JPH1152664A

JPH1152664A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH1152664A
Application number: JP9209493A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Tsuruya; 鶴谷　　貴明; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦; Takehiko Suzuki; 健彦鈴木; Kazuhiro Funatani; 和弘船谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-08-04
Also published as: JP3604876B2

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写ベルト表面のひび割れを防止する。【解決手段】【要約】感光ドラム１に順次に形成したトナー像を、中
間転写ベルト５ｄを介して転写材Ｐに一括して二次転写
する。中間転写ベルト５ｄ上の二次転写残トナーに、中
間転写ベルトクリーニング装置８のクリーニングローラ
８ａにより電荷を付与することにより、二次転写残トナ
ーを一次転写と平行して前記第１の像担持体上へ逆転写
させる。二次転写ローラ７の転写幅をＷｔ、クリーニン
グローラ８ａの帯電幅をＷｃとしたとき、Ｗｃ≧Ｗｔを
満たすようにする。これにより、中間転写ベルト５ｄ表
面は、中間転写ベルトクリーニングローラ８ａによって
常に除電されることになるので、中間転写ベルト５ｄ表
面がチャージアップすることもなく、絶縁破壊も発生し
にくくなり、ひび割れが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
したトナー像を中間転写体を介して転写材に転写する、
電子写真方式のカラー画像形成装置、例えば、複写機、
レーザービームプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に、４色フルカラーの画像形成装置
の概略構成を示す。

【０００３】同図に示す画像形成装置は、矢印Ｒ１方向
に回転する感光ドラム１表面を、帯電部材２によって帯
電し、露光装置１１によって露光（Ｌ）し、静電潜像を
形成する。現像装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを搭載したロータリ３を回転さ
せることで所定の現像器（同図ではＹ現像器４ａ）を感
光ドラム１に対向する現像位置に配置し、感光ドラム１
上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像
する。このトナー像は、ローラ５ａ、５ｂ、５ｃに掛け
渡されて中間転写装置５を構成する中間転写ベルト５ｄ
上に、一次転写ローラ６によって一次転写される。一次
転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（一次転
写残トナー）が感光ドラムクリーニング装置１０によっ
てクリーニングされる。

【０００４】上述の帯電、露光、現像、一次転写、そし
てクリーニングの一連の画像形成プロセスを、Ｙトナー
以外の残りの３色のトナー、すなわち、Ｍ、Ｃ、Ｋの各
色のトナーについても繰り返し行って、中間転写ベルト
５ｄ上に４色のトナー像を重ねる。

【０００５】この４色のトナー像は、二次転写ローラ７
により、紙等の転写材Ｐに一括して二次転写された後、
定着装置９による加熱、加圧によって転写材Ｐ表面に定
着される。

【０００６】二次転写後に、中間転写ベルト５ｄ表面に
残ったトナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルト
クリーニング装置のクリーニングローラ８によって除去
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の画像形成装置に
おいて、二次転写ローラ７の転写幅（軸方向の寸法をい
う。）Ｗｔは、最大転写材幅（転写材Ｐのうちで幅が最
大のもののその幅）Ｗｐ以上に設定しておけば、種々の
幅の転写材Ｐが給紙されても対応できる。つまり、一般
に、Ｗｔ＞Ｗｐ…に設定されている。

【０００８】また、中間転写ベルトクリーニング装置で
ある帯電装置の帯電幅Ｗｃは、最大画像幅Ｗｉ以上に設
定しておけばどのような画像の二次転写残トナーに対し
ても電荷を付与することが可能となる。つまり、Ｗｃ＞
Ｗｉ…に設定されている。

【０００９】さらに、最大転写材幅Ｗｐと最大画像幅Ｗ
ｉとの関係は、Ｗｐ≧Ｗｉ…である。

【００１０】以上の３つの式、、、すなわち、Ｗｔ＞Ｗｐ… Ｗｃ＞Ｗｉ… Ｗｐ≧Ｗｉ… からは、ＷｔとＷｃとの大小関係については、特定する
ことができない。

【００１１】すなわち、式の上からは、Ｗｃ≧Ｗｔであ
る必要はまったくないはずである。ところが、実際に
は、Ｗｃ＜Ｗｔとなるように設定すると、中間転写ベル
ト５ａ表面のうちの、帯電装置８によって帯電（除電）
されない部分の表層、すなわち二次転写バイアスのみが
印加される部分の表層が短期間で絶縁破壊を起こして微
小な孔があき、その孔が徐々に広がってひび割れとな
り、このひび割れが画像領域にまで達すると画像不良を
招くという問題がある。

【００１２】そこで、本発明は、中間転写ベルト表面の
ひび割れを防ぎ、ひび割れが原因の画像不良を防止する
ようにしたカラー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】上述目的を達成するため
の、請求項１に係る本発明は、第１の像担持体上に形成
されたトナー像を第１の転写手段により第１の転写部位
にて第２の像担持体上に一次転写する工程を複数色のト
ナー像について繰り返して行うことで前記第２の像担持
体上に複数色のトナー像を重ね、これら複数のトナー像
を第２の転写手段により第２の転写部位にて転写材上に
一括して二次転写して転写材上に多色のトナー像を形成
するとともに、前記二次転写後に前記第２の像担持体上
に残った二次転写残トナーに、帯電手段により電荷を付
与することにより、前記二次転写残トナーを一次転写と
平行して前記第１の像担持体上へ逆転写させるカラー画
像形成装置において、前記第２の像担持体が、体積抵抗
率１０⁴ 〜１０⁸ Ω・cm、厚さ０．３〜２mmの無端ベル
ト状の基体上に、体積抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁸Ω・cm、厚
さ２〜１００μｍの表層を設けた中間転写ベルトであ
り、前記第２の転写手段の転写幅をＷｔ、前記帯電手段
の帯電幅をＷｃとしたときに、これらの値を、Ｗｃ≧Ｗ
ｔが成立するように設定する、ことを特徴とする。

【００１４】請求項２に係る本発明において、前記帯電
手段は、帯電部材として前記中間転写ベルト表面に接触
配置されたローラ状の帯電器を有する、ことを特徴とす
る。

【００１５】請求項３に係る本発明において、前記帯電
手段は、帯電部材として前記中間転写ベルト表面に非接
触に配置された帯電電極を有する、ことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１７】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係るカ
ラー画像形成装置の一例を示す。なお、同図は、４色フ
ルカラーのレーザービームプリンタの概略構成を示す縦
断面図である。

【００１８】同図に示す４色フルカラーのレーザービー
ムプリンタ（以下「画像形成装置」という）は、第１の
像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光
ドラム」という）１を備えている。

【００１９】感光ドラム１の上方には一次帯電器２及び
露光装置１１が配設され、また左方には現像装置３が配
設され、下方には中間転写装置５が配置され、上方には
感光ドラムクリーニング装置１０が配設されている。

【００２０】上述の感光ドラム１は、アルミシリンダの
外周面にＯＰＣ（有機光半導体）、ａ−Ｓｉ（アモルフ
ァスシリコン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セ
レン）等の光導電体を塗布して構成したものである。感
光ドラム１は、装置本体（不図示）によって回転自在に
支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１
方向に回転駆動される。

【００２１】一次帯電器２は、感光ドラム１表面に接触
配置された帯電ローラであり、電源（不図示）によって
帯電バイアスが印加され、これにより感光ドラム１表面
を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するものであ
る。

【００２２】露光手段１１は、レーザー発振器、反射ミ
ラー１１ｂ等を備えており、画像情報に応じた露光
（Ｌ）を行って静電潜像を形成するものである。

【００２３】現像装置３は、回転自在なロータリ４Ａに
搭載された４個の現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備え
ている。各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラ
ック（Ｋ）の各色のトナーを収納しており、ロータリ４
Ａの回転にともない、それぞれの現像用開口面が常に外
側を向くようにして駆動される。現像装置３は、ロータ
リ４Ａの回転によって、感光ドラム１上の静電潜像の現
像に供される現像器（同図ではイエロー現像器４ａ）
が、感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置され、
静電潜像にトナーを付着させて静電潜像を現像するよう
に構成されている。

【００２４】中間転写装置５は、支持体として３本のロ
ーラ、すなわち、従動ローラ５ａ、二次転写対向ローラ
５ｂ、駆動ローラ５ｃを備えている。これら３本のロー
ラ５ａ、５ｂ、５ｃに第２の像担持体としての中間転写
ベルト５ｄが巻き掛けられている。中間転写ベルト５ｄ
は、エンドレス状（無端状）に形成されたゴムベルトで
あり、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ５方向に駆動
される。中間転写ベルト５ｄの内側における、感光ドラ
ム１とほぼ対向する位置には、一次転写ローラ（第１の
転写手段）６が配置されている。一次転写ローラ６は、
中間転写ベルト５ｄを感光ドラム１表面に押圧して一次
転写部位ｔ₁ を形成している。また、中間転写ベルト５
ｄの外側における二次転写対向ローラ５ｂに対応する位
置には、二次転写ローラ（第２の転写手段）７が配設さ
れている。二次転写ローラ７は、中間転写ベルト５ｄに
対して接離自在に配設されており、接触時には、二次転
写部位ｔ₂ を形成する。さらに、中間転写ベルト５ｄの
移動方向に沿っての二次転写部位ｔ₂ と一次転写部位ｔ
₁ との間には、中間転写ベルトクリーニング装置（帯電
手段）８が設けられている。

【００２５】転写材Ｐの移動方向についての二次転写ロ
ーラ７の下流側には、転写材Ｐ表面に二次転写されたト
ナー像を定着させるための定着装置９が配設されてい
る。

【００２６】次に、上述構成の画像形成装置の動作につ
いて説明する。

【００２７】感光ドラム１は、駆動手段によって矢印Ｒ
１方向に回転駆動され、その表面が一次帯電器２によっ
て帯電される。一次帯電器２には、直流電圧に交流電圧
が重畳された重畳電圧が印加され、これにより、感光ド
ラム１表面は、所定の極性、所定の電位に均一に帯電さ
れる。つづいて、露光装置１１のレーザードライバ（不
図示）にイエローの画像情報に従った信号が入力される
と、レーザー発振器１１ａからレーザー光が発光され
る。このレーザー光は、ポリゴンミラー（不図示）、反
射ミラー１１ｂ等を介して感光ドラム１表面に照射さ
れ、照射部分の電荷を除去して静電潜像を形成する。

【００２８】この感光ドラム１上の静電潜像は、ロータ
リ４Ａの回転によって現像位置に配置されたイエローの
現像器４ａによってイエローのトナー像として現像され
る。

【００２９】感光ドラム１上のイエローのトナー像は、
電源（不図示）から一次転写ローラ６に印加された一次
転写バイアスによって、中間転写ベルト５ｄ表面に一次
転写される。このとき、中間転写ベルト５ｄに一次転写
されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（一次転写
トナー）は、感光ドラムクリーニング装置１０によって
除去され、感光ドラム１は、次の色のトナー像の形成に
備えられる。

【００３０】以上の、帯電、露光、現像、一次転写、ク
リーニング（感光ドラム１の）の一連の画像形成プロセ
スを、上述のイエロー以外の他の３色、すなわちマゼン
タ、シアン、ブラックの各色のトナーについても順次に
行って、中間転写ベルト５ｄ上に４色のトナー像を重ね
る。

【００３１】中間転写ベルト５ｄ上の４色のトナー像
は、電源（不図示）によって二次転写ローラ７に印加さ
れた二次転写バイアスにより、転写材Ｐ上に一括して二
次転写される。なお、転写材Ｐは、給紙カセット（不図
示）に収納されていたものが、給紙ローラ、搬送ロー
ラ、レジストローラ等を有する搬送装置（いずれも不図
示）によって、中間転写ベルト５ｄの回転に同期して供
給されたものである。

【００３２】二次転写後の転写材Ｐは、定着装置９に搬
送され、ここで加熱加圧されて表面に４色のトナー像が
定着された後、装置本体外部に排出される。

【００３３】上述の二次転写時に転写材Ｐ上に二次転写
されないで中間転写ベルト５ｄ表面に残ったトナー（二
次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置
８によって電荷が付与され、上述のトナー像の一次転写
時に、中間転写ベルト５ｄ表面から感光ドラム１表面に
逆転写され、その後、感光ドラムクリーニング装置１０
によって除去される。

【００３４】ここで、上述の中間転写ベルト５ｄについ
て詳述すると、中間転写ベルト５ｄは、厚さ０．３〜２
mm、体積抵抗率１０⁴ 〜１０⁸ Ω・cmに調整されたアク
リロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタ
ジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、
ウレタンゴム等を無端状に形成したゴム基層上に、厚さ
２〜１００μｍ、体積抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁸Ω・cmに調
整されたゴム又はＰＶｄＦ、ＰＥＴ、ポリカーボネイ
ト、ポリエチレン、シリコーン等の樹脂を表層として設
けた構成となっている。

【００３５】また、中間転写ベルト５ｄ表面に残った二
次転写残トナーに電荷を付与するための中間転写ベルト
クリーニング装置８は、帯電部材として複数層によって
形成され、弾性を有するクリーニングローラ（ローラ状
の帯電器）８ａと、これに交流電圧を印加する交流電源
８ｂと、直流電圧を印加する直流電源８ｃとを備えてい
る。なお、中間転写ベルトクリーニングローラ８ａは、
中間転写ベルト５ｄに対して接離可能に配置されてい
る。

【００３６】次に、本発明の特徴部分について説明す
る。

【００３７】図２は、図１における中間転写ベルト５
ｄ、二次転写ローラ７、中間転写ベルトクリーニングロ
ーラ８ａについて、それぞれの幅（軸方向長さ、あるい
は転写材Ｐの搬送方向に向かっての左右方向の長さをい
う）を模式的に示すものである。まず、同図に示すよう
に、これらの部材のうちでは、中間転写ベルト５ｄの幅
が最も広い。

【００３８】次に、二次転写ローラ７の転写幅をＷｔ、
中間転写ベルトクリーニングローラ８ａの帯電幅をＷｃ
としたとき、Ｗｃ≧Ｗｔと、Ｗｃ＜Ｗｔとの場合におい
て、中間転写ベルト５ｄのひび割れ発生にどの程度の差
があるかを検討した。

【００３９】共通条件として、二次転写ローラ７に印加
する二次転写バイアスは＋１０μＡの定電流制御とし
た。また、中間転写ベルトクリーニングローラ８ａに印
加するバイアス波形は、図３に示すように、ピーク間電
圧が２．５ｋＶ_PP、周波数が２ｋＨｚ、デューティー比
がプラス側８０％でマイナス側２０％、そして、ＤＣ電
圧は０Ｖに設定し、二次転写残トナーにはプラス電荷を
付与しつつ、中間転写ベルト５ｄ表面はほぼ０Ｖに除電
されるように設定した。

【００４０】図６は、中間転写ベルト５ｄのひび割れ発
生状況を示している。○はまったく発生していない場
合、△は中間転写ベルト５ｄ表面に微小な穴が発生した
場合、×はひび割れが発生した場合、××はひび割れが
画像領域にまで及んだ場合である。

【００４１】同図から明らかなように、Ｗｃ＜Ｗｔの場
合には、耐久枚数５ｋ枚（５０００枚）程度で端部に微
小な穴が発生し、１０ｋ枚（１００００枚）で端部にひ
び割れが発生した。そして、５０ｋ枚（５００００枚）
ではひび割れが画像領域にまで達成してしまった。

【００４２】これに対し、Ｗｃ≧Ｗｔの場合には５０ｋ
枚で中間転写ベルト全体に微小な穴が発生したものの、
画像不良の原因となるひび割れにまでは至らなかった。

【００４３】上述の、Ｗｃ＜Ｗｔの場合、中間転写ベル
ト５ｄの端部は、中間転写ベルトクリーニングローラ８
ａによって除電されることなく二次転写バイアスが常に
印加されることになり、中間転写ベルト５ｄ表面がチャ
ージアップされる。このため、ベルト表層の高抵抗層へ
電界が集中し、絶縁破壊に至ったものと思われる。

【００４４】これに対し、Ｗｃ≧Ｗｒの場合、中間転写
ベルト５ｄ表面は、中間転写ベルトクリーニングローラ
８ａによって常に除電されることになるので、中間転写
ベルト５ｄ表面がチャージアップすることもなく、絶縁
破壊も発生しにくくなっているものと思われる。

【００４５】〈実施の形態２〉図４に、実施の形態２に
おけるカラー画像形成装置の縦断面図を示す。なお、図
１に示すものと同じ構成、作用の部材等については、同
じ符号を付して、その説明は重複説明は適宜省略するも
のとする。

【００４６】実施の形態１において、中間転写ベルト５
ｄ表面の二次転写残トナーに電荷を付与する中間転写ベ
ルトクリーニング装置８が、帯電部材として中間転写ベ
ルト５ｄ表面に接触可能な中間転写ベルトクリーニング
ローラ８ａを有していたが、これによると、周波数の高
い領域を使用するので微弱ながら帯電音が発生した。ま
た、中間転写ベルトクリーニングローラ８ａは、環境変
動に対しては、性能の変化が小さいものの、ややコスト
が高くなるというデメリットもあった。

【００４７】そこで、本実施の形態２においては、中間
転写ベルト５ｄ上の二次転写残トナーに電荷を付与する
中間転写ベルトクリーニング装置８の帯電部材として図
５（ａ）、（ｂ）に示すような非接触型の帯電電極８Ａ
を用いた。帯電電極８Ａは、中間転写ベルト５ｄの搬送
方向に沿った長さが１０mm、帯電幅がＷｃの長板状に形
成され、中間転写ベルト５ｄ表面との間のギャップ幅が
７０μｍとなるように配設された。帯電幅Ｗｃが二次転
写ローラ７の転写幅Ｗｔよりも広い場合、つまりＷｃ≧
Ｗｔである場合と、この逆、Ｗｃ＜Ｗｔである場合とに
おいて、前述の実施の形態１とまったく同様の条件で検
討したところ、図６に示す実施の形態１と同様の結果を
得ることができた。すなわち、Ｗｃ≧Ｗｔとすれば中間
転写ベルト５ｄのひび割れを防げることができ、これに
加えて、帯電音の低減、及びコストダウンを図ることが
できた。

【００４８】なお、上述の実施の形態１及び実施の形態
２においては、第２の像担持体として、中間転写ベルト
５ｄを使用した例について説明を行ったが、この中間転
写ベルト５ｄに代えて、ドラム状の中間転写ドラムを使
用した場合においても、同様の効果を上げることができ
るのはいうまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
第１の像担持体上に順次に形成したトナー像を、第２の
像担持体を介して転写材に一括して二次転写するととも
に、第２の像担持体上の二次転写残トナーに、帯電手段
により電荷を付与することにより、二次転写残トナーを
一次転写と平行して前記第１の像担持体上へ逆転写させ
るカラー画像形成装置において、第２の転写手段の転写
幅をＷｔ、帯電手段の帯電幅をＷｃとしたとき、Ｗｃ≧
Ｗｔを満たすことにより、第２の像担持体上に発生する
ひび割れを防防止し、ひび割れに起因する画像不良のな
い安定した画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】中間転写ベルト、二次転写ローラ、中間転写ベ
ルトクリーニングローラの幅の関係を示す図。

【図３】実施の形態１におけるクリーニングバイアスの
波形を示す図。

【図４】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図５】（ａ）は実施の形態２の帯電電極の斜視図。
（ｂ）は実施の形態２の帯電電極と中間転写ベルトとの
ギャップを示す側面図。

【図６】中間転写ベルトクリーニングローラの帯電幅Ｗ
ｃと二次転写ローラ転写幅Ｗｔとの大小関係の違いによ
る中間転写ベルト表層のひび割れの違いを示す図。

【図７】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面
図。

【符号の説明】

１第１の像担持体（感光ドラム）５ｄ第２の像担持体（中間転写ベルト）６第１の転写手段（一次転写ローラ）７第２の転写手段（二次転写ローラ）８帯電手段（中間転写ベルトクリーニング装
置）８Ａ帯電部材（帯電電極）８ａ帯電部材（ローラ状の帯電器）Ｐ転写材ｔ₁ 第１の転写部位ｔ₂ 第２の転写部位Ｗｃ帯電手段の帯電幅Ｗｔ第２の転写手段の転写幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者船谷和弘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の像担持体上に形成されたトナー像
を第１の転写手段により第１の転写部位にて第２の像担
持体上に一次転写する工程を複数色のトナー像について
繰り返して行うことで前記第２の像担持体上に複数色の
トナー像を重ね、これら複数のトナー像を第２の転写手
段により第２の転写部位にて転写材上に一括して二次転
写して転写材上に多色のトナー像を形成するとともに、
前記二次転写後に前記第２の像担持体上に残った二次転
写残トナーに、帯電手段により電荷を付与することによ
り、前記二次転写残トナーを一次転写と平行して前記第
１の像担持体上へ逆転写させるカラー画像形成装置にお
いて、前記第２の像担持体が、体積抵抗率１０⁴ 〜１０⁸ Ω・
cm、厚さ０．３〜２mmの無端ベルト状の基体上に、体積
抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁸Ω・cm、厚さ２〜１００μｍの表
層を設けた中間転写ベルトであり、前記第２の転写手段の転写幅をＷｔ、前記帯電手段の帯
電幅をＷｃとしたときに、これらの値を、Ｗｃ≧Ｗｔが成立するように設定する、ことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記帯電手段は、帯電部材として、前記
中間転写ベルト表面に接触配置されたローラ状の帯電器
を有する、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３】前記帯電手段は、帯電部材として、前記
中間転写ベルト表面に非接触に配置された帯電電極を有
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。