画像形成装置
【課題】不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラにより生じる画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を得る。
【解決手段】転写ニップの転写体移動方向下流側近傍に電圧印加部材８と、
電圧印加部材８に電圧を印加する電源部８１と、を有し、
電源部８１は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置とする。
【解決手段】転写ニップの転写体移動方向下流側近傍に電圧印加部材８と、
電圧印加部材８に電圧を印加する電源部８１と、を有し、
電源部８１は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に用紙あるいは中間転写ベルトの転写体にトナー像を転写する転写装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体にトナー画像を形成し、形成したトナー画像を用紙に転写させる。あるいはフルカラー出力が可能なカラー画像形成装置では、複数の感光体に異なる色のトナー画像をそれぞれ形成し、形成したトナー画像を中間転写体上で順次重ね合わせる。そして重ね合わせたトナー画像を二次転写部で一括して用紙に転写させる。
【０００３】
このような画像形成においては、感光体に用紙あるいは中間転写体（以下、これらを転写体という）を接触させてトナー画像を転写させる。転写させたあとに感光体から転写体を分離させる際に、感光体と転写体上のトナー層の間で意図しない放電現象が発生する場合がある。このような異常な放電が発生した場合には、その異常な放電により一部のトナーの電荷が変化するために、転写体との静電吸着力が低下することになる。この影響により周辺トナーと反発することによるトナー画像の散りが生じたり、下流側の別の感光体に逆転移したりする。そしてこれらの現象は画像不良となる。
【０００４】
図９は、タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。同図はカラー画像形成装置のベルト状の中間転写ベルト６周辺を表したものであり、複数のドラム状の感光体１に各々異なる色のトナー画像を形成し、形成したトナー画像を中間転写ベルト６上で順次重ね合わせる。
【０００５】
重ね合わせトナー層においては、単層のトナー層にくらべてトナーの総電荷量及びトナー層の厚みが増加するのでトナー層電位の絶対値は上昇する。２番目の感光体１（Ｍ）の重ね合わせトナー層においては、トナー層電位の上昇によりトナー層と感光体１の間で剥離放電現象が発生し易くなる。同図に示すように剥離放電ｅｄが発生するとその放電現象に伴いトナー層のトナーの一部において電荷量が変化し、その変化レベルによっては元々は負帯電のトナーであったものが正帯電の電荷を帯びたトナーとなる。正帯電のトナーは更に下流の感光体１（Ｃ）において、転写ニップＮにおける転写電界により感光体１（Ｃ）に逆転移してしまうので、その分は周囲に比較してトナー量が少なくなり、画像不良が発生することになる。
【０００６】
異常な放電を抑制する手段として特許文献１では、感光体に交流バイアス電圧を印加させたクリーニング除電器を設け、当該クリーニング除電器で発生した電荷の一部がトナー像転写後の受動体（転写体）の表面に向けて放出されるような構成とした画像形成装置が開示されている。また特許文献２では、転写位置下流において中間転写体の表面あるいは裏面を除電する除電手段を有した画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４５４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に開示されている画像形成装置では、いずれも転写体に対して除電極が積極的に自己放電することにより、転写体上に形成したトナー層の電荷を一定の範囲に収めようとするものである。
【０００８】
またこれらにおいてはいずれもトナー層の電位を考慮していない、前述に示した異常な放電による画像不良はトナー層電位の絶対値が高い場合に発生し易い。前述の特許文献に開示されている画像形成装置においてはトナー層電位を考慮せずに一律に除電を行うものでありそのために、画像不良が発生しないようなトナー層電位の絶対値が低い場合においても必要のない除電を行っていることになる。
【０００９】
更にトナー層電位の絶対値が低い場合に除電を行った場合には過剰な除電となり易く、過剰な除電となった場合には帯電ムラに起因した画像不良が発生することになる。このように一律に除電を行った場合には、不要な除電による新たな画像不良あるいは除電極の耐久や、消費エネルギーの面で問題が生じることとなる。
【００１０】
本願発明は、上記問題に鑑み不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラにより生じた画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１２】
（１）トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に設けられた電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
前記電源部は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）トナー層電位の絶対値の情報が所定値よりも小さい場合には、前記電源部の出力をｏｆｆすることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
転写体上のトナー層電位の情報に基づいて前記電源部のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（４）前記電源部は交流電圧を出力可能なことを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラにより生じる画像不良を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。
【００２０】
画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００２１】
５０は制御部でありＣＰＵとメモリを備えており、メモリに記憶しているプログラムをＣＰＵが実行することにより各種制御を実行する。
【００２２】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。
【００２３】
現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤として、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。
【００２４】
感光体１に対向して配置されている現像装置４の現像ローラ４０は、回転可能な外周面（現像スリーブと称す）とその内面に固定された磁界発生手段（マグネットロール）とから構成されている。現像スリーブの表面には、穂切り部により層厚を一定に規制した現像剤層が保持され、現像剤層は回転にともなって感光体１との対向面に搬送され（不図示の）電源により形成された感光体１との現像電界により現像される。
【００２５】
６は、中間転写ベルトであり、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２６】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより感光体１上に形成された各色のトナー像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写ローラ７により逐次転写されて（一次転写）、重ね合わせトナー像（以下、カラー画像ともいう）が形成される。一方、転写後の感光体１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）はそれぞれのクリーニング部５によりにより残留トナーが除去される。
【００２７】
なお、本実施形態においては中間転写ベルト６が「転写体」、複数の一次転写ローラ７及び中間転写ベルトが「転写部」として機能する。そして像担持体としての感光体１に担持したトナー像は、各々の一次転写ローラ７と感光体１間の転写ニップＮで転写体に転写する。
【００２８】
給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｐは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５Ａ，２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ローラ９に搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００２９】
なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００３０】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０において用紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｐ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｐ上に固定され、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ４０上に載置される。
【００３１】
一方、二次転写ローラ９により用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング部６１により残留トナーが除去される。
【００３２】
用紙Ｐの両面に複写する場合には、用紙Ｐの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｐを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転してから再び給紙ローラ２５Ｂから搬送する。用紙Ｐは画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。
【００３３】
［電圧印加部材］
電圧印加部材について図２、図３に基づいて説明する。図２は、一次転写ローラ７周辺の拡大図であり、図３は図２のＸ方向から見た電圧印加部材８の拡大図である。感光体１と一次転写ローラ間で形成される転写ニップＮの中間転写ベルト移動方向下流側の近傍に電圧印加部材８を設けている。電圧印加部材８はその先端が、転写ニップＮの下流側からＹ方向で数ｍｍ〜十数ｍｍ、Ｘ方向で数ｍｍとなるように配置している。ここでＹ方向は転写体移動方向であり、Ｘ方向はＹ方向に直交する方向でかつトナー層面側である。
【００３４】
図３は、図２のＸ方向から見た電圧印加部材８の拡大図である。同図に示すように電圧印加部材８は先端を丸めた突起部を長手方向（ローラの軸方向）に等間隔で配置させたものである。例えば０．１ｍｍ厚のＳＵＳ板をエッチング処理することにより、突起部を１〜５ｍｍの一定ピッチで用紙の通紙幅方向全域に渡って配置させている。
【００３５】
電源部８１は、電圧印加部材８に電圧を印加する。電源部８１はトナーの帯電特性と同じ極性の電圧を印加する。そしてその電圧はトナー層電位の情報に基づいて可変制御する。
【００３６】
［トナー層電位情報］
図２において、１１は非接触の表面電位計であり、領域ａ１において感光体１に対向する位置に配置させており、感光体１上に形成したトナー層の表面電位を測定する。そして領域ａ１において表面電位計１１での測定値に基づいて領域ａ２における中間転写ベルト６に形成したトナー層の電位を推定する。なお表面電位計１１は感光体１の軸方向に複数、例えば３個配置させており軸方向のトナー層電位のプロフィールを測定することにより、軸方向のトナー層電位の最大値の情報を得ることが可能である。
【００３７】
図４は、領域ａ１と領域ａ２におけるトナー層電位の相関関係を調べる予備実験を説明する模式図である。予備実験においては、同図に示すように電圧印加部材８に換えて第２の表面電位計１１ｂを中間転写ベルト６に対向する位置に配置させている。このような構成の画像形成装置において領域ａ１と領域ａ２それぞれにおけるトナー層電位の対応関係（対応テーブル）を予備実験において調べておき、対応関係は制御部５０のメモリに記憶しておく。このことにより表面電位計１１の測定値により領域ａ２における中間転写ベルト６上の「トナー層電位の情報」を推定することが可能となる。なお予備実験の結果によりトナー色、画像形成装置本体に備えた相対湿度を検知する機内湿度センサの出力値、によって異なる複数の対応テーブルを準備しておいてもよい。
【００３８】
また本実施形態においては表面電位計１１の測定値によりトナー層電位の情報を取得する例について説明したがこれに限られず、以下の何れかによりトナー層電位情報を取得するようにしてもよい。（１）トナーを現像する際に現像装置４の現像ローラ４０に接続した定電圧電源から感光体１に流れる電流をモニタすることにより、感光体１に現像したトナー電荷量を推定することができる。モニタした電流値による換算値を軸方向（の平均）トナー層電位の情報として用いる。（２）感光体１に対向した位置に光学濃度センサを設け、光学濃度センサの出力により感光体１上に形成（担持）したトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を推定する。トナー付着量とトナー層電位との関係をあらかじめ調べておくことにより光学濃度センサの出力からの換算値をトナー層電位の情報として用いる。（３）一次転写ローラ７に転写電流を供給する定電流電源７１の転写時における電圧値をモニタすることにより、そのモニタ値からの換算値をトナー層電位の情報として用いる。具体的には転写電流と転写時における電圧との関係からトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量からトナー層電位を更に推定する。
【００３９】
［制御フロー］
図５は、本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本制御フローは制御部５０により実行する処理である。まずステップＳ１１では、トナー層電位情報を取得する。トナー層電位情報Ｖｔの取得は前述のとおり表面電位計１１の測定値に基づきあらかじめ制御部５０のメモリに記憶されている対応テーブルを参照することにより行う。
【００４０】
ステップＳ１２では、トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きいか否かを判断する。この所定値Ｖ１は、例えば−１８０Ｖであり、この絶対値が所定値Ｖ１以下では、トナー層と感光体１間での放電による画像不良がほとんど発生しない。
【００４１】
トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きい場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、次のステップＳ１３ではトナー層電位情報Ｖｔに比例した電圧を電源部８１から電圧印加部材８に出力（Ｖｏｕｔ）する。ここでＶｏｕｔ＝ａ×Ｖｔ＋ｂの関係が成り立ち、ａ、ｂは定数でありａは例えば１．０であり、ｂは−５０Ｖに設定している。例えばＶｔが−２００Ｖの場合にはＶｏｕｔは−２５０Ｖとなる。
【００４２】
一方、トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１以下の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、電源部８１の出力はｏｆｆ（接地）して終了する（ＥＮＤ）。
【００４３】
なお本実施形態においては、一次転写ローラで形成する転写ニップの近傍に放電防止部材８を配置させた例について説明したがこれに限られない。二次転写ローラ９の下流側近傍に設けてもよい。この場合、中間転写ベルト６が「像担持体」、二次転写ローラ９が「転写部」、用紙が「転写体」としてそれぞれ機能することになる。
【００４４】
更に転写搬送ベルト上に静電吸着させた用紙に複数の感光体からのトナー像を複数の転写ニップで順次重ねることにより用紙上にカラートナー像を形成する画像形成装置において、それぞれの転写ニップの下流側近傍に放電防止部材を配置させた構成としてもよい。この場合、転写搬送ベルトが「転写部」、用紙が「転写体」として機能することになる。
【００４５】
このように転写ニップＮの転写体移動方向下流側近傍に電圧印加部材８を設けることにより、転写体移動方向下流側近傍においては、（１）感光体及び感光体からトナー像を転写された転写体上のトナー層との間で生じる放電よりも（２）感光体及び電圧印加部材８との間で生じる放電の方が発生し易くなる。つまり電圧印加部材を避雷針として機能させることにより（２）の放電をより積極的に起こさせることにより（１）の放電を減少させることが可能となり、ひいては（１）の放電に起因したトナー層の電荷ムラよる画像不良を抑制することが可能となる。
【００４６】
このように、転写ニップの転写体移動方向下流側近傍の電圧印加部材にトナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することにより、不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラに起因した画像不良を抑制することが可能となる。
［他の実施形態］
図６、図７に基づき他の実施形態について説明する。図６は、他の実施形態に係る画像形成装置における一次転写ローラ７周辺の拡大図である。同図においては、コロトロン電極の電圧印加部材８ｂを用い、電源部はＤＣの定電圧電源ではなく交流電圧の出力を行うＡＣ電源部８１ｂとしている。これ以外のその他の構成に関しては、図１、図２に示す構成と共通する。
【００４７】
図７は、他の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。当該制御フローにおいては、ステップＳ１２においてトナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きい場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、次のステップＳ１５ではＡＣ電源部８１ｂから電圧印加部材８ｂに所定のＡＣ電圧を出力して終了する（ＥＮＤ）。その他の制御フローは図５と同一であり説明を省略する。なお本実施形態においてはＡＣ電圧値としては、例えば７．５ｋＶで周波数０．３〜２．０ｋＨｚの出力を行っている。またＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳させた電圧を出力するようにしてもよい。更にＡＣ電圧をトナー層電位の絶対値の増加に伴い、段階的に増加させるようにしてもよい。
【００４８】
このようにトナー層電位の情報に基づいて電圧印加部材８ｂに電圧を供給する電源部８１ｂのｏｎ／ｏｆｆ制御を行うようにすることにより不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラに起因した画像不良を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００４９】
実施例１
次に、本願発明の実施例について説明する。実施例においては図１乃至図３に示した画像形成装置を用いた。詳細な条件は以下のとおりである。
【００５０】
［実験条件１］
・電圧印加部材：ＳＵＳエッチング厚０．１ｍｍ、先端位置が転写ニップＮから（図２）Ｙ方向１８ｍｍ、Ｘ方向４ｍｍ
・トナー：平均粒径６．５μｍ重合トナー、トナー電荷量−４０〜−５０μＣ／ｇ
・中間転写ベルト：ポリイミド製半導体ベルト、厚８０μｍ、周囲長さ８６１ｍｍ、幅３６２ｍｍ、表面抵抗率１．０×１０10〜１．０×１０11Ω／□
・中間転写ベルト移動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
・テスト環境：２２℃５０％ＲＨ
トナー層電位の測定は非接触の表面電位計１１ｂ（図４参照）により中間転写ベルト６上のトナー層の電位をあらかじめ測定した。またトナー層がない場合における中間転写ベルト６の表面電位はほぼ０Ｖであった。
【００５１】
［実験結果１］
図８は、単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。同図に示すようにトナー付着量とトナー層電位は比例関係がわかる。更に同図では、電圧印加部材８を使用しない場合における放電による画質不良の発生有無の評価結果を合わせて表示している。同図から放電による画質不良が発生する下限のトナー層電位は−１８０Ｖであることがわかる。このことから所定値Ｖ１（図５のステップＳ１２）は−１８０Ｖに設定した。
【００５２】
［実験結果２］
実験条件１の条件下にて、トナー層電位を−２００Ｖの一定の条件下において電源部８１からの電圧印加部材８への印加電圧を変化させて、用紙に形成した画像を評価した。結果は、表１に示すとおりである。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表中における評価基準は以下のとおりである（表２乃至表４も同様）。
◎：放電による画質不良未発生、画質良好
○：放電による画質不良は軽微に発生するが、許容レベル
×：放電による画質不良が発生、ＮＧレベル
表１に示す様に、電圧印加部材への印加する電源電圧の絶対値がトナー層電位よりも低い場合には効果がないことがわかる。また逆に印加電圧の絶対値が高すぎる場合には画質不良が発生していることがわかる。これは電圧印加部材によってトナーの散りが発生しているためである。このことからトナー層電位−２００Ｖの条件下においては、−２００Ｖ〜−４００Ｖを電圧印加部材に印加するのがよく、更に好ましくは−２３０Ｖ〜−３５０Ｖを印加させるのがよいことがわかる。
【００５５】
このことから、（図５のステップＳ１３における）定数ａが１．０の場合に定数ｂは０〜−２００Ｖが好ましく、更に好ましくは−３０〜−１５０Ｖであることがわかる。
【００５６】
つまりトナー層電位の絶対値に対して０〜２００Ｖを加算した電圧を印加するのが好ましいことがわかる。
【００５７】
［実験結果３］
実験１、実験２の結果に基づいて、所定値Ｖ１を−１８０Ｖ、定数ａを−１．０、定数ｂを−５０Ｖとした。このような条件下において電圧印加部材８に中間転写ベルト６上のトナー層電位に比例した電圧を印加した場合に、用紙に形成した画像の評価を、比較例と対比して行った。結果は表２に示すとおりである。
【００５８】
【表２】
【００５９】
表２に示す様に、電圧印加部材８に電圧を印加しない（ゼロ出力）比較例と比べて、画像不良の発生しない領域を拡大することができた。またトナー層電位としては−４００Ｖまでは許容レベル（○評価）の画質を維持することが可能となっている。
【００６０】
実施例２
次に、本願発明の実施例２について説明する。実施例２においては図１及び図６に示した画像形成装置を用いた。実験条件は以下のとおりである実験条件１と異なる条件のみ記載する。
【００６１】
［実験条件２］
・電圧印加部材：コロトロン電極、タングステンワイヤ直径６０μｍ、ワイヤとサイドプレート及びバックプレート間最近接距離７．５ｍｍ、ワイヤ位置が転写ニップから（図２）Ｙ方向１８ｍｍ、Ｘ方向４ｍｍ
・ＡＣ電源部８１ｂ：ＤＣ電圧０Ｖ、ＡＣ周波数０．５ｋＨｚ
［実験結果４］
実験条件２の条件下にて、異なるトナー層電位におけるＡＣ電源部８１ｂからの電圧印加部材８への印加電圧を変化させて、用紙に形成した画像を評価した。結果は、表３に示すとおりである。
【００６２】
【表３】
【００６３】
表３に示すように、ＡＣ電圧５．０ｋＶｐ−ｐ以下の出力では改善効果は得られていない。これは電圧印加部材８ｂからの自己放電がほとんど発生していないためあるいは中間転写ベルト６への放電電荷量が不十分なためと考えられる。またＡＣ電圧９．０ｋＶｐ−ｐでは逆にレベルが悪化している。これは過剰放電によるものと考えられる。以上のことから表３に示すトナー層電位−２００〜−４５０Ｖの範囲で放電による画像不良が発生しないＡＣ電圧の下限値は７．５ｋＶｐ−ｐである。このことにより所定のＡＣ電圧は７．５ｋＶｐ−ｐに設定した。
【００６４】
［実験結果５］
実験１、実験４の結果に基づいて、所定値Ｖ１を−１８０Ｖ、所定のＡＣ電圧を７．５ｋＶｐ−ｐとした。このような条件下において電圧印加部材８ｂに中間転写ベルト６上のトナー層電位に基づいてＡＣ電源部８１ｂのｏｎ／ｏｆｆ制御を行った場合に用紙に形成した画像の評価を、比較例と対比して行った。結果は表４に示すとおりである。
【００６５】
【表４】
【００６６】
表４に示す様に、電圧印加部材８ｂに電圧を印加しない比較例と比べて、画像不良の発生しない領域を拡大することができた。またトナー層電位としては−４００Ｖまでは画質を維持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】一次転写ローラ７周辺の拡大図である。
【図３】電圧印加部材８の拡大図である。
【図４】領域ａ１と領域ａ２におけるトナー層電位の関係を調べる予備実験を説明する模式図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図６】他の実施形態に係る画像形成装置における一次転写ローラ７周辺の拡大図である。
【図７】他の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図８】単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。
【図９】タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成手段
１ 感光体
１１ 表面電位計
２ 帯電極
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光部
４ 現像装置
５０ 制御部
６ 中間転写ベルト
７ 一次転写ローラ
８、８ｂ 電圧印加部材
７１、８１ 電源部
８１ｂ ＡＣ電源部
９ 二次転写ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に用紙あるいは中間転写ベルトの転写体にトナー像を転写する転写装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体にトナー画像を形成し、形成したトナー画像を用紙に転写させる。あるいはフルカラー出力が可能なカラー画像形成装置では、複数の感光体に異なる色のトナー画像をそれぞれ形成し、形成したトナー画像を中間転写体上で順次重ね合わせる。そして重ね合わせたトナー画像を二次転写部で一括して用紙に転写させる。
【０００３】
このような画像形成においては、感光体に用紙あるいは中間転写体（以下、これらを転写体という）を接触させてトナー画像を転写させる。転写させたあとに感光体から転写体を分離させる際に、感光体と転写体上のトナー層の間で意図しない放電現象が発生する場合がある。このような異常な放電が発生した場合には、その異常な放電により一部のトナーの電荷が変化するために、転写体との静電吸着力が低下することになる。この影響により周辺トナーと反発することによるトナー画像の散りが生じたり、下流側の別の感光体に逆転移したりする。そしてこれらの現象は画像不良となる。
【０００４】
図９は、タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。同図はカラー画像形成装置のベルト状の中間転写ベルト６周辺を表したものであり、複数のドラム状の感光体１に各々異なる色のトナー画像を形成し、形成したトナー画像を中間転写ベルト６上で順次重ね合わせる。
【０００５】
重ね合わせトナー層においては、単層のトナー層にくらべてトナーの総電荷量及びトナー層の厚みが増加するのでトナー層電位の絶対値は上昇する。２番目の感光体１（Ｍ）の重ね合わせトナー層においては、トナー層電位の上昇によりトナー層と感光体１の間で剥離放電現象が発生し易くなる。同図に示すように剥離放電ｅｄが発生するとその放電現象に伴いトナー層のトナーの一部において電荷量が変化し、その変化レベルによっては元々は負帯電のトナーであったものが正帯電の電荷を帯びたトナーとなる。正帯電のトナーは更に下流の感光体１（Ｃ）において、転写ニップＮにおける転写電界により感光体１（Ｃ）に逆転移してしまうので、その分は周囲に比較してトナー量が少なくなり、画像不良が発生することになる。
【０００６】
異常な放電を抑制する手段として特許文献１では、感光体に交流バイアス電圧を印加させたクリーニング除電器を設け、当該クリーニング除電器で発生した電荷の一部がトナー像転写後の受動体（転写体）の表面に向けて放出されるような構成とした画像形成装置が開示されている。また特許文献２では、転写位置下流において中間転写体の表面あるいは裏面を除電する除電手段を有した画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４５４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に開示されている画像形成装置では、いずれも転写体に対して除電極が積極的に自己放電することにより、転写体上に形成したトナー層の電荷を一定の範囲に収めようとするものである。
【０００８】
またこれらにおいてはいずれもトナー層の電位を考慮していない、前述に示した異常な放電による画像不良はトナー層電位の絶対値が高い場合に発生し易い。前述の特許文献に開示されている画像形成装置においてはトナー層電位を考慮せずに一律に除電を行うものでありそのために、画像不良が発生しないようなトナー層電位の絶対値が低い場合においても必要のない除電を行っていることになる。
【０００９】
更にトナー層電位の絶対値が低い場合に除電を行った場合には過剰な除電となり易く、過剰な除電となった場合には帯電ムラに起因した画像不良が発生することになる。このように一律に除電を行った場合には、不要な除電による新たな画像不良あるいは除電極の耐久や、消費エネルギーの面で問題が生じることとなる。
【００１０】
本願発明は、上記問題に鑑み不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラにより生じた画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１２】
（１）トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に設けられた電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
前記電源部は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）トナー層電位の絶対値の情報が所定値よりも小さい場合には、前記電源部の出力をｏｆｆすることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
転写体上のトナー層電位の情報に基づいて前記電源部のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（４）前記電源部は交流電圧を出力可能なことを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラにより生じる画像不良を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。
【００２０】
画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００２１】
５０は制御部でありＣＰＵとメモリを備えており、メモリに記憶しているプログラムをＣＰＵが実行することにより各種制御を実行する。
【００２２】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。
【００２３】
現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤として、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。
【００２４】
感光体１に対向して配置されている現像装置４の現像ローラ４０は、回転可能な外周面（現像スリーブと称す）とその内面に固定された磁界発生手段（マグネットロール）とから構成されている。現像スリーブの表面には、穂切り部により層厚を一定に規制した現像剤層が保持され、現像剤層は回転にともなって感光体１との対向面に搬送され（不図示の）電源により形成された感光体１との現像電界により現像される。
【００２５】
６は、中間転写ベルトであり、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２６】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより感光体１上に形成された各色のトナー像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写ローラ７により逐次転写されて（一次転写）、重ね合わせトナー像（以下、カラー画像ともいう）が形成される。一方、転写後の感光体１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）はそれぞれのクリーニング部５によりにより残留トナーが除去される。
【００２７】
なお、本実施形態においては中間転写ベルト６が「転写体」、複数の一次転写ローラ７及び中間転写ベルトが「転写部」として機能する。そして像担持体としての感光体１に担持したトナー像は、各々の一次転写ローラ７と感光体１間の転写ニップＮで転写体に転写する。
【００２８】
給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｐは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５Ａ，２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ローラ９に搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００２９】
なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００３０】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０において用紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｐ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｐ上に固定され、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ４０上に載置される。
【００３１】
一方、二次転写ローラ９により用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング部６１により残留トナーが除去される。
【００３２】
用紙Ｐの両面に複写する場合には、用紙Ｐの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｐを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転してから再び給紙ローラ２５Ｂから搬送する。用紙Ｐは画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。
【００３３】
［電圧印加部材］
電圧印加部材について図２、図３に基づいて説明する。図２は、一次転写ローラ７周辺の拡大図であり、図３は図２のＸ方向から見た電圧印加部材８の拡大図である。感光体１と一次転写ローラ間で形成される転写ニップＮの中間転写ベルト移動方向下流側の近傍に電圧印加部材８を設けている。電圧印加部材８はその先端が、転写ニップＮの下流側からＹ方向で数ｍｍ〜十数ｍｍ、Ｘ方向で数ｍｍとなるように配置している。ここでＹ方向は転写体移動方向であり、Ｘ方向はＹ方向に直交する方向でかつトナー層面側である。
【００３４】
図３は、図２のＸ方向から見た電圧印加部材８の拡大図である。同図に示すように電圧印加部材８は先端を丸めた突起部を長手方向（ローラの軸方向）に等間隔で配置させたものである。例えば０．１ｍｍ厚のＳＵＳ板をエッチング処理することにより、突起部を１〜５ｍｍの一定ピッチで用紙の通紙幅方向全域に渡って配置させている。
【００３５】
電源部８１は、電圧印加部材８に電圧を印加する。電源部８１はトナーの帯電特性と同じ極性の電圧を印加する。そしてその電圧はトナー層電位の情報に基づいて可変制御する。
【００３６】
［トナー層電位情報］
図２において、１１は非接触の表面電位計であり、領域ａ１において感光体１に対向する位置に配置させており、感光体１上に形成したトナー層の表面電位を測定する。そして領域ａ１において表面電位計１１での測定値に基づいて領域ａ２における中間転写ベルト６に形成したトナー層の電位を推定する。なお表面電位計１１は感光体１の軸方向に複数、例えば３個配置させており軸方向のトナー層電位のプロフィールを測定することにより、軸方向のトナー層電位の最大値の情報を得ることが可能である。
【００３７】
図４は、領域ａ１と領域ａ２におけるトナー層電位の相関関係を調べる予備実験を説明する模式図である。予備実験においては、同図に示すように電圧印加部材８に換えて第２の表面電位計１１ｂを中間転写ベルト６に対向する位置に配置させている。このような構成の画像形成装置において領域ａ１と領域ａ２それぞれにおけるトナー層電位の対応関係（対応テーブル）を予備実験において調べておき、対応関係は制御部５０のメモリに記憶しておく。このことにより表面電位計１１の測定値により領域ａ２における中間転写ベルト６上の「トナー層電位の情報」を推定することが可能となる。なお予備実験の結果によりトナー色、画像形成装置本体に備えた相対湿度を検知する機内湿度センサの出力値、によって異なる複数の対応テーブルを準備しておいてもよい。
【００３８】
また本実施形態においては表面電位計１１の測定値によりトナー層電位の情報を取得する例について説明したがこれに限られず、以下の何れかによりトナー層電位情報を取得するようにしてもよい。（１）トナーを現像する際に現像装置４の現像ローラ４０に接続した定電圧電源から感光体１に流れる電流をモニタすることにより、感光体１に現像したトナー電荷量を推定することができる。モニタした電流値による換算値を軸方向（の平均）トナー層電位の情報として用いる。（２）感光体１に対向した位置に光学濃度センサを設け、光学濃度センサの出力により感光体１上に形成（担持）したトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を推定する。トナー付着量とトナー層電位との関係をあらかじめ調べておくことにより光学濃度センサの出力からの換算値をトナー層電位の情報として用いる。（３）一次転写ローラ７に転写電流を供給する定電流電源７１の転写時における電圧値をモニタすることにより、そのモニタ値からの換算値をトナー層電位の情報として用いる。具体的には転写電流と転写時における電圧との関係からトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量からトナー層電位を更に推定する。
【００３９】
［制御フロー］
図５は、本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本制御フローは制御部５０により実行する処理である。まずステップＳ１１では、トナー層電位情報を取得する。トナー層電位情報Ｖｔの取得は前述のとおり表面電位計１１の測定値に基づきあらかじめ制御部５０のメモリに記憶されている対応テーブルを参照することにより行う。
【００４０】
ステップＳ１２では、トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きいか否かを判断する。この所定値Ｖ１は、例えば−１８０Ｖであり、この絶対値が所定値Ｖ１以下では、トナー層と感光体１間での放電による画像不良がほとんど発生しない。
【００４１】
トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きい場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、次のステップＳ１３ではトナー層電位情報Ｖｔに比例した電圧を電源部８１から電圧印加部材８に出力（Ｖｏｕｔ）する。ここでＶｏｕｔ＝ａ×Ｖｔ＋ｂの関係が成り立ち、ａ、ｂは定数でありａは例えば１．０であり、ｂは−５０Ｖに設定している。例えばＶｔが−２００Ｖの場合にはＶｏｕｔは−２５０Ｖとなる。
【００４２】
一方、トナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１以下の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、電源部８１の出力はｏｆｆ（接地）して終了する（ＥＮＤ）。
【００４３】
なお本実施形態においては、一次転写ローラで形成する転写ニップの近傍に放電防止部材８を配置させた例について説明したがこれに限られない。二次転写ローラ９の下流側近傍に設けてもよい。この場合、中間転写ベルト６が「像担持体」、二次転写ローラ９が「転写部」、用紙が「転写体」としてそれぞれ機能することになる。
【００４４】
更に転写搬送ベルト上に静電吸着させた用紙に複数の感光体からのトナー像を複数の転写ニップで順次重ねることにより用紙上にカラートナー像を形成する画像形成装置において、それぞれの転写ニップの下流側近傍に放電防止部材を配置させた構成としてもよい。この場合、転写搬送ベルトが「転写部」、用紙が「転写体」として機能することになる。
【００４５】
このように転写ニップＮの転写体移動方向下流側近傍に電圧印加部材８を設けることにより、転写体移動方向下流側近傍においては、（１）感光体及び感光体からトナー像を転写された転写体上のトナー層との間で生じる放電よりも（２）感光体及び電圧印加部材８との間で生じる放電の方が発生し易くなる。つまり電圧印加部材を避雷針として機能させることにより（２）の放電をより積極的に起こさせることにより（１）の放電を減少させることが可能となり、ひいては（１）の放電に起因したトナー層の電荷ムラよる画像不良を抑制することが可能となる。
【００４６】
このように、転写ニップの転写体移動方向下流側近傍の電圧印加部材にトナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することにより、不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラに起因した画像不良を抑制することが可能となる。
［他の実施形態］
図６、図７に基づき他の実施形態について説明する。図６は、他の実施形態に係る画像形成装置における一次転写ローラ７周辺の拡大図である。同図においては、コロトロン電極の電圧印加部材８ｂを用い、電源部はＤＣの定電圧電源ではなく交流電圧の出力を行うＡＣ電源部８１ｂとしている。これ以外のその他の構成に関しては、図１、図２に示す構成と共通する。
【００４７】
図７は、他の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。当該制御フローにおいては、ステップＳ１２においてトナー層電位情報Ｖｔの絶対値が所定値Ｖ１よりも大きい場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、次のステップＳ１５ではＡＣ電源部８１ｂから電圧印加部材８ｂに所定のＡＣ電圧を出力して終了する（ＥＮＤ）。その他の制御フローは図５と同一であり説明を省略する。なお本実施形態においてはＡＣ電圧値としては、例えば７．５ｋＶで周波数０．３〜２．０ｋＨｚの出力を行っている。またＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳させた電圧を出力するようにしてもよい。更にＡＣ電圧をトナー層電位の絶対値の増加に伴い、段階的に増加させるようにしてもよい。
【００４８】
このようにトナー層電位の情報に基づいて電圧印加部材８ｂに電圧を供給する電源部８１ｂのｏｎ／ｏｆｆ制御を行うようにすることにより不必要な除電による新たな画像不良を発生させることなくトナー層の電荷ムラに起因した画像不良を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００４９】
実施例１
次に、本願発明の実施例について説明する。実施例においては図１乃至図３に示した画像形成装置を用いた。詳細な条件は以下のとおりである。
【００５０】
［実験条件１］
・電圧印加部材：ＳＵＳエッチング厚０．１ｍｍ、先端位置が転写ニップＮから（図２）Ｙ方向１８ｍｍ、Ｘ方向４ｍｍ
・トナー：平均粒径６．５μｍ重合トナー、トナー電荷量−４０〜−５０μＣ／ｇ
・中間転写ベルト：ポリイミド製半導体ベルト、厚８０μｍ、周囲長さ８６１ｍｍ、幅３６２ｍｍ、表面抵抗率１．０×１０10〜１．０×１０11Ω／□
・中間転写ベルト移動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
・テスト環境：２２℃５０％ＲＨ
トナー層電位の測定は非接触の表面電位計１１ｂ（図４参照）により中間転写ベルト６上のトナー層の電位をあらかじめ測定した。またトナー層がない場合における中間転写ベルト６の表面電位はほぼ０Ｖであった。
【００５１】
［実験結果１］
図８は、単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。同図に示すようにトナー付着量とトナー層電位は比例関係がわかる。更に同図では、電圧印加部材８を使用しない場合における放電による画質不良の発生有無の評価結果を合わせて表示している。同図から放電による画質不良が発生する下限のトナー層電位は−１８０Ｖであることがわかる。このことから所定値Ｖ１（図５のステップＳ１２）は−１８０Ｖに設定した。
【００５２】
［実験結果２］
実験条件１の条件下にて、トナー層電位を−２００Ｖの一定の条件下において電源部８１からの電圧印加部材８への印加電圧を変化させて、用紙に形成した画像を評価した。結果は、表１に示すとおりである。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表中における評価基準は以下のとおりである（表２乃至表４も同様）。
◎：放電による画質不良未発生、画質良好
○：放電による画質不良は軽微に発生するが、許容レベル
×：放電による画質不良が発生、ＮＧレベル
表１に示す様に、電圧印加部材への印加する電源電圧の絶対値がトナー層電位よりも低い場合には効果がないことがわかる。また逆に印加電圧の絶対値が高すぎる場合には画質不良が発生していることがわかる。これは電圧印加部材によってトナーの散りが発生しているためである。このことからトナー層電位−２００Ｖの条件下においては、−２００Ｖ〜−４００Ｖを電圧印加部材に印加するのがよく、更に好ましくは−２３０Ｖ〜−３５０Ｖを印加させるのがよいことがわかる。
【００５５】
このことから、（図５のステップＳ１３における）定数ａが１．０の場合に定数ｂは０〜−２００Ｖが好ましく、更に好ましくは−３０〜−１５０Ｖであることがわかる。
【００５６】
つまりトナー層電位の絶対値に対して０〜２００Ｖを加算した電圧を印加するのが好ましいことがわかる。
【００５７】
［実験結果３］
実験１、実験２の結果に基づいて、所定値Ｖ１を−１８０Ｖ、定数ａを−１．０、定数ｂを−５０Ｖとした。このような条件下において電圧印加部材８に中間転写ベルト６上のトナー層電位に比例した電圧を印加した場合に、用紙に形成した画像の評価を、比較例と対比して行った。結果は表２に示すとおりである。
【００５８】
【表２】
【００５９】
表２に示す様に、電圧印加部材８に電圧を印加しない（ゼロ出力）比較例と比べて、画像不良の発生しない領域を拡大することができた。またトナー層電位としては−４００Ｖまでは許容レベル（○評価）の画質を維持することが可能となっている。
【００６０】
実施例２
次に、本願発明の実施例２について説明する。実施例２においては図１及び図６に示した画像形成装置を用いた。実験条件は以下のとおりである実験条件１と異なる条件のみ記載する。
【００６１】
［実験条件２］
・電圧印加部材：コロトロン電極、タングステンワイヤ直径６０μｍ、ワイヤとサイドプレート及びバックプレート間最近接距離７．５ｍｍ、ワイヤ位置が転写ニップから（図２）Ｙ方向１８ｍｍ、Ｘ方向４ｍｍ
・ＡＣ電源部８１ｂ：ＤＣ電圧０Ｖ、ＡＣ周波数０．５ｋＨｚ
［実験結果４］
実験条件２の条件下にて、異なるトナー層電位におけるＡＣ電源部８１ｂからの電圧印加部材８への印加電圧を変化させて、用紙に形成した画像を評価した。結果は、表３に示すとおりである。
【００６２】
【表３】
【００６３】
表３に示すように、ＡＣ電圧５．０ｋＶｐ−ｐ以下の出力では改善効果は得られていない。これは電圧印加部材８ｂからの自己放電がほとんど発生していないためあるいは中間転写ベルト６への放電電荷量が不十分なためと考えられる。またＡＣ電圧９．０ｋＶｐ−ｐでは逆にレベルが悪化している。これは過剰放電によるものと考えられる。以上のことから表３に示すトナー層電位−２００〜−４５０Ｖの範囲で放電による画像不良が発生しないＡＣ電圧の下限値は７．５ｋＶｐ−ｐである。このことにより所定のＡＣ電圧は７．５ｋＶｐ−ｐに設定した。
【００６４】
［実験結果５］
実験１、実験４の結果に基づいて、所定値Ｖ１を−１８０Ｖ、所定のＡＣ電圧を７．５ｋＶｐ−ｐとした。このような条件下において電圧印加部材８ｂに中間転写ベルト６上のトナー層電位に基づいてＡＣ電源部８１ｂのｏｎ／ｏｆｆ制御を行った場合に用紙に形成した画像の評価を、比較例と対比して行った。結果は表４に示すとおりである。
【００６５】
【表４】
【００６６】
表４に示す様に、電圧印加部材８ｂに電圧を印加しない比較例と比べて、画像不良の発生しない領域を拡大することができた。またトナー層電位としては−４００Ｖまでは画質を維持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】一次転写ローラ７周辺の拡大図である。
【図３】電圧印加部材８の拡大図である。
【図４】領域ａ１と領域ａ２におけるトナー層電位の関係を調べる予備実験を説明する模式図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図６】他の実施形態に係る画像形成装置における一次転写ローラ７周辺の拡大図である。
【図７】他の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図８】単位面積あたりのトナー付着量とトナー層電位の関係を示す図である。
【図９】タンデム型のカラー画像形成装置における異常な放電による画像不良を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成手段
１ 感光体
１１ 表面電位計
２ 帯電極
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光部
４ 現像装置
５０ 制御部
６ 中間転写ベルト
７ 一次転写ローラ
８、８ｂ 電圧印加部材
７１、８１ 電源部
８１ｂ ＡＣ電源部
９ 二次転写ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に設けられた電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
前記電源部は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー層電位の絶対値の情報が所定値よりも小さい場合には、前記電源部の出力をｏｆｆすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
転写体上のトナー層電位の情報に基づいて前記電源部のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記電源部は交流電圧を出力可能なことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に設けられた電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
前記電源部は、トナーと同極性で、かつ、転写体上のトナー層電位の情報に比例した電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー層電位の絶対値の情報が所定値よりも小さい場合には、前記電源部の出力をｏｆｆすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を転写ニップで転写体に転写する転写部と、
を有する画像形成装置であって、
前記転写ニップの転写体移動方向下流側に電圧印加部材と、
前記電圧印加部材に電圧を印加する電源部と、を有し、
転写体上のトナー層電位の情報に基づいて前記電源部のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記電源部は交流電圧を出力可能なことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の像担持体を有し、
前記転写体は複数の前記像担持体のトナー像を重ねて重ね合わせトナー像を形成する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−４８０５６（Ｐ２００９−４８０５６Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１５６９０（Ｐ２００７−２１５６９０）
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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