JP4810025B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上のトナー像を一旦中間転写体上に静電的に1次転写し、そのトナー像を更に転写材に静電的に2次転写する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真複写機等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体上に形成されたトナー像を転写紙等の転写材に転写する方法として、その感光体上のトナー像を一旦転写紙以外の中間転写体上に1次転写させた後、あらためて中間転写体上のトナー像を転写紙上に2次転写させて複写画像を得るという方法が知られている。例えば、カラー電子写真装置の場合には、異なる色成分ごとに感光体上に個別に形成された異なる色のトナー像を、中間転写体上に重ねて1次転写して合成トナー像を得て、その合成トナー像を1枚の転写紙上に2次転写するように構成される。
【0003】
図4は、従来の中間転写体を用いたプリンタ(画像形成装置)の一例を示す概略構成図である。このプリンタは、キャリア液中にプラス帯電されたトナーを分散した液体現像剤を用いて現像を行うものであり、中間転写ベルト(中間転写体)31を張架する1次転写ローラ32及びその両側に配置される2次転写対向ローラ33及び駆動ローラ34には、1次転写電源(1次転写バイアス印加手段)35により、トナーの帯電極性とは逆極性の1次転写バイアスが印加されている。これにより、1次転写ローラ32にのみ1次転写バイアスを印加する場合に比べて、均一な1次転写電界を形成することができ、感光体ドラム(像担持体)1上のトナー像を中間転写ベルト31上に良好に1次転写できる。このプリンタでは、中間転写ベルト上に1次転写されたトナー像は、2次転写ローラ36との対向領域(2次転写領域)を通過した後、再度その2次転写領域に進入したときに、定電流制御又は定電圧制御された2次転写電源(2次転写バイアス印加手段)37から印加される2次転写バイアスにより、転写紙90上に2次転写される。
【0004】
ここで、良好な画像を形成できる2次転写中の転写性を得るためには、2次転写領域における中間転写ベルト31部分の表面と2次転写ローラ36との間の電位差をある程度高く(例えば−300V)維持する必要があり、かつ、これらの間を流れる電流量をある程度多く(例えば−30μA)維持する必要がある。1次転写終了後においても1次転写電源35によるバイアス印加を継続し、2次転写対向ローラ33の電位を1次転写バイアス相当に維持した場合、2次転写領域における中間転写ベルト31の表面電位は、その1次転写バイアス近傍の値すなわち−220V程度となる。この場合、2次転写電源37は、例えば−520Vという高い電圧を印加しなければならず、電力消費が大きいものとなる。一方で、図4に示すプリンタでは、中間転写ベルト31上におけるトナー像の2次転写が開始されるときには、そのトナー像の1次転写は終了しているので、2次転写前に1次転写電源35によるバイアス印加を停止させることができる。この場合、2次転写対向ローラ33は、1次転写電源35から1次転写バイアスが印加されていないので、1次転写バイアス印加時よりも2次転写対向ローラ33の電位は0Vに近づき、中間転写ベルト31の表面電位も0Vに近づく。この結果、1次転写電源の無駄な電力消費を抑え、かつ、2次転写電源の消費電力の低減を図ることが可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、1次転写電源35には、1次転写バイアス印加停止中に、その電源部に電流が流れるのを防止するための抵抗素子35bが内蔵されているものがある。この抵抗素子35bは、例えば11MΩと比較的高い抵抗値をもち、バイアス印加停止中に電源部35aに流れるおそれがある逆方向電流を逃がすため、電源部35aの出力端子は、この抵抗素子35bを介してグランドに接続されている。また、図示の例のプリンタでは、均一な1次転写電界を形成するため、2次転写対向ローラ33にも1次転写電源35が接続されている。この構成において、中間転写ベルト31の体積抵抗率が比較的高い場合、2次転写中すなわち2次転写バイアスの印加中に、2次転写ローラ36にマイナス極性のバイアスを印加する2次転写電源37により流れる電流は、グランド→抵抗素子35b→2次転写対向ローラ33→中間転写ベルト31→転写紙90→2次転写ローラ36→2次転写電源37という経路で流れることになる。このため、2次転写電源37が例えば−30μAの定電流を流す定電流制御されたものである場合、その定電流(−30μA)が11MΩの抵抗素子35bを流れる。よって、2次転写対向ローラ33の電位は−30μA×11MΩ=−330Vとなり、中間転写ベルト31の表面電位もこれとほぼ同様の値をとることになる。
【0006】
この場合、2次転写電源37が定電流制御されているので、2次転写時に十分な転写性を得ることができる電流量は確保されている。しかし、2次転写時に十分な転写性を得ることができる電位差を確保するためには、中間転写ベルト31の表面電位である−330Vよりも更に低い−630Vの電圧を2次転写電源37から印加しなければならない。よって、2次転写電源37は、このように大きな電圧を印加しなければならず、多くの電力が消費されるという問題が生じる。
【0007】
また、良好な画像を形成できる2次転写の転写性を得るためには、2次転写領域における中間転写ベルト31部分の表面と2次転写ローラ36との間を流れる電流及びこれらの間の電位差が、2次転写中に大きく変化しないのが望ましい。しかし、2次転写中では、画像の面積や濃度によって、2次転写ローラ36と中間転写ベルト31との間の抵抗値が変わるので、定電流制御された2次転写電源37では、その抵抗値の変化により、中間転写ベルト31の表面電位が変化することになる。よって、2次転写中に2次転写ローラ36と中間転写ベルト31との間の電位差が大きく変化することになり、転写性が低下するという問題が生じる。
【0008】
このような問題は、定電圧制御された2次転写電源を用いた場合でも同様に生じ得るものである。また、このような問題は、上記抵抗素子35bを内蔵する1次転写電源35が2次転写対向ローラ33に接続された構成に限らず、例えば、2次転写電源37により流れる電流がグランドから中間転写ベルト31中をその周方向に流れて2次転写電源37に流れ込むような構成であっても同様に生じ得る。すなわち、2次転写電源37により電流が流れることで2次転写ローラ36と対向する中間転写ベルト31部分の表面電位を変化させるような比較的抵抗値の高い抵抗部材を介して、2次転写領域における中間転写ベルト31部分がグランドに接続されている場合にも同様に生じ得るものである。
【0009】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電力消費を抑えつつ、2次転写領域の中間転写体部分の表面と2次転写部材との間を流れる電流及びこれらの間の電位差が2次転写中に大きく変化するのを抑制して良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体上のトナー像が表面に転写される中間転写体と、上記中間転写体の表面に転写材を介して対向する2次転写部材と、上記中間転写体における上記像担持体との対向部分に、該像担持体上のトナー像を該中間転写体上に1次転写させるための1次転写バイアスを印加する1次転写バイアス印加手段と、上記中間転写体上のトナー像を上記転写材上に2次転写させるため、上記2次転写部材に、定電流制御された2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段とを有し、上記2次転写バイアス印加手段により電流が流れることで上記2次転写部材と対向する中間転写体部分の表面電位を変化させるような抵抗値をもつ抵抗部材を介して、該中間転写体部分がグランドに接続されている画像形成装置において、上記中間転写体上へのトナー像の1次転写を終了した後であって、上記転写材への2次転写を開始する前に、上記1次転写バイアス印加手段のバイアス印加を停止させるバイアス印加停止手段を備え、上記2次転写バイアス印加手段から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写体を介して上記2次転写部材に対向し、上記抵抗部材が接続された2次転写対向部材に接続し、他方を、上記2次転写部材に接続したことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、像担持体上のトナー像を、1次転写バイアス印加手段による1次転写バイアスにより中間転写体上に1次転写し、その中間転写体上のトナー像を、更に、2次転写バイアス印加手段による定電流制御された2次転写バイアスにより転写材上に2次転写する。また、本画像形成装置においては、中間転写体上へのトナー像の1次転写が終了した後であって転写材への2次転写を開始する前に、バイアス印加停止手段により、1次転写バイアス印加手段のバイアス印加が停止される。よって、1次転写バイアスを印加したまま2次転写を行う場合に比べて、1次転写バイアス印加手段の無駄な電力消費を抑えることができる。また、1次転写バイアスを印加したまま2次転写を行う場合に比べて、2次転写部材と対向する中間転写体部分の表面電位は0Vに近づくので、2次転写バイアス印加手段により印加すべき電圧を小さくでき、2次転写バイアス印加手段の電力消費も抑えることができる。
ここで、本画像形成装置においては、2次転写バイアス印加手段により電流が流れることで上記中間転写体部分の表面電位を変化させるような抵抗値をもつ抵抗部材を介して、その中間転写体部分がグランドに接続されている。この抵抗部材としては、例えば、上述した1次転写電源の内蔵抵抗である。このような抵抗部材に2次転写バイアス印加手段による電流が流れると、上述したように、中間転写体部分の表面電位が変動して、転写性が低下することになる。そこで、本画像形成装置においては、上記2次転写バイアス印加手段から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写体を介して上記2次転写部材に対向し、上記抵抗部材が接続された2次転写対向部材に接続し、他方を、上記2次転写部材に接続したことにより、2次転写バイアス印加手段のバイアス印加中であって1次転写バイアス印加手段のバイアス印加が停止している期間中、その2次転写バイアス印加手段により流れる電流が上記抵抗部材に流れるのを抑制し、その電流がその抵抗部材に流れる場合に比べて中間転写体部分の表面電位の変動を低減している。このように中間転写体部分の表面電位の変動を低減できるので、上記中間転写体部分が上記抵抗部材を介してグランドに接続されていても、転写性の低下を防止し、良好な画像を得ることが可能となる。
また、請求項2の発明は、トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体上のトナー像が表面に転写される中間転写体と、上記中間転写体の表面に転写材を介して対向する2次転写部材と、上記中間転写体における上記像担持体との対向部分に、該像担持体上のトナー像を該中間転写体上に1次転写させるための1次転写バイアスを印加する1次転写バイアス印加手段と、上記中間転写体上のトナー像を上記転写材上に2次転写させるため、上記2次転写部材に、定電圧制御された2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段とを有し、上記2次転写バイアス印加手段により電流が流れることで上記2次転写部材と対向する中間転写体部分の表面電位を変動させるような抵抗値をもつ抵抗部材を介して、該中間転写体部分がグランドに接続されている画像形成装置において、上記中間転写体上へのトナー像の1次転写を終了した後であって、上記転写材への2次転写を開始する前に、上記1次転写バイアス印加手段のバイアス印加を停止させるバイアス印加停止手段を備え、上記2次転写バイアス印加手段から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写体を介して上記2次転写部材に対向し、上記抵抗部材が接続された2次転写対向部材に接続し、他方を、上記2次転写部材に接続したことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、請求項1の画像形成装置の定電流制御の場合と同様に、1次転写バイアス印加手段及び2次転写バイアス印加手段の電力消費を抑えることができる。また、請求項1の画像形成装置の定電流制御の場合と同様に、上記中間転写体部分の表面電位の変動を低減できるので、上記中間転写体部分が上記抵抗部材を介してグランドに接続されていても、転写性の低下を防止し、良好な画像を得ることが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
〔実施形態1〕
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の液体現像剤を用いたプリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。本実施形態では、トナーがプラス極性の場合を例に挙げて説明する。
【0012】
まず、このプリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタの要部の概略構成図である。図示のように、このプリンタは、像担持体としての感光体ドラム1の周りに、帯電器20、露光Lを感光体ドラム1に照射する図示しない露光装置及び液体現像装置60、並びに、中間転写体としての中間転写ベルト31、1次転写ローラ32及び2次転写部材としての2次転写ローラ100等によって構成される転写装置、除電ランプ40、ドラムクリーニング装置50などを備えている。
【0013】
感光体ドラム1は、その表面がアモルファスシリコン(a−Si)によって形成され、プリント時には図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転駆動する。また、帯電器20は、回転駆動する感光体ドラム1の表面をコロナ放電によって暗中にて一様に帯電せしめる。本実施形態においては、600V程度に帯電させるようにしている。なお、帯電器20としては、このようにコロナ放電による帯電を実現するものの他、感光体ドラム1に接触せしめた帯電ローラ等の帯電部材に所定の帯電バイアスを印加する方式のものを用いてもよい。また、露光装置は、走査光学系を備えており、帯電器20によって一様に帯電した感光体ドラム1の表面を、画像情報に基づいてLED光やレーザ光によって画像データ光像Lを露光して静電潜像を担持させる。
【0014】
また、液体現像装置(以下、単に「現像装置」という。)60は、感光体ドラム1上の静電潜像に、プラス極性に帯電されたトナーを付着させてこれを現像する。これによって感光体ドラム1上にはトナー像が形成される。この現像装置60は、現像部61とスイープ部71とから構成されている。現像部61は、タンク部62、一対の攪拌スクリュー63a,63b、アニロクスローラ64、ドクターブレード65、現像ローラ66、クリーニングブレード67、帰還部68、現像前トナー圧縮部材としての現像前セットローラ69、この現像前セットローラ69用のクリーニングブレード70等を備えている。このクリーニングブレード70は、必ずしも必要ではない。また、スイープ部71は、スイープローラ72、クリーニングブレード73、キャリア回収装置等を備えている。
【0015】
タンク部62には、トナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤80が貯留されている。この液体現像剤80は、一般の液体現像装置に広く用いられている低粘性低濃度のものではなく、高粘性高濃度のものが使用されている。なお、この低粘性低濃度の液体現像剤とは、例えば、広く市場に出回っているIsopar(商品名:エクソン社製)と呼ばれる絶縁性液体キャリア中に、1[wt%]程度の濃度のトナーを含有する1[mPa・s]程度の粘度の液体現像剤である。また、高粘性高濃度の液体現像剤とは、例えば、シリコンオイル、ノルマルパラフィン、IsoparM(商品名:エクソン社製)、植物油、鉱物油等の絶縁性液体キャリア中に、5〜30[wt%]程度の濃度のトナーを含有する50〜10000[mPa・s]程度の粘度の液体現像剤である。現像装置60に使用される高粘性高濃度の液体現像剤80の揮発性あるいは不揮発性については、現像装置60の現像性能やプリンタの作像性能などに合わせて調整される。また、液体現像剤80中のトナーの粒径についても、これら現像性能や作像性能などに合わせてサブミクロンから6[μm]程度までの範囲で調整される。
【0016】
転写装置は、図1に示すように、中間転写ベルト31と、これを張架する1次転写ローラ32、2次転写対向ローラ33及び駆動ローラ34等と、1次転写ローラ32及びその両側に配置される2次転写対向ローラ33及び駆動ローラ34にトナーの帯電極性とは逆極性すなわちマイナス極性の1次転写バイアスを印加する1次転写電源35等を備えている。本実施形態では、1次転写バイアスとして、−220Vが印加されている。また、転写装置は、中間転写ベルト31を介して2次転写対向ローラ33と対向する2次転写ローラ36と、2次転写ローラ36にトナーの帯電極性とは逆極性すなわちマイナス極性であって、上記1次転写バイアスよりも低い2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段としての2次転写電源37等を備えている。本実施形態では、2次転写バイアスとして、−300Vが印加されている。
【0017】
上記中間転写ベルト31は、プリント時には、図中矢印方向に無端移動する。この中間転写ベルト31は、ポリウレタンにカーボンブラックを混入して、体積抵抗率を108〜1012Ω・cmにした厚さ2.5mmの無端ベルト材料を使用している。この範囲であれば、中間転写ベルト31に、2次転写時の電位履歴や感光体ドラム1の表面電位による電位履歴が残りにくい。また、2次転写時に2次転写ローラ36から印加される2次転写バイアスを、中間転写ベルト31を介して2次転写対向ローラ33に十分に伝えることができる。尚、中間転写ベルト31の代わりに、金属ドラムの周面に上記中間転写ベルト31と同様の材料を設けたドラム状の中間転写ドラムなどを利用することもできる。
【0018】
本実施形態では、中間転写ベルト31を1次転写ローラ32によって感光体ドラム1に向けて押圧して転写ニップをしている。この転写ニップには、1次転写電源35から1次転写バイアスが印加される1次転写ローラ32と感光体ドラム1の表面との電位差によって1次転写電界が形成される。尚、1次転写ローラ32だけでなく、その両側に配置される2次転写対向ローラ33及び駆動ローラ34にも1次転写バイアスを印加することで、その転写ニップに均一な1次転写電界の形成を実現している。
【0019】
感光体ドラム1の回転に伴って転写ニップに進入した感光体ドラム1上のトナー像は、1次転写電界や転写ニップの圧力の作用を受けて、中間転写ベルト31上に1次転写される。尚、除電ランプ40は、転写ニップを通過した感光体ドラム1の表面の残留電荷を除電する。また、ドラムクリーニング装置50は、除電ランプ40によって除電された感光体ドラム1の表面に残留している液体現像剤を、クリーニングブレード51によって掻き取り除去する。この除去により、感光体ドラム1の表面は初期化せしめられ、次の作像を実現することが可能になる。
【0020】
1次転写されたトナー像は、中間転写ベルト31の回転に伴って2次転写ローラ36の対向領域(2次転写領域)に進入するが、本実施形態では、そのトナー像は、一度2次転写領域を通過した後、再度その2次転写領域に進入するときに、所定のタイミングで搬送される転写材としての転写紙90上に2次転写される。このとき、その転写紙90を2次転写ローラ36によって中間転写ベルト31に向けて押圧して転写ニップをしている。この転写ニップには、2次転写電源37から2次転写バイアスが印加される2次転写ローラ36と中間転写ベルト31の表面との電位差によって2次転写電界が形成される。ここで、2次転写電源37は、定電流制御されたものであり、その転写ニップには、例えば−30μAという一定量の電流が流れ込むように制御されている。
【0021】
上記2次転写ローラ36は、金属製芯材の周面に、体積抵抗率が103〜1012Ω・cm程度の導電性を有する弾性体を被覆したものである。ここで、この導電性弾性体層の体積抵抗率が103Ω・cmよりも低いと、トナーが付着していない中間転写ベルト31部分で電流リークが発生し、適正な2次転写電界が形成されないという問題が生じる。また、その導電性弾性体層の体積抵抗率が1012Ω・cmよりも高いと、効率的に2次転写電界を形成することが困難となり、また、周囲の環境変動等により導電性弾性体層の抵抗変動が生じたときの転写性能の変化が大きくなる結果、良好な画像を安定して得ることができないという問題が生じる。
【0022】
尚、2次転写ローラ36の表面は、そのクリーニング性を向上させるために、滑らかであるのが望ましい。しかし、一般に、硬度が低いほどその表面を滑らかにするのは困難であるので、2次転写ローラ36の導電性弾性体層の表面に、表面粗さの滑らかな樹脂フィルムを被覆するのが好ましい。特に、PFA(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル)のようなフッ化樹脂であれば、離型性もよく、より好ましい。
【0023】
中間転写ベルト31の回転に伴って、一度2次転写領域を通過した後、再度その2次転写領域に進入した中間転写ベルト31上のトナー像は、2次転写電界や転写ニップの圧力の作用を受けて、転写紙90上に2次転写される。そして、その転写紙90上のトナーは、加熱加圧定着、溶剤定着、UV定着等の定着方式を用いる図示しない定着装置によって定着され、その定着装置から排紙経路を経て機外へと排出される。
【0024】
次に、本発明の特徴部分である2次転写に関わる部材の構成及び動作について説明する。
上記1次転写電源35は、この1次転写電源35の出力先から逆方向に流れる電流を1次転写バイアス印加手段としての電源部35aから逃がすため、抵抗素子としての11MΩの内蔵抵抗35bを有し、この内蔵抵抗35bを介してグランドに接続されている。このため、1次転写電源35がOFFになると、中間転写ベルト31における2次転写領域の部分は、グランドから電気的に浮いた状態に近いものとなる。ここで、本実施形態におけるプリンタでは、消費電力を低減するため、図示しない制御部がバイアス印加制御手段及びバイアス印加停止手段として機能し、2次転写中、1次転写電源35をOFFの状態にし、1次転写電源35のバイアス印加を停止している。このままでは、定電流制御された2次転写電源37による電流(−30μA)は、グランドから1次転写電源35の内蔵抵抗35bを通って2次転写対向ローラ33に流れ込むことになる。この場合、2次転写対向ローラ33の電位は−330Vとなり、良好な2次転写を行うためには、2次転写電源37の出力電圧を630Vにしなければならない。よって、2次転写電源37には、大きな出力電圧をもつ消費電力の大きい電源を使用しなければならない。また、画像の面積や濃度により2次転写ローラ36と中間転写ベルト31との間の抵抗値が変化すると上記電流(−30μA)も多少変動するが、その変動量が微少であっても、内蔵抵抗35bの抵抗値が11MΩと非常に高いので、その電流の変動よる2次転写対向ローラ33の電位変動も大きい。このため、上記電流の変動が転写電界に与える影響が大きく、転写性の低下を招くことになる。
【0025】
そこで、本実施形態では、電位変動抑制手段を構成する2次転写電源37のマイナス側端子を2次転写ローラ36に接続し、その2次転写電源37のプラス側端子を2次転写対向ローラ33に接続している。これにより、1次転写電源35がOFFの状態とした後、2次転写を開始するときに、図示しない制御部が電位変動抑制手段を構成し、2次転写電源37をON状態にする。これにより、2次転写対向ローラ33の電位は0Vとなり、2次転写対向ローラ33と2次転写ローラ36との間の電位差は、2次転写電源37の出力電圧に等しくなる。
【0026】
〔参考例〕
次に、参考例について説明する。尚、参考例に係るプリンタは、1次転写電源35の部分及び2次転写電源37の部分における構成が異なる以外、上記実施形態1と同様の構成を有するので、以下、その異なる構成部分についてのみ説明する。
【0027】
図2は、参考例に係るプリンタの要部の概略構成図である。このプリンタの1次転写電源35には、これと並列に、電位変動抑制手段を構成する1kΩの電流制限抵抗138が接続されている。この電流制限抵抗138は、電位変動抑制手段を構成する切換手段としてのリレー139を介してグランドに接続されている。このリレー139は、図示しない切換動作制御手段としての制御部により、1次転写電源35がOFFの状態のとき、その接点を閉じ、2次転写対向ローラ33に接続される1次転写電源35の出力端子を、電流制限抵抗138を介してグランドに接続するように動作する。また、1次転写電源35がONの状態のときには、リレー139の接点は開放され、電流制限抵抗138は、1次転写電源35の出力端子から電気的に切り離される。
【0028】
2次転写中すなわち2次転写バイアスの印加中、1次転写電源35はOFFの状態であるので、定電流制御された2次転写電源37による定電流(−30μA)が1次転写電源35側から2次転写対向ローラ33に向かって流れ込むことになる。このとき、リレー139の接点は閉じているので、その定電流(−30μA)は、1次転写電源35における1MΩの内蔵抵抗35bではなく、その内蔵抵抗35bよりも抵抗値がずっと小さい1kΩの電流制限抵抗138を通って、グランドから流れ込むことになる。よって、2次転写対向ローラ33の電位は−33mVとなり、電流制限抵抗138がない場合に比べて、良好な2次転写を行うのに必要な2次転写電源37の出力電圧を低く抑えることができる。
【0029】
図3は、1次転写電源35のON/OFF動作に対するリレー139の接点の開閉動作のタイミングを示すタイミングチャートである。本実施形態では、1次転写電源35をOFFにした後、2次転写対向ローラ33の電位が約−70V程度になるタイミングで、リレー139の接点を閉じる。具体的には、1次転写電源35をOFFにしてから約10msec後にリレー139の接点を閉じるようになっている。また、上記制御部は、リレーに対して接点を開放させるための制御信号が出力された後、約25msec後に1次転写電源35をONにする制御信号を出力する。
【0030】
以上、実施形態1における画像形成装置としてのプリンタは、トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム1と、その感光体ドラム1上のトナー像が表面に転写される中間転写体としての中間転写ベルト31と、その中間転写ベルト31の表面に転写材としての転写紙90を介して対向する2次転写部材としての2次転写ローラ36と、上記中間転写ベルト31における上記感光体ドラム1との対向部分及び上記2次転写ローラ36との対向部分に、該感光体ドラム1上のトナー像を該中間転写ベルト31上に1次転写させるための1次転写バイアスを印加する1次転写バイアス印加手段としての1次転写電源35の電源部35aと、上記中間転写ベルト31上のトナー像を上記転写紙90上に2次転写させるため、上記2次転写ローラ36に、定電流制御された2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段としての2次転写電源37とを有し、2次転写電源37による電流が流れることで2次転写ローラ36と対向する中間転写ベルト部分の表面電位を変化させるような抵抗値をもつ1次転写電源35の内蔵抵抗35bを介して、その中間転写ベルト部分がグランドに接続されている。そして、上記中間転写ベルト31上へのトナー像の1次転写を終了した後であって、上記転写紙90への2次転写を開始する前に、上記1次転写電源35の電源部35aのバイアス印加を停止させるバイアス印加停止手段としての制御部と、上記2次転写電源37のバイアス印加中であって上記1次転写電源35のバイアス印加が停止している期間中、その2次転写電源37により流れる電流がその1次転写電源35の内蔵抵抗35bに流れるのを抑制し、その電流がその内蔵抵抗35bに流れる場合に比べて上記中間転写ベルト部分の表面電位の変動を低減する電位変動抑制手段を有している。上記実施形態1では、マイナス側端子が2次転写ローラ36に、プラス側端子が2次転写対向ローラ33にそれぞれ接続された2次転写電源37が電位変動抑制手段として機能している。また、上記参考例では、電流制限抵抗138及びリレー139が電位変動抑制手段として機能している。このような構成によれば、1次転写電源35及び2次転写電源37の電力消費を抑えることができるとともに、2次転写領域における中間転写ベルト部分の表面電位の変動を低減でき、転写性の低下を防止し、良好な画像を得ることが可能となる。
尚、2次転写電源37により印加される2次転写バイアスが定電圧制御されている場合であっても、定電流制御の場合と同様の効果を得ることができる。
また、上記参考例におけるプリンタは、上記2次転写電源37から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写ベルト部分の表面電位を決定する電気的要素である2次転写対向ローラ33に接続し、他方を、上記2次転写ローラ36に接続することで、電位変動抑制手段を構成している。このような構成により、2次転写電源37の2次転写バイアスにより流れる電流のほとんどは、上記抵抗部材である内蔵抵抗35bを流れることなく、2次転写対向ローラ33、中間転写ベルト31、転写紙90及び2次転写ローラ36を通ることになる。よって、2次転写電源37の出力電圧が中間転写ベルト表面と2次転写ローラ36との間の電位差となり、良好な画像を形成できる2次転写時の転写性を得るための電位差を、最小の出力電圧で実現することができる。
また、上記参考例におけるプリンタは、上記電気的要素である2次転写対向ローラ33をグランドに電気的に接続させるON状態と、その2次転写対向ローラ33をグランドから電気的に離間させるOFF状態とを切り換える切換手段としてのリレー139と、上記1次転写電源35のバイアス印加中にはリレー139をOFF状態とし、その1次転写電源35のバイアス印加停止中にはリレー139をON状態とするように、リレー139の切換動作を制御する切換動作制御手段としての図示しない制御部により、上記電位変動抑制手段が構成されている。このような構成により、電源部35aのバイアス印加停止時にリレー139をON状態にすると、2次転写バイアスによる電流は、内蔵抵抗35bがもつ1MΩという抵抗値よりもずっと低い1kΩの抵抗値をもつ電流制限抵抗138に流れ込むことになる。このとき、中間転写ベルト31部分の表面電位は、電流制限抵抗138を流れる電流値によって決まるので、2次転写電源37により流れる電流が変動したとしても、中間転写ベルト31部分の表面電位の変動は、その電流が内蔵抵抗35bを流れる場合に比べてずっと小さいものとなる。また、2次転写電源37の消費電力を抑えるため、2次転写領域における中間転写ベルト31部分の表面電位を0Vに近づけるには、その電流制限抵抗138の抵抗値を上記内蔵抵抗35bのの抵抗値よりもずっと小さい値に設定する。具体的には、電流制限抵抗138の抵抗値を1MΩ以下とすれば、電力消費を十分に抑えることができる。尚、電源部35aのバイアス印加中にはリレー139をOFF状態にするので、上記電流制限抵抗138は、2次転写対向ローラ33から電気的に離間し、1次転写に影響を与えることはない。
また、上記参考例におけるプリンタでは、上記切換手段として、2次転写対向ローラ33とグランドとの間に接続されるリレーを用いているので、電流制限抵抗138と2次転写対向ローラ33との電気的な接続状態を簡単な構成で切り換えることができる。
また、上記参考例におけるプリンタでは、2次転写対向ローラ33とリレー139との間に、そのリレー139の接点に大電流が流れるのを制限するための電流制限素子としての電流制限抵抗138が設けられているので、リレー139の接点に大電流が流れて、リレー139の接点が焼損するのを抑制することができる。
また、上記参考例におけるプリンタにおいて、切換動作制御手段として機能する制御部は、上記1次転写電源35の電源部35aのバイアス印加停止時から所定期間経過後に、上記リレー139をON状態にする。1次転写電源35のバイアス印加を停止しても、その出力端子の電位は中間転写ベルト31の体積抵抗率等の関係で0Vに近づくスピードが比較的遅いが、上記構成によれば、上記1次転写電源35aのバイアス印加を停止してから、その出力端子がある程度0Vに近づいた状態で、その出力端子に電流制限抵抗138を電気的に接続することができる。よって、リレー139の接点に大きな電流が流れるのを防止することができる。
また、バイアス印加制御手段として機能する図示しない制御部は、上記電源部35aのバイアス印加動作を制御し、上記リレー139をOFF状態にするための制御信号が上記切換動作制御手段として機能する制御部から出力されてから所定期間経過後に、上記電源部35aに1次転写バイアスを印加させるための制御信号を該電源部35aに出力する。これにより、制御部からリレー139をOFF状態にするための制御信号がそのリレー139に入力されてから、そのリレー139が完全にOFF状態、すなわち、電源部35aの出力端子から電流制限抵抗138が完全に電気的に離間した状態になるまでの間に、ある程度のタイムラグが生じる。このため、リレー139の切換動作スピードが電源部35aのON/OFF動作スピードよりも遅い場合でも、リレー139にOFF状態の制御信号を出力するのと同時に又は出力した直後に、電源部35aに1次転写バイアスを印加させるための制御信号を出力すると、リレー139の切換動作中に、そのリレー139に高い電圧が加わることになる。そこで、本画像形成装置においては、リレー139をOFF状態にするための制御信号が制御部から出力されてから所定期間経過後に、電源部35aに1次転写バイアスを印加させるための制御信号を電源部35aに出力する。これにより、リレー139に高い電圧が加わることが少なくなる。
また、上記実施形態1及び参考例における感光体ドラム1は、アモルファスシリコン系感光体であるので、中間転写ベルト31との加圧当接や1次転写電圧異常時による損傷などによる感光体ドラム1の劣化を効果的に抑制することができる。また、キャリア液中にトナーを分散した液体現像材を用いる場合には、その液体現像剤による膨潤や劣化なども効果的に抑制することができる。よって、感光体ドラム1の長寿命化を図ることができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、1次転写バイアス印加手段及び2次転写バイアス印加手段の電力消費を抑えつつ、2次転写領域の中間転写体部分の表面と2次転写部材との間を流れる電流及びこれらの間の電位差が2次転写中に大きく変化するのを抑制して良好な画像を形成することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態1に係るプリンタの要部の概略構成図。
【図2】 参考例に係るプリンタの要部の概略構成図。
【図3】 同プリンタにおける1次転写電源のON/OFF動作に対するリレーの接点の開閉動作のタイミングを示すタイミングチャート。
【図4】 従来の中間転写ベルト31を用いたプリンタの一例を示す概略構成図。
Claims (3)
- トナー像を担持する像担持体と、
上記像担持体上のトナー像が表面に転写される中間転写体と、
上記中間転写体の表面に転写材を介して対向する2次転写部材と、
上記中間転写体における上記像担持体との対向部分に、該像担持体上のトナー像を該中間転写体上に1次転写させるための1次転写バイアスを印加する1次転写バイアス印加手段と、
上記中間転写体上のトナー像を上記転写材上に2次転写させるため、上記2次転写部材に、定電流制御された2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段とを有し、
上記2次転写バイアス印加手段により電流が流れることで上記2次転写部材と対向する中間転写体部分の表面電位を変化させるような抵抗値をもつ抵抗部材を介して、該中間転写体部分がグランドに接続されている画像形成装置において、
上記中間転写体上へのトナー像の1次転写を終了した後であって、上記転写材への2次転写を開始する前に、上記1次転写バイアス印加手段のバイアス印加を停止させるバイアス印加停止手段を備え、
上記2次転写バイアス印加手段から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写体を介して上記2次転写部材に対向し、上記抵抗部材が接続された2次転写対向部材に接続し、他方を、上記2次転写部材に接続したことを特徴とする画像形成装置。 - トナー像を担持する像担持体と、
上記像担持体上のトナー像が表面に転写される中間転写体と、
上記中間転写体の表面に転写材を介して対向する2次転写部材と、
上記中間転写体における上記像担持体との対向部分に、該像担持体上のトナー像を該中間転写体上に1次転写させるための1次転写バイアスを印加する1次転写バイアス印加手段と、
上記中間転写体上のトナー像を上記転写材上に2次転写させるため、上記2次転写部材に、定電圧制御された2次転写バイアスを印加する2次転写バイアス印加手段とを有し、
上記2次転写バイアス印加手段により電流が流れることで上記2次転写部材と対向する中間転写体部分の表面電位を変動させるような抵抗値をもつ抵抗部材を介して、該中間転写体部分がグランドに接続されている画像形成装置において、
上記中間転写体上へのトナー像の1次転写を終了した後であって、上記転写材への2次転写を開始する前に、上記1次転写バイアス印加手段のバイアス印加を停止させるバイアス印加停止手段を備え、
上記2次転写バイアス印加手段から2次転写バイアスを出力するための極性の異なる2つの出力端子の一方を、上記中間転写体を介して上記2次転写部材に対向し、上記抵抗部材が接続された2次転写対向部材に接続し、他方を、上記2次転写部材に接続した特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記像担持体は、アモルファスシリコン系感光体であることを特徴とする画像形成装置
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