JP2007140124A

JP2007140124A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007140124A
Application number: JP2005333846A
Authority: JP
Inventors: Mikio Furumizu; 幹央古水; Masahiro Maeda; 将宏前田; Yoichi Yamada; 陽一山田; Takatomo Fukumoto; 貴智福元
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】二次転写後の記録材を効率良く除電し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置において、定電流制御手段により転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電電圧を印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、装置電源オン時又はスタンバイ復帰時に、除電バイアス値を所定時間高くなるように制御することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真技術を用いて紙等の記録材に画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体から記録材に定電流制御により転写バイアスを印加しトナー像を転写する二次転写手段を備えた画像形成装置に関する。

特開２００４−２４１９４７号公報には、電子写真技術を用いて用紙等の記録材に画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルト又は中間転写ドラム等の中間転写体上のトナー像を用紙等の記録材に二次転写するため、二次転写ローラに定電流制御により転写バイアスを印加する二次転写手段が開示されている。この従来技術においては、中間転写ベルトの駆動ローラ（２次転写バックアップローラを兼ねる）と対向する位置に、離当接機構により中間転写ベルトに離当接する二次転写ローラが設けられ、この位置で二次転写ローラに定電流制御手段から転写バイアスが印加され中間転写ベルト上の４色のトナー像が記録材に二次転写される。

二次転写部で未定着トナー像が転写された記録材は、帯電しており、この帯電を放置すると、その後の記録材の円滑な搬送が阻害される等の不具合が生じるので、記録材を除電する必要がある。そのため、二次転写ローラの下流側に近接して導電性繊維をシート状に加工した不織布からなる除電部材が設けられている。除電部材は、除電部材に除電電圧を印加する導電性プレートに貼り付けられ、二次転写後の記録材を除電する。
特開２００４−２４１９４７号公報

二次転写後の記録材には、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御される二次転写部が種々の要因により抵抗が変化し、抵抗変化により転写電圧値が変化し、記録材の帯電が不均一になることにより変化する。除電部材による記録材の除電が不十分であると、記録材と中間転写体との間に巻き付き力が、除電プレートの引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材が中間転写体に巻き付く現象が発生する。また、除電プレートによる引き付け力が強すぎると、記録材がガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材の帯電を除電しすぎると、トナーを記録材に引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材の中間転写体への巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力とをバランスさせることが必要である。

二次転写後の記録材の中間転写体への巻き付けの発生を原因として、装置立ち上げ時又はスタンバイ復帰時の二次転写部及び記録材の低温による抵抗増加や、除電部材の耐久印字枚数による除電能力の変動や、湿度の変動により記録材が逆カールしやすい状態の場合等が重要な要素であることが判明した。記録材の中間転写体への巻き付きの発生を防止するためには、これらの発生要因に応じてきめ細かく除電バイアスを制御する必要がある。

本発明は、前記課題を解決する、二次転写後の記録材を効率良く除電し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、装置電源オン時又はスタンバイ復帰時に、除電バイアス値を所定時間高くなるように制御することを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアス値を制御することを特徴とする。

本第３発明は、本第１又は２発明の画像形成装置において、低温季節を記憶したカレンダ情報により前記除電バイアスを制御することを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、装置電源オフ又はスタンバイ復帰からの経過時間に応じて前記除電バイアスを制御することを特徴とする。

本第５発明は、本第１〜４発明のいずれかの画像形成装置において、湿度変動に応じて前記除電バイアスを制御することを特徴とする。

本第６発明は、本第５発明の画像形成装置において、前記湿度変動を装置内に設置した湿度センサにより取得することを特徴とする。

本第７発明は、本第５発明の画像形成装置において、前記湿度変動をネットワークにより取得することを特徴とする。

装置電源オン時又はスタンバイ復帰時に、除電バイアス値を所定時間高く設定する構成により、二次転写電圧値が高くなる確率が高いときのみ除電バイアスを高くするので、記録材の中間転写体への巻き付きを防止し、かつ除電バイアスの消費電力を抑え、除電部材の寿命を向上することができる。
除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアス値を制御する構成により、除電部材の耐久印字枚数による除電能力の変動を補償することができる。
低温季節を記憶したカレンダ情報により前記除電バイアスを制御する構成により、低温状態になる条件を自動的に設定し、除電バイアスを制御できる。
装置電源オフ又はスタンバイ復帰からの経過時間に応じて前記除電バイアスを制御する構成により、装置内が冷えた状態での立ち上げ時の抵抗増加による巻き付きの発生を抑制することができる。
除電バイアスを装置内に設置した湿度センサによる湿度の変動に応じて制御する構成により、カセット内の記録材の調湿状態が把握でき、記録材が逆カールしやすい状態になっているときに、除電バイアスを高く設定し、巻き付きの発生を抑制することができる。
湿度の変動をネットワークにより取得する構成により、その日の天候により大きく変動する湿度情報を即入手可能であるので、湿度センサを用いることなく正確に除電バイアスを制御でき、巻き付きの発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の二次転写装置を備える画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。

本実施の形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、潜像を担持するための像担持体の一例としての感光体ドラム５の回転方向７に沿って、帯電ユニット９、ロータリー現像ユニット１１、露光ユニット１５、一次転写ユニット１９、中間転写ベルト２１を有し、さらに、二次転写ユニット２３、定着ユニット２７、排紙トレイ部２９を有している。

感光体ドラム５は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。

帯電ユニット９は、感光体ドラム５を帯電するための装置であり、露光ユニット１５は、レーザを照射することによって帯電された感光体ドラム５上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット１５は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム５上に照射する。

ロータリー現像ユニット１１は、感光体ドラム５上に形成された潜像を、ブラック現像装置１２Ｋに収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置１２Ｍに収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置１２Ｃに収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像装置１２Ｙに収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。

ロータリー現像ユニット１１は、本実施の形態においては、回転することにより、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの位置を動かすことを可能としている。すなわち、このロータリー現像ユニット１１は、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙを回転軸３１を中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。

そして、１ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体ドラム５に対向し、それぞれの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに収容されたトナーＴにて、感光体ドラム５上に形成された潜像を順次現像する。なお、前述した４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの各々は、ロータリー現像ユニット１１の前記保持部に対して着脱可能となっている。

一次転写ユニット１９は、感光体ドラム５に形成された単色トナー像を中間転写ベルト２１に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写ベルト２３にフルカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト２１は、エンドレスのベルトであり、感光体ドラム５とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。なお、中間転写体として、本実施例では、中間転写ベルト２１としたが中間転写ドラムであっても良い。二次転写ユニット２３は、中間転写ベルト２１上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録材に転写するための装置である。

定着ユニット２７は、記録材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録材に融着させて永久像とするための装置である。

図２は、二次転写ユニット２３の要部拡大図である。中間転写ベルト２１は２次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ５０や図示しない従動ローラ、テンションローラ等で張架され、駆動ローラ５０により所定方向に搬送される。中間転写ベルト２１は感光体５とのニップ部でトナー像が感光体から転写（１次転写）され、４色のトナー像が色重ねされた後、二次転写ローラ５１とのニップ部で図示しない記録材に一括転写（２次転写）される。二次転写ローラ５１は図示しない離当接手段で中間転写体ベルト２１に離当接する。二次転写ローラ５１が、中間転写ベルト２１に当接する場合、二次転写ローラ５１の両端に設けられるスプリング等の付勢手段（図示せず）により中間転写ベルト２１側に押し付けられる。シャフトを軸として中間転写体ベルト２１に従動して回転し、当接時に転写ガイド５２を通して所定角度で導入される記録材を中間転写体ベルト２１との間でニップ部に挟み込む。このとき、詳細は後述するように、定電流制御された電源（図示せず）からバイアス電圧が印加されて転写が行われる。転写後の記録材は転写ガイド５２により所定角度で搬送される。転写ガイド５２は、ガイド支軸５３を中心に回動可能に構成されている。

転写ガイド５２には、二次転写ローラ５１に近接して除電部材５４が設けられる。除電部材５４は、無数の導電性繊維をシート状に加工した導電性不織布（除電布）で構成され、除電布で構成される除電部材５４の上面を、二次転写部を通過してくる記録材と対向させ、除電部材５４と記録材との間で放電させ記録材を除電する。除電部材５４は、導電性の除電プレート５５に貼り付けられる。除電部材５４には、除電電圧印加手段（図示せず）からの除電電圧が除電プレート５５を介して印加される。

このような、二次転写手段において、図３に示されるように、二次転写後の記録材Ｓには、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御による二次転写ローラ５１の環境変化や記録材Ｓの種類等による抵抗の変化に影響される。除電部材５４による記録材Ｓの除電が不十分であると、記録材Ｓと中間転写ベルト２１との間に巻き付き力が、除電プレート５５の引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材Ｓが中間転写ベルト２１に巻き付く現象が発生する。除電プレート５５による引き付け力が強すぎると、記録材Ｓがガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材Ｓの帯電を除電しすぎると、トナーを記録材Ｓに引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材Ｓの中間転写ベルト２１の巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、図４に示されるように、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力とをバランスさせることが必要である。

記録材の中間転写ベルト２１の巻き付きは、装置の電源オン時や、スタンバイ復帰時に多く発生することが判明した。その原因は、装置の電源オン時や、スタンバイ復帰時は、装置が暖まっておらず、低温のため二次転写部の抵抗、記録材の抵抗が大きくなるためである。また、除電部材は、印字枚数が増えると除電能力が低下し、二次転写後の記録材の除電が不十分となり、巻き付きが発生しやすい。さらに、湿度の変動は、湿度が高い時に記録材は逆カールしやすく巻き付きが発生する。

図５は、本発明の実施例１のフローチャートを示すものである。実施例１においては、装置の電源オン時、又はスタンバイ復帰時に所定時間Ａの間、除電バイアス値を高く設定するものである。実施例１の場合、所定時間Ａを５ｍｉｎとする。第１ステップで装置の電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔが、設定された所要時間Ａより大ききか否かを判定する。第１ステップの判定がＮｏの場合、除電バイアスＶｊを所定値より高いＸに設定する。実施例１の除電バイアスＶｊの設定値Ｘは、−２０００Ｖとする。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、つまり所定時間が経過し装置が暖まると除電バイアスＶｊを所定値であるＹに設定する。実施例１の除電バイアスＶｊのＹの値は、−１０００Ｖとする。

図６は、本発明の実施例２のフローチャートを示すものである。実施例２においては、装置の電源オン時、又はスタンバイ復帰時に所定時間Ａの間、除電バイアス値を高く設定する点では、実施例１と同様であるが、実施例２の特徴は、実施例１のテーブルに除電部材５４の耐久度を加えた点である。除電部材５４の耐久度は、除電部材５４を通過する記録材の通紙枚数Ｐで設定され、通紙枚数Ｐを複数の区分Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３に設定し、その区分毎に除電バイアス値を変更する。

第１ステップで、通紙枚数Ｐが、閾値Ｐ１より小さいか否かを判定する。実施例２の閾値Ｐ１は３０ｋｐとする。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、第２ステップに移行する。第２ステップでは、電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔが、設定された所定時間Ａより大ききか否かを判定する。実施例２における所定時間Ａは１０ｍｉｎとしている。第２ステップの判定がＮｏの場合、除電バイアスＶｊを所定値より高いＸ１に設定し、印字枚数毎に第１ステップに戻り、紙枚数Ｐが、閾値Ｐ１より小さいか否かの判定をする。実施例２における除電バイアス値Ｘ１は、−２５００Ｖに設定している。第２ステップでの判定がＹｅｓの場合、除電バイアス値をＹ１に設定する。実施例２の場合、除電バイアス値Ｙ１は−１０００Ｖとする。

第１ステップでの判定がＮｏの場合、第３ステップに移行する。第３ステップでは、通紙枚数ＰがＰ２より小さいか否かを判定する。実施例２の場合の閾値Ｐ２を６０ｋｐとする。第３ステップの判定がＹｅｓの場合、第４ステップに移行する。第４ステップでは、電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔ１が、設定された所定時間Ｂより大ききか否かを判定する。実施例２における所定時間Ｂは１５ｍｉｎとしている。第４ステップの判定がＹｅｓの場合、第２ステップに移行する。第２ステップでは、電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔが、設定された所定時間Ａより大ききか否かを判定する。実施例２における所定時間Ａは１０ｍｉｎとしている。第２ステップの判定がＮｏの場合、除電バイアスＶｊを所定値より高いＸ１に設定し、印字枚数毎に第１ステップに戻り、通紙枚数Ｐが、閾値Ｐ１より小さいか否かの判定をする。実施例２における除電バイアス値Ｘ１は、−２５００Ｖに設定している。第２ステップでの判定がＹｅｓの場合、除電バイアス値をＹ１に設定する。実施例２の場合、除電バイアス値Ｙ１は−１０００Ｖとする。

第３ステップの判定がＮｏの場合、第５ステップに移行する。第５ステップでは、電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔ１が、設定された所定時間Ｃより大ききか否かを判定する。実施例２における所定時間Ｃは２０ｍｉｎとしている。第５ステップの判定がＮｏの場合、除電バイアス値ＶｊをＸ３に設定し、印字枚数毎に第５ステップに戻り、電源オン時、又はスタンバイ復帰時からの経過時間Ｔ１が、設定された所定時間Ｃより大ききか否かを判定する。実施例２では除電バイアス値Ｘ３−２５００Ｖとする。第５ステップの判定がＹｅｓの場合、除電バイアス値ＶｊをＹ３に設定する。実施例２では除電バイアス値Ｙ３を−２０００Ｖとする。

図７は、本発明の実施例３のフローチャートを示す。実施例３は、装置の電源オン時、又はスタンバイ復帰時に所定時間の間、除電バイアス値を高く設定する点、除電部材５４の耐久度を加える点は実施例と同様であるが、実施例３の特徴は、低温になる季節をカレンダ情報により取得し、さらに、装置のオフ若しくはスタンバイからの経過時間を除電バイアスの制御要因に加えたことである。

実施例３では、先ず第１ステップで、カレンダ情報により季節が冬か否かを判定し、第１ステップの判定がＹｅｓの場合、第２ステップに移行し、第２ステップで、装置オフもしくはスタンバイからの経過時間Ｔ２が所定時間Ｈより小さいか否かを判定する。実施例３では所定時間Ｈを８Ｈｏｕｒとする。第１ステップ、第２ステップ以降のフローチャートは、実施例２と同様である。

他の実施例としては、装置内に湿度センサを配置し、湿度センサからの計測データに応じて除電バイアスを制御することにより、記録材が逆カールしやすい状態になっているときに、除電バイアスを高く設定し、巻き付きを防止できる。湿度の変動をネットワークにより取得する構成により、その日の天候により大きく変動する湿度情報を即入手可能であるので、湿度センサを用いることなく正確に除電バイアスを制御でき、巻き付きを防止できる。

以上のような実施例において、記録材の中間転写体への巻き付きの発生が減少し、除電バイアスに消費する電力が減少した。

本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：画像形成装置、５：感光体ドラム、９：帯電ユニット、１１：ロータリー現像装置、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ：ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー現像装置、
１５：露光ユニット、１９：一次転写ユニット、２１：中間転写ベルト、２３：二次転写ユニット、２７：定着ユニット、２９：排紙トレイ部、５０：駆動ローラ、５１：転写ローラ、５２：転写ガイド、５３：ガイド支軸、５４：除電部材、５５：除電プレート

Claims

定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、装置電源オン時又はスタンバイ復帰時に、前記除電バイアス値を所定時間高くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
前記除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアス値を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
低温季節を記憶したカレンダ情報により前記除電バイアスを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
装置電源オフ又はスタンバイ復帰からの経過時間に応じて前記除電バイアスを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
湿度の変動に応じて前記除電バイアスを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記湿度の変動を装置内に設置した湿度センサにより取得することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記湿度の変動をネットワークにより取得することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。