JPH04190275A - 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ＷＪ像形成装置に関
する。

〔従来の技術〕

第８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。

前記複写機の動作を説明すると、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（転写紙）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皿に排
出される。

一方、トナー像を転写した感光体ドラムｌＯは周面に残
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（ステイフネス１表面平滑性、
カールなと）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９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９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、７０番はベルト状の転写・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は転写ベルト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）７１に吸着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１０か
も記録紙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拳は、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太き（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
式ではトナー付着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〕

かかる転写ベルトを用いた画像形成装置において、感光
体ドラム上の静電潜像を反転現像したのち転写する場合
、第７図に示す如く転写紙の通過後にも転写器による転
写放電が行われると転写紙の後端部に相当する感光体の
帯電電位にギャップを生じ、この電位ギャップがそのあ
との感光体の除電作用によっても完全に消去されないで
電位ムラとなって残留し、連続コピー時においては引き
続き形成される画像に重複して次のコピーでは、濃度ム
ラとなって画質を低下させていた。

本発明はこの点を解決して改良した結果、転写電流によ
る感光体の電位ギャップを最小に抑えてその後感光体に
対して行われる除電作用による電位ムラの消去を充分可
能とし、常に濃度ムラのない均一で良品質の画像を記録
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。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体上に反転現像によって形成された
トナー画像を、該像担持体と同期回転する転写ベルト上
に付着した転写紙の背後から転写電圧を印加して、該転
写紙上に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、該転写紙後端が、転写域を通過する時
点では、前記転写電圧は印加条件が切換えられているこ
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図は本発明のカラー画像形成装置の断面１１ＩＩｔ
。

図、第２図は前記装置の現像器の断面図、第３図は第１
図の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である。

図において、第８図及び第９図に示す従来の画像形成装
置及び転写ベルト装置７０−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、ｌＯはドラム状の像担持体すなわち感
光体ドラムで、ＯＰＣ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フロト
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１０Ｍ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１０の回転による副
走査により感光体ドラム１０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周面に保持されたまま感光体ドラム１
０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ｌＯ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ｔ
；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ＣＭ）
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局面より
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ＣＣ’）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ｔ；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？て高画質のカラー画像を得るよ
うにすることもある。

４１ないし４４は前記の現像を行うそれぞれイエロー、
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ＩＯ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０．５ｍｍ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晟
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とマ’；／４ｔトローラ４１２とによ
って前述した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ｌＯ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４１１上には現像バイアスが印加され、
感光体ドラムｌＯ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ＩＯ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である記録紙の通路、５３は感光体
ドラムＩＯ上の前記カラートナー像の移動に同期して転
写部１６０へ記録紙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は導電性の金属材からなるローラで、
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
ローラ７３は固定軸を有する転写ベルト７１駆動用のロ
ーラである。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、図示省略した弾性部材によりローラ７２
が下方に位置するように付勢されている。従って、常時
は転写ベルト７１は感光体ドラム１０周面より退避され
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
側端部に当接して、転写ベル）７１は感光体ドラムｌＯ
の転写部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ド、９５は内
部に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。

ここで、前記転写ベルト７１の構成は、例えば２層から
なり、本体は０．５〜１ｍｍ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・Ｃｌ１１前後の高抵抗シートで、この
シートの上層に例えばふっ素糸樹脂をスプレー塗布など
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、６０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に
対向する位置にその開口部を転写ベルト７１に対向する
よう配設された紙帯電器である。

前述のようにして感光体ドラムｌＯ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、転写ベルト装置７０の圧接動作
及び紙帯電器６０の放電ワイヤへの高電圧印加がほぼ同
時に行われる。

これにより紙帯電器６０は転写材供給装置より１枚ずつ
給送される記録紙に向かってづロナ放電を行い、記録紙
を感光体ドラムｌＯ上のトナーと同極性に帯電させる。

上記紙帯電器６０は接地状態に近いローラ７２を対向電
極として効率良く確実に帯電を行うとともに、転写部１
６０７：極めて近接して設けられているので搬送中の電
荷の減少が少なく、記録紙を強固に転写ベル）７１に吸
着保持して転写部１６０へ搬送することができる。

転写部１６０へ記録紙の前端が到達すると転写ベルト７
１により記録紙は感光体ドラム１０に圧接される。する
と転写器１６は感光体ドラムＩＯ上のトナーの帯電とは
逆極性の帯電を行い、記録紙上に前記トナー像を転写す
る。

トナー像転写のための帯電すなわち前記転写器Ｉ６によ
る転写帯電は、転写ベルト７１の背面に設けた帯電極に
よるコロナ放電、または転写ベルト７１の背面で当接し
回転する転写ローラにバイアス電圧を印加することによ
ってなされる。何れにあっても転写器１６に印加する印
加電圧が第５図（ａ）に示すように記録紙後端の通過よ
り若干先行したタイミングで打切られ、それによって非
画像領域に対する転写電流値が鎖線で示すように急速に
低減されるようになっている。

その結果記録紙通過後、感光体ドラムｌＯ上の記録紙後
端位置に発生する電位ギャップは従来のそれに比して著
しく小さくなり、転写後に行われる除電作用によって容
易に消去され、その後のコピー画質に何等の影響を及ぼ
さない。

まｔ；前記の記録紙後端部における転写放電或は印加電
圧の出力を第５図（ｂ）に示す如く記録紙後端の通過前
と通過後の２段階に低減し、転写電流値を漸減させるこ
とによって鎖線で示すようにある程度の転写電流値を保
ちながらも感光体上の記録紙後端に発生する電位ギャッ
プを画像メモリとして残留しないように小さくさせるこ
とも可能である。

さらに転写器１６をコロナ放電形式のものに限定すれば
第６図に示すように記録紙後端部に対する転写電圧の印
加をＯＮ、ＯＦＦによるパルス放電に切換えてそれによ
って実質的に転写電流値を漸減させ、之によって第５図
におけると同じ効果を得ることも出来る。

すなわちＭ４図に示したタイムチャートについて之をみ
れば、前述のようにして感光体ドラム１０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、紙帯電器６０の帯電を受けた記録紙が転写
ベル）７１に密着した状態で転写域に搬送されて前記転
写器１６により転写電位を印加され、記録紙末端に相当
する部分については前記のように印加条件が切り換えら
れる。

転写域においてトナー像を転写された記録紙は、転写ベ
ルト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９０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Ｉ！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９１は退避状態にあり、転写を終えた状態で感光体ド
ラム１０に圧接してクリーニングを行う。またクリーニ
ング装置９０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局面上の残留トナーを除去し易い状態に除
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局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９０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ｔ；感光体ドラムｌＯ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、画像転写に起因して生じる記録紙の末端
部における感光体電位のギャップの解消が実現され、そ
の結果連続コピーを行っても、濃度ムラのない高品質の
画像が安定して形成することの出来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】

第１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図および第６図は前記装置
の転写器の放電作用を示す説明図、第７図は従来の転写
器の放電作用を示す説明図、第８図は従来の電子写真複
写機の一実施例を示す断面構成図、８９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。 １０・・・感光体ドラム　　１３・・・像露光部１６・
・・転写器　　　　　２０・・・帯電器４１〜４４・・
・現像器　　　５３・・・レジストローラ５５・・・分
離爪　　　　　６０・・・紙帯電器７０・・・転写ベル
ト装置　７１・・・転写ベルト９０・・・クリーニング
装置 ９１・・・クリーニングブレード ９３．９４・・・除電ランプ　１６０・・・転写部用願
人　　　コニカ株式会社 蛙 細

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　像担持体上に反転現像によって形成されたトナー画像
   を、該像担持体と同期回転する転写ベルト上に付着した
   転写紙の背後から転写電圧を印加して、 該転写紙上に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、 該転写紙後端が、転写域を通過する時点では、前記転写
   電圧は印加条件が切換えられていることを特徴とする画
   像形成装置。