JPH11133763A

JPH11133763A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11133763A
Application number: JP9299014A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Hayashi; 明洋林
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: JP3697457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写部を接近させたときの転写電圧差に起因す
る画質低下を防止でき、しかも小形化の可能な画像形成
装置を提供する。【解決手段】像担持体に形成されたトナー像が転写され
る中間転写体２１と、前記トナー像を中間転写体に転写
する一次転写部２６と、出力変動を監視しつつ一次転写
電圧を出力するフィードバック制御方式の一次転写電圧
発生手段２７と、中間転写体に転写されたトナー像を記
録媒体Ｐに転写する二次転写部２８と、出力変動を監視
しつつ二次転写電圧を出力するフィードバック制御方式
の二次転写電圧発生手段２９とを備える。一次転写電圧
と二次転写電圧のうちの高圧側電圧について、その立上
がり開始から終了までの時間、及び立ち下がり開始から
終了までの時間を遅らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に中間転
写体方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間転写体方式の画像形成装置によって
例えばカラー画像を作像する場合、感光体等の像担持体
に形成した各色のトナー像を中間転写ベルト等の中間転
写体上に一次転写して色重ねを行った後、記録媒体に２
次転写することが行われる。この間、前記中間転写体は
一次転写部から二次転写部を巡って再び一次転写部へ帰
還する経路で循環移動しており、一次転写部から二次転
写部へ移動する間は中間転写体上には転写されたトナー
画像が存在している。このため、一次転写部から二次転
写部に至る中間転写体の長さは少なくとも記録媒体の長
さ以上は必要であり、この長さを短くするには限界があ
る。

【０００３】従って、昨今の画像形成装置の小形化の要
請に対しては、一次転写部と二次転写部との距離を縮め
て、二次転写部から一次転写部へ帰還する中間転写体の
長さを短くすることが行われているが、一次転写部と二
次転写部のように複数の転写部が近接配置されると、各
転写部において転写時に印加される転写電圧の差によ
り、高電圧側から中間転写体を介して低電圧側へ不本意
な電圧が印加される。その結果、転写電圧が変動して、
像担持体や中間転写体に付着したトナーの飛散現象や転
写不良等の不都合を生じ易くなり、ひいては画質が低下
するという欠点があった。

【０００４】そこで、この欠点を防止するため、転写電
圧発生手段として出力電圧の変動を監視しつつ転写電圧
を出力するフィードバック制御方式のものが用いられて
いる。これによれば、低圧側の転写電圧に変動を生じて
もこれがフィードバックされて直ちに所定の電圧に安定
化される。

【０００５】また、二次転写部から一次転写部に至る途
中に、中間転写体に接触する接地ローラを設けることに
より、高圧側からの電流をこの設置ローラーで吸収する
ことにより低圧側の転写電圧の変動を抑制することも行
われている（特開平８−３１４２８４号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ようなフィードバック制御方式の転写電圧発生手段によ
っても、急激な電圧変化に対応できないとか、電圧変化
が大きすぎてフィードバック制御で吸収しきれない場合
があり、前記欠点を解消するまでに至っていないのが現
状である。

【０００７】また後者の場合には、接地ローラの介在は
転写部の接近の妨げとなることから、画像形成装置の小
形化の要請に対して、十分な満足を与えることができな
いという問題があった。

【０００８】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされてものであって、転写部を接近させたときの転
写電圧差に起因する画質低下を防止でき、しかも小形化
の可能な画像形成装置の提供を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、基本的に、フィードバック制御方式の
転写電圧発生手段を採用するとともに、電圧変動に十分
に追従できるような対策を講じたものである。

【００１０】即ち、この発明に係る画像形成装置の１つ
は、像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転
写体と、前記像担持体のトナー像を前記中間転写体に転
写する一次転写部と、出力変動を監視しつつ一次転写電
圧を出力するフィードバック制御方式の一次転写電圧発
生手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録
媒体に転写する二次転写部と、出力変動を監視しつつ二
次転写電圧を出力するフィードバック制御方式の二次転
写電圧発生手段と、前記一次転写電圧と前記二次転写電
圧のうちの高圧側電圧について、その立上がり開始から
終了までの時間、及び立ち下がり開始から終了までの時
間を遅らせる制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、一次転写電圧と前記二
次転写電圧のうちの高圧側電圧について、その立上がり
開始から終了までの時間、及び立ち下がり開始から終了
までの時間を遅らせるから、高圧側の転写電圧の立ち上
がりや立ち下がりに同期して低圧側の転写電圧が変動し
ようとしても、この変動に低圧側の転写電圧発生手段が
十分追従応答でき、低圧側の転写電圧の変動が防止され
て、転写電圧が安定する。

【００１２】また、上記課題を解決するために、この発
明の他の１つは、像担持体に形成されたトナー像が転写
される中間転写体と、前記像担持体のトナー像を前記中
間転写体に転写する１個または複数個の一次転写部と、
一次転写部に対応して設けられるとともに、出力変動を
監視しつつ一次転写電圧を出力するフィードバック制御
方式の１個または複数個の一次転写電圧発生手段と、前
記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写す
る二次転写部と、出力変動を監視しつつ二次転写電圧を
出力するフィードバック制御方式の二次転写電圧発生手
段とを備え、前記１個または複数個の一次転写電圧発生
手段または二次転写電圧発生手段のうちの少なくともい
ずれかに、他の転写電圧発生手段から出力された転写電
圧に基く流れ込み電流を消費する抵抗素子を設けたこと
を特徴とする。

【００１３】この構成によれば、高圧側の転写電圧に起
因する低圧側の転写電圧の変動分が、前記抵抗素子によ
る電流消費によって吸収され、変動幅が小さくなる。こ
のため、低圧側の転写電圧発生手段による制御範囲を逸
脱するほど変動幅が大きくなるのが防止され、転写電圧
が安定する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る画像形成装置全体の概略構成図である。

【００１５】この画像形成装置１００は、図示しないホ
ストコンピュータからのデータを受領して作像を行う電
子写真式プリンタであり、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、複写用搬送ユニット６、定着装置７を備
えている。

【００１６】前記感光体ユニット１は、像担持体として
の感光体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。

【００１７】前記プリントヘッド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。

【００１８】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
ナー像を形成する。

【００１９】前記給紙カセット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
ングローラー３０、３１の対向部に搬送する。

【００２０】前記中間転写体ユニット２は図２に示すよ
うに、中間転写ベルト２１、駆動ローラー２２、一次転
写ローラー２３、二次転写ローラー２４、二次転写対向
ローラー２５を備えている。

【００２１】前記中間転写ベルト２１は無端状ベルト
で、ポリカーボネイトによって形成されている。この中
間転写ベルト２１は、駆動ローラー２２、二次転写対向
ローラー２５及び一次転写ローラー２３に張設懸架され
るとともに、一次転写部２６において一次転写ローラー
２３により感光体１０に接触している。又、駆動ローラ
ー２２は図示しないモータにより回転駆動されるととも
に、この回転が中間転写ベルト２１に伝達されて中間転
写ベルト２１は、図２に矢印で示すように、一次転写ロ
ーラー２３から駆動ローラー２２及び二次転写対向ロー
ラー２５を通って一次転写ローラー２３へと帰還する経
路で搬送される。

【００２２】前記一次転写ローラー２３は、アルミニウ
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。かつ、この
一次転写ローラー２３には、一次転写電圧発生手段２７
から発生された一次転写電圧が印加されている。そし
て、感光体１０上に形成されたトナー像は、前記一次転
写ローラー２３に印加された一次転写電圧によって中間
転写ベルト２１に転写され、中間転写ベルト２１上に必
要な色成分の数だけ重ねられる。

【００２３】中間転写ベルト２１上に転写されたトナー
像は、中間転写ベルト２１上に付着した状態で二次転写
対向ローラー２５まで搬送される。二次転写対向ローラ
ー２５の対向位置には、二次転写ローラー２４が、中間
転写ベルト２１に対して圧接、離間可能に設けられてお
り、二次転写部２８を形成している。この二次転写ロー
ラー２４は、前記一次転写ローラー２３と同じく、アル
ミニウム、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。ま
た、二次転写ローラー２４には、二次転写電圧発生手段
２９から発生された二次転写電圧が印加されている。

【００２４】二次転写ローラー２３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２１を介して二次転写対向ロー
ラー２５に当接する。このとき、中間転写ベルト２１上
のトナー像は、二次転写ローラー２４に印加された二次
転写電圧により、プリント用紙Ｐに二次転写される。

【００２５】プリント用紙Ｐ上に二次転写されたトナー
像は、複写用搬送ユニット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上のトナー像を
定着して機外に排出する。こうして画像形成を終了す
る。

【００２６】図３は、前記一次転写電圧発生手段２７及
び二次転写電圧発生手段２９のブロック図である。同図
において、２７１、２９１（符号の頭に２７がつくもの
は一次転写電圧発生手段２７の構成要素を、２９がつく
ものは二次転写電圧発生手段２９の構成要素をそれぞれ
示す）は直流電源、２７２、２９２は前記直流電源２７
１、２９１の電圧を断続するスイッチング手段、２７
３、２９３は前記スイッチング手段２７２、２９２で断
続された直流電源２７１、２９１の電圧を昇圧する高圧
トランス、２７４、２９４は高圧トランス２７３、２９
３の出力を整流する整流回路、２７５、２９５は整流回
路２７４、２９４の出力を平滑する平滑回路であり、平
滑回路２７５、２９５の出力に一次または二次の転写ロ
ーラー２３、２４が接続されている。図示した転写電圧
発生手段２７、２９では、スイッチング手段２７２、２
９２による直流電圧の断続比（デューテイー比）に応じ
て高圧トランス２７３、２９３の一次側電圧を可変にで
きるから、これに伴い高圧トランスの二次側電圧さらに
は転写ローラー２３、２４に印加される転写電圧を可変
にすることができる。

【００２７】図３において、２７６、２９６は前記スイ
ッチング手段２７２、２９２による断続比を調節設定し
て転写電圧を制御する転写電圧制御手段である。この転
写電圧制御手段２７６、２９６は図示しないＣＰＵを備
え、ＣＰＵの指示に基いて前記断続比を設定する構成と
なっている。また、平滑回路２７５、２９５の出力とア
ース間には２個の分圧抵抗２７７、２７８、２９７、２
９８が介挿されるとともに、これら分圧抵抗によって分
圧された転写電圧が前記転写電圧制御手段２７６、２９
６にフィードバックされ、転写電圧が所定値に安定する
ように制御される。

【００２８】上記のような一次または二次の転写電圧発
生手段２７、２９によって得られる一次または二次の転
写電圧は各転写ローラー２３、２４にパルス状に印加さ
れる。この実施形態では、一次転写電圧を例えば５００
Ｖ、二次転写電圧を高圧の例えば１５００Ｖに設定して
いる。このように転写電圧に差があると、中間転写ベル
ト２１を介して電流の流れ込みを生じる結果、図４に示
す二次転写電圧の立上がりに同期して、一次転写電圧が
瞬間的に上昇しトナーの飛び散り現象を引き起こす。一
方、二次転写電圧の立下がりに同期して一次転写電圧が
瞬間的に低下し転写不良を引き起こす。この原因は、一
次転写電圧制御手段２７６の応答が、二次転写電圧から
の流れ込み電流の変化による一次転写電圧の急激な変化
に追いつかないからである。

【００２９】即ち、一次転写電圧制御手段２７６には一
次転写電圧がフィードバックされているから、一次転写
電圧制御手段２７６は、一次転写電圧が上昇しようとし
たときは低下させるように、逆に低下しようとしたとき
は上昇させるようにスイッチング手段２７２を制御し、
このため一次転写電圧は安定的に保持される。そして、
二次転写電圧の立上がりや立下がりのときの一次転写電
圧の変動に対しても、一次転写電圧制御手段２７６は転
写電圧を安定させるべく制御しようとする。しかし、急
激な変化に追随できず一次転写電圧は激しく変動するの
である。なお、一定期間を経過すると変化に追随できる
ようになり、一次転写電圧は安定する。

【００３０】そこで、この実施形態では、図５及び図６
に示すように、二次転写電圧を段階的に立ち上げまたは
立ち下げて、立上がり開始から終了までの時間、及び立
ち下がり開始から終了までの時間を遅らせる。具体的に
は、まず５００Ｖの電圧を出力したのち、２０ｍｓごと
に５０Ｖずつ電圧を上昇させ、立ち上がり開始から４０
０ｍｓ後にピーク電圧の１５００Ｖとする。立ち下がり
も同様に、２０ｍｓごとに５０Ｖずつ５００Ｖまで電圧
を低下させ、立ち上がり開始から４００ｍｓ後に印加電
圧を零にする。

【００３１】このように、二次転写電圧の立上がり開始
から終了までの時間、及び立ち下がり開始から終了まで
の時間を遅らせることにより、二次転写電圧の立上がり
及び立ち下がりに同期して一次転写電圧が変動しようと
しても、一次転写電圧制御手段２７６がこの変動に追随
して電圧を低下あるいは上昇させ、所期する５００Ｖの
一次転写電圧を保持することができる。

【００３２】図７は二次転写電圧を前記のように段階的
に立ち上がらせるための二次転写電圧制御手段２９６の
処理手順を示すフローチャートである。まず、出力５０
０ＶでＯＮしたのち（Ｓ−１）、２０ｍｓ待ち（Ｓ−
２）、１５００Ｖに達したか否かを確認する（Ｓ−
３）。達していなければ（Ｓ−３、ＮＯ）、出力を５０
Ｖ上げ（Ｓ−４）、再度２０ｍｓ待って（Ｓ−２）、１
５００Ｖに達するまで同様の処理を繰り返す。二次転写
電圧制御手段２９６に含まれるＣＰＵからは、まず５０
０Ｖの出力となるように例えば“８０”というデシタル
データが出力され、次いで５０Ｖずつ上昇させるために
“＋８”ずつ出力される。これに基いて、スイッチング
手段２９２の断続比が設定されて前記のような段階的出
力が得られる。二次転写電圧の立ち下がりについても同
様である。

【００３３】なお、二次転写電圧の立上がり及び立ち下
がりの開始から終了までの時間を遅らせる手段は、上記
に限定されることはなく、コンデンサ等からなる積分回
路を用いて二次転写電圧の立上がり及び立ち下がりを鈍
らせることにより行っても良い。しかし、上記実施形態
のようにソフトウェアにより行った方が、消費電力の無
駄もなく回路構成を変更することなく本発明を実施でき
る点で望ましい。

【００３４】図８はこの発明の他の実施形態を示すもの
で、低圧側である一次転写電圧発生手段２７のブロック
図である。図８において、２７１は直流電源、２７２は
スイッチング手段、２７３は高圧トランス、２７４は整
流回路、２７５は平滑回路、２３は一次転写ローラー、
２７６は一次転写電圧制御手段、２７７、２７８は分圧
抵抗であり、これらは図３に示したものと同一である。

【００３５】この実施形態では、一次転写ローラー２３
と並列に抵抗素子２７９が介挿されている。この抵抗素
子２７９は、二次転写電圧に起因して一次転写電圧が変
動しようとする時に、流れ込んできた電流に対する変動
を防止する役割を果たす。例えば、一次転写電圧が、一
次転写電圧発生手段２７によって制御可能な電流の下限
値に近い値であるような場合、一次転写電圧の上昇変動
に対して一次転写電圧制御手段２７６が電流を下げよう
と制御しても下げきれない。そこで、抵抗素子２７９に
より強制的に電流消費を生じさせることにより、上昇変
動に対して一次転写電圧制御手段２７６が電流を下げよ
うと制御したときに下げられる余裕を持たせることがで
き、一次転写電圧制御手段２７６による制御可能な範囲
内の変動幅に収めて、一次転写電圧の安定化を図る。

【００３６】なお、抵抗素子２７９の抵抗値は、二次転
写電圧、一次転写電圧、中間転写ベルト２１の抵抗値等
を考慮して、一次転写電圧の変動防止に最適な値に設計
すれば良い。

【００３７】図９は図８に示した実施形態を適用可能な
画像形成装置の他の構成例を示すものである。この画像
形成装置は、それぞれの色ごとに独立した感光体１０ａ
〜１０ｄを４個備えるとともに、中間転写ベルト２１を
挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄの対向位置に一次転写ロ
ーラー２３ａ〜２３ｄが配置されて、それぞれ一次転写
部２６ａ〜２６ｄが形成されている。また、各一次転写
ローラー２３ａ〜２３ｄは転写時において、各一次転写
電圧発生手段２７ａ〜２７ｄによって発生される一次転
写電圧を印加される。

【００３８】２４は二次転写ローラー、２５は二次転写
対向ローラーであり、これらローラーによって二次転写
部２８が形成されている。２２は駆動ローラー、Ｐはプ
リント用紙である。前記二次転写ローラー２４は転写時
において、二次転写電圧発生手段２９によって発生され
る二次転写電圧を印加される。

【００３９】図９に示した画像形成装置では、転写部２
３ａ〜２３ｄ、２８相互間の距離が接近すると、一次転
写電圧と二次転写電圧の間だけでなく、一次転写電圧相
互間の電圧差に基いて電流の流れ込みを生じる。そこ
で、このような一次転写電圧相互間の電圧差に基く転写
電圧の変動をも防止するため、変動を受ける一次転写部
２３ａ〜２３ｄの一次転写電圧発生手段２７ａ〜２７ｄ
に、図８と同様の流れ込み電流消費用の抵抗素子２７９
を設けるのが良い。

【００４０】なお、以上の実施形態では、いずれも一次
転写電圧の変動を防止するものとして説明したが、一次
転写電圧よりも二次転写電圧が低いような場合には、二
次転写電圧の変動防止のために同様の手段を施せば良
い。また、高圧側転写電圧の立上がり、立ち下がりにつ
いての制御手段と、流れ込み電流消費用の抵抗素子とを
ともに具備した画像形成装置としても良い。

【００４１】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、一次転写電
圧と二次転写電圧のうちの高い方の電圧の立上がり開始
から終了までの時間、及び立ち下がり開始から終了まで
の時間を遅らせたから、低圧側の転写電圧の変動に低圧
側転写電圧発生手段が十分に追従でき、低圧側転写電圧
の変動を確実に防止することができる。

【００４２】また、一次転写電圧発生手段または二次転
写電圧発生手段のうちの少なくともいずれかに、他の転
写電圧発生手段から出力された転写電圧に基く流れ込み
電流を消費する抵抗素子を設けたから、低圧側転写電圧
の変動幅を低圧側転写電圧発生手段の制御範囲内に収め
ることができ、転写電圧の変動を防止することができ
る。

【００４３】その結果、いずれも画質低下のない高品質
の画像形成が可能となる。

【００４４】しかも、各転写部の間に接地ローラーを設
ける必要はないから、転写部相互間の距離をより一層短
くすることができ、小型でコンパクトな画像形成装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置全体の
概略構成図である。

【図２】図１に示した中間転写体ユニットの詳細な構成
図である。

【図３】図２に示した一次または二次の転写電圧発生手
段のブロック図である。

【図４】本発明を適用しなかった場合の一次転写電圧と
二次転写電圧の波形図である。

【図５】本発明を適用した場合の一次転写電圧と二次転
写電圧の波形図である。

【図６】図５に示した二次転写電圧の立上がり部分の拡
大図である。

【図７】二次転写電圧を段階的に立ち上がらせるための
二次転写電圧制御手段の処理手順を示すフローチャート
である。

【図８】この発明の他の実施形態に係るもので、一次転
写電圧発生手段のブロック図である。

【図９】この発明が適用される画像形成装置の変形例を
示すもので、中間転写体ユニットの構成図である。

【符号の説明】

１００…画像形成装置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…複写用搬送ユニット７…定着装置１０…感光ドラム（像担持体）Ｐ…プリント用紙（記録媒体）２１…中間転写ベルト（中間転写体）２２…駆動ローラー２３…一次転写ローラー２４…二次転写ローラー２５…二次転写対向ローラー２６…一次転写部２７…一次転写電圧発生手段２８…二次転写部２９…二次転写電圧発生手段２７１、２９１…直流電源２７２、２９２…スイッチング手段２７３、２９３…高圧トランス２７４、２９４…整流回路２７５、２９５…平滑回路２７６…一次転写電圧制御手段２９６…二次転写電圧制御手段２７７、２７８、２９７、２９８…分圧抵抗２７９…抵抗素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に形成されたトナー像が転写さ
れる中間転写体と、前記像担持体のトナー像を前記中間転写体に転写する一
次転写部と、出力変動を監視しつつ一次転写電圧を出力するフィード
バック制御方式の一次転写電圧発生手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写
する二次転写部と、出力変動を監視しつつ二次転写電圧を出力するフィード
バック制御方式の二次転写電圧発生手段と、前記一次転写電圧と前記二次転写電圧のうちの高圧側電
圧について、その立上がり開始から終了までの時間、及
び立ち下がり開始から終了までの時間を遅らせる制御手
段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体に形成されたトナー像が転写さ
れる中間転写体と、前記像担持体のトナー像を前記中間転写体に転写する１
個または複数個の一次転写部と、一次転写部に対応して設けられるとともに、出力変動を
監視しつつ一次転写電圧を出力するフィードバック制御
方式の１個または複数個の一次転写電圧発生手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写
する二次転写部と、出力変動を監視しつつ二次転写電圧を出力するフィード
バック制御方式の二次転写電圧発生手段とを備え、前記１個または複数個の一次転写電圧発生手段または二
次転写電圧発生手段のうちの少なくともいずれかに、他
の転写電圧発生手段から出力された転写電圧に基く流れ
込み電流を消費する抵抗素子を設けたことを特徴とする
画像形成装置。