JP2660055B2

JP2660055B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2660055B2
Application number: JP1225349A
Authority: JP
Inventors: 理絵斎藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH0387884A; US5049934A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子写真装置等の転写帯電手段を有する画像
形成装置に関するものである。

〔背景技術〕第３図に転写工程を有するカラー画像形成装置の一例
を示す。

これを用いて画像形成方法について簡単に説明する。
ａ−Si、OPCなどの感光層を有する像担持体１上に１次
帯電器２により均一な帯電を与え、これに色分解された
光像３を照射し静電潜像を形成する。

形成された静電潜像は現像器5Mにより現像され、該像
担持体上に保持され、次に転写材担持体20上の転写材Ｐ
に転写帯電器６により転写される。

次に、像担持体上には現像器5Cにより現像されること
によりトナー像が形成され、このトナー像が再度転写材
Ｐに転写される。

更に、転写材Ｐは現像器5Y,5Bkに対応したトナー像が
順次転写される。

未定着画像を保持した転写材はさらに転写材担持体上
を搬送され、外除電器７、内除電器８により除電され、
分離除電器９と分離爪10により分離され、定着器11で混
色され定着後排出されフルカラー画像が形成される。一
方、該像担持体上に転写後に残留したトナーは、次のプ
ロセスには不要であるのでクリーナー30により除去され
る。

尚、40は除電器で像担持体にAC電流を付与する。

次に第４図にこの画像形成プロセスにおける感光ドラ
ム上の電荷について示す。例えば潜像がマイナス電荷に
て形成され、該潜像を反転現像するべく、前記各現像剤
のトナーがマイナスで帯電されている場合は、転写帯電
器６により与えられる転写電流の極性はプラスに設定さ
れる。そして、転写材担持シート201、転写材Ｐを通し
て、Ｐの表面にプラス電荷が誘起される。図は例えば、
直径80mmの感光ドラムに直径160mmの転写ドラムが接
し、転写紙サイズとしてはA3などのものを用いた時、転
写ドラム20上の転写材Ｐにある１つの色のトナー像の転
写が仮に行われた後、転写材Ｐは分離されることなく、
次の色のトナー像の転写を受けるため、転写ドラムに巻
き付いたまま回動される状態にあるものである。

第６図に示すように転写帯電は１色目の紙後端でoff
され、再び２色目の紙先端のタイミングでONされるが、
１色目の転写工程で転写電流を受けた部位と転写電流を
うけない部位では転写位置以降の感光ドラム電位に差が
出てしまう、つまり転写を受けた部位のみ、プラス方向
に偏倚している。

この感光ドラムの電位差は次の２色目の像形成の画像
にムラを発生させるため前露光ランプ50により除去して
いる。

しかし、マイナスに帯電特性を持つ感光体はプラスの
電荷を光により完全に除去するのはたやすくないため、
本例ではクリーナー前に配置された除電器40のAC電流に
より除電している。

〔発明が解決する問題点〕

上記構成の多色電子写真複写装置は極めて好適に作動
するものであるが、本発明者等の研究実験によると、転
写工程において、特に第５図転写ドラム20の転写材担持
シート201としてポリフツ化ビニリデン樹脂フイルム等
の誘電体フイルムを使用し、転写材Ｐとして転写紙を使
用した場合、特に湿度が大であるときに問題が生じるこ
とを見出した。

本発明者等の研究実験によると、転写ドラム20の転写
材担持シート201としてポリフツ化ニリデン樹脂フイル
ムを使用し、転写材Ｐとして転写紙を使用した場合に
は、ポリフツ化ビニリデン樹脂フイルムの体積抵抗10¹³
Ω・cm、転写紙の体積抵抗は10⁹（高湿度時）〜10
¹²（低湿度時）Ω・cmであり、転写帯電器６からのプラ
スの電荷が転写材担持シート201を介して転写材Ｐ内へ
と注入され、該プラス電荷が転写材Ｐの終端部Paの表面
領域に蓄積されることを見出した。

又、本発明者等は、該転写材終端部Paの表面領域に蓄
積されたプラス電荷は感光ドラム表面との間に高電解を
生ぜしめ、第５図に図示されるように、転写材終端部Pa
が感光ドラム１より離れる際に、剥離放電を起し、空中
のマイナス電荷は転写材Ｐのプラス電荷に引かれて転写
材Ｐ上へと移動するが、空中のプラスの電荷はマイナス
の電荷を帯びた感光ドラム１上へと移動し、感光ドラム
１にダメージ、つまりメモリー効果を生ぜしめることを
見出した。これは、従来の画像形成装置における感光ド
ラム及び転写ドラムの回転数に対する潜像形成、現像及
び転写他の作動シーケンスを示す第７図に示したよう
に、ドラムメモリーとなって現われる。該メモリー効果
は、一次帯電器２による感光ドラム１上の一次帯電量を
感光ドラム１の軸線方向幅方向に沿って筋状に減少せし
めることとなり、感光ドラム１の均一帯電を不可能と
し、非潜像形成部において現像され、画像ムラとなる。

〔問題点を解決する手段〕

上記問題点を解決する本発明は、トナー像を担持する
像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写
する転写帯電手段と、像転写後、前記像担持体上に残留
する残留トナーを回収するクリーニング手段と、を有す
る画像形成装置において、前記像担持体の移動方向にお
いて前記転写帯電手段より下流側で前記クリーニング手
段より上流側に設けられ、前記転写帯電手段の帯電極性
とは逆極性の直流電流を転写材を介さずに前記像担持体
に付与する除電手段と、前記直流電流を前記装置内の温
度、湿度の少なくとも一方に応じて制御する制御手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

尚、同一機能を果たす部材には同一番号を符してあ
る。

第１図は本発明の実施例のフルカラー画像形成装置の
簡易断面図である。装置の構成は除電手段としての放電
器41の他は第３図示装置と同様である。

第１図は転写材としての転写紙Ｐが１色目の転写を終
えて転写位置を通過した時、転写紙後端にあたる感光ド
ラムの位置が放電器41の位置にきた時のものである。
尚、感光体は有機光導電層（OPC）である。この転写紙
後端に対応する感光ドラムの部分は転写紙後端に蓄積さ
れたプラス電荷により発生する感光ドラムとの高電界の
ためと考えられる剥離放電により強プラスに帯電し、転
写メモリーとなっている。

転写帯電手段としての転写帯電器６より下流側で一次
帯電器２より上流側、本実施例ではクリーニング手段と
してのクリーナー30よりも上流側に設けられた放電器41
にはAC電源41aとマイナスDC電源41bが接続されている。

第２図に示される通り、放電器41のAC電流はシーケン
スを通してずっとONしており、このAC電流により軽度の
転写メモリーが除去される。更には残留トナー及び感光
体を除電することで残留トナーの吸着力を減少させクリ
ーニング効果をも向上している。

また、強い転写メモリーが生じている感光体の転写紙
後端部に対応する部分は、AC電流に加えてDC電源41bに
よりマイナスDC電流も付与されている。

これにより放電電流は転写帯電極性と逆極性に偏倚し
たものである。

剥離放電により強プラスに帯電したドラム表面ａは放
電器41のマイナスDC成分により打ち消され、その後の表
面ｂは、ほとんど完全に除電されている。この時のAC電
流はVpp＝７〜14〔kV〕、DC電流は０〜−200〔μＡ〕の
とき効果が最もよく得られた。

また、第２図に示される通りマイナスDC電流は実質的
に感光体の転写紙の後端部に対応する部分のみONされて
いる。

このように本実施例では、AC電流により軽度の転写メ
モリーとなる電位差を打ち消し、さらにそのAC電流では
除去できなかった紙後端位置に生じるドラムメモリーを
マイナスDC電流によって除去することが可能となった。

放電器41により放電を受けた後の感光ドラム表面電位
は、第２図に示すとおり、部分的にマイナスに偏倚して
いるが、これはその後の前露光50により完全に除去され
るものであるから問題になるところではない。

放電器41の紙後端におけるDC電流を付与するタイミン
グは、実験によると紙後端を中心として±５〜50mm程度
にすると良好であった前述実施例では、剥離放電をうける紙後端にあたる位
置に放電器41にマイナスDC電流を付与して完全に除電を
行った。これにより、ドラムメモリーは除去でき、画像
は良好となった。

しかし感光ドラム上には、転写後に残留トナーが随時
存在し、この残留トナーは弱マイナスの電荷を帯びてい
る。

この残留トナーにマイナスDC分を付与すると残留トナ
ーが強マイナスに帯電され、このマイナスDC電流を受け
た部分は逆に感光ドラムへの付着力が大となり、次なる
クリーニング過程において、クリーナーに対する負荷が
大となる。クリーニングブレードに強付着力のあるトナ
ーが到達した時高温高湿下ではあまり問題は生じない
が、特に低温低湿時にトナーがすり抜けてクリーニング
不良を起こす一因ともなる。

このため前述実施例ではマイナスDC電流は転写紙後端
に対応する部分のみに限っているものの、この部分はク
リーニングの負荷は大きくなる。また、前述のように転
写紙の剥離放電による強いドラムメモリーは、転写紙が
吸湿して低抵抗になる高温高湿下においての方が程度が
悪いことが判明した。

次に本発明の別の実施例について説明する。

本実施例では、環境によってクリーニング前除電のマ
イナスDC電流を制御することについて説明する。

第８図は本実施例に係るブロツク図である。感光ドラ
ム周辺に温湿度センサ42を配し、温湿度センサーからの
温度信号であるＴ信号と湿度信号であるＨ信号をそれぞ
れA/Dコンバータによりデイジタル信号化しI/Oに送る。
I/Oより出力された２つの信号はテーブル１が参照され
領域〜のどの領域に入るか領域指定される。領域指
定されたあとCPUを介し、今度はテーブル２と参照され
る。参照されるとテーブル２に記憶された放電電流に関
する信号が読みとられ、再びCPUからI/Oを通してD/A変
換を受ける。ここから高圧電源装置に送られ設定された
出力を発生させる。

又、これらの一連の処理動作は複写動作に先立ち行う
ようにCPUに設定させる。

第９図の〜の領域は等水分量曲線を表している。
即ち、同じ領域中ではトナーの帯電特性、転写材の帯電
特性、転写材、転写材担持シートの吸湿及び帯電特性が
ほぼ等しく、似たような環境であると考えられる。

この様に湿度センサー出力と温度センサー出力から、
空気中の等水分量となる領域を指定し、放電器41のマイ
ナスDC電流を制御することにより転写材の吸湿による体
積抵抗変化や誘電体フイルムの表面抵抗変化に適応した
紙後端のドラムメモリーの除電が制御できる。

各環境における代表点の温度，湿度及び適正転写電流
の値をまとめて第10図に示してある。尚、第８図にお
けるテーブル２には第10図中の電流値が指定されてい
る。

このように低温になるにつれ、また低湿になるにつれ
DC電流値を減少させているため、トナーのチヤージアツ
プは小さくなり、クリーニング不良を防止できる。

また、低温、低湿環境下では転写メモリーは大きくな
いため、電流値を減少させても転写メモリーの除去が確
実に行われる。

なお、本発明に用いた第９図の〜の領域は必要に
応じて増やしたり又は減らしても本発明の主旨を損なう
ものではない。また、上記実施例では温度と湿度と両方
を考慮していたが、その一方について実行しても良い。
但し、両方を考慮した方が好ましいことは当然である。

この実施例では、温湿度センサーの読み取り値により
環境領域指定され、その時のDC電流値がテーブルにより
CPUを介し出力される。これによりドラムメモリーは軽
減され、クリーニング不良もなくなった。しかし、転写
紙はその紙種によって同じ環境下でも吸湿具合が異な
り、体積抵抗値も異なるためドラムメモリーの強弱に差
が出る。また、転写電流値も環境制御されている場合、
ドラムメモリーは転写電流値によっても大きく左右され
る。

よって実施例３では、実施例２にプラスして、各環境
における放電器のDC電流値を設定変更できるようにす
る。

第11図は第３の実施例のブロツク図であるが、ここで
は、テーブル２のデータを読み出して格納するRAMを持
ち、例えばあらかじめ指定のない時はデータの一連が
各〜の環境にコピーシーケンス時に格納されるもの
とし、体積抵抗の大なる転写紙を用いた時またはドラム
メモリーの小なるときにはデータを、小なる紙または
ドラムメモリーの大なる時にはデータを、ユーザーな
いしサービスマンが選択できるようにしてある。各環境
のテーブルデータはまとめて第10図に示した。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、温度、湿度等の環境変化により
像担持体上の転写メモリーの程度が変化したとしても、
像担持体の除電を常に良好に行なうことができ、さら
に、像担持体上の残留トナーを必要以上に帯電させるこ
とがないので、クリーニング不良を常に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の簡略断面図、第２図は本発明の実施例の動作を説明するタイミングチ
ヤート、第３図は本発明の背景となる画像形成装置の断面図、第４図，第５図は第３図示装置の問題点を説明するため
の転写部の拡大図、第６図，第７図は第３図示装置のタイミングチヤート、第８図は本発明の第２の実施例のブロツク図、第９図は本発明の第２実施例における水分量曲線を示す
図、第10図は本発明の実施例のテーブル２のデータを示す
図、第11図は本発明の第３の実施例のブロツク図である。２……一次帯電器６……転写帯電器 30……クリーナー 41……放電器 50……前露光

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する像担持体と、前記像担
持体上のトナー像を転写材に転写する転写帯電手段と、
像転写後、前記像担持体上に残留する残留トナーを回収
するクリーニング手段と、を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体の移動方向において前記転写帯電手段より
下流側で前記クリーニング手段より上流側に設けられ、
前記転写帯電手段の帯電極性とは逆極性の直流電流を転
写材を介さずに前記像担持体に付与する除電手段と、前
記直流電流を前記装置内の温度、湿度の少なくとも一方
に応じて制御する制御手段と、を有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記除電手段は、前記直流電流と交流電流
とを重畳した電流を前記像担持体に付与することを特徴
とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記除電手段により転写材に対応する前記
像担持体の部分に付与される前記直流電流は、転写材の
後端部以外に対応する前記像担持体の第１部分よりも転
写材の後端部に対応する前記像担持体の第２部分の方が
大きいことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装
置。
【請求項４】前記除電手段により前記第１部分に付与さ
れる前記直流電流はゼロであることを特徴とする請求項
３の画像形成装置。