(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時間に応じて抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムに１対１に対応する複数の転写ローラユニットと、各転写ローラユニットに転写電圧を与える複数の閉回路に並列接続されている１の定電圧源と、を含んでいる画像形成装置であって、
前記各閉回路は、転写ローラユニットに直列に接続されている抵抗値調節回路を備え、
該抵抗値調節回路は、棒軸と、付勢手段と、可変抵抗部と、を備え、
前記棒軸は、感光体ドラムのドライブシャフト軸上に設けられている、高抵抗又は電気絶縁性のものであり、
前記付勢手段は、前記可変抵抗部を棒軸へと押し付けるものであり、
前記可変抵抗部は、一体化された抵抗部と磨耗部とを備えており、前記各閉回路内で転写ローラユニットに直列接続されており、
前記磨耗部は、前記棒軸に押し付けられる位置にあり、該棒軸の回転に伴う摩擦によって削られる材質でできており、
前記可変抵抗部は、抵抗部と磨耗部とが一体化された導電性樹脂であり、磨耗部が削られることによって生じる前記導電性樹脂の断面積の減少に応じて抵抗値を増加し、転写ローラユニットに印加する電圧を低くすることによって、前記各感光体ドラムの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にする、
ことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
使用時間に応じて抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムに１対１に対応する複数の転写ローラユニットと、各転写ローラユニットに転写電圧を与える複数の閉回路に並列接続されている１の定電圧源と、を含んでいる画像形成装置であって、
前記各閉回路は、転写ローラユニットに直列に接続されている抵抗値調節回路を備え、
該抵抗値調節回路は、棒軸と、付勢手段と、可変抵抗部と、を備え、
前記棒軸は、感光体ドラムのドライブシャフト軸上に設けられている、高抵抗又は電気絶縁性のものであり、
前記付勢手段は、前記可変抵抗部を棒軸へと押し付けるものであり、
前記可変抵抗部は、一体化された又は別々の、抵抗部と磨耗部とを備えており、前記各閉回路内で転写ローラユニットに直列接続されており、
前記磨耗部は、前記棒軸に押し付けられる位置にあり、該棒軸の回転に伴う摩擦によって削られる材質でできており、
前記抵抗部は、加圧変形させることによって抵抗値の小さくなる感圧導電性の弾性体であり、磨耗部が削られることによって生じる棒軸方向への位置変化に応じて前記抵抗部に対する押圧力が低下して抵抗値を増加し、転写ローラユニットに印加する電圧を低くすることによって、前記各感光体ドラムの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にする、
ことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の感光体ドラムを用いる、例えばタンデム式のカラープリンタ、カラー複写機等の電子写真式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の感光体ドラムを用いる電子写真式の画像形成装置では、まず、帯電器によって帯電されている１つめの感光体ドラム表面に、出力画像のレーザ光を照射して静電潜像を形成する。現像器は、静電潜像に、ある色のトナーを付着させてトナー像を形成する。トナー像は、感光体ドラムに１対１に設けられている転写ローラによって複写紙又は中間転写ベルトに転写される。前記転写ローラには、トナーと逆極性の電圧が印加される。前記トナー像の形成と転写とは、感光体ドラムの数だけ繰り返し行なわれる。
【０００３】
従来、定電圧源は、１つの転写ローラに対して１つ設けられていた。装置の小型化を図るには、並列回路を用いて前記電源を１つにすることが考えられる。例えば、下記特許文献１は、定電圧源を１つにした場合であって、環境・耐久変動によるトナー濃度の変化を検出し、結果に基づいてスイッチの切り換えによって環境依存性を有する抵抗素子（回路ではない）を付加することによって一次転写電圧を低下させるカラー画像形成装置が記載されている。また、下記特許文献２には、１つの定電圧源に、複数の転写手段を可変抵抗を介在させた直列回路を接続し、転写電流値を検出し、検出値に基づいて、各転写ローラの抵抗値変動を補償するように各可変抵抗値を調節し、各転写ローラに印加される転写電圧を一定にする、画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３７８１６号公報
【特許文献２】特開２００３−５７９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記感光体ドラムの表面の抵抗値は、使用時間の増加に伴って低下し、感光体ドラム毎に異なる値になることが知られている。前記特許文献１、２記載の装置は、このような感光体ドラム毎の抵抗値の変化に対処することができない。
【０００６】
本発明は、複数の感光体ドラムと、これに対応する複数の転写ローラと、１つの定電圧源と、を備えている画像形成装置において、長期間、安定した画像形成を行なうことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の画像形成装置は、使用時間に応じて抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムに１対１に対応する複数の転写ローラユニットと、各転写ローラユニットに転写電圧を与える複数の閉回路に並列接続されている１の定電圧源と、を含んでいる画像形成装置であって、前記各閉回路は、転写ローラユニットに直列に接続されている抵抗値調節回路を備え、該抵抗値調節回路は、棒軸と、付勢手段と、可変抵抗部と、を備え、前記棒軸は、感光体ドラムのドライブシャフト軸上に設けられている、高抵抗又は電気絶縁性のものであり、前記付勢手段は、前記可変抵抗部を棒軸へと押し付けるものであり、前記可変抵抗部は、一体化された抵抗部と磨耗部とを備えており、前記各閉回路内で転写ローラユニットに直列接続されており、前記磨耗部は、前記棒軸に押し付けられる位置にあり、該棒軸の回転に伴う摩擦によって削られる材質でできており、前記可変抵抗部は、抵抗部と磨耗部とが一体化された導電性樹脂であり、磨耗部が削られることによって生じる前記導電性樹脂の断面積の減少に応じて抵抗値を増加し、転写ローラユニットに印加する電圧を低くすることによって、前記各感光体ドラムの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にする、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の画像形成装置は、使用時間に応じて抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムに１対１に対応する複数の転写ローラユニットと、各転写ローラユニットに転写電圧を与える複数の閉回路に並列接続されている１の定電圧源と、を含んでいる画像形成装置であって、前記各閉回路は、転写ローラユニットに直列に接続されている抵抗値調節回路を備え、該抵抗値調節回路は、棒軸と、付勢手段と、可変抵抗部と、を備え、前記棒軸は、感光体ドラムのドライブシャフト軸上に設けられている、高抵抗又は電気絶縁性のものであり、前記付勢手段は、前記可変抵抗部を棒軸へと押し付けるものであり、前記可変抵抗部は、一体化された又は別々の、抵抗部と磨耗部とを備えており、前記各閉回路内で転写ローラユニットに直列接続されており、前記磨耗部は、前記棒軸に押し付けられる位置にあり、該棒軸の回転に伴う摩擦によって削られる材質でできており、前記抵抗部は、加圧変形させることによって抵抗値の小さくなる感圧導電性の弾性体であり、磨耗部が削られることによって生じる棒軸方向への位置変化に応じて前記抵抗部に対する押圧力が低下して抵抗値を増加し、転写ローラユニットに印加する電圧を低くすることによって、前記各感光体ドラムの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び２記載の画像形成装置では、各感光体ドラムの使用時間に応じて、個々の転写電流が均一となるように構成されているので、１つの定電圧源を用いる場合であっても、常に安定した転写電流を供給できる。これによって、全ての感光体ドラムを一度に交換せずとも、長期間、安定した画像形成を行なうことができる。
【００１１】
請求項１記載の画像形成装置では、可変抵抗部として導電性樹脂を用いることで、少ない部品点数の簡単な構成で、各感光体ドラムに安定した転写電流を供給できる。これによって、全ての感光体ドラムを一度に交換せずとも、長期間、安定した画像形成を行なうことができる。
【００１２】
請求項２記載の画像形成装置では、抵抗部に感圧導電性の弾性体を用いるが、これによって該抵抗部が削られるのでないため、磨耗によって削られる面の状態による抵抗値の変化が無く、各感光体ドラムにより安定した転写電流を供給できる。これによって、全ての感光体ドラムを一度に交換せずとも、長期間、安定した画像形成を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の断面図である。
【図２】定電圧供給回路の構成図である。
【図３】感光体ドラムユニット内の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態における抵抗値調節回路の構成を示す図である。
【図５】実働時間に対する感光体ドラムの抵抗値の減少と、抵抗値調節回路の抵抗値の増加と、を示すグラフである。
【図６】第２実施形態における抵抗値調節回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、電子写真式のデジタルカラー画像形成装置１の断面図である。該画像形成装置１は、４つの感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ上に、それぞれ異なる色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋ）のトナー像を形成し、形成されたトナー像を一方向に移動する中間転写体８に順次一次転写するタンデム式のものである。
【００１５】
帯電・露光器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ表面を帯電し、出力画像のレーザ光を照射して静電潜像を形成する。現像器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、静電潜像に、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーを付着させてトナー像を形成する。感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに１対１に設けられている１次転写ローラユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、転写ローラによって、中間転写ベルト８にトナー像を転写する。前記転写ローラには、ユニットに入力される転写電圧に応じて、トナーと逆極性の電圧が印加される。前記トナー像の形成と転写とは、感光体ドラムの数だけ繰り返し行なわれる。
【００１６】
中間転写ベルト８に各色のトナー像を転写することで形成されたフルカラー画像は、２次転写ローラユニット９の転写ローラによって、給紙カセット１０から搬送路１１を通って供給されてきた複写紙に転写される。複写紙は、定着処理された後に、排紙トレイ１２に排出される。
【００１７】
図２は、定電圧供給回路の構成図である。該回路は、１つの定電圧源１００と、該定電圧源１００に並列接続されており、転写ローラユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄへと等しい転写電圧を供給する４つの閉回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）と、で構成されている。前記各回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）は、回路内で、１次転写ローラユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに直列に接続されている抵抗値調節回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備えている。
【００１８】
各抵抗値調節回路の構成は同じである。以下、抵抗値調節回路５０ａを例にとり、その構成を説明する。抵抗値調節回路５０ａは、図３に示す感光体ドラムユニット２ａ内に設けられている。感光体ドラムユニット２ａは、フレームを有しており、該フレームは、感光体ドラム２１ａのドライブシャフト２２ａと、抵抗値調節回路５０ａと、を画像形成装置１内の予め定めた位置に固定する。
【００１９】
抵抗値調節回路５０ａは、ドライブシャフト２２ａと、ユニット２ａのフレームと、に取り付けられており、棒軸５２と、付勢手段５４と、円筒状の可変抵抗部５３と、を備えている。
【００２０】
棒軸５２は、ドライブシャフト２２ａ軸上に設けられている、高抵抗又は電気絶縁性のものである。
【００２１】
付勢手段５４は、ばね等の弾性体であり、感光体ドライブユニット２のフレームを基部として、可変抵抗部５３を、棒軸５２へと押し付けるように、図面上向きに持ち上げている。
【００２２】
抵抗値調節回路５０ａのより詳しい構成について、以下に説明する。図４は、第１実施形態における抵抗値調節回路５０ａの構成を示す断面図である。図４（ａ）は、使用初期の状態を示す。図４（ｂ）は、時間経過後の状態を示す。
【００２３】
可変抵抗部５３は、内部に一体形成されている抵抗部・磨耗部５５を備えている。抵抗部・磨耗部５５は、両端５６、５７が、定電圧源１００の並列接続回路Ｃ１内において転写ローラユニット６ａと低電圧源１００との間に直列接続されている。抵抗部・磨耗部５５は、前記棒軸５２に押し付けられる位置にあり、該棒軸５２の回転に伴う摩擦によって削られる材質、例えば樹脂でできている。抵抗部・磨耗部５５は、削られることによって、その部分の断面積が小さくなり、結果として生じる棒軸５２方向への位置変化に応じて抵抗値が増加する。なお、設定事項であるが、可変抵抗部５３と前記抵抗部・磨耗部５５との間には、例えばゴムの電気絶縁性シート５８が設けられている。
【００２４】
前記構成を採用したことによって、抵抗値調節回路５０ａは、感光体ドラムの総回転数の増加に応じて高抵抗となり、回路Ｃ１内で直列に接続されている転写ローラユニット６ａに印加する電圧を低くする。
【００２５】
図５は、使用時間に対する感光体ドラム２１ａの抵抗値の減少（矢印２１０で示すグラフ）と、抵抗値調節回路５０ａの抵抗値の増加（矢印５００で示すグラフ）と、を概念的に示すグラフである。あるカラー画像形成装置を用いて、初期状態の感光体ドラムと１０万枚印刷した状態の感光体ドラムをそれぞれ装着して一次転写電流と転写電圧の関係を測定した実験では、電流−電圧の関係から、１０万枚印刷した状態の感光体ドラムは抵抗値がかなり低下していると予測された。更なる実験から、１０万枚印刷した状態の感光体ドラムに２５ＭΩ程度の抵抗を加えた場合に初期状態の感光体ドラムの一次転写の電流−電圧特性が略等しくなることがわかた。他の知見とも合わせて、感光体ドラムの抵抗値は使用時間に応じてほぼ比例して低下していることが予測される。そこで、抵抗部・磨耗部５５の削られる速度、即ち、抵抗値の上昇率は、感光体ドラム２１ａの抵抗値の低下する率に応じて、前記各感光体ドラムの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にする値に設定する。該構成を採用することによって、全ての感光体ドラムを一度に交換せずとも、画像形成装置の長期にわたる安定した動作を実現することができる。
【００２６】
図６は、第２実施形態における抵抗値調節回路６０ａの構成を示す図である。図６（ａ）は、使用初期の状態を示す。図６（ｂ）は、予め定めた実働時間経過後の状態を示す。本図において、前記抵抗値調節回路５０ａと同じ構成物には、同じ参照番号を付して示し、重複した説明は省く。なお、感光体ドラム２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには、回路６０ａと同じ構成の回路６０ｂ、６０ｃ、６０ｄが、取り付けられる。
【００２７】
抵抗値調節回路６０ａは、棒軸５２と、付勢手段５４と、円筒状の可変抵抗部６３と、を備えている。可変抵抗部６３は内部に、抵抗部６１と、磨耗部６２と、を備えている。前記抵抗部６１は、加圧して変形させることによって、加圧方向の抵抗値の小さくなる感圧導電性の弾性体であり、抵抗の変化する２つの作用点が、前記並列回路Ｃ１に直列接続される。なお、前記特性を有している感圧導電性の弾性体は、例えば、イナバゴム株式会社のイナストマー（登録商標）が挙げられる。
【００２８】
前記磨耗部６２は、前記棒軸５２に押し付けられる位置にあり、該棒軸５２の回転に伴う摩擦によって削られる材質、例えば樹脂でできている。磨耗部６２は、初期状態で、前記抵抗部６１を加圧変形している。磨耗部６２は、削られることによる棒軸５２方向への位置変化に応じて抵抗部６１に加える圧力を少なくし、結果、抵抗部６１の抵抗値を増加する。
【００２９】
前記構成を採用することによって、抵抗値調節回路６０ａは、感光体ドラム２１ａの総回転数の増加に応じて、高抵抗となり、回路Ｃ１内で直列に接続される転写ローラユニット６ａに印加する電圧を低くする。抵抗値調節回路６０ａの抵抗値の増加率の設定については、前記抵抗値調節回路５０ａと同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の画像形成装置は、タンデム式に限らず、実働時間に応じて抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムに１対１に対応する複数の転写ローラユニットと、感光体ドラム表面に付着しているトナー像を転写するための電圧を各転写ローラユニットに与えるように並列接続回路で構成されている１の定電圧源と、を含んでいるデジタルカラープリンター又は複写機等の、画像形成装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１              画像形成装置
２ａ〜２ｄ      感光体ドラムユニット
３ａ〜３ｄ      現像器
６ａ〜６ｄ      １次転写ローラユニット
８              中間転写ベルト
９              ２次転写ローラユニット
１０            給紙カセット
１１            搬送路
１２            排紙トレイ
５０ａ〜５０ｄ  抵抗値調節回路
６０ａ          抵抗値調節回路の変形例
【図１】
0005537483.tif 000002
【図２】
0005537483.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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