JPH0635337A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温湿度等の環境変化の影響を受けず安定した
転写条件やプロセス条件の設定が行われる画像形成装置
を提供する。 【構成】 像担持体である感光体ドラム10の周縁にＰＣ
Ｌ、スコロトロン帯電器、レーザ書込み装置、複数の現
像器、転写ベルト装置30、クリーニング装置等を設け、
帯電、像露光、現像の工程を繰り返し感光体ドラム10上
にトナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成する画像
形成装置において、前記転写ベルト装置30の上流側保持
ローラ32の記録紙Ｐの進入位置に電荷付与手段であるブ
ラシ34を備え、上記保持ローラ32には紙帯電用スイッチ
Ｓ（38）をＯＮしてバイアス電圧を印加し、ブラシ34に
より記録紙Ｐが通過する間に紙帯電電流を検知し、紙帯
電電流検知後転写用スイッチＳ（39）をＯＮし、検知結
果より上記転写ベルト装置30の転写器36に適正なバイア
ス条件或いはプロセス条件を制御するようにした転写ベ
ルト装置30を備えたことを特徴としている。

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、回転する転写ベルトを有する転写ベルト
装置により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ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いて多色画像を得るには
多くの方法・装置が提案されている。その１つとして、
像担持体である感光体上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と、カラートナーによる現像を繰返し、感光体上
で多色トナー像を重ねたのち転写材上に転写して多色画
像を得る方法が提案され、実施されている。この多色画
像形成の基本プロセスは本出願人による特開昭60-75850
号、同60-76766号、同60-95456号、同60-95458号、同60
-158475 号公報等によって開示されている。

【０００３】上記多色画像を得る画像形成装置では、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のでドラム径は大きくなり転写材の
分離性能が悪化するので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。それでより確実な分離手段
が必要とされることと、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ち、分離性能の良
好な転写ベルト装置が好ましく用いられる。

【０００４】転写ベルト装置は、複数の保持ローラによ
って張設された搬送部材である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。この転写ベル
ト装置に転写材である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、転写域ではトナー帯
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】

【発明の目的】前記の画像形成装置では、その設置場所
が多湿な場所であったり、高温多湿の季節に使用する
と、記録紙が吸湿して含水量が増加し記録紙の抵抗値が
変動したり、転写ベルトの抵抗値が変動し、感光体ドラ
ム上に付着したトナー像の転写において、転写が不完全
に行われ転写した画質が低下する。また、低湿下では転
写電流が不足し、トナー像の転写が不十分となるという
問題点があった。

【０００６】このような問題点を解決する１つの方法と
して、転写材もしくは転写材と転写ベルト装置の搬送部
材に電圧を印加し、そのとき流れる電流を検知すること
により転写条件やその他のプロセス条件を設定する方法
が行われている。

【０００７】しかしながら、転写電界を付与するための
出力電流、もしくは出力電流が、制御されることにより
変動すると、転写紙やベルトを通して、電流検知手段に
流れ混む電流が変動し、転写紙やベルトの環境変化を正
確に検知できなくなる。

【０００８】本発明は、前記の問題点を解決して、温湿
度の影響を受けずに良好な転写がなされる転写ベルト装
置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【発明の構成】上記目的は、帯電、像露光、現像の工程
を繰り返し像担持体上にトナー像を重ね合わせて多色ト
ナー像を形成し、該多色トナー像を転写材に転写するた
め、保持ローラ間に張架・回転する転写ベルト装置を備
えた画像形成装置において、前記転写ベルト装置の前記
転写材に転写電界を付与するための転写電源と、前記転
写材もしくは前記転写材と前記転写ベルト装置の搬送部
材の抵抗値によって変動する紙帯電電流値を検知するた
めの検知手段を備え、該検知手段による紙帯電電流検知
が終了したあとに、前記転写電源をＯＮすることを特徴
とする画像形成装置によって達成される。

【００１０】

【発明の構成の説明】転写ベルト装置を備えた画像形成
装置では、記録紙先端が転写抜けになる現象を防止する
ため、転写電源はかなり早めにＯＮするよう構成されて
いるが、紙帯電電流を検知してプロセス制御を行う場
合、紙帯電電流の電流検知時に転写電源がＯＮされてい
ると転写ベルトを通して電流が流れ込み、電流検知した
値が影響を受け、正常な検知ができなくなる。これを防
止するため、本発明は転写電源のＯＮを紙帯電電流検知
が終了してから行うようにしたものである。

【００１１】

【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断面図である。図１
によって本実施例の基本的な構成、動作について説明す
る。

【００１２】図１において、10は像担持体である感光体
ドラムで、例えば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周面に対し負のＶH（-
600〜-800Ｖ）の一様な帯電を所定電位ＶG（-550〜-850
Ｖ）に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による帯電に先立って、前プリントまでの感光体の履
歴を除去する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。

【００１３】感光体ドラム10への一様帯電ののち像露光
手段であるレーザ書込み装置13により画像信号に基づい
た像露光が行われる。この像露光はコンピュータからレ
ーザ書込み装置13に、又は画像読取り装置から入力され
る画像信号を画像信号処理部によって処理を行ったのち
レーザ書込み装置13に入力して感光体ドラム10上に照射
し潜像形成が行われる。

【００１４】レーザ書込み装置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回転多面鏡131、ｆθ
レンズ132等を経て複数の反射鏡133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。本実施例では画像部に
対して上記画像信号に基づいて露光を行ない、画像部が
電位の絶対値が低いＶL（-100Ｖ〜０）となるような反
転潜像を形成する。

【００１５】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）等の負に帯
電したトナーＴ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
磁石体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
てその周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、荷電
制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーＴ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14
1上に300〜800μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送
される。

【００１６】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、現像スリーブ141と感光体ドラム10との間
にはＶAC（1.5〜3.0ＫＶ_P-P）のＡＣバイアス電圧とＶD
C（-500〜-700Ｖ）のＤＣバイアス電圧が重畳して印加
される。ＶDCとＶH及びトナーＴの帯電は同極性（負）
であるため、ＶAC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ＴはＶDCより電位の絶対値の高い
ＶHの部分には付着せず、ＶDCより電位の絶対値の低い
ＶL部分にその電位差に応じたトナー量が付着し顕像化
（反転現像）が行われる。

【００１７】１色目の顕像化が終わったのち２色目の画
像形成工程に入り、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
成工程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像
部に付着したトナーＴが周りの電位の急激な低下により
飛散するため行われない。

【００１８】再び感光体ドラム10周面の全面に亙って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作られ現像が行われ
るが、１色目の画像がある部分に対し再び像露光・現像
を行う部分では、１色目の付着したトナーＴによる遮光
とトナー自身のもつ電荷によってＶTの潜像が形成さ
れ、ＶDCとＶT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部分では１色目の現像を
ＶLの潜像を作って行うと、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ＶH＞ＶM
（-100〜-300Ｖ）＞ＶLとなる中間電位とすることもあ
る。

【００１９】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成工程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
のトナー像が形成される。

【００２０】一方、給紙カセット21より給紙機構22及び
タイミングローラ24によって上記感光体ドラム10上のト
ナー像と同期して給送される記録紙Ｐは、搬送部材であ
る転写ベルト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周面上の多色トナー
像が一括して記録紙Ｐ上に転写される。

【００２１】転写ベルト31は例えばウレタンゴムの基体
の外側ＦＬＣ層を形成した10⁶〜10¹⁴Ω・cmの抵抗を持
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。

【００２２】この転写ベルト31を張架する保持ローラ3
2，33の上流側の保持ローラ32の軸32ａに対しては、約
２ＫＶのバイアス電圧が記録紙Ｐの先端が到達する以前
に後述する紙帯電用の電源によって印加される。また、
この軸32ａに転写ベルト31を介して接する位置には記録
紙Ｐへの帯電付与手段として導電性のブラシ34が後述す
る転写電流流出制御素子や電流検知回路を経て接地状態
で設置されている。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一様に帯電し、記録紙Ｐと転写ベ
ルト31との間に吸着力が生じ、記録紙Ｐは転写ベルト31
によって吸着・搬送される。これにより記録紙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
である転写器36あるいはこれに代えたバイアスローラに
後述する電源から定電流制御回路を経て約６ＫＶのバイ
アス電圧が印加され転写電界が付与されるので、記録紙
Ｐ上に多色トナー像が一括して転移し転写が行われる。

【００２３】感光体ドラム10より分離し多色トナー像を
保持した記録紙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を対向電極として位置を変更した
除電器15による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は多色トナー像形成中は下流
側の保持ローラ33の軸33ａを回動中心として保持ローラ
32が時計方向に回動し感光体ドラム10より離間されてい
る。

【００２４】転写ベルト装置30から分離した多色トナー
像を保持した記録紙Ｐは、少くとも一方のローラ内部も
しくは外部の近接した位置にヒータを有する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。

【００２５】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、クリーニング手段であるクリーニング
装置16に至り感光体に当接したゴム材からなるクリーニ
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。

【００２６】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によって露光を受
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入る。多色トナー像形成中
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除電は不作動状態にされる。

【００２７】本発明の画像形成装置は、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
の電荷付与手段を備え、そのブラシ34の記録紙Ｐに接触
する部分を通して流れる、記録紙Ｐ及び転写ベルト31の
抵抗値によって変動する電流値を検知し、検知された電
流値によって、転写器36の電源の電流制御或いは他のプ
ロセス制御を行うようにしたもので、図２は図１の転写
ベルト装置の要部回路構成を示す図である。

【００２８】図２において、Ｅ38は紙帯電用電源で、約
２ＫＶのバイアス電圧がスイッチＳ（38）を介して上流
側の保持ローラ32の軸32ａに印加される。またＥ39は転
写電源で、コロナ放電器からなる転写器36にスイッチＳ
（39）と定電流制御回路39を介して約６ＫＶのバイアス
電圧が印加される。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、又は非線形素子又は抵抗を介して接地状態に
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。記録紙Ｐ先端が転写ベル
ト31とブラシ34との間に進入する僅か前から制御部42の
制御によりスイッチＳ38がオンになり、保持ローラ32に
は紙帯電用電源Ｅ38のバイアス電圧が印加されるので記
録紙Ｐには電荷が注入されて一様に帯電する。これによ
り記録紙Ｐは転写ベルト31に吸着されてニップ部（転写
域）35へと搬送されるが、記録紙Ｐの先端が通過して安
定状態にはいると間もなく電流検知回路41によってこの
ブラシ34（電荷付与手段）に流れる電流値を検知する。

【００２９】図３に示すタイムテーブルは紙帯電用のス
イッチＳ（38）がＯＮし、記録紙Ｐ先端が転写ベルト31
とブラシ34との間に進入し、安定状態にはいると間もな
く、複数回例えば５〜10msecの間隔で紙帯電電流値を測
定し、その平均値が読み取られることを示している。本
発明は紙帯電電流値の読み取りが終わってから転写用の
スイッチＳ（39）をＯＮして転写バイアスを印加するよ
うに制御し、正しい紙帯電電流値が読み取られるように
したものである。

【００３０】図４は具体的な電流検知回路41の回路構成
を示したもので、入力インタフェース45に対して0.18Ｖ
／μＡに電流値は変換された形で出力される。

【００３１】本実施例では、葉書を始めとして厚さや種
類の異なる各種の記録紙とＯＨＰ用の透明シートについ
て、記録紙の電荷付与手段のブラシ電流値と、適正な転
写器36に印加する転写電源電流値との関係を求めた。図
５はこの関係カーブを示したもので、このカーブは入力
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。

【００３２】本実施例の制御回路は、入力インタフェー
ス45に入力した電流信号をＲＯＭ43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ース46を介し
て出力する。これにより制御部42よりの指示によってス
イッチＳ（39）がＯＮして転写器36への電流値を定電流
制御回路39により上記演算結果によって決められた電流
値に制御して転写器36のコロナ放電電圧を適正な値に維
持し、感光体ドラム10上の多色トナー像を一括して記録
紙Ｐ上に転写させるようにしたものである。かかる構成
により常に一定したバイアス電圧により電流値(抵抗値)
検知が行われ、その結果に基づいて環境条件に応じた適
正な転写電界を転写器36に付与することができた。

【００３３】なお、本実施例においては、紙帯電電流値
から転写条件を制御する実施例について説明したが、こ
れ以外のプロセス制御にも用いることができる。また記
録紙Ｐへの電荷付与手段としてブラシ34を用いた例につ
いて説明したが、ブラシ34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ついても適用するこ
とが可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明は前記のように、電荷付与手段を
用いた電流検知は、紙帯電電流の検知がなされたのち転
写電源をＯＮとするよう構成したので、検知された情報
は精度のよい情報であって、その結果によって転写用の
電源の出力或いはプロセス条件を制御する構成としたの
で、転写条件を制御するようにしたときは常に環境条件
に応じた適正な転写電界によって転写が行われ、温湿度
等の環境条件に左右されずに常に良好な転写画像が得ら
れる画像形成装置を提供することができることとなっ
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概略構
成図である。

【図２】図１の転写ベルト装置の要部回路構成を示す図
である。

【図３】本発明の電流値検知及び転写電界付与との関係
を示すタイムチャートである。

【図４】図２の電流検知回路の一例を示す回路図であ
る。

【図５】ブラシ電流と適正転写電流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（像担持体） 11 ＰＣＬ 12 スコロトロン帯電器 13 レーザ書込み装置 14 現像器 15 除電器 16 クリーニング装置 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） 35 ニップ部（転写域） 36 転写器 39 定電流制御回路 41 電流検知回路 42 制御部 45 入力インタフェース 46 出力インタフェース Ｐ 記録紙 Ｅ38 紙帯電用電源 Ｅ39 転写用電源 Ｓ（38） 紙帯電用スイッチ Ｓ（39） 転写用スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電、像露光、現像の工程を繰り返し像
   担持体上にトナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成
   し、該多色トナー像を転写材に転写するため、保持ロー
   ラ間に張架・回転する転写ベルト装置を備えた画像形成
   装置において、 前記転写ベルト装置の前記転写材に転写電界を付与する
   ための転写電源と、前記転写材もしくは前記転写材と前
   記転写ベルト装置の搬送部材の抵抗値によって変動する
   紙帯電電流値を検知するための検知手段を備え、該検知
   手段による紙帯電電流検知が終了したあとに、前記転写
   電源をＯＮすることを特徴とする画像形成装置。