(57)【要約】【課題】像担持体にメモリを発生させずに良好な画像を得ることを目的とする。【解決手段】上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて画像を形成する画像形成部と、該画像形成部の画像形成位置に記録材を搬送する記録材担持体と、該記録材担持体に前記画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記転写手段には、転写電流を印加する電源に接続され、該電源は転写電流を印加する時とは逆の電圧を印加する両極性の電圧印加手段が付帯され、前記電圧印加手段は、前記記録材に画像を転写していない場合には前記転写電流とは逆極性の電流を流すように制御され、前記トナー像を転写する時と逆の電流が流れないように、前記転写手段と前記電圧印加手段との間に電流規制素子を接続したことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて画像を形成する画像形成部と、該画像形成部の画像形成位置に記録材を搬送する記録材担持体と、該記録材担持体に前記画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記転写手段には、転写電流を印加する電源に接続され、該電源は転写電流を印加する時とは逆の電圧を印加する両極性の電圧印加手段が付帯され、
前記電圧印加手段は、前記記録材に画像を転写していない場合には前記転写電流とは逆極性の電流を流すように制御され、
前記トナー像を転写する時と逆の電流が流れないように、前記転写手段と前記電圧印加手段との間に電流規制素子を接続したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記電流規制素子は、ダイオードであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真式の複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、表面に記録材を担持して搬送する無端状の記録材担持体と、この記録材担持体の移動方向に沿って配置した複数の画像形成部（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４個の画像形成部）とを備えたカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置は、各画像形成部において、一次帯電器、露光器、現像器により、像担持体（感光体ドラム）上にそれぞれの色のトナー像を形成し、これらトナー像を、各画像形成部に配設された転写帯電器（転写手段）に転写バイアスを印加することで、記録材担持体上の記録材上に順次転写して重ね合わせ、その後、これらトナー像を記録材上に定着してカラー画像を得るものである。
【０００４】
このような画像形成装置において、転写手段は記録材に画像を転写する以前から転写電流を流してしまうと、記録材の先端または後端部において、異常放電が起きて、感光体ドラムにメモリが発生することが知られている。この対策として、たとえば　特許２７１４１７１（特開平３−８７８７８）号公報の発明では画像を転写する部分と紙先後端の非画像部分とで、転写電流を異ならせることが提案されている。
【０００５】
一方、特開平５−３３３７１３号公報では、画像転写前の記録材担持体の裏面（記録材を担持しない面）をトナーと同極性に帯電しておくことで、転写時における記録材担持体の電圧が上昇してしまう問題を解決し、しかも記録材担持体の電位による影響を最小限度とし、良好で且つ安定した転写を行うことができるといった発明が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のように、画像転写前の記録材担持体の裏面をトナーと同極性に帯電しておくと、転写手段を記録材担持体に接触させているときは、前記記録材担持体の裏面の帯電電位よりも低い値にバイアスを印加していないと、記録材の先端で転写電流が流れないようにすることができずに、感光体ドラムにメモリが発生してしまう。つまり、トナーの転写電流の極性をプラスとし、マイナス極性に帯電した記録材担持体にプラス電圧の転写部材が接触すると、記録材担持体が転写部材によって除電されてしまうとともに、転写手段からはプラス極性の電流が流れてしまう。この除電電流によって、感光体ドラムにメモリが発生した。ここで、この不良を防止すべく、転写手段の電圧を記録材担持体の帯電電圧よりもさらに大きいマイナス電圧に保つ必要がある。
【０００７】
しかしながら、そのように大きいマイナス電圧に設定してしまうと、トナーの転写とは逆の電流が流れてしまう。通常、感光体ドラムは一方向の帯電特性をもつように設計されるために、このような逆極性の電荷が帯電してしまった場合には一次帯電器で上手く帯電できなくなってしまうといった新たな問題が発生した。
【０００８】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、像担持体にメモリを発生させずに良好な画像を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて画像を形成する画像形成部と、該画像形成部の画像形成位置に記録材を搬送する記録材担持体と、該記録材担持体に前記画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記転写手段には、転写電流を印加する電源に接続され、該電源は転写電流を印加する時とは逆の電圧を印加する両極性の電圧印加手段が付帯され、前記電圧印加手段は、前記記録材に画像を転写していない場合には前記転写電流とは逆極性の電流を流すように制御され、前記トナー像を転写する時と逆の電流が流れないように、前記転写手段と前記電圧印加手段との間に電流規制素子を接続したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
図面を用いて本発明の実施形態について説明をする。図１は画像形成部周辺の拡大図であり、図２は画像形成装置の全体概略図である。本発明の画像形成装置は、４色フルカラーのレーザプリンタを例示して説明する。尚、転写手段等の制御は不図示の制御手段により行なう。
【００１１】
図１に示すように、画像形成装置は、記録材Ｐを表面に担持して搬送する記録材担持体としての転写ベルト１３０と、その回転方向（矢印Ｒ１３０方向）に沿って上流側から順に配置された４個の画像形成部、すなわち第１（イエロー）の画像形成部Ｐａと、第２（マゼンタ）の画像形成部Ｐｂと、第３（シアン）の画像形成部Ｐｃと、第４（ブラック）の画像形成部Ｐｄとを備えている。第１〜第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本実施の形態では、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という。）３ａ〜３ｄを有しており、これら感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に各色のトナー像が形成される。
【００１２】
感光体ドラム３ａ〜３ｄの周囲には、それぞれ露光ランプ１１１ａ〜１１１ｄ、ドラム帯電器（一次帯電器）２ａ〜２ｄ、電位センサ１１３ａ〜１１３ｄ、現像器１ａ〜１ｄ、転写帯電器２４ａ〜２４ｄ、及びクリーナ４ａ〜４ｄが設けられ、画像形成装置本体の上部にはさらに光源装置（不図示）及びポリゴンミラー１１７が配設されている。
【００１３】
画像形成においては、光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラー１１７を回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光体ドラム３ａ〜３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００１４】
現像器１ａ〜１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが、供給装置（不図示）により所定量充填されている。現像器１ａ〜１ｄは、それぞれ感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の静電潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として現像（可視化）する。
【００１５】
一方、記録材Ｐはカセット１０に収容され、そこから給送ローラ、複数の搬送ローラ、及びレジストローラ１２を経て転写ベルト１３０上に供給され、転写ベルト１３０による搬送で感光体ドラム３ａ〜３ｄと対向した転写部に順次送られる。
【００１６】
転写ベルト１３０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂シート）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートによって構成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。なお、転写ベルト１３０については、さらに後述する。
【００１７】
上述の転写ベルト１３０が駆動ローラ１３によって回転駆動されて、所定の位置にあることが確認されると、記録材Ｐは、レジストローラ１２から転写ベルト１３０に送り出され、第１の画像形成部Ｐａの転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第１の画像形成部Ｐａの感光体ドラム３ａに対し画像形成を行う。そして感光体ドラム３ａの下側の転写部で転写帯電器２４ａが電界又は電荷を付与することにより、感光体ドラム３ａ上に形成された第１色目のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。この転写により記録材Ｐは転写ベルト１３０上に静電吸着力でしっかりと保持され、第２の画像形成部Ｐｂ以降に搬送される。尚、転写と同時に記録材Ｐを転写ベルト１３０上に静電吸着するのではなく、転写前に吸着帯電器５によって吸着させる場合もある。吸着帯電器５は、コロナ放電のような非接触帯電器、またはブレード、ローラ、ブラシのような帯電部材を用いた接触帯電器を用いることができる。
【００１８】
転写帯電器２４ａ（転写手段）はブレード、ローラ、ブラシのような転写帯電部材を用いた接触帯電器を用いる。接触帯電器では、オゾンレス、温湿度環境変動に強い、高画質等のメリットがある。尚、転写性安定のために除電針を、各感光体ドラムの転写ベルト１３０を挟んだ対向面に設ける場合もある。除電針は転写ベルト１３０には非接触であるが転写電流の一部を放電して逃す役割を果たしている。この構成により、感光体ドラムから記録紙Ｐが剥離した後の帯電ムラによる放電を防止することができる。
【００１９】
第２〜第４の画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄでの画像形成及び転写も、第１の画像形成部Ｐａと同様に行われ、４色のトナー像を転写された記録材Ｐは、転写ベルト１３０の搬送方向下流部で分離帯電器３２により除電されて静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト１３０の末端から離脱する。特に、低湿環境では記録材Ｐが乾燥して電気抵抗が高くなるため、転写ベルト１３０との静電吸着力が大きくなり、分離帯電器３２の効果は大きくなる。通常、分離帯電器３２は、トナー像未定着の状態で記録材Ｐに帯電するため、非接触帯電器が用いられる。
【００２０】
転写ベルト１３０から剥離された記録材Ｐは、搬送部６２により定着装置９へ搬送される。分離ガイド６４は記録材Ｐの先端挙動を安定させる。
【００２１】
図２に示すように、定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、これらをクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、定着ローラ５１内、加圧ローラ５２内に配設されたローラ加熱ヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイル溜め５３、加圧ローラ５２の表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とを有している。
【００２２】
４色のトナー像を転写された記録材Ｐには、上記定着装置９による定着によりトナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行われ、フルカラー画像が形成され、排出トレイ６３上に排出される。
【００２３】
転写が終了した感光体ドラム３ａ〜３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ〜４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去し、引き続き次の画像形成に供される。また、図１に示すように、転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト１３０の表面にクリーニングブレード２０とクリーニングウエブ（不織布）１９を当接させて、拭い取るクリーナー部を有している。また、前記クリーナ部において、記録材Ｐが分離された後に残った転写ベルト１３０の電荷は、接地された除電ローラ２１、２２によって除去する。この除電部では特開平５−３３３７１３号公報にあるように除電ローラ２１に２〜４ｋＶ程度の高圧を印加し、転写ベルト１３０を除電するだけでなく、逆電位に帯電させている。このようにすることで、転写ベルトは逆電位に帯電したままイエローの転写部に入る。すると、この逆電位から、一色目の転写電流が流れることになる。転写電流によって上昇する電位は転写電流に比例するので、たとえば転写電流を２０μＡ流すと１ｋＶ電位が上昇するとして、４色転写終了時には４ｋＶになる。しかし、前記のように、転写ベルトを逆電位に帯電しておくと、その電圧から、転写電流が流れるのでその分、転写終了時の転写ベルトの電位が小さくなる、たとえば、−１ｋＶから１色目の転写を始めれば、４色転写終了時には３ｋＶにしかならない。このように構成することで、高圧トランスの容量を小さくして、コストダウンすることができたり、転写電圧に比例する異常放電を防げたりといったメリットがある。
【００２４】
一方で、転写電流を記録材が搬送される以前から流しておくと記録材端部で異常放電が起きた時、感光体ドラムにメモリが発生し画像不良になったり、転写ベルトから、記録材が剥がれて感光体ドラムに巻き付くことで、搬送不良になったりといった問題が発生する。
【００２５】
このような問題点の対策として、記録材上でトナー画像を転写する部分と記録材の先後端の部分とで転写電流を切り替える制御が用いられる。つまり、記録材の余白の部分で転写電流を通常の転写電流とゼロ又は非常に小さい値に切り替える制御である。このような制御を行うと記録材の端部での異常放電が抑制される。このような制御を行う場合、記録材の余白が数ｍｍという狭い領域で電流を切り替えなければならないために、転写帯電器は接触帯電方式が好ましい。つまり、コロナ帯電器はコロナ放電が起きる領域が広いため、狭い領域での放電制御が困難なためである。
【００２６】
前述したように、記録材の先端部分では電流が流れない事が好ましいので従来の画像形成装置のうち、逆電位に帯電する構成が無いタイプの画像形成装置については、記録材が転写部に到達するまでの間は転写ブレード（転写帯電器）がアース、すなわち、０Ｖに制御されている。転写ベルトが逆電位になることはなく、常に転写ブレードよりも大きい電圧であるため、電流は流れない。
【００２７】
しかしながら、本実施形態の画像形成装置では、転写ベルトの除電部で逆電位の帯電をしているので、マイナス電位の転写ベルトに対して、０Ｖの転写ブレードが当接すると、逆電位に帯電したベルトが除電することで、転写電流と同じ方向の電流が流れてしまう。そこで、本実施形態での転写出力の制御は記録材Ｐが転写部に到達する以前は０μＡ、記録材の先端が通過してから、２０μＡにし、画像が通過して、後端の紙コバの前にまた０μＡに切り替える制御を行った。
【００２８】
ここで、前述のような制御を行った場合には、０μＡに制御しようとしても、実際には電気回路のバラツキ等があるため、±３μＡ程度出力が振れてしまう。本実施形態の画像形成装置においては、記録材の先端に２μＡ電流が流れると感光体ドラムにメモリができてしまった。逆に−２μＡ電流が流れると、転写ベルトに付着するトナー量が増えて、転写ベルトのクリーニング不良となり、転写ベルトの汚れが記録材の裏面について汚れるといった問題が発生してしまった。
【００２９】
この対策として、転写電流の制御を±１μＡ程度に抑えるような回路設計も可能ではあるが、回路が複雑になり、回路基板が大きくなったり、コストがアップしたりといった問題が発生してしまう。
【００３０】
そこで、本発明においては、以下のようにしてこのような問題を解決した。まず、記録材先端の制御を−４±３μＡの制御にして、電気回路は常にマイナスの電流を流すように制御した。このままだと、マイナス電流が転写ブレードに流れてしまうので、図２のように電圧印加手段としての電気回路７０ａ〜７０ｄの出力から転写ブレードに接続する途中のマイナス電流を妨げる方向に電流規制素子（ダイオード）７２ａ〜７２ｄを接続した。
【００３１】
このように接続すると電気回路のトランスはマイナス電流を流そうとして、高いマイナスの電圧になるが、転写ブレードに電流が流れないので転写ブレードの電圧は転写ベルトと同電位になる。つまり、マイナス方向の電流をダイオードで規制して、マイナス方向の電流は転写ベルトの裏面で転写ブレードと接触する部分の最大の逆電位よりも、さらに高い逆電圧のトランスを用意する。すると、高圧トランスは常に転写ベルトよりも低い電位になるため、プラス方向の電流は流れなくなった。本実施形態では転写ベルトの裏面の電位は除電ローラに−２〜−４ｋＶの電圧を印加する構成としたが、この場合、転写ベルトの裏面の電位は−２ｋＶがマイナス側の最大値であった。
【００３２】
そこで、高圧トランスの最大電圧を−３ｋＶに設計した。この構成で、−４±３μＡの制御を行うと、高圧トランスは−３ｋＶになるが、転写ブレードには０±０．５μＡ以下の電流しか流れず、記録材の先端で転写手段から電流が流れないようにすることができて、感光体ドラムのメモリが発生しなかった。
【００３３】
上記のように転写部材にダイオードを接続する過去の発明の一つに例えば、特開平１１−２８８１８０号公報がある。この発明の目的は転写電圧決定手段から隣接する転写手段への漏洩電流を防ぐ目的であるが、本発明では、該転写電圧決定手段はない。また、該発明の逆方向の電流が流れ込む転写手段の電圧制御を積極的に行わないのに対して、本発明は、転写電源の回路に充分マイナスの電圧が発生できるトランスを接続して、転写ベルトの電位よりもさらに低い値に制御することを特徴としている。したがって、本発明は、特開平１１−２８８１８０号公報のように、ダイオードを接続したという発明とは異なる。
【００３４】
以上述べてきたように、本発明によると、記録材の先端で転写手段から電流が流れないようにすることができて、感光体ドラムのメモリが発生せずに、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００３５】
（他の実施形態）
前述した実施形態においては、記録材担持体として転写ベルトを用いた多重転写系の画像形成装置を用いたが、これに限定されるものではなく、転写ドラムを用いたものでも良い。また、転写手段として転写ブレードを用いたが転写ブラシや転写ローラなどの接触帯電器を用いても同様な効果が得られる。
【００３６】
また、前述した実施形態においては、画像形成装置としてプリンタを例示して説明したが、これに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置にも適用し得る。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、転写手段に両極性の電圧印加手段を付帯し、該電圧印加手段は、記録材に画像を転写していない場合には前記転写電流とは逆極性の電流を流すように制御され、前記トナー像を転写する時と逆の電流が流れないように、前記転写手段と前記電圧印加手段との間に電流規制素子を接続するため、記録材端部における異常放電をなくして、像担持体のメモリ等の画像不良がなく、安定した転写性と、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成部周辺の拡大図である。
【図２】画像形成装置の全体概略図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　　　　　　　　　…記録材
Ｐａ〜Ｐｄ　　　…画像形成部
１ａ〜１ｄ　　　…現像器
２ａ〜２ｄ　　　…ドラム帯電器
３ａ〜３ｄ　　　…感光体ドラム
４ａ〜４ｄ　　　…クリーナ
５　　　　　　　　　　　…吸着帯電器
７ａ〜７ｄ　　　…除電針
９　　　　　　　　　　　…定着装置
１０　　　　　　　　　　　…カセット
１２　　　　　　　　　　　…レジストローラ
１３　　　　　　　　　　　…駆動ローラ
１９　　　　　　　　　　　…クリーニングウエブ
２０　　　　　　　　　　　…クリーニングブレード
２１　　　　　　　　　　　…除電ローラ
２２　　　　　　　　　　　…除電ローラ
２４ａ〜２４ｄ　　　…転写帯電器
３２　　　　　　　　　　　…分離帯電器
５０　　　　　　　　　　　…塗布ローラ
５１　　　　　　　　　　　…定着ローラ
５２　　　　　　　　　　　…加圧ローラ
５３　　　　　　　　　　　…オイル溜め
５４　　　　　　　　　　　…耐熱性クリーニング部材
５５　　　　　　　　　　　…耐熱性クリーニング部材
５６　　　　　　　　　　　…ローラ加熱ヒータ
５７　　　　　　　　　　　…ローラ加熱ヒータ
５８　　　　　　　　　　　…サーミスタ
６２　　　　　　　　　　　…搬送部
６３　　　　　　　　　　　…排出トレイ
６４　　　　　　　　　　　…分離ガイド
７０ａ〜７０ｄ　　　…電気回路
７２ａ〜７２ｄ　　　…電流規制素子
１１１ａ〜１１１ｄ　…露光ランプ
１１３ａ〜１１３ｄ　…電位センサ
１１７　　　　　　　　　　…ポリゴンミラー
１３０　　　　　　　　　　…転写ベルト
【図１】
2004029210.tif 000003
【図２】
2004029210.tif 000004