(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と移動可能な中間転写体とを有し、一次転写ニップ部で前記像担持体上のトナー像が前記中間転写体に一次転写され、二次転写ニップ部で前記中間転写体上のトナー像が転写材に二次転写されるものであり、前記一次転写ニップ部において前記中間転写体の裏面に設けられた一次転写部材と、前記中間転写体の移動方向に関して前記二次転写ニップ部の下流側かつ前記一次転写ニップ部の上流側で前記中間転写体の表面に設けられた帯電部材と、を有し、前記中間転写体に複数色のトナー像が順次重ねて転写される画像形成装置において、
前記中間転写体表面に沿う前記帯電部材から前記一次転写ニップ部までの距離をＬ、前記中間転写体の移動速度をＶＰ、前記中間転写体表面に電荷を付与したときの電位減衰時間をτ、としたとき、
τ＞Ｌ／ＶＰ
の関係が成立し、第１色目の一次転写動作に先立って前記帯電部材により前記中間転写体表面が帯電され、第２色目以降の一次転写動作において前記一次転写部材は前記帯電部材が一次転写動作に先立って前記中間転写体表面を帯電させた帯電電位より高い電位が付与される、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材に、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電部材を前記中間転写体に対して接離可能にする接離機構を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電部材は、二次転写後に前記中間転写体上に残った二次転写残トナーと接触し、二次転写残トナーの帯電極性を前記中間転写体の帯電極性と同じ極性に変える、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体の移動方向に関して前記二次転写ニップ部の下流側かつ前記帯電部材の上流側で二次転写後の前記中間転写体上の二次転写残トナーを回収可能なクリーニング部材と、
前記クリーニング部材に電圧を印加する電圧供給手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記クリーニング部材の位置にある間、前記クリーニング部材に印加する電圧が前記帯電部材による前記中間転写体の帯電極性と同極性である、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記クリーニング部材の位置を通過後、前記クリーニング部材に印加する電圧の極性を変更する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記帯電部材の位置を通過後、前記帯電部材に印加する直流電圧の極性を変更する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記帯電部材の位置を通過後、前記帯電部材を前記中間転写体から離間させる、
ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記クリーニング部材は導電性繊維のブラシからなり、前記ブラシを前記中間転写体に対して接離させる接離機構を有する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を使用した複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に、中間転写体を使用した電子写真方式の４色フルカラーのレーザービームプリンタ（以下「画像形成装置」という）の概略構成を示す。
【０００３】
像担持体としての感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転し、その表面が一次帯電器２により一様に帯電され、ホストコンピュータから送られた画像情報信号に基づいて変調された露光手段３からのレーザ光Ｌによって表面に静電潜像が形成される。レーザ光Ｌの強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されており、感光ドラム１上の静電潜像は、レーザ光が照射された部分が明部電位ＶＬ  に、照射されない部分が暗部電位ＶＤ  （一次帯電器２で帯電された電位）に保持される。
【０００４】
静電潜像は、感光ドラム１の回転により現像器１４との対向部に達し、同一極性に帯電された粉体（トナー）が付着されて現像（顕像化）される。４色フルカラー画像形成装置においては一般に４個の現像器、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のトナーをそれぞれ収納した現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えている。
【０００５】
ここで、図１１に示す画像形成装置においては、転写手段５が中間転写ベルト５ａを有しており、この中間転写ベルト５ａ上で４色のトナー像合成されるものであり、感光ドラム１上では静電潜像は単色のトナーによって現像されるものである。なお、中間転写ベルト５ａは、一次転写ローラ５ｂ、駆動ローラ５ｃ、二次転写対向ローラ５ｄに掛け渡されている。まず、感光ドラム１上の静電潜像は、第１（イエロー）の現像器４ａによってイエローのトナーが付着されてトナー像として現像される。この際、第２〜第４の現像器４ｂ、４ｃ、４ｄは、作動オフしており、第１色のイエローのトナー像は、これら第２〜第４の現像器４ａ、４ｂ、４ｃによる影響を受けることなく中間転写ベルト５ａと感光ドラム１とがなす一次転写ニップ部Ｎ１  に到達する。そして、第１のトナー像は、中間転写ベルト５ａの背面に接している一次転写ローラ５ｂに印加された第１色のトナー像と逆極性の電圧により一次転写ニップ部Ｎ１  に形成された電界によって、中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。第１色のトナー像の転写を終了した感光ドラム１は、表面に残った一次転写残トナーがクリーニング装置６によって除去（清掃）された後、第２色（マゼンタ）の画像形成工程にはいる。
【０００６】
第２色の画像形成工程においては、第２の現像器４ｂのみが作動し、他の現像器４ａ、４ｃ、４ｄは作動オフしており、以下、上述と同様の手順によって、第２色のトナー像が中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。以下、第３色（シアン）、第４色（ブラック）と中間転写ベルト５ａ上に順次に一次転写され、転写ベルト５ａ上に４色の重ね合わせカラー画像が形成される。なお、この間、中間転写ベルト５ａの転写クリーニング装置２１は解除しており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像を乱さないようになっている。
【０００７】
次に、給紙手段（不図示）から転写材Ｐが１枚取り出され、中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ７との間の二次転写ニップ部Ｎ２  に挿通される。このとき、転写ローラ７にはトナーと逆極性の二次転写電圧が印加され、第１〜第４色のトナー像は中間転写ベルト５ａから転写材Ｐ上に一括して二次転写される。
【０００８】
二次転写後の転写材Ｐは、表面に未定着トナー像を担持した状態で定着装置１０に搬送され、ここで加熱、加圧を受けてトナー像が永久定着像として定着される。一方、二次転写後の中間転写ベルト５ａは、表面に残った二次転写残トナーが転写クリーニング装置２１によって除去される。
【０００９】
上述の中間転写ベルト５ａとしてはフッ素樹脂やポリエステル、ポリエチレン、ナイロン等の誘電体フィルムや、これらにカーボンブラック等を分散させて抵抗調整したフィルム、あるいは背面に導体を裏打ちした２層フィルムを用いたものが知られている。
【００１０】
なお、中間転写体としては、上述のベルト状の中間転写ベルト５ａの外に、ドラム状の中間転写ドラムも知られている。
【００１１】
中間転写体上の二次転写残トナーを除去するための転写クリーニング装置としては、図１１に示すもの（ブレード２１ａによって機械的に掻き取るもの）以外に、特開平５−３０３３１０号公報においては、導電性部材にトナーと逆極性のバイアスを印加して清掃する手段が開示されている。
【００１２】
また、転写クリーニング部材としてファーブラシを用いて機械的、電気的に二次転写残トナーを回収して、さらにそれを別の除去部材によって回収する方法も考案されている。
【００１３】
さらに、特開平１−１０５９８０号公報で開示されているように、中間転写体上の二次転写残トナーを一次転写ニップ部Ｎ１  を介して感光ドラムに戻し、これを感光ドラムのクリーニング装置６によって除去する方法も知られている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の中間転写体を使用した画像形成装置においては、次のような不具合があった。
【００１５】
中間転写体は、感光ドラムからトナー像が一次転写され、また一次転写されたトナー像を転写材上に転写する部材であり、これらの転写を行うための電界を形成する必要があるために極端に低抵抗な材料で構成することは難しい。
【００１６】
したがって、中間転写体としては、中抵抗以上（体積抵抗率で約１０７  Ω・ｃｍ以上）の抵抗を有する材料を用いるのが一般的であった。
【００１７】
ところが、中抵抗以上といっても、高抵抗材料を用いた場合は表面が帯電しやすく、抵抗を調整して中抵抗にした場合でも、環境に対する抵抗変化が大きく、製造上のばらつきも大きいという特徴があって、全使用環境において帯電を防止することは困難であった。
【００１８】
このような中間転写体の帯電は転写電界に影響を与えるために均一なトナー像転写を阻害して画像一様性を損なう原因となっていた。特に近年の印字速度の高速化の要求により表面の電位が減衰する間もなく、次の画像形成に入る必要がある装置においては上記中間転写体の帯電による不均一な画像が重要な問題となっていた。
【００１９】
また、中間転写体として中間転写ドラムや、導電体に裏打ちされた中間転写ベルトを用いる場合には、裏面は常時同電位となるために、これを一次転写電位とする場合において転写材に対して必要かつ十分な大きさの中間転写体を用いると、二次転写ニップ部及びその他の電圧供給部における電界はこの裏面電位に影響されることになる。例えば、二次転写ニップ部の電圧は中間転写体の裏面電位に対して上乗せした値が要求されるために、裏面電位に一次転写電圧が供給されている場合には、高電圧が必要となって転写材とその周囲に対して漏洩電流が流れやすく二次転写が不安定になるという問題があった。
【００２０】
一方、中間転写体上の二次転写残トナーの転写クリーニング方法として、ブレードやファーブラシ等の掻き取り部材を用いて機械的に除去する方法を用いた場合、中間転写体に対してブレードを強く押し当てたり、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する必要があるが、これによると、中間転写体や転写クリーニング部材自体の摩耗、破損等が発生していた。さらに最近の傾向としてトナーの微粒子化が進み、また重合トナー等の球形トナー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、これらの掻き取り部材ではすり抜け等が発生して転写クリーニング性が不十分となることが明らかになった。
【００２１】
これに対して、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な、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装置は、転写クリーニング性を大幅に改善することができるものの、同時に中間転写体への電荷供給作用を伴うために中間転写体表面を帯電させやすい構成であるといえる。この場合の中間転写体表面の帯電状態は二次転写残トナーの量やトリボ等によって様々に変化して、画像形成動作終了毎に異なる履歴となって中間転写体に残存するため、次の画像形成の際に一次転写電界に影響して画像一様性を保つことができないといった問題が発生した。特に、画像形成の前に十分除電時間をおいた場合（例えば電源投入時）と連続画像形成時とでは画像濃度が変わってしまうという問題が生じていた。
【００２２】
そこで、本発明は、中間転写体に対する良好な転写クリーニング性を維持しつつ、画像一様性の低下を防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、像担持体と移動可能な中間転写体とを有し、一次転写ニップ部で前記像担持体上のトナー像が前記中間転写体に一次転写され、二次転写ニップ部で前記中間転写体上のトナー像が転写材に二次転写されるものであり、前記一次転写ニップ部において前記中間転写体の裏面に設けられた一次転写部材と、前記中間転写体の移動方向に関して前記二次転写ニップ部の下流側かつ前記一次転写ニップ部の上流側で前記中間転写体の表面に設けられた帯電部材と、を有し、前記中間転写体に複数色のトナー像が順次重ねて転写される画像形成装置において、
前記中間転写体表面に沿う前記帯電部材から前記一次転写ニップ部までの距離をＬ、前記中間転写体の移動速度をＶＰ、前記中間転写体表面に電荷を付与したときの電位減衰時間をτ、としたとき、
τ＞Ｌ／ＶＰ
の関係が成立し、第１色目の一次転写動作に先立って前記帯電部材により前記中間転写体表面が帯電され、第２色目以降の一次転写動作において前記一次転写部材は前記帯電部材が一次転写動作に先立って前記中間転写体表面を帯電させた帯電電位より高い電位が付与される、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項２に係る本発明は、前記帯電部材に、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項３に係る本発明は、前記帯電部材を前記中間転写体に対して接離可能にする接離機構を有する、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項４に係る本発明は、前記帯電部材は、二次転写後に前記中間転写体上に残った二次転写残トナーと接触し、二次転写残トナーの帯電極性を前記中間転写体の帯電極性と同じ極性に変える、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項５に係る本発明は、前記中間転写体の移動方向に関して前記二次転写ニップ部の下流側かつ前記帯電部材の上流側で二次転写後の前記中間転写体上の二次転写残トナーを回収可能なクリーニング部材と、前記クリーニング部材に電圧を印加する電圧供給手段と、を有する、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項６に係る本発明は、二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記クリーニング部材の位置にある間、前記クリーニング部材に印加する電圧が前記帯電部材による前記中間転写体の帯電極性と同極性である、ことを特徴とする。
【００３１】
請求項７に係る本発明は、二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記クリーニング部材の位置を通過後、前記クリーニング部材に印加する電圧の極性を変更する、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項８に係る本発明は、二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記帯電部材の位置を通過後、前記帯電部材に印加する直流電圧の極性を変更する、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項９に係る本発明は、二次転写後の前記中間転写体上のトナー像に対応する領域が、前記帯電部材の位置を通過後、前記帯電部材を前記中間転写体から離間させる、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項１０に係る本発明は、前記クリーニング部材は導電性繊維のブラシからなり、前記ブラシを前記中間転写体に対して接離させる接離機構を有する、ことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００３９】
〈実施の形態１〉
図１に、本発明に係る画像形成装置を示す。なお、同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーのレーザービームプリンタである。
【００４０】
像担持体としての感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転し、その表面が一次帯電器２により一様に帯電され、ホストコンピュータから送られた画像情報信号に基づいて変調された露光手段３からのレーザ光Ｌによって表面に静電潜像が形成される。露光手段３は、レーザー発振器３ａや反射ミラー３ｂ等を備えている。レーザー光Ｌの強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されており、感光ドラム１上の静電潜像は、レーザ光が照射された部分が明部電位ＶＬ  に、照射されない部分が暗部電位ＶＤ  （一次帯電器２で帯電された電位）に保持される。
【００４１】
静電潜像は、感光ドラム１の回転により現像装置４との対向部に達し、同一極性に帯電された粉体（トナー）が付着されて現像（顕像化）される。４色フルカラー画像形成装置においては一般に４個の現像器、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のトナーをそれぞれ収納した現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えている。
【００４２】
ここで、図１に示す画像形成装置においては、転写手段５が中間転写ベルト５ａを有しており、この中間転写ベルト５ａ上で４色のトナー像合成されるものであり、感光ドラム１上では静電潜像は単色のトナーによって現像されるものである。なお、中間転写ベルト５ａは、一次転写ローラ５ｂ、駆動ローラ５ｃ、二次転写対向ローラ５ｄに掛け渡されている。まず、感光ドラム１上の静電潜像は、第１（イエロー）の現像器４ａによってイエローのトナーが付着されてトナー像として現像される。この際、第２〜第４の現像器４ｂ、４ｃ、４ｄは、作動オフしており、第１色のイエローのトナー像は、これら第２〜第４の現像器４ａ、４ｂ、４ｃによる影響を受けることなく中間転写ベルト５ａと感光ドラム１とがなす一次転写ニップ部Ｎ１  に到達する。そして、第１のトナー像は、中間転写ベルト５ａの背面に接している一次転写ローラ５ｂに印加された電圧と中間転写ベルト５ａの表面電位とにより一次転写ニップ部Ｎ１  に形成された電界によって、中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。第１色のトナー像の転写を終了した感光ドラム１は、表面に残った一次転写残トナーがクリーニング装置６によって除去（清掃）された後、第２色（マゼンタ）の画像形成工程にはいる。
【００４３】
第２色の画像形成工程においては、第２の現像器４ｂのみが作動し、他の現像器４ａ、４ｃ、４ｄは作動オフしており、以下、上述と同様の手順によって、第２色のトナー像が中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。以下、第３色（シアン）、第４色（ブラック）と中間転写ベルト５ａ上に順次に一次転写され、転写ベルト５ａ上に４色の重ね合わせカラー画像が形成される。
【００４４】
次に、給紙手段（不図示）から転写材Ｐが１枚取り出され、中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ７との間の二次転写ニップ部Ｎ２  に挿通される。このとき、転写ローラ７にはトナーと逆極性の二次転写電圧が印加され、第１〜第４色のトナー像は中間転写ベルト５ａから転写材Ｐ上に一括して二次転写される。
【００４５】
二次転写後の転写材Ｐは、表面に未定着トナー像を担持した状態で定着装置１０に搬送され、ここで加熱、加圧を受けてトナー像が永久定着像として定着される。一方、二次転写後の中間転写ベルト５ａは、表面に残った二次転写残トナーが、転写帯電ローラ８、対向ローラ９によって除去される。
【００４６】
本実施の形態においては、中間転写ベルト５ａは、厚さ１００μm のＰＶＤＦ樹脂によって構成されており、次の３本のローラ、すなわち一次転写ローラ５ｂ、駆動ローレット５ｃ、二次転写対向ローラ５ｄに掛け渡されている。一次転写ローラ５ｂは、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５ａ上に転写するときに中間転写ベルト５ａの背面から電位を与えて、転写電界を形成するための中抵抗（本実施の形態では１ｋＶ印加時のニップ形成での実抵抗が１０７Ωのものを用いている）の導電スポンジによって形成されている。一次転写ローラ５ｂは、中間転写ベルト５ａを裏面側から感光ドラム１表面に押し付けて、感光ドラム１表面と中間転写ベルト５ａ表面との間に一次転写ニップ部Ｎ１を構成する。一次転写ローラ５ｂは、芯金（不図示）を有し、この芯金に対して一次転写バイアス電源１１（図３参照）により一次転写バイアスが印加される。駆動ローラ５ｃは、中間転写ベルト５ａを矢印Ｒ５方向に回転（移動）させる。中間転写ベルト５ａを挟んで二次転写対向ローラ５ｄに対向する位置には、二次転写ローラ７が配置されている。二次転写ローラ７は、ＥＰＤＭ発泡層によって被覆されており、接離機構（不図示）によって中間転写ベルト５ａに対して接離される。二次転写ローラ７は、二次転写時には、接離機構によって中間転写ベルト５ａに当接されて二次転写ニップ部Ｎ２を形成するとともに、二次転写バイアスが印加されて二次転写ニップ部Ｎ２に挿通される転写材Ｐにトナー像を二次転写するものである。
【００４７】
これら３本のローラの外に、二次転写対向ローラ５ｄと一次転写ローラ５ｂとの間における中間転写ベルト５ａの外側と内側とには、それぞれ中抵抗の転写帯電ローラ８、対向ローラ９が配置されている。転写帯電ローラ８は、転写バイアス電源１２（図３参照）によって電圧が印加され、中間転写ベルト５ａに対して電荷を供給する。対向ローラ９は、導電ゴムローラによって構成されており、電気的に接地されている。転写帯電ローラ８は中間転写ベルト５ａを帯電すると同時に二次転写工程以後の中間転写ベルト５ａ上の二次転写残トナーに電荷を付与する役割を有する。
【００４８】
中間転写ベルト５ａは、少なくとも転写材Ｐの１頁分の画像を保持する必要があるために、周長は、搬送方向長さ（中間転写ベルト５ａの移動方向と同じ）が最大の転写材Ｐの長さ分を確保していなければならない。本実施の形態ではＡ４サイズ（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）を転写材Ｐの最大とするので、中間転写ベルト５ａの周長は約３００ｍｍ以上必要であって、実際には直径１００ｍｍ、したがって周長が約３１４ｍｍの円筒状フィルムに成型したものを用いている。
【００４９】
本実施の形態の中間転写ベルト５ａの抵抗としては表面に電荷を保持できるものであることが条件となるため、体積抵抗率としては１０９  〜１０１５Ω・ｃｍのものが好ましく、上述のＰＶＤＦ樹脂以外には、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂のものや、シリコーンゴムやヒドリンゴム等の弾性材料や、これらにカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を行ったもの等を用いることができる。
【００５０】
図２は、中間転写ベルト５ａの表面に、帯電器で電荷を供給したときの典型的な帯電電位減衰の様子を示すものである。電荷供給電位Ｖ０  に対して１／ｅ（ｅは自然対数の底）となるまでの時間は一般的に減衰時定数τと呼ばれるもので、中間転写ベルト５ａのもつ体積抵抗率、厚み、誘電率で決定されると考えてよい。
【００５１】
この表面の帯電電荷に起因する帯電電位は、帯電時の裏面電極の電位と帯電部材に与えた直流電圧との差であって上述のような特性を有するが、表面電位として観測されるのは、これと測定時の裏面電極の電位との和であって、本実施の形態のように一次転写ニップ部Ｎ１  での中間転写ベルト５ａ表面の電位を議論する場合には、上述の帯電電位と一次転写ローラ５ｂとに与えた電位との和が対象となる。
【００５２】
本実施の形態においてはこの減衰時定数τと画像形成速度ＶＰ  （中間転写ベルト５ａの回転速度に等しい）及び、転写帯電ローラ８の当接位置Ｍから一次転写ニップ部Ｎ１  までの実走距離Ｌに関して、
τ＞Ｌ／ＶＰ    ……（１）
なる関係が満たされるようにして、転写帯電ローラ８による帯電電荷が一次転写ニップ部Ｎ１  までに有効に働く構成としている。
【００５３】
本実施の形態では中間転写ベルト５ａに体積抵抗率が約１０１３Ω・ｃｍ、比誘電率が７、厚みが１００μｍ  のＰＶＤＦを用いており、ＶＰ  ＝１２０ｍｍ／ｓｅｃ  、Ｌ＝１００ｍｍにおいて上式を満たすものとなっている。
【００５４】
次に、図３を参照して、上述構成の画像形成装置の具体的動作について説明する。
【００５５】
画像形成装置に対してホストコンピュータからの印字指令が入力されると、一次帯電器２によって感光ドラム１表面が一様に帯電され、露光手段３によって画像情報に応じた露光がなされ、感光ドラム１上に第１色目の静電潜像が形成される。この静電潜像は第１色目の現像器４ａによってイエローのトナー像として現像される。一方、転写帯電ローラ８が中間転写ベルト５ａに当接されて、転写バイアス電源１２より、直流電圧（オフセット電圧）＋１００Ｖに振幅３ｋＶの交流電圧を重畳させた電圧が印加されて中間転写ベルト５ａの表面は一様に＋１００Ｖに帯電される。
【００５６】
帯電領域は、ホストコンピュータから指示された転写材のサイズや画像形成領域に応じて変更され、この帯電電位によって一次転写のための電界、すなわち、感光ドラム１上の第１色目のトナー像Ｔｘ（マイナス極性のトリボを持つ）を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する電界が形成される。このとき一次転写ローラ５ｂには接地電位を与えてあって、中間転写ベルト５ａの表面電位と感光ドラム１の表面電位（ＶＬ  が約−１００Ｖ）との電位差が一次転写電界を形成する。
【００５７】
転写帯電ローラ８は帯電領域の帯電を完了した後、中間転写ベルト５ａから離間する。
【００５８】
第２色目、第３色目、第４色目の一次転写は一次転写ローラ５ｂに順次に＋２００Ｖ、＋３００Ｖ、＋４００Ｖを各色に応じて印加することによって行う。
【００５９】
上述の４回の一次転写工程によって中間転写ベルト５ａ上に合成されたカラー画像は、二次転写ローラ７に印加されるバイアスによって二次転写ニップ部Ｎ２  に挿入された転写材Ｐに一括して二次転写される。
【００６０】
転写帯電ローラ８は二次転写を終えた中間転写ベルト５ａ上のトナー像に対応する領域が当接位置Ｍに達する前に、中間転写ベルト５ａに当接して前述の印加電圧により中間転写ベルト５ａを再び所定の電位に帯電させるとともに、二次転写残トナーＴｙに中間転写ベルト５ａの帯電極性と同極性の電荷を与える。
【００６１】
以後画像形成を終了する場合には、感光ドラム１との電位差によって、再帯電後の二次転写残トナーＴｚは感光ドラム１に逆転写され、また以後引き続き連続画像形成が行われる場合にも、上述の第１色目の一次転写工程と同様に動作することによって、中間転写ベルト５ａ上に第１色目のトナー像の一次転写を行うと同時に、再帯電後の二次転写残トナーＴｚを感光ドラム１に逆転写して、連続動作が可能となる。
【００６２】
中間転写ベルト５ａは、一次転写工程、二次転写工程を経る間に、表面に電荷が供給されて画像や環境、転写材Ｐの種類によって様々な帯電電位を有する傾向がある。したがって、連続して画像形成を行う場合には、このような帯電電位の相違が、初期１枚目と２枚目とで一次転写電界に影響を与えて、一様な転写画像を得られないことがあった。
【００６３】
本実施の形態の特徴は、上述の事実を踏まえて中間転写ベルト５ａの電荷保持能力を利用することにより、一次転写工程に先行して中間転写ベルト５ａの表面を一次転写電位に一様に帯電させて、これを使って１色目の一次転写を行うという点にあり、これによると画像一様性が向上するものである。
【００６４】
図４は、第１色目の一次転写前の中間転写ベルト５ａの表面電位（裏面接地電位）を測定したもので、破線は一次転写前帯電を行わなかった場合、実線は本実施の形態の場合である。
【００６５】
破線に見られるように、この一次転写前帯電を行わなかった場合には、１枚目の電位は接地電位であって、２枚目以降は一次転写、二次転写の電荷供給作用の影響を受けて表面電位が大きく振れている。この不均一な表面電位に対して裏面から一次転写電圧を供給した場合には１枚の転写材Ｐ上の画像内においてこの履歴による不均一画像が発生し、特に１枚目と２枚目との画像濃度が大きく変動することが確認された。一方本実施の形態では初期１枚目と２枚目とで中間転写ベルト５ａの表面電位を均一に所定電位にすることができて、１色目の一次転写電圧ＶＴ  に設定することが可能である。したがって、上述の一枚の転写材Ｐ内、及び複数の転写材Ｐ間の不均一画像は発生しない。
【００６６】
本実施の形態では帯電電位を第１色目の一次転写電圧ＶＴ  とし、第１色目では一次転写ローラ５ｂには接地電位を与えたが、前述のように一次転写電界は両者の電位の和であることから、第１色目の一次転写電圧を形成するために任意に両者の比を変えることが可能である。例えば、表面電位を０Ｖ（接地電位）、第１色目の一次転写ローラ５ｂに第１色目の一次転写電圧ＶＴ  を印加することもできる。
【００６７】
また、ここで説明した画像形成装置はネガトナーを用いた反転現像によるものについてであるが、トナーの極性や現像方式によってクリーニング部材に印加する電圧の極性を適宜変更することによって各方式の画像形成装置に対応することができる。
【００６８】
〈実施の形態２〉
図５を参照して、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と同部材は、同符号を付しその重複説明は省略するものとする。
【００６９】
本実施の形態において中間転写体として中間転写ドラム１３を採用している。中間転写ドラム１３は、アルミシリンダー１３ａの表面に、カーボンを分散させて６×１０７  Ω・ｃｍと中抵抗化したＮＢＲゴムで弾性抵抗層１３ｂを形成し、さらにその表面に３０μｍ  程度ウレタン樹脂で被覆層１３ｃを設けて構成されている。中間転写ドラム１３の減衰時定数τはこれら弾性抵抗層１３ｂと被覆層１３ｃの誘電率や体積抵抗率、層厚で決定されるが、本実施の形態では被覆層１３ｃの体積抵抗率を３×１０１４Ω・ｃｍと高いものを選んでおり、減衰時定数τに関して支配的な存在となっている。この減衰時定数τを実測したところ、温度３５℃、湿度８５％の環境において５秒、１５℃、１０％の環境において２０００秒であった。
【００７０】
本実施の形態では、前述の実施の形態１の一次転写ローラ５ｂの代わりに、アルミシリンダー１３ａに直接給電することによって同様な動作を可能としている。一方、アルミシリンダー１３ａは同時に、二次転写対向ローラ５ｄ、対向ローラ（電極）９を兼ねることになる。
【００７１】
中間転写ドラム１３の直径としては、画像形成装置全体の大きさからの制約があって、通常、最大通紙サイズの転写材Ｐの搬送方向長さを基準に大きさを決定するが、この場合、連続画像形成時において二次転写工程と一次転写工程が同時進行する場合が発生する。
【００７２】
本実施の形態では中間転写ドラム１３は、直径が１４０ｍｍのものを用いて、一次転写ニップ部Ｎ１  下流から二次転写ニップ部Ｎ２  上流にかけての領域を３００ｍｍと長くとって、第４色目の一次転写工程と二次転写工程とが同時に進行しないようにレイアウトを設定してある（第１色目の一次転写工程と二次転写工程とが同時に進行する場合はある）。
【００７３】
本実施の形態では、減衰時定数τとして、前述の（１）  式を満たす中間転写ドラム１３を用いており、転写帯電ローラ８によって表面に電荷を供給することにより、第１色目の一次転写電界を形成することができる。したがって、連続画像形成時に第１色目の一次転写工程と二次転写工程とが同時進行する場合に、アルミシリンダー１３ａの電位を接地電位として、一次転写電界を中間転写ドラム１３の表面電位によって、また、二次転写電圧を二次転写ローラ７に供給した電位によって得ることができる。この特徴は本実施の形態のように一次転写電位供給手段、二次転写対向ローラ、転写帯電対向ローラをアルミシリンダー１３ａで兼ねるような構成において、相互の干渉をなくすことができて、供給電圧を独立に決定することが可能であり、絶対値の低い電圧値を選ぶことができる点で優れている。
【００７４】
本実施の形態では減衰時定数τを被覆層１３ｃによって得ているが、弾性抵抗層１３ｂの体積抵抗率や膜厚を大きくして、これら２層の抵抗と容量とにより減衰時定数τを確保してもよい。
【００７５】
〈実施の形態３〉
図６を参照して、実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と同部材は、同符号を付しその重複説明は省略するものとする。
【００７６】
本実施の形態においては、前述の実施の形態１で説明した装置構成において、中間転写体として導電ゴムベルトの表面に高抵抗層を被覆させた中間転写ベルト５ｅを用いており、中間転写ベルト裏面を一次転写ローラで供給した電位と同電位にすることにより、表面に当接する部材の対向電位を与える構成としている。また、二次転写ニップ部Ｎ２と転写帯電ローラ８との間には中間転写ベルト５ｅのクリーニング部材として回転ブラシ１４を配置させてある。回転ブラシ１４は、転写帯電ローラ８と同様に中間転写ベルト５ｅに対して離接可能となっていて、図７に示すように、１０５〜１０８Ω・cmの導電繊維を金属性の芯金１４ａに１５０〜３００本／ｉｎｃｈ２の密度で植毛したもので、芯金１４ａには電源１５によって直流電圧を印加する構成としている。
【００７７】
次に、これらの動作について、図７、図８を用いて詳述する。
【００７８】
（転写工程）
前述の実施の形態１と同様に、ホストコンピュータからの印字指令が画像形成装置に入力されると、帯電、露光、現像等によって感光ドラム１上にトナー像が形成されるとともに、転写帯電ローラ８が中間転写ベルト５ｅに当接されて、中間転写ベルト５ｅの表面は一様に＋１００Ｖに帯電される。
【００７９】
一次転写ローラ５ｂには接地電位を与えてあって、中間転写ベルト５ｅの表面電位と感光ドラム１の表面電位との電位差により一次転写電界が形成されて、第１色目の一次転写が行われる。
【００８０】
転写帯電ローラ８は帯電領域の帯電を完了した後、中間転写ベルト５ｅから離間する。
【００８１】
第２色目からの一次転写は一次転写ローラ５ｂに順次＋２００Ｖ、＋３００Ｖ、＋４００Ｖを各色に応じて印加することによって行う。上述の４回の一次転写工程によって中間転写ベルト５ｅ上に合成されたカラー画像は、二次転写ローラ７に印加される定電流制御された電圧によって、二次転写ニップ部Ｎ２  に挿入された転写材Ｐに一括して二次転写される。
【００８２】
（転写クリーニング工程）
二次転写後の中間転写ベルト５ｅ上の画像先端部が回転ブラシ１４の当接部に達する前に回転ブラシ１４が中間転写ベルト５ｅの表面に当接して、回転ブラシ１４の芯金１４ａに画像形成装置本体から一次転写バイアスと同極性の電圧（クリーニングバイアス）が印加される。このとき一次転写ローラ５ｂは接地電位となり、上述のクリーニングバイアスとして一次転写バイアスと同極性の電圧が印加されて、中間転写ベルト５ｅ上の二次転写残トナーの極性によって選択的に回収できる電界を形成している。１０５  〜１０８  Ω・ｃｍの回転ブラシ１４においては＋５００〜＋２０００Ｖ（２ｋＶ）の範囲で負極性の二次転写残トナーに対して良好な回収性が得られる。回転ブラシ１４を通過後、なお、中間転写ベルト５ｅ上に残っている二次転写残トナーＴｙは一次転写バイアスと同極性のトリボを有するもの（反転トナー）である。転写帯電ローラ８は回転ブラシ１４とほぼ同時に中間転写ベルト５ｅに当接して、第１色目の一次転写に先行して行った動作と同様の電圧が与えられて、中間転写ベルト５ｅの表面を一様に帯電する。
【００８３】
中間転写ベルト５ｅは次画像の形成へと進むわけであるが、第１色目の一次転写工程において上述の反転トナーＴｙは、本来の画像形成トナー（正規トナー）Ｔｘのトリボとは逆の極性を有していることになるので、ここで画像形成トナーＴｘの一次転写と同時に、反転トナーＴｙが感光ドラム１に逆転されることになる。
【００８４】
（吐き出し工程）
中間転写ベルト５ｅ上の画像後端部が回転ブラシ１４を通り過ぎた後は回転ブラシ１４の芯金１４ａには、図８に示すように、第１色目の一次転写バイアスとは逆極性の電圧（吐き出しバイアス）が印加される。このバイアスによって、クリーニングバイアスで回転ブラシ１４に回収されたトナーＴｚは再び中間転写ベルト５ｅ上の非画像形成部へと吐き出される。このとき転写帯電ローラ８は、中間転写ベルト５ｅから離間して吐き出されたトナーＴｚが付着することを防止している。吐き出されたトナーＴｚは一次転写ニップ部Ｎ１  において逆バイアスを印加することにより、感光ドラム１に強制的に逆転写させる。
【００８５】
回転ブラシ１４及び転写帯電ローラ８は吐き出し工程を終えた後、次画像の先端が達する前に中間転写ベルト５ｅから離間して、次の転写クリーニング工程に備える。
【００８６】
上述の転写クリーニング動作によって、中間転写ベルト５ｅ上に存在する二次転写残トナーをそのトリボの極性に応じて選択的に回収し、いずれの極性のトナーも感光ドラム１に逆転写させて除去することができる。特に、二次転写残トナーのトリボ分布が大きく振れている場合や、量が多い場合に対しても回転ブラシ１４を用いることによって転写帯電ローラ８の帯電能力を十分に発揮できる構成となるために、環境が変動した場合にも良好な画像一様性を得ることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、（１）  式を満たす減衰時定数τを得るために抵抗層を表層に設けた中間転写ベルト５ｅを用いたが、前述の実施の形態１、実施の形態２中で用いた中間転写体（中間転写ベルト５ａ、中間転写ドラム１３）に対しても同様な効果を得ることができる。
【００８８】
〈実施の形態４〉
次に本発明の他の実施の形態について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００８９】
本実施の形態の画像形成装置の構成に関しては、上述の実施の形態３で説明したものとほぼ同様であるが、回転ブラシ１４と転写帯電ローラ８とを連結アーム１８で一体化して中間転写ベルト５ｅへの接離動作を同一の駆動機構（不図示）によって可能にしていて、より簡単な構成となっている。
【００９０】
本実施の形態の「吐き出し工程」では回転ブラシ１４と転写帯電ローラ８との間隔分だけ遅らせて「吐き出し工程」を行うが、前述の実施の形態３と異なり、図１０に示すように転写帯電ローラ８が中間転写ベルト５ｅに対して当接状態であるため、転写帯電ローラ８にも吐き出しバイアスを印加して、中間転写ベルト５ｅ上のトナーＴｚが付着することを防止している。
【００９１】
また、図９、図１０に示す電源１９のように、回転ブラシ１４と転写帯電ローラ８とへ同一電源から電位を供給することにより、相互の電位関係を一定に保つことができ、また制御も簡素化することができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、中間転写体における、帯電部材に対応する位置から一次転写ニップ部までの、中間転写体の実走距離をＬ、中間転写体の回転速度をＶＰ 、中間転写体表面に電荷を与えたときの電位減衰時間をτとしたとき、これらの値が、
τ＞Ｌ／ＶＰ
を満たすように設定することにより、一次転写に先行して中間転写体の表面電位を均一に維持することができるので、一様な一次転写を行うことが可能となって画像一様性を向上させることができる。
【００９３】
また、クリーニング部材として電圧を供給したブラシを用いた場合でも、ブラシによる掃きムラなどの帯電履歴を消去することができて、高い転写クリーニング性との両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】中間転写ベルトの帯電電位減衰の様子を示す図。
【図３】実施の形態１の動作を説明するための概略断面図。
【図４】実施の形態１の中間転写ベルトと従来の中間転写ベルトとの帯電の様子を比較する図。
【図５】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図６】実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図７】実施の形態３の動作を説明するための概略断面図。
【図８】実施の形態３の動作を説明するための概略断面図。
【図９】実施の形態４の動作を説明するための概略断面図。
【図１０】実施の形態４の動作を説明するための概略断面図。
【図１１】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１          像担持体（電子写真感光体、感光ドラム）
２          像形成手段（一次帯電器）
３          像形成手段（露光手段）
４          像形成手段（現像装置）
５          転写手段
５ａ、５ｅ  中間転写体（中間転写ベルト）
７          二次転写ローラ
８          帯電部材（接触帯電部材、転写帯電ローラ）
１１        一次転写バイアス電源
１３        中間転写体（転写ドラム）
１４        クリーニング部材（回転ブラシ）
１５        電源
Ｌ          実走距離
Ｎ１        一次転写ニップ部
Ｎ２        二次転写ニップ部
Ｐ          転写材
ＶＰ        移動速度
τ          電位減衰時間
【図１】
0003584148.tif 000002
【図２】
0003584148.tif 000003
【図３】
0003584148.tif 000004
【図４】
0003584148.tif 000005
【図５】
0003584148.tif 000006
【図６】
0003584148.tif 000007
【図７】
0003584148.tif 000008
【図８】
0003584148.tif 000009
【図９】
0003584148.tif 000010
【図１０】
0003584148.tif 000011
【図１１】
0003584148.tif 000012