JPH09305085A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写装置の動作タイミングを正確に制御する
ことなく感材履歴を防止することができる画像形成装置
を提供すること。 【解決手段】 感光体ドラム１を一様に帯電した後に露
光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すること
によりトナー像を形成し、このトナー像を転写手段によ
り感光体ドラム１から用紙に転写する画像形成装置にお
いて、用紙の後端部が転写手段を通過してから、次の転
写サイクルの用紙の先端部が転写手段に到達するまでの
間に、感光体ドラム１が少なくとも１回転以上回転して
感光体ドラム１の帯電サイクルが行なわれるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写材の上にトナ
ー像を転写するために転写材を担持して回転する転写ド
ラムや転写ベルト等の転写材担持体を使用した画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】転写材担持体を使用した従来の画像形成
装置においては、像担持体である感光体ドラムの周囲に
は、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリー
ニング装置等が順次配置されている。また、感光体ドラ
ムの転写位置に、転写材担持体である転写ドラムが、感
光体ドラムに接触した状態に設けられている。転写ドラ
ムに対しては給紙シュートから転写材である用紙が供給
され、転写ドラムの表面に吸着された状態で転写ドラム
とともに回転する。

【０００３】前記感光体ドラムの表面は帯電装置により
一様に帯電され、露光装置から光ビームにより露光され
て静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置により
現像されてトナー像が形成される。このトナー像は、転
写位置において、感光体ドラムから転写ドラム上の用紙
に転写される。トナー像が転写された用紙は、転写ドラ
ムと共に回転し、剥離位置で転写ドラムから剥離され
る。

【０００４】上述した画像形成装置においては、感光体
ドラム上のトナー像を転写ドラム上の用紙に転写するた
めに、転写コロトロン等の転写装置に、比較的高い転写
電圧が印加されている。この転写電圧は、感光体ドラム
上のトナー像を転写ドラム上の用紙に静電的に吸着でき
るような大きさと極性に選択されている。しかしなが
ら、用紙の後端部が転写位置を通過するときに、用紙の
後端部に感光体ドラムの帯電極性とは反対極性の電荷が
集中して、用紙と感光体ドラムとの間で放電が発生する
ことがある。

【０００５】このように用紙の後端部で放電が発生する
と、均一であるべき感光体ドラムの表面の帯電電位が、
他の部分とは異なってしまう。この帯電電位の不均一は
しばらくの間は残留しており、感光体ドラムの静電潜像
を現像するときに、用紙搬送方向とは直交する方向にス
ジが発生する。このような、放電により感光体ドラムの
帯電電位が変化して残留する現象は、感材履歴と呼ばれ
る。

【０００６】また、用紙の電気抵抗が低い場合には、転
写装置からの転写電荷が用紙を通って感光体に流れ込む
ために、感材履歴が一層顕著に現れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この感材履歴を防止す
るためには、用紙の先端部が転写位置に到達した直後に
転写装置に転写電圧を印加し、用紙の後端部が転写位置
を通過する直前に転写電圧の印加を停止する必要があ
る。しかしながら、この場合には転写電圧の印加タイミ
ングを高精度で制御しなければならないため、機構部品
の寸法精度及び制御回路の動作タイミング精度を高くす
る必要があり、実現が困難であったり、製造コストが上
昇する等の不都合があった。

【０００８】また、特開平４−１４０７９号公報には、
このような感材履歴を防止するために、用紙の後端部が
転写部を通過するときに転写電流を所定の値に低減する
ことが開示されているが、この場合には、転写電流を流
すタイミングだけでなく、転写電流の値自体も制御しな
ければならないため、制御回路が複雑になるという問題
がある。

【０００９】一方、この種の画像形成装置においては、
ある程度の転写位置の誤差を許容するために、用紙の全
面に画像を形成するのではなく、用紙の縁部には画像を
形成していない。この画像が形成されない領域は縁消し
領域と呼ばれ、用紙の端部で転写電流を停止することに
より形成される。先に述べた感材履歴を防止するために
は、後端部の縁消し領域を広げ、転写電流の停止のタイ
ミングを早める必要がある。しかしながら、転写電流の
停止のタイミングをあまり早くしすぎると、画像の有効
面積が減少するため、タイミングを正確に制御する必要
がある。

【００１０】そこで、本発明は、転写装置の動作タイミ
ングを正確に制御することなく感材履歴を防止すること
ができる画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体を一
様に帯電した後に露光して静電潜像を形成し、この静電
潜像を現像することによりトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写手段により像担持体から転写材に転写する画
像形成装置において、転写材の後端部が前記転写手段を
通過してから、次の転写サイクルの転写材の先端部が前
記転写手段に到達するまでの間に、前記像担持体が少な
くとも１回転以上回転して前記像担持体の帯電サイクル
が行なわれるように構成されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は、本発明が適用される画像形成装置
の例を示す概略断面図である。図１において、像担持体
である感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装
置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング前コロト
ロン６、クリーニング装置７、除電ランプ８等が順次配
置されている。

【００１４】現像装置４は、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの４色に対応した四つのカラー現像ユニッ
ト４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを備えており、いずれか一つ
のカラー現像ユニットが選択的に感光体ドラム１に接触
され、感光体ドラム１の表面上の静電潜像がカラートナ
ーで現像される。

【００１５】転写装置５は、感光体ドラム１と接触する
転写材担持体である転写ドラム９を備えており、この転
写ドラム９の周囲には、吸着部において転写材である用
紙を転写ドラム９の表面に吸着させる吸着ロール１０及
び吸着コロトロン１１、感光体ドラム１の表面上のトナ
ー像を転写ドラム９上の用紙に転写するための転写コロ
トロン１２、転写ドラム９の表面から用紙を剥離するた
めの剥離コロトロン１３及び剥離爪１４、転写ドラム９
の残留電荷を除電する除電装置１５、転写ドラム９の表
面をクリーニングする転写体クリーニング装置１６等が
配置されている。

【００１６】上記転写装置５に対しては、給紙トレイ
（図示せず）内の用紙が、給紙ロール１７により送り出
され、搬送ロール１８により用紙シュート１９を通して
吸着ロール１０と転写ドラム９の表面との間に送り込ま
れる。

【００１７】次に、上述した画像形成装置の基本的な動
作について説明する。

【００１８】感光体ドラム１は、帯電サイクルにおいて
帯電装置２で一様に帯電され、露光装置３から射出され
るレーザー光でイエローの潜像が感光体ドラム１の所定
の位置に形成される。次に、現像装置４が回転し、イエ
ロー用現像ユニット４Ｙが感光体ドラム１と対向する位
置まで移動するとともに、所定のバイアス電圧が印加さ
れる。これにより、電荷を有するトナーが感光体ドラム
１に選択的に転移し、潜像が現像される。この時、レー
ザー光は、画像部を書き込むようになっており、帯電装
置２で帯電された像担持体１の表面電位極性と同じ極性
電荷を持つトナーは感光体ドラム１上のレーザー光照射
部に付着してトナー像が形成される。

【００１９】一方、用紙シュート１９に沿って用紙が搬
送され、吸着コロトロン１１と吸着ロール１０との対向
位置を通過する際に放電が行われることにより、用紙は
転写ドラム９の周面に静電的に吸着される。感光体ドラ
ム１上のトナー像は、転写ドラム９との対向位置に移動
するとともに、転写ドラム９の周面に吸着された用紙と
当接され、転写コロトロン１２の作用により転写され
る。感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング前
コロトロン６により適切な帯電量に調整された後、クリ
ーニング装置７により除去される。また、感光体ドラム
１上の残留電荷は、除電ランプ８により除去される。

【００２０】次に、２回目のサイクルとして、感光体ド
ラム１は帯電装置２により再帯電された後、露光装置３
からのレーザー光によってマゼンタ像に対応するレーザ
ー光が感光体ドラム１上の所定の位置に照射される。一
方、現像装置４は回転され、マゼンタ用現像ユニット４
Ｍが感光体ドラム１と対向する位置まで移動するととも
に、バイアス電圧が印加され、マゼンタトナーが感光体
ドラム１のレーザー光照射部に転移して現像が行われ
る。現像されたトナー像は、転写ドラム９に担持された
用紙上のイエロー像に重ねて転写される。

【００２１】以後同様に、３回目のサイクルとしてシア
ン像の形成工程、４回目のサイクルとしてブラック像の
形成工程を経て、転写ドラム９に担持された用紙上にイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が重ね
合わされた多色のトナー像が形成される。この多色像が
形成された用紙は、剥離コロトロン１３及び剥離爪１４
により転写ドラム９から剥離された後、定着装置（図示
せず）で加熱加圧されてトナー像が定着され、一枚のコ
ピー画像が形成される。また、転写ドラム９は、用紙剥
離後に除電装置１５により表面の余分な電荷が除電さ
れ、転写体クリーニング装置により清掃された後、再び
用紙の吸着位置へ移動する。

【００２２】ここで、本実施例においては、感材履歴の
影響を防止するために、以下に説明するように、転写ド
ラム９上の用紙の配置と感光体ドラム１の周長との関係
を特定の関係に設定している。

【００２３】図２は、一つの実施例における転写ドラム
９上の用紙Ｐの配置と感光体ドラム１の周長との関係を
模式的に示す説明図である。

【００２４】図２に示す実施例においては、感光体ドラ
ム１の周長をＬ１、転写ドラム９の周長をＬ９、画像形
成装置において使用される搬送方向に関しての最大長用
紙の長さをＬＰとし、Ｌ＝Ｌ９−ＬＰとしたとき、 Ｌ１＜Ｌ となるように、感光体ドラム１或いは転写ドラム９或い
は双方の寸法を設定している。

【００２５】このような関係に設定することにより、感
光体ドラム１は、用紙に対して転写を行わない状態で少
なくとも１回転して、感光体ドラム１に対して帯電サイ
クルが行なわれることになる。

【００２６】本実施例においては、このように、感光体
ドラム１を用紙に対して転写を行わない状態で、少なく
とも１回転させて帯電サイクルを行なわせることによ
り、画像上に感材履歴の影響が現れないようにすること
ができる。

【００２７】以下、感材履歴の影響がなくなる理由につ
いて説明する。

【００２８】図３は、感材履歴の発生機構を示す模式図
である。図３（ａ）に示すように、感光体ドラム１の表
面は、帯電装置２により一様に負に帯電され、露光装置
３から光ビームにより露光されて静電潜像が形成され、
この静電潜像は現像装置４により負電荷を有するトナー
で現像されてトナー像が形成される。すなわち、非露光
領域は負に帯電したままであるので、負電荷を有するト
ナーは反発力を受けて感光体ドラム１には付着しない。
一方、露光領域の電荷は放電するので、トナーは反発力
を受けず、感光体ドラム１に付着する。

【００２９】図３（ａ）に示すように、転写位置におい
ては、転写ドラム９に吸着されている用紙Ｐの背面か
ら、転写コロトロン１２により、トナーの電荷とは反対
極性の電荷、すなわち、正電荷が与えられる。これによ
り、感光体ドラム１上の負電荷を有するトナーは、用紙
Ｐの表面に吸着されて転写される。

【００３０】上述したように、転写工程においては、用
紙Ｐが正に帯電されるが、用紙Ｐの後端部が転写位置に
近づくと、用紙Ｐの後端部のみが感光体ドラム１の表面
と接触し、用紙Ｐの中の正電荷が感光体ドラム１の負電
荷に引かれて用紙Ｐの後端部に集中する。このため、用
紙Ｐの後端部と感光体ドラム１との間で放電が発生する
ことがある。この放電は、用紙Ｐの電気抵抗が低いほど
発生し易くなる。これは、用紙Ｐの電気抵抗が低いほ
ど、電荷が用紙Ｐの中を移動し易いからである。このよ
うに用紙Ｐの後端部で放電が発生すると、放電部分にお
いて用紙Ｐの正電荷が大量に感光体ドラム１の表面に流
れ込む。このため、図３（ｂ）に示すように、感光体ド
ラム１の表面の電位が、本来の負の電位−Ｖから、０ボ
ルト方向に変化し、極端な場合には正電位まで変化して
しまう。

【００３１】この正電位部分は、感光体ドラム１の回転
にしたがって、クリーニング前コロトロン６、除電ラン
プ８を順次通過するが、放電による電位の変化は、露光
による電位の変化に比べて極端に大きいので、クリーニ
ング前コロトロン６や除電ランプ８では、感光体ドラム
１の表面電位を元の状態に戻すことができない。図３
（ｃ），図３（ｄ）は、それぞれクリーニング前コロト
ロン６通過後、及び、除電ランプ８通過後の感光体ドラ
ム１の表面電位を示す。

【００３２】感光体ドラム１が更に回転して、放電部分
が帯電装置２を通過すると、図３（ｅ）に示すように、
感光体ドラム１の表面電位は上昇するが、放電部分の表
面電位は、依然他の部分と比較して低下している。

【００３３】このため、この状態のまま露光装置３で露
光すると、露光による表面電位の低下と放電による表面
電位の低下（図３（ｆ）参照）が混在した静電潜像が形
成され、この静電潜像を現像すると、用紙の後端に対応
した位置に筋が発生することになる。

【００３４】ここで、本実施例においては、感光体ドラ
ム１を、用紙に対して転写を行わない状態で少なくとも
１回転させているので、もし用紙Ｐの後端部で放電が発
生して感材履歴が発生したとしても、感光体ドラム１の
感材履歴が発生した部分は、次に画像を転写すべき用紙
に接触する前に、必ず１回転して帯電サイクルが行なわ
れることになり、次に画像を形成する前に感材履歴が消
失し、画像に悪影響が出ることがなくなる。図３
（ｇ）、図３（ｈ）、図３（ｉ）、及び、図３（ｊ）
は、２サイクル目のクリーニング前コロトロン６通過
後、除電ランプ８通過後、帯電装置２通過後、及び、露
光装置３通過後の感光体ドラム１の表面電位を示す。

【００３５】なお、クリーニング前コロトロン６として
大出力のものを使用することにより、１サイクル目で感
材履歴を消失させることも考えられるが、クリーニング
前コロトロン６が大型化する。しかしながら、クリーニ
ング前コロトロン６のサイズには制限があるため実現は
困難である。また、消費電力が増大するという問題もあ
る。

【００３６】図４は、転写ドラム９上に複数の用紙、図
４の例では２枚の用紙Ｐ１，Ｐ２が同時に担持される場
合の、用紙間隔ＬＳ１，ＬＳ２と感光体ドラム１の周長
Ｌ１との関係を示す説明図である。この場合には、用紙
間隔ＬＳ１と用紙間隔ＬＳ２のいずれもが感光体ドラム
１の周長Ｌ１よりも大きくなるように設定する。

【００３７】図４に示す実施例においても、感光体ドラ
ム１が１周以上用紙と接触しないで回転して帯電サイク
ルが行なわれるので、図２に示す実施例と同様に感材履
歴の影響を防止することができる。

【００３８】図４に示す実施例における条件は、以下の
ように表すこともできる。すなわち、感光体ドラム１の
直径をＤ１、転写ドラム９の直径をＤ９、転写ドラム９
上の用紙間最小間隔をＬＳＭ（＝ｍｉｎ（ＬＳ１，ＬＳ
２））としたとき、 ＬＳＭ≧π・Ｄ１ となるように構成すればよい。また、このとき、 Ｄ９＝ｎ・Ｄ１＝ｎ・（Ｌ／π） ｎ：整数 の条件を満足するように構成すれば、転写ドラム９と感
光体ドラム１の対応位置関係が固定され、多重転写の位
置決めが、より正確に行なわれる。

【００３９】図５は、いわゆるタンデム型のカラー画像
形成装置に本発明を適用した実施例を示す説明図であ
る。

【００４０】駆動ロール２０ａと従動ロール２０ｂに転
写ベルト２１が捲き掛けられており、転写ベルト２１の
移動方向に沿って複数の画像形成部２２Ｙ，２２Ｙ，２
２Ｃ，２２Ｋがタンデムに配置されている。なお、画像
形成部２２Ｙ，２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｋは、感光体ドラ
ム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、この感光体ドラム１Ｙ，
１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周囲に順次配置された帯電装置、露
光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等から
構成されている。各画像形成部２２Ｙ，２２Ｙ，２２
Ｃ，２２Ｋにおいては、それぞれ、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの４色のトナー像を形成して、転
写ベルト２１により搬送される用紙上に順次転写され
る。

【００４１】図５に示す実施例においては、用紙の間隔
ＬＳ３を各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周長
よりも大きくしている。このような関係に設定すること
により、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、転写
ベルト２１上の用紙に接触しない状態で少なくとも１回
転して帯電サイクルが行なわれることになる。したがっ
て、上述した理由と同様な理由で感材履歴の影響を防止
することができる。

【００４２】なお、上述した各実施例においては、多色
画像を形成する画像形成装置を例に挙げて説明したが、
本発明は、単色画像を形成する画像形成装置に対しても
適用することができる。

【００４３】図６は、駆動ローラ２３及び従動ローラ２
４，２５に捲きかけられた転写ベルト２６を使用した単
色画像形成装置の例を示す模式図である。図６に示す例
においては、用紙Ｐ５，Ｐ６の間隔ＬＳ４を、感光体ド
ラム１の周長よりも大きくしている。このような関係に
設定することにより、感光体ドラム１は、転写ベルト２
６により搬送される用紙Ｐ５，Ｐ６に接触しない状態で
少なくとも１回転して帯電サイクルが行なわれることに
なる。したがって、上述した理由と同様な理由で感材履
歴の影響を防止することができる。

【００４４】図７（ａ），（ｂ）は、本発明の更に他の
実施例の概略側面図及び概略正面図である。図７に示す
実施例においては、感光体ドラム１と転写ドラム９がそ
れぞれ独立した回転駆動装置２７，２８により、独立に
回転駆動されている。更に、感光体ドラム１を回転駆動
する回転駆動装置２７は、回転速度が可変であるととも
に、昇降装置２９が連結されており、転写ドラム９に対
して感光体ドラム１を離接可能となっている。

【００４５】図７に示す実施例においては、用紙Ｐの後
端部（図８（ｃ）参照）が転写位置を通過した後に、図
８（ａ）に示すように、昇降装置２９を駆動して転写ド
ラム９に対して感光体ドラム１を離間状態にするととも
に、図８（ｂ）に示すように、感光体ドラム１の回転速
度ｖを早くする。感光体ドラム１が少なくとも１回転し
たら、再度、昇降装置２９を駆動して転写ドラム９に対
して感光体ドラム１を接触状態にするとともに、感光体
ドラム１の回転速度ｖを定速に戻す。これにより、用紙
間隔Ｌよりも感光体ドラム１の周長が長い場合であって
も、用紙間隔Ｌの期間内に感光体ドラム１を１回以上回
転させることができ、感材履歴の影響を防止することが
できる。

【００４６】なお、上述の各実施例においては、感光体
ドラムを用紙に接触させないで、少なくとも１回転させ
ているが、１回転以上回転させるようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明においては、感光体ドラム等の像
担持体が、用紙等の転写材に対して転写を行わない状態
で少なくとも１回転して像担持体に対して帯電サイクル
が行なわれるので、用紙後端部の放電等により感材履歴
が発生した場合でも、次に画像の転写が行なわれるまで
には、像担持体の表面電位を定常値まで戻すことがで
き、感材履歴の影響が画像に現れることがなくなる。こ
れにより、転写装置の動作タイミングを正確に制御する
ことなく感材履歴を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される画像形成装置の例を示す
概略断面図である。

【図２】 一つの実施例における転写ドラム上の用紙の
配置と感光体ドラムの周長との関係を模式的に示す説明
図である。

【図３】 感材履歴の発生機構を示す模式図である。

【図４】 転写ドラム上に２枚の用紙が同時に担持され
る場合の用紙間隔と感光体ドラムの周長との関係を示す
説明図である。

【図５】 タンデム型のカラー画像形成装置に本発明を
適用した実施例を示す説明図である。

【図６】 駆動ローラ及び従動ローラに捲きかけられた
転写ベルトを使用した単色画像形成装置の例を示す模式
図である。

【図７】 （ａ），（ｂ）は、本発明の更に他の実施例
の概略側面図及び概略正面図である。

【図８】 図７に示す実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。

【符号の説明】 １，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…感光体ドラム、２…帯電
装置、３…露光装置、４…現像装置、４Ｙ，４Ｍ，４
Ｃ，４Ｋ…カラー現像ユニット、５…転写装置、６…ク
リーニング前コロトロン、７…クリーニング装置、８…
除電ランプ、９…転写ドラム、１０…吸着ロール、１１
…吸着コロトロン、１２…転写コロトロン、１３…剥離
コロトロン、１４…剥離爪、１５…除電装置、１６…転
写体クリーニング装置、１７…給紙ロール、１８…搬送
ロール、１９…用紙シュート、２０ａ…駆動ロール、２
０ｂ…従動ロール、２１…転写ベルト、２２Ｙ，２２
Ｙ，２２Ｃ，２２Ｋ…画像形成部、２３…駆動ローラ、
２４，２５…従動ローラ、２６…転写ベルト、２７，２
８…回転駆動装置、２９…昇降装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を一様に帯電した後に露光して
   静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することにより
   トナー像を形成し、このトナー像を転写手段により像担
   持体から転写材に転写する画像形成装置において、 転写材の後端部が前記転写手段を通過してから、次の転
   写サイクルの転写材の先端部が前記転写手段に到達する
   までの間に、前記像担持体が少なくとも１回転以上回転
   して前記像担持体の帯電サイクルが行なわれるように構
   成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記像担持体の周長が、前記転写手段を
   通過する転写材の後端部が前記転写手段を通過してか
   ら、次の転写サイクルの転写材の先端部が前記転写手段
   に到達するまでの距離より短いことを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像形成装置が、前記転写材担持体
   に転写材を担持して複数回転写を行う装置であり、前記
   像担持体の周長が転写材の後端部と転写材の先端部との
   距離より短いことを特徴とする請求項２記載の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 前記画像形成装置が、前記転写材担持体
   に転写材を複数枚担持して搬送する装置であり、前記像
   担持体の周長が、搬送される転写材間の距離より短いこ
   とを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 転写材の後端部が前記転写手段を通過し
   てからつぎの転写サイクルで転写材の先端部が前記転写
   手段に到達までの間に、前記像担持体と前記転写材担持
   体を独立に駆動して、少なくとも前記像担持体が一周以
   上回転するように構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。