JP2004252300A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久における形状変化の激しい中間転写体の使いこなし。
【解決手段】像担持体、像担持体上に可視画像を転写する中間転写体とその１次転写手段、中間転写体上に転写する２次転写手段を持つような画像形成装置において、中間転写体の形状変化検知手段を持ち、その結果に応じて２次転写手段に印加するバイアスを制御する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して転写材へ転写し、画像を得る方法が提案されている。以下に１つの感光体と中間転写方式を用いたカラー画像形成装置における画像形成方法について、図１を用いて説明する。
【０００３】
図１において、画像形成手段たるプロセスユニットは、１は感光ドラム、２は１次帯電手段、９は露光手段、４ａ〜４ｄは現像装置、１７は中間転写ベルト、５は１次転写部材、３は感光ドラムクリーナー、６ａ、６ｂは２次転写部材、７は中間転写ベルトクリーナー、８は定着装置である。１次帯電手段２により、感光ドラム１が一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光手段９によってなされることにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４ａ〜４ｄによってトナー像が現像され、感光ドラム１上のトナー像は１次転写部材５に転写バイアスが転写高圧電源（不図示）から印加されることによって中間転写ベルト１７に転写される。又、複数色の場合は感光ドラム１上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト１７上に順次転写する。感光ドラム１上に残った転写残トナーは感光ドラムクリーナー３によって回収される。中間転写ベルト１７上に順次転写された画像は、２次転写部材である６ａ、６ｂ間に２次転写バイアスを印加することで記録材Ｐに一括転写される。なお、中間転写ベルト１７に残った２次転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー７によって回収される。記録材Ｐ上のトナー像は定着装置８によって定着されることにより、フルカラー画像を得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成において中間転写ベルトは、通常、複数のローラに張架して配設されるが、そのとき、中間転写ベルトにかかる張力が大きすぎると、この張力がかかる方向、つまり中間転写ベルトの搬送方向に沿って中間転写ベルトに筋状の凸部、又は凹部（以下、テンションラインと呼ぶ）が発生する事がある。そして、このようなテンションラインが発生すると、１次転写部において感光ドラムと中間転写ベルトとのギャップ（空隙）ができるため、そのテンションライン形成部で転写不良が発生し、画像不良を引き起こしてしまっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、中間転写体の形状変化による転写不良を防止することが出来る画像形成装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明に係る以下のような画像形成装置によって解決される。
【０００７】
（１）像担持体と、像担持体上の可視像を転写する中間転写体と、その１次転写手段と、中間転写体上の可視像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写手段に印加するバイアスを制御する手段を有する画像形成装置において、中間転写体表面の形状を検知する検知手段を持ち、その検出結果に応じて、２次転写印加バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）前記転写手段に印加するバイアス制御は、定電圧制御又は定電流制御であることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。
【０００９】
（３）前記転写手段に印加するバイアス制御は、環境によって制御することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（４）前記検知手段とは、耐久枚数から中間転写体表面の形状を検知することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１１】
（５）前記検知手段とは、非接触検知手段を用いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の概略を示す。本発明の画像形成装置は、１つの感光ドラムを持ち、中間転写体を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。以下、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。
【００１３】
本画像形成装置は、図１に示すように、潜像担持体たる感光ドラムの周囲に、帯電手段、露光手段、４つの現像手段を備えた現像ユニット、クリーナー等を有して構成される画像形成手段たるプロセスユニットが設けられ、各現像手段によって形成された感光ドラム上の画像を、中間転写体上に順次転写し、中間転写体上に転写された画像は、紙等の記録材へ一括転写される構成となっている。
【００１４】
以下、本実施例に係る画像形成装置についての詳細を説明する。
【００１５】
イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の画像を形成するために、感光ドラム１が配置されており、感光ドラム１は矢印方向に回転自在となっている。さらに、感光ドラム１の周囲には、１次帯電手段２、露光手段９、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、そして、感光ドラムクリーナー３が上記感光ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。
【００１６】
本プロセスユニットは、像担持体として、不図示の装置本体によって回動自在に支持された感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１ｂと、その外周に形成された光導電層１ｃを基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。その中心には支軸１ａを有し、この支軸１ａを中心として矢印方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【００１７】
感光ドラム１の上方には、一次帯電装置としての帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、ローラ状に構成されている。帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２ａと、その外周に形成された低抵抗導電層２ｂと中抵抗導電層２ｃからなり、芯金２ａの両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印方向の回転に伴って従動回転する。帯電ローラ２は、電源２ｄによってバイアス電圧が印加され、これにより、感光ドラム１表面を一様均一に接触帯電するようになっている。
【００１８】
感光ドラム１の回転方向についての帯電ローラ２の下流側には、露光手段９が配設されている。露光手段９は、例えば画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して感光ドラム１上を露光するもので、画像情報に応じた静電潜像を形成するものである。露光手段９の下流側に配置された現像装置４は、二成分現像剤を収容した現像容器４１を有し、その容器４１の感光ドラム１に面した開口部内に現像スリーブ４２が回転自在に設置され、現像スリーブ４２内には現像スリーブ４２上に現像剤を担持させるマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。現像容器４１の現像スリーブ４２の下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード４３が設置されている。さらに現像容器４１内には、区画された現像室４４及び撹拌室４５が設けられ、その上方には補給用のトナーを収容した補給室４６が設けられている。薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光ドラム１と対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ４３の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１の面上を擦ると共に、現像スリーブ４２に、電源４７によって現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが静電潜像の露光部に付着して現像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。
【００１９】
現像装置４の下流側の感光ドラム１の下方には、１次転写ローラ５が配設されている。１次転写ローラ５は、接地されている芯金５１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５２によって構成されている。１次転写ローラ５は、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより１次転写ローラ５の導電層５２は、所定の押圧力で中間転写ベルト１７を介して感光ドラム１表面に圧接され、感光ドラム１と１次転写ローラ５との間には転写ニップ部が形成される。転写ニップ部には、中間転写ベルト１７が挟まれており、感光ドラム１表面と１次転写ローラ５間の電位差によって、マイナスに帯電したトナーは、感光ドラム１表面から中間転写ベルト１７表面に転写される。
【００２０】
像転写後の感光ドラム１は、クリーナー３によって残留トナー等の付着物が除去される。クリーナー３は、クリーナーブレード３１および搬送スクリュー３２からなり、クリーナーブレード３１は、感光ドラム１に対して、所定の角度および圧力で不図示の加圧手段により当接されており、感光ドラム１表面に残留したトナー等を回収する。回収された残留トナー等は搬送スクリュー３２により搬送排出される。
【００２１】
図１において、感光ドラム１の上方には、中間転写体１７が配設されている。中間転写体１７はユニットかされており、１次転写ローラ５、および２次転写ローラ６ａ、６ｂ、さらに中間転写ベルトクリーナー７を有している。
【００２２】
感光ドラム１上に形成された各色のトナー像は、上述のように順次中間転写ベルト１７上に転写された後、ベルトの回転とともに２次転写部まで搬送される。一方、このときまでに、給紙カセット１０から取り出された記録材Ｐは、ピックアップローラ１５を経て搬送ローラ１４に供給され、さらに同図左方に搬送され、２次転写部において、２次転写ローラ６ａ、６ｂ間に印加される二次転写バイアスによって上述のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。なお、中間転写ベルト１７上の転写残トナー等は、中間転写ベルトクリーナー７によって除去、回収される。
【００２３】
定着装置８は、回転自在に配設された定着ローラ８ａと、定着ローラ８ａに圧接しながら回転する加圧ローラ８ｂからなる。そして、定着ローラ８ａの内部には、ハロゲンランプ等のヒーター８１が配設されており、ヒーター８１への電圧等を制御することにより定着ローラ８ａの表面の温度調節を行っている。この状態において、記録材Ｐが搬送されてくると、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂは一定速度で回転し、記録材Ｐが定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂの間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱されることにより記録材Ｐ表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００２４】
なお、中間転写ベルト１７は誘電体樹脂によって構成される。本実施例では、体積抵抗率１０^９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃６０％ＲＨ）、厚みｔ＝１００μｍのＰＶｄＦ樹脂を採用した。
【００２５】
また、１次転写ローラ５は、φ８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層からなり、抵抗値は、１次転写ローラ５を、接地された対向ローラに５００ｇ重の荷重で加圧して、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０^５Ω（２３℃６０％ＲＨ）であった。
【００２６】
〔第１実施例〕〜耐久枚数から転写印加バイアス制御〜
図１に、本実施例の構成において示す。中間転写ベルト１７はＰＶｄＦで形成されており、応力緩和の激しい性質を持つ。通常、中間転写ベルトは通常、複数のローラに張架して配設されるが、その際、中間転写ベルトにかかる張力が大きすぎると、この張力がかかる方向、つまり中間転写ベルトの搬送方向に沿って中間転写ベルトに筋状の凹部、又は凸部（以下、テンションラインと呼ぶ）が発生する事がある。そして、このようなテンションラインが発生すると、２次転写部において中間転写ベルトと転写材とのギャップ（空隙）ができるため、そのテンションライン形成部で転写不良が発生し、画像不良を引き起こしてしまっていた。
【００２７】
図２に、テンションラインに対する転写電流ラティチュード、図３に耐久枚数に対するテンションラインのレベルを表面粗さで表したものを示している。発生する不良画像は、しっかりとした押圧による転写ニップが形成されている部分とそうでない部分が生じるため、凹部と凸部で流れる電流にずれが生じ、それが濃度差となってスジ状の画像不良を引き起こしてしまっていた。
【００２８】
例えばあるとき、耐久が進むにつれてテンションラインのレベルが徐々に悪化し、それに伴って、画像上にスジ状の不良画像発生の危険性が高まっていた。従来の技術では、画像不良が発生する以前に中間転写体を交換するか、または画像不良を引き起こしてしまっていた。しかしながら本実施例では、通常、耐久枚数をカウンタ１８により読み取った値から、予め本体に記憶させておいたテーブル（図３）よりテンションラインのレベルを予測する。そしてその結果からテンションラインのレベルに応じて、本体に予め記憶させておいたテーブル（図３）に従って転写部に印加するバイアスを制御し、画像不良の無い良好な転写を実現している。この方法は、テンションラインのレベルを検知する装置を特別必要しないため、装置の小型化、コスト面においても非常に有利といえる。
【００２９】
なお、中間転写体については、ベルト形状のものだけでなく、ドラム形状のものや、多層構造のものであってもかまわない。
【００３０】
以上、本実施例の構成および制御方法を用いることで、テンションラインの発生した中間転写ベルトにおいても、転写不良のない画像を提供することが出来るのである。
【００３１】
〔第２実施例〕〜非接触検知から転写印加バイアス制御〜
本実施例の構成を図４に示す第１実施例に加えて、中間転写ベルト１７の形状変化を測定できるような移動可能なレーザセンサ２０を設置している。
【００３２】
例えばあるとき、耐久が進むにつれて、テンションラインのレベルが悪化し、画像上にスジ状の不良画像発生の危険性が高まっていた。しかし本実施例では、レーザセンサ２０を用いて中間転写ベルト１７上の形状変化を直接測定することで、テンションラインのレベルを精度良く検知している。そしてその検出結果に応じて、実施例１と同様にテーブル（図２）に従って転写手段に印加する転写バイアスを制御した。これによって転写不良のない画像を提供することが出来たのである。
【００３３】
この方法は、実施例１に比べ多少のコストは掛かるが、テンションラインのレベルを正確に読み取れる点で、転写電流ラティチュードの狭い構成においては特にその効果を発揮する。そしてその結果、良好な画像を提供しているのである。
【００３４】
以上、本実施例の構成および制御方法を用いることで、耐久によってベルトの形状変化が生じた場合にも、転写不良のない画像を提供することが出来るのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上、本発明から、中間転写体の形状変化による転写不良を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の概略図
【図２】本発明の実施例１、２の画像形成装置の転写ラティチュードと耐久性を示す図
【図３】本発明の実施例１、２の画像形成装置の中間転写体表面粗さと耐久性を示す図
【図４】本発明の実施例２の画像形成装置の概略図
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ １次帯電手段（帯電ローラ）
３ 感光ドラムクリーナー
４ 現像装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像器
５ １次転写部材（１次転写ローラ）
６ ２次転写部材
６ａ、６ｂ ２次転写ローラ
７ 中間転写ベルトクリーナー
８ 定着装置
８ａ 定着ローラ
８ｂ 加圧ローラ
９ 露光手段
１０ 給紙カセット
１１ 駆動ローラ
１２ テンションローラ
１３ レジストローラ
１４ 搬送ローラ
１５ ピックアップローラ
１７ 中間転写体（中間転写ベルト）
１８ カウンタ
２０ レーザセンサ

Claims (5)

1. 像担持体と、像担持体上の可視像を転写する中間転写体と、その１次転写手段と、中間転写体上の可視像を転写材に転写する２次転写手段と、２次転写手段に印加するバイアスを制御する手段を有する画像形成装置において、中間転写体表面の形状を検知する検知手段を持ち、その検出結果に応じて、２次転写印加バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記２次転写手段に印加するバイアス制御は、電圧制御又は電流制御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。
3. 前記２次転写手段に印加するバイアス制御は、環境によって制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記検知手段とは、耐久枚数から中間転写体表面の形状を検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段とは、非接触検知手段を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。

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