JP5056123B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を有する電子写真方式
を用いた画像形成装置に関わり、特に、中間転写体を有し、該中間転写体上に複数のカラ
ートナー像を重ね合わせて画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

中間転写体を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置では、感光体である像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写するものが知られている。かかるカラー画像形成装置では、像担持体上に順次形成された所定極性に帯電しているトナー像を静電気により中間転写体に重ね合わせて転写した後、その中間転写体上のトナー像を静電気により転写材上に一括して転写している。

トナー１粒子当たりの帯電量はほぼ均一であることから、中間転写体上のトナー層電位は所定面積内でのトナー付着量によって決まり、カラー画像形成装置では中間転写体上のトナー像のうち複数色のトナーが重ね合わされた部分の帯電電位は、１色のトナーのみが付着している部分の帯電電位よりも大きくなる。また例えば、中間転写体上のトナー像がベタ部及びハーフトーン部を有する場合、ベタ部の帯電電位はハーフトーン部よりも大きくなる。

また、像担持体から中間転写体へトナー像を転写する一次転写部を通過した後のトナー像内での帯電電位のばらつきは、環境によっても発生する場合がある。

このように中間転写体上のトナー像の電位のばらつきが大きいと、転写特性が互いに異なる部分が同一トナー像内に存在することになる。この転写特性の異なるすべての部分を同じ転写条件下で転写材に転写しようとすると、中間転写体から転写材への二次転写時に様々な画像不良が発生しやすい。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を合わせ持つ複合機等の画像形成装置においてカラー化が進み、また重合トナー、小粒径トナーの採用により、転写プロセスにおいても高画質化への要求が大きくなってきている。また、画像形成装置の高速化も進んでいる。これらのことに対し、良好な画像を得るためには、一次転写の回数や環境などによって変化する中間転写体上のトナー電位を略均一になるように補正し、二次転写性能を向上させる必要がある。

カラー電子写真方式により感光体上に担持された各色トナー像を一次転写部で中間転写体上に重ね合わせた後、該トナー像を中間転写体から転写材に二次転写する画像形成装置にあっては、一次転写の回数や環境などによって中間転写体上のトナー帯電量が変化するため、中間転写体から転写材への二次転写時に様々な画像不良が発生しやすい。

特許文献１の電子写真記録装置は、転写前帯電手段の帯電ワイヤに流れる電流量と、シールド部材に流れる電流量と、グリッド電極に流れる電流量と、から、スコロトロン内部の汚れを判定する判定手段と、該判定手段による判定に基づいて、スコロトロン内部の帯電ワイヤを清掃する清掃手段とを設けたものである。

特許文献２の帯電装置は、駆動機構により移動しながらグリッドに圧接してグリッドを清掃するグリッド清掃手段を有するものである。
特開平８−２０２１７１号公報 特開平９−２９７４５７号公報

特許文献１に記載の電子写真記録装置は、感光体に対しある量の放電を行う帯電装置であり、帯電ワイヤ、シールド部材、グリッド電極、に流れる各電流値から感光体への放電量を算出することは可能であるが、その変動の原因がワイヤ、シールド部材、グリッド電極のどの部分の汚れなのかを判定することは困難である。なお、清掃手段は帯電ワイヤを清掃するものである。帯電ワイヤのみの清掃では、二次転写前除電後のトナー像の電位と、中間転写体の電位との差を一定に保つことが出来ず、中間転写体上のトナー像を転写材に安定して転写すること不可能となり、転写材に形成されたトナー画質が低下する。

特許文献２に記載の帯電装置では、グリッドの清掃を行っているが、定期的な清掃のため、実際の汚れに無関係に清掃を行う。そのため、画像不良が多発しても対応することが出来ない。又は、清掃の頻度を上げると生産性を損なうことになる。また、グリッドの耐久性が低下する。

本発明は、二次転写前除電手段による放電時に発生する逆帯電トナーによるグリッド電極汚れを的確に検出し、グリッド電極汚れによって発生する電位制御性低下、ハーフトーン部の荒れなどの画像不良発生等を防止し、グリッド電極の耐久性を向上し、良好な二次転写性能を得る事によって、高品位の二次転写画像を得る画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、以下のカラー画像形成装置により達成される。

１． 回動する像担持体に形成したトナー像を転写手段により転写材に転写する画像形成装置において、前記像担持体に対向して配置されたグリッド電極と放電電極とを有する除電手段と、前記放電電極に前記トナー像を形成するトナーが帯びる電荷と逆極性の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記グリッド電極に前記トナーが帯びる電荷と同極性の電圧を印加する第２の電圧印加手段と、前記グリッド電極を清掃する清掃手段と、画像形成装置に入力される画像の文字部および細線部におけるエッジ部の発生頻度を計数することにより画像密度情報を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果に応じて、前記清掃手段による清掃タイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

２． 複数の像担持体に形成した複数色のトナー像を一次転写手段により中間転写体に逐次転写して重ね合わせた後、前記１に記載の前記清掃手段を有する転写前除電手段により前記トナー像の電荷を調整し、前記中間転写体に担持された前記トナー像を二次転写手段により一括して転写材に転写するカラー画像形成処理を行うことを特徴とする画像形成装置。

転写前除電の放電時に発生する正極性トナーのグリッド電極への付着は、画像エッジ部で且つトナー付着量の多い箇所で最も発生し易いため、画像出力パターンから、文字部、細線部を検出、積算し、その結果に応じてグリッド電極の清掃タイミングを制御する。その結果、汚れの発生しやすい画像を多く出力した際にもグリッド電極汚れによる画像不良を防止できる。また、汚れの発生が少ない画像を多く出力した際にも汚れが未発生にもかかわらず清掃してしまうという無駄を防止できる。

特に、画像情報のうち文字部、細線部、ベタ画像部の各濃度を検知して、適切なタイミングでグリッド電極を清掃を行うことにより、放電時に発生するトナーによるグリッド電極汚れによる電位制御性の低下、ハーフトーン部の荒れなどの画像不良発生が防止される。

以下に本発明を、実施の形態を用いて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。

［カラー画像形成装置］
図１は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。

このカラー画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体７、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、二次転写手段８、二次転写前除電手段９、定着装置１１、及び給紙装置２０を有する。

カラー画像形成装置Ａの上部の原稿台上に載置された原稿は、画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段６Ｙを有する。

マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段６Ｍを有する。

シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段６Ｃを有する。

黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを有する。

帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとしては、ＯＰＣ感光体やａＳｉ感光体等の周知のものが用いられるが、ＯＰＣ感光体が好ましく、特に、負帯電性のＯＰＣ感光体が好ましく本実施の形態では、負帯電性のＯＰＣが用いられる。

帯電手段２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとしては、スコロトロン、コロトロン等のコロナ放電手段が用いられるが、スコロトロン放電手段が好ましく用いられる。

露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋとしては、レーザ、ＬＥＤアレイ等、画像データに従って発光する発光素子が用いられる。

ベルト状の中間転写体７は、半導電性であり、複数の支持ローラ７１，７２，７３，７４、及びバックアップローラ７５により巻回され、循環移動可能に支持される。本実施の形態では、中間転写体７は、支持ローラ７３，７４の間が平面状に支持されている。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体７上に一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。

給紙装置２０の給紙カセット２１内に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写手段８に搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。

カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置１１により熱と圧力とを加えられ、転写材Ｐ上のカラートナー画像（或いは単色トナー画像）が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。

一方、二次転写手段８により転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

［一次転写手段］
図２は該カラー画像形成装置Ａの要部を示す断面図である。

イエロー色の画像を転写する一次転写手段５Ｙは、一次転写ローラ５ＹＡと、一次転写ローラ５ＹＡに電圧を印加する電源５ＹＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＹＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｙに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。電源５ＹＥは接地されている。

マゼンタ色の画像を転写する一次転写手段５Ｍは、一次転写ローラ５ＭＡと、一次転写ローラ５ＭＡに電圧を印加する電源５ＭＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＭＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｍに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。電源５ＭＥは接地されている。

シアン色の画像を転写する一次転写手段５Ｃは、一次転写ローラ５ＣＡと、一次転写ローラ５ＣＡに電圧を印加する電源５ＣＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＣＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｃに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。電源５ＣＥは接地されている。

黒色画像を転写する一次転写手段５Ｋは、一次転写ローラ５ＫＡと、一次転写ローラ５ＫＡに電圧を印加する電源５ＫＥとから構成されている。一次転写ローラ５ＫＡは、中間転写体７を介して像担持体１Ｋに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。電源５ＫＥは接地されている。

一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの各電源５ＹＥ，５ＭＥ，５ＣＥ，５ＫＥには、電流値４０μＡ、電圧値＋１．５ｋＶが印加される。

また、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、一次転写時以外の場合には、図示しない駆動手段により移動され、中間転写体７の内面から離間して退避する。

［二次転写手段８］
二次転写手段８は、バックアップローラ７５、二次転写ローラ８Ａ、電源８Ｅ等から構成されている。導電性材料から成るバックアップローラ７５は、中間転写体７を介して二次転写ローラ８Ａに対向し、中間転写体７の内面に摺接する。

バックアップローラ７５は電圧を印加する電源８Ｅに接続されている。二次転写手段８の電源８Ｅには、電流値５０μＡ、電圧値＋３ｋＶが印加される。電源８Ｅは中間転写体７に当接する二次転写ローラ８Ａに付着した残留トナーを逆バイアス印加により中間転写体７に転移させてクリーニングする。

二次転写ローラ８Ａのバックアップローラ７５は、一次転写ローラ５ＹＡ，５ＭＡ，５ＣＡ，５ＫＡとほぼ同じ構成をなし、中間転写体７の内面側に圧接する。導電性のバックアップローラ７５は、ローラ本体と、ローラ本体の表面に形成された弾性層とにより形成されている。

中間転写体７は、ポリアミドあるいはポリイミド等を材料とする単層又は多層ベルトで、体積抵抗率１０⁷〜１０¹²Ωｃｍのものが用いられている。

中間転写体７は、二次転写手段８により転写材Ｐに二次転写した後、クリーニング手段６Ａを通過してクリーニングされる。

二次転写ローラ８Ａは、二次転写時以外の場合には、図示しない駆動手段により移動され、中間転写体７の表面から離間して退避する。

［二次転写前除電手段９］
中間転写方式のカラー画像形成装置において、一次色では一次転写性能が良好である場合であっても、二次色では二次転写不良になって、高画質の画像が得られないという問題がある。これは中間転写体７上に形成されるトナー像が１層から最大で４層までの広範囲の付着量を有しており、それぞれの付着量に応じて二次転写条件の適正化がくずれてしまう事による。

この問題を解決するために、中間転写体７に沿った一次転写手段５Ｋと支持ローラ７４との間で、中間転写体７が平面状に支持される位置に、本発明に係る二次転写前除電手段９が配設されている。

更に、導電性ブラシや導電性発泡部材等の対向電極９Ｂを中間転写体７に面接触させて接地を行う事によって従来以上の除電効率の向上が達成される。

本発明の二次転写前除電手段９は、中間転写体７の画像担持側に配置された除電器（スコロトロン帯電器）９Ａと、無端ベルト状の中間転写体７の内面側に配置された対向電極９Ｂと、から構成されている。

図３は二次転写前除電手段９の断面図である。

中間転写体７の回動方向上流側に配置された除電器９Ａは、放電電極（放電ワイヤ）９１Ａ１，９１Ａ２、グリッド電極９２、サイドプレート９３から成るスコロトロン帯電器である。

放電電極９１Ａ１は電源（第１の電圧印加手段）Ｅ１に接続されている。放電電極９１Ａ２は電源（第１の電圧印加手段）Ｅ２に接続されている。グリッド電極９２は中間転写体７のベルト面と間隔をもって対向配置され、電源（第２の電圧印加手段）Ｅ３に接続されている。サイドプレート９３は電源（電圧印加手段）Ｅ４に接続されている。

放電電極９１Ａ１，９１Ａ２には、トナー像と逆極性の放電がなされる電圧が印加される。グリッド電極９２にはトナー像と同極性の電圧が印加される。サイドプレート９３には、トナー像と逆極性の放電がなされる電圧が印加される。

二次転写前除電手段９に対向する中間転写体７の内面側には、導電性ブラシ及び導電性ブラシを圧着解除する圧着解除機構で構成される対向電極９Ｂが配設されている。導電性ブラシは、中間転写体７の内面側に摺接し、接地されている。

放電電極９１Ａ１，９１Ａ２は、直径が２０〜１５０μｍのタングステン、ステンレス鋼、金などの線材を用いることができるが、特に表面が金で形成されていることが好ましい。線材そのものを金で作製するか、あるいは、ステンレス鋼やタングステン等の基材の表面を金で被覆しても良い。金被膜の厚さは、オゾン等の放電生成物の除去効率や製造コスト、放電効率の観点から、平均膜厚で１μｍ〜５μｍが好ましい。

グリッド電極９２は、ワイヤ状のグリッド電極や、板金にエッチング等によってパターン形成された板状グリッド電極や、金メッキが施された板状グリッド電極等が採用される。

［グリッド電極の清掃手段］
図４は、グリッド電極９２の清掃手段の正面図である。

グリッド電極９２は、開口部と非開口部とから成るメッシュ状に形成されている。除電器９Ａとして使用したスコロトロン帯電器には、グリッド電極９２に対する清掃手段が配置されている。清掃手段は、グリッド電極９２に対して放電電極９１Ａ１，９１Ａ２の側から清掃手段の清掃部材９５を押し当てて、電極長手方向（図示のＸ方向）に往復移動することにより、グリッド電極９２に付着したトナーを掻き取る。

グリッド電極９２は支持部材９４Ａ、９４Ｂ間にバネ付勢されて張設されている。清掃部材はブラシなどの軟質の材料により形成されている。清掃部材は複数のプーリ９６を巻回する駆動用ワイヤ９７に係止されている。駆動手段９８は、正逆回転駆動により、駆動手段９８に接続するプーリ９６を正逆回転させ、駆動ワイヤ９７を介して清掃部材を図示しない案内部材に沿って正逆移動させる。

清掃用のブラシとしては、フッ素繊維で形成され、毛長２ｍｍ、線径１０Ｔ（テックス）、ブラシ密度３０ｋＦ／（インチ）²（Ｆはフィラメント数、１インチは２５．４ｍｍ）のものを使用した。

図５は、清掃手段の制御の構成を示す図である。

放電電極９１Ａ１，９１Ａ２、グリッド電極９２は電源１０１に接続されており、これらで閉回路を構成している。このため、検出手段１１０で検知された放電電流を電源１０１に供給することができる。

演算手段１２０は、清掃部材９５によって清掃される前のグリッド電極９２から対向電極９Ｂに流れる電流量と、清掃部材９５によって清掃された後の対向電極９Ｂに流れる電流量とを比較する。演算手段１２０は検出手段１１０に接続されている。演算手段１２０は検出手段１１０で検知された電流量をデータとして外部のコンピュータ（図示省略）に送信する。コンピュータは演算手段１２０から送信された演算データをディスプレイに表示する。また、演算手段１２０は、駆動手段９８と接続されていて、所定の場合に清掃部材９５を駆動させるための清掃信号を駆動手段９８に出力する。

演算手段１２０で演算処理され、検知された電流量にばらつきが生じていたり、あるいは検知された電流量が所定の閾値を下回っていると演算手段１２０により判断された場合には、演算手段１２０から駆動手段９８に制御信号が出力される。演算手段１２０から駆動手段９８に制御信号が出力されると、清掃部材９５がグリッド電極９２に沿って移動して、グリッド電極９２を清掃する。

また、清掃部材９５による清掃後にも、グリッド電極９２の電流量が検出手段１１０により検知され、演算手段１２０で演算処理されて、検知された電流量にばらつきが生じていたり、あるいは検知された電流量が所定の閾値を下回っているかが判断される。

検知された電流量の所定の閾値を下回っていないと演算装置１２０により判断された場合には、清掃効果が生じたとしてそのままにする。

一方、検知された電流量にばらつきが生じていたり、あるいは検知された電流量が所定の閾値を下回っていると演算手段１２０により判断された場合には、清掃部材９５による清掃効果がないものとして、グリッド電極９２の寿命であると判断する。

また、対向電極９Ｂを転写手段の移動方向に直交する幅方向に分割して、分割された複数の対向電極９Ｂの各電流値を検出手段１１０により検知し、検知されたこれらの電流値の分布によって、グリッド電極９２を清掃するタイミングを制御する。このようにして、長手方向（図示のＸ方向）に対し画像が局在するパターンが連続して出力された場合、グリッド電極９２の汚れが長手方向に大きな違いがある場合にも対応可能となる。

なお、検出手段１１０による対向電極９Ｂの電流値検知は、二次転写手段８に形成される画像間、即ち非画像部で行う。

スコロトロン電極のグリッド電極９２の清掃としては、ブラシ等で擦ってグリッド電極９２を清掃する装置があるが、感光体の帯電などに使用している電極では、グリッド電極９２の汚れが出力画像パターンに大きく依存することはない。したがって、清掃を行うタイミングとしては、所定のコピー数毎や機械の起ち上げ時など定期的に実施する場合が多い。

これに対し、トナー除電としてスコロトロン電極を使用する場合、中間転写体７上のトナーにトナーと逆極の放電電荷を与えるため、トナーが正に帯電し、負電圧を印加したグリッド電極９２に付着しやすく、このため、グリッド電極９２へのトナー付着量は画像パターンに大きく影響を受ける。従って、画像パターンの出力状況によって、グリッド電極９２の清掃のタイミングを制御することが有効である。

また、画像情報に基づいて清掃の間隔や条件を制御する技術に関しては、像担持体や定着装置のクリーニング装置において適用された例はあるが、その情報とは、画像の濃度や面積に応じて制御するものである。

本発明の二次転写前除電では、エッジ部の除電を行った場合のグリッド電極９２へのトナー付着量が多いことが大きな特徴であるから、画像出力パターンから文字部、細線部を検出、積算し、その結果に応じて清掃のタイミングを制御する。

即ち、カラー画像形成装置Ａに入力される画像情報を走査して、原稿画像または入力画像の文字部、細線部の密度情報を検知手段により検知する。文字部、細線部の密度情報は、画像情報を走査して、エッジ部の発生頻度を計数して得られる。検知手段の検知結果に応じて、グリッド電極９２に対する清掃を行うか否かのタイミングを制御する。

また、文字部、細線部の濃度、ベタ画像部の濃度をそれぞれ重み付けしてグリッド電極９２の長手方向の場所毎に検知及び演算して、その演算結果に応じて、グリッド電極９２に対する清掃を行うか否かのタイミングを制御する。

本発明の二次転写前除電手段９は、画像形成装置に入力される画像情報から画像密度情報１００を検出する検出する検出手段１１０と、検出手段１１０により検出された画像密度情報１００を演算する演算手段１２０と、演算手段１２０の演算結果に応じて、グリッド電極９２に対して清掃手段９５による清掃タイミングを制御する制御手段１３０を有する。

本発明の二次転写前除電手段９では、汚れが無い場合に非画像部においては中間転写体７には殆ど電流が流れない状況であり、グリッド電極９２への汚れが発生した場合にのみその汚れ量に応じて中間転写体７側に電流が流れるため、グリッド電極９２の汚れ量を検知しやすい。また、中間転写体７への放電電流を直接検知することは困難であるが、本件では対向電極９Ｂに流れる電流を検知することにより可能となり、検出手段１１０の制御も簡単になる利点がある。

以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［画像形成条件］
画像形成装置：タンデム型フルカラー複写機（コニカミノルタ８０５０（登録商標）改造機）、連続複写速度はフルカラーモードでＡ４判用紙を毎分５１枚出力する。

図６は、フルカラー複写機改造機の要部を示す模式図である。

本実施例では、発明の効果を確認するために、図２に示した一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ、及び二次転写手段８を配設し、黒色のトナー像を形成する４段目の画像形成部１０Ｋに配置された像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを取り外して、そこに本発明に係る二次転写前除電手段９を設置したカラー画像形成装置Ａで画像を形成した。

像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ：外径φ６０ｍｍ
転写材Ｐの搬送ライン速度：２２０ｍｍ／ｓｅｃ
現像剤：キャリアの平均粒径２０〜６０μｍ、重合トナーの平均粒径３〜７μｍ
帯電手段２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ：帯電電圧Ｖ０は−７００Ｖ
露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ：半導体レーザ（波長７８０ｎｍ）、露光時の像形成体表面電位は−５０Ｖ
現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ：現像スリーブの電位Ｖｄｃは−５００Ｖ、現像バイアス電圧交流成分Ｖａｃは１ｋＶｐ−ｐの矩形波（周波数５ｋＨｚ）
一次転写ローラ５ＹＡ，５ＭＡ，５ＣＡ：導電性ローラ使用、ローラ押圧５０Ｎ（ニュートン）、転写電流４０μＡ、転写電圧＋１．５ｋＶを印加
二次転写手段８：中間転写体７をバックアップローラ７５と二次転写ローラ８Ａとで挟み込んだ構成であり、電気抵抗値はともに１×１０⁷Ω、温湿度とカウンターとでマトリックスを組んだ電流値テーブルから所定の電流値を選択して印加する。

押圧力Ｆ：５０Ｎ（ニュートン）、転写材搬送方向ニップ幅：３ｍｍ
二次転写ローラ８Ａの弾性層：半導電性ＮＢＲソリッドゴム（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、体積抵抗値４×１０⁷Ω、外径φ４０ｍｍ
中間転写体７：ポリイミド樹脂（ＰＩ）、シームレス半導電性ベルト、体積抵抗１０⁹Ω、表面抵抗１０¹¹Ω、張架テンション５０Ｎ、線速２２０ｍｍ／ｓｅｃ。

［二次転写前除電手段９］
通常、像担持体に使用されるスコロトロン帯電器と同形状の除電器９Ａを設置した。

放電電極９１Ａ１，９１Ａ２は、直径が２０〜１５０μｍのタングステン、ステンレス鋼、金などの線材を用いることができるが、特に表面が金で形成されていることが好ましい。線材そのものを金で作製するか、あるいは、ステンレス鋼やタングステン等の基材の表面を金で被覆しても良い。金被膜の厚さは、オゾン等の放電生成物の除去効率や製造コスト、放電効率の観点から、平均膜厚で１μｍ〜５μｍが好ましい。

グリッド電極９２は、ワイヤ状のグリッドや、板金にエッチング等によってパターン形成された板状グリッドや、金メッキが施された板状グリッド等が採用される。

放電電極９１Ａ１には高圧の電源Ｅ１が、放電電極９１Ａ２には高圧の電源Ｅ２がそれぞれ接続され、０〜４００μＡの電流が印加される。グリッド電極９２には高圧の電源Ｅ３が接続し、０〜−３００Ｖの電圧が印加される。サイドプレート９３はグリッド電極９２と絶縁し、５０Ｖ〜３００Ｖの電圧が印加出来るようにした。また、除電器９Ａに対向する対向電極９Ｂはアースに接続した。

放電電極９１Ａ１には電源Ｅ１によるトナー像と逆極性の放電がなされる電圧が、放電電極９１Ａ２には電源Ｅ２によるトナー像と逆極性の放電がなされる電圧が、グリッド電極９２には電源Ｅ３によるトナー像と同極性の電圧Ｅ３がそれぞれ印加できる構成となっている。

本実施の形態においては、放電電極９１Ａ１，９１Ａ２にはトナー像と逆極性の放電がなされる電圧が、グリッド電極９２にはトナー像と同極性の放電がなされる電圧が印加できる構成となっている。

本実施例では、負の電荷を有するトナー像に対して、二次転写前除電手段９の放電電極９１Ａ１，９１Ａ２に正の電圧を、グリッド電極９２に負の電圧を、サイドプレート９３に正の電圧を印加する。

グリッド電極９２と中間転写体７との距離は１ｍｍで平行するように設置した。

放電電極９１Ａ１，９１Ａ２の幅（中間転写体７の進行方向の長さ）は３０ｍｍ、長手方向の長さ（中間転写体７の進行方向と直交する長さ）は３２０ｍｍとした。

電源Ｅ１，Ｅ２による放電電極９１Ａ１，９１Ａ２への電流値は３５０μＡ、放電電極９１Ａ１，９１Ａ２とグリッド電極９２との距離は８ｍｍ、放電電極９１Ａ１，９１Ａ２とサイドプレート９３との距離は８ｍｍとした。グリッド電極９２の開口率は９０％、対向電極９Ｂの電位は０Ｖである。

除電器９Ａに対向する中間転写体７の内面側には、導電性ブラシ及び導電性ブラシを圧着解除する圧着解除機構で構成される対向電極９Ｂが配設されている。

導電性ブラシは、素材はアクリル、ナイロン、ポリエステル等の導電性樹脂素材で構成され、線径はＩＳＯにより提唱された番手法による計量単位で０．１１１テックス乃至０．７７８テックス、ブラシ密度は１２０００本／ｃｍ²乃至７７０００本／ｃｍ²で構成されることが好ましい。

導電性ブラシは、原糸の抵抗値が１０²Ω、線径が３デニール（１デニールは、長さ４５６０ｍで質量５０ｍｇのときの繊度）、密度が２００ｋＦ／（インチ）²、毛長が３ｍｍである。

対向電極９Ｂの導電性ブラシの幅（中間転写体７の進行方向の長さ）は３０ｍｍ、長手方向の長さ（中間転写体７の進行方向と直交する長さ）は３２０ｍｍとした。

［実施例１］
図７は、グリッド電極９２に対する清掃を行うか否かのタイミング制御のブロック図である。図８は、清掃タイミングのフローチャートである。

清掃実験を行う前に、清掃無しで様々な画像パターンを連続して出力するとともに、文字、細線部とベタ部の濃度をそれぞれ重み付けをして長手方向の場所ごとに検知、算出し、ハーフトーンを出力した際の画像荒れ発生状況との関係を確認した。画像の種類によってグリッド電極９２に付着するトナー量が異なり、エッジパターンの多い文字部、細線画像が汚れが成長するスピードが早く、更に単色画像よりも重ね合わせ画像の方がスピードが早い。この、エッジ、ベタの場所と濃度の算出結果と画像不良発生状況とのデータから、清掃を実施する画像情報算出値「清掃実施基準積算値Ａ₀」を決定した。

次に、（１）〜（５）の画像パターンにて清掃実験を実施した。画像情報を検知、積算し、１００プリント毎に「画像情報積算値Ａ₁」を算出しつつ画像出力を実施した。その結果に応じて、画像情報積算値Ａ₁が清掃実施基準積算値Ａ₀以上（Ａ₁≧Ａ₀）になった時点で清掃を実施した。

温度２０℃、湿度５０％の条件下で、表１に示す（１）〜（５）の画像パターンにて、以下の実施例、比較例でのグリッド電極９２の清掃実験を実施した。

なお、各画像パターンの一部にハーフトーン画像評価用のパッチを設置した。二次転写前除電の条件は以下とした。

画像部除電時：放電ワイヤ電流３００μＡ、グリッド電位−５０Ｖ
流れ込み電流検出時：放電ワイヤ電流３００μＡ、グリッド電位−２００Ｖ
従って、放電ワイヤ電流は等しく、流れ込み電流検出時のグリッド電位の絶対値は画像部除電時のグリッド電位の絶対値より大である。

表１の実施例１、比較例１，２，３において、１００枚コピー毎に、非画像部において対向電極９Ｂに流れる電流値を検出手段１１０により検出し、２０μＡ以上の電流が流れた場合に清掃部材９５により清掃を実施した。

清掃のタイミングは、５０００枚目、７５００枚目、９０００枚目、９８００枚目、１０１００枚目毎に毎に行った。

画像パターンは、（１）単色ハーフトーン画像、（２）単色ベタ画像、（３）２色ベタ画像、（４）単色文字、細線画像、（５）２色文字、細線画像の５種に設定した。

実施例１では、上記の５種の全ての画像パターン出力に対して画像不良の発生はなかった。

［比較例］
比較例１では、５００枚コピー毎に定期的に清掃部材９５によって清掃を実施したが、（５）の２色文字、細線画像の画像パターンで画像荒れが発生した。

比較例２では、１０００枚コピー毎に定期的に清掃部材９５によって清掃を実施したが、（４）の単色文字、細線画像と、（５）２色文字、細線画像の画像パターンとで画像荒れが発生した。

比較例３では、２０００枚コピー毎に定期的に清掃部材９５によって清掃を実施したが、（３）２色ベタ画像、（４）単色文字、細線画像、（５）２色文字、細線画像の画像パターンで画像荒れが発生した。

なお、本実施の形態では、中間転写体７として中間転写ベルトを用いた例について説明したが、本発明は、他の形状の中間転写体を用いるもの（例えば、中間転写ドラム）にも適用する事が出来る。

本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図。 カラー画像形成装置の要部を示す断面図。 二次転写前除電手段の断面図。 グリッド電極の清掃手段を備えた二次転写前除電手段の正面図 清掃手段の制御の構成を示す図。 フルカラー複写機改造機の要部を示す模式図。 グリッド電極に対する清掃を行うか否かのタイミング制御のブロック図。 清掃タイミングのフローチャート。

符号の説明

９ 二次転写前除電手段
９Ａ 除電器（スコロトロン帯電器）
９Ｂ 対向電極
９１Ａ１，９１Ａ２ 放電電極（放電ワイヤ）
９２ グリッド電極
９３ サイドプレート
９４Ａ、９４Ｂ 支持部材
９５ 清掃部材
９６ プーリ
９７ 駆動用ワイヤ
９８ 駆動手段
１００ 画像密度情報
１１０ 検出手段
１０１ 電源
１２０ 演算手段
１３０ 制御手段
Ａ カラー画像形成装置
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 電源（電圧印加手段）

Claims (5)

1. 回動する像担持体に形成したトナー像を転写手段により転写材に転写する画像形成装置において、
   前記像担持体に対向して配置されたグリッド電極と放電電極とを有する除電手段と、
   前記放電電極に前記トナー像を形成するトナーが帯びる電荷と逆極性の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
   前記グリッド電極に前記トナーが帯びる電荷と同極性の電圧を印加する第２の電圧印加手段と、
   前記グリッド電極を清掃する清掃手段と、
   画像形成装置に入力される画像の文字部および細線部におけるエッジ部の発生頻度を計数することにより画像密度情報を演算する演算手段と、
   前記演算手段の演算結果に応じて、前記清掃手段による清掃タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、画像の文字部および細線部が多い場合には多くない場合に比べて前記グリッド電極が早く汚れたと判断し、前記清掃手段による清掃を多くない場合よりも早い時期に行うように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体は、感光体上に形成された複数色のトナー像を一次転写手段により担持した後、二次転写手段により転写材に二次転写する中間転写体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記除電手段は、前記一次転写手段と前記二次転写手段との中間に配置された転写前除電手段であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 複数の像担持体に形成した複数色のトナー像を一次転写手段により中間転写体に逐次転写して重ね合わせた後、請求項１乃至４の何れか１項に記載の前記清掃手段を有する転写前除電手段により前記トナー像の電荷を調整し、前記中間転写体に担持された前記トナー像を二次転写手段により一括して転写材に転写するカラー画像形成処理を行うことを特徴とする画像形成装置。

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