JP4603849B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機，プリンタ，フアクミリ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置として、複数の感光ドラム上に形成されたトナーを、搬送ベルトによって搬送される転写材上に転写することで多色画像を形成するインライン型直接転写多色画像形成装置（以下インライン方式と略す）が実用化されている。

前述の従来のインライン方式の画像形成装置では、転写材が吸着ローラによって搬送ベルトに静電吸着されて、第１のステーションから第４のステーションの近傍を通過する。そしてその通過の過程で、第１のステーションから第４のステーションまでの感光ドラムからトナーの転写を受ける。そして、転写材上に形成されたトナー像を、転写材上に定着させることで、最終画像を得るのである。

また、インライン方式の画像形成装置では、単色画像を印字する場合に、カラーの画像形成ステーションの不要な動作を無くし、長寿命化させる為に、感光体ドラムと搬送ベルトとを離間して動作を停止させる機能を取り入れている画像形成装置も存在する。

ところで、転写材に４回転写をおこなうインライン方式の画像形成装置では、転写材がチャージアップするため、各色のトナー像を転写材上に転写する毎に、転写部に印加する転写バイアスを順次高くしていく方法がある（トナーが負極性で、転写バイアスが正極性の場合、転写材は負極性にチャージアップする）。しかしながらこの方法では、最終となる第４ステーション部で高い電圧が必要となるため、転写バイアスを供給する電源として、電源容量の大きい電源を用いなければならず、コストがかかってしまうという問題があった。

そこで、吸着ローラが転写材のトナー像が転写される面側に配置されているインライン型の画像形成装置においては、転写材を搬送ベルトに静電吸着させる際、転写材のチャージアップを防止するために、プレ帯電としてトナー（負極性）と逆極性の電圧（正極性）を吸着ローラに印加するものがある（例えば特許文献１）。これにより、第１のステーションに印加する電圧を低くすることができ、さらに、第４ステーション部に印加する電圧も低くすることができ、電源容量の大きな電源を用いなくても済むものである。
特開２００１−１０９３２５号公報

しかしながら、吸着ローラが転写材のトナー像が転写される面側に配置されているインライン型の画像形成装置において、上記特許文献１のように単色画像形成モード時においても、吸着ローラに正極性の電圧を印加すると、転写後の転写材の電位が不安定となり、搬送ベルトから転写材が分離する際に、不均一な剥離放電が発生し、画像不良が発生する。このような画像不良は転写材の抵抗が高く、低温低湿度な絶対水分量が少ない環境下で顕著に発生する。

本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、単色画像形成モード時においても、異常放電による画像不良の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

なお、吸着ローラーへの印加バイアスを単色画像形成モード時に切り替えるものとして、特開２００２−３２３８０４号公報に記載がある。しかし、特開２００２−３２３８０４号公報に記載の発明は、吸着手段が形成する電界と、転写手段が形成する電界の方向の関係が本発明と異なるものであり、本発明の技術思想とは、異なるものである。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、各々の色のトナーを担持する複数の像担持体と、転写材を担持し、移動可能な転写材担持体と、前記転写材担持体の転写材を担持する面側に設けられ、電圧が印加されることで転写材を前記転写材担持体に静電吸着させる吸着ローラと、電圧が印加されることで、各々が前記転写材担持体を介して対向する前記像担持体から前記転写材担持体が担持する転写材にトナーを転写する複数の転写手段と、を備え、前記複数の転写手段全てを使用して前記複数の像担持体から前記転写材担持体上の転写材に複数回トナーの転写を行う多色画像形成モードと、前記複数の転写手段の内の一つの転写手段を使用して前記複数の内の一つの像担持体から前記転写材担持体上の転写材に一回のみトナーの転写を行う単色画像形成モードと、を実行可能であり、前記多色画像形成モードを実行する場合、前記吸着ローラに印加する電圧の極性と前記複数の転写手段に印加する電圧の極性は同極性であり、前記単色画像形成モードを実行する場合、前記吸着ローラに印加する電圧の極性と前記一つの転写手段に印加する電圧の極性は逆極性である画像形成装置において、画像形成装置の周囲の湿度を検知する検知手段を有し、前記単色画像形成モードを実行する場合、前記検知手段が検知する前記画像形成装置の周囲の湿度が低い場合は、高い場合よりも前記吸着ローラに印加する電圧の絶対値が大きいことという特徴を有するものである。

本説明によれば、転写材に一回のみ転写をする場合も、複数回転写する場合も、転写材が転写材担持体から剥離する際に生じる画像の乱れを防止することができる。

以下に本発明の実施の形態について、添付図を用いて説明を行うが、本発明の実施の形態はこれにより限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。図１に示す画像形成装置は、４個の画像形成ステーション（画像形成部）を有する、電子写真方式の４色フルカラーのレーザプリンタであり、図１はその概略構成を示す縦断面図である。なお、本発明に係る画像形成装置としては、電子写真方式のレーザプリンタのほか、電子写真方式の複写機，ファクシミリ等であってもよく、さらには静電記録方式のプリンタ，複写機，ファクシミリ等にも応用できる。

本実施の形態に係る画像形成装置では、トナーによる像を形成し、該トナー像を転写材Ｐ上に転写して定着することにより転写材Ｐ上に画像を形成する過程で用いる無端状ベルト部材として、複数のローラ１３，１４，１５，１６に張架され所定方向（図１の矢印Ｒ１１方向）に循環移動する転写材担持体としての搬送ベルト１１を用いている。

図１に示すレーザプリンタ（以下「画像形成装置」という。）は、画像形成装置本体１００の内側に転写材Ｐの搬送方向に沿って下側から順に、４個の画像形成ステーション（画像形成部）があり、それぞれプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが配設されており、各プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配設されている。なお、以下、特に色を区別する必要がない場合には、ａ，ｂ，ｃ，ｄを省略して、「プロセスカートリッジＰ」，「感光ドラム１」のように総称して記す。この点は、他の部材についても同様である。

感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、駆動手段（不図示）によって図１に示されている状態においては反時計回りに所定の周速度で回転駆動される。感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電装置（一次帯電装置）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ（転写部材、転写装置）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ等が配設されている。感光ドラム１は、直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光半導体層（ＯＰＣ感光層）を塗布して構成したものである。感光ドラム１は、その両端部を支持部材（不図示）によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図１中の反時計回りに回転駆動される。

帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面を均一に帯電するものである。露光装置（スキャナユニット）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面を画像情報に基づいてレーザビームで照射して静電潜像を形成するものである。現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写させる。そして、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、転写後に感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものである。

帯電装置２は、ローラ状に形成された帯電ローラ（導電性ローラ）と、帯電バイアス印加電源（不図示）とを有している。帯電装置２は、帯電ローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、この帯電ローラに上述の帯電バイアス印加電源によって帯電バイアスを印加することにより、感光ドラム１表面を所定の極性・電位に一様（均一）に帯電させるものである。本実施の形態では、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面は、帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって負極性に一様に帯電される。

露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図１中のそれぞれの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの左方に配置され、レーザダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに照射される。ポリゴンミラー９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによって反射された画像光は、結像レンズ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを介して帯電済みの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成されている。本実施の形態では、画像光が照射された部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色のトナーを収納したトナー容器を有し、各々の色のトナーを像担持体である感光ドラム上の静電潜像に対して現像する。

ここで、図１に示すように、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとは、一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを構成している。

図１中において、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの右側には、転写装置５が配設されている。転写装置５は、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して接するように循環移動（回転）する無端状ベルト部材としての搬送ベルト（転写材担持体としての静電転写ベルト）１１を有している。搬送ベルト１１は、１０^６〜１０^１３Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する厚さ５０〜３００μｍのフィルム状部材で構成されている。体積抵抗率が１０^６Ω・ｃｍ以下だと、転写後のトナーの鏡像電荷が搬送ベルトを伝って逃げるため、画像不良が発生し、体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍ以上だと、転写時に突き抜け等の異常放電による画像不良が発生するため、上記範囲としている。

本実施の形態では、搬送ベルト１１は、ＰＩ（ポリイミド）によって形成されている。搬送ベルト１１は、相互に平行に配設された４本の回転体であるローラ１３，１４，１５，１６に掛け渡されていて、全体として垂直方向に配設されている。ローラ１３は駆動ローラである。搬送ベルト１１は、図１中の駆動ローラ１３とローラ１４との間に位置する部分において、外周面に転写材Ｐを静電吸着した状態で回転する。これにより、転写材Ｐは、上述の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにそれぞれに転写位置において、順次に搬送され、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上のトナー像が次に説明する転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによって順次に転写される。

搬送ベルト１１の内側には、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれに対応する位置に転写手段である４個の転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが配設されている。これら転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、搬送ベルト１１の裏面側に当接されており、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとの間に搬送ベルト１１を挟持するようになっている。これにより、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、搬送ベルト１１との間に、第１，第２，第３，第４の転写部（転写ニップ部）が形成される。本実施の形態においては、転写バイアス印加電源（不図示）によって転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに正極性の転写バイアスが印加されることにより転写用の電界が形成され、これにより感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の負極性の各色のトナー像が第１〜第４の転写部において転写材Ｐ上に順次に転写されるようになっている。

最下流側の画像形成ステーションのさらに下流側（上方）には、定着装置２０が配設されている。定着装置２０は、転写材Ｐに転写された複数色のトナー像を定着させるものであり、回転する定着ローラ（加熱ローラ）２３と、これに圧接されて転写材Ｐに熱及び圧力を与える加圧ローラ２４とを有している。すなわち、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の各色のトナー像が順次に重なるようにして転写された転写材Ｐは、定着装置２０を通過する際に定着ローラ２３、加圧ローラ２４によって挟持搬送されながら、加熱、加圧されて表面に複数色のトナー像が定着される。

画像形成装置本体１００の下部には、着脱自在な給送カセット１７が配設されている。給送カセット１７には、複数枚の転写材Ｐ（例えば、普通紙、封筒、透明フィルム）が積層状態で収納されている。給送カセット１７内の転写材Ｐは、画像形成時には給送ローラ１８（半月ローラ）の駆動回転により１枚ずつ分離給送され、その先端部をレジストローラ対１９に突き当たり、ループを形成する。その後、搬送ベルト１１の回転と、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の画像書き出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって搬送ベルト１１へと供給されていく。搬送ベルト１１に向けて供給された転写材Ｐは、最上流側の感光ドラム１ａよりもさらに上流側に配設された吸着手段としての吸着ローラ２２によって搬送ベルト１１表面に吸着される。

上述の画像形成装置における多色画像形成動作（多色画像形成モード）は次のとおりである。プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ内の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが画像形成タイミングに合わせて反時計回りに回転駆動され、帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって画像信号（画像情報）に応じた露光がなされ、静電潜像が形成される。このとき露光されない部分が暗部（高電位部）となりその電位（暗部電位）をＶＤとする。一方、露光された部分が明部（低電位部）となりその電位（明部電位）をＶＬとする。現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、上述の静電潜像の明部にトナーを付着させて、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に、それぞれイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックのトナー像を形成する。

一方、給送カセット１７から給送ローラ１８，レジストローラ対１９等によって搬送ベルト１１に供給された転写材Ｐは、吸着ローラ２２と搬送ベルト１１とによって挟み込むようにして搬送ベルト１１の表面（外周面）に圧接され、かつ搬送ベルト１１と吸着ローラ２２との間に電圧が印加されることにより搬送ベルト１１に電界が形成され、搬送ベルト１１の表面に静電吸着される。この際、吸着ローラ２２側から正極性の電圧が印加され、ローラ（吸着対向ローラ）１４は接地する。このことにより、搬送ベルト１１に対して、転写時とはおおよそ逆方向の電界が生じる。図１の記載でわかるように、吸着ローラー２２は転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと転写材担持体に対してそれぞれ表裏反対方向に配置されており、吸着ローラー２２と転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに同じ極性のバイアスが印加されているからである。なお、ローラ１４は吸着ローラ２２より長手方向に長く形成されている。これにより、転写材Ｐは搬送ベルト１１に安定して吸着され、最下流の第４の転写部まで搬送される。

このように搬送ベルト１１表面に吸着された転写材Ｐは、搬送ベルト１１の矢印Ｒ１１方向の回転によって各色の第１〜第４の転写部に順次に搬送され、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとの間に形成される電界（転写電界）によって、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのトナー像が順次に転写される。

４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、駆動ローラ１３の曲率により搬送ベルト１１から曲率分離され、定着装置２０に搬入される。転写材Ｐは、定着装置２０において加熱ローラ２３，加圧ローラ２４によって加熱・加圧されて、表面に４色のトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、排出ローラ対２５によって、画像形成装置本体１００上面に形成されている排出トレイ２６上に、画像面を下方に向けて排出される。一方、トナー像定着後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、表面に残った残留トナーがクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去され、次の画像形成に供される。以上により多色画像形成が終了する。

次に、本実施の形態の画像形成装置における単色画像形成動作について述べる。単色印字の場合には、使用しない色のプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃを動作させないようにするため、転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを搬送ベルト１１から離間する。また使用しない色のプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃは印字作業中も停止させておく。単色印字時の不要な動作・回転がなくなるため、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃの不要な劣化を防止することができる。

ブラックのトナー像を形成するプロセスカートリッジ７ｄ内の感光体ドラム１ｄが画像形成タイミングに合わせて反時計回りに回転駆動され、帯電装置２ｄによって負極性に一様に帯電される。帯電後の感光体ドラム１ｄは、露光装置３ｄによって画像信号（画像情報）に応じた露光がなされ、静電潜像が形成される。現像装置４ｄは、上述の静電潜像の明部にトナーを付着させて、感光体ドラム１ｄ上にブラックのトナー像を形成する。

一方、給紙カセット１７から給紙ローラ１８，レジストローラ対９等によって搬送ベルト１１に供給された転写材Ｐは、吸着ローラ２２と搬送ベルト１１とによって挟み込むようにして搬送ベルト１１の表面（外周面）に圧接され、かつ搬送ベルト１１と吸着ローラ２２との間に電圧が印加されることにより、搬送ベルト１１の表面に静電吸着される。この際、通常時の多色画像形成動作とは異なり、吸着ローラ２２側から負極性の電圧が印加され、ローラ（吸着対向ローラ）１４は接地する。このことにより、搬送ベルト１１に対して、転写時とはおおよそ同じ方向の電界が生じる。図１の記載でわかるように、吸着ローラー２２は転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと転写材担持体に対してそれぞれ表裏反対方向に配置されており、吸着ローラー２２と転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに逆極性のバイアスが印加されているからである。本実施の形態における単色画像形成時の吸着ローラ２２に印加するバイアスの極性の理由については後に詳細を述べる。

このように搬送ベルト１１表面に吸着された転写材Ｐは、搬送ベルト１１の矢印Ｒ１１方向の回転によってプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃが離間している状態の第１〜第３の転写部を順次通過し、第４の転写部に搬送され、感光体ドラム１ｄと転写ローラ１２ｄとの間に形成される電界によって、感光体ドラム１ｄのトナー像が転写材へと転写される。

トナー像が転写された転写材は、ローラ（ベルト駆動ローラ）１３の曲率により搬送ベルト１１から曲率分離され、定着装置２０に搬入される。転写材は、定着装置２０において転写ローラ２３，加圧ローラ２４によって加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材は、排紙ローラ対９５によって、画像形成装置本体１００上面に形成されている排紙トレイ２６上に、画像面を下方に向けて排出される。一方、トナー像定着後の感光体ドラム１ｄは、表面に残った残留トナーがクリーニング装置６ｄによって除去され、次の画像形成に供される。以上により通常の単色画像形成は終了する。

次に単色画像形成時に吸着ローラ２２に負極性のトナーと同極性の負極性のバイアスを印加する理由について説明する。まず一般的にインライン方式の画像形成装置で発生する搬送ベルト１１から転写材Ｐが分離する際に発生する剥離放電について説明する。トナー像が転写材Ｐに転写され、搬送ベルト１１から分離する際のイメージ図を図２に示す。転写材Ｐの画像面側は負極性に帯電された感光ドラムからの放電により、負極性に帯電する。一方、搬送ベルト１１は、正極性の転写バイアスが印加された転写ローラからの放電によって、正極性に帯電する。その結果、転写材Ｐが搬送ベルト１１から分離した後にパッシェン則に従って、放電が発生し、その結果、転写材Ｐ上のトナーが移動し画像不良が発生する。

図３に放電開始電圧と放電開始距離の相関図を示す。実線がパッシェン則による放電閾値を表しており、任意の放電開始距離において、この放電閾値実線を超える電圧が印加されると放電が始まる。また転写材Ｐと搬送ベルト１１との電位差△Ｖは転写材Ｐの電荷密度をσ、転写材Ｐと搬送ベルト１１との距離をｄ、誘電率をεとすると、以下の関係式で表される。
△Ｖ＝σ／２ε×ｄ
上式の通り△Ｖはｄの一次式で表され、その傾きは転写材Ｐの電荷密度σの大きさによって異なる。転写材Ｐの負帯電量が大きく、電荷密度σが大きいときには破線ａの直線で表され、逆に転写材Ｐの負帯電量が小さく、電荷密度σが小さいときには破線ｂの直線で表される。

破線ａ，ｂと実線との交点が搬送ベルト１１から転写材Ｐが分離する際に放電が開始するＰｏｉｎｔとなる。よって転写材Ｐの負帯電量が大きく、電荷密度σが大きい破線ａの場合は、放電開始距離が小さく、その結果放電開始電圧も低くなるため、図４で示すように搬送ベルト１１と転写材Ｐとの距離が小さい場所で、小規模な放電が均一に起こるので、放電による画像不良が発生しにくい。

一方、負帯電量が小さく、電荷密度σが小さい破線ｂの場合は、放電開始距離が大きく、その結果放電開始電圧も大きくなるため、図４で示すように搬送ベルト１１と転写材Ｐとの距離が離れた場所で、大規模な放電が不均一に起こるので、放電による画像不良が発生しやすい。

次に本実施の形態における多色画像形成時に関する説明をする。多色画像形成時は第１ステーションに転写材Ｐが突入する前に、吸着ローラ２２部での正極性のバイアス印加によって、一旦転写材Ｐの画像面側は正極性に帯電される。しかしながら、その後、第１から第４のステーションで計４回転写を行うため、負極性に帯電された感光ドラム１からの放電を４回受けることによって、転写材Ｐの画像面側は負極性に帯電し、前述の電荷密度σが大きい状態になる。よって転写材Ｐと搬送ベルト１１との電位差△Ｖは図３における破線ａの直線で表されるため、図４のように、放電開始距離が短く、その結果放電開始電圧も低くなるため、放電は小規模で均一になるため、画像不良が発生しにくい。

そして、本実施の形態の単色画像形成時は、吸着ローラ２２にトナーと同極性である負極性のバイアスを印加している。そうすることで、単色印字時に離間している第１〜第３ステーションの転写部の代わりに、吸着部での放電により、転写材Ｐの画像面側が負極性に帯電し、その後の第４ステーション部で更に負極性に帯電するため、多色印字時と同様に電荷密度σが大きい状態になる。その結果転写材Ｐと搬送ベルト１１との電位差△Ｖは図３における破線ａの直線で表され、図４のように、放電開始距離が短く、その結果放電開始電圧も低くなるため、放電は小規模で均一になるため、画像不良が発生しにくい。

また吸着ローラ２２に印加するバイアスが負極性でも、その絶対値が小さいと、ベルトと転写材との吸着力が確保できず、転写材Ｐの先端書き出し位置がばらつくため、本実施の形態では１ｋＶ以上の絶対値を持つ負極性のバイアスを吸着ローラ２２に印加している。

以上のように本実施の形態においては、単色画像形成モード時においても、吸着ローラにトナーと同極性である負極性のバイアスを印加することによって、異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。

なお、従来技術として提示した特開２００２−３２３８０４号公報に記載の発明のように、単色画像形成時に、吸着手段が形成する電界と、転写手段が形成する電界の方向が逆方向になっている場合においては次のような問題がある。まず転写材Ｐは吸着ローラ２２部での放電によって、画像面側が正極性に帯電される。その後転写材Ｐは第１〜３ステーションの転写部が離間しているため、その後は第４ステーションで１回だけ転写を受け、感光ドラム１ｄからの負極性の放電を受ける。しかしながら、第４ステーションの転写部だけの転写では感光ドラム１ｄからの負極性の放電を受ける回数が少ないため、負極性の電荷は転写材Ｐが吸着部で帯電された正極性の電荷を打ち消すのに大半を消費する。その結果転写材Ｐ表面は軽微に負極性に帯電されるのみに留まり、多色画像形成時に比べて、転写材Ｐの電荷密度σは小さくなる。その結果転写材Ｐと搬送ベルト１１との電位差△Ｖは図３における破線ｂの直線で表され、図４のように、放電開始距離が長く、その結果放電開始電圧も高くなるため、規模の大きい不均一な放電による画像不良が発生するのである。

吸着ローラ２２に正極のバイアスを印加する場合でも、バイアスの絶対値を小さくする（０Ｖ含む）と前述の画像不良は発生しないが、その反面転写材Ｐの搬送ベルト１１への静電吸着力が弱まるため、転写材Ｐと搬送ベルト１１との間でスリップが生じ、転写材Ｐが第４ステーションの転写部に到達する時間が遅れる。その結果、転写材Ｐの先端書き出し位置がばらつくといった弊害があるため、吸着ローラ２２に印加する正極バイアスの絶対値を小さくするという手段は解決手段とならないのである。

（実施の形態２）
次に本発明の第２実施の形態の画像形成装置について説明する。本実施の形態において画像形成装置の基本構成は第１実施の形態と同じであるが、不図示の温湿度センサＴを有する点で第１の実施の形態と異なる。

第１の実施の形態で述べた単色画像形成時における転写材Ｐが搬送ベルト１１から分離する際に発生する画像不良は、低温低湿度環境下で発生しやすい。乾燥している環境下では転写材Ｐ中の水分量が少ないため、転写材Ｐが帯電されやすいからである。

そこで本実施の形態においては単色画像形成時に、温湿度センサＴで温湿度を検知して、絶対水分量を計算し、その絶対水分量値に応じて、単色画像形成時に吸着ローラ２２に印加する負極性バイアスの絶対値を決定することを特徴とする。温湿度センサＴは湿度は相対湿度を検知するので、温度と相対湿度を測定することで、絶対湿度（絶対水分量）を間接的に測定できるものである。従来例である単色画像形成時に吸着ローラ２２に正極性のバイアスを印加した場合の絶対水分量と画像不良の相関を表１に示す。

表１からわかるように、絶対水分量１５ｇ／ｍ^３以上の環境では異常画像は発生していない。転写材Ｐ中の絶対水分量が多いと、転写材Ｐのチャージアップ量は小さく、搬送ベルト１１から分離する際の剥離放電が発生しにくいためである。よって画像不良が発生しない環境下においては、吸着ローラ２２に負極性のバイアスを積極的に印加する必要性に乏しい。また絶対水分量１５ｇ／ｍ^３以上の環境で吸着ローラ２２に絶対値の大きい負極性のバイアスを印加すると、転写材Ｐの表面を伝わって、吸着ローラ２２と感光ドラム１ｄとの間で電気的な干渉が発生し、別の画像不良が生じる。

よって絶対水分量に応じて、搬送ベルト１１からの分離時の画像不良と、転写材Ｐの静電吸着力の確保によるの先端書き出し位置ばらつきの防止と、吸着ローラ２２と感光ドラム１ｄとの干渉による画像不良の３つを満足するように、吸着ローラ２２に印加する負極性のバイアスの絶対値を変える必要がある。そして、バイアスの絶対値を変えることで、電界の強度が変わるのである。

表２に本実施の形態における絶対水分量値に応じた、単色画像形成時に吸着ローラ２２に印加する負極性バイアス値を示す。

表２より、本実施の形態の設定で上記３つの問題を同時に成り立たせていることがわかる。

以上、本実施の形態によれば温湿度センサで温湿度を検知して、絶対水分量を計算し、その絶対水分量値に応じて、単色画像形成時に吸着ローラ２２に印加する負極性バイアスの絶対値を変えることで、転写材の先端ばらつきや、干渉による画像不良等の弊害なく、分離時の画像不良を抑制することができる。

（実施の形態３）
次に本発明の第２実施の形態の画像形成装置について説明する。本実施の形態において画像形成装置の基本構成は第２実施の形態と同じであるが、転写材の抵抗値を検知する手段を有する点において第２の実施の形態と異なる。

前述した単色画像形成時における転写材Ｐが搬送ベルト１１から分離する際に発生する画像不良は、第２の実施の形態で述べたように低温湿度下で顕著に発生するが、そのレベルは転写材Ｐの抵抗値によっても異なり、転写材の抵抗が高いとレベルが悪化する傾向にある。特に低温低湿環境下で長期間放置された転写材や、一度定着器２０で定着された両面印字時の２面目等は転写材Ｐの抵抗が高く、顕著にレベルが悪い。

よって本実施の形態では転写材Ｐの抵抗値を検知し、その検知結果によって、単色画像形成時に吸着ローラに印加する負極性のバイアスの絶対値を決定する。

本実施の形態においては、吸着ローラ２２のニップ部に転写材Ｐの先端が突入した後に、吸着ローラ２２に印加する電流値を−２０μＡとし、その際に出力される電圧値から転写材Ｐの抵抗を算出している。そして、転写材Ｐの抵抗値が高い時には吸着ローラ２２に印加する負極性バイアスの値を大きくした。前述の分離時画像不良のレベルが悪いためである。表３に実施の形態２の温湿度センサのみから吸着バイアスを決定する方式の設定で、転写材Ｐの抵抗が変化したときの分離時の画像不良レベルの一部を示す。

表３からわかるように、実施の形態２の吸着バイアス設定だと、抵抗検知時の電圧値が−５００Ｖ以下の、比較的抵抗の低い転写材Ｐに対しては効果あるものの、検知検知時の電圧値が−１０００Ｖ以上の抵抗の高い転写材Ｐだと、分離時の画像不良が発生しており、対策として十分でない。

よって本実施の形態では表４に一部を示す通り、転写材Ｐの抵抗によって吸着バイアスの設定値を変更し、転写材Ｐの検知抵抗が高い場合には吸着バイアスを高くして分離部の画像不良をなくしている。

以上本実施の形態によれば、温湿度センサの検知結果に加えて、転写材の抵抗検知結果から、単色画像形成時に吸着ローラ２２に印加する負極性バイアスの絶対値を変えることで、転写材の抵抗が高いときでも、分離時の画像不良を防止することができる。なお、本実施例では、転写材の先端部分が吸着ローラ２２に侵入した直後に、転写材の抵抗値を測定し、測定終了後に、吸着バイアスを上記表４に記載の電圧に切り替えるものである。すなわち、バイアス値を変えることで、電界の強度を変えるのである。

以上実施の形態１から３については、単色画像形成時に使用しない色のプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃを動作させないようにするため、転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを退避させることで、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃを搬送ベルト１１から離間している。しかしながら、離間させずに当接させたままで単色画像形成を行う画像形成装置においても、使用しない色の感光ドラム、転写ローラにバイアスを印加しない場合には、単色画像形成時に前述した異常放電による画像不良が発生する。よって、離間させずに当接させたままで単色画像形成を行う画像形成装置においても、本実施の形態と同様な効果を得ることができるものである。また、像担持体である感光体が一つしかなく、転写材担持体が複数回回転することで、感光体から複数回転写を受けてカラー画像を得る画像形成装置にも当然に応用できることも、いうまでもない。

第１から第３の実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図 搬送ベルト分離部での放電の様子を示す図 放電開始距離と放電開始電圧の関係を示す図 σの大きさの違いによる搬送ベルト分離部での放電の違いを示す図

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 感光ドラム
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 帯電装置
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 露光装置
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 現像装置
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ クリーニング装置
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ プロセスカートリッジ
１１ 搬送ベルト（転写材担持体）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 転写ローラ（転写手段）
１３ 搬送ベルト駆動ローラ
１４，１５，１６ ローラ
２２ 吸着ローラ（吸着手段）
１００ 画像形成装置本体

Claims (5)

1. 各々の色のトナーを担持する複数の像担持体と、転写材を担持し、移動可能な転写材担持体と、前記転写材担持体の転写材を担持する面側に設けられ、電圧が印加されることで転写材を前記転写材担持体に静電吸着させる吸着ローラと、電圧が印加されることで、各々が前記転写材担持体を介して対向する前記像担持体から前記転写材担持体が担持する転写材にトナーを転写する複数の転写手段と、を備え、前記複数の転写手段全てを使用して前記複数の像担持体から前記転写材担持体上の転写材に複数回トナーの転写を行う多色画像形成モードと、前記複数の転写手段の内の一つの転写手段を使用して前記複数の内の一つの像担持体から前記転写材担持体上の転写材に一回のみトナーの転写を行う単色画像形成モードと、を実行可能であり、前記多色画像形成モードを実行する場合、前記吸着ローラに印加する電圧の極性と前記複数の転写手段に印加する電圧の極性は同極性であり、前記単色画像形成モードを実行する場合、前記吸着ローラに印加する電圧の極性と前記一つの転写手段に印加する電圧の極性は逆極性である画像形成装置において、
   画像形成装置の周囲の湿度を検知する検知手段を有し、前記単色画像形成モードを実行する場合、前記検知手段が検知する前記画像形成装置の周囲の湿度が低い場合は、高い場合よりも前記吸着ローラに印加する電圧の絶対値が大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写材担持体は回転可能な無端状の搬送ベルトであり、前記搬送ベルトを介して前記吸着ローラに対向する位置に吸着対向ローラを有し、前記吸着対向ローラの長手方向は、前記吸着ローラの長手方向よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写材担持体が転写材を担持して移動する範囲において、前記吸着手段は、前記複数の転写手段よりも、前記転写材担持体の移動方向上流側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 転写材の抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、前記抵抗検知手段は検知する転写材の抵抗が高い場合は、低い場合よりも前記吸着ローラに印加する電圧の絶対値が大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記転写材担持体の体積抵抗率が１０^６〜１０^１３Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images