(57)【要約】【課題】ＰＴＬの利点と、非画像部での転写バイアス切り換えの利点とを共に得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体２１上のトナー像を中間転写ベルト２２に転写する中間転写方式の画像形成装置において、１次転写バイアスローラ２３にバイアスを印加する転写バイアス印加手段６と、現像後転写前に感光体２１の電荷を除去する露光部材２７とを有している。露光部材２７による感光体２１の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段としての制御手段７と、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段としての制御手段７を有し、電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、該転写手段にバイアスを印加する転写バイアス印加手段と、現像後転写前に該潜像担持体の電荷を除去する転写前電荷除去手段とを有する画像形成装置において、
前記転写前電荷除去手段による前記潜像担持体の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段と、
画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段と、を有し、前記電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記転写前電荷除去手段は、露光により電荷除去を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスを、画像部の転写バイアスよりも低くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスをオフとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスを、画像部の転写バイアスとは反対の極性にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記電荷除去を行う作像モードに加え、画像調整用のパターンを非画像部に形成した場合は、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該温湿度検知手段の検知結果に応じて切り換えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写手段の抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該抵抗検知手段の検知結果に応じて切り換えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体の表面電位を調整する電位調整手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該電位調整手段によって調整された表面電位に応じて切り換えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記被転写体は中間転写体であり、前記転写手段は前記潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する一次転写手段であり、該中間転写体に転写して保持されたトナー像を記録媒体に一括転写する二次転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置において、
前記中間転写体上には、複数の潜像担持体上に形成されたトナー像が順次転写されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
潜像担持体上の静電潜像を現像手段によりトナー像化し、該トナー像を転写バイアスを印加される転写手段により被転写体上に転写する画像転写方法において、
現像後転写前に前記潜像担持体の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段と、
画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段と、を有し、前記電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする画像転写方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像転写方法において、
前記電荷除去が露光によりなされることを特徴とする画像転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、特にカラー画像形成が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電プリンタ等の静電写真プロセスを用いた画像形成装置では、帯電器で一様に帯電された感光体に画像露光を行うことにより静電潜像が形成され、現像器により現像することによりトナー像とされ、転写チャージャの作用によりトナー像が転写紙に転写され、転写された転写紙は感光体から分離された後定着されて画像が形成される。
上記の現像工程と転写工程との間で、トナー像の形成された感光体に光照射を行い、トナー像の下の静電潜像の電荷を減衰させ、転写工程における転写電流を効率良く転写材に作用させて、低い転写電流から高い転写電流迄安定した転写効率が得られるようにする転写前露光（pre transfer lighting、以下、「ＰＴＬ」と略す）工程は良く知られている。
【０００３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数色のトナー像を順次重ね合わせて転写して画像を形成するカラー画像形成装置では、ＰＴＬにより逆転写を防止することもできる。（例えば特許文献１、２参照）
しかしながら、ＰＴＬには副作用もあり、トナーの付着していない大部分の領域に対しては光疲労の原因となる。具体的には、ショートレンジでのメモリー効果による残像現象、ロングレンジでは帯電、光減衰特性の変化として現れる。
これらのことから、ＰＴＬによる照射光量は少ない方が良いと云うことになる。これを防止する手段として、感光体に不必要に照射される光量を減少させる方法がある（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
また、ＰＴＬは照射することで転写効率が高まるものの、感光体上でトナー像周囲に存在していた地肌部のトナーと同極性の電荷がＰＴＬ露光により少なくなるため、帯電した感光体上トナーは電位差が生じることでトナー像周囲の地肌部に飛び散りやすくなり、結果としてトナー像が乱れ画質が低下する場合がある。
これを防止する手段として、ＰＴＬをＯＮ・ＯＦＦ制御し、不必要なときには露光しない方法がある（例えば特許文献４、５参照）。
一方で、中間転写ベルトや転写ローラなど、転写手段を構成する部材は、転写バイアスの印加により抵抗が徐々に変化する場合が一般に見られる（例えば特許文献６参照）。
抵抗が変化してしまうと、最適な転写バイアス値が変わってしまうため、転写効率の低下が生じる。これを防止する手段として、作像枚数をカウントし、そのカウント数によって転写バイアス値を変化させるという方法（例えば特許文献７参照）や、転写手段の抵抗値（電圧−電流特性）を測定し、その測定結果に応じて転写手段に印加する転写バイアスを制御する方法（例えば特許文献８、９参照）が知られている。
【０００５】
また、転写手段の抵抗変化そのものを抑制する手段として、転写バイアスを画像部と非画像部とで切り換え、非画像部では転写バイアスをゼロまたは低くしたり、逆極性バイアスを印加する方法がある。
転写バイアスを画像部と非画像部とで切り換えるという構成は、上記理由だけでなく様々な理由で広く使用されている（例えば特許文献１０、１１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６３０３６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９３９号公報
【特許文献３】特許第２７３２５８０号公報
【特許文献４】特開平２−８８７４号公報
【特許文献５】特開平２−８８７５号公報
【特許文献６】特開２００７−３２８０３７号公報
【特許文献７】特開２００３−１２２０６８号公報
【特許文献８】特許第２７０４２７７号公報
【特許文献９】特開２００３−１９５６５７号公報
【特許文献１０】特開２００５−１４０９４０号公報
【特許文献１１】特開平８−２４８７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ＰＴＬを用いる場合、ＰＴＬによる露光後に転写バイアスを印加すると、ＰＴＬによる露光を行わない場合と比較して、転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性になりやすい。
逆極性に帯電された感光体は、その影響で次の帯電後の帯電電位が低くなる。この現象が常に生じる場合は帯電バイアスを調整することで問題ないが、本発明者らの実験・考察によれば、ＰＴＬ露光後の転写後電位は転写バイアスの値で変化するという問題があることが判った。
そのため、転写バイアスを画像部と非画像部とで切り換える構成であると、非画像部のバイアスが印加された部分と画像部のバイアスが印加された部分では、転写後の感光体電位が変化するため、次の帯電後の帯電電位も変化し、画像濃度の差となってしまう。
ＰＴＬの露光量の切り換えやＯＮ・ＯＦＦ切り換え、転写バイアスの画像部、非画像部（紙間）の切り換えは上記のようにいずれも公知であるが、上記のようにそれらを組み合わせた場合の問題については知られていなかった。
【０００８】
本発明は、これらをうまく組み合わせることで上記問題を解決し、不具合を生じることなくＰＴＬの利点と、非画像部での転写バイアス切り換えの利点とを共に得ることができる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、静電潜像を担持するための潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写するための転写手段と、該転写手段にバイアスを印加する転写バイアス印加手段と、現像後転写前に該潜像担持体の電荷を除去する転写前電荷除去手段とを有する画像形成装置において、前記転写前電荷除去手段による前記潜像担持体の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段と、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段と、を有し、前記電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする。
ＰＴＬ露光を行う場合、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えると、その履歴が感光体電位の差となり、ドラム一周後に濃度差として画像に出てしまう。ここではこの問題を防ぐことを目的とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写前電荷除去手段は、露光により電荷除去を行うことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスを、画像部の転写バイアスよりも低くすることを特徴とする。
中間転写ベルトや転写ローラなど、転写手段を構成する部材は、転写バイアスの印加により抵抗が徐々に変化する場合が一般に見られる。抵抗が変化してしまうと、最適な転写バイアス値が変わってしまうため、転写効率の低下が生じる。ここでは、上記濃度差の問題に加え、この抵抗変化も防ぐことを目的とする。
請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスをオフとすることを特徴とする。
ここでは転写手段の抵抗変化の問題をより確実に防ぐことを目的とする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記電荷除去を行わない作像モードでは、前記バイアス切換手段により、非画像部の転写バイアスを、画像部の転写バイアスとは反対の極性にすることを特徴とする。
ここでは、転写手段の抵抗変化の問題をより確実に防ぐことを目的とする。
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記電荷除去を行う作像モードに加え、画像調整用のパターンを非画像部に形成した場合は、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする。
ここでは、上記問題の防止に加え、非画像部で画像調整用のパターンを作像し、ベルト上に設置したセンサで読み取ることにより、濃度調整や色ズレ調整を行うことを目的とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該温湿度検知手段の検知結果に応じて切り換えられることを特徴とする。
ここでは、不必要なときにはＰＴＬ露光を行わずに、ＰＴＬによる副作用を防ぐことを目的とする。
【００１２】
請求項８記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写手段の抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該抵抗検知手段の検知結果に応じて切り換えられることを特徴とする。
ここでは、不必要なときにはＰＴＬ露光を行わずに、ＰＴＬによる副作用を防ぐことを目的とする。
請求項９記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潜像担持体の表面電位を調整する電位調整手段を有し、前記電荷除去を行う作像モードと、前記電荷除去を行わない作像モードとは、該電位調整手段によって調整された表面電位に応じて切り換えられることを特徴とする。
ここでは、不必要なときにはＰＴＬ露光を行わずに、ＰＴＬによる副作用を防ぐことを目的とする。
請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記被転写体は中間転写体であり、前記転写手段は前記潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する一次転写手段であり、該中間転写体に転写して保持されたトナー像を記録媒体に一括転写する二次転写手段を有することを特徴とする。
中間転写体を使うカラー画像形成装置では、逆転写が問題となる。ここでは、この逆転写と、上記濃度差の問題、転写効率低下の問題のいずれをも解決することを目的とする。
【００１３】
請求項１１記載の発明では、請求項１０記載の画像形成装置において、前記中間転写体上には、複数の潜像担持体上に形成されたトナー像が順次転写されることを特徴とする。
担持体を複数持つことで装置の高速化が可能であり、ここではこのような装置においても上記のような問題を防止することを目的とする。
請求項１２記載の発明では、潜像担持体上の静電潜像を現像手段によりトナー像化し、該トナー像を転写バイアスを印加される転写手段により被転写体上に転写する画像転写方法において、現像後転写前に前記潜像担持体の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段と、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段と、を有し、前記電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わないことを特徴とする。
請求項１３記載の発明では、請求項１２記載の画像転写方法において、前記電荷除去が露光によりなされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、露光を行うモードと行わないモードがあることで、露光が必要な場合には露光を行い、転写効率と逆転写を改善でき、必要ない場合には露光しないことで感光体光疲労による劣化を防ぎ、露光を行うモード時は転写バイアスの非画像部の切り換えを行わないことで、転写後感光体電位差の発生を防ぎ、画像濃度差を防ぐことができる。
上記濃度差の問題が生じない露光を行わないモード時には、転写バイアスを非画像部で低く設定することで、転写ローラ抵抗の変化を小さく抑えることが可能となる。
また、上記濃度差の問題が生じない露光を行わないモード時には、非画像部の転写バイアスをゼロとすることで、より確実に転写ローラ抵抗の変化を小さく抑えることが可能となる。
【００１５】
また、上記濃度差の問題が生じない露光を行わないモード時には、非画像部の転写バイアスを画像部の転写バイアスとは反対の極性にすることで、より確実に転写ローラ抵抗の変化を小さく抑えることが可能となる。
画像調整用のパターン非画像部に形成することで、画像間で濃度調整用のパターンを出力してベルト表面でセンサで読み取って濃度調整を行えば、連続出力時の濃度変動を防ぐことができ、画像間で色合わせ用のパターンを出力してベルト表面でセンサで読み取って色ずれ補正を行えば、常に色ずれの生じない良好な画像を出力できる。請求項１〜４の発明を実施する場合においても、パターン形成時に非画像部での転写バイアス切り換えを行わないことで、上記パターン画像も画像部と同等の転写を行うことができる。
【００１６】
温湿度環境によっては、必ずしもＰＴＬによる露光が必要ない場合がある。例えば、低温低湿環境下では、一次転写バイアスローラの抵抗が上昇するため、感光体電位の影響で画像面積による転写効率の差は発生しにくくなる。そのような場合はＰＴＬを照射しないことで、感光体の光疲労による劣化を防ぎ、チリや残像も防ぐことができる。逆に一次転写バイアスローラの抵抗が低下する環境ではＰＴＬによる露光を行い、転写効率の低下を防ぐことができる。
転写手段（転写バイアスローラや中間転写ベルト）の抵抗によっては、必ずしもＰＴＬによる露光が必要ない場合がある。例えば、バイアスローラや中間転写ベルトの抵抗が高い場合である。これらの抵抗は、温湿度環境、経時での抵抗上昇、部品公差で高くなる場合がある。そのような場合は感光体電位の影響で画像面積による転写効率の差は発生しにくくなるので、ＰＴＬを照射しないことで、感光体の光疲労による劣化を防ぎ、チリや残像も防ぐことができる。逆に転写手段の抵抗が低い場合はＰＴＬによる露光を行い、転写効率の低下を防ぐことができる。
【００１７】
感光体の表面電位によっては、必ずしもＰＴＬによる露光が必要ない場合がある。このような電子写真装置では、帯電バイアス、現像バイアス、露光強度の調整によりトナー付着量（濃度）を決められた範囲に調整する機構を持つものが多い。この際、トナーの帯電量の変化などで現像能力が高い（低い電界で多く現像できる）場合、帯電バイアスの調整で感光体電位を低い水準に設定することがある。その際は上記の画像面積による転写効率の差は発生しにくくなるので、ＰＴＬを照射しないことで、感光体の光疲労による劣化を防ぎ、チリや残像も防ぐことができる。逆にトナー帯電量の変化で現像能力が低下した場合は、トナー付着量（濃度）を得るために、帯電バイアスを高く設定して感光体電位は高くするので、電位が高い場合はＰＴＬによる露光を行い、転写効率の低下を防ぐことができる。
【００１８】
また、トナー像が一度被転写体（中間転写ベルト）に転写した後、下流の潜像担持体（感光体）に接触した場合に生じる逆転写を低減する効果があり、像担持体を複数有する構成により、高速化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１に、本実施形態に係る画像形成装置（複写機）の全体的な概略構成を示す。画像形成装置１０は、電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４などから構成されている。図２は、画像形成装置１０の画像形成部１３のみの構成を示す概略構成図である。
まず、画像形成装置１０の概略構成及び動作について説明する。図１及び図２において、画像形成装置１０の潜像形成手段としての画像書込部１２には、画像信号を元に上記複写機の画像処理部１で画像処理された画像信号が、画像形成用のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の各色信号に変換されて送信される。
【００２０】
画像書込部１２は、例えば、図示のようなレーザ光源、回転多面鏡等の偏向器、走査結像光学系、及びミラー群などからなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のＬＥＤが配列したＬＥＤアレイと、結像光学系からなる、ＬＥＤ書込み系などで構成されており、上記の各色信号に対応した４つの書込光路１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋを有している。
画像書込部１２は、図２に示すように、画像形成部１３に設けられた各色毎の４個の画像形成ユニットの各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋに、各書込光路１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋを通して、各色信号に応じた画像の書込を行う。
【００２１】
画像形成部１３に設けられている各画像形成ユニットの、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、黒（Ｂｋ）用の各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋとしては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。また、潜像担持体としての各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの周囲には、図２及び図３に示すように、帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋ、画像書込部１２からのレーザ光の露光部、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色用の現像装置（現像手段）２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋ、１次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋ、クリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋ等が配設されている。
現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋとしては、２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置を用いている。また、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋと、各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋとの間に介在するように、被転写体でありかつ中間転写体としての中間転写ベルト２２が張架されており、この中間転写ベルト２２には、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
【００２２】
一方、記録媒体としての転写紙Ｐは、画像形成装置１０の給紙部１４、あるいは給紙バンク３（図１参照）から給紙された後、図２に示すレジストローラ対１７を介して、転写搬送ベルト５０に坦持される。
中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、２次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。
これにより、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送される。転写紙Ｐは、定着装置１５により、それに転写された画像を定着された後、画像形成装置本体外に排出される。
【００２３】
２次転写時に転写紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。ベルトクリーニング装置２５の下流側には、潤滑剤塗布装置２６が配設されている。潤滑剤塗布装置２６は、固形潤滑剤２６ａと、中間転写ベルト２２に摺擦して固形潤滑剤２６ａを塗布するローラ状の導電性ブラシ２６ｂとで構成されている。
導電性ブラシ２６ｂは、中間転写ベルト２２に常時接触して、中間転写ベルト２２に固形潤滑剤２６ａを塗布している。固形潤滑剤２６ａは、中間転写ベルト２２のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。
【００２４】
各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋのそれぞれの表面は、画像の書き込みが行われる前に、各書込光路１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋの上流部位に設けられた各帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋにより、約−７００Ｖに帯電されている。
本実施形態に係る画像形成装置１０の帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋとしては、導電性ゴムローラが用いられている。この帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋとしての各ゴムローラは、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋに対して、５０μｍほどの距離を保って、非接触で帯電を行うように設置されている。
各ゴムローラには、約１ｋＨｚ、ピーク間電圧２ｋＶの交流電圧が印加されており、その中心値が約−８００Ｖ程度になるように設定されている。これにより、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面が、およそ−７００Ｖに均一帯電される。
なお、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面を帯電させる帯電手段としては、上述のような非接触で帯電を行うものに限らず、例えば、導電性のゴムローラを各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋに接触するように設置して帯電させる接触帯電、ＡＣ＋ＤＣ帯電、ＡＣバイアスをかけずにＤＣバイアスのみを約−１４００Ｖ印加して各感光体を帯電するＤＣバイアスローラ帯電や、従来からよく用いられるコロトロンやスコロトロンを用いたコロナ帯電、ブラシ帯電などの帯電手段を用いることができる。
【００２５】
上述のようにして各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面が帯電された後、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面に画像書込部１２から画像の書き込みが行われる。これにより、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色画像に対応した静電潜像が形成される。
これらの静電潜像は、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色用の現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋによって現像される。
上記各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋは、図３に示すように、現像ローラ２０１、ドクタブレード２０２、２本のスクリュー２０３、２０４、トナー濃度センサ２０５、現像ケース２０６などで構成されている。現像ローラ２０１とスクリュー２０３、２０４との位置関係は、現像ローラ２０１よりもスクリュー２０３、２０４が斜め下方向に位置するようになっている。
２本のスクリュー２０３、２０４は、それぞれ水平方向に並列に配設されている。現像ケース２０６には、２本のスクリュー２０３、２０４の間を仕切る仕切り板２０６ａが設けられており、この仕切り板２０６ａによって、現像ケース２０６が２室に仕切られている。
仕切り板２０６ａの図中奥側と手前側は、現像ケース２０６の各室内の現像剤が、２本のスクリュー２０３、２０４により循環搬送されるように切り欠かれている。
【００２６】
現像ケース２０６の感光体と対面する部分には開口部２０６ｂが形成されており、この開口部２０６ｂから現像ローラ２０１の一部が露出するようになっている。現像ローラ２０１、スクリュー２０３、２０４、ドクタブレード２０１は、現像ケース２０６のスクリュー２０４の上部の空間が少し多めになるように配設されている。各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋの現像ケース２０６には、上記各色画像に対応した静電潜像を現像するための黒、マゼンタ、イエロー、シアンの各色の現像剤が収容されている。
ここでは、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとが分散混合された２成分現像剤を用いている。
各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋの現像剤は、互いに反対方向に回転する２本のスクリュー２０３、２０４により、仕切り板２０６ａの奥側と手前側の切り欠きを通して、現像ケース２０６の各室内を常時循環するように攪拌されながら搬送される。
この現像剤は、循環しながら攪拌搬送するスクリュー２０５によって、現像ローラ２０１に向けて供給される。現像ローラ２０１は、磁界発生手段であるマグネットローラ２０１ａと、このマグネットローラ２０１ａの外周を覆うように回転自在に装着された非磁性の現像スリーブ２０１ｂとで構成されている。
【００２７】
上述のようにして現像ローラ２０１に供給された現像剤は、マグネットローラ２０１ａの磁力と現像スリーブ２０１ｂの回転とにより、現像スリーブ２０１ｂの表面に汲み上げられて磁気ブラシ状に保持される。
現像スリーブ２０１ｂの表面に磁気ブラシ状に保持された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの回転に連れ回りしながら現像ケース２０６の開口部２０６ｂに向けて搬送される。そして、この現像剤は、開口部２０６ｂの手前で、ドクタブレード２０２によって穂切りされて適正な量となるように計量された後、開口部２０６ｂから露呈する現像ローラ２０１の表面と感光体の表面との間の現像領域へと送られる。
ドクタブレード２０２により穂切りされることによって上記現像領域への進行を阻止された現像剤は、現像スリーブ２０１ｂの表面に保持されている磁気ブラシ状の現像剤の外周に沿うようして、スクリュー２０５上に自重により落下して現像ケース２０６の循環搬送経路に戻される。
循環搬送経路に戻された現像剤は、２本のスクリュー２０３、２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０５によって再び現像ローラ２０１に供給される。
【００２８】
一方、上記現像領域に送られた現像剤は、感光体上に形成された静電潜像にトナーが移行することにより該静電潜像を顕像化して、該感光体上にトナー像を形成する。つまり、現像スリーブ２０１ｂ上には、２．２５ｋＨｚ、ピーク間電圧約１ｋＶの交流電圧からなる現像バイアスが、中心値を−５００Ｖとして印加されている。
この現像バイアスにより、感光体上の露光領域（帯電電位約−１５０Ｖ）との電位差によって、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されている現像剤中のトナーが感光体上に形成された静電潜像に移行する。
なお、上記静電潜像の顕像化の際に消費されなかったトナーとキャリアとからなる余剰の現像剤は、現像スリーブ２０１ｂ上に保持されたままの状態で現像ケース２０６内に戻される。そして、現像スリーブ２０１ｂの表面のマグネットローラ２０１ａの磁力が作用していない部分で現像スリーブ２０１ｂから離れて、スクリュー２０５上に自重により落下する。これにより、余剰の現像剤は、現像ケース２０６の循環搬送経路に回収され、２本のスクリュー２０３、２０４により再度攪拌搬送された後、スクリュー２０５によって再び現像ローラ２０１に供給される。
このように、上記現像剤は、２本のスクリュー２０３、２０４により攪拌搬送されることにより、現像ケース２０６内を循環しながら、現像スリーブ２０１ｂに対する供給と回収とが繰り返される。
【００２９】
ここで、上記感光体上の静電潜像を顕像化するための現像工程が繰り返し実行されて現像剤中のトナー消費が進行すると、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度が次第に低下することになる。
そこで、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋにおいては、現像ケース２０６内に収容されている現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ２０５により検知している。
トナー濃度センサ２０５の検知結果に基いて、現像ケース２０６内の現像剤のトナー濃度が常時一定濃度になるように、図示しないトナー補給装置により現像ケース２０６内に新規の補給用トナーを適時補給するように構成されている。
このようにして各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋ上に形成された各色のトナー像は、各感光体に対応して配置された各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋにより、各感光体の表面に対して接触しながら回転する中間転写ベルト２２の表面上に、順次重ね合わされて１次転写される。
つまり、中間転写ベルト２２を挟み込むように各感光体と対向して設けられた各１次転写バイアスローラ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋにより、各感光体と中間転写ベルト２２との間の１次転写領域に発生させた転写電界によって、感光体上のトナー像が中間転写ベルト２２上に静電的に転写される。
【００３０】
１次転写バイアスローラ２３としては、導電性のスポンジローラが一般的に用いられる。導電性を持たせる手段としては、ゴム材料にイオン導電剤を混合する方法と、カーボンなどの電子導電剤を混合する方法がある。しかし、電子導電剤を使用したローラは一般的に抵抗ムラが大きく、良好な転写を行うためには適していない。
そこで、本実施形態においては、図４に示すように、イオン導電性発泡ＮＢＲゴム（ゴム硬度アスカーＣ・４０度、抵抗値・１０７Ω）からなる１次転写バイアスローラ２３に転写バイアス印加手段６により転写バイアスを印加して転写電界を発生させている。
図４に示す制御手段７はマイクロコンピュータであり、後述する転写前電荷除去手段による感光体２１の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段と、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段とを兼ねている。
中間転写ベルト２２としては、様々な材質のものを使用することが可能であるが、ここでは、耐久性に優れ、且つヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰｖｄｆベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を形成し、さらに該ポリウレタンゴム層上にフッ素成分を含有したコート層を形成して表面に弾性層を設けた多層構造ベルトなどを使用することが好ましい。
【００３１】
本発明では、中間転写体の製造方法と材料は限定するものではないが、本実施形態では材料として強度的に最も適しているポリイミド樹脂を用いた。表面抵抗率は１×１０１１Ω／□、体積抵抗率は１×１０９Ωｃｍであった。
ポリイミド製中間転写ベルトの生成方法としては、ポリアミック酸の溶液中にカーボンブラックを分散させ、その分散液を金属ドラムに流入して乾燥させた後、金属ドラムから剥離したフィルムを高温度下で伸長させてポリイミドフィルムを形成し、適当な大きさに切り出してポリイミド樹脂からなる無端状のベルトを作製するようにした。
フィルム成形は一般的な方法に従って、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形によりフィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でポリイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。
このとき、カーボン量、焼成温度、硬化速度等を変更してベルトの特性を調整することができる。この方法で体積抵抗率と表面抵抗率も調整することができる。尚、体積抵抗率と表面抵抗率の測定には、三菱化学製ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）高抵抗計を用い、プローブは同社のＵＲＳプローブ(ＭＣＰ−ＨＴＰ１４)を用いた。
【００３２】
上述のようにして、各感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２の表面に順次重ね合わされて１次転写されることにより、中間転写ベルト２２上に４色のトナーからなるフルカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラートナー像は、レジストローラ対１７により給紙されて転写搬送ベルト５０に坦持された転写紙Ｐ上に、２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。
このようにしてフルカラー画像が２次転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、定着装置１５により２次転写画像が定着された後、画像形成装置本体外に排出される。
２次転写時に中間転写ベルト２２上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２２から除去される。その後、画像形成部１３の各色の画像形成ユニットによって次の画像形成が行われる。
【００３３】
次に、上記1次転写後の感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋについて説明する。
本実施形態のクリーニング装置としては、図３に示すように、弾性体であるポリウレタンゴムのクリーニングブレード３０１と、導電性を有するファーブラシ３０２とを併用したものが用いられている。ファーブラシ３０２には、金属製の電界ローラ３０３が接触して配設されている。また、電界ローラ３０３にはスクレーパ３０４が接触して配設されている。
図３において、感光体上に残留したトナーは、まず、感光体の回転方向とは逆方向（カウンタ方向）に回転しているファーブラシ３０２によって、感光体上から掻き落とされる。このとき、ファーブラシ３０２に付着したトナーは、このファーブラシ３０２に対してカウンタ方向に回転している電界ローラ３０３に付着して取り除かれる。また、電界ローラ３０３に付着したトナーは、スクレーパ３０４により掻き落されて、クリーニングケース３０５内に集められる。ここで、電界ローラ３０３にはクリーニングバイアスが印可されており、このクリーニングバイアスによる静電気力によって、感光体上の残留トナーがファーブラシ３０２から電界ローラ３０３へと移動し、スクレーパ３０４により電界ローラ３０３から掻き落とされる。
【００３４】
このようにしてクリーニングケース３０５内に集められたトナーは、回収スクリュー３０６により、図示しない廃トナーボトル、あるいは該クリーニング装置が搭載されている画像形成ユニットの現像装置に送られる。本実施形態の画像形成装置においては、回収スクリュー３０６によりクリーニングケース３０５内から回収したトナーを、対応する現像装置に戻して再利用するようにしている。
また、上記各画像形成ユニットのクリーニング装置は、図２に示すように、その回収スクリュー３０６の配設部位が、該クリーニング装置の下流側に隣接する画像形成ユニットの現像装置のスクリュー２０３の上側の現像ケース２０６の部分に対して重なるように、それぞれ配設されている。これにより、各画像形成ユニットを互いに接近させて配置することが可能になり、画像形成装置本体の小型化が可能になる。
【００３５】
図２に示すような画像形成部を持つ画像形成装置においては、作像する順番が早い色、例えば、イエローやシアンのトナーを用いて画像形成を行った場合、中間転写ベルト２２上にイエローやシアンのトナーが転写された後、下流の画像形成ユニット、例えばマゼンタやブラックのトナー像を形成する画像形成ユニットの感光体の表面に接触することになり、この際に該感光体上に逆転写して、中間転写ベルト２２上に１次転写されているトナー像の画像品質が低下する場合がある。従って、この種の画像形成装置において画像品質の向上を図るためには、感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写を回避することが重要となる。
このような感光体への中間転写ベルト２２上のトナーの逆転写は、感光体の表面と中間転写ベルト２２上のトナーとの間で生じる放電によって、中間転写ベルト２２上のトナーの電荷量が変化することが原因であると考えられる。
【００３６】
そこで、本実施形態の画像形成装置においては、１次転写バイアスローラ２３に印加するバイアスを極力低い値に設定することで、放電を抑制している。
なお、１次転写バイアスローラ２３に印加する転写バイアスを定電流制御する方法がある。転写バイアスを定電流制御した場合は、１次転写バイアスローラ２３の電気抵抗が通電や温湿度環境で変動しても、それに従って印加電圧が変化するため、転写電界としては安定し、安定した転写性能を得ることができる。
本実施形態で使用しているイオン導電性のローラは一般的に通電や温湿度環境での抵抗変動は避けられないので非常に有効である。しかし、画像面積によって転写効率が変化しやすいという欠点もある。なぜなら、１次転写では帯電した感光体と接触して転写バイアスを印加するため、露光をしていない地肌部はマイナス帯電しているために電流が流れやすく、定電流制御下では画像部に流れる電流が少なくなり、十分な転写電界が得られないことがあるためである。
画像面積が小さい場合には地肌部に多く電流が流れ、大きい場合にはあまり流れない。この差が転写効率の差となってしまう。
【００３７】
画像面積が小さい場合に地肌部に流れる電流を見込んで、電流量を上げることもできるが、その場合放電量が多くなり、上記の逆転写が増加してしまう。
これを解決する手段として、図５に示すように、感光体２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋの表面を、ＬＥＤやＬＤ、キセノンランプ（クエンチングランプ）等の転写前電荷除去手段としての露光部材２７で露光を行い、転写前に感光体の表面電位を下げる方法がある。
本実施形態では露光部材２７としてＬＥＤアレイを用いた。以下、これを「ＰＴＬ」と記載する。本実施形態において、「電荷除去」とは、ＰＴＬターゲット領域の電荷の少なくとも一部を消失又は減衰させることを意味する。「転写前電荷除去手段」は「転写前電位低減手段」と表現することもできる。
しかし、ＰＴＬ照射により転写前感光体帯電電位を下げた場合でも、１次転写バイアスローラ２３の抵抗が低いと、トナー層の抵抗の影響が大きくなり、画像面積によって転写手段に印加される電圧が大きく変化し、画像面積が少ないときと多いときでやはり転写効率が変わってしまう。
【００３８】
また、１次転写バイアスローラ２３の抵抗が高い場合はこの問題は防ぐことができるが、抵抗が高くなりすぎると、印加電圧が高くなりすぎることで電流のリークを生じて画像を乱したり、電圧が電源性能の上限まで高くなってしまった場合は、電流が流れなくなって転写が十分に行われなくなったり、電源が壊れる危険性がある。
よって、画像面積によらずに１次転写効率を安定して良好に保ち、かつ逆転写を回避するためには、ＰＴＬ照射により転写前感光体帯電電位を下げ、かつ１次転写バイアスローラ２３の抵抗を不具合を出さない程度に高い値に保つことが重要となる。
しかし、前述のように、ＰＴＬ露光を行うと残像や感光体光疲労の問題があり（特許文献２参照）、１次転写バイアスローラの抵抗は一般的に転写バイアスの印加により変化してしまう（特許文献５参照）。
この問題を解決するために、転写バイアスを画像部と非画像部で切り換え、非画像部では転写バイアスをゼロまたは低くしたり、逆極性バイアスを印加する方法が有効であることがわかっている。
【００３９】
図６は、図７に示す転写ローラの抵抗測定装置で繰り返し抵抗測定を行った結果を示すグラフである。抵抗測定は図８、９、１０に示されるバイアス印加方法で行った。図７において、対向電極ローラは金属製で、Ａは電流計を示している。符号５は、３つの態様（＋極性の電圧印加、−極性の電圧印加、アース（０Ｖ））のうちのいずれかに選択的に設定可能なスイッチを示している。
図８に示す印加方法は、図７の装置でローラに＋２００Ｖを印加し続け、６０秒ごとに電流値を読み取って抵抗値を測定する方法で、電流値を読み取るタイミングは、電圧印加から１０秒後、以降６０秒ごととした。
図９に示す印加方法は、図７の装置でローラに＋２００Ｖを６０秒印加し、その後１０秒間は０Ｖとするサイクルを繰り返すもので、電流値を読み取るタイミングは、各サイクル電圧印加から１０秒後とした。
図１０に示す印加方法は、図７の装置でローラに＋２００Ｖを６０秒印加し、その後スイッチを切り換えて−２００Ｖを１０秒印加するサイクルを繰り返すもので、電流値を読み取るタイミングは、各サイクル＋２００Ｖの電圧印加から１０秒後とした。
図６より、バイアスを連続印加するよりも、間欠でバイアスを０とする方がローラの抵抗上昇が小さく抑えられ、逆バイアスを挟むとさらに抵抗上昇が小さく抑えられることがわかる。
これはローラ単体による評価結果であるが、本実施形態のような画像形成装置においても、非画像部などで定期的に転写バイアスをゼロまたは低くしたり、逆極性バイアスを印加することで、一次転写ローラの抵抗上昇が小さく抑えられることがわかっている。
【００４０】
しかしこのように非画像部で転写バイアスを切り換える場合、ＰＴＬによる露光を行っていると、転写バイアス切り換え時の履歴が画像濃度差として画像に出てしまうことが新たにわかった。
これは、露光後に感光体電位が低下した部分に転写バイアスを印加すると、ＰＴＬによる露光を行わない場合と比較して、転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性になりやすく、逆極性に帯電された感光体は、その影響で次の帯電後の帯電電位が低くなることによる。
この現象が常に生じる場合は帯電バイアスを調整することで問題ないが、このＰＴＬ露光後の転写後電位は転写バイアスの値で変化するという問題がある。そのため、転写バイアスを画像部と非画像部とで切り換える構成であると、非画像部のバイアスが印加された部分と画像部のバイアスが印加された部分では、転写後の感光体電位が変化するため、次の帯電後の帯電電位も変化し、画像濃度の差となってしまう。
【００４１】
ＰＴＬ露光時に転写後の感光体電位が通常の帯電電位とは逆極性になり、画像濃度差の原因となるまでのメカニズムを、図１１に基づいて、帯電、現像、転写、次帯電の流れで説明する。
［通常時（ＰＴＬ不使用時）］
ＳＴＥＰ１：帯電、露光、現像により感光体上にトナー像が形成されている。
ＳＴＥＰ２：一次転写ローラにバイアスを印加してトナーを転写する。転写後は感光体電位は下がる（０に近くなる）が、少量のマイナス電荷は残る。
ＳＴＥＰ３：転写後、次の帯電前に露光ランプで露光を行うことで、マイナス電荷は消去できる。
ＳＴＥＰ４：次の帯電では正常な帯電が行われる。
【００４２】
［ＰＴＬ使用時］
ＳＴＥＰ１：帯電、露光、現像により感光体上にトナー像が形成されている。
ＳＴＥＰ２：転写前にＰＴＬ露光を行うことで感光体上の電荷を消すことができる。
ＳＴＥＰ３：一次転写ローラにバイアスを印加してトナーを転写する。ＳＴＥＰ２で露光されて電位が落ちた部分は、転写バイアスを受けることで転写後プラス電荷がチャージされる。トナーがある部分にはチャージされない。
ＳＴＥＰ４：露光ランプで露光を行っても、感光体の特性上、プラス電荷は消去できない。
ＳＴＥＰ５：プラス電荷がある部分は、電荷が無い部分よりも、帯電後の電位が低くなる。
ＳＴＥＰ６：電位が低い部分は、同じ露光、現像を受けるとトナー付着量が多くなる。一方、一周前にトナー像があった部分は、帯電電位が同じなので、一周前と同じトナー付着量になる。
ＳＴＥＰ７：結果として、感光体一周前にトナーがあった部分となかった部分で、トナー付着量が変わることになり、濃度差として画像異常となる。
【００４３】
転写後の感光体電位が変化する理由（実験結果）を図１２〜図１４に基づいて説明する。
表面電位計（表面電位センサ）２４を、図１２に示す位置（図２、３と同じ）に設置し、感光体電位を測定した。ここで、一次転写バイアスは非画像部と画像部とで切り換えるものとし、非画像部バイアスは画像部バイアスよりも十分低い値とした。
ＰＴＬによる露光を行わない場合（ＰＴＬ：ＯＦＦ）と、行った場合（ＰＴＬ：ＯＮ）に、均一な全面ハーフトーン画像を出力した際の感光体表面電位の測定結果を図１４に示す。ここでのＴ秒とは、図１３のように一次転写ローラ２３との接触部から表面電位計２４の位置までの回転時間を指す。
図１４において、ＰＴＬ：ＯＦＦ時は、画像領域内でＬＤ露光後の感光体表面電位は均一であるが、ＰＴＬ：ＯＮ時には、画像領域内でＬＤ露光後の感光体表面電位に段差が生じている。
ここで、電位が低い部分は高い部分よりも多くのトナーが現像されることになるので、ＰＴＬ：ＯＮ時は画像領域で濃度差が生じることになる。
表面電位に段差が生じる位置は、転写バイアスが非画像部バイアスから画像部バイアスに切り換わったタイミングからＴ秒後であり、バイアス切り換え後に転写後の感光体表面電位が変化し、それが次回の帯電電位に影響を与えたことを示している。
【００４４】
一次転写バイアスを高くすると、プラスチャージが大きくなることを示す実験結果を、図１５〜図１７に基づいて説明する。
表面電位計２４を、図１５に示す位置に設置し、転写バイアス印加後の感光体電位を測定した。一次転写バイアスを振って白紙画像を出力した時の転写後感光体電位測定結果を図１６に示す。
ＰＴＬによる露光がない場合は、感光体表面電位はマイナスとなっているが、ＰＴＬによる露光を行った場合は、プラスとなっており、一次転写バイアスを上げるほどその値は高くなる。
これは、ＰＴＬによる露光を行って感光体表面電位を下げた後に転写バイアスを印加すると、感光体がプラスチャージされることを示している。
同じ条件で出力した際の、図１２の位置での感光体表面電位を測定した結果を図１７に示す。ＰＴＬによる露光がない場合は通常に帯電が行われているが、ＰＴＬによる露光を行った場合はそれよりも帯電電位の絶対値が低くなっており、一次転写バイアスを上げるほど絶対値は低くなっている。これは、図１６で表されるような転写後のプラスチャージが、次回の帯電を阻害して帯電電位の絶対値が低下することを示している。
【００４５】
そこで、以下、これらの問題を解決するための具体的構成を各実施例について説明する。
〔実施例〕
実施例では、上記ＰＴＬによる問題を改善するために、ＰＴＬ露光のＯＮ・ＯＦＦを切り換え可能な構成とし、不必要なときにはＰＴＬ露光を行わないようにした。上述のように、ＰＴＬ露光のＯＮ・ＯＦＦを切り換えは制御手段７によってなされる。
また、１次転写バイアスローラ２３の抵抗変化を防ぐために、１次転写バイアスを画像部と非画像部とで切り換え可能な構成とした。この１次転写バイアスの切り換えも制御手段７によってなされる。
さらに実施例では、ＰＴＬによる露光を行わない場合（ＰＴＬ：ＯＦＦ）には、１次転写バイアスを非画像部で切り換えて画像部の転写バイアスよりも低く設定し、ＰＴＬによる露光を行う場合（ＰＴＬ：ＯＮ）には、１次転写バイアスを非画像部で切り換えずに画像部の転写バイアスのままとした。
【００４６】
これを図で示したのが図１８である。グラフは横軸を時間軸としたときの一次転写バイアス値を表しており、ＰＴＬ：ＯＦＦ時には非画像部でバイアスを低く落としている。
実際の非画像領域（非画像部）よりも短く設定しているのは、バイアスの立ち下げ、立ち上げにある程度時間がかかることを考慮したもので、画像領域先端と後端で転写バイアス不足となることを防いでいる。
これにより、ＰＴＬが必要な場合（温湿度環境などの影響で逆転写が多くなる条件など）にはＰＴＬ照射を行うことで転写効率と逆転写を改善でき、必要ない場合には照射しないことで感光体光疲労による劣化を防ぎ、ＰＴＬ照射時には転写バイアスの非画像部の切り換えを行わないことで上記の濃度差を防ぐことができ、さらに濃度差の問題が生じないＰＴＬ消灯時には転写バイアスを非画像部で低く設定することで、転写ローラ抵抗の変化を小さく抑えることも可能である。
【００４７】
図１９は非画像部で１次転写バイアスをゼロとする場合、図２０は逆バイアスを印加する場合を図で示したものである。これにより、転写ローラ抵抗の変化をさらに小さく抑えることができる。
ただし、図１１のように非画像部であっても低いバイアスを印加することで、劣化したトナーを消費するためのトナー消費パターンなどを非画像部に作像した場合、その一部を中間転写ベルトに転写することで、感光体クリーニングへのトナー入力量を低減してクリーニングの負荷を減らすことができるという効果がある。よって、これらの制御は装置の状況によって選択を行えばよい。
【００４８】
画像調整用のパターンとしては例えば、濃度検知用のトナーパッチがある。
感光体等の潜像担持体上に濃度検知用トナーパッチを作成し、中間転写ベルト上に転写させてから、ベルト上でそのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいてトナー濃度の調整や、現像ポテンシャルの調整（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）を行う。
図２１は、画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の濃度検知用のパッチである。
本実施例では、各パッチは縦１５ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、５ｍｍの間隙を介して形成される。これにより、中間転写ベルト２２上の各パッチＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが占有する長さはそれぞれＬ２＝７５ｍｍとなる。パッチＰｙ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｋは、画像出力時に形成される各色のトナー像とは異なり、中間転写ベルト２２上に重なり合わずに並ぶように転写される。
このような転写手順により、中間転写ベルト２２上には各色の濃度検知用のパッチＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックが形成される。
また、このような濃度検知用パッチ検出手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサが一般的に知られている。
【００４９】
そのセンサ構成としては、図２２に示すような、正反射光のみを検出するタイプ（特開２００１−３２４８４０号公報）、図２３に示すような、拡散反射光のみを検出するタイプ（特開平５−２４９７８７号公報、特許第３１５５５５５号公報）、図２４に示すような、両者を検出するタイプ（特開２００１−１９４８４３号公報）の３つのタイプがある。
図２２、図２３、図２４において、符号５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは素子ホルダを、５１はＬＥＤを、５２は正反射受光素子を、５３は検知対象面を、５４は検知対象面上のトナーパッチを、５５は拡散反射受光素子をそれぞれ示している。
画像調整用のパターンは、濃度検知用トナーパッチに限らず、位置合わせ用のパターンなどでも良い。位置合わせ用のパターンについては例えば特許第３５５８６２０号公報に記載のものがある。
【００５０】
本実施形態に係る画像形成装置１０は、図４に示すように、温湿度検知手段８を備えている。
温湿度検知手段８は、温度と、相対湿度を検知することができ、画像形成装置１０はこの温度と相対湿度から絶対湿度を算出する手段（制御手段７）も有している。
制御手段７は、これら温度、相対湿度、絶対湿度の値によって、潜像担持体の露光を行う作像モード（ＰＴＬ：ＯＮ）と、露光を行わない作像モード（ＰＴＬ：ＯＦＦ）を切り換える制御を行う。
この制御のフローチャートを図２５に示す。図２５は絶対湿度が閾値よりも高い場合はＰＴＬをＯＮとするという仕様であるが、図２６のように温度、相対湿度、絶対湿度のどれかが閾値よりも高い場合はＰＴＬをＯＮとするという仕様にすることもできる。
この場合、より確実にＰＴＬ露光が必要な場合にＰＴＬをＯＮとすることができる。
ＰＴＬ露光が必要な場合とは、転写手段（一次転写ローラ、中間転写ベルト）の抵抗が低い場合であり、この場合は転写効率が感光体電位の影響を受けやすくなり、画像面積が小さい場合には地肌部に多く電流が流れ、大きい場合にはあまり流れない。この差が転写効率の差となってしまう。そして、転写手段の抵抗は一般的に、温度、相対湿度、絶対湿度が高いほど低くなる性質を持っている。
【００５１】
図２７に示すように、抵抗検知手段９を備える構成とすることもできる。本実施例では、一次転写ローラ２３に一定電流を流し、その時の電圧を検知することで、一次転写部の抵抗を検知する構成とした。
この検知結果は制御手段７に供給（送信）され、図２８に示すフローチャートによる判断のもと、ＰＴＬのＯＮとＯＦＦの切り換えが行われる。
検知電圧が低い、すなわち転写手段の抵抗が低い場合は、上述の理由でＰＴＬ露光が必要となるため、ある閾値（本実施例では５００Ｖ）以下の場合はＰＴＬをＯＮとする。
【００５２】
制御手段７は、表面電位調整手段としても機能する。制御手段７は例えば帯電ローラ（帯電手段１６）にバイアスを印加するための帯電バイアス印加手段（図示せず）に接続または組み込まれ、帯電ローラに印加する帯電バイアスを調整することで感光体表面電位を調整する。
感光体表面電位は、感光体特性などに基づき帯電バイアスから算出してもよいし、帯電後現像前の感光体上に表面電位センサを設けて検出しても良い。
本実施例では、図２、３のように表面電位センサ２４を設け、帯電手段１６による帯電後の感光体表面電位を検出できる構成とした。
上記のような画像調整用パターン検知センサによる濃度検知結果に基づいて、帯電バイアスを調整（現像ポテンシャルの調整のため、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスを変更する）することがあるため、帯電バイアスが高く設定され、感光体表面電位がある閾値よりも高くなる場合は、図２９に示すフローチャートによる判断のもと、ＰＴＬのＯＮとＯＦＦの切り換えが行われる。
感光体表面電位が高い場合は、画像面積が小さい場合に地肌部に流れる電流がより多くなり、上記の理由で画像面積による転写効率の違いが大きくなってしまうため、ＰＴＬ露光が必要となる。
【００５３】
上記実施形態では、転写前電荷除去手段として露光により電荷除去を行う例を示したが、これに限定される趣旨ではなく、電荷を露光以外の機能により除去ないし減衰させる他の手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置としての複写機の全体的な概略構成を示す図である。
【図２】同画像形成装置における画像形成部の拡大図である。
【図３】同画像形成部に設けられている各画像形成ユニットの拡大図である。
【図４】ＰＴＬのＯＮ・ＯＦＦの制御ブロック図である。
【図５】感光体の表面を露光部材で露光除電して、該感光体の表面電位を下げる方法を説明するための図である。
【図６】１次転写バイアスローラのバイアス印加による抵抗変化を表す線図である。
【図７】上記１次転写バイアスローラの抵抗変化を測定するための測定装置の概略構成図である。
【図８】上記測定装置による測定条件（バイアス連続印加）を示すタイムチャートである。
【図９】上記測定装置による測定条件（バイアス間欠）を示すタイムチャートである。
【図１０】上記測定装置による測定条件（逆極性バイアス印加）を示すタイムチャートである。
【図１１】ＰＴＬ露光時に画像濃度差が発生するメカニズムを説明するための模式図である。
【図１２】転写後の感光体電位が変化する理由を説明するための構成図である。
【図１３】転写後の感光体電位が変化する理由を説明するための構成図である。
【図１４】転写後の感光体電位が変化する理由を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】一次転写バイアスを高くすると、プラスチャージが大きくなることを説明するための構成図である。
【図１６】一次転写バイアスを高くすると、プラスチャージが大きくなることを説明するための実験グラフである。
【図１７】一次転写バイアスを高くすると、プラスチャージが大きくなることを説明するための実験グラフである。
【図１８】実施例における一次転写バイアスの、画像部、非画像部での切り換えを表すタイムチャートである。
【図１９】実施例における一次転写バイアスの、画像部、非画像部での切り換えを表すタイムチャートである。
【図２０】実施例における一次転写バイアスの、画像部、非画像部での切り換えを表すタイムチャートである。
【図２１】画像調整用パターンの詳細を示す模式図である。
【図２２】正反射光のみを検出するタイプの濃度検知用パッチ検出手段の構成を示す概要断面図である。
【図２３】拡散反射光のみを検出するタイプの濃度検知用パッチ検出手段の構成を示す概要断面図である。
【図２４】正反射光と拡散反射光の両方を検出するタイプの濃度検知用パッチ検出手段の構成を示す概要断面図である。
【図２５】温湿度検知手段からの情報に基づいてＰＴＬのＯＮ・ＯＦＦ制御のフローチャートである。
【図２６】温湿度検知手段からの情報に基づいてＰＴＬのＯＮ・ＯＦＦ制御の別の例のフローチャートである。
【図２７】一次転写部の抵抗を検知する構成の例の要部を示す図である。
【図２８】図２７で示して例におけるＰＴＬのＯＮ・ＯＦＦ制御のフローチャートである。
【図２９】感光体表面電位に基づいてＰＴＬのＯＮとＯＦＦの切り換え行う例の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
６  転写バイアス印加手段
７  モード切換手段としての制御手段
８  温湿度検知手段
９  抵抗検知手段
１２  潜像形成手段としての画像書込部１２
２０  現像手段としての現像装置
２１  潜像担持体としての感光体
２２  被転写体としての中間転写ベルト
２３  転写手段としての１次転写バイアスローラ
２７  転写前電荷除去手段としての露光部材
６０  二次転写手段としての２次転写バイアスローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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