JPH0822161A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低ランニングコスト、高画質のカラー出力装
置を実現する。 【構成】 中間転写ベルト上の重なったトナー像を受像
紙に転写する際の転写ローラの表面をトナーの平均粒径
よりも細かい最大粗さすることによって中間転写ベルト
上にトナー像が存在しても転写ローラの離接動作を省く
ことができる。また、転写ローラが中間転写ベルトに接
触したままでも、中間転写ベルト上のトナー像を乱さな
いよう、転写ローラと中間転写ベルト間の電位差を放電
開始電圧以下にする。これらの発明により小型、メンテ
ナンス性の高いカラー画像形成装置が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ、
プリンタに係り、特にカラー画像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスではパーソナルコンピュ
ターを中心とした機器の充実によりカラーディスプレー
を用いての文書作成や編集が行われている。しかしなが
ら、作成された文章を用紙に印字する出力装置は白黒機
が中心である。この理由は、現存するカラー出力装置の
性能や価格上の問題が大きいためである。電子写真方式
のカラー出力装置も、普通紙印字が可能である、また、
中間調再現に優れ、印字スピードが速いなどの利点もあ
るが、装置が複雑なためメンテナンスに費用がかかり、
白黒出力装置の１０〜５０倍のコスト高になるため十分
に普及しない現状である。

【０００３】電子写真方式のカラー出力装置は、原画像
を光学的或いは電気的に色分解し、イエロー、マゼン
タ、シアンの各色に応じた潜像形成の後、各色に対応し
た帯電粉体粒子（トナー）で顕像化する工程は白黒機と
同様である。白黒機と最も異なるのは、これら各色を転
写材上に重ねる工程である。

【０００４】図２に特開平６−１９３３１号公報、特開
平６−１９３３２号公報に開示された従来のカラー出力
装置の構成概略を示す。図２において、５０は感光ドラ
ム、５１は露光手段、５２はイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色の回転可能な
現像機群を備えた現像装置、５４はコロナ放電器、５６
は転写ドラムで誘電体または、抵抗体フィルムから成
る。５８はクリーニング手段、６０は搬送ベルト、６２
は定着器、６４は給紙ローラである。次に動作を説明す
る。カラー原稿をイメージスキャナ（図示せず）で読み
とり、イエロー、マゼンタ、シアンと黒の情報を得る。
これらの情報は一時的にメモリに保存される。カラー画
像の形成は、図示した装置に順次にカラー信号を送り行
われる。先ず、露光手段５１によって感光ドラム５０に
イエローの潜像が形成される。潜像形成は、通常の白黒
出力装置と同様である。現像装置５２は、回転してイエ
ロー（Ｙ）現像器を感光ドラム５０に押し当て、潜像を
イエロートナーで顕像化していく。転写ドラム５６上に
は画像形成に同期させて給紙ローラ６４によって受像紙
が供給され静電力で吸着している。感光ドラム５０上の
イエロー像は、転写帯電器５７により受像紙上に転写さ
れる。転写後の感光ドラム５０はクリーニング装置５８
によって転写残留トナーを除去し、コロナ放電器５４に
よって帯電され、次の潜像形成が行われる。イエロー信
号の画像が全て受像紙上に転写すると、次にマゼンタ
（Ｍ）の画像形成がイエローと同様に行われる。マゼン
タの画像形成に引き続き、シアン、黒の画像形成が順次
行われる。転写ドラム５６上の受像紙には、イエロー、
マゼンタ、シアン、黒の画像が順次重ねられ、黒の画像
形成が修了すると同時に受像紙は転写ドラム５６から剥
がされ、転写ベルト６０を通って、定着器６２に至り、
定着されて画像を得る。

【０００５】上述したカラー画像形成方法と異なり受像
紙の通紙性を考慮して、例えば、特開平２−１８３２７
６号公報には像担持体上に形成したトナー像を、一旦、
中間転写ベルトに４色保持した後、受像紙に一括して転
写する方式が開示されている。この方式は、周長の長い
ベルト状の像担持体を用い、この像担持体の周囲に現像
装置を配置し、一色毎に像担持体に現像器を押しつけト
ナー像を形成した後、中間転写ベルト上に転写する。２
色目以降は中間転写ベルト上にトナー像が重ねられる。
複数色のトナー像を中間転写ベルト上に形成してから受
像紙に一括して転写する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したカラー画像形
成方法は、受像紙を転写ドラムに巻き付けてカラー３色
と黒の像を形成する。このため、受像紙を転写ドラムに
吸着させる、また、剥離するなどのプロセスを経由する
ため受像紙通路が複雑となり紙詰まりの原因となる。特
に静電力を利用する吸着と剥離は、使用環境や受像紙の
物性状態に左右されるため安定性を欠き信頼性を損な
う。上述の方式は、受像紙に感光ドラムから直接転写を
行うので、画像の劣化が最小限にできるという利点を有
するが、前述した受像紙の保持が複雑で、メンテナンス
サイクルを高めコストアップとなるため、カラー出力装
置がなかなか普及しない。受像紙の通路の簡便化と高画
質維持の両立がなされることによって飛躍的に普及する
と考えられる。

【０００７】中間の媒体に像担持体からトナー像を一旦
転写し、さらに、受像紙に転写する方式では、２回の像
転写が行われるため画像劣化が起こる。また、中間媒体
上にトナーが残留し、放置すると画像上の汚れとなり画
質をことごとく劣化させる。さらに、受像紙が詰まった
場合に備え簡便且つ確実なトナー除去手段が必要とな
る。これら像形成プロセス上の仮題とトナー除去の両仮
題を解決しないと、単なる、受像紙の通路をシンプルに
するだけではメンテナンス性を改善したことにはならな
い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は下記の構成を特徴とするカラー画像形成装
置である。

【０００９】各々が少なくとも回動する像担持体と 前
記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色の異なる
現像剤を有する現像手段とを備え、前記像担持体上にそ
れぞれ異なる色のトナー像を形成でき、円環状に並べた
複数の移動可能な像形成ユニット群と、前記像形成ユニ
ット群で形成された複数色のトナー像を搬送する導電性
の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに前記トナー
像が転写される毎に前記像形成ユニット群を回転中心回
りに回転移動させることで、前記中間転写ベルトに接す
る前記像担持体を変更させる移動手段と、前記中間転写
ベルトに受像紙を押しつけることで、前記中間転写ベル
ト上に重ね合わせた状態に保持された前記トナー像を前
記受像紙に再転写する導電性の転写ローラとを具備し、
前記転写ローラ最大表面粗さが前記トナーの平均粒径よ
り小さいことを特徴とするカラー画像形成装置である。

【００１０】または、各々が少なくとも回動する像担持
体と 前記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色
の異なる現像剤を有する現像手段とを備え、前記像担持
体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成でき、円環状
に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群と、前記像
形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を搬送す
る導電性の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに前記
像担持体からトナー像を転写するための静電力を与える
電圧印加手段と、前記中間転写ベルトに前記トナー像が
転写される毎に前記像形成ユニット群を回転中心回りに
回転移動させることで、前記中間転写ベルトに接する前
記像担持体を変更させる移動手段と、前記中間転写ベル
トに受像紙を押しつけることで、前記中間転写ベルト上
に重ね合わせた状態に保持された前記トナー像を前記受
像紙に再転写する導電性の転写ローラと、該転写ローラ
に電圧印加するための電圧と極性の切り替えが可能な電
源とを具備し、前記中間転写ベルトと前記転写ローラ間
に前記受像紙が無いときは、前記電圧印加手段によって
加えられる前記中間転写ベルトの前記転写ローラに対向
する位置で発生する電圧と、前記電源によって転写ロー
ラに印加する電圧との電位差が、前記中間転写ベルトと
前記転写ローラ間の放電開始電圧以下であることを特徴
とするカラー画像形成装置である。

【００１１】さらに、転写ローラの最大表面粗さがトナ
ーの平均粒径よりも小さいことを特徴とするカラー画像
形成装置である。

【００１２】さらに、中間転写ベルトの固有抵抗が１０
⁵Ω・ｃｍ以上１０¹¹Ω・ｃｍ以下であるカラー画像形
成装置である。

【００１３】または、各々が少なくとも回動する像担持
体と 前記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色
の異なる現像剤を有する現像手段とを備え、前記像担持
体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成でき、円環状
に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群と、前記像
形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を搬送す
る導電性の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに前記
像担持体からトナー像を転写するための静電力を与える
電圧印加手段と、前記中間転写ベルトに前記トナー像が
転写される毎に前記像形成ユニット群を回転中心回りに
回転移動させることで、前記中間転写ベルトに接する前
記像担持体を変更させる移動手段と、前記中間転写ベル
トに受像紙を押しつけることで、前記中間転写ベルト上
に重ね合わせた状態に保持された前記トナー像を前記受
像紙に再転写する導電性の転写ローラと、該転写ローラ
に電圧印加するための電圧と極性の切り替えが可能な電
源と前記中間転写ベルトに近接し、中間転写ベルト上の
トナーを回収するための、電圧印加可能な導電性のクリ
ーニングローラと、該クリーニングローラに電圧印加す
るための極性、電圧の切り替えが可能なクリーニング電
源とを具備し、前記クリーニングローラの最大表面粗さ
をトナーの平均粒径より小さくし、前記中間転写ベルト
上のトナーを除去しないときは、前記電圧印加手段によ
って加えられる前記中間転写ベルトの前記クリーニング
ローラに対向する位置で発生する電圧と、前記クリーニ
ング電源によってクリーニングローラに印加する電圧と
の電位差が、前記中間転写ベルトと前記クリーニングロ
ーラ間の放電開始電圧以下のトナーと同じ帯電極性の電
圧を前記クリーニング電源によって印加することを特徴
とするカラー画像形成装置である。

【００１４】

【作用】カラー画像形成装置の受像紙通路を簡略化する
ために、各色に対応する画像を中間転写ベルト上に一時
的に保持した後、受像紙に一括再転写する。この方式に
よって従来の白黒画像形成装置と同等の受像紙搬送経路
を実現でき、受像紙のジャムの発生頻度を低減する。

【００１５】この中間転写ベルトを用いた方式は、像担
持体から中間転写ベルトへのトナー像の転写と中間転写
ベルトから受像紙への再転写と二回の転写を行う。二回
目の転写は、中間転写ベルト上に重ねられたトナー像を
受像紙に再転写するが、この際、受像紙を中間転写ベル
トに押しつけ、電界を発生させる転写ローラが必要とな
る。この転写ローラは通常、中間転写ベルトの幅か、も
しくはそれ以上の幅を有する。従って、受像紙より外に
トナーが付着した場合や、受像紙が何らかの理由でジャ
ムした場合はトナーで直接汚れることになる。転写ロー
ラからトナーを除去するための部材、たとえば、スクレ
ーパやブレードを取り付けても良いが、像形成部以外に
不用なトナーをためこととなりメンテナンス上問題とな
る。そこで、上述した転写ローラの表面の最大粗さを用
いるトナーの平均粒径よりも小さくすることで、受像紙
への転写性能と電気的にトナー除去を行うための性能の
両方を確保した。特に、転写ローラ表面に直接付着した
トナーは、凹凸部に付着しやすく除去が困難となる。ト
ナーは完全な球形ではなく、多少の凹凸を有するので転
写ローラ表面を滑らかにすることでトナーに働く機械力
を最小にできる。このような表面の実現によって転写ロ
ーラに付着したトナーは、転写ローラにトナーの帯電極
性と同極性電圧を印加することによって容易に中間転写
ベルトに静電力によって戻すことができ、転写ローラの
近傍に不用なトナーを集めることがない。

【００１６】第二の発明は、中間転写ベルト上に順次ト
ナー像を重ねているとき、中間転写ベルト上に転写した
トナー像を乱さないために転写ローラを離接することが
望ましい。しかしながら、機械の複雑化や大型化を考え
ると離接機構はない方がよい。本発明のように曲率を有
するもの同士が接触する場合には、両者の接触部近傍に
微小空隙ができて、この空間に電圧がかかると放電現象
が生じる。放電は接触する両者間の電位差によって発生
の有無が左右されるものであるから、たとえ、中間転写
ベルトと転写ローラに印加する電圧が同極性であって
も、電位差が放電を起こさせる電圧、即ち、放電開始電
圧を越えていると放電が生じる。この結果、放電によっ
て中間転写ベルト上のトナーが乱されてしまう。さら
に、放電の効率は転写ローラ表面の凹凸に左右される。
トナーの平均粒径よりも大きい表面粗さを有するとこの
突起が放電を起こす核となり望ましくない。従って、転
写ローラの表面は、最大粗さをトナーの平均粒径以下に
抑えた方が望ましい。

【００１７】第三の発明は、第二の発明の転写ローラに
おける考え方を中間転写ベルトのクリーニング用ローラ
に置き換えたもので、同様にクリーニングローラを中間
転写ベルトに接触させたままであっても、中間転写ベル
ト上のトナー像を乱すことが無い。これによって、機械
動作が省略できメンテナンス性を向上させる。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の第一の実施例におけるカラ
ー画像形成装置の構成概略図である。図１で１０は作像
ユニットで、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色が
あり、それぞれに像担持体１２（φ３０ｍｍ）、帯電ロ
ーラ１４、現像器１６、クリーニングブレード１７を備
えている。作像ユニット１０は像担持体１２と現像器１
６を組み合わせた現像部と帯電ローラ１４とクリーニン
グブレード１７を組み合わせたトナー回収部の二つのブ
ロックからなる。４色のユニット群はユニット回転装置
１８によってユニット群の移動回転中心部の回りを回転
できる構成となっている。作像ユニット群は、反時計方
向に移動させると、作像位置で現像部が下部に、また、
トナー回収部は上部に位置する。２０は露光手段で、作
像ユニット１０の現像部とトナー回収部間の略平行なス
リットを通し、回転中心近傍にある反射ミラー２１を介
して作像ユニット１０の内の一つのユニットに露光でき
るように配置されている。反射ミラー２１は、作像ユニ
ット１０の回転に伴って回転はせず固定されている。１
９は中間転写ベルトでＡ４版の一枚分の画像が少なくと
も保持できるように直径はφ１２０ｍｍである。中間転
写ベルト１９は絶縁性樹脂中に導電性のフィラーを混錬
して押し出し機にてフィルム化して用いる。本実施例で
は、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂（例えば、
三菱ガス化学製ユーピロンＺ３００）９５部に、導電性
カーボン（例えば、ケッチェンブラック）５部を加えフ
ィルム化したものを用いた。フィルムの厚みは約３５０
μｍであった。樹脂中には酸化防止剤、分散助剤、離型
部材等を混ぜ合わせてもよい。このフィルムの抵抗は約
１０⁷〜１０⁸Ω・ｃｍであった。また、表面粗さは１０
点平均粗さで約８〜１０μｍであった。表面粗さは、用
いるトナーの粒径と近似の値以下に抑えた方が望まし
い。これは中間転写ベルトからトナーをクリーニングす
ることを考慮するためである。電気抵抗は１０⁵〜１０
¹¹Ω・ｃｍの範囲が有効である。１０⁵Ω・ｃｍを下回
ると像担持体や、後述する受像紙への像転写を行う導電
性ローラへの放電が起こる。一方、１０¹¹Ω・ｃｍを越
えると、中間転写ベルト１９を構成する導電部の樹脂比
率が高まり印加電圧が高くなる、環境変動が大きい等の
不都合が生じる。中間転写ベルト１９は前述した構成の
みが有効ではなく、例えば、絶縁性の基材上に導電層を
塗布したものでも良い。この場合、絶縁性の基板として
はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリウレタン等が用いられる。導電層
は、前述したように絶縁性の樹脂中に導電性フィラーを
分散させ、スプレーや浸漬塗布によって設ける。中間転
写ベルト１９は押圧ローラ２４と架張ローラ２６と駆動
ローラ２７によって架張されている。押圧ローラ２４は
φ１０ｍｍの金属シャフト上に発泡スポンジを設け、硬
度はＪＩＳのＡスケールで３０°以下である。導電性の
発泡スポンジ層はポリウレタンやＥＰＤＭ等のゴム材料
にカーボン等の導電性フィラーを分散させるか、イオン
性の導電材料を含有させて作られる。押圧ローラ２４の
金属シャフトは接地する。押圧ローラ２４の直径は中間
転写ベルト１９上に像担持体１２からトナー像を転写す
る際に最も画質に影響する。本実施例の場合、像担持体
１２の直径は３０ｍｍであり、押圧ローラ２４の直径は
直径比（転写ローラ２４の直径を像担持体の直径で割っ
たもの）が０．６以下になるようにした。これは、押圧
ローラ２４の直径比が０．６を上回ると中間転写ベルト
１９上転写した文字周辺にトナーの飛び散りが増え画質
を低下させるためである。

【００１９】中間転写ベルトは作像ユニット１０が色交
換のために移動中には離接装置によって押圧ローラ２４
を移動させて作像ユニット１０の像担持体１２から離接
させるか、もしくは、中間転写ベルト１９上のトナー像
が存在しないところに位置させ作像ユニット１０の交換
によるトナー像の損傷を防止する。２８は転写ローラ
で、中間転写ベルト１９上のトナー像を受像紙３７に再
転写する際に受像紙３７を中間転写ベルト１９に押しつ
けトナー像を転写するためのバックアップローラであ
る。転写ローラ２８はφ１０ｍｍの金属シャフト上にポ
リウレタンゴムにリチウム塩やカーボン等の導電性フィ
ラーを含ませた弾性ゴム、または、シャフトと一体で金
属材料からなる。外径はφ１９ｍｍで表面粗さは最大表
面粗さ（Ｒmax）は約５〜８μｍで、本実施例で用いた
トナーの平均粒径よりも小さい。金属シャフト上にゴム
材料でローラ加工したものは、抵抗が約１０⁷〜１０⁹Ω
・ｃｍである。転写ローラ２８は中間転写ベルト１９上
にトナー像を像担持体から転写を行っている間は、トナ
ーと同極性の電圧を転写電源３０で印加する。受像紙３
７に転写するときは、トナーと逆極性の電圧を転写電源
３０から印加する。２６は架張ローラで直径はφ１０ｍ
ｍで金属ローラからなる。２７は中間転写ベルト１９を
回転駆動させるための駆動ローラで、金属ローラからな
り直径はφ１６ｍｍで接地する。３１は中間転写ベルト
１９に電圧印加するための電極で、本実施例ではφ１０
ｍｍのステンレス棒を用い、中間転写ベルト１９の回転
に伴い従動回転する。中間転写ベルト１９への給電位置
は、像担持体１２と中間転写ベルト１９の接触位置か
ら、中間転写ベルト１９が回転移動する下流側、即ち、
転写ニップを過ぎたところにする。中間転写ベルト１９
は前述したように抵抗体から構成しているので、下流側
から転写すると転写ニップの上流側の電圧は低くなり前
飛び（転写部位以前にトナーが飛翔し、像を乱す）現象
を回避できる。３２は中間転写ベルト１９に印加するた
めの中間転写電源である。トナーの同、逆の極性、自在
な印加が可能である。３４は中間転写ベルト１９から受
像紙３７への転写終了後、表面に残留する不要なトナー
を除去するためのクリーニング装置である。クリーニン
グ装置３４には、転写ローラ２８と同様のクリーニング
ローラ３５を中間転写ベルト１９に接触させてトナーの
帯電極性と逆極性電圧を印加して中間転写ベルト１９上
のトナーを除去する。クリーニングローラ３５は金属材
料で構成するか、金属シャフト上に導電性のゴム材料を
設けて構成しても良い。この場合、表面粗さも転写ロー
ラ２８と同程度がよい。クリーニングローラ３５の表面
に付着したトナーはスクレーパーでかき落とされてクリ
ーニング装置３４内のトナー溜めに回収される。但し、
シーケンス上は中間転写ベルト１９上のトナー像を受像
紙７に転写終了後に逆極性電圧を印加するものであっ
て、これ以外の場合は、即ち、中間転写ベルト１９上に
色重ねを行っている最中はトナーを回収しないようトナ
ーと同極性の電圧をクリーニングローラ３５に印加をす
る。３８は給紙ローラで受像紙３７をカッセトトレイか
ら一枚ずつ搬送する給紙ローラである。手差し給紙ロー
ラ４０は、カセットにセットされていない用紙を給紙す
るためのローラである。４２はタイミングローラで、金
属ローラ４３と対向接触しており給紙された受像紙３７
を画像信号に合わせて転写部位に送り出すローラであ
る。金属ローラ４０には紙粉とりスクレーパをつける。
４６は定着装置で、転写の終了した受像紙３７上のトナ
ー像を固着させるものである。定着工程を経て受像紙３
７は機械外に排出される。各ユニットの像担持体１２は
３３ｍｍ／ｓのスピードで回転している。像担持体１２
と中間転写ベルト１９との速度差は約１〜５％が適当で
ある。転写ローラ２８と中間転写ベルト１９もほぼ同等
の速度差で回転している。

【００２０】中間転写ベルト１９、押圧ローラ２４、架
張ローラ２６、駆動ローラ２７、電極３１、クリーニン
グ装置３４は一体のユニット構成とする。図１のように
架張ローラ２６と駆動ローラ２７の両ローラ間の長さよ
りも、押圧ローラ２４側をユニット全体が出し入れし易
い長さにし、図１中の右側の点線内に示した手差しロー
ラ４０、タイミングローラ４２、金属ローラ４３、転写
ローラ２８、定着装置４６をカラー画像形成装置の開閉
蓋に取り付けまとめると、ユニットを容易に転写ローラ
２８側に引き出すことができる。このユニットを開閉蓋
側（装置前面）に引き出す場合と、像担持体１２の軸方
向に引き出す場合では、位置決めや、像担持体１２等の
デバイスを傷つけないための回避機構が設計し易く、同
時にメンテナンス性が極めて改善される。

【００２１】図１を用いて動作を説明する。カラー画像
を印字するプロセスを説明する。カラー画像を印字する
場合は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、黒（ＢＫ）の順で作像される。先ず、イエロー
の画像信号が送られてくると、作像ユニット１０が回転
して、イエローの作像ユニット１０が中間転写ベルト１
９と水平位置で接触するまで回転する。中間転写ベルト
１９はイエローの作像ユニット１０が作像位置に移動す
ることに同期して像担持体１２と接触する。露光装置２
０からは、イエローの画像信号に応じたレーザー光が発
せられ、通常の白黒プリンターと同様に、帯電、潜像形
成、現像工程を経て顕像化される。本実施例では、像担
持体１２は負帯電、トナーも負帯電の反転現像方式を用
いた。このイエローのトナー画像は、中間転写用電源３
２によって電極３１を介して電圧印加された中間転写ベ
ルト１９上に転写される。この時の印加電圧は＋２００
Ｖであった。この時、転写ローラ２８と中間転写ベルト
１９とは接触したままである。従って、中間転写ベルト
１９上に転写されたトナー像を乱さないようにしなけれ
ばならない。転写ローラ２８を０Ｖに保持または接地す
ると中間転写ベルト１９に印加された電圧やトナーの電
荷に引かれて転写ローラ２８にはこれら電荷と逆の電荷
が入り込み、転写ローラ２８の表面にトナー像が移り中
間転写ベルト１９上の像を乱してしまう。中間転写ベル
ト１９の表面のトナー像を乱さないためには、中間転写
ベルト１９とその表面に転写されたトナー像の帯電極性
と同極性の電圧を転写ローラ２８に印加することであ
る。しかし、たとえ同極性電圧を印加しても、中間転写
ベルト１９の転写ローラ２８と接触する位置での電位と
転写ローラ２８に印加する電圧との差が大きいと放電に
よって像を乱すことになる。この放電の発生を防止する
には転写ローラ２８に印加する電圧を調整し、中間転写
ベルト１９との間に放電電界を作らなければよい。放電
の開始電圧は、中間転写ベルト１９上のトナー像の代わ
りに約２０μｍ（トナー層厚が２０μｍと想定）の高絶
縁性のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム
を中間転写ベルト１９に重ね、転写ローラ２８に０Ｖか
ら徐々に電圧を印加する。ある電圧を越えるとＰＥＴフ
ィルムが帯電を始める。この時の中間転写ベルト１９の
表面電位と転写ローラ２８の印加電圧差が放電開始電圧
（中間転写ベルト１９を無電圧印加、０Ｖに保持してい
る場合は、ＰＥＴが帯電を始める時の転写ローラ２８の
印加電圧）である。帯電の有無はＰＥＴ表面を表面電位
計等で計測すると確かめられる。今、転写ローラ２８と
して金属シャフト上に導電性ゴムを被服したローラ（抵
抗は約１０⁷Ω・ｃｍ）を用いると放電開始電圧は約５
００Ｖであった。従って、中間転写ベルト１９と転写ロ
ーラ２８との電位差は５００Ｖ以内におさめなければな
らない。第一色の転写時に中間転写ベルト１９には約＋
２００Ｖ印加した。これが転写ローラ２８と対向する位
置では約＋１００〜＋１５０Ｖであったので、転写ロー
ラには約−３００Ｖの電圧を印加してトナーの付着を防
止した。像担持体１２上に残留したトナーはクリーニン
グブレード１７によって除去され、再度顕像化プロセス
に供せられる。一画面の画像形成が終了すると、中間転
写ベルト１９は、トナー像を保持していない部分が像担
持体１２と接触する位置で一旦停止する。中間転写べル
ト１９上の停止させる位置は、Ａ４版画像を縦に送ると
最先端部と最後端部間は約８０ｍｍであり、作像ユニッ
ト１０の帯電位置から転写位置までの距離を考え合わせ
て設定する。この中間転写ベルト１９にトナー像を転写
する一連の動作中、クリーニング装置３４のクリーニン
グローラ３５には転写ローラ２８と同じ極性と電圧が印
加されたおり、クリーニング装置３４に中間転写ベルト
１９上のトナー像が回収されることはない。中間転写ベ
ルト１９が停止すると作像ユニット１０群は回転して、
次のマゼンタ作像ユニット１０が中間転写ベルト１９と
接触できる位置まで移動する。ユニットの回転移動が終
了すると、イエローの画像形成と同様のプロセスを経て
マゼンタのトナー像が像担持体１２上に形成され、中間
転写ベルト１９の先程のイエロー画像先端に位置を合わ
せて、中間転写ベルト１９は再び回転を始め、中間転写
ベルト用電源３０から約＋３００Ｖの電圧が印加され
て、中間転写ベルト１９上のイエロートナー像の上にマ
ゼンタトナー像が重ねて転写される。転写ローラ２８に
は、中間転写ベルト１９と転写ローラ２８との電位差が
５００Ｖを越えないように、イエローの場合より低い−
２００Ｖを印加した。また、中間転写ベルト１９にはイ
エローの転写時よりも高い電圧が印加されているので、
マゼンタの作像ユニット１０の像担持体１２に先に転写
したイエロートナーが逆転写することはない。同様に、
シアン像を＋３５０Ｖを中間転写ベルト１９に印加し
て、イエロー、マゼンタのトナー像の上にシアン像を重
ねて転写する。転写ローラ２８にはマゼンタの時よりさ
らに低い−１００Ｖを印加する。この３色のトナー像が
中間転写ベルト１９上にすべて重ねられ、転写ローラ２
８との接触地点を重ねた像が通過すると転写ローラ２８
には重ねたトナー像を受像紙３７に再転写するためにト
ナーの帯電極性と反対の＋１０００Ｖが受像紙３７の先
端のタイミングと合わせて印加される。一方、中間転写
ベルト１９には黒のトナー像を前述した３色の上に重ね
るべく＋４００Ｖの電圧が印加されている。４色目の黒
像を中間転写ベルト１９上に転写中には同時に受像紙３
７への再転写も行われていることになる。受像紙３７は
給紙ローラ３８または手差し給紙ローラ４０で給紙され
た後、タイミングローラ４２で、中間転写ベルト１９上
の画像先端とタイミングを合わせる。中間転写ベルト１
９上のトナー像が全て受像紙３７に再転写されると、転
写ローラ２８には転写電源３０によってトナーの帯電極
性と同極性の−１０００Ｖが印加され、受像紙３７の外
側に付着した不要なトナーを中間転写ベルト１９に静電
力によって戻す。この時、中間転写ベルト１９には黒像
の転写時に印加した＋４００Ｖが印加されたままになっ
ている。４色のトナー像をのせた受像紙３７は定着装置
４６によってトナーを固着させ機外に排出される。

【００２２】中間転写ベルト１９上に各色のトナー像を
重ねて転写している間は、クリーニング装置３４は中間
転写ベルト１９に接触したままであるが、転写ローラ２
８に印加した電圧と同じ値の電圧（イエローは−３００
Ｖ，マゼンタは−２００Ｖ、シアンは−１００Ｖ）を印
加することによって、中間転写ベルト１９上のトナー像
を乱さずに保持できる。ただし、中間転写ベルト１９上
には受像紙３７に再転写されずに残ったトナーと受像紙
３７の幅の外側に付着したトナーが残っているので、ク
リーニング装置３４のクリーニングローラ３５にトナー
の帯電極性と反対極性である正極性ので電圧約＋１００
０Ｖを印加して、少なくとも中間転写べルト１９が一周
する間、中間転写べルト１９上に残留するトナーをクリ
ーニングする。このクリーニング作業中後、黒の作像ユ
ニット１０からイエローの作像ユニット１０にユニット
が変更され、イエローの作像ユニット１０の像担持体１
２が中間転写ベルト１９に接触し、同様の動作によって
新たな画像形成が行われる。

【００２３】転写ローラ２８に印加される転写電圧は、
受像紙３７の状態、例えば、高温高湿環境下では低く、
また、低温低湿環境下では高くして、最適な再転写が得
られるようにしても良い。これは、転写ローラ２８の抵
抗層の抵抗変動を吸収するためである。同様に、作像ユ
ニット１０の像担持体１２から、中間転写ベルト１９に
トナー像を転写する際の、中間転写電源３２の印加電圧
を環境に適応して調整しても良い。

【００２４】以上のように得られたカラー画像はトナー
の飛び散りもなく良好なものであった。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、各々が少なくと
も回動する像担持体と 前記像担持体を帯電する帯電手
段と、それぞれ色の異なる現像剤を有する現像手段とを
備え、前記像担持体上にそれぞれ異なる色のトナー像を
形成でき、円環状に並べた複数の移動可能な像形成ユニ
ット群と、前記像形成ユニット群で形成された複数色の
トナー像を搬送する導電性の中間転写ベルトと、前記中
間転写ベルトに前記トナー像が転写される毎に前記像形
成ユニット群を回転中心回りに回転移動させることで、
前記中間転写ベルトに接する前記像担持体を変更させる
移動手段と、前記中間転写ベルトに受像紙を押しつける
ことで、前記中間転写ベルト上に重ね合わせた状態に保
持された前記トナー像を前記受像紙に再転写する導電性
の転写ローラとを具備し、前記転写ローラ最大表面粗さ
が前記トナーの平均粒径より小さいことを特徴とするカ
ラー画像形成装置である。

【００２６】または、各々が少なくとも回動する像担持
体と 前記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色
の異なる現像剤を有する現像手段とを備え、前記像担持
体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成でき、円環状
に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群と、前記像
形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を搬送す
る導電性の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに前記
像担持体からトナー像を転写するための静電力を与える
電圧印加手段と、前記中間転写ベルトに前記トナー像が
転写される毎に前記像形成ユニット群を回転中心回りに
回転移動させることで、前記中間転写ベルトに接する前
記像担持体を変更させる移動手段と、前記中間転写ベル
トに受像紙を押しつけることで、前記中間転写ベルト上
に重ね合わせた状態に保持された前記トナー像を前記受
像紙に再転写する導電性の転写ローラと、該転写ローラ
に電圧印加するための電圧と極性の切り替えが可能な電
源とを具備し、前記中間転写ベルトと前記転写ローラ間
に前記受像紙が無いときは、前記電圧印加手段によって
加えられる前記中間転写ベルトの前記転写ローラに対向
する位置で発生する電圧と、前記電源によって転写ロー
ラに印加する電圧との電位差が、前記中間転写ベルトと
前記転写ローラ間の放電開始電圧以下であることを特徴
とするカラー画像形成装置である。

【００２７】さらに、転写ローラの最大表面粗さがトナ
ーの平均粒径よりも小さいことを特徴とするカラー画像
形成装置である。

【００２８】さらに、中間転写ベルトの固有抵抗が１０
⁵Ω・ｃｍ以上１０¹¹Ω・ｃｍ以下であるカラー画像形
成装置である。

【００２９】または、各々が少なくとも回動する像担持
体と 前記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色
の異なる現像剤を有する現像手段とを備え、前記像担持
体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成でき、円環状
に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群と、前記像
形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を搬送す
る導電性の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに前記
像担持体からトナー像を転写するための静電力を与える
電圧印加手段と、前記中間転写ベルトに前記トナー像が
転写される毎に前記像形成ユニット群を回転中心回りに
回転移動させることで、前記中間転写ベルトに接する前
記像担持体を変更させる移動手段と、前記中間転写ベル
トに受像紙を押しつけることで、前記中間転写ベルト上
に重ね合わせた状態に保持された前記トナー像を前記受
像紙に再転写する導電性の転写ローラと、該転写ローラ
に電圧印加するための電圧と極性の切り替えが可能な電
源と前記中間転写ベルトに近接し、中間転写ベルト上の
トナーを回収するための、電圧印加可能な導電性のクリ
ーニングローラと、該クリーニングローラに電圧印加す
るための極性、電圧の切り替えが可能なクリーニング電
源とを具備し、前記クリーニングローラの最大表面粗さ
をトナーの平均粒径より小さくし、前記中間転写ベルト
上のトナーを除去しないときは、前記電圧印加手段によ
って加えられる前記中間転写ベルトの前記クリーニング
ローラに対向する位置で発生する電圧と、前記クリーニ
ング電源によってクリーニングローラに印加する電圧と
の電位差が、前記中間転写ベルトと前記クリーニングロ
ーラ間の放電開始電圧以下のトナーと同じ帯電極性の電
圧を前記クリーニング電源によって印加することを特徴
とするカラー画像形成装置によって画像乱れのない高精
細なカラー画像が得られる。

【００３０】上述したように、中間転写ベルトに受像紙
を押しつける転写ローラの表面を作像に用いるトナーの
平均粒径よりも細かい最大粗さすることによって中間転
写ベルト上にトナー像が存在しても転写ローラの離接動
作を省くことができる。また、転写ローラ（クリーニン
グローラ）が中間転写ベルトに接触したままであるの
で、中間転写ベルト上のトナー像を乱さないよう、転写
ローラ（または、クリーニングローラ）に印加する電圧
を中間転写ベルト間に生じる放電開始電圧以下にする。
これらの発明により小型、メンテナンス性の高いカラー
画像形成装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカラー画像形成装置の
構成概略図

【図２】従来のカラー出力装置の構成概略図

【符号の説明】

１０ 作像ユニット １２ 像担持体 １４ 帯電ローラ １６ 現像器 １７ クリーニングブレード １９ 中間転写ベルト ２０ 露光手段 ２４ 押圧ローラ ２８ 転写ローラ ３０ 転写電源 ３２ 中間転写電源 ３４ クリーニング装置 ３５ クリーニングローラ ３７ 受像紙 ３８ 給紙ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が少なくとも回動する像担持体と 前
   記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色の異なる
   現像剤を有する現像手段とを備え、 前記像担持体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成で
   き、円環状に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群
   と、 前記像形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を
   搬送する導電性の中間転写ベルトと、 前記中間転写ベルトに前記トナー像が転写される毎に前
   記像形成ユニット群を回転中心回りに回転移動させるこ
   とで、前記中間転写ベルトに接する前記像担持体を変更
   させる移動手段と、 前記中間転写ベルトに受像紙を押しつけることで、前記
   中間転写ベルト上に重ね合わせた状態に保持された前記
   トナー像を前記受像紙に再転写する導電性の転写ローラ
   とを具備し、 前記転写ローラ最大表面粗さが前記トナーの平均粒径よ
   り小さいことを特徴とするカラー画像形成装置
2. 【請求項２】各々が少なくとも回動する像担持体と 前
   記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色の異なる
   現像剤を有する現像手段とを備え、 前記像担持体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成で
   き、円環状に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群
   と、 前記像形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を
   搬送する導電性の中間転写ベルトと、 該中間転写ベルトに前記像担持体からトナー像を転写す
   るための静電力を与える電圧印加手段と、 前記中間転写ベルトに前記トナー像が転写される毎に前
   記像形成ユニット群を回転中心回りに回転移動させるこ
   とで、前記中間転写ベルトに接する前記像担持体を変更
   させる移動手段と、 前記中間転写ベルトに受像紙を押しつけることで、前記
   中間転写ベルト上に重ね合わせた状態に保持された前記
   トナー像を前記受像紙に再転写する導電性の転写ローラ
   と、 該転写ローラに電圧印加するための電圧または極性の切
   り替えが可能な電源とを具備し、 前記中間転写ベルトと前記転写ローラ間に前記受像紙が
   無いときは、前記電圧印加手段によって加えられる前記
   中間転写ベルトの前記転写ローラに対向する位置で発生
   する電圧と、前記電源によって転写ローラに印加する電
   圧との電位差が、前記中間転写ベルトと前記転写ローラ
   間の放電開始電圧以下であることを特徴とするカラー画
   像形成装置。
3. 【請求項３】転写ローラの最大表面粗さがトナーの平均
   粒径よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のカラ
   ー画像形成装置。
4. 【請求項４】中間転写ベルトの固有抵抗が１０⁵Ω・ｃ
   ｍ以上１０¹¹Ω・ｃｍ以下である請求項２記載のカラー
   画像形成装置。
5. 【請求項５】各々が少なくとも回動する像担持体と 前
   記像担持体を帯電する帯電手段と、それぞれ色の異なる
   現像剤を有する現像手段とを備え、 前記像担持体上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成で
   き、円環状に並べた複数の移動可能な像形成ユニット群
   と、 前記像形成ユニット群で形成された複数色のトナー像を
   搬送する導電性の中間転写ベルトと、 該中間転写ベルトに前記像担持体からトナー像を転写す
   るための静電力を与える電圧印加手段と、 前記中間転写ベルトに前記トナー像が転写される毎に前
   記像形成ユニット群を回転中心回りに回転移動させるこ
   とで、前記中間転写ベルトに接する前記像担持体を変更
   させる移動手段と、 前記中間転写ベルトに受像紙を押しつけることで、前記
   中間転写ベルト上に重ね合わせた状態に保持された前記
   トナー像を前記受像紙に再転写する導電性の転写ローラ
   と、 該転写ローラに電圧印加するための電圧または極性の切
   り替えが可能な電源と前記中間転写ベルトに近接し、中
   間転写ベルト上のトナーを回収するための、電圧印加可
   能な導電性のクリーニングローラと、該クリーニングロ
   ーラに電圧印加するための極性または電圧の切り替えが
   可能なクリーニング電源とを具備し、 前記クリーニングローラの最大表面粗さをトナーの平均
   粒径より小さくし、前記中間転写ベルト上のトナーを除
   去しないときは、前記電圧印加手段によって加えられる
   前記中間転写ベルトの前記クリーニングローラに対向す
   る位置で発生する電圧と、前記クリーニング電源によっ
   てクリーニングローラに印加する電圧との電位差が、前
   記中間転写ベルトと前記クリーニングローラ間の放電開
   始電圧以下のトナーと同じ帯電極性の電圧を前記クリー
   ニング電源によって印加することを特徴とするカラー画
   像形成装置。