JP2002116599A

JP2002116599A - 画像形成方式

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Publication number: JP2002116599A
Application number: JP2000310783A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Osawa; 達朗大澤; Tomohiro Yoshikawa; 知宏吉川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の色の現像器を備え中間転写媒体にトナ
ー像を転写する画像形成装置でおいて、全ての色のトナ
ー像の転写効率を安定化させる画像形成方式。【解決手段】潜像担持体２１と、複数の現像器２３
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、順次異なる色のカラートナーにより
現像されたトナー像を中間転写媒体４１に転写する一次
転写部Ｒ１と、一次転写部においてバイアスを印加する
ための一次転写バイアス印加電源１２６と、中間転写媒
体上に重ね合わせられて転写された全色カラートナー像
を記録紙に転写する二次転写部Ｒ２とを有し、一次転写
バイアス印加電源として定電圧電源が用いられる画像形
成装置において、複数の現像器２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから
一次転写効率が悪い順に現像器を選択して対応する色の
トナー像を潜像担持体２１の表面に現像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
たプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置
の画像形成方式に関し、特に、感光体等の潜像担持体上
に形成されたトナー像が一次転写され、このトナー像を
さらに記録媒体に二次転写する中間転写媒体を備えた画
像形成装置の画像形成方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真技術を用いた画像形成
装置は、潜像担持体としての外周面に感光層を有する感
光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手
段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面
を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、こ
の露光手段により形成された静電潜像に現像剤としての
トナーを帯電させて付与し可視像（トナー像）とする現
像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用
紙等の記録媒体に転写させる転写装置とを有している。

【０００３】そして、感光体上に現像されたトナー像を
用紙等の記録媒体に転写させる転写装置としては、従
来、感光体上に形成されたトナー像が転写（一次転写）
され、このトナー像をさらに記録媒体に転写（二次転
写）する中間転写媒体を備えたものが知られている。

【０００４】図１０は、このような中間転写媒体を備え
た画像形成装置の１例を示す図で、（ａ）は概略斜視
図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ−ｂ部分断面図であ
る。

【０００５】図１０において、２０１は感光体であり、
導電層２０１ａと、この導電層２０１ａ上に形成された
感光層２０１ｂとを有している。導電層２０１ａは接地
されている。

【０００６】２０２は中間転写媒体であり、例えば体積
抵抗値が略１０⁷〜１０¹⁴Ωｃｍの誘電体（中抵抗層）
で構成されている。このような中間転写媒体２０２は、
合成樹脂等に導電性カーボンを混練することによって作
成することができる。

【０００７】中間転写媒体２０２は、少なくとも画像形
成時には感光体２０１と接触し、この接触部Ｒ１が一次
転写部を形成する。一次転写部Ｒ１には、中間転写媒体
２０２の内方に一次転写ローラ２０３が配置されてお
り、この一次転写ローラ２０３の圧接によって中間転写
媒体２０２に一次転写電圧が印加される。

【０００８】また、中間転写媒体２０２には、二次転写
電圧を印加する二次転写ローラ２０４が圧接され、この
圧接部が二次転写部Ｒ２を形成する。二次転写部Ｒ２に
は、中間転写媒体２０２の内方からバックアップローラ
２０５が配置されている。

【０００９】画像形成時には、先ず、感光体２０１およ
び中間転写媒体２０２が回転駆動され、感光体２０１の
感光層２０１ｂが帯電手段（図示せず）で一様に帯電さ
せられた後に露光手段（図示せず）で選択的に露光され
て静電潜像が形成される。次いで、静電潜像に現像手段
（図示せず）で現像剤であるトナーが付与されて可視像
（トナー像）となり、このトナー像が、一次転写部Ｒ１
において中間転写媒体２０２上に転写され、その後、二
次転写部Ｒ２において、この二次転写部Ｒ２に供給され
る用紙等の記録媒体に転写される。

【００１０】トナー像が転写された記録媒体は、図示し
ない定着器を通過することによってトナー像が定着され
る。

【００１１】上記のような均一な抵抗体で形成される中
間転写媒体２０２を有する画像形成装置においては、一
般的に転写電界は転写部裏面に当接する一次転写ローラ
２０３により付与されるが、中間転写媒体２０２に歪み
等が発生したり一次転写ローラ２０３にごみが付着した
場合、部分的に電界が付与できなくなり転写部の電界が
不均一となり転写された画像にむらが発生する。

【００１２】そこで、中間転写媒体２０２として、図１
１に示すように、合成樹脂からなる絶縁性基体２０２ｃ
の上に一体的に形成された導電層２０２ａと、その上に
一体的に形成され感光体２０１に圧接される抵抗層２０
２ｂとで構成されたものを用いるものも知られており、
その場合は、その中間転写媒体２０２の側縁部において
抵抗層２０２ｂを帯状に除去して導電層２０２ａを帯状
に露出しておき、この露出部に電極ローラが接触して一
次転電圧を印加するようにしている。このように導電層
２０２ａを有する中間転写媒体２０２を用いる画像形成
装置においては、中間転写媒体２０２に歪みが発生した
り、転写部のローラーにごみが付着した場合にも、転写
部全域に均一な転写の電界が付与できるため、転写に起
因する画像むらがなくなるという長所を有する。

【００１３】このような一次転電圧が印加される導電層
２０２ａを有する中間転写媒体２０２を用いる画像形成
装置においては、高速化のために一次転写と二次転写の
タイミングを重なるようにしなければならないため、一
次転写電圧電源として定電圧電源を、二次転写電圧電源
として定電流電源を用いている（特開平９−１６０３９
５号）。

【００１４】なお、米国特許第５，２４３，３９２号に
おいては、体積抵抗値が略１０¹²Ωｃｍ以上で、緩和時
間が０．３〜２００ｍｓという高抵抗ベルトの中間転写
体媒体を用いて効率的に二次転写を行わせるものが提案
されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図１０、図１１のよう
な構成において、体積抵抗率の低い中間転写媒体２０２
を用いると、ライン間にトナーが飛び散ったり抜けたり
する現象が顕著に発生にしてライン画像の劣化が顕著だ
ったり、感光体メモリを発生させやすかったりするが、
中間転写媒体２０２の体積抵抗率をある程度高くするこ
とで、これらの問題は解決可能である。

【００１６】しかしながら、抵抗率が高くなると、中間
転写媒体に感光体からの電荷が帯電して電荷が抜け難く
なり、問題が生じる。具体的には、感光体表面電位と中
間転写媒体のベルト表面電位がある一定電位差以上にな
ると放電が生じ、中間転写媒体が感光体のマイナス電荷
を受けて（感光体をマイナス帯電する場合）、中間転写
媒体が帯電することが起こる。感光体表面電位Ｖ₀は、
通常、現像器の現像特性によって異なり、現像器の色あ
るいは使用初期からの経過時間による特性変化等によっ
ても感光体表面電位Ｖ₀の設定値が大きく異なる。した
がって、感光体から中間転写媒体が受ける負電荷量もま
ちまちで、中間転写媒体表面電位が安定しないことにな
る。

【００１７】一次転写を定電流制御することで感光体画
像部に対して一定の仕事をするから、少なくとも一次転
写した瞬間には中間転写媒体表面電位が安定しないこと
による問題は生じない。

【００１８】しかしながら、前記したように、一次転写
電圧電源として定電圧電源を用いる場合には、中間転写
媒体表面電位は大きく低下し、感光体画像部との電位差
が不足した状態は解消されないため、転写効率が低下す
るという問題が生じてしまうことが分かった。特に、複
数の色の現像器を感光体の周囲の配置して順に選択して
異なる色のトナー像を現像する場合に、中間転写媒体表
面電位が最も低下する最終色の現像器あるいはトナーと
して、転写効率が最も悪い色のものを選んでしまうと、
転写効率がさらに悪くなり一次転写を不良を招くことが
ある。

【００１９】この対策としては、中間転写媒体を構成す
る中間転写ベルトを除電するということもあるが、除電
器とそれに必要な電源とによりコストアップや消費電力
のアップを招いてしまうので好ましくなかった。

【００２０】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、複数の色の現像
器を備え中間転写媒体にトナー像を転写する画像形成装
置でおいて、全ての色のトナー像の転写効率を安定化さ
せる画像形成方式を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成方式は、回転しつつ帯電手段により表面に
一様に帯電され、露光手段により選択的に放電されて静
電潜像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体の表
面に選択的に異なる色のカラートナーを付与して前記潜
像を可視像とする複数の現像器と、順次異なる色のカラ
ートナーにより現像されたトナー像を中間転写媒体に転
写する一次転写部と、一次転写部においてバイアスを印
加するための一次転写バイアス印加電源と、中間転写媒
体上に重ね合わせられて転写された全色カラートナー像
を記録紙に転写する二次転写部とを有し、前記一次転写
バイアス印加電源として定電圧電源が用いられる画像形
成装置において、前記複数の現像器から一次転写効率が
悪い順に現像器を選択して対応する色のトナー像を前記
潜像担持体の表面に現像するようにしたことを特徴とす
るものである。

【００２２】この場合、二次転写部においてバイアスを
印加するための二次転写バイアス印加電源として定電流
電源を用いることが望ましい。

【００２３】本発明は、複数の現像器各々が、少なくと
も現像ローラとその表面に担持されているトナー層の厚
さを規制する規制部材とが配置された現像室を備え、規
制部材の現像ローラに対する当接位置を基準位置とし
て、現像室中におけるトナーのレベルが現像器毎に異な
る場合に適用できる。

【００２４】また、複数の現像器によるトナーの帯電量
が現像器毎に異なる場合に適用できる。

【００２５】また、複数の現像器のトナーの流動性が現
像器毎に異なるこ場合に適用することもできる。

【００２６】本発明においては、複数の現像器から一次
転写効率が悪い順に現像器を選択して対応する色のトナ
ー像を潜像担持体の表面に現像するようにしたので、中
間転写媒体の表面電位が転写を繰り返す毎に低下して行
って潜像担持体上のトナー像と中間転写媒体の間の電位
差が低下して一次転写効率が悪化するのが、後に選択さ
れた現像器によるトナー像の一次転写効率がより高くな
ることによって補償されることになり、トナー像の中間
転写媒体への転写効率が安定化して転写不良を起こすこ
とがなくなり、装置のコストアップも生じずに信頼性の
ある画像形成装置を実現することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成方式を適
用する電子写真法を用いた画像形成装置のプリンターの
１例の全体の構成を説明する。

【００２８】図１は、本発明の画像形成方式を適用する
画像形成装置の１つの実施形態を示す図である。また、
図２は、図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の
トナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブ
ラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成
する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピ
ュータ等の外部装置から画像信号が制御ユニット１のメ
インコントローラ１１に与えられると、このメインコン
トローラ１１からの指令に応じてエンジンコントロトラ
１２が画像形成手段として機能するエンジン部Ｅの各部
を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成す
る。

【００２９】このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット
２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。す
なわち、像担特体ユニット２は、図１の矢印方向に回転
可能な感光体２１を備えており、さらに、感光体２１の
周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ロ
ーラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２
３Ｃ、２３Ｋ、及び、クリーニング部２４がそれぞれ配
置されている。帯電ローラ２２は、帯電バイアス発生部
１２１から高電圧が印加されており、感光体２１の外周
面に当接して外周面を均一に帯電させる。感光体２１
は、図３に示すように、導電層２１ａと、この導電層２
１ａ上に形成された感光層２１ｂとを有している。

【００３０】そして、この帯電ローラ２２によって帯電
された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３から
レーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット３は、図２
に示すように、画像信号切換部１２２と電気的に接続さ
れており、この画像信号切換部１２２を介して与えられ
る画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露
光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形
成する。例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１
２３からの指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッ
チ作成モジュール１２４と導通している際には、パッチ
作成モジュール１２４から出力されるパッチ画像信号が
露光ユニット３に与えられてパッチ潜像が形成される。
一方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１
のＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュ
ータ等の外部装置よりインターフェース１１２を介して
与えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上
に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電
潜像が形成される。

【００３１】こうして形成された静電潜像は現像部２３
によってトナー現像される。すなわち、この実施形態で
は、現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、マ
ゼンタ用の現像器２３Ｍ、シアン用の現像器２３Ｃ、及
び、ブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１
に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ、２３
Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接
離自在に構成されており、エンジンコントローラ１２か
らの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、
２３Ｃ、２３Ｋの中の１つの現像器が選択的に感光体２
１に当接すると共に、現像バイアス発生部１２５によっ
て高電圧が現像器の現像ローラ２５に印加されて選択さ
れた色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２
１上の静電潜像を顕在化する。

【００３２】現像部２３で現像されたトナー像は、ブラ
ツク用現像器２３Ｋとクリーニング部２４との間に位置
する一次転写領域Ｒｌで転写ユニット４の中間転写ベル
ト４１上に一次転写される。なお、この転写ユニット４
の構造については後で詳述する。

【００３３】また、一次転写領域Ｒ１から周方向（図１
の矢印方向）に進んだ位置には、クリーニング部２４が
配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残
留付着しているトナーを掻き落とす。

【００３４】次に、転写ユニット４の構成について説明
する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４
２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された
中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写
された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写
ローラ４８とを備えている。

【００３５】この中間転写ベルト４１は、図１１で説明
した従来例と同様に、図３に断面を示すように、合成樹
脂からなる絶縁性基体４１ｃの上に一体的に形成された
導電層４１ａと、その上に一体的に形成され感光体２１
に圧接される抵抗層４１ｂとで構成されたものを用いて
おり、その中間転写ベルト４１の側縁部において抵抗層
４１ｂを帯状に除去して導電層４１ａを帯状に露出して
おき、この露出部に電極ローラ５０が接触することによ
り、一次転写バイアス発生部１２６から一次転写電圧が
印加されている。そして、カラー画像をシートＳに転写
する場合には、一次転写バックアップローラ４２を実線
位置へ変倚させて中間転写ベルト４１を感光体２１に圧
接させて、感光体２１上に形成される各色のトナー像を
中間転写ベルト４１の導電層４１ａに印加された一次転
写電圧によって中間転写ベルト４１上に転写させ、感光
体２１と中間転写ベルト４１を循環駆動させて各色のト
ナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせて転写して
カラー像を形成すると共に、給排紙ユニット６の給紙部
６３によってカセット６１、手差しトレイ６２あるいは
増設カセット（図示省略）からシートＳを取出して二次
転写領城Ｒ２に搬送する。そして、二次転写バックアッ
プローラ４５に対してシートＳの裏面側から二次転写ロ
ーラ４８を実線位置へ変倚させて圧接し、二次転写バイ
アス発生部１２９から二次転写電圧を印加して、このシ
ートＳにカラー像を二次転写してフルカラー画像を得
る。また、モノクロ画像をシートＳに転写する場合に
は、感光体２１上にブラックトナー像のみを形成し、中
間転写ベルト４１上に転写し、カラー画像の場合と同様
にして二次転写領域Ｒ２に搬送されてきたシートＳに転
写してモノクロ画像を得る。

【００３６】なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の
外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトク
リーナ４９によって除去される。このベルトクリーナ４
９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向し
て配置されており、適当なタイミングでクリーナブレー
ドが中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に
残留付着しているトナーを掻き落す。

【００３７】また、ローラ４３の近傍には、中間転写ベ
ルト４１の外周面に形成されるパッチ画像の濃度を検出
するためのパッチセンサＰＳが配置されると共に、中間
転写ベルト４１の基準位置を検出するための同期用読取
センサＲＳが配置されている。

【００３８】図１に戻って、エンジン部Ｅの構成説明を
続ける。転写ユニット４によってトナー像が転写された
シートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所
定の給紙経路（２点鎖線）に沿づて二次転写碩域Ｒ２の
下流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送さ
れてくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。
そして、当該シートＳはさらに給紙経路６３０にそって
排紙部６４に搬送される。

【００３９】この排紙部６４は２つの排紙経路６４１
ａ、６４１ｂを有しており、一方の排紙経路６４１ａは
定着ユニット５から標準排紙トレイに延びると共に、他
方の排紙経路６４１ｂは排紙経路６４１ａと略平行に、
再給紙部６６とマルチビンユニットとの間に延びてい
る。これらの排紙経路６４１ａ、６４１ｂに沿って３組
のローラ対６４２〜６４４が設けられており、定着済み
のシートＳを標準排紙トレイやマルチビンユニット側に
向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成するた
めに再給紙部６６側に搬送したりする。

【００４０】この再給紙部６６は、図１に示すように、
上記のように排紙部６４から反転搬送されてきたシート
Ｓを再給紙経路６６４（２点鎮線）に沿って給紙部６３
のゲートローラ対６３７に搬送するものであり、再給紙
経路６６４に沿って配設された３つの再給紙ローラ対６
６１〜６６３で構成されている。このように、排紙部６
４から搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４に沿
ってゲートローラ対６３７に戻すことによって給紙部６
３においてシートＳの非画像形成面が中間転写ベルト４
１を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。

【００４１】なお、図２において、符号１１３はホスト
コンピュータ等の外部装置よりイーターフェース１１２
を介して与えられた画像を記憶するためにメインコント
ローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２７
はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１
２３における演算結果等を一時的に記憶するためのＲＡ
Ｍであり、さらに、符号１２８はＣＰＵ１２３で行う演
算プログラム等を記憶するＲＯＭである。

【００４２】ここで、上記の画像形成装置においては、
一次転写部Ｒ１で中間転写ベルト４１に一次転写電圧を
印加する一次転写バイアス発生部１２６は定電圧電源か
ら構成され、二次転写領域Ｒ２で二次転写ローラ４８に
二次転写電圧を印加する二次転写バイアス発生部１２９
は定電流電源から構成されている。

【００４３】ところで、図４に、図１の現像部２３の拡
大図を示す。ただし、この図は図１とは反対側から見た
図である。図１の画像形成装置の現像部２３において
は、重力方向上から下にイエロー用の現像器２３Ｙ、マ
ゼンタ用の現像器２３Ｍ、シアン用の現像器２３Ｃ、ブ
ラック用の現像器２３Ｋの順に感光体２１の周りに異な
る姿勢で並列配置されている。各現像器２３Ｙ、２３
Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、基本的に同じ作用の基本構成部
材からなるので、当面各部材を示す数字の後のＹ、Ｍ、
Ｃ、Ｋを省いて説明するが、図４に示されているよう
に、現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを構成する
部材と区別するために数字の後にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが付加
される。

【００４４】各現像器は、現像室２１４と、メインホッ
パ２１５と、トナーカートリッジ２２０とからなり、現
像室２１４には、現像ローラ（現像剤担持体）２５と、
その現像ローラ２５表面に現像剤（トナー）を供給する
供給ローラ（現像剤供給体）２１２と、現像ローラ２５
表面に担持されているトナー層の厚さを規制する規制部
材２１３とが配置され、図示の方向に回転しており、現
像ローラ２５には現像バイアス発生部１２５から現像バ
イアス電圧が、供給ローラ２１２には図示を省いた供給
バイアス発生部から供給バイアス電圧がそれぞれ印加さ
れており、供給ローラ２１２の回転により摩擦帯電され
たトナーは供給ローラ２１２から現像ローラ２５へ供給
され、その表面に担持されているトナー層の厚さは規制
部材２１３で規制されると共に、現像ローラ２５表面に
担持されているトナーはさらなる摩擦帯電を受ける。

【００４５】メインホッパ１５内には、トナーカートリ
ッジ２２０からトナー補給口を介して補給されたトナー
を攪拌して流動性の高い状態に保つアジテータが１個以
上配置されており（図示の例では、何れも２個のアジテ
ータが配置されている。）、トナーの流動性を保ったま
ま現像室２１４へと搬送する。メインホッパ２１５と現
像室２１４の間には、両室を下からある程度分けるパー
テションウォールが配置され、その上辺を乗り越えたト
ナーのみがメインホッパ２１５から現像室２１４へ搬送
される。

【００４６】なお、図４の実施例において、イエロー、
マゼンタ、シアンの各色用のトナーカートリッジ２２０
Ｙ、２２０Ｍ、２２０Ｃは同じ形状に構成され、ブラッ
ク用のトナーカートリッジ２２０Ｋはそれらより容積が
大きく構成されている。

【００４７】図４から明らかなように、各現像器は相互
に姿勢が異なっており、感光体２１の上流に配置されて
いる現像器（例えば２３Ｙ）に比べて下流側に配置され
ている現像器（例えば２３Ｋ）は、現像室２１４に対す
るメインホッパ２１５の位置が低くなっている。これ
は、円筒状の感光体２１の周りに複数の現像器を配置す
る構成では避けられないことである。そのため、現像室
２１４でのトナーのレベル（それぞれＬＹ、ＬＭ、Ｌ
Ｃ、ＬＫとする。）は、規制部材２１３の現像ローラ２
５に対する当接位置（規制部材２１３の先端）を基準位
置とすると、上流に配置されている現像器程高く、下流
側に配置されている現像器程低くなっている。供給ロー
ラ２１２でトナーを摩擦帯電し、現像ローラ２５でその
帯電トナーを搬送し、規制部材２１３でトナー層の厚さ
を規制すると共にさらに摩擦帯電する現像器の場合、現
像室２１４に余分なトナーが堆積している必要はなく、
その余分なトナーが堆積していればいる程、規制部材２
１３近傍での供給ローラ２１２で摩擦帯電され現像ロー
ラ２５で搬送された帯電トナーに対する未帯電の滞留ト
ナーの割合が高まりやすく、トナーの帯電量のバラツキ
が生じやすいことは避けられない。

【００４８】一次転写領域Ｒｌで感光体２１表面から中
間転写ベルト４１上にトナー像が一次転写される転写効
率は、トナー像と中間転写ベルト４１の間の電位差で決
まり、その電位差の最適値はトナーの帯電量によって異
なるから、上記のように帯電量のバラツキが大きいトナ
ーで現像されたトナー像においては、転写残りが多くな
りやすく、転写効率が悪化しやすいと考えられる。

【００４９】また、現像室２１４のトナーのレベルが高
い程トナー層を所定の厚さに規制するために現像ローラ
２５に対する規制部材２１３の当接圧力（規制加重）を
高める必要があるが、トナーの母粒子表面にシリカ等の
外添剤を添加して流動性を調節している場合は、その規
制加重が大きい程外添剤が母粒子中に埋め込まれたり母
粒子から剥離される割合が高くなり、この面からも、規
制部材２１３の先端を過ぎた後の現像されたトナーの帯
電量にバラツキが生じやすく、一次転写効率が悪化しや
すいと考えられる。また、そのようなトナーは流動性が
低下しやすいので、流動性の低下によっても一次転写効
率が悪化しやすいと考えられる。

【００５０】以上のような推測の下に、図４のような配
置の現像部２３を用いた場合の、中間転写ベルト４１の
表面電位（中媒表面電位）と一次転写効率の関係を調べ
た。この場合、中間転写ベルト４１の抵抗層４１ｂの体
積抵抗率は、一次転写電圧２５０Ｖ印加時で１．５×１
０¹²Ωｃｍ（２３℃，６５％ＲＨ）である。帯電バイア
ス発生部１２１から帯電ローラ２２に帯電バイアスを−
１２００Ｖ印加して感光体２１表面電位が−６７０Ｖに
なるようにし、感光体２１露光部の電位が−６０Ｖ（明
部電位）になるようにした。温度と湿度は１５℃，３５
％ＲＨであった。

【００５１】その結果を図５に示す。図中、中間転写ベ
ルト４１の表面電位は「中媒表面電位」と表示してあ
る。図５の結果から、中間転写ベルト４１の表面電位
（中媒表面電位）が同じであっても、明らかに、規制部
材２１３の現像ローラ２５に対する当接位置を基準位置
として、現像室２１４でのトナーのレベルＬＹ、ＬＭ、
ＬＣ、ＬＫが高い現像器の順、すなわち、現像器２３Ｙ
で現像されたＹトナー像、現像器２３Ｍで現像されたＭ
トナー像、現像器２３Ｃで現像されたＣトナー像、現像
器２３Ｋで現像されたＫトナー像の順で一次転写効率が
良くないことが分かる。この関係は、現像器２３Ｙ、２
３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ中のトナーを入れ換えた場合、例
えば、現像器２３ＹにＫトナーを入れ、現像器２３Ｋに
Ｙトナーを入れて現像しても略同じで、その場合は、図
５のＫトナーの曲線（黒丸の曲線）がＹトナーになり、
Ｙトナーの曲線（白四角のの曲線）がＫトナーになるだ
けであり、結局、使用しているトナーの色に依存するの
ではなく、現像室２１４でのトナーのレベルＬＹ、Ｌ
Ｍ、ＬＣ、ＬＫに依存して一次転写効率が異なり、現像
室２１４でのトナーのレベル高い現像器程一次転写効率
が悪いと言うことができる。

【００５２】ところで、図１の装置のように、中間転写
ベルト４１に定電圧電源から一次転写電圧を印加する装
置においては、一次転写回数を重ねるにつれて中間転写
ベルト４１の表面電位が低下して行く。そこで、一次転
写回数を重ねる毎（周回数）の中間転写ベルト４１の表
面電位の変化を調べた。この表面電位は非画像部の電位
である。この際、一次転写バイアス発生部１２６から中
間転写ベルト４１の導電層４１ａに印加する電圧は＋３
５０Ｖに固定してあり、温度と湿度は１５℃，３５％Ｒ
Ｈである。その結果を図６に示す。図中、中間転写ベル
ト４１の表面電位は「中媒表面電位」で、累積一次転写
回数を「中媒周回数」で表示してある。

【００５３】図６は、帯電バイアスを−１２００Ｖ印加
した場合で、感光体表面電位は前記のように−６７０Ｖ
になる。一次転写バイアスが３５０Ｖであり、一次転写
を行う前は、中媒表面電位３５０Ｖであったが、一次転
写を１回行うと２９７Ｖに、２回行うと２７０Ｖに、３
回行うと２５５Ｖに、４回行うと２４４Ｖに中媒表面電
位は低下して行く。これは、感光体２１の表面電位と中
間転写ベルト４１の表面電位の電位差に応じて感光体２
１表面のマイナス帯電電荷が中間転写ベルト４１の表面
に放電して蓄積されて行くためである。

【００５４】このような装置を用いて、図５、図６と同
じ条件で、一次転写効率が良い順と悪い順に現像器を選
択して対応する色のトナー像を感光体２１の表面に現像
し、その感光体２１上に形成される各色のトナー像を中
間転写ベルト４１上に順に重ね合わせて転写したときの
各色のトナー像の転写効率の変化を調べた。その結果を
図７に示す。一次転写効率が良い順は、図７中、黒四角
で示した、現像器２３Ｋで現像されたＫトナー像→現像
器２３Ｃで現像されたＣトナー像→現像器２３Ｍで現像
されたＭトナー像→現像器２３Ｙで現像されたＹトナー
像の順であり、一次転写効率が悪い順は、図７中、白四
角で示した、現像器２３Ｙで現像されたＹトナー像→現
像器２３Ｍで現像されたＭトナー像→現像器２３Ｃで現
像されたＣトナー像→現像器２３Ｋで現像されたＫトナ
ー像の順である。

【００５５】この結果から、一次転写効率が悪い順に現
像器を選択して対応する色のトナー像を感光体２１の表
面に現像し、その感光体２１上に形成される各色のトナ
ー像を中間転写ベルト４１上に順に重ね合わせて転写す
るようにした方が、一次転写効率のバラツキと悪化が少
ないことが分かる。これは、図６の中間転写ベルト４１
の表面電位が転写を繰り返す毎に低下して行って感光体
２１上のトナー像と中間転写ベルト４１の間の電位差が
低下するのを後に選択された現像器の一次転写効率がよ
り高くなることによって補償することになるためであ
る。

【００５６】以上の現像器の姿勢が異なることにより一
次転写効率が異なることを利用して、一次転写を繰り返
す毎に感光体２１上のトナー像と中間転写ベルト４１の
間の電位差の低下を補うようにした例であったが、一次
転写効率は現像器でのトナーの帯電量によっても変化す
る。図８は、トナーの帯電量と一次転写効率の関係を調
べた結果を示す図であり、温度と湿度は２３℃，６５％
ＲＨである。この図８から、一次転写効率の観点からは
トナーの帯電量に最適値が存在し、それから外れるに従
って一次転写効率が悪化することが分かる。したがっ
て、現像器のトナーの帯電量に基づく一次転写効率が悪
い順に現像器を選択して対応する色のトナー像を感光体
２１の表面に現像し、その感光体２１上に形成される各
色のトナー像を中間転写ベルト４１上に順に重ね合わせ
て転写するようにしても同様に、一次転写を繰り返す毎
に感光体２１上のトナー像と中間転写ベルト４１の間の
電位差の低下を補償して一次転写効率のバラツキと悪化
を少なくすることができる。

【００５７】また、一次転写効率は現像器でのトナーの
流動性によっても変化する。図９は、トナーの流動性を
示す１つの指標であるトナーの安息角と一次転写効率の
関係を調べた結果を示す図であり、温度と湿度は２３
℃，６５％ＲＨである。この図９から、一次転写効率の
観点からは安息角が大きくなりトナーの流動性が低い方
が一次転写効率が悪く、安息角が小さくトナーの流動性
が高い方が一次転写効率が良いことが分かる。したがっ
て、現像器のトナーの流動性に基づく一次転写効率が悪
い順に現像器を選択して対応する色のトナー像を感光体
２１の表面に現像し、その感光体２１上に形成される各
色のトナー像を中間転写ベルト４１上に順に重ね合わせ
て転写するようにしても同様に、一次転写を繰り返す毎
に感光体２１上のトナー像と中間転写ベルト４１の間の
電位差の低下を補償して一次転写効率のバラツキと悪化
を少なくすることができる。

【００５８】以上、本発明の画像形成方式を実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定さ
れず種々の変形が可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成方式によると、複数の現像器から一次転写効
率が悪い順に現像器を選択して対応する色のトナー像を
潜像担持体の表面に現像するようにしたので、中間転写
媒体の表面電位が転写を繰り返す毎に低下して行って潜
像担持体上のトナー像と中間転写媒体の間の電位差が低
下して一次転写効率が悪化するのが、後に選択された現
像器によるトナー像の一次転写効率がより高くなること
によって補償されることになり、トナー像の中間転写媒
体への転写効率が安定化して転写不良を起こすことがな
くなり、装置のコストアップも生じずに信頼性のある画
像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方式を適用する画像形成装置
の１つの実施形態を示す図である。

【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】中間転写ベルトと感光体の層構成示す断面図で
ある。

【図４】図１の現像部の拡大図である。

【図５】中間転写ベルトの表面電位と一次転写効率の関
係を調べた結果を示す図である。

【図６】一次転写回数を重ねる毎の中間転写ベルトの表
面電位の変化を調べた結果を示す図である。

【図７】一次転写効率が良い順と悪い順に現像器を選択
して形成したトナー像を中間転写ベルト上に順に重ね合
わせて転写したときの各色のトナー像の転写効率の変化
を調べた結果を示す図である。

【図８】トナーの帯電量と一次転写効率の関係を調べた
結果を示す図である。

【図９】トナーの流動性を示す１つの指標であるトナー
の安息角と一次転写効率の関係を調べた結果を示す図で
ある。

【図１０】中間転写媒体を備えた画像形成装置の１例を
示す図である。

【図１１】図１０の変形例における中間転写媒体と感光
体の層構成示す断面図である。

【符号の説明】

Ｅ…エンジン部Ｓ…シートＬ…レーザ光Ｒ１…一次転写領域Ｒ２…二次転写領城ＰＳ…パッチセンサＲＳ…同期用読取センサＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ…現像室中のトナーのレベル１…制御ユニット２…像担持体ユニット３…露光ユニット４…転写ユニット５…定着ユニット６…給排紙ユニット１１…メインコントローラ１２…エンジンコントロトラ２１…感光体２１ａ…導電層２１ｂ…感光層２２…帯電ローラ２３…現像部２３Ｙ…イエロー用現像器２３Ｍ…マゼンタ用現像器２３Ｃ…シアン用現像器２３Ｋ…ブラック用現像器２４…クリーニング部２５、２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｋ…現像ローラ４１…中間転写ベルト４１ａ…導電層４１ｂ…抵抗層４１ｃ…絶縁性基体４２…一次転写バックアップローラ４３、４４…ローラ４５…二次転写バックアップローラ４６、４７…ローラ４８…二次転写ローラ４９…ベルトクリーナ５０…電極ローラ６１…カセッ６２…手差しトレイ６３…給紙部６４…排紙部６６…再給紙部１１１…ＣＰＵ１１２…インターフェース１１３…画像メモリ１２１…帯電バイアス発生部１２２…画像信号切換部１２３…ＣＰＵ１２４…パッチ作成モジュール１２５…現像バイアス発生部１２６…一次転写バイアス発生部１２７…ＲＡＭ１２８…ＲＯＭ１２９…二次転写バイアス発生部２１２Ｙ、２１２Ｍ、２１２Ｃ、２１２Ｋ…供給ローラ
（現像剤供給体）２１３Ｙ、２１３Ｍ、２１３Ｃ、２１３Ｋ…規制部材２１４Ｙ、２１４Ｍ、２１４Ｃ、２１４Ｋ…現像室２１５Ｙ、２１５Ｍ、２１５Ｃ、２１５Ｋ…メインホッ
パ２２０Ｙ、２２０Ｍ、２２０Ｃ、２２０Ｋ…トナーカー
トリッジ６３０…給紙経路６３７…ゲートローラ対６４１ａ、６４１ｂ…排紙経路６４２〜６４４…ローラ対６６１〜６６３…再給紙ローラ対６６４…再給紙経路

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しつつ帯電手段により表面に一様に
帯電され、露光手段により選択的に放電されて静電潜像
が形成される潜像担持体と、この潜像担持体の表面に選
択的に異なる色のカラートナーを付与して前記潜像を可
視像とする複数の現像器と、順次異なる色のカラートナ
ーにより現像されたトナー像を中間転写媒体に転写する
一次転写部と、一次転写部においてバイアスを印加する
ための一次転写バイアス印加電源と、中間転写媒体上に
重ね合わせられて転写された全色カラートナー像を記録
紙に転写する二次転写部とを有し、前記一次転写バイア
ス印加電源として定電圧電源が用いられる画像形成装置
において、前記複数の現像器から一次転写効率が悪い順に現像器を
選択して対応する色のトナー像を前記潜像担持体の表面
に現像するようにしたことを特徴とする画像形成方式。
【請求項２】二次転写部においてバイアスを印加する
ための二次転写バイアス印加電源として定電流電源が用
いられることを特徴とする請求項１記載の画像形成方
式。
【請求項３】前記複数の現像器各々が、少なくとも現
像ローラとその表面に担持されているトナー層の厚さを
規制する規制部材とが配置された現像室を備え、前記規
制部材の前記現像ローラに対する当接位置を基準位置と
して、前記現像室中におけるトナーのレベルが現像器毎
に異なることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形
成方式。
【請求項４】前記複数の現像器によるトナーの帯電量
が現像器毎に異なることを特徴とする請求項１又は２記
載の画像形成方式。
【請求項５】前記複数の現像器のトナーの流動性が現
像器毎に異なることを特徴とする請求項１又は２記載の
画像形成方式。