JPH08297420A

JPH08297420A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08297420A
Application number: JP20238495A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kimura; 清木村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】転写ベルトにより記録紙にトナー像を転写す
る画像形成装置において、クリーニング機構を廃止し、
長期に亙りクリーニング不良に伴う記録材裏面汚れ解消
し、転写分離性の優れた画像形成装置を提供する。【構成】像担持体１０上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、像担持体１０に対し記録材Ｐを介して対
向する回動可能なエンドレス状の転写ベルト３１の内側
に設けられた転写電極によりトナー像を記録材Ｐに転写
する転写手段とを備えた画像形成装置において、記録材
Ｐが転写手段を通過しない時に、転写ベルト３１を像担
持体１０の周面に接触させた状態で複数回周回させる間
に、転写電極３４に印加する電圧の極性を像担持体１０
の像担持面の電位に対して転写ベルト３１の周回毎に切
り替え制御する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機や静電
プリンタ等の静電記録方式の画像形成装置に関し、像担
持体上の潜像を現像して形成されたトナー像を、回転す
る転写ベルトを有するベルト転写装置により記録材上に
物理的手段によって転写したのち、トナー像の付着した
記録材を搬送して定着装置により定着を行う画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やプリンタ等の画像形成
装置にあっては、帯電器によって像担持体である例えば
感光体ドラム周面に一様に帯電した後、感光体ドラム周
面に像露光を行い静電的な潜像を形成する。この潜像は
現像手段によって現像・顕像化されてトナー像となる。
この感光体ドラム周面に形成されたトナー像はタイミン
グを合せて給送される記録材（記録紙）上に物理的手段
によって転写され、トナー像の転写を受けた記録材は感
光体ドラムから分離され、定着手段に搬送され、そのト
ナー像は記録材上に定着されたのち装置外に排出され
る。

【０００３】この感光体ドラム周面に付着したトナー像
は、転写放電器によって、トナーの帯電極性とは逆極性
の電荷が記録材に対して背面から付与されて記録材上へ
転写され、しかる後、交流の高電圧が印加された記録材
は分離器によって除電され、感光体ドラムから分離する
ことがなされている。しかし多色トナー像が直径１００
ｍｍ相当の外径の感光体ドラムに積層されて形成されて
いるカラートナー像を確実に記録材に転写し、かつ感光
体ドラムから安定して分離するのに難しさがあり、トナ
ー像の転写を終了した記録材が分離されないまま感光体
ドラムに巻き付き、紙詰り等を起し易いという欠点を有
している。特に、７５％ＲＨ以上の高湿環境下で１６〜
２０ポンド紙のような相対的に薄い記録材を使用した場
合には、その傾向が顕著であり鮮やかなカラー像の転写
する条件と白紙の分離する条件が両立しないという欠点
を有している。この欠点を改善した技術としてベルト転
写装置が用いられる。

【０００４】ベルト転写装置では、複数の保持ローラ
（駆動ローラ、従動ローラ）によって張設された転写搬
送ベルト（以下、転写ベルトとも称す）を感光体ドラム
と同速度をもって回転するようにする。記録材は該転写
ベルトと密着しながら搬送し、転写部を通過し転写部で
は転写ベルトと一体的に感光体ドラムに接触するように
構成されている。そして転写部では転写ベルトの内側に
設けられた転写電極（コロナ放電極、ローラ状電極或い
はブラシ状電極）によって転写ベルトにトナー極性とは
逆極性の電荷が付与され、感光体ドラム上のトナー像が
記録材に転写するように構成されている。かかるベルト
転写装置では転写部において優れた転写効率、分離効果
を得ることができる。

【０００５】上記ベルト転写装置は感光体ドラム上にト
ナー像を重ねて形成して一度に記録材に転写を行うよう
にしたカラー画像形成装置では特に好ましい装置として
用いられる。かかるカラー画像形成装置では感光体ドラ
ム上でトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラ
ム周縁部に備えるためドラム径は大きくなり、従来の静
電転写分離方式では十分な分離性能が得られないのでよ
り確実な分離性能を必要とすることと、トナー像を重ね
る方式ではトナー付着量が２〜３倍と多くなるため、転
写電荷量は付着量にほぼ比例して大きくなり、単色に比
較して２〜３倍に大きくすることが必要となる。以上の
２点の要件に対して、ベルト転写装置は以下の理由で優
れている。ベルト転写装置では、記録材は感光体に転写
ベルトを介して密着された状態でベルトに転写電荷が付
与されるため、転写ベルトで十分な転写電荷を保持する
ことができ、確実な転写が得られる。しかも記録材は転
写ベルト内の転写電荷に静電的に吸引されながら感光体
ドラムから離れるために十分な転写力を保持しながら確
実な分離性能が得られるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベルト転写装
置を備えた画像形成装置においては、転写部での記録材
のジャム発生、記録材の領域外のカブリ等により、像担
持体から転写ベルトに転移したトナーをクリーニングす
る必要を生じる。このためのクリーニング方式が多く提
案されている。例えば、特開平３−１１６１７４号公報
におけるブレードクリーニング方式や、特開平６−５９
５８１号公報，特開平６−５９５８６号公報における静
電回収ローラクリーニング方式等がある。

【０００７】図１６は従来のベルト転写装置の一例を示
す断面図である。ベルト転写装置３０はベルト駆動ロー
ラ３３、前ローラ（従動ローラ）３２、案内ローラ３５
Ａ、テンションローラ３５Ｂと、これらローラ間に懸架
張設された、エンドレス状の転写ベルト３１と、該転写
ベルト３１の架設内方に設けたコロナ転写極３４と、前
記駆動ローラ３３近傍の転写ベルト３１を圧接する第１
のクリーニングローラ３８Ａと、前記従動ローラ３２近
傍の転写ベルト３１を圧接する第２のクリーニングロー
ラ３８Ｂと、前記第１のクリーニングローラ３８Ａと、
前記従動ローラ３２近傍の転写ベルト３１を圧接する第
２のクリーニングローラ３８Ｂと、前記第１のクリーニ
ングローラ３８Ａの周面に付着したトナーを除去する第
１のスクレーパ３９Ａと、前記第２のクリーニングロー
ラ３８Ｂの周面に圧接する第２のスクレーパ３９Ｂとか
ら構成されている。そして第１のクリーニングローラ３
８Ａには＋２０００Ｖの電圧が、第２のクリーニングロ
ーラ３８Ｂには−２０００Ｖの電圧が印加されている。
しかし、転写ベルトにブレードやローラを圧接させるた
めに、軸方向への転写ベルトの片寄り、転写ベルト速度
ムラによる転写ズレ、或いはブレードや転写ベルト等の
部品の劣化といった課題を残している。また転写装置自
体が複雑になり信頼性の管理面或いは製造コストの上昇
といった課題もある。

【０００８】更に、画質面においても次のような課題が
ある。

【０００９】高湿環境下で、白粒状に転写ヌケした画像
が発生し、湿度の上昇に伴い、トナー像全体にわたって
激しく霜降状の転写不良になることもある。紙種の変化
により、発生条件及び発生レベルも異なる。これを通称
「転写ハジキ」と呼ぶ。これはコロナ転写極により与え
られたベルト及び記録紙を媒介として転写進入部に流れ
込み、進入部の電位が転写極部に近づき、像担持体と記
録紙との間の間隙電位がパッシェン臨界を越えて起こす
気中放電が原因である。

【００１０】常温常湿でも転写ハジキに至らないまで
も、文字の周辺にトナーが飛び散る「文字チリ」、「画
像ニジミ」が発生する。これは前述の間隙電位の上昇に
より記録紙が像担持体に密着する前に像担持体上のトナ
ーが記録紙側に静電力で飛翔することに起因している。

【００１１】また、クリーニングに関して、なお下記の
問題点がある。即ち、転写材のタイミング不良やジャム
を発生した場合は、転写ベルトに多量のトナーが転移し
付着するような事態になり、特に、カラープリンターの
場合は、単色プリントに比較して２ないし３倍にもな
る。多量のトナーを転写ベルトから像担持体に逆転移さ
せるために、トナーと同極性の強い電位を転写電極に印
加することになるが、どうしてもトナーは完全に転移で
きないで、トナーが転写ベルトに残余する。この結果、
次の転写材の裏面に薄い画像汚れとして現れることがあ
る。トナーと同極性の強い電位を転写極に印加したとき
は、転写ベルトに残余するトナーの極性は逆転する。従
って、更に転写ベルトの周回を繰り返しても、転写ベル
ト上のトナーは像担持体側に殆ど転移せず、その効果は
期待できない。また、トナー付着量に適合させて電極に
印加する電圧を適正化する方法もあるが、環境の変化、
転写ベルトの抵抗率の変化等によっても影響を受け、こ
れに対しても適正な電圧を制御することが必要となり、
性能や製造コストの面で課題が多い。

【００１２】本発明はこれらの問題点を解決するベルト
転写装置のクリーニング機構の改良によって、転写ズ
レ、ピッチムラ、ベルトの片寄りといった問題もなく、
構造的にシンプルで安価で装置としての寿命も高く、長
期にわたり転写ベルトのクリーニング不良に伴う記録材
裏面汚れ等の画像問題の発生のない転写分離性能の優れ
たベルト転写装置を備えた画像形成装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本願
の請求項１に記載の発明の画像形成装置は、像担持体を
複数回周回させる間に複数の現像装置により該像担持体
上に多色のトナー像を形成した後、前記現像装置の下流
側に設けたベルト転写装置により前記多色のトナー像を
記録材に一括転写して搬送する画像形成装置において、
前記像担持体に対向する転写ベルトの裏面側に、前記転
写ベルトの移動方向に交差して配列し、かつ前記像担持
体に対向する転写電極を設け、前記転写電極には、前記
記録材が転写部を通過する時に前記像担持体の電位に対
しトナーと逆極性となる電位を印加し、前記記録材が転
写部を通過しない時に前記像担持体の電位に対しトナー
と同極性の電位を印加することにより、前記転写ベルト
上に残余するトナーを、該転写ベルトから前記像担持体
の周面に転移させることを特徴とするものである。

【００１４】また、上記目的を達成する本願の請求項４
に記載の発明の画像形成装置は、帯電手段、像露光手
段、現像手段等の画像形成手段により像担持体上にトナ
ー像を形成し、該トナー像を転写手段の転写電極により
記録材上に転写し、該記録材を転写ベルトにより搬送す
る画像形成装置において、前記記録材が転写手段を通過
しない時に、前記転写ベルトを前記像担持体の周面に接
触させた状態で、前記転写電極にトナーと同極性の電圧
を印加することにより、前記転写ベルト上に残余するト
ナーを前記転写ベルトから前記像担持体の周面に転移さ
せるようにしたことを特徴とするものである。

【００１５】更に、上記目的を達成する本発明の画像形
成装置は、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形
成手段と、前記像担持体に対し記録材を介して対向する
回動可能なエンドレス状の転写ベルトの内側に設けられ
た転写電極により前記トナー像を前記記録材に転写する
転写手段とを備えた画像形成装置において、前記記録材
が前記転写手段を通過しない時に、前記転写ベルトを像
担持体の周面に接触させた状態で複数回周回させる間
に、前記転写電極に印加する電圧の極性を前記像担持体
の像担持面の電位に対して前記転写ベルトの周回毎に切
り替え制御することを特徴とするものである（請求項
６）。

【００１６】更にまた、本発明の画像形成装置は、電源
投入時あるいは記録材ジャム発生後の起動時に、前記転
写ベルトを前記像担持体の周面に接触させる状態で複数
回周回させる間に、前記転写電極に印加する電圧の極性
を前記像担持体の像担持面の電位に対して前記転写ベル
トの周回毎に切り替え制御することを特徴とするもので
ある（請求項７）。

【００１７】更にまた、本発明の画像形成装置は、前記
転写手段により像担持体からトナー像を記録材に転写し
た後、前記転写ベルトを像担持体の周面に接触させる状
態で複数回周回させる間に、前記転写電極に印加する電
圧の極性を前記像担持体の像担持面の電位に対して前記
転写ベルトの周回毎に切り替え制御することを特徴とす
るものである（請求項８）。

【００１８】

【実施例】実施例の説明に先立ってベルト転写装置を備
える画像形成装置の構成とその作用について述べる。

【００１９】図１は本発明に係る画像形成装置の１実施
例としてカラー画像形成装置（カラープリンタ）の全体
構成図である。

【００２０】（帯電・除電）図において１０は像担持体
である感光体ドラムで、ＯＰＣ感光層をドラム上に塗布
したもので接地されて時計方向に駆動回転される。１２
はスコロトロン帯電器で、感光体ドラム１０周面に対し
Ｖ_Hの一様な帯電をＶ_Gに電位保持されたグリッドとコロ
ナ放電ワイヤによるコロナ放電によって与えられる。こ
のスコロトロン帯電器１２による帯電に先だって、前プ
リントまでの感光体の履歴をなくすために発光ダイオー
ド等を用いた帯電前露光手段（ＰＣＬ）１１による露光
を行って感光体周面の除電をしておく。

【００２１】（露光）感光体ドラムへの一様帯電ののち
像露光手段１３により画像信号に基づいた像露光が行わ
れる。像露光手段１３は図示しないレーザダイオードを
発光光源とし回転するポリゴンミラー１３１、コリメー
トレンズ１３２等を通過し、反射ミラー１３３Ａ，１３
３Ｂにより光路を曲げられ、ｆθレンズ１３４を経て走
査がなされるもので、感光体ドラム１０の回転（副走
査）によって潜像が形成される。本実施例では文字部に
対して露光を行い、文字部の方が低電位Ｖ_Lとなるよう
な反転潜像を形成する。

【００２２】（現像）感光体ドラム１０周縁にはイエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）
等のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵
した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが設けられ
ていて、先ず１色目の現像がマグネットを内蔵し現像剤
を保持して回転する現像スリーブ１４１によって行われ
る。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわりに絶縁
性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを
主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリカ、酸
化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現像剤は
層形成棒１４２によって現像スリーブ１４１上に３００
〜６００μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送され
る。

【００２３】現像域における現像スリーブ１４１と感光
体ドラム１０との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい
０．４〜１．０ｍｍとして、この間にＶ_ACのＡＣバアイ
スとＶ_DCのＤＣバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCと
Ｖ_H、トナーの帯電は同極性であるため、Ｖ_ACによって
キャリアから離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ
_DCより電位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電
位の低いＶ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われ
る。

【００２４】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１２による一
様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露
光手段１３によって形成される。このとき１色目の画像
形成行程で行われたＰＣＬ１１による除電は、１色目の
画像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下に
より飛び散るため行わない。

【００２５】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
Ｖ_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない
部分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行
われるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行
う部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナ
ー自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ
_DCとＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色
目と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ
_Lの潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバラン
スが崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞
Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００２６】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム１０周面上には４
色の顕像が形成される。

【００２７】（給紙）一方、給紙カセット２１より給紙
され給紙ローラ２２１，２２２によって給送された記録
材Ｐは、転写ベルト３１を張架したベルト転写装置３０
によって転写域へと給送され、感光体ドラム１０周面上
の多色像が一括して記録材Ｐ上に移される。２２３はレ
ジストシャッタ、２２４は記録材先端通過検知センサで
ある。

【００２８】（転写）図２は転写ベルト３１が記録材Ｐ
を介して感光体ドラム１０に当接した転写時の状態を示
すベルト転写装置３０の断面図である。図３は転写ベル
ト３１が感光体ドラム１０の周面から離間した状態を示
す断面図である。前記の転写ベルト装置３０に使用した
転写ベルト３１は、ウレタンゴムの基体の外側にＦＬＣ
層を形成された１０¹⁰〜１０¹¹Ω・ｃｍ（２０℃，６０
％ＲＨ）の体積抵抗率をもち、厚さ０．６１ｍｍ、周長
（直径）５２ｃｍの無端状のゴムベルトであり、駆動ロ
ーラ３３と従動ローラ（転写前ローラ）３２との間に張
架されてテンションローラ３５の付勢により伸長率３％
で使用される。

【００２９】なお、上記体積抵抗率は、転写ベルト３１
を電極でサンドイッチして電極間に２ｋＶを印加し、３
００ｍｓｅｃ経過したのちの電流値から算出した値であ
る。但しこの体積抵抗値は環境依存性が大きく、環境、
特に温度により２桁程度の変動があるから、機内湿度モ
ニターにより転写ベルト３１に注入する電荷を所望の範
囲に設定するために電極に印加する電圧を切り換え制御
することが一層望ましい。

【００３０】前記の転写前ローラ３２と駆動ローラ３３
ならびにテンションローラ３５は、ベルト転写装置３０
の外枠３０ａに収容された内枠３０ｂに支持されてい
て、圧縮バネ３０ｃにより駆動ローラ３３の軸３３ａを
支点として反時計方向に付勢されている。

【００３１】前記転写前ローラ３２は、両端の軸に備え
られた突当コロ（図示せず）を感光体ドラム１０側縁部
の非画像領域に当接することによって巻回する転写前ロ
ーラ３２と感光体ドラム１０の周面との距離が所定の値
に規制されるように支持され、転写ベルト３１の搬送に
従動して回転される。該転写前ローラ３２にはバイアス
電圧印加が可能になっている。

【００３２】一方、前記の駆動ローラ３３は、装置本体
の動力系に接続して反時計方向へと駆動回転される外径
１５．３ｍｍのローラであって、Ｒｍａｘ．５５〜８５
μｍの表面粗度を備えることによって転写ベルト３１と
スリップすることなく確実に反時計方向へと循環し、感
光体ドラム１０の周速に同期して搬送する。

【００３３】前記の転写ベルト３１は、第１の電極に該
当する転写前ローラ３２と駆動ローラ３３の間のベルト
面を感光体ドラム１０の周面に圧接してニップ部Ｎを形
成し、それに対向する転写ベルト３１の内側に第２の電
極に該当するコロナ放電器３４を配置してトナー像の転
写域を構成している。

【００３４】前記コロナ放電器３４は、ＷＯ₃を材料と
する線径０．０８ｍｍの転写ワイヤ３４ａと、該転写ワ
イヤ３４ａに対するサイドプレートの間隔を７．５ｍｍ
に設定したステンレス鋼板ＳＵＳ３０４を材料とする電
極プレート３４ｂとから構成されていて、感光体ドラム
１０面に対し前記の転写ワイヤ３４ａを７ｍｍ隔てて対
向配置されている。

【００３５】前記コロナ放電器３４と転写前ローラ３２
との間は、絶縁性部材３７に仕切られていて、コロナ放
電器３４による放電電荷が直接転写前ローラ３２に直接
流れ込むのを防止している。該絶縁性部材３７はポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）の薄板で作られ、前記
電極プレート３４ｂに固定されている。

【００３６】また前記転写前ローラ３２は、前述した突
当コロの外径寸法の設定によって、巻回する転写ベルト
３１の外周がその下流側にわたってドラム面に間隙から
過剰な圧力を生じないような接触状態とされている。

【００３７】前記コロナ放電器３４の転写ワイヤ３４ａ
には転写電極電源ＨＶ１により−６．０ｋＶ〜＋７．５
ｋＶの範囲で可変の電圧が印加されている。

【００３８】転写に際しては、転写電極電源ＨＶ１から
＋極性の所定電圧（＋３．５ｋＶ〜７．５ｋＶの範囲）
を出力し、転写ワイヤ３４ａにプラスのコロナ放電を作
動し、転写ベルト３１に＋電荷を注入させ、記録材Ｐに
トナーを転写している。転写電極電源ＨＶ１からの出口
電圧は記録材Ｐの厚みや材質或いは環境条件により適宜
調整可能になっている。非通紙時には、転写電極電源Ｈ
Ｖ１から−極性の所定電圧（−３．５ｋＶ〜−６．０ｋ
Ｖの範囲）を出力し、転写ワイヤ３４ａにマイナスコロ
ナ放電を作動し、転写ベルト３１にマイナス電荷を注入
させ、像担持体１０上の不要トナーが転写ベルト３１に
付着するのを防止したり、或いは転写ベルト３１に付着
している残余トナーを像担持体１０に逆転移させ、転写
ベルトを常時クリーニングしている。ジャムした直後或
いは電源投入直後には、転写ベルト３１に不要トナーが
付着していると想定して、この非通紙時の状態にし、つ
まりベルト転写装置３０を転写ベルト３１が像担持体１
０に当接するような圧着状態にし、かつ転写電極電源Ｈ
Ｖ１から−極性の所定電圧を出力し、転写ベルト３１を
１周回以上回動させることにより転写ベルト３１をクリ
ーニングしている。このとき、感光体ドラム１０の表面
電位は帯電器１２により、画像形成時の電位に維持され
ている方がクリーニング安定性の面でより好ましい。

【００３９】（分離・定着・排紙）こうして画像転写を
受けた記録材Ｐは、ベルト転写装置３０の前記転写ベル
ト３１にそって紙除電極１５によって感光体ドラム１０
から分離される。前記転写ベルト３１から分離された記
録材Ｐは定着装置２３に搬送され、該定着装置２３の定
着ローラによって画像を溶着したのち排紙ローラ２４経
て排紙トレイ２５に排出される。

【００４０】（クリーニング）一方、記録材Ｐへの転写
を終えた感光体ドラム１０は、さらに回転を続けてクリ
ーニング装置１６のブレード１６ａを圧接状態とし、残
留したトナーの除電を行い、その終了後前記ブレード１
６ａを引き離し、新たな画像形成プロセスに入る。

【００４１】次に、本発明のベルト転写装置を以下の実
施例により説明する。

【００４２】本発明のベルト転写装置を備えたカラー画
像形成装置を図１に示す。本発明によるベルト転写装置
３０は、像担持体１０に対向する転写ベルト３１の裏面
側に、（コロナ放電器）３４を前記転写ベルト３１の移
動方向に直交して配列し、前記転写電極３４には記録材
Ｐが転写部を通過する時には、前記像担持体１０に対し
前記転写ベルト３１が前記トナーと逆極性になる電位を
印加し、前記記録材Ｐが転写部非通過時には前記像担持
体用の電位に対しトナーと同極性の電位を印加すること
により、転写ベルト３１上に付着残余するトナーを、転
写ベルト３１から像担持体１０の周面に転移させること
を特徴とするものである。

【００４３】すなわち、転写電極３４にバイアス電圧を
印加して転写ベルト３１中にトナーと同極性の負電荷を
注入し、転写ベルト３１に負電荷を付与し、この転写電
極３４へ電圧を印加する間に、転写ベルト３１を１周回
以上回動させて、転写ベルト３１上に残余するトナーを
像担持体１０に逆転移させて転写ベルト３１をクリーニ
ングする。また像担持体１０上のトナーが転写ベルト３
１に付着することを防止している。像担持体１０上に転
移したトナーは下流のクリーニング装置１６のクリーニ
ング部材１６ａにより清掃される。

【００４４】上記の機能を実現する条件について以下に
説明する。

【００４５】最初に、どの程度の電荷を転写ベルト３１
に注入すればよいかを、モデルを構築して求めてみた。

【００４６】前記像担持体１０上には２層のトナーが付
着していて、このトナーを転写ベルト３１に付着させな
いようにするために必要な転写ベルト３１への電荷量を
求めてみた。

【００４７】図４は、像担持体（感光体ドラム）１０、
トナー層、転写ベルト３１の三者の電荷分布を表す図で
ある。像担持体１０のドラム基体１０ｂ上の感光層１０
ａの表面には電荷密度σ_Pが帯電している。転写ベルト
３１には電荷密度σ_bが注入される。σ_tはトナー層の単
位面積当たりの電荷量である。ε_pは感光層１０ａの電
束密度、ε_tはトナー層Ｔの電束密度を示す。

【００４８】図５は層厚方向ｘの電束密度εＥを示す特
性図である。Ｄ_pは感光層１０ａの層厚、Ｄ_tはトナー層
の層厚である。ｘ＝０はドラム基体１０ｂの表面の位
置、ｘ＝Ｄ_pは感光層１０ａの位置、ｘ＝Ｄ_p＋Ｄ_tはト
ナーと転写ベルト３１との接触界面の位置をそれぞれ示
す。

【００４９】次に、転写ベルト３１表面に作用する力Ｆ
_ｔを考察する。

【００５０】Ｆ_t＝ｑ_t・Ｅ_t（Ｄ_t＋Ｄ_p）＋Ｆ_ad （１） ε_t・Ｅ_t（Ｄ_t＋Ｄ_p）＝σ_b （２）ｑ_t ：トナー１個の電荷量Ｅ_t（Ｄ_t＋Ｄ_p）：ｘ＝Ｄ_t＋Ｄ_pの電界 ε_ｔ：トナー層の誘電率（ここでは３ε₀，ε₀は真空誘電率８．８５×１０^-12
Ｆ／ｍ）上式において、Ｆ_adはトナーとベルトとの付着力であ
り、一般的にファンデンワールズ力が支配的であると言
われている。これを実験的に求めてみた。トナーと転写
ベルト３１に付着させたサンプルを遠心力を作用させて
トナーが分離するに要する力を求めることにより得るこ
とができる。今回の実験で使用したトナーは、２０ｍｄ
ｙｎの力で、９５％が分離できることが判った。以降Ｆ
_ad≒２０ｍｄｙｎとして扱う。

【００５１】転写ベルト３１に付着しない条件は、Ｆ_ad
＞０とすると、 σ_b＜Ｆ_ad・ε_t／ｑ_t （３）今回使用したトナーは、二成分現像剤で、重量当たりの
電荷量は２０μＣ／ｇｒであり、平均粒径が１５μｍで
あり、ｑ_tは−３．５×１０^-14クローンとなる。（３）
式に上記数値を代入すると、 σ_b＜−５１μＣ／ｍ² （４）が得られた。

【００５２】転写前ローラ３２から転写ベルト３１に注
入する電流Ｉ_bは次式で表せる。

【００５３】Ｉ_b＝σ_b・Ｗ・Ｖ_L （５）Ｗ：有効画像幅（ドラム軸方向）、実施例では３００ｍｍＶ_L ：プロセス速度、実施例では７４ｍｍ／ｓｅｃ上記実施例Ｗ，Ｖ_Lを（５）式に代入すると、付着防止
に必要な注入電流は次の通り得られる。

【００５４】Ｉ_b＜−１．１２μＡ（６）つまり、像担持体１０上のトナーが付着しないようにす
るには、転写ベルト３１に１．１２μＡ以上の負極性の
電流を注入することが必要であるという結果が得られ
た。

【００５５】転写ベルト３１への注入電流とベルト転移
トナーとの関係を示す実験結果を図６に示す。

【００５６】（条件）図１に示す画像形成装置を用いた
実施例で、５ｃｍ×２ｃｍのＲｅｄ像を形成した。まず
Ｙ色トナー像を形成し、その上にＭ色トナー像を重複形
成した。付着量は、２．０±０．３ｍｇ／ｃｍ²範囲に
制御されている。

【００５７】プロセス速度、画像幅は、前述に示した通
りである。前ローラ３２、像担持体１０に対する押圧荷
重は、５００〜７００ｇｆ／（全幅当たり）である。転
写前には再帯電されており、トナーの有無に拘らず、像
担持体１０の表面は−６５０Ｖに均一に帯電されてい
る。転写ベルト３１への注入電流は、転写電極３４とバ
イアス電源との間に電流計を接続して測定した電流値か
ら、転写電極３４のバックプレートと接地との間に電流
計を接続して測定した電流値を差し引くことにより得て
いる。

【００５８】パラメータは別紙に示した表面状態の異な
る半導電性ウレタンゴム製の転写ベルト３１を用いた時
の関係を表している。図４から転写ベルト電流の増加に
より転写ベルト３１上の付着量は低減でき、１〜２μＡ
程度の電流が必要であるという結果が得られた。これは
（６）式と略一致する。ウレタンゴム単層の場合は、表
面粗さ（Ｒ_Z）８μｍ程度を有し、より多くの電流を必
要とし、しかも電流を増加しても解決できない残余トナ
ーが多くなる傾向が見られる。前述のトナーとの間の付
着力Ｆ_adを実験的に求めた転写ベルト３１は、フッ素樹
脂コート層を有する転写ベルトである。

【００５９】ウレタンゴムにカーボンを分散した半導電
性ベルト（最近電子写真装置に使用されている）は、温
度や湿度の環境により図７に示すように体積抵抗率が変
化する。

【００６０】転写ベルト３１の諸元を下記に示す。

【００６１】材質：半導電性ウレタンゴム体積抵抗：１０⁸〜１０¹³Ω・ｃｍ（１０⁹〜１０¹¹
Ω・ｃｍ）厚み：０．３〜１．０ｍｍ（０．６ｍｍ）ベルト周長： φ５６ｍｍベルト表面：ＦＬＣ層コーティングトナーに対して非粘着性を有して好ましい表面粗さ：Ｒ_Z １０μｍ以下弾性率：４５０ｇ／ｍｍ^２程度転写ベルトの体積抵抗率の環境依存性の代表例である。
環境により図７に示す通り約２桁変動する。

【００６２】転写ベルト３１上に付着した残余トナーを
像担持体１０側に逆転移させるのに必要な転写ベルト３
１に付着させる電荷量は、トナーの外添剤や表面形状
や、転写ベルト３１表面の材質により異なるが、一般的
な二成分現像剤では、−６０μＣ／ｍ^２以上であること
が望ましい。

【００６３】図８は、後述する実施例３のフルカラーモ
ードにおける転写ベルト３１の体積抵抗率とトナーの逆
転移に必要な条件すなわち、クリーニング条件を示す特
性図である。

【００６４】図８において中段の折線Ｂは、転写ベルト
３１上に残余するトナーを像担持体１０側に逆転移する
のに必要な導電性ローラ電極３４３に印加するバイアス
電圧を表している。該折線Ｂの上側が逆転移が不充分な
条件範囲を示し、折線Ｂ下側が逆転移が充分行われる条
件範囲を示している。また、上段の折線Ａは感光体ドラ
ム１０上に形成されたトナー像のトナーが転写ベルト３
１に付着するのを防止する条件を示し、折線Ａの上側が
逆転移不充分で転写ベルト３１の汚れが問題となる条件
を示し、折線Ｂの下側が転写ベルト３１の汚れが問題な
く、充分に汚れ防止がされている条件を示す。さらに、
下段の折線Ｃは、感光体ドラム１０が−９００Ｖ程度ま
で転写ベルト３１の剥離放電で帯電するため、感光体ド
ラム１０の耐久性を考えると好ましくない条件を表して
いる。

【００６５】図に示すように、転写ベルト３１の体積抵
抗率（Ω・ｃｍ）により、これらの領域は大きく変動す
る依存性がある。また、転写ベルト３１の厚みや、感光
体ドラム１０の特性によってもこの関係は変動する。

【００６６】実施例で使用した転写ベルト３１の体積抵
抗率が周囲の環境湿度で、１０⁹オーダーから１０¹¹オ
ーダーと２桁相当変化する。例えば、３０℃、７０％Ｒ
Ｈの高温高湿下では、７×１０⁹Ω・ｃｍを示すもの
が、２０℃、５０％ＲＨの常温常温下では、５×１０¹⁰
Ω・ｃｍを示し、１０℃、２０％ＲＨの低温低湿下で
は、５×１０Ω・ｃｍを示すといったように変動する。
従って、これらの環境下での転写ベルト３１の特性を考
慮して、適宜バイアス電圧を決定すればよい。また、機
内の湿度を湿度センサ５０によりモニターし、適宜バイ
アスを決定するようにしてもよい。

【００６７】上述したような特性は実施例１のコロナ電
極でも実施例２の導電性ブラシ電極でも同様の傾向を示
す。転写ベルトの体積抵抗率の変化はクリーニング条件
及び通紙時の転写条件に対しても同様の傾向を示す。従
って、周囲の湿度センサの信号や転写ベルトの抵抗率に
応じて、クリーニング時のバイアス電圧や転写時のバイ
アス電圧を切り換えるようにするとよい。

【００６８】次に、転写電極の実施例を下記に示す。

【００６９】（実施例１）コロナ転写電極３４（図２，
図３参照）・高圧電源出力方式：定電流定格出力：６．５ｋＶ／２５０μＡ可変範囲：５０〜５００μＡの範囲でＣＰＵから信号
により出力電流が可変制御できる規定領域：３．５ｋＶ〜８．０ｋＶ変動率： ±５％・転写電極の構成ワイヤー・ドラム距離：７±０．３ｍｍ転写極ユニット規格ワイヤー・サイドプレート距離：７．５±０．２ｍｍワイヤー・サイド樹脂板距離：４．５±０．３ｍｍワイヤー・バックプレート距離：７．５±０．１ｍワイヤーテンション：１５±２ｇ有効放電長：３０１ｍｍ部品規格ワイヤー材質：ＷＯ_３ワイヤー径： φ０．０８ｍｍバックプレート材質：ＳＵＳ３０４サイド樹脂板材質：変性ＰＰＥ（実施例２）導電性ブラシ電極（図９参照）図９は転写電極としてコロナ転写極３４の代わりに、導
電性ブラシ３４１を用いたベルト転写装置の断面図であ
る。該導電性ブラシ３４１は、転写ベルト３１の移動方
向に交差して配列され、電極支持部材３４２により固設
されている。３７１は上記導電性ブラシ３４１と前ロー
ラ３２との間に介在する絶縁性部材である。

【００７０】ブラシ材質：導電性レーヨン（代表例
で下記の材質ならばよい）抵抗率：１０⁸Ω以下（転写ベルトの替わりに
金属プレートを当接させて、電極支持部材３４２と金属
プレートとに１００Ｖ印加した時に流れる電流から抵抗
値を算出する。）ブラシの毛長：５ｍｍ〜１０ｍｍ上記の導電性ブラシ３４１は、弾性及び導電性を有する
細繊維からなり、本実施例では、導電性ブラシ３４１に
は、アクリル細繊維を硫化銅で染色して導電化処理した
導電性繊維を用いた。導電性繊維としては他に、直径８
〜１５μｍ程度のステンレススチール繊維、或いはアク
リル、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の樹脂繊維
に金属めっきをした繊維、樹脂中にカーボン、金属粉等
の導電性微粒子を混練したり、複合化して繊維にしたも
の、更には樹脂繊維等を炭化して導電性を付与した炭素
繊維等が使用できる。導電性繊維の体積抵抗率としては
１０¹⁰Ω・ｃｍ以下のものが使用可能であるが、好まし
くは１０⁶Ω・ｃｍ以下が好ましい。

【００７１】（実施例３）導電性ローラ電極（図１０参
照）図１０は転写電極として導電性ローラ電極３４３を用い
たベルト転写装置の他の実施例を示す断面図である。

【００７２】半導電性ゴムローラゴム材質：半導電性ウレタンゴム体積抵抗：１０⁵〜１０⁷Ω・ｃｍゴム硬度：３０°〜６０° ゴム厚：２．５ｍｍローラ外径： φ１５ｍｍ芯金： φ１０ｍｍ押圧力：約５０ｇｆ／ｃｍ転写ローラ３４３の当接位置は、転写ベルト３１が分離
する点より２ｍｍ程度上流側が分離性も考えると最も適
している。

【００７３】さて、上記実施例１〜３の各形式の電極に
ついて、代表的な転写時および非転写時（クリーニング
時）の印加バイアス値を表１，表２に示した。表１は像
担持体上に複数色のトナー像が形成されたフルカラーモ
ードにおける各環境温湿度下の転写電極のバイアス印加
条件（Ａ）を、表２は像担持体上に単色のトナー像が形
成されたモノクロモードにおける転写電極のバイアス印
加条件（Ｂ）を示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】転写条件は転写ベルト３１の抵抗率や記録
材Ｐの厚みや体積抵抗率等のファクターにより変動す
る。また、トナー逆転移のクリーニング条件も転写ベル
ト３１の抵抗率により大きく変動する。

【００７７】代表例として、導電性ローラ電極３４３を
採用した表１の実施例３につき、転写ベルト体積抵抗率
に対する適正な逆転バイアス値の関係を求めた数値を示
した。

【００７８】表１，表２は実施例１および実施例２、実
施例３において、記録材として１６〜２４ポンド紙にお
いて良好な転写・クリーニング性能が得られる代表値で
ある。

【００７９】図１１はモノクロモードにおける画像形成
装置の画像形成プロセス作動を示すタイミングチャート
である。なお、このタイミングチャートでは、Ａ４サイ
ズの記録材Ｐに連続５枚黒色プリントするときのモード
を示す。このモードでは、黒色トナーを有する現像器１
４Ｋによる黒現像のみの作動であり、かつ転写ベルト３
１及びクリーニング装置１６のクリーニングブレード１
６ａは常時作動している。また、前ローラ３２のバイア
ス電圧印加は、転写ベルト３１が像担持体１０に圧接す
る作動状態の時には、常時オンしてもよいが、ここでは
記録材Ｐが通紙しない時のみオンして、転写ベルト３１
をクリーニングするのに十分な電荷（トナーと同極性
の）を転写ベルト３１に注入するための電位を印加す
る。

【００８０】コロナ放電器（転写電極）３４による転写
バイアス電圧印加は、記録材Ｐが転写部を通過するとき
に正極性のバイアス（トナーと逆極性のバイアス）が印
加して、像担持体１０上のトナーを記録材Ｐに転位でき
るだけの電荷（トナーと逆極性の）を転写ベルト３１に
注入するためのバイアス電位を印加する。

【００８１】そして、記録材Ｐが転写部を通過しない時
に、転写ベルト３１を直接像担持体１０に接触させた状
態で転写電極３４にトナーと同極性のバイアス電圧を印
加し、像担持体１０上のトナーが転写ベルト３１に付着
するのを防止できるだけの電荷（トナーと同極性の）を
転写ベルト３１に注入する電荷が印加される。また、記
録材Ｐの非通紙時に像担持体１０からトナーを転移する
のを阻止するだけでなく、同時に転写ベルト３１上のト
ナーを像担持体１０上に転移させて（ほぼ完全に逆転移
させて）、該像担持体１０のトナーをクリーニング装置
１６により清掃除去することを実現した。更に、前記転
写電極３４にトナーと同極性の電圧を印加する間に、前
記転写ベルト３１を１周回以上回動させることによって
完全な転写ベルト３１のクリーニングを実現するように
してもよい。そしてこのような逆転移工程は許すかぎり
長くした方がクリーニングに限ると優れている。

【００８２】図１２は４色トナーによるフルカラーモー
ドにおける画像形成装置の画像形成プロセス作動を示す
タイミングチャートである。なお、このタイミングチャ
ートでは、Ａ４サイズの記録材Ｐに４色のカラープリン
トを連続してプリントするときのモードを示す。このモ
ードでは、逆転移バイアス電圧印加は、記録材が転写部
を通過した直後の非画像部で作動し、転写ベルト３１が
１周回以上継続作動した時点でオフする。また転写ベル
ト３１の圧着解除タイミングは、記録材の通過に先立っ
て画像の先端より上流側の像担持体１０の周面に圧接
し、転写電極に逆転移バイアス（トナーと同極性のバイ
アス電圧）がオンしてから転写ベルト３１が１周回以上
移動の経過後に逆転移バイアスのオフとほぼ同時に像担
持体１０から離間させる。なお、クリーニング装置１６
のブレード１６ａの像担持体１０への圧着解除タイミン
グは、前プリントでブレード１６ａが解除した像担持体
点より上流側で圧接開始し、転写ベルト３１の離間した
像担持体点より下流側の像担持体点で離間する。このよ
うにして転写ベルト３１は１プリント毎に確実にクリー
ニングされる。又転写ベルト３１から逆転移した像担持
体１０上のトナーも１プリント毎に確実にブレード１６
ａによって像担持体１０から除去される。

【００８３】また、必ず転写ベルト３１を１周回分だけ
周回させることにより、記録材Ｐの後端や両側縁で転写
ベルト３１が直接像担持体１０に接触した状態で転写バ
イアスを受けた場合に、転写ベルト３１にトナーが付着
する懸念が完全に解消できない。例えば、用紙サイズ
が規格外のものを使用された場合、あるいは用紙（記
録紙）がタイミングズレや用紙曲がりが起きて、ジャム
が発生しなかった場合、あるいは像担持体１０のドラ
ム面の非画像部にカブリトナーが発生した場合等が挙げ
られる。

【００８４】この像担持体１０から転写ベルト３１上に
転移したトナーを、１プリント毎に確実に像担持体１０
のドラム面に逆転移させることにより、常に転写ベルト
３１の表面はクリーニングされる。この結果、常に記録
材Ｐの裏面側がトナー汚れすることなく、きれいなプリ
ントを出力することができることになる。

【００８５】また、転写ベルト３１上のトナーを常に像
担持体１０のドラム面に逆転移させることと対応して、
像担持体１０上に逆転移された残トナーは像担持体１０
面をクリーニングするクリーニング装置１６により確実
に清掃される。これにより、次のプリントや更に次のプ
リントの画像領域に逆転移した残トナーが入り込まない
ようにする。

【００８６】感光体ドラム１０より分離した記録材Ｐ
は、転写ベルト３１を張架する下流側の駆動ローラ３３
の軸３３ａを対向電極としてＡＣコロナ放電による除電
を受けたのち、あるいはＡＣコロナ放電を受けながら転
写ベルト３１から分離する。このベルト転写装置３０の
転写ベルト３１は多色像形成中は下流側の駆動ローラ３
３の軸３３ａを回動中心として感光体ドラム１０より離
間されている（図３参照）。

【００８７】ベルト転写装置３０から分離した多色像を
保持した記録材Ｐは、少くとも一方のローラ内部にヒー
タを有する２本の圧着ローラからなる定着装置２３へと
搬送され、圧着ローラ間で熱と圧力を加えられることに
より付着トナーは溶融し、記録紙Ｐ上に固定されたの
ち、装置外へ排出される。

【００８８】転写後の感光体ドラム１０周面上に残った
残留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器１５によ
り除電を受けたのち、クリーニング装置１６にいたり感
光体に当接したゴム材から成るクリーニングブレード１
６ａによってクリーニング装置１６内に掻き落とされ、
スクリュー等により排出後、回収ボックスへ貯留され
る。なお上記の除電器１５はその配置によっては、記録
紙の除電を兼ねることが可能である。

【００８９】上記実施例のようなクリーニング装置１６
は、クリーニングブレード１６ａが像担持体１０のドラ
ム面から離間すると、ドラムの周速度変化を必ず伴うの
で、クリーニング装置１６によるクリーニング解除後、
次プリントの第１色像（通常はＹトナー書き込み像）の
書き込みを実施させる。これにより色ズレや段ムラのな
いカラープリントが得られる。

【００９０】クリーニング装置１６によって残留トナー
を除去された感光体ドラム１０はＰＣＬ１１による露光
を受けたのちスコロトロン帯電器１２によって一様帯電
を受け、次の画像形成サイクルにはいる。多色像形成中
はクリーニングブレード１６ａは感光体表面から離間さ
れ、除電器１５によるＡＣ除電はＯＦＦ状態に保たれ
る。

【００９１】図１３は、４色トナーによるフルカラーモ
ードにおける画像形成装置の画像形成プロセス作動の他
の実施例を示すタイミングチャートである。なお、この
タイミングチャートでは、Ａ４判サイズの記録材Ｐに４
色のカラープリントを連続してプリントするときのモー
ドを示す。このモードでは、前記記録材が前記転写手段
を通過しない時に、前記転写ベルトを像担持体の周面に
接触させた状態で複数回周回させる間に、前記転写電極
に印加する電圧の極性を前記像担持体の像担持面の電位
に対して前記転写ベルトの周回毎に切り替え制御する。
即ち、複数枚の記録材を連続プリントする時に、転写部
を記録材が通過した後に転写ベルト３１をそのまま複数
回以上周回させて、第１周目は像担持体１０上に現像さ
れたトナーの極性と同極性の電位を転写電極に印加し、
第２周目には前記トナーの極性と異極性の電位を転写電
極に印加する。以降、転写ベルト３１の周回毎に転写ベ
ルト３１上の残余トナーの極性の変更に対応して電極バ
イアス極性を切り替える。かくして、連続プリント中に
常に転写ベルト３１を高いレベルで清掃することを可能
にしている。

【００９２】

【表３】

【００９３】表３は、フルカラーモードにおける転写電
極のバイアス印加条件を示す。転写電極としては、コロ
ナ電極（実施例１）、ブラシ電極（実施例２）、ローラ
電極（実施例３）の３方式を用い、低温低湿ＬＬ，常温
常湿ＮＮ、高温高湿ＨＨの各環境下で、記録材の通紙時
と、非通紙時の転写ベルト奇数周回目と、非通紙時の転
写ベルト偶数周回目に転写電極に印加されるバイアス電
流及び電圧の代表値を示している。

【００９４】図１４は、ジャム発生後または電源投入時
の初期動作を示すタイミングチャートである。電源投入
時あるいは記録材ジャム発生後の起動時には、前記転写
ベルト３１を前記像担持体１０の周面に接触させる状態
で複数回周回させる間に、前記転写電極に印加する電圧
の極性を像担持体１０の像担持面の電位に対して転写ベ
ルト３１の周回毎に切り替え制御する。即ち、ジャム発
生後は、必ず転写ベルト３１を像担持体１０に接触させ
た状態で複数回以上周回させ、その間に上述に示したよ
うに転写電極に印加する電位と極性を切り替え制御す
る。電源投入時にも、転写ベルト３１上にトナーが付着
していると想定して、同様の動作を行う。記録材ジャム
等で転写ベルト３１上にトナーが残余する場合にも、同
様の転写ベルト３１のクリーニング工程を実施すること
で、転写ベルト３１を高いレベルで清掃することを可能
にしている。

【００９５】また、前記転写手段により像担持体１０か
らトナー像を記録材Ｐに転写した後、前記転写ベルト３
１を像担持体１０の周面に接触させる状態で複数回周回
させる間に、転写電極に印加する電圧の極性を像担持体
１０の像担持面の電位に対して転写ベルト３１の周回毎
に切り替え制御する。即ち、像担持体１０を複数回周回
させる間に、多色トナー像を像担持体１０上に形成する
画像形成装置で複数枚の記録材Ｐを連続プリントする場
合には、記録材Ｐが通過した後に、転写ベルト３１を複
数回周回させ、上述のように転写電極に印加する電圧と
極性を切り替える。更に、しかる後、転写ベルト３１を
像担持体１０面から離間し、次にクリーニング手段を像
担持体１０面から離間し、その後、次ページの画像潜像
形成を開始するようにする。このようにして転写ベルト
３１上のトナーを高いレベルで像担持体１０に逆転移さ
せ、そして像担持体１０に圧接離間する清掃部材を有す
るクリーニング装置１６により廃棄トナーを回収する工
程を終了した後、像担持体１０の駆動負荷が安定したと
ころで、次ページの潜像形成工程を開始するようにして
いる。

【００９６】

【表４】

【００９７】表４は、記録材ジャム発生時の転写電極の
バイアス印加条件を示す。転写電極としては、コロナ電
極（実施例１）、ブラシ電極（実施例２）、ローラ電極
（実施例３）の３方式を用い、低温低湿ＬＬ，常温常湿
ＮＮ、高温高湿ＨＨの各環境下で、記録材の非通紙時の
転写ベルト奇数周回目と、非通紙時の転写ベルト偶数周
回目に転写電圧に印加されるバイアス電流及び電圧の代
表値を示している。

【００９８】図１５は、本発明のベルト転写装置３０を
備えた画像形成装置の他の実施例の全体構成図である。
該ベルト転写装置３０の回動する転写ベルト３９の周長
は、前記転写ベルト３１の周長より短くした。連続プリ
ント時のプリント速度を犠牲にしないようにするために
は、転写ベルトの周長は短い程良い。特に、像担持体１
０を複数回周回させる間に、多色トナー像を像担持体１
０上に形成するカラー画像形成装置の場合には、プリン
ト当たりの像担持体１０の周回転を、４回転から５回転
に、５回転から６回転に増大することにもなり、設計的
に転写ベルト周長は決められる。

【００９９】以上の詳述した本発明のベルト転写装置を
備えた画像形成装置の要点を以下に列挙する。

【０１００】１）ローラ転写で提案されている転写材表
面の汚れたトナーを像担持体に静電気力で転移させ像担
持体のクリーニング手段で回収させる方式をベルト転写
装置に適用させる。

【０１０１】２）記録材の後端が転写部を通過以降の所
定時点から転写極性を像担持体上のトナーと同一の極性
に切り替えられる（逆転移工程）。少なくとも転写ベル
トが単位周回に要する時間以上、該トナーと同極性の印
加および転写ベルトの圧接は継続される。従って、転写
ベルトの離間は逆転移性工程が終了してから実行され
る。

【０１０２】３）クリーニング手段はカラー画像形成時
には像担持体から離間しており、転写残トナーのある画
像部と非画像部の逆転移工程が実施された領域とが通過
する迄はクリーニング手段の作動を継続するようにした
圧着解除機構。

【０１０３】４）クリーニング手段が解除された後、像
担持体の回転が安定したところで、次の第１色目の書き
込みを開始するように動作する制御。

【０１０４】５）クリーニングの解除残部が逆転写領域
に位置しないようにできるだけの画像領域間隔が確保さ
れている。（理由：残トナーの極性は不定なため、一旦
転写ベルトが汚れると除去できない可能性がある。）６）クリーニング手段の解除後、トナーを均し本来のト
ナーの極性に同一に揃える電荷付与手段を与えるように
した制御。

【０１０５】７）少なくとも転写ベルトが単位周回に要
する時間以上、該逆極性の印加（および転写ベルトの圧
接）は継続される。

【０１０６】８）逆転移工程中、再通紙は禁止される。

【０１０７】９）より完全なベルトクリーニング性を得
るために、非通紙時あるいはジャム発生後に転写ベルト
を複数回周回させ同回毎に転写極に印加するバイアス極
性を順次切替する逆転移工程。

【０１０８】

【発明の効果】本発明により、転写ベルトに付着したト
ナーを除去するクリーニング機構を廃止することがで
き、簡単な構造で、製造原価を低減できる画像形成装置
を提供されることとなった。またこれによって、転写ベ
ルト及びクリーニング部品の劣化問題が解消され、かつ
回収トナーの処理等も必要がなくなり、転写ユニットの
寿命を飛躍的に向上させることができた（請求項１〜５
の発明）。

【０１０９】特に、複数枚の記録材を連続してプリント
する時に、記録材が転写部を通過した後に、転写ベルト
を感光体ドラムに圧接したまま複数回周回させて、周回
毎に転写電極の電位・極性を切り替え印加するものであ
るから、連続印刷中に常に転写ベルトは高いレベルで清
掃される（請求項６の発明）。

【０１１０】また、ジャム発生後は、必ず転写ベルトを
感光体ドラムに接触させた状態で複数回周回させ、その
間に上述に示した転写電極に印加する電位の極性を切り
替え制御するものであるから、ジャム等で転写ベルト上
にトナーが残余する場合にも、同様の転写ベルトクリー
ニングが確実に行われる。電源投入時にも同様の制御を
行うことで、画像形成に先立って転写ベルトは確実に清
掃される（請求項７の発明）。

【０１１１】さらに、転写手段により感光体ドラムから
トナー像を記録材に転写した後に、転写ベルトを感光体
ベルトからトナー像を記録材に転写した後にも、同様の
逆転移制御を行うことで、転写ベルトは常に清掃せれた
状態に保たれ、高品位の画像が形成される（請求項８の
発明）。

【０１１２】本発明による転写ベルト清掃の切り替え制
御は、感光体ドラムを複数回周回させる間に多色のトナ
ー像を感光体ドラム上に形成するカラー画像形成装置
で、複数枚を連続にプリントする場合に特に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベルト転写装置を備えたカラー画像形
成装置の全体構成図。

【図２】ベルト転写装置の断面図。

【図３】転写ベルトが像担持体表面より離間した状態を
示す断面図。

【図４】像担持体、トナー層、転写ベルトの電荷分布を
表す図。

【図５】層厚方向の電束密度を示す特性図。

【図６】転写ベルトへの注入電流とトナー付着量の特性
図。

【図７】転写ベルトの体積抵抗率の温湿度依存特性図。

【図８】転写ベルトの体積抵抗率とトナー逆転移に必要
な条件を示す特性図。

【図９】導電性ブラシを転写電極としたベルト転写装置
の他の実施例を示す断面図。

【図１０】導電性ローラを転写電極としたベルト転写装
置の他の実施例を示す断面図。

【図１１】モノクロモードにおける転写電極制御のタイ
ミングチャート。

【図１２】フルカラーモードにおける転写電極制御のタ
イミングチャート。

【図１３】フルカラーモードにおける転写電極制御の他
の実施例を示すタイミングチャート。

【図１４】ジャム発生後または電源投入時の初期動作を
示すタイミングチャート。

【図１５】本発明のベルト転写装置を備えた画像形成装
置の他の実施例の全体構成図。

【図１６】従来のベルト転写装置の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像担持体）１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ現像器１６クリーニング装置１６ａクリーニングブレード３０ベルト転写装置３１，３９転写ベルト３２前ローラ（従動ローラ）３３駆動ローラ３４転写電極（コロナ放電器、コロナ転写極）３４１導電性ブラシ電極３４３導電性ローラ電極５０湿度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を複数回周回させる間に複数の
現像装置により該像担持体上に多色のトナー像を形成し
た後、前記現像装置の下流側に設けたベルト転写装置に
より前記多色のトナー像を記録材に一括転写して搬送す
る画像形成装置において、前記像担持体に対向する転写
ベルトの裏面側に、前記転写ベルトの移動方向に交差し
て配列し、かつ前記像担持体に対向する転写電極を設
け、前記転写電極には、前記記録材が転写部を通過する
時に前記像担持体の電位に対しトナーと逆極性となる電
位を印加し、前記記録材が転写部を通過しない時に前記
像担持体の電位に対しトナーと同極性の電位を印加する
ことにより、前記転写ベルト上に残余するトナーを、該
転写ベルトから前記像担持体の周面に転移させることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記転写電極にトナーと同極性の電圧を
印加する間に、前記転写ベルトが１周回以上移動するよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記像担持体の周辺で、前記転写部の下
流側に位置するクリーニング装置が、前記像担持体の周
面に圧着及び離間するクリーニング部材圧着解除機構を
備え、前記像担持体上の転写残トナー及び前記転写ベル
トから像担持体上に転移したトナーが通過する間は前記
クリーニング部材を作動させて前記像担持体の周面に圧
着させ、それ以外の時は前記像担持体の周面から離間さ
せるようにし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。
【請求項４】帯電手段、像露光手段、現像手段等の画
像形成手段により像担持体上にトナー像を形成し、該ト
ナー像を転写手段の転写電極により記録材上に転写し、
該記録材を転写ベルトにより搬送する画像形成装置にお
いて、前記記録材が転写手段を通過しない時に、前記転
写ベルトを前記像担持体の周面に接触させた状態で、前
記転写電極にトナーと同極性の電圧を印加することによ
り、前記転写ベルト上に残余するトナーを前記転写ベル
トから前記像担持体の周面に転移させるようにしたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記転写電極にトナーと同極性の電圧を
印加する間に、前記転写ベルトが１周回以上移動するよ
うにしたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装
置。
【請求項６】像担持体上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、前記像担持体に対し記録材を介して対向
する回動可能な転写ベルトの内側に設けられた転写電極
により前記トナー像を前記記録材に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置において、前記記録材が前記転写手段を通過しない時に、前記転写
ベルトを像担持体の周面に接触させた状態で複数回周回
させる間に、前記転写電極に印加する電圧の極性を前記
像担持体の像担持面の電位に対して前記転写ベルトの周
回毎に切り替え制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項７】像担持体上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、前記像担持体に対し記録材を介して対向
する回動可能な転写ベルトの内側に設けられた転写電極
により前記トナー像を前記記録材に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置において、電源投入時あるいは記録材ジャム発生後の起動時に、前
記転写ベルトを前記像担持体の周面に接触させる状態で
複数回周回させる間に、前記転写電極に印加する電圧の
極性を前記像担持体の像担持面の電位に対して前記転写
ベルトの周回毎に切り替え制御することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項８】像担持体上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、前記像担持体に対し記録材を介して対向
する回動可能な転写ベルトの内側に設けられた転写電極
により前記トナー像を前記記録材に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置において、前記転写手段により像担持体からトナー像を記録材に転
写した後、前記転写ベルトを像担持体の周面に接触させ
る状態で複数回周回させる間に、前記転写電極に印加す
る電圧の極性を前記像担持体の像担持面の電位に対して
前記転写ベルトの周回毎に切り替え制御することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項９】前記トナー像形成手段が、前記像担持体
を複数回周回させる間に、複数の現像器により前記像担
持体上に多色のトナー像を形成する像担持面の電位に対
して前記転写ベルトの周回毎に切り替え制御することを
特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の画像
形成装置。