JP6911661B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、像担持体と、転写ニップ部を像担持体とともに形成する転写部材と、転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段に流れる電流値を検知する電流検知回路と、を有し、転写ニップ部に転写材の先端が到達する前に転写部材に印加する初期転写電圧を印加した時に電流検知回路が検知する検知結果と初期転写電圧の値に基づいて補正電圧の値を決定し、転写電圧が初期転写電圧に補正電圧を加えた電圧である画像形成装置が開示されている。
特許文献2には、簡単な転写材含水率検出手段を備え、この検出結果から吸着、転写、剥離、除電定着条件に各装置の制御を行って、安定した高品質の画像を得ることを企図した画像形成装置が開示されている。
特許文献3には、転写ベルトに供給される記録用紙の電気抵抗を検出する抵抗検出装置を設け、その検出される電気抵抗が規定値未満であるときには所要の基準電流値とその基準電流値よりも低い低電流値又は電流ゼロ値とが一定の周期で交互に繰り返されて得られる電流波形からなる転写バイアスを印加する画像形成装置が開示されている。
請求項3に係る発明は、請求項2に係る画像形成装置において、前記判別器は走行する記録媒体の表面抵抗を検出する検出器であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれかに係る画像形成装置において、前記案内部材は、前記転写域から離れた部位に接地して設けられる第1の案内部材と、当該第1の案内部材と前記転写域との間に設けられ、前記第1の案内部材よりも高抵抗を介して接地して設けられる第2の案内部材とを有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記第2の案内部材は前記転写域への記録媒体の突入姿勢を案内する位置に配置され、前記第1の案内部材は前記第2の案内部材とは異なる傾斜姿勢で配置されることを特徴とする画像形成装置である。
請求項6に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記第2の転写電源の転写電圧は、前記記録媒体を介して前記第2の案内部材の高抵抗接地に至る経路に電流が流れないレベルで選定されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項7に係る発明は、請求項1乃至6のいずれかに係る画像形成装置において、前記転写電源は、前記第1の転写電源に対して前記第2の転写電源が選択的に切り替え可能な切替スイッチを有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、請求項1乃至7のいずれかに係る画像形成装置において、前記転写電源は、非転写時に前記対構成の転写部材間に予め決められた清掃電圧を与え、前記像保持体の画像保持面に対向して配置される転写部材上に残存した画像が前記像保持体側に転移させられる清掃電界を作用させる清掃電源を有し、非転写時に切り替えスイッチを介して前記清掃電源を切り替え可能に選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項9に係る発明は、請求項1乃至8のいずれかに係る画像形成装置において、前記像保持体は、像形成保持体上の画像を記録媒体に転写する前に中間的に転写して保持する中間転写体であり、前記転写装置は前記中間転写体上の画像を記録媒体に転写するものであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、任意の種類の記録媒体を使用したとしても、低抵抗の記録媒体を使用した場合には、転写域における転写電流変化に起因する転写画像の濃度段差を抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、任意の種類の記録媒体を使用したとしても、低抵抗の記録媒体を走行中に判別することができる。
請求項4に係る発明によれば、低抵抗の記録媒体を使用し、当該記録媒体の搬送方向後端部が第1の案内部材を抜けて第2の案内部材に至ったとしても、転写部位における転写電流変化に起因する転写画像の濃度段差を抑制することができる。
請求項5に係る発明によれば、転写域に至る記録媒体の搬送経路の自由度を高めることができる。
請求項6に係る発明によれば、第2の転写電圧を適切に設定することで、低抵抗の記録媒体を使用したとしても、案内部材への漏洩電流を抑制することができる。
請求項7に係る発明によれば、転写電源による転写電圧として、第1の転写電圧のみと、第1、第2の転写電圧の合算値とを選択的に切り替えることができる。
請求項8に係る発明によれば、転写電源を工夫することで、転写部材の汚れを清掃することができる。
請求項9に係る発明によれば、中間転写方式の画像形成装置において低抵抗の記録媒体が中間転写体の転写域を通過するとしても、転写域における転写電流変化に起因する転写画像の濃度段差を抑制することができる。
図1は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、帯電作像粒子による画像Gを移動可能に保持する薄肉状の像保持体1と、像保持体1及び記録媒体Sを挟持して搬送する対構成の転写部材3(具体的には3a,3b)を有し、当該対構成の転写部材3(3a,3b)で挟持された転写域TRにて像保持体1に保持された画像Gを転写する転写装置2と、転写装置2の転写域TRよりも記録媒体Sの搬送方向上流側に接地した状態で設けられ、記録媒体Sを転写域TRへ向けて案内する案内部材4と、対構成の転写部材3(3a,3b)間に転写電圧を与えることで転写域TRに転写電界を作用させる転写電源5と、を備え、転写電源5は、対構成の転写部材3(3a,3b)のいずれか一方の転写部材3aに通常使用される第1の転写電圧VT1を与える第1の転写電源5aと、記録媒体Sが予め決められた抵抗値以下又は媒体基材面に沿って導電層を有する低抵抗であるときに第1の転写電源5aと共に起動し、対構成の転写部材3(3a,3b)の他方の転写部材3bに第1の転写電圧VT1とは逆極性で絶対値が第1の転写電圧VT1以下の第2の転写電圧VT2を与える第2の転写電源5bとを有するものである。
また、対構成の転写部材3(3a,3b)としては、像保持体1及び記録媒体Sを挟持して搬送する機能を具備するものを広く含み、転写ロールと対向ロールとの組合せ、転写ベルトと対向ロールとの組合せは勿論、像保持体1の表面側に位置する転写部材3aを可動部材とし、像保持体1の裏面側に位置する転写部材3bを固定部材としてもよい。
更に、案内部材4は、図1では第1の案内部材4aと第2の案内部材4bとに分かれた態様が示されているが、これに限られるものではなく、2つに分かれていない態様であってもよいし、3以上に分かれた態様でもよい。
また、転写電源5としては、少なくとも第1の転写電源5aと第2の転写電源5bとを有するものであればよく、他の用途の電源を有する態様であってもよい。
尚、本例では、一方の転写部材3aに第1の転写電圧VT1を、他方の転写部材3bに第2の転写電圧VT2を与える態様が示されているが、第1の転写電圧VT1、第2の転写電圧VT2を与える転写部材3を逆の関係にしてもよいことは勿論である。但し、逆の関係にする態様では、第1の転写電圧VT1、第2の転写電圧VT2の極性を逆にすることが必要である。
先ず、記録媒体Sの種類を判別する代表的態様としては、転写域TRに向かって走行する記録媒体Sの種類が判別可能な判別器6を有し、当該判別器6の判別信号に基づいて第2の転写電源5bの要否を決定する態様が挙げられる。
ここで、判別器6としては、走行する記録媒体Sの表面抵抗を検出する検出器のほか、例えばユーザの指定や自動選別器により記録媒体Sの種類を選別した信号を判別する態様も含む。
更に、案内部材4の好ましい態様としては、第2の案内部材4bは転写域TRへの記録媒体Sの突入姿勢を案内する位置に配置され、第1の案内部材4aは第2の案内部材4bとは異なる傾斜姿勢で配置される態様が挙げられる。本例によれば、記録媒体Sの搬送経路を選定する自由度が高くなる点で好ましい。
更に、転写電源5の好ましい態様としては、第1の転写電源5aに対して第2の転写電源5bが選択的に切り替え可能な切替スイッチ7を有し、例えば判別器6の判別信号に基づいて制御装置8によって切替スイッチ7を切り替えるようにする態様が挙げられる。
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
図2は実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す。
−画像形成装置の全体構成−
同図において、画像形成装置20は、画像形成装置筐体21内に、複数の色成分(本実施の形態ではホワイト#1、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、ホワイト#2)画像を形成する画像形成部22(具体的には22a〜22f)と、各画像形成部22にて形成された各色成分画像を順次転写(一次転写)保持するベルト状の中間転写体30と、中間転写体30上に転写された各色成分画像を記録媒体としての用紙Sに二次転写(一括転写)する二次転写装置(一括転写装置)50と、二次転写された画像を用紙S上に定着させる定着装置70と、二次転写域に用紙Sを搬送する用紙搬送系80と、を備えている。尚、本例では、ホワイト#1、ホワイト#2は全く同色の白色材料を用いているが、用紙S上他の色成分画像よりも下層に位置するか、上層に位置するかによって異なる白色材料を用いたものでもよいことは勿論である。また、例えば一方のホワイト#1に代えて透明色の材料を用いるようにしてもよい。
本実施の形態において、各画像形成部22(22a〜22f)は、夫々ドラム状の感光体23を有し、各感光体23の周囲には、感光体23が帯電されるコロトロンや転写ロール等の帯電装置24、帯電された感光体23上に静電潜像が書き込まれるレーザ走査装置等の露光装置25、感光体23上に書き込まれた静電潜像が各色成分トナーにて現像される現像装置26、感光体23上のトナー画像が中間転写体30に転写される転写ロール等の一次転写装置27及び感光体23上の残留トナーが除去される感光体清掃装置28を夫々配設したものである。
更に、二次転写装置(一括転写装置)50は、図2及び図3に示すように、複数(例えば2つ)の張架ロール52(具体的には52a,52b)に転写搬送ベルト53が張架されたベルト転写モジュール51を中間転写体30の表面に接触するように配置したものである。
ここで、転写搬送ベルト53はクロロプレン等の材料を用いた体積抵抗率106〜1012Ω・cmの半導電性ベルトであり、一方の張架ロール52aを弾性転写ロール55として構成し、この弾性転写ロール55を転写搬送ベルト53を介して中間転写体30に二次転写域(一括転写域)TRにて圧接配置すると共に、中間転写体30の張架ロール33を弾性転写ロール55の対向電極をなす対向ロール56として対向配置し、一方の張架ロール52a位置から他方の張架ロール52b位置に向けて用紙Sの搬送経路を形成するものである。
そして、本例では、弾性転写ロール55は金属製シャフトの周囲に発泡ウレタンゴムやEPDMにカーボンブラック等が配合された弾性層を被覆した構成になっている。
尚、本例では、ベルト転写モジュール51の各張架ロール52(52a,52b)はいずれも接地されており、転写搬送ベルト53への帯電を防止するようになっている。また、転写搬送ベルト53の下流端での用紙Sの剥離性を考慮すると、下流側の張架ロール52bを上流側の張架ロール52aよりも小径にすることが有効である。
更に、本例では、転写電源60は、図3に示すように、対向ロール56(本例では張架ロール33を兼用)に給電ロール57を介して通常使用される第1の転写電圧VT1を印加する第1の転写電源としての通常転写電源61と、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55(一方の張架ロール52a)に第1の転写電圧VT1とは逆極性で且つ絶対値が第1の転写電圧VT1以下の第2の転写電圧VT2を印加する第2の転写電源としてのアシスト転写電源62と、非転写時の清掃サイクルにおいて対向ロール56に給電ロール57を介して第1の転写電圧VT1とは逆極性の清掃電圧Vcを印加する清掃電源63とを備えている。
そして、本例では、通常転写電源61、アシスト転写電源62及び清掃電源63は、図5に示すように、例えば高電圧が出力可能なトランス66〜68を利用して構成されている。尚、図5では、図3に示す給電ロール57は省略した。
更に、本例では、通常転写電源61と清掃電源63とを切り替え選択する第1の切替スイッチ64が設けられると共に、アシスト転写電源62と接地とを切り替え選択する第2の切替スイッチ65が設けられている。
そして、本例では、転写電源60は、用紙Sが低抵抗でない条件では通常転写電源61のみが用いられ、用紙Sが低抵抗の条件では通常転写電源61及びアシスト転写電源62の両方が用いられ、弾性転写ロール55及び対向ロール56間の転写域TRに所定の転写電界を形成するようになっている。
また、清掃サイクルは、非転写時の適宜タイミング、例えば画像形成装置の電源投入時、作像サイクル終了時などの予め決められたタイミングにて実施されるようになっている。
定着装置70は、図2に示すように、用紙Sの画像保持面側に接触して配置される駆動回転可能な加熱定着ロール71と、当該加熱定着ロール71に対向して圧接配置され、加熱定着ロール71に追従して回転する加圧定着ロール72とを有し、両定着ロール71,72間の転写領域に用紙S上に保持された画像を通過させ、当該画像を加熱加圧定着するものである。
更に、用紙搬送系80は、図2及び図3に示すように、複数段(本例では二段)の用紙供給容器81,82を有し、用紙供給容器81,82のいずれかから供給される用紙Sを略鉛直方向に延びる鉛直搬送路83から略水平方向に延びる水平搬送路84を経て二次転写域TRへと至り、その後、転写された画像が保持された用紙Sを、搬送ベルト85を経由して定着装置70による定着部位に至り、画像形成装置筐体21の側方に設けられた用紙排出受け86に排出するものである。
そして更に、用紙搬送系80は、水平搬送路84のうち定着装置70の用紙搬送方向下流側に位置する部分から下方に向かって分岐する反転可能な分岐搬送路87を有し、当該分岐搬送路87で反転された用紙Sを戻し搬送路88を経て再び鉛直搬送路83から水平搬送路84へと戻し、二次転写域TRにて用紙Sの裏面に画像を転写し、定着装置70を経て用紙排出受け86へ排出するようになっている。
また、用紙搬送系80には用紙Sを位置合せして二次転写域TRに供給する位置合せロール90のほか、各搬送路83,84,87,88には適宜数の搬送ロール91が設けられている。更に、水平搬送路84の二次転写域TRの入口側には位置合せロール90を通過した用紙Sを二次転写域TRへ案内する複数(本例では2つ)の案内シュート92,93が設けられている。本例では、前段に位置する案内シュート92は位置合せロール90を通過した用紙Sを後段に位置する案内シュート93の入口に案内するものであり、後段案内シュート93は二次転写域TRに向けて用紙Sを案内するものであり、前段案内シュート92及び後段案内シュート93は夫々異なる傾斜姿勢にて配置されている。そして、前段案内シュート92は直接接地されており、後段案内シュート93を高抵抗94を介して接地されている。更にまた、画像形成装置筐体21の用紙排出受け86の反対側には水平搬送路84に向かって手差し用紙が供給可能な手差し用紙供給器95が設けられている。
本例で使用可能な用紙Sとしては、例えば表面抵抗1010〜1012Ω/□の普通紙は勿論、普通紙よりも表面抵抗が低い低抵抗用紙が挙げられる。
ここで、低抵抗用紙Sの代表的態様としては、例えば図4(a)に示すように、用紙基材からなる基材層100上にアルミニウム等の金属層101を積層すると共に、当該金属層101をPET等の合成樹脂製の表層102で被覆する所謂メタリック用紙と称されるものがある。尚、基材層100と金属層101との間にPET等からなる接着層を設けるようにしたものもある。
この種のメタリック用紙には予め決められた抵抗値以下のものもあるが、例えば高抵抗素材の表層102を具備したメタリック用紙のように、JIS規格に則った表面抵抗測定法にて測定される抵抗値そのものは閾値レベル以下にはならないものの、転写電圧VTRを印加したときには実質的に低抵抗として作用するものもある。
この種の低抵抗用紙Sとしてのメタリック用紙には例えばYMCK(イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)からなるカラー画像を直に形成することも可能であるが、例えば図4(a)に示すように、メタリック用紙上に例えば図2に示す画像形成部22fを用いてホワイト(白色)Wによる背景画像としての白色画像GWを形成すると共に、白色画像GW上に図2に示す画像形成部22b〜22eを用いてYMCKによるカラー画像GYMCKを形成するようにしてもよいし、あるいは、図4(b)に示すように、メタリック用紙上に例えば図2に示す画像形成部22b〜22eを用いたYMCKによるカラー画像GYMCKを形成すると共に、カラー画像GYMCK上に図2に示す画像形成部22aを用いてホワイト(白色)Wによる白色画像GWを形成するようにしてもよい。
本例では、図3に示すように、用紙搬送系80の鉛直搬送路83又は水平搬送路84の一部に用紙種を判別するための判別器110が設けられている。この判別器110は、例えば図4(c)に示すように、用紙Sの搬送方向に沿って対構成の判別ロール111,112を並設し、用紙Sの搬送方向上流側に位置する対構成の判別ロール111の一方には判別用電源113を接続すると共に、他方を抵抗114を介して接地し、用紙Sの搬送方向下流側に位置する対構成の判別ロール112の一方と接地との間に電流計115を設けるようにしたものである。尚、判別ロール111,112としては用紙Sの搬送部材(位置合せロール90や搬送ロール91)を兼用してもよいし、搬送部材とは別に設けるようにしてもよい。
これに対し、用紙Sとしてメタリック用紙等の低抵抗用紙が使用されると仮定すると、低抵抗用紙の表面抵抗は普通紙に比べて小さいことから、対構成の判別ロール111,112間に低抵抗用紙が跨がって配置された場合、判別用電源113からの判別電流の一部は、図4(c)に実線で示すように、対構成の判別ロール111を横切るように流れると共に、判別電流の残りは用紙Sを伝わって判別ロール112側の電流計115に至り、電流計115にて測定された測定電流と判別用電源113の印加電圧とによって用紙Sの表面抵抗が演算されて用紙種が判別される。
尚、本例では、判別器110は搬送中の用紙Sの表面抵抗を測定することで用紙種を判別する態様であるが、例えばユーザが使用する用紙種を指定したときの指定信号に基づいて用紙種を判別するようにしたものでもよい。
本実施の形態において、図3に示すように、符号120は画像形成装置の作像処理を制御する制御装置であり、この制御装置120は、CPU、ROM、RAM及び入出力インタフェースを含むマイクロコンピュータからなり、入出力インタフェースを介して図示外のスタートスイッチや作像モードを選択するモード選択スイッチ等のスイッチ信号や各種センサ信号、更には、用紙種を判別する判別器110からの用紙判別信号等の各種入力信号を取り込み、ROMに予め格納されている作像制御プログラム(図6参照)をCPUで実行し、駆動制御対象に対する制御信号を生成した後に、各駆動制御対象(例えば第1の切替スイッチ64、第2の切替スイッチ65等)に制御信号を送出するようになっている。
今、図2に示す画像形成装置において、表面抵抗の異なる用紙Sが混在して使用される場合を想定すると、図6に示すように、図示外のスタートスイッチをオン操作することで画像形成装置によるプリント(作像処理)が開始される。
このとき、用紙Sは用紙供給容器81,82又は手差し用紙供給器95のいずれかから供給され、所定の搬送経路を経て二次転写域TRに向かって搬送されるが、二次転写域TRに至る前の搬送途中において、判別器110による用紙Sの表面抵抗の測定(用紙種の判別処理)が実施される。
制御装置120は、判別器110の判別結果に基づいて用紙Sが低抵抗用紙か否かを判別し、低抵抗用紙の場合には、第1の切替スイッチ64にて通常転写電源61を切り替え選択すると共に、第2の切替スイッチ65にてアシスト転写電源62を切り替え選択する。
一方、制御装置120は、用紙Sが低抵抗用紙ではないと判別すると、第1の切替スイッチ64にて通常転写電源61を切り替え選択すると共に、第2の切替スイッチ65にて直接接地を切り替え選択する。
この後、用紙Sが二次転写域TRに至ると、各画像形成部22(22a〜22f)にて形成されて中間転写体30に一次転写された画像Gは用紙Sに二次転写され、定着装置70による定着処理を経て用紙排出受け86に排出され、一連のプリント(作像処理)が終了する。
<普通紙>
今、用紙Sが普通紙の場合には、図3、図5及び図7(a)に示すように、転写電源60として通常転写電源61のみが起動し、二次転写域TRには通常転写電源61による転写電圧VT1からなる転写電圧VTRが印加され、図7(a)の点線Bに示すように、転写電流ITRが流れる。
この状態において、用紙Sは案内シュート92,93を経て二次転写域TRに至り、二次転写域TRにて中間転写体30上の画像Gが用紙Sに二次転写される。このとき、用紙Sが二次転写域TRを通過する間、用紙Sが案内シュート92,93に接触していたとしても、用紙Sの表面抵抗はある程度高いため、二次転写域TRでの転写電流ITRの一部が用紙Sを通電経路として案内シュート92,93の接地に至る通電経路を経て漏れることはなく、二次転写域TRにおける用紙Sに対する転写動作は安定して行われ、用紙Sの一部にて画像濃度が低下する等のトラブルは発生しない。
次に、用紙Sが低抵抗用紙(例えばメタリック用紙)である場合について説明する。
この場合には、図3、図5及び図7(a)に示すように、転写電源60として通常転写電源61及びアシスト転写電源62が起動し、二次転写域TRには通常転写電源61による転写電圧VT1とアシスト転写電源62による転写電圧VT2との総和からなる転写電圧VTRが印加され、図7(a)の実線Aに示すように、転写電流ITRが流れる。
この状態において、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55にはアシスト転写電源62による正極性の転写電圧VT2が印加されているため、例えば案内シュート92,93の接地電位よりも高い電位に保たれる。
今、低抵抗用紙Sの後端が前段案内シュート92を通過する前であると仮定すると、図8(a)に示すように、低抵抗用紙Sは二次転写域TRと前段案内シュート92との間に跨がって配置されている。このとき、二次転写域TRの弾性転写ロール55は前段案内シュート92の接地電位よりも転写電圧VT2だけ高い電位に保たれているため、二次転写域TRに流れる転写電流ITRは図7(a)の実線Aに示す通電経路を経て常に流れ、低抵抗用紙Sを通電経路として前段案内シュート92から接地に至る通電経路へと漏れ電流として流れる懸念はない。このため、二次転写域TRでは、中間転写体30の画像Gに対し低抵抗用紙S側に向かう転写電界が作用し、安定した二次転写動作が行われる。
このとき、後段案内シュート93は前段案内シュート92と異なり高抵抗94を介して接地されることから、低抵抗用紙Sが接触する案内シュート92,93との間の抵抗条件が変化することになるが、二次転写域TRの弾性転写ロール55は後段案内シュート93の接地電位よりも転写電圧VT2だけ高い電位に保たれているため、低抵抗用紙Sを通電経路として後段案内シュート93から接地に至る通電経路へと漏れ電流として流れる懸念はなく、二次転写域TRでは、安定した二次転写動作が継続的に行われる。
ZBUR+ITB:対向ロール56+中間転写体30のインピダンス
ZBTB+DR:ベルト転写モジュール51(転写搬送ベルト53+弾性転写ロール55)のインピダンス
ZITB:中間転写体30のインピダンス
Ztoner:トナーのインピダンス
Z基材層:低抵抗用紙Sの基材層100のインピダンス
Z金属層:低抵抗用紙Sの金属層101のインピダンス
Z表層:低抵抗用紙Sの表層102のインピダンス
尚、図10(a)において、符号92(93)は案内シュートを示し、VTRは転写電圧、ITRは転写電流を夫々示す。
このため、低抵抗用紙Sが二次転写域TRと案内シュート92(93)との間に跨がって配置されたとしても、転写電流ITRの一部が低抵抗用紙S及び案内シュート92(93)を経由して漏れる懸念はなく、二次転写域TRを流れる転写電流ITRは安定した状態を保つ。よって、例えば低抵抗用紙Sの略全域に均一濃度のハーフトーン画像をプリントするとしても、二次転写域TRにて転写電流ITRのムラに起因する転写画像の濃度段差は抑制される。
このため、本実施の形態では、例えば低抵抗用紙Sの略全域に均一濃度のハーフトーン画像をプリントするとしても、低抵抗用紙Sの後端において転写画像Gに濃度段差が生ずる懸念はない。
次に、本実施の形態に係る二次転写域TR周りの構成による性能を評価する上で比較の形態1に係る二次転写域TR周りの構成による性能について説明する。
比較の形態1に係る二次転写域TR周りの基本的構成は、図9(a)に示すように、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なり、転写電源60としてメタリック用紙等の低抵抗用紙Sを使用する場合であっても、アシスト転写電源62を用いることなく、通常転写電源61のみを用いるようにしたものである。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
図9(a)に示すように、低抵抗用紙Sの後端が前段案内シュート92を通過する前であると仮定すると、実施の形態1と略同様に、低抵抗用紙Sは二次転写域TRと前段案内シュート92との間に跨がって配置されている。
このとき、二次転写域TRにおけるベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55は直接接地されているため、二次転写域TRのベルト転写モジュール51の表面電位は前段案内シュート92の接地電位と同電位であるばかりか、後述するように、ベルト転写モジュール51のインピダンスが前段案内シュート92の接地に至るインピダンスに比べて高い。このため、転写電源60として通常転写電源61による転写電圧VTRが対向ロール56に印加されると、二次転写域TRでは、通常転写電源61からの転写電流ITRが低抵抗用紙Sを通電経路として前段案内シュート92から接地に至る漏れ電流となるが、転写電流ITRが対向ロール56から中間転写体30を経て低抵抗用紙S側へと安定的に流れるため、二次転写域TRでは安定した二次転写動作が行われる。
このとき、後段案内シュート93は前段案内シュート92と異なり高抵抗94を介して接地されることから、低抵抗用紙Sが接触する案内シュート92,93との間の抵抗条件が変化することになるが、案内シュート92,93間の抵抗条件の差異により、二次転写域TRでは転写電流ITRが変化する懸念がある。
ここで、図10(b)は比較の形態1における二次転写域TR周りの各要素の等価回路を示す。尚、図中の各要素のインピダンスについては図10(a)で定義したものと同様に表記した。
同図において、二次転写域TRに転写電圧VTRが印加されると、ベルト転写モジュール51の表面電位は案内シュート92(93)の接地電位と同電位であることから、例えばベルト転写モジュール51のインピダンスが後段案内シュート93の高抵抗94によるインピダンスよりも高い場合には、二次転写域TRでは、図10(b)に実線で示すように、通常転写電源61からの転写電流ITRが低抵抗用紙Sを通電経路として後段案内シュート93から接地に至る通電経路へと漏れ電流として流れるし、また、ベルト転写モジュール51のインピダンスが後段案内シュート93の高抵抗94によるインピダンスよりも低い場合には、二次転写域TRでは、通常転写電源61からの転写電流ITRは、図10(b)に仮想線で示すように、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55から接地に至る通電経路へと流れる。但し、いずれの場合であっても、案内シュート92,93間の抵抗条件の差異により、二次転写域TRでは転写電流ITRが変化する懸念がある。このため、例えば低抵抗用紙Sの略全域に均一濃度のハーフトーン画像をプリントする場合には、二次転写域TRにて転写電流ITRのムラに起因する転写画像の濃度段差が生じ易い。
また、本実施の形態では、二次転写装置50は、非転写時の予め決められたタイミングにて清掃サイクルを実施する。
本例において、清掃サイクル時には、制御装置120は、図3及び図5に示すように、第1の切替スイッチ64にて清掃電源63を切り替え選択すると共に、第2の切替スイッチ65にて直接接地を切り替え選択する。この結果、図7(b)に示すように、清掃電源63からの清掃電圧Vc(第1の転写電圧VT1と逆極性の正極性)が給電ロール57を介して対向ロール56に印加され、二次転写域TRには、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55との間に清掃電流Icが流れる。ここで、清掃電流Icは、清掃電圧Vcと、対向ロール56、中間転写体30及びベルト転写モジュール51のインピダンス(ZBUR+ITB,ZBTB+DR)とによって決定される。
このとき、対向ロール56には正極性の清掃電圧Vcが印加されるため、ベルト転写モジュール51の転写搬送ベルト53に転写画像Gの一部である負極性トナーが付着していたとしても、清掃電圧Vcによって負極性トナーには転写搬送ベルト53から中間転写体30へ吸引可能な清掃電界が働き、当該負極性トナーが中間転写体30側に吸引付着する。このため、中間転写体30側に吸引付着した負極性トナーは中間転写体清掃装置35によって清掃される。
実施例1は、実施の形態1に係る画像形成装置を具現化し、メタリック用紙等の低抵抗用紙Sを使用する場合の一例を示す。
本実施例では、用紙種を判別する判別器110は、図4(c)に示すように、判別用電源113から判別用電圧を印加したときに電流計115を流れる電流をモニタし、ある閾値を超えて電流が流れる条件で低抵抗用紙Sと判断するようにすればよい。例えば判別用電源113による判別用電流として130μAをかけた場合に、メタリック用紙等の低抵抗用紙Sを通過させると、電流計115のモニタ電流としては半分近い60μAが検出され、普通紙の場合に30μA未満であると仮定すれば、電流計115の閾値として30μAを選定することで低抵抗用紙Sの判別を行うことが可能である。
また、二次転写装置50の転写電源60としては以下のように設定すれば、二次転写動作及び清掃サイクルが実現可能である。
今、ZBUR+ITB(対向ロール56+中間転写体30のインピダンス)を30MΩ、ZBTB+DR(ベルト転写モジュール51のインピダンス)を5MΩとしたときに、
通常転写電源61の第1の転写電圧VT1は−8.7kV、
アシスト転写電源62の第2の転写電圧VT2は+1.3kV、
清掃電源63の清掃電圧Vcは+1.2kVを選定した。
本例では、低抵抗用紙Sを使用する場合には、二次転写域TRには負極性の転写電圧VTR(|VT1+VT2|=約10kVの電位差)が印加され、図7(a)にAで示す転写電流ITRが安定的に流れる。
ここで、通常転写電源61の第1の転写電圧VT1として−8.7kVを選定しているが、これは高圧電源の電圧上限に近い値であり、これよりも大きな電圧を生成するには著しく大きなトランスが必要になり、電源コストが嵩んでしまう。このため、本例では、通常転写電源61に加えて低コストのアシスト転写電源62を付加することで実質的に高電圧の転写電圧VTRを印加する方式を採用した。
また、低抵抗用紙S以外の用紙を使用する場合には、二次転写域TRには通常転写電源61のみによる負極性の転写電圧VTR(|VT1|=約8.7kVの電位差)が印加され、図7(a)にBで示す転写電流ITRが安定的に流れる。
更に、清掃サイクル時には、二次転写域TRには清掃電源63による正極性の清掃電圧Vc(約1.2kV)が印加され、図7(b)にCで示す清掃電流Icが流れる。
比較例1は、比較の形態1に係る画像形成装置(図9(a)〜(c)参照)を具現化したもので、図11(a)に示すように、転写電源60としてアシスト転写電源62を用いずに、用紙種に関係なく、通常転写電源61のみによる転写電圧VTRを印加するようにしたものである。尚、図11(a)において、比較の形態1と同様な構成要素については同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本比較例1では、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55と接地との間に電流計130を接続し、二次転写域TRには通常転写電源61による転写電圧VTRを印加し、低抵抗用紙Sに均一濃度のハーフトーン画像を形成する作像条件にて作像処理を実施し、低抵抗用紙Sが二次転写域TRを通過する間に電流計130を流れる電流をモニタするようにしたものである。
本比較例1においては、図11(a)に示すように、低抵抗用紙Sの後端が前段案内シュート92を抜ける前の状況で二次転写域TRを通過する場合には、二次転写域TRの転写電流ITRは低抵抗用紙Sを通じて前段案内シュート92から接地に至る通電経路を漏れ電流として流れ、ベルト転写モジュール51側の電流計130に流れるモニタ電流は略0の状態を維持する。
この後、低抵抗用紙Sの後端が前段案内シュート92を抜けると、低抵抗用紙Sは後段案内シュート93に接触することになるが、このとき、後段案内シュート93の高抵抗94がベルト転写モジュール51のインピダンスに比べて十分に低いと仮定すれば、二次転写域TRに流れる転写電流ITRは低抵抗用紙Sを通電経路として後段案内シュート93から接地に至る通電経路を経て漏れ電流として流れ、ベルト転写モジュール51側の電流計130に流れるモニタ電流は略0を維持する。この状態において、低抵抗用紙Sの後端が前段案内シュート92を抜けて後段案内シュート93に至ると、両者間の抵抗条件が異なる分は転写電流ITRが変化するかも知れないが、対向ロール56や中間転写体30のインピダンスに比べて十分に低い場合には転写電流ITRの変化分は少なく抑えられる。
この後、低抵抗用紙Sの後端が後段案内シュート93を抜けると、二次転写域TRの転写電流ITRは対向ロール56から中間転写体30を介してベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55から接地に至る電流経路へと流れる。このとき、二次転写域TRのシステム抵抗としてベルト転写モジュール51のインピダンスが加わるため、図11(b)に示すように、電流計130を流れるモニタ電流(転写電流ITRに相当)が略0レベルであった状態から急激(本例では約−20μA程度)に変化する。この状態において、転写電流ITRは二次転写域TRと案内シュート92(93)との間に低抵抗用紙Sが跨がっていた場合の転写電流ITRに比べて不足する傾向にあるため、低抵抗用紙Sの後端付近では転写不良が生じ易く、均一濃度のハーフトーン画像Gに濃度段差Gdが生ずる懸念がある。
Claims (9)
- 帯電作像粒子による画像を移動可能に保持する薄肉状の像保持体と、
前記像保持体及び記録媒体を挟持して搬送する対構成の転写部材を有し、当該対構成の転写部材で挟持された転写域にて前記像保持体に保持された画像を転写する転写装置と、
前記転写装置の転写域よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に接地した状態で設けられ、前記記録媒体を前記転写域へ向けて案内する案内部材と、
前記対構成の転写部材間に転写電圧を与えることで前記転写域に転写電界を作用させる転写電源と、を備え、
前記転写電源は、前記対構成の転写部材のいずれか一方の転写部材に通常使用される第1の転写電圧を与える第1の転写電源と、
前記記録媒体が予め決められた抵抗値以下又は媒体基材面に沿って導電層を有する低抵抗であるときに第1の転写電源と共に起動し、前記対構成の転写部材の他方の転写部材に前記第1の転写電圧とは逆極性で絶対値が前記第1の転写電圧以下の第2の転写電圧を与える第2の転写電源とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記転写域に向かって走行する記録媒体の種類が判別可能な判別器を有し、当該判別器の判別信号に基づいて前記第2の転写電源の要否を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置において、
前記判別器は走行する記録媒体の表面抵抗を検出する検出器であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3いずれかに記載の画像形成装置において、
前記案内部材は、前記転写域から離れた部位に接地して設けられる第1の案内部材と、当該第1の案内部材と前記転写域との間に設けられ、前記第1の案内部材よりも高抵抗を介して接地して設けられる第2の案内部材とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4に記載の画像形成装置において、
前記第2の案内部材は前記転写域への記録媒体の突入姿勢を案内する位置に配置され、前記第1の案内部材は前記第2の案内部材とは異なる傾斜姿勢で配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4に記載の画像形成装置において、
前記第2の転写電源の転写電圧は、前記記録媒体を介して前記第2の案内部材の高抵抗接地に至る経路に電流が流れないレベルで選定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6いずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写電源は、前記第1の転写電源に対して前記第2の転写電源が選択的に切り替え可能な切替スイッチを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7いずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写電源は、非転写時に前記対構成の転写部材間に予め決められた清掃電圧を与え、前記像保持体の画像保持面に対向して配置される転写部材上に残存した画像が前記像保持体側に転移させられる清掃電界を作用させる清掃電源を有し、非転写時に切り替えスイッチを介して前記清掃電源を切り替え可能に選択することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8いずれかに記載の画像形成装置において、
前記像保持体は、像形成保持体上の画像を記録媒体に転写する前に中間的に転写して保持する中間転写体であり、前記転写装置は前記中間転写体上の画像を記録媒体に転写するものであることを特徴とする画像形成装置。
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