JP2020154059A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】種類の異なる記録媒体が転写手段の転写域を通過する態様において、転写域を通過する記録媒体が転写性の低い種類であったとしても、加湿手段による記録媒体の加湿を伴う構成を有しない場合と比べて、転写域での転写電界を適正範囲に保つ。【解決手段】転写域TRよりも記録媒体Sの搬送方向上流側に設けられ、記録媒体Sを加湿する加湿手段4と、加湿手段4による加湿を伴わずに、記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行う第1の制御手段5と、加湿手段4によって記録媒体Sに加湿を実施し、当該加湿された記録媒体Sを転写域TRに搬送すると共に、対向部材2bから記録媒体Sを介して接触手段3に至る転写電流経路によって記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行う第2の制御手段6と、記録媒体Sの種類に依存して第1の制御手段5又は第2の制御手段6を選択する選択手段7と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来における画像形成装置としては例えば特許文献1乃至3に記載のものが既に知られている。
特許文献1には、媒体厚測定部と抵抗測定部と加湿部とを設け、記録媒体の厚さと抵抗値から記録媒体の体積抵抗率を算出し、記録媒体の厚さと体積抵抗率とからトナー画像の転写に最適な電圧を印加し、更に、体積抵抗率の高い記録媒体については加湿し、体積抵抗率の低い記録媒体については加湿しないように制御する技術が開示されている。
特許文献2には、湿度が所定湿度範囲を越えた場合、予め定めた転写電流による定電流制御で転写制御を行い、湿度が所定湿度範囲内の場合、ロール対のシステム抵抗から算出した転写電圧による定電圧制御で転写制御を行う技術が開示されている。
特許文献3には、転写手段の抵抗値に応じて抵抗値が高い範囲においては定電流制御機構による制御を行い、抵抗値が低い範囲においては定電圧制御機構による制御に切り換える技術が開示されている。
特開2008−65025号公報(発明を実施するための最良の形態,図2,図7) 特開2017−173510号公報(発明を実施するための形態,図8) 特開平10−48965号公報(発明の実施の形態,図4)
本発明が解決しようとする技術的課題は、種類の異なる記録媒体が転写手段の転写域を通過する態様において、転写域を通過する記録媒体が転写性の低い種類であったとしても、加湿手段による記録媒体の加湿を伴う構成を有しない場合と比べて、転写域での転写電界を適正範囲に保つことにある。
請求項1に係る発明は、画像を保持する像保持手段と、前記像保持手段の画像保持面に接触した状態で配置される転写部材を有すると共に、前記像保持手段を挟んで前記転写部材に対向した位置に配置される対向部材を有し、前記対向部材に転写電源を接続することで前記像保持手段と前記転写部材との間の転写域に転写電界を作用させ、当該転写域に搬送された記録媒体に対し前記像保持手段に保持された画像を静電転写する転写手段と、前記転写域を挟んで前記記録媒体の搬送方向上流側及び下流側に設けられ、前記記録媒体が前記転写域を通過する間に前記記録媒体に接触して接地に至る電極として作用する接触手段と、前記転写域よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に設けられ、前記記録媒体を加湿する加湿手段と、前記加湿手段による加湿を伴わずに、前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行う第1の制御手段と、前記加湿手段によって前記記録媒体に加湿を実施し、当該加湿された前記記録媒体を前記転写域に搬送すると共に、前記対向部材から前記記録媒体を介して前記接触手段に至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行う第2の制御手段と、前記記録媒体の種類に依存して前記第1の制御手段又は前記第2の制御手段を選択する選択手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置において、前記第2の制御手段は、前記転写手段による転写電界を定電流制御することを特徴とする画像形成装置である。
請求項3に係る発明は、請求項2に係る画像形成装置において、前記第2の制御手段は、前記像保持手段に保持された画像が単色画像又は多色画像であることに依存して前記転写手段による転写電界の設定電流を異ならせることを特徴とする画像形成装置である。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれかに係る画像形成装置において、前記転写域に向かって搬送される記録媒体の種類が判別可能な判別手段を有し、前記選択手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて前記第1の制御手段又は前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗であるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項6に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材に導電剤が含まれるものであるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項7に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ黒色であるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材にカーボンブラックが含まれるものであるときに前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項9に係る発明は、請求項4に係る画像形成装置において、前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ前記像保持手段に保持された画像が不透明な下地作像剤による面状の下地画像を含むときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置である。
請求項10に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置において、前記第1の制御手段は、前記対向部材から前記転写部材へ至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
請求項11に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置において、前記第1の制御手段を選択するときは前記転写部材を直接又は予め決められた抵抗値以下の低抵抗接地し、前記第2の制御手段を選択するときは前記転写部材を予め決められた抵抗値以上の高抵抗接地することを特徴とする画像形成装置である。
請求項12に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置において、前記第1の制御手段は、前記対向部材から前記記録媒体を介して前記接触手段に至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
請求項13に係る発明は、請求項1乃至12のいずれかに係る画像形成装置において、前記加湿手段は、前記記録媒体の画像保持面側を加湿するものであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項14に係る発明は、請求項1乃至13のいずれかに係る画像形成装置において、前記加湿手段は、前記記録媒体が収容された収容手段から搬送された記録媒体の搬送経路の途中に設けられていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、種類の異なる記録媒体が転写手段の転写域を通過する態様において、転写域を通過する記録媒体が転写性の低い種類であったとしても、加湿手段による記録媒体の加湿を伴う構成を有しない場合と比べて、転写域での転写電界を適正範囲に保つことができる。
請求項2に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体であっても、定電圧制御方式に比べて、転写域での転写電界を適正範囲に保つことができる。
請求項3に係る発明によれば、転写手段による転写電界の設定電流を一律に設定する場合に比べて、像保持手段に保持された種類の異なる画像に対して転写域での転写電界を適正範囲に保つことができる。
請求項4に係る発明によれば、記録媒体の種類が判別可能な判別手段を有しない場合に比べて、第1の制御手段又は第2の制御手段の選択動作を容易に実現することができる。
請求項5に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体を記録媒体の抵抗値で容易に判別することができる。
請求項6に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体を記録媒体の抵抗値と導電剤の有無とで容易に判別することができる。
請求項7に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体を記録媒体の抵抗値と色とで容易に判別することができる。
請求項8に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体を記録媒体の抵抗値とカーボンブラックの有無とで容易に判別することができる。
請求項9に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体を記録媒体の抵抗値と画像条件とで判別することができる。
請求項10に係る発明によれば、転写性の低い記録媒体以外の記録媒体にあっては、転写域に定電圧制御による転写電界を作用させることで転写域での転写電界を適正範囲に保つことができる。
請求項11に係る発明によれば、転写部材を一律に直接又は予め決められた抵抗値以下の低抵抗接地する場合に比べて、第2の制御手段による転写域での転写電界をより安定させることができる。
請求項12に係る発明によれば、予め決められた抵抗値以下の低抵抗又は媒体基材面に沿って導電層を有する記録媒体にあっては、加湿手段を用いずに転写域での転写電界を適正範囲に保つことができる。
請求項13に係る発明によれば、記録媒体に沿った転写電流経路を安定的に確保することができる。
請求項14に係る発明によれば、記録媒体に対して個別に加湿を実施することができる。
本発明が適用された画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。 実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 実施の形態1に係る二次転写部周りの構成の詳細を示す説明図である。 (a)は用紙種特定器からの情報に基づいて用紙種を判別する処理例を示す説明図、(b)は用紙種特定器の一例を示す説明図である。 (a)は実施の形態1で用いられる加湿器を示す説明図、(b)は(a)中B方向から見た矢視図、(c)は加湿器の別の態様を示す説明図である。 (a)は実施の形態1に係る画像形成装置による高抵抗用紙を用いたときに流れる転写電流経路を示す説明図、(b)は同画像形成装置による低抵抗用紙を用いたときに流れる転写電流経路を示す説明図である。 (a)は図6(b)に示す転写電流経路による転写動作が実施可能であることを示す説明図、(b)は比較の形態に係る二次転写部による転写動作が実施不能であることを示す説明図である。 (a)は実施の形態1に係る画像形成装置による用紙への多次色画像の作像例を示す説明図、(b)は同画像形成装置による用紙への単色画像の作像例を示す説明図である。 実施の形態1に係る画像形成装置で用いられる用紙種作像シーケンスを示すフローチャートである。 (a)は特殊高抵抗用紙の判別処理例1を示す説明図、(b)は同判別処理例2を示す説明図である。 (a)は第1の制御モードの処理例を示す説明図、(b)は第2の制御モードの処理例を示す説明図である。 (a)は第2の制御モードの処理例を模式的に示す説明図、(b)は(a)中B部分での転写動作を模式的に示す説明図である。 (a)は比較の形態1に係る画像形成装置において、特殊高抵抗用紙に対して第1の制御モードを実施したときの処理例を模式的に示す説明図、(b)は特殊高抵抗用紙として和紙等のラフ紙/厚紙を使用したときの(a)中B部分での転写動作を模式的に示す説明図、(c)は特殊高抵抗用紙として黒紙を使用したときの(a)中B部分での転写動作を模式的に示す説明図である。 実施の形態2に係る画像形成装置で用いられる用紙種作像シーケンスを模式的に示す説明図である。 二次転写域での転写電流の設定の考え方を示す説明図である。 実施の形態3に係る画像形成装置で用いられる用紙種作像シーケンスを模式的に示す説明図である。 実施例1に係る画像形成装置を用いるに当たって、沿面転写可能な各種用紙の表面抵抗率範囲を調べた説明図である。 比較例1に係る画像形成装置を用い、特殊高抵抗用紙としての黒紙に対して多次色画像を加湿処理を経ないで二次転写したときの転写状態を模式的に示す説明図である。
◎実施の形態の概要
図1は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、画像Gを保持する像保持手段1と、像保持手段1の画像保持面に接触した状態で配置される転写部材2aを有すると共に、像保持手段1を挟んで転写部材2aに対向した位置に配置される対向部材2bを有し、対向部材2bに転写電源2cを接続することで像保持手段1と転写部材2aとの間の転写域TRに転写電界を作用させ、当該転写域TRに搬送された記録媒体Sに対し像保持手段1に保持された画像Gを静電転写する転写手段2と、転写域TRを挟んで記録媒体Sの搬送方向上流側及び下流側に設けられ、記録媒体Sが転写域TRを通過する間に記録媒体Sに接触して接地に至る電極として作用する接触手段3と、転写域TRよりも記録媒体Sの搬送方向上流側に設けられ、記録媒体Sを加湿する加湿手段4と、加湿手段4による加湿を伴わずに、記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行う第1の制御手段5と、加湿手段4によって記録媒体Sに加湿を実施し、当該加湿された記録媒体Sを転写域TRに搬送すると共に、対向部材2bから記録媒体Sを介して接触手段3に至る転写電流経路によって記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行う第2の制御手段6と、記録媒体Sの種類に依存して第1の制御手段5又は第2の制御手段6を選択する選択手段7と、を備えたものである。
このような技術的手段において、像保持手段1としては中間転写方式の中間転写体に限られず、直接転写方式の感光体、誘電体を含む。
また、転写手段2は、転写部材2a、対向部材2b及び転写電源2cを備えていればよいが、転写部材2aに転写電源2cを接続する態様は、低抵抗記録媒体に対する転写動作ができないことから、除外される。
更に、接触手段3は非接地(フロート)である態様以外の接地するものであれば、直接接地、抵抗接地、バイアス接地するものを広く含む。
更にまた、加湿手段4は、記録媒体Sの収容手段に設けてもよいし、記録媒体Sの搬送経路中に設けてもよい。
また、第1の制御手段5は、対向部材2bと転写部材2aとの間での転写電流経路による転写方式(対向転写方式)は勿論、低抵抗記録媒体では加湿を含まない沿面転写方式(記録媒体Sの表面に沿って転写電流が流れる方式)もあり得るので、加湿手段4による加湿を含まない転写方式を広く含む。
一方、第2の制御手段6は、転写性の低い記録媒体、特に、和紙等のラフ紙、厚紙(内部繊維空隙で放電)や黒紙等の特殊高抵抗用紙(カーボンブラック凝集部で放電)に対して異常放電が生じないように転写動作を実施することを企図したもので、加湿+沿面転写方式を採用するようにしたものである。但し、上述した転写性の低い記録媒体以外の記録媒体に対しても、加湿+沿面転写方式とする態様を含めても差し支えないことは勿論である。
このような構成を備えた本実施の形態によれば、転写域TRを通過する記録媒体Sが転写性の低い種類であったとしても、加湿手段4による加湿処理を経ることで沿面転写方式を採用可能とし、これにより、転写域TRでの転写電界を適正範囲、つまり転写動作を適正に行う上で必要な転写電界の範囲に保つことが可能である。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の代表的形態又は好ましい形態について説明する。
第2の制御手段6の代表的態様としては、転写手段2による転写電界を定電流制御する態様が挙げられる。本例は、定電圧制御する態様に比べて、転写電界を適正範囲に保ち易い点で好ましい。
ここで、定電流制御方式を採用するに当たって、像保持手段1に保持された画像Gが単色画像又は多色画像であることに依存して転写手段2による転写電界の設定電流を異ならせる態様が好ましい。本例は、画像種に依存して定電流制御の設定電流を異ならせる態様で、具体的には多色画像の場合に、単色画像の場合に比べて転写電流を大きく設定することで、大きな転写電界を得る態様である。
また、選択手段7の代表的態様としては、転写域TRに向かって搬送される記録媒体Sの種類が判別可能な判別手段8を有し、選択手段7は、判別手段8の判別結果に基づいて第1の制御手段5又は第2の制御手段6を選択する態様が挙げられる。本例は、記録媒体Sの種類を判別する判別手段8の判別結果に基づいて第1、第2の制御手段5,6を選択する態様である。
ここで、第2の制御手段6の選択基準例としては例えば以下のものが挙げられる。
(1)記録媒体Sが予め決められた抵抗値以上の高抵抗であるときに、第2の制御手段6を選択する態様。
(2)記録媒体Sが予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材に導電剤が含まれるものであるときに、第2の制御手段6を選択する態様。
(3)記録媒体Sが予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ黒色であるときに、第2の制御手段6を選択する態様。
(4)記録媒体Sが予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材にカーボンブラックが含まれるものであるときに第2の制御手段6を選択する態様。
(5)記録媒体Sが予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ像保持手段1に保持された画像Gが不透明な下地作像剤による面状の下地画像を含むときに、第2の制御手段6を選択する態様。
また、第1の制御手段5の代表的態様としては、対向部材2bから転写部材2aへ至る転写電流経路によって記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行う態様が挙げられる。本例は、対向部材2bから転写部材2aへ至る転写電流経路を利用する態様で、転写性の良好な記録媒体Sに対しては転写域で定電圧制御方式を採用しても転写域での転写電界を適正範囲に保つことが可能である。但し、予め決められた抵抗値以下の低抵抗記録媒体にあっては、記録媒体Sの表面に沿って転写電流が流れ易くなることから、この種の低抵抗記録媒体に対しては転写域で定電流制御方式を採用する方が好ましい。
また、第1の制御手段5として対向転写方式を採用する場合には、第2の制御手段6の好ましい態様としては、第1の制御手段5を選択するときは転写部材2aを直接又は予め決められた抵抗値以下の低抵抗接地し、第2の制御手段6を選択するときは転写部材2aを予め決められた抵抗値以上の高抵抗接地する態様が挙げられる。本例は、第2の制御手段6選択時に転写電流の一部が転写部材2a側に流れ難い態様としたものである。
更に、第1の制御手段5の別の態様としては、対向部材2bから記録媒体Sを介して接触手段3に至る転写電流経路によって記録媒体Sに対し像保持手段1上の画像Gを転写する制御を行うようにしてもよい。本例は、第1の制御手段5の一態様として、低抵抗記録媒体(予め決められた抵抗値以下又は媒体基材面に沿って導電層を有する媒体)につき、加湿処理を不要とし、対向部材2bから記録媒体Sを介して接触手段3に至る転写電流経路を利用する態様が含まれることを明記したものである。
記録媒体Sに対する加湿手段4による加湿例としては、記録媒体Sの画像保持面側を加湿するものが挙げられる。本例は、沿面転写方式を採用するに当たって、記録媒体Sに沿った転写電流経路を安定的に確保する、つまり転写電流経路となる表面抵抗の低い部分を記録媒体Sの表面に常に確保するという観点からすれば、記録媒体Sの画像保持面側を直接加湿し、記録媒体Sの画像保持面側の表面抵抗率を下げ、転写電流を流れ易くする上で好ましい。
尚、他の加湿例としては、記録媒体Sの画像保持面とは反対側の面(非画像保持面)を加湿し、画像保持面側に加湿材を浸透させるようにしてもよいし、記録媒体Sの画像保持面、非画像保持面の両側を加湿するようにしてもよいことは勿論である。
また、加湿手段4の好ましい態様としては、記録媒体Sに対して個別に加湿処理を実施可能とする観点からすれば、記録媒体Sが収容された収容手段から搬送された記録媒体Sの搬送経路の途中に設けられている態様が好ましい。
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
−画像形成装置の全体構成−
同図において、画像形成装置20は、画像形成装置筐体21内に、複数の色成分(本実施の形態ではホワイト#1、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、ホワイト#2)画像を形成する画像形成部22(具体的には22a〜22f)と、各画像形成部22にて形成された各色成分画像を順次転写(一次転写)保持するベルト状の中間転写体30と、中間転写体30上に転写された各色成分画像を記録媒体としての用紙S(図3参照)に二次転写(一括転写)する二次転写装置(一括転写装置)50と、二次転写された画像を用紙S上に定着させる定着装置70と、二次転写域に用紙Sを搬送する用紙搬送系80と、を備えている。尚、本例では、ホワイト#1、ホワイト#2は全く同色の白色材料を用いているが、用紙S上の他の色成分画像よりも下層に位置するか、上層に位置するかによって異なる白色材料を用いたものでもよいことは勿論である。また、例えば一方のホワイト#1に代えて透明色の材料を用いるようにしてもよい。
−画像形成部−
本実施の形態において、各画像形成部22(22a〜22f)は、夫々ドラム状の感光体23を有し、各感光体23の周囲には、感光体23が帯電されるコロトロンや転写ロール等の帯電装置24、帯電された感光体23上に静電潜像が書き込まれるレーザ走査装置等の露光装置25、感光体23上に書き込まれた静電潜像が各色成分トナーにて現像される現像装置26、感光体23上のトナー画像が中間転写体30に転写される転写ロール等の一次転写装置27及び感光体23上の残留トナーが除去される感光体清掃装置28を夫々配設したものである。
また、中間転写体30は、複数(本実施の形態では三つ)の張架ロール31〜33に掛け渡されており、例えば張架ロール31が図示外の駆動モータにて駆動される駆動ロールとして用いられ、当該駆動ロールにて循環移動するようになっている。更に、張架ロール31,33間には二次転写後の中間転写体30上の残留トナーを除去するための中間転写体清掃装置35が設けられている。
−二次転写装置(一括転写装置)−
更に、二次転写装置(一括転写装置)50は、図2及び図3に示すように、複数(例えば2つ)の張架ロール52(具体的には52a,52b)に転写搬送ベルト53が張架されたベルト転写モジュール51を中間転写体30の表面に接触するように配置したものである。尚、ベルト転写モジュール51は図示外のリトラクト機構にて退避可能に支持されており、中間転写体30に対して接離可能になっている。
ここで、転写搬送ベルト53はクロロプレン等の材料を用いた体積抵抗率10〜1012Ω・cmの半導電性ベルトであり、一方の張架ロール52aを弾性転写ロール55として構成し、この弾性転写ロール55を転写搬送ベルト53を介して中間転写体30に二次転写域(一括転写域)TRにて圧接配置すると共に、中間転写体30の張架ロール33を弾性転写ロール55の対向電極をなす対向ロール56として対向配置し、一方の張架ロール52a位置から他方の張架ロール52b位置に向けて用紙Sの搬送経路を形成するものである。
また、本例では、弾性転写ロール55は金属製シャフトの周囲に発泡ウレタンゴムやEPDMにカーボンブラック等が配合された弾性層を被覆した構成になっている。そして、本例では、ベルト転写モジュール51の各張架ロール52(52a,52b)はいずれも接地されており、転写搬送ベルト53への帯電を防止するようになっている。また、転写搬送ベルト53の下流端での用紙Sの剥離性を考慮すると、下流側の張架ロール52bを上流側の張架ロール52aよりも小径とした剥離ロールとして機能させることが有効である。
更に、対向ロール56(本例では張架ロール33を兼用)には導電性の給電ロール57を介して転写電源60からの転写電圧VTRが印加されており、弾性転写ロール55及び対向ロール56間に所定の転写電界が形成されるようになっている。
尚、本例では、二次転写装置50はベルト転写モジュール51を用いているが、これに限られるものではなく、中間転写体30に弾性転写ロール55を直接圧接配置する態様を用いるようにしてもよい。
−定着装置−
定着装置70は、図2に示すように、用紙Sの画像保持面側に接触して配置される駆動回転可能な加熱定着ロール71と、当該加熱定着ロール71に対向して圧接配置され、加熱定着ロール71に追従して回転する加圧定着ロール72とを有し、両定着ロール71,72間の転写領域に用紙S上に保持された画像を通過させ、当該画像を加熱加圧定着するものである。
−用紙搬送系−
更に、用紙搬送系80は、図2及び図3に示すように、複数段(本例では二段)の用紙供給容器81,82を有し、用紙供給容器81,82のいずれかから供給される用紙Sを略鉛直方向に延びる鉛直搬送路83から略水平方向に延びる水平搬送路84を経て二次転写域TRへと至り、その後、転写された画像が保持された用紙Sを、搬送ベルト85を経由して定着装置70による定着部位に至り、画像形成装置筐体21の側方に設けられた用紙排出受け86に排出するものである。
そして更に、用紙搬送系80は、水平搬送路84のうち定着装置70の用紙搬送方向下流側に位置する部分から下方に向かって分岐する反転可能な分岐搬送路87を有し、当該分岐搬送路87で反転された用紙Sを戻し搬送路88を経て再び鉛直搬送路83から水平搬送路84へと戻し、二次転写域TRにて用紙Sの裏面に画像を転写し、定着装置70を経て用紙排出受け86へ排出するようになっている。
また、用紙搬送系80には用紙Sを整合して二次転写域TRに供給する整合ロール90のほか、各搬送路83,84,87,88には適宜数の搬送ロール91が設けられている。
更にまた、画像形成装置筐体21の用紙排出受け86の反対側には水平搬送路84に向かって手差し用紙が供給可能な手差し用紙供給器95が設けられている。
−案内シュート−
更に、水平搬送路84の二次転写域TRの入口側には整合ロール90を通過した用紙Sを二次転写域TRへ案内する案内シュート92が設けられている。本例では、案内シュート92は対構成のSUS等の金属板を所定の傾斜姿勢で配置し、二次転写域TRに突入する用紙Sの突入姿勢を規制するものであり、直接接地されている。尚、本例では、整合ロール90と二次転写域TRとの間に一つの案内シュート92が示されているが、一つである必要はなく、複数設けるようにしてもよいことは勿論である。
−二次転写域前後に位置する用紙との接触部材−
本実施の形態では、二次転写域TR前後に位置する用紙Sとの接触部材としては、図2及び図3に示すように、二次転写域TRの入口側には案内シュート92、整合ロール90があり、また、二次転写域TRの出口側には搬送ベルト85がある。
本例では、整合ロール90は金属製のロール部材にて構成され、案内シュート92は金属製のシュート部材にて構成され、いずれも直接接地されている。
本例では、整合ロール90及び案内シュート92はいずれも直接接地されているが、これに限られるものではなく、抵抗を介して接地する抵抗接地方式を採用してもよい。但し、抵抗接地方式で用いられる抵抗はベルト転写モジュール51の構成要素のうち最も抵抗の高い要素(例えば弾性転写ロール55)の抵抗値(例えば体積抵抗率)よりも低いものが選定されていればよい。
また、本例では、搬送ベルト85は例えば導電性ゴムからなるベルト部材85aを一対の張架ロール85b,85cで張架し、張架ロール85b,85cのうち少なくとも一方の張架ロールを金属ロール若しくは導電性樹脂若しくはそれらの組み合わせで構成し、その芯金を直接接地するようにしたものである。
更に、本実施の形態では、二次転写域TRを挟んで入口側、出口側の直近に位置する用紙Sの接触部材である案内シュート92と搬送ベルト85との間の用紙搬送経路長は適宜選定されて差し支えない。但し、少なくとも用紙Sが二次転写域TRを通過する搬送過程では、用紙Sが二次転写域TRと案内シュート92又は搬送ベルト85との間に跨がった状態で配置されるという挙動を示すように選定されることが好ましい。
−用紙種−
本例で使用可能な用紙Sとしては、表面抵抗の低い用紙から高抵抗の用紙まで広く含まれる。
例えば用紙の表面に下地画像(例えば白色画像)を作製し、その上に各種色成分の有色画像を作製する作像モード(例えば下地付作像モード)を備えた画像形成装置において、転写性の低い用紙(高抵抗、低密度)に下地画像及び有色画像の多重画像を転写すると転写不良が発生する技術的課題が見られ、この要因を調べたところ、転写中に発生する放電であることが判明した。
特に、下地付作像モードで使用する用紙は例えば黒色の黒紙であるが、この種の黒紙の特性を調べたところ、表面抵抗の低い黒紙については転写不良は見られないものの、10logΩを超える表面抵抗の高い黒紙については転写不良が見られることが確認された。尚、白色の普通紙なども10logΩを超える表面抵抗の高いものはあるが、この種の普通紙についてはそもそも下地画像による下地層を作製する必要性が低いため、前述した転写不良という技術的課題は特には問題視されにくく、表面抵抗の高い黒紙のような特殊な用紙を使用するときの新たな技術的課題である。
そこで、本実施の形態では、転写性の低い用紙、例えば11logΩ以上の黒紙等に対して転写不良を解消できる対策を施すようにしたので、対策を要する用紙であるか否かを判別するために、図3に示すように、用紙種を特定する用紙種特定器100が設けられている。
−用紙種特定器−
本実施の形態では、用紙種特定器100としては、図4(a)に示すように、例えばユーザインタフェースとしての操作パネルに用紙種指示器101を具備させ、画像形成装置20で使用可能な用紙Sを予め登録しておき、その中から使用する用紙種を指示するようにしたものが挙げられる。
また、用紙種特定器100としては、例えば図2及び図4(b)に示すように、用紙搬送系80の鉛直搬送路83又は水平搬送路84の一部に用紙種を計測するために設けられた計測器110が挙げられる。
この計測器110は、用紙Sの搬送方向に沿って対構成の判別ロール111,112を並設し、用紙Sの搬送方向上流側に位置する対構成の判別ロール111の一方には判別用電源113を接続すると共に、他方を抵抗114を介して接地し、用紙Sの搬送方向下流側に位置する対構成の判別ロール112の一方と接地との間に電流計115を設けるようにしたものである。尚、判別ロール111,112としては用紙Sの搬送部材(整合ロール90や搬送ロール91)を兼用してもよいし、搬送部材とは別に設けるようにしてもよい。
本例では、例えば用紙Sとして10logΩ/□以下の非高抵抗用紙が使用されると仮定すると、対構成の判別ロール111,112間に非高抵抗用紙が跨がって配置された場合、判別用電源113からの判別電流は、対構成の判別ロール111を横切るように流れる成分と、用紙Sを伝わって判別ロール112側の電流計115に至る成分とに分かれて流れる。
これに対し、用紙Sとして表面抵抗が11logΩ/□以上の高抵抗用紙が使用されると仮定すると、高抵抗用紙の表面抵抗は非高抵抗用紙に比べて大きいことから、対構成の判別ロール111,112間に高抵抗用紙が跨がって配置された場合、判別用電源113からの判別電流はインピダンス分だけ低減し、対構成の判別ロール111を横切るように流れるが、用紙Sを伝わって判別ロール112側の電流計115にはほとんど至らない。この結果、電流計115にて測定された測定電流と判別用電源113の印加電圧とによって用紙Sの表面抵抗が演算されて用紙種が判別される。
更に、本例では、計測器110は、搬送される用紙Sが黒色か否かを光学式センサ116(例えば用紙表面に対し発光素子からの光を照射し、その反射光を受光素子で受光する方式のセンサ)の出力変化で検知可能としたものである。
−加湿器−
本実施の形態では、整合ロール90よりも用紙Sの搬送方向上流側には、図3に示すように、加湿器130が設置されている。本例において、加湿器130は、搬送されてきた用紙Sの画像保持面側に対向して配置されており、用紙Sの画像保持面を直接加湿するようになっている。
ここで、加湿器130の一例としては、図5(a)(b)に示すように、加湿材としての水が貯留されるタンク131と、用紙Sの画像保持面に対向して当該用紙Sの搬送方向に交差する幅方向に沿って略均等に配置されるスプレーマルチノズル132と、タンク131とスプレーマルチノズル132との間を連通するように接続する接続配管133と、この接続配管133の一部に設けられて所定圧にて加湿材Zとしての水をスプレーマルチノズル132に送出するポンプ134とを備えたものである。特に、本例では、スプレーマルチノズル132が詰まらないように、加湿材Zとしての水には界面活性剤を混ぜた蒸留水が用いられている。
本例においては、加湿器130は、制御装置120からの制御信号に基づいて、加湿処理を要する用紙Sに対して当該用紙Sが加湿域Xを通過する間作動し続け、加湿域Xを通り抜けた段階で作動を停止するように制御され、用紙Sの画像保持面の略全域に対して加湿材Zとしての霧状の水を噴霧するようになっている。また、ポンプ134による圧力を調整することにより加湿材Zとしての水の噴霧量を制御することも可能である。
ここで、用紙Sが加湿域Xを通過するタイミングは、例えば搬送経路の一部に設けられた位置センサ135によって用紙Sの搬送方向先端及び後端が通過するタイミングを検知し、位置センサ135と加湿域Xまでの距離L及び用紙Sの搬送速度vsから、用紙Sの先端が加湿域Xに到達するタイミング及び用紙Sの後端が加湿域Xから抜けるタイミングを算出することで決定されるようになっている。
また、本例においては、加湿器130としてスプレーマルチノズル132を用いる態様が示されているが、これに限られるものではなく、例えばインクジェットプリンタで使用されるインクジェットヘッドを利用し、加湿材Zとしての水を噴射するようにしてもよい。このとき、インクジェットヘッドは、用紙Sの幅方向全域に亘って配置されるものでもよいし、複数に分割して配置される態様でも差し支えない。尚、インクジェットヘッドを利用する場合には、インクジェットヘッドを制御することで、噴射する水の量(液滴量や液滴数)を制御することも可能である。
また、加湿器130の他の例としては、図5(c)に示すように、用紙Sの画像保持面に接触可能な塗布ロール136を有し、この塗布ロール136の近傍には加湿材Zとしての水が貯留されたタンク137を配置し、そのタンク137内には加湿材Zとしての水に浸漬して含浸する例えばフェルト材からなる吸収部材138を設け、塗布ロール136に吸収部材138の一部を接触させることで塗布ロール136の表面に加湿材Zとしての水を供給し、用紙Sの搬送に追従して塗布ロール136を回転させ、用紙Sの画像保持面に加湿材Zとしての水を塗布する態様が挙げられる。
本例は、用紙Sの画像保持面に加湿材Zとしての水を直接塗布する態様であるが、加湿器130による加湿を実施しない場合には、タンク137及び吸収部材138は図示外の昇降機構により上方に上昇し、塗布ロール136と吸収部材138とを非接触配置することで、塗布ロール136への加湿材Zとしての水の供給を停止するものである。
−用紙種と転写電流経路との関係−
<高抵抗用紙>
今、高抵抗用紙Sh(本例では例えば11logΩ・cm以上の用紙Sとする)が二次転写域TRに突入する場合を想定すると、図6(a)に示すように、高抵抗用紙Shは案内シュート92を経て二次転写域TRに至り、二次転写域TRにて中間転写体30上の画像Gが高抵抗用紙Shに転写される。このとき、高抵抗用紙Shが二次転写域TRを通過する間、高抵抗用紙Shが案内シュート92に接触していたとしても、高抵抗用紙Shの表面抵抗はある程度高いため、二次転写域TRでの転写電流ITRの一部が高抵抗用紙Shを通電経路として案内シュート92の接地に至る通電経路を経て漏れることはない。このため、二次転写域TRでの転写電流ITRは、対向ロール56、中間転写体30、高抵抗用紙Sh及びベルト転写モジュール51側に流れる。よって、この場合の転写電流経路Iのシステム抵抗は、対向ロール56、中間転写体30、高抵抗用紙Sh及びベルト転写モジュール51の合計である。
<低抵抗用紙>
これに対し、高抵抗用紙Shには属さない非高抵抗用紙のうち、特にメタリック用紙や低抵抗の黒紙のような低抵抗用紙Sm(本例では例えば7logΩ・cm以下の用紙Sとする)が二次転写域TRに突入する場合を想定すると、図6(b)に示すように、低抵抗用紙Smは案内シュート92を経て二次転写域TRに至る。ここで、二次転写域TRを通過する低抵抗用紙Smは接地された案内シュート92に接触した状態を保つため、二次転写域TRでの転写電流ITRは対向ロール56、中間転写体30を通過した後、低抵抗用紙Smを通電経路として案内シュート92から接地へと流れる。よって、この場合の転写電流経路IIのシステム抵抗は、案内シュート92及び低抵抗用紙Smの抵抗値は低いことから、主として対向ロール56及び中間転写体30の合計である。
−転写電源の構成例−
転写電源60による転写制御方式としては、定電圧制御方式と定電流制御方式とがある。前者は画像密度変動にロバスト(Robust:外乱に対する強さに相当)である反面、用紙種変動に弱いという特徴があり、後者は、用紙種変動にロバストである反面、画像密度変動に弱い特徴がある。用紙種については転写電圧テーブルを予め準備することで対応することが可能であることから、通常は定電圧制御方式を採用することが多い。
本例では、転写電源60は定電流制御又は定電圧制御のいずれをも選択可能に構成されている。具体的には、図3に示すように、転写電源60は出力信号発生器62からの信号に基づいて転写電圧VTRが可変設定されるようになっており、出力信号発生器62には定電流制御回路61が接続されている。また、転写電源60と給電ロール57との間にはフィードバック用の電流計63が直列に接続され、この電流計63と定電流制御回路61との間にフィードバック用の通電経路が設けられ、このフィードバック用の通電経路の途中に選択スイッチ64が設けられ、選択スイッチ64のオンオフ動作によりフィードバックに基づいた定電流制御を行うか否かのいずれかが選択されるようになっている。そして、選択スイッチ64がオン動作した条件では、電流計63にてモニタされた電流値が定電流制御回路61を介して出力信号発生器62へフィードバックされ、二次転写域TRでの転写電流ITRが定電流になるように転写電源60の転写電圧VTRを可変設定するようになっている。
本例では、図7(a)に示すように、対向ロール56側に転写電源60が接続されているため、転写電流ITRが中間転写体30から低抵抗用紙Smを経由して案内シュート92等の接触部材から接地へと流れるが、中間転写体30と低抵抗用紙Smとの間に転写電界が形成されることから、中間転写体30上のトナーによる画像Gは低抵抗用紙Sm側に転写される。
しかしながら、仮に、図7(b)に示すように、ベルト転写モジュール51側に転写電源60’を接続した態様にあっては、転写電流ITRが中間転写体30から低抵抗用紙Smを経由して案内シュート92等の接触部材から接地へと流れるが、中間転写体30と低抵抗用紙Smとの間に転写電界が作用しないことから、中間転写体30上のトナーによる画像Gが低抵抗用紙Sm側に転写されることはない。つまり、転写電源60は対向ロール56側に接続されて転写電圧VTRを印加する必要がある。
−作像モード−
本例の画像形成装置では、作像モードとして図8(a)に示す多次色(多色に相当)モードと、図8(b)に示す単色モードとがある。
ここで、多次色モードとは、用紙Sとして例えば黒紙を使用する場合に、図8(a)に示すように、中間転写体30上に図2に示す画像形成部22b〜22eの全部若しくは一部を用いたYMCKによるカラー画像GYMCK、例えば画像形成部22c,22dを用いたMCによるカラー画像GMCを形成し、このカラー画像GMC(GYMCK)上に図2に示す画像形成部22fを用いてホワイト(白色)Wによる単色画像としての白色画像Gwを形成し、二次転写域TRにて用紙Sとしての黒紙上に白色画像Gw及びカラー画像GMC(GYMCK)を一括転写するようにしたものである。
一方、単色モードとは、用紙Sとして例えば黒紙を使用する場合に、図8(b)に示すように、例えば図2に示す画像形成部22fを用いてホワイト(白色)Wによる単色画像としての白色画像Gwを形成し、二次転写域TRにて用紙Sとしての黒紙上に白色画像Gwを転写するようにしたものである。また、白色画像Gwに代えて、例えばYMCのいずれかの色トナーによる単色画像を形成してもよいことは勿論である。
−画像形成装置の駆動制御系−
本実施の形態において、図3に示すように、符号120は画像形成装置の作像処理を制御する制御装置であり、この制御装置120は、CPU、ROM、RAM及び入出力インタフェースを含むマイクロコンピュータからなり、入出力インタフェースを介して図示外のスタートスイッチや作像モードを選択するモード選択スイッチ等のスイッチ信号や各種センサ信号、更には、用紙種を特定する用紙種特定器100からの用紙種特定信号等の各種入力信号を取り込み、ROMに予め格納されている作像制御プログラム(図9参照)をCPUで実行し、駆動制御対象に対する制御信号を生成した後に、各駆動制御対象(画像形成部22(22a〜22f)、転写電源60等)に制御信号を送出するようになっている。
−用紙種の判別手法−
本実施の形態で採用される用紙種の判別手法は、図4(a)に示すように、用紙種特定器100(用紙種指示器101、計測器110の電流計115、光学式センサ116)からの用紙Sを特定する情報を制御装置120に取り込み、当該制御装置120の用紙種判別部121にて用紙種特定器100にて特定された用紙情報と、用紙種テーブル122内に登録されている用紙情報(本例では、11logΩ/□以上の黒紙若しくはこれに類する特殊高抵抗用紙Sb(Sb(1)…Sb(n))、特殊高抵抗用紙Sbには属さない用紙Sa(Sa(1)…Sa(n)))とを対比し、使用する用紙Sが特殊高抵抗用紙Sbに属するか属さないかを判別するようにしたものである。
更に、本例では、特殊高抵抗用紙Sbに属さない用紙Saのうち低抵抗用紙Sm(本例では7logΩ/□以下の用紙に相当)であるか否かについても判別可能になっている。
尚、黒紙に類する用紙には、色が黒色とは言えないが黒に近い灰色や濃い紺色を有しているものが挙げられるが、これらの色剤にも導電剤が含まれる場合がある。
−画像形成装置の作動−
次に、図2及び図3に示す画像形成装置において、種類の異なる用紙Sが混在して使用される場合を想定すると、ユーザは、図示外の操作パネルにおいて所望の作像モード、例えば下地付作像モード(下地画像+有色画像)を選択した後、図示外のスタートスイッチをオン操作すればよく、これにより、画像形成装置によるプリント(作像処理)が開始される。
このとき、用紙Sは用紙供給容器81,82又は手差し用紙供給器95のいずれかから供給され、所定の搬送経路を経て二次転写域TRに向かって搬送されると共に、二次転写域TRに至る前の搬送途中において、例えば計測器110による用紙種の計測処理が行われる。尚、この計測器110による用紙種の計測処理とは別にユーザによる用紙種指示器101による用紙種の指示操作を行うようにしてもよい。
そして、本例では、各画像形成部22(22a〜22f)による作像前に用紙種の判別処理が行われる。
本例では、転写性の悪い用紙である特殊高抵抗用紙Sbであるか否かを判別し、特殊高抵抗用紙Sbに属さない用紙Saである場合には、第1の制御モードを実施し、一方、特殊高抵抗用紙Sbである場合には、第2の制御モードを実施する。
本例では、特殊高抵抗用紙Sbの判別処理については、図10(a)に示すように、11logΩ/□以上の高抵抗用紙で、かつ、カーボンブラック等の導電剤を含む用紙群(例えば図4(a)の用紙種テーブル122に登録された特殊高抵抗用紙Sbのいずれか)に属するときに特殊高抵抗用紙Sbと判別し、これに属さないものを非特殊高抵抗用紙Saと判別する。
また、使用する特殊高抵抗用紙Sbが主として黒紙を想定するような場合には、特殊高抵抗用紙Sbの判別処理として、図10(b)に示すように、11logΩ/□以上の高抵抗用紙で、かつ、黒紙である用紙群(例えば図4(a)の用紙種テーブル122に登録された特殊高抵抗用紙Sbのいずれか)に属するときに特殊高抵抗用紙Sbと判別し、これに属さないものを非特殊高抵抗用紙Saと判別する。
<第1の制御モード>
本例において、第1の制御モードは、図11(a)に示すように、非特殊高抵抗用紙Saである場合に実施するものであり、加湿器130による加湿処理を不実施とし、更に、対象用紙が低抵抗用紙Smであるか否かを判別し、低抵抗用紙Smであるときには二次転写域TRでの転写電界につき定電流制御を選択し、低抵抗用紙Smではないときには二次転写域TRでの転写電界につき定電圧制御を選択するものである。
このような二次転写条件の下で、中間転写体30上に図2に示す画像形成部22b〜22eの全部又は一部を用いて各色成分(YMCK)トナーによる有色画像としてのカラー画像GYMCK、例えばGMCが形成され、このカラー画像GMC(GYMCK)上に図2に示す画像形成部22fを用いてホワイト(W)トナーによる下地画像としての白色画像Gwが形成され、これらの白色画像Gw及びカラー画像GMC(GYMCK)が二次転写域TRにおいて定電流制御又は定電圧制御された転写電界によって非特殊高抵抗用紙Sa上に静電転写される。
<第2の制御モード>
本例において、第2の制御モードは、図11(b)に示すように、特殊高抵抗用紙Sbである場合に実施するものであり、加湿器130による加湿処理を実施した後、二次転写域TRでの転写電界につき定電流制御を選択するようにすればよい。
このとき、特殊高抵抗用紙Sbは、図12(a)に示すように、二次転写域TRに向かう搬送経路の途中で、加湿器130による加湿処理を受け、特殊高抵抗用紙Sbの画像保持面に加湿材Zとしての霧状の水が噴霧される。このため、特殊高抵抗用紙Sbは加湿器130による加湿域Xを通過すると、加湿によって特殊高抵抗用紙Sbの表面抵抗率が大幅に低下し、この結果、表面抵抗率が7logΩ・cm以下の特殊高抵抗用紙Sb’(低抵抗用紙Smに相当する)になる。この状態において、特殊高抵抗用紙Sb’は整合ロール90、案内シュート92を経て二次転写域TRに到達し、二次転写域TRでの転写電界については定電流制御が選択され、図6(b)に示すように、中間転写体30から特殊高抵抗用紙Sb’(低抵抗用紙Smに相当する)の表面を介して案内シュート92に転写電流ITRが流れる転写電流経路II(図6(b)参照)による沿面転写が行われる。
このような転写動作過程では、中間転写体30上に作製された白色画像Gw及びカラー画像GMC(GYMCK)は二次転写域TRにおいて定電流制御された転写電界によって特殊高抵抗用紙Sb’上に静電転写される。
このように、第2の制御モードでは、図12(b)に示すように、加湿後の特殊高抵抗用紙Sb’については転写電流ITRは用紙表面を伝わって流れることから、用紙の厚さ方向に大きな転写電界が作用することはない。このため、加湿後の特殊高抵抗用紙Sb’については用紙内部で異常放電が生ずる懸念はほとんどなく、二次転写域TRにて異常放電による画像乱れは見られない。
◎比較の形態1
第2の制御モードによる転写動作が有効であることを示すために、比較の形態1に係る画像形成装置を例に挙げて説明する。
比較の形態1に係る画像形成装置は、図13(a)に示すように、特殊高抵抗用紙Sbが加湿器130による加湿処理を受けることなく二次転写域TRに搬送され、二次転写域TRにて定電圧制御された転写電界によって転写動作が実施される態様である。
本例においては、特殊高抵抗用紙Sbの表面抵抗率は高いことから、二次転写域TRにて定電圧制御された転写電界が作用すると、転写電流ITRが対向ロール56から特殊高抵抗用紙Sbを挟んでベルト転写モジュール51側に向かって流れる転写電流経路Iによる対向転写が行われる。
このため、比較の形態1にあっては、特殊高抵抗用紙Sbに対して用紙の厚さ方向に大きな転写電界が作用する。
ここで、特殊高抵抗用紙Sbが例えば和紙等のラフ紙/厚紙である場合に、図13(b)に示すように、用紙内部の繊維141間に空隙142が多く存在することから、用紙の厚さ方向に作用する転写電界によって用紙内部の繊維141間の空隙142で異常放電Hが生じ易く、二次転写域TRにて異常放電Hによる画像乱れが生ずる懸念がある。具体的には、異常放電Hの発生した箇所のトナーは転写性が落ちてしまい、中間転写体30の表面に直接付着している画像Gの一部が中間転写体30表面に未転写のまま残存してしまい、特殊高抵抗用紙Sbに転写された画像Gの一部が欠落する懸念がある。
尚、特殊高抵抗用紙Sbが黒紙等の高抵抗用紙である場合には、図13(c)に示すように、用紙内部の繊維141の一部にカーボンブラック等の導電剤143の凝集部が存在する可能性が高いが、用紙の厚さ方向に大きな転写電界が作用すると、導電剤143の凝集部付近で異常放電Hが生じ易く、二次転写域TRにて異常放電Hによる画像乱れが生ずる懸念がある。
◎実施の形態2
図14は実施の形態2に係る画像形成装置の用紙種作像シーケンスの要部を示す説明図である。
同図において、用紙種作像シーケンスの基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1とは異なり、第2の制御モードの定電流制御を選択する際に、作像対象の種類を考慮して転写電流ITRの設定値を異ならせるようにしたものである。
具体的には、作像対象が単色画像(例えば白色画像Gw)のみである場合には、転写電流ITRの設定値を多次色画像(例えばカラー画像GMC+白色画像Gw)が含まれる場合に比べて低く設定し、作像対象が多次色画像を含む場合(多次色画像のみ、あるいは、多次色画像及び単色画像の組み合わせ)には、転写電流ITRの設定値を単色画像のみの場合に比べて高く設定するようにしたものである。尚、本例では、実施の形態1と同様に、第1の制御モードであっても、低抵抗用紙Smの場合には定電流制御を選択する方式が採用されている。
−転写電流の設定方法−
本実施の形態では、定電流制御を選択する場合、二次転写域TRでの転写動作を適切に実施するには、二次転写域TRに対して必要な転写電流ITRを設定することが必要である。
図6(a)(b)に示すように、作像モードが多次色モードの場合と単色モードの場合とでは、転写対象画像(多次色画像(例えばカラー画像GMC+白色画像Gw)、単色画像(例えば白色画像Gw))の層厚が異なることから、二次転写域TRでの転写電流ITRと転写率(多次色画像、単色画像の濃度転写率)との関係を調べたところ、図15に示す結果が得られた。
同図において、単色画像(例えば白色画像Gw)の場合は、転写電流ITRの増加に伴って転写率が順次増加してピーク点P1を通過後に徐々に減少するという曲線状の変化傾向を示し、ピーク点P1を挟んだ所定の範囲で目標値以上であった。一方、多次色画像(例えばカラー画像GMC+白色画像Gw)の場合も、転写電流ITRと転写率との関係は単色画像の場合と略同様な変化傾向を示すが、単色画像の場合の変化曲線に比べて転写電流ITRの値が高い方に全体としてシフトし、ピーク点P2の位置もピーク点P1に比べて転写電流ITRの値が高くなっている。
ここで、いずれの作像モードについても、目標値以上の転写率を得るという観点からすると、図15に示す両立範囲内において転写電流ITRの値を設定するようにすればよいが、本例では、作像モードに応じて転写電流ITRの値を異ならせる仕様にしたものである。
本例では、単色画像又は多次色画像の転写率は、図15に示すように、転写電流ITRの値に依存しており、単色画像の転写率のピーク点P1は多次色画像のピーク点P2よりも転写電流ITRが低い側にシフトしていることから、単色画像のプリント(作像処理)時に転写電流ITRを低く設定(例えば転写率のピーク点P1付近に設定)するようにすれば、共用で使用する場合に比べて、より最適な転写率に近いものを得ることが可能である。
◎実施の形態3
図16は実施の形態3に係る画像形成装置の用紙種作像シーケンスの要部を示す説明図である。
同図において、用紙種作像シーケンスの基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1とは異なり、ベルト転写モジュール51の弾性転写ロール55を直接又は予め決められた抵抗値以下の低抵抗を介して低抵抗接地すると共に、弾性転写ロール55と接地との間に切替スイッチ150を介在させ、切替スイッチ150にて弾性転写ロール55を予め決められた抵抗値以上の高抵抗151を介して高抵抗接地することを切り替え可能としたものである。
本例では、第1の制御モードを実施するときには、ベルト転写モジュール51を原則として低抵抗接地し、第2の制御モードを選択するときには切替スイッチ150を切り替えることで高抵抗接地するようにすればよい。尚、本例では、第1の制御モードであっても、例えば7logΩ・cm以下の低抵抗用紙Smである場合には、切替スイッチ150を介して高抵抗接地に切り替えるようにしている。
本例によれば、特殊高抵抗用紙Sbについては加湿器130による加湿処理後に二次転写域TRにて定電流制御された転写電界による転写動作が行われ、転写電流経路II(図6(b)参照)による沿面転写が行われる。
このとき、ベルト転写モジュール51は高抵抗151を介して高抵抗接地されていることから、低抵抗接地の場合に比べて、転写電流経路Iのシステム抵抗は転写電流経路IIのシステム抵抗に対して更に大きく設定される。このため、加湿後の特殊高抵抗用紙Sb’において、転写電流経路IIを流れる転写電流ITRの一部が転写電流経路I(図6(a)参照)側に漏れることは全く無く、転写電流経路IIのシステム抵抗を安定化させることが可能である。
また、第1の制御モードにあっては、低抵抗用紙Sm以外の用紙に対しては、ベルト転写モジュール51は低抵抗接地されると共に定電圧制御が選択され、二次転写域TRでは定電圧制御された転写電界による転写動作が実施される。尚、低抵抗用紙Smについては、ベルト転写モジュール51は高抵抗接地されると共に定電流制御が選択され、二次転写域TRでは定電流制御された転写電界による転写動作が実施される。
◎実施例1
本実施例は、実施の形態1に係る画像形成装置を具現化したもので、特殊高抵抗用紙Sbについては第2の制御モードを実施するに際し、加湿された特殊高抵抗用紙Sb’に対して転写電流経路II(図6(b)参照)による沿面転写を可能にする上で必要な転写性能を評価したものである。
本例では、表面抵抗率及び密度の異なる各種用紙につき、沿面転写が可能か否かを調べたところ、図17に示す結果が得られた。
同図によれば、表面抵抗率が例えば7logΩ・cm以下の低抵抗用紙Smであれば沿面転写が可能であることが判明した。このため、11logΩ・cm以上の特殊高抵抗用紙Sbであっても、第2の制御モードにおいて加湿器130による加湿処理を施すことにより、低抵抗用紙Smと同程度の表面抵抗になるようにすれば沿面転写が可能になることが理解される。
◎比較例1
本比較例は、特殊高抵抗用紙Sbに対して第2の制御モードに代えて第1の制御モードを実施したときの転写画像の品質を評価したものである。
本例では、図18に示すように、中間転写体30上にカラー画像GYMCK(本例ではマゼンタ(M)、シアン(C)トナーによるカラー(ブルー)画像GMCを使用)及び白色画像Gwを形成し、これを特殊高抵抗用紙Sbに転写させるようにしたものである。
本例では、転写後の特殊高抵抗用紙Sb上の画像を調べたところ、中間転写体30上にカラー画像GYMCKとしてのカラー(ブルー)画像GMCの一部(マゼンタトナーGやシアントナーG)が残存することに伴って転写後のカラー(ブルー)画像GMCが一部欠落してしまい、転写不良が顕著であることが確認された。
1…像保持手段,2…転写手段,2a…転写部材,2b…対向部材,2c…転写電源,3…接触手段,4…加湿手段,5…第1の制御手段,6…第2の制御手段,7…選択手段,8…判別手段,G…画像,S…記録媒体,TR…転写域

Claims (14)

  1. 画像を保持する像保持手段と、
    前記像保持手段の画像保持面に接触した状態で配置される転写部材を有すると共に、前記像保持手段を挟んで前記転写部材に対向した位置に配置される対向部材を有し、前記対向部材に転写電源を接続することで前記像保持手段と前記転写部材との間の転写域に転写電界を作用させ、当該転写域に搬送された記録媒体に対し前記像保持手段に保持された画像を静電転写する転写手段と、
    前記転写域を挟んで前記記録媒体の搬送方向上流側及び下流側に設けられ、前記記録媒体が前記転写域を通過する間に前記記録媒体に接触して接地に至る電極として作用する接触手段と、
    前記転写域よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に設けられ、前記記録媒体を加湿する加湿手段と、
    前記加湿手段による加湿を伴わずに、前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行う第1の制御手段と、
    前記加湿手段によって前記記録媒体に加湿を実施し、当該加湿された前記記録媒体を前記転写域に搬送すると共に、前記対向部材から前記記録媒体を介して前記接触手段に至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行う第2の制御手段と、
    前記記録媒体の種類に依存して前記第1の制御手段又は前記第2の制御手段を選択する選択手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記第2の制御手段は、前記転写手段による転写電界を定電流制御することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記第2の制御手段は、前記像保持手段に保持された画像が単色画像又は多色画像であることに依存して前記転写手段による転写電界の設定電流を異ならせることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記転写域に向かって搬送される記録媒体の種類が判別可能な判別手段を有し、前記選択手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて前記第1の制御手段又は前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗であるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材に導電剤が含まれるものであるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ黒色であるときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ媒体基材にカーボンブラックが含まれるものであるときに前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記選択手段は、前記記録媒体が予め決められた抵抗値以上の高抵抗で且つ前記像保持手段に保持された画像が不透明な下地作像剤による面状の下地画像を含むときに、前記第2の制御手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記第1の制御手段は、前記対向部材から前記転写部材へ至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  11. 請求項10に記載の画像形成装置において、
    前記第1の制御手段を選択するときは前記転写部材を直接又は予め決められた抵抗値以下の低抵抗接地し、前記第2の制御手段を選択するときは前記転写部材を予め決められた抵抗値以上の高抵抗接地することを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記第1の制御手段は、前記対向部材から前記記録媒体を介して前記接触手段に至る転写電流経路によって前記記録媒体に対し前記像保持手段上の画像を転写する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  13. 請求項1乃至12のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記加湿手段は、前記記録媒体の画像保持面側を加湿するものであることを特徴とする画像形成装置。
  14. 請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記加湿手段は、前記記録媒体が収容された収容手段から搬送された記録媒体の搬送経路の途中に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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