米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> キヤノン株式会社

発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−38771
公開日 平成11年(1999)2月12日
出願番号 特願平9−197423
出願日 平成9年(1997)7月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】岸田 正行 (外4名)
発明者 福原 太郎
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、ハーフトーン画像を形成するときに該除電バイアスを強く印加する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、転写手段による転写部へ転写材を安定的に供給するレジストローラと、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで像担持体から分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、転写材後端がレジストローラを脱した直後に、該除電バイアスを強く印加する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】 トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、転写ローラへ印加する転写バイアスに応じて除電バイアスを変化する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】 前記除電バイアスは、転写バイアスに応じて、段階的又は直線的に変化することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
【請求項5】 前記転写手段は、ローラであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写ローラを備え、像担持体に静電吸着した該転写材を除電することで該像担持体から分離する分離手段を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真を応用した機器には、電子写真複写機・ファックス・レーザービームプリンタ等がある。従来技術について、本発明に係る図1のレーザービームプリンタの例を援用して説明する。
【0003】同図において、像担持体である感光層と基板からなる感光ドラム1は、矢印方向に回転しつつ電子写真方式により以下に述べるように画像が形成される。
【0004】一次帯電ローラ2により一様に帯電された感光ドラム1は、画像信号に対応して変調されたレーザービーム3により曝され、静電潜像が感光ドラム1上に形成される。続いて、感光ドラム1は現像器4による現像工程を経て潜像は顕像化されてトナー像とされ、転写材P上にトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが電源9により印加された転写手段である転写ローラ5によって顕像即ちトナー像は転写される。
【0005】この転写ローラ5は、芯金5aと弾性部材5bからなり、不図示のバネ等の加圧手段によって、ドラム1に付勢当接している。また、転写部へ、転写材を感光ドラム上の画像とタイミングをとって安定的に供給するとともに、転写時の転写材の搬送を安定化するために、転写部の前に、レジストローラ12を設ける。
【0006】ここでトナー像Tがドラム1上から転写された転写材Pは感光ドラム1と静電吸着しているが、これを分離するのが除電針等の除電部材8である。除電針8は接地するか、転写バイアスと逆極性のバイアスを電源10により印加し、感光ドラム1からの転写材Pの分離を促進する。この時、除電針に印加するバイアスの強度は、感光ドラム1からの転写材の分離性、除電針バイアスが画像に及ぼす影響、転写材の搬送性等を考慮して、決めている。
【0007】ドラム1から分離した転写材Pは、ガイド6により転写材Pの先端を定着装置7に導き、転写されたトナー顕像は定着装置7により加熱・加圧されることによって転写材P上に定着され、機外に排出されハードコピーを得る。一方、感光ドラム1上に残留する転写されなかった現像トナーがクリーニング装置11で清掃され、感光ドラム1上は最初のステップである一次帯電工程に送られ、繰り返し使用される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例では、次に示す問題が発生する恐れがあった。
【0009】記録媒体上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、像担持体である感光ドラム上のトナー像を転写材上に電気的に転写した後、感光ドラムに静電吸着した該転写材を感光ドラムから分離する際、剥離放電により、転写材上で未定着トナー画像を乱す恐れがあり、また、この画像不良は、ハーフトーン画像で特に目立つ恐れがあった。
【0010】上記剥離放電は、感光ドラムから転写材が分離する速度が大きいときに特に発生し易い。通常、転写部での転写材の搬送スピードは、転写ローラ周速と感光ドラム周速により決まる。そして、この転写部に転写材を安定に供給すると同時に、転写時の転写材の搬送スピードの安定化を図り、印字精度を確保するために、転写部の前にレジストローラを設ける。
【0011】ここで転写ローラの外径は、感光ドラムと転写ローラのみで転写材の搬送の場合にも、印字精度が確保できるように設計されているが、転写ローラの外径が、設計値より大きくバラついた場合や、あるいは、転写ローラの表面の摩擦係数が多数枚のプリントにより、大きくなった場合などは、転写ローラによる搬送力は大きくなり、これに伴ない転写材の搬送スピードも大きくなる。しかし、転写材がレジストローラにより挟持搬送されているときは、その効果により、転写材のスピードは安定し、搬送スピードが速くなることはないが、転写材が、レジストローラを脱けたとき該転写材は、転写ローラと感光ドラムのみで搬送されるため、そのスピードが速くなることがある。これに伴ない、転写材の感光ドラムからの分離速度も速くなり、転写材と感光ドラム間で剥離放電は発生し易くなる。このため、転写材上でレジストローラからぬけた位置での画像不良を発生することがあった。
【0012】また、転写ローラの中抵抗弾性層にイオン導電系の材料を用いた場合は、低温・低湿環境下において、転写ローラが高抵抗化し、転写ローラと感光ドラムとの間に、高電界が生じる。さらに、この時の転写材の抵抗も高抵抗化し、転写材が帯電し易くなるといった条件が重なると、転写材が感光ドラムから分離する際の剥離放電は発生し易くなり、画像不良を発生することがあった。
【0013】本願発明の目的は、上記のような問題を解決し、プリント画像がハーフトーンである場合や、転写材がレジストローラを脱して転写ローラとドラムのみで高速で搬送される場合や、転写ローラが低温等により高抵抗化し、大きな転写バイアスが印加される場合において、除電手段に印加されるバイアスを強く印加するよう制御し、転写材の感光ドラムからの分離の際の剥離放電を低減し、画像不良を防止した画像形成装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本出願に係る第1の発明は、トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、ハーフトーン画像を形成するときに該除電バイアスを強く印加する制御手段を有することを特徴とする。
【0015】本出願に係る第2の発明は、トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、転写手段による転写部へ転写材を安定的に供給するレジストローラと、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで像担持体から分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、転写材後端がレジストローラを脱した直後に、該除電バイアスを強く印加する制御手段を有することを特徴とする。
【0016】本出願に係る第3の発明は、トナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材上に電気的に転写する転写手段と、像担持体に静電吸着した転写材を除電することで分離する除電部材と、除電部材に転写バイアスと極性が異なる除電バイアスを印加する電源を有する画像形成装置において、転写ローラへ印加する転写バイアスに応じて除電バイアスを変化する制御手段を有することを特徴とする。
【0017】本出願に係る第4の発明は、前記除電バイアスは、転写バイアスに応じて、段階的又は直線的に変化することを特徴とする。
【0018】本出願に係る第5の発明は、前記転写手段は、ローラであることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)図1は、本発明に係る画像形成装置の1実施形態の特徴を最もよく表す図である。同図を参照して、画像形成装置全体の構成及び記録媒体に画像を形成する動作について、従来技術の説明と重複する部分については簡単に説明する。
【0020】同図において、1は像担持体である感光層と基板からなる感光ドラムでありOPC(有機半導体)を使用し、帯電手段2であるローラにより帯電される。次に画像信号に対応して変調されたレーザービーム3により、静電潜像が感光ドラム1上に形成される。続いて、現像部4において現像剤であるネガトナーを潜像に供給することにより、感光ドラム1上の潜像は顕像化され、トナー像Tを形成する。
【0021】転写部位に転写材Pが到来すると、転写手段であるローラ5に、電源9により転写材P裏面からトナーの極性とは逆の正極性の転写バイアスが印加されて前記トナー像Tは転写材に転写される。転写材Pにトナー像Tを転写した後、転写材Pは感光ドラム1と静電吸着しているが、これを分離するのが除電手段としての除電針8である。除電針8は絶縁部材8aにより挟持し、電源10により、感光ドラム1と同極性のバイアスを印加し、感光ドラム1からの転写材Pの分離を促進する。つぎに、感光ドラムから分離された転写材Pは、搬送ガイド6の上を通過して定着器7において定着ローラ7−aと加圧ローラ7−bの形成するニップ部を通過する際、定着ローラによる加熱によって、トナー像が転写材P上に永久固着像として定着される。一方、感光ドラムに残留する転写されなかった現像トナーTはクリーニング装置11で清掃される。
【0022】本実施形態で転写ローラ5および、除電針8にバイアスを印加する電源は、CPU13、I/Oポート14、メモリー15、バスライン16を有する制御手段の制御を受ける。
【0023】以下に本実施形態についてより詳細に説明する。
【0024】前記従来の技術に関し述べたように、通常、除電針バイアスの強度は、感光ドラム1からの転写材の分離性、除電針バイアスが画像に及ぼす影響、転写材の搬送性等を考慮して、決めている。
【0025】プロセススピード107mm/secのレーザービームプリンタにおいて、長さ30cm、外径φ20mm、抵抗107 Ω〜3・109 Ωの転写ローラと、外径φ30mmのOPC感光ドラムを使い、転写電流に+7μAを通電する時、感光ドラムに静電吸着している転写材を分離するのに最適な除電針バイアスは、−1.5kVであった。しかしこのバイアスでは、低温・低湿環境下で、転写ローラが高抵抗化し、転写ローラと感光ドラムとの間に、高電界が生じ、なおかつ転写材も高抵抗化し、転写材が帯電し易くなるといった条件が重なったとき、転写材が感光ドラムから分離すると剥離放電が生じ、画像を乱す。
【0026】そして、この画像不良は、ハーフトーン画像で顕著になる。
【0027】したがって、剥離放電による上記画像不良の発生を防止するために、本実施形態では、ホストコンピュータや画像読取部からの画素情報をCPUにより取り込みメモリ内の記憶情報と比較し、その画素情報がハーフトーン画像であると認識されたとき、除電針に印加するバイアスを強くする。前記ハーフトーンの検知は、画素情報以外の情報を利用してもよい。
【0028】図2に本実施形態の除電針バイアスのシーケンス図を示す。先に述べたように、本実施形態で、適用したレーザービームプリンタ(LBP)において、通常のプリント時に適切な除電針バイアスは、−1.5kVであるが、このバイアスでは、剥離放電を防止するレベルまで十分に転写材を除電出来ず、剥離放電による画像不良を発生することがあった。そこで本実施形態を適用するLBPにおいて、ハーフトーン画像プリント時に、通常よりも強く除電針バイアスとして−3.0kVを印加した。この結果、剥離放電による画像不良は効果的に防止できた。したがって、ハーフトーン画像をプリントする時に除電針に印加するバイアスを通常より強くする上記構成で、剥離放電に起因する画像不良は、効果的に防止できる。
【0029】(第2の実施形態)図3に本実施形態で適用する除電針バイアスのシーケンス図を示す。
【0030】感光ドラムから、転写材を分離する際の剥離放電による画像不良は、転写材が感光ドラムから分離するスピードが、速くなるほど顕著に発生する。
【0031】したがって、転写材を安定に搬送するためのレジストローラを転写材が脱け(いわゆる脱レジ)、転写ローラと感光ドラムのみで、搬送されるとき、転写ローラの外径が大きい場合、あるいは、転写ローラ表面が多数枚の通紙などにより、動摩擦係数が大きくなるなど、転写材を速く搬送する条件にあるとき、転写材がレジストローラから抜けた画像後端部で、剥離放電による画像不良が発生することがあった。
【0032】したがって、本実施形態では、転写材がレジストローラを抜けた位置での除電針バイアスを強く印加することで、剥離放電による画像不良を防止する。
【0033】ここで、実施形態1で例に挙げたプロセススピード107mm/secのLBPに適用した場合、レジストローラが、転写材を搬送する位置での除電針バイアスを−1.5kVとし、転写材がレジストローラを抜け、転写ローラとドラムのみで転写材を搬送する転写材後端部に印加する除電針バイアスを−3.0kVとする。上記構成で転写材の帯電量を小さくすることで、感光ドラムから転写材が分離する際の剥離放電に起因する画像不良は、効果的に防止できる。
【0034】(第3の実施形態)転写材の感光ドラムからの分離時の剥離放電による画像不良は、転写ローラの抵抗が高く、該転写ローラに印加する電圧が大きくなる場合などに特に発生し易くなる。
【0035】したがって、本実施形態では、転写ローラに印加する転写バイアスにより除電針に印加するバイアスを変える。
【0036】ここで、転写ローラは、製造条件、環境の影響を受けて、その抵抗値にバラ付きを持つ。転写ローラに印加するバイアスは、それぞれのローラについて、適正な転写電流が得られるように決める必要がある。
【0037】適正な転写バイアスを得る方法として、非転写時(非通紙時)に感光ドラムを回転させ、感光ドラム面上を一様に所定電位(暗電位)に帯電させ、転写ローラに所定の電流が流れるように電流を制御して、その時発生する電圧をもとに、転写時(通紙時)における転写ローラへの印加電圧を決定する転写電圧制御方法(ATVC:Active Transfer Voltage Control)を用いている。これは、非転写時に定電流制御(I0 )を行い、この時に生じた電圧(Vt0)をもとに、転写時に転写ローラに印加する電圧(Vt )の値を決定する方法である。
【0038】そして、たとえば、Vt =a×Vt0+b(a,bは定数)なる算出式を用いて、それぞれの転写ローラに対して、適正転写電流I0(ここで例に挙げている構成の場合は、7μA)の得られる転写電圧Vt を算出する。
【0039】したがって、ATVCで決定した転写ローラバイアスにより、除電針に印加するバイアスも変える。
【0040】ここで、実施形態1で例に挙げたプロセススピード107mm/secのLBPに適用すれば、転写バイアスが、0.5kVのとき、除電針バイアスを−1.5kV、そして転写バイアスが5kVのとき、除電針バイアスを−3.0kVとして、図4に示すように、この2点を結ぶ直線に従い、除電針に印加するバイアスを制御する。つまり、除電針バイアスをVj、転写バイアスをVtとすれば、上述の結果から得られる実験式は、[Vj=−1/3・Vt−4/3]となる。上式に従い、転写バイアスにより、除電針バイアスを変える、この時の除電針バイアスのシーケンス図を図5に示す。
【0041】上記のように、転写バイアスにより、除電針バイアスを変える構成で、転写材の感光ドラムからの分離時に発生する剥離放電と、これに起因する画像不良の発生を抑制出来る。
【0042】上述した実施形態では、図4に従い、除電針バイアスを変化させたが、たとえば、図6のように、通常の除電針バイアスを−1.5kVとして、転写ローラに印加するバイアスが、4kVを超えたときに除電バイアスを−3kVとするように、段階的な除電針バイアスの切り替えでもよい。この時のシーケンス図を図7に示す。
【0043】転写バイアスが、一定値以上のときに除電針バイアスを切り替える上記構成でも転写ローラの高抵抗化とこれに伴なう高バイアス化で発生し易くなる剥離放電による画像不良の防止には、十分な効果が得られる。
【0044】なお、上記の実施形態では、転写バイアスの制御をATVCによる定電圧制御としたが、転写電流を一定にする定電流制御の場合でも転写バイアスをモニターしそれに合わせて除電針バイアスを制御することで、同様の効果を得ることができる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、転写材上にプリントする画像がハーフトーン画像の場合、転写材がレジストローラをぬけ、転写ローラとドラムのみで搬送が行われる場合、転写ローラが高抵抗化し、大きな転写バイアスが印加される場合、転写材の感光ドラムからの分離の際、制御手段により除電部材に印加するバイアスを強くすることにより剥離放電を抑制することで、この剥離放電に起因する画像不良を効果的に防止することが出来る。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013