(57)【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中間転写媒体に転写する一次転写部と、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し、前記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して定電圧電源が用いられている画像形成装置において、
前記帯電手段による帯電領域に対応する前記中間転写媒体上の領域が、前記二次転写部における二次転写バイアス印加領域よりはみ出ないように、前記二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められていることを特徴とする画像形成方式。
【請求項２】
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中間転写媒体に転写する一次転写部と、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し、前記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して定電圧電源が用いられている画像形成装置において、
前記帯電手段により前記潜像担持体の帯電を行い、前記二次転写部において前記中間転写媒体から記録紙に二次転写を行わないモードを備えており、
前記モード時に、前記二次転写部において、前記帯電手段による帯電領域に対応する前記中間転写媒体上の領域全部を含む領域に二次転バイアスを印加するように、前記二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められていることを特徴とする画像形成方式。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【０００２】
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
図９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。
【０００５】
図９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２０１ａは接地されている。
【０００６】
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。
【０００７】
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Ｒ１には、中間転写媒体２０２の内方に一次転写ローラ２０３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。
【０００８】
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。
【０００９】
画像形成時には、先ず、感光体２０１および中間転写媒体２０２が回転駆動され、感光体２０１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。
【００１０】
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。
【００１１】
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２０３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。
【００１２】
そこで、中間転写媒体２０２として、図１０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２０２ｂ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。
【００１３】
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）。
【００１４】
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。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図９、図１０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。
【００１６】
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。そのため、帯電された感光体に対して中間転写媒体が接触して一次転写を繰り返す毎に中間転写媒体の表面電位は低下する。通常、連続で印字されるとき、すなわち、二次転写後直ちに一次転写を行うときには、二次転写バイアスによって逆極性の電圧が印加され中間転写媒体電位は一旦元に戻るが、正規の画像形成時以外の、中間転写媒体上にトナーが存在しない時、現像器が感光体に当接して画像形成をしていない時、初期化時、印字前の前回転時、印字後の後回転時、あるいは、中間転写媒体上に濃度調整のためのパッチ画像を形成した後等において、感光体を回転中常時帯電していると、中間転写媒体の表面電位はその帯電によるマイナス電荷を受けて大きく低下し、その状態から次の画像形成を行うと中間転写媒体表面電位がさらに大きく低下し、一次転写効率の悪化が生じるという問題があった。
【００１７】
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（一定の電位差が形成される）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の上記のような問題は生じない。
【００１８】
しかしながら、前記したように、一次転写電圧電源としてコスト的に安価な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。
【００１９】
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。
【００２０】
【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中間転写媒体に転写する一次転写部と、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し、前記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して定電圧電源が用いられている画像形成装置において、
前記帯電手段による帯電領域に対応する前記中間転写媒体上の領域が、前記二次転写部における二次転写バイアス印加領域よりはみ出ないように、前記二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のもう１つの画像形成方式は、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中間転写媒体に転写する一次転写部と、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し、前記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して定電圧電源が用いられている画像形成装置において、
前記帯電手段により前記潜像担持体の帯電を行い、前記二次転写部において前記中間転写媒体から記録紙に二次転写を行わないモードを備えており、
前記モード時に、前記二次転写部において、前記帯電手段による帯電領域に対応する前記中間転写媒体上の領域全部を含む領域に二次転バイアスを印加するように、前記二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明においては、帯電手段による帯電領域に対応する中間転写媒体上の領域が、二次転写部における二次転写バイアス印加領域よりはみ出ないように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められており、また、帯電手段により潜像担持体の帯電を行い、二次転写部において中間転写媒体から記録紙に二次転写を行わないモードを備えており、そのモード時に、二次転写部において、帯電手段による帯電領域に対応する中間転写媒体上の領域全部を含む領域に二次転バイアスを印加するように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められているので、潜像担持体からその帯電電荷が中間転写媒体に放電により移って中間転写媒体の表面電位の低下が起こることがなくなり、中間転写媒体の表面電位の変動を最小限に抑えることができるため、一次転写効率の悪化、一次転写不良が発生し難く、装置のコストアップも生じない信頼性のある画像形成装置を実現することができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、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２３Ｙ、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１２５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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
この中間転写ベルト４１は、図１０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４１ｃ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４１ｂ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。
【００３３】
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４９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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
この排紙部６４は２つの排紙経路６４１ａ、６４１ｂ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６６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６４２〜６４４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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、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−１３００Ｖであり、感光体２１の表面電位は−７００Ｖ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３００Ｖである。
【００４１】
ところで、このような画像形成装置において、通常は、図４（ｂ）のタイミンングチャートに示すように、二次転写領城Ｒ２において二次転写バイアス発生部１２９から二次転写ローラ４８に印加する二次転写バイアスは、帯電ローラ２２で感光体２１に印加する帯電バイアスの印加の始まりより遅く、帯電バイアスの印加の終わりより早いタイミングで印加されている。ここで、図４（ｂ）のタイミンングチャートにおいて、横軸の時間的に対応する位置相互には、プロセス位置が異なる場合、そのプロセスの上流と下流の間の位置の差とプロセス速度に応じた時間的な遅れが存在するが、画像形成上は対応する位置であり、そのような場合に同じ時間の位置に図示してある。本発明の以下のタイミンングチャートにおいても同じである。
【００４２】
このように、二次転写バイアスを印加する領域が帯電バイアス印加領域より狭く、相互に両領域を重ねた場合に帯電バイアス印加領域がはみ出る場合は、前記の発明が解決しようとする課題の項で述べたように、中間転写ベルト４１のそのはみ出た部分の表面電位が大きく低下し、その状態から次の画像形成を行うと、中間転写ベルト４１のその部分の表面電位がさらに大きく低下し、一次転写効率の悪化、一次転写不良を起こして良好な画像形成ができなくなる。
【００４３】
そこで、この現象を立証するために次のような実験を行った。中間転写ベルト（媒体）４１を０周から９周まで回転させ。その回転に対応して、１周目の最初から７周目の最後までに対応する感光体２１領域を帯電ローラ２２で連続的に帯電バイアスを印加して帯電させ、その間現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋを感光体２１から離間させておいて露光現像動作を行わせずに、かつ、１周目から７周目にかけて一次転写バイアス発生部１２６から中間転写ベルト４１に一次転写バイアスを印加させながら、１周目から６周目にかけて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５回の一次転写に対応する動作を行わせ、６周目で二次転写バックアップローラ４５に対して二次転写ローラ４８を実線位置へ変倚させて二次転写バイアスを中間転写ベルト４１に印加して二次転写に対応する動作を行わせた場合、すなわち、タイミングチャート上、帯電バイアス印加を二次転写バイアス印加の解除後に解除した場合の、０周目から９周目までの中間転写ベルト（媒体）４１の表面電位の推移を調べた。ただし、９周目で再び一次転写バイアスを印加させている。その結果を図６（ａ）に示す。
【００４４】
この図６（ａ）の結果から明らかなように、中間転写ベルト（媒体）４１の表面電位は０周目で０Ｖであるが、１周目では一次転写バイアス印加により約３００Ｖになっており、２周目から５周目にかけての一次転写に対応する動作毎に表面電位は約１９０Ｖまで順次低下する。そして、６周目の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周目の電位と略等しい約３００Ｖまで上昇するが、７周目に入ると二次転写バイアスは解除されるのに対して感光体２１には帯電バイアスが印加され続けているので、感光体２１からその帯電電荷が中間転写ベルト（媒体）４１に放電により移るため、表面電位は約９０Ｖ低下する。そのため、帯電バイアス、一次転写バイアス、二次転写バイアスが切られて本来は初期状態になるべき８周目の表面電位は０Ｖに戻らず約−９０Ｖとなる。この影響が残って９周目で再び一次転写バイアスを印加しても、表面電位は１周目と同じ約３００Ｖにはならず、約２１０Ｖ程度に止まる。したがって、この後２周目から５周目にかけての一次転写に対応する動作と同じ動作を繰り返した場合、表面電位は２周目から５周目の場合よりより低下してしまい、一次転写効率の悪化、一次転写不良を招いてしまう。
【００４５】
そこで、この問題を解決するために、図６（ａ）の場合と同様の実験と行った。その結果を図６（ｂ）に示す。ただし、この場合は、帯電バイアスは１周目の最初から６周目の最後までしか印加せず、タイミングチャート上、帯電バイアスを二次転写バイアス印加の解除後には印加しなかった。
【００４６】
この図６（ｂ）の結果から明らかなように、０周目から６周目までは、図６（ａ）の場合と同様に、中間転写ベルト（媒体）４１の表面電位は０周目で０Ｖであるが、１周目では一次転写バイアス印加により約３００Ｖになっており、２周目から５周目にかけての一次転写に対応する動作毎に表面電位は約１９０Ｖまで順次低下する。そして、６周目の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周目の電位と略等しい約３００Ｖまで上昇する。しかし、７周目に入ると二次転写バイアスは解除されると共に、感光体２１に対する帯電バイアスも解除されるので、感光体２１から中間転写ベルト（媒体）４１に帯電電荷が放電により移ることがなく、表面電位の低下は起きない。したがって、帯電バイアス、一次転写バイアス、二次転写バイアスが切られている８周目の表面電位は初期状態の０Ｖに戻り、９周目で再び一次転写バイアスを印加すると、表面電位は１周目と同じ約３００Ｖになる。そのため、この後２周目から５周目にかけての一次転写に対応する動作と同じ動作を繰り返した場合、表面電位は２周目から５周目の場合と略同じになり、一次転写効率の悪化、一次転写不良は起こらない。
【００４７】
このことから、通常の画像形成過程において、中間転写ベルト（媒体）４１上で二次転写バイアスを印加する領域が帯電バイアス印加領域に対応する領域以下であり、相互に重ねた場合に帯電バイアス印加領域がはみ出ることがないようにすれば、帯電電荷が中間転写ベルト（媒体）４１に移って表面電位の低下が起こることによる一次転写効率の悪化、一次転写不良は起こらないと言える。
【００４８】
そこで、通常の画像形成過程において、図４（ａ）のタイミンングチャートに示すように、二次転写領城Ｒ２において二次転写バイアス発生部１２９から二次転写ローラ４８に印加する二次転写バイアスは、帯電ローラ２２で感光体２１に印加する帯電バイアスの印加の始まりより早いか同じにし、帯電バイアスの印加の解除より早いか同じタイミングで印加を解除するようにする。
【００４９】
これを図５により分かりやすく示す。図５は中間転写ベルト４１上での二次転写バイアス印加領域と帯電ローラ２２による帯電バイアス印加領域（実際には感光体２１上での領域であるが、一次転写領域Ｒ１を介して中間転写ベルト４１上の領域に対応させられる。）との関係を示す図であり、図５（ａ）は最大画像形成長さ一杯に二次転写バイアス印加領域をとった場合であり、図５（ｂ）は最大画像形成長さより小さい領域に二次転写バイアス印加領域をとった場合である。図５（ａ）の最大画像形成長さ一杯に二次転写バイアス印加領域をとった場合には、帯電バイアス印加領域はその二次転写バイアス印加領域内の領域であって、破線で囲んだ画像形成領域の外で二次転写バイアス印加領域内の領域で、帯電バイアスの印加の開始と終了のタイミングを設定することにより、帯電電荷の放電による中間転写ベルト４１の表面電位の低下が起こらなくなる。図５（ｂ）の最大画像形成長さより小さい領域に二次転写バイアス印加領域をとった場合にも同様に、帯電バイアス印加領域はその二次転写バイアス印加領域内の領域であって、破線で囲んだ画像形成領域の外で二次転写バイアス印加領域内の領域で、帯電バイアスの印加の開始と終了のタイミングを設定するが、二次転写バイアス印加領域外の斜線でハッチングを描いた領域に帯電バイアスの印加の開始と終了のタイミングを設定することはできない。この斜線のハッチングの領域に帯電バイアスの印加の開始と終了のタイミングがくると、前記のように、帯電バイアス印加領域が二次転写バイアス印加領域からはみ出てしまい、一次転写効率の悪化、一次転写不良を起こして良好な画像形成ができなくなる。
【００５０】
さて、以上は中間転写ベルト４１に転写された中間トナー像を二次転写部Ｒ２でシートＳに二次転写する正規の画像形成時において、帯電バイアス印加領域が二次転写バイアス印加領域からはみ出ないようにして一次転写効率の悪化、一次転写不良を防止する場合の説明であったが、正規の画像形成時以外であって二次転写を行わないが、感光体２１を帯電するモードが存在する。例えば、正規の画像形成モートの前に、中間転写ベルト４１上に濃度調整のためのパッチ画像を形成するとき、感光体２１のクリーニング部２４及び中間転写ベルト４１のベルトクリーナ４９に潤滑材としてトナーを供給してクリーニング動作を確実にするとき、あるいは、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋの感光体２１への機械的離当接を確認するとき等である。この場合も、感光体２１からその帯電電荷が中間転写ベルト（媒体）４１に放電により移るため、以後の正規の画像形成時に表面電位が大きく低下し、一次転写効率の悪化、一次転写不良を起こして良好な画像形成ができなくなる。そこで、このような場合も、本来必要のない二次転写バイアスをその中間転写ベルト（媒体）４１上の帯電バイアス印加領域に対応する領域をカバーしてその帯電バイアス印加領域が二次転写バイアス印加領域をはみ出ることがないように印加することにより、このような一次転写効率の悪化、一次転写不良の問題を避けることができる。以下に、図７と図８のタイミングチャートを参照にしてそれらの場合の実施例について説明する。
【００５１】
図７は、濃度調整のためのパッチ画像を形成するモード時のタイミングチャートであり、中間転写ベルト（媒体）４１の１周に対応するタイミングで、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（ビデオ信号）が露光ユニット３に与えられて感光体２１上にパッチ潜像が形成される。もちろん画像形成装置のメインモータはこの中間転写ベルト（媒体）４１の１周の時期にＯＮとなっており、その潜像形成のために、パッチ画像信号より早いタイミングで始まりそのパッチ画像信号の終了より遅いタイミングで終わるように、帯電バイアス発生部１２１から帯電ローラ２２に帯電バイアスが印加され、その間感光体２１表面は均一に帯電される。そして、パッチ画像信号と同じタイミングで現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋの１つがエンジンコントローラ１２からの指令に応じて選択されて感光体２１に当接すると共に、現像バイアス発生部１２５によってその現像器の現像ローラ２５に現像バイアスが印加されて感光体２１上のパッチ潜像が顕在化される。なお、図７中、両側の破線は、帯電バイアスの印加時と解除時に対応するタイミングを示す。
【００５２】
中間転写ベルト４１の１周目において帯電バイアスの立ち上がりと同じタイミングで一次転写バックアップローラ４２が変倚されて中間転写ベルト４１が感光体２１に圧接され一次転写バイアスが印加されるため、パッチトナー画像は中間転写ベルト４１に一次転写され、パッチセンサＰＳで濃度が検出されると共に、その前後の帯電電荷が中間転写ベルト４１に放電により移る。なお、中間転写ベルト４１のベルトクリーナ４９も一次転写バイアス印加と同時に動作して中間転写ベルト４１の清掃を開始し、濃度検出後のパッチトナー画像がクリーニングされる。
【００５３】
中間転写ベルト４１の次の１周目においては、メインモータの回転、一次転写バイアスの印加は継続しているが、最早帯電バイアスは印加されていない。この次の１周目において、２本の破線間の帯電バイアスの印加時と解除時のタイミングより早く始まり遅く終わるタイミングで二次転写バイアス発生部１２９から二次転写ローラ４８に二次転写バイアスが印加される。したがって、帯電電荷が移って低下した中間転写ベルト４１の表面電位もこの二次転写バイアスにより初期状態に戻され、以後の正規の画像形成時に表面電位が低下することはなくなる。なお、この二次転写バイアス印加時にはパッチトナー画像はベルトクリーナ４９でクリーニング除去されているため、二次転写ローラ４８はトナーで汚れることはない。
【００５４】
次に、図８は、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋの感光体２１への機械的離当接を確認し、また、感光体２１のクリーニング部２４及び中間転写ベルト４１のベルトクリーナ４９に潤滑材としてトナーを供給するモード時のタイミングチャートであり、中間転写ベルト４１の１周に対応するタイミングで、メインモータがＯＮとなり、同時に、帯電バイアスの印加、一次転写バイアスの印加、中間転写ベルト４１のベルトクリーナ４９の動作がＯＮとなる。
【００５５】
その後、中間転写ベルト４１の１周目において、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋが順次選択されて感光体２１に当接すると共に現像ローラ２５に現像バイアスが印加される。ただし、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍの当接時にはビデオ信号が存在しないので、感光体２１には潜像が形成されず、帯電電位がそのままのためにトナー像は形成されない。これに対して現像器２３Ｋ当接時には、ビデオ信号が存在し感光体２１に潜像が形成されているので、感光体２１上にトナー像が形成される。その後、帯電バイアスの印加が解除される。この図８においても、両側の破線は、帯電バイアスの印加時と解除時に対応するタイミングを示している。
【００５６】
中間転写ベルト４１の１周目において帯電バイアスの立ち上がりと同じタイミングで一次転写バックアップローラ４２が変倚されて中間転写ベルト４１が感光体２１に圧接され一次転写バイアスが印加されるため、現像器２３Ｋ当接時に形成され現像された黒のトナー像は中間転写ベルト４１に一次転写され、中間転写ベルト４１のベルトクリーナ４９でクリーニングされてベルトクリーナ４９に潤滑材としてトナーが供給されると共に、一次転写されなかった一部のトナーが感光体２１のクリーニング部２４にも同様に供給される。そして、この中間転写ベルト４１の１周目において、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋの当接時の帯電電荷が中間転写ベルト４１に放電により移る。
【００５７】
中間転写ベルト４１の次の１周目においては、メインモータの回転、一次転写バイアスの印加は継続しているが、最早帯電バイアスは印加されていない。この次の１周目において、２本の破線間の帯電バイアスの印加時と解除時のタイミングより早く始まり遅く終わるタイミングで二次転写バイアス発生部１２９から二次転写ローラ４８に二次転写バイアスが印加される。したがって、帯電電荷が移って低下した中間転写ベルト４１の表面電位もこの二次転写バイアスにより初期状態に戻され、以後の正規の画像形成時に表面電位が低下することはなくなる。なお、この二次転写バイアス印加時にはトナー像はベルトクリーナ４９でクリーニング除去されているため、二次転写ローラ４８はトナーで汚れることはないのは図７と同様である。
【００５８】
以上のように、本発明の画像形成方式は、帯電手段としての帯電ローラ２２による帯電領域に対応する中間転写ベルト４１上の領域が、二次転写部Ｒ２における二次転写バイアス印加領域よりはみ出ないように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングを定めたものであり、また、帯電ローラ２２により感光体２１の帯電を行い、二次転写部Ｒ２において中間転写ベルト４１からシートＳに二次転写を行わないモードにおいて、二次転写部Ｒ２において、帯電ローラ２２による帯電領域に対応する中間転写ベルト４１上の領域全部を含む領域に二次転バイアスを印加するように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングを定めたものであり、感光体２１からその帯電電荷が中間転写ベルト４１に放電により移って中間転写ベルト４１の表面電位の低下が起こることがなくなり、一次転写効率の悪化、一次転写不良が発生し難くなる。
【００５９】
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。
【００６０】
【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、帯電手段による帯電領域に対応する中間転写媒体上の領域が、二次転写部における二次転写バイアス印加領域よりはみ出ないように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められており、また、帯電手段により潜像担持体の帯電を行い、二次転写部において中間転写媒体から記録紙に二次転写を行わないモードを備えており、そのモード時に、二次転写部において、帯電手段による帯電領域に対応する中間転写媒体上の領域全部を含む領域に二次転バイアスを印加するように、二次転バイアス印加及び解除のタイミングが定められているので、潜像担持体からその帯電電荷が中間転写媒体に放電により移って中間転写媒体の表面電位の低下が起こることがなくなり、中間転写媒体の表面電位の変動を最小限に抑えることができるため、一次転写効率の悪化、一次転写不良が発生し難く、装置のコストアップも生じない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】本発明の画像形成方式における正規の画像形成時の装置のタイミンングチャートを通常の装置のタイミンングチャートと対比して示す図である。
【図５】図４（ａ）の場合の中間転写ベルト上での二次転写バイアス印加領域と帯電バイアス印加領域との関係を示す図である。
【図６】本発明の動作を立証するための実験結果を示す図である。
【図７】本発明の画像形成方式を適用した濃度調整のためのパッチ画像を形成するモード時のタイミングチャートである。
【図８】本発明の画像形成方式を適用した現像器の感光体への機械的離当接を確認し、感光体のクリーニング部及び中間転写ベルトのベルトクリーナに潤滑材としてトナーを供給するモード時のタイミングチャートである。
【図９】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１０】図９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…ＣＰＵ
１１２…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…ＣＰＵ
１２４…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…ＲＡＭ
１２８…ＲＯＭ
１２９…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
【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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