JP3234017B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3234017B2 JP36125392A JP36125392A JP3234017B2 JP 3234017 B2 JP3234017 B2 JP 3234017B2 JP 36125392 A JP36125392 A JP 36125392A JP 36125392 A JP36125392 A JP 36125392A JP 3234017 B2 JP3234017 B2 JP 3234017B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写機
やプリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、感光ド
ラム上に形成したトナー像を一旦、中間転写体上に転写
した後、この中間転写体上から転写材上に最終転写する
画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、中間転写体を用いた画像形成装置
としては、例えば図7に示すような電子写真法を応用し
たカラー画像形成装置が知られている。感光ドラム(第
1の画像担持体)1は矢印方向に回転して1次帯電器2
により一様に帯電され、露光装置3による露光によって
静電潜像が形成された後、第1現像器401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40
2、403、404は作動オフしており、第1色のトナ
ー像(顕像)は第2〜第4現像器402〜404からの
影響を受けることなく中間転写体であるベルト5と感光
ドラム1とでなす転写ニップに到達し、ベルト5の背面
に接している導電ローラ501に印加された電圧であっ
て第1色のトナーと逆極性の電圧が転写ニップ域に形成
する転写電界により、第1色のトナー像はベルト5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6により表面を清掃
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402のみが作動
し、他の現像器401、403、404は作動オフして
おり、以下、上述した手順と同様の手順によって、第2
色のトナー像がベルト5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)とベルト5上に
順次中間転写され、ベルト5上に4色の重ね合わせカラ
ー画像が形成される。なお、この間、ベルト5のクリー
ニング装置503は解除されており、ベルト5上の画像
を乱さないようにしている。
【0003】次に、カセット9より転写材Pが1枚、給
紙ローラ10により取り出され、転写ガイド11を経て
転写ニップ域に挿通される。このとき、導電ローラ50
1にはトナーと逆極性の電圧が印加され、第1〜第4色
のトナーはベルト5から転写材Pに一括して最終転写さ
れる。
【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8を経て定着装置7に到達
し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。第1色〜
第4色のトナー像を転写材Pに最終転写し終えたベルト
5の表面は、クリーニング装置503が作動して清掃さ
れる。中間転写体としてのベルト5としてはポリエステ
ル、ポリエチレン等の誘電体フィルムが用いられ、ある
いは背面に導体を裏打ちした2層フィルムを用いるのが
知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術のように、中間転写体としてのベルト5から
転写材Pにトナー像を最終転写する際に、中間転写体5
にのみ電位を与えてトナー像との静電的斥力によって転
写させる系においては、転写電界が、転写材Pの電気的
性質(電気抵抗や静電容量)や帯電等によって大きく影
響を受けて安定せず、転写不良を発生する場合があっ
た。
【0006】また、転写効率を上げるために中間転写体
5に印加する電位を高くすると、トナー飛び散り等不良
画像を発生したり、周囲の部材に対して放電してしまう
おそれがあった。
【0007】そこで、本発明は、中間転写体から第2の
画像担持体(上述では転写材)にトナー像を最終転写す
る際に、第1の画像担持体の表面電位を制御することに
よって、転写電界を安定させて転写不良を防止するよう
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項に係る本発明
は、第1の画像担持体と、該第1の画像担持体上に現像
剤による像を形成する現像手段と、該第1の画像担持体
上の現像剤像が転写される中間転写体と、を有し、該中
間転写体上に転写された現像剤像を、前記第1の画像担
持体と前記中間転写体との間のニップ部を通過する第2
の画像担持体上に静電転写する画像形成装置において、
前記第1の画像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前
記中間転写体に電圧を印加する電源と、を有し、前記中
間転写体上の現像剤像を前記第2の画像担持体上に転写
するための電界を、前記中間転写体に対して前記電源が
印加する電圧と、これに加えて前記第1の画像担持体に
対する前記帯電手段による帯電電荷と、によって形成す
る、ことを特徴とする。請求項に係る本発明は、請求
に記載の画像形成装置において、前記中間転写体上
の現像剤像を前記第2の画像担持体上に転写するための
電界を、前記中間転写体に対して前記電源が現像剤と同
極性の電圧を印加し、これに加えて前記第1の画像担持
体を前記帯電手段が現像剤と逆極性に帯電することによ
って形成する、ことを特徴とする。請求項に係る本発
明は、第1の画像担持体と、該第1の画像担持体表面を
帯電する帯電手段と、前記第1の画像担持体上に潜像を
形成する露光手段と、前記潜像を現像剤により現像する
現像手段と、前記第1の画像担持体上の現像剤像が転写
される中間転写体と、を有し、該中間転写体上に転写さ
れた現像剤像を、前記第1の画像担持体と前記中間転写
体との間のニップ部を通過する第2の画像担持体上に静
電転写する画像形成装置において、前記中間転写体に電
圧を印加する電源を有し、前記中間転写体上の現像剤像
を前記第2の画像担持体上に転写するための電界を、前
記中間転写体に対して前記電源が印加する電圧と、これ
に加えて前記帯電手段によって前記第1の画像担持体表
面に付与され前記露光手段によって調整された帯電電荷
と、によって形成する、ことを特徴とする。請求項
係る本発明は、請求項に記載の画像形成装置におい
て、前記中間転写体上の現像剤像を前記第2の画像担持
体上に転写するための電界を、前記中間転写体に対して
前記電源が現像剤と同極性の電圧を印加し、これに加え
て前記第1の画像担持体を前記帯電手段が現像剤と同極
性に帯電することによって形成する、ことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】以上構成に基づき、中間転写体上のトナー像を
転写材等の第2の画像担持体上に最終転写する際に、そ
の転写電界を第1の画像担持体の表面電位を制御して調
整することによって、中間転写体のみに電位を印加して
転写電界を形成する場合に比して、転写電界を安定させ
ることができる。すなわち、中間転写体上のトナー像を
転写材等に転写する最終転写においては、転写電界が転
写材の電気的性質、例えば電気抵抗や静電容量によっ
て、大きく左右され、転写電界が不安定となりがちであ
る。第1の画像担持体表面電位を制御することで、転写
材等の電気的性質が変化した場合にも、転写電界を安定
させることができる。
【0010】
【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、上述の従来の技術及び後述の各実施
例の説明で参照する図面において、同様の構成、作用の
部材等については同様の符号を付すことにより、それら
の説明の繰り返しは省略するものとする。 〈参考例〉 図1に、本発明の参考例となるの画像形成装置の概略を
示す。なお、以下の参考例、実施例1、実施例2の説明
において各部材に対して与える電位は、トナーとして負
帯電トナーを使った場合の電位であるが、正帯電トナー
を用いた場合にも極性の逆転によって同様な効果が得ら
れるものである。
【0011】本参考例では中間転写体としては、体積抵
抗率で10〜1010Ω・cmに導電化した中間転写ベ
ルト5を用いた。ベルト5へのカラー画像の順次の中間
転写の手順は従来の技術で述べたものと同様である。こ
のとき導電ローラ501にはトナーと逆極性のバイアス
電圧+2〜+5kVが印加される。
【0012】転写材Pはカセット9から給紙ローラ10
によって1枚ずつ取り出され、転写ガイド11を経て感
光ドラム1とベルト5との間の転写ニップに挿通され
る。ここで転写材表面(ベルト5と接触する面)には、
ベルト5上の4色のカラートナー像が一括して最終転写
される。
【0013】図2には、ベルト5に中間転写された4色
カラートナー像が転写材Pに最終転写されるようすを示
す。このとき、導電ローラ501には、中間転写時とは
逆にトナーと同極性のバイアス電圧が印加される。この
最終転写過程においては、感光ドラム1とベルト5との
間に誘電体である転写材Pが介在されるため、中間転写
過程の場合に比べて転写電界が不安定になる。また、本
参考例のように、導電性の中間転写体を用いた場合、導
電ローラ501に与えられた電位はベルト5全長にわた
って印加されるため、このとき導電ローラ501に与え
る電位を高いものにすると、転写部位以外でもトナー像
に対して静電的斥力が働いてベルト5上でトナー像が乱
れてしまうおそれがある。
【0014】そこで、本参考例では導電ローラ501に
は比較的低い電圧を印加し、感光ドラム1の芯金101
に対してトナーと逆極性の電圧を印加する。こうする
と、転写ニップにおいては、導電ローラ501に与えら
れた電位による転写電界に加え、感光ドラム1の芯金1
01に付与した電位による転写電界が加わる。トナーは
ファンデルワールス力などによってベルト5表面に付着
しているが、これらの転写電界によって強力な静電気力
を受け、転写材Pに転写されるに至る。
【0015】本参考例のように感光ドラム1の芯金10
1に対しても転写電界生成の電位を分担させることによ
り、転写電界が転写部付近の各部材に与える電位を低く
抑えることが可能となり、中間転写体上のでトナー飛び
散りや転写時の画像不良等を解決することができる。本
参考例において芯金101に+1〜+2kV、導電ロー
ラ501に−2〜−5kV印加したところ良好な転写画
像を得ることができた。 〈実施例〉 次に、図3を参照して実施例を説明する。
【0016】実施例では中間転写体としてローラ12
を用いる。ローラ12はパイプ状の芯金1201上にシ
リコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、クロロプレ
ンゴム、EPDM等からなる弾性材にカーボンあるいは
金属粉等を分散させて抵抗調整した中抵抗の弾性層12
02で被覆したものであり、弾性層1202は10
1010Ω・cmの体積抵抗率を持つ。
【0017】ローラ12の周長は転写材Pの長さより若
干大きく設定してあり、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ローラ12は外径
100mm、周長314mmとし、弾性層1202の肉
厚としては8mmのものを用いた。中間転写体であるロ
ーラ12へのカラー画像の順次の中間転写の手順は従来
の技術で述べたものと同様である。このとき芯金120
1はトナーと逆極性のバイアス電圧+2〜+5kVが印
加される。
【0018】一方、上記過程を経た後、ローラ12上の
トナー像を転写材Pに転写する際には中間転写時とは逆
に、トナーと同極性のバイアス電圧を芯金1201に印
加する。図4に、ローラ12に中間転写された4色カラ
ートナー像が転写材Pに一括して最終転写されるようす
を示す。
【0019】本実施例の特徴は、上記バイアス印加に加
えて、転写過程に先行して感光ドラム1の帯電を行って
いるところにある。この帯電は、感光ドラム1に潜像を
形成する過程で行われる前帯電と同じ原理によるもので
あり、特別な帯電装置を付加する必要はなく、一次帯電
器2によってトナーと逆極性の電荷を感光ドラム1表面
に与えるものである。
【0020】感光ドラム1表面に与えられた電荷は、転
写ニップでトナーを転写材Pに最終転写する転写電界を
形成する。この転写電界は転写材Pの裏面からローラ1
2表面のトナー像に対し静電的引力を発生し、ローラ1
2の芯金1201に印加された電圧によるトナーに対す
る静電的斥力と相まって、効率的にトナー像を転写材P
に転写する。
【0021】本実施例では表面の帯電電荷によって直接
感光ドラム1の表面電位を制御しているため、帯電履歴
等が一掃され、転写電界を安定させることができるとい
う利点がある。
【0022】また、本例で用いた中抵抗弾性層1202
のように導電性物質の分散によって体積抵抗率を調整す
るものについては、抵抗値の不均一性が見られる場合が
あるが、本実施例のように感光ドラム1側からのトナー
に対する引力電界を加えることによって、この抵抗斑に
よる転写能力の差を小さくすることができ均一な転写が
可能となる。
【0023】本実施例をさらに発展させて、感光ドラム
芯金101に直流あるいは交流の電圧印加を行う手段を
付加し、転写電界をより一層強力にし転写効率を向上さ
せることも可能である。 〈実施例〉 次に、本発明の実施例を説明する。本実施例の構成は
実施例1に示す画像形成装置と同じである。
【0024】中間転写体であるローラ12へのカラー画
像の順次の中間転写の手順は従来例で述べたものと同様
である。このとき芯金1201はトナーと逆極性のバイ
アス電圧+2〜+5kVが印加される。
【0025】一方、上記過程を経た後、ローラ12上の
トナーを転写材Pに転写する際には中間転写時とは逆
に、トナーと同極性のバイアス電圧を芯金1201に印
加する。図5に、ローラ12に中間転写された4色カラ
ートナー像が転写材Pに一括して最終転写されるようす
を示す。
【0026】本実施例の特徴は上記バイアス印加に加え
て、転写過程に先行して感光ドラム1の帯電ならびに露
光を行っているところにある。帯電および露光は感光ド
ラム1に潜像を形成する過程で行われるものと同じ原理
によるものであり、特別な帯電装置や露光装置を付加す
る必要はなく、一次帯電器2および露光装置3によって
感光ドラム1上に潜像を形成するものである。
【0027】図6は、反転現像によって画像形成する装
置の場合における、転写材Pに対する最終転写時のモデ
ル図であり、ローラ12上のトナー像と感光ドラム1上
の電荷との位置関係を表している。
【0028】感光ドラム1には各トナーを現像する際に
形成した潜像の合成潜像を、全く同じ手段で形成してあ
る。したがってトナー像を転写材Pに最終転写するとき
には、同図に示すようにローラ12上にトナー像が存在
する部分に感光ドラム1上のV1 電位が対向し、背景部
にはVd 電位が対向する。これによって、それぞれの部
位においてトナー像に対する転写電界に差が生じ、負帯
電したトナーに対しては矢印で示すように、トナー像部
では転写促進電界が、また背景部では転写抑制電界が発
生する。これら選択性電界はローラ12上背景部に存在
している微量のかぶりトナー等を転写せず、本来のトナ
ー像に対しては高効率に転写するため、画像のS/N比
を格段に向上させることができる。また、中間転写過程
においてトナー像の輪郭が乱れる場合があるが、本実施
例によればトナー像の輪郭を復活させて非常にシャープ
な画像を得ることが可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、中間転写体上のト
ナー像を転写材等の第2の画像担持体上に最終転写する
際に、中間転写体に電圧を印加して転写電界を形成する
に加えて、中間転写体との間に第2の画像担持体を挟持
搬送する第1の画像担持体の表面電位を帯電手段又は露
光手段によって制御して転写電界を調整することによ
り、転写材等の電気的性質によって大きく左右されがち
な転写電界を、微妙に調整して安定させることができ
る。これにより、転写不良やトナーの飛び散りを少なく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例の画像形成装置の概略を示す縦断面図。
【図2】同じく転写ニップにおけるトナー像の最終転写
を示す動作説明図。
【図3】実施例の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。
【図4】同じく転写ニップにおけるトナー像の最終転写
を示す動作説明図。
【図5】実施例の転写ニップにおけるトナー像の最終
転写を示す動作説明図。
【図6】同じく転写ニップにおいて、転写電界が作用す
る様子を示すモデル図。
【図7】従来の画像形成装置の概略を示す断面図。
【符号の説明】
1 第1の画像担持体(感光ドラム) 5 中間転写体(ベルト) 12 中間転写体(ローラ) P 第2の画像担持体(転写材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 G03G 15/16 G03G 21/00 - 21/04 G03G 21/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の画像担持体と、該第1の画像担持
    体上に現像剤による像を形成する現像手段と、該第1の
    画像担持体上の現像剤像が転写される中間転写体と、を
    有し、該中間転写体上に転写された現像剤像を、前記第
    1の画像担持体と前記中間転写体との間のニップ部を通
    過する第2の画像担持体上に静電転写する画像形成装置
    において、 前記第1の画像担持体表面を帯電させる帯電手段と、 前記中間転写体に電圧を印加する電源と、を有し、 前記中間転写体上の現像剤像を前記第2の画像担持体上
    に転写するための電界を、前記中間転写体に対して前記
    電源が印加する電圧と、これに加えて前記第1の画像担
    持体に対する前記帯電手段による帯電電荷と、によって
    形成する、 ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記中間転写体上の現像剤像を前記第2
    の画像担持体上に転写するための電界を、前記中間転写
    体に対して前記電源が現像剤と同極性の電圧を印加し、
    これに加えて前記第1の画像担持体を前記帯電手段が現
    像剤と逆極性に帯電することによって形成する、 ことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 第1の画像担持体と、該第1の画像担持
    体表面を帯電する帯電手段と、前記第1の画像担持体上
    に潜像を形成する露光手段と、前記潜像を現像剤により
    現像する現像手段と、前記第1の画像担持体上の現像剤
    像が転写される中間転写体と、を有し、該中間転写体上
    に転写された現像剤像を、前記第1の画像担持体と前記
    中間転写体との間のニップ部を通過する第2の画像担持
    体上に静電転写する画像形成装置において、 前記中間転写体に電圧を印加する電源を有し、 前記中間転写体上の現像剤像を前記第2の画像担持体上
    に転写するための電界を、前記中間転写体に対して前記
    電源が印加する電圧と、これに加えて前記帯電手段によ
    って前記第1の画像担持体表面に付与され前記露光手段
    によって調整された帯電電荷と、によって形成する、 ことを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記中間転写体上の現像剤像を前記第2
    の画像担持体上に転写するための電界を、前記中間転写
    体に対して前記電源が現像剤と同極性の電圧を印加し、
    これに加えて前記第1の画像担持体を前記帯電手段が現
    像剤と同極性に帯電することによって形成する、 ことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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