JP3890141B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用して画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に像担持体から一旦一次転写されたトナー像を転写材へ二次転写する中間転写体を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式などの様々な方式がある。このうち、電子写真方式による画像形成装置は、高速、高画質、高静寂性などの点で他の方式に比べて優れており、近年普及してきている。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置にも様々な方式があり、例えば像担持体の表面にカラー像を重ねた後、一括転写して画像形成を行う多重現像方式や、現像と転写とのサイクルを繰り返し行う多重転写方式や、一旦中間転写体上に各色の現像像（トナー画像）を順次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式などがある。このうち、中間転写方式は、混色の心配がないこと、様々なメディアへの対応が可能であることなどの理由から注目されている。
【０００４】
図５は、従来の中間転写方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００５】
この画像形成装置は、ＯＰＣ（有機半導体）等からなる回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を矢印ａ方向に回転駆動し、その表面を帯電ローラ２で均一に帯電した後、露光装置３のレーザダイオード３ａから反射ミラー３ｂを介して画像情報に応じた露光Ｌを行い、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【０００６】
そして、現像装置４の回転自在に支持された回転体４Ａに搭載されたマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄを、回転体４Ａの回転によって感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される現像器（例えば、マゼンタ現像器４ａ）を感光ドラム１に対向する現像位置に配置し、静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像する。
【０００７】
このマゼンタのトナー像は、一次転写ローラ６により移動する中間転写ベルト５に一次転写される。中間転写ベルト５は、駆動ローラ５ｃ、二次転写対向ローラ５ｂ及びテンションローラ５ａに掛け渡されており、一次転写ローラ６により感光ドラム１に押し付けられている。一次転写後に感光ドラム１表面に残ったトナーは、感光ドラムクリーニング装置１０によって除去される。
【０００８】
上述の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングを、残りの３色、すなわちシアン、イエロー、ブラックについても同様に行って、中間転写ベルト５上で４色のトナー像を重ねる。
【０００９】
これら４色のトナー像は、コロナ帯電器２０によって各色トナーのトリボがそろえられた後、二次転写対向ローラ５ｂと二次転写ローラ７との間の二次転写部で、所定のタイミングで搬送されてくる転写材（不図示）に一括して二次転写される。二次転写後の転写材は定着装置９に搬送され、４色のトナー像が加熱加圧されて転写材の表面に定着されて排出される。
【００１０】
二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置８によって除去される。
【００１１】
ところで、上記画像形成装置の現像装置４で用いるトナーのうち磁性トナーは、スチレン・アクリルなどの樹脂中にマグネタイトなどが分散されているので、磁性トナーでカラートナーを作る場合、彩度の低いくすんだ色しか得る事が出来ない。従って、一成分現像剤でカラー画像を形成するためには、トナー中に磁性体を含有しない非磁性トナーを用いることになる。
【００１２】
また、近年、カラー画像形成装置をモノクロプリンターとしても使い、さらに、モノクロプリント時のランニングコストを低く抑えたいという要求が高まっており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナーは彩度の高い非磁性トナーを用い、ブラック（Ｋ）トナーのみを汎用性の高いモノクロ用の磁性トナーを用いるといったようなことが行われている。
【００１３】
中間転写体方式では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を順次一次転写して最後に一括して二次転写するが、磁性トナーと非磁性トナーとではトリボが異なり、磁性トナーの方が低い。
【００１４】
そのため、従来、上述したように二次転写前にコロナ帯電器を用いてトリボ差を少なくしてから２次転写させる方法が用いられている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コロナ帯電器はコロナ放電によって発生するコロナイオンによって人体に有害なオゾンを発生させるため、オゾン除去フイルターが必須となる。また、コロナ帯電器用の高圧回路も必要となるためコストアップとなる。
【００１６】
そこで、中間転写ベルト等の中間転写体上に順次トナー像を転写していく際、ブラックを一色目にすることで二色目以降、一次転写部での電圧印加の際にブラックトナーへトリボ付与を行い、コロナ帯電器を用いずに磁性トナーと非磁性トナーのトリボを略そろえる方法が提案されている。
【００１７】
しかしながら、この画像形成装置でモノカラーモードによる画像形成を行う場合には、１次転写されたブラックトナー画像はすぐに二次転写されるために、一次転写部でのトリボ付与が得られない。そのため、二次転写部で文字などのトナー像の飛び散りが発生するという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、モノカラーモード時のトナー像の飛び散り発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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に係る発明は、第１の像担持体上に形成したトナー像を、第１の転写部位にて一次転写電圧を印加することで第２の像担持体上に一次転写し、第２の転写部位にて二次転写電圧を印加することで転写材上に二次転写して、カラー画像及びモノクロ画像を形成可能であり、カラー画像形成時には、第一の色のトナーを一次転写電圧Ｖｌｆで前記第２の像担持体に一次転写し、第二の色のトナーを前記第２の像担持体上の前記第一の色のトナーに重ねて一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、モノクロ画像形成時には、前記第一の色のトナーのみを前記第２の像担持体に一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、前記モノクロ画像形成時の前記第一の色のトナーは一次転写電圧Ｖｌｍで前記第２の像担持体へ転写する画像形成装置において、前記第一の色のトナーが磁性トナーであり、前記第二の色のトナーが非磁性トナーであり、｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜の関係を満たすことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第２の像担持体上に当接し、直流成分に交流成分を重畳したクリーニングバイアスの印加により前記第２の像担持体上の二次転写残トナーに電荷を付与し、一次転写と同時に前記二次転写残トナーを前記第１の像担持体上へ逆転写させて、前記二次転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を有し、前記カラー画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆとし、前記モノクロ画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとするとき、｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜の関係を満たすことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記Ｖｃｍ、前記Ｖｃｆ、前記Ｖｌｍ及び前記Ｖｌｆが、Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆの関係を満たすことを特徴としている。
【００２２】
また、前記第２の像担持体は、高抵抗の表層部分と、該表層の下側に前記表層より低抵抗の下層部分を有することができる。
【００２３】
また、前記第２の像担持体は、無端ベルト状の中間転写ベルト、またはドラム状の中間転写ドラムとすることができる。
【００２４】
（作用）
本発明の構成によれば、｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜を満たすようにしたことにより、モノカラーモード時の第１の像担持体上の帯電電位とその時の一次転写電圧の差分電圧が大きくなることにより、トリボ付与が行われてトナー像の飛び散りの発生を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
〈実施の形態１〉
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、フルカラーモードとモノクロカラーモードで画像形成を行うことができる。なお、図５に示した従来の画像形成装置と同一部材には同一符号を付して説明する。
【００２７】
この図に示すように、感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印ａ方向）に沿って順に、帯電ローラ２、レーザ光を感光ドラム１に照射する露光装置３、現像装置４、中間転写ベルト５、感光ドラムクリーニング装置１０が配置されている。
【００２８】
感光ドラム１は、アルミニウム等によって形成された円筒状の基体の外周面に、光導電体を塗布して感光層を形成したものである。光導電体としては、ＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等を使用することができる。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印ａ方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００２９】
帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に当接して感光ドラム１を所定の極性、所定の電位に帯電する。
【００３０】
露光装置３は、入力される画像情報に応じた露光Ｌを、帯電装置２により帯電処理された感光ドラム１表面に行う。露光装置３は、入力される画像情報に応じてレーザ光がレーザダイオード３ａから出力され、ポリゴンミラー（不図示）及び反射ミラー３ｂを介して感光ドラム１表面に露光Ｌがなされ、入力された画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。現像装置４は、回転自在に支持された回転体４Ａに搭載されたマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄを有している。マゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄは、回転体４Ａの回転によって、感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される色の現像器が感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置され、静電潜像にトナーを付着させて現像（可視化）する。
【００３２】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａに巻回して、４〜８Ｋｇｆ程度の張力にて張設されており、矢印ｂ方向に移動する。
【００３３】
中間転写ベルト５が感光ドラム１に接触する一次転写部ｔ１には、中間転写ベルト５を介在させて一次転写ローラ６が配設され、この一次転写ローラ６には一次転写バイアス電源１１が接続されている。また、二次転写対向ローラ５ｂには中間転写ベルト５を介在させて二次転写ローラ７が対向配置され、二次転写部ｔ２が形成されており、二次転写時には二次転写ローラ７は転写材（不図示）を介して中間転写ベルト５に当接する。２次転写ローラ７には二次転写バイアス電源１２が接続されている。
【００３４】
中間転写ベルト５の二次転写対向ローラ５ｂとテンションローラ５ａ間の外周面上には、二次転写残トナーを中間転写ベルト５より除去する中間転写ベルトクリーニング装置８が配置されている。
【００３５】
また、一次転写バイアス電源１１と二次転写バイアス電源１２には制御装置（ＣＰＵ）３０が接続されており、制御装置３０は、一次転写バイアス電源１１から１次転写ローラ６に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧を制御する（詳細は後述する）。
【００３６】
次に、上記のように構成された画像形成装置の画像形成動作（フルカラーモードによる画像形成動作）について説明する。
【００３７】
まず、感光ドラム１は帯電ローラ２で一様に帯電され、露光装置３からレーザ光による露光Ｌによって静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４のマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄにより各色について現像が行われ、順次、中間転写ベルト６上に１次転写（本実施の形態では、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順に一次転写）され、４色の重ねカラー画像が形成されることになる。
【００３８】
そして、中間転写ベルト５に記録媒体である転写材（不図示）を介して二次転写ローラ７が当接し、転写材上にカラー画像が一括して二次転写される。二次転写後の転写材は、定着装置９に搬送され、４色のトナー像が加熱加圧されて転写材の表面に定着されて排出される。
【００３９】
上述した一次転写工程および二次転写工程についてさらに詳述する。
【００４０】
（一次転写工程）
感光ドラム１が負極性のＯＰＣ感光体である場合、静電潜像の現像には、負極性トナーが用いられる。したがって、一次転写バイアス電源１１によって一次転写ローラ６に印加する転写バイアスは正極性である。
【００４１】
（二次転写工程）
二次転写部ｔ１では、対向電極となる二次転写対向ローラ５ｂを接地させると共に、二次転写ローラ７には二次転写バイアス電源１２により正極性の転写バイアスを印加しておく。そして、この状態において、二次転写部ｔ１に転写材を通過させることで二次転写を行う。
【００４２】
二次転写工程が終了した後は、二次転写後も中間転写ベルト５表面に残っているトナー（二次転写残トナー）を、中間転写ベルトクリーニング装置８により除去する。
【００４３】
また、上記画像形成装置でブラック（Ｋ）トナーによるモノカラーモードによって画像形成を行う場合には、制御装置３０の制御によって、一次転写バイアス電源１１から１次転写ローラ６に印加する一次転写電圧Ｖｌｍを、上記フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧Ｖｌｆよりも高くする（｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜）ようにした。
【００４４】
次に、上記画像形成装置でブラック（Ｋ）トナーによるモノカラーモードによって画像形成を行う場合の、一次転写電圧Ｖｌｍとトナー像の文字飛び散りのレベルの関係を評価したところ、表１に示す結果を得た。このとき、感光ドラム１上の帯電電位は−５００Ｖ、感光ドラム１上の露光部電位は−１５０Ｖとした。
【００４５】
また、その際のフルカラーモード時の一次転写電圧は一色目（ブラック（Ｋ））＝１５０Ｖ、二色目（マゼンタ（Ｍ））＝５５０Ｖ、三色目（シアン（Ｃ））＝６５０Ｖ、四色目（イエロー（Ｙ））＝６５０Ｖとした。
【００４６】
【表１】
なお、比較（Ｒｅｆ．）として上記フルカラーモードにおけるブラック（Ｋ）トナーによるトナー像の飛び散りのレベルも示した。表１において、二重丸印は良好なレベル、○印は普通レベル、△印はやや劣るレベル、×印は悪いレベルを示している。
【００４７】
表１の結果から明らかなように、１５０Ｖはフルカラーモード時におけるブラック（Ｋ）の一次転写電圧値（一色目電圧値）と同値であるが、文字飛び散りのレベルは悪い。そして、１５０Ｖ〜５５０Ｖ程度まで一次転写電圧を大きくすると文字飛び散りの改善がみられ、７５０Ｖにするとほぼ実用レベル、９５０Ｖまで上げると一次転写性が悪化することなく、文字の飛び散りはフルカラーモード時のレベルと同等となった。また、１３５０Ｖ以上になると、一次転写ニップで異常放電が生じやすくなり、一次転写性が悪くなっている。
【００４８】
このような飛び散りの改善が見られた理由として、以下のように考えられる。
【００４９】
フルカラーモード時には、ブラックトナー画像は二色目以降の一次転写部ｔ１を通過する際に、感光ドラム１上の帯電電位とその時の一次転写電圧の差分電圧によってトリボ付与を受ける。一方、モノカラーモード時には、感光ドラム１上のブラックトナーが存在する部位は露光部電位となっているから、一次転写電圧との差分電圧は小さくなる。
【００５０】
そのため、トリボ付与が行われにくい。そこで、フルカラーモード時よりも一次転写電圧を大きくして、露光部電位との差を大きくしてやればトリボ付与がおこなわれ、フルカラーモードと同等レベルになる。
【００５１】
このように本実施の形態では、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くすることにより、文字飛び散りの発生を防止することができた。
【００５２】
〈実施の形態２〉
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
本実施の形態では、中間転写体として中間転写ドラム２０を用いた画像形成装置であり、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５４】
中間転写ドラム２０は、アルミシリンダー２０ａ表面にカーボンを分散して中抵抗化したＮＢＲゴムで弾性抵抗層２０ｂを形成して、更にその上に３０μｍ程度ウレタン樹脂で被覆層２０ｃを設けてある。中間転写ドラム２０には一次転写バイアス電源１３が接続されている。
【００５５】
中間転写ドラム２０表面には、中間転写ドラム２０のクリーニングを行うローラ状の帯電装置１４が設けられている。帯電装置１４には帯電バイアス電源１５が接続されている。帯電バイアス電源１５は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを帯電装置１４に印加する。
【００５６】
制御装置３０は、一次転写バイアス電源１３から中間転写ドラム２０に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧と、帯電バイアス電源１５から帯電装置１４に印加するクリーニングバイアスを制御する。本実施の形態においても、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くするよう、制御装置３０で制御される。
【００５７】
ところで、中間転写体（中間転写ベルトや中間転写ドラム）上の二次転写残トナーのクリーニングをする際に、ブレードやファーブラシ等を用いて機械的に掻き取る方式を採用した揚合、中間転写体に対して強く押し当てたり、ファーブラシの回転速度を速めたりして掻き取り能力を確保させる必要があるので、中間転写体や転写クリーニング部材自身の磨耗、破損等が発生する恐れがある。
【００５８】
さらに最近の傾向として、トナーの微粒子化や重合トナー等によるトナーの球形化によって高画質化を図る装置が多くなっているが、このような高画質用トナーを用いた場合、これらの掻き取り手段では、すり抜け等が発生してクリーニング性が不十分となることが明らかになった。
【００５９】
そこで、例えば、特開平５−３０３３１０号公報や特開平１−１０５９８０号公報で開示されているように、転写クリーニング部材に電圧を印加して電気的に二次転写残トナーを操作する方式が提案されている。
【００６０】
この方式を詳しく説明すると、二次転写残トナーは、中間転写ドラムからトナーが転写材に転写される際にトナーとは逆極性の強い電界を受けて、正規の帯電極性（本実施の形態では負極性）とは逆極性（本実施の形態では正極性）に帯電されて、中間転写ドラム上に残っているトナーが多い。しかしながら、全てのトナーが正極性に反転しているわけではなく、部分的には中和され電荷を持たないトナーや、負極性を維持しているトナーも存在している。
【００６１】
そこで、図２に示す本実施の形態のように、二次転写直後に中間転写ドラム２０に接する帯電装置８に、帯電バイアス電源１５からクリーニングバイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを印加する。このクリーニングバイアスの交流成分により二次転写残トナーは往復運動を繰り返し、より均一に正極性に帯電される。正極性に帯電された二次転写残トナーは、一次転写ニップ部ｔ１において感光ドラム１上へ逆転写されることにより、中間転写ドラム２０はクリーニングされる。
【００６２】
また、連続プリント時においても、中間転写ドラム２０上の逆帯電された二次転写残トナーと、感光ドラム１上の一次転写される正規トナーのお互いの電荷は、短時間の接触では相殺されないため、感光ドラム１と中間転写ドラム２０との一次転写ニップ部ｔ１で、逆帯電された二次転写残トナーは感光ドラム１へ、正規帯電している感光ドラム１上のトナーは中間転写ベルト２０へ各々転写することが可能となり、二次転写残トナーが次プリント時に転写材上に転写されることなく、適正な画像が出力される。
【００６３】
そして、本実施の形態のように、中間転写体として中間転写ドラム方式を採用した場合、クリーニング用の帯電装置１４の対向電極は必然的に一次転写電圧印加電極と同一となる。そのため、モノカラーモード時の一次転写電圧をフルカラーモード時の一色目一次転写電圧より大きくした場合、クリーニングバイアスの直流成分がフルカラーモード時のままだと、クリーニングバイアスの直流成分を下げたことと同じ状況になり、帯電装置８で二次転写残トナーを十分に正極性とするのが困難となる。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、フルカラーモード時における一色目の一次転写電圧をＶｌｆ、モノカラーモード時における一次転写電圧をＶｌｍ、フルカラーモード時に帯電バイアス電源１５から帯電装置８に印加されるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆ、モノカラーモード時に帯電バイアス電源１５から帯電装置８に印加されるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとしたとき、
｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜
を満足するように制御装置３０で制御する。
【００６５】
ここで、Ｖｌｍ−Ｖｌｆ＝６００Ｖとしたとき、ΔＶｃ＝Ｖｃｍ−Ｖｃｆを変化させたときの中間転写ドラム２０のクリーニング性の結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
表２において、○印は普通レベル、△印はやや劣るレベル、×印は悪いレベルを示している。
【００６７】
表２の結果から明らかなように、｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜を満足するようにすることにより、中間転写ドラム２０のクリーニング性を向上させることができた。
【００６８】
〈実施の形態３〉
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６９】
本実施の形態では、図１に示した実施の形態１の画像形成装置の中間転写ベルト５のクリーニングを、実施の形態２で述べた帯電装置１４で行うようにした構成であり、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００７０】
制御装置３０は、一次転写バイアス電源１１から中間転写ベルト５に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧と、帯電バイアス電源１５から帯電装置１４に印加するクリーニングバイアスを制御する。本実施の形態においても、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くするよう、制御装置３０で制御される。
【００７１】
また、本実施の形態で用いた中間転写ベルト５は、機械的強度を向上させるためにゴム基層を用いている。しかしながら、ゴムを中間転写ベルト５の基層に用いた場合、中間転写ベルト５の駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａと接している部分で微小な伸縮を起こすため、中間転写ベルト上のトナー像が飛び散りやすくなる。
【００７２】
ここで、簡単に中間転写ベルト５上で発生するトナー像の飛び散りのメカニズムと防止方法を、赤文字を例に説明する。赤文字は、まずイエロートナーによる文字が中間転写ベルト５上に一次転写され、マゼンタトナーによる文字がその上に一次転写されることで形成される。
【００７３】
このとき、図４（ａ）に示すように、感光ドラム１から中間転写ベルト５上に転移したマイナス電荷により電位の壁も形成される。中間転写ベルト５の抵抗値がある程度高くて電位保持時間τがある程度長い場合、この電位の壁が二次転写時まで保持され、中間転写ベルト５上に形成された赤文字は飛び散ることなく転写材上に二次転写される。
【００７４】
しかしながら、中間転写ベルト５の抵抗が低くて電位保持時間τが短い場合、図４（ｂ）に示すように、一次転写部ｔ１で形成された電位の壁が二次転写する前に小さくなってしまう。すると、中間転写ベルト５の駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａでの屈曲や感光ドラム１と中間転写ベルト５間のニップ部（一次転写部ｔ１）での変形等の外乱により、中間転写ベルト上に形成された赤文字は飛び散ってしまう。
【００７５】
そこで、感光ドラム１からのマイナス電荷を保持しやすく、電位保持時間τをある程度高くできる構成として、本実施の形態では、中間転写ベルト５の基層抵抗を低くして表層抵抗を高く設定した。
【００７６】
詳しく説明すると、本実施の形態の中間転写ベルト５は、厚さ０．３〜２ｍｍ、体積抵抗率１０4 〜１０8 Ω・ｃｍに調整されたアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の低抵抗のゴム基層上に、厚さ２〜１００μｍ、体積抵抗率１０8 〜１０18Ω・ｃｍに調整されたゴムまたはＰＶｄＦ、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ポリエチレン、シリコン等の高抵抗の樹脂を表層として用いた構成としている。
【００７７】
しかしながら、基層抵抗が低いため、中間転写ベルトクリーニング用の帯電装置１４の対向電極は一次転写電圧と同電位となる。また、中間転写ベルト５表面は電荷を保持しやすいように高抵抗にしてあるため、非常に帯電されやすい。
【００７８】
すなわち、モノカラーモード時の一次転写電圧Ｖｌｍをフルカラーモード時の一色目の一次転写電圧Ｖｌｆより大きくした場合、帯電装置１４へのクリーニングバイアスの直流成分がフルカラーモード時のままだと、クリーニングバイアスの直流成分を下げたことと同じ状況になり、帯電装置１４で二次転写残トナーを十分に正極性とするのが困難となる。それに加え、単にクリーニングバイアスの直流成分を大きくするだけでは、帯電装置１４通過後の電位が０Ｖとならず、画像不良が発生してしまう。
【００７９】
そこで本実施の形態では、フルカラーモード時における一色目の一次転写バイアスをＶｌｆ、モノカラーモード時における一次転写バイアスをＶｌｍ、フルカラーモード時におけるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆ、モノカラーモード時におけるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとしたとき、
Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆ
を満足するように制御装置３０で制御する。その結果、帯電装置１４通過後の中間転写ベルト５表面の電位はほぼ０Ｖとなり、トナー像の飛び散りの発生を抑えつつ、安定して画像を出力することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モノカラーモード時における一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目の一次転写電圧より大きくすることにより、モノカラーモード時においてもトナー像の飛び散り発生を防止して安定した画像を出力することができる。
【００８１】
また、直流成分に交流成分を重畳したクリーニングバイアスが印加されるクリーニング手段により、第２の像担持体上の二次転写残トナーに電荷を与えることで二次転写残トナーを第１の像担持体に逆転写させて第２の像担持体上をクリーニングする場合にも、モノカラーモード時の直流成分をフルカラーモード時の直流成分より大きくすることにより、クリーニング性を保ちつつ、モノカラーモード時においてもトナー像の飛び散り発生を防止して安定した画像を出力することができる。
【００８２】
更に、第２の像担持体表面が帯電しやすい場合でも、Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆとすることで、第２の像担持体表面を帯電させることなく、安定した画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図３】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態３における電位保持時間が長い中間転写ベルト表面でのトナーの状態を説明した図、（ｂ）は、本発明の実施の形態３における電位保持時間が短い中間転写ベルト表面でのトナーの状態を説明した図。
【図５】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（第１の像担持体）
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
４ａ マゼンタ現像器
４ｂ シアン現像器
４ｃ イエロー現像器
４ｄ ブラック現像器
５ 中間転写ベルト（第２の像担持体）
６ 一次転写ローラ
７ 二次転写ローラ
８ 中間転写ベルトクリーニング装置
９ 定着装置
１０ 感光ドラムクリーニング装置
１１、１３ 一次転写バイアス電源
１２ 二次転写バイアス電源
１４ 帯電装置（クリーニング手段）
１５ 帯電バイアス電源
２０ 中間転写ドラム（中間転写体）
３０ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用して画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に像担持体から一旦一次転写されたトナー像を転写材へ二次転写する中間転写体を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式などの様々な方式がある。このうち、電子写真方式による画像形成装置は、高速、高画質、高静寂性などの点で他の方式に比べて優れており、近年普及してきている。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置にも様々な方式があり、例えば像担持体の表面にカラー像を重ねた後、一括転写して画像形成を行う多重現像方式や、現像と転写とのサイクルを繰り返し行う多重転写方式や、一旦中間転写体上に各色の現像像（トナー画像）を順次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式などがある。このうち、中間転写方式は、混色の心配がないこと、様々なメディアへの対応が可能であることなどの理由から注目されている。
【０００４】
図５は、従来の中間転写方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００５】
この画像形成装置は、ＯＰＣ（有機半導体）等からなる回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を矢印ａ方向に回転駆動し、その表面を帯電ローラ２で均一に帯電した後、露光装置３のレーザダイオード３ａから反射ミラー３ｂを介して画像情報に応じた露光Ｌを行い、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【０００６】
そして、現像装置４の回転自在に支持された回転体４Ａに搭載されたマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄを、回転体４Ａの回転によって感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される現像器（例えば、マゼンタ現像器４ａ）を感光ドラム１に対向する現像位置に配置し、静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像する。
【０００７】
このマゼンタのトナー像は、一次転写ローラ６により移動する中間転写ベルト５に一次転写される。中間転写ベルト５は、駆動ローラ５ｃ、二次転写対向ローラ５ｂ及びテンションローラ５ａに掛け渡されており、一次転写ローラ６により感光ドラム１に押し付けられている。一次転写後に感光ドラム１表面に残ったトナーは、感光ドラムクリーニング装置１０によって除去される。
【０００８】
上述の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングを、残りの３色、すなわちシアン、イエロー、ブラックについても同様に行って、中間転写ベルト５上で４色のトナー像を重ねる。
【０００９】
これら４色のトナー像は、コロナ帯電器２０によって各色トナーのトリボがそろえられた後、二次転写対向ローラ５ｂと二次転写ローラ７との間の二次転写部で、所定のタイミングで搬送されてくる転写材（不図示）に一括して二次転写される。二次転写後の転写材は定着装置９に搬送され、４色のトナー像が加熱加圧されて転写材の表面に定着されて排出される。
【００１０】
二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置８によって除去される。
【００１１】
ところで、上記画像形成装置の現像装置４で用いるトナーのうち磁性トナーは、スチレン・アクリルなどの樹脂中にマグネタイトなどが分散されているので、磁性トナーでカラートナーを作る場合、彩度の低いくすんだ色しか得る事が出来ない。従って、一成分現像剤でカラー画像を形成するためには、トナー中に磁性体を含有しない非磁性トナーを用いることになる。
【００１２】
また、近年、カラー画像形成装置をモノクロプリンターとしても使い、さらに、モノクロプリント時のランニングコストを低く抑えたいという要求が高まっており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナーは彩度の高い非磁性トナーを用い、ブラック（Ｋ）トナーのみを汎用性の高いモノクロ用の磁性トナーを用いるといったようなことが行われている。
【００１３】
中間転写体方式では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を順次一次転写して最後に一括して二次転写するが、磁性トナーと非磁性トナーとではトリボが異なり、磁性トナーの方が低い。
【００１４】
そのため、従来、上述したように二次転写前にコロナ帯電器を用いてトリボ差を少なくしてから２次転写させる方法が用いられている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コロナ帯電器はコロナ放電によって発生するコロナイオンによって人体に有害なオゾンを発生させるため、オゾン除去フイルターが必須となる。また、コロナ帯電器用の高圧回路も必要となるためコストアップとなる。
【００１６】
そこで、中間転写ベルト等の中間転写体上に順次トナー像を転写していく際、ブラックを一色目にすることで二色目以降、一次転写部での電圧印加の際にブラックトナーへトリボ付与を行い、コロナ帯電器を用いずに磁性トナーと非磁性トナーのトリボを略そろえる方法が提案されている。
【００１７】
しかしながら、この画像形成装置でモノカラーモードによる画像形成を行う場合には、１次転写されたブラックトナー画像はすぐに二次転写されるために、一次転写部でのトリボ付与が得られない。そのため、二次転写部で文字などのトナー像の飛び散りが発生するという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、モノカラーモード時のトナー像の飛び散り発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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に係る発明は、第１の像担持体上に形成したトナー像を、第１の転写部位にて一次転写電圧を印加することで第２の像担持体上に一次転写し、第２の転写部位にて二次転写電圧を印加することで転写材上に二次転写して、カラー画像及びモノクロ画像を形成可能であり、カラー画像形成時には、第一の色のトナーを一次転写電圧Ｖｌｆで前記第２の像担持体に一次転写し、第二の色のトナーを前記第２の像担持体上の前記第一の色のトナーに重ねて一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、モノクロ画像形成時には、前記第一の色のトナーのみを前記第２の像担持体に一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、前記モノクロ画像形成時の前記第一の色のトナーは一次転写電圧Ｖｌｍで前記第２の像担持体へ転写する画像形成装置において、前記第一の色のトナーが磁性トナーであり、前記第二の色のトナーが非磁性トナーであり、｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜の関係を満たすことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第２の像担持体上に当接し、直流成分に交流成分を重畳したクリーニングバイアスの印加により前記第２の像担持体上の二次転写残トナーに電荷を付与し、一次転写と同時に前記二次転写残トナーを前記第１の像担持体上へ逆転写させて、前記二次転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を有し、前記カラー画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆとし、前記モノクロ画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとするとき、｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜の関係を満たすことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記Ｖｃｍ、前記Ｖｃｆ、前記Ｖｌｍ及び前記Ｖｌｆが、Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆの関係を満たすことを特徴としている。
【００２２】
また、前記第２の像担持体は、高抵抗の表層部分と、該表層の下側に前記表層より低抵抗の下層部分を有することができる。
【００２３】
また、前記第２の像担持体は、無端ベルト状の中間転写ベルト、またはドラム状の中間転写ドラムとすることができる。
【００２４】
（作用）
本発明の構成によれば、｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜を満たすようにしたことにより、モノカラーモード時の第１の像担持体上の帯電電位とその時の一次転写電圧の差分電圧が大きくなることにより、トリボ付与が行われてトナー像の飛び散りの発生を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
〈実施の形態１〉
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、フルカラーモードとモノクロカラーモードで画像形成を行うことができる。なお、図５に示した従来の画像形成装置と同一部材には同一符号を付して説明する。
【００２７】
この図に示すように、感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印ａ方向）に沿って順に、帯電ローラ２、レーザ光を感光ドラム１に照射する露光装置３、現像装置４、中間転写ベルト５、感光ドラムクリーニング装置１０が配置されている。
【００２８】
感光ドラム１は、アルミニウム等によって形成された円筒状の基体の外周面に、光導電体を塗布して感光層を形成したものである。光導電体としては、ＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等を使用することができる。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印ａ方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００２９】
帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に当接して感光ドラム１を所定の極性、所定の電位に帯電する。
【００３０】
露光装置３は、入力される画像情報に応じた露光Ｌを、帯電装置２により帯電処理された感光ドラム１表面に行う。露光装置３は、入力される画像情報に応じてレーザ光がレーザダイオード３ａから出力され、ポリゴンミラー（不図示）及び反射ミラー３ｂを介して感光ドラム１表面に露光Ｌがなされ、入力された画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。現像装置４は、回転自在に支持された回転体４Ａに搭載されたマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄを有している。マゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄは、回転体４Ａの回転によって、感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される色の現像器が感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置され、静電潜像にトナーを付着させて現像（可視化）する。
【００３２】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａに巻回して、４〜８Ｋｇｆ程度の張力にて張設されており、矢印ｂ方向に移動する。
【００３３】
中間転写ベルト５が感光ドラム１に接触する一次転写部ｔ１には、中間転写ベルト５を介在させて一次転写ローラ６が配設され、この一次転写ローラ６には一次転写バイアス電源１１が接続されている。また、二次転写対向ローラ５ｂには中間転写ベルト５を介在させて二次転写ローラ７が対向配置され、二次転写部ｔ２が形成されており、二次転写時には二次転写ローラ７は転写材（不図示）を介して中間転写ベルト５に当接する。２次転写ローラ７には二次転写バイアス電源１２が接続されている。
【００３４】
中間転写ベルト５の二次転写対向ローラ５ｂとテンションローラ５ａ間の外周面上には、二次転写残トナーを中間転写ベルト５より除去する中間転写ベルトクリーニング装置８が配置されている。
【００３５】
また、一次転写バイアス電源１１と二次転写バイアス電源１２には制御装置（ＣＰＵ）３０が接続されており、制御装置３０は、一次転写バイアス電源１１から１次転写ローラ６に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧を制御する（詳細は後述する）。
【００３６】
次に、上記のように構成された画像形成装置の画像形成動作（フルカラーモードによる画像形成動作）について説明する。
【００３７】
まず、感光ドラム１は帯電ローラ２で一様に帯電され、露光装置３からレーザ光による露光Ｌによって静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４のマゼンタ現像器４ａ、シアン現像器４ｂ、イエロー現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄにより各色について現像が行われ、順次、中間転写ベルト６上に１次転写（本実施の形態では、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順に一次転写）され、４色の重ねカラー画像が形成されることになる。
【００３８】
そして、中間転写ベルト５に記録媒体である転写材（不図示）を介して二次転写ローラ７が当接し、転写材上にカラー画像が一括して二次転写される。二次転写後の転写材は、定着装置９に搬送され、４色のトナー像が加熱加圧されて転写材の表面に定着されて排出される。
【００３９】
上述した一次転写工程および二次転写工程についてさらに詳述する。
【００４０】
（一次転写工程）
感光ドラム１が負極性のＯＰＣ感光体である場合、静電潜像の現像には、負極性トナーが用いられる。したがって、一次転写バイアス電源１１によって一次転写ローラ６に印加する転写バイアスは正極性である。
【００４１】
（二次転写工程）
二次転写部ｔ１では、対向電極となる二次転写対向ローラ５ｂを接地させると共に、二次転写ローラ７には二次転写バイアス電源１２により正極性の転写バイアスを印加しておく。そして、この状態において、二次転写部ｔ１に転写材を通過させることで二次転写を行う。
【００４２】
二次転写工程が終了した後は、二次転写後も中間転写ベルト５表面に残っているトナー（二次転写残トナー）を、中間転写ベルトクリーニング装置８により除去する。
【００４３】
また、上記画像形成装置でブラック（Ｋ）トナーによるモノカラーモードによって画像形成を行う場合には、制御装置３０の制御によって、一次転写バイアス電源１１から１次転写ローラ６に印加する一次転写電圧Ｖｌｍを、上記フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧Ｖｌｆよりも高くする（｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜）ようにした。
【００４４】
次に、上記画像形成装置でブラック（Ｋ）トナーによるモノカラーモードによって画像形成を行う場合の、一次転写電圧Ｖｌｍとトナー像の文字飛び散りのレベルの関係を評価したところ、表１に示す結果を得た。このとき、感光ドラム１上の帯電電位は−５００Ｖ、感光ドラム１上の露光部電位は−１５０Ｖとした。
【００４５】
また、その際のフルカラーモード時の一次転写電圧は一色目（ブラック（Ｋ））＝１５０Ｖ、二色目（マゼンタ（Ｍ））＝５５０Ｖ、三色目（シアン（Ｃ））＝６５０Ｖ、四色目（イエロー（Ｙ））＝６５０Ｖとした。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１の結果から明らかなように、１５０Ｖはフルカラーモード時におけるブラック（Ｋ）の一次転写電圧値（一色目電圧値）と同値であるが、文字飛び散りのレベルは悪い。そして、１５０Ｖ〜５５０Ｖ程度まで一次転写電圧を大きくすると文字飛び散りの改善がみられ、７５０Ｖにするとほぼ実用レベル、９５０Ｖまで上げると一次転写性が悪化することなく、文字の飛び散りはフルカラーモード時のレベルと同等となった。また、１３５０Ｖ以上になると、一次転写ニップで異常放電が生じやすくなり、一次転写性が悪くなっている。
【００４８】
このような飛び散りの改善が見られた理由として、以下のように考えられる。
【００４９】
フルカラーモード時には、ブラックトナー画像は二色目以降の一次転写部ｔ１を通過する際に、感光ドラム１上の帯電電位とその時の一次転写電圧の差分電圧によってトリボ付与を受ける。一方、モノカラーモード時には、感光ドラム１上のブラックトナーが存在する部位は露光部電位となっているから、一次転写電圧との差分電圧は小さくなる。
【００５０】
そのため、トリボ付与が行われにくい。そこで、フルカラーモード時よりも一次転写電圧を大きくして、露光部電位との差を大きくしてやればトリボ付与がおこなわれ、フルカラーモードと同等レベルになる。
【００５１】
このように本実施の形態では、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くすることにより、文字飛び散りの発生を防止することができた。
【００５２】
〈実施の形態２〉
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
本実施の形態では、中間転写体として中間転写ドラム２０を用いた画像形成装置であり、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５４】
中間転写ドラム２０は、アルミシリンダー２０ａ表面にカーボンを分散して中抵抗化したＮＢＲゴムで弾性抵抗層２０ｂを形成して、更にその上に３０μｍ程度ウレタン樹脂で被覆層２０ｃを設けてある。中間転写ドラム２０には一次転写バイアス電源１３が接続されている。
【００５５】
中間転写ドラム２０表面には、中間転写ドラム２０のクリーニングを行うローラ状の帯電装置１４が設けられている。帯電装置１４には帯電バイアス電源１５が接続されている。帯電バイアス電源１５は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを帯電装置１４に印加する。
【００５６】
制御装置３０は、一次転写バイアス電源１３から中間転写ドラム２０に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧と、帯電バイアス電源１５から帯電装置１４に印加するクリーニングバイアスを制御する。本実施の形態においても、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くするよう、制御装置３０で制御される。
【００５７】
ところで、中間転写体（中間転写ベルトや中間転写ドラム）上の二次転写残トナーのクリーニングをする際に、ブレードやファーブラシ等を用いて機械的に掻き取る方式を採用した揚合、中間転写体に対して強く押し当てたり、ファーブラシの回転速度を速めたりして掻き取り能力を確保させる必要があるので、中間転写体や転写クリーニング部材自身の磨耗、破損等が発生する恐れがある。
【００５８】
さらに最近の傾向として、トナーの微粒子化や重合トナー等によるトナーの球形化によって高画質化を図る装置が多くなっているが、このような高画質用トナーを用いた場合、これらの掻き取り手段では、すり抜け等が発生してクリーニング性が不十分となることが明らかになった。
【００５９】
そこで、例えば、特開平５−３０３３１０号公報や特開平１−１０５９８０号公報で開示されているように、転写クリーニング部材に電圧を印加して電気的に二次転写残トナーを操作する方式が提案されている。
【００６０】
この方式を詳しく説明すると、二次転写残トナーは、中間転写ドラムからトナーが転写材に転写される際にトナーとは逆極性の強い電界を受けて、正規の帯電極性（本実施の形態では負極性）とは逆極性（本実施の形態では正極性）に帯電されて、中間転写ドラム上に残っているトナーが多い。しかしながら、全てのトナーが正極性に反転しているわけではなく、部分的には中和され電荷を持たないトナーや、負極性を維持しているトナーも存在している。
【００６１】
そこで、図２に示す本実施の形態のように、二次転写直後に中間転写ドラム２０に接する帯電装置８に、帯電バイアス電源１５からクリーニングバイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを印加する。このクリーニングバイアスの交流成分により二次転写残トナーは往復運動を繰り返し、より均一に正極性に帯電される。正極性に帯電された二次転写残トナーは、一次転写ニップ部ｔ１において感光ドラム１上へ逆転写されることにより、中間転写ドラム２０はクリーニングされる。
【００６２】
また、連続プリント時においても、中間転写ドラム２０上の逆帯電された二次転写残トナーと、感光ドラム１上の一次転写される正規トナーのお互いの電荷は、短時間の接触では相殺されないため、感光ドラム１と中間転写ドラム２０との一次転写ニップ部ｔ１で、逆帯電された二次転写残トナーは感光ドラム１へ、正規帯電している感光ドラム１上のトナーは中間転写ベルト２０へ各々転写することが可能となり、二次転写残トナーが次プリント時に転写材上に転写されることなく、適正な画像が出力される。
【００６３】
そして、本実施の形態のように、中間転写体として中間転写ドラム方式を採用した場合、クリーニング用の帯電装置１４の対向電極は必然的に一次転写電圧印加電極と同一となる。そのため、モノカラーモード時の一次転写電圧をフルカラーモード時の一色目一次転写電圧より大きくした場合、クリーニングバイアスの直流成分がフルカラーモード時のままだと、クリーニングバイアスの直流成分を下げたことと同じ状況になり、帯電装置８で二次転写残トナーを十分に正極性とするのが困難となる。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、フルカラーモード時における一色目の一次転写電圧をＶｌｆ、モノカラーモード時における一次転写電圧をＶｌｍ、フルカラーモード時に帯電バイアス電源１５から帯電装置８に印加されるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆ、モノカラーモード時に帯電バイアス電源１５から帯電装置８に印加されるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとしたとき、
｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜
を満足するように制御装置３０で制御する。
【００６５】
ここで、Ｖｌｍ−Ｖｌｆ＝６００Ｖとしたとき、ΔＶｃ＝Ｖｃｍ−Ｖｃｆを変化させたときの中間転写ドラム２０のクリーニング性の結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
表２の結果から明らかなように、｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜を満足するようにすることにより、中間転写ドラム２０のクリーニング性を向上させることができた。
【００６８】
〈実施の形態３〉
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６９】
本実施の形態では、図１に示した実施の形態１の画像形成装置の中間転写ベルト５のクリーニングを、実施の形態２で述べた帯電装置１４で行うようにした構成であり、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００７０】
制御装置３０は、一次転写バイアス電源１１から中間転写ベルト５に印加する一次転写電圧と、二次転写バイアス電源１２から二次転写ローラ７に印加する二次転写電圧と、帯電バイアス電源１５から帯電装置１４に印加するクリーニングバイアスを制御する。本実施の形態においても、モノカラーモード時の一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目（ブラック）の一次転写電圧よりも高くするよう、制御装置３０で制御される。
【００７１】
また、本実施の形態で用いた中間転写ベルト５は、機械的強度を向上させるためにゴム基層を用いている。しかしながら、ゴムを中間転写ベルト５の基層に用いた場合、中間転写ベルト５の駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａと接している部分で微小な伸縮を起こすため、中間転写ベルト上のトナー像が飛び散りやすくなる。
【００７２】
ここで、簡単に中間転写ベルト５上で発生するトナー像の飛び散りのメカニズムと防止方法を、赤文字を例に説明する。赤文字は、まずイエロートナーによる文字が中間転写ベルト５上に一次転写され、マゼンタトナーによる文字がその上に一次転写されることで形成される。
【００７３】
このとき、図４（ａ）に示すように、感光ドラム１から中間転写ベルト５上に転移したマイナス電荷により電位の壁も形成される。中間転写ベルト５の抵抗値がある程度高くて電位保持時間τがある程度長い場合、この電位の壁が二次転写時まで保持され、中間転写ベルト５上に形成された赤文字は飛び散ることなく転写材上に二次転写される。
【００７４】
しかしながら、中間転写ベルト５の抵抗が低くて電位保持時間τが短い場合、図４（ｂ）に示すように、一次転写部ｔ１で形成された電位の壁が二次転写する前に小さくなってしまう。すると、中間転写ベルト５の駆動ローラ５ｃ、２次転写対向ローラ５ｂおよびテンションローラ５ａでの屈曲や感光ドラム１と中間転写ベルト５間のニップ部（一次転写部ｔ１）での変形等の外乱により、中間転写ベルト上に形成された赤文字は飛び散ってしまう。
【００７５】
そこで、感光ドラム１からのマイナス電荷を保持しやすく、電位保持時間τをある程度高くできる構成として、本実施の形態では、中間転写ベルト５の基層抵抗を低くして表層抵抗を高く設定した。
【００７６】
詳しく説明すると、本実施の形態の中間転写ベルト５は、厚さ０．３〜２ｍｍ、体積抵抗率１０4 〜１０8 Ω・ｃｍに調整されたアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の低抵抗のゴム基層上に、厚さ２〜１００μｍ、体積抵抗率１０8 〜１０18Ω・ｃｍに調整されたゴムまたはＰＶｄＦ、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ポリエチレン、シリコン等の高抵抗の樹脂を表層として用いた構成としている。
【００７７】
しかしながら、基層抵抗が低いため、中間転写ベルトクリーニング用の帯電装置１４の対向電極は一次転写電圧と同電位となる。また、中間転写ベルト５表面は電荷を保持しやすいように高抵抗にしてあるため、非常に帯電されやすい。
【００７８】
すなわち、モノカラーモード時の一次転写電圧Ｖｌｍをフルカラーモード時の一色目の一次転写電圧Ｖｌｆより大きくした場合、帯電装置１４へのクリーニングバイアスの直流成分がフルカラーモード時のままだと、クリーニングバイアスの直流成分を下げたことと同じ状況になり、帯電装置１４で二次転写残トナーを十分に正極性とするのが困難となる。それに加え、単にクリーニングバイアスの直流成分を大きくするだけでは、帯電装置１４通過後の電位が０Ｖとならず、画像不良が発生してしまう。
【００７９】
そこで本実施の形態では、フルカラーモード時における一色目の一次転写バイアスをＶｌｆ、モノカラーモード時における一次転写バイアスをＶｌｍ、フルカラーモード時におけるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆ、モノカラーモード時におけるクリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとしたとき、
Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆ
を満足するように制御装置３０で制御する。その結果、帯電装置１４通過後の中間転写ベルト５表面の電位はほぼ０Ｖとなり、トナー像の飛び散りの発生を抑えつつ、安定して画像を出力することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モノカラーモード時における一次転写電圧を、フルカラーモード時の一色目の一次転写電圧より大きくすることにより、モノカラーモード時においてもトナー像の飛び散り発生を防止して安定した画像を出力することができる。
【００８１】
また、直流成分に交流成分を重畳したクリーニングバイアスが印加されるクリーニング手段により、第２の像担持体上の二次転写残トナーに電荷を与えることで二次転写残トナーを第１の像担持体に逆転写させて第２の像担持体上をクリーニングする場合にも、モノカラーモード時の直流成分をフルカラーモード時の直流成分より大きくすることにより、クリーニング性を保ちつつ、モノカラーモード時においてもトナー像の飛び散り発生を防止して安定した画像を出力することができる。
【００８２】
更に、第２の像担持体表面が帯電しやすい場合でも、Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆとすることで、第２の像担持体表面を帯電させることなく、安定した画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図３】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態３における電位保持時間が長い中間転写ベルト表面でのトナーの状態を説明した図、（ｂ）は、本発明の実施の形態３における電位保持時間が短い中間転写ベルト表面でのトナーの状態を説明した図。
【図５】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（第１の像担持体）
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
４ａ マゼンタ現像器
４ｂ シアン現像器
４ｃ イエロー現像器
４ｄ ブラック現像器
５ 中間転写ベルト（第２の像担持体）
６ 一次転写ローラ
７ 二次転写ローラ
８ 中間転写ベルトクリーニング装置
９ 定着装置
１０ 感光ドラムクリーニング装置
１１、１３ 一次転写バイアス電源
１２ 二次転写バイアス電源
１４ 帯電装置（クリーニング手段）
１５ 帯電バイアス電源
２０ 中間転写ドラム（中間転写体）
３０ 制御装置
Claims (6)
- 第１の像担持体上に形成したトナー像を、第１の転写部位にて一次転写電圧を印加することで第２の像担持体上に一次転写し、第２の転写部位にて二次転写電圧を印加することで転写材上に二次転写して、カラー画像及びモノクロ画像を形成可能であり、カラー画像形成時には、第一の色のトナーを一次転写電圧Ｖｌｆで前記第２の像担持体に一次転写し、第二の色のトナーを前記第２の像担持体上の前記第一の色のトナーに重ねて一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、モノクロ画像形成時には、前記第一の色のトナーのみを前記第２の像担持体に一次転写した後に前記第２の像担持体上のトナーを転写材へ二次転写し、前記モノクロ画像形成時の前記第一の色のトナーは一次転写電圧Ｖｌｍで前記第２の像担持体へ転写する画像形成装置において、
前記第一の色のトナーが磁性トナーであり、前記第二の色のトナーが非磁性トナーであり、｜Ｖｌｍ｜＞｜Ｖｌｆ｜の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第２の像担持体上に当接し、直流成分に交流成分を重畳したクリーニングバイアスの印加により前記第２の像担持体上の二次転写残トナーに電荷を付与し、一次転写と同時に前記二次転写残トナーを前記第１の像担持体上へ逆転写させて、前記二次転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を有し、前記カラー画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｆとし、前記モノクロ画像形成時の、前記クリーニング手段に印加される前記クリーニングバイアスの直流成分をＶｃｍとするとき、｜Ｖｃｍ｜＞｜Ｖｃｆ｜の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記Ｖｃｍ、前記Ｖｃｆ、前記Ｖｌｍ及び前記Ｖｌｆが、Ｖｃｍ−Ｖｃｆ＝Ｖｌｍ−Ｖｌｆの関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
- 前記第２の像担持体は、高抵抗の表層部分と、該表層の下側に前記表層より低抵抗の下層部分を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第２の像担持体が、無端ベルト状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第２の像担持体が、ドラム状の中間転写ドラムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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