JP2018105921A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018105921A JP2018105921A JP2016249533A JP2016249533A JP2018105921A JP 2018105921 A JP2018105921 A JP 2018105921A JP 2016249533 A JP2016249533 A JP 2016249533A JP 2016249533 A JP2016249533 A JP 2016249533A JP 2018105921 A JP2018105921 A JP 2018105921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- secondary transfer
- roller
- intermediate transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
- G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
- G03G15/1665—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
- G03G15/167—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
- G03G15/1675—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer with means for controlling the bias applied in the transfer nip
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
- G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
- G03G15/1605—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support
- G03G15/161—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support with means for handling the intermediate support, e.g. heating, cleaning, coating with a transfer agent
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
- G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
- G03G15/1605—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support
- G03G15/1615—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support relating to the driving mechanism for the intermediate support, e.g. gears, couplings, belt tensioning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
Abstract
【課題】一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成すること。
【解決手段】感光ドラム1a〜1dと、中間転写ベルト10と、二次転写ローラ20と、二次転写ローラ20に電圧を印加する二次転写電源21と、二次転写電源21により印加される電圧を制御する転写制御部201と、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに中間転写ベルト10を介して電流が流れる対向ローラ13と、対向ローラ13に電気的に接続され、感光ドラム1a〜1dの近傍で中間転写ベルト10の内周面に接触する金属ローラ14と、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流の経路の途中に接続され、対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流を所定の電流に制限するための電流制限回路17と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】感光ドラム1a〜1dと、中間転写ベルト10と、二次転写ローラ20と、二次転写ローラ20に電圧を印加する二次転写電源21と、二次転写電源21により印加される電圧を制御する転写制御部201と、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに中間転写ベルト10を介して電流が流れる対向ローラ13と、対向ローラ13に電気的に接続され、感光ドラム1a〜1dの近傍で中間転写ベルト10の内周面に接触する金属ローラ14と、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流の経路の途中に接続され、対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流を所定の電流に制限するための電流制限回路17と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
従来から、電子写真方式の画像形成装置として、中間転写体を備える画像形成装置が知られている。従来の画像形成装置では、中間転写体を介して感光ドラムに対向して一次転写部材が配置されており、感光ドラムと中間転写体とが接触し、一次転写ニップ部を形成している。一次転写部材は、第1の高電圧電源より電圧を印加される。これにより、一次転写部において、一次転写電位が発生する。感光ドラムと中間転写体との間に形成された電位差によって、像担持体としての感光ドラムの表面に形成されたトナー像が中間転写体上に転写される(以下、一次転写工程という)。一次転写工程が各色のトナー像に関して繰り返して実行されることにより、中間転写体の表面に複数色のトナー像が形成される。次に、第2の高電圧電源から二次転写部材へ電圧が印加されることで、中間転写体の表面に形成された複数色からなるトナー像が、紙等の記録材の表面に一括して転写される(以下、二次転写工程という)。二次転写工程において記録材の表面に一括転写されたトナー像は、定着装置により記録材に定着される(以下、定着工程という)。
例えば、中間転写体として無端状のベルト(以下、中間転写ベルトという)を使用する構成があり、中間転写ベルトは、中間転写ベルトの内周面が複数の張架部材により張架されている。中間転写ベルトの領域の中で、張架部材と張架部材との間で、かつ、複数の像担持体からトナー像が転写される領域で、中間転写ベルトに接触する接触部材に電圧維持素子を接続する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、一次転写用の高電圧電源は用いずに、二次転写用の高電圧電源から二次転写部材及び二次転写部材に対向する張架部材を介して、中間転写ベルトに接触する接触部材に接続された電圧維持素子に電流を流すことで一次転写を行っている。このような構成では、電圧維持素子に電流を流した際に発生する一定電圧によって、一次転写部における一次転写電位が形成されている。
しかしながら、従来例の電流供給部材から中間転写ベルトに接触する接触部材に接続された電圧維持素子に電流を流して一次転写を行う構成においては、一次転写部における一次転写電位は、電圧維持素子によって一定となる。そのため、一次転写部のインピーダンスが大きく変動した場合には、記録材に定着された画像に濃度不良等の転写不良を招くおそれがある。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体からトナー像が転写される移動可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写するための二次転写部材と、前記二次転写部材に電圧を印加する第1の印加手段と、前記第1の印加手段により印加される電圧を制御する制御手段と、前記複数の張架部材の中の一の張架部材であって、前記第1の印加手段により前記二次転写部材に電圧が印加されたときに前記中間転写ベルトを介して電流が流れる前記一の張架部材と、前記一の張架部材に電気的に接続され、前記像担持体の近傍で前記中間転写ベルトの内周面に接触する接触部材と、前記第1の印加手段により前記二次転写部材に電圧が印加されたときに前記一の張架部材から前記接触部材に流れる電流の経路の途中に接続され、前記一の張架部材から前記接触部材に流れる電流を所定の電流に制限するための電流制限回路と、を有することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
[カラー画像形成装置の概要]
図1は、カラー画像形成装置の一例を示す概略図であり、図1を用いて実施例1の画像形成装置の構成及び動作を説明する。実施例1の画像形成装置は、a〜dの4つの画像形成ステーションが設けられているタンデムタイプのプリンタである。第1の画像形成ステーションaはイエロー(Y)、第2の画像形成ステーションbはマゼンタ(M)、第3の画像形成ステーションcはシアン(C)、第4の画像形成ステーションdはブラック(Bk)の、それぞれ各色の画像を形成する。各画像形成ステーションa〜dの構成は、収納するトナーの色以外は同じであり、以下、第1の画像形成ステーションaを用いて説明する。
図1は、カラー画像形成装置の一例を示す概略図であり、図1を用いて実施例1の画像形成装置の構成及び動作を説明する。実施例1の画像形成装置は、a〜dの4つの画像形成ステーションが設けられているタンデムタイプのプリンタである。第1の画像形成ステーションaはイエロー(Y)、第2の画像形成ステーションbはマゼンタ(M)、第3の画像形成ステーションcはシアン(C)、第4の画像形成ステーションdはブラック(Bk)の、それぞれ各色の画像を形成する。各画像形成ステーションa〜dの構成は、収納するトナーの色以外は同じであり、以下、第1の画像形成ステーションaを用いて説明する。
第1の画像形成ステーションaは、像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下、感光ドラムという)1a、帯電ローラ2a、現像器4a、クリーニング装置5aを備える。感光ドラム1aは、矢印の方向に所定の周速度(以下、プロセススピードという)で回転駆動され、トナー像を担持する像担持体である。更に、現像器4aは、イエローのトナーを収納し、感光ドラム1aにイエロートナーを現像するための装置である。クリーニング装置5aは、感光ドラム1aに付着したトナーを回収するための部材である。実施例1では、クリーニング装置5aは、感光ドラム1aに当接するクリーニング部材であるクリーニングブレードと、クリーニングブレードが回収したトナーを収納する廃トナーボックスと、を備える。
画像形成装置全体の制御を行うコントローラ(図2参照)が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム1aは回転駆動される。感光ドラム1aは、回転過程で、帯電ローラ2aにより所定の極性(実施例1では負極性)で所定の電位に一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム1aは、露光装置3aにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、感光ドラム1a上に、目的のカラー画像のうちイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。感光ドラム1a上に形成された静電潜像は、現像位置において現像器4aにより現像され、イエローのトナー像として可視化される。ここで、現像器4に収納されたトナーの正規の極性は、負極性である。実施例1では、帯電ローラ2による感光ドラム1の帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像が反転現像されている。しかし、本発明は、感光ドラム1の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像が正現像されるように構成された電子写真装置にも適用できる。
中間転写ベルト10は、複数の張架部材11、12、13により張架され、感光ドラム1aと当接した対向部であって、感光ドラム1aの移動方向に、感光ドラム1aと略同一の周速度で移動可能である。感光ドラム1a上に形成されたイエローのトナー像は、感光ドラム1aと中間転写ベルト10との当接部(以下、一次転写部という)を通過する過程で、中間転写ベルト10の上に転写される(以下、一次転写という)。
実施例1では、一次転写時には中間転写ベルト10に接触する電流供給部材から中間転写ベルト10に電流を流し、その電流によって中間転写ベルト10の各画像形成ステーションにおける一次転写部で一次転写電位が形成される。実施例1の一次転写電位の形成方法については後述する。感光ドラム1a表面に残留したトナーは、クリーニング装置5aにより清掃され除去される。清掃された感光ドラム1aは、次の帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。以下、同様にして、第2、第3、第4の画像形成ステーションb、c、dによって第2色のマゼンタトナー像、第3色のシアントナー像、第4色のブラックトナー像がそれぞれ形成され、それぞれの一次転写部で中間転写ベルト10上に順次重ねて転写される。なお、YMCBkに対応して用いられる符号の添え字a〜dは、必要な場合を除いて省略することもある。
以上の工程によって、中間転写ベルト10上には、目的のカラー画像に対応したフルカラー画像が形成される。中間転写ベルト10上の4色のトナー像は、中間転写ベルト10と二次転写ローラ20とにより形成される二次転写部を通過する過程で、給紙部50により給紙された記録材Pの表面に一括転写される(以下、二次転写という)。二次転写部材である二次転写ローラ20は、中間転写ベルト10の外周面に対して加圧力で接触し、二次転写部を形成している。二次転写ローラ20は、中間転写ベルト10に対して従動回転している。二次転写ローラ20は、記録材Pに中間転写ベルト10上のトナー像を転写するための部材である。
第1の印加手段である二次転写電源21は、高電圧を発生するトランスを有し、二次転写ローラ20に二次転写電圧を供給する構成になっている。二次転写電源21が二次転写ローラ20に供給する二次転写電圧は、コントローラによりトランスから出力される電圧が略一定に制御されることにより、一定に制御されている。また、二次転写電源21は、100〜4000[V]の範囲の電圧を出力できる。
二次転写部において4色のトナー像が転写された記録材Pは、定着器30によって加熱及び加圧される。これにより、4色のトナーが溶融混色して記録材Pに固定される。二次転写後に中間転写ベルト10上に残ったトナーは、クリーニングブレードを備えるクリーニング装置16により清掃、除去される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。電流制限回路17については後述する。
[コントローラの概要]
画像形成装置全体の制御を行うコントローラ100の構成について、図2を用いて説明する。コントローラ100は、図2に示すように、CPU回路部150を有する。CPU回路部150は、RAM152にデータを書き込んだり、ROM151とRAM152からデータを読み込んだりすることができる。CPU回路部150は、ROM151に格納されている制御プログラムに従って、転写制御部201、現像制御部202、露光制御部203、帯電制御部204を包括的に制御している。ROM151は、環境テーブルや紙厚さ対応テーブルを格納しており、必要に応じて制御プログラムに反映させる。RAM152は、画像形成装置から取得した制御データを一時的に保存し、また制御プログラムに伴う演算処理の作業領域として用いられる。制御手段である転写制御部201は、コントローラ100からの指示により二次転写電源21を制御する。
画像形成装置全体の制御を行うコントローラ100の構成について、図2を用いて説明する。コントローラ100は、図2に示すように、CPU回路部150を有する。CPU回路部150は、RAM152にデータを書き込んだり、ROM151とRAM152からデータを読み込んだりすることができる。CPU回路部150は、ROM151に格納されている制御プログラムに従って、転写制御部201、現像制御部202、露光制御部203、帯電制御部204を包括的に制御している。ROM151は、環境テーブルや紙厚さ対応テーブルを格納しており、必要に応じて制御プログラムに反映させる。RAM152は、画像形成装置から取得した制御データを一時的に保存し、また制御プログラムに伴う演算処理の作業領域として用いられる。制御手段である転写制御部201は、コントローラ100からの指示により二次転写電源21を制御する。
二次転写電源21は、電流検出回路21hを有している。検出手段である電流検出回路21hは、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに二次転写ローラ20に流れる電流を検出する。転写制御部201は、電流検出回路21hによって検出された二次転写ローラ20を流れる負荷電流に基づいて、二次転写電源21から出力される電圧値を制御している。以下、二次転写ローラ20を流れる負荷電流を、二次転写電流i2(図4参照)という。コントローラ100がホストコンピュータ(不図示)から画像情報及び印刷命令を受信すると、CPU回路部150は、各制御部(転写制御部201、現像制御部202、露光制御部203、帯電制御部204)を制御し、画像形成動作を実行させる。
[中間転写ベルトの概要]
次に、中間転写ベルト10と、張架部材11、12、13と、接触部材14について詳細に説明する。中間転写ベルト10は、張架部材11、12、13の3軸で張架されている。以下、張架部材11を駆動ローラ11、張架部材12をテンションローラ12、張架部材13を二次転写対向部材である二次転写対向ローラ13(以下、対向ローラ13という)という。接触部材14a〜14dは、一の張架部材である対向ローラ13に電気的にそれぞれ接続され、感光ドラム1a〜1dの近傍で中間転写ベルト10の内周面に接触する部材である。感光ドラム1a〜1dと対向する位置には、中間転写体として中間転写ベルト10が配置されている。中間転写ベルト10は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトである。
次に、中間転写ベルト10と、張架部材11、12、13と、接触部材14について詳細に説明する。中間転写ベルト10は、張架部材11、12、13の3軸で張架されている。以下、張架部材11を駆動ローラ11、張架部材12をテンションローラ12、張架部材13を二次転写対向部材である二次転写対向ローラ13(以下、対向ローラ13という)という。接触部材14a〜14dは、一の張架部材である対向ローラ13に電気的にそれぞれ接続され、感光ドラム1a〜1dの近傍で中間転写ベルト10の内周面に接触する部材である。感光ドラム1a〜1dと対向する位置には、中間転写体として中間転写ベルト10が配置されている。中間転写ベルト10は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトである。
対向ローラ13は、複数の張架部材の中の一の張架部材であって、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに中間転写ベルト10を介して電流が流れる部材である。対向ローラ13は、二次転写ローラ20とニップ部を形成するローラである。中間転写ベルト10は、感光ドラム1a、1b、1c、1dと当接した対向部における感光ドラム1a〜1dの回転方向と同方向に移動する向きに、感光ドラム1a、1b、1c、1dと略同一の周速度で移動可能である。中間転写ベルト10は、駆動源(不図示)によって回転する駆動ローラ11によって感光ドラム1a〜1dと略同一の周速度で移動する。
図1に示すように、中間転写ベルト10の移動方向において、感光ドラム1aの近傍に、中間転写ベルト10に接触する接触部材14a配置されている。接触部材14aは例えば金属ローラであり、以下、金属ローラ14aという。接触部材14b〜14dについても、以下、金属ローラ14b〜14dとする。金属ローラ14aは、中間転写ベルト10の内周面側に接触するように配置されたSUS丸棒で構成されている。金属ローラ14aは、中間転写ベルト10を感光ドラム1aに確実に接触させるように図1中下側から中間転写ベルト10を押圧している。金属ローラ14aは、中間転写ベルト10の移動に伴い、従動して回転する。接触部材14b〜14dについても、以下、金属ローラ14b〜14dとする。
二次転写電源21は、二次転写ローラ20に電圧を印加することによって、二次転写ローラ20から中間転写ベルト10を介して対向ローラ13に電流を流す。対向ローラ13から見たときに、二次転写ローラ20は電流供給部材として機能する。対向ローラ13は、金属ローラ14a〜14dと電気的に接続されている。このため、対向ローラ13に流れた電流は、金属ローラ14a、14b、14c、14dに流れ、金属ローラ14a、14b、14c、14dを介して、各一次転写部を形成する中間転写ベルト10に流れる。これにより、各一次転写部において、一次転写電位が形成されている。感光ドラム1a、1b、1c、1d上(像担持体上)のトナーは、各一次転写部における一次転写電位と感光ドラム電位との電位差によって、感光ドラム1a、1b、1c、1d上から中間転写ベルト10上に移動する。これにより、各一次転写部において一次転写が行われる。二次転写電源21は、二次転写ローラ20に二次転写電圧を印加する電源であると共に、一次転写部に一次転写電位を形成するために中間転写ベルト10に電流を供給する電流供給源としても機能する。
[一次転写電位の形成方法]
本発明の特徴である一次転写を実行するための一次転写電位の形成方法について、従来例と比較しながら詳細に説明する。図3は、比較例として従来のカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。なお、図1と同じ構成には同じ符号を付している。比較例では、対向ローラ13及び駆動ローラ11は電圧維持素子15に電気的に接続されており、電圧維持素子15を介して接地されている。二次転写電源21から電流供給部材である二次転写ローラ20に電圧が印加されると、二次転写ローラ20から中間転写ベルト10、対向ローラ13を介して電圧維持素子15に電流が流れる。これにより、電圧維持素子15が接続された対向ローラ13及び駆動ローラ11は、所定電位に維持される。所定電位は、所定の転写効率を得ることができる一次転写電位を各一次転写部において維持できるように設定された電位である。更に、感光ドラム1a、1b、1c、1d近傍で中間転写ベルト10に接触する接触部材として金属ローラ14a、14b、14c、14dを配置し、金属ローラ14a、14b、14c、14dも電圧維持素子15を介して電気的に接地されている。しかし、例えば、イオン導電性を有する導電剤を材料中に添加しているような中間転写ベルトは環境変動による抵抗値変動が大きいため、一次転写部のインピーダンスの変動幅も大きくなる。そのため、一次転写部の電位が一定であると、一次転写部に流れる電流の変動幅が大きくなるため、環境を問わず一次転写性を確保することが困難である。
本発明の特徴である一次転写を実行するための一次転写電位の形成方法について、従来例と比較しながら詳細に説明する。図3は、比較例として従来のカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。なお、図1と同じ構成には同じ符号を付している。比較例では、対向ローラ13及び駆動ローラ11は電圧維持素子15に電気的に接続されており、電圧維持素子15を介して接地されている。二次転写電源21から電流供給部材である二次転写ローラ20に電圧が印加されると、二次転写ローラ20から中間転写ベルト10、対向ローラ13を介して電圧維持素子15に電流が流れる。これにより、電圧維持素子15が接続された対向ローラ13及び駆動ローラ11は、所定電位に維持される。所定電位は、所定の転写効率を得ることができる一次転写電位を各一次転写部において維持できるように設定された電位である。更に、感光ドラム1a、1b、1c、1d近傍で中間転写ベルト10に接触する接触部材として金属ローラ14a、14b、14c、14dを配置し、金属ローラ14a、14b、14c、14dも電圧維持素子15を介して電気的に接地されている。しかし、例えば、イオン導電性を有する導電剤を材料中に添加しているような中間転写ベルトは環境変動による抵抗値変動が大きいため、一次転写部のインピーダンスの変動幅も大きくなる。そのため、一次転写部の電位が一定であると、一次転写部に流れる電流の変動幅が大きくなるため、環境を問わず一次転写性を確保することが困難である。
そこで、実施例1では、環境を問わず一次転写部に適正な一次転写電流を安定して供給するために、図1に示すように対向ローラ13と金属ローラ14a、14b、14c、14dとの電流経路上に、電流制限回路17を接続している。電流制限回路17は、電流供給部材である二次転写ローラ20から中間転写ベルト10、対向ローラ13を介して流れてくる電流を一定の電流量に制限する。これにより、様々な要因により一次転写部において生じるインピーダンスの変動によらず、一次転写部に適正な一次転写電流を流すことが可能となる。電流制限回路17は、二次転写電源21により二次転写ローラ20に電圧が印加されたときに対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流の経路の途中に接続され、対向ローラ13から金属ローラ14に流れる電流を所定の電流に制限するための回路である。電流制限回路17の構成については後述する。
[電流制限回路]
次に、電流制限回路17について図4を用いて説明する。実施例1の電流制限回路17は、PNP型トランジスタ17e(以下、トランジスタ17eとする)と抵抗器17fとを備えている。抵抗器17fは、一端に対向ローラ13が接続され、他端に金属ローラ14が接続されている。トランジスタ17eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器17fを介してベース端子と接続されている。トランジスタ17eは、コレクタ端子が接地されている。より詳細には、トランジスタ17eは、エミッタ端子に対向ローラ13及び抵抗器17fの一端が接続され、ベース端子に金属ローラ14及び抵抗器17fの他端が接続され、コレクタ端子が接地されている。
次に、電流制限回路17について図4を用いて説明する。実施例1の電流制限回路17は、PNP型トランジスタ17e(以下、トランジスタ17eとする)と抵抗器17fとを備えている。抵抗器17fは、一端に対向ローラ13が接続され、他端に金属ローラ14が接続されている。トランジスタ17eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器17fを介してベース端子と接続されている。トランジスタ17eは、コレクタ端子が接地されている。より詳細には、トランジスタ17eは、エミッタ端子に対向ローラ13及び抵抗器17fの一端が接続され、ベース端子に金属ローラ14及び抵抗器17fの他端が接続され、コレクタ端子が接地されている。
電流制限回路17は、電流供給部材である二次転写ローラ20から二次転写電流i2が流れることで、トランジスタ17eのベース・エミッタ間に電圧が印加され、トランジスタ17eのベース端子に電流が流れ込む。このとき、抵抗器17fに流れる電流i1は、トランジスタ17のベース・エミッタ電圧Vbeと抵抗器17fの抵抗値R1を用いて、以下の式(1)により表される。
i1=Vbe/R1・・・(1)
ここで、トランジスタ17eのベース電流は、二次転写電流i2と比較すると十分に小さい電流値のため、式(1)で求めた電流i1を金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる電流値の合計とみなすことができる。電流i1を以下、一次転写電流i1とする。例えば、一次転写時に必要とされる、金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる一次転写電流i1の所定値が20[μA]の場合、抵抗器17fの抵抗値R1は次のように設定される。一般的にトランジスタ17のベース・エミッタ電圧は、およそVbe=0.7[V]であるので、式(1)より、抵抗器17fの抵抗値R1はおよそ35[kΩ]となる。
i1=Vbe/R1・・・(1)
ここで、トランジスタ17eのベース電流は、二次転写電流i2と比較すると十分に小さい電流値のため、式(1)で求めた電流i1を金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる電流値の合計とみなすことができる。電流i1を以下、一次転写電流i1とする。例えば、一次転写時に必要とされる、金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる一次転写電流i1の所定値が20[μA]の場合、抵抗器17fの抵抗値R1は次のように設定される。一般的にトランジスタ17のベース・エミッタ電圧は、およそVbe=0.7[V]であるので、式(1)より、抵抗器17fの抵抗値R1はおよそ35[kΩ]となる。
[二次転写電源の電流経路]
次に、二次転写電源21からの電流経路について図5(a)を用いて説明する。図5(a)では、一次転写を実行するための電気的な回路動作を説明するために、図1の画像形成装置を簡易的な等価回路に置き換えている。ここでは、直流的な電流経路を説明するために、各色(4色)の一次転写部の合計インピーダンスをZ1、二次転写部のインピーダンスをZ2とする。また、図5(a)において、二次転写電源21からの電流経路については、二次転写ローラ20に正電圧を印加した場合に流れる二次転写電流i2の電流経路を示している。また、二次転写電源21は、高電圧電源回路21gと電流検出回路21hとを有している。
次に、二次転写電源21からの電流経路について図5(a)を用いて説明する。図5(a)では、一次転写を実行するための電気的な回路動作を説明するために、図1の画像形成装置を簡易的な等価回路に置き換えている。ここでは、直流的な電流経路を説明するために、各色(4色)の一次転写部の合計インピーダンスをZ1、二次転写部のインピーダンスをZ2とする。また、図5(a)において、二次転写電源21からの電流経路については、二次転写ローラ20に正電圧を印加した場合に流れる二次転写電流i2の電流経路を示している。また、二次転写電源21は、高電圧電源回路21gと電流検出回路21hとを有している。
二次転写電流i2は、上述した電流制限回路17の作用によって、一次転写電流i1と余剰電流isとに分岐される。一次転写電流i1は、前述した電流制限回路17の抵抗器17fによって、二次転写電流i2が所定の電流値に変換され、金属ローラ14a〜14dから感光ドラム1a〜1dへ流れたのち、二次転写電源21へと戻る電流である。一方、余剰電流isは、二次転写電流i2と一次転写電流i1の差分の電流(i2−i1)が、トランジスタ17eのコレクタ電流として流れたのち、二次転写電源21へ戻る電流である。このように、二次転写ローラ20に流れる二次転写電流i2と、一次転写電流i1及び余剰電流isの合算電流が一致するため(i2=i1+is)、二次転写ローラ20に流れる二次転写電流i2を電流検出回路21hで検出することが可能となる。
[電流検出回路]
次に、電流検出回路21hについて説明する。実施例1では、転写制御部201が、二次転写ローラ20に対してATVC(Auto Transfer Voltage Contorol)を実行する。転写制御部201は、ATVCにおいて、二次転写ローラ20に二次転写正電圧を印加したときに二次転写ローラ20に流れる電流を、電流検出回路21hにより検出する。ここで、ATVCとは、二次転写ローラ20に所定の電圧を印加して二次転写ローラ20に流れる電流を検出し、電流の検出結果に基づいて、画像形成時に二次転写ローラ20に印加される電圧を制御するものである。なお、電流検出回路21hの構成については、例えば、特開2013−078252号公報等に開示されているものと同様な構成であるため、詳細は割愛する。転写制御部201は、電流検出回路21hの検出結果に基づいて、二次転写ローラ20に流れる電流値を検出できる。
次に、電流検出回路21hについて説明する。実施例1では、転写制御部201が、二次転写ローラ20に対してATVC(Auto Transfer Voltage Contorol)を実行する。転写制御部201は、ATVCにおいて、二次転写ローラ20に二次転写正電圧を印加したときに二次転写ローラ20に流れる電流を、電流検出回路21hにより検出する。ここで、ATVCとは、二次転写ローラ20に所定の電圧を印加して二次転写ローラ20に流れる電流を検出し、電流の検出結果に基づいて、画像形成時に二次転写ローラ20に印加される電圧を制御するものである。なお、電流検出回路21hの構成については、例えば、特開2013−078252号公報等に開示されているものと同様な構成であるため、詳細は割愛する。転写制御部201は、電流検出回路21hの検出結果に基づいて、二次転写ローラ20に流れる電流値を検出できる。
[二次転写電源の電流制御]
次に、二次転写電源21の電流制御について説明する。二次転写ローラ20に流れる電流量をTB、一次転写を良好に行うために必要な合計電流量をTAとする。ここで、合計電流量TAは、各一次転写部(4色の一次転写部)に流れる電流の合計電流量である。転写制御部201は、ATVCを実行し、二次転写ローラ20に流れる電流量TBが合計電流量TA以上となる条件(TB≧TA)を満たす二次転写正電圧を、二次転写ローラ20に印加する。電流量TBが合計電流量TA以上となる条件を満たすことで、上述した電流制限回路17の作用によって、二次転写電流i2が一次転写電流i1と余剰電流isとに分岐されるため、一次転写部に所定の一次転写電流i1を流すことが可能となる。このように、転写制御部201は、二次転写電源21により二次転写ローラ20に印加する電圧を制御している。転写制御部201は、二次転写ローラ20に流れる電流量TBが、複数の感光ドラム1a〜1d上に形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写するために要する所定の電流量TA以上となるように、二次転写電源21を制御している。
次に、二次転写電源21の電流制御について説明する。二次転写ローラ20に流れる電流量をTB、一次転写を良好に行うために必要な合計電流量をTAとする。ここで、合計電流量TAは、各一次転写部(4色の一次転写部)に流れる電流の合計電流量である。転写制御部201は、ATVCを実行し、二次転写ローラ20に流れる電流量TBが合計電流量TA以上となる条件(TB≧TA)を満たす二次転写正電圧を、二次転写ローラ20に印加する。電流量TBが合計電流量TA以上となる条件を満たすことで、上述した電流制限回路17の作用によって、二次転写電流i2が一次転写電流i1と余剰電流isとに分岐されるため、一次転写部に所定の一次転写電流i1を流すことが可能となる。このように、転写制御部201は、二次転写電源21により二次転写ローラ20に印加する電圧を制御している。転写制御部201は、二次転写ローラ20に流れる電流量TBが、複数の感光ドラム1a〜1d上に形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写するために要する所定の電流量TA以上となるように、二次転写電源21を制御している。
[画像形成動作]
次に、実施例1における画像形成動作について、画像形成動作開始から一次転写を経て、二次転写が完了するまでの二次転写電圧と一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を、図5(b)のタイミングチャートを用いて説明する。図5(b)(i)は、一次転写部の電位を示し、図5(b)(ii)は一次転写部に流れる一次転写電流を示し、図5(b)(iii)は二次転写電源21から二次転写ローラ20に印加される電圧を示し、横軸はいずれも時間を示す。S1〜S5は各タイミングを示す。
次に、実施例1における画像形成動作について、画像形成動作開始から一次転写を経て、二次転写が完了するまでの二次転写電圧と一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を、図5(b)のタイミングチャートを用いて説明する。図5(b)(i)は、一次転写部の電位を示し、図5(b)(ii)は一次転写部に流れる一次転写電流を示し、図5(b)(iii)は二次転写電源21から二次転写ローラ20に印加される電圧を示し、横軸はいずれも時間を示す。S1〜S5は各タイミングを示す。
画像形成装置においてコントローラ100から画像信号を受信することによって画像形成動作が開始される。一次転写が開始される前に、タイミングS1で転写制御部201は、二次転写電源21から二次転写ローラ20に電圧V2の印加を開始する。二次転写ローラ20に電圧V2が印加されると、二次転写ローラ20から、中間転写ベルト10、対向ローラ13を介して金属ローラ14a〜14dに二次転写電流i2が流れ、一次転写部に電位V1が形成される。対向ローラ13から金属ローラ14a〜14dへの電流経路には、電流制限回路17が接続されており、二次転写電流i2は電流制限回路17により電流が制限されるため、各一次転写部には一次転写電流i1を流すことができる。一次転写電流i1は、所定の転写効率を得ることができる電流値以上の電流値である。実施例1では、一次転写電流i1を流すための設定として、電圧V2を2000Vとしている。
続いて、タイミングS2で、第1の画像形成ステーションaから一次転写が開始され、感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト10上にトナー像が順次転写される。タイミングS3では、中間転写ベルト10上のトナーが二次転写部に到達し、二次転写部において二次転写が行われる。転写制御部201は、二次転写電源21から二次転写ローラ20に、二次転写に必要な電圧V3を印加する。転写制御部201は、タイミングS3で二次転写電源21から出力される電圧を電圧V2から電圧V3に変更する。これにより、二次転写部において、中間転写ベルト10上のトナー像が記録材Pに転写される。二次転写時に二次転写電源21から出力される電圧V3は、例えば2500Vとしている。タイミングS3で二次転写電源21から印加される電圧が電圧V2から電圧V3に切り替えられ、二次転写電流i2が増えたとしても、電流制限回路17の作用により一次転写電流i1は一定に維持される。
次いで、タイミングS4において一次転写が終了し、その後、タイミングS5で二次転写が終了し、画像形成動作が終了する。タイミングS5では、転写制御部201は、二次転写電源21から二次転写ローラ20への電圧の印加を停止する。これにより、二次転写電流i2、一次転写電流i1も流れなくなり、一次転写電位も0Vとなる。
このように、転写制御部201は、複数の感光ドラム1a〜1dに形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写する前に、第1の電圧である電圧V2を二次転写ローラ20に印加させるよう二次転写電源21を制御する。転写制御部201は、中間転写ベルト10に転写されたトナー像を記録材Pに転写する際に第1の電圧である電圧V2よりも高い第2の電圧である電圧V3を二次転写ローラ20に印加させるよう二次転写電源21を制御する。
図5(b)で示すように、画像形成動作に合わせて、転写制御部201の制御により二次転写電源21から出力される電圧を電圧V2、電圧V3と変化させた場合でも、一次転写部に流れる一次転写電流i1は、一定の電流となる(図5(b)(ii))。このように、対向ローラ13と金属ローラ14a〜14dの電流経路に電流制限回路17を接続したことにより、一次転写部に所定の電流を流すことが可能である。電流制限回路17から金属ローラ14に流れる所定の電流(一次転写電流i1)によって複数の感光ドラム1に形成されたそれぞれのトナー像が中間転写ベルト10に転写される。
[比較結果]
次に、比較結果について述べる。表1は、上述した図3に示す比較例1と図1に示す実施例1における画像形成中の一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を示している。
表1では、比較例1、実施例1のそれぞれの一次転写電位[V]及び一次転写電流[μA]を示している。また、一次転写部のインピーダンスが、10MΩ、30MΩ、50MΩのときのそれぞれについて、一次転写電位及び一次転写電流を記載している。
次に、比較結果について述べる。表1は、上述した図3に示す比較例1と図1に示す実施例1における画像形成中の一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を示している。
比較例1の構成では、一次転写部における一次転写電位は、一次転写部のインピーダンスによらず、電圧維持素子15が発生する一定電圧となっている。そのため、環境変動等の外的要因によって一次転写部のインピーダンスに変動が生じると、一次転写電流に変動が生じる。一次転写電位は一定であるため、一次転写部のインピーダンスが大きくなるほど、一次転写電流は小さくなる。一次転写部で適正な一次転写電流が確保できないと、感光ドラム1a〜1dから必要なトナー量を中間転写ベルト10上に転写することができなくなる。このため、記録材Pに定着された画像に濃度不良等の転写不良を招いてしまう。
例えば、比較例1(図3)の構成で、一次転写部における一次転写電位を決定する電圧維持素子15の所定の電位を300[V]とする。環境変動等の外的要因によって一次転写部のインピーダンスZ1が10[MΩ]から50[MΩ]の幅で変動したとすると、一次転写電流は、6[μA]から30[μA]の幅で変動してしまう。その結果、一次転写部における一次転写電流が少なすぎると、転写効率が低下し転写不良が発生する。一方、一次転写部における一次転写電流が所定の量を超えると、一次転写部で再転写が発生し、転写不良が発生する。このように、従来の電圧維持素子15を有する構成では、環境を問わず一次転写性を確保して、一次転写電流を安定に制御することが困難である。
それに対し、実施例1(図1)の構成では、対向ローラ13と金属ローラ14の間の電流経路に電流制限回路17が接続され、かつ、電流制限回路17の一部が接地されている。この構成により、一次転写部において、所定の一次転写電流を維持できるようになる。表1に示すように、実施例1の構成では、一次転写部のインピーダンスが変動したとしても、所定の一次転写電流、例えば20[μA]が維持される。
以上説明したように、実施例1によれば、対向ローラ13と金属ローラ14の間の電流経路の途中に電流制限回路17が接続され、かつ、電流制限回路17の一部が接地されている。これにより、一次転写電流の変動を抑制し、一次転写部のインピーダンス変動のよらず良好な一次転写性を確保することが可能となる。実施例1では、電流制限回路17の構成として、PNP型トランジスタや抵抗器を用いたものの、同様の効果を得られる回路構成であれば、別の素子(例えば、MOSFET等の素子)を用いてもよく、これらを発明の範囲から除くものではない。また、実施例1では、接触部材である金属ローラ14a、14b、14c、14dを感光ドラム1a、1b、1c、1dそれぞれに設けたが、必ずしも全ての感光ドラムに金属ローラを設ける必要はない。以上、実施例1によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
実施例1では、対向ローラ13から金属ローラ14への電流経路に電流制限回路17が接続されることで一次転写電流の変動を抑制し、一次転写部のインピーダンス変動によらず良好な一次転写性を確保することを説明した。これに対して、実施例2では、電流制限回路17にサーミスタ等の抵抗温度係数を有する抵抗体を適用することを特徴とする。なお、その他の構成については実施例1の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。実施例2では、環境変動等の外的要因による一次転写部のインピーダンスの変動が大きくなる場合に、環境により一次転写電流が大きく変化して一次転写性を確保できず、必要なトナー量を中間転写ベルト上に転写することができなくなることを解決する。
[電流制限回路の変更点]
サーミスタ17gが追加された電流制限回路17について、図6を用いて説明する。なお、図5(a)と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。実施例2において電流制限回路17は、トランジスタ17eと抵抗器17fとに加えて、サーミスタ17gを有する。サーミスタ17gは、抵抗器17fと並列に接続されている。トランジスタ17eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器17f及びサーミスタ17gを介してトランジスタ17eのベース端子に接続されている。トランジスタ17eのコレクタ端子は、接地されている。ここで、抵抗器17fとサーミスタ17gの合成抵抗値をRxとする。
サーミスタ17gが追加された電流制限回路17について、図6を用いて説明する。なお、図5(a)と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。実施例2において電流制限回路17は、トランジスタ17eと抵抗器17fとに加えて、サーミスタ17gを有する。サーミスタ17gは、抵抗器17fと並列に接続されている。トランジスタ17eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器17f及びサーミスタ17gを介してトランジスタ17eのベース端子に接続されている。トランジスタ17eのコレクタ端子は、接地されている。ここで、抵抗器17fとサーミスタ17gの合成抵抗値をRxとする。
より詳細には、抵抗器17fは、一端に対向ローラ13が接続され、他端に金属ローラ14が接続されている。サーミスタ17gは、一端に対向ローラ13及び抵抗器17fの一端が接続され、他端に金属ローラ14及び抵抗器17fの他端が接続されている。トランジスタ17eは、エミッタ端子に対向ローラ13、抵抗器17fの一端及びサーミスタ17gの一端が接続され、ベース端子に金属ローラ14、抵抗器17fの他端及びサーミスタ17gの他端が接続され、コレクタ端子が接地されている。
電流制限回路17は、電流供給部材である二次転写ローラ20から二次転写電流i2が流れることで、トランジスタ17eのベース・エミッタ間に電圧が印加され、トランジスタ17eのベース端子に電流が流れ込む。このとき、抵抗器17f及びサーミスタ17gに流れる電流i1は、トランジスタ17のベース・エミッタ電圧Vbeと抵抗器17fの抵抗値R1、サーミスタ17gの抵抗値Rthを用いて、以下の式(2)により表される。
i1=Vbe/{(R1×Rth)/(R1+Rth)}
=Vbe/Rx・・・(2)
ここで、トランジスタ17eのベース電流は、二次転写電流i2と比較すると十分に小さい電流である、式(2)で求めた電流i1が金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる電流値の合計となる。以下、電流i1を一次転写電流i1とする。
i1=Vbe/{(R1×Rth)/(R1+Rth)}
=Vbe/Rx・・・(2)
ここで、トランジスタ17eのベース電流は、二次転写電流i2と比較すると十分に小さい電流である、式(2)で求めた電流i1が金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流れる電流値の合計となる。以下、電流i1を一次転写電流i1とする。
[実施例2の効果]
次に、実施例2の効果について述べる。一例として、雰囲気温度の上昇に応じて一次転写電流i1を増加させたい場合について以下説明する。この場合、式(2)から、抵抗器17fとサーミスタ17gの合成抵抗値Rxは、雰囲気温度に応じて減少させればよいことになる。したがって、サーミスタ17gは、負の温度特性を持つNTCサーミスタを使用することになる。サーミスタ17gは、温度が上昇するにしたがって抵抗が減少するサーミスタである。
次に、実施例2の効果について述べる。一例として、雰囲気温度の上昇に応じて一次転写電流i1を増加させたい場合について以下説明する。この場合、式(2)から、抵抗器17fとサーミスタ17gの合成抵抗値Rxは、雰囲気温度に応じて減少させればよいことになる。したがって、サーミスタ17gは、負の温度特性を持つNTCサーミスタを使用することになる。サーミスタ17gは、温度が上昇するにしたがって抵抗が減少するサーミスタである。
ここで、温度T0[℃]での抵抗値がR0[kΩ]となるNTCサーミスタにおける、温度T[℃]での抵抗値Rth[kΩ]は、一般的に次に式(3)で表わされる。
Rth=R0×
exp(B×((1/(T+273))−(1/(T0+273))))・・・(3)
抵抗器17fの抵抗値R1を1[MΩ]とする。サーミスタ17gの各種パラメータを、B定数:3500[K]、温度T0=25[℃]、抵抗値R0=33[kΩ]とした場合、一次転写電流i1は、式(2)及び式(3)を用いることで、図7に示すような温度特性を持つことになる。
Rth=R0×
exp(B×((1/(T+273))−(1/(T0+273))))・・・(3)
抵抗器17fの抵抗値R1を1[MΩ]とする。サーミスタ17gの各種パラメータを、B定数:3500[K]、温度T0=25[℃]、抵抗値R0=33[kΩ]とした場合、一次転写電流i1は、式(2)及び式(3)を用いることで、図7に示すような温度特性を持つことになる。
図7は、横軸に雰囲気温度[℃]、左縦軸に抵抗値[kΩ]を示し、右縦軸に一次転写電流[μA]を示すグラフである。図7で、実線は、サーミスタ17gの抵抗値Rth[kΩ]を示し、雰囲気温度が上昇するに従い、サーミスタ17gの抵抗値Rthは減少していく。図7で、破線は、抵抗器17fとサーミスタ17gの合成抵抗値Rxを示し、雰囲気温度が上昇するに従い、合成抵抗値Rxは減少していく。図7で、二点鎖線は、一次転写電流i1を示し、雰囲気温度が上昇するに従い、一次転写電流i1は上昇する。このように、金属ローラ14a、14b、14c、14dへ流す一次転写電流i1は、雰囲気温度が10、25、40[℃]でそれぞれ12、22、38[μA]となる。
以上説明した通り、実施例2によれば、実施例1の電流制限回路17にサーミスタ17gを追加して接続することにより、雰囲気温度に応じて一次転写電流i1を自動調節することが可能となる。実施例2では、抵抗温度係数を有する抵抗体として、NTCサーミスタを用いたものの、同様の効果を得られる回路構成であれば、別の素子を用いてもよく、これらを発明の範囲から除くものではない。また、電流制限回路17の構成として、サーミスタ17gに抵抗器17fを並列に接続したが、同様の効果を得られる回路構成であれば、抵抗器17fを用いなくてもよく、これらを発明の範囲から除くものではない。以上、実施例2によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
実施例1、2では、対向ローラ13から金属ローラ14への電流経路に電流制限回路17が接続され、一次転写電流の変動を抑制し、一次転写部のインピーダンスの変動によらず良好な一次転写性を確保することを説明した。これに対して、実施例3では、更に対向ローラ13に電圧維持素子を接続することを特徴とする。なお、その他の構成については実施例1の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。なお、電流制限回路17は、実施例1の構成でも実施例2の構成でもよい。
[二次転写対向ローラの概要]
以下、図8を参考にして、実施例3の構成を説明する。中間転写ベルト10は、張架部材である駆動ローラ11、テンションローラ12、対向ローラ13の3軸で張架されている。そして、図8に示すように、実施例3では、対向ローラ13は、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード15zを介してツェナーダイオード15zのアノード側で接地されている。より詳細には、ツェナーダイオード15zは、対向ローラ13と電流制限回路17との間の電流の経路に接続され、電圧を所定の電圧に維持するための素子である。ツェナーダイオード15zは、対向ローラ13から電流制限回路17への電流経路にカソード側が接続され、アノード側は接地されている。
以下、図8を参考にして、実施例3の構成を説明する。中間転写ベルト10は、張架部材である駆動ローラ11、テンションローラ12、対向ローラ13の3軸で張架されている。そして、図8に示すように、実施例3では、対向ローラ13は、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード15zを介してツェナーダイオード15zのアノード側で接地されている。より詳細には、ツェナーダイオード15zは、対向ローラ13と電流制限回路17との間の電流の経路に接続され、電圧を所定の電圧に維持するための素子である。ツェナーダイオード15zは、対向ローラ13から電流制限回路17への電流経路にカソード側が接続され、アノード側は接地されている。
[二次転写対向ローラ電位の形成方法]
次に、対向ローラ13の電位の形成方法について、実施例1と比較しながら詳細に説明する。実施例1(図1)では、対向ローラ13は、電流制限回路17に接続されている。電流制限回路17が接続された対向ローラ13は、一次転写部のインピーダンスZ1に電流が流れることで発生する一次転写電位に維持される。しかし、例えば、環境変動による一次転写部のインピーダンスZ1が一時的に高くなった場合、一次転写部の一次転写電流i1が一定であると、一次転写電位及び対向ローラ13の電位は、一次転写部のインピーダンスZ1に比例して高くなってしまう。そのため、二次転写部の電位を維持しようとすると、転写制御部201は、一次転写部のインピーダンスZ1の変動に応じて、二次転写ローラ20に印加する二次転写正電圧をより高くする必要がある。その結果、二次転写電源21の電源容量の大型化や環境を問わず一次転写性と二次転写性とを両立することが困難になるといった課題が生じる。
次に、対向ローラ13の電位の形成方法について、実施例1と比較しながら詳細に説明する。実施例1(図1)では、対向ローラ13は、電流制限回路17に接続されている。電流制限回路17が接続された対向ローラ13は、一次転写部のインピーダンスZ1に電流が流れることで発生する一次転写電位に維持される。しかし、例えば、環境変動による一次転写部のインピーダンスZ1が一時的に高くなった場合、一次転写部の一次転写電流i1が一定であると、一次転写電位及び対向ローラ13の電位は、一次転写部のインピーダンスZ1に比例して高くなってしまう。そのため、二次転写部の電位を維持しようとすると、転写制御部201は、一次転写部のインピーダンスZ1の変動に応じて、二次転写ローラ20に印加する二次転写正電圧をより高くする必要がある。その結果、二次転写電源21の電源容量の大型化や環境を問わず一次転写性と二次転写性とを両立することが困難になるといった課題が生じる。
そこで、実施例3では、環境を問わず一次転写部に適正な一次転写電流を安定して供給しつつ、一次転写部のインピーダンスZ1が一時的に高くなった場合には、次のように制御するように構成している。即ち、対向ローラ13の電位を所定電位以下に維持するため、図8に示すように対向ローラ13は、電圧維持素子として定電圧素子であるツェナーダイオード15zを介して接地されている。ツェナーダイオード15zのツェナー電圧を1000Vとする。ツェナーダイオード15zは、対向ローラ13の電位を一定の電位に抑制する。これにより、二次転写電源21の電源容量の大型化を回避しつつ、一次転写部に生じる様々な要因で生じるインピーダンスの変動によらず、二次転写部に適正な電位を形成することが可能な構成となっている。
実施例1と実施例3における、対向ローラ13の電位と二次転写部の電位及び二次転写正電圧の関係を表2に示す。
ここで、一次転写電流は20[μA]を想定している。一次転写部のインピーダンスが、それぞれ10MΩ、30MΩ、50MΩのときの、それぞれの電位又は電圧を示している。二次転写正電圧は、対向ローラ13の電位と二次転写部の電位との合計となる。
実施例3では、画像形成装置の小型化を達成するために、二次転写電源21は、100〜4000[V]の範囲の電圧を出力できる高電圧電源としている。表2に示すように、実施例1では、最適な一次転写電流を満足しようとすると、一次転写部のインピーダンスが大きくなるに従い、対向ローラ13の電位が上昇する。例えば、一次転写部のインピーダンスが200[MΩ]のとき、対向ローラ13の電位は4000[V]となる。一次転写部のインピーダンスが200[MΩ]のとき、20[μA]の一次転写電流を流すためには、二次転写電源21は、5000[V]の二次転写正電圧を出力しなければならない。そのため、1000〜4000[V]の範囲の電圧を出力可能な二次転写電源21では対応できず、電源容量の大型化を招くおそれがある。
一方、実施例3の構成は、対向ローラ13から電流制限回路17への電流経路にツェナーダイオード15zを接続している。これにより、対向ローラ13の電位が所定電位(1000V)以下に維持されることで、一次転写部のインピーダンスによらず、二次転写部に適正な電位を形成することが可能である。例えば、表2に示すように、一次転写部のインピーダンスが200[MΩ]のとき、対向ローラ13の電位は1000[V]となる。一次転写部のインピーダンスが200[MΩ]のとき、20[μA]の一次転写電流を流すために、二次転写電源21は、2000[V]の二次転写正電圧を出力すればよい。これにより、1000〜4000[V]の範囲の電圧を出力可能な二次転写電源21で対応でき、電源容量の大型化を招くおそれはない。
以上説明した通り、実施例3によれば、対向ローラ13に電圧維持素子を接続する。これにより、対向ローラ13の電位を一定の電位に維持することで、一次転写部に生じる様々なインピーダンス変動によらず、二次転写電源21の電源容量の大型化を回避しつつ、二次転写部に適正な電位を形成することが可能となる。以上、実施例3によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
実施例1から実施例3では、電流制限回路17を採用し、中間転写ベルト10、金属ローラ14で正極性の電位を形成する構成を説明した。実施例4では、電流制限回路に、更に整流素子を接続し、整流素子に接続された中間転写ベルト10及び金属ローラ14を負極性の電位にすることを可能にする。
図9は、実施例4の画像形成装置の一例を示す概略図である。電流制限回路27に整流素子18を追加している。その他の構成は、実施例1の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。実施例4では、整流素子であるダイオード18は、カソード側が対向ローラ13に接続され、アノード側が金属ローラ14に接続されている。これにより、二次転写ローラ20に二次転写負電圧を印加した際に、金属ローラ14から対向ローラ13へ電流が流れるためのバイパス経路が形成される。このため、中間転写ベルト10、金属ローラ14を負極性の電位にすることができる。
[電流制限回路の変更点]
次に、整流素子18を介したバイパス経路の追加に伴う電流制限回路27の変更点について、図10を用いて説明する。実施例4において電流制限回路27は、トランジスタ27eと抵抗器27fに加えて、ダイオード27gと、抵抗器27hとを有する。トランジスタ27eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器27fを介してトランジスタ27eのベース端子と接続されている。トランジスタ27eのコレクタ端子は、ダイオード27gのアノード側に接続されており、ダイオード27gは、カソード側が接地されている。また、トランジスタ27eのエミッタ・コレクタ間に抵抗器27hが接続されている。
次に、整流素子18を介したバイパス経路の追加に伴う電流制限回路27の変更点について、図10を用いて説明する。実施例4において電流制限回路27は、トランジスタ27eと抵抗器27fに加えて、ダイオード27gと、抵抗器27hとを有する。トランジスタ27eは、エミッタ端子が対向ローラ13に接続されると共に、抵抗器27fを介してトランジスタ27eのベース端子と接続されている。トランジスタ27eのコレクタ端子は、ダイオード27gのアノード側に接続されており、ダイオード27gは、カソード側が接地されている。また、トランジスタ27eのエミッタ・コレクタ間に抵抗器27hが接続されている。
実施例4では、二次転写電源21は、正極性の電圧及び負極性の電圧を二次転写ローラ20に印加することが可能である。第1の整流素子であるダイオード18は、カソード端子に対向ローラ13が接続され、アノード端子に金属ローラ14が接続され、電流制限回路27に並列に接続されている。そして、電流制限回路27は、一端に対向ローラ13が接続され、他端に金属ローラ14が接続された第1の抵抗である抵抗器27fを有する。電流制限回路27は、トランジスタ27eを有している。トランジスタ27eは、エミッタ端子に対向ローラ13及び抵抗器27fの一端が接続され、ベース端子に金属ローラ14及び抵抗器27fの他端が接続され、コレクタ端子が第2の整流素子であるダイオード27gを介して接地されている。電流制限回路27は、トランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子との間に接続された第2の抵抗である抵抗器27hを有している。更に、電流制限回路27はダイオード27gを有し、ダイオード27gは、アノード端子に抵抗器27hの他端及びトランジスタ27eのコレクタ端子が接続され、カソード端子が接地されている。
図10(a)は、中間転写ベルト10の電位を正極性に維持する場合について説明する概略図である。二次転写ローラ20に二次転写正電圧が印加されると、対向ローラ13から電流制限回路27へ二次転写電流i2が流れる。このとき、ダイオード18は、カソード側の電位がアノード側の電位より高くなるため、逆方向電圧が印加されている状態になる。このように、ダイオード18には逆方向に電圧が印加されている状態であるため、ダイオード18には電流が流れない。したがって、二次転写ローラ20に二次転写正電圧が印加された場合は、実施例1で説明した電流制限回路17と同じ動作をする。
一方、二次転写ローラ20に二次転写負電圧が印加されると、金属ローラ14から電流制限回路27へ負電流iNが流れようとする。図10(b)は、中間転写ベルト10の電位を負極性に維持する場合について説明する概略図である。このとき、ダイオード18は、アノード側の電位がカソード側の電位より高くなるため、ダイオード18は、順方向電圧が印加されている状態になる。このように、ダイオード18は、順方向に電圧が印加されている状態であるため、金属ローラ14からダイオード18を介して対向ローラ13へ流れる電流のバイパス経路が形成される。なお、ダイオード27g及び抵抗器27hは、バイパス経路を形成しているダイオード18に負電流iNが流れた際に、トランジスタ27eのエミッタ・コレクタ間に逆電圧が印加されないように保護するための素子である。
[中間転写ベルトの負電位の形成方法]
以下に、中間転写ベルト10の電位を負極性に維持する場合について図10(b)を用いて説明する。例えば、中間転写ベルト10を清掃するために、中間転写ベルト10上に付着した負極性のトナーを各感光ドラム1a〜1dに移動させている。負極性のトナーを中間転写ベルト10から各感光ドラム1a〜1dに移動させる場合に、中間転写ベルト10の電位を負極性に維持する必要がある。
以下に、中間転写ベルト10の電位を負極性に維持する場合について図10(b)を用いて説明する。例えば、中間転写ベルト10を清掃するために、中間転写ベルト10上に付着した負極性のトナーを各感光ドラム1a〜1dに移動させている。負極性のトナーを中間転写ベルト10から各感光ドラム1a〜1dに移動させる場合に、中間転写ベルト10の電位を負極性に維持する必要がある。
二次転写電源21から負極性の電圧が二次転写ローラ20に印加されることで、次のような負電流の経路が形成される。即ち、感光ドラム1のGND(不図示)から、金属ローラ14、ダイオード18、対向ローラ13、中間転写ベルト10、二次転写ローラ20を介して二次転写電源21に戻る負電流の経路が形成される。二次転写電源21から二次転写ローラ20に印加される負極性の電圧を、例えば−1000[V]とする。これにより、金属ローラ14に接触している中間転写ベルト10の電位を負電位にすることが可能となる。
以上説明した通り、実施例4によれば、電流制限回路27に整流素子であるダイオードを追加し、ダイオード18は、カソード側が対向ローラ13に接続され、アノード側が金属ローラ14に接続される。電流制限回路27は、トランジスタ27eのエミッタ・コレクタ間が逆電位とならないように保護するため、ダイオード27g及び抵抗器27hを有している。これにより、二次転写ローラ20に二次転写負電圧を印加した際に、金属ローラ14からダイオード18を介して、対向ローラ13へ電流が流れるためのバイパス経路が形成される。このため、金属ローラ14に接触している中間転写ベルト10の電位を負電位にすることが可能となる。なお、対向ローラ13と実施例4の電流制限回路27との間の電流経路に、実施例3のツェナーダイオード15zを接続してもよい。以上、実施例3によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
実施例1から実施例4では、電流供給部材として二次転写ローラ20を使用し、二次転写ローラ20から中間転写ベルト10に電流を供給する構成について説明した。これに対し、実施例5では、電流供給部材として二次転写ローラ20に加え、他の導電部材からも中間転写ベルト10に電流を供給することを特徴とする。具体的には、実施例5では、導電部材として、二次転写後に中間転写ベルト10上に残ったトナーを清掃するための帯電部材を用いることを特徴とする。なお、その他の構成については実施例1の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。
図11(a)は、実施例5の画像形成装置を説明するための概略図である。実施例5の画像形成装置は、実施例1の画像形成装置のクリーニング装置16の代わりに、帯電部材である導電性のブラシ部材19を使用して中間転写ベルト10上に残ったトナーを回収する。二次転写後に中間転写ベルト10上に残ったトナーは、帯電部材であるブラシ部材19によって帯電される。ブラシ部材19は、導電性を有する繊維で構成されている。ブラシ部材19は、第2の印加手段である高電圧電源60から所定の電圧を印加され、二次転写後に残ったトナーを帯電する。実施例5では、現像器4に収容されたトナーの正規の帯電極性は負極性であるので、正極性の電圧を高電圧電源60からブラシ部材19に印加して、トナーを正極性に帯電させる。ブラシ部材19は、導電性を有する繊維で構成されている。ブラシ部材19は、高電圧電源60から所定の電圧が印加され、トナーを帯電する構成となっている。高電圧電源60によりブラシ部材19に電圧が印加されると、ブラシ部材19から中間転写ベルト10及び対向ローラ13を介して電流制限回路17に電流が流れる。
[中間転写ベルトのクリーニング]
次に、中間転写ベルト10のクリーニング方法について説明する。実施例5において、トナーは、現像器4a、4b、4c、4dで負極性に帯電された後、感光ドラム1a、1b、1c、1dに現像され、一次転写部で中間転写ベルト10に転写される。その後、二次転写電源21から正極性の電圧が印加された二次転写ローラ20により、紙等の記録材Pに二次転写して画像形成を行っている。二次転写後に中間転写ベルト10上に残留したトナーは、二次転写ローラ20に印加した正極性の電圧の影響により正極性に帯電され易い。その結果、二次転写後に残ったトナーは、正負の極性が混在している。また、記録材Pの表面の凹凸の影響を受け、二次転写後に残ったトナーは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト10上に残留することもある。
次に、中間転写ベルト10のクリーニング方法について説明する。実施例5において、トナーは、現像器4a、4b、4c、4dで負極性に帯電された後、感光ドラム1a、1b、1c、1dに現像され、一次転写部で中間転写ベルト10に転写される。その後、二次転写電源21から正極性の電圧が印加された二次転写ローラ20により、紙等の記録材Pに二次転写して画像形成を行っている。二次転写後に中間転写ベルト10上に残留したトナーは、二次転写ローラ20に印加した正極性の電圧の影響により正極性に帯電され易い。その結果、二次転写後に残ったトナーは、正負の極性が混在している。また、記録材Pの表面の凹凸の影響を受け、二次転写後に残ったトナーは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト10上に残留することもある。
ブラシ部材19は、回転移動する中間転写ベルト10に対して固定して配置され、かつ中間転写ベルト10に対して所定の侵入量で配置されている。ブラシ部材19は、中間転写ベルト10の移動中に回転することなく画像形成装置内に支持されている。そのため、ブラシ部材19と中間転写ベルト10とで形成される帯電部をトナーが通過する際には、中間転写ベルト10上に複数層に堆積していたトナーは、ブラシ部材19との周速差により機械的に略一層の高さに散らされる。また、ブラシ部材19には高電圧電源60から正極性の電圧が印加され、定電流制御が行われる。二次転写後に残ったトナーが帯電部を通過したときに、現像時のトナーの極性と逆極性である正極性に帯電する。正極性に帯電しきれなかった負極性のトナーは、ブラシ部材19に回収される。
その後、ブラシ部材19によって最適な電荷が付与されたトナーは、一次転写部において負極性に帯電された感光ドラム1aに移動する。中間転写ベルト10から感光ドラム1aに移動したトナーは、感光ドラム1a上に配置されたクリーニング装置5aへ回収される。なお、正極性に帯電されたトナーを中間転写ベルト10から感光ドラム1aへ移動させるタイミングは、トナー像を感光ドラム1aから中間転写ベルト10に転写させるタイミングと共に(転写同時に)行ってもよいし、別々のタイミングで行ってもよい。このように、実施例5では、電流供給部材として二次転写ローラ20に加え、帯電部材である導電性のブラシ部材19を用いることを特徴とする。以下、その理由について説明する。
[画像形成における各電流供給部材の役割]
実施例1から実施例3の二次転写ローラ20は、2つの役割を持っている。1つめの役割は、二次転写性を満たすために、二次転写用の所定の電流量を流すことである。2つめは、一次転写部の中間転写ベルト10の電位を保つために、一次転写用の所定の電流量を各感光ドラム1へ流すことである。よって、実施例1では、二次転写用の所定の電流量と一次転写用の所定の電流量とを、電流供給部材としての二次転写ローラ20のみから供給する必要があった。
実施例1から実施例3の二次転写ローラ20は、2つの役割を持っている。1つめの役割は、二次転写性を満たすために、二次転写用の所定の電流量を流すことである。2つめは、一次転写部の中間転写ベルト10の電位を保つために、一次転写用の所定の電流量を各感光ドラム1へ流すことである。よって、実施例1では、二次転写用の所定の電流量と一次転写用の所定の電流量とを、電流供給部材としての二次転写ローラ20のみから供給する必要があった。
ここで、二次転写用の所定の電流量と一次転写用の所定の電流量の関係について説明する。二次転写用の所定の電流量は、二次転写部における記録材Pに対する転写効率が最適となるような電流値に設定することが望ましい。実施例5では、二次転写に最適な電流量を例えば15μAとする。一方、一次転写用の所定の電流量は、一次転写部における中間転写ベルト10に対する転写効率が最適になる電流値に設定することが望ましい。実施例5では、一次転写に最適な電流量は例えば20μAである。以上のことから、一次転写を好適に行うために必要な電流量を電流量TA、中間転写ベルト10に供給される電流量を電流量TBとすると、電流量TBが電流量TA以上となる条件を満たすことで、所定の一次転写性能を得ることができる。
しかし、電流量TBを二次転写ローラ20のみから供給しようとすると、20μA以上を供給する必要があり、二次転写性が最適な値になる電流量の15μAよりも大きくなってしまう。実施例1のように二次転写ローラ20のみから電流を供給する場合は、二次転写性能が許容できる範囲で二次転写ローラ20から供給する電流量を大きくして、所定の一次転写性能を得る必要がある。そこで、実施例5では、電流供給部材としてブラシ部材19も使用することで、二次転写ローラ20から供給される電流量を二次転写用の所定の電流量に対して最適となるように設定しつつ、一次転写性も満足することが可能になる。
転写制御部201は、二次転写電源21により二次転写ローラ20に印加する電圧と、高電圧電源60によりブラシ部材19に印加する電圧と、を制御する。二次転写ローラ20に流れる電流量とブラシ部材19に流れる電流量との合計は、複数の感光ドラム1a〜1d上に形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写するために要する所定の電流量以上(TB≧TA)となるように制御される。
[二次転写電源及び電流制御]
次に、第1の印加手段である二次転写電源21及び第2の印加手段である高電圧電源60の電流制御について説明する。具体的には、制御手段であるコントローラ100が、二次転写電源21及び高電圧電源60を制御して、二次転写ローラ20及びブラシ部材19から中間転写ベルト10に電流を供給する。上述のように、一次転写に必要な電流は20μAである。よって、ブラシ部材19から流れる電流と、二次転写ローラ20から流れる電流との合算の電流が20μA以上であれば、一次転写に必要な電位は保持される。そこで、ブラシ部材19から5μA以上の電流を供給すれば、二次転写ローラ20から供給される電流が15μAであっても、合計で20μA以上となり、二次転写と一次転写を良好に行える。
次に、第1の印加手段である二次転写電源21及び第2の印加手段である高電圧電源60の電流制御について説明する。具体的には、制御手段であるコントローラ100が、二次転写電源21及び高電圧電源60を制御して、二次転写ローラ20及びブラシ部材19から中間転写ベルト10に電流を供給する。上述のように、一次転写に必要な電流は20μAである。よって、ブラシ部材19から流れる電流と、二次転写ローラ20から流れる電流との合算の電流が20μA以上であれば、一次転写に必要な電位は保持される。そこで、ブラシ部材19から5μA以上の電流を供給すれば、二次転写ローラ20から供給される電流が15μAであっても、合計で20μA以上となり、二次転写と一次転写を良好に行える。
[画像形成動作]
次に、実施例5における画像形成動作について、画像形成動作が開始されてから一次転写を経て、二次転写が完了するまでの二次転写電圧と一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を、図11(b)のタイミングチャートを用いて説明する。図11(b)(i)は、一次転写の実行を示し、図11(b)(ii)は一次転写部に流れる一次転写電流を示し、一次転写に最適な電流をI1とする。図11(b)(iii)は二次転写電源21から二次転写電圧が二次転写ローラ20に印加されたときに、二次転写ローラ20から供給される二次転写電流を示し、二次転写に最適な電流をI2とする。図11(b)(iv)は高電圧電源60からブラシ部材19に電圧が印加されたときに、ブラシ部材19から供給される電流を示し、このときの電流をI3とする。S11〜S15は各タイミングを示す。また、上述したように、一次転写に最適な電流を20μA、二次転写に最適な電流を15μAとする。更に、ブラシ部材19に流れる電流を5μA以上、例えば7μAとする。
次に、実施例5における画像形成動作について、画像形成動作が開始されてから一次転写を経て、二次転写が完了するまでの二次転写電圧と一次転写部の電位及び一次転写部に流れる電流の関係を、図11(b)のタイミングチャートを用いて説明する。図11(b)(i)は、一次転写の実行を示し、図11(b)(ii)は一次転写部に流れる一次転写電流を示し、一次転写に最適な電流をI1とする。図11(b)(iii)は二次転写電源21から二次転写電圧が二次転写ローラ20に印加されたときに、二次転写ローラ20から供給される二次転写電流を示し、二次転写に最適な電流をI2とする。図11(b)(iv)は高電圧電源60からブラシ部材19に電圧が印加されたときに、ブラシ部材19から供給される電流を示し、このときの電流をI3とする。S11〜S15は各タイミングを示す。また、上述したように、一次転写に最適な電流を20μA、二次転写に最適な電流を15μAとする。更に、ブラシ部材19に流れる電流を5μA以上、例えば7μAとする。
コントローラ100から画像信号が出力されることによって画像形成動作が開始される。一次転写が開始される前に、タイミングS11で転写制御部201の制御により二次転写電源21から二次転写ローラ20に電圧V2が印加され始める。二次転写電源21から二次転写ローラ20に電圧V2が印加されたときに二次転写ローラ20に流れる電流を例えば13μAとする。これにより、二次転写ローラ20から一次転写部に対する電流供給が開始される。タイミングS11では、ブラシ部材19からも一次転写部に対する電流供給が開始される。タイミングS11では、二次転写ローラ20から13μAが供給され、ブラシ部材19から7μAが供給されるため、最適な一次転写電流、例えば、20μAが一次転写部に供給される。
タイミングS12で第1の画像形成ステーションaから一次転写が開始され、感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト10上にトナー像が順次転写される。タイミングS13では、中間転写ベルト10上のトナー像が二次転写部に到達する。転写制御部201は、二次転写電圧を二次転写に必要な電圧V3に変更し、記録材Pへトナー像を転写する。二次転写電源21から二次転写ローラ20に電圧V3が印加されたときに、二次転写ローラ20に流れる二次転写電流i2は最適な電流I2であり、例えば15μAである。ここで、二次転写ローラ20から15μAが供給され、ブラシ部材19から7μAが供給されるため、これらの合計の電流値は22μAとなり、最適な一次転写電流よりも大きくなる。しかし、電流制限回路17の作用により、金属ローラ14には最適な一次転写電流、例えば、20μAが供給される。
次いで、タイミングS14で一次転写が終了する。ブラシ部材19からの電流供給が終了する。これによりタイミングS14では、一次転写電流が減少している。タイミングS15で、二次転写が終了し、二次転写ローラ20からの電流供給が終了する。これによりタイミングS15では、一次転写電流が0となる。タイミングS15で画像形成動作が終了する。
このように、転写制御部201は、複数の感光ドラム1a〜1dに形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写する前に、二次転写電源21から第3の電圧である電圧V2を二次転写ローラ20に印加させる。転写制御部201は、複数の感光ドラム1a〜1dに形成されたそれぞれのトナー像を中間転写ベルト10に転写する前に、高電圧電源60から第4の電圧をブラシ部材19に印加させる。転写制御部201は、中間転写ベルト10に転写されたトナー像を記録材Pに転写する際に、高電圧電源60から第4の電圧を印加した状態を維持した状態で、電圧V3を二次転写ローラ20に印加させる。電圧V3は、第3の電圧である電圧V2よりも高い第5の電圧である。
図11(b)で示すように、画像形成動作に合わせて、転写制御部201の制御により二次転写電源が出力する電圧を変動させて場合でも、一次転写部に流れる電流は、ブラシ部材19からの電流供給によって補われる。これにより、一次転写部に所定の電流を流すことが可能である。よって、実施例5では、二次転写性能をより向上させつつ、一次転写を良好に行うことが可能である。なお、図11(b)では、S11のタイミングで二次転写ローラ20とブラシ部材19から一次転写部に対する電流供給が開始されている。しかし、ブラシ部材19から一次転写部に供給される電流量が一次転写に必要な電流量を十分に供給できれば、S11のタイミングで二次転写電源21から電圧V2を二次転写ローラ20に印加する必要はなく、これらを発明の範囲から除くものではない。なお、図11(a)の電流制限回路17は、実施例1及び実施例2の電流制限回路17であってもよいし、実施例4の電流制限回路27であってもよい。更に、対向ローラ13と電流制限回路17、27との間の電流経路に、実施例3のツェナーダイオード15zを接続してもよい。以上、実施例5によれば、一次転写部のインピーダンスの変動に対応した一次転写電位を形成することができる。
1 感光ドラム
10 中間転写ベルト
11 駆動ローラ
12 テンションローラ
13 対向ローラ
14 金属ローラ
17 電流制限回路
20 二次転写ローラ
21 二次転写電源
201 転写制御部
10 中間転写ベルト
11 駆動ローラ
12 テンションローラ
13 対向ローラ
14 金属ローラ
17 電流制限回路
20 二次転写ローラ
21 二次転写電源
201 転写制御部
Claims (17)
- トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記複数の像担持体からトナー像が転写される移動可能な中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、
前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写するための二次転写部材と、
前記二次転写部材に電圧を印加する第1の印加手段と、
前記第1の印加手段により印加される電圧を制御する制御手段と、
前記複数の張架部材の中の一の張架部材であって、前記第1の印加手段により前記二次転写部材に電圧が印加されたときに前記中間転写ベルトを介して電流が流れる前記一の張架部材と、
前記一の張架部材に電気的に接続され、前記像担持体の近傍で前記中間転写ベルトの内周面に接触する接触部材と、
前記第1の印加手段により前記二次転写部材に電圧が印加されたときに前記一の張架部材から前記接触部材に流れる電流の経路の途中に接続され、前記一の張架部材から前記接触部材に流れる電流を所定の電流に制限するための電流制限回路と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記電流制限回路から前記接触部材に流れる前記所定の電流によって前記複数の像担持体に形成されたそれぞれのトナー像が前記中間転写ベルトに転写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。
- 前記電流制限回路は、
一端に前記一の張架部材が接続され、他端に前記接触部材が接続された抵抗と、
エミッタ端子に前記一の張架部材及び前記抵抗の一端が接続され、ベース端子に前記接触部材及び前記抵抗の他端が接続され、コレクタ端子が接地されたPNP型トランジスタと、
を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記複数の像担持体に形成されたそれぞれのトナー像を前記中間転写ベルトに転写する前に第1の電圧を前記二次転写部材に印加させ、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する際に前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記二次転写部材に印加させるように、前記第1の印加手段を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記二次転写部材に流れる電流量が、前記複数の像担持体上に形成されたそれぞれのトナー像を前記中間転写ベルトに転写するために要する所定の電流量以上となるように、前記第1の印加手段により前記二次転写部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記電流制限回路は、
一端に前記一の張架部材が接続され、他端に前記接触部材が接続された抵抗と、
一端に前記一の張架部材及び前記抵抗の一端が接続され、他端に前記接触部材及び前記抵抗の他端が接続されたサーミスタと、
エミッタ端子に前記一の張架部材、前記抵抗の一端及び前記サーミスタの一端が接続され、ベース端子に前記接触部材、前記抵抗の他端及び前記サーミスタの他端が接続され、コレクタ端子が接地されたPNP型トランジスタと、
を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記サーミスタは、温度が上昇するにしたがって抵抗が減少するサーミスタであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記第1の印加手段は、正極性の電圧及び負極性の電圧を前記二次転写部材に印加することが可能であり、
カソード端子に前記一の張架部材が接続され、アノード端子に前記接触部材が接続され、前記電流制限回路に並列に接続された第1の整流素子を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記電流制限回路は、
一端に前記一の張架部材が接続され、他端に前記接触部材が接続された第1の抵抗と、
エミッタ端子に前記一の張架部材及び前記抵抗の一端が接続され、ベース端子に前記接触部材及び前記抵抗の他端が接続され、コレクタ端子が第2の整流素子を介して接地されたPNP型トランジスタと、
前記PNP型トランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子との間に接続された第2の抵抗と、
アノード端子に前記PNP型トランジスタのコレクタ端子が接続され、カソード端子が接地された前記第2の整流素子と、
を有することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記中間転写ベルトのトナー像が記録材に転写された後に前記中間転写ベルトに残ったトナーを除去するために前記中間転写ベルトに残ったトナーを帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に電圧を印加する第2の印加手段と、
を有し、
前記第2の印加手段により前記帯電部材に電圧が印加されると、前記帯電部材から前記中間転写ベルト及び前記一の張架部材を介して前記電流制限回路に電流が流れることを特徴とする請求項1から請求項3、請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記複数の像担持体に形成されたそれぞれのトナー像を前記中間転写ベルトに転写する前に、前記第1の印加手段から第3の電圧を前記二次転写部材に印加させ、かつ、前記第2の印加手段から第4の電圧を前記帯電部材に印加させ、
前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する際に、前記第2の印加手段から前記第4の電圧を印加した状態を維持した状態で、前記第1の印加手段から前記第3の電圧よりも高い第5の電圧を前記二次転写部材に印加させるように、前記第1の印加手段及び前記第2の印加手段を制御することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記二次転写部材に流れる電流量と前記帯電部材に流れる電流量との合計が、前記複数の像担持体上に形成されたそれぞれのトナー像を前記中間転写ベルトに転写するために要する所定の電流量以上となるように、前記第1の印加手段により前記二次転写部材に印加する電圧と、前記第2の印加手段により前記帯電部材に印加する電圧と、を制御することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記一の張架部材と前記電流制限回路との間の電流の経路に接続され、電圧を所定の電圧に維持するための電圧維持素子を有することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電圧維持素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記一の張架部材は、前記二次転写部材とニップ部を形成する対向ローラであることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記接触部材は、金属ローラであることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の印加手段により前記二次転写部材に電圧が印加されたときに前記二次転写部材に流れる電流を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記二次転写部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016249533A JP2018105921A (ja) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 画像形成装置 |
US15/838,846 US10261451B2 (en) | 2016-12-22 | 2017-12-12 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016249533A JP2018105921A (ja) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018105921A true JP2018105921A (ja) | 2018-07-05 |
Family
ID=62630593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016249533A Pending JP2018105921A (ja) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10261451B2 (ja) |
JP (1) | JP2018105921A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019230675A1 (ja) | 2018-06-01 | 2019-12-05 | 三菱ケミカル株式会社 | 防汚塗料組成物 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1022617B1 (nl) | 2014-10-27 | 2016-06-16 | Dynaco Europe Nv | Intelligente "auto-close"-deur |
JP6849466B2 (ja) * | 2017-02-09 | 2021-03-24 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP6942599B2 (ja) * | 2017-10-13 | 2021-09-29 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6124522B2 (ja) | 2011-09-13 | 2017-05-10 | キヤノン株式会社 | 高圧電源装置及び画像形成装置 |
JP6141057B2 (ja) * | 2012-04-03 | 2017-06-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP5855033B2 (ja) | 2012-04-03 | 2016-02-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP6091591B2 (ja) | 2012-04-03 | 2017-03-08 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP6188449B2 (ja) | 2013-06-26 | 2017-08-30 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2015114498A (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2018018028A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
US10459361B2 (en) * | 2016-08-04 | 2019-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus with voltage adjustment member |
-
2016
- 2016-12-22 JP JP2016249533A patent/JP2018105921A/ja active Pending
-
2017
- 2017-12-12 US US15/838,846 patent/US10261451B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019230675A1 (ja) | 2018-06-01 | 2019-12-05 | 三菱ケミカル株式会社 | 防汚塗料組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10261451B2 (en) | 2019-04-16 |
US20180181033A1 (en) | 2018-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6366786B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US20050232663A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP6188449B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US20160124353A1 (en) | Image forming apparatus | |
US10261451B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6516814B1 (ja) | 画像形成装置 | |
WO2016088197A1 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2019049635A (ja) | 画像形成装置 | |
US10423115B2 (en) | Image forming apparatus | |
US9081334B2 (en) | Image forming apparatus | |
US20180246451A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2015114498A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2020003680A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2014126583A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2018151593A (ja) | 画像形成装置、除電部材の寿命検出方法及び画像形成装置の管理システム | |
JP6779746B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007226127A (ja) | 画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP2016109745A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4667099B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP6859046B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2017058497A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6516568B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2023033843A (ja) | 転写装置及び画像形成装置 | |
JP2021089314A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2017129772A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20171201 |