(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像手段と、該潜像担持体上のトナー像が転写される表面が無端移動可能な中間転写体と、該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写位置を通過した該中間転写体上の転写材に分離バイアスを印加して該中間転写体と該転写材とを分離する分離手段とを備えた画像形成装置において、
該中間転写体として、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有するものを用い、
該中間転写体を複数回回転させることにより複数の画像について該潜像担持体から該中間転写体の同一表面にトナー像の１次転写を複数回繰り返して行う場合に、該複数の画像のうち先行の画像について１次転写された該中間転写体上のトナー像の転写材への２次転写にあたって該分離バイアスが該転写材を介さずに直接印加された該中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に、後続の画像について形成された該潜像担持体上のトナー像を１次転写しないよう該中間転写体の表面移動方向における該先行のトナー像の先端位置と該後続のトナー像の先端位置とをずらすように、該潜像担持体から該中間転写体への１次転写を制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記分離手段が、２次転写位置を通過した転写材の先端よりも先行して上記分離バイアスを印加するものであり、
上記中間転写体の周長をＬbeltとし、
該中間転写体の表面移動方向における該転写材の長さ、連続してトナー像が２次転写される転写材間の間隙、及び該分離手段による該中間転写体１周あたりの該分離バイアスの印加距離をそれぞれ、Ｌp、Ｌbwn及びＬsepとしたとき、
（２×Ｌp＋Ｌbwn）＜（Ｌbelt−Ｌsep）
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
上記分離手段が、２次転写位置を通過した転写材の先端よりも先行して上記分離バイアスを印加するものであり、
上記中間転写体の周長をＬbeltとし、
該中間転写体の表面移動方向における該転写材の長さ、及び連続して２次転写される転写材間の間隙をそれぞれ、Ｌp及びＬbwnとしたとき、
（Ｌp＋Ｌbwn）＞Ｌbelt
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記中間転写体に位置検知用マークを有し、
該中間転写体上の位置検知用マークを検知するマーク検知手段と、
該中間転写体上でトナー像を重ね合わせない非重ね時に、該マーク検知手段の検知結果に基づいて各トナー像を該潜像担持体上に形成して該中間転写体に１次転写するように、上記潜像形成手段、上記現像手段及び上記１次転写手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像手段と、該潜像担持体上のトナー像が転写される表面が無端移動可能な中間転写体と、該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写位置を通過した該中間転写体上の転写材に分離バイアスを印加して該中間転写体と該転写材とを分離する分離手段とを備え、
該１次転写手段が、該中間転写体に対向する１次転写部材と、１次転写バイアスを該１次転写部材に印加する１次転写バイアス印加手段とを用いて構成された画像形成装置において、
該中間転写体として、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有するものを用い、
該分離バイアスが転写材を介さずに直接印加される該中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に対する該１次転写バイアスの電流値を、他の画像領域に対する該１次転写バイアスの電流値よりも大きくするように、該１次転写バイアス印加手段を制御する制御手段を設け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、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像手段と、潜像担持体上のトナー像が転写される表面が無端移動可能な中間転写体と、潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段と、中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、複数色のトナー像を中間転写体上に重ね合わせて形成し、これを転写材に一括転写する中間転写方式のカラー複写機やカラーレーザプリンタ等の画像形成装置が知られている。この中間転写体の材料としては、通常、所定の機械特性や静電気特性を有する高分子素材が用いられる。
このような中間転写方式を採用した画像形成装置では、潜像担持体から中間転写体上に１次転写したトナー像の周辺にトナーが飛び散る「転写ちり」が生じやすいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記転写チリの発生を防止する対策としては、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有する中間転写体を用いることが考えられる。このような中間転写体を用いると、潜像担持体から中間転写体への１次転写の際にトナー像とともに潜像担持体の電位を転移させて中間転写体に保持させることができるため、この転移して保持させた電位の作用により、中間転写体に転写されたトナー像からトナーが飛び散らないようにすることができる。
【０００４】
ところが、上記体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有する中間転写体を用いた画像形成装置において、２次転写位置を通過した中間転写体上の転写材に分離バイアスを印加して中間転写体と転写材とを分離する場合、分離バイアスが転写材を介さずに直接印加される中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に対応した画像濃度ムラが発生するおそれがあった。この中間転写体の分離バイアス直接印加領域は、分離バイアスが転写材を介さずに直接印加されているため、転写材を介して分離バイアスが印加された領域よりも表面電位が高くなっている。この分離バイアス直接印加領域に対応した電位コントラストが１次転写位置まで保持され、分離バイアス直接印加領域をまたがってトナー像が１次転写されると、画像濃度が低下した帯状の画像濃度ムラが発生してしまう。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、転写チリ防止の点で有利な高抵抗層を有する中間転写体を用いた場合でも、転写材を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写体上の電位コントラストを抑制し、該電位コントラストに起因した画像濃度ムラを防止することができる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像手段と、該潜像担持体上のトナー像が転写される表面が無端移動可能な中間転写体と、該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写位置を通過した該中間転写体上の転写材に分離バイアスを印加して該中間転写体と該転写材とを分離する分離手段とを備えた画像形成装置において、該中間転写体として、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有するものを用い、該中間転写体を複数回回転させることにより複数の画像について該潜像担持体から該中間転写体の同一表面にトナー像の１次転写を複数回繰り返して行う場合に、該複数の画像のうち先行の画像について１次転写された該中間転写体上のトナー像の転写材への２次転写にあたって該分離バイアスが該転写材を介さずに直接印加された該中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に、後続の画像について形成された該潜像担持体上のトナー像を１次転写しないよう該中間転写体の表面移動方向における該先行のトナー像の先端位置と該後続のトナー像の先端位置とをずらすように、該潜像担持体から該中間転写体への１次転写を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項１の画像形成装置では、潜像担持体から中間転写体への１次転写を制御し、中間転写体を複数回回転させることにより複数の画像について潜像担持体から中間転写体の同一表面にトナー像の１次転写を複数回繰り返して行う場合に、複数の画像のうち先行の画像について１次転写された中間転写体上のトナー像の転写材への２次転写にあたって分離バイアスが該転写材を介さずに直接印加された該中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に、後続の画像について形成された該潜像担持体上のトナー像を１次転写しないよう、中間転写体の表面移動方向における先行のトナー像の先端位置と後続のトナー像の先端位置とをずらすことにより、中間転写体上に、分離バイアス直接印加領域に対応した電位コントラストが生じないようにする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記分離手段が、２次転写位置を通過した転写材の先端よりも先行して上記分離バイアスを印加するものであり、上記中間転写体の周長をＬbeltとし、該中間転写体の表面移動方向における該転写材の長さ、連続してトナー像が２次転写される転写材間の間隙、及び該分離手段による該中間転写体１周あたりの該分離バイアスの印加距離をそれぞれ、Ｌp、Ｌbwn及びＬsepとしたとき、次式を満たすことを特徴とするものである。
【数１】
（２×Ｌp＋Ｌbwn）＜（Ｌbelt−Ｌsep）
【０００８】
請求項２の画像形成装置では、上記式を満たすことにより、中間転写体の１周面上に２つのトナー像が入るように中間転写体の複数の周面にわたって複数のトナー像が１次転写される場合に、上記中間転写体上の分離バイアス直接印加領域に重ならないようにトナー像の１次転写領域を確保することができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記分離手段が、２次転写位置を通過した転写材の先端よりも先行して上記分離バイアスを印加するものであり、上記中間転写体の周長をＬbeltとし、該中間転写体の表面移動方向における該転写材の長さ、及び連続して２次転写される転写材間の間隙をそれぞれ、Ｌp及びＬbwnとしたとき、次式を満たすことを特徴とするものである。
【数２】
（Ｌp＋Ｌbwn）＞Ｌbelt
【００１０】
請求項３の画像形成装置では、上記式を満たすことにより、中間転写体の１周面上に１つのトナー像が入るように中間転写体の複数の周面にわたって複数のトナー像が１次転写される場合に、上記中間転写体上の分離バイアス直接印加領域に重ならないようにトナー像の１次転写領域を確保することができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記中間転写体に位置検知用マークを有し、該中間転写体上の位置検知用マークを検知するマーク検知手段と、該中間転写体上でトナー像を重ね合わせない非重ね時に、該マーク検知手段の検知結果に基づいて各トナー像を該潜像担持体上に形成して該中間転写体に１次転写するように、上記潜像形成手段、上記現像手段及び上記１次転写手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置では、上記非重ね時に、中間転写体上の位置検知用マークの検知結果に基づいて、複数のトナー像のそれぞれを潜像担持体上に形成して中間転写体に１次転写することにより、各トナー像を、中間転写体上の分離バイアス直接印加領域に重ならないように確実に１次転写することができる。
【００１２】
請求項５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像手段と、該潜像担持体上のトナー像が転写される表面が無端移動可能な中間転写体と、該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に転写する１次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写位置を通過した該中間転写体上の転写材に分離バイアスを印加して該中間転写体と該転写材とを分離する分離手段とを備え、該１次転写手段が、該中間転写体に対向する１次転写部材と、１次転写バイアスを該１次転写部材に印加する１次転写バイアス印加手段とを用いて構成された画像形成装置において、該中間転写体として、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有するものを用い、該分離バイアスが転写材を介さずに直接印加される該中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に対する該１次転写バイアスの電流値を、他の画像領域に対する該１次転写バイアスの電流値よりも大きくするように、該１次転写バイアス印加手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
上記中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域は、上記分離バイアスが転写材を介さずに直接印加されているため、転写材を介して分離バイアスが印加された領域よりも表面電位が高くなり、１次転写の転写率が低下している。
そこで、請求項５の画像形成装置では、中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に対して、１次転写バイアスの電流値を他の画像領域より大きくするように、１次転写バイアス印加手段を制御することにより、分離バイアス直接印加領域に対する１次転写の転写率を高めて所定濃度のトナー像が転写されるようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した実施の形態について説明する。
まず、図１を用いて、本実施の形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３等で構成されている。
【００１４】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を、照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ、及びレンズ１２４を介して、カラーセンサ１２５に結像する。そして、原稿４のカラー画像情報を、例えば、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。本例のカラーセンサ１２５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色分解手段と、ＣＣＤのような光電変換素子とで構成され、該色分解手段により色分解した原稿４の３色のカラー画像を光電変換素子で同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号の強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００１５】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査で４色のカラー画像データを得る。これを図示しないメモリに格納、引き出しすることによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００１６】
上記カラープリンタ２は、潜像担持体としての感光体ドラム２００、書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写ユニット５００、２次転写装置６００、定着装置２７０等で構成されている。上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリ−ニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電器２０３、電位センサ２０４、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パタ−ン検知器２０５、中間転写ユニット５００、２次転写手段としての２次転写装置６００などが配置されている。感光体ドラム２００上に潜像を形成する潜像形成手段は、上記帯電器２０３及び書き込み光学ユニット２２０を用いて構成されている。
【００１７】
また、上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００１８】
また、上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、各現像器を矢印の反時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成されている。各現像スリ−ブには図示しない現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖdcに交流電圧Ｖacが重畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００１９】
カラー複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置の３０度手前にセットされており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りが開始し、このカラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器２３１Ｋを現像位置に移動し、Ｂｋ現像スリ−ブを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００２０】
中間転写ユニット５００は、図２に示すように、複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト５０１などで構成されている。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写装置６００の２次転写部材（２次転写電荷付与手段）である２次転写バイアスローラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニングブレード５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ５０５などが対向するように配設されている。
【００２１】
また、位置検知用マークが中間転写ベルト５０１の外周面あるいは内周面に設けられる。但し、中間転写ベルト５０１の外周面側については位置検知用マークがベルトクリーニングブレード５０４の通過域を避けて設ける工夫が必要であって配置上の困難さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マークを中間転写ベルト５０１の内周面側に設ける。マーク検知用センサとしての光学センサ５１４は、中間転写ベルト５０１が架け渡されているバイアスローラ５０７と駆動ローラ５０８との間の位置に設けられる。
【００２２】
この中間転写ベルト５０１は、１次転写手段を構成する１次転写部材としての１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０，クリーニング対向ローラ５１１、及びフィードバック電流検知ローラ５１２に張架されている。各ローラは導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラは接地されている。１次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御された１次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された１次転写バイアスが印加される。特に、本実施形態では、中間転写ベルト５０１の電気抵抗にかかわらず一定の１次転写バイアスを印加するために、定電流制御を採用している。そして、１次転写バイアスローラ５０７から中間転写ベルト５０１を介してフィードバック電流検知ローラ５１２に流れる電流が一定値（例えば２２μＡ）になるように制御している。
【００２３】
中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって矢印方向に回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、矢印方向に駆動される。この中間転写ベルト５０１は、半導体または絶縁体で、後述のように多層構造となっている。また、中間転写ベルトは、感光体ドラム２００上に形成されたトナー像を重ね合わせるために、通紙可能最大サイズより大きく設定されている。
【００２４】
上記２次転写バイアスローラ６０５は、後述のシーケンス制御部で２次転写接離クラッチを介して制御される接離手段としての図示しない接離機構により、２次転写対向ローラ５１０に張架された部分の中間転写ベルト５０１の表面に対して接離可能になっている。上記接離手段は、２次転写接離ソレノイドを用いて構成してもよい。また、２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写対向ローラ５１０に張架された部分の中間転写ベルト５０１との間に記録紙Ｐを挟持するように配設されており、定電流制御される２次転写電源８０２によって所定電流の２次転写バイアスが印加されている。この２次転写バイアスの電流値は、後述のシーケンス制御部でモニターできるようになっている。
なお、上記２次転写バイアスローラ６０５としては、例えば表面に中抵抗高分子膜（電気抵抗：１０４〜１０８Ω）を有するバイアスローラ（φ３０ｍｍ）を用いることができる。また、上記２次転写対向ローラ５１０としては、例えば表面に導電性高分子膜を有する接地ローラ（φ４０ｍｍ）を用いることができる。
【００２５】
レジストローラ６１０は、２次転写バイアスローラ６０５と２次転写対向ローラ５１０に張架された中間転写ベルト５０１との間に、所定のタイミングで転写材である転写紙Ｐを送り込む。また、２次転写バイアスローラ６０５には、クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。このクリーニングブレード６０８は、２次転写バイアスローラ６０５の表面に付着した付着物を除去してクリーニングするものである。
【００２６】
このような構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム２００は、図示しない駆動モータによって矢印で示す半時計方向に回転され、感光体ドラム２００上に、Ｂｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われる。中間転写ベルト５０１はベルト駆動ローラ５０８によって矢印で示す時計回りに回転される。この中間転写ベルト５０１の回転に伴って、１次転写バイアスローラ５０７に印加される電圧による転写バイアスにより、Ｂｋトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像の１次転写が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト５０１上に各トナー像が重ね合わせて形成される。
【００２７】
例えば、上記Ｂｋトナー像形成は次のように行われる。図２において、帯電チャージャ２０３は、コロナ放電によって感光体ドラム２００の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電する。上記ベルトマーク検知信号に基づき、タイミングを定め、図示しない書き込み光学ユニットにより、Ｂｋカラー画像信号に基づいてレーザ光によるラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム２００の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。このＢｋ静電潜像に、Ｂｋ現像器２３１Ｋの現像ローラ上の負帯電されたＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。
【００２８】
このようにして感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動回転している中間転写ベルト５０１の表面に１次転写される。この１次転写後の感光体ドラム２００の表面に残留している若干の未転写の残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃される。この感光体ドラム２００側では、Ｂｋ画像形成工程の次にＹ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナによるＹ画像データの読み取りが始まり、そのＹ画像データによるレーザ光書き込みによって、感光体ドラム２００の表面にＹ静電潜像を形成する。
【００２９】
そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、且つＴ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニット２３０の回転動作が行われ、Ｙ現像機２３１Ｙが現像位置にセットされ、Ｙ静電潜像がＹトナーで現像される。以後、Ｙ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｙ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像機２３１Ｋの場合と同様にリボルバ現像ユニットの回転動作を行い、次のＣ現像機２３１Ｃを現像位置に移動させる。これもやはり次のＣ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、Ｃ及びＭの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｙの工程と同様であるので説明は省略する。
【００３０】
このようにして感光体ドラム２００上に順次形成されたＢｋ、Ｙ，Ｃ、Ｍのトナー像は、中間転写ベルト５０１上の同一面に順次位置合わせされて１次転写される。これにより、中間転写ベルト５０１上に最大で４色が重ね合わされたトナー像が形成される。
一方、上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙Ｐが転写紙カセット又は手差しトレイなどの給紙部から給送され、レジストローラ６１０のニップで待機している。
【００３１】
そして、２次転写対向ローラ５１０に張架された中間転写ベルト５０１と２次転写バイアスローラ６０５によりニップが形成された２次転写部に、上記中間転写ベルト５０１上のトナー像の先端がさしかかるときに、転写紙Ｐの先端がこのトナー像の先端に一致するように、レジストローラ６１０が駆動されて、転写紙Ｐとトナー像とのレジスト合わせが行われる。
【００３２】
このようにして、転写紙Ｐが２次転写部を通過すると、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印加された電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上の４色重ねトナー像が転写紙Ｐ上に一括転写（２次転写）される。この転写紙Ｐは、２次転写部の下流側に配置した分離手段で除電されて分離された後、ベルト搬送装置２１０，２１１により定着装置２７０に向けて送られる（図１参照）。そして、この転写紙Ｐは、定着装置２７０の定着ローラ２７１、２７２のニップ部でトナー像が溶融定着された後、排出ローラ２１２で装置本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向きにスタックされる。
上記分離手段は、２次転写部を通過した転写紙Ｐに先端が向くように配置された除電分離部材としての除電針６１１と、転写紙Ｐを中間転写ベルト５０１から分離するための分離バイアスを除電針６１１に印加する分離バイアス電源８０３とを用いて構成されている。
【００３３】
一方、上記ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置２０１でクリーニングされ、図示しない除電ランプで均一に除電される。また、転写紙Ｐにトナー像を２次転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留した残留トナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニングブレード５０４によってクリーニングされる。
【００３４】
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナの動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｍ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０１は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面の上記ベルトクリーニングブレード５０４でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像が１次転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像機のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングブレード５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままの位置にしてコピー動作を行う。
【００３５】
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数の複写が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にしておき、ベルトクリーニングブレード５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままでコピー動作を行う。
【００３６】
次に、上記カラー複写機に用いた中間転写ベルト５０１のより具体的な構成、及び２次転写通過後の中間転写ベルト５０１上の分離バイアス直接印加領域とその後のトナー像の１次転写領域との関係について詳細に説明する。
図３は、中間転写ベルト５０１の断面構造を説明するための分解断面図である。この中間転写ベルト５０１は、厚さ１５０μｍ、幅３６８ｍｍ、内周長５６５ｍｍの多層構造のベルト材からなり、例えば２４５ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で回転駆動される。また、この中間転写ベルト５０１は、トナー担持面側の表層（高抵抗層）５０１ａと、内部の中間層（高抵抗層）５０１ｂと、内側のベース層５０１ｃとを有している。各層５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃは、ＰＶＤＦ（ポリふっ化ビニリデン）が基体材料として用いられ、適宜導電剤等の添加剤が分散されて作製されている。
上記表層５０１ａの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約１μm及び１０１０〜１０１６Ωｃｍであり、中間層５０１ｂの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μm及び１０１０〜１０１６Ωｃｍであり、ベース層５０１ｃの厚さ及び体積抵抗率ρｖはそれぞれ約７５μm及び１０８〜１０１１Ωｃｍである。この中間転写ベルト５０１の電気抵抗は、各層における導電剤の分散量や厚みで調整される。
なお、中間転写ベルト５０１は、上記材料及び形状のものに限定されるものではなく、少なくとも体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の高抵抗層を有しているものであればよい。
【００３７】
上記高抵抗層を含む３層構造の中間転写ベルト５０１を用いた場合、１次転写時に感光体ドラム２００からトナー像が転移されるとき、感光体ドラム２００上の静電潜像（電位像）の一部も中間転写ベルト５０１の表面に転移する。
上記中間転写ベルト５０１に用いたＰＶＤＦ等の強誘電体は、室温にて約５０ＭＶ／ｍ（＝抗電界値）以上の外部電界を与えたとき、反対向きの自発的に分極し、飽和して安定化する。ここで、上記中間転写ベルト５０１の表層５０１ａは約１μｍ厚であり、１００Ｖ以上の電圧がかかって内部電界が上記抗電界値よりも大きくなるので、短時間で分極し、その後安定に電位を保持する。このような表層５０１ａを有することにより、感光体ドラム２００からトナー像が転移されるとき、前回の静電潜像の電位コントラストを一旦消去して、新たな静電潜像の電位コントラストを中間転写ベルト５０１の表面に保持することができる。この電位コントラストは上述の「転写チリ」を減らし、かつ残像を起こさないために重要である。
【００３８】
ところが、上記構成のカラー複写機で、２次転写位置の転写紙進行方向下流側で転写紙を介さずに前述の分離バイアスが中間転写ベルト５０１に直接印加された分離バイアス直接印加領域と、その後にトナー像が１次転写される１次転写領域とが重なると、分離バイアス直接印加領域に対応した転写紙Ｐ上の画像に帯状の濃度ムラが発生する場合があった。
【００３９】
例えば、図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト５０１の１周面Ａ−Ｂ上に連続して２つのトナー像を形成してそれぞれ異なるＡ４サイズの転写紙Ｐ１、Ｐ２に２次転写し、その後、各転写紙の先端に先行する位置から上記分離バイアスを印加しながら転写紙を中間転写ベルト５０１から分離する。この１周面上の分離バイアスが転写紙を介さずに直接印加された分離バイアス直接印加領域Ｓは、他のトナー像が担持されていた部分よりも表面電位が高くなった状態で次の１次転写位置に到達する。
そして、図８（ｂ）に示すように、中間転写ベルト５０１の２周面Ｂ−Ｃ上の１周目とは異なる位置に２つのトナー像を形成してそれぞれ異なる転写紙Ｐ３，Ｐ４に２次転写する。このとき、上記分離バイアス直接印加領域Ｓに２周目のトナー像の先端部Ｅが重なって1次転写されると、該先端部Ｅが帯状に薄くなってしまう場合があった。
【００４０】
上記分離バイアス直接印加領域Ｓで高い表面電位が維持された状態で次の１次転写が行なわれる現象は、本実施形態のような高抵抗層を含む多層構造の中間転写ベルト５０１の場合に特に発生しやすい。これは、１次転写の外部電界によって中間転写ベルト５０１の中間層５０１ｂに生じる電界の強度が、表層５０１ａに生じる電界よりも小さいため、中間層５０１ｂの分極を消滅させたり反転させるためには、表層５０１ａの場合よりもかなり長い時間を必要とするからである（例えば、田実・古川著『強誘電性材料の基礎』静電気学会誌第１３巻第２号（１９８９）ｐｐ．７４−８１、小田島著『ポリフッ化ビニリデンの圧電性と強誘電性』応用物理学会誌第５０巻第１２号（１９８１）ｐｐ．７９−８３  参照）。このように中間転写ベルト５０１の中間層５０１ｂに発生した分極が消えにくいので、１周目の分離バイアス印加で発生した中間層５０１ｂ内の分極による電位コントラストが、２周目の１次転写位置を通過するときまで残存することにより、上記２周目の１次転写で中間転写ベルト５０１上に転写されたトナー像に濃度ムラが発生すると考えられる。
【００４１】
そこで、本実施形態に係るカラー複写機においては、上記分離バイアス直接印加領域Ｓに感光体ドラム２００上のトナー像を１次転写しないように制御することにより、分離バイアス直接印加領域Ｓにおける電位コントラストの影響を受けずに濃度ムラのないトナー像を中間転写ベルト５０１上に形成できるようにしている。
図４は、感光体ドラム２００への潜像形成、現像及び１次転写を制御を行なうための制御系の主要部のブロック図である。制御手段としてのシーケンス制御部８５０は、ＣＰＵ８５１、ＲＡＭ８５２、ＲＯＭ８５３、Ｉ／Ｏインターフェース８５４などにより構成され、Ｉ／Ｏインターフェース８５４を介して、帯電器２０３、書き込み光学ユニット２２０、リボルバ現像ユニット２３０、１次転写電源８０１及び分離バイアス電源８０３などに接続されている。
【００４２】
上記制御系により、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、中間転写ベルト５０１の１周面Ａ−Ｂ上に形成した２つのトナー像をそれぞれＡ４サイズの転写紙Ｐ１、Ｐ２に２次転写する。そして、２次転写部を通過した各転写紙を中間転写ベルト５０１から分離するときに発生した分離バイアス直接印加領域Ｓに、２周面Ｂ−Ｃ上の１次転写されるトナー像が重ならないように、上記帯電器２０３、書き込み光学ユニット２２０、リボルバ現像ユニット２３０及び１次転写電源８０１を制御している。
【００４３】
上記分離バイアス直接印加領域Ｓと２周面Ｂ−Ｃ上の１次転写されるトナー像が確実に重ならないようにするためには、次の式を満足するように各長さを設定する。ここで、図５（ａ）に示すように、中間転写ベルト５０１の周長をＬbeltとし、中間転写ベルト移動方向におけるＡ４サイズの転写紙の長さ、転写紙間の間隙、及び中間転写ベルト１周あたりの分離バイアスの印加距離をそれぞれＬp、Ｌbwn及びＬsepとしている。
【数３】
（２×Ｌp＋Ｌbwn）＜（Ｌbelt−Ｌsep）
【００４４】
以上、本実施形態によれば、中間転写ベルト５０１の表面の分離バイアス直接印加領域Ｓに感光体ドラム２２０上のトナー像を１次転写しないようにすることにより、転写チリ防止の点で有利な中間層（高抵抗層）５０１ｂを有する中間転写ベルト５０１を用いた場合でも、転写紙を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写ベルト５０１上の電位コントラストを抑制し、該電位コントラストに起因した画像濃度ムラを防止することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態の図５の例では、中間転写ベルト５０１の１周面上に、Ａ４サイズの転写紙に対応するトナー像を２つずつ形成する場合について説明したが、中間転写ベルト５０１の１周面上に、Ａ３サイズの転写紙に対応するトナー像を１つずつ形成する場合は、各長さを次の式を満足するように設定する。この設定により、分離バイアス直接印加領域Ｓと２周面Ｂ−Ｃ上の１次転写されるトナー像が確実に重ならないようにすることができる。ここで、図６（ａ）に示すように、中間転写ベルト５０１の周長をＬbeltとし、中間転写ベルト移動方向におけるＡ４サイズの転写紙の長さ及び転写紙間の間隙をそれぞれＬp及びＬbwnとしている。
【数４】
（Ｌp＋Ｌbwn）＞Ｌbelt
【００４６】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト５０１の表面の分離バイアス直接印加領域Ｓに感光体ドラム２２０上のトナー像を１次転写しないように、中間転写ベルト５０１の２周面上のトナー像の１次転写位置をずらしている。このように２周面上のトナー像の１次転写位置をずらす代わりに、図７に示すように中間転写ベルト５０１上でトナー像を重ね合わせない非重ね時においても、各トナー像について上記中間転写ベルト５０１上の位置検知マークを光学センサ５１４で検知し、この検知結果に基づいて、ＦＧＡＴＥ信号を生成し、帯電器２０３、書き込み光学ユニット２２０、リボルバ現像ユニット２３０及び１次転写電源８０１を制御することにより、各トナー像が分離バイアス直接印加領域Ｓに重ならないようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト５０１の表面の分離バイアス直接印加領域Ｓに感光体ドラム２２０上のトナー像を１次転写しないように制御しているが、この制御を行なう代わりに、上記分離バイアス直接印加領域Ｓに対する１次転写バイアスの電流値を他の画像領域に対する１次転写バイアスの電流値より大きくするように１次転写電源８０１を制御してもよい。例えば、通常の画像領域に対する１次転写バイアスの電流（前述の１次転写バイアスローラ５０７から中間転写ベルト５０１を介してフィードバック電流検知ローラ５１２に流れる電流）の値を２２μＡに設定し、これに対し、上記分離バイアス直接印加領域Ｓに対する１次転写バイアスの電流値を３０〜４０μＡに制御する。この制御を行なう場合も、転写紙を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写ベルト５０１上の電位コントラストを抑制し、該電位コントラストに起因した画像濃度ムラを防止することができる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、カラー複写機の場合について説明したが、本発明は、モノクロの複写機や、プリンター、ＦＡＸ等の他の画像形成装置にも適用できるものである。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、中間転写体表面の分離バイアス直接印加領域に潜像担持体上のトナー像を１次転写しないようにすることにより、転写チリ防止の点で有利な高抵抗層を有する中間転写体を用いた場合でも、転写材を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写体上の電位コントラストを抑制し、該電位コントラストに起因した画像濃度ムラを防止することができるという効果がある。
【００５０】
特に、請求項２の発明によれば、中間転写体の１周面上に２つのトナー像が入るように中間転写体の複数の周面にわたって複数のトナー像が１次転写される場合に、転写材を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写体上の電位コントラストに起因した画像濃度ムラを確実に防止することができるという効果がある。
【００５１】
また特に、請求項３の発明によれば、中間転写体の１周面上に１つのトナー像が入るように中間転写体の複数の周面にわたって複数のトナー像が１次転写される場合に、転写材を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写体上の電位コントラストに起因した画像濃度ムラを確実に防止することができるという効果がある。
【００５２】
また特に、請求項４の発明によれば、中間転写体上でトナー像を重ね合わせない非重ね時に、潜像担持体上の各トナー像を、中間転写体上の分離バイアス直接印加領域に重ならないように確実に１次転写することができるという効果がある。
【００５３】
請求項５の発明によれば、分離バイアス直接印加領域に対する１次転写の転写率を高めて所定濃度のトナー像が転写されるようにすることにより、転写チリ防止の点で有利な高抵抗層を有する中間転写体を用いた場合でも、転写材を介さない分離バイアスの直接印加による中間転写体上の電位コントラストを抑制し、該電位コントラストに起因した画像濃度ムラを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー複写機の概略構成を示す正面図。
【図２】同カラー複写機の要部を示す正面図。
【図３】同カラー複写機に用いた中間転写ベルトの断面構造の説明図。
【図４】本実施形態に係るカラー複写機の制御系の要部を示すブロック図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、中間転写ベルト上の分離バイアス直接印加領域Ｓと各トナー像との関係を示す説明図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る中間転写ベルト上の分離バイアス直接印加領域Ｓと各トナー像との関係を示す説明図。
【図７】他の実施形態に係る制御のタイムチャート。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係る中間転写ベルト上の分離バイアス直接印加領域Ｓと各トナー像との関係を示す説明図。
【符号の説明】
２００  感光体ドラム
２０３  帯電チャージャ
２２０  書き込み光学ユニット
２３０  リボルバ現像ユニット
５００  中間転写ユニット
５０１  中間転写ベルト
５０１ａ  表層
５０１ｂ  中間層
５０１ｃ  ベース層
５０４  ベルトクリーニングブレード
５０７  １次転写バイアスローラ
５０８  ベルト駆動ローラ
６００  ２次転写装置
６０５  ２次転写バイアスローラ
６１１  除電針
８０２  ２次転写電源
８０３  分離バイアス電源
８５０  シーケンス制御部
Ｐ      転写紙
【図１】
0004185668.tif 000002
【図２】
0004185668.tif 000003
【図３】
0004185668.tif 000004
【図４】
0004185668.tif 000005
【図５】
0004185668.tif 000006
【図６】
0004185668.tif 000007
【図７】
0004185668.tif 000008
【図８】
0004185668.tif 000009