JP2001290381A

JP2001290381A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001290381A
Application number: JP2001076734A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanigawa; 耕一谷川; Kimio Nakahata; 公生中畑; Kazuro Ono; 和朗小野; Hideo Nanataki; 秀夫七瀧; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】第１の像担持体１上の静電像を現像して得られ
たトナー画像を中間転写体２０に静電的に転写した後、
前記中間転写体２０上のトナー画像を第２の像担持体２
４に転写する画像形成装置において、非画像部の電界が
トナー画像部に影響を及ぼしてトナー画像が周辺に飛び
散ってしまうのを防止する。【解決手段】前記第１の像担持体１から前記中間転写体
２０にトナー画像を転写するとき、非画像部へ流れる電
流値はトナー画像部へ流れる電流値の２倍より小さいこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は転写式の画像形成装置に
関する。より詳しくは、第１の像担持体（画像担持体）
上の静電像を現像して得られたトナー画像を中間転写体
に静電的に転写した後、前記中間転写体上のトナー画像
を第２の像担持体に転写する、複写機・プリンタ・ファ
ックス等の画像形成装置に関する。

【０００２】上記において、第１の像担持体は例えば電
子写真感光体・静電記録誘電体・磁気記録磁性体等であ
る。

【０００３】作像プロセスは例えば電子写真プロセス・
静電記録プロセス・磁気記録プロセス等である。

【０００４】第２の像担持体は例えば転写材・記録紙・
印刷紙等の紙葉体である。

【０００５】

【従来の技術】図１０に中間転写体を用いた画像形成装
置の一例の概略を示した。本例の画像形成装置は電子写
真プロセスを利用したカラー画像形成装置（複写機或い
はレーザービームプリンタ）である。

【０００６】．１は第１の像担持体としての繰り返し
て使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感
光ドラムと記す）であり、矢示の時計方向に所定の周速
度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

【０００７】感光ドラム１は回転過程で、１次帯電器
（コロナ放電器）２により所定の極性・電位に一様に帯
電処理され、次いで不図示の画像露光手段（カラー原稿
画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービーム
を出力するレーザースキャナによる走査露光系など）に
よる画像露光３を受けることにより目的のカラー画像の
第１の色成分像（例えばマゼンタ成分像）に対応した静
電潜像が形成される。

【０００８】次いでその静電潜像が第１現像器４１（マ
ゼンタ現像器）により第１色であるマゼンタトナーＭ
（着色荷電粒子）により現像される。このとき第２〜第
４の現像器４２・４３・４４（シアン・イエロー・ブラ
ックの各現像器）は作動−オフになっていて感光ドラム
１には作用せず、上記第１色のマゼンタトナー画像は上
記第２〜第４の現像器４２〜４４により影響を受けな
い。

【０００９】５は中間転写体としてのエンドレスの中間
転写ベルトであり、導電ローラ６、２個のターンローラ
７１・７２の３本のローラ６・７１・７２間に懸回張設
してあり、導電ローラ６はベルト５を感光ドラム１に対
して所定の押圧力をもって圧接した状態に保持してお
り、感光ドラム１と中間転写ベルト５との間には転写部
としての転写ニップ部Ｎが形成されている。

【００１０】中間転写ベルト５は矢示の反時計方向に感
光ドラム１と同じ周速度を持って回転駆動されており、
導電ローラ６には第１のバイアス電源６１から感光ドラ
ム１上の形成担持トナー画像のトナー帯電極性（本例で
はマイナス）とは逆極性（プラス）の転写バイアスが印
加されている。中間転写ベルト５はポリエステル・ポリ
エチレン等の誘電体フィルム、背面を導電体で裏打ちし
た複合層タイプの誘電体フィルムなどである。

【００１１】而して感光ドラム１の面に形成担持された
上記第１色のマゼンタトナー画像が転写ニップ部Ｎを通
過する過程で導電ローラ６に対する印加転写バイアスで
転写ニップ域に形成された電界によって回転中間転写ベ
ルト５の外面に対して順次に中間転写されていく。

【００１２】中間転写ベルト５に対する第１色のマゼン
タトナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面はクリ
ーニング装置１４により清掃される。

【００１３】以下同様に、．回転感光ドラム１に対する帯電→第２の色成分像
（例えばシアン成分像）に対応した画像露光３→第２現
像器４２（シアン現像器）のシアントナーＣによる現像
→形成された第２色であるシアントナー画像の中間転写
ベルト５への転写→感光ドラム１面のクリーニング装置
１４による清掃、．回転感光ドラム１に対する帯電→第３の色成分像
（例えばイエロー成分像）に対応した画像露光３→第３
現像器４３（イエロー現像器）のイエロートナーＹによ
る現像→形成された第３色であるイエロートナー画像の
中間転写ベルト５への転写→感光ドラム１面のクリーニ
ング装置１４による清掃、．回転感光ドラム１に対する帯電→第４の色成分像
（例えばブラック（黒）成分像）に対応した画像露光３
→第４現像器４４（ブラック現像器）のブラックトナー
Ｂによる現像→形成された第４色であるブラックトナー
画像の中間転写ベルト５への転写→感光ドラム１面のク
リーニング装置１４による清掃、以上の〜の作像・転写サイクルが順次に実行される
ことにより、回転中間転写ベルト５の外面に対して、上
記４つのトナー画像（マゼンタ・シアン・イエロー・ブ
ラックの各トナー画像）が順次に重畳転写されて目的の
カラー画像に対応した合成カラートナー画像（鏡像）が
形成される。

【００１４】次いで、給紙カセット９から給紙ローラ１
０によって第２の像担持体としての転写材（紙葉体）２
４が１枚宛分離搬送されてレジスタローラ対１１・転写
ガイド１２を経て転写ニップ部Ｎに対して所定のタイミ
ングで給送される。

【００１５】また導電ローラ６に対するバイアス電源が
第１の電源６１から第２のバイアス電源６２に切り換え
られて中間転写ベルト５上の転写合成カラートナー画像
のトナーと同極性（−）のバイアスが導電ローラ６に印
加されることで、転写ニップ部Ｎに対して給送された上
記の転写材２４の面に中間転写ベルト５上の転写合成カ
ラートナー画像が順次に転写されていく。

【００１６】転写ニップ部Ｎを通って中間転写ベルト５
上のトナー画像の転写を受けた転写材２４は搬送ガイド
１３を経て定着器１５へ導入されて所定に加熱温調され
た定着ローラ１６と加圧ローラ１７とにより加熱・加圧
されてトナー画像の定着処理を受け、カラー画像形成物
として出力される。

【００１７】８は中間転写ベルト５に対するクリーニン
グ装置であり、常時は該ベルト５に対して非作用状態に
保持されているが、転写材２４に対するトナー画像転写
を終えると、該ベルト５の外面に対して該クリーニング
装置８が作用動作することにより該ベルト５の外面が清
掃される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前述図１０の装置のよ
うに中間転写体として誘電体材料のベルト５を用いた装
置には転写時の画像乱れが生じることがある。即ち、電
気的に絶縁性の中間転写ベルト５上に第１の像担持体と
しての感光ドラム１面側の形成担持トナー画像を転写さ
せるには導電ローラ６への転写バイアスの印加電圧を大
きくせねばならず、転写ニップ部Ｎ及びその前後の空間
には強い電界が生じる。

【００１９】そのため、転写ニップ部Ｎの前（転写ニッ
プ部Ｎよりも転写材搬送方向上流側）で感光ドラム１上
のトナー画像が中間転写ベルト５に吸引されて本来の画
像回りに所謂「とびちり」が生じることがある。

【００２０】また、絶縁性の中間転写ベルト５と感光ド
ラム１、又は絶縁性の中間転写ベルト５と転写材２４と
の間に摩擦により静電気が発生し、中間転写ベルト５上
に剥離放電マークが生じて画像を乱すことがある。

【００２１】更には、強電界を得るために第１又は第２
のバイアス電源６１・６２から導電ローラ６への印加電
圧を大きくすると、中間転写ベルト５中に存在すること
のあるピンホール等の微小欠陥部を通じて電流がリーク
し、中間転写ベルト５や感光ドラム１を損傷させること
がある。

【００２２】このような電流リークが生じると、中間転
写体としてのベルト５へのトナー画像転写が行なえなく
なり、中間転写ベルト５に転写されたトナー画像に部分
的な欠落が生じる。

【００２３】そこで本発明は、第１の像担持体上の静電
像を現像して得られたトナー画像を中間転写体に静電的
に転写した後、前記中間転写体上のトナー画像を第２の
像担持体に転写する画像形成装置において、非画像部の
電界がトナー画像部に影響を及ぼしてトナー画像が周辺
に飛び散ってしまうのを防止することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の像担持
体上の静電像を現像して得られたトナー画像を中間転写
体に静電的に転写した後、前記中間転写体上のトナー画
像を第２の像担持体に転写する画像形成装置において、
前記第１の像担持体から前記中間転写体にトナー画像を
転写するとき、非画像部へ流れる電流値はトナー画像部
へ流れる電流値の２倍より小さいことを特徴とする画像
形成装置、である。

【００２５】

【実施例】＜第１の実施例＞（図１）図１は中間転写体として前述図１０の画像形成装置にお
いて中間転写ベルト５に代えて中抵抗の弾性ローラ（中
間転写ローラ）２０を使用した画像形成装置例の概略構
成図である。前述図１０の画像形成装置と共通の構成機
器・部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略
する。

【００２６】本例の中間転写ローラ２０は、パイプ状の
芯金２１と、その外周面に形成した中抵抗の弾性体層２
２からなる。

【００２７】中抵抗の弾性体層２２は、シリコンゴム・
テフロン（登録商標）ゴム・クロロプレンゴム・ウレタ
ンゴム・ＥＰＤＭなどの弾性材料に、カーボンや酸化亜
鉛などの金属酸化物を配合分散して電気抵抗値（体積抵
抗率）を１０⁵〜１０¹¹Ω・ｃｍの中抵抗に調整した、
ソリッドあるいは発泡肉質の層である。

【００２８】本例の画像形成装置はＡ４サイズの転写材
（紙葉体）２４を縦送りして用いるもので、中間転写ロ
ーラ２０の周長はそのＡ４サイズ転写材２４の長さより
も若干大きい３１４ｍｍ（ローラ外径１００ｍｍ）に設
定してある。弾性体層２２は肉厚を８ｍｍ、アスカーＣ
硬度で２０°〜４０°の範囲に設定した。

【００２９】この中間転写ローラ２０は感光ドラム１に
対して並行に軸受させて感光ドラム１の下面部に接触さ
せて配設してあり、感光ドラム１と同じ周速度で矢示の
反時計方向に回転する。

【００３０】２５は中間転写ローラ２０に対して並行に
軸受させて中間転写ローラ２０の下面部に接触させて配
設した転写ローラであり、中間転写ローラ２０と同じ周
速度で矢示の時計方向に回転する。

【００３１】この転写ローラ２５は芯金ローラ２６と、
その外周に形成した薄層の離型層２７からなり、離型層
２７は本例ではＰＦＡ・ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用
い、２０〜１００μｍの厚さとした。

【００３２】感光ドラム１に対する第１〜第４色のトナ
ー画像の順次形成プロセスは前述図１０の装置の場合と
同じである。トナーは非磁性の体積平均粒径５〜８μの
１成分トナーであり、固有電荷量−８〜−１８μｃ／ｇ
ｒの負極性トナーを用いた。

【００３３】感光ドラム１から中間転写ローラ２０の外
周面への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写は中
間転写ローラ２０の芯金２１に該中間転写ローラに対す
る第１のバイアス電源６１からトナーとは逆極性（＋）
の転写バイアスが印加された状態で実行される。その印
加電圧は本例の場合＋２ＫＶ〜＋５ＫＶである。

【００３４】感光ドラム１から中間転写ローラ２０への
第１〜第４色のトナー画像の順次転写実行過程におい
て、転写ローラ２５の芯金２６には転写ローラに対する
第２のバイアス電源２９からトナーと同極性（−）のバ
イアス電圧が印加されている。このバイアス電圧により
転写ローラ２５から中間転写ローラ２０へとトナー画像
を反発する電界が生じて、転写ローラ２５に中間転写ロ
ーラ２０側のトナー画像が転移することが阻止される。

【００３５】感光ドラム１上のトナー画像が中間転写ロ
ーラ２０に転写される場合、非画像部の電位はトナー画
像部電位と異なっており、芯金２１の電位を基準とした
場合、非画像部との電位差がトナー画像部との電位差よ
りも大きいために転写電流は非画像部により多く流れ
る。

【００３６】この傾向は中間転写ローラ２０の抵抗値が
低い場合に顕著に生じ、例えば非画像部への電流値がト
ナー画像部への電流値の２倍以上となる場合には、非画
像部の電界がトナー画像に影響を及ぼして、トナー画像
が周辺に「とびちり」を生じてしまう。つまり、低抵抗
のローラ２０は中間転写体には適していない。

【００３７】反対に高抵抗のローラの場合にはバイアス
電源６１の形成できる電界が余りに小さくなり、中間転
写自体が損なわれてしまう。

【００３８】従って、１０⁵〜１０¹¹Ω・ｃｍ、好まし
くは１０⁷〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲の中抵抗のローラが
中間転写体には好適である。この範囲の体積抵抗値の弾
性体積２２を用いれば、＋２〜＋５ＫＶを芯金２１に印
加することにより、上述した適正な転写電流値を設定す
ることが出来る。

【００３９】即ち、第１の像担持体である感光ドラム１
から中間転写体である中間転写ローラ２０にトナー画像
を転写するとき、非画像部へ流れる電流値はトナー画像
部へ流れる電流値の２倍より小さくして、非画像部の電
界がトナー画像部に影響を及ぼしてトナー画像が周辺に
飛び散ってしまうのを防止することができる。

【００４０】感光ドラム１側から中間転写ローラ２０側
へ順次に重畳転写された第１〜第４色のトナー画像の転
写材２４への転写は、給紙カセット９側から中間転写ロ
ーラ２０と転写ローラ２５との圧接ニップ部ｎに所定の
タイミングで転写材２４が給送されると共に、転写ロー
ラ２５の芯金２６に対するバイアス電源が第２のバイア
ス電源２９から第１のバイアス電源２８に切り換り、芯
金２６に対してトナーと逆極性（＋）の転写バイアスが
印加される。この転写バイアスは中間転写ローラ２０の
芯金２１に対してバイアス電源６１から印加されている
トナーと逆極性（＋）のバイアスよりも絶対値が大きく
なるようにしてあり、この転写バイアスにより中間転写
ローラ２０側のトナー画像が中間転写ローラ２０と転写
ローラ２５との圧接ニップ部ｎに給送された転写材２４
側に転写されていく。トナー画像転写を受けた転写材２
４は定着器１５へ導入される。

【００４１】転写材２４が圧接ニップ部ｎを通過する
と、中間転写ローラ２０の芯金２１及び転写ローラ２５
の芯金２６に対するバイアス電源がそれぞれトナーと同
極性（−）のバイアスを印加する第２のバイアス電源６
２，２９に切り換えられる。

【００４２】このバイアス切り換えにより中間転写ロー
ラ２０面の転写残りトナーが感光ドラム１面側へ戻され
てクリーニング装置１４に回収されることで中間転写ロ
ーラ２０面は清掃される。

【００４３】転写ローラ２５面に付着したトナーも中間
転写ローラ２０面に戻され、更に感光ドラム１面に戻さ
れてクリーニング装置１４に回収されることで転写ロー
ラ２５の清掃もなされる。

【００４４】このように中間転写ローラ２０は弾性層２
２が中抵抗であるためトナーと同極性のバイアス印加
（クリーニングバイアス）によって転写残りトナーを感
光ドラム１面側に十分に戻し転移させてクリーニング状
態にすることができ、特別なクリーニング装置の配備を
必要とせず、装置構成を簡略化できる。

【００４５】また中間転写ローラ２０の駆動は芯金２１
と一体的に設けたギヤ（不図示）に依っており、中間転
写体がベルト５（図１０）である場合のようにベルト片
寄り防止機構のような複雑な構成は必要とせず、装置構
成を簡略化できる。

【００４６】＜第２の実施例＞（図２〜図４）前記第１の実施例の装置（図１）では中間転写ローラ２
０から転写材２４へのトナー画像の転写は中間転写ロー
ラ２０とこれに圧接して設けた転写ローラ２５との圧接
ニップ部ｎに転写材２４を給送して行なわせたが、本実
施例では図２のように感光ドラム１と中間転写ローラ２
０との転写ニップ部Ｎに対して転写材２４を給送して行
わせるものであり、転写ローラ２５の配設は不要とな
る。

【００４７】感光ドラム１側から中間転写ローラ２０側
への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写は中間転
写ローラ２０の芯金２１に対して第１のバイアス電源６
１からトナーと逆極性（＋）の転写バイアスが印加され
ることで実行される。

【００４８】中間転写ローラ２０側から給送転写材２４
側へのトナー画像の転写は図３の模型図のように中間転
写ローラ２０の芯金２１に対するバイアス電源が第１の
バイアス電源６１から第２のバイアス電源６２に切り換
えられて芯金２１にトナーと同極性（−）のバイアス電
圧が印加されることで実行される。

【００４９】単色プリントの場合には図４のように、感
光ドラム１側のトナー画像（単色トナー画像）ｔ_aを中
間転写ローラ２０に転写することなく、感光ドラム１と
中間転写ローラ２０との転写ニップ部Ｎに転写材２４を
所定のタイミングで給送し、中間転写ローラ２０の芯金
２１には第１のバイアス電源６１からトナーと逆極性
（＋）の転写バイアスを印加することで感光ドラム１側
のトナー画像ｔ_aを直接に転写シート２４面に転写ｔ_bす
るようにしてもよく、この場合はプリント工程が短縮で
きる。

【００５０】感光ドラム１と中間転写ローラ２０の間に
転写材２４が存在する場合も前記第１の実施例で述べた
トナー画像部と非画像部の転写電流のアンバランス関係
があり、中間転写ローラ２０の弾性体層２２が中抵抗で
あることにより、良好な転写が達成される。

【００５１】図３・図４の何れの場合も転写材２４に対
するトナー画像転写終了後の中間転写ローラ２０の付着
トナーの除去は該ローラ２０の芯金２１に対して第２の
バイアス電源６２にてトナーと同極性（−）のバイアス
電圧を印加することでローラ２０の付着残存トナーが感
光ドラム１側へ戻し転移して感光ドラム１のクリーニン
グ装置１４により回収され、ローラ２０のクリーニング
がなされる。

【００５２】＜第３の実施例＞（図５）図５は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。本
例の装置は中間転写ローラ２０に対するバイアス電源を
第１〜第３と３つ有する。他の構成は前述第２の実施例
装置（図２）と同じである。第１と第２のバイアス電源
６１・６２は前述第２の実施例装置の場合と同様に、そ
れぞれ、感光ドラム１から中間転写ドラム２０へのトナ
ー画像転写時に中間転写ローラ２０の芯金２１にトナー
と逆極性（＋）の転写バイアスを印加する電源と、中間
転写ローラ２０から転写材２４へのトナー画像転写時に
中間転写ローラ２０の芯金２１にトナーと同極性（−）
の転写バイアスを印加する電源である。

【００５３】第３のバイアス電源６３はクリーニングバ
イアス印加電源であり、中間転写ローラ２０から転写材
２４に対するトナー画像の転写終了後、中間転写ローラ
２０の芯金２１に対するバイアス電源が第２の電源６２
から第３のバイアス電源６３に切り換えられて中間転写
ローラ２０に対してトナーと同極性（−）のクリーニン
グバイアス電圧が印加されることで中間転写ローラ２０
の外周面に残存した転写残りトナーが転写ニップ部Ｎに
おいて感光ドラム１面側へ戻されて該中間転写ローラ２
０のクリーニングがなされる。感光ドラム１面側へ戻さ
れたトナーはクリーニング装置１４で回収されて感光ド
ラム１面もクリーニングされる。

【００５４】＜第４の実施例＞（図６・図７）本実施例は転写材２４の両面にプリント可能な両面プリ
ント画像形成装置である。

【００５５】図６において、４５・４６はそれぞれマイ
ナス極性のトナーを収容したネガ現像器と、プラス極性
のトナーを収容したポジ現像器である。

【００５６】感光ドラム１面に対して、まず第１面の画
像情報の潜像形成と、その潜像のネガ現像器４５（ポジ
現像器４６は不作動に保持）による現像がなされ、その
マイナス極性トナー画像が一旦中間転写ローラ２０の外
周面に中間転写される。この中間転写はローラ２０の芯
金２１に対して第１のバイアス電源６１よりプラス極性
のバイアス電圧が印加されることで実行される。

【００５７】次いで、感光ドラム１面に対して第２面の
画像情報の潜像形成と、その潜像のポジ現像器４６（ネ
ガ現像器４５は不作動に保持）による現像がなされる。

【００５８】このトナー画像の形成と同期取りされて給
紙カセット９側から感光ドラム１と中間転写ローラ２０
との転写ニップ部Ｎに対して転写材２４が給送される。

【００５９】給送転写材２４が転写ニップ部Ｎに入る直
前に中間転写ローラ２０の芯金２１に対するバイアス電
源が第１のバイアス電源６１側から第２のバイアス電源
６２側に切り換えられて芯金２１に対してマイナス極性
のバイアス電圧が印加される。図７のように、これによ
り給送転写材２４の第１面（下向き面）に対して中間転
写ローラ２０面側に転写担持されているマイナス極性ト
ナー画像ｔ_cが、また給送転写材２４の第２面（上向き
面）に対して感光ドラム１面側のプラス極性トナー画像
ｔ_dがそれぞれ転写されていく。

【００６０】転写ニップ部Ｎを出た転写材２４は両面に
トナー画像を載せており、トナー画像が他物と擦れない
ように定着器１５へ導かれるように、搬送ガイド１３は
ファン１３ａにより上向き気流が生じるように構成され
ている。こうして定着器１５へ導かれた転写材２４の両
面側のトナー画像がそれぞれ定着処理される。

【００６１】このように中間転写体としてローラ２０を
利用することで簡単な紙搬送経路で両面プリントを実現
することができる。

【００６２】片面プリントモードの場合はネガ現像器４
５又はポジ現像器４６の何れかを用いて感光ドラム１面
上にトナー画像を形成し、転写材２４を転写ニップ部Ｎ
へ給送し、中間転写ローラ２０の芯金２１にトナーと逆
極性のバイアス電圧を第１又は第２のバイアス電源６１
又は６２にて印加すればよい。

【００６３】このように極性の異なるトナーの転写を行
なう場合にも中間転写体としての中抵抗のローラ２０は
安定した転写性能を発揮し、良好な画像が得られる。
尚、以上の説明では１層の弾性層２２を備えた中間転写
ローラ２０を例示したが、複数層構成の弾性層２２或は
弾性層２２上に平滑な表面層を形成した構成等を用いる
ことも出来る。

【００６４】以上第１〜第４の実施例で説明したよう
に、中抵抗の弾性体ローラ２０を中間転写体乃至転写ロ
ーラとして用いることで、転写画像の乱れを防ぎ、かつ
簡単な機構で、中間転写体を用いた画像形成装置を実現
できる。

【００６５】以下の第５乃至第７の実施例は前述第１乃
至第４の実施例の装置のように中間転写体として中抵抗
のローラ体を用いた装置の更なる改良発明についての実
施例である。

【００６６】（１）中間転写体２０の中抵抗弾性層２２
は、前述したように弾性材にカーボンや金属酸化物等を
添加分散する事によって抵抗を調整している。そのよう
な中抵抗弾性層２２は、製造時に抵抗値が振れたり、環
境によって抵抗値が変動する。そのような中抵抗弾性層
２２の抵抗値変動が生じても安定した中間転写を行わな
ければならない。

【００６７】従来の定電圧制御では、中間転写体２０の
抵抗値が高い場合、感光ドラム１に十分な電流を流す事
ができないので、感光ドラム１上のトナー画像を中間転
写体２０に十分転写できなくなり、転写不良が発生す
る。また、逆に高湿度環境下において中間転写体２０の
抵抗値が低下した場合には適正電流値以上の電流が感光
ドラム１に流れてしまい、ドラムメモリーや転写したト
ナーが再び感光ドラム１に戻ってしまう再転写現象など
が発生してしまう。

【００６８】さらに、第１色から第４色のトナー画像を
転写する際の適正転写電圧がそれぞれ違うので制御が困
難であった。

【００６９】（２）高湿度環境下では、中間転写体２０
の抵抗値が低下するだけでなく、転写材２４の抵抗値が
大幅に低下し、中間転写体２０上の画像を転写材２４上
に転写する際の適正転写電圧が変動する。

【００７０】したがって、常湿環境下で適正な転写電圧
でも、転写材２４の抵抗が極端に低下する高湿度環境下
ではその転写電圧では強すぎて、転写電流の転写材突き
抜け現象が発生したり、中間転写体２０上のトナーの存
在する部分には転写電流が流れにくく、トナーの存在し
ない部分には転写電流が集中してしまい、この結果、画
像の「とびちり」現象が発生することもある。

【００７１】また、これらの問題は、中間転写体２０の
抵抗が比較的高い場合には、感光ドラム１，中間転写体
２０，転写材２４を含めた系全体の抵抗値が転写材２４
の抵抗に左右されにくいので発生しにくいが、中間転写
体２０の抵抗が低い場合には転写材２４の抵抗変動に系
全体の抵抗が大きく影響されるので発生しやすくなる。
特に高湿度環境下においては長期の放置により、中間転
写体２０の抵抗が１／２〜１／３と大幅に低下する傾向にあり、この事が上記現象を生じ
易くさせるための主たる原因ともなっている。

【００７２】（３）また、画像形成装置が自動両面画像
形成機能や多重画像形成機能等を備えたものである場合
においては、転写材２４の第１面（また第１回目）の画
像転写が実行されてその転写画像の定着処理がなされる
ことで、転写材２４は水分が蒸発して高抵抗化した状態
となる。

【００７３】従って、この転写材２４を第２面（または
第２回目）の画像転写のために再び転写部へ挿通する
と、この時の転写材２４は上記のように高抵抗化してい
るので、第１面（または第１回目）の画像転写時に良好
な転写が行われる転写電圧よりも第２面（または第２回
目）の画像転写時に良好な転写を行うためには、より大
きな転写電圧を印加しないと転写不良が発生する。

【００７４】以下の第５〜第７の実施例は、中間転写体
として中抵抗のローラ体を用いた装置について、更に上
記の問題点を解消した発明についての実施例である。

【００７５】＜第５の実施例＞（図８）図８は本実施例の画像形成装置の構成略図であり、前述
第２の実施例の装置（図２）と大略同じ構成である。

【００７６】中間転写体である中間転写ローラ２０はパ
イプ状の芯金２１上に、ＥＰＤＭ等よりなる弾性体に微
細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、体積抵
抗率１０⁵〜１０¹¹Ω・ｃｍに調整した弾性層２２で被
覆したものを使用している。中間転写ローラ２０の周長
は転写材２４の長さより若干大きくとってあり、本実施
例においては転写材２４はＡ４サイズを縦送りして用い
るので、中間転写ローラ２０は外径１００ｍｍ、周長３
１４ｍｍとし、弾性層２２は肉厚を８ｍｍとし、アスカ
ーＣ硬度で３０度〜５０度の範囲に設定した。

【００７７】具体的に、プロセススピード９０ｍｍ／ｓ
ｅｃ、感光ドラム１の直径３０ｍｍとした。

【００７８】５０は中間転写ローラ２０のバイアス電源
であり、該バイアス電源５０は、定電流電源としても、
定電圧電源としても使用する事ができ、さらに極性も変
える事が可能なように構成されている。

【００７９】５１は中間転写ローラ２０のバイアスの電
圧検出手段、５２はＣＰＵ、５３はＩ／０ポート、５４
はメモリ、５６はアースである。

【００８０】以下に、本実施例の制御を説明する。

【００８１】．ＣＰＵ５２によりシーケンス制御を行
い、中間転写ローラ２０の芯金２１に、本実施例ではＩ
＝４μＡの定電流を流す様な電圧Ｖ_T0を印加して、中間
転写ローラ２０を定電流制御して感光でラム１から中間
転写ローラ２０へトナー画像を転写する。

【００８２】もちろん、第１色から第４色まで転写を重
ねる毎に中間転写ローラ２０上のトナー量が増加し、電
圧Ｖ_T0も増加する。また、１色の画像内でもトナー量に
応じて電圧Ｖ_T0が変化する。なお、この時の電圧Ｖ_T0は
トナーと逆極性である。

【００８３】．したがって、第４色目のトナー像を転
写している時点が、カラー画像全体を合わせた抵抗値を
反映しているものと考えられる。この時の定電流バイア
ス制御時の転写電圧Ｖ_T0を測定し、この時の平均値［Ｖ
_T0］を制御に用いる電圧Ｖ_Tとする。

【００８４】．定数ａとｂを予め設定の所定値ａ１と
ｂ１とした転写電圧算定式（Ａ）に従って測定電圧Ｖ_T
に対応した適正転写電圧値Ｖを算出させる。

【００８５】｜Ｖ｜＝ａ・｜Ｖ_T｜＋ｂ ……（Ａ）そして、中間転写ローラ２０上のトナー画像を転写材２
４に転写する際、その算出転写電圧値Ｖにて中間転写ロ
ーラ２０を定電圧制御して転写材２４へトナー像の転写
を実行させる。また、この時の転写電圧Ｖは、トナーと
同極性となるように印加する。

【００８６】具体的に、定数ａとｂを、ａ１＝１．０、ｂ１＝１．２とした場合、良好な転写画像を得ることができた。

【００８７】また、算定式（Ａ）の定数項ｂは、転写時
（通紙時）における転写材抵抗による電圧降下を想定し
て設定された項である。

【００８８】＜第６の実施例＞本実施例の画像形成装置
自体は前記第５の実施例と同様であるが、下記のような
手順で制御を行う。

【００８９】．ＣＰＵ５２によりシーケンス制御を行
い、中間転写ローラ２０の芯金２１に、本実施例ではＩ
＝４μＡの定電流を流す様な電圧Ｖ_T0を印加して、中間
転写ローラ２０を定電流制御して感光ドラム１から中間
転写ローラ２０へトナー画像を転写する。

【００９０】もちろん、第１色から第４色まで転写を重
ねる毎に中間転写ローラ２０上のトナー量が増加し、電
圧Ｖ_T0も増加する。また１色の画像内でもトナー量に応
じて電圧Ｖ_T0が変化する。なお、この時の電圧Ｖ_T0は、
トナーと逆極性である。

【００９１】．したがって、第４色目のトナー像を転
写している時点が、カラー画像全体を合わせた抵抗値を
反映しているものと考えられる。この時の定電流バイア
ス制御時の転写電圧Ｖ_T0を測定し、この時の平均値［Ｖ
_T0］を制御に用いる電圧Ｖ_Tとする。

【００９２】．その測定電圧Ｖ_Tを基準電圧（判定電
圧）Ｖ１と比較させる。

【００９３】．この比較で｜Ｖ_T｜≧Ｖ１の場合は通
常の制御、即ち、前記第５の実施例と同様に定数ａとｂ
を予め設定の所定値ａ１とｂ１とした前記転写電圧算定
式（Ａ）に従って測定電圧Ｖ_Tに対応した適正転写電圧
値Ｖを算出させる。

【００９４】そして、中間転写ローラ２０上のトナー画
像を転写材２４に転写する際、その算出転写電圧値Ｖに
て中間転写ローラ２０を定電圧制御して転写材２４へト
ナー像の転写を実行させる。また、この時の転写電圧Ｖ
はトナーと同極性である。

【００９５】．しかし、で｜Ｖ_T｜＜Ｖ１の場合
は、高湿度環境において中間転写体２０の抵抗値が低下
し、同時に転写材２４の抵抗値も低下して、転写時に転
写電流の転写材突き抜け現象や転写電流過多による「と
びちり」現象が出易い状態になっているものと判断し、
転写電圧算定式（Ａ）で算出される電圧Ｖが小さめにな
るように定数ａとｂを適切なａ２とｂ２に変更制御さ
せ、定数ａ，ｂを、ａ２とｂ２に変更した転写電圧算定
式（Ａ）に従って測定電圧Ｖ_Tに対応した適正転写電圧
値Ｖを算出させる。

【００９６】そして、中間転写ローラ２０上のトナー画
像を転写材２４に転写する際、その算出転写電圧値Ｖに
て中間転写ローラ２０を定電圧制御して転写材２４へト
ナー像の転写を実行させる。また、この時の転写電圧Ｖ
はトナーと同極性である。

【００９７】具体的に、上記において基準電圧Ｖ１＝１
ＫＶ、算定式（Ａ）の定数ａとｂを、ａ１＝１．０、ｂ１＝１．２、ａ２＝２．２、ｂ２＝０とした。

【００９８】このようにすることで測定電圧Ｖ_Tの絶対
値が１ＫＶ（＝Ｖ１）以上の場合には、上記のように
適正転写電圧値Ｖの算定、その算定電圧値Ｖによって中
間転写体２０から転写材２４への転写時に、中間転写ロ
ーラ２０の定電圧制御が実行される。

【００９９】測定電圧Ｖ_Tが１ＫＶ以下となった場合に
は上記のように転写電圧を弱く出力する適正転写電圧
値Ｖの算定、その算定電圧値Ｖによって転写時に、中間
転写ローラ２０の定電圧制御が実行される。

【０１００】測定電圧Ｖ_T＝１ＫＶにおいては、ａ１・｜Ｖ_T｜＋ｂ１＝ａ２・｜Ｖ_T｜＝ｂ２となるために制御電圧の連続が保たれているが、必ずし
も連続になっている必要はない。

【０１０１】さらに、定数ａ，ｂを決定するための判断
基準となる電圧はＶ１の１つだけでなく、複数個用いて
も良い。

【０１０２】また、転写電圧算定式（Ａ）の定数項ｂ
は、転写時（通紙時）における転写材抵抗による電圧降
下分を想定して設定された項である。

【０１０３】従って高温高湿環境下で転写材２４が吸湿
して転写材抵抗が低下した場合、この定数項ｂを小さく
する事によって転写電圧Ｖの最適化がなされる。

【０１０４】＜第７の実施例＞（図９）図９は本実施例の画像形成装置の構成略図であり、前述
第５の実施例の装置（図８）と大略同じ構成である。

【０１０５】感光ドラム１上のトナー画像が中間転写ロ
ーラ２０上に転写された後、感光ドラム１と中間転写ロ
ーラ２０との転写ニップ部Ｎに挿通されて、第１面に対
する画像転写を受けた転写材２４は、定着器１５で第１
面転写画像が定着された後、画像形成装置本体下部に取
り付けられた再給送装置８０によって、転写材２４は矢
印ｃの経路で反転装置８１へと搬送され、反転装置８１
により反転されて、矢印ｄの経路で再び転写ガイド１２
に導入され、感光ドラム１と中間転写ローラ２０の転写
ニップ部Ｎに挿通されて転写材２４の第２面に対する画
像転写が実行される。なお、反転装置８１の作動をオフ
すると、転写材２４は反転されずに多重転写が実行され
る。

【０１０６】このような装置においては前述したよう
に、第２面に対する画像転写のために転写ニップ部Ｎへ
再給送される第１面画像転写済の転写材２４は第１面の
画像定着時の熱によって脱湿されて転写材２４の抵抗値
が、第１面の画像転写時よりも高くなってしまう。

【０１０７】したがって、高湿度下では、第１面に対す
る画像転写時の転写材２４は低抵抗化しており、この転
写材２４の第１面に対する画像転写時においては、前記
第１０の実施例で説明したように転写電圧を下げてやら
ないと転写電圧過多による画像不良が発生する。すなわ
ち、転写材２４の第１面の画像転写時と第２面の画像転
写時とでは共に満足する条件がない。

【０１０８】このような場合には、転写材２４の第１面
転写と第２面転写という条件も考慮して各場合において
転写電圧算定式（Ａ）の定数ａ，ｂを決定してやれば良
い。

【０１０９】したがって、前記第６の実施例の〜の
手順によって、第１面に画像形成した後、再給送装置８
０により第２面画像形成時には、．両面画像形成における第２面画像形成モード時の場
合の転写電圧算定式（Ａ）の定数ａ，ｂを予め設定の所
定値ａ３とｂ３とした転写電圧算定式（Ａ）に従って測
定電圧Ｖ_Tに対応した適正転写電圧Ｖを算出させる。

【０１１０】そして、中間転写ローラ２０上のトナー像
を転写材２４に転写する際、その算出転写電圧値Ｖにて
中間転写ローラ２０を定電圧制御して転写材２４へ第２
面画像の転写を実行させる。また、この時の転写電圧Ｖ
は、トナーと同極性である。

【０１１１】上記の制御によって、両面及び多重印字
の場合の転写も良好に実行することが出来る。

【０１１２】具体的に、（ａ）比較用の基準電圧Ｖ１＝１．０ＫＶ（ｂ）｜Ｖ_T｜≧Ｖ１の場合の第１面画像形成モード時
の転写電圧算定式（Ａ）の定数ａ，ｂをａ１＝１．０、ｂ１＝１．２（ｃ）｜Ｖ_T｜＜Ｖ１の場合の第１面画像形成モード時
の転写電圧算定式（Ａ）の定数ａ，ｂをａ２＝２．２、ｂ２＝０（ｄ）両面画像形成における第２面画像形成モード時の
場合の転写電圧算定式（Ａ）の定数ａ，ｂをａ３＝１．０、ｂ３＝１．７として制御を行なった。

【０１１３】この結果、前述の高湿度環境下で転写材２
４の抵抗値が低い場合でも転写材２４の第１面に対する
画像転写時は、定数ａ＝ａ２，ｂ＝ｂ２となり、前述の
第１０の実施例で示したのと同様に、転写電圧過多によ
る転写電流の転写材突き抜けや飛び散り現象を防止する
ことが出来た。

【０１１４】更に、第１面の転写画像の定着処理で除湿
されて高抵抗化した転写材の第２面に対する画像転写時
は、転写材２４の高抵抗化による転写電流不足による転
写不良に対し、定数ａ＝ａ３，ｂ＝ｂ３とすることで、
転写不良の生じない転写電圧とすることが出来た。

【０１１５】また、算定式（Ａ）の定数項ｂは、転写時
（通紙時）における転写材抵抗による電圧降下分を想定
して設定された項である。従って、定着器１５により転
写材２４が脱湿されて転写材抵抗が大きくなった場合、
この定数項ｂを大きくすることによって転写電圧Ｖの最
適化がなされると思われる。

【０１１６】なお上述第５乃至第７の実施例は上述した
高湿度環境下における転写性能の改良に限定されるもの
ではなく、常湿度や低湿度の環境下における転写性能の
最適化を図ることにも応用できることは言うまでもな
い。

【０１１７】第５乃至第７の実施例は、第１の像担持体
上に形成された画像を、中抵抗のローラで構成された中
間転写体上に転写した後、第２の像担持体上に更に転写
する画像形成装置において、中抵抗の中間転写体の抵抗
値や、転写材の抵抗値が環境変動等に伴い、大幅に変動
しても、第１の像担持体上の画像を中間転写体上に転写
する際には、中間転写体に定電流バイアスを印加するこ
とで最適な転写性を得ることが出来、また、中間転写体
上の画像を転写材上に転写する際には、中間転写体に最
適電圧を印加して最適な転写性が得られる。更に、両面
または多重画像形成実行時の転写プロセスにおいても第
１面（又は第１回目）と第２面（又は第２回目）に差が
無く、常に安定した転写性が得られる。本発明において
中間転写体は前述図１０のようなベルトタイプのもので
あってもよい。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の像担持体上の静電像を現像して得られたトナー画
像を中間転写体に静電的に転写した後、前記中間転写体
上のトナー画像を第２の像担持体に転写する画像形成装
置において、非画像部の電界がトナー画像部に影響を及
ぼしてトナー画像が周辺に飛び散ってしまうのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の画像形成装置の概略図

【図２】第２の実施例の画像形成装置の概略図

【図３】中間転写ローラから転写材への合成カラート
ナー画像の転写過程の模型図

【図４】単色プリントの場合の転写過程の模型図

【図５】第３の実施例の画像形成装置の概略図

【図６】第４の実施例の画像形成装置の概略図

【図７】両面プリントの転写過程の模型図

【図８】第５の実施例の画像形成装置の概略図

【図９】第７の実施例の画像形成装置の概略図

【図１０】従来の画像形成装置の一例の概略図

【符号の説明】

１第１の像担持体としての感光ドラム２０中間転写ローラ２４第２の像担持体としての転写材２５転写ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野和朗東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者七瀧秀夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者竹内昭彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の像担持体上の静電像を現像して得
られたトナー画像を中間転写体に静電的に転写した後、
前記中間転写体上のトナー画像を第２の像担持体に転写
する画像形成装置において、前記第１の像担持体から前記中間転写体にトナー画像を
転写するとき、非画像部へ流れる電流値はトナー画像部
へ流れる電流値の２倍より小さいことを特徴とする画像
形成装置。