JP3221121B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3221121B2
JP3221121B2 JP36125492A JP36125492A JP3221121B2 JP 3221121 B2 JP3221121 B2 JP 3221121B2 JP 36125492 A JP36125492 A JP 36125492A JP 36125492 A JP36125492 A JP 36125492A JP 3221121 B2 JP3221121 B2 JP 3221121B2
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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を応用した
複写機やプリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、
感光ドラム上に形成した画像を、中間転写体に転写した
後、中間転写体から転写材に転写する画像形成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、中間転写体を用いる画像形成装置
として、図2に示すようなカラー画像形成装置が知られ
ている。この画像形成装置は第1の画像担持体として感
光ドラム1を有し、感光ドラム1は、矢印R1方向に回
転し、1次帯電ローラ2により一様に帯電され、露光3
により静電潜像が形成された後、現像装置5の第1現像
器5Mにより第1色(マゼンタ)のトナーが静電潜像に
応じて感光ドラム1に付与される。この際、第2、第
3、第4現像器5C、5Y、5Bは、作動オフしてお
り、第1色の顕像(トナー像)は第2、第3、第4現像
器5C、5Y、5Bの影響を受けることなく、中間転写
体である中間転写ローラ6と感光ドラム1とのなす転写
ニップに到達し、中間転写ローラ6のパイプ状芯金6a
に印加された、第1色のトナーと逆極性の電圧7aによ
って、転写ニップ域に形成された電界により第1色のト
ナー像は、中間転写ローラ6上に中間転写される。第1
色のトナー像の転写を終えた感光ドラム1の表面は、ク
リーニング装置9により表面が清掃された後、第2色
(シアン)の画像形成工程に入る。第2色目の工程にお
いては、第2現像器5Cのみが作動し、他の現像器5
M、5Y、5Bは作動オフしており、以下、上述した手
順によって第2色のトナー像が中間転写ローラ6上に中
間転写される。以下、第3色(イエロー)、第4色(ブ
ラック)が中間転写ローラ6上に順次中間転写され、中
間転写ローラ6上に4色の重ね合わせカラー画像が形成
される。
【0003】次に、カセット10より転写材Pが1枚給
紙ローラ11により取り出され、転写ガイド12を経
て、感光ドラム1と中間転写ローラ6との転写ニップ域
に挿通される。この時、中間転写ローラ6の芯金6aに
トナーと同極性の電圧7bが印加され、転写材P上に中
間転写ローラ6上の第1色〜第4色のトナー像が転写さ
れる。図3には、中間転写ローラ6に中間転写されたト
ナー像が転写材Pに転写されるようすを示す。
【0004】転写ニップ域を出た未定着カラー像を載せ
た転写材Pは、搬送ガイド13を経て定着器15に到達
し、加熱加圧されて永久定着画像が得られる。
【0005】転写材Pへのトナー像転写終了後に、中間
転写ローラ6の芯金6aにはトナーと同極性の直流バイ
アスであるクリーニングバイアス電圧7cが印加され、
中間転写ローラ6上の転写残り(残存)トナーは感光ド
ラム1に戻され、クリーニング装置9によって回収され
る。
【0006】中間転写体である中間転写ローラ6は、パ
イプ上の芯金6aの上に、シリコンゴム、テフロンゴ
ム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、EPDM等より
なる弾性材をソリッド、あるいは発泡状に形成し、この
弾性材にカーボンまたは金属粉等を分散させて抵抗調整
した中抵抗弾性層6bを被覆したものであり、この弾性
層6bは105 〜1010Ω・cmの体積抵抗率をもつ。
【0007】中抵抗の弾性ローラを中間転写体に用いる
ことで、中間転写体への転写時の画像乱れを防止し、か
つ、クリーニングバイアスを印加することで中間転写体
をクリーニングをすることが可能となるので、別途の特
別な中間転写体クリーニング装置が不用である等の利点
を持つ。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術によると、次のような問題があった。 カラー画像形成プロセスにおいて、感光ドラム1上の
画像を中間転写体6上に多重に中間転写する際に、従来
の定電圧制御では、電圧が小さい場合には、4色のトナ
ー層による抵抗が大きくなり、感光ドラム1に十分な電
流を流すことができないので、感光ドラム1上のトナー
像を中間転写体6に十分転写できなくなる中間転写不良
が発生してしまう。また、電圧が大きい場合には、適正
電流値以上の電流が感光ドラム1に流れてしまい、ドラ
ムメモリや転写したトナーが再び感光ドラム1に戻って
しまう再転写現像などが発生してしまうという問題があ
った。
【0009】さらに、第1色から第4色のトナー像を中
間転写する際の適正転写電圧がそれぞれ違うことが出願
人等の検討により判明し、4色のトナー画像を一定電圧
で中間転写体6に多重転写を行うには困難があった。 中間転写体6の中抵抗弾性層6bは、弾性材にカーボ
ンや金属酸化物等を添加分散することによって抵抗を調
整している。そのような中抵抗弾性層6bは、製造時に
抵抗値が振れたり、環境によって抵抗値が変動する。こ
のような中抵抗弾性層6bの抵抗値変動が生じても安定
して感光ドラム1上のトナー像を中間転写体6上に多重
中間転写しなければならない。
【0010】従来の定電圧制御では、中間転写体6の抵
抗値が高い場合、感光ドラム1に十分な電流を流すこと
ができないので、感光ドラム1上のトナー像を中間転写
体6に十分転写できなくなり、中間転写不良が発生す
る。また、逆に高湿度環境下において中間転写体6の抵
抗値が低下した場合には適正電流値以上の電流が感光ド
ラム1に流れてしまい、ドラムメモリや転写したトナー
が再び感光ドラム1に戻ってしまう再転写現象などが発
生してしまう。 上述の中間転写体6の中抵抗弾性層6bの抵抗変動に
より、中間転写体6上のトナー像を転写材P上に転写す
る際の適正転写電圧が変動してしまう。したがって、従
来の定電圧制御では、中間転写体6の抵抗値が高い場合
には転写電圧が弱すぎて、転写材Pにトナー像を保持す
るのに必要な電荷を供給することができずに画像が飛び
散ってしまう。また、中間転写体6の抵抗が低い場合に
は転写電圧が強すぎて、転写電流の転写材突き抜け現象
が発生したり、中間転写体6上のトナーの存在する部分
には転写電流が流れにくく、トナーの存在しない部分に
は転写電流が集中してしまい、この結果、画像飛び散り
現象が発生することもあった。
【0011】そこで、本発明は、中間転写体にトナー像
を転写するごとに、中間転写体に印加する電圧を変える
ことによって、画像飛び散り等の転写不良をなくすよう
にした画像形成装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、中抵抗の中間転写体に画像
担持体を当接させて転写ニップ部を形成し、該転写ニッ
プ部を介して前記画像担持体上のトナー像を前記中間転
写体上に中間転写するとともに、中間転写された前記中
間転写体上のトナー像を前記転写ニップ部にて挟持搬送
する転写材に最終転写してなる画像形成装置において、
前記中間転写を複数回反復して前記中間転写体上にトナ
ー像を積層する際に、前記中間転写体に印加する電圧
を、前記中間転写の回数を重ねて前記中間転写体上にト
ナー像を積層するごとに増加させ、この増加量は前回の
中間転写時のトナー量に応じて変化させる、ことを特徴
とする。
【0013】
【0014】
【0015】
【作用】以上構成に基づき、例えば、中間転写体上に既
に中間転写されたトナー像の抵抗を考慮して、中間転写
の回数を重ねるごとに、順次、中間転写体に印加する転
写電圧を大きくすることによって、画像担持体から中間
転写体へ良好なトナー像を転写することができる。
【0016】
【0017】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。なお、実施例の説明に先立ち参考例を説明
する。 参考例1〉 図1に、本発明についての参考例1の画像形成装置の概
略断面図を示す。なお、前出と同符号は同部材を示すも
のとする。
【0018】中間転写体としての中間転写ローラ6は、
パイプ状の芯金6a 、EPDM等からなる弾性
体に微細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、
体積抵抗率105 〜1010Ω・cmに調整した弾性層6b
で被覆したものを使用している。中間転写ローラ6の周
長は転写材Pの長さより若干大きくとってあり、本実施
例においては転写材PはA4サイズを縦送りして用いる
ので中間転写ローラ6は外径100mm、周長314m
mとし、弾性層6bは肉厚を8mmとし、アスカーC硬
度で30度〜50度の範囲に設定した。具体的に、プロ
セススピード90mm/sec、感光ドラム1の直径3
0mmとした。また、30は、中間転写ローラ6に電圧
を印加する定電圧電源であり、定電圧電源30は電圧値
を変更できるように構成されている。
【0019】本参考例では、感光ドラム1上のトナー像
を中間転写ローラ6に転写する際に、第1色目には、中
間転写ローラ6に電圧V0 を印加し、第2色目にはV0
+g(gは定数)、第3色目にはV0 +2g,第4色目
にはV0 +3gの電圧を印加するように、第1色から第
4色のトナー像を感光ドラム1から中間転写ローラ6に
転写する際に順次、転写電圧をgずつ中間転写ローラ6
に印加する転写電圧を大きくすることで、感光ドラム1
と中間転写ローラ6間に介在するトナーの抵抗の増大に
よる転写電流の低下を補正することができ、良好なトナ
ー像の転写をすることができた。
【0020】そして、中間転写ローラ6上のトナー像を
転写材P上に一括して最終転写する際には、トナーと同
極性の電圧7bを印加して、転写材P上にトナー像を最
終転写する。
【0021】実際に、第1色目には、中間転写ローラ6
にトナーと逆極性の電圧1kVを印加し、第2色目に
は、1.5kV、第3色目には2.0kV、第4色目に
は2.5kVを印加するというように、トナー像の1回
の中間転写ごとに0.5kVずつ中間転写ローラ6に印
加する電圧値を大きくすることによって、4色の多重転
写を良好に行うことができた。
【0022】また、第1色目にはV0 、第2色目にはV
0 +g、第3色目にはV0 +h、第4色目にはV0 +i
(h,iは定数)というように、中間転写ローラ6に印
加する電圧の増加分を定数gとせずに、増加分の電圧値
を、それぞれトナーの抵抗値や添加物によって変化さ
せ、色ごとの適正転写電圧値を中間転写ローラ6に印加
することによって、さらに良好な多重転写をすることが
可能となる。 〈参考例2〉 図4は本発明についての参考例2を示す画像形成装置の
縦断面図であり、前出と同符号は同部材を示す。
【0023】50は中間転写ローラ6のバイアス電源で
あり、バイアス電源50は、定電流電源としても、定電
圧電源としても使用することができ、電圧値が可変であ
り、さらに極性も変えることが可能なように構成されて
いる。51は中間転写ローラ6のバイアスの電圧検出手
段、52はCPU、53はI/Oポート、54はメモ
リ、56はアースである。
【0024】以下に、本参考例における制御を説明す
る。CPU52によりシーケンス制御を行い、非通紙
時に、中間転写ローラ6の芯金6aに、本参考例ではI
=4μAの定電流を流すような電圧VT0を検知する。電
圧VT0は中間転写ローラ6の局部的な抵抗ムラを考慮し
て、1周の平均値とする。定数aとbとを予め設定の
所定値a1 とb1 とした前述の転写電圧算定式(1)に
従って、測定電圧VT0に対応した適正転写電圧値VT
算出する。
【0025】そして、感光ドラム1上のトナー像を中間
転写ローラ6に転写する際の、第1色目の転写電圧とし
て算出電圧VT にて中間転写ローラ6を定電圧制御して
中間転写ローラ6上に第1色目のトナー像の転写を行
う。また、このときの転写電圧VT は、トナーと逆極性
である。そして順次、第2色目はVT +g、第3色目に
はVT +2g、第4色目にはVT +3gなる電圧値をバ
イアス電源50より中間転写ローラ6に印加して、中間
転写ローラ6上に4色のカラートナー像を一括して多重
転写する。 中間転写ローラ6上のトナー像を転写材Pに最終転写
する際、トナーと同極性の電圧7bにて中間転写ローラ
6を定電圧制御して転写材Pへトナー像の転写を実行さ
せる。
【0026】具体的に、定数aとbを、a1 =1.0、
1 =0.5とし、g=0.5kVとした場合、良好な
転写画像を得ることができた。 〈参考例3〉 図5は本発明についての参考例3の画像形成装の概略を
示す断面図である。
【0027】本参考例においては、下記のような手順で
制御を行う。、は参考例2と同様である。定数c
とdを予め設定の所定値c1 とd1 とした上述の転写電
圧算定式(2)に従って上述した測定電圧値VT0に対応
した適正転写電圧値Vを算出する。
【0028】そして、中間転写ローラ6上のトナー像を
転写材P上に最終転写する際、その算出転写電圧値Vに
て中間転写ローラ6を定電圧制御して転写を行う。この
ときの転写電圧Vはトナーと同極性となるように印加す
る。具体的に、定数cとdを、c1 =1.0、d1
0.5とした場合、良好な転写画像を得ることができ
た。また、転写電圧算定式(2)の定数項は、転写時
(通紙時)における転写材抵抗による電圧降下分を想定
して設定された項である。 〈実施例〉 第1色から第4色のトナー像を感光ドラム1から中間転
写ローラ6に転写する際に、順次、中間転写ローラ6に
印加する転写電圧を大きくすることで、感光ドラム1と
中間転写ローラ6間に介在するトナーの抵抗の増大によ
る転写電流の低下を補正することができ、良好なトナー
像の転写をすることができるが、さらに、色ごとの印字
率に応じて転写電圧算定式(1)の定数a、bを調整し
たり、転写電圧の増加分を調整したりすることによっ
て、良好な多重転写を行うことができる。4色の各々の
印字率が大きいと、トナー層の重なりの割合が大きいの
でトナー層による抵抗が大きく、大きな転写電圧を必要
とするために、前の色の印字率が大きい場合には、次の
色の転写の際には転写電圧の増加分を大きくして転写電
圧VT を大きくし、逆に印字率が小さいとトナー層の重
なりの割合が小さいのでトナー層による抵抗が小さく、
それほど大きな転写電圧を必要としないので、前の色の
印字率が小さい場合には、次の色の転写の際には転写電
圧の増加分を小さくすることによって、良好な多重転写
を実行できる。
【0029】印字率すなわちトナー量を検知するには、
ホストコンピュータの情報量、または露光量、定電圧制
御時の中間転写体6から感光ドラム1に流れる電流値等
を検知手段により検知すればよく、これによって中間転
写体6に印加する電圧値を調整することにより、さらに
良好に感光ドラム1上のトナー像を中間転写体6に多重
転写することができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、画像担
持体上に形成したトナー像を順次、中間転写体上に多重
に中間転写するに際し、例えば、中間転写を重ねて中間
転写体上にトナー像を積層するごとに、大きくすること
によって、転写済みのトナー層による抵抗の電圧降下分
を補正することができるので、中間転写体上に良好な多
重転写を実行することが可能となる。
【0031】また、非通紙時における定電流制御によて
得られた電圧VT0をもとに、中間転写体に印加する電圧
T を決定することで、中間転写体の抵抗値変動に対し
ても、中間転写体上に良好な多重転写を実行することが
できる。
【0032】さらに、中間転写体のトナー像を転写材上
に転写する最終転写において、上記の非通紙時における
定電流制御によって得られた電圧VT0をもとに、中間転
写体に印加する電圧Vを決定することで、中間転写体の
抵抗値変動に対しても、中間転写体上のカラー画像を転
写材上に良好に最終転写することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例1の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。
【図2】従来の画像形成装置の概略を示す縦断面図。
【図3】従来の、中間転写ローラから転写材へトナー像
を最終転写するようすを示す拡大断面図。
【図4】参考例2の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。
【図5】参考例3の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。
【符号の説明】
1 画像担持体(感光ドラム) 6 中間転写体(中間転写ローラ) 30 定電圧電源 P 転写材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−212187(JP,A) 特開 平4−318578(JP,A) 特開 平4−318579(JP,A) 特開 平4−275583(JP,A) 特開 平2−212872(JP,A) 特開 平4−310979(JP,A) 特開 平2−2583(JP,A) 特開 平5−289547(JP,A) 特開 平5−53447(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 G03G 15/01 G03G 15/16 G03G 21/00 - 21/04 G03G 21/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中抵抗の中間転写体に画像担持体を当接
    させて転写ニップ部を形成し、該転写ニップ部を介して
    前記画像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に中間
    転写するとともに、中間転写された前記中間転写体上の
    トナー像を前記転写ニップ部にて挟持搬送する転写材に
    最終転写してなる画像形成装置において、 前記中間転写を複数回反復して前記中間転写体上にトナ
    ー像を積層する際に、前記中間転写体に印加する電圧
    を、前記中間転写の回数を重ねて前記中間転写体上にト
    ナー像を積層するごとに増加させ、この増加量は前回の
    中間転写時のトナー量に応じて変化させる、 ことを特徴とする画像形成装置。
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