JPH0418310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形成装置に係り、詳しくは現像画
像を担持する像担持体の画像を中間転写体に転写
し、更に中間転写体の画像を更に別の転写材に再
転写する画像形成装置に関するものである。

従来、転写式カラー電子写真装置の如く、感光
体ドラム等の像担持体上に順次異なるトナーによ
る色画像を形成し、その各色画像を転写材上に多
重転写する構成の画像形成装置において、各種方
式のものが提案されている。

それらの方式を二つに分類すると、一つはゴ
ム、金属、プラスチツク、フイルム等で構成され
た転写材支持ローラあるいは転写材支持ベルトに
転写材を巻付け、ローラあるいはベルト裏面にバ
イアス電圧を印加して像担持体上のトナー画像
を、順次複数回に渡つて転写材上に転写して多色
画像を得るものである。

もう一つは、上記と同様に無端移動するローラ
あるいはベルトを中間転写体とし、この中間転写
体上に像担持体上のトナー画像を順次複数回に渡
つて転写し、更にこの中間転写材上の多色画像を
最終的に転写材上に一括転写するものである。

前者の方式は、転写材支持手段に転写材を巻付
ける手段、また複数回の転写工程中に転写材が位
置ずれしない様にする手段が必要であり、例えば
転写材の先端をつかむグリツパーや、転写材を転
写材支持手段に吸着保持させる吸着装置等の極め
て複雑な手段を必要とする。

これに対し、後者の方式は上記の転写材保持装
置が不要で、且つ高精度で多重転写時の位置ずれ
を防止し得る。

但し上記いずれの転写装置においても、像担持
体上の現像々を転写材上に一定の転写率で転写す
ることが困難である。特にカラー画像の多重転写
では、各色トナーの転写率が異なる場合、コピー
画像のカラーバランスが変化し、良好なカラー画
像が得られないという欠点がある。

この転写率を変化させる要因としては、トナー
の粒度分布やトリボ電荷量の相違、あるいは中間
転写体が転写工程を重ねることによる静電吸引力
の変化がある。特に、開口部を持つシリンダに絶
縁性フイルムを巻付けて中間転写体を構成し、転
写体内側からコロナ放電を与えてトナー像を転写
する方式では、画像担持体であるフイルム裏面の
電位が変動し易い。その他の要因としては、中間
転写体の表面抵抗値の変化や、同じ中間転写体の
表面に生じるトナー極性と同極性の電荷蓄積等が
ある。

上記問題を解決するものとして、米国特許明細
書第3822093号の如く、感光ドラムの一部にトナ
ーと逆極性のバイアス電圧が印加された透明電極
を設け、その電極部分を現像し、現像々を転写ド
ラムに転写した後、電極上に残留したトナーの透
過率変化を検出し、その検出信号に応じて転写ド
ラムのバイアス電圧を制御する方法が知られてい
る。

しかし、この方法では、感光ドラム自体に電極
を設け、バイアス電圧を印加するための機構が必
要で装置構成が複雑となる。また現像時のトナー
量のおよび５％〜30％に相当する残留トナーを検
出するので、検出対象のトナー量が少なく、検出
信号のSN比が不充分であつたり、また残留トナ
ーは検出のための電極上でむらになり易く、その
ため検出精度に問題を生じる。

また、特開昭57−85062号のように定着後の紙
上の濃度を検出して転写帯電器の帯電量などを適
正像濃度となるように制御することが知られてい
るが、定着後の濃度はトナーが溶融されて平滑に
なつていることにより検出精度は正確ではない。

更に、像担持体上のトナー像を中間像担持体に
多色現像し、その後、一括して多色トナー像に転
写材に転写する方式においては、各色トナーの厚
さにより転写効率が変化し、カラーバランスが良
好にとれないという問題を生じる。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、簡単な装
置構成で、且つ高精度に実際に転写された中間転
写材上のトナー転写量を検出し、その転写量が一
定になる様に制御し、良好な画像を得ることがで
きる新規な画像形成装置を提供するものである。

以下本発明の詳細な説明を具体例により図面を
参照して説明する。第１図は本発明の転写装置を
カラー複写機に応用した例の説明図である。

第１図において、１は表面に絶縁層と光導電層
及び導電基板を有する電子写真感光ドラムで、軸
２に回転自由に支持され、矢印３の方向に回転す
る。ドラム１の回転に同期して原稿台ガラス４上
に置かれた原稿は第１走査ミラー５と一体に構成
された照明ランプ６で照射され、その反射光は第
２走査ミラー７で走査される。この第１走査ミラ
ー５と第２走査ミラー７は１：１／２の速比で動
く。上記原稿の反射光像はレンズ８と第３ミラー
９を経た後色分解フイルタ１０により色分解さ
れ、露光部１１で感光ドラム１の表面に結像す
る。

一方、感光ドラム１は予めランプ１３及び交流
の帯電器１４で除電され、次に１次帯電器１５に
より帯電された後、上記露光部１１で原稿像がス
リツト露光される。そして、この露光と同時に交
流又は１次と逆極性コロナを発生する２次帯電器
１６で除電又は逆帯電が成され、その後更に全面
露光ランプ１７による全面露光を行なう。これに
よりドラム１上には原稿像に対応した静電潜像が
形成される。

以上の様にして形成された感光ドラム１上の静
電潜像は、次に現像器１８により１次帯電とは逆
極性のトナーにより顕像化される。この現像器１
８はイエロー１８₁，マゼンタ１８₂，シアン１８
_３の３個の現像器で構成され、露光に用いられた
色分解フイルターに対応して指定された現像器が
個々に働き、必要な色のトナー像が得られる。

次に感光ドラム１上に形成された現像画像は、
転写前帯電器１９の位置でランプ２０の均一露光
と同時に交流又は１次帯電と逆極性の帯電が行な
われる。この転写前帯電器１９の開口部に設けら
れたグリツドワイヤには、各色毎に所定のバイア
ス電圧が印加され、感光ドラム１上は例えば略
0Vから所定の電圧に帯電される。

感光ドラム１上の現像々は転写位置で、後に詳
述する軸２１に回転自由に支持された転写ドラム
２２内の第１転写コロナ放電器２２₁により、転
写ドラム２２表面に支持された画像担持シート２
２₂上に位置合わせされ順次転写され、多色画像
が形成される。

転写後の感光ドラム１は弾性プレードで構成さ
れるクリーニング器１２でその表面の残留トナー
がクリーニングされ次の色別のトナー像形成サイ
クルへ進む。

一方、第１転写帯電器２２₁により転写された
１色目，２色目，３色目のそれぞれのトナー画像
は、画像担持シート２２₂と共に交流の帯電器２
２₃及び２２₄により毎回除電される。この帯電器
２２₃及び２２₄は互いに対向しており、それぞれ
の放電ワイヤに印加される交流電圧の位相は180゜
異なつており、除電効果を高めている。

上記工程においては、交流の帯電器２２₃及び
２２₄による除電がない場合あるいは除電が弱い
場合は、上記画像担持シート２２₂のトナー像支
持面に転写帯電と逆極性の電荷が蓄積され、転写
回数が進むにつれトナーの転写率を低下させるこ
とになる。

第２図は画像担持シート２２₂に転写される複
写画像域ｄ（破線で囲まれた部分）と、感光ドラ
ム１からこの画像担持シート２２₂へのトナー転
写量制御に用いる透過濃度検出画像域ａ，ｂ，ｃ
を展開して平面状に示す説明図である。上記シー
ト２２₂は横方向が回転軸方向で、縦方向が円周
方向に対応する。

検出画像域ａ，ｂ，ｃはそれぞれイエロー，マ
ゼンタ，シアンの単色現像々に対応して構成され
る。これらの検出画像域ａ，ｂ，ｃに対応する感
光ドラム１の潜像は、感光ドラム１表面が一様な
電位に帯電された後、第１図の２次帯電器１６の
位置に、各画像域ａ，ｂ，ｃに対応して設けられ
たブランク露光ランプ１６ａを点滅制御して形成
する。即ち、第２図の形に検出画像域を形成する
ときは、感光ドラム軸方向に複数個配列したラン
プ１６ａの間に遮光板を設け、使用する現像器に
対応してドラム軸方向のランプの点滅を制御す
る。

各画像域ａ，ｂ，ｃに対応する感光ドラム上の
潜像は順次イエロー，マゼンタ，シアンの各色の
トナーで現像した後、順次転写されて色別にトナ
ー像が形成される。ここで検出画像域ａ，ｂ，ｃ
は複写画像域ｄ外にあつても良い。

第１図の３３₁〜３３₃は第２図の検出画像域
ａ，ｂ，ｃを照射する光源用ランプであり、転写
ドラム２２の軸方向に現像器の色に合せて３個並
列に配置されている。またこのランプ３３に対向
する３４₁〜３４₃は、検出画像域ａ，ｂ，ｃを透
過した透過光を検出するCdSやSBC等の受光部材
で、光源３３₁〜３３₃のそれぞれのランプに対応
してやはり転写ドラム２２の軸方向に３個配置さ
れている。ランプ３３₁〜３３₃に対応する受光器
３４₁〜３４₃を反射式で使用する場合は、光源と
受光器との間には、検出画像域ａ，ｂ，ｃに転写
されるトナー色と補色の関係のフイルタを設ける
と、検出の際のＳ／Ｎ比がとり易い。しかし、第
１図の実施例の如く、透過方式で且つ用いるトナ
ーが粉体の場合、透過光を散乱させ易いので、特
に補色フイルターを用いなくても、Ｓ／Ｎ比は充
分にとることができる。上記受光部材３４₁〜３
４₃は、転写後のトナー量を検出するために、各
色トナーの転写毎に検出すべき画像域ａ，ｂ，ｃ
のいずれかが通過する際、所定の検出画像域に対
応する光源と受光器とを作動させてトナーを介し
た透過光量を検出する。

上記光源及び受光器により検出した各色トナー
の転写量検出信号は、順次第１図の検出回路３５
_１〜₃及び制御回路３６₁〜₃を経て、第１転写帯電
器２２₁の高圧電源３７と転写前帯電器１９のグ
リツドバイアス電源３８を制御する。そして、上
記検出画像域のトナー転写に続く、原稿像のトナ
ー転写量を適正な値に制御する。

上記の光源３３₁，受光部材３４₁，検出回路３
５₁及び制御回路３６₁の１組が１色のトナーの転
写量制御に用いられる。

本発明を実施するに当たり、上記の電源３７，
３８の全てを同時に制御せずに、少なくともいづ
れか一つの電源を制御しても効果が得られる。

第１図の実施例の制御回路３６₁〜₃は、標準電
圧発生回路と比較回路を内蔵しており、検出回路
３５₁〜₃の出力信号と標準電圧発生回路の出力信
号とを比較する。そして、比較したレベル差に応
じて制御回路３６₁〜₃に内蔵する演算制御回路と
記憶回路の働きにより、所定タイミングで例えば
第１転写帯電器２２₁の高圧電源３７の電圧を制
御し、適正なトナー転写量を設定する。

なおトナーの転写量はある範囲において第１転
写帯電器２２₁への印加電圧、あるいは転写前帯
電器１９のグリツドへの印加電圧を高めると多く
なる。第１図示装置においては、トナーがマイナ
ス極性の場合、転写帯電器２２₁への印加電圧は
＋5.0KV〜＋8.0KVの範囲で、また、転写前帯電
器１９（放電ワイヤへの印加電圧は−6.0KV）の
グリツドへの印加電圧は0V〜−500Vの範囲で制
御される。

上記の各色トナーの転写量検出は、一定時間休
止した後に再びコピー操作するときに、実際の原
稿像の露光に先立つてブランク露光制御により、
感光ドラム上に検出画像域ａ，ｂ，ｃに対応する
潜像が形成され、現像、転写され、転写ドラムの
検出画像域ａ，ｂ，ｃに３色のトナーの転写画像
を形成するシーケンス制御が成される。または、
オペレータが転写量検出スイツチを選択すること
で任意のコピー間隔で制御しても良い。

上記検出画像域の形成例としては、第３図ａ・
ｂに示す様に複写画像域ｄの外に形成することが
可能で、第３図ａのように画像担持シートの回転
軸方向でも、第３図ｂのように同シートの円周方
向に設定しても良い。

一方、カセツト２４内の転写紙２５は給紙ロー
ラ２６により機内に送られ、レジスタローラ２７
でタイミングがとられ、転写位置で第２転写帯電
器２８のコロナ放電作用により、上記画像担持シ
ート２２₂上に形成した多色画像が転写紙２５上
に一括転写される。このとき、転写ドラム２２の
内側からトナー画像と同極性（即ち、第２転写帯
電器２８の極性と反対極性）あるいは交流の帯電
器２２₅によりコロナ放電を行なうと、２色ある
いは３色の厚いトナー層も、極めて効率良く転写
紙へ転写することが可能となる。

その理由としては、帯電器２２₅のコロナ放電
により転写ドラム２２のシート２２₂の裏面にあ
る電荷が除電され、転写ドラム表面のトナーの拘
束力を良好に減少させること、あるいは同シート
２２₂の裏面にトナー画像と同極性の電荷を帯電
させ、このシート２２₂表面のトナーを反撥させ
ることにより、第２転写帯電器２８による再転写
の効率を補助するためである。また、帯電器２２
_５は転写帯電器２８からのコロナを引出すための
対向電極となり、この帯電器２８のトナー画像へ
向かう放電量を増加させて、再転写効率を高める
効果に寄与している。

従つて転写ドラム２２の最下層のトナーも充分
に転写でき、カラーバランスの良い画像が得られ
る。

また、転写率の向上により、後の工程である画
像担持シート２２₂表面のクリーニングが容易と
なる。転写紙２５は転写帯電器２８により転写帯
電された直後、交流の帯電器２９により転写紙２
５裏面に分離除電が行なわれ、転写紙は転写ドラ
ム２２から分離される。そして、搬送ベルト３０
へ受渡され、更にシリコーンオイルが塗布された
熱ローラ定着器３１へ導かれ加圧・加熱され、そ
の後トレー３２へ排出される。

一方、転写ドラムの画像担持シート２２₂表面
には接離自在のフアーブラシを用いたクリーニン
グ器２３が接触して、シート２２₂の残留トナー
が清掃される。このクリーニング器２３に対向し
て、シート２２₂の裏面に接触するクリーニン
グ・ブラシ２２₆が設けられてある。このブラシ
２２₆は、クリーニング器２３が動作した際、機
械的なバツク・アツプを行なうと共に、画像担持
シート２２₂の裏面のクリーニングも併せて行な
う。

上述のように第１図に示すカラー電子写真装置
は、感光ドラム１の表面に担持された現像画像を
順次転写ドラム２２上に転写し、得られた多色画
像を一括して転写紙２５上に転写する。

図示の実施例において、転写装置の転写ドラム
２２は第４図にその斜視図を示すように、例えば
絶縁性樹脂フイルムの如き画像担持シート２２₂
と、このフイルムをその端縁で支持する支持部材
２２₁と、このフイルム２２₂の端縁と支持部材２
２₁との間に介装された弾性部材２２₈（第４図と
第５図に点をほどこした部分）より成る。第５図
は転写ドラム２２の軸方向の断面図を示すもので
ある。上記の支持部材２２₁は両側の円筒状の両
枠部と、この両枠部を連結一本化する連結部２２
ａを有している。なお、画像担持シート２２₂が
十分に厚く力学的に円筒状を保つ場合には、上記
連結部は不要となる。

上記の画像担持シートに用いる絶縁性フイルム
には、ポリエステル，ポリプロピレン，トリアセ
テート等のプラスチツクフイルムが用いられる。
厚みは25μ〜300μで、好ましくは100μ前後であ
る。

また転写時、感光ドラムからの分離直後に生じ
易い剥離放電の影響による転写ムラやトナーの飛
び散り、あるいは画像担持面のチヤージアツプ現
象等を極力防止するのに、表面抵抗が１×10⁸Ω
から１×10¹²Ωの比較的抵抗の樹脂、または
PVK，ZnO等の光導電性樹脂を高抵抗フイルム
２２₂の画像担持面にコーテイングすると、より
良い転写画像が得られる。フイルム２２₂と支持
部材２２₇との間に介在する弾性部材２２₈は例え
ばJIS硬度が40以下の低硬度のゴム（ウレタンゴ
ム，エチレン・プロピレンゴム，クロロプレンゴ
ム，NBR，天然ゴム，シリコンゴム等の低硬度
のもの）あるいはゴム及びプラスチツクの発泡体
（発泡ブチルゴム，発泡ポリウレタン，発泡ポリ
エチレン，発泡ポリスチレン，発泡塩化ビニル
等）等が用いられる。弾性部材２２₈の厚みは0.5
mmから５mm位の範囲が好適である。

第６図は第１図装置の変形例を示すカラー複写
機の断面図を示す。図の装置においては、第７図
に示す様に、画像担持シート２２₂に設ける検出
画像域ｅに対して、イエロー，マゼンタ，シアン
の各色のトナーを重ねて現像する。そして、この
画像域ｅのトナー量を検出手段である光源４３を
受光部材４４とにより検出し、転写材２５に対す
る転写量を制御する。

上記検出画像域ｅへのトナー像の形成は、上記
第２図の場合と略同一で、２次帯電器１６の位置
に設けたブランク露光用のランプ１６ａの一部を
用いる。各色現像の都度、ランプ１６ａを所定の
タイミングで点灯することにより、感光ドラム１
上に潜像が形成され、この潜像を現像した各色ト
ナーは、上記検出画像域ｅに３色のトナー像を形
成する。

上記第６図装置においては、受光部材４４は検
出画像域ｅの通過時に透過光量を検出し、３色の
トナーが転写された後のトナー量を検出する。そ
の検出信号は順次図の検出回路４５，制御回路４
６を経て、第２転写帯電器２８及び帯電器２２₅
の高圧電源４７及び４８，転写前に作動する帯電
器２２₁₀のグリツドバイアス電源である４９を制
御する。なお、本発明を実施するに当たり、上記
の電源４７，４８，４９全てを制御せずに、少な
くともいずれか一つの電源を制御しても効果が得
られる。

上記電気回路のうち、制御回路４６は標準電圧
発生回路と比較回路を内蔵しており、検出回路４
５の出力信号と標準電圧発生回路の出力信号とを
比較する。そして、比較したレベル差に応じて制
御回路４６に内蔵する演算制御回路と記憶回路の
働きにより、所定タイミングで例えば第２転写帯
電器２８の高圧電源４７の高圧電流を制御し、適
正なトナー転写量が転写材に転写される様に調節
される。

なお、トナーの再転写量あるいは範囲におい
て、第２転写帯電器２８，帯電器２２₅への印加
電圧あるいは帯電器２２₁₀のグリツドへの印加電
圧を高めると多くなる。第２図示装置において
は、トナーがマイナス極性の場合、第２転写帯電
器２８への印加電圧は＋5.0KV〜＋8.0KVの範囲
で、また帯電２２₅への印加電圧は−5.0KV〜−
7.0KVの範囲で、そして、帯電器２２₁₀（放電ワ
イヤへの印加電圧は−6.0KV）のグリツドへの印
加電圧は0V〜−500Vの範囲で制御される。

上記のトナーの転写量検出は、一定時間休止後
にコピー操作するときに原稿像の露光に先立つブ
ランク露光制御により、感光ドラム上に検出画像
域ｅに対応する潜像が形成され、現像，転写され
て転写ドラムの検出画像域ｅに３色のトナーの転
写画像を形成するシーケンス制御が成される。あ
るいは、オペレータが再転写量検出スイツチを選
択することで任意のコピー間隔で制御することも
可能である。

また上記の再転写量検出制御は、第１図示の第
１転写帯電器２２₁等の制御と組合わせて行なつ
ても良い。この場合は第２図の検出画像域に加え
て第７図の検出画像域ｅに相当する画像域を設け
れば良い。

第８図は、本発明をデジタル方式によるカラー
画像形成装置に適用した装置断面図で、第１図の
感光ドラム１に代えて表面に絶縁層と導電基体を
有する絶縁ドラム４０を用いている。この絶縁ド
ラム４０には、マルチスタイラスヘツド４１によ
り上記色分解に対応した静電像が形成される。こ
の絶縁ドラム上の残留トナーはクリーニング器１
２により清掃され、残留電荷は交流除電器４２に
より除電され、次の工程に備えられる。

上記第８図の装置の使用例としては、計算機の
記録やフアクシミリの記録等に用いられ、スタイ
ラスヘツド４１は図示しない制御回路により駆動
されて絶縁ドラム４０上に潜像を形成する。な
お、同図において第１図の付号と同一の部材は、
第１図装置と同一機能を有するものとする。

上記本発明により、感光ドラムや絶縁ドラム等
の像担持体上に形成した各色トナーの、画像担持
シートの如き中間転写体に対する実際に転写され
た現像剤量を検出することによつて転写量を補正
し、この補正されたトナー像を最終的に転写材に
転写するから、トナー劣化や環境変化等による転
写効率の変動があつても、カラーバランスの良好
な画像を得ることができる。

勿論単色トナーの画像形成装置にも適用可能で
あり、この場合は常時安定した濃度の画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る転写装置を適用した複写
装置の断面図、第２図と第３図ａ，第３図ｂは検
出画像域を示す説明図、第４図は転写ドラムの斜
視図、第５図は転写ドラムの一部断面図、第６図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第７図は第
６図装置の検出画像域を示す説明図、第８図は本
発明の他の実施例を示す断面図である。 図において、１，４０は夫々像担持体である感
光ドラムと絶縁ドラム、１８は現像器、２２₁は
第１転写コロナ放電器、２２₂は中間担持体であ
る画像担持シート、３３₁〜３３₃は光源、３４₁
〜３４₃は受光部材を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持体と、この像担持体上に現像像を形成
   する手段と、前記現像像を中間像担持体に転写す
   る第１の転写手段と、前記中間像担持体上の現像
   剤を転写材に転写する第２の転写手段と、を有す
   る画像形成装置において、 前記中間像担持体上の現像剤量を検知する検知
   手段と、前記検知手段による検知結果に基づき前
   記第１の転写手段による転写時の転写効率を変化
   させる手段と、を有することを特徴とする画像形
   成装置。 ２ 前記第１の転写手段は転写帯電手段であり、
   前記転写効率を変化させる手段が、この転写帯電
   手段である特許請求の範囲第１項記載の画像形成
   装置。 ３ 前記転写効率を変化させる手段が、前記現像
   像形成後前記第１の転写手段による転写前に前記
   像担持体に放電を与える放電手段である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の画像形成装置。