JP2017156709A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次転写部における転写不良を抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することを可能とする画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、最上流に配置された第１の画像形成部ＰＹと、第１の画像形成部ＰＹよりも下流に配置された第２の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫとにおける、像担持体１と中間転写体７との接触部（第１の接触部）ｎ１の中心に対する中間転写体７と一次転写部材との接触部（第２の接触部）ｎ２の中心のオフセット量（ただし、上流側を正の値とする）をそれぞれＬ１、Ｌ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たし、第１の画像形成部ＰＹにおける一次転写部材５の加圧手段１１の加圧力Ｆ１と、第２の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおける加圧手段１１の加圧力Ｆ２とは、第１、第２の画像形成部のそれぞれにおける一次転写部材５による中間転写体７の像担持体１への単位面積当たりの加圧力が略同一になるように設定されている構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式などを利用した画像形成装置では、感光体などの像担持体に適宜のプロセスで形成されたトナー像を、被転写体上に静電的に転写することが行われる。カラー画像形成装置などでは、転写材の選択範囲が広いなどの利点を有することから、像担持体から一旦中間転写体にトナー像を転写（一次転写）した後、中間転写体から紙などの転写材にトナー像を転写（二次転写）する中間転写方式が広く用いられている。

転写工程後の像担持体の表面には、被転写体に転写しきれなかったトナー（転写残トナー）が残留する。また、複数の像担持体が並べて配置されたタンデム型の画像形成装置では、上流側の像担持体から被転写体に転写されたトナーが下流側の像担持体に再転写され、像担持体の表面にそのトナー（再転写残トナー）が残留することがある。再転写残トナーは、上流側の転写部で電荷の極性が反転したトナーが、下流側の転写部で像担持体に転移することにより発生する。

そのため、多くの画像形成装置では、像担持体の表面から転写残トナーや再転写残トナーを除去して回収するクリーニング装置が設けられている。また、装置の小型化やエコロジー対応などのために、転写残トナーを回収するクリーニング装置を設けずに、転写残トナーを現像装置で回収するようにした「クリーナーレスシステム」も提案されている（特許文献１）。

ここで、転写残トナー量の低減と、再転写残トナー量の低減とは、一般的にトレードオフの関係にある。図６は、転写電流（転写部に転写電圧を印加した際に流れる電流）と像担持体上に残留するトナー（転写残トナー、再転写残トナー）の量との関係の一例を示す。図６に示すように、転写残トナー量を最小化するように転写電流を設定しようとすると、再転写残トナー量が増加してしまうため、転写残トナー量の低減と再転写残トナー量の低減とを両立することは難しい。

特許文献２は、感光ドラム（像担持体）に対し中間転写ベルトの移動方向下流側にオフセットした位置から感光ドラムと正対する位置までの範囲でより上流側に一次転写ローラ（転写部材）を配置することで、再転写残トナー量を低減することを開示している。

特開２００１−１１７４２４号公報 特開２００７−４１０８６号公報

しかしながら、感光ドラムに対し中間転写ベルトの移動方向下流側にオフセットした位置から感光ドラムと正対する位置までの範囲でより上流側に一次転写ローラを配置したとしても、再転写残トナー量を十分に低減することができないことがある。

また、一次転写ローラを感光ドラムに近づけて配置すると、一次転写ローラによる中間転写ベルトの感光ドラムへの単位面積当たりの加圧力が大きくなり、一次転写部においてトナーの凝集が起きやすくなる。そして、一次転写部でトナーの凝集が起きると、二次転写部における転写不良が起きやすくなる。

したがって、本発明の目的は、二次転写部における転写不良を抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することを可能とする画像形成装置を提供することである。

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、本発明の代表的な構成は、移動可能な中間転写体と；前記中間転写体の移動方向に沿って並んで配置された複数の画像形成部であって、各画像形成部は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写させる一次転写部材と、前記一次転写部材を前記像担持体側に加圧する加圧手段と、を備え、各画像形成部において、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する第１の接触部と、前記中間転写体と前記一次転写部材とが接触する第２の接触部と、が形成される複数の画像形成部と；前記複数の画像形成部のそれぞれの前記一次転写部材に前記一次転写のための電圧を印加する電源と；前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写させる二次転写手段と；を有し、前記複数の画像形成部のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された第１の画像形成部と、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部よりも下流に配置された第２の画像形成部とにおける、前記中間転写体の移動方向における前記第１の接触部の中心に対する前記第２の接触部の中心のオフセット量（ただし、前記第１の接触部の中心より前記第２の接触部の中心が前記中間転写体の移動方向の上流側にある場合を正の値とする）をそれぞれＬ１、Ｌ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たし、前記第１の画像形成部における前記加圧手段の加圧力Ｆ１と、前記第２の画像形成部における前記加圧手段の加圧力Ｆ２とは、前記第１、第２の画像形成部のそれぞれにおける前記一次転写部材による前記中間転写体の前記像担持体への単位面積当たりの加圧力が略同一になるように設定されていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、二次転写部における転写不良を抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することが可能となる。

画像形成装置の概略断面図である。 一次転写部の模式的な断面図である。 転写残トナー量及び再転写残トナー量と転写電流との関係を示すグラフ図である。 転写残トナー量及び転写効率と転写電流との関係を示すグラフ図である。 オフセット量の違いによる一次転写部の面圧の違いを示すグラフ図である。 転写残トナー量と再転写残トナー量との関係の一例を示すグラフ図である。 オフセット量及び加圧バネの加圧力の設定を説明するための模式図である。

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。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型の複合機であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置の機能を備える。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。これら４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、後述する中間転写ベルト７の移動方向に沿って並んで配置されている。

なお、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおける同一又は対応する構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。また、語頭にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付していずれかの色用の要素であることを区別することがある。本実施例では、画像形成部Ｐは、後述する感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、トナー帯電ブラシ６を有して構成される。

画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム状（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。本実施例では、感光ドラム１は、有機光導電体（ＯＰＣ）を備えたドラム状の有機感光体である。本実施例では、感光ドラム１の外径は約３０ｍｍである。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電される。帯電工程時に、帯電ローラ２には、帯電電源（図示せず）から所定の帯電バイアス（帯電電圧）が印加される。一様に帯電された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザービームスキャナ）３によって、画像信号に応じて変調されたレーザー光で走査露光される。これにより、感光ドラム１の表面に静電潜像（静電像）が形成される。露光装置３は、半導体レーザーを内蔵しており、この半導体レーザーは、例えばＣＣＤなどの光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を出射する。

感光ドラム１上に形成された静電潜像は、感光ドラム１にトナーを供給する現像手段としての現像装置４によって、現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）される。これにより、感光ドラム１の表面にトナーによる可視画像、すなわち、トナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着する（反転現像）。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。現像装置４は、トナーを担持して感光ドラム１との対向部（現像部）に搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４１を有する。現像工程時に、現像ローラ４１には、現像電源（図示せず）から所定の現像バイアス（現像電圧）が印加される。本実施例では、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４などで、感光ドラム１にトナー像を形成するトナー像形成手段が構成される。

各画像形成部Ｐの各感光ドラム１と対向するように、移動可能な中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラ（支持体）としての駆動ローラ８、テンションローラ９、二次転写対向ローラ１０に掛け回されて、所定の張力をもって張架されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ８が回転駆動されることによって図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）する。中間転写ベルト７の内周面側には、各感光ドラム１に対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ５が配置されている。本実施例では、一次転写ローラ５の外径は約１２ｍｍである。一次転写ローラ５は、長手方向（回転軸線方向）の両端部において、加圧手段としての加圧バネ１１によって中間転写ベルト７を介して感光ドラム１側に加圧される。これにより、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部Ｔ１が形成される。ここでは、一次転写ローラ５の長手方向の両端部における加圧バネ１１の加圧力の総和を、加圧バネ１１の加圧力Ｆとする。

上述のようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ５の作用により、中間転写ベルト７に静電的に転写（一次転写）される。一次転写工程時に、一次転写ローラ５には、一次転写電源Ｅ１からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である一次転写バイアス（一次転写電圧）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１上に形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が、重ね合わされるようにして中間転写ベルト７に順次転写される。

中間転写ベルト７の外周面側において、二次転写対向ローラ１０と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ１２が配置されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト７を介して二次転写対向ローラ１０に向けて加圧され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１２とが接触する二次転写部Ｔ２を形成する。

上述のようにして中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ１２の作用により、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１２とに挟持されて搬送される紙などの転写材Ｓに静電的に転写（二次転写）される。二次転写工程時に、二次転写ローラ１２には、二次転写電源Ｅ２からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である二次転写バイアス（二次転写電圧）が印加される。転写材Ｓは、中間転写ベルト７上のトナー像とタイミングが合わされて、搬送ローラ１３などによって二次転写部Ｔ２へと搬送される。

トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての熱ローラ定着器１５に送られ、加熱及び加圧されてトナー像の定着（溶融固着）が行われた後に、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部に排出（出力）される。

また、一次転写工程において中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１の表面に残留したトナー（転写残トナー）は、次のようにして回収される。本実施例では、画像形成装置１００は、「クリーナーレスシステム」を採用しており、転写残トナーを回収するクリーニング装置は設けられていない。転写残トナーは、現像装置４において「現像同時回収」によって感光ドラム１上から除去されて回収され、その後の現像工程で再利用される。現像同時回収は、転写残トナーを次工程以降の現像工程時に現像装置４で回収するものである。すなわち、次の現像工程時において、現像装置４の現像ローラ４１に印加される直流電圧と感光ドラム１の表面電位との間の電位差であるＶｂａｃｋ（かぶり取り電位差）によって、感光ドラム１の表面に存在する転写残トナーは現像装置４に回収される。本実施例では、転写残トナーの帯電極性を制御するため、トナー帯電手段としてのトナー帯電ブラシ６が設けられている。本実施例では、トナー帯電ブラシ６は、導電性を有する繊維で構成されたブラシ部をローラ状に形成したブラシローラであり、感光ドラム１の回転方向において一次転写部Ｔ１と帯電ローラ２による帯電処理部との間に設けられている。トナー帯電ブラシ６は、感光ドラム１に接触して配置され、回転駆動される。トナー帯電ブラシ６には、トナー帯電電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性と同極性の電圧が印加される。感光ドラム１の回転方向においてトナー帯電ブラシ６よりも上流側かつ一次転写部Ｔ１よりも下流側に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される別のトナー帯電部材を更に配置してもよい。この別のトナー帯電部材も、上記トナー帯電ブラシ６と同様に、導電性を有する繊維で構成されたブラシ部を備えたブラシ状部材（例えばブラシローラ）とすることができる。

また、二次転写工程時に転写材Ｓに転写しきれずに中間転写ベルト７の表面に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１４によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。

２．一次転写部
図２は、代表して１つの画像形成部Ｐの一次転写部Ｔ１を感光ドラム１の回転軸線方向に見た模式的な断面図である。なお、本実施例では感光ドラム１の回転軸線方向と一次転写ローラ５の回転軸線方向は略平行である。また、以下の説明において、上流、下流とは、特に言及しない場合は、中間転写ベルト７の移動方向（回転方向）におけるものである。

一次転写ローラ５が中間転写ベルト７を介して感光ドラム１側に加圧されると、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する第１の接触部ｎ１と、中間転写ベルト７と一次転写ローラ５とが接触する第２の接触部ｎ２と、が形成される。ここでは、上記第１の接触部ｎ１を、特に一次転写部Ｔ１と呼んでいる。中間転写ベルト１の移動方向において、第１の接触部ｎ１は幅Ａを有し、第２の接触部ｎ２は幅Ｂを有する。

ここで、中間転写ベルト７の移動方向における、第１の接触部ｎ１の中心Ａ０に対する第２の接触部ｎ２の中心Ｂ０の相対位置（ずれ量）を、一次転写ローラ５の感光ドラム１に対するオフセット量Ｌとする。ただし、オフセット量Ｌは、第１の接触部ｎ１の中心Ａ０より第２の接触部ｎ２の中心Ｂ０が中間転写ベルト７の移動方向の上流側にある場合を正の値とする。なお、本実施例では、上記オフセット量Ｌは、中間転写ベルト７の移動方向における感光ドラム１の回転中心に対する一次転写ローラ５の回転中心の相対位置（ずれ量）と同じである。

本実施例では、最上流に配置されたＹ画像形成部ＰＹにおけるオフセット量Ｌ１は負の値として、一次転写ローラ５を感光ドラム１に対して下流側にオフセットさせる。一方、Ｙ画像形成部ＰＹより下流側の（すなわち最上流を除く）ＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおけるオフセット量Ｌ２は正の値として、一次転写ローラ５を感光ドラム１に対して上流側にオフセットさせる。これは、以下で詳しく説明するように、Ｙ画像形成部ＰＹでは再転写残トナーの発生が問題とならないが、ＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは再転写残トナーの発生が問題となるからである。

３．オフセット量Ｌと再転写残トナー量との関係
図３は、オフセット量Ｌの違いによる再転写残トナー量の違いを調べた結果を示すグラフ図である。図３において、破線は、オフセット量Ｌを−３．０ｍｍ、−１．０ｍｍ、０ｍｍ、＋０．５ｍｍ、＋１．０ｍｍの５種類に変更して、転写電流と再転写残トナー量との関係を調べた結果を示す。再転写残トナー量は、感光ドラム１上の再転写残トナーの反射濃度を反射濃度計で測定した結果で表している。また、図３には、転写電流と転写残トナー量との関係を調べた結果も実線で示している。転写残トナー量も、感光ドラム１上の転写残トナーの反射濃度を反射濃度計で測定した結果で表している。ここでは、代表してＫ画像形成部ＰＫについての結果（感光ドラム１Ｋ上のＣトナーの再転写残トナー量、Ｋトナーの転写残トナー量）を示す。

図３に示すように、オフセット量Ｌの値が相対的に小さい場合は、再転写残トナー量が増加する。再転写残トナー量が増加すると、トナーの消費量が増加してしまう。また、再転写残トナー量が増加すると、トナー帯電ブラシ６にトナーが詰まることがある。トナー帯電ブラシ６にトナーが詰まると、感光ドラム１への電流量の減少が起こり、トナーの帯電極性の制御が上手くいかず、帯電極性が反転しているトナーが感光ドラム１上に多く残留しやすくなる。そして、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電が不均一になって、かぶり（非画像部へのトナーの付着）や砂地（画像濃度ムラ）などの画像不良が発生する場合がある。本実施例では、中間転写ベルト７の移動方向の上流から、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順で一次転写が行われる。したがって、再転写残トナーが発生する可能性があるのは、最上流のＹ画像形成部ＰＹを除くＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫである。

これに対し、図３に示すように、オフセット量Ｌの値が大きくなるほど、再転写残トナー量が低減し、転写電流を上げていった場合の再転写残トナー量の増加も抑制されることがわかった。特に、オフセット量Ｌを正の値とした場合は、転写電流を上げても再転写残トナー量が増加しにくいことがわかった。つまり、オフセット量Ｌを正の値とした場合には、再転写残トナーを増加させることなく、転写電流の設定値を大きくすることが可能となり、転写電流を上げることで転写残トナーを低減することが可能となる。

そこで、本実施例では、再転写残トナーが発生する可能性のあるＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいては、オフセット量Ｌを正の値とする。

図３からわかるように、再転写残トナー量を十分に抑制するためには、オフセット量Ｌを＋０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、＋１．０ｍｍ以上とすることがより好ましい。

４．転写電流の設定値
図４は、転写電流の違いによる転写効率（一次転写効率）の違いを調べた結果を示すグラフ図である。図４において、破線は転写電流と転写効率との関係を示し、実線は転写電流と転写残トナー量との関係を示す。転写効率は、感光ドラム１上に形成したトナー像のトナー量に対する、中間転写ベルト７に転写されたそのトナー像のトナー量の割合（百分率）で表される。

転写電流は、転写電流の増加に対する転写効率の増加が飽和する範囲（最も転写効率の高い範囲）で設定することが望ましい。典型的には、転写効率が９０％以上であることが望ましい。本実施例では、このように転写効率を最も高くする（転写残トナー量を最も低減する）ために必要な転写電流は２６μＡ以上であり、この場合の転写効率は９５％程度となる。

ここで、図３に示すように、転写電流を２６μＡ以上まで上げると、オフセット量Ｌを負の値とした場合、つまり一次転写ローラ５を感光ドラム１に対し下流側にオフセットさせた場合には、再転写残トナー量が増加してしまうことがわかる。これに対し、オフセット量Ｌを正の値とした場合、つまり一次転写ローラ５を感光ドラム１に対して上流側にオフセットさせた場合には、転写電流を２６μＡ以上に上げても、再転写残トナー量がほとんど増加しない。

このように、一次転写ローラ５を感光ドラム１に対して上流側にオフセットさせた場合には、転写電流を転写残トナー量が最も低減される領域まで大きくしても、再転写残トナー量が増加しないことがわかる。つまり、オフセット量Ｌを好ましくは＋０．５ｍｍ以上、より好ましくは＋１．０ｍｍ以上とし、転写電流を転写残トナー量が最も低減される領域まで大きくすることで、転写残トナー量の低減と再転写残トナー量の低減との両立が可能となる。

５．オフセット量Ｌの設定範囲
上述のように、再転写残トナー量を十分に低減するためには、オフセット量Ｌを＋０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、＋１．０ｍｍ以上とすることがより好ましい。

ただし、オフセット量Ｌを大きくし過ぎると、感光ドラム１上のトナーが、第１の接触部ｎ１に突入する前に、第１の接触部ｎ１の上流側で電界の作用によって中間転写ベルト７方向に飛翔する、「プレ転写」が発生しやすくなる。プレ転写が発生すると、トナー像のトナーが所望の位置に着地せずに飛び散ったようになる「飛び散り」が発生する。したがって、オフセット量Ｌは、飛び散りの発生が十分に少ない範囲で設定することが望まれる。

表１は、オフセット量Ｌの違いによる再転写及び飛び散りの発生程度の違いを評価した結果を示す。評価結果は、◎（良好）、○（実用上問題なし）、△（実用上問題となり得る）、×（実用に適さない）で示す。再転写の発生程度は、図３の場合と同様にして調べて、再転写残トナー量が０．０５未満の場合を◎、０．０５以上０．１０未満の場合を○、０．１０以上０．１５未満の場合を△、０．１５以上の場合を×とした。また、飛び散りの発生程度は、所定の画像を形成して目視で主観評価した。なお、転写電流は２６μＡで一定とした。ここでは、代表してＫ画像形成部ＰＫについての結果（感光ドラム１Ｋ上のＣトナーの再転写残トナー量、Ｋトナーの飛び散り）を示す。

表１からわかるように、飛び散りを十分に抑制するためには、オフセット量Ｌは＋１．５ｍｍ以下とすることが好ましく、−１．５ｍｍ以下とすることがより好ましい。なお、オフセット量Ｌは、小さくし過ぎても転写効率が低下するため、−５．０ｍｍ以上が好ましく、−３．５ｍｍ以上がより好ましい。

以上をまとめると、再転写残トナーが発生する可能性のあるＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、オフセット量Ｌを、＋０．５ｍｍ以上、＋１．５ｍｍ以下の範囲で設定することが好ましい。また、＋１．０ｍｍ以上、＋１．５ｍｍ以下の範囲で設定することがより好ましい。これにより、飛び散りを十分に抑制しつつ、再転写を十分に抑制することができる。

一方、再転写残トナーの発生が問題とならないＹ画像形成部ＰＹでは、オフセット量Ｌを、負の値、好ましくは−１．５ｍｍ以下、より好ましくは−３．０ｍｍ以下の範囲で設定することが好ましい。これにより、再転写残トナーの発生が問題にならない画像形成部Ｐにおいて、飛び散りをより良好に抑制することができる。

特に、本実施例では、Ｙ画像形成部ＰＹにおけるオフセット量Ｌ１は−３．０ｍｍとした。また、本実施例では、ＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおけるオフセット量Ｌ２は＋１．０ｍｍとした。

６．オフセット量Ｌと一次転写ローラの感光ドラムへの加圧力
オフセット量Ｌの絶対値が相対的に小さい場合、中間転写ベルト７上のトナーの凝集が起きやすくなることがわかった。トナーが凝集すると、中間転写ベルト７に対するトナーの付着力が大きくなり、二次転写工程において中間転写ベルト７上のトナーが転写材Ｓに転写されにくくなる。その結果、画像の一部が転写されずに抜ける「転写抜け」といった二次転写部Ｔ２における転写不良が発生しやすくなる。

表２は、オフセット量Ｌと転写抜けの発生程度との関係を示す。表２には、表１に示した再転写及び飛び散りの発生程度も併せて示している。評価結果は、◎（良好）、○（実用上問題なし）、△（実用上問題となり得る）、×（実用に適さない）で示す。転写抜けの発生程度は、所定の画像を形成して目視で主観評価した。なお、転写電流は２６μＡで一定とした。また、一次転写ローラ５の感光ドラム１への加圧力は所定の値で一定とした。ここでは、代表してＫ画像形成部ＰＫについての結果（感光ドラム１Ｋ上のＣトナーの再転写残トナー量、Ｋトナーの飛び散り、Ｋトナーの転写抜け）を示す。

表２から、再転写残トナー量の低減と飛び散りの低減とを両立することが可能となるオフセット量Ｌ＝＋０．５ｍｍ〜＋１．５ｍｍの範囲であっても、一次転写ローラ５の感光ドラム１への加圧力によっては転写抜けが発生してしまう場合があることがわかる。

そこで、本実施例では、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集を抑制するために、一次転写ローラ５の感光ドラム１への加圧力を、オフセット量Ｌに応じて変更する。具体的には、一次転写ローラ５を感光ドラム１側（すなわち、像担持体側）に加圧する加圧バネ１１の加圧力Ｆを、オフセット量Ｌに応じて変更する。このとき、加圧バネ１１の加圧力Ｆは、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集（二次転写部Ｔ２における転写不良）を十分に抑制できる範囲で設定する。具体的には、一次転写ローラ５による中間転写ベルト７の感光ドラム１への単位面積当たりの加圧力（ここでは「面圧」ともいう。）がそのような範囲になるように設定する。特に、本実施例では、ＹＭＣＫ画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのそれぞれにおける面圧を略同一とするように、それぞれの画像形成部Ｐの加圧バネ１１の加圧力Ｆをオフセット量Ｌに応じて変更する。ここで、面圧を略同一とすることには、面圧を完全に同一にすることのみではなく、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集を十分に抑制する観点から許容できる誤差範囲（例えば±１０％程度）で異なる場合も含まれる。また、加圧バネ１１の加圧力Ｆは、加圧バネ１１のバネ定数、加圧バネ１１の支持部の感光ドラム１に対する相対位置を変更することで変更することができる。図７には、加圧バネ１１の支持部１６の位置によって加圧力Ｆを変更した場合の例を模式的に示している。

図５は、オフセット量Ｌが０ｍｍ、＋１．５ｍｍの場合のそれぞれの面圧を、加圧バネ１１の加圧力Ｆを一定として計測した結果を示す。測定は、面圧分布測定システムＩＳＣＡＮ（ニッタ株式会社製）を用いて、次のようにして行った。フィルム状の圧力センサを一次転写部Ｔ１（第１の接触部ｎ１）における中間転写ベルト７と感光ドラム１との間に挿入し、中間転写ベルト７及び感光ドラム１の回転を停止させた状態で測定した。

図５から、加圧バネ１１の加圧力Ｆが一定の場合、オフセット量Ｌの絶対値が相対的に小さいほどピーク圧が相対的に高くなることがわかる。つまり、加圧バネ１１の加圧力Ｆが一定の場合、オフセット量Ｌの絶対値が小さいほど、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集が起こりやすく、結果として二次転写部Ｔ１での転写抜けなどの転写不良が起こりやすい。したがって、本実施例では、オフセット量Ｌの絶対値を小さくした場合は、加圧バネ１１の加圧力Ｆを小さくするように変更する。

表３は、面圧を略同一とするようにオフセット量Ｌに応じて加圧バネ１１の加圧力Ｆを変更する場合の、該加圧バネ１１の加圧力Ｆの設定を示す。ここでは、具体的には、上述の測定方法で測定した｜Ｌ｜＝３のピーク圧を１とした時の各オフセット量Ｌに対するピーク圧の比に応じて、ピーク圧を一定とするように加圧バネ１１の加圧力Ｆを設定した。本実施例では、このようにオフセット量Ｌに応じて加圧バネ１１の加圧力Ｆを変更することで、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集を十分に抑制することができる。

つまり、図７（ａ）に示すように、本実施例では、再転写残トナーの影響のないＹ画像形成部ＰＹでは、飛び散りの抑制に有利なオフセット量Ｌ１＝−３．０ｍｍとし、加圧バネ１１の加圧力Ｆ１を９００ｇｆとする。一方、再転写残トナーの影響のあるＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、再転写残トナー量の低減と飛び散りの低減との両立が可能なオフセット量Ｌ２＝＋１．０ｍｍとし、加圧バネ１１の加圧力Ｆ２を３７０ｇｆとする。これにより、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集（二次転写部における転写不良）を抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することが可能となる。

なお、転写電流、オフセット量Ｌ、加圧力Ｆは、本実施例の値に限定されるものではない。具体的な装置構成などに応じて、転写残トナー量の低減、再転写残トナー量の低減、飛び散りの低減、一次転写部Ｔ１におけるトナーの凝集（二次転写部Ｔ２における転写不良）の抑制を十分に達成できるように適宜設定することができる。

７．効果の検証
上述の条件でオフセット量Ｌを設定した画像形成装置１００を用いて画像出力を繰り返す耐久試験を行った。試験は、２３℃、５％ＲＨの温湿度環境において、感光ドラム１及び中間転写ベルト７の周速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、転写材ＳとしてＡ４サイズのキヤノン製用紙ＧＦ−Ｃ０８１（坪量８１．４ｇ／ｍ^２）を用いて行った。

初期と５００００枚の画像出力後とで、一次転写電流を２６μＡとして転写効率の測定を行ったところ、いずれも約９０％以上であり、再転写残トナー量が増加することもないことが確認された。また、５０００枚ごとにベタ画像とライン画像を搬送方向に対し帯状に印刷したところ、転写抜け、飛び散り、残像・砂地・かぶり、などの画像不良が発生することもなかった。

このように、本実施例では、最上流に配置された第１の画像形成部ＰＹにおけるオフセット量をＬ１、第１の画像形成部ＰＹよりも下流に配置された第２の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおけるオフセット量をＬ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たす。ただし、オフセット量は、第１の接触部の中心より第２の接触部の中心が中間転写ベルト７の移動方向の上流側にある場合を正の値とする。また、本実施例では、第１の画像形成部ＰＹにおける加圧バネ１１の加圧力Ｆ１と、第２の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおける加圧バネ１１の加圧力Ｆ２とは、第１、第２の画像形成部のそれぞれにおける面圧が略同一になるように設定されている。なお、上述のように、この面圧とは、一次転写ローラ５による中間転写ベルト７の感光ドラム１への単位面積当たりの加圧力のことである。特に、本実施例では、Ｌ１は負の値であり、Ｌ２は正の値である。また、本実施例では、第２の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、複数の画像形成部のうち第１の画像形成部ＰＹを除く全ての複数の画像形成部である。換言すれば、本実施例では、画像形成装置１００は、上記Ｌ１、Ｌ２、上記Ｆ１、Ｆ２が、Ｌ２＞Ｌ１、及びＦ２＜Ｆ１の関係を満たすように構成されている。

以上説明したように、本実施例によれば、二次転写部Ｔ２における転写不良を抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することが可能となる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。

実施例１では、最上流を除く全ての画像形成部Ｐ、すなわち、ＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫで、オフセット量Ｌを＋１．０ｍｍとした。これは、実施例１で説明したように、再転写残トナー量を低減しつつ、飛び散りも低減するためである（表１）。

ただし、実施例１で説明したように、再転写残トナー量をより良好に低減するためには、オフセット量Ｌを例えば＋３．０ｍｍなど、より大きな値とすることが有利である。しかし、実施例１で説明したように、オフセット量Ｌを大きくしていくと、飛び散りが目立つようになる。

ここで、細線や文字などを描画することの多いブラック色のトナーでは飛び散りが認識されやすいが、イエロー、マゼンタ、シアンの各色（有彩色）のトナーではブラック色のトナーに比べて目立ちにくいという特性がある。

そこで、本実施例では、飛び散りが認識されやすいブラック色の画像を形成するＫ画像形成部ＰＫではオフセット量Ｌを正の値とすると共に、オフセット量Ｌの絶対値を相対的に小さく設定する。一方、飛び散りが認識されにくいマゼンダ、シアンの各色の画像を形成するＭＣ画像形成部ＰＭ、ＰＣでは、オフセット量Ｌを正の値とすると共に、オフセット量Ｌの絶対値を相対的に大きく設定する。

具体的には、図７（ｂ）に示すように、本実施例では次のような設定とする。つまり、再転写残トナーの影響のあるＭＣＫ画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのうち、飛び散りが認識されやすいブラック色用のＫ画像形成部ＰＫでは、オフセット量Ｌ２を＋１．０ｍｍとし、加圧バネ１１の加圧力Ｆ２を３７０ｇｆとする。これに対し、飛び散りの目立ちにくいマゼンタ、シアンの各色用のＭＣ画像形成部ＰＭ、ＰＣでは、オフセット量Ｌ３を＋３．０ｍｍとし、加圧バネ１１の加圧力Ｆ３を９００ｇｆとする。なお、再転写残トナーの影響のないＹ画像形成部ＰＹでは、実施例１と同様に、オフセット量Ｌ１を−３．０ｍｍとし、加圧バネ１１の加圧力Ｆ１を９００ｇｆとする。表４に、実施例１と本実施例とでのオフセット量Ｌの設定を示す。

このように、最上流に配置された第１の画像形成部ＰＹにおけるオフセット量をＬ１とする。また、第１の画像形成部ＰＹよりも下流に配置されブラック色のトナー像を形成する第２の画像形成部ＰＫにおけるオフセット量をＬ２とする。また、第１の画像形成部ＰＹよりも下流に配置されブラック色以外の色のトナー像を形成する第３の画像形成部ＰＭ、ＰＣにおけるオフセット量をＬ３とする。このとき、本実施例では、画像形成装置１００は、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たすように構成されている。特に、本実施例では、Ｌ１は負の値であり、Ｌ２及びＬ３は正の値である。また、本実施例では、第２の画像形成部ＰＫは、最下流に配置された画像形成部である。また、本実施例では、第３の画像形成部ＰＭ、ＰＣは、第１、第２の画像形成部を除く全ての複数の画像形成部である。

以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができると共に、ＭＣ画像形成部ＰＭ、ＰＣでの再転写残トナー量を更に低減することができる。

なお、本実施例では、実施例１と同様に、面圧を略同一とするように、オフセット量Ｌに応じて加圧バネ１１の加圧力Ｆを変更した。ここで、青空などの画像を描画する場合などに、マゼンダ、シアンの各色のトナーの転写抜けが目立ちやすいという特性がある。一方、文字などを描画することの多いブラック色のトナーでは、転写抜けは目立ちにくいという特性がある。また、実施例１で説明したように、例えば加圧バネ１１の加圧力を一定とした場合、オフセット量Ｌの絶対値が小さいほど面圧が大きくなり、オフセット量Ｌの絶対値が大きいほど面圧が小さくなるという特性がある。この点、上述の本実施例のオフセット量Ｌの設定では、ＹＭＣ画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣでは、面圧は小さくなる方向であり、一次転写部Ｔ１でのトナーの凝集は起きにくく、二次転写部Ｔ２での転写抜けなどの転写不良は発生しにくい。一方、Ｋ画像形成部ＰＫでは、面圧は大きくなる方向であるが、仮に一次転写部Ｔ１でのトナーの凝集が起きても、二次転写部Ｔ２での転写抜けなどの転写不良の影響は小さい。したがって、図７（ｃ）のように、本実施例では、ＹＭＣＫ画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおける加圧バネ１１の加圧力Ｆ１を、ＹＭＣ画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣでトナーの凝集を十分に抑制できる範囲の値で略同一、例えば９００ｇｆとしてもよい。これにより、二次転写部Ｔ２における転写不良を十分に抑制しつつ、転写残トナー量及び再転写残トナー量を低減することが可能となる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、画像形成装置はクリーナーレスシステムを採用しているが、本発明は像担持体をクリーニングするクリーニング装置を有する画像形成装置にも適用できる。クリーニング装置としては、例えば、クリーニング部材として、像担持体に当接して配置され移動する像担持体から転写残トナーを掻き取って除去するクリーニングブレードを備えたものを用いることができる。このような像担持体のクリーニング装置を備えた画像形成装置においても、再転写残トナーの増加により、トナー消費量が増えると言う問題がある。したがって、本発明を適用することで、再転写残トナー量を低減することが有効である。

また、上述の実施例では、像担持体として有機感光体を使用したが、アモルファスシリコン感光体などの無機感光体を使用してもよい。また、像担持体はドラム状である必要はなく、例えばベルト状であってもよい。さらに、帯電方式、現像方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上述の実施例にて用いた方式に限定されるものではない。

また、一次転写部材はローラ状の部材に限定されるものではなく、固定配置されたブラシ状の部材、ブレード状の部材、シート状の部材などであってもよい。なお、一次転写部材がブラシ状の部材である場合など、微視的に見たときに中間転写体の移動方向における一次転写部材と中間転写体との接触部が不連続である場合には、前述の第２の接触部は最上流の接触位置から最下流の接触位置までの範囲とすればよい。

１ 感光ドラム
５ 一次転写ローラ
６ トナー帯電ブラシ
７ 中間転写ベルト
１１ 加圧バネ
１２ 二次転写ローラ
１００ 画像形成装置
Ｐ 画像形成部
Ｓ 転写材

Claims (12)

1. 移動可能な中間転写体と、
   前記中間転写体の移動方向に沿って並んで配置された複数の画像形成部であって、各画像形成部は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写させる一次転写部材と、前記一次転写部材を前記像担持体側に加圧する加圧手段と、を備え、各画像形成部において、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する第１の接触部と、前記中間転写体と前記一次転写部材とが接触する第２の接触部と、が形成される複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部のそれぞれの前記一次転写部材に前記一次転写のための電圧を印加する電源と、
   前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写させる二次転写手段と、
   を有し、
   前記複数の画像形成部のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された第１の画像形成部と、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部よりも下流に配置された第２の画像形成部とにおける、前記中間転写体の移動方向における前記第１の接触部の中心に対する前記第２の接触部の中心のオフセット量（ただし、前記第１の接触部の中心より前記第２の接触部の中心が前記中間転写体の移動方向の上流側にある場合を正の値とする）をそれぞれＬ１、Ｌ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たし、
   前記第１の画像形成部における前記加圧手段の加圧力Ｆ１と、前記第２の画像形成部における前記加圧手段の加圧力Ｆ２とは、前記第１、第２の画像形成部のそれぞれにおける前記一次転写部材による前記中間転写体の前記像担持体への単位面積当たりの加圧力が略同一になるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 移動可能な中間転写体と、
   前記中間転写体の移動方向に沿って並んで配置された複数の画像形成部であって、各画像形成部は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写させる一次転写部材と、前記一次転写部材を前記像担持体側に加圧する加圧手段と、を備え、各画像形成部において、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する第１の接触部と、前記中間転写体と前記一次転写部材とが接触する第２の接触部と、が形成される複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部のそれぞれの前記一次転写部材に前記一次転写のための電圧を印加する電源と、
   前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写させる二次転写手段と、
   を有し、
   前記複数の画像形成部のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された第１の画像形成部と、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部よりも下流に配置された第２の画像形成部とにおける、前記中間転写体の移動方向における前記第１の接触部の中心に対する前記第２の接触部の中心のオフセット量（ただし、前記第１の接触部の中心より前記第２の接触部の中心が前記中間転写体の移動方向の上流側にある場合を正の値とする）をそれぞれＬ１、Ｌ２とし、前記加圧手段の加圧力をそれぞれＦ１、Ｆ２としたとき、
   Ｌ２＞Ｌ１、及び
   Ｆ２＜Ｆ１
   の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
3. Ｌ１は負の値であり、Ｌ２は正の値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の画像形成部は、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部を除く全ての複数の画像形成部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 移動可能な中間転写体と、
   前記中間転写体の移動方向に沿って並んで配置された複数の画像形成部であって、各画像形成部は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写させる一次転写部材と、を備え、各画像形成部において、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する第１の接触部と、前記中間転写体と前記一次転写部材とが接触する第２の接触部と、が形成される複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部のそれぞれの前記一次転写部材に前記一次転写のための電圧を印加する電源と、
   前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写させる二次転写手段と、
   を有し、
   前記複数の画像形成部のうち前記中間転写体の移動方向において最上流に配置された第１の画像形成部と、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部よりも下流に配置され前記トナー像形成手段がブラック色のトナー像を形成する第２の画像形成部と、前記複数の画像形成部のうち前記第１の画像形成部よりも下流に配置され前記トナー像形成手段がブラック色以外の色のトナー像を形成する第３の画像形成部とにおける、前記中間転写体の移動方向における前記第１の接触部の中心に対する前記第２の接触部の中心のオフセット量（ただし、前記第１の接触部の中心より前記第２の接触部の中心が前記中間転写体の移動方向の上流側にある場合を正の値とする）をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３としたとき、
   Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１
   の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
6. Ｌ１は負の値であり、Ｌ２及びＬ３は正の値であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の画像形成部は、前記複数の画像形成部のうち前記中間転写体の移動方向において最下流に配置された画像形成部であることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記第３の画像形成部は、前記複数の画像形成部のうち前記第１、第２の画像形成部を除く全ての複数の画像形成部であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記複数の画像形成部は、それぞれ前記一次転写部材を前記像担持体側に加圧する加圧手段を備え、前記第１、第２、第３の画像形成部のそれぞれの前記加圧手段の加圧力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、前記第１、第２、第３の画像形成部のそれぞれにおける前記一次転写部材による前記中間転写体の前記像担持体への単位面積当たりの加圧力が略同一になるように設定されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記複数の画像形成部のそれぞれにおける前記一次転写部材に前記電源から印加される電圧は、９０％以上の一次転写効率が得られるように設定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記複数の画像形成部のそれぞれにおいて、前記一次転写の後に前記像担持体の表面に残留したトナーは、前記トナー像形成手段が備える前記像担持体にトナーを供給する現像手段によって回収されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記複数の画像形成部のそれぞれは、前記一次転写の後に前記像担持体の表面に残留したトナーを帯電させるトナー帯電手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。