JP2010026189A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境及び経時変動によって転写ローラの電気抵抗は大きく変動が、この抵抗値の変動による画質不良を抑制する。
【解決手段】ベルト状像担持体と、そのベルト状像担持体と接してベルト状像担持体と同方向に回転する１次転写ローラと、ベルト状像担持体を挟んで１次転写ローラと対向する位置に設けられてベルト状像担持と接する感光体ドラムとを備えた画像形成装置において、１次転写ローラの電気抵抗を測定する検知手段を設け、その検知手段で測定した１次転写ローラの電気抵抗を元に、１次転写ローラの電気抵抗値が常に一定になるように、１次転写ローラと感光体ドラムで形成されるニップ幅を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、特にベルト状の像担持体に担持されたトナー像を、転写ベルトを用いて転写材に転写を行う転写方式の画像形成装置に関するものである。

前記転写方式の画像形成装置において、トナーを転写材に適切に転写を行うには、トナーに適切な電界を与える必要がある。トナーに与える転写バイアスが不足している場合、トナーを転写材に転写するのに十分な電界を作ることが出来ず、転写不良を起こす。また逆に、トナーに与える転写バイアスが過剰な場合、ニップ部入口もしくはニップ部出口付近における電界が大きくなるために放電が起き、この放電によってトナーが散り転写不良を起こす。

そこで適切な転写バイアスをトナーに与え、転写に最適な電界を与えなければならないが、環境変動及び経時による通電劣化によって、転写ローラの電気抵抗は大きく変動する。転写ローラの電気抵抗値が変動するために、同じ転写電流を与えた場合でも、転写部全体にかかる転写電圧が大きく変動する。そのため前記記載の転写不良を起こすという問題があった。

この問題を解決するために、転写ローラの抵抗値が低い場合には、転写電流を高めに設定し、逆に転写ローラの抵抗値が高い場合には、転写電流を低く設定することにより、転写不良を防ぐ方式が提案されている。

また、環境変動に対応するため、複数の転写ローラを用意し、環境が変動した場合にその環境に応じた転写ローラに変えることができる機構をもつことによって、ローラの抵抗値の変動による転写不良を防ぐ方式が提案されている。

特開２００５−１３４５８７号公報 特開２００６−９１４８１号公報 特開平６−３０８８４１号公報

しかしながら、従来の技術では以下のような問題点が考えられる。環境変動に対応して転写電流を変えることにより、転写不良を抑制する方式では、環境変動によって転写ローラの抵抗値が高くなった場合、ニップ部の出口、入口付近での放電による異常画像を抑制するために、転写電流を低く設定する必要があるため、ニップ部で十分な転写電界を作ることが出来ず転写不良を起こすという問題がある。

また、環境に応じて転写ローラを交換する方式は、複数の転写ローラが必要なことと、転写ローラを入れ替えるための機構が必要なため、転写部の構成が複雑になることとコストが掛かることが問題になる。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、転写ローラの抵抗値の変動による画質不良を有効に抑制することのできる画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、ベルト状像担持体と、そのベルト状像担持体と接してベルト状像担持体と同方向に回転する１次転写ローラと、前記ベルト状像担持体を挟んで前記１次転写ローラと対向する位置に設けられて前記ベルト状像担持と接する感光体ドラムとを備えた画像形成装置において、
前記１次転写ローラの電気抵抗を測定する検知手段を設け、その検知手段で測定した１次転写ローラの電気抵抗を元に、前記１次転写ローラの電気抵抗値が常に一定になるように、前記１次転写ローラと前記感光体ドラムで形成されるニップ幅を調整することに特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記ニップ幅を変化させる機構として、前記１次転写ローラの軸をカムで受ける機構を有し、前記カムを回転させることにより前記ニップ幅を変化させることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記画像形成装置内の温度と湿度を測定する測定手段を設け、その測定手段で測定された温度と湿度を元に、前記１次転写ローラと前記感光体ドラムで形成されたニップ幅を変化させることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は、ベルト状像担持体と、そのベルト状像担持体と接してベルト状像担持体と同方向に回転する２次転写ローラと、前記ベルト状像担持体を挟んで前記２次転写ローラと対向する位置に設けられて前記ベルト状像担持と接する２次対向ローラとを備えた画像形成装置において、
前記２次転写ローラの電気抵抗を測定する検知手段を設け、その検知手段で測定した２次転写ローラの電気抵抗を元に、前記２次転写ローラの電気抵抗値が常に一定になるように、前記２次転写ローラと前記２次対向ローラで形成されるニップ幅を調整することに特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記ニップ幅を変化させる機構として、前記２次転写ローラの軸をカムで受ける機構を有し、前記カムを回転させることにより前記ニップ幅を変化させることを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は前記第４の手段において、前記画像形成装置内の温度と湿度を測定する測定手段を設け、その測定手段で測定された温度と湿度を元に、前記２次転写ローラと前記２次対向ローラで形成されたニップ幅を変化させることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、転写ローラの抵抗値の変動による画質不良を有効に抑制することのできる画像形成装置を提供することができる。

以下に本発明の実施例を示す。

以下、本発明を画像形成装置であるカラー複写機に適用した一実施例について説明する。図２は、本発明に係るカラー複写機の全体の構成概略図である。まず、図２を用いて、カラー複写機の主要部である画像形成部と転写部の構成と動作について説明を行う。

画像形成部及び１次転写部は、帯電器１０ａ〜１０ｄ、露光器１１ａ〜１１ｄ、現像器１２ａ〜１２ｄ、除電器１３ａ〜１３ｄ、クリーナー１４ａ〜１４ｄ、感光体１５ａ〜１５ｄ、１次転写ローラ１６ａ〜１６ｄ、ベルト状の像担持体である中間転写ベルト１００から構成されている。

感光体１５ａ〜１５ｄは、図示の方向に回転を行う。また、中間転写ベルト１００は、ローラ３０、３１によって張架され、感光体１５ａ〜１５ｄと接触している。各画像形成部は、中間転写ベルト１００と接している点から感光体１５の回転方向に対し、感光体１５ａ〜１５ｄの周りに、除電器１３ａ〜１３ｄ、クリーナー１４ａ〜１４ｄ、帯電器１０ａ〜１０ｄ、露光器１１ａ〜１１ｄ、現像器１２ａ〜１２ｄの順に配置されている。１次転写ローラ１６ａ〜１６ｄは、感光体１５ａ〜１５ｄと中間転写ベルト１００が接している領域の裏側から押し付けて配置する。また、本実施例では、ベルトを駆動するローラはローラ３０であり、このローラ３０によって中間転写ベルト１００は矢印の方向に移動を行う。

次に画像形成方法及び１次転写方法について説明を行う。感光体１５は帯電器１１により、帯電させられる。その後、スキャナ及びＰＣからの画像データに基づいて、露光器１１からレーザービームを照射することによって、帯電している感光体１５上に静電潜像を生成する。その後、現像器１２で帯電したトナーを感光体１５上に付着して前記静電潜像の現像を行う。感光体１５上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１６に、定電流又は定電圧により制御された電流又は電圧による転写電界を印加することによって、中間転写ベルト１００上に転写される。

中間転写ベルト１００上にトナー像を転写した後、感光体１５上に残っている余電荷を除電器１３によって取り除き、クリーナー１４によって感光体１５上に残っているトナーを除去し、帯電器１０に戻るプロセスを繰り返す。

図２の実施例では、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの各４色に対し、それぞれ画像形成部を配置し、感光体１５ａで形成されたトナー像を中間転写ベルト１００上に１次転写を行った後、中間転写ベルト１００は、感光体１５ｂに移動し、感光体１０ａで転写したトナー像の上に、感光体１５ｂで形成されたトナー像の転写を行う。以下、順に感光体１５ｃ、１５ｄとトナー像を重ねて転写を行う。

中間転写ベルト１００上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１００を保持する２次対向ローラ１０３と２次転写ローラ１０２で形成される２次転写部においてレジストローラ２２、２３によって搬送された転写材１０４に転写される。

２次転写部では、２次転写ローラ１０２に電流を印加して、その転写電流が、２次対向ローラ１０３に流れこむことにより、中間転写ベルト１００上のトナーを転写材１０４に転写を行うことができる。

しかし、環境変動及び経時による通電劣化によって、１次転写ローラ１６の抵抗値は大きく変動する。この電気抵抗値の変動のため、転写点における電圧値が大きく変動することになり、適切な転写電流がトナーに付与することができず、転写不良を起こすという問題があった。

そこで本実施例では、１次転写部に一定の電流を印加することにより、１次転写ローラ１６の電気抵抗を検知する。なお、本実施例では、この電気抵抗の検知を図示しないが、電圧計で計っているものとする。電気抵抗Ｒは、転写ローラの幅Ｌ、転写ローラのゴム層の厚さｄ、ニップ幅をｍとすると、Ｒ＝Ｒｖ×ｄ／（ｍ×Ｌ）で与えられる。ここで、Ｒｖは、転写ローラの体積抵抗率とする。前記式から、転写ローラの抵抗値が、ニップ幅に反比例することがわかる。

本実施例では、１次転写部に一定の電流を印加することにより、１次転写ローラ１６の電気抵抗を検知した後、電気抵抗が一定になるように、図１に示すように１次転写ローラ１６の軸をカム１７で受けることにより、１次転写部のニップ幅を変化させる機構を持つ。

検知した電気抵抗値が目標の電気抵抗値より低い場合は、１次転写ローラ１６の軸を受けているカム１７を回転させることによって、ニップ幅Ｌを減らして電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。また、逆に検知した電気抵抗値が、目標の電気抵抗値より高い場合は、カム１７を回転させてニップ幅Ｌを増やすことにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。これによってどの条件においても、一定の転写バイアスで転写を行うことができるので、転写不良を抑制することが出来る。

電気抵抗を検知するタイミングは、画像濃度を調整する直前で行う。画像濃度の調整は、中間転写ベルト１００上に転写された画像に対して行っているため、適切な１次転写バイアスが印加されていない場合、中間転写ベルト１００上の画像濃度は安定しない。そのため、画像濃度調整前に、電気抵抗の検知、及びその検知結果に基づいたニップ幅の調整を行うことにより、常に最適な転写条件において、画像濃度調整を行うことができる。

本実施例は、図２を用いて説明したカラー複写機の主要部である画像形成部と転写部の構成と動作については、実施例１と同じあるためそれらの説明を省略する。

環境変動及び経時による通電劣化によって、２次転写ローラ１０２の抵抗値は大きく変動する。この電気抵抗値の変動のため、転写点における電圧値が大きく変動することになり、適切な転写電流がトナーに付与することができず、転写不良を起こすという問題があった。

そこで本実施例では、２次転写部に一定の電流を印加することにより、２次転写ローラ１０２の電気抵抗を検知する。なお、本実施例では、この電気抵抗の検知を図示しないが、電圧計で計っているものとする。電気抵抗Ｒは、転写ローラの幅Ｌ、転写ローラのゴム層の厚さｄ、ニップ幅をｍとすると、Ｒ＝Ｒｖ×ｄ／（ｍ×Ｌ）で与えられる。ここで、Ｒｖは、転写ローラの体積抵抗率とする。前記式から、転写ローラの抵抗値が、ニップ幅に反比例することがわかる。

本実施例では２次転写部に一定の電流を印加することにより、２次転写ローラ１０２の電気抵抗を検知した後、電気抵抗が一定になるように、図３に示すように２次転写ローラ１０２の軸をカム１８で受けることにより、２次転写部のニップ幅を変化させる機構を持つ。

検知した電気抵抗値が目標の電気抵抗値より低い場合は、２次転写ローラ１０２の軸を受けているカム１８を回転させることによって、ニップ幅を細くして電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。また、逆に検知した電気抵抗値が目標の電気抵抗値より高い場合は、カム１８を回転させ、ニップ幅を細くすることにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。これによってどの条件においても、一定の転写バイアスを用いて、転写を行うことができるので、転写不良を抑制することが出来る。

電気抵抗を検知するタイミングは、実施例１にある１次転写の電気抵抗の検知タイミングと同じ画像濃度を調整する直前で行う。印刷中に２次転写部の電気抵抗を検知するためだけに時間をとることは、印刷の生産性を落とすことになり、また、実施例１の１次転写の電気抵抗の検知とニップ幅の調整は、独立して行うことができるので、生産性の観点から画像濃度を調整する直前で行う。

本方式を用いることにより、１次転写部に一定の電流を印加することにより、１次転写ローラ１６の電気抵抗を検知する。検知した抵抗値が検知した電気抵抗値が、目標の電気抵抗値より低い場合は、１次転写ローラの軸を受けているカムを回転させることによって、ニップ幅を細くすることにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。また、逆に検知した電気抵抗値が、目標の電気抵抗値より高い場合は、カムを回転させ、ニップ幅を細くすることにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。これによって、どの条件においても、一定の転写バイアスを用いて、転写を行うことができるので、転写不良を抑制することが出来る。

本方式を用いることにより、２次転写部に一定の電流を印加することにより、２次転写ローラ１０２の電気抵抗を検知する。検知した抵抗値が検知した電気抵抗値が、目標の電気抵抗値より低い場合は、２次転写ローラの軸を受けているカムを回転させることによって、ニップ幅を細くすることにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。また、逆に検知した電気抵抗値が、目標の電気抵抗値より高い場合は、カムを回転させ、ニップ幅を細くすることにより、電気抵抗値を目標値と同じになるようにする。これによって、どの条件においても、一定の転写バイアスを用いて、転写を行うことができるので、転写不良を抑制することが出来る。

本発明の実施例１に係る１次転写部の拡大図である。 本発明の実施例に係るカラー複写機の全体の概略図である。 本発明の実施例２に係る２次転写部の拡大図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の帯電器
１１ａ〜１１ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の露光器
１２ａ〜１２ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の現像器
１３ａ〜１３ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の除電器
１４ａ〜１４ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のクリーナー
１５ａ〜１５ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の感光体
１６ａ〜１６ｄ：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の１次転写ローラ
１７：１次転写ローラ可動カム
１８：２次転写ローラ可動カム
２０、２１：定着ローラ
２２、２３：レジストローラ
２４：除電ブラシ
３０、３１：中間転写ベルト張架ローラ
１００：中間転写ベルト
１０２：２次転写ローラ
１０３：２次対向ローラ
１０４：転写材
１０５：トナー像

Claims (6)

1. ベルト状像担持体と、そのベルト状像担持体と接してベルト状像担持体と同方向に回転する１次転写ローラと、前記ベルト状像担持体を挟んで前記１次転写ローラと対向する位置に設けられて前記ベルト状像担持と接する感光体ドラムとを備えた画像形成装置において、
   前記１次転写ローラの電気抵抗を測定する検知手段を設け、その検知手段で測定した１次転写ローラの電気抵抗を元に、前記１次転写ローラの電気抵抗値が常に一定になるように、前記１次転写ローラと前記感光体ドラムで形成されるニップ幅を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、前記ニップ幅を変化させる機構として、前記１次転写ローラの軸をカムで受ける機構を有し、前記カムを回転させることにより前記ニップ幅を変化させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、前記画像形成装置内の温度と湿度を測定する測定手段を設け、その測定手段で測定された温度と湿度を元に、前記１次転写ローラと前記感光体ドラムで形成されたニップ幅を変化させることを特徴とする画像形成装置。
4. ベルト状像担持体と、そのベルト状像担持体と接してベルト状像担持体と同方向に回転する２次転写ローラと、前記ベルト状像担持体を挟んで前記２次転写ローラと対向する位置に設けられて前記ベルト状像担持と接する２次対向ローラとを備えた画像形成装置において、
   前記２次転写ローラの電気抵抗を測定する検知手段を設け、その検知手段で測定した２次転写ローラの電気抵抗を元に、前記２次転写ローラの電気抵抗値が常に一定になるように、前記２次転写ローラと前記２次対向ローラで形成されるニップ幅を調整することに特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、前記ニップ幅を変化させる機構として、前記２次転写ローラの軸をカムで受ける機構を有し、前記カムを回転させることにより前記ニップ幅を変化させることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４記載の画像形成装置において、前記画像形成装置内の温度と湿度を測定する測定手段を設け、その測定手段で測定された温度と湿度を元に、前記２次転写ローラと前記２次対向ローラで形成されたニップ幅を変化させることを特徴とする画像形成装置。

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