(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像を転写手段により転写体に転写し、少なくとも２色以上のトナー像を上記転写体上に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体が複数配置され、これらの像担持体と上記転写体とが非接触状態を保ったままトナー像を授受するように設けられ、上記各像担持体との転写部毎に空隙の距離が異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記空隙の距離が、上記転写体の回転方向下流側に位置する転写部ほど大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
上記転写体の回転方向最上流に位置する転写部では上記空隙を設けないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
上記像担持体又は上記転写体の両端部近傍の表面にフィルム状部材若しくはワイヤー状部材を周方向に巻き付けることによって上記空隙が形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、
上記転写体が無端ベルト状をなし、上記転写手段がローラ状部材であり、上記転写体が上記転写手段に巻き付けられた状態で設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、
上記像担持体と上記転写体との間に形成されている空隙は、先に上記転写体上に転写されたトナー像の厚み以上であり、１００μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年はオフィスでも大量のカラー文書が取り扱われるようになり、以前にも増して高速のフルカラープリンター、フルカラー複写機が望まれている。
一般に、近年普及し始めたカラーレーザープリンタは、一つの感光体に複数の現像装置が接触可能に配置され、感光体一回転毎に各々の色のトナー像を作成し、その像を感光体から中間転写体、もしくは転写ドラムなどに保持された紙に順次転写してカラートナー像を作成する、いわゆる１ドラム方式が主流である。
その中にも前述の中間転写体上で複数色のトナー像を重ね、その後紙に一括転写する中間転写方式と、転写ドラムなどに保持された紙に順次転写してカラートナー像を作成する直接転写方式とがある。直接転写方式は構造が簡単で低コストであるが、紙に複数回転写するために紙の抵抗や含水分の条件が変化し、安定した作像が難しい。中間転写方式では、画像の紙への転写は一回で済むので画質の安定性、紙種対応性がよいなどの特徴がある。
【０００３】
しかしながら、いずれの方式でも４色を使用したカラー像を得るためには感光体が４回回転せねばならず、生産性が上がらなかった。そこで、高速化に対応するために、感光体を色の数だけ増やし（通常３本か４本）、それに対応してそれぞれの現像器を配置し、紙が感光体に連続して接触してカラー画像が得られる、いわゆるタンデム方式又はインライン方式の装置も提案されている。
例えば、特開昭５３−７４０３７号公報（対応米国特許第４，１６２，８４３号明細書）には、カラー画像出力の高速化のために感光体を複数個積載して、転写材（紙）をベルト状の搬送手段で搬送しながら、順次トナー画像を多重転写する画像形成装置が記載されている。
このタンデム方式では、感光体の外周速度が１ドラム方式と等速であれば、４倍以上の速度で印刷することが可能である。しかしながら上述のように感光体から紙に直接転写を行う直接転写方式の場合は、紙への転写の際の不安定性や、紙搬送の際の位置合わせなど問題も多い。
そこで、タンデム方式で且つ中間転写体を使用する、いわゆるタンデム中間転写方式が実開昭５９-１９２１５９号公報などをはじめとして提案されている。
【０００４】
しかしながら、通常の中間転写体方式や、このような感光体を複数個設置して中間転写体に順次トナー画像を多重転写するタンデム方式の画像形成装置の場合にも問題は指摘されている。
例えば、潜像担持体としての感光体、帯電手段としての一次帯電器、潜像形成手段としての画像露光器、現像手段としての現像器及び転写手段を有する画像形成ユニットをシアントナー用、マゼンタトナー用、イエロートナー用及びブラックトナー用として４つ用い、転写ベルトによって搬送されて来る転写材上に各色トナー用の画像形成ユニットの転写手段によって順次トナー画像を多重転写するフルカラー画像形成装置において、２色目以降の多重転写時に既に中間転写体上に転写されているトナーが感光体に転写してしまい（以下、逆転写と称する）、戻ることがある。
このような逆転写が発生すると、感光体ドラムクリーナからの廃トナーを現像器に再利用した場合、現像器内でのトナー混色という問題が発生してしまう。この現像器内での混色は、多色画像形成においては大きな問題点となる。また、逆転写が生じるということは、中間転写体上のトナー像が乱されるということであり、画質の劣化を引き起こす。
【０００５】
特開平９−１４６３３４号公報においては、同様の課題を解決するために、潜像坦持体の水に対する接触角を８５度以上にすることによる逆転写の軽減が提案されているが、上記問題が十分に解決されているとはいえない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、逆転写やトナー像の乱れによる画像劣化を防止することができる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、既に転写体に転写しているトナー像が次の転写時に感光体に接触しなければ逆転写は発生しないという点に着目し、感光体と中間転写体を非接触状態に維持して転写を行うことにより多重転写時の逆転写による画像劣化を防止することとした。
【０００８】
具体的には、請求項１記載の発明では、像担持体上に形成されたトナー像を転写手段により転写体に転写し、少なくとも２色以上のトナー像を上記転写体上に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体が複数配置され、これらの像担持体と上記転写体とが非接触状態を保ったままトナー像を授受するように設けられ、上記各像担持体との転写部毎に空隙の距離が異なる、という構成を採っている。ここで、転写体とは、中間転写体や記録材等の概念を含むものとする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記空隙の距離が、上記転写体の回転方向下流側に位置する転写部ほど大きい、という構成を採っている。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記転写体の回転方向最上流に位置する転写部では上記空隙を設けない、という構成を採っている。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、上記像担持体又は上記転写体の両端部近傍の表面にフィルム状部材若しくはワイヤー状部材を周方向に巻き付けることによって上記空隙が形成される、という構成を採っている。
【００１２】
請求項５記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、上記転写体が無端ベルト状をなし、上記転写手段がローラ状部材であり、上記転写体が上記転写手段に巻き付けられた状態で設けられている、という構成を採っている。
【００１３】
請求項６記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、上記像担持体と上記転写体との間に形成されている空隙は、先に上記転写体上に転写されたトナー像の厚み以上であり、１００μｍ以下である、という構成を採っている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図５に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデムタイプのカラー複写機の全体構成の概要を説明する。カラー複写機１は、画像形成部２と、該画像形成部２の上部に設けられた画像読取部３と、該画像読取部３の上部に設けられた自動原稿送り装置（ＡＤＦ）４と、画像形成部２の下部に設けられた給紙部５を有している。装置本体の左側面には後処理装置６が併設され、且つ、装置本体の右側面には大容量給紙ユニット７、手差しトレイ８が設けられて全体がシステム化されている。
【００３１】
画像形成部２には、画像書込ユニット９、作像ユニット１０、１次転写ユニット１１、２次転写ユニット１２、定着装置１３、反転ユニット１４等が設けられている。給紙部５には記録媒体としての用紙が収容される給紙カセット１５，１６が設けられ、用紙を最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙手段１７、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対１８等を有している。
画像が形成される動作を説明すると、まず、画像読取部３で読取られた画像信号に基づいて図示しない画像処理部で画像処理が行われる。画像処理部では、画像信号を画像形成用のブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色信号に変換し、画像書込ユニット９へ送信する。画像書込ユニット９は、例えばレーザ光源と、回転多面鏡等の偏向器と、走査結像光学系、及びミラー群からなるレーザ走査光学系、一次元もしくは二次元に多数のLEDが配列されたLEDアレイと、結像光学系からなるLED書込み系などを備え、上記の各色信号に対応した４つの書込光路を有し、作像ユニット１０の各色毎に設けられた像担持体としての各感光体ドラム（後述）に各色信号に応じた画像書込を行う。
【００３２】
各感光体ドラムに形成された静電潜像はそれぞれに対応した現像装置（後述）によりトナー像として可視像化される。各色のトナー像は１次転写ユニット１１の中間転写ベルト（後述）に順次重ね合わせて転写される。
給紙カセット１５，１６、大容量給紙ユニット７又は手差しトレイ８から給紙された用紙は、レジストローラ対１９へ送られ、ここで一旦停止される。用紙は斜めずれを修正された後、中間転写ベルト上の重ね合わせ画像の先端と搬送方向の所定位置が一致するタイミングで２次転写部位へ送られ、２次転写ユニット１２により重ね合わせ画像（カラー画像）を転写される。
転写を終えた用紙は定着装置１３へ送られ、ここで熱と圧力によりトナーが溶融して定着がなされる。定着を終えた用紙は後処理装置６へ搬送され、ここで仕分けや綴じ処理等の処理をなされる。両面プリントの場合には定着後反転ユニット１４に送られ、反転された後再度転写部へ送られる。
【００３３】
図４に示すように、作像ユニット１０は、ブラック（Ｂｋ）用、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用の各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃが設けられている。これらの感光体には通常のＯＰＣ感光体が用いられている。
感光体ドラム２０Ｂｋの周囲には、反時計回り方向に順に、帯電装置２１Ｂｋ、画像書込ユニット９からのレーザ光２２Ｂｋの露光部、ブラック用の２成分磁気ブラシ現像方式の現像装置２３Ｂｋ、１次転写ユニット１１、クリーニング装置２４Ｂｋ、除電装置２５Ｂｋ等が配設されている。他の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃについても同様の構成となっており、トナーの色に対応したアルファベットが異なるだけである。
【００３４】
１次転写ユニット１１は、支持ローラ２６，２７，２８と、これらの支持ローラ２６，２７，２８間に掛け回された転写体としての無端状の中間転写ベルト２９と、中間転写ベルト２９を挟んで各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに対向する位置（転写部）に設けられた転写手段としての１次転写バイアスローラ３０と、中間転写ベルト２９の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置３１等を有している。
２次転写ユニット１２は、駆動ローラ３２と、従動ローラである２次転写バイアスローラ３３と、駆動ローラ３２と２次転写バイアスローラ３３との間に掛け回された搬送ベルト３４を有している。
定着装置１３はベルト定着方式の構成を有しており、内部に熱源を有する加熱ローラ３５、定着ローラ３６、定着ベルト３７、該定着ベルト３７を挟んで定着ローラ３６に圧接する加熱ローラ圧ローラ３８、定着後の用紙を排出する排出ローラ対３９等を有している。
【００３５】
図３に基づいて、作像ユニット１０の機能及び構成の詳細を説明する。
画像書き込み前には、各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの書き込み部上流に設けられた帯電装置２１で感光体表面は約-700Vに帯電されている。帯電装置２１としては本実施形態では導電性ゴムローラが用いられ、このゴムローラは感光体ドラム２０に対して50μｍほどの距離を保って非接触に設置されている。
ゴムローラには約１ｋＨｚ、ピーク間電圧2kVの交流電圧が印加されており、その中心値は約-800V程度に設定されている。これにより感光体ドラム２０をおよそ-700Vに均一帯電している。帯電装置はこれに限らず、導電性のゴムローラを感光体ドラム２０に接触するようにして帯電させる接触帯電、AC＋DC帯電、ACバイアスをかけない、DCバイアスのみを約-1400V印加して感光体ドラム２０を帯電するDCバイアスローラ帯電方法や、従来から良く用いられるコロトロンやスコロトロンを用いたコロナ帯電方法、ブラシ帯電方式などが挙げられる。
【００３６】
感光体ドラム２０上に書き込みが行われた後、現像工程によって静電潜像が現像される。現像装置は、代表してイエローの現像装置２３Ｙについて説明すると、現像ローラ４０Ｙ、ドクタブレード４１Ｙ、2本のスクリュ４２Ｙ、４３Ｙ、トナー濃度センサ４４Ｙ、外ケース４５Ｙ等を有している。現像ローラ４０Ｙとスクリュ４２Ｙ、４３Ｙの位置関係は現像ローラ４０Ｙよりスクリュ４２Ｙ、４３Ｙが斜め下方向の位置にあり、2本のスクリュ４２Ｙ、４３Ｙは水平方向に並列に配設されている。外ケース４５Ｙには2本のスクリュ４２Ｙ、４３Ｙを２室に分ける仕切り板４６Ｙが設けられている。この仕切り板４６Ｙの奥と手前は、現像剤が2本のスクリュ４２Ｙ、４３Ｙ間を循環できるように切り欠かれている。
また、外ケース４５Ｙの感光体ドラム２０Ｙと対向する部分は開口しており、この開口部から現像ローラ４０Ｙの一部が露出するようになっている。このように外ケース４５Ｙは、現像ローラ４０Ｙの横でスクリュ４３Ｙの上の空間を少し多めにして現像ローラ４０Ｙ、スクリュ４２Ｙ、４３Ｙ、ドクタブレード４１Ｙを囲っている。
【００３７】
現像ローラ４０Ｙは、回転可能な非磁性の現像スリーブ４０Ｙａと、この内側に固定配置された磁界発生手段としてのマグネット４０Ｙｂを有している。現像剤は非磁性トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤である。
現像剤は送り方向が互いに反対のスクリュ４２Ｙ、４３Ｙによって攪拌されながら搬送され、2室を常に循環している。攪拌搬送されて循環している現像剤はスクリュ４３Ｙによって現像スリーブ４０Ｙに供給され、マグネット４０Ｙｂの磁力によって表面に磁気ブラシ状で保持されて現像スリーブ４０Ｙａの回転方向に汲み上げられる。
汲み上げられた磁気ブラシ上の現像剤はドクタブレード４１Ｙによって適正な量に穂切りされて感光体ドラム２０Ｙと対向している現像部へと送られる。ドクタブレード４１Ｙで穂切りされて残った現像剤は重力で現像スリーブ４０Ｙａ表面の磁気ブラシ状の外側を落ちてスクリュ４３Ｙに戻され、再度攪拌搬送されながら現像スリーブ４０Ｙａに供給されることが繰り返される。
【００３８】
一方、現像部に送られた現像剤は感光体ドラム２０Ｙ上の静電潜像にトナーが移行して顕像化される。現像スリーブ４０Ｙａ上には2.25kHz、ピーク間電圧約1kVの交流電圧が、中心値を-500Vとして印加されている。この現像バイアスにより、感光体２０Ｙ上の露光領域（帯電電位約-150V）との電位差でトナーが移行する。
顕像化に使われなかった現像剤は外ケース４５Ｙ内に戻り、マグネット４０Ｙｂの磁力が働かない部分で現像スリーブ４０Ｙａから離れてスクリュ４３Ｙに回収される。このように現像剤はスクリュ４３Ｙとスクリュ４２Ｙで攪拌搬送されて循環しながら現像スリーブ４０Ｙａに供給、回収される。また画像が繰り返し出力されるとトナー濃度が薄くなるので、トナー濃度センサ４４Ｙで検知しながら一定濃度になるようにトナー補給（不図示）する。他の現像装置２３Ｂｋ、２３Ｍ、２３Ｃにおいても同様の構成・機能となっている。
【００３９】
中間転写ベルト２９は各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと各1次転写バイアスローラ30との間に、各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと接触しないように設置されている。中間転写ベルト２９には各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃから各色のトナー像が順次重ね合わせて転写され、各感光体ドラム２０Ｂｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ上のトナー顕像を坦持する。転写の方式としては中間転写ベルト２９を挟み込む様に感光体ドラム２０と対向して設けられた１次転写バイアスローラ３０が転写電界を発生させて静電的に転写する。
本実施形態では、中間転写ベルト２９の裏面に設置されたステンレス製の１次転写バイアスローラ３０に約1.5kVの電圧を印加して転写電界を発生させている。
中間転写ベルト２９は様々な材質のものを使用可能であるが、ここでは耐久性にすぐれ、ヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたPvdfベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層を有し、さらに上にフッ素成分を含有したコート層をもつ、表面が弾性の多層構造ベルトなどを使用している。特にポリウレタン多層構造ベルトは表面が弾性を持つため、紙表面との密着性が良く、二次転写に優れている。
【００４０】
いずれのベルトも1010〜1012Ωcm程度の体積抵抗を持ち、トナーの載る部分の表面抵抗が1012Ω/□以上の特性値となっており、転写性に優れている。但し、本発明においては一次転写時に精度よく中間転写ベルト２９と感光体ドラム２０間にギャップを形成する必要があるので，表面が弾性を持たない，ポリイミドやPVDFなどの樹脂製中間転写ベルトが望ましい。
中間転写ベルト２９が最終画像形成部を抜けた後には中間転写ベルト２９上には４色重なったカラーの画像が形成されている。
【００４１】
用紙は給紙部５から給紙された後、まずレジストローラ対１９を介して２次転写ユニット１２へと導入され、中間転写ベルト２９と２次転写バイアスローラ３３が接触するところで画像が用紙に転写され、カラー画像形成が行われる。
画像転写後の用紙は定着装置１３に搬送され、画像が定着され、カラー画像が得られる。画像を用紙に転写し終わった中間転写ベルト２９は二次転写位置より下流に設けられたベルトクリーニング装置３１によって転写残トナーを除去され、再び画像形成部によって次の画像が形成される。
【００４２】
次にクリーニング装置２４を、代表してイエローのクリーニング装置２４Ｙについて説明する。クリーニング装置２４Ｙは1次転写後感光体ドラム２０Ｙ上に残留したトナーを除去するもので、弾性体のクリーニングブレードやファーブラシ、あるいはそれらを併用したものが用いられる。
本実施形態では、弾性体、例えばポリウレタンゴムのクリーニングブレード４７Ｙと、ファーブラシ４８Ｙと、ファーブラシ４８Ｙに接触して配設された電界ローラ４９Ｙと、電界ローラ４９Ｙのスクレーパ５０Ｙ、さらに回収スクリュ５１Ｙで構成されている。ファーブラシ４８Ｙは導電性で、電界ローラ４９Ｙは金属である。
感光体ドラム２０Ｙの回転方向とは逆方向のカウンタ方向で回転しているファーブラシ４８Ｙで感光対ドラム２０Ｙ上の残留トナーが掻き落とされ、ファーブラシ４８Ｙに付着したトナーはファーブラシ４８Ｙに対してカウンタ方向で回転している電界ローラ４９Ｙで取り除かれる。電界ローラ４９Ｙはスクレーパ５０Ｙでクリーニングされる。このとき電界ローラ４９Ｙにはバイアスが印加されており、静電気力で残留トナーが感光体ドラム２０Ｙからファーブラシ４８Ｙ、ファーブラシ４８Ｙから電界ローラ４９Ｙへと移動して最後にスクレーパ５０Ｙで掻き落とされ回収スクリュ５１Ｙで廃トナーボトル（不図示）に回収される。
クリーニング装置２４Ｙと現像装置２３Ｙの位置関係は、クリーニング装置２４Ｙの回収スクリュ５１Ｙの部分が現像装置２３Ｙのスクリュ４２Ｙの上側外ケースに対して上部に重なる配置形態となっている。他のクリーニング装置２４Ｂｋ、２３Ｍ、２３Ｃにおいても同様の構成・機能となっている。
【００４３】
本発明で課題となっている逆転写現象は、感光体ドラム２０と既に中間転写ベルト２９上に転写しているトナーとの付着力が何らかの作用により転写電界によるベルト方向への吸引力よりも強くなり、結果的に感光体ドラム２０上に一部戻ってしまう現象である。
逆転写を防止するためには、根本的には既に中間転写ベルト２９へ転写したトナーが、次の転写の際に感光体ドラム２０に接触しなければ、トナーを感光体ドラム２０側へ引き寄せる力が働かず、逆転写は生じようがない。
この視点に基づき、本実施形態では、図１に示すように、感光体ドラム２０と中間転写ベルト２９との間に空隙ｇを設けて非接触状態としている。
空隙ｇは、図２に示すように、１次転写バイアスローラ３０の回転軸３０ａの両端部に固定されたベアリング５２の外周に設けられた突き当て部材５３が感光体ドラム２０の表面に当接することによって形成される。ｇ＝突き当て部材５３の半径−１次転写バイアスローラ３０の半径−中間転写ベルト２９の厚みとなる。
【００４４】
本発明の目的から、感光体ドラム２０と中間転写ベルト２９との間に設けられる空隙ｇは、先に中間転写ベルト２９に転写されたトナー層の厚みよりも大きいことが望まれる。
用紙上で所定の画像濃度を達成するためには、トナー種類にもよるが、一般的に0.3mg/cm2〜1.5mg/cm2程度のトナー付着量が必要である。これをトナー比重を換算して高さに直すと、約8μｍ〜40μｍ程度の高さとなる。本実施形態では0.7mg/cm2、約15μｍであった。よって、本実施形態において逆転写を防止するためには、空隙ｇは少なくとも8μｍ以上は必要である。
但し、あまりにギャップ（空隙ｇ）が広すぎると，感光体ドラム２０上のトナーが中間転写ベルト２９へ転写するための電界強度を満たすためのバイアス電圧が高くなりすぎる。
【００４５】
図６に、空隙ｇの距離を変えた場合のトナーが受ける電解強度を計算したグラフを示す。
通常（従来）の接触状態での転写の際には、感光体ドラム２０と中間転写ベルト２９間の距離はトナーの厚みでほぼ決まり、約２０μｍである。このときの電界強度はグラフから約１２０であり、これが100μｍまで離れると約半分の６０まで低下する。距離が離れれば電界強度の弱まり方は遅くなるが、広ければ広いほど電界強度は低下し、転写にとってよい方向にはならない。表１に空隙距離と転写率を測定した実験結果を示す。
【００４６】
【表１】
0004037091.tif 000002
【００４７】
表１において、20μｍと30μｍの空隙距離で転写率が大きく異なるのは、感光体ドラム２０と中間転写ベルト２９が接触して転写している最中の若干の速度差により、転写性が向上するからである。空隙が広がるとこの助力が無くなるために転写率が低下する。良好な転写といえる85%以上を達成するためには空隙は50μｍ以下が望ましく、80%以上を達成するには空隙は100μｍ以下であることが望ましい。
転写率80%が接触時の98%に比べかなり劣化していると思われるが、この従来のシステムでカラー画像を取った場合、各転写プロセスで逆転写率が約8%もあるため、最上流色のトナーは転写を繰り返すうちに20%以上が逆転写で失われ、さらに画像が擦られるため画質が劣化する可能性がある。
それに対して、逆転写が生じない本実施形態のシステムでは、最初の転写効率は若干悪いが、その後画像が乱されることがないと考えれば、画質が劣化しない分より良いと言える。
【００４８】
上記の例から空隙ｇは必要以上に離す必要はなく、最低限中間転写ベルト２９上のトナーが感光体ドラム２０と接触しなければよい。さらに言えば、最初に感光体ドラム２０にトナーを転写する場合は、逆転写の心配がないため、非接触にする必要がない。
また、カラー画像のため、二次色、三次色とトナーが中間転写体上で重なって行くにつれてトナー層の厚みが増していくため、最適な感光体ドラム２０と中間転写ベルト２９間の空隙ｇの距離は転写条件によって異なることが予想される。
そこで、転写条件に合わせて空隙ｇを変えることが有効であり、本実施形態のタンデムタイプの場合には、各色の転写部でそれぞれ最適な値に設定すればよい。
【００４９】
前述のように、色重ねのためにタンデムタイプでは転写が下流に行くに従ってトナー像の厚みが増すので、それに合わせて空隙ｇが広がるように設定するのが望ましく、特に最上流の転写部では逆転写の心配がないため、空隙ｇを設ける必要はない。
表２、３に空隙設定の実施例を示す。ここで、表２の実施例では空隙のバリエーションを二種類（50μｍと80μｍ）にしぼり、それぞれ上流二段と下流二段に適用した。これはコストを重視したためであり，バリエーションを抑えることでコストも抑えることができる。さらにステーション（転写部）毎に最適化しようとするならば、コストは高くつくが、より効率のよい転写周りの設計が可能である。表３にはステーション毎に空隙距離を変えた実施例を示してある。
【００５０】
【表２】
0004037091.tif 000003
【００５１】
【表３】
0004037091.tif 000004
【００５２】
本実施形態では中間転写ベルト２９を使用する例を載せたが、機械レイアウトや、求められる精度、大きさなどから中間転写ドラム方式を採用しても構わない。
図７及び図８は、感光体ドラムが１つで中間転写体がドラムの場合における空隙ｇの形成構成を示している（参考例）。
空隙ｇは、中間転写ドラム５４の回転軸５４ａの両端部に固定されたベアリング５５の外周に設けられた突き当て部材５６が感光体ドラム５７の表面に当接することによって形成される。ｇ＝突き当て部材５６の半径−中間転写ドラム５４の半径となる。
【００５３】
図９に、第１の実施形態の変形例としての第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態では突き当て部材５３に代えて、９０°の回転毎に空隙ｇの距離が異なる突き当て部材５８を使用している。１ステーション毎に突き当て部材５８が９０°回転し、空隙ｇの距離が変化する。
最上流の転写部に対応するポジション１では空隙ｇの距離は０、すなわち接触であり、ポジション２では２０μｍ、ポジション３では４０μｍ、ポジション４では６０μｍとなっている。
【００５４】
先に説明したように、中間転写体を使う機械レイアウトは大きく分けて二つある。一つは中間転写体、感光体ドラムをそれぞれ一つ有し、それに対して現像手段を複数個有する１ドラムタイプであり、一つは中間転写体を１つ有し、感光体ドラムを複数個有するタンデムタイプである。どちらも中間転写体にはドラムタイプとベルトタイプを用いることができる。
本発明では感光体ドラムと中間転写体の間に精度よくギャップを設けることが必要で、この場合中間転写体がドラムタイプの方が一般的に精度が保ちやすい。しかしながら、機械的レイアウトの自由度が乏しく、且つ、タンデム構成機である場合には、ドラムタイプでは機械が大型化するなどの問題もあり、その点ベルトタイプはレイアウトの自由度、小型化などのメリットがある。実現したい機能を考えて選べばよい。
【００５５】
一般に、空隙を設定する場合は、上記実施形態で示した方法の他に、例えば感光体ドラムの軸と、相手方（例えば中間転写ドラム）の軸との距離を精度よく設定したり、感光体ドラムの軸にベアリングなどの部材を設け、且つ、ベアリングと感光体ドラムとの外周差を設け、この部分を相手方に押し当てて空隙を設ける方法などがある。
しかしながら、本発明で扱うような100μｍ以下の微小な空隙はこの様な方法では製造精度や取付精度等が敏感に反映されて精度よく設定することが困難な場合がある。
そこで、接触する表面同士の両端部近傍にあらかじめ段差部を精度よく付けておき、この段差部を相手方に付き当てて駆動すれば、中間転写体の表面と感光体ドラムの表面との間に精度よく空隙を保つことができ、感光体ドラムの駆動の偏心などの影響を最小限に止めることができる。
【００５６】
この実施形態（第３の実施形態）を、図７で示した参考例の変形例として図１０及び図１１に基づいて説明する。
上記段差部も通常の切削などの方法ではコストが掛かり、また、精度よく作ることが難しい。そこで、予め厚みが一定に揃っているフィルム状の部材を表面に巻き付けて貼ることにより精度よく段差を形成することができる。
図１０に示すように、感光体ドラム５７の両端部にはフィルム状部材６０が周方向に巻き付けられ、これによって感光体ドラム５７の表面に段差部が形成されている。フィルム状部材６０の材質としては、ポリエチレンやポリスチレン、ポリイミド、ナイロンなどの樹脂が好ましく、表面が平滑で厚み精度のよい物が望ましい。
フィルム状部材６０を感光体ドラム５７に貼り付ける材料としては、厚み一定の常温固化型接着剤や粘着テープが好ましい。溶融接着などは接着強度は得られるが厚みが狂うおそれが大きいので注意を要する。また、フィルム状部材６０を巻き付ける際にも注意が必要で、中間転写ドラム５４や感光体ドラム５７が連続して回転することを考えると、周方向のつなぎ目の影響を最小にしなければならない。
本実施形態では、図１１に示すように、フィルム状部材６０の端部６０ａ、６０ｂ同士が同一面上で互いに斜めに交差するように巻かれている。これにより、感光体ドラム５７が回転しても常にフィルム状部材６０の一部分が必ず相手方（中間転写ドラム５４）に当たるようになり、つなぎ目の影響はほとんど発現しない。
図１２に示すように、ワイヤー状部材６１を感光体ドラム５７の表面に螺旋状に巻き付けてもよい（第４の実施形態）。この場合にも感光体ドラム５７が回転しても常にワイヤー状部材６１の一部分が必ず相手方（中間転写ドラム５４）に当たるようになり、つなぎ目の影響はほとんど発現しない。
段差部を形成する上記フィルム状部材６０、ワイヤー状部材６１は中間転写ドラム５４の表面に設けてもよい。図１３は、フィルム状部材６０を中間転写ドラム５４の表面に設けた例（第５の実施形態）を示している。段差部は中間転写体、感光体ドラムのどちらに設けてもよい。より精度よく、低コストに設計できる方を選べばよい。
【００５７】
感光体ドラムと中間転写体との間に設けられた空隙ｇは微小であるため、空隙保持のための段差部などに異物が付着すると空隙距離が大きく変わり、画像に影響の出るおそれがあるため注意しなければならない。
そのため、空隙保持用の段差部は異物のない部分に当てられるのが理想的である。段差部が中間転写体に設けてある場合は感光体クリーニング手段（第１の実施形態の場合にはクリーニング装置２４）のクリーニング領域内に位置するように設置し、段差部が感光体ドラムに設けてある場合は中間転写体クリーニング手段（第１の実施形態の場合にはベルトクリーニング装置31）のクリーニング領域内に位置するように設置するようにして、クリーニング手段で正常となった表面に段差部を当てるようにするのがよい。
【００５８】
また、現像部ではトナーが現像され、されにトナーよりも大きなキャリアが感光体ドラムに付着してしまう場合もある。そこで、段差部は現像領域の幅よりも外側に位置するのが望ましい。同じように、帯電ローラなどを使用した場合は、帯電部で感光体ドラムに異物が付着する恐れもある。また、段差部材が感光体ドラム上に設置されていると感光体ドラムを帯電しにくいという問題もある。
そこで、帯電装置の幅よりも段差部が外側に設置されているのが望ましい。また、段差部が付き当てられる相手だけでなく、段差部の表面も同じように清浄である必要がある。よって、付き当てる前にこの部分をクリーニングするのは有効である。このクリーニングは転写部進入直前にウレタンブレードやファーブラシ、ウエブなどを設けて行うのが有効である。第１の実施形態では、図４に示すように、中間転写ベルト２９に段差部を形成した場合、該段差部の表面は最上流のブラックの感光体ドラム２０Ｂｋの転写部に進入する直前にベルトクリーニング装置３１によってクリーニングされる。
【００５９】
感光体ドラムから中間転写体へトナーを移動させるためには静電的なバイアスを印加して転写電界をトナーに与えてやる必要がある。そのため、中間転写ドラムではドラム芯金にバイアスが、中間転写ベルト方式ではバイアス印加部材が中間転写ベルト裏側に設置される。
中間転写ベルトの場合はドラムと違って空隙を精度よく管理する手段を設ける必要がある。そこで、精度のよいローラを感光体ドラムと対向する位置にベルトを挟むように設置することで空隙の精度を保つことができる。
転写バイアスの印加にはローラ方式の他にブラシバイアス方式やブレードバイアス方式があるが、どちらもベルト裏面からの押し付け圧力が場所によってばらつき、精度よく空隙を保つことができない。バイアスローラ（１次転写バイアスローラ３０）は第１の実施形態では金属（SUS）製のものを用いたが、樹脂や精度のよいゴムローラなどを用いてもよい。
【００６０】
ローラ形状のバイアス印加部材を用いた場合は、図１４に示すように、感光体ドラム２０側ではなく１次転写バイアスローラ３０側に中間転写ベルト２９を巻き付き勝手で押し付けた方が空隙の精度が出る（第６の実施形態）。本実施形態では、中間転写ベルト２９の表面の両側に、すなわち感光体ドラム２０の軸方向に間隔をおいて段差部を形成するためのフィルム状部材６２が貼り付けられている。
感光体ドラム２０側への巻き付けであると、段差部と段差部の間のベルト部分の空隙を保って置くのが難しく、感光体ドラム２０の表面と接触してしまうおそれがある。中間転写ベルト２９を１次転写バイアスローラ３０側に巻き付けることで、段差部と段差部の間のベルト部分は中間転写ベルト２９を張架している張力によって１次転写バイアスローラ３０側に巻き付き、感光体ドラム２０に接触する可能性が抑えられる。
【００６１】
転写部での中間転写ベルト２９を１次転写バイアスローラ３０側に巻き付けておく構成は、例えば１ドラムタイプであれば、感光体ドラムと中間転写ベルトが隣接する部位は一カ所であるが、タンデムタイプでは複数個所あるため、全ての転写部でこの構成を取るのが難しくなる。
そのような場合は、転写部の前後に、中間転写ベルト２９が転写部で１次転写バイアスローラ３０側に巻き付くように中間転写ベルト２９方向を変える部材を設けるとよい。
例えば図１５に示すように、転写部の前後においてベルト押え部材としてのローラ６３で中間転写ベルト２９を１次転写バイアスローラ３０側に巻き付くように押さえる（第７の実施形態）。この場合、ローラ６３は、転写されたトナー画像に触れないように、中間転写ベルト２９の表面の画像領域外の両端部のみに設けられる。ローラ６３は転写部の前後のいずれか一方に設けてもよい。
【００６２】
上記各実施形態では、タンデムタイプで中間転写ベルトを用いる構成を例示したが、タンデムタイプで中間転写ドラムを用いる構成、タンデムタイプにおける直接転写構成においても同様に実施することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、逆転写による混色がなく、且つ、トナー像の乱れのない良好な画像を得ることができる。
【００６４】
本発明によれば、非接触状態を精度よく維持でき、逆転写、トナー像の乱れを一層抑制することができる。
【００６５】
本発明によれば、非接触状態を高精度に維持でき、逆転写、トナー像の乱れを高精度に抑制することができる。
【００６６】
本発明によれば、装置のレイアウトの自由度を上げることができ、装置のコンパクト化を実現できる。
【００６７】
本発明によれば、逆転写、トナー像の乱れを防止する機能を有しながら高速化を実現できる。
【００６８】
本発明によれば、物理的にトナーと像担持体が接触することがなく、逆転写、トナー像の乱れを確実に防止できる。
【００６９】
上記像担持体と上記転写体との間に形成されている空隙は１００μｍ以下である構成とした場合には、トナーの転写に必要な転写電界を極端に弱めることなく、良好な転写率を保ったまま逆転写、トナー像の乱れを防止できる。
【００７０】
上記空隙の距離が転写条件に合わせて可変である構成とした場合には、過不足なく転写条件に合わせて逆転写、トナー像の乱れを防止できる。
【００７１】
上記像担持体が複数設けられているとき、各像担持体との転写部毎に上記空隙の距離が異なる構成とした場合には、空隙による逆転写、トナー像の乱れを防止する機能を各転写部において無駄なく得ることができる。
【００７２】
上記空隙の距離が、上記転写体の回転方向下流側に位置する転写部ほど大きくなる構成とした場合には、転写を繰り返すうちにトナー層高さが変わることに合わせて最適な逆転写防止条件を作り出すことができる。
【００７３】
上記転写体の回転方向最上流に位置する転写部では空隙を設けない構成とした場合には、逆転写の心配のない最上流の転写効率を高めることができる。
【００７４】
上記像担持体と上記転写体との間の空隙は、該像担持体の表面に所定の段差部を設け該段差部に該転写体の表面を接触させることにより形成される構成とした場合には、通常の方法では得られない100μｍ以下の空隙を安定して作り出すことができる。
【００７５】
上記像担持体と上記転写体との間の空隙は、該転写体の表面に所定の段差部を設け該段差部に該像担持体の表面を接触させることにより形成される構成とした場合には、通常の方法では得られない100μｍ以下の空隙を安定して作り出すことができる。
【００７６】
上記段差部が、上記像担持体又は上記転写体の両端部近傍の表面にフィルム状部材若しくはワイヤー状部材を周方向に巻き付けることによって形成される構成とした場合には、通常の方法では得られない100μｍ以下の空隙を安定して作り出すことができる。
【００７７】
上記フィルム状部材若しくはワイヤー状部材が螺旋状に巻かれ、あるいは端部同士が同一面上で互いに斜めに交差するように巻かれている構成とした場合には、つぎ目による空隙の変動を防止でき、逆転写を安定して防止することができる。
【００７８】
上記段差部は、当接対象である上記像担持体若しくは上記転写体のクリーニング領域に対応する位置に設けられる構成とした場合には、異物による空隙変動を防止でき、逆転写を安定して防止することができる。
【００７９】
上記段差部は、上記像担持体の画像領域外若しくは該画像領域外に対応する位置に設けられる構成とした場合には、異物による空隙変動を防止でき、逆転写を安定して防止することができる。
【００８０】
上記段差部は、上記像担持体の帯電領域外若しくは該帯電領域外に対応する位置に設けられる構成とした場合には、異物による空隙変動を防止でき、逆転写を安定して防止することができる。
【００８１】
上記段差部が上記転写部に進入する前に該段差部の表面をクリーニングするクリーニング手段を有している構成とした場合には、ゴミ等の異物による空隙変動を防止でき、逆転写を安定して防止することができる。
【００８２】
上記転写体が無端ベルト形状を有する場合、上記転写手段は該転写体を挟むように上記像担持体に対向して設けられたローラ状部材である構成とした場合には、中間転写ドラムに比べて空隙精度が出しづらい中間転写ベルトにおいて空隙精度を良好にすることができる。
【００８３】
上記転写体が上記転写手段であるローラ状部材に巻き付けられた状態で設けられている構成とした場合には、空隙精度を一層向上させ、且つ安定させることができる。
【００８４】
上記転写体の巻き付け構成が、転写部前後の部位の何れか一方若しくは両方にベルト押え部材を設けることによって形成される構成とした場合には、空隙精度をより一層向上させ、且つ安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態における感光体ドラムと中間転写ベルトの非接触状態を示す概要側面図である。
【図２】  感光体ドラムと中間転写ベルトの非接触状態を示す概要正面図である。
【図３】  感光体ドラム周りの構成の拡大図である。
【図４】  作像ユニット、１次転写ユニット及び２次転写ユニットを示す概要正面図である。
【図５】  画像形成装置としてのカラー複写機の概要正面図である。
【図６】  空隙距離と電界強度の関係を示すグラフである。
【図７】  参考例における感光体ドラムと中間転写ドラムの非接触状態を示す概要側面図である。
【図８】  図７で示した参考例における感光体ドラムと中間転写ドラムの非接触状態を示す概要正面図である。
【図９】  第２の実施形態における感光体ドラムと中間転写ドラムの非接触状態を示す概要正面図である。
【図１０】  第３の実施形態における感光体ドラムと中間転写ドラムの非接触状態を示す概要側面図である。
【図１１】  第３の実施形態におけるフィルム状部材のつぎ目部分を示す図である。
【図１２】  第４の実施形態におけるワイヤー状部材のつぎ目部分を示す図である。
【図１３】  第５の実施形態における感光体ドラムと中間転写ドラムの非接触状態を示す概要側面図である。
【図１４】  第６の実施形態における感光体ドラムと中間転写ベルトの非接触状態を示す概要側面図である。
【図１５】  第７の実施形態における感光体ドラムと中間転写ベルトの非接触状態を示す概要側面図である。
【符号の説明】
２０  像担持体としての感光体ドラム
２９  転写体としての中間転写ベルト
３０  転写手段としての１次転写バイアスローラ
３１  クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置
５４  転写体としての中間転写ドラム
６０、６２  フィルム状部材
６１  ワイヤー状部材
６３  ベルト押え部材としてのローラ
ｇ  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004037091.tif 000016
【図１３】
0004037091.tif 000017
【図１４】
0004037091.tif 000018
【図１５】
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