JPH05265300A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温湿度の環境に関係なく、良好な安定した画
像が得られるような再露光を行うようにした画像形成装
置を提供する。 【構成】 像担持体上に複数回の画像形成を行い、少く
とも１つの形成されたトナー画像に対し再帯電を行うと
ともに少くとも１つの形成されたトナー画像に対し再露
光を行ったのち転写・定着を行う画像形成装置におい
て、再露光時の書き込み光量を変更する変更手段を有し
ていて環境条件の変動に対応して再露光の光量を変更す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機等の画像
形成装置に係わり、像担持体上に潜像を形成しこれを現
像してトナー像とする工程を複数回繰り返し、得られた
多色のカラートナー像を転写紙上に物理的手段によって
転写したのち、トナー像の付着した記録紙を定着手段に
搬送し定着を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】電子写真複写機等の画像形成装置にあっ
ては、帯電器によって像担持体である例えば感光体ドラ
ム周面に一様に帯電した後、感光体ドラム周面に像露光
を行ない静電的な潜像を形成する。この潜像は現像手段
によって現像・顕像化されてトナー像となる。感光体ド
ラムの周縁部に色の異なるトナーを内蔵した現像手段を
配設し、順次異なる現像手段を作動させて感光体ドラム
周面に多色のトナー像を重ねて形成したのち、形成され
たトナー像はタイミングを合せて給送される記録紙上に
物理的手段によって転写され、トナー像の転写を受けた
記録紙は感光体ドラムから分離され、定着手段に搬送さ
れ、そのトナー像は記録紙上に定着されたのち装置外に
排出される。

【０００３】この感光体ドラム周面に付着したトナー像
の記録紙上への転写手段としては、記録紙の背後より放
電を行う転写器によってトナーの帯電とは逆極性の帯電
が施されてトナー像の記録紙上への転写が行われ、転写
後分離器によって交流の高電圧が印加されて除電され、
記録紙は感光体ドラムから分離することがなされてい
る。しかし転写性及び分離性を確実に保持することは困
難で、特に感光体ドラムのドラム径が大きい場合には分
離しにくく、トナー像の転写を終了した記録紙は分離さ
れないまま感光体ドラムに付着し紙詰まり等を起こし易
いという欠点を有している。この欠点を改善した技術と
して転写材搬送手段である転写ベルト装置が用いられ
る。

【０００４】転写ベルト装置は、複数の保持ローラによ
って張設された転写ベルトを感光体ドラムと同速度をも
って回転するようにする。該転写ベルト装置には記録紙
に電荷を与えて、記録紙を転写ベルトに静電気力によっ
て吸着させる電荷付与手段が設けられていて、記録紙は
転写ベルトに付着した状態で転写部で感光体ドラムと接
触し、転写部ではトナー帯電と逆極性の高電圧が定電流
制御のもとに印加されてトナー像の転写を行っている。
かかる転写ベルト装置では転写部において優れた転写効
率、分離効果を得ることができる。

【０００５】かかる転写ベルト装置は感光体ドラム上に
トナー像を重ねて形成して一度に記録紙に転写を行うよ
うにしたカラー画像形成装置では特に好ましい装置とし
て用いられる。かかるカラー画像形成装置では感光体上
でトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム周
縁部に備えるためドラム径は大きくなり、従来の静電転
写分離方式では十分な分離性能が得られないのでより確
実な分離性能を必要とすることと、トナー像を重ねる方
式ではトナー付着量が大きくなるため、大きな転写電荷
量が必要になるので大きな転写電荷保持能力を持つこと
を必要とすることの２点において転写ベルト装置は優れ
ているからである。

【０００６】上記のカラー画像形成装置では、スコロト
ロン等の帯電手段によって静電的に感光体ドラム表面を
帯電し、レーザ光を用いての像露光を行ったのち、現像
バイアスが印加された現像手段によって、静電的な吸引
力を利用して像露光がなされた潜像部分にトナーを付着
させて現像を行う反転現像を複数回繰返して行ったのち
転写材への転写を行うものであるが、感光体表面へのト
ナーの付着状態は一層に付着していることもまた多層の
こともあり、静電的なトナーの付着状態も一様ではなく
異なった電位状態となっている。そのために転写にあた
って感光体上の総てのトナーが満足な状態で転写されな
いことがある。条件をそろえて一様な転写がなされるよ
うにするために、画像部であるトナーの付着箇所にレー
ザ光による再露光を行うことがなされる。感光体上での
付着トナーの静電的な条件をそろえるだけであればトナ
ーの付着した状態で全面露光を行うことによってもよい
が、全面露光を行うと付着トナーは周囲にちって、画像
の鮮鋭度が害われてしまう。かかるところから感光体上
の付着トナーに対して、転写に先だってレーザ光による
再露光が行われる。

【０００７】

【発明の目的】しかし本発明者らは多くの実験を行った
結果、同一条件で再露光を行っても転写画像は必らずし
も同じではなく、時には再露光を行わない方がよい転写
画像が得られることがあった。このような差異が生じる
原因は、装置の置かれている環境や記録紙の含水率等に
よることが大きく、良好な転写画像を得るには環境条件
等に応じた対応を必要とすることを見出した。本発明は
常に良好な転写画像が得られるような再露光を行う画像
形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【発明の構成】本発明は上記目的を達成するもので、本
発明は像担持体上に複数回の画像形成を行い、少くとも
１つの形成されたトナー画像に対し再帯電を行うととも
に少くとも１つの形成されたトナー画像に対し再露光を
行ったのち転写・定着を行う画像形成装置において、再
露光時の書き込み光量を変更する変更手段を有すること
を特徴とする画像形成装置を提供するものである。そし
てこの変更手段は装置のおかれた環境条件の変動に対応
して再露光の光量を変更するよう構成することが実施態
様として挙げられる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の画像形成装置の一実施例とし
てカラー画像形成装置の構成を示す構成断面図である。
まず構成と作動について説明する。

【００１０】図において10は像担持体である感光体ドラ
ムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接地さ
れて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯電
器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_Hの一様な帯電をＶ_G
に電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコ
ロナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯電器
12による帯電に先だって、前プリントまでの感光体の履
歴をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ11に
よる露光を行って感光体周面の除電をしておく。

【００１１】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体
ドラム10の回転（副走査）によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行ない、文字部の方
が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形成する。

【００１２】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器14
が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを内
蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によっ
て行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわ
りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエ
ステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シ
リカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、
現像剤は層形成棒によって現像スリーブ141上に300〜60
0μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送される。

【００１３】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.4〜
1.0mmとして、この間にＶ_ACのＡＣバアイスとＶ_DCのＤ
Ｃバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナー
の帯電極性は同極性であるため、Ｖ_ACによってキャリア
から離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ_DCより電
位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低い
Ｖ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１４】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一様
帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露光
手段13によって形成される。このとき１色目の画像形成
行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００１５】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞Ｖ
_Lとなる中間電位とすることもある。

【００１６】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。このようにして顕像を保持した感
光体ドラム10は更に回転し、像露光手段13のレーザ走査
によって画像部分に対して再露光が行われる。このトナ
ー像上へのレーザによる再露光は次の転写工程で良好な
転写が行われるようなされるもので、後に説明するよう
に、再露光時の書き込み光量を変更する変更手段を有し
ていて、環境条件の変動に対応して再露光の光量を変更
するよう構成されている。

【００１７】一方、給紙カセット21より給紙機構22によ
って給送された記録紙Ｐは、転写ベルト31を張架した転
写ベルト装置30によって転写域へと給送され、感光体ド
ラム10周面上の多色像が一括して記録紙Ｐ上に移され
る。

【００１８】転写ベルト31はウレタンゴムの基体の外側
ＦＬＣ層を形成した10⁸〜10¹⁴Ω・cm抵抗を持つ厚さ0.4
〜1.0mmの無端状のゴムベルトで、回転中に片寄り防止
のため、端部にリブを設けることもある。

【００１９】なお、除電機構等を設ければＰＥＴなどの
フィルムや、これらを塗布したものなど高抵抗ベルトで
も良い。

【００２０】この転写ベルト31を張架する保持ローラ3
2，33の上流側保持ローラ32の軸32ａに対してはＶ_PCの
電圧が印加されており、この軸32ａに転写ベルト31を介
して設置する位置には記録紙Ｐへの電荷付与手段として
導電性のブラシ34が接地状態で接地されている。給送さ
れて来た記録紙Ｐはブラシ34と転写ベルト31の間に進入
し、ブラシ34より記録紙Ｐに対して帯電が施こされ、記
録紙Ｐと転写ベルト31との間に吸着力が生じる。このあ
と記録紙Ｐは感光体ドラム10と転写ベルト31とで形成さ
れるニップ部（転写域）35に進入し、転写ベルト31裏面
よりコロナ放電器36あるいはこれに代えてバイアスロー
ラにより転写電界が付与され、記録紙Ｐ上に多色像が転
移する。

【００２１】感光体ドラム10より分離した記録紙Ｐは、
転写ベルト31を張架する下流側の保持ローラ33の軸33ａ
を対向電極としてＡＣコロナ放電による除電を受けたの
ち、あるいはＡＣコロナ放電を受けながら転写ベルト31
から分離する。37はクリーニングブレードで回転する転
写ベルト31に付着したトナーを除去する。この転写ベル
ト装置30の転写ベルト31は多色像形成中は下流側の保持
ローラ33の軸33ａを回動中心として感光体ドラム10より
離間されている。

【００２２】転写ベルト装置30から分離した多色像を保
持した記録紙Ｐは、少くとも一方のローラ内部もしくは
ごく近傍にヒータを有する２本の圧着ローラからなる定
着装置23へと搬送され、圧着ローラ間で熱と圧力を加え
られることにより付着トナーは溶融し、記録紙Ｐ上に固
定されたのち、装置外へ排出される。

【００２３】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器15により除
電を受けたのち、クリーニング装置16にいたり感光体に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード16ａによ
ってクリーニング装置16内に掻き落とされ、スクリュー
等により排出そして、回収ボックスに貯留される。なお
上記の除電器15はその配置によっては、図１に示すよう
に記録紙の除電を兼ねることが可能である。

【００２４】クリーニング装置16によって残留トナーを
除去された感光体ドラム10はＰＣＬ11による露光を受け
たのちスコロトロン帯電器12によって一様帯電を受け、
次の画像形成サイクルにはいる。多色像形成中はクリー
ニングブレード16ａは感光体表面から離間され、除電器
15によるＡＣ除電はＯＦＦ状態に保たれる。

【００２５】本発明のカラー画像形成装置は、装置のお
かれた環境や記録紙の紙厚、含水率等を検知する温湿度
計やその他の検知手段を設けておいて、その検知条件に
応じて前記の再露光時の書き込み光量を最高光量から再
露光なしの状況まで選択するよう光量を変更する変更手
段を設けたもので、以下実施例として説明する検知手段
は紙帯電電流検知手段であって、温湿度や紙厚等を複合
的に検知し、この検知結果にもとづいて再露光光量を制
御するようにしたものである。

【００２６】即ち実施例として示した上記の画像形成装
置において、記録紙Ｐに電荷を与え転写ベルト31に記録
紙Ｐを吸着させるブラシ34等の電荷付与手段が記録紙Ｐ
を介して、或いは記録紙Ｐを介することなく転写ベルト
31に当接した際流れる電流値を検知し、検知された電流
値によって、再露光時の書き込み光量の制御がなされ
る。

【００２７】図２は記録紙Ｐに電荷を与え転写ベルト31
に記録紙Ｐを吸着させるブラシ34等の電荷付与手段が記
録紙Ｐを介して或いは介することなく転写ベルト31に当
接した際流れる電流値を検知する検知手段を設け、検知
した電流値によって、再露光時の書き込み光量を制御す
る回路構成を示したものである。

【００２８】38は上流側の保持ローラ32の軸32ａにＶ_PC
のバイアス電圧を印加するための電源で、保持ローラ32
は導電性の金属材からなるローラである。導電性の繊維
材からなるブラシ34は接地状態あるいは、非線形素子抵
抗を介して設置状態にあって、転写時にはブラシ34の毛
先部分が転写ベルト31に当接し、給送されて来た記録紙
Ｐはブラシ34と転写ベルト31との間に送り込まれる。こ
こで記録紙Ｐには電荷が注入されて一様に帯電し、転写
ベルト31に吸着されて転写域へと送られるが、検知手段
としては記録紙Ｐが通過している状態、すなわちブラシ
34が記録紙Ｐを介して転写ベルト31に当接した状態、又
は記録紙Ｐが通過していない状態、すなわちブラシ34が
転写ベルト31に当接した状態で電流検知回路41によって
この電荷付与手段に流れる電流Ｉ_BRを検知する。図３は
具体的な電流検知回路41の回路構成を示したもので、入
力インタフェイス45に対して0.18Ｖ／μＡに電流値は電
圧変換された形で電圧Ｖ_BRとして出力される。

【００２９】本発明者らが、ブラシ34等の電荷付与手段
が直接転写ベルトに摺接した状態で流れる電流値Ｉ
_BR（又は電圧変換されたＶ_BR）が低温低湿（ＬＬ）時と
高温高湿（ＨＨ）でどの程度の差異が認められるかを実
験的に求めたところ下記の実験値が得られた。

【００３０】 環 境 ＬＬ ＮＮ ＨＨ （温度、相対湿度） 10℃，20％ 20℃，50％ 32℃，80％ ブラシ電流Ｉ_BR（μＡ） ０〜３ ５〜８ 10〜 本発明者らはブラシ34が記録紙Ｐを介して転写ベルト31
に当接した状態で流れる電流値Ｉ_BRを検知するときは、
上記の環境条件に加えて記録紙Ｐの紙厚や含水率等の情
報が加えられていることとなるので、ブラシ34が記録紙
Ｐを介して転写ベルト31に当接した状態で流れる電流値
Ｉ_BRについて高温高湿（ＨＨ）から低温低湿（ＬＬ）ま
で多くの実験を行い、各条件下での最適とする像露光手
段13による再露光光量Ｌ_Rの関係Ｌ_R（Ｉ_BR）を求めた。

【００３１】このブラシ電流値Ｉ_BRと最適とする再露光
光量との対応表の一例を示したのが図４である。この実
施例の画像記録装置ではプロセス速度が３段階（Ｇ：12
mm/sec，Ｅ：37mm/sec，Ｎ：74mm/sec）に切替わる構成
となっているので、それぞれのプロセス速度についての
対応表を示している。また像露光手段13による再露光光
量Ｌ_Rを変更する変更手段としてはパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ変更）によって光量を変更する手段、レーザパワ
ー（出力）を変更して光量を変更する手段、像露光手
段13の光路上に光学系スリットを移動させることで光量
を変更する手段、像露光手段13の光路上にフィルタを
挿脱して光量を変更する手段等が挙げられるが、図４に
示した実施例はＰＷＭ値を可変とする変更手段を設け
て、ブラシ電流値Ｉ_BRに対応して変動するようにしてい
る。

【００３２】この電荷付与手段の電圧変換されたブラシ
電流値Ｉ_BRと再露光光量Ｌ_Rの制御値との関係Ｌ
_R（Ｉ_BR）は入力信号の演算処理に必要なプログラムと
してＲＯＭ43に格納される。なお、条件値Ｌ_R（Ｉ_BR）
は環境の変化に対応して、電流検出分解能と出力制御分
解能の許す限り多段制御するよう、この関係はプロセス
速度Ｇ，Ｅ，Ｎ毎にＲＯＭ43に格納される。

【００３３】図２に示した検知手段につづく制御回路
は、入力インタフェイス45に入力した電流信号をＲＯＭ
43に格納されたプログラムに基づいて所定の演算を行う
制御部42と、演算結果やデータ等を一時的に記憶するＲ
ＡＭ44を有していて、プロセス速度とブラシ電流値Ｉ_BR
による演算結果に基づいた信号を出力インタフェイス46
を介して出力し、像露光手段13のＰＷＭ値を制御する。

【００３４】以上説明した実施例は環境条件の変動を検
知する検知手段として、電荷付与手段での電流検知によ
る検知手段を用いたが、勿論これに限定するものではな
い。また実施例では、電荷付与手段としてブラシを用い
た例について説明したが、ブラシに代えて転写ベルト上
を回転する導電性のローラを用いた場合にも同様適用さ
れ、また表示したブラシ電流値Ｉ_BRは同じ環境において
もブラシ材質やベルト材質、設計条件によっても相異す
るので、材質や設計に応じた対応表を用いることが必要
となる。

【００３５】また感光体ドラム10上にトナー画像を形成
したのちに行われる再露光についても、像露光手段13に
よる再露光に先だってはスコロトロン帯電器12による形
成されたトナー画像上への一様帯電は行わず、最終に形
成されたトナー画像部分を除いたトナー画像部分に対し
て再露光を行い、この再露光時の書き込み光量を環境条
件の変動に対応して変更することが好ましい態様であ
る。勿論像露光手段13による再露光に先だってスコロト
ロン帯電器12によって形成されたトナー画像上に一様帯
電を行い、トナー画像全域に対して再露光を行い、この
再露光時の書き込み光量を環境条件の変動に対応して変
更するようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明による再露光を行うようにした画
像形成装置では、高湿時のハジキの現象もなくなり、ま
た低湿時で転写性が落ちることもなく、環境条件に関係
なく常に良好な転写がなされ、安定して良好な転写画像
が得られる画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

【図２】本発明の要部回路構成図を示したものである。

【図３】電流検知回路図の一例を示したものである。

【図４】ブラシ電流と画像部再露光量との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 11 ＰＣＬ 12 スコロトロン帯電器 13 像露光手段 14 現像器 15 除電器 16 クリーニング装置 21 給紙カセット 22 給紙機構 23 定着装置 30 転写ベルト装置 31 転写ベルト 32，33 保持ローラ 34 ブラシ（電荷付与手段、検知手段） 35 ニップ部（転写域） 36 コロナ放電器（転写用） 37 クリーニングブレード（転写ベルト） 38 電源 39 定電流制御回路 41 電流検知回路 42 制御部 43 ＲＯＭ 44 ＲＡＭ 45 入力インタフェイス 46 出力インタフェイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４ Ｚ 15/04 １２０ 9122−2Ｈ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に複数回の画像形成を行い、
   少くとも１つの形成されたトナー画像に対し再帯電を行
   うとともに少くとも１つの形成されたトナー画像に対し
   再露光を行ったのち転写・定着を行う画像形成装置にお
   いて、再露光時の書き込み光量を変更する変更手段を有
   することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記変更手段は環境条件の変動に対応し
   て再露光の光量を変更するよう構成したことを特徴とす
   る請求項１の画像形成装置。