JP3228553B2

JP3228553B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3228553B2
Application number: JP13975092A
Authority: JP
Inventors: 真由美吉田; 久夫村山; 滋渡邊; 真治加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH05307329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像
担持体面上に形成したトナー像を転写材に転写し、該転
写材を該像担持体面から分離する画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用する画像形成装置で
は、転写後、転写材表面に比較的弱い静電吸着力で付着
しているトナー像を乱さないように、転写材を像担持体
から分離することが、良質の画像を得るために極めて重
要なことである。

【０００３】このための分離手段としては、転写済みの
位置に分離ベルト、分離コロ、分離爪などを用いて、強
制的に転写材を剥離させるような機械的手段によるもの
が従来から用いられている。また、転写部位において、
転写材にトナーの帯電極性と逆極性の帯電を施し、転写
後には、該帯電と反対極性すなわちトナーと同極性の帯
電、あるいは、これにＡＣ放電を加えた放電を施すこと
によって、転写材の帯電を中和し、転写材自体が有する
弾性や自重を利用して、該像担持体から該転写材を分離
させるようにした静電除電手段も従来から用いられてい
る。特に、後者の手段においては、転写材の分離性が、
該転写材の走行方向の画像先端部における分離性の難易
に大きく左右されるため、該画像先端部から一定の領域
で分離性を高めるために分離電流を大きくする手段を設
けたものが提案され実用化されている。

【０００４】しかしながら、該画像先端部にトナーが存
在する場合と存在しない場合とによって、該転写材の分
離性に差異が生ずる。例えば、トナーが存在しない場合
には、トナーが存在する場合に比べ、該像担持体と転写
材との密着性がよく、比較的分離しにくいことがわかっ
ている。また、分離電流が大きすぎて転写材が除電され
すぎる場合に、一度転写材に転写されたトナーが、該像
担持体表面に再転写して、画像品質が低下する。

【０００５】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
転写・分離性能に優れ、高品質の画像が得られる画像形
成装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の画像形成装置は、トナー像が形成され
た像担持体面上に転写材を接触させた状態で、転写手段
により該トナー像を該転写材上に静電転写し、該トナー
像が転写された該転写材を、分離手段により該像担持体
面から分離する画像形成装置において、該像担持体面上
の画像地肌部に少量のトナーを均一に付着させる地汚れ
制御手段を設け、該転写手段における転写電流を、該像
担持体上の単位面積当たりのトナー付着量（Ｍ／Ａ）が
０．７ｍｇ／ｃｍ^２の通常の画像濃度部においては８４
％の高い転写率が得られ、且つ該像担持体上の単位面積
当たりのトナー付着量（Ｍ／Ａ）が０．１ｍｇ／ｃｍ^２
の低画像濃度部においては４０％の低い転写率が得られ
るように設定したことを特徴とするものである。例え
ば、該像担持体面上の該画像地肌部の電位と現像バイア
ス電位との電位差の絶対値が小さくなるように、静電潜
像電位、現像バイアス電位などを設定変更する手段や、
ハーフトーン静電潜像を形成手段を設ける。

【０００８】また、請求項２の画像形成装置は、トナー
像が形成された像担持体面上に転写材を接触させた状態
で、転写手段により該トナー像を該転写材上に静電転写
し、該トナー像が転写された該転写材を、分離手段によ
り該像担持体面から分離する画像形成装置において、該
像担持体面上の画像先端部に少量のトナーを均一に付着
させる地汚れ制御手段を設け、該転写手段における転写
電流を、該像担持体上の単位面積当たりのトナー付着量
（Ｍ／Ａ）が０．７ｍｇ／ｃｍ^２の通常の画像濃度部に
おいては８４％の高い転写率が得られ、且つ該像担持体
上の単位面積当たりのトナー付着量（Ｍ／Ａ）が０．１
ｍｇ／ｃｍ^２の低画像濃度部においては４０％の低い転
写率が得られるように設定したことを特徴とするもので
ある。例えば、該像担持体面上の該画像先端部の電位と
現像バイアス電位との電位差の絶対値が小さくなるよう
に、静電潜像電位、現像バイアス電位などを切り替える
手段や、該画像先端部にハーフトーン静電潜像を形成す
る手段を設ける。

【０００９】

【００１０】また、請求項３の画像形成装置は、請求項
１又は２の画像形成装置において、転写後の像担持体面
上から回収した回収トナーを現像手段内へ搬送する搬送
手段と、該回収トナーを該現像手段で再利用する手段と
を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、上記像担
持体の上記画像地肌部の上記地汚れ制御手段により、該
像担持体の該画像地肌部に少量のトナーが付着し、この
トナーにより該像担持体面上に微小凹凸が形成され、転
写材と該像担持体面との密着性が弱まる。また、上記転
写手段の転写電流の設定により、像担持体上の通常の画
像濃度部については良好な転写が維持され、像担持体の
画像地肌部に付着させたトナーについては転写材への転
写が抑制される。

【００１２】また、請求項２の画像形成装置において
は、上記像担持体の上記画像先端部の上記地汚れ制御手
段により、該像担持体の該画像先端部に少量のトナーが
付着し、このトナーにより該像担持体面上に微小凹凸が
形成され、転写材と該像担持体面との密着性が弱まる。
特に、像担持体面上の画像先端部のみに少量のトナーが
付着する。また、上記転写手段の転写電流の設定によ
り、像担持体上の通常の画像濃度部については良好な転
写が維持され、像担持体の画像先端部に付着させたトナ
ーについては転写材への転写が抑制される。

【００１３】

【００１４】また、請求項３の画像形成装置において
は、上記搬送手段及び上記現像手段で上記回収トナーを
再利用する手段により、上記少量のトナーを上記像担持
体面上に付着させて余分にトナーを消費するような場合
でも、回収トナーを有効に再利用でき、回収トナーの廃
棄の必要もなくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した実施例につい
て説明する。図１は、第１実施例に係る複写機の概略構
成図である。まず、複写機全体の概略について説明す
る。像担持体である感光体ドラム１の感光層として例え
ば負帯電有機感光体を使用し、現像剤として例えば負帯
電トナーを含有する２成分現像剤を使用する反転現像シ
ステムを利用している。感光体ドラム１面は、矢印方向
に回転し、まず、帯電チャージャー２で均一に帯電さ
れ、次に光学ミラー１１を含む図示しない露光光学系に
より画像情報に対応したレーザービーム３が感光体ドラ
ム１の軸方向に主走査され、感光体ドラム１の回転によ
り副走査される。これにより、感光体ドラム１面上に画
像情報に対応した静電潜像が形成される。ここで、帯電
チャージャー２は、帯電制御部１２によって、静電潜像
電位が設定される。この静電潜像は、現像手段である現
像ユニット４によって現像されてトナー像となる。現像
時の感光体ドラム１面上の表面電位は、例えば、画像地
肌部電位（暗部電位）ＶＤが約−８００Ｖ、画像部電位
（明部電位）ＶＬが約−１００Ｖに設定されていて、こ
の画像部に現像バイアス電位ＶＢの約−６００Ｖとの電
位差で負帯電トナーが付着し、静電潜像が現像される。
トナー像は、転写・分離制御部１３で制御されている転
写手段である転写チャージャー５の作用のもとに、転写
材である転写紙Ｐに転写される。この転写紙Ｐは、転写
・分離制御部１３で制御されている分離手段である分離
チャージャー６の作用のもとに、感光体ドラム１から分
離され、図示しない定着器により定着されて、プリント
が完了する。一方、転写後の感光体ドラム１面上に残留
したトナーは、クリーニング装置７で除去されて回収さ
れる（以下、この回収されたトナーを回収トナーとい
う）。その後、感光体ドラム１面上に残留している電荷
は、除電ランプ９の除電光により除電されて、感光体ド
ラム１面は次回の作像に備えられる。

【００１６】なお、現像ユニット４内の現像剤のトナー
濃度を所定の範囲内に保持するトナー補給制御のため
に、感光体ドラム１面の画像領域外に基準濃度パターン
に対応する静電潜像を形成し、現像ユニット４によりト
ナー像とする。この基準濃度パターンに対応するトナー
像の濃度を検出して検知濃度に対応した信号を出力する
ために、感光体ドラム１面の周囲の現像ユニット４の下
流側で感光体ドラム１面に近接した位置に、感光体ドラ
ム１面に対向させて、光の反射を利用したトナー像の濃
度センサー（以下、光学センサーという）１０を設けて
いる。この光学センサー１０の出力値により、現像ユニ
ット４内の現像剤のトナー濃度が判断される。すなわ
ち、光学センサー１０は、現像ユニット４内のトナー濃
度検知手段として用いられている。

【００１７】なお、本実施例では、クリーニング装置７
で回収した回収トナーを現像ユニット４内に還元し再利
用している。以下、その回収トナーの再利用について説
明する。上記転写プロセスでは、感光体ドラム１面上の
トナー像は完全に１００％転写されるわけではなく、そ
の一部は感光体ドラム１面上に残留する。この残留トナ
ーは、感光体ドラム１面を摺擦しているクリーニング装
置７内の弾性体のゴムブレード７ａにより掻き落とされ
る。掻き落されたトナーは、図示しないトナー捕集板に
沿ってトナー回収室７ｂに落下する。トナー回収室７ｂ
の底部には、搬送ローラ７ｃが設けられている。搬送ロ
ーラ７ｃは、クリーニング装置７の筐体の前後の側板に
回転可能に軸支されたスクリュー型の回転体で、図示し
ていない駆動機構により回転され、回収されたトナー
を、感光体ドラム１の手前側又は奥側に移動させて開口
部より回収トナー搬送装置８内に移送する。

【００１８】ここで、現像ユニット４の上部には、未使
用トナーの供給トナー（以下、未使用トナーという）の
収容装置であるトナーカートリッジ４ｄとは別に、回収
トナー収容装置である回収トナーホッパー４ｆを設けて
いる。また、回収トナー搬送装置８は、クリーニング装
置７内のトナー回収室７ｂと回収トナー収容装置である
回収トナーホッパー４ｆとを繋ぎ回収トナーの搬送路と
なる搬送パイプ８ａと、搬送パイプ８ａの内部にあって
回動するスクリュー型の回転体であるコンベアー８ｂと
から構成されている。回収トナーは、この回収トナー搬
送装置８により搬送され、現像ユニット４の回収トナー
ホッパー４ｆに捕集され、回収トナーホッパー４ｆの底
部にある回収トナー補給装置である回収トナー補給ロー
ラ４ｅにより、現像ユニット４内に適量補給されること
によって再利用される。また、トナーカートリッジ４ｄ
内の未使用トナーは、未使用トナー補給装置である未使
用トナー補給ローラ４ｃによって、現像ユニット４内に
適量補給されることによって利用される。

【００１９】ところで、上記転写チャージャー５の転写
部位において、一旦感光体ドラム１面上に密着した転写
紙Ｐは、トナーが存在しないと、鏡面状に加工された感
光体ドラム面１上に機械的に強固に密着するのに対し
て、若干量のトナーが存在すると、このトナーが感光体
ドラム１面上に微小凹凸を形成し、感光体ドラム１との
密着性が弱まる。

【００２０】そこで、第１実施例では、感光体ドラム１
面上の画像地肌部に少量のトナーを均一に付着させる地
汚れ制御手段として、上記帯電制御部１２による静電潜
像電位の設定を、感光体ドラム１面上の画像地肌部電位
と現像バイアス電位との電位差の絶対値が小さくなるよ
うに変更している。例えば、画像地肌部電位を−８００
Ｖから約−７００Ｖに変更して設定することにより、現
像バイアス電位の−６００Ｖとの電位差の絶対値が約１
００Ｖと小さくなるために、画像地肌部にも極少量のト
ナーが付着する。

【００２１】また、第１実施例では、通常の画像濃度部
においては高い転写率が得られ、かつ、画像の低濃度部
において転写し難い条件に、上記転写の際の転写電流を
設定している。例えば、転写・分離制御部１３により転
写チャージャー５を制御して、図２の矢印に示すよう
に、画像濃度すなわち単位面積当りのトナー付着量Ｍ／
Ａが０．７mg/cm²の画像に対して約８４％の転写率が得
られ、Ｍ／Ａが０．1mg/cm²の低濃度画像に対して約４
０％の転写率が得られるように、転写電流を設定する。
上記画像濃度が異なる各画像はそれぞれ、上記帯電チャ
ージャー２を制御して感光体ドラム１の表面を互いに異
なる帯電電位で帯電し、該帯電部分を上記現像ユニット
４で現像することにより形成し、また、各画像における
画像濃度すなわち単位面積当りのトナー付着量Ｍ／Ａは
それぞれ、上記光学センサー１０を用いて測定したもの
である。

【００２２】以上の第１実施例に係る複写機によれば、
上記静電潜像電位の設定により、転写紙Ｐと感光体ドラ
ム１面との静電吸着力が弱まり、転写紙Ｐの剥離が極め
て容易になる。したがって、転写・分離の性能が向上
し、分離不良によるジャムの発生等を有効に防止でき、
感光体ドラム１面上に形成された静電潜像が良好に転写
され、高品質画像を提供することが可能となる。

【００２３】また、上記転写電流の設定により、画像地
肌部の不要なトナーは、転写紙Ｐ上に転写されることは
なく、地肌汚れなどの異常画像が生じなくなる。一方、
ベタ画像に対しては従来どおり、良好に転写される条件
であるため、何ら問題はない。

【００２４】次に、第２実施例について説明する。転写
紙Ｐの剥離は、感光体ドラム１面上の走行方向の画像先
端部で良好に行なわれれば、その後は比較的容易に行な
われる。そこで、第２実施例では、画像地肌部に少量の
トナーを均一に付着させるように制御する代わりに、感
光体ドラム１面上の画像先端部のみに少量のトナーを付
着させるように制御する手段を設けている。例えば、帯
電制御部１２により帯電チャージャー２を制御して、画
像先端部においてのみ静電潜像電位を−８００Ｖから約
−７００Ｖに切り替えて設定している。これにより、現
像バイアス電位の−６００Ｖとの電位差の絶対値が約１
００Ｖと小さくなるために、画像先端部に少量のトナー
が付着する。

【００２５】また、第２実施例においても、第１実施例
と同様に、通常の画像濃度部においては高い転写率が得
られ、かつ、画像の低濃度部において転写し難い条件
に、上記転写の際の転写電流を設定している。例えば、
転写・分離制御部１３により転写チャージャー５を制御
して、図２の矢印に示すように、画像濃度すなわち単位
面積当りのトナー付着量Ｍ／Ａが０．７mg/cm²の画像
に対して約８４％の転写率が得られ、Ｍ／Ａが０．1mg/
cm²の低濃度画像に対して約４０％の転写率が得られる
ように、転写電流を設定している。上記画像濃度が異な
る各画像はそれぞれ、上記帯電チャージャー２を制御し
て感光体ドラム１の表面を互いに異なる帯電電位で帯電
し、該帯電部分を上記現像ユニット４で現像することに
より形成し、また、各画像における画像濃度すなわち単
位面積当りのトナー付着量Ｍ／Ａはそれぞれ、上記光学
センサー１０を用いて測定したものである。

【００２６】以上の第２実施例に係る複写機によれば、
感光体ドラム１面上の画像先端部にのみに少量のトナー
を付着させるように制御しているので、上記第１実施例
と同様の作用・効果に加えて、トナー消費量が少なくな
るという効果が得られる。

【００２７】また、第１実施例又は第２実施例の複写機
によれば、転写後、感光体ドラム１面上に残留したトナ
ーは、クリーニング装置７によって除去され、回収トナ
ーは現像ユニット４内に搬送されて再利用されるため、
上記のように感光体ドラム１面上の画像地肌部や画像先
端部に少量のトナーを付着させて余分にトナーを消費し
ても無駄となることがなく、資源保護に対して有効であ
り、回収トナーの廃棄の必要もないので、環境保全に対
しても有効である。

【００２８】なお、第１実施例又は第２実施例の地汚れ
制御手段としては、上記の静電潜像電位のほか、画像地
肌部電位と現像バイアス電位との電位差の絶対値が小さ
くなるように、現像バイアスを変更したり、画像先端部
で現像バイアスを切り替えたりする手段を設けてもよ
い。また、画像地肌部又は画像先端部にハーフトーン静
電潜像を形成するレーザーダイオード等の露光手段を設
けてもよい。

【００２９】また、第１実施例又は第２実施例におい
て、転写チャージャー５の転写電流の設定変更の代わり
に、図示しない転写前除電帯電器などの電流を設定変更
することにより、画像地肌部又は画像先端部の不要なト
ナーが転写紙Ｐに転写されないようにしてもよい。

【００３０】また、本発明は、未使用トナー使用時のみ
ならず、回収トナー使用時にも上記作用効果が得られる
が、回収トナー使用時と未使用トナー使用時とで、適
宜、条件を変更すれば、より良好な効果が得られるもの
である。また、本発明は、未使用トナーのみを使用する
複写機にも適用でき、その場合にも上記作用効果が得ら
れることは勿論である。そして、この場合には、第２実
施例のように画像先端部のみにトナーを付着させる方
が、トナー消費量を抑える上で有効である。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、像担持体の画
像地肌部に少量のトナーが付着し、転写材と該像担持体
面との密着性が弱まり、転写材の剥離が極めて容易にな
る。したがって、転写・分離の性能が向上し、分離不良
によるジャムの発生等を有効に防止でき、該像担持体面
上に形成された静電潜像が良好に転写され、高品質画像
を提供することが可能となる。しかも、上記転写手段の
転写電流の設定により、像担持体上の通常の画像濃度部
については良好な転写が維持され、像担持体の画像地肌
部に付着させたトナーについては転写材への転写が抑制
されるので、通常の画像濃度部における転写画質を維持
しつつ、転写材上の地汚れ等の異常画像の発生を抑制す
ることができるという優れた効果がある。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、像担持体
の画像先端部に少量のトナーが付着し、転写材と該像担
持体面との密着性が弱まり、転写材の剥離が極めて容易
になる。したがって、転写・分離の性能が向上し、分離
不良によるジャムの発生等を有効に防止でき、該像担持
体面上に形成された静電潜像が良好に転写され、高品質
画像を提供することが可能となる。特に、像担持体面上
の画像先端部のみに少量のトナーを付着するので、トナ
ー消費量が少なくなる。しかも、上記転写手段の転写電
流の設定により、像担持体上の通常の画像濃度部につい
ては良好な転写が維持され、像担持体の画像先端部に付
着させたトナーについては転写材への転写が抑制される
ので、通常の画像濃度部における転写画質を維持しつ
つ、転写材上の地汚れ等の異常画像の発生を抑制するこ
とができるという優れた効果がある。

【００３３】

【００３４】また、請求項３の発明によれば、上記少量
のトナーを上記像担持体面上に付着させて余分にトナー
を消費するような場合でも、回収トナーを有効に再利用
できるので、資源保護に対して有効であり、回収トナー
の廃棄の必要もないので、環境保全に対しても有効であ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の概略構成図。

【図２】異なる画像濃度に対する転写電流と転写率との
関係を示す特性図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電チャージャー４現像ユニット５転写チャージャー６分離チャージャー７クリーニング装置８回収トナー搬送装置１２帯電制御部１３転写・分離制御部

フロントページの続き (72)発明者加藤真治東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開平５−88523（ＪＰ，Ａ) 特開平２−23375（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−181964（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/14 101 G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像が形成された像担持体面上に転写
材を接触させた状態で、転写手段により該トナー像を該
転写材上に静電転写し、該トナー像が転写された該転写
材を、分離手段により該像担持体面から分離する画像形
成装置において、該像担持体面上の画像地肌部に少量のトナーを均一に付
着させる地汚れ制御手段を設け、該転写手段における転写電流を、該像担持体上の単位面
積当たりのトナー付着量（Ｍ／Ａ）が０．７ｍｇ／ｃｍ
^２の通常の画像濃度部においては８４％の高い転写率が
得られ、且つ該像担持体上の単位面積当たりのトナー付
着量（Ｍ／Ａ）が０．１ｍｇ／ｃｍ^２の低画像濃度部に
おいては４０％の低い転写率が得られるように設定した
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】トナー像が形成された像担持体面上に転写
材を接触させた状態で、転写手段により該トナー像を該
転写材上に静電転写し、該トナー像が転写された該転写
材を、分離手段により該像担持体面から分離する画像形
成装置において、該像担持体面上の画像先端部に少量のトナーを均一に付
着させる地汚れ制御手段を設け、該転写手段における転写電流を、該像担持体上の単位面
積当たりのトナー付着量（Ｍ／Ａ）が０．７ｍｇ／ｃｍ
^２の通常の画像濃度部においては８４％の高い転写率が
得られ、且つ該像担持体上の単位面積当たりのトナー付
着量（Ｍ／Ａ）が０．１ｍｇ／ｃｍ^２の低画像濃度部に
おいては４０％の低い転写率が得られるように設定した
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】上記転写後の上記像担持体面上から回収し
た回収トナーを現像手段内へ搬送する搬送手段と、該回
収トナーを該現像手段で再利用する手段とを設けたこと
を特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。