JP4051905B2

JP4051905B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4051905B2
Application number: JP2001244123A
Authority: JP
Inventors: 訓典河野; 幹男小林; 幸男林; 雅夫大久保; 聡松坂; 悟鳥丸; 直人吉野; 誠落合
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003057963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に係り、特に、作像装置の感光ドラム等の像担持体に形成するトナー像を中間転写ベルトに一次転写してから記録用紙等の記録媒体に最終転写する中間転写方式を採用した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式等を利用したカラープリンタ、カラー複写機等の画像形成装置として、中間転写方式を採用するタイプのものが増えつつある。
【０００３】
かかる中間転写方式を採用したカラー画像形成装置としては、大別すると、主に以下の２タイプのものが知られている。その１つは、１つの像担持体を備えた作像装置において、その１つの像担持体に電子写真プロセスにより画像情報に応じた複数色のトナー像を順次形成し、その各色のトナー像を像担持体に接触し得る状態で周回する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を記録媒体に一括して最終転写する第１タイプ（いわゆる４サイクルタイプ）の装置である。もう１つは、１つの像担持体を備えた複数の作像装置において、その各作像装置における像担持体に電子写真プロセスにより画像情報に応じた複数色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を各像担持体に接触し得る状態で周回する中間転写ベルトに順次重ね合わせるように一次転写し、その中間転写ベルト上の多重トナー像を記録媒体に一括して最終転写する第２タイプ（いわゆるタンデムタイプ）の装置である。
【０００４】
そして、このような２タイプの画像形成装置はいずれも、トナー像の像担持体から中間転写ベルトへの転写については、その中間転写ベルトの像担持体と接触する内周面側となる部位に当接した状態で配置される一次転写ロール等の転写当接部材にトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加する一次転写装置を使用して、その像担持体上のトナー像を中間転写ベルトの外周面に静電的に転写させることにより行うものが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような中間転写方式を採用する画像形成装置にあっては、中間転写ベルトに一次転写された直後のトナー像を構成するトナー（特にトナー像の角部を形成するトナー）の一部が当該トナー像の周囲に飛び散ってしまい、画像品質を低下させるという課題がある。
【０００６】
このトナーの飛び散り現象は、特に、複数色のトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせるように多重転写する場合における２色目以降のトナー像の転写直後に発生しやすい傾向にある。また、低湿環境下において発生しやすい傾向にある。さらに、トナーとして球形に近い形状の粒子からなる、いわゆる球形トナーを使用した場合にも発生しやすい傾向にある。
【０００７】
ちなみに、特開平１１−２４４２５号公報には、このようなトナーの飛び散り現象を防ぐ目的で、体積抵抗率を特定するとともに耐候付与剤を含有させた最外層を設けた中間転写体とそれを用いた画像形成装置が示されている。しかし、この提案の中間転写体や画像形成装置では、特にトナー像の帯電量が大きくなるような低湿環境下において、そのトナー飛び散り防止効果が十分に得られない。また、トナーとして前記球形トナーを使用した場合にも、そのトナー飛び散り防止効果が十分に得られない。
【０００８】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、たとえ使用環境が変動することや球形トナーを使用することがあっても、一次転写後のトナー飛び散り現象に起因した画質低下を十分に防止することができる中間転写方式の画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、画像情報に応じたトナー像を像担持体に形成する作像装置と、この作像装置の像担持体に接触し得る状態で周回する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトの前記像担持体と接触する内周面側となる部位に当接した状態で配置される転写当接部材に前記トナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加して前記像担持体上のトナー像を中間転写ベルトの外周面に転写させる一次転写装置とを有する画像形成装置において、前記中間転写ベルトの内周面側であって前記一次転写装置の転写当接部材よりもそのベルト周回方向下流側となる部位に当接又は近接した状態で配置される導電性部材と、この導電性部材に前記トナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧を印加する電源とからなる一次転写下流装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
このような画像形成装置によれば、作像装置の像担持体から中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像においてトナーの飛び散りが発生した場合であっても、一次転写装置の下流側に配置された転写下流装置の導電性部材へのトナー帯電極性とは同極性の電圧印加によりトナーを像担持体側に戻す方向の静電的作用が発生するため、中間転写ベルト上に飛び散ったトナーが像担持体側に静電的に転移させられるようになる。これにより、中間転写ベルト上で飛び散ったトナーが少なくなる。従って、飛び散ったトナーが記録媒体に最終転写されることも少なくなるため、トナーの飛び散りに起因した画質低下が低減されるようになる。この際、トナー像自体を構成する本来のトナーは中間転写ベルト側に担持され続け、像担持体側に移行することはほとんどない（表層部にある極一部のトナーが移行する程度である）。ちなみに、中間転写ベルトとしては半導電性のものが使用される。
【００１１】
上記一次転写下流装置の導電性部材は、中間転写ベルトの内周面にわずかな間隔をあけて近接させた状態で配置してもよいが、望ましくは中間転写ベルトの内周面に当接させた状態で配置する。この導電性部材を近接させた状態で配置する場合には、その導電性部材に印加する電圧については当接させた状態で配置する場合における印加電圧よりも大きめの電圧を印加するとよい。そして、この導電性部材は、一次転写装置における当接部材のできる限り近傍となる位置に配置することが好ましいが、少なくとも一次転写装置の当接部材に印加する転写電圧が中間転写ベルトを介して導電性部材に流れこんでしまうことにより一次転写電界（電流）が不足して転写不良が誘発されることのない程度の間隔を確保して配置する必要がある。
【００１２】
また、上記導電性部材は、例えばプレート状部材、ロール状部材又はブラシ状部材が使用される。プレート状の導電性部材の場合、弾性ブレード等のように弾性を有するプレートであってもよい。また、中間転写ベルトとしてゴム製ベルトのように表面摩擦抵抗が大きいものを使用する場合、上記ロール状部材やブラシ上部材については回転し得るように配置される回転ロール部材又は回転ブラシ部材であるとよい。
【００１３】
さらに、上記一次転写下流装置は、前記中間転写ベルトに複数色のトナー像が重ね合わせられるように多重転写される場合、少なくとも、その複数色のトナー像のうち２色目のトナー像が一次転写される直前に前記導電性部材への電圧印加を開始し、その最終色のトナー像が前記導電性部材を通過した後に前記導電性部材への電圧印加を停止するように作動するように構成するとよい。
【００１４】
この場合には、２色目以降のトナー像が中間転写ベルトに転写される際には既に転写されている先行のトナー像による静電的な反発を受けてトナー飛び散りが発生しやすい状態になるが、その転写時には一次転写下流装置が作動するため、飛び散ったトナーが像担持体側に移行させられて戻される。また、最終色のトナー像が導電性部材を通過するまで一次転写下流装置が作動するため、最終色のトナー像において飛び散ったトナーも像担持体側への移行も確実に行われるようになる。なお、２色のトナー像を多重転写する場合にあっては、２色目のトナー像と最終色のトナー像とは互いに同じものとなる。
【００１５】
また、上記各構成の一次転写下流装置については、低湿環境時に導電性部材への電圧印加を行うように作動するように構成するとよい。低湿環境時とは、一般的にはトナーの飛び散りが発生しやすい湿度の低い環境条件下をいうが、具体的には、例えば温度が２２℃以下でかつ湿度が５５％ＲＨ以下の環境下である。
【００１６】
この場合には、トナーの飛び散りが発生しやすい時期に一次転写下流装置が作動するため、かかるトナーの飛び散りに起因した画質低下がより的確に低減されるようになる。仮に、この低湿環境下ではない環境下（特に高湿環境下）で一次転写下流装置を作動させた場合には、かかる（高湿）環境下において導電性部材と一次転写装置の当接部材との間におけるリークの発生を未然に防止することができる。また、そのリークが発生しなくとも、一次転写装置の当接部材に印加する転写電圧が中間転写ベルトを介して導電性部材に流れこんでしまうことによる一次転写電界の不足に起因した転写不良の誘発を防止することができる。
【００１７】
ただし、この構成の一次転写下流装置にあっては、一次転写するトナー像が低濃度画像である場合には導電性部材への電圧印加を行わないように作動させる構成にするとよい。上記低濃度画像とは、トナーの飛び散りが発生しにくい低い画像濃度をいい、具体的には、最高濃度が１４０％以下となる画像をいう。単色画像ではその色のトナー像の最高濃度が１４０％以下となる画像であり、多重色画像ではその全体の多重トナー像における最高濃度が１４０％以下となる画像である。このトナー像の画像濃度は、画像情報に基づく画像信号の処理がなされる画像処理装置から得られる情報に基づいて判断すればよい。このように構成した場合には、トナーの飛び散りが発生しにくい条件下での一次転写下流装置の無駄な作動を回避することができるうえに、その無駄な作動を行った場合における中間転写ベルトに一次転写された低濃度トナー像の一部トナーの像担持体側への転移を回避することも可能となる。
【００１８】
さらに、上記各構成の一次転写下流装置については、高湿環境であっても一次転写するトナー像が高濃度画像である場合には導電性部材への電圧印加を行うように作動させる構成にするとよい。高湿環境とは、一般的にはトナーの飛び散りが発生しにくい湿度の高い環境条件下をいうが、具体的には、例えば上記低湿環境（温度が２２℃以下でかつ湿度が５５％ＲＨ以下）以外の湿度環境下である。また、上記高濃度画像とは、トナーの飛び散りが発生しやすい高い画像濃度をいい、具体的には、画像濃度が２４０％以上となる画像をいう。
【００１９】
このように構成した場合は、高湿環境下では通常トナーの飛び散りが発生しにくいものの、転写されるトナー像が高濃度画像である場合にはトナーの飛び散りが発生するおそれがあるため、かかるトナー飛び散りに起因した画質低下が的確に低減されるようになる。
【００２０】
なお、この画像形成装置における上記作像装置は、１つの像担持体に複数色のトナー像を順次形成するとともに順次一次転写させる１つの作像装置からなる構成のものか、あるいは、複数の像担持体に各担当の色のトナー像をそれぞれ形成するとともに一次転写させる複数の作像装置からなる構成のものである。中間転写ベルトは、合成樹脂又は合成ゴムの基材に導電性材料等を適当量含有させてその体積抵抗率等を調整したベルト材料により単層構造又は複層構造としたものである。一次転写装置の当接部材は、通常ロール状部材であるが、ブレード状部材又はブラシ状部材であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示すものである。この画像形成装置は、カラープリンタとして使用可能なものであるほか、複写機やファクシミリや各種機能を複合した複合機等の作像部および出力部として使用可能なものである。
【００２２】
はじめに、図１において符号１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂ）の各色のトナー像を形成し得る作像ユニットである。この作像ユニット１０は、矢印Ａ方向に回転する像担持体としての感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の周囲に配置される、ロール式の帯電装置１２、潜像書き込み装置１３、ロータリ式の現像装置１４、ロール式の一次転写装置１５、及び、ブレード式のドラム用クリーナ１６等で構成されている。
【００２３】
感光ドラム１１は、円筒状の回転支持体の周面に有機感光材料等からなる感光層を形成してなるものであり、矢線Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。帯電装置１２は、感光ドラム１１の周面と接触した状態で回転する帯電ロールに、負極性の帯電電圧等を印加することにより、感光ドラム１１の感光層を一様に帯電させる。潜像書き込み装置１３は、原稿読取装置や外部接続機器から入力される画像情報が画像処理装置１９で所定の信号処理されて、その処理された画像信号に基づいて半導体レーザー等の発光源から発せられる光が所定の光学系（レンズ、反射ミラー等）を介して感光ドラム１１の周面に露光されることにより、静電潜像を形成する。
【００２４】
現像装置１４は、上記４色に相応する色成分のトナー（二成分現像剤）が１色ずつ収容される現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを回転支持体１４ａの周面にそって等間隔で配置してなる方式の現像装置である。この現像装置１４は、その回転支持体１４ａを所定の角度だけ回転させて、静電潜像の色に対応するトナーが収容されている現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を感光ドラム１１と対向して隣接する現像位置まで移動させることにより、そのトナーを現像ロール１４ｂ等により搬送して静電潜像を現像するようになっている。この現像により、感光ドラム１１上には所定の色成分のトナー像が形成される。
【００２５】
また、符号２０は、作像ユニット１０の感光ドラム１１の一次転写装置１５と対向する１次転写位置に接触した状態で周回する中間転写ベルトである。この中間転写ベルト２０は、複数のベルト支持ロール２１〜２４（例えば、駆動ロール２１、アイドラーロール２２、ウォーク補正ロール２３、テンションロール２４、二次転写用対向ロール２５）に張架されて、矢線Ｂ方向へ感光ドラム１１と同期して所定の速度で周回移動する。
【００２６】
この中間転写ベルト２０の感光ドラム１１と対向する内周面側となる部位に、一次転写装置１５の一次転写ロール１５ａが当接して回転し得るように配置されており、その一次転写ロール１５ａにトナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が一次転写用電源１５ｂから印加されるようになっている。また、この中間転写ベルト２０の二次転写用対向ロール２５と対向する外周面側には、二次転写ロール２６が接離可能に配置されている。二次転写用対向ロール２５（の回転軸）には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写電圧が二次転写用電源２７から印加されている。さらに、二次転写ロール２６を通過した中間転写ベルト２０の外周面側には、ブレード式のベルト用クリーナ２８が接離可能に配置されている。
【００２７】
さらに、符号３０は、記録媒体としての記録用紙Ｐを中間転写ベルト２０と二次転写ロール２６の間の二次転写位置に搬送供給する給紙装置である。この供給装置３０は、記録用紙Ｐを堆積収容する給紙トレー３１、この給紙トレー３１内の記録用紙Ｐを１枚ずつ送り出す用紙送出装置３２、この用紙送出装置３２により送り出される記録用紙Ｐを給紙路にそって搬送する複数の用紙搬送ロール対３３、記録用紙Ｐを所定のタイミングで二次転写位置に送り込むレジストロール対３４等で主に構成されている。
【００２８】
符号４０は、記録用紙Ｐに二次転写されるトナー像を定着する定着装置である。この定着装置４０は、加熱源を有する加熱ロール４１と、この加熱ロール４１に圧接して回転する加圧ロール４２とで主に構成されている。符号３５ａ〜３５ｃは用紙搬送ガイド、３８は二次転写後の記録用紙Ｐを定着装置４０にむけて搬送する用紙搬送ベルト装置である。図中の矢付一点鎖線は記録用紙Ｐの搬送経路を示す。
【００２９】
この実施の形態１では、中間転写ベルト２０として、ポリイミドにカーボンブラック等の導電化剤を適量含有させたものを用い、体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍで厚みが８０μｍ程度の無端ベルト形状に成形したものを使用している。一次転写装置１５については、１次転写ロール２５ａとして金属製ロール芯に導電性ゴム層を形成した外径が１８ｍｍ程度の導電性ゴムロールを使用し、そのロール芯に定電流制御で約＋１ｋＶの一次転写電圧を印加している。また、駆動ロール２１、ウォーク補正ロール２３、テンションロール２４及び二次転写ロール２６については接地している（図１参照）。トナーとしては、平均粒径が６μｍの負帯電性のものを使用した。感光ドラム１１は２２０ｍｍ／ｓｅｃの速度で矢印Ａ方向に回転駆動する。
【００３０】
このような構成からなる画像形成装置では、次のようにして画像の形成が行われる。
【００３１】
画像形成開始信号により、作像ユニット１０における感光ドラム１１が回転し始め、そのドラム１１の周面が帯電装置１２により所定の電位に帯電された後、その帯電したドラム周面に対して潜像書き込み装置１３により画像信号に応じた露光がなされることにより静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像の色に対応する現像装置１４が感光ドラム１１と対向する現像位置まで移動して稼動することにより、その潜像が現像されてトナー像Ｔとなる。
【００３２】
このようにして作像ユニット１０の感光ドラム１１に形成されたトナー像Ｔは、一次転写位置において一次転写ロール１５ａに印加された一次転写電圧により生じる電界の作用により中間転写ベルト２０に一次転写される。この一次転写後の感光ドラム１１は、その表面がドラム用クリーナ１６により清掃された後、次の画像形成プロセスに備える。
【００３３】
ここで、単色画像を形成する場合には、矢印Ｂ方向に周回する中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像Ｔが二次転写位置において直ちに記録用紙Ｐへ二次転写される。これに対し、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、以上の一次転写までのプロセスが、その形成すべきトナー像の色の数分だけ同様に繰り返される。
【００３４】
すなわち、感光ドラム１１に順次形成される各色のトナー像Ｔが、周回する中間転写ベルト２０に重ね合わせられるように一次転写される。例えば、４色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光ドラム１０では順次イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像Ｔｙ，Ｔｍ，Ｔｃ，Ｔｋが形成され、その形成順で中間転写ベルト２０に１次転写される。また、このような中間転写ベルト２０への多重転写が行われる場合、二次転写ロール２６及びベルト用クリーナ２８は、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像Ｔを接触して乱してしまわないように中間転写ベルト２０から離間している。
【００３５】
中間転写ベルト２０上の二次転写されるトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて、二次転写ロール２６及びベルト用クリーナ２８が中間転写ベルト２０に当接するとともに、その二次転写位置（中間転写ベルト２０と二次転写ロール２６の間）に記録用紙Ｐが給紙装置３０により供給される。これにより、中間転写ベルト２０上のトナー像は、記録用紙Ｐと密着すると同時に、対向ロール２５に印加された二次転写電圧により生じる電界の作用により記録媒体Ｐに二次転写される。
【００３６】
トナー像が二次転写された後の記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離した後に用紙搬送ベルト装置３８により定着装置４０の加熱ロール４１と加圧ロール４２の圧接部に送り込まれて定着処理される。この定着処理後の記録用紙Ｐは、用紙排出部（図示省略）等に搬送排出される。これにより、基本的な画像形成プロセスが完了する。
【００３７】
そして、この画像形成装置においては、一次転写後のトナー飛び散り現象の発生を低減する目的で、図１や図２に示すように、中間転写ベルト２０の内周面側であって一次転写装置１５の一次転写ロール１５ａよりもそのベルト周回方向Ｂ下流側となる部位に、一次転写下流装置５０を設けている。
【００３８】
この一次転写下流装置５０は、中間転写ベルト２０の上記部位に当接するように配置する、金属材料や導電性を有するプラスチック材料等からなる当接板５１と、この当接板５１にトナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧を印加する下流用電源５２とで主に構成されている。
【００３９】
また、この一次転写下流装置５０は、図３に示すように、その下流側電源５２が、マイクロコンピュータ等で構成される主制御部６０に接続された電源制御（回路）部６１により制御されるようになっている。主制御部６０には、画像形成装置内の温度及び湿度を温度計及び湿度計で測定する環境測定部６２と、前記画像処理装置１９で構成され、形成すべき（各色成分の）トナー像の濃度情報が得られる画像処理部（１９）とが接続されており、その温度及び湿度と画像濃度が制御情報として入力されるようになっている。
【００４０】
さらに、この一次転写下流装置５０は、主制御部６０により、前記したカラー画像の形成時のように中間転写ベルト２０に複数色のトナー像が重ね合わせられるように多重転写される場合には、少なくとも、その２色目のトナー像が一次転写される直前に当接板５１への電源５２からの電圧印加を開始し、その最終色のトナー像が当接板５１を通過した後に当接板５１への電源５２からの電圧印加を停止させるように作動する構成になっている。しかも、一次転写下流装置５０は、主制御部６０により、図４に示すように、使用環境と画像濃度の条件を判断したうえで電源５２から当接板５１への電圧印加の有無が最終的に決定されるように作動する構成になっている。
【００４１】
このような一次転写下流装置５０は、カラー画像の形成を行う場合に先立って、図４に示すように、低湿度の環境であるか否かを判断（ステップＳ１０）するとともに、形成すべきトナー像の濃度が低いか否かを判断（Ｓ１１）する。この結果、トナー飛び散りが発生しやすい低湿度の環境であり、しかも、トナー飛び散りが発生しにくい低画像濃度ではない場合には、下流用電源５２から当接板５１に所定の電圧を印加する。一方、低湿度の環境でない場合や、低湿度環境ではあるが低画像濃度である場合には、下流用電源５２から当接板５１へ電圧を印加しないようになっている。
【００４２】
したがって、この一次転写下流装置５０は、低湿環境であって低画像濃度ではない環境下において作動する（電圧を印加する）ようになっている。これは、このような環境下において、図５ａに示すように、１色目のトナー像Ｔ１が担持された中間転写ベルト２０に２色目のトナー像Ｔ２を一次転写する画像形成プロセルを実行すると、その一次転写後において、同図ｂに例示するように２色目のトナー像Ｔ２が１色目のトナー像Ｔ１の静電的な反発力を受けやすくなることから、特に２色目のトナー像Ｔ２の角部にあるトナーＴ２０が中間転写ベルト２０上に飛び散りやすいからである。また、低画像濃度のトナー像では、低湿環境下であってもトナーの飛び散りが発生しにくいからである。
【００４３】
そして、このようなトナーの飛び散りが発生した場合であっても、一次転写下流装置５０では、図５ｃに示すように、一次転写ロール１５ａの下流側において中間転写ベルト２０の内周面に当接する当接板５１に、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することにより、その飛び散ったトナーＴ２０を感光ドラム１１側に戻すような方向の静電的作用が発生し、これにより飛び散ったトナーＴ２０が感光ドラム１１側に引き戻されるように移行して感光ドラム表面に付着する。この際、２色目のトナー像Ｔ２の角部ではない部位のトナーＴ２１も極わずか感光ドラム１１に付着することもあるが、画質（濃度や色あいなど）に影響を与える量ではない。
【００４４】
この結果、一次転写後に中間転写ベルト２０に飛び散ったトナーＴ２０が低減されるため、かかるトナーＴ２０が二次転写位置において記録媒体Ｐに二次転写されることによって画質に影響を与えることも低減される。これにより、トナー飛び散りに起因した画質の低下が防止されることになる。
【００４５】
図６は、トナー飛び散りの変動とトナートライボ（単位重量あたりのトナーの電荷量）との測定結果を示すものである。
【００４６】
この図６に示されるように、トナーの電荷量が大きくなると、トナーの飛び散りも増える傾向にある。これは、トナーの電荷量が大きくなることに比例したトナーどうしの反発力が大きくなるためと考えられている。したがって、前記した１色目のトナー像Ｔ１の電荷量が大きければ、その反発力が大きくなる。また、２色目のトナー像Ｔ２の電荷量も大きくなると、その反発力も大きくなる。この結果、１色目のトナー像Ｔ１と２色目のトナー像Ｔ２との反発力が大きくなるため、トナーの飛び散りも増えることになる。実際、トナートライボが３０μＣ／ｇから４５μＣ／ｇに増加すると、トナーの飛び散りグレードも約２倍に増加している。
【００４７】
また、このトナートライボは、図７に示すように環境によって変化する特性がある。すなわち、トナートライボは、低湿環境よりも高湿環境になるにつれて低下する傾向にある。そして、このトナートライボは小さいほど、トナーの飛び散りが低減される傾向にある（図６）。実際、トナートライボが３５μＣ／ｇ以下よりも小さいくなると、トナー飛び散りグレードの許容レベルである「３以下」になる関係にある。
【００４８】
このことから、２２℃、５５％ＲＨよりも低温低湿の環境下では、トナートライボが３５μＣ／ｇよりも大きくなる傾向にあってトナーの飛び散りも増える傾向にあると考えられるため、一次転写下流装置５０を稼動させる（電圧を印加する）必要があるといえる。反対に、２２℃、５５％ＲＨを超える高湿環境下では、トナートライボが３５μＣ／ｇ以下となりトナーの飛び散りも低減する傾向にあると考えられるため、一次転写下流装置５０を稼動させる（電圧を印加する）必要がないといえる。このような理由から、一次転写下流装置５０の制御に際しては、図４のステップＳ１０で示すような判断を行うようにしている。
【００４９】
さらに、トナーの飛び散りは、図８に示すように、トナートライボにＴＭＡ（単位面積当たりのトナーの重量）を掛け合わせたものとの間にも相関があり、トナートライボとＴＭＡのどちらか一方でも大きくなると、トナー飛び散りは悪化する傾向にある。特に、トナーの重量が大きくなることは、トナーの層厚（高さ）が高くなることと相応し、ひいては画像濃度が高くなることに対応する。このことから、画像濃度が高いときには、トナーの飛び散りも増える傾向にあると考えられるため、一次転写下流装置５０を稼動させる（電圧を印加する）必要があるといえる。反対に、画像濃度が低いときには、トナーの飛び散りも低減する傾向にあると考えられるため、一次転写下流装置５０を稼動させる（電圧を印加する）必要がないといえる。このような理由から、一次転写下流装置５０の制御に際しては、図４のステップＳ１１で示すような判断を行うようにしている。
【００５０】
図９は、トナー飛び散りグレードが許容レベルの「３」になるときの、導電性部材である当接板５１の位置とその印加電圧との測定結果を示すものである。位置は、当接板５１の中間転写ベルト２０との接触開始位置と、一次転写ロール１５ａの中間転写ベルト２２との接触位置の離間距離Ｌ（図２参照）で示している。また、この図９において、その測定結果を示す特性曲線を含む下方領域になる関係にあるほど、トナー飛び散りグレードが良くなることを示す。
【００５１】
図９の示す結果から、当接板５１を一次転写ロール１５ａ側に接近した位置に配置するほど、小さい印加電圧でトナー飛び散りを低減できる傾向にあることがわかる。反対に、当接板５１を一次転写ロール１５ａから遠ざけた位置に配置するほど、トナー飛び散りを低減するためには大きい電圧を印加する必要がある傾向にあることがわかる。
【００５２】
以上のことから、この実施の形態１では、一次転写下流装置５０の当接板５１として、０．１ｍｍ厚のステンレス製板金を使用した。また、その当接板５１については、その一端部側の面が一次転写ロール１５ａと１３〜１４ｍｍ程度だけ離れた（離間距離Ｌ）下流位置で中間転写ベルト２０に当接し始めるとともに、その面が中間転写ベルト２０の内周面のベルト幅方向に対して３〜４ｍｍ程度の幅でベルト２０を上方に押し上げることなく均一に当接するように固定配置した。さらに、下流用電源５２からは−３ｋＶの直流電圧を当接板５１に印加するように設定した。
【００５３】
また、一次転写下流装置５０の制御に際しては（図４）、ステップＳ１０において温度が２２℃以下で湿度が５５％ＲＨ以下である場合をトナー飛び散りが発生しやすい低湿環境とみなし、電圧を印加するように設定した。さらに、ステップＳ１１において多重トナー像部分の画像濃度が１４０％以下である場合をトナー飛び散りが発生しにくい低画像濃度であるとみなし、電圧を印加しないように設定した。
【００５４】
なお、この実施の形態１では、トナー像の画像濃度が高濃度である場合にはトナーの飛び散りが発生しやすい傾向にあることを考慮して、図１０に例示するように、ステップＳ１０において低湿環境ではないと判断した場合に、形成すべきトナー像の画像濃度が高濃度であるか否かを新たに判断し（Ｓ２０）、その画像濃度が高いと判断した場合だけトナーの飛び散りが発生しやすいものとみなし、高湿環境であっても電圧を印加するように構成してもよい。図１０中のステップＳ１０，Ｓ１１は、図４で示したものと同じ内容のものである。
【００５５】
また、この実施の形態１では、トナーとして不定形に粉砕して製造される粉砕トナーに代えていわゆる球形トナーを使用すると、画像の均一性が得られ、凹凸を有する記録用紙Ｐへの転写効率が向上して高画質の画像が得られるようになる反面、トナーどうしの付着力が少なくなり、静電的な反発力を受けやすくなる結果、トナーの飛び散りが増える傾向にある。特に、この傾向は、そのトナー粒子の形状係数ＳＦ｛＝（Ｍ²／Ａ）×（π／４）×１００［式中のＭはトナー粒径の絶対最大値、Ａはトナー粒子の投影面積である］｝の平均値が１３５以下である球形トナーを使用した場合に顕著となる。
【００５６】
しかし、このような球形トナーを使用する場合であっても、一次転写下流装置５０を設けたことにより、一次転写後に飛び散った球形トナーを粉砕トナーの場合と同様に感光ドラム１１側に確実に付着させることができ、トナーの飛び散りに起因した画質低下を十分に低減することができる。
【００５７】
［他の実施形態］
実施の形態１では、一次転写下流装置５０の当接板５１に代えて、図１１に例示するような導電性（１０⁶Ω以下）を有する回転ロール５３を使用してもよい。この回転ロール５３は、一般的なロール体であるほか、回転軸にブラシ繊維が立設された回転ブラシロールであってもよい。このような回転ロール５３は、特に、内周面が軟質で摩擦抵抗の大きい材質（例えばゴム層）である中間転写ベルト２０を使用する場合に適用するとよい。
【００５８】
また、実施の形態１では、一次転写下流装置５０の当接板５１に代えて、図１２に例示するような導電性を有する当接ブラシ５４３を使用してもよい。この当接ブラシ５４は、例えば、支持部材の先端部に複数本のブラシ繊維を均一に取り付けて構成される。この当接ブラシ５４は、上記回転ロール５３と同様に、内周面が軟質で摩擦抵抗の大きい材質である中間転写ベルト２０を使用する場合に適用するとよい。
【００５９】
さらに、実施の形態１では、１つの感光ドラム１１に複数色のトナー像を順次形成する１つの作像ユニット１０を使用するタイプ（前記した４サイクルタイプ）の画像形成装置を例示したが、本発明は、複数の感光ドラム１１を使用し、その各感光ドラム１１に配分した１色のトナー像をそれぞれ専用に形成するように構成した複数の作像ユニット１０を、中間転写ベルト２０にその周回方向Ｂにそって順次並べるように設置して使用するタイプ（前記したタンデムタイプ）の画像形成装置に適用することも可能である。この場合には、中間転写ベルト２０の周回方向の最も上流側に配置する作像ユニット１０を除く、他の（複数の）作像ユニット１０における一次転写位置の下流側に一次転写下流装置５０をそれぞれ設ければよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、一次転写下流装置を設けたことにより、たとえ使用環境が変動することや球形トナーを使用することがあっても、一次転写後に飛び散ったトナーが像担持体側に戻されるように移行するため、一次転写後におけるトナー飛び散り現象に起因した画質低下を十分に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係るカラー画像形成装置の要部を示す概要図。
【図２】一次転写下流装置とその周辺部を示す説明図。
【図３】一次転写下流装置の制御系を示すブロック図。
【図４】一次転写下流装置の制御手順を示すフローチャート。
【図５】トナー飛び散りの発生状態と一次転写下流装置の作用状態を示す説明図。
【図６】トナートライボとトナー飛び散りグレードとの測定結果を示すグラフ図。
【図７】環境条件とトナートライボとの測定結果を示すグラフ図。
【図８】トナートライボ×ＴＭＡとトナー飛び散りグレードとの測定結果を示すグラフ図。
【図９】トナー飛び散りグレードが「３」となるときの、導電性部材（当接板）と印加電圧との測定結果を示すグラフ図。
【図１０】一次転写下流装置の制御手順の他例を示すフローチャート。
【図１１】一次転写下流装置の他例とその周辺部を示す説明図。
【図１２】一次転写下流装置の他例とその周辺部を示す説明図。
【符号の説明】
１０…作像ユニット（作像装置）、１１…感光ドラム（像担持体）、１５…一次転写装置、１５ａ…一次転写ロール（転写当接部材）、２０…中間転写ベルト（中間転写体）、５０…一次転写下流装置、５１…当接板（導電性部材）、５２…下流用電源、５３…回転ロール（導電性部材）、５４…当接ブラシ（導電性部材）、Ｔ…トナー像、Ｂ…周回方向。

Claims

画像情報に応じたトナー像を像担持体に形成する作像装置と、この作像装置の像担持体に接触し得る状態で周回する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトの前記像担持体と接触する内周面側となる部位に当接した状態で配置される転写当接部材に前記トナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加して前記像担持体上のトナー像を中間転写ベルトの外周面に転写させる一次転写装置とを有する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの内周面における前記一次転写装置の転写当接部材が当接する部位よりもそのベルトの周回方向下流となる部位に最初に当接又は近接した状態で配置される導電性部材と、この導電性部材に前記トナー像のトナー帯電極性と同極性の電圧を印加する電源とからなる一次転写下流装置を設け、
かつ、前記一次転写下流装置は、前記中間転写ベルトに複数色のトナー像が重ね合わせられるように多重転写される場合、少なくとも、その複数色のトナー像のうち２色目のトナー像が一次転写される直前に前記導電性部材への電圧印加を開始し、その最終色のトナー像が前記導電性部材を通過した後に前記導電性部材への電圧印加を停止するように作動することを特徴とする画像形成装置。
前記一次転写下流装置は、低湿環境時に前記導電性部材への電圧印加を行うように作動するとともに、一次転写するトナー像が低濃度画像である場合には前記導電性部材への電圧印加を行わないように作動する請求項１に記載の画像形成装置。