JP4383632B2

JP4383632B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4383632B2
Application number: JP2000158751A
Authority: JP
Inventors: 善邦伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001337544A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、プリンタあるいはファクシミリ装置などとされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関する。
【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。このような状況の中で、無端状の記録材担持体すなわち転写ベルト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。
【０００３】
このようなカラー複写機では、従来から、カラー画像形成モードと黒単色画像形成モードの２モードを設定することが多い。
【０００４】
カラー画像形成モードでは、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像形成部の画像を記録材上で重ねている。これに対して、黒単色画像形成モードはブラックの画像形成部のみにて画像形成し、他色の画像形成部は画像形成をおこなわない。
【０００５】
このように黒単色画像形成モードを設定することによってスループットを向上させたり、他色の画像形成部の耐久性を保持している。
【０００６】
また、上記構成の転写ベルトを用いたカラー複写機では、転写ベルトによる記録材の担持搬送を確実におこなうため吸着帯電部にて吸着帯電器により記録材を転写ベルトに吸着させている。
【０００７】
吸着帯電器としては、コロナ放電をおこなう非接触帯電器、あるいは、ブレード、ローラ、ブラシのような帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。帯電極性は、転写帯電器と同極性または逆極性のバイアスである。例えば、特開平５−３３３７１２号公報には、高圧電源のコストや転写ベルトの帯電電位を抑えて画像欠陥がでないように、吸着帯電の帯電特性を転写帯電と逆極性にする方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸着帯電極性を転写帯電特性と逆にする画像形成装置では、空―画像形成モード時の上記メリットはあるものの、黒単色画像形成モードでは、低湿環境下で記録材が転写ベルトから分離する時に、剥離放電による画像劣化が生じることがある。これは、転写ベルトおよび記録材のチャージアップ量が少なく、吸着電荷と転写電荷つまりマイナス電荷とプラス電荷とが混在しているために生じる異常放電に起因する。
【０００９】
従って、本発明の目的は、カラー画像形成モードおよび黒単色画像形成モードにおいて、低湿環境下における剥離放電による画像劣化の発生を低コストで防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【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複数の像担持体と、前記複数の像担持体に記録材を搬送するベルト状の記録材担持体と、前記記録材担持体に記録材を静電吸着する吸着帯電部と、前記複数の像担持体上に形成された可視像を記録材に転写するための転写バイアスが印加される複数の転写帯電部と、前記複数の転写帯電部にて転写した後に前記記録材を除電する分離帯電器と、前記吸着帯電部にバイアスを供給する吸着用電源と、前記複数の転写帯電部にバイアスを供給する転写用電源と、を有し、
前記複数の転写帯電部によって前記記録材上に複数色の可視像を形成するカラー画像形成モードと、前記複数の転写帯電部のうち１つの転写帯電部のみによって前記記録材上に単色の可視像を形成する黒単色画像形成モードと、を実行可能な画像形成装置において、
前記カラー画像形成モードは、前記吸着帯電部に印加されるバイアスが前記転写バイアスに対して逆極性であり、
前記黒単色画像形成モードは、前記吸着帯電部に印加されるバイアスが前記転写バイアスに対して同極性になるように、前記カラー画像形成モードと前記黒単色画像形成モードの前記吸着帯電部に印加されるバイアスの極性を異ならせることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明による一実施態様によれば、前記吸着用電源は、前記転写バイアスと逆極性のバイアスのみが印加可能な電源であり、
前記吸着帯電部に印加されるバイアスは、前記カラー画像形成モードでは前記吸着用高圧電源から供給され、前記黒単色画像形成モードでは前記転写用電源から供給される。
【００１３】
【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。
【００１４】
実施例１
本発明の第１実施例について図１により説明する。
【００１５】
本実施例のカラー画像形成装置は、図１に示すように、装置内に、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設され、各々異なった色の画像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【００１６】
画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本実施例では電子写真感光ドラム（以下、単に「感光ドラム」という）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すなわち可視像が形成される。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が設置されており、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。更に各色のトナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置（定着部）９で加熱および加圧によりトナー像が定着された後、記録画像として装置外に排出される。
【００１７】
更に詳しく説明すると、感光ドラム３ａ〜３ｄの周囲には、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１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写帯電手段である転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、除電針７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、およびクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、装置の上方部には更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。
【００１８】
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。
【００１９】
現像器１ａ〜１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエローおよ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、ブラックトナー像として可視化する。
【００２０】
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およびレジストローラ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と対向した転写帯電部（以下、「転写部」という）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に順次送られる。
【００２１】
転写ベルト１３０は駆動ローラ１３と従動ローラ１４、１５により回転駆動され、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、吸着帯電手段である吸着帯電器６の作用によって吸着帯電部（以下、「吸着部」という）Ｑにて、転写ベルト１３０に吸着担持されて、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され、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う。
【００２２】
そして、感光ドラム３ａの下側の転写部Ｔ１で転写帯電器２４ａがトナーの帯電極性と反対極性の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。また、この転写によっても、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。
【００２３】
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と同様に行われる。
【００２４】
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の搬送方向下流の分離部で分離帯電器３２により除電され、静電吸着力が減衰されることによって、転写ベルト１３０の末端から離脱する。
【００２５】
転写ベルト１３０から離脱した記録材Ｐは、分離ガイド６４をへて搬送部６２により定着装置９へ搬送される。分離ガイド６４は記録材Ｐの先端挙動を安定させる働きを行う。
【００２６】
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、引き続きつぎの潜像の形成以下に備えられる。
【００２７】
転写ベルト１３０上に残留したトナーおよびその他の異物は、転写ベルト１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）１９を当接して拭い取るようにしている。クリーニングウエブ１９は繰り出しローラ１８から繰り出されて巻き込みローラ１７に巻き込まれる間において押圧ローラ２２とこの押圧ローラ２２のバックアップローラ２１とにより転写ベルト１３０に当接される。
【００２８】
定着装置９は、定着ローラ５１および加圧ローラ５２と、両ローラ５１、５２をクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、両ローラ５１、５２内にそれぞれ設置されたヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイルなどの離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイル溜め５３と、加圧ローラ５２の表面の温度を検知し定着温度を制御するサーミスタ５８とから構成される。
【００２９】
４色のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置９においてトナー像の混色および記録材Ｐへの固定が行われ、フルカラーのコピー画像が形成され、排紙トレイ６３に排紙される。
【００３０】
両面コピーの場合には、切り替えガイド７０が動作し、片面コピーの終了した記録材Ｐは搬送縦パス７１に導かれ、その後、反転パス７２を経て反転ローラ７３により反転し、中間トレイ６５に収納される。次いで、必要枚数積載後、給紙ローラ１１によってレジストローラ１２に搬送され、片面コピー時と同様の工程を経て両面コピーが行われ、排紙トレイ６３に排紙される。
【００３１】
本実施例における吸着帯電器６は、芯金に導電性ゴムをコートした下ローラ６ａと、下ローラ６ａに接続された両極性のバイアスを印加可能な高圧電源６ｃと、下ローラ６ａの対向部材として接地された金属ローラである上ローラ６ｂとからなる。この吸着帯電器６により、記録材が転写ベルト１３０上に供給されると、高圧電源６ｃがバイアスを出力し、記録材を上下ローラ６ａ、６ｂで挟圧し、転写ベルト１３０に静電吸着させる。
【００３２】
転写ベルトの素材として、本実施例では、機械特性、電気的特性および難燃性などの点から、ポイミド樹脂を使用した。体積抵抗は導電性フィラーを添加し１０¹³Ωｃｍ、厚みは１００μｍでシームレスタイプを用いた。
【００３３】
なお、転写ベルトの誘電体シート素材としては、下記のものがある。すなわち、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、芳香族ポリイミドなど、エンジニアリング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ている。
【００３４】
転写帯電器２４ａ〜２４ｄには、コロナ放電をおこなう非接触帯電器、あるいはブレード、ローラ、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。非接触帯電では、オゾンが発生すること、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などの問題点がある。一方、接触帯電器は、オゾンレス、温湿度環境変動に強い、高画質などのメリットがある。
【００３５】
本実施例の転写帯電器２４ａ〜２４ｄは、図２に示すように（添え字を省略する）、記録材搬送方向に対して直交する方向、すなわちスラスト方向に延在する導電性ブレード２５、導電性ブレード２５を支持し、導電性ブレード２５を介して感光ドラム３に接離可能とするため記録材搬送方向に揺動する支持揺動部２６からなる。
【００３６】
導電性ブレード２５は、不図示の給電部から電源へ接続され、上端は転写ベルト１３０を介して感光ドラム３と接触するように支持揺動部２６により押圧されている。転写帯電器２４のスラスト方向の長さは、通紙スラスト位置のばらつきも考慮して通常最大サイズの記録材をカバーできるように、最大サイズ記録材の幅より若干長めである。導電性ブレード２５は、体積抵抗１０⁸Ωｃｍ、自由長２０ｍｍとした。
【００３７】
この転写帯電器２４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３側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電転写される。
【００３８】
本実施例では、プロセス速度を１００ｍｍ／ｓｅｃとし、転写電流は１０μＡの定電流制御とした。
【００３９】
つぎに、黒単色画像形成モード時について説明すると、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは１次帯電、露光、現像は動作せず、転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃは転写ベルト１３０を介して感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃに接触させ、０μＡの定電流制御をおこなっている。
【００４０】
上記のような吸着帯電器６、転写帯電器２４ａ〜２４ｄを用いて、低湿環境下（２３℃、５％ｒｈ）でカラー画像形成モードおよび黒単色画像形成モードでの画像形成をおこなった。吸着電流は、−５μＡ、−２．５μＡ、０μＡ、２．５μＡ、５μＡと条件を設定した。このときの異常放電による画像劣化の結果を下記の表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
なお、表１にて、○は画像劣化なし、△は画像劣化少しあり、×は画像劣化あり、とした。
【００４３】
以上のように、吸着電流つまり吸着バイアスをカラー画像形成時はマイナス、黒単色画像形成時はプラスとすることで、画像劣化を防止することができる。
【００４４】
これはカラー画像形成モード時の記録材と転写ベルトが吸着帯電と４色の転写帯電による電荷を保持しているのに対し、黒単色画像形成モード時は吸着帯電と黒１色の転写帯電による電荷分のみ保持していることによると考えられる。
【００４５】
つまり、前述のごとく、黒単色画像形成モード時は、転写ベルトおよび記録材のチャージアップ量が少なく、吸着電荷と転写電荷すなわちマイナス電荷とプラス電荷が混在しており、記録材と転写ベルトの分離時に異常放電が発生する。そこで、本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃの転写電荷の代わりに転写電荷と同極の吸着電荷を与えることでカラー画像形成モードと同じような帯電状態とすることによって、上記の異常放電を抑えるものである。
【００４６】
上記のように本構成によれば、カラー画像形成モードおよび黒単色画像形成モードにおいて、低湿環境下における剥離放電による画像劣化の発生を低コストで防止でき、適正な転写をおこなうことが可能となった。
【００４７】
なお、本実施例で吸着バイアスを転写ベルトの内側から印加したが、外側から逆極性にして印加してもよいし、吸着方式は帯電ローラに限らない。
【００４８】
実施例２
つぎに、本発明の第２実施例について説明する。
【００４９】
第１実施例では吸着電流の電源に両極性の高圧電源を使用したが、本実施例では、片極性の高圧電源を使用する。
【００５０】
カラー画像形成モード時は、吸着電流はマイナス、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの転写電流はプラスとしたままで、黒単色画像形成モード時はＹの転写用高圧電源（不図示）からプラスを吸着部Ｑに流し、Ｙの転写電流は吸着用高圧電源６ｃまたはＭ、Ｃの転写用高圧電源（不図示）により０μＡに定電流制御する。
【００５１】
このように、吸着用高圧電源と転写用高圧電源を切り替えることで、よりコストメリットが得られる。
【００５２】
なお、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。
【００５３】
また、転写ベルトは、転写ドラムの構成であってもよい。
【００５４】
感光ドラム３上の静電潜像の現像手段としては、一般的に、非磁性トナーについては、ブレードなど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あってもよい。なお、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ている。
【００５５】
【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、低湿環境下における剥離放電による画像劣化の発生を低コストで防止でき、安定して画像形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】転写ブレードの一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ感光ドラム（像担持体）
６吸着ローラ（吸着手段）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ転写ブレード（転写帯電手段）
Ｑ吸着部（吸着帯電部）
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４転写部（転写帯電部）

Claims

可視像が形成される複数の像担持体と、前記複数の像担持体に記録材を搬送するベルト状の記録材担持体と、前記記録材担持体に記録材を静電吸着する吸着帯電部と、前記複数の像担持体上に形成された可視像を記録材に転写するための転写バイアスが印加される複数の転写帯電部と、前記複数の転写帯電部にて転写した後に前記記録材を除電する分離帯電器と、前記吸着帯電部にバイアスを供給する吸着用電源と、前記複数の転写帯電部にバイアスを供給する転写用電源と、を有し、
前記複数の転写帯電部によって前記記録材上に複数色の可視像を形成するカラー画像形成モードと、前記複数の転写帯電部のうち１つの転写帯電部のみによって前記記録材上に単色の可視像を形成する黒単色画像形成モードと、を実行可能な画像形成装置において、
前記カラー画像形成モードは、前記吸着帯電部に印加されるバイアスが前記転写バイアスに対して逆極性であり、
前記黒単色画像形成モードは、前記吸着帯電部に印加されるバイアスが前記転写バイアスに対して同極性になるように、前記カラー画像形成モードと前記黒単色画像形成モードの前記吸着帯電部に印加されるバイアスの極性を異ならせることを特徴とする画像形成装置。
前記吸着用電源は、前記転写バイアスと逆極性のバイアスのみが印加可能な電源であり、
前記吸着帯電部に印加されるバイアスは、前記カラー画像形成モードでは前記吸着用高圧電源から供給され、前記黒単色画像形成モードでは前記転写用電源から供給されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。