JP5261213B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体からシートに対して現像剤像を転写する転写処理を実行する電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus that executes a transfer process for transferring a developer image from an image carrier to a sheet.
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体から現像剤像を用紙に転写する転写工程が実行される。この転写工程時において、用紙が感光体に吸着することがあったため、用紙が感光体に吸着することを防止したり、感光体に吸着した用紙を剥離したりするための様々な工夫が従来行われてきた。 In an electrophotographic image forming apparatus, a transfer process for transferring a developer image from a photoreceptor to a sheet is performed. During this transfer process, since the paper may be adsorbed to the photoconductor, various contrivances for preventing the paper from adsorbing to the photoconductor or peeling the paper adsorbed to the photoconductor are conventionally performed. I have been.
例えば、従来、感光体からの用紙剥離性向上を図るために、現像装置の近傍に除電ランプが設けられることがあった。この除電ランプを採用する技術の中には、除電ランプの光量が感光体の画像の先端部では高く、画像の後端部においては低くなるように切り換えることによって、画像形成処理に支障を来たすことなく、用紙の剥離性を向上させようとするものが存在する(例えば、特許文献1参照。)。 For example, conventionally, there has been a case where a static elimination lamp is provided in the vicinity of the developing device in order to improve the peelability of the sheet from the photoreceptor. Among the technologies that employ this static elimination lamp, the image forming process may be hindered by switching so that the quantity of the static elimination lamp is high at the leading edge of the image on the photoreceptor and low at the trailing edge of the image. However, there is one that attempts to improve the peelability of the paper (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載されるように、用紙先端領域に対する転写前除電ランプの光量を高くすることによって感光体の表面を除電している場合であっても、転写処理されるべき用紙が感光体側に吸引されてしまう事態が発生することがあった。その理由として、感光体を除電することによって感光体の吸着力を減少させた場合でも、依然として感光体から力が用紙に作用し、自然剥離に近い状態で感光体から用紙が剥離するような状況が形成されていないことが挙げられる。 However, as described in Patent Document 1, even when the surface of the photosensitive member is neutralized by increasing the light amount of the pre-transfer neutralization lamp with respect to the leading end region of the sheet, there is a sheet to be transferred. There has been a case in which the toner is attracted to the photosensitive member side. The reason for this is that even if the adsorption force of the photoconductor is reduced by removing the charge from the photoconductor, the force still acts on the paper from the photoconductor and the paper is peeled off from the photoconductor in a state close to natural peeling. Is not formed.
この発明の目的は、自然剥離に近い状態で像担持体からシートを剥離することが可能な画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of peeling a sheet from an image carrier in a state close to natural peeling.
この発明に係る画像形成装置は、転写手段、転写前除電手段、および制御手段を備える。転写手段は、像担持体上に形成された現像剤像をシートに転写するように構成される。転写前除電手段は、現像剤像の転写前に像担持体を除電し、像担持体の表面の電位を低下させるように構成される。転写前除電手段の例として、LED等を備えた除電ランプが挙げられる。 The image forming apparatus according to the present invention includes a transfer unit, a pre-transfer charge eliminating unit, and a control unit. The transfer unit is configured to transfer the developer image formed on the image carrier to a sheet. The pre-transfer charge removing unit is configured to discharge the image carrier before transferring the developer image and to reduce the surface potential of the image carrier. As an example of the pre-transfer charge eliminating means, a charge eliminating lamp including an LED or the like can be given.
制御手段は、少なくとも転写手段および転写前除電手段を制御するように構成される。制御手段は、少なくとも像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域を除電するように転写前除電手段を制御するとともに、シートの非画像領域が通過するときに通常の転写電位よりも低い電位になるように転写手段を制御する。 The control means is configured to control at least the transfer means and the pre-transfer charge eliminating means. The control unit controls the pre-transfer neutralization unit so as to neutralize at least a region corresponding to the non-image region located at the leading edge of the sheet in the image carrier, and a normal transfer potential when the non-image region of the sheet passes. The transfer means is controlled so as to have a lower potential.
この構成においては、像担持体におけるシートの先端の非画像領域と接触する箇所が、転写前除電手段によって除電されるため、シートの先端が像担持体に吸着しにくくなる。 In this configuration, the portion of the image carrier that comes into contact with the non-image area at the leading edge of the sheet is neutralized by the pre-transfer neutralizing means, so that the leading edge of the sheet is hardly attracted to the image carrier.
さらに、シートの先端の非画像領域に対しては、転写手段が、通常の転写電位よりも小さい電位に設定されることにより、像担持体上の残電位がシートに対して作用させる影響を打ち消し易くなる。 Furthermore, for the non-image area at the leading edge of the sheet, the transfer means is set to a potential smaller than the normal transfer potential, thereby canceling the influence of the residual potential on the image carrier acting on the sheet. It becomes easy.
シートの先端の非画像領域に対して、出願人の実験によれば、転写手段による転写電位は、感光体上の残電位に負けない程度必要である。例えば、像担持体を除電していても転写手段による転写電位が高いとシートは像担持体の方に行く確率が高い。一方で、転写手段による転写電位をゼロ近くまで落としてもシートが像担持体に吸着されることがあった。 According to the applicant's experiment with respect to the non-image area at the leading edge of the sheet, the transfer potential by the transfer means is required to be as high as the remaining potential on the photoreceptor. For example, even if the image carrier is neutralized, if the transfer potential by the transfer means is high, the probability that the sheet will go to the image carrier is high. On the other hand, the sheet may be adsorbed to the image carrier even when the transfer potential by the transfer means is reduced to near zero.
シートの先端の非画像領域に対して、感光体上の残電位に負けない程度に転写手段の転写電位を設定することにより、シートが自らのコシを利用して、自然に感光体から剥離するようになり易いため、シートの剥離性が向上する。 By setting the transfer potential of the transfer means to the non-image area at the leading edge of the sheet so as not to be defeated by the residual potential on the photoconductor, the sheet naturally peels from the photoconductor using its stiffness. Therefore, the peelability of the sheet is improved.
上述の構成において、制御手段は、像担持体における転写前除電手段に除電された領域の電位と、シートの非画像領域が通過するときの転写手段におけるシートとの当接部の電位とが等しくなるように、転写手段を制御することが好ましい。このような制御を採用することにより、シートがより自然剥離に近い状況で像担持体から剥離し易くなる。 In the above-described configuration, the control means equalizes the potential of the area neutralized by the pre-transfer neutralization means in the image carrier and the potential of the contact portion with the sheet in the transfer means when the non-image area of the sheet passes. Thus, it is preferable to control the transfer means. By adopting such control, the sheet can be easily peeled from the image carrier in a situation closer to natural peeling.
この発明によれば、自然剥離に近い状態で像担持体からシートを剥離することが可能な画像形成装置を提供することである。 According to the present invention, an image forming apparatus capable of peeling a sheet from an image carrier in a state close to natural peeling is provided.
図1は、この発明の実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す正面断面の略図である。画像形成装置100は、画像読取ユニット200、画像形成ユニット300、および給紙ユニット400を備える。
FIG. 1 is a schematic front sectional view showing the configuration of an
画像読取ユニット200は、Automatic Document Feeder(以下、ADF)201、第1原稿台202、第2原稿台203、第1ミラーベース204、第2ミラーベース205、レンズ206、およびCharge Coupled Device(以下、CCD)207を備える。
The
ADF201は、原稿トレイ211から第2原稿台203へと順次原稿を搬送する。ADF201は、第1原稿台202および第2原稿台203を覆う原稿カバーとして機能する。第1原稿台202および第2原稿台203は、ともに硬質ガラス板によって構成される。
The ADF 201 sequentially conveys documents from the document tray 211 to the second document table 203. The
第1ミラーベース204および第2ミラーベース205は、第1原稿台202および第2原稿台203の下方に配置される。第1ミラーベース204および第2ミラーベース205は、水平方向に往復移動自在に支持されている。第2ミラーベース205の移動速度は、第1ミラーベース204の移動速度の1/2である。第1ミラーベース204は、光源および第1ミラーを搭載している。第2ミラーベース205は、第2ミラーおよび第3ミラーを搭載している。
The
ADF201によって搬送される原稿の画像を読み取る際には、第1ミラーベース204は、第2原稿台203の下方に停止している。一方、第1原稿台202に載置された原稿の画像を読み取る際には、第1ミラーベース204および第2ミラーベース205は、第1原稿台202の下方を水平方向に移動する。
When reading an image of a document conveyed by the
原稿の画像面からの反射光は、第1ミラーベース204、第2ミラーベース205、およびレンズ206を経由してCCD207に入射する。CCD207は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、画像形成ユニット300に画像データとして入力される。
Reflected light from the image surface of the document enters the
画像形成ユニット300は、画像形成部30を備える。画像形成部30は、感光体ドラム31、帯電器32、露光装置33、現像装置34、除電ランプ39、転写ユニット35、クリーナ36、および定着装置37を備える。
The
感光体ドラム31は、表面に感光層が形成されており、図1中の矢印で示す方向に回転する。帯電器32は、感光体ドラム31の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器32は、チャージャ等の非接触タイプのものでも良いし、ローラまたはブラシ等の接触タイプのものでも良い。
The
露光装置33は、感光体ドラム31の表面に、画像データに基づく光を照射する。これによって、感光体ドラム31の表面には、静電潜像が形成される。ここでは、露光装置33としてレーザ・スキャニング・ユニットを用いている。ただし、露光装置33として、ELやLED等の発光素子をアレイ状に配置した書込ユニットを用いることもできる。現像装置34は、感光体ドラム31の表面にトナーを供給することによって、感光体ドラム31の表面にトナー像を形成する。除電ランプ39は、感光体の表面電位を低下させるために感光体ドラム31の表面を露光するように構成される。この実施形態では除電ランプとして、LEDを用いているが、除電ランプ39の構成はこれに限定されるものではない。
The
転写ユニット35は、感光体ドラム31の下方に配置されており、転写ベルト354を備える。転写ベルト354は、複数のローラに架けわたされている。転写ベルト354は、1×109 〜1×1013 Ω・cm程度の抵抗値を有する。転写ベルト354によって形成されるループの内側に、感光体ドラム31表面のトナー像を用紙に転写するための転写ローラ352が配置される。転写ローラ352は、転写ベルト354を挟んで感光体ドラム31に圧接する。転写ローラ352は、トナー像の転写時に、所定の転写電圧が印加される。
The
クリーナ36は、用紙に対するトナー像の転写を終えた感光体ドラム31の表面から、残留しているトナーを除去する。転写ローラ352およびクリーナ36の間には、感光体ドラム31の表面に吸着された用紙を剥離させるための剥離爪41が配置される。
The cleaner 36 removes residual toner from the surface of the
定着装置37は、加熱ローラ372および加圧ローラ374を備える。加熱ローラ372は、加熱ローラ372の表面を加熱するためのヒータを内部に備える。加圧ローラ374は、加熱ローラ372に所定の圧力で圧接する。加熱ローラ372と加圧ローラ374との間を通過することにより、用紙に付着したトナー像が用紙に定着する。定着装置37を通過した用紙は、画像形成装置100の側面に装着された排紙トレイ38に排出されるか、またはスイッチバック搬送路を介して再び画像形成位置へと搬送される。
The fixing
給紙ユニット400は、この発明の給紙部であり、給紙カセット401,402,403,404および手差しトレイ405を備える。給紙ユニット400は、給紙カセット401〜404または手差しトレイ405のいずれか1つから順次用紙を画像形成部30に供給する。
The
図2は、画像形成装置100の概略を示すブロック図である。画像形成装置100は、各部を統括的に制御する制御部50を備えている。この制御部50は、画像読取ユニット200、画像形成ユニット300、給紙ユニット400、搬送ユニット56、ROM52、RAM54、画像処理部58、インターフェース部60、およびハードディスク62に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of the
搬送ユニット56は、画像形成装置100の内部に形成された搬送路に沿って、設定された手順によって用紙を搬送するように構成される。ROM52は、制御部50の動作に必要となる複数のプログラムを格納している。RAM54は、制御部50から直接アクセス可能なメモリであり、一時的にデータを記録することが可能な揮発性メモリである。画像処理部58は、画像読取ユニット200またはインターフェース部60を介して入力された画像データに対して設定された手順で画像処理を行うように構成される。インターフェース部60は、外部機器との通信を行う機能を有する。ハードディスク62は、画像データや設定情報等のデータを記録可能に構成されている。
The
図3は、転写ローラ352および除電ランプ39を制御するための構成の概略を示す図である。図3に示すように、転写ローラ352は、転写ローラ352に印加される電流値を制御する転写電流制御部356に接続される。また、除電ランプ39は、除電ランプ39に印加される電圧値を制御するためのランプ制御部392に接続される。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a configuration for controlling the
制御部50は、画像データの画像領域の開始位置を判別する判別部64を備えており、判別部64の判別結果に基づいて用紙における非画像領域の範囲を決定し、転写電流制御部356およびランプ制御部392に対して制御信号を出力する。一方で、転写電流制御部356およびランプ制御部392は、それぞれ制御部50からの制御信号に基づいて動作を行う。
The
図4は、転写ローラ352および除電ランプ39を動作させたときの感光体ドラム31の帯電状態を示す図である。図4に示すように、除電ランプ39に露光されることによって感光体ドラム31の表面電位が低下する。このとき、除電ランプ39の発光出力が所定値を超えている場合、それ以上に発光出力を強くしても感光体ドラム31の表面電位が完全に0Vになることはなく、数十V程度(例えば、−80V程度)の残電位が残る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a charged state of the
このため、制御部50は、感光体ドラム31上の残電位からの影響を相殺するように転写ローラ352に若干の電流を流すことにより、搬送される用紙40が感光体ドラム31に吸着されることを防止するようにしている。
For this reason, the
図5(A)〜図5(C)は、除電ランプ39および転写ローラ352に対する制御を説明するためのタイミングチャートである。図5(B)に示すように、制御部50は、少なくとも感光体ドラム31におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域に対して除電ランプ39によって除電処理を実行させる。
FIG. 5A to FIG. 5C are timing charts for explaining control of the
さらに、図5(C)に示すように、制御部50は、除電ランプ39によって露光された領域に対応する箇所、つまり、用紙40の先端に位置する非画像領域に接触するときに、本来の転写電流値(T3)よりも低い値(T2)の電流が転写ローラ352に印加されるように転写電流制御部356を制御する。
Further, as shown in FIG. 5C, when the
図6は、除電ランプ39に印加される電圧および転写ローラ352に印加される電流と、そのときの用紙40の剥離性との関係を示している。図6において結果が丸印になっている箇所は、1000枚の用紙を連続して搬送した場合であっても、用紙40が感光体ドラム31に吸着しなかったことを示している。この実験では、用紙40における剥離爪41の配置位置に対応する箇所に傷または黒シミ等が存在することが確認されたときに、用紙40が感光体ドラム31に吸着されたものと判断する。
FIG. 6 shows the relationship between the voltage applied to the
図6に示すように、転写ローラ352に対して転写電流を印加しない場合には、除電ランプ39による露光の有無に関わらず感光体ドラム31に用紙40が吸着することがあった。また、転写ローラ352に対して通常の転写時と同様の転写電流を印加する場合にも、感光体ドラム31に用紙40が吸着することがあった。
As shown in FIG. 6, when a transfer current is not applied to the
一方で、転写前除電を行わない場合や除電ランプ39に印加される電圧が所定値よりも低い場合には、感光体ドラム31に用紙40が吸着することがあった。ここで、所定値とは、感光体ドラム31の表面の残電位を最低レベル(例えば、−80V程度)まで減少させることが可能な印加電圧値を示している。
On the other hand, when the pre-transfer static elimination is not performed or when the voltage applied to the
以上の実験により、除電ランプ39に40V以上の電圧を印加し、かつ、転写ローラ352に対して10μAの電流値を印加したときに、感光体ドラム31に用紙40が吸着することが防止されることが分かった。除電ランプ39に40V以上の電圧を印加することにより、感光体ドラム31の表面の残電位が最低レベル(例えば、−80V程度)まで減少する。さらに、転写ローラ352に対して10μAの電流値を印加することにより、転写ベルト354における用紙40と接触する箇所の電位が、感光体ドラム31の表面の残電位と等しくなるものと推認される。このため、感光体ドラム31から用紙40に作用する力と、転写ベルト354から用紙40に作用する力とがほぼ釣り合うこととなり、用紙40が自らのコシによって自然に感光体ドラム31から剥離するようになるものと推認される。
As a result of the above experiment, the
上述の例では、転写ローラ352に対して10μAの電流値を印加する例を示したが、転写ローラ352に印加する電流値は、転写ローラ352および転写ベルト354の抵抗値等によって適宜変更すると良い。重要なことは、転写ベルト354における用紙と接触する箇所の電位が、感光体ドラム31の表面の残電位の最低値と等しくなるように、転写ローラ352に印加する電流値を調整することである。転写ローラ352に印加する電流値は、温度や湿度等の環境によっても影響を受けるため、転写ローラ352周囲の環境に応じて転写ローラ352に印加する電流値を微調整することが好ましい。
In the above example, an example in which a current value of 10 μA is applied to the
以上の実施形態によれば、感光体ドラム31から作用する力や転写ローラ352(または転写ベルト354)から作用する力によって用紙40が影響を受けにくくなるため、用紙40が感光体ドラム31に吸着しにくくなり、かつ、感光体ドラム31に吸着した場合でも自らのコシの力によって自然に感光体ドラム31から剥離するようになる。
According to the above embodiment, the
図7(A)〜図7(C)は、除電ランプおよび転写ローラに対する制御手法の別の例を示すタイミングチャートである。この例では、図7(B)に示すように、感光体ドラム31における用紙40の非画像領域に対応する箇所に露光した後、さらに、用紙の画像領域に対応する箇所に対しても、除電ランプ39による露光を行っている。このとき、除電ランプ39に対して印加する電圧の値は、非画像領域に対応する箇所に露光する場合の値よりも低い値(例えば、半減させた値)となっている。
FIG. 7A to FIG. 7C are timing charts showing another example of a control method for the charge removal lamp and the transfer roller. In this example, as shown in FIG. 7B, after exposure is performed on a portion of the
図7(B)に示す制御を行うか否かは、用紙40の種類に応じて、決定すると良い。例えば、コシが弱くて感光体ドラム31に吸着し易い用紙(例えば、薄紙)に対して画像形成処理を行う場合には、図7(B)に示す制御を行う一方で、コシが強くて感光体ドラム31に吸着しにくい用紙に対して画像形成処理を行う場合には、上述の図5(B)に示す制御を行うと良い。
Whether to perform the control shown in FIG. 7B may be determined according to the type of
また、図7(B)に示す制御を行うか否かを、入力される画像データに応じて決定しても良い。例えば、黒ベタ画像等のように画像形成処理時に使用するトナー量が多い場合には、図7(B)に示す制御を行う一方で、画像形成処理時に使用するトナー量が少ない場合には、上述の図5(B)に示す制御を行うと良い。さらには、図7(B)に示す制御を行うか否かを、用紙40の種類および入力される画像データの両方を考慮して決定しても良い。
Further, whether or not to perform the control shown in FIG. 7B may be determined according to input image data. For example, when the amount of toner used during the image forming process is large, such as a black solid image, the control shown in FIG. 7B is performed, while when the amount of toner used during the image forming process is small, The control shown in FIG. 5B may be performed. Furthermore, whether or not to perform the control shown in FIG. 7B may be determined in consideration of both the type of
上述の実施形態では、像担持体が感光体である場合について説明したが、本発明の適用範囲は感光体には限定されない。例えば、中間転写ベルトおよび2次転写ローラの近傍において、中間転写ベルトに吸着する用紙を剥離するために本発明を適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the case where the image carrier is a photoconductor has been described. However, the application range of the present invention is not limited to the photoconductor. For example, the present invention can be applied to peel off the paper adsorbed on the intermediate transfer belt in the vicinity of the intermediate transfer belt and the secondary transfer roller.
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
31−感光体ドラム
39−除電ランプ
50−制御部
100−画像形成装置
352−転写ローラ
354−転写ベルト
356−転写電流制御部
392−ランプ制御部
31-photosensitive drum 39-static discharge lamp 50-control unit 100-image forming apparatus 352-transfer roller 354-transfer belt 356-transfer current control unit 392-lamp control unit
Claims (4)
前記現像剤像の転写前に前記像担持体を除電し、前記像担持体の表面の電位を低下させるように構成された転写前除電手段と、
少なくとも前記転写手段および前記転写前除電手段を制御するように構成された制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、シートの種類又は画像データの少なくとも一方に応じて第1制御処理又は第2制御処理を選択的に行い、
前記第1制御処理は、少なくとも前記像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域を除電するように前記転写前除電手段を制御するとともに、シートの前記非画像領域が通過するときに通常の転写電位よりも低い電位になるように前記転写手段を制御した後に、少なくともシートの画像領域が通過するときに通常の転写電圧を印加するように前記転写手段を制御し、
前記第2制御処理は、前記第1制御処理の他に、前記第1制御処理時よりも低い電圧値で印加して、前記像担持体におけるシートの前記画像領域に対応する領域を除電するように前記転写前除電手段を制御する画像形成装置。 Transfer means for transferring a developer image formed on the image carrier to a sheet;
A pre-transfer charge eliminating unit configured to neutralize the image carrier before transferring the developer image, and to reduce the surface potential of the image carrier;
Control means configured to control at least the transfer means and the pre-transfer charge eliminating means;
With
The control means selectively performs the first control process or the second control process according to at least one of a sheet type or image data,
The first control process controls the pre-transfer neutralization unit so as to neutralize at least a region corresponding to a non-image region located at the leading edge of the sheet in the image carrier, and the non-image region of the sheet passes. Controlling the transfer means so that a normal transfer voltage is applied at least when the image area of the sheet passes after controlling the transfer means to be lower than the normal transfer potential .
In the second control process, in addition to the first control process, a voltage value lower than that in the first control process is applied to neutralize an area corresponding to the image area of the sheet on the image carrier. And an image forming apparatus for controlling the pre-transfer charge eliminating means .
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