JP2010170027A

JP2010170027A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010170027A
Application number: JP2009014303A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ozawa; 義則小澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】画像品質を劣化させずに画像形成装置内部で発生するオゾンの量をなるべく少なくする画像形成装置を提供すること。
【解決手段】非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置は、各作像部で用いるトナー色の輝度の明るい順に、L（１）、L（２）、・・・、L（ｎ）とし、各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する電圧の振幅をＶｐｐ（１）、Ｖｐｐ（２）、・・・、Ｖｐｐ（ｎ）としたとき、Ｖｐｐ(１)＜Ｖｐｐ(２)＜・・・＜Ｖｐｐ(ｎ)の関係を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、または、それら複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、一般的に感光体を一様に帯電させた後、露光を行ない、トナーを現像、転写、定着するという工程を踏む。

感光体を帯電させるには、様々な方式がある。しかし、昨今、カラープリントの需要が増え、複数色のトナーを用いたカラー画像形成装置が普及し始めて久しい。市場からの要求では、低コスト、高寿命で、環境へのハザードが小さい画像形成装置が求められている。

そうした中、非接触帯電方式は市場の要求に合致した帯電方式となっており、スコトロン帯電方式などにくらべ、オゾン発生量が飛躍的に少ない。

特許文献１には、帯電部材と感光体間を離し、間隙を作り、オゾンやＮＯｘなどの生成を低減させる非接触帯電方式に関する技術が開示されている。

しかし、近年カラー画像形成装置では高画質化のためにトナー色種を従来の主流であった４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に加え、ライトシアン、ライトマゼンタを加えた６色のトナーで作像を行なう画像形成装置が登場している。

非接触帯電方式では比較的オゾン発生量が少ないというメリットがあるが、各トナー色ごとに作像部（帯電部）を有する画像形成装置では、比較的オゾン発生量が少ないとは言え、作像部の数だけオゾンの発生量が増加してしまう。

画像形成装置内で発生するオゾンの処理は、機内の気流設計とオゾンフィルタによって機外に排出されないように設計される。しかし、オゾンフィルタには寿命があるためメンテナンスの機会に交換の必要がある。

ユーザーにとっては、メンテナンスの間隔が長いほど、画像形成装置のダウンタイムが少なく生産性があがりメリットが生じる。そのため、機内で発生するオゾンの量をなるべく少なくしたい。

本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、画像品質を劣化させずに画像形成装置内部で発生するオゾンの量をなるべく少なくする画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、複数色のトナーで画像形成を行ない、各トナー色を作像するための作像部をＮ組（Ｎは２以上の整数）有し、各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、各作像部で用いるトナー色の輝度の明るい順に、L（１）、L（２）、・・・、L（ｎ）（ｎは２以上の整数）とし、各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ（１）、Ｖｐｐ（２）、・・・、Ｖｐｐ（ｎ）（ｎは２以上の整数）としたとき、Ｖｐｐ(１) ＜Ｖｐｐ(２) ＜・・・＜Ｖｐｐ(ｎ)の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーで画像形成を行い、各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、4ｐｐ(M)、Ｖｐｐ（K）としたとき、Ｖｐｐ(Y) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＝Ｖｐｐ(K)の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

請求項３に記載の発明は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーで画像形成を行い、各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M)、Ｖｐｐ（K）としたとき、Ｖｐｐ(Y) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＜Ｖｐｐ(K)の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

請求項４に記載の発明は、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの６色のトナーで画像形成を行い、各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M)、Ｖｐｐ(LC)、Ｖｐｐ(LM)、Ｖｐｐ（K）としたとき、Ｖｐｐ(Y) ＝Ｖｐｐ(LC) ＝Ｖｐｐ(LM) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＝Ｖｐｐ(K)の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの６色のトナーで画像形成を行い、各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M)、Ｖｐｐ(LC)、Ｖｐｐ(LM)、Ｖｐｐ（K）としたとき、Ｖｐｐ(Y) ＝Ｖｐｐ(LC) ＝Ｖｐｐ(LM) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＜Ｖｐｐ(K)の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、自装置の周囲の環境ごとに関係式が成り立つようにＶｐｐの値を設定することを特徴とする。

画像品質を劣化させずに画像形成装置内部で発生するオゾンの量をなるべく少なくすることができる。

本発明の実施形態における画像形成装置の構成を示す図である。 Vppとオゾン濃度の関係を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における画像形成装置の作像部の構成配置を説明する図である。
ここでの画像形成装置は感光体１０、２０、３０、４０、帯電ローラ１１、２１、３１、４１、露光装置１２、２２、３２、４２、現像装置１３、２３、３３、４３、１次転写ローラ１４、２４、３４、４４、感光体クリーニング装置１５、２５、３５、４５、中間転写ベルト５０、中間転写ベルトクリーニング装置５５、紙転写ローラ６０、紙転写ローラクリーニング装置６５、レジストローラ７１、紙搬送ベルト７２、定着装置７３などを有している。

これらの構成において画像形成装置は感光体１０、２０、３０、４０の回転とともに各部において帯電、露光、１次転写、感光体クリーニングを連続的に行ない、感光体と略等速に走行する中間転写ベルト５０上にトナー像を形成していく。
中間転写ベルト５０上に形成されたトナー像はつづく紙転写ローラ６０でレジストローラによって搬送されてきた転写紙９９上に一括転写される。
その後転写紙９９は紙搬送ローラ７２で搬送され、定着装置７３によって定着され画像形成装置から排出される。

それぞれの感光体１０、２０、３０、４０には帯電ローラ１１、２１、３１、４１がそれぞれ微小ギャップ２０μm程度のギャップを保つように配置され、画像形成時にはそれぞれが回転しながら、帯電ローラにはＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した帯電バイアスが印加される。
このときＤＣ成分はこのときの現像能力と感光体の残留電位から計算によって決定された現像バイアスに地肌ポテンシャル分を上乗せした値になるように設定される。また、ＡＣ成分の周波数は画像上にそのピッチが知覚できないような周波数に設定される。
そしてＡＣ成分の振幅（以下Vppという）は環境（温度／湿度）ごとに設定される。この点について詳しくは後述する。

なお、公知の画像形成装置も図１と全く同じ構成と動作であり、本実施の形態の画像形成装置との差異は、Vppの値のみである。

ここでVppとオゾン発生量、地肌汚れの関係について説明する。
図２は実験機にて感光体と帯電ローラを駆動させながら帯電バイアスを印加したときの帯電ローラ近傍のオゾン濃度を測定した結果である。

図２を参照すると、Vppを高くすることにより、オゾン濃度は高くなる。一方、オゾン発生量を抑えるためにVppを低く設定しすぎると、異常放電（放電不足）による地肌汚れが画像上に発生するという不具合が生じる。

しかし、トナーの色味によってこの地肌汚れは人間の目には認識できない場合がある。つまりトナー色の輝度が明るいほど（転写紙の輝度に近いほど）、この地汚れは人間の目には見えづらくなってくる。
画像形成装置で作像／定着した転写紙上の各トナー単色の輝度は、イエローが９０程度、シアン、マゼンタは５０程度、ブラックは２０程度であり、イエローは転写紙の輝度に近いため多少地肌汚れがあっても認識しずらい。また、シアン、マゼンタはイエローよりは認識しやすいが、ブラックよりも認識しづらいという性質をもっている。

ここで輝度の測定について説明する。画像形成装置で各トナー色のベタパッチを転写紙上に作成する。その転写紙をスキャナで読み込み、それを画像編集管理ソフト（Adobe社のPhotoshop Elements ）の機能（選択範囲内の画素について輝度の平均値を表示することが出来る。）で輝度を読み取る。

従来、Vppの値は最も地汚れが認識しやすいブラック画像で地汚れが発生しない領域の値に設定し、各色とも同じ値に設定していた。
しかし、本実施の形態では、オゾン発生を極力抑えるためにトナー色の輝度ごとに、地肌汚れがわからない程度Vppを限界まで下げることを特徴としている。

具体例をあげると、常温常湿環境（２３℃６５％ＲＨ）下において、従来例では各ステーションともにVppは一律２．１ｋVに設定している。
一方、本実施の形態ではイエローのVppを１．７ｋV、シアン、マゼンタを１．９ｋV、ブラックを２．１ｋVと設定する。

図２より、Vppが２．1ｋVのときはオゾンの発生量は０．５１ｐｐｍであり、１．９ｋVのときはオゾンの発生量は０．４５ｐｐｍであり、１．７ｋVのときはオゾンの発生量は０．３９ｐｐｍである。

従来例では各ステーション共にオゾン濃度は０．５１ｐｐｍであるので、４ステーションの合計で２．０４ｐｐｍになる。一方、本実施の形態の４ステーションの合計は１．８０ｐｐｍで、従来例よりも０．２４ｐｐｍだけ発生量が抑えられる。

また、本実施の形態では画像上にイエローの地汚れがやや発生、シアンとマゼンタの地汚れが極微量発生するが、見た目の印象は従来例の画像とほぼ変わらないものとなる。

また、具体例は示さないが、高温高湿環境下、低温低湿環境下においても、
Ｖｐｐ(Y) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＜Ｖｐｐ(K)の関係が成り立つようにVppの値を夫々設定しておくことで、高温高湿環境下、低温低湿環境下においても同様の効果を奏することが可能となる。

上記の本実施の形態によれば、画像品質を劣化させずに画像形成装置内でのオゾン発生量を低減することができる。またその２次効果により、装置に搭載されているオゾンフィルタの寿命を延命できる。

以下に、他の実施の形態として、６ステーションタンデム方式の画像形成装置の場合を説明する。
画像形成装置の構成等の詳細は上記の実施の形態と同様であるので重複する説明は省略する。

具体例をあげると、常温常湿環境（２３℃６５％ＲＨ）下において、ここでの従来例では各ステーションともにVppは一律２．１ｋVに設定している。一方、本実施の形態ではイエロー、ライトシアン、ライトマゼンタのVppを１．７ｋV、シアン、マゼンタを１．９ｋV、ブラックを２．１ｋVと設定する。

ここでの従来例では各ステーション共にオゾン濃度は０．５１ｐｐｍであるので、６ステーションの合計で３．０６ｐｐｍになる。一方、本実施の形態の６ステーションの合計は２．５８ｐｐｍで、ここでの従来例よりも０．４８ｐｐｍだけ発生量が抑えられる。

また、本実施の形態で画像上に発生する地汚れは、見た目ではここでの従来例の場合とほぼ変わらない。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。

１０、２０、３０、４０感光体
１１、２１、３１、４１帯電ローラ
１２、２２、３２、４２露光装置
１３、２３、３３、４３現像装置
１４、２４、３４、４４１次転写ローラ
１５、２５、３５、４５感光体クリーニング装置
５０中間転写ベルト
５５中間転写ベルトクリーニング装置
６０紙転写ローラ
６５紙転写ローラクリーニング装置
７１レジストローラ
７２紙搬送ベルト
７３定着装置

特開２００２−０５５５０８号公報

Claims

複数色のトナーで画像形成を行ない、
各トナー色を作像するための作像部をＮ組（Ｎは２以上の整数）有し、
各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、
帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
前記各作像部で用いるトナー色の輝度の明るい順に、L（１）、L（２）、・・・、L（ｎ）（ｎは２以上の整数）とし、
前記各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ（１）、Ｖｐｐ（２）、・・・、Ｖｐｐ（ｎ）（ｎは２以上の整数）としたとき、
Ｖｐｐ(１) ＜Ｖｐｐ(２) ＜・・・＜Ｖｐｐ(ｎ)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーで画像形成を行い、
各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、
各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、
帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M）、Ｖｐｐ（K）としたとき、
Ｖｐｐ(Y) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＝Ｖｐｐ(K)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーで画像形成を行い、
各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、
各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、
帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M）、Ｖｐｐ（K）としたとき、
Ｖｐｐ(Y) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＜Ｖｐｐ(K)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの６色のトナーで画像形成を行い、
各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、
各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、
帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M)、Ｖｐｐ(LC)、Ｖｐｐ(LM)、Ｖｐｐ（K）としたとき、
Ｖｐｐ(Y) ＝Ｖｐｐ(LC) ＝Ｖｐｐ(LM) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＝Ｖｐｐ(K)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの６色のトナーで画像形成を行い、
各トナー色を作像するための作像部をそれぞれ有し、
各作像部では帯電部材と被帯電体を有し、
帯電部材は被帯電体に非接触で微小ギャップを介して直流に交流を重畳した電圧を印加して放電させることで被帯電体を帯電させる非接触帯電方式を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、ブラックの各作像部に有する帯電部材と被帯電体の微小ギャップに印加する直流に交流を重畳した電圧の振幅をＶｐｐ(Y)、Ｖｐｐ(C)、Ｖｐｐ(M)、Ｖｐｐ(LC)、Ｖｐｐ(LM)、Ｖｐｐ（K）としたとき、
Ｖｐｐ(Y) ＝Ｖｐｐ(LC) ＝Ｖｐｐ(LM) ＜Ｖｐｐ(C) ＝Ｖｐｐ(M) ＜Ｖｐｐ(K)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
自装置の周囲の環境ごとに前記関係式が成り立つようにＶｐｐの値を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。