JP2004271883A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コロナ帯電器を使用した画像形成装置において高湿環境下で発生する画像流れを防止する。
【解決手段】吸気ファン20で外気を吸引して、吸気ダクト22を介してコロナ帯電器22に導き、オゾンを含むエアを、排気ダクト23、排気ファン24を介して排出する。画像形成中のエアの風速を、温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg以上の場合に、切り換え手段26によって減速させる。これにより、コロナ放電によって発生した放電生成物と水分とが反応する確率が低くなり、画像流れを防止できる。
【選択図】 図4
【解決手段】吸気ファン20で外気を吸引して、吸気ダクト22を介してコロナ帯電器22に導き、オゾンを含むエアを、排気ダクト23、排気ファン24を介して排出する。画像形成中のエアの風速を、温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg以上の場合に、切り換え手段26によって減速させる。これにより、コロナ放電によって発生した放電生成物と水分とが反応する確率が低くなり、画像流れを防止できる。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体の帯電手段としてコロナ帯電器を有するプリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ,複写機,ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、像担持体としてのドラム型の感光体(感光ドラム)を帯電する帯電手段として、非接触型の帯電器であるコロナ帯電器が使用される。
【0003】
コロナ帯電器は、空中放電を伴うため、オゾンが発生する。このオゾンを除去するために、送風ファンが使用される。送風ファンを回転させることで、周囲の空気を防塵フィルタを介して、コロナ帯電器の背面側から開口部を介して感光ドラム表面に向けて吹き付ける。このとき感光ドラムの長手方向でほぼ均一な風速で吹き付けられる。また、このとき送風ファンによってコロナ帯電器へ供給される空気の風速は、連続画像形成中でのコロナ帯電器内のオゾン濃度が、1ppm以下になるように設定されている。
【0004】
コロナ帯電器の開口部から排気された空気は、感光ドラムの回転方向に沿っての、コロナ帯電器の下流側に配置されている露光装置の照射位置の周囲に排気されるとともに、コロナ帯電器と現像装置との間の空間で、画像形成装置本体の奥側に取り付けられている排気ダクトを通じて排気ファンによって画像形成装置本体の外部に排出されるようになっている。
【0005】
さらに、連続して画像形成を行った場合、放電により発生したオゾンが空気中の窒素と反応して窒素酸化物が形成される。この窒素酸化物は、コロナ帯電器のグリッドやシールドに吸着する。また、窒素酸化物が感光ドラム表面に付着すると、帯電器跡の画像流れが発生する。
【0006】
この帯電器跡の画像流れを防止するために、画像形成終了後、一定時間、前述の送風ファン及び排気ファンを駆動する。
【0007】
コロナ帯電器近傍に上述のようなエアフローを形成することにより、コロナ帯電器内において発生したオゾンを円滑に排出するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光体としてアモルファスシリコン感光体を使用し、感光体上に形成したトナー像を順次に中間転写体に一次転写して中間転写体上で重ね合わせ、その後、中間転写体上から記録材上に一括で二次転写する方式の画像形成装置を使用して、高温高室度下で連続した画像形成を行った場合、画像流れと呼ばれる現象が画像形成中に発生し、ハイライト濃度部の濃度が低下する現象が発生した。
【0009】
なお、このような現象が発生した場合でも、画像形成終了後に一定時間放置した後には、帯電器跡の画像流れは発生しない。
【0010】
また、この現象は、高温高湿条件下において厚紙などの記録材の定着性を確保するために、中間転写体上のトナー像を、中間転写体の回転速度を低下させた条件で記録材に転写し、低速で定着を行うモードを連続した条件でさらに悪化する。
【0011】
そこで、本発明は、コロナ帯電器によって像担持体を帯電させる画像形成装置において、水分量が所定以上の環境条件下で画像形成を行った場合の画像流れを防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器にエアの流れを形成する送排気機構と、温度湿度検知手段とを備えた画像形成装置において、前記送排気機構は、画像形成中のエアの風速設定を、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下では減速させる切り換え手段を有する、ことを特徴とする。
【0013】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記切り換え手段は、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg以上の場合に、前記エアの風速設定を減速させる、ことを特徴とする。
【0014】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg未満の場合の風速設定の速度をV1とし、17g/kg以上の場合の風速設定の速度をV2としたときに、2.0≦V1<3.0、1.0≦V2<2.0、(m/s)とする、ことを特徴とする。
【0015】
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記像担持体上に順次に形成された静電潜像をそれぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像器を有する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に順次に形成されたトナー像が順次に転写される中間転写体であって転写されたトナー像を一括で記録材に転写する中間転写体と、を備え、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下において、前記中間転写体の回転速度を低減した条件で記録材への転写動作を行う場合に、前記コロナ帯電器の放電ワイヤに画像形成中に印加する電流を、前記中間転写体の減速比率よりも小さい比率に切り換える、ことを特徴とする。
【0016】
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、アモルファスシリコン感光体である、ことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【0018】
<実施の形態1>
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の4色フルカラーの画像形成装置であり、感光体としてドラム型のアモルファスシリコン感光体を使用し、また中間転写体として、中間転写ベルトを使用している。
【0019】
なお、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、及び形状、その他相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0020】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下単に「感光体」という。)1を備えている。感光体1は、駆動手段(不図示)によって矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
【0021】
感光体1の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電器(帯電手段)2、露光装置(露光手段)3、電位センサ(電位検知手段)4、現像装置(現像手段)5、転写前帯電器(転写前帯電手段)6、中間転写ベルト(中間転写体)7、クリーニング手段(クリーニング装置)8、光除電器(除電手段)9が配設されている。
【0022】
上述の現像装置5は、第1の現像装置5Aと第2の現像装置5Bとを有している。第1の現像装置5Aは、ブラックの現像器によって構成されており、また、第2の現像装置5Bは、回転可能な回転体5aとこれに搭載されたイエロー,マゼンタ,シアンの各色の現像器5Y,5M,5Cを有している。
【0023】
上述の中間転写ベルト7は、一次転写ローラ10によって感光体1に当接されている。また中間転写ベルト7の下方には、二次転写ローラ12が配設されていて、二次転写対向ローラ11との間に中間転写ベルト7を挟み込んでいる。
【0024】
上述構成の現像装置は、帯電(一次帯電)、露光、現像、一次転写、二次転写、定着、クリーニングの各画像形成プロセスによって紙、透明フィルム等の記録材上にとを形成するようになっている。これらの動作は、制御手段(不図示)によって制御されている。
【0025】
以下、感光体1から順に詳述する。
【0026】
本実施の形態では、感光体1は、ドラム型の導電性支持体上に、非晶質シリコンを主成分とした光導電層を設けて構成されている。一般的に、アモルファスシリコン感光体(以下適宜単に「感光体」という。)と呼ばれているものである。このような感光体1を用いて静電潜像形成を行う場合、露光による光減衰特性が、図2に示すようにOPC感光体(有機感光体)などよりも直線的に変化するため、静電潜像形成における孤立ドットの再現性に優れ、高画質な画像が得られる。
【0027】
感光体1は、それぞれ電子写真画像形成に必要な機能が分離された積層構造をしており、図3に示すような5層型の構成をしている。最内側の層は、導電性支持体1aである。導電支持体1aの材料としては、主にアルミニニウムなどの金属導電材が挙げられる。導電支持部体1a上には、図3に示すように、内側から外側(図3中の下側から上側)に向かって順に、導電支持体1aからの電荷注入を阻止する阻止層1b、光の照射により電荷対の発生が行われる電荷発生層1c、発生した電荷が移動可能な電荷輸送層1d、最表層に電荷を保持するための電荷保持層1eが積層されている。このうち電荷発生層1cと電荷輸送層1dとによって感光層1fが構成される。
【0028】
感光層1fには、分光感度の調整や、帯電性、残留電位等の電気特性を改良するために、主成分のシリコン以外に水素、酸素、ブタンなどの成分を含有させてもよい。また、導電性支持体1a上に形成される非晶質シリコンを主成分とする積層構成は、それぞれの膜厚が、阻止層1bが3μm、感光層1fが30μm、電荷保持層1eが1μm程度となっている。
【0029】
一次帯電器2は、図4(b)に示すように、シールド2aと、放電ワイヤ2bと、グリッド2cとを有している。放電ワイヤ1b(本実施の形態では、2本使用しているが、1本又は3本以上でもよい。)として直径40〜100μm程度のタングステンワイヤを使用している。ただし、導電性材料(表層に酸化防止層を持たせたてもよい)で形成されたワイヤや、別の針電極、鋸歯電極等の放電可能な導電材料を使用することもできる。放電ワイヤ2bに印加する電圧(帯電バイアス)は、最大で10KV、電流量として1400μA程度のものが印加されて放電動作が行われる。グリッド2cとしては、直径50〜200μmの導電部材(SUS304、430や他の導電性材料)を用いている。ただし、金属導電材料にエッジング加工によって網目などの特定のパターン形状を施したものを採用してもよい。上述の一次帯電器2により、感光体1表面は、200〜600V程度の範囲に帯電される。
【0030】
露光装置3は、例えば半導体レーザ光の他、LED光等の公知の光源を利用したものを使用することができる。露光装置3については、特に制限はなく、感光体1表面に対し、半導体レーザ光、LED光を、所望の像露光イメージに露光できる光学系機器であればよく、本実施の形態では、画像イメージの非画像部分を像露光している。
【0031】
図1に示すように、現像装置5のうち、一次帯電器2に近い側に、第1の現像装置として、ブラックの現像器5Aが固定的に配置されている。ブラックの現像器5Aは、現像剤を担持する現像スリーブを有しており、現像スリーブと感光体1との間のギャップが一定に保たれている。現像器5Aは、現像位置からの離間機構を有していない。現像器5Aは、磁性非接触現像方式で正規現像により黒色(ブラック)の現像を行う現像手段である。
【0032】
第2の現像装置5Bは、図1に示すように、回転自在な回転支持体5aと、これに搭載された3個の現像器、すなわちイエロー,マゼンタ,シアンの現像器5Y,5M,5Cとによって構成されている。
【0033】
第1の現像装置であるブラックの現像器5Aは、例えば、感光体1の帯電極性とは逆極性の帯電トナーを用いて現像可能な機能を備えており、トナー像形成時には、所定の駆動が入力される。また、現像時には、DC成分にAC成分を重畳した高圧の現像バイアスが印加される。このとき、現像スリーブ(不図示)と感光体1とのギャップは、100〜300μm程度に保たれ、かつ現像スリーブ上には、1〜2mg/cm2程度のトナー層を形成し、AC成分は、1〜3KV程度のピーク間電圧、1〜3kKHz程度の周波数で印加される。
【0034】
上述の第2の現像装置5Bは、フルカラー画像形成時に用いられ、感光体1上に形成された静電潜像の現像に供される色の現像器が、回転支持体5aの回転により、感光体1表面に対向する現像1に配置されて現像を行う。
【0035】
このカラー画像形成用の第2の現像装置5Bは、上述の第1の現像装置とは異なり、トナーとキャリヤとを主成分とする二成分現像剤を用いて磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを感光体1表面に接触させて感光体1表面の静電潜像を接触現像する。
【0036】
上述の第2の現像装置5Bは、公知の技術で用いられている現像手段であり、特に特定の条件を要するものではない。本実施の形態では、DC高圧成分にAC成分のピーク間電圧Vppとして、1〜2kV、周波数5〜10kHz程度の矩形波を重畳している。
【0037】
中間転写ベルト7は、駆動ローラ(不図示)の回転に伴って、矢印R7方向に回転駆動される。中間転写ベルト7は、感光体1上に順次に形成された各色のトナー像が、一次転写ローラに転写バイアスを印加することにより、順次に一次転写されて、その表面で重ね合わされる。こうして中間転写ベルト7上で重ね合わされたトナー像は、二次転写ローラ12に二次転写バイアスが印加されることにより、記録材上に一括で二次転写されるようになっている。
【0038】
上述の、中間転写ベルト7上にトナー像を転写する手段及び記録材上にトナー像を転写する手段については、特に限定されるものではない。本実施の形態では、一次転写ローラ10及び二次転写ローラ12が使用される。これらローラは、導電支持体とその外周面に形成された導電性弾性ローラとによって構成されている。導電性支持体に一定電流、又は一定電圧などに制御された高圧が印加され、環境、トナー像、記録材に応じて好適に一次転写及び二次転写が行われるように高圧制御が行われる構成になっている。
【0039】
前述のクリーニング装置8は、感光体1表面に当接配置されたクリーニングブレードを有しており、このクリーニングブレードによって、感光体表面に付着した、転写残トナー、紙粉等の異物を除去する。
【0040】
前述の光除電器9は、例えば、それ自体公知の光源を用いて照射される。本実施の形態において、光除電に用いられる露光手段、及び光源の種類に特に制限はない。本実施の形態では、露光装置3から発生される光の中心波長が655nmであるのに対して、光除電器9から発生される光の中心波長は660nmとなっている。
【0041】
次に、本発明の特徴について詳述する。
【0042】
本発明における画像形成装置では、図4(a),(b)に示すようなコロナ帯電器2への送風及び排気を行う構成(以下「送排気機構」という。)を備えている。(a)は一次帯電器2及び送排気機構の上面図であり、また(b)は一次帯電器2及び送排気機構の縦断面図である。
【0043】
送排気機構は、吸気(送風)ファン20と、吸気ファン20で発生されたエアを一次帯電器2に導く吸気ダクト22と、一次帯電器2からのエアを導く排気ダクト23と、排気ダクト23からのエアを画像形成装置本体の外部に排出する排気ファン24と、吸気ファン20及び排気ファン24によるエアの風速を切り換える切り換え手段26とを有している。
【0044】
一次帯電器2へエアを送風すべく、吸気ファン20を駆動すると、画像形成装置本体外部のエア(外気)が、防塵フィルタ21を介して画像形成装置本体内に吸引される。吸引されたエアは、その後、画像形成装置本体上部(感光体1の上方)に備えられた吸気ダクト22内を流路として流れて、一次帯電器2の上部まで導かれる。
【0045】
ここで、吸気ダクト22は、図4(a)に示す上面視における吸気ダクト22のダクト面積について、吸引ファン20近傍から一次帯電器2近傍に至るまでのダクト面積を徐々に大きくする構成となっている。これにより一次帯電器2の上部(一次帯電器2のうちの、感光体1から遠い側)では、長手方向(感光体1の軸に沿った方向)で均一な風速状態になっている。風速バランスを測定した結果を、図5に示す。図5に示すように、一次帯電器2に送風されるエアは、吸気ファン20を、駆動電圧24Vを印加して全速モード(全速設定)で駆動した場合には2〜2.5m/s、駆動電圧12Vを印加して半速モード(半速設定)で駆動した場合には1〜1.5m/sの、長手方向で均一な風速となることがわかる。上述の駆動電圧の切り換えは、切り換え手段26(図4(a)参照)によって行う。
【0046】
一次帯電器2への送風は、長手方向で均一であることが、発生したオゾンの均一な排気に有効である。温度25℃、湿度50%の環境条件下で、一次帯電器2の放電ワイヤ2bに1100μA電流を印可した場合に、一次帯電器2内のオゾン濃度を測定した結果では、全速モードにおいて0.5ppm以下、半速モードにおいては0.5〜1.0ppmの範囲となった。
【0047】
また一次帯電器2内へ進入してくる飛散トナーなどによる放電ワイヤ2bの不均一な汚れによる画像不具合を防止する上で効果のある条件である。
【0048】
画像形成装置は、画像形成(作像)を開始すると、一般に、感光体1、及び中間転写ベルト7が同一の駆動モータ(不図示)によって駆動され、ほぼ同一のプロセススピードで回転を開始するとともに、一次帯電器2への送風を行う吸気ファン20、及び一次帯電器2から排出されたエアを排気する排気ファン24の2つが同時に動作を開始する。
【0049】
このとき、2つのファンは、風速設定は、画像形成装置本体内に備えられている電源部(不図示)から、全速設定の24V(以下「全速V1」という。)で駆動が開始される。
【0050】
その後、感光体1及び中間転写ベルト7の回転が安定した後に、一次帯電器2が動作して、帯電位置P1で感光体1表面が帯電される。このときの帯電電位は、図1に示す電位センサの位置P3(感光体1の回転方向に沿っての露光位置の下流側でかつ第1の現像装置5Aの上流側)において510V、第1の現像装置5Aの位置P4(現像位置)で500V、第2の現像装置5Bの位置P5(現像位置)で450Vの電位となる。
【0051】
さらに、本画像形成装置では、正規現像方式を採用されているため、感光体1の帯電が開始された帯電部位が、露光装置3による露光位置P2に到達する直前に、露光が開始され、実際には、画像信号が送信される前の前帯電区間においては、非画像部電位(明部電位)である、Vl電位が形成されている。
【0052】
このときのVl電位の関係は、電位センサ4の位置P3で、210V、第1の現像装置5Aの位置P4で200V、第2の現像装置5Bの位置P5で150Vとなる関係となっている。
【0053】
その後、所定のタイミングで露光装置3から画像信号に応じたON/OFF信号の光照射が行われ、これにより感光体1表面の光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【0054】
本実施の形態における、現像の順序は、先に第2の現像装置5Bから開始され、その後、第1の現像装置5Aによって行われる。さらに具体的には、第2の現像装置5Bのマゼンタ(M),イエロー(Y),シアン(C)、そして第1の現像装置5Aのブラック(Bk)の順に行われる。この順に感光体1表面に形成されたそれぞれの色のトナー像が、順次に中間転写ベルト7上に一次転写されて、中間転写ベルト7上で重ね合わされる。
【0055】
こうして中間転写ベルト7上で重ね合わされた4色のトナー像は、記録材が中間転写ベルト7と二次転写ローラ12との間の二次転写部に、トナー像及び記録材が搬送されるのとタイミングを合わせて、二次転写ローラ12にトナーと逆極性の二次転写バイアスが印加されることにより、一括で記録材上に転写される。記録材上に転写されたトナー像は、定着装置(不図示)によって加熱・加圧されて記録材表面に定着される。これにより4色フルカラーの画像形成が終了する。
【0056】
その後、画像形成装置が停止した条件では、一次帯電器2内で発生し、滞留しているオゾンの排気、及び画像形成装置本体内で浮遊しているトナーなどのチリが、一次帯電器に付着しないようにするために、吸気ファン20及び排気ファン24の動作は継続する。
【0057】
しかしながら、一次帯電器2は、画像形成時とは異なり、放電は行っていないので、吸気ファン20及び排気ファン24の駆動は、画像形成時の駆動電圧24Vの全速V1から、駆動電圧12Vの半速V2に切り換えられる。
【0058】
上述のような一次帯電器2への風速設定条件で、H/H(高温高湿)環境で連続画像形成(連続出力)を行うと、耐久枚数の増加とともに低濃度部分の濃度が低下する現象が発生した。その現象は、連続1000枚程で顕著になり、一時的に停止し、放置すると回復するというものであった。
【0059】
本画像形成装置の感光体1の内側には、感光体1の温度を調整するための、温度調整用ヒータが備えられており、上述のような連続出力状況で表面温度を測定したが、初期より変化なく、42±2℃程度で維持されており、まったく連続出力の開始時と変わらない状況であった。
【0060】
しかしながら、発生している現象が画像の流れに似ていることから、連続出力後の低階調濃度部分の濃度が低下している状況で、感光体1のヒーターの温調設定を変更し、最大49度まで上昇させたが状況に大差はなかった。
【0061】
そこで、前述の画像流れが発生している状態の感光体1を一時的に、常温常湿である、25℃/50%の環境下見に移動して画像出力を行ったところ、まったく発生しないことが判明した。
【0062】
よって、この現象は、一次帯電器2で発生したオゾンによって、二次的に発生した窒素酸化物などの放電生成物と、空気中の水分とが反応したものが、感光体1表面に付着し、潜像が流れていることにより発生していることがわかった。
【0063】
上述した検討結果に基づき、画像流れの発生を防止するためには、連続出力中に発生した放電生成物と水分とが反応する確率を小さくすることが有効であると考えた。そこで、画像形成中に、一次帯電器2へ供給する風速を全速V1から、半速V2に切り換えた条件に変更したところ、画像濃度の低下レベルが低減し、問題のないレベルとなった。
【0064】
さらに、このような画像形成中の一次帯電器2への風速設定を弱くする条件が必要な条件を調査したところ、空気中に含まれる水分量が17g/kg以上の高温高湿条件で必要なことが判明した。
【0065】
この結果、水分量17g/kg以下の環境では、水分量が少なく放電生成物との反応が少ないため、一次帯電器2の放電により発生したオゾンをスムーズに排気してオゾン濃度を低下させる全速モードとする。一方、17g/kg以上の高湿環境では、半速V2に切りかえることにより、連続出力中に発生する、低階調濃度部分の濃度低下を低減させる効果を得ることができた。
【0066】
具体的には、一次帯電器2へエアを供給する吸引ファン20の全速モード、半速モードの条件においても、一次帯電器2内でのオゾン濃度は、1ppm以下を維持できる風速として、全速時の風速を2〜3m/s、半速時の風速を1〜2m/sとすることにより、画像形成装置の動作する低湿〜高湿条件で良好な画像を得ることが可能となった。
【0067】
<実施の形態2>
本実施の形態における画像形成装置の構成は、上述の実施の形態1と同様なので、重複説明は省略する。
【0068】
本実施の形態2では、感光体1及び中間転写ベルト7のプロセススピードを、画像形成中に減速することによってトナー像の定着性を向上させる場合に、本発明を適用している。
【0069】
画像形成装置においては、記録材として、一般的に厚紙と呼ばれる紙種類、例えば105g/m2以上の厚紙に対しては、前述の二次転写ローラ12で転写された記録材上のトナー像を、定着装置(不図示)内に通過して、所定の熱量を与え、加圧することにより定着する際に、薄い紙よりもより多くの熱量を必要とするため、紙の搬送速度を感光体1や中間転写ベルト7プロセススピードよりも低減させた条件で定着する構成を取っている。
【0070】
このような条件で定着するために、転写は、記録材への転写時に中間転写体のプロセススピードを低減させた条件で行い、その後、記録材を定着装置の搬送している。
【0071】
しかしながら、このとき感光体1も同時に減速することになる。このとき、帯電を行う高圧条件を変更しない状況にすると、帯電時間が長くなり、目標の電位よりも過剰な帯電が行われて帯電電位が大きくなってしまう。また、露光装置3によって光照射する際の露光量も一定条件のままにしておくと、Vl帯電電位が大きいために、Vl電位が大きくなり、現像装置に当接されている非画像部電位が変化し、かぶりなどの不具合が発生してしまう。
【0072】
さらに、前述の実施の形態1でも説明したように、オゾンの発生により二次的に発生する窒素酸化物が感光体1に付着する確率をより低減するために、画像形成を行わない転写を行うための帯電区間で、極力感光体1への窒素酸化物の付着を低減させることが重要となる。
【0073】
このような状況に対応させるために、実施の形態1で説明したH/H環境での等速画像出力条件時と同じく、一次帯電器2への風速を半速V2にした条件で、一次帯電器2の放電ワイヤ2bに印加する電流条件を、中間転写ベルト7から記録材にトナー像を転写する場合に低減する必要がある。
【0074】
電流量を低減させて形成した帯電電位に応じて、所望のVl電位を得るために、グリッド2cに印加するグリッド電位によって帯電電位を制御し、適正露光量が得られるように像露光量も調整を調整した条件とした。
【0075】
図6に、一例として2/3速に切り換えた条件での連続出力中に画像流れによる低階調濃度部の濃度低下が発生しない条件を確認した結果を示す。
【0076】
同図の結果から、中間転写ベルト7(中間転写ベルト)から記録材へ転写する際の減速比率を変化させるよりも、放電ワイヤ2bに印加する電流を小さくすることが必要であることが判明した。
【0077】
これは、感光体1のプロセススピード(回転速度)が低下した分、電流量を同じ比率だけ下げることにより、感光体1に対する放電の影響は同じ比率で下がるが、一次帯電器2に供給される風速が等速と同じ設定のままなので、放電によるオゾンの発生量に対する水分量の供給が過多になるためであると考える。
【0078】
本実施の形態では、放電ワイヤ2bに印加する電流量を、等速時の1/3に低減した条件で帯電を行うことにより、画像形成中にプロセススピードを低減した場合であっても、H/H環境においても画像流れのない画像形成を行うことが可能となった。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、所定の水分量以上の環境条件で画像形成中に、コロナ帯電器に供給される風速設定を減速されることにより、画像流れを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図2】露光量と感光体表面電位との関係を、有機感光体とアモルファス感光体とについて比較する図である。
【図3】感光体の層構成を模式的に示す縦断面図である。
【図4】(a)は一次帯電器及び送排気機構の上面図である。
(b)は一次帯電器及び送排気機構の縦断面図である。
【図5】風速を切り換えたときの、長手方向の風速バランスを示す図である。
【図6】中間転写体(中間転写ベルト)の減速時の、水分量と一次電流の減速比とを変化させたときの画質を示す図である。
【符号の説明】
1 像担持体(感光体)
2 コロナ帯電器(帯電手段,一次帯電器)
5A ブラックの現像器
5C シアンの現像器
5M マゼンタの現像器
5Y イエローの現像器
20 吸気ファン
22 吸気ダクト
23 排気ダクト
24 排気ファン
26 切り換え手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体の帯電手段としてコロナ帯電器を有するプリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ,複写機,ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、像担持体としてのドラム型の感光体(感光ドラム)を帯電する帯電手段として、非接触型の帯電器であるコロナ帯電器が使用される。
【0003】
コロナ帯電器は、空中放電を伴うため、オゾンが発生する。このオゾンを除去するために、送風ファンが使用される。送風ファンを回転させることで、周囲の空気を防塵フィルタを介して、コロナ帯電器の背面側から開口部を介して感光ドラム表面に向けて吹き付ける。このとき感光ドラムの長手方向でほぼ均一な風速で吹き付けられる。また、このとき送風ファンによってコロナ帯電器へ供給される空気の風速は、連続画像形成中でのコロナ帯電器内のオゾン濃度が、1ppm以下になるように設定されている。
【0004】
コロナ帯電器の開口部から排気された空気は、感光ドラムの回転方向に沿っての、コロナ帯電器の下流側に配置されている露光装置の照射位置の周囲に排気されるとともに、コロナ帯電器と現像装置との間の空間で、画像形成装置本体の奥側に取り付けられている排気ダクトを通じて排気ファンによって画像形成装置本体の外部に排出されるようになっている。
【0005】
さらに、連続して画像形成を行った場合、放電により発生したオゾンが空気中の窒素と反応して窒素酸化物が形成される。この窒素酸化物は、コロナ帯電器のグリッドやシールドに吸着する。また、窒素酸化物が感光ドラム表面に付着すると、帯電器跡の画像流れが発生する。
【0006】
この帯電器跡の画像流れを防止するために、画像形成終了後、一定時間、前述の送風ファン及び排気ファンを駆動する。
【0007】
コロナ帯電器近傍に上述のようなエアフローを形成することにより、コロナ帯電器内において発生したオゾンを円滑に排出するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光体としてアモルファスシリコン感光体を使用し、感光体上に形成したトナー像を順次に中間転写体に一次転写して中間転写体上で重ね合わせ、その後、中間転写体上から記録材上に一括で二次転写する方式の画像形成装置を使用して、高温高室度下で連続した画像形成を行った場合、画像流れと呼ばれる現象が画像形成中に発生し、ハイライト濃度部の濃度が低下する現象が発生した。
【0009】
なお、このような現象が発生した場合でも、画像形成終了後に一定時間放置した後には、帯電器跡の画像流れは発生しない。
【0010】
また、この現象は、高温高湿条件下において厚紙などの記録材の定着性を確保するために、中間転写体上のトナー像を、中間転写体の回転速度を低下させた条件で記録材に転写し、低速で定着を行うモードを連続した条件でさらに悪化する。
【0011】
そこで、本発明は、コロナ帯電器によって像担持体を帯電させる画像形成装置において、水分量が所定以上の環境条件下で画像形成を行った場合の画像流れを防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器にエアの流れを形成する送排気機構と、温度湿度検知手段とを備えた画像形成装置において、前記送排気機構は、画像形成中のエアの風速設定を、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下では減速させる切り換え手段を有する、ことを特徴とする。
【0013】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記切り換え手段は、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg以上の場合に、前記エアの風速設定を減速させる、ことを特徴とする。
【0014】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg未満の場合の風速設定の速度をV1とし、17g/kg以上の場合の風速設定の速度をV2としたときに、2.0≦V1<3.0、1.0≦V2<2.0、(m/s)とする、ことを特徴とする。
【0015】
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記像担持体上に順次に形成された静電潜像をそれぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像器を有する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に順次に形成されたトナー像が順次に転写される中間転写体であって転写されたトナー像を一括で記録材に転写する中間転写体と、を備え、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下において、前記中間転写体の回転速度を低減した条件で記録材への転写動作を行う場合に、前記コロナ帯電器の放電ワイヤに画像形成中に印加する電流を、前記中間転写体の減速比率よりも小さい比率に切り換える、ことを特徴とする。
【0016】
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、アモルファスシリコン感光体である、ことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【0018】
<実施の形態1>
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の4色フルカラーの画像形成装置であり、感光体としてドラム型のアモルファスシリコン感光体を使用し、また中間転写体として、中間転写ベルトを使用している。
【0019】
なお、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、及び形状、その他相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0020】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下単に「感光体」という。)1を備えている。感光体1は、駆動手段(不図示)によって矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
【0021】
感光体1の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電器(帯電手段)2、露光装置(露光手段)3、電位センサ(電位検知手段)4、現像装置(現像手段)5、転写前帯電器(転写前帯電手段)6、中間転写ベルト(中間転写体)7、クリーニング手段(クリーニング装置)8、光除電器(除電手段)9が配設されている。
【0022】
上述の現像装置5は、第1の現像装置5Aと第2の現像装置5Bとを有している。第1の現像装置5Aは、ブラックの現像器によって構成されており、また、第2の現像装置5Bは、回転可能な回転体5aとこれに搭載されたイエロー,マゼンタ,シアンの各色の現像器5Y,5M,5Cを有している。
【0023】
上述の中間転写ベルト7は、一次転写ローラ10によって感光体1に当接されている。また中間転写ベルト7の下方には、二次転写ローラ12が配設されていて、二次転写対向ローラ11との間に中間転写ベルト7を挟み込んでいる。
【0024】
上述構成の現像装置は、帯電(一次帯電)、露光、現像、一次転写、二次転写、定着、クリーニングの各画像形成プロセスによって紙、透明フィルム等の記録材上にとを形成するようになっている。これらの動作は、制御手段(不図示)によって制御されている。
【0025】
以下、感光体1から順に詳述する。
【0026】
本実施の形態では、感光体1は、ドラム型の導電性支持体上に、非晶質シリコンを主成分とした光導電層を設けて構成されている。一般的に、アモルファスシリコン感光体(以下適宜単に「感光体」という。)と呼ばれているものである。このような感光体1を用いて静電潜像形成を行う場合、露光による光減衰特性が、図2に示すようにOPC感光体(有機感光体)などよりも直線的に変化するため、静電潜像形成における孤立ドットの再現性に優れ、高画質な画像が得られる。
【0027】
感光体1は、それぞれ電子写真画像形成に必要な機能が分離された積層構造をしており、図3に示すような5層型の構成をしている。最内側の層は、導電性支持体1aである。導電支持体1aの材料としては、主にアルミニニウムなどの金属導電材が挙げられる。導電支持部体1a上には、図3に示すように、内側から外側(図3中の下側から上側)に向かって順に、導電支持体1aからの電荷注入を阻止する阻止層1b、光の照射により電荷対の発生が行われる電荷発生層1c、発生した電荷が移動可能な電荷輸送層1d、最表層に電荷を保持するための電荷保持層1eが積層されている。このうち電荷発生層1cと電荷輸送層1dとによって感光層1fが構成される。
【0028】
感光層1fには、分光感度の調整や、帯電性、残留電位等の電気特性を改良するために、主成分のシリコン以外に水素、酸素、ブタンなどの成分を含有させてもよい。また、導電性支持体1a上に形成される非晶質シリコンを主成分とする積層構成は、それぞれの膜厚が、阻止層1bが3μm、感光層1fが30μm、電荷保持層1eが1μm程度となっている。
【0029】
一次帯電器2は、図4(b)に示すように、シールド2aと、放電ワイヤ2bと、グリッド2cとを有している。放電ワイヤ1b(本実施の形態では、2本使用しているが、1本又は3本以上でもよい。)として直径40〜100μm程度のタングステンワイヤを使用している。ただし、導電性材料(表層に酸化防止層を持たせたてもよい)で形成されたワイヤや、別の針電極、鋸歯電極等の放電可能な導電材料を使用することもできる。放電ワイヤ2bに印加する電圧(帯電バイアス)は、最大で10KV、電流量として1400μA程度のものが印加されて放電動作が行われる。グリッド2cとしては、直径50〜200μmの導電部材(SUS304、430や他の導電性材料)を用いている。ただし、金属導電材料にエッジング加工によって網目などの特定のパターン形状を施したものを採用してもよい。上述の一次帯電器2により、感光体1表面は、200〜600V程度の範囲に帯電される。
【0030】
露光装置3は、例えば半導体レーザ光の他、LED光等の公知の光源を利用したものを使用することができる。露光装置3については、特に制限はなく、感光体1表面に対し、半導体レーザ光、LED光を、所望の像露光イメージに露光できる光学系機器であればよく、本実施の形態では、画像イメージの非画像部分を像露光している。
【0031】
図1に示すように、現像装置5のうち、一次帯電器2に近い側に、第1の現像装置として、ブラックの現像器5Aが固定的に配置されている。ブラックの現像器5Aは、現像剤を担持する現像スリーブを有しており、現像スリーブと感光体1との間のギャップが一定に保たれている。現像器5Aは、現像位置からの離間機構を有していない。現像器5Aは、磁性非接触現像方式で正規現像により黒色(ブラック)の現像を行う現像手段である。
【0032】
第2の現像装置5Bは、図1に示すように、回転自在な回転支持体5aと、これに搭載された3個の現像器、すなわちイエロー,マゼンタ,シアンの現像器5Y,5M,5Cとによって構成されている。
【0033】
第1の現像装置であるブラックの現像器5Aは、例えば、感光体1の帯電極性とは逆極性の帯電トナーを用いて現像可能な機能を備えており、トナー像形成時には、所定の駆動が入力される。また、現像時には、DC成分にAC成分を重畳した高圧の現像バイアスが印加される。このとき、現像スリーブ(不図示)と感光体1とのギャップは、100〜300μm程度に保たれ、かつ現像スリーブ上には、1〜2mg/cm2程度のトナー層を形成し、AC成分は、1〜3KV程度のピーク間電圧、1〜3kKHz程度の周波数で印加される。
【0034】
上述の第2の現像装置5Bは、フルカラー画像形成時に用いられ、感光体1上に形成された静電潜像の現像に供される色の現像器が、回転支持体5aの回転により、感光体1表面に対向する現像1に配置されて現像を行う。
【0035】
このカラー画像形成用の第2の現像装置5Bは、上述の第1の現像装置とは異なり、トナーとキャリヤとを主成分とする二成分現像剤を用いて磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを感光体1表面に接触させて感光体1表面の静電潜像を接触現像する。
【0036】
上述の第2の現像装置5Bは、公知の技術で用いられている現像手段であり、特に特定の条件を要するものではない。本実施の形態では、DC高圧成分にAC成分のピーク間電圧Vppとして、1〜2kV、周波数5〜10kHz程度の矩形波を重畳している。
【0037】
中間転写ベルト7は、駆動ローラ(不図示)の回転に伴って、矢印R7方向に回転駆動される。中間転写ベルト7は、感光体1上に順次に形成された各色のトナー像が、一次転写ローラに転写バイアスを印加することにより、順次に一次転写されて、その表面で重ね合わされる。こうして中間転写ベルト7上で重ね合わされたトナー像は、二次転写ローラ12に二次転写バイアスが印加されることにより、記録材上に一括で二次転写されるようになっている。
【0038】
上述の、中間転写ベルト7上にトナー像を転写する手段及び記録材上にトナー像を転写する手段については、特に限定されるものではない。本実施の形態では、一次転写ローラ10及び二次転写ローラ12が使用される。これらローラは、導電支持体とその外周面に形成された導電性弾性ローラとによって構成されている。導電性支持体に一定電流、又は一定電圧などに制御された高圧が印加され、環境、トナー像、記録材に応じて好適に一次転写及び二次転写が行われるように高圧制御が行われる構成になっている。
【0039】
前述のクリーニング装置8は、感光体1表面に当接配置されたクリーニングブレードを有しており、このクリーニングブレードによって、感光体表面に付着した、転写残トナー、紙粉等の異物を除去する。
【0040】
前述の光除電器9は、例えば、それ自体公知の光源を用いて照射される。本実施の形態において、光除電に用いられる露光手段、及び光源の種類に特に制限はない。本実施の形態では、露光装置3から発生される光の中心波長が655nmであるのに対して、光除電器9から発生される光の中心波長は660nmとなっている。
【0041】
次に、本発明の特徴について詳述する。
【0042】
本発明における画像形成装置では、図4(a),(b)に示すようなコロナ帯電器2への送風及び排気を行う構成(以下「送排気機構」という。)を備えている。(a)は一次帯電器2及び送排気機構の上面図であり、また(b)は一次帯電器2及び送排気機構の縦断面図である。
【0043】
送排気機構は、吸気(送風)ファン20と、吸気ファン20で発生されたエアを一次帯電器2に導く吸気ダクト22と、一次帯電器2からのエアを導く排気ダクト23と、排気ダクト23からのエアを画像形成装置本体の外部に排出する排気ファン24と、吸気ファン20及び排気ファン24によるエアの風速を切り換える切り換え手段26とを有している。
【0044】
一次帯電器2へエアを送風すべく、吸気ファン20を駆動すると、画像形成装置本体外部のエア(外気)が、防塵フィルタ21を介して画像形成装置本体内に吸引される。吸引されたエアは、その後、画像形成装置本体上部(感光体1の上方)に備えられた吸気ダクト22内を流路として流れて、一次帯電器2の上部まで導かれる。
【0045】
ここで、吸気ダクト22は、図4(a)に示す上面視における吸気ダクト22のダクト面積について、吸引ファン20近傍から一次帯電器2近傍に至るまでのダクト面積を徐々に大きくする構成となっている。これにより一次帯電器2の上部(一次帯電器2のうちの、感光体1から遠い側)では、長手方向(感光体1の軸に沿った方向)で均一な風速状態になっている。風速バランスを測定した結果を、図5に示す。図5に示すように、一次帯電器2に送風されるエアは、吸気ファン20を、駆動電圧24Vを印加して全速モード(全速設定)で駆動した場合には2〜2.5m/s、駆動電圧12Vを印加して半速モード(半速設定)で駆動した場合には1〜1.5m/sの、長手方向で均一な風速となることがわかる。上述の駆動電圧の切り換えは、切り換え手段26(図4(a)参照)によって行う。
【0046】
一次帯電器2への送風は、長手方向で均一であることが、発生したオゾンの均一な排気に有効である。温度25℃、湿度50%の環境条件下で、一次帯電器2の放電ワイヤ2bに1100μA電流を印可した場合に、一次帯電器2内のオゾン濃度を測定した結果では、全速モードにおいて0.5ppm以下、半速モードにおいては0.5〜1.0ppmの範囲となった。
【0047】
また一次帯電器2内へ進入してくる飛散トナーなどによる放電ワイヤ2bの不均一な汚れによる画像不具合を防止する上で効果のある条件である。
【0048】
画像形成装置は、画像形成(作像)を開始すると、一般に、感光体1、及び中間転写ベルト7が同一の駆動モータ(不図示)によって駆動され、ほぼ同一のプロセススピードで回転を開始するとともに、一次帯電器2への送風を行う吸気ファン20、及び一次帯電器2から排出されたエアを排気する排気ファン24の2つが同時に動作を開始する。
【0049】
このとき、2つのファンは、風速設定は、画像形成装置本体内に備えられている電源部(不図示)から、全速設定の24V(以下「全速V1」という。)で駆動が開始される。
【0050】
その後、感光体1及び中間転写ベルト7の回転が安定した後に、一次帯電器2が動作して、帯電位置P1で感光体1表面が帯電される。このときの帯電電位は、図1に示す電位センサの位置P3(感光体1の回転方向に沿っての露光位置の下流側でかつ第1の現像装置5Aの上流側)において510V、第1の現像装置5Aの位置P4(現像位置)で500V、第2の現像装置5Bの位置P5(現像位置)で450Vの電位となる。
【0051】
さらに、本画像形成装置では、正規現像方式を採用されているため、感光体1の帯電が開始された帯電部位が、露光装置3による露光位置P2に到達する直前に、露光が開始され、実際には、画像信号が送信される前の前帯電区間においては、非画像部電位(明部電位)である、Vl電位が形成されている。
【0052】
このときのVl電位の関係は、電位センサ4の位置P3で、210V、第1の現像装置5Aの位置P4で200V、第2の現像装置5Bの位置P5で150Vとなる関係となっている。
【0053】
その後、所定のタイミングで露光装置3から画像信号に応じたON/OFF信号の光照射が行われ、これにより感光体1表面の光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【0054】
本実施の形態における、現像の順序は、先に第2の現像装置5Bから開始され、その後、第1の現像装置5Aによって行われる。さらに具体的には、第2の現像装置5Bのマゼンタ(M),イエロー(Y),シアン(C)、そして第1の現像装置5Aのブラック(Bk)の順に行われる。この順に感光体1表面に形成されたそれぞれの色のトナー像が、順次に中間転写ベルト7上に一次転写されて、中間転写ベルト7上で重ね合わされる。
【0055】
こうして中間転写ベルト7上で重ね合わされた4色のトナー像は、記録材が中間転写ベルト7と二次転写ローラ12との間の二次転写部に、トナー像及び記録材が搬送されるのとタイミングを合わせて、二次転写ローラ12にトナーと逆極性の二次転写バイアスが印加されることにより、一括で記録材上に転写される。記録材上に転写されたトナー像は、定着装置(不図示)によって加熱・加圧されて記録材表面に定着される。これにより4色フルカラーの画像形成が終了する。
【0056】
その後、画像形成装置が停止した条件では、一次帯電器2内で発生し、滞留しているオゾンの排気、及び画像形成装置本体内で浮遊しているトナーなどのチリが、一次帯電器に付着しないようにするために、吸気ファン20及び排気ファン24の動作は継続する。
【0057】
しかしながら、一次帯電器2は、画像形成時とは異なり、放電は行っていないので、吸気ファン20及び排気ファン24の駆動は、画像形成時の駆動電圧24Vの全速V1から、駆動電圧12Vの半速V2に切り換えられる。
【0058】
上述のような一次帯電器2への風速設定条件で、H/H(高温高湿)環境で連続画像形成(連続出力)を行うと、耐久枚数の増加とともに低濃度部分の濃度が低下する現象が発生した。その現象は、連続1000枚程で顕著になり、一時的に停止し、放置すると回復するというものであった。
【0059】
本画像形成装置の感光体1の内側には、感光体1の温度を調整するための、温度調整用ヒータが備えられており、上述のような連続出力状況で表面温度を測定したが、初期より変化なく、42±2℃程度で維持されており、まったく連続出力の開始時と変わらない状況であった。
【0060】
しかしながら、発生している現象が画像の流れに似ていることから、連続出力後の低階調濃度部分の濃度が低下している状況で、感光体1のヒーターの温調設定を変更し、最大49度まで上昇させたが状況に大差はなかった。
【0061】
そこで、前述の画像流れが発生している状態の感光体1を一時的に、常温常湿である、25℃/50%の環境下見に移動して画像出力を行ったところ、まったく発生しないことが判明した。
【0062】
よって、この現象は、一次帯電器2で発生したオゾンによって、二次的に発生した窒素酸化物などの放電生成物と、空気中の水分とが反応したものが、感光体1表面に付着し、潜像が流れていることにより発生していることがわかった。
【0063】
上述した検討結果に基づき、画像流れの発生を防止するためには、連続出力中に発生した放電生成物と水分とが反応する確率を小さくすることが有効であると考えた。そこで、画像形成中に、一次帯電器2へ供給する風速を全速V1から、半速V2に切り換えた条件に変更したところ、画像濃度の低下レベルが低減し、問題のないレベルとなった。
【0064】
さらに、このような画像形成中の一次帯電器2への風速設定を弱くする条件が必要な条件を調査したところ、空気中に含まれる水分量が17g/kg以上の高温高湿条件で必要なことが判明した。
【0065】
この結果、水分量17g/kg以下の環境では、水分量が少なく放電生成物との反応が少ないため、一次帯電器2の放電により発生したオゾンをスムーズに排気してオゾン濃度を低下させる全速モードとする。一方、17g/kg以上の高湿環境では、半速V2に切りかえることにより、連続出力中に発生する、低階調濃度部分の濃度低下を低減させる効果を得ることができた。
【0066】
具体的には、一次帯電器2へエアを供給する吸引ファン20の全速モード、半速モードの条件においても、一次帯電器2内でのオゾン濃度は、1ppm以下を維持できる風速として、全速時の風速を2〜3m/s、半速時の風速を1〜2m/sとすることにより、画像形成装置の動作する低湿〜高湿条件で良好な画像を得ることが可能となった。
【0067】
<実施の形態2>
本実施の形態における画像形成装置の構成は、上述の実施の形態1と同様なので、重複説明は省略する。
【0068】
本実施の形態2では、感光体1及び中間転写ベルト7のプロセススピードを、画像形成中に減速することによってトナー像の定着性を向上させる場合に、本発明を適用している。
【0069】
画像形成装置においては、記録材として、一般的に厚紙と呼ばれる紙種類、例えば105g/m2以上の厚紙に対しては、前述の二次転写ローラ12で転写された記録材上のトナー像を、定着装置(不図示)内に通過して、所定の熱量を与え、加圧することにより定着する際に、薄い紙よりもより多くの熱量を必要とするため、紙の搬送速度を感光体1や中間転写ベルト7プロセススピードよりも低減させた条件で定着する構成を取っている。
【0070】
このような条件で定着するために、転写は、記録材への転写時に中間転写体のプロセススピードを低減させた条件で行い、その後、記録材を定着装置の搬送している。
【0071】
しかしながら、このとき感光体1も同時に減速することになる。このとき、帯電を行う高圧条件を変更しない状況にすると、帯電時間が長くなり、目標の電位よりも過剰な帯電が行われて帯電電位が大きくなってしまう。また、露光装置3によって光照射する際の露光量も一定条件のままにしておくと、Vl帯電電位が大きいために、Vl電位が大きくなり、現像装置に当接されている非画像部電位が変化し、かぶりなどの不具合が発生してしまう。
【0072】
さらに、前述の実施の形態1でも説明したように、オゾンの発生により二次的に発生する窒素酸化物が感光体1に付着する確率をより低減するために、画像形成を行わない転写を行うための帯電区間で、極力感光体1への窒素酸化物の付着を低減させることが重要となる。
【0073】
このような状況に対応させるために、実施の形態1で説明したH/H環境での等速画像出力条件時と同じく、一次帯電器2への風速を半速V2にした条件で、一次帯電器2の放電ワイヤ2bに印加する電流条件を、中間転写ベルト7から記録材にトナー像を転写する場合に低減する必要がある。
【0074】
電流量を低減させて形成した帯電電位に応じて、所望のVl電位を得るために、グリッド2cに印加するグリッド電位によって帯電電位を制御し、適正露光量が得られるように像露光量も調整を調整した条件とした。
【0075】
図6に、一例として2/3速に切り換えた条件での連続出力中に画像流れによる低階調濃度部の濃度低下が発生しない条件を確認した結果を示す。
【0076】
同図の結果から、中間転写ベルト7(中間転写ベルト)から記録材へ転写する際の減速比率を変化させるよりも、放電ワイヤ2bに印加する電流を小さくすることが必要であることが判明した。
【0077】
これは、感光体1のプロセススピード(回転速度)が低下した分、電流量を同じ比率だけ下げることにより、感光体1に対する放電の影響は同じ比率で下がるが、一次帯電器2に供給される風速が等速と同じ設定のままなので、放電によるオゾンの発生量に対する水分量の供給が過多になるためであると考える。
【0078】
本実施の形態では、放電ワイヤ2bに印加する電流量を、等速時の1/3に低減した条件で帯電を行うことにより、画像形成中にプロセススピードを低減した場合であっても、H/H環境においても画像流れのない画像形成を行うことが可能となった。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、所定の水分量以上の環境条件で画像形成中に、コロナ帯電器に供給される風速設定を減速されることにより、画像流れを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図2】露光量と感光体表面電位との関係を、有機感光体とアモルファス感光体とについて比較する図である。
【図3】感光体の層構成を模式的に示す縦断面図である。
【図4】(a)は一次帯電器及び送排気機構の上面図である。
(b)は一次帯電器及び送排気機構の縦断面図である。
【図5】風速を切り換えたときの、長手方向の風速バランスを示す図である。
【図6】中間転写体(中間転写ベルト)の減速時の、水分量と一次電流の減速比とを変化させたときの画質を示す図である。
【符号の説明】
1 像担持体(感光体)
2 コロナ帯電器(帯電手段,一次帯電器)
5A ブラックの現像器
5C シアンの現像器
5M マゼンタの現像器
5Y イエローの現像器
20 吸気ファン
22 吸気ダクト
23 排気ダクト
24 排気ファン
26 切り換え手段
Claims (5)
- 像担持体と、前記像担持体表面を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器にエアの流れを形成する送排気機構と、温度湿度検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記送排気機構は、画像形成中のエアの風速設定を、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下では減速させる切り換え手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記切り換え手段は、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg以上の場合に、前記エアの風速設定を減速させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記温度湿度検知手段が検知する水分量が17g/kg未満の場合の風速設定の速度をV1とし、17g/kg以上の場合の風速設定の速度をV2としたときに、2.0≦V1<3.0、1.0≦V2<2.0、(m/s)とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体上に順次に形成された静電潜像をそれぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像器を有する現像手段と、前記現像手段によって前記像担持体上に順次に形成されたトナー像が順次に転写される中間転写体であって転写されたトナー像を一括で記録材に転写する中間転写体と、を備え、
前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件下において、前記中間転写体の回転速度を低減した条件で記録材への転写動作を行う場合に、前記コロナ帯電器の放電ワイヤに画像形成中に印加する電流を、前記中間転写体の減速比率よりも小さい比率に切り換える、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体が、アモルファスシリコン感光体である、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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JP2003062217A JP2004271883A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 画像形成装置 |
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JP2006119273A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2012042885A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 送風装置及び画像形成装置 |
JP2012198490A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-18 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
-
2003
- 2003-03-07 JP JP2003062217A patent/JP2004271883A/ja active Pending
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