JPH05297734A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で安定した記録紙吸着が行われる画像形
成装置を提供する。 【構成】 像担持体である感光体ドラム10の周縁にＰＣ
Ｌ、スコロトロン帯電器、レーザ書込み装置、複数の現
像器、転写ベルト装置30、クリーニング装置等を設け、
帯電、像露光、現像の工程を繰り返し感光体ドラム10上
にトナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成する画像
形成装置において、記録紙Ｐを転写ベルト31に吸着する
ために保持ローラ32に印加する転写材帯電用のバイアス
電圧は、転写のために用意された高圧電源41からスイッ
チ46と抵抗Ｒ1を介して前記保持ローラに接続され、さ
らに抵抗Ｒ2と非線形素子であるツェナーダイオードＺ
Ｄとを介して接地されるよう構成した回路により供給す
るようにした転写ベルト装置30を備えたことを特徴とし
ている。

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
形成装置の転写材を、静電的に支持・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ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いて多色画像を得るには
多くの方法・装置が提案されている。その１つとして、
像担持体である感光体上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と、カラートナーによる現像を繰返し、感光体上
で多色トナー像を重ねたのち転写材上に転写して多色画
像を得る方法が提案され、実施されている。この多色画
像形成の基本プロセスは本出願人による特開昭60-75850
号、同60-76766号、同60-95456号、同60-95458号、同60
-158475 号公報等によって開示されている。

【０００３】上記多色画像形成方法においては、静電潜
像の現像方法として反転現像法が多く用いられる。この
反転現像法においては、感光体のトナー像形成部のみを
露光により除電すればよく、正規現像の場合のように背
景部を隙間なく露光する必要がないので、感光体の疲労
が少なく寿命が伸びる。さらには２回目以降の帯電によ
り、それ以前に形成された顕像の電位の絶対値が上昇
し、それ以降再び書込みを受けない限り現像が行われな
いため、混色が起こらないという利点がある。

【０００４】また、上記多色画像を得る画像形成装置で
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のでドラム径は大きくなり分
離性能が悪化するので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。それでより確実な分離手段が
必要とされることと、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ち、分離性能の良好
な転写ベルト装置が用いられる。

【０００５】図５は従来の転写ベルト装置を示す断面構
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、130はベルト状の転写・搬送装置であ
る転写ベルト装置、31は電荷を保持し転写材を吸着する
転写ベルト、32,33は転写ベルト31を支持・伸張し回転
するための保持ローラ、34は転写材である記録紙Ｐを静
電気力によって転写ベルト31に吸着させるため記録紙Ｐ
に電荷を注入する導電性繊維からなるブラシ、36はトナ
ー像を感光体ドラム10から記録紙Ｐに転写するための転
写用帯電器である転写器、35は転写部である。41は転写
用の６ＫＶ前後の電圧を供給する高圧電源、42は500Ｖ
前後のバイアス電圧をブラシ34に供給する電源、43は保
持ローラ32に２ＫＶ前後のバイアス電圧を供給する転写
材帯電用の高圧電源、45,46は上記転写ベルト装置130の
作動時に上記高圧電源41,43から転写器36、保持ローラ3
2にバイアス電圧を印加するためのスイッチである。

【０００６】非転写時は図示しない弾性部材によって保
持ローラ32が保持ローラ33の軸33ａを中心にして時計方
向に回動されて、転写ベルト31は感光体ドラム10及びブ
ラシ34より離間している。転写が行われる時点になると
上記弾性部材に抗して図５に示す位置に復帰され、画像
形成動作開始と同時に回転駆動されている転写ベルト31
は感光体ドラム10へ当接され、電源42よりバイアス電圧
が印加されているブラシ34は転写ベルト31に当接され
る。同時にスイッチ46がオンとなり高圧電源43からは保
持ローラ32へ転写前の転写材帯電用（記録紙Ｐ帯電用）
のバイアス電圧印加が行われる。記録紙Ｐの先端が感光
体ドラム10上のトナー像と同期してブラシ34と転写ベル
ト31の間に送り込まれると、記録紙Ｐはブラシ34より電
荷を注入されて一様に帯電し、転写ベルト31に吸着され
て転写部35へと搬送される。記録紙Ｐ先端が転写部35に
達するとスイッチ45がオンとなり高圧電源41からの転写
用の電流が転写器36に供給されて感光体ドラム10上のト
ナー像は上記記録紙Ｐに移行し転写が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の画像形成装
置の転写ベルト装置においては、２つの高圧電源を備え
ているため回路が複雑で製造価格が高くなるという問題
点があった。これを解決する方法として、転写用高圧電
源の出力を抵抗等によって分圧して転写材帯電用バイア
ス電圧とする方法が考えられる。しかし、環境条件特に
湿度の変化によって前記転写ベルト及び転写材の絶縁抵
抗が変化するので、転写用高圧電源の出力は上記変化に
合わせて変動させ常に一定の転写条件を保持するように
されている。従って、抵抗のみで分圧して得た転写材帯
電用のバイアス電圧は環境の変化とともに大きく変動し
て、高湿度ではバイアス電圧が低く、低湿度ではバイア
ス電圧が高くなり過ぎるなど不安定で転写抜けや分離不
良が発生するという問題点があった。

【０００８】本発明は、前記の問題点を解決して、安定
した転写材帯電用のバイアス電圧を得ることができ、か
つ価格の安い画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、帯電、像露
光、現像の工程を繰り返し像担持体上にトナー像を重ね
合わせて多色トナー像を形成し、該多色トナー像を転写
材に転写するため、保持ローラ間に張架・回転する転写
ベルト装置を備えた画像形成装置において、前記転写ベ
ルト装置の上流側の保持ローラに印加する転写材帯電用
のバイアス電圧は、前記転写のための高圧電源から抵抗
を介して前記保持ローラに接続され、さらに抵抗と非線
形素子とを介して接地されるよう構成した回路により供
給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。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を示
す断面構成図、図２は図１の転写ベルト装置を示す断面
構成図、図３は図１の実施例の画像信号処理部の一例を
示すブロック図、図４は多色画像形成方法の原理を示す
フローチャートである。図１ないし図４によって本実施
例の構成、動作について説明する。

【００１１】図１において、10は像担持体である感光体
ドラムで、例えば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。この感光体
ドラム10上にスコロトロン帯電器12で、感光体ドラム10
周面に対し負のＶH（−600〜−800Ｖ）の一様な帯電を
所定電位ＶG（−550〜−850Ｖ）に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による帯電に先立って、
前プリントまでの感光体の履歴を除去するために発光ダ
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。

【００１２】感光体ドラム10への一様帯電ののち像露光
手段であるレーザ書込み装置13により画像信号に基づい
た像露光が行われる。この像露光はコンピュータからレ
ーザ書込み装置13に、又は画像読取り装置から入力され
る画像信号を図３に示す画像信号処理部によって処理を
行ったのちレーザ書込み装置13に入力して感光体ドラム
10上に潜像形成が行われる。

【００１３】画像信号は例えば図示しない画像読取り装
置から入力されるものとして図３に従って説明する。

【００１４】画像読取り装置40より原稿の画像色信号Ｂ
(青)，Ｇ(緑)，Ｒ(赤)のアナログ信号が画像信号処理部
50に入力される。この信号はＡ／Ｄ変換回路51によって
Ａ／Ｄ変換後に光学系等による歪みをシェーディング補
正回路52によって除去されたのち、一時的にバッファメ
モリ53に入力されて各Ｂ，Ｇ，Ｒを同一画像位置に対応
させる。次いでバッファメモリ53からのＢ，Ｇ，Ｒ信号
は補色変換回路54においてＹ(イエロー)，Ｍ(マゼン
タ)，Ｃ(シアン)に補色変換されｙ，ｍ，ｃの信号とな
る。この信号は階調補正回路55において階調補正がなさ
れたのち、黒成分抽出回路56においてｙ，ｍ，ｃの各デ
ータから下色除去ののち黒成分の抽出が行われ黒成分の
ディジタル信号ｋが生成される。このうちｙ，ｍ，ｃ信
号はマスキング回路57において色修正され、上記ｋ信号
と共に画像信号記憶回路60に入力される。画像信号記憶
回路60からは読出し回路61によって各画像信号ｙ，ｍ，
ｃ，ｋは像露光順序に従って読出され変調回路62におい
て、例えばパルス幅変調が行われレーザ書込み装置13に
送出される。なお、上記変調回路62を廃止し、各画像信
号によってレーザ書込み装置13のレーザダイオードの駆
動電流を変調するレーザドライバを設け、レーザダイオ
ードの発光出力を制御して記録ドットの光量を変えるよ
うにすることもできる。

【００１５】レーザ書込み装置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回転多面鏡131、ｆθ
レンズ132等を経て複数の反射鏡133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。本実施例では画像部に
対して上記画像信号に基づいて露光を行ない、図４に示
すように画像部が電位の絶対値が低いＶLとなるような
反転潜像を形成する。

【００１６】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）等の負に帯
電したトナーＴとキャリア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
磁石体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
てその周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、荷電
制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーＴ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14
1上に300〜800μm層厚に規制されて現像域へと搬送され
る。

【００１７】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、現像スリーブ141と感光体ドラム10との間
にはＶAC（1.5〜3.0KVp-p)のＡＣバイアス電圧とＶDC
（−500〜−700Ｖ）のＤＣバイアス電圧が重畳して印加
される。ＶDCとＶH及びトナーＴの帯電は同極性（負）
であるため、ＶAC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ＴはＶDCより電位の絶対値の高い
ＶHの部分には付着せず、ＶDCより電位の絶対値の低い
ＶL部分（−100Ｖ〜０）にその電位差に応じたトナー量
が付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１８】１色目の顕像化が終わったのち２色目の画
像形成工程に入り、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レー
ザ書込み装置13によって形成される。このとき１色目の
画像形成工程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目
の画像部に付着したトナーＴが周りの電位の急激な低下
により飛散するため行われない。

【００１９】再び感光体ドラム10周面の全面に亙って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作られ現像が行われ
るが、１色目の画像がある部分に対し再び像露光・現像
を行う部分では、１色目の付着したトナーＴによる遮光
とトナー自身のもつ電荷によってＶTの潜像が形成さ
れ、ＶDCとＶT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部分では１色目の現像を
ＶLの潜像を作って行うと、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ＶH＞ＶM
（−100〜−300Ｖ）＞ＶLとなる中間電位とすることも
ある。

【００２０】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成工程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
のトナー像が形成される。このようにしてトナー像を保
持した感光体ドラム10はさらに回転し再帯電は行われ
ず、次に述べる転写ベルト装置30によって転写材である
記録紙Ｐに転写される。

【００２１】ここで、最終画像に対しては再帯電が行わ
れていないので、再露光による電荷除去の必要がなく、
むしろ再露光、再帯電の余分な工程がないので、より良
好な転写が行われる。

【００２２】上記記録紙Ｐは、給紙カセット21より給紙
機構22及びタイミングローラ24によって上記感光体ドラ
ム10上のトナー像と同期して給送され、転写ベルト31を
張架した転写手段である転写ベルト装置30によって転写
域へと給送され、感光体ドラム10周面上の多色トナー像
が一括して記録紙Ｐ上に転写される。

【００２３】転写された多色トナー像を保持した記録紙
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を対向電極として位置を変更した除電器15による
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は多色トナー像形成中は下流側の保持ローラ33
の軸33ａを回動中心として保持ローラ32が時計方向に回
動し感光体ドラム10より離間されている。

【００２４】転写ベルト装置30から分離した多色トナー
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。

【００２５】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、クリーニング手段であるクリーニング
装置16に至り感光体に当接したゴム材からなるクリーニ
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。

【００２６】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によって露光を受
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入る。多色トナー像形成中
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除電は不作動状態にされる。

【００２７】次に前記転写ベルト装置30について詳しく
説明する。図２に示す転写ベルト装置30は図５に示す従
来の転写ベルト装置130と高圧電源部を除き他は同一で
あり、同一部分は同一符号で表してある。

【００２８】転写ベルト31を張架する上流側の保持ロー
ラ32の軸32ａには、転写用電流を供給する高圧電源41の
出力（約６ＫＶ）をスイッチ46と抵抗Ｒ1を介して接続
され、さらに抵抗Ｒ2と非線形素子であるツェナーダイ
オードＺＤとによって接地されていて、約２ＫＶの転写
材帯電用すなわち記録紙帯電用のバイアス電圧が保持ロ
ーラ32に印加されるようになっている。また、この保持
ローラ32に転写ベルト31を介して接する位置には導電性
のブラシ34が500Ｖの電源42に接続されて設置されてい
る。

【００２９】記録紙Ｐがタイミングローラ24によって給
送されその先端が保持ローラ32に到達する直前にスイッ
チ46がオンにされ記録紙帯電用のバイアス電圧が印加さ
れる。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
注入され一様に帯電し、記録紙Ｐと転写ベルト31との間
に吸着力が生じ、記録紙Ｐは転写ベルト31に吸着し搬送
される。これにより記録紙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に進入する。
この進入直前にスイッチ45がオンになって転写ベルト31
裏面よりコロナ放電器である転写器36に高圧電源41から
定電流があるいはこれに代えたバイアスローラに高圧電
源41から６ＫＶ前後の定電圧が供給されて転写電界が形
成され、記録紙Ｐ上に多色トナー像が一括して転移し転
写が行われる。

【００３０】以上のような回路によって保持ローラ32に
は記録紙帯電用のバイアス電圧が印加されるので、環境
条件の変化に従って転写用のバイアス電圧が変動すると
き、記録紙帯電用のバイアス電圧も抵抗Ｒ2と定電圧性
を有するツェナーダイオードＺＤとによって、転写用バ
イアス電圧の変動に従って若干変動して追随し環境条件
に適応したバイアス電圧を保持ローラ32に印加すること
ができるようになる。しかも抵抗Ｒ2の値を変更してそ
の特性を変更できるという利点がある。例えば抵抗Ｒ2
の値を零にすればバイアス電圧の変動を零にすることが
できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は前記のように、転写ベルト装置
の上流側の保持ローラに印加する転写材帯電用のバイア
ス電圧は、前記転写のための高圧電源から抵抗を介して
前記保持ローラに接続され、さらに抵抗と非線形素子と
を介して接地されるよう構成した回路により供給される
ようにしたので、高圧電源が１組で、簡単、安価にな
り、しかも環境条件に適した転写材帯電用のバイアス電
圧を供給することができるようになり、安定した記録紙
吸着と転写を行い、装置の価格を低減した画像形成装置
を提供することができる。

【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概略構
成図である。

【図２】図１の転写ベルト装置の作動状態を示す断面構
成図である。

【図３】図１の実施例の画像信号処理部の一例を示すブ
ロック図である。

【図４】多色画像形成方法の原理を示すフローチャート
である。

【図５】従来の転写ベルト装置を示す断面構成図であ
る。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像担持体） 11 ＰＣＬ 12 スコロトロン帯電器 13 レーザ書込み装置 14 現像器 15 除電器 16 クリーニング装置 16ａ クリーニングブレード 30,130 転写ベルト装置 41 転写用高圧電源 45,46 スイッチ 50 画像信号処理部 Ｐ 記録紙 Ｒ1,Ｒ2 抵抗 ＺＤ ツェナーダイオード（非線形素子）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電、像露光、現像の工程を繰り返し像
   担持体上にトナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成
   し、該多色トナー像を転写材に転写するため、保持ロー
   ラ間に張架・回転する転写ベルト装置を備えた画像形成
   装置において、前記転写ベルト装置の上流側の保持ロー
   ラに印加する転写材帯電用のバイアス電圧は、前記転写
   のための高圧電源から抵抗を介して前記保持ローラに接
   続され、さらに抵抗と非線形素子とを介して接地される
   よう構成した回路により供給されることを特徴とする画
   像形成装置。