JP2004145187A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写装置の電源を各色共通にした場合に、転写バイアス電圧の印加に起因する画質劣化を防止する構成としたカラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】図１には４色の中でイエロー（Ｙ）とマゼンダ（Ｍ）の感光体ドラム１、３が示されている。２、４は感光体ドラム１、３と対応する位置に中心線をずらして設けた転写ローラ、５は中間転写ベルト、Ｅは転写ローラ２、４に共通の転写バイアス印加用の直流高圧電源である。中間転写ベルト５は矢視Ｆｕ方向の力を受け、また、矢視Ｆｖ方向の引張力が作用する。このようなブレーキ力が中間転写ベルト５に作用するので、高圧電源Ｅにより転写バイアス電圧をオンにしたときに静電力を抑制し、転写バイアス電圧をオン、オフ制御する際の中間転写ベルトの速度むらを低減し、画質の劣化を防止することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写装置の電源を各色共通にした場合に、転写バイアス電圧の印加に起因する画質劣化を防止する構成とした、カラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タンデム型のカラー画像形成装置においては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各単色トナー像を形成する４つの画像ユニットが設けられている。各画像ユニットは、現像装置と感光体ドラムを有しており、感光体ドラムと転写ローラ間に、トナー像が転写される中間転写体または紙搬送ベルトに載置された記録媒体が走行している。
【０００３】
中間転写体を有するカラー画像形成装置においては、一次転写ローラで感光体ドラムから中間転写体にトナー像を転写する。中間転写体に転写されたトナー像は、ニ次転写ローラで記録媒体に転写される。また、紙搬送ベルトを有するカラー画像形成装置においては、感光体ドラムから、紙搬送ベルトで搬送される記録媒体にトナー像を転写する構成としている。中間転写ベルト、または紙搬送ベルトに載置される記録媒体は、転写材として作用している。
【０００４】
このように、タンデム型のカラー画像形成装置は、４色の画像形成を行うために、現像装置や転写ユニットが４組必要となる。これらの現像装置や転写ユニットを駆動する駆動装置は、現像バイアス電圧や転写バイアス電圧を印加するために各色毎に高圧の電源に接続される。したがって、複数の電源を必要とするためコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
このため、カラー画像形成用の高圧電源を、シアン、マゼンダ、イエローの３色で共通にして、電源の経費を低減する試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。図８は、前記特許文献１に記載された従来例を示すシステム構成図である。図８において、画像形成システム５０は、制御回路５１、カラー画像形成用高圧ユニット５２、ブラック用の高圧ユニット５３が設けられている。
【０００６】
カラー画像形成用高圧ユニット５２は、シアン用の画像形成ユニット５４、マゼンダ用の画像形成ユニット５５、イエロー用の画像形成ユニット５６に高圧の駆動電圧を供給する。また、ブラック用の高圧ユニット５３は、ブラック用の画像形成ユニット５３に高圧の駆動電圧を供給する。
【０００７】
前記各画像形成ユニット５４〜５７の構成部材としては、具体例として帯電器と現像ロールが記載されている。すなわち、シアン、マゼンダ、イエローの３色の帯電器と現像ロールには、制御回路５１の制御にしたがって、共通の高圧ユニット５２から高圧の駆動電圧が供給されることになる。このため、各色個別に高圧電源を設ける場合よりもコストを低減することができる。
【０００８】
前記従来例には、帯電器と現像ロールの電源を各色共通にした例が記載されている。同様に、電源設備のコスト低減を図るために、転写装置の駆動電圧を各色共通にすることが考えられる。図９は、転写装置の駆動電圧を各色共通にした例を部分的に示す説明図である。図９において、転写装置６０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応する感光体ドラムを有しているが、図９には、その中でイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の感光体ドラム６１、６３が部分的に示されている。
【０００９】
６２，６４は、感光体ドラム６１、６３と対応する位置に設けた転写ローラ、６５は矢視Ｐ方向に走行する中間転写ベルト、Ｅは転写ローラ６２、６４に共通して転写バイアス電圧を印加する直流高圧電源で、負極は接地されている。感光体ドラム６１は矢視Ａ方向に回転し、感光体ドラム６３も同方向の矢視Ｂ方向に回転する。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−１０９５１２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図９の構成においては、高圧電源Ｅは転写バイアス電圧印加時に、転写ローラ６２、６４に対して同時にオン、オフ制御される。このため、中間転写ベルト６５には、感光体ドラム６１に向けた静電力Ｆａが作用し、また、感光体ドラム６３に向けた静電力Ｆｂが作用する。すなわち、中間転写ベルト６５には、高圧電源Ｅがオンの際にはそれぞれの感光体ドラムに吸引される方向の同方向の静電力が作用して浮き上がり、高圧電源Ｅがオフの際には中間転写ベルト６５は元の位置に戻る。
【００１２】
このため、中間転写ベルト６５には矢視Ｆｃ方向の静電気的な上下動の振動が発生する。したがって、中間転写ベルト６５には走行方向と直交する方向の力（静電気的な振動）が作用して走行の妨げとなり、速度むらが発生する。その結果、転写材に転写されるトナー像の画質が劣化するという問題があった。このような問題は、中間転写ベルトに代えて紙搬送ベルトを用いる構成のカラー画像形成装置においても発生する。
【００１３】
本発明は上記のような問題に鑑み、転写装置の電源を各色共通にした場合に、転写バイアス電圧の印加に起因する画質劣化を防止する構成とした、カラー画像形成装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のカラー画像形成装置は、単色トナー像を形成する画像ユニットを複数有し、転写材に感光体のトナー像を転写するタンデム型のカラー画像形成装置であって、各画像ユニットには前記感光体と対応して感光体の中心線からずらした位置に転写ローラを設け、前記各転写ローラに共通の高圧電源を接続して転写バイアス電圧を印加することを特徴とする。このため、各転写ローラに接続された共通の高圧電源をオン、オフ制御しても、中間転写ベルトや搬送ベルトに静電気に起因する振動が発生せず、速度むらがなくなるので転写材に転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記画像ユニットは、イエロー、マゼンダ、シアンの３色のトナー像を形成することを特徴とする。このため、３色のカラー画像形成装置において、前記のように転写材に転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記画像ユニットは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を形成することを特徴とする。このため、４色フルカラーの画像形成装置において、前記のように転写材に転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記転写材は、中間転写ベルトであることを特徴とする。このため、中間転写ベルトを用いる構成のカラー画像形成装置において、各転写ローラに共通に接続された高圧電源のオン、オフに起因する振動を抑制して中間転写ベルトの速度むらを解消し、中間転写ベルトに転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記転写材は、搬送ベルトで搬送される記録媒体であることを特徴とする。このため、搬送ベルトを用いる構成のカラー画像形成装置において、各転写ローラに共通に接続された高圧電源のオン、オフに起因する振動を抑制して搬送ベルトの速度むらを解消し、搬送ベルトに載置された記録媒体に転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置の実施の形態について説明する。図１は、転写装置の駆動電圧を各色共通にした例を部分的に示す説明図である。図１においては、図９と同様にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応する感光体ドラムの中で、イエロー（Ｙ）とマゼンダ（Ｍ）の感光体ドラム１、３が示されている。２、４は、感光体ドラム１、３と対応する位置に設けた転写ローラ、５は矢視Ｐ方向に走行する中間転写ベルト、Ｅは転写ローラ２、４に共通の転写バイアス電圧印加用の直流高圧電源で、負極は接地されている。感光体ドラム１は矢視Ａ方向に回転し、感光体ドラム３も同方向の矢視Ｂ方向に回転する。
【００２０】
図９の従来例との相違点は、感光体ドラム１、３と対応する転写ローラ２、４の配置位置を、感光体ドラム１、３の中心線から図示左方向（中間転写ベルト５の走行方向で下流側）にずらしているところにある。従来例においては、感光体ドラムの中心線と、感光体ドラムに対応する転写ローラの中心線は合致していた。このため、中間転写ベルトは、感光体ドラムと、これに対応する転写ローラ間をほぼ直線状に走行している。
【００２１】
これに対して、本発明においては、転写ローラ２、４を感光体ドラム１、３の中心線からずらした位置に配置している。このため、中間転写ベルト５は、感光体ドラム１、３と、これと対応する転写ローラ２、４間を段差をもって走行している。次に、このような構成で中間転写ベルトを走行させる際に中間転写ベルト５に生じる力の作用について説明する。
【００２２】
例えば、中間転写ベルト５は感光体ドラム３に対して、走行方向Ｐからみて入口側と出口側では段差がある。このため、感光体ドラム３が矢視Ｂ方向に回転することにより、感光体ドラム３の周縁部に中間転写ベルト５が引き付けられて、矢視Ｆｕ方向の力を受ける。その結果、中間転写ベルト５には、矢視Ｆｖ方向の引張力が作用する。
【００２３】
従来例においては、感光体ドラムに対して中間転写ベルトは入口側と出口側では段差がなく走路が平衡しているので、前記のような機械的力は作用しない。この引張力Ｆｖは、中間転写ベルトの走行方向下流側に配置された感光体ドラム１を巻きつけるようにして、矢視Ａ方向への回転を停止させる方向に作用する。
【００２４】
このようなブレーキ力が中間転写ベルト５に作用するので、転写バイアス電圧印加の際に高圧電源Ｅをオンにしたときに、図９で示したような静電力Ｆｃの発生を抑制することができる。したがって、複数の転写装置に共通電源から駆動電圧を供給する構成において、転写バイアス電圧を印加する際に、高圧電源Ｅをオン、オフ制御した場合に転写材としての中間転写ベルトの速度むらを低減する。その結果、中間転写ベルトに転写されるトナー像の画質の劣化を防止することができる。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図１と同じ部分には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図１とは異なる点について説明すると、図２においては、転写ローラ２、４の位置を、中間転写ベルト５の走行方向矢視Ｐに対して、感光体ドラム１、３の中心線から上流側にずらして配置している。
【００２６】
この場合にも、中間転写ベルト５は感光体ドラム１、３に対して、走行方向Ｐからみて入口側と出口側では段差がある。このため、例えば感光体ドラム１が矢視Ａ方向に回転することにより、感光体ドラム１の周縁部に中間転写ベルト５が引き付けられて、矢視Ｆｒ方向の力を受ける。その結果、中間転写ベルト５には、矢視Ｆｔ方向の引張力が作用する。したがって、図２の構成とした場合にも、図１と同様に転写バイアス電圧を印加する際に、高圧電源Ｅをオン、オフ制御する場合の中間転写ベルトの速度むらを低減する。この結果、中間転写ベルト５に転写されるトナー像の画質の劣化を防止することができる。
【００２７】
図３は、本発明に適用される転写装置の具体的構成の説明図である。図３（ａ）において、ＣＬは感光体ドラム１と転写ローラ２に共通の中心線である。すなわち、転写ローラ２の中心線は感光体ドラム１の中心線と重なるように配置する例である。感光体ドラム１の直径Ｒａは、例えば３０ｍｍである。また、転写ローラ２の直径Ｒｂは、例えば１１ｍｍである。
【００２８】
図３（ｂ）は、転写ローラ２の中心線ＣＬｂを、感光体ドラム１の中心線ＣＬａとは図示左側にずらして転写ローラを配置した例である。この場合には、感光体ドラム１の中心線ＣＬａと、転写ローラ２の中心線ＣＬｂとのずれは、例えば２ｍｍとする。なお、図２で示したように、転写ローラ２の中心線ＣＬｂを感光体ドラム１の中心線ＣＬａに対して図示右方向にずらして配置する構成とすることもできる。
【００２９】
図４は、本発明が適用されるタンデム型のカラー画像形成装置の一例を示す構成図である。図４において、カラー画像形成装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各単色トナー像を形成する。１１は露光装置、１２は各色の現像装置である。例えば、イエロー（Ｙ）の現像装置について説明すると、トナー供給ローラ（ｒ）、現像ローラ（ｓ）、トナー規制ブレード（ｔ）が設けられている。トナー規制ブレード（ｔ）は、現像ローラ（ｓ）に供給されたトナーの過剰分を掻き落とす機能を有している。
【００３０】
他色のマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の現像装置も同様に、トナー供給ローラ（ｒ）、現像ローラ（ｓ）、トナー規制ブレード（ｔ）が設けられている。１３は感光体ドラム、１４は転写材としての中間転写ベルト、１５は一次転写ローラ、１６は帯電ローラ、１７は二次転写ローラ、１８は定着ローラ、１９は記録紙などの転写材である。このように、カラー画像形成装置１０の各色の画像ユニットは、現像装置１２、感光体ドラム１３、一次転写ローラ１５、帯電ローラ１６などの部材により構成されている。
【００３１】
次に、図４のカラー画像形成装置の概略の動作について説明する。帯電装置１６でイエロー（Ｙ）の感光体ドラム１３を負電圧、例えば−６００Ｖに帯電させる。次に、露光装置１１からの光線でイエロー（Ｙ）の感光体ドラム上に静電潜像を形成する。続いて、現像装置１２のイエロー色用部分で感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する。第１転写ローラ１３に正電圧、例えば＋７００Ｖを印加し、感光体ドラム１３上のイエロー現像像（トナー像）を中間転写ベルト１４上に転写する。
【００３２】
以下、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）についても中間転写ベルト１４を移動させながら同様の処理を繰り返し、中間転写ベルト１４上に転写されたイエロー現像像にマゼンダ、シアン、ブラックの現像像を順次重ねて転写する。４色の現像像が中間転写ベルト１４に転写されると、最終の転写材１９が矢視Ｑ方向に搬送される。最終の転写材１９は、記録紙などの記録媒体が用いられる。最終の転写材１９は、搬送径路において二次転写ローラ１７に当接し、この際に二次転写ローラ１７には高圧電源Ｅからの転写バイアス電圧が印加される。
【００３３】
このようにして、最終の転写材１９は二次転写ローラ１７の位置で、中間転写ベルト１４に形成されているフルカラートナー像が転写される。フルカラートナー像が転写された最終の転写材１９は、定着装置１８に搬送される。定着装置１８において、熱と圧力により最終の転写材１９上のトナー像は溶融定着される。連続印字の場合は、上記動作を繰り返す。
【００３４】
図５は、図４のカラー画像形成装置において、転写装置に接続される電源の例を示す説明図である。図５において、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の感光体ドラム１３ａ〜１３ｄと対応する位置に転写ローラ１５ａ〜１５ｄが設けられている。転写ローラ１５ａ〜１５ｄの中心線は、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの中心線とはずらして配置される。中間転写ベルト１４は、前記感光体ドラム１３ａ〜１３ｄと、転写ローラ１５ａ〜１５ｄ間を走行する。一次転写電源２０は、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄに共通に接続される。また、二次転写電源２１は、二次転写ローラ１７に接続される。このように、一次転写電源２０は、各色に共通に設置されるので、電源のコストを軽減することができる。
【００３５】
図６は、本発明に適用される他の構成のカラー画像形成装置を示す説明図である。図６において、露光装置１１、各色の現像装置１２、感光体ドラム１３、帯電ローラ１６、定着ローラ１８の構成は図４で説明したカラー画像形成装置と同じである。図６のカラー画像形成装置は、図４の中間転写ベルト１４、二次転写ローラ１７に代えて、紙搬送ベルト２２を設けている。記録紙などの記録媒体である転写材１９は、紙搬送ベルト２２上に載置され、転写ローラ１５ａ〜１５ｄの位置で各色のトナー像が転写される。図６に示した構成は、一般的に搬送ベルトで搬送される転写材にトナー像を転写する構成のカラー画像形成装置に適用できる。
【００３６】
図７は、図６のカラー画像形成装置において、転写装置に接続される電源の例を示す説明図である。この例においては、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の感光体ドラム１３ａ〜１３ｄと対応する位置に転写ローラ１５ａ〜１５ｄが設けられている。転写ローラ１５ａ〜１５ｄの中心線は、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの中心線とはずらして配置される。紙搬送ベルト２２は、前記感光体ドラム１３ａ〜１３ｄと、転写ローラ１５ａ〜１５ｄ間を走行する。転写電源２３は、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄに共通して接続される。この例においても、転写電源２３は、各色に共通に設置されるので、電源のコストを軽減することができる。
【００３７】
以上説明したように、本発明は、感光体ドラムを含む広義の感光体の中心線からずらした位置に転写ローラを設けるものである。このように転写ローラを配置することにより、タンデム型のカラー画像形成装置において、各転写ローラに共通の高圧電源を接続して転写バイアス電圧を印加しても、中間転写ベルトや搬送ベルトに静電気に起因する振動が発生せず、転写材に転写されるトナー像の画質劣化を防止することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、画像ユニットがイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色フルカラーの単色トナー像を形成している。本発明においては、このような構成には限定されず、画像ユニットがイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色の単色トナー像を形成するものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転写装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る転写装置の他の例を示す説明図である。
【図３】転写装置の具体的構成の説明図である。
【図４】本発明が適用される画像形成装置の構成図である。
【図５】転写装置に接続される電源の例を示す説明図である。
【図６】本発明が適用される他の画像形成装置の構成図である。
【図７】転写装置に接続される電源の例を示す説明図である。
【図８】従来例を示すシステム構成図である。
【図９】従来例を部分的に示す説明図である。
【符号の説明】
１、３・・・感光体ドラム、２、４・・・転写ローラ、５・・・中間転写ベルト、１０、３０・・・カラー画像形成装置、　１１・・・露光装置、１２・・・現像装置、１３・・・感光体ドラム、　１４・・・中間転写ベルト、１５・・・一次転写ローラ、１７・・・二次転写ローラ、１８・・・定着装置、１９・・・転写材、２０・・・一次転写電源、２１・・・二次転写電源、２２・・・紙搬送ベルト、２３・・・転写電源

Claims (5)

1. 単色トナー像を形成する画像ユニットを複数有し、転写材に感光体のトナー像を転写するタンデム型のカラー画像形成装置であって、各画像ユニットには前記感光体と対応して感光体の中心線からずらした位置に転写ローラを設け、前記各転写ローラに共通の高圧電源を接続して転写バイアス電圧を印加することを特徴とする、カラー画像形成装置。
2. 前記画像ユニットは、イエロー、マゼンダ、シアンの３色のトナー像を形成することを特徴とする、請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記画像ユニットは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を形成することを特徴とする、請求項１に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記転写材は、中間転写ベルトであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
5. 前記転写材は、搬送ベルトで搬送される記録媒体であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。

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