JP5448967B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された現像剤画像を被転写媒体に転写する画像形成装置に関するものである。

従来、カラー電子写真プリンタ等の画像形成装置では、例えば下記の特許文献１に記載されているように、感光体（感光ドラム等）の像担持体と帯電手段と露光手段と現像手段等を備えた印刷機構を４個並べてそれぞれブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの画像形成手段とし、搬送ベルト上を搬送された用紙等の被転写媒体としての記録媒体に、順次トナー等の現像剤画像を転写する技術が知られている。

特開２００４−２５８２８１号公報

しかしながら、従来の画像形成装置では、先に転写されている現像剤画像が下流側に配置されている画像形成手段の像担持体上に移る、いわゆる逆転写現象により画質が低下するという課題があった。

本発明の画像形成装置は、被転写媒体を被転写媒体搬送方向に搬送する被転写媒体搬送手段と、前記被転写媒体搬送方向に沿って配設され、現像剤像を前記被転写媒体に転写する複数の画像形成手段と、を備え、前記画像形成手段は、前記現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体と対向し、且つ前記像担持体に対して前記被転写媒体搬送方向の下流側に、２．０〔ｍｍ〕以下の一定距離だけずらされて配設され、所定電圧が印加されることによって前記現像剤像を前記被転写媒体に転写する転写部材と、前記像担持体と前記転写部材が対向し、前記現像剤像を前記被転写媒体に転写する接触領域と、を有し、前記被転写媒体搬送方向の下流側に配設された前記画像形成手段は、上流側に配設された前記画像形成手段と比べて、前記転写部材と前記像担持体との前記一定距離が大きい。
そして、前記各画像形成手段は、各々現像電圧が印加されることにより前記像担持体を現像する現像ローラを有し、対応する前記転写部材と前記像担持体とのずらし量である前記一定距離が前記上流側に配置された前記画像形成手段と比べて大きくなる前記下流側に配置された前記画像形成手段程、前記現像ローラに印加する前記現像電圧の絶対値を上げることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、転写部材と像担持体とのずらし量の距離が大きい程、被転写媒体へ転写される現像剤量が不足することを解消するために、転写部材と像担持体とのずらし量である一定距離が上流側に配置された画像形成手段と比べて大きくなる下流側に配置された画像形成手段程、現像ローラに印加する現像電圧の絶対値を上げるようにしている。

これにより、被転写媒体上に転写された現像剤が像担持体へ逆転写する量を減らすと共に、転写部材と像担持体を大きくずらす程発生する被転写部材へ転写される現像剤不足を解消することができる。更に、被転写媒体搬送方向の上流から下流に複数配置される画像形成手段により、被転写媒体に転写される現像剤の量を適した量に制御することができる。

図１は、本発明の実施例１に於ける画像形成装置の転写ニップ領域を示す概略の構成図である。 図２は、本発明の実施例１における画像形成装置を示す概略の構成図である。 図３は、図２の画像形成装置の制御回路を示す概略の構成図である。 図４は、本発明の実施例１における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 図５は、図１の転写ローラ設置距離の設定値を示す図である。 図６は、図１の転写ローラの設置距離条件（１），（２）を示す図である。 図７は、ブラック（Ｋ）トナー画像のトナー帯電量推移を示す図である。 図８は、濃度値と逆転写レベルを示す図である。 図９は、ブラック（Ｋ）トナー画像の逆転写レベルを示す図である。 図１０は、第１のトナー画像帯電量と第２のトナー画像の転写性を示す図である。 図１１は、本発明の実施例１におけるブラック（Ｋ）トナー画像のトナー帯電量の推移を示す図である。 図１２は、本発明の実施例１におけるブラック（Ｋ）トナー画像が受ける逆転写レベルを示す図である。 図１３は、本発明の実施例２における画像形成装置を示す概略の構成図である。 図１４は、図１３の画像形成装置の制御回路を示す概略の構成図である。 図１５は、本発明の実施例２の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 図１６は、図１５における転写電圧の補正値を算出する条件を示す図である。 図１７は、湿度と普通紙Ａの表面抵抗率との関係を示す図である。 図１８は、普通紙Ａの表面抵抗率と逆転写レベルとの関係を示す図である。 図１９は、普通紙Ａの表面抵抗率と転写良好電圧範囲との関係を示す図である。 図２０は、実施例２の適用の有無と逆転写レベル合計値を示す図である。 図２１は、本発明の実施例３の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 図２２は、図２１の現像ローラの印加電圧を補正した電圧を示す図である。 図２３は、本発明の実施例４における画像形成装置を示す概略の構成図である。 図２４は、図２３の印刷機構における現像ローラと感光ドラムとのニップ量を示す図である。 図２５は、本発明の実施例４におけるずらし量とニップ量との関係を示す図である。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置を示す概略の構成図である。

画像形成装置１０は、外部ホストコンピュータから入力された画像データに基づく画像を被転写媒体である記録媒体としての用紙に印刷可能な装置であり、用紙を供給するための給紙機構と、ガイド２３と、センサ２６，２７と、搬送ベルト３０と、駆動ローラ３１と、従動ローラ３２と、吸着ローラ３３と、搬送ベルト３０の上部に配置された４個の画像形成手段（例えば、「印刷機構」）４０（＝４０−１，４０−２，４０−３，４０−４）と、搬送ベルト３０の下部に配置されたクリーニング機構と、センサ６０と、定着機構６５と、排出センサ７０と、ガイド７１と、スタッカ７２とを有している。

画像形成装置１０の下部には、搬送路２２に用紙を供給するための前記給紙機構が設けられている。この給紙機構は、用紙収容カセット２０と、用紙収容カセット２０に収容されている用紙を送り出すホッピングローラ２１と、ガイド２３と、用紙がスキュー（用紙が斜め送りされた状態をスキューという。）した場合に用紙を修正するピンチローラ２５と、用紙を吸着ローラ３３と搬送ベルト３０との間に送り出すレジストローラ２４と、用紙を従動ローラ３２との間で圧接させて搬送ベルト３０の上面に静電吸着させる吸着ローラ３３とを有している。

レジストローラ２４の記録媒体搬送方向である用紙搬送方向の上流側にはセンサ２６が、下流側にはセンサ２７がそれぞれ配置されている。センサ２６とセンサ２７とは、用紙の位置を検出する機能を有している。

搬送ベルト３０は、継目なしのエンドレス状に形成されている高抵抗の半導電性プラスチックフィルムからなり、この搬送ベルト３０の上面部は、各印刷機構４０の像担持体（例えば、「感光ドラム」）４１と各転写部材（例えば、「転写ローラ」）４９との間に架け渡されている。搬送ベルト３０は、各転写ローラ４９によって感光ドラム４１に押し当てられて接触し、転写ニップ領域（転写接触領域）を形成している。搬送ベルト３０は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とに架け渡され、従動ローラ３２によって矢印ｆ方向に引っ張られてテンションが付与されると共に、駆動ローラ３１の矢印ｅ方向の回転によって駆動される。搬送ベルト３０、駆動ローラ３１、及び従動ローラ３２は、用紙を搬送する媒体搬送手段の一つである。

前記クリーニング機構は、搬送ベルト３０の下面部に設置され、クリーニングブレード３４と廃トナータンク３５とを有している。従動ローラ３２とクリーニングブレード３４とは、搬送ベルト３０の下面部を挟むよう、それぞれ対向した位置に設置されている。クリーニングブレード３４は、可撓性のゴム材又はプラスチック材からなり、搬送ベルト３０の表面に付着残留した現像剤（例えば、トナー）を廃トナータンク３５に掻き落とす機能を有している。

４個の独立した印刷機構４０（＝４０−１，４０−２，４０−３，４０−４）は、用紙に現像剤像としてのトナー像を現像する複数の現像手段であり、ブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の４色に対応し、用紙を搬送する搬送ベルト３０からなる搬送路２２に沿って配置されている。各印刷機構４０は、帯電ローラ４２と、この帯電ローラ４２により表面が一様に帯電する感光ドラム４１と、帯電した感光ドラム４１上に光によって静電潜像を形成する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）ヘッド４８と、静電潜像が形成された感光ドラム４１上にトナー画像を形成する現像部である現像ローラ４３，現像ブレード４５，及び供給ローラ４４と、この現像部へトナーを供給するトナーカートリッジ４７と、感光ドラム４１表面を除電する除電光源４６とを有している。

感光ドラム４１と転写ローラ４９の間には、搬送ベルト３０が移動可能に配置されている。更に、各印刷機構４０は、図示しない離間機構により、搬送ベルト３０から離間可能に配置されている。本実施例１では、感光ドラム４１の外径はφ３０、転写ローラ４９の外径はφ２０である。転写ローラ４９は、所定電圧が印加されることによって、用紙にトナー像を転写する転写部材である。

駆動ローラ３１側の搬送ベルト３０の下流側には、搬送ベルト３０からの分離に失敗した用紙をチェックし、或いは用紙の後端位置を検出するためのセンサ６０が設置され、このセンサ６０の下流側には、更に定着機構６５が設置されている。

定着機構６５は、ヒートローラ６１と、ヒートローラ６１を加圧する加圧ローラ６２と、ヒートローラ６１の温度を検知するサーミスタ６３とを有している。ヒートローラ６１は、図示しないヒートモータ８７によって駆動され、加圧ローラ６２は、ヒートローラ６１に連れ回りする。このヒートローラ６１は、熱源として機能するハロゲンランプからなるヒータ６４を内蔵している。この定着機構６５は、用紙上のトナーを加熱溶融してトナー画像を定着させる機能を有している。ヒートローラ６１の表面近くにはサーミスタ６３が配置され、ヒートローラ６１の温度を監視している。ヒートローラ６１の下流側には排出センサ７０が設置されており、定着機構６５における用紙のジャムや用紙のヒートローラ６１への巻き付き等を監視している。この排出センサ７０の下流側には、用紙を画像形成装置１０の筐体上部のスタッカ７２へと搬送するガイド７１が設けられ、印刷済みの用紙はスタッカ７２に排出される。

図１は、本発明の実施例１に於ける画像形成装置の転写ニップ領域を示す概略の構成図である。

用紙搬送方向の最も上流側に配置された印刷機構４０−１では、感光ドラム４１（＝４１−１）の中心軸真下に対して、転写ローラ４９（＝４９−１）が距離ｔ１だけ下流側にずらされて設置されている。転写ローラ４９（＝４９−１〜４９−４）を感光ドラム４１（＝４１−１〜４１−４）に対して下流側にずらされて設置した一定距離のことを、以下「ずらし量」という。

この印刷機構４０−１の下流側に配置された印刷機構４０−２では、感光ドラム４１−２の中心軸真下に対して、転写ローラ４９−２がずらし量ｔ２だけ下流側にずらされて設置されている。この印刷機構４０−２の下流側に配置された印刷機構４０−３では、感光ドラム４１−３の中心軸真下に対して、転写ローラ４９−３がずらし量ｔ３だけ下流側にずらされて設置されている。この印刷機構４０−３の下流側に配置された印刷機構４０−４では、感光ドラム４１−４の中心軸真下に対して、転写ローラ４９−４がずらし量ｔ４だけ下流側にずらされて設置されている。このとき、感光ドラム４１と転写ローラ４９との各ずらし量ｔ１〜ｔ４は、式（１）を満たす。
ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４≦２［ｍｍ］・・・（１）

なお、感光ドラム４１に対する転写ローラ４９の各ずらし量ｔ１〜ｔ４の上限値を２［ｍｍ］とした理由は、２［ｍｍ］以上の場合に媒体搬送性が悪くなり、また、色ずれの低下等が見られるためである。

図３は、図２の画像形成装置の制御回路を示す概略の構成図である。
画像形成装置１０の制御回路は、ホストインタフェース部８１と、このホストインタフェース部８１が接続されているコマンド／画像処理部８２と、ＬＥＤヘッドインタフェース部８３と、このＬＥＤヘッドインタフェース部８３によって制御される複数のＬＥＤヘッド４８（＝４８−１〜４８−４）と、機構制御部８０と、センサ２６，２７，６０，７０と、ヒータ６４と、サーミスタ６３と、ホッピングモータ８４と、このホッピングモータ８４によって駆動されるホッピングローラ２１と、レジストモータ８５と、このレジストモータ８５によって駆動されるレジストローラ２４と、ベルトモータ８６と、このベルトモータ８６によって駆動される駆動ローラ３１と、ヒートモータ８７と、このヒートモータ８７によって駆動されるヒートローラ６１と、ドラムモータ８８と、このドラムモータ８８によって駆動される複数の印刷機構４０（＝４０−１〜４０−４）と、高圧制御部９０と、この高圧制御部９０によって制御される帯電電圧発生部９１，現像電圧発生部９２，供給電圧発生部９３，及び転写電圧発生部９４と、帯電電圧発生部９１によって電圧が印加される複数の帯電ローラ４２（＝４２−１〜４２−４）と、現像電圧発生部９２によって電圧が印加される複数の現像ローラ４３（＝４３−１〜４３−４）と、供給電圧発生部９３によって電圧が印加される複数の供給ローラ４４（＝４４−１〜４４−４）と、転写電圧発生部９４によって電圧が印加される複数の転写ローラ４９（＝４９−１〜４９−４）とを有している。

ホストインタフェース部８１は、図示しないホストコンピュータとコマンド／画像処理部８２とに接続されている。ホストインタフェース部８１は、コネクタ及び通信用チップを有し、ホストコンピュータとの物理的階層の通信インタフェース機能を有している。

コマンド／画像処理部８２は、ホストインタフェース部８１と機構制御部８０とに接続されている。コマンド／画像処理部８２は、ホストコンピュータからのコマンド及び画像データを解釈し、この画像データをビットマップに展開する部分であり、図示しないマイクロプロセッサとRandom Access Memory（以下「ＲＡＭ」という。）及び展開のための特別なハードウェア等からなり、画像形成装置１０全体を制御する機能を有している。

ＬＥＤヘッドインタフェース部８３は、コマンド／画像処理部８２と、ホストインタフェース部８１と、各ＬＥＤヘッド４８とに接続されている。ＬＥＤヘッドインタフェース部８３は、図示しないセミカスタムＬＳＩ（Large Scale Integration）及びＲＡＭ等を有し、コマンド／画像処理部８２がビットマップに展開した画像データを、各色のＬＥＤヘッド４８のインタフェースに合わせて加工する機能を有している。

機構制御部８０には、コマンド／画像処理部８２と、ＬＥＤヘッドインタフェース部８３と、センサ２６，２７，６０，７０と、ヒータ６４と、サーミスタ６３と、ホッピングモータ８４と、レジストモータ８５と、ベルトモータ８６と、ヒートモータ８７と、ドラムモータ８８と、高圧制御部９０とが接続されている。

機構制御部８０は、画像形成装置１０の印刷機構４０及び駆動機構の各部を制御する機能を有している。機構制御部８０は、コマンド／画像処理部８２からの指令に従い、各センサ２６，２７，６０，７０からの入力信号を監視しつつ、ホッピングモータ８４、レジストモータ８５、ベルトモータ８６、ヒートモータ８７、及びドラムモータ８８を駆動すると共に、サーミスタ６３からの入力信号を監視しつつヒータ６４を制御し、更に高圧制御部９０を制御する機能を有している。

前記駆動機構は、印刷機構４０を駆動するためのホッピングモータ８４、レジストモータ８５、ベルトモータ８６、及びドラムモータ８８と、ヒートローラ６１を駆動するためのヒートモータ８７と、これらのモータ群を駆動するドライバ回路群とを有している。ヒータ６４は、ハロゲンランプからなり、ヒートローラ６１の中に配置されている。ヒートローラ６１の表面近くにはサーミスタ６３が配置され、このヒートローラ６１の温度を検知する機能を有している。

高圧制御部９０は、マイクロプロセッサ或いはカスタムＬＳＩを有し、各印刷機構４０へ供給する帯電電圧、現像電圧、供給電圧、及び転写電圧を生成する機能を有している。帯電電圧発生部９１は、各印刷機構４０の帯電ローラ４２への帯電電圧の生成と停止を行う機能を有している。現像電圧発生部９２は、各印刷機構４０の現像ローラ４３への現像電圧の生成と停止を行う機能を有している。供給電圧発生部９３は、各印刷機構４０の供給ローラ４４への供給電圧の生成と停止を行う機能を有している。転写電圧発生部９４は、転写ローラ４９への転写電圧の生成と停止を行う機能を有すると共に、図示しない電流検出回路又は電圧検出回路を有し、転写ローラ４９に流れる電流が定電流になるように制御を行う機能、又は転写ローラ４９に印加される電圧が定電圧になるよう制御を行う機能とを有している。

（実施例１の動作）
図４は、本発明の実施例１における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

処理が開始すると、画像形成装置１０は、ステップＳ１において、図示しないホストコンピュータから画像データを受信するまで待つ。画像データを受信したならば、ステップＳ２において、コマンド／画像処理部８２は機構制御部８０に定着機構６５のウォームアップを開始するよう指示し、機構制御部８０は、ヒートモータ８７を駆動して定着機構６５のヒートローラ６１を回転開始し、回転させながら定着可能温度に制御しつつ、用紙の搬送を待つ。

ステップＳ３において、機構制御部８０は、サーミスタ６３の出力信号を参照して、ヒータ６４のオン／オフを制御し、ヒートローラ６１の温度の調整を行う。ヒートローラ６１の温度が、記録媒体上のトナー画像を定着可能な温度に到達すると、ステップＳ４の処理を行って印刷動作を開始する。

機構制御部８０は、ステップＳ４において、ベルトモータ８６の駆動を開始して駆動ローラ３１を駆動し、ステップＳ５において、ドラムモータ８８の制御を開始して各印刷機構４０を駆動し、ステップＳ６において、高圧制御部９０に高圧バイアスを供給開始するよう指示する。機構制御部８０は、ステップＳ４〜Ｓ６をウエイトなく処理するため、ステップＳ４〜Ｓ６は同一のタイミングで動作が開始する。高圧制御部９０は、帯電電圧発生部９１と、現像電圧発生部９２と、供給電圧発生部９３とに高圧バイアスを供給するよう制御する。

ここで、各印刷機構４０におけるトナー画像の形成動作について説明する。ここでは、ブラック（Ｋ）の印刷機構４０−１を代表として説明する。なお、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各印刷機構４０−２，４０−３，４０−４については、トナーの色の違いを除き、ブラック（Ｋ）の印刷機構４０−１と同様である。

高圧制御部９０が帯電電圧発生部９１を制御することによって、帯電ローラ４２に−１１００Ｖの帯電電圧が供給される。この帯電ローラ４２は、感光ドラム４１と接触して、その表面を−６００Ｖに帯電させる。

高圧制御部９０が現像電圧発生部９２と供給電圧発生部９３とを制御することによって、現像ローラ４３に−２００Ｖの現像電圧が供給され、供給ローラ４４には−２５０Ｖの供給電圧が供給される。現像ローラ４３と供給ローラ４４に印加された電圧の差によって、現像ローラ４３と供給ローラ４４のニップ領域近傍では、現像ローラ４３から供給ローラ４４に向かう方向の電界が形成される。印刷機構４０−１のトナーカートリッジ４７には、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。トナーカートリッジ４７から供給されたトナーは、現像ローラ４３と供給ローラ４４に強く擦られてマイナス極性に摩擦帯電する。マイナス極性に摩擦帯電したトナーは、現像ローラ４３から供給ローラ４４の方向を向いた電界から受けるクーロン力によって現像ローラ４３上に付着する。付着したトナーは、現像ローラ４３の回転に伴って現像ローラ４３と現像ブレード４５の接触部に運ばれ、現像ブレード４５によって均一な厚さにならされてトナー層を形成する。更に、現像ローラ４３の回転に伴い、トナー層は感光ドラム４１とのニップ領域に運ばれる。

機構制御部８０は、ステップＳ７において、ホッピングモータ８４を駆動してホッピングローラ２１を回転させ、用紙収容カセット２０の用紙を１枚だけガイド２３へ送る。ステップＳ８において、センサ２６の出力を監視し、用紙の先端がレジストローラ２４とピンチローラ２５との間に到達したことを検出すると、ステップＳ９においてホッピングモータ８４を停止させる。

機構制御部８０は、ステップＳ１０において、レジストモータ８５の駆動によりレジストローラ２４を回転させ、用紙を従動ローラ３２と吸着ローラ３３とのニップ領域へ送る。更に、ベルトモータ８６の駆動により駆動ローラ３１を回転させ、搬送ベルト３０の上面に静電吸着された用紙を、感光ドラム４１と搬送ベルト３０とのニップ領域へ送る。

次に、各印刷機構４０において、ＬＥＤヘッド４８が感光ドラム４１に静電潜像を書き込む動作、及び静電潜像がトナーで現像される動作について説明する。コマンド／画像処理部８２は、ステップＳ１１において、センサ２７によって用紙先端を検出したのちに、用紙が感光ドラム４１と搬送ベルト３０で形成されるニップ領域に到達するまでウエイトし、ステップＳ１２において、ＬＥＤヘッドインタフェース部８３に画像データを送信する。

ＬＥＤヘッドインタフェース部８３は、送信された画像データに対応したＬＥＤヘッド４８のＬＥＤを点滅させて、−６００Ｖに帯電された感光ドラム４１を露光し、−５０Ｖに除電した静電潜像を書き込む。感光ドラム４１表面に書き込まれた静電潜像は、感光ドラム４１の回転に伴って現像ローラ４３とのニップ領域に到達する。

感光ドラム４１上の露光部は、露光によって−５０Ｖに除電されているので、感光ドラム４１から現像ローラ４３に向かう方向の電界が形成される。それに対して、感光ドラム４１上の非露光部は、−６００Ｖのまま除電されていないので、露光部とは逆向きの電界が、現像ローラ４３から感光ドラム４１に向かう方向に形成される。よって、現像ローラ４３上のマイナスに帯電したトナー層は、感光ドラム４１上の露光部に選択的にトナーが付着し、静電潜像がトナー画像として現像される。

ステップＳ１３において、機構制御部８０は、高圧制御部９０の転写電圧発生部９４によってブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各転写ローラ４９−１〜４９−４に各転写電圧を供給する。このとき、用紙は搬送ベルト３０によって搬送されて、その先端がブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）それぞれの転写ニップ領域に順次到達する。本実施例１では、ブラック（Ｋ）の転写ローラ４９−１に２６００Ｖの転写電圧を供給し、イエロー（Ｙ）の転写ローラ４９−２に２７００Ｖの転写電圧を供給し、マゼンタ（Ｍ）の転写ローラ４９−３に２８００Ｖの転写電圧を供給し、シアン（Ｃ）の転写ローラ４９−４に２９００Ｖの転写電圧を供給している。これらの転写電圧は、機構制御部８０の図示しない記憶手段によって記憶されている。

転写ニップ領域では、搬送ベルト３０から感光ドラム４１に向かう方向で電界が形成されるので、感光ドラム４１上に現像されたトナーは、搬送ベルト３０上の用紙に転写される。

転写工程が終了した用紙は、引き続き搬送ベルト３０により搬送され、定着機構６５へ送られる。ステップＳ１４において、センサ６０が用紙を検知すると、機構制御部８０は、ヒートモータ８７を駆動して定着機構６５のヒートローラ６１を回転させ続ける。用紙は、ステップＳ３にて定着可能温度に到達しているヒートローラ６１と、これに圧接する加圧ローラ６２によって狭持搬送されることにより、トナー画像の定着処理が行われる。

ステップＳ１６において、排出センサ７０が用紙を検知するまでウエイトしたのち、ステップＳ１７において、排出センサ７０が用紙を検知しなくなるまでウエイトすると、用紙の定着機構６５における定着工程は終了し、且つ用紙はガイド７１で案内されてスタッカ７２へ排出され、図４の動作は終了する。

ここで、本実施例１の特徴について説明する。転写工程では、カラー画像を得るためには、先に用紙上に転写されたトナー画像に、異なる色のトナーを有する印刷機構４０で、トナー画像を重ねて転写しなければならない。トナー画像に含まれるトナーの一部は、転写ニップ領域における転写電流の影響を受けて逆極性に帯電していると考えられるが、先に用紙上に転写されて逆極性に帯電したトナー画像は、異なる色のトナーを有する印刷機構４０の感光ドラム４１と接触したときに、用紙から感光ドラム４１に移る「逆転写現象」によって画質が低下する。

逆転写現象は、感光ドラム４１と対向する位置に配置されている転写ローラ４９の位置を、感光ドラム４１真下から用紙搬送方向の下流側に、ずらし量を一定距離ずらすことで低減できる。これにより、転写ニップ領域の後側で発生する隙間放電量が増加して転写されたトナー画像のトナー帯電量が上昇し、逆極性に帯電したトナーを減らせるからである。

図５は、図１の転写ローラ設置距離の設定値を示す図である。
ずらし量ｔ１は、最も上流に設置されたブラックの印刷機構４０−１の感光ドラム４１に対して、転写ローラ４９が下流側にずらされて設置された距離である。以下同様に、ずらし量ｔ２は、イエローの印刷機構４０−２の感光ドラム４１に対して、転写ローラ４９が下流側にずらされて設置された距離である。ずらし量ｔ３は、マゼンタの印刷機構４０−３の感光ドラム４１に対して、転写ローラ４９が下流側にずらされて設置された距離である。ずらし量ｔ４は、シアンの印刷機構４０−４の感光ドラム４１に対して、転写ローラ４９が下流側にずらされて設置された距離である。

図６は、図１の転写ローラの設置距離条件（１），（２）を示す図である。
条件（１）は、最も上流に設置されたブラックの印刷機構４０−１から、最も下流側に設置されたシアンの印刷機構４０−４まで、全て転写ローラ４９が感光ドラム４１に対してずらされずに設置されていることを示している。

条件（２）は、最も上流に設置されたブラックの印刷機構４０−１から、最も下流側に設置されたシアンの印刷機構４０−４まで、全て転写ローラ４９が感光ドラム４１に対して下流側に１．５ｍｍずらされていることを示している。

図７は、ブラック（Ｋ）トナー画像のトナー帯電量推移を示す図である。
図７から分かるように、各転写ローラ４９のずらし量ｔが１．５ｍｍの場合、ずらし量ｔが０．０ｍｍの場合と比較して、トナー帯電量が大きく上昇している。転写ローラ４９の位置を用紙搬送方向の下流側にずらすことにより、転写ニップ領域の後側で発生する隙間放電量が増加し、転写されたトナー画像のトナー帯電量を上昇させるためである。

図８は、濃度値と逆転写レベルを示す図である。
図８に示す逆転写レベルとは、本来の濃度値のときを０として、逆転写現象によってどの程度の画質低下が発生しているかを定量的に示したものである。逆転写現象とは、用紙に先に転写されているトナー画像に含まれる逆極性に帯電したトナーが、下流側に配置されている感光ドラム４１上に移り、よって画質が低下する現象のことをいう。

図８に示す濃度値は、Ｘ−ｒｉｔｅ５２８分光濃度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社）で測定した値である。本来、濃度値は１．５０となるような印刷パターンで印刷しているが、逆転写現象が発生するに従って濃度値は低くなり、濃度値が１．４０となったとき、画質の低下が視覚的に認識可能となる。これをレベル１０と定義し、その間の濃度値０．０１ごとに逆転写レベルを定義した。図８において、最も画質低下が少ない状態がレベル０であり、もっとも画質低下が大きい状態がレベル１０である。

図９は、ブラック（Ｋ）トナー画像の逆転写レベルを示す図である。
図９から分かるように、条件（１）のずらし量ｔ１〜ｔ４が全て０．０ｍｍの場合と比較して、条件（２）の各転写ローラ４９−１〜４９−４のずらし量ｔ１〜ｔ４が全て１．５ｍｍの場合、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）における各逆転写レベルが低くなっており、画質の低下を防止できている。条件（１）における逆転写レベルの合計値は、５＋４＋３＝１２であるが、条件（２）における逆転写レベルの合計値は、３＋２＋１＝６である。条件（１）よりも条件（２）の方が逆転写レベルの合計値は低く、よって画質低下は少ない。

更に、本実施例１の画像形成装置１０においてカラー画像を得るためには、先に転写された第１のトナー画像の上に第２、第３、第４の色のトナー画像を転写しなければならないが、逆転写現象の抑制のため転写ローラ４９−１〜４９−４をずらすことで、先に転写されたトナー画像のトナー帯電量が上昇する。トナー画像のトナー帯電量の上昇は逆転写現象を抑制できるが、その反面、先に転写されたトナー画像の上に重ねて転写する第２、第３、第４の色のトナー画像の転写性が悪化する問題が発生する。トナー画像の転写が良好となる転写電圧は、先に転写されたトナー画像のトナー帯電量によって異なるためである。

図１０は、第１のトナー画像帯電量と第２のトナー画像の転写性を示す図である。

図１０の横軸はトナー帯電量〔μＣ／ｇ〕を示し、縦軸は転写電圧〔Ｖ〕を示し、長方形は各トナー帯電量において良好に転写できる転写電圧の範囲を示している。横破線は、先に転写されたトナー画像がない場合（トナー帯電量０〔μＣ／ｇ〕の場合）において良好に転写できる転写電圧の範囲を示している。

印刷される画像のパターンには、先に転写された第１のトナー画像がある箇所に第２のトナー画像が転写されるパターンと、先に転写された第１のトナー画像がない箇所に第２のトナー画像が転写されるパターンがある。

図１０に示すように、先に転写された第１のトナー画像のトナー帯電量が上昇すると、この第１のトナー画像に重ねて転写する第２のトナー画像を良好に転写できる転写電圧の範囲は高電圧側にシフトする。

なおかつ、先に転写された第１のトナー画像のトナー帯電量が−４０〔μＣ／ｇ〕以上になると、先に転写された第１のトナー画像がない場合に於ける第２のトナー画像が良好に転写できる転写電圧の範囲と、先に転写された第１のトナー画像がある場合に於ける第２のトナー画像が良好に転写できる転写電圧の範囲とのオーバーラップがなくなる。この場合には、転写電圧をどのように選択しても、先に転写された第１のトナー画像がある場合と、先に転写された第１のトナー画像がない場合とのどちらかにおいて良好な転写が行えず、よって転写不良となってしまう。

図７を参照すると、各転写ローラ４９−１〜４９−４のずらし量ｔ１〜ｔ４が全て１．５ｍｍの場合において、マゼンタ転写後のブラック（Ｋ）のトナー画像のトナー帯電量が−４０〔μＣ／ｇ〕以上になっている。この場合、シアン（Ｃ）における先に転写されたブラック（Ｋ）のトナー画像がある場合の良好に転写できる転写電圧の範囲と、先に転写されたブラック（Ｋ）のトナー画像がない場合に良好に転写できる転写電圧の範囲がオーバーラップしていないので、転写電圧をどのように選択しても転写不良が発生してしまう。

本実施例１では、以上のことを鑑みて、図５に示すように、印刷機構４０−１〜４０−４の転写ローラ４９−１〜４９−４のずらし量ｔ１〜ｔ４を、下流側に設置された印刷機構４０ほど徐々に大きくしていくことにより、逆転写現象を抑制して、且つ用紙に重ねて転写するトナー画像の転写性が確保できる。
図１１は、本発明の実施例１におけるブラック（Ｋ）トナー画像のトナー帯電量の推移を示す図である。

図１１は、本実施例１によってマゼンタ（Ｍ）転写ニップ領域通過後のブラック（Ｋ）のトナー画像のトナー帯電量を−４０〔μＣ／ｇ〕以下に抑えることができたことを示している。

図１２は、本発明の実施例１におけるブラック（Ｋ）トナー画像が受ける逆転写レベルを示す図である。

図１２は、本実施例１によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）における各逆転写レベルの合計値を画質の低下の見られない１０以下にできたことを示している。このとき、シアン（Ｃ）の転写の際、先に転写されたブラック（Ｋ）のトナー画像がある場合の良好に転写できる転写電圧範囲と、先に転写されたブラック（Ｋ）のトナー画像がない場合に良好に転写できる転写電圧範囲がオーバーラップしている。よって、オーバーラップした範囲の転写電圧を転写ローラ４９に印加することで、良好に転写できる。

（実施例１の効果）
本実施例１の画像形成装置１０によれば、次の（Ａ），（Ｂ）のような効果がある。

（Ａ） 逆転写現象による画質の低下を防ぐことができる。

（Ｂ） 併せて、用紙に先に転写されたトナー画像のトナー帯電量の上昇を抑えることにより、用紙搬送方向の下流側に配置されている印刷機構４０におけるトナー画像の転写性を向上させることができる。

（実施例２の構成）
図１３は、本発明の実施例２における画像形成装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の画像形成装置１０Ａは、実施例１を示す図２の画像形成装置１０と同様の構成に加えて、更に湿度検出部８９を有している。

図１４は、図１３の画像形成装置の制御回路を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の画像形成装置１０Ａの制御回路は、実施例１を示す図３の画像形成装置１０の制御回路と同様の構成に加えて、更に、湿度検出部８９と転写電圧補正部９５とを有している。この湿度検出部８９と転写電圧補正部９５とは、機構制御部８０に接続されている。湿度検出部８９は、画像形成装置１０Ａの環境情報の一つである湿度を取得する動作環境取得部であり、転写電圧補正部９５は、この環境情報である湿度をもとに転写電圧を補正する電圧補正手段である。

（実施例２の動作）
図１５は、本発明の実施例２の画像形成装置の動作を示すフローチャートであり、実施例１を示す図４中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

処理が開始すると、画像形成装置１０Ａは、実施例１と同様にステップＳ１において、図示しないホストコンピュータから画像データを受信するまで待つ。画像データを受信したならば、実施例１とは異なり、ステップＳ２０において、湿度検出部８９によって湿度を検出し、ステップＳ２１において、転写電圧補正部９５は、この湿度をもとに転写電圧の補正値を算出する。

以降、ステップＳ２〜Ｓ１２の処理は、実施例１と同様である。
ステップＳ１３Ａにおいて、画像形成装置１０Ａは、転写ローラ４９に対し、ステップＳ２１で計算した補正値を加味した転写電圧を供給する。以降、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は実施例１と同様である。

図１６は、図１５における転写電圧の補正値を算出する条件を示す図である。
ステップＳ２０で測定した湿度と、図１６に示す転写電圧補正条件によって、ステップＳ２１において、転写電圧補正値を決定する。湿度が３０〔％ＲＨ〕未満のときには補正値は０Ｖであり、湿度が３１〜６０〔％ＲＨ〕のときには補正値は−２００Ｖであり、湿度が６１〔％ＲＨ〕以上のときには補正値は−４００Ｖであることを示している。転写電圧の補正値は、高圧制御部９０が転写電圧発生部９４よりブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の転写ローラ４９−１〜４９−４それぞれの転写電圧を供給する際に、あらかじめ設定された転写電圧に、ステップＳ２１で決定された転写電圧補正値を加算する。本実施例２では、ブラック（Ｋ）の印刷機構４０−１への転写電圧を２６００Ｖ、イエロー（Ｙ）の印刷機構４０−２への転写電圧を２７００Ｖ、マゼンタ（Ｍ）の印刷機構４０−３への転写電圧を２８００Ｖ、シアン（Ｃ）の印刷機構４０−４への転写電圧を２９００Ｖと予め設定し、これらの転写電圧に図１６で示す転写電圧補正値を加算する。

図１７は、湿度と普通紙Ａの表面抵抗率との関係を示す図である。
図１７の横軸は湿度〔％ＲＨ〕を示し、縦軸は普通紙Ａの表面抵抗率〔Ω／□〕を示し、菱形のプロットは、湿度と表面抵抗率の関係を示している。

本実施例２では、逆転写現象と相関を有する表面抵抗率について説明する。図１７は、記録媒体である用紙（普通紙Ａ）は、湿度が高いほど吸湿によって表面抵抗率が低下することを示している。

図１８は、普通紙Ａの表面抵抗率と逆転写レベルとの関係を示す図である。
図１８の横軸は普通紙Ａの表面抵抗率〔Ω／□〕を示し、縦軸は逆転写レベルを示し、菱形のプロットは、表面抵抗率〔Ω／□〕と逆転写レベルとの関係を示している。

図１８は、記録媒体である用紙（普通紙Ａ）の表面抵抗率が低くなるほど逆転写レベルが悪化することを示している。前述したように、用紙上のトナーが転写ニップ部における転写電流の影響を受け、逆極性に帯電することが、逆転写現象の要因となっていると考えられる。よって、用紙の表面抵抗率が低くなるほど、用紙上のトナーは転写ニップ部における転写電流の影響を受けやすくなって逆極性に帯電し、よって逆転写レベルが悪化すると考えられる。

図１９は、普通紙Ａの表面抵抗率と転写良好電圧範囲との関係を示す図である。
転写が良好となる転写電圧は、記録媒体である用紙（普通紙Ａ）の抵抗値により変化する。図１９から分かるように、転写が良好となる転写電圧は、記録媒体である用紙（普通紙Ａ）の表面抵抗率が低くなるほど、低電圧側に広がっているのが分かる。

つまり、用紙の表面抵抗率が低くなるほど逆転写レベルが悪化するが、同時に転写が良好となる転写電圧も低電圧側に広がる。よって、転写電圧を低くすることにより、転写ニップ部における転写電流の影響を小さくして逆極性に帯電したトナーの発生を抑え、よって逆転写現象を抑えることができる。さらに、転写電圧を低くすることで転写ニップ部の後側で発生する隙間放電量は減少するので、用紙に先に転写されたトナー画像のトナー帯電量の上昇も抑えることができ、よって用紙搬送方向の下流側に配置されている印刷機構４０におけるトナー画像の転写性を向上させることができる。

本実施例２では、以上のことを鑑みて、画像形成装置１０Ａの置かれている環境の湿度を検出して、あらかじめ実験的に求めておいた湿度と媒体の抵抗値変動の関係をもとに、最適となる転写電圧となるように補正を行うことにより、逆転写現象を抑制でき、且つ重ねて転写するトナー画像の転写性を確保することができた。

図２０は、実施例２の適用の有無と逆転写レベル合計値を示す図である。
図２０は、実施例２を適用したことにより、記録媒体である用紙の表面抵抗率が低くなる高湿条件においても、画質の低下を防ぐことができることを示している。

（実施例２の効果）
本実施例２の画像形成装置１０Ａによれば、次の（Ｃ），（Ｄ）のような効果がある。

（Ｃ） 湿度検出部８９からなる湿度検出手段を設け、湿度と記録媒体である用紙の抵抗値の関係から最適な転写電圧を決定することにより、逆転写現象による画質の低下を防ぐことができる。

（Ｄ） 併せて、用紙に先に転写されたトナー画像のトナー帯電量の上昇を抑え、用紙搬送方向の下流側に配置されている印刷機構４０におけるトナー画像の転写性を向上させることができる。

（実施例３の構成）
本発明の実施例３における画像形成装置１０の構成は、実施例１を示す図２の画像形成装置１０の構成と同一である。

（実施例３の動作）
図２１は、本発明の実施例３の画像形成装置の動作を示すフローチャートであり、実施例１を示す図４中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

処理が開始すると、本実施例３の画像形成装置１０は、実施例１と同様にステップＳ１〜Ｓ５の処理を行い、ステップＳ６Ａにおいて、実施例１とは異なり、現像ローラ４３−１〜４３−４の印加電圧の補正を行う。具体的には、感光ドラム４１−１〜４１−４に対する転写ローラ４９−１〜４９−４のずらし量の少ない用紙搬送方向の上流側のブラック（Ｋ）の現像ローラ４３−１より、感光ドラム４１に対する転写ローラ４９−１〜４９−４のずらし量が多い下流側にあるイエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の現像ローラ４３−２，４３−３，４３−４の印加電圧の絶対値を上げる。

以降、ステップＳ７〜Ｓ１７の処理は、実施例１と同様である。

図２２は、図２１の現像ローラの印加電圧を補正した電圧を示す図である。
イエロー（Ｙ）の現像ローラ４３−２は、ブラック（Ｋ）の現像ローラ４３−１よりもｄ〔Ｖ〕だけ印加電圧の絶対値が大きく、以降は同様に下流側の現像ローラ４３ほどｄ〔Ｖ〕ずつ印加電圧の絶対値が大きくなり、よって下流側の印刷機構４０にて発生するトナー量の不足を打ち消すことができる。

（実施例３の効果）
本実施例３の画像形成装置１０によれば、実施例１の効果に加えて更に次の（Ｅ）のような効果がある。

（Ｅ） 下流側の印刷機構４０にて発生するトナー量の不足を、現像ローラ４３への印加電圧によって打ち消すことができる。

（実施例４の構成）
図２３は、本発明の実施例４における画像形成装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本発明の実施例４の画像形成装置１０Ｂは、実施例１を示す図２の画像形成装置１０とは異なる複数の印刷機構４０Ｂ（＝４０Ｂ−１，４０Ｂ−２，４０Ｂ−３，４０Ｂ−４）を備えているほかは、実施例１の画像形成装置１０と同様である。

図２４は、図２３の印刷機構における現像ローラと感光ドラムとのニップ量を示す図である。

各印刷機構４０Ｂは、実施例１の各印刷機構４０と同様に感光ドラム４１と、帯電ローラ４２と、現像ローラ４３と、供給ローラ４４と、転写ローラ４９とを備えている。感光ドラム４１と転写ローラ４９の間には、実施例１と同様に搬送ベルト３０が移動可能に配置されている。感光ドラム４１と帯電ローラ４２、感光ドラム４１と現像ローラ４３、現像ローラ４３と供給ローラ４４とはそれぞれ接触している。ここで現像ローラ４３と感光ドラム４１との接触するニップ量（お互いのローラが押し込む量）をＮと定義する。

図２５は、本発明の実施例４におけるずらし量とニップ量との関係を示す図である。

各印刷機構４０Ｂは、実施例１の各印刷機構４０とは異なり、感光ドラム４１と転写ローラ４９とのずらし量ｔの増加に合わせ、現像ローラ４３と感光ドラム４１とのニップ量Ｎが増加するよう、現像ローラ４３と感光ドラム４１は配置されていることを示している。

（実施例４の動作）
感光ドラム４１に対して転写ローラ４９を用紙搬送方向にずらすことで発生する感光ドラム４１から用紙へ転写されるトナー量の不足は、現像ローラ４３と感光ドラム４１とのニップ量Ｎの増加によって打ち消されるように配置されているので、下流側の印刷機構４０であってもトナー量が不足することはない。

（実施例４の効果）
本実施例４の画像形成装置１０Ｂによれば、実施例１の効果に加えて更に次の（Ｆ）のような効果がある。

（Ｆ） 下流側の印刷機構４０Ｂで発生するトナー量の不足を、現像ローラ４３と感光ドラム４１のニップ量Ｎの増加によって打ち消すことができる。

（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）のようなものがある。

（ａ） 実施例１〜４では、潜像形成手段をＬＥＤヘッド４８としたが、レーザ光源等を潜像形成手段としてもよい。

（ｂ） 実施例１〜４では、用紙搬送路の上流からブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の順で印刷機構４０−１〜４０−４が並んでいる場合について説明した。しかし、多色トナーに係る印刷機構４０を複数有する場合の並び順番は、例えばシアンが上流でもよく、実施例１〜４に限定されるものではない。

（ｃ） 実施例１〜４では、印刷機構４０が４台のものについて説明したが、印刷機構４０は２台以上であればよい。

（ｄ） 実施例１〜４の画像形成装置１０，１０Ａ，１０Ｂでは、搬送ベルト３０によって搬送される用紙を被転写媒体としてトナーを転写した。しかし、搬送ベルト３０を被転写媒体とし、この搬送ベルト３０にブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの画像形成手段でトナーを直接転写したのち、搬送ベルト３０に転写されたブラック・イエロー・マゼンタ・シアンのトナーを同時に転写する画像形成装置においても、搬送ベルト３０にブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの画像形成手段でトナーを直接転写する部分に本発明を適用することで、画像形成を良好にする効果を得ることが可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 画像形成装置
４０ 印刷機構
４１ 感光ドラム
４２ 帯電ローラ
４９ 転写ローラ
６４ ヒータ
８２ コマンド／画像処理部
８０ 機構制御部
８９ 湿度検出部
９０ 高圧制御部
９４ 転写電圧発生部
９５ 転写電圧補正部

Claims (2)

1. 被転写媒体を被転写媒体搬送方向に搬送する被転写媒体搬送手段と、
   前記被転写媒体搬送方向に沿って配設され、現像剤像を前記被転写媒体に転写する複数の画像形成手段と、を備え、
   前記画像形成手段は、
   前記現像剤像を担持する像担持体と、
   前記像担持体と対向し、且つ前記像担持体に対して前記被転写媒体搬送方向の下流側に、２．０〔ｍｍ〕以下の一定距離だけずらされて配設され、所定電圧が印加されることによって前記現像剤像を前記被転写媒体に転写する転写部材と、
   前記像担持体と前記転写部材が対向し、前記現像剤像を前記被転写媒体に転写する接触領域と、を有し、
   前記被転写媒体搬送方向の下流側に配設された前記画像形成手段は、
   上流側に配設された前記画像形成手段と比べて、前記転写部材と前記像担持体との前記一定距離が大きい画像形成装置であって、
   前記各画像形成手段は、各々現像電圧が印加されることにより前記像担持体を現像する現像ローラを有し、
   対応する前記転写部材と前記像担持体とのずらし量である前記一定距離が前記上流側に配置された前記画像形成手段と比べて大きくなる前記下流側に配置された前記画像形成手段程、前記現像ローラに印加する前記現像電圧の絶対値を上げることを特徴とする画像形成装置。
2. 被転写媒体を被転写媒体搬送方向に搬送する被転写媒体搬送手段と、
   前記被転写媒体搬送方向に沿って配設され、現像剤像を前記被転写媒体に転写する複数の画像形成手段と、を備え、
   前記画像形成手段は、
   前記現像剤像を担持する像担持体と、
   前記像担持体と対向し、且つ前記像担持体に対して前記被転写媒体搬送方向の下流側に一定距離だけずらされて配設された転写部材と、
   前記像担持体と前記転写部材が対向し、前記現像剤像を前記被転写媒体に転写する接触領域と、を有し、
   前記被転写媒体搬送方向の下流側に配設された前記画像形成手段は、上流側に配設された前記画像形成手段と比べて、前記転写部材と前記像担持体との前記一定距離が大きい画像形成装置であって、
   前記各画像形成手段は、各々現像電圧が印加されることにより前記像担持体を現像する現像ローラを有し、
   対応する前記転写部材と前記像担持体とのずらし量である前記一定距離が前記上流側に配置された前記画像形成手段と比べて大きくなる前記下流側に配置された前記画像形成手段程、前記現像ローラに印加する前記現像電圧の絶対値を上げることを特徴とする画像形成装置。

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