JP4038362B2 - 多色画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のカラー複写機、カラープリンタ等の、感光体上に現像された現像剤像を、転写材搬送ベルトにより搬送される転写材に順次多重転写して画像を形成する多色画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の現像装置を備え、各現像装置によってそれぞれ色の異なった可視画像（トナー像）を形成し、これらのトナー像を最終的に同一用紙に重ねて転写するカラー画像形成装置が種々提案されている。一般に、カラー画像形成装置は単一ドラム型と多段ドラム型（タンデム型）とに大別される。
【０００３】
単一ドラム型のカラー画像形成装置では、図示は省略するが、多回転プロセスを行う単一の感光体の周面に沿って、初期化帯電器、レーザー光を照射する記録ヘッド、および、４個の現像器が配設されており、その感光体に対向して転写部を形成する用紙巻き付け半導電性ドラムが配置されている。
【０００４】
このような構成により、一枚（１頁）の用紙に対して、減法混色の三原色であるＭ（マゼンタ）トナー、Ｃ（シアン）トナー、Ｙ（イエロー）トナー及び黒色部分の印字に専用されるＢｋ（ブラック）トナーの合計４種類のトナーを重ねて転写するために、各トナー毎に個別に印字（露光記録、現像、及び転写）が行われる。そのため、用紙１頁に対して印字工程が４回繰り返されることになり、印字処理に長時間を要する。
【０００５】
これに対して、タンデム型のカラー画像形成装置は、１工程で４種類のトナーを用紙に順次重ねて転写するため、単一ドラム型に比較してほぼ４倍の処理速度を有している。このため、近年、内部装置が小型化され且つ組装置化（ユニット化）されて比較的安価になったこととも相俟って、タンデム型のカラー画像形成装置が主流となりつつある。
【０００６】
図１は、タンデム方式を適用したカラー画像形成装置の概略構成を示す主要部断面図である。同図において、例えばＢｋの画像形成ステーションＰａでは、ドラム状の感光体２０１Ｂｋは図中の矢印Ｄ方向に回転し、その周りには、少なくとも回転順に帯電器２０２Ｂｋ、書き込み光学系２０３Ｂｋ、現像装置２０４Ｂｋ、クリーニング装置２０５Ｂｋが配置されている。
【０００７】
このカラー画像形成装置では、帯電器２０２Ｂｋと現像装置２０４Ｂｋとの間の感光体表面に書き込み光学系２０３Ｂｋからレーザー光が照射され、感光体２０１ＢｋにＢｋの静電潜像が形成されるようになっている。
【０００８】
そして、このような感光体２０１Ｂｋを中心とした画像形成ステーションＰａと同等の画像形成ステーションＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄが、用紙搬送手段である用紙搬送ベルト２５０に沿って並置されている。
【０００９】
用紙搬送ベルト２５０は各画像形成ステーションの現像装置とクリーニング装置との間で感光体に当接しており、用紙搬送ベルト２５０の各感光体側の裏側に当たる面（裏面）には転写バイアスを印加するための転写ローラ２０６Ｂｋ・２１６Ｃ・２２６Ｍ・２３６Ｙが配置されている。各画像形成ステーションは現像装置内部のトナー色が異なるだけで、その他は全て同様の構成となっている。
【００１０】
そして、図１に示す構成のカラー画像形成装置において、画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、各画像形成ステーションにおいて、感光体が帯電器により帯電され、次に、書き込み光学系でレーザー光により、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。
【００１１】
次に、現像装置により静電潜像を形成してトナー像が形成される。現像装置は、それぞれＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーで現像をおこなう現像装置で、４つの感光体上で作られた各色のトナー像は用紙上で重ねられる。用紙は、給紙部２４０から上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて、図中、矢印Ｅ方向へ向け、用紙搬送ベルト２５０上に送られる。
【００１２】
用紙搬送ベルト２５０上に保持された用紙は搬送されて、各感光体との当接位置（転写部）で各色のトナー像の転写がおこなわれる。感光体上のトナー像は、転写ローラに印加された転写バイアスと感光体との電位差から形成される電界により、用紙上に転写される。
【００１３】
そして、４つの転写部を通過して４色のトナー像が重ねられた記録紙は、定着装置２６０に搬送され、トナーが定着されて、図示しない排紙部に排出される。また、転写部で転写されずに各感光体に残った残留トナーは、クリーニング装置で回収される。
【００１４】
なお、図１の例では、画像形成ユニットは、用紙搬送方向上流側から下流側に向けて、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの色の順で並んでいるが、この順番に限られることなく、色順は任意に設定されるものである。
【００１５】
上記したように、各画像形成ステーションは現像装置内部のトナー色が異なるだけで、その他は全て同様の構成となっている。そのため、各画像形成ステーションの現像装置の回転数も同一回転数に設定されている。
【００１６】
ところが、タンデム方式では、カラー画像形成時において、上流側の画像形成ステーションで一旦用紙上に転写された未定着トナーが、すぐ下流側のステーションで奪われてしまう逆転写現象が発生し、良好なカラー画像が得られなくなるという問題がある。
【００１７】
この逆転写現象について、以下に説明する。タンデム方式のカラー画像形成装置では、最上流の画像形成ステーションの現像工程で形成された第１色目のトナー像が用紙に転写されるが、以降の画像形成ステーションの現像工程で形成された第２〜第４色目のトナー像を用紙に重ねて転写する際に、先に転写された第１色目のトナー像の一部が、第２〜第４色目の画像形成ステーションの感光体側に逆転写される現象が生じる。
【００１８】
このため、最下流の画像形成ステーションで第４色目のトナー像の転写を終了した後では、用紙への第１色目のトナー像のトナー付着量は、当初の付着量に比べて数１０％に減少してしまう。そして、同様の現象が第２色目のトナー像、及び第３色目のトナー像にも生じる。
【００１９】
したがって、例えばトナー像の形成と転写の工程を４回実施するとした場合に各トナー像の最終的な用紙への付着量は第１色目のトナー像が最も少なめとなって、「第１色目の付着量」＜「第２色目の付着量」＜「第３色目の付着量」＜「第４色目の付着量」というバランスの崩れた配色となる（図２参照）。このため、下流の色ほど色濃度が高くなって正しい色相から離れたカラー画像となってしまうという問題がある。
【００２０】
ちなみに、逆転写現象が発生する理由は次の通りである。画像形成工程において感光体（ドラム又はベルト）の画像電位に応じて、現像ローラ上からトナーが感光体に付着する際、トナーは必ずしも一様なマイナス電荷を帯びているわけではなく、マイナス極性の弱いものや逆にプラス極性の電荷を有するものが混在している。また、転写後の感光体からの剥離工程で放電が生じ、後からプラス極性となるものもある。これらが後段の転写工程でプラス極性の転写電荷を受けるたびに少しずつ感光体に逆戻りすることにより、逆転写現象が発生するとされている。
【００２１】
したがって、タンデム方式カラー画像形成装置では、カラー画像形成時は、前記逆転写現象を見越して、最上流側の画像形成ステーションのトナーを多めに付着するような画像形成条件が設定されている。
【００２２】
図２は、最上流の画像形成ステーションＰａで形成された一層目のトナー像の画像濃度が、２層目、３層目、４層目のトナー像がされるに至って、どの程度低下するかを示している。
【００２３】
一方、図３に示す再転写量と画像濃度との関係から判るように、再転写量が多くなるほど、画像濃度は低下する。このため，下流の色ほど色濃度が高くなって正しい色相から離れた多色画像となってしまう問題があった。
【００２４】
これは、画像形成工程において感光体（ドラム又はベルト）の画像電位に応じて、現像ローラ上からトナーが感光体に付着する際、トナーは必ずしも一様なマイナス電荷を帯びているわけではなく、マイナス極性の弱いものや逆にプラス極性の電荷を有するものが混在し、又転写後の感光体からの剥離工程で放電が生じて後からプラス極性となるものがある（図６参照）。これらが後段の転写工程でプラス極性の転写電荷を受ける度に少しずつ感光体に逆戻りすることから生じる現象であるとされている。
【００２５】
このような不具合を解決するために、例えば特開平８−１０６１９７号公報には、複数の現像装置を備える画像形成装置において、下流側ほど感光体の帯電電位の低減、低帯電量の現像剤使用によって低電圧で転写することで逆転写現象等の異常画像の発生を抑制するようにした提案がなされている。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例（特開平８−１０６１９７号公報）の方法は、主にトナーの特性（トナーのトリボ帯電量や体積固有抵抗値等）に依存して対応する内容であるため、トナーの特性管理に手間や経費を要すだけでなく、各段毎に目標帯電電位やトナー帯電量を単純に変化させるので、システム全体でみると転写工程に絡む異常画像が発生しやすくなるという難点がある。
【００２７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、トナー特性に依存することなく、複数の転写工程におけるトナー逆転写現象による影響を抑制し、色再現性に優れた最終画像を効率的に形成することのできる多色画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【００２９】
（１）感光体を中心とする画像形成手段が転写材搬送ベルトに沿って複数配設され、各画像形成手段で各々形成したトナー像を、上記転写材搬送ベルトにて転写材搬送方向に搬送される転写材上に、該転写材搬送ベルトの裏面に設けられた非回転状態に設けたビーム形状の転写電極又は回転状態に設けたローラ状の転写電極から感光体へ転写電圧を印加して順に重ね合わせて転写し、１つの画像を形成する多色画像形成装置において、
上記転写電極によって前記感光体との間に形成される転写電界の前記転写材搬送方向の幅は、トナーの逆転写量を考慮し、トナー像の転写順序に従って、各画像形成手段で転写材に転写されるトナー層厚が既に転写材に転写されているトナーの層厚と同等になるように、前記転写材搬送方向の下流側ほど広く設定されているとともに、転写電極における接触部分の曲率半径が、前記下流側に位置する画像形成手段ほど大きいことを特徴とする。
【００３０】
転写電界の幅が広い場合、転写効率が低く、現像剤飛散が促進されやすい傾向がある。これを画像濃度との関係で表現すると、感光体表面上にある層厚で保持されているトナー層は、トナー粒子が幾重も積み重なり合って形成されていると考えられるが、転写工程における転写電界の幅が広ければ、転写材上へ転写される際に積み重なり合ったトナー層が至る方向に分散して広がるので、結果的に転写材上へ転写されたトナー層の層厚が薄くなり、得られる最終画像濃度が低下することとなる。
【００３１】
逆に、転写工程における転写電界の幅が狭ければ，転写効率が高まり，転写材上へ転写される際に積み重なり合ったトナー層が広がり難く、集中した状態で分布するので、結果的に転写材上へ転写されたトナー層の層厚が厚くなり、最終画像濃度を維持することができる。
【００３２】
従って、多色画像（フルカラー画像）形成時に各画像形成手段（画像形成ステーション）で発生する逆転写現象に伴う画像濃度低下を抑制するためには、トナー転写順序に従って転写効率が低下する方向に転写電界の幅を変化させ、各段で新たに転写材上へ転写されるトナー層厚が前段のトナー色と略同等レベルとなる転写効率に設定するのが効果的である。
【００３３】
すなわち、下流側ほど転写電界の幅が順次広くなる設定にすることで、多重転写の際に下流側画像形成手段で逆転写現象の影響によって上流側画像形成手段で転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成手段のトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００３４】
換言すれば、上流側に位置する画像形成手段は転写効率が高く、転写されるトナー層の層厚が厚くなるように転写電界の幅を狭く設定し、トナー転写順序に従って下流側の画像形成手段の転写効率が順次低くなり、トナー層厚が減少する方向として転写電界の幅が次第に広がる設定にすると、多重転写の際に下流側の画像形成手段での逆転写現象による影響を受け難く、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた最終画像を得ることができる。
【００３５】
（２）感光体を中心とする画像形成手段が転写材搬送ベルトに沿って複数配設され、各画像形成手段で各々形成したトナー像を、上記転写材搬送ベルトにて転写材搬送方向に搬送される転写材上に、該転写材搬送ベルトの裏面に設けられた非回転状態に設けたビーム形状の転写電極又は回転状態に設けたローラ状の転写電極から感光体へ転写電圧を印加して順に重ね合わせて転写し、１つの画像を形成する多色画像形成装置において、
上記転写電極が感光体に対して作用する転写時間は、トナーの逆転写量を考慮し、トナー像の転写順序に従って、各画像形成手段で転写材に転写されるトナー層厚が既に転写材に転写されているトナーの層厚と同等になるように、前記転写材搬送方向の下流側ほど長く設定されているとともに、転写電極における接触部分の曲率半径が、前記下流側に位置する画像形成手段ほど大きいことを特徴とする。
【００３６】
転写時間が長い場合、転写効率が低く、現像剤飛散が促進されやすいという傾向がある。これを画像濃度との関係で表現すると、感光体表面上にある層厚で保持されているトナー層は、トナー粒子が幾重も積み重なり合って形成されていると考えられるが、転写工程における転写時間（感光体上のある点に対して転写電極の発生する電界が作用している時間、あるいは感光体上のある点が転写電極を通過するために要する時間）が長くなると転写材上へ転写される際に積み重なり合ったトナー層が至る方向に広がるので、結果的に転写材上へ転写されたトナー層の層厚が薄くなり、得られる画像濃度が低下することとなる。
【００３７】
逆に、転写工程における転写時間が短ければ、転写効率が高まり、転写材上へ転写される際に積み重なり合った卜ナー層が広がり難く、集中した状態で分布するので、結果的に転写材上へ転写されたトナー層の層厚が厚くなり、最終画像濃度を維持することができる。
【００３８】
従って、多色画像形成時に各段で発生する逆転写現象に伴う画像濃度低下を抑制するためには、トナー転写順序に従って転写効率が低下する方向に転写時間を変化させ、各段で新たに転写材上へ転写されるトナー層厚が前段のトナー色と略同等レベルとなる転写効率にするのが効果的である。
【００３９】
すなわち、下流側ほど転写時間が順次長くなる設定にすることで、多重転写の際に下流側画像形成手段で逆転写現象の影響によって上流側画像形成手段で転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成手段のトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００４０】
換言すれば、上流側に位置する画像形成手段は転写効率が高く、転写されるトナー層の層厚が厚くなるように転写時間を短く設定し、トナー転写順序に従って下流側の画像形成手段の転写効率が順次低くなり、トナー層厚が減少する方向として転写時間が次第に長くなる設定にすると、多重転写の際に下流側の画像形成手段での逆転写現象による影響を受け難く、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた最終画像を得ることができる。
【００４４】
この構成においては、トナー転写順序に従って、転写電界の幅または転写時間を変化するための具体的方法を提案する。各段の転写電極を非回転に設ける場合に、転写電極先端の曲率半径を、転写材搬送方向下流側の画像形成手段へ移行するにつれて増大させることによって，転写電界の幅が順次広がり、また転写時間が長くなる。
【００４５】
従って、多色画像形成時に各段で発生する逆転写現象に伴う画像濃度低下を抑制するためには、トナー転写順序に従って転写効率を低下する方向に転写電極先端の曲率半径を変化させ、各段で新たに転写材上へ転写されるトナー層厚が前段のトナー色と略同等レベルとなる転写効率にするのが効果的である。
【００４６】
すなわち、下流側ほど転写電界の幅を増加または転写時間が長くなる設定にすることで、多重転写の際に下流側画像形成手段で逆転写現象の影響によって上流側画像形成手段で転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成手段のトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００５１】
（３）最上流に位置する画像形成手段が、黒色トナー用であることを特徴とする。
【００５２】
黒色一色の単色画像の形成に使用されることを考慮して、従来より、黒色トナー用の画像形成手段が設けられているものがあるが、この構成においては、逆転写現象による影響を考慮して、下流側の画像形成手段における転写効率を、上流側のものに比べて低下させるようにしている。
【００５３】
従って、このように上流側よりも若干転写効率を低下させている下流側の画像形成手段が黒色トナー用に割り当てられると、使用頻度の高い黒色トナーの無駄が発生することとなる。上記の構成によれば、黒色トナー用の画像形成手段は，最上流側に設けられているので、黒色トナーの消費量を極力抑えつつ、多色画像、単色画像の両方を良好な画質にすることができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の実施形態に係る多色画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。
【００５５】
（実施の形態１）
（タンデム型の多色画像形成装置の動作説明）
図４は、タンデム型の多色画像形成装置（カラー画像形成装置）の主要部の構成を示す模式図である。この多色画像形成装置は、装置本体の下部に図示しない用紙カセットを着脱自在に装着し、この用紙カセットの上方には各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを形成する画像形成部が配置されている。
【００５６】
その画像形成部には、用紙を搬送する用紙搬送ベルト（転写材搬送ベルト）７とこの用紙搬送ベルト７の用紙搬送面に接した４個の感光体ドラム（感光体）６ＢＫ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙが配設されている。そして、上記用紙搬送ベルト７は、駆動ローラ１１と従動ローラ１０とによって用紙搬送方向（図の矢印Ａで示す右から左方向）に張架されている。
【００５７】
更に、各感光体ドラム６（ＢＫ〜Ｙ，以下省略）の周面近傍を取り囲んで、クリーニング器５、初期化帯電器ｌ、像露光器２、現像器３、現像ローラ９が配置されており、更に、用紙搬送ベルト７の搬送面を挟んで転写手段としての転写ローラ４が配置されている。
【００５８】
上記の現像ローラ９は、夫々現像器３の下部側面の開口部に回転可能に配設されている。また、４個の現像器３ＢＫ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙには、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーが各々収容されている。
【００５９】
下部に設けられる図示しない用紙カセットには多枚数の用紙（転写材）が載置・収容されており、用紙は、不図示の給紙コロによって最上部から一枚毎に取り出され、図の矢印Ａ方向へ供給される。用紙は，図の反時計回り方向に転動する用紙搬ベルト７によって搬送され、感光体ドラム６と転写ローラ４とが対向する４箇所の転写部を順次通過する。
【００６０】
各感光体ドラム６は、図の時計回り方向に回転し、その周面を初期化帯電器１により一様に高電荷を付与されて初期化され、像露光器２により露光されて静電潜像を形成し、現像ローラ９によりトナーを転移されて静電潜像を顕在化（現象）し、このトナー像を上記の転写部に回転搬送する。
【００６１】
そして、感光体ドラム６上のトナー像先端が転写部に到達するタイミングで用紙が搬送され、その印字開始位置が転写部に到達する。転写ローラ４は、高圧電源から供給される電荷（転写バイアス）を用紙搬送ベルトを介して用紙に印加する。そして、このトナーと転写バイアスとの電位差により感光体ドラム６上のトナー像が用紙に転写される。
【００６２】
このようにして、４箇所の転写部で順次トナー像を重ね転写された用紙は、図の左方に配設されている定着部８に搬入され、熱と圧力とでトナー像を紙面に熱定着されて機外に排出される。
【００６３】
（転写電界の幅または転写時間を変化させる方法）
（非回転状態に設けた転写電極の場合）
転写ローラ４を用いて転写電界を形成する場合、転写ローラ４が用紙搬送ベルト７を押圧するので、接触面が変形して転写電界の幅が広がるのと同様に，非回転状態に設けたブレード形状ないしは図５に示すようなビーム形状の転写電極４０の接触面の曲率半径Ｒを調整することによって転写電界の幅または転写時間、ひいては転写効率を調整することができる。
【００６４】
表１は、転写電極４０の接触面の曲率半径Ｒを変更した場合の画像濃度評価，解像度評価及び総合評価をまとめたものである。
【００６５】
【表１】

表１に示すように、転写電極４０の曲率半径Ｒを変化させると、画像濃度は満たされても、解像度の変化が観察される。前記転写電極４０の接触面は、曲面に形成されているため、曲率の変化によって転写電界の幅を変化させることができ、これに伴い転写時間も変化させることができる。
【００６６】
ここで、転写時間は、図６に示すように、転写領域幅で転写ローラ４が感光体ドラム６との間に形成する電界の影響を受け、かつ用紙７が感光体ドラム６と接触している状態の距離、即ち、その距離間（転写電界の幅に相当する）で用紙７を搬送する速度、すなわち、プロセス速度で一義的に決定されるものである。従って、転写電界の幅と転写時間とは一体的に扱わねばならない。
【００６７】
すなわち，転写ローラ４または転写電極４０の場合には、転写ローラ４または転写電極４０の接触部の曲率半径Ｒを変化させることによって、転写電界の幅または転写時間の制御を行うことができる。
【００６８】
曲率半径Ｒを変化させると、表１に示すように、画像濃度評価，解像度評価及び総合評価ともに満足させる曲率半径Ｒが存在し，Ｒ＝０．５ｍｍで最良の結果を得られた。そして、図７（ａ）（ｂ）のグラフが示すように、曲率半径Ｒが大きくなるとき、すなわち転写電界の幅が広くなるとき、画像濃度が低下することがわかる。なお、図７（ａ）（ｂ）のグラフにおいて、実線は曲率半径Ｒに対する転写電界の幅を示し、破線は曲率半径Ｒに対する画像濃度を示す。
【００６９】
また、曲率半径Ｒ＝０の場合、すなわち、転写電極４０の先端を鋭角状とした場合は、短期的な性能面では優れているが、長時間の使用では転写ベルト７に対する負荷等が大きいので、その使用は避けるのが好ましい。
【００７０】
本実施の形態では、下流側に向けて、帯電器４の転写電極の接触部の曲率半径Ｒが順次増大する設定とし、これによって転写電界の幅または転写時間が順次増加するようにしている。具体的には、転写材搬送方向の上流側からＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順序で多重転写を行うが、各画像形成ステーションの転写電極４０の曲率半径Ｒの設定は次の通りである。
【００７１】
（最上流側から）
画像形成ステーションＰａの４ＢＫ……０．５（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｂの４Ｃ………１．０（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｃの４Ｍ………１．５（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｄの４Ｙ………２．０（ｍｍ）
多色画像形成時に各画像形成ステーションで発生する逆転写現象に伴う画像濃度低下を抑制するためには、トナー転写順序に従って転写効率が低下する方向に変化させ、各画像形成ステーションで新たに転写材上へ転写されるトナー層厚が前画像形成ステーションのトナー色と略同等レベルとなる転写効率にするのが好ましい。
【００７２】
すなわち、転写電界の幅が下流側（用紙搬送方向に対して）ほど順次広くなるか、転写時間が下流側ほど増加するような設定にすることで、多重転写の際に下流側画像形成ステーションで逆転写現象の影響によって上流側画像形成ステーションで転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成ステーションのトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
（コロナ転写器の場合）
本発明の実施の形態２を図８ないし図１０に基づいて以下に説明する。なお、前述した実施の形態で用いた部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
本実施の形態のタンデム型の多色画像形成装置では、図８に示す転写手段としてのコロナ転写器（転写帯電器）２４の構成以外は、前述した実施の形態で示したタンデム型の多色画像形成装置と同じであるので、本実施の形態では、主にコロナ転写器２４の構成を説明する。
【００７５】
図９に示すように、感光体ドラム６の下方には、用紙搬送ベルト７を挟んで，コロナ転写器２４が配置される。コロナ転写器２４は、用紙搬送ベルト７を挟んで感光体ドラム６の外表面に対向して、かつ、感光体ドラム６の軸方向に延びて配置される。また、コロナ転写器２４は、電極３１が略Ｕ字型形のケース３２に囲まれる構成である。
【００７６】
つぎに、コロナ転写器２４の開口幅Ｗと転写電界の関係について説明する。コロナ転写器２４の電極３１から発生する転写電界は、その周囲に設けられたケース３２により妨げられる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、コロナ転写器２４の開口幅Ｗを広げると転写電界の幅も広がり、開口幅Ｗを狭めると転写電界の幅も狭まる。
【００７７】
ここで、コロナ転写器２４のケース開口幅Ｗを変更することによって、転写電界の幅または転写時間を変化させた場合の転写効率、解像度評価及び総合評価を表２に示す。ここで、プロセス速度（転写材搬送速度）は１１７ｍｍ／ｓｅｃとしている。
【００７８】
【表２】

コロナ転写器２４の開口幅Ｗが、１０．５ｍｍで、転写時間が０．０９ｓｅｃ．までは、転写効率として７０％以上を維持し、実用上充分な画像濃度、解像度が得られているが、開口幅Ｗが１１．７ｍｍで、転写時間が０．１０ｓｅｃ．を境界として、これを越えると、転写効率、画像濃度及び解像度ともに低下した画像しか得られない。
【００７９】
そして、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、開口幅Ｗを広げると，転写電界の幅および転写時間が増加するが、それに伴い画像濃度が低下することがわかる。なお、図１０（ａ）のグラフにおいて、実線は開口幅Ｗに対する転写電界の幅を示し、破線は開口幅Ｗに対する画像濃度を示す。また，図１０（ｂ）のグラフにおいて、実線は開口幅Ｗに対する転写時間を示し、破線は開口幅Ｗに対する画像濃度を示す。
【００８０】
本実施の形態では、トナーの転写順序に従って、転写材搬送方向の上流側に位置する画像形成ステーションから順次下流側の画像形成ステーションへ移行するにつれて、コロナ転写器２４の開口幅Ｗが増加する設定とし、これによって転写電界の幅または転写時間が順次増大するようにしている。すなわち、具体的には転写材搬送方向の上流側からＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順序で多重転写を行なうが、各画像形成ステーションのコロナ転写器２４の開口幅Ｗの設定は次の通りである。
【００８１】
（最上流側から）
画像形成ステーションＰａの２４ＢＫ……５．９（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｂの２４Ｃ………８．２（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｃの２４Ｍ………９．４（ｍｍ）
画像形成ステーションＰｄの２４Ｙ………１０．５（ｍｍ）
多色画像形成時に各画像形成ステーションで発生する逆転写現象に伴う画像濃度低下を抑制するためには、トナー転写順序に従って転写効率が低下する方向に変化させ、各画像形成ステーションで新たに転写材上へ転写されるトナー層厚が前画像形成ステーションのトナー色と略同等レベルとなるような転写効率にするのが好ましい。
【００８２】
すなわち、転写電界の幅が下流側ほど順次広くなるか、転写時間が下流側ほど増加する設定にすることで、多重転写の際に下流側画像形成ステーションで逆転写現象の影響によって上流側画像形成ステーションで転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成ステーションのトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【００８４】
（１）上流側に位置する画像形成手段は転写効率が高く、転写されるトナー層の層厚が厚くなるように転写電界の幅を狭く設定し、トナー転写順序に従って下流側の画像形成手段の転写効率が順次低くなり、トナー層厚が減少する方向として転写電界の幅が次第に広がる設定にすると、多重転写の際に下流側の画像形成手段での逆転写現象による影響を受け難く、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた最終画像を得ることができる。
【００８５】
（２）上流側に位置する画像形成手段は転写効率が高く、転写されるトナー層の層厚が厚くなるように転写時間を短く設定し、トナー転写順序に従って下流側の画像形成手段の転写効率が順次低くなり、トナー層厚が減少する方向として転写時間が次第に長くなる設定にすると、多重転写の際に下流側の画像形成手段での逆転写現象による影響を受け難く、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた最終画像を得ることができる。
【００８６】
（３）各段の転写電極を非回転に設ける場合に、転写電極先端の曲率半径を転写材搬送方向下流側の画像形成手段へ移行するにつれて増大させれば、転写電界の幅が順次広がり、また転写時間が長くなるため、多重転写の際に下流側画像形成手段で逆転写現象の影響によって上流側画像形成手段で転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成手段のトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００８７】
（４）各画像形成手段の転写手段としてコロトロン（コロナ帯電器）を採用する場合に、コロトロンの感光体に対する開口幅を転写材搬送方向下流側の画像形成手段へ移行するにつれて減少させれば、転写電界の幅が順次広がり、転写時間が長くなり、多重転写の際に下流側画像形成手段で逆転写現象の影響によって上流側画像形成手段で転写されたトナー色の画像濃度と、下流側画像形成手段のトナー色の画像濃度との高低関係が逆転するのを抑制し、トナー特性へ依存することなく、色バランスに優れた多色画像を得ることができる。
【００８８】
（５）最上流に位置する画像形成手段を、黒色トナー用とすれば、黒色トナーの消費量を極力抑えつつ、多色画像、単色画像の両方を良好な画質にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な多色画像形成装置の構成図である。
【図２】同現像順と画像濃度の関係を示すグラフである。
【図３】同再転写量と画像濃度の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１に係る多色画像形成装置の構成図である。
【図５】同感光体（感光体ドラム）と転写電極の対応図である。
【図６】同感光体（感光体ドラム）と転写ローラの対応図である。
【図７】同転写手段の曲率半径と転写電界の幅および転写時間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態２に係る多色画像形成装置の構成図である。
【図９】同感光体（感光体ドラム）とコロナ転写器の対応図である。
【図１０】同コロナ転写器の開口率幅と転写電界の幅および転写時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ−画像形成手段（画像形成ステーション）
４，２４（ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）−転写手段
６（ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）−感光体
７−転写材搬送ベルト
４０−転写電極

Claims (3)

1. 感光体を中心とする画像形成手段が転写材搬送ベルトに沿って複数配設され、各画像形成手段で各々形成したトナー像を、上記転写材搬送ベルトにて転写材搬送方向に搬送される転写材上に、該転写材搬送ベルトの裏面に設けられた非回転状態に設けたビーム形状の転写電極又は回転状態に設けたローラ状の転写電極から感光体へ転写電圧を印加して順に重ね合わせて転写し、１つの画像を形成する多色画像形成装置において、
   上記転写電極によって前記感光体との間に形成される転写電界の前記転写材搬送方向の幅は、トナーの逆転写量を考慮し、トナー像の転写順序に従って、各画像形成手段で転写材に転写されるトナー層厚が既に転写材に転写されているトナーの層厚と同等になるように、前記転写材搬送方向の下流側ほど広く設定されているとともに、転写電極における接触部分の曲率半径が、前記下流側に位置する画像形成手段ほど大きいことを特徴とする多色画像形成装置。
2. 感光体を中心とする画像形成手段が転写材搬送ベルトに沿って複数配設され、各画像形成手段で各々形成したトナー像を、上記転写材搬送ベルトにて転写材搬送方向に搬送される転写材上に、該転写材搬送ベルトの裏面に設けられた非回転状態に設けたビーム形状の転写電極又は回転状態に設けたローラ状の転写電極から感光体へ転写電圧を印加して順に重ね合わせて転写し、１つの画像を形成する多色画像形成装置において、
   上記転写電極が感光体に対して作用する転写時間は、トナーの逆転写量を考慮し、トナー像の転写順序に従って、各画像形成手段で転写材に転写されるトナー層厚が既に転写材に転写されているトナーの層厚と同等になるように、前記転写材搬送方向の下流側ほど長く設定されているとともに、転写電極における接触部分の曲率半径が、前記下流側に位置する画像形成手段ほど大きいことを特徴とする多色画像形成装置。
3. 最上流に位置する画像形成手段が、黒色トナー用であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多色画像形成装置。

Images