JPH1010886A

JPH1010886A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1010886A
Application number: JP8278812A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kadonaga; 雅史門永; Yuichi Ueno; 祐一上野; Fumio Kuzumi; 文男来住
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JP3573439B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ニップ部の上流側でトナーと同極性の電
荷を付与することにより、転写不良等による異常画像の
発生を伴うことなく、感光体上のトナー像を中間転写ベ
ルト上に転写する際の転写チリの発生を防止することが
できる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト１９に感光体９上のトナ
ー像を順次重ね合わせて転写し、中間転写ベルト１９上
の重ねトナー像を転写紙２４に転写する画像形成装置に
おいて、中間転写ベルト１９と感光体９との間の転写ニ
ップ部よりも中間転写ベルト移動方向の上流側に、中間
転写ベルト１９の転写面に向けてトナーの帯電極性と同
極性の電荷を付与するスコロトロン帯電器４１を設け
る。

Description

【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、ファクシ
ミリ、プリンター、印刷機等の画像形成装置に係り、詳
しくは、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上
に重ね合わせて転写し、中間転写体上の重ねトナー像を
転写材上に転写する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フルカラー画像の複写やプリント
が可能な電子写真方式の画像形成装置が実用化されてい
るが、この種の画像形成装置におけるフルカラー画像の
転写材への転写方式としては、（ａ）転写ドラム方式：感光体等の像担持体上に色毎に
形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各画像を、転写ドラム上に
固定された転写材に順次重ね合わせて転写する方式、（ｂ）中間転写体ダブル転写方式（単に、中間転写方式
ともいう）：感光体等の像担持体上に色毎に形成される
Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各画像を、中間転写体上に順次重ね
合わせて転写し、この中間転写体上のフルカラーのトナ
ー像を一括転写して転写材に転写する方式、に大別でき
るが、厚紙等にも転写できるというペーパーフリー性を
有する点、及び転写ドラム方式のように先端のクランプ
・押さえ部に画像形成できないということがなく全面コ
ピーが可能な点で、上記（ｂ）の中間転写方式が有利で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から、上記中間転
写方式の画像形成装置において、像担持体から中間転写
体へのトナー像の転写の際にトナーチリという現象（以
下、「転写チリ」という）が発生する場合があることが
知られている。ここで、転写チリとは、像担持体から中
間転写体へのトナー像の転写（一次転写）の際に、像担
持体上に形成されたトナー像（可視像）が本来転写され
るべき位置に転写されず、その周辺に拡散して転写され
てしまい、結果として画像がぼけてしまう現象であり、
特に細線部分での画像のシャープさを損なわせるもので
ある。

【０００４】そこで、本発明者らは、上記転写チリの発
生という問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、中間
転写体が像担持体との接触対向部を通過して像担持体表
面から若干離間したところで、トナー同士の静電的な反
発力によって中間転写体上のトナーが本来転写されるべ
き転写トナー像の周辺に飛翔することが、上記転写チリ
の主な原因であることを見いだした。この転写チリをも
たらすトナー飛翔は、中間転写体上のトナーの付着量が
多いほど、トナーの帯電量が多いほど、またトナー間の
付着力が小さいほど激しく起こり、画像劣化もひどくな
ることがわかっている。特に、フルカラー画像形成装置
においては、中間転写体上にマゼンタやシアン、イエロ
ー等のトナーを重ねてフルカラー画像を形成するため、
中間転写体上のトナー付着量が多くなり、上記トナー飛
翔が発生しやすい。

【０００５】上記トナー飛翔を防止する方法としては、
例えばトナーの帯電量を少なくすることによってトナー
同士の静電的な反発力を小さくする方法が考えられる。
しかしながら、この方法は、トナーの帯電量を少なくす
ると現像プロセスに影響を与えるため、好ましくない。
更に、トナーの静電的な吸着力が弱くなるため、トナー
飛散などの不具合が発生するおそれがある。また、現像
後にコロナ放電などで像担持体上のトナーの帯電量を低
下させる方法も考えられるが、トナーの帯電量を低下さ
せない場合に比して、トナーを中間転写体側に転写させ
るために必要な転写電界の強度を大きくする必要があ
る。それに応じて、トナー像の転写に用いる転写バイア
ス電圧を大きくする必要があり、放電による異常画像、
転写不良などの不具合が発生するおそれがある。

【０００６】また、上記トナー飛翔を防止する方法とし
て、中間転写体上のトナー付着量を少なくする方法も有
効であると考えられるが、階調表現が困難となる等の不
具合を有する。またこの方法では、中間転写体上にトナ
ーを重ねていくため、付着量を十分に少なくすることは
到底困難である。

【０００７】また、トナー間の付着力を大きくする方法
も上記トナー飛翔の防止に有効であると考えられるが、
「虫食い」と呼ばれる転写中抜けが発生しやすくなると
いう不具合があった。

【０００８】本発明は以上の背景のもとでなされたもの
であり、その目的は、転写不良等による異常画像の発生
を伴うことなく、像担持体上のトナー像を中間転写体上
に転写する際の転写チリの発生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。

【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の発明は、像担持体上にトナー像を形成す
るトナー像形成手段と、該像担持体に接触対向する転写
面が移動可能な中間転写体と、該中間転写体に該像担持
体上のトナー像を順次重ね合わせて転写する中間転写手
段と、該中間転写体上の重ねトナー像を転写材に転写す
る転写材転写手段とを備えた画像形成装置において、該
中間転写体と該像担持体との接触対向部よりも中間転写
体表面移動方向の上流側に、該中間転写体の転写面に向
けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与する電荷付
与手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、上記電荷付与手段による電荷付与量を、上
記中間転写体の電荷が付与された部分の表面電位の絶対
値が該中間転写体上のトナー像の表面電位の最大値の絶
対値よりも小さくなるように設定したことを特徴とする
ものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の画像形成装
置において、上記電荷付与手段を、上記中間転写体に対
して非接触となるように設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１の画像形成装
置において、上記中間転写体を挟んで上記電荷付与手段
と対向する位置に、導電性の対向電極を設けたことを特
徴とするものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４の画像形成装
置において、上記対向電極を接地したことを特徴とする
ものである。

【００１４】請求項６の発明は、上記中間転写体として
上記像担持体と接触対向する転写面が無端移動するもの
を用いた請求項１の画像形成装置において、該中間転写
体の無端移動周長、表面移動速度、体積抵抗率及び比誘
電率をそれぞれＬ、Ｖ、ρｖ及びε'とし、真空の誘電
率をε0としたとき、Ｌ／Ｖ≦ρｖ・ε'・ε0 で表され
る条件を満たすことを特徴とするものである。

【００１５】請求項１乃至６の発明では、中間転写体と
像担持体との接触対向部よりも中間転写体表面移動方向
の上流側に設けた電荷付与手段で、該中間転写体の転写
面に向けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与する
ことにより、該中間転写体の転写面上の主に非トナー転
写部をトナーの帯電極性と同極性に帯電させ、該中間転
写体の転写面上の非トナー転写部とトナー像との間に静
電的な反発力を発生させる。

【００１６】特に、請求項２の発明では、請求項１の画
像形成装置において、上記電荷付与手段による電荷付与
量を、上記中間転写体の非トナー転写部の表面電位の絶
対値がトナー像の表面電位の最大値の絶対値よりも小さ
くなるように設定することにより、該トナー像が転写さ
れている中間転写体上に次のトナー像を像担持体から転
写する際に、該中間転写体上の既に転写されているトナ
ー像及び非トナー転写部と該次のトナー像が形成されて
いる像担持体との間に所定強度の転写電界が形成される
ようにする。

【００１７】また特に、請求項３の発明では、請求項１
の画像形成装置において、上記電荷付与手段を、上記中
間転写体に対して非接触となるように設けることによ
り、中間転写体上に既に転写されているトナー像を該電
荷付与手段で乱さないようにする。

【００１８】また特に、請求項４の発明では、請求項１
の画像形成装置において、上記中間転写体を挟んで上記
電荷付与手段と対向する位置に導電性の対向電極を設け
ることにより、該対向電極と電荷付与手段との間に、該
中間転写体に電荷を付与するための電界を十分な強度で
且つ該中間転写体の面方向に均一に形成できるようにす
る。

【００１９】また特に、請求項５の発明では、請求項４
の画像形成装置において、上記対向電極を接地すること
により、該の対向電極のゼロ電位を基準にして上記中間
転写体への電荷付与のための電界を形成できるようにす
る。

【００２０】また特に、請求項６の発明では、上記中間
転写体として上記像担持体と接触対向する転写面が無端
移動するものを用いた請求項１の画像形成装置におい
て、該中間転写体の無端移動周長、表面移動速度、体積
抵抗率及び比誘電率をそれぞれＬ、Ｖ、ρｖ及びε'と
し、真空の誘電率をε０としたとき、Ｌ／Ｖ≦ρｖ・
ε'・ε０で表される条件を満たすことにより、該中間
転写体が１周する間に、上記電荷付与手段で付与した電
荷量が１／ｅ以下に減衰しないようにする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
るフルカラー複写装置（以下、「カラー複写装置」とい
う。）に適用した実施形態について説明する。中間転写
体は、中間転写ベルトの他に中間転写ドラムとして構成
することも考えられるが、以下の説明では中間転写ベル
トとして構成した例で説明する。

【００２２】図１は本実施形態に係るカラー複写装置の
感光体・中間転写ベルト回りの拡大図、図２は同カラー
複写装置全体の概略構成図である。カラー画像読み取り
装置（以下、「カラースキャナ」という。）１は、原稿
３の画像を照明ランプ４で照射し、その反射光をミラー
５ａ，５ｂ，５ｃ等のミラー群及びレンズ６を介してカ
ラーセンサ７に結像する。カラーセンサ７に結像した原
稿３のカラー画像情報は、例えばブルー（Ｂlue、以下
「Ｂ」という。）、グリーン（Ｇreen、以下「Ｇ」とい
う。）、レッド（Ｒed、以下「Ｒ」という。）の色分解
光毎に読み取られ、電気的な画像信号に変換される。本
実施形態では、カラーセンサ７はＢ，Ｇ，Ｒの色分解手
段とＣＣＤのような光電変換素子で構成されており、３
色同時読み取りを行っている。

【００２３】このようにしてカラースキャナー１で得ら
れたＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号の強度レベルを基にし
て、画像処理部（図示なし）で色変換処理を行ない、ブ
ラック（Ｂlack、以下「Ｂｋ」という。）、シアン（Ｃ
yan、以下「Ｃ」という。）、マゼンタ（Ｍagenta、以
下「Ｍ」という。）、イエロー（Ｙellow、以下「Ｙ」
という。）のカラー画像データを得る。

【００２４】これらのカラー画像データを、カラー画像
記録装置（以下、「カラープリンター」という。）２に
おいて、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色にて顕像化を行ない、
これらの顕像化されたトナー像を重ね合わせて４色フル
カラー画像を得る。

【００２５】カラープリンター２の書き込み光学ユニッ
ト８は、カラースキャナー１からのカラー画像データを
光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行
ない、像担持体としてのドラム状の感光体９に静電潜像
を形成する。

【００２６】上記書き込み光学ユニット８は、レーザ光
源８ａと、その発光駆動装置（図示なし）、ポリゴンミ
ラー８ｂ及びその回転駆動用モータ８ｃ、ｆ-θレンズ
８ｄ、反射ミラー８ｅ等で構成されている。

【００２７】感光体９は、矢印の如く反時計方向に回転
し、その回りには、感光体クリーニングユニット（クリ
ーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１１、帯電
器１２、電位センサ１３、Ｂｋ現像器１４、Ｃ現像器１
５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パターン検
出用の光学センサ１８、中間転写体としての中間転写ベ
ルト１９などが配置されている。感光体９にトナー像を
形成するトナー像形成手段は、上記光学ユニット８、帯
電記１２、各現像器１４〜１７などにより構成されてい
る。

【００２８】各現像器は、静電潜像を現像するために所
定極性に帯電されるトナーとキャリアとを含む現像剤の
穂を感光体９の表面に接触させて回転する現像スリーブ
１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａと、現像剤を汲み上げ
・撹拌するために回転する現像パドル１４ｂ、１５ｂ、
１６ｂ、１７ｂ、及び現像剤のトナー濃度センサー１４
ｃ、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃなどで構成されている。な
お、本実施形態では負極性に帯電されるトナーを用いて
いる。

【００２９】カラー複写装置の待機状態では、上記４個
の現像器の全てについて、現像スリーブ１４ａ〜１７ａ
上の現像剤が穂切り（現像不作動）状態になっている。

【００３０】以下、現像動作の順序（カラー画像形成順
序）が、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例でコピー動作の概略を説
明する。ただし、画像形成順序はこれに限定されるもの
ではない。コピー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画像データの読み取りが
開始される。同時に、図示しない感光体の駆動機構によ
り、感光体９は反時計回りの向きに回転駆動されるとと
もに、感光体９は帯電器１２により負極性に一様帯電さ
れる。

【００３１】そして、カラースキャナ１で読み取られた
Ｂｋ画像データに基づき、光学ユニット８からのレーザ
光による光書き込みが行われ、一様帯電された感光体９
の表面電位を上記Ｂｋ画像データに応じて部分的に低下
させ、これにより、感光体９上に静電潜像が形成され
る。以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像を「Ｂｋ潜
像」という。また、Ｃ、Ｍ、Ｙの各画像データに基づい
て形成された各静電潜像もこれに準じて、それぞれ「Ｃ
潜像」、「Ｍ潜像」、「Ｙ潜像」ということにする。

【００３２】上記Ｂｋ潜像の先端部から現像可能とすべ
くＢｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する前
に、現像スリーブ１４ａを回転開始して現像剤の穂立て
を行い、Ｂｋ潜像を負極性に帯電されたＢｋトナーで現
像する。以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが、潜
像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかにＢ
ｋ現像スリーブ１４ａ上の現像剤の穂切りを行い、現像
不作動状態にする。これは、少なくとも、次のＣ画像デ
ータによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。な
お、穂切りは現像スリーブ１４ａの回転方向を現像動作
中とは逆方向に切り換えることで行う。

【００３３】感光体９に形成したＢｋトナー像は、感光
体と等速駆動されている中間転写ベルト１９の表面に転
写する（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像
転写を「ベルト転写」という）。このベルト転写は、感
光体９と中間転写ベルト１９の接触状態において後述の
転写バイアスローラ２０ａに所定のバイアス電圧を印加
することで行う。

【００３４】感光体９には、順次、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの
トナー像が形成され、形成された順に中間転写ベルト１
９の同一の転写面に順次位置合わせして４色重ねのベル
ト転写画像形成される。こうして、フルカラーのトナー
画像が形成された後、該フルカラーのトナー画像は転写
材としての転写紙２４に一括転写される。この中間転写
ベルト１９から転写紙２４への転写を「紙転写」とい
う。

【００３５】ところで、感光体９では、Ｂｋ工程の次に
Ｃ工程に進むが、所定のタイミングからカラースキャナ
１によるＣ画像データ読み取りが始まり、その画像デー
タによるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像形成を行う。

【００３６】Ｃ現像器１５はその現像位置に対して、先
のＢｋ潜像後端部が通過した後で、かつＣ潜像の先端が
到達する前に現像スリーブ１５ａを回転開始して、Ｃ潜
像をＣトナーで現像する。

【００３７】以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像
後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器の場合と同様
にＣ現像スリーブ１５ａ上の現像剤の穂切りを行い、現
像不作動状態にする。これもやはり次のＭ潜像先端部が
到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの各工程につ
いても、それぞれの画像データ読み取り、潜像形成及び
現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様であるので、
説明を省略する。

【００３８】図１において、中間転写ベルト１９は、駆
動ローラ２１、転写バイアスローラ２０ａ、入口ローラ
２０ｂ、及び従動ローラ群に掛け回されている。また、
中間転写ベルト１９は、転写バイアスローラ２０ａと入
口ローラ２０ｂとの間で感光体９に圧接されており、こ
の圧接部において適度のニップ圧力が加えられるように
両ローラ２０ａ，２０ｂを配置している。駆動ローラ２
１には、図示していない駆動モータが連結されており、
この駆動モータを介して中間転写ベルト１９が回転駆動
制御される。

【００３９】また、上記転写バイアスローラ２０ａ、入
口ローラ２０ｂ、転写バイアスローラ２０ａに所定の転
写バイアス電圧（本実施形態では正極性の電圧）を印加
するための転写バイアス電源４０などにより、中間転写
ベルト１９に感光体９上のトナー像を順次重ね合わせて
転写するための中間転写手段手段が構成されている。

【００４０】また、中間転写ベルト１９を挟んで入口ロ
ーラ２０ｂに対向する位置には、中間転写ベルト１９の
転写面に向けてトナーの帯電極性（本実施形態では負極
性）と同極性の電荷を付与する電荷付与手段としてのス
コロトロン帯電器４１を設けている。このスコロトロン
帯電器４１の放電ワイヤ及びグリッド電極にはそれぞ
れ、電源４２から所定の電圧（本実施形態では負極性の
直流電圧）が印加される。このスコロトロン帯電器４１
による電荷付与で帯電した中間転写ベルト１９の転写面
の電位は、スコロトロン帯電器４１のグリッド電極の電
位とほぼ同じになる。

【００４１】ここで、上記スコロトロン帯電器４１に中
間転写ベルト１９を挟んで対向する位置に、対向電極と
しての入口ローラ２０ｂがあるので、中間転写ベルト１
９に電荷を十分に且つ比較的均一に付与できる。かかる
対向電極を設けない場合は、わずかに電荷を付与しただ
けで電荷の付与が終わってしまい、十分な量の電荷を中
間転写ベルト１９に付与できない。また、かかる対向電
極を設けないと、中間転写ベルト１９に抵抗ムラがあっ
た場合に、その抵抗ムラによって電荷分布が大きく異な
ってしまい、その電荷分布ムラに対応してトナーの移動
が発生してしまうおそれがある。

【００４２】また、上記対向電極としての入口ローラ２
０ｂは接地されてゼロ電位となっているので、スコロト
ロン帯電器４１による電荷付与量を制御しやすくなって
いる。

【００４３】なお、上記電荷付与手段としては、スコロ
トロン帯電器のほか、コロトロン帯電器、針電極を多数
並べて放電させる装置等を用いることもできる。また、
本実施例では、対向電極として入口ローラ２０ｂを用い
ているが、他の導電性樹脂、導電性ゴム、又は金属で構
成された部材を別に設けても良い。この導電性の部材も
接地するのが好ましい。（以下、余白）

【００４４】ベルトクリーニングユニット２２は、ブラ
シローラ２２ａ、ゴムブレード２２ｂ、及びベルトから
の接離機構２２ｃなどで構成されており、１色目のＢｋ
画像をベルト転写した後の、２、３、４色目をベルト転
写している間は、接離機構２２ｃによってベルト面から
離間させておく。

【００４５】中間転写ベルト１９上の重ねトナー像を転
写紙２４に転写する転写材転写手段としての紙転写ユニ
ット２３は、紙転写バイアスローラ２３ａ、ローラクリ
ーニングブレード２３ｂ、及びベルトからの接離機構２
３ｃなどで構成されている。紙転写バイアスローラ２３
ａは、通常は中間転写ベルト１９の転写面から離間して
いるが、該転写面に形成された４色の重ね画像を転写紙
２４に一括転写するときに、タイミングを取って接離機
構２３ｃで押圧され、該ローラー２３ａに所定のバイア
ス電圧を印加して転写紙２４への転写を行う。

【００４６】図２に示すように、転写紙２４は、給紙ロ
ーラ２５、レジストローラ２６によって、中間転写ベル
ト１９面の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達す
るタイミングに合わせて、駆動ローラ２１と紙転写バイ
アスローラ２３ａとの間に給紙され、紙転写される。転
写後の転写紙２４は、搬送ベルト２７によって搬送され
て定着器２８に送られ、トナー画像が定着された後、ト
レイ２９上に排出される。

【００４７】ここで、中間転写ベルト１９の駆動制御に
ついて説明する。中間転写ベルト１９の駆動の仕方とし
ては、１色目のＢｋトナー像のベルト転写が端部まで終
了した後の動作方式として次の３方式が考えられ、この
なかの１方式で、又はコピー速度の面からコピーサイズ
に応じてこのなかの複数の方式を効率的に組み合わせ
て、中間転写ベルト１９を駆動する。

【００４８】（１）一定速往動方式Ｂｋトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速度
で往動を続ける。そして、中間転写ベルト１９面上のＢｋ画像先端位
置が、再び感光体９との接触部のベルト転写位置に到達
したとき、感光体９側は次のＣトナー像の先端部が丁度
その位置にくるように、タイミングを取って画像形成さ
れている。その結果、Ｃ画像はＢｋ画像に正確に位置合
わせして中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写され
る。その後も同様の動作によってＭ，Ｙ画像工程に進
み、４色重ねのベルト転写画像を得る。４色目のＹトナー像のベルト転写工程に引き続き、
そのまま往動しながら中間転写ベルト１９面上の４色重
ねトナー像を、上記のように転写紙２４に一括転写す
る。

【００４９】（２）スキップ往動方式Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
面から中間転写ベルト１９を離間させ、そのままの往動
方向に高速スキップさせて所定量を移動したら当初の往
動速度に戻す。また、その後再び感光体９に中間転写ベ
ルト１９を接触させる。そして、中間転写ベルト１９面上のＢｋ画像先端位
置が再びベルト転写位置に到達したとき、感光体９側は
次のＣトナー像の先端部が丁度その位置にくるようにタ
イミングを取って画像形成されている。その結果、Ｃ画
像はＢｋ画像に正確に位置合わせして重ねてベルト転写
される。その後も同様の動作によってＭ，Ｙ画像工程に進
み、４色重ねのベルト転写画像を得る。４色目のＹトナー像ベルト転写工程に引き続き、そ
のままの往動速度で、中間転写ベルト１９面上の４色重
ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。

【００５０】（３）往復動（クイックリターン）方式Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
面から中間転写ベルト１９を離間させ、そして、往動を
停止させると同時に逆方向に高速リターンさせる。この
リターン動作により、中間転写ベルト１９面上のＢｋ画
像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過し、更
に予め設定された距離分を移動した後に停止させて待機
状態にする。次に、感光体９側のＣトナー像の先端部がベルト転
写位置より手前の所定位置に到達した時点に、中間転写
ベルト１９を再び往動方向にスタートさせる。また、中
間転写ベルト１９を感光体９面に再び接触させる。この
場合も、Ｃ画像が中間転写ベルト１９面上でＢｋ画像に
正確に重なるような条件に制御されてベルト転写され
る。その後も同様の動作によってＹ，Ｍ画像工程に進
み、４色重ねのベルト転写画像を得る。４色目のＹトナー像のベルト転写工程に引き続き、
リターンせずにそのままの速度で往動して、中間転写ベ
ルト１９面上の４色重ねトナー像を転写紙２４に一括転
写する。

【００５１】以上のいずれかの方式により、中間転写ベ
ルト１９面から４色重ねトナー像が一括転写された転写
紙２４は、紙搬送ユニットの搬送ベルト２７で定着器２
８に搬送され、所定温度にコントロールされた定着ロー
ラ２８ａと加圧ローラ２８ｂでトナー像を溶融定着して
コピートレイ２９に搬出され、フルカラーコピーを得
る。

【００５２】一方、ベルト転写後の感光体９は、クリー
ニング前除電器１０ａ、ブラシローラ１０ｂ、ゴムブレ
ード１０ｃなどからなる感光体クリーニングユニット１
０で表面をクリーニングされ、除電ランプ１１で均一に
除電される。

【００５３】また、転写紙２４にトナー像を転写した後
の中間転写ベルト１９の表面はクリーニングされる。こ
のクリーニングは、クリーニングユニット２２を再び接
離機構２２ｃで押圧することにより行われる。

【００５４】リピートコピーの場合は、カラースキャナ
１の動作及び感光体９への画像形成は、１枚目のＹ（４
色目）画像工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目
のＢｋ（１色目）画像工程に進む。

【００５５】また、中間転写ベルト１９の方は、１枚目
の４色重ね画像の転写紙２４への一括転写工程に引き続
き、表面をクリーニングユニット２２でクリーニングさ
れた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写される
ようにする。その後は、１枚目と同様の動作になる。

【００５６】図２において、転写紙カセット３０、３
１、３２、３３は、各種サイズの転写紙が収納されてお
り、操作パネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収
納カセットから、タイミングを取ってレジストローラ２
６方向に給紙、搬送される。符号３４は、オーバーヘッ
ドプロジェクタ用のＯＨＰ用紙や、厚紙などの転写紙を
手差しするための給紙トレイを示す。

【００５７】以上は、４色フルカラーを得るコピーモー
ドの説明であったが、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
と同様の動作を行うことになる。

【００５８】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、その色の現像ユニットのみを現
像作動（剤穂立て）状態にして、中間転写ベルト１９
は、感光体９面に接触したまま往動方向にー定速駆動
し、さらに、ベルトクリーナー２２もベルト１９に接触
したままの状態で、コピー動作を行う。

【００５９】次に、本発明の特徴部である電荷付与手段
について詳しく説明する。本実施形態では、前述のよう
に、中間転写ベルト１９と感光体９との接触対向部（以
下、「転写ニップ部」という）に対して中間転写ベルト
表面移動方向の上流側から近接する位置に、すなわち中
間転写ベルト１９を挟んで入口ローラ２０ｂに対向する
位置に、電荷付与手段としてのスコロトロン帯電器４１
を設けている。この帯電器４１により中間転写ベルト１
９の転写面に向けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を
付与し、この電荷付与により、該転写面上のトナーが付
着していない非トナー転写部を主にトナーの帯電極性と
同極性（本実施形態では負極性）に帯電し、該転写面上
の非トナー転写部とトナー像との間に静電的な反発力を
発生させ、転写ニップ部を通過した中間転写ベルト１９
上でトナー像のトナーがその周辺の非トナー転写部に飛
翔しくくなるようにしている。

【００６０】ここで、上記電荷付与の効果をシミュレー
ションによって考察した結果を示す。このシミュレーシ
ョンは、トナー像が転写されている中間転写ベルトを空
隙を介して感光体に対向させた２次元モデルに差分法を
適用し、中間転写ベルトと感光体との間に形成される電
界分布によって中間転写ベルト上のトナーに作用する力
の分布を求め、この力の分布と運動方程式とに基づい
て、上記空隙幅を時間とともに大きくしていったときの
トナーの分布を求めた。

【００６１】図３〜図５はそれぞれ、上記シミュレーシ
ョンによって求めた中間転写ベルト５０上のトナー５１
の挙動を示している。図３、図４及び図５はそれぞれ、
中間転写体ベルト５０の非トナー転写部５０ａに電荷が
存在しない場合、該非トナー転写部５０ａにＱｓｂ＝−
１００μＣ／ｍ²の電荷が存在する場合、及び該非トナ
ー転写部５０ａにＱｓｂ＝−２００μＣ／ｍ²の電荷が
存在する場合のトナー５１の挙動を示している。また、
各図において分図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、中間転写
ベルト５０と感光体との間の空隙幅ｇが１．９４ｍｍ、
１．９７ｍｍ、２．００ｍｍ及び２．０３ｍｍの場合の
トナー５１の挙動を示している。この図３〜図５のシミ
ュレーションでは、感光体の非画像部及びトナーが付着
していた画像部の表面電位をそれぞれ−５００Ｖ及び−
１５０Ｖに設定し、中間転写ベルト５０の厚さ、体積抵
抗率ρｖ及び比誘電率ε’をそれぞれ１５０μｍ、１×
１０¹³Ωcm及び８に設定し、トナー５１の直径及び単位
質量当たりの帯電量ｑ／ｍをそれぞれ７μｍ及び−２０
μＣ／ｇに設定した。

【００６２】図３（ａ）〜（ｄ）は中間転写ベルト５０
の非トナー転写部に電荷が存在しない場合の結果であ
る。このシミュレーション結果により、感光体と中間転
写ベルト５０との間の空隙幅が大きくなってくると、ト
ナー５１間の静電的な反発力（クーロン反発力）によっ
て、トナー５１が動き出し、非トナー転写部側に飛翔し
て転写チリが発生し、画像劣化となることがわかる。

【００６３】図４（ａ）〜（ｄ）は中間転写体ベルト５
０の非トナー転写部５０ａにＱｓｂ＝−１００μＣ／ｍ
²の電荷が存在する場合の結果である。このシミュレー
ション結果により、図３の結果に比べて、トナー５１の
動き（飛翔）が少なく、画像劣化の程度が小さくなって
いることがわかる。

【００６４】図５（ａ）〜（ｄ）は中間転写体ベルト５
０の非トナー転写部５０ａにＱｓｂ＝−２００μＣ／ｍ
²の電荷が存在する場合の結果である。このシミュレー
ション結果により、トナー５１の動き（飛翔）が起こら
ず、異常画像（転写チリ）が発生しないことがわかる。

【００６５】以上の一連のシミュレーション結果は、中
間転写ベルト上にトナーと同極性の電荷をあらかじめ付
与することによって、中間転写ベルト上のトナー間のク
ーロン反発力による飛翔を防止することが可能であるこ
とを示している。このシミュレーションによると、トナ
ーが飛翔し始める感光体と中間転写ベルト５０との間の
空隙幅は２ｍｍ程度であり、転写ニップ部の出口から該
空隙幅がトナーが飛翔し始める幅になるまでの間に、中
間転写ベルトの転写面に電荷を付与することは困難であ
ると考えられる。そこで、本実施形態では、前述のよう
に転写ニップ部の入口よりもベルト移動方向上流側にあ
る入口ローラ２０ｂに対向するように、電荷付与手段と
してのスコロトロン帯電器４１を設けている。

【００６６】次に、本実施形態のより具体的な実施例に
ついて説明する。上記感光体９としては、半径６０ｍｍ
の有機感光体を用いた。中間転写ベルト１９としては、
比誘電率ε＝８±３、厚さ＝１５０μｍ、周長＝５４０
ｍｍのフッ素系樹脂シートからなるシームレスベルトを
用いた。感光体９及び中間転写ベルト１９の線速はとも
に２００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

【００６７】上記中間転写ベルト１９の体積抵抗率ρｖ
及び表面抵抗率ρｓを三菱油化製の測定器（商品名：ハ
イレスタ、プローブ：ＨＲＳ）で測定したところ、体積
抵抗率ρｖ＝５×１０¹²〜１×１０¹³Ωcm、及び表面抵
抗率ρｓ＝１×１０¹⁰〜１×１０¹¹Ω／□（印加電圧：
５００Ｖ、タイマー：１０秒）であった。これら抵抗率
測定値の幅は、測定箇所による測定値ばらつきに対応す
るものである。

【００６８】また、上記入口ローラ２０ｂ（接地）並び
に転写バイアスローラ２０ａとしてはφ２０ｍｍの金属
ローラを用い、両ローラを転写ニップ部の中心から等距
離（１５ｍｍ）離して配置した。転写ニップ部のニップ
幅は１０ｍｍであった。また、転写バイアスローラ２０
ａに印加する転写バイアス電圧は、＋１６００Ｖから色
重ねごとに２００Ｖずつステップアップさせた。

【００６９】以上のように構成したカラー複写機におい
て、電荷付与手段としてのスコロトロン帯電器４１のグ
リッド電極に印加するグリッドバイアス電圧Ｖｇを変え
ることで、中間転写ベルト１９の転写面に付与する電荷
量を変化させ、その電荷付与による出力画像（ライン幅
１００μｍ，ライン間隔１００μｍの副走査方向のライ
ン画像）の画質への影響を観察した。一連の画像形成に
おける中間転写ベルト１９に電荷を付与する動作は、上
記グリッドバイアス電圧Ｖｇを固定して各色トナー像の
ベルト転写ごとに行い、毎回同じ量の電荷を付与した。
そして、中間転写ベルト１９上にＹ及びＭの２色重ねト
ナー像を形成した直後に、装置を強制的に停止させ、中
間転写ベルト１９上のＹ及びＭが重なったライン画像を
観察した。一般的にＹトナーの上に重なっているＭトナ
ーが飛翔しているので、下側のＹトナーのラインから大
きくはずれた位置に付着しているＭトナーの個数を５０
０μｍ×５００μｍの観察面積でカウントすることによ
り、転写チリを評価した。

【００７０】表１は、上記実施例における転写チリの評
価の結果を示している。この表１から、グリッドバイア
ス電圧Ｖｇが−３００Ｖ〜−４００Ｖのあたりが、転写
チリランクが４以上と転写チリも少なく、且つ転写不良
もない好適範囲であることがわかる。

【００７１】なお、表１中の転写チリランクの数値は、
所定の観察面積（５００μｍ×５００μｍ）当たりのチ
リトナーの個数と転写チリランクとの関係を示す対応表
（表２）から求めた。図６（ａ）〜（ｅ）は、転写チリ
ランクの各数値に対する評価基準画像（ライン幅１００
μｍ，ライン間隔１００μｍの副走査方向のライン画
像）の拡大図を示している。この各転写チリランクの評
価基準画像について所定の観察面積（５００μｍ×５０
０μｍ）当たりのチリトナーの個数をカウントし、連続
する転写チリランク（例えばランク１とランク２）に対
するカウント値の平均値をそれら転写チリランク間の境
界値として、表２の対応表の各転写チリランクにおける
チリトナーの個数の範囲を設定した。ここで、転写チリ
ランクが４以上の画像（図６（ａ）及び（ｂ））が、肉
眼での観察の結果、転写チリの少ない良好な画像であっ
た。また、図６（ａ）〜（ｅ）中の白い部分がトナー粒
子であり、転写チリランク５に対応した図６（ａ）の画
像のライン幅及びライン間隔の寸法が１００μｍであ
る。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】

【００７４】また、中間転写ベルト１９上に付着したト
ナー像の表面電位を表面電位計（ＴＲＥＫ社製、ＭＯＤ
ＥＬ３４４）で測定したところ、−４２０Ｖであった。
一方、中間転写ベルト１９上のトナー像のない非トナー
転写部の電位は、各電荷付与直後に測定したところ、上
記スコロトロン帯電器４１のグリッドバイアス電圧Ｖｇ
とほぼ等しい値であった。このトナー像及び電荷付与後
の非トナー転写部の表面電位の測定結果、並びに上記表
１の結果から、中間転写ベルト１９上の電荷が付与され
た非トナー転写部の表面電位Ｖｓｂの絶対値をトナー像
の表面電位Ｖｓｔの絶対値以下にすること、すなわち｜
Ｖｓｂ｜≦｜Ｖｓｔ｜を満足するように中間転写ベルト
１９に電荷を付与することが、転写不良を防止する上で
望ましいことがわかる。上記非トナー転写部の表面電位
Ｖｓｂの絶対値がトナー像の表面電位Ｖｓｔの絶対値よ
りも大きくするとトナー像の表面電位ＶｓｔもＶｓｂと
同程度まで上昇し、中間転写ベルト１９の転写面の表面
電位が次の色のトナーが転写されにくい方向に変化す
る。従って、転写バイアス電圧をプラス側に大きく変化
させない限り、該非トナー転写部及びトナー像に対して
次の色のトナーが転写されにくくなり、表１の結果が示
すように転写不良が発生しやすくなる。

【００７５】また、表１の結果から、上記非トナー転写
部の表面電位Ｖｓｂの絶対値が小さすぎると、上記トナ
ーの飛翔を抑えて転写チリを防止する効果がほとんどな
いことがわかる。この非トナー転写部の表面電位Ｖｓｂ
の絶対値がトナー像の表面電位Ｖｓｔの絶対値の１／２
以上なるように電荷を付与することが、転写チリを確実
に防止するという点で望ましい。

【００７６】なお、比較例として、上記実施例と同様な
実験を電気抵抗が低い中間転写ベルトを用いて行った。
本比較例で用いた中間転写ベルトの体積抵抗率ρｖ及び
表面抵抗率ρｓを上記実施例と同じ方法で測定したとこ
ろ、体積抵抗率ρｖ＝５×１０⁹〜１×１０¹⁰Ωcm、及
び表面抵抗率ρｓ＝１×１０⁸〜１×１０⁹Ω／□（印加
電圧：５００Ｖ、タイマー：１０秒）であった。これら
抵抗率測定値の幅は、測定箇所による測定値ばらつきに
対応するものである。この中間転写ベルトを用い、スコ
ロトロン帯電器４１のグリッド電極に印加するグリッド
バイアス電圧Ｖｇを−１００Ｖから−６００Ｖまで変化
させて、上記実施例と同様にＹＭ２色の色重ねライン画
像を観察したところ、全てのグリッドバイアス電圧Ｖｇ
でひどい転写チリが見られ、グリッドバイアス電圧Ｖｇ
による差はなかった。これは、中間転写ベルトの電気抵
抗が低く、スコロトロン帯電器４１で付与した電荷が上
記非トナー転写部から他の部分に速やかに移動してしま
い、中間転写ベルト上のトナーと上記付与した電荷との
間のクーロン反発力が十分に長い時間作用しなかったた
めと考えられる。（以下、余白）

【００７７】以上、本実施形態によれば、上記スコロト
ロン帯電器４１で中間転写ベルトの転写面に向けてトナ
ーと同極性の電荷を付与することにより、該転写面上の
トナーが付着していない非トナー転写部を主にトナーと
同極性に帯電し、該転写面上の非トナー転写部とトナー
像との間に静電的な反発力を発生させ、転写ニップ部を
通過した中間転写ベルト１９上でトナー像のトナーがそ
の周辺の非トナー転写部に飛翔しくくなるようにしてい
るので、トナー像のトナーが非トナー転写部へ飛翔する
ことによる転写チリを防止できる。また、本実施形態に
よれば、従来の除電手段を用いた場合のように中間転写
ベルト１９上のトナー像の電荷量が低下することがない
ため、中間転写ベルト１９上のトナー像を転写紙２４に
転写する際の転写不良も発生しにくい。

【００７８】なお、上記実施形態では、電気抵抗が十分
に大きな中間転写ベルト１９を用いた場合について説明
したが、比較例でも示したように電気抵抗が低い中間転
写ベルトを用いた場合は中間転写ベルトの転写面に付与
した電荷が時間とともに減衰するため、転写チリ防止効
果は得にくい。中間転写ベルトの転写面に付与された電
荷Ｑｓｂは少なくとも次の電荷付与まで、該転写面にあ
る程度とどまっていることが望ましい。一般に、抵抗体
の電荷減衰時間（電荷が１／ｅまで減衰する時間）は、
おおよそ（抵抗体の誘電率）×（抵抗体の体積抵抗率）
で表されることが知られている。従って、中間転写ベル
ト１９の全周長、線速度を、体積抵抗率及び比誘電率を
それぞれＬ、Ｖｌ、ρｖ及びε’とし、真空の誘電率を
ε0としたとき、次の数１で示す式を満足するように構
成すれば、中間転写ベルト１９に付与した電荷Ｑｓｂ
は、中間転写ベルト１９が１周する間に、１／ｅ以下に
減衰しなくなるため、トナー像のトナーが非トナー転写
部へ飛翔することによる転写チリを防止できる。例え
ば、中間転写ベルト１９の全周長Ｌ＝５４０ｍｍ、該ベ
ルトの線速度Ｖｌ＝２００ｍｍ／ｓｅｃ、該ベルトの比
誘電率ε’＝８であるとき、該ベルトの体積抵抗率ρｖ
は３×１０¹²Ωcm以上であればよい。

【００７９】また、上記実施形態では、感光体９を負極
性に一様帯電し、感光体９上に形成した静電潜像を負極
性に帯電したトナーを用いて現像するネガポジ現像方式
の場合について説明したが、本発明はこれら帯電極性や
現像方式に限定されることなく適用できるものであり、
例えば、感光体９を正極性に一様帯電し且つ正極性に帯
電したトナーを用いた場合や、ポジポジ現像方式を採用
した場合にも適用でき、同様な効果が得られるものであ
る。

【００８０】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明によれば、電荷付
与手段で、中間転写体の転写面に向けてトナーの帯電極
性と同極性の電荷を付与し、中間転写体の転写面上の非
トナー転写部とトナー像との間に静電的な反発力を発生
させるので、中間転写体と像担持体との間の接触対向部
を通過した中間転写体上でトナー像のトナーがその周辺
の非トナー転写部に飛翔しくくなり、該トナー像のトナ
ーが非トナー転写部へ飛翔することによる転写チリを防
止できるという効果がある。また、従来の除電手段を用
いた場合のように中間転写体上のトナー像の電荷量が低
下することがないため、中間転写体上のトナー像を転写
材に転写する際の転写不良も発生しにくいという効果が
ある。

【００８１】特に、請求項２の発明によれば、中間転写
体の非トナー転写部の表面電位の絶対値をトナー像の表
面電位の最大値の絶対値よりも小さくし、該トナー像が
既に転写されている中間転写体上に次のトナー像を像担
持体から転写する際に、中間転写体上の既に転写されて
いるトナー像及び非トナー転写部と、該次のトナー像が
形成されている像担持体との間に所定強度の転写電界を
形成するので、該次のトナー像を中間転写体に転写する
際の転写不良を防止できるという効果がある。

【００８２】また特に、請求項３の発明によれば、中間
転写体に対して非接触となるように設けた電荷付与手段
が、中間転写体上に既に転写されているトナー像を乱さ
ないので、更に画質の劣化を防止できるという効果があ
る。

【００８３】また特に、請求項４の発明によれば、中間
転写体を挟んで電荷付与手段と対向する位置に設けた導
電性の対向電極と、電荷付与手段との間に、中間転写体
に電荷を付与するための電界を十分な強度で且つ中間転
写体の面方向に均一に形成するので、中間転写体の電気
抵抗ムラや環境変動等があっても、電荷付与手段と対向
電極との間に中間転写体への電荷付与のための電界を均
一に、且つ効率的に形成できるという効果がある。

【００８４】また特に、請求項５の発明によれば、上記
対向電極を接地することにより、該の対向電極のゼロ電
位を基準にして上記中間転写体への電荷付与のための電
界を形成できるので、上記電荷付与手段による電荷付与
量を制御しやすくなるという効果がある。

【００８５】また特に、請求項６の発明によれば、中間
転写体が１周する間に、電荷付与手段で付与した電荷量
が１／ｅ以下に減衰しないので、中間転写体の無端移動
しているときにトナー像のトナーが非トナー転写部へ飛
翔することによる転写チリを安定して防止できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るカラー複写装置の感
光体・中間転写ベルト回りの拡大図。

【図２】同カラー複写装置全体の概略構成図。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、シミュレーションによっ
て、非トナー転写部に電荷が存在していない中間転写ベ
ルトが感光体から離間していくときのトナーの挙動を示
した説明図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、シミュレーションによっ
て、非トナー転写部にＱｓｂ＝−１００μＣ／ｍ²の電
荷が存在する中間転写ベルトが感光体から離間していく
ときのトナーの挙動を示した説明図。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、シミュレーションによっ
て、非トナー転写部にＱｓｂ＝−２００μＣ／ｍ²の電
荷が存在する中間転写ベルトが感光体から離間していく
ときのトナーの挙動を示した説明図。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は、転写チリランクの各数値に
対応した評価基準画像の拡大図。

【符号の説明】

９感光体１２帯電器１４Ｂｋ現像器１５Ｃ現像器１６Ｍ現像器１７Ｙ現像器１９中間転写ベルト２０ａ転写バイアスローラ２０ｂ入口ローラ（対向電極）２４転写紙４０転写バイアス電源４１スコロトロン帯電器（電荷付与手段）４２スコロトロン帯電器用の電源５０シミュレーションにおける中間転写ベルト５１シミュレーションにおけるトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上にトナー像を形成するトナー像
形成手段と、該像担持体に接触対向する転写面が移動可
能な中間転写体と、該中間転写体に該像担持体上のトナ
ー像を順次重ね合わせて転写する中間転写手段と、該中
間転写体上の重ねトナー像を転写材に転写する転写材転
写手段とを備えた画像形成装置において、該中間転写体と該像担持体との接触対向部よりも中間転
写体表面移動方向の上流側に、該中間転写体の転写面に
向けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与する電荷
付与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、上記電荷付与手段による電荷付与量を、上記中間転写体
の電荷が付与された部分の表面電位の絶対値が該中間転
写体上のトナー像の表面電位の最大値の絶対値よりも小
さくなるように設定した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、上記電荷付与手段を、上記中間転写体に対して非接触と
なるように設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１の画像形成装置において、上記中間転写体を挟んで上記電荷付与手段と対向する位
置に、導電性の対向電極を設けたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項５】請求項４の画像形成装置において、上記対向電極を接地したことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項６】上記中間転写体として上記像担持体と接触
対向する転写面が無端移動するものを用いた請求項１の
画像形成装置において、該中間転写体の無端移動周長、表面移動速度、体積抵抗
率及び比誘電率をそれぞれＬ、Ｖ、ρｖ及びε'とし、
真空の誘電率をε0としたとき、Ｌ／Ｖ≦ρｖ・ε'・ε0 で表される条件を満たすことを特徴とする画像形成装
置。