JP3652070B2

JP3652070B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP3652070B2
Application number: JP19484797A
Authority: JP
Inventors: 善邦伊藤; 雅博井上; 勇爾別所; 要一木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1124447A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、そのトナー像を同一記録材上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成する画像形成装置が種々提案されている。
【０００３】
このような状況のなかで、無端状の記録材担持体を用いた多色電子写真方式のカラー複写機が高速記録に用いられている。
【０００４】
カラー電子写真画像形成装置の一例を図２に基づいて説明する。装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【０００５】
第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ〜３ｄ上に各色のトナー像が形成される。
【０００６】
各感光ドラム３ａ〜３ｄに隣接して記録材担持体（以下、転写ベルトという）１３０が設置され、感光ドラム３ａ〜３ｄ上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト１３０上に担持し搬送される記録材ｐ上に転写される。さらに各色のトナー像が転写された記録材ｐは、定着部９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外の排紙トレイ６３に排出される。
【０００７】
感光ドラム３ａ〜３ｄの外周には、それぞれ露光ランプ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、ドラム帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、電位センサー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、及びクリーナー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置およびポリゴンミラー１１７が設置されている。
【０００８】
光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラー１１７を回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ〜３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム３ａ〜３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【０００９】
現像器１ａ〜１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ〜１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ〜３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像、及びブラックトナー像として可視化する。
【００１０】
記録材ｐは記録材カセット１０に収容され、そこから複数の搬送ローラ１１及びレジストローラ１２を経て転写ベルト１３０上に供給され、転写ベルト１３０による搬送で感光ドラム３ａ〜３ｄと対向した転写部に順次送られる。
【００１１】
転写ベルト１３０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートからなっており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。
【００１２】
さて、駆動ローラ１３及び支持ローラ１４、１５によりこの転写ベルト１３０が回転し、所定の位置にあることが確認されると、記録材ｐがレジストローラ１２から転写ベルト１３０に送り出され、記録材ｐが第１画像形成部Ｐａの転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第１画像形成部Ｐａの感光ドラム３ａに対し画像形成を行なう。
【００１３】
そして感光ドラム３ａの下側の転写部で転写帯電器２４ａが電界または電荷を付与することにより、感光ドラム３ａ上に形成された第１色目のトナー像が記録材ｐ上に転写される。この転写により記録材ｐは転写ベルト１３０上に静電吸着力でしっかりと保持され、第２画像形成部Ｐｂ以降に搬送される。また、転写と同時に記録材Ｐを転写ベルト１３０上に静電吸着するのではなく、図３に示すように、支持ローラ１４と第１画像形成部Ｐａの転写帯電器２４ａとの間に、転写ベルト１３０を挟むように吸着帯電器５、６を設けて、転写前に吸着させる場合もある。
【００１４】
吸着帯電器５は、コロナ放電のような非接触帯電器、またはブレード、ローラー、ブラシのような帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。
【００１５】
転写帯電器２４ａ〜２４ｄも同様に、コロナ放電のような非接触帯電器、またはブレード、ローラー、ブラシのような転写帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。非接触帯電器では、オゾンが発生してしまうこと、空気を介して帯電するため大気の温湿度環境変動に弱く画像が安定的に形成されない等の問題点がある。一方、接触帯電器では、オゾンレス、温湿度環境変動に強い、高画質等のメリットがある。
【００１６】
また、転写性安定のために、図３に示すように、各転写帯電器２４ａ〜２４ｄの転写ベルト１３０の移動方向下流側に除電針７ａ〜７ｄを設ける場合もある。除電針７ａ〜７ｄは転写ベルト１３０には非接触であるが転写電流の一部を放電して逃す役割を果している。この構成により、感光ドラムと記録紙が剥離するときの剥離放電を防止することができる。
【００１７】
第２〜第４画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄでの画像形成、転写も第１画像形成部Ｐａと同様に行なわれる。次いで４色のトナー像を転写された記録材ｐは、転写ベルト１３０の搬送方向下流部で分離帯電器３２により除電して静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト１３０の末端から離脱する。通常駆動ローラー１３０は、安定な分離を行なうため接地されている。また分離帯電器３２は、トナー像未定着の状態で記録材ｐに帯電するため、非接触帯電器が用いられる。
【００１８】
転写ベルト１３０から離脱した記録材ｐは、ガイド部材６４を介して搬送部６２により定着装置９へ搬送される。
【００１９】
定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、その各々をクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、ローラ５１、５２内に設置されたローラ加熱ヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイルの溜め５３と、加圧ローラ５２の表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とから構成されている。
【００２０】
４色のトナー像を転写された記録材ｐは、定着によりトナー像の混色及び記録材ｐへの固定が行なわれ、フルカラーのコピー画像に形成され、排紙トレイ６３に排出される。
【００２１】
転写が終了した感光ドラム３ａ〜３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ〜４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像形成以下の工程に備えられる。転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト１３０の表面にクリーニングウェブ（不織布）１９を当接して、拭い取るようにしている。尚、クリーニングウェブ１９は巻き出しローラ１７、巻き込みローラ１８、テンションローラ２２、及びテンションローラ２２のバックアップローラ２１により転写ベルト１３０への当接を制御される。
【００２２】
以上のような構成の画像形成装置において用いられる転写ベルトは前述のようにＰＥＴシートやポリフッ化ビニリデンシート、ポリウレタンシート等の誘電体シートであり、これらの体積抵抗は１０¹³〜１０¹⁸Ωｃｍのものが一般的である。
【００２３】
また、転写帯電手段の転写に寄与する電流を適正電流で一定にすると画像が安定することが知られている。そこで、記録材の種類（厚さ、材質等）や吸湿条件等により、体積抵抗値が変化した場合にも一定電流が得られるように定電流制御を行なうことが一般的である。
【００２４】
多重転写を行なう画像形成装置では、たとえば、１度の転写電圧で１ｋＶの転写電圧がかかる場合、第１画像形成部では１ｋＶ、第２画像形成部では２ｋＶ、第３画像形成部では３ｋＶ、第４画像形成部で４ｋＶというように順次転写電圧は上昇していく。言い換えると、転写ベルト、記録材は、各転写工程で定電流制御により一定の電荷が充電された後、分離部で互いに分離され、転写ベルトは転写ベルト除電部で、記録材は定着工程後の記録材除電部等で除電される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構成で、例えば高湿環境に放置することで低抵抗化した記録材ｐに画像形成を行なう際、分離帯電器３２の対向電極として接地された上記導電性部材としての駆動ローラ（前記分離部）１３と、転写部との間を、該記録材ｐが短絡したとき、感光ドラム３上に現像されたトナー像が記録材ｐに良好に転写されないという現象、或いは、一度記録材ｐへ転写されたトナー像が下流の画像形成部のドラムに再度転写するという現象（以後、再転写と称する）といった著しい転写不良（画像不良）が発生する。一般的に、記録材の体積抵抗は、種類や吸湿条件によって約１０⁷ 〜１０¹¹［Ωｃｍ］まで変化する。
【００２６】
この現象について、図４に基づいて説明する。画像形成中、記録材ｐが第４画像形成部Ｐｄの感光ドラム３ｄと駆動ローラ１３とを短絡すると、転写ベルト１３０のうち記録材ｐと駆動ローラ１３に同時に接している部分（図４中斜線Ｅ部）に充電されている電荷対の一部が、裏面の正電荷は接地された駆動ローラ１３へ、表面の負電荷は記録材ｐを通って転写帯電部へ流れ、結果的に除電される。このとき、転写帯電器２４ｄから対向電極である感光ドラム３ｄへ流れるべき転写電流（図２矢印Ａ、Ｂ方向）が、より抵抗の低い記録紙を通って転写ベルトＥ部に供給されてしまい（図２矢印Ａ、Ｄ）、十分な転写電流が得られず転写不良が発生する。
【００２７】
同様に、転写帯電部と他の導電性部材が記録材により短絡されたときも、転写電流が記録材を通って該導電性部材へ流れてしまい、十分な転写電流が得られず転写不良が発生する。ここで記録材ｐによって短絡される部材は、駆動ローラ１３と転写部に限らず、転写部と、吸着帯電部、または記録材担持体支持部、または定着部、またはガイド部、またはレジスト部、または除電針であってもよい。
【００２８】
記録材が第４画像形成部Ｐｄの感光ドラム３ｄと駆動ローラ１３とを短絡する場合、さらに、記録材が低抵抗化すると、転写ベルト１３０のＥ部は、転写電流を全て奪うだけでなく、感光ドラム３ｄ側からも正電荷を供給しようとし、電流の方向はＡ、Ｄ方向及びＣ、Ｄ方向となる。
【００２９】
この電流方向Ｃは、正常な画像形成時の転写電流の方向Ｂとは逆方向であり、この逆方向の電流が流れることによって、トナーが正常に転写されない、或いは、再転写するといった現象が発生する。記録材ｐによって短絡される部材は、駆動ローラ１３と転写部に限らず、転写部と除電針であってもよい。
【００３０】
従って、本発明の目的は、低抵抗化した記録材を用いたとしても、転写不良及び画像欠陥の発生を防止し、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、可視像が形成される像担持体と、記録材を担持し搬送する記録材担持体と、前記記録材担持体を介して前記像担持体と相対する転写帯電部とを備え、画像形成中に記録材が複数の導電性部材と接触或いは誘電体層を介して接触し、前記導電性部材に流れる電流を制御し、記録材を検知する手段を有する画像形成装置において、
検知した記録材情報を用いて、前記導電性部材に流れる電流を定電流制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００３３】
更に、大気温湿度を検知する検知手段を有し、検知した温湿度情報及び検知した記録材情報を用いて前記導電性部材に流れる電流を定電流制御することが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、下記の実施例の説明においては、本発明は、前出の図２又は図３に示したフルカラー画像形成装置に具現化されるものとする。従って、フルカラー画像形成装置の全体的構成、及び機能についての説明は省略し、本発明の特徴部分について説明する。
【００３５】
実施例１
本発明に係る画像形成装置の実施例１について図１により説明する。
【００３６】
転写ベルト１３０用の誘電体シート素材としては、ＰＥＴ、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルケトン、ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニリンスルフィド、ポリウレタン、シリコン樹脂、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリサルフォン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、芳香族ポイミド等、エンジニアプラスチックのフィルム形状シートが一般的に用いられる。本実施例では、機械特性、電気的特性、及び難燃性等の点から、ポリイミド樹脂を使用した。体積抵抗は１０¹⁶Ωｃｍ、厚みは１０μｍでシームレスタイプのものを用いた。
【００３７】
又、本実施例の画像形成装置におけるプロセススピードは１００ｍｍ／ｓである。
【００３８】
転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、記録材搬送方向に対して直交する方向（以下スラスト方向と称する）に伸びる長方形の板状導電性ゴムからなる。板状導電性ゴムは転写ベルト１３０を介して感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと接触するように押圧されている。この転写帯電器２４ａ〜２４ｄにより、転写部に搬送された記録材ｐの裏面側からトナーと逆極性（本実施例ではプラス）の帯電がなされることにより、感光ドラム３ａ〜３ｄ側のトナー画像が記録材ｐの表面に静電転写される。本実施例では、定電流制御を行ない、転写電流は６μＡとした。
【００３９】
さて、まず、前出の図４に示したように、駆動ローラ１３を本体アースに接続し、駆動ローラ１３と転写帯電器２４ｄとの距離はｄ１＝５０ｍｍの構成とした。この構成で、高温高湿環境（絶対水分量約２２ｇ／ｋｇまたは室温３０℃、相対湿度８０％）において、作像時に測定した、転写電流から駆動ローラ１３に流れ込んだ電流は３μＡであった。このとき、形成された画像は転写不良を起こしてしまった。ただし、記録材が、第４の感光ドラム３ｄと駆動ローラ１３の間、または、第３の感光ドラム３ｃと駆動ローラ１３の間にあるときのみ、転写電流の駆動ローラ１３への流れ込みおよび転写不良が発生している。また、使用した記録材は秤量１５７ｇ／ｍ²の日本製紙株式会社製印刷用紙銀環を十分環境に調湿したものを用いた。この時は、第４の転写帯電器２４ｄまたは第３の転写帯電器２４ｃから駆動ローラ１３へ転写電流が逃げ込んでいる、或いは転写ベルト１３０の除電による電流が流れ込んでいると考えられる。
【００４０】
そこで、本実施例では、駆動ローラ１３を本体アースに直接接続するのではなく、図１に示すように、駆動ローラ１３を、定電流電源７０を介して本体アースに接続し、定電流電源７０により、駆動ローラ１３と転写帯電器２４ｄの間、または、駆動ローラ１３と感光ドラム３ｄの間には電流が流れないように定電流制御可能な構成とした。
【００４１】
定電流電源７０は、記録材が、第４の感光ドラム３ｄと駆動ローラ１３の間、または、第３の感光ドラム３ｃと駆動ローラ１３の間を短絡しているときのみオンし、画像形成中でも上記以外のときはオフとなるようシーケンスで制御する。
【００４２】
このように構成することで、駆動ローラに流れる電流は０μＡとなり、転写電流が駆動ローラを介して本体アースに逃げることを防止でき、また、転写ベルトの除電による電流が流れることを防止でき、上述のような転写不良による画像欠陥をなくすことができた。
【００４３】
実施例２
次に本発明に係る実施例２について、再度図１により説明する。本実施例は、大気の環境湿度に応じて分離帯電器と定電流制御を切換える構成である。さらに、詳細に説明すると、低湿環境では分離帯電器をオン、定電流制御をオフ、逆に高湿環境では分離帯電器をオフ、定電流制御をオンする構成である。
【００４４】
分離帯電部３２は、転写ベルト１３０の最下流上方、すなわち、転写ベルト１３０の駆動ローラ１３の上方に配置され、放電ワイヤーを備えている。放電ワイヤーはスラスト方向に張設されており、放電ワイヤーの片側端部にスプリングを設けることで張力を保っている。放電ワイヤーへの給電は本体側コネクターより不図示の給電端子、給電ピン、スプリングを介して行なわれる。
【００４５】
また、駆動ローラ１３は定電流電源７０を介して本体アースに接続され放電ワイヤーの対向電極の機能を兼ねている。
【００４６】
本実施例では、転写帯電器２４ｄと分離帯電部との距離がｄ２＝５０ｍｍであり、分離帯電部に１０ｋＶｐｐ、５００ＨｚのＡＣ電圧を印加した。
【００４７】
前述したように、低湿環境では、転写ベルト１３０と記録材の静電吸着力は大きく分離帯電器３２により静電吸着力を弱める効果は大きい。また、低湿環境では、転写ベルト１３０と記録材との分離時に剥離放電による画像欠陥が発生しやすく、その対策のためにも分離帯電器３２は効果がある。かつ、上記の転写不良は低湿環境では起きにくいため、実施例１にて説明した駆動ローラ１３に対するゼロアンペア制御（定電流制御）をする必要がない。このため、低湿環境では、分離帯電器３２をオンにし、定電流制御をオフにしたほうがよい。
【００４８】
一方、高湿環境では、転写ベルト１３０と記録材の静電吸着力は低湿環境に比べれば小さく、分離帯電器３２の効果も小さい。また、上記の転写不良は起き易いため、定電流制御を行なったほうがよい。そこで、高湿環境では、分離帯電器をオフにし、定電流制御をオンにする。
【００４９】
本実施例では、湿度環境により分離帯電器、定電流制御のオン・オフを下記の表１のように変化させた。
【００５０】
【表１】

【００５１】
環境Ａ、Ｂで記録材の体積抵抗は、大まかに１０⁷ 、１０¹¹［Ωｃｍ］と変化し、駆動ローラ１３に流れ込む電流はそれぞれ、３μＡ、０μＡとなった。
【００５２】
また、本構成では、電流発生源としての分離部での転写ベルトの除電による電流も含めて、定電流制御により流れないようにしている。
【００５３】
このように構成することで、低湿環境では転写ベルトと記録材の分離性能、画質を維持し、高湿環境でも上記転写不良が発生しない画像形成装置を得ることができた。
【００５４】
また、大気湿度の検知は、画像形成装置本体に湿度検知センサーを設けて自動的に検知し、分離帯電器、定電流制御のオン、オフを制御してもよいし、操作者またはサービスマンが操作部等から湿度を入力してもよい。
【００５５】
実施例３
次に、本発明に係る実施例３について説明する。本実施例では、記録材の種類に応じて分離帯電器、定電流制御のオン・オフを制御する構成とした。
【００５６】
通常画像形成装置に使用される記録材の秤量はおおよそ５０ｇ／ｍ² 〜２００ｇ／ｍ² まであり、各々の記録材の抵抗も異なる。
【００５７】
秤量の大きな記録材では、記録材厚が厚いので表裏間の抵抗も大きくなる。そのため転写電圧も大きくなり、より転写電流が駆動ローラに逃げ易くなる場合がある。または、紙厚が厚いため電流が流れる断面積が大きくなり、転写電流が駆動ローラに逃げ易くなるとも考えられる。このため、厚紙などの厚い記録材に画像形成するときに、転写帯電部と駆動ローラ間をゼロアンペア制御（定電流制御）することで、転写電流が逃げるのを防止し、上記転写不良が発生しない画像形成装置を得ることができる。
【００５８】
また、記録材の種類の検知は機械式センサーや光学式センサーを用いて自動的に判別するか、操作者が操作部等から指定してもよい。
【００５９】
上記実施例１〜３においては、導電部材を駆動ローラとしたが、画像形成装置の構成によっては、吸着帯電部、除電針、記録材担持体支持部、定着器、記録材ガイド、記録材レジスト部等の電位差があるところやその他の接地部等であれば同様に電流が流れ込む可能性はある。そのような場合でも、上記実施例のように定電流制御することで同様の効果が得られる。除電針は、転写ベルトとは非接触であるが、空気層を誘電体として電気的に接触している。
【００６０】
転写帯電器は、コロナ帯電器または導電性弾性ローラ、ブラシ等を転写帯電部材としてもよく、前記同等の効果が得られた。また、転写ベルトのみならず、転写ドラムの構成であってもよい。
【００６１】
被帯電体としての像担持体は電子写真感光体に限らず、静電記録における誘電体であってもよい。
【００６２】
像担持体３ａ〜３ｄ上の静電潜像の現像手段１ａ〜１ｄとしては、一般的に、非磁性トナーについてはブレード等でスリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によってコーティングして搬送し、像担持体に対して非接触状態で現像する１成分非接触現像方法と、像担持体に対して接触状態で現像する１成分接触現像方法と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し像担持体に対して接触状態で現像する２成分接触現像方法と、上記２成分現像剤を非接触状態にして現像する２成分非接触現像方法との、４種類に大別される。本発明において現像手段はそれらのいずれでもよい。画像の高画質化や高安定性の面から、２成分接触現像方式が多く用いられる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像形成中に記録材と近接または接触または誘電体を介して接触する複数の導電部材または誘電部材間を記録材を介して電流を流さないように定電流制御することで、転写不良を起こさず、画像欠陥のない高品質画像を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜３に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】従来の画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図３】従来の、吸着帯電器及び除電針を配置した画像形成装置の他の例を示す全体構成図である。
【図４】転写電流の駆動ローラへの流れ込みを説明するための画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ感光ドラム（像担持体）
５、６吸着帯電器
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ除電針
９熱定着装置
１２レジストローラ
１３駆動ローラ
１４、１５支持ローラ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ転写帯電器
３２分離帯電器
６４ガイド部材
１３０転写ベルト（記録材担持体）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer that uses an electrophotographic system to form an image on a recording material to obtain a hard copy.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that includes a plurality of image forming units, forms toner images of different colors in each image forming unit, and sequentially superimposes and transfers the toner images on the same recording material to form a color image Various proposals have been made.
[0003]
Under such circumstances, multicolor electrophotographic color copying machines using an endless recording material carrier are used for high-speed recording.
[0004]
An example of a color electrophotographic image forming apparatus will be described with reference to FIG. In the apparatus, first, second, third, and fourth image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are juxtaposed, and toner images of different colors are formed through latent image, development, and transfer processes. Is done.
[0005]
Each of the first to fourth image forming units Pa to Pd includes a dedicated image carrier, in this example, the electrophotographic

photosensitive drums

3a, 3b, 3c, and 3d, and the toners of the respective colors on the photosensitive drums 3a to 3d. An image is formed.
[0006]
A recording material carrier (hereinafter referred to as a transfer belt) 130 is installed adjacent to each of the photosensitive drums 3a to 3d, and toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 3a to 3d are carried and conveyed on the transfer belt 130. Is transferred onto the recording material p. Further, the recording material p onto which the toner image of each color has been transferred is fixed on the toner image by heating and pressurization at the fixing unit 9 and then discharged as a recorded image to a discharge tray 63 outside the apparatus.
[0007]
On the outer periphery of the photosensitive drums 3a to 3d,

exposure lamps

111a, 111b, 111c, and 111d,

drum chargers

2a, 2b, 2c, and 2d,

potential sensors

113a, 113b, 113c, and 113d, and developing

devices

1a, 1b, and 1c, respectively. 1d,

transfer chargers

24a, 24b, 24c, and 24d and

cleaners

4a, 4b, 4c, and 4d are provided, and a light source device and a polygon mirror 117 (not shown) are further installed above the apparatus.
[0008]
The laser light emitted from the light source device is scanned by rotating the polygon mirror 117, the light beam of the scanning light is deflected by the reflection mirror, and is condensed and exposed on the buses of the photosensitive drums 3a to 3d by the fθ lens. As a result, latent images corresponding to the image signals are formed on the photosensitive drums 3a to 3d.
[0009]
The developing devices 1a to 1d are filled with a predetermined amount of cyan, magenta, yellow, and black toners as developers, respectively, by a supply device (not shown). The developing devices 1a to 1d develop the latent images on the photosensitive drums 3a to 3d, respectively, and visualize them as a cyan toner image, a magenta toner image, a yellow toner image, and a black toner image.
[0010]
The recording material p is accommodated in the recording material cassette 10, and is then supplied onto the transfer belt 130 via a plurality of conveyance rollers 11 and registration rollers 12, and is transferred to a transfer portion facing the photosensitive drums 3 a to 3 d by conveyance by the transfer belt 130. Sent sequentially.
[0011]
The transfer belt 130 is made of a dielectric resin sheet such as a polyethylene terephthalate resin sheet (PET resin), a polyvinylidene fluoride resin sheet, or a polyurethane resin sheet, and both end portions thereof are overlapped and joined to form an endless shape. Or seamless belts with no seams are used.
[0012]
When the transfer belt 130 is rotated by the driving roller 13 and the

support rollers

14 and 15 and is confirmed to be in a predetermined position, the recording material p is sent out from the registration roller 12 to the transfer belt 130, and the recording material p Is conveyed toward the transfer portion of the first image forming portion Pa. At the same time, the image writing signal is turned on, and image formation is performed on the photosensitive drum 3a of the first image forming portion Pa at a certain timing with reference to the signal.
[0013]
The transfer charger 24a applies an electric field or electric charge at the lower transfer portion of the photosensitive drum 3a, whereby the first color toner image formed on the photosensitive drum 3a is transferred onto the recording material p. By this transfer, the recording material p is firmly held on the transfer belt 130 by an electrostatic attraction force, and is conveyed after the second image forming portion Pb. Further, the recording material P is not electrostatically attracted onto the transfer belt 130 simultaneously with the transfer, but is transferred between the support roller 14 and the transfer charger 24a of the first image forming portion Pa as shown in FIG. In some cases, the

adsorption chargers

5 and 6 are provided so as to sandwich the belt 130 and are adsorbed before transfer.
[0014]
As the adsorption charger 5, a non-contact charger such as corona discharge or a contact charger using a charging member such as a blade, a roller, or a brush is used.
[0015]
Similarly, the transfer chargers 24a to 24d are non-contact chargers such as corona discharge, or contact chargers using transfer charging members such as blades, rollers, and brushes. The non-contact charger has problems such as generation of ozone and weakness against fluctuations in the temperature and humidity environment of the atmosphere because of charging via air, so that images are not stably formed. On the other hand, the contact charger has advantages such as ozone-less, resistance to temperature and humidity fluctuations, and high image quality.
[0016]
Further, in order to stabilize the transfer performance, as shown in FIG. 3, there are cases where static elimination needles 7 a to 7 d are provided on the downstream side in the moving direction of the transfer belt 130 of each transfer charger 24 a to 24 d. The neutralizing needles 7a to 7d are not in contact with the transfer belt 130, but play a role of discharging a part of the transfer current and releasing it. With this configuration, it is possible to prevent peeling discharge when the photosensitive drum and the recording paper are peeled off.
[0017]
Image formation and transfer in the second to fourth image forming portions Pb to Pd are performed in the same manner as the first image forming portion Pa. Next, the recording material p onto which the four color toner images have been transferred is detached from the end of the transfer belt 130 by removing electricity by the separation charger 32 at the downstream portion in the conveyance direction of the transfer belt 130 to attenuate the electrostatic adsorption force. . Normally, the drive roller 130 is grounded for stable separation. Further, since the separation charger 32 charges the recording material p in a state where the toner image is not fixed, a non-contact charger is used.
[0018]
The recording material p detached from the transfer belt 130 is conveyed to the fixing device 9 by the conveyance unit 62 via the guide member 64.
[0019]
The fixing device 9 includes a fixing roller 51, a pressure roller 52, heat

resistant cleaning members

54 and 55 for cleaning each of them,

roller heaters

56 and 57 installed in the

rollers

51 and 52, and a fixing roller 51. It comprises an application roller 50 for applying a release agent oil such as dimethyl silicone oil, a reservoir 53 for the oil, and a thermistor 58 for detecting the surface temperature of the pressure roller 52 and controlling the fixing temperature.
[0020]
The recording material p to which the four color toner images are transferred is mixed with the toner image and fixed to the recording material p by fixing, and is formed into a full-color copy image, which is then discharged to the paper discharge tray 63.
[0021]
After the transfer, the photosensitive drums 3a to 3d are cleaned and removed of the transfer residual toner by the respective cleaners 4a to 4d, and are subsequently prepared for the subsequent steps after the latent image formation. The toner and other foreign matters remaining on the transfer belt 130 are wiped off by bringing a cleaning web (nonwoven fabric) 19 into contact with the surface of the transfer belt 130. The cleaning web 19 is controlled to contact the transfer belt 130 by the unwinding roller 17, the winding roller 18, the tension roller 22, and the backup roller 21 of the tension roller 22.
[0022]
As described above, the transfer belt used in the image forming apparatus having the above configuration is a dielectric sheet such as a PET sheet, a polyvinylidene fluoride sheet, or a polyurethane sheet, and the volume resistance thereof is 10 ¹³ to 10 ¹⁸ Ωcm. Is common.
[0023]
It is also known that the image is stabilized when the current contributing to the transfer of the transfer charging means is made constant at an appropriate current. Therefore, it is common to perform constant current control so that a constant current can be obtained even when the volume resistance value changes depending on the type of recording material (thickness, material, etc.), moisture absorption conditions, and the like.
[0024]
In an image forming apparatus that performs multiple transfer, for example, when a transfer voltage of 1 kV is applied at one transfer voltage, the first image forming unit is 1 kV, the second image forming unit is 2 kV, the third image forming unit is 3 kV, The transfer voltage gradually rises to 4 kV in the four image forming units. In other words, the transfer belt and the recording material are charged with a constant charge by constant current control in each transfer process, and then separated from each other by the separation unit, the transfer belt is the transfer belt neutralization unit, and the recording material is after the fixing process. The charge is removed by the recording material charge removal unit.
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
However, with this configuration, for example, when an image is formed on the recording material p that has been reduced in resistance by being left in a high humidity environment, the driving roller (the above-described conductive member) that is grounded as the counter electrode of the separation charger 32 is used. When the recording material p is short-circuited between the separating portion 13) and the transfer portion, the toner image developed on the photosensitive drum 3 is not transferred well to the recording material p, or once the recording material p A significant transfer failure (image failure) occurs, such as a phenomenon in which the toner image transferred to (1) is transferred again to the drum of the downstream image forming unit (hereinafter referred to as retransfer). Generally, the volume resistance of the recording material varies from about 10 ⁷ to 10 ¹¹ [Ωcm] depending on the type and moisture absorption conditions.
[0026]
This phenomenon will be described with reference to FIG. When the recording material p short-circuits the photosensitive drum 3d of the fourth image forming portion Pd and the driving roller 13 during image formation, a portion of the transfer belt 130 that is simultaneously in contact with the recording material p and the driving roller 13 (hatched line in FIG. 4). Part of the charge pair charged in (E section) is such that the positive charge on the back surface flows to the grounded driving roller 13, and the negative charge on the front surface passes through the recording material p to the transfer charging portion, resulting in charge removal. The At this time, a transfer current (in the direction of arrows A and B in FIG. 2) that should flow from the transfer charger 24d to the photosensitive drum 3d as the counter electrode is supplied to the transfer belt E through the recording paper having a lower resistance ( In FIG. 2, arrows A and D), a sufficient transfer current cannot be obtained and a transfer failure occurs.
[0027]
Similarly, when the transfer charging portion and another conductive member are short-circuited by the recording material, the transfer current flows through the recording material to the conductive member, and a sufficient transfer current cannot be obtained, resulting in a transfer failure. Occur. Here, the member short-circuited by the recording material p is not limited to the drive roller 13 and the transfer unit, but the transfer unit, the adsorption charging unit, the recording material carrier support unit, the fixing unit, the guide unit, or the resist unit, Or a static elimination needle may be sufficient.
[0028]
When the recording material short-circuits the photosensitive drum 3d and the driving roller 13 of the fourth image forming unit Pd, when the recording material is further reduced in resistance, the E portion of the transfer belt 130 not only takes all the transfer current, A positive charge is also supplied from the photosensitive drum 3d side, and the directions of the current are the A, D, C, and D directions.
[0029]
This current direction C is opposite to the direction B of the transfer current during normal image formation, and this reverse current flow causes a phenomenon in which the toner is not normally transferred or retransferred. To do. The members short-circuited by the recording material p are not limited to the drive roller 13 and the transfer portion, but may be a transfer portion and a charge eliminating needle.
[0030]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing a transfer failure and an image defect and obtaining a good image even when a recording material having a reduced resistance is used.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to an image carrier on which a visible image is formed, a recording material carrier that carries and transports a recording material, and a transfer charge that faces the image carrier via the recording material carrier. Forming a recording medium, wherein the recording material is in contact with a plurality of conductive members during image formation or through a dielectric layer, and controls the current flowing through the conductive member to detect the recording material. In the device
An image forming apparatus characterized in that constant current control is performed on a current flowing through the conductive member by using detected recording material information.
[0033]
Furthermore, it is preferable to have detection means for detecting the atmospheric temperature and humidity, and to control the current flowing through the conductive member by constant current using the detected temperature and humidity information and the detected recording material information.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the present invention is embodied in the full-color image forming apparatus shown in FIG. 2 or FIG. Therefore, description of the overall configuration and function of the full-color image forming apparatus will be omitted, and the characteristic part of the present invention will be described.
[0035]
Example 1
Embodiment 1 of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0036]
Dielectric sheet materials for the transfer belt 130 include PET, polyacetal, polyamide, polyvinyl alcohol, polyether ketone, polystyrene, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polypropylene, polyethylene, polyphenyline sulfide, polyurethane, silicone resin, polyamide. Engineered plastic film-shaped sheets such as imide, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyethersulfone, polysulfone, aromatic polyester, polyetherimide, and aromatic polyimide are generally used. In this example, polyimide resin was used from the viewpoints of mechanical characteristics, electrical characteristics, flame retardancy, and the like. A seamless type having a volume resistance of 10 ¹⁶ Ωcm and a thickness of 10 μm was used.
[0037]
The process speed in the image forming apparatus of this embodiment is 100 mm / s.
[0038]
The

transfer chargers

24a, 24b, 24c, and 24d are made of a rectangular plate-like conductive rubber that extends in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction (hereinafter referred to as a thrust direction). The plate-like conductive rubber is pressed through the transfer belt 130 so as to come into contact with the

photosensitive drums

3a, 3b, 3c, and 3d. The transfer chargers 24a to 24d are charged with a polarity opposite to that of the toner (plus in this embodiment) from the back side of the recording material p conveyed to the transfer unit, so that the toner images on the photosensitive drums 3a to 3d side. Is electrostatically transferred onto the surface of the recording material p. In this embodiment, constant current control was performed and the transfer current was 6 μA.
[0039]
First, as shown in FIG. 4, the drive roller 13 is connected to the main body ground, and the distance between the drive roller 13 and the transfer charger 24d is d1 = 50 mm. With this configuration, in a high-temperature and high-humidity environment (absolute moisture amount of about 22 g / kg or room temperature of 30 ° C., relative humidity of 80%), the current flowing from the transfer current to the drive roller 13 measured at the time of image formation was 3 μA. At this time, the formed image had a transfer defect. However, only when the recording material is between the fourth photosensitive drum 3d and the driving roller 13 or between the third photosensitive drum 3c and the driving roller 13, the transfer current flows into the driving roller 13 and the transfer failure. Has occurred. Further, the recording material used was a paper paper ring manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd. having a weight of 157 g / m ² and having been sufficiently conditioned in the environment. At this time, the transfer current to the driving roller 13 from the fourth transfer charger 24d or the third transfer charger 24 c is in refuge, or considered current is flowing due to neutralization of the transfer belt 130.
[0040]
Therefore, in this embodiment, the driving roller 13 is not directly connected to the main body ground, but the driving roller 13 is connected to the main body ground via the constant current power source 70 as shown in FIG. Thus, a constant current control can be performed so that no current flows between the driving roller 13 and the transfer charger 24d or between the driving roller 13 and the photosensitive drum 3d.
[0041]
The constant current power source 70 is turned on only when the recording material is short-circuited between the fourth photosensitive drum 3d and the driving roller 13, or between the third photosensitive drum 3c and the driving roller 13, and even during image formation. In other cases, the sequence is controlled so as to be turned off.
[0042]
With this configuration, the current flowing through the driving roller becomes 0 μA, the transfer current can be prevented from escaping to the main body via the driving roller, and the current due to the charge removal of the transfer belt can be prevented. As a result, image defects due to poor transfer could be eliminated.
[0043]
Example 2
Next, Embodiment 2 according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 again. In this embodiment, the separation charger and the constant current control are switched according to the atmospheric humidity of the atmosphere. More specifically, the separation charger is turned on and the constant current control is turned off in a low humidity environment, while the separation charger is turned off and the constant current control is turned on in a high humidity environment.
[0044]
The separation charging unit 32 is disposed on the uppermost downstream side of the transfer belt 130, that is, above the driving roller 13 of the transfer belt 130, and includes a discharge wire. The discharge wire is stretched in the thrust direction, and tension is maintained by providing a spring at one end of the discharge wire. Power is supplied to the discharge wire from the main body side connector via a power supply terminal, a power supply pin, and a spring (not shown).
[0045]
Further, the drive roller 13 is connected to the main body ground via a constant current power source 70 and also functions as a counter electrode of the discharge wire.
[0046]
In this embodiment, the distance between the transfer charger 24d and the separation charging unit is d2 = 50 mm, and an AC voltage of 10 kVpp and 500 Hz is applied to the separation charging unit.
[0047]
As described above, in the low humidity environment, the electrostatic adsorption force between the transfer belt 130 and the recording material is large, and the effect of weakening the electrostatic adsorption force by the separation charger 32 is great. Further, in a low humidity environment, an image defect due to peeling discharge is likely to occur when the transfer belt 130 and the recording material are separated, and the separation charger 32 is effective as a countermeasure. In addition, since the above transfer failure is unlikely to occur in a low humidity environment, it is not necessary to perform zero ampere control (constant current control) on the driving roller 13 described in the first embodiment. Therefore, in a low humidity environment, it is better to turn on the separation charger 32 and turn off the constant current control.
[0048]
On the other hand, in the high humidity environment, the electrostatic adsorption force between the transfer belt 130 and the recording material is smaller than that in the low humidity environment, and the effect of the separation charger 32 is also small. Further, since the above-mentioned transfer failure is likely to occur, it is better to perform constant current control. Therefore, in a high humidity environment, the separation charger is turned off and the constant current control is turned on.
[0049]
In this example, the on / off state of the separation charger and constant current control was changed as shown in Table 1 below depending on the humidity environment.
[0050]
[Table 1]

[0051]
In the environments A and B, the volume resistance of the recording material was roughly changed to 10 ⁷ and 10 ¹¹ [Ωcm], and the currents flowing into the driving roller 13 were 3 μA and 0 μA, respectively.
[0052]
Further, in this configuration, the current is prevented from flowing by the constant current control including the current due to the charge removal of the transfer belt at the separation unit as the current generation source.
[0053]
With this configuration, it is possible to obtain an image forming apparatus that maintains the separation performance and the image quality of the transfer belt and the recording material in a low humidity environment and does not cause the above-described transfer failure even in a high humidity environment.
[0054]
Further, the atmospheric humidity may be detected automatically by providing a humidity detection sensor in the main body of the image forming apparatus to control on / off of the separation charger and constant current control. Humidity may be input from the operation unit or the like.
[0055]
Example 3
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In this embodiment, the on / off control of the separation charger and constant current control is controlled according to the type of recording material.
[0056]
The basis weight of the recording material to be used in the normal image forming apparatus has roughly to ^{^{50g / m 2 ~200g / m 2}} , varies the resistance of each of the recording material.
[0057]
In a recording material with a large amount of weighing, since the recording material is thick, the resistance between the front and back surfaces is increased. For this reason, the transfer voltage also increases, and the transfer current may more easily escape to the drive roller. Alternatively, it is considered that since the paper thickness is thick, the cross-sectional area through which current flows increases, and the transfer current easily escapes to the drive roller. For this reason, when forming an image on a thick recording material such as thick paper, zero ampere control (constant current control) is performed between the transfer charging unit and the drive roller to prevent the transfer current from escaping and the above transfer failure occurs. It is possible to obtain an image forming apparatus that does not.
[0058]
Further, the detection of the type of the recording material may be automatically determined using a mechanical sensor or an optical sensor, or may be designated by an operator from an operation unit or the like.
[0059]
In the first to third embodiments, the conductive member is a driving roller. However, depending on the configuration of the image forming apparatus, an adsorption charging unit, a charge eliminating needle, a recording material carrier support unit, a fixing device, a recording material guide, and a recording material resist. Similarly, there is a possibility that current flows in a place where there is a potential difference such as a part or other grounding part. Even in such a case, the same effect can be obtained by performing constant current control as in the above embodiment. The static elimination needle is not in contact with the transfer belt, but is in electrical contact with the air layer as a dielectric.
[0060]
As the transfer charger, a corona charger, a conductive elastic roller, a brush, or the like may be used as the transfer charging member, and the same effect as described above can be obtained. Further, not only the transfer belt but also a transfer drum configuration may be used.
[0061]
The image carrier as the member to be charged is not limited to the electrophotographic photosensitive member but may be a dielectric in electrostatic recording.
[0062]
As the electrostatic latent image developing means 1a to 1d on the image carriers 3a to 3d, generally, nonmagnetic toner is coated on a sleeve with a blade or the like, and the magnetic toner is coated with a magnetic force and conveyed. A one-component non-contact developing method for developing the image carrier in a non-contact state, a one-component contact developing method for developing the image carrier in a contact state, and a magnetic carrier for the toner particles. A two-component contact development method in which a developer is transported by magnetic force and developed in contact with an image carrier, and a two-component non-contact development method in which the two-component developer is developed in a non-contact state. Are roughly divided into four types. In the present invention, any of the developing means may be used. A two-component contact development system is often used from the viewpoint of high image quality and high stability.
[0063]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, an electric current is passed between a plurality of conductive members or dielectric members that are in contact with, or in contact with, the recording material during image formation via the recording material. By controlling the constant current so as to prevent the occurrence of transfer defects, it was possible to obtain a high-quality image free from image defects and free from image defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to first to third embodiments.
FIG. 2 is an overall configuration diagram illustrating an example of a conventional image forming apparatus.
FIG. 3 is an overall configuration diagram illustrating another example of a conventional image forming apparatus in which an adsorption charger and a charge eliminating needle are arranged.
FIG. 4 is a configuration diagram of an image forming apparatus for explaining a transfer current flowing into a driving roller.
[Explanation of symbols]
3a, 3b, 3c, 3d Photosensitive drum (image carrier)
5, 6

Adsorption chargers

7a, 7b, 7c, 7d Static elimination needle 9 Thermal fixing device 12 Registration roller 13

Drive rollers

14, 15

Support rollers

24a, 24b, 24c, 24d Transfer charger 32 Separation charger 64 Guide member 130 Transfer belt (Recording material carrier)

Claims

An image carrier that forms a visible image, a recording material carrier that carries and transports a recording material, and a transfer charging unit that faces the image carrier via the recording material carrier, In the image forming apparatus, the recording material is in contact with a plurality of conductive members or through a dielectric layer, the current flowing through the conductive member is controlled, and the recording material is detected.
An image forming apparatus, wherein constant current control is performed on a current flowing through the conductive member using detected recording material information.

The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit configured to detect atmospheric temperature and humidity, and performing constant current control on a current flowing through the conductive member using the detected temperature / humidity information and recording material information. .