JP3772032B2

JP3772032B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3772032B2
Application number: JP34635998A
Authority: JP
Inventors: 俊昭本橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2018-12-07
Also published as: US6192205B1; JP2000172082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体と中間転写体とが対向し接触する１次転写領域に、電荷付与手段によってバイアスを印加することで１次転写電界を形成して、該像担持体上に形成されたトナー像を該中間転写体上に１次転写し、該中間転写体上に転写されたトナー像が、転写材上に２次転写されるまでの間に、再度、上記１次転写領域を通過する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、使用する転写材が普通紙であるのか又は厚紙やＯＨＰシートであるのかによって、２次転写を行う際の中間転写体の表面移動速度を変化させていた。具体的には、厚紙等を使用するときの上記表面移動速度を、普通紙を使用するときの半分程度に落とすものが知られている。これは、厚紙等の転写材にトナー像を２次転写する場合、普通紙に比べて、該転写材と上記中間転写体とが対向し接触する２次転写領域に形成される２次転写電界が小さくなり、転写不足が生じるからである。
【０００３】
このような画像形成装置では、通常、上記中間転写体の表面移動速度を、該画像形成装置の制御部で制御している。また、この制御部は、上記中間転写体上に１次転写されたトナー像により完成された画像面の位置を、回転位置検知手段からの信号により正確に認識している。具体的には、上記中間転写体に設けられた回転位置検出用のマークを、回転位置検知手段としてのマークセンサによって検知することにより上記画像面の位置を認識している。このように上記画像面の位置を認識した制御部は、上記中間転写体をクリーニングするクリーニング部材の接離動作や、転写材を２次転写領域に搬送するレジストローラの動作タイミングなどを制御する。
【０００４】
上記制御部の動作は、上述したレジストローラの動作タイミングの制御を例に挙げて説明すると、上記画像面の位置を認識してから該画像面の先端部が２次転写領域に達するまでの時間を上記中間転写体の表面移動速度から算出し、その時間に合わせて上記レジストローラを駆動させるようにして行われる。すなわち、上記中間転写体に設けられたマークが、該中間転写体の裏面と上記マークセンサとが対向する検知領域を通過してから、その経過時間に基づいて上記画像面の位置を認識している。
【０００５】
このように、上記マークが上記検知領域を通過してからの経過時間に基づいてシーケンス制御を行う画像形成装置では、上述のように上記中間転写体の表面移動速度を変化させたときに、上記画像面における上記制御部が認識している位置と実際の位置とにズレが生じる。よって、厚紙等の転写材に２次転写を行う場合、１次転写により上記中間転写体に画像面を形成した後、再び上記検知領域に該中間転写体に設けられたマークを通過させ、上記制御部に該画像面の位置を再認識させなければならない。この再認識のため、厚紙等の転写材に２次転写を行う場合、上記画像面が１次転写後に２次転写領域を通過して、再び１次転写領域を通過するように中間転写体を空回転させてから、この転写材に２次転写を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の画像形成装置においては、上記画像面が上記空回転の間に１次転写領域を通過する際、１次転写電界を形成するための１次転写バイアスを印加する電荷付与手段が該１次転写バイアスと同じ大きさのバイアスを印加していた。これにより、この際の１次転写領域におけるポテンシャルギャップ、すなわち、上記電荷付与手段による印加バイアスと上記像担持体の表面電位との差が大きくなる。
【０００７】
図５は、従来の画像形成装置における空回転時の１次転写領域の説明図である。この図において、符号１は、像担持体としての感光体ドラムを、符号１１は、中間転写体としての中間転写ベルトを、符号１２は、電荷付与手段としての１次転写バイアスローラをそれぞれ示している。また、上記中間転写ベルト１１上には負極性に帯電されたトナーが吸着している。
【０００８】
空回転時において、上記感光体ドラム１の表面電位は、ほぼ−７００Ｖ程度に均一に帯電された状態にある。また、この時に１次転写バイアスローラ１２により印加される印加バイアスは、＋１７００Ｖ程度である。このため、この１次転写領域におけるポテンシャルギャップは、２４００Ｖ近くにまで達する。また、この中間転写ベルト１１は、機構を簡素化するため、除電を必要としない中抵抗の体積抵抗率を有する。このようにポテンシャルギャップが大きい領域に上記トナーが入り込んだ場合、特に中間転写ベルト１１が中抵抗であるときに、該トナーに電荷が注入され、該トナーが正極性に変わってしまう逆帯電現象が発生するおそれがある。この場合、逆帯電を起こしたトナーは、上記１次転写領域において上記像担持体側に逆転写され、上記中間転写体の画像面にトナーの抜けが発生する。この結果、画像濃度が薄く、かつ、斑点状のムラがある画像が形成されるという問題点があった。特に、リサイクルトナーのように帯電量が落ちているトナーは、このような逆帯電を起こす可能性が高く、この問題点が顕著にあらわれる。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、空回転時におけるトナーの逆帯電を抑制し又は防ぐことができ、厚紙やＯＨＰシートのような転写材であっても高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と中間転写体とが対向し接触する１次転写領域に、電荷付与手段によってバイアスを印加することで１次転写電界を形成して、該像担持体上に形成されたトナー像を該中間転写体上に１次転写し、該中間転写体上に転写されたトナー像が、転写材上に２次転写されるまでの間に、再度、上記１次転写領域を通過する画像形成装置において、上記中間転写体上に１次転写されたトナー像が、再度、上記１次転写領域を通過する空回転時に、上記１次転写電界よりも小さい空回転電界を該１次転写領域に形成するように、上記電荷付与手段により印加されるバイアスを制御する制御手段を有し、上記制御手段は、上記空回転電界を形成するバイアスを上記像担持体の表面電位に応じて可変制御することを特徴とするものである。
【００１１】
この画像形成装置においては、空回転の間に、上記中間転写体上に１次転写されたトナー像により完成された画像面が再び上記１次転写領域を通過するときの空回転電界が、１次転写時の１次転写電界よりも小さい。このため、空回転の際の１次転写領域におけるポテンシャルギャップを小さくすることができる。これにより、上記画像面が１次転写領域を通過する際、従来に比べて、トナーの逆帯電が発生する可能性を低くすることができる。すなわち、本請求項の画像形成装置においては、空回転時に、１次転写電界によってトナーの逆帯電が発生するような領域で、トナーの逆帯電を抑制することができる。
また、フルカラー画像形成装置では、像担持体上に形成される複数のトナー像を、順次、中間転写体に重ね合わせて１次転写した後に上記転写材に２次転写するものが知られている。このような画像形成装置では、例えば４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成する場合、１色目のトナー像から順次１次転写するときの各色の最適な１次転写電界をそれぞれ形成するために、上記１次転写バイアスを可変制御する制御手段が設けられている。従って、この制御手段を利用すれば、新たに上記１次転写領域に上記１次転写電界よりも小さい空回転電界を形成するための制御手段を設けなくても済む。よって、このような制御手段を利用して、上述のような空回転電界を形成するようにすれば、機構を複雑化しないで、従来に比べて、トナーの逆帯電が発生する可能性を低くすることができる。
また、上記空回転バイアスを小さく設定しすぎると、１次転写領域における上記像担持体と中間転写体との静電引力が低下し、これらの密着性が弱まってしまう。このように密着性が弱まると、上記像担持体と中間転写体との間に位置ズレが生じてしまう。また、上記像担持体の表面電位は、その環境状況によって変化するので、上述のように上記空回転バイアスを一定の値に設定してしまうと、適切にトナーの逆帯電を防止することが難しい。そこで、本請求項の画像形成装置においては、上記空回転バイアスを上記像担持体の表面電位に応じて可変制御することで、空回転の際、１次転写領域におけるポテンシャルギャップをほぼ一定に保持することができる。従って、トナーの逆帯電を効果的に防止でき、かつ、上記像担持体と中間転写体との位置ズレを生じさせないような適切なポテンシャルギャップを設定することができる。
【００１２】
特に、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記中間転写体の体積抵抗率が、１０^８〜１０¹¹Ωcmであることを特徴とするものである。
このように中間転写体の体積抵抗率が１０^８〜１０¹¹Ωcmの中抵抗である場合、高抵抗の中間転写体よりも電荷が移動しやすいため、高抵抗の中間転写体に比べてトナーの逆帯電が発生する可能性が高い。一方で、上記中間転写体として中抵抗のものを利用した場合、２次転写後に該中間転写体を除電する必要がないため、除電手段としての除電器などを設ける必要がなく、装置を簡素化することができる。
本請求項の画像形成装置は、上記中間転写体として中抵抗のものを利用し、かつ、空回転時に上記１次転写電界よりも小さい空回転電界を該１次転写領域に形成しているので、装置を簡素化することができる上、空回転時に１次転写電界によってトナーの逆帯電が発生するような領域でトナーの逆帯電を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラー電子写真複写機（以下、複写機という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
まず、実施形態１に係る複写機全体の構成及び動作について説明する。図１は、実施形態１に係る複写機の概略構成図である。この複写機は、カラー画像読み取り装置（以下、スキャナ部という。）と、カラー画像記録装置（以下、プリンタ部という。）とから構成されている。
【００１９】
まず、上記複写機における図示しないスキャナ部の構成及び動作について説明する。このスキャナ部においては、コンタクトガラス上に載せられた原稿の画像を、照明ランプ、ミラー群及びレンズ等の照明・ミラー光学系を介してカラーセンサに結像し、該原稿のカラー画像情報を、例えばＢｌｕｅ（以下、Ｂと記す。）、Ｇｒｅｅｎ（同、Ｇ）、Ｒｅｄ（同、Ｒ）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。上記カラーセンサは、Ｂ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子とから構成され、３色同時読み取りを行うことができる。このスキャナ部で得たＢ、Ｇ、Ｒの各画像信号は、その強度レベルに基づいて、画像処理部で色変換処理が行われる。この色変換処理によって、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋと記す）、Ｃｙａｎ（同、Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（同、Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（同、Ｙ）のカラー画像データが得られる。具体的には、上記照明・ミラー光学系が、プリンタ部に連動するスタート信号を受けて原稿走査し、カラー画像データを得る。本実施形態においては、上記照明・ミラー光学系における１回の原稿走査につき、１色の画像データを得るように構成されているので、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のカラー画像データを得るためには、上記原稿走査を合計４回繰り返すことになる。
【００２０】
次に、図１を参照して、本実施形態に係る複写機のプリンタ部の構成及び動作について説明する。
本実施形態におけるプリンタ部には、図示しない露光手段としての書込光学ユニットと、像担持体としての感光体ドラム１とが設けられている。この書込光学ユニットは、上述したスキャナ部からのカラー画像データを光信号に変換して、均一に負極性に帯電された感光体ドラム１に原稿画像に対応したネガ潜像を形成する。上記書込光学ユニットとしては、例えば、半導体レーザと、これの発光及び駆動を制御する図示しない発光駆動制御部と、ポリゴンミラーと、これを回転駆動する回転駆動モータと、ｆ／θレンズと、反射ミラーとから構成されたものを使用することができる。また、上記感光体ドラム１は、図１における矢印Ａの方向すなわち反時計回りに回転駆動する。
【００２１】
上記感光体ドラム１の周囲には、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置２と、帯電手段としての帯電チャージャ３と、現像手段としての回転型現像装置であるリボルバ現像ユニット４と、中間転写手段としての中間転写ユニット１０とが設けられている。上記感光体クリーニング装置２は、ファーブラシ２ａと感光体クリーニングブレード２ｂとを有し、１次転写後の感光体ドラム１の表面をクリーニングする。上記帯電チャージャ３は、上記感光体クリーニング装置２によってクリーニングされた面を均一に負極性に帯電する。
【００２２】
上記リボルバ現像ユニット４は、Ｂｋ現像器４ａと、Ｃ現像器４ｂと、Ｍ現像器４ｃと、Ｙ現像器４ｄとを有し、該リボルバ現像ユニットが回転することで、各色の現像器における感光体ドラム１と対向する現像位置を位置決めすることができる。これら各現像器（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）は、現像剤の汲み上げ及び撹拌を行う図示しない攪拌手段としての現像パドルと、該現像剤のトナー濃度を検知する図示しないトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサと、該現像剤で形成される穂を上記感光体ドラム１の表面に接触させる図示しない現像剤担持体としての現像スリーブとをそれぞれ有している。尚、これら４つの現像器（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の内部構造はまったく同様である。
【００２３】
これら４つの現像器（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に収容される現像剤としては、２成分現像剤を使用し、該現像剤中のトナーは負極性に帯電されている。このトナーが消費され、現像器内の現像剤のトナー濃度が低下した場合、この情報は上記トナー濃度検知センサにより検知される。この場合、図示しないトナー補給装置の現像剤収納容器としてのトナーボトルから補給用トナーが上記現像器内へ供給される。このようにして、上記現像器内のトナー濃度は、所定の濃度に保たれている。
【００２４】
上記中間転写ユニット１０は、中間転写体としての中間転写ベルト１１を、電荷付与手段としての１次転写バイアスローラ１２と、これに接続した電源としての１次転写電源１７と、１次転写前除電手段としてのアースローラ１３と、ベルト駆動手段としてのベルト駆動ローラ１４と、テンションローラ１５と、２次転写対向ローラ１６とに張架した構成をとっている。上記ベルト駆動ローラ１４はベルト駆動モータ１４ａに接続されており、該ベルト駆動モータは図示しない制御手段としての制御部によって駆動制御されている。上記中間転写ベルト１１を張架するすべてのローラは導電性材料で形成されており、上記１次転写バイアスローラ１２以外の各ローラはそれぞれ接地されている。
【００２５】
また、上記中間転写ベルト１１を張架する１次転写バイアスローラ１２は、該中間転写ベルトと上記感光体ドラム１とが接触して形成されるニップ部からなる１次転写領域に対して、該中間転写ベルトの表面移動方向（以下、ベルト回転方向という。）、すなわち、図中矢印Ｂの方向の下流側に近接して配置されている。この１次転写バイアスローラ１２には、上記１次転写電源１７によって１次転写バイアスが印加される。また、上記１次転写領域に対してベルト回転方向上流側に近接した位置には、接地されたアースローラ１３が配置されている。これら１次転写バイアスローラ１２及びアースローラ１３によって、上記中間転写ベルト１１は上記感光体ドラム１に押しつけられ、上記ニップ部が形成されている。
【００２６】
上記中間転写ベルト１１は、表面層、中間層及びベース層からなる多層構造に構成されており、上記感光体ドラム１に接触する外周面側に表面層が位置し、内周面側にベース層が位置するように配置される。また、上記中間層とベース層との間には、両層を接着するための接着層が介在している。この中間転写ベルト１１は、上記ＪＩＳＫ６９１１に記載されている測定方法による体積抵抗率ρ_Ｖが、１０¹¹Ωcm程度の中抵抗のものを使用している。尚、体積抵抗率ρ_Ｖが１０¹²Ωcm以上の中間転写ベルトを使用すれば、１次転写後の転写チリを効果的に防止することができるが、２次転写後に該中間転写ベルトを除電する必要がある。このとき、体積抵抗率ρ_Ｖが１０¹⁴Ωcm以上のものを利用することも可能であるが、耐久性等の面から中間転写ベルトとしては適さない。また、上記中間転写ベルト１１の表面層側における表面抵抗率は、１０¹³Ω／□程度となるように構成されている。
【００２７】
また、上記中間転写ベルト１１の裏面における幅方向両端部には、補強部材が設けられている。この補強部材は、ベルトの捻れ等を防止するためのものであるが、この補強部材によって、１次転写の際、上記中間転写ベルト１１の幅方向両端部付近と上記感光体ドラム１との間に隙間が形成されてしまう場合がある。このため、上記ニップ部を形成する中間転写ベルト１１の部位の裏面には、その幅方向両端部付近に当接し、上記隙間を埋めるためのバックアップ部材１８が設けられている。
【００２８】
また、上記中間転写ユニット１０には、上記中間転写ベルト１１の内周面に設けられた回転位置検出用のマークを検出する回転位置検知手段としてのマークセンサ１９が設けられている。このマークセンサ１９は、上記制御部に接続されており、上記マークを検知することにより、該制御部が上記中間転写ベルト１１上に形成される画像面の位置を認識するために用いられる。
【００２９】
上記中間転写ベルト１１の周囲には、潤滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置２０と、クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置３０と、転写手段としての転写ユニット４０とが設置されている。これらは、図示しない接離機構によって、それぞれ上記中間転写ベルト１１から接離可能となっている。
【００３０】
上記潤滑剤塗布装置２０は、潤滑剤塗布部材としての潤滑剤塗布ブラシローラ２１と、潤滑剤収容ケース２２とから構成されている。この潤滑剤収容ケース２２内には、図示しない固形潤滑剤及びスプリングとが収容されている。この固形潤滑剤としては、例えば、板状に成型された微粒子からなるステアリン酸亜鉛を使用することができる。この固形潤滑剤は、上記スプリングによって上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１側に付勢されており、該潤滑剤塗布ブラシローラに当接している。また、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１は、図示しない駆動手段によって回転駆動することができるようになっている。そして、２次転写後、上記中間転写ベルト１１に潤滑剤を塗布する際、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１が回転して上記固形潤滑剤を削り取り、上記固形潤滑剤を粉体状にして該中間転写ベルトに塗布する。この際、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１は、ブラシ部の毛倒れ現象を防ぐため、上記中間転写ベルト１１の連れ回り方向に回転駆動している。このとき、この潤滑剤塗布ブラシローラ２１と上記中間転写ベルト１１とが接触した部分すなわち潤滑剤塗布領域において、その線速が上記中間転写ベルト１１よりも速くなるように、該潤滑剤塗布ブラシローラは回転制御されている。
【００３１】
上記ベルトクリーニング装置３０は、クリーニング部材としてのベルトクリーニングブレード３１と、シール手段としての入口シール部材３２と、ケーシング３３とから構成されている。上記ベルトクリーニングブレード３１によって剥り取られたトナーは、上記ケーシング３３内に収容される。このとき、上記入口シール３２は、剥り取られたトナーが装置内に飛散しないように、該トナーを受け取り、上記ケーシング３３内に案内する。
【００３２】
上記転写ユニット４０は、上記中間転写ユニット１０の２次転写対向ローラ１６に対向する２次転写バイアスローラ４１と、これに接続した電源としての２次転写電源４２とから構成されている。この２次転写ローラ４２には、上記中間転写ベルト１１上に形成された画像面を、該２次転写ローラと上記２次転写対向ローラ１６との間に形成される２次転写領域で転写材としての転写紙１００に転写する時、上記２次転写電源４２から２次転写バイアスが印加される。
【００３３】
また、上記プリンタ部には、上記２次転写領域に対して上記転写紙１００の搬送方向上流側に近接して、該２次転写領域に上記転写紙１００を送り込むためのレジストローラ５１が設けられている。このレジストローラ５１は、上記制御部の信号に従って、各種サイズの転写紙を収納する図示しない転写紙カセットや、厚紙やＯＨＰ用紙などを使用するための図示しない手差し給紙トレイからの転写紙１００を上記２次転写領域に送り込む。
【００３４】
尚、このほか、上記プリンタ部には、図示しない紙搬送ユニットと、定着手段としての定着器５３と、図示しないコピートレイとを有している。上記定着器５３は、上記転写紙１００上の未定着トナー像を所定温度に制御された定着ローラ５３ａと加圧ローラ５３ｂとからなる定着ローラ対の間で溶融し、該未定着トナー像の定着を行う。
【００３５】
上記制御部は、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１やベルトクリーニングブレード３１等の接離機構の接離動作、１次転写電源１７が印加するバイアス強度、上記ベルト駆動モータ１４ａの回転数などを制御している。
【００３６】
次に、現像の順序をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順とした場合における上記複写機の動作について説明する。尚、この画像形成の順序は、これに限定されるものではない。
コピー動作が開始されると、まずＢｋ工程が開始し、上述したスキャナ部において原稿のカラー画像情報が読み取られ、この画像情報から得られたＢｋ画像データに基づいて、上述したプリンタ部における書込光学ユニットのレーザ光によって感光体ドラム１上にＢｋ潜像が形成される。このＢｋ潜像は、上記Ｂｋ現像器４ａによってＢｋトナーを付着され、Ｂｋトナー像を形成することで現像される。このとき、Ｂｋ潜像の現像を確実に行うため、上記Ｂｋ現像器４ａの現像スリーブを、このＢｋ潜像の先端部分が該Ｂｋ現像器の現像位置に到達する前に、予め回転させておく。これにより、Ｂｋ潜像の先端部分が上記現像位置に達したときには、現像剤が穂立ち状態となっているので、Ｂｋ潜像全体を確実に現像することができる。また、上記Ｂｋ現像器４ａでは、Ｂｋ潜像の後端部分が上記現像位置を通過した時点で、速やかに現像スリーブ上に形成された現像剤の穂切りを行われる。これにより、このＢｋ現像器４ａは不作動状態となる。このとき、少なくとも次に現像されるＣ潜像の先端部分が上記Ｂｋ現像器４ａの現像位置に到達する前に、完全に不作動状態となるようにする。尚、上記現像剤の穂切りは、上記Ｂｋ現像器４ａの現像スリーブを、現像動作中の回転方向と逆方向に切替えることで行うことができる。
このようにＢｋ現像器４ａにより感光体ドラム１上に形成されたＢｋトナー像は、該感光体ドラムと等速駆動する中間転写ベルト１１の表面に１次転写され、これでＢｋ工程が終了する。
【００３７】
上記Ｂｋトナー像の１次転写と並行して、上記感光体ドラム１側では次のＣ工程が開始される。すなわち、所定のタイミングで再び原稿のカラー画像情報を読み取り、この画像情報から得られたＣ画像データに基づいて、レーザ光により感光体ドラム１上にＣ潜像を形成し、Ｃ現像器４ｂによってＣトナー像を形成する。このＣ現像器４ｃにおける現像スリーブの回転は、該Ｃ現像器の現像位置に、上記Ｂｋ潜像後端部分が通過した後かつＣ潜像の先端部分が到達する前に、開始される。そして、Ｃ潜像の後端部分が通過した時点で、上述したＢｋ現像器４ａの場合と同様に、現像スリーブに形成された現像剤の穂切りが行われ、上記Ｃ現像器４ｂは不作動状態となる。このとき、やはり次のＭ潜像の先端部分が到達する前に完全に不作動状態となるようにする。このように現像されて感光体ドラム１上に形成されたＣトナー像は、上記中間転写ベルト１１におけるＢｋトナー像を転写された画像面に位置合わせして１次転写される。
【００３８】
以後、Ｍ工程及びＹ工程においても、上述したＣ工程と同様に、それぞれの画像データに基づいて、潜像形成、現像、１次転写を行う。このようにして、中間転写ベルト１１上における同一の画像面に、上記感光体ドラム１上に順次形成されるＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各トナー像を１次転写することで、該中間転写ベルト上には、これら４色が重なり合ったトナー像が形成される。
【００３９】
また、上記中間転写ベルト１１上にトナー像が形成されるまでの間、具体的には１色目のＢｋトナー像を１次転写した後から４色目のＹトナー像の１次転写が終了するまでの間は、上記潤滑剤塗布装置２０の潤滑剤塗布ブラシローラ２１と、ベルトクリーニング装置３０のベルトクリーニングブレード３１及び入口シール部材３２と、転写ユニット４０の２次転写バイアスローラ４１とを、それぞれ図示しない接離機構によって上記中間転写ベルト１１から離間させておく。
【００４０】
このように上記中間転写ベルト１１上に１次転写されたトナー像から形成された画像面は、上記転写紙１００上に２次転写するため、上記２次転写領域に送られる。このとき、上記転写ユニット４０の２次転写バイアスローラ４１は、通常、上記画像面が転写紙１００に転写されるタイミングで、接離機構によって上記中間転写ベルト１１に押圧される。その後、この２次転写バイアスローラ４１には上記２次転写電源４２によって所定の２次転写バイアスが印加され、上記２次転写領域に２次転写電界を形成する。これにより、上記中間転写ベルト１１上の画像面は上記転写紙１００上に転写される。尚、この転写紙１００は、図示しない操作パネルで指定されたサイズの転写紙カセットからレジストローラ５１の方向に搬送され、上記２次転写領域に給紙される。この転写紙１００の給紙の際、該転写紙は、上記レジストローラ５１によって上記中間転写ベルト１１上の画像面の先端部が上記２次転写領域に到達するタイミングに合わせて該２次転写領域に給紙される。
【００４１】
上述のようにして、上記中間転写ベルト１１上に４色が重なり合って形成されたトナー像が一括転写された転写紙１００は、その後、紙搬送ユニットによって定着器５３に搬送され、上記転写紙１００上の未定着トナー像の定着を行う。そして、この転写紙１００はコピートレイに搬出され、スタックされる。
【００４２】
そして、１次転写後の感光体ドラム１は、その表面を上記感光体クリーニング装置２によってクリーニングされ、図示しない除電手段としての除電ランプによって除電される。また、２次転写後の中間転写ベルト１１は、上記ベルトクリーニング装置３０のベルトクリーニングブレード及び入口シール部材３２を接離機構によって該中間転写ベルトに押圧することで、その表面がクリーニングされる。尚、本実施形態においては、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１、ベルトクリーニングブレード３１及び入口シール部材３２の接離機構を、単一の接離機構で構成している。
【００４３】
また、リピートコピーを行う場合、上述したスキャナ部においては、１枚目における４色目のＹ工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目における１色目のＢｋ工程に進み、プリンタ部において感光体ドラム１への潜像形成を行う。一方、上記中間転写ベルト１１においては、１枚目のトナー像の２次転写に引き続き、上記ベルトクリーニング装置３０によってクリーニングされた領域に、２枚目における１色目のＢｋトナー像が１次転写される。
【００４４】
以上は、４色フルカラーを得るコピーモードについて説明したが、これ以外の３色コピーモードや２色コピーモードの場合には、使用する色などが異なる以外、上述した４色コピーモードと同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合には、所定枚数が終了するまで、その色の現像器のみ現像剤を穂立ちさせて作動状態にしておき、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１と、ベルトクリーニングブレード３１及び入口シール部材３２と、２次転写バイアスローラ４１とを上記中間転写ベルト１１に接触させたままの状態で、かつ、該中間転写ベルトを感光体ドラム１に接触させたままの状態で、該中間転写ベルトを往動方向に駆動し、コピー動作を行うことになる。
【００４５】
以下、本実施形態の特徴部分である上記制御部の構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態における制御部６０の構成を示すブロック図である。この制御部６０は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、Ｉ／Ｏインターフェース６４とを有する。このＩ／Ｏインターフェース６４には、上記１次転写電源１７と、上記中間転写ベルト２１を駆動する駆動ローラ１４に連結したベルト駆動モータ１４ａと、該中間転写ベルトの内周面に設けられた回転位置検出用のマークを検出するマークセンサ１９と、上記レジストローラ５１に連結したローラ駆動モータ５１ａと、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１、ベルトクリーニングブレード３１及び入口シール部材を接離する接離機構７０とが接続されている。
【００４６】
本実施形態における制御部６０は、上記中間転写ベルト１１上に形成された画像面の位置を、上記マークセンサ１９からの信号により正確に認識する。そして、上記画像面の位置を認識した制御部６０は、その画像面の位置に対応するように、上記接離機構７０の接離動作を制御し、また上記レジストローラ５１の動作タイミングを制御する。このレジストローラ５１の動作タイミングは、上記制御部６０が認識した画像面の先端部が２次転写領域に達するまでの時間を、上記中間転写ベルト１１の回転速度から算出した結果に基づいて設定されている。
【００４７】
また、上記制御部６０では、使用する転写紙１００が普通紙である場合（以下、普通紙モードという。）と厚紙やＯＨＰシートである場合（以下、厚紙モードという。）とによって、２次転写を行う際の中間転写ベルト１１の回転速度を可変制御している。具体的には、上記制御部６０によって、厚紙モード時における中間転写ベルト１１の回転速度が普通紙モード時の半分となるように、上記ベルト駆動モータ１４ａを制御している。
【００４８】
普通紙モードで画像形成を行う場合、上記中間転写ベルト１１の回転速度は、１次転写時であっても２次転写時であっても一定である。しかし、厚紙モードで画像形成する場合、上述のように２次転写時の中間転写ベルト１１の回転速度を普通紙モードの場合の半分にする必要がある。すなわち、４色のトナー像からなる画像面が形成され１次転写が終了してから、転写紙１００に該トナー像を転写する２次転写を開始するまでの間に、上記中間転写ベルト１１の回転速度を普通モード時の半分まで落とさなければならない。このときの中間転写ベルト１１の回転速度の変化を正確に設定することはほとんど不可能であるので、速度変化後に上記制御部６０が上記画像面の位置を正確に認識するのは極めて困難である。従って、このように中間転写ベルト１１の回転速度を変化させた場合には、上記制御部６０の位置認識と実際の位置とにズレが生じる。このため、厚紙モードでは、回転速度が半分まで落ち、その回転速度が安定してから再び上記検知領域にマークを通過させ、上記制御部６０に画像面の位置を再認識させなければならない。
【００４９】
このとき、通常、上記中間転写ベルト１１上の画像面の後端部、又は該後端部の後方にトナー濃度制御用のＰパターンが形成されている場合にはそのＰパターンの後端部は、上記１次転写領域を通過する前に、該画像面の先端部が２次転写領域に到達しているか、あるいは中間転写ベルト１１が減速して安定する前に、該画像面の先端部が２次転写領域に到達している。従って、従来から、１次転写終了後、１度２次転写領域に該画像面を通過させて空回転を行い、該画像面の位置を再認識した後に２次転写を行うようにしている。尚、上記画像面の先端部が２次転写領域に到達する前に、上記中間転写ベルト１１が減速して安定し、かつ、上記制御部で該画像面の位置認識ができれば空回転を行う必要はないが、この場合、該中間転写ベルトの周長を長くするなど、構成を変化させなければならない上、上記中間転写ユニット１０が大型化してしまうという問題がある。
【００５０】
上述のように上記中間転写ベルト１１を空回転させる場合、上記画像面は、再び１次転写領域を通過することになる。このとき、本実施形態では、上記１次転写電源１７により印加される空回転バイアスを、上記１次転写バイアスよりも小さい値に設定している。このとき、上記空回転バイアスは、値が小さいほどトナーの逆帯電を抑制することができるため、該空回転バイアスを印加しないのが望ましい。しかし、一般的に、上記１次転写電源１７を一度切ってしまうと、再度バイアスを印加するときに、ある程度の立ち上げ時間が必要となる。このため、次の画像形成工程に移行するまでの時間が遅くなってしまうので、本実施形態では、上記空回転バイアスを、立ち上げ時間が必要とならない最低の値である３００Ｖ程度に設定している。尚、この空回転バイアスの値は、上記１次転写電源１７の性能などによって適宜選択することができる。
【００５１】
ここで、上記感光体ドラム１の表面電位及び１次転写領域における空回転バイアスと、画像形成後の画像評価との関係について説明する。
上記感光体ドラム１の表面電位の値は、通常、環境により一定ではなく、本実施形態の場合には、−６５０Ｖを中心に±２００Ｖ程度、すなわち、−４５０〜−８５０Ｖ程度の幅で変化する。尚、この変化の幅は、上記感光体ドラム１の種類などで変わる。そこで、感光体ドラム１の表面電位が−４５０Ｖ、−６５０Ｖ、−８５０Ｖのときのそれぞれの空回転バイアスを変化させて画像形成を行ったときの画像評価について実験を行った。この実験結果を下記の表１に示す。
【００５２】
【表１】

【００５３】
この表１は、上記感光体ドラム１の各表面電位に対して、３００〜１５００Ｖの空回転バイアスを印加したときに形成された画像評価を示すものである。この表１における画像評価は、形成された画像に斑点がなく高品質の画質である場合の評価を○とし、形成された画像に斑点が形成され、低品質の画質である場合の評価を×としている。尚、僅かに斑点が形成されたときの評価は△としているが、このときの画質は許容範囲であると言える。
【００５４】
上述したように、中間転写ベルト１１上の画像面中のトナーの逆帯電は、上記感光体ドラム１の表面電位と空回転バイアスとの差であるポテンシャルギャップに依存している。このポテンシャルギャップが最も大きくなるときに、トナーの逆帯電が多く発生する。上記表１において、ポテンシャルギャップが最も大きくなるのは、感光体ドラム１の表面電位が−８５０Ｖとなるときである。すなわち、表面電位が−８５０Ｖである場合、上記空回転バイアスを、トナーの逆帯電を安定して防止することができるポテンシャルギャップとなるように設定すれば、トナーの逆帯電の発生をほぼ完全になくすことが可能となる。
【００５５】
〔実施形態２〕
次に、本発明を画像形成装置であるフルカラー電子写真複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
図３は、実施形態２に係る複写機の概略構成図である。この複写機は、上記実施形態１と同じ構成の図示しないスキャナ部を備えており、プリンター部における構成及び該複写機の制御部における動作が異なる点で、上記実施形態１と相違する。尚、本実施形態における複写機の構成及び動作は、基本的には上記実施形態１におけるものと同じであるので、上記実施形態１と同様に構成され、動作する部分についての説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、上記実施形態１の構成に加えて、上記感光体ドラム１の周囲に、該感光体ドラムの表面電位を検知する電位検知手段としての表面電位検知センサ５が設けられている。この表面電位検知センサ５は、上記１次転写電源により印加されるバイアスを制御する制御手段としての制御部に接続されている。この制御部は、上述した実施形態１の制御部の動作を同時に行っている。そして、この制御部は、上記表面電位検知センサ５によって検知された感光体ドラム１の表面電位の値を該表面電位検知センサから受け取り、上記１次転写電源の印加バイアスを制御している。
【００５７】
以下、本実施形態の特徴部分である上記制御部の構成及び動作について説明する。
図４は、本実施形態における制御部１６０の構成を示すブロック図である。この制御部１６０は、ＣＰＵ１６１と、ＲＯＭ１６２と、ＲＡＭ１６３と、Ｉ／Ｏインターフェース１６４とを有する。このＩ／Ｏインターフェース１６４には、上記１次転写電源１７と、上記中間転写ベルト２１を駆動する駆動ローラ１４に連結したベルト駆動モータ１４ａと、該中間転写ベルトの内周面に設けられた回転位置検出用のマークを検出するマークセンサ１９と、上記レジストローラに連結したローラ駆動モータ５１ａと、上記潤滑剤塗布ブラシローラ２１、ベルトクリーニングブレード３１及び入口シール部材を接離する接離機構７０と、上記表面電位検知センサ５とが接続されている。
【００５８】
上記実施形態１のように、空回転バイアスの値を小さく設定すればするほど、トナーの逆帯電が発生する可能性を低くすることができる。しかし、この空回転バイアスを小さく設定しすぎると、上記１次転写領域における感光体ドラム１と中間転写ベルト１１との静電引力が低下し、これらの間の密着力が弱まってしまう。このように密着力が弱まると、上記感光体ドラム１と中間転写ベルト１１との間で位置ズレが生じてしまう。
【００５９】
また、上記密着力は、上記ポテンシャルギャップと同様に、上記感光体ドラム１の表面電位によって変化する。しかし、上述したように、上記感光体ドラム１の表面電位は環境状況によって変化するため、上記実施形態１のように空回転バイアスを一定の低い値に設定してしまうと、トナーの逆帯電を防止することはできても、該感光体ドラムと上記中間転写ベルト１１との間の位置ズレを防止することができない。
【００６０】
そこで、本実施形態においては、上記制御部１６０が、上記中間転写ベルト１１が空回転する際、上記感光体ドラム１の表面電位を検知し、その表面電位の値に応じて、上記空回転バイアスを可変制御するように構成されている。具体的には、環境によって変化する上記感光体ドラム１の表面電位の変化幅を、所定電位間隔でテーブル分けし、そのテーブル毎に適切な空回転バイアスを設定する。本実施形態においては、この感光体ドラム１の表面電位の変化幅を、下記の表２のようにテーブル分けしている。
【００６１】
【表２】

【００６２】
尚、本実施形態においては、上記感光体ドラム１上に形成される各色のトナー像を上記中間転写ベルト１１上に１次転写する場合、トナー像を重ね合わせるにつれて上記１次転写バイアスを上げている。本実施形態では、１色目のトナー像に対して１７００Ｖ、２色目のトナー像に対して１８００Ｖ、３色目のトナー像に対して１９００Ｖ、４色目のトナー像に対して２０００Ｖの１次転写バイアスを印加しているが、この１次転写バイアスは、使用する画像形成装置の構造などに応じて適宜選択される。また、本実施形態では、上述のようにテーブル分けされた感光体ドラムの表面電位に応じて、その１次転写バイアスを補正し、一定の１次転写電界を形成するように構成されている。この感光体ドラム１の表面電位に対する補正値を下記の表３に示す。
【００６３】
【表３】

【００６４】
上述した実施形態の説明では、像担持体として、感光体ドラムを例示的に用いたが、本発明は、これ以外の構成を有する像担持体、例えば２つのローラ間に張架された無端移動する感光体ベルト等に対しても適用することができる。また、上述では１次転写又は２次転写の際に用いる電荷付与手段として、バイアスローラを例示的に用いたが、これに代えてブレード、ブラシなどの他の形状の部材を適用することも可能である。また、同様に、１次転写前除電手段、２次転写前除電手段として、アースローラを例示的に用いたが、これに代えて、ブレード、ブラシなどの他の形状の部材を適用することもできる。
【００６５】
また、上述した実施形態の説明では、中間転写体として中間転写ベルトを例示的に用いたが、本発明は、これ以外の構成を有する中間転写体、例えば中間転写ドラムや中間転写ローラ等に対しても適用することも可能である。また、上記中間転写ベルトにおける表面抵抗率等の電気的特性などは、作像条件等によって適宜選択して採用することができる。
【００６６】
また、上述した実施形態では、像担持体としての感光体ドラムを負極性に帯電し、２成分現像剤を用いた反転現像方式を採用する現像手段を例示したが、本発明は、像担持体の帯電電位が負極性であるものに限定されることなく、また、１成分系現像剤を用いたものや正規現像方式を採用する画像形成装置に対しても適用することが可能である。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明によれば、空回転の際の１次転写領域におけるポテンシャルギャップを小さくすることで、空回転時におけるトナーの逆帯電を抑制し又は防ぎ、厚紙やＯＨＰシートのような転写材であっても高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
また、機構を複雑化しないで、空回転時におけるトナーの逆帯電を抑制し又は防ぎ、厚紙やＯＨＰシートのような転写材であっても高品質の画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することができるという優れた効果もある。
また、空回転の際の１次転写領域におけるポテンシャルギャップをほぼ一定に保持することができ、安定して空回転時におけるトナーの逆帯電を抑制し又は防ぐことができるとともに、上記像担持体と中間転写体との間の位置ズレを防止することができ、厚紙やＯＨＰシートのような転写材であっても高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することができるという優れた効果もある。
【００６８】
特に、請求項２の発明によれば、機構を複雑化しないで、容易に空回転時におけるトナーの逆帯電を抑制し又は防ぐことができ、厚紙やＯＨＰシートのような転写材であっても高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る複写機の概略構成図。
【図２】実施形態１における制御部の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態２に係る複写機の概略構成図。
【図４】実施形態２における制御部の構成を示すブロック図。
【図５】従来の画像形成装置における空回転時の１次転写領域の説明図。
【符号の説明】
１感光体ベルト
２感光体クリーニング装置
３帯電チャージャ
４リボルバ現像ユニット
５表面電位検知センサ
１０中間転写ユニット
１１中間転写ベルト
１２１次転写バイアスローラ
１７１次転写電源
１９マークセンサ
２０潤滑剤塗布装置
３０ベルトクリーニング装置
４０転写装置
５１レジストローラ
６０１６０制御部

Claims

像担持体と中間転写体とが対向し接触する１次転写領域に、電荷付与手段によってバイアスを印加することで１次転写電界を形成して、該像担持体上に形成されたトナー像を該中間転写体上に１次転写し、該中間転写体上に転写されたトナー像が、転写材上に２次転写されるまでの間に、再度、上記１次転写領域を通過する画像形成装置において、
上記中間転写体上に１次転写されたトナー像が、再度、上記１次転写領域を通過する空回転時に、上記１次転写電界よりも小さい空回転電界を該１次転写領域に形成するように、上記電荷付与手段により印加されるバイアスを制御する制御手段を有し、
上記制御手段は、上記空回転電界を形成するバイアスを上記像担持体の表面電位に応じて可変制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記中間転写体の体積抵抗率が、１０⁸〜１０¹¹Ωcmであることを特徴とする画像形成装置。