JP2006113430A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 白プチ、重ね合わせ転写ムラ、トナー飛び散り等を防止し、安定した画像形成が可能な画像形成装置を提供すること
【解決手段】 複数の現像手段によって形成された複数の感光体上のトナー像を順次中間転写ベルト上に1次転写手段にて転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を一括して転写材上に2次転写手段にて転写するカラープリント用の画像形成装置において、最下流側の1次転写位置と、2次転写位置との間に前記重ね合わせトナー像の電荷を弱めるグリッド電極をもつスコロトロン除電手段と、転写材搬送路に紙抵抗値検出手段とを有し、抵抗値検知結果に応じて、前記グリッド電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図3
【解決手段】 複数の現像手段によって形成された複数の感光体上のトナー像を順次中間転写ベルト上に1次転写手段にて転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を一括して転写材上に2次転写手段にて転写するカラープリント用の画像形成装置において、最下流側の1次転写位置と、2次転写位置との間に前記重ね合わせトナー像の電荷を弱めるグリッド電極をもつスコロトロン除電手段と、転写材搬送路に紙抵抗値検出手段とを有し、抵抗値検知結果に応じて、前記グリッド電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを用いた画像形成装置に関する。
従来、中間転写ベルトを用いた電子写真方式の画像形成装置としては、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルトに転写し、その中間転写ベルト上のトナー像を転写紙(記録紙)等の転写材に転写するものが知られている。すなわち、感光体上に形成された所定の極性に帯電しているトナー像を静電気力を利用して中間転写ベルトに転写した後、その中間転写体ベルトのトナー像を静電気力を利用して転写材上に転写する。
このような中間転写ベルトを用いた画像形成装置は、静電気力を利用して、各感光体上に形成したトナー像を順次中間転写ベルト上に重ね合わせ、さらに、重ね合わせトナー像を転写材に一括転写することができるので、カラー画像形成装置としてに広く用いられている。
トナー像を構成しているトナーの帯電量については、トナー1粒子当たりの帯電量はほぼ均一であることから、中間転写ベルト上の電位は所定面積内でのトナー付着量によって決まり、カラー画像形成装置では中間転写ベルト上のトナー像のうち複数色のトナーが重ね合わされた部分の帯電電位は、1色のトナーのみが付着している部分の帯電電位よりも大きくなる。
一次転写後の中間転写ベルト上の電位のバラツキが大きいと、二次転写時に様々な画像不良が生じ易くなる。この画像不良を回避するために、二次転写前に中間転写ベルト上のトナー像を除電することにより、中間転写ベルト上のトナーの帯電量を均一化して二次転写を行うことが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
特開平10−274892号公報
特開平11−143255号公報
しかしながら、転写材の裏面に重ね合わせ画像を形成する場合、一度定着され、含水率が低下し、電気抵抗値の高くなった転写材が通紙されるため、2次転写電圧を大きくすると紙内の空気層で放電が発生し、「白プチ現象」として現れるため、低電圧に抑えることが必要となるが、低電圧にすると、転写電荷不足の原因となって転写ムラが発生する。
低電圧で転写が可能とするための手段として、トナー層の電荷を除去する事が効果的であるが、図4に示すように、2次転写前に、重ね合わせトナー層の電荷を除去し過ぎると、ベルトとの付着力の低下によって2次転写ニップ手前で2次転写手段である2次転写ローラの静電気の影響によって転写材上に転写してしまう、所謂「トナー飛び散り現象」という問題が発生する。
図4は、トナー飛び散り現象を説明するための図である。
本発明は、転写材の抵抗値(以下紙抵抗値ともいう。)、に合ったトナー層の電位を制御することにより、白プチ、重ね合わせ転写ムラ、トナー飛び散り等を防止し、安定した画像形成が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
複数の現像手段によって形成された複数の感光体上のトナー像を順次中間転写ベルト上に1次転写手段にて転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を一括して転写材上に2次転写手段にて転写するカラープリント用の画像形成装置において、最下流側の1次転写位置と、2次転写位置との間に前記重ね合わせトナー像の電荷を弱めるグリッド電極をもつスコロトロン除電手段と、転写材搬送路に紙抵抗値検出手段とを有し、抵抗値検知結果に応じて、前記グリッド電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
転写材の抵抗値に合ったトナー層電位とすることにより、転写材の抵抗値に依らず、裏面画像の不良(白プチ、重ね合わせ時の転写ムラ)を防止しつつ、2次転写ニップ前でのトナー飛び散りを防止し、良好な画像を得ることができる。
はじめに、本発明に係わる定着装置を装着する画像形成装置について説明する。
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。
図1は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
図1において、10は感光体、11は帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は画像書き込み手段である書き込み装置、13は現像手段である現像装置、14は感光体10の表面を清掃するためのクリーニング装置、15はクリーニングブレード、16は現像スリーブ、20は中間転写ベルトを示す。画像形成手段1は感光体10、スコロトロン帯電器11、現像装置13、およびクリーニング装置14等からなっており、各色毎の画像形成手段1の機械的な構成は同じであるので、図1ではY(イエロー)系列のみの構成について参照符号を付けており、M(マゼンタ)、C(シアン)およびK(黒)の構成要素については参照符号を省略した。
各色毎の画像形成手段1の配置は中間転写ベルト20の走行方向に対して、Y、M、C、Kの順になっており、各感光体10は中間転写ベルト20の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト20の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
中間転写ベルト20は駆動ローラ21、アースローラ22、テンションローラ23、除電ローラ27、従動ローラ24に張架され、これらのローラと中間転写ベルト20、1次転写ローラ25、クリーニング装置28等でベルトユニット3を構成する。
中間転写ベルト20の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ21の回転によって行われる。
感光体10は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、a−Si層あるいは有機感光体(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図1の矢印で示す反時計方向に回転する。
読み取り装置80からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置12によって感光体10上に投光される。
現像装置13は、感光体10の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体10の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ16を有している。
中間転写ベルト20は、体積抵抗率106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.04〜0.10mmの半導電性シームレスベルトである。
1次転写ローラ25には、トナー(本実施の形態では負極性)と反対極性(本実施の形態では正極性)の直流電圧が印加され、感光体10上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト20上に転写させる機能を有する。
26はアースローラ22から当接および当接解除可能な2次転写ローラで、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト20上に形成されたトナー画像を転写材Pに再転写する。
28はクリーニング装置で、中間転写ベルト20を挟んで従動ローラ24に対向して設けられている。トナー画像を転写材Pに転写後、中間転写ベルト20は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ27で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード29によって周面上に残ったトナーが清掃される。
70は紙送り出しローラ、71はタイミングローラ、72は紙カセット、73は搬送ローラである。81は排紙ローラで、定着された転写材を排紙皿82へ排紙する。
4は定着装置で、ハロゲンランプ46によって熱せられる加熱ローラ41と不図示の加圧機構によって加圧される加圧ローラ42とで構成され、ニップTでトナー像を担持した転写材を挟持、加圧して定着する。
不図示の操作パネルにおいて、片面(表面)画像形成モードが選択されたときは、表面画像の定着を終えた転写材Pは、そのまま直進して排紙ローラ81から排紙トレイ82上に排出され、或いは反転切替部材92によって上下面の反転を行ったのち排紙ローラ81から排紙トレイ82上に排出される。
一方、両面画像形成のモード選択の場合には、以下に述べるプロセスにしたがって、ADU機構9を経由して、他面(裏面)にもトナー画像を形成される。
9はADU機構であり、転写材の両面に画像を形成するときの転写材のスイッチバック経路を備えている。すなわち、上述した表面の画像定着を終えた転写材Pは、反転切替部材92を有する反転搬送路90、スイッチバック経路90a、第2反転搬送路90bから構成されるADU機構の反転搬送路90に沿って下降し、スイッチバック経路90aに一旦搬入されたのち搬出されて表面と裏面との反転が行われ第2反転搬送路90bを通って、搬送部7に沿って再給紙され、シート材の傾きと偏りの補正を行うタイミングローラ71によって転写材Pは一時停止を行ったのち中間転写ベルト20上に再度形成された裏面画像のトナー像が転写ローラ22によって転写材Pの裏面に転写されたのち分離搬送され、定着処理がなされて排紙ローラ81から排紙トレイ82上に排出される。
B1は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度、および本発明に関する転写材の抵抗値に応じて2次転写前の中間転写ベルト上の重ね合わせトナー像の電荷を制御する制御手段であるコントロール部である。
次に、本発明に係わる、2次転写前の重ね合わせトナー像の除電について説明する。
両面画像形成の裏面時には、一度定着され、含水率等が低下した電気抵抗値が高い転写材が通紙されることになる。このような条件では、転写電圧を大きく設定する(転写材にかかる電圧を大きくすると)と、転写材内の空気層で放電が起こり、「白プチ現象」等の画像不良が発生する。したがって、転写電圧値の設定を低くしたいが、重ね合わせベタ画像のようなトナー量の多い場合には全てのトナーを転写できずに転写ムラ不良となってしまう。そこで2次転写前に中間転写ベルト上トナーを除電し、トナー層の荷電量、すなわちトナー層電位を下げることによって低い2次転写電圧でも転写できるようにする方法により効果があることが判っている。しかし、トナー層電位をあまり下げすぎると、すなわちトナーの電荷をさげすぎると、中間転写ベルトとの付着力が低下することにより転写材が転写位置に到達する前に転写されて今宇「トナー飛び散り現象」が発生してしまう。
紙抵抗値と転写電圧、トナー層電位の関係について以下にのべる。
同じ転写電圧を印加した場合、紙抵抗値により紙の部分(裏表)にかかる電圧に差が生じ、紙抵抗値が高い方が紙の部分にかかる電界は大きくなる。逆に、紙抵抗値が低いと紙の部分の電界は小さくなるため、転写ローラと転写材との間の電界が相対的に大きくなる。すなわち、転写電界が相対的に大きくなり、転写前での放電の発生も起こりやすくなる。したがって、同じトナー帯電量の場合には紙抵抗値が低い方が「トナー飛び散り現象」が発生しやすくなる。
一方、紙抵抗値が高いと転写でかけられる電圧の上限値は低くなる(転写材内での放電が発生しやすくなる)ため、転写電圧値を低く設定しても重ね合わせトナーが全て転写可能なようにトナー帯電量、すなわちトナー層電位を低くすることが必要である。
上記のことから、紙抵抗値が高い場合にはトナー層電位を低くするためにグリッド電位を低く設定することが必要であり、紙抵抗値がそれほど高くない(比較的には低い)場合にはトナー層電位をあまり低くしないことが必要である。
そこで、本発明では、最下流側の1次転写位置と、2次転写位置との間に重ね合わせトナー像の電荷を弱めるためのスコロトロン除電手段を設け、さらに、転写材搬送路に紙抵抗値検知手段を設け、その抵抗値に応じたグリッド電圧に制御し、中間転写ベルト上のトナーの電荷を弱めることにより、「白プチ現象」、「トナー飛び散り現象」、「転写ムラ」といった転写不良を回避することができる。
上記問題に関する、転写材のトナー電位とグリッド電圧について図2を基に説明する。
図2は、2次転写前における転写材の抵抗値高低による、グリッド電圧と転写ムラ、トナー飛び散りの発生状況を示す図である。
図2(a)、(b)において一色ベタ電位に比べ、重ね合わせベタ電位は高い電荷量を有し、重ね合わせ画像の場合では、図2(a)に示す抵抗値が高い場合と図2(b)示す抵抗値が低い場合とではグリッド電圧と転写ムラ、トナー飛び散りの発生閾値が異なっている。
その閾値の範囲内になるように紙抵抗値に応じてグリッド電圧を制御して、2次転写前のトナー像の電荷を弱めることで不良のない良好な画像を得ることができる。
以下、具体的に図3にしたがって説明する。
図3は、転写材の紙抵抗値検知手段と中間転写ベルトへのスコロトロン除電手段を示す図である。
図3において、30はグリッド電極を有するスコロトロン除電手段で、放電電極301には高圧電源Sからトナーと逆極性の直流電圧(本実施の形態では+5kV)が印加されている。グリッド電極303には転写材Pの抵抗値に相当する電圧が印加される。グリッド電位は、最大付着量トナー像電位>グリッド電位>トナーの非付着部分の電位の条件で規定される。当該グリッド電極の電位は、転写材搬送路に設けられた紙抵抗値検出手段50の検出ローラ対501に転写材が通過時、電源502より電圧を印加したときに流れる電流を電流計503で検知し、検知された電流値に相当してコントロール部B1で抵抗値を算出される。
すなわち、上記の抵抗値測定およびスコロトロン除電圧印加の系において、コントロール部B1には、紙抵抗値に対応するグリッド電極303に印加する電圧のテーブルがプログラムされており、前記紙抵抗値に対応したグリッド電圧が印加されるように制御する。
なお、上記のグリッド電圧で制御するのに加えて、転写材が接するローラの側である2次転写ローラ26にはトナーと逆極性の電圧を印加する方法がとられている。
以下、中間転写ベルトを備えたタンデム型複写機を使用し、2次転写前にトナーを除電することによって、確認実験を行った。
実験条件
中間転写ベルト材質: ポリイミド製、体積抵抗109Ωcm
転写ベルト・グリッド間距離: 1mm
放電電極: 60μmタングステン線にDC5kV
印加
電極サイドプレート: グリッドと同電位
電極対向ローラ(駆動ローラ): GNDに接地
転写材: 64g/m2
実験環境: 低温低湿(10℃、20%)
上記実験条件の基で確認した、転写材(紙)抵抗値とグリッド電圧、2次転写電圧、転写不良の関係を表1にしめす。
中間転写ベルト材質: ポリイミド製、体積抵抗109Ωcm
転写ベルト・グリッド間距離: 1mm
放電電極: 60μmタングステン線にDC5kV
印加
電極サイドプレート: グリッドと同電位
電極対向ローラ(駆動ローラ): GNDに接地
転写材: 64g/m2
実験環境: 低温低湿(10℃、20%)
上記実験条件の基で確認した、転写材(紙)抵抗値とグリッド電圧、2次転写電圧、転写不良の関係を表1にしめす。
表1において、○は合格、△、×は不合格を表す。
表1からも判るように、グリッド電圧の変更を行わない場合、全ての項目で○になる条件は得られない。
したがって、全ての項目で○となる条件(紙抵抗値:大、グリッド電圧値:100V、2次転写電圧:小とするか、紙抵抗値:小、グリッド電圧値:200V、2次転写電圧:小とするか)を選択することにより、良好な画像を得ることが可能となる。言い替えれば、紙抵抗値が大きいときはグリッド電圧を小とし、紙抵抗値が小さいときはグリッド電圧を大とするように制御することが好ましい。
1 画像形成手段
10 感光体
16 現像スリーブ
20 中間転写ベルト
22 バックアップローラ
25 1次転写ローラ
26 2次転写ローラ
30 スコロトロン除電手段
301 放電電極
303 グリッド電極
4 定着装置
50 紙抵抗値検出手段
501 検出ローラ対
503 電流計
10 感光体
16 現像スリーブ
20 中間転写ベルト
22 バックアップローラ
25 1次転写ローラ
26 2次転写ローラ
30 スコロトロン除電手段
301 放電電極
303 グリッド電極
4 定着装置
50 紙抵抗値検出手段
501 検出ローラ対
503 電流計
Claims (3)
- 複数の現像手段によって形成された複数の感光体上のトナー像を順次中間転写ベルト上に1次転写手段にて転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を一括して転写材上に2次転写手段にて転写するカラープリント用の画像形成装置において、最下流側の1次転写位置と、2次転写位置との間に前記重ね合わせトナー像の電荷を弱めるグリッド電極をもつスコロトロン除電手段と、転写材搬送路に紙抵抗値検出手段とを有し、抵抗値検知結果に応じて、前記グリッド電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
- 前記転写材に接する2次転写手段には、トナーの電荷と逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記紙抵抗値検出手段で検出された抵抗値が大きいときは、小さい電圧が前記グリッド電極に印加され、前記抵抗値が大きいときは、大きい電圧が前記グリッド電極に印加されるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004302548A JP2006113430A (ja) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004302548A JP2006113430A (ja) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006113430A true JP2006113430A (ja) | 2006-04-27 |
Family
ID=36381986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004302548A Pending JP2006113430A (ja) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006113430A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8045875B2 (en) | 2007-11-14 | 2011-10-25 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and image forming method capable of generating stable transfer electric field |
-
2004
- 2004-10-18 JP JP2004302548A patent/JP2006113430A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8045875B2 (en) | 2007-11-14 | 2011-10-25 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and image forming method capable of generating stable transfer electric field |
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060306 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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