JP3744235B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やレーザープリンタ、その他の電子写真方式を応用した画像形成装置であって、トナー像が転写された中間転写体上から記録媒体にトナー像を二次転写することにより画像を形成する画像形成装置に関し、特に、二次転写部における転写手段のクリーニング技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、上記複写機やレーザープリンタ、その他の電子写真方式を応用した画像形成装置としては、感光体ドラム上に順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナー像を、中間転写ベルト上に互いに重ね合わせた状態で転写し、この中間転写ベルト上に多重に転写された各色のトナー像を、バックアップロールと二次転写ロールとの圧接力及び静電吸引力によって記録媒体上に一括して転写した後、各色の未定着トナー像を定着装置によって記録媒体上に定着することにより、カラー画像を形成するように構成したものがある。
【0003】
かかる画像形成装置は、各色のトナー像が転写された中間転写ベルトに二次転写ロールを圧接させ、当該中間転写ベルト上に多重に転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写することにより、カラー画像を形成するものである。そのため、上記画像形成装置では、中間転写ベルト上に転写されたトナー像が二次転写ロールに接触すると、当該二次転写ロールにトナーが圧接力によって転移し、この二次転写ロールに付着したトナーが、次に二次転写位置に搬送される記録媒体の裏面に付着し、記録媒体の裏面汚れの原因となる。
【0004】
そこで、このような二次転写ロールへのトナー付着に伴う記録媒体の裏面汚れを防止するため、二次転写ロールを含む転写ロールを用いた画像形成装置において、二次転写ロール等をクリーニングする技術としては、特開平8−63011号公報、特開平8−272235号公報、特開平8−328401号公報及び特開平9−6146号公報等に開示されたものが既に提案されている。
【0005】
上記特開平8−63011号公報に係る画像形成装置は、感光体と、該感光体に各色のトナー像を逐次形成する現像器と、前記感光体と接触させて配設された中間転写体と、該中間転写体に一次転写電圧を印加して、前記感光体のトナー像を前記中間転写体に逐次転写してカラーのトナー像を形成する第1の電源装置と、前記中間転写体と接触させて配設された転写体と、前記感光体と転写体との間に転写材が存在しているときに、二次転写電圧を前記転写体に印加して、中間転写体のカラーのトナー像を転写材に転写するとともに、前記感光体と転写体との間に転写材が存在していないときに、前記二次転写電圧と逆の極性の電圧を前記転写体に印加する第2の電源装置とを有するように構成したものである。
【0006】
また、上記特開平8−272235号公報に係る画像形成装置は、トナー像を静電的に担持する像担持体と、該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する転写部材と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異なるバイアス電流を該転写部材に順次印加するバイアス印加手段と、を備えた画像形成装置において、上記バイアス印加手段は、上記トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を印加してから、上記トナーと逆極性であり且つ上記同極性電流の絶対値以上の絶対値の電流値を有する逆極性電流を印加するように構成したものである。
【0007】
さらに、上記特開平8−328401号公報に係る画像形成装置は、トナー像を静電的に担持する像担持体と、該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する転写部材と、該像担持体と転写部材との間に転写材を通紙させたときに該転写部材に転写バイアスを印加して像担持体表面に形成したトナー像を転写材に転写するとともに転写位置に転写材が存在しないクリーニング時にはトナーの帯電極性と同極性の電流を転写部材に流した後に逆極性の電流を転写部材に流すようにしたバイアス印加手段と、を備えた画像形成装置において、少なくとも上記クリーニング直後の最初の画像形成のスタートから転写バイアスを印加するまでの間は上記転写バイアスと同じ極性のバイアスを上記転写部材に印加するように構成したものである。
【0008】
また更に、上記特開平9−6146号公報に係る画像形成装置は、形成すべき画像に対応したトナー像が形成される感光体と、前記感光体上のトナー像を中間転写体上に転写する1次転写部材と、前記中間転写体に対して圧接および離間自在に設けられると共に前記中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写する2次転写部材と、前記中間転写体を回転駆動する中間転写体駆動手段と、を有してなる画像形成装置において、前記中間転写体に対して圧接および離間自在に設けられると共に前記中間転写体上のトナー像を除去するクリーナーブレードと、前記2次転写部材を前記中間転写体に対して圧接状態または離間状態に選択的に切り換えて保持する2次転写部材保持手段と、前記クリーナーブレードを前記中間転写体に対して圧接状態または離間状態に選択的に切り換えて保持するクリーナーブレード保持手段と、記録紙搬送経路における紙詰りを検出する紙詰り検出手段と、紙詰り状態が解除されたことを検出する紙詰り解除検出手段と、前記2次転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記各検出手段による検出信号に基づいて、前記各保持手段、前記各駆動手段および前記電圧印加手段の作動を制御する制御手段と、を有してなり、前記制御手段は、紙詰り状態が解除されたことを検出した後に、前記クリーナーブレードを前記中間転写体に対して圧接状態に保持すると共に前記2次転写部材を前記中間転写体に対して離間状態に保持し、前記中間転写体を1周以上回転させて前記中間転写体上のクリーニングを行い、当該中間転写体のクリーニング後に、前記2次転写部材を前記中間転写体に対して圧接状態を切り換えて保持し、前記2次転写部材に電圧を印加して、前記2次転写部材を1周以上回転させて前記2次転写部材のクリーニングを行うように構成したものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平8−63011号公報、特開平8−272235号公報、特開平8−328401号公報及び特開平9−6146号公報等に開示された技術は、いずれも基本的に、像担持体又は中間転写体と転写手段との間に記録媒体(転写材)を通過させたときに、該転写手段に転写バイアスを印加して像担持体又は中間転写体表面に形成したトナー像を記録媒体に転写するとともに、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時には、トナーの帯電極性と同極性の電圧を転写手段に印加することにより、転写位置に記録媒体が存在しないときに、像担持体又は中間転写体上のトナーが転写手段に転移するのを防止するように構成したものである。また、上記特開平8−272235号公報や特開平8−328401号公報に開示された技術は、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時にはトナーの帯電極性と同極性の電圧を転写手段に印加するとともに、その後にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することにより、転写手段に付着したトナーを像担持体上に完全に逆転写し、記録媒体の裏汚れを防止するように構成したものである。さらに、上記特開平9−6146号公報に開示された技術は、クリナーブレードおよび2次転写部材の接離制御をすることにより、紙詰り解除後における中間転写体および2次転写部材に残留するトナーのクリーニングを効率的に行うことができ、紙詰り解除後になされる画像形成動作で、残留トナーに起因するカブリやスジなどの汚れが発生せずに、きれいな画像を形成することができ、形成される画像の画像品質が向上するように構成したものである。
【0010】
しかしながら、近年、カラー複写機等の画像形成装置においては、高画質化が進むにつれて、カラー画像の画質を保証するために、プロセスコントロール用のトナー像(以下、「パッチ」という。)やレジストコントロール用のパッチ等の様々なトナー像を、画像形成動作の開始前や記録媒体の通紙間のタイミングで中間転写体上に転写し、これらのプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチを検出して、画像形成動作を制御するように構成されてきている。
【0011】
従って、上記特開平8−63011号公報、特開平8−272235号公報、特開平8−328401号公報及び特開平9−6146号公報等に開示された技術のように、記録媒体の通紙間のごとく当該記録媒体へトナー像を転写しないときは、転写バイアスをOFFしたり、転写位置に記録媒体が存在しないクリーニング時に、トナーの帯電極性と同極性の逆バイアス電圧を、ある一定の時間転写手段に印加することにより、2次転写部材をクリーニングするような方法では、次に述べるように、2次転写部材のトナー汚れ対策としては、不十分であることが確認されている。
【0012】
上記特開平8−328401号公報に開示されているように、記録媒体の通紙間において、転写部材に印加するバイアス電圧をOFFするように構成した場合には、中間転写体上の記録媒体の通紙間に転写されるプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチが、中間転写体と転写部材との圧接力によって転写部材上に転移してしまい、この転写部材上に転写したプロセスあるいはレジストコントロール用のパッチが、次の記録媒体の裏面に転写され、裏面汚れを引き起こすという問題点を有している。
【0013】
また、上記特開平8−63011号公報に開示されているように、転写位置に記録媒体が存在しているとき、機械的にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を転写手段に印加するように構成した場合には、記録媒体の搬送不良や記録媒体のサイズの誤り等によって、中間転写体上の画像領域と記録媒体との位置がずれると、記録媒体に転写されないトナー像が転写体上に転写されてしまい、記録媒体の裏汚れを引き起こしたり、中間転写体の通紙間に相当する非画像領域に形成されるプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチが、記録媒体上に転写されてしまうという新たな問題点を有している。
【0014】
さらに、上記特開平8−272235号公報や特開平8−328401号公報等に開示されているように、転写位置に記録媒体が存在しないときに、トナーと同極性の同極性電流を印加してから、上記トナーと逆極性であり且つ上記同極性電流の絶対値以上の絶対値の電流値を有する逆極性電流を印加してクリーニングするように構成した場合には、画像形成動作の開始前に、中間転写体上にプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチを転写すると、その後にトナーと同極性の同極性電流を印加してから、トナーと逆極性の逆極性電流を印加するクリーニングサイクルを実施する必要があるため、実際に画像形成動作を開始するまでの時間が長くなり、生産性が大幅に低下するという新たな問題点を有している。
【0015】
また、上記特開平9−6146号公報に開示されているように、2次転写部材を中間転写体に対して圧接状態または離間状態に選択的に切り換え可能に構成した場合には、クリーニングサイクルが長くなり、その分だけプロセスやレジストコントロール用のパッチを形成した後に、2次転写部材の1回転分以上の間、画像形成動作を実行することができず、やはり生産性が大幅に低下するという新たな問題点を有している。
【0016】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高画質化のためにプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができるのは勿論のこと、生産性が大幅に低下するのを防止可能な画像形成装置を提供することにある。
【0017】
また、この発明の他の目的とするところは、高画質化のためにプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、これらのプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が、記録媒体上に転写されるのを確実に防止可能な画像形成装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1に記載された発明は、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を一時転写して保持するための中間転写体と、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、中間転写体上に転写するための第1の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を、記録媒体上に転写するための第2の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写するための転写バイアス電圧を、前記第2の転写手段に印加する転写バイアス電圧印加手段と、前記中間転写体上の画像領域に転写されたトナー像が、中間転写体上の記録媒体に対応した領域とそれ以外の領域の双方にわたって位置する場合、前記第2の転写手段には、記録媒体の領域とそれ以外の領域の双方にわたって転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御する転写バイアス電圧印加制御手段と、を具備するように構成したものである。
【0019】
上記画像形成手段としては、例えば、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段とを備えたものが用いられる。しかし、これに限定されるものではなく、上記画像形成手段としては、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像手段とからなる画像形成ユニットを複数備え、これら複数の画像形成ユニットで色の異なる複数のトナー像を順次形成するものを用いても良い。
【0020】
上記第2の転写手段としては、例えば、中間転写体を裏面から支持するバックアップロールと、当該中間転写体を介してバックアップロールと圧接する2次転写ロールとからなるものが用いられる。
【0024】
又、請求項2に記載された発明は、前記第2の転写手段の直前に、記録媒体を検出する検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御するものである。
【0025】
さらに、請求項3に記載された発明は、前記記録媒体を収容した記録媒体収容部材によって、当該記録媒体のサイズを検出し、前記記録媒体のサイズの検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御するように構成したものである。
【0026】
また、請求項4に記載された発明は、前記画像形成手段は、色の異なる複数のトナー画像と画像形成動作を制御するための制御用のトナー像とを形成可能であるように構成したものである。
【0027】
【作用】
【0030】
請求項1に記載された発明においては、転写バイアス電圧印加制御手段は、前記中間転写体上の画像領域に転写されたトナー像が、中間転写体上の記録媒体に対応した領域とそれ以外の領域の双方にわたって位置する場合、前記第2の転写手段には、記録媒体の領域とそれ以外の領域の双方にわたって転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御したので、記録媒体の搬送不良や記録媒体サイズの誤り等によって、中間転写体上の画像領域と記録媒体との位置がずれた場合であっても、記録媒体上に一部欠けた画像が転写されるのを防止することができ、常に良好な画像を形成することが可能となる。
【0031】
又、請求項2に記載された発明は、第2の転写手段の直前に、記録媒体を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御するように構成したので、上記検出手段によって記録媒体を実際に検出して、第2の転写手段に印加する転写バイアス電圧を制御することができ、記録媒体の搬送不良や記録媒体サイズの誤り等によって、プロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が記録媒体上に転写されたり、記録媒体上に一部欠けた画像が転写されるのを確実に防止することができる。
【0032】
さらに、請求項3に記載された発明においては、記録媒体を収容した記録媒体収容部材によって、当該記録媒体のサイズを検出し、記録媒体のサイズの検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御するように構成したので、記録媒体収容部材に誤って異なったサイズの記録媒体を収容した場合などでも、プロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が記録媒体上に転写されたり、記録媒体上に一部欠けた画像が転写されるのを確実に防止することができる。
【0033】
また、請求項4に記載された発明においては、画像形成手段は、色の異なる複数のトナー画像と画像形成動作を制御するための制御用のトナー像とを形成可能であるように構成したので、画像形成動作の開始前や記録媒体の通紙間に、プロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写して、これらのトナー像を検出することにより、高画質化を可能とした場合でも、記録媒体の裏汚れを引き起こしたり、中間転写体上の非画像領域に転写されたプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が、誤って記録媒体上に転写されるのを防止することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機を示すものである。
【0036】
図2において、1はカラー電子写真複写機の本体を示すものであり、このカラー電子写真複写機本体1の上部には、原稿2を1枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置3と、当該自動原稿搬送装置3によって搬送される原稿2の画像を読み取る原稿読取装置4が配設されている。この原稿読取装置4は、プラテンガラス5上に載置された原稿2を光源6によって照明し、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー7及びハーフレートミラー8、9及び結像レンズ10からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子11上に走査露光して、この画像読取素子11によって原稿2の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るようになっている。
【0037】
上記原稿読取装置4によって読み取られた原稿2の色材反射光像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の原稿反射率データとして画像処理装置12に送られ、この画像処理装置12では、原稿2の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
【0038】
そして、上記の如く画像処理装置12で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)(各8bit)の4色の原稿色材階調データとしてROS13(Raster Output Scanner)に送られ、このROS13では、原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【0039】
上記カラー電子写真複写機本体1の内部には、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段Aが配設されている。この画像形成手段Aは、主として、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム17と、前記感光体ドラム17上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段としてのロータリー方式の現像装置19とから構成されている。
【0040】
上記ROS13は、図2に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿色材階調データに応じて変調し、この半導体レーザーからレーザー光LBを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光LBは、回転多面鏡14によって偏向走査され、f・θレンズ15及び反射ミラー16を介して像担持体としての感光体ドラム17上に走査露光される。
【0041】
上記ROS13によってレーザー光LBが走査露光される感光体ドラム17は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム17の表面は、予め一次帯電用のスコロトロン18によって所定の極性(例えば、マイナス極性)及び電位に帯電された後、原稿色材階調データに応じてレーザー光LBが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム17上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色の現像器19Y、19M、19C、19BKを備えたロータリー方式の現像装置19によって、例えば、感光体ドラム17の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナーによって反転現像され、所定の色のトナー像となる。尚、上記感光体ドラム17上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器20によってマイナス極性の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。
【0042】
上記感光体ドラム17上に形成された各色のトナー像は、当該感光体ドラム17の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト21上に、第1の転写手段としての1次転写ロール22によって多重に転写される。この中間転写ベルト21は、駆動ロール23、従動ロール24a、テンションロール24b及び2次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール25によって、感光体ドラム17の周速と同一の移動速度で矢印方向に沿って回動可能に支持されている。
【0043】
上記中間転写ベルト21上には、形成する画像の色に応じて、感光体ドラム17上に形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色のすべて又はその一部のトナー像が、一次転写ロール22によって順次重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト21上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで2次転写位置へと搬送される記録媒体としての記録用紙26上に、中間転写ベルト21を支持するバックアップロール25と、当該バックアップロール25に圧接する第2の転写手段の一部を構成する2次転写ロール27の圧接力及び静電吸引力によって転写される。上記記録用紙26は、図2に示すように、カラー電子写真複写機本体1内の下部に配置された複数の記録媒体収容部材としての給紙カセット28、29、30、31の何れかから、所定のサイズのものがフィードロール28a、29a、30a、31aによって給紙される。給紙された記録用紙26は、複数の搬送ロール32及びレジストロール33によって、所定のタイミングで中間転写ベルト21の2次転写位置まで搬送される。そして、上記記録用紙26には、上述したように、2次転写手段としてのバックアップロール25と2次転写ロール27とによって、中間転写ベルト21上から所定の色のトナー像が一括して転写されるようになっている。
【0044】
また、上記中間転写ベルト21上から所定の色のトナー像が転写された記録用紙26は、中間転写ベルト21から分離された後、搬送ベルト34によって定着装置35へと搬送され、この定着装置35によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙26上に定着され、片面複写の場合には、そのまま排紙トレイ36上に排出されてカラー画像の複写工程が終了する。
【0045】
一方、両面複写の場合には、第1面(表面)にカラー画像が形成された記録用紙26を、そのまま排紙トレイ36上に排出せずに、図示しない反転ゲートによって下向きに搬送方向が変更され、3つのロールが圧接されたトリロール37及び反転ロール38によって、反転通路39へと一旦搬送される。そして、上記記録用紙26は、今度は逆転する反転ロール38によって両面用通路40へと搬送され、この両面用通路40に設けられた搬送ロール41によってレジストロール33まで一旦搬送されて停止する。記録用紙26は、中間転写ベルト21上のトナー像と同期して、再度レジストロール33によって搬送が開始され、当該記録用紙26の第2面(裏面)に対してトナー像の転写・定着工程が行われた後、排出トレイ36上に排出されるようになっている。
【0046】
なお、図2中、42は転写工程が終了した後の感光体ドラム17の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置、43は中間転写ベルト21の清掃を行うための中間転写ベルト用クリーナー、44は手差しトレイをそれぞれ示している。
【0047】
図1は上記カラー電子写真複写機の画像形成手段Aを示す構成図である。
【0048】
このカラー電子写真複写機では、上述したように、感光体ドラム17の表面が一次帯電用のスコロトロン18によって所定の電位に一様に帯電された後、当該感光体ドラム17の表面には、ROS13によって所定の色に対応した画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム17の表面に各色に対応して形成された静電潜像は、対応する色の現像器19Y、19M、19C、19BKによって現像され、当該感光体ドラム17の表面には、所定の色のトナー像Tが形成される。
【0049】
例えば、上記感光体ドラム17上に形成された静電潜像がイエロー色に対応したものであれば、この静電潜像は、イエロー色の現像器19Yによって現像され、感光体ドラム17上には、イエロー色のトナー像Tが形成される。また、他のマゼンタ色、シアン色、ブラック色についても、同様のプロセスによって対応する色のトナー像Tが、感光体ドラム17上に順次形成される。
【0050】
上記感光体ドラム17上に順次形成された各色のトナー像Tは、感光体ドラム17と中間転写ベルト21とが接触する1次転写位置において、感光体ドラム17上から中間転写ベルト21の表面に転写される。この1次転写位置には、中間転写ベルト21の裏面側に半導電性の1次転写用のバイアスロール22が配設されており、中間転写ベルト21は、1次転写用のバイアスロール22によって感光体ドラム17の表面に接触するようになっている。1次転写用のバイアスロール22には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム17上に形成されたトナー像Tは、中間転写ベルト21上に圧接力及び静電吸引力によって転写される。
【0051】
単色の画像を形成する場合は、中間転写ベルト21上に1次転写された所定の色のトナー像Tが、直ちに記録用紙26上に2次転写されるが、複数色のトナー像Tを重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム17上への所定色のトナー像Tの形成、並びにトナー像Tの中間転写ベルト21上への1次転写の工程が、所定の色数分だけ繰り返される。
【0052】
例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色のトナー像Tを重ね合わせたフルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム17上には、その一回転毎にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナー像Tが順次形成され、これらの4色のトナー像は、順次中間転写ベルト21上に重ね合わせた状態で1次転写される。
【0053】
その際、上記中間転写ベルト21は、最初に1次転写されたイエロー色の未定着トナー像Tを保持したまま、感光体ドラム17と同期した周期で回動し、当該中間転写ベルト21上には、位置検知センサー45によって決められた所定の位置に、その一回転毎にマゼンタ色、シアン色及びブラック色の未定着トナー像Tが、イエロー色の未定着トナー像Tに順次重ね合わされた状態で転写される。
【0054】
このようにして中間転写ベルト21に1次転写された未定着トナー像Tは、中間転写ベルト21の回転に伴って、記録用紙26の搬送経路に面した2次転写位置へと搬送される。
【0055】
そして、この記録用紙26は、前述したように、所定の給紙カセット28、29、30、31からフィードロール28a、29a、30a、31aによって給紙され、搬送ロール32によってレジストロール33まで搬送され、レジストロール33によって所定のタイミングで、2次転写ロール27と中間転写ベルト21とのニップ部間に給送される。
【0056】
また、2次転写位置における中間転写ベルト21の裏面側には、2次転写ロール27の対向電極をなすバックアップロール25が配設されている。2次転写位置では、所定のタイミングで半導電性の2次転写ロール27が中間転写ベルト21に圧接し、当該バックアップロール25にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト21上に転写された未定着トナー像Tは、前記2次転写位置において記録用紙26上に静電的に2次転写される。
【0057】
この実施の形態では、図1に示すように、2次転写ロール27にトナーの帯電極性と同極性の電圧を直接印加するのではなく、当該2次転写ロール27に中間転写ベルト21を介して圧接するバックアップロール25に、バイアスロール46によって転写バイアス電圧印加手段としての転写バイアス用高圧電源47から、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するように構成されている。しかし、2次転写ロール27にトナーの帯電極性と同極性の電圧を直接印加するように構成しても勿論よい。
【0058】
そして、未定着トナー像が転写された記録用紙26は、中間転写ベルト21から剥離され、2次転写部の下流に配置された電極部材48、案内板49および搬送ベルト34によって定着装置35に送り込まれ、未定着トナー像Tの定着処理がなされる。
【0059】
一方、未定着トナー像Tの2次転写が終了した中間転写ベルト21は、中間転写ベルト用クリーナー44によって残留トナーが除去される。
【0060】
上記中間転写ベルト21は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電化剤を適当量分散させて、その体積抵抗率が106 〜1014Ω・cmとなるように調整したフィルム状のベルトによって形成されている。この中間転写ベルト21の厚さは、例えば、0.1mmに設定される。なお、上記中間転写ベルト21の周長は、感光体ドラム17の周長の整数倍(例えば、3倍)に設定されている。
【0061】
また、上記2次転写ロール27及び中間転写ベルト用クリーナー44は、中間転写ベルト21と接離可能に配設されており、カラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像Tが中間転写ベルト21上に1次転写されるまで、少なくとも中間転写ベルト用クリーナー44は、中間転写ベルト21から離間している。
【0062】
さらに、上記2次転写ロール27は、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層と、カーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備えており、当該2次転写ロール27の表面には、フッ素コートが施されている。この2次転写ロール27は、その体積抵抗率が103 〜1010Ω・cmに設定され、ロール径がφ28mmとなるように形成され、硬度は例えば30°(アスカC)に設定される。
【0063】
一方、上記バックアップロール25は、カーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブからなる表面層と、EPDMのゴムからなる内部層とを備えており、その表面抵抗率が107 〜1010Ω/□で、ロール径がφ28mmとなるように形成され、硬度は例えば70°(アスカC)に設定される。
【0064】
また、2次転写位置のニップ部下流に配置された電極部材48は、導電性の板状部材として板金が好ましく、この実施の形態では厚さ0.5mmのスレンレス鋼板を使用しており、記録用紙26側を針状としたものが用いられている。さらに、上記電極部材48の2次転写領域側の先端は、バックアップロール25と2次転写ロール27のニップ部が成す線より1mmだけ2次転写ロール27側で、かつニップ部の出口より7mmだけ離れて配置されている。
【0065】
ところで、この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機は、中間転写体上の非画像領域及び画像領域に転写されたトナー像の少なくとも一部が、記録媒体に対応した領域以外の中間転写体上に位置する場合、第2の転写手段には、少なくとも記録媒体以外の領域に転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御する転写バイアス電圧印加制御手段を具備するように構成されている。
【0066】
すなわち、この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、図3に示すように、中間転写ベルト21の表面が、予め画像領域50と非画像領域51とに区分されており、画像領域50は、当該カラー電子写真複写機で複写可能な最大サイズ(例えば、A3サイズ)の記録用紙26に対応して設定されている。上記中間転写ベルト21の表面には、例えば、A3サイズの記録用紙26に対応した画像領域50が2面設定され、これらの画像領域50の間は、非画像領域51となっている。そして、上記中間転写ベルト21は、その基準位置に設けられたマーク52を、位置検知センサー45によって検出することにより、画像領域50と非画像領域51の位置が認識され、画像領域50に原稿2に対応したトナー像Tを転写するように構成されている。また、上記カラー電子写真複写機は、A3サイズの半分以下のA4サイズ等の記録用紙26に画像を形成するときは、画像領域50を2つの領域50a、50b(例えば、A4サイズに相当する領域)に分割し、画像領域50中の各領域50a、50bにも原稿2のトナー像を転写可能となっている。
【0067】
また、上記カラー電子写真複写機では、高画質化が進むにつれて、カラー画像の画質を保証するために、プロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチを、画像形成動作の開始前や記録媒体の通紙間のタイミングで中間転写体上に転写し、これらのプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチを検出して、その検出結果に基づいて画像形成動作を制御するように構成されている。
【0068】
すなわち、上記カラー電子写真複写機では、当該複写機の電源スイッチが入れられたときや、所定枚のコピーが取られたとき、あるいは複写動作をスタートするコピーボタンが押された後であって、実際に複写動作が開始する前のセットアップ動作時などに、図4に示すように、中間転写ベルト21の画像領域50に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKが、異なった濃度で複数形成されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKが、所定のピッチで形成されるようになっている。
【0069】
また、上記カラー電子写真複写機では、図5に示すように、中間転写ベルト21上の記録用紙26の通紙間に対応した非画像領域50に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKが、60%と20%の2種類の濃度で形成されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが、所定のピッチで形成される。
【0070】
上記中間転写ベルト21上に形成されたプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK及び54Y、54M、54C、54BKやレジストコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BK及び56Y、56M、56C、56BKは、図1に示すように、従動ロール24aの上方に配置された光学センサー57によって検出されるようになっている。
【0071】
さらに、上記カラー電子写真複写機は、中間転写ベルト21の非画像領域51及び画像領域50に転写されたトナー像の少なくとも一部が、記録用紙26に対応した領域以外の中間転写ベルト21上に位置する場合、2次転写手段には、少なくとも記録用紙26以外の領域に転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御する転写バイアス電圧印加制御手段としてのCPU60を備えるように構成されている。
【0072】
また、上記カラー電子写真複写機には、図1に示すように、2次転写位置の上流側に、記録用紙26を検知する用紙検知センサー58が配置されており、この用紙検知センサー58によって、中間転写ベルト21と接触する2次転写位置へ搬送される記録用紙26の先端や後端等を検知するようになっている。
【0073】
なお、上記カラー電子写真複写機には、中間転写ベルト21の内部に湿度を検知するための湿度センサー59が配設されている。
【0074】
図6は上記カラー電子写真複写機の制御回路を示すブロック図である。
【0075】
図6において、60はカラー電子写真複写機の画像形成動作を制御するとともに、転写バイアス電圧印加制御手段としても機能するCPU、61は複写枚数や複写倍率あるいは記録用紙26のサイズ等を指定するユーザーインターフェイス、45は中間転写ベルト21に設けられたマーク52を検知するための位置検知センサー、57は中間転写ベルト21上に転写されたプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK及び54Y、54M、54C、54BKやレジストコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BK及び56Y、56M、56C、56BKを検出するための光学センサー、58は2次転写位置の手前に配置された用紙検知センサー、62は給紙カセット28、29、30、31に設けられたサイズ検知部によって、当該給紙カセット28、29、30、31に収容された記録用紙26のサイズを検知するカセットセンサー、59はカラー電子写真複写機本体1の内部に湿度を検知するための湿度センサー、47は2次転写手段としてのバックアップロール27に転写バイアス電圧を印加する転写バイアス電圧印加手段としての転写バイアス電圧用高圧電源、13は感光体ドラム17上に原稿2の画像に対応した画像露光及びプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK及び54Y、54M、54C、54BKやレジストコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BK及び56Y、56M、56C、56BKを形成するための画像露光を行うROS、63は中間転写ベルト21を回転駆動するためのベルト駆動モーター、64はCPU60がカラー電子写真複写機の画像形成動作や転写バイアス電圧印加制御動作を行うためのプログラムを記憶したROM、65はCPU60が制御動作を行うためのデータ等を記憶するRAMをそれぞれ示すものである。
【0076】
以上の構成において、この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、次のようにして、高画質化のためにプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができるのは勿論のこと、生産性が大幅に低下するのを防止可能となっている。また、上記カラー電子写真複写機では、プロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が、2次転写手段に転写されたり、記録媒体上に転写されるのを確実に防止可能となっている。
【0077】
まず、第1に、通常の画像複写動作時における中間転写ベルトの回転、及び当該中間転写ベルト上に転写されるトナー像、並びに記録用紙の搬送状態、2次転写手段に印加される転写バイアス電圧の制御動作について説明する。
【0078】
すなわち、上記実施の形態1に係るカラー電子写真複写機は、図2に示すように、原稿2が所定の位置にセットされ、ユーザーインターフェイス61によって複写枚数や複写倍率あるいは記録用紙26のサイズ等が指定され、コピーボタンが押されると、CPU60の制御によって、感光体ドラム17が回転駆動されるとともに、図7に示すように、中間転写ベルト21を回転駆動するベルト駆動モーター63がON状態となり、中間転写ベルト21が回転駆動される。また、2次転写手段のバックアップロール25には、転写バイアス電圧印加制御手段としてのCPU60によって、中間転写ベルト21が回転すると同時に、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、例えば+550Vの逆転写バイアス電圧が印加される。上記2次転写手段のバックアップロール25に印加される逆転写バイアス電圧は、+550Vに限定されるものではなく、後述するように、中間転写ベルト21上に転写されたトナー像が、2次転写位置を通過する際に、当該2次転写位置に設けられた2次転写ロール27にトナーが付着することがなく、2次転写ロール27のクリーニングに最適な値に設定される。なお、この実施の形態1では、ベルト駆動モーター63が回転している間、2次転写ロール27は、中間転写ベルト21に圧接したままの状態となるように構成されている。
【0079】
そして、上記中間転写ベルト21の画像領域50には、図4及び図7に示すように、複写動作をスタートするコピーボタンが押された後であって、実際に複写動作が開始する前のセットアップ動作時に、感光体ドラム17上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKが、異なった濃度で複数転写されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKが、所定のピッチで転写される。上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKは、図1に示すように、光学センサー57によって検出され、これらのプロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチの濃度や位置のデータは、図6に示すように、CPU60に送られる。CPU60は、プロセスコントロール用のパッチやレジストコントロール用のパッチの濃度や位置のデータが、所定の範囲内にあるか否かを判別し、当該パッチの濃度や位置のデータが所定の範囲内に入るように、画像形成用の種々のパラメータを制御する。
【0080】
また、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKや、各色のレジストコントロール用のパッチ54Y、54M、54C、54BKが2次転写位置を通過する際も、CPU60は、図7に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加したままの状態を維持している。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKや、各色のレジストコントロール用のパッチ54Y、54M、54C、54BKは、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される逆転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上に転写されたままの状態となり、中間転写ベルト21に圧接する2次転写ロール27上に転写することがない。なお、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKや、各色のレジストコントロール用のパッチ54Y、54M、54C、54BKは、その後、中間転写ベルト用クリーナー43によって、中間転写ベルト21上から除去される。
【0081】
次に、上記中間転写ベルト21の画像領域50、及び記録用紙26の通紙間に相当する領域には、図5及び図7に示すように、感光体ドラム17上に形成された原稿2の画像に対応したトナー像70、及びイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKが、2種類の濃度で転写されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが、所定のピッチで転写される。
【0082】
その際、フルカラーの画像を形成する場合には、中間転写ベルト21の画像領域50に、感光体ドラム17が1回転する毎に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナー像が転写されるとともに、記録用紙26の通紙間に相当する領域には、図5に示すように、感光体ドラム17が1回転する毎に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKが、2種類の濃度で転写されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが、所定のピッチで転写される。
【0083】
また、上記中間転写ベルト21の画像領域50に最終のトナー像70、つまりフルカラーの画像を形成する場合であれば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色のトナー像が多重に転写されたトナー像70、あるいはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)のうちの1色乃至3色の画像を形成する場合であれば、これらの1色乃至3色のトナー像70が転写されるまでの間、バックアップロール25には、例えば+550Vの逆転写バイアス電圧が印加されたままの状態となっている。
【0084】
ところで、上記の如くして中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70が2次転写位置を通過する際、CPU60は、図7に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加する。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70は、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上からトナー像に同期して2次転写位置へと搬送される記録用紙26上に転写される。
【0085】
その際、上記2次転写手段のバックアップロール25に印加される転写バイアス電圧は、−2.2KVに限定されるものではなく、中間転写ベルト21上に転写された最終トナー像70を、2次転写位置を通過する際に、記録用紙26上に転写するために最適な値に設定される。そのため、この実施の形態に係るカラー電子写真複写機では、図1に示すように、湿度センサー59によって、複写機本体1内の湿度を検出し、CPU60は、湿度センサー59の検出結果に基づいて、トナー像70の最適な転写性が得られるように、バックアップロール25に印加される転写バイアス電圧を、−1.5KV〜−3.0KVの範囲で制御するようになっている。
【0086】
一方、上記の如くして中間転写ベルト21の記録用紙26の通紙間に相当する領域に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが2次転写位置を通過する際、CPU60は、図7に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、選択された記録用紙26のサイズに応じた非画像領域51のすべてにわたって、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加したままの状態となっている。そのため、上記中間転写ベルト21の記録用紙26の通紙間に相当する非画像領域51に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用のパッチ56Y、56M、56C、56BKは、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される逆転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上に転写されたままの状態となり、中間転写ベルト21に圧接する2次転写ロール27上に転写することがない。
【0087】
その後、上記中間転写ベルト21を回転駆動するベルト駆動モーター63が停止すると、バックアップロール25へのバイアス電圧の印加がOFFされる。
【0088】
このように、上記実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、中間転写ベルト21の記録用紙26の通紙間に相当する非画像領域51に、各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用のパッチ56Y、56M、56C、56BKを転写して、カラー画像の高画質化を図った場合でも、これら各色のプロセスコントロール用のパッチや、各色のレジストコントロール用のパッチが、中間転写ベルト21に圧接する2次転写ロール27上に転写することがないので、記録用紙26の裏汚れを確実に防止することができる。
【0089】
第2に、通常の画像複写動作時に、中間転写ベルト上に転写されるトナー像と記録用紙の間にサイズミスマッチが発生した場合において、2次転写手段に印加される転写バイアス電圧の制御動作について説明する。
【0090】
この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、図8に示すように、上述したごとく、中間転写ベルト21の画像領域50に、複写動作をスタートするコピーボタンが押された後であって、実際に複写動作が開始する前のセットアップ動作時に、感光体ドラム17上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKが、異なった濃度で複数転写されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKが、所定のピッチで転写される。
【0091】
その後、上記中間転写ベルト21の画像領域50には、図8に示すように、最終のトナー像70が転写される。すると、CPU60は、上記の如く、中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70が2次転写位置を通過する際、図8に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加する。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70は、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上からトナー像に同期して2次転写位置へと搬送される記録用紙26上に転写される。
【0092】
その際、上記CPU60は、図6に示すように、用紙検知センサー58又はカセットセンサー62からの信号に基づいて、記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを検知しており、このCPU60は、図8に示すように、当該記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズに対応した領域にのみ、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26とトナー像70のミスマッチが発生している部分には、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26からはみ出したトナー像70が、2次転写ロール27上に転写されるのを防止するようになっている。なお、上記カセットセンサー62は、記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを直接検知するものではないが、給紙カセットに収容されるべき記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを検知することができる。したがって、上記カセットセンサー62は、当該給紙カセットに収容されるべき記録用紙26のサイズが、例えば、その長手方向を搬送方向に沿ったA4サイズである場合、記録用紙26のサイズを長手方向が搬送方向に沿ったA4サイズであると検知する。そして、上記中間転写ベルト21上に形成されたトナー像70が、A3サイズである場合に、CPU60は、記録用紙26とトナー像70のミスマッチが発生していると判断し、記録用紙26からはみ出したトナー像70に対しては、逆転写バイアス電圧を印加するようになっている。
【0093】
その後、CPU60は、中間転写ベルト21の記録用紙26の通紙間に相当する領域に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが2次転写位置を通過する際、図8に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、選択された記録用紙26のサイズに応じた非画像領域51のすべてにわたって、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加することにより、各色のプロセスコントロール用のパッチや、各色のレジストコントロール用のパッチが、2次転写ロール27上に転写されるのを防止している。
【0094】
このように、上記実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、中間転写ベルト21の画像領域50に転写されたトナー像70と、当該トナー像70と転写すべき記録用紙26との間に、ミスマッチが発生した場合でも、記録用紙26からはみ出したトナー像70が2次転写ロール72に転写され、次に搬送される記録用紙26に裏汚れが発生するのを確実に防止できるようになっている。
【0095】
第3に、記録用紙が用紙の搬送系に詰まるジャムが発生した後、ジャムが発生した記録用紙を取り除いた場合など、記録用紙上に中間転写ベルト上のトナー像を転写する必要がなく、且つ2次転写位置を記録用紙とトナー像が通過するような場合において、2次転写手段に印加される転写バイアス電圧の制御動作について説明する。
【0096】
この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、図9に示すように、最初に、複写動作をスタートするコピーボタンが押された後であって、実際に複写動作が開始する前のセットアップ動作時に、各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKの転写及び検出動作が行われる。
【0097】
その後、上記中間転写ベルト21の画像領域50には、図9に示すように、最終のトナー像70が転写されるが、記録用紙26が用紙の搬送系に詰まるジャムが発生した後、ジャムが発生した記録用紙26を取り除いた場合など、その間、用紙搬送系に残って搬送される記録用紙26上には、中間転写ベルト上のトナー像を転写する必要がない。そのため、CPU60は、記録用紙26のジャムが発生したことを検出すると、中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70が2次転写位置を通過する際、図9に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加したままの状態を維持する。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70は、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される逆転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上からトナー像に同期して2次転写位置へと搬送される記録用紙26上に転写される。
【0098】
その際、上記CPU60は、図6に示すように、用紙検知センサー58又はカセットセンサー62からの信号に基づいて、記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを検知しており、このCPU60は、図8に示すように、当該記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズに対応した領域にのみ、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26とトナー像70のミスマッチが発生している部分には、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26からはみ出したトナー像70が、2次転写ロール27上に転写されるのを防止するようになっている。なお、上記カセットセンサー62は、記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを直接検知するものではないが、給紙カセットに収容されるべき記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズを検知することができる。したがって、上記カセットセンサー62は、当該給紙カセットに収容されるべき記録用紙26のサイズが、例えば、その長手方向を搬送方向に沿ったA4サイズである場合、記録用紙26のサイズを長手方向が搬送方向に沿ったA4サイズであると検知する。そして、上記中間転写ベルト21上に形成されたトナー像70が、A3サイズである場合に、CPU60は、記録用紙26とトナー像70のミスマッチが発生していると判断し、記録用紙26からはみ出したトナー像70に対しては、逆転写バイアス電圧を印加するようになっている。
【0099】
その後、CPU60は、中間転写ベルト21の記録用紙26の通紙間に相当する領域に転写された各色のプロセスコントロール用のパッチ55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ56Y、56M、56C、56BKが2次転写位置を通過する際、図8に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、選択された記録用紙26のサイズに応じた非画像領域51のすべてにわたって、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加することにより、各色のプロセスコントロール用のパッチや、各色のレジストコントロール用のパッチが、2次転写ロール27上に転写されるのを防止している。
【0100】
このように、上記実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、中間転写ベルト21の画像領域50に転写されたトナー像70と、当該トナー像70と転写すべき記録用紙26との間に、ミスマッチが発生した場合でも、記録用紙26からはみ出したトナー像70が2次転写ロール72に転写され、次に搬送される記録用紙26に裏汚れが発生するのを確実に防止できるようになっている。
【0101】
第4に、記録用紙が給紙カセットから給紙される際や、用紙の搬送系によって搬送される際などに、記録用紙の搬送不良が発生し、中間転写ベルト上の記録用紙に対応した画像領域と記録用紙との間に位置ずれが発生した場合において、2次転写手段に印加される転写バイアス電圧の制御動作について説明する。
【0102】
この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、中間転写ベルト21の画像領域50に、図10に示すように、最終のトナー像70が転写されるが、記録用紙26の搬送不良によって、記録用紙26の2次転写位置への搬送状態が、中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70とずれる場合がある。
【0103】
その際、CPU60は、図10に示すように、2次転写位置に配置された用紙検知センサー58によって、当該2次転写位置へ搬送される記録用紙26の先端及び後端と、中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70との間に、位置ずれが発生していることを検知する。すると、CPU60は、図10に示すように、少なくとも中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70が、記録用紙26から外れる領域に対して、又は中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70のすべての領域に対して、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加したままの状態を維持する。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70は、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される逆転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上からトナー像に対して、その搬送位置がずれた状態で2次転写位置へと搬送される記録用紙26上に転写されることがない。
【0104】
ところで、上記第4の場合においては、記録用紙26が給紙カセット28〜31から給紙される際や、用紙の搬送系によって搬送される際などに、記録用紙26の搬送不良が発生し、中間転写ベルト21上の記録用紙26に対応した画像領域50と記録用紙26との間に位置ずれが発生することを想定している。これは、上記中間転写ベルト21が感光体ドラム17と同期した状態で回転駆動されており、感光体ドラム17上には、CPU60によってROS13等の画像形成手段A全体が制御されて、トナー像が形成され、このトナー像が中間転写ベルト21上に転写されるように構成されているため、当該中間転写ベルト21上に転写されるトナー像70の位置に位置ずれが発生することは、ほとんど考え難いからである。
【0105】
なお、上記CPU60は、図11に示すように、記録用紙26の搬送不良が発生した場合であっても、各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK又は55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BK又は56Y、56M、56C、56BKのすべてが、記録用紙26上に転写可能であり、当該記録用紙26からはずれるトナー像がないと判断した場合には、バックアップロール25に転写バイアス電圧を印加して、各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK又は55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BK又は56Y、56M、56C、56BKのすべてを、記録用紙26上に転写するように構成してもよいし、バックアップロール25に印加する転写バイアス電圧をOFFするか、あるいは逆転写バイアス電圧を印加することにより、各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BK又は55Y、55M、55C、55BKや、各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BK又は56Y、56M、56C、56BKのすべてを、記録用紙26上に転写しないように構成してもよい。
【0106】
第5に、通常の画像複写動作時に、中間転写ベルト上に転写されるトナー像と記録用紙の間にサイズミスマッチが発生した場合において、2次転写手段に印加される転写バイアス電圧の制御動作について説明する。
【0107】
この実施の形態1に係るカラー電子写真複写機では、図12に示すように、上述したごとく、中間転写ベルト21の画像領域50に、複写動作をスタートするコピーボタンが押された後であって、実際に複写動作が開始する前のセットアップ動作時に、感光体ドラム17上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のプロセスコントロール用のパッチ53Y、53M、53C、53BKが、異なった濃度で複数転写されるとともに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のレジストコントロール用の横向きV字形状のパッチ54Y、54M、54C、54BKが、所定のピッチで転写される。
【0108】
その後、上記中間転写ベルト21の画像領域50には、図12に示すように、最終のトナー像70が転写される。すると、CPU60は、上記の如く、中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70が2次転写位置を通過する際、図8に示すように、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加する。そのため、上記中間転写ベルト21の画像領域50に転写された最終のトナー像70は、2次転写位置を通過する際、バックアップロール25に印加される転写バイアス電圧によって、当該中間転写ベルト21上からトナー像に同期して2次転写位置へと搬送される記録用紙26上に転写される。
【0109】
その際、上記CPU60は、図12に示すように、用紙検知センサー58又はカセットセンサー62からの信号に基づいて、記録用紙26が2次転写位置を通過したことを検知し、このCPU60は、当該記録用紙26の搬送方向に沿ったサイズに対応した領域にのみ、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば−2.2KVの転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26が2次転写位置を通過した後、記録用紙26のサイズミスマッチ等の発生の有無に関わりなく、常に一定時間(例えば、最大サイズの記録用紙26に対応した時間)だけ、転写バイアス電圧用高圧電源47を介して、バックアップロール25に例えば+550Vの逆転写バイアス電圧を印加し、記録用紙26からはみ出したトナー像70が、2次転写ロール27上に転写されるのを確実に防止可能となっている。
【0110】
実施の形態2
図13はこの発明の実施の形態2を示すものであり、この実施の形態2では、画像形成手段の構成が前記実施の形態1と異なっており、画像形成手段として、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像手段とからなる画像形成ユニットを複数備え、これら複数の画像形成ユニットで色の異なる複数のトナー像を順次形成するものが用いられている。
【0111】
図13はこの発明の実施の形態2に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー電子写真複写機を示すものである。
【0112】
図13において、101はタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体101の一端側の上部には、原稿102をプラテンガラス105上に押圧するプラテンカバー103と、プラテンガラス105上に載置された原稿102の画像を読み取る原稿読取装置104が配設されている。この原稿読取装置104は、プラテンガラス105上に載置された原稿102を光源106によって照明し、原稿102からの反射光像を、フルレートミラー107及びハーフレートミラー108、109及び結像レンズ110からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子111上に走査露光して、この画像読取素子111によって原稿2の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るようになっている。
【0113】
上記原稿読取装置104によって読み取られた原稿102の色材反射光像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の原稿反射率データとしてIPS112(Image Processing System)に送られ、このIPS112では、原稿2の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
【0114】
そして、上記の如くIPS112で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)(各8bit)の4色の原稿色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKのROS114Y、114M、114C、114BK(Raster Output Scanner)に送られ、これらのROS114Y、114M、114C、114BKでは、所定の色の原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【0115】
ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体101の内部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
【0116】
これらの4つの画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKは、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム115と、この感光体ドラム115の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン116と、当該感光体ドラム115の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するROS114と、感光体ドラム115上に形成された静電潜像を現像する現像器117、クリーニング装置118とから構成されている。
【0117】
上記ROS114は、図2に示すように、半導体レーザー119を原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザー119からレーザー光LBを階調データに応じて出射する。この半導体レーザー119から出射されたレーザー光LBは、反射ミラー120、121を介して回転多面鏡122によって偏向走査され、再び反射ミラー120、121及び複数枚の反射ミラー123、124を介して像担持体としての感光体ドラム115上に走査露光される。
【0118】
上記IPS12からは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色の画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKのROS114Y、114M、114C、114BKに各色の画像データが順次出力され、これらのROS114Y、114M、114C、114BKから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、それぞれの感光体ドラム115Y、115M、115C、115BKの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム115Y、115M、115C、115BKに形成された静電潜像は、現像器117Y、117M、117C、117BKによって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナー像として現像される。
【0119】
上記各画像形成ユニット113Y、113M、113C、113Kの感光体ドラム115Y、115M、115C、115BK上に、順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナー像は、各画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKの下方に配置された中間転写ベルト125上に、一次転写ロール126Y、126M、126C、126BKによって多重に転写される。この転写ベルト125は、ドライブロール127と、ストリッピングロール128と、ステアリングロール129と、アイドルロール130と、バックアップロール131と、アイドルロール132との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール127により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記転写ベルト125としては、例えば、可撓性を有するPET等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【0120】
上記転写ベルト125上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色のトナー像は、バックアップロール131に圧接する2次転写ロール133によって、圧接力及び静電気力で記録用紙134上に2次転写され、この各色のトナー像が転写された記録用紙134は、2連の搬送ベルト135、136によって定着器137へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙134は、定着器137によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体101の外部に設けられた排出トレイ138上に排出される。
【0121】
上記記録用紙134は、図13に示すように、複数の給紙カセット139、140、141のうちの何れかから所定のサイズのものが、給紙ローラ142及び用紙搬送用のローラ対143、144、145からなる用紙搬送経路146を介して、レジストロール147まで一旦搬送される。上記給紙カセット139、140、141のうちの何れかから供給された転写用紙134は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール147によって中間転写ベルト125上へ送出される。
【0122】
そして、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及びブラック色の4つの画像形成ユニット113Y、113M、113C、113BKでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色及びブラック色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。
【0123】
なお、上記感光体ドラム115Y、115M、115C、115BKは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置118Y、118M、118C、118BKによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト125は、ベルト用クリーナー148によって残留トナーが除去される。
【0124】
ところで、上記タンデム型のカラー電子写真複写機においても、前記実施の形態1と同様に、中間転写ベルト125上の非画像領域51及び画像領域50に転写されたトナー像の少なくとも一部が、記録媒体134に対応した領域以外の中間転写ベルト125上に位置する場合、前記第2の転写手段としてのバックアップロール131及び2次転写ロール133には、少なくとも記録媒体134以外の領域に転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御する転写バイアス電圧印加制御手段としてのCPUを具備するように構成されている。
【0125】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
【0126】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、高画質化のためにプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、記録媒体に裏面汚れが発生するのを確実に防止することができるのは勿論のこと、生産性が大幅に低下するのを防止可能な画像形成装置を提供することができる。
【0127】
また、この発明によれば、高画質化のためにプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像を、中間転写体上に転写するように構成した画像形成装置であっても、これらのプロセスコントロール用のトナー像やレジストコントロール用のトナー像が、記録媒体上に転写されるのを確実に防止可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成手段を示す構成図である。
【図2】 図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機を示す構成図である。
【図3】 図3は中間転写ベルトの画像領域及び非画像領域を示す説明図である。
【図4】 図4は中間転写ベルト上に転写されるプロセスコントロール用のパッチ及びレジストコントロール用のパッチを示す説明図である。
【図5】 図5は中間転写ベルト上に転写されるプロセスコントロール用のパッチ及びレジストコントロール用のパッチを示す説明図である。
【図6】 図6はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の制御回路を示すブロック図である。
【図7】 図7はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 図8はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図9】 図9はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図10】 図10はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図11】 図11はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図12】 図12はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機の画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図13】 図13はこの発明の実施の形態2に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー電子写真複写機を示す構成図である。
【符号の説明】
17:感光体ドラム(像担持体)、21:中間転写ベルト(中間転写体)、22:1次転写ロール(1次転写手段)、25:バックアップロール(2次転写手段)、26:記録用紙(記録媒体)、27:2次転写ロール(2次転写手段)、47:転写バイアス用高圧電源(転写バイアス電圧印加手段)、53Y、53M、53C、53BK、54Y、54M、54C:プロセスコントロール用のパッチ、55Y、55M、55C、55BK、56Y、56M、56C、56BK:レジストコントロール用のパッチ、58:用紙検知センサー、60:CPU(転写バイアス電圧印加制御手段)、62:カセットセンサー。
Claims (4)
- 色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を一時転写して保持するための中間転写体と、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、中間転写体上に転写するための第1の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を、記録媒体上に転写するための第2の転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写するための転写バイアス電圧を、前記第2の転写手段に印加する転写バイアス電圧印加手段と、前記中間転写体上の画像領域に転写されたトナー像が、中間転写体上の記録媒体に対応した領域とそれ以外の領域の双方にわたって位置する場合、前記第2の転写手段には、記録媒体の領域とそれ以外の領域の双方にわたって転写バイアス電圧と逆極性の逆転写バイアス電圧を印加するように制御する転写バイアス電圧印加制御手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
- 前記第2の転写手段の直前に、記録媒体を検出する検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項第1項に記載の画像形成装置。
- 前記記録媒体を収容した記録媒体収容部材によって、当該記録媒体のサイズを検出し、前記記録媒体のサイズの検出結果に基づいて、第2の転写手段に印加するバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項第1項又は第2項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、色の異なる複数のトナー画像と画像形成動作を制御するための制御用のトナー像とを形成可能であることを特徴とする請求項第1項乃至第3項のいずれかに記載の画像形成装置。
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