JP2015004836A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer having a function of forming an image on a recording material such as a sheet.
電子写真方式・静電記録方式等の画像形成プロセスを利用した画像形成装置(画像記録装置)では、次のようにして用紙等の記録材に画像を形成している。まず、感光ドラムに静電潜像を形成し、現像剤を用いて潜像を現像してトナー像として可視化し、このトナー像を、感光ドラムと転写ローラとの間に形成された転写ニップ部で記録材上に転写する。その後、トナー像が転写された記録材を、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとの間で形成されたニップ部で挟持搬送させることにより、トナー像を記録材に加熱定着する。このようにして、記録材に画像が形成される。
このような画像形成装置においては、転写ニップ部に記録材を安定的に搬送するため、転写ニップ部より記録材搬送方向の上流に、搬送される記録材をガイドするガイド部材が配置される場合がある。ガイド部材の一部には、記録材との摺擦による帯電防止のため導電性の材料が用いられ、接地されることにより、ガイド部材の過帯電による画像不良やトナーの飛び散り等が防止されている。
また、記録材の電気的な体積抵抗値は種々であり、高温高湿環境下等で吸湿し、体積抵抗値の低い薄紙や、低温低湿環境下等で乾燥し体積抵抗値の高くなった厚紙まで様々である。
体積抵抗値の異なる記録材に対して一様に電荷を与える転写の制御は、定電流制御が好ましい。
しかし、吸湿紙等の体積抵抗値の低い記録材に対しては、記録材を介してガイド部材や定着器等の本体へ転写電流が逃げることで定電流制御では制御が困難となるため、定電圧制御を行うことが多い。しかし、定電圧制御を行っても、本体への転写電流の逃げに対する対策が不十分なため、転写電流不足による画像不良を発生することが懸念される。
前記課題に対し、転写出力電圧を高く設定することが考えられるものの、一意的に決めた転写電圧で定電圧制御を行う場合には、結果的に流れる転写電流は記録材の抵抗に大きく依存するため、記録材への適切な転写ができなくなることが懸念される。
すなわち、体積抵抗値の低い記録材の電流の逃げを考慮し、転写電圧を高めに設定すると、体積抵抗値の高い記録材では転写電流過多による画像不良が発生することが懸念される。また、体積抵抗値の高い記録材で画像不良が発生しない転写電圧に設定すると、体積抵抗値の低い記録材で転写電流不足による画像不良が発生することが懸念される。
In an image forming apparatus (image recording apparatus) using an image forming process such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system, an image is formed on a recording material such as paper as follows. First, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive drum, the latent image is developed using a developer and visualized as a toner image, and the toner image is transferred to a transfer nip portion formed between the photosensitive drum and a transfer roller. Transfer onto the recording material. Thereafter, the recording material onto which the toner image has been transferred is nipped and conveyed by a nip formed between a fixing roller and a pressure roller provided in the fixing device, whereby the toner image is heat-fixed on the recording material. In this way, an image is formed on the recording material.
In such an image forming apparatus, in order to stably convey the recording material to the transfer nip portion, a guide member for guiding the recording material to be conveyed is disposed upstream of the transfer nip portion in the recording material conveyance direction. There is. A part of the guide member is made of a conductive material to prevent electrification due to rubbing against the recording material. By being grounded, image defects and toner scattering due to overcharging of the guide member are prevented. Yes.
The recording material has various electrical volume resistance values. It absorbs moisture under high-temperature and high-humidity environment, etc., and thin paper with low volume resistance value or dried under low-temperature and low-humidity environment etc. It is various.
The constant current control is preferable for the transfer control for uniformly applying charges to recording materials having different volume resistance values.
However, for recording materials with low volume resistance, such as moisture-absorbing paper, the transfer current escapes to the main body of the guide member and fixing device through the recording material, making it difficult to control with constant current control. Voltage control is often performed. However, even if constant voltage control is performed, there is a concern that an image defect may occur due to insufficient transfer current because countermeasures against escape of the transfer current to the main body are insufficient.
Although it is conceivable to set a high transfer output voltage for the above-mentioned problem, when a constant voltage control is performed with a uniquely determined transfer voltage, the resulting transfer current largely depends on the resistance of the recording material. For this reason, there is a concern that appropriate transfer to the recording material cannot be performed.
That is, if the transfer voltage is set to be high in consideration of the current escape of the recording material having a low volume resistance value, there is a concern that an image defect due to an excessive transfer current may occur in the recording material having a high volume resistance value. Further, when the transfer voltage is set such that no image defect occurs in a recording material having a high volume resistance value, there is a concern that an image defect due to insufficient transfer current occurs in a recording material having a low volume resistance value.
前記課題に対し、図10のようにガイド部材117に転写電圧と同極性の電圧を印加する構成が特許文献1で提案されている。
ここで、図10(a)においては、記録材Pが、ガイド部材117にガイドされながら、感光ドラム101と転写ローラ105との間の転写ニップ部Ntで挟持搬送されている状態を示している。転写ローラ105とガイド部材117にはそれぞれ電源部118a,118bから電圧が供給されている。電源部118a,118bによって形成される電場Eにより、転写ニップ部Ntへ転写電流Itが供給される。図10(b)は、図10(a)に示す構成を等価回路で表した図であり、Rpは記録材Pの抵抗、Rrは転写ローラ5の抵抗である。
このような構成により、吸湿紙等の体積抵抗率の低い記録材を介した本体への転写電流の逃げがある場合には、転写電流の逃げ分を補うことができるので、転写電流不足による画像不良を防止できる。また、体積抵抗値の高い記録材にはガイド部材117からの電流はほとんど流れないため、転写電流過多になることを防止することが可能となり、体積抵
抗値の異なる種々の記録材において良好な画像を得ることができる。
In order to solve the above-mentioned problem,
Here, FIG. 10A shows a state in which the recording material P is nipped and conveyed at the transfer nip portion Nt between the
With such a configuration, when there is a transfer current escape to the main body through a recording material having a low volume resistivity such as a moisture absorbent paper, it is possible to compensate for the transfer current escape, so an image due to a shortage of the transfer current Defects can be prevented. Further, since a current from the
しかしながら、上記構成では、転写電圧電源とは別に電源を設ける必要があるため、コストアップや本体サイズの大型化を招くことが懸念される。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、コストアップや本体サイズの大型化を招くことなく、体積抵抗値の異なる種々の記録材に対して、より良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
However, in the above configuration, since it is necessary to provide a power supply separately from the transfer voltage power supply, there is a concern that the cost increases and the size of the main body increases.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and forms better images on various recording materials having different volume resistance values without incurring an increase in cost or an increase in the size of the main body. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can perform the above-described process.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体との間で転写ニップ部を形成し、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップ部で記録材に転写させる転写動作を行う転写部材と、
搬送される記録材を前記転写ニップ部に向けてガイドするガイド部材と、
を有する画像形成装置において、
前記転写動作のために、前記転写部材に電圧を印加するとともに前記ガイド部材に電圧を印加する共通の電源部と、
前記電源部と前記ガイド部材との間の電気経路に設けられた抵抗部であって、画像形成装置の使用環境に応じて電気抵抗の大きさが変化する抵抗部と、
前記電気経路のうち前記ガイド部材と前記抵抗部との間に、前記ガイド部材に並列に接続される電圧安定素子と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An image carrier on which a toner image is formed;
A transfer member that performs a transfer operation of forming a transfer nip portion with the image carrier and transferring a toner image on the image carrier to a recording material at the transfer nip portion;
A guide member for guiding the recording material to be conveyed toward the transfer nip portion;
In an image forming apparatus having
For the transfer operation, a common power supply unit that applies a voltage to the transfer member and a voltage to the transfer member;
A resistance unit provided in an electrical path between the power source unit and the guide member, the resistance unit having a magnitude of electrical resistance that varies depending on a use environment of the image forming apparatus;
A voltage stabilizing element connected in parallel to the guide member between the guide member and the resistance portion of the electrical path;
It is characterized by providing.
本発明によれば、コストアップや本体サイズの大型化を招くことなく、体積抵抗値の異なる種々の記録材に対して、より良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus capable of forming a better image on various recording materials having different volume resistance values without causing an increase in cost and an increase in body size. Is possible.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、こ
の発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。なお、図1では、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタについて示している。
まず、図1に示す画像形成装置の構成について説明する。
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、感光ドラム)1を備えている。感光ドラム1は、OPC(有機光半導体)、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料が、アルミニウムやニッケル等で形成されたシリンダ状のドラム基体上に設けられて構成されたものである。感光ドラム1は、装置本体Mによって回転自在に支持されており、駆動源m1によって矢印Rd方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 shows a laser beam printer as an example of the image forming apparatus.
First, the configuration of the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described.
The image forming apparatus includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 1 as an image carrier. The
感光ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電装置(帯電ローラ)2、露光手段3、現像装置4、転写部材としての転写ローラ5、クリーニング装置6が配設されている。
また、装置本体Mの下部には、紙等の記録材Pを収納した給送カセット7が配設されている。そして、記録材Pの搬送経路に沿って順に、給送ローラ8、搬送ローラ9、トップセンサ10、搬送ガイド11、定着装置12、排出センサ13、搬送ローラ14、排出ローラ15、排出トレイ16が配置されている。
Around the
In addition, a feeding cassette 7 that stores a recording material P such as paper is disposed below the apparatus main body M. A feeding roller 8, a
次に、画像形成装置の動作について説明する。
駆動源m1によって矢印Rd方向に回転駆動された感光ドラム1は、帯電ローラ2によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム1は、その表面に対しレーザ光学系等の露光手段3によって画像情報に基づいた画像露光Lがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像(潜像)が形成される。静電潜像は、現像装置4によって現像(顕像化)される。現像装置4は、現像ローラ4aを有し、この現像ローラ4aに現像バイアスが印加され、感光ドラム1上の静電潜像にトナー(現像剤)が付着することで、感光ドラム1上にトナー像が形成される。
感光ドラム1上のトナー像は、転写ローラ5によって記録材Pに転写される。転写ローラ5は、感光ドラム1に従動回転するように、不図示の転写加圧バネにより感光ドラム1に圧接されている。また、この構成により、転写ローラ5と感光ドラム1との間には転写ニップ部Ntが形成されている。このように、転写ローラ5は、感光ドラム1上(像担持体上)のトナー像を転写ニップ部Ntで記録材Pに転写させる転写動作を行う。
Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
The
The toner image on the
記録材Pは、給送カセット7に収納されており、給送ローラ8によって1枚ずつ給送された後、搬送ローラ9によって搬送され、トップセンサ10を介して、ガイド部材17にガイドされて転写ニップ部Ntに搬送される。
このとき記録材Pは、トップセンサ10によって先端が検知され、感光ドラム1上のトナー像と同期がとられる。
転写ローラ5には、転写動作時に、電源部としての転写電圧電源18からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加され、これにより、感光ドラム1上のトナー像が記録材P上の所定の位置に転写される。
転写された未定着トナー像を表面に担持した記録材Pは、搬送ガイド11に沿って定着装置12に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されることで、記録材P表面にトナー像が定着される。
The recording material P is stored in the feeding cassette 7, fed one by one by the feeding roller 8, then conveyed by the conveying
At this time, the leading edge of the recording material P is detected by the
During the transfer operation, a transfer voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the
The recording material P carrying the transferred unfixed toner image on the surface is transported to the fixing
定着装置12は、可撓性のエンドレスベルトを定着フィルムとする、加圧ローラ駆動方式の定着装置である。この定着装置12は、定着フィルム12aと、定着フィルム12aに当接された加圧ローラ12bと、定着フィルム12aを介してトナーを加熱するセラミックヒータ(以下、ヒータ)12cと、ヒータホルダ12dを主要構成部材として構成さ
れている。
加圧ローラ12bは、金属製の芯金の外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の弾性層が設けられ、最表層にはフッ素樹脂等の離型性の高い材料が用いられた離型層が設けられたものである。加圧ローラ12bは、不図示の加圧バネで離型層の外周面により下方から定着フィルム12aをヒータ12cに押し付けて、定着フィルム12aとの間に定着ニップ部Nfを形成している。
The fixing
The
加圧ローラ12bが駆動源m1により矢印R12b方向に回転駆動されることで、定着ニップ部Nfの圧接摩擦力により定着フィルム12aに回転力が作用する。これにより、定着フィルム12aは、その内面がヒータ12cの下向き面に密着して摺動しながら矢印R12a方向に従動回転する。
定着動作は、加圧ローラ12bが回転駆動され、それに伴って定着フィルム12aが従動回転状態になり、またヒータ12cに電力が供給され、ヒータ12cが昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態で行われる。
このような状態で、未定着トナー像を担持した記録材Pが、定着ニップ部Nfの定着フィルム12aと加圧ローラ12bとの間に導入される。そして、定着ニップ部Nfにおいて、記録材Pは、そのトナー像担持面側が定着フィルム12aの外周面に密着した状態で定着フィルム12aとともに挟持搬送される。
この挟持搬送過程において、ヒータ12cの熱が定着フィルム12aを介して記録材Pに付与され、記録材P上の未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材P上に溶融定着される。定着ニップ部Nfを通過した記録材Pは、定着フィルム12aから曲率分離される。
The
In the fixing operation, the
In such a state, the recording material P carrying the unfixed toner image is introduced between the fixing
In this nipping and conveying process, the heat of the
トナー像が定着された記録材Pは、搬送ローラ14によって搬送され、排出ローラ15によって装置本体上面の排出トレイ16上に排出される。
一方、トナー像転写後の感光ドラム1は、記録材Pに転写されないでドラム表面に残ったトナー(転写残トナー)がクリーニング装置6のクリーニングブレード6aによって除去され、次の画像形成に供される。
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。
The recording material P on which the toner image is fixed is transported by the
On the other hand, after the toner image is transferred, the toner (transfer residual toner) that has not been transferred to the recording material P and remains on the drum surface is removed by the
By repeating the above operation, image formation can be performed one after another.
[検討例]
図3(a)は、検討例における転写電圧印加構成について示す図であり、図3(b)は、図3(a)に示す構成を等価回路で表した図である。ここで、図3において、図1と同様の構成部分については説明の便宜上、図1と同一の符号を付している。
上述したように、ガイド部材17に電圧を印加するための電源を、転写電圧電源18とは別に設けた場合には、コストアップや本体サイズの大型化を招くことが懸念される。
この課題を解決するために、転写電圧電源18からの電気経路を分岐させ、ガイド部材17に転写電圧を印加する図3(a)に示すような構成が考えられる。すなわち、転写電圧電源18を、転写動作のために、転写ローラ5に電圧を印加するとともにガイド部材17に電圧を印加する共通の電源部とするものである。ここで、図3において、Rpは記録材Pの体積抵抗値(以下、単に抵抗という)、Rcは固定抵抗体19aの抵抗、Rrは転写ローラ5の抵抗である。
[Examination example]
FIG. 3A is a diagram showing a transfer voltage application configuration in the study example, and FIG. 3B is a diagram showing the configuration shown in FIG. 3A with an equivalent circuit. Here, in FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 for convenience of explanation.
As described above, when a power source for applying a voltage to the
In order to solve this problem, a configuration as shown in FIG. 3A in which an electric path from the transfer
ガイド部材17にガイドされながら転写ニップ部Ntに向けて搬送された記録材Pは、転写ニップ部Ntにおいては感光ドラム1と転写ローラ5の両方と接触した状態にある。
ここで、転写電圧電源18によって形成される電場Eにより、転写ニップ部Ntへ転写電流Itが供給され、転写電圧電源18からの出力は転写電圧制御部(以下、制御部)21で制御される。転写電圧電源18から供給される電流Iは、転写ローラ5を介して転写ニップ部Ntへ供給される電流I2と、固定抵抗体19a側に流れ、ガイド部材17及び記録材Pを介して転写ニップ部Ntへ供給され転写に寄与する電流I1の経路に分かれる。このように、転写ローラ5を介して転写ニップ部Ntへ電流を供給する転写電圧電源1
8によって、ガイド部材17及び記録材Pを介して転写ニップ部Ntに電流を供給可能な構成となっている。
The recording material P conveyed toward the transfer nip Nt while being guided by the
Here, a transfer current It is supplied to the transfer nip portion Nt by an electric field E formed by the transfer
8, the current can be supplied to the transfer nip portion Nt via the
画像形成装置の使用環境の温湿度(以下、雰囲気の温湿度)や転写ローラの抵抗Rr、記録材Pの抵抗Rpの差異等によって変動する転写出力電圧に応じて、ガイド部材17に印加される電圧も変動する。そのため、図3に示す構成の場合、転写電圧電源18から出力される電圧が高い場合、ガイド部材17から付与される転写電流I4が多くなり、転写に寄与する電流過多による画像不良(強抜け画像)が発生することが懸念される。
そこで、バリスタ又はツェナーダイオード等のような非線形抵抗特性をもつ電圧安定素子をガイド部材17と並列に接続配置する構成をとることで、ガイド部材17に付与される電圧を一定以下(所定以下)に抑え、強抜け画像の発生を防止することが可能となる。
It is applied to the
Therefore, a voltage stabilizing element such as a varistor or a Zener diode having a nonlinear resistance characteristic is connected in parallel with the
図4は、ガイド部材17と並列にバリスタ20を配置した構成を示す図である。
ガイド部材17と直列に配置した固定抵抗体19aの抵抗Rcは、抵抗値が1×108Ωのものを使用した。ここで、転写電圧電源18とガイド部材17の間に配置された固定抵抗体19aは、バリスタ20に流れる電流が過多となり、故障することを防止する目的で配置されたものである。
FIG. 4 is a view showing a configuration in which the
As the resistance Rc of the fixed
ガイド部材17の電位は、バリスタ20の降伏電圧により変動するため、降伏電圧が低く、ガイド部材17の電位も低くなると、電流I4が減少してしまい、転写電流不足を補う効果が不足となる。一方で、降伏電圧が高く、ガイド部材17の電位も高くなると、電流I4が過多となり、転写電流過多による強抜け画像が発生する場合があるため、バリスタ20の降伏電圧には調整が必要となる。
The potential of the
図4の構成において、低温低湿環境として15℃/10%環境の下、固定抵抗体19aの抵抗値を変えた場合の定電流制御の可否と画像不良の関係を検討した。このときの検討結果を図6(a)に示す。また、図4の構成において、高温高湿環境として30℃/80%環境の下、固定抵抗体19aの抵抗値を変えた場合の定電圧制御の可否と画像不良の関係を検討した。このときの検討結果を図6(b)に示す。ここでは、降伏電圧が200Vであるバリスタと、1×108Ωと5×1011Ωの2種の抵抗値をもつ固定抵抗体を用いて、制御部21で定電流制御、定電圧制御をそれぞれ行った。記録材としては、キヤノン製A4サイズ紙Extra80(坪量80g/m2)を使用した。
In the configuration of FIG. 4, the relationship between the possibility of constant current control and the image defect when the resistance value of the fixed
固定抵抗体19aの抵抗値が1×108Ωの場合には、変動する転写バイアスに依って、バリスタを介してGNDに流れる電流I3が変動するため、定電流制御を実行することは困難である。
一方、固定抵抗体19aの抵抗値が5×1011Ωの場合には、固定抵抗体19aを介した電流I1は流れず、転写電圧電源18から出力される電圧が、転写電圧電源18の出力範囲である0〜6kV以下の間で変動しても電流I1は流れなかった。このため、定電流制御は可能となり、画像不良の発生もなかった。
When the resistance value of the fixed
On the other hand, when the resistance value of the fixed
また、高温高湿環境下(30℃/80%)においては、ガイド部材17と直列に接続される固定抵抗体19aの抵抗値が1×108Ωと5×1011Ωのいずれの抵抗値であっても、定電圧制御は可能である。しかしながら、固定抵抗体19aの抵抗値が5×1011Ωの場合は、固定抵抗体19aを介した電流I1が流れず、ガイド部材17に印加される電圧が低いため、転写電流不足となり、画像不良が発生した。一方、固定抵抗体19aの抵抗値が1×108Ωの場合には、画像不良は発生しなかった。
このように、ガイド部材17と直列に配置される抵抗体の抵抗値は、高温高湿環境下では低抵抗、低温低湿環境下では高抵抗のものが良く、雰囲気の温湿度によって電気抵抗を変化させる必要があることがわかった。
Further, in a high temperature and high humidity environment (30 ° C./80%), the resistance value of the fixed
As described above, the resistance value of the resistor arranged in series with the
そこで、本実施形態では、電圧安定素子をガイド部材17と並列に配置し、かつ、ガイド部材17と直列に配置される抵抗部の抵抗値を、高温高湿環境下では低抵抗、低温低湿環境下では高抵抗とする構成をとることを特徴とする。ここで、この抵抗部は、転写電圧電源18とガイド部材17との間の電気経路に設けられ、画像形成装置の使用環境に応じて電気抵抗の大きさが変化するものであればよい。すなわち、抵抗部は、高温高湿となる環境下では、低温低湿となる環境下よりも、電気抵抗の大きさが小さく設定され得るように構成されるものであればよい。
このような特徴的な構成を適用した実施例について、以下に説明する。ここで、各実施例において、上述した実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。なお、図1に示す画像形成装置には、雰囲気の温湿度を検出する温湿度検出手段31が設けられている。
Therefore, in this embodiment, the voltage stabilizing element is arranged in parallel with the
An embodiment to which such a characteristic configuration is applied will be described below. Here, in each Example, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is provided with temperature / humidity detection means 31 for detecting the temperature / humidity of the atmosphere.
[実施例1]
図2(a)は、実施例1における転写電圧印加構成について示す図であり、図2(b)は、図2(a)に示す構成を等価回路で表した図である。
本実施例では、図2(a)に示すように、電圧安定素子としてバリスタ20をガイド部材17と並列に配置し、かつ、抵抗部として、ガイド部材17と直列に可変抵抗体19bを配置したことを特徴とする。ここで、図2(b)に示すRvは可変抵抗体19bの抵抗である。また、可変抵抗体19bは、雰囲気の温湿度に対応して電気抵抗の大きさが変化し得るものである。
転写電圧電源18から供給される電流Iは、転写ローラ5を介して転写ニップ部Ntへ供給される電流I2と、可変抵抗体19b側に流れる電流I1の経路に分かれる。さらに、電流I1はバリスタ20を介してGNDに流れる電流I3と、ガイド部材17と記録材Pを介して転写ニップ部Ntへ流れる電流I4とに分かれる。
[Example 1]
FIG. 2A is a diagram showing a transfer voltage application configuration in Example 1, and FIG. 2B is a diagram showing the configuration shown in FIG. 2A with an equivalent circuit.
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the
Current I supplied from the transfer
本実施例においては、まず、高温高湿環境下(30℃/80%)で、可変抵抗体として紙フェノール基板を用い、バリスタ20の降伏電圧の好適な適用範囲を求めた。
図5は、バリスタの降伏電圧と画像不良の関係を示す図である。
本実施例では、図5に示すように降伏電圧が50V、100V、200V、300V、400V、500Vのバリスタを使用して検討を行った。その際、転写電圧電源18からは約1kVの転写電圧が出力されている。
このような条件下で、画像を出力した結果、バリスタ20の降伏電圧が100V以下のものの場合、ガイド部材17の電位は100Vより上がらず、ガイド部材17から記録材Pに供給される電流が不足となり、画像不良の発生が懸念された。一方、400V以上の降伏電圧をもつバリスタでは、電流過多となり、画像不良の発生が懸念された。
よって、本実施例において使用するバリスタ20としては、降伏電圧が200V〜300Vのものが好ましい。
In this example, first, a suitable application range of the breakdown voltage of the
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the breakdown voltage of the varistor and image defects.
In this example, as shown in FIG. 5, the investigation was performed using varistors having breakdown voltages of 50V, 100V, 200V, 300V, 400V, and 500V. At that time, a transfer voltage of about 1 kV is output from the transfer
When the breakdown voltage of the
Therefore, the
図7は、図2の構成における雰囲気の温湿度による制御の可否と画像不良の関係を示す図である。
ここでは、降伏電圧200Vのバリスタを使用し、温湿度検出手段31を用いて、30℃/80%の環境下では転写出力電圧1kVの定電圧制御を行い、15℃/10%の環境下では10μAの定電流制御を行った。可変抵抗体19bの抵抗Rvは雰囲気の温湿度によって変動し、低温低湿環境下では絶縁体であるが、高温高湿環境下では1×108Ωとなる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the possibility of control by the temperature and humidity of the atmosphere and the image defect in the configuration of FIG.
Here, a varistor having a breakdown voltage of 200V is used, and the temperature and humidity detection means 31 is used to perform constant voltage control of the transfer output voltage of 1 kV in an environment of 30 ° C./80%, and in an environment of 15 ° C./10%. Constant current control of 10 μA was performed. The resistance Rv of the
15℃/10%の環境下において、制御部21で10μAの定電流制御を行うと、転写ローラ5に流れる電流I2は10μAであり、可変抵抗体19bはほぼ絶縁体となるため、可変抵抗体19bに流れる電流I1は0μAとなる。この場合、バリスタ20を介して
GNDに流れる電流I3は、転写電圧電源18から出力される電圧が転写電圧電源18の出力範囲である0〜6kV以下の間で変動しても流れないままであるため、定電流制御が可能となり、画像不良もない。
一方、30℃/80%の環境下においては、可変抵抗体19bの抵抗Rvの値が1×109まで低下し、制御部21で1kVの定電圧制御を行うと、ガイド部材17を介して転写電流が流れるため、画像不良の発生がなく、OKとなる。
When a constant current control of 10 μA is performed by the
On the other hand, in the environment of 30 ° C./80%, the value of the resistance Rv of the
以上説明したように、本実施例では、転写電圧電源18を、転写動作のために、転写ローラ5に電圧を印加するとともにガイド部材17に電圧を印加する共通の電源部としている。これにより、コストアップや本体サイズの大型化を招くことなく、体積抵抗値の異なる種々の記録材に対して、より良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。本実施例では、この電源部を実現するために、抵抗部としての可変抵抗体19bをガイド部材17と直列に配置し、バリスタ20をガイド部材17と並列に配置している。このような構成をとることで、低温低湿環境下では定電流制御が可能となり、高温高湿環境下では転写電流不足による画像不良を防止しつつ定電圧制御が可能となる。
したがって、雰囲気の温湿度に依らず、好適な転写制御を可能にした上で、より良好な画像を得ることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the transfer
Therefore, it is possible to obtain a better image while enabling suitable transfer control regardless of the temperature and humidity of the atmosphere.
ここで、本実施例では、可変抵抗体として紙フェノール基板を用いたが、これに限るものではない。すなわち、可変抵抗体としては、イオン導電材料、ナイロン、その他ポリエステル系樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、紙などの、雰囲気の温湿度により電気抵抗が変わる材料であれば好適に適用することが可能である。 Here, in this embodiment, the paper phenol substrate is used as the variable resistor, but the present invention is not limited to this. That is, as the variable resistor, any material that changes its electric resistance depending on the temperature and humidity of the atmosphere, such as ion conductive material, nylon, other polyester resin, phenol resin, acrylic resin, polypropylene resin, paper, etc., is suitably applied. It is possible.
[実施例2]
以下に、実施例2について説明する。図8(a)は、本実施例における転写電圧印加構成について示す図であり、図8(b)は、図8(a)に示す構成を等価回路で表した図である。
ガイド部材17と直列に配置される抵抗部として、上述した実施例1では、可変抵抗体19bを適用したが、本実施例では図8(a)に示すように、2種以上の抵抗値をもつ抵抗体を用い、この抵抗体をスイッチングにより切替える構成としている。
すなわち、本実施例においては、抵抗値が1×108Ωの低固定抵抗体R1、抵抗値が5×1011Ωの高固定抵抗体R2の2種の抵抗体と、それらを切替えるスイッチとしてのスイッチング素子22とをガイド部材17と直列に配置した。
そして、本実施例では、スイッチング素子22によって、高温高湿環境下では低固定抵抗体R1に、低温低湿環境下では高固定抵抗体R2に切替えた。
[Example 2]
Example 2 will be described below. FIG. 8A is a diagram showing a transfer voltage application configuration in this embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing the configuration shown in FIG. 8A with an equivalent circuit.
As the resistance portion arranged in series with the
That is, in this embodiment, the resistance value is low fixed resistor R 1 of 1 × 10 8 Ω, and the two resistors of the high fixed
In this embodiment, the switching
ここで、スイッチング素子22による切替え動作は、温湿度検出手段31の検出結果に基づいて制御手段により操作されるものであるとよい。すなわち、温湿度検出手段31による検出結果が高温高湿である場合には、低温低湿の場合よりも、抵抗部の電気抵抗の大きさが小さくなるように、固定抵抗体を切替え可能に制御手段により制御されるとよい。
また、スイッチング素子22による切替え動作は、ユーザの選択動作に伴うものであってもよい。例えば、温湿度検出手段31による検出結果に基づき、ユーザが雰囲気の温湿度に対応したモードを選択することで、スイッチング素子22による抵抗体の切替え動作が行われるものであってもよい。温湿度検出手段31が画像形成装置に配設されていない構成であっても、ユーザが雰囲気の温湿度に対応したモードを選択することで、スイッチング素子22による抵抗体の切替え動作が行われるものであるとよい。
また、本実施例では、スイッチング素子22により2種の抵抗体を切替える構成について示したが、これに限るものではない。スイッチング素子22により、雰囲気の温湿度に対応する抵抗値をそれぞれ有する複数の固定抵抗体のうちいずれか1つの固定抵抗体に切
替えることで、該固定抵抗体を介して転写電圧電源18からガイド部材17につながる電気経路が形成されるものであればよい。
Here, the switching operation by the switching
Further, the switching operation by the switching
In the present embodiment, the configuration in which the two types of resistors are switched by the switching
このような構成により、実施例1で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。ここで、実施例1では、環境の変化に依って可変抵抗体19bの抵抗値が連続的に変化するのに対し、実施例2では、抵抗体の抵抗値が固定値であるため、切替えられた抵抗値に従って、より精度よい制御が制御部21により実行可能となる。
With such a configuration, it is possible to obtain the same effect as that described in the first embodiment. Here, in the first embodiment, the resistance value of the
[実施例3]
以下に、実施例3について説明する。図9(a)は、本実施例における転写電圧印加構成について示す図であり、図9(b)は、図9(a)に示す構成を等価回路で表した図である。
ガイド部材17と直列に配置される抵抗体として、本実施例では図9(a)に示すように固定抵抗体19aを用い、固定抵抗体19aと直列に、電気経路のON/OFFを切替えるスイッチとしてのスイッチング素子23を配置する構成としている。このように、スイッチング素子23は、転写電圧電源18から固定抵抗体19aを介してガイド部材17につながる電気経路を、接続状態(ON)と遮断状態(OFF)との間で切替え可能に構成されている。
そして、本実施例においては、低温低湿環境下ではOFFに、高温高湿環境下ではONにスイッチング素子23を切替えることとしている。
ここで、スイッチング素子23の切替え動作に関しては、実施例2同様、温湿度検出手段31の検出結果に基づいて制御手段により操作されるものであってもよいし、ユーザの選択動作に伴うものであってもよい。
[Example 3]
Example 3 will be described below. FIG. 9A is a diagram showing a transfer voltage application configuration in this embodiment, and FIG. 9B is a diagram showing the configuration shown in FIG. 9A with an equivalent circuit.
As a resistor arranged in series with the
In this embodiment, the switching
Here, the switching operation of the switching
このような構成により、実施例1で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。さらに本実施例の構成では、低温低湿環境下において固定抵抗体19aを介した電流I1を遮断できるため、制御部21での定電流制御が、より精度よく実行可能となる。
With such a configuration, it is possible to obtain the same effect as that described in the first embodiment. Further, with the construction of this embodiment, since it is possible to interrupt the current I 1 through the fixed
1…感光ドラム、5…転写ローラ、17…ガイド部材、18…転写電圧電源、19b…可変抵抗体、20…バリスタ、Nt…転写ニップ部、P…記録材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体との間で転写ニップ部を形成し、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップ部で記録材に転写させる転写動作を行う転写部材と、
搬送される記録材を前記転写ニップ部に向けてガイドするガイド部材と、
を有する画像形成装置において、
前記転写動作のために、前記転写部材に電圧を印加するとともに前記ガイド部材に電圧を印加する共通の電源部と、
前記電源部と前記ガイド部材との間の電気経路に設けられた抵抗部であって、画像形成装置の使用環境に応じて電気抵抗の大きさが変化する抵抗部と、
前記電気経路のうち前記ガイド部材と前記抵抗部との間に、前記ガイド部材に並列に接続される電圧安定素子と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed;
A transfer member that performs a transfer operation of forming a transfer nip portion with the image carrier and transferring a toner image on the image carrier to a recording material at the transfer nip portion;
A guide member for guiding the recording material to be conveyed toward the transfer nip portion;
In an image forming apparatus having
For the transfer operation, a common power supply unit that applies a voltage to the transfer member and a voltage to the transfer member;
A resistance unit provided in an electrical path between the power source unit and the guide member, the resistance unit having a magnitude of electrical resistance that varies depending on a use environment of the image forming apparatus;
A voltage stabilizing element connected in parallel to the guide member between the guide member and the resistance portion of the electrical path;
An image forming apparatus comprising:
前記使用環境の温湿度に対応する抵抗値をそれぞれ有する複数の固定抵抗体と、
前記複数の固定抵抗体のうちいずれか1つの固定抵抗体に切替えて、該固定抵抗体を介して前記電源部から前記ガイド部材につながる前記電気経路を形成させるスイッチと、
が設けられてい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。 In the resistance portion,
A plurality of fixed resistors each having a resistance value corresponding to the temperature and humidity of the use environment;
A switch that switches to any one of the plurality of fixed resistors and forms the electrical path from the power supply unit to the guide member via the fixed resistors;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image forming apparatus is provided.
前記スイッチは、前記温湿度検出手段による検出結果が高温高湿である場合には、低温低湿の場合よりも、前記電気経路を形成する固定抵抗体の電気抵抗の大きさが小さくなるように、固定抵抗体を切替え可能であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 Temperature / humidity detection means for detecting the temperature and humidity of the use environment,
When the detection result by the temperature and humidity detection means is high temperature and high humidity, the switch has a smaller electric resistance of the fixed resistor that forms the electric path than the case of low temperature and low humidity. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the fixed resistor can be switched.
固定抵抗体と、
前記電源部から前記固定抵抗体を介して前記ガイド部材につながる前記電気経路を、接続状態と遮断状態との間で切替え可能なスイッチと、
が設けられてい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。 In the resistance portion,
A fixed resistor;
A switch that can be switched between a connected state and a cut-off state of the electrical path connected to the guide member from the power supply unit via the fixed resistor;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image forming apparatus is provided.
前記スイッチは、前記温湿度検出手段による検出結果が低温低湿の場合には、前記電気経路を遮断状態とし、高温高湿である場合には、前記電気経路を接続状態とすることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 Temperature / humidity detection means for detecting the temperature and humidity of the use environment,
The switch sets the electrical path to a cut-off state when the detection result by the temperature and humidity detection means is low temperature and low humidity, and sets the electrical path to a connected state when the detection result is high temperature and high humidity. The image forming apparatus according to claim 6.
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