JP2004252028A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】パッチ画像に起因する転写手段および記録材の汚れを防止し、高品質な画像形成装置を提供すること
【解決手段】像担持体と、該像担持体上の画像領域および非画像領域にトナー像を形成する画像形成手段と、該トナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に当接し前記画像領域に対応する部分のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記像坦持体の回転軸方向に沿って画像領域と非画像領域を有し、前記記録材は、中間転写体上の少なくとも非画像領域に対応する部分に転写したパッチトナー像に接触しない部分に当接されることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に画質濃度を調整するためのパッチ画像又は位置の補正を行うための位置補正画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、1個または複数個の感光体に静電潜像を形成し該潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーにより順次現像して各色のトナー像を形成し、それらのトナー像を、一旦ドラム状またはベルト状の中間転写体上に重ねて転写(一次転写)したのち、続いて転写材に一括転写(二次転写)して記録画像を得る中間転写方式のフルカラー画像形成装置が知られている。この装置においては、中間転写体の周囲に各色用の4個の感光体を並べ、中間転写体が1回転する間に中間転写体上にフルカラー像を転写できる複数感光体の構成をとることで、1枚の記録画像を形成する時間を短縮できるという利点がある。
【0003】
一方、フルカラー画像では各色の濃度がわずかに変化しても色味変化になってしまうため、各色の画像濃度を一定に維持することが重要である。そのため、以下のような画像濃度制御が行われている。
【0004】
すなわち、感光体上の非画像領域に所定濃度のパッチ画像を現像し、該パッチ画像を中間転写体に転写して中間転写体の周囲に配置した濃度センサによってパッチ画像の濃度を読み取り、その濃度に基づいてトナーの過不足量を演算し、例えば不足の場合には対応する現像器にトナーを補給するか、あるいは、対応する感光体の潜像電位コントラストを大きくしてトナー現像量を増やし、濃度を一定に維持している。
【0005】
しかし、中間転写体上のトナー像を記録材に転写するための二次転写手段としては導電性の転写ローラが多用されており、この転写ローラは中間転写体に常時当接している。このため、濃度測定後のパッチ画像が二次転写位置を通過する際にパッチ画像が直接、転写ローラに接触して転写ローラにトナーが付着し、転写ローラ、次いで、記録材を汚すという問題を生じた。
【0006】
このような転写ローラおよび記録材のトナー汚れを防止する方法として、二次転写位置に記録材が存在しない時に転写ローラにトナーと同極性のバイアス等を印加し、静電反発力によりトナーが転写ローラに付着しないようにしている(例えば、特許文献1参照。)。また、転写ローラにクリーニングブレードを当接し転写ローラに付着したトナーをブレードにより除去回収するようにしている(例えば、特許文献2参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−328401号公報(段落番号0016)
【特許文献2】
特開平9−218623号公報(段落番号0012、図2)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パッチ画像を形成するトナー粒子の中には帯電量の小さいものが含まれており、このようなトナー粒子は静電反発力が弱いため、転写ローラに付着し汚れが生じた。また、画像濃度を精度良く一定に維持しようとするとパッチ画像の形成頻度を上げる必要があり、例えば、連続する画像領域と画像領域の間の非画像領域(紙間)に毎回パッチ画像を形成した場合(すなわち、連続する記録材と記録材の間の紙間に毎回パッチ画像を形成した場合)、ブレードに蓄積するトナー量が増えブレードからのトナーすり抜けが発生し記録材へのトナー汚れが生じた。また、転写ローラを中間転写体から離間させる離間機構を設け、紙間で転写ローラを離間すればトナー汚れの問題は生じないが、離間機構を設けることで装置構成が複雑になりコストアップを招くうえ、さらに、転写ローラの脱着に一定の時間を要するので紙間時間を脱着時間以下に短縮することができず、単位時間あたりに出力可能な記録画像枚数に上限が生じ、装置性能を向上できないという不都合があった。
【0009】
そこで本発明の目的は、パッチ画像に起因する転写手段および記録材の汚れを防止し、高品質な画像形成装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、像担持体と、該像担持体上の画像領域および非画像領域にトナー像を形成する画像形成手段と、該トナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に当接し前記画像領域に対応する部分のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記像坦持体の回転軸方向に沿って画像領域と非画像領域を有し、前記記録材は、中間転写体上の少なくとも非画像領域に対応する部分に転写したトナー像に接触しない部分に当接されることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例を説明する。
【0012】
(第1実施形態)
図1は本発明を適用したカラー複写機の全体図である。装置内には第1、第2、第3、第4の画像形成部(画像形成手段)Pa、Pb、Pc、Pd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。
【0013】
像担持体である感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)は回転可動に支持され、その外周には、帯電手段である帯電器2(2a、2b、2c、2d)、現像手段である現像器3(3a、3b、3c、3d)、及び第1の転写手段である一次転写帯電器4(4a、4b、4c、4d)が設けられ、装置の上方にはさらに光源装置5(5a、5b、5c、5d)、及び図示しないポリゴンミラーなどが配設されている。
【0014】
感光体ドラム1a〜1dは不図示のドラムモータにより回転駆動され、帯電器2a〜2dで所定電位に帯電されたあと、光源装置5a〜5dから発せられたレーザ光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって反射し、fθレンズにより感光体ドラム1a〜1dの母線上に集光して露光することにより、感光体ドラム1a〜1d上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【0015】
現像器3a〜3dには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーが、供給装置6(6a、6b、6c、6d)により所定量充填されている。現像器3a〜3dは、それぞれ感光体ドラム1a〜1d上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像として可視化する。
【0016】
そして、中間転写体50が駆動ローラ12により回転駆動され、図示しない高圧電源により、一次転写帯電器4aに印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧(本実施形態では正極電圧)により、感光体ドラム1a上の第1色目のイエロートナー像が中間転写体50に転写される(一次転写)。以下、上記と同様に、2色目、3色目、及び4色目について潜像を形成し、それぞれの潜像をマゼンタ現像器3b、シアン現像器3c、ブラック現像器3dで現像し、マゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像を中間転写体50上に重ね合わせて転写して、中間転写体50上にイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの4色のトナー像を重畳したカラー画像が得られる。
【0017】
本実施形態では、一次転写帯電器4a〜4dとして、金属の軸棒に導電性のゴムまたはスポンジの弾性層を設けた抵抗値10〜10Ωのローラ(一次転写ローラ)を用い、その一次転写帯電器を中間転写体50に当接させるとともに軸棒に一次転写バイアスを印加し、中間転写体50に従動で回転しながら一次転写ニップ部T1(一次転写部)にて転写を行う。また、一次転写バイアスは定電圧制御されており、転写時のバイアスは、4a、4b、4c、4dとも、それぞれ+500Vが印加される。
【0018】
トナー像転写後の感光体ドラム1a〜1dの表面上には転写残トナーが残留しており、この転写残トナーは、感光体ドラム1a〜1dの回転とともに移動しクリーニング装置20(20a、20b、20c、20d)で除去され不図示のトナー回収容器に回収される。
【0019】
中間転写体50の材質としては、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、ポリイミドなどの誘電体樹脂にカーボンブラック等の導電材を分散して抵抗調整したシートを用い、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を用いる。
【0020】
中間転写体50上に形成された4色のフルカラートナー像は、記録材カセットCから給送され、レジストローラ13によりタイミングをとって中間転写体50を挟んで二次転写帯電器である二次転写ローラ14と二次転写内側ローラ15が圧接された二次転写ニップ部T2(二次転写部)に搬送された記録材P上に一括して転写される(二次転写)。
【0021】
二次転写ローラ14には抵抗値10〜10Ωの導電ローラを用いる。二次転写ローラ14は常に中間転写体50に当接されており、中間転写体50の移動とともに回転し、不図示の高圧電源によりトナーの帯電極性とは逆極性の二次転写バイアス(本実施形態では正極電圧)が印加され、これにより、中間転写体50から4色のトナー像が記録材Pへの一括転写が行われる。二次転写バイアスは定電圧制御されており、転写時に+1500Vを印加する。
【0022】
4色のトナー像を転写された記録材Pは定着装置32へ搬送され、トナー像の溶融混色及び記録材Pへの固定が行われ、フルカラーのコピー画像が形成されて排出トレイ63に排出される。また、中間転写体50上に残留した未転写トナーは中間転写体50の回転とともに移動し、クリーニングブレード62により除去され不図示の回収容器に回収される。
【0023】
上記装置において、画像濃度を一定に維持するための制御を行う。感光体ドラム1上の非画像領域に、上述した方法により画像調整のためのパッチ画像用の潜像を形成し、その潜像を現像して所定濃度のパッチ画像を形成し、続いて中間転写体50上に転写し、中間転写体50の懸架ローラ11の対向位置で中間転写体50に近接配置した濃度センサ9によってパッチ画像の濃度を読み取り、その濃度に基づいて不図示のCPU(中央演算処理装置)によりトナーの過不足量を演算し、現像器へのトナー補給量、あるいは、対応する感光体ドラムの潜像電位コントラストを調整し、濃度を一定に保つ。パッチ画像としては各色につき反射濃度が0.6〜0.8で、感光体ドラムの軸方向の幅が20mm、回転方向の幅が30mmのトナー像を形成する。
【0024】
次に、図2により本発明の特徴部分について説明する。図2は、中間転写体50、二次転写ローラ14、クリーニングブレード62および記録材の通紙幅について感光体ドラム軸方向の長さと位置を示した図である。
【0025】
図2において、画像形成可能幅Lはトナー像形成が可能な最大幅のことで、画像領域幅Tと非画像領域幅Sの2つの領域に分かれる。画像領域幅Tには記録材Pに転写されるトナー像を形成し、非画像領域幅Sにはパッチ画像tを形成する。上述した、感光体ドラム1、帯電器2、レーザー露光幅、現像器3、一次転写帯電器4、中間転写体50はいずれも、それらが機能する幅が少なくともL以上の長さを有している。画像領域幅Tは使用する記録材の最大紙幅Qとほぼ同じ長さに設定する。
【0026】
また、二次転写ローラ14の当接幅は、記録材上にトナー像を転写し、かつ、記録材を搬送するため、最大紙幅Qより少し長くなっている。そして、本発明では、二次転写ローラ14が、非画像領域内のパッチ画像とは接触しない位置に当接されている。クリーニングブレード62の幅は画像形成可能幅Lより長く設定してあり、二次転写後の中間転写体50上の転写残りトナーとパッチ画像tの両方をクリーニングするようになっている。
【0027】
本実施形態の場合、各部の長さは次のようになっている。すなわち、画像形成可能幅L=359.5mm、画像領域幅T=304mm、最大紙幅Q=305mm、二次転写ローラ当接幅=325mm、非画像領域幅=55.5mm、パッチ幅=20mm、クリーニングブレード幅=369.5mm、中間転写体幅=409.5mmとした。尚、画像領域幅T、最大紙幅Q、二次転写ローラ14当接幅の中心線は同一である。また、二次転写内側ローラ15は中間転写体50を支持するため中間転写体50より長い幅を有する。
【0028】
これにより、二次転写ローラの当接端からパッチ画像までのクリアランス距離=15mmが確保され、二次転写ローラがパッチ画像とは接触しないようになっている。これらの設定値については各部の軸方向の位置精度を考慮して決定する。例えば、中間転写体50の継時的な位置変動や記録材の搬送位置のばらつきを考慮して上記クリアランス距離が保証できるように決定する。また、使用する記録材サイズや、パッチ画像の必要幅を変更した場合は、それらに合わせて各部の幅を決定する。
【0029】
上記構成によって、中間転写体50上に転写した画像濃度制御用パッチ画像が二次転写ローラ14に付着する機会を無くし、二次転写ローラ汚れ、および二次転写ローラから記録材裏にパッチトナーが転移して記録材の裏汚れを生じるという問題を確実に解決することができる。
【0030】
上記では、二次転写ローラ14の当接幅をパッチ画像に接触しない長さに設定したが、これに限定されるものではなく、当接幅がパッチ画像に接触する長さを有していてもほぼ同等の効果が得られる。これは、二次転写ローラの当接域のうちパッチに接触した部分はトナー付着が生じるが、記録材はその部分に接触しないように搬送されるので、二次転写ローラ汚れは生じるものの記録材の汚れは発生せず、実用上の問題にならないからである。
【0031】
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。上記実施形態では、非画像領域に形成するトナー像として画像濃度調整用パッチ画像の場合について説明した。この他にも、記録材に転写されないテスト用画像として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像の位置合わせ制御に用いる所定パターン画像を形成する場合があり、このような位置合わせ用画像も二次転写ローラ汚れの原因となっていた。従って、このケースについても本発明を適用し、位置合わせ画像を非画像領域に形成し、二次転写ローラを位置合わせ画像に接触しない位置に当接させることで、この問題も解決できる。
【0032】
図3は位置合わせ画像についての適用例を示す。位置合わせ用画像R1、R2は、1色につき中間転写体50の両端部の2箇所に形成し4色分を形成する。画像パターンとしては軸方向およびそれと直交するライン画像で構成された、例えば#状のパターンを形成する。この場合、非画像領域は両端部のS1およびS2の2箇所の領域とし、画像パターンはS1およびS2に形成する。これに対し、二次転写ローラの当接域は画像パターンに接触しない中央部の画像領域幅Tで、記録材の最大紙幅Qもこの位置に設定する。
【0033】
このように、テスト画像を形成する位置に応じて、二次転写ローラ14と最大紙幅Qの通紙領域を定めることで、記録材のトナー汚れを回避できる。
【0034】
(他の実施形態)
前述した実施形態においては、中間転写体を有する構成としたが、これに限るものではなく、記録材を像担持体と対向する位置に搬送しつつ画像を転写するための転写ベルトとしてもよい。この場合も、転写ベルトの画像形成可能幅Lのうち、画像領域幅Tを除いた非画像領域幅Sに画質濃度を調整するためのパッチ画像又は位置の補正を行うための位置補正画像を転写すれば、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、像坦持体の回転軸方向に沿って画像領域と非画像領域を有し、記録材は、中間転写体上の少なくとも非画像領域に対応する部分に転写したトナー像に接触しない部分に当接されることを特徴とする。このため、例えば、画質濃度を調整するためのパッチ画像を転写することによる転写手段および記録材の汚れを防止し、高品質な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の全体概略図。
【図2】パッチ画像形成領域の説明図。
【図3】位置合わせ画像形成領域の説明図。
【符号の説明】
C …記録材カセット、L …画像形成可能幅、
P …記録材、
Pa …第1画像形成部、Pb …第2画像形成部、
Pc …第3画像形成部、Pd …第4画像形成部、
Q …最大紙幅、
R1 …位置合わせ用画像、R2 …位置合わせ用画像、
S …非画像領域幅、T …画像領域幅、
T1 …一次転写ニップ部、T2 …二次転写ニップ部、
t …パッチ画像、
1 …感光体ドラム、2 …帯電器、3 …現像器、
4 …一次転写帯電器、5 …光源装置、6 …供給装置、
9 …濃度センサ、11 …懸架ローラ、12 …駆動ローラ、
13 …レジストローラ、14 …二次転写ローラ、
15 …二次転写内側ローラ、20 …クリーニング装置、
32 …定着装置、50 …中間転写体、
62 …クリーニングブレード、63 …排出トレイ、

Claims (5)

  1. 像担持体と、該像担持体上の画像領域および非画像領域にトナー像を形成する画像形成手段と、該トナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に当接し前記画像領域に対応する部分のトナー像を記録材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
    前記像坦持体の回転軸方向に沿って画像領域と非画像領域を有し、
    前記記録材は、中間転写体上の少なくとも非画像領域に対応する部分に転写したトナー像に接触しない部分に当接されることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記転写手段は、中間転写体上の少なくとも非画像領域に対応する部分に転写したトナー像に接触しない部分に当接されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 非画像領域に形成するトナー像は画像濃度を調整するために形成されるパッチ画像であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記像担持体上の画像領域および非画像領域に複数色のトナー像を形成する画像形成手段を有し、
    非画像領域に形成するトナー像は、各色のトナー像の形成位置を補正するための位置補正用画像であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 中間転写体上の非画像領域に転写したトナー像をクリーニングするクリーニング手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
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