JP2018155927A

JP2018155927A - 転写装置および画像形成装置

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Publication number: JP2018155927A
Application number: JP2017052799A
Authority: JP
Inventors: 徳山　篤人; Atsuhito Tokuyama; 篤人徳山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: US20180267436A1; US10459373B2; JP6950213B2

Abstract

【課題】下流部材における電位が成り行きである場合に較べ、下流部材を記録材が通過する際の不具合を低減する。【解決手段】像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を記録材に転写する転写部材と、上記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、上記転写部材に対し上記記録材の移動における下流に位置し、上記第１部材を介して上記転写部材と電気的に繋がり、その記録材を、その記録材の移動における更に下流に位置して電気的には分離された第２部材へと受け渡す下流部材と、を備え、上記記録材が変更されて、変更前の記録材よりも曲げ強さが強い記録材になった場合に、上記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第１電位制御器、あるいは、環境が変化して、変化前よりも高温および高湿の少なくとも一方となった場合に、上記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第２電位制御器を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、転写装置および画像形成装置に関する。

従来、転写装置において、転写領域における電位や、転写領域の周辺に位置する部材の電位を所望の電位に設定する技術が知られている。

例えば特許文献１には、転写位置から離れた位置に金属製の１次転写ローラーが中間転写ベルトに圧接されており、中間転写ベルトの表面抵抗率が低下している場合には、１次転写ローラーに供給される１次転写電流を、低下されたプロセス速度に応じて設定された第２電流に低下させる技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、平面部に対向する位置において転写ベルトに担持されている像と同極性のバイアスを印加する２次転写対向部材と、平面部において、記録媒体の搬送方向における上流側に向け、転写ベルトに担持された像と同極性側に大きな電位勾配を形成する手段とを有する転写装置が開示されている。

特許第５９１０３６２号公報特許第５４７６７５０号公報

しかしながら、近年、画像形成装置の小型化が進むにつれて、転写領域の周辺における電位設定の厳しさが増している。特に、第１部材を介して転写部材と電気的に繋がり更に下流の第２部材とは電気的に分離した下流部材を記録材が通過する際には、環境変化や用紙変更に伴って、剥離不良や画像乱れと言った不具合が生じる虞がある。

本発明は、下流部材における電位が成り行きである場合に較べ、下流部材を記録材が通過する際の不具合を低減することを目的とする。

請求項１に係る転写装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
上記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
上記転写部材に対し上記記録材の移動における下流に位置し、上記第１部材を介して上記転写部材と電気的に繋がり、その記録材を、その記録材の移動における更に下流に位置して電気的には分離された第２部材へと受け渡す下流部材と、
上記記録材が変更されて、変更前の記録材よりも曲げ強さが強い記録材になった場合に、上記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第１電位制御器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る転写装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
上記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
上記転写部材に対し上記記録材の移動における下流に位置し、上記第１部材を介して上記転写部材と電気的に繋がり、その記録材を、その記録材の移動における更に下流に位置して電気的には分離された第２部材へと受け渡す下流部材と、
環境が変化して、変化前よりも高温および高湿の少なくとも一方となった場合に、上記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第２電位制御器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る転写装置は、請求項１または２の転写装置において、
上記転写部材と上記下流部材との間に配備され、その転写部材の電位からその下流部材の電位に至る線形的変化を仮定した場合の電位よりも高い電位を有する中間部材を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
上記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
上記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
上記転写部材に対し上記記録材の移動における下流に位置し、上記第１部材を介して上記転写部材と電気的に繋がった下流部材と、
上記下流部材に対し上記記録材の移動における更に下流に位置して電気的にはその下流部材から分離された、その下流部材からその記録材が受け渡される第２部材と、
上記記録材が変更されて、変更前の記録材よりも曲げ強さが強い記録材になった場合に、上記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第１電位制御器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
上記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
上記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
上記転写部材に対し上記記録材の移動における下流に位置し、上記第１部材を介して上記転写部材と電気的に繋がった下流部材と、
上記下流部材に対し上記記録材の移動における更に下流に位置して電気的にはその下流部材から分離された、その下流部材からその記録材が受け渡される第２部材と、
環境が変化して、変化前よりも高温および高湿の少なくとも一方となった場合に、上記下流部材の電位を、環境の変化前よりも高い電位とする第２電位制御器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る転写装置、請求項２に係る転写装置、および請求項４に係る画像形成装置によれば、下流部材における電位が成り行きである場合に較べ、下流部材を記録材が通過する際の不具合を低減することができる。

請求項３に係る転写装置によれば、転移部材側と下流部材側とで電位の寄与を分けることができる。

本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。曲げ強さの弱い用紙Ｐが低温低湿環境で用いられた場合の電位制御を示す図である。中程度〜弱い曲げ強さの用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御を示す図である。曲げ強さの強い用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。

この画像形成装置１は、いわゆる直接転写方式のモノクロプリンタである。

この画像形成装置１は、感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、ドラム支持フレーム１０Ａに回転自在に支持されていて、感光体モータ１６によって駆動されて矢印Ａの向きに回転する。この感光体ドラム１０の周りには、帯電器１１、露光器１２、および現像器１３が備えられている。そして、帯電器１１による帯電と、露光器１２による露光と、現像器１３による現像との各プロセスを経て感光体ドラム１０の表面にトナー像が形成され、そのトナー像が感光体ドラム１０上に保持される。ここで、露光器１２は、画像形成装置１の外部から送られてくる画像データに従って感光体ドラム１０を露光し、画像データが表す画像がトナー像として感光体ドラム１０上に形成される。このような露光の精度確保のため、感光体ドラム１０は感光体モータ１６によって安定した回転速度で駆動されている。この感光体ドラム１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当する。

一方、不図示の用紙搬送器によって記録材の一種である用紙Ｐ（いわゆるカット紙）が矢印Ｘの向きに搬送され、感光体ドラム１０と後述する転写装置２０とに挟まれた転写領域Ｔを通過する。本実施形態の画像形成装置１では、予め、複数種類の用紙Ｐに関する情報が登録されていて、不図示の操作部を介したユーザの指示操作によって、それら複数種類の用紙Ｐのうち、画像形成に用いられる用紙Ｐが指示される。登録されている用紙の情報は、例えば、サイズ、坪量（厚さ）、材質などである。これらの情報のうち、坪量、厚さ、材質などといった情報は、用紙Ｐの曲げ強さを表している。

用紙Ｐが転写領域Ｔを通過する間に感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。転写領域Ｔにおいてトナー像が転写された後の残りの、感光体ドラム１０上の残存トナーは、クリーナ１４により、感光体ドラム１０上から除去される。

転写領域Ｔでトナー像の転写を受けた用紙Ｐはさらに矢印Ｙの向きに搬送され、第１案内部材と第２案内部材とによって案内されて定着装置３０に送り込まれる。この定着装置３０は、矢印Ｄの向きに回転する加熱ロール３１と、矢印Ｅの向きに回転する加圧ロール３２とを備えている。それらの加熱ロール３１と加圧ロール３２は、互いに接触して定着領域Ｓを形成している。矢印Ｙ方向に走行してきた用紙Ｐはその定着領域Ｓに突入し、その定着領域Ｓを通過する間に加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上のトナー像がその用紙Ｐ上に定着される。この定着の結果、用紙Ｐ上に定着トナー像からなる画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、不図示の用紙送出器によってこの画像形成装置１の外部へと送り出される。

画像形成装置１には、装置内の温湿度環境を計測する環境センサ５０と、画像形成装置１内の各部の動作を制御する制御部６０も備えられている。

転写装置２０は、本発明の転写装置の一実施形態に相当し、転写ロール２１と、圧接ロール２２と、剥離ロール２３と、それらのロールに架け回された無端状の転写ベルト２４を備えている。転写ロール２１、圧接ロール２２、および剥離ロール２３は、転写器支持フレーム２０Ａに回転自在に支持されている。

転写ロール２１は、図示が省略されたモータによって駆動されて矢印Ｂの向きに回転し、転写ベルト２４を駆動する。転写ベルト２４は、伸縮性の小さい樹脂ベルトであり、転写ロール２１による駆動力を受けて矢印Ｃの向きに循環移動する。転写ロール２１が、本発明にいう転写部材の一例に相当し、転写ベルト２４が、本発明にいう第１部材の一例に相当する。

転写ロール２１は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向上流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０に押し当てている。そして、この転写ロール２１により、感光体ドラム１０と転写ベルト２４とが互いに接触した転写領域Ｔの上流側の縁が定められている。

また、圧接ロール２２は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向下流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０側に押し上げている。そして、この圧接ロール２２により、転写領域Ｔの下流側の縁が定められている。この圧接ロール２２が、本発明にいう中間部材の一例に相当する。

また、剥離ロール２３は、転写ロール２１と比べ径の小さなロールであり、この剥離ロール２３で転写ベルト２４の走行方向を急激に曲げることで、その転写ベルト２４の上に載った状態にある用紙Ｐの先端を転写ベルト２４から剥離させる。転写ベルト２４から剥離した用紙Ｐは、金属製の第１ガイド部材４１と第２ガイド部材４２とに案内されて矢印Ｙ方向に進み、上述の通り、定着装置３０へと送られる。剥離ロール２３は、転写ベルト２４を介して転写ロール２１と電気的に繋がっており、第１案内部材４１とは電気的に分離されている。この剥離ロール２３が、本発明にいう下流部材の一例に相当し、第１ガイド部材４１および第２ガイド部材４２が、本発明にいう第２部材の一例に相当する。

また、転写装置２０はクリーナ２５を備えている。転写ベルト２４に付着したトナーやその他の汚れは、このクリーナ２５により、転写ベルト２４上から除去される。

転写ロール２１は第１電源７１に接続されていて、その第１電源７１から転写ロール２１に電位が付与されることで、転写ロール２１と感光体ドラム１０との間に転写バイアスが印加される。その転写バイアスの作用により、用紙Ｐが転写領域Ｔを通過する間に、感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。この転写ロール２１における電位は、制御部６０によって後述するように制御されている。

圧接ロール２２および剥離ロール２３は、それぞれ、第２電源７２および第３電源７３に接続されていて、制御部６０によって後述するように制御された電位が付与されている。

上述した第１案内部材４１と第２案内部材４２は、抵抗素子４３，４４を介して地絡されており、第１案内部材４１と第２案内部材４２の電位は、用紙Ｐが有する電荷の量などに応じた成り行きの電位（即ち、自然勾配の電位）となる。

上述した転写領域Ｔにおける電位と、上述した定着領域Ｓにおける電位とは、各々の領域で求められている機能としての要請で、一般的に、ある程度大きな電位差を生じることになる。一方で、転写領域Ｔから定着領域Ｓに至る各部分に付いて見ると、部分的な要請としては、部材相互の電位差は小さい方が望ましいことが多い。このような相反する傾向の要請が満たされるように、転写領域Ｔから定着領域Ｓに至るまでに配置された各部材の電位をバランスさせることが強く求められている。

特に、近年、画像形成装置１の小型化が進み、転写領域Ｔから定着領域Ｓまでの距離が短くなってきているため、各部の電位のバランスも益々厳しくなってきている。また、画像形成装置１の使用環境としては、高温高湿環境から低温低湿環境に至る広範囲に亘る環境変化に対応することが望まれており、画像形成に用いられる用紙Ｐとしては、厚手のものから辞書用の紙のように薄いものまで、特に曲げ強さについての幅広い対応が求められている。このような使用環境の変化や用紙Ｐの変化も、各部の電位のバランスに強く影響する。

このような様々な要請に対応するため、本実施形態では、制御部６０によって、画像形成に用いられた用紙Ｐの曲げ強さと、環境センサ５０によって計測された温湿度環境とに応じた電位制御が行われている。特に、転写領域Ｔから定着領域Ｓに至るまでに配置された各部材のうち、剥離ロール２３における電位制御が重要であることが、本発明者等による詳しい検討によって解明された。ここで、用紙Ｐの曲げ強さに応じた電位制御とは、具体的には、用紙の情報として登録されている例えば坪量に応じた電位制御であり、その他に、厚さに応じた電位制御や材質に応じた電位制御も、曲げ強さに応じた電位制御となり得る。制御部６０と上述した第３電源７３とを合わせたものが、本発明にいう第１電位制御器の一例に相当するとともに、本発明にいう第２電位制御器の一例にも相当する。

以下、電位制御の具体例について説明する。

図２〜図４は、電位制御の具体例を示す図である。図２には、曲げ強さの弱い用紙Ｐが低温低湿環境で用いられた場合の電位制御が示され、図３には、中程度〜弱い曲げ強さの用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御が示され、図４には、曲げ強さの強い用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御が示されている。

図２〜図４の各図には、上段に、用紙Ｐの搬送経路に沿った各部材の配置図が示されており、下段に、各部材の配置に対応した電位分布のグラフが示されている。このグラフの縦軸は各部の電位を表し、横軸は搬送経路に沿った位置（プロセス位置）を表している。

図２のグラフラインＬ１が示すように、曲げ強さの弱い用紙Ｐが低温低湿環境で用いられた場合には、転写ロール２１と剥離ロール２３との電位差が大きくなり、剥離ロール２３と第１案内部材４１との電位差が小さくなるように電位が制御される。曲げ強さの弱い用紙Ｐは、剥離ロール２３側から第１案内部材４１へと移動するときに転写ベルト２４から離れにくいが、剥離ロール２３と第１案内部材４１との電位差が小さいことで転写ベルト２４から容易に離れて第１案内部材４１へと移動する。また、曲げ強さの弱い用紙Ｐは一般に厚さが薄く、剥離ロール２３側から第１案内部材４１へと移動するときに放電によって用紙Ｐ表面の画像が乱れやすいが、剥離ロール２３と第１案内部材４１との電位差が小さいことでそのような乱れも抑制される。更に、低温低湿環境である場合には、転写ベルト２４の抵抗が高いため、転写ロール２１と剥離ロール２３との電位差が大きくても転写領域における転写バイアスへの影響が低く、画像転写も正常に行われる。なお、本実施形態では、圧接ロール２２における電位が、転写ロール２１から剥離ロール２３まで線形的に電位変化した場合の電位よりも高い電位に制御されている。このため、圧接ロール２２よりも転写ロール２１側における電位は画像の転写に寄与するように高い電位が保たれ、圧接ロール２２から剥離ロール２３に至る電位は剥離ロール２３における用紙の剥離に寄与するため急激に低下している。このように、圧接ロール２２における電位の制御によって転写側と剥離側との電位の寄与が切り分けられ、各々で適切な電位が容易に実現される。

図３には、図２と同様のグラフラインＬ１が点線で示されるとともに、中程度〜弱い曲げ強さの用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御が実線のグラフラインＬ２で示されている。

高温高湿環境となっていることで転写ベルト２４の抵抗が低下していて、転写ロール２１と剥離ロール２３との電位差が転写領域における転写バイアスへ影響し易いので、剥離ロール２３の電位は点線のグラフラインＬ１が示す電位よりも上がっていて、転写ロール２１と剥離ロール２３との電位差が小さくなっている。

一方、高温高湿環境となっていることで、第１案内部材４１と第２案内部材４２の電位は、点線のグラフラインＬ１が示す電位よりも下がっている。このため、剥離ロール２３と第１案内部材４１との電位差が大きくなっているが、高温高湿環境では、剥離ロール２３側から第１案内部材４１へと移動するときの放電が生じにくいので、上述した画像乱れは抑制される。

このように、低温低湿環境から高温高湿環境への変化に伴って剥離ロール２３の電位が低電位から高電位へと変更されることで、転写領域における画像転写と剥離ロール２３における用紙Ｐの剥離が良好に保たれるとともに、剥離ロール２３側から第１案内部材４１への用紙Ｐ移動において、放電による画像乱れが抑制される。なお、ここでは、低温低湿環境から高温高湿環境への変化に伴う電位制御について例示されているが、低温環境から高温環境への変化および低湿環境から高湿環境への変化のいずれか一方が生じた場合にも、上記同様の電位制御が行われることで、上述したように画像転写と用紙Ｐの剥離が良好に保たれるとともに画像乱れが抑制される。

図４には、図２と同様のグラフラインＬ１が点線で示されるとともに、曲げ強さの強い用紙Ｐが高温高湿環境で用いられた場合の電位制御が実線のグラフラインＬ３で示されている。

曲げ強さの強い用紙Ｐは、一般に厚さも厚く、転写領域で大きな転写バイアスが望まれるため、転写ロール２１と圧接ロール２２と剥離ロール２３の電位がいずれも、図３に示す電位よりも上がっている。

一方、剥離ロール２３と第１案内部材４１との電位差が、図３に示す場合よりも更に大きくなっているが、高温高湿環境で放電が生じにくいことに加え、曲げ強さの強い（即ち厚い）用紙Ｐでは更に放電が生じにくいため、上述した画像乱れは抑制される。

このように、曲げ強さの弱い（薄い）用紙Ｐから曲げ強さの強い（厚い）用紙Ｐへの変更に伴って剥離ロール２３の電位が低電位から高電位へと変更されることで、転写領域における画像転写と剥離ロール２３における用紙Ｐの剥離が良好に保たれるとともに、剥離ロール２３側から第１案内部材４１への用紙Ｐ移動において、放電による画像乱れが抑制される。

なお、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態としてモノクロプリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであってもよいし、複写機やファクシミリや複合機であってもよい。

また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態として直接転写方式の装置が例示されているが、本発明の画像形成装置は、感光体から中間転写体を経て記録材に像が転写される間接転写方式の装置であってもよい。

また、上記説明では、本発明の実施形態として、曲げ強さが異なる用紙の変更と環境変化との双方に応じた電位制御が行われる装置が示されているが、本発明の装置は、曲げ強さが異なる用紙の変更と環境変化との一方のみに応じた電位制御を行うものであってもよい。

１……画像形成装置、１０……感光体ドラム、１１……帯電器、１２……露光器、１３……現像器、１６……感光体モータ、２０……転写装置、３０……定着装置、２１……転写ロール、２２……圧接ロール、２３……剥離ロール、２４……転写ベルト、４１……第１案内部材、４２……第２案内部材、５０……環境センサ、６０……制御部、７１……第１電源、７２……第２電源

Claims

表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
前記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
前記転写部材に対し前記記録材の移動における下流に位置し、前記第１部材を介して前記転写部材と電気的に繋がり、該記録材を、該記録材の移動における更に下流に位置して電気的には分離された第２部材へと受け渡す下流部材と、
前記記録材が変更されて、変更前の記録材よりも曲げ強さが強い記録材になった場合に、前記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする第１電位制御器と、
を備えたことを特徴とする転写装置。
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
前記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
前記転写部材に対し前記記録材の移動における下流に位置し、前記第１部材を介して前記転写部材と電気的に繋がり、該記録材を、該記録材の移動における更に下流に位置して電気的には分離された第２部材へと受け渡す下流部材と、
環境が変化して、変化前よりも高温および高湿の少なくとも一方となった場合に、前記下流部材の電位を、環境の変化前よりも高い電位とする第２電位制御器と、
を備えたことを特徴とする転写装置。
前記転写部材と前記下流部材との間に配備され、その転写部材の電位からその下流部材の電位に至る線形的変化を仮定した場合の電位よりも高い電位を有する中間部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の転写装置。
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
前記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
前記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
前記転写部材に対し前記記録材の移動における下流に位置し、前記第１部材を介して前記転写部材と電気的に繋がった下流部材と、
前記下流部材に対し前記記録材の移動における更に下流に位置して電気的にはその下流部材から分離された、その下流部材からその記録材が受け渡される第２部材と、
前記記録材が変更されて、変更前の記録材よりも曲げ強さが強い記録材になった場合に、前記下流部材の電位を、記録材の変更前よりも高い電位とする電位制御器と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
前記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、その像保持体との間を通過する記録材に転写する転写部材と、
前記転写部材と電気的に繋がった第１部材と、
前記転写部材に対し前記記録材の移動における下流に位置し、前記第１部材を介して前記転写部材と電気的に繋がった下流部材と、
前記下流部材に対し前記記録材の移動における更に下流に位置して電気的にはその下流部材から分離された、その下流部材からその記録材が受け渡される第２部材と、
環境が変化して、変化前よりも高温および高湿の少なくとも一方となった場合に、前記下流部材の電位を、環境の変化前よりも高い電位とする第２電位制御器と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。