JP2005164919A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥した紙を加湿して異常放電による画像不良を防止して、かつ、像担持体に水が付着することによる画像不良も起こらない良好な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナー像が形成される像担持体と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段と該転写材を前記転写手段へと搬送する転写材搬送手段とからなり、転写材搬送手段の転写材搬送路上で、前記転写材にトナー像が転写される前に、転写材を加湿する転写材加湿手段を備える画像形成装置において転写材加湿手段は前記転写材のトナー像が転写されない面を加湿する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写することにより画像を形成する転写装置を備えた、電子写真複写機、静電気録装置、ファクシミリ、伝送記録装置あるいはレーザープリンタなどの画像形成装置に関し、特に転写材の乾燥による搬送不良及び画像欠陥を防止するための装置を備えている画像形成装置に関するものである。

従来、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、そのトナー像を無端状の転写材担持部材を用いて転写材を搬送し、同一転写材上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成する多重転写方式の画像形成装置が種々提案されている。

また、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、そのトナー像を無端状の中間転写体上に一度重ね合わせてから、転写材上に一括転写してカラー画像を形成する中間転写方式の画像形成装置も種々提案されている。

このような画像形成装置の転写手段はコロナ帯電器や導電ローラにトナーと逆極性の高圧を印加してトナー像の転写を行う、いわゆる静電転写が用いられる。

このような画像形成装置においては、一般にまとまった量の転写材を蓄えることのできる転写材収納トレイを、備えている。そして、転写材はパッケージからとりだされて、この転写材収納トレイに蓄えられるとともに、蓄えられた転写材は、使用されるまでこの転写材収納トレイに長時間放置される。このため、周囲の環境により、転写材収納トレイ内の転写材は、時として含水、あるいは時として乾燥といった影響を受けるようになる。

また、転写材の両面に画像形成を行う場合、１面目にトナー像が転写された後、定着器によって、熱定着される際に、転写材の水分が蒸発することで、転写材の水分量が減少してしまう。

一般に、静電的手段によって画像を形成する画像形成装置においては、良質の画像を得るには転写材の湿気度合（以下、含水率ともいう）は４〜８％が好ましい。転写材の含水率が８％を超える高含水率の場合、転写プロセス中に、転写材に含まれる水分を通じて、トナー像を転写材に転写するための電荷が流出してしまうので、良質の画像を得ることができないという問題がある。

また、逆に転写材の含水率が４％を下回る低含水率（転写材の乾燥）の場合、トナー像を転写するための高圧印加によって、転写材と感光体との間、または、転写材の内部で異常放電が生じるため画像が乱れてしまい良好な画像形成が行われないという問題がある。

このようなことから、画像形成装置内部に、転写材を除湿、または、加湿する様々な提案がなされている。たとえば、転写材の低含水率による問題に対処するために、転写材の搬送経路上に加湿装置を設けて、転写材の水分量が低い場合には特許文献１において提案されている。この公報の転写材加湿装置によれば、転写材の湿度が基準値に保持されるようになる。

このような従来例の加湿手段としては、超音波加湿器を用いて転写材収納トレイ内の湿度を高めたり、水蒸気を転写材に向かって噴霧したり、さらに、給水ローラを用いて水を直接転写材に塗布したりといった様々な方法が提案されている。
特開平６−３２４５４４号公報

しかしながら、このような加湿方法では転写材表面に付着した水が像担持体表面に付着して、画像不良や像担持体のクリーニング不良が発生してしまった。さらに詳しく説明すると、像担持体に水が付着すると表面のトナーも水分を吸収するためにトナーと像担持体との付着力が増加して、クリーニング不良が発生する。また、像担持体に水が付着すると、像担持体が感光ドラムの場合、表面抵抗が低下してトナー像が正しく現像できないといった問題が発生する。また、像担持体が中間転写体の場合、中間転写体の表面抵抗が低下することで、転写電流が像担持体以外に逃げてしまい転写不良が発生する。

したがって、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、転写材の低含水率、すなわち転写材の乾燥による転写材の画像欠陥を確実に防止することのできる画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段と該転写材を前記転写手段へと搬送する転写材搬送手段とからなり、転写材搬送手段の転写材搬送路上で、前記転写材にトナー像が転写される前に、転写材を加湿する転写材加湿手段を備える画像形成装置において転写材加湿手段は前記転写材のトナー像が転写されない面を加湿することを特徴とする。

また、転写材加湿手段は、一対のローラであり、一方は疎水化処理をし、もう一方は親水化処理をしたことを特徴とする。

このような構成とすることで、転写材の像担持体と接触する面に水が塗布されることがなくなり、像担持体に水が付着することによる問題は発生しない。また、転写材への加湿による効果、すなわち、転写材の除湿による画像不良は転写材の片面への水塗布でも十分な効果が得られる。

さらに転写材加湿手段は、超音波加湿器、または、高圧噴霧器によって水蒸気を発生させ、ノズルから記録材へ噴出する装置であり、転写材が通過しているときのみ水蒸気を発生することを特徴とする。

また、前記転写材加湿手段は、転写材の１面目が定着器を通過した後、２面目が転写されるまでの搬送路上に設置されていても良い。

このような構成とすることで、転写材の像担持体と接触する面に水が塗布されることがなくなり、像担持体に水が付着することによる問題は発生しない。つまり、転写材が通過していないときに水蒸気を発生すると装置内で水蒸気が循環して、転写材の像担持体と接触する面に水が付着してしまうからである。

以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、転写材が乾燥している場合には、転写材加湿装置によって転写材の水分量を適当に変化させることができ、かつ、転写材から像担持体への水の付着によって発生する問題が解決されるため、転写材の乾燥による転写材の画像欠陥を確実に防止することのできる。

（実施例１）
以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。

図２に示す画像形成装置は、４色フルカラーのレーザープリンタであり、トナー像を一度重ね合わせる中間転写体としての中間転写ベルト１３０と、その回転方向（矢印Ｒ１３０方向）に沿って上流側から順に配置された４個の画像形成部、すなわち第１（イエロー）の画像形成部Ｐａと、第２（マゼンタ）の画像形成部Ｐｂと、第３（シアン）の画像形成部Ｐｃと、第４（ブラック）の画像形成部Ｐｄとを備えている。

第１〜第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本実施の形態では、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有しており、これら感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に各色のトナー像が形成される。

感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの周囲には、それぞれ露光ランプ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、ドラム帯電器（一次帯電器）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、電位センサ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写帯電器２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、及びクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、画像形成装置本体の上部にはさらに光源装置（不図示）及びポリゴンミラー１１７が配設されている。

光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラー１１７を回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。

現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが、供給装置（不図示）により所定量充填されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の静電潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として現像（可視化）する。感光ドラム上に形成されたトナー像は一次転写ブレード24a、24b、24c、24dによって中間転写ベルト１３０上に順次転写される。中間転写ベルト１３０上に重ねあわされたトナー象は二次転写ローラ41によって転写材上に転写される。

転写材Ｐは転写材カセット１０に収容され、そこから給紙ローラ、複数の搬送ローラ、及びレジストローラ１２を経て２次転写部に供給される。

中間転写ベルト１３０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂シート）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートによって構成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。

トナー像が転写された転写材Ｐは、搬送部６２により定着装置９へ搬送される。分離ガイド６４は転写材Ｐの先端挙動を安定させる。

定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、これらをクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、定着ローラ５１内、加圧ローラ５２内に配設されたローラ加熱ヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイルの溜め５３と、加圧ローラ５２の表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とを有している。

４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、定着によりトナー像の混色及び転写材Ｐへの固定が行われ、フルカラー画像が形成され、排紙トレイ６３上に排出される。

転写が終了した感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の画像形成に供される。中間転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト１３０の表面にクリーニングブレード２０で拭い取るようにしている。

以上のような構成の画像形成装置において用いられる中間転写ベルト１３０は前述のようにＰＥＴシートやポリフッ化ビニリデンシート、ポリウレタンシート等の誘電体シートであり、これらの体積抵抗率は１０⁹〜１０¹⁵Ω・ｃｍのものが一般的である。

さて、本発明の装置である転写材へ水を塗布する装置100について図３を用いて詳細に説明する。

疎水ローラ101と親水ローラ102は金属のシャフトにゴムを巻きつけた構成となっている。親水ローラ102は表層のゴムに界面活性剤や親水性ポリマー等を混ぜて親水性を持たせている。

水容器104から親水ローラ102への水の供給は給水フェルト103によって行う。供給量の調整は板状のゴムブレードからなる塗布ブレード105の当接圧を調整することで行われる。

疎水ローラ101は表層のゴムにオイルを混ぜ、疎水化処理を施してある。

図示しない駆動モータによって、疎水ローラ101と親水ローラ102とを駆動して、転写材を搬送しながら転写材へ水を塗布することができる。

上記のような画像形成装置において、環境の温湿度が23度5％の低温低湿環境で一週間放置した紙を用意して水を塗布せずに画像形成を行ったところ、転写材へのトナーの転写の際に異常放電が起こり画像が乱れてしまった。このときの紙の水分量は約2％程度となっていた。様々な水分量の紙を用意して画像形成を行ったところ、この画像形成装置は紙の水分量が3.5％よりも低くなると画像不良が発生してしまうことが分かった。ここで、疎水ローラ101ではなく通常のゴムローラを用いて、水分量４％となるように塗布量を調整して画像形成を行ったところ、親水ローラ102に紙が無いとき、いわゆる、紙間で、反対側のローラに水が付着してしまい紙の表面を濡らしてしまった。この水が中間転写ベルトに付着して、中間転写ベルトのクリーニング不良が発生した。

そこで、水容器104に水を入れ、紙の水分が約４％となるように塗布量を調整し画像形成を行ったところ画像不良の発生は無くなった。

したがって、本実施例では、転写材の低含水率、すなわち転写材の乾燥による転写材の画像欠陥を確実に防止することのできる画像形成装置を提供するができた。

なお、本発明は、中間転写装置に限定されるものではなく、たとえば、多重転写装置、白黒用の転写装置等の他の転写装置に適用できることは言うまでもない。

また、疎水ローラ101と親水ローラ102は特に材料が限定されるものではなく、印刷機に用いられるインキローラや印刷の版に水を供給する給水ローラ等も用いる事ができる。

また、紙の水分量を測定するセンサを設置して、紙の水分量に応じて塗布量をコントロールすればなお良い。さらに、紙種類や本体設置環境ごとのデータをコンピュータにメモリして、塗布量をコントロールしても良い。

（実施例２）
以下、図４を用いて本発明の実施例を説明する。

図４に示す画像形成装置は、転写ベルト140を用いた多重転写方式の画像形成装置である。実施例１の中間転写方式の画像形成装置と同様な部材には同じ符号で示している。

さて、多重転写方式ではカセットから供給される転写材は転写ベルト140に吸着され、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成された各色のトナー像が順次転写材上に転写され、４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、定着によりトナー像の混色及び転写材Ｐへの固定が行われ、フルカラー画像が形成され、排紙トレイ６３上に排出される。

さて、本発明の装置である転写材へ水を塗布する装置は図示しない高圧噴霧器に接続されて、高圧ノズル110から水蒸気を発生する。

このような画像形成装置においても、環境の温湿度が23度5％の低温低湿環境で一週間放置した紙を用意して水を塗布せずに画像形成を行ったところ、転写材へのトナーの転写の際に異常放電が起こり画像が乱れてしまった。実施例１と同様に様々な水分量の紙を用意して画像形成を行ったところ、この画像形成装置は紙の水分量が4.0％よりも低くなると画像不良が発生してしまうことが分かった。

そこで、高圧噴霧器によって水蒸気を紙の裏面にのみ加湿を行った。加湿する水分の調整は噴霧器の圧力によって調整した。また、記録材の通過はレジストローラ12の回転時間から計算して、転写材が通過するときのみ、水蒸気の噴霧を行った。

さて、このような構成においても、転写材の乾燥による画像不良が抑えることができ、また、感光ドラムへの水の付着による問題は発生しなかった。

すなわち転写材の乾燥による転写材の画像欠陥を確実に防止することのできる画像形成装置を提供するができた。

本実施例においても、中間転写装置に限定されるものではなく、たとえば、多重転写装置、白黒用の転写装置等の他の転写装置に適用できることは言うまでもない。

また、紙の水分量を測定するセンサを設置して、紙の水分量に応じて塗布量をコントロールすればなお良い。さらに、紙種類や本体設置環境ごとのデータをコンピュータにメモリして、塗布量をコントロールしても良い。

（実施例３）
以下、図５を用いて本発明の実施例を説明する。

図５に示す画像形成装置は、転写ベルト140を用いた多重転写方式の画像形成装置である。本実施例の構成では、両面画像形成時に転写材の１面目の画像形成が終了して、定着器を通過した後の搬送路上に転写材へ水を塗布する装置を設置している。一般に、紙にトナーを溶かして定着するためには多くの熱を加えるため、トナーの融解と同時に、紙から多くの水分が蒸発してしまう。本実施例の定着器では、紙パックから出してすぐの紙の水分量は約4％であるが、定着器通過後の紙の水分量は2.8％になってしまう。したがって、低温低湿環境では２面目が転写される前の紙は、ほとんどの紙において加湿する必要がある。

このような画像形成装置では、１面目は加湿されず、２面目のみ加湿されるため、加湿器が加湿すべき紙の判定を簡略化することができる。つまり、両面画像形成時は、常に加湿できる状態にしておくことができ、紙の水分量のセンサ等を用いなくても大まかな水分量調整が可能となりその分、構成が簡略化できる。

本実施例においても、転写材の低含水率、すなわち転写材の乾燥による転写材の画像欠陥を確実に防止することができた。

本実施例では、転写材の２面目のみ加湿したが、本発明の効果はこれに限定される事はない。つまり、転写材が収納されているカセット内の紙であっても、別の給紙トレイ上の紙であっても、紙搬送路上の転写部の上流に設置することで本発明の効果が得られることはいうまでもない。

従来例の画像形成装置を示す図である。 実施例１の画像形成装置を示す図である。 実施例１の画像形成装置の転写材へ水を塗布する装置を示す図である。 実施例２の画像形成装置を示す図である。 実施例３の画像形成装置を示す図である。

符号の説明

Ｐ 記録材Ｐ
ＰＡ〜Ｐｄ 第１、第２、第３、第４の画像形成部
１〜１ｄ 現像器
２Ａ〜２ｄ ドラム帯電器
３Ａ〜３ｄ 電子写真感光ドラム
４Ａ〜４ｄ クリーナ
９ 定着装置
１０ 記録材カセット
１２ レジストローラ
１３ 駆動ローラ
２０ クリーニングブレード
２４Ａ〜２４ｄ 一次転写帯電器
４1 ２次転写ローラ
４５ ドラム上帯電器
５０ 塗布ローラ
５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ
５３ オイルの溜め
５４、５５ 耐熱性クリーニング部材
５６、５７ ローラ加熱ヒータ
５８ サーミスタ
６２ 搬送部
６３ 排紙トレイ
１０１ 疎水ローラ
１０２ 親水ローラ
１０３ 給水フェルト
１０４ 水容器
１０５ 塗布ブレード
１１０ ノズル
１１７ ポリゴンミラー
１３０ 中間転写体
１４０ 転写ベルト

Claims (4)

1. トナー像が形成される像担持体と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段と該転写材を前記転写手段へと搬送する転写材搬送手段とからなり、転写材搬送手段の転写材搬送路上で、前記転写材にトナー像が転写される前に、転写材を加湿する転写材加湿手段を備える画像形成装置において、
   転写材加湿手段は前記転写材のトナー像が転写されない面を加湿することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の転写材加湿手段は、一対のローラであり、一方は疎水化処理をし、もう一方は親水化処理をしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 請求項１に記載の転写材加湿手段は、超音波加湿器、または、高圧噴霧器によって水蒸気を発生させ、ノズルから記録材へ噴出する装置であり、転写材が通過しているときのみ水蒸気を発生することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記転写材加湿手段は、転写材の１面目が定着器を通過した後、２面目が転写されるまでの搬送路上に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   

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