JPH09106194A

JPH09106194A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09106194A
Application number: JP7265647A
Authority: JP
Inventors: Takashi Bisaiji; 隆美才治
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】転写工程時における「中抜け現象」の発生を防
止するための必要条件を明確にし、現実的な装置間や転
写材種による作用のばらつきを解消し、「中抜け現象」
等の転写不良の問題を解消することができる画像形成装
置を提供する。【解決手段】本発明は、トナー像担持体（例えば中間転
写ベルト１９）上に形成されたトナー像を転写材２４へ
転写する転写工程を有する画像形成装置において、上記
トナー像担持体１９の表面エネルギーを転写材２４の表
面エネルギーに対して同等以下とする（例えば中間転写
ベルト１９の表面エネルギーの経時的な上昇を防止する
ために、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置３６を設け
る）と共に、少なくとも上記転写工程時のトナー像担持
体１９と転写材２４の線速度を異ならせる（例えば中間
転写ベルト１９の線速度と、紙転写バイアスローラー２
３-1により搬送される転写紙２４の線速度を異ならせ
る）ことを特徴とする。

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、プリンタ
ー、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、特に、感
光体や中間転写体等のトナー像担持体上に形成されたト
ナー像を次の転写材へ転写する転写工程時の転写性能を
改善した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンター、ファクシミリなど
の画像形成装置、例えば、電子写真方式の画像形成装置
において、感光体上に形成されたトナー顕像を転写紙に
転写する方式は良く知られている。さらに、この感光体
から転写紙に転写する工程内に、もう一つの転写工程を
入れて、感光体から中間転写体へ一次転写した後、中間
転写体上の一次転写像を転写紙へ二次転写することで最
終画像を得る中間転写方式も既に知られている。とりわ
け中間転写方式は、色分解された原稿をブラック，シア
ン，マゼンタ，イエローのトナーによる減色混合を用い
て再現するフルカラー画像形成装置における各色トナー
像の重ね合わせ転写方式として採用されている。

【０００３】ところで、電子写真方式の画像形成装置に
おける転写工程にて発生する「異常画像」の一つに、ト
ナー像の一部が転写されないという「中抜け現象」があ
る。この現象はトナーの総付着量が多いフルカラー画像
形成装置で、一般的なコロナ放電による転写方式でも発
生するが、バイアスローラーによる転写方式にて発生し
易い傾向がある。この「中抜け現象」発生の原因は、フ
ルカラー画像の場合、トナー層厚が厚くなること、バイ
アスローラーでは接触圧力により中間転写体の表面とト
ナー間の非クーロン力である機械的な付着力が強力に発
生すること、さらに、画像形成プロセスを繰り返し実行
する工程において、トナー像担持体表面にトナーがフィ
ルム状に付着するフィルミング現象を起こし、該表面と
トナーとの間に強い付着力が発生することによると考え
られる。かかる「中抜け現象」を回避する手段として既
に以下の二つの技術が開示されている。

【０００４】第１の技術：米国特許第５０５３８２７
号（METHODO AND APPARATUS FOR ATRANSFER BELT）。この米国特許には、中間転写体としての中間転写ベルト
の表面エネルギーよりも小さい表面エネルギーを有する
フッ素系の材料からなる部材で構成されているローラー
（conditioning mean)を中間転写ベルト表面に当て、中
間転写ベルト上の表面エネルギーを減じるコンディショ
ニングプロセスを有する技術が開示されている。これに
類する技術として以下の特許も開示されている。特開平
２−１９８４７６号公報。この公開特許公報には、中間
転写体に濡れ性を小さくする（つまり表面エネルギーを
小さくする）物質を加えることで、中間転写体そのもの
の表面エネルギーを小さくする、技術が開示されてい
る。

【０００５】第２の技術：特開昭６３−５８３８７号公
報。この公開特許公報には、トナー像支持体と転写紙の線速
度を異ならせることで、転写時の「中抜け現象」を低減
する、技術が開示されている。また、これに類する技術
としては、以下の公開特許公報にも開示されている。特
開平３−１４８６８０号公報、特開平６−８３２１２号
公報、特開平６−３１７９９２号公報。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の技術、第２
の技術は画像形成装置の転写工程時に発生する「中抜け
現象」を回避する技術であるが、これらの技術では不十
分であり、十分な効果が得られない場合がある。以下、
本発明が解決しようとする課題について述べる。

【０００７】本発明者が後述の実施の形態に示す構成の
中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置（図
１，２）にて行なった実験結果から以下のことが判明し
た。１．トナー像担持体表面（図１，２の例では中間転写ベ
ルト１９表面）の表面エネルギーを転写材（図１，２の
例では転写紙２４）よりも同等以下とし（例えば、中間
転写ベルト１９の表面に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛
を塗布する）、トナーがトナー像担持体から離型し易く
すると「中抜け現象」は改善するが、トナー像担持体と
転写材の線速度差状態によりその効果が異なる。具体的
に示すと、トナー像担持体と転写紙の線速度差が無い状
態では本技術だけでは「中抜け現象」を完全に無くすこ
とは難しい。ここで、図３に転写紙と中間転写ベルトの
線速比と中抜けランクの関係を示すが、図３の△：中間
転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した場合と、○：
塗布しない場合の比較より明らかなように、線速比が無
い場合は中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した
方が「中抜け現象」が改善されているが、線速比が０の
場合は完全に無くすことはできない。尚、図３の中抜け
ランクとは、図１，２の装置で転写紙上に画像形成を行
なった場合に、目視観察で「中抜け」部が発見されない
状態をランク５、目視観察で「中抜け」部と判断するこ
とが難しいくらいに辛うじて「中抜け」部を発見できる
状態をランク４、目視観察で「中抜け」部を辛うじて発
見でき、その「中抜け」部が画像品質を損ねない状態を
ランク３、目視観察で「中抜け」部を比較的容易に発見
できる状態をランク２、誰が観察しても「中抜け」部を
すぐに発見できる状態をランク１としたものであり、画
像品質を損ねないためには、ランク３以上が必要であ
る。

【０００８】２．トナー像担持体と転写紙の線速度差を
持たせた場合でも、トナー像担持体表面と転写材表面の
表面エネルギー状態により効果が異なる。具体的に示す
と、転写材の表面エネルギーをトナー像担持体よりも小
さくする（例えば、転写材に潤滑剤としてステアリン酸
亜鉛を塗布する）と、トナー像担持体と転写紙の線速度
差に係わらず「中抜け現象」はまったく改善されない。
すなわち、図３の△：中間転写ベルトにステアリン酸亜
鉛を塗布した場合と、□：転写紙にステアリン酸亜鉛を
塗布した場合の比較より明らかなように、転写紙にステ
アリン酸亜鉛を塗布した場合は、誰が観察しても「中抜
け」部をすぐに発見できる状態となり、画像品質が大幅
に低下する。

【０００９】３．ローラーあるいはベルトを用いた転写
手段を有する画像形成装置では、転写紙は上記転写手段
との摩擦力により搬送されるが、ローラー径やベルト周
長を含む駆動径のばらつきにより最終的な転写紙の線速
度が異なってしまうことが発生する。さらに、転写紙の
種類により発生する摩擦力が異なるため、同一の転写手
段の駆動条件ではそれぞれの転写紙にて同一の線速度が
得られず、転写紙により「中抜け現象」が異なることが
ある。

【００１０】以上の１〜３の結果から、とりわけ「中抜
け現象」に対して本発明者が考察したことを以下に述べ
る。電子写真方式におけるトナー像の転写は、転写材裏
面に配置されたコロナチャージャ、バイアスローラー、
バイアスベルト等の転写手段にて転写電界を形成し、ト
ナー像担持体上のトナーを静電力により転写材側へ移動
させることが基本的な原理であるが、実際の転写工程に
おいては、トナー像担持体とトナー間の力（以下Ｆ
１）、トナーとトナー間の力（以下Ｆ２）、トナーと転
写材間の力（以下Ｆ３）である機械的付着力が大きく影
響している。すなわち、Ｆ１が大きいと転写電界の作用
に係わらずトナー像担持体に接触しているトナーは転写
材側へ移動することができない。さらに、転写圧により
トナー層間に不均一に発生するＦ２に影響され、トナー
層内にてＦ２の弱い部分にて分離する。しかしながら、
トナー像担持体の表面エネルギーを転写材表面エネルギ
ーに対して同等以下とする（トナー像担持体表面のトナ
ーに対する離型性を転写材表面のトナーに対する離型性
に対して高くする）と上記Ｆ１の影響が小さくなるた
め、トナーは転写電界にて容易に転写材へ移動できるよ
うになる。

【００１１】ここで、図４のトナー像担持体と転写材の
線速度差が無い場合の「中抜け現象」のモデルに示すよ
うに、トナー像担持体１９と転写材２４の線速度差が無
い場合は、トナー像担持体１９と転写材２４間の垂直方
向の力である上記Ｆ１〜Ｆ３が主であり、Ｆ１を十分小
さくしなければ、トナー像担持体１９の表面エネルギー
を転写材表面エネルギーに対して同等以下としても（図
４（ｂ２））、トナー層４４中の一部のトナー３９がト
ナー像担持体１９側に残り、十分な効果が得られない。
また、図５のトナー像担持体と転写材の線速度差が有る
場合の「中抜け現象」のモデルに示すように、トナー像
担持体１９と転写材２４の線速度を異ならせた場合、
（ｂ１）のようにトナー像担持体１９の表面エネルギー
を転写材２４の表面エネルギーに対して小さくする（ト
ナー像担持体表面のトナー層４４に対する離型性を転写
材表面のトナー層４４に対する離型性に対して高くす
る）と、Ｆ１が小さいことにより速度差により生じるせ
ん断歪によるせん断応力がトナー像担持体１９とトナー
４４間に発生し「中抜け現象」の無い均一な転写が得ら
れる。しかしながら、（ｂ２）のように、上記表面エネ
ルギー（トナーに対する離型性）の関係が逆であると、
速度差により生じるせん断歪によるせん断応力はトナー
３９と転写材２４間に発生し「中抜け現象」を含め均一
な転写が得られないばかりか、トナー像乱れが発生し
た。以上のことより、前述の従来技術は必要条件ではあ
るが、それだけでは十分な効果は得られず、条件によっ
ては逆効果となってしまうことが理解できた。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、前述の従来技術では不十分な部分を補い、その部
分を解決する必要十分な技術を明確にし、「中抜け現
象」等の転写不良の問題を解消し得る画像形成装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による画像形成装置は以下の（１）〜（５）
に示す構成としたものである。

【００１４】（１）トナー像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写材へ転写する転写工程を有する画像形成装置
において、上記トナー像担持体の表面エネルギーを転写
材表面エネルギーに対して同等以下とすると共に、少な
くとも上記転写工程時のトナー像担持体と転写材の線速
度を異ならせる構成とした（請求項１）。

【００１５】（２）トナー像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写材へ転写する転写工程を有し、トナー像担持
体の表面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して同
等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程時におけ
るトナー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像形
成装置において、少なくとも上記転写工程時の転写材の
線速度を任意の値に設定する手段を有する構成とした
（請求項２）。

【００１６】（３）少なくともトナー像担持体から転写
材へトナーを転写する転写工程時に転写材を介してトナ
ー像担持体と同一方向へ移動する転写手段を有し、トナ
ー像担持体の表面エネルギーを転写材表面エネルギーに
対して同等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程
時におけるトナー像担持体と転写材の線速度を異ならせ
る画像形成装置において、少なくとも上記転写工程時に
上記転写手段の線速度を任意の値に設定する手段を有す
る構成とした（請求項３）。

【００１７】（４）複数の転写材に対し転写が可能であ
り、少なくともトナー像担持体から転写材へトナーを転
写する転写工程時に転写材を介してトナー像担持体と同
一方向へ移動する転写手段を有し、トナー像担持体の表
面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して同等以下
とすると共に、少なくとも上記転写工程時におけるトナ
ー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像形成装置
において、少なくとも上記転写工程時に転写材の種類に
よらずその線速度がほぼ同一となるように転写手段の線
速度を転写材の種類に応じて任意の値に設定する手段を
有する構成とした（請求項４）。

【００１８】（５）複数の転写プロセス速度を有する転
写モードと、少なくともトナー像担持体から転写材へト
ナーを転写する転写工程時に転写材を介してトナー像担
持体と同一方向へ移動する転写手段を有し、トナー像担
持体の表面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して
同等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程時にお
けるトナー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像
形成装置において、少なくとも上記転写工程時に選択さ
れている転写プロセス速度に応じて転写手段の線速度を
任意の値に設定する手段を有する構成とした（請求項
５）。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明に関わる中間
転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成
図、また、図２は上記カラー画像形成装置の感光体及び
中間転写ベルト周りの拡大図である。以下、図１，２を
参照して中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装
置の構成・動作を説明する。

【００２０】カラー画像読み取り装置（以下、カラース
キャナーと記す）１は、原稿３の画像を照射ランプ４、
ミラー群５（-1，2，3）、及びレンズ６を介してカラー
センサー７に結像して、原稿３のカラー情報を、例え
ば、Ｂlue，Ｇreen，Ｒed（以下、Ｂ，Ｇ，Ｒと略記す
る）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換
する。

【００２１】カラーセンサー７はこの例ではＢ，Ｇ，Ｒ
の色分解手段とＣＣＤの様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なう。そして、このカラー
スキャナー１で得た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（図示せず）で色変換処理
を行ない、Ｂlack，Ｃyan，Ｍagenta，Ｙellow（以下、
Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙと略記する）のカラー画像データを得
る。これを次に述べるカラー画像形成装置（以下、カラ
ープリンターと記す）２によって、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの
各色のトナーにより像担持体である感光体９上に顕像を
形成し、最終的なカラー画像を得る。尚、Ｂｋ，Ｃ，
Ｍ，Ｙの画像データを得るためのカラースキャナー１の
動作方式は、カラープリンター２の動作とタイミングを
取ったスキャナースタート信号にて、図１において照明
・ミラー光学系が左向き矢印方向へ原稿走査し、１回走
査毎に１色の画像データを得る。

【００２２】次にカラープリンター２の概要を説明す
る。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、原稿画像に対
応した光書き込みを行ない感光体ドラム９に静電潜像を
形成する。該書き込み光学ユニット８は、レーザー光源
（ＬＤ）８-1とその発光駆動制御部（図示を省略）、ポ
リゴンミラー８-2とその回転用モーター８-3、ｆ／θレ
ンズ８-4や反射ミラー８-5等で構成されている。

【００２３】感光体ドラム９は、図中に矢印で示す如く
反時計方向に回転するが、その周囲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、電位センサー１３、Ｂｋ現
像器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１
７、現像濃度パターン検知器１８、中間転写ベルト１９
などが配置されている。

【００２４】各現像器１４，１５，１６，１７は静電潜
像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム９の表面
に接触させて回転する現像スリーブ１４-1，１５-1，１
６-1，１７-1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１４-2，１５-2，１６-2，１７-2、及び
現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサー
１４-3，１５-3，１６-3，１７-3などで構成されてい
る。

【００２５】さて、待機状態では４個の現像器１４，１
５，１６，１７の全てが現像スリーブ上の剤は穂切り状
態（現像不動作状態）となっているが、以下の説明で
は、現像動作の順序（カラー画像形成順序）が、Ｂｋ，
Ｃ，Ｍ，Ｙの例で説明する（但し、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、カラースキャナー１で所定のタイミングからＢｋ現
像データの読み取りがスタートし、この画像データに基
づき書き込み光学ユニット８からのレーザー光による光
書き込み・潜像形成が始まり、感光体ドラム９上にＢｋ
画像データによる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潜像と記す。また、Ｃ，
Ｍ，Ｙについても同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像と記
す）。

【００２６】この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１４-1を回転開始して剤の穂立ちを行
ない、Ｂｋ潜像をＢｋトナーにて現像する。そして以
後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが潜像後端部がＢ
ｋ現像位置を通過した時点で速やかにＢｋ現像スリーブ
１４-1上の剤穂切りを行ない、現像不動作状態とする。
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。尚、穂切りは現像スリーブ
１４-1の回転方向を現像動作中とは逆方向に切り替える
ことで行なう。

【００２７】さて、感光体ドラム９に形成されたＢｋト
ナー像は感光体ドラム９と同方向に駆動されている中間
転写ベルト１９の表面に静電力にて転写される（以下、
感光体ドラム９から中間転写ベルト１９へのトナー像転
写をベルト転写と称す）。このベルト転写は、感光体ド
ラム９と中間転写ベルト１９が接触する状態において転
写バイアスローラー２０に所定のバイアス電圧を印加す
ることで行なう。尚、中間転写ベルト１９には、感光体
ドラム９に順次形成するＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像を
同一面に順次位置合わせして、４色重ねのベルト転写画
像を形成し、その後、転写紙に一括転写を行なう。この
転写ベルトユニットの構成・動作については後述する。

【００２８】ところで、感光体ドラム９側では上記Ｂｋ
行程で形成されたＢｋトナー像を中間転写ベルト１９に
転写後、クリーニング及び除電が行なわれ、次のＣ行程
へ進むが、所定のタイミングからカラースキャナー１に
よるＣ画像データの読み取りが始まり、その画像データ
による書き込み光学ユニット８のレーザー光書き込み
で、感光体ドラム９上にＣ潜像形成を行なう。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
過した後で且つＣ潜像先端が到達する前に現像スリーブ
１５-1を回転開始して剤の穂立てを行ない、Ｃ潜像をＣ
トナーで現像する。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１５-1上の穂切りを行なう。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。尚、Ｍ及びＹの行程については、それぞれの画像デ
ータ読み取り・潜像形成・現像の動作が上述のＢｋ，Ｃ
と同様であるので説明を省略する。

【００２９】次に、中間転写ベルトユニットについて説
明する。中間転写ベルト１９は、駆動ローラー２１、ベ
ルト転写バイアスローラー２０、及び従動ローラー群に
張架されており、図示していない駆動モーターにより後
述の如く駆動制御される。ベルトクリーニングユニット
２２は、入口シール２２-1、ゴムブレード２２-2、及び
ベルトからの接離機構２２-3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２２-3によりベルト面
から離間させておく。

【００３０】中間転写ベルト１９の駆動ローラー２１に
対向する位置には、中間転写ベルト１９上の画像を転写
紙２４に転写するための紙転写ユニット２３が配置され
ており、この紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスロ
ーラー２３-1、ローラークリーニングブレード２３-2及
び中間転写ベルト１９からの接離機構２３-3などで構成
されている。この紙転写ユニット２３の紙転写バイアス
ローラー２３-1は接離機構２３-3により通常は中間転写
ベルト１９面から離間しているが、中間転写ベルト１９
面に形成された４色の重ね画像を転写紙２４に一括転写
する時にタイミングを取って接離機構２３-3で押圧さ
れ、該ローラー２３-1に所定のバイアス電圧を印加して
転写紙２４への転写を行なう。尚、転写紙２４は、複数
の転写紙カセット３０，３１，３２，３３の中から選択
された転写紙カセット（例えば、転写紙カセット（Ａ）
３０）から給紙ローラー（２５）により給紙され、レジ
ストローラー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
に合わせて紙転写位置に給紙される。

【００３１】さて、上記中間転写ベルト１９の動き方は
作像モードにより以下の方式がとられる。（１）一定速往動方式．Ｂｋトナー等、単一色のみの作像モード時に実施される
動作であり、第一のトナー像のベルト転写後も、そのま
ま一定速で往動を続ける。紙転写バイアスローラー２３
-1は第一のトナー像の先端部にタイミングを合わせて給
紙される転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２
３-3により中間転写ベルト１９に当接され、トナー像を
転写紙２４へ転写する。以降、リピート枚数に従って形
成され中間転写ベルト１９上に転写されるトナー像をそ
れぞれ転写紙２４に転写する。

【００３２】（２）往復動（クイックリターン）方式．２色以上のトナーにより画像を形成する作像モード時に
実行される動作であり、Ｂｋトナー像のベルト転写が終
了したら、感光体ドラム９面から中間転写ベルト１９を
離間させ、そして往動運動を終了させると同時に逆方向
へ高速リターンさせる。リターンは、中間転写ベルト１
９面上の画像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に
通過し、さらに、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。次に感光体ドラム９面の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を再び感
光体ドラム９面に接触させる。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
によりＭ，Ｙ画像行程に進み、４色重ねのベルト転写画
像を得る。そして、４色目のＹ画像のベルト転写行程に
引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し、中
間転写ベルト１９面上の４色重ね合わせトナー像を転写
紙２４へ一括転写するべく紙転写バイアスローラー２３
-1はトナー像の先端部にタイミングを合わせて給紙され
る転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２３-3に
より中間転写ベルト１９に当接され、トナー像が転写紙
２４へ転写される。

【００３３】さて、中間転写ベルト１９面からトナー像
を転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２７で定着
器２８へ搬送され、所定温度にコントロールされた定着
ローラ２８-1と加圧ローラ２８-2によりトナー像が転写
紙上に溶融定着される。そして、定着後の転写紙はコピ
ートレイ２９へ排出され最終コピー画像が得られる。

【００３４】尚、感光体ドラム９への各色の画像形成毎
に、トナー像のベルト転写後の感光体ドラム９は、感光
体クリーニングユニット１０（クリーニング前除電器１
０-1、ブラシローラ１０-2、ゴムブレード１０-3）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。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には、クリーニングユニット２２が接離
機構２２-3で押圧され、ベルト表面がクリーニングされ
る。

【００３５】また、リピートコピー時は、カラースキャ
ナー１の動作及び感光体ドラム９への画像形成は、１枚
目のＹ（４色目）画像行程に引き続き所定のタイミング
で２枚目のＢｋ（１色目）画像行程に進む。また、中間
転写ベルト１９の方は、１枚目の４色画像の転写紙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
と同様の動作となる。

【００３６】尚、転写紙カセット３０，３１，３２，３
３には、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パ
ネル（図示せず）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ー２６方向に給
紙・搬送される。また、３４はオーバーヘッドプロジェ
クター（ＯＨＰ）用紙や厚紙などの給紙に用いられる手
差し給紙トレイである。

【００３７】さて、以上までは４色フルカラー画像を得
るコピーモードの説明であったが、３色コピーモードや
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なうことになる。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、その色の現像器のみを現像動作（穂立て）の状態に
して、中間転写ベルト１９は感光体ドラム９面に接触し
たまま往動方向に一定速駆動し、更にベルトクリーニン
グユニット２２も中間転写ベルト１９に接触したままの
状態でコピー動作を行なう。

【００３８】ここで、本実施例における画像形成装置の
主な構成・作像条件の具体例を以下に示す。・感光体ドラム：ＯＰＣ。・中間転写ベルト：カーボン分散のフッ素系樹脂ＥＴＦ
Ｅ(エチレン・テトラフロロ・エチレン)、体積抵抗率
１０¹⁰Ωcm 、表面抵抗率１０⁹Ωcm² 。・紙転写バイアスローラー：ヒドリンゴムローラーにＰ
ＦＥチューブを被膜、体積抵抗率１０⁹Ωcm 。・トナー：ポリオールをメイン樹脂に、ブラック（Ｂ
ｋ）はカーボン、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエ
ロー（Ｙ）は各顔料にて着色。流動性付与材としてシリ
カを外添。・現像剤特性：トナー濃度；各色４〜６（wt％）、トナー帯電量；各色−１５〜−２５（Ｃ／ｇ）。・感光体電位：画像部（ＬＤデータ「２５５」部）−８０〜−１３０
（Ｖ）、非画像部（ＬＤデータ「０」部）−５００〜−
７００（Ｖ）。

【００３９】以上、本発明に関わる画像形成装置の構成
・動作例について説明したが、本発明は上記構成の画像
形成装置において、「中抜け現象」等の転写不良の問題
を解消するため、以下に示す（１）〜（５）の何れかの
構成としたものである。

【００４０】（１）中間転写ベルト１９の表面エネルギ
ーを転写紙２４の表面エネルギーに対して同等以下とす
ると共に、少なくとも転写工程時の中間転写ベルト１９
と転写紙２４の線速度を異ならせる構成とする（請求項
１）。

【００４１】（２）中間転写ベルト１９の表面エネルギ
ーを転写紙２４の表面エネルギーに対して同等以下とす
ると共に、少なくとも転写工程時における中間転写ベル
ト１９と転写紙２４の線速度を異ならせる構成とし、且
つ、少なくとも転写工程時の転写紙２４の線速度を任意
の値に設定する手段を有する構成とする（請求項２）。

【００４２】（３）少なくとも中間転写ベルト１９から
転写紙２４へトナーを転写する転写工程時に転写紙２４
を介して中間転写ベルト１９と同一方向へ移動する紙転
写バイアスローラー２３-1を有し、中間転写ベルト１９
の表面エネルギーを転写紙２４の表面エネルギーに対し
て同等以下とすると共に、少なくとも転写工程時におけ
る中間転写ベルト１９と転写紙２４の線速度を異ならせ
る構成とし、且つ、少なくとも転写工程時に紙転写バイ
アスローラー２３-1の線速度を任意の値に設定する手段
を有する構成とする（請求項３）。

【００４３】（４）少なくとも中間転写ベルト１９から
転写紙２４へトナーを転写する転写工程時に転写紙２４
を介して中間転写ベルト１９と同一方向へ移動する紙転
写バイアスローラー２３-1を有し、中間転写ベルト１９
の表面エネルギーを転写紙２４の表面エネルギーに対し
て同等以下とすると共に、少なくとも転写工程時におけ
る中間転写ベルト１９と転写紙２４の線速度を異ならせ
る構成とし、且つ、少なくとも転写工程時に転写紙２４
の種類によらずその線速度がほぼ同一となるように紙転
写バイアスローラー２３-1の線速度を転写紙２４の種類
に応じて任意の値に設定する手段を有する構成とする
（請求項４）。

【００４４】（５）複数の転写プロセス速度を有する転
写モードと、少なくとも中間転写ベルト１９から転写紙
２４へトナーを転写する転写工程時に転写紙２４を介し
て中間転写ベルト１９と同一方向へ移動する紙転写バイ
アスローラー２３-1を有し、中間転写ベルト１９の表面
エネルギーを転写紙２４の表面エネルギーに対して同等
以下とすると共に、少なくとも転写工程時における中間
転写ベルト１９と転写紙２４の線速度を異ならせる構成
とし、且つ、少なくとも転写工程時に選択されている転
写プロセス速度に応じて紙転写バイアスローラー２３-1
の線速度を任意の値に設定する手段を有する構成とする
（請求項５）。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。図１，２において、本実施例の画像形成装置は、
ローラー３５近傍の中間転写ベルト１９に対向しベルト
表面エネルギーの経時的な上昇（トナーのフィルミング
によるものが主と考える）を防止し、転写紙２４の表面
エネルギーよりも小さい値を保つため、定期的に潤滑剤
を塗布する塗布装置３６を有している。この塗布装置３
６は潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑
油添加剤を溶融し、冷却固化させた板状の潤滑剤３７と
この潤滑剤３７の表面を摺擦するブラシ３８から成って
いる。ここで、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を選択し
たのは、成形加工がし易いという製造上の理由と、中間
転写ベルト１９に対して画像形成に係わる悪影響が無い
という特性上の理由による。よって、ステアリン酸亜鉛
が本発明に係わる唯一の物質ではなく、かかる特性を具
備していれば他の物質でも良い。

【００４６】本実施例の紙転写工程では、中間転写ベル
ト１９を駆動する駆動ローラー２１は中間転写ベルト１
９の線速度がＶｂとなるように駆動され、転写紙２４を
発生する摩擦力にて搬送する紙転写バイアスローラー２
３-1は転写紙２４の線速度がＶｐとなるように駆動され
る。この時、ＶｂとＶｐには、ΔＶ＝Ｖｐ／Ｖｂの線速
比を有するようにそれぞれの速度が基本的には設計され
ている。本発明者の実験では、上記Ｖｐ／Ｖｂは±１〜
３％の範囲で「中抜け現象」に対し効果が得られる。

【００４７】従って、上記のように、中間転写ベルト１
９のベルト表面エネルギーの経時的な上昇を防止し、転
写紙２４の表面エネルギーよりも小さい値を保つため
に、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置３６を設け、且
つ、転写紙２４と中間転写ベルト１９の線速比ΔＶ＝Ｖ
ｐ／Ｖｂが±１〜３％となるようにすることにより、図
３（転写紙と中間転写ベルトの速度比と中抜けランクの
関係を示す図）の”△”で示すように、中抜けランク５
が常に得られるようになり、「中抜け現象」の発生を略
完全に防止することができる。

【００４８】ところで、前述したように、駆動系のばら
つきにより装置間でΔＶが異なってしまうことがある
が、本発明では、これを補正するためにそれぞれの装置
毎に任意のΔＶに調整できる調整手段を持たせる。前記
調整は中間転写ベルト１９と転写紙２４の速度調整にて
実施するが、本実施例のように紙転写バイアスローラー
２３-1のような転写手段により紙転写が実行される装置
では、上記調整手段は紙転写バイアスローラー２３-1の
線速度を調整することが効果的であると考えられる。従
って実際の調整方法としては、予め長さの確定している
画像をカラースキャナー１にて読み込んだり、あるいは
装置内部に有しているパターン発生回路にて予め決めら
れた領域に決められたデータ分ＬＤ照射を行なうことで
感光体上に所定の長さの潜像を形成する。そして、この
潜像を現像してトナーで顕像化してベルト転写により中
間転写ベルト１９上に形成したトナー像の長さをＬｂ、
紙転写工程にて得られる転写紙２４上のトナー像の長さ
をＬｐとして、ＬｐとＬｂの比Ｌｐ／Ｌｂが前記線速比
ΔＶとなるように紙転写バイアスローラー２３-1の速度
を調整する。この速度調整方法は、紙転写ローラ２３-1
の駆動モーターがブラシレスモーターであればその基本
周波数を変えることで行なうことができる。

【００４９】次に、本実施例の画像形成装置において
は、転写紙の種類（以下、転写紙種と記す）を「普通
紙」，「ＯＨＰ」と選択することができる。これは、
「普通紙」に対して「ＯＨＰ」はその形成材料（「ＯＨ
Ｐ」はＰＥＴが主材料）から定着性を満足させるために
その定着条件を「普通紙」とは異なったものとすること
が必要だからである。装置に「ＯＨＰ」を認識させる方
法としては、操作部に選択用のキーを設ける、あるいは
「ＯＨＰ」シートに特別なマークを設け、それを装置が
有しているセンサーにて検出する等がある。前述したよ
うに、紙転写バイアスローラー２３-1の線速度が一定で
あると転写紙種により発生する摩擦力が異なり、それに
より転写紙の速度が異なってしまうので、例えば前記転
写紙種認識を利用して転写紙の種類に応じて紙転写バイ
アスローラー２３-1の速度を設定できるようにする。

【００５０】また、本実施例の装置には紙転写工程以降
のプロセス速度を変えるモードも有している。この理由
は転写紙種で述べた定着性に係わるもので、定着性を上
げるためには定着時間を長くし転写紙へ与える熱量を多
くすることが同一装置内での手段としては好ましい。し
かしながら定着装置のみの速度を下げるためには転写紙
がどのプロセスをも実行されていない状態でなければな
らず、Ａ３などの長尺紙をそのような状態とするために
は紙転写位置から定着までの長さをＡ３以上としなけれ
ばならない。これは装置の大型化となり実用的ではな
い。この不具合を解消するために、紙転写工程のプロセ
ス速度も定着と同様に下げ、転写と定着が同時に実行で
きる方法を用いるのが一般的である。

【００５１】このように、本実施例の画像形成装置にお
いては、同一プロセス速度においても転写紙種に応じ
て、あるいはプロセス速度そのものに応じてそれぞれの
場合に対し紙転写バイアスローラ２３-1の速度を設定で
きる構成を有する装置が必要となる。その具体的な方法
としては、前記した内容と同様に紙転写バイアスローラ
ー２３-1の駆動モーターがブラシレスモーターであれば
その基本周波数を変えることで行ない、図６のブロック
図に示す如く、操作部４３から転写紙種あるいは転写プ
ロセス速度毎に基本周波数のデータをメモリ（ＲＡＭ，
ＲＯＭ）４２のＲＡＭへ入力し、転写紙の選択あるいは
転写プロセス速度情報に応じて、制御部（ＣＰＵ）４１
が前記メモリ４２からデータを読み取り、モーター４０
を駆動するモーター駆動回路４５へ基本周波数データを
例えばＰＷＭ値で送る。これにより転写紙種あるいは転
写プロセス速度にあった紙転写バイアスローラ２３-1の
速度制御を実現することができる。

【００５２】以上は、転写手段がローラーである実施例
にて説明したが、転写手段としてはローラーの他にベル
トあるいはドラム等の形態もあることは既に知られてい
る。また、本実施例ではトナー像担持体を中間転写ベル
トとし、転写材を転写紙としたが、その関係はこの組み
合わせに限定されるものではなく、例えば感光体と中間
転写体との組み合わせ等であっても本発明の目的は達せ
られる。さらに、トナー像担持体である中間転写ベルト
１９の表面エネルギーを下げる手段としてステアリン酸
亜鉛を定期的に塗布することを実施例では示したが、従
来例にて述べられているようにフッ素系部材を塗布した
り、ベルトをシリコンあるいはフッ素系の材料にて形成
する手段もあることは周知である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５記載
の発明によれば、「中抜け現象」の発生を防止するため
の必要条件を明確にしたことにより、現実的な装置間や
転写材種による作用のばらつきを解消することができ、
「中抜け現象」等の転写不良の問題を解消することがで
きる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる中間転写ベルト方式を用いたカ
ラー画像形成装置の概略構成図である。

【図２】図１に示すカラー画像形成装置の感光体及び中
間転写ベルト周りの拡大図である。

【図３】転写紙と中間転写ベルトの線速比と中抜けラン
クの関係を示す図である。

【図４】トナー像担持体と転写材に速度差が無い場合の
「中抜け現象」のモデルの説明図である。

【図５】トナー像担持体と転写材に速度差が有る場合の
「中抜け現象」のモデルの説明図である。

【図６】紙転写バイアスローラーの駆動制御系の概略構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１カラー画像読み取り装置（カラースキャナー）２カラー画像記録装置（カラープリンター）３原稿４照明ランプ５ミラー群６レンズ７光電変換素子（ＣＣＤ）８書き込み光学ユニット８-1 レーザー光源（ＬＤ）８-2 ポリゴンミラー８-3 ポリゴンモーター８-4 ｆ／θレンズ８-5 反射ミラー９感光体ドラム１０感光体クリーニングユニット１０-1 クリーニング前除電器１０-2 ブラシローラー１０-3 ゴムブレード１１除電ランプ１２帯電器１３電位センサー１４Ｂlack（Ｂｋ）現像器１４-1 Ｂｋ用現像スリーブ１４-2 Ｂｋ用現像パドル１４-3 Ｂｋ用トナー濃度センサー１５Ｃyan（Ｃ）現像器１５-1 Ｃ用現像スリーブ１５-2 Ｃ用現像パドル１５-3 Ｃ用トナー濃度センサー１６Ｍagenta（Ｍ）現像器１６-1 Ｍ用現像スリーブ１６-2 Ｍ用現像パドル１６-3 Ｍ用トナー濃度センサー１７Ｙellow（Ｙ）現像器１７-1 Ｙ用現像スリーブ１７-2 Ｙ用現像パドル１７-3 Ｙ用トナー濃度センサー１８現像濃度パターン検出器１９中間転写ベルト２０ベルト転写バイアスローラー２１ベルト駆動ローラー２２ベルトクリーニングユニット２２-1 ブラシローラー２２-2 ゴムブレード２２-3 接離機構２３紙転写ユニット２３-1 紙転写バイアスローラー２３-2 ゴムブレード２３-3 接離機構２４転写紙２５給紙ローラー２６レジストローラー２７紙搬送ユニット２８定着器２８-1 定着ローラー２８-2 加圧ローラー２９コピートレイ３０転写紙カセット（Ａ）３１転写紙カセット（Ｂ）３２転写紙カセット（Ｃ）３３転写紙カセット（Ｄ）３４手差しトレイ３５ローラー３６塗布装置３７潤滑剤３８ブラシ３９トナー４０モーター４１制御部（ＣＰＵ）４２メモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）４３操作部４４トナー層４５モーター駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像担持体上に形成されたトナー像を
転写材へ転写する転写工程を有する画像形成装置におい
て、上記トナー像担持体の表面エネルギーを転写材表面
エネルギーに対して同等以下とすると共に、少なくとも
上記転写工程時のトナー像担持体と転写材の線速度を異
ならせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】トナー像担持体上に形成されたトナー像を
転写材へ転写する転写工程を有し、トナー像担持体の表
面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して同等以下
とすると共に、少なくとも上記転写工程時におけるトナ
ー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像形成装置
において、少なくとも上記転写工程時の転写材の線速度
を任意の値に設定する手段を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項３】少なくともトナー像担持体から転写材へト
ナーを転写する転写工程時に転写材を介してトナー像担
持体と同一方向へ移動する転写手段を有し、トナー像担
持体の表面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して
同等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程時にお
けるトナー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像
形成装置において、少なくとも上記転写工程時に上記転
写手段の線速度を任意の値に設定する手段を有すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】複数の転写材に対し転写が可能であり、少
なくともトナー像担持体から転写材へトナーを転写する
転写工程時に転写材を介してトナー像担持体と同一方向
へ移動する転写手段を有し、トナー像担持体の表面エネ
ルギーを転写材表面エネルギーに対して同等以下とする
と共に、少なくとも上記転写工程時におけるトナー像担
持体と転写材の線速度を異ならせる画像形成装置におい
て、少なくとも上記転写工程時に転写材の種類によらず
その線速度がほぼ同一となるように転写手段の線速度を
転写材の種類に応じて任意の値に設定する手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】複数の転写プロセス速度を有する転写モー
ドと、少なくともトナー像担持体から転写材へトナーを
転写する転写工程時に転写材を介してトナー像担持体と
同一方向へ移動する転写手段を有し、トナー像担持体の
表面エネルギーを転写材表面エネルギーに対して同等以
下とすると共に、少なくとも上記転写工程時におけるト
ナー像担持体と転写材の線速度を異ならせる画像形成装
置において、少なくとも上記転写工程時に選択されてい
る転写プロセス速度に応じて転写手段の線速度を任意の
値に設定する手段を有することを特徴とする画像形成装
置。