JP2000010416A

JP2000010416A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000010416A
Application number: JP10172931A
Authority: JP
Inventors: Tatsuichi Tsukida; 辰一月田; Kimitaka Ichinose; 公孝一瀬; Toshiaki Miyashiro; 俊明宮代
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14
Also published as: US6330407B1

Abstract

(57)【要約】【課題】非１次転写工程時において、中間転写ベルト
５に１次転写されたトナー像が第１の転写部位６aを通
過する際に感光ドラム１にトナー像がオフセットするの
を防止する。【解決手段】制御手段は、非１次転写工程時におい
て、中間転写ベルト５に転写されたトナー像が第１の転
写部位６a通過するときに１次転写ローラ８を介して電
源９により中間転写ベルト５に印加される電圧を、感光
ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を１次転写す
るときに１次転写ローラ８を介して電源９により中間転
写ベルト５に印加される電圧よりも大きくなるように制
御するので、装置の大型化を招くことなく、良好な画像
を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等を採用する画像形成装置、特に中間転写体
を具備したカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、色ズレのないカラー画像を得
ることを目的とし、中間転写体を用いた画像形成装置が
提案されている。図12にその概略構成図を示すが、矢印
の方向に回転駆動される感光ドラム101は、まず、その
表面は帯電ローラ102によって、一様に帯電される。次
に、画像情報に応じてON／OFF制御されたレーザビーム1
03による走査露光が施され、感光ドラム１０１上に静電
潜像が形成される。この静電潜像は、回転して各現像装
置を切換え可能な現像装置104により、現像、可視化さ
れる。この現像装置104a,104b,104c,104dは、各々現像
スリーブを有し、第1色目のトナーとしてブラックトナ
ーが内包された第1の現像装置104a、第2色目のトナーと
してマゼンタトナーが内包された第2の現像装置104b、
第3色目のトナーとしてシアントナーが内包された第3の
現像装置104c、第4色目のトナーとしてイエロートナー
が内包された第4の現像装置104dを一体化した構成とな
っており、まず上記静電潜像は、第1色目のトナーとし
てブラックトナーが内包された第1の現像装置104aによ
り現像、可視化される。これらのトナーの正規の極性は
負極性である。可視化された第1のトナー像は、矢印の
方向に回転駆動される中間転写ベルト105と対向する第1
の転写部位106aにおいて、中間転写ベルト105表面に静
電転写（1次転写）される。なお、1次転写が終了した感
光ドラム101表面に若干量残存する1次転写残トナーは、
クリーニング装置107により除去される。

【０００３】続いて、上記工程を3回繰り返すことで中
間転写ベルト１０５上にトナー像が順次重ねて転写され
る。即ち、マゼンタトナーにより現像された第2のトナ
ー像、シアントナーにより現像された第3のトナー像、
イエロートナーにより現像された第4のトナー像が順次
中間転写ベルト105表面に転写、積層される。

【０００４】その後、中間転写ベルト105表面に対して
離間状態にあった2次転写ローラ108が中間転写ベルト10
5表面に圧接、回転駆動され、第2の転写部位106bに所定
のタイミングで搬送されてくる転写材P表面に、中間転
写ベルト105表面に形成されたトナー像が一括転写（2次
転写）され、この転写材Pは不図示の定着装置へと搬送
され、永久画像として定着された後、機外へと排出され
る。

【０００５】さて、上記のような複数の現像装置をロー
タリ形式等の現像装置切換手段により逐次切り替えるカ
ラー画像形成装置にあっては、トナーの色毎に現像装置
を切り替える時間tが必ず必要になり、この時間tが中間
転写ベルトの大きさ（周長）に以下のような制約を与え
ていた。

【０００６】即ち、中間転写ベルトの周長Lは、現像装
置の切り替え時間tの間も上記中間転写ベルトは一定の
プロセススピードVで回転走行しているため、この現像
装置の切り替え時間tの間に空送する余白部V・tが必要
となり、画像形成可能な転写材の最大長をL_pとした場合
には、 L−L_p≧V・t ‥‥‥(1) なる関係を満たさなければならなかった。例えば、現像
装置の切り替え時間tが1200〔msec〕で、A4サイズ(幅21
0〔mm〕×長さ297〔mm〕)／Letterサイズ(幅215.9〔m
m〕×長さ279.4〔mm〕)のフルカラー画像を、120〔mm／
sec〕のプロセススピードVで印字するためには、297〔m
m〕＋1200〔msec〕×120〔mm／sec〕＝441〔mm〕以上の
周長を有する中間転写ベルトが必要となっていた。しか
しながら上記(1)式の関係は、複数色のトナー像を重ね
て画像を形成する場合にのみ必要な条件であり、モノク
ロ画像を形成する場合には、現像装置の切り替え時間t
が必要とならないため、上記関係を満たさなくとも良
い。即ち、中間転写ベルトの周長が許す限りの大サイズ
の転写材にモノクロ画像を形成することが可能であり、
例えば、中間転写ベルトの回転方向における長さが215.
9〔mm〕の画像、即ち転写材まで形成可能な画像形成装
置においては、フルカラー画像は形成できないものの、
モノクロ画像の形成に関しては、周知の規格化されてい
るカット紙で、中間転写ベルトの回転方向における長さ
が215.9〔mm〕の画像、即ち転写材の中で最長のLegalサ
イズ(幅215.9〔mm〕×長さ355.6〔mm〕)の形成も可能と
いう不自然な仕様となり、ユーザの混乱を招いていた。
また、この問題をLegalサイズの転写材にカラー画像を
形成可能な周長を有する中間転写ベルトを用いることに
より解決しようとしたならば、装置自体が大型化し、こ
れに伴い大幅なコストアップを招くという不具合が生じ
てしまう。

【０００７】そこで、特開平７−２２５５２０号公報に
は、上記(1)式を満たさないような大サイズの転写材に
フルカラー画像を形成する場合には、第1色目のトナー
画像を中間転写ベルト表面に１次転写した後、更に1回
転、第２色目のトナー画像を１次転写せずに中間転写ベ
ルトを空回転させ、この時間をもって現像装置を切り替
え、そして次なる第2色目のトナー画像を中間転写ベル
ト表面に転写させ、最終的に中間転写ベルト７回転で転
写材へのトナー像の転写を終了することが開示されてい
る。更に、この時に問題となる、中間転写ベルト表面に
１次転写されたトナーが感光ドラム表面へと逆転移して
しまう、いわゆる再転写現象を防止するため、中間転写
ベルトの空回転中における非画像転写時の1次転写用コ
ロナ帯電器に供給する電界出力を直前のトナー画像の１
次転写時の電界出力よりも小さくすることが開示されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成から成る画像形成装置においては、以下に示すような
問題があった。

【０００９】例えば、第1色目のブラックトナーとして
磁性1成分トナーを、その他の第2色目のマゼンタトナ
ー、第3色目のシアントナー、第4色目のイエロートナー
として非磁性1成分トナーを用いた場合に顕著となる。
ブラックトナーとして磁性1成分トナーを用いること
は、従来のモノクロ画像形成装置に用いられている、い
わゆる粉砕トナーをそのまま適用することが可能とな
り、これによりコストを低く抑えられるという大きな利
点がある。しかしながら、現像装置内において、磁性1
成分トナーの帯電電荷量はおよそ−5〜−15〔μC／g〕
と比較的低いのに対し、非磁性1成分トナーの帯電電荷
量はおよそ−30〜−50〔μC／g〕と比較的高い。このよ
うに低い帯電電荷量を保持したブラックトナーは、前述
のような大サイズの転写材を用いる画像形成シーケンス
における中間転写ベルトの空回転中において、上述した
特開平７−２２５５２０に開示されているようにすると
中間転写ベルト表面に対する吸着力が低いことに起因
し、中間転写ベルト表面から感光ドラム表面への再転写
現象が著しく発生してしまった。特に、この現象は高温
高湿環境下のような帯電電荷量を保持しづらい状況にあ
って顕著であり、画像の一部がかすれてしまうというよ
うな画像欠陥が発生してしまった。

【００１０】以上を鑑み、本発明の目的とするところ
は、装置の大型化を招くことなく、大サイズの転写材に
も、良好なフルカラー画像を形成可能とすることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は達成される。本発明は、複数色のトナー像を担持可
能な像担持体と、移動可能な中間転写体と、前記像担持
体上の前記複数色のトナー像を第１の転写位置で順次重
ねて前記中間転写体に静電的に転写するために前記中間
転写体に電圧を印加する転写手段と、を有し、前記中間
転写体上の前記複数色のトナー像は第２の転写位置で転
写材に転写される画像形成装置において、前記中間転写
体に転写された第１のトナー像が前記第１の転写位置を
前記第１のトナー像の次色の第２のトナー像の転写が行
なわれずに通過するときに前記転写手段により前記中間
転写体に印加される電圧を、前記第１のトナー像を前記
像担持体から前記中間転写体に転写するときに前記転写
手段に印加される電圧よりも大きくなるように制御する
制御手段を有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施例１以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず図1は、本
発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。

【００１３】図1において、1は第1の像担持体としての
感光ドラムであり、OPC等の感光材料がアルミニウ厶等
のシリンダ状の基体の外周面に形成されている。上記感
光ドラム1は矢印の方向に120〔mm／sec〕の周速度をも
って回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての
帯電ローラ2によって、暗部電位V_Dとして約−700〔v〕
に一様に帯電される。次に、第1の画像情報に応じてON
／OFF制御されたレーザビーム3による走査露光が施さ
れ、明部電位V_Lとして約−100〔v〕の第1の静電潜像が
形成される。このように形成された静電潜像は、現像装
置4により、現像、可視化されるが、この現像装置4は、
第1色目のトナーとしてブラックトナーが内包された第1
の現像装置4a、第2色目のトナーとしてマゼンタトナー
が内包された第2の現像装置4b、第3色目のトナーとして
シアントナーが内包された第3の現像装置4c、第4色目の
トナーとしてイエロートナーが内包された第4の現像装
置4dを一体化した構成となっており、1200〔msec〕の切
り替え時間をもって、これら各現像装置を現像位置へ回
転させることで順次切り替えることが可能な移動手段が
設けられている。上記のブラックトナー，マゼンタトナ
ー，シアントナー，イエロートナーの正規の帯電極性は
マイナスである。そして、まず上記第1の静電潜像は、
第1色目のトナーとしてブラックトナーが内包された第1
の現像装置4aにより現像、可視化される。現像方法とし
ては、ジャンピング現像法が用いられ、イメージ露光と
反転現像とを組み合わせて用いられる。

【００１４】可視化された感光ドラム１上のブラックト
ナー像は、矢印の方向に回転駆動される中間転写体とし
ての中間転写ベルト5と対向する第1の転写部位6aにおい
て、中間転写ベルト5表面に静電転写（1次転写）され
る。上記中間転写ベルト5は、厚さ0.3〜2〔mm〕、体積
抵抗率が10⁴〜10⁸〔Ωcm〕のウレタンゴム、ヒドリンゴ
ム、NBR（ニトリルブタジエンゴム）、EPDM（エチレン
プロピレンジエンの３元共重合体）等の弾性基層上に、
厚さ2〜100〔μm〕、体積抵抗率が10⁸〜10¹⁴〔Ωcm〕の
PVdF（ポリフッ化ビニリデン）、PET（ポリエチレンテ
レフタレート）、ポリカーボネート、ポリエチレン、シ
リコン等の樹脂が表層として設けられる構成となってい
る。中間転写ベルト上のトナー像が飛び散るのを防止す
るためには、樹脂層の体積抵抗率は10¹⁰〜10¹⁴Ωcmが好
ましい。そしてこの中間転写ベルト5は、その周長は441
〔mm〕であり、懸架ローラ7a、7b、7c（金属製のロー
ラ）により支持されるとともに、上記感光ドラム1に対
して1次転写ローラ8により所定の押圧力をもって圧接さ
れつつ、感光ドラム1の周速度と略等速の周速度をもっ
て感光ドラム1の回転方向に対して順方向に回転駆動さ
れる。そして、上記のように感光ドラム1表面に形成さ
れたトナー像は、上記1次転写ローラ8に対して、高圧電
源9により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧
（1次転写バイアス）が印加されることにより、中間転
写ベルト5表面に静電転写（1次転写）される。

【００１５】即ち、第１の転写部位６ａにて、１次転写
ローラ８は中間転写ベルト５の基層に当接しているの
で、中間転写ベルト５の基層は１周にわたって同電位と
なる。なお、1次転写が終了した感光ドラム1表面に若干
量残存する1次転写残トナーは、クリーニング装置10に
より除去される。

【００１６】さらに、上記工程を3回繰り返し、その都
度、マゼンタトナーにより現像されたマゼンタトナー
像、シアントナーにより現像されたシアントナー像、イ
エロートナーにより現像されたイエロートナー像が順次
中間転写ベルト5表面に転写、積層される。

【００１７】その後、中間転写ベルト5表面に対して離
間状態にあった2次転写ローラ11が所定の押圧力をもっ
て中間転写ベルト5を介して懸架ローラ７ｃに圧接、回
転駆動される。上記2次転写ローラ11に対しては、高圧
電源12により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電
圧（2次転写バイアス）が印加されることにより、第2の
転写部位6bに所定のタイミングで搬送されてくる転写材
P表面に、中間転写ベルト5表面に順次、積層して形成さ
れたトナー像が一括転写（2次転写）され、この転写材P
は不図示の定着装置へと搬送され、永久画像として定着
された後、機外へと排出される。

【００１８】そして、2次転写が終了した中間転写ベル
ト5表面に若干量残存する2次転写残トナーは、不図示の
駆動手段により所定のタイミングで中間転写ベルト5表
面に対して当接するクリーニングローラ13により帯電さ
れる。このクリーニングローラ13は、例えば芯金の周囲
に厚さ2〜6〔mm〕、体積抵抗率が10⁴〜10⁶〔Ωcm〕のゴ
ム、スポンジ等の弾性基層上に、厚さ10〜300〔μm〕、
体積抵抗率が10⁶〜10¹ ²〔Ωcm〕のゴム、樹脂等の表層
が形成されており、感光ドラム1表面のトナー像が中間
転写ベルト5表面に順次1次転写されている際には、中間
転写ベルト5表面から離間され、中間転写ベルト5表面の
トナー像が転写材P表面に一括2次転写された後には、中
間転写ベルト5表面に当接され、高圧電源14によりバイ
アスが印加される。印加されるバイアスとしては、例え
ば図2に示すようなＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した電
圧であって、非対称の交番電界（矩形波）が好ましい。
なお図2において、Vmaxは電圧の最大値、Vminは電圧の
最小値、Vctrは最大値Vmaxと最小値Vminとの平均値、Vr
msは実効値を示し、非対称の交番電界を印加することに
より、実効値Vrmsが平均値Vctrからずれるように構成さ
れている。これにより中間転写ベルト5表面に残存する2
次転写残トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆の極
性（プラス）に帯電され、第1の転写部位6aにおいて、
連続して行われる後続の画像形成工程の第1色目のブラ
ックトナーによる第1のトナー像が感光ドラム1表面から
中間転写ベルト5表面に1次転写されるのと同時に、中間
転写ベルト5表面から感光ドラム1表面へと逆転写され、
感光ドラム１用のクリーニング装置（ブレード）により
回収されて中間転写ベルト5表面に残留する２次転写残
トナー（残留トナー）のクリーニング工程が完了する。
連続して画像形成を行わない場合、中間転写ベルト５上
の２次転写残トナーの感光ドラム１への転写（クリーニ
ング）だけが行われる。

【００１９】次に、本実施例で用いたトナーについて説
明する。

【００２０】まずブラックトナーに関しては、従来より
広く用いられているカーボンブラック、マグネタイト等
を含有した、いわゆる磁性1成分微粒径粉砕トナーで、
その粒径はおよそ4〜8〔μm〕であり、その帯電電荷量
はおよそ−10〔μC／g〕である。

【００２１】またその他のマゼンタトナー、シアントナ
ー、イエロートナーは、例えば懸濁重合法で製造され、
低軟化物質を5〜30〔重量%〕含み、その形状係数SF1が1
00〜120、形状係数SF2が100〜120、粒径が5〜7〔μm〕
の実質的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーであ
る。

【００２２】なお、上記形状係数SF1とは、図3に示すよ
うに、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値であり、
球状物質を2次元平面上に投影してできる楕円状図形の
最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで割って、100π／4
を乗じた値で表される。

【００２３】つまり、 SF1＝｛（MXLNG）²／AREA｝×（100π／4） ‥‥‥(4) で定義されるものである。

【００２４】形状係数SF2は、図4に示すように、物質の
形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を2次元平面
上に投影してできる図形の周長PERIを図形面積AREAで割
って、100π／4を乗じた値で表される。

【００２５】つまり、 SF2＝｛（PERI）²／AREA｝×（100π／4） ‥‥‥(5) で定義されるものである。

【００２６】本実施例では、日立製作所製FE-SEM（S-80
0）を用い、トナー像を100回無作為にサンプリングし、
その画像情報は、インターフェースを介して、ニコレ社
製画像解析装置（LUSEX3）に導入して解析を行い、上記
(4)式、及び(5)式より算出したものである。

【００２７】上記重合トナーの概略構成図を図5に示す
が、重合トナーはその製造法上、略球形となり、本実施
例においては、コア15にエステル系ワックスを内包し、
樹脂層16にスチレン―ブチルアクリレート、表層17にス
チレン―ポリエステルという構成からなる重合トナーを
用いた。その比重はおよそ1.05である。上記のように、
コア15にワックスを内包することで、定着工程でのオフ
セット防止効果が得られとともに、表層17に樹脂層を設
けることにより帯電効率のアップを図ることが可能とな
り、更に帯電電荷量安定化のためにオイル処理シリカを
外添しており、その帯電電荷量はおよそ−40〔μC／g〕
であった。

【００２８】以下に、本発明に係るフルカラー画像の印
字シーケンスに関し、詳述する。

【００２９】まず、本実施例においては、不図示の紙サ
イズ検知手段により転写材のサイズ、特に転写材の搬送
方向における転写材の長さを検知し、検知結果を制御装
置１８に送り、その長さにより2種類のモードの画像形
成シーケンスのうちいずれかを実行するように構成され
ている。即ち本実施例にあっては、中間転写ベルトの周
長が441〔mm〕であるために、A4サイズ紙までの長さを
有する転写材であれば、前記(1)式を満たすこととな
り、フルカラー画像を形成する場合、一次転写毎に中間
転写ベルトを空回転させる必要がないので、図6に示す
通常シーケンスを実行する。これに対し、A4サイズ以上
の長さを有する転写材の場合には、フルカラー画像を形
成する場合、一次転写毎に中間転写ベルトを空回転させ
る必要があり、図7に示すような大サイズ用シーケンス
を実行することとなる。この大サイズ用シーケンスにあ
っては、中間転写ベルトが2回転する毎に各色のトナー
像の1次転写工程が行われることになり、前述の(1)式を
満たさない転写材にあってもフルカラー画像を印字する
ことが可能となる。このように、A4サイズよりも長いか
否かを1次転写工程前に判別できれば良いため、紙サイ
ズ検知手段としては、例えば転写材を収納する紙カセッ
ト内に転写材の大きさに連動する検知コマを設け、これ
から得られた紙サイズ情報が制御装置１８に送られると
いうような、公知の手段を用いることができる。この時
のシーケンスの決定に至るまでのフローチャートを図8
に示す。

【００３０】更に本発明にあっては、4色のトナーの中
で、少なくとも帯電電荷量の最も低いトナー、本実施例
にあっては第1色目のブラックトナーの第1の転写部位に
おける１次転写工程時の1次転写バイアス値T1よりも、
これに続く中間転写ベルトが空回転している時の、非転
写工程時の1次転写バイアス値T1'を高くしたことを特徴
とする。即ち、 T1＜T1' ‥‥‥(6) とする。具体的には、T1＝＋150〔v〕に対し、T1'＝＋2
50〔v〕とした。本発明者らの検討によれば、T1＝T1'＝
＋150〔v〕とした場合には中間転写ベルト表面から感光
ドラム表面へとトナーが逆転移する、いわゆる再転写現
象が発生し易いのに対し、上記のように中間転写ベルト
の空回転時における1次転写バイアスを高めることによ
り、本現象の発生を防止できることが確認された。これ
は、中間転写ベルト表面へのトナーの吸着力を増加させ
得ることに起因すると考えられる。また、この再転写現
象の防止には、空回転時に中間転写ベルト表面のトナー
が、感光ドラムとのニップ部を通過する際に、このトナ
ーに対し、上記ニップ（１次転写）部近傍において中間
転写ベルトと感光ドラムとが剥離する際に発生する剥離
放電等により電荷が付与されることにより、その帯電電
荷量が高められることも寄与していると考えられる。な
お、上記ブラックトナー以外のトナーに関しては、元々
の帯電電荷量が比較的高いため、上記再転写現象は生じ
づらい状況にあるものの、第1の転写部位における転写
工程時の1次転写バイアス値T1と、これに続く非転写工
程時の1次転写バイアス値T1'とを同等としても良いが、
上記再転写現象の防止をより確実なものとするために、
上述のように、第1の転写部位における転写工程時の1次
転写バイアス値T1よりも、これに続く非転写工程時の1
次転写バイアス値T1'を高く設定することが好ましい。

【００３１】さらに、非転写工程時の1次転写バイアス
値T₁'は、次色のマゼンタトナー像を感光ドラム１から
中間転写ベルト５に１次転写するときの1次転写バイア
ス値T₂よりも小さくするのが好ましい。それは、T₁'＞T
₂とすると、１色目のブラックトナー像の１次転写後、
中間転写ベルト５の空回転時（非転写工程時）に１次転
写ローラ８にT₁'（＞T₂）が印加されると、本実施例で
用いるような中間転写ベルト５（体積抵抗率は10⁸〜10
¹⁴Ωcm、好ましくは10¹⁰〜10¹⁴Ωcm）はチャージアップ
して次色のマゼンタトナー像の１次転写に影響を及ぼし
てしまうからである。即ち、より大きな１次転写バイア
スT₂が必要になり、それに対応してT₃,T₄も大きくする
必要に迫られ、より大きなバイアスを印加可能な高圧電
源９が必要になり、コストアップにつながってしまう。
また、バイアスを大きくし過ぎると、１次転写時にニッ
プ部近傍において放電が生じ、転写不良の原因となって
しまうからである。

【００３２】以上説明したように、4色のトナーの中
で、少なくとも帯電電荷量の最も低いトナーの第1の転
写部位における転写工程時の1次転写バイアス値T1より
も、これに続く非転写工程時の1次転写バイアス値T1'を
高く設定することにより、上記(1)式を満たさない大サ
イズの転写材に対しても、画像かすれのような欠陥のな
い、良好なフルカラー画像を得ることが可能となる。

【００３３】また、４色目のイエロートナー像の１次転
写終了後、さらに１回転空回転させ、イエロートナーの
帯電電荷量を、すでに帯電電荷量が高くなっている１色
目から３色目のトナーの帯電電荷量に近づくようにし
て、色ムラ等の２次転写不良を防止するようにしてい
る。このようにすることで、上記（１）式を満たさない
大サイズの転写材に画像を形成する場合、４色目のイエ
ロートナー像を中間転写ベルト５に１次転写している途
中に、２次転写が行われないので、中間転写ベルト５の
基層が全周にわたってほぼ同電位となる本発明のような
構成に特有の問題である転写不良を防止することができ
る。さらに、２次転写ローラ１１が１次転写中に中間転
写ベルト５に当接する際の当接ショックによる転写不良
を防止できる。

【００３４】なお、本実施例においては、中間転写体と
してベルト形状から成るものを用いたが、ドラム形状か
ら成るものを用いても良いことは言うまでもない。

【００３５】実施例２以下に、本発明に係る他の実施例を示すが、前記実施例
1に述べた部材と同一の部材には同一の部材を付し、説
明は省略するが、本実施例においては、カラー画像形成
装置が使用される周囲の環境を自動的に検知し、この情
報に応じて、大サイズ用シーケンスにおける、少なくと
も帯電電荷量の最も低いトナーの、第１の転写部位にお
ける１次転写工程時の１次転写バイアス値T1よりも、こ
れに続く非転写工程時の1次転写バイアス値T1'を高くす
る、その上げ幅（T₁’−T₁）を可変としたことを特徴と
する。この目的とするところは、前述した再転写現象が
生じ易い高温高湿環境下にあっては、その上げ幅を大き
くすることによりこれを防止し、また、低温低湿環境下
にあっては、第1の転写部位における非転写工程時の1次
転写バイアスを上記高温高湿環境下と同等まで高めてし
まうと、第1の転写部位近傍における、感光ドラム―中
間転写ベルト間の気中放電による画像乱れといった不具
合が生じ易くなってしまうため、上記上げ幅を再転写現
象が生じない範囲で低く抑え、前記(1)式を満たさない
大サイズの転写材に対しても、良好なフルカラー画像を
得ることを目的とする。

【００３６】さてここで、上記上げ幅を変化させるため
の環境情報を自動的に検知するための手段について説明
する。本実施例におけるカラー画像形成装置にあって
は、前記実施例1にも示したように、帯電装置として帯
電ローラが具備されているが、一般的にこれを構成する
材料は周囲の環境に応じて、その抵抗値が大きく変化す
るという特性を有しており、本発明においては、環境自
動検知手段として、この帯電ローラを利用する。

【００３７】すなわち、低温低湿環境下においては、常
温常湿環境下に比べて帯電ローラの抵抗値が上昇する傾
向にあり、逆に高温高湿環境下においては、常温常湿環
境下に比べて帯電ローラの抵抗値が下降する傾向にある
ため、この帯電ローラの抵抗を検知することにより、画
像形成装置が置かれている周囲の環境を認識することが
可能となる。そこで、本実施例に係る画像形成装置を用
い、帯電ローラが感光ドラムの非画像形成領域に当接し
ている際に、この帯電ローラに対して−20〔μA〕に定
電流制御された直流バイアスを印加した場合に発生する
電圧の環境依存性に関する実験結果を図9に示す。これ
によれば、常温常湿環境下における発生電圧が−1.7〔k
v〕であるのに対し、低温低湿環境下においては帯電ロ
ーラの抵抗値が比較的高いために、この時に発生する電
圧は−2.0〔kv〕と高く、逆に高温高湿環境下にあって
は帯電ローラの抵抗値が比較的低いために、この時に発
生する電圧は−1.2〔kv〕と低くなる。よって、帯電ロ
ーラの抵抗のばらつきをも考慮し、上記発生電圧が予め
設定した値よりも高いか低いかを検知することにより、
画像形成装置内の環境を認識でき、このようにして得ら
れた環境情報を、非転写工程時の1次転写バイアス値の
上げ幅設定にフィードバックさせれば良いことになる。

【００３８】図10に上記制御のフローチャートを示す
が、上記実験結果、及び帯電ローラの抵抗ばらつきを踏
まえ、本実施例においては、周囲の環境が低温低湿環境
であると判断する出力電圧値の下限を−1.8〔kv〕、周
囲の環境が高温高湿環境であると判断する出力電圧値の
上限を−1.3〔kv〕とした。まず、画像形成装置の電源
が投入され(S1)、所定のシーケンスを経て待機状態にな
った後、不図示のホスト機器からのプリント信号を受信
し(S2)、感光ドラムの回転が開始された後、帯電ローラ
に対して−20〔μA〕に定電流制御された直流バイアス
が印加される(S3)。そして、その時の発生電圧があらか
じめ設定した閾値−1.8〔kv〕、及び−1.3〔kv〕と比較
され(S4)、−1.8〔kv〕よりも高い場合には、画像形成
装置の環境が低温低湿環境であると認識し、転写工程時
の1次転写バイアス値＋150〔v〕に対して＋50〔v〕上乗
せした＋200〔v〕が非転写工程時の1次転写バイアス値
として設定される(S5)。これに対し、発生電圧が−1.3
〔kv〕を下回った場合には、画像形成装置内の環境が高
温高湿環境であると認識し、転写工程時の1次転写バイ
アス値＋150〔v〕に対して＋150〔v〕上乗せした＋300
〔v〕が非転写工程時の1次転写バイアス値として設定さ
れる(S6)。

【００３９】このように環境に応じて１次転写時の１次
転写バイアス値に対する非転写工程時の1次転写バイア
ス値の上げ幅を可変とすることにより、高温高湿環境に
おける再転写現象や、低温低湿環境下における画像乱れ
等の発生を防止し、前記(1)式を満たさない大サイズの
転写材に対しても、良好なフルカラー画像を得ることが
可能となる。

【００４０】なお、本実施例においては、帯電ローラが
感光ドラムの非画像形成領域に当接している際に、この
帯電ローラに対して所定の値に定電流制御された直流バ
イアスを印加し、この時に帯電ローラに発生する電圧値
から環境検知を行ったが、所定の値に定電圧制御された
直流バイアスを印加し、この時に帯電ローラを流れる電
流の電流値から環境検知を行うよう構成しても良いこと
は言うまでもない。

【００４１】また、上述のような環境検知ではなく、画
像形成装置内に、温湿度センサーを設けて、検知された
温度、湿度に応じて上記制御を行っても良い。

【００４２】しかしながら、帯電ローラを用いて環境検
知を行えば、前述の温湿度センサーを設ける必要がない
のでコストアップを防止できる。

【００４３】実施例３以下に、本発明に係る更なる他の実施例を示すが、前記
実施例1に述べた部材と同一の部材には同一の部材を付
し、説明は省略するが、本実施例においては、前述のよ
うに大サイズ用シーケンスにおいて、第1の転写部位に
おける転写工程時の1次転写バイアス値T1よりも、これ
に続く非転写工程時の1次転写バイアス値T1'を高くする
ことに加え、中間転写ベルト５が、懸架ローラの1つを
揺動中心として、不図示の離間カムにより、感光ドラム
１と中間転写ベルト５とが接離可能な構成となってい
る。このように感光ドラム１と中間転写ベルト５とが離
間するために、前記再転写現象は生じないものの、離間
距離が極めて小さい場合には、中間転写ベルト５表面の
トナー像が乱される場合があり、このような現象を防止
するためには、前述のような、少なくとも帯電電荷量の
最も低いトナーの第1の転写部位における転写工程時の1
次転写バイアス値T1よりも、これに続く非転写工程時の
1次転写バイアス値T1'を高める構成は非常に有効であ
る。

【００４４】なお、本実施例に示した構成を、前記実施
例2と組み合わせ適用させても良いことは言うまでもな
い。

【００４５】実施例４実施例１の図７のように第１色目から第４色目のトナー
の非転写工程時のバイアス値Ｔ₁’，Ｔ₂’，Ｔ₃’，
Ｔ₄’をそれぞれ１次転写工程時のバイアス値Ｔ₁，
Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄よりも大きな値としたが、上記（１）式
を満たさない大サイズの転写材について、図１１のシー
ケンスのように画像形成を行っても良い。即ち、１色目
のブラックトナーは、２色目〜４色目の色トナーに比べ
て帯電電荷量が比較的低いので、Ｔ₁’をＴ₁よりも大き
くし、他の色トナーはもともと帯電電荷量が比較的高い
のでＴ₂’，Ｔ₃’，Ｔ₄’はそれぞれＴ₂，Ｔ₃，Ｔ₄とほ
ぼ同等の値にして、第１の転写部位６ａでの帯電電荷量
の起き過ぎた増大を抑えている。従って色トナーの帯電
電荷量は高くなり過ぎず適正になるので、２次転写効率
が良好になり、感光ドラムへの再転写も防止できる。

【００４６】このように、トナーの帯電電荷量（現像器
内、又は、感光ドラムに形成されたトナー像の電位）に
応じて、一次転写工程に続く非転写工程時のバイアス値
を、一次転写工程時よりも大きくするか、同等とするか
制御装置１８により設定することで上記（１）式を満た
さない大サイズの転写材に対しても画像欠陥のない良好
なフルカラー画像を得ることができる。

【００４７】なお、Ｔ₁’−Ｔ₁の値を実施例２のように
環境に応じて可変としても良い。

【００４８】また、感光ドラムに形成されたトナー像の
電位を、トナー像形成後、１次転写前に電位センサー
（不図示）で測定し、測定結果を制御装置（ＣＰＵ）１
８にフィードバックし、非転写工程時の１次転写バイア
スを、１次転写工程時に比べて大きくするか、又は同等
にするかを制御しても良い。この場合、環境（湿度）に
応じてトナーの帯電電荷量が変化しても対応できる。

【００４９】本実施例に実施例２もしくは実施例３を適
宜組み合せても良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、制御手段は、中間転写
体に転写された第１のトナー像が第１の転写位置を第１
のトナー像の次色の第２のトナー像の転写が行なわれず
に通過するときに転写手段により中間転写体に印加され
る電圧を、第１のトナー像を像担持体から中間転写体に
転写するときに転写手段により中間転写体に印加される
電圧よりも大きくなるように制御するので、装置の大型
化を招くことなく、良好な画像を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の構成図。

【図２】クリーニングローラに印加されるバイアス波形
を示す図。

【図３】形状係数ＳＦ１を説明する図。

【図４】形状係数ＳＦ２を説明する図。

【図５】重合トナーの概略構成図。

【図６】本発明に係る通常シーケンス図。

【図７】本発明に係る第１の実施例に関する大サイズ用
シーケンス図。

【図８】印字シーケンスを決定するフローチャート。

【図９】帯電ローラの抵抗の環境依存性を示す図。

【図１０】環境に応じて上げ幅を変化させるためのフロ
ーチャート。

【図１１】本発明に係る第４の実施例に関する大サイズ
用シーケンス図。

【図１２】本発明に係るカラー画像形成装置の従来例を
示す概略構成図。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電ローラ４現像装置５中間転写ベルト８１次転写ローラ９電源１０クリーニング装置１８制御装置（ＣＰＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮代俊明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA14 DC04 DC10 EA03 EC06 ED02 ED08 ED24 EE03 EE07 EF09 FA28 FB00 FB14 2H030 AA01 AD01 AD08 BB24 BB33 BB42 BB53 BB54 2H032 AA05 AA15 BA02 BA03 BA05 BA09 BA12 BA23 BA27 CA02 CA04 CA12 CA13 CA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数色のトナー像を担持可能な像担持体
と、移動可能な中間転写体と、前記像担持体上の前記複
数色のトナー像を第１の転写位置で順次重ねて前記中間
転写体に転写するために前記中間転写体に電圧を印加す
る転写手段と、を有し、前記中間転写体上の前記複数色
のトナー像は第２の転写位置で転写材に転写される画像
形成装置において、前記中間転写体に転写された第１のトナー像が前記第１
の転写位置を前記第１のトナー像の次色の第２のトナー
像の転写が行なわれずに通過するときに前記転写手段に
より前記中間転写体に印加される電圧を、前記第１のト
ナー像を前記像担持体から前記中間転写体に転写すると
きに前記転写手段に印加される電圧よりも大きくなるよ
うに制御する制御手段を有することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記装置は、前記第１のトナー像を現像
位置で前記像担持体に形成する第１の現像手段と、前記
第２のトナー像を前記現像位置で前記像担持体に形成す
る第２の現像手段と、前記第１の現像手段と前記第２の
現像手段とを選択的に前記現像位置へ移動させる移動手
段と、を有することを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項３】前記装置は、転写材の搬送方向における
長さを検知する第１の検知手段を有し、前記制御手段は
前記第１の検知手段の検知結果に応じて、前記中間転写
体に転写された前記第１のトナー像が前記第１の転写位
置を前記第１のトナー像の次色の前記第２のトナー像の
前記中間転写体への転写を行なわずに通過する第１のモ
ードと、前記中間転写体に転写された前記第１のトナー
像が次に前記第１の転写位置を通過するときに前記第１
のトナー像の次色の前記第２のトナー像が前記中間転写
体に転写される第２のモードと、を選択的に切り換え制
御することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装
置。
【請求項４】前記第１の検知手段により検知された転
写材の長さが所定値よりも長いとき、前記制御手段は前
記第１のモードを選択することを特徴とする請求項３の
画像形成装置。
【請求項５】前記中間転写体の周長をＬ，前記像担持
体に前記現像位置で前記第１のトナー像の形成が完了し
てから、前記移動手段により前記第２の現像手段が前記
現像位置へ移動完了するまでの時間をｔ、前記像担持体
の回転速度をＶ、転写材の搬送方向における前記長さを
Ｌ_pとすると、Ｌ−Ｌ_p≧Ｖ・ｔなる関係を満たさないとき、前記制御手段は前記第１モ
ードを選択することを特徴とする請求項４の画像形成装
置。
【請求項６】前記第１の検知手段により検知された転
写材の長さが所定値よりも短いとき、前記制御手段は前
記第２のモードを選択することを特徴とする請求項２の
画像形成装置。
【請求項７】前記中間転写体の周長をＬ，前記像担持
体に前記現像位置で前記第１のトナー像の形成が完了し
てから、前記移動手段により前記第２の現像手段が前記
現像位置へ移動完了するまでの時間をｔ、前記像担持体
の回転速度をＶ、転写材の搬送方向における前記長さを
Ｌｐとすると、Ｌ−Ｌ_p≧Ｖ・ｔなる関係を満たすとき、前記制御手段は前記第２モード
を選択することを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項８】前記装置は、前記第１のトナー像を現像
位置で前記像担持体に形成する第１の現像手段と、前記
第２のトナー像を前記現像位置で前記像担持体に形成す
る第２の現像手段と、前記第１の現像手段と前記第２の
現像手段とを選択的に前記現像位置へ移動させる移動手
段と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかの画像形成装置。
【請求項９】前記移動手段は、前記第１の現像手段と
前記第２の現像手段とを備えることを特徴とする請求項
８の画像形成装置。
【請求項１０】前記移動手段は、前記第１の現像手段
により前記現像位置で前記像担持体上に前記第１のトナ
ー像の形成が完了してから、前記第２の現像手段を前記
現像位置へ移動させることを特徴とする請求項８又は９
の画像形成装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記中間転写体に転
写された前記第１のトナー像が前記第１の転写位置を前
記第２のトナー像の転写を行なわずに通過するときに前
記転写手段に印加される前記電圧を、湿度に応じて制御
することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの画
像形成装置。
【請求項１２】前記装置は前記装置内の湿度を検知す
る第２の検知手段を備え、前記制御手段は、前記中間転
写体に転写された前記第１のトナー像が前記第１の転写
位置を前記第２のトナー像の転写を行なわずに通過する
ときに前記転写手段に印加される前記電圧を、前記第２
の検知手段による検知結果に応じて制御することを特徴
とする請求項１１の画像形成装置。
【請求項１３】前記装置は前記像担持体を帯電する第
１の帯電手段を備え、前記制御手段は、前記中間転写体
に転写された前記第１のトナー像が前記第１の転写位置
を前記第２のトナー像の転写を行なわずに通過するとき
に前記転写手段に印加される前記電圧を、前記第１の帯
電手段に電圧を印加したときに前記帯電手段を流れる電
流に応じて制御することを特徴とする請求項１乃至１０
のいずれかの画像形成装置。
【請求項１４】前記装置は前記像担持体を帯電する第
１の帯電手段を備え、前記制御手段は、前記中間転写体
に転写された前記第１のトナー像が前記第１の転写位置
を前記第２のトナー像の転写を行なわずに通過するとき
に前記転写手段に印加される前記電圧を、前記第１の帯
電手段に電流を流したときに前記帯電手段に生じる電圧
に応じて制御することを特徴とする請求項１乃至１０の
いずれかの画像形成装置。
【請求項１５】前記第１のトナーは、磁性トナーであ
ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかの画像
形成装置。
【請求項１６】前記中間転写体は前記像担持体に対し
て接離可能であり、前記第１トナー像を前記第１の転写
位置で前記中間転写体に転写するとき、前記中間転写体
は前記像担持体に当接し、前記中間転写体に転写された
前記第１のトナー像が前記第１の転写位置を前記第２の
トナー像の転写を行なわずに通過するとき、前記中間転
写体は前記像担持体から離間されることを特徴とする請
求項１乃至１５のいずれかの画像形成装置。
【請求項１７】前記制御手段は、前記中間転写体に転
写された第１のトナー像が前記第１の転写位置を前記第
１のトナー像の次色の前記第２のトナー像の転写を行な
わずに通過するとき、前記転写手段により前記中間転写
体に印加される前記電圧は、前記第２のトナー像を前記
像担持体から前記中間転写体に転写するときに前記転写
手段に印加される電圧よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかの画像形
成装置。
【請求項１８】前記装置は、前記第２の転写位置で前
記複数色のトナー像が前記中間転写体から転写材に転写
された後、前記中間転写体上に残留する残留トナーをト
ナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電する第２の帯電
手段を備え、複数の転写材に連続して画像を形成する場
合、前記第１の転写位置において、前記第２の帯電手段
により帯電された前記残留トナーが前記中間転写体から
前記像担持体へ転写するのと同時に、次のトナー像が前
記像担持体から前記中間転写体に転写される電界が前記
転写手段により形成されることを特徴とする請求項１乃
至１７のいずれかの画像形成装置。
【請求項１９】前記中間転写体は、導電層と、体積抵
抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ωｃｍであり、前記導電層を被覆
する被覆層と、を備えることを特徴とする請求項１乃至
１７のいずれかの画像形成装置。
【請求項２０】前記被覆層の体積抵抗率は１０¹⁰〜１
０¹⁴Ωｃｍであることを特徴とする請求項１９の画像形
成装置。
【請求項２１】前記転写手段は前記導電層に前記電圧
を印加することを特徴とする請求項１９又は２０の画像
形成装置。
【請求項２２】前記装置は、前記中間転写体に対して
接離可能であり、前記複数色のトナー像を前記中間転写
体から転写材に転写する第２の転写手段を備え、転写
時、前記第２の転写手段は転写材を介して前記中間転写
体に当接することを特徴とする請求項１乃至２０のいず
れかの画像形成装置。