JP3907293B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタあるいは複写機等とされる電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化の流れにつれて文書、画像をカラーで出力するニーズが広がっており、各種方式のカラープリンタが市販されている。カラー画像形成方式としては、昇華型、熱転写型、インクジェット方式等が用いられているが、高速で画像を形成するためには電子写真方式が最も優れているといわれている。
【０００３】
近年、この電子写真方式の中でも転写材を選ばずに画像形成ができ、カラーレジストレーションにも優れている中間転写方式が主流を占めつつある。
【０００４】
中間転写方式の電子写真装置では、第１の像担持体である感光ドラム１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、場合によってはブラックの各単色画像をそれぞれ固体ドラムもしくはベルト状の第２の像担持体である中間転写体８上に重ね合わせ、最後に一括してフルカラー画像を転写材上に転写を行なう。
【０００５】
この方式は、転写ドラムに紙を巻き付ける必要がないため封筒や厚紙に対応することができ汎用性が高いことや、紙の厚みによってカラーレジストレーションが変化することがないため高画質が得られるというメリットがある。
【０００６】
しかしながら中間転写方式は中間転写体上に直接トナー像を転写して画像形成を行なうため、最終的に転写材に転写できなかった残トナーを、次の画像形成に備えてクリーニングする必要がある。
【０００７】
中間転写体をクリーニングする手法としては一般的にファーブラシクリーニングやブレードクリーニングが用いられるが、これらの手法では中間転写体表面を力学的に摺擦するため、表面の劣化やトナーの融着が発生しやすいという問題があった。また、クリーニングしたトナーを回収するための機構や廃トナーを貯めるための容器が必要になりユーザーメンテナンスに劣るという問題もあった。
【０００８】
そこで、転写されなかった中間転写体上のトナーを帯電装置によって再帯電し、感光ドラムに回収する方法が提案されている。
【０００９】
この方法では、転写残トナーを感光ドラムのクリーニング装置に回収できるため余分な廃トナー容器が不要になる、中間転写体の劣化が少ないというメリットがある。以下このクリーニング方式をＩＣＬ方式と称す。
【００１０】
ＩＣＬ方式では感光ドラムから中間転写体へのトナーの転写を行ないながらも同時に転写残トナーの回収も行なう転写同時クリーニングを行なうことが可能であり、このためには転写残のトナー像を撹乱するため帯電ローラに印加するバイアスにＡＣ電圧を重畳することが効果的である。
【００１１】
一般的にトナーの帯電手段としては帯電ローラ（以下「ＩＣＬローラ」という）が用いられ、ネガトナーを用いたイメージ露光、反転現像系の電子写真装置ではＩＣＬローラにプラス電圧を印加し、負に帯電されている感光ドラムに転写残トナーを回収する。
【００１２】
トナーの帯電はＩＣＬローラからの放電によって行なわれるが、トナーへの帯電量が少なすぎると感光ドラムに回収されずにクリーニング不良が発生し、逆に帯電量が多すぎると転写同時クリーニング時に回収されるプラス帯電されたトナーが転写されるべきマイナス帯電のトナーを引き連れて感光ドラムに戻ってしまいネガゴーストが発生する。
【００１３】
従って、トナーの帯電を行なうためのＩＣＬローラに印加するバイアスには適正な範囲が存在する。
【００１４】
一般的にはＩＣＬローラによって帯電された後のトナートリボが＋２０〜５０μＣ／ｇ程度であればクリーニング不良もネガゴーストも発生せず良好な画像を得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全ての条件、環境下でも前述のようにＩＣＬローラ通過後のトナーのトリボを＋２０〜５０μＣ／ｇ程度に制御することは困難が生じる。これは、トナーの帯電をＩＣＬローラからの放電によって行なっていることに起因する。
【００１６】
バイアスを印加することによってＩＣＬローラに流れるＤＣ電流（以下ＩＣＬ電流）は、放電電流と、ＩＣＬローラから中間転写体に直接流れ込む注入電流とに分けられる。
【００１７】
通常環境ではＩＣＬ電流の大部分が放電電流になり（ＩＣＬローラや中間転写体の抵抗値が高いためオーミックに流れる注入電流が制限されるため）、ＩＣＬ電流を定電流制御すればトナートリボを所望の値にすることが可能である。
【００１８】
しかしながらＩＣＬローラや中間転写体の抵抗値が低下する高温高湿環境下ではＩＣＬ電流に占める注入電流の割合が増加する。
【００１９】
このため、通常環境下と同じ定電流値で制御を行なうと放電電流が足りずにＩＣＬ帯電後のトナートリボが低下しクリーニング不良が発生してしまうという問題があった。
【００２０】
この現象は注入電流が増加して、定電流制御を行なっているときのＩＣＬに印加される電圧が、トナー帯電に寄与する放電が励起される放電閾値電圧を下回ってしまったために起こると考えることができる。
【００２１】
また、逆にＩＣＬ電流のほとんど全てが放電電流になる低温低湿環境下において高温高湿下と同じ定電流制御を行なうと、トナーが過帯電してしまいネガゴーストを引き起こすという問題点があった。
【００２２】
従って、本発明の目的は、どのような環境においても、トナー帯電手段通過後のトナーのトリボを適当な範囲に制御することができる画像形成装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、環境に応じて前記定電流制御の定電流値を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。一実施態様によれば、前記第２の像担持体の抵抗値が低下する環境においては、前記定電流制御の定電流値を大きくする。
【００２４】
本発明の第二の態様によれば、第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、定電流制御によって前記帯電バイアス電源が出力するであろう電圧値が既定の電圧値を下回る場合には、前記帯電バイアス電源の出力が前記既定の電圧値で保持されることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
本発明の他の実施態様によれば、前記帯電バイアス電源の出力バイアスは、ＡＣ電圧が重畳されている。更に、他の実施態様によれば、前記帯電バイアス電源は、定電圧電源と定電流電源を直列に接続した部分を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２７】
実施例１
実施例１では中間転写ドラムを用いた電子写真プリンターを用い、転写同時クリーニング（ＩＣＬ）方式によって中間転写ドラムのクリーニングを行なう。
【００２８】
図１を参照して具体的に説明する。本実施例のプリンターは第２の像担持体として直径１８６ｍｍの固体中間転写ドラム８を有し、最大通紙サイズＡ３、プロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃ、イメージ露光、反転現像方式のフルカラー電子写真式画像形成装置である。
【００２９】
フルカラー画像を形成するためには感光ドラム１上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の画像を形成し、それぞれのトナー像を中間転写ドラム８上に重ね合わす。この工程を一次転写と称し、中間転写ドラム８が４回転することで１枚のフルカラー画像が形成される。
【００３０】
次に中間転写ドラム８上のトナー像を転写紙上に一括転写する。この工程を二次転写と称する。
【００３１】
転写手段としては２本のローラ１０、１１に転写ベルト１２を張り渡した転写ユニットを用い、転写紙の進行方向上流側の転写ローラ１１を中間転写ドラム８に当接させてトナーの転写を行ない、同時に転写ベルト１２と転写紙を吸着させることによって分離をを行なう。もう一方のローラは駆動ローラ１０であり、中間転写ドラム８の周速と転写ベルト１２の周速が等しくなるように転写ユニットを駆動する。
【００３２】
転写紙上に二次転写されたトナー像は不図示の熱定着ローラユニットに送られ、定着を受けた後機外に排出される。
【００３３】
次に、各ユニットについて説明する。
【００３４】
第１の像担持体である感光ドラム１は直径６４ｍｍの負帯電性のＯＰＣドラムであり、矢印Ｒ１方向に回転し、まずその表面を帯電ローラ２にて均一帯電する。帯電ローラ２に印加されるバイアスは−６００ＶのＤＣ成分に２０００Ｖｐｐ、１０００Ｈｚ、正弦波のＡＣ成分を重畳したものである。これによって感光体はどのような環境においても約−６００Ｖに帯電される。
【００３５】
次に、感光体の帯電面をレーザ露光装置で露光する。本実施例では波長６０ｎｍの赤外レーザユニット４と反射ミラー５を組合せた露光装置を用い、イメージ露光を行なう。
【００３６】
次にレーザ露光によって形成された静電潜像を現像器によってトナー現像する。本実施例のフルカラープリンターでは４色のトナーを用いたが、具体的には固定式の黒現像器６と回転式の色現像ユニット７を用いている。
【００３７】
黒現像器６は磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式を用いた。固定マグネットロールを内包する直径２０ｍｍの導電性非磁性スリーブに粒径６μｍのトナーを弾性ブレードでコーティングし、スリーブに印加したＤＣ成分−３５０Ｖ、ＡＣ成分１６００Ｖｐｐ、周波数２０００Ｈｚの矩形波によって感光体との間でジャンピングさせて反転現像する。
【００３８】
色現像ユニット７は３つの現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍを回転ロータリー７ａに組込み、必要な向きにロータリー７ａを回転させることによって各現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍを感光ドラム１と当接させて現像を行なう。
【００３９】
それぞれの色現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍは非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式で現像を行なう。トナーは内部にワックスを含んだコア／シェル構造の粒径６μｍの重合トナーであり、塗布ローラによって現像スリーブにコートされ、弾性ブレードで層厚を規制されて現像部に送られ、黒現像器と同じバイアス条件で現像される。
【００４０】
一次転写は中間転写ドラム８にバイアス電源１６から＋１００Ｖの電圧を印加することで行なわれ、感光ドラム１の一次転写残トナーはウレタン製のクリーニングブレード９ａを有するクリーニングユニット９によって掻き取られる。
【００４１】
なお、本実施例のプリンターでは中間転写ドラム８上の二次転写残トナーをＩＣＬローラと称する帯電ローラ１５で再帯電して感光ドラム１に回収するプロセスを採用しているため、感光ドラム１に回収された二次転写残トナーも同様にクリーニングブレード９ａによって掻き取られる。
【００４２】
次に中間転写ドラム８について説明する。中間転写ドラム８はアルミドラム８ａ上に肉厚５ｍｍの導電ゴム層８ｂを形成し、更にこの上に抵抗層８ｃを１０μｍコーティングする。導電ゴム層８ｂはエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲゴムを混合して抵抗値を体積抵抗値１０6 Ωｃｍに調整したものであり、抵抗層８ｃは体積抵抗値１０12Ωｃｍのウレタン樹脂である。中間転写ドラム全体の抵抗値は、長手方向の長さ３１０ｍｍ、ニップ幅５ｍｍで金属電極を当接させ、１ｋＶの電圧を印加して測定した抵抗値で１０6 Ωである。
【００４３】
単色プリントの場合は一次転写を行なった後、トナー像はそのまま中間転写ドラム８上を二次転写部にまで搬送され、二次転写を受ける。
【００４４】
フルカラープリントの場合は、中間転写ドラムは４回転してＹＭＣＫのそれぞれのトナーを重ねて一次転写する。二次転写は不図示の給紙部より転写材が給紙され、離接可能な転写ベルト１２は中間転写ドラム８に当接する。二次転写バイアスは高圧電源１３により＋２０μＡの定電流制御が行なわれており、転写ベルト１２から転写材に電荷が供給されてトナー像は転写材に移動する。
【００４５】
転写ユニットは、転写ローラ１１、駆動ローラ１０、転写ベルト１２によって構成され、転写ローラ１１、駆動ローラ１０は共に直径１４ｍｍの芯金に体積抵抗値１０5 Ωｃｍの導電性ゴム層を形成して直径２０ｍｍとしたローラである。転写ローラ１１は芯金が給電バネを介して高圧電源に接続されており、転写ベルト１２に従動して回転する。駆動ローラ１０は芯金端部にギアが取付けられており、本体のギア列と噛み合うことによって駆動される。
【００４６】
転写ベルト１２はシームレスの二層構成ゴムベルトであり、基層はカーボンを分散して体積抵抗値１０7 Ωｃｍに調整された厚み３００μｍのウレタンゴムである。
【００４７】
次に、ＩＣＬローラ１５について述べる。二次転写によって９０％程度のトナーは転写材に転写されるが一部のトナーは中間転写ドラム８上に転写残トナーとして残る。このトナーは次回の画像形成にゴーストとして現れるため除去する必要がある。そこで本実施例では、中間転写ドラム８の回転方向における二次転写部下流に設けられた帯電ローラ１５により転写残トナーを帯電し、中間転写ドラム８と感光ドラム１との間に形成された電界によってトナーを感光体に回収する手法をとる。
【００４８】
ＩＣＬローラ１５は、図２に示すように、径８ｍｍの芯金１５ａと、外径１８ｍｍのスポンジ層１５ｂに表層１５ｃとしてコーティングを施した二層タイプである。
【００４９】
スポンジ層１５ｂはウレタンにカーボンを分散して体積抵抗値１０7 Ωｃｍに調整し、型内発泡させたものであり、表層１５ｃはアクリル樹脂にカーボンを分散して体積抵抗値１０13Ωｃｍに調整し、スポンジ層１５ｂの上にディッピングコートで膜厚２００μｍにコーティングしてある。
【００５０】
ローラ全体の抵抗値は、直径３０ｍｍの金属ローラに総荷重９．８Ｎで回転当接させ、＋７００Ｖの直流電圧を印加して測定した電流値から換算して５×１０8 Ωである。
【００５１】
このローラにバイアスを印加してトナーの帯電を行なう。
【００５２】
ＩＣＬローラ１５は適宜手段によって中間転写ドラム８と接離可能となっており、クリーニングを行なう場合には本体のカム（不図示）によって当接し、高圧電源１４からバイアスが印加される。
【００５３】
バイアスはＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したものを用いる。これはＡＣ電界によって転写残トナーをＩＣＬローラとの間で往復運動させて撹乱するためである。転写残トナーが少ない場合にはＤＣ成分だけで転写残トナー全てを帯電させることも可能であるが、多層に及ぶ転写残トナーを上層から下層まで帯電するためにはなんらかの撹乱手段が必要である。本実施例ではＡＣ成分として２ｋＨｚ、３ｋＶｐｐの矩形波を用いた。
【００５４】
つぎにＩＣＬローラに印加するバイアスのＤＣ成分について述べる。転写残トナーへの帯電はＤＣ成分によってなされる。中間転写ドラムに当接させたＩＣＬローラに電圧を印加すると、中間転写ドラムとＩＣＬローラニップ両脇の微小エアギャップには放電が励起される。放電が始まると電圧Ｖthはパッシェンの法則によって決定され、Ｖth＝３１２＋６．２ｚ（ｚ：ギャップ間隔）である。放電が起こるのは主に数十μｍのギャップであるので、ＤＣ電圧が１．０ｋＶ程度を下回ると十分な帯電が行われなくなる。
【００５５】
本実施例では５００ＭΩの高抵抗のＩＣＬローラを用いているため、通常環境や低温低湿環境ではＩＣＬローラから中間転写体への注入電流は十分小さい。このためＩＣＬ電流のほとんどは放電電流になっていると考えられ、ＤＣ定電流制御を行なうことでトナートリボを一定に保つことができる。
【００５６】
図３に通常環境下での帯電電流とＩＣＬローラ通過後のトナートリボの関係を示すが、２０μＡ程度の定電流制御を行なうことで画像不良の起きないトナートリボを実現することができる。なお、２０μＡの定電流制御を行なうためのＤＣ電圧値は１．５ｋＶであった。
【００５７】
一方、高温高湿環境下では、ＩＣＬローラや中間転写ドラムの抵抗値が低下するため注入電流が無視できない値になってくる。具体的に３０°×８０％ＲＨの環境ではＩＣＬローラの抵抗値が５００ＭΩ→２０ＭΩ、中間転写ドラムの抵抗値が１０6 →３×１０5 Ωにまで低下する。特に中間転写ドラムは基底ゴムがイオン導電性のエピクロルヒドリンゴムであるため温湿度の影響を受け易い。
【００５８】
この条件下で通常環境と同じ２０μＡの定電流制御を行なったところ、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボは−８μＣ／ｇまで低下し、クリーニング不良が発生した。このときのＩＣＬローラに印加されているＤＣ電圧は＋８００Ｖであった。このことから部材の抵抗低下で注入電流が増加し、定電流制御値に占める放電電流の割合が減少し、トナーにトリボが与えられなくなったと考えられる。
【００５９】
また、別の見方をすると部材の抵抗値が低下したためオームの法則に従ってＤＣ電圧が低下し、放電閾値を下回ったため、トリボ付与能力が低下したともいえる。
【００６０】
これを防止するために本実施例では環境（温湿度）を検知して定電流値を変化させる。具体的には、各環境毎にＩＣＬ電流を占める放電電流と注入電流の割合を予測し、放電電流が各環境で一定になるように定電流値を制御する。
【００６１】
各環境において、ＩＣＬ電流を変化させてＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定し、その値が＋３０μＣ／ｇになるために必要なＩＣＬ電流を求めた結果を下記の表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
ＩＣＬローラ通過後のトナートリボが一定の条件においてはＩＣＬローラからの放電電流が同じであると考えられる。
【００６４】
これによると１０℃×１０％の低温低湿環境下（以下Ｌ／Ｌ環境）でのＩＣＬ電流に占める放電電流の割合を１００％と仮定すると、３０℃×８０％ＲＨの高温高湿環境下（以下Ｈ／Ｈ環境）ではＩＣＬ電流の４５％が、２４℃×５０％ＲＨの通常環境では９０％が放電電流になっていると予想できる。
【００６５】
従って、本実施例では表１に従って、Ｌ／Ｌ環境でＩＣＬバイアスのＤＣ定電流値を１８μＡ、通常環境では注入分による減少分を見込んで２０μＡ、Ｈ／Ｈ環境では４０μＡとする。
【００６６】
環境検知は本体内に設けられている温度センサー、湿度センサーの信号をＡ／Ｄ変換して本体ＣＰＵに取り込み、環境を判断して規定の定電流値でＩＣＬローラに印加するバイアスを変化させることとする。
【００６７】
また、環境センサーを使用しない場合には、画像形成前にＩＣＬローラを中間転写ドラムに当接して、あらかじめ決めておいた定電流制御（もしくは定電圧制御）を行なった時に発生する電圧（もしくは流れる電流）を検知し、それぞれの関係から本体の置かれている環境を検知して定電流値を決定することも可能である。
【００６８】
具体的には前多回転時に＋２０μＡ定電流制御を行ない、その時に必要であったＤＣ電圧を検知して表２のようなテーブルを作成することができる。このテーブルに基づいて環境を予測し、実際に画像形成時に使用する定電流値を決定する。
【００６９】
【表２】
【００７０】
以上示したように、予め本体の置かれている環境を検知し、それに基づいてＩＣＬローラに印加するＤＣバイアスの定電流値を制御する構成をとった。これにより、どのような環境においても放電電流を一定に制御できるようになり、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを安定化させてクリーニング不良やネガゴーストといった画像不良を防止することができるようになった。
【００７１】
実施例２
次に本発明の実施例２について説明する。本実施例では実施例１と同様に、本体が使用される環境に応じてＩＣＬローラに印加するバイアスを変化させるが、全環境において定電流制御を行なうのではなく、環境に応じて制御方法を変えることを特徴とする。
【００７２】
実施例１では特にＨ／Ｈ環境下で、ＩＣＬ電流を占める注入電流の割合が減少するのを見込んで定電流値を高く設定した。しかしながら、製造ばらつき等によって抵抗値の低いＩＣＬローラや中間転写ドラムが使用された場合や、それぞれの部材の抵抗値の環境変動が予測と異なって大きくなった場合には注入電流がさらに増えてトナーへのトリボ付与が十分でなくなりクリーニング不良が発生する可能性があった。
【００７３】
このようなことを防止するために本実施例では、特にＨ／Ｈ環境においては放電を励起するために必要な電圧を保証するという観点からＩＣＬバイアスを定電圧制御に変更することを特徴とする。
【００７４】
なお、通常環境やＬ／Ｌ環境ではＩＣＬ電流のほとんど放電電流になることから、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを一定に保つために定電流制御を行なうことが好ましくは、実施例１と同様に定電流制御とする。
【００７５】
以下に具体的な例を示す。
【００７６】
温度、湿度を変化させ、ＩＣＬバイアスを＋２０μＡ定電流制御で行なった場合のＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定した結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
この結果、トナートリボが＋２０μＣ／ｇを下回る環境においてはクリーニング不良が発生した。
【００７９】
そこで、本実施例では本体の温度、湿度センサーの出力信号値を利用して、表３でトナートリボが＋２０μＣ／ｇを下回る下線部の環境では定電流制御から定電圧制御に切り替えることとした。定電圧値はＩＣＬローラと中間転写ドラムの間に放電を励起して最低でも＋２０μＣ／ｇのトリボを与えられる電圧ということで＋１０００Ｖに設定した。
【００８０】
なお、ここでは環境を検知して定電流、定電圧制御を切り替えているが、定電流制御を行ないながらもその時にＩＣＬローラに発生する電圧を検知して、この電圧が＋１０００Ｖを下回らないように高圧回路を駆動する、もしくはこの電圧が＋１０００Ｖを下回らないように定電流値を増やすような回路構成にしても同様の効果を得ることができる。
【００８１】
このように、Ｈ／Ｈ環境で定電圧制御を用いた構成でプリントを行ない、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定した例を表４に示す。
【００８２】
【表４】
【００８３】
このように、どのような環境でもクリーニングを可能にする最低のトナートリボである＋２０μＣ／ｇを維持することができるようになり、画像不良を防止することが可能になった。
【００８４】
実施例３
次に本実施例の実施例３について説明する。本実施例では実施例２と同様ＩＣＬローラに印加される電圧が、少なくともクリーニングを可能にするようなトナートリボを与える最低の電圧を維持することができる高圧電源回路を用いることを特徴とする。
【００８５】
実施例２では環境検知、もしくは定電流制御時の電圧を検知してＨ／Ｈ環境下での最低電圧を維持するような構成としたが、本実施例ではＩＣＬローラ１５にバイアスを印加する高圧電源を定電圧電源と定電流電源を直列接続２段構成とすることによって、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
本実施例における回路構成の模式図を図４に示す。
【００８７】
この回路構成では、１段目の定電圧トランス１４１はＨ／Ｈ環境下でＩＣＬローラからの放電を励起し、クリーニングに必要な最低のトナートリボを付与できるような電圧を発生する。本実施例では実施例２に倣って定電圧値を＋１０００Ｖに設定した。
【００８８】
２段目の定電流トランス１４２は、ＩＣＬローラ、高圧電源を含む閉ループに流れるＤＣ電流値を検知し、この値が常に＋２０μＡであるようにバイアスをフィードバック制御する。
【００８９】
通常環境やＬ／Ｌ環境では＋２０μＡ定電流制御時にＩＣＬローラ１５に発生する電圧は＋１．５ｋＶ以上であるため、１段目の定電圧トランス１４１が＋１．０ｋＶを発生し、残りの５００Ｖを２段目の定電流回路１４２が受け持つことになる。
【００９０】
一方、Ｈ／Ｈ環境では１段目の定電圧電源１４１の＋１．０ｋＶでクリーニングに必要な最低電圧は保証されており、この時回路には＋２０μＡ以上の電流が流れているため２段目の定電流回路１４２は動作しない。
【００９１】
このようにして本実施例の回路では通常環境、Ｌ／Ｌ環境では２段目の定電流電源により＋２０μＡ定電流制御が行なわれるためトナーが過剰に帯電することはなくネガゴーストを防止することができ、逆にＨ／Ｈ環境では１段目の定電圧電源１４１によりクリーニングに必要な最低トリボを与えることができるためクリーニング不良を防止することができるようになり、全ての環境において良好な画像を得ることができるようになった。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の像担持体上に残った転写残トナーのトリボが環境により変化することを抑制し、クリーニング不良、または、ネガゴーストの発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜３で用いた電子写真方式のフルカラープリンターの概略図である。
【図２】ＩＣＬローラを示す概略断面図である。
【図３】通常環境でのＩＣＬ電流とＩＣＬローラ通過後のトナートリボの関係を示すグラフである。
【図４】実施例３のＩＣＬ高圧回路の概念図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（第一の像担持体）
２ 中間転写ドラム（第二の像担持体）
１２ 転写ベルト（転写手段）
１４ 帯電バイアス電源
１５ ＩＣＬローラ（クリーニング部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタあるいは複写機等とされる電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化の流れにつれて文書、画像をカラーで出力するニーズが広がっており、各種方式のカラープリンタが市販されている。カラー画像形成方式としては、昇華型、熱転写型、インクジェット方式等が用いられているが、高速で画像を形成するためには電子写真方式が最も優れているといわれている。
【０００３】
近年、この電子写真方式の中でも転写材を選ばずに画像形成ができ、カラーレジストレーションにも優れている中間転写方式が主流を占めつつある。
【０００４】
中間転写方式の電子写真装置では、第１の像担持体である感光ドラム１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、場合によってはブラックの各単色画像をそれぞれ固体ドラムもしくはベルト状の第２の像担持体である中間転写体８上に重ね合わせ、最後に一括してフルカラー画像を転写材上に転写を行なう。
【０００５】
この方式は、転写ドラムに紙を巻き付ける必要がないため封筒や厚紙に対応することができ汎用性が高いことや、紙の厚みによってカラーレジストレーションが変化することがないため高画質が得られるというメリットがある。
【０００６】
しかしながら中間転写方式は中間転写体上に直接トナー像を転写して画像形成を行なうため、最終的に転写材に転写できなかった残トナーを、次の画像形成に備えてクリーニングする必要がある。
【０００７】
中間転写体をクリーニングする手法としては一般的にファーブラシクリーニングやブレードクリーニングが用いられるが、これらの手法では中間転写体表面を力学的に摺擦するため、表面の劣化やトナーの融着が発生しやすいという問題があった。また、クリーニングしたトナーを回収するための機構や廃トナーを貯めるための容器が必要になりユーザーメンテナンスに劣るという問題もあった。
【０００８】
そこで、転写されなかった中間転写体上のトナーを帯電装置によって再帯電し、感光ドラムに回収する方法が提案されている。
【０００９】
この方法では、転写残トナーを感光ドラムのクリーニング装置に回収できるため余分な廃トナー容器が不要になる、中間転写体の劣化が少ないというメリットがある。以下このクリーニング方式をＩＣＬ方式と称す。
【００１０】
ＩＣＬ方式では感光ドラムから中間転写体へのトナーの転写を行ないながらも同時に転写残トナーの回収も行なう転写同時クリーニングを行なうことが可能であり、このためには転写残のトナー像を撹乱するため帯電ローラに印加するバイアスにＡＣ電圧を重畳することが効果的である。
【００１１】
一般的にトナーの帯電手段としては帯電ローラ（以下「ＩＣＬローラ」という）が用いられ、ネガトナーを用いたイメージ露光、反転現像系の電子写真装置ではＩＣＬローラにプラス電圧を印加し、負に帯電されている感光ドラムに転写残トナーを回収する。
【００１２】
トナーの帯電はＩＣＬローラからの放電によって行なわれるが、トナーへの帯電量が少なすぎると感光ドラムに回収されずにクリーニング不良が発生し、逆に帯電量が多すぎると転写同時クリーニング時に回収されるプラス帯電されたトナーが転写されるべきマイナス帯電のトナーを引き連れて感光ドラムに戻ってしまいネガゴーストが発生する。
【００１３】
従って、トナーの帯電を行なうためのＩＣＬローラに印加するバイアスには適正な範囲が存在する。
【００１４】
一般的にはＩＣＬローラによって帯電された後のトナートリボが＋２０〜５０μＣ／ｇ程度であればクリーニング不良もネガゴーストも発生せず良好な画像を得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全ての条件、環境下でも前述のようにＩＣＬローラ通過後のトナーのトリボを＋２０〜５０μＣ／ｇ程度に制御することは困難が生じる。これは、トナーの帯電をＩＣＬローラからの放電によって行なっていることに起因する。
【００１６】
バイアスを印加することによってＩＣＬローラに流れるＤＣ電流（以下ＩＣＬ電流）は、放電電流と、ＩＣＬローラから中間転写体に直接流れ込む注入電流とに分けられる。
【００１７】
通常環境ではＩＣＬ電流の大部分が放電電流になり（ＩＣＬローラや中間転写体の抵抗値が高いためオーミックに流れる注入電流が制限されるため）、ＩＣＬ電流を定電流制御すればトナートリボを所望の値にすることが可能である。
【００１８】
しかしながらＩＣＬローラや中間転写体の抵抗値が低下する高温高湿環境下ではＩＣＬ電流に占める注入電流の割合が増加する。
【００１９】
このため、通常環境下と同じ定電流値で制御を行なうと放電電流が足りずにＩＣＬ帯電後のトナートリボが低下しクリーニング不良が発生してしまうという問題があった。
【００２０】
この現象は注入電流が増加して、定電流制御を行なっているときのＩＣＬに印加される電圧が、トナー帯電に寄与する放電が励起される放電閾値電圧を下回ってしまったために起こると考えることができる。
【００２１】
また、逆にＩＣＬ電流のほとんど全てが放電電流になる低温低湿環境下において高温高湿下と同じ定電流制御を行なうと、トナーが過帯電してしまいネガゴーストを引き起こすという問題点があった。
【００２２】
従って、本発明の目的は、どのような環境においても、トナー帯電手段通過後のトナーのトリボを適当な範囲に制御することができる画像形成装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、環境に応じて前記定電流制御の定電流値を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。一実施態様によれば、前記第２の像担持体の抵抗値が低下する環境においては、前記定電流制御の定電流値を大きくする。
【００２４】
本発明の第二の態様によれば、第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、定電流制御によって前記帯電バイアス電源が出力するであろう電圧値が既定の電圧値を下回る場合には、前記帯電バイアス電源の出力が前記既定の電圧値で保持されることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
本発明の他の実施態様によれば、前記帯電バイアス電源の出力バイアスは、ＡＣ電圧が重畳されている。更に、他の実施態様によれば、前記帯電バイアス電源は、定電圧電源と定電流電源を直列に接続した部分を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２７】
実施例１
実施例１では中間転写ドラムを用いた電子写真プリンターを用い、転写同時クリーニング（ＩＣＬ）方式によって中間転写ドラムのクリーニングを行なう。
【００２８】
図１を参照して具体的に説明する。本実施例のプリンターは第２の像担持体として直径１８６ｍｍの固体中間転写ドラム８を有し、最大通紙サイズＡ３、プロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃ、イメージ露光、反転現像方式のフルカラー電子写真式画像形成装置である。
【００２９】
フルカラー画像を形成するためには感光ドラム１上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の画像を形成し、それぞれのトナー像を中間転写ドラム８上に重ね合わす。この工程を一次転写と称し、中間転写ドラム８が４回転することで１枚のフルカラー画像が形成される。
【００３０】
次に中間転写ドラム８上のトナー像を転写紙上に一括転写する。この工程を二次転写と称する。
【００３１】
転写手段としては２本のローラ１０、１１に転写ベルト１２を張り渡した転写ユニットを用い、転写紙の進行方向上流側の転写ローラ１１を中間転写ドラム８に当接させてトナーの転写を行ない、同時に転写ベルト１２と転写紙を吸着させることによって分離をを行なう。もう一方のローラは駆動ローラ１０であり、中間転写ドラム８の周速と転写ベルト１２の周速が等しくなるように転写ユニットを駆動する。
【００３２】
転写紙上に二次転写されたトナー像は不図示の熱定着ローラユニットに送られ、定着を受けた後機外に排出される。
【００３３】
次に、各ユニットについて説明する。
【００３４】
第１の像担持体である感光ドラム１は直径６４ｍｍの負帯電性のＯＰＣドラムであり、矢印Ｒ１方向に回転し、まずその表面を帯電ローラ２にて均一帯電する。帯電ローラ２に印加されるバイアスは−６００ＶのＤＣ成分に２０００Ｖｐｐ、１０００Ｈｚ、正弦波のＡＣ成分を重畳したものである。これによって感光体はどのような環境においても約−６００Ｖに帯電される。
【００３５】
次に、感光体の帯電面をレーザ露光装置で露光する。本実施例では波長６０ｎｍの赤外レーザユニット４と反射ミラー５を組合せた露光装置を用い、イメージ露光を行なう。
【００３６】
次にレーザ露光によって形成された静電潜像を現像器によってトナー現像する。本実施例のフルカラープリンターでは４色のトナーを用いたが、具体的には固定式の黒現像器６と回転式の色現像ユニット７を用いている。
【００３７】
黒現像器６は磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式を用いた。固定マグネットロールを内包する直径２０ｍｍの導電性非磁性スリーブに粒径６μｍのトナーを弾性ブレードでコーティングし、スリーブに印加したＤＣ成分−３５０Ｖ、ＡＣ成分１６００Ｖｐｐ、周波数２０００Ｈｚの矩形波によって感光体との間でジャンピングさせて反転現像する。
【００３８】
色現像ユニット７は３つの現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍを回転ロータリー７ａに組込み、必要な向きにロータリー７ａを回転させることによって各現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍを感光ドラム１と当接させて現像を行なう。
【００３９】
それぞれの色現像器７Ｃ、７Ｙ、７Ｍは非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式で現像を行なう。トナーは内部にワックスを含んだコア／シェル構造の粒径６μｍの重合トナーであり、塗布ローラによって現像スリーブにコートされ、弾性ブレードで層厚を規制されて現像部に送られ、黒現像器と同じバイアス条件で現像される。
【００４０】
一次転写は中間転写ドラム８にバイアス電源１６から＋１００Ｖの電圧を印加することで行なわれ、感光ドラム１の一次転写残トナーはウレタン製のクリーニングブレード９ａを有するクリーニングユニット９によって掻き取られる。
【００４１】
なお、本実施例のプリンターでは中間転写ドラム８上の二次転写残トナーをＩＣＬローラと称する帯電ローラ１５で再帯電して感光ドラム１に回収するプロセスを採用しているため、感光ドラム１に回収された二次転写残トナーも同様にクリーニングブレード９ａによって掻き取られる。
【００４２】
次に中間転写ドラム８について説明する。中間転写ドラム８はアルミドラム８ａ上に肉厚５ｍｍの導電ゴム層８ｂを形成し、更にこの上に抵抗層８ｃを１０μｍコーティングする。導電ゴム層８ｂはエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲゴムを混合して抵抗値を体積抵抗値１０6 Ωｃｍに調整したものであり、抵抗層８ｃは体積抵抗値１０12Ωｃｍのウレタン樹脂である。中間転写ドラム全体の抵抗値は、長手方向の長さ３１０ｍｍ、ニップ幅５ｍｍで金属電極を当接させ、１ｋＶの電圧を印加して測定した抵抗値で１０6 Ωである。
【００４３】
単色プリントの場合は一次転写を行なった後、トナー像はそのまま中間転写ドラム８上を二次転写部にまで搬送され、二次転写を受ける。
【００４４】
フルカラープリントの場合は、中間転写ドラムは４回転してＹＭＣＫのそれぞれのトナーを重ねて一次転写する。二次転写は不図示の給紙部より転写材が給紙され、離接可能な転写ベルト１２は中間転写ドラム８に当接する。二次転写バイアスは高圧電源１３により＋２０μＡの定電流制御が行なわれており、転写ベルト１２から転写材に電荷が供給されてトナー像は転写材に移動する。
【００４５】
転写ユニットは、転写ローラ１１、駆動ローラ１０、転写ベルト１２によって構成され、転写ローラ１１、駆動ローラ１０は共に直径１４ｍｍの芯金に体積抵抗値１０5 Ωｃｍの導電性ゴム層を形成して直径２０ｍｍとしたローラである。転写ローラ１１は芯金が給電バネを介して高圧電源に接続されており、転写ベルト１２に従動して回転する。駆動ローラ１０は芯金端部にギアが取付けられており、本体のギア列と噛み合うことによって駆動される。
【００４６】
転写ベルト１２はシームレスの二層構成ゴムベルトであり、基層はカーボンを分散して体積抵抗値１０7 Ωｃｍに調整された厚み３００μｍのウレタンゴムである。
【００４７】
次に、ＩＣＬローラ１５について述べる。二次転写によって９０％程度のトナーは転写材に転写されるが一部のトナーは中間転写ドラム８上に転写残トナーとして残る。このトナーは次回の画像形成にゴーストとして現れるため除去する必要がある。そこで本実施例では、中間転写ドラム８の回転方向における二次転写部下流に設けられた帯電ローラ１５により転写残トナーを帯電し、中間転写ドラム８と感光ドラム１との間に形成された電界によってトナーを感光体に回収する手法をとる。
【００４８】
ＩＣＬローラ１５は、図２に示すように、径８ｍｍの芯金１５ａと、外径１８ｍｍのスポンジ層１５ｂに表層１５ｃとしてコーティングを施した二層タイプである。
【００４９】
スポンジ層１５ｂはウレタンにカーボンを分散して体積抵抗値１０7 Ωｃｍに調整し、型内発泡させたものであり、表層１５ｃはアクリル樹脂にカーボンを分散して体積抵抗値１０13Ωｃｍに調整し、スポンジ層１５ｂの上にディッピングコートで膜厚２００μｍにコーティングしてある。
【００５０】
ローラ全体の抵抗値は、直径３０ｍｍの金属ローラに総荷重９．８Ｎで回転当接させ、＋７００Ｖの直流電圧を印加して測定した電流値から換算して５×１０8 Ωである。
【００５１】
このローラにバイアスを印加してトナーの帯電を行なう。
【００５２】
ＩＣＬローラ１５は適宜手段によって中間転写ドラム８と接離可能となっており、クリーニングを行なう場合には本体のカム（不図示）によって当接し、高圧電源１４からバイアスが印加される。
【００５３】
バイアスはＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したものを用いる。これはＡＣ電界によって転写残トナーをＩＣＬローラとの間で往復運動させて撹乱するためである。転写残トナーが少ない場合にはＤＣ成分だけで転写残トナー全てを帯電させることも可能であるが、多層に及ぶ転写残トナーを上層から下層まで帯電するためにはなんらかの撹乱手段が必要である。本実施例ではＡＣ成分として２ｋＨｚ、３ｋＶｐｐの矩形波を用いた。
【００５４】
つぎにＩＣＬローラに印加するバイアスのＤＣ成分について述べる。転写残トナーへの帯電はＤＣ成分によってなされる。中間転写ドラムに当接させたＩＣＬローラに電圧を印加すると、中間転写ドラムとＩＣＬローラニップ両脇の微小エアギャップには放電が励起される。放電が始まると電圧Ｖthはパッシェンの法則によって決定され、Ｖth＝３１２＋６．２ｚ（ｚ：ギャップ間隔）である。放電が起こるのは主に数十μｍのギャップであるので、ＤＣ電圧が１．０ｋＶ程度を下回ると十分な帯電が行われなくなる。
【００５５】
本実施例では５００ＭΩの高抵抗のＩＣＬローラを用いているため、通常環境や低温低湿環境ではＩＣＬローラから中間転写体への注入電流は十分小さい。このためＩＣＬ電流のほとんどは放電電流になっていると考えられ、ＤＣ定電流制御を行なうことでトナートリボを一定に保つことができる。
【００５６】
図３に通常環境下での帯電電流とＩＣＬローラ通過後のトナートリボの関係を示すが、２０μＡ程度の定電流制御を行なうことで画像不良の起きないトナートリボを実現することができる。なお、２０μＡの定電流制御を行なうためのＤＣ電圧値は１．５ｋＶであった。
【００５７】
一方、高温高湿環境下では、ＩＣＬローラや中間転写ドラムの抵抗値が低下するため注入電流が無視できない値になってくる。具体的に３０°×８０％ＲＨの環境ではＩＣＬローラの抵抗値が５００ＭΩ→２０ＭΩ、中間転写ドラムの抵抗値が１０6 →３×１０5 Ωにまで低下する。特に中間転写ドラムは基底ゴムがイオン導電性のエピクロルヒドリンゴムであるため温湿度の影響を受け易い。
【００５８】
この条件下で通常環境と同じ２０μＡの定電流制御を行なったところ、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボは−８μＣ／ｇまで低下し、クリーニング不良が発生した。このときのＩＣＬローラに印加されているＤＣ電圧は＋８００Ｖであった。このことから部材の抵抗低下で注入電流が増加し、定電流制御値に占める放電電流の割合が減少し、トナーにトリボが与えられなくなったと考えられる。
【００５９】
また、別の見方をすると部材の抵抗値が低下したためオームの法則に従ってＤＣ電圧が低下し、放電閾値を下回ったため、トリボ付与能力が低下したともいえる。
【００６０】
これを防止するために本実施例では環境（温湿度）を検知して定電流値を変化させる。具体的には、各環境毎にＩＣＬ電流を占める放電電流と注入電流の割合を予測し、放電電流が各環境で一定になるように定電流値を制御する。
【００６１】
各環境において、ＩＣＬ電流を変化させてＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定し、その値が＋３０μＣ／ｇになるために必要なＩＣＬ電流を求めた結果を下記の表１に示す。
【００６２】
【表１】
ＩＣＬローラ通過後のトナートリボが一定の条件においてはＩＣＬローラからの放電電流が同じであると考えられる。
【００６４】
これによると１０℃×１０％の低温低湿環境下（以下Ｌ／Ｌ環境）でのＩＣＬ電流に占める放電電流の割合を１００％と仮定すると、３０℃×８０％ＲＨの高温高湿環境下（以下Ｈ／Ｈ環境）ではＩＣＬ電流の４５％が、２４℃×５０％ＲＨの通常環境では９０％が放電電流になっていると予想できる。
【００６５】
従って、本実施例では表１に従って、Ｌ／Ｌ環境でＩＣＬバイアスのＤＣ定電流値を１８μＡ、通常環境では注入分による減少分を見込んで２０μＡ、Ｈ／Ｈ環境では４０μＡとする。
【００６６】
環境検知は本体内に設けられている温度センサー、湿度センサーの信号をＡ／Ｄ変換して本体ＣＰＵに取り込み、環境を判断して規定の定電流値でＩＣＬローラに印加するバイアスを変化させることとする。
【００６７】
また、環境センサーを使用しない場合には、画像形成前にＩＣＬローラを中間転写ドラムに当接して、あらかじめ決めておいた定電流制御（もしくは定電圧制御）を行なった時に発生する電圧（もしくは流れる電流）を検知し、それぞれの関係から本体の置かれている環境を検知して定電流値を決定することも可能である。
【００６８】
具体的には前多回転時に＋２０μＡ定電流制御を行ない、その時に必要であったＤＣ電圧を検知して表２のようなテーブルを作成することができる。このテーブルに基づいて環境を予測し、実際に画像形成時に使用する定電流値を決定する。
【００６９】
【表２】
以上示したように、予め本体の置かれている環境を検知し、それに基づいてＩＣＬローラに印加するＤＣバイアスの定電流値を制御する構成をとった。これにより、どのような環境においても放電電流を一定に制御できるようになり、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを安定化させてクリーニング不良やネガゴーストといった画像不良を防止することができるようになった。
【００７１】
実施例２
次に本発明の実施例２について説明する。本実施例では実施例１と同様に、本体が使用される環境に応じてＩＣＬローラに印加するバイアスを変化させるが、全環境において定電流制御を行なうのではなく、環境に応じて制御方法を変えることを特徴とする。
【００７２】
実施例１では特にＨ／Ｈ環境下で、ＩＣＬ電流を占める注入電流の割合が減少するのを見込んで定電流値を高く設定した。しかしながら、製造ばらつき等によって抵抗値の低いＩＣＬローラや中間転写ドラムが使用された場合や、それぞれの部材の抵抗値の環境変動が予測と異なって大きくなった場合には注入電流がさらに増えてトナーへのトリボ付与が十分でなくなりクリーニング不良が発生する可能性があった。
【００７３】
このようなことを防止するために本実施例では、特にＨ／Ｈ環境においては放電を励起するために必要な電圧を保証するという観点からＩＣＬバイアスを定電圧制御に変更することを特徴とする。
【００７４】
なお、通常環境やＬ／Ｌ環境ではＩＣＬ電流のほとんど放電電流になることから、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを一定に保つために定電流制御を行なうことが好ましくは、実施例１と同様に定電流制御とする。
【００７５】
以下に具体的な例を示す。
【００７６】
温度、湿度を変化させ、ＩＣＬバイアスを＋２０μＡ定電流制御で行なった場合のＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定した結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
この結果、トナートリボが＋２０μＣ／ｇを下回る環境においてはクリーニング不良が発生した。
【００７９】
そこで、本実施例では本体の温度、湿度センサーの出力信号値を利用して、表３でトナートリボが＋２０μＣ／ｇを下回る下線部の環境では定電流制御から定電圧制御に切り替えることとした。定電圧値はＩＣＬローラと中間転写ドラムの間に放電を励起して最低でも＋２０μＣ／ｇのトリボを与えられる電圧ということで＋１０００Ｖに設定した。
【００８０】
なお、ここでは環境を検知して定電流、定電圧制御を切り替えているが、定電流制御を行ないながらもその時にＩＣＬローラに発生する電圧を検知して、この電圧が＋１０００Ｖを下回らないように高圧回路を駆動する、もしくはこの電圧が＋１０００Ｖを下回らないように定電流値を増やすような回路構成にしても同様の効果を得ることができる。
【００８１】
このように、Ｈ／Ｈ環境で定電圧制御を用いた構成でプリントを行ない、ＩＣＬローラ通過後のトナートリボを測定した例を表４に示す。
【００８２】
【表４】
このように、どのような環境でもクリーニングを可能にする最低のトナートリボである＋２０μＣ／ｇを維持することができるようになり、画像不良を防止することが可能になった。
【００８４】
実施例３
次に本実施例の実施例３について説明する。本実施例では実施例２と同様ＩＣＬローラに印加される電圧が、少なくともクリーニングを可能にするようなトナートリボを与える最低の電圧を維持することができる高圧電源回路を用いることを特徴とする。
【００８５】
実施例２では環境検知、もしくは定電流制御時の電圧を検知してＨ／Ｈ環境下での最低電圧を維持するような構成としたが、本実施例ではＩＣＬローラ１５にバイアスを印加する高圧電源を定電圧電源と定電流電源を直列接続２段構成とすることによって、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
本実施例における回路構成の模式図を図４に示す。
【００８７】
この回路構成では、１段目の定電圧トランス１４１はＨ／Ｈ環境下でＩＣＬローラからの放電を励起し、クリーニングに必要な最低のトナートリボを付与できるような電圧を発生する。本実施例では実施例２に倣って定電圧値を＋１０００Ｖに設定した。
【００８８】
２段目の定電流トランス１４２は、ＩＣＬローラ、高圧電源を含む閉ループに流れるＤＣ電流値を検知し、この値が常に＋２０μＡであるようにバイアスをフィードバック制御する。
【００８９】
通常環境やＬ／Ｌ環境では＋２０μＡ定電流制御時にＩＣＬローラ１５に発生する電圧は＋１．５ｋＶ以上であるため、１段目の定電圧トランス１４１が＋１．０ｋＶを発生し、残りの５００Ｖを２段目の定電流回路１４２が受け持つことになる。
【００９０】
一方、Ｈ／Ｈ環境では１段目の定電圧電源１４１の＋１．０ｋＶでクリーニングに必要な最低電圧は保証されており、この時回路には＋２０μＡ以上の電流が流れているため２段目の定電流回路１４２は動作しない。
【００９１】
このようにして本実施例の回路では通常環境、Ｌ／Ｌ環境では２段目の定電流電源により＋２０μＡ定電流制御が行なわれるためトナーが過剰に帯電することはなくネガゴーストを防止することができ、逆にＨ／Ｈ環境では１段目の定電圧電源１４１によりクリーニングに必要な最低トリボを与えることができるためクリーニング不良を防止することができるようになり、全ての環境において良好な画像を得ることができるようになった。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の像担持体上に残った転写残トナーのトリボが環境により変化することを抑制し、クリーニング不良、または、ネガゴーストの発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜３で用いた電子写真方式のフルカラープリンターの概略図である。
【図２】ＩＣＬローラを示す概略断面図である。
【図３】通常環境でのＩＣＬ電流とＩＣＬローラ通過後のトナートリボの関係を示すグラフである。
【図４】実施例３のＩＣＬ高圧回路の概念図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（第一の像担持体）
２ 中間転写ドラム（第二の像担持体）
１２ 転写ベルト（転写手段）
１４ 帯電バイアス電源
１５ ＩＣＬローラ（クリーニング部材）
Claims (5)
- 第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、環境に応じて前記定電流制御の定電流値を変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第２の像担持体の抵抗値が低下する環境においては、前記定電流制御の定電流値を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 第１の像担持体と、前記第１の像担持体との間の一次転写部で前記第１の像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される第２の像担持体と、前記第２の像担持体から転写材にトナー像を二次転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するトナー帯電部材と、前記トナー帯電部材にバイアスを印加する帯電バイアス電源と、を有し、前記トナー帯電部材によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写部で前記第１の像担持体に回収する画像形成装置において、
前記帯電バイアス電源の出力バイアスは定電流制御され、定電流制御によって前記帯電バイアス電源が出力するであろう電圧値が既定の電圧値を下回る場合には、前記帯電バイアス電源の出力が前記既定の電圧値で保持されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記帯電バイアス電源の出力バイアスは、ＡＣ電圧が重畳されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電バイアス電源は、定電圧電源と定電流電源を直列に接続した部分を有することを特徴とする請求項３または４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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