JP2006047707A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、簡易な方法で且つ転写体上の転写チリや地汚れが少なく、経時的にも安定した画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 本発明の画像形成方法は、転写体２上に像担持体１上のトナー画像に対応する静電潜像を形成した後、転写体２に交流電圧を印加して像担持体１上のトナー画像を転写体２上の静電潜像に転写する画像形成方法において、像担持体１は回転しつつ表面が研磨部材２２ｂで研磨されており、像担持体１の回転数Ｎに対して像担持体１の膜厚の減少量Δｄが、下記式（１）となっている。
【数１】

【選択図】 図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられ、転写体上に像担持体上のトナー画像に対応する静電潜像を形成した後、転写体上の静電潜像に対応して像担持体上のトナー画像を転写体に転写する画像形成方法及び画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を用いる複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、複数色のトナー像を重ね転写することによってカラー画像を得るようにしたものがある。このカラー複写機の一方式として、感光体上に異なる色成分毎に形成されるトナー像を中間転写体上に順次重ね転写し、その重ね転写されたトナー像を転写紙等に一括転写する事によってカラー画像を得る中間転写方式がある。

特開２０００−３９７７６号公報 特開平１０−２８８９０１号公報

中間転写方式の画像形成装置においては、トナー像の転写行程を２回行うため、最終的な出力画像のボケやにじみ等の点で不利であった。画像ボケ等の原因となる転写行程でのトナーの飛び散り（以後、転写チリと記す）は、転写電圧値や転写電流値などの転写条件及びトナー帯電量や付着量などにより変化する。一般に、トナーの転写効率が最大で、且つ、転写チリが最小となるように、転写電圧値や転写電流値などの転写条件の初期設定を工場出荷時等に行っている。しかし、トナーの転写効率と転写チリ抑制を完全に両立させる転写条件の範囲が狭い場合も有り、転写チリの発生を低減させることは困難であった。

また、一般に転写プロセスでは、感光体上で電場により拘束されているトナー粒子集団を拘束力のない均一面に引っ張って移動させるため、原理的にトナーが散りやすいという問題がある。特に、中間転写方式では、中間転写体上のトナー画像のボケを低減させること、すなわち、感光体から中間転写体への転写（一次転写）での転写チリの抑制が高画質化への重要課題となる。

本発明は、簡易な方法で且つ転写体上の転写チリや地汚れが少なく、経時的にも安定した画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、転写体上に像担持体上のトナー画像に対応する静電潜像を形成した後、転写体に交流電圧を印加して像担持体上のトナー画像を転写体上の静電潜像に転写する画像形成方法において、像担持体は回転しつつ表面が研磨部材で研磨されており、像担持体の回転数Ｎに対して像担持体の膜厚の減少量Δｄが、下記式（１）となっていることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、像担持体の回転数Ｎに対して像担持体膜厚の減少量Δｄが、式（１）になるように像担持体の表面を研磨していることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、転写体に印加する交流電圧の波形は矩形波であることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、転写体に印加する交流電圧の周波数は５００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下であることを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、転写体はトナー画像を一時的に担持する中間転写体であることを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、転写体と像担持体との間には電位勾配を形成する電位勾配形成手段を有しており、電位勾配形成手段は転写体と像担持体とのニップ部の上流側又は下流側の少なくとも何れか一方に備えていることを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、電位勾配形成手段は転写体を接地して、転写体と像担持体との間に電位勾配を形成していることを特徴とする。

請求項８に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するローラであることを特徴とする。

請求項９に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するブラシであることを特徴とする。

請求項１０に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するブレードであることを特徴とする。

請求項１１に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、転写体上に静電潜像を形成するときには転写体と像担持体とを接触させており、像担持体上のトナー画像を転写体に転写する場合は、転写体と像担持体とを非接触にしていることを特徴とする。

請求項１２に記載された発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の画像形成方法を行うことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の表面を所定の割合で研磨することで、簡易な構成で且つ転写体上の転写チリや地汚れが少なく、経時的にも安定した画像形成方法及び画像形成装置を得ることができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施の形態に係る画像形成装置の転写工程を説明する概略図を示している。図１に示すように、感光体（像担持体）１上のマイナス極性のトナー画像をプラス極性の転写電圧Ｖｔによって転写体（又は中間転写体）２上に転写させるが、このとき、予め転写体２上に、非画像部にマイナス帯電したネガ静電潜像を形成しておく。転写体２上への潜像形成方法については後述する。

感光体１は、導電層を構成する導電性基板１ａ上に感光層１ｂを形成したものであり、導電性基板１ａを接地しておく。転写体２は、電極を構成する導電性基板２ａ上に誘電体層２ｂを形成したものが用いられる。導電性基板２ａには交流電源３を接続し、交流電源３から導電性基板２ａに交流電圧Ｖｔを印加し、転写体２上の画像部に対応した部分（未帯電部）の上にトナー画像５を転写する。

一般に転写体２上に転写されたトナーには、トナー粒子間のクーロン反発力が働いており、転写後のトナーの飛びチリの原因の一つになっていると考えられる。転写体２上の非画像部にはマイナス潜像４による静電的拘束力（マイナストナーとの静電反発力）によってトナーが横方向に飛び散り難くなっている。

転写体２上に静電潜像を形成する方法の一例としては、潜像転写法、いわゆるＴＥＳＩ法が挙げられる。この潜像転写法について中間転写体の場合を例に簡単に説明する。中間転写体は誘電層２ｂとし、裏面は導電性膜としての導電性基板２ａとしている。

本実施形態では、感光体１上にトナー画像５を形成する通常の作像工程に先だって、感光体１上に潜像転写用の静電潜像を形成し、この静電潜像の現像は行わずに感光体１と転写体２との接離機構により接触させる。接触前の転写体２表面は、予め除電手段などにより均一に除電されていることが望ましい。

図２（ａ）に示すように、感光体１と転写体２との接触部において、直流電源６から転写体２の導電性基板２ａにプラス極性の潜像転写電圧Ｖｓを与え、感光体１上の潜像潜像の電荷の一部が転写体２の表面に転写される。感光体１上の非画像部にマイナスに帯電した静電潜像が形成された場合、転写体２上の非画像部はマイナス極性に帯電した静電潜像４が得られる。転写体２上に転写される潜像潜像の電位は、感光体１上の潜像電位、潜像転写電圧Ｖｓ、感光体１の誘電厚み、転写体２の誘電厚み、プロセス速度などで変化する。ＴＥＳＩ法の理論は、例えば、「電子写真の基礎と応用 電子写真学会編」の3.3.1静電像転写のメカニズムの章などに記載されている。前述したように、転写体２上のトナー層電位に比べて非画像部の電位の方が大きくなるように、種々の条件を最適化する。

転写体２に静電潜像を形成した後は、交流電源３から転写体２に交流電圧Ｖｔを印加し、転写体２上の画像部に対応した部分（未帯電部）の上にトナー画像５を転写するようになっている。その原理は次のようになっている。図３に示すような矩形波の交流電圧Ｖを交流電源３から転写体２に印加すると、交流波形のｔ１の部分（トナー押しつけ電圧）では、感光体１上の負に帯電しているトナーは、転写体２の向き（図の下向き）の力を受け、感光体１から転写体２に向けて電気力線８に沿って動く。この時の電気力線８の向きは図４に示すようになっているため、トナーはほぼまっすぐに感光体１から転写体２上へ移動することになる。

一方、図３に示すような交流波形のｔ２の部分（トナー引き戻し電圧）では、電気力線８の向きは図５に示すようになっており、トナーは転写体２上から感光体１の画像部に向かって上向きの力を受けるため感光体１に戻ろうとする。この時の電気力線８は図５から分かるように、転写体２上の潜像方向に向かっており、トナーは転写体２上の中心方向に集まりながら感光体１に戻ろうとする。このとき、転写体２上の潜像部のトナーは静電ポケットに落ち込んでいるため感光体１の方向には戻らない。次に、またバイアスがｔ１の部分になると、トナーは感光体１から転写体２に向けて移動する。感光体１と転写体２との間を何度も往復するうちに、転写体２上の潜像周辺のトナーも潜像部に集まってきて、静電ポケットに入り込み、転写体２上の潜像部が現像される。

このように、感光体１上の画像部位以外のトナーが転写されても、トナーが感光体１と転写体２間を往復運動することにより、地汚れが低減され、シャープな画像を得ることができる。また、通常の転写を行なう（直流電圧で印加を行なう）ときには、転写体２上の未帯電部と感光体１上のトナー像部が一致するように作像タイミングを制御する必要がある。しかし、交流電源３から転写体２に交流電圧を印加した場合は、トナーが転写体２上の静電潜像以外の部分に転写されても、トナーが感光体１と転写体２との間を往復運動するうちに、転写体２上の潜像部分に集まってくるので、作像タイミングが多少ずれていても画像がくずれない。

交流波形を利用した転写方法では、その効果を引き出すにはトナーが往復運動をできるギャップで転写を行うことが望ましい。従って、感光体１と転写体２がニップ部で接触している構成では、ニップの上流側のギャップで転写を行う場合と、ニップの下流側のギャップで転写を行う場合がある。ニップの下流側で転写を行なう場合は、ニップでほとんどのトナーが転写された後、感光体１上に残ったトナーを転写し、作像タイミングのずれによる潜像以外の部分に転写されたトナーを潜像部分に集める。作像タイミングのずれが大きいと予測されるときには、ニップの上流側のギャップで転写を行った方がよい。

交流電源３から転写体２の導電性基板２ａに印加する交流波形が図３に示すような矩形波である場合の方が、転写体２の導電性基板２ａに印加する交流波形がSin波である場合に比較してシャープな画像が得られる傾向がある。これは、矩形波の場合の方が、トナーの押しつけ電圧と引き戻し電圧が継続して転写体２の導電性基板２ａにかかるために、トナーの帯電量ｑ／ｍのばらつきや、トナーの付着力のばらつきに対応できるからと考えられる。

また、交流電源３から転写体２の導電性基板２ａに印加する交流波形の周波数が低すぎると、転写時間内におけるトナーの感光体１と転写体２との間の往復運動の回数が少なくなるため、線速が速くなってくると、トナーの転写不良の原因となる。特に、トナーの帯電量ｑ／ｍが小さいトナーは、空気抵抗の影響を大きく受け、転写電界の追従性が悪い。そのため、トナーが転写時間内でなるべく多くの往復運動をする方がよい。しかし、交流波形を高周波とすると、トナーの特性の変化により、トナーの運動そのものが大きく影響を受ける。この点では低周波のバイアスが広い範囲で安定した運動を再現できる。従って、実用的には、交流電源３から転写体２に印加する周波数は５００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下であることが望ましい。

次に、本発明の第１実施の形態について説明する。第１実施の形態では転写体として中間転写体を有する画像形成装置を用い、潜像形成方法としてＴＥＳＩ法を用いた場合の実施例である。図８は本実施例で用いた電子写真方式の画像形成装置の一例を示す。像担持体としての感光体は、感光体ドラム１１を用いたが、感光体ベルトなどでもよい。本実施例では、感光体ドラム１１よりなる像担持体上にトナー画像を形成し、感光体ドラム１１上に形成したトナー画像を中間転写ベルト等の中間転写体１６上に転写して一時的に担持した後、中間転写体１６上のトナー画像を転写体上に転写する、いわゆる、中間転写方式において、感光体ドラム１１から中間転写体１６上へのトナー画像の転写工程に先だって、中間転写体１６上にトナー画像に対応する静電潜像を形成しておき、中間転写体１６に交流電圧を印加して中間転写体１６の静電潜像上に感光体ドラム１１上のトナー像を転写させている。

この画像形成装置は、複数の現像器１２〜１５が１本の感光体ドラム１１に対向してその回転方向へ所定の間隔をおいて並べて配置され、感光体ドラム１１上に異なる色成分毎に形成されるトナー像を中間転写体１６上に順次に重ねて転写し、その重ね転写されたトナー像を転写紙等の転写体１７に一括して転写することによってカラー画像を得る１ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置である。

感光体ドラム１１はアルミニウム素管上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順に重ねて製膜した機能分離型の感光層を有する。この感光層の厚さは約３０μｍ、比誘電率３．０である。現像器１２〜１５は、例えば感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して黒のトナー像とする黒現像器１２、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像してシアンのトナー像とするシアン現像器１３、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像してマゼンタのトナー像とするマゼンタ現像器１４、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像してイエローのトナー像とするイエロー現像器１５が用いられる。

感光体ドラム１１は、図示しない駆動機構により回転駆動され、スコロトロンからなる帯電器１８で均一に約−６００Ｖにマイナス帯電された後、図示しない光書き込み装置からなる露光手段により各色の画像情報に応じたレーザ光１９が順次に照射されることで露光されて各色の−１００Ｖ〜−５００Ｖの静電潜像が順次に形成される。電位センサ２０は感光体ドラム１１の帯電電位や露光部電位を検出し、制御部にて電位センサ２０の出力信号に基づいて帯電条件や露光条件などを制御することもできる。

現像器１２〜１５は、乾式２成分現像剤を用いて感光体ドラム１１上の低電位部にマイナス帯電のトナーを付着させる反転現像方式であり、順次に現像動作が可能になる。感光体ドラム１１上の各色の静電潜像はそれぞれ現像器１２〜１５により現像されて黒、シアン、マゼンタ、イエロー各色のトナー像となる。光センサ２１は現像器１２〜１５より感光体ドラム１１の回転方向下流側に感光体ドラム１１と対向して配置されて感光体ドラム１１のトナー付着量を光学的反射率から検出し、制御部にて光センサ２１の出力信号に基づいてプロセス条件を制御することができる。感光体ドラム１１上の各色のトナー像は中間転写体１６上に重ねて転写される。

本実施例では、中間転写体１６は、ＰＥＴフィルムの裏面に金属電極を設けた無端状の誘電体ベルトからなる無端状の中間転写ベルトが用いられ、誘電体の厚さが約７０μｍ、比誘電率が３．０である。中間転写体１６は、ベルト材料としてポリカーボネートなどの他の樹脂を用いることもでき、また、中間転写ドラムなどを用いても良い。

感光体ドラム１１と中間転写体１６は図示しない接離機構によって接離可能な構成となっている。この接離機構や、中間転写体１６に転写バイアスを印加するための転写電源などはまとめて一次転写手段と称し、以後、感光体ドラム１１から中間転写体１６へのトナー画像の転写はトナー画像の一次転写と記す。一次転写後の感光体ドラム１１上の残留トナーは、クリーニング前除電器２２による除電で帯電量が制御され、感光体クリーニング装置２３でブラシ２３ａ及びブレード２３ｂにより除去される。感光体ドラム１１上の残留電荷は除電ランプ２４で除去される。

中間転写体１６上に一色目のトナー像が感光体ドラム１１から転写された後、二色目の作像動作が開始され、中間転写体１６上に一色目のトナー像に重ねて二色目のトナー像が感光体ドラム１１から転写される。フルカラー画像を形成する場合には、黒、シアン、マゼンタ、イエロー各色のトナー像が感光体ドラム１１上に順次に形成されて中間転写体１６上に重ねて転写された後、この中間転写体１６上に重ねて転写されたトナー像が一括して転写体１７上に転写される。

中間転写体１６は、駆動ローラ２５、電極を構成するバイアスローラ２６、２７、その他の従動ローラ２８、２９に張架され、図示しない駆動機構により駆動ローラ２５を介して回転駆動される。紙転写ローラ３０は、図示しない接離機構によって中間転写体１６と接離するように構成され、図示しない電源から転写バイアス電圧が印加される。

中間転写体１６から転写体１７上へのトナー像の転写は、中間転写体１６裏面の電極をアースとし、接離機構で紙転写ローラ３０を中間転写体１６に接触させ、紙転写ローラ３０で転写体１７の裏側からプラス極性の電圧を印加することで行う。これらの紙転写ローラ３０、接離機構、電源などはまとめて二次転写手段と称し、以後、中間転写体１６から転写体１７上へのトナー像の転写はトナー像の二次転写と記す。二次転写後の中間転写体１６上に残留したトナーは中間転写体クリーニング装置３１によって除去される。また、二次転写後の中間転写体１６上に残留した電荷は図示しない除電装置による交流コロナ放電などにより除去される。

本実施例では、制御部が光書き込み装置や現像器１２〜１５、転写電源、接離機構などを制御することにより、上述のように感光体１上に各色のトナー像を形成する通常の各色毎の作像工程の各々に先だって、感光体ドラム１１上に潜像転写用の静電潜像を各色毎に形成し、この静電潜像を現像せずに転写体１６に転写させる。すなわち、上述した通常の各色の作像動作を順次に行う際には、各作像動作に先だって、まず、その作像動作で形成すべきトナー像に応じた潜像転写用の静電潜像を感光体ドラム１１上に形成する。尚、制御部が光書き込み装置や現像器１２〜１５、転写電源、接離機構などを制御することにより、上述のように感光体１１上に各色のトナー像を形成する通常の各色毎の作像工程の全てに先だって、感光体ドラム１１上に全ての色の潜像転写用静電潜像を形成し、この静電潜像を現像せずに転写体１６に転写させるようにすることも可能である。

潜像転写用静電潜像を形成するときには、感光体ドラム１１は、帯電器１８で均一に帯電された後、図示しない光書き込み装置からなる露光手段により、次の画像形成動作で形成すべきトナー像に応じたレーザ光１９が照射されることで露光されて潜像転写用の静電潜像が形成される。光書き込み装置は、次の画像形成動作で画像情報に応じて形成すべきトナー像に対応する潜像転写用の静電潜像が感光体ドラム１１上に形成されるように感光体ドラム１１をレーザ光１９で露光し、感光体ドラム１１上の非画像部の帯電電位ＶｄをＶｄ＝−６００Ｖ、感光体ドラム１１上の露光部の電位ＶＬをＶＬ＝−１００Ｖ、−３００Ｖの２レベルとする。

現像器１２〜１５は制御部により制御で感光体ドラム１１上の潜像転写用の静電潜像を現像せず、転写電源が制御部により直流電源に切り換えられて該直流電源から中間転写体１の電極を構成する導電性基板にプラス極性の潜像転写電圧Ｖｓが与えられると共に接離機構が制御部による制御で中間転写体１６と感光体ドラム１１とを接触させることにより、感光体ドラム１１上の潜像転写用の静電潜像が中間転写体１６に転写される。感光体ドラム１１と中間転写体１６との接触部においては、直流電源から中間転写体１の導電性基板に＋９００Ｖの潜像転写電圧Ｖｓが与えられると、非画像部は＋１５００Ｖ、露光部は＋１０００Ｖ、＋１２００Ｖの転写電位差が生ずることになる。

ここで、感光体ドラム１１の感光層の厚さを約３０μｍ、該感光層の比誘電率を３．０、中間転写体１６の誘電層の厚さを約７０μｍ、該誘電層の比誘電率を３．０とした場合、転写電位差に対する中間転写体１６上の電位はＴＥＳＩ法の理論から図９に示すような特性になる。したがって、図１０に示すように、中間転写体１６は導電性基板を基準として非画像部が約−３００Ｖ、露光部が０Ｖ、−１５０Ｖの表面電位が形成される。このようにして、中間転写体１６上に一枚分の静電潜像が形成される。次に、転写電源が制御部により交流電源に切り換えられて該交流電源から中間転写体１の電極を構成する導電性基板に交流波形、例えば図１１に示すような矩形波の一次転写電圧Ｖｔが与えられ、通常の作像動作が上述のように行われる。

感光体ドラム１１と中間転写体１６との一次転写部においては、交流電源から感光体ドラム１１と中間転写体１６とのニップ部の上流側にあるバイアスローラ２６を介して中間転写体１の導電性基板に図１１に示すような交流電圧（Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ、周波数５００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下、例えば２ｋＨｚ）に５００Ｖの直流電圧を重畳した転写バイアス電圧からなる一次転写電圧Ｖｔが印加され、感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写体１６に転写される。

この場合、感光体ドラム１１上の非画像部と中間転写体１６との間では静電潜像の転写が起こらず、トナー像の転写のみが行われる。交流電源から感光体ドラム１１と中間転写体１６とのニップ部の上流側（入口側）にあるバイアスローラ２６に一次転写電圧Ｖｔを印加したことで、トナーがそのニップ部の上流側で往復運動を行い中間転写体１６に転写される。

中間転写体１６上への各色トナー像の一次転写が完全に全て終了した後、中間転写体１６の電極が制御部により接地状態に切り換えられ、二次転写部において、中間転写体１６上のトナー像が転写体１７へ一括して転写される。この時、紙転写ローラ３０に電源から＋２００Ｖ程度の転写電圧が印加される。転写体１７は、転写体給送部から給送されて二次転写部で中間転写体１６上のトナー像が転写された後、定着部へ搬送されて定着部によりトナー像が熱溶融定着される。また、中間転写体１６上への各色トナー像の一次転写が完全に全て終了した後には感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接離機構により離間される。

次に、感光体ドラム１１の表面を研磨する方式について説明する。感光体ドラム１１の帯電プロセスでは、主として放電によって電荷が感光体ドラム１１に付与される。従来から知られているように、例えばオゾン、窒素酸化物（以下ＮＯｘと称する）などの放電生成物が生成されることが知られている。このうち、ＮＯｘは、画像形成に悪影響を与える。放電が発生すると、ＮＯｘが形成されることが知られているが、空気中の水分と反応して硝酸が、また金属と反応して金属硝酸塩が生成される。感光体表面に硝酸または硝酸塩による薄い膜が形成されると、高湿環境下では画像が流れたような異常画像が発生する（この以上画像をこれ以降、像流れと呼ぶ）。これは、硝酸・硝酸塩が吸湿することで低抵抗となり、感光体表面の静電潜像が壊れてしまうためである。

画像に明らかな悪影響を与えない程度のＮＯxが発生した場合でも、図６に示すように静電潜像が浅くなり、図５に示すような潜像方向に向かう電気力線８が弱くなり、静電潜像のまわりに転写されたトナーを寄せ集めにくくなる。従って、トナーが感光体ドラム１１と転写体２上を何度も往復するあいだに転写チリがひどくなっていく。

本実施例では、感光体クリーニング装置２３のブレード（研磨部材）２３ｂで感光体ドラム１１の表面に形成された硝酸や硝酸塩の膜を削り取るようにした。ブレード２３ｂは、感光体ドラム１１の表面のクリーニングを兼ねている。尚、ブレード２３ｂは１０⁶回転で５μｍ程度摩耗するように感光体ドラム１１に対する接触圧を調整してある。尚、研磨部材としてブラシローラ等の機械的に感光体表面を削り取るものであっても良い。

（実験例１）
次に、上述した画像形成装置を用いて、感光体ドラム１１表面の削れ量と画像品質との関係を実験した。実験では感光体ドラム１１表面の削れ量は、感光体の回転数にほぼ比例することが分かった。また、感光体ドラム１１の１回転当りに換算して５．０×１０^-12[ｍ／回転]未満の削れ量であれば経時劣化が悪化することが明らかになった。通常の作像方式では約１．０×１０^-12[ｍ／回転]の削り量があれば、いわゆる像流れの現象は回避できることが分かった。従って、本発明では従来の作像方式で必要とされるの５倍以上削るように削り手段の条件を設定する必要があることが分かった。

図７に示すグラフは、感光体削れ量の設定と感光体寿命の関係を示している。直線Ａは最小限に必要な削れ量を示す直線であり、この直線より下の部分は像流れが発生して使用できない条件となっている。直線Ｂ１及びＢ２は感光体削れ量の許容下限を示す。この値は、初期膜厚ｄ１に依存する。発明者らの実験によれば、初期膜厚ｄ１と膜厚変化量Δｄの間に式（２）が成り立つことが分かった。

式（２）の関係が成り立つ範囲では画像の変化が少ないことが明らかになった。
図７の直線Ｃ1、Ｃ2は、画像形成により膜削れが進行する状態を示す直線である。Ｃ1は比較的削り量が大きい場合で、Ｃ2は比較的小さい場合である。直線Ｂと直線Ｃの交点のｘ座標（矢印の先）が感光体の寿命となる。

（実験例２）
次に、感光体ドラム１１に対するブレード２３ｂの接触圧の違いによる画像品質の違いについて比較実験した。実施例１は上述したようにブレード２３ｂを１０⁶回転で５μｍ程度摩耗するように感光体ドラム１１に対する接触圧を調整してある。これに対して比較例１では実施例１と同じ構成で、ブレード２３ｂを１０⁶回転で１μｍ程度摩耗するように感光体ドラム１１に対する接触圧を調整してある。実施例１と比較例１において、初期画像から５００枚毎の経時画像の品質（６cycle／mmの鮮鋭性評価）についての結果を表１に示している。尚、中間転写体上での単位面積当たりのトナー付着量は約１．５ｍｇ／ｃｍ²、トナー帯電量は約−１５μＣ／ｇで一定にした。

表１に示すように、実施例１に比べて比較例１の方が、鮮鋭性評価が劣ることが分かった。尚、上記の実施例及び比較例は、中間転写体を用いた場合であるが、直接トナー像を定着する転写体（記録体）でも良い。例えば、ＯＨＰシートの様な誘電体フィルム上に直接トナー画像を形成する場合は、本発明は有効である。

次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり上述した部分と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、主に上述の実施の形態と異なる点を説明する。

転写バイアスに交流電圧を重畳する場合には、転写バイアスに直流電圧を印加する場合と比較して、一時的に高いバイアスが転写ギャップにかかる。印加するバイアスによっては放電が起こり、転写体上潜像が壊れてしまう場合がある。同じ構成で放電を少なくするには転写手段に印加したバイアスを小さくすればよい。しかし、その場合放電は起こらないが、充分な電界が生じず転写不良となる。転写手段に印加したバイアスを変えずに放電量を減少させるには、中間転写体裏面に電位勾配をつけることが良く知られている。

図１２に示すグラフは、アース位置と放電量の関係を示している。点線は転写体が定電位の場合の放電量を示している。図１２に示すように、アースを設けて電位勾配を作ることで、放電量が飛躍的に減少していることが分かる。特にアース位置がニップに近いほど効果が高いことが分かる。

図１３は本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。本実施の形態では、電位勾配形成手段として中間転写体１６を接地させている。電位勾配形成手段はローラ、ブラシやブレードあるいはそれらを組み合わせることも可能である。画像形成装置は省スペースの為に小型化が要求され、ローラを入れるスペースを確保するのが厳しい場合も多い。ブレードやブラシの使用はこうした小型化に対して非常に有効な手法である。

上記構成により、転写チリの少ない画像を得ることができるようになった。しかし、初期画像はシャープで転写チリの少ない画像が得られるが、経時ではかえって転写チリが悪くなることが発明者らの実験により明らかになった。特に帯電方式が交流電圧を重畳帯電する場合に経時劣化が悪化することが分かった。

（実験例３）
次に、電位勾配形成手段を用いた場合の画像品質の違いについて比較実験した。尚、実施例１は図８に示す構成であり、実施例２は実施例１と同じ構成であるが、バイアスローラ２７を接地した点が実施例１と異なっている。また、比較例２は実施例１と同じ構成であり、ブレード２３ｂの接触圧を実施例１に比べて低くし、１０⁶回転で１μｍ程度摩耗するように調整してある。実施例３は図１３に示すような構成であり、感光体ドラム１１のニップ前後に接地したローラ（アースローラ）４１、４２を配置し、ニップ部に直接バイアスを印加している。比較例３は実施例２と同じ構成で、ブレード２３ｂの接触圧を低くし、１０⁶回転で１μｍ程度摩耗するように調整する。

実施例１〜３および比較例２、３で使用する装置に図１４で示すような交流電圧（Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、２ｋＨｚ）を印加し、初期画像から５００枚毎の経時画像の品質（６cycle／mmの鮮鋭性評価）についての結果を表２に示している。尚、中間転写体１６上での単位面積当たりのトナー付着量は約１．５ｍｇ／ｃｍ²、トナー帯電量は約−１５μＣ／ｇで一定にした。

振幅の大きな交流電圧を印加した場合は、放電により転写体の静電潜像が壊れてしまうため初期画像からチリが多くなる。ベルト裏面に電位勾配を設けることで振幅の大きな交流電圧を印加しても、無駄な放電が抑えられるため、転写チリが抑えられる。

次に請求項１１に対応する実施の形態について説明する。本実施の形態では、中間転写体１６上への潜像形成時には感光体ドラム１１と中間転写体１６が接触しており、転写時には感光体ドラム１１と中間転写体１６とが非接触となっている。図１５（ａ）に示すように、潜像転写用の静電潜像の形成時には、感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接離機構により接触され、中間転写体１６が駆動機構により感光体ドラム１１と同じ周速で同じ方向へ駆動される。そして、中間転写体１６の電極には潜像転写電圧Ｖｓが転写電源から与えられ、感光体ドラム１１上の潜像転写用の静電潜像が中間転写体１６上に転写される。

潜像転写用の静電潜像の転写後には、図１５（ｂ）に示すようにstep２で感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接離機構により分離され、中間転写体１６が駆動機構により元の位置に戻される。次に、図１５（ｃ）に示すようにstep３で感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接離機構により接触され、中間転写体１６が駆動機構により感光体ドラム１１と同じ周速で同じ方向へ駆動される。そして、中間転写体１６の電極には交流電圧が転写電源から印加され、感光体ドラム１１から中間転写体１６へトナー像が転写される。次に、図１５（ｄ）に示すようにstep４で感光体１１と中間転写体１６とが接離機構により分離され、中間転写体１６が駆動機構により元の位置に戻される。このような動作が各色毎に順次に繰り返して行われ、中間転写体１６上に各色のトナー像が重ね転写される。

感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接触している接触現像法では、転写画像の一部が抜けてなくなる虫喰いという現象がおこることがある。これはニップ圧が未定着画像にかかることが原因と言われている。本実施の形態では、転写時に感光体ドラム１１と中間転写体１６とが非接触であるため、虫喰い現象が起こりにくい。また、感光体ドラム１１の寿命が延びる。また、１ドラム方式のカラー画像形成装置では、構成によっては中間転写体１６上に一色目のトナー画像が形成されたあと、感光体ドラム１１と中間転写体１６が非接触となって、中間転写体１６が逆行し中間転写体１６が転写前の位置に戻ってから２色目の潜像の作像動作を開始する必要がある。このような構成の場合、転写時に非接触により現像すれば、図１４のstep３、step４の時に感光体ドラム１１と中間転写体１６の位置を変化させる必要がない。したがって、感光体ドラム１１と中間転写体１６の接離機構の寿命が延びる。

（実験例４）
次に、図１５に示すような転写時に感光体ドラム１１と中間転写体１６とが非接触となる構成と、常時感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接触状態となっている場合における画像品質の違いについて実験を行った。実施例３は図８に示す構成であり、実施例４は実施例３と構成は同じで、トナー転写時には感光体ドラム１１と中間転写体１６が非接触となっている点で異なっている。尚、ニップ部分のギャップは３００μｍとなっている。実施例３及び４の構成で交流電圧を印加して作像した場合における、初期画像から５００枚毎の経時画像の品質（６cycle／mmの鮮鋭性評価及び虫食いの評価）についての結果を表３に示している。表３に示すように、転写時に感光体ドラム１１と中間転写体１６とが非接触となる構成の方が、常時感光体ドラム１１と中間転写体１６とが接触状態となっている場合に比べて虫食い減少の頻度が減少することが分かった。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

上述の実施形態では、感光体ドラム１１に接触するブレード２３ｂで感光体ドラム１１表面を削り取るようにしているが、これに限定されず、ローラ状やベルト状の転写部材あるいは磁気ブラシ等の現像手段で感光体ドラム１１表面を削り取るようにしてもよい。

上述の実施の形態では、中間転写体１６を用いる中間転写方式について説明したが、中間転写体１６を用いない方式であってもよい。この場合、感光体よりなる像担持体にトナー画像を形成し、トナー画像を転写体へ転写する転写工程に先だって、転写体上にトナー画像に対応する静電潜像を形成しておき、転写体に交流電圧を印加して、転写体の静電潜像上に感光体上のトナー像を転写させている。

本実施の形態に係る画像形成装置の転写工程を説明する概略図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の潜像転写用静電潜像の転写工程を説明する概略図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の転写用の交流電圧を示す波形図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の潜像転写用静電潜像の転写工程を示す概略図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の潜像転写用静電潜像の転写工程を示す概略図である。 異常画像が発生した状態を説明する概略図である。 感光体の回転数と感光体表面の削れ量との関係を示すグラフである。 本実施の形態に係る画像形成装置の一例を説明する断面図である。 感光体電位と転写体上電位との関係を示す波形図である。 転写電位差と転写体電位との関係を示すグラフである。 トナー像転写用交流電圧を示す波形図である。 アース位置と放電量の関係を示すグラフである。 他の実施の形態に係る画像形成装置の一例を説明する断面図である。 トナー像転写用交流電圧を示す波形図である。 他の実施の形態に係る画像形成装置の一例を説明する断面図である。

符号の説明

１ 感光体（像担持体）
２ 転写体
５ トナー画像
１１ 感光体ドラム（像担持体）
１６ 中間転写体
２２ｂ ブレード（研磨部材）

Claims (12)

1. 転写体上に像担持体上のトナー画像に対応する静電潜像を形成した後、転写体に交流電圧を印加して像担持体上のトナー画像を転写体上の静電潜像に転写する画像形成方法において、像担持体は回転しつつ表面が研磨部材で研磨されており、像担持体の回転数Ｎに対して像担持体の膜厚の減少量Δｄが、下記式（１）となっていることを特徴とする画像形成方法。
   

   
2. 像担持体の回転数Ｎに対して像担持体膜厚の減少量Δｄが、式（１）になるように像担持体の表面を研磨していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 転写体に印加する交流電圧の波形は矩形波であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
4. 転写体に印加する交流電圧の周波数は５００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
5. 転写体はトナー画像を一時的に担持する中間転写体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
6. 転写体と像担持体との間には電位勾配を形成する電位勾配形成手段を有しており、電位勾配形成手段は転写体と像担持体とのニップ部の上流側又は下流側の少なくとも何れか一方に備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
7. 電位勾配形成手段は転写体を接地して、転写体と像担持体との間に電位勾配を形成していることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
8. 電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するローラであることを特徴とする請求項６記載の画像形成方法。
9. 電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するブラシであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
10. 電位勾配形成手段は像担持体又は転写体に接触するブレードであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
11. 転写体上に静電潜像を形成するときには転写体と像担持体とを接触させており、像担持体上のトナー画像を転写体に転写する場合は、転写体と像担持体とを非接触にしていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
12. 請求項１〜１１の何れか一項に記載の画像形成方法を行うことを特徴とする画像形成装置。
    

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