JP2004191870A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー画像を転写シートに転写させる転写手段(24)と、転写手段の下流側に設置された分離手段(22)とを備え、転写シートを分離手段と像担持体との間を搬送する間、前記分離手段へ分離電圧を印可する画像形成装置において、分離手段への分離電圧の印加が、転写シート先端が分離手段と像担持体との間の分離領域を少なくとも第1所定長通過した時点でオンされ、未通過部分が第2所定長以上残っている時点でオフされる第1の制御モードと、未通過部分が無くなった後にオフされる第2の制御モードとを有し、何れか一方を選択可能となした。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、OHPシートを転写シートとして用いた場合の像担持体からの分離特性を改良した画像形成装置に関する。特に像担持体上に、単色のトナー像を少なくとも2色以上重ね合わせることによってカラーのトナー像を形成するカラー画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
静電複写機においては、感光体や中間転写体などの像担持体表面に形成されたトナー画像を転写シートへと転写した後、その転写シートを像担持体から分離して定着装置へ搬送して定着を行っている。転写シートは一般に普通紙が用いられる。感光体が小径ドラムである場合には、特に分離手段を設けなくても用紙の剛性(スティッフネス,紙等の腰の強さ)によっていわゆる曲率分離が可能である。しかしながら、小径化されていない感光体ドラムや中間転写ドラムでは、曲率分離での分離は完全ではなく、分離不良による巻き付きを生ずる場合がある。
【0003】
特に、フルカラーの画像形成装置においては、感光体表面に形成された各色トナー画像を順次、中間転写ドラムに転写させて、転写シート1枚分のトナー画像を中間転写ドラム外周面に担持させるのであるが、中間転写ドラムの直径が必然的に大径化することによって転写材の剛性による分離が困難であること、さらに色の重ね合わせによって、中間転写ドラム上のトナー付着量が多いため転写電流を多く必要とし分離は更に困難であること等の理由によって、転写シートを像担持体から分離させるための分離手段を別個設ける場合が多い。
【0004】
例えば、下記の特許文献1には、分離手段としてACコロナ分離方式が用いられている。転写シートである用紙と像担持体との静電吸引力が上記した理由で非常に強いため、用紙の前半部が像担持体から分離した段階でAC電圧の印加を止めた場合、途中から分離不良が発生してしまうので、用紙が通過している間は継続的にAC電圧の印加を行っている。
【0005】
一方、プレゼンテーション資料作成のため、転写シートとしてOHPシートが用いられることがある。分離手段を設けた画像形成装置においてOHPシートを使用した場合、OHPシートの後端部で転写ムラや画像濃度不良などの転写不良現象が生ずる。このような転写不良への対策として、例えば、下記の特許文献2には、転写材Pが普通紙かOHPシートかを判別して、転写材の種別によって転写ローラーのバイアス値を制御する制御手段を用いる技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−142955号公報
【特許文献2】
特開平8−123221号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献2に開示されるように、転写材(転写シート)の種類を判別して転写ローラーのバイアス値を制御する手法を用いた場合であっても、転写材の後半部分における転写材と像担持体との密着性が低下し、転写性が悪化する問題点があった。すなわち、転写材としてOHPシートを使用する場合、OHPシートが普通紙に比べて剛性が強いので、後端が接近するにしたがってOHPシートと像担持体との吸引力が低下する傾向であるにも関わらず、分離チャージャーへの印加電圧が高いままなのでOHPシート後端部において分離が急激に行われるために像担持体との密着性が不十分となってトナーの転写性が悪化する現象が生じると考察される。
【0008】
本願の発明者は、上記の問題点を解消すべく前記考察に基づいて種々検討を行った結果、OHPシートの後端が分離チャージャーに到達する前、すなわち、OHPシートの分離チャージャー部未通過部分が所定長以上残っている時点で分離チャージャーへの印加電圧をオフすることでOHPシート像担持体との密着性を改善することによってトナーの転写性が改善できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【0009】
すなわち、本発明は、前記の問題点を解決することを課題とし、OHPシートを用いた場合であっても、分離不良及び後半部の転写不良現象のない画像形成装置を提供することを第1の目的とし、OHPシートと普通紙の何れの場合であっても分離性と転写性とが両立した画像形成装置を提供することを第2の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は以下の構成により達成することができる。すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、像担持体表面に形成されたトナー画像を転写シートに転写させる転写手段と、トナーが転写された転写シートを像担持体から分離する為に転写手段の下流側に設置された分離手段とを備え、
転写シートを分離手段と像担持体との間を搬送する間、前記分離手段へ分離電圧を印可する画像形成装置であって、
前記分離手段への分離電圧の印加が、転写シート先端が分離手段と像担持体との間の分離領域を第1所定長以上通過した時点でオンされ、未通過部分が第2所定長以上残っている時点でオフされる第1の制御モードと、未通過部分が無くなった後にオフされる第2の制御モードとを有し、
前記第1の制御モードと第2の制御モードの何れか一方を選択可能となしたことを特徴とする。
【0011】
また、本願の請求項2の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、第1所定長は5mmであり、第2所定長は35mmであることを特徴とし、また、本願の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記転写シートが、OHPシートである場合には前記第1の制御モード1を選択し、普通紙である場合には前記第2の制御モード2を選択するようになしたことを特徴とする。
【0012】
かかる構成によれば、普通紙の場合、その先端から後端まで分離電圧を継続印可するので、分離不良を防止できる。さらにOHPシートの場合、少なくともその先端部が5mm分離領域を通過する時点において分離電圧を印可するので、分離不良を防止できると共に、後端部の未通過部分が所定長例えば、35mm以上残った時点で分離電圧の印加をオフするので、後端部の急激な分離による転写不良を防止し、良好な転写画像がOHPシート上に転移させられる。
【0013】
また、本願の請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体表面に形成された複数色のトナー画像を順次転写させることによって、転写シート1枚分のトナー画像を表面に担持する中間転写ドラムであることを特徴とし、更に、本願の請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記中間転写ドラムが、外径134mm以上であることを特徴とする。
【0014】
かかる構成によれば、複数色重なり合ったトナー画像を転写させるために高転写電流を転写シートに流すため、転写シートと像担持体との密着性が高く、また、中間転写ドラムの外径が大きく曲率分離がほとんど期待できないカラー画像形成装置においても、OHPシートを像担持体から完全に分離するとともに、後端部の転写不良現象を防止する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。
後述するように、中間転写ドラム表面のトナー画像を転写シートに転写させる転写手段として2次転写ローラー24を、トナーが転写された転写シートを中間転写ドラムから分離させる分離手段として分離チャージャー22を採用している。
【0016】
図1は本発明の実施の形態を示した画像形成装置の概略断面図である。同図において、画像形成装置1は、感光体11とその周囲に配置された露光ユニット13、帯電器12、クリーニング部19、現像器15ないし18と、ドラム状の中間転写体20(以下中間転写ドラムと称する)とその周囲に配置された2次転写ローラー24、分離チャージャー22、クリーニング部23と、給紙カセット3、レジストローラー対4、搬送ベルト5、垂直搬送路7、排紙トレイ8等から構成される用紙搬送系と、搬送ベルト5と垂直搬送路7の間に配置された定着器6と、2次転写ローラー24および分離チャージャー22の下部に設置されたジイゲルヒーター30とが所定の位置関係で筐体2内に配置されている。
【0017】
感光体11は、アモルファスシリコン(a−Si)からなる感光体を有するドラム状の感光体(以下、感光体ドラムと称する)であり、該感光体ドラム11のまわりには、帯電器12、露光ユニット13、現像スリーブ15a,16a,17a,18aを有した現像器15、16、17、18、中間転写ドラム20、クリーニング部19が配置され、現像スリーブ15a、16a、17a、18aにはキャリアとの摩擦帯電極性がプラスであって、体積平均粒径が8μmである黒色、イエロー、マゼンタ、シアン色のトナー5重量部と重量平均粒径70μmのフェライトキャリア100重量部とから混合してなる現像剤が各々担持されており、感光体ドラム11及び現像スリーブ15a,16a,17a,18aは、中間転写ドラム20は、それぞれ図中の矢印Aの方向に回転し、画像形成を行うものである。
【0018】
帯電器12により、感光体ドラム11のアモルファスシリコン(a−Si)感光体上を約+400[V]に均一に帯電させ、露光ユニット13により画像データに応じた光14を照射し、感光体ドラム11上に静電潜像の形成を行う。このとき露光後のa−Si感光体の表面電位は、約+10[V]である。中間転写ドラム20は、内層としてのアルミ素管と、中間層としての導電性ゴム層と表層としてのフッ素樹脂層の3層構造となっており、外径は150mmである。導電製ゴム層は厚みが8mmのウレタンゴム層であって、カーボンを分散させる事によって体積抵抗率が3×107Ω・cmに調節されている。表層のフッ素樹脂層は厚みが100μmのPTFEであって、カーボンを分散させる事によって体積抵抗率が8×109 Ω・cmに調節されている。
【0019】
感光体ドラム11と現像スリーブ15aとの間には交番電界(Vdc=160[V]、Vpp=1.0[kV]、f=3.6[kHz])を作用させて、感光体の露光部分にトナー像を現像させる。次に、感光体ドラム11の素管に+350Vのバイアスを印加して、内層のアルミ素管を通じてグランドに接地させた中間転写ドラム20との間に電位差を生じさせて、感光体表面のトナー像を中間転写ドラム20に転写する。同様にして現像器16によるトナー像を中間転写ドラム20に転写し、同様に現像器17、現像器18と繰り返し中間転写ドラム20に転写させた後に、用紙P上に転写させることによりカラーのトナー画像を形成する。各色トナーの中間転写ドラム20への転写が終了する毎に、感光体ドラム11はクリーニング部19で表面の未転写残留トナーが除去され清浄な状態に復帰する。
【0020】
前述の如くして中間転写ドラム20の表面にトナー画像が形成されて、その先端が転写位置に近づいてくるのに合わせて、給紙カセット3に収納されていた用紙Pは134mm/secで図中の矢印Bの経路で給送され、レジストローラー対4にてタイミング調整されて2次転写ローラー24と中間転写ドラム20との間の転写領域を通過する。2次転写ローラー24は負の転写電圧を印加されており、カラーモード時は20μA、モノクロモード時は15μAの転写電流が用紙Pのシート方向に流れるように定電流方式によって制御されている。
【0021】
その際、用紙Pは中間転写ドラム20表面のトナー像を転移されて、分離チャージャー22にてAC分離される。分離チャージャー22は中間転写ドラム20側に開口部を有するシールドケースに、10mmの間隔を持つ2本のチャージャー線を設けたものであり、このチャージャー線には+400Vの直流電圧にピーク・ツー・ピーク電圧が12.5kVの交流電圧を重畳して印加している。
【0022】
分離された用紙Pは搬送ベルト5上を搬送され、定着部6に達する。定着部6を通過してトナー画像が定着された用紙Pは垂直搬送路7を経由して排紙トレイ8に排出される。用紙Pにトナー画像が転写された後、中間転写ドラム20はクリーニング部23によって未転写トナーが除去され、清浄な状態に復帰する。クリーニング部19、23は、クリーニングブレードあるいはファーブラシ等から構成される。
【0023】
分離チャージャー22と2次転写ローラー24との下方には、面状のジイゲルヒーター30が感光体ドラムの軸方向に感光体ドラム長とほぼ同一で取りつけられている。ジイゲルヒーター30は中間転写ドラム20と感光体ドラム11への水分吸着による画像流れ現象を防止するものであって、定格電力は10Wでありその表面温度は約70℃に加温されている。
【0024】
次に、図2のタイミングチャートを参照して、A4サイズのOHPシートを用いた場合の本発明の分離手段、転写手段への通電制御(第1の制御モード)を詳述する。図2は、OHPシートを用いた場合の、本発明に係る画像形成装置における各部の通電制御を示すタイミングチャートであり、(a)はレジストクラッチ、(b)は分離チャージャー22、(c)は2次転写ローラー24、(d)は2次転写ローラー24の昇降クラッチのそれぞれの通電波形を示す図である。
【0025】
下記に述べる転写領域とは、中間転写ドラム20の中心軸と2次転写ローラーの中心軸とを含む平面と、中間転写ドラム20と2次転写ローラーのニップの交差する線部のことである。また、分離領域とは像担持体の中心軸線とチャージャー線とを含む平面と転写シートの交わる線部とする。本実施形態では図示していないが2本のチャージャー線を有する。この場合には、互いのチャージャー線の中間位置を分離領域を規定する基準のチャージャー線位置とする。本実施形態においては、転写領域と分離領域との距離は25mmとなっている。
【0026】
給紙カセット3から給紙されてきたA4横サイズのOHPシートの先端を図示しないレジストセンサーが検知すると、レジストローラー対4の回転が停止してOHPシートがレジストローラー対4の直前で一端停止する。そして中間転写ドラム20表面のトナー画像が2次転写ローラー24に接近してくるのに合わせて、図示しないレジストクラッチがオンされてレジストローラー対4の回転が再開されOHPシートは搬送を開始される。
【0027】
レジストクラッチのオン信号を基準に、レジストローラー対4がOHPシートの搬送を開始し、100msec後に2次転写昇降クラッチが作動して2次転写ローラー24を中間転写ドラム20に当接させ、320msec後には分離チャージャー22と転写ローラー24へ所定の高圧電圧が印加を開始する。その直後の321.6msec後には、OHPシートの先端が転写領域を通過する。
【0028】
前述したように転写シートの搬送速度が134mm/secであって、転写領域と分離領域の距離は25mmであるから、その間をOHPシート先端が通過するのに要する時間は25mm/134mm/sec×1000=186msecである。よってOHPシートの先端が分離領域を通過するのは、(321.6+186.6)=508.2msec後である。つまり、OHPシートの先端は321.6mm/sec後に転写領域を通過して、508.2msec後には分離領域を通過する。
【0029】
A4横サイズの通紙方向(搬送方向)の長さは210mmであるから、先端位置に後端部が到達する為の所要時間は、通紙速度134mm/secを元に210/134×1000=1567.2msecである。よってレジストクラッチのオン信号を基準にして、1567.2+321.6=1888.8msec後にはOHPシート後端が転写領域を通過して、さらに1567.2+508.2=2075.4msec後にはOHPシート後端が分離領域を通過する。
【0030】
分離チャージャーへの高電圧の通電時間は1415msecであるから、レジストクラッチのオン信号を基準にした、分離チャージャーの電圧オフタイミングは1735msec後となる。2次転写ローラーへの高電圧の通電時間は1757msecであるから、レジストクラッチのオン信号を基準にした2次転写ローラーへの通電オフタイミングは、2077msec後となる。2次転写ローラーへの通電オフ制御と同時に2次転写昇降クラッチが作動して2次転写ローラーが中間転写ドラムから離間する。
【0031】
以上の第1の制御モードによると、OHPシートの先端が分離領域に達した時点で分離チャージャーへの通電がオンされ、2077−1735=342msecに相当する、134mm/sec×342msec/1000msec=45.8mmの寸法分だけOHPシート後端部が分離チャージャー電圧が印加されていない。言いかえればOHPシート先端から210mm−45.8mm=164.2mmの距離ほど、OHPシートが通紙された時点で分離チャージャーがオフされている。OHPシートはA4横サイズのみであって、分離、2次転写のオフタイミングも、レジストクラッチのオン信号を起点としたタイミングチャートにて通電制御される。
【0032】
これに対して普通紙は各サイズを用いるので、分離、2次転写の通電オフ制御は、レジストクラッチのオン信号を起点としたタイミングチャートにて通電制御するのではなく、後端部の通過をレジストセンサーが検知してからの時間制御にて行っている。
【0033】
図3のタイミングチャートに基づいて、A4サイズの普通紙を用いた場合の本発明の分離手段、転写手段への通電制御(第2の制御モード)を詳述する。図3は、普通紙を用いた場合の、本発明に係る画像形成装置における各部の通電制御を示すタイミングチャートであり、(a)はレジストクラッチ、(b)は分離チャージャー22、(c)は2次転写ローラー24、(d)は2次転写ローラー24の昇降クラッチ、(e)はレジストセンサーのそれぞれ通電波形を示す図である。
【0034】
給紙カセット3から給紙されてきたA4横サイズの普通紙シートの先端を図示しないレジストセンサーが検知すると、レジストローラー対4の回転が停止して普通紙シートがレジストローラー対4の直前で一端停止する。そして中間転写ドラム20表面のトナー画像が2次転写ローラー24に接近してくるのに合わせて、図示しないレジストクラッチがオンされてレジストローラー対4の回転が再開され普通紙シートは搬送を開始される。
【0035】
レジストクラッチのオン信号を基準に、それから103msec後に2次転写昇降クラッチが作動して2次転写ローラーを中間転写ドラム20に当接させる。320msec後には分離チャージャー22と転写ローラー24へ所定の高圧電圧の印加が開始される。普通紙シートの先端は321.6msec後には転写領域を通過する。前述したように転写シートの搬送速度が134mm/secであって、転写領域と分離領域の距離は25mmであるから、その間を普通紙シート先端が通過するのに要する時間は25mm/134mm/sec×1000=186msecである。
【0036】
よって普通紙シートの先端が分離領域を通過するのは、(321.6+186.6)=508.2msec後である。つまり、普通紙シートの先端は321.6msec後に転写領域を通過して、508.2msec後には分離領域を通過する。
【0037】
A4横サイズの通紙方向長さは210mmであるから、先端位置に後端部が到達する為の所要時間は、通紙速度134mm/secを元に210/134×1000=1567.2msecである。よってレジストクラッチのオン信号を基準にして、1567.2+321.6=1888.8msec後にはOHPシート後端が転写領域を通過して、さらに1567.2+508.2=2075.4msec後には普通紙シート後端が分離領域を通過する。
【0038】
レジストセンサーが普通紙シート後端の通過を検知してから110msec後にはレジストクラッチはオフされ、462msec後には2次転写ローラー及び分離チャージャーへの通電がオフされる。普通紙の後端が転写領域を通過するのは273.8msec後であって、転写ローラへの通電がオフされるのはその後である。また分離領域を通過するのは460msec後であって、分離チャージャーが通電オフされるのはその後である。
【0039】
以上の第2の制御モードによると、普通紙の先端が分離領域に達した時点で分離チャージャーへの通電がオンされ、オフされるのは普通紙の後端が分離チャージャーを通過した後である。すなわち、第2の制御モードでは普通紙の全長が分離領域を通過する間分離チャージャーへの通電が継続される。
【0040】
上記第1の制御モードと第2の制御モードは使用する転写シートが普通紙の場合とOHPシートの場合とで切換え選択可能となしてあり、その手段は、例えば、前記特許文献2のように、転写材を判別して自動的に切換え選択されるように構成することもでき、あるいは転写シートをセットした際にマニュアルで切換え選択するように構成することもできる。
【0041】
上記第1の制御モードにおいて、OHPシートの場合、各部機構の寸法等から種々検討した結果、少なくともOHPシートの先端部が5mm分離領域を通過する時点において分離電圧を印可し、後端部の未通過部分が所定長例えば、35mm以上残った時点で分離電圧の印加をオフするよう構成することが好ましく、これにより先端部における分離不良を防止しつつ、後端部の急激な分離による転写不良を防止することができ、良好な転写画像がOHPシート上に転移させられる。また、第2の制御モードによれば、普通紙の場合、その先端から後端まで分離電圧を継続印可するので、分離不良を防止することできる。
【0042】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、普通紙の場合、その先端から後端まで分離電圧を継続印可するので、分離不良を防止できる。さらにOHPシートの場合、少なくともその先端部が分離領域を通過する時点において分離電圧を印可するので、分離不良を防止できると共に、後端部の未通過部分が所定長以上残った時点で分離電圧の印加をオフするので、後端部の急激な分離による転写不良を防止することができ、良好な転写画像をOHPシート上に転移することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】OHPシートを用いた場合の各部の通電制御を示すタイミングチャートであり、(a)はレジストクラッチ、(b)は分離チャージャー22、(c)は2次転写ローラー24、(d)は2次転写ローラー24の昇降クラッチのそれぞれの通電波形を示す図である。
【図3】普通紙を用いた場合の各部の通電制御を示すタイミングチャートであり、(a)はレジストクラッチ、(b)は分離チャージャー22、(c)は2次転写ローラー24、(d)は2次転写ローラー24の昇降クラッチ、(e)はレジストセンサーのそれぞれ通電波形を示す図である。
【符号の説明】
1・・・画像形成装置
2・・・筐体
3・・・給紙カセット
4・・・レジストローラー対
5・・・搬送ベルト
6・・・定着部
7・・・垂直搬送路
8・・・排紙トレイ
11・・・感光体
12・・・帯電器
13・・・露光ユニット
14・・・露光光
15、16、17、18・・・現像器
15a、16a、17a、18a・・・現像スリーブ
19・・・クリーニング部
20・・・中間転写体
22・・・分離チャージャー
23・・・クリーニング部
24・・・転写ローラー
30・・・ジイゲルヒーター
Claims (5)
- 像担持体表面に形成されたトナー画像を転写シートに転写させる転写手段と、トナーが転写された転写シートを像担持体から分離する為に転写手段の下流側に設置された分離手段とを備え、
転写シートを分離手段と像担持体との間を搬送する間、前記分離手段へ分離電圧を印可する画像形成装置であって、
前記分離手段への分離電圧の印加が、転写シート先端が分離手段と像担持体との間の分離領域を少なくとも第1所定長通過した時点でオンされ、未通過部分が第2所定長以上残っている時点でオフされる第1の制御モードと、未通過部分が無くなった後にオフされる第2の制御モードとを有し、
前記第1の制御モードと第2の制御モードの何れか一方を選択可能となしたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1所定長は5mmであり、第2所定長は35mmであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記転写シートが、OHPシートである場合には前記制御モード1を選択して、普通紙である場合には前記制御モード2を選択するようになしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体が感光体表面に形成された複数色のトナー画像を順次転写させることによって、転写シート1枚分のトナー画像を表面に担持する中間転写ドラムであることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写ドラムが、外径134mm以上であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
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