流と転写効率および再転写率との関係に関して説明する。転写電流と転写効率、再転写率との関係は図２に示したとおりである。
【００３５】
転写効率は、感光ドラム７０上に現像したベタ画像の全トナー量に対する、そのベター画像が中間転写ベルト８０上に転写されたトナー量の割合を示し、再転写率は、あるステーションで中間転写ベルト８０上に転写されたベタ画像の全トナー量に対する、そのベタ画像が下流側のつぎのステーションで感光ドラムに逆転写されたトナー量の割合を示す。したがって、中間転写ベルトの移動方向最上流部に存在する１色目のイエローステーション１０Ｙでは、再転写を考慮しなくてよい。
【００３６】
ここで、転写電流とは、中間転写ベルト８０を介して感光ドラム７０と１次転写ローラ５４とが当接した１次転写部の接触領域（転写ニップ）中を流れる電流を意味し、ステーション間、あるいは駆動ローラ、テンションローラ間で電流の干渉が生じない限り、各定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）内、したがって転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）を流れる電流と一致する。また本実施例で、各感光ドラム７０上のベタ画像は、トナーの摩擦帯電電荷量（トリボ）が−２６μＣ／ｇ、乗り量が０．６２ｍｇ／ｃｍ2である。
【００３７】
一般に、転写効率は、ある転写電流付近でピーク値を持つようなプロファイルを示す一方、再転写率は転写電流に対して単調増加を示し、最大転写効率を与える転写電流Ｉａと、高転写効率、低再転写率が良好に両立する転写電流Ｉｂとは、Ｉａ＞Ｉｂなる関係がある。
【００３８】
本画像形成装置では、最大転写効率はＩａ＝１７．５μＡ付近の転写電流で得られ、高転写効率、低再転写率の良好な両立はＩｂ＝１１．５μＡ付近の転写電流で得られる。そこで、再転写が生じない第１のイエローステーション１０Ｙで、転写電流をＩａ＝１７．５μＡ付近の電流とし、第２以降のマゼンタ、シアン、ブラックの各ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで、転写電流をＩｂ＝１１．５μＡ付近の電流とした。
【００３９】
本実施例では、定電圧電源４８Ｙの１次転写バイアスをＶｙ＝３００Ｖとすることにより、上記Ｉａ＝１７．５μＡ付近の転写電流を、定電圧電源４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋの１次転写バイアスをＶｍ＝Ｖｃ＝Ｖｋ＝１７０Ｖとすることにより、上記Ｉｂ＝１１．５μＡ付近の転写電流を得た。これにより、１色目を最大転写効率で転写し、２色目以降を高転写効率で転写し、しかもその２色目以降の転写の際に再転写を低く抑え、各色の濃度が十分なフルカラー画像を出力することができた。
【００４０】
以上において、転写電流の絶対値は、トナー、感光ドラム、中間転写ベルトおよび転写ローラ等の装置の構成要素の特性により異なる。また要求される転写効率の下限、再転写率の上限、およびそれらのバランスは、装置やユーザーの要求レベルによって異なってくる。たとえばライン画像や２次色等の高次色画像などの画像濃度も重視される場合は、それらの転写効率や再転写率の転写電流までも考慮した転写電流値の設定が必要となる。また感光ドラム上に残留した転写残りトナーを再び現像器に回収して再利用する、いわゆるクリーナレス系の画像形成装置においては、各現像器内への他色トナーの混入による色味変化が懸念されるため、極力再転写率を抑えた転写電流設定が必要となる。
【００４１】
本発明は、各画像形成ステーションにおける転写電流、あるいは異なる画像形成ステーション間における転写電流の差分に関して、その絶対値までをも規定するものではないが、各装置特有の要求を満たしつつ、十分な濃度のフルカラー画像を得るために、前記のような転写電流値の設定が効果的であることはいうまでもない。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、第１の画像形成ステーションの転写電流を、第２以降の画像形成ステーションの転写電流よりも大きくしたので、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００４３】
実施例２
図３は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【００４４】
本実施例は、図１で示した実施例１の画像形成装置において、１次転写バイアス印加用の定電圧電源４８Ｙ〜４８Ｋのうち第２画像形成ステーション以降の電源４８Ｍ〜４８Ｃを、図３に示すように、共通の単一の定電圧電源４８Ｘにまとめて電源を簡略化した。
【００４５】
本実施例の画像形成装置のその他の構成は、図１に示した実施例１の画像形成装置と基本的に同様で、図３において図１に付した符号と同一の符号は同一の要素を示す。
【００４６】
本実施例でも、１次転写ローラ５４Ｙには定電圧電源４８Ｙにより、実施例１と同様の１次転写バイアスＶｙ＝３００Ｖを印加し、１次転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋには共通の定電圧電源４８Ｘにより、実施例１と同様の１次転写バイアスＶｘ（Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ）＝１７０Ｖを並列に印加した。
【００４７】
このように、第２以降のステーションにおける１次転写バイアスが同一値でよい場合は、単一の定電圧電源により並列に１次転写バイアスを印加することでよく、装置の低コスト化が実現される。
【００４８】
本実施例によっても、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００４９】
実施例３
図４は、本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【００５０】
本実施例は、図１で示した実施例１の画像形成装置において、定電圧電源４８（４８Ｙ〜４８Ｋ）に代えて、図４に示すように、定電流電源５０（５０Ｙ〜５０Ｋ）を使用した。
【００５１】
本実施例では、定電流電源５０Ｙにより１次転写ローラ５４Ｙに、転写電流Ｉｙ＝１７．５μＡの定電流制御で１次転写バイアスを印加し、定電流電源５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにより１次転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに、それぞれ転写電流Ｉｍ＝Ｉｃ＝Ｉｋ＝１１．５μＡの定電流制御で１次転写バイアスを印加した。
【００５２】
以上のように、各画像形成ステーションの１次転写電源に定電流電源を用いることにより、転写電流の安定化が達成される。中間転写ベルトがより高抵抗で各画像形成ステーションでの転写時、さらには連続プリント時に次第にチャージアップする特性を有する場合、各ステーションの感光ドラムの帯電電位、露光電位が変化する場合、あるいは画像形成ステーションごとに感光ドラムの帯電電位、露光電位が異なる場合等においても、安定な転写電流制御が維持される。
【００５３】
以上では、第１〜第４のステーションの転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋに、それぞれの定電流電源５０Ｙ〜５０Ｋを設けたが、実施例２に準じて、１次転写バイアス値が同一の第２以降のステーションの定電流電源５０Ｍ〜５０Ｋを、単一の定電流電源にまとめてもよく、装置の低コスト化が実現される。
【００５４】
本実施例によっても、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００５５】
実施例４
図５は、本発明の画像形成装置のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【００５６】
本実施例の画像形成装置は、図４で示した実施例３の中間転写方式の画像形成装置を多重転写方式の画像形成装置に改造したものである。
【００５７】
本実施例では、図４の画像形成装置の中間転写ベルト８０に代えて、ベルト状転写材搬送体（即ち、転写材担持体）である転写ベルト９０を使用しており、給紙ローラ２０から供給された転写材Ｐを転写ベルト９０上に担持して搬送し、各画像形成ステーション１０Ｙ〜１０Ｋの感光ドラム７０（７Ｙ〜７０Ｋ）と対向した転写部で、感光ドラム１０上の各色のトナー像を転写材Ｐ上に、定電流電源５０（５０Ｙ〜５０Ｋ）から転写バイアスが印加された転写ローラ５４（５４Ｙ〜５４Ｋ）により多重転写する。その後は、転写材Ｐを転写ベルト９０から分離して定着器４０に搬送し、４色のトナー像を加圧および加熱してフルカラーの定着画像に形成する。
【００５８】
転写ベルト９０は、中間転写ベルト８０と同一材料、同一サイズであるが、転写材Ｐを静電的に吸着する作用を持たせるために、カーボン分散により調整した抵抗値を高めに設定している。実施例１で記載した測定法により、１００Ｖ、１０秒印加の条件で、転写ベルト９０の体積抵抗率ρｖ、表面抵抗率ρｓを測定すると、ρｖ＝２×１０15Ωｃｍ、ρｓ＞１×１０13Ω／□の値が得られた。なお、ρｓはベルトの表裏いずれの面で測定しても同一の結果になる。
【００５９】
本実施例でも、実施例３と同様、定電流電源５０Ｙにより転写ローラ５４Ｙに、転写電流Ｉｙ＝１７．５μＡの定電流制御で転写バイアスを印加し、定電流電源５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにより転写ローラ５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに、それぞれ転写電流Ｉｍ＝Ｉｃ＝Ｉｋ＝１１．５μＡの定電流制御で転写バイアスを印加した。
【００６０】
その結果、多重転写方式でも、第１ステーションの転写電流を第２以降のステーションの転写電流よりも大きくすることにより、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせることができ、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００６１】
以上では、第１〜第４のステーションの転写ローラ５４Ｙ〜５４Ｋに、それぞれの定電流電源５０Ｙ〜５０Ｋを設けたが、１次転写バイアス値が同一の第２以降のステーションの定電流電源５０Ｍ〜５０Ｋを、単一の定電流電源にまとめてもよく、装置の低コスト化が実現される。
【００６２】
また多重転写方式でも、転写電源を実施例１、２のように定電圧電源とすることができ、同様に、第１ステーションの転写電流を第２以降のステーションの転写電流よりも大きくすることにより、各色の１次転写効率および各色の次色目以降の画像形成部における再転写率をバランスさせて、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の画像形成ステーションの複数の像担持体上の複数色のトナー像を中間転写体に転写し、もしくは複数の像担持体上の複数色のトナー像を転写材担持体上の転写材に転写するに際し、
（Ａ）複数の転写帯電手段のうち中間転写体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であるか、又は、
（Ｂ）複数の転写帯電手段のうち転写材担持体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一である、
構成とされるので、各色の１次転写効率および各色の次色目以降のステーションにおける再転写率をバランスさせて、各色の画像濃度が十分なフルカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の画像形成ステーションにおける転写電流と転写効率および再転写率との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の画像形成装置の他の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の画像形成装置のさらに他の一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０Ｙ〜１０Ｋ 画像形成ステーション
４８Ｙ〜４８Ｋ 定電圧電源
５０Ｙ〜５０Ｋ 定電流電源
５４Ｙ〜５４Ｋ 転写ローラ
７０Ｙ〜７０Ｋ 感光ドラム
８０ 中間転写ベルト
９０ 転写ベルト
Claims (4)
- トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状の中間転写体と、前記複数の像担持体に前記中間転写体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記中間転写体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記その他の複数の転写帯電手段に電圧を印加する定電圧電源を共通にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に沿って回転可能な無端状であって転写材を搬送する転写材担持体と、前記複数の像担持体に前記転写材担持体を介して夫々対向し、前記複数の像担持体と転写ニップ部を夫々形成する複数の転写帯電手段と、を有し、前記複数の転写帯電手段によって前記転写ニップ部に転写電流を流すことで前記複数の像担持体から前記転写材担持体が搬送する転写材にトナー像を転写してカラートナー像を形成する画像形成装置において、
前記複数の転写帯電手段のうち前記転写材担持体の回転方向における最上流の位置に配置される最上流転写帯電手段が形成する転写ニップ部に流れる転写電流の値は、その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値より大きく、前記その他の複数の転写帯電手段が形成する各転写ニップ部に流れる転写電流の値は、略同一であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記その他の複数の転写帯電手段に電圧を印加する定電圧電源を共通にすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
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