JP3997797B2 - 画像形成装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機やファクシミリ装置などのカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光手段により感光体に形成した静電潜像に、現像手段によりトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を転写紙に転写し、その転写紙上のトナー像を定着手段により当該転写紙に定着するようにした電子写真方式の画像形成装置が知られており、特にカラー画像の形成を可能にする装置として、感光体に形成されたトナー像を中間転写媒体に１次転写し、その中間転写媒体に転写されたトナー像を転写紙に２次転写するようにしたカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置は、例えば１つの感光体を備え、その感光体に異なる色のトナー像を順次形成し、各色のトナー像の形成ごとに中間転写媒体に１次転写することにより複数色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像を中間転写媒体に形成し、そのカラートナー像を転写紙に２次転写することでカラー画像を得るようにしている。
【０００４】
ところで、上記１次転写は、例えば中間転写媒体に対して感光体との間で１次転写バイアスを印加することで行われ、上記２次転写は、例えば転写紙を挟んで中間転写媒体に対向配置された２次転写部材に対して中間転写媒体との間で２次転写バイアスを印加することで行われる。この場合において、従来、各色ごとに１次転写バイアスの出力値をそれぞれ異なる値とするようにしたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
１次転写バイアスが定電圧制御されている場合には、１次転写部における電位差が一定に保持されているので、１次転写バイアスの印加中に２次転写バイアスの出力値が変化しても、その変化が１次転写に及ぼす影響は殆ど無い。
【０００６】
これに対して、２次転写バイアスの印加中に１次転写バイアスの出力値が変化すると、中間転写媒体と２次転写部材との間の電界が変化するため、２次転写が不安定になる虞がある。特に、中間転写媒体が導電層を含む複数層からなる場合には、中間転写媒体に対する１次転写バイアスの印加は、１次転写部に限定されることなく２次転写部を含む当該中間転写媒体の全体に対して行われることになるので、１次転写バイアスの出力値の変更が２次転写バイアスに及ぼす影響は大きいものとなる。
【０００７】
従って、各色のトナーの材質が異なり、各色のトナーが中間転写媒体に積層されていくことなどにより転写効率が変化することから、それぞれ１次転写バイアスの出力値を変更するのが好ましいが、その変更タイミングは、２次転写に悪影響を及ぼさないように設定することが望まれる。但し、１次転写バイアスの出力値は、１次転写が開始される前に決定しておく必要がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、中間転写媒体が導電層を含む複数層からなる場合において、１次転写バイアスの出力値の変更が２次転写に悪影響を及ぼすのを未然に防止し得る画像形成装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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に記載の発明は、１つの感光体と、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体とを備え、前記感光体にＮ（Ｎは正の整数）色のトナー像を順次形成し、この各色のトナー像の形成ごとに当該トナー像を１次転写部において前記中間転写媒体に１次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、当該重ね合わされたＮ色のトナー像を２次転写部において転写紙に２次転写するようにした画像形成装置において、予め設定された１次転写バイアスを前記中間転写媒体の導電層に印加する１次転写バイアス印加手段と、１色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで前記１次転写バイアスの出力値を変更するバイアス制御手段とを備え、前記バイアス制御手段は、前記転写紙への２次転写が終了するまで前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値を維持し、前記転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値から前記１色目の前記１次転写バイアスの出力値への変更を行うことを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体の導電層に予め設定された１次転写バイアスが印加されるので、１次転写バイアスは、２次転写部を含む中間転写媒体の全体に印加されることになる。従って、１色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで１次転写バイアスの出力値を変更する際に、当該出力値の変更が２次転写中に行われると、その変更による影響が２次転写に及ぶことになるが、転写紙への２次転写が終了するまでＮ色目の１次転写バイアスの出力値を維持し、転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、Ｎ色目の１次転写バイアスの出力値から１色目の１次転写バイアスの出力値への変更が行われることから、２次転写中に上記出力値の変更が行われるのを確実に避けることができ、これによって、上記出力値の変更による影響が２次転写に及ぶのが未然に防止されることになる。
【００１１】
また、前記バイアス制御手段は、各色のトナー像の１次転写時にも前記出力値を変更するとしてもよい（請求項２）。この構成によれば、異なる色のトナー像が感光体に順次形成され、各色のトナー像が中間転写媒体上で重なり合うように、各色のトナー像の形成ごとに感光体から中間転写媒体に１次転写されることから、中間転写媒体上のトナー像の厚さにより１次転写の転写効率が変化する虞があるが、各色のトナー像の１次転写時にも１次転写バイアスの出力値が変更されることにより、上記転写効率の変化に拘わらず１次転写が好適に行われることとなる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記転写紙のサイズに基づき当該転写紙への２次転写の終了タイミングを判定する終了判定手段と、この終了判定手段により判定された前記終了タイミングの直後に前記感光体上の次の１色目のトナー像が前記１次転写部に到達するように、前記２次転写の実行中に前記感光体上の像形成動作を開始させる像形成制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、転写紙のサイズに基づき当該転写紙への２次転写の終了タイミングが判定され、この判定された終了タイミングの直後に感光体上の次の１色目のトナー像が１次転写部に到達するように、２次転写の実行中に感光体上の像形成動作が開始されることにより、２次転写の終了後に次の画像形成のための感光体上の像形成動作が開始されるのに比べて、スループットの向上が図れることとなる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記感光体上の各色の像形成動作が所定周期で繰り返され、前記バイアス制御手段は、前記各色の像形成動作の開始時点から所定時間後に前記１次転写バイアスの出力値の変更をそれぞれ行い、前記像形成制御手段は、第Ｎ色の像形成動作の開始時点から前記所定周期の経過時点において、該時点から前記所定時間後に２次転写バイアスがオンのままであるか否かを前記終了タイミングに基づき判定し、２次転写バイアスがオンのままであると判定したときは、前記転写紙のサイズに対応する待機時間だけ待機した後に次のトナー像の前記感光体上の第１色の像形成動作を開始することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、１つの感光体と、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体とを備え、前記感光体にＮ（Ｎは正の整数）色のトナー像を順次形成し、この各色のトナー像の形成ごとに当該トナー像を１次転写部において前記中間転写媒体に１次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、当該重ね合わされたＮ色のトナー像を転写紙に２次転写するようにした画像形成方法において、１色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで前記中間転写媒体の導電層に印加する１次転写バイアスの出力値を変更し、前記転写紙への２次転写が終了するまで前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値を維持し、前記転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値から前記１色目の前記１次転写バイアスの出力値への変更を行うようにしたことを特徴としている。
この構成によれば、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体の導電層に予め設定された１次転写バイアスが印加されるので、１次転写バイアスは、２次転写部を含む中間転写媒体の全体に印加されることになる。従って、１色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで１次転写バイアスの出力値を変更する際に、当該出力値の変更が２次転写中に行われると、その変更による影響が２次転写に及ぶことになるが、転写紙への２次転写が終了するまでＮ色目の１次転写バイアスの出力値を維持し、転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、Ｎ色目の１次転写バイアスの出力値から１色目の１次転写バイアスの出力値への変更が行われることから、２次転写中に上記出力値の変更が行われるのを確実に避けることができ、これによって、上記出力値の変更による影響が２次転写に及ぶのが未然に防止されることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、図１〜図５を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるプリンタの構成について説明する。図１は同プリンタの内部構成を示す図、図２は同プリンタの電気的構成を示すブロック図、図３、図４はそれぞれ中間転写ベルトの断面図および展開図、図５は転写バイアス生成回路の構成例を模式的に示す図である。
【００１７】
このプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、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、例えばブラック（Ｋ）のトナーのみを用いて単色画像を形成するものである。このプリンタは、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部１００に与えられると、この主制御部１００からの制御信号に応じてエンジン制御部１１０がエンジン部１の各部を制御して、装置本体２の下方に配設された給紙カセット３から搬送した転写紙４に、上記画像信号に対応する画像を印字出力する。
【００１８】
上記エンジン部１は、感光体ユニット１０、ロータリー現像部２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、露光ユニット５０を備えている。この感光体ユニット１０は、感光体１１、帯電部１２およびクリーニング部１３を備え、ロータリー現像部２０は、イエロートナーが収容されたイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタトナーが収容されたマゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアントナーが収容されたシアン現像ユニット２Ｃ、ブラックトナーが収容されたブラック現像ユニット２Ｋなどを備え、中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１、バイアス印加部材３２、ベルトクリーナ３３、ゲートローラ対３４、２次転写ローラ３５、感光体駆動用モータ３６などを備えている。上記７つのユニット１０，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，３０，４０は、それぞれ装置本体２に対して着脱自在に構成されている。
【００１９】
そして、本プリンタは、各色のトナー像を感光体１１に形成し、その感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト３１に１次転写し、その１次転写トナー像を転写紙４に２次転写するように構成され、各色のトナー像の１次転写時に１次転写バイアスの出力値を変更しており、後述するように、その出力値の変更を、転写紙４への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写までに行うようにしている。
【００２０】
感光体ユニット１０の感光体１１は、上記７つのユニット１０，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，３０，４０が装置本体２に装着された状態で、感光体駆動用モータ３６によって矢印５の方向に回転する。この感光体１１の周りには、その回転方向５に沿って、帯電部１２、ロータリー現像部２０およびクリーニング部１３がそれぞれ配置されている。
【００２１】
帯電部１２は、所定レベルの高電圧が印加されたワイヤ電極を備え、例えばコロナ放電により、感光体１１の外周面を均一に帯電するものである。クリーニング部１３は、感光体１１の回転方向５における帯電部１２の上流側に配置され、感光体１１から中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写後に感光体１１の外周面に残留しているトナーを掻き落として、感光体１１の表面を清掃するものである。
【００２２】
露光ユニット５０は、例えば半導体レーザからなるレーザ光源５１、このレーザ光源５１からのレーザ光を反射するポリゴンミラー５２、このポリゴンミラー５２を高速に回転駆動するスキャナモータ５３、ポリゴンミラー５２で反射されたレーザ光を集束するレンズ部５４、複数個の反射ミラー５５、水平同期センサ５６などを備えている。ポリゴンミラー５２によって反射され、レンズ部５４および反射ミラー５５を介して射出されたレーザ光５７は、感光体１１の表面において主走査方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に走査して、画像信号に対応する静電潜像を感光体１１の表面に形成する。このとき、水平同期センサ５６により、主走査方向における同期信号、すなわち水平同期信号が得られる。この露光ユニット５０は、露光手段として機能する。
【００２３】
ロータリー現像部２０は、各色のトナーを上記静電潜像に付着させて現像するものである。ロータリー現像部２０のイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアン現像ユニット２Ｃ、ブラック現像ユニット２Ｋは軸中心に回転自在に設けられており、これらの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは予め決められた複数の位置に移動可能に配置され、感光体１１に対して当接位置および離間位置で選択的に配置される。そして、直流成分もしくは直流成分に交流成分を重畳した現像バイアスが印加されて、感光体１１に対して当接位置にある現像ユニットから当該色のトナーが感光体１１の表面に付着される。このロータリー現像部２０は現像手段として機能する。
【００２４】
中間転写ユニット３０の中間転写ベルト３１は、複数のローラに掛け渡されており、感光体駆動用モータ３６によって感光体１１とともに回転駆動される。この中間転写ベルト３１は、図３の断面図に示すように、表面の抵抗層８１、中間の導電層８２および下層の基材部８３を有する複数層からなる。抵抗層８１は、所定の厚さ（例えば２０μｍ）を有する合成樹脂（例えばウレタン樹脂）からなり、導電性粒子（例えばSnO₂）８４やフッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）粒子８５などを含んでいる。導電性粒子８４を含むことにより抵抗層８１の抵抗値が１０^８〜１０^１４Ω程度に設定され、フッ素樹脂粒子８５を含むことにより摩擦抵抗が抑制されてベルトクリーナ３３（後述）により中間転写ベルト３１がロックされるのを防止するようにしている。
【００２５】
導電層８２は例えばアルミニウムの蒸着により形成されている。基材部８３は所定の厚さ（例えば１００μｍ）を有し、合成樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート）により形成されている。このように、電気的機能を果たす層である抵抗層８１および導電層８２と、機械的強度を持たせるための層である基材部８３とを分離することで低コスト化を図っている。
【００２６】
また、この中間転写ベルト３１は、継ぎ目の無い（シームレス）無端ベルトからなり、図４の展開図に示すように、全長が寸法Ｌ０になっている。図４において、矢印７１は回転駆動方向を示し、矢印７２は回転軸方向を示している。また、この中間転写ベルト３１の転写領域７３は、例えば回転駆動方向７１に長辺方向のＡ３判より大きいサイズを有しており、この転写領域７３を２つのサブ領域７３Ａ，７３Ｂに分割設定し、中間転写ベルト３１の一周で、回転駆動方向７１に短辺方向となるＡ４判サイズのトナー像７４が２枚転写可能になっている。
【００２７】
なお、図４に示すように、中間転写ベルト３１の回転軸方向７２の一端側（図４中、下側）において導電層８２が表面に露出している。そして、この露出した部分に例えばローラ状のバイアス印加部材３２（図２参照）が電気的に接続され、このバイアス印加部材３２を介して１次転写バイアスが印加され、その１次転写バイアスによって感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写されるようになっており、感光体１１の中間転写ベルト３１への当接位置が１次転写部１４に設定されている。
【００２８】
ベルトクリーナ３３は、クリーナ用離接クラッチにより中間転写ベルト３１への当接状態（図１中、実線）および離間状態（図１中、破線）が切換可能に配設され、当接状態で中間転写ベルト３１上の残留トナーを掻き落とすものである。ゲートローラ対３４は、ゲートクラッチのオンにより搬送系駆動用モータ６０の駆動力が伝達されて回転駆動される。
【００２９】
２次転写ローラ３５は、２次転写ローラ用離接クラッチにより中間転写ベルト３１への当接状態（図１中、実線）および離間状態（図１中、破線）が切り換えられる。この２次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１に当接した状態で所定の２次転写バイアスが印加されて、転写紙４を搬送しつつ中間転写ベルト３１上の１次転写トナー像を転写紙４に２次転写させるもので、当該当接位置が２次転写部３７に設定されている。
【００３０】
定着ユニット４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備え、熱ローラ定着方式により転写紙４を搬送しつつ転写紙４上のトナー像を当該転写紙４に定着するもので、定着手段を構成する。
【００３１】
給紙カセット３の先端（図１中、右端）から上方に向かって、半月状のピックアップローラ６１、フィードローラ対６２が配設され、ゲートローラ対３４、２次転写ローラ３５および定着ユニット４０を挟んで、さらに搬送ローラ対６３、排出ローラ対６４が配設されて、これらにより転写紙４の搬送路（図１中、一点鎖線）が形成されている。排出ローラ対６４により排出された転写紙４は排紙部６に積層される。
【００３２】
ピックアップローラ６１はピックアップソレノイドにより駆動される。フィードローラ対６２、ゲートローラ対３４、２次転写ローラ３５、定着ユニット４０の加熱ローラ４１、搬送ローラ対６３、排出ローラ対６４は、それぞれ駆動力伝達機構を介して同一の搬送系駆動用モータ６０に連結されている。そして、フィードローラ対６２は、フィードクラッチのオンにより、搬送系駆動用モータ６０の駆動力が伝達されて回転駆動される。搬送系駆動用モータ６０により転写紙４は所定の搬送速度で搬送される。フィードローラ対６２、ゲートローラ対３４、搬送ローラ対６３、排出ローラ対６４は、転写紙４の搬送手段を構成する。
【００３３】
図２において、主制御部１００は、ＣＰＵ１０１と、ホストコンピュータなどの外部装置との間で制御信号の授受を行うインターフェース１０２と、このインターフェース１０２を介して与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ１０３とを備えている。ＣＰＵ１０１は、外部装置から画像信号を含む印字指令信号をインターフェース１０２を介して受信すると、エンジン部１の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部１１０に送出する。
【００３４】
エンジン制御部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３などを備えている。ＲＯＭ１１２は、ＣＰＵ１１１の制御プログラムなどを記憶するもので、ＲＡＭ１１３は、エンジン部１の制御データやＣＰＵ１１１による演算結果などを一時的に記憶するものである。
【００３５】
ＣＰＵ１１１は、エンジン部１からの入力信号として、水平同期センサ５６から水平同期信号Ｈsyncを受け取り、他のセンサなどからそれぞれ所定の検出信号を受け取る。そして、ＣＰＵ１１１は、これらの入力信号および制御プログラムに基づき、エンジン部１の各部の動作を制御する。
【００３６】
すなわちＣＰＵ１１１は、感光体駆動用モータ３６を駆動するモータ駆動回路１１４に制御信号を送出して感光体１１および中間転写ベルト３１を同期して回転駆動する。また、搬送系駆動用モータ６０を駆動するモータ駆動回路１１５に制御信号を送出して、給紙カセット３からの転写紙４の搬送を制御する。
【００３７】
また、ＣＰＵ１１１は、クリーナ用離接クラッチを駆動する駆動回路に制御信号を送出し、中間転写ベルト３１に対するベルトクリーナ３３の離間および当接を制御する。また、２次転写ローラ用離接クラッチを駆動する駆動回路に制御信号を送出し、中間転写ベルト３１に対する２次転写ローラ３５の離間および当接を制御する。
【００３８】
また、ＣＰＵ１１１は、例えば装置本体２の表面に配設された操作表示パネル７の操作キーに対する操作内容を受け取るとともに、表示部の表示内容を制御する。また、ＣＰＵ１１１は、２枚取り可能なサイズ（例えば、回転駆動方向７１に短辺方向となるＡ４判以下のサイズ）の画像を２枚以上形成する場合には、転写領域７３のうちサブ領域７３Ａ，７３Ｂにそれぞれトナー像が転写されるように、感光体１１上の像形成動作を制御する。
【００３９】
また、ＣＰＵ１１１は、１次転写バイアスを生成する１次転写バイアス生成回路１１６に制御信号を送出し、中間転写ベルト３１に対する１次転写バイアスの印加を制御する。また、ＣＰＵ１１１は、２次転写バイアスを生成する２次転写バイアス生成回路１１７に制御信号を送出し、２次転写ローラ３５に対する２次転写バイアスの印加を制御する。
【００４０】
ここで、図５に示すように、ＣＰＵ１１１は、１次転写バイアス生成回路１１６のＤ／Ａ変換部１２１に制御データを送出する。Ｄ／Ａ変換部１２１は、ＣＰＵ１１１から入力される制御データに基づき駆動部１２２を制御するもので、定電圧（例えば５０〜４００Ｖ程度の範囲内で予め設定された電圧値）制御により１次転写バイアスの印加を制御している。
【００４１】
また、ＣＰＵ１１１は、２次転写バイアス生成回路１１７のＤ／Ａ変換部１２３に制御データを送出する。Ｄ／Ａ変換部１２３は、ＣＰＵ１１１から入力される制御データに基づき駆動部１２４を制御するもので、下限定電圧（例えば５００〜３０００Ｖ程度の範囲内で予め設定された電圧値）制御を加味した定電流（例えば１〜１００μＡ程度の範囲内で予め設定された電流値）制御により２次転写バイアスの印加を制御している。すなわち、下限定電圧に到達するまでは電圧制御を行い、その後、定電流制御を行っている。
【００４２】
なお、図５において、負荷１２５は等価的に感光体１１やバイアス印加部材３２などの抵抗分で構成され、負荷１２６は等価的に２次転写ローラ３５や中間転写ベルト３１などの抵抗分で構成される。
【００４３】
また、ＣＰＵ１１１は、各色のトナー像の１次転写時にＤ／Ａ変換部１２１に対する１次転写バイアスの出力値を変更するもので、この出力値の変更を、２次転写が行われていないときに行う。例えば複数の画像形成を連続して行う場合には、前の画像形成のための４色目（例えば後述する図６ではＫ）の１次転写バイアスの出力値から、次の画像形成のための１色目（例えば図６ではＹ）の１次転写バイアスの出力値への変更は、前の画像形成のための２次転写が終了した後に行う。
【００４４】
このとき、ＣＰＵ１１１は、転写紙４のサイズに基づき当該転写紙４への２次転写の終了タイミングを判定し、この判定した終了タイミングの直後に感光体１１上の次の１色目のトナー像が１次転写部１４に到達するように、２次転写の実行中に感光体１１上の像形成動作を開始させる。
【００４５】
中間転写ベルト３１は中間転写媒体に対応し、バイアス印加部材３２および１次転写バイアス生成回路１１６は１次転写バイアス印加手段に対応する。ＣＰＵ１１１は、バイアス制御手段、終了判定手段、像形成制御手段に対応する。
【００４６】
次に、図６を参照して、本プリンタの動作について説明する。図６はエンジン部１の各部の状態の時間変化を示すタイミングチャートで、２枚取り可能なサイズ（例えばＡ４判）のカラー画像形成を４枚行う場合を示しており、重ね合わせる各トナー像の１次転写ごとに１次転写バイアスの出力値を変更するようにしている。なお、画像信号および現像バイアスは、画像要求信号Ｖreqを受けて、所定のタイミングでオンにされるので、そのオンタイミングは画像要求信号Ｖreqからそれぞれ所定時間遅れるが、図６では、便宜上、画像要求信号Ｖreqに同期してオンにされるように記載している。
【００４７】
ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部１００に与えられると、この主制御部１００からの制御信号に応じてエンジン制御部１１０がエンジン部１の各部の動作を開始する。このとき、給紙カセット３に積載されている転写紙４のサイズが印字指令信号で指示されているサイズに一致していないときは、操作表示パネル７に給紙カセットの交換を促すメッセージを表示する。なお、図１では１つの給紙カセット３を備えたプリンタとしているが、これに限られず、複数の給紙カセットを備えたものでもよい。
【００４８】
給紙カセット３に積載されている転写紙４のサイズが印字指令信号で指示されているサイズに一致している（または、複数の給紙カセットのうちに印字指令信号で指示されているサイズの転写紙４を収容するカセットが含まれている）ときは、帯電部１２により均一に帯電された感光体１１の表面に、露光ユニット５０からのレーザ光５７により上記画像信号に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像がロータリー現像部２０により現像されてトナー像が形成され、この感光体１１上のトナー像は、１次転写部１４において中間転写ベルト３１上に１次転写される。
【００４９】
すなわち、感光体駆動用モータ３６により中間転写ベルト３１が所定の周速で回転し、図６に示すように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８にそれぞれ画像要求信号Ｖreqが出力される。この画像要求信号Ｖreqの出力周期をＴ１、中間転写ベルト３１の周速をＳ１とすると、図６では、
Ｌ０＝２・Ｔ１・Ｓ１
に設定されており、図４に示したように、中間転写ベルト３１の一周でＡ４判のトナー像が２枚転写される。
【００５０】
時刻ｔ１の画像要求信号Ｖreqを受けて、１枚目の画像信号に対応する静電潜像の形成が開始され、現像バイアスがオンにされる。続いて、時刻ｔ２の画像要求信号Ｖreqを受けて、２枚目の画像信号に対応する静電潜像の形成が開始される。
【００５１】
そして、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７ごとにロータリー現像部２０の現像ユニットが切り換えられて、各色のトナー像が感光体１１に形成され、順次、中間転写ベルト３１に１次転写される。このとき、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７から所定時間Ｔ２後に、それぞれ１次転写バイアス生成回路１１６の出力値の変更が行われる。
【００５２】
本実施形態では、１次転写バイアスは、１色目（ここではＹ）が電圧Ｖ１（例えばＶ１＝２２０Ｖ）に設定され、２色目（ここではＣ）が電圧Ｖ２（例えばＶ２＝２４５Ｖ）に設定され、３色目（ここではＭ）が電圧Ｖ３（例えばＶ３＝２７０Ｖ）に設定され、最後の色（ここでは４色目でＫ）が電圧Ｖ４（例えばＶ４＝３００Ｖ）に設定されている。
【００５３】
上記所定時間Ｔ２は、感光体１１上のトナー像の先端（回転駆動方向７１の下流端）が１次転写部１４に到達するまでに、中間転写ベルト３１に対して印加される１次転写バイアスの変更が完了するように予め設定されている。
【００５４】
ここで、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７から所定時間Ｔ２後の時点では、１次転写が完了していないので、２次転写が行われることはないため、１次転写バイアスの出力値の変更が行われても、支障を来すことはない。すなわち、この間は２次転写ローラ３５が中間転写ベルト３１に対して離間状態にあるので、各色のトナー像は中間転写ベルト３１上に重ね合わされていく。
【００５５】
現像バイアスは、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７の各画像要求信号Ｖreqの立下り時点から、転写紙サイズによって予め決められている所定時間後にオフにされる。
【００５６】
これによって、トナー像Ｙ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｋ１が重ね合わされたカラートナー像が、中間転写ベルト３１の転写領域７３のうち回転駆動方向７１の下流側であるサブ領域７３Ａに１次転写され、トナー像Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２が重ね合わされたカラートナー像が、中間転写ベルト３１の転写領域７３のうち回転駆動方向７１の上流側であるサブ領域７３Ｂに１次転写される。
【００５７】
一方、給紙カセット３に積載されている転写紙束の最上段の転写紙４がピックアップローラ６１により取り出され、フィードローラ対６２により所定速度Ｓ１で搬送され、ゲートローラ対３４にニップされる。そして、中間転写ベルト３１上のトナー像にタイミングを合わせてゲートクラッチがオンにされ、ゲートローラ対３４から２次転写部３７に向けて転写紙４が所定速度Ｓ１で搬送される。
【００５８】
そして、時刻ｔ７から所定時間後の時刻ｔ９に２次転写ローラ用離接クラッチがオンにされて、２次転写ローラ３５が中間転写ベルト３１に当接する。次いで、時刻ｔ７から所定時間後の時刻ｔ１０に２次転写バイアス生成回路１１７から２次転写ローラ３５への２次転写バイアスの印加がオンにされる。
【００５９】
これによって、中間転写ベルト３１の転写領域７３のうち回転駆動方向７１の下流側であるサブ領域７３Ａに１次転写されている、トナー像Ｙ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｋ１が重ね合わされたカラートナー像が、１枚目の転写紙４に転写される。
【００６０】
ゲートクラッチは１枚目の転写紙４の搬出後一旦オフにされ、２次転写バイアスの印加時間は、転写紙４のサイズに応じて予め設定されている。このとき、次の転写紙４がピックアップローラ６１により取り出され、フィードローラ対６２により所定速度Ｓ１で搬送され、ゲートローラ対３４にニップされる。
【００６１】
ゲートクラッチおよび２次転写バイアス印加のオフ後、次のトナー像にタイミングを合わせてゲートクラッチがオンにされて次の転写紙４が搬送され、時刻ｔ７から所定時間後の時刻ｔ１１に２次転写バイアスの印加がオンにされる。そして、設定された２次転写バイアスの印加時間が経過した時点（時刻ｔ１２）で２次転写バイアスの印加がオフにされ、次いで、時刻ｔ７から所定時間後に２次転写ローラ用離接クラッチがオンにされて、２次転写ローラ３５が中間転写ベルト３１から離間する。
【００６２】
これによって、中間転写ベルト３１の転写領域７３のうち回転駆動方向７１の上流側であるサブ領域７３Ｂに１次転写されている、トナー像Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２が重ね合わされたカラートナー像が、２枚目の転写紙４に転写される。
【００６３】
そして、定着ユニット４０において、転写紙４が搬送されつつトナー像が当該転写紙４に定着される。転写紙４はさらに搬送ローラ対６３により搬送され、装置本体２の上部に設けられた排紙部６に排出ローラ対６４により排出される。
【００６４】
次いで、感光体１１では続く３，４枚目の画像形成が行われるが、２次転写バイアスの印加時間は転写紙４のサイズに応じて予め設定されているので、時刻ｔ８から所定周期Ｔ１後の時点（時刻ｔ１３）で、そのさらに所定時間Ｔ２後に２次転写バイアスがオンのままである（ｔ１３＋Ｔ２がｔ１２より早い）か否かを判定することは可能である。ここで、図６では時刻ｔ１３から所定時間Ｔ２後の時点では２次転写バイアスがオンになっており、時刻ｔ１３の時点での判定でその点がＣＰＵ１１１に分かるため、時刻ｔ１３に画像要求信号Ｖreqは出力されず、所定の待機時間だけ待機する。
【００６５】
そして、時刻ｔ１４，ｔ１５，…と再び所定周期Ｔ１で画像要求信号Ｖreqが出力され、３，４枚目の画像形成のためのトナー像Ｙ３，Ｙ４が形成され、時刻ｔ１４から所定時間Ｔ２後の時刻ｔ１６に１次転写バイアスの出力値がＶ１に変更されて、以下、上述したのと同様の動作が行われる。ここで、時刻ｔ１４は、その所定時間Ｔ２後の時刻ｔ１６には２次転写バイアスがオフに戻っている（時刻ｔ１６が時刻ｔ１２より遅くなる）ような時刻に設定されている。
【００６６】
なお、時刻ｔ１４以降の３，４枚目の画像形成は、それまでの１，２枚目の画像形成に対して上記待機時間だけ遅延しているので、その遅延に合わせてベルトクリーナ３３の中間転写ベルト３１に対する当接および離間タイミングを変更すればよい。
【００６７】
このように、図６の動作によれば、トナー像の１次転写ごとに１次転写バイアスを変更するようにしているので、中間転写ベルト３１上におけるトナーの積層厚さに応じて変化するトナーの転写効率に対応して各色のトナーを好適に中間転写ベルト３１に１次転写することができ、これによって、転写紙４上に高画質のカラー画像を得ることができる。
【００６８】
また、２次転写が行われていないとき（２次転写が終了した後）に１次転写バイアスの出力値の変更を行うようにしているので、１次転写バイアスの変更が２次転写に悪影響を及ぼして転写紙４上に転写される画質が劣化するのを未然に防止することができる。
【００６９】
また、画像要求信号Ｖreqの出力を再開する時刻ｔ１４を、その所定時間Ｔ２後の時刻ｔ１６には２次転写バイアスがオフに戻っている（時刻ｔ１６が時刻ｔ１２より遅くなる）ような時刻に設定しているので、待機時間を転写紙４のサイズに応じて増減することができ、これによってスループットの低下を可能な限り抑制することができる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、継ぎ目の無い無端ベルトからなる中間転写ベルト３１を用いているが、本発明の中間転写媒体はこれに限られず、例えば円筒状の中間転写ドラムを用いてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、１〜４番目の色のトナー像の１次転写においてそれぞれ１次転写バイアスの出力値を変更しているが、これに限られない。例えば１〜３番目のトナー像の１次転写時は出力値を同一値とし、４番目のトナー像の１次転写時のみ変更するようにしてもよい。また、１番目のトナー像の１次転写時のみ変更し、２〜４番目のトナー像の１次転写時は出力値を同一値とするようにしてもよい。すなわち、１番目の１次転写時と最後の１次転写時とで１次転写バイアスの出力値が変更されるものであればよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、画像要求信号Ｖreqの出力を再開する時刻ｔ１４を、その所定時間Ｔ２後の時刻ｔ１６には２次転写バイアスがオフに戻っている（時刻ｔ１６が時刻ｔ１２より遅くなる）ような時刻に設定しているが、これに限られず、２次転写バイアスがオフに戻る時刻ｔ１２に同期して、画像要求信号Ｖreqの出力を再開するようにしてもよい。この形態によれば、制御手順が簡素なものとなり、制御プログラムの設計を容易に行うことができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を転写紙に印刷するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含む一般の電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，５の発明によれば、１色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで中間転写媒体の導電層に印加する１次転写バイアスの出力値を変更し、転写紙への２次転写が終了するまでＮ色目の１次転写バイアスの出力値を維持し、転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、Ｎ色目の１次転写バイアスの出力値から１色目の１次転写バイアスの出力値への変更を行うようにしているので、上記出力値の変更が２次転写中に行われるのを確実に避けることができ、これによって、上記出力値の変更による影響が２次転写に及ぶのを未然に防止することができる。
【００７６】
また、請求項２の発明によれば、各色のトナー像の１次転写時にも１次転写バイアスの出力値を変更するようにしているので、中間転写媒体上のトナー像の厚さにより１次転写の転写効率が変化するのに拘わらず、感光体から中間転写媒体への１次転写を好適に行うことが可能になる。
【００７７】
また、請求項３の発明によれば、転写紙のサイズに基づき当該転写紙への２次転写の終了タイミングを判定し、この判定された終了タイミングの直後に感光体上の次の１色目のトナー像が１次転写部に到達するように、２次転写の実行中に感光体上の像形成動作を開始するようにしているので、２次転写の終了後に次の画像形成のための感光体上の像形成動作を開始するのに比べて、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図である。
【図２】 同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 中間転写ベルトの断面図である。
【図４】 中間転写ベルトの展開図である。
【図５】 転写バイアス生成回路の構成例を模式的に示す図である。
【図６】 動作を説明するためのエンジン部の各部の状態の時間変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
４ 転写紙
１１ 感光体
１４ １次転写部
３１ 中間転写ベルト（中間転写媒体）
３２ バイアス印加部材（１次転写バイアス印加手段）
３７ ２次転写部
７１ 回転駆動方向
７２ 回転軸方向
８２ 導電層
１１０ エンジン制御部
１１１ ＣＰＵ（バイアス制御手段、終了判定手段、像形成制御手段）
１１６ １次転写バイアス生成回路（１次転写バイアス印加手段）

Claims (5)

1. １つの感光体と、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体とを備え、前記感光体にＮ（Ｎは正の整数）色のトナー像を順次形成し、この各色のトナー像の形成ごとに当該トナー像を１次転写部において前記中間転写媒体に１次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、当該重ね合わされたＮ色のトナー像を２次転写部において転写紙に２次転写するようにした画像形成装置において、
   予め設定された１次転写バイアスを前記中間転写媒体の導電層に印加する１次転写バイアス印加手段と、
   １色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで前記１次転写バイアスの出力値を変更するバイアス制御手段とを備え、
   前記バイアス制御手段は、前記転写紙への２次転写が終了するまで前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値を維持し、前記転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値から前記１色目の前記１次転写バイアスの出力値への変更を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記バイアス制御手段は、各色のトナー像の１次転写時にも前記出力値を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写紙のサイズに基づき当該転写紙への２次転写の終了タイミングを判定する終了判定手段と、
   この終了判定手段により判定された前記終了タイミングの直後に前記感光体上の次の１色目のトナー像が前記１次転写部に到達するように、前記２次転写の実行中に前記感光体上の像形成動作を開始させる像形成制御手段とをさらに備えた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. 前記感光体上の各色の像形成動作が所定周期で繰り返され、
   前記バイアス制御手段は、前記各色の像形成動作の開始時点から所定時間後に前記１次転写バイアスの出力値の変更をそれぞれ行い、
   前記像形成制御手段は、第Ｎ色の像形成動作の開始時点から前記所定周期の経過時点において、該時点から前記所定時間後に２次転写バイアスがオンのままであるか否かを前記終了タイミングに基づき判定し、２次転写バイアスがオンのままであると判定したときは、前記転写紙のサイズに対応する待機時間だけ待機した後に次のトナー像の前記感光体上の第１色の像形成動作を開始する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. １つの感光体と、導電層を含む複数層からなる中間転写媒体とを備え、前記感光体にＮ（Ｎは正の整数）色のトナー像を順次形成し、この各色のトナー像の形成ごとに当該トナー像を１次転写部において前記中間転写媒体に１次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、当該重ね合わされたＮ色のトナー像を転写紙に２次転写するようにした画像形成方法において、
   １色目のトナー像の１次転写時とＮ色目のトナー像の１次転写時とで前記中間転写媒体の導電層に印加する１次転写バイアスの出力値を変更し、
   前記転写紙への２次転写が終了するまで前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値を維持し、
   前記転写紙への２次転写の終了後であって次の１色目のトナー像の１次転写前に、前記Ｎ色目の前記１次転写バイアスの出力値から前記１色目の前記１次転写バイアスの出力値への変更を行うようにしたことを特徴とする画像形成方法。

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