JPH05249839A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温湿度に関係なく、良好な転写がなされるよ
うな転写ベルト装置を有する画像形成装置を提供する。 【構成】 記録紙Ｐに電荷を与えて回転する転写ベルト
31に記録紙Ｐを吸着させる電荷付与手段（ブラシ34）を
設け、転写ベルト31を張架する上流側ローラ32にバイア
ス電圧を印加し、転写ベルト31を介して上流側ローラ32
に当接する電荷付与手段をツェナーダイオード、バリス
タ等の非線形素子を介して接地するようにした画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機等の画像
形成装置に係わり、像担持体上の潜像を現像して得られ
たトナー像を、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物理的手段によって転写したの
ち、トナー像の付着した記録紙を定着手段に搬送し定着
を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】電子写真複写機等の画像形成装置にあっ
ては、帯電器によって像担持体である例えば感光体ドラ
ム周面に一様に帯電した後、感光体ドラム周面に像露光
を行ない静電的な潜像を形成する。この潜像は現像手段
によって現像・顕像化されてトナー像となる。この感光
体ドラム周面に形成されたトナー像はタイミングを合せ
て給送される記録紙上に物理的手段によって転写され、
トナー像の転写を受けた記録紙は感光体ドラムから分離
され、定着手段に搬送され、そのトナー像は記録紙上に
定着されたのち装置外に排出される。

【０００３】この感光体ドラム周面に付着したトナー像
の記録紙上への転写手段としては、記録紙の背後より放
電を行う転写器によってトナーの帯電とは逆極性の帯電
が施されてトナー像の記録紙上への転写が行われ、転写
後分離器によって交流の高電圧が印加されて除電され、
記録紙は感光体ドラムから分離することがなされてい
る。しかし転写性及び分離性を確実に保持することは困
難で、特に感光体ドラムのドラム径が大きい場合には分
離しにくく、トナー像の転写を終了した記録紙は分離さ
れないまま感光体ドラムに付着し紙詰まり等を起こし易
いという欠点を有している。この欠点を改善した技術と
して転写ベルト装置が用いられる。

【０００４】転写ベルト装置は、複数の保持ローラによ
って張設された転写ベルトを感光体ドラムと同速度をも
って回転するようにする。該転写ベルト装置には記録紙
に電荷を与えて、記録紙を転写ベルトに静電気力によっ
て吸着させる電荷付与手段が設けられていて、記録紙は
転写ベルトに付着した状態で転写部で感光体ドラムと接
触し、転写部ではトナー帯電と逆極性の高電圧が定電流
制御のもとに印加されてトナー像の転写を行っている。
かかる転写ベルト装置では転写部において優れた転写効
率、分離効果を得ることができる。

【０００５】かかる転写ベルト装置は感光体ドラム上に
トナー像を重ねて形成して一度に記録紙に転写を行うよ
うにしたカラー画像形成装置では特に好ましい装置とし
て用いられる。かかるカラー画像形成装置では感光体上
でトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム周
縁部に備えるためドラム径は大きくなり、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と、トナー像を重ねる方
式ではトナー付着量が大きくなるため、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
を必要とすることの２点において転写ベルト装置は優れ
ているからである。

【０００６】

【発明の目的】しかしながら上記の記録紙を転写ベルト
に静電気によって吸着させ、記録紙は転写部へと移動し
て、感光体ドラムと接触し、トナー像の転写を行なう転
写ベルト装置では次のような問題を有していた。即ち転
写ベルトは複数の保持ローラ間に張架され、感光体ドラ
ムの周速度と同速度で回転するが、転写ベルトを張架す
る上流側のローラを導電性のローラとし、転写ベルトを
介して上流側のローラに当接する位置に金属ブラシ或は
導電性樹脂ブラシ又は金属ローラ等の電荷付与手段を設
け、上流側のローラのローラ軸にはバイアス電圧を印加
し、電荷付与手段は接地する構成となっている。かかる
構成で転写ベルトと電荷付与手段との間に記録紙が搬入
されてくると、記録紙には静電気が注入されて転写ベル
トに静電的に吸着した状態で転写部へと移動する。転写
部では転写ベルトの背後に設けたコロナ放電器等によっ
て高電圧が印加されてトナー像の記録紙上への転写が行
なわれるが、高湿の環境下にあっては、トナー像の転写
は良好ではないという問題があった。本発明は上記問題
を解消し、環境条件に関係なく良好な転写がなされる画
像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【発明の構成】本発明は上記目的を達成するもので、本
発明は像担持体上の潜像を現像して得られたトナー像
を、回転する転写ベルトを有する転写ベルト装置により
記録紙上に転写し、該記録紙の搬送を行う画像形成装置
において、記録紙に電荷を与え前記転写ベルトに記録紙
を吸着させる電荷付与手段を設け、前記転写ベルトを張
架する上流側ローラにバイアス電圧を印加し、前記転写
ベルトを介して前記ローラに当接する前記電荷付与手段
を非線型素子を介して接地するよう構成したことを特徴
とする画像形成装置を提供するものである。

【０００８】即ち本発明者らは多くの実験により、高湿
時に転写不良が発生する原因は、転写部での転写電荷が
記録紙を通じて接地した前記の電荷付与手段へと流出す
ることにあることを究明し、転写電荷の流失を抑制する
ことによって本発明の目的を達成したものである。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の画像形成装置の一実施例とし
てカラー画像形成装置の構成を示す構成断面図である。
まず構成と作動について説明する。

【００１０】図において10は像担持体である感光体ドラ
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74mm/secの周速で駆動回転される。12は
スコロトロン帯電器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_H
（-500〜-900ｖ）の一様な帯電をＶ_G（-450〜-900Ｖ）
に電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコ
ロナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯電器
12による帯電に先だって、前プリントまでの感光体の履
歴をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ11に
よる露光を行って感光体周面の除電をしておく。

【００１１】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体
ドラム10の回転（副走査）によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行ない、文字部の方
が低電位Ｖ_L（-０〜-100Ｖ）となるような反転潜像を形
成する。

【００１２】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを
内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によ
って行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのま
わりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリ
エステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、
シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもの
で、現像剤は層形成棒によって現像スリーブ141上に300
〜600μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送される。

【００１３】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.4〜
1.0mmとして、この間にＶ_AC（2.0〜3.0KV_PPの矩形波）
のＡＣバアイスとＶ_DC（-450〜-800Ｖ）のＤＣバイアス
が重畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナーの帯電は同
極性であるため、Ｖ_ACによってキャリアから離脱するき
っかけを与えられたトナーはＶ_DCより電位の高いＶ_Hの
部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低いＶ_L部分に付着
し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１４】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一様
帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露光
手段13によって形成される。このとき１色目の画像形成
行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００１５】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーによる遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M（-1
00〜-250Ｖ）＞Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００１６】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。

【００１７】一方、給紙カセット21より給紙機構22によ
って給送された記録紙Ｐは、転写ベルト31を張架した転
写ベルト装置30によって転写域へと給送され、感光体ド
ラム10周面上の多色像が一括して記録紙Ｐ上に移され
る。

【００１８】転写ベルト31はウレタンゴムの基体の外側
ＦＬＣ層を形成した10⁶〜10¹⁴Ω・cm抵抗を持つ厚さ0.4
〜1.0mmの無端状のゴムベルトで、回転中の片寄り防止
のため、端部にリブを設けることもある。

【００１９】なお、除電器構等を設ければＰＥＴなどの
フィルムや、これらを塗布したものなど高抵抗ベルトで
も良い。

【００２０】この転写ベルト31を張架する保持ローラ3
2，33の上流側保持ローラ32の軸32ａに対してはＶ_PCの
電圧が印加されており、この軸32ａに転写ベルト31を介
して設置する位置には記録紙Ｐへの電荷付与手段として
後に詳述する導電性のブラシ34が非線型素子を介して接
地されている。給送されて来た記録紙Ｐはブラシ34と転
写ベルト31の間に進入し、ブラシ34より記録紙Ｐに対し
て電荷が注入され、記録紙Ｐと転写ベルト31との間に吸
着力が生じる。このあと記録紙Ｐは感光体ドラム10と転
写ベルト31とで形成されるニップ部（転写域）35に進入
し、転写ベルト31裏面よりコロナ放電器36あるいはこれ
に代えてバイアスローラにより転写電界が付与され、記
録紙Ｐ上に多色像が転移する。

【００２１】感光体ドラム10より分離した記録紙Ｐは、
転写ベルト31を張架する下流側の保持ローラ33の軸33ａ
を対向電極としてＡＣコロナ放電による除電を受けたの
ち、あるいはＡＣコロナ放電を受けながら転写ベルト31
から分離する。37はクリーニングブレードで回転する転
写ベルト31に付着したトナーを除去する。この転写ベル
ト装置30の転写ベルト31は多色像形成中は下流側の保持
ローラ33の軸33ａを回動中心として感光体ドラム10より
離間されている。

【００２２】転写ベルト装置30から分離した多色像を保
持した記録紙Ｐは、少くとも一方のローラ内部もしくは
外部の近接した位置にヒータを有する２本の圧着ローラ
からなる定着装置23へと搬送され、圧着ローラ間で熱と
圧力を加えられることにより付着トナーは溶融し、記録
紙Ｐ上に固定されたのち、装置外へ排出される。

【００２３】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器15により除
電を受けたのち、クリーニング装置16にいたり感光体に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード16ａによ
ってクリーニング装置16内に掻き落とされ、スクリュー
等により排出あるいは貯留される。なお上記の除電器15
はその配置によっては、図１に示すように記録紙の除電
を兼ねることが可能である。

【００２４】クリーニング装置16によって残留トナーを
除去された感光体ドラム10はＰＣＬ11による露光を受け
たのちスコロトロン帯電器12によって一様帯電を受け、
次の画像形成サイクルにはいる。多色像形成中はクリー
ニングブレード16ａは感光体表面から離間され、除電器
15によるＡＣ除電はＯＦＦ状態に保たれる。

【００２５】本発明は実施例として示した上記の画像形
成装置において、記録紙Ｐに電荷を与え転写ベルト31に
記録紙Ｐを吸着させるブラシ34等の電荷付与手段を、ツ
ェナー（定電圧）ダイオード、バリスタ等の非線形素子
を介して接地するようにしたもので、要部を示す図２に
よって説明を行なう。本実施例での感光体ドラム10の周
面上に塗布されたＯＰＣ感光体はマイナス帯電がなされ
る感光体で、現像器14の反転現像によって潜像部分に付
着するトナーはマイナス帯電したトナーである。従って
ニップ部（転写域）35では、感光体ドラム10と当接した
状態で、記録紙Ｐ上にトナーの転写を行なうため、転写
ベルト31の裏面から転写電界を形成するためコロナ放電
器36はプラスの電荷を付与するもので、高圧の定電流電
源39によって転写時には転写部で数百Ｖのプラス電圧が
生じるよう構成されている。この電圧は、転写速度、ベ
ルト材質や厚み、環境などによって異なる。本実施例で
は、300〜1000Ｖである。

【００２６】一方、回転する転写ベルト31と同速度で搬
送されて来た記録紙Ｐは上流側保持ローラ32に印加する
電圧Ｖ_PCによって、記録紙Ｐがブラシ34と転写ベルト31
の間に進入して来た際電荷が注入されて転写ベルト31に
吸着しニップ部35へと移動するが、電源38により印加す
る電圧Ｖ_PCは＋２ＫＶであって、また従来は直接接地さ
れていたブラシ34に対して本発明ではツェナーダイオー
ド等の非線形素子41を介して接地し、転写部から流れ込
む電流によって生じるツェナー電圧でブラシ34を300〜1
000Ｖ一定電圧値に保持し転写からブラシ34への電流の
漏れを抑制する。

【００２７】また、本実施例の構成では、上流側保持ロ
ーラ32とブラシ34の電位差は1.5ＫＶV程度が好適である
が、ツェナー電圧によるブラシの電位上昇を見込んでＶ
_PC＝２ＫＶとしてある。

【００２８】電荷付与手段であるブラシ34を通過した記
録紙Ｐにはニップ部35でトナー像の転写がなされる。従
来はブラシ34は直接接地状態に設置されていたため、転
写部とブラシ34との間には大きな電位差があって、記録
紙Ｐが転写部で受けた転写電荷は紙を通してブラシ34へ
と流出し、特に高湿時等では紙の抵抗値が低下する結
果、転写不良が発生していた。本発明は非線形素子41を
設けて、流出する電荷によりツェナー電圧、バリスタ電
圧によってブラシ34に流れる電流を抑制し、転写不良の
発生を防止したものである。なお上記の非線形素子41に
代えて抵抗を介して接地するようにすると、高湿時には
ブラシ34の電位が上りすぎて、上流側保持ローラ32との
間の電位差が不十分で紙帯電ができなくなり、分離不良
の原因となる。本発明では電位差を確保して紙帯電を行
い、記録紙Ｐのベルト31への吸着を確実にしている。

【００２９】以上の説明で、感光体ドラム10はマイナス
帯電する感光体について説明したが、プラス帯電する感
光体の場合には極性と非線形素子41の取付方法が逆にな
るだけで、本発明は適用される。また本実施例では電荷
付与手段として導電性樹脂の多数本のワイヤから成るブ
ラシ34を用いたが、金属製のブラシや導電性樹脂ブラシ
に代えて導電性の回転ローラとし、このローラをベルト
31を介して上流側保持ローラ32に当接させ、該ローラを
非線形素子41を介して接地するようにすることも勿論可
能である。更にまた記録紙の転写手段としても転写ベル
トの裏面に設けたコロナ放電器について説明したが、転
写ベルトの背後にあって当接回転するバイアスローラに
ついても適用することが可能である。

【００３０】

【発明の効果】転写ベルトを用いた画像形成装置におい
て、本発明によるときは環境の湿度等による影響を受け
ることなく、常に良好な転写がなされ、安定した転写画
像が得られることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】本発明の要部の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 11 ＰＣＬ 12 スコロトロン帯電器 13 像露光手段 14 現像器 15 除電器 16 クリーニング装置 21 給紙カセット 22 給紙機構 23 定着装置 30 転写ベルト装置 31 転写ベルト 32，33 保持ローラ 34 ブラシ（電荷付与手段） 35 ニップ部（転写域） 36 コロナ放電器（転写用） 37 クリーニングブレード（転写ベルト） 38 電源 39 定電流電源 41 非線形素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上の潜像を現像して得られたト
   ナー像を、回転する転写ベルトを有する転写ベルト装置
   により記録紙上に転写し、該記録紙の搬送を行う画像形
   成装置において、記録紙に電荷を与え前記転写ベルトに
   記録紙を吸着させる電荷付与手段を設け、前記転写ベル
   トを張架する上流側ローラにバイアス電圧を印加し、前
   記転写ベルトを介して前記ローラに当接する前記電荷付
   与手段を非線型素子を介して接地するよう構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。