JPH0627831A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温・高湿時、あるいは低温・低湿時のよう
な環境条件においても転写ハジキのような部分的な画像
抜け、そして、不完全転写である低転写率の画像現象等
が生じない、常に高画質の画像形成が可能な信頼性の高
い画像形成装置を提供する。 【構成】 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
を介して流れる電流値を検知し、検知した電流値によっ
て画像形成装置の環境状態を検知し、転写ベルト31を感
光体ドラム10に押圧するカム38ａを駆動するステッピン
グモータを回転制御する回路に前記検知手段の情報を入
力して転写ベルト31を感光体ドラム10に所定の押圧力で
押圧する。

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、像担持体上の潜像を現像して得られ
たトナー像を、転写材搬送手段である転写ベルト装置に
より転写材である記録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】

【従来の技術】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。この感光
体ドラム周面に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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、記録紙
に転写を行う手段として転写ベルト装置を使用する画像
形成装置は、該画像形成装置を優れた装置とすることを
可能としている。しかし、環境に対する依存性は通常の
ものより少なくなってはいるがやはり残っている。

【０００７】すなわち、上記の画像形成装置では、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、像露光を行ったのち、現像バイアスが印加
された現像手段に静電的に吸引力を利用して潜像部分に
トナーを付着させて現像を行ったのち記録紙への転写を
行うものであるが、静電力を用いて画像形成を行い転写
を行う関係から得られる画像は温湿度等の環境の影響を
受けることとなる。

【０００８】そして、高温・高湿時には部分的な画像抜
けが生じる。そしてまた、この現象は転写ベルトの感光
体ドラムへの押圧力が大きい程発生しやすい。これは転
写域の電界が強すぎるために生ずる現象である。

【０００９】また、低温・低湿時には全体的に低転写率
の画像が生じる。そしてまた、この現象は転写ベルトの
感光体ドラムへの押圧力が小さい程発生しやすい。これ
は転写域の電界が弱すぎるために生ずる現象である。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものである。すなわち、高温・高湿時、あるいは低
温・低湿時のような環境条件においても部分的な画像抜
け、そして、低転写率の画像等が生じない、常に高画質
の画像形成が可能な信頼性の高い画像形成装置を提供す
ることを目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転する像
担持体周縁部に帯電手段、像露光手段、現像手段等の像
形成手段を設け、帯電、像露光、現像の工程を経て像担
持体上に形成されたトナー像を、転写材搬送部材によっ
て搬送された転写材上に転写し、転写したトナー像の定
着を行う画像形成装置において、前記画像形成装置の環
境条件を検知する検知手段を有し、検知した環境条件に
基づいて前記像担持体への前記転写材搬送部材の押圧力
を変化させることを特徴とする画像形成装置によって達
成される。

【００１２】また上記目的は、前記環境条件を検知する
検知手段は、前記転写材及び／又は転写材搬送部材に流
れる電流を検知する検知手段であることを特徴とする画
像形成装置によって達成されるものである。

【００１３】

【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。

【００１４】まず構成と作動について説明する。

【００１５】図１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ＰＣＬ
11による露光を行って感光体周面の除電をしておく。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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ともあ
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ある。

【００２２】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。

【００２３】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、回転中の片寄り防止
のため、端部にリブを設けることもある。

【００２４】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。

【００２５】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に対して電荷が注入され、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。

【００２６】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。

【００２７】すなわち、転写ベルト装置30の上流側の保
持ローラ32の軸32ａは、スライド板32ｂの先端に図示の
ように取り付けられ、スライド板32ｂに設けられた溝を
案内する２本のピンによりスライド板32ｂは上下方向に
案内可能となっている。そして、スライド板32ｂはカム
38ａの回転により間に挟んだ押圧バネ32ｃを介して上下
方向に移動されるようになっている。更に、保持ローラ
32、33の軸32ａ、33ａ及び補助ローラ39ａ、39ｂの軸は
転写ベルト装置板30ａに取り付けられ転写ベルト31を張
架して転写ベルト装置30としてユニット化されていて、
転写ベルト装置板30ａは保持ローラ33の軸33ａを中心と
して回動可能となっている。そして、このスライド板32
ｂの上下方向の移動により、転写ベルト装置30は前述の
ように保持ローラ33の軸33ａを回動中心とし回動し、従
って転写ベルト31は感光体ドラム10に当接したり、ある
いは離間することになる。

【００２８】図示の状態は、カム38ａの反時計方向の回
転によりスライド板32ｂが、押圧バネ32ｃを介して転写
ベルト31が感光体ドラム10を押圧するように移動した状
態を示している。前述の多色像形成中は、カム38ａが時
計方向に回転してスライド板32ｂが下方に移動し、従っ
て前述のように転写ベルト31が感光体ドラム10より離間
することになる。そして、カム38ａの回転は、図示せざ
るマイコンに制御された例えばステッピングモータ等の
回転動力により回転制御される。そして、前述のスライ
ド板32ｂ、押圧バネ32ｃ、カム38ａ、及びカム38ａの回
転動力となる例えばステッピングモータ等は、後述の押
圧力変換手段38を構成することになる。

【００２９】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。

【００３０】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
等により排出あるいは貯留される。

【００３１】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。

【００３２】本発明者は、温湿度が高いときには転写ベ
ルト31の感光体ドラム10を押圧する押圧力を低くし、温
湿度が低い時には前記押圧力を高くすることによって部
分的な画像抜け、及び全体的な低転写率の両不具合を補
償することが可能であることを見出した。

【００３３】すなわち、本発明は、実施例として示した
上記の画像形成装置において、該装置内の環境検知手段
の情報を、前述の押圧力変換手段38を構成するカム38ａ
を回転駆動する例えばステッピングモータを回転制御す
るマイコンに入力し、転写ベルト装置30の転写ベルト31
を感光体ドラム10に所定の押圧力で押圧するものであ
る。もちろん、押圧力が可変であれば、これ以外の構成
でもよい。

【００３４】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、画像形成装置の環境状態を検知
し、これによって前述のように転写ベルト装置30の転写
ベルト31を感光体ドラム10に所定の押圧力で押圧するよ
うにした構成を示したものである。

【００３５】図２において、前述のように環境状態の検
出情報によりマイコン制御される前記押圧力変換手段38
を構成する一連の部材であるステッピングモータ38ｂに
より回転駆動されるカム38ａによりスライド板32ｂが押
圧バネ32ｃを介して上方向に移動する時は、転写ベルト
装置30の転写ベルト31は感光体ドラム10を補助ローラ39
ａより図示左側の転写ベルト31が巻き込み当接する区間
を転写域35とすることになる。そして、該転写域35が所
定の押圧力により押圧されることになる。

【００３６】なお、本実施例においては、補助ローラ39
ａを設けることにより転写域を広くとることを可能と
し、転写がより良好に行なわれるようになっている。

【００３７】32ｄ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は常に接地状態もしくは所定の電
位に保持され、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出
力される。

【００３８】図４は、電流検知回路出力電圧と前述の転
写ベルト31の感光体ドラム10を押圧する押圧力の関係を
示すグラフである。

【００３９】すなわち、図４は電流検知回路41より入力
インタフェイス45に対して、0.18Ｖ／μＡの割合で電流
が電圧変換された出力電圧と押圧力の関係を示してい
る。そして、出力電圧により押圧力は200gr、150gr、10
0grの３種類の押圧力で転写ベルト31は感光体ドラム10
を押圧することになる。もちろん、さらに多くの多段制
御、あるいは連続的に押圧力を制御すれば、なお好まし
い。

【００４０】なお、前記押圧力は次のように定義する。

【００４１】すなわち、巾25mmの紙を転写域全長に挟ん
で下流側より引っ張った時の静摩擦力の値をもって押圧
力とする。

【００４２】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に入力した電圧信号をＲＯＭ
43に格納された図４のグラフを満足するプログラムに基
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ＲＡＭ44を有していて、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、前述のカム38の回転動力であるステッピングモータ
38ｂを回転制御して図４に示す押圧力になるように制御
する。

【００４３】また、実施例として示した上記の画像形成
装置において、該装置内に取り付けられた環境検知手段
として温度、湿度検知センサの情報により前記押圧力を
制御する場合について説明する。

【００４４】図５は、温度、湿度の組み合せによりＡ領
域の場合は100gr、Ｂ領域の場合は150gr、Ｃ領域の場合
は200grの押圧力にるように押圧力を制御することによ
り画像形成装置の画像が保証されることを示すグラフで
ある。

【００４５】そして、温度、湿度検知センサからの信号
を図２の場合と同様に入力インタフェイス45に入力し、
前記信号をＲＯＭ43に格納された図５のグラフを満足す
る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ＲＡＭ44を有す
る制御回路により処理し、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、前述のカム38の回
転動力であるステッピングモータ38ｂを回転制御して図
５に示す押圧力になるように制御することになる。

【００４６】

【発明の効果】本発明により、高温・高湿時、あるいは
低温・低湿時のような環境条件においても部分的な画像
抜け、そして、低転写率の画像等が生じない、常に高画
質の画像形成が可能な信頼性の高い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】本発明に基づく画像形成装置の一実施例を示す
構成断面図。

【図２】本発明の要部構成及び回路構成を示した図。

【図３】電流検知回路図の一例を示した図。

【図４】電流検知回路出力電圧と転写ベルト押圧力の関
係を示すグラフ。

【図５】温度、湿度による画像を保証する転写ベルト押
圧力を表すグラフ。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 30 転写ベルト装置 30ａ 転写ベルト装置板 31 転写ベルト 32、33 保持ローラ 32ａ、33ａ 軸 32ｂ スライド板 32ｃ 押圧バネ 34 ブラシ 35 転写域 38 押圧力変換手段 38ａ カム 38ｂ ステッピングモータ 39ａ、39ｂ 補助ローラ 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 Ｐ 記録紙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する像担持体周縁部に帯電手段、像
   露光手段、現像手段等の像形成手段を設け、帯電、像露
   光、現像の工程を経て像担持体上に形成されたトナー像
   を、転写材搬送部材によって搬送された転写材上に転写
   し、転写したトナー像の定着を行う画像形成装置におい
   て、前記画像形成装置のおかれた環境条件を検知する検
   知手段を有し、検知した環境条件に基づいて前記像担持
   体への前記転写材搬送部材の押圧力を変化させることを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記環境条件を検知する検知手段は、前
   記転写材及び／又は転写材搬送部材に流れる電流を検知
   する検知手段であることを特徴とする請求項１に記載の
   画像形成装置。