(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、
Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００
ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)
ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)
２５０＋ＶＬ≦Ｖｂ１
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項２】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、
Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００
ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)
ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)
１２００＋ＶＬ≧Ｖｂ１
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項３】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、
Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００
ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)
ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)
７００＋ＶＬ≧Ｖｂ１≧４００＋ＶＬ
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項４】
前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置方向に計った距離をｄ(mm)、規格化した値Ｘ＝ｄ／Ｌとし、前記接触部内での前記転写体裏面電位がＶ１＝２５０＋ＶＬとなるときのＸの値をＸ０とすると、
Ｘ０＝[−ｂ・Ｖｔ＋(ｂ２・Ｖｔ２＋3200・ａ・Ｖｔ・Ｖ１)０．５]／(２・ａ・Ｖｔ)
（Ｘ１−Ｘ０）・Ｌ＞４（mm）
の関係式を前記関係式に加えて用いることを特徴とする、請求項１，２，３のいずれか１項に記載の転写電圧設定方法。
【請求項５】
前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置方向に計った距離をｄ(mm)、規格化した値Ｘ＝ｄ／Ｌとし、前記接触部内での前記転写体裏面電位がＶ１＝２５０＋ＶＬとなるときのＸの値をＸ０、前記転写体の線速をＶａとするとき、
Ｘ０＝[−ｂ・Ｖｔ＋(ｂ２・Ｖｔ２＋3200・ａ・Ｖｔ・Ｖ１)０．５]／(２・ａ・Ｖｔ)
ｔ０＝（Ｘ１−Ｘ０）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（sec）
の関係式を前記関係式に加えて用いることを特徴とする、請求項１，２，３のいずれか１項に記載の転写電圧設定方法。
【請求項６】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、
２５０＋ＶＬ≦Ｖｔ・Ｌ１／Ｌ
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項７】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、
１２００＋ＶＬ≧Ｖｔ・Ｌ１／Ｌ
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項８】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、
７００＋ＶＬ≧Ｖｔ・Ｌ１／Ｌ≧４００＋ＶＬ
の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項９】
Ｖ１＝２５０＋ＶＬとするとき、
（Ｌ１／Ｌ−Ｖ１／Ｖｔ）・Ｌ＞４（mm）
の関係式を前記関係式に加えて用いることを特徴とする、請求項６，７，８のいずれか１項に記載の転写電圧設定方法。
【請求項１０】
Ｖ１＝２５０＋ＶＬ、前記転写体の線速をＶａとするとき、
（Ｌ１／Ｌ−Ｖ１／Ｖｔ）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（sec）
の関係式を前記関係式に加えて用いることを特徴とする、請求項６，７，８のいずれか１項に記載の転写電圧設定方法。
【請求項１１】
可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有し、前記除電電極の位置が移動可能に構成された画像形成装置の転写電圧設定方法において、
前記像担持体・除電電極・転写体の経時劣化や環境変動及び部品のばらつきに応じて前記除電電極の位置を調節することにより、最適な転写効率を維持することを特徴とする転写電圧設定方法。
【請求項１２】
前記除電電極の移動範囲を前記像担持体と転写体の接触部内とすることを特徴とする、請求項１１に記載の転写電圧設定方法。
【請求項１３】
転写不良が発生した場合に、前記除電電極を前記転写体移動方向の上流側に移動させることを特徴とする、請求項１１に記載の転写電圧設定方法。
【請求項１４】
転写過多が発生した場合に、前記除電電極を前記転写体移動方向の下流側に移動させることを特徴とする、請求項１１に記載の転写電圧設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳しく言えば、中間転写手段を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いる複写機、プリンタ等の画像形成装置において、複数色のトナー像を重ね転写することによってカラー画像を得るものは周知である。重ね転写を行う方法として、転写ドラムを用いる方法、中間転写体を用いる方法などがある。
【０００３】
転写ドラムは、転写ドラムに巻装されるフィルムに記録材（転写紙等）を巻き付け、その記録材に感光体から順次複数色のトナー像を重ね転写するものである。この方式では、フィルムに記録材を巻き付けるために記録材を静電的に保持する必要があり、フィルムには絶縁体が使用される。転写ドラムではフィルムに絶縁体を用いるため、付与された転写電荷を強制的に除電する除電手段を設ける必要がある。
【０００４】
中間転写体を用いる方法は、中間転写体に直接感光体から順次複数色のトナー像を重ね転写し、その重ね転写されたトナー像を、中間転写体から記録材に一括して転写するものである。この方法では、記録材を中間転写体に巻き付けるものではないため、中間転写体に絶縁体を用いる必要がなく、中抵抗（体積抵抗１０7〜１０14Ωｃｍ）の材料を用いることができる。中抵抗体は付与された電荷が所定の時定数により自然減衰するために、中間転写体を用いる方法では、転写ドラムのような除電手段を設ける必要がないという利点がある。また、記録材を保持しないことからペーパーフリー性や全面コピーが可能などのほか、中間転写体を用いる方法ではオゾン低減、省電力などの点でも有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、中間転写体を用いる方法で中間転写体に中抵抗体を用いた場合には、中抵抗体が絶縁体に比べて電気的に不安定であるため、転写後の文字・ライン画像に「転写チリ」、「転写にじみ」と通称される異常画像が発生することがある。
【０００６】
このような異常画像の発生を解消するために、本願出願人は、像担持体と中間転写体の接触部（転写ニップ）において転写電荷を除電する発明を別途出願している。この別途出願した発明によって、中間転写体に中抵抗体を用いた場合であっても「転写チリ」、「転写にじみ」などの異常画像の発生を抑制することが可能となった。
【０００７】
しかしながら、先の出願においては、転写異常画像の発生を抑制することが可能となったものの、転写効率が充分に満足し得るものではなかった。
本発明は、従来技術における上記諸問題を解決し、転写異常画像の発生をより効果的に抑制するとともに充分な転写効率を実現することのできる転写電圧設定方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は本発明により、可視像を担持する像担持体と、該像担持体と接触し像担持体上の可視像を記録材上へ転写するための移動可能な転写体と、前記像担持体と転写体の接触部において転写体に付与された転写電荷を減じる除電電極と、該除電電極の前記転写体移動方向下流側に配置され前記転写体に転写電荷を付与する転写電極とを有する画像形成装置の転写電圧設定方法において、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００、ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)、ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)、２５０＋ＶＬ≦Ｖｂ１ の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することにより解決される。
【０００９】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００、ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)、ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)、１２００＋ＶＬ≧Ｖｂ１ の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを提案する。
【００１０】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９〜１０１１Ωcmの範囲）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、前記接触部終了点における前記転写体裏面の電位をＶｂ１とするとき、Ｖｂ１＝Ｖｔ(ａ・Ｘ１２＋ｂ・Ｘ１)／８００、ａ＝５００＋３００(logＲ−１０)、ｂ＝３００−３００(logＲ−１０)、７００＋ＶＬ≧Ｖｂ１≧４００＋ＶＬ の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを提案する。
【００１１】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置方向に計った距離をｄ(mm)、規格化した値Ｘ＝ｄ／Ｌとし、前記接触部内での前記転写体裏面電位がＶ１＝２５０＋ＶＬとなるときのＸの値をＸ０とすると、Ｘ０＝[−ｂ・Ｖｔ＋(ｂ２・Ｖｔ２＋3200・ａ・Ｖｔ・Ｖ１)０．５]／(２・ａ・Ｖｔ)、（Ｘ１−Ｘ０）・Ｌ＞４（mm）の関係式を前記関係式に加えて用いることを提案する。
【００１２】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置方向に計った距離をｄ(mm)、規格化した値Ｘ＝ｄ／Ｌとし、前記接触部内での前記転写体裏面電位がＶ１＝２５０＋ＶＬとなるときのＸの値をＸ０、前記転写体の線速をＶａとするとき、Ｘ０＝[−ｂ・Ｖｔ＋(ｂ２・Ｖｔ２＋3200・ａ・Ｖｔ・Ｖ１)０．５]／(２・ａ・Ｖｔ)、ｔ０＝（Ｘ１−Ｘ０）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（sec）の関係式を前記関係式に加えて用いることを提案する。
【００１３】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、２５０＋ＶＬ≦Ｖｔ・Ｌ１／Ｌの関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを提案する。
【００１４】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、１２００＋ＶＬ≧Ｖｔ・Ｌ１／Ｌの関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを提案する。
【００１５】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極が前記転写体へ対向して配設された位置から前記接触部終了点までの転写体移動方向の距離をＬ１(mm)、前記除電電極から前記転写電極が前記転写体へ対向して配設された位置までの距離をＬ(mm)、前記転写体の体積抵抗率をＲ（Ωcm、ただし、Ｒ＝１０９Ωcm以下）、前記像担持体の可視像部における表面電位をＶＬ、前記転写電極に印加する電圧をＶｔ、Ｘ１＝Ｌ１／Ｌ、Ｖｂ１＝Ｖｔ・Ｘ１とするとき、７００＋ＶＬ≧Ｖｔ・Ｌ１／Ｌ≧４００＋ＶＬ の関係式を用いて、前記転写電極に印加する電圧を設定することを提案する。
【００１６】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、Ｖ１＝２５０＋ＶＬとするとき、（Ｌ１／Ｌ−Ｖ１／Ｖｔ）・Ｌ＞４（mm）の関係式を前記関係式に加えて用いることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、Ｖ１＝２５０＋ＶＬ、前記転写体の線速をＶａとするとき、（Ｌ１／Ｌ−Ｖ１／Ｖｔ）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（sec）の関係式を前記関係式に加えて用いることを提案する。
【００１７】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記像担持体・除電電極・転写体の経時劣化や環境変動及び部品のばらつきに応じて前記除電電極の位置を調節することにより、最適な転写効率を維持することを提案する。
【００１８】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除電電極の移動範囲を前記像担持体と転写体の接触部内とすることをことを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、転写不良が発生した場合に、前記除電電極を前記転写体移動方向の上流側に移動させることを提案する。
【００１９】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、転写過多が発生した場合に、前記除電電極を前記転写体移動方向の下流側に移動させることを提案する。
【００２０】
【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。
図１は、本発明の一実施形態である電子写真装置の作像部付近を示す構成図である。この図に示す作像部は、感光体ドラム１を中心として、その周囲に配置された帯電器２、電位センサ３、４色の現像器４1〜４4、Ｐセンサ５、中間転写ベルト６、クリーニング前除電器（ＰＣＣ）７、クリーニング装置９、除電ランプ１０等により構成される。本実施形態の電子写真装置は、一つの感光体ドラム１に対向して４色の現像器４1〜４4（感光体回転方向の順にブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を並べて配置してあり、感光体ドラム１上に異なる色成分ごとに形成されるトナー像を中間転写ベルト６上に順次重ね転写し、その重ね転写されたトナー像を転写紙等の記録材上に一括転写することによってカラー画像を得る１ドラム中間転写方式である。
【００２１】
感光体ドラム１は、アルミの素管上に下引き層・電荷発生層・電荷輸送層の順に重ねて製造した機能分離型の感光層を有している。感光層の厚さは１０〜４０μｍ、比誘電率は約３である。帯電器２は、本実施形態ではスコロトロン帯電器を用いている。
【００２２】
この画像形成装置における作像プロセスを簡単に説明する。
感光体ドラム１を帯電器２で均一にマイナス帯電（約−６５０〜−７００Ｖ）させた後、画像情報に応じたレーザ光Ｌを露光位置に照射し、感光体ドラム１上に−１００〜−５００Ｖの静電潜像を形成する。感光体の帯電電位や露光部電位を電位センサ３で検出し、帯電条件や露光条件などを制御することもできる。現像部には４色の現像器４1〜４4を並べて配置してあり、各色ごとに静電潜像を現像する。各現像器４1〜４4は乾式２成分現像剤を用い、感光体ドラム１上の低電位部（露光により電位が減衰した部分）にマイナス帯電トナーを付着させる反転現像方式である。現像バイアスは約−５００〜−５５０Ｖとなっている。現像バイアスには交流成分を重畳させてもよい。現像部の下流側にはＰセンサ５が配置され、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。感光体ドラム１上に順次形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト６上に転写される。本実施形態で用いているトナーは、粉砕法により製造した不定形で、平均粒径は６〜８μとした。
【００２３】
転写体としての中間転写ベルト６は、フッ素系の樹脂の中にカーボンブラックを分散させた単層の中抵抗体であり、厚さが５０〜３００μｍ、比誘電率は約１１、体積抵抗値Ｒｖが１×１０7〜１×１０11Ωｃｍのものを用いる。なお、ベルト材料としてはポリカーボネイトなどの他の樹脂を用いることもできる。本実施形態では、中間転写ベルト６への転写電圧の印加は、間接印加方式を採用しており、入口ローラ１２と出口ローラ１３の間に架張されたベルト部分が感光体ドラム１に接触している。入口ローラ１２は接地され、出口ローラ１３にプラス極性の転写電圧Ｖｔが印加される。転写電圧Ｖｔは図示しない電源から供給され、その出力値は制御部によってコントロールされている。以後、感光体ドラム１から中間転写ベルト６へのトナー像転写を「ベルト転写」と呼ぶ。
【００２４】
ベルト転写後、感光体ドラム１はＰＣＣ７によって帯電量が制御され、クリーニング装置９のブラシ及びブレードによって感光体上の残留トナーが除去される。感光体上の残留電荷は除電ランプ１０によって除去される。
【００２５】
中間転写ベルト６上に１色目のトナー像が転写された後、２色目の作像動作を開始し、中間転写ベルト６上に２色目のトナー像を重ねて転写する。この時、転写される順番ごとに転写電圧を増加させていってもよい。フルカラー画像の場合、転写ベルト６上に黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナー画像を順次転写した後、その重ね転写されたトナー像（フルカラー画像）を一括して記録紙１４上に転写する。中間転写ベルト６から記録紙１４へのトナー像の転写は、紙転写ローラ１１で記録紙の裏側からプラス極性の電圧を印加することによって行っている。以後、中間転写ベルト６から記録紙へのトナー像転写を「ペーパ転写」と呼ぶ。ペーパ転写後にベルト上に残留したトナーはベルトクリーニング手段８によって除去される。
【００２６】
なお、中間転写体としては剛体の中間転写ドラムを使用することもできるが、中間転写ベルト方式の場合は、ベルト回りのレイアウトの自由度が大きく、装置小型化に有利である。
【００２７】
図２は、ベルト転写部を詳しく示す拡大図である。本発明が適用される装置は、ベルト転写部において、ニップ幅Ｎ内の転写体（転写ベルト）裏面の少なくとも一部に接触する電極（転写電荷を除電するための電極）を有している。この電極を接地あるいは転写バイアスと逆極性の電圧を印加することによって、転写ニップ部入口側での転写電界を弱め、プレ転写によるトナーの飛び散りを防止することができる。本実施形態では、電極として幅（ベルト６回動方向の長さ）Ｂの導電性ブラシ１４を用いており、これをニップ幅Ｎ内において中間転写ベルト６の裏面に接触させている。図２において、ブラシ１４の下流側（ベルト６回動方向の下流側）端部からニップ端部までの距離をＬ1とし、ブラシ１４の下流側端部から出口ローラ１３（の中心）までの距離をＬとする。
【００２８】
さて、本発明は、中間転写ベルトに付与された転写電荷を除電する除電電極（導電性ブラシ１４）の位置と転写バイアス・感光体１と中間転写ベルト６のニップ幅・中間転写ベルト６の体積抵抗値等を後述する条件を満たすように設定することによって、充分な転写効率を得ようとするものである。
【００２９】
まず、ニップ中心からの距離とベルト裏面電位の関係が、体積抵抗値の異なるベルトによってどのように違うかについて説明する。
図３は、電界シュミレーションによってベルト裏面の電位分布を計算した結果を示すグラフである。感光体ドラム１と中間転写ベルト６のニップ中心をＸ軸の原点とし、縦軸にベルト裏面の電位をプロットした。すなわち、ニップ中心からの距離に応じたベルト裏面の電位を示している。なお、ここでは、ニップ中心から±１８ｍｍのところに出口ローラ１３と入口ローラ１２を配置し、ニップ幅は２０ｍｍとした。また、印加バイアスは８００Ｖとしている。計算に用いたベルトは次の３種類である。
ベルト▲１▼：体積抵抗Ｒｖ＝１０9Ωｃｍ
ベルト▲２▼：体積抵抗Ｒｖ＝１０10Ωｃｍ
ベルト▲３▼：体積抵抗Ｒｖ＝１０11Ωｃｍ
そして、接地された導電性ブラシ１４は、Ｘ座標で−５〜−１．４ｍｍのところでベルト裏面に接触している。
【００３０】
図３のグラフからわかるように、各ベルトにおいて、導電性ブラシから入口ローラ側ではベルト裏面の電位に大きな変化はなく、出口ローラに近づくにしたがって電位が高くなっている。そして、ブラシ下流から転写バイアスローラ（出口ローラ）にかけてのベルト裏面電位は、体積抵抗の低いベルト▲１▼では直線的であり、体積抵抗が大きくなるにつれ、２次曲線的になっている。
【００３１】
図４は、導電性ブラシの位置を、Ｘ座標で＋２〜＋５．７ｍｍのところでベルト裏面に接触するように配置し、それ以外の条件は図３の場合と同様にした場合を示している。
【００３２】
図４のグラフでも、各ベルトにおいて、導電性ブラシから入口ローラ側ではベルト裏面の電位に大きな変化はなく、出口ローラに近づくにしたがって電位が高くなっている。そして、ブラシ下流から転写バイアスローラ（出口ローラ）にかけてのベルト裏面電位は、体積抵抗の低いベルト▲１▼では直線的であり、体積抵抗が大きくなるにつれ、２次曲線的になっている。
【００３３】
図５は、印加バイアスＶｔを１６００Ｖとし、それ以外の条件は図４の場合と同様にした場合を示している。
図５のグラフでも、各ベルトにおいて、導電性ブラシから入口ローラ側ではベルト裏面の電位に大きな変化はなく、出口ローラに近づくにしたがって電位が高くなっている。そして、ブラシ下流から転写バイアスローラ（出口ローラ）にかけてのベルト裏面電位は、体積抵抗の低いベルト▲１▼では直線的であり、体積抵抗が大きくなるにつれ、２次曲線的になっている。
【００３４】
このように、図３，４，５のグラフから、中間転写ベルトの体積抵抗が低い場合には、導電性ブラシ下流部から出口ローラ（転写バイアスローラ）にかけてのベルト裏面電位は直線的に変化し、抵抗が大きくなると２次曲線的に変化することがわかる。
【００３５】
さらに、計算条件を変えてシュミレーションを行ったところ、計算したベルト抵抗値の範囲では、トナー帯電量や感光体表面電位の影響が少なく、ベルト抵抗と各ローラや導電性ブラシの配置による影響が支配的であった。
【００３６】
図６は、導電性ブラシ１４の下流側端部から出口ローラ１３までの距離をＬ、導電性ブラシ下流側端部からの距離をｄとしたとき、Ｘ＝ｄ／Ｌと規格化して、ブラシ下流側のベルト裏面電位をプロットし直したグラフである。なお、ここには印加バイアス８００Ｖの場合を示す。このグラフから、導電性ブラシ１４の位置が異なっても、Ｘ＝ｄ／Ｌに対するベルト裏面電位はほぼ同じ（図６のグラフにおいて、図３のベルト▲１▼と図４のベルト▲１▼のベルト裏面電位はほぼ同じ、ベルト▲２▼及びベルト▲３▼についても同様）であることが解る。
【００３７】
また、図５の場合は印加バイアスが１６００Ｖであり、図４の場合の印加バイアス（８００Ｖ）の２倍であるが、図５における縦軸の値すなわちベルト裏面電位も図４の場合の２倍となっており、印加バイアスに比例してベルト裏面電位も上昇することが、図４と図５を比較することにより解る。
【００３８】
以上の考察より、中間転写ベルトの体積抵抗が１０9〜１０11Ωｃｍの範囲では、ベルト裏面電位Ｖｂは、
Ｖｂ＝Ｖｔ（ａ・Ｘ2＋ｂ・Ｘ）／８００
と近似される。ただし、Ｖｔは印加バイアス、ａ＝５００＋３００（logＲ−１０）、ｂ＝３００−３００（logＲ−１０）、Ｘ＝ｄ／Ｌである。また、logの底は１０、すなわちlog10Ｒである。
【００３９】
上記一連の式により、ニップ内の任意の位置に導電性ブラシ１４を配置した場合でも、中間転写ベルト６の裏面の電位分布が算出でき、最適な転写バイアスの設定を容易に行うことができる。
【００４０】
ところで、中間転写ベルト６の体積抵抗が１０9Ωｃｍ以下の場合には、導電性ブラシ下流部から転写バイアス印加ローラ（出口ローラ１３）間のベルト裏面電位は完全に直線で近似することができ、Ｖｂ＝Ｖｔ・ｄ／Ｌとなる。
【００４１】
ベルト裏面の電位と転写性は非常に高い相関があり、特に像担持体（感光体）と転写体（中間転写ベルト）が形成する転写ニップ部内の電位が高いと転写電界も強くなる。逆に、ニップ部内の電位が低いと転写電界が弱くなり、転写率の低下が発生する。トナーをニップ内で転写体（中間転写ベルト）に移動させるためには、ニップ内でベルトが次式で求められるＶ1以上である領域が充分に存在しなければならないことが、以前の研究から判明している。
【００４２】
Ｖ1の値は、Ｖ1＝２５０＋ＶLで与えられる。ここでＶLは可視像部における像担持体（感光体）の表面電位である。ニップ内で中間転写ベルトの裏面電位（ベルト裏側の表面電位：ひょうめんの電位）がＶ1以上になると、転写に必要な電界が形成されてトナーが転写体である中間転写ベルトに移動する。
【００４３】
また、中間転写ベルト６の体積抵抗が１０9〜１０11Ωｃｍの場合、導電性ブラシ１４からニップ部出口までの距離をＬ1、ブラシ１４から出口ローラ１３までの距離をＬ（図２参照）とすると、Ｘ1＝Ｌ1／Ｌの場所での中間転写ベルト６の裏面電位Ｖｂ1は、
Ｖｂ1＝Ｖｔ（ａ・Ｘ12＋ｂ・Ｘ1）／８００
で与えられる。ただし、Ｖｔは印加バイアス、ａ＝５００＋３００（logＲ−１０）、ｂ＝３００−３００（logＲ−１０）である。
【００４４】
すくなくとも、ニップ出口での電位Ｖｂ1がＶ1以上でなければトナーは転写しないことから、
２５０＋ＶL≦Ｖｂ1
の関係式が得られる。実際には、Ｖ1を越える領域が充分にニップ内に存在する必要があるため、
２５０＋ＶL＜Ｖｂ1
である。
【００４５】
また、実際には、上述のように、ニップ内でベルト裏面電位がＶ1以上である領域（以後、実効転写領域と呼ぶ）が、ある程度確保されていないと充分な転写率が得られない。この領域は、発明者らの研究によると約４ｍｍ以上、その領域をベルトが通過する時間に換算すると２２ｍｓｅｃ以上が必要という結果が得られている。
【００４６】
そして、ベルト裏面電位がＶ1となるときのＸ（＝ｄ／Ｌ）の値をＸ0とすると、次式からＸを求めることでＸ0を得ることができる。
Ｖ1＝Ｖｔ（ａ・Ｘ2＋ｂ・Ｘ）／８００
上式は、
ａ・Ｖｔ・Ｘ2＋ｂ・Ｖｔ・Ｘ−８００・Ｖ1＝０
となり、
Ｘ0＝[−ｂ・Ｖｔ＋(ｂ2・Ｖｔ2＋3200・ａ・Ｖｔ・Ｖ1)0.5]／(２・ａ・Ｖｔ)であるから、ベルト裏面電位がＶ1以上となる実行転写領域は、
（Ｘ1−Ｘ0）×Ｌ（ｍｍ）となる。
すなわち、（Ｘ1−Ｘ0）×Ｌ＞４（ｍｍ）のときに充分な転写が可能となる。
【００４７】
また、この実効転写領域をベルトが通過するのに要する時間をｔ0とすると、
ｔ0＝（Ｘ1−Ｘ0）・Ｌ／Ｖａ
となる。ただしＶａはベルトの線速（ｍｍ／ｓ）である。従って、この時間ｔ0が２２ｍｓｅｃ以上である必要があることから、
（Ｘ1−Ｘ0）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（ｓｅｃ）
のときに充分な転写が可能となる。
【００４８】
ところで、ベルト裏面の電位Ｖｂが大きすぎると中間転写ベルトと感光体間で放電が発生し、転写性が低下するといった不具合（転写過多）が発生する。本願発明者らの以前の研究から、ニップ出口の電位Ｖｂ1が次式で与えられるＶ2より大きい場合には、転写過多が発生することが分かっている。
Ｖ2＝１２００＋ＶL
よって、
１２００＋ＶL≧Ｖｂ1
の関係式が得られる。
【００４９】
ただし、この関係式は、ベルト抵抗があらゆる範囲に対応したものであるため、本願発明において考察しているベルト抵抗の範囲（１０9〜１０11Ωｃｍ）では、非常に緩い条件となっている。そのため、後述する実験によれば、
７００＋ＶL≧Ｖｂ1≧４００＋ＶL
の範囲が妥当である。
【００５０】
先に、中間転写ベルトの体積抵抗が１０9Ωｃｍ以下の場合には、導電性ブラシ下流部から転写バイアス印加ローラ間のベルト裏面電位は完全に直線で近似することができ、Ｖｂ＝Ｖｔ・ｄ／Ｌとなる、と述べた。したがって、除電電極（導電性ブラシ１４）からニップ部出口までの距離を距離をＬ1、ブラシ１４から出口ローラ１３までの距離をＬ（図２参照）とすると、Ｘ1＝Ｌ1／Ｌの場所での中間転写ベルト６の裏面電位Ｖｂ1は、
Ｖｂ1＝Ｖｔ・Ｘ1
で与えられる。少なくともニップ出口での電位Ｖｂ1がＶ1以上でなければトナーは転写しないことから、
２５０＋ＶL≦Ｖｂ1
の関係式が得られる。実際には、Ｖ1を越える領域が充分にニップ内に存在する必要があるため、
２５０＋ＶL＜Ｖｂ1
である。
【００５１】
実際には、上述のように、ニップ内でベルト電位がＶ1以上である領域（実効転写領域）がある程度確保されていないと充分な転写率を得ることができない。この領域は、前述の如く、約４ｍｍ以上、その領域をベルトが通過する時間に換算すると２２ｍｓｅｃ以上が必要という結果が得られている。
【００５２】
そして、ベルト裏面電位がＶ1となるときのＸ（＝ｄ／Ｌ）の値Ｘ0は、次式から得ることができる。
Ｘ0＝Ｖ1／Ｖｔ
よって、ベルト裏面電位がＶ1以上となる実行転写領域は、
（Ｘ1−Ｘ0）×Ｌ（ｍｍ）となる。
すなわち、（Ｌ1／Ｌ−Ｖ1／Ｖｔ）・Ｌ＞４（ｍｍ）のときに充分な転写が可能となる。
【００５３】
また、この実効転写領域をベルトが通過するのに要する時間をｔ0とすると、ｔ0＝（Ｘ1−Ｘ0）・Ｌ／Ｖａ
となる。ただしＶａはベルトの線速（ｍｍ／ｓ）である。従って、この時間ｔ0が２２ｍｓｅｃ以上である必要があることから、
（Ｌ1／Ｌ−Ｖ1／Ｖｔ）・Ｌ／Ｖａ＞０．０２２（ｓｅｃ）
のときに充分な転写が可能となる。
【００５４】
さらに、ベルト裏面の電位Ｖｂが大きすぎると中間転写ベルトと感光体間で放電が発生し、転写性が低下するといった不具合（転写過多）が発生する。本願発明者らの以前の研究から、ニップ出口の電位Ｖｂ1が次式で与えられるＶ2より大きい場合には、転写過多が発生することが分かっている。
Ｖ2＝１２００＋ＶL
よって、
１２００＋ＶL≧Ｖｂ1
の関係式が得られる。
【００５５】
ただし、この関係式は、ベルト抵抗があらゆる範囲に対応したものであるため、本願発明において考察しているベルト抵抗の範囲（１０7〜１０9Ωｃｍ）では、非常に緩い条件となっている。そのため、後述する実験によれば、
７００＋ＶL≧Ｖｂ1≧４００＋ＶL
の範囲が妥当である。
【００５６】
ところで、転写ベルトを長期にわたって使用していると、ベルト抵抗の劣化や除電ブラシの劣化等によって、最適な転写バイアスが変動することがある。また、部品のばらつき等によって必ずしも当初の予定通りの転写効率が得られないこともある。一方、図３〜６により説明したように、転写ベルトシステムにおいては、除電ブラシの位置が変わることによって同じ転写バイアスであっても転写効率が大きく変わることが分かる。
【００５７】
経時変化等によって転写効率に変動が生じた場合に、除電ブラシ（導電性ブラシ１４）の位置をわずかに変えることによって、大幅な転写効率の改善が可能となる。除電ブラシの位置を上流・下流側に微調整可能な構成とすることによって、容易に転写効率の修正（補正）が可能な画像形成装置となる。ブラシを移動させる範囲は、ニップ領域のベルト裏面であれば充分である。
【００５８】
例えば、転写不良の場合には、除電ブラシの位置をわずかに上流側に移動させてやればよい。また、転写過多の場合には、除電ブラシをわずかに下流側に移動させてやれば良い。これによって、転写バイアスを変えることなく簡単に転写効率を元に（元の良好な状態に）戻すことが可能となる。
【００５９】
以下、上述の条件を満たすように各部を構成した具体的な実施例について説明する。
本実施形態の第１実施例として、感光体ドラム１の膜厚（感光層の厚さ）２８μｍ、中間転写ベルト６の厚さ１５０μｍ、中間転写ベルト６の体積抵抗Ｒｖが約１×１０10Ωｃｍ、中間転写ベルト６の移動速度は１８０ｍｍ／ｓ、ニップ内の除電電極１４の下流側端部から転写ニップ部の下流端（ニップ出口）までの距離Ｌ1は１０ｍｍ、ニップ内の除電電極１４の下流側端部から転写バイアス印加電極の接触部（出口ローラ１３の中心）までの距離Ｌは１８ｍｍとした。
【００６０】
除電電極１４には、アクリル繊維にカーボンブラックを分散させた導電性ブラシを用いた。ブラシ形状のために中間転写ベルト６の裏面へ均一に接触し、接触圧力を小さくすることができる。また、感光体ドラム１の帯電電位が−６５０Ｖ、現像バイアスが−５００Ｖ、露光部電位ＶLが−１５０Ｖ、現像剤の帯電量が約−１５μＣ／ｇの作像条件で、単色時の画像濃度が充分に得られるトナー現像量の約１．５ｍｇ／ｃｍ2が得られた。トナー粒子の密度は１．２ｇ／ｃｍ3で、トナー層の充填率は０．４２であった。また、トナー粒子の帯電量分布をホソカワミクロン社製Ｅスパートアナライザで測定したところ、平均値で約−３×１０-15Ｃであった。
【００６１】
このとき、転写率９０％以上を確保できる転写バイアスＶｔは７００〜１２００Ｖであった。そこで、第１実施例では、転写バイアスを８００Ｖとなるように、転写バイアス電源（図示せず）を制御することによって、転写チリの発生が少なく、転写性も良好な画像を得ることができた。この転写バイアスは、本願請求項１〜３の関係式を満たしている。
【００６２】
また、本実施形態の第２実施例として、中間転写ベルト６に、体積抵抗Ｒｖが一桁高い１×１０11Ωｃｍのものを用い、他の条件は第１実施例と同様の構成とした。
【００６３】
この実施例で、画像出しを行った場合、転写率９０％以上を確保できる転写バイアスＶｔは９００〜１６５０Ｖであった。そこで、第２実施例では、転写バイアスを１０５０Ｖとなるように、転写バイアス電源を制御することによって、第１実施例と同様の転写チリの発生が少なく、転写性も良好な画像を得ることができた。この転写バイアスは、本願請求項１〜３の関係式を満たしている。
【００６４】
さらに、本実施形態の第３実施例として、中間転写ベルト６に、体積抵抗Ｒｖが二桁低い（第１実施例より低い）１×１０8Ωｃｍのものを用い、他の条件は第１実施例と同様の構成とした。この実施例で、転写率９０％以上を確保できる転写バイアスＶｔは５３０〜８６０Ｖであった。この転写バイアスは、本願請求項１〜３の関係式を満たしている。
【００６５】
次に、本実施形態の第４実施例として、除電ブラシ１４の位置が異なること以外は第１実施例と同様の条件にした。この実施例では、除電ブラシ１４の位置を上流側（入口ローラ１２側）に移動させ、除電ブラシ１４の下流側端部からニップ出口までの距離Ｌ1を１７ｍｍ、除電ブラシ１４の下流側端部から出口ローラ１３の中心までの距離Ｌを２５ｍｍに変更した。
【００６６】
この実施例で、画像出しを行った場合、転写率９０％以上を確保できる転写バイアスＶｔは４２０〜８８０Ｖであった。この転写バイアスで転写チリの発生が少なく、第１実施例と同等の画像を得ることができた。この転写バイアスは、本願請求項１〜３の関係式を満たしている。
【００６７】
さらに、本実施形態の第５実施例として、感光体ドラム１と中間転写ベルト６のニップ幅が異なること以外は第１実施例と同様の条件にした。なお、転写バイアスは８００Ｖである。ニップ幅を変えることによって、除電ブラシ１４の下流側端部からニップ出口までの距離Ｌ1が変化する。そのＬ1の値に応じた転写率を次の表１に示す。
【００６８】
また、中間転写ベルト６の裏面電位が２５０＋ＶL＝１００Ｖ以上になる領域の幅（実効転写領域）を算出し、Ｘとして表１に示す。ニップ裏面電位が１００Ｖとなるのは、Ｘ＝０．２５であり、除電ブラシ１４の下流側端部から約４．５ｍｍ離れた点であった。
【００６９】
【表１】
0003684060.tif 000002
【００７０】
この表より、中間転写ベルト６の裏面電位が２５０＋ＶL＝１００Ｖ以上となる領域が４ｍｍ以上あれば、充分な転写率が得られることが分かる。これをニップ通過時間に換算すると、４／１８０＝０．０２２２ｓｅｃ＝２２ｍｓｅｃとなる。
【００７１】
なお、本発明は本実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、除電電極として導電性ブラシ１４以外のものを用いることもできる。また、転写バイアス印加手段としてローラ（出口ローラ１３）形状以外のものを用いることもできる。その他、転写バイアス帰還手段としての入口ローラ１２も他の形状のものを使用することができる。さらには、現像器４の数も同様であり、フルカラー以外の例えば２色カラーの装置にも適用できる。もちろん、複写機あるいはプリンタ等に適用可能なことは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置の転写電圧設定方法によれば、除電電極の位置、転写バイアス、像担持体と転写体（中間転写ベルト）のニップ幅及び転写体の抵抗値を規定することにより、転写不良が発生せず、充分な転写率を得ることができる。
【００７３】
請求項２〜１０の方法により、除電電極の位置、転写バイアス、像担持体と転写体（中間転写ベルト）のニップ幅及び転写体の抵抗値を規定することにより、転写不良が発生せず、また、転写過多の発生を防止することができる。
【００７４】
請求項１１の方法により、経時変化や環境変動あるいは部品のばらつきによる転写効率の変動を容易に補正して、最適な転写効率を得ることができる。
請求項１２の方法により、除電性等に影響を与えずに転写効率の変動を補正することができる。
【００７５】
請求項１３の方法により、転写不良への対応を容易に行うことができる。
請求項１４の方法により、転写過多への対応を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電子写真装置の作像部付近を示す構成図である。
【図２】そのベルト転写部を詳しく示す拡大図である。
【図３】電界シュミレーションによって転写ベルト裏面の電位分布を計算した結果を示すグラフである。
【図４】除電ブラシの位置が異なる場合の転写ベルト裏面の電位分布を示すグラフである。
【図５】転写バイアスが異なる場合の転写ベルト裏面の電位分布を示すグラフである。
【図６】図３と図４における除電ブラシ下流側の電位分布をプロットし直したグラフである。
【符号の説明】
１        感光体ドラム(像担持体)
４1〜４4 現像器
６        中間転写ベルト（転写体）
１２      入口ローラ
１３      出口ローラ（転写バイアス印加ローラ）
１４      導電性ブラシ（除電電極）
【図１】
0003684060.tif 000003
【図２】
0003684060.tif 000004
【図３】
0003684060.tif 000005
【図４】
0003684060.tif 000006
【図５】
0003684060.tif 000007
【図６】
0003684060.tif 000008