(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写部材を搬送するベルト状搬送機構上に複数の画像形成ステーションを所定の間隔で配置し、各画像形成ステーションの像担持体上に形成された顕像を前記被転写部材に順次転写して多色画像を形成する画像形成装置において、
前記各画像形成ステーションの転写部材と基準電位間に電源を接続し、転写部材と電源間の抵抗値を下流側ほど高く設定し、各画像形成ステーションでの転写電流が略一定になるよう、転写部材への印加電圧を下流側ほど高く設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記各画像形成ステーションの転写部材と電源間に抵抗を接続し、この抵抗値を下流側ほど高く設定した請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記各画像形成ステーションの転写部材の抵抗値を下流側ほど高く設定した請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被転写材を搬送するベルト状搬送機構上に複数の画像形成ステーションを配置し、各画像形成ステーションの像担持体上に形成された顕像を非転写部材に順次転写して多色画像を形成する、いわゆるタンデム式の画像形成装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】
従来より、多色画像、たとえばフルカラーの画像を形成する装置として、上述のタンデム式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、被転写部材を搬送するベルト状搬送機構上に複数の画像形成ステーションを所定の間隔で配置し、各画像形成ステーションの像担持体上に形成された顕像を被転写部材に順次転写してフルカラー画像を形成するものであって、各画像形成ステーションは、感光体ドラムと転写チャージャと現像装置とを含んでいる。このようなタンデム式の画像形成装置では、各画像形成ステーションで担当する色を異ならせることによって、被転写材に順次異なった色の転写を重ねて行うことのできるため、通常、黒色、マゼンタ色、シアン色、イエロー色の４種類の画像形成ステーションを配置することによって、１枚の被転写部材がこれらのステーションを通過させる間にフルカラー画像を形成することができるようになる。このため、１つの感光体ドラム周囲に４種類の現像装置を配置するフルカラー画像形成装置に比較して、画像形成速度を速くすることができるという利点がある。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のタンデム式の画像形成装置では、画像形成速度が速いゆえに以下に述べる問題が生じる。これについて、図１を参照して説明する。
【０００３】
図１において、１は、被転写部材４を搬送するベルトであって、このベルト１は被転部材４を図の矢印Ａ方向に搬送する。ベルト１の下方には転写ローラ２が配置され、この転写ローラ２と基準電位（グラウンド電位）との間に電源６と抵抗５が接続され、転写ローラ２に対してプラスの電位が与えられている。また、被転写部材４の表面には感光体３が対向し、感光体表面にはマイナス帯電されたトナー７が付着されている。
【０００４】
上記の構成で、被転写部材４が転写ローラ２上に搬送されてくると、転写ローラ２にはプラス電位が印加されているために、被転部材４の表面に感光体３上のトナー７が引きつけられる。これによって静電転写が行われる。また、ベルト１の裏面にはプラス電荷、被転写部材４の表面にはマイナス電荷がそれぞれ帯電される。この状態で被転写部材４が下流方向に十分に搬送されると、被転写部材４上のマイナス電荷とベルト１裏面のプラス電荷がそれぞれキャンセルされることになる。しかし、上記タンデム式の画像形成装置では、１つ画像形成ステーションと隣接する画像形成ステーション間が十分に離れていないために、被転写部材４上のマイナス電荷とベルト１裏面のプラス電荷が十分にキャンセルされないまま下流側の隣接する画像形成ステーションへと搬送されてしまう。下流側の画像形成ステーションでは、被転写部材４上にマイナス電荷が乗ったままであるために、トナー７を引きつける静電気力は上流側の画像形成ステーションのそれに比べて小さい。つまり、転写電流が小さくなる。したがって、このような現象を複数段階連続して続けると、より下流側の画像形成ステーションにおいては十分な転写が行えない可能性がでてくる。特に、被転写部材４として、相対的に抵抗値の低い普通紙ではなく相対的に抵抗値の高いＯＨＰ用紙などを使用した場合には、１つの画像形成ステーションを通過した時の用紙上に帯電する電荷の蓄積量が多いために、下流側に行くに従って転写が困難になるという不都合が生じてくる。
【０００５】
そこで、上記の問題を解決するために、従来は、下流側の画像形成ステーションほど、その転写ローラ２に対して印加する電圧を高くして、転写電流の低下がないようにしていた。このようにすると、感光体からトナー７を引きつける静電気力の低下、すなわち転写電流の低下を防ぐことができるため、印加電圧を適正に設定することによって転写不良を防ぐことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、下流側の画像形成ステーションほど、その転写ローラに印加する電圧を高くするということは、別の問題を引き起こす。すなわち、下流側に行くに従って転写ローラの印加電圧を高くするということは、画像形成ステーションの位置に係わらず転写電流を一定にできるという利点を有する反面、感光体と転写ローラ間に被転写部材が存在していない時に、転写ローラに高い電圧が印加されていると感光体に対して過大な電流が流れるということである。感光体に過大な電流が流れることは、それ自体感光体にダメージを与えることになるが、さらに、過度の電流が流れた時に大量のプラス電荷が感光体表面に蓄積し、次の帯電値に十分に表面電位を確保することができず、感光体に静電疲労を起こさせて現像むらを引き起こすことになる。特に、高抵抗のＯＨＰ用紙などの被転写部材に対応できるよう転写ローラに印加する電圧を高く設定した場合に、このような問題が顕著に表れる不都合がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、良好な転写を維持しつつ感光体へのダメージを与えない画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）被転写部材を搬送するベルト状搬送機構上に複数の画像形成ステーションを所定の間隔で配置し、各画像形成ステーションの像担持体上に形成された顕像を前記被転写部材に順次転写して多色画像を形成する画像形成装置において、  前記各画像形成ステーションの転写部材と基準電位間に電源を接続し、転写部材と電源間の抵抗値を下流側ほど高く設定し、各画像形成ステーションでの転写電流が略一定になるよう、転写部材への印加電圧を下流側ほど高く設定したことを特徴とする
【００１０】
図２は、図１の構成において、転写電圧と転写ローラを流れる電流との関係を示す図である。電流値としては、感光体と転写ローラ間に被転写部材が存在する時の電流値である転写電流値と、感光体と転写ローラ間に被転写部材が存在しない時の電流値である紙間電流値とを示している。パラメータは転写ローラの抵抗値としている。この図から、転写ローラの抵抗値が大きいほど、転写電流と紙間電流の値が接近していることが分かる。図３は転写電圧を２ＫＶにしたときの転写ローラの抵抗値と電流値との関係を示している。この図においても、ローラ抵抗値が高ければ紙間電流値と転写電流値とが接近していることが明らかである。なお、実験によると、２ＫＶ以上の転写電圧に対しても転写ローラ抵抗値と各電流値との関係は図３に示すのと同様なものとなっている。
【００１１】
上記図２、図３に示すように、転写ローラの抵抗値を高くすると転写電流値と紙間電流値とが接近する関係を持つから、紙間電流値が大きくなる下流側の画像形成ステーションにおいて、転写ローラの抵抗値を大きくすれば、紙間電流値を転写電流値に近いものにすることができる。
【００１２】
そこで、この発明では、下流側の画像形成ステーションほど、その転写部材と基準電位間の抵抗値を高く設定したものである。なお、転写電流値が一定になるよう、下流側の画像ステーションにおいては従来と同様に転写部材に印加される電圧が高電圧化されるが、この発明では下流側ほど上記抵抗値が高いために、電圧を高める割合は従来に比べてさらに高くなる。
【００１３】
以上のように、この発明によると、各画像形成ステーションの転写部材と基準電位間の抵抗値を下流側ほど高く設定したために、各ステーションでの良好な転写を保証しながら各画像形成ステーションの感光体に対するダメージを小さくすることができる。
【００１４】
（２）前記各画像形成ステーションの転写部材と電源間に抵抗を接続し、この抵抗値を下流側ほど高く設定した。
【００１５】
この構成によると、各画像ステーションの転写部材の仕様を同一にすることができるために、画像形成装置の組み立てが容易になり、また、コストを低減することもできる。
【００１６】
（３）前記各画像形成ステーションの転写部材の抵抗値を下流側ほど高く設定した。
【００１７】
各画像形成ステーションの転写部材と基準電位間の抵抗値を下流側ほと高く設定するのに、この（３）のように構成することも可能である。このような構成によれば、転写部に高抵抗を組み込む必要がなくなるために、高圧電源回路の構成を簡単にできる利点がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図４は、この発明の実施形態であるディジタルカラー複写機の構成図である。この複写機１は、被転写部材を搬送するベルト状搬送機構上に複数の画像形成ステーションを所定の間隔で配置し、各画像形成ステーションの像担持体上に形成された顕像を前記被転写部材に順次転写してフルカラー画像を形成するタンデム式の画像形成方法を採用している。
【００１９】
このディジタルカラー複写機１の構造概要を示せば以下の通りである。
【００２０】
複写機１の上面には原稿台１１１および操作パネルが設けられ、複写機内部に画像読み取り部１１０、画像形成部２１０、給紙機構２１１が設けられている。
【００２１】
原稿台１１１の上面にはこの原稿台１１１に対して開閉可能な状態で両面自動原稿送り装置１１２が支持されている。
【００２２】
画像読み取り部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３、１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換装置であるＣＣＤラインセンサ１１６とを備えている。光学レンズ１１５は、原稿走査体内に設けられているミラーによって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、この縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させる。また、ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像或いはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤで構成される。このＣＣＤラインセンサ１１６により画像信号に変換された原稿画像情報は、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像データ処理を受ける。
【００２３】
給紙機構２１１は、用紙トレイ内に積載収容されている用紙（被転写部材）Ｐを１枚づつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する。１枚づつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２よりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。
【００２４】
画像形成部２１０は、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄと、転写搬送ベルト機構（ベルト状搬送機構）２１３とを含んでいる。）
転写搬送ベルト機構２１３は、用紙Ｐの給紙側に配置される従動ローラ２１５と、排紙側に配置される駆動ローラ２１４と、これらのローラ間に略平行に延びるように張架された転写搬送ベルト２１６とを備えている。転写搬送ベルト２１６は、用紙Ｐを静電吸着することによって給紙側から排紙側に搬送する。
【００２５】
前記画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、転写搬送ベルト２１６上に所定の間隔で配置されている。各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、それぞれ同一の構成を備えている。また、各画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、および２２２ｄをそれぞれ含んでいる。各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、それらの感光体ドラムを一様に帯電するための帯電器２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄと、各感光体ドラム上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、２２４ｄと、現像された各感光体ドラム上のトナー像（顕像）を用紙Ｐへ転写するための転写ローラ２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃ、２２５ｄと、各感光体ドラム上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃ、２２６ｄとがドラム回転方向に沿って順次配置されている。また、各画像形成ステーションは、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方にレーザービームスキャナユニット２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄをそれぞれ設けている。レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）と、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザビームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１や、ミラー２４２、２４３などから構成されている。レーザビームスキャナ２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナ２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナ２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナ２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。また、現像装置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄには、それぞれ、黒色のトナー、シアン色のトナー、マゼンタ色のトナー、イエロー色のトナーが収容されている。各画像形成ステーションでは、各レーザビームスキャナからの各色成分像に対応するレーザ光によって各感光体ドラム上に色ごとの静電潜像が形成され、各現像装置による現像によって色ごとのトナー像が用紙Ｐ上に重ねて付着される。これによって、排紙部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。なお、給紙側に用紙吸着用帯電器２２８が設けられており、これによって転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させて用紙Ｐを同ベルト上に確実に吸着させるようにしている。また、排紙側に除電器２２９が設けられており、これによって、転写搬送ベルト２１６上に静電吸着されている用紙Ｐを該ベルトから分離するようにしている。また排紙部には定着装置２１７が配置され、さらにその下流側に定着後の用紙Ｐを両面複写のために給紙側に搬送するか排紙トレイ２２０上に排出するかを切り換えるための切り換えゲート２１８と、排出ローラ２１９とが配置されている。
【００２６】
本実施形態のカラー画像複写機では、以上の構成において、各画像形成ステーション内の転写ローラ２２５と基準電位（グラウンド電位）間の抵抗値を、下流側ほど高く設定している。
【００２７】
図５は、上記各画像形成ステーションの転写部材２２５と基準電位間の抵抗値を下流側ほど高く設定する第１の実施例を示し、図８は第２の実施例を示している。
【００２８】
図５に示す第１の実施例では、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄと基準電位間に抵抗Ｒａ〜Ｒｄを接続し、この抵抗値を下流側ほど高く設定している。なお、３００ａ〜３００ｄは各転写部材２２５ａ〜２２５ｄに電圧を印加する電源部であり、各電源部の電圧は、
Ｖｄ＞Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖａ
の関係となる。そして、各抵抗は、
Ｒｄ＞Ｒｃ＞Ｒｂ＞Ｒａ
の関係となる。
【００２９】
図６は、転写電流を８μＡに設定した場合の、各抵抗の値と転写電圧（電源部からの印加電圧）の設定例を示している。なお、図５において各画像形成ステーションは、図の右側からＢＫ（黒色）、Ｃ（シアン色）、Ｍ（マゼンタ色）、Ｙ（イエロー色）の現像を担当するものとする。この設定例では、Ｙ色の現像ステーションの抵抗Ｒｄを１８３ＭΩに設定して転写電圧を４．３ｋｖに設定した場合でも、紙間電流と転写電流との差は５μＡ（１３μＡー８μＡ）に抑えられている。すなわち、各現像ステーションにおける紙間電流の最大差は１４−１１＝３μＡとなっていて、かなり抑制されていることが分かる。この結果、現像ステーションに被転写部材が存在しない時に感光体に大きな電流が流れて感光体にダメージを与えるのを防ぐことができる。
【００３０】
なお、参考のために、図７に、従来の装置での転写電圧と電流との関係を示す。従来の装置では、各画像形成ステーションの転写ローラと基準電位間の抵抗値が同一であるために、下流側の画像形成ステーションほど紙間電流が大きくなる。図７に示す例では、Ｙ色の現像ステーションでの紙間電流は２４μＡとなっており、最も小さいＢＫ色の現像ステーションでの紙間電流１１μＡとの差は１３μＡとなっている。このため、この例では、Ｙ色の現像ステーションでの感光体のダメージが大きい。同様に、Ｍ色の現像ステーションでの感光体へのダメージも大きい。
【００３１】
図８に示す第２の実施例では、上記抵抗を使用せず、転写ローラ２２５の抵抗値を下流側ほど高く設定する。図９は、この実施例での転写ローラの抵抗値と転写電圧の設定例を示している。この実施例でも、紙間電流の最大差は１４−１１＝３μＡとなっており、感光体へのダメージは少なくなる。
【００３２】
この発明は、画像形成ステーションの転写ローラと基準電位間の抵抗値を下流側ほど高く設定するようにすればよいために、図５に示すように転写ローラと基準電位間に抵抗を挿入してこの抵抗値を調整しても、また図８に示すように、抵抗を使用せずに転写ローラ自体の抵抗値を調整するようにしてもよい。ただし、図５に示す実施例のように抵抗を使用する場合には、各転写ローラは同一のものでよい利点がある。また、図８に示す実施例では、各転写ローラをそれぞれ異なった特性のものにする必要があるが、抵抗（高抵抗）を接続してくてもよい利点がある。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、各画像形成ステーションの転写部材と基準電位間の抵抗値を下流側ほど高く設定したために、各ステーションでの良好な転写を保証しながら各画像形成ステーションの感光体に対するダメージを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る画像形成装置の構成と動作を説明するための図
【図２】転写ローラ抵抗値をパラメータとした時の転写電圧と電流値との関係を示す図
【図３】２ＫＶにおける転写ローラ抵抗値と転写電流および紙間電流値との関係を示す図
【図４】この発明の実施形態であるディジタルカラー複写機の構成図
【図５】上記ディジタルカラー複写機の第１の実施例の要部構成図
【図６】第１の実施例の抵抗値と転写電圧との設定例を示す図
【図７】従来の装置での転写電圧と各電流値との関係を示す図
【図８】上記ディジタルカラー複写機の第２の実施例の要部の構成図
【図９】第２の実施例の転写ローラ抵抗値と転写電圧の設定例を示す図
【符号の説明】
１−ベルト
２−転写ローラ
３−感光体
４−被転写部材
５−抵抗
６−電源
【図１】
0003640860.tif 000002
【図２】
0003640860.tif 000003
【図３】
0003640860.tif 000004
【図４】
0003640860.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003640860.tif 000009
【図９】
0003640860.tif 000010