JP2007264208A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減と回路構成の単純化を実現してコストダウンを図ることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト（像担持体）８上に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写する二次転写ローラ（転写手段）１１と、二次転写部（転写部位）の入口側に設けられ、転写材Ｐを二次転写部に向けて案内搬送する導電性部材から成る転写前ガイド（転写前案内部材）２１と、二次転写部の出口側に設けられ、二次転写部を通過した転写材Ｐを除電処理する除電針（除電部材）２２と、を備えた画像形成装置（カラー複写機）において、前記転写前ガイド２１と前記除電針２２とを導通させるとともに、両部材２１，２２に、共通の直流バイアス電源２３からトナーと同極性の等しい直流バイアスを印加するよう構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電転写プロセスを利用して画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用する複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像は、現像装置においてトナーによって現像されてトナー像として顕像化される。そして、像担持体上のトナー像が像担持体と転写帯電器とが対向する転写部位に到来すると、これにタイミングを合わせて転写材が転写部位まで搬送されるが、転写部位の入口側には転写前案内部材が設けられており、転写材は、この転写材前案内部材によって案内されながら転写部位へと搬送される。

而して、転写部位においては、転写帯電器によって形成される転写電界の作用によって像担持体上のトナー像が転写材上に転写され、トナー像が転写された転写材は、転写部位の出口側に設けられた除電部材によって除電処理されて像担持体から静電分離された後、定着装置へと搬送される。そして、定着装置においては、トナー像が加熱及び加圧されて転写材上に定着され、トナー像が定着された転写材は機外へと排出されて一連の画像形成動作が終了する。

ところで、転写前案内部材は転写帯電器の比較的近傍に位置するため、転写電流と同極性（つまり、トナーと逆極性）に帯電し易い。このため、装置内に浮遊するトナーや特に転写直前の位置にある像担持体表面のトナーが転写前案内部材に静電的に付着して該転写前案内部材を汚染し、このトナーが転写材の裏面（反画像面）に付着して転写材の裏汚れを招くという問題が発生する。又、特に転写電圧が高い場合には、転写領域が広がり（つまり、トナーの転写が行われるのに十分な転写電界が広域で発生し）、正規の転写位置ではなく、転写部位（転写ニップ部）前後の空隙部で不要なトナーが転写されて（この現象を「転写前転写」と称する）トナーの飛び散りが発生し、画質の劣化を招く。

そこで、転写前案内部材を導電性部材で構成し、該転写前案内部材に転写電流とは逆極性（つまり、トナーと同極性）のバイアス電圧を印加する方法が提案されている。

しかしながら、上記方法では、転写電流とは逆極性のバイアス電圧を転写前案内部材に印加するため、転写電流のリークを促す傾向となり、吸湿して低抵抗化した転写材の場合には、転写電流が不足して画像に斑点状の転写抜けが生じて画質の低下を招くという問題が発生する。

そこで、高圧バイアス電源を用いて転写前案内部材にバイアスを印加し、転写部位前の転写電界を弱くする等の提案がなされている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平７−２３９６１７号公報 特開平１１−０２４４３１号公報

ところが、上記提案に係る構成では、除電部材にバイアスを印加するための電源とは別に転写前案内部材にバイアスを印加するための高圧電源が必要となるため、コストアップを招く他、各バイアス電源をそれぞれ別々に制御する必要があるために回路構成が複雑化するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品点数の削減と回路構成の単純化を実現してコストダウンを図ることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
転写部位の入口側に設けられ、転写材を転写部位に向けて案内搬送する導電性部材から成る転写前案内部材と、
転写部位の出口側に設けられ、転写部位を通過した転写材を除電処理する除電部材と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写前案内部材と前記除電部材とを導通させるとともに、両部材に、共通の直流バイアス電源からトナーと同極性の等しい直流バイアスを印加するようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記直流バイアス電源から前記転写前案内部材と前記除電部材に定電圧制御された直流バイアスを印加するとともに、転写前案内部材の電圧を定電圧素子によって所定値に保つようにしたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、共通の直流バイアス電源からトナーと同極性の等しい直流バイアスを転写前案内部材と除電部材に印加するようにしたため、部品点数が削減されるとともに、直流バイアス電源を制御するための回路構成が単純化されてコストダウンが図られる。

ところで、転写バイアスとは逆極性の電圧が転写前案内部材に過剰に印加されてしまうと、転写電流が転写材を伝ってリークし、転写部位での転写電界が不足するために転写抜け等の転写不良が発生するが、請求項２記載の発明によれば、転写前案内部材の電圧を定電圧素子によって所定値（転写電流のリークが発生しない程度の大きさ）に保つようにしたため、転写電流のリークを防いで転写部位での転写電界不足に起因する転写抜け等の転写不良の発生を効果的に防ぐことができる。又、転写前案内部材と除電部材に定電圧制御された直流バイアスを印加するようにしたため、転写前案内部材の電圧を所定値に安定的に保持することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラー複写機の正断面図、図２は同カラー複写機の二次転写部の正断面図である。

図１に示すカラー複写機は、本体１００の上部に原稿読取ユニット３０を備え、本体１００の内部中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１ＢＫが一定の間隔で一列に配置されている。

上記原稿読取ユニット３０は、原稿が載置される原稿台ガラス３１と、この原稿台ガラス３１上に載置された原稿を露光走査する露光ランプ３２と、該露光ランプ３２が露光走査した原稿反射光像を更に反射させる複数のミラー３３と、反射光像を集光するレンズ３４と、集光された反射光像が蓄積される電荷結合素子（ＣＣＤ）等のフルカラーセンサ３５等を有している。

又、前記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫには、像担持体としてのドラム型電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ設置されている。そして、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状のアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）感光体であって、不図示の駆動装置によって図示矢印方向（図１において反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

又、前記一次帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（ＢＫ）トナーをそれぞれ内蔵しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として現像（可視像化）するものであって、トナーが消費されて各現像装置４ａ〜４ｄでのトナー残量が一定値未満になったためにトナー補給信号が発せられると、トナー補給装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄから各現像装置４ａ〜４ｄに各色のトナーが補給される。尚、各トナー補給装置７ａ〜７ｄは、複写機本体１００に対して着脱可能なカートリッジとして構成されている。

又、一次転写手段としての前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部（一次転写ニップ部）にて無端状の中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト８は、第２の像担持体を構成しており、二次転写対向ローラ９とテンションローラ１０との間に張架されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されている。又、前記二次転写対向ローラ９は、二次転写部（二次転写ニップ部）において中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１１に当接可能に配置されている。尚、中間転写ベルト８の材質としては、例えばポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の誘電体樹脂が選定される。又、図示しないが、中間転写ベルト８の外側であって、且つ、テンションローラ１０の近傍には、中間転写ベルト８の表面に残留する転写残トナーを除去するためのベルトクリーニング装置が設置されている。

ここで、二次転写部の構成の詳細を図２に基づいて説明する。

前記二次転写ローラ１１は、軸受１９によって回転可能に支持されるとともに、スプリング２０によって二次転写対向ローラ９側に付勢されており、中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ９に所定圧で押圧されて二次転写対向ローラ９との間に二次転写部を形成している。尚、二次転写ローラ１１には、不図示の転写バイアス電源によってトナーと逆極性（負極性）の二次転写バイアスが印加される。

又、二次転写部の入口側（転写材Ｐの二次転写部への入口側）には、導電性樹脂等の導電性部材から成る転写前案内部材（以下、「転写前ガイド」と称する）２１が設けられており、この転写前ガイド２１によって転写材Ｐが二次転写部に向けて案内されながら搬送される。

更に、二次転写部の出口側（転写材Ｐの二次転写部からの出口側）には、二次転写部を通過した転写材Ｐを除電処理するための除電部材（以下、「除電針」と称する）２２が設けられている。この除電針２２は、転写前ガイド２１と同様に導電性部材で構成されており、該除電針２２と転写前ガイド２１とは互いに導通され、これらには共通の直流バイアス電源２３からトナーと同極性（正極性）の等しい直流バイアスが印加される。

ところで、図１に示すように、複写機本体１００の内部の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫの下方にはレーザースキャナユニット４０が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット５０が着脱可能に設置されており、この給紙カセット５０には複数枚の転写材Ｐが積層収納されている。そして、給紙カセット５０の近傍には、給紙カセット５０から転写材Ｐを１枚ずつ搬送パス１２へと送り出すためのピックアップローラ１３が設けられている。

又、複写機本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パス１２は、本体１００の上面に設けられた排紙トレイ１４まで延びており、その途中には給紙ローラ対１５、レジストローラ対１６、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂを有する定着装置１７及び排紙ローラ対１８が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラー複写機による画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが所定のプロセススピードで図１の矢印方向に回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、一次帯電器３ａ〜３ｄによって正極性に一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット４０は、原稿読取ユニット３０からの色分解された各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光をレーザー出力部４１から出射し、そのレーザー光をレンズ４２、複数のミラー４３及びレンズ４４を経て各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に投影し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ずマゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａにより、マゼンタトナーを付着させて該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト８上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト８は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃヘと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト８上のマゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト８上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１ＢＫの感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト８上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト８上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、不図示の廃トナー搬送手段によって搬送されて各トナー供給装置７ａ〜７ｄに一体に形成されたトナー回収容器に廃トナーとして回収される。

他方、給紙カセット５０からは１枚の転写材Ｐがピックアップローラ１３及び給紙ローラ対１５によって搬送パス１２へと送り出され、この転写材Ｐは、中間転写ベルト８上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ９と二次転写ローラ１１間の二次転写部に達するタイミングに合わせて、レジストローラ対１６によって二次転写部へと搬送される。このとき、転写材Ｐは、転写前ガイド２１に案内されながら二次転写部へと搬送されるが、前述のように転写前ガイド２１には直流バイアス電源２３からトナーと同極性（正極性）の直流バイアスが印加されており、中間転写ベルト８もトナーと同極性（正極性）に帯電しているため、該中間転写ベルト８と転写前ガイド２１との間の電界が弱まり、転写直前の位置にある中間転写ベルト８表面のトナーが転写前ガイド２１に静電的に付着する所謂「転写前転写」の現象の発生が抑えられ、トナーの飛び散りによる画質の低下が効果的に防がれる。

そして、二次転写部に搬送された転写材Ｐに、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１１によって形成される転写電界の作用によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８から転写材Ｐ上に一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された転写材Ｐは、直流バイアス電源２３からトナーと同極性（正極性）の直流バイアスが印加された除電針２２を通過する際に該除電針２２によって除電処理されて中間転写ベルト８から静電分離された後、定着装置１７へと搬送される。定着装置１７においては、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて転写材Ｐの表面に熱定着され、トナー像の定着を受けた転写材Ｐが排紙ローラ対１８によって排紙トレイ１４上に排出されることによって一連の画像形成動作が完了する。尚、転写材Ｐ上に転写されないで中間転写ベルト８上に残留する二次転写残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって除去され、不図示の廃トナー搬送手段によって搬送されて不図示のトナー回収容器に廃トナーとして回収される。

以上のように、本実施の形態では、共通の直流バイアス電源２３からトナーと同極性（正極性）の等しい直流バイアスを転写前ガイド２１と除電針２２に印加するようにしたため、部品点数が削減されるとともに、直流バイアス電源２３を制御するための回路構成が単純化されてコストダウンが図られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図３に基づいて説明する。

図３は本実施の形態に係るカラー複写機の二次転写部の正断面図であり、本図においては図２に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態は、直流バイアス電源２３から転写前ガイド２１と除電針２２に定電圧制御された直流バイアスを印加するとともに、転写前ガイド２１の電圧を定電圧素子であるツェナーダイオード２４によって所定値に保つようにしたことを特徴とする。

又、本実施の形態では、除電針２２に印加される直流バイアスを定電圧制御して環境補正を行った。具体的には、除電針２２に印加する直流バイアスを高温・高湿（Ｈ／Ｈ）環境下では１．０ｋＶ、低温・低湿（Ｌ／Ｌ）環境下では３．０ｋＶに制御した。

ところで、転写バイアスとは逆極性（正極性）の電圧が転写前ガイド２１に過剰に印加されてしまうと、転写電流が転写材Ｐを伝ってリークし、二次転写部での転写電界が不足するために転写抜け等の転写不良が発生する。

然るに、本実施の形態では、転写前ガイド２１の電圧をツェナーダイオード２４によって所定値（転写電流のリークが発生しない程度の大きさ）に保つようにしたため、転写電流のリークを防いで二次転写部での転写電界不足に起因する転写抜け等の転写不良の発生を効果的に防ぐことができる。又、転写前ガイド２１と除電針２２に定電圧制御された直流バイアスを印加するようにしたため、転写前ガイド２１の電圧を所定値に安定的に保持することができる。尚、本実施の形態では、中間転写ベルト８上のトナー層の表面電位が３００Ｖ程度であることから、ツェナーダイオード２４には定格３００Ｖのものを使用した。

その他、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に部品点数の削減と回路構成の単純化を実現してコストダウンを図ることができるという効果が得られる。

本発明は、中間転写体を備えるカラー複写機の他、モノクロ複写機、その他任意の画像形成装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（カラー複写機）の正断面図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（カラー複写機）の二次転写部の正断面図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置（カラー複写機）の二次転写部の正断面図である。

符号の説明

１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫ 画像形成ユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 一次帯電器
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 現像装置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 転写ローラ（転写手段）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ ドラムクリーニング装置
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ トナー補給装置
８ 中間転写ベルト（像担持体）
９ 二次転写対向ローラ
１０ テンションローラ
１１ 二次転写ローラ（転写手段）
１２ 搬送パス
１３ ピックアップローラ
１４ 排紙トレイ
１５ 給紙ローラ対
１６ レジストローラ対
１７ 定着装置
１７ａ 定着ローラ
１７ｂ 加圧ローラ
１８ 排紙ローラ対
１９ 軸受
２０ スプリング
２１ 転写前ガイド（転写前案内部材）
２２ 除電針（除電部材）
２３ 直流バイアス電源
２４ ツェナーダイオード（定電圧素子）
３０ 原稿読取ユニット
４０ レーザースキャナユニット
５０ 給紙カセット
１００ 複写機本体
Ｐ 転写材

Claims (2)

1. 像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
   転写部位の入口側に設けられ、転写材を転写部位に向けて案内搬送する導電性部材から成る転写前案内部材と、
   転写部位の出口側に設けられ、転写部位を通過した転写材を除電処理する除電部材と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記転写前案内部材と前記除電部材とを導通させるとともに、両部材に、共通の直流バイアス電源からトナーと同極性の等しい直流バイアスを印加するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記直流バイアス電源から前記転写前案内部材と前記除電部材に定電圧制御された直流バイアスを印加するとともに、転写前案内部材の電圧を定電圧素子によって所定値に保つようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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