JPH09292780A

JPH09292780A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09292780A
Application number: JP8127723A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kadonaga; 雅史門永; Yasuo Hirano; 泰男平野; Atsushi Aoto; 淳青戸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ニップ部に中間転写ベルト移動方向の上
流側から隣接するギャップ領域における放電による転写
チリの発生を防止することができる画像形成装置を提供
する。【解決手段】感光体１上にトナー像を形成するトナー
像形成手段と、感光体１に接触対向する転写面が移動可
能な中間転写ベルト５と、中間転写ベルト５に感光体１
上のトナー像を転写する中間転写手段としての導電ブラ
シ９と、中間転写ベルト５上のトナー像を記録紙１２に
転写する転写ローラ１１とを備えた画像形成装置におい
て、転写ニップ部に中間転写ベルト移動方向の上流側か
ら隣接する中間転写ベルト５と感光体１との間のギャッ
プ領域で、感光体１の非画像部の表面と中間転写ベルト
５の転写面との間に放電が生じないように、感光体１の
非画像部の表面電位及び中間転写ベルト５の転写裏面に
印加する転写バイアス電圧を設定する。

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、ファクシ
ミリ、プリンター、印刷機等の画像形成装置に係り、詳
しくは、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上
に転写し、中間転写体上のトナー像を転写材上に転写す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フルカラー画像の複写やプリント
が可能な電子写真方式の画像形成装置が実用化されてい
るが、この種の画像形成装置におけるフルカラー画像の
転写材への転写方式としては、（ａ）転写ドラム方式：感光体等の像担持体上に色毎に
形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各画像を、転写ドラム上に
固定された転写材に順次重ね合わせて転写する方式、（ｂ）中間転写体ダブル転写方式（単に、中間転写方式
ともいう）：感光体等の像担持体上に色毎に形成される
Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各画像を、中間転写体上に順次重ね
合わせて転写し、この中間転写体上のフルカラーのトナ
ー像を一括転写して転写材に転写する方式、に大別でき
るが、厚紙等にも転写できるというペーパーフリー性を
有する点、及び転写ドラム方式のように先端のクランプ
・押さえ部に画像形成できないということがなく全面コ
ピーが可能な点で、上記（ｂ）の中間転写方式が有利で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から、上記中間転
写方式の画像形成装置において、像担持体から中間転写
体へのトナー像の転写の際にトナーチリという現象（以
下、「転写チリ」という）が発生する場合があることが
知られている。ここで、転写チリとは、像担持体から中
間転写体へのトナー像の転写（一次転写）の際に、像担
持体上に形成されたトナー像（可視像）が本来転写され
るべき位置に転写されず、その周辺に拡散して転写され
てしまい、結果として画像がぼけてしまう現象であり、
特に細線部分での画像のシャープさを損なわせるもので
ある。

【０００４】本発明者らは、上記転写チリの発生という
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、中間転写体が
像担持体との接触対向部に中間転写体表面移動方向の上
流側から隣接するギャップ領域で中間転写体と像担持体
の非画像部との間の放電が生じることが、上記転写チリ
の原因の一つであることを見いだした。例えば上記ギャ
ップ領域での放電が生じると、トナー像の帯電量（ｑ／
ｍ）の絶対値が小さくなってトナーの像担持体への付着
力が低下し、上記転写チリが生じてしまうおそれがあ
る。特に、ネガ・ポジ現像方式を採用した画像形成装置
の場合、図２（ａ）に示すように上記ギャップ領域での
放電が生じると、像担持体の非画像部の電位の絶対値が
小さくなってトナーを保持する井戸形状のポテンシャル
分布が変化し、図２（ｂ）に示すように像担持体上のト
ナー像のトナーがトナー同士の静電的な反発力（クーロ
ン反発力）で非画像部側に移動しやすくなり、上記転写
チリが生じてしまうおそれがある。

【０００５】本発明は以上の背景のもとでなされたもの
であり、その目的は、中間転写体と像担持体との接触対
向部に中間転写体表面移動方向の上流側から隣接するギ
ャップ領域における放電による転写チリの発生を防止す
ることができる画像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、像担持体上にトナー像を形成す
るトナー像形成手段と、該像担持体に接触対向する転写
面が移動可能な中間転写体と、該中間転写体に該像担持
体上のトナー像を転写する中間転写手段と、該中間転写
体上のトナー像を転写材に転写する転写材転写手段とを
備えた画像形成装置において、該中間転写体と該像担持
体との接触対向部に中間転写体表面移動方向の上流側か
ら隣接する該中間転写体と該像担持体との間のギャップ
領域で、該像担持体の非画像部の表面と該中間転写体の
転写面との間に放電が生じないように、該像担持体の非
画像部の表面電位及び該中間転写体の転写面の表面電位
を設定したことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明は、上記中間転写体とし
て、上記転写面が移動するように駆動されたベルト部材
を用い、該転写面とは反対側の転写裏面から転写用電荷
を付与する請求項１の画像形成装置において、該中間転
写体の体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上であることを特
徴とするものである。ここで、上記体積抵抗率は、三菱
油化製の測定器（商品名：ハイレスタ、プローブ：ＨＲ
Ｓ）を用いて測定した体積抵抗率である。請求項４にお
ける体積抵抗率についても同様である。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の画像形成装
置において、上記中間転写体の転写裏面の表面電位及び
像担持体の非画像部の表面電位をそれぞれＶｐ（Ｖ）及
びＶｓ（Ｖ）とし、該中間転写体の厚さ及び比誘電率を
それぞれｄ（μｍ）及びε’とし、ｂ＝１２．９（ｄ／
ε’）＋７７７としたとき、１．０７Ｖｐ−ｂ＜Ｖｓ＜
１．０７Ｖｐ＋ｂで表される条件を満たすことを特徴と
するものである。

【０００９】請求項４の発明は、上記中間転写体とし
て、上記転写面が移動するように駆動されたベルト部材
を用い、該転写面とは反対側の転写裏面から転写用電荷
を付与する請求項１の画像形成装置において、該中間転
写体の体積抵抗率が１×１０⁹Ωcm以下であることを特
徴とするものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項４の画像形成装
置において、上記中間転写体の転写裏面の表面電位及び
像担持体の非画像部の表面電位をそれぞれＶｐ（Ｖ）及
びＶｓ（Ｖ）としたとき、１．０６Ｖｐ−６５６＜Ｖｓ
＜１．０６Ｖｐ＋６５６で表される条件を満たすことを
特徴とするものである。

【００１１】請求項１乃至６の発明では、像担持体の非
画像部及び中間転写体の表面電位を所定電位に設定する
ことにより、中間転写体と像担持体との接触対向部に中
間転写体表面移動方向の上流側から隣接する中間転写体
と像担持体との間のギャップ領域で、像担持体の非画像
部の表面と中間転写体の転写面との間に放電が生じない
ようにしている。このように上記ギャップ領域での放電
の発生を抑えることにより、該放電に起因した該非画像
部の表面電位の大きな変化を抑え、該像担持体の画像部
上のトナーがそのトナー同士の静電的な反発力で非画像
部側に移動しないようにする。

【００１２】また、一般に、中間転写体の転写面の表面
電位と像担持体の非画像部の表面電位との間の電位差
は、該転写面の表面電位と像担持体の画像部の表面電位
との間の電位差よりも大きく、該転写面と像担持体の非
画像部との間のほうが画像部との間よりも放電が生じや
すくなっている。このような状況下で像担持体の非画像
部の表面と中間転写体の転写面との間の放電の発生を抑
えると、像担持体の画像部と中間転写体の転写面との間
でも放電が発生しなくなるため、該画像部上のトナー帯
電量の低下を抑えることができる。

【００１３】特に、請求項２の発明では、請求項１の画
像形成装置において、転写面が移動するように駆動され
たベルト部材を中間転写体として用い、この中間転写体
の転写面とは反対側の転写裏面から転写用電荷を付与し
て該転写面を像担持体からのトナーの転写に必要な電位
する。そして、上記中間転写体の体積抵抗率が１×１０
¹²Ωcm以上であることにより、中間転写体の表面移動速
度が通常用いられる１００乃至３００ｍｍ／ｓｅｃの範
囲内においては中間転写体の厚さ方向の電気抵抗が十分
に大きくほぼ絶縁体とみなすことができ、中間転写体の
転写面の電位は中間転写体の静電容量で決まるため、環
境条件、特に温度・湿度等によって中間転写体の体積抵
抗率が１×１０12Ωcm以上の範囲内で変化した場合で
も、中間転写体の転写面の電位がほとんど変化しない。

【００１４】また特に、請求項３の発明では、請求項２
の画像形成装置において、上記中間転写体の転写裏面の
表面電位及び像担持体の非画像部の表面電位をそれぞれ
Ｖｐ（Ｖ）及びＶｓ（Ｖ）とし、該中間転写体の厚さ及
び比誘電率をそれぞれｄ（μｍ）及びε’とし、ｂ＝１
２．９（ｄ／ε’）＋７７７としたとき、１．０７Ｖｐ
−ｂ＜Ｖｓ＜１．０７Ｖｐ＋ｂで表される条件を満たす
ようにＶｐ及びＶｓを設定することにより、体積抵抗率
が１×１０12Ωcm以上の中間転写体を用いた場合に上記
放電の発生を確実に抑える。

【００１５】また特に、請求項４の発明では、請求項１
の画像形成装置において、転写面が移動するように駆動
されたベルト部材を中間転写体として用い、この中間転
写体の転写面とは反対側の転写裏面から転写用電荷を付
与して該転写面を像担持体からのトナーの転写に必要な
電位する。そして、上記中間転写体の体積抵抗率が１×
１０⁹Ωcm以下であることにより、中間転写体の表面移
動速度が通常用いられる１００乃至３００ｍｍ／ｓｅｃ
の範囲内においては中間転写体の厚さ方向の電気抵抗が
十分に小さくほぼ導体とみなすことができ、中間転写体
の転写面の電位は中間転写体の静電容量に関係なく、転
写裏面に付与した転写用電荷に応じて決まるため、環境
条件、特に温度・湿度等によって中間転写体の体積抵抗
率が１×１０9Ωcm以下の範囲内で変化した場合でも、
中間転写体の転写面の電位がほとんど変化しない。

【００１６】また特に、請求項５の発明では、請求項４
の画像形成装置において、上記中間転写体の転写裏面の
表面電位及び像担持体の非画像部の表面電位をそれぞれ
Ｖｐ（Ｖ）及びＶｓ（Ｖ）としたとき、１．０６Ｖｐ−
６５６＜Ｖｓ＜１．０６Ｖｐ＋６５６で表される条件を
満たすようにＶｐ及びＶｓを設定することにより、体積
抵抗率が１×１０⁹Ωcm以下の中間転写体を用いた場合
に上記放電の発生を確実に抑える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。中間転写体は、中間転写ベルトの他に中間転
写ドラムとして構成することも考えられるが、以下の説
明では中間転写ベルトとして構成した例で説明する。

【００１８】図１は本実施形態に係る画像形成装置の概
略構成図である。矢印方向に回転駆動される像担持体と
しての感光体１には、公知の電子写真技術を用いたネガ
ポジ現像方式のトナー像形成手段によって、所定極性
（本実施形態では負極性）に帯電したトナー像が形成さ
れている。このトナー像形成手段は、感光体１の表面を
所望の電位に負帯電する帯電装置２、画像情報に対応し
た光像３を感光体１上に露光して静電潜像を形成する図
示しない露光装置、所定極性（本実施形態では負極性）
に帯電したトナーを用いて感光体１上の静電潜像を現像
して可視像を形成する現像装置４などにより構成されて
いる。フルカラーの画像形成装置の場合は、例えばイエ
ロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の各トナーを用いる
ように構成された４つの現像装置が設けられる。中間転
写体としての無端移動可能な中間転写ベルト５は、複数
のローラ６，７，８に張架され、感光体１との接触対向
部（以下、「転写ニップ部」という。）において感光体
１表面とほぼ等しい線速で矢印方向（順方向）に移動す
るように駆動されている。また、上記ローラ６，７は、
中間転写ベルト５が感光体１に対して接触対向するよう
に配置されている。

【００１９】上記中間転写ベルトとしては、例えば厚さ
が１００μｍ〜１ｍｍ程度で体積抵抗率が１×１０⁹Ω
ｃｍ〜１×１０¹²Ωcmである中抵抗材料で形成されたも
のを用いることができる。

【００２０】上記中間転写ベルト５の感光体１との接触
対向する転写面とは反対側の転写裏面には、中間転写ベ
ルト５に転写電荷を付与して感光体１上のトナー像を中
間転写ベルト５上に転写する中間転写手段としての導電
性ブラシ９を、中間転写ベルト５の面に接触させてい
る。この導電性ブラシ９には、直流電源１０によりトナ
ーの帯電極性とは逆極性（本実施形態では正極性）の転
写バイアス電圧が印加されている。この導電性ブラシ９
で電荷が付与された中間転写ベルト５と感光体１との間
に形成された転写電界により、感光体１上の負極性のト
ナー像が中間転写ベルト５上に転写される。なお、本実
施形態では、上記中間転写手段として転写バイアス電圧
が印加された導電性ブラシ９を用いているが、必ずしも
導電性ブラシである必要はなく、導電性の弾性ゴムで形
成されたローラや、導電性材料からなるブレード状のも
のを用いても良い。また、中間転写ベルト５の転写裏面
に放電により電荷を付与するコロナ帯電器を用いても良
い。

【００２１】また、上記転写前の感光体１の表面電位の
絶対値が所定電位よりも大きい場合に該表面電位を除電
する転写前除電装置を、現像装置４と転写ニップ部との
間に設けても良い。

【００２２】上記中間転写ベルト５上のトナー像は、図
示しない電源から転写バイアス電圧が印加された転写ロ
ーラ１１によって転写材としての記録紙１２上に転写さ
れ、定着ローラ対１３を備えた定着装置によって記録紙
１２上に固定されて記録画像となる。

【００２３】次に、転写チリの原因の一つである放電の
発生を抑えるための条件について説明する。上記転写チ
リの原因となる放電の発生を抑えるためには、上記転写
ニップ部の上流側（入口側）のギャップ領域において互
いに対向している中間転写ベルト５と感光体１との間の
電位差を小さくするのが有効である。そこで、本実施形
態では、中間転写ベルト５と感光体１との転写ニップ部
に中間転写ベルト移動方向の上流側から隣接するギャッ
プ領域（以下、「上流ギャップ領域」という。）で、感
光体１表面のトナー像がトナー同士のクーロン反発力で
非画像部側に移動する程度まで該非画像部の電位を変化
させるような放電が生じないように、上流ギャップ領域
における感光体１表面の非画像部の電位及び中間転写ベ
ルト５表面の電位を設定している。

【００２４】ここで、上記転写ニップ部における感光体
１及び中間転写ベルト５について数値計算によるシミュ
レーションを行って上記放電が発生しない条件を考察し
た結果を示す。このシミュレーションは、転写裏面に転
写バイアス電圧が印加された中間転写ベルト（比誘電率
＝８，厚さ＝１５０μｍ）に、空隙を介して、所定電位
に帯電した感光体（比誘電率＝３，厚さ＝２５μｍ）に
対向させた２次元モデルに差分法を適用して互いに対向
する感光体と中間転写ベルトの転写面の表面電位を求
め、修正Ｐａｓｃｈｅｎ曲線（Ｒ．Ｍ．シャファート
著，「電子写真」，共立出版，pp.２９０−２９２参
照）に基づいて、両者のギャップの大きさを変化させて
放電の発生限界となる転写バイアス電圧（Ｖ）及び感光
体表面電位（Ｖ）の条件を求めた。ここで、上記条件を
求める際のパラメータとして、中間転写ベルトの抵抗率
及び線速（移動速度）を変化させた。

【００２５】図３（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ、中間転
写ベルトの線速が１００ｍｍ／ｓｅｃ、２００ｍｍ／ｓ
ｅｃ及び３００ｍｍ／ｓｅｃの場合について、中間転写
ベルトの転写ニップ部の転写裏面に印加する転写バイア
ス電圧と、上記放電が発生する限界の感光体の表面電位
との関係を上記シミュレーションで求めた結果を示して
いる。各図においては、体積抵抗率が１×１０⁹Ωcm以
下（○）、１×１０¹⁰Ωcm（△）、１×１０¹¹Ωcm
（●）及び１×１０¹²Ωcm（▲）のときの結果を一緒に
プロットしている。また、各場合において転写バイアス
電圧と感光体の表面電位との関係がほぼ線形の関係にあ
ったので、転写バイアス電圧が２００Ｖから１０００Ｖ
までの間のデータについては図示を省略している。

【００２６】図３（ａ）乃至（ｃ）において、各直線よ
りも上の領域が放電が発生しない条件を示す領域であ
る。例えば、図３（ａ）において、中間転写ベルトの体
積抵抗率が１×１０¹¹Ωcmで転写バイアス電圧が２００
Ｖの場合には、感光体の転写ニップ部に入る前の表面電
位が絶対値で−５３０Ｖ以下であれば、感光体と中間転
写ベルトとの間で放電が発生しないことを示している。

【００２７】図３（ａ）乃至（ｃ）のシミュレーション
の結果により、中間転写ベルトの体積抵抗率が１×１０
⁹Ωcm以下又は１×１０¹²Ωcm以上の場合には、中間転
写ベルトの線速が変わっても上記放電発生の限界を示す
直線はほとんど変化しないことがわかる。一方、中間転
写ベルトの体積抵抗率が１×１０⁹Ωcmから１×１０¹²
Ωcmまでの間の値をとる場合には、中間転写ベルトの線
速が変わると放電発生の限界を示す直線も大きくシフト
することかわかる。この放電発生限界の変化は、中間転
写ベルトが転写ニップ部を通過する時間と、中間転写ベ
ルトにおける電気的な時定数が同じオーダであるである
ことが原因と考えられる。中間転写ベルトのある部分が
転写ニップ部を通過する間にその部分の転写裏面に付与
した電荷が感光体表面と対向する転写面側に十分に移動
できるかどうかという点に着目すると、体積抵抗率が１
×１０⁹Ωcm以下の中間転写ベルトであれば、上記線速
の範囲内ではベルト抵抗はほぼ０とみなすことができ、
体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上の中間転写ベルトであ
れば、上記線速の範囲内ではベルト抵抗は無限大（絶縁
体）とみなすことができる。

【００２８】また、中間転写ベルトの体積抵抗率が１×
１０¹²Ωcm以上の高抵抗領域にある場合は、中間転写ベ
ルトの静電容量すなわち該ベルトの比誘電率や厚さが上
記放電限界を示す直線に大きく影響すると考えられる。
そこで、中間転写ベルトの体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm
以上の場合について、該ベルトの比誘電率をパラメータ
として上記シミュレーションを行ってみた。この高抵抗
領域の場合には中間転写ベルトの線速の影響がないた
め、線速＝１００ｍｍ／ｓｅｃについてだけ計算して求
めた。（以下、余白）

【００２９】図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、中間転
写ベルトの厚さが１５０μｍ及び３００μｍの場合につ
いて、中間転写ベルトの転写ニップ部の転写裏面に印加
する転写バイアス電圧と、上記放電が発生する限界の感
光体の表面電位との関係を上記シミュレーションで求め
た結果を示している。各図においては、中間転写ベルト
の比誘電率が１１（○）、８（△）、５（●）及び３
（▲，図４（ｂ）のみ）のときの結果を一緒に示してい
る。この図４（ａ）及び（ｂ）から、中間転写ベルトの
体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上の場合には、中間転写
ベルトの厚さや比誘電率によって放電限界を示す直線が
大きく変化していることがわかる。なお、中間転写ベル
トの体積抵抗率が１×１０⁹Ωcm以下の低抵抗領域にあ
る場合は、中間転写ベルトの比誘電率や厚さの影響は全
くなかった。

【００３０】また、図３及び図４のシミュレーションの
結果から、各ベルト抵抗での上記放電が発生しないため
の条件式を、図示しない転写バイアス電圧が負極性の場
合の結果も考慮して求めると、例えば次の数１及び数２
に示す式のようになる。ここで、中間転写ベルトの体積
抵抗率は三菱油化製の測定器（商品名：ハイレスタ、プ
ローブ：ＨＲＳ）で測定した体積抵抗率と定義され、式
中のＶｓ（Ｖ）は上記転写ニップ部に入る直前の感光体
表面電位、Ｖｐ（Ｖ）は上記転写ニップ部における中間
転写ベルトの転写裏面に印加する転写バイアス電圧、ｄ
（μｍ）及びε’はそれぞれ中間転写ベルトの厚さ及び
比誘電率である。

【００３１】

【数１】中間転写ベルトの体積抵抗率ρｖが１×１０⁹
Ωcm以下の場合：１．０６・Ｖｐ−６５６＜Ｖｓ＜１．０６・Ｖｐ＋６５
６

【００３２】

【数２】中間転写ベルトの体積抵抗率ρｖが１×１０¹²
Ωcm以上の場合：１．０７Ｖｐ−ｂ＜Ｖｓ＜１．０７Ｖｐ＋ｂｂ＝１２．９（ｄ／ε’）＋７７７

【００３３】上記シミュレーションによる図３及び図４
の結果及び数１、数２の条件式からわかるように、中間
転写ベルトの体積抵抗率が１×１０⁹Ωcm〜１×１０¹²
Ωcmの範囲内にある場合は転写バイアス電圧や感光体の
表面電位の設定条件が複雑であり、また環境などの変化
でベルト抵抗が変動したときや中間転写ベルトの線速を
変えたときには、上記放電による転写チリを防止するた
めに転写バイアス電圧や感光体の表面電位の設定を変更
する必要がでてくる場合がある。

【００３４】一方、中間転写ベルトの体積抵抗率が１×
１０⁹Ωcm以下又は１×１０¹²Ωcm以上の場合は上記放
電発生の限界の条件が比較的安定しており、環境などの
変化でベルト抵抗が変動したときや、中間転写ベルトの
線速の設定を変えたときでも、上記体積抵抗率が１×１
０⁹Ωcm以下又は１×１０¹²Ωcm以上の範囲内にある限
り、転写バイアス電圧や感光体の表面電位の設定を変更
する必要はない。従って、上記放電による転写チリを防
止するという観点から、中間転写ベルトの体積抵抗率は
１×１０⁹Ωcm以下又は１×１０¹²Ωcm以上であること
が望ましいといえる。特に、中間転写ベルトの体積抵抗
率が１×１０⁹Ωcm以下の場合は、該ベルトの厚さや比
誘電率の影響も受けないので、転写バイアス電圧や感光
体の表面電位の設定が容易である。

【００３５】次に、上記構成の画像形成装置のより具体
的な実施例において転写率及び転写チリの評価を行った
結果について説明する。図５は本実施例に係る画像形成
装置の概略構成図である。基本的な構成は上記実施形態
で説明した図１の装置と同じであり、転写前の感光体１
表面電位を必要に応じて除電できるように転写前除電ラ
ンプ（ＰＴＬ）１４を設けている点が図１の装置と異な
る。感光体１としては有機感光体（ＯＰＣ）を用いた。
中間転写ベルト５は、比誘電率ε’＝８±３、厚さ＝１
５０μｍのフッ素系樹脂からなり、平均体積抵抗率が１
×１０¹⁰Ωcm（ベルト１）、２×１０¹¹Ωcm（ベルト
２）及び５×１０¹²Ωcm（ベルト３）の３種類のベルト
を用いた。感光体９及び中間転写ベルト１９の線速はと
もに２００ｍｍ／ｓｅｃであり、両者の転写ニップ部に
おける表面が同じ方向に移動するように駆動されてい
る。この複写装置において、感光体１を帯電装置２（コ
ロナチャージャ）で−４００Ｖに帯電し、図示しない露
光装置による光書き込み及び現像装置４による現像によ
って副走査方向のライン画像（ライン幅；１００μｍ，
ライン間隔：１００μｍ，トナー：マゼンタトナー）を
感光体１上に形成した。そして、直流電源１０から転写
バイアス電圧Ｖｐを印加した導電性ブラシ９によって転
写ニップ部における中間転写ベルト５の転写裏面に転写
バイアス電圧Ｖｐを印加し、感光体１表面と中間転写ベ
ルト５との間に形成される転写電界によって上記感光体
１上のライン画像を中間転写ベルト５上に転写する。こ
の転写の途中で装置を停止させ、中間転写ベルト５上の
転写画像及び感光体１上の未転写部の画像における単位
面積当たりの質量を測定し、転写率を求めた。また、中
間転写ベルト５上に転写されたトナー像を顕微鏡で観察
し、所定の観察面積（５００μｍ×５００μｍ）におい
て本来転写されるべき位置から非画像部へ移動して明ら
かに散っているように観察されるチリトナーの個数をカ
ウントした。

【００３６】表１は、本実施例の画像形成装置において
転写前除電ランプ（ＰＴＬ）１４を動作させない場合の
転写率及び転写チリを評価した結果を示し、表２は、転
写前除電ランプ（ＰＴＬ）１４を動作させて感光体表面
電位を−１００Ｖ近くまで低下させた場合の転写率及び
転写チリを評価した結果を示している。この表１及び表
２の結果から、各ベルト１、２及び３ともに、転写バイ
アス電圧を小さくして転写ニップ部の上流側のギャップ
領域で放電が生じにくくするほど、転写チリが少なくな
ることがわかる。また、上記放電が生じない範囲内で転
写バイアス電圧を大きく設定すれば、良好な転写率を得
ることもできることがわかる。

【００３７】なお、上記表１及び表２中の転写チリラン
クの数値は、所定の観察面積（５００μｍ×５００μ
ｍ）当たりのチリトナーの個数と転写チリランクとの関
係を示す対応表（表３）から求めた。図６（ａ）〜
（ｅ）は、転写チリランクの各数値に対する評価基準画
像（ライン幅１００μｍ，ライン間隔１００μｍの副走
査方向のライン画像）の拡大図を示している。この各転
写チリランクの評価基準画像について所定の観察面積
（５００μｍ×５００μｍ）当たりのチリトナーの個数
をカウントし、連続する転写チリランク（例えばランク
１とランク２）に対するカウント値の平均値をそれら転
写チリランク間の境界値として、上記表３の対応表の各
転写チリランクにおけるチリトナーの個数の範囲を設定
した。ここで、転写チリランクが４以上の画像（図６
（ａ）及び（ｂ））が、肉眼での観察の結果、転写チリ
の少ない良好な画像であった。また、図６（ａ）〜
（ｅ）中の白い部分がトナー粒子であり、転写チリラン
ク５に対応した図６（ａ）の画像のライン幅及びライン
間隔の寸法が１００μｍである。

【００３８】

【表１】（以下、余白）

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】次に、上記実施例の装置を暗室内に設置
し、転写ニップ部のベルト移動方向上流側のギャップ領
域での放電による光（以下「放電光」という）を観察し
た。この放電光の観察には、微弱な光を観察することが
できる光電子増倍管からなるイメージインテンシファイ
ヤー（浜松ホトニクス社製，Ｖ１３６６Ｐ）を用いた。
表４に、上記表１と同じように転写バイアス電圧を印加
した場合の放電光の観察結果を示す。図中の「×」が放
電光が観察されない場合であり、「○」が放電光が観察
された場合を示している。表１と表４の比較結果によ
り、転写ニップ部における放電光の有無が転写チリ及転
写率と関係していることが明らかであり、この放電光の
原因となっている上記ギャップ領域での放電の発生を抑
えることで、転写チリランクが許容レベル４以上のトナ
ー像を得ることができるとともに、十分な転写率を得る
ことができることが確認された。また、この結果から、
上記ギャップ領域での放電が発生しないように転写バイ
アス電圧及び感光体１の表面電位を設定することによっ
て、転写チリ及び転写不良の少ない画像が得られるとい
うことが確認されたといえる。なお、表１及び表４の結
果に示すように、ベルト３（体積抵抗率＝５×１０¹²Ω
cm）で転写バイアス電圧が８００Ｖ、感光体の表面電位
が−４００Ｖであるときのデータは、上記シミュレーシ
ョンの図４（ａ）の結果では放電が生じる条件であるに
もかかわらず、転写チリも少なく放電光も観察されない
結果を示しているが、この結果の差は、上記チリトナー
の計測誤差及び上記放電光の観察精度に起因していると
考えられる。また、上記転写前除電ランプ（ＰＴＬ）１
４を動作させた場合は、上記転写前除電ランプ（ＰＴ
Ｌ）１４からの光が強かったため、上記放電光の十分な
観察ができなかった。（以下、余白）

【００４２】

【表４】

【００４３】次に、上記画像形成装置の他の実施例の結
果について説明する。図７は本実施例に係る画像形成装
置の概略構成図である。基本的な構成は上記図５で示し
た実施例と同じであり、上記導電性ブラシ９の代わりに
中間転写手段としてスコロトロン帯電器１５を用いてい
る点、及び中間転写ベルト５の線速を２００ｍｍ／ｓｅ
ｃではなく３００ｍｍ／ｓｅｃに設定している点が図５
の装置と異なる。本実施例のようにスコロトロン帯電器
１５を用いた場合は、グリッドバイアス電圧を印加した
グリッド電極の電位とほぼ同電位に中間転写ベルト５の
転写裏面が帯電するため、グリッドバイアス電圧を、転
写ニップ部における中間転写ベルト５の転写裏面の電位
とみなすことができる。

【００４４】表５は、本実施例の画像形成装置において
転写前除電ランプ（ＰＴＬ）１４を動作させない場合の
転写率及び転写チリを評価した結果を示している。この
表５の結果からも、上記表１の場合と同様に、各ベルト
１、２及び３ともに、転写バイアス電圧を小さくして転
写ニップ部の上流側のギャップ領域で放電が生じにくく
するほど転写チリが少なくなり、また上記放電が生じな
い範囲内で転写バイアス電圧を大きく設定すれば、良好
な転写率を得ることもできることがわかる。なお、本実
施例では、中間転写手段としてスコロトロン帯電器を用
いているが、これに代えてグリッド電極を備えていない
コロトロン帯電器を用いてもよく、同様に転写チリ及び
転写不良を防止できる。

【００４５】

【表５】

【００４６】以上、本実施形態によれば、感光体１の非
画像部及び中間転写ベルト５の表面電位を所定電位に設
定することにより、転写ニップ部に中間転写体ベルト移
動方向の上流側から隣接する上流ギャップ領域で、感光
体１の非画像部の表面と中間転写ベルト５の転写面との
間に放電が生じないようになる。このように放電の発生
を抑えられることにより、該放電に起因した非画像部の
表面電位の大きな変化が抑えられ、感光体１の画像部上
のトナーと非画像部の表面との間の静電的な反発力が低
下しないようになるので、感光体１上で画像部のトナー
が非画像部側に移動することによる転写チリが発生しに
くくなる。

【００４７】また、本実施形態によれば、上記上流ギャ
ップ領域で中間転写ベルト５と感光体１の非画像部との
間の放電が生じないようにすることにより、該非画像部
よりも放電が生じにくい画像部での放電も生じないよう
になる。このように画像部での放電も発生しないので、
感光体１上のトナー像の電荷量（ｑ／ｍ）が低下しなく
なり、これにより、電荷量が低下したトナーによって転
写チリが発生するのを防止でき、また、感光体１上のト
ナー像を中間転写ベルト５に転写する際に、帯電量の低
下によってトナーに作用する転写のための静電気力が小
さくなって転写不良が発生するのを防止できる。

【００４８】なお、上記実施形態では、感光体９を負極
性に一様帯電し、感光体９上に形成した静電潜像を負極
性に帯電したトナーを用いて現像するＮ／Ｐ現像方式の
場合について説明したが、本発明はこれら帯電極性や現
像方式に限定されることなく適用できるものであり、例
えば、感光体９を正極性に一様帯電し且つ正極性に帯電
したトナーを用いた場合や、Ｐ／Ｐ現像方式を採用した
場合にも適用でき、同様な効果が得られるものである。

【００４９】また、上記実施形態では、現像装置４を一
つだけ備えた画像形成装置の場合について説明したが、
本発明は現像装置の個数に限定されることなく、例えば
イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の各トナーを用
いるように構成された４つの現像装置を備えたカラーの
画像形成装置にも適用でき、同様な効果が得られるもの
である。

【００５０】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明によれば、中間転
写体と像担持体との接触対向部に中間転写体表面移動方
向の上流側から隣接するギャップ領域での放電の発生を
抑えることにより、該放電に起因した該非画像部の表面
電位の大きな変化を抑え、該像担持体の画像部上のトナ
ーがそのトナー同士の静電的な反発力で非画像部側に移
動しないので、上記ギャップ領域における放電による転
写チリの発生を防止することができるという効果があ
る。

【００５１】また、像担持体の画像部と中間転写体の転
写面との間でも放電が発生しなくなるため、該画像部上
のトナー帯電量の低下が抑えられ、電荷量が低下したト
ナーによって転写チリが発生するのを防止できるととも
に、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する際
に、帯電量の低下によってトナーに作用する転写のため
の静電気力が小さくなって転写不良が発生するのを防止
できるという効果がある。

【００５２】特に、請求項２又は４の発明によれば、体
積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上又は１×１０⁹Ωcm以下
の中間転写体を用いることにより、環境条件、特に温度
・湿度等によって中間転写体の体積抵抗率が１×１０¹²
Ωcm以上又は１×１０⁹Ωcm以下の範囲内で変化した場
合でも、中間転写体の転写面の電位がほとんど変化しな
くなるので、上記放電の発生を抑え、転写チリ及び転写
不良の発生を防止することができるという効果がある。
また、体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上又は１×１０⁹
Ωcm以下の中間転写体を用いた場合には、中間転写体の
表面移動速度を通常用いられる１００乃至３００ｍｍ／
ｓｅｃの範囲内で変更した場合でも、上記転写チリ及び
転写不良の原因となる放電の発生を防止するために、像
担持体の表面電位又は中間転写体の転写裏面に印加する
転写バイアス電圧の設定を変更する必要がないという効
果がある。

【００５３】また特に、請求項３又は５の発明によれ
ば、上記中間転写体の転写裏面の表面電位Ｖｐ（Ｖ）及
び像担持体の非画像部の表面電位Ｖｓ（Ｖ）が所定の条
件式を満たすことにより、中間転写体の体積抵抗率が１
×１０¹²Ωcm以上又は１×１０⁹Ωcm以下である条件下
で上記放電の発生を抑え、転写チリ及び転写不良の発生
をより確実に防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略
構成図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、感光体と中間転写ベルト
との間の放電の発生及びその放電後のトナーの移動を示
す説明図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、中間転写ベルトの体積抵抗
率及び線速をパラメータとして転写バイアス電圧と感光
体の表面電位との関係を示すシミュレーション結果のグ
ラフ。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、中間転写ベルトの比誘電
率及び厚さをパラメータとして転写バイアス電圧と感光
体の表面電位との関係を示すシミュレーション結果のグ
ラフ。

【図５】本実施形態の一実施例に係る画像形成装置の概
略構成図。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は、転写チリランクの各数値に
対応する評価基準画像の拡大図。

【図７】他の実施例に係る画像形成装置の概略構成図。

【符号の説明】

１感光体２帯電装置４現像装置５中間転写ベルト９導電性ブラシ１０直流電源１１転写ローラ１２記録紙１３定着ローラ対１４転写前除電ランプ１５スコロトロン帯電器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上にトナー像を形成するトナー像
形成手段と、該像担持体に接触対向する転写面が移動可
能な中間転写体と、該中間転写体に該像担持体上のトナ
ー像を転写する中間転写手段と、該中間転写体上のトナ
ー像を転写材に転写する転写材転写手段とを備えた画像
形成装置において、該中間転写体と該像担持体との接触対向部に中間転写体
表面移動方向の上流側から隣接する該中間転写体と該像
担持体との間のギャップ領域で、該像担持体の非画像部
の表面と該中間転写体の転写面との間に放電が生じない
ように、該像担持体の非画像部の表面電位及び該中間転
写体の転写面の表面電位を設定したことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】上記中間転写体として、上記転写面が移動
するように駆動されたベルト部材を用い、該転写面とは
反対側の転写裏面から転写用電荷を付与する請求項１の
画像形成装置において、該中間転写体の体積抵抗率が１×１０¹²Ωcm以上である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２の画像形成装置において、上記中間転写体の転写裏面の表面電位及び像担持体の非
画像部の表面電位をそれぞれＶｐ（Ｖ）及びＶｓ（Ｖ）
とし、該中間転写体の厚さ及び比誘電率をそれぞれｄ
（μｍ）及びε’とし、ｂ＝１２．９（ｄ／ε’）＋７
７７としたとき、１．０７Ｖｐ−ｂ＜Ｖｓ＜１．０７Ｖｐ＋ｂで表される条件を満たすことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４】上記中間転写体として、上記転写面が移動
するように駆動されたベルト部材を用い、該転写面とは
反対側の転写裏面から転写用電荷を付与する請求項１の
画像形成装置において、該中間転写体の体積抵抗率が１×１０⁹Ωcm以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４の画像形成装置において、上記中間転写体の転写裏面の表面電位及び像担持体の非
画像部の表面電位をそれぞれＶｐ（Ｖ）及びＶｓ（Ｖ）
としたとき、１．０６Ｖｐ−６５６＜Ｖｓ＜１．０６Ｖｐ＋６５６で表される条件を満たすことを特徴とする画像形成装
置。