JP4335324B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、特に、優れた画質の画像形成を可能とする画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真装置においてもデジタル化が進み、デジタル複写機が普及してきている。デジタル複写機は、反転現像方式のものが主流である。反転現像方式のデジタル複写機では、転写工程において、感光体の極性と転写コロナなどの転写部材の極性が異極性になる。その結果、紙などの被転写体と感光体の極性も逆になるため、両者が引き合い、被転写体が感光体に吸着してしまう。そのため、それらを分離する工夫が必要になる。
【0003】
従来のレーザプリンタなどでは、プロセス速度が遅いものが多く、感光体の径が小さくて済むため、紙のコシによって分離し、さらに補助手段として、転写装置の下流に転写コロナなどの剥離チャージなどを設けて、像が乱れない程度に紙を除電していた。
【0004】
しかし、デジタル複写機ではプロセス速度が速いため、感光体の径が大きくなってしまう。そのため、紙のコシによる分離は困難である。そこで、転写部材にベルトを用いて、紙をベルト側に静電的に吸着させて、搬送、転写する方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような転写装置で、たとえばベルトと感光体、およびベルトと給電ローラが常時接触している場合には、ベルトから感光体や給電ローラへの溶解成分のシミだしが発生し易く、それが画像不良の原因になっていた。また、ベルトユニット全体が感光体から離間する場合でも、給電ローラはベルトに接触しており、同様の問題が発生する。
【0006】
また、上述した転写装置では、感光体とベルトを接触させて駆動する場合、加速時および減速時に速度差が生じ、両者が磨耗したり、傷ついたりする問題が発生する。感光体が摩耗すると、画像不良が生じてしまう。
【0007】
更に、ベルト、感光体だけでなく給電ローラがトナーによって汚れるという問題もある。給電ローラがトナーによって汚れると給電条件が変化してしまい、画像不良の原因になる。
【0008】
更にまた、環境の変化により紙およびベルトの抵抗が変化し、転写条件が変化するという問題のある。転写条件の変化もまた、画像不良の原因になる。
【0009】
本発明は、このような事情の下になされ、ベルトからの溶解成分のシミだしのない優れた画像形成を可能とする転写装置を具備する画像形成装置を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、感光体およびベルトが摩耗することのない画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
本発明の更に他の目的は、環境の変化による転写条件の変化から生ずる画像不良を防止した画像形成装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明(請求項1)は、現像剤により可視化された像を保持する像担持体に被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、前記被画像形成媒体上に前記像担持体上の可視像を転写する転写手段と、画像形成時には、前記被画像形成媒体を介して前記搬送手段を前記像担持体に接触させるように前記転写手段を移動させ、画像形成待機時には、前記像担持体と前記搬送手段を非接触とし、かつ前記搬送手段と転写手段とを非接触とするように前記転写手段を移動させる移動手段と、前記搬送手段と転写手段とが非接触の時に、前記搬送手段の張力を維持し、前記搬送手段と転写手段との接触を防止し、前記搬送手段と転写手段とが接触する時に、前記搬送手段から離間して搬送手段に張力を発生させない補助手段を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【0020】
以上のように構成される転写装置および画像形成装置において、まず、請求項1に係る転写装置によると、転写手段を移動させて搬送手段を移動させる移動手段を具備しているため、搬送手段と像担持体、搬送手段と転写手段とが接触している時間を少なくすることができ、搬送手段から像担持体や転写手段への溶解成分のシミだしを大幅に減少させることができ、それが原因の画像不良をなくすことが可能である。
【0021】
また、請求項1に係る転写装置によると、搬送手段の張力を維持するための補助部材を具備しているため、搬送手段と転写手段とが離間したときの搬送手段の弛みをなくすことができ、それによって被転写体の安定な搬送、転写を実現することができるとともに、搬送手段と転写手段との間の異常放電をなくすことが可能である。
【0022】
また、請求項2に係る転写装置によると、転写手段の表面に付着した現像剤をクリーニングするクリーニング手段を具備しているため、非画像形成時に転写手段と像担持体とを離間させるとともに、転写手段のクリーニングすることが可能である。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【0026】
図1は、本発明の一実施例に係る電子写真装置の概略を示す図である。図1において、参照符号1は、矢印方向に回転自在に設けられ、像を担持する担持持体としての感光ドラムを示す。この感光ドラム1の周辺には、回転方向に沿って、順次、帯電チャージャー2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、及び除電チャージャー7が設けられ、これらにより画像形成装置10が構成されている。
【0027】
転写装置5は、体積抵抗が108 〜1012Ω・cmの弾性ベルト11を一対のローラ12a,12bで支持した構成を有する。ベルト11には、転写手段としての、体積抵抗102 〜107 Ω・cmの導電性および弾性を有する給電ローラ13により、転写電圧が給電される。給電ローラ13は、高電圧源14に接続されている。このような転写装置5では、ローラ12aを駆動することで、ベルト5は感光体1とほぼ同じ移動速度で回動する。
【0028】
次に、以上のように構成される図1に示す電子写真装置の動作について説明する。まず、像担持体である感光体1は、帯電チャージャー2によって、−500V〜−800Vの表面電位に一様に帯電される。次いで、感光体1には、露光装置3により所定の像の光が照射されることによって、静電潜像が形成され、次に、現像装置4によって、負帯電トナーにより静電潜像が可視像化される。
【0029】
転写工程では、間に被転写体である紙を介在させて、感光体1に転写装置5のベルト11が押し当てられ、更に高電圧源14から給電ローラ13を介して、ベルト11にバイアス(+300V〜5kV)が印加され、それによって感光体1上のトナーがベルト11によって搬送された紙に転写される。
【0030】
印字待機時では、図1(a)に示すように、給電ローラ13が下方の位置にあり、ベルト11は、駆動ローラ12a,12bによって、感光体ドラム1との距離が約3mmの位置に支持され、張られている。このとき、給電ローラ13とベルト11とは、約2mmぐらいの距離を離して離間している。
【0031】
これに対し、印字時には、図1(b)に示すように、給電ローラ13が上方の位置にあり、給電ローラ13はベルト11またはベルト11と紙を押し上げ、ベルト11またはベルト11と紙を介して感光体1を押圧し、更に高電圧源14から給電ローラ13を介してベルト11にバイアスが印加される。
【0032】
図2は、給電ローラ13の位置を変更する機構を示す図である。給電ローラ13の位置の変更は、図2に示すように、バネ21とソレノイド22によって行われる。即ち、給電ローラ13の両端に部材23が取り付けられており、この部材23は、支点cを中心に回転移動可能となっている。
【0033】
印字待機時は、図2(a)に示すように、バネ21の力で部材23の端部dが下方に引きつけられ、位置決め部材24において、給電ローラ13の下限位置に位置決めされる。これに対して、印字時は、図2(b)に示すように、ソレノイド22により、部材23の端部dは上方に引きつけられ、給電ローラ13は、ベルト11を感光体ドラム1に押圧する上限位置に固定される。
【0034】
本発明の転写装置の給電ローラ13の動作の概略を示すフローチャートを図3に示す。コピー開始時には、まずコピースタート信号によりベルト11と感光体ドラム1が回転を開始する。次いで、ソレノイド22がオンされ、通紙、印字動作が行われる。即ち、ソレノイド22がオンされると、給電ローラ13は、図2(b)に示す位置に上げられ、ベルト11を感光体ドラム1に押圧し、ベルト11と感光体ドラム1の間にある紙への印字が行われる。このとき、高電圧源14から給電ローラ13を介してベルト11に転写バイアスが印加されている。
【0035】
複数枚コピーの場合など、さらに連続印字する場合には、ソレノイド22はオンのままであるが、次に印字を行わない場合には、ソレノイド22をオフにして、最後にベルト11と感光体ドラム1の回転を停止させる。ソレノイド22をオフにすると、図2(a)に示すように、バネ21の力で給電ローラ13は下方に引きつけられ、待機の位置となる。
【0036】
図4は、本発明の他の実施例に係る電子写真装置を示す図である。図4に示す例では、転写装置5は、給電ローラ13の他に補助ローラ15を備えており、この補助ローラ15は、接地されている。
【0037】
図4(a)に示すように、給電ローラ13が下部の位置にいる状態では、ベルト11は、駆動ローラ12aを含む複数のローラによって、感光体ドラム1との距離が約5mmの位置に支持され、張られている。このとき、給電ローラ13とベルト11も、約4mmぐらいの距離を離して離間している。
【0038】
これに対し、図4(b)に示すように、給電ローラ13が上部の位置にいる状態では、給電ローラ13はベルト11またはベルト11と紙を押し上げ、ベルト11またはベルト11と紙を介して感光体1を押圧している。さらに,補助ローラ15は、給電ローラ13と一体となって移動する金属ローラであり、給電ローラ13が下部の位置にいる状態では、補助ローラ15は図4(a)に示す位置でベルト11を押圧して、ベルトテンションを維持する。このとき、補助ローラ15を接地しておけば、ベルト11の除電も同時に行うことができる。
【0039】
また、給電ローラ13が、図4(b)に示すように、上部の位置にいる状態では、補助ローラ15はベルト11から離間している。給電ローラ13および補助ローラ15は、印字時には図4(b)に示す位置に保持され、印字待機時は図4(a)に示す位置に保持される。どちらの位置でも、どちらかのローラがベルト11を押圧し、ベルト11のテンションを維持できるため、ベルト11との離間距離を十分に取ることができ、異常放電を防止することができる。
【0040】
図5は、給電ローラ13および補助ローラ15の位置を変更する機構を示す図である。給電ローラ13および補助ローラ15の位置の変更は、図5に示すように、バネ31とソレノイド32によって行われる。即ち、給電ローラ13および補助ローラ15の両端に部材33が取り付けられており、この部材33は、支点eを中心に回転移動可能となっている。
【0041】
印字待機時は、図5(a)に示すように、バネ31の力で部材33の端部fが下方に引きつけられ、位置決め部材34で、給電ローラ13および補助ローラ15の下限位置に位置決めされる。これに対して、印字時は、図5(b)に示すように、ソレノイド32により、部材33の端部fは上方に引きつけられ、給電ローラ13は、ベルト11を感光体ドラム1に押圧する上限位置に固定される。
【0042】
本実施例に係る転写装置の給電ローラ13の動作の概略を示すフローチャートを図6に示す。コピー開始時には、まずコピースタート信号によりベルト11と感光体ドラム1が回転を開始する。次いで、ソレノイド32がオンされ、通紙、印字動作が行われる。即ち、ソレノイド32がオンされると、給電ローラ13および補助ローラ15は、図5(b)に示す位置に上げられ、給電ローラ13がベルト11を感光体ドラム1に押圧し、ベルト11と感光体ドラム1の間にある紙への印字が行われる。このとき、高電圧源14から給電ローラ13を介してベルト11に転写バイアスが印加されている。
【0043】
複数枚コピーの場合など、さらに連続印字する場合には、ソレノイド32はオンのままであるが、次に印字を行わない場合には、ソレノイド32をオフにして、最後にベルト11と感光体ドラム1の回転を停止させる。ソレノイド32をオフにすると、図5(a)に示すように、バネ31の力で給電ローラ13および補助ローラ15は下方に引きつけられ、待機の位置となる。
【0044】
図7は、本発明の他の実施例に係る電子写真装置を示す図である。図7に示す例では、感光体1とベルト11の周速度を、定常回転時はもちろんのことであるが、回転開始から定常回転状態に至るまで(加速領域)、および定常回転状態から回転が停止するまで(減速領域)も同一にするように構成されている。
【0045】
即ち、図8に示すように、感光体1の外径をDp、ベルト11の厚みをDb、ベルト11の駆動ローラ12aの外径をDrとしたとき、Dp=n×(Dr+2×Db)(nは正の整数)を満たすように、感光体1の外径Dp、ベルト11の厚みDb、ベルト11の駆動ローラ12aの外径Drを選択する。
【0046】
感光体1およびベルト駆動ローラ12aを駆動するパルスモータの運転曲線を図9に示す。すなわち、感光体1を駆動するパルスモータの単位時間当たりのパルス数をNp、ベルト駆動ローラ12aを駆動するパルスモータの単位時間当たりのパルス数をNrとすると、加速時、減速時を含め,常にNr=n×Npを満たすようにする。また、感光体1とベルト駆動ローラ12aを駆動するパルスモータは同一のクロックを基準とし、同期をとる。図9はn=5の場合を示している。
【0047】
感光体1とベルト11の周速を、常回転時はもちろんのこと、回転開始から定常回転状態に至るまで、および定常回転状態から回転が停止するまでの期間においても同一にする他の方法としては、図10に示すように、駆動モータを共通にし、その駆動をギア1およびギア2を用いて2分割し、一方の駆動を減速機構や増速機構を用いて減速、増速する方法がある。
【0048】
たとえば、感光体1の外径をDp、ベルト11の厚みをDb、ベルト駆動ローラ12aの外径をDrとしたとき、Dp=n×(Dr+2×Db)[nは正の整数]を満たすように感光体1の外径Dp、ベルト11の厚みDb、ベルト駆動ローラ12aの外径Drを選択し、感光体1の回転数Mpに対して、ベルト駆動ローラ12aの回転数MrがMr=n×Mpを満たすように、ベルト駆動ローラ12a側の回転数を増速することにより、上述の周速の同一を達成することができる。
【0049】
本実施例に係る転写装置の給電ローラ13の動作の概略を示すフローチャートを図11に示す。コピー開始時には、まずコピースタート信号により、まずベルト接離機構によって、ベルト11と感光体ドラム1が接触し、次いで、両者が同時に回転を開始する。両者が定常速度になった後、通紙、印字動作が行われる。複数枚コピーの場合など、さらに連続印字する場合には、両者の回転はそのままであるが、次に印字を行わない場合には、まず、両者の回転を減速し、停止させる。そして、しかる後にベルト接離機構により両者を離間させる。
【0050】
図12は、本発明の他の実施例に係る電子写真装置を示す図である。図12に示す例では、給電ローラ13のための、導電性ローラ41を有するクリーナー40を備えている。給電ローラ13の位置を変更する機構は、図2に示す機構と同様である。
【0051】
図13に示すように、クリーナー40は、スイッチを介して電源に接続された導電性ローラ41と、この導電性ローラ41に接するゴムブレード42とから構成される。
【0052】
図12(a)および図13(a)に示すように、給電ローラ13が下部の位置にある状態では、導電性ローラ41は給電ローラ13にほぼ接触している。クリーニング時には、給電ローラ13は接地され、導電性ローラ41は、図示しない駆動機構により駆動され、更に+数百Vの電圧が印加され、給電ローラ13に付着したトナーを静電的に回収する。導電性ローラ41により回収されたトナーは、ゴムブレード42により掻き落とされ、クリーナー40内に回収される。このようなクリーニング動作は、例えば5千枚の印字ごとに定期的に行う。
【0053】
図12(b)および図13(b)に示すように、給電ローラ13が上部の位置にある状態では、導電性ローラ41は給電ローラ13と離間しており、電気的にフロートとなった状態で停止している。
【0054】
本実施例に係る転写装置の給電ローラ13の動作の概略を示すフローチャートを図14に示す。コピー開始時には、まずコピースタート信号によりベルト11と感光体ドラム1が回転を開始する。次いで、ソレノイド22がオンされ、通紙、印字動作が行われる。即ち、ソレノイド22がオンされると、給電ローラ13は、図13(b)に示す位置に上げられ、ベルト11を感光体ドラム1に押圧し、ベルト11と感光体ドラム1の間にある紙への印字が行われる。このとき、高電圧源14から給電ローラ13を介してベルト11に転写バイアスが印加されている。また、導電性ローラ41は、給電ローラ13と離間し、電気的にフロートの状態となる。
【0055】
複数枚コピーの場合など、さらに連続印字する場合には、ソレノイド22はオンのままであるが、次に印字を行わない場合には、ソレノイド22をオフにして、最後にベルト11と感光体ドラム1の回転を停止させる。ソレノイド22をオフにすると、図13(a)に示すように、バネ21の力で給電ローラ13は下方に引きつけられ、待機の位置となる。このとき、クリーニング動作が行われると、給電ローラ13は接地され、導電性ローラ41は、図示しない駆動機構により駆動され、更に+数百Vの電圧が印加され、給電ローラ13に付着したトナーを静電的に回収する。導電性ローラ41により回収されたトナーは、ゴムブレード42により掻き落とされ、クリーナー40内に回収される。
【0056】
図15は、本発明の他の実施例に係る電子写真装置を示す図である。図15に示す例では、転写装置5は、感光体ドラムとベルト11により形成される転写ニップ(図中、a−b間)を変更する機構を備えている。即ち、給電ローラ13は環境に応じて、ベルトを挟んで、感光体ドラム1の外周上を移動し、それによって転写ニップが変更され、最適な転写条件が得されるようにされている。
【0057】
図16は、給電ローラ13を感光体ドラム1の外周上を移動させる機構を示す図である。この機構では、部材50の一端に、感光体ドラム1の軸1aを中心とするギア50aが取付けられており、ギア50aは、ステッピングモータ54のギアとかみ合っている。部材50の他端には、ガイド50bと軸受け52を介して、給電ローラ13の軸13aが取付けられており、バネ53によって軸受け52がガイド50bをスライドし、給電ローラ13をベルト11を介して感光体ドラム1に押圧している。
【0058】
給電ローラ13の位置は、ステッピングモータ54の回転によって位置決めされる。また、図示しないソレノイドによって、軸受け52をバネ53とは反対方向からバネが圧縮する方向に押すことによって、ベルトと感光体ドラムとを離間させることができる。
【0059】
低温低湿環境では、常温常圧環境に比べて、ベルト11の抵抗や紙の抵抗が上昇するため、転写ニップを減少させる方向、即ち、給電ローラ13を左上方に移動させる動作を行う。逆に、高温多湿環境では、ベルト11の抵抗や紙の抵抗が下降するため、転写ニップを増加させる方向、即ち、給電ローラ13を右下方に移動させる動作を行う。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明(請求項1)に係る転写装置によると、給電部材を移動させて転写部材を上下動させる移動手段を具備しているため、転写部材と像担持体、転写部材と給電部材とが接触している時間を少なくすることができ、転写部材から像担持体や給電部材への溶解成分のシミだしを大幅に減少させることができ、それが原因の画像不良をなくすことが可能である。
【0061】
また、本発明(請求項2)に係る転写装置によると、転写部材の張力を維持するための補助部材を具備しているため、転写部材と給電部材とが離間したときの転写部材の弛みをなくすことができ、それによって被転写体の安定な搬送、転写を実現することができるとともに、転写部材と給電部材との間の異常放電をなくすことが可能である。
【0062】
更に、本発明(請求項3)に係る転写装置によると、給電部材の表面に付着した現像剤をクリーニングするクリーニング手段を具備しているため、非印字時に給電部材と像担持体とを離間させるとともに、給電部材のクリーニングすることが可能である。
【0063】
更にまた、本発明(請求項4,7)に係る画像形成装置によると、像担持体と駆動ローラとが接触して停止している状態から、両者の周速度が実質的に等しい状態で加速し、その後等しい定常速度に達し、かつ像担持体と駆動ローラとが接触して等しい定常速度で回転している状態から、両者の周速度が実質的に等しい状態で減速し、その後停止するように構成されているため、加速時および減速時の像担持体と駆動ローラの摩擦を少なくすることが出来、それによって良好な画像を長期にわたり維持することが可能である。
【0064】
また更に、本発明(請求項8)に係る画像形成装置によると、給電部材を、環境の変化に応じて、像担持体の回転中心を軸として移動させて、給電部材と像担持体とが被転写体を間に介して接触する長さを変化させる手段を具備しているため、環境の変化による被転写体および転写部材の抵抗の変化に応じて、給電部材と像担持体とのニップ幅を変更することができ、それによって転写条件を一定に維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る電子写真装置の概略を示す図。
【図2】 図1の電子写真装置の給電ローラの位置変更機構を示す図。
【図3】 図1の電子写真装置の給電ローラの動作の概略を示すフローチャート図。
【図4】 本発明の他の実施例に係る電子写真装置の概略を示す図。
【図5】 図4の電子写真装置の給電ローラおよびおよび補助ローラの位置変更機構を示す図。
【図6】 図4の電子写真装置の給電ローラの動作の概略を示すフローチャート図。
【図7】 本発明の他の実施例に係る電子写真装置の概略を示す図。
【図8】 図7に示す実施例を説明する図。
【図9】 図7に示す実施例における駆動ローラを駆動するパルスモータの運転曲線を示す特性図。
【図10】 図7に示す実施例における、感光体とベルトの周速を常に一定にする機構を示す図。
【図11】 図7の電子写真装置のベルト駆動の動作の概略を示すフローチャート図。
【図12】 本発明の他の実施例に係る電子写真装置の概略を示す図。
【図13】 図12の電子写真装置の給電ローラのクリーニング機構を示す図。
【図14】 図12の電子写真装置の動作の概略を示すフローチャート図。
【図15】 本発明の他の実施例に係る電子写真装置の概略を示す図。
【図16】 図15の実施例における転写ニップ変更機構を示す図。
【符号の説明】
1…感光ドラム、
2…帯電チャージャー、
3…露光装置、
4…現像装置、
5…転写装置、
6…クリーニング装置、
7…除電チャージャー、
10…画像形成装置、
11…ベルト、
12a,12b…ローラ、
13…給電ローラ、
14…高電圧源、
15…補助ローラ、
21,31,53…バネ、
22,32…ソレノイド、
23…部材、
24,34…位置決め部材、
40…クリーナー、
41…導電性ローラ、
50a…ギア、
50b…ガイド、
52…軸受け、
54…ステッピングモータ。

Claims (1)

  1. 現像剤により可視化された像を保持する像担持体に被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、前記被画像形成媒体上に前記像担持体上の可視像を転写する転写手段と、画像形成時には、前記被画像形成媒体を介して前記搬送手段を前記像担持体に接触させるように前記転写手段を移動させ、画像形成待機時には、前記像担持体と前記搬送手段を非接触とし、かつ前記搬送手段と転写手段とを非接触とするように前記転写手段を移動させる移動手段と、前記搬送手段と転写手段とが非接触の時に、前記搬送手段の張力を維持し、前記搬送手段と転写手段との接触を防止し、前記搬送手段と転写手段とが接触する時に、前記搬送手段から離間して搬送手段に張力を発生させない補助手段を有することを特徴とする画像形成装置。
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