JP4062391B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中間転写体を用いた電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置に係り、詳細には中間転写体を介して感光体ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写するタイプの画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における中間転写型の画像形成装置としては、例えば、感光体ドラム等の像担持体の周囲に例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分の現像器を備えると共に、前記像担持体に対し例えばベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）を対向配置し、像担持体の一回転毎に当該像担持体上に形成された各色成分の未定着トナー像を中間転写ベルトに順次一次転写した後、中間転写ベルト上に重ね合わされた合成一次転写像を記録媒体としての用紙へ二次転写して所望の画像を用紙上に形成するようにしたものが知られている。
これによれば、中間転写ベルト上に既に多重転写のなされた合成トナー像を用紙に一括転写しているので、画像形成時の不安定な要因を排除することができ、多重転写時における画像の乱れや色ずれの発生を効果的に防止することができる、といった利点を有している。
【０００３】
ところで、このタイプの画像形成装置では、二度の転写プロセスを経て最終的な画像が形成されることから、各転写プロセスで生じる転写残りトナーをできるだけ少なくすること、すなわち、各転写プロセスにおける転写効率を可能な限り高くすることが重要である。
【０００４】
そこで、転写効率を向上させる目的で、現像剤中にシリカ等の剥離性微粒子（以下、外添剤という）を含ませ、これら外添剤をトナーと感光体ドラムとの間に介在させるようにしたり、形状が球形に近い所謂球形トナーを用い、トナーと感光体ドラムとの接触面積を小さくしたりするようにしたものが知られている。
これによれば、トナーの感光体ドラムあるいは中間転写ベルトに対する付着力を低減でき、その分トナーが移動し易くなることから、各転写プロセスにおける転写効率を向上させることができ、これら両者を組み合わせるようにすれば、転写効率を更に向上させることが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した中間転写型の画像形成装置で、外添剤を付着させた球形トナーを用いて画像形成を行うと、二次転写時に用紙上でトナーの飛び散りが発生し、画質不良を招くという技術的課題がみられた。
尚、このような不具合は、低温低湿環境下での作像時や、両面画像形成時の第二面作像時等に顕著であった。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、外添剤が付着せしめられた所謂球形トナーを使用する際にも、二次転写時のトナーの飛び散りを有効に防止することのできる中間転写型の画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明を説明する前に、本発明に関連する参考発明について説明する。
すなわち、本発明に関連する参考発明は、図１に示すように、一または複数の像担持体１と、前記像担持体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段２と、外添剤Ｇが付着せしめられた形状係数１３０以下の色トナーＴcによって前記像担持体上の静電潜像を現像する複数の現像装置３（例えば３ａ〜３ｄ）と、前記像担持体１に対向配置される中間転写体４と、前記中間転写体４上に前記像担持体１上のトナー像Ｔを転写する一次転写手段５と、記録媒体Ｋ上に前記中間転写体４上のトナー像Ｔを転写する二次転写手段６とを備えた画像形成装置において、前記複数の現像装置３で使用される色トナーＴcのうち、最終色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率が、他色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率よりも小さく設定されることを特徴とする。
【０００８】
このような技術的手段において、本発明に関連する参考発明の対象となる画像形成装置は、例えば図１に示すように一つの像担持体１に複数の現像装置３を配設する態様のものは勿論のこと、例えば、複数の像担持体１に夫々現像装置３を配設する態様のもの（所謂タンデム型）や、これらを組み合わせた態様のもの等も含まれる。
【０００９】
また、像担持体１としては、潜像形成手段２による静電潜像を形成担持可能なものであれば、感光体、誘電体等適宜選定して差し支えなく、その形状についてもドラム状、ベルト状を問わない。
そして、潜像形成手段２については、静電潜像を形成するものであれば、帯電、露光工程を経た方式、あるいは、イオン流による潜像書込工程を含む方式など適宜選定して差し支えない。
【００１０】
更に、現像装置３は、像担持体１上に形成された静電潜像を現像可能なものであれば、一成分現像、二成分現像、接触現像、非接触現像等適宜選定して差し支えなく、またこれら各種現像方式が混在するものであってもよい。
そして、現像装置３の数については、複数であればいくつであってもよい。尚、図１においては、四つの現像装置３ａ〜３ｄを具備した態様を例示している。
但し、各現像装置３（例えば３ａ〜３ｄ）では、夫々外添剤Ｇが付着せしめられた形状係数１３０以下の色トナーＴcを使用することが前提となる。
【００１１】
また、中間転写体４は、トナー像Ｔを担持搬送可能なものであれば、その形状はロール状、ベルト状等適宜選定して差し支えない。
更に、一次転写手段５は、前記中間転写体４に前記像担持体１上のトナー像Ｔを静電転写するものであればよく、二次転写手段６も、記録媒体Ｋ上に前記中間転写体４上のトナー像Ｔを静電転写するものであればよい。
【００１２】
そして、本発明に関連する参考発明においては、前記複数の現像装置３で使用される色トナーＴcのうち、最終色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率が、他色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率よりも小さく設定されることが必要となる。ここでいう最終色の色トナーＴcとは、画像形成工程において最後に中間転写体４に一次転写されるものをいい、例えば、図１に示す画像形成装置において、現像装置３ａ→３ｂ→３ｃ→３ｄの順で現像が行われるものとすれば、現像装置３ｄに収容される色トナーＴcが最終色の色トナーＴcとなる。
ここで、最終色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率は、上述したとおり他色の色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率よりも小さく設定されていればよいが、二次転写時のトナー飛び散りを確実に防止するという観点からすれば、前記最終色の色トナーに対する外添剤の被覆率は４０％以下に設定されることが好ましい。
【００１３】
次に、本発明について説明する。
本発明は、図１に示すように、一または複数の像担持体１と、前記像担持体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段２と、外添剤Ｇが付着せしめられた形状係数１３０以下の色トナーＴcによって前記像担持体１上の静電潜像を現像する複数の現像装置３（例えば３ａ〜３ｄ）と、前記像担持体１に対向配置される中間転写体４と、前記中間転写体４上に前記像担持体１上のトナー像Ｔを転写する一次転写手段５と、記録媒体Ｋ上に前記中間転写体４上のトナー像Ｔを転写する二次転写手段６とを備えた画像形成装置において、最終色の色トナーＴcが一次転写された後の中間転写体４上のトナー像Ｔを構成する色トナーＴcより外添剤Ｇを回収する外添剤回収手段７を備えたことを特徴とする。
【００１４】
このような技術的手段において、本発明の対象となる画像形成装置も、本発明に関連する参考発明と同様に、一つの像担持体１に複数の現像装置３を配設する態様のものは勿論のこと、例えば、複数の像担持体１に夫々現像装置３を配設する態様のもの（所謂タンデム型）や、これらを組み合わせた態様のもの等も含まれる。
【００１５】
また、像担持体１、潜像形成手段２、現像装置３、中間転写体４、一次転写手段５及び二次転写手段６については、本発明に関連する参考発明で説明したものと同様のものから適宜選定して差し支えない。
そして、本発明においても、各現像装置３（例えば３ａ〜３ｄ）で、夫々外添剤Ｇが付着せしめられた形状係数１３０以下の色トナーＴcを使用することが前提となる。但し、本発明に関連する参考発明とは異なり、各色トナーＴcに対する外添剤Ｇの被覆率の大小関係については適宜選定して差し支えない。
【００１６】
更に、外添剤回収手段７は、最終色の色トナーＴcが一次転写された後の中間転写体４上のトナー像Ｔを構成する色トナーＴcより外添剤Ｇを回収する機能を有するものであれば適宜選定して差し支えないが、構成の簡易化という観点からすれば、前記中間転写体４上の色トナーＴcを当該中間転写体４に引きつける方向の電界を形成する電界形成手段で構成することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明に関連する参考発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の概略構成を示したものである。
同図において、符号１１は像担持体としての感光体ドラムであり、矢線Ａ方向への回転に伴い、その表面には帯電装置１２及び露光装置１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）などの周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が形成される。
また、この感光体ドラム１１の周囲にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを搭載したロータリー現像装置１４が配設されており、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのいずれかで現像することでトナー像Ｔを形成するようになっている。
尚、符号１６は感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナであり、１７は感光体ドラム１１上の残留電荷を除去する除電ランプである。
【００１８】
本実施の形態において、感光体ドラム１１は、アルミニウムからなる素管の表面に負帯電系の有機光半導体層を設けたもので構成される。
また、現像は反転現像方式にて行われるため、使用されるトナーは全て負極性に帯電するものである。
そして、本実施の形態においては、各色成分トナーとして、スチレンアクリル樹脂微粒子と各々イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの顔料微粒子を凝集・合一して体積平均粒径約５〜６μｍに調製してなる、乳化凝集合一法（ＥＡ法）で製造したトナーを用いた。粒度分布指標（ＧＳＤ）は１．２３であった。平均粒径はコールターカウンター（コールター社製）で測定した体積平均粒径の値である。そして、重合の際の加熱時間と加熱温度を調整し、平均粒径、粒度分布が略同じ４種類（４色）のトナーを作成した。
トナーの形状は、形状係数ＭＬ²／Ａで表し、光学顕微鏡（ミクロフォトＦＸＡ；ニコン社製）で得た該トナーの拡大写真を、イメージアナライザーＬｕｚｅｘ３（ＮＩＲＥＣＯ社製）により画像解析を行って以下の数式１により算出した値である。
【００１９】
【数１】

【００２０】
形状係数ＭＬ²／Ａは、トナーの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合１００となり、形状が崩れるにつれ増加する。形状係数は、トナー粒子複数個に対して計算され、その平均値を代表値とする。本実施の形態では、形状係数１００〜１３０の略球形なトナーを用いた。
また、離型性を高めるため、該トナーに、平均粒径１０〜１５０ｎｍのシリカ及び酸化チタン（チタニア）の無機微粒子を外添剤として適宜量外添し、平均粒径３０〜４０μｍ、抵抗値１０¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍのフェライトビーズからなるキャリアと混合し現像ロール上で−２５〜−３５μＣ／ｇの帯電量を得た。尚、外添剤については、これらに限定されるものではない。
【００２１】
そして、本実施の形態では、各色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のうち、ブラックトナーに対する外添剤の被覆率を３５％とし、他のイエロー、マゼンタ、シアントナーに対する外添剤の被覆率を５０％とした。
ここで、被覆率（以下、必要に応じて外添剤カバレッジという）は、Ｘ線光電子分光器（ＸＰＳ）によるカバレッジ測定法に基づいて求めたものであり、これは、トナー粒子表面に無機微粒子が付着している割合（表面の付着面積割合）を測定したものである。本実施の形態では、Ｘ線光電子分光器として日本電子社製ＪＰＳ−８０を用いた。
尚、トナーとしては、本製造法により作成したトナー以外にも、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合法、混練粉砕法等により形成された球形トナーを使用してもよく、また、上述したようなトナーとキャリアとを混在させた二成分系現像剤でも、トナーのみの一成分系現像剤でも構わないことは勿論である。
【００２２】
また、符号２０は感光体ドラム１１の表面に当接するように配置された中間転写体としての中間転写ベルトであり、複数（本実施の形態では四つ）のロール２１〜２４に張架されて矢線Ｂ方向へ回動するようになっている。ここで、符号２１は中間転写ベルト２０の駆動ロール、２２は従動ロール、２３は中間転写ベルト２０の張力を一定に制御するようにしたテンションロール、２４は二次転写用の対向ロール（バックアップロール）である。
この中間転写ベルト２０は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．１ｍｍに設定される。
【００２３】
更に、中間転写ベルト２０の感光体ドラム１１に対向する部位（一次転写位置）において、中間転写ベルト２０の裏面側には一次転写装置（本実施の形態では一次転写ロール）１５が配設されており、この一次転写ロール１５に図示しない電源によりトナーの帯電極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の一次転写バイアス（本実施の形態では＋５００Ｖ〜＋１５００Ｖ）を印加することで、感光体ドラム１１上のトナー像Ｔが中間転写ベルト２０に静電吸引されるようになっている。
【００２４】
また、用紙Ｐの搬送経路に面した中間転写ベルト２０の二次転写位置には、二次転写装置４０が配設されており、本実施の形態では、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール２５と、中間転写ベルト２０の裏面側に配設されて二次転写ロール２５の対向電極をなす対向ロール（バックアップロール）２４とを備えており、このバックアップロール２４には転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。この給電ロール２６には、図示しない電源によりトナーの帯電極性と同極性（本実施の形態では負極性）の二次転写バイアス（本実施の形態では−５００Ｖ〜−３０００Ｖ）を印加することで、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔが用紙Ｐ上に静電吸引される。
尚、符号２７は二次転写ロール２５表面に当接配置されるクリーニングブレード２７ａを具備したロールクリーナである。
【００２５】
本実施の形態において、バックアップロール２４は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０⁷〜１０¹⁰Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。
【００２６】
また、二次転写ロール２５は、シャフトにカーボンを分散した発泡ウレタンゴム層を形成し、その表面にカーボンを分散したウレタンゴムのチューブを被覆し、更にその表面にフッ素コートを施したもので、その体積抵抗が１０³〜１０¹⁰Ωとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。
【００２７】
また、二次転写装置４０の下流には中間転写ベルト２０上の残留トナーを除去するベルトクリーナ４１が設けられている。
そして、本実施の形態では、二次転写ロール２５及びベルトクリーナ４１は、夫々図示しないリトラクト装置によって中間転写ベルト２０と接離自在に配設されており、複数色の画像すなわち重ね画像が形成される場合には、最終色のトナー像Ｔが中間転写ベルト２０に一次転写されるまで、これら両者は中間転写ベルト２０から離間するようになっている。
尚、符号４２は、中間転写ベルト２０の端部且つ非画像部に設けられた基準位置検知用の反射マーク２０ａを検知するベルト位置検知センサである。
【００２８】
更に、用紙搬送系は、用紙トレイ５０からの用紙Ｐをフィードロール５１で送出し、搬送ロール５２を介してレジストレーションロール（レジストロール）５３で一旦位置決め停止させた後に所定のタイミングで二次転写位置へと用紙Ｐを送り込むようになっており、二次転写後の用紙Ｐを図示外の用紙搬送ガイドを介して加熱加圧定着器６０へと搬送し、その後搬送ロール５２で排出するようになっている。
尚、本実施の形態では、定着後の用紙Ｐを反転し再び二次転写部に向けて搬送する反転搬送機構が付設されており、正逆方向に回転することで用紙Ｐを反転させる反転ロール５４と、反転後の用紙Ｐを前記レジストロール５３の手前側まで搬送する反転搬送ロール５５とを具備している。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の作像プロセスについて説明する。
今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。
まず、感光体ドラム１１の表面が帯電装置１２によって帯電された後、露光装置１３からの露光ビームＢｍによって潜像が書き込まれる。このとき、感光体ドラム１１に書き込まれた静電潜像がイエローの画像情報に対応したものであれば、この静電潜像はイエローのトナーが収容されるイエロー現像器１４Ｙで現像され、感光体ドラム１１上にはイエローのトナー像Ｔが形成される。
そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像Ｔは、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルトに転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーはドラムクリーナ１６によって除去され、感光体ドラム１１の残留電荷は除電ランプ１７によって除去される。
【００３０】
このとき、単色画像を形成する場合には、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像Ｔを直ちに用紙Ｐに二次転写するのであるが、複数色のトナー像Ｔを重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上でのトナー像Ｔの形成並びにこのトナー像Ｔの一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。
例えば、４色のトナー像Ｔを重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上にはその一回転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの順でトナー像Ｔが形成され、これらトナー像Ｔは順次中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、中間転写ベルト２０は、最初に一次転写されたイエローのトナー像Ｔを保持したまま感光体ドラム１１と同一周期で回動し、中間転写ベルト２０上には、所定の位置にその一回転毎にマゼンタ、シアン及びブラックのトナー像Ｔが重ねられていく。
【００３１】
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像Ｔは、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。
一方、用紙Ｐはフィードロール５１により用紙トレイ５０から取り出され、搬送ロール５２によって送り出されてレジストロール５３の位置まで搬出される。その後用紙Ｐは所定のタイミングで二次転写位置へと供給され、バックアップロール２４に対して、二次転写ロール２５が用紙Ｐをニップする。
すると、二次転写位置では、二次転写ロール２５とバックアップロール２４との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０に担持されたトナー像Ｔが用紙Ｐに一括転写（二次転写）される。
その後、トナー像Ｔが二次転写された用紙Ｐは、加熱加圧定着器６０へと搬送され、用紙Ｐ上のトナー像Ｔが定着される。
一方、二次転写後に中間転写ベルト２０に付着した残留トナーは、ベルトクリーナ４１によって除去される。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、各色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のうち、ブラックトナーに対する外添剤カバレッジを３５％に設定し、他のイエロー、マゼンタ、シアントナーに対する外添剤カバレッジを５０％に設定していたが、これは次の理由による。
【００３３】
本発明者は、図２に示す画像形成装置において、各色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対する外添剤カバレッジを夫々５０％に設定し、一次転写プロセス中のトナーの特性変化について調査を行った。具体的には、中間転写ベルト２０上にこれら４色のトナーを順次一次転写し、形成された各色トナー毎に帯電量及び外添剤カバレッジを評価した。この実験においては、通常の作像プロセスと同じ順序、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で作像が行われるため、イエロートナーは４回、マゼンタトナーは３回、シアントナーは２回、そしてブラックトナーは１回、夫々一次転写バイアスが印加されることとなる。
【００３４】
その結果、帯電量については各色トナー間で大きな変化がみられなかったが、外添剤カバレッジについては、各色トナー間で大きな差異がみられた。
図３には、トナーが受ける一次転写の回数とトナーの外添剤カバレッジとの関係を示す。これによれば、一次転写を受ける毎に外添剤カバレッジが減少すること、すなわち、外添剤がトナーから剥がされていることが把握される。これは、トナーに外添剤を付着させるため、外添剤としてトナーと逆極性に帯電するものを用いていることから、外添剤が一次転写バイアスにより感光体ドラム１１側へと転移したことが原因と考えられる。
【００３５】
図４には、トナーの外添剤カバレッジと中間転写ベルト２０に対するトナーの付着力との関係を調査した結果を示す。これによれば、外添剤カバレッジが少ないものほど付着力が大きくなること、すなわち、静電的な外乱に対し安定となることが把握される。また、同時に二次転写時のトナーの飛び散りについて評価を実施したところ、外添剤カバレッジが少ないものほど、付着力が大きくなって飛び散りが生じにくくなることがわかった。
但し、各色成分トナーの外添剤カバレッジをすべて低く設定すると、一次転写効率が低下し、また、帯電安定性やクリーニング性などの重要な機能も低下することとなってしまう。
【００３６】
そこで、本発明者は、一次転写プロセス終了後（二次転写時）の外添剤カバレッジが高い最終色トナー（本実施の形態ではブラック）に着目した。
図５には、最終色トナー（本実施の形態ではブラック）の転写前の外添剤カバレッジと二次転写時のトナーの飛び散りレベル及びクリーニング性との関係を示す。
この結果より、転写前（ブラック現像器１４Ｋ中）のブラックトナーの外添剤カバレッジを４０％以下にすることでトナーの飛び散りを防止でき、外添剤カバレッジが２０％以上にすることで、クリーニング性能も確保できることもわかる。
【００３７】
尚、他色（イエロー、マゼンタ、シアン）トナーの転写前の外添剤カバレッジについては、一次転写効率の確保という観点から、ブラックトナーと同程度まで低くする必要はない。すなわち、これらイエロー、マゼンタ、シアントナーの外添剤カバレッジは、図３から明らかなように、転写前に５０％であっても二次転写時には４０％以下まで低下することから、ブラックトナーの外添剤カバレッジよりも大きくする必要がある。
また、これらイエロー、マゼンタ、シアントナーの外添剤カバレッジは、二次転写時にブラックトナーの外添剤カバレッジと略同等となっていることから、二次転写時の剥離放電に対抗することのできる付着力を確保でき、これらトナーの飛び散りも防止できるものと考えられる。
【００３８】
このように、本実施の形態では、最終色であるブラックトナーの外添剤カバレッジを他色（イエロー、マゼンタ、シアン）よりも低く設定することで、中間転写ベルト２０上でのトナーの付着力を増大させるようにしたので、二次転写時のトナーの飛び散りを防止することができる。尚、他色のトナーについては、複数回の一次転写を受けているので、自動的に外添剤カバレッジが減少し、トナーの付着力が増大することとなる。そして、ブラックの外添剤カバレッジを４０％以下に設定することで、より確実に二次転写時のトナーの飛び散りを防止することが可能となる。
言い換えれば、最終色の色トナーに対する外添剤の被覆率を、他色の色トナーに対する外添剤の被覆率よりも小さく設定することにより、中間転写体と色トナーとの付着力を増大させるようにしたので、外添剤が付着せしめられた所謂球形トナーを使用する際にも、二次転写時のトナーの飛び散りを有効に防止することができる。
これは、低湿環境下の画像形成時や反転搬送機構を用いた両面画像形成時等において特に有効である。
【００３９】
また、本実施の形態では、最終色をブラックとし、ブラックトナーの外添剤カバレッジを低くするようにしたので、モノクロ画像（ブラックの単色画像）形成時にも、同様にトナーの飛び散りを防止することができる。
【００４０】
◎実施の形態２
図６は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２の概略構成を示したものである。
尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態１に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態においても、各色成分トナーとして、実施の形態１で説明した所謂球形トナーが用いられる。
但し、各色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対する外添剤カバレッジについては、実施の形態１とは異なり、一律に５０％としている。
【００４２】
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、一次転写位置の下流側且つ二次転写位置の上流側、具体的にはテンションロール２３と二次転写装置４０との間に、外添剤回収装置３０が設けられている。
ここで、外添剤回収装置３０は、中間転写ベルト２０を挟んで配設される導電性弾性ロール３１と外添剤回収ロール３２とを有しており、外添剤回収ロール３２には付着した外添剤を掻き落とすための外添剤クリーナ３２ａが当接配置されている。そして、導電性弾性ロール３１には、電源３３によって正の電圧が印加され、一方外添剤回収ロール３２は接地されている。これは、導電性弾性ロール３１と外添剤回収ロール３２との間に電界を印加するものである。そして、形成される電界は、トナー像Ｔを中間転写ベルト２０方向に引きつけ、外添剤を外添剤回収ロール３２に付着させる方向のものである。
ここで、導電性弾性ロール３１は、一次転写ロール１５と同様のロールを用い、外添剤回収ロール３２は、アルミ・ドラムを用いた。
【００４３】
また、この外添剤回収装置３０は、二次転写される直前のトナー像Ｔに対して動作する。つまり、フルカラー画像形成時には、最後に形成されるブラックのトナー像Ｔが、中間転写ベルト２０に一次転写されてから動作することになる。
ここでは、動作時に中間転写ベルト２０を挟んで導電性弾性ロール３１及び外添剤回収ロール３２が所定の圧力で押圧されるとともに、所定の電圧を印加することで電界が形成される。このとき、外添剤回収ロール３２は中間転写ベルト２０表面と接触し、二次転写直前のトナー像Ｔは、その表面が外添剤回収ロール３２と接触して、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔより外添剤を回収することとなる。このとき、導電性弾性ロール３１及び外添剤回収ロール３２は、中間転写ベルト２０とほぼ等速で回転するため、トナー像Ｔそのものを乱すことにはならない。
【００４４】
また、非動作時には、電界の形成（電圧の印加）を停止するとともに、外添剤回収ロール３２を中間転写ベルト２０から遠ざかる方向に移動させる。これによって外添剤回収ロール３２と中間転写ベルト２０とが離間することとなる。
尚、本実施の形態では、外添剤回収装置３０の非動作時に外添剤回収ロール３２と中間転写ベルト２０の離間を行うよう構成した。しかし、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔに影響を及ぼさなければ、必ずしも離間しなくともよい。
このようにして、二次転写直前のトナー像Ｔから外添剤が減少せしめられることとなる。
【００４５】
以上の様な構成及びトナーにおいて、本発明の具体的実施例を示す。
ここで使用した画像形成装置は、プロセス・スピード２２０ｍｍ／ｓｅｃである。
感光体ドラム１１は−６００Ｖに帯電され、露光ビームＢｍによって露光される画像部の電位は、−２００Ｖとなるよう設定されている。また、現像器の現像ロールには、直流成分−４８０Ｖに振幅（ピークトゥピーク）１．０ｋＶ、周波数９．０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ０．６５の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、負極性に帯電したトナーは感光体ドラム１１上に現像され、トナー像Ｔを形成する。
【００４６】
一次転写ロール１５には、定電流源（図示せず）より所定の電流が供給される。ここでは、温湿度検出装置（図示せず）の検出結果に応じて制御するものとし、用紙Ｐ上でのトナー飛散が顕著になる低温、低湿環境下では、１８μＡとなるように設定されている。この電流値は、一次転写効率が良好であって、すでに一次転写されたトナーの感光体ドラム１１への再転写が発生しない条件を設定すればよい。
【００４７】
二次転写では、バックアップロール２４の電位が−２．８ｋＶとなるように電圧を印加した。この電位は、単色トナー像及び多重色トナー像の転写性能のバランスから決められるものである。このときの環境は１０℃、１５％ＲＨであった。
【００４８】
次に、導電性弾性ロール３１に印加する電圧を変化させ、導電性弾性ロール３１及び外添剤回収ロール３２の間の電位差とトナー飛散との関係を調べた。また、このときの外添剤回収ロール３２へのトナーの付着も調査した。
この結果を図７に示す。
同図より、トナー飛散は、電位差を大きくすることで改善されることがわかる。しかし、極端に大きくしていくと、トナーが逆極性に帯電してしまうために外添剤回収ロール３２へのトナー付着が顕著となり、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔを乱してしまうことになる。
以上の結果より、本実施の形態においては、導電性弾性ロール３１に８００〜１０００Ｖの電圧を印加することで、トナー飛散のないプリントが得られることが示された。
【００４９】
尚、ここでは、導電性弾性ロール３１及び外添剤回収ロール３２との間の電位差によって改善される例を示したが、中間転写ベルト２０、導電性弾性ロール３１、外添剤回収ロール３２あるいはトナーの材料や物性などに応じて変更することが好ましい。また、プロセススピードが異なる場合にも、同様に電界を調整して印加することが好ましい。
【００５０】
更に、導電性弾性ロール３１に９００Ｖの電圧を印加し、トナー飛散が発生しやすい両面プリントの裏面プリント（ＳＩＤＥ ２）時に外添剤回収装置３０を動作させるよう制御した場合の確認を実施した。この場合にも上記のように、画像の乱れもなく効果的にトナー飛散を抑制することができた。
【００５１】
このように、本実施の形態では、一次転写プロセス終了後の中間転写ベルト２０上のトナーから外添剤を回収することで、中間転写ベルト２０上でのトナーの付着力を増大させるようにしたので、実施の形態１と同様、二次転写時のトナーの飛び散りを防止することができる。
【００５２】
◎実施の形態３
本実施の形態は、実施の形態２と略同様であるが、外添剤回収装置３０を独立して配設せず、一次転写装置１５で兼用するようにしたものである。
具体的に説明すると、図２に示す画像形成装置において、最終色（ここではブラック）の一次転写後に中間転写ベルト２０を更に一回転（追加回転）させ、一次転写位置をもう一度通過させた後に二次転写を行うようにする。この追加回転時の一次転写装置の印加電流は、通常の一次転写時と同様に１８μＡとした。
【００５３】
このような構成においても、トナー飛散のないプリントを得ることができた。
そして、一次転写電流が１８μＡの時、一次転写ロール１５と感光体ドラム１１との間の電位差を調査したところ、約９００Ｖであった。このことから、一次転写位置でも実施の形態２で説明した外添剤回収装置３０と同様な電界が作用しているものと考えられる。
【００５４】
このように、本実施の形態では、中間転写ベルト２０上に一次転写を行った後、トナー像Ｔを形成せずに追加回転を行うことにより、一次転写装置１５を外添剤回収手段として使用することができる。
尚、本実施の形態では、追加回転時の転写電流値を通常転写時の電流値と同様としたが、これに限られるものではなく、トナー飛散を抑制でき、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔの感光体ドラム１１への再転写が防止できるのであれば、必ずしもこの限りではない。
【００５５】
◎実施の形態４
図８は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態４の概略構成を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像Ｔが形成される複数の画像形成ユニット１００（具体的には１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）と、各画像形成ユニット１００で形成された各色成分トナー像Ｔを順次転写（一次転写）保持させる中間転写体としての中間転写ベルト１１０と、中間転写ベルト１１０上に転写された重ね画像を記録材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる一括転写装置１２０と、一括転写されたトナー像Ｔを用紙Ｐ上に定着させる定着装置１５０とを備えたものである。
【００５６】
本実施の形態において、各色成分の画像形成ユニット１００（具体的には１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）は、矢線Ａ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム１０１（具体的には１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）の周囲に、感光体ドラム１０１が帯電される一様帯電装置１０２（具体的には１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）、感光体ドラム１０１上に静電潜像が書き込まれるレーザ露光装置１０３（具体的には１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、尚、図中レーザビームを符号Ｂｍで表す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１０１上の静電潜像が可視像化される現像装置１０４（具体的には１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）、転写域通過後の感光体ドラム１０１をクリーニングするドラムクリーナ１０６（具体的には１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ）等の電子写真デバイスを順次配設したものである。
そして、各感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１１０とが対向する一次転写位置において、中間転写ベルト１１０の裏面側には一次転写装置としての一次転写ロール１０５（具体的には１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ）が配設されている。
【００５７】
また、中間転写ベルト１１０は、複数（本実施の形態では４つ）の支持ロール１１１〜１１４に掛け渡されたものであって、本実施の形態では、支持ロール１１１が中間転写ベルト１１０の駆動ロールとして、支持ロール１１２が従動ロールとして、支持ロール１１３が傾動自在に配設されるステアリングロールとして、更に、支持ロール１１４が後述するように一括転写装置１２０のバックアップロールとして用いられている。
ここで、上記中間転写ベルト１１０としては、実施の形態１で説明したものと同様のものが用いられている。
【００５８】
更に、用紙Ｐの搬送経路に面した中間転写ベルト１１０の一括転写位置（二次転写位置）には一括転写装置１２０が配設されており、本実施の形態では、中間転写ベルト１１０のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール１１５と、中間転写ベルト１１０の裏面側に配置されて二次転写ロール１１５の対向電極をなす対向ロール（バックアップロール）１１４とを備えている。
この二次転写ロール１１５の周面にはロールクリーナ１２１が設けられており、また、バックアップロール１１４には図示しない電極ロールが当接し給電を行うようになっている。
更に、一括転写装置１２０の下流側には、中間転写ベルト１１０上の残留トナーを除去するベルトクリーナ１４１が設けられている。
これら二次転写ロール１１５、バックアップロール１１４等についても、実施の形態１で説明したものと同様のものが用いられる。
【００５９】
また、本実施の形態において、用紙搬送系は、用紙トレイ１１６からの用紙Ｐをフィードロール１１７で送出し、所定のタイミングで二次転写位置へと用紙Ｐを送り込み、二次転写後の用紙Ｐを定着装置１５０へと搬送するようになっている。尚、符号１１８は用紙搬送経路中に設けられる搬送ロールであり、１１９はレジストロール（レジロール）である。
【００６０】
更に、ブラック画像形成ユニット１００Ｋの下流側には、外添剤回収装置１３０が配設されている。
この外添剤回収装置１３０は、中間転写ベルト１１０を挟んで配設される導電性弾性ロール１３２と外添剤回収ロール１３１とを有しており、外添剤回収ロール１３１には付着した外添剤を掻き落とすための外添剤クリーナ１３１ａが当接配置されている。尚、これらについては実施の形態２で説明したものと同様である。
【００６１】
また、本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、各色成分トナーとして所謂球形トナーが用いられ、各色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対する外添剤カバレッジは、一律に５０％である。
【００６２】
次に、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の作像プロセスについて説明する。
今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。
具体的に述べると、例えば、このカラー画像形成装置をデジタルカラー複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラー画像読み取り装置により読み取り、その読み取り信号を画像信号処理手段によりデジタル画像信号に変換してメモリーに一時的に蓄積し、その蓄積されている４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行なわせるようにする。
【００６３】
すなわち、画像信号処理手段から入力される各色のデジタル画像信号に応じて画像形成ユニット１００（具体的には１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）を夫々駆動する。そして、各画像形成ユニット１００では、一様帯電装置１０２により一様に帯電された感光体ドラム１０１に前記デジタル信号に応じた静電潜像をレーザ露光装置１０３にて夫々書き込ませる。
そして、これらの各静電潜像を各色のトナーを収容した現像装置１０４により現像して上記各色のトナー像Ｔを形成させる。
尚、このカラー画像形成装置をプリンタ等の装置として構成する場合には、外部などから画像信号処理手段に入力される画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行うようにすればよい。
【００６４】
そして、各感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像Ｔは、各感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１１０とが接する一次転写位置で一次転写ロール１０５によって感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１０の表面に順次転写される。
【００６５】
このようにして中間転写体ベルト１１０に一次転写されたトナー像Ｔは中間転写ベルト１１０上で重ね合わされ、中間転写ベルト１１０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。
【００６６】
この間、中間転写ベルト１１０上のトナー像Ｔは外添剤回収装置１３０を通過する。このとき、外添剤回収ロール１３１と導電性弾性ロール１３２との間に印加される電圧によって回収電界が形成され、トナー像Ｔを構成するトナーに付着した外添剤の一部が外添剤回収ロール１３１側に転移する。
【００６７】
一方、フィードロール１１７によって用紙トレイ１１６から用紙Ｐが搬出され、この用紙Ｐは所定のタイミングで二次転写位置へと供給され、二次転写ロール１１５と中間転写ベルト１１０との間に挟み込まれる。
【００６８】
すると、二次転写位置では、二次転写ロール１１５とバックアップロール１１４との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト１１０上に担持されたトナー像Ｔが用紙Ｐに一括転写される。このトナー像Ｔが転写された用紙Ｐは、定着装置１５０へと搬送されトナー像Ｔの定着が行われる。
一方、二次転写後に中間転写ベルト１１０上に残留したトナーは、ベルトクリーナ１４１によってクリーニングされる。
【００６９】
このように、所謂タンデム型の画像形成装置においても、一次転写プロセス終了後の中間転写ベルト１１０上のトナーから外添剤を回収し、中間転写ベルト１１０上でのトナーの付着力を増大させることで、実施の形態２と同様、二次転写時のトナーの飛び散りを防止することができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、最終色の色トナーが一次転写された後の中間転写体上のトナー像を構成するトナーより外添剤を回収することにより、中間転写体と色トナーとの付着力を増大させるようにしたので、外添剤が付着せしめられた所謂球形トナーを使用する際にも、二次転写時のトナーの飛び散りを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明に関連する参考発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の概略構成図である。
【図３】 トナーが受ける一次転写の回数とトナーの外添剤カバレッジとの関係を示すグラフ図である。
【図４】 トナーの外添剤カバレッジと中間転写ベルトに対するトナーの付着力との関係を示すグラフ図である。
【図５】 最終色トナーの転写前の外添剤カバレッジと二次転写時のトナーの飛び散りレベル及びクリーニング性との関係を示すグラフ図である。
【図６】 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２の概略構成図である。
【図７】 導電性弾性ロール及び外添剤回収ロールの間の電位差とトナー飛散及び外添剤回収ロールへのトナー付着を示す図表である。
【図８】 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態４の概略構成図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…潜像形成手段，３…現像装置，４…中間転写体，５…一次転写手段，６…二次転写手段，７…外添剤回収手段，Ｋ…記録媒体

Claims (2)

1. 一または複数の像担持体と、
   前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   外添剤が付着せしめられた形状係数１３０以下の色トナーによって前記像担持体上の静電潜像を現像する複数の現像装置と、
   前記像担持体に対向配置される中間転写体と、
   前記中間転写体上に前記像担持体上のトナー像を転写する一次転写手段と、
   記録媒体上に前記中間転写体上のトナー像を転写する二次転写手段とを備えた画像形成装置において、
   最終色の色トナーが一次転写された後の中間転写体上のトナー像を構成する色トナーより外添剤を回収する外添剤回収手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記外添剤回収手段は、前記中間転写体上の色トナーを当該中間転写体に引きつける方向の電界を形成する電界形成手段からなることを特徴とする画像形成装置。

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