JPH0594099A - 中間転写方式の画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿度などの環境が変化しても適正な十分な転
写が行なえる中間転写方式の画像形成装置を提供する。 【構成】 転写材１９の近傍に湿度センサ２６を配設
し、転写材１９の周囲の湿度を検出することによって転
写材自体の吸湿状態を間接的に検出する。この検出信号
を増幅して第２の直流電源２２に入力し、この第２の直
流電源２２から二次転写電界形成手段である二次転写帯
電器１３に供給される電圧又は電流を、検出された転写
材の吸湿状態に応じた適正な十分な転写が行なえる電界
が形成できる電圧又は電流になるように、即ち、転写材
１９の吸湿状態に関係なく常に最適の転写が行なえる二
次転写電界が形成されるように、制御する。また、二次
転写電界に基づいて第１の電源２１を制御し、一次転写
電界を常に十分な転写が行なえる適正な強さに保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式や静電記録
方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、
特に、複数の可視の色現像画像（色トナー像）を中間転
写体上に順次に重ね合わせて転写し、この中間転写体か
ら転写材に一括転写する中間転写方式の画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、像担持体上に形成された可視の現
像画像（トナー像）を無端状に走行する中間転写体上に
一次転写し、この中間転写体上の一次転写トナー像をシ
ート状の転写材に二次転写する中間転写方式を利用する
複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、一次及
び二次転写のための電界形成手段として、例えばコロナ
帯電器、導電性ローラ、誘電性ローラ等を使用している
が、これら電界形成手段に印加する一次転写時及び二次
転写時の電流及び電圧は所定の固定電流及び固定電圧で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コロナ帯電器を定電流
高圧電源で駆動した場合には、温湿度、気圧の変化等に
よるコロナ放電量の変化は生じないが、紙などの転写材
は、図４の座標の第１象限に示すように、湿度によって
抵抗値が変化する。即ち、低湿度の場合には、図５に示
すように、転写材１９の表面に主に帯電電荷Ｑがのるた
め、その帯電面から中間転写体１８までの間隔が広くな
り、転写材１９と中間転写体１８間の静電容量が小さい
ので両者間の電界は弱くなる。一方、高湿度の場合に
は、図６に示すように、転写材１９の内部まで帯電電荷
Ｑが入り込むため、その帯電面（転写材内部）から中間
転写体１８までの間隔が狭くなり、転写材１９と中間転
写体１８間の静電容量が大きくなるので両者間の電界は
強くなる。このため、低湿度時よりは安定性はあるが、
まだ不十分な転写であった。

【０００４】また、湿度に応じて現像剤（トナー）の抵
抗、容量が変化するため、一次転写時においても形成さ
れる電界は湿度によって変化する。このため、固定の電
流及び電圧値では十分良好な一次転写は行なえなかっ
た。

【０００５】さらに、電界形成手段として、コロナ帯電
器の代わりに転写ローラを用いた場合にも同じ結果が生
じた。

【０００６】従って、本発明の１つの目的は、転写材の
吸湿状態に応じて、転写材に転写電界を付与する電界形
成手段に対する電源を制御することにより、環境が変化
しても十分良好な転写が行なえ、常に安定した高画質の
多色複写物を得ることができる中間転写方式の画像形成
装置を提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、一次転写用電界形成
手段に対する電源を二次転写用の電界に基づいて制御
し、一次転写用の電界を常に十分な転写が行なえる適正
な強さに保持するようにした中間転写方式の画像形成装
置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
中間転写方式の画像形成装置によって達成される。要約
すれば、本発明は、像担持体上に順次に形成される複数
の可視の色現像画像を無端状に走行する中間転写体上に
順次に重ね合わせて一次転写し、該中間転写体上の一次
転写画像を転写材に一括して二次転写する中間転写方式
の画像形成装置において、一次転写部に配設された一次
転写用電界形成手段と、該一次転写用電界形成手段に所
定の電圧又は電流を供給する第１の電源と、二次転写部
に配設された二次転写用電界形成手段と、該二次転写用
電界形成手段に所定の電圧又は電流を供給する第２の電
源と、前記転写材の吸湿状態を検出する手段とを具備
し、該検出された転写材の吸湿状態に応じて前記第２の
電源を制御し、常時十分な転写が行なえる適正な二次転
写電界を形成するようにしたことを特徴とする中間転写
方式の画像形成装置である。

【０００９】本発明の一実施態様においては、前記二次
転写電界に基づいて前記第１の電源を制御する手段がさ
らに設けられ、前記一次転写用電界形成手段によって形
成される一次転写電界を常に十分な転写が行なえる適正
な強さに保持するようにしている。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は
電子写真方式のカラーレーザービームプリンタに適用し
た場合であるが、本発明は電子写真方式の他のプリン
タ、複写機等の画像形成装置、或は電子写真方式以外の
画像形成装置にも適用できるものである。

【００１１】まず、図１を参照して本発明を適用した電
子写真方式のカラーレーザビームプリンタの全体構成に
ついて説明する。このカラーレーザビームプリンタは像
担持体として、例えばＯＰＣ（有機半導体）の感光体ド
ラム５を含み、この感光体ドラム５の周辺には、前露光
ランプ７、一次帯電器８、各色信号に応じて感光体ドラ
ム５上にレーザ光を照射するレーザスキャナ１、第１及
び第２のミラー２及び３より構成される像露光部、マゼ
ンタ色、シアン色、イエロー色及びブラック色の現像剤
（トナー）をそれぞれ収容する現像器Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫ
を有する現像ユニット４、及び感光体ドラム５上に残留
するトナーを除去するドラムクリーナ６等が配設されて
いる。

【００１２】現像ユニット４の各現像器は図示しないが
本実施例では現像シリンダと非磁性体のブレードを含
み、現像剤はトナーとキャリアとで構成され、一定比率
で混合されている。トナーとキャリアは摩擦帯電により
トナーはマイナスに、キャリアはプラスに帯電される。
この現像剤は現像シリンダ内に内包された固定マグネッ
トの磁界によりこの現像シリンダの表面にブラシ状に穂
立ちされ、かつブレードにより均一な厚さの現像剤層に
形成される。

【００１３】現像シリンダには現像バイアスが同時に印
加されている。そのため、現像バイアスのマイナス成分
はプラス成分より多くなっている。そして、トナーは感
光体ドラム５の表面電位と現像バイアスのマイナス成分
とにより感光体ドラム５の明部に引き付けられ、感光体
ドラム５上に形成された静電潜像を可視画像に現像す
る。この場合、像露光部により所定のタイミングで色分
解された光像、例えばグリーンフィルタを通したカラー
像が照射されると、カラー像のうち、マゼンタ成分を主
体とした静電潜像が感光体ドラム５上に形成される。こ
の潜像の送りに同期して、現像ユニット４はマゼンタ現
像剤を収容した現像器Ｍを感光体ドラム５と対向した現
像位置に配置しているので、マゼンタ色トナーが静電的
に飛翔して感光体ドラム５上の静電潜像に付着し、現像
動作が行なわれる結果、マゼンタ色のトナー像のみが感
光体ドラム５上に形成されることになる。

【００１４】感光体ドラム５上に形成されたマゼンタ色
のトナー像は、一次転写部において、この感光体ドラム
５と接触した又は僅かに離間した状態で無端状に走行す
る中間転写体、本実施例では中間転写ベルト１８、上に
転写される。この中間転写ベルト１８は固定ローラ１５
とテンションローラ１２と二次転写部の固定ローラ２０
間に張設されており、また、上記一次転写部には感光体
ドラム５と対向して中間転写ベルト１８の背面側に一次
転写帯電器９が、また、二次転写部には上記固定ローラ
２０と対向して中間転写ベルト１８のトナー像保持面
（表面）側に二次転写帯電器１３がそれぞれ配置されて
いる。中間転写ベルト１８は、モータ１６がモータ制御
駆動回路１７を通じて駆動され、モータ出力軸に結合さ
れた固定ローラ１５が回転することによって、図示矢印
方向に走行する。なお、一次及び二次転写電極９及び１
３としてコロナ帯電器を使用したが、コロナ帯電器の代
りにローラ形式の転写電極を使用する等の変更は任意で
ある。

【００１５】上記感光体ドラム５上に形成されたマゼン
タ色のトナー像は、感光体ドラム５の対向電極となる一
次転写帯電器９に、第１の直流電源２１から一次転写電
界を形成するための所定のプラス電圧を印加することに
よって、上述したように中間転写ベルト１８上へ静電的
に転写される。この一次転写に際しては給紙カセット３
０から転写材１９を送り出すための給紙ローラ（図示せ
ず）は作動されない。従って、中間転写ベルト１８上に
転写されたマゼンタトナー像はこの中間転写ベルト１８
上に保持されたままこのベルト１８の移動に伴って再び
一次転写部へと搬送される。

【００１６】このようにしてマゼンタトナー像が中間転
写ベルト１８上に転写された後、感光体ドラム５上の残
留トナーはドラムクリーナ６によって完全にクリーニン
グされる。また、次の色の潜像を形成する前に、前露光
ランプ７を作動させて感光体ドラム５の表面に光を照射
し、ドラム表面上の残留電荷を消去する。

【００１７】上記した前露光、一次帯電、レーザ露光、
現像、一次転写、ドラムクリーニングの一連の画像形成
プロセスはシアントナー像、イエロートナー像、ブラッ
クトナー像を形成、転写する際にも同様に繰り返され、
かくして中間転写ベルト１８上には上記のマゼンタトナ
ー像の上に、シアントナー像、イエロートナー像及びブ
ラックトナー像の３色のトナー像が順次重なった状態で
転写され、かくして中間転写体３２上には一次転写され
た全部で４色のトナー像が重なった状態で担持されてい
る。

【００１８】上記４色のトナー像が中間転写ベルト１８
上に多重転写されると、給紙ローラが駆動されて転写材
１９が一対のレジストローラ１０、１１を通じて中間転
写ベルト１８上の４色のトナー像の位置と同期した状態
で二次転写部へと送られる。このとき、二次転写帯電器
１３には第２の直流電源２２から二次転写電界を形成す
るための所定のプラスの電圧が印加され、その結果、中
間転写ベルト１８とトナー間の結合力より転写材１９と
トナー間の結合力の方が強くなり、転写ベルト１８上の
トナーは転写材１９に付着し、４色のトナー像が転写材
１９に再転写される。

【００１９】二次転写が行なわれるときには図示しない
転写材分離手段が作動され、トナー像が転写された転写
材１９はこの分離手段によって中間転写ベルト１８から
分離され、図示しない搬送手段によって一対の定着ロー
ラ１４、１４より構成された定着部に送られる。本実施
例では、各定着ローラ１４にはヒータランプがそれぞれ
内蔵されており、熱と圧力によって転写材１９が定着ロ
ーラ間を通過するときに４色のトナー像を一括して定着
し、永久像に変換する。上記二次転写が終了すると、今
まで離間していたベルトクリーナ（図示せず）が中間転
写ベルト１８に当接され、この転写ベルト１８上に転写
されずに残留するトナーをクリーニングする。

【００２０】以上は中間転写方式を採用した電子写真方
式のカラーレーザビームプリンタの全体的な構成及び動
作を説明したものであるが、本実施例では給紙カセット
３０の近傍に湿度センサ２５が配設されており、転写材
近傍の湿度を検知して転写材１９の吸湿状態を検出し、
後述するように第２の電源２２を制御する。

【００２１】次に、このカラーレーザビームプリンタに
適用した本発明の一実施例について図２を参照して詳細
に説明する。なお、図２は主としてプリンタの二次転写
部を示し、図１と対応する部品、部材等には同一符号を
付して必要のない限りその説明を省略する。

【００２２】上述したように、本実施例では転写材１９
が収納されている給紙カセット３０の近傍に湿度センサ
２５が配設されており、転写材１９の周囲の湿度を検出
することによって転写材自体の吸湿状態を間接的に検出
する。勿論、湿度センサ２５の配設位置は転写材１９の
周囲の湿度が検知できる位置であれば任意の位置でよ
い。この検出信号は増幅器２６によって増幅された後、
二次転写電界形成手段である二次転写帯電器１３に所定
の電圧又は電流を供給する第２の直流電源２２に入力さ
れ、この第２の直流電源２２から二次転写帯電器１３に
供給される電圧又は電流を、検出された転写材の吸湿状
態に応じた適正な十分な転写が行なえる電界が形成でき
る電圧又は電流になるように、換言すれば、転写材１９
の吸湿状態に関係なく常に最適の転写が行なえる二次転
写電界が形成されるように、制御する。

【００２３】即ち、図５及び図６を参照して前述したよ
うに、転写材１９の吸湿状態に応じて中間転写体１８と
転写材１９間に形成される二次転写電界は変化するの
で、本実施例では湿度センサ２５からの検出信号に応じ
て、図４の座標の第４象限に示すように、高湿度になる
に従って転写コロナ量Ｉｔを減少させるように、第２の
直流電源２２を制御し、中間転写体１８と転写材１９間
に形成される二次転写電界を常に適正な十分な転写が行
なえる状態に保持するものである。

【００２４】図３は湿度に対する一次及び二次転写電流
の適正値を表わす特性図である。一次転写電流の適正値
が湿度に応じて変化する理由は次のように説明できる。
湿度に応じてトナーの抵抗及び誘電率が変化する。低湿
度のときにはトナーの誘電率は小さくなり、結果として
トナーの容量が小さくなる。よって充電電流が小さくな
る。同時に、低湿度時にはトナーの抵抗が大きくなり、
結果として注入電流が小さくなる。かくして、中間転写
体と感光体ドラム間に形成される一次転写電界が弱くな
る。これに対し、高湿度のときにはトナーの誘電率が大
きくなり、結果としてトナーの容量が大きくなる。よっ
て充電電流が大きくなる。同時に、高湿度時にはトナー
の抵抗が小さくなるため注入電流が大きくなる。かくし
て、中間転写体と感光体ドラム間に形成される二次転写
電界が強くなる。その結果は図３に示す通りである。

【００２５】図３から理解できるように、二次転写時に
おける電流の湿度依存性は、トナーと転写材（紙）の効
果を重畳した結果となっている。このことは、二次転写
電流が決定されれば、一次転写電流が決定できるという
ことを示している。

【００２６】二次転写電流Ｉ₂ は Ｉ₂ ＝−（ａ＋ｂ）Ｈ＋Ｃ と表わすことができる。ここで、ａはトナーの湿度によ
る変化分、ｂは転写材の湿度による変化分を表わし、ａ
＜ｂである。

【００２７】一次転写電流Ｉ₁ は Ｉ₁ ＝−ａＨ＋ｄ と表わすことができる。

【００２８】本実施例では、ａ＝０．１６７、ｂ＝０．
３３３、Ｃ＝１３０、ｄ＝１０３とした。これらの値は
一義的に固定されるものではなく、プロセススピードや
中間転写体の材質、トナーの材質等で変化し、これら条
件を勘案して適宜決定されるものである。本実施例では
上記値を用いて二次転写電流及び一次転写電流を決定
し、転写を行なったところ、湿度の変化にかかわらず常
に安定した高画質の転写画像が得られた。

【００２９】なお、湿度センサを設置する代りに、転写
材を二次転写部に搬送する経路中に一対の導電性ローラ
を配設し、これらローラ間に転写材を挟持し、一方の導
電性ローラに所定の電圧又は電流を供給して他方のロー
ラに流れる電流を検出することによっても、転写材の吸
湿状態が検知できる。

【００３０】上記実施例では一次及び二次転写用電界形
成手段としてコロナ帯電器を使用したが、導電性ロー
ラ、金属シート、導電性ブラシ等の他の電界形成手段を
使用しても本発明は実施できる。また、二次転写電流の
決定に際しては、湿度だけでなく、温度等の他の環境デ
ータをも含めて決定してもよい。勿論、本発明は上記実
施例以外の電子写真方式、静電記録方式などの種々の構
成のカラー複写機、プリンタ等の画像形成装置に適用可
能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、像担
持体上に形成される可視の色現像画像を中間転写体上に
転写、担持し、すべての色現像画像を中間転写体上に重
ね合わせて転写した後、転写材に一括転写する中間転写
方式の画像形成装置において、転写材の吸湿状態を検知
し、この吸湿状態に応じて二次転写電界を形成するため
の電源を制御するようにしたので、転写材の吸湿状態に
関係なく常に適正な十分な転写が行なえる二次転写電界
を形成することができる。また、一次転写電界を形成す
るための電源も二次転写電界に基づいて制御されるの
で、湿度の変化に関係なく常に適正な十分な転写が行な
える一次転写電界を形成することができる。従って、一
次及び二次転写時に画像ぬけ、飛び散り等の画像乱れが
発生せず、常に十分な濃度の高画質の多色複写物を中間
転写方式によって得ることができるという顕著な効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した電子写真方式のカラーレーザ
ビームプリンタの全体構成を示す概略構成図である。

【図２】本発明の一実施例の電子写真方式のカラーレー
ザビームプリンタの二次転写部を示す概略構成図であ
る。

【図３】湿度に対する一次転写コロナ量及び二次転写コ
ロナ量の関係を示す特性図である。

【図４】転写材の抵抗値と転写コロナ量の関係を示す特
性図である。

【図５】湿度に対する転写材の帯電状態を模式的に示す
説明図である。

【図６】湿度に対する転写材の帯電状態を模式的に示す
説明図である。

【符号の説明】

１ レーザスキャナ ４ 現像ユニット ５ 感光体ドラム ９ 一次転写帯電器 １３ 二次転写帯電器 １８ 中間転写ベルト １９ 転写材 ２１ 第１の直流電源 ２２ 第２の直流電源 ２５ 湿度センサ ２６ 増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に順次に形成される複数の可
   視の色現像画像を無端状に走行する中間転写体上に順次
   に重ね合わせて一次転写し、該中間転写体上の一次転写
   画像を転写材に一括して二次転写する中間転写方式の画
   像形成装置において、一次転写部に配設された一次転写
   用電界形成手段と、該一次転写用電界形成手段に所定の
   電圧又は電流を供給する第１の電源と、二次転写部に配
   設された二次転写用電界形成手段と、該二次転写用電界
   形成手段に所定の電圧又は電流を供給する第２の電源
   と、前記転写材の吸湿状態を検出する手段とを具備し、
   該検出された転写材の吸湿状態に応じて前記第２の電源
   を制御し、常時十分な転写が行なえる適正な二次転写電
   界を形成するようにしたことを特徴とする中間転写方式
   の画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記二次転写電界に基づいて前記第１の
   電源を制御し、前記一次転写用電界形成手段によって形
   成される一次転写電界を常に十分な転写が行なえる適正
   な強さに保持するようにしたことを特徴とする請求項１
   の画像形成装置。