(57)【要約】【課題】二次転写部において記録材が通紙時と非通紙時に関わらず、一次転写部において安定した画像形成を行う画像形成装置を提供すること。【解決手段】一転高圧レスシステムを採用した場合において、張架ローラの抵抗を可変にすることで、二次転写部において記録材が通紙時と非通紙時に関わらず、一次転写部において安定した画像形成を行う。【選択図】図２
2017026780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体(５０a〜d)と、
前記静電潜像の形成に先立たせて前記像担持体を帯電する帯電手段(５１a〜d)と、
帯電された前記像担持体に静電潜像を書き込む静電潜像書き込み手段(５２a〜d)と、
書き込まれた前記静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段(５３a〜d)と、
少なくとも低抵抗層を有する中間転写体(５６)と、
二次転写高圧を前記低抵抗層を介して作用させることにより
前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体に転写する一次転写部と、
前記二次転写高圧を印加することにより
前記トナー像を前記中間転写体から転写材に転写する二次転写部と、
を備えた画像形成装置において、
前記中間転写体の張架部材は電気抵抗を介して接地しており、
前記電気抵抗はその抵抗値が可変である(図１)ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写材の種類に応じて、前記電気抵抗の抵抗値を切り替える(図５)ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記二次転写部における前記転写材の有無に応じて、前記電気抵抗の抵抗値を切り替える(図８、９)ことを特徴とする請求項１に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、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速かつ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト上に一旦、多重に転写（一次転写）した後、この中間転写ベルトから記録材（用紙Ｐ）上に一括して転写（二次転写）し、この記録材上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒（モノクロ）の画像を形成するものが挙げられる。
【０００３】
タンデム方式の中間転写方式ではタンデム方式の直接転写方式での色ずれを補うことはできるが、１ドラム方式と比較し、低コスト化と装置の小型化が課題となっていた。また、従来の中間転写方式では、一次転写部での局所的な転写圧でのトナー凝集により中抜け画像が発生するという問題もある。
【０００４】
そこで、特許文献１の第４実施形態で記載されているように一次転写部材を省き、一次転写部におけるトナー凝集を緩和することが考案されている（図１０）。またこの実施形態においては、中間転写ベルトの体積抵抗率を106Ω・cmに設定し、二次転写内ローラに導電性部材を用い一次転写バイアス電位を印加することにより、中間転写ベルト上にカラー画像を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５９６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の構成では中間転写ベルトを張架している張架ローラ（駆動ローラ、テンションローラを含む）の電位に関する記述は皆無であり、例えばすべての張架ローラを接地すると電流は張架ローラに流れるため、二次転写内ローラから一次転写バイアスを印加することは不可能である。
【０００７】
この問題を解決するため、張架ローラは受動素子を介して接地することで、張架ローラに一次転写電流が無駄に流出することを防止し、少なくとも低抵抗層を有する中間転写体を用いることにより、これを介して二次転写部に印加する高圧を一次転写部に作用させる構成が考えられる(以下、一転高圧レスシステムと記載)。
【０００８】
一転高圧レスシステムの概略を図２に示す。中間転写体５６を支持している張架ローラはすべて電気抵抗を介して接地しており、中間転写体５６の電位がある電位を有する。また、二次転写高圧電源２１０により印加された電荷が中間転写体５６を介して各々の感光ドラムに流れ込み、従来の一次転写部と同様の作用を行う。
【０００９】
この構成を採用した場合、二次転写部において記録材が通紙時と非通紙時で一次転写部への印加電圧が異なり、一次転写部において連続に安定な画像形成を行うことが困難になるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像の形成に先立たせて前記像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された前記像担持体に静電潜像を書き込む静電潜像書き込み手段と、
書き込まれた前記静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
少なくとも低抵抗層を有する中間転写体と、
二次転写高圧を前記低抵抗層を介して作用させることにより
前記トナー像を前記像担持体から前記中間転写体に転写する一次転写部と、
前記二次転写高圧を印加することにより
前記トナー像を前記中間転写体から転写材に転写する二次転写部と、
を備えた画像形成装置において、
前記中間転写体の張架部材は電気抵抗を介して接地しており、
前記電気抵抗はその抵抗値が可変であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置によれば、一転高圧レスシステムを採用した場合において、張架ローラの抵抗を可変にすることで、二次転写部において記録材が通紙時と非通紙時に関わらず、一次転写部において安定した画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１を説明する図である。
【図２】一転高圧レスシステムを説明する図である。
【図３】実施例１を説明する図である。
【図４】実施例１を説明する図である。
【図５】実施例１を説明する図である。
【図６】実施例２を説明する図である。
【図７】実施例２を説明するブロック図である。
【図８】実施例２を説明するフローチャート図である。
【図９】実施例２を説明するタイミングチャート図である。
【図１０】背景技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【実施例１】
【００１４】
本実施例は、一転高圧レスシステムにおいて張架ローラの抵抗を可変にすることにより、二次転写における紙種によらず一次転写部での転写電流を一定にし、安定した一次転写性を確保出来ることを特徴としている。
【００１５】
[画像形成装置]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット、各画像形成ユニットにて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト５６、中間転写ベルト上５６に転写された重畳トナー画像を記録材である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着部を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部を有している。
【００１６】
本実施の形態において、各画像形成ユニットは、時計回り方向に回転する感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０dの周囲に、これらの感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０dが帯電される一次帯電器５１a、５１b、５１c、５１d、感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０d上に静電潜像が書込まれる露光装置５２a、５２b、５２c、５２d、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０d上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置５３a、５３b、５３c、５３d、感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０d上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト５６に転写する一次転写部（詳細は後述）、感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０d上の残留トナーが除去される感光体ドラムクリーニング装置５５a、５５b、５５c、５５dなどの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニットは、中間転写ベルト５６の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に配置されている。
【００１７】
中間転写体である中間転写ベルト５６は二層構成となっており、基層はポリイミドあるいはポリアミド、PEN、PEEK等の樹脂または各種ゴム等にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が105 〜109 Ω・ｃｍとなるように形成されており、本件においてはポリイミドを使用した。その中心厚みは例えば４５〜１５０ｕｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。表層は体積抵抗率1013 〜1016 Ω・ｃｍのアクリルコートを施しており、その厚みは１〜１０ｕｍである。中間転写ベルト５６は、各種ローラによって所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ローラとしては、定速性に優れたモーターにより駆動されて中間転写ベルト５６を循環駆動させる駆動ローラ（二次転写内ローラ兼用）６２、各感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０dの配列方向に沿って延びる中間転写ベルト５６を支持するアイドラローラ６０、６１、中間転写ベルト５６に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト５６の蛇行を防止する補正ローラとして機能するテンションローラ６３、等を有している。なお、テンションローラ６３に対するベルトテンションは５〜１２kgf程度になるように構成されている。
【００１８】
これにより、各々の感光体ドラム５０a、５０b、５０c、５０dのトナー像が中間転写ベルト５６に順次、静電吸引され、中間転写ベルト５６上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。なお、一次転写部は前述のテンションが掛けられた中間転写ベルト５６と感光ドラム５０a〜dの各々のニップで構成されている。
【００１９】
二次転写部は、中間転写ベルト５６のトナー像担持面側に配置される二次転写外ローラ６４と、二次転写内ローラ６２によって構成される。二次転写内ローラ６２はＥＰＤＭゴムからなり、ローラ径が２０ｍｍ、ゴム厚０.５ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）に設定される。一方、二次転写外ローラ６４はＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴム等からなる弾性層と芯金からなり、ローラ径が２４ｍｍになるように形成されている。二次転写外ローラ６４には高圧電源が取り付けられており、印加バイアスは可変となっている。
【００２０】
また、中間転写ベルト５６の二次転写部の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト５６上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルトの表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置６５が設けられている。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ（不図示）、この用紙トレイに集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップローラ（不図示）、ピックアップローラにて繰り出された用紙Ｐを二次転写部へ搬送するレジストローラ７０、二次転写部の上流で用紙Ｐの端部が通過するタイミングを検知することが出来る紙位置センサ７１を備えている。
【００２２】
［一次転写部の電気的構成］
図１に、本実施例における基本構成を示す。二次転写外ローラには高圧電源から定電圧が印加される。中間転写体５６を支持している張架ローラはすべて可変抵抗を介して接地しており、中間転写体５６の電位が任意の電位に保たれる。二次転写高圧電源２１０により印加された電荷が中間転写体５６を介して各々の感光ドラムに流れ込み、従来の一次転写部と同様の作用を行う。
【００２３】
図３は本実施例における転写部の等価回路を示す。ＩＴＢの基層の抵抗は表層の抵抗に比べ大幅に小さいため、２次転写部から供給された電流はＩＴＢ基層を通じて各々の１次転写部まで流れる。図３からわかるように、張架ローラの抵抗が大きければ、張架ローラに流れる電流が小さくなり、各々の感光ドラムに流れる電流が大きくなる。また、張架ローラの抵抗が小さければ、張架ローラに流れる電流が大きくなり、各々の感光ドラムに流れる電流が小さくなる。
【００２４】
図４に、ブロック図を示す。ユーザー操作部で選択された紙種の情報と、二次転写高圧電源によって印加された二次転写電圧の情報と、電流検知回路によって検知された一次転写部と張架ローラ部と二次転写部における各電流値の情報は、制御部に伝えられる。制御部は電流検知回路によって検知された各電流値と二次転写電圧から、一次転写部と二次転写部における各インピーダンスを計算する。制御部は紙種の情報から、予め画像形成装置に記録されている紙のインピーダンスの情報を探し、紙のインピーダンスの情報を得る。制御部は、これらのインピーダンスの情報と、一次転写部と２次転写部の各目標電流とから、図３で示される等価回路のモデルを用いて、その紙種において適切な張架ローラの抵抗を計算する。この情報によって、制御部は張架ローラ可変抵抗の抵抗を変化する。
【００２５】
図５に、フローチャートを示す。画像形成装置の動作が開始されると、ユーザー操作部によって選択された紙種の情報が制御部に伝えられる（Ｓ１）。制御部は紙種の情報から紙のインピーダンスを得、装置立ち上げ時の前多回転時や画像形成開始時の前回転時において予め測定されていた一次転写部と二次転写部のインピーダンスの情報から、その紙種に必要な張架ローラの抵抗を計算する（Ｓ２）。その計算に基づいて張架ローラの抵抗を適切な値に変化させる（Ｓ３）。画像形成が行われる（Ｓ４）。ジョブが終了すれば（Ｓ５）、画像形成装置は動作を停止し（Ｓ６）、終了となる。
【００２６】
上記に記したように、一転高圧レスシステムを使用する画像形成装置において、紙種に応じて張架ローラの抵抗を変化させることで、一次転写部において目標の転写電流を流し、安定した転写性を確保することが出来る。
【実施例２】
【００２７】
本実施例は、一転高圧レスシステムにおいて張架ローラの抵抗を可変にすることにより、二次転写における紙の有無によらず一次転写部での転写電流を一定にし、安定した一次転写性を確保出来ることを特徴としている。概要は実施例１と同様であり、同一符号の説明等は省略する。
【００２８】
図６に、本実施例における基本構成を示す。実施例１と異なり、二次転写部の上流で用紙Ｐの端部が通過するタイミングを検知することが出来る紙位置センサ７１を備えている。
【００２９】
図３に、本実施例における転写部の等価回路を示す。
【００３０】
通紙時は、図３に示されるように用紙のインピーダンスによって、転写部全体のインピーダンスが増加する。よって、２次転写部において定電圧が印加されている際、２次転写高圧から供給される電流は減少する。１次転写電流が減少するのを防ぐため、張架ローラの抵抗を大きくし、１次転写部に電流が流れやすくする。
【００３１】
非通紙時は、図３に示されるように用紙のインピーダンスがないため、転写部全体のインピーダンスが減少する。よって、２次転写部において定電圧が印加されている際、２次転写高圧から供給される電流は増加する。１次転写電流が増加するのを防ぐため、張架ローラの抵抗を小さくし、１次転写部に電流が流れやにくくする。
【００３２】
本検討においては普通紙81gsmを通紙する場合、二次転写部において約1300Vの電圧を定電圧で印加し20uAの電流を流した。その際、一次転写部において10uAの電流を流した。その際の通紙時と非通紙時の適切な張架ローラの可変抵抗の抵抗値は、通紙時が700MΩ以上、非通紙時が13MΩとなった。
【００３３】
図７に、ブロック図を示す。制御部は実施例１に記した方法によって、通紙時に適切な張架ローラの抵抗を計算する。非通紙時に適切な張架ローラの抵抗も同様に計算する。また紙位置センサによって得られる紙先端、後端の位置情報は、制御部に伝えられる。制御部はその情報から紙が二次転写部に侵入するタイミングと、二次転写部から排出されるタイミングを計算し、張架ローラ抵抗を変化させる。
【００３４】
図８に、フローチャートを示す。画像形成装置の動作が開始されると、ユーザー操作部によって選択された紙種の情報が制御部に伝えられる（Ｓ１）。制御部は紙種の情報から紙のインピーダンスを得、装置立ち上げ時の前多回転時や画像形成開始時の前回転時において予め測定されていた一次転写部と二次転写部のインピーダンスの情報から、通紙時と非通紙時に必要な張架ローラの抵抗を計算する（Ｓ２）。紙位置センサによって紙の先端が検知され（Ｓ３）、紙の先端が二次転写部に来るタイミングで張架ローラの可変抵抗の抵抗は増加され、通紙時に適切な抵抗となる（Ｓ４）。画像形成が行われる（Ｓ５）。紙位置センサで紙の後端が検知され（Ｓ６）、紙の後端が二次転写部を過ぎるタイミングで張架ローラの可変抵抗の抵抗は減少され、非通紙時に適切な抵抗となる（Ｓ７）。ジョブが終了すれば（Ｓ８）、画像形成装置は動作を停止し（Ｓ９）、終了となる。
【００３５】
図９に、画像形成時のタイミングチャートを示す。二次転写部において、非通紙時は張架ローラの抵抗を小さくし、紙が二次転写部に侵入する際に張架ローラの抵抗を大きくする。紙が二次転写部から排紙させる際に張架ローラの抵抗を小さくする。この動作を繰り返すことにより、二次転写部の状態が通紙と非通紙に関わらず、一次転写部において転写電流を一定にし、安定した転写性を確保することが出来る。
【００３６】
上記に記したように、一転高圧レスシステムを使用する画像形成装置において、二次転写部が通紙時と非通紙時で張架ローラの抵抗を変化させることで、一次転写部において転写電流を一定にし、安定した転写性を確保することが出来る。
【００３７】
中間転写ベルトの基層の電気抵抗は、小さい方が各ドラムステーション間での電位差が小さく、一次転写電流に差が生じないため、小さい方が望ましい。しかし、電気抵抗が小さすぎると、一次転写部での画像部と非画像部における電流差が大きくなり、良好な転写性を維持できない場合がある。そのため、基層の体積抵抗率は上記で述べた105 〜109 Ω・ｃｍの範囲が望ましいが、その場合各ドラムステーション間で電位差に差が生じる場合がある。高圧電源から遠いイエロー部では電位が小さくなり、近いブラック部では電位が大きくなる。この問題を対処するために、張架ローラの抵抗を調整する際は、高圧電源から遠い張架ローラの抵抗を高圧電源に近い張架ローラより大きくし、一次転写部での電位差を小さくするように調整することが望ましい。
【符号の説明】
【００３８】
５０a，５０b，５０c，５０d  感光体ドラム、
５１a，５１b，５１c，５１d  一次帯電器、
５２a，５２b，５２c，５２d  露光装置、
５３a，５３b，５３c，５３d  現像装置
【図１】
2017026780.tif 000003
【図２】
2017026780.tif 000004
【図３】
2017026780.tif 000005
【図４】
2017026780.tif 000006
【図５】
2017026780.tif 000007
【図６】
2017026780.tif 000008
【図７】
2017026780.tif 000009
【図８】
2017026780.tif 000010
【図９】
2017026780.tif 000011
【図１０】
2017026780.tif 000012