JP2008304594A - 画像形成装置、二次転写バイアスの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで且つ高湿環境においても良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体ベルト１と、感光体ベルト１に転写位置で接触しつつ移動する中間転写ベルト１０と、一次転写バイアスローラ１１と、中間転写ベルト１０に形成されたトナー像を転写紙２５に一括転写する二次転写ユニット２０とを有し、一次転写バイアスローラ１１表面と感光体ベルト１表面の最近接距離は中間転写ベルト１０の厚みより大きく設定され、二次転写ユニット２０は中間転写ベルト１０の裏面に接触する二次転写対向ローラ１２と転写紙２５の裏面に接触する二次転写ローラ２１とから構成され、二次転写バイアスを二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、二次転写バイアスを二次転写ローラに流入する電流が一定になるように制御する二次バイアス制御手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置の二次転写バイアスの制御方法に関するものである。

従来画像形成装置として、第１の像担持体（例えば感光体）上に形成されたトナー画像を紙などの第２の像担持体（例えば転写紙）に転写し、その後転写紙上のトナー画像を定着器によって加熱圧着を行ない定着させるものが知られている。

また、フルカラー画像を形成する画像形成装置としては、転写紙を転写ドラムや転写ベルトなどの転写紙担持体に保持させた状態で、感光体に現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を転写紙担持体上の転写紙に順次転写し、その後転写紙担持体から剥離させた転写紙を定着器によって加熱圧着を行ない定着し、フルカラー画像を得るものが知られている。

図８は従来の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。本例に係る画像形成装置は、像担持体として感光体ベルト１を使用するフルカラープリンタであり、感光体ベルト１を露光手段５で露光して各色の潜像を順次形成し、この感光体ベルト１に形成された潜像を順次イエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９で現像し、感光体ベルト１に各色のトナー像を順次形成し、このトナー像を中間転写ベルト１０に重ねて転写してカラートナー像を形成するものである。そして、感光体ベルト１に形成したカラートナー像を二次転写ユニット２０で転写紙２５に転写し、転写紙２５に転写されたカラートナー像を定着手段３０で定着するものである。ここで感光体ベルト１は、一次転写対向ローラ１６、駆動ローラ１７、テンションローラ１８に掛け回されており、中間転写ベルト１０は、二次転写対向ローラ１２、従動ローラ１３、ベルトクリーニング対向ローラ１５に掛け回されている。

二次転写ユニット２０は二次転写対向ローラ１２に対向して配置され、二次転写ユニット２０には、二次転写ローラ２１が備えられ、転写紙２５は、中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ２１とに挟まれ、中間転写ベルト１０上に形成されたカラートナー像が転写される。転写紙２５は、定着手段３０に搬送され、加熱加圧されてカラートナー像が定着される。

感光体ベルト１の周囲には、クリーニングブレード３を備えた感光体クリーニングユニット２、帯電器４が配置されている。 また、感光体ベルト１には一次転写バイアスローラ１１が配置されており、一次転写高圧電源１０２、バイアス制御手段１０３が配置され、一次転写バイアスローラ１１に一次バイアスを印加している。

また、ベルトクリーニング対向ローラ１５に対向してベルトクリーニングユニット１９が配置されており、ベルトクリーニングユニット１９には、接離機構３３が設けられ、ベルトクリーニングユニット１９の中間転写ベルト１０への接触する時期を制御している。また、二次転写ローラ２１には、二次転写バイアス印加手段１００、二次転写バイアス制御手段１０１が接続されており、二次転写ローラ２１に二次バイアスを印加している。

転写紙２５は給紙カセット３１に蓄留されており、給紙ローラ２６、転写紙搬送ローラ２７、レジストローラ２８を経て二次転写ユニット２０まで移送され、定着手段３０で定着された転写紙２５は、後排紙ローラ３２で排出される。

特許文献１には、次の画像形成装置が開示されている。図９は従来の他の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。この画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタであり、像担持体として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎に感光体ドラム１を配置し、各感光体ドラムにイエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９を配置したものである。各感光体ドラム１に形成された潜像は、各色の現像器で現像され、中間転写ベルト１０を介して転写紙２５に転写され、転写紙２５は定着手段３０で定着される。その他の構成については前記図９に示した画像形成装置と同様のものであり、同様の機能部材については同一の符号を付して説明を省略する。これと類似の画像形成装置は、特許文献１に開示されている。

このようなカラー画像形成装置は、転写紙を転写紙担持体に保持させる必要がないため、薄紙（４０ｇ/ｍ^２）や厚紙（２００ｇ/ｍ^２）、はがき、封筒などさまざまな種類の転写紙に転写可能であり、転写紙汎用性が高いという利点を有する。また各色専用の感光体を並列に配設し、各色トナーを順次重ね合わせることでフルカラー画像を高速に得ることも可能となる。

しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置は前述したような利点を有するが、未だ解決すべき以下の問題点がある。
（１）吸湿転写紙や低抵抗紙への転写不良
（２）重ね転写時のトナーへの加圧が繰り返されることによる文字中抜け
（３）重ね転写時のトナーへの加圧が繰り返されることによる二次転写時の転写不良

前記問題点（１）に対し、特許文献２には、湿度検出手段から得た湿度変動履歴と転写紙の装置内放置時間とから転写紙の含水率を予測し、転写電流を切り替える、という画像形成措置が開示されている。

また、特許文献３には、転写紙の水分量を転写前に検出する水分量検出手段により転写紙の水分量を予め認識し、その水分量に合わせて転写電流を切り替える、ようにした画像形成装置が開示されている。

また、問題点（２）に対し、特許文献４には、感光体と転写体との接触圧を１ｃｍあたり０．０６Ｎ以下となるように設定した、画像形成装置が開示されている。

更に、特許文献５には、並列に並んだ複数の一次転写ロールの転写圧について、最上流と最下流に位置する一次転写ロールの転写圧をその他の転写圧よりも大きく設定する、という方法が開示されている。

課題（３）に対し、特許文献６には、中間転写体上トナーの凝集を放電器による電荷の付与によって二次転写の転写性を向上させる、という方法が開示されている。

更に特許文献７では、１０８〜１０１４Ωの抵抗を有する中間転写ベルトを用いた画像形成装置において、感光体から中間転写ベルトに転写するための中間転写ローラを中間転写ベルトの回転方向にて下流側にオフセットさせることで一次転写領域における接触圧を低減し、トナー同士の凝集を抑えることで二次転写性を向上させる方法が提案されている。

特開平５−１１５６２号公報 特開平０６−２６６２４６号公報 特開平０６−２６６２４９号公報 特開平１０−２０６８５号公報 特開２００１−２８２０１４号公報 特開２００４−１０９５７５号公報 特開２００５−２３４２２９号公報

しかしながら、特許文献２の発明にあっては、必ずしも経過時間と転写紙の吸湿状態の関係が全ての転写紙種類に当てはまる訳ではないので、転写紙の種類によっては効果がないばかりか転写電流過多を引き起こしてしまう、という問題がある。

また、特許文献３の発明にあっては、吸湿した転写紙の転写不良は軽減可能だが、そもそも水分量に関わらず抵抗の低い材質の転写紙には効果がない、という問題がある。

また、特許文献４の発明にあっては、中抜けの軽減は可能だが、吸湿した転写紙への転写性については考慮されていない、という問題がある。

また、特許文献５の発明にあっては、最上流と最下流に位置する一次転写ロールの転写圧によって中抜けが発生し、且つ吸湿した転写紙への転写性については考慮されていない、という問題がある。

また、特許文献６の発明にあっては、トナー同士の非静電的な付着力による凝集を解消させるには効果がないという問題がある。

そして、特許文献７の発明にあっては、上述した課題（１）の吸湿紙や低抵抗紙への二次転写性を向上させることはできないという問題がある。

そこで本発明は、上記課題を同時に解決し、低コストで且つ高湿環境においても良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置で接触しつつ移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラに流入する電流が一定になるように制御する二次転写バイアス制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２の発明は、トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触しつつ移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラ及び紙搬送部材に流入する総電流が一定になるように制御する二次転写バイアス制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記一次転写手段は金属ローラであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置において、前記二次転写対向ローラは前記移動体を回転駆動させる駆動ローラを兼ねることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれ記載の画像形成装置において、前記移動体は中間転写ベルトであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の画像形成装置において、記中間転写ベルトの裏面側の表面抵抗率は１０９〜１０１１［logΩ/□］の範囲であることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置において、前記トナーは、重合法で製造された重合トナーであることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか記載の画像形成装置において、記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。

請求項９の発明は、トナーを担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体に前記トナー像を転移させる少なくとも1つの一次転写手段と、前記移動体上に形成された複数色のトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラ、又は紙搬送部材、又はそれら全てに流入する総電流が一定になるように制御することを特徴とする二次転写バイアスの制御方法である。

本発明に係る画像形成装置によれば、二次転写ローラに流入する電流、又は、次転写ローラ及び紙搬送部材に流入する総電流が一定になるように二次転写バイアスを制御するので、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と、二次転写における低抵抗紙の安定した転写性との両立が可能になり、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることができるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

以下本発明に係る画像形成装置の第１の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を用いたカラーレーザープリンタの構成概略図である。この画像形成装置は、画像形成装像担持体を中間転写体（以下中間転写ベルトと呼ぶ）としたカラー画像形成装置である。画像形成装置は、矢印の方向に回転する感光体ベルト１を備えており、感光体ベルト１は駆動ローラ１７、テンションローラ１８、一次転写対向ローラ１６によって張架されている。

この感光体ベルト１の回りには感光体クリーニングユニット２、帯電器４、露光手段５、中間転写ベルト１０などが配置されている。画像形成装置には、現像手段としてイエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９の４台の現像器を配置している。フルカラー画像形成時はイエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９の順で可視像を形成し、各色の可視像が中間転写ベルト１０に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。尚、符号３は感光体クリーニングユニット２のブレードを示している。

中間転写ベルト１０は、一次転写バイアスローラ１１、二次転写対向ローラ１２、従動ローラ１３、ベルトクリーニング対向ローラ１５により張架されており、図示しない駆動モータによって駆動され、そのプロセス速度は１５０ｍｍ／ｓｅｃに調整されている。尚、二次転写対向ローラ１２は中間転写ベルト１０の駆動ローラを兼ねており、アルミ製のΦ２０のパイプに厚さ１ｍｍのＥＰＤＭゴムを巻き付けたものを用いた。この二次転写対向ローラ１２はその抵抗値を１０^６Ω以下（１００Ｖ印加時）となるように設定してある。

また、各ローラは図示しない中間転写ベルトユニット側版によって中間転写ベルトの両側より支持されている。一次転写バイアスローラ１１は感光体ベルト１と中間転写ベルト１０との接触部から中間転写ベルト１０の回転方向における下流側における中間転写ベルト１０の裏面側に配置（以下、一次転写間接印加方式と呼ぶ）されており、該一次転写バイアスローラ１１には一次転写高圧電源１０２とバイアス制御手段１０３によって所定の転写バイアスが印加される。この一次転写間接印加方式では、中間転写ベルト１０の裏面側の表面に転写電流を伝導させ、感光体ベルト１に電流を流すことで一次転写を行なう。

本実施例では、一次転写バイアスローラ１１の材質として直径Φ１０のＳＵＳ３０１を用い、＋１０００Ｖの一次転写バイアスが印加されるように設定した。尚、一次転写バイアスローラ１１の設置位置についての詳細は後述する。

中間転写ベルト１０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）等を単層又は複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を１０^８〜１０^１２Ωｃｍ、且つベルト裏面側の表面抵抗率を１０^８〜１０^１１Ωｃｍの範囲となるよう調整されている。

尚、必要に応じ該中間転写ベルト１０の表面に離型層をコートしても良い。コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。中間転写ベルト１０の製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。

中間転写ベルト１０の体積抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなるため、電源コストの増大を招くため好ましくない。また、転写工程、転写紙剥離工程などで中間転写ベルト１０の帯電電位が高くなり、且つ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。従って、本発明における中間転写ベルト１０の体積抵抗率は上記範囲内でなければならない。

更に中間転写ベルト１０の表面抵抗率が上述した範囲を超えると、中間転写ベルト１０の裏面側の表面に転写電流を伝導させることが困難になり、転写不良を招来させてしまう。逆に、上述した範囲よりも低くなると中間転写ベルト１０の裏面側に接触している他の部材への流入電流が増加してしまうため、感光体ベルト１側への転写電流が不足し、転写効率が著しく低下してしまう。従って、本発明における中間転写ベルト１０の表面抵抗率は上記範囲内であることが望ましい。

また、体積抵抗率及び表面抵抗率の測定は高抵抗抵抗率計（三菱化学社製：ハイレスタＩＰ）にＨＲＳプローブ（内側電極直径５．９ｍｍ、リング電極内径１１ｍｍ）を接続し、中間転写ベルト１０の表裏に１００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加して１０秒後の測定値を用いた。

ベルトクリーニングユニット１９は、中間転写ベルト１０に接離可能に、且つ、中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構３３などで構成されており、１色目のイエロー画像をベルト転写した後の、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離機構３３で中間転写ベルト１０面から離間させられ、二次転写が行なわれると所定のタイミングで圧接され、残トナーのクリーニングを行なう。中間転写ベルト１０の端部にはベルト位置検出マーク２３が設けられており、マークセンサ２４によってマークが検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。

二次転写ユニット２０は、二次転写ローラ２１、及び該二次転写ローラ２１を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構２２などで構成されており、二次転写ローラ２１はアース接地されている。二次転写ローラ２１はＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されており、本実施例では１０^８Ωとなるように調整したものを用いた。ここで、二次転写ローラ２１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ため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、高電圧を印加するため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こるため、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。逆に、二次転写ローラ２１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、二次転写ローラ２１の抵抗値が低いため、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに充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こととなる。

尚、二次転写ローラ２１の抵抗値測定は、導電性の金属製板に二次転写ローラ２１を設置し、芯金両端部に片側４．９Ｎ（両側で合計９．８Ｎ）の荷重をかけた状態で、芯金と前記金属製板との間に１０００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流値から算出した。

また、二次転写ローラ２１は駆動ギヤ（図示しない）によって駆動力が与えられており、その周速は中間転写ベルト１０の周速に対して、略同一となるよう調整されている。二次転写ローラ２１は通常中間転写ベルト１０面から離間しているが、中間転写ベルト１０面に形成された４色の重ね画像を転写紙２５に一括転写するときにタイミングを取って接離機構２２で押圧され、所定のバイアス電圧を印加することにより転写紙２５への転写を行なう。

尚、二次転写のバイアスについては、二次転写対向ローラ１２に電気的に接続された二次転写バイアス印加手段１００、二次転写バイアス制御手段１０１によって印加が行なわれる。二次転写は定電流で制御されるが、制御方法の詳細については後述する。

転写紙２５は給紙ローラ２６、転写紙搬送ローラ２７、レジストローラ２８によって、中間転写ベルト１０面の４色重ね画像の先端部が二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。転写紙２５に転写された４色重ね画像は、上述したように除電手段によって除電された後に定着入口ガイド４４に沿って定着手段３０へ搬送され、定着手段３０で定着された後排紙ローラ３２によって排紙される。

ここで、フルカラー画像形成について詳述する。まず感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行なわれ、この感光体ベルト１上静電潜像がイエロー現像器６によりイエロートナーからなる一成分現像剤で顕像化されてイエロー画像（イエロートナー像）となる。このときイエロー現像器６に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。一次転写バイアスローラ１１は図示しない高圧電源から二次転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のイエロー画像を中間転写ベルト１０に転移させる。感光体ベルト１はイエロー画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。

次に感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行なわれ、この感光体ベルト１上静電潜像がマゼンタ現像器７によりマゼンタトナーからなる一成分現像剤で顕像化されてマゼンタ画像（マゼンタトナー像）となる。このマゼンタ現像器７に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のマゼンタ画像を中間転写ベルト１０に転移させる。感光体ベルト１はマゼンタ画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。

次に感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後に露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行なわれ、この感光体ベルト１上静電潜像がシアン現像器８によりシアントナーからなる一成分現像剤で顕像化されてシアン画像（シアントナー像）となる。このときシアン現像器８に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のシアン画像を中間転写ベルト１０にイエロー画像、マゼンタ画像と重ね合わせて転写させる。感光体ベルト１はシアン画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。

更に感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後に露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行なわれ、この感光体ベルト１上静電潜像がブラック現像器９によりブラックトナーからなる一成分現像剤で顕像化されてブラック画像（ブラックトナー像）となる。このときブラック現像器９に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のブラック画像を中間転写ベルト１０にイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像と重ね合わせて転写させる。感光体ベルト１はブラック画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。

中間転写ベルト１０上のフルカラー画像（４色重ね画像）は給紙装置から給紙ローラ２６、レジストローラ２８によって給紙されてきた転写紙２５へ二次転写ローラ２１により転写され、転写紙２５は中間転写ベルト１０から転移されてきた画像が定着手段３０で定着された後に排紙される。

また、本実施例はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、上述のような４色重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードが操作部にて指定可能である。

単色モード、２色モード、３色モードのいずれかが指定されたときには、上述のようなフルカラーモードにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作の代わりに、単色モードに応じた単色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作、又は２色モードに応じた２色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作、又は３色モードに応じた３色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作が行なわれ、中間転写ベルト１０上の単色画像又は２色重ね画像又は３色重ね画像が二次転写ローラ２１により転写紙２５に転写されて定着手段３０によって定着された後に排紙される。

ここで、複数色の重ね画像を転写紙２５上に形成する画像形成動作を操作部による設定枚数分だけ連続して行なうときには、転写紙２５後端が二次転写ローラ２１を充分に通過するタイミングで二次転写バイアス印加手段１００から二次転写ローラ２１への二次転写バイアス電圧がオフされ、その後中間転写ベルト１０上の次ページのトナー像を二次転写ローラ２１へ付着させないために、接離機構２２によって二次転写ローラ２１を中間転写ベルト１０から離間させる。

尚、本実施例に用いたトナーは重合法によって生成された重合トナーである。更に本実施例に用いるトナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図２及び図３は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。

また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するとともに転写手段に付着した場合のクリーニング性も低下するため好ましくない。

また、トナー粒径は体積平均粒径で４〜１０μｍの範囲であることが望ましい。これよりも小粒径の場合には現像時に地汚れの原因となったり、流動性が悪化したり、更に凝集しやすくなったりするので中抜けが発生しやすくなる。逆にこれよりも大粒径の場合にはトナー飛び散りや、解像度悪化により高精細な画像を得ることができない。本実例では、トナー粒径の体積平均粒径６．５μｍのものを用いた。

ここで第１の実施例の特徴的な部分について説明する。一次転写バイアスローラ１１に印加された一次転写バイアスは中間転写ベルト１０の裏面側表面を伝導して感光体ベルト１に流れ込むことで、必要な一次転写電界が得られ、一次転写が行なわれる。従って、中間転写ベルト１０の裏面側表面の表面抵抗率は前述したようにその表面を電流が伝導できる範囲になければならない。

本実施例では該一次転写バイアスローラ１１を、感光体ベルト１と中間転写ベルト１０との接触部から中間転写ベルト１０の回転方向における下流側に１０ｍｍ離した位置に配置した。本実施例では一次転写バイアスローラ１１の配置位置について中間転写ベルト１０の回転方向における下流側としたが、これは一次転写部位における上流側での転写電界を弱めることで感光体ベルト１上のトナー像が空隙を飛翔して中間転写ベルト１０に付着することを防止するためである。尚、空隙を飛翔しづらいトナーを用いる場合には、一次転写バイアスローラ１１を上流側に設置することも可能である。

前述したように、一次転写バイアスローラ１１を感光体ベルト１と中間転写ベルト１０との接触部から離すような位置に設置することで、従来技術のように一次転写部位における転写ローラ当接による圧力をトナーに与えることがないので、トナーの凝集を抑制でき文字の中抜けが防止できる。更には、トナーの凝集を抑制することでトナー層と中間転写ベルト１０との機械的付着力増大も抑制できるため、二次転写効率の低下も防止できる。

尚、一次転写バイアスローラ１１の配置位置については前述した位置に限定されるものではなく、感光体ベルト１の表面と一次転写バイアスローラ１１の表面の最も近接する距離が、中間転写ベルト１０の厚みより大きければ良い。逆に、そのような構成でなければ上述したような効果も得られない。

次に二次転写手段について説明する。従来二次転写ローラ２１に転写バイアスが印加される形態であったが、このような構成の場合には転写紙が吸湿して抵抗が低下した場合や、そもそも抵抗の低い種類の転写紙を用いられた場合には、二次転写ローラ２１から二次転写対向ローラ１２に流れるはずの転写電流が転写紙を通じて搬送路に流れてしまうため、転写電界が弱まり転写不良の発生を招来させてしまう。

本実施例における二次転写工程では、二次転写対向ローラ１２に電気的に接続された二次転写バイアス印加手段１００及び二次転写バイアス制御手段１０１によって印加されることで行なわれるようにした。

このような構成としたことで、転写紙の抵抗に関わらず中間転写ベルト１０のトナー坦持面には充分な転写電界を発生させることが可能となり、従来技術のような転写不良を防止することが可能となる。しかしながら、前述したように一次転写バイアスローラ１１を間接印加方式にしたことで、中間転写ベルト１０の裏面側の表面抵抗は高く設定できないために、中間転写ベルト１０の裏面側に接して二次転写バイアスを印加される二次転写対向ローラ１２からも二次転写電流が中間転写ベルト１０の裏面側表面を伝導してしまうため、中間転写ベルト１０の裏面側表面抵抗によっては転写紙に充分な転写電界を与えられず、転写不良を引き起こす場合がある。

そこで、本実施例では図１に示すように二次転写ローラ２１とアース間に電流計１０４を配置し、この電流計１０４で検出した電流値が予め設定された一定の電流値（本実施例では、−３０μＡ）となるよう、二次転写バイアス制御手段１０１によって二次転写対向ローラ１２に印加するバイアスを制御するようにした。

本実施例は、このような構成としたことで、二次転写対向ローラ１２から中間転写ベルト１０の裏面側を伝導してしまう電流値が中間転写ベルト１０の裏面側抵抗のバラツキによって増減しようとも、転写紙には安定して転写電界を付与できるために、中間転写ベルト１０の裏面側の表面抵抗率に関わらず安定した転写性が得られるようにできる。

以上説明したように、本実施例では、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになり、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることができる。

図４は第２の実施例に係るカラーレーザープリンタの構成概略図である。本実施例に係るカラーレーザープリンタは、図４に示すように、二次転写電流の制御を二次転写ローラ２１とアース間の電流計測だけでなく、転写紙２５の各搬送路の搬送板やレジストローラ２８への流入電流も含めた総電流値を電流計１０４により計測し、前記電流値を一定とするように制御したものである。

本実施例によれば、転写紙にかかる転写電界をより高精度に制御できるようになるので、良好なフルカラー画像を低コストな構成で安定して得ることが可能となる。

図５は、第３の実施例に係るタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図、図６は第３の実施例を用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図、図７は第３の実施例を用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図である。本例において、カラーレーザープリンタは、図５に示すように、感光体を複数並列に配設したタンデム方式のフルカラー画像形成装置としている。その他の部分の構成は、上述した第１の実施例又は第２の実施例と同様であり、同様の作用をなすのでその詳細な説明は省略する。

尚、本実施例では、図５に示すように複数の一次転写バイアスローラ１１に対して一次転写高圧電源１０２とバイアス制御手段１０３によって別々に一次転写バイアスの印加を行なうようにした。ここで、一次転写バイアスローラ１１への印加方法は、図６に示すようにブラックとその他の色を分けるか、図７に示すように全ての一次転写バイアスローラ１１に対して共通のバイアス印加を行なうようにする、等のさまざまな組合せによる印加方法が可能である。

以上説明したように本実施例によれば、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになると同時に、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることが可能となる。

（変形例）
尚、上記各実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するものではない。例えば、一次転写バイアスローラには金属ローラを用いたが、非常に抵抗の低い導電性樹脂ローラや、金属ローラにゴム、スポンジ、樹脂等を適宜被覆したローラを用いても本発明は適用可能である。

また、中間転写ベルトについては単層構成で説明したが、表層や中間層といった、それぞれの層に機能を持たせた複数層の中間転写ベルトや、ゴム等の弾性層を有する中間転写ベルトも使用可能である。

更に、トナーとしては重合法で製造された重合トナーを用いたが、粉砕法で製造された粉砕トナーを用いることももちろん可能である。

更に、転写手段として転写ローラを用いたが、回転型転写ブラシなどの回転型接触転写方式はもちろんのこと、転写ベルト、転写ブラシ、転写ブレード、転写プレートなどの接触転写方式を用いた画像形成装置であっても本発明を適用可能である。

以上述べたように本発明によれば、トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラに流入する電流が一定になるように制御する二次バイアス制御手段を配置するようにしたので、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになり、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることが可能となる。

また、本発明によれば、トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラ及び紙搬送部材に流入する総電流が一定になるように制御する二次バイアス制御手段を配置するようにしたので、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになり、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることが可能となる。

また、本発明によれば、一次転写手段を金属ローラとしたことで、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになり、良好なフルカラー画像を更なる低コストな構成で得ることが可能となる。

また、本発明によれば、前記二次転写対向ローラを、前記移動体を回転駆動させる駆動ローラを兼ねるようにしたことで、二次転写に転写紙が突入した際のショックによる回転ムラを最小限にでき、画像のブレ等がない良好なフルカラー画像を得ることが可能となる。

また、本発明によれば、移動体を中間転写ベルトとしたことで、画像形成装置内での配置自由度が向上し、画像形成装置の小型化が可能となると同時に多様な転写紙に対して良好なフルカラー画像が得られる。

また、本発明によれば、中間転写ベルトの裏面側の表面抵抗率を１０^９〜１０^１１［logΩ/□］の範囲としたことで、一次転写に必要な電流を確保できるため、常に良好なフルカラー画像を得ることが可能となる。

更に、本発明によれば、トナーを重合法で製造された重合トナーとしたことで、転写性に優れた高品質な画像を得ることができる。

また、本発明によれば、トナーの形状係数ＳＦ−１を１００〜１８０の範囲にし、形状係数ＳＦ−２を１００〜１８０の範囲としたことで、転写性に優れた高品質な画像を得ることができる。

そして、本発明によれば、トナーを担持する一又は二以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体に前記トナー像を転移させる少なくとも1つの一次転写手段と、前記移動体上に形成された複数色のトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、二次転写バイアスは前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、前記二次転写バイアスは前記二次転写ローラ、又は紙搬送部材、又はそれら全てに流入する総電流が一定になるように制御される、ことを特徴とする二次転写バイアスの制御方法としたことで、一次転写における圧接による文字中抜けや二次転写効率低下の防止と二次転写における低抵抗紙の安定した転写性の両立ができるようになり、良好なフルカラー画像を低コストな構成で得ることができる。

本発明を用いたカラーレーザープリンタの構成概略図である。 本発明のトナー形状を示す図である。 本発明のトナー形状を示す図である。 第２の実施例を用いたカラーレーザープリンタの構成概略図である。 第３の実施例を用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図である。 第３の実施例を用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図である。 第３の実施例を用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図である。 従来の中間転写ベルトを用いたカラーレーザープリンタの構成概略図である。 従来の中間転写ベルトを用いたタンデム式のカラーレーザープリンタの構成概略図である。

符号の説明

１ 感光体ベルト
２ 感光体クリーニングユニット
３ 符号
４ 帯電器
５ 露光手段
６ イエロー現像器
７ マゼンタ現像器
８ シアン現像器
９ ブラック現像器
１０ 中間転写ベルト
１１ 一次転写バイアスローラ
１２ 二次転写対向ローラ
１３ 従動ローラ
１５ ベルトクリーニング対向ローラ
１６ 一次転写対向ローラ
１７ 駆動ローラ
１８ テンションローラ
１９ ベルトクリーニングユニット
２０ 二次転写ユニット
２１ 二次転写ローラ
２２ 接離機構
２３ ベルト位置検出マーク
２４ マークセンサ
２５ 転写紙
２６ 給紙ローラ
２７ 転写紙搬送ローラ
２８ レジストローラ
３０ 定着手段
３２ 後排紙ローラ
３３ 接離機構
４４ 定着入口ガイド
１００ 二次転写バイアス印加手段
１０１ 二次転写バイアス制御手段
１０２ 一次転写高圧電源
１０３ バイアス制御手段
１０４ 電流計

Claims (9)

1. トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置で接触しつつ移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、
   前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、
   前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、
   二次転写バイアスが前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、
   前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラに流入する電流が一定になるように制御する二次転写バイアス制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する１又は２以上の像坦持体と、前記像坦持体と転写位置にて接触しつつ移動する移動体と、前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体の表面に前記トナー像を転移させる一次転写手段と、前記移動体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、
   前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、
   二次転写バイアスが前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、
   前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラ及び紙搬送部材に流入する総電流が一定になるように制御する二次転写バイアス制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記一次転写手段は金属ローラであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記二次転写対向ローラは前記移動体を回転駆動させる駆動ローラを兼ねることを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成装置。
5. 前記移動体は中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４記載の画像形成装置。
6. 記中間転写ベルトの裏面側の表面抵抗率は１０^９〜１０^１１［logΩ/□］の範囲であることを特徴とする請求項１乃至５記載の画像形成装置。
7. 前記トナーは、重合法で製造された重合トナーであることを特徴とする請求項１乃至６記載の画像形成装置。
8. 記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至７記載の画像形成装置。
9. トナーを担持する１又は２以上の像坦持体と、
   前記像坦持体と転写位置にて接触移動する移動体と、
   前記移動体の裏面に接触し、前記像坦持体から前記移動体に前記トナー像を転移させる少なくとも1つの一次転写手段と、
   前記移動体上に形成された複数色のトナー像を転写材上に一括転写する二次転写手段と、を有し、
   前記一次転写手段表面と前記像坦持体表面の最近接距離は前記移動体の厚みより大きく設定され、
   前記二次転写手段は前記移動体の裏面に接触する二次転写対向ローラと転写材の裏面に接触する二次転写ローラとから構成され、
   二次転写バイアが前記二次転写対向ローラに印加される画像形成装置において、
   前記二次転写バイアスを前記二次転写ローラ、又は紙搬送部材、又はそれら全てに流入する総電流が一定になるように制御することを特徴とする二次転写バイアスの制御方法。