JPH112976A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置のトナー画像転写部において、
転写ローラの電位の影響により感光体の帯電条件が変化
することを防止して、画像品質を良好に維持できるよう
にする。 【解決手段】 感光体ユニット２０に配置する感光体２
１に対しては、帯電ローラ２２からマイナス電位を印加
することにより一様な帯電を行い、トナー画像を形成し
た後で、転写ローラ２６の電位により用紙に画像を転写
する。前記転写ローラに対する給電回路に給電切換器３
２を配置し、センサ３５からの信号により、制御装置３
６が指令回路３７を介して給電切換器の動作信号を出力
する。前記給電切換器では、ドラムの１回転以上に対応
する時間だけ先に転写ローラに電圧を印加し、トナー画
像の電位が途中で変化しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にお
いて、感光体に形成したトナー画像を用紙に転写する際
に、感光体の電位を一定に維持して、画像品質が変化す
ることがないようにするための制御手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の電子写真方式を用いた画像形成装
置においては、ドラム状またはベルト状の感光体を一様
に帯電させる帯電器、感光体の表面に光を照射して静電
潜像を形成するための露光装置、その静電潜像にトナー
を付着させてトナー画像を形成させる現像器、および、
感光体に形成したトナー画像を用紙に転写する転写器と
しての転写ローラを備えている。前記現像器において
は、トナー容器内部でトナーを攪拌しながら送り出す攪
拌器（アジテータ）と、感光体に対してトナーを供給す
るための現像ローラを配置しており、前記現像ローラで
はブレードによりローラの表面にトナーの薄層を形成さ
せ、感光体に形成した静電潜像に向けてトナーの供給の
動作を良好に行わせる。

【０００３】そして、前記感光体に形成した静電潜像に
対して、トナーを付着させることによりトナー画像が形
成され、そのトナー画像を用紙に転写する際には、一般
にコロナ放電を行う転写コロトロンを用いている。前記
転写コロトロンでは、用紙の裏面側から高電圧の放電を
行うことにより、感光体に形成しているトナー画像を用
紙に向けて移転させ、用紙を定着器を通して定着してコ
ピーを排出する。前記転写コロトロンを用いた画像形成
装置においては、高圧で放電するコロトロンからオゾン
が発生するという問題があり、前記オゾンの問題を解決
するために、転写ローラを用いる例が増えている。前記
転写ローラにおいては、用紙を感光体に対して押圧する
状態で、転写ローラにはプラス２kV程度の電圧を印加し
て、感光体に形成したトナー画像を用紙に転写する作用
を行わせている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記転写ロ
ーラを用いたトナー画像の転写の際には、用紙が画像転
写部に侵入するタイミングをみてプラスの高電圧を印加
するために、感光体においては、転写ローラにより電圧
の印加が開始された位置とその直前部のドラムの１周分
とでは、大きな電位の差が生じるという問題がある。つ
まり、感光体には帯電器によりマイナスの帯電がなされ
るが、転写ローラにより電圧の印加された状態では、そ
のドラム表面の帯電電位が変化するので、用紙が画像転
写部に侵入する前の１周分に対応するトナー画像に対す
るトナー画像の電位と、転写ローラの電圧の印加により
電位が変化した後でのトナー画像の電位とが異なるとい
う現象が発生する。そして、感光体に用紙を介して接す
る転写ローラにより、プラスの高電圧が印加されると、
感光体の帯電電位が上がり、それに書き込まれる静電潜
像の電位が上がるために、トナー画像が薄くなるという
問題が発生するために、コピーの端の一部が他の部分に
比較して画像濃度に差が生じるという不都合が生じる。

【０００５】本発明は、前述したような従来の画像品質
の問題を解消するもので、用紙が画像転写位置に到達す
る前に、転写ローラに対する電圧の印加の動作を行うこ
とにより、感光体の電位を安定させた状態で画像の形成
を行わせるような制御手段を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体に形成
したトナー画像を、用紙の裏面側から転写ローラにより
用紙に転写する画像形成装置に関する。本発明の請求項
１の発明では、用紙が画像転写位置に到達する前の段階
で、あらかじめ前記転写ローラに対して転写電圧を印加
する手段を設けることを特徴とする。そして、感光体の
画像転写部に用紙が侵入する前に、転写ローラからの電
圧の印加により感光体の電位を安定させることにより、
静電潜像の電位が変化することを防止できる。

【０００７】請求項２の発明では、前記電圧印加手段に
おいては、用紙が転写位置に到達するまでの間は、転写
電圧よりも低い電圧を印加する制御手段を設けることを
特徴とする。そして、前記転写ローラに印加する電位を
転写時の電圧の半分程度に設定した場合でも、用紙突入
の前後の感光体の電位が大きく変化することを防止でき
る。請求項３の発明では、前記電圧印加手段による電圧
の印加は、感光体が１回転する時間よりも長く設定する
ことを特徴とする。したがって、感光体の１回転以上の
長さに亘って、電位の制御を行うことにより、トナー画
像の形成の最初の部分から、静電潜像の電位を一定に維
持でき、トナー画像に濃淡の差が生じることを防止し
て、画像の品位の良好なコピーを作成することが可能に
なる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の画像形成装置の
全体の構成を、図１にしたがって説明する。画像形成装
置１には、その本体の下部に給紙カセット２を装着し
て、給紙を行うものとして構成している。前記給紙カセ
ット２には、用紙を載置するボトムプレート２ａと、用
紙の分離を行うための分離爪２ｂとを設けている。ま
た、給紙カセットからの給紙のためにピックアップロー
ラ３を設けており、前記ローラ３としては、半月ローラ
を用いている。前記給紙カセットから送り出した用紙を
案内する用紙搬送路には、搬送ローラ装置４、５を配置
し、転写ローラ２６による画像転写部の下流部には定着
装置２８を設けて、排出ローラ装置２９を介してコピー
を排出させる経路を構成する。そして、前記レジストロ
ーラ装置により、感光体２１に形成されるトナー画像に
タイミングを合わせて用紙を送りながら、転写ローラ２
６から電圧を印加することにより、感光体に形成したト
ナー画像を用紙に転写するように構成している。

【０００９】本実施例に示す画像形成装置においては、
給紙カセット２からの用紙搬送路の途中の部分に、装置
本体の側板７を開閉可能に設けて、用紙搬送路での紙詰
り等が生じた際に、側板と一体に設けたガイド板を開い
てジャム処理を行う際等に使用する。また、前記側板７
の上部分に設けた開口を介して手差しトレイ６を設けて
おり、その給紙路に対応させて手差し給紙ローラ８を配
置し、レジストローラ装置５に向けて用紙を送る別の給
紙系統を構成している。さらに、前記用紙搬送路には用
紙の検知のためのセンサＳ１、Ｓ２等を配置して、前記
センサの検知情報を用いて用紙搬送路内での用紙の搬送
の制御を行うようにしている。

【００１０】前記画像形成装置本体において、そのフレ
ームの上部に配置するプロセスユニットは、現像器ユニ
ット１０と感光体ユニット２０とを組み合わせて構成し
ている。前記プロセスユニットを構成する２つのユニッ
ト１０、２０は、装置本体の上部に設けた上蓋部材９を
支点９ａを介して開いた状態で、上側に向けて取出すこ
とができるように設けられている。また、前記上蓋部材
９には、感光体に対して画像の書き込みを行うための画
像書き込み装置２５を設けて、前記上蓋部材９を閉じた
状態で、感光体２１に対する画像書き込み装置の書き込
み位置に自動的に設定される。

【００１１】前記プロセスユニットに設ける現像器ユニ
ット１０は、１成分トナーを収容するトナー容器１１内
でトナーの攪拌を行う攪拌器１２と、感光体に対応させ
て配置する現像ローラ１４、および、前記現像ローラ１
４に対してトナーを帯電させながら供給する供給ローラ
１３と、現像ローラ１４の表面に付着させたトナーを薄
層として形成するブレード１５とを配置している。前記
供給ローラ１３と現像ローラ１４とは、圧接される状態
で同一方向に駆動されることにより、２つのローラの間
でトナーを摩擦により帯電させ、現像ローラの表面にト
ナーを付着させるようにする。そして、前記現像ローラ
１４の表面に付着されたトナーは、ブレード１５が押圧
されることにより一定の厚さの薄層として形成され、感
光体２１に対する現像位置に向けて露出される。

【００１２】前記現像器ユニットと組み合わせられる感
光体ユニット２０では、感光体２１と、前記感光体に対
して一様な帯電を行わせるための帯電ローラ２２を設け
ており、前記感光体２１は本体フレームのアースに接続
されて接地される。また、前記感光体ユニット２０のフ
レームの下部にはブラシ２３によるシールを設け、フレ
ームの内部で発生するトナークラウドが画像転写部に漏
れ出すことがないようにする。

【００１３】前述したように構成してなるプロセスユニ
ットにおいて、現像器ユニット１０に設ける供給ローラ
１３は、軸にスポンジ状の導電性を有する弾性体または
導電性の繊維を有する植毛体を所定の厚さで設けた弾性
体ローラとして構成することができる。そして、前記供
給ローラ１３の軸には、図示を省略した給電部材から−
６００〜−７００Ｖ、望ましくは−６５０Ｖ前後の値の
バイアス電圧が印加される。また、前記現像ローラ１４
はステンレス等の金属製のローラ軸に、導電性のゴム
（シリコンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲ）を所定の厚さ
で被覆したもので構成されており、そのローラ表面を平
滑なものとして構成する。前記現像ローラ１４に対して
は−３００〜−４００Ｖ、望ましくは−３５０Ｖ前後の
値のバイアス電圧が印加される。また、前記現像ローラ
１４に対して配置するブレード１５は、現像ローラ１４
の表面に形成するトナーの薄層の均一に設定するための
もので、ウレタン樹脂シートまたはステンレス製の板部
材からなるバネ性を有するものとして構成する。そし
て、前記ブレード１５に対しては−６００Ｖ〜−７００
Ｖの範囲、望ましくは−６５０Ｖ前後の値のバイアス電
圧が印加される。

【００１４】前記供給ローラ１３と現像ローラ１４との
軸芯間距離は、２つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向（矢印Ｘ方
向）に回転させることにより、両ローラの接触部では圧
接されながら反対方向に摺動される状態となる。そし
て、両ローラの摩擦作用と各々のローラに印加されてい
る電圧の差により両ローラ間でトナーが帯電されて、現
像ローラ１４の表面にトナーが付着される。さらに、前
記現像ローラ１４の表面に付着されたトナーをブレード
１５により均一な厚さに形成し、感光体に向けて露出さ
せ、感光体に形成された潜像にトナーを移転させてトナ
ー画像を形成する。

【００１５】前記現像器ユニット１０に組み合わせて配
置する感光体ユニット２０には、感光体２１と、表面が
植毛部材等により構成されるブラシローラのような帯電
ローラ２２とを設けている。そして、感光体２１に対し
て画像書き込み装置２５を配置して画像の書き込みを行
うとともに、感光体に形成したトナー画像を転写ローラ
１７の電圧の印加により用紙に転写する。また、前記画
像書き込み装置２５はＬＥＤアレイヘッドより構成され
るもので、画像情報出力装置からの情報にもとづいて、
ＬＥＤを発光させて感光体に光を照射する。前記感光体
２１の表面はアースされた光導電体よりなるもので、帯
電ローラ２２により−６５０Ｖ〜−８００Ｖの帯電が行
われ、画像書き込み装置２５より光が照射された部位、
すなわち画像情報の黒に対する部分の電位が−８０Ｖ以
下となり、光の照射部位と非照射部位（画像情報の白に
対応する部分）とで電位差が生じ、画像情報に対応する
静電潜像が形成される。

【００１６】前記感光体に形成される静電潜像に対し
て、現像ローラ１４の表面に付着している略−３５０Ｖ
に帯電しているトナーが接すると、トナーは感光体２１
の表面の光照射部位に吸引され、感光体の表面にはトナ
ー画像が形成される（反転現像）。前記トナー画像の転
写位置では、用紙の裏面から転写ローラ１７により＋５
００〜＋３ｋＶのバイアス電圧が印加されることによっ
て、用紙にトナー画像が転写される。前記トナー画像が
転写された用紙は、感光体の回転により定着器１８に向
けて送られる。また、前記トナー画像を用紙に転写した
後で、感光体の表面に残留するトナーは、帯電ローラ２
２により掻き乱されて感光体の表面に分散されるととも
に、感光体の表面の帯電と同じ電位に帯電される。そし
て、感光体が現像ローラ１４に接する位置で、両者の間
の電位差により現像ローラ１４側に移転され、容器部か
ら新たに供給されるトナーに混合されて再使用される。

【００１７】

【実施例】前記プロセスユニットにおいては、図２に示
されるように、感光体ユニット２０の感光体２１に接す
る現像ローラ１４を現像器ユニット１０に設けており、
前記現像ローラ１４には層厚規制部材としてのブレード
１５が押圧される。前記ブレード１５は薄い金属または
導電性を有する薄いプラスチックシートにより構成され
るもので、電源３０ｂからブレードに向け所定の電圧が
印加される。また、前記現像器ユニット１０の供給ロー
ラ１３と現像ローラ１４のそれぞれに対しても、電源３
０、３０ａから所定の値の電圧が印加される。そして、
現像器ユニット１０では、トナー容器１１から現像ロー
ラ１４に向けて帯電されたトナーを供給し、感光体２１
に形成される静電潜像にトナーを付着させてトナー画像
を作成する。

【００１８】前記感光体ユニット２０においては、感光
体２１に一様な帯電を行うために帯電ローラ２２を配置
しており、前記帯電ローラ２２により感光体の表面が所
定の電位に帯電される。そして、ＬＥＤにより光が照射
されることにより静電潜像が形成され、現像ローラから
トナーが静電潜像に移転されることにより、トナー画像
が形成され、前記トナー画像は、転写ローラ２６による
電位差によって用紙に転写される。前記転写ローラ２６
に対しては、電源３１からプラス２KV程度の高電圧が印
加されるもので、その給電回路には給電切換器３２を配
置している。

【００１９】前記給電切換器３２に対しては、センサの
ような信号発生器３５から制御装置３６に入力された信
号を用い、前記制御装置に設定されているプログラムに
したがって指令回路３７を作動させるもので、前記指令
回路３７の指令により給電切換器３２が転写ローラ２６
に印加する電圧の制御を行う。前記転写ローラ２６に対
する電圧の印加の動作を制御するために、画像形成装置
に設ける制御装置３６においては、図３に示すタイミン
グチャートにしたがった制御を行うことができる。前記
制御装置に入力される信号として、例えば、図１の用紙
搬送路に配置する用紙センサＳ１を、信号発生器３５と
して用いる場合を示している。

【００２０】前記タイミングチャートに示す例では、セ
ンサからの信号と転写ローラに対する電圧印加の信号の
タイミングを示している。画像形成装置においては、用
紙の送りの動作が開始される前に、定着器のウオーミン
グアップの動作は終了しており、感光体の回転と現像器
のローラ等に対するバイアスの印加がすでに開始されて
いる状態で示している。また、感光体から用紙にトナー
画像を転写する動作は、画像転写として示すように、用
紙の検知情報が制御装置に入力されてから、時間ｔが経
過した後になる。

【００２１】前記画像形成装置において、用紙搬送路内
を搬送されてくる用紙の先端部が信号発生器３５により
検知されると、その検知信号を制御装置３６に入力し、
前記制御装置に設定されているプログラムにしたがっ
て、指令回路３７に向けて制御信号を出力する。そし
て、前記指令回路３７においては、タイミングチャート
のに示すように信号発生器３５から受けた信号にもと
づいて、直ちに転写ローラ２６に対する電圧の印加を行
わせるように、給電切換器３２の回路を接続する。そし
て、感光体からトナー画像を用紙に転写する際と、同じ
レベルの電圧を転写ローラ２６に付与することにより、
感光体の帯電電位は、転写ローラの電位により既に影響
を受けた状態で一様な帯電が行われる。

【００２２】本発明の実施例において、用紙の検知情報
が入力されてから、画像の転写が行われるまでの時間ｔ
は、感光体の１周以上の長さに設定される。また、画像
形成装置の用紙搬送路において、前記センサと転写ロー
ラの間の距離が、感光体の１周以上の長さよりも短い場
合が想定される。しかし、用紙搬送路内を搬送される用
紙は、センサにより検知された後にレジストローラ装置
により一時停止され、感光体に形成されたトナー画像の
先端部にタイミングを合わせて、レジストローラ装置が
駆動されて用紙を送り出す動作を行うものであり、感光
体の回転は継続されている状態にある。したがって、前
述したようにして、用紙の検知情報にもとづいて、転写
ローラに所定の電圧をあらかじめ印加する処理を行うこ
とによって、本発明の目的は達成される。

【００２３】前記に示したような転写ローラに対する
電圧の印加の動作を行わせる方法の他に、本発明におい
ては、に示すように、画像転写時の電圧の１／２の電
圧を予備的に転写ローラに印加しておき、用紙に画像の
転写を行う際には、所定の電圧を印加するように、給電
切換器３２を作動させることもできる。前記に示すよ
うな電圧の印加の動作を行わせるためには、給電切換器
３２には２段階の電圧供給の回路を設けておき、センサ
が検知信号を出力した直後に、低い電圧を転写ローラに
対して印加させるようにする。その後に、用紙が画像転
写部に突入するタイミングをみて、指令回路３７から給
電切換器３２に対して高い電圧を印加する指令を出力さ
せて、用紙にトナー画像を転写する動作を正常に行わせ
る。そして、前記タイミングチャートのに示すよう
に、２段階の電圧印加の動作を行う場合にも、転写ロー
ラに対して低電圧を印加する予備的な動作により、感光
体の表面電位は画像転写時の状態とほぼ同じ電位に設定
される。

【００２４】また、本発明の実施例において、１枚のコ
ピーを作成する都度前記転写ローラに対する電圧の印加
の制御を行うようにするが、多数枚のコピーを連続して
行う場合には、転写ローラに対する電圧の印加の動作を
連続して行うことができる。しかし、転写ローラに対し
て常時高電圧を印加したままで作動させる場合には、転
写ローラの劣化を促進することが懸念される。そこで、
多数枚のコピーを連続して作成する場合には、用紙の通
過の合間に予備的に１／２の電圧を印加する制御方式を
用いて、画像の転写の合間に低い電圧を印加することに
より、感光体の帯電条件が大きく変化しないような制御
を行うことができる。したがって、多数枚のコピーを連
続して作成する場合でも、制御装置に設定するプログラ
ムを、前述したような動作を行うものとして設定してお
くことにより、その制御装置３６からの信号により、給
電切換器に対する指令回路の制御の動作を行わせるよう
にする。

【００２５】なお、本発明の実施例において、制御装置
３６に入力する信号発生器の信号としては、給紙カセッ
トからの用紙の送り出し信号を用いることも可能であ
る。例えば、画像形成装置の制御装置に入力されるコピ
ー作成の信号により、原稿の画像走査の動作と用紙の送
り出しの動作が、各々一定のタイミングにしたがって行
われる。そして、画像形成装置の給紙系統においては、
給紙カセットを装備した給紙部に配置する給紙ローラを
駆動して用紙の送り出しを行い、その送り出された用紙
は用紙搬送路内に設けた搬送ローラ装置により搬送さ
れ、センサにより検知された後で画像転写部に向けて送
られる。そこで、前記信号発生器３５に対応する信号と
しては、用紙搬送路の任意の位置にセンサを配置して、
そのセンサの信号を用いることの他に、給紙ローラ等に
対する駆動信号を信号発生手段として用いることも可能
である。したがって、前記制御装置に設定する時間ｔ
は、感光体の回転周速（用紙搬送速度）に対応させて、
画像転写位置から先の経路での用紙の移動に要する時間
と、感光体の１回転の周速とを比較することにより行わ
れる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の装置は、前述したような動作を
行うものとして構成しているものであるから、用紙が画
像転写位置に到達する前の段階で、あらかじめ前記転写
ローラに対して転写電圧を印加する方式を用いる場合に
は、感光体の画像転写部に用紙が侵入する前に、転写ロ
ーラからの電圧の印加により感光体の電位を安定させる
ことにより、静電潜像の電位が変化することを防止でき
る。また、用紙が転写位置に到達するまでの間は、転写
電圧よりも低い電圧を印加する制御手段を設ける場合に
は、前記転写ローラに印加する電位を転写時の電圧の半
分程度にした場合でも、用紙突入の前後の感光体の電位
が大きく変化することを防止できる。さらに、前記電圧
印加手段による電圧の印加は、感光体が１回転する時間
よりも長く設定することにより、トナー画像の形成の最
初の部分から、静電潜像の電位を一定の値に維持でき、
トナー画像に濃淡の差が生じることを防止して、画像の
品位の良好なコピーを作成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の構成を示す説明図で
ある。

【図２】 図１のプロセスユニットと電圧印加装置の構
成の説明図である。

【図３】 電圧印加の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、 ２ 給紙カセット、 ４・５
搬送ローラ装置、９ 上蓋部材、 １０ 現像
器ユニット、 １１ トナー容器、１２ 攪拌器、
１３ 供給ローラ、 １４ 現像ローラ、１５
ブレード、 ２０ 感光体ユニット、 ２１ 感
光体、２２ 帯電ローラ、 ２３ ブラシ、 ２５
画像書き込み装置、２６ 転写ローラ、 ２８
定着装置、 ２９ 排出ローラ装置、３０・３１
電源、 ３２ 給電切換器、 ３５ 信号発生
器、３６ 制御装置、 ３７ 指令回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に形成したトナー画像を、用紙の
   裏面側から転写ローラにより用紙に転写する画像形成装
   置において、 用紙が画像転写位置に到達する前の段階で、あらかじめ
   前記転写ローラに対して転写電圧を印加する手段を設け
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記電圧印加手段においては、用紙が転
   写位置に到達するまでの間は、転写電圧よりも低い電圧
   を印加する制御手段を設けることを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記電圧印加手段による電圧の印加は、
   感光体が１回転する時間よりも長く設定することを特徴
   とする請求項１または２に記載の画像形成装置。