JPH04190258A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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の転写材を、
静電気的に支持・搬送して像担持体上のトナー像を物理
的手段によって前記転写材上に転写したのち定着手段へ
搬送を行う転写ベルト装置を有する画像形成装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第７図は従来の画像形成装置である電子写真複写機の一
実施例を示す断面構成図である。図において、ｌＯはド
ラム状の像担持体である感光体ドラム、２０は感光体ド
ラム１０周面を帯電する帯電器、３０は露光装置、１３
は像露光部、４０は現像器、５０は転写材供給装置、５
３は給紙ローラ、Ｐは転写材である記録紙、１６は転写
用の帯電器である転写器、１７は分離用の除電器である
分離器、８０は定着器、９０はクリーニング装置、５６
は記録紙Ｐの搬送手段である搬送ベルトである。

前記複写機め動作を説明すると、帯電器２０により感光
体ドラム１０周面を一様に帯電した後、感光体ドラム１
０周面に露光装置３０により像露光部１３において露光
を行い静電的な潜像を形成する。そののち現像器４０に
より前記潜像は現像・顕像化されてトナー像となる。こ
のトナー像はタイミングを合わせて転写材供給装置５０
の給紙ローラ５３により給送される記録紙Ｐ上に転写さ
れる。この転写は記録紙Ｐの背後より転写器１６によっ
て前記トナーの帯電と逆極性の帯電が施されてなされる
。転写後分離器１７によって交流の高電圧が印加されて
除電され前記記録紙Ｐは感光体ドラム１０より分離され
る。分離された記録紙Ｐは搬送ベルト５６によって定着
器８０に搬送されそのトナー像は定着され装置外の排紙
凰に排出される。

一方、トナー像を転写した感光体ドラムｌＯは局面に残
留したトナーをクリーニング装置９０によってクリーニ
ングされ次のコピーに待機する。

しかしながら、前記のような構成ではトナー像の転写性
及び分離性を確実にするために、転写器１６と分離器１
７間の放電効率を調整して最良に機能する点を見いださ
ねばならず、かつこの放電効率は環境の影響を大きく受
け、信頼性に対する許容範囲が狭いという問題を有して
いる。前記転写性を左右するのは、記録紙Ｐの持つ電荷
、記録紙Ｐの機械的特性（ステイフ不ス１表面平滑性、
カールなど）であり、これらは記録紙Ｐの保存状態や転
写時の環境（温度、湿度）などによって大きく変動し、
常に良好な状態に保持することは困難である。

また、感光体ドラム１０のドラム径が大きい場合は、記
録紙Ｐが搬送ベルト５６に移行するときに、元の平面状
態に戻ろうとする力がドラム径の小さい場合に比べ小さ
いため、トナー像の転写を終了した記録紙Ｐは感光体ド
ラム１０に付着し紙詰まりを起こし易く、機械としての
通紙性の低下を招き信頼性を悪化させるなどの欠点を有
していた。

前記欠点を改善した技術として、第８図に示すベルト状
の転写・搬送装置が、米国特許３，３５７．３２５号公
報等に開示されている。

第８図において、ＩＯはドラム状の像担持体である感光
体ドラム、７０＆はベルト状の転写・搬送装置である転
写ベルト装置、７１は電荷を保持し転写材を吸着する転
写ベルト、７２．７３は転写ベル）７１を支持・伸張し
回転するためのローラ、６０は記録紙Ｐを静電気力によ
って転写ベルトハに汲置させるためコロナ放電を行う転
写前紙帯電器、１６はトナー像を感光体ドラムＩＯから
記録紙Ｐに転写するための転写用帯電器である転写器、
１６０は転写部である。かかる構成によって、記録紙Ｐ
を転写ベルト７１に付着させて搬送することができ、転
写部において優れた転写効率、分離効率を得ることがで
きる。

前記転写ベルト装置７０台は、感光体ドラムｌＯ上にト
ナー像を重ねて形成して一度に記録紙Ｐに転写を行うよ
うにしたカラー画像形成装置では好ましい装置である。

前記カラー画像形成装置にあっては、感光体ドラムｌＯ
上にトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム
１０周縁部に備えてドラム径が大きくなり、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、トナー像を重ねる方
式ではトナー付薯量が大きくなるため、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、という二点において転写ベルト装置
は優れているからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる転写ベルト装置を設けた画像形成装置で、感光体
上のトナー像の転写材への転写に先立っては、転写材は
感光体上のトナーと同極性に帯電され、それによって感
光体に巻付くことなく、かつトナーが不要に付着するこ
ともなく、転写ベルトに確実に吸着保持されて転写部へ
と搬送されたのち、逆極性の転写器の帯電を受けて感光
体上のトナー像は転写材上に転写、記録される。

かかる転写材の紙帯電手段としては帯電極を設けてコロ
ナ放電による帯電形式と弾性プラン等の導電性部材に電
圧を印加し、該導電性部材を転写材に当接させる帯電形
式とがあるが、前者は電極の汚れが甚だしく、放電ムラ
により帯電が不均一かつ不充分になる傾向があり、後者
の弾性ブラシを用いた帯電手段がかかる点において有利
である。

しかしながら弾性ブラシを用いた帯電手段によるときは
、転写材として例えばオーバーへラドプロジェクタ（Ｏ
ＨＰ）に用いられるトランスペアレンジ等を使用する場
合、素材が電気絶縁性であるために転写時にも紙帯電手
段による影響が残っていて、転写したトナー画像にブラ
シ状の縦方向のスジ目が入り光の透過性を著しく低下さ
せる。

本発明はこの点を解決して改良した結果、転写材が普通
紙であるときは勿論、電気的に絶縁体の転写材によって
も転写材の搬送は良好であって、スジ目や転写ムラ等の
ない高品質の画像を転写して転写材上に記録することの
出来る画像形成装置の提供を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、回転する転写ベルト上に、同期して給送さ
れる転写材を紙帯電手段によって帯電して付着搬送し、
該転写材上に像担持体上に形成されたトナー画像を転写
したのち分離定着する画像形成装置において、前記紙帯
電手段による帯電は転写材に応じて選択的に行うことを
特徴とする画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第６図に示す。

第１図は本発明の画像形成装置の構成を示す断面図であ
る。

図において、第７図及び第８図に示す従来の画像形成装
置及び転写ベルト装置７０番と同一部分は同一符号で表
し、その動作もほぼ同様であるから重複する部分の詳細
な説明は省略する。

第１図において、１０はドラム状の像担持体すなわち感
光体ドラムで、ＯＰＧ感光体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。２０は前記感
光体ドラム１０周面の感光体に電荷を印加するスコロト
ロンの帯電器、１３は図示しない露光光学系によって感
光体ドラム１０周面上で焦点を結ぶように像露光光或は
レーザビームが投射される像露光部である。

前記露光光学系には例えばレーザ書込み系ユニットが使
用される。前記画像形成装置とは別体の画像読取り装置
から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニットに
入力されると、このレーザ書込み系ユニットにおいては
、半導体レーザより発生されるレーザビーム（波長７８
０ｎｍ）はポリゴンミラーにより回転走査され、ｆθレ
ンズを経て反射ミラーにより光路を曲げられ、予め前記
帯電器２０によって一様に帯電された感光体ドラム１０
周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
記感光体ドラム１０周面上を走査する。従って、レーザ
ビームによる主走査と感光体ドラムｌＯの回転による副
走査により感光体ドラムｌＯ上の画像部に第１の色に対
する潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として
例えばイエロー（Ｙ）のトナーを収容する現像手段によ
り反転現像がなされて感光体ドラム１０周面にイエロー
のトナー像が形成される。得られた画像部のトナー像は
感光体ドラム１０周面に保持されｔ；まま感光体ドラム
１０の周面より引き離されている転写手段及びクリーニ
ング手段の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム１０は前記帯電器２０によ
り再び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２
の色信号が前記書込み系ユニットに入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１０周面
への第２の色信号による書込みが行われ潜像が形成され
る。この潜像は第２の色として例えばマゼンタ（Ｍ）の
トナーを収容する現像手段によって反転現像がなされ、
マゼンタのトナー像が形成される。このマゼンタのトナ
ー像は既に形成されている前述のイエローのトナー像の
上に重ねて形成される。

このようにして得られた画像部のトナー像は感光体ドラ
ム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１０周面より
引き離されている転写手段及びクリーニング手段の下を
通過し、次のコピーサイクルに入る。

同様にして感光体ドラムｌＯ上には第３の色信号による
書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の色
として例えばシアン（Ｃ）のトナーを収容する現像手段
によって反転現像がなされる。

このシアンのトナー像は前述のイエロー、マゼンタのト
ナー像の上に重ねて形成することによってカラー画像が
得られる。さらに本実施例のように黒色のトナーを収容
した現像手段を備え、前記と同様に黒色のトナー像をさ
らに重ねることによって高画質のカラー画像を得ること
ができる。

４１ないし４４は前記の現像を行うそれぞれイエロ−、
マゼンタ、シアンおよび黒の各トナーを収容した現像手
段たる現像器でいずれも近似した構造を有している。

第２図は現像器４１の構造を示したもので、現像器４１
の内部には、現像スリーブ４１１、マグネットローラ４
１２、撹拌スクリュー４１３，４１４、掻取り板４１５
等が設けられている。現像スリーブ４１１と感光体ドラ
ム１０との間隙は、現像スリーブ４１１と同軸に設けら
れた感光体ドラム１０周面の画像部外に当接するコロ（
図示せず）によって、常に０−５＋ｏ＋ａ前後の一定間
隙に保持されている。

図示省略したトナー収納装置より補給されるトナーは、
互いに反対方向に回転される撹拌スクリュー４１４と撹
拌スクリュー４１３とによって磁性キャリアと十分に撹
拌混合される。この磁性キャリアとトナーからなる二成
分現像剤りは撹拌混合された後、現像スリーブ４１１に
供給される。現像スリーブ４１１の内部には固定した磁
極を有するマグネットローラ４１２が配設され、この現
像スリーブ４１１．！：マグネットローラ４１２とによ
って前述しｔ；現像剤りによる薄層が形成される。

現像スリーブ４１１表面の現像剤りの薄層の厚さは現像
スリーブ４１１と感光体ドラム１０との間隙よりも薄く
なるように、例えばマグネットローラ４１２の磁極に対
向して設けた磁性材からなる円柱棒の現像剤薄層形成手
段４１６を現像スリーブ４１１に押圧することにより現
像剤りは均等な３００μｍ前後の薄層状態に整形される
。現像スリーブ旧ｌ上には現像バイアスが印加され、感
光体ドラムＩＯ上の画像部潜像の現像を行う。現像の終
わった現像スリーブ４１１上の現像剤りの薄層は、掻取
り板４１５によって一旦掻き落とされ新しく前述の方法
によって現像剤りの薄層が形成される。

このような感光体ドラム１０とその周縁部に設けられた
帯電器２０による帯電と、各色刷のレーザ書込み系ユニ
ットによる露光及び現像器４１〜４４による現像処理は
各色毎に従って４回行われ、感光体ドラムｌＯの周面上
の画像部には重ね合わせによってカラーのトナー像が形
成される。

５１．５２は転写材供給装置から１枚ずつ給送されてく
るサイズ別の転写材の通路、５３は感光体ドラム１０上
の前記カラートナー像の移動に同期して転写部１６０へ
転写材を搬送するためのレジストローラである。

７０は転写ベルト装置で、７１はベルト部である転写ベ
ルト、７２．７３は導電性の金属材力）らなるローラで
、上流側のローラ７２は接地又は接地状態に近い所定の
電位にされている回転可能な軸を有するローラ、下流側
のロー２７３は固定軸を有する転写ベルト７１駆動用の
σ−ラである。７４はベルト支持部材でその一端はロー
ラ７３の軸芯を固定軸とし、他端はローラ７２の可動軸
に連結していて、図示省略した障性部材によりローラ７
２が下方に位置するように付勢されている。従って、常
時（非転写時）は転写へルト７１は感光体ドラム１０濁
面より退避されていて、転写時には装置制御部の制御に
よって作動する偏芯カム７７が板バネ７８を介してベル
ト支持部材７４を図において上方に押圧し、ローラ７３
を揺動中心として反時計方向に回動し、ベルト支持部材
７４の両側端に設けたローラ７６が感光体ドラム１０周
面の画像部外の側＠部に当接して、転写ベルト７１は感
光体ドラム１０の転写＄１６０に当接される。

７９は転写ベルト７１上の付着トナーを掻き落とすベル
トクリーニング装置のクリーニングブレート、９５は内
部Ｊこ可撓性の搬送スクリューを有するトナー搬送管で
クリーニングブレード７９で掻き取られたトナーを図示
しないトナー回収ボックスへ搬送する。

前記転写ベルト７１の構成は、例えば２層がらなす、本
体は０．５〜１■厚程度のシリコンゴム、ポリウレタン
ゴム、ブチルゴムなどのエンドレス状の体積抵抗率１０
”Ω・ｃｍ前後の高抵抗シートで、このシートの上層Ｉ
こ例えばふっ素糸樹脂をスプレーｉｈ布などして摩擦抵
抗を低くするとともに汚れの付着を防止している。

１６は転写部１６０に対向する位置に設けられた転写用
の帯電器である転写器、６ｏは転写ベルト７１と感光体
ドラムｌＯとの間の楔形断面空間においてローラ７２を
巻回する転写ベルト７１に対向して配置された転写材の
紙帯電手段である紙帯電器で、６１は紙帯電器６０に設
けられた導電性の繊維材からなり転写前紙帯電の作用を
なす導電性部材で弾性を有した帯電ブラシで、６６は帯
電ブラシ６１ヘバイアス電圧を印加するための電源であ
る。帯電ブラシ６１と電源６６との間には万一帯電ブラ
シ６１が接地部等に接触したときに大電流が流れるのを
防止するために保護抵抗を直列に挿入してもよい。

前記紙帯電器６０は第５図に示すように軸６０Ａを支点
として回動可能に支持され、その先端に導電性の弾性繊
維部材から成る帯電ブラシ６１を把持している。

さらに前記紙帯電器６０は、角穴６０Ｂに内接する偏心
カム６２の回転位相により第５図（ａ）に示す角度にあ
って前記帯電ブラシ６１の先端を感光体ドラム１０と当
接状態にある転写ベルト７１の局面に対し弾性的に圧接
して接触させる状態としたりあるいは第５図（ｂ）に示
す角度に回転して紙帯電器６０を時計方向に回動し、前
記帯電ブラシ６１を感光体ドラムｌＯと当接状態にある
転写ベルト７１の周面より退避させる状態とすることが
出来る。転写ベルト７１が感光体ドラム１０と離間した
状態にあっては偏心カム６２の何れの位相にあっても帯
電ブラン６１は転写ベルト７１に接触することはない。

なお、帯電ブラン６１の導電性繊維にはステンレス鋼の
ワイヤも用いることもできるが、本実施例では体積抵抗
率１０’〜１０＠Ω・ａｍの炭素混入レーヨンを用いて
好効果を得ている。

前記偏心カム６２の回転位相は算６図に示す制御回路に
よって選択、決定される。

すなわち前もって転写材の材質が通常の転写紙であるか
あるいは前述のトランスペアレンジのような電気絶縁性
の材料であるかが検知される。検知の手段としては転写
材の透明度、空気絶縁性あるいは収納する給紙カセット
の識別等の方法がとられる。勿論オペレータによって選
択されても差支えない。

前記の検知信号にもとづき転写材として転写紙の給紙が
検知された場合、制御部の出力によって前記偏心カム６
２が回動して前記紙帯電器６０を第５図（ａ）に示す状
態とし同時に帯電ブラシ６１に対し所定の帯電電圧が印
加される。

この場合、帯電ブラシ６１には現像剤のトナーの帯電と
同極性バイアス電圧が印加されるので、記録紙Ｐが転写
部１６０に至るまでは、感光体ドラムｌＯ上のトナーが
記録紙Ｐに吸引されることがない。

従って、鮮明なコピー画質を得ることができる。

このバイアス電圧の印加は、感光体ドラム１０周面の移
動線速度が１４０ａＩＩｌ／　ｓｅｅ、画像幅３００〜
３５０ｍｍ＋、紙厚６５ｇ／ｌ１１２ノ場合、０．５〜
２．ＯＫＶ　（ト＋　−トｌｉ［性）となるよう定電圧
制御が行われる。

一方、トランスペアレンジの給紙が検知された場合、前
記偏心、前記偏心カム６２がさらに回動して帯電器６０
と第５図（ｂ）に示す角度とし帯電ブラシ６１に対する
帯電電圧の印加は行われない。

以上説明した実施例では転写材に対応して帯電ブラシ６
１が移動して転写材への帯電を行うようにしたものであ
るが、帯電ブラシ６１は常に搬送される転写材に当接し
、転写材に対応して電圧を印加或いは非印加するように
したものであっても差支えない。

第１図に示した画像形成装置は、感光体ドラムｌＯに対
し各像形成手段を第３図に示すような位置関係に配設し
ていて、その画像形成のプロセスは第４図のタイムチャ
ートに示したシーケンスによって制御される。第４図で
は転写紙をコピーする場合を示している。

すなわち前記のようにして感光体ドラムＩＯ上に４色目
のトナーを収容した現像器４４による現像が開始された
後、レジストローラ５３の作動、転写ベルト７１の圧接
動作が行われ、さらに転写紙が給送される場合には、前
記紙帯電器６０の帯電ブラシ６１による接触動作と電圧
印加、一方トランスペアレンジが給送される場合には、
帯電ブラシ６１の退避動作がそれぞれ行われる。

その結果転写紙の場合には前記紙帯電器６０により感光
体ドラムｌＯ上のトナーと同極性に帯電されて転写ベル
ト７０に強く吸着され一体となって転写部１６０へと搬
送される。一方電気絶縁性をもったトランスペアレンジ
の場合には前記紙帯電ブラシ６１による帯電を受けない
でも転写ベルト７０に静電的に付着し、転写部１６０へ
搬送されてスジ目や転写ムラ等のない光の透過性に優れ
た画像が得られるようになっている。

転写部１６０へ転写材の前端が到達すると転写ベルト７
１により転写材は感光体ドラムｌＯに圧接される。する
と転写器１６は感光体ドラムｌＯ上のトナーの帯電とは
逆極性の帯電を行い、転写材上に前記トナー像を転写す
る。トナー像を転写された転写材は、転写ベル１−２１
によってさらに搬送されて図示省略した定着部に至り加
熱溶着による定着がなされたのち、外部の排紙皿に排出
される。５５は記録紙が上方に誤まって侵入するのを防
止するための分離爪である。

前記転写ベルト７１の回転、圧接と転写器１６による帯
電作用とにより転写を終えた感光体ドラム１０はクリー
ニング装置１９０によってクリーニングがなされるが、
クリーニング装置９０にはクリーニング手段としてクリ
ーニングブレード９Ｌ静電気的に残留トナーを回収する
トナー回収ローラ９２等を有していて、感光体ドラム１
０周面上にトナー像を形成中は前記クリーニングブレー
ド９Ｉは退避状態にアリ、転写ヲ終えた状態で感光体ド
ラム１０ｉ：ＥＥ接シテクリーニングを行う。またクリ
ーニング１ｔ９０の上流側には除電ランプ９３、下流側
には除電ランプ９４が位置していて、除電ランプ９３は
感光体ドラム１０周面上の残留トナーを腺去し易い状態
に除電し、除電ランプ９４はクリーニングされた感光体
ドラム１０周面を一様に除電して均一な帯電が行われる
ようにする。さらにクリーニング装置９ｏの底部には可
撓性の材料からなるトナー搬送スクリューを有するトナ
ー搬送管９５が設けられていて、クリーニングによって
回収した廃トナーを図示しないトナー回収ボックスに搬
送する。前記クリーニングを終えた感光体ドラム１０は
次の画像形成のプロセスに入る。

〔発明の効果〕

本発明により一般の転写紙はもとよりオーバーへッドプ
ロジェタ等に使用されるトランスベアレンジの如き電気
絶縁性の転写材に対しても、常に安定してムラやカブリ
のない光の透過性に優れた画像を転写することの出来る
利用範囲の広い画像形成装置が提供されることとなった
。

なお、本発明の紙帯電器としては導電性の帯電ブラシが
好ましく用いられるが、コロナ放電を行う帯電器であっ
ても差支えない。

【図面の簡単な説明】

１８１図は本発明のカラー画像形成装置の断面構成図、
第２図は前記装置の現像器の断面図、第３図は各像形成
手段の配置関係を示す説明図、第４図は画像形成プロセ
スを示すタイムチャート、第５図は前記装置の紙帯電器
の作動図、第６図はその制御回路図、第７図は従来の電
子写真複写機の構成を示す断面構成図、第８図は従来の
転写ベルト装置の一実施例を示す概略構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　回転する転写ベルト上に、同期して給送される転写材
   を紙帯電手段によって帯電して付着搬送し、該転写材上
   に像担持体上に形成されたトナー画像を転写したのち分
   離定着する画像形成装置において、 前記紙帯電手段による帯電は転写材に応じて選択的に行
   うことを特徴とする画像形成装置。