(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像形成担持体と、
この像形成担持体上に画像を形成担持させる像形成手段と、
前記像形成担持体上の画像が一次転写せしめられる中間転写体と、
像形成担持体上の画像を中間転写体に転写する一次転写領域、及び、中間転写体上の画像を記録媒体に転写する二次転写領域が像形成担持体及び中間転写体の対向部に設定される転写手段とを備え、
前記中間転写体及び像形成担持体のいずれかが無端状のベルト部材であり、像形成担持体と中間転写体との接触幅が、少なくともベルト状部材を張架している張架ロールのうち最小直径を持つ張架ロールの周長以上である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、
ベルト状部材が弾性を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
転写手段は、少なくとも作像モード又は記録媒体の種類に応じて転写条件を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置のうち、少なくとも単色モード及びカラーモードが含まれる作像モードを実行可能な態様において、
転写手段は、単色モード選択時には中間転写体への転写動作を行わずに記録媒体に直接転写するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
転写手段は、一次転写条件及び二次転写条件を異ならせて使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
転写手段は、一次転写電界と二次転写電界とを逆極性に設定するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５記載の画像形成装置において、
転写手段は、一次転写時と二次転写時とで転写速度を異ならせて使用するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記像形成担持体、像形成手段、中間転写体及び転写手段は、単色画像形成用の基本ユニットと、この基本ユニットに追加若しくは一部交換して追加されるオプションユニットとに分離可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
基本ユニットは、像形成担持体と、この像形成担持体上に画像を形成担持させる像形成手段と、前記像形成担持体上の画像を記録媒体に転写する転写手段とを備え、
一方、オプションユニットは、前記像形成手段に追加配設され且つカラーによる画像形成に必要なオプションサブユニットと、
像形成担持体と転写手段との間に追加配設されるオプション中間転写体とを備え、
前記転写手段により、像形成担持体上の画像をオプション中間転写体上に一次転写させた後に、当該中間転写体上の画像を記録媒体に二次転写させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に、像形成担持体上に形成された画像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写型の画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の中間転写型の画像形成装置としては、例えば感光体ドラム等の像形成担持体の周囲に例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分の現像器を備えると共に、前記像形成担持体に対し例えばベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）を対向配置し、像形成担持体の一回転毎に当該像形成担持体上に形成された各色成分の未定着トナー像を中間転写ベルトに順次一次転写した後、中間転写ベルト上に重ね合わされた合成一次転写像を記録媒体としての用紙へ二次転写して所望の画像を用紙上に形成するようにしたものが知られている（例えば特開平２−２１２８７０号公報参照）。
【０００３】
ここで、二次転写装置としては、例えば中間転写ベルトに接触配置される転写ロールと、前記中間転写ベルトを挟んでこの転写ロールに対向配置されるバックアップロールと、これら転写ロールとバックアップロールとの間に、用紙上に中間転写ベルト上のトナー像を転移せしめる電界を形成するためのバイアスを印加する電源とを備えたものが用いられる。
このタイプによれば、中間転写ベルト上に既に多重転写のなされた合成一次転写像を用紙に一括転写しているので、画像形成時の不安定な要因を排除することができ、多重転写時における画像の乱れや色ずれの発生を効果的に防止することができるといった利点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した中間転写型の画像形成装置にあっては、一次転写装置とは別異に二次転写装置が必要不可欠であったため、中間転写体の周囲に比較的高コストである機能部材（転写ロール）を配設せざるを得ず、その分、二次転写装置専用のスペース及び部品点数が嵩み、画像形成装置自体の大型化及びコストアップにつながるという技術的課題が見出された。
【０００５】
本発明は、以上の技術的課題を解決するために為されたものであって、低コスト且つ小型省スペース化を図りながら、良好な画質の画像を安定的に得ることが可能な画像形成装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の基本的構成は、図１（ａ）に示すように、像形成担持体１と、この像形成担持体１上に画像Ｇを形成担持させる像形成手段２と、前記像形成担持体１上の画像が一次転写せしめられる中間転写体３と、像形成担持体１上の画像Ｇを中間転写体３に転写する一次転写領域ｍ1、及び、中間転写体３上の画像Ｇを記録媒体５に転写する二次転写領域ｍ2が像形成担持体１及び中間転写体３の対向部に設定される転写手段４とを備えたものである。
特に、本発明は、前記中間転写体３及び像形成担持体１のいずれかが無端状のベルト部材であり、像形成担持体１と中間転写体３との接触幅が、少なくともベルト状部材を張架している張架ロールのうち最小直径を持つ張架ロールの周長以上であることを特徴とする。
そして、本発明の代表的な使用方法としては、例えばカラーモードの場合を例に挙げると、図１（ａ）（ｂ）に示すように、先ず、像形成担持体１上に像形成手段２により各色成分画像Ｇを順次形成すると共に、像形成担持体１上の各色成分画像Ｇを転写手段４（一次転写サイクルとして使用）にて中間転写体３上に順次一次転写させ、しかる後、図１（ｃ）に示すように、中間転写体３上の一次転写画像Ｇを転写手段４（二次転写サイクルとして使用）にて記録媒体５上に二次転写するようにすればよい。
【０００７】
このような技術的手段において、像形成担持体１は単数、複数を問わない。
また、像形成担持体１、中間転写体３の形態はドラム状、ベルト状を問わないが、本発明ではいずれかがベルト状部材である態様が採用されている。
更に、像形成手段２は電子写真方式、静電記録方式、インクジェット方式など各種の作像方式を採用して差し支えなく、形成画像についても単色、カラー（二色、フルカラーなど）いずれをも含む。
【０００８】
ここで、中間転写体３及び像形成担持体１のいずれかが無端状のベルト状部材である態様（図１では、中間転写体３がベルト状部材）は、画像形成装置に必要な容積を小さくすることができる。
加えて、像形成担持体１と中間転写体３との接触幅の自由度が大きくなり、比較的大きい接触幅を確保することが可能になるため、転写電界を安定して印加することができるようになる。
更に、像形成担持体１と中間転写体３との接触領域両端のエアギャップも小さくすることが可能になるため、エアギャップ部での電界の影響をより小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明が採用している像形成担持体１及び中間転写体３のいずれかがベルト状部材である態様（図１では、中間転写体３がベルト状部材）においては、像形成担持体１と中間転写体３との接触幅が、少なくともベルト状部材を張架している張架ロール３ａのうち最小直径を持つ張架ロール３ａの周長以上である態様になっている。
本態様によれば、ベルト状部材である中間転写体３の張架ロール３ａの偏心等によって中間転写体３に微小な速度周期が発生することを利用して、中間転写体３と像形成担持体１との接触領域中に中間転写体３の周速度(正確には像形成担持体１と中間転写体３との相対速度)の微小変動周期を１周期分以上作用させ、これによって、像ずれ等のデフェクトが発生しない状態で機械的な剪断力の効果を得ることができる。
よって、バンディングや色ずれ性能は高いレベルに確保したまま、良好な転写効率を得ることができる。
【００１０】
更に、像形成担持体１及び中間転写体３のいずれかがベルト状部材である態様においては、ベルト状部材が弾性を有することが好ましい。
この場合、転写圧力の増大による画像抜けを防止することができる。
【００１１】
また、転写手段４において、一次転写領域ｍ1及び二次転写領域ｍ2は、像形成担持体１及び中間転写体３の対向部に設定されていればよい。
ここで、「像形成担持体及び中間転写体の対向部」としたのは、一次転写領域ｍ1と二次転写領域ｍ2とが同じ領域である場合に限られず、別個に隣接して設けられる場合などをも含む趣旨である。
そして、「転写手段４」とは、前記対向部に設けられ、一次転写、二次転写について共に用いられるものを広く含むものであり、一つの転写デバイスを切替選択するもの、あるいは、複数の転写デバイスを切替選択するものなど適宜選定することができる。
【００１２】
更に、転写手段４の好ましい使用態様としては、少なくとも作像モード又は記録媒体５の種類に応じて転写条件を変更するものが挙げられる。
このように転写条件を変更することで、作像モードや記録媒体５の種類に応じて転写条件の最適化を図ることができる。
ここでいう「転写条件の変更」とは、転写バイアス、転写電流などの変更や、どの転写デバイスを使用するかの変更や、作像サイクルの中で一次転写を行うか否かの変更など広く含む。
例えば少なくとも単色モード及びカラーモードが含まれる作像モードを実行可能な態様において、単色モードの好ましい実行条件としては、転写手段４は、単色モード選択時には中間転写体３への転写動作を行わずに記録媒体５に直接転写するものであればよい。
本態様によれば、一次転写工程がそもそも不要であり、これを省略するシーケンスを行うことで単色モードの作像時間を短縮することができる。
【００１３】
また、転写手段４を使用する際の一次転写条件、二次転写条件の関係としては、転写手段４は、一次転写条件及び二次転写条件を異ならせて使用することが好ましい。
これは、一次転写と二次転写とで画像の転写方向が逆になり、また、転写電界の作用対象も異なるため、原則的には、夫々の転写条件を異ならせることが必要になることによる。
但し、加圧転写方式で一次転写、二次転写を共に満たす圧力条件があるような場合には、両者が同一条件になることはあり得る。
【００１４】
ここで、異なる転写条件の代表的態様としては、一次転写電界と二次転写電界とを逆極性に設定する態様の転写手段４が挙げられる。
これは、一次転写と二次転写とで画像の転写方向が逆になるため、静電転写方式を採用する場合には、転写電界の極性を反転させることが必要であることに基づく。
そして、極性反転の具体的態様については、一つの電源ユニットを正負スイッチングして使用したり、複数の電源ユニットを切替え選択する等適宜選択することができる。
【００１５】
更に、異なる転写条件の別の代表的態様としては、一次転写時と二次転写時とで転写速度（プロセス速度に相当）を異ならせて使用する態様の転写手段４が挙げられる。
本態様によれば、例えば記録媒体５として、厚紙やＯＨＰシートを使用する場合、転写速度を下げることでより高画質な転写が可能になる。
【００１６】
また、本発明を別の観点で捉えると、単色（例えば白黒）マシーンからカラーマシーンにグレードアップすることを可能とする画像形成装置としても捉えることができる。
この場合、本発明は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、像形成担持体１と、この像形成担持体１上に画像を形成担持させる像形成手段２と、前記像形成担持体１上の画像Ｇが一次転写せしめられる中間転写体３と、像形成担持体１上の画像Ｇを中間転写体３に転写する一次転写領域ｍ1、及び、中間転写体３上の画像Ｇを記録媒体５に転写する二次転写領域ｍ2が像形成担持体１及び中間転写体３の対向部に設定される転写手段４とを備え、前記像形成担持体１、像形成手段２、中間転写体３及び転写手段４が、単色画像形成用の基本ユニット６（図２（ａ）参照）と、この基本ユニット６に追加若しくは一部交換して追加されるオプションユニット７（図２（ｂ）参照）とに分離可能としたことを特徴とするものである。
但し、本発明では、前記中間転写体３及び像形成担持体１のいずれかが無端状のベルト部材であり、像形成担持体１と中間転写体３との接触幅が、少なくともベルト状部材を張架している張架ロールのうち最小直径を持つ張架ロールの周長以上である態様が採用されている。
【００１７】
本態様において、基本ユニット６とオプションユニット７との分離手法については適宜選定して差し支えない。
分離手法の一例としては、例えば基本ユニット６が、像形成成担持体１と、この像形成担持体１上に画像Ｇを形成担持させる像形成手段２と、前記像形成担持体１上の画像Ｇを記録媒体５に転写する転写手段４とを備え、一方、オプションユニット７が、前記像形成手段２に追加配設され且つカラーによる画像形成に必要なオプションサブユニット７ａと、像形成担持体１と転写手段４との間に追加配設されるオプション中間転写体７ｂとを備え、前記転写手段４により、像形成担持体１上の画像Ｇをオプション中間転写体７ｂ（中間転写体３）上に一次転写させた後に、当該中間転写体３上の画像Ｇを記録媒体５に二次転写させるようにしたものがある。
これ以外にも、中間転写体３を基本ユニット６として組み込んでおき、オプションサブユニット７ａのみを追加する態様、あるいは、「オプションサブユニット７ａ＋オプション中間転写体７ｂ＋オプション転写手段（転写手段を交換）」の態様（中間転写体ユニットに転写手段を予め組み込んであるような場合を想定）等が挙げられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図３は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す。
同図において、画像形成装置は中間転写型の画像形成装置であり、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０に接触配置される中間転写ベルト２０とを備えている。
本実施の形態において、感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置１３と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するクリーニング装置１８とが配設されている。
【００１９】
ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。
また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３ａ〜１３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリ型現像装置１３が用いられているが、４台の現像装置を用いるようにしてもよい。
更にまた、クリーニング装置１８については、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。但し、転写率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング装置１８を使用しない態様もあり得る。
【００２０】
また、中間転写ベルト２０は、樹脂製、ゴム製など適宜選定して差し支えないが、本実施の形態では、例えばポリイミドやポリカーボネート樹脂などの樹脂材が使用されている。
ここで、中間転写ベルト２０には転写性能を維持するための体積抵抗率（例えば１０6〜１０12Ω・ｃｍ）が必要であり、また、表面の清掃性を考慮すると、表面に離型層を設けることが好ましい。
更に、中間転写ベルト２０は、複数（例えば４つ）の張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、本実施の形態では、４つの張架ロール２１〜２４のうち、転写位置の上流側に位置する張架ロール２１は例えば駆動ロールとして働き、転写位置の下流側に位置する張架ロール２２，２３，２４はいずれも従動ロールである。
【００２１】
更にまた、中間転写ベルト２０の裏側には転写部材としての転写ロール３１が接触配置されており、この転写ロール３１には電源ユニット４０（図４（ａ）（ｂ）参照）が接続され、一次転写バイアス若しくは二次転写バイアスが選択的に印加されるようになっている。
ここで、転写ロール３１は例えば弾性導電性部材からできているロールからなり、例えば発泡ウレタン、発泡アクリル、発泡シリコンなどからなる。
そして、転写電荷を与えるためには導電性が必要で体積抵抗率は１０6Ω・ｃｍ以下が好ましい。また、転写時に安定した電荷と安定した押圧力を与えるという観点からすれば、できるだけ広いニップ幅が必要であり、この意味で弾性体を使用する態様が好ましい。更に、ロール直径は例えば１０mm以上３０mm以下であればよく、さらに望ましくは１２mm以上２０mm以下である。
また、一次転写は、感光体ドラム１０上のトナーを中間転写ベルト２０側に転移させることが必要であるため、転写ロール３１に印加される一次転写バイアスとしてはトナーと逆極性電圧が用いられ、一方、二次転写は、中間転写ベルト２０上のトナーを記録媒体５０側に転移させることが必要であるから、転写ロール３１に印加される二次転写バイアスとしてはトナーと同極性電圧が用いられる。
尚、転写ロール３１の配設位置としては従前の一次転写が可能な位置を用いればよく、特に制限はない。
【００２２】
また、本実施の形態で用いられる電源ユニット４０としては、例えば図４（ａ）に示すように、一つの電源４１と、この電源４１の正負を切替選択する二つのスイッチング素子４２，４３とを備えた態様が挙げられる。
ここで、スイッチング素子４２，４３は、例えば作像サイクルに応じて連動して電源４１の正負を切り替えるものであり、一次転写時には正の転写バイアスを、二次転写時には負の転写バイアスを印加するように動作する。
更に、電源ユニット４０の別の態様としては、例えば図４（ｂ）に示すように、極性の異なる二つの電源４４，４５と、これらの電源４４，４５を切替選択するスイッチング素子４６とを備え、このスイッチング素子４６により、一次転写時に一方の電源４４の正の転写バイアスを、二次転写時に他方の電源４５の負の転写バイアスを印加するものが挙げられる。
更に、一次転写バイアスと二次転写バイアスについては極性の異なるものであれば適宜選定して差し支えないが、良好な転写を行うためには、記録媒体５０としての用紙の抵抗が中間転写ベルト２０よりも何乗も抵抗が高いため、二次転写バイアスの絶対値レベルを一次転写バイアスに比べて高く設定することが好ましい。
【００２３】
また、用紙などの記録媒体５０は、図示外の供給トレイに収容されており、フィードロール５１にて供給された後、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との対向部（転写部位）に導かれ、定着装置６０へと搬送されるようになっている。尚、図３中、符号５２は記録媒体５０を転写部位に案内するためのガイドシュート、５３は中間転写ベルト２０上の記録媒体５０を定着装置６０に案内するガイドプレート、５４は定着装置６０の熱を遮断するためのシールドプレートである。
【００２４】
更に、本実施の形態では、制御装置７０は、図５に示すように、作像モード（単色モード、カラーモードなど）や記録媒体５０の種類（普通紙、ＯＨＰシート）に応じて、感光体ドラム１０の駆動モータ７１（図中ＭD）、中間転写ベルト２０の駆動モータ７２（図中ＭB）、転写ロール３１の電源ユニット４０等に対し所定の制御信号を送出し、作像条件や転写条件を制御するようになっている（図６参照）。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
○単色モード
制御装置７０は、単色モードを選択した際には、図６（ａ）に示すように、Ｐサイクルを実行し、感光体ドラム１０上に単色トナー像（例えば白黒画像）を形成すると共に、転写部位に記録媒体５０（例えば普通紙）を搬送し、前記単色トナー像を記録媒体５０に転写する。
このとき、Ｐサイクルでは、所定のプロセス速度ｖaが採用され、転写バイアスとしては二次転写バイアスに相当するＶt2が選択される。
これにより、この単色モードでは、感光体ドラム１０上に形成された単色トナー像は、中間転写ベルト２０に一次転写されることなく、直接的に記録媒体５０としての普通紙に転写され、定着装置６０にて定着される。
尚、例えば印刷される記録媒体５０の面を制御する（例えば記録媒体５０の印刷面が上を向いて排出されるフェースアップ又は印刷面が下を向いて排出されるフェースダウン）等の場合には、前記単色画像を中間転写ベルト２０に一旦一次転写した後に、記録媒体５０に一括転写するようにしてもよいことは勿論である。
【００２６】
○カラーモード１（普通紙）
制御装置７０は、カラーモード１（例えばフルカラーモードで記録媒体５０として普通紙を選択するモード）を選択した際には、図６（ｂ）に示すように、Ｙサイクル〜Ｋサイクル（各色成分の一次転写サイクル）を実行した後に、Ｐサイクルを実行し、感光体ドラム１０上に各色成分（イエロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ））トナー像を順次形成すると共に、中間転写ベルト２０上に順次一次転写し、しかる後、転写部位に記録媒体５０（例えば普通紙）を搬送し、前記中間転写ベルト２０上の各色成分トナー像を記録媒体５０に転写する。
このとき、Ｙサイクル〜Ｐサイクルでは、いずれも所定のプロセス速度ｖaが採用され、Ｙサイクル〜Ｋサイクルでは、転写バイアスとして一次転写バイアスに相当するＶt1が選択される一方、Ｐサイクルでは、転写バイアスとして二次転写バイアスに相当するＶt2が選択される。
これにより、このカラーモード１では、感光体ドラム１０上に形成された各色成分トナー像は、中間転写ベルト２０に順次一次転写された後に、記録媒体５０としての普通紙に二次転写され、定着装置６０にて定着される。
【００２７】
○カラーモード２（ＯＨＰシート）
制御装置７０は、カラーモード２（例えばフルカラーモードで記録媒体５０としてＯＨＰシート（又は厚紙）を選択するモード）を選択した際には、図６（ｃｂ）に示すように、カラーモード１と略同様に、Ｙサイクル〜Ｋサイクル（各色成分の一次転写サイクル）を実行した後に、Ｐサイクルを実行する。
但し、カラーモード１と異なり、Ｙサイクル〜Ｋサイクルでは、いずれも所定のプロセス速度ｖaが採用されると共に、転写バイアスとして一次転写バイアスに相当するＶt1が選択される一方、Ｐサイクルでは、プロセス速度ｖb（ｖb＜ｖa）が採用されると共に、転写バイアスとして二次転写バイアスに相当するＶt2が選択される。
これにより、このカラーモード２では、感光体ドラム１０上に形成された各色成分トナー像は、中間転写ベルト２０に順次一次転写された後に、記録媒体５０としてのＯＨＰシートに低プロセス速度にて二次転写され、しかる後、定着装置６０にて低プロセス速度にて定着される。このため、ＯＨＰシートに対し良好な画質の転写、定着処理が実現される。
【００２８】
次に、本実施の形態と比較の形態とを対比する。
ここで、比較の形態としては、例えば図７に示すように、感光体ドラム１０に中間転写ベルト２０を対向配置し、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との対向部に一次転写ロール８１を配設する一方、中間転写ベルト２０の張架ロール２１〜２４の一つ（例えば２４）の対向部に二次転写ロール８２を配設し、記録媒体５０としての用紙をフィードロール５１で送出し、搬送ロール５５，レジストロール５６を経て二次転写部位へと搬送し、しかる後、搬送ベルト５７を経て定着装置６０へと搬送するものが挙げられる。
尚、図７において、符号５８、５９は記録媒体５０を案内するガイドプレート、６１は定着装置６０の熱を遮断するためのシールドプレートであり、また、本実施の形態と同様な構成要素については同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
図３及び図７において、先ず、本実施の形態と比較の形態との作像時間を対比して見ると、本実施の形態は、単色モードの場合には、中間転写ベルト２０への一次転写サイクルを必要としないので、比較の形態に比べて作像サイクルを短縮化することができるが、カラーモードの場合には、比較の形態に比べて、Ｐサイクル分の作像時間が増加し、その分、作像サイクルの時間が若干犠牲になる。
ところが、本実施の形態では、転写ロール３１が一次転写、二次転写の両方を実現するため、比較の形態に係る二次転写ロール８２が不要になるばかりか、中間転写ベルト２０の張架ロール２１〜２２間を記録媒体５０の搬送パスの一部として利用できる分、記録媒体５０の搬送スペースをも低減することもできる。
尚、本実施の形態では、中間転写ベルト２０表面を記録媒体５０が通過するため、中間転写ベルト２０上に紙粉等が付着し易いが、図示外のベルトクリーニング装置により、中間転写ベルト２０上の残留トナーと共に紙粉は効果的に清掃される。
【００３０】
◎実施の形態２
図８は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２を示す。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に一定領域にて感光体ドラム１０形状に沿うように接触する中間転写ベルト２０とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化する４台の現像装置１４〜１７と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するクリーニング装置１８とが配設されている。
【００３１】
また、本実施の形態では、中間転写ベルト２０は、樹脂製、ゴム製など適宜選定して差し支えないが、ホロキャラクターなどの画質欠陥を有効に抑えるには、感光体ドラム１０との接触面圧を下げることが必要であり、また、ウォークレス及びテンショナーレスという観点を考慮すれば、弾性ゴムなどを基体とした弾性ベルト材を使用することが好ましい。
この場合において、弾性ベルト材としては、通常ヤング率が１００Ｍｐａ以下の材料からなるものが用いられ、中間転写ベルト２０の弾性基体には転写性能を維持するための体積抵抗率（例えば１０6〜１０12Ω・ｃｍ）が必要であり、また、表面の清掃性を考慮すると、弾性基体の表面に離型層を設けることが好ましい。
ここで、弾性基体の好ましい物性値としては、ヤング率が１５〜８０ＭＰａのものが転写性を良好に保つ上で好ましい。
良好な素材としては、ウレタン系ゴム（ソフトタイプ：１６．９ＭＰａ），ウレタン系ゴム（ハードタイプ：７８．６Ｍｐａ），クロロプレン系ゴム（１６．２Ｍｐａ）が挙げられる。
逆に好ましくない素材としては、ＰＥＴ（１．４７ＧＰａ），ＰＣ（１．９６ＧＰａ）が挙げられる。
【００３２】
更に、本実施の形態では、中間転写ベルト２０は、複数（例えば４つ）の張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、現像装置１４〜１７とクリーニング装置１８との間に位置する感光体ドラム１０面に沿う形で所定の接触領域ｘだけ密着配置されている。
ここで、本実施の形態では、４つの張架ロール２１〜２４はいずれも従動ロールであり、各張架ロール２１〜２４のうち、転写位置の上流側に位置する張架ロール２１は中間転写ベルト２０の巻き付き角度が一番大きく設定されている。
特に、本実施の形態では、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との接触領域ｘは、転写位置の上流側に位置する張架ロール２１の周長（πＤ：Ｄは張架ロール２１の直径）以上確保されている。
この場合、張架ロール２１の直径Ｄが他の張架ロール２２〜２４のそれよりも小さい場合には、両者間の接触領域は最も小さく設定されるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３３】
また、本実施の形態では、感光体ドラム１０は、図９に示すように、駆動モータ７１（符号ＭD）によって駆動回転されるが、中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１０を駆動源とし、接触領域ｘを介して従動回転せしめられるようになっている。
更に、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０に密着した接触領域ｘの一部には中間転写ベルト２０の裏側から転写ロール３１が接触配置されており、この転写ロール３１には電源ユニット４０が接続され、一次転写バイアス若しくは二次転写バイアスが選択的に印加されるようになっている。
そして、制御装置７０は、図９に示すように、作像モードや記録媒体５０の種類に応じて、感光体ドラム１０の駆動モータ７１（図中ＭD）、転写ロール３１の電源ユニット４０等に対し所定の制御信号を送出し、作像条件や転写条件を制御するようになっている（図６参照）。
【００３４】
また、用紙などの記録媒体５０は、図示外の供給トレイに収容されており、フィードロール５１にて供給された後、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との対向部（転写部位）に導かれ、定着装置６０へと搬送されるようになっている。尚、図８中、符号２８は例えばクリーニングロールを用いたベルトクリーニング装置、６２は記録媒体５０を転写部位に案内するためのガイドプレート、６３は中間転写ベルト２０上の記録媒体５０を定着装置６０に案内するガイドプレート、６４は定着装置６０を通過した記録媒体を図示外の排出トレイへと案内するガイドプレートである。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について述べる。
単色モード、カラーモード１，２については実施の形態１と略同様な作像サイクルが行われる。
このような本実施の形態において、一次転写デバイス（一次転写ロール８１）とは別に二次転写デバイス（二次転写ロール８２）を備えた比較の形態２（図１１参照）と対比して見ると、二次転写デバイスの配設スペースが不要になり、しかも、記録媒体５０の搬送パススペースを低減することができるため、装置の小型小スペース化及び低コスト化を実現できることが理解される。
尚、図１１において、符号５６はレジストロール、５８，６５，６５は記録媒体５０を所定部位に案内するガイドプレートである。
【００３６】
また、本実施の形態の上述した作像過程において、中間転写ベルト２０は張架ロール２１の振れや偏心誤差に伴って速度変動するが、前記接触領域ｘにおいて、感光体ドラム１０上のトナー像は、機械的剪断力を受けて中間転写ベルト２０から分離され、しかも、前記接触領域ｘでは感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との周速度差がほとんど発生しない。
このため、バンディングや色重ねずれのないきれいなカラー画像を容易に得ることが可能である。
【００３７】
更に、このような作像過程において、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との接触領域ｘでは、転写ロール３１による転写電界が作用するが、転写ロール３１の転写作用域を接触領域ｘ内に収まるようにすれば、接触領域ｘ両端の空隙（エアギャップ）に転写ロール３１による転写電界が影響することは全くない。
このため、空隙部分でトナーの異常飛翔が起こる事はなく、感光体ドラム１０上のトナー像は接触領域ｘ内で中間転写ベルト２０側に確実に転写され、しかも、中間転写ベルト２０上のトナー像は記録媒体５０に確実に転写される。
【００３８】
更にまた、中間転写ベルト２０の独自の駆動機構を省略しているが、感光体ドラム１０に連動して中間転写ベルト２０を安定的に回転させることができ、しかも、夫々独自の駆動源を持つ態様に比べて、もともとの周速度差をなくすことが可能になる。
すなわち、感光体ドラム１０及び中間転写ベルト２０が夫々駆動源を持つと、駆動源の回転誤差や駆動伝達系の誤差などで周速度差が生じ、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との間で滑りが生ずる。そこで、本実施の形態のように、感光体ドラム１０にのみ駆動源を持ち、中間転写ベルト２０を従動回転させることで両者の速度を同一にし、これに伴って、両者間のすべりを抑制し、転写性能を良好に保つことができる。
特に、本実施の形態において、中間転写ベルト２０を所定のヤング率の弾性基体を備えた弾性ベルトとしたので、前述した従動回転をより安定させることができる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との間に所定範囲の接触領域ｘが確保されているため、例えば図１０に示すように、前記接触領域ｘのうち、両端Ａ，Ｂを除く部位に複数の転写ロール３１，３２を配設し、電源ユニット４０にて一次転写バイアス若しくは二次転写バイアスを印加するように構成しても差し支えない。
この場合、両方の転写ロール３１，３２を共に一次転写、二次転写に使用するようにしてもよいし、一方の転写ロール３１を一次転写、他方の転写ロール３２を二次転写に使用する等適宜選定して差し支えない。
尚、転写ロール３１，３２の配設位置として、接触領域ｘの両端Ａ，Ｂを除いているのは、転写ロール３１，３２の転写作用域が接触領域ｘの両端に存在する空隙（エアギャップ）９０に影響し、異常放電に伴うトナーの飛び散りを防止するためである。
【００４０】
◎実施の形態３
図１２及び図１３は実施の形態３に係る画像形成装置を示す。
本実施の形態に係る画像形成装置は、ユーザーの要請に応じて、単色画像形成装置をカラー画像形成装置にグレードアップ可能としたものである。
ここで、図１２は、本実施の形態に係る単色画像形成装置を示し、単色用基本ユニット１００を備えている。
この基本ユニット１００は、感光体ドラム１０を有し、この感光体ドラム１０の周囲に、帯電装置１１、露光装置１２、単色用現像装置１４（本例では黒現像装置）、転写ロール３１及びクリーニング装置１８を配設し、記録媒体５０を転写ロール３１による転写部位に搬送し、感光体ドラム１０上に形成された単色トナー像を記録媒体５０に転写した後、定着装置６０へと導くようにしたものである。
尚、図１２において、符号１２１〜１２３は記録媒体５０を案内するためのガイドプレート、１２４は支持フレームの一部、また、符号５０’は図示外の排出トレイに排出された記録媒体を示す。
【００４１】
図１３は単色画像形成装置をグレードアップしたカラー画像形成装置を示し、基本ユニット１００に、オプションユニット１１０を追加したものである。
本実施の形態では、オプションユニット１１０としては、例えばカラー用現像装置１５〜１７（イエロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ））と、感光体ドラム１０と転写ロール３１との間に介在される中間転写ベルト２０（本例では張架ロール２１〜２５にて張架）とが挙げられる。
ここで、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とのレイアウトについては適宜選定して差し支えないが、例えば感光体ドラム１０の形状に沿って中間転写ベルト２０を所定の接触領域にて接触配置する形が採られる。
また、前記転写ロール３１には図示外の電源ユニットが接続され、一次転写バイアス若しくは二次転写バイアスが選択的に印加されるようになっている。
尚、オプション中間転写ベルト２０を配設する際に干渉するガイドプレート１２２は取り外される。
【００４２】
この種のカラー画像形成装置によれば、例えば単色モード時には、感光体ドラム１０上に単色トナー像を形成し、これを直接記録媒体５０に転写することができる。但し、印刷される記録媒体５０の面を制御する等の場合には、中間転写ベルト２０側に一旦トナー像を一次転写した後に記録媒体５０に二次転写するようにしてもよい。
一方、カラーモードの場合には、感光体ドラム１０上に各色成分トナー像を順次形成すると共に、中間転写ベルト２０に順次転写し、しかる後、中間転写ベルト２０上の多重一次転写トナー像を記録媒体５０に一括して二次転写するようにすればよい。
【００４３】
本実施の形態では、ユーザーの自由度を高めるという観点からすれば、オプションユニット１１０をキットとして販売し、オプションユニット１１０の追加作業をユーザーが直接行えるようにしてもよいが、高画質を維持するという観点から、オプションユニット１１０の追加作業をメーカー側で行うようにしてもよい。
また、本実施の形態においては、画像形成装置のグレードアップを目標とする場合に限られず、単色画像形成装置とカラー画像形成装置との部品の共用化によるコストダウンという観点からも好ましいものである。
【００４４】
更に、本実施の形態では、例えば単色画像形成装置とカラー画像形成装置とで転写ロール３１を共用部品としているが、例えば中間転写ベルトユニットに転写ロールを組み込んだ態様にあっては、単色画像形成装置の転写ロール３１に代えて中間転写ベルトユニット（転写ロール組み付け態様）を交換して取り付けるようにしてもよい。
また、例えば図１４に示すように、基本ユニット１００として、中間転写ベルト２０を予め組み込んでおき、例えばカラー用現像装置１５〜１７のみをオプションユニット１１０として追加するようにしてもよい。
【００４５】
【実施例】
◎実施例１
本実施例は実施の形態１に係る画像形成装置を具現化したものである。
本実施例では、感光体ドラム１０は直径８４mmの有機材料を用いたものを使用している。
また、中間転写ベルト２０は、ポリイミド樹脂を主成分としたベルトであり、ヤング率はおおよそ３×１０3Ｍｐａ、体積抵抗は１０8〜１０12Ω・ｃｍの高抵抗に調整されている。
更に、本実施例では、トナーは負極性トナーを用いているため、一次転写条件としては、転写ロール３１に正極性の一次転写バイアスを印加し、定電流制御にて転写ロール３１から中間転写ベルト２０側に２０μＡの電流を流して転写を行うようにした。
更にまた、二次転写条件としては、転写ロール３１に負極性の二次転写バイアス（本例では−２．５ｋＶ）を印加し、定電圧制御にて転写ロール３１から中間転写ベルト２０側に電流を流して転写を行うようにした。
本実施例では、単色モード、カラーモード１，２共に良好な画質の単色画像及びカラー画像が得られた。
【００４６】
◎実施例２
本実施例は実施の形態２に係る画像形成装置を具現化したものである。
本実施例では、感光体ドラム１０は直径８４mmの有機材料を用いたものを使用している。
また、中間転写ベルト２０は、クロロプレンゴムを主原料としたベルトであり、ヤング率はおおよそ３０Ｍｐａ、体積抵抗はおおよそ１０9Ω・ｃｍの高抵抗に調整されている。ベルト表面は、トナーの離型性を向上させるためウレタン系のコーティング層が施されている。
更に、中間転写ベルト２０は感光体ドラム１０に５５°（距離として４０mm）接触している。ここで、中間転写ベルト２０の張架ロール２１の直径は１２mm（周長約３７mm）なので、それ以上の値に設定した。
また、本実施例では、トナーは負極性トナーを用いているため、一次転写条件としては、転写ロール３１に正極性の一次転写バイアスを印加し、定電流制御にて転写ロール３１から中間転写ベルト２０側に１０μＡの電流を流して転写を行うようにした。
更にまた、二次転写条件としては、転写ロール３１に負極性の二次転写バイアス（本例では−１．５ｋＶ）を印加し、定電圧制御にて転写ロール３１から中間転写ベルト２０側に電流を流して転写を行うようにした。
本実施例では、単色モード、カラーモード１，２共に良好な画質の単色画像及びカラー画像が得られた。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写型の画像形成装置において、像形成担持体上の画像を中間転写体に転写する一次転写領域、及び、中間転写体上の画像を記録媒体に転写する二次転写領域が像形成担持体及び中間転写体の対向部に設定される転写手段を具備させたので、一つの転写手段を共用する形で一次転写及び二次転写を実現することができる。
このため、中間転写体を使用した作像方式を採用しながら、中間転写体の外部に一次転写手段と別個に二次転写手段を設ける必要が無くなり、その分、画像形成装置の低コスト化、小型省スペース化を簡単に実現することができるほか、良好な画質の画像を安定的に得ることができる。
特に、本発明にあっては、像形成担持体及び中間転写体のいずれかをベルト状部材とし、像形成担持体と中間転写体との接触幅が、少なくともベルト状部材を張架している張架ロールのうち最小直径を持つ張架ロールの周長以上であるようにしたので、ベルト状部材の張架ロールの偏心等によってベルト状部材に微小な速度周期が発生することを利用して、中間転写体と像形成担持体との接触領域中に像形成担持体と中間転写体との相対速度の微小変動周期を１周期分以上作用させ、これによって、像ずれ等のデフェクトが発生しない状態で機械的な剪断力の効果を得ることができる。
よって、バンディングや色ずれ性能は高いレベルに確保したまま、良好な転写効率を得ることができる。
【００４８】
また、本発明においては、一つの転写手段を共用する形で一次転写、二次転写を実現するようにしたので、像形成担持体、像形成手段、中間転写体及び転写手段が、単色画像形成用の基本ユニットと、この基本ユニットに追加若しくは一部交換して追加されるオプションユニットとに分離可能としておけば、ユーザーの要請に応じて、単色画像形成装置からカラー画像形成装置に簡単にグレードアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図、（ｂ）（ｃ）は画像形成装置の作像過程を示す説明図である。
【図２】  （ａ）は本発明に係る画像形成装置の基本ユニット例を示す説明図、（ｂ）は本発明に係る画像形成装置の「基本ユニット＋オプションユニット」の構成例を示す説明図である。
【図３】  実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図４】  （ａ）は転写装置で用いられる電源ユニットの構成例を示す説明図、（ｂ）は前記電源ユニットの他の構成例を示す説明図である。
【図５】  実施の形態１に係る画像形成装置の制御系を示す説明図である。
【図６】  （ａ）は単色モード時の作像過程を示す説明図、（ｂ）はカラーモード１（普通紙）時の作像過程を示す説明図、（ｃ）はカラーモード２（ＯＨＰシート）時の作像過程を示す説明図である。
【図７】  比較の形態１に係る画像形成装置を示す説明図である。
【図８】  実施の形態２に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図９】  実施の形態２に係る画像形成装置の制御系を示す説明図である。
【図１０】  実施の形態２で用いられる転写装置の変形形態を示す説明図である。
【図１１】  比較の形態２に係る画像形成装置を示す説明図である。
【図１２】  実施の形態３に係る画像形成装置の基本ユニット構成を示す説明図である。
【図１３】  実施の形態３に係る画像形成装置の「基本ユニット＋オプションユニット」構成を示す説明図である。
【図１４】  実施の形態３に係る画像形成装置の変形形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像形成担持体，２…像形成手段，３…中間転写体，３ａ…張架ロール，４…転写手段，５…記録媒体，６…基本ユニット，７…オプションユニット，７ａ…オプションサブユニット，７ｂ…オプション中間転写体，ｍ1…一次転写領域，ｍ2…二次転写領域，Ｇ…画像
【図１】
0004016253.tif 000002
【図２】
0004016253.tif 000003
【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】
0004016253.tif 000008
【図８】
0004016253.tif 000009
【図９】
0004016253.tif 000010
【図１０】
0004016253.tif 000011
【図１１】
0004016253.tif 000012
【図１２】
0004016253.tif 000013
【図１３】
0004016253.tif 000014
【図１４】
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