(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも１つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項２】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも１つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも１つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項３】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項４】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも１つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項５】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色のトナー像を少なくとも１つの像担持体に形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する１次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する２次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色のトナー像を少なくとも１つの像担持体に形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する１次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する２次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも１つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する１次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する２次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する１次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する２次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも１つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電子写真プロセスによってカラー画像を形成するカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関し、特に、複数色のトナー画像を中間転写体に転写して、重ね合せた後に、最終的に出力媒体上に転写する中間転写プロセスを備えたカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関する。
背景技術
近年のカラー画像処理技術の進展に伴い、カラー画像を出力する装置が利用されている。特に、電子写真プロセスを用いて、シートにカラー画像を形成するプリンタ等の画像形成装置が利用されている。このカラー画像形成装置には、シートに直接各色のトナー像を形成する方法と、中間転写体に、各色のトナー像を形成した後、中間転写体のトナー像をシートに転写する方法がある。後者は、シートの搬送が容易であり、高速印刷に適している。
かかる中間転写体を使用したカラー画像形成装置は、大きく分けて、４パス型とシングルパス型（タンデム型）の２つに大別される。これらのカラー画像形成装置は、特開平９−３４２６９号公報、特開平１０−２２８１８８号公報、特開２０００−１４７９２０号公報、特開２０００−１８７４０３号公報等で開示されている。
図２１及び図２２により、従来の中間転写体型カラー画像形成方法を、シングルパス型のもので説明する。図２１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色毎に画像形成ユニット１１２−１〜１１２−３が設けられている。尚、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニットも設けられているが、説明の簡単のため、省略している。この画像形成ユニット１１２−１〜１１２−３は、感光体ドラムを備え、その周囲にクリーニングブレード、帯電器、ＬＥＤ露光ユニット、現像器を配置し構成される。
画像形成ユニット１１２−１〜１１２−３では、周知の電子写真プロセスにより、感光体ドラムに各色のトナー像を形成する。各色の感光体ドラムのトナー像は、移動する中間転写ベルト１１６上に、転写電圧の印加により、順次重ねて静電的に転写される（一次転写という）。次に、中間転写ベルト１１６のトナー像は、２次転写器で、出力用紙１２０に転写される（２次転写という）。用紙１２０のトナー像は、定着器で定着され、出力される。
即ち、１次転写時には、この中間転写ベルト１１６には、イエロー（Ｙ）色のトナー像１３０が転写され、次に、マゼンダ（Ｍ）色のトナー像１３２が転写され、最後に、シアン（Ｃ）色のトナー像１３４が転写される。１次色の場合は、いずれか１色であり、２次色の場合は、いずれか２色であり、３次色の場合は、３色のトナー像が転写される。
そして、この中間転写体１１６の１次転写像が、一括して、媒体１２０に転写される。この２次転写部での転写効率は、１次色の場合には、トナーの付着量が少ないため、トナーの帯電量にかかわらずほとんど問題はない。
しかし、２次色の場合には、中間転写体には、１次色の２倍のトナーが存在し、中間転写体への付着量が多くなり、２次転写効率は、低下する。例えば、同じ帯電量のトナーの付着量が２倍になると、トナー層電位は、トナー層の厚さの二乗に比例するため、４倍になる。転写動作は、基本的に，トナー層の電位Ｖｔと逆極性の電位が加われば，理論的な転写効率は，１００％となる。このためには、転写電圧を上げればよいが，放電による影響が出るため、上限は制限されてくる。
従って、上限以下の転写電圧を使用する場合には、ベルト１１６の二次色のトナー像のうち、ベルト１１６に直接接しているトナー１３０は、転写されにくくなる。即ち、ベルト１１６に直接接しているトナー１３０は、ベルト１１６との付着力が強く、その上部にあるトナー１３２は、ベルト１１６との付着力が弱い。
図２２に示すように、従来は、各色のトナー１３０、１３２、１３４の帯電量を同じにしていたため，二色の重ね合わせの時も、ベルト１１６でのトナー層電位と、付着量とも、同じ割合で重ねあわせが行われていた。このため、例えば、２次転写効率が７５％の転写電界を印加すると、２色のトナーの上層から７５％分のトナーが２次転写される。
このため、２次転写効率を向上するのが困難であり、又、２色のトナーの比率も変化するという問題が生じる。２次転写効率とは別の１次転写効率を各色で均一とする提案は、各種なされている。例えば、特公平１−３２９８１号公報では、ベルトの上流側から下流側に向かい、各色の帯電量を大きくする方法が、特開平７−１４６５９７号公報では、最下流側の転写前の表面電位やトナーの帯電量、トナー層の厚さを規定する方法が提案されている。
しかし、これらは、１次転写効率を均一にする方法であり、２次転写の効率を考慮したものではない。例えば、１次転写時に、上流側で形成された中間転写体上のトナーの電荷により、次の色の転写時に一次転写電界が弱められ、次の色の転写効率が低下することから、中間転写体の上流側ほど、トナー帯電量を小さすることが提案されている。
しかし、この方法では、一次転写効率は、各色で均一となるが、２次転写では、中間転写体の下層のトナーほど、帯電量（電荷量）が小さいため、ますます、下層のトナーが２次転写しにくくなるという問題が生じる。
発明の開示
従って、本発明の目的は、２次色の２次転写効率を向上するためのカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
又、本発明の他の目的は、２次転写電圧を低減しても、２次転写効率を向上するためのカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
更に、本発明の他の目的は、２次転写効率を向上し、２次色を正確に再現するカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
この目的の達成のため、本発明のカラー画像形成方法は、各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも１つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなる。そして、前記トナー像形成ステップは、前記中間転写体に転写されるトナー層電位が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを特徴とする。
本発明では、中間転写体での２次色（２層）のトナー層の内、転写体に直接付着しているトナー層の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層の電位を低くするように、重ね合わせを行う。このため、中間転写体に直接付着しているトナー層の電位が高いため、この直接付着しているトナー層が２次転写し易くなり、従来と同一の２次転写電圧で、２次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、帯電量の制御により、容易に２次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記各色の現像器の電気的現像条件を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を大幅に変更することなく、容易に２次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に２次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に２次転写効率を向上できる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記中間転写体に転写されるトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、各転写工程で逆転写が生じても、２次転写前の各色のトナーの付着量を均一にでき、高品位のカラー画像形成に寄与する。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記各色の現像器の電気的現像条件を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を大幅に変更することなく、容易に２次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に２次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に２次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に２次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップからなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例をカラー画像形成装置、第１のカラー画像形成方法、第２のカラー画像形成方法、他の実施の形態の順で説明する。
［カラー画像形成装置］
図１は、本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置の構成図、図２は、図１の要部構成図である。
図１は、カラー画像形成装置として、シングルパス（タンデム）型カラーページプリンタの装置構造を示す。カラープリンタ１０内には、中間転写部材として使用される中間転写ベルト２４が配置される。中間転写ベルト２４は、駆動ローラ２６、テンションローラ３５、従動ローラとして機能するバックアップローラ３２の周りに掛け渡される。そして、中間転写ベルト２４は、図示しないモータによる駆動ローラ２６の回転で、図示の場合には左周りに回転する。
中間転写ベルト２４の上部には、上流側（右側）から下流側（左側）に向けて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の順番に画像形成ユニット１２−１，１２−２，１２−３及び１２−４が配置されている。画像形成ユニット１２−１〜１２−４には、像担持体としての感光体ドラム１４−１，１４−２，１４−３，１４−４が設けられている。
感光体ドラム１４−１〜１４−４の周囲には、帯電器１６−１〜１６−４、ＬＥＤアレイ１８−１〜１８−４、トナーカートリッジ２０−１〜２０−４を備えた現像器２２−１〜２２−４が配置される。更に，帯電器１６−１〜１６−４の手前側には，クリーニングブレードや除電器などが配置される。
画像形成ユニット１２−１〜１２−４に設けた感光体ドラム１４−１〜１４−４は、中間転写ベルト２４に、下端部で接触している。このベルト接触点に対し、中間転写ベルト２４を介して反対側の位置に、１次転写電圧を印加する中間転写電極部材として使用する中間転写ローラ３８−１，３８−２，３８−３，３８−４を配置している。
この実施の形態にあっては、感光体ドラム１４−１〜１４−４の中間転写ベルト２４に対する接触点、いわゆる転写ニップに対し、中間転写ローラ３８−１〜３８−４を、ベルト表面方向に離間して、接触配置している。図２にも示すように、この実施形態にあっては、感光体ドラム１４−１〜１４−４のベルト接触点となる転写ニップに対し、中間転写ローラ３８−１〜３８−４のそれぞれをベルト下流側に離して配置している。
この中間転写ローラ３８−１〜３８−４に対しては、電源４０より＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖの範囲内で個々に設定した所定の電圧が、１次転写のタイミングで印加される。
中間転写ベルト２４の駆動ローラ２６の反対側となるベルト上流側に設けられたバックアップローラ３２に対しては、中間転写ベルト２４を介して２次転写電圧を印加する用紙転写（２次転写）ローラ４５が配置される。用紙転写ローラ４５には定電流電源４６が接続され、２次転写のタイミングで規定のバイアス電圧を加える。
これにより、ホッパー４８からピックアップローラ５２により送り出された用紙５０上に、中間転写ベルト２４に重ね形成されたトナー画像の用紙への転写を行う。用紙転写ローラ４５で、画像転写が行われた用紙は、定着器５４で加熱定着された後、スタッカ６０に排出される。定着器５４にはヒートローラ５６とバックアップローラ５８が設けられている。
また、中間転写ベルト２４における上流側のバックアップローラ３２とイエロートナーを使用する最初の画像形成ユニット１２−１との間には、クリーニングブレード４２が配置され、このクリーニングブレード４２に対し中間転写ベルト２４を挟んで反対側の位置にアースローラ４４を配置している。
アースローラ４４は、電気的に接地接続されたローラである。また、駆動ローラ２６とバックアップローラ３２の中間に配置したテンションローラ３５は、中間転写ベルト２４に規定の張力を与えており、このテンションローラ３５も電気的に接地接続されている。このアースローラ４４及びテンションローラ３５の電気的な接地接続に対し、駆動ローラ２６及びバックアップローラ３２は電気的にフローティング状態に置かれている。
更に、カラープリンタ１０における各部の詳細を説明する。画像形成ユニット１２−１〜１２−４に設けた感光体ドラム１４−１〜１４−４は、例えば，外径３０ｍｍのアルミ素管に，電荷発生層及び電荷輸送層からなる層厚約２５μｍの感光層を塗布して形成されている。画像形成の際には、帯電器１６−１〜１６−４によって、ドラム表面を均一に帯電する。
帯電器１６−１〜１６−４としては、導電性ブラシを使用し、感光体ドラム１４−１〜１４−４の表面に接触させ、例えば，周波数８００Ｈｚ、Ｐ−Ｐ電圧１１００Ｖ、オフセット電圧−６５０Ｖの帯電バイアスを印加し、感光体ドラム表面を約−６５０Ｖに帯電する。帯電のプロセスとしては、これ以外に，コロナ帯電器やソリッドローラ帯電器などを用いることができる。
感光体ドラム１４−１〜１４−４の帯電が済むと、次に配置されたＬＥＤアレイ１８−１〜１８−４を用いて，各色の画像に応じた露光を行い、ドラムの感光体表面に静電的な潜像を形成する。なお，ＬＥＤアレイ１８−１〜１８−４の代わりに，レーザスキャニング露光装置を用いることもできる。
感光体ドラム１４−１〜１４−４の感光体上に対する静電潜像の形成が済むと、現像器２２−１〜２２−４により各色のトナーを用いて現像を行い、感光体上の静電潜像を可視化した画像とする。この実施形態にあっては、現像方法として，マイナス帯電された非磁性一成分トナーを使用した非磁性一成分接触現像を用いている。もちろん現像方法としては非磁性一成分接触現像に限定されない。またトナーの帯電極性はマイナスに限定されない。
次に、画像形成ユニット１２−１〜１２−４によって，感光体ドラム１４−１〜１４−４上に各色のトナー画像が形成された後に、中間転写ベルト２４に対する１次転写を行う。画像形成ユニット１２−１〜１２−４で形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各モノクロ画像は，中間転写ベルト２４上に順番に転写され、各色の画像を重ね合わせることにより，カラー画像を形成する。
各色のトナー画像の重ね合わせのタイミングは、ＬＥＤアレイ１８−１〜１８−４の書き出しタイミングを調整することにより，各色のトナー画像の正確な位置合わせを行う。感光体ドラム１４−１〜１４−４から中間転写ベルト２４への転写は、中間転写ローラ３８−１〜３８−４に＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖの範囲で定めた所定の１次転写電圧を、印加することによって静電的に転写する。
ここで、中間転写ベルト２４は、カーボンで抵抗調整された厚さ１５０μｍのポリカーボネート樹脂部材であり、その抵抗値は、後述するように、ベルト厚さ方向における体積抵抗率と、ベルト表面の表面抵抗率とが、一次転写を効率良く行うため、所定の範囲で規定される。
又、中間転写ローラ３８−１〜３８−４と，感光体ドラム１４−１〜１４−４のベルト接触点となる転写ニップとの離間距離で決まる中間転写ベルト２４の抵抗値によって、中間転写ローラ３８−１〜３８−４に対する印加電圧を調整する。この中間転写ベルト２４の材料は、ポリカーボネート樹脂に限定されることはなく、ポリイミド系、ナイロン系、フッ素系などの樹脂材料を使用することができる。
次に、２次転写の詳細を説明する。中間転写ベルト２４上に形成されたカラー画像は、用紙転写ローラ４５を使用して、２次転写により一括して、記録媒体である例えば用紙５０上に転写される。２次転写ローラとして機能する用紙転写ローラ４５は、中心軸とローラ表面間が１Ｅ＋５〜１Ｅ＋８Ω程度の抵抗値に調整されたスポンジローラを使用し、中間転写ベルト２４を挟んでバックアップローラ３２に０．５〜３ｋｇ程度の圧力で押し当てるように配置してある。
このスポンジローラ４５の硬度は、アスカーＣで４０〜６０度としている。２次転写は、中間転写ベルト２４上の画像位置に対しタイミングを合わせてピックアップローラ５２により送り出されて搬送される用紙５０上に、用紙転写ローラ４５に、定電流電源４６によって規定のバイアス電圧を印加することで、静電的に中間転写ベルト２４上のカラー画像を転写する。
用紙５０上に転写されたカラー画像は、ヒートローラ５６とバックアップローラ５８で構成される定着器５４に通され、現像剤を熱的に用紙５０上に定着して固定画像を得た後、スタッカ６０に排出される。
このようなカラープリンタ１０における一連のカラー印刷プロセスにおける印刷速度、即ち中間転写ベルト２４の速度で決まる用紙の搬送速度は、例えば９１ｍｍ／ｓとしている。もちろん用紙の搬送速度はこれに限定されず、その半分の４５ｍｍ／ｓにおいても同様な結果を得ており、印刷速度はこれに限定されず、更にこれ以上の速度であっても同様である。
１次転写に使用する各色の転写電圧は、同じような転写効率が得られる同じ電圧特性とすることが望ましい。図１及び図２の実施形態にあっては、各色の中間転写ローラ３８−１〜３８−４は感光体ドラム１４−１〜１４−４の転写ニップに対し、下流側の同じ位置に配置したので、各色の転写効率の電圧特性はほぼ同じ傾向を示す。本質的には各色の転写ニップの部分における実行電圧のばらつきが転写効率の電圧マージン内であり、各色の電圧マージンが重なっていればよい。
次に、図１のカラープリンタ１０における中間転写ベルト２４における１次転写部と２次転写部の電気的な分離構造を説明する。まず、抵抗体としての中間転写ベルト２４は、駆動ローラ２６とバックアップローラ３２により張られた構造であり、駆動ローラ２６及びバックアップローラ３２は電気的にフローティング状態となっている。
このため、中間転写ローラ３８−１〜３８−４に，電源４０より１次転写電圧を印加した際に流れる電流が，駆動ローラ２６及びバックアップローラ３２から漏れ出すことを防ぎ、漏れ電流を低減して無駄な電流消費を防いでいる。
また，中間転写ベルト２４には，中間転写ローラ３８−１〜３８−４と２次転写のための用紙転写ローラ４５が接触しており、用紙転写ローラ４５により２次転写電圧を加えるタイミングが，１次転写電圧を加えるタイミングに重複する場合がある。
そこで、２次転写電圧が印加される用紙転写ローラ４５と１次転写電圧が印加される最上流側に位置する中間転写ローラ３８−１との間に電気的に接地接続されたアースローラ４４を配置し、且つ駆動ローラ２６とバックアップローラ３２の間にあるテンションローラ３５を電気的に接地接続している。
これによって、中間転写ベルト２４の中間転写ローラ３８−１〜３８−４の１次転写電圧が加わるベルト領域と，用紙転写ローラ４５によって２次転写電圧が加わるベルト領域を電気的に分離し、１次転写電圧と２次転写電圧の電気的な影響を抑えている。
次に，図１のカラープリンタ１０における１次転写及び中間転写体について詳細に説明する。図３は、１次転写の説明図、図４は、その等価回路図である。
図３において、１次転写ローラとして機能する中間転写ローラ３８−１〜３８−４は、ステンレス製で、例えば外径８ｍｍの回転可能な金属ローラを使用している。図３は、図１の最上流側に位置する画像形成ユニット１２−１に設けている感光体ドラム１４−１と、これに対応して設けた中間転写ローラ３８−１を取り出して、中間転写ベルト２４に対する配置関係を表している。
尚、説明の都合上、感光体ドラム１４−１の上流側に、中間転写ローラ３８−１を配置した図を示すが、図１のように、感光体ドラム１４−１の下流側に、中間転写ローラ３８−１を配置した場合も同様である。
図３では、感光体ドラム１４−１の中心から鉛直下方に延ばした中心線Ｃに対し、中間転写ローラ３８−１における同じく中心から鉛直下方に延ばした中心線との距離Ｌ１を、例えば、Ｌ１＝１０ｍｍとし、感光体ドラム１４−１と中間転写ベルト２４の接触する部分、即ち転写ニップに対し、ベルト進行方向に対する上流側に中間転写ローラ３８−１を配置している。
また、中間転写ローラ３８−１の鉛直方向の位置は、感光体ドラム１４−１の中心線の最下部から引かれる接線に対し、中間転写ローラ３８−１の中心線の最上部が上に位置するように、配置することもできる。このような中間転写ローラ３８−１の配置により、感光体ドラム１４−１に対し、中間転写ベルト２４が巻値角を持って接触でき、転写ニップの幅を１ｍｍ程度とれるようにしている。
この感光体ドラム１４−１に対する中間転写ローラ３８−１の位置関係は、図１の残りの感光体ドラム１４−２〜１４−４と中間転写ローラ３８−２〜３８−４についても同様である。
又、図３には、感光体ドラム１４−１と中間転写ベルト２４を介して反対側にずらして配置した中間転写ローラ３８−１に，１次転写電圧４０を印加した際の転写ニップに対する電流の流れ方を表している。例えば，中間転写ローラ３８−１を例にとると、ここに規定の直流電圧、例えば、８００Ｖを印加すると、この印加電圧による電流が、中間転写ベルト２４の表面方向の抵抗に依存して矢印６２のように、対応する感光体ドラム１４−１のベルト接触点である転写ニップの位置まで流れる。
即ち、転写ローラ３８−１から転写ニップの位置に向けて、中間転写ベルト２４の横方向に電流が流れる。一部は、その後に厚さ方向即ち体積抵抗がきく方向に流れるが、殆どは、中間転写ベルト２４の表面の抵抗に依存して、横方向に流れる。
同時に、中間転写ローラ３８−１から他の感光体ドラム１４−２に電流が流れるが、電流は中間転写ローラ３８−１のベルト接触点と感光体ドラム１４−１，１４−２の転写ニップまでの距離に依存し、近いほど流れる電流が多くなる。
このように、この１次転写にあっては、中間転写ローラに電圧を加えて感光体ドラムの転写ニップに流れる電流は、主にベルト表面方向の電流であることから、転写電圧は、ベルト表面方向の表面抵抗に依存することが分かる。
即ち、等価回路で示すと、図４に示すように、一次転写電流は、電源４０から転写ローラ３８−１を介し、中間転写ベルト２４の横方向の抵抗Ｒを通過し、感光ドラム１４−１の転写ニップに流れる。
この面方向の抵抗を利用した転写方法では、図３に示すように、転写ポイント（転写ニップ）の近傍から転写手段３８−１を介して転写電圧を加えると、図３の矢印のように電流６２が流れるため、体積抵抗率が影響する部分は、厚さ方向に流れる部分であるため、表面部を流れる部分よりも、転写電流に対する影響少ない。何故なら、転写ベルト２４の厚さは，１００〜１５０μｍであるのに対して，転写ポイントから転写手段３８−１までの距離は２〜２０ｍｍ離れているため，圧倒的に表面抵抗率に依存して転写電流が決まる。
従来の体積抵抗を利用した転写方式では、薄い転写ベルト２４の厚み方向に電圧を印加するため、高い転写電圧を印加すると、転写ベルト２４が薄いため、高電界により劣化しやすい。これに対し、本発明に使用する面方向の抵抗を利用する転写方式では、転写ニップ位置（転写ポイント）と転写手段３８−１との距離をとれるため、転写電圧印加点と転写ニップ位置間の抵抗値Ｒは、転写電圧が変化しても、安定である。このため、高い転写電圧を印加しても、抵抗値が変化しないため、転写ベルトの電気的特性（抵抗値）が劣化しにくい。このため、高速印刷しても、転写ベルトの劣化を低減し、安定な転写が可能となる。
又、感光ドラムからずれた位置に、転写ローラを配置できるため、転写ローラとして、前述の金属ローラを使用できる。金属ローラは、スポンジ導電ローラに比し、耐久性が優れ、コストも安価であり、スポンジのかす等の発生もないため、安価に耐久性の優れた高速プリンタを提供できる。
次に、面方向の抵抗を利用した転写方式における中間転写体（ベルト）２４の表面抵抗率と体積抵抗率について、説明する。従来の体積抵抗（厚み方向の抵抗）を利用した中間転写方式を用いたカラー画像形成装置では、中間転写体（ベルト形状、ドラム形状）の電気抵抗を体積抵抗率（Ω・ｃｍ）≦表面抵抗率（Ω／□）のように設定していた。例えば、特開平１０−２２８１８８号公報、特開２０００−１４７９２０号公報等に記載されている。
上記の体積抵抗率と表面抵抗率の関係は、転写時のチリ（トナーが散って画像を劣化させる）を抑制することを主な目的としている。即ち、中間転写体の表面抵抗率を高く設定することによって、転写ニップ前後での不要な電界の広がりを抑えることによって、トナーが電気的に散ることを抑制する。
１次転写（トナーを感光体から中間転写体に転写）、２次転写（中間転写体から記録媒体に転写）によらず、転写電圧の印加を中間転写体の膜厚方向ではなく、面方向に印加する転写方法（中間転写体の面方向の抵抗を利用する方法）において、前述のように、転写効率は中間転写体の表面抵抗に大きく依存する。即ち、十分な転写効率を得るため、所定の転写電流を流すためには、中間転写体の表面抵抗が高いほど、より高い転写電圧を必要とする。
一方、転写時のチリは、中間転写体の抵抗（表面抵抗、体積抵抗）が高いほど少なくなり、転写電圧が高いほど増大する。
従って、中間転写体の面方向の抵抗を利用する方法では、従来の厚み方向の抵抗を利用した転写方式で提案されている体積抵抗より表面抵抗の高い中間転写体を用いた場合、チリの抑制のため要件と転写効率の向上のための要件は、トレードオフの関係にあり、両立し難い。
このため、本発明者等は、中間転写体の面方向の抵抗を用いる転写方法において、中間転写体の体積抵抗率と表面抵抗率を種々検討した結果、面方向の抵抗を利用する転写方法では、次の関係が、チリの抑制と転写効率の向上のため、有効であることを見出した。
体積抵抗率（Ω・ｃｍ）  ＞  表面抵抗率（Ω／□）
即ち、図３で説明したように、表面抵抗率が低いほうが、転写電圧は低くてすむことになる。このため、低い転写電圧による転写を可能とし、転写効率を向上でき、転写電圧が低いため、チリの発生を抑制する。これとともに、高く設定された体積抵抗率によって、ベルトの電荷保持能力を確保し、トナーのベルトへの電気的吸着力（鏡像力）を高め、チリを低減する。
換言すれば、表面抵抗率の低いほうが、転写ベルトの表面を流れる電流が多くなり、転写しやすくなる。即ち、転写効率が向上し、転写電圧は低くてすむことになる。図１のタンデム型装置では、表面抵抗率を低くして、ドラム間距離を短くする場合には、例えば、転写ローラ３８−１の電流が、感光ドラム１６−１の他に、隣の感光ドラム１６−２にも流れ、転写に影響を与えることになる。しかし、図１及び図２に示すように、転写ローラ３８−１〜３８−４の一次転写電圧を共通電圧にしているため、電流が流れても、転写動作に悪影響がない。
一方、転写後のトナーは転写ベルト２４に静電的に付着させて搬送する必要があり，転写ベルト２４に電荷が多く蓄積されているほうが安定に搬送できる。このため、体積抵抗率は大きい方が、転写ニップを通過したベルトでの電荷の減衰が少なく、チリを抑制できる。
この体積抵抗率の範囲については、体積抵抗率が大きすぎると、電荷が蓄積し過ぎて、次の転写の時に転写電圧が上がってしまう。特に、図１で示したタンデム型の中間転写型装置では、感光体ドラム間が狭く（例えば、５０ｍｍ以下であり），各色での転写電圧を低くするには、電荷の早い減衰が望まれる。
転写ベルトの減衰は、体積抵抗率と誘電率で表される緩和時間で決まるため，体積抵抗率には上限がある。また、体積抵抗率が低すぎると、電荷のリークが発生して転写できなくなってしまう。従って、体積抵抗率には、ある好ましい範囲がある。
以上を考慮して、実験した結果，体積抵抗率は、印加電圧５００Ｖ，印加時間１０秒の測定条件で、１×１０＾９Ω・ｃｍ〜１×１０＾１２Ω・ｃｍの範囲で良好な結果を得た。この時，表面抵抗率は体積抵抗率より小さい方が転写効率がよく、より低い電圧で転写できた．
二次転写の場合も、同様に、面方向の抵抗を利用した転写方式を使用でき、同様の条件を適用できる。但し、２次転写は基本的に体積抵抗率は影響しないため，上記の体積抵抗率の数値範囲であれば、何ら問題ない。何故なら、二次転写ニップ部で、媒体５０にトナーが転写されてしまうため、その後のトナーの挙動は媒体に依存し、転写ベルトには関係しない。
このように、中間転写体の体積抵抗率が高いほど、転写でのチリが少なく，表面抵抗率が小さいほど、転写効率がよくなる。つまり，低電圧で、転写可能となる。
即ち、体積抵抗率が大きいと、転写ニップでの電界が立ち上がりにくく，転写前でのチリが少なくなる。これとと同時に，転写ニップ通過後の帯電の減衰が緩慢になるため、トナーを転写ベルトに保持する力が強くなる。また，表面抵抗率が低いほうが図３で説明したように，転写ベルトの表面を流れる電流が多くなり、転写しやすくなる。
従って、体積抵抗率が大きく、表面抵抗率が小さい転写ベルトが有効である。又、体積抵抗率が低すぎると、リークが発生し、高すぎると、表面抵抗率のほか体積抵抗率も転写効率に効き，転写効率を落とす。このため、体積抵抗率は、１０＾９〜１０＾１２Ω・ｃｍの範囲が好ましい。
更に、現実に、転写ベルトの体積抵抗率と表面抵抗率は独立に自由に変えて作成するのは、困難であり，自ずと制限がある。このため，少なくとも、表面抵抗率は、体積抵抗率より小さくすることで効果が得られる。実際には，表面抵抗率の作成可能な範囲は，体積抵抗率を一定とすると，０．５〜１桁程度の差であり、本発明の場合には、表面抵抗率は、１０＾８〜１０＾１１Ω／□の範囲が好ましい。尚、表面抵抗率は、単位面積あたりの抵抗率であり、幅が広くなれば抵抗は上がる。但し，リニアな関係ではない。
図２に戻り、現像器２２−１〜２２−４を説明する。現像器２２−１〜２２−４は、各々トナーカートリッジ２０−１〜２０−４から投入された一成分現像剤（トナー）を攪拌し、感光ドラム１６−１〜１６−４に搬送する。即ち、各現像器２２−１〜２２−４は、現像剤を感光ドラム１６−１〜１６−４に搬送する現像ローラ７１と、内部の現像剤を攪拌し、且つ現像剤を現像ローラ７１に供給するリセットローラ７３と、現像ローラ７１上の現像剤層の厚みを規制するブレード７２で構成される。
この現像器２２−１〜２２−４には、現像バイアス電源７０から現像バイアス電圧が供給される。この実施の形態では、現像バイアス電源７０から、ブレードバイアス電圧、現像バイアス電圧、リセットバイアス電圧が供給される。後述するように、各色のトナーの帯電量を個別に制御するように、現像バイアス電源７０は、各現像器２２−１〜２２−４に、個別のバイアス電圧Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを供給する。
［第１のカラー画像形成方法］
図５は、本発明の第１の実施の形態の各色のトナー帯電量の特性図、図６は、図５の帯電量による２次転写動作の説明図、図７は、図６の２次転写の効果の説明図である。
まず、転写は、基本的にトナー層の電位Ｖｔと逆極性の電位が加われば、理論的な転写効率は、１００％となる。転写効率の向上のためには、転写電圧を上げればよいが、放電による影響が出るため、上限は制限される。２次転写において、転写電圧の上限以下で使用する場合には、中間ベルト２４に２次色（２層）のトナー層の内、ベルトに直接接しているトナーは、転写されずらくなる。例えば、転写効率５０％とすると，２色重ねの上部にあるトナーは１００％転写しているが，ベルトに直接乗っているトナーは０％、即ち転写しない。
そこで、本発明では、ベルトに直接乗っているトナーが、２次転写時に転写されやすくする工夫を施す。１次転写については、基本的に単色のトナーの転写であり、転写効率のマージンは広い。このため、トナーの帯電量は、−５〜−３５μＣ／ｇとひろくとれる。本発明は、この点を利用して、二次転写の効率を上げるものである。
図５に示すように、中間転写ベルト２４の上流側の色ほどトナー帯電量を大きく（高く）、下流側の色ほどトナー帯電量を小さく（低く）する。図１、図２の実施の形態では、上流側のイエロー（Ｙ）ほど、帯電量を大きく、下流側のシアン（Ｃ）ほど、帯電量を小さくする。
そして、図６に示すように、中間転写ベルト２４での２次色（２層）のトナー層の内、ベルト２４に直接付着しているトナー層（Ｙ）の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層（Ｍ）の電位を低くするように、重ね合わせを行う。即ち、帯電量の大きい順に、中間転写ベルト２４に各色のトナーを重ね合わせる。
例えば、図６に示すように、ベルト２４に直接付着しているトナー層（Ｙ）電位と、重ね合わせた上のトナー層（Ｍ）電位を３：１にした場合に、上層のトナー層（Ｍ）は、従来と同様に、媒体に１００％転写する。ベルトに直接付着しているトナー層（Ｙ）は、従来の１．５倍の電荷量を持つため、２次転写量は、従来の１．５倍となる。例えば、中間転写ベルト２４の付着量Ｗを同一とし、従来の転写効率７５％の２次転写電圧を印加した条件では、ベルトに付着しているトナー層（Ｙ）が、１．５倍転写するため、転写効率は、（５０＋２５＊１．５＝）８７．５％に向上する。
このように、ベルト２４に直接付着しているトナー層（Ｙ）の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層（Ｍ）の電位を低くするように、重ね合わせを行うことにより、従来と同一の２次転写電圧で、転写効率を向上できる。
図７は、マゼンダ色トナー（Ｍ）とイエロー色トナー（Ｙ）との帯電量を変え、トナー層電位を変えた場合の重ね合わせにおける２次転写効率の実験例の説明図である。実施例として，トナーの外添剤（シリカ粉末）を変えて、帯電量を調節した２種類のトナー（Ｙ，Ｍ）を準備する。
ここでは，Ｙ（イエロー）を外添剤により帯電量を高くし、Ｍ（マゼンダ）を外添剤により帯電量を低くした。このトナーの現像ローラ上のトナー層電位は、Ｙ（イエロー）が−４８Ｖであり，Ｍ（マゼンダ）は−２３Ｖである。この時の一次転写後のトナー層電位は、Ｙ単色で−７１Ｖ，Ｍ単色では−３２Ｖ，重ねあわせ後のトナー層電位は−９８Ｖであった。トナー層電位が上がるのは，現像ローラとＯＰＣドラムの速度比が１．２５であり，ドラム上のトナー層（トナー量）が、現像ローラ上より多いためである。
この２種類のトナーで、ＹとＭの重ね合わせ順を変えた時の二次転写効率を実験した結果を図７に示す。ベルト上に、トナー層電位の低いＭに、トナー層電位の高いＹを重ねた場合（Ｙ  ｏｎ  Ｍ）より、ベルト上に、トナー層電位の高いＹに、トナー層電位の低いＭを重ねた場合（Ｍ  ｏｎ  Ｙ）の方が、はるかに転写効率が良い。特に、２次転写電圧が低い（５００Ｖ〜２０００Ｖ）において、転写効率が向上することは、明らかである。このように、２次色の２次転写において、最初に、トナー層電位の高いＹをベルトに形成したときの方が、転写効率が良いことがわかる。
以上説明したように，帯電量の高いトナー順に、中間転写体に転写することにより、２次転写効率を向上できる。更に、２次色の再現度も向上し、高品位なカラー画像を形成できる。
次に、前述の各色のトナー層電位を変える方法を、図８の現像器の構成図、図９のトナー比電荷特性図により説明する。図８に示すように、一成分現像器２２−１〜２２−４は、感光体ドラムに接触する現像ローラ７１と、トナー層形成ブレード７２と、リセットローラ７３とから成る。トナー層形成ブレード７２には、ブレードバイアス電圧Ｖｂｌが供給され、リセットローラ７３には、リセットバイアス電圧Ｖｒが供給され、ブレード７２、リセットローラ７３には、各色独立に電圧が制御できる。又、現像ローラ７１には、現像バイアス電圧Ｖｂが印加される。
トナー層電位を変えるためには、トナーの電荷量かトナーの付着量を変えることが必要となるが、トナーの電荷量（比電荷）を変える方が有効である。トナーの電荷量を変える方法として、本発明では、現像器の電気的現像条件を変更している。図７は、ブレードバイアス電位Ｖｂｌ，リセットバイアス電位Ｖｒを変化した場合のトナー比電荷（−μＣ／ｇ）の測定結果である。
ブレードバイアス電位Ｖｂｌを変化した場合（図の点線）も，リセットバイアス電位Ｖｒを変化した場合（図の実線）でも、トナーの比電荷は変化する。従って、ブレードバイアス電位Ｖｂｌとリセットバイアス電位Ｖｒのいずれかを又は両方を、各色（少なくとも、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色）で変え、各色のトナー比電荷（−μＣ／ｇ）を変える。この場合に、Ｙ，Ｍ，Ｃの順で、トナー比電荷が小さくなるように、トナー比電荷を変える。このように、現像器の電気的制御により、トナー比電荷を変更することは、現像剤の成分を変更することなく、比電荷を変更できる。
図１０は、本発明の実施例の２次転写効率の特性図である。図１０は、図１、図２の構成のカラープリンタにおいて、２次転写ローラ４５に供給する２次転写電圧Ｖを変化した時の２次色（Ｙ＋Ｍ）の転写効率（媒体に転写した付着量／中間転写ベルトの付着量）の特性図である。この実施例の実験条件を以下に示す。トナー：負帯電トナー（平均粒子径  ７．６μｍ）
現像ローラ７１の抵抗：  １０＾６Ω・ｃｍ
リセットローラ７３の抵抗：  １０＾５Ω・ｃｍ
トナー層形成ブレード７２：  厚さ０．１ｍｍ
現像バイアス電位Ｖｂ：−３００Ｖ
トナー層形成ブレードバイアス電位Ｖｂｌ
Ｙｅｌｌｏｗ  Ｖｂｌｙ：−５００Ｖ
Ｍａｇｅｎｔａ  Ｖｂｌｍ：−４５０Ｖ
Ｃｙａｎ  Ｖｂｌｃ：−４３０Ｖ
Ｂｌａｃｋ  Ｖｂｌｂ：−４００Ｖ
リセットバイアス電位Ｖｒ：−５００Ｖ
帯電ブラシ電圧
オフセット  Ｖｄｏｆｆｓｅｔ：−６５０Ｖ
ＡＣ  Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋ  Ｖｐ−ｐ：１１００Ｖ
中間転写ベルト２４：  体積抵抗  ２Ｅ＋９Ω・ｃｍ、厚さ  １５０μｍ
一次転写ローラ３８−１〜３８−４の抵抗  ：  ５Ｅ＋５Ω・ｃｍ
二次転写ローラ４５の抵抗  ：  ５Ｅ＋６Ω・ｃｍ
一次転写電圧：
Ｙｅｌｌｏｗ  Ｖｔｙ：−８００Ｖ
Ｍａｇｅｎｔａ  Ｖｔｍ：−９５０Ｖ
Ｃｙａｎ  Ｖｔｃ：−１０５０Ｖ
Ｂｌａｃｋ  Ｖｔｂ：−１２００Ｖ
図１０に示すように、本発明のトナー比電荷を変え、比電荷を大きい順に重ね合わせる実験例（図の実線）では、比電荷が各色で同一の場合（図の点線）に比し、大幅に転写効率が向上していることが判る。特に、低い２次転写電圧（５００Ｖ〜２０００Ｖ）でその傾向は顕著であり、低転写電圧で高転写効率を実現できる。
図１０の例では、各色でリセットバイアスを共通にし、ブレードバイアスを変えているが、図９で説明したように、リセットバイアスを各色変化させても、トナー帯電量を変えることができる。
［第２のカラー画像形成方法］
次に、本発明の他の実施の形態として、中間転写ベルト２４での各色のトナー付着量を均一とする方法を説明する。図１１は、本発明の他の実施の形態の各感光ドラムのトナー付着量の説明図、図１２は、本発明の基となる付着量減少の原因を説明するモデル図、図１３は、マゼンダ色トナー転写時の特性図、図１４は、図１２の現象による中間ベルトでの各色のトナー付着量の説明図である。
中間転写体を使用するカラー画像形成方式では、一次転写部で各色トナーが順次転写されるとき、各１次転写部で、すでに転写ベルト２４上に形成されたトナーの内、その転写部でトナーの重ね合わせのない部分は、その転写部のドラムを通過するのみである。
図１２に示すように、この時、転写ベルト２４上に形成されたトナーＹは、無帯電トナー又は逆帯電トナーも含んでいる。このため、マゼンダ（Ｍ）のトナーの転写時に、マゼンダの転写電圧により、中間転写ベルト２４からマゼンダの感光ドラム１４−２に、中間転写ベルト２４のイエロートナーが転写（逆転写という）する現象が生じる。このため、イエローのトナーの中間転写ベルト２４での付着量が、減少する。
例えば、ＹＭＣＫの順に一次転写が行われるとすると、Ｙトナーは、ＭＣＫの転写時に、少しずつ逆転写により、付着量が減少していくことになる。従って、図１４に示すように、同一の現像条件ではＹＭＣＫの順に、二次転写前の転写ベルト２４上のトナー付着量は多くなる。図１３は、Ｍ（マゼンダ）トナーの転写時における、Ｍトナーの転写効率とＹトナーの逆転写量を表したものである。転写電圧を高くするに従い、Ｍトナーの転写効率は高くなるが、一方ではＹトナーの逆転写量も増大していく。
このため、二次転写後の付着量に、そのまま差が出て、カラー印刷品質に影響を及ぼしていた。すなわち、Ｙ（イエロー）は薄く、以下ＭＣＫの順に濃度が濃くなるという問題が発生していた。
本発明のこの実施の形態では、上記課題を解決し、二次転写部での各色トナー付着量が一定になるように、あらかじめドラム上へのトナー付着量を制御する。つまり、図１１に示すように、上流から下流に向かい、ＹＭＣＫの順にトナー付着量を少なくして、２次転写部における各色の付着量を一定にする。
このためには、現像器の電気的現像条件を変える方法が有効である。即ち、図８に示したように、一成分現像器２２−１〜２２−４は、感光体ドラムに接触する現像ローラ７１と、トナー層形成ブレード７２と、リセットローラ７３とから成る。トナー層形成ブレード７２には、ブレードバイアス電圧Ｖｂｌが供給され、リセットローラ７３には、リセットバイアス電圧Ｖｒが供給され、ブレード７２、リセットローラ７３には、各色独立に電圧が制御できる。又、現像ローラ７１には、現像バイアス電圧Ｖｂが印加され、各色に独立に電圧制御できる。
図１５は、１成分現像器における現像バイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量（ｇ／ｍ＾２）の関係図である。現像バイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、現像バイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
このことから、各色の現像バイアス電圧を、それぞれの色に独立に可変するようにして、ＹＭＣＫの順にドラム上のトナー付着量を少なくする。即ち、図２で示す構成において、ＹＭＣＫの順で現像バイアス電圧が小さくなる現像バイアス電圧を、現像バイアス電源７０から各色の現像器２２−１〜２２−４に供給する。
このドラム上のトナー付着量を変化する方法は、現像バイアス電圧を変える方法以外にも、トナー層形成ブレード７２へのブレードバイアス電圧を変える方法、トナー層形成ブレード７２の現像ローラへの圧力を変える方法、リセットローラ７３へのリセットバイアス電圧を変える方法がある。
図１６は、１成分現像器におけるブレードバイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量（ｇ／ｍ＾２）の関係図である。ブレードバイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、ブレードバイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
図１７は、１成分現像器におけるブレード突き出し量によるブレード圧力と、感光ドラムに付着するトナー付着量（ｇ／ｍ＾２）の関係図である。ブレード突き出し量を大きくして、圧力を小さくすると、現像ローラ上のトナー層厚は、増加し、付着量も増大し、ブレード突き出し量を小さくして、圧力を大きくすると、付着量は減少する。
図１８は、１成分現像器におけるリセットバイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量（ｇ／ｍ＾２）の関係図である。リセットバイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、リセットバイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
以上のパラメータ（バイアス電圧、ブレード圧力）は単独で適用しても良く、又、複数のパラメータを組み合わせても同様な結果が得られる。このようにして、２次転写前の各色トナー付着量を均一にすることで、高品位のカラー画像が得られる。
前述の図１、図２のカラープリンタを使用し、実験した時の実験条件（標準設定）を以下に示す。
トナー：負帯電トナー（平均粒子径  ７．６μｍ）
現像ローラ７１の抵抗：  １０＾６Ω・ｃｍ
リセットローラ７３の抵抗：  １０＾５Ω・ｃｍ
トナー層形成ブレード７２：  厚さ０．１ｍｍ
突き出し量  ０．１ｍｍ
現像バイアス電圧  Ｖｂ：  −３００Ｖ
リセットバイアス電圧  Ｖｒ：Ｖｂ−１００Ｖ
帯電ブラシ電圧
オフセット電圧  Ｖｄｏｆｆｓｅｔ：−６５０Ｖ
ＡＣ  Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋ  Ｖｐ−ｐ：１１００Ｖ
転写ベルト２４  ：  体積抵抗  ２Ｅ＋９Ω・ｃｍ、厚さ  １５０μｍ
一次転写ローラ３８−１〜３８−４の抵抗  ：  ５Ｅ＋５Ω・ｃｍ
二次転写ローラ４５の抵抗  ：  ５Ｅ＋６Ω・ｃｍ
一次転写電圧  ：  １１００Ｖ
そして、図１５の現像バイアス電圧とドラム上のトナー付着量の関係に従い、イエローを大きく、ブラックを小さくする下記の現像バイアス電圧を各色印加した。この結果、２次転写前の転写ベルト２４上のトナー付着量は６．８ｇ／ｍ＾２と各色均一になった。
Ｙｅｌｌｏｗ  Ｖｂｙ：−３５０Ｖ
Ｍａｇｅｎｔａ  Ｖｂｍ：−３３０Ｖ
Ｃｙａｎ  Ｖｂｃ：−３００Ｖ
Ｂｌａｃｋ  Ｖｂｋ：−２７５Ｖ
図５の第１の実施の形態における帯電量の制御において、ブレードバイアス電圧、リセットバイアス電圧を各色で変えることにより、帯電量と付着量の両方を制御できる。又、ブレードバイアス電圧、リセットバイアス電圧の少なくとも一方と、現像バイアス電圧を各色で変えることにより、帯電量と付着量の両方を制御できる。このような方法は、現像器の電気的現像条件を変更するのみで済むため、実現が容易である。
［他の実施の形態］
図１９は、本発明の画像形成装置が適用されたカラープリンタの他の実施形態である。図１９において、図１及び図２で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
先ず、図１のカラープリンタ１０にあっては、中間転写ベルト２４を、駆動ローラ２６、バックアップローラ３２及びテンションローラ３５の３点で張るように配置し、ベルトスペースを小型化しているが、この例では、一対のテンションローラ２８、３０を設けて、ベルトテンションの変動を防止している。
また、画像形成ユニット１２−１〜１２−４の感光体ドラム１４−１〜１４−４に対応して，中間転写ベルト２４を挟んで反対側にずらして設置される１次転写のための中間転写ローラ３８−１〜３８−４の配置を、図１と変えている。即ち、中間転写ローラ３８−１〜３８−４は、感光体ドラム１４−１〜１４−４の転写ニップに設置している。
この例においても、前述のトナーの帯電量、付着量の各色毎の制御方法を適用できる。又、中間転写ローラの位置は、図１のように、転写ニップの下流だけではなく、上流であってもよく、更に、下流側と上流側に分けて配置する組み合わせであってもよい。
図２０は、本発明の更に他の実施の形態の画像形成装置の構成図であり、本発明による帯電量、付着量制御方法を、従来の４パス型のカラー電子写真機構に適用した例を示すものである。
図２０に示すように、４パス型は、単一の感光体ドラム１００とイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色の画像を形成するための現像ユニット１０６を有する。感光体ドラム１００は、クリーニングブレード１０１に続いて設けられた帯電器１０２により、表面を均一に帯電した後に露光ユニット１０４のレーザスキャンにより静電潜像が形成される。次に、現像ユニット１０６のイエロートナーにより現像して画像を形成し、感光体ドラム１００と接触した中間転写ベルト１０８上に、転写ローラ１１０による転写電圧の印加で、静電的にトナー画像を転写する。続いてマゼンタ、シアン及びブラックの順に同じ処理を繰り返して、転写ベルト１０８上に色を重ね、最終的に転写ローラ１１１によって４色の現像剤を用紙上に一括転写し、定着器１３０で定着する。
このように４パス型では、感光体ドラム１００、クリーニングブレード１０１、帯電器１０２、露光ユニット１０４及び転写ローラ１１０が１セットあればよいので、コスト的に優位である。一方、１枚のカラー画像を形成するためには、中間転写ベルト１０８を４回転させる必要があり、カラー印刷のスピードはモノクロ印刷の１／４と遅くなる。
この例にも、前述の図２の現像バイアス電源７０による各色の帯電量、付着量の制御機構を適用できる。
上述の実施の形態は，画像形成装置を、ページプリンタで説明したが、複写機、ファクシミリ等にも適用できる。又、中間転写体は、ベルト状のものに限られず、ドラム状のものも使用でき、更に、単層のものに限られず、機能分担のため、多層のものを利用できる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の技術的趣旨の範囲内において、本発明は種々の変形が可能であり、これらを本発明の技術的範囲から排除するものではない。
産業上の利用可能性
中間転写型カラー画像形成装置において、中間転写体に転写されるトナー層電位が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成し、中間転写体での２次色（２層）のトナー層の内、転写体に直接付着しているトナー層の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層の電位を低くするように、重ね合わせを行う。このため、中間転写体に直接付着しているトナー層の電位が高いため、この直接付着しているトナー層が２次転写し易くなり、従来と同一の２次転写電圧で、２次転写効率を向上できる。中間転写体に直接付着しているトナー層が２次転写し易くなるため、２次色の再現性が向上し、高品位のカラー画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図２は、図１の要部の構成図である。
図３は、図１の装置に適用される面方向の抵抗を利用した一次転写方式の説明図である。
図４は、図３の転写方式の等価回路図である。
図５は、本発明の一実施の形態の各色のトナーの帯電量の説明図である。
図６は、本発明の一実施の形態の２次転写原理の説明図である。
図７は、本発明の一実施の形態の２次転写の効果を説明する説明図である。
図８は、図１の現像器の構成図である。
図９は、図８の現像器のバイアス電位とトナー比電荷の特性図である。
図１０は、図６の２次転写方式の転写効率の特性図である。
図１１は、本発明の他の実施の形態のトナー付着量の関係図である。
図１２は、図１１の本発明の他の実施の形態の課題を説明するための逆転写動作の説明図である。
図１３は、図１２の転写効率と逆転写効率の関係図である。
図１４は、図１２の逆転写による２次転写前の各色のトナー付着量の説明図である。
図１５は、図１１の実現のための現像バイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図１６は、図１１の実現のためのブレードバイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図１７は、図１１の実現のためのブレード突き出し量とドラム上トナー付着量の関係図である。
図１８は、図１１の実現のためのリセットバイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図１９は、本発明の他の実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図２０は、本発明の別の実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図２１は、従来の中間転写型カラー画像形成装置の構成図である。
図２２は、従来のカラー画像形成装置の２次転写動作の説明図である。
【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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