JP2002091127A

JP2002091127A - 画像形成方式

Info

Publication number: JP2002091127A
Application number: JP2000281436A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Osawa; 達朗大澤; Tomohiro Yoshikawa; 知宏吉川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP3874063B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一次転写電圧電源として定電圧電源を用いる
場合の中間転写媒体表面電位の変動をなくして転写効率
を安定化させる画像形成方式。【解決手段】潜像担持体と、複数の現像器と、順次異
なる色のトナー像を回転する中間転写媒体に転写する一
次転写部と、一次転写バイアス印加電源と、中間転写媒
体上に重ね合わせられて転写された全色カラートナー像
を記録紙に転写する二次転写部とを有する画像形成装置
において、最初の色のトナー像を中間転写媒体に転写す
る潜像担持体の表面電位と中間転写媒体の表面電位の電
位差が、トナー像を中間転写媒体に転写する際のその電
位差より大きく設定して、中間転写媒体を少なくとも１
周させることにより中間転写媒体の表面電位を定常状態
の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー像を
中間転写媒体に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
たプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置
の画像形成方式に関し、特に、感光体等の潜像担持体上
に形成されたトナー像が一次転写され、このトナー像を
さらに記録媒体に二次転写する中間転写媒体を備えた画
像形成装置の画像形成方式に関するものである。

【従来の技術】一般に、電子写真技術を用いた画像形成
装置は、潜像担持体としての外周面に感光層を有する感
光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手
段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面
を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、こ
の露光手段により形成された静電潜像に現像剤としての
トナーを帯電させて付与し可視像（トナー像）とする現
像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用
紙等の記録媒体に転写させる転写装置とを有している。
そして、感光体上に現像されたトナー像を用紙等の記録
媒体に転写させる転写装置としては、従来、感光体上に
形成されたトナー像が転写（一次転写）され、このトナ
ー像をさらに記録媒体に転写（二次転写）する中間転写
媒体を備えたものが知られている。図１３は、このよう
な中間転写媒体を備えた画像形成装置の１例を示す図
で、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ
−ｂ部分断面図である。図１３において、２０１は感光
体であり、導電層２０１ａと、この導電層２０１ａ上に
形成された感光層２０１ｂとを有している。導電層２０
１ａは接地されている。２０２は中間転写媒体であり、
例えば体積抵抗値が略１０⁷〜１０¹⁴Ωｃｍの誘電体
（中抵抗層）で構成されている。このような中間転写媒
体２０２は、合成樹脂等に導電性カーボンを混練するこ
とによって作成することができる。中間転写媒体２０２
は、少なくとも画像形成時には感光体２０１と接触し、
この接触部Ｒ１が一次転写部を形成する。一次転写部Ｒ
１には、中間転写媒体２０２の内方に一次転写ローラ２
０３が配置されており、この一次転写ローラ２０３の圧
接によって中間転写媒体２０２に一次転写電圧が印加さ
れる。また、中間転写媒体２０２には、二次転写電圧を
印加する二次転写ローラ２０４が圧接され、この圧接部
が二次転写部Ｒ２を形成する。二次転写部Ｒ２には、中
間転写媒体２０２の内方からバックアップローラ２０５
が配置されている。画像形成時には、先ず、感光体２０
１および中間転写媒体２０２が回転駆動され、感光体２
０１の感光層２０１ｂが帯電手段（図示せず）で一様に
帯電させられた後に露光手段（図示せず）で選択的に露
光されて静電潜像が形成される。次いで、静電潜像に現
像手段（図示せず）で現像剤であるトナーが付与されて
可視像（トナー像）となり、このトナー像が、一次転写
部Ｒ１において中間転写媒体２０２上に転写され、その
後、二次転写部Ｒ２において、この二次転写部Ｒ２に供
給される用紙等の記録媒体に転写される。トナー像が転
写された記録媒体は、図示しない定着器を通過すること
によってトナー像が定着される。上記のような均一な抵
抗体で形成される中間転写媒体２０２を有する画像形成
装置においては、一般的に転写電界は転写部裏面に当接
する一次転写ローラ２０３により付与されるが、中間転
写媒体２０２に歪み等が発生したり一次転写ローラ２０
３にごみが付着した場合、部分的に電界が付与できなく
なり転写部の電界が不均一となり転写された画像にむら
が発生する。そこで、中間転写媒体２０２として、図１
４に示すように、合成樹脂からなる絶縁性基体２０２ｃ
の上に一体的に形成された導電層２０２ａと、その上に
一体的に形成され感光体２０１に圧接される抵抗層２０
２ｂとで構成されたものを用いるものも知られており、
その場合は、その中間転写媒体２０２の側縁部において
抵抗層２０２ｂを帯状に除去して導電層２０２ａを帯状
に露出しておき、この露出部に電極ローラが接触して一
次転電圧を印加するようにしている。このように導電層
２０２ａを有する中間転写媒体２０２を用いる画像形成
装置においては、中間転写媒体２０２に歪みが発生した
り、転写部のローラーにごみが付着した場合にも、転写
部全域に均一な転写の電界が付与できるため、転写に起
因する画像むらがなくなるという長所を有する。このよ
うな一次転電圧が印加される導電層２０２ａを有する中
間転写媒体２０２を用いる画像形成装置においては、高
速化のために一次転写と二次転写のタイミングを重なる
ようにしなければならないため、一次転写電圧電源とし
て定電圧電源を、二次転写電圧電源として定電流電源を
用いている（特開平９−１６０３９５号）。なお、米国
特許第５，２４３，３９２号においては、体積抵抗値が
略１０¹²Ωｃｍ以上で、緩和時間が０．３〜２００ｍｓ
という高抵抗ベルトの中間転写体媒体を用いて効率的に
二次転写を行わせるものが提案されている。

【発明が解決しようとする課題】図１３、図１４のよう
な構成において、体積抵抗率の低い中間転写媒体２０２
を用いると、ライン間にトナーが飛び散ったり抜けたり
する現象が顕著に発生にしてライン画像の劣化が顕著だ
ったり、感光体メモリを発生させやすかったりするが、
中間転写媒体２０２の体積抵抗率をある程度高くするこ
とで、これらの問題は解決可能である。しかしながら、
抵抗率が高くなると、中間転写媒体に感光体からの電荷
が帯電して電荷が抜け難くなり、問題が生じる。具体的
には、感光体表面電位と中間転写媒体のベルト表面電位
がある一定電位差以上になると放電が生じ、中間転写媒
体が感光体のマイナス電荷を受けて（感光体をマイナス
帯電する場合）、中間転写媒体が帯電することが起こ
る。感光体表面電位Ｖ₀は、通常、現像器の現像特性に
よって異なり、現像器の色あるいは使用初期からの経過
時間による特性変化等によっても感光体表面電位Ｖ₀の
設定値が大きく異なる。したがって、感光体から中間転
写媒体が受ける負電荷量もまちまちで、中間転写媒体表
面電位が安定しないことになる。一次転写を定電流制御
することで感光体画像部に対して一定の仕事をするか
ら、少なくとも一次転写した瞬間には中間転写媒体表面
電位が安定しないことによる問題は生じない。しかしな
がら、前記したように、一次転写電圧電源として定電圧
電源を用いる場合には、中間転写媒体表面電位は大きく
低下し、感光体画像部との電位差が不足した状態は解消
されないため、転写効率が低下するという問題が生じて
しまうことが分かった。この対策としては、中間転写媒
体を構成する中間転写ベルトを除電するということもあ
るが、除電器とそれに必要な電源とによりコストアップ
や消費電力のアップを招いてしまうので好ましくなかっ
た。そこで、中間転写媒体に印加する一次転写バイアス
を大きくすることが考えられるが、一次転写バイアスを
大きくしすぎると、今度は高すぎる一次転写バイアスが
感光体の放電部を逆極性に帯電してしまうことにより起
こる感光体メモリが発生しやすくなるので、余り好まし
くなかった。また、帯電電位を固定することにより中間
転写媒体表面電位の変動を小さくすることができるが、
転写効率に寄与するパラメータであるトナーの外添剤の
量、トナーの帯電量、トナーの流動性や感光体の摩擦係
数等の装置構成によって転写効率のレベルは異なり、特
にトナーについては、プロセス全体のバランスの取れた
ものとするため、必ずしも転写プロセスにとって都合の
良いトナーとは限らなかった。そのため、転写効率の比
較的悪いトナーを用いる場合等においては、帯電電位を
固定するだけでは不十分な場合があった。中間転写媒体
表面電位の低下は放電現象によるものであるため、無限
に低下するものではないので、中間転写媒体表面電位が
略定常状態になった領域で転写を行うという方法も考え
られるが、中間転写媒体表面電位が低下して略定常化す
るまでにはかなりの周回数を要するため、ファーストプ
リント時間が遅くなるという問題があった。本発明は従
来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、一次転写電圧電源として定電圧電源を
用いる場合の中間転写媒体表面電位の変動をなくして転
写効率を安定化させる画像形成方式を提供することあ
る。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成方式は、回転しつつ帯電手段により表面に
一様に帯電され、露光手段により選択的に放電されて静
電潜像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体の表
面に選択的に異なる色のカラートナーを付与して前記潜
像を可視像とする複数の現像器と、順次異なる色のカラ
ートナーにより現像されたトナー像を回転する中間転写
媒体に転写する一次転写部と、一次転写部においてバイ
アスを印加するための一次転写バイアス印加電源と、中
間転写媒体上に重ね合わせられて転写された全色カラー
トナー像を記録紙に転写する二次転写部とを有する画像
形成装置において、前記一次転写部での最初の色のトナ
ー像を前記中間転写媒体に転写する前の前記潜像担持体
の表面電位と前記中間転写媒体の表面電位の電位差が、
トナー像を前記中間転写媒体に転写する際のその電位差
より大きく設定して、前記中間転写媒体を少なくとも１
周させることにより前記中間転写媒体の表面電位を定常
状態の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー
像を前記中間転写媒体に転写させるようにしたことを特
徴とするものである。この場合に、一次転写バイアス印
加電源として定電圧電源が用いられ、二次転写部におい
てバイアスを印加するための二次転写バイアス印加電源
として定電流電源が用いられることが望ましい。また、
電位差をトナー像を中間転写媒体に転写する際の電位差
より大きく設定するのに、潜像担持体の帯電電位の絶対
値を静電潜像形成時より上昇させることにより行って
も、中間転写媒体の表面電位の絶対値を静電潜像形成時
より上昇させることにより行ってもよい。また、電位差
をトナー像を中間転写媒体に転写する際の電位差より大
きく設定する際のその電位差の設定を、そのときの温度
と湿度に適合するように予め記憶されている制御データ
に基づいて設定するようにすることが望ましい。本発明
においては、一次転写部での最初の色のトナー像を前記
中間転写媒体に転写する前の潜像担持体の表面電位と中
間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を中間転写
媒体に転写する際のその電位差より大きく設定して、中
間転写媒体を少なくとも１周させることにより中間転写
媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化させてから、
順次異なる色のトナー像を中間転写媒体に転写させるよ
うにしたので、異なる色のトナー像を順に中間転写媒体
に転写する間の中間転写媒体上の表面電位の変動を大幅
に小さくでき、トナー像の中間転写媒体への転写効率が
安定化でき、装置のコストアップも生じずに信頼性のあ
る画像形成装置を実現することができる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成方式を適
用する電子写真法を用いた画像形成装置のプリンターの
１例の全体の構成を説明する。図１は、本発明の画像形
成方式を適用する画像形成装置の１つの実施形態を示す
図である。また、図２は、図１の画像形成装置の電気的
構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イ
エロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラッ
ク（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像
を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモ
ノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置で
は、ホストコンピュータ等の外部装置から画像信号が制
御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられる
と、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエ
ンジンコントロトラ１２が画像形成手段として機能する
エンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対
応する画像を形成する。このエンジン部Ｅでは、像担持
体ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっ
ている。すなわち、像担特体ユニット２は、図１の矢印
方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに、感
光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段とし
ての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ、
２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ、及び、クリーニング部２４が
それぞれ配置されている。帯電ローラ２２は、帯電バイ
アス発生部１２１から高電圧が印加されており、感光体
２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させる。感
光体２１は、図３に示すように、導電層２１ａと、この
導電層２１ａ上に形成された感光層２１ｂとを有してい
る。そして、この帯電ローラ２２によって帯電された感
光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光
Ｌが照射される。この露光ユニット３は、図２に示すよ
うに、画像信号切換部１２２と電気的に接続されてお
り、この画像信号切換部１２２を介して与えられる画像
信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して
感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成す
る。例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１２３
からの指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッチ作
成モジュール１２４と導通している際には、パッチ作成
モジュール１２４から出力されるパッチ画像信号が露光
ユニット３に与えられてパッチ潜像が形成される。一
方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１の
ＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュー
タ等の外部装置よりインターフェース１１２を介して与
えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に
走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜
像が形成される。こうして形成された静電潜像は現像部
２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形
態では、現像部２３として、イエロー用の現像器２３
Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３
Ｍ、及び、ブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光
体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３
Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋは、それぞれ感光体２１に
対して接離自在に構成されており、エンジンコントロー
ラ１２からの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ、
２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋの中の１つの現像器が選択的に
感光体２１に当接すると共に、現像バイアス発生部１２
５によって高電圧が現像器の現像ローラ２５に印加され
て選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して
感光体２１上の静電潜像を顕在化する。現像部２３で現
像されたトナー像は、ブラツク用現像器２３Ｋとクリー
ニング部２４との間に位置する一次転写領域Ｒｌで転写
ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。
なお、この転写ユニット４の構造については後で詳述す
る。また、一次転写領域Ｒ１から周方向（図１の矢印方
向）に進んだ位置には、クリーニング部２４が配置され
ており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着し
ているトナーを掻き落とす。次に、転写ユニット４の構
成について説明する。この実施形態では、転写ユニット
４は、ローラ４２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７
に掛け渡された中間転写ベルト４１と、この中間転写ベ
ルト４１に転写された中間トナー像をシートＳに二次転
写する二次転写ローラ４８とを備えている。この中間転
写ベルト４１は、図１４で説明した従来例と同様に、図
３に断面を示すように、合成樹脂からなる絶縁性基体４
１ｃの上に一体的に形成された導電層４１ａと、その上
に一体的に形成され感光体２１に圧接される抵抗層４１
ｂとで構成されたものを用いており、その中間転写ベル
ト４１の側縁部において抵抗層４１ｂを帯状に除去して
導電層４１ａを帯状に露出しておき、この露出部に電極
ローラ５０が接触することにより、一次転写バイアス発
生部１２６から一次転写電圧が印加されている。そし
て、カラー画像をシートＳに転写する場合には、一次転
写バックアップローラ４２を実線位置へ変倚させて中間
転写ベルト４１を感光体２１に圧接させて、感光体２１
上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１の
導電層４１ａに印加された一次転写電圧によって中間転
写ベルト４１上に転写させ、感光体２１と中間転写ベル
ト４１を循環駆動させて各色のトナー像を中間転写ベル
ト４１上に重ね合わせて転写してカラー像を形成すると
共に、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカセット
６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット（図示省
略）からシートＳを取出して二次転写領城Ｒ２に搬送す
る。そして、二次転写バックアップローラ４５に対して
シートＳの裏面側から二次転写ローラ４８を実線位置へ
変倚させて圧接し、二次転写バイアス発生部１２９から
二次転写電圧を印加して、このシートＳにカラー像を二
次転写してフルカラー画像を得る。また、モノクロ画像
をシートＳに転写する場合には、感光体２１上にブラッ
クトナー像のみを形成し、中間転写ベルト４１上に転写
し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域Ｒ２に
搬送されてきたシートＳに転写してモノクロ画像を得
る。なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の外周面に
残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ４
９によって除去される。このベルトクリーナ４９は、中
間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向して配置さ
れており、適当なタイミングでクリーナブレードが中間
転写ベルト４１に対して当接してその外周面に残留付着
しているトナーを掻き落す。また、ローラ４３の近傍に
は、中間転写ベルト４１の外周面に形成されるパッチ画
像の濃度を検出するためのパッチセンサＰＳが配置され
ると共に、中間転写ベルト４１の基準位置を検出するた
めの同期用読取センサＲＳが配置されている。図１に戻
って、エンジン部Ｅの構成説明を続ける。転写ユニット
４によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユ
ニット６の給紙部６３によって所定の給紙経路（２点鎖
線）に沿づて二次転写碩域Ｒ２の下流側に配設された定
着ユニット５に搬送され、搬送されてくるシートＳ上の
トナー像をシートＳに定着する。そして、当該シートＳ
はさらに給紙経路６３０にそって排紙部６４に搬送され
る。この排紙部６４は２つの排紙経路６４１ａ、６４１
ｂを有しており、一方の排紙経路６４１ａは定着ユニッ
ト５から標準排紙トレイに延びると共に、他方の排紙経
路６４１ｂは排紙経路６４１ａと略平行に、再給紙部６
６とマルチビンユニットとの間に延びている。これらの
排紙経路６４１ａ、６４１ｂに沿って３組のローラ対６
４２〜６４４が設けられており、定着済みのシートＳを
標準排紙トレイやマルチビンユニット側に向けて排出し
たり、その他方面側にも画像を形成するために再給紙部
６６側に搬送したりする。この再給紙部６６は、図１に
示すように、上記のように排紙部６４から反転搬送され
てきたシートＳを再給紙経路６６４（２点鎮線）に沿っ
て給紙部６３のゲートローラ対６３７に搬送するもので
あり、再給紙経路６６４に沿って配設された３つの再給
紙ローラ対６６１〜６６３で構成されている。このよう
に、排紙部６４から搬送されてきたシートＳを再給紙経
路６６４に沿ってゲートローラ対６３７に戻すことによ
って給紙部６３においてシートＳの非画像形成面が中間
転写ベルト４１を向いて当該面に画像を二次転写可能と
なる。なお、図２において、符号１１３はホストコンピ
ュータ等の外部装置よりイーターフェース１１２を介し
て与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ
１１に設けられた画像メモリであり、符号１２７はエン
ジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２３に
おける演算結果等を一時的に記憶するためのＲＡＭであ
り、さらに、符号１２８はＣＰＵ１２３で行う演算プロ
グラム等を記憶するＲＯＭである。ここで、上記の画像
形成装置においては、一次転写部Ｒ１で中間転写ベルト
４１に一次転写電圧を印加する一次転写バイアス発生部
１２６は定電圧電源から構成され、二次転写領域Ｒ２で
二次転写ローラ４８に二次転写電圧を印加する二次転写
バイアス発生部１２９は定電流電源から構成されてい
る。このような装置を用いて、感光体２１にマイナス帯
電し、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋでマイナ
ス帯電一成分非磁性トナーで反転現像する場合について
検討する。このような装置構成において、帯電バイアス
発生部１２１から帯電ローラ２２に所定の帯電バイアス
を印加して感光体２１の表面電位をＶ_a0に帯電したと
き、中間転写ベルト４１の表面電位（中媒表面電位）
は、図４に示すように、１色目、２色目、３色目、４色
目と一次転写回数を重ねる毎（周回数）に一次転写バイ
アス発生部１２６からの一次転写バイアス電圧Ｖ₁によ
って決まるＶ₁’から定常状態の電位Ｖ₂へと低下して
行く。この定常状態の電位Ｖ₂が転写効率を満たす中間
転写媒体電位Ｖ₃以上になるように、正規画像形成時の
一次転写バイアス電圧Ｖ₁が定められる。ところで、図
４は、感光体２１の表面電位をＶ_a0に固定し、一次転写
バイアス電圧を固定したまま一次転写回数を重ねる場合
に、中間転写媒体電位がＶ₁’から減少してＶ₂へ定常
化して行く様子を示すものであるが、本発明において
は、図５に示すように、１色目の一次転写時にすでに中
間転写媒体電位を定常状態の電位Ｖ₂へ強制的に定常化
させ、２色目以降もこの定常状態の電位Ｖ₂で一次転写
を行わせるものである。そのためには、図６のタイミン
グチャートに示すように、帯電バイアスと一次転写バイ
アスの印加を開始した後直ぐに１色目の画像形成とその
一次転写を行うのではなく、中間転写ベルト４１の１周
目の間に、帯電ローラ２２に印加する帯電バイアスを増
加させて感光体２１の表面電位をＶ_a0よりΔＶ高いＶ_a1
に帯電させ、中間転写ベルト４１のそのときの表面電位
Ｖ₁’との電位差を大きくする。感光体２１と中間転写
ベルト４１の表面電位の電位差が大きければ大きい程放
電によって感光体２１から中間転写ベルト４１へ流れ込
む電流が大きくなるので、その電位差を適切に設定する
ことにより、この１周の回転の後に中間転写ベルト４１
の電位を図５に示すように、定常状態の電位Ｖ₂へと定
常化させてその変動を小さくできる。したがって、その
定常化後の中間転写ベルト４１の２周目以降に１色目、
２色目、３色目、４色目の画像形成とそれらの一次転写
を行わせると、一次転写時の中間転写ベルト４１の表面
電位は略Ｖ₂に安定化しており、各色のトナー像の中間
転写ベルト４１への転写効率は安定化される。また、図
６のように中間転写ベルト４１の１周目の間に感光体２
１の表面電位を画像形成及び一次転写時より高めるので
はなく、図７に示すように、中間転写ベルト４１の１周
目の間に、一次転写バイアス発生部１２６から中間転写
ベルト４１に印加される一次転写バイアスをＶ₁よりΔ
Ｖ’高いＶ₁₁に変えるようにしてもよい。特別な場合を
除き、通常、一次転写バイアスの上昇分ΔＶ’は、中間
転写ベルト４１の表面電位の上昇分に略等しい。要は、
感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差を
適切に設定することにより、この１周の回転の後に中間
転写ベルト４１の電位を図５に示すように、定常状態の
電位Ｖ₂へと定常化させることができるのである。した
がって、図６と図７の中間状態、すなわち、感光体２１
の帯電電位を高めると同時に一次転写バイアス電圧を高
めて感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位
差を適切に設定するようにしてもよい。ただし、一次転
写バイアス電圧を高めすぎると、その高すぎる一次転写
バイアス（例えば、プラス）が感光体２１の放電部（印
字領域。例えば、マイナスのゼロに近い電位領域）を逆
極性（例えば、プラス）に帯電してしまうことにより起
こる感光体メモリが発生しやすくなるので、中間転写ベ
ルト４１の１周目に感光体２１の帯電電位を高めるよう
にする方が望ましい。ところで、上記のように、中間転
写ベルト４１の１周目の間に、中間転写ベルト４１の表
面電位を初期のＶ₁’から定常状態の電位Ｖ₂へと下げ
るのに必要な感光体２１の表面電位と中間転写ベルト４
１の表面電位の電位差を求めるには、予め図８に示すよ
うなグラフを作成しておく。このグラフの横軸は、感光
体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電
位差（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）であ
り、縦軸は中間転写ベルト４１が１周する際の中間転写
ベルト４１の表面電位の降下量（中媒１周における電位
降下量）である。この図８から、達成したい中間転写ベ
ルト４１の表面電位の降下量はＶ₁’−Ｖ₂であるの
で、縦軸のＶ₁’−Ｖ₂に対応する横軸のＥ₁を求め
る。このＥ₁が感光体２１の表面電位と中間転写ベルト
４１の表面電位の電位差であり、中間転写ベルト４１の
１周目の間に、このＥ₁となるように、感光体２１の表
面帯電電位をΔＶだけ高めるか、中間転写ベルト４１に
印加する一次転写バイアスをΔＶ’だけ高めるようにす
る。以下に、上記の動作を立証するために次のような実
験と行った。上記の装置構成において、帯電バイアス発
生部１２１から帯電ローラ２２に印加される帯電バイア
スは−１４００Ｖであり、感光体２１の表面電位は−７
５０Ｖに均一に帯電される。また、中間転写ベルト４１
の抵抗層４１ｂの体積抵抗率は、一次転写電圧２５０Ｖ
印加時で１．５×１０¹²Ωｃｍ（２３℃，６５％ＲＨ）
であり、一次転写バイアス発生部１２６から中間転写ベ
ルト４１に印加される一次転写バイアスは４５０Ｖに設
定されている場合であって、１５℃，３５％ＲＨの環境
下での、初期の１枚のカラー画像形成に対応する周期
（０周面から６周目）とそれに続く２枚目のカラー画像
形成に対応する周期（７周面から１０周目）の中間転写
ベルト（媒体）４１の表面電位の変化を調べると、図９
のようになった。この実験においては、感光体２１の帯
電、一次転写バイアスの印加、二次転写バイアスの印加
は行ったが、潜像形成と現像は行っていない。初期画像
形成時の一次転写前（１周目）は、一次転写バイアスの
電圧４５０Ｖが略そのまま中間転写ベルト４１の表面電
位になり、１色目（２周目）、２色目（３周目）の転写
時には、中間転写ベルト４１の表面電位は徐々に低下
し、３色目（４周目）で略定常状態の電位（約２５０
Ｖ）に定常化し、４色目（５周目）でも変わらない。そ
して、６周目で二次転写に対応する動作で定電流電源の
二次転写バイアス発生部１２９から流れ込んだ電流によ
り表面電位は１周目の電位よりは低い約３５０Ｖまで上
昇する。次に２枚目の連続画像形成時に入り、１色目
（７周目）、２色目（８周目）の転写時には、中間転写
ベルト４１の表面電位は徐々に低下し、３色目（９周
目）で略定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、４
色目（１０周目）でも変わらない。そして、１１周目で
再度二次転写に対応する動作で定電流電源の二次転写バ
イアス発生部１２９から流れ込んだ電流により表面電位
は６周目の電位と略等しい約３５０Ｖまで上昇する。以
下、２枚目以降の連続画像形成時も同様となる。この図
９の結果に基づいて、二次転写バイアスにより電流が流
れ込んで中間転写ベルト４１の表面電位が上昇した次の
周目である７周目、１１周目の感光体２１の表面電位を
−７５０Ｖから−８５０Ｖに上昇（絶対値）させた。こ
のため、そのときの感光体２１と中間転写ベルト４１の
表面電位の電位差は、３５０Ｖ−（−７５０Ｖ）＝１１
００Ｖから３５０Ｖ−（−８５０Ｖ）＝１２００Ｖに増
加する。この電位差の上昇は、図８に対応する図１１か
ら導かれた。すなわち、図１１のグラフの横軸は、感光
体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電
位差（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）であ
り、縦軸は中間転写ベルト４１が１周する際の中間転写
ベルト４１の表面電位の降下量（中媒１周における電位
降下量）である。この図１１は、この装置の１５℃，３
５％ＲＨの環境下での特性を表している。図１１から、
６周目（１１周目）から７周目（１２周目）に至る過程
で得たい中間転写ベルト４１の表面電位の降下量は、３
５０Ｖ−２５０Ｖ＝１００Ｖであるから、縦軸の１００
Ｖに対応する横軸の感光体表面電位と中媒表面電位の電
位差を求めると約１２００Ｖになる。したがって、感光
体２１の表面電位を−７５０Ｖから−８５０Ｖに上昇
（絶対値）させるか、中間転写ベルト４１の表面電位を
３５０Ｖから４５０Ｖに上昇させればよいので、帯電バ
イアスを上昇させて感光体２１の表面電位を−８５０Ｖ
にした。その結果、図１０に示すように、初期画像形成
時の１周目から６目までは図９と同じであるが、連続画
像形成時の２枚目の最初の周目である７周目で直ぐに略
定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、以下、１色
目（８周目）、２色目（９周目）、３色目（１０周目）
何れの一次転写時にも中間転写ベルト４１の表面電位は
略定常状態の電位に定常化されその変動はほとんどな
い。そして、１１周目で再度二次転写に対応する動作で
定電流電源の二次転写バイアス発生部１２９から流れ込
んだ電流により表面電位は６周目の電位と略等しい約３
５０Ｖまで上昇するが、２枚目以降の連続画像形成時も
同様となる。なお、以上の実験では、初期の１枚目のカ
ラー画像形成時には、積極的に中間転写ベルト４１の表
面電位を定常状態の電位に降下させていないが、図１０
の２周目で上記と同様にして直ぐに略定常状態の電位
（約２５０Ｖ）に定常化し、以下、１色目（３周目）、
２色目（４周目）、３色目（５周目）何れの一次転写時
にも中間転写ベルト４１の表面電位を略定常状態の電位
に定常化するようにしてもよい。ところで、図９、図１
０から明らかなように、初期画像形成時と連続画像形成
時とでは、中間転写ベルト４１の表面電位Ｖ₁’は異な
る。初期画像形成時には一次転写バイアス電位Ｖ₁と略
同じとなるが、連続画像形成時には、二次転写時に定電
流電源から電流が流れ込んでも電荷が残留する等の理由
によりそのときの電位Ｖ₁より低くなったり高くなる。
したがって、上記のような強制的な電位降下量は、初期
画像形成時と連続画像形成時とでは当然異ならせる必要
がある。ところで、図８、図１１に示した（感光体表面
電位と中媒表面電位の電位差）と（中媒１周における電
位降下量）の特性は、環境により大きく変化する。図１
２に上記装置の２３℃，６５％ＲＨの環境下での特性を
示す。図１１と図１２を比べると、温度・湿度が変化す
ると、同じ（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）
であっても（中媒１周における電位降下量）は大きく変
わるので、代表的な複数の環境における図１１、図１２
と同様の特性値のテーブルを、図２のＲＯＭ１２８中に
予め用意しておいて、測定された温度と湿度に基づいて
最も適当な特性値のテーブルを用いて、前記のΔＶ、Δ
Ｖ’等の制御を行うようにする。以上、本発明の画像形
成方式を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこ
れら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成方式によると、一次転写部での最初の色のト
ナー像を前記中間転写媒体に転写する前の潜像担持体の
表面電位と中間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー
像を中間転写媒体に転写する際のその電位差より大きく
設定して、中間転写媒体を少なくとも１周させることに
より中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化
させてから、順次異なる色のトナー像を中間転写媒体に
転写させるようにしたので、異なる色のトナー像を順に
中間転写媒体に転写する間の中間転写媒体上の表面電位
の変動を大幅に小さくでき、トナー像の中間転写媒体へ
の転写効率が安定化でき、装置のコストアップも生じず
に信頼性のある画像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方式を適用する画像形成装置
の１つの実施形態を示す図である。

【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】中間転写ベルトと感光体の層構成示す断面図で
ある。

【図４】帯電電位が一定のときの一次転写回数を重ねる
毎の中間転写ベルトの表面電位の変化を示す図である。

【図５】本発明に基づくと一次転写回数を重ねても中間
転写ベルトの表面電位が定常化されている様子を示す図
である。

【図６】図５のような結果を得るためのタイミングチャ
ートの１例を示す図である。

【図７】図５のような結果を得るためのタイミングチャ
ートの他の例を示す図である。

【図８】感光体表面電位と中間転写媒体表面電位の電位
差と中間転写媒体１周における電位降下量の関係を模式
的に示す図である。

【図９】特定環境下における帯電電位が一定のときの初
期カラー画像形成に対応する周期とそれに続く２枚目の
カラー画像形成に対応する周期の中間転写ベルトの表面
電位の変化を調べた結果を示す図である。

【図１０】本発明に基づいて感光体の表面電位を２枚目
以降のカラー画像形成の最初の１周目に上昇させたとき
の図９と同様の図である。

【図１１】図１０のときの図８と同様の図である。

【図１２】異なる環境下での図８と同様の図である。

【図１３】中間転写媒体を備えた画像形成装置の１例を
示す図である。

【図１４】図１３の変形例における中間転写媒体と感光
体の層構成示す断面図である。

【符号の説明】Ｅ…エンジン部Ｓ…シートＬ…レーザ光Ｒ１…一次転写領域Ｒ２…二次転写領城ＰＳ…パッチセンサＲＳ…同期用読取センサ１…制御ユニット２…像担持体ユニット３…露光ユニット４…転写ユニット５…定着ユニット６…給排紙ユニット１１…メインコントローラ１２…エンジンコントロトラ２１…感光体２１ａ…導電層２１ｂ…感光層２２…帯電ローラ２３…現像部２３Ｙ…イエロー用現像器２３Ｃ…シアン用現像器２３Ｍ…マゼンタ用現像器２３Ｋ…ブラック用現像器２４…クリーニング部２５…現像ローラ４１…中間転写ベルト４１ａ…導電層４１ｂ…抵抗層４１ｃ…絶縁性基体４２…一次転写バックアップローラ４３、４４…ローラ４５…二次転写バックアップローラ４６、４７…ローラ４８…二次転写ローラ４９…ベルトクリーナ５０…電極ローラ６１…カセッ６２…手差しトレイ６３…給紙部６４…排紙部６６…再給紙部１１１…ＣＰＵ１１２…インターフェース１１３…画像メモリ１２１…帯電バイアス発生部１２２…画像信号切換部１２３…ＣＰＵ１２４…パッチ作成モジュール１２５…現像バイアス発生部１２６…一次転写バイアス発生部１２７…ＲＡＭ１２８…ＲＯＭ１２９…二次転写バイアス発生部６３０…給紙経路６３７…ゲートローラ対６４１ａ、６４１ｂ…排紙経路６４２〜６４４…ローラ対６６１〜６６３…再給紙ローラ対６６４…再給紙経路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しつつ帯電手段により表面に一様に
帯電され、露光手段により選択的に放電されて静電潜像
が形成される潜像担持体と、この潜像担持体の表面に選
択的に異なる色のカラートナーを付与して前記潜像を可
視像とする複数の現像器と、順次異なる色のカラートナ
ーにより現像されたトナー像を回転する中間転写媒体に
転写する一次転写部と、一次転写部においてバイアスを
印加するための一次転写バイアス印加電源と、中間転写
媒体上に重ね合わせられて転写された全色カラートナー
像を記録紙に転写する二次転写部とを有する画像形成装
置において、前記一次転写部での最初の色のトナー像を前記中間転写
媒体に転写する前の前記潜像担持体の表面電位と前記中
間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を前記中間
転写媒体に転写する際のその電位差より大きく設定し
て、前記中間転写媒体を少なくとも１周させることによ
り前記中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常
化させてから、順次異なる色のトナー像を前記中間転写
媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成
方式。
【請求項２】前記一次転写バイアス印加電源として定
電圧電源が用いられ、前記二次転写部においてバイアス
を印加するための二次転写バイアス印加電源として定電
流電源が用いられることを特徴とする請求項１記載の画
像形成方式。
【請求項３】前記電位差をトナー像を前記中間転写媒
体に転写する際の電位差より大きく設定するのに、前記
潜像担持体の帯電電位の絶対値を静電潜像形成時より上
昇させることにより行うようにしたことを特徴とする請
求項１又は２記載の画像形成方式。
【請求項４】前記電位差をトナー像を前記中間転写媒
体に転写する際の電位差より大きく設定するのに、前記
中間転写媒体の表面電位の絶対値を静電潜像形成時より
上昇させることにより行うようにしたことを特徴とする
請求項１又は２記載の画像形成方式。
【請求項５】前記電位差をトナー像を前記中間転写媒
体に転写する際の電位差より大きく設定する際のその電
位差の設定を、そのときの温度と湿度に適合するように
予め記憶されている制御データに基づいて設定すること
を特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の画像形
成方式。