JP2002091183A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な条件により変化する転写材の帯電状態
に応じて、転写ベルト通過後の転写紙の除電条件を最適
化することによりトナー像の乱れを防止する画像形成装
置を提供する。 【解決手段】 静電潜像が形成される感光体１４と、感
光体１４上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像装置１６と、感光体１４上のトナー像を転写材Ｐに転
写する転写ベルト２２とを有する画像形成装置におい
て、転写ベルト２２は、ガイド面が、表面の電気抵抗１
０^１０Ω□以上の材料により構成され、ガイド板１０５
の上流、下流、ガイド板に設けられた開口部の少なくと
もいずれか一つが、除電部材１１３を有し、かつ 除電
部材１１３への印加電圧は、少なくとも温度又は湿度の
検知手段を有する画像形成装置１の制御部が、印加する
電圧を制御する画像形成装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンター、ＦＡＸ、複写機 等の画像形成装置に関す
る。更には、画像形成装置の転写搬送ベルトでの転写紙
搬送時の画像品質に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の小型化、または、
転写材の搬送安定性から転写ベルトを採用することがあ
る。この転写ベルトは、感光体上のトナー像を中間転写
体としての転写ベルトを介して転写材に転写することで
画像を形成する。この種の画像形成装置では、中間転写
ベルトへの転写方法として、例えば、転写ベルトに転写
バイアスが間接的に印加される間接バイアス印加方式が
知られている。この方式では、転写領域である感光体と
転写ベルトとの接触ニップ部にベルト転写用バイアスロ
ーラが設けられ、このベルト転写用バイアスローラに転
写バイアスが印加されることにより、感光体から中間転
写ベルトへの一次転写が行われる。しかし、感光体から
転写ベルトへの一次転写の際に転写が乱れる場合があ
る。これは、転写の際に、感光体上に形成されたトナー
像がその周辺に散らばったりしてしまい、画像がぼけて
しまい画像のシャープさを損なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この転写の乱れを防止
するために、例えば、特開平５−３３３７０４号公報に
は、転写材が転写搬送ベルトから剥離する部分である駆
動ローラを、静電容量負荷を有する接地回路を介して接
地し、更に剥離直後に転写材の接触除電部材を設けるこ
とで、転写材が剥離する際に生じる放電を防止し、転写
材において劣化のない正常な画像が得られる画像形成装
置が提案されている。

【０００４】しかし、これだけでは、転写材の帯電を０
Ｖにすることはできず、さらに転写ベルトと隣接する位
置に除電部材を設けることが提案されているが、詳細な
除電方法について述べられていない。上記提案は、転写
ベルトから分離した際の転写材の帯電を低減する手段で
あり、より原因系に近い対応手段であるが、逆にこの種
の手段で転写ベルト分離後の転写材帯電に伴う不具合を
完全に無くすことも難しい。特に、転写ベルト通過後の
転写紙上のトナー像の乱れ転写ベルトから分離した転写
紙は、帯電した状態で、搬送ガイドへと進入することに
なるため、電界の乱れにより、転写紙上のトナー像の乱
れが発生しやすい。前記のようなトナー像の乱れを防止
するためには、搬送経路に、除電部材を設け、積極的に
転写紙を除電してやることが有効であるが、ユーザーに
より決定される使用環境（温度／湿度）、転写紙の種
類、片面印刷／両面印刷、などの外部条件により、転写
紙の帯電状態が異なり、その結果、最適な除電条件も違
ってくる。例えば、片面印刷／両面印刷の場合では、一
度定着器を通過し、含水分が極端に低下した裏面時の転
写紙は、電気抵抗値が上がり、より帯電しやすい状態と
なる。

【０００５】そこで、本発明は、様々な条件により変化
する転写材の帯電状態に応じて、転写ベルト通過後の転
写紙の除電条件を最適化することによりトナー像の乱れ
を防止する画像形成装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、 静電潜像が形成される
感光体と、 感光体上の静電潜像を現像してトナー像を
形成する現像装置と、感光体上のトナー像を転写材に転
写する転写ベルトと を有する画像形成装置において、
転写ベルトは、 ガイド面が、表面の電気抵抗１０
^１０Ω□以上の材料により構成され、 ガイド板の上
流、下流、ガイド板に設けられた開口部の少なくともい
ずれか一つが、 除電部材を有し、かつ 除電部材への
印加電圧は、 少なくとも温度又は湿度の検知手段を有
する画像形成装置の制御部が、印加する電圧を制御する
画像形成装置である。請求項２に記載の発明は、 静
電潜像が形成される感光体と、 感光体上の静電潜像を
現像してトナー像を形成する現像装置と、 感光体上の
トナー像を転写材に転写する転写ベルトと を有する画
像形成装置において、 転写ベルトは、ガイド面が、表
面の電気抵抗１０^１０Ω□以上の材料により構成され、
ガイド板の上流、下流、ガイド板に設けられた開口部
の少なくともいずれか一つが、除電部材を有し、かつ
除電部材への印加電圧は、 画像形成装置の制御部が、
転写紙の通過時にあらかじめ定められた電流になるよう
な定電流制御する 画像形成装置である。請求項３に記
載の発明は、 静電潜像が形成される感光体と、 感光
体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置
と、 感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ベル
トと を有する画像形成装置において、 転写ベルト
は、ガイド面が、表面の電気抵抗１０^１０Ω□以上の材
料により構成され、 ガイド板の上流、下流、ガイド板
に設けられた開口部の少なくともいずれか一つが、除電
部材を有し、かつ 除電部材への印加電圧は、 転写ベ
ルトが定電流制御で印加される転写印加電圧を基に、画
像形成装置の制御部が制御する 画像形成装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態で
ある画像形成装置をその正面側から示した概略断面図で
ある。ここに示した画像形成装置は原稿読み取り、その
原稿画像に基づいて電子写真方式による画像形成を行う
複写機能とプリンタの機能を有しているが、さらにファ
クシミリとしての機能を追加することもできる。

【０００８】図１に示すように、画像形成装置本体１の
上部に固設されたコンタクトガラス２上に図示していな
い原稿が置かれ、この原稿は図１の右方へ移動する光源
３によって照明され、その反射光像は、光源３と共に右
方に移動する第１ミラー４に反射し、次いで、光源３の
１／２の速さで右方に移動する第２及び第３ミラー、
５、６で反射した後、読み取り装置７に入射する。読み
取り装置７は、原稿からの反射光像を読み取るための例
えばＣＣＤよりなる図示していないイメージセンサと、
このセンサに光像を結像する同じく図示していない結像
レンズを有している。図１に示した露光装置８は図示し
ていないレーザ光源から出射するレーザ光を反射する回
転多面鏡９、ｆθレンズなどからなる走査結像用のレン
ズ系１０を通ったレーザ光Ｌを反射するミラー１１、１
２、１３を有し、そのレーザ光Ｌが感光体１４上に結像
される。レーザ光は読み取り装置７で読み取られた画像
信号に対応して、光変調されており、かかるレーザ光Ｌ
を照射された感光体１４の表面には、画像原稿に対応す
る静電潜像が形成される。

【０００９】静電潜像は、これが現像装置１６を通ると
き、トナー像として可視像化される。図１に示した現像
装置１６は、現像剤Ｄを収容した現像剤ケース１８とそ
の内部で回転可能に支持された現像ローラ１７を有し、
回転駆動される現像ローラ１７の周面に現像剤が担持さ
れて搬送され、かかる搬送現像剤によって、感光体１４
に形成された静電潜像がトナー像として可視像化され
る。本例の現像装置１６では、現像剤Ｄとしては、トナ
ーとキャリアを有する粉体状の２成分現像剤が用いられ
ている、キャリアを含まない１成分現像剤を用いること
もできる。また現像剤ケース１８には、トナー補給容器
１８Ａが付設され、ここにトナーＴが収容され、現像剤
ケース１８内の現像剤Ｄのトナー濃度が低下したとき
に、トナー補給ローラ１９が回転して、トナー補給容器
１８Ａ内のトナーＴが現像剤ケース１８内の現像剤中に
補給される。

【００１０】一方、複数の給紙カセット２０、２０Ａ、
２０Ｂのいずれかのカセットから転写材の一例である転
写材Ｐが矢印Ａ方向に給送され、その転写材Ｐがレジス
トローラ対２１によって、感光体１４のトナー像に整合
するタイミングで感光体１４と転写ベルト２２との間の
転写位置Ｓに給送される。電気的に中抵抗である１０
^１０Ω□以上の材料より形成された無端状の転写ベルト
２２は駆動ローラ２３と従動ローラ２４とに巻き掛けら
れて矢印Ｂ方向に駆動され、転写位置Ｓにおいて感光体
１４の表面に当接している。レジストローラ対２１によ
って送り出された転写材Ｐは、この転写ベルト２２に担
持されて搬送されつつ、転写ベルト２２と感光体１４の
間の転写位置Ｓを通過する。このとき、転写ベルト２２
の裏面側に配置された転写バイアスローラ２５には、感
光体１４上のトナーの帯電特性と逆特性の電圧が印可さ
れ、感光体上１４上のトナー像が転写材Ｐの表面に静電
転写される。トナー像を転写された転写材Ｐは引き続き
転写ベルト２２に担持されて搬送され、転写ベルト２２
を離れたあと、ガイド部材を通過したあと、定着装置３
０を通り、このとき熱と圧力の作用でトナー像が転写材
Ｐ上に定着される。次いで、この転写材Ｐは排紙ローラ
対３１によってコピー紙として排紙トレイ３２に排出さ
れる。

【００１１】トナー像転写後の感光体表面には転写材Ｐ
に転写されなかった転写残トナーが付着しており、かか
る転写残トナーは、担持体用クリーニング装置３３によ
って除去され、感光体表面が清掃される。清掃後の感光
体表面はランプより成る除電装置３７により除電作用を
受けて初期化され、さらに帯電装置１５により、感光体
１４は一様に帯電され、引き続き、前述の動作が実行さ
れ、次の転写上にトナー像が転写される。担持体用クリ
ーニング装置３３はクリーニングブレード３４より成る
クリーニング部材とクリーニングケース３５と、そのク
リーニングケース３５の底部に配置されたトナー排出部
材３６とを有している。クリーニングブレード３４はゴ
ムなどの弾性体よりなり、感光体１４の軸方向における
画像領域、すなわち転写残トナーが付着する領域の全体
に亘って感光体１４に対して並行に延び、その基端部は
クリーニングケース３５に固定され、これと反対側の先
端エッジ部が感光体１４の表面に圧接し、その表面に付
着した転写残トナーを掻き取り除去する。転写装置は転
写ベルト２２を巻き掛けた駆動ローラ２３と従動ローラ
２４と転写バイアスローラ２５が、ケース２７に回転自
在に支持されている。転写ベルト２２の表面にも、感光
体１４上の多少の地汚れトナーが移行して付着してお
り、これを放置すると、そのトナーが転写ベルト２２に
送り込まれた転写材Ｐの裏面に付着し、その転写材をト
ナーで汚すことになるため、転写ベルト２２の表面に付
着したトナーはベルト用クリーニング装置２６によって
除去される。ベルト用クリーニング装置２６は、転写ベ
ルト２２に直接カウンター方向で当接されるクリーニン
グブレード４０により、転写ベルト２２上にトナーはク
リーニングされる。

【００１２】以上のように、本発明の画像形成装置は、
回転駆動される感光体１４より成る像担持体と、この像
担持体の表面にトナー像を形成する現像装置１６と、像
担持体表面のトナー像を転写される転写材Ｐより成る転
写材を搬送する転写ベルト２２と、転写材にトナー像を
転写した後の像担持体表面を制そうする担持体用クリー
ニング装置３３と、転写ベルト２２の表面に付着したト
ナーを転写ベルト表面から除去して転写ベルト表面を清
掃するベルト用クリーニング装置２６を有している。

【００１３】（第１の実施形態）図２は、本発明の一実
施形態である画像形成装置の転写ベルト周辺の構成をを
その正面側から示した概略断面図である。図３は、ガイ
ド板の構成を示す概略図である。 図４は、転写材がガ
イド板を通過している状態を示す構成図である。図５
は、図４の状態を上面より示す構成図である。転写ベル
ト１０１は、ゴム系の材質を基材とし、表面層は、電気
的に中抵抗の特性もち、金属の駆動ローラ１０２及び従
動ローラ１０３により保持され、ケース１０４にセット
されている。転写材Ｐが転写部Ｓを通過する際に高圧電
源１０７より、バイアスローラ１０８に対して、トナー
帯電極性と逆極性の電界が印可される。これにより、バ
イアスローラ１０８も電流ａが流れ、この電流ａは、転
写ベルト１０１を介して、駆動ローラ１０２に電流b、
従動ローラ１０３に電流ｃ、さらに転写材Ｐを介して、
感光体１００に電流ｄ流れる。転写工程を安定して行う
ためには、転写電界を常に安定して維持する必要があ
る。このため、バイアスローラの印加される電圧は、感
光体１００に流れる電流ｄがあらかじめ定められて値に
なるように制御されている。実際には、感光体１００に
は帯電工程などがあるため、電流ｄを直接検知するこが
困難であるため、高圧電源１０７内にある電流検知抵抗
１０９を用いて、電流ｅを、ｄ＝ａ−（ｂ＋ｃ）＝ｅに
より検知することにより制御が行われる。

【００１４】このように転写電圧を制御することによ
り、転写ベルト１０１や転写材Ｐの電気抵抗のバラツキ
や環境による変動を吸収することができる。転写ベルト
１０１は感光体１００と転写材Ｐの領域外（幅）、紙
間、で直接接触するため、感光体１００上の地汚れトナ
ーが付着する。この転写ベルト１０１に付着した地汚れ
トナーを除去しないと、以降の転写材Ｐの通過時に転写
材Ｐの裏面が汚れてしまう。そのために、転写ベルト１
０１には、クリーニング部材１０６が当接されている。
このクリーニング部材１０６は、カウンターブレード方
式によるクリーニング方式を用いている。このクリーニ
ング部材１０６でかき落とされたトナーは、ケース１０
４の一部によって構成されるクリーニングケース１０４
Ａの底部に配置されたトナー排出スクリュー１１１で排
出される。転写ベル１０１により転写／搬送された転写
材Ｐは駆動ローラ１０２の位置で、駆動ローラ１０２曲
率分離により、転写ベル１０１より分離される。この
際、転写材Ｐは帯電し、次の搬送経路であるガイド板１
０５へと進む。ガイド板１０５には、帯電した転写材Ｐ
を除電するための除電部材が配置され、除電部材は、除
電電圧を供給する高圧電源１１０が接続され、所定の電
圧が印加される。

【００１５】ガイド板１０５は、図３に示すように、板
金のベース１１２の上に、除電部材１１３が配置され、
さらに、板金１１４のの転写材の通過面側に電気的に絶
縁性のＰＥＴフィルム１１５が貼りつけられたガイド部
１１６が配置されネジ１１７により、固定されている。
除電部材１１３は、厚さ０．１ｍｍの薄板の金属材料か
らなり、除電する部分は、するどい先端形状をもつ、針
状電極になっている。転写材Ｐは、図４に示すように、
転写ベルト１０１を分離したあと、ガイド板１０５、定
着ガイド板１１８に案内され、定着ローラ１１９へと導
かれる。ガイド板１０５と定着ガイド板１１８により、
転写材Ｐの姿勢が安定し、ガイド板１０５にある除電部
材１１３より、転写材Ｐの除電が行われる。転写材Ｐは
帯電した状態のまま、ガイド板１０５に接触するが、ガ
イド板１０５のガイド面は、絶縁性のＰＥＴフィルム１
１５を用いているため、接触放電によるトナー像の散り
が発生しないようになっている。図５は、この状態を上
面より見た状態を示している。

【００１６】図６は、除電部材１１３に印加される除電
電圧の制御図を示す。除電部材１１３への除電電圧印加
は、高圧電源１０７より行われるが、その出力レベルは
機械本体にある制御部より、出力制御信号が送られるこ
とにより決定される。機械本体の制御部より送られ出力
制御信号は、機械本体にある温度センサー、湿度センサ
ーのアナログ信号が、制御部に送られ、制御部でＡＤ変
換されたあと、あらかじめ定められている出力制御テー
ブルにより、出力値が決定されるようになっている。

【００１７】（第２の実施形態）図７は、除電部材１１
３に印加される除電電圧の制御図を示す。除電部材１１
３への除電電圧印加は、高圧電源１０５より行われる
が、その出力レベルは機械本体にある制御部より、出力
制御信号が送られることにより決定される。機械本体の
制御部より送られ出力制御信号は、高圧電源１０７の内
部にある電流検知抵抗のアナログ信号が、制御部に送ら
れ、制御部でＡＤ変換されたあと、あらかじめ定められ
ている値になるように、出力値が決定されるようになっ
ており、除電部材で流れる電流が一定になるようになっ
ている。この場合、転写紙Ｐの通過に伴う除電電流の発
生をもとにしているため、当然ながら、転写材Ｐが除電
部材を通過する時だけ、作動するように制御される。

【００１８】（第３の実施形態）図８は、除電部材１１
３に印加される除電電圧の制御図を示す。除電部材１１
３への除電電圧印加は、高圧電源１０７より行われる
が、その出力レベルは機械本体にある制御部より、出力
制御信号が送られることにより決定される。機械本体の
制御部より送られ出力制御信号は、転写部でのバイアス
ローラへの転写電圧制御をもとに、あらかじめ定められ
ている値になるように、出力値が決定される。（Ｂ部
分）転写部でのバイアスローラへの転写電圧は、感光体
に流れる電流が一定になるように制御される定電流制御
である。（Ａ部分）

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
画像形成装置では、少なくとも、温度、又は、湿度の検
知手段を有することにより、転写ベルト通過後の転写紙
の帯電状態をある程度予測可能となる。特に、転写紙の
帯電状態は主として、絶対湿度に依存するが、例えば、
使用する地域が限定されれば、温度のみの検知手段で
も、有効なフィードバック情報と成り得る。前記の検知
手段の情報をもとに、除電部材に印加する電圧を制御す
ることにより、最適な除電条件が設定可能となり、トナ
ー像に乱れを防止できる。請求項２に記載の画像形成装
置では、除電部材に流れる電流を一定に保つように、除
電部材に印加する電圧を制御することにより、ユーザー
により決定される外部条件の変化を総合して、除電条件
を最適化することが可能となり、トナー像に乱れを防止
できる。請求項３に記載の画像形成装置では、転写紙の
帯電状態は、当然ながら転写ベルトの転写部で印加され
る転写電圧に大きく影響を受ける。したがって、転写電
圧はを元に、除電条件を決定することは非常に有効であ
る。このようにして、ユーザーにより決定される外部条
件の変化を総合して、除電条件を最適化することが可能
となり、トナー像に乱れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置をその
正面側から示した概略断面図である。

【図２】本発明の一実施形態である画像形成装置の転写
ベルト周辺の構成ををその正面側から示した概略断面図
である。

【図３】ガイド板の構成を示す概略図である。

【図４】転写材がガイド板を通過している状態を示す構
成図である。

【図５】図４の状態を上面より示す構成図である。

【図６】除電部材に印加される除電電圧の制御図を示
す。

【図７】除電部材に印加される除電電圧の制御図を示
す。

【図８】除電部材に印加される除電電圧の制御図を示
す。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ コンタクトガラス ３ 光源 ４ 第１ミラー ５ 第２ミラー ６ 第３ミラー ７ 読み取り装置 ８ 露光装置 ９ 回転多面鏡 １０ レンズ系 １１、１２、１３ ミラー １４、１００ 感光体 １６ 現像装置 １７ 現像ローラ １８ 現像剤ケース １８Ａ トナー補給容器 ２０ 給紙カセット ２０Ａ、２０Ｂ 給紙カセット ２１ レジストローラ対 ２２、１０１ 転写ベルト ２３ 駆動ローラ ２４ 従動ローラ ２５ 転写バイアスローラ ２６ ベルト用クリーニング装置 ２７ ケース ３０ 定着装置 ３１ 排紙ローラ対 ３２ 排紙トレイ ３３ クリーニング装置 ３４ クリーニングブレード ３５ クリーニングケース ３６ トナー排出部材 ３７ 除電装置 ４０ ベルト用クリーニングブレード １０２ 駆動ローラ １０３ 従動ローラ １０４ ケース １０５ ガイド板 １０６ クリーニング部材 １０７ 高圧電源 １０８ バイアスローラ １０９ 電流検知抵抗 １１０ 高圧電源 １１２ ベース １１３ 除電部材 １１４ 板金 １１５ ＰＥＴフィルム １１６ ガイド部 １１７ ネジ １１８ 定着ガイド板 １１９ 定着ローラ ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ 電流 Ｄ 現像剤 Ｐ 転写材 Ｔ トナー Ｓ 転写位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成される感光体と、 感光体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
   装置と、 感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ベルトと
   を有する画像形成装置において、 転写ベルトは、 ガイド面が、表面の電気抵抗１０^１０Ω□以上の材料に
   より構成され、 ガイド板の上流、下流、ガイド板に設けられた開口部の
   少なくともいずれか一つが、 除電部材を有し、かつ除電部材への印加電圧は、 少なくとも温度又は湿度の検知手段を有する画像形成装
   置の制御部が、印加する電圧を制御することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 静電潜像が形成される感光体と、 感光体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
   装置と、 感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ベルトと
   を有する画像形成装置において、 転写ベルトは、 ガイド面が、表面の電気抵抗１０^１０Ω□以上の材料に
   より構成され、 ガイド板の上流、下流、ガイド板に設けられた開口部の
   少なくともいずれか一つが、 除電部材を有し、かつ除電部材への印加電圧は、 画像形成装置の制御部が、転写紙の通過時にあらかじめ
   定められた電流になるような定電流制御することを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 静電潜像が形成される感光体と、 感光体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
   装置と、 感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ベルトと
   を有する画像形成装置において、 転写ベルトは、 ガイド面が、表面の電気抵抗１０^１０Ω□以上の材料に
   より構成され、 ガイド板の上流、下流、ガイド板に設けられた開口部の
   少なくともいずれか一つが、 除電部材を有し、かつ除電部材への印加電圧は、 転写ベルトが定電流制御で印加される転写印加電圧を基
   に、画像形成装置の制御部が制御することを特徴とする
   画像形成装置。