JPH0635378A

JPH0635378A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0635378A
Application number: JP4194128A
Authority: JP
Inventors: Kimio Nishizawa; 公夫西沢
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-02-10
Also published as: US5303009A

Abstract

(57)【要約】【目的】マルチカラーモードでも大サイズの記録紙上
に記録するモノカラーモードでも良好なクリーニングが
なされ、しかも画像にカブリが生じないで良好な画像を
得る。【構成】感光体ドラム10周縁部にすくなくも帯電器1
2、像露光手段13、複数の現像器14、転写ベルト装置3
0、除電器15及びクリーニング装置16を設け、形成され
たトナー像の転写材上への転写を終えた感光体ドラム10
を除電器15による除電を行ったのちクリーニング装置16
によるクリーニングを行う画像形成装置で、前記除電器
15が複数の除電電圧の設定を可能とする。

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
を行う一方、転写を終えた像担持体は除電器によって除
電されたのちクリーニングを行って次の画像形成を行う
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極性とは逆極性の
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極性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多くなるため、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】しかし、図４に示すような感光体ドラム11
0に対して、保持ローラ132，134間に張設された転写ベ
ルト131が当接するニップ部135で、転写ベルト131の裏
面にコロナ放電器136を設けてコロナ放電を行い、転写
ベルト131に付着搬送されてきた記録紙Ｐに対して感光
体110上に形成されたトナー像の転写を行い、転写を終
えた記録紙Ｐが感光体ドラム110から分離すると、分離
後の感光体ドラム110上にはコロナ放電器136からの電荷
が転移して帯電状態となる。感光体ドラム110が帯電上
位にあると、クリーニング手段116によって転写を終え
てなお感光体ドラム110上に付着した残留トナーを除去
しようとしても充分に除去することができないといった
問題がある。そのために除電器115を設けてＡＣの交流
のバイアス電圧を印加して除電することがなされる。

【０００７】除電器115を設けた効果はクリーニングに
おいて認められる。しかし、本発明者の検討によると単
純なＡＣバイアスから成るＡＣ除電を受けて残留トナー
が付着した状態にある感光体ドラムは、次のクリーニン
グ手段によって必ずしも最良のクリーニングがなされな
いで、クリーニングされてクリーニングブレードによっ
て一旦感光体ドラム周面から除去された残留トナーの一
部がクリーニングブレード先端に掻き集められ、再現像
がなされてまた感光体ドラム周面に付着する現象が認め
られる。この現象は感光体ドラム周面に多色のトナー像
を重ね合わせて形成したのち記録紙上に転写するように
したマルチカラーのカラー画像形成装置において顕著に
認められる。これはモノカラーにおける場合と比較して
残留トナーの量が多いことが一つの原因である。また残
留トナーによって再現像がなされる現象は、コロナ放電
器136によって感光体及びトナーに注入された電荷が背
面が接地された感光体はＡＣ除電によって０電位となる
が、付着状態にある残留トナーに対してはＡＣ除電によ
っても除電が不充分であることが原因と考えられる。か
かるマルチカラーのカラー画像形成装置では、除電器11
5で転写電圧と同極性で適当の電圧である直流電圧をＡ
Ｃバイアスに重畳することによって、感光体と残留トナ
ーとの間での電位差をなくし、良好なクリーニングがな
されている。

【０００８】

【発明の目的】感光体ドラムの周縁部に複数の現像器を
設け、帯電・像露光・現像のプロセスを繰り返して感光
体ドラム上に多色のトナー像を重ね合わせたのち記録紙
上に転写するマルチカラーの機能をもった画像形成装置
でも、例えば原稿画像が文字情報等の場合にはマルチカ
ラーで像再現する必要がない。このためにマルチカラー
モードとともにモノカラーモードを設け、複数の異なっ
た色の現像剤を内蔵した現像手段のうち１個だけを作動
させ、帯電・像露光・現像とこれに引き続いての直ちに
転写を行うプロセスがとられる。マルチカラーモードの
場合には、感光体ドラムの一周長以上の多色画像を作成
することはできないが、モノカラーモードにあっては感
光体ドラムの一周長以上の大きさの画像記録を行うこと
ができる。しかし実際にかかる一周長以上の大きさのモ
ノカラー記録を行うと、一周長以上の部分については、
画像にカブリが認められた。

【０００９】本発明はマルチカラーモードのときは勿
論、モノカラーモードにあっても記録画像の大きさに関
係なく良好な画像が得られる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【発明の構成】本発明は上記目的を達成するもので、本
発明は感光体ドラム周縁部にすくなくも帯電器、像露光
手段、複数の現像器、転写ベルト装置、除電器及びクリ
ーニング装置を設け、形成されたトナー像の転写材上へ
の転写を終えた感光体ドラムを除電器による除電を行っ
たのちクリーニング装置によるクリーニングを行う画像
形成装置において、前記除電器が複数の除電電圧の設定
が可能なことを特徴とする画像形成装置を提供するもの
である。なお前記の除電電圧の設定が、マルチカラーモ
ード又はモノカラーモードによって切換え可能であるこ
と、或いは転写材のサイズによって切換え可能であるこ
とが好ましい態様である。

【００１１】

【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。

【００１２】まず構成と作動について説明する。

【００１３】図において10は像担持体である感光体ドラ
ムで、ＯＰＣ感光層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。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（−600〜−800
Ｖ）の一様な帯電をＶ_G（−550〜−850Ｖ）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。

【００１４】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い、文字部の方が
低電位Ｖ_L（−100Ｖ〜０）となるような反転潜像を形成
する。

【００１５】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、フルカラーモードにあっては、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。

【００１６】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（1.5〜3.0ＫＶ_P-P）のＡＣ
バアイスとＶ_DC（−500〜−700Ｖ）のＤＣバイアスが重
畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナーの帯電は何れも
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。

【００１７】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。

【００１８】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り遮光とトナー
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（−
100〜−300Ｖ）＞Ｖ_Lとなる中間電位とすることもあ
る。

【００１９】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。

【００２０】このようにして形成された多色トナー像を
担持した感光体上には、転写時にはじきなどの転写不良
が起きないで良好な転写が行われるように、トナーの付
着した画像部のみに再露光を行うこともある。

【００２１】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。

【００２２】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、回転中に片寄り防止
のため、端部にリブを設けることもある。

【００２３】なお、除電機構等を設ければ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。

【００２４】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（1.0〜3.0ＫＶ）の電圧が印加されており、この軸32
ａ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導電性のブラシ34が接地、又は非
線形素子抵抗体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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーに対しては複数の除電電圧の設定が可能の除電
器15によりマルチカラーモード時の除電電圧として設定
された650Hz，Ｖ_ACP-P（8.7ＫＶ）にＶ_DC（＋450Ｖ）の
直流電圧を重畳印加した形でコロナ放電による除電がな
されたのち、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
より排出後、回収ボックスへ貯留される。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。

【００２８】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。

【００２９】以上、４色のマルチカラーモードのプロセ
スについて説明した。次に上記のカラー画像形成装置で
モノカラーモードによる画像形成を行う場合について説
明する。

【００３０】感光体ドラム10周面上にはスコロトロン帯
電器12によって一様帯電がなされたのち、像露光手段13
によって反転潜像が形成され、ついで予め設定した現像
器14（例えば黒色（Ｋ）トナーとキャリアとからなる現
像剤を内蔵した現像器14（Ｋ））によって反転現像がな
されてトナー像が形成される。当該現像器14（Ｋ）以外
の現像器14（Ｙ），14（Ｍ），14（Ｃ）は回転駆動を行
わないとともに、現像バイアスはＶ_DCのＤＣバイアスの
みの印加を行って感光体ドラム10周面へのトナーの付着
・混色を防止する。感光体ドラム10上に形成されたトナ
ー像は、給紙カセット21より給紙され、同期して移動す
る転写ベルト31に付着した状態で転写領域に到達した記
録紙Ｐ上に転写がなされる。

【００３１】転写に当たっては転写ベルト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る。転写を終えた記録紙Ｐは感光
体ドラム10周面より分離し、定着装置23へと搬送され付
着トナーが定着されたのち装置外へ排出される。

【００３２】一方、転写を終え残留トナーが付着した状
態にある感光体ドラム10は除電器15による除電がなされ
る。本実施例にあっては、モノカラーモードにおける除
電条件をマルチカラーモードにおける除電条件とは異な
る条件として、除電電圧として、650Hz，Ｖ_ACP-P（8.7
ＫＶ）のＡＣコロナ放電を行う。

【００３３】除電をうけた感光体ドラム10はクリーニン
グ装置16に到ってクリーニングされる。クリーニングさ
れた感光体ドラム10はＰＣＬ11で露光され除電されたの
ち次の画像形成がなされる。

【００３４】図２（ａ），（ｂ）に示すように、モノカ
ラーモードでは、感光体ドラムの周長よりも長い（大き
い）画像を記録紙上に形成することができる。図２
（ａ）で10は感光体ドラム周面を示し、点線部分Ｄ
（Ａ）〜Ｄ（Ｃ）が感光体ドラム10周面上で像形成がな
された範囲で、範囲Ｄ（Ｂ）〜Ｄ（Ｃ）が１画像につい
て２回の像形成を行った部分である。図２（ｂ）は記録
紙を示していて、記録紙上でＰ（Ａ）は像形成における
Ｄ（Ａ）に、Ｐ（Ｃ）がＤ（Ｃ）に対応している。除電
器15によって印加するコロナ放電をマルチカラーモード
における条件としたときは、１画像について２回の像形
成を行った範囲Ｄ（Ｂ）〜Ｄ（Ｃ）（記録紙上でのＰ
（Ｂ）〜Ｐ（Ｃ）にはカブリの発生が認められた。しか
し除電器15によるコロナ放電をモノカラーモードにおけ
る条件としたときは２回の像形成を行った範囲は勿論、
全範囲Ｄ（Ａ）〜Ｄ（Ｃ）（記録紙Ｐ（Ａ）〜Ｐ
（Ｃ））についてカブリは認められなかった。

【００３５】図３は、転写電圧と同極性の直流成分をも
ったＡＣバイアスで除電を行った場合の感光体表面の電
位の変化する状態を示していたもので、ＣＨ（１）は感
光体ドラム10上で１画像について１回目の像形成がなさ
れる部分について示したものであり、ＣＨ（２）は２回
目の像形成がなされる部分について示している。この実
施例ではマイナス帯電する感光体に２回目の像形成部分
に対しては除電器でプラスに帯電させている。クリーニ
ングを経てＰＣＬ11で露光されても、マイナスの帯電に
対しては除電されるが、プラスの帯電は除電されない
で、スコロトロン帯電器12にはプラスに帯電した状態で
到達する。０電位の１回目の帯電（ＣＨ（１））に較べ
て２回目の帯電（ＣＨ（２））ではプラス帯電分だけ帯
電電位は低い。像露光がなされていない部分については
暗減衰がなされ現像器14（Ｋ）にいたって現像がなされ
るが、ここでの電位は既にカブリの領域まで低下してい
ることを示している。このことはモノクロ現像を行う現
像器14がスコロトロン帯電器12に近いほど（この実施例
では14（Ｙ））カブリが生じにくいことからも明らかで
ある。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、複数の除電電圧の
設定を行い、マルチカラーモードと大サイズの記録紙上
に記録するモノカラーモードとでは除電条件を変更する
ことで、良好なクリーニングがなされ、しかも画像には
カブリが生じないで、良好な画像の得られる画像形成装
置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【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】感光体ドラム上と記録紙上に形成される画像の
説明図である。

【図３】感光体ドラムの表面電位を示すカーブである。

【図４】従来の転写ベルト装置と除電器の構成を示す説
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）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラム周縁部にすくなくも帯電
器、像露光手段、複数の現像器、転写ベルト装置、除電
器及びクリーニング装置を設け、形成されたトナー像の
転写材上への転写を終えた感光体ドラムを除電器による
除電を行ったのちクリーニング装置によるクリーニング
を行う画像形成装置において、前記除電器が複数の除電
電圧の設定が可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記除電電圧の設定がマルチカラーモー
ド又はモノカラーモードによって切換え可能なことを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記除電電圧の設定が転写材のサイズに
よって切換え可能なことを特徴とする請求項１の画像形
成装置。