(57)【要約】【課題】  感光体ドラム抵抗値低下を補償する、改良された画像形成装置を提供する。【解決手段】  経時により抵抗値の低下する複数の感光体ドラムと、１対１に対応する複数の、トナーコンテナと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、を含んでおり、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、前記トナーコンテナは、それぞれ、収納部に着脱可能に収納されており、抵抗値調節回路は、ラチェットギア機構と、可変抵抗部と、を備えており、前記ラチェットギア機構は、トナーコンテナの交換に応じて動作し、前記可変定後部は、前記ラチェットギア機構の動作に応じて、抵抗値をステップ状に増加して、転写ローラユニットに印加され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。【選択図】  図４
2012215702.tif 000002
【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、前記複数の感光体ドラムに１対１に対応する複数のトナーコンテナと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、
前記トナーコンテナは、それぞれ、画像形成装置の収納部に着脱可能に収納されており、
抵抗値調節回路は、ラチェットギア機構と、可変抵抗部と、を備えており、
前記ラチェットギア機構は、トナーコンテナの交換に応じて動作する機構であり、
前記可変定後部は、前記ラチェットギア機構の動作に応じて、抵抗値をステップ状に増加して、転写ローラユニットに印加され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】
前記可変抵抗部が、ラチェットギア機構の動作に応じて回動するカムと、押圧板と、該押圧板によって加圧変形される抵抗部と、を備えており、
前記抵抗部が、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、抵抗の変化する２つの点が、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、
前記カムが、回動する毎に、前記押圧板が抵抗部に加える力を少なくするようになっている、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ラチェットギア機構が、トナーコンテナの交換に応じて回転する回転軸を有しており、前記可変抵抗部が、回転することによって抵抗値を変える回動部を有しており、前記回転軸と回動部とが連結されており、可変抵抗部は、前記回転軸の回転に応じて抵抗値が高くなる、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【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。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、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。
【０００５】
また、下記特許文献２には、１つの定電圧源に、複数の転写手段の間に可変抵抗を介在させた直列回路を形成し、該回路に流れる電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、各転写ローラの抵抗値の変化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】
【０００６】
【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】
【０００７】
前記感光体ドラムの表面の抵抗値は、実働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。
【０００８】
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】
【０００９】
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、前記複数の感光体ドラムに１対１に対応する複数のトナーコンテナと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、前記トナーコンテナは、それぞれ、画像形成装置の収納部に着脱可能に収納されており、抵抗値調節回路は、ラチェットギア機構と、可変抵抗部と、を備えており、前記ラチェットギア機構は、トナーコンテナの交換に応じて動作する機構であり、前記可変抵抗部は、前記ラチェットギア機構の動作に応じて、抵抗値をステップ状に増加して、転写ローラユニットに印加され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。
【００１０】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記可変抵抗部が、ラチェットギア機構の動作に応じて回動するカムと、押圧板と、該押圧板によって加圧変形される抵抗部と、を備えており、前記抵抗部が、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、抵抗の変化する２つの点が、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、前記カムが、回動する毎に、前記押圧板が抵抗部に加える力を少なくするようになっている、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記ラチェットギア機構が、トナーコンテナの交換に応じて回転する回転軸を有しており、前記可変抵抗部が、回転することによって抵抗値を変える回動部を有しており、前記回転軸と回動部とが連結されており、可変抵抗部は、前記回転軸の回転に応じて抵抗値が高くなる、ことを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１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生じる、トナーユニットを取換える毎に、抵抗値調節回路の値がステップ状に高くなり、使用時間の増加に応じて生じる感光体ドラムの抵抗値の低下をステップ状に補償し、個々の転写電流が略均一となるように構成されている。当該構成を採用したことによって、１つの定電圧源を用いる場合であっても、安定した転写電流を供給することができる。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。
【００１３】
請求項２、３記載の画像形成装置では、請求項１記載の画像形成装置において、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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】第１実施形態における抵抗値調節回路の主にラチェット機構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主に可変抵抗部の構成を示す図である。
【図５】使用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】
【００１５】
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。該装置１は、４つの感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ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。
【００１６】
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、トナーユコンテナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄからそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー供給を受け、静電潜像に、各色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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。４つの閉回路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、定電圧源１００に並列接続されている。各閉回路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。
【００１９】
各抵抗値調節回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ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、トナーコンテナ４ａの収容部近傍に設けられている。対応する感光体ドラム２１ａの使用時間の増加に、略比例してトナーコンテナ４ａのトナーは消費される。抵抗値調節回路５０ａは、トナーコンテナの交換毎に、抵抗値をステップ状に高くして、感光体ドラム２１ａの使用時間の増加に伴う抵抗値の低下を補償する。
【００２０】
前記抵抗値調節回路５０ａは、ラチェットギア機構５１と、可変抵抗部５６と、を備えている。図３は、抵抗値調節回路５０ａの主にラチェットギア機構５１の構成を示している。ラチェットギア機構５１は、トナーコンテナ４ａの収納部の下に設けられており、レバー５２と、ラチェットギア５３と、を備えている。ラチェットギア５３の回転軸５４は、後述する可変抵抗部５６のカム５５に連結されている。レバー５２は、トナーコンテナ４ａを収納部から取り外すことで、図３（ａ）から（ｂ）に示すように上昇し、次のトナーコンテナを収納部に収納することによって、図３（ｃ）に示すように押し下げられて、ラチェットギア５３を動かす。ラチェットギア５３は、動作する毎に、カム５５を、それぞれ予め定めた角度だけ回転させる。ここの回転により、トナーコンテナのトナーが全て消費されるまでにおける装置の使用時間の統計量に基づき、実験的に確認された使用時間による感光体ドラムの抵抗値の低下量に応じて、抵抗値がステップ状に増加するように設定する。
【００２１】
図４は、抵抗値調節回路５０ａの主に可変抵抗部５６の構成を示している。可変抵抗部は、前記ラチェットギア機構５１の動作に応じて抵抗値をステップ状に増加して、転写ローラユニット６ａに印加される電圧を低くすることによって、感光体ドラム２１ａの抵抗値の低下を補償して転写電流を均一にするように働く。
【００２２】
図４（ａ）は、初期設定時の状態を示す。図４（ｂ）は、トナーコンテナ４ａの第１回目の交換後の状態を示す。図４（ｃ）は、トナーコンテナ４ａの第２回目の交換後の状態を示す。可変定後部は、本体５７内に、前記ラチェットギア５３の回転軸５４に連結されているカム５５と、該カム５５によって下方に押し下げられる押圧板５８と、該押圧板５８によって加圧変形される抵抗部５９と、を備えている。
【００２３】
前記抵抗部５９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に直列接続されている。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。
【００２４】
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の抵抗値のステップ状の増加（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、抵抗値のステップ状の増加量は、例えば、トナーコンテナの次の交換時に予想される感光体ドラム２１ａの抵抗値（以下、第１抵抗値という）、第１抵抗値と前回の交換時に予想された抵抗値（以下、第２抵抗値という）との中間値、又は、第１抵抗値よりも予め定めた値だけ多くの値、を基準値として考えて前回の交換時から基準値へ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。
【００２５】
図６は、第２実施形態における抵抗値調節回路７０ａの構成を示す図である。抵抗値調節回路７０ａは、前記抵抗値調節回路５０ａに代替するものである。第２実施形態では、抵抗値調節回路７０ａと同じ構成の抵抗値調節回路７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが設けられる。以下の説明において、抵抗値調節回路５０ａのものと同じ構成物には、同じ参照番号を付して重複した説明を省く。
【００２６】
図６（ａ）は、使用初期の状態を示す。図６（ｂ）は、トナーコンテナ４ａを交換したときの状態を示す。抵抗値調節回路７０ａは、ラチェットギア機構５１と、可変抵抗部７１と、で構成されている。ラチェットギア機構５１は、レバー５２と、ラチェットギア５３と、を備えている。可変抵抗部７１は、回転することによって抵抗値を増加する回転部７２を備えており、その間の抵抗値の変化する２つの接続端子が、前記並列回路Ｃ１に直列接続されている。回転軸５４と回転部７２とは、連結手段であるベルト７３によって連結されている。
【００２７】
前記構成を採用することによって、抵抗値調節回路７０ａは、感光体ドラム２１ａの総回転数の増加に応じて、ステップ状に高抵抗となり、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７０ａ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。
【００２８】
なお、回転軸５４と回転部７２と、の直径を変えることで、細かな抵抗値の増加量設定が可能になる。また、回転軸５４と回転部７２との周りに、連結手段として歯を設け、歯車同士を連結しても良い。さらには、ラチェットギア５３と可変抵抗部７１とを向き合うように置き、連結手段として連結棒又は連結部品を用いて回転軸５４と回転部７２とを同軸接続しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
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】
【００３０】
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
５１            ラチェットギア機構
５２            レバー
５３            ラチェットギア
５４            回転軸
５６、７１      可変抵抗部
５０ａ〜５０ｄ  抵抗値調節回路
７０ａ〜７０ｄ  抵抗値調節回路の変形例
７２            回動部
７３            ベルト
【図１】
2012215702.tif 000003
【図２】
2012215702.tif 000004
【図３】
2012215702.tif 000005
【図４】
2012215702.tif 000006
【図５】
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【図６】
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