JPH08314284A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、１次転写電流を精度良く、
常時一定とすることを可能とした画像形成装置を提供す
ることである。 【構成】 本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体
上にトナー像を作像する作像装置と、中間転写体と、中
間転写体に電流を印加することにより、感光体上のトナ
ー像を中間転写体上に転写する転写装置と、中間転写体
に当接する接地電極と、接地電極に流れる電流量を検出
する電流量検出装置と、電流量検出装置によって検出さ
れた電流量に基づき中間転写体に印加する電流量を制御
する制御装置を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中間転写体を用いてト
ナー像を形成する作像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、中間転写ベルト、中間転写ド
ラム等の中間転写体を用いてトナー像を形成する作像装
置が用いられている。例えば、感光体上に形成した各色
のトナー像を中間転写体上に１次転写して色重ねを行っ
た後に、転写材に２次転写するカラー作像方式が知られ
ている。中間転写体を用いることにより、画像形成装置
の転写材の搬送経路を簡略化することが出来、画像形成
装置自体の構成も小型で簡単にすることが出来る。

【０００３】一般に、１次転写においては、感光体上の
トナー像を中間転写体に転写させるために、一定の電圧
を印加する定電圧方式が用いられている。しかし、定電
圧方式によると、中間転写体の製造バラツキや長期間使
用による特性の変動によって、トナーにかかる電圧が変
動し、転写効率が不安定になってしまう。

【０００４】これに対して、特開平４−１２８８５７に
は、２次転写において測定される、２次転写手段から転
写材に付与される電荷量から、１次転写の転写電流を推
測して制御する方法が開示されている。又、特開昭４−
１２８８５８には、２次転写電流により１次転写電流を
推測して制御する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１２８８５７と特開昭４−１２８８５８に開示され
ている制御方法は、いづれも、２次転写の測定結果より
１次転写の転写電流を推測して制御する方法である。こ
の為、１次転写電流の変化を常時測定することができ
ず、測定精度も低く、１次転写電流を常に一定にするこ
とができないといった課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体上にト
ナー像を作像する作像装置と、中間転写体と、中間転写
体に電流を印加することにより、感光体上のトナー像を
中間転写体上に転写する転写装置と、中間転写体に当接
する接地電極と、接地電極に流れる電流量を検出する電
流量検出装置と、電流量検出装置によって検出された電
流量に基づき中間転写体に印加する電流量を制御する制
御装置を有する。

【０００７】

【作用】中間転写体に当接する接地電極に流れる電流量
は、１次転写電流の変化に対応して変化する。この為、
電流量検出装置により中間転写体に当接する接地電極に
流れる電流量を検出することにより、１次転写電流の変
化を常時測定することができる。又、この様にして測定
された１次転写電流の電流量は、２次転写電流の電流量
から推定された値に比べて精度が良い。この測定値に基
づき中間転写体に印加する１次転写装置電流量を制御す
ることにより、１次転写電流を精度良く、常時一定とす
ることが可能となる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に関わる電子写真式作像装置
１００の断面図である。

【０００９】電子写真式作像装置１００は、図示しない
ホストコンピュータからのデータを受けて作像を行う電
子写真式プリンターであり、主に、感光体ユニット１、
中間転写体ユニット２、プリントヘッド３、現像ユニッ
ト４、給紙カセット５、複写用紙搬送ユニット６、定着
装置７より構成されている。

【００１０】感光体ユニットには、感光体１０と、感光
体１０の回りに配設された帯電装置、クリーナー等の図
示しない作像エレメントが収納されており、感光体１０
は、クリーナーによりクリーニングされた後、帯電装置
により均一に帯電される。

【００１１】プリントヘッド３には、レーザーダイオー
ド、走査光学系等が収納されており、ホストコンピュー
タからのデータに基づきレーザーダイオードを制御し、
均一に帯電された感光体１０上に静電潜像を形成する。

【００１２】現像ユニット４は、現像ユニット軸１１を
中心に回動可能に設けられている。又、現像ユニット４
には、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが収納されてお
り、現像ユニット４の回転により、選択された現像装置
が感光体１０に対向する。感光体１０に対向した現像装
置は、感光体１０上に形成された静電潜像を現像し、ト
ナー像Ｔを形成する。

【００１３】給紙カセット５は、その内部に収納したプ
リント用紙Ｐを所定のタイミングで給紙し、タイミング
ロ−ラ−３０、３１の対向部に搬送する。

【００１４】次に、中間転写体ユニット２の詳細構造を
説明する。図２は、中間転写体ユニット２の構成を示す
断面図である。

【００１５】中間転写体ユニット２は、主に、中間転写
ベルト２０、駆動ロ−ラ−２１、付勢ロ−ラ−２２、２
次転写対向ローラー２３、中間転写ベルトクリーナー２
５、１次転写前ロ−ラ−２７、１次転写ロ−ラ−２８よ
り構成されている。中間転写ベルト２０は、周長３７０
mm、幅２５０mmの無端状ベルトで、ポリカーボネイトよ
り成る。中間転写ベルト２０の大きさは、プリント用紙
Ｐに最大でＡ４サイズの用紙を使用する場合、主走査・
副走査方向共に、少なくとも５０mm以上、望ましくは１
００mm以上大きいものを用いる。

【００１６】中間転写ベルト２０は、駆動ロ−ラ−２
１、付勢ロ−ラ−２２、２次転写対向ローラー２３、１
次転写前ロ−ラ−２７、１次転写ロ−ラ−２８に張設懸
架されており、１次転写ロ−ラ−２８により感光体１０
に接触している。駆動ロ−ラ−２１は、表面がゴム材で
形成されており、メインモータ１５より、ギヤ、タイミ
ングベルト等の駆動伝達装置（図示せず）を介して、駆
動が伝達され、図中の矢印の方向に回転する。駆動ロ−
ラ−２１の回転は、中間転写ベルト２０に伝達され、中
間転写ベルト２０は、感光体１０の回転速度とほぼ同じ
速度で反時計方向に搬送される。又、付勢ロ−ラ−２２
は、矢印ａの方向に付勢されており、中間転写ベルト２
０が各ロ−ラ−間でたるまないように張架している。こ
の為、駆動ロ−ラ−２１の回転は、中間転写ベルト２０
に効率良く伝達される。

【００１７】又、中間転写ベルト２０の側端部には、図
示しないベルト位置検出用目印が設けられている。ベル
ト位置検出用目印を図示しないベルト位置検出センサ−
により検出することにより、中間転写ベルト２０の位置
を検出することができる。ベルト位置検出用目印は、中
間転写ベルト２０に穴を開ける、凹凸を設ける、反射率
の異なる領域を設ける等の方法によって設けられる。ま
た、ベルト位置検出センサ−は、ベルト位置検出用目印
の形態に応じて、反射型光学センサー、若しくは、透過
型光学センサーのいずれかを用いる。

【００１８】１次転写ロ−ラ−２８は、アルミニュウ
ム、ステンレス鋼等の芯金の回りに、シリコンゴム、ス
ポンジ等の弾性抵抗体を巻いたものであり、中間転写ベ
ルト２０と感光体１０を接触させるために、矢印ｂの方
向に付勢されている。又、１次転写ロ−ラ−２８には、
１次転写電源４０により、１次転写電流が印加されてい
る。１次転写電源４０は、電流量の変更が可能であり、
１次転写ロ−ラ−２４に印加する電流量を変更すること
ができる。感光体１０上に形成されたトナー像Ｔは、１
次転写ロ−ラ−２８に印加された１次転写電流によって
中間転写ベルト２０に転写され、中間転写ベルト２０上
に必要な色成分の数だけ重ねられる。トナー像Ｔの重ね
位置は、図示しない中間転写ベルト位置検出センサーで
タイミングをとることにより一致させている。尚、単色
画像を作像する場合は、１色分のトナー像Ｔを中間転写
ベルト２０上に転写するだけであり、繰り返し工程は行
わない。

【００１９】中間転写ベルト２０上に転写されたトナー
像Ｔは、中間転写ベルト２０上に付着した状態で２次転
写ロ−ラ−２４との対向部まで搬送される。中間転写ベ
ルト２０の２次転写ロ−ラ−２４との対向部には、２次
転写対向ローラー２３が設けられている。

【００２０】２次転写ロ−ラ−２４は、アルミニュウ
ム、ステンレス鋼等の芯金の回りに、シリコンゴム、ス
ポンジ等の弾性抵抗体を巻いたものである。２次転写ロ
−ラ−２４には、２次転写電流が印加されている。又、
２次転写ロ−ラ−２４は、中間転写ベルト２０に対して
圧接、離間可能である。２次転写ロ−ラ−２４は、メイ
ンモータ１５とは別に設けられた駆動モ−タ−１６よ
り、ギヤ、プーリー、タイミングベルト等の駆動伝達装
置（図示せず）を介して、駆動が伝達され、図中の矢印
の方向に回転する。

【００２１】２次転写対向ローラー２３は、アルミニュ
ウム、ステンレス鋼等の芯金の回りに、シリコンゴム、
スポンジ等の弾性抵抗体を巻いたものであり、転写電流
制御装置４１を介して接地されている。転写電流制御装
置４１は、２次転写対向ローラー２３からグラウンドに
流れる電流量を検出している。転写電流制御装置４１に
ついては、後で詳しく述べる。

【００２２】２次転写ロ−ラ−２４は、プリント用紙Ｐ
の搬送に連動して圧接離間を行い、圧接時には、プリン
ト用紙Ｐと中間転写ベルト２０を介して２次転写対向ロ
ーラー２３に当接する。この時、中間転写ベルト２０上
のトナー像Ｔは、２次転写ロ−ラ−２４に印加された２
次転写電流により、プリント用紙Ｐに２次転写される。
この様にして、プリント用紙Ｐ上には、重ねられたトナ
ー像Ｔが形成される。

【００２３】プリント用紙Ｐ上に２次転写されたトナー
像Ｔは、複写用紙搬送ユニット６によって、定着装置７
に搬送される。定着装置７は、プリント用紙Ｐ上のトナ
ー像Ｔを定着し、機外に排出し、作像を終了する。

【００２４】中間転写ベルトクリーナー２５は、中間転
写ベルト２０に対して接離可能なクリ−ニングブレ−ド
２６を有している。クリ−ニングブレ−ド２６は、シリ
コンゴムのような弾性部材より形成されており、圧接時
に全当接力２００ｇで中間転写ベルト２０に圧接し、中
間転写ベルト２０上の残留トナーを除去する。

【００２５】図３は、本発明に関わる画像形成装置１０
０の制御回路のブロック図である。ＣＰＵ３２は、ホス
トコンピューター、操作パネル、中間転写ベルト位置検
出センサー等からの入力に基づき、メインモーター、プ
リントヘッド３、中間転写ベルトクリーナー２５、タイ
ミングロ−ラ−３０、３１等の各エレメントを制御す
る。

【００２６】図４は、１次転写部の等価回路を示す回路
図である。

【００２７】１次転写電源４０から出力された電流（Ｉ
ｔ）は、感光体１０の方向へ流れる電流（Ｉｐｃ）と、
接地された２次転写対向ローラー２３へ流れる電流（Ｉ
ｇ）に分かれる。感光体１０の方向へ流れる電流（Ｉｐ
ｃ）は、転写ベルト２０とトナー像Ｔを介して、感光体
１０からグラウンドに流れる。一方、２次転写対向ロー
ラー２３へ流れる電流（Ｉｇ）は、転写ベルト２０を伝
わり、２次転写対向ローラー２３からグラウンドに流れ
る。転写電流制御装置４１は、２次転写対向ローラー２
３とグラウンドの間に設けられ、２次転写対向ローラー
２３からグラウンドに流れる電流（Ｉｇ）を測定してい
る。

【００２８】実際に、トナー像Ｔを転写するために使わ
れる電流は、感光体１０の方向へ流れる電流（Ｉｐｃ）
である。しかしながら、図示しない帯電チャージャーか
ら感光体１０に流れ込む電流が存在するため、感光体１
０方向へ流れる電流（Ｉｐｃ）を検知することは出来な
い。この為、本発明においては、前述したように、転写
電流制御装置４１によって、２次転写対向ローラー２３
に流れ込む電流（Ｉｇ）を測定している。この等価回路
からも分かるように、感光体１０方向へ流れる電流（Ｉ
ｐｃ）と２次転写対向ローラー２３に流れ込む電流（Ｉ
ｇ）は、式 Ｉｔ＝Ｉｇ＋Ｉｐｃ の関係にあり、２次転写対向ローラー２３に流れ込む電
流（Ｉｇ）を測定する事により、感光体１０方向へ流れ
る電流（Ｉｐｃ）を直接測定したのと同じ効果を上げる
ことが可能となる。

【００２９】すなわち、２次転写対向ローラー２３に流
れ込む電流（Ｉｇ）を転写電流制御装置４１によって検
出し、電流量Ｉｇに所定量の電流量（Ｉｐｃ）を加えた
値の電流量の電流を流すように、１次転写電源４０を制
御する。この制御は、１次転写電源４０の作動中、常に
行われる。従って、常時、式 Ｉｔ＝Ｉｇ＋Ｉｐｃ で表される平衡状態が保たれることとなる。

【００３０】図５は、１次転写電源４０によって印加さ
れた、１次転写電流と転写効率、及び、１次転写ローラ
ー２８の芯金電圧との関係を示すグラフであり、中間転
写ベルト２０の抵抗値と、１次転写ローラー２８の抵抗
値が変化した場合について示している。

【００３１】実際には、製造時のばらつきや、長期間の
使用による劣化により、中間転写ベルトの抵抗値は、１
桁、１次転写ローラーの抵抗値は２桁程度の幅で変化す
る可能性がある。

【００３２】これらの図から分かるように、１次転写電
流の値を３μＡ〜５μＡ、特に、４μＡに設定した場
合、中間転写ベルト、１次転写ローラーの抵抗値に関係
なく、転写効率は、安定して９０％以上となる。

【００３３】逆に、１次転写ローラーの芯金印加電圧を
定電圧制御する場合は、中間転写ベルト及び１次転写ロ
ーラーの抵抗値が変化すると１次転写電流の値が変化し
てしまい、転写効率は、安定しない。

【００３４】例えば１．０４kVで定電圧制御した場合、
標準的な中間転写ベルト（表面抵抗１０9Ω/sq）と標準
的な１次転写ローラー（抵抗１０3Ω）の場合、１次転
写電流は、４μＡとなって９０％以上の転写効率が得ら
れる。ところが、中間転写ベルトの表面抵抗が１０7Ω/
sqに変動した場合、１次転写電流は５．９μＡとなり、
転写効率は９０％以下になってしまう。同様に、１次転
写ローラーの抵抗が１０5Ωに変動した場合、１次転写
電流は２．６μＡとなり、転写効率は９０％以下とな
る。

【００３５】本発明においては、１次転写電流の電流量
を直接的に検出し、１次転写電源４０の電流量を制御し
ているので、転写効率は、安定したものとなる。

【００３６】図６は、本発明の別の実施例を示す。この
実施例は、１次転写前ローラ２７を接地し、１次転写前
ローラ２７を介してグランドへ流れ込む電流を検知する
ようにしたものである。この様に、１次転写前ローラ２
７は、中間転写ベルト２０の１次転写ローラ２８の対向
部と２次転写ローラ２４の対向部との間に、中間転写ベ
ルト２０に接触して設けられており、接地することによ
り、ガード電極として作用する。ガード電極とは、１次
転写部と、２次転写部の間に設けられ、１次転写部から
２次転写部への電流流れ込みを防止する電極を意味す
る。 ガード電極は、１次転写前ローラ２７に限らず、
中間転写ベルトに接触するローラや、電極なら何でも良
い。ガード電極により、複数の画像を連続して出力する
場合、前の画像を２次転写している間、１次転写部から
２次転写部に電流が流れ込むのを防止する事ができる。
このことにより、前の画像を２次転写している間に次の
画像を１次転写する事が可能となる。

【００３７】図７は、１次転写前ローラ２７を接地した
場合と、フロートにした場合の、１次転写電流と転写効
率、及び、１次転写ローラー２８の芯金印加電圧の関係
を示すグラフである。このグラフより、１次転写前ロー
ラ２７を接地してガード電極とした場合の方が転写効率
が良いことが分かる。

【００３８】尚、転写電流制御装置４１を接続する接地
電極は、中間転写ベルトに接して、中間転写ベルトから
グラウンドに流れる電流を検出することができればよ
く、２次転写ロ−ラ−やガード電極には限定されない。
さらに、本発明は、中間転写ベルトの代わりに、中間転
写フィルムや中間転写ドラム、転写ローラーなどの他の
中間転写体を用いた画像形成装置にも用いることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明を用いることにより、１次転写電
流の変化を常時測定することができ、測定された電流量
に基づき中間転写体に印加する１次転写装置電流量を制
御することにより、１次転写電流を精度良く、常時一定
とすることが可能となる。このことにより、中間転写体
のバラツキや劣化による変動が生じても、実際にトナー
を転写させるために使う電流を一定に制御するので、安
定した転写効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる電子写真式作像装置の断面図で
ある。

【図２】本発明に関わる中間転写体ユニットの構成を示
す断面図である。

【図３】本発明に関わる画像形成装置の制御回路のブロ
ック図である。

【図４】本発明に関わる画像形成装置の等価回路を示す
回路図である。

【図５】１次転写電流と、転写効率、１次転写ローラー
芯金電圧のグラフである。

【図６】本発明の別の実施例に関わる中間転写体ユニッ
トの構成を示す断面図である。

【図７】１次転写前ローラを接地した場合と、フロート
にした場合のグラフである。

【符号の説明】

１ 感光体ユニット ２ 中間転写体ユニット ３ プリントヘッド ４ 現像ユニット ５ 給紙カセット ６ 複写用紙搬送ユニット ７ 定着装置 １０ 感光体 １５ メインモータ １６ 駆動モ−タ− ２０ 中間転写ベルト ２１ 駆動ロ−ラ− ２２ 付勢ロ−ラ− ２３ ２次転写対向ローラー ２４ ２次転写ロ−ラ− ２５ 中間転写ベルトクリーナー ２７ １次転写前ロ−ラ− ２６ クリ−ニングブレ−ド ２８ １次転写ロ−ラ− ３０ タイミングロ−ラ− ３１ タイミングロ−ラ− ３２ ＣＰＵ ４０ １次転写電源 ４１ 転写電流制御装置 １００ 電子写真式作像装置 Ｐ プリント用紙 Ｔ トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 保雄 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 感光体上にトナー像を作像する作像装置と、 中間転写体と、 中間転写体に電流を印加することにより、感光体上のト
   ナー像を中間転写体上に転写する転写装置と、 中間転写体に当接する接地電極と、 接地電極に流れる電流量を検出する電流量検出装置と、 電流量検出装置によって検出された電流量に基づき中間
   転写体に印加する電流量を制御する制御装置を有する画
   像形成装置。