JP2003323060A

JP2003323060A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003323060A
Application number: JP2002131015A
Authority: JP
Inventors: Tooru Kuzumi; 徹葛見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】両面画像形成時に、転写ベルトから記録材を
分離する分離工程において、原稿濃度によらず安定した
分離性能を得る。【解決手段】原稿の画像量を算出する画像量算出手段
をそなえ、２面目の画像形成時に、１面目の画像量に応
じて、転写ベルトを除電する除電電圧を分離が安定する
最適値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写ベルト上に担
持した記録材にトナー像を形成する電子写真方式の複写
機またはプリンターにおいて、転写ベルトを除電する除
電装置の出力を最適に制御する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた複数の画像
形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったト
ナー像を形成し、そのトナー像を同一記録材上に順次重
ね合わせて転写してカラー画像を形成する画像形成装置
が種々提案されている。また、高速記録を行うため、回
転する無端ベルト状の転写ベルトをそなえ、該ベルトに
沿って複数の画像形成部を直線的に配置し、該ベルト上
に記録材を担持し記録材を各画像形成部に搬送して記録
材上に各色のトナー像を転写したのち記録材をベルトか
ら分離するカラー複写機が提案されている。

【０００３】このようなカラー複写機においては、転写
を終えて転写位置から下流に移動したベルト部分は転写
時に受けた転写電流で帯電しており、このまま次回の転
写紙に対しトナー像の転写を行うと前回の転写帯電の影
響により転写性能がそこなわれることがある。このた
め、特開平７−４４０７９および特開平７−２８７４９
８等に示されるように、転写後の搬送ベルトを２個の導
電性部材で挟み、ベルト表面側の導電性部材を接地し裏
面側の導電性部材に転写と逆極性の直流バイアスを印加
し通電することで、転写時に受けた電荷を除電する除電
装置が設けられている。

【０００４】このような除電装置を用いて、転写ベルト
に蓄積した転写電荷を除電するとともに、記録材が担持
される前の転写ベルトの電位を転写電流と逆極性に帯電
しておくと、記録材に各色のトナー像が転写されて徐々
に転写ベルトと記録材が帯電していった場合に最終色の
転写電圧を低く抑えることができて、トナー像のとびち
りを抑えるとともに、高圧トランスの容量を小さくでき
るといったメリットがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記除電装置の除電出
力は、最終色の転写電圧を低く抑える目的からできる限
り大きく設定することが望ましい。しかしながら、上記
の構成で両面画像形成を行った場合に、２面目の画像形
成時に、転写ベルトから記録材が分離できずにジャムに
なってしまうといった問題が発生した。この現象を詳し
く調べたところ、転写ベルトからの記録材の分離性が１
面目の画像の画像濃度により変化することが分かった。
さらに、この分離性が上記除電装置の除電出力により変
化することが分かった。したがって、本発明の目的はこ
のような画像形成装置において、記録材の両面に画像形
成を行った場合に、種々の濃度の画像によらず転写ベル
トから記録材が良好に分離できてジャムが発生しない画
像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するためのもので以下の構成をそなえる。すなわち、
可視像が形成される像担持体と、記録材を担持し搬送す
る記録材担持体と、該記録材担持体を介して該像担持体
と相対する転写帯電部と、該記録材担持体を除電する除
電手段とをそなえ、記録すべき画像の画像量を算出する
画像量算出手段をそなえ、該画像量算出手段で算出され
た画像量に応じて除電手段の除電出力を変化させるよう
に構成した。

【０００７】さらに、記録材の両面に画像形成を行う場
合、１面目の画像量に応じて２面目の画像形成時の除電
出力を分離に最適に制御するようにした。これにより画
像濃度によらず分離を安定化させることができた。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、図面に基づい
て本発明を適用した実施例１について説明する。

【０００９】図２は本発明を適用したカラー複写機の一
例を示している。装置内には転写ベルト６に沿って、第
１、第２、第３、第４の画像形成部が配置され、潜像、
現像、転写のプロセスをへて各々異なった色のトナー像
が形成される。

【００１０】感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは回転
可動で、それらの外周には、それぞれ、帯電器２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、電位センサー１１３ａ、１１３ｂ、１
１３ｃ、１１３ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転
写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ及びクリーナ
ー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、装置の上方部に
は原稿読み取り部１０１が配置されている。

【００１１】原稿読み取り部１０１では、原稿台ガラス
１１上に載置された原稿１０が照明ランプ１２ａにより
走査され、原稿１０からの反射光はミラー１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄに導かれレンズ１２ｅにより光電変換素子１
２ｆ上に結像する。原稿１０の画像情報は光電変換素子
１２ｆからアナログ信号として出力されＡ／Ｄコンバー
タ１４によりデジタル信号に変換された後、画像処理装
置１６に送られる。画像処理装置１６は入力されたデジ
タル信号から半導体レーザ１９、２０を駆動するための
画像信号（ビデオ信号）を生成する。

【００１２】画像信号は後述するビデオカウンタ１７を
経由して制御装置１８に送られ、制御装置１８は画像信
号に応じて不図示のレーザドライバーを駆動して半導体
レーザ１９、２０から発するレーザービームの発光量を
制御する。レーザビームはポリゴンミラー１１７を介し
て、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで所定電位に帯電さ
れた感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに照射され、こ
れにより感光ドラム上に画像情報に応じた静電潜像が書
き込まれる。

【００１３】画像処理装置１６から出力される画像信号
はビデオカウンタ１７に送られ、ビデオカウンタ１７は
この画像信号に基づき感光ドラム上に書き込む画像の画
像量を積算し画像積算量を算出する。画像積算量データ
は制御装置１８に送られ、制御装置１８は積算量データ
に応じて最適な除電電圧を決定し、後述する内側除電ロ
ーラに同最適電圧を印加するように制御する。

【００１４】現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像
剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラ
ックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填
されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞ
れ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の潜像を現像し
て、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナ
ー像及びブラックトナー像として可視化する。

【００１５】記録材Ｐは記録材カセット１０に収容さ
れ、そこから複数の搬送ローラにより搬送路６５を通り
レジストローラ１２を経て搬送ベルト６上に供給され、
搬送ベルト６により搬送されて感光ドラム３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄと対向した転写部に順次送られる。

【００１６】転写ベルト６は、ポリイミド、ポリカー
ボ、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリウレタン等の誘電体樹脂の基材にカーボン等の
導電材を添加して中抵抗にしたシートからなっており、
その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状
にしたものか、あるいは継ぎ目を有しないシームレスベ
ルトが用いられる。抵抗値としては体積抵抗が１０１３
〜１０１６Ω・ｃｍ、厚みが５０〜１５０μｍの範囲内
のものが一般的に使用される。本実施例では、ポリイミ
ド樹脂にカーボン粒子を添加したシームレスベルトで、
体積抵抗が１０１４〜１０１５Ω・ｃｍ、厚みが１００
μｍの転写ベルトを用いた。

【００１７】駆動ローラ１３および張架ローラ１５で支
持された搬送ベルト６は、駆動ローラ１３の駆動により
回転し、所定の位置にあることが確認されると、記録材
Ｐがレジストローラ１２から搬送ベルト６に送り出さ
れ、記録材Ｐが第１画像形成部の転写部へ向けて搬送さ
れる。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、そ
れを基準としてあるタイミングで第１画像形成部の感光
ドラム３ａに対し画像形成を行う。そして感光ドラム３
ａの下側の転写部で転写帯電器２４ａが電界または電荷
を付与することにより、感光ドラム３ａ上に形成された
第１色目のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。この転
写により記録材Ｐは搬送ベルト６上に静電吸着力で保持
され、第２画像形成部以降に搬送される。また、転写と
同時に記録材Ｐを搬送ベルト６上に静電吸着するのでは
なく、転写前に吸着帯電器５を設けてもよい。

【００１８】転写帯電器２４は、コロナ放電器のような
非接触帯電器、または導電性のブレード、ローラ、ブラ
シ等の帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。コロナ放
電器は、オゾンが発生してしまうこと、空気を介して帯
電するため大気の温湿度環境変動の影響を受けやすく画
像が安定的に形成されない等の不利点がある。一方、接
触帯電器は、オゾンレスで温湿度環境変動の影響を受け
にくく、高画質の利点がある。このため、最近は接触帯
電器が多く使われ、本発明では導電ゴムからなるブレー
ドを用いた。

【００１９】転写帯電器２４には不図示の高圧電源が接
続され、記録材の厚み、材質、吸湿条件等により記録材
の体積抵抗が変化した場合にも一定電流を付与して安定
な画像を得るために、定電流制御を行うことが一般的で
ある。

【００２０】除電針７ａ〜７ｄは転写電流の一部を放電
して逃がし感光ドラムと記録紙が剥離するときの剥離放
電にともなうトナー像の乱れを防止している。

【００２１】第２〜第４画像形成部での画像形成および
転写も第１画像形成部と同様に行われる。次いで４色の
トナー像を転写された記録材Ｐは、搬送ベルト６の搬送
方向下流部で分離帯電器３２により除電しされ静電吸着
力を減衰させることにより搬送ベルト６の末端から離脱
する。分離した記録材Ｐは、ガイド部材６４に支持さ
れ、さらに搬送部６２により定着装置９へ搬送される。

【００２２】定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ロー
ラ５２と、その各々をクリーニングする耐熱性クリーニ
ング部材５４、５５とローラ５１、５２内に設置された
ローラ加熱ヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメ
チルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布
ローラ５０と、そのオイルを溜めておくオイル溜めトレ
イ５３と、加圧ローラ５２の表面の温度を検知して定着
温度を制御するサーミスタ５８とから構成されている。
４色のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着によりト
ナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行われ、フルカラ
ーのコピー画像に形成され、排紙トレイ６３に排出され
る。

【００２３】転写を終えた感光ドラム３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナー４ａ、４ｂ、４ｃ、
４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引
き続き次の潜像の形成以下に備えられる。

【００２４】記録材Ｐへの転写と分離を終えた転写ベル
ト６は、転写ベルト６上に残留したトナー及びその他の
汚れが転写ベルト６に当接したクリーニングブレード８
で除去されたのち、内側除電ローラ２１、外側除電ロー
ラ２２により裏面の残留電荷が除去され、次の転写工程
に備えられる。

【００２５】片面画像形成工程は、記録材カセット１０
から搬送された記録材Ｐにトナー像を転写、定着してた
だちに排紙トレイ６３に排出する。一方、両面画像形成
工程は、片面画像形成工程で定着を終えた記録材Ｐを排
出せずに搬送路６７に送りスイッチバックさせて両面搬
送路６６に送り、つづいて、搬送路６５を経て再び転写
ベルト１上に搬送する。

【００２６】次に、図１により、転写ベルトの除電装置
について説明する。

【００２７】除電装置は、駆動ローラ１３を通過したあ
との転写ベルト６の走行部位において、互いに押圧する
導電性の内側除電ローラ２１、外側除電ローラ２２によ
り転写ベルト６を挟むように構成されている。外側除電
ローラ２２は接地され、内側除電ローラ２１には除電用
の高圧電源２３が接続され転写と逆極性の直流定電圧を
印加することで、転写時に転写ベルト裏面に付与された
転写電荷を除電している。ここでは、転写電荷をプラス
とし、高圧電源２３の電圧極性をマイナスにした場合を
示している。

【００２８】除電電圧を大きくすると転写ベルトがマイ
ナスに帯電するので、転写帯電器から見た転写ベルトの
インピーダンスが下がり転写電圧を下げることができ
る。このため、転写用高圧トランスの容量を下げること
ができ、低コスト化や本体サイズを小さくできるといっ
たメリットがあるほか、転写電圧を下げることで高電圧
による異常放電が原因で生じるトナー像のとびちりを抑
えることができる。また、転写電圧が高い場合は、高温
高湿環境において記録材が吸湿して抵抗値が低下したと
きに、転写電流が感光ドラムに流れずに転写ベルトの支
持ローラやレジストローラに流れてしまい転写不良が発
生する場合がある。そこで、転写電圧を下げるため、除
電電圧はなるべく高く設定することが好ましい。

【００２９】しかし、除電電圧を高く設定すると、特に
１面目の画像濃度が高い場合に、２面目のトナー像の転
写を終えて記録材を転写ベルトから分離する際に記録材
が分離されずにジャムになる現象が発生した。図３に２
面目の除電電圧と２面目の分離性の関係を示す。図３中
でｆ、ｈ、ｒはそれぞれ１面目の画像濃度が最大濃度
（ベタ画像、濃度レベル＝２５６）、中間濃度（濃度レ
ベル＝１２８）、最低濃度（白地画像、濃度レベル＝
０）の場合の分離性を示している。いずれの濃度におい
ても除電電圧が高いほど分離性は悪化する。これは、除
電電圧が高いほど転写ベルトがマイナスに強く帯電し、
転写ベルトに記録材が吸着した際に、記録材と転写ベル
トの電位差が大きくなり静電吸着力が大きくなり、転写
ベルトから記録材を分離しにくくなるためである。さら
に、１面目の画像濃度が高いほど分離性が悪化している
のは、記録材の１面目のトナー層が厚いほど記録材全体
の静電容量が下がり吸着力が増すためである。また、１
面目のトナー層が厚いほど、１面目を定着した後に生じ
る記録材のカール量が大きくなる。このカールは１面目
のトナー層が凝縮するために生じるカールであり、カー
ルの向きは１面目が凹になるカールである。このため、
２面目が分離する際に記録材が駆動ローラに巻き付く方
向のカールとなり分離しにくくなる。これらの理由によ
り１面目の濃度が高いほど分離性が悪化する。

【００３０】そこで、本発明では、１面目の画像濃度に
応じて、２面目において分離不良が発生しない範囲で除
電電圧が最大となるよう、２面目の除電電圧を最適に切
り替えるようにした。図３に示すように、１面目の濃度
が最大濃度、中間濃度、最低濃度の場合の除電電圧の設
定値をそれぞれ、Ｖｆ＝１．０ｋＶ、Ｖｈ＝２．５ｋ
Ｖ、Ｖｒ＝４．０ｋＶとした。１面目の分離性は、裏面
にトナー層がなくカールも生じていないため、画像濃度
によらず分離性は一定であり、１面目の除電電圧はＶｒ
＝４．０ｋＶに設定した。

【００３１】図４は１面目の画像濃度Σｄｉに対する２
面目の除電電圧の設定値を示す。上記３点の濃度のあい
だの濃度については直線補間した。ここで、Σｄｉは１
面目の原稿画像の画像量を示す。画像量Σｄｉは前記ビ
デオカウンタ１７により１画素単位（１ドット）毎に画
素濃度を積算し、総積算値ΣＤｉを総画素数で割って算
出した値である。

【００３２】記録材が転写ベルトから分離する際の挙動
として、記録材の先端部がベルトから分離すれば、後半
部分は記録材の剛性によりすみやかに分離する特性があ
る。そのため、分離性能に影響をおよぼすのは先端部の
画像濃度である。従って、画像濃度Σｄｉとしては、図
５に示すように原稿画像の先端部について積算した値を
用いることが除電電圧の最適値を決定する上で好まし
い。本発明では先端から５０ｍｍまでの積算値を用い
た。

【００３３】上記方法により、１面目の画像濃度に応じ
て、２面目の除電電圧を最適に設定することにより分離
不良を防止しつつ、転写電圧の上昇を抑えとびちりや転
写不良等も防止することができた。

【００３４】（実施例２）実施例２は、除電電圧の切り
替えを画像濃度だけでなく湿度に対しても変化させるよ
うにしたものである。１面目の定着時に生じる記録材の
カール量は湿度によって変化する。記録材が紙の場合、
高湿環境では定着後の紙が再吸湿するため紙繊維が柔軟
になり変形しやすいためカール量が大きくなり分離しづ
らい。一方、低湿環境では紙繊維が乾燥して剛度が増し
変形しにくいためカール量は小さく分離しやすい。この
ため、高湿環境では分離性を助けるため、除電電圧を下
げる必要があるが、低湿環境では下げる必要がない。低
湿環境では転写電圧が高い場合に、転写部での異常放電
にともなうトナー像のとびちりが発生しやすい。そのた
め、除電電圧を極力下げて転写電圧が上昇しないように
設定することが好ましい。

【００３５】図３は、上記を考慮して、湿度に応じた除
電電圧の最適設定値を示したものである。図３中の、
Ｈ、ＮＬはそれぞれ、低湿環境（水分量＝５ｇ以下）、
常湿環境（水分量＝１６ｇ）、高湿環境（水分量＝２２
ｇ）における設定値を示す。これらのあいだの湿度環境
ではこれら３点の設定値を補間して設定する。

【００３６】装置内部に湿度検出手段（不図示）を設
け、同湿度検出手段で検出した湿度をもとに、図３から
最適な除電電圧を決定する。これにより、分離性を良好
に行うと同じに、さらに高品質な画像を得ることができ
た。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、原稿
の画像量を算出する画像量算出手段をそなえ、２面目の
画像形成時に、１面目の画像量に応じて転写ベルトの除
電量を最適に変化させることで、原稿濃度によらず転写
ベルトからの記録材の分離を良好に行うとともに、転写
電圧の上昇を抑えトナー像のとびちりや転写不良を防止
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】除電装置の構成図（実施例１）である。

【図２】画像形成装置の全体図（実施例１）である。

【図３】除電電圧と分離性の関係図（実施例１）示すグ
ラフである。

【図４】１面目の画像濃度に対する２面目の除電電圧の
最適値（実施例１）を示すグラフである。

【図５】画像量の積算領域を示す図（実施例１）であ
る。

【図６】各湿度における除電電圧の最適値（実施例２）
を示すグラフである。

【符号の説明】

６転写ベルト１７ビデオカウンタ１８制御装置２１内側除電ローラ２２外側除電ローラ２３除電用高圧電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H028 BA06 BA09 BB02 BB04 2H200 FA08 GA23 GA34 GA47 GB25 JB06 JB10 JB20 JB42 JB45 JB50 LB01 LB03 LB12 LB17 MA04 MA14 MA20 MC20 PB22 PB39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可視像が形成される像担持体と、記録材
を担持し搬送する記録材担持体と、該記録材担持体を介
して該像担持体と相対する転写帯電部と、該記録材担持
体を除電する除電手段とをそなえた画像形成装置におい
て、記録すべき画像の画像量を算出する画像量算出手段
をそなえ、該画像量算出手段で算出された画像量に応じ
て除電手段の除電出力を変化させることを特徴とした画
像記録装置。
【請求項２】記録材の両面に画像形成を行う画像形成
装置において、記録材の両面に画像形成を行う場合、１
面目の画像量に応じて、２面目の画像形成時の除電出力
を変化させることを特徴とした請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】画像形成装置の内部または近傍の湿度を
検出する湿度検出手段をそなえ、該湿度検出手段で検出
された湿度に応じて、２面目の画像形成時の除電出力を
変化させることを特徴とした請求項２に記載の画像形成
装置。