JPH04190276A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真複写機等の画像形成装置の転写材を、
静電気的に支持・搬送して像担持体上のトナー像を物理
的手段によって前記転写材上に転写したのち定着手段へ
搬送を行う転写ベルト装置を有する画像形成装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第８図は従来の電子写真複写機の一実施例を示す断面構
成図である。図において、１０はドラム状の像担持体で
ある感光体ドラム、２０は感光体ドラム１０周面を帯電
する帯電器、３０は露光装置、１３は像露光部、４０は
現像器、５０は転写材供給装置、Ｐは転写材である記録
紙、１６は転写用帯電器である転写器、１７は分離用除
電器である分離器、８０は定着器、９０はクリーニング
装置、５６は記録紙Ｐの搬送手段である搬送ベルトであ
る。

前記複写機の動作を説明すると、帯電器２０により感光
体ドラム１０周面を一様に帯電した後、感光体ドラム１
０局面に露光装置３０により像露光部１３において露光
を行い静電的な潜像を形成する。その後現像器４０によ
り前記潜像は現像・顕像化されてトナー像となる。この
トナー像はタイミングを合わせて転写材供給装置５０よ
り給送される記録紙Ｐ上に転写される。この転写は記録
紙Ｐの背後より転写器１６によって前記トナーの帯電と
逆極性の帯電が施されてなされる。転写後分離器１７に
よって交流の高電圧が印加されて除電され府記記録紙Ｐ
は感光体ドラム１０より分離される。分離された記録紙
Ｐは搬送ベルト５６によって定着器８０に搬送されその
トナー像は定着され装置外に排出される。

一方、トナー像を転写した感光体ドラム１０は周面に残
留したトナーをクリーニング装置９０によってクリーニ
ングされる。

しかしながら、前記のような構成ではトナー像の転写性
及び分離性を確実にするために、転写器１６と分離器１
７間の放電効率を調整して最良に機能する点を見いださ
ねばならず、かつこの放電効率は環境の影響を犬きく受
け、信頼性に対する許容範囲が狭い。前記転写性を左右
するのは、記録紙Ｐの持つ電荷、記録紙Ｐの機械的特性
（スティ７不ス１表面平滑性、カールなと）であり、こ
れらは記録紙Ｐの保存状態や転写時の環境（温度、湿度
）などによって大きく変動し、常に良好な状態に保持す
ることは困難である。

また、感光体ドラムＩＯのドラム径が大きい場合は、記
録紙Ｐが感光体ドラム１０に巻きついたとき（こ尤の平
面状態に戻ろうとする力がドラム径の小さい場合に比べ
小さいため、トナー像の転写を終了した記録紙Ｐはその
まま感光体ドラムＩＯに付着し紙詰まりを起こし易く、
機械としての通紙性の低下を招さ信頼性を悪化させるな
どの欠点を有していに。

前記欠点を改善しＩ；技術として第９図に示すベルト状
の転写・搬送装置が、米国特許３，３５７，３２５号公
報等に開示されている。

第９図において、ＩＯはドラム状の像担持体である感光
体ドラム、７１は誘電体単層のベルトからなる転写ベル
）、７２．７３は転写ベルト７１を支持・伸張し回転す
るためのローラ、７９は記録紙Ｐを導くためのローラ、
６０は記録紙Ｐを静電気力によって記録紙ベルト２１に
吸着させるためコロナ放電を行う紙帯を器、１６はトナ
ー像を感光体ドラムｌＯから記録紙Ｐに転写するための
帯電器である転写器、１６０は転写部である。かかる構
成によって、記録紙Ｐを転写ベルト７１１：強固に付着
させ確実に搬送することができ、優れた転写効率、分離
効率を得ることができる。

前記ベルト状の転写・搬送装置は、特に感光体ドラム１
０上にトナー像を重ねて形成して一度に記録紙Ｐに転写
を行うようにしたカラーの画像形成装置では好ましい装
置である。前記画像形成装置にあっては、感光体ドラム
ｌＯ上にトナー像を重ねるためドラム径が大さ（なり、
従来の静電転写分離方式では十分な分離性能が得られな
いのでより確実な分離性能を必要とすること、トナー像
を重ねた場合にはトナー付着量が太き（なるため、大き
な転写電荷量が必要になるので大きな転写電荷保持能力
を持つことを必要とすること、という二点においてベル
ト式の転写・搬送装置は優れているからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

第９図に示す転写・搬送装置（転写ベルト装置）を備え
た画像形成装置においては、記録紙の分離性を向上させ
、良好な転写ベルト７１の搬送性と鮮明なコピー画質を
得るためには、転写器１６に転写用の高電圧を印加する
時期は、記録紙Ｐの先端非転写領域が転写部１６０を通
過した直後に行うのか好ましい。しかし、転写ベル）７
１および記録紙Ｐの帯電電位が転写に必要な電位になる
までには若干の時間を必要とし、転写開始点から除々に
転写性が上昇する。このため画像部先端部分が見苦しく
不鮮明になったり、コピーされないことがあるという問
題点がある。

このような理由から転写器１６による帯電作用は、画像
転写に先行して記録紙Ｐ先端の非画像領域の通過途中か
ら開始するようにしても、それでもなお画像転写の初期
には未だ充分な転写性が発揮される状態に達しておらず
、モノクロ画像の転写には大きな影響のないものの、多
色画像の転写については、濃度の不安定によるカラーバ
ランスの乱れが生じて高品質の多色画像を得ることが困
難である。

本発明は前記問題点を解決し、モノクロ画像、多色画像
何れの転写においても記録紙の画像部先端部分が僅かの
非画像部分をもつとともに、鮮明確実にコピーされる画
像形成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体の周縁部に複数の現像器を設け、
該像担持体上に単色または多色のトナー画像を形成し、
回転する転写ベルトを有する転写ベルト装置により記録
紙上に前記トナー画像を転写し、該記録紙の搬送を行う
画像形成装置において、前記記録紙前端に非転写領域を
設けるよう該転写ベルト装置の転写器からの帯電を行う
とともに、画像部先端が記録紙前端より後にあって単色
または多色のトナー画像に応じて異なるよう画像記録制
御されることを特徴とする画像形成装置によって達成さ
れる。

〔実施例〕

第１図は本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

図において第８図および第９図に示す従来の画像形成装
置および転写ベルト装置７０との同一部分は同一符号を
もって表示している。

図において、ｌＯはドラム状の像担持体すなわち感光体
ドラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接
地されて時計方向に駆動回転される。

２０は前記感光体ドラム１０局面の感光体に電荷を印加
するスフロトロンの帯電器、１３は図示しない露光光学
系によって感光体ドラム１０周面上で焦点を結ぶよう番
こ像露光光或はレーザビームが投射される像露光部であ
る。

前記露光光学系には例えばレーザ書込み系ユニットが使
用される。前記画像形成装置とは別体の画像読取り装置
から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニットに
入力されると、このレーザ書込み系ユニットにおいては
、半導体レーザより発生されるレーザビーム（波長７８
０ｎｍ）はポリゴンミラーにより回転走査され、ｆθレ
ンズを経て反射ミラーにより光路を曲げられ、予め前記
帯電器２０によって一様に帯電された感光体ドラム１０
局面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調か開始され、変調されたレーザビームが前
記感光体ドラム１０周面上を走査する。従って、レーザ
ビームによる主走査と感光体ドラム１０の回転による副
走査により感光体ドラムｌＯ上の画像部に第１の色に対
する潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として
例えばイエロー（Ｙ）のトナーを収容する現像手段によ
り反転現像がなされて感光体ドラム１０周面にイエロー
のトナー像が形成される。得られた画像部のトナー像は
感光体ドラム１０周面に保持されたまま感光体ドラムｌ
Ｏの局面より引き離されている転写手段及びクリーニン
グ手段の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム１０は前記帯電器２０によ
り再び帯電され、次いで信号処理部から出力されｔ；第
２の色信号が前記書込み系ユニットに入力され、前述し
た第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１０周
面への第２の色信号による書込みが行われ潜像が形成さ
れる。この潜像は第２の色として例えばマゼンタ（Ｍ）
のトナーを収容する現像手段によって反転現像がなされ
、マゼンタのトナー像が形成される。このマゼンタのト
ナー像は既に形成されている前述のイエローのトナー像
の上に重ねて形成される。

このようにして得られｔ；画像部のトナー像は感光体ド
ラム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１０局面よ
り引き離されている転写手段及びクリーニング手段の下
を通過し、次のコピーサイクルに入る。

同様にして感光体ドラムＩＯ上には第３の色信号による
書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の色
として例えばンアン（Ｃ）のトナーを収容する現像手段
によって反転現像がなされる。

このシアンのトナー像は前述のイエロー、マゼンタのト
ナー像の上に重ねて形成することによってカラー画像が
得られる。さらに黒色のトナーを収容した現像手段を備
え、前記と同様に黒色のトナー像をさらに重ねることに
よって高画質のカラー画像が得られる。

４１ないし４４は前記の現像を行うそれぞれイエロ−、
マゼンタ、ンアンおよび黒の各トナーを収容した現像手
段たる現像器でいずれも近似した構造を有している。

第２図は現像器４１の構造を示したもので、現像器４１
の内部には、現像スリーブ４１１、マグネ・ントローラ
４１２、撹拌スクリュー４１３．４１−４、掻取り板４
１５等が設けられている。現像スリーブ４１１と感光体
ドラムｌＯとの間隙は、現像スリーブ４１１と同軸に設
けられた感光体ドラム１０周面の画像部外に当接するコ
ロ（図示せず）によって、常に０．５ｍｍ前後の一定間
隙に保持されている。

図示省略したトナー収納装置より補給されるトナーは、
互いに反対方向に回転される撹拌スクリュー４１４と撹
拌スクリュー４１３とによって磁性キャリアと十分に撹
拌混合される。この磁性キャリアとトナーからなる二成
分現像剤りは撹拌混合された後、現像スリーブ４１１に
供給される。現像スリーブ４１１の内部には固定した磁
極を有するマグネットローラ４１２が配設され、この現
像スリーブ４１１とマグネットローラ４１２とによって
前述した現像剤りによる薄層が形成される。

現像スリーブ４１１表面の現像剤りの薄層の厚さは現像
スリーブ４１１と感光体ドラム１０との間隙よりも薄く
なるように、例えばマグネ７トローラ４１２の磁極に対
向して設けた磁性材からなる円柱棒の現像剤薄層形成手
段４１６を現像スリーブ４１１に押圧することにより現
像剤りは均等な３００μｍ前後の薄層状態に整形される
。現像スリーブ４１１上には現像バイアスが印加され、
感光体ドラムＩＯ上の画像部潜像の現像を行う。現像の
終わった現像スリーブ４１１上の現像剤りの薄層は、掻
取り板４１５によって一旦掻き落とされ新しく前述の方
法によって現像剤りの薄層が形成される。

このような感光体ドラム１０とその周縁部に設けられた
帯電器２０による帯電と、各色刷のレーザ書込み系ユニ
ットによる露光及び現像器４１〜４４による現像処理は
各色毎に従って４回行われ、感光体ドラムＩＯの周面上
の画像部には重ね合わせによってカラーのトナー像が形
成される。

５１．５２は転写材供給装置から１枚ずつ給送されてく
るサイズ別の転写材である記録紙の通路、５３は感光体
ドラムｌＯ上の前記カラートナー像の移動に同期して転
写部１６０へ記録紙を搬送するためのレジストローラで
ある。

７０は転写ベルト装置で、７１はベルト部である転写ベ
ル）　、７２．７３は導電性の金属材からなるローラで
、上流側のローラ７２は接地又は接地状態に近い所定の
電位にされている回転可能な軸を有するローラ、下流側
のローラ７３は固定軸を有する転写ベル）７１駆動用の
ローラである。７４はベルト支持部材でその一端はロー
ラ７３の軸芯を固定軸とし、他端はローラ７２の可動軸
に連結していて、図示省略した弾性部材によりローラ７
２が下方に位置するように付勢されている。従って、常
時は転写ベルト７１は感光体ドラム１０周面より退避さ
れていて、転写時には装置制御部の制御によって作動す
る偏芯カム７７が板バネ７８を介してベルト支持部材７
４を図において上方に押圧し、ローラ７３を揺動中心と
して反時計方向に回動し、ベルト支持部材７４の両側端
に設けたコーラ７６が感光体ドラム１０周面の画像部外
の側端部に当接して、転写ベルト７１は感光体ドラム１
０の転写部１６０に当接される。

７９は転写ベルト７１上の付着トナーを掻き落としてク
リーニングするクリーニングブレード、９５は内部に可
撓性の搬送スクリューを有するトナー搬送管でクリーニ
ングブレード７９で掻き取られたトナーを図示しないト
ナー回収ボックスへ搬送する。

１６は転写部１６０に対向する位置に設けられた転写用
帯電器である転写器、６０は転写ベル）７１と感光体ド
ラムｌＯとの間の楔形断面空間においてローラ７２に対
向する位置に配設された紙帯電器である。

前述のようにして感光体ドラム１０上に４色目のトナー
を収容した現像器４４による現像が開始された後、レジ
ストローラ５３の作動、転写ベルト装置７０の圧接動作
及び紙帯電器６０による高電圧印加がほぼ同時に行われ
る。

これにより紙帯電器６０は転写材供給装置より１枚ずつ
給送される記録紙を感光体ドラムｌＯ上のトナーと同極
性に帯電させる。上記紙帯電器６０は接地状態に近いロ
ーラ７２を対向電極として効率良く確実に帯電を行うと
ともに、転写部１６０に極めて近接して設けられている
ので搬送中の電荷の減少が少なく、記録紙を強固に転写
ベル１−７１に吸着保持して転写部１６０へ搬送するこ
とができる。

転写部１６０へ記録紙の前端が到達すると転写ベルト７
１により記録紙は感光体ドラムＩＯに圧接される。する
と転写器１６は感光体ドラムｌＯ上のトナーの帯電とは
逆極性の帯電を行い、記録紙上に前記トナー像を転写す
る（転写器１６の転写電圧印加時点については後に詳述
する。）トナー像を転写された記録紙は、転写ベルト７
１によってさらに搬送されて図示省略した定着部に至り
加熱溶着による定着がなされたのち、外部の排紙皿に排
出される。

５５は記録紙が上方に誤まって侵入するのを防止するた
めの分離爪である。

前記転写手段として使用される転写ベルト７１の構成は
、例えば２層からなり、本体は０．５〜１ｍｍ厚程度の
シリコンゴム、ポリウレタンゴム、ブチルゴムなどのエ
ンドレス状の体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ前後の高抵抗シ
ートで、このシートの上層に例えばふっ素糸樹脂をスプ
レー塗布などして摩擦抵抗を低くしである。

一方、転写を終えた感光体ドラムｌＯはクリーニング手
段たるクリーニング装置９０によってクリーニングがな
されるが、クリーニング装置９０にはクリーニングブレ
ード９１、静電気的に残留トナーを回収するトナー回収
ローラ９２等を有していて、感光体ドラム１０周面上に
トナー像を形成中は前記クリーニングブレード９１は退
避状態にあり、転写を終えた状態で感光体ドラムｌＯに
圧接してクリーニングを行う。またクリーニング装置９
０の上流側には除電ランプ９３、下流側には除電ランプ
９４が位置していて、除電ランプ９３は感光体ドラム１
０局面上の残留トナーを除去し易い状態に除電し、除電
ランプ９４はクリーニングされた感光体ドラム１０局面
を一様に除電して均一な帯電が行われるようにする。さ
らにクリーニング装置９０の底部には可撓性の材料から
なるトナー搬送スクリューを有するトナー搬送管９５が
設けられていて、クリーニングによって回収した廃トナ
ーを図示しないトナー回収ボックスに搬送する。前記ク
リーニングを終えた感光体ドラムｌＯは次の画像形成の
プロセスに入る。

前記画像形成装置は、前述の各像形成手段を第３図に示
す位置関係をもって感光体ドラムｌＯの周縁部に配設し
ていて、先に説明した多色画像形成のプロセスがなされ
る多色のコピーモードの他に第４図の制御回路によって
モノクロのコピーモードを選択することが可能であって
、モノクロのコピーモードを選択することで、指定した
色の単色画像を形成することも可能としている。

第５図（ａ）は多色画像形成のモード、第５図（ｂ）は
単色として例えば黒色画像形成のモードを選択した場合
のそれぞれのタイムチャートを示している。なお第５図
（ｂ）には黒トナーによるコピーが得られるタイムチャ
ートを示しているが、黒色に限定するものではなく、モ
ノクロモードを選択したのち、更にシアン、マゼンタ等
の単色を選択・設定し、これによりシアンやマゼンタ色
によるモノクロコピーを得ることも可能である。

コピーモードの選択に応じて制御部により像露光開始の
タイミングが変化され、多色画像の場合の像露光は単色
画像の場合の像露光（本実施例では記録紙先端より５ｍ
ｍ相当の遅れ）より若干時間を遅延（本実施例では記録
紙先端よりｇｍｍ相当の遅れ）して開始するように制御
される。

従って転写器１６による転写電圧の印加開始の時期に対
して、単色画像の転写開始と多色画像の転写開始はタイ
ミングを異にされる。

以下第５図（ａ）および第５図（ｂ）で示したタイムチ
ャートから像露光開始と転写電圧印加開始と之による記
録紙先端部分での画像転写の関係を取出して示した第６
図によって説明する。

第６図は転写電圧による画像の転写性の変化と画像先端
部との関係を示す一例であって、感光体ドラム１０周面
の移動線速度が１４０ｍｍ／ｓｅｅで、転写器１６は記
録紙Ｐの前端が通過後１８ｍ５経て転写電圧の印加を開
始しさらに１８ｍ５後に所定の電圧レベルに達するもの
とする。このような転写電圧印加によって５ｍｍ相当の
非転写領域が形成される。

モノクロモードが選択されたときは、像露光部ｌ３によ
る像露光は３６ｍ５　（５ｍｍ相当）遅れて記録を開始
する。従って記録紙先端には５ｍｍの非転写部（画像と
しては白色部分）に之に続くモノクロ画像が転写されて
記録紙上に形成される。

第５図（ｂ）のモノクロタイムチャートで示したＳ（Ｍ
）は、像露光の開始が３６ｍ５遅れることを示したもの
である。

また多色モードが選択されたときは、像露光部１３によ
る像露光は、第１の色像、第２の色像、第３の色像、第
４の色像の何れについても５７ｍ５　（８ｍｍ相当）遅
れて記録を開始する。従って記録紙先端には５ａ＋ｍの
非転写部と記録紙先端から８ｍ＋ａの位置を先端位置と
してカラー画像が形成される。転写された記録紙では先
端から８１１ＩＩ１１の位置を先端位置としてカラー画
像が形成されている。第５図（ａ）の多色カラーのタイ
ムチャートで示した５（Ｃ）は、像露光の開始が５７ｍ
５遅れることを示している。その結果、多色画像を構成
する各色のトナー画像はその画像先端が安定した転写領
域で転写されることとなるので、各色トナーは何れも良
好でかつ充分な濃度をもって転写されることとなり、記
録紙Ｐにカラーバランスの優れた多色画像を転写するこ
とが出来る。

第７図は記録紙前端に対する各画像部先端の位置と転写
電圧印加の時期との関係を取出してタイムチャート上で
表示したものである。

〔発明の効果〕

本発明により、記録紙前端の感光体よりの分離性が良く
、さらにモノクロ画像、多色画像を問わず記録紙の前端
部に濃度が充分でかつ鮮明な画像を記録することの出来
る画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の断面構成図、第２図は
現像器の断面図、第３図は各像形成手段の配置図、第４
図は七〜ド選択の制御回路図、第５図（ａ　）、（ｂ　
）は画像形成のプロセスを示すタイムチャート、第６図
および第７図は画像転写のタイミングを示す説明図、第
８図および第９図は従来の電子写真複写機および転写ベ
ルト装置の各断面構成図。 １０・・・感光体ドラム　　１３・・・像露光部１６・
・・転写器　　　　　２ｏ・・・帯電器４１〜４４・・
・現像器　　　５３・・・レジストローラ５５・・・分
離器　　　　　６ｏ・・・紙幣電器７０・・・転写ベル
ト装置　７１・・・転写ベルト９０・・・クリーニング
装置 ９１・・・クリーニングブレード ９２・・・トナー回収ローラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　像担持体の周縁部に複数の現像器を設け、該像担持体
   上に単色または多色のトナー画像を形成し、回転する転
   写ベルトを有する転写ベルト装置により記録紙上に前記
   トナー画像を転写し、該記録紙の搬送を行う画像形成装
   置において、 前記記録紙前端に非転写領域を設けるよう該転写ベルト
   装置の転写器からの帯電を行うとともに、画像部先端が
   記録紙前端より後にあって単色または多色のトナー画像
   に応じて異なるよう画像記録制御されることを特徴とす
   る画像形成装置。