(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前記帯電手段による帯電極性と同じ極性に帯電された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回転する中間転写媒体に転写する一次転写部と、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、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する画像形成装置であって、前記一次転写部において前記中間転写媒体がその抵抗層を介して前記潜像担持体に圧接される画像形成装置において、
前記一次転写部での最初の色のトナー像を前記中間転写媒体に転写する前の前記潜像担持体の表面電位と前記中間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を前記中間転写媒体に転写する際のその電位差より大きく設定して、前記中間転写媒体を少なくとも１周させることにより前記中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー像を前記中間転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成方式。
【請求項２】
前記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、前記二次転写部においてバイアスを印加するための二次転写バイアス印加電源として定電流電源が用いられることを特徴とする請求項１記載の画像形成方式。
【請求項３】
前記電位差をトナー像を前記中間転写媒体に転写する際の電位差より大きく設定するのに、前記潜像担持体の帯電電位の絶対値を静電潜像形成時より上昇させることにより行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方式。
【請求項４】
前記電位差をトナー像を前記中間転写媒体に転写する際の電位差より大きく設定するのに、前記中間転写媒体の表面電位の絶対値を静電潜像形成時より上昇させることにより行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方式。
【請求項５】
前記電位差をトナー像を前記中間転写媒体に転写する際の電位差より大きく設定する際のその電位差の設定を、そのときの温度と湿度に適合するように予め記憶されている制御データに基づいて設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の画像形成方式。
【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１３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１３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１４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１３、図１４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。感光体表面電位Ｖ0 は、通常、現像器の現像特性によって異なり、現像器の色あるいは使用初期からの経過時間による特性変化等によっても感光体表面電位Ｖ0 の設定値が大きく異なる。したがって、感光体から中間転写媒体が受ける負電荷量もまちまちで、中間転写媒体表面電位が安定しないことになる。
【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が安定しないことによる問題は生じない。
【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】
この対策としては、中間転写媒体を構成する中間転写ベルトを除電するということもあるが、除電器とそれに必要な電源とによりコストアップや消費電力のアップを招いてしまうので好ましくなかった。
【００２０】
そこで、中間転写媒体に印加する一次転写バイアスを大きくすることが考えられるが、一次転写バイアスを大きくしすぎると、今度は高すぎる一次転写バイアスが感光体の放電部を逆極性に帯電してしまうことにより起こる感光体メモリが発生しやすくなるので、余り好ましくなかった。
【００２１】
また、帯電電位を固定することにより中間転写媒体表面電位の変動を小さくすることができるが、転写効率に寄与するパラメータであるトナーの外添剤の量、トナーの帯電量、トナーの流動性や感光体の摩擦係数等の装置構成によって転写効率のレベルは異なり、特にトナーについては、プロセス全体のバランスの取れたものとするため、必ずしも転写プロセスにとって都合の良いトナーとは限らなかった。そのため、転写効率の比較的悪いトナーを用いる場合等においては、帯電電位を固定するだけでは不十分な場合があった。
【００２２】
中間転写媒体表面電位の低下は放電現象によるものであるため、無限に低下するものではないので、中間転写媒体表面電位が略定常状態になった領域で転写を行うという方法も考えられるが、中間転写媒体表面電位が低下して略定常化するまでにはかなりの周回数を要するため、ファーストプリント時間が遅くなるという問題があった。
【００２３】
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。
【００２４】
【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前記帯電手段による帯電極性と同じ極性に帯電された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回転する中間転写媒体に転写する一次転写部と、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、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する画像形成装置であって、前記一次転写部において前記中間転写媒体がその抵抗層を介して前記潜像担持体に圧接される画像形成装置において、
前記一次転写部での最初の色のトナー像を前記中間転写媒体に転写する前の前記潜像担持体の表面電位と前記中間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を前記中間転写媒体に転写する際のその電位差より大きく設定して、前記中間転写媒体を少なくとも１周させることにより前記中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー像を前記中間転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２５】
この場合に、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、二次転写部においてバイアスを印加するための二次転写バイアス印加電源として定電流電源が用いられることが望ましい。
【００２６】
また、電位差をトナー像を中間転写媒体に転写する際の電位差より大きく設定するのに、潜像担持体の帯電電位の絶対値を静電潜像形成時より上昇させることにより行っても、中間転写媒体の表面電位の絶対値を静電潜像形成時より上昇させることにより行ってもよい。
【００２７】
また、電位差をトナー像を中間転写媒体に転写する際の電位差より大きく設定する際のその電位差の設定を、そのときの温度と湿度に適合するように予め記憶されている制御データに基づいて設定するようにすることが望ましい。
【００２８】
本発明においては、一次転写部での最初の色のトナー像を前記中間転写媒体に転写する前の潜像担持体の表面電位と中間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を中間転写媒体に転写する際のその電位差より大きく設定して、中間転写媒体を少なくとも１周させることにより中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー像を中間転写媒体に転写させるようにしたので、異なる色のトナー像を順に中間転写媒体に転写する間の中間転写媒体上の表面電位の変動を大幅に小さくでき、トナー像の中間転写媒体への転写効率が安定化でき、装置のコストアップも生じずに信頼性のある画像形成装置を実現することができる。
【００２９】
【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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
この中間転写ベルト４１は、図１４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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
このような装置を用いて、感光体２１にマイナス帯電し、現像器２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋでマイナス帯電一成分非磁性トナーで反転現像する場合について検討する。
【００４６】
このような装置構成において、帯電バイアス発生部１２１から帯電ローラ２２に所定の帯電バイアスを印加して感光体２１の表面電位をＶa0に帯電したとき、中間転写ベルト４１の表面電位（中媒表面電位）は、図４に示すように、１色目、２色目、３色目、４色目と一次転写回数を重ねる毎（周回数）に一次転写バイアス発生部１２６からの一次転写バイアス電圧Ｖ1 によって決まるＶ1 ’から定常状態の電位Ｖ2 へと低下して行く。この定常状態の電位Ｖ2 が転写効率を満たす中間転写媒体電位Ｖ3 以上になるように、正規画像形成時の一次転写バイアス電圧Ｖ1 が定められる。
【００４７】
ところで、図４は、感光体２１の表面電位をＶa0に固定し、一次転写バイアス電圧を固定したまま一次転写回数を重ねる場合に、中間転写媒体電位がＶ1 ’から減少してＶ2 へ定常化して行く様子を示すものであるが、本発明においては、図５に示すように、１色目の一次転写時にすでに中間転写媒体電位を定常状態の電位Ｖ2 へ強制的に定常化させ、２色目以降もこの定常状態の電位Ｖ2 で一次転写を行わせるものである。
【００４８】
そのためには、図６のタイミングチャートに示すように、帯電バイアスと一次転写バイアスの印加を開始した後直ぐに１色目の画像形成とその一次転写を行うのではなく、中間転写ベルト４１の１周目の間に、帯電ローラ２２に印加する帯電バイアスを増加させて感光体２１の表面電位をＶa0よりΔＶ高いＶa1に帯電させ、中間転写ベルト４１のそのときの表面電位Ｖ1 ’との電位差を大きくする。感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差が大きければ大きい程放電によって感光体２１から中間転写ベルト４１へ流れ込む電流が大きくなるので、その電位差を適切に設定することにより、この１周の回転の後に中間転写ベルト４１の電位を図５に示すように、定常状態の電位Ｖ2 へと定常化させてその変動を小さくできる。したがって、その定常化後の中間転写ベルト４１の２周目以降に１色目、２色目、３色目、４色目の画像形成とそれらの一次転写を行わせると、一次転写時の中間転写ベルト４１の表面電位は略Ｖ2 に安定化しており、各色のトナー像の中間転写ベルト４１への転写効率は安定化される。
【００４９】
また、図６のように中間転写ベルト４１の１周目の間に感光体２１の表面電位を画像形成及び一次転写時より高めるのではなく、図７に示すように、中間転写ベルト４１の１周目の間に、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をＶ1 よりΔＶ’高いＶ11に変えるようにしてもよい。特別な場合を除き、通常、一次転写バイアスの上昇分ΔＶ’は、中間転写ベルト４１の表面電位の上昇分に略等しい。要は、感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差を適切に設定することにより、この１周の回転の後に中間転写ベルト４１の電位を図５に示すように、定常状態の電位Ｖ2 へと定常化させることができるのである。したがって、図６と図７の中間状態、すなわち、感光体２１の帯電電位を高めると同時に一次転写バイアス電圧を高めて感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差を適切に設定するようにしてもよい。
【００５０】
ただし、一次転写バイアス電圧を高めすぎると、その高すぎる一次転写バイアス（例えば、プラス）が感光体２１の放電部（印字領域。例えば、マイナスのゼロに近い電位領域）を逆極性（例えば、プラス）に帯電してしまうことにより起こる感光体メモリが発生しやすくなるので、中間転写ベルト４１の１周目に感光体２１の帯電電位を高めるようにする方が望ましい。
【００５１】
ところで、上記のように、中間転写ベルト４１の１周目の間に、中間転写ベルト４１の表面電位を初期のＶ1 ’から定常状態の電位Ｖ2 へと下げるのに必要な感光体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差を求めるには、予め図８に示すようなグラフを作成しておく。このグラフの横軸は、感光体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）であり、縦軸は中間転写ベルト４１が１周する際の中間転写ベルト４１の表面電位の降下量（中媒１周における電位降下量）である。
【００５２】
この図８から、達成したい中間転写ベルト４１の表面電位の降下量はＶ1 ’−Ｖ2 であるので、縦軸のＶ1 ’−Ｖ2 に対応する横軸のＥ1 を求める。このＥ1 が感光体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差であり、中間転写ベルト４１の１周目の間に、このＥ1 となるように、感光体２１の表面帯電電位をΔＶだけ高めるか、中間転写ベルト４１に印加する一次転写バイアスをΔＶ’だけ高めるようにする。
【００５３】
以下に、上記の動作を立証するために次のような実験と行った。上記の装置構成において、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−１４００Ｖであり、感光体２１の表面電位は−７５０Ｖ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４５０Ｖに設定されている場合であって、１５℃，３５％ＲＨの環境下での、初期の１枚のカラー画像形成に対応する周期（０周面から６周目）とそれに続く２枚目のカラー画像形成に対応する周期（７周面から１０周目）の中間転写ベルト（媒体）４１の表面電位の変化を調べると、図９のようになった。この実験においては、感光体２１の帯電、一次転写バイアスの印加、二次転写バイアスの印加は行ったが、潜像形成と現像は行っていない。
【００５４】
初期画像形成時の一次転写前（１周目）は、一次転写バイアスの電圧４５０Ｖが略そのまま中間転写ベルト４１の表面電位になり、１色目（２周目）、２色目（３周目）の転写時には、中間転写ベルト４１の表面電位は徐々に低下し、３色目（４周目）で略定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、４色目（５周目）でも変わらない。そして、６周目で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周目の電位よりは低い約３５０Ｖまで上昇する。次に２枚目の連続画像形成時に入り、１色目（７周目）、２色目（８周目）の転写時には、中間転写ベルト４１の表面電位は徐々に低下し、３色目（９周目）で略定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、４色目（１０周目）でも変わらない。そして、１１周目で再度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６周目の電位と略等しい約３５０Ｖまで上昇する。以下、２枚目以降の連続画像形成時も同様となる。
【００５５】
この図９の結果に基づいて、二次転写バイアスにより電流が流れ込んで中間転写ベルト４１の表面電位が上昇した次の周目である７周目、１１周目の感光体２１の表面電位を−７５０Ｖから−８５０Ｖに上昇（絶対値）させた。このため、そのときの感光体２１と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差は、３５０Ｖ−（−７５０Ｖ）＝１１００Ｖから３５０Ｖ−（−８５０Ｖ）＝１２００Ｖに増加する。この電位差の上昇は、図８に対応する図１１から導かれた。すなわち、図１１のグラフの横軸は、感光体２１の表面電位と中間転写ベルト４１の表面電位の電位差（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）であり、縦軸は中間転写ベルト４１が１周する際の中間転写ベルト４１の表面電位の降下量（中媒１周における電位降下量）である。この図１１は、この装置の１５℃，３５％ＲＨの環境下での特性を表している。図１１から、６周目（１１周目）から７周目（１２周目）に至る過程で得たい中間転写ベルト４１の表面電位の降下量は、３５０Ｖ−２５０Ｖ＝１００Ｖであるから、縦軸の１００Ｖに対応する横軸の感光体表面電位と中媒表面電位の電位差を求めると約１２００Ｖになる。したがって、感光体２１の表面電位を−７５０Ｖから−８５０Ｖに上昇（絶対値）させるか、中間転写ベルト４１の表面電位を３５０Ｖから４５０Ｖに上昇させればよいので、帯電バイアスを上昇させて感光体２１の表面電位を−８５０Ｖにした。
【００５６】
その結果、図１０に示すように、初期画像形成時の１周目から６目までは図９と同じであるが、連続画像形成時の２枚目の最初の周目である７周目で直ぐに略定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、以下、１色目（８周目）、２色目（９周目）、３色目（１０周目）何れの一次転写時にも中間転写ベルト４１の表面電位は略定常状態の電位に定常化されその変動はほとんどない。そして、１１周目で再度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６周目の電位と略等しい約３５０Ｖまで上昇するが、２枚目以降の連続画像形成時も同様となる。
【００５７】
なお、以上の実験では、初期の１枚目のカラー画像形成時には、積極的に中間転写ベルト４１の表面電位を定常状態の電位に降下させていないが、図１０の２周目で上記と同様にして直ぐに略定常状態の電位（約２５０Ｖ）に定常化し、以下、１色目（３周目）、２色目（４周目）、３色目（５周目）何れの一次転写時にも中間転写ベルト４１の表面電位を略定常状態の電位に定常化するようにしてもよい。
【００５８】
ところで、図９、図１０から明らかなように、初期画像形成時と連続画像形成時とでは、中間転写ベルト４１の表面電位Ｖ1 ’は異なる。初期画像形成時には一次転写バイアス電位Ｖ1 と略同じとなるが、連続画像形成時には、二次転写時に定電流電源から電流が流れ込んでも電荷が残留する等の理由によりそのときの電位Ｖ1 より低くなったり高くなる。したがって、上記のような強制的な電位降下量は、初期画像形成時と連続画像形成時とでは当然異ならせる必要がある。
【００５９】
ところで、図８、図１１に示した（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）と（中媒１周における電位降下量）の特性は、環境により大きく変化する。図１２に上記装置の２３℃，６５％ＲＨの環境下での特性を示す。図１１と図１２を比べると、温度・湿度が変化すると、同じ（感光体表面電位と中媒表面電位の電位差）であっても（中媒１周における電位降下量）は大きく変わるので、代表的な複数の環境における図１１、図１２と同様の特性値のテーブルを、図２のＲＯＭ１２８中に予め用意しておいて、測定された温度と湿度に基づいて最も適当な特性値のテーブルを用いて、前記のΔＶ、ΔＶ’等の制御を行うようにする。
【００６０】
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。
【００６１】
【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、一次転写部
エラー 1 : 特許庁規定外文字があったので■に置き換えました。
での最初の色のトナー像を前記中間転写媒体に転写する前の潜像担持体の表面電位と中間転写媒体の表面電位の電位差が、トナー像を中間転写媒体に転写する際のその電位差より大きく設定して、中間転写媒体を少なくとも１周させることにより中間転写媒体の表面電位を定常状態の電位へ定常化させてから、順次異なる色のトナー像を中間転写媒体に転写させるようにしたので、異なる色のトナー像を順に中間転写媒体に転写する間の中間転写媒体上の表面電位の変動を大幅に小さくでき、トナー像の中間転写媒体への転写効率が安定化でき、装置のコストアップも生じずに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】  帯電電位が一定のときの一次転写回数を重ねる毎の中間転写ベルトの表面電位の変化を示す図である。
【図５】  本発明に基づくと一次転写回数を重ねても中間転写ベルトの表面電位が定常化されている様子を示す図である。
【図６】  図５のような結果を得るためのタイミングチャートの１例を示す図である。
【図７】  図５のような結果を得るためのタイミングチャートの他の例を示す図である。
【図８】  感光体表面電位と中間転写媒体表面電位の電位差と中間転写媒体１周における電位降下量の関係を模式的に示す図である。
【図９】  特定環境下における帯電電位が一定のときの初期カラー画像形成に対応する周期とそれに続く２枚目のカラー画像形成に対応する周期の中間転写ベルトの表面電位の変化を調べた結果を示す図である。
【図１０】  本発明に基づいて感光体の表面電位を２枚目以降のカラー画像形成の最初の１周目に上昇させたときの図９と同様の図である。
【図１１】  図１０のときの図８と同様の図である。
【図１２】  異なる環境下での図８と同様の図である。
【図１３】  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１４】  図１３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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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