JPH08220892A - カラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、カラー電子写真装置の使用環
境によらずに、安定した高品質の出力画像を得ることに
ある。 【構成】感光ベルト１上に形成されたトナー画像を重ね
合わせる中間転写ドラム６と，中間転写ドラム６上のト
ナーをクリーニングする導電性ブラシ２０とブラシバイ
アス設定手段１０５と，導電性ブラシ２０に付着したト
ナーを回収する回収ローラ２１と，中間転写ドラム６の
抵抗値を検出するドラム抵抗検出手段１１０と，中間転
写ドラム６の抵抗値を基に回収ローラバイアスＦＣＢＶ
を設定する回収ローラバイアス設定手段１０４からな
る。 【効果】本発明において、カラー電子写真装置が使用さ
れる環境に影響を受けず、印字出力画像に前回印字時の
画像が残像として印字されることなく、高品質な印字画
像を得ることを可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中間転写体を用いるカ
ラー電子写真装置に係り、特に中間転写体の清掃装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー電子写真装置において、中間転写
体を有するものは、その中間転写体上に各色ごとのトナ
ーによる画像を重ね合わせ、カラーの画像を形成する。
この中間転写体上に重ね合わされたトナーに画像は転写
手段により用紙上に転写され、用紙上にトナーの画像を
形成する。しかし、中間転体に形成されたトナー画像は
トナーを用紙上に転写しても、トナーの全てが用紙上に
転写されずに中間転写体上に残留するトナーがある。こ
の中間転体に残留したトナーをクリーニングするため
に、特開平4−115772 号公報に示されるように、クリー
ニング装置が設けられている。クリーニング装置は、一
般的に中間転写体と電位差を設けた導電性のブラシを設
けることにより中間転写体上のトナーを導電性ブラシで
クリーニングする。この導電性ブラシに付着したトナー
は導電性ブラシと一定の電位差を設けた回収ローラによ
り回収される。更に、回収ローラ上に付着したトナーは
ブレードにより掻き落される。このように、中間転写体
に残留したトナーは導電性ブラシ，回収ローラ，ブレー
ドを用いクリーニングされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように電位差を利用した中間転写体上のトナークリーニ
ング方法では、トナーの帯電量に依存してトナーのクリ
ーニング能力が決まってくる。トナーの帯電量が高い場
合はクリーニング能力が低下してしまう。更に、トナー
の帯電量はカラープリンタの置かれている環境に依存し
ており、一般的に、低温低湿環境ではトナー帯電量は高
くなり、高温高湿環境ではトナー帯電量は低くなる。こ
のように、中間転写体上の残留トナーのクリーニング能
力は、図８に示すように、低温低湿（即ち、トナー帯電
量が高い場合）であると、低下してしまい、中間転写体
上にトナー像をクリーニングしきれずに、トナー像を残
してしまう。次に、連続して印字した場合、この中間転
写体上に残留した像が、残像として画像に現われてしま
う。このように、図９に示してあるように低温低湿では
印字を行った場合、印字出力上に前回印字した画像が残
像として現われてしまうと言う問題があった。

【０００４】本発明は、印字時の環境によらず、印字出
力上に現われる残像の発生を抑え、高品質の印字出力を
得る事を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、中間転写体を有するカラー電子写真装置の前記中間
転写体上に形成された画像を転写手段で用紙上に転写
後、前記中間転写体に残留した画像をクリーニングする
クリーニング手段と，前記クリーニング手段と前記中間
転写体の間にクリーニングバイアスを設定するクリーニ
ングバイアス設定手段と，前記クリーニング手段に付着
したトナーを回収するトナー回収手段と，装置の環境状
態を検出する環境検出手段と，前記トナー回収手段と前
記クリーニング手段との間のトナー回収バイアスを前記
環境検出手段より検出した環境に基づいて設定するトナ
ー回収バイアス設定手段を有する構成とした。

【０００６】

【作用】上記構成とすることにより、環境変化に応じて
クリーニング手段とトナー回収手段間に印加するバイア
スを可変することにより、中間転写体上の残留トナーを
ほぼ完全に除去することができ、中間転写体上に前回印
字時の画像が残像として形成されることがなくなり、カ
ラー電子写真装置からの印字出力に残像のない高品質な
印字画像を得ることができる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図象を用いて説明する。

【０００８】図２はカラー電子写真装置の断面図を示し
たものである。本実施例では感光体にベルトを、中間転
写体にドラムを用いているが、これに限らず感光体をド
ラムとし中間転写体をベルトとしてもよい。

【０００９】感光ベルト１は感光ベルト駆動ローラ２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより支えられ一定速度で回動さ
れている。前記感光ベルト１はレーザ光スキャン装置４
からの各色毎の印字データに伴うレーザ光４ａにより各
色毎に静電潜像を形成する。イエロー現像器５Ｙは前記
感光ベルト１上に形成されたイエロー色の静電潜像にイ
エロー現像バイアスＤＢＶＹを印加することによりイエ
ロー色のトナーを付着させ、前記感光ベルト１上にイエ
ロー色のトナー画像を形成させる。マゼンタ現像器５Ｍ
は前記感光ベルト１上に形成されたマゼンタ色の静電潜
像にマゼンタ現像バイアスＤＢＶＭを印加することによ
りマゼンタ色のトナーを付着させ、前記感光ベルト１上
にマゼンタ色のトナー画像を形成させる。シアン現像器
５Ｃは前記感光ベルト１上に形成されたシアン色の静電
潜像にシアン現像バイアスＤＢＶＣを印加することによ
り前記感光ベルト１上にシアン色のトナー画像を形成さ
せる。ブラック現像器５Ｋは前記感光ベルト１上に形成
されたブラック色の静電潜像にブラック現像バイアスＤ
ＢＶＫを印加することにより前記感光ベルト１上にブラ
ック色のトナー画像を形成する。前記感光ベルト１上に
形成されたイエロー色のトナー画像とマゼンタ色のトナ
ー画像とシアン色のトナー画像とブラック色のトナー画
像は、前記感光ベルト１との摩擦力で同一回動速度で回
動している中間転写ドラム６へ、感光ベルトバイアスＣ
ＢＶを印加することにより転写される。このとき前記感
光ベルト１上のイエロー色とマゼンタ色とシアン色とブ
ラック色の各トナー画像は、前記中間転写ドラム６上で
重ね合わされ、前記中間転写ドラム６上にてカラー画像
が形成される。なお、トナー像は感光ベルト１が一回転
する毎に１色又は２色分が現像されるものである。

【００１０】ここで、前記中間転写ドラム６に転写しき
れず、前記感光ベルト１上に残留したトナーは、クリー
ニングブレード１８で掻き落される。また、前記感光ド
ラム１上に形成された静電潜像は帯電器３により一様帯
電することにより、消去される。

【００１１】また、用紙８は用紙カセット７に蓄えられ
ており、印字する場合、前記用紙８はピックアップロー
ラ９によってピックアップされ、レジストローラ１０で
送紙される。

【００１２】ここで、中間転写ドラム６上でカラー画像
が形成し終わると、形成されたカラー画像は送紙されて
くる前記用紙８上に転写される。そのため、前記用紙８
が転写ローラ１１と前記中間転写ドラム６の間を通過す
るときに、転写電圧ＴＨＶを印加することにより前記中
間転写ドラム６上に付着しているトナーが前記用紙８上
に転写される。カラーのトナー画像を転写された前記用
紙８は交流除電器１４により除電され、前記中間転写ド
ラム６から剥離される。その後、トナーのカラー画像が
転写された前記用紙８は、定着器１５を通過し、定着ロ
ーラ４０，４１で熱又は圧力を加えることによりカラー
トナー画像を定着する。そして、排紙ローラ１６で排紙
トレー１７に排出される。

【００１３】また一方、前記用紙８上に転写されずに、
前記中間転写ドラム６上に残留したトナーはクリーニン
グ装置１９によってクリーニングされる。

【００１４】上記の印字動作は、制御装置１００によっ
て制御される。

【００１５】前記クリーニング装置１９の断面図を図３
に示す。前記クリーニング装置１９は導電性ブラシ２
０，回収ローラ２１，ブレード２２で構成されている。
前記中間転写ドラム６上に残留したトナーは、前記導電
性ブラシ２０によって、前記中間転写ドラム６から掻き
落され、ブラシバイアスＦＢＢＶにより前記導電性ブラ
シ２０に付着する。この前記導電性ブラシ２０に付着し
たトナーは、回収ローラバイアスＦＣＢＶによって、前
記回収ローラ２１に付着させられる。更に、前記回収ロ
ーラ２１に付着したトナーは前記ブレード２２で掻き落
され、機外に排出される。

【００１６】本発明では、後述するようにこの回収ロー
ラ２１に印加される回収ローラバイアスＦＣＢＶを使用
環境に応じて可変することで、残留トナーの回収効率が
向上することを見出したものである。

【００１７】図１に、カラー電子写真装置の画像形成プ
ロセスに関するブロック図を示す。前記感光ベルト１は
感光ベルトバイアス設定手段１０２により感光ベルトバ
イアスＣＢＶを印加されている。さらに、前記中間転写
ドラム６の電位は０Ｖとしてあるため、前記感光ベルト
上に形成されたトナーが像は前記感光ベルトバイアスＣ
ＢＶにより、前記中間転写ドラム６に転写される。

【００１８】また、前記イエロー現像器５Ｙ，マゼンタ
現像器５Ｍ，シアン現像器５Ｃ，ブラック現像器５Ｋ
は、それぞれ前記感光ベルト１との間に、イエロー現像
バイアスＤＢＶＹ，マゼンタ現像バイアスＤＢＶＭ，シ
アン現像バイアスＤＢＶＣ，ブラック現像バイアスＤＢ
ＶＫを現像バイアス設定手段１０１によって印加されて
いる。この各色の現像バイアスＤＢＶＹ，ＤＢＶＭ，Ｄ
ＢＶＣ，ＤＢＶＫにより、前記感光ベルト１上に形成さ
れた各色毎の静電潜像に対して、各色のトナー画像を形
成する。また、各現像バイアスＤＢＶＹ，ＤＢＶＭ，Ｄ
ＢＶＣ，ＤＢＶＫは温湿度環境センサ１０９により検出
された温湿度データを基に現像バイアス設定手段１０１
で温湿度環境に応じた現像バイアス（−２００Ｖ〜−５
００Ｖ）が設定される。また、帯電器３には帯電器電圧
設定手段１０３により帯電器電圧ＣＨＶが印加され、前
記感光ベルト１上の静電潜像は消去される。

【００１９】前記中間転写ドラム６上に転写されたトナ
ー画像は前記転写ローラ１１によって前記用紙８に転写
される。この時、前記転写ローラ１１には転写電圧設定
手段１０６により転写電圧ＴＨＶを設定している。トナ
ー画像を転写された前記用紙８を前記中間転写ドラム６
から剥離するため、交流電圧設定手段１０７によって交
流除電器１４に紙剥離用の交流電圧ＡＣＶを印加する。
このようにして、前記用紙８上にトナー画像を形成す
る。

【００２０】一方、前記用紙８上に転写されずに、前記
中間転写ドラム６上に残留したトナーを前記導電性ブラ
シ２０で掻き落し、ブラシバイアス設定手段１０５によ
り前記導電性ブラシ２０にブラシバイアスＦＢＢＶを印
加し、掻き落したトナーを付着させる。前記導電性ブラ
シ２０に付着したトナーは、前記回収ローラ２１に回収
ローラバイアス設定手段１０４により回収ローラバイア
スＦＣＢＶを設定し、前記回収ローラ２１に付着させ
て、前記導電性ブラシ２０に付着しているトナーを回収
している。

【００２１】一般に、残留トナーの除去には、環境変化
に応じて導電性ブラシ２０に印加するブラシバイアスＦ
ＢＢＶを可変すれば十分に回収できるものと考えられて
いたが、実験によると残留トナーが除去できない場合が
発生した。この原因は、導電性ブラシである程度は回収
できるが、そのうちブラシに付着したトナーが除去でき
ずにブラシによる回収ができなくなるためであることが
分かった。これを防止するには、回収ローラの回収能力
をあげる必要がある。そのため、回収ローラの回収ロー
ラバイアスＦＣＢＶを環境に応じて可変すれば非常に効
率良く残留トナーの回収が可能であることが分かったも
のである。

【００２２】そのため、本発明では、ドラム抵抗検出手
段１１０により検出された前記中間転写ドラム６の抵抗
値と，前記温湿度環境センサ１０９の温湿度データを基
に、前記回収ローラバイアス設定手段１０４により、前
記回収ローラバイアスFCBVを設定するようにした。この
とき、前記ドラム抵抗検出手段１１０は前記転写ローラ
１１に任意の電圧を印加し、その時、前記中間転写ドラ
ム６に対して流れる電流値を電流検出素子１０８で検出
し、前記中間転写ドラム６の抵抗値を検出している。

【００２３】また、前記ドラム抵抗検出手段１１０は前
記中間転写ドラム６単体の抵抗値及び、前記中間転写ド
ラム６と前記用紙８との合成抵抗値も検出しており、こ
れらの前記中間転写ドラム６単体の抵抗値と，前記中間
転写ドラム６と前記用紙８の合成抵抗値を基に、前記回
収ローラバイアス設定手段１０４で前記回収ローラバイ
アスＦＣＢＶを設定する。

【００２４】更に、電源オンから前記中間転写ドラム６
の抵抗値を検出するまでの間、すなわち、カラー電子写
真装置のイニシャルシーケンス時には前記温湿度環境セ
ンサ１０９で検出した温湿度データを基に、前記回収ロ
ーラバイアス設定手段１０４で前記回収ローラバイアス
ＦＣＢＶを設定する。

【００２５】ここで、前記ブラシバイアスＦＢＢＶは、
１００Ｖ〜３００Ｖの範囲でほぼ一定に設定され、前記
回収ローラバイアスＦＣＢＶは、検出環境に応じ、５０
０Ｖ〜１２００Ｖの範囲で設定される。この時、上記現
像バイアス設定手段１０１，感光ベルトバイアス設定手
段１０２，帯電器電圧設定手段１０３，回収ローラバイ
アス設定手段１０４，ブラシバイアス設定手段１０５，
転写電圧設定手段106,交流電圧設定手段１０７はマイク
ロコンピュータ１２０によって制御されている。

【００２６】尚上記例では、ブラシバイアスＦＢＢＶを
一定としたが、ブラシバイアスFBBV及び回収ローラバイ
アスＦＣＢＶの両者を使用環境に応じて可変すれば回収
効率は向上する。しかしながら、消費電力及び中間転写
ドラムの劣化の点から、ブラシバイアスＦＢＢＶをあま
り大きくすることは良くなく、ブラシバイアスFBBVはほ
ぼ一定値にするほうが制御的にも簡単で所望の効果が得
られる。

【００２７】図４に、前記中間転写ドラム６のクリーニ
ングに関するフローチャートを示す。処理２０１は、前
記中間転写ドラム６をクリーニングするか，クリーニン
グしないかの判定である。処理２０１で前記中間転写ド
ラム６をクリーニングすると判断した場合、処理２０２
において、前記導電性ブラシ２０に印加する前記ブラシ
バイアスＦＢＢＶを前記ブラシバイアス設定手段１０５
により設定する。本実施例では、前記ブラシバイアスＦ
ＢＢＶは２００Ｖに設定される。

【００２８】次に、処理２０３で、カラー電子写真装置
が電源オン直後か、既に前記中間転写ドラム６の抵抗値
を検出済みか判断する。処理２０３で前記中間転写ドラ
ム６の抵抗値が未検出である（即ち、電源投入直後）と
判断した場合、処理２０４で温湿度環境センサ１０９で
検出した温湿度検出値を基に、前記回収ローラバイアス
設定手段１０４で、前記回収ローラバイアスＦＣＢＶを
設定する。

【００２９】この時、温湿度環境は、図５に示すよう
に、高湿Ｈ，常湿Ｎ，低湿高温Ｌ１，低湿低温Ｌ２、に
分けている。その時、設定される前記回収ローラバイア
スFCBVは、表１に示してあるように、高湿Ｈが５００
Ｖ，常湿Ｎが７００Ｖ，低湿高温Ｌ１が９００Ｖ，低湿
低温Ｌ２が１１００Ｖに設定される。

【００３０】

【表１】

【００３１】また一方、処理２０３で前記中間転写ドラ
ム６の抵抗値が既検出であると判断した場合、処理２０
５で前記ドラム抵抗検出手段１１０で検出した前記中間
転写ドラム６の抵抗値を基に、前記回収ローラバイアス
設定手段１０４で、前記回収ローラバイアスＦＣＢＶを
設定する。この時、前記中間転写ドラム６の検出される
抵抗値は５段階に、高抵抗値側から順にＲａ，Ｒｂ，Ｒ
ｃ，Ｒｄ，Ｒｅと分けられる。また、前記中間転写ドラ
ム６と前記用紙８の合わせた抵抗値も５段階に、高抵抗
側から順にＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５と分ける。こ
こで、表２にこれらの抵抗値に対して、前記回収ローラ
バイアス設定手段１０４により設定される前記回収ロー
ラバイアスＦＣＢＶを示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】前記処理２０５では、前記中間転写ドラム
６の抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅを判断し、且
つ、前記中間転写ドラム６と前記用紙８の合成抵抗値Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を判断し、処理２０６で表
２に示す前記回収ローラバイアスＦＣＢＶを設定する。
例えば、前記中間転写ドラム６の抵抗値がＲａで、前記
中間転写ドラム６と前記用紙８との合成抵抗値がＲ１の
場合、処理２０６で前記回収ローラバイアスＦＣＢＶを
１２００Ｖと設定する。ここで、前記中間転写ドラム６
の抵抗値が高抵抗で、且つ、前記用紙８を含んだ抵抗値
が高抵抗の場合、表２に示すように前記回収ローラバイ
アスＦＣＢＶは高バイアス値を設定している。また一
方、前記中間転写ドラム６の抵抗値が低抵抗で、且つ、
前記用紙８を含んだ抵抗値が低抵抗の場合、表２に示す
ように前記回収ローラバイアスFCBVは低バイアス値を設
定している。

【００３４】一方、処理２０１でクリーニングをしない
と判定した場合、処理２０７において前記ブラシバイア
ス設定手段１０５で前記ブラシバイアスＦＢＢＶを０Ｖ
と設定し、処理２０８において、前記回収ローラバイア
ス設定手段１０４で前記回収ローラバイアスＦＣＢＶを
０Ｖに設定する。

【００３５】図６に、トナーの帯電量が一定の場合の前
記回収ローラバイアスＦＣＢＶに対する前記中間転写ド
ラム６のクリーニング効率を示す。ここに示すように、
前記回収ローラバイアスＦＣＢＶのバイアス値を増加さ
せることにより、前記中間転写ドラム６上のクリーニン
グ効率は上昇する。すなわち、上記のように、低温低湿
のようなトナーの帯電量が高くなる条件で、前記回収ロ
ーラバイアスＦＣＢＶを高くすることにより、トナーの
帯電量が高い場合においても前記中間転写ドラム６に対
して十分なクリーニング能力を得ることができる。

【００３６】すなわち、図７に示すようにカラー電子写
真の動作環境が低温低湿、すなわちトナー帯電量が高い
場合においても、前記中間転写ドラム６のクリーニング
効率が高く、十分に前記中間転写ドラムをクリーニング
することが可能となり、印字画像上に残像のない、高品
質な印字出力画像を得ることを可能としている。

【００３７】

【発明の効果】本発明によると、カラー電子写真装置の
如何なる使用環境、特に低温低湿環境においても、印字
出力画像に前回印字した画像の残留イメージ、すなわ
ち、残像のない高品質な印字出力画像を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー電子写真装置の印字画像形成プロセスに
関するブロック図である。

【図２】カラー電子写真装置の断面図である。

【図３】中間転写ドラムのクリーニング装置の断面図で
ある。

【図４】中間転写ドラムのクリーニング方法のフローチ
ャートである。

【図５】カラー電子写真装置が使用される温度と湿度の
範囲を示した図である。

【図６】回収ローラバイアスに対する中間転写ドラムの
クリーニング効率を示した図である。

【図７】本発明による電子写真装置が使用される環境に
対する中間転写ドラムのクリーニング効率を示した図で
ある。

【図８】従来の電子写真装置が使用される環境に対する
中間転写ドラムのクリーニング効率を示した図である。

【符号の説明】

１…感光ベルト、３…帯電器、５Ｃ…シアン現像器、５
Ｋ…ブラック現像器、５Ｍ…マゼンタ現像器、５Ｙ…イ
エロー現像器、６…中間転写ドラム、１１…転写ロー
ラ、１４…交流除電器、２０…導電性ブラシ、２１…回
収ローラ、１０１…現像バイアス設定手段、１０２…感
光ベルトバイアス設定手段、１０３…帯電器電圧設定手
段、１０４…回収ローラバイアス設定手段、１０５…ブ
ラシバイアス設定手段、１０６…転写電圧設定手段、１
０７…交流電圧設定手段、１０８…電流検出素子、１０
９…温湿度環境センサ、１１０…ドラム抵抗検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色分けされた印字データを基に潜像を形成
   される感光体と，前記感光体上に形成された色毎の潜像
   を色毎にトナーにより現像する現像手段と，前記色毎に
   形成されたトナー像を転写し重ね合わせてカラー画像を
   形成する中間転写体と，前記中間転写体上に形成された
   画像を用紙上に転写する転写手段と，前記用紙上に転写
   された画像を定着する定着手段と，前記中間転写体上に
   形成された画像を前記転写手段で用紙上に転写後、前記
   中間転写体に残留した画像をクリーニングするクリーニ
   ング手段と，前記クリーニング手段と前記中間転写体の
   間にクリーニングバイアスを設定するクリーニングバイ
   アス設定手段と，前記クリーニング手段に付着したトナ
   ーを回収するトナー回収手段と，装置の環境状態を検出
   する環境検出手段と，前記トナー回収手段と前記クリー
   ニング手段との間のトナー回収バイアスを前記環境検出
   手段により検出した環境に基づいて設定するトナー回収
   バイアス設定手段とを有することを特徴としたカラー電
   子写真装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記環境検出手段とし
   て前記中間転写体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段を
   用いたことを特徴とするカラー電子写真装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記環境検出手段とし
   てカラー電子写真装置が設置されている場所の温湿度環
   境検出手段を用いたことを特徴とするカラー電子写真装
   置。
4. 【請求項４】請求項１において、装置の電源投入時は前
   記環境検出手段として温湿度環境検出手段を用い、中間
   転写環境の抵抗値を測定後は前記環境検出手段として抵
   抗値検出手段を用いたことを特徴とするカラー電子写真
   装置。