JPH096149A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】転写場所によらず転写効率を一定にすることが
できるカラー画像形成装置を提供する。 【構成】複数の色のトナー像が形成される感光体と、該
感光体と接触させて配設され、各色のトナー像が転写さ
れる中間転写媒体１１と、該中間転写媒体１１と対向さ
せて配設され、トナー像を記録媒体に転写する転写手段
とを有する。各色のトナー像を重ね合わせて転写媒体に
転写し、カラーのトナー像を形成するための多重転写電
圧をＶ_TRとし、既に転写が行われたトナー像のトナー層
電位をＶ_T とし、転写媒体の帯電電位をＶ_O としたと
き、負の極性のトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ
を使用する場合には、Ｖ_TR≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）
〔Ｖ〕とし、正の極性のトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５
Ｃ、２５Ｋを使用する場合には、Ｖ_TR≦−２４０−（Ｖ
_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー画像形成装置として種々の
方式を利用するものが提案されているが、そのうち、電
子写真方式を利用したカラー画像形成装置は、高精細で
印刷速度が高く、ランニングコストが低いことから注目
されている。ところで、電子写真方式を利用したカラー
画像形成装置においては、少なくとも、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の３色のトナ
ーが必要であり、該３色のトナーを重ね合わせ、そのと
きの各色のトナー像の位置、トナーの量等を制御するこ
とによって様々な色を再現するようにしている。

【０００３】３色のトナーは、多重転写プロセスにおい
て重ね合わせられ、該多重転写プロセスにおいては、感
光体に形成されたトナー像が、記録媒体、中間転写媒体
等に転写されるようになっている。したがって、感光体
の表面のトナーのすべてを記録媒体、中間転写媒体等に
付着させるのが理想である。ところが、多重転写プロセ
スを行った後の感光体の表面には、記録媒体、中間転写
媒体等に付着させることができなかったトナーが残留し
てしまう。そこで、多重転写プロセスを評価するために
転写効率が使用される。該転写効率は、付着させること
ができたトナーの量が、付着させる前のトナーの量に占
める割合によって表され、値が大きいほど多重転写プロ
セスは良好になる。

【０００４】ところが、多重転写プロセスには、図２に
示すような問題がある。図２は従来の転写電圧と転写効
率との関係図である。なお、横軸に転写電圧（絶対値）
〔Ｖ〕を、縦軸に転写効率〔％〕を採ってある。図から
分かるように、トナーが無い記録媒体に１層目のトナー
像を転写した場合、最大の転写効率は約９８〔％〕にな
るが、１層目のトナー像の上に２層目のトナー像を転写
した場合は、最大の転写効率は９５〔％〕に低下し、２
層目のトナー像の上に更に３層目のトナー像を転写した
場合は、最大の転写効率が約７５〔％〕に低下する。

【０００５】また、１層目及び２層目のトナー像の転写
効率は等しいが、３層目のトナー像の転写効率は極端に
低く、記録媒体、中間転写媒体等に付着させられるトナ
ーの量も、１層目及び２層目のトナー像を転写する場合
と比べると３層目のトナー像を転写する場合は、はるか
に少なくなる。このように、記録媒体、中間転写媒体等
におけるトナー像が転写される場所（以下「転写場所」
という。）によって転写効率が変化し、付着させられる
トナーの量が異なるので、各色の濃度が転写場所によっ
て変化し、色再現性が低下してしまう。

【０００６】したがって、多重転写プロセスにおいて
は、転写効率を高くする必要があるだけでなく、転写場
所によらず転写効率を一定にすることが必要である。そ
こで、例えば、イエロー、マゼンタ及びシアンの順にト
ナー像を転写する場合、イエローのトナー像を転写する
ときに印加される転写電圧より、マゼンタのトナー像を
転写するときに印加される転写電圧を高くし、マゼンタ
のトナー像を転写するときに印加される転写電圧より、
シアンのトナー像を転写するときに印加される転写電圧
を高くするようにしている（特開平５−８０６３４号公
報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のカラー画像形成装置において、転写効率は、転写場
所にトナー像が有るかどうかによって変化するのであっ
て、トナー像が転写される回数によって変化するのでは
ない。したがって、各色のトナー像ごとに転写電圧を変
化させても、良好な効果は得られない。例えば、イエロ
ー、マゼンタ及びシアンの順にトナー像の転写を行った
場合、イエローのトナー像は必ず１層目として転写され
るが、マゼンタのトナー像は転写場所にイエローのトナ
ー像があれば２層目として転写され、また、転写場所に
イエローのトナー像がなければ１層目として転写され
る。これは、イエローのトナー像の有無は、出力される
画像によって決まるからである。

【０００８】ここで、図２において、イエローのトナー
像の転写時とマゼンタのトナー像の転写時とで転写電圧
を変化させた場合を考え、イエローのトナー像を転写す
るときに、１層目の転写効率が最大になるように転写電
圧Ｖ₁ を印加し、マゼンタのトナー像を転写するとき
に、２層目の転写効率が最大になるように転写電圧Ｖ₂
を印加したと仮定する。

【０００９】この場合、イエローのトナー像がある転写
場所にマゼンタのトナー像を転写するときの転写効率
は、点Ａで示すように９５〔％〕であるが、イエローの
トナー像のない転写場所にマゼンタのトナー像を転写す
るときの転写効率は、点Ｂで示すように８０〔％〕であ
る。このように、転写場所によって転写効率が異なって
しまう。

【００１０】そこで、出力される画像をあらかじめ解析
し、トナー像の重なる部分には高い転写電圧を印加し、
トナー像の重ならない部分には低い転写電圧を印加する
方法が考えられる。ところが、この場合、出力される画
像を解析するために新たな回路、機構等が必要になるだ
けでなく、トナー像の重なりの有無の最小単位は１ドッ
トであるので、１ドットごとに転写電圧を制御する必要
がある。

【００１１】したがって、カラー画像形成装置の製造コ
ストが高くなるだけでなく、解析、微細な制御等を行う
ために必要な時間が長くなり、画像の出力時間がその分
長くなってしまう。さらに、各色のトナー像を精度良く
重ねることができないので、重ねる必要のあるドットが
重ならなかったり、逆に、重ねる必要のないドットが重
なったりして、画像品位が低下してしまう。

【００１２】本発明は、前記従来のカラー画像形成装置
の問題点を解決して、転写場所によらず転写効率を一定
にすることができるカラー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】そのために、本発明のカ
ラー画像形成装置においては、複数の色のトナー像が形
成される感光体と、該感光体と接触させて配設され、各
色のトナー像が転写される中間転写媒体と、該中間転写
媒体と対向させて配設され、トナー像を記録媒体に転写
する転写手段とを有する。

【００１４】そして、各色のトナー像を重ね合わせて転
写媒体に転写し、カラーのトナー像を形成するための多
重転写電圧をＶ_TRとし、既に転写が行われたトナー像の
トナー層電位をＶ_T とし、転写媒体の帯電電位をＶ_O と
したとき、負の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とし、正の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≦−２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、前記のようにカラー画像形成
装置においては、複数の色のトナー像が形成される感光
体と、該感光体と接触させて配設され、各色のトナー像
が転写される中間転写媒体と、該中間転写媒体と対向さ
せて配設され、トナー像を記録媒体に転写する転写手段
とを有する。

【００１６】この場合、まず、感光体に各色のトナー像
が形成され、該トナー像は中間転写媒体に逐次転写され
る。次に、トナー像は、転写手段によって記録媒体に転
写され、転写されたトナー像を定着することによってカ
ラー画像が形成される。そして、各色のトナー像を重ね
合わせて転写媒体に転写し、カラーのトナー像を形成す
るための多重転写電圧をＶ_TRとし、既に転写が行われた
トナー像のトナー層電位をＶ_T とし、転写媒体の帯電電
位をＶ_O としたとき、負の極性のトナーを使用する場合
には、 Ｖ_TR≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とし、正の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≦−２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とする。

【００１７】この場合、転写効率を高くすることができ
るので、トナーの消費量を低くすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
カラー画像形成装置の概略図、図３は本発明の実施例に
おける現像装置の拡大図である。図において、１１は中
間転写媒体であり、該中間転写媒体１１は、導電性基材
４１、該導電性基材４１の上に形成された弾性抵抗層４
２、及び該弾性抵抗層４２の上に必要に応じて形成され
たコート層４３から成り、前記導電性基材４１には電源
１６が接続される。

【００１９】前記弾性抵抗層４２としては、中間転写媒
体１１自体の帯電を避けるために、カーボンを分散した
ものが使用される。そして、前記中間転写媒体１１の全
抵抗率が１０¹¹〔Ω・ｃｍ〕より大きいと、転写後の放
電が大きく、トナーが飛散したり、トナー像の乱れが大
きくなったりする。また、中間転写媒体１１の全抵抗率
が１０⁴ 〔Ω・ｃｍ〕以下であると、中間転写媒体１１
と接触する部材に電荷が逃げやすく、転写電圧が低くな
り、転写効率が低くなってしまう。したがって、中間転
写媒体１１の全抵抗率は１０⁵ 〜１０¹⁰〔Ω・ｃｍ〕、
好ましくは１０ ⁷ 〜１０⁹ 〔Ω・ｃｍ〕の範囲に設定す
る。

【００２０】本実施例においては、導電性基材４１とし
てアルミニウム製の円筒型ドラムを使用し、その上に、
カーボンが分散させられたシリコーンゴムを弾性抵抗層
４２としてモールドし、前記シリコーンゴムの表面を離
型性が高いＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂によって被覆
した。前記中間転写媒体１１に接触させて、感光体とし
ての感光体ドラム２１が配設され、該感光体ドラム２１
の外周に、帯電装置２２、露光装置２３、及び各色の現
像装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが配設される。
また、現像装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの各ト
ナー収容層内には、各色のトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５
Ｃ、２５Ｋがそれぞれ収容される。

【００２１】円筒ドラム状に形成された感光体ドラム２
１は、導電性支持体４４、及び該導電性支持体４４の上
に形成された光導電層４５から成り、前記導電性支持体
４４は接地される。なお、感光体ドラム２１として、セ
レン感光体、有機系感光体、酸化亜鉛感光体、アモルフ
ァスシリコン感光体等のいずれも使用することができ
る。

【００２２】また、帯電装置２２は、感光体ドラム２１
に対向させて配設される。本実施例においては、帯電装
置２２として、金属軸に導電性のゴムを積層して形成さ
れた接触型の帯電ローラを使用した。なお、帯電ローラ
のほかに導電性の帯電ブレード、非接触型のコロナ放電
器等を使用することもできる。そして、露光装置２３
は、画像信号を光に変換し、該光を感光体ドラム２１に
照射して露光を行う。前記露光装置２３としては、レー
ザ、ＬＥＤアレイ等の光源と作像光学系とを組み合わせ
たものを使用することができる。本実施例においては、
光源としてＬＥＤアレイを使用し、作像光学系としてロ
ッドレンズアレイを使用した。

【００２３】また、前記現像装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４
Ｃ、２４Ｋにおいては、各トナー担持体２６Ｙ、２６
Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋに吸引されたトナー２５Ｙ、２５
Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋが矢印Ｃ方向に搬送され、感光体ド
ラム２１に付着し、該感光体ドラム２１に形成された静
電潜像を現像する。トナー担持体２６Ｙ、２６Ｍ、２６
Ｃ、２６Ｋは、導電性基材２６１Ｙ、２６１Ｍ、２６１
Ｃ、２６１Ｋに弾性抵抗層２６２Ｙ、２６２Ｍ、２６２
Ｃ、２６２Ｋを被覆することによって形成され、前記導
電性基材２６１Ｙ、２６１Ｍ、２６１Ｃ、２６１Ｋには
現像バイアスを印加するために電源４８が接続される。
なお、前記現像装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋと
しては、二成分磁気ブラシ現像器、一成分磁気ブラシ現
像器、一成分非磁性現像器等を使用することができる。

【００２４】前記中間転写媒体１１の回転方向における
感光体ドラム２１より下流側に、一括転写手段としての
転写ローラ２７が中間転写媒体１１に対して進退自在に
配設される。前記一括転写手段としては、静電的にトナ
ーを付着させることができるものであればよく、コロナ
放電器又は接触型の導電性の材料を使用することができ
る。

【００２５】本実施例においては、転写ローラ２７とし
て、金属製支持体５１にゴム、スポンジ等の弾性の高い
抵抗材５２を積層して形成された導電性ローラを使用し
た。また、必要に応じて該抵抗材５２の表面に保護材等
を被覆することもできる。なお、転写ローラ２７の金属
製支持体５１に電源５３が接続され、一括転写工程時に
は、金属製支持体５１にトナーの極性とは逆の極性の転
写電圧が印加される。

【００２６】また、記録媒体１２の搬送方向における中
間転写媒体１１より下流側には、定着装置としての加熱
・加圧手段２８が配設される。該加熱・加圧手段２８
は、記録媒体１２を挟んで互いに対向させて配設された
加熱ローラ２９及び加圧ローラ３０から成る。前記加熱
ローラ２９は、記録媒体１２におけるトナー像が転写さ
れた表側に対向させて配設され、一定の加圧力で記録媒
体１２に圧接される。また、前記加熱ローラ２９は、金
属製の中空部材内にハロゲンランプを配設することによ
って形成される。さらに、ガラス、セラミック等の基材
の上にＮｉ−Ｐ等から成る発熱抵抗層を積層し、更にそ
の上にＴａ₂ Ｏ₅ 、フッ素樹脂等の保護層を積層したも
のを使用することもできる。

【００２７】一方、前記加圧ローラ３０は、記録媒体１
２におけるトナー像が転写されていない裏側に対向させ
て配設される。また、加圧ローラ３０は前記加熱ローラ
２９側に付勢され、該加熱ローラ２９との間に記録媒体
１２を一定の加圧力によって挟む。前記加圧ローラ３０
は弾性ローラから成り、金属製のパイプにゴムを積層し
て形成される。本実施例においては、ゴムとしてシリコ
ーンゴムを使用した。 また、前記中間転写媒体１１と
転写ローラ２７との間に記録媒体１２を挿入するため
に、給紙ローラ３１が配設される。

【００２８】次に、カラー画像形成装置の動作について
説明する。図に示すように、中間転写媒体１１と感光体
ドラム２１とが図示しない駆動手段によって、それぞれ
矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に一定の周速度で、しかも互
いに同じ周速度で回転させられる。記録のスタート信号
に基づいて、感光体ドラム２１が帯電装置２２によって
一様にかつ均一に帯電させられる。次に、露光装置２３
によって一色目のイエローの画像信号に対応した光が感
光体ドラム２１に照射され、静電潜像が形成される。こ
こでは、画像に対応する部分だけに光が照射されるの
で、画像部の電荷が消去され、非画像部の電荷はそのま
ま残される。

【００２９】前記感光体ドラム２１に接触又は近接させ
てイエローの現像装置２４Ｙが配設され、該現像装置２
４Ｙによって静電潜像が可視像化され、トナー像にな
る。本実施例においては、反転現像が利用され、トナー
担持体２６Ｙには電源４８によってバイアス電圧が印加
される。その結果、前記トナー担持体２６Ｙ上の帯電さ
せられたトナー２５Ｙは、静電気力によって感光体ドラ
ム２１に吸引され、付着させられる。

【００３０】該感光体ドラム２１に形成されたイエロー
のトナー像は、電源１６の転写電圧による静電気によっ
て、中間転写媒体１１に転写される。該中間転写媒体１
１上の画像部の先頭が、感光体ドラム２１上のイエロー
のトナー像の先頭に到達すると、イエローのトナー２５
Ｙが中間転写媒体１１の移動に応じて感光体ドラム２１
上から中間転写媒体１１に順次付着させられる。

【００３１】そして、中間転写媒体１１上の画像部の最
後尾にイエローのトナー２５Ｙが付着させられた時点に
おいて、電源１６による転写電圧の印加を一時的に停止
し、図示しない除電ブラシの先端を中間転写媒体１１の
非画像部に接触させ、イエローのトナー２５Ｙの転写時
に中間転写媒体１１に蓄積された電荷を除去する。前記
感光体ドラム２１にイエローのトナー像の最後尾が現像
されると、中間転写媒体１１上の画像部の先頭と一致す
るように、感光体ドラム２１には二色目のマゼンタのト
ナー像が現像され始める。そして、前記除電とマゼンタ
のトナー像の現像とは並行して行われるので、除電によ
る時間の損失は全くない。

【００３２】そして、中間転写媒体１１上の画像部の先
頭がマゼンタのトナー像の先頭に到達すると、中間転写
媒体１１に一次転写電圧が印加され、該中間転写媒体１
１にマゼンタのトナー像が転写され、イエローのトナー
像の上に重ねられる。同様に、シアン、ブラックの各ト
ナー像も中間転写媒体１１に転写され、すべての色のト
ナー像が中間転写媒体１１に転写されると、該中間転写
媒体１１上にカラーのトナー像が形成される。

【００３３】そして、前記中間転写媒体１１上の画像部
の先頭が転写ローラ２７に近づくと、該転写ローラ２７
は、図示しない可動手段によって中間転写媒体１１に圧
接させられ、給紙ローラ３１によって記録媒体１２が給
紙され、中間転写媒体１１と転写ローラ２７との間に搬
送される。該転写ローラ２７には、中間転写媒体１１に
形成されたカラーのトナー像の極性とは逆の極性の転写
電圧が電源５３によって印加される。したがって、中間
転写媒体１１上に形成されたカラーのトナー像は、一括
して記録媒体１２に転写される。

【００３４】前記中間転写媒体１１のカラーのトナー像
が記録媒体１２に転写されると、転写ローラ２７は中間
転写媒体１１から離隔させられ、電源５３による転写電
圧の印加が停止される。次に、カラーのトナー像が転写
された記録媒体１２は、加熱・加圧手段２８によって加
熱され加圧される。すなわち、加熱ローラ２９と加圧ロ
ーラ３０との間に記録媒体１２が挿入されると、該記録
媒体１２上のカラーのトナー像のトナー２５Ｙ、２５
Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、加熱ローラ２９から熱が伝達さ
れて加熱され溶融させられる。そして、加熱・加圧手段
２８を通過した記録媒体１２上のトナー２５Ｙ、２５
Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは自然に冷却され、再び固体状態に
戻る。このようにして、カラーのトナー像は記録媒体１
２に定着される。

【００３５】そして、該記録媒体１２は、カラー画像形
成装置の外に配設された図示しないスタッカに排出され
る。ところで、前記構成のカラー画像形成装置におい
て、各色のトナー像を中間転写媒体１１上に重ね合わせ
る多重転写プロセスにおいて、トナー像を転写するとき
の転写効率は、既に中間転写媒体１１に付着させられた
トナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの電位と関係す
る。

【００３６】すなわち、帯電させられたトナー２５Ｙ、
２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋに転写電界を作用させて静電気
を発生させ、静電気力によってトナー像を転写すること
ができるが、中間転写媒体１１にトナー像が既に転写さ
れている場合には、該トナー像のトナー２５Ｙ、２５
Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋが前記転写電界を妨げる方向に電界
を形成する。したがって、次のトナー像を転写するため
の転写電界が弱められ、静電気力が小さくなって転写効
率がその分低くなる。

【００３７】なお、トナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２
５Ｋ自身が形成する電界の強さは、中間転写媒体１１上
に形成されたトナー層の表面電位の大きさに比例する。
ここで、中間転写媒体１１上に形成されたトナー層の表
面電位と、該トナー層の上に重ねてトナー層が形成され
たときの転写効率について説明する。図４は本発明の実
施例における表面電位の概念図、図５は本発明の実施例
における表面電位と転写効率との関係図である。なお、
図５において、横軸に中間転写媒体１１上の表面電位
（絶対値）Ｖ_D 〔Ｖ〕を、縦軸に転写効率〔％〕を採っ
てある。

【００３８】図において、１１は中間転写媒体であり、
該中間転写媒体１１は、導電性基材４１、該導電性基材
４１の上に形成された弾性抵抗層４２、及び該弾性抵抗
層４２の上に必要に応じて形成されたコート層４３から
成り、前記導電性基材４１には電源１６が接続される。
ここで、前記中間転写媒体１１の上に１層以上のトナー
層６１が既に形成されている場合を想定し、前記感光体
ドラム２１（図１）と中間転写媒体１１との間に一次転
写電圧Ｖ_TR1 を印加し、中間転写媒体１１上の表面電位
Ｖ_D を非接触の表面電位計によって測定する。

【００３９】この場合、中間転写媒体１１上の表面電位
Ｖ_D には、グラウンドと中間転写媒体１１の導電性基材
４１の表面との間に印加される一次転写電圧Ｖ_TR1 、導
電性基材４１の表面とコート層４３の表面との間、すな
わち、弾性抵抗層４２及びコート層４３の中に形成され
る中間転写媒体１１自体の帯電電位Ｖ_O 、及びトナー層
６１のトナー層電位Ｖ_T が関与する。

【００４０】そして、前記表面電位Ｖ_D は式（１）によ
って表すことができる。 Ｖ_D ＝Ｖ_TR1 ＋Ｖ_O ＋Ｖ_T ……（１） なお、トナー層６１が形成されていない場合、式（１）
中のトナー層電位Ｖ_Tは０〔Ｖ〕になる。また、本実施
例においては、中間転写媒体１１自体が帯電されること
がないように、カーボンが分散させられたシリコーンゴ
ムを弾性抵抗層４２としてモールドするようしているの
で、帯電電位Ｖ_O もほとんど０〔Ｖ〕になる。

【００４１】ところで、図５に示すように、中間転写媒
体１１の上の表面電位Ｖ_D の絶対値を常に２４０〔Ｖ〕
以上にすると、転写効率を常に８０〔％〕以上にするこ
とができる。ところが、中間転写媒体１１上の表面電位
Ｖ_D の絶対値を常に２４０〔Ｖ〕以上にするためには、
前記表面電位Ｖ_D を常に監視しなければならないので、
センサ、制御回路等が必要になり、コストが高くなって
しまう。

【００４２】そこで、本実施例においては、前記式
（１）の表面電位Ｖ_D を２４０〔Ｖ〕以上にするため
に、式（２）を満たすようにしている。 Ｖ_D ＝Ｖ_TR1 ＋Ｖ_T ＋Ｖ_O ≧２４０〔Ｖ〕 ∴Ｖ_TR1 ≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 ……（２） 式（２）において、一次転写電圧Ｖ_TR1 に与える影響が
大きい変数は、トナー層電位Ｖ_T である。負の極性に帯
電させられたトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを
使用した場合、トナー層電位Ｖ_T は負の電位になるの
で、前記トナー層電位Ｖ_T が最も低い（負方向に最も高
い）場合に一次転写電圧Ｖ_TR1 は最も高くなる。そし
て、前記トナー層電位Ｖ_T は、トナー層６１が重ねられ
るのに従って低く（絶対値は大きく）なり、例えば、１
層だけの場合−５０〔Ｖ〕であったものが２層になると
−２００〔Ｖ〕になる。したがって、トナー層電位Ｖ_T
が最も低くなるのは、最後に形成されたトナー層６１以
外のすべてのトナー層６１が重なっている部分である。

【００４３】例えば、負の極性に帯電させられ、同じ帯
電量を持つトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃを、イエロ
ー、マゼンタ及びシアンの順で使用した場合について考
える。イエローのトナー像を感光体ドラム２１から中間
転写媒体１１に転写（一次転写）するときは、中間転写
媒体１１上にトナー層６１は形成されておらず、中間転
写媒体１１自体も帯電させられていない。したがって、
トナー層電位Ｖ_T 及び帯電電位Ｖ_O はいずれも０〔Ｖ〕
になり、２４０〔Ｖ〕以上の一次転写電圧Ｖ_TR1を印加
した場合に式（２）を満たすことができ、転写効率を常
に８０〔％〕以上にすることができる。

【００４４】次に、マゼンタのトナー像を転写するとき
には、中間転写媒体１１上にイエローのトナー層６１が
形成された部分、及びトナー層６１が形成されていない
部分が混在する。そして、トナー層６１が形成されてい
ない部分においては、トナー層電位Ｖ_T及び帯電電位Ｖ
_O はいずれも０〔Ｖ〕になり、２４０〔Ｖ〕以上の一次
転写電圧Ｖ_TR1 を印加した場合に式（２）を満たすこと
ができ、転写効率を常に８０〔％〕以上にすることがで
きる。

【００４５】ところが、イエローのトナー層６１が形成
されている部分においては、イエローのトナー層６１に
おけるトナー層電位Ｖ_T を、例えば、−５０〔Ｖ〕とす
ると、２９０〔Ｖ〕以上の一次転写電圧Ｖ_TR1 を印加し
た場合に式（２）を満たすことができ、転写効率を常に
８０〔％〕以上にすることができる。したがって、マゼ
ンタのトナー像を転写するときには、２９０〔Ｖ〕以上
の一次転写電圧Ｖ_TR1 を印加した場合、イエローのトナ
ー層６１の有無に関係なく、転写効率を常に８０〔％〕
以上にすることができる。

【００４６】そして、シアンのトナー像を転写するとき
には、中間転写媒体１１上に、イエロー及びマゼンタの
トナー層６１が形成された部分、イエロー又はマゼンタ
のトナー層６１が形成された部分、及びトナー層６１が
形成されていない部分が混在する。そして、トナー層６
１が形成されていない部分においては、トナー層電位Ｖ
_T及び帯電電位Ｖ_O はいずれも０〔Ｖ〕になり、２４０
〔Ｖ〕以上の一次転写電圧Ｖ_TR1 を印加した場合に式
（２）を満たすことができ、転写効率を常に８０〔％〕
以上にすることができる。

【００４７】また、イエロー又はマゼンタのトナー層６
１が形成されている部分においては、イエロー又はマゼ
ンタのトナー層６１におけるトナー層電位Ｖ_T を、例え
ば、−５０〔Ｖ〕とすると、２９０〔Ｖ〕以上の一次転
写電圧Ｖ_TR1 を印加した場合に式（２）を満たすことが
でき、転写効率を常に８０〔％〕以上にすることができ
る。

【００４８】そして、イエロー及びマゼンタのトナー層
６１が形成された部分においては、トナー層電位Ｖ_T が
層厚の２乗にほぼ比例することを考えて、イエロー及び
マゼンタのトナー層６１におけるトナー層電位Ｖ_T を、
例えば、−２００〔Ｖ〕とすると、４４０〔Ｖ〕以上の
一次転写電圧Ｖ_TR1 を印加した場合に式（２）を満たす
ことができ、転写効率を常に８０〔％〕以上にすること
ができる。

【００４９】したがって、シアンのトナー像を転写する
ときには、４４０〔Ｖ〕以上の一次転写電圧Ｖ_TR1 を印
加した場合、イエロー及びマゼンタのトナー層６１の有
無に関係なく、転写効率を常に８０〔％〕以上にするこ
とができる。このように、最後の転写色であるシアンの
トナー層以外のすべての色のトナー層が重なった部分に
おける一次転写電圧Ｖ_TR1 の条件は、他の部分における
一次転写電圧Ｖ_TR1 の条件を包括する。したがって、最
後の転写色のトナー層以外のすべての色のトナー層が重
ねたときのトナー層電位Ｖ_T をあらかじめ測定してお
き、トナー層電位Ｖ_T に基づいて一次転写電圧Ｖ_TR1 を
設定すると、センサ、制御回路等を配設することなく、
常に８０〔％〕以上の転写効率を得ることができる。

【００５０】本実施例においては、イエロー、マゼン
タ、シアン及びブラックの４色のトナー２５Ｙ、２５
Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを使用しているので、例えば、ブラ
ックのトナー像を最後に転写したとすると、イエロー、
マゼンタ及びシアンのトナー層の順に中間転写媒体１１
上に重ねて形成し、そのときのトナー層電位Ｖ_T を測定
し、前記式（２）から必要な一次転写電圧Ｖ_TR1 を計算
することによって、常に８０〔％〕以上の転写効率を得
ることができる。

【００５１】さらに、中間転写媒体１１の表面電位Ｖ_D
を３２０〔Ｖ〕以上にして、前述したように一次転写電
圧Ｖ_TR1 を設定することによって、転写効率を９０
〔％〕以上にすることができる。したがって、トナー２
５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの消費量を少なくするこ
とができる。なお、前記中間転写媒体１１上の表面電位
Ｖ_D を制御する手段としては、一次転写電圧Ｖ_TR1 を高
くする方法と、トナー層電位Ｖ_T を低くする方法とが考
えられる。

【００５２】前記一次転写電圧Ｖ_TR1 を高くする方法に
おいては、一次転写電圧Ｖ_TR1 を高くしたときに、バッ
シェンの放電曲線に示されるような放電が発生して転写
電界を弱める。したがって、無制限に一次転写電圧Ｖ
_TR1 を高くすることはできない。また、トナー層電位Ｖ
_T を低くする方法においては、各色のトナー層を薄くす
る方法、各色のトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ
の帯電電荷量を少なくする方法、トナー充填（てん）率
を高くする方法、多重転写プロセスが１色終わるごとに
トナー電荷を除電する方法等が考えられる。

【００５３】さらに、転写前の感光体ドラム２１の表面
に付着しているトナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５
Ｋ、及び転写後の感光体ドラム２１の表面に残留したト
ナー２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋをそれぞれテープ
によって剥（はく）離し、剥離されたトナー２５Ｙ、２
５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの光学濃度から転写前のトナー量
Ｗ₁ 及び残留したトナー量Ｗ₂ を計算し、次の式（３）
によって転写効率ηを計算することができる。

【００５４】 η＝（１−Ｗ₂ ／Ｗ₁ ）×１００〔％〕 ……（３） 本実施例においては、負の極性に帯電させられたトナー
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを使用する場合につい
て説明しているが、正の極性に帯電させられたトナー２
５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを使用する場合には、表
面電位Ｖ_D を−２４０〔Ｖ〕以下にすることが条件にな
る。したがって、表面電位Ｖ_D を−２４０〔Ｖ〕以下に
するために、式（４）を満たすようにしている。

【００５５】 Ｖ_D ＝Ｖ_TR1 ＋Ｖ_T ＋Ｖ_O ≦−２４０〔Ｖ〕 ∴Ｖ_TR1 ≦−２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 ……（４） さらに、４色以上のトナーを使用する場合も、前述した
ような条件で一次転写電圧Ｖ_TR1 を設定することによっ
て、常に一定の転写効率を得ることができる。また、本
実施例においては、中間転写媒体１１において各トナー
像を重ね合わせてカラーのトナー像を形成するようにし
ているが、記録媒体において各トナー像を重ね合わせて
カラーのトナー像を形成することもできる。

【００５６】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、カラー画像形成装置においては、複数の色のトナ
ー像が形成される感光体と、該感光体と接触させて配設
され、各色のトナー像が転写される中間転写媒体と、該
中間転写媒体と対向させて配設され、トナー像を記録媒
体に転写する転写手段とを有する。

【００５８】そして、各色のトナー像を重ね合わせて転
写媒体に転写し、カラーのトナー像を形成するための多
重転写電圧をＶ_TRとし、既に転写が行われたトナー像の
トナー層電位をＶ_T とし、転写媒体の帯電電位をＶ_O と
したとき、負の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とし、正の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≦−２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とする。

【００５９】この場合、転写効率を高くすることができ
るので、トナーの消費量を低くすることができる。ま
た、トナー層が重なって形成された部分においても転写
効率を高くすることができるので、転写場所によらず転
写効率を一定にすることができる。

【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
概略図である。

【図２】従来の転写電圧と転写効率との関係図である。

【図３】本発明の実施例における現像装置の拡大図であ
る。

【図４】本発明の実施例における表面電位の概念図であ
る。

【図５】本発明の実施例における表面電位と転写効率と
の関係図である。

【符号の説明】

１１ 中間転写媒体 １２ 記録媒体 ２１ 感光体ドラム ２７ 転写ローラ ６１ トナー層 ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ トナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）複数の色のトナー像が形成される
   感光体と、（ｂ）該感光体と接触させて配設され、各色
   のトナー像が転写される中間転写媒体と、（ｃ）該中間
   転写媒体と対向させて配設され、トナー像を記録媒体に
   転写する転写手段とを有するとともに、（ｄ）各色のト
   ナー像を重ね合わせて転写媒体に転写し、カラーのトナ
   ー像を形成するための多重転写電圧をＶ_TRとし、既に転
   写が行われたトナー像のトナー層電位をＶ_T とし、転写
   媒体の帯電電位をＶ_O としたとき、負の極性のトナーを
   使用する場合には、 Ｖ_TR≧２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とし、正の極性のトナーを使用する場合には、 Ｖ_TR≦−２４０−（Ｖ_T ＋Ｖ_O ）〔Ｖ〕 とすることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写媒体は中間転写媒体である請求
   項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記転写媒体は記録媒体である請求項１
   に記載のカラー画像形成装置。