JP2010139556A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体上に複数のトナー画像を１次転写して重畳したのち、印刷シートに２次転写するカラー画像形成装置において、２次転写前帯電のオン／オフに起因する１次転写性の低下を防止する。
【解決手段】複数の感光体と、各感光体で形成されたトナー画像を順次転写して重畳するための中間転写体７と、各トナー画像を中間転写体７上に転写させるための電圧がそれぞれ印加される導電性１次転写ローラ６と、中間転写体７上に重畳されたトナー画像を印刷シート上に転写する２次転写部と、重畳されたトナー画像が２次転写部に至る経路中に配置され、移動するトナー画像に電荷を付与する２次転写前帯電部８０と、２次転写前帯電部８０とその直近の１次転写ローラ６ａとの間に配置される導電性のシールド部材８２とを備え、前記シールド部材８２は、中間転写体７の裏面側に接し、かつ、一定の電位に保たれるよう構成されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、詳しくは、中間転写体を備え、多色画像形成を可能としたカラー画像形成装置に関するものである。

近年、オフィス文書のカラー化に伴い、カラー複写機、カラープリンター等、カラー画像形成を可能とした電子写真方式のカラー画像形成装置が開発されている。カラー画像形成装置は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分の画像形成ユニットでそれぞれトナー画像を形成し、各トナー画像を記録媒体（転写シートともいう）に重ね合わせて転写することによってカラー画像を形成する。

しかしながら、カラー画像形成装置においては、多種類の記録媒体上にトナー画像を転写する構造をとるために、記録媒体の種類、周囲の環境条件等によっては、２次転写段階において転写濃度不足や転写ヌケ等の転写不良が発生することがある。特に、周囲環境が高湿時に起こりやすい。

この現象をなくすため、２次転写前に帯電手段（ＰＴＣとも呼ばれる）を設け、トナーに電荷を付与することで、２次転写性をアップさせることが行われている。しかしながら、２次転写前帯電部を常時動作させていると、中間転写体上の残ったトナーが２次転写部を構成する２次転写ローラや２次転写ベルト側（後述する図１の説明を参照）などに移行するため、記録媒体（転写シート）の裏汚れが発生する。また中間転写体に電荷付与され続けることによる電気抵抗の上昇や表面劣化が出てくる課題を有している。

特許文献１では、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写する画像形成装置において、前記中間転写体上の２次転写前のトナー像を帯電する２次転写前帯電部（ＰＴＣ）と、前記中間転写体上の１次転写後２次転写前における画像部の電位と前記２次転写を行なうための２次転写部の電位との差をほぼ一定の値に保つように、前記２次転写前帯電部の出力と前記２次転写部への印加電圧を制御する電位差制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー像がＰＴＣを通過する時点で帯電させ、転写シートのシート間ではＰＴＣをオンさせないため、上記対策としては有効な技術であるが、リボルバー現像方式を採用していることもあり、ＰＴＣの配置位置が１次転写領域から離れている。従い、１次転写時にＰＴＣの影響を受けなくすることができるものの、装置全体が大きくなりすぎる。また、電位制御手段として表面電位計が必須となり、構造が複雑でコストもアップする欠点がある。
特開平１１−１４３２５５号公報

タンデム方式のカラー画像形成装置で、２次転写前帯電（ＰＴＣ）方式を採用し、シート間でその印加をオフおよびオンさせるようにするオン／オフ制御方式において、記録媒体（転写シート）の先端部付近を除く領域の濃度が薄く転写されてしまう現象（濃度ムラ）が現れる。具体的には、図６に示すような転写画像がでてくる。

その原因について検討した結果、ＰＴＣ電流が中間転写体表面を介して横方向に流れ、近傍の１次転写ローラ（１次転写部材）に流れ込むことで、１次転写電流が低下し、従って、実質的な１次転写電圧が低下していることが判明した。即ち、転写シート先端のＰＴＣがオンする前の領域では１次転写性に変化はないが、ＰＴＣがオンされた後は１次転写効率をダウンさせていることが判明した。

この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、中間転写体上に複数のトナー画像を１次転写して重畳したのち、印刷シートに２次転写するカラー画像形成装置において、２次転写前帯電（ＰＴＣ）のオン／オフに起因する１次転写性の低下を防止し、濃度ムラの発生ないカラー画像形成装置を提供することである。

この発明は、トナー画像の形成に用いる複数の感光体と、それらの感光体と接触しながら移動し、各感光体で形成されたトナー画像を順次転写して重畳するための中間転写体と、前記中間転写体が各感光体に接触するように中間転写体を接触面の裏面側からそれぞれ押圧し、各トナー画像を中間転写体上に転写させるための電圧がそれぞれ印加される導電性１次転写部材と、中間転写体上に重畳されたトナー画像が移動する先に配置され、そのトナー画像を印刷シート上に転写する２次転写部と、重畳されたトナー画像が２次転写部に至る経路中に配置され、移動するトナー画像に電荷を付与する２次転写前帯電部と、２次転写前帯電部とその直近の１次転写部材との間に配置される導電性のシールド部材とを備え、前記シールド部材は、中間転写体の裏面側に接し、かつ、一定の電位に保たれるよう構成されることを特徴とするカラー画像形成装置を提供する。

この発明のカラー画像形成装置は、２次転写前帯電部（ＰＴＣ）とその直近の１次転写部材との間に配置される導電性のシールド部材とを備え、前記シールド部材は、中間転写体の裏面側に接し、かつ、一定の電位に保たれるよう構成されるので、シート間でＰＴＣをオン／オフ制御する場合にそのＰＴＣのオン／オフが１次転写に与える電気的な影響を抑制することができ、それに起因する一次転写の濃度ムラの発生を防止することができる。

この発明において、各感光体は、カラー画像を構成する複数の色成分のトナー画像の形成に用いられるものであり、例えば、有機感光体（ＯＰＣ）などを用いたドラム状の感光体が適用される。ただし、電子写真プロセスに適用可能な感光体であればその材質、形状はこれに限定されない。中間転写体は、各色成分のトナー画像を重畳するためのものであり、無端ベルト状に形成された導電性の樹脂フィルム等が適用可能である。

１次転写部材は、たとえば、導電部材をローラ状に形成した複数の転写ローラと各感光体とで中間転写体を挟むように各転写ローラを配置し、各転写ローラにトナーと異極性の電圧を印加して中間転写体上にトナー画像を転写させるものである。ただし、その形状はローラ状のものに限らず、例えば、ブラシ状のものや、コロナチャージャなどであってもよい。

２次転写部は、中間転写体に転写されて重畳された各色成分のトナー画像を印刷シートに転写するものである。その具体的な態様は、例えば、１次転写部材と同様の転写ローラである。ただし、これに限定されるものではなく、コロナチャージャなどであってもよい。後述する実施形態において、２次転写部は、２次転写ユニットに相当する。２次転写前帯電部（ＰＴＣ）は、２次転写前に中間転写体上のトナー画像をチャージするもので、その具体的な態様としては、コロナチャージャが適用できる。その他、非接触でトナー画像をチャージできるものであれば適用可能である。

この発明の特徴的な一側面は、２次転写前帯電部とその直近の１次転写部材との間に配置されるシールド部材である。シールド部材は、中間転写体の裏面側に接し、かつ、一定の電位に保たれるよう、例えば、接地されあるいは直流電源に接続されている。シールド部材は、中間転写体と接することにより、接触部における中間転写体の電位を一定に保つ。これにより、ＰＴＣのオン／オフの影響から１次転写部を電位的にシールドするように作用する。シールド部材の具体的な態様としては、導電性の部材、例えば、アルミニウム等の金属の板を用いて、中間転写体に接触するように配置する態様、印刷シート用の除電ブラシのように導電性材料からなるブラシ状の部材を中間転写体に接触させて配置する態様、あるいは、少なくとも表面がアルミニウム等の導電部材からなるローラを中間転写体に接触させて配置する態様が適用できる。

以下、この発明の好ましい態様について説明する。
前記シールド部材は、接地電位に保たれるように接地されてもよい。このようにすれば、シールド部材を接地するというだけの単純な構成で接触部における中間転写体の電位を一定に保つことができる。従って、ＰＴＣのオン／オフが１次転写に与える電気的な影響を抑制することができ、それに起因する一次転写の濃度ムラの発生を防止することができる。

また、トナー画像が通過する前後に前記２次転写前帯電部による電荷の付与動作をオンおよびオフさせる制御部をさらに備え、前記シールド部材は、制御部がトナー画像の通過前に２次転写前帯電部をオンさせるときに前記トナー画像の先端がある位置よりも２次転写前帯電部に近い位置に配置されてもよい。このようにすれば、２次転写前帯電部と前記トナー画像の先端部から後端部までとがシールド部材で電位的に隔てられている状態で２次転写前帯電部がオンされるので、一次転写の濃度ムラの発生を防止することができる。

さらにまた、前記中間転写体は、その表面抵抗率が１０^9.5Ω／□以上、１０¹¹Ω／□未満であってもよい。このようにすれば、１次転写の濃度が確保でき、かつ、高温高湿環境下および／または常温常湿環境下でも安定した転写濃度が得られることが実験的に確認されている。

さらに、前記１次転写部材は、その表面抵抗率が１０⁵Ω／□以上、１０⁸Ω／□未満の導電性材料からなるものであってもよい。

また、前記シールド部材は、一定の電位に保たれるよう直流電源に接続されてなるものでもよい。このようにすれば、シールド部材を接地するというだけの単純な構成で接触部における中間転写体の電位を一定に保つことができる。従って、ＰＴＣのオン／オフが１次転写に与える電気的な影響を抑制することができ、それに起因する一次転写の濃度ムラの発生を防止することができる。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
≪カラー画像形成装置の機構的構成≫
この実施の形態では、この発明に係る２次転写ユニットを用いるカラー画像形成装置の一形態について、その機構的な構成の概要を説明する。

図１は、この発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成装置５０は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシートに対して多色および単色の画像を形成するものである。そして、図示するように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写体（中間転写ベルトユニット）８、定着ユニット１２と、シート搬送路Ｓ、シート給送トレイ１０および排出トレイ１５等より構成された電子写真方式の画像形成装置である。

なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（ＫあるいはＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じてそれぞれ４個ずつ設けられている。それぞれ、符号末尾の英文字は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応する。各色に対応した４種類の潜像が各感光体ドラム３の周面に形成される。すなわち、各色に対応した４つの画像ステーションが構成されている。

以下、４つの画像ステーションを代表して、一つの画像ステーションについてその構成を説明する。他の画像ステーションも同様の構成を有している。したがって、符号末尾の英文字は省略する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。感光体ドラム３は、アルミニウム製のドラム形状の基体の周面上に感光体層が形成されてなる。露光されないとき、感光体層は絶縁性であり、帯電手段によってその表面に電荷が付与されると帯電する。帯電手段としては、図２に示すような接触型のローラ型のほかに、ブラシ型の帯電器やチャージャー型の帯電器が用いられてもよい。

露光ユニット１は、帯電した感光体の表面を選択的に露光する露光手段である。露光手段としては、図１に示すレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）のほかに、ＥＬやＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いてもよい。ＬＳＵ１は、レーザ照射部およびポリゴンミラーを有する。そして、ＬＳＵ１は、レーザ照射部からのレーザビームＬを回転するポリゴンミラーに反射させて偏向し、感光体の表面を走査させる。レーザビームＬは、原稿を読み取って生成され、あるいは外部のコンピュータで生成された画像データに応じて変調されたものである。

画像データで変調されたレーザビームＬで帯電した感光体ドラム３が走査、露光されることにより、感光体ドラム３の表面には、画像データに応じた電位の像（静電潜像）が形成される。光が照射された部分の感光体層が導電性になり、その部分の表面にチャージされていた電荷が基体へ逃げるからである。なお、露光により導電性になった部分の感光層は、露光部を通過して現像器２へ移動するまでには絶縁性の状態に戻る。現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのいずれかの色のトナーにより現像（顕像化）するものである。クリーナユニット４は、現像され、後述するように転写された後、感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方には、中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ８−１、中間転写ベルトテンション機構８−３、中間転写ベルト従動ローラ８−２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ８−１、中間転写ベルトテンション機構８−３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ８−２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構８−３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアス電圧が印加される。

中間転写ベルト７は、各色用の感光体ドラム３にそれぞれ接触するように設けられている。感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ローラ６に印加された転写バイアス電圧によって、中間転写ベルト７に順次転写される。これによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が多層状に転写される。中間転写ベルト７は、厚さ６０μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムが無端状に形成されたものである。フィルムの基材としては例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等が用いられ、それに導電性を持たせるためカーボンブラック等の導電性の粒子が混入されている。

前述のように、中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７の裏側に接触しており、感光体ドラム３から中間転写ベルト７へトナー像を転写させる転写手段である。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために数キロボルト程度の電圧の転写バイアス電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の電圧）が印加される。

中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面に、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）が被覆されたローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルトに対して略均一な電圧を印加することができる。本実施例では、転写手段として転写ローラを使用しているが、それ以外にブラシ状の転写電極（転写ブラシ）を中間転写ベルト７の裏側に接触させて転写手段とすることもできる。

中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転に伴って、転写ローラ１１ｅが配置された２次転写ユニット（２次転写部）１１に移動する。２次転写ユニット１１に最も近い中間転写ローラ６ａと２次転写ローラ１１ｅとの間には、２次転写前帯電部（ＰＴＣ）８０が配置されている。

中間転写ベルト７と２次転写ローラ１１ｅは、所定のニップ幅を持つように圧接されている。また、２次転写ローラ１１ｅには、トナー像を後述するシートに転写させるためのバイアス電圧が印加されている（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。２次転写ローラ１１ｅと前記中間転写ベルト駆動ローラ８−１は、その何れか一方が硬質材料（金属等）からなり、他方が芯金の表面に軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が被覆された弾性ローラである。これによって、所定幅のニップが定常的に得られる。

感光体ドラム３の表面への接触により、シートに画像を転写する領域以外にも、中間転写ベルト７にトナーが付着する。また、２次転写ローラ１１ｅによってシートへの転写が行われずに中間転写ベルト７上に残存するトナーが存在する。これらのトナーは、次工程でトナーの混色が発生する原因となり得る。このため、中間転写ベルトクリーニングユニット９が設けられており、中間転写ベルト７上のトナーが除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、クリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードの端部が、中間転写ベルト７に接触してトナーを除去する。中間転写ベルトクリーニングユニット９が接触する部分において、中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ８−２で支持されている。

シート給送トレイ１０は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイである。シート給送トレイ１０は、画像形成装置５０の露光ユニット１の下方に設けられている。また、本画像形成装置５０の上部には、排出トレイ１５が設けられている。排出トレイ１５には、印刷済みのシートがフェイスダウンで排出されて堆積する。

また、本画像形成装置５０には、シート給送トレイ１０のシートを２次転写ユニット１１や定着ユニット１２を経由させて排出トレイ１５に送るための、略垂直形状のシート搬送路Ｓが設けられている。さらに、シート給送トレイ１０から排出トレイ１５までのシート搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６，レジストローラ１４、２次転写ユニット１１、定着部１２、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１〜２５−８）等が配されている。

搬送ローラ２５−１〜２５−４は、シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、シート給送トレイ１０の端部に備えられ、シート給送トレイ１０から、シートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。

また、レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されてくるシートを、一旦所定位置に停止させるものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端を同期させるタイミングでシートを２次転写ユニット１１へ搬送する機能を有している。
定着ユニット１２は、ヒートローラ３１，加圧ローラ３２，等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。

また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づき、制御基板４０の制御部によって所定の定着温度となるようにその内部に配置された図示しないヒーターが制御される。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３２との間を通過搬送されるシートを熱圧着する。これによって、シートに転写された多色トナー像が溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着する。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５−５、２５−６によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排出トレイ１５上に排出されるようになっている。
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されている。

シート給送トレイ１０の端部には、各々のピックアップローラ１６が配置され、シートを1枚ずつ搬送路に導くようになっている。
給紙カセット１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１〜２５−４によってレジストローラ１４まで搬送されて停止する。レジストローラ１４は、停止したシートの先端と中間転写ベルト７上のトナー像の先端を整合させるタイミングで停止したシートを２次転写ユニット１１へ送りだす。送り出されたシートは、２次転写ユニット１１で中間転写ベルト７上のトナー像が転写される。その後、シートは定着部１２を通過する。このとき、シート上の未定着トナーは熱で溶融し、定着部１２を通過後は、自然に冷却されてシート上に固着する。その後、シートは搬送ローラ２５−５を経て排紙ローラ２５−６から排出トレイ１５上に排出される。

排出トレイ１５の下方には、制御基板４０が配置されている。制御基板４０は、画像形成装置５０の各部の動作を制御するためのマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、マイクロコンピュータの処理のためのワークエリアおよび画像データの記憶領域を提供するＲＡＭを有する。前記マイクロコンピュータは、制御プログラムを実行することによって制御部として機能する。前述した画像形成に係る各部の動作、トナー像の転写に係る各部の動作、シートの搬送や定着部の温度制御などは、制御部の機能によって実現される。

また、制御基板４０は、入力回路と出力回路を有している。入力回路には、画像形成装置５０内の各部に配置されたセンサからの信号が入力され、マイクロコンピュータが入力された信号を用いて処理を行えるように構成されている。出力回路は、各部に配置された負荷を駆動するための信号を出力する回路である。

≪印刷濃度低下の原因の解析≫
次に、上記した図６の現象が発生した理由を簡単に説明する。
図２は２次転写前帯電部（ＰＴＣ）が配置された部分を模式的に示したものである。ＰＴＣの目的について述べると、この実施形態では、感光体ドラム３ａにはマイナストナー（黒丸で示す）が担持されており、１次転写ローラ６ａの軸にプラス電圧が印加されて中間転写ベルト７へ転写され、矢印Ａ方向に進んでいく。ＰＴＣ８０には、中間転写ベルト７上のマイナストナーに対して、２次転写効率をより高めるために、マイナス電圧を印加する。

中間転写ベルト７を挟んでＰＴＣ８０に対向する位置に対向ローラ８１が配備されている。対向ローラ８１は、中間転写ベルト７を張架させてＰＴＣとの距離を一定にさせることにあるが、それ自体は接地されている。
ＰＴＣ８０がオンされるタイミングは、２次転写部へ転写紙が給送されるタイミングと同期しており、具体的には、中間転写ベルト７上のトナー画像の先端がＰＴＣ８０の真上に来る約２００ｍｓｅｃ前にオンさせるように制御する。従い、１次転写ローラ６ａとＰＴＣ８０とが電圧が印加されるタイミングは、１次転写ローラ６ａの方が早い。よって、１次転写ローラ６ａでの１次転写を開始したあとに、ＰＴＣ８０がオンされることになる。

前述のように、１次転写ローラ６ａの軸にはプラス電圧が印加されている。１次転写部では、導電性の１次転写ローラ６ａおよび中間転写ベルト７と感光体ドラム３の基体との間に絶縁性の感光層が挟まれて配置され、一種のコンデンサが構成されている。１次転写ローラ６ａの軸に印加されたプラス電圧により、絶縁層としての感光層の表面がチャージされる。

１次転写ローラ６ａに電圧を印加する電源には、そのチャージ電流が流れる。ここで、ＰＴＣ８０がオンすると、それに印加されるマイナス電流は、全て中間転写ベルト７に付与されるわけではなく、ケース８０ｃや対向ローラ８１に流れ込む。また、中間転写ベルト７に付与されたＰＴＣ電流は、１次転写ローラ６ａのプラス電流に引かれて中間転写ベルト７の表面に沿って紙面左方向に流れていく。そのため、シールド部材が配置されていない従来の構成では、ＰＴＣ８０がオンされると、一部の電流が１次転写ローラ６ａに流れ込む。

１次転写ローラ６ａの表面の弾性材は、導電性といえどもある程度の抵抗を有している。一例では、その表面抵抗率は１０⁷Ω／□であり、弾性材の厚さは４ｍｍである。ここへＰＣＴ８０からの電流が流れ込むと、１次転写ローラ６ａの表面と軸との間に電位降下が生じ、１次転写ローラ６ａの表面の電位が実質的に低下するものと考えられる。また、１次転写ローラ６ａに流れ込んだ電流の影響で、１次転写ローラ６ａに電圧を印加している電源に流れる１次転写電流が低下する。その結果、従来の構成では、ＰＣＴ８０のオン以降は１次転写性が低下する。発明者は、この理論と、図６のような濃度ムラのある転写画像とは現象的に一致することを見出した。即ち、図６における転写紙進行方向の先端領域αは、図２における領域βと一致する。

≪検証実験とそれに基づく知見≫
そこで、現実にＰＴＣ８０から流れる電流がどれ位あるのかを図３に示すような測定系を用い、簡易的にテストした。具体的にはＰＴＣ８０に印加する電流を振った場合に、各ローラの流れる電流がどのように変化するのか、さらには１次転写性がどのように変化するのかをテストした。その結果を図４に示す。
ＰＴＣ電流が増加するにつれ、当然対向ローラ８１に流れる電流は増加していくが、転写ローラ６ａの電流が明らかに低下していくことがわかる。

また、１次転写ローラ６ａにおける１次転写性の評価方法として、感光体ドラム３ａに黒トナーを０．５ｍｇ／ｃｍ²の量を担持させたときの環境条件Ｎ／Ｎ（２５℃、５５％）において、転写紙先端部と後端部の画像濃度差で行った。その結果、ＰＴＣ電流が増加するにつれ、その濃度差が大きくなることがわかる。なお、画像濃度は、２次転写し、定着をさせた転写紙上の反射濃度をマクベス濃度計（商品名：ＲＤ９１４、マクベス社製）にて測定を行った。

そのようなテスト結果に基づき、図５に示すように、１次転写ローラ６ａと対向ローラ８１の間にシールド部材８２を中間転写ベルト７の裏面より接触させる構成とした。
そうすることで、図７に示すように、紙面全体にわたり、均一な１次転写性を得ることができた。

次に、中間転写ベルト７の電気抵抗の影響について検討を行った。電気抵抗の測定器としては、ハイレスター（商品名：ダイアインスツルメンツ製）を用いた。なお、電気抵抗の調整には、中間転写ベルト７中の導電材であるカーボンブラックの含有量を変化させることで行った。

また、評価方法としては、同様に感光体ドラム３ａに黒トナーを０．５ｍｇ／ｃｍ²の量を担持させたときの１次転写性を、二つの環境条件Ｎ／Ｎ（２５℃、５５％）とＨ／Ｈ（３８℃、８０％）で比較した。その結果を表１に示す。

以上より、１０⁹Ω／□では、１次転写濃度が確保できず、１０¹²Ω／□ではＨ／Ｈ環境で電気抵抗が低下してしまう関係から、実使用上の問題があることが判明した。従い、中間転写体の表面抵抗率が１０^9.5Ω／□から１０¹¹Ω／□の範囲であれば、特に問題を発生させず良好であることがわかる。特に、１０¹⁰Ω／□から１０¹¹Ω／□の範囲ではＨ／Ｈ環境とＮ/Ｎ環境の両方で１．３３以上の濃度が得られており、より好ましい結果が得られている。

≪変形例≫
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

例えば、シールド部材８２を対向ローラ８１の両側に設ける（図８参照）ようにすれば、ＰＣＴ８０から２次転写ローラへの流れ込む電流を抑えることができる。従って、ＰＴＣ８０のオン／オフにより２次転写に影響がある場合に有効である。

前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

本発明の実施形態の一例として示す画像形成装置を模式断面図である。 本発明において図１に示す画像形成装置のＰＴＣ付近の拡大図である。 本発明の実施形態においてＰＴＣに流れる電流をテストする概略図である。 本発明の実施形態における図３のテスト結果を示す図である。 本発明のシールド部材を配置したＰＴＣ付近の拡大図である。 従来の画像形成装置において、１次転写の濃度ムラが現れた印刷結果の一例を示す図である。 本発明の画像形成装置において、１次転写の濃度ムラが解消された印刷結果の一例を示す図である。 本発明の異なる態様として、シールド部材を２つ配置したＰＴＣ付近の拡大図である。

符号の説明

６ ：１次転写ローラ
７ ：中間転写体
８−１：中間転写体用駆動ローラ
１１ ：２次転写ユニット
１１ａ：２次転写ベルト
１１ｂ：駆動ローラ
１１ｃ：従動ローラ
１１ｄ：テンションローラ
１１ｅ：２次転写ローラ
５０ ：画像形成装置
６０ ：記録媒体
７０ ：ペーパーガイド
８０ ：ＰＴＣ
８１ ：対向ローラ
８２ ：シールド部材

Claims (6)

1. トナー画像の形成に用いる複数の感光体と、
   それらの感光体と接触しながら移動し、各感光体で形成されたトナー画像を順次転写して重畳するための中間転写体と、
   前記中間転写体が各感光体に接触するように中間転写体を接触面の裏面側からそれぞれ押圧し、各トナー画像を中間転写体上に転写させるための電圧がそれぞれ印加される導電性１次転写部材と、
   中間転写体上に重畳されたトナー画像が移動する先に配置され、そのトナー画像を印刷シート上に転写する２次転写部と、
   重畳されたトナー画像が２次転写部に至る経路中に配置され、移動するトナー画像に電荷を付与する２次転写前帯電部と、
   ２次転写前帯電部とその直近の１次転写部材との間に配置される導電性のシールド部材とを備え、
   前記シールド部材は、中間転写体の裏面側に接し、かつ、一定の電位に保たれるよう構成されることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記シールド部材は、接地電位に保たれるように接地されてなる請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. トナー画像が通過する前後に前記２次転写前帯電部による電荷の付与動作をオンおよびオフさせる制御部をさらに備え、
   前記シールド部材は、制御部がトナー画像の通過前に２次転写前帯電部をオンさせるときに前記トナー画像の先端がある位置よりも２次転写前帯電部に近い位置に配置される請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記中間転写体は、その表面抵抗率が１０^9.5Ω／□以上、１０¹¹Ω／□未満である請求項１〜３の何れか一つに記載のカラー画像形成装置。
5. 前記１次転写部材は、その表面抵抗率が１０⁵Ω／□以上、１０⁸Ω／□未満の導電性材料からなる請求項１〜４の何れか一つに記載のカラー画像形成装置。
6. 前記シールド部材は、一定の電位に保たれるよう直流電源に接続されてなる請求項１に記載のカラー画像形成装置。

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