JP4250259B2

JP4250259B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4250259B2
Application number: JP16091499A
Authority: JP
Inventors: 辰一月田; 公孝一瀬; 俊明宮代
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: US6125247A; JP2000075689A

Description

【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10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103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、１次転写ローラ１０９及び電源１１０により中間転写ベルト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105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、２次転写ローラ１０８及び電源１１１により中間転写ベルト105表面に形成されたトナー像は一括転写（2次転写）される。
【０００５】
このとき、中間転写ベルト１０５に形成されたトナー像の先端が第２の転写部位１０６ｂに到達後も、前記トナー像の後端部は未だ感光ドラム１０１上に担持されたままで中間転写ベルト１０５へ１次転写されていない状態で前記トナー像の先端部の２次転写が同時に並行して行われている。
【０００６】
即ち、あるサイズの紙に像形成する場合、中間転写ベルト１０５の回転方向において第１の転写部位１０６ａから第２の転写部位１０６ｂまでの周上のキョリは、形成されるトナー像の前記方向の長さよりも短い構成となっている。
【０００７】
この後、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。
【０００８】
また、特開平７−２２５５２０号公報には、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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、４色目のトナー像の１次転写完了後、２次転写開始する前に更に、中間転写ベルト１０５を空回転させる場合、すでに１次転写された中間転写ベルト１０５上のトナー像が第１の転写部位１０６ａを通過する際、感光ドラム１０１へのトナー像のオフセットを防止するために、１次転写ローラ１０９にバイアスを印加しなければならない。トナー像の帯電ムラ（転写ムラ）を防止するために、このバイアス印加はトナー像の先端から後端に至るまで行うが、このようにすると、バイアスを印加している途中から２次転写を開始させなければならない。このとき、１次転写ローラ１０９に印加するバイアスが大きいと、２次転写ローラ１０８に印加するバイアスもより一層大きくしなければならなくなり、電源１１１の大型化、中間転写ベルトの周長を大きくする（１次転写部１０６ａと２次転写部１０６ｂ間のキョリを大きくする）等、装置全体としてのコストアップ、大型化といった不具合が生じてしまった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、装置の大型化や、画像不良が発生するのを防止することができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００１２】
【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、トナー像を担持する像担持体と、導電層を基層とする移動可能な中間転写体と、前記導電層に当接し、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第１の転写位置を形成する第１の転写手段と、トナー像を前記中間転写体上から転写材に転写する第２の転写位置を形成する第２の転写手段と、前記第１の転写手段に電圧を印加する電源と、を有し、前記第１の転写位置でトナー像を前記像担持体から前記中間転写体に１次転写することを繰り返すことで複数色のトナー像を前記中間転写体に重ね合わせた後、前記第２の転写位置で前記中間転写体に重ね合わせた複数色のトナー像を前記中間転写体から転写材に一括して２次転写する画像形成装置であって、前記電源が印加する電圧の絶対値は、前記像担持体上から前記中間転写体上に第１の色のトナー像を１次転写する際の第１の電圧の絶対値より、前記第１の色のトナー像の次に前記中間転写体上に第２の色のトナー像を１次転写する際の第２の電圧の絶対値ほうが大きく、前記第１の転写手段により前記中間転写体に前記第１の色のトナー像を１次転写した後であって前記第２の色のトナー像を１次転写する前の間に、前記第１の転写位置で前記中間転写体に前記第２の色のトナー像が１次転写されることなく、前記中間転写体上の前記第１の色のトナー像が前記第１の転写位置を再度通過するモードを行うことが可能な画像形成装置において、前記モードの場合は、前記第１の転写位置で前記中間転写体に前記第２の色のトナー像を１次転写することなく、前記中間転写体上の前記第１の色のトナー像が前記第１の転写位置を再度通過する時に前記電源が印加する電圧の絶対値は、前記第１の電圧の絶対値よりも大きく前記第２の電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施例１
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。
【００１５】
図1において、1は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、露光位置３ａにて第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。
【００１６】
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、高圧電源９により１次転写ローラ８に所定の電圧（プラス）が印加され、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）等の導電層としての弾性基層上に、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面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。
【００１７】
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周にわたってほぼ同電位となる。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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10⁶〜10¹²〔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を介して懸架ローラ７ｃ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、Vrms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。
【００２１】
次に、本実施例で用いたトナーについて説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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100〜120、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。
【００２４】
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。
【００２５】
つまり、
SF1＝｛（MXLNG）²／AREA｝×（100π／4） ‥‥‥(4)
で定義されるものである。
【００２６】
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、100／4πを乗じた値で表される。
【００２７】
つまり、
SF2＝｛（PERI）²／AREA｝×（100／4π） ‥‥‥(5)
で定義されるものである。
【００２８】
本実施例では、日立製作所製FE-SEM（S-800）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。
【００２９】
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。
【００３０】
さて、上記のような複数の現像装置をロータリ形式の移動手段４により逐次切り替える画像形成装置にあっては、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５の大きさに以下のような制約を与える。
【００３１】
即ち、中間転写ベルト５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の間に中間転写ベルト５が空送する余白部V・tが必要となり、印字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い。現像装置の切り替え時間tが1200〔msec〕で、A4サイズ(幅210〔mm〕×長さ297〔mm〕)／Letterサイズ(幅215.9〔mm〕×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で形成するためには、297〔mm〕＋1200〔msec〕×120〔mm／sec〕＝441〔mm〕以上の周長を有する中間転写ベルト５が必要である。しかしながら上記(1)式の関係は、フルカラー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（１）式の関係を満たさなくとも良い。即ち、中間転写ベルト５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、幅が215.9〔mm〕の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、幅が215.9〔mm〕の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しまう。また、この問題をLegalサイズまで形成可能な周長を有する中間転写ベルト５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。
【００３２】
そこで、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には、通常とは異なる大サイズ用シーケンスに変更する。従って、上記（１）式を満たさない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色目のブラックトナー像を中間転写ベルト６に形成した後、更に１回転、１次転写を行わずに中間転写ベルト５を空回転させ、この時間をもって現像装置を切り替え、次なる第２色目のマゼンタトナー像を中間転写ベルト５に転写させる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。また、モノカラー画像（例えば、ブラック）を形成する場合、一次転写後、空回転を設けずに２次転写を開始する。これに対し、A4サイズ紙よりも長い転写材の場合には、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形成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。
【００３５】
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'＝＋250〔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。
【００３６】
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'＞T₂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10⁸〜10¹⁴Ωcm、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。
【００３７】
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。
【００３８】
４色目の１次転写後の空回転時、中間転写ベルト５上のトナー像の後端が第２の転写部位６ｂを通過した後、２次転写ローラ１１は、所定のタイミングで転写材を中間転写ベルト５に押圧して２次転写を開始する。同様にクリーニングローラ１３は、空回転時、中間転写ベルト５上のトナー像の後端が帯電位置１３ａを通過した後、中間転写ベルト５に当接し、所定のタイミングで２次転写残トナーの帯電を開始する。
【００３９】
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電源１２の大型化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及び画像不良を防止できる。本実施例の画像形成装置では、感光ドラム１周面（回転方向）に沿って露光位置３ａから第１の転写部位６ａまでの距離と、中間転写ベルト５周面（回転方向）に沿って第１の転写部位６ａから第２の転写部位６ｂまでの距離との和が、大サイズ（例えばＬｅｇａｌ紙）の転写材の搬送方向の長さよりも短い構成となっている。即ち、中間転写ベルト５に転写された最終色（４色目）のトナー像の先端側が第２の転写部位６ｂを通過する時には、まだ感光ドラム１上に最終色のトナー像の後端側を形成するべく、レーザービーム３により露光が行われている。よって、中間転写ベルト５の７回転目に２次転写を開始させると、２次転写ローラ１１が中間転写ベルト５に当接する際の当接ショックにより１次転写不良、潜像形成不良を引き起こすことになる。
【００４０】
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９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での帯電電荷量の行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。
【００４１】
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。
【００４２】
なお、Ｔ₁’−Ｔ₁の値を湿度に応じて可変としても良い。
【００４３】
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）１８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。
【００４４】
更に、第4色目の中間転写ベルト５の空回転中に非画像転写時に印加される1次転写バイアス値T4'を、第1色目の画像転写時に印加される1次転写バイアス値T1とほぼ同等としている。これは、第4色目の中間転写ベルト５の空回転中に並行して行われる、中間転写ベルト５表面から転写材Ｐ表面へとトナーを転写する2次転写工程において、この時の中間転写ベルト５の基層には同時に第4色目の非画像転写時の1次転写バイアスＴ₄’が印加されている。即ち、第２の転写部位６ｂにおける２次転写電界は、２次転写ローラ１１の対向電極としての中間転写ベルト５の基層の電位に左右されることになる。さらに、２次転写後、中間転写ベルト５上の２次転写残トナーをクリーニングローラ１３により帯電しているが、中間転写ベルト５の基層はクリーニングローラ１３の対向電極ともなっている。このような状況において2次転写及び２次転写残トナーの帯電を良好に行うためには、前記基層の電位が高いと、更に高い2次転写バイアスを転写ローラに印加し、クリーニングローラ１３に高い電圧を印加することが必要となり、これに伴う高圧電源１２，１４の大型化や、中間転写ベルト５の沿面距離の確保のための装置の大型化といった不具合が生じてしまう。即ち、中間転写ベルト５の回転方向に沿って第１の転写部位６ａから第２の転写部位６ｂまでの距離に対して、転写材の搬送方向の長さ（トナー像の長さ）が長い場合に４色目の１次転写後の空回転時に１次転写バイアスをT₄からT₄'（≒Ｔ₁）に下げることで、上記不具合の発生を防止できる。
【００４５】
本発明においては、このような不具合を防止するために、T₄'の値をT₄の値よりも下げている。下げるタイミングは、４色目のイエロートナー像の１次転写が完了し、次に第１の転写部位６ａに４色重畳されたトナー像の先端が到達する前である。これにより、トナー像の先端側と後端側とで帯電電荷量が異なってしまうのを防止することができる。
【００４６】
また、T₄'の値をT₄よりも下げてT₁の値とほぼ同等の値にしているが、これは、２次転写残トナーの帯電に引き続き、２次転写残トナーを中間転写ベルト５から感光ドラムへ転写（クリーニング）するためである。即ち、２次転写残トナーを感光ドラム１へ転写（クリーニング）するための転写電界（クリーニング電界）が第１の転写部位６ａにて放電等が発生しない適正な電界になるからである。
【００４７】
また、複数の転写材に連続して画像を形成する場合は、次のブラックトナー像を感光ドラム１から中間転写ベルト５に１次転写するのと同時に、２次転写残トナーを中間転写ベルト５から感光ドラム１へ転写する。このとき、１次転写ローラ８に印加されているバイアスは、前の画像の４色目のイエロートナー像の１次転写が完了してからT₁のままであるので、制御装置（ＣＰＵ）１８の制御が複雑にならずに良好に２つの転写が行え、画像形成のスループットを高めることができる。
【００４８】
以上においては、フルカラー画像を形成する場合を説明したが、制御装置１８により上記（１）式を満たさない大サイズの転写材にモノカラー画像、例えばブラックトナー像のみを形成するモードを選択する場合にも本発明は適用できる。
【００４９】
当然ながら、１枚の転写材に間欠的に、又は複数の転写材に連続してモノカラー画像（例えば、ブラックトナー像）を形成する場合に本発明が適用できるのは言うまでもない。
【００５０】
この場合、ブラックトナー像の１次転写バイアスT₁と、中間転写ベルト５の空回転時（非転写工程時）の１次転写バイアスT₁'とを実質的に同じにするのが好ましい。
【００５１】
１枚間欠で画像を形成する場合、上述したように２次転写後、２次転写残トナーをクリーニングローラ１３によりプラスに帯電し、感光ドラム１へ第１の転写部位６ａにて転写するので、対向電極となる中間転写ベルト５の基層には同じバイアスが印加されつづけている方が制御が容易である。
【００５２】
また、複数の転写材に連続して画像を形成する場合は、２次転写残トナーの転写と同時に次のブラックトナー像の１次転写も行うので、T₁＝T₁'とすることはなおさら好ましい。
【００５３】
即ち、モノカラーモードとフルカラーモードとで非転写工程時のT₁'の値をT₁と同じにするか、T₁よりも大きく（T₂よりは小さく）するかをモードに応じて制御装置（ＣＰＵ）１８により制御するのが好ましい。
【００５４】
なお、実施例において、中間転写体としてベルト形状の中間転写ベルトについて説明したが、ドラム形状のＡｌ（アルミ）等の金属からなる導電層上に樹脂層を有する中間転写ドラムにも本発明は同様に適用できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、制御手段により第２の電圧値に切り替えられた後、第２の転写手段は中間転写体から転写材へトナー像の転写を開始するので、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】本発明に係る大サイズ用シーケンス図。
【図８】シーケンスを決定するフローチャート。
【図９】本発明に係る大サイズの転写材用シーケンス図。
【図１０】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）

Claims

トナー像を担持する像担持体と、導電層を基層とする移動可能な中間転写体と、前記導電層に当接し、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第１の転写位置を形成する第１の転写手段と、トナー像を前記中間転写体上から転写材に転写する第２の転写位置を形成する第２の転写手段と、前記第１の転写手段に電圧を印加する電源と、を有し、前記第１の転写位置でトナー像を前記像担持体から前記中間転写体に１次転写することを繰り返すことで複数色のトナー像を前記中間転写体に重ね合わせた後、前記第２の転写位置で前記中間転写体に重ね合わせた複数色のトナー像を前記中間転写体から転写材に一括して２次転写する画像形成装置であって、前記電源が印加する電圧の絶対値は、前記像担持体上から前記中間転写体上に第１の色のトナー像を１次転写する際の第１の電圧の絶対値より、前記第１の色のトナー像の次に前記中間転写体上に第２の色のトナー像を１次転写する際の第２の電圧の絶対値ほうが大きく、前記第１の転写手段により前記中間転写体に前記第１の色のトナー像を１次転写した後であって前記第２の色のトナー像を１次転写する前の間に、前記第１の転写位置で前記中間転写体に前記第２の色のトナー像が１次転写されることなく、前記中間転写体上の前記第１の色のトナー像が前記第１の転写位置を再度通過するモードを行うことが可能な画像形成装置において、
前記モードの場合は、前記第１の転写位置で前記中間転写体に前記第２の色のトナー像を１次転写することなく、前記中間転写体上の前記第１の色のトナー像が前記第１の転写位置を再度通過する時に前記電源が印加する電圧の絶対値は、前記第１の電圧の絶対値よりも大きく前記第２の電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
前記第２の転写位置で前記中間転写体に重ね合わせた複数色のトナー像を前記中間転写体から転写材に一括して２次転写する時に、前記電源が前記第１の転写手段に印加する電圧の絶対値は、前記第１の転写位置で前記中間転写体に最後に１次転写される色のトナー像を１次転写する際の電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記中間転写体に転写された前記第１の色のトナーの帯電電荷量は、前記中間転写体に転写された前記第２の色のトナーの帯電電荷量よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記中間転写体の移動方向における前記第１の転写位置から前記第２の転写位置までの長さよりも、搬送方向の長さが長い転写材に対して転写を行う場合に前記モードを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。