JP2006030738A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を最低限に抑制し、且つ、常に十分なクリーニング性能を実現することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像装置によって第１の像担持体上にトナー像を形成し、第２の像担持体に該トナー像を一次転写する行程を有し、更に該行程を複数色について繰り返して行い、
重ね合わさったトナー像を転写材上に二次転写する行程を有し、又、第２の像担持体に当接する帯電部材と、該帯電部材に交番電圧を印加する電源から成る帯電手段を、該第２の像担持体の二次転写位置より下流且つ一次転写位置より上流に有し、該帯電手段によって、二次転写位置から帯電部材位置へ第２の像担持体上を介して来るトナーを所定の極性に帯電する行程を有する画像形成装置において、帯電するトナーの量を予想又は検知し、
トナー量が多い場合ほど交番電圧の周波数を高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

図１は従来の中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の一例を示す図である。

図１において、１は静電潜像担持体としての感光ドラムで、アルミ等から成る芯金の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）又はＡ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ等から成る光導電体を塗布して構成されており、外周速度Ｖ１（以下、プロセス速度と呼ぶ）で矢印Ｃ１方向へ回転する。

３は感光ドラム１の表面に潜像を形成するための露光装置で、３ａは露光位置である。６０は第２の像担持体としての中間転写ベルトで、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウレタン、シリコンゴム等のゴム又はＰＩ、ＰＡ、ＰＣ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＥＴ、ＥＴＦＥ／ＰＣ等の樹脂から成っており、二次転写対向ローラでもある駆動ローラ６ｂ、張架ローラ６ｃの２本のローラ上に張架され、駆動ローラ６ｂが不図示の駆動手段により回転することにより、矢印Ｃ３方向にプロセス速度Ｖ１で駆動される。

又、中間転写ベルト６０は、周方向に１箇所、周方向に垂直な方向の端部に、光学センサ５によって中間転写ベルト６０の表面と識別できる位置検知部材５ａを設けてあり、回転時においては、位置検知部材５ａが検知部５ｂを通過するのを光学センサ５で検知（以下、ＴＯＰ検知）した後、それを基準に本体内部で時間をカウントすることによって、回転位相を認識することができる。Ｔ１は感光ドラム１と中間転写ベルト６０との接触部、即ち一次転写部である。７ｂは軸上に導電性スポンジ層を設けた一次転写ローラであり、中間転写ベルト６０を介して感光ドラム１に接している。

１００，１０１は中間転写ベルト６０上のトナーを帯電する手段で、１００ｂ，１０１ｂは中間転写ベルト６０に従動し同周速で回転する、帯電部材としての帯電ローラで、中間転写ベルト６０に対して不図示の当接離間の機構を有し、所望の時間に当接できる。１００ａ，１０１ａはそれぞれ帯電ローラ１００ｂ，１０１ｂに電圧を印加する直流電圧電源、交番電圧電源である。尚、駆動ローラ６ｂを対向電極とすることによって、これらの帯電ローラによって帯電を行う際の帯電効率を上げている。

以下、図１に沿ってフルカラーの画像形成行程について説明する。

感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって矢印Ｃ１方向に駆動され、帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。中間転写ベルト６０のＴＯＰ検知したタイミングで、露光装置３により露光が開始され、イエローの画像模様に従った信号による光が、表面を均一に帯電された感光ドラム１に走査され、潜像が形成される。

潜像形成開始後、更に感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転すると、支持体４に支持された現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置４ａが感光ドラム１に対向するよう支持体４は矢印Ｃ２方向に回転する。選択された現像装置４ａは、感光ドラム１との対向部に所定の回転速度で回転する不図示の現像ローラを有し、現像装置内部で常に供給され続けることにより現像ローラ表面に担持された負極性のトナーによって潜像は可視化される。このとき、感光ドラム１表面の潜像形成部のみがトナーによって可視化される理由は、現像器と感光ドラム１の電位差（以下、現像バイアス）によって、非潜像形成部では負極性のトナーは現像器から感光ドラム１に転移しないのに対し、潜像を形成した部分のみ電位差が変化し、トナーが感光ドラム１に転移するようになっているためである。尚、通常現像バイアスは高圧電源によって印加される。

現像されたトナー像は、更に感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に回転し、一次転写部Ｔ１に来たとき、一次転写ローラ７ｂに、感光ドラム１の芯金を対向電極として、高圧電源７ａから正極性のバイアスが印加されることによって、中間転写ベルト６０上に一次転写される。感光ドラム１上の転写残トナーは、ブレードを当接させて掻き取るクリーナ（以下、ブレードクリーナ）１３によりクリーニングされる。

イエロートナー像の現像が終了すると、現像器の切換え動作を行う。支持体４が反時計方向に回転し、次のマゼンタトナーが入った現像装置４ｂが感光ドラム１に対向する位置に位置決めされる。更に、次のＴＯＰ検知が行わると同様の動作を繰り返し、マゼンタ色、シアン色、ブラック色について現像、転写が行われ、中間転写ベルト６０上には複数色のトナー像が形成される。このとき、４色の画像は全て中間転写ベルト６０上の同じ位置に転写されるので、４色のトナー像の位置は一致している。

４色のトナー像が中間転写ベルト６０上に転写されると、中間転写ベルト６０の移動と同期を取って、レジストローラＲから転写材Ｐが搬送され、一次転写ローラ７ｂと同様な構成から成る二次転写ローラ９が転写材Ｐを介して中間転写ベルト６０に当接し、駆動ローラ６ｂを対向電極として、不図示の高圧電源から正極性バイアスが印加され、中間転写ベルト６０上の４色のトナー像は一括して転写材Ｐ上に二次転写される。

４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、不図示の駆動手段を用いて加熱ローラ、加圧ローラを回転させる従来公知の定着装置１１によって溶融固着され、不図示の排紙装置によって排紙されることにより、カラー画像が得られる。

次に、二次転写の際に転写されないで中間転写ベルト６０上に残ったトナー（以下、二次転写残トナー）のクリーニング行程を図１に沿って示す。

二次転写残トナーには、直流電圧電源１００ａより正極性の直流電圧の印加された帯電ローラ１００ｂにより、正極性の電荷が付与される。尚、この帯電後に個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一であるが、トナー飛散を抑制しつつ帯電を行うことができる。

続いて二次転写残トナーは、交番電圧電源１０１ａより正極性の所定値の直流電圧に所定の周波数の交流電圧を重畳した交番電圧の印加された帯電ローラ１０１ｂにより、再び正極性の電荷が付与される。この帯電によって、トナー粒子の電気極性は正極性を保持しつつ、個々の粒子の持つ電荷量は均一化される。

続いて二次転写残トナーは、一次転写部Ｔ１へ進み、正極性バイアスの印加された一次転写ローラ７ｂによって、次ページの１色目の１次転写と同時に感光ドラムへ静電的に転写され、中間転写ベルト６０より除去される。そして、感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは、感光ドラムクリーナ１３に回収され、中間転写ベルト６０上の二次転写残トナーの除去は完了する。

モノカラー印字時については、フルカラー印字時では４色の画像を順次一次転写して重ね合わせてから二次転写以降のプロセスを行うのに対し、１色の画像を一次転写するごとに、同様の二次転写以降のプロセスを行う。

又、濃度制御時とレジ制御時は、専用のパターンのトナー像を順次一次転写し、不図示の濃度検知手段で検知した後、トナー像をクリーニングする。印字時と異なり中間転写ベルト６０上に残っているのは未転写トナーであるが、印字シーケンスの二次転写以降と同様のプロセスでクリーニングを行う。ジャム時（以下、濃度制御時、レジ制御時を含め未転写時と呼ぶ）も同様にクリーニングを行う。尚、未転写時に中間転写ベルト６０上にあるトナーは、平均的に明らかに二次転写残トナーより多いため、クリーニング行程は複数周回行う。特に、本装置においては、レジ検、パッチ検プロセスでは２色以上のトナーを重ねて転写することがないのに対し、ジャム時は２色以上のトナーを重ねて転写されていることがあるため、念入りにクリーニング行程を行っている。

具体的には、モノカラー印字時、フルカラー印字時、濃度制御時・レジ制御時、ジャム時の中間転写ベルトクリーニング行程において、帯電ローラ１０１ｂに印加する帯電バイアスの周波数設定と、クリーニング周回を表１に示すように行っている。この設定により、各モードにおいて十分にクリーニングを行うことができた。

特開２００１−２６５０９５号公報

フルカラー印字時はモノカラー印字時と異なり、異なる色のトナーを重ねて転写するため、二次転写残トナーの量は多くなる。即ち、平均的には、モノカラー印字時、フルカラー印字時、未転写時の順でクリーニングの必要なトナー量は多くなる。

一方、帯電のために印加する交番電圧の周波数は大体８００Ｈｚまでであるが、この範囲では周波数が大きいほど聴感上の騒音は悪化する。

従って、上記従来例では、モノカラー印字時、フルカラー印字時、未転写時の全てにおいて、常に十分なクリーニング性を確保するために、一番汚れがひどい未転写時のクリーニング時に合わせて周波数設定を行ったため、印字時の二次転写残トナーのクリーニング時には、
無駄に騒音を発してしまっている。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、騒音を最低限に抑制し、且つ、常に十分なクリーニング性能を実現することができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、現像装置によって第１の像担持体上にトナー像を形成し、第２の像担持体に該トナー像を一次転写する行程を有し、更に該行程を複数色について繰り返して行い、
重ね合わさったトナー像を転写材上に二次転写する行程を有し、又、第２の像担持体に当接する帯電部材と、該帯電部材に交番電圧を印加する電源から成る帯電手段を、該第２の像担持体の二次転写位置より下流且つ一次転写位置より上流に有し、該帯電手段によって、二次転写位置から帯電部材位置へ第２の像担持体上を介して来るトナーを所定の極性に帯電する行程を有する画像形成装置において、帯電するトナーの量を予想又は検知し、
トナー量が多い場合ほど交番電圧の周波数を高くすることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、フルカラー印字時における二次転写残トナーの帯電行程での交番電圧の周波数を、モノカラー印字時における該周波数より高くすることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、濃度制御用トナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、レジ制御用トナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、印字時にジャムが発生した場合に第２の像担持体上に残ったトナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、第２の像担持体の使用状況に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、現像装置の使用状況に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の発明において、帯電行程を行う時の温湿度環境に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、クリーニングするトナー量の違いに応じて、帯電バイアスの交流成分による騒音を最小限に抑制し、且つ、十分なクリーニング性を確保することができる。

請求項２記載の発明によれば、フルカラー印字時とモノカラー印字時のクリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１記載の発明による効果を得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、濃度制御時と印字時のクリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１，２記載の発明による効果を得ることができる。

請求項４記載の発明によれば、レジ制御時と印字時のクリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１〜３記載の発明による効果を得ることができる。

請求項５記載の発明によれば、ジャム時と印字時のクリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１〜４記載の発明による効果を得ることができる。

請求項６記載の発明によれば、第２の像担持体の使用状況による、クリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１〜５記載の発明による効果を得ることができる。

請求項７記載の発明によれば、現像装置の使用状況による、クリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１〜６記載の発明による効果を得ることができる。

請求項８記載の発明によれば、帯電行程を行う時の温湿度環境による、クリーニングするトナー量の違いに応じて、請求項１〜７記載の発明による効果を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
本実施の形態においても、 従来例と同様に図１で示す画像形成装置を用いることができる。又、表２に本発明における各モードの帯電バイアスの周波数設定の一例を示す。

本発明においては、中間転写ベルトクリーニング行程において帯電ローラ１０１ｂに印加するバイアスの、交流成分の周波数以外は従来例と同様とする。

本発明の特徴は、モノカラー印字時、フルカラー印字時、レジ検・パッチ検、ジャム時と、クリーニングするトナーが多くなるに連れ、中間転写ベルトクリーニング行程において、クリーニング性を向上させるために、帯電バイアスの周波数を高くすることである。又、周波数が高いほど騒音が大きくなることを考慮し、クリーニング性の確保に必要な以上には周波数を高くしないことである。特に、通常実効頻度の多い印字時には、クリーニング性を確保しながらも、なるべく周波数を低くすることが望ましい。逆に通常実効頻度の少ないジャム時には、多少周波数を高くしてもクリーニング性を余分に確保しても良い。

具体的には各モードにおいて表２のように周波数設定を行った。

本発明では、各モード毎のクリーニングするトナー量の違いに応じて、帯電バイアスの交流成分による騒音を最小限に抑制し、且つ、十分なクリーニング性を確保することができた。

＜実施の形態２＞
本実施の形態においても、従来例と同様に図１で示す画像形成装置を用いることができる。又、表３に本発明における中間転写ベルトの寿命と帯電バイアスの周波数設定の関係の一例を示す。

本発明においては、中間転写ベルトクリーニング行程において帯電ローラ１０１ｂに印加するバイアスの、交流成分の周波数以外は従来例と同様とする。

本発明の特徴は、中間転写ベルト６０の寿命が進み、二次転写性が低下して、平均的にクリーニングするトナーが多くなるに従い、中間転写ベルトクリーニング行程において、クリーニング性を向上させるために帯電バイアスの周波数を高くすることである。又、周波数が高いほど騒音が大きくなることを考慮し、クリーニング性の確保に必要な以上には周波数を高くしないことである。

具体的には各寿命において表３のように周波数設定を行った。

本発明では、中間転写ベルトの寿命が進むことによるクリーニングするトナー量の違いに応じて、帯電バイアスの交流成分による騒音を最小限に抑制し、且つ、十分なクリーニング性を確保することができた。

又、本実施の形態では、寿命に応じて二次転写性が低下することを考慮し、周波数設定を行ったが、環境についても高温高湿や低温低湿下の二次転写性が低下する場合には、周波数を高くすると良い。即ち、環境と中間転写ベルトの寿命に合った最適な周波数設定になるよう、例えばジョブ毎に周波数の適正化を行うと、更に騒音を抑制することができる。

カラー画像形成装置要部の構成図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
３ 露光装置
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ 光学センサ
７ｂ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
１１ 定着装置
６０ 中間転写ベルト

Claims (8)

1. 現像装置によって第１の像担持体上にトナー像を形成し、第２の像担持体に該トナー像を一次転写する行程を有し、更に該行程を複数色について繰り返して行い、
   重ね合わさったトナー像を転写材上に二次転写する行程を有し、又、第２の像担持体に当接する帯電部材と、該帯電部材に交番電圧を印加する電源から成る帯電手段を、該第２の像担持体の二次転写位置より下流且つ一次転写位置より上流に有し、該帯電手段によって、二次転写位置から帯電部材位置へ第２の像担持体上を介して来るトナーを所定の極性に帯電する行程を有する画像形成装置において、
   帯電するトナーの量を予想又は検知し、 トナー量が多い場合ほど交番電圧の周波数を高くすることを特徴とする画像形成装置。
2. フルカラー印字時における二次転写残トナーの帯電行程での交番電圧の周波数を、モノカラー印字時における該周波数より高くすることを特徴とする請求項１記載画像形成装置。
3. 濃度制御用トナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. レジ制御用トナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 印字時にジャムが発生した場合に第２の像担持体上に残ったトナー像の帯電行程での交番電圧の周波数を、印字時における二次転写残トナーの帯電行程における該周波数より高くすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 第２の像担持体の使用状況に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
7. 現像装置の使用状況に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
8. 帯電行程を行う時の温湿度環境に応じて、トナー像の帯電行程における周波数を調整することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。

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