JPH06202492A

JPH06202492A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06202492A
Application number: JP4361256A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦; Koichi Tanigawa; 耕一谷川; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Kazuro Ono; 和朗小野; Minoru Matsukuma; 稔松隈; Takayasu Yunamochi; 貴康弓納持; Hideo Nanataki; 秀夫七瀧
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】感光ドラム及び転写ローラに起因する濃度ムラ
が転写材上で不規則に重なって、カラー画像の色味が変
化することを防止する。【構成】感光ドラム１と中間転写ローラ６とを当接させ
て転写ニップ部Ｎを形成する。感光ドラム１上に次々に
形成したマゼンタＭ、シアンＣ、イエローＹ、ブラック
Ｂの各色のトナー像を、転写ニップ部Ｎを介して順次転
写ローラ６上に転写し、４色のトナー像を積層する。こ
の際、感光ドラム１の単位時間あたりの回転数と中間転
写ローラ６の単位時間あたりの回転数とを、一方が他方
の整数倍となるように設定する。これにより、転写ロー
ラ６上に積層された４色のトナー像について、感光ドラ
ム１の厚さや感度のムラ及び中間転写ローラ６の抵抗ム
ラにそれぞれ起因する画像の濃淡ムラが転写ローラ６上
で互いに不規則に重なり合うことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写機
やプリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、画像担
持体上に形成したトナー像を、一旦、中間転写ローラ上
に中間転写し、その後、中間転写ローラ上から転写材上
に最終転写する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を採用した複写機、
プリンタ等の画像形成装置としては、紙等の転写材上
に、直接、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（Ｂ）などのトナー像を順番に重ねて
ゆく方式が一般に知られている。この方式では、１つの
感光ドラムを用いて順次画像形成を行い、このトナー像
をしっかりと支持された転写紙上に順次重ね合わせて行
くことにより、色ズレの生じない良好な画像が得られる
という利点がある。反面、この方式は、転写材を支持す
るのに、円筒状の転写ドラムなどの表面に転写材を巻き
つけて支持する必要があるため、腰の強い厚紙や薄手の
紙、特殊紙が扱えないという欠点があった。この欠点を
解決するための１つの方法として、誘電体ベルトの中間
転写体上に、上述Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂなどのトナー像を順次
転写して行き、これを転写材上に一括転写するという方
法が知られている。

【０００３】しかしながら、この方法によれば、中間転
写体である誘電体ベルト上への転写時に、ベルト背面か
ら高電圧を印加しなければならず、これによる細線の飛
びちりやハーフトーン画像の乱れ、あるいは誘電体ベル
トの絶縁破損、といった問題が生じ、また、誘電体ベル
トの厚みをある程度薄くしなければならないが、このた
めにベルト駆動時のよりを防止する必要が生じるなど、
困難な点が多く存在した。

【０００４】そこで、もう１つの方法として、中抵抗の
弾性ローラで構成された、中間転写体を用い、これを感
光ドラムに当接させて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂなどのトナー像
を順次転写してゆき、これを転写材上に一括転写すると
いう方法が考案された。この方法によれば、トナー飛び
散りのない良好な画像が得られ、駆動方式も簡易化でき
るとともに、バイアス電圧の印加で中間転写体を簡単に
清掃できるという利点がある。

【０００５】図３および図４にこの方法による画像形成
装置の一列を示す。

【０００６】図３において、感光ドラム（画像担持体）
１は、矢印Ｒ１方向に回転し、１次帯電ローラ２により
一様に帯電され、露光３により静電潜像が形成された
後、第１現像器５Ｍにより第１色（マゼンタ）のトナー
が静電潜像に応じて感光ドラム１に付与される。この
際、第２、第３、第４現像器５Ｃ、５Ｙ、５Ｂは、作動
オフしており、第１色のトナー像は第２、第３、第４現
像器５Ｃ、５Ｙ、５Ｂに影響を受けることなく、中間転
写体である中間転写ローラ６と感光ドラム１のなす転写
ニップ部に到達し、中間転写ローラ６のパイプ状芯金６
ａに印加された第１色のトナーと逆極性の電圧７ａによ
って、転写ニップ部域に形成された電界により第１色の
トナー像は、中間転写ローラ６上に中間転写される。第
１色のトナー像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、
クリーニング装置９により表面を清掃された後、第２色
（シアン）の画像形成工程に入る。第２色目の工程にお
いては、第２現像器５Ｃのみが作動し、他の現像器５
Ｍ、５Ｙ、５Ｂは作動オフしており、以下、上述した手
順と同様の手順によって、第２色のトナー像が中間転写
ローラ６上に中間転写される。以下、第３色（イエロ
ー）、第４色（ブラック）が中間転写ローラ６上に順次
中間転写され、中間転写ローラ６上に４色の重ね合わせ
カラー画像が形成される。

【０００７】次に、カセット１０より転写材Ｐが１枚、
給紙ローラ１１により取り出され、転写ガイド１２を経
て、感光ドラム１と中間転写体である中間転写ローラ６
の転写ニップ部域に挿通される。このとき、中間転写ロ
ーラ６の芯金６ａにトナーと同極性の電圧７ａが印加さ
れ、転写材Ｐ上に中間転写ローラ６上に第１〜第４色の
トナー像が転写される。

【０００８】図４は、中間転写ローラ６に中間転写され
たトナー像が転写材Ｐに転写されるようすを示すもので
ある。

【０００９】転写ニップ部域を出た未定着カラー像を載
せた転写材Ｐは、搬送ガイド１３を経て定着器１５に到
達し、加熱加圧されて永久定着画像が得られる。

【００１０】転写材Ｐへのトナー像転写終了後に、中間
転写ローラ６の芯金６ａにはトナーと同極性のクリーニ
ングバイアス電圧７ａが印加され、中間転写ローラ６上
の転写残りトナーは感光ドラム１に戻され、クリーニン
グ装置９に回収される。

【００１１】中間転写体である中間転写ローラ６は、パ
イプ上の芯金６ａの上に、シリコーンゴム、テフロンゴ
ム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等より
なる弾性材ソリッド、あるいは発泡状に形成していて、
さらに、弾性材にカーボンまたは金属粉等を分散させて
抵抗調整した中抵抗弾性層６ｂを被覆したものであり、
弾性層６ｂは１０⁵ 〜１０¹¹Ω・cmの体積抵抗率を持
つ。中抵抗の弾性ローラを中間転写体に用いることで、
中間転写体への転写時の画像乱れを防ぎ、かつクリーニ
ングバイアスを印加することでクリーニングをすること
ができるので、クリーニング装置が不用であるなどの利
点を持つ。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術のように、中抵抗弾性ローラによる中間転写ロ
ーラ６を用いた場合、製造時における抵抗制御が難し
く、１本のローラ内においても不均一な抵抗分布を有す
る場合が生じる。一方感光ドラム１は、製造時における
感光層の厚さのムラや、耐久による削れムラなどによ
り、やはり部分的な電位ムラを生じることがある。この
ような場合、ハーフトーン画像の微妙なムラとなって、
画像上に現れる場合があるが、中間転写ローラ６と、感
光ドラム１のムラが重なると、周期性のない濃度ムラが
発生し、この結果、カラー画像においてはＣ、Ｍ、Ｙ、
Ｂの画像のハーフトーン画像における上記濃淡ムラが異
なる位置にずれて生じるため、最終的にその部分の色味
が変わってしまって、単なる濃さの変化以上に著しい画
質の劣化を招くおそれがある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、回転可能な画像担持体上に
形成したトナー像を、該画像担持体との間に転写ニップ
部を形成する中抵抗の弾性体からなる中間転写ローラ上
に中間転写し、さらに該中間転写ローラ上のトナー像を
転写材上に最終転写してなる画像形成装置において、前
記画像担持体の単位時間当たりの回転数と、前記中間転
写ローラの単位時間当たりの回転数とについて、一方が
他方の整数倍となるように設定する、ことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】以上構成に基づき、例えばカラー画像形成時の
部分的な色味の変化が生じるのを防止することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉図１および図２は本発明の実施例１の画像
形成装置の縦断面図であり、前出と同符号は同部材を示
す。

【００１６】中間転写体である中間転写ローラ６はパイ
プ状の芯金６ａ上に、ＥＰＤＭなどよりなる弾性体に微
細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、体積抵
抗率１０⁵ 〜１０¹¹Ω・cmに調整した厚さほぼ６ｍｍの
弾性層６ｂで被覆したものを使用している。

【００１７】感光ドラム１は、負極性のＯＰＣ感光ドラ
ムを用い、直径を３２ｍｍ、プロセススピードは周速１
００ｍｍ／秒とした。これに対し、中間転写ローラ６は
外周をＡ４判縦長さ２９７ｍｍよりも長くするため外径
を９６．４ｍｍとし、硬度を２８°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ測
定法による）として、感光ドラム１に対し、総圧１００
０ｇで当接させて従動回転させた。この結果、当接部に
おける、転写ニップ部Ｎの中間転写ローラ６の外径が実
質的に９６．０ｍｍとなり（すなわち、半径４８．０ｍ
ｍとなり）、感光ドラム１の外径に対し、中間転写ロー
ラ６の外径が３倍となって、単位時間当たりの回転数で
は、転写ローラ６に対し、感光ドラム１を３倍となるよ
うに設定している。また、現像器５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５
Ｂには、各々、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂ色の１成分非磁性ネガ現
像剤が用いられており、レーザ光（露光）３により露光
を受けた、感光ドラム１上の露光部分を反転現像法によ
り順次現像を行った。そして、各色のトナー像を中間転
写ローラ６上に転写するために、バイアス電圧が可変の
定電圧電源３０を用いた。

【００１８】具体的には、図１のように、感光ドラム１
上のトナー像を中間転写ローラ６に転写する際に、第１
色目には、中間転写ローラ６に電圧Ｖ₀ を印加し、第２
色目にはＶ₀ ＋ｇ（ｇは定数）、第３色目にはＶ₀ ＋２
ｇ、第４色目にはＶ₀ ＋３ｇの電圧を印加するように、
第１色から第４色のトナー像を感光ドラム１から中間転
写ローラ６に中間転写する際に順次、転写電圧をｇずつ
中間転写ローラ６に印加する転写電圧を大きくすること
で、感光ドラム１と中間転写ローラ６間に介在するトナ
ーの抵抗の増大による転写電流の低下を補正することが
でき、良好なトナー像の転写をすることができる。

【００１９】そして、中間転写ローラ６上のトナー像を
転写材Ｐ上に転写する際には、図２に示すごとく、トナ
ーと同極性の電圧７ｂを印加して、転写材Ｐ上にトナー
像を一括して最終転写する。

【００２０】実際の中間転写では、第１色目には、中間
転写ローラ６にトナーと逆極性の電圧１ｋＶを印加し、
第２色目には１．５ｋＶ、第３色目には２．０ｋＶ、第
４色目には２．５ｋＶを印加するように、１回のトナー
転写ごとに０．５ｋＶずつ中間転写ローラに印加する電
圧値を大きくすることによって、４色の多重転写を良好
に行うことができた。

【００２１】なお、第１色目にはＶ₀ 、第２色目にはＶ
₀ ＋ｇ、第３色目にはＶ₀ ＋ｈ、第４色目にはＶ₀ ＋ｉ
（ｈ、ｉは定数）というように、中間転写ローラ６に印
加する電圧の増加分を定数ｇとせずに、増加分の電圧値
の値を、それぞれトナーの抵抗値や添加物によって変化
させることにより、色ごとの適正転写電圧値を中間転写
ローラ６に印加することによって、さらに良好な多重転
写をすることが可能となる。

【００２２】以上のようにして、中間転写ローラ６上に
形成された４色のトナー像を転写材Ｐ上に最終転写した
ところ、感光ドラム１と中間転写ローラ６の各々の有す
るムラ部分が１つの画面上においては、４色で完全に同
一の場所に生ずるようになり、従来のように各色の濃淡
ムラが、別々の場所に生じることにより、色味の変化が
生じるのを防止することができた。

【００２３】なお、上述の実施例で、中間転写ローラ６
の感光ドラム１に対する外径比は３倍である必要はな
く、適当な整数倍としてよいのはいうまでもない。

【００２４】例えば、Ａ３判を縦送りするような場合、
感光ドラム１の外径を３４ｍｍ、転写ニップ部Ｎにおけ
る中間転写ローラ６の外径を１３６ｍｍなどとするとよ
い。〈実施例２〉前述の実施例１では、転写ニップ部Ｎにお
ける感光ドラム１の外径に対し、中間転写ローラ６の外
径を整数倍した場合の例を説明したが、逆に、中間転写
ローラ６の外径に対し、感光ドラム１の外径を整数倍と
してもよい。この場合、中間転写ローラ６の外周は最大
通紙長さ以上とする必要があるため、感光ドラム１の外
周はさらに、この整数倍となる。このように構成するこ
とで感光ドラム１の寿命を延長することができる。具体
的には、感光ドラム１の外径を９６ｍｍまたは１９２ｍ
ｍ、転写ニップ部Ｎにおける中間転写ローラ６の外径を
９６ｍｍ（当接による縮みを含む）などとすればよい。〈実施例３〉前述の実施例１または実施例２において
は、感光ドラム１と中間転写ローラ６とを当接従動回転
させる場合の説明を行ったが、図５に示すごとく、感光
ドラム１の端部にギア５１を設け、中間転写ローラ６側
のギア５２に噛合してこれを駆動するようにすれば、両
者の回転比を厳密に制御することが可能となる。

【００２５】しかも、このとき、中間転写ローラ６の感
光ドラム１との転写ニップ部Ｎにおける外径を実施例１
で述べた場合よりも若干大きくしてやることで、感光ド
ラム１の周速をｖ_P （ｍｍ／秒）、転写ローラ６の周速
をｖ_T （ｍｍ／秒）、転写材Ｐの転写ニップ部Ｎにおけ
る走行速度をｖ_m （ｍｍ／秒）としたときに、ｖ_P ＜ｖ_m ＜ｖ_T ……（１）なる関係を満たすようにすることができる。このよう
に、転写ニップ部Ｎにおいて速度差を設けることでトナ
ーの転写効率を向上させることができ、感光ドラム１か
ら中間転写ローラ６への中間転写時、および中間転写ロ
ーラ６から転写材Ｐへの最終転写時において、中抜け画
像等が生じるのを防止できる。〈実験例１〉図１および図５において、感光ドラム１の
外径を３２．０ｍｍ、ギア５１の歯数を３２歯、中間転
写ローラ６の外径を９７．５ｍｍ、ギア５２の歯数を９
６歯とし、総圧１４００ｇで感光ドラム１と中間転写ロ
ーラ６とを当接させた。

【００２６】この結果、転写ニップ部Ｎにおける中間転
写ローラ６の外径は約９７．０ｍｍとなり、前述のｖ_P
に対し、ｖ_T は約１％速くなった。これに対し、ｖ_m は
ｖ_Pに対し０．５％程度速い走行速度となった。このよ
うに、感光ドラム１、中間転写ローラ６、転写材Ｐの間
に互いに速度差をつけることで、中抜けのない良好な中
間転写、および最終転写像が得られた。また、ギア５
１、５２により、感光ドラム１と中間転写ローラ６の相
対的な回転数比を厳密に規制することで、濃淡ムラによ
る色味の変化を完全に防止することができた。〈実験例２〉図１および図５において、感光ドラム１の
外径を３２．０ｍｍ、ギア５１の歯数を３２歯、中間転
写ローラ６の外径を９６．５ｍｍ、ギア５２の歯数を９
６歯とし、感光ドラム１から中間転写ローラ６への中間
転写時には、両者を総圧２００ｇで当接させ、一方、中
間転写ローラ６から転写材Ｐへの最終転写時には両者を
総圧２０００ｇで当接させた。

【００２７】この結果、中間転写時には、転写ニップ部
Ｎにおける中間転写ローラ６の外径は約９６．３ｍｍ、
最終転写時には転写ニップ部Ｎにおける中間転写ローラ
６の外径は約９５．８ｍｍとなり、中間転写時において、ｖ_P ＜ｖ_T ……（２）最終転写時において、ｖ_T ＜ｖ_m ……（３）とすることができた。この結果、中間転写時には、軽圧
化と中間転写ローラ６の周速アップによる転写性の向
上、および中抜け画像の防止がより効果的に行われ、一
方、最終転写時においては、転写材Ｐを中間転写ローラ
６の周速よりも速く動かすことができることにより、転
写性を一層向上することができ、かつ、色味の変化を防
止することができた。

【００２８】以上の実験例では、トナー像を転写させる
側の速度を速くする場合、および、遅くする場合（実験
例１の転写材Ｐ）について説明を行ったが、どちらの場
合においても、等速時に比べ、良好な転写性が得られる
のは、物理的な摺察効果によるものと思われる。なお、
これらの効果を用いて出力する画像は、感光ドラム１上
の画像に対し、伸び、あるいはちぢみの生じる場合があ
るが、転写画像の縮尺を最適化するように必要に応じて
レーザ光３の走査速度と感光ドラム１の周速の関係を調
整すれば良いのはもちろんである。〈実施例４〉前述の実施例１ないし実施例３において
は、最終転写時は中間転写ローラ６と感光ドラム１との
間に転写材Ｐを通して最終転写を行う場合について説明
を行ったが、感光ドラム１の代わりに、最終転写専用の
ローラを用いてもよいのはもちろんである。この場合、
構成が若干複雑となるが、実施例３で説明したような、
中間転写時に感光ドラム１と中間転写ローラ６との周速
ｖ_P 、ｖ_T 間に周速差をつけ、また、最終転写時におい
ては、中間転写ローラ６と転写材Ｐとの周速ｖ_Tおよび
速度ｖ_m の間に速度差を設けるような場合、ｖ_P 、ｖ
_T 、ｖ_m が独立に設定できるという利点がある。図６
は、このような構成の一例を示すもので、導電性の転写
ローラ５３の芯金５４に再転写バイアス７ｂを印加した
ものである。なお、図中でこの他の部分の前述の実施例
１における場合と同一機能を有するものには同一の符号
を付してあり、感光ドラム１と中間転写ローラ６の回転
数比は２：１に設定してある。また、最終転写時以外の
動作は前述の実施例と全く同様なので、詳細な説明は省
略する。

【００２９】なお、上述の実施例１〜４においては、感
光ドラム１を用いた場合について説明を行ったが、この
代わりに感光体ベルトを用いた場合でも、本発明は同様
に実施可能である。また、露光光源はレーザ光以外のＬ
ＥＤアレイやその他の光源でもよいのはもちろん、現像
法も背景露光による正規現像法でも本発明の本質には何
ら変わりなく実施できるのはいうまでもないことであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、画像担持体１の
単位時間あたりの回転数と中間転写ローラの単位時間あ
たりの回転数とを、一方が他方の整数倍となるように設
定することにより、画像担持体の厚さや感度のムラ及び
中間転写ローラの抵抗ムラにそれぞれ起因する画像の濃
淡ムラが互いに不規則に重なり合って色味が変化すると
いう不具合を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置において、感光ドラム
から中間転写ローラにトナー像を中間転写するようすを
示す動作説明図。

【図２】同じく画像形成装置において、中間転写ローラ
から転写材にトナー像を最終転写するようすを示す動作
説明図。

【図３】従来の画像形成装置の概略を示す縦断面図。

【図４】同じく中間転写ローラから転写材にトナー像を
転写するようすを示す拡大縦断面図。

【図５】実施例３の感光ドラムと中間転写ローラとのギ
ヤの噛合関係を示す斜視図。

【図６】実施例４の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。

【符号の説明】

１画像担持体（感光ドラム）６中間転写ローラＮ転写ニップ部Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野和朗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 (72)発明者松隈稔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 (72)発明者弓納持貴康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 (72)発明者七瀧秀夫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】回転可能な画像担持体上に形成したトナ
ー像を、該画像担持体との間に転写ニップ部を形成する
中抵抗の弾性体からなる中間転写ローラ上に中間転写
し、さらに該中間転写ローラ上のトナー像を転写材上に
最終転写してなる画像形成装置において、前記画像担持体の単位時間当たりの回転数と、前記中間
転写ローラの単位時間当たりの回転数とについて、一方
が他方の整数倍となるように設定する、ことを特徴とする画像形成装置。