JP2018112583A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放電生成物の生成を抑制し、放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明のカラープリンター1は、電圧を印加され、シートSにトナー像を転写する転写部11と、シートS上のトナー像を加熱しながら加圧してシートSに定着させる定着部30と、定着部30に対向する放電電極40の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着部30をトナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器34と、シートSを通して転写部11に流れる電流値の増加に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを増加させ、シートSを通して転写部11に流れる電流値の減少に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを減少させる調整部50と、を備えている。【選択図】図2
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、各々回転する定着部材と加圧部材とで形成したニップを通過する媒体にトナー像を熱定着させる定着装置を備えている。定着部材の表面は、電気絶縁性の材料で形成されており、ニップを通過する媒体との摩擦によってトナーの極性とは逆極性に帯電することがある。すると、媒体上のトナーが定着部材の表面に付着し、そのトナーが後からニップを通過する媒体に転移するオフセット現象が発生する。
このオフセット現象を抑制するための技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載の画像形成装置は、感光体上のトナー像を用紙に転写するために用紙をトナーと逆極性に帯電させる転写帯電器と、転写後の用紙をトナーと同極性に帯電させる分離帯電器と、定着装置の定着ローラーの表面をトナーと同極性に帯電させるオフセット防止バイアス用電源(オフセット防止用帯電器)と、を備えている。転写帯電器、分離帯電器およびオフセット防止用帯電器は、それぞれ、電極周りの電界で生じたコロナ放電を利用した帯電器である。オフセット防止用帯電器は、分離帯電器による除電電荷量の変化に連動して、定着ローラーに印加する電界の強度を変化させている。
しかしながら、上記のオフセット防止用帯電器は、分離帯電器で除電した用紙を更にトナーの極性と同じになるように帯電させなければならず、非常に強い電界を発生させなければならなかった。強い電界はオゾン等の放電生成物を大量に生成するという問題があった。また、定着装置でトナー像が加熱されると、トナーの成分(例えば、ワックス)が揮発して浮遊する。放電生成物やワックス等の浮遊物はオフセット防止用帯電器の電極に付着し易く、放電生成物等が付着した電極は定着部材を均一に帯電させることができないという問題があった。
また、用紙の除電を行わない画像形成装置も多数存在する。このような画像形成装置では、分離帯電器を備えていないため、オフセット防止用帯電器を分離帯電器に連動させることはできなかった。
本発明は、上記課題を解決するために、放電生成物の生成を抑制し、放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制する画像形成装置を提供する。
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、電圧を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えている。
この場合、前記転写部は、電圧を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、前記調整部は、前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に流れる電流値を計測する計測部と、前記計測部に計測された電流値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることが好ましい。
また、上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、電流を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えている。
この場合、前記転写部は、電流を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、前記調整部は、前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に生じる電圧値を計測する計測部と、前記計測部に計測された電圧値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることが好ましい。
この場合、前記定着部は、回転しながら前記媒体上の前記トナー像を加熱する定着部材と、回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、を含み、前記放電電極は、前記定着部材に対向し、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることが好ましい。
この場合、前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることが好ましい。
本発明によれば、放電生成物の生成を抑制することができる。放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制することができる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図1等の紙面手前が正面であり、各図に示す「Fr」は「前」を示し、「Rr」は「後」を示し、「L」は「左」を示し、「R」は「右」を示し、「U」は「上」を示し、「D」は「下」を示している。
<第1実施形態:カラープリンターの全体構成>
図1を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター1の全体構成について説明する。図1はカラープリンター1の内部構造を模式的に示す断面図である。
図1を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター1の全体構成について説明する。図1はカラープリンター1の内部構造を模式的に示す断面図である。
カラープリンター1は、略直方体状の外観を構成する装置本体2を備えている。装置本体2の下部には、紙製のシートS(の束)を収容する給紙カセット3が着脱可能に設けられている。装置本体2の上面には、排紙トレイ4が設けられている。なお、媒体の一例としてのシートSは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。
また、カラープリンター1は、給紙装置5と、作像装置6と、定着装置7と、を装置本体2の内部に備えている。給紙装置5は、給紙カセット3から排紙トレイ4まで延びる搬送路8の上流端部に設けられている。定着装置7は搬送路8の下流側に設けられ、作像装置6は搬送路8において給紙装置5と定着装置7との間に設けられている。
作像装置6は、4つのトナーコンテナ10と、転写部11と、4つのドラムユニット12と、光走査装置13と、を含んでいる。
4つのトナーコンテナ10は、4色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)のトナー(現像剤)を収容する。転写部11は、図1で左回りに回転する中間転写ベルト22を含んでいる。各ドラムユニット12は、感光体ドラム14と、帯電装置15と、現像装置16と、一次転写ローラー17と、クリーニング装置18と、を含んでいる。各一次転写ローラー17は、感光体ドラム14との間に中間転写ベルト22を挟むように設けられている。
カラープリンター1は以下の手順でシートSに画像形成を行う。各帯電装置15は、感光体ドラム14の表面を帯電させる。各感光体ドラム14は、光走査装置13から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。各現像装置16は、トナーコンテナ10から供給されたトナーを用いて感光体ドラム14上の静電潜像をトナー像に現像する。各一次転写ローラー17は、感光体ドラム14上のトナー像を回転する中間転写ベルト22に一次転写する。中間転写ベルト22は、回転しながら4色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートSは、給紙装置5によって給紙カセット3から搬送路8に送り出される。転写部11は、シートSに中間転写ベルト22上のトナー像を二次転写する。定着装置7はトナー像をシートSに熱定着させる。その後、シートSは排紙トレイ4に排出される。各クリーニング装置18は感光体ドラム14上に残ったトナーを除去する。
<転写部>
次に、図1および図2を参照して、転写部11について説明する。図2は転写部11および定着装置7を模式的に示す断面図である。
次に、図1および図2を参照して、転写部11について説明する。図2は転写部11および定着装置7を模式的に示す断面図である。
転写部11は、駆動ローラー20と、従動ローラー21と、中間転写ベルト22と、二次転写ローラー23と、定電圧電源24と、を含んでいる。
駆動ローラー20は、装置本体2内の右側(搬送路8側)で軸周りに回転可能に設けられている。駆動ローラー20は、駆動モーター(図示せず)に駆動されて回転する。従動ローラー21は、装置本体2内の左側で軸周りに回転可能に設けられている(図1参照)。像担持体との一例としての中間転写ベルト22は、駆動ローラー20と従動ローラー21との間に巻き掛けられている。二次転写ローラー23は、中間転写ベルト22を挟んで駆動ローラー20に対向し、軸周りに回転可能に設けられている。二次転写ローラー23は、回転しながら中間転写ベルト22とで転写ニップN1を形成している。二次転写ローラー23には、転写バイアス電源(図示せず)が電気的に接続されている。定電圧電源24は、駆動ローラー20に電気的に接続されている(図2参照)。定電圧電源24は、定電圧を出力するための電源回路を含んでいる。
ここで、転写部11の作用について説明する。画像形成を行う場合において、駆動モーターが駆動ローラー20を回転駆動すると、中間転写ベルト22が回転する。従動ローラー21および二次転写ローラー23は、中間転写ベルト22に従動して回転する。二次転写ローラー23は、転写バイアス電源から二次転写バイアスを印加されることで転写ニップN1を通過するシートSに中間転写ベルト22上のトナー像を転写する。また、定電圧電源24は、駆動ローラー20を介して中間転写ベルト22に定電圧を印加する。なお、この印加電圧は、後述する調整部50によって電流値を計測するために印加されている。
<定着装置>
図2ないし図4を参照して、定着装置7の構成について説明する。図3は定着装置7を模式的に示す断面図である。図4は帯電器34の放電電極40を模式的に示す側面図である。
図2ないし図4を参照して、定着装置7の構成について説明する。図3は定着装置7を模式的に示す断面図である。図4は帯電器34の放電電極40を模式的に示す側面図である。
図2および図3に示すように、定着装置7は、定着部30と、帯電器34と、を含んでいる。定着部30は、シートS上のトナー像を加熱しながら加圧してシートSに定着させる装置である。帯電器34は、定着ローラー31の表面を帯電させるための装置である。
<定着部>
図3に示すように、定着部30は、定着ローラー31と、加圧ローラー32と、発熱ユニット33と、を含んでいる。定着ローラー31および加圧ローラー32は、前後方向(軸方向)に長い略円筒状の部材である。発熱ユニット33は、定着ローラー31を加熱するための装置である。
図3に示すように、定着部30は、定着ローラー31と、加圧ローラー32と、発熱ユニット33と、を含んでいる。定着ローラー31および加圧ローラー32は、前後方向(軸方向)に長い略円筒状の部材である。発熱ユニット33は、定着ローラー31を加熱するための装置である。
図2に示すように、定着部材の一例としての定着ローラー31は、定着芯金31Aと、定着弾性層31Bと、定着ベルト31Cと、を含んでいる。
定着芯金31Aは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。定着芯金31Aの前後両端部は、一対の板金(図示せず)に回転可能に支持されている。定着弾性層31Bは、例えば、シリコンゴム等で構成され、定着芯金31Aの外周面に積層されている。定着ベルト31Cは、定着弾性層31Bを覆うように設けられている。定着ベルト31Cは、例えば、基材(ニッケル等)上に設けた弾性層(シリコンゴム等)を覆う離形層(PFAチューブ等)を含んでいる(いずれも図示せず)。
加圧部材の一例としての加圧ローラー32は、加圧芯金32Aと、加圧弾性層32Bと、加圧離型層32Cと、を含んでいる。
加圧芯金32Aは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。加圧芯金32Aの前後両端部は、一対の可動板金(図示せず)に回転可能に支持されている。加圧弾性層32Bは、例えば、シリコンゴム等で構成され、加圧芯金32Aの外周面に積層されている。加圧離型層32Cは、例えば、PFAチューブ等で構成され、定着弾性層31Bを覆うように設けられている。
加圧ローラー32は、ギア列等を介してモーター等(図示せず)に接続され、モーターの駆動力を受けて回転する。加圧ローラー32は、各可動板金を介してバネ(図示せず)に付勢されて定着ローラー31に押し付けられている。定着ローラー31は、加圧ローラー32に従動して軸周りに回転する。加圧ローラー32は、回転しながら定着ローラー31とで定着ニップN2を形成している。定着ニップN2よりも搬送路8の上流側には、シートSを定着ニップN2に導くための進入ガイド36が設けられている。定着ニップN2よりも搬送路8の下流側には、定着ニップN2を通過したシートSを定着ベルト31Cから剥がすための分離板37が設けられている。なお、本実施形態では、加圧ローラー32を回転駆動させていたが、これに限らず、定着ローラー31を回転駆動させ、加圧ローラー32を従動回転させてもよい。
発熱ユニット33は、定着ローラー31を挟んで定着ニップN2の反対側に設けられている。発熱ユニット33は、ホルダー33Aと、複数のIHコイル33Bと、アーチコア33Cと、を含んでいる。ホルダー33Aは、略半円筒状に形成され、定着ローラー31を覆うように設けられている。複数のIHコイル33Bは、ホルダー33Aに支持されている。アーチコア33Cは、フェライト等の強磁性体で形成され、複数のIHコイル33Bを覆うように設けられている。
ここで、定着部30の作用について説明する。定着ローラー31と加圧ローラー32とは、各々軸周りに回転する。各IHコイル33Bは、電源(図示せず)から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて回転する定着ベルト31Cを加熱する。画像形成を行う場合において、定着ローラー31は、軸周りに回転しながら定着ニップN2を通過するシートS上のトナー像を加熱する。加圧ローラー32は、軸周りに回転しながら定着ニップN2を通過するシートSを加圧する。すると、トナー像がシートSに定着する。
定着ベルト31Cは、電気絶縁性のPFAチューブ等で形成されているため、定着ニップN2を通過するシートSとの摩擦によって負極性に帯電することがある。すると、シートS上の正極性のトナーが定着ベルト31Cに付着し、そのトナーが後から定着ニップN2を通過するシートSに転移するオフセット現象が発生する。そこで、第1実施形態に係る定着装置7は、定着ローラー31(定着ベルト31C)をトナー像のトナーと同極性(正極性)に帯電させる帯電器34を備えている。
<帯電器>
図2および図3に示すように、帯電器34は、定着ニップN2よりも搬送路8の上流側に配置されている。換言すれば、帯電器34は、定着ニップN2を始点として定着ローラー31の回転方向下流側に配置されている。帯電器34は、放電電極40と、シールド41と、絶縁支持体42と、定着バイアス電源43と、を含んでいる。
図2および図3に示すように、帯電器34は、定着ニップN2よりも搬送路8の上流側に配置されている。換言すれば、帯電器34は、定着ニップN2を始点として定着ローラー31の回転方向下流側に配置されている。帯電器34は、放電電極40と、シールド41と、絶縁支持体42と、定着バイアス電源43と、を含んでいる。
図4に示すように、放電電極40は、例えば、厚さ0.1mm程度のステンレス板であって、略三角形状の複数の針電極40Aを前後方向に並べて略鋸歯状に形成されている。図3に示すように、放電電極40は定着ローラー31に対向し、その先端は、定着ローラー31の表面に近接している。シールド41は、金属材料で定着ローラー31側を開放した略箱状に形成されている。シールド41の開放側は、放電電極40を挟んで対向する一対の接地電極44を形成している。一対の接地電極44は、それぞれ、ツェナーダイオード45を介して接地している(図2参照)。絶縁支持体42は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。上記した放電電極40は、絶縁支持体42を介してシールド41に支持されている。放電電極40は、絶縁支持体42からシールド41の開放側に延びた状態で支持されている。
図2に示すように、定着バイアス電源43は、放電電極40に電気的に接続されている。定着バイアス電源43は、放電電極40に電流(定着バイアス)を印加する。定着バイアス電源43は、定着バイアスの出力を増減する可変回路43Aを含んでいる。帯電器34は、放電電極40の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着ローラー31を(正極性に)帯電させるコロトロン帯電器である。
ところで、コロナ放電を利用した帯電器34は、オゾン、窒素酸化物、硝酸イオン、アンモニウムイオン等の放電生成物を生成することが知られている。放電電極40の周囲に形成される電界が強い程、放電生成物の生成量が増加する。また、トナーには、熱と圧力を加えられて融けたトナーが定着ローラー31に貼り付かないようにワックスが含まれている。このワックスは、定着処理時にトナー像(トナー)から揮発し、定着ローラー31等の周囲に浮遊する浮遊物になる。放電生成物や浮遊物は、電界の発生源である放電電極40に付着し易い。放電生成物や浮遊物が放電電極40に付着すると、適正なコロナ放電を発生させることができなくなり、定着ベルト31Cを軸方向に均一に帯電させることが困難になることがある。
オフセット現象は常に発生するものではなく、含水率の高い(電気的抵抗の低い)シートSに画像形成を行う場合や、高温多湿の環境で画像形成を行う場合等に発生し易い。帯電器34の帯電性能を長期間に亘って維持するためには、シートSの含水率等に応じて、帯電器34による電界の強度をコントロールすることが望ましい。そこで、第1実施形態に係るカラープリンター1は、シートSの含水率等に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを変更する調整部50を備えている。
<調整部>
図2および図5を参照して、調整部50について説明する。図5は転写電流値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。
図2および図5を参照して、調整部50について説明する。図5は転写電流値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。
図2に示すように、調整部50は、計測部51と、制御部52と、を含んでいる。計測部51は、二次転写ローラー23に電気的に接続されている。計測部51は、二次転写ローラー23に流れる電流を計測(検知)する装置である。制御部52は、CPU、メモリーおよび入出力ポート等(いずれも図示せず)を含む装置である。制御部52は、入出力ポートを介して計測部51と定着バイアス電源43(可変回路43A)とに電気的に接続されている。CPUは、メモリーに記憶されたプログラムやデータ等に従って様々な演算処理を実行する。
メモリーには、シートSを介して中間転写ベルト22から二次転写ローラー23に流れる電流値(以下、「転写電流値」という。)と、放電電極40に印加する定着バイアスと、を対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図5に示すグラフに対応するものであって、転写電流値が低い場合には定着バイアスも低く設定され、転写電流値が高い場合には定着バイアスも高く設定されている。第1実施形態では、例えば、転写電流値が3つの範囲(図5のA1〜A3参照)に区分けされ、3つの範囲の転写電流値に対応するように3段階の定着バイアス(図5のB1〜B3参照)が設定されている。ここで、図5において、A2は転写電流値の標準値(範囲)であり、B2は定着バイアスの基準値である。転写電流値の標準値(範囲(A2))は、例えば、気温23度、湿度50%の環境において含水率7%のシートS(以下、「標準シートS」ともいう。)を転写ニップN1に通過させた場合の転写電流値に基づいて設定されている。また、定着バイアスの基準値(B2)は、標準シートSを定着ニップN2に通過させた場合にオフセット現象を抑制することができるように設定されている。なお、転写電流値(A1〜A3)や定着バイアス(B1〜B3)は、予め実験的に求めることが好ましい。
<定着バイアスの制御>
次に、図2および図6を参照して、定着バイアスの制御について説明する。図6は定着バイアスの制御を示すフローチャートである。
次に、図2および図6を参照して、定着バイアスの制御について説明する。図6は定着バイアスの制御を示すフローチャートである。
画像形成が開始されると、転写部11の定電圧電源24は、駆動ローラー20に定電圧を印加する。計測部51は、駆動ローラー20に印加された定電圧によって二次転写ローラー23に流れる転写電流値を所定の時間間隔で計測する。詳細には、シートSが転写ニップN1を通過していない状態で、計測部51は、中間転写ベルト22を介して駆動ローラー20から二次転写ローラー23に流れる転写電流値を計測する。一方、シートSが転写ニップN1を通過中の状態で、計測部51は、転写ニップN1を通過するシートSを介して中間転写ベルト22から二次転写ローラー23に流れる転写電流値を計測する。また、計測部51は、所定の時間間隔で計測結果(転写電流値)を制御部52に送信する。
制御部52は、計測部51から送信された転写電流値を受信し、メモリーに記憶する(ステップS1)。制御部52は、順次受信した転写電流値が閾値以上に変化した場合に、シートSが転写ニップN1を通過している(通紙中である)と判断する(ステップS2でYES)。そして、制御部52は、通紙中の転写電流値を認識してメモリーに記憶する(ステップS3)。なお、転写電流値が閾値未満である場合(ステップS2でNO)、制御部52は、転写電流値の受信および記憶を続ける。また、閾値は実験的に求められ、メモリーに記憶されている。
続いて、制御部52は、テーブルから通紙中の転写電流値に対応する定着バイアスを決定する(ステップS4)。そして、制御部52は、決定した定着バイアスを出力するように可変回路43Aを制御する(ステップS5)。すなわち、制御部52は、計測部51に計測された電流値に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを変更する。
具体的に説明すると、含水率の高い(低抵抗)シートSは、転写ニップN1で帯電され難いため、定着装置7においてオフセット現象を発生し易い。逆に、含水率の低い(高抵抗)シートSは、転写ニップN1で帯電され易いため、定着装置7においてオフセット現象を発生し難い。シートSの含水率が増加する程、シートSの電気抵抗値が低下し、計測部51で計測される転写電流値が上昇する。
例えば、図5にA3で示すように、通紙中の転写電流値が標準値(A2)よりも高い場合(オフセット現象が発生し易いシートSである場合)、制御部52は、放電電極40に印加する定着バイアスを基準値(B2)よりも高い値(B3)に変更する。逆に、図5にA1で示すように、通紙中の転写電流値が標準値(A2)よりも低い場合(オフセット現象が発生し難いシートSである場合)、制御部52は、放電電極40に印加する定着バイアスを基準値(B2)よりも低い値(B1)に変更する。制御部52は、シートSの後端が転写ニップN1を通過した後からシートSの先端が定着ニップN2に到達するまでの間に、以上のような定着バイアスの変更(制御)を実行する。帯電器34は、シートSの含水率(電気抵抗値)に基づいて設定された定着バイアスで定着ローラー31の表面を帯電させる。
以上説明した第1実施形態に係るカラープリンター1では、調整部50がシートSの電気抵抗値によって変化する二次転写ローラー23の転写電流値を計測し、その計測結果に応じて帯電器34に印加する定着バイアスを変更する構成とした。具体的には、調整部50は、シートSを通して転写部11(二次転写ローラー23)に流れる転写電流値の増加に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを増加させる。また、調整部50は、シートSを通して二次転写ローラー23に流れる転写電流値の減少に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを減少させる。この構成によれば、シートSの含水率等に応じた適正な定着バイアスを帯電器34(放電電極40)に印加することができる。また、定着装置7は転写部11よりもシートSの搬送方向下流側に設けられているため、シートSが定着装置7に到達する前に帯電器34に印加する定着バイアスを決定することができる。これにより、画像形成を行うシートS毎に適切な定着バイアスを設定することができる。例えば、含水率の低いシートSである場合、オフセット現象の発生リスクが低いため、定着バイアスを低くすることができる。これにより、放電生成物の生成を大幅に抑制することができる。また、放電電極40に対する放電生成物やワックス等の浮遊物等の付着量を減らすことができ、帯電器34の劣化を抑制することができる。
また、第1実施形態に係るカラープリンター1では、放電電極40が略鋸歯状に形成されていた。この構成によれば、針電極40Aから定着ローラー31に向けて効率良くコロナ放電を発生させることができ、定着ローラー31を軸方向に略均一に帯電させることができる。
また、第1実施形態に係るカラープリンター1では、一対の接地電極44が放電電極40を挟んで対向することで、放電電極40から安定したコロナ放電を発生させることができる。また、一対の接地電極44がツェナーダイオード45を介して接地することで、定着ローラー31の表面の帯電を促進することができる。
<第2実施形態>
次に、図7および図8を参照して、第2実施形態に係るカラープリンター60について説明する。図7はカラープリンター60の転写部61および定着装置7を模式的に示す断面図である。図8は転写電圧値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。なお、以下では、第1実施形態に係るカラープリンター1と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
次に、図7および図8を参照して、第2実施形態に係るカラープリンター60について説明する。図7はカラープリンター60の転写部61および定着装置7を模式的に示す断面図である。図8は転写電圧値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。なお、以下では、第1実施形態に係るカラープリンター1と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
図7に示すように、第2実施形態に係るカラープリンター60の転写部61は、定電圧電源24に代えて、駆動ローラー20に電気的に接続される定電流電源62を含んでいる。定電流電源62は、駆動ローラー20を介して中間転写ベルト22に定電流を印加する。なお、この印加電流は、調整部50によって電圧値を計測するために印加されるものである。
調整部63は、計測部64と、制御部65と、を含んでいる。計測部64は、二次転写ローラー23に電気的に接続されて、二次転写ローラー23に生じる電圧を計測(検知)する装置である。制御部65は、第1実施形態に係る制御部52と略同様であるが、テーブルに記憶されたデータが異なっている。メモリーには、シートSを介して中間転写ベルト22から二次転写ローラー23に生じる電圧値(以下、「転写電圧値」という。)と、放電電極40に印加する定着バイアスと、を対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図8に示すグラフに対応するものであって、転写電圧値が低い場合には定着バイアスが高く設定され、転写電圧値が高い場合には定着バイアスが低く設定されている。第2実施形態では、例えば、転写電圧値が3つの範囲(図8のV1〜V3参照)に区分けされ、3つの範囲の転写電圧値に対応するように3段階の定着バイアス(図8のB1〜B3参照)が設定されている。ここで、図8のV2は転写電圧値の標準値(範囲)であって、標準シートSを転写ニップN1に通過させた場合の転写電圧値に基づいて設定されている。なお、転写電圧値(V1〜V3)は予め実験的に求めることが好ましい。
次に、第2実施形態に係るカラープリンター60の定着バイアスの制御について簡単に説明する。
画像形成が開始されると、転写部61の定電流電源62は、駆動ローラー20に定電流を印加する。シートSが転写ニップN1を通過していない状態で、計測部64は、中間転写ベルト22を介して駆動ローラー20から二次転写ローラー23に生じる転写電圧値を計測する。一方、シートSが転写ニップN1を通過中の状態で、計測部64は、転写ニップN1を通過するシートSを介して中間転写ベルト22から二次転写ローラー23に生じる転写電圧値を計測する。計測部64は、所定の時間間隔で転写電圧値を計測し、且つ所定の時間間隔で転写電圧値を制御部65に送信する。
制御部65は、受信した転写電圧値をメモリーに記憶する。制御部65は、順次受信した転写電圧値が閾値以上に変化した場合に通紙中であると判断し、通紙中の転写電圧値をメモリーに記憶する。そして、制御部65は、テーブルから通紙中の転写電圧値に対応する定着バイアスを決定し、その定着バイアスを出力するように可変回路43Aを制御する。すなわち、制御部65は、計測部64に計測された転写電圧値に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを変更する。
シートSの含水率が増加(電気抵抗値が低下)する程、計測部51で計測される転写電圧値が低下する。例えば、図8にV1で示すように、通紙中の転写電圧値が標準値(V2)よりも低い場合、制御部65は、オフセット現象を発生し易いシートSであると判断し、放電電極40に印加する定着バイアスを基準値(B2)よりも高い値(B3)に変更する。逆に、図8にV3で示すように、通紙中の転写電圧値が標準値(V2)よりも高い場合、制御部65は、オフセット現象を発生し難いシートSであると判断し、放電電極40に印加する定着バイアスを基準値(B2)よりも低い値(B1)に変更する。制御部65は、シートSの後端が転写ニップN1を通過した後からシートSの先端が定着ニップN2に到達するまでの間に、以上のような定着バイアスの変更(制御)を実行する。帯電器34は、シートSの含水率(電気抵抗値)に基づいて設定された定着バイアスで定着ローラー31の表面を帯電させる。
以上説明した第2実施形態に係るカラープリンター60では、調整部63がシートSの抵抗値によって変化する二次転写ローラー23の転写電圧値を計測し、その計測結果に応じて帯電器34に印加する定着バイアスを変更する構成とした。具体的には、調整部63は、シートSを通して転写部61(二次転写ローラー23)に生じる転写電圧値の減少に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを増加させる。また、調整部63は、シートSを通して二次転写ローラー23に生じる転写電圧値の増加に応じて放電電極40に印加する定着バイアスを減少させる。この構成によれば、第1実施形態に係るカラープリンター1と同様の効果を得ることができる。
なお、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、高抵抗のシートSである場合に定着バイアスを低くしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、オフセット現象が発生する虞が非常に低い場合には、制御部52,65は、帯電器34(定着バイアス電源43)を停止する制御を行ってもよい(定着ローラー31の表面を帯電させなくてもよい)。
また、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、転写電流値および転写電圧値が3つに区分けされ、定着バイアスを3段階に変化させていたが、本発明はこれに限定されない。転写電流値等は2つ以上に区分けされていればよく、定着バイアスも2段階以上に変化することができればよい。また、転写電流値等と定着バイアスとを一次式で表せる関係(線形)とするようにテーブルを設定してもよい。つまり、転写電流値等の増減に伴って滑らかに定着バイアスを増減するように制御してもよい。また、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、転写電流値と転写電圧値との標準値や定着バイアスの基準値が3段階の中間の値であったが、これに限らず、中間の値よりも低い値または高い値を標準値や基準値にしてもよい。
また、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、定着バイアスの制御のステップS2において、転写電流値(転写電圧値)が閾値以上に変化した場合に通紙中であると判定していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、転写ニップN1よりも搬送路8の下流側にシートSの通過を検知するセンサーを設け、制御部52,65はセンサーの検知結果から通紙中か否かを判断してもよい。
また、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、定着ベルト31Cが1つの定着ローラー31の表面を構成していたが、本発明はこれに限定されない。図示は省略するが、定着部材が定着ベルトを複数のローラーに掛け回して構成されていてもよい。また、帯電器34は、略鋸歯状の電極を含んでいたが、これに限らず、絶縁性に部品に架設された電極としての放電ワイヤーを含む帯電器であってもよい。さらに、帯電器34は、グリッド電極を更に含むスコロトロン帯電器であってもよい。
また、第1および第2実施形態に係るカラープリンター1,60では、正極性に帯電したトナーを用いていたが、これに限らず、負極性に帯電したトナーを用いてもよい。この場合、帯電器34は定着ローラー31の表面を負極性に帯電させることが好ましい。
また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター1,60に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。モノクロプリンターに適用する場合、転写部は、像担持体としての感光体ドラムとで転写ニップを形成する転写ローラーを含むことが好ましい。
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
1,60 カラープリンター(画像形成装置)
7 定着装置
11,61 転写部
22 中間転写ベルト(像担持体)
23 二次転写ローラー(転写部材)
30 定着部
31 定着ローラー(定着部材)
32 加圧ローラー(加圧部材)
34 帯電器
40 放電電極
40A 針電極
44 接地電極
45 ツェナーダイオード
50,63 調整部
51,64 計測部
52,65 制御部
N1 転写ニップ
N2 定着ニップ
S シート(媒体)
7 定着装置
11,61 転写部
22 中間転写ベルト(像担持体)
23 二次転写ローラー(転写部材)
30 定着部
31 定着ローラー(定着部材)
32 加圧ローラー(加圧部材)
34 帯電器
40 放電電極
40A 針電極
44 接地電極
45 ツェナーダイオード
50,63 調整部
51,64 計測部
52,65 制御部
N1 転写ニップ
N2 定着ニップ
S シート(媒体)
Claims (6)
- 電圧を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、
前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、
前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、
前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写部は、
電圧を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、
回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、
前記調整部は、
前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に流れる電流値を計測する計測部と、
前記計測部に計測された電流値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 電流を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、
前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、
前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、
前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写部は、
電流を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、
回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、
前記調整部は、
前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に生じる電圧値を計測する計測部と、
前記計測部に計測された電圧値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記定着部は、
回転しながら前記媒体上の前記トナー像を加熱する定着部材と、
回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、を含み、
前記放電電極は、前記定着部材に対向し、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
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