JP2003005581A

JP2003005581A - カラー画像形成装置及び該装置の制御方法

Info

Publication number: JP2003005581A
Application number: JP2001194180A
Authority: JP
Inventors: Yuji Doura; 祐史堂裏; Youjirou Satou; 謡次郎佐藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP4712230B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カブリの発生を回避しつつ、残像（ゴース
ト）及び画像流れの発生を抑制するとともに、文字中抜
けのない鮮明な画像を形成することができるタンデム型
カラー画像形成装置を提供する。【解決手段】無端状ベルト体１６の周回路に各々感光
体と該感光体を現像させる現像装置４を有するプロセス
ユニット２１を複数設けるとともに、モルファスシリコ
ン感光体を用いた第１プロセスユニットと、該第１プロ
セスユニットの前記ベルト体の回動方向上流側に、研磨
剤を含有したトナーを用いた第２プロセスユニットとを
備え、非画像形成時に、前記第２プロセスユニットから
前記ベルト体上にトナーを転写し、そのトナーにより前
記第１プロセスユニットの第１アモルファスシリコン感
光体の表面を研磨するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複
合機等のカラー画像形成装置及び該装置の制御方法に関
し、特に、無端状ベルト体の周回路に各々感光体と該感
光体を現像させる現像装置を有するプロセスユニットを
複数含み、研磨剤を含有したトナーを用いて感光体面を
研磨可能に構成したタンデム型のカラー画像形成装置及
び該装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、無端状に配置されたベルト体
の一面側に感光体と該感光体上の潜像を現像する現像装
置を含むプロセスユニットを複数配設したタンデム型の
カラー画像形成装置は、特開昭６３−２４９１６４号公
報で知られている。この公報には、感光体から直接に記
録紙に転写する方式と、感光体から中間転写体を介して
記録紙に２次転写する方式が記載されている。

【０００３】前者の方式は、図６に記載するように搬送
ベルト２を用いた画像形成装置１２０Ａは、記録紙１５
を搬送する無端状の搬送ベルト２上に複数の画像形成部
であるプロセスユニット１２１（Ａ〜Ｄ）を並べて配置
し、また、搬送ベルト２の回転方向の上流側には記録紙
１５を搬送ベルト２に吸着させるための吸着ロール１３
を備え、下流側には記録紙を搬送ベルト２から分離する
分離手段１４を設けた構成となっている。

【０００４】各プロセスユニット１２１は、感光体ドラ
ム１の周囲に、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する
帯電器５、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するため
の露光手段（不図示）、トナーによって静電潜像を現像
する現像器４、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙１
５上に転写する転写ロール３、感光体１上の転写残トナ
ーをクリーニングするクリーナ７、感光体１上を除電す
る除電器６を備えている。

【０００５】また、後者の方式は、図７に記載するよう
に中間転写ベルト１６を用いた画像形成装置１２０Ｂ
は、中間転写を行う無端状の中間転写ベルト１６上に複
数の画像形成部であるプロセスユニット１２１を並べて
配置し、中間転写ベルト１６の回転方向の下流側に中間
転写べルト１６上に一次転写されたトナーを記録紙１５
に一括転写する二次転写ローラ１７を備え、さらに下流
側に中間転写ベルト１６の転写残トナーをクリーニング
するクリーニングブレード１８を配置した構成となって
いる。尚、各プロセスユニット１２１は搬送ベルト２を
用いた図６の画像形成装置１２０Ａの場合と同様であ
る。

【０００６】このような構成で長期間印字を繰り返す
と、感光体上にトナーが付着したり、感光体表面の傷に
紙粉が溜まり画像の鮮明度が低下したり、帯電時に発生
するイオン生成物が感光体表面上に付着して吸水性が高
まり、その結果高湿度環境下で静電潜像が軸方向にリー
クして画像が乱れる像流れ現象、文字中抜け現象などが
発生する。

【０００７】そのために、前記無端状ベルトの表面層に
設けられた離型性の高いシリコーン樹脂やフッソ樹脂中
に研磨剤を分散させるとともに、表面層粗さを適宜設定
し、一定枚数の画像形成後、装置の主電源オンオフ時、
あるは手動操作時などに前記無端ベルトと前記感光体と
の線速度を異ならせて前記無端ベルト表面と感光体ドラ
ム表面を摺動させ感光体ドラム面を清浄する技術が特開
平１１−１５２２６号公報によって知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術における上述したタンデム型の画像形成装置において
は、前記無端ベルトの移動方向に順次並べて複数色の現
像装置が配設され、色重ねを行う最初の現像装置と、後
段の現像装置とでは、記録紙における画像転写開始位置
が後段の感光体ドラム位置に到達するには時間的にずれ
がある。そのために、後段の感光体ドラムと現像装置の
機械的駆動を時間的に遅らすことによって、色重ねのス
タート位置を合致させることが可能であるが、そのよう
に構成すると、構成及び制御動作が複雑となる。そし
て、高速機の場合には所定速度に到達するにはタイムラ
グが存在し、短時間で所定速度に到達するのは高度な技
術を必要とする。

【０００９】よって、後続の感光体ドラムと現像装置の
機械的駆動を、最初の感光体と現像装置の機械的駆動と
同時に開始し、記録紙の画像転写開始位置に同期して後
続の感光体ドラムの現像を開始するように制御すること
によって前記後段の感光体ドラムと現像装置の機械的駆
動速度を所定速度に到達するタイムラグを解消すること
ができる。そして、非画像形成時における無端ベルトに
よる感光体ドラムの清掃時においても複数の感光体ドラ
ムを同時に回転駆動させることによって感光体の駆動機
構を簡略化することができる。

【００１０】しかしながら、表面層に研磨剤が含有され
た無端状ベルトを用いて清掃工程を行うと、該無端状ベ
ルト表面は同時に複数の感光体ドラム表面を研磨するこ
ととなる。一方、感光体にはシリコンドラムとＯＰＣ
（有機半導体）が存在するが、表面硬度はシリコンドラ
ムのほうが高い。また、カラー画像形成装置といえども
黒色トナーの使用頻度が高いので、耐久性の面からも黒
色トナーを用いてトナー像が形成される感光体にシリコ
ンドラムを用いることが望ましい。

【００１１】よって、シリコンドラムとＯＰＣドラムと
を用いて画像形成装置を構成することが望ましいが、そ
のような場合には、研磨剤が含有された表面を有するベ
ルト体を用いると、ＯＰＣ感光体まで研磨する結果とな
り、好ましくない。

【００１２】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであり、タンデム方式のカラー画像形成装置にお
いて、カブリの発生を回避しつつ、残像（ゴースト）及
び画像流れの発生を抑制するとともに、文字中抜けのな
い鮮明な画像を形成することができる画像形成装置の提
供を目的とする。また、本発明の他の目的は、温湿度条
件が変化しても、十分な画像濃度が得られるカラー画像
形成装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成を図る
ため、本発明は、無端状ベルト体の周回路に各々感光体
と該感光体を現像させる現像装置を有するプロセスユニ
ットを複数設けたタンデム型のカラー画像形成装置にお
いて、アモルファスシリコン感光体を用いた第１プロセ
スユニットと、該第１プロセスユニットの前記ベルト体
の回動方向上流側に、研磨剤を含有したトナーを用いた
第２プロセスユニットとを備え、非画像形成時に、前記
第２プロセスユニットから前記ベルト体上にトナーを転
写し、そのトナーにより前記第１プロセスユニットの第
１アモルファスシリコン感光体の表面を研磨するように
構成したことを特徴とする。

【００１４】本発明は、無端状ベルト体の周回路に各々
感光体と該感光体を現像させる現像装置を有するプロセ
スユニットを複数設けている。そして、それらは、アモ
ルファスシリコン感光体を用いた第１プロセスユニット
と、前記ベルト体の回動方向上流側に配設され、研磨剤
を含有したトナーを用いた第２プロセスユニットと分け
ることができる。

【００１５】そして、両者の位置関係は、研磨剤を含有
したトナーを用いた前記第２プロセスユニットは、アモ
ルファスシリコン感光体を有する前記第１プロセスユニ
ットの上流側に配置されている。

【００１６】よって、本発明は、非画像形成時に、前記
第２プロセスユニット内の感光体に研磨剤含有トナーを
載せ、該感光体表面から前記ベルト体上にトナーを転写
することによって、研磨剤含有トナーのトナー層を前記
無端状ベルト体の表面に形成することができる。そし
て、その研磨剤含有トナーによるトナー層は下流側の前
記第１プロセスユニットのアモルファスシリコン感光体
に到達し、該感光体の表面を研磨することができる。

【００１７】この研磨剤含有トナーによるトナー層の研
磨剤はアモルファスシリコン感光体の表面を研磨するこ
とによって、小さく分裂したり、角が取れて丸くなった
りして、研磨能力が低下する。よって、前記第１プロセ
スユニットより下流側に研磨剤含有トナーによるトナー
層が到達して、そこに配置されているプロセスユニット
内の感光体を研磨することがない。

【００１８】また、研磨剤を含有したトナーを用いた前
記第２プロセスユニットは、アモルファスシリコン感光
体を有する前記第１プロセスユニットの上流側に隣接し
て配置構成することも本発明の有効な手段である。かか
る技術手段によると、前記第２プロセスユニットと第１
プロセスユニットとの間に研磨剤を含有したトナーを用
いる第３のプロセスユニットを配置した場合のように、
清掃時に該第３のプロセスユニットとベルト体とを非接
触とする機構を設ける必要がなく構成が簡単化する。

【００１９】また、アモルファスシリコン感光体を用い
た前記第１プロセスユニットは、前記ベルト体の回転方
向最下流側に配置構成することも本発明の有効な手段で
ある。

【００２０】かかる技術手段によると、研磨を必要とす
るアモルファスシリコン感光体が前記ベルト体の回転方
向最下流側に配置されているので、該感光体を研磨した
研磨剤含有トナー層は、該感光体を研磨後はファーブラ
シによって削り取られ最上流側に到達することはなく、
研磨を必要としない他の感光体を研磨することはない。

【００２１】また、非画像形成時に、前記第１プロセス
ユニットのアモルファスシリコン感光体と前記ベルト体
とで周速差を設けて回転駆動させることが望ましい。か
かる技術手段によると、感光体とベルト体は互いに相手
をこすることが可能であり、両者が摺擦することとなっ
て、より研磨を行うことができる。

【００２２】また、前記複数のプロセスユニットの内、
使用頻度が高いプロセスユニットにアモルファスシリコ
ン感光体を用いることも本発明の有効な手段である。こ
の際には、アモルファスシリコン感光体に対しては黒ト
ナーを用いることが望ましい。

【００２３】一般的に画像欠陥としては、カブリの発
生、残像（ゴースト）の発生、画像の流れ、文字の中抜
けなどがある。これらは感光体表面への不純物、紙粉、
異物等の付着などを原因としてあげることができる。そ
してそれはカラーにおいては３色の組合わせで目立たな
い場合であっても、特に黒トナーを用いる文章において
顕著に現出する。かかる技術手段によると、感光体表面
の異物などを研磨により取り去ることができるととも
に、ベルト体表面に捕捉されたトナー層にそれらを取り
込んで排除することが可能であり、カブリ、残像（ゴー
スト）、画像の流れ、文字中抜け等がない鮮明な画像を
形成することが可能であり、画像欠陥のない画像品質が
向上した画像形成を行うことができる。

【００２４】また、前記ベルト体の表面にはトナー粒子
を捕捉可能な凹凸面を形成するとともに、非画像形成時
に前記凹凸面にトナー層を形成し、前記プロセスユニッ
ト内の前記トナー粒子を用いて感光体表面を研磨するよ
うに構成することも本発明の有効な手段である。

【００２５】前記ベルト体表面は適宜粗面であることが
望ましい。前記凹凸面の凹部のなかに研磨剤を含有した
トナーが捕捉されると、凹部周囲の凸部により該トナー
が保持され、研磨の際にトナー内の研磨剤が揺動するこ
とが少なく、感光体表面の異物に研磨剤が食い込み良好
な研磨を行うことができる。そして、この凹部が研磨剤
粒子の大きさに近づくと、多くの研磨剤粒子を取り込む
ことができないので、研磨剤粒子が凹部内に埋没して研
磨能力が低下する。また、凹部が大きいと多くの研磨剤
粒子を含有したトナー層を形成でき、研磨能力が上がり
すぎて過研磨となってかえって感光体表面が荒れて転写
不良を発生する。

【００２６】よって、その際には、前記ベルト体は表面
をフッソコートしたウレタンゴムで形成されるととも
に、前記凹凸面は表面粗さがＲｚ５〜１０μｍであるこ
とが望ましい。

【００２７】かかる技術手段によると、感光体ドラム１
をアモルファスシリコンの表面保護層の材料として、ａ
−Ｓｉ_(1-X)Ｃ_X（０．５≦Ｘ≦０．９５）の感光体に用
いた場合、表面粗さがＲｚ５〜１０μｍにおいて、研削
能力が劣ることもなく、転写不良となることもないこと
が実験により確認されている。

【００２８】また、機内温度検知手段と機内湿度検知手
段を設け、前記感光体周囲の機内温度及び機内湿度をグ
ルーピング化させて研磨条件を決定する研磨条件設定手
段を設け、前記検知手段の信号に基づいて非印字時の前
記ベルト体による前記感光体表面の研磨時間を設定する
ことも本発明の有効な手段である。

【００２９】かかる技術手段によると、機内の高温、高
湿度下においては、帯電時に発生するイオン生成物が感
光体表面上に付着して吸水性が高まり、その結果高湿度
環境下で静電潜像が軸方向にリークして画像が乱れる像
流れ現象などが発生する。よって、そのイオン生成物の
程度に対応して研磨時間を変化させることによって、感
光体の清掃を良好に行うことができる。

【００３０】また、機内温度検知手段と機内湿度検知手
段を設け、前記感光体周囲の機内温度及び機内湿度検知
の信号に基づいて非印字時の前記感光体と前記ベルト体
の線速比を変化させることも本発明の有効な手段であ
る。

【００３１】かかる技術手段によると、感光体とベルト
体の線速比を変化させることによってベルト体による研
磨程度を周囲の機内温度、湿度程度に合わせて良好に感
光体表面を研磨することができる。

【００３２】また、カラー画像形成装置の制御方法にか
かる発明においては、無端状ベルト体の周回路に各々感
光体と該感光体を現像させる現像装置を有するプロセス
ユニットを複数含み、前記ベルト体と前記感光体との周
速差により感光体面を研磨可能に構成したタンデム型の
カラー画像形成装置の制御方法において、前記ベルト体
の表面にはトナー粒子を捕捉可能な凹凸面を形成すると
ともに、前記ベルト体の周回方向に沿って、研磨を要す
る第１の感光体と、該感光体より周回方向上流側に隣接
して研磨剤を含有したトナーで現像される第２の感光体
を配置し、非画像形成時に、まず、前記第２の感光体表
面に研磨剤を含有したトナー粒子を付着させた後に、該
トナー粒子を前記凹凸面に転写することによって、前記
凹凸面に研磨剤を含有したトナー層を形成し、該トナー
層によって前記第１の感光体表面を研磨するように構成
したことを特徴とする。

【００３３】かかる発明によると、前記ベルト体の表面
にはトナー粒子を捕捉可能な凹凸面を形成し、前記ベル
ト体の周回方向に沿って、研磨を要する第１の感光体
と、該感光体より周回方向上流側に隣接して研磨剤を含
有したトナーで現像される第２の感光体を配置したこと
を特徴とする。かかる場合は、研磨を要する第１の感光
体をアモルファスシリコンドラムを用い、また、該感光
体より周回方向上流側に隣接して研磨剤を含有したトナ
ーで現像される第２の感光体を有機半導体（ＯＰＣ）を
配置することができる。

【００３４】そして、前記第１の感光体表面に摺擦する
前記ベルト体の表面には研磨剤含有トナー粒子を捕捉可
能な凹凸面を形成して、非画像形成時に、まず、前記第
２の感光体を現像する現像装置内の現像ロールに現像バ
イアスを印加して前記第２の感光体表面に研磨剤を含有
したトナー粒子を飛翔させてトナーを付着させた後に、
該トナー粒子を前記凹凸面に転写することによって、前
記凹凸面にトナー層を形成し、該トナー層によって前記
第１の感光体表面を研磨するように構成した。

【００３５】そして、現像バイアスは前記ベルト体が駆
動ローラと従動ローラとの循環路を一周するに相当する
時間前記第２の感光体表面トナー粒子を載せ、ｏｆｆす
る。よって、後続する感光体は前記凹凸面に捕捉された
該トナー粒子よって研磨されるが、研磨剤は前記第１の
感光体表面に摺擦して研磨能力が低下しているので、ほ
とんど研磨されることがない。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形
態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発
明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明
例に過ぎない。

【００３７】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。図１は本発明にかかる実施の形態
を示すタンデム型画像形成装置の模式図、図２は本画像
形成装置を制御するブロック構成図、図３は温湿度と研
磨時間を示す図、図４は実施例と比較例との像流れ状態
を示す図、図５は研磨動作時のタイミングチャートであ
る。

【００３８】まず、図１を参照して、実施の形態におけ
るカラー画像形成装置の構成について説明する。同図に
おいて、画像形成装置２０は、無端状に形成された中間
転写ベルト１６が、駆動ローラ１１及び従動ローラ１２
間に架設され、矢印方向に循環周回可能に配設されてい
る。該中間転写ベルト１６はウレタンゴムを遠心形成
し、その表面をフッソコートし、Ｒｚ５〜１０μｍの範
囲の表面粗さを有している。

【００３９】尚、この中間転写ベルト１６の表面粗さの
決定に際しては、後述する感光体ドラム１を後述のアモ
ルファスシリコンの表面保護層の材料として、ａ−Ｓｉ
_(1-X ₎Ｃ_X（０．５≦Ｘ≦０．９５）を用い、感光体ドラ
ム１と中間転写ベルト１６との線速比が１．２となるよ
うに駆動速度を決定して、このシリコンドラム感光体よ
り中間転写ベルト１６の周回方向の上流側において、中
間転写ベルト表面に研磨剤含有トナーを捕捉させて、該
トナーを用いてシリコンドラム感光体表面を研磨して試
験した結果、Ｒｚ＝５μｍ未満では研磨能力に劣り、Ｒ
ｚ１０μｍを超えると転写不良となるためである。

【００４０】よって、前記ベルト体表面は粗面であるこ
とが望ましい。その理由は、前記凹凸面の凹部のなかに
研磨剤を含有したトナーが捕捉されると、凹部周囲の凸
部により該トナーが保持され、研磨の際にトナー内の研
磨剤が揺動することが少なくなる。すなわち、凹部内に
感光剤含有トナー層が保持され、感光体表面の異物に研
磨剤が食い込み良好な研磨を行うことができる。そし
て、この凹部が研磨剤粒子の大きさに近づくと、多くの
研磨剤粒子を取り込むことができないので、研磨剤粒子
が凹部内に埋没して研磨能力が低下する。また、凹部が
大きいと多くの研磨剤粒子を含有したトナー層を形成で
き、研磨能力が上がりすぎて過研磨となってかえって感
光体表面が荒れて転写不良を発生すると理解される。

【００４１】該中間転写ベルト１６の上側には、イエロ
ー用現像装置４Ａ、シアン用現像装置４Ｂ、マゼンタ用
現像装置４Ｃ、及びブラック用現像装置４Ｄが配設さ
れ、これらの現像装置４を含むプロセスユニット２１
（Ａ〜Ｄ）が中間転写ベルト１６の移動方向に沿って配
設され、マゼンタ用現像装置４Ｃには研磨剤含有トナー
が装填され、他の現像装置内には研磨剤を含有しないト
ナーが装填されている。

【００４２】また、静電潜像担持体１Ｄは、アモルファ
スシリコンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光
体を表面に有している。そして、この静電潜像担持体１
Ｄは、基材の上に、阻止層、アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）の感光層及び表面保護層を順次に積層して感光
体を構成する。なお、感光体の感光層の材料は、アモル
ファスシリコンであれば、特に制限されない。アモルフ
ァスシリコンとしては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、
ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を挙げることが
できる。

【００４３】また、表面保護層の厚さｔは０．３〜５μ
ｍである。また、表面保護層の材料としては、ａ−Ｓｉ
Ｃのうち、Ｓｉ（シリコン）とＣ（炭素）との比率が特
定のものを使用することが望ましい。このようなａ−Ｓ
ｉＣとしては、ａ−Ｓｉ_(1-x ₎Ｃ_X（０．３≦Ｘ＜１．
０）が好ましく、さらに、ａ−Ｓｉ_(1-X)Ｃ_X（０．５≦
Ｘ≦０．９５）がより好ましい。その理由は、このよう
なａ−ＳｉＣは、１０^１ ^２−１０^１３Ω・ｃｍという特
に高い抵抗値を有しており、優れた飽和帯電電位、耐摩
耗性、耐環境性（耐湿性）が得られるためである。

【００４４】プロセスユニット２１（Ａ〜Ｄ）を代表し
てＡ部拡大図にて説明すると、現像装置４Ｂには磁気ロ
ール１０Ｂ、該磁気ロール１０Ｂに近接して現像ロール
９Ｂが配設されている。該現像装置４Ｂ内には、非磁性
トナーとキャリアが収納され、図示しない撹拌手段によ
って撹拌可能に構成されている。尚、この非磁性トナー
は平均粒径９μｍで、研磨剤を外添処理し、現像装置内
で正に帯電するように構成されている。該現像ロール９
Ｂに対面して静電潜像担持体（感光体）１Ｂが配設され
ている。

【００４５】該静電潜像担持体１Ｂの周囲には帯電器５
Ｂ、除電器６Ｂ、クリーナ（クリーニング装置）７Ｂ及
び転写ロール３Ｂが配設されている。そして、画像情報
を含んだ光情報は帯電器５Ｂと現像装置４Ｂとの間から
図示しない露光器によって静電潜像担持体（感光体）１
Ｂ上に静電潜像を形成するように構成されている。

【００４６】図２は本画像形成装置を制御するブロック
構成図であり、制御回路３１の入力端には機内温度及び
機内湿度を検知する温湿度検知手段３０と接続されると
ともに、温湿度データに対応してグルーピング化された
図３に示すテーブルが記憶されている記憶手段３７が接
続されている。また、制御回路３１には前記テーブルを
用いて研磨条件を決定する研磨条件設定手段が設けら
れ、該制御回路の出力端には各駆動部を駆動する駆動回
路３２に接続され、該駆動回路３２は静電潜像担持体
（感光体）１（Ａ〜Ｄ）を回転駆動するドラム駆動手段
３３、中間転写ベルト１６（または後述する無端状の搬
送ベルト２）を駆動するベルト駆動手段３４、記録紙駆
動手段３５、及びプロセスユニット駆動手段３６に接続
されている。

【００４７】そして、制御回路３１からプリント開始信
号によって、現像装置内のキャリアとトナーが撹拌さ
れ、トナーが摩擦帯電されてキャリア表面に付着し、磁
気ロール１０Ｂの表面にキャリアによる磁気ブラシが形
成され、現像ロール９Ｂ上にトナーの薄層が形成され
る。

【００４８】中間転写ベルト１６が各色の静電潜像担持
体１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に達するタイミングに合うよう
に、帯電器５（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）による静電潜像担持体
１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の帯電、露光器からの画像信号に
よる感光体１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）への露光と潜像の形
成、現像ロール９（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）上のトナーによる
該潜像の現像が行われ、中間転写ベルト１６が感光体１
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に達すると、転写ロール３（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）による転写バイアスが印加され中間転写ベ
ルト１６に順次異なるカラートナー像が色重ね転写され
る。

【００４９】一方、従動ローラ１２に中間転写ベルト１
６を介して対向配置された二次転写ローラ１７が配設さ
れている。この二次転写ローラ１７及び前記転写ロール
３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、カーボンを含浸させて抵抗調
整をした発泡ＥＰＤＭをロール状に成形して用いてい
る。転写ロール３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は中間転写ベルト
を挟んで感光体１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に圧接させ、−５
００〜−１０００ＶのＤＣ電圧を印加して中間転写ベル
ト１６にトナー像を転写し、二次転写ロール１７は記録
紙１５に圧接して−５００〜−２５００ＶのＤＣ電圧を
印加して中間転写ベルト１６上のトナー像を転写する。

【００５０】駆動ローラ１１と対向してファーブラシに
よるクリーニング手段１９が配設されている。中間転写
ベルト１６上の残留トナーは−５００〜−１０００Ｖの
高圧を印加して除去される。

【００５１】図示しない給紙カセットから搬送された記
録紙１５は、従動ローラ１２に中間転写ベルト１６を介
して対向配置された二次転写ローラ１７と中間転写ベル
ト１６との間に搬送され、中間転写ベルト１６上のカラ
ートナー像が記録紙１５に転写される。そして、図示し
ない定着装置で定着され、排紙される。

【００５２】次に、このように構成された実施の形態の
動作を説明する。静電潜像担持体１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
の表面は帯電器５（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）によって＋２５０
Ｖに一様に帯電され、不図示の露光手段により静電潜像
が形成される。そして、静電潜像担持体１（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）と非接触の状態で対向配置されている現像ロー
ル９（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に、振幅１．１ＫＶ、周波数
３．０Ｈｚ、ＤＵＴＹ比４５％の矩形波を印加する。

【００５３】現像装置４（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）内では、磁
気ロール１０（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、非磁性トナーを帯
電させて保持するキャリアによる磁気ブラシを発生させ
る。また、現像ロール９（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の表面に
は、磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄層
が形成される。そして、静電潜像担持体１（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）は、トナー薄層のトナーを静電潜像に応じて選
択的に飛翔させて現像を行う。

【００５４】現像されたトナー像は静電潜像担持体１
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に向かって中間転写ベルト１６を挟
んで圧接した一次転写ロール３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）によ
って中間転写ベルト１６上に転写される。こうして各プ
ロセスユニット２１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）において形成さ
れた、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナ
ー像は中間転写ベルト１６上に順に色重ね合わされて転
写され、二次転写ローラ１７によって記録紙１５上に一
括転写される。

【００５５】次に、非画像形成時における静電潜像担持
体１Ｄの研磨動作を説明する。電源が投入されると、温
湿度検知手段により検知した温湿度データが制御回路３
１に送られ、制御回路では予め記憶していたテーブルに
基づき図３に示すような研磨時間設定を行う。

【００５６】研磨時間が決定されると、静電潜像担持体
１Ｄと中間転写ベルト１６との線速比が１．２となるよ
うに駆動速度を決定する。この線速比は中間転写ベルト
１６に捕捉された研磨剤含有トナーによって静電潜像担
持体１Ｄの表面を研磨できればよいので、どちらか一方
の速度に対して他方の速度が約２０％速く、または遅く
駆動するように設定することができる。本実施の形態に
おいては、静電潜像担持体１Ｄのドラム線速を７９．２
ｍｍ／ｓ、中間転写ベルト１６の線速を６６ｍｍ／ｓに
設定した。

【００５７】前記設定速度に則って、制御回路３１はド
ラム駆動手段３３及びベルト駆動手段３４を駆動して図
５のタイミングチャートに示すようにドラム駆動モータ
及び中間転写ベルト駆動モータを回転始動する。中間転
写ベルト１６上のトナーは両者の線速差によって静電潜
像担持体１Ｄの表面を研磨する。ところで、一次転写ロ
ール３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に正バイアスが印加されてい
る場合は、静電潜像担持体１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の表面
上のトナーは中間転写ベルト１６に転写されず、クリー
ニングブレード８（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）によってトナーは
クリーナ７（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）内に回収されることとな
る。

【００５８】さて、マゼンタ用プロセスユニットの現像
装置４Ｃが駆動して現像ロールに現像バイアスが印加す
ると、感光体ドラム１Ｃに研磨剤含有トナーが飛翔す
る。それに同期して一次転写ロール３Ｃが逆バイアスに
反転すると中間転写ベルト１６表面に感光体ドラム１Ｃ
上のトナーが転写される。また、他の現像器は現像バイ
アスが印加されないので、感光体ドラムにトナーは飛翔
しない。尚、正バイアスとはトナーの帯電極性と同じ電
圧を印加することであり、逆バイアスとはトナーの帯電
極性と反対の電圧を印加することである。そして、中間
転写ベルト１６には前記研磨剤が含有されたマゼンタ色
のトナーの層が転写されてそのトナー層を有した中間転
写ベルト１６のフッソコートされた凹凸面が後続の静電
潜像担持体１Ｄを摺接することとなる。よって、前記凹
凸面に転写されている研磨剤含有トナーによって静電潜
像担持体１Ｄ表面を研磨する。そして、現像装置４Ｃに
おける現像バイアスの印加時間は、後続の感光体ドラム
１Ｄの表面を、少なくとも１周研磨可能な長さのトナー
が転写できる時間継続して終わる。

【００５９】その間に感光体ドラム１Ｄの表面はトナー
に含有する研磨剤によって研磨される。一方、二次転写
ローラ１７は正バイアスを印加しているので、中間転写
ベルト１６上のトナーが二次転写ローラ１７に転写され
ることはなく、また、ファーブラシのクリーニング手段
１９は逆バイアスが印加しているので、中間転写ベルト
１６のトナーを除去することとなる。そして、中間転写
ベルト１６表面にはトナーが除去された状態で静電潜像
担持体１Ａ及び１Ｂに向かって回動するが、そのときは
中間転写ベルト１６上面には研磨剤含有のトナー層がな
いので、静電潜像担持体１Ａ及び１Ｂの研磨が行われる
ことはない。

【００６０】上述の動作は、温度及び湿度の条件により
１回若しくは複数回行われ、予め設定された時間になる
と、転写ロール３Ｃの一次転写バイアスが正バイアスに
反転した後にｏｆｆし、二次転写バイアス、ファーブラ
シバイアスの順でｏｆｆし、静電潜像担持体１（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）と中間転写ベルト１６のそれぞれの駆動を
停止する。その後に、制御回路３１からプリント開始信
号によって、ファーブラシクリーニング手段１９に逆バ
イアスが印加し、中間転写ベルト１６が駆動を開始し、
中間転写ベルト１６のクリーニングが行われ、プロセス
ユニット２１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に中間転写ベルト１６
の一次転写表面が送られる。

【００６１】また、本実施の形態は、最終段のプロセス
ユニット２１Ｄに属する感光体１Ｄにシリコンドラムを
用いたが、３段目若しくは２段目のプロセスユニット２
１Ｃ，２１Ｂに属する感光体１Ｃ，１Ｂにシリコンドラ
ムを用いてもよい。今２段目のプロセスユニット２１Ｂ
に属する感光体１Ｂにシリコンドラムを用いた場合は、
初段のプロセスユニット２１Ａの現像装置から研磨剤含
有トナーを感光体１Ａに飛翔し、一次転写ロール３Ａに
よって該トナーを転写して研磨剤含有トナー層を中間転
写ベルト１６に形成し、該トナー層内の研磨剤によって
シリコンドラム１Ｂを研磨すると、シリコンドラム１Ｂ
の研磨によって研磨剤が消耗され、後続の感光体１Ｃ，
１Ｄには研磨能力がなくなったか、または研磨能力が低
減したトナー層が接触するので、研磨されることはな
い。

【００６２】また、３段目のプロセスユニット２１Ｃに
属する感光体１Ｃにシリコンドラムを用いた場合は、２
段目のプロセスユニット２１Ｂの現像装置から研磨剤含
有トナーを感光体１Ｂに飛翔し、一次転写ロール３Ｂに
よって該トナーを転写して研磨剤含有トナー層を中間転
写ベルト１６に形成し、該トナー層内の研磨剤によって
シリコンドラム１Ｃを研磨すると、シリコンドラム１Ｃ
の研磨によって研磨剤が消耗され、後続の感光体１Ｄに
は研磨能力がなくなったか、または研磨能力が低減した
トナー層が接触するので、研磨されることはない。

【００６３】また、４段目のプロセスユニット２１Ｄに
属する感光体１Ｄにシリコンドラムを用い、２段目のプ
ロセスユニット２１Ｂの現像装置に研磨剤含有トナーを
用いた場合は、該研磨工程においては３段目の感光体１
Ｃを図示しない機構によってベルト体１６と離間して非
接触の状態となるように構成することによって、２段目
のプロセスユニット２１Ｂの現像装置から研磨剤含有ト
ナーを感光体１Ｂに飛翔し、一次転写ロール３Ｂによっ
て該トナーを転写して研磨剤含有トナー層を中間転写ベ
ルト１６に形成し、該トナー層内の研磨剤によってシリ
コンドラム１Ｄを研磨することができる。その際には、
感光体１Ｃはベルト体１６と離間しているので、研磨さ
れることはない。

【００６４】そして、このように研磨を必要とするアモ
ルファスシリコン感光体がベルト体の回転方向最下流側
に配置されているので、該感光体を研磨した研磨剤含有
トナー層は、該感光体を研磨後はファーブラシによって
削り取られ最上流側に到達することはなく、研磨を必要
としない他の感光体を研磨することはない。

【００６５】また、前記複数のプロセスユニットの内、
使用頻度が高いプロセスユニットにアモルファスシリコ
ン感光体を用いることが望ましい。そして、その際に
は、アモルファスシリコン感光体に対しては、市場の需
要が多く、従って安価な黒トナーを用いることがよい。

【００６６】一般的に画像欠陥としては、カブリの発
生、残像（ゴースト）の発生、画像の流れ、文字の中抜
けなどがある。これらは感光体表面への不純物、紙粉、
異物等の付着などを原因としてあげることができる。そ
してそれはカラーにおいては３色の組合わせで目立たな
い場合であっても、特に黒トナーを用いる文章において
顕著に現出する。よって、黒トナーを用いる感光体表面
の異物などを研磨により取り去ることができるととも
に、ベルト体表面に捕捉されたトナー層にそれらを取り
込んで排除することが可能であり、カブリ、残像（ゴー
スト）、画像の流れ、文字中抜け等がない鮮明な画像を
形成することが可能であり、画像欠陥のない画像品質が
向上した画像形成を行うことができる。

【００６７】また、本実施の形態においては、研磨を必
要とする感光体以外は研磨する必要がないのであるか
ら、研磨剤含有トナー層の研磨能力を抑えた研磨剤を用
いるべきである。すなわち、中間転写ベルト１６が１周
周回するごとに新しい研磨剤含有トナー層を中間転写ベ
ルトに転写してシリコンドラム表面を研磨するようにな
し、その回数によって制御するように構成することが望
ましい。図３に示すように本実施の形態においては、１
分以上の研磨時間を必要としている。

【００６８】また、非画像形成時に、研磨を必要とする
プロセスユニットのアモルファスシリコン感光体と前記
ベルト体とで周速差を設けて回転駆動させることが望ま
しい。かかる技術手段によると、感光体とベルト体は互
いに相手をこすることが可能であり、両者が摺擦するこ
ととなって、より研磨を行うことができる。尚、本実施
の形態においては、感光体とベルト体との周速差を１．
２としたが、それ以外でもよい。そして、画像形成時よ
りも非画像形成時の周速差を大きくすることによって、
研磨性を向上することができる。

【００６９】また、本実施の形態においては、図３に示
すように条件によって研磨時間を可変した場合について
説明したが、時間を長くする代わりに周速差を大きくす
るようにしてもよい。周速差が大きいほど研磨能力が向
上することができる。

【００７０】［実施例］前記実施の形態に記載したカラ
ー画像形成装置を３３℃湿度８５％の環境下に、電源投
入時に前記清掃工程を行い、初期状態（１枚目）と、１
万枚、５万枚、１０万枚目の画像形成を行い、像流れ状
態を評価した。１０万枚に至っても像流れの状態とはな
らなかった。

【００７１】［比較例１］特別に研磨ロールを用いて、
印字時において静電潜像担持体を研磨した以外は、前記
実施の形態に記載したカラー画像形成装置を使用し、電
源投入時における前記清掃工程を行わず、３３℃湿度８
５％の環境下に、初期状態（１枚目）と、１万枚、５万
枚、１０万枚目の画像形成を行い、像流れ状態を評価し
た。１０万枚に至っても像流れの状態とはならなかった
が、ジッターが発生していた。これは、印字時において
ドラム表面を研磨しているために、静電潜像担持体１の
回転ムラが原因と判断される。

【００７２】［比較例２］前記実施の形態に記載したカ
ラー画像形成装置の電源投入時における前記清掃工程を
行わず、３３℃湿度８５％の環境下に、初期状態（１枚
目）と、１万枚、５万枚、１０万枚目の画像形成を行
い、像流れ状態を評価した。１万枚で許容レベルである
が、像流れ状態となり、５万枚で許容レベルを超えて像
流れ状態となり、その後１０万枚目に至るまで像流れ状
態の程度が悪化した。

【００７３】尚、本実施の形態は、上述のように中間転
写ベルト上の第１転写像を記録紙に一括転写する方式を
説明したが、図６に記載した搬送ベルト２によって搬送
される記録紙１５上に直接に感光体ドラム１からのトナ
ー像を色重ね方式で転写する方式に適用可能である。そ
の際には、駆動ローラ１１側にファーブラシクリーニン
グ手段を１９を配置し用いることにより非画像形成時の
研磨工程を行うことができる。

【００７４】また、無端状ベルト体の移動方向に沿って
配置される各プロセスユニット２１の順序は、特別に限
定しなくてもよいが、清掃時においては、研磨される感
光体のトナーを黒色とすれば、隣接する上流側の位置に
配置される現像装置のトナー粒子は黒色以外のトナーと
なる。

【００７５】また、本実施の形態は、温度、湿度条件に
より研磨時間を変えているが、画像形成の総合印字枚数
（例えば、３千枚毎）によって所定時間（例えば、３分
間）研磨するようにしてもよい。

【００７６】また、本実施の形態においては、静電潜像
担持体１のドラム線速を７９．２ｍｍ／ｓ、中間転写ベ
ルト１６の線速を６６ｍｍ／ｓの線速比１．２に設定し
ているが、線速比は１．１〜１．４に設定することがで
きる。線速比が１．１より小さいと、研磨性に劣り、
１．４より大きいと、静電潜像担持体にしろ中間転写ベ
ルトにしろトルクが増大する。

【００７７】すなわち、中間転写ベルト１６の線速をあ
げると、駆動ローラ１１、及びファーブラシクリーニン
グ手段１９の線速をあげる必要があり、強力なモータを
必要とする。また、静電潜像担持体の回転速度を上げる
と、それに対向して現像装置内に配置される現像ロール
の回転速度を静電潜像担持体の線速より速く回転させる
ことによって現像ロールから静電潜像担持体へ飛翔する
トナーの供給が増加し、現像ロールへトナーを供給する
磁気ロールの回転を現像ロールの線速より上げる必要が
あり、そのために磁気ロールには高トルクが必要とな
り、過回転となってトナーを運ぶキャリアが劣化する。

【００７８】また、本実施の形態においては、非磁性ト
ナーを用いたが、磁性トナーを用いてもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
カラー画像形成装置によれば、非画像形成時に、研磨さ
れる感光体の上流側の感光体表面から研磨剤含有トナー
をベルト体上に転写することによって、研磨剤含有トナ
ーのトナー層を前記ベルト体の表面に形成し、その研磨
剤含有トナーによるトナー層を用いて下流側の感光体の
表面を研磨することにより、感光体表面の異物などを取
り去ることができるとともに、ベルト体の凹凸面に捕捉
したトナー粒子によるトナー層にそれらを取り込んで排
除することが可能であり、カブリ、残像（ゴースト）、
画像の流れ、文字中抜け等がない鮮明な画像を形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施の形態を示すタンデム型
画像形成装置の模式図である。

【図２】本画像形成装置を制御するブロック構成図で
ある。

【図３】温湿度と研磨時間を示す図である。

【図４】実施例と比較例との像流れ状態を示す図であ
る。

【図５】研磨動作時のタイミングチャート図である。

【図６】タンデム型のカラー画像形成装置の一構成を
示す模式図である。

【図７】タンデム型のカラー画像形成装置の他の構成
を示す模式図である。

【符号の説明】

１静電潜像担持体（感光体）３転写ロール４現像装置１６中間転写ベルト（ベルト体）２１プロセスユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２ (72)発明者佐藤謡次郎三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場玉城ブロック内Ｆターム(参考） 2H027 DA11 DA14 ED02 ED24 EE02 EE03 2H030 AA00 AA06 AB02 AD01 AD16 AD17 BB42 BB71 2H134 GA01 GB02 GB05 GB06 GB08 HF14 KG04 KG07 KG08 KH01 KJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無端状ベルト体の周回路に各々感光体と
該感光体を現像させる現像装置を有するプロセスユニッ
トを複数設けたタンデム型のカラー画像形成装置におい
て、アモルファスシリコン感光体を用いた第１プロセスユニ
ットと、該第１プロセスユニットの前記ベルト体の回動方向上流
側に、研磨剤を含有したトナーを用いた第２プロセスユ
ニットとを備え、非画像形成時に、前記第２プロセスユニットから前記ベ
ルト体上にトナーを転写し、そのトナーにより前記第１
プロセスユニットの第１アモルファスシリコン感光体の
表面を研磨するように構成したことを特徴とするカラー
画像形成装置。
【請求項２】研磨剤を含有したトナーを用いた前記第
２プロセスユニットは、アモルファスシリコン感光体を
有する前記第１プロセスユニットの上流側に隣接して配
置されることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形
成装置。
【請求項３】アモルファスシリコン感光体を用いた前
記第１プロセスユニットは、前記ベルト体の回転方向最
下流側に配置したことを特徴とする請求項１記載のカラ
ー画像形成装置。
【請求項４】非画像形成時に、前記第１プロセスユニ
ットのアモルファスシリコン感光体と前記ベルト体とで
周速差を設けて回転駆動させることを特徴とする請求項
１記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】前記複数のプロセスユニットの内、使用
頻度が高いプロセスユニットにアモルファスシリコン感
光体を用いたことを特徴とする請求項１記載のカラー画
像形成装置。
【請求項６】前記ベルト体の表面にはトナー粒子を捕
捉可能な凹凸面を形成するとともに、非画像形成時に前記凹凸面にトナー層を形成し、前記プ
ロセスユニット内の前記トナー粒子を用いて感光体表面
を研磨するように構成したことを特徴とする請求項１記
載のカラー画像形成装置。
【請求項７】前記ベルト体は表面をフッソコートした
ウレタンゴムで形成されるとともに、前記凹凸面は表面
粗さがＲｚ５〜１０μｍであることを特徴とする請求項
１、または６記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】機内温度検知手段と機内湿度検知手段を
設け、前記感光体周囲の機内温度及び機内湿度をグルー
ピング化させて研磨条件を決定する研磨条件設定手段を
設け、前記検知手段の信号に基づいて非印字時の前記ベルト体
による前記感光体表面の研磨時間を設定することを特徴
とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】機内温度検知手段と機内湿度検知手段を
設け、前記感光体周囲の機内温度及び機内湿度検知の信
号に基づいて非印字時の前記感光体と前記ベルト体の線
速比を変化させることを特徴とする請求項１記載のカラ
ー画像形成装置。
【請求項１０】無端状ベルト体の周回路に各々感光体
と該感光体を現像させる現像装置を有するプロセスユニ
ットを複数含み、前記ベルト体と前記感光体との周速差
により感光体面を研磨可能に構成したタンデム型のカラ
ー画像形成装置の制御方法において、前記ベルト体の表面にはトナー粒子を捕捉可能な凹凸面
を形成するとともに、前記ベルト体の周回方向に沿って、研磨を要する第１の
感光体と、該感光体より周回方向上流側に隣接して研磨
剤を含有したトナーで現像される第２の感光体を配置
し、非画像形成時に、まず、前記第２の感光体表面に研磨剤
を含有したトナー粒子を付着させた後に、該トナー粒子
を前記凹凸面に転写することによって、前記凹凸面に研
磨剤を含有したトナー層を形成し、該トナー層によって前記第１の感光体表面を研磨するよ
うに構成したことを特徴とするカラー画像形成装置の制
御方法。