JP5729403B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ところで、近年、画像形成装置において用いられる記録媒体として、多種多様な用紙が用いられるようになり、高級感を備えた皮革模様をイメージしたものや和紙調のものなどが市販されている。このような用紙では、高級感を出すため、エンボス加工等により表面に凹凸が存在している。凹部は凸部に比べてトナーが転写しにくく、特に凹凸の大きい記録用紙にトナーを転写させる場合、凹部にトナーが充分に転写せず画像の抜けが発生する場合がある。
まず、本発明を適用した画像形成装置の第1実施形態として、中間転写方式を採用した画像形成装置について説明する。
外形は16[mm]である。また、心金の径は10[mm]である。また、体積抵抗は下記の条件でローラ1回転の抵抗測定し、その平均値とする。
測定方法:回転測定
加重:5N/片側,
バイアス印加:転写ローラ軸に1KV印加
測定時間:1min
オームの法則(R=V/I)に基づいて算出したスポンジ層の抵抗Rは、6.0logΩ〜9.0logΩ、好ましくは約7.5logΩである。
ニップ形成ローラ14は表層を積層しない発泡タイプのローラとすることも可能である。この場合のニップ形成ローラの体積抵抗は6.0logΩ〜8.0logΩ、好ましくは7.0logΩ〜8.0logΩとなる。
図5において、Offで示すオフセット電圧Voffは、重畳バイアスの直流成分の値である。また、ピークツウピーク電圧Vppは、重畳バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧である。重畳バイアスは、オフセット電圧Voffとピークツウピーク電圧Vppとを重畳したものであり、その時間平均値(Vave)はオフセット電圧Voffと同じ値になる。図示のように、重畳バイアスは正弦波状の形状をしており、プラス側のピーク値と、マイナス側のピーク値とを具備している。Vtで示されているのは、それら2つのピーク値のうち、2次転写ニップ内でトナーをベルト側から記録紙側に移動させる方(本例ではマイナス側)のピーク値である。また、Vrで示されているのは、トナーを記録紙側からベルト側に戻す方(本例ではプラス側)のピーク値である。直流成分を含む重畳バイアスを印加してその時間平均値であるオフセット電圧Voffをトナーと同じ極性(本例ではマイナス)にすることで、トナーを往復移動させながら、相対的にはベルト側から記録紙側に移動させて記録紙上に転移させることが可能になる。交流電圧としては、正弦波形状の波形のものを採用しているが、矩形波状の波形のものを用いても良い。
本発明は同一環境、同一記録媒体、同一トナー像における重畳転写モードと直流転写モードの違いに特徴を有していることから、以下に述べる各例は、いずれも同一環境、同一記録媒体、同一トナー像における説明となる。
また、各例ではマイナス帯電のトナーを使用しており、1次転写ではプラス極性のバイアス、2次転写ではマイナス極性のバイアスを印加することでトナーを転写している。
直流転写モードと重畳転写モードの1次転写電流が同じ設定であるため、2次転写前のトナー帯電量は同じとなる。また、2次転写電流も直流転写モードと重畳転写モードで同じ値に設定していた。
ここで、トナー像の凹部への埋まり具合に影響する交流電圧のトナー転写側極性と逆極性とで成分が一定である必要があるため(図1(a)、(b)のVrを参照)、交流電圧のピークツウピーク電圧(図1(a)、(b)のVppを参照)を大きくすることとなる。そのため、下記の実施例1に比べて、2次転写電圧(Vpp)は大きく設定されていた。その結果、交流電圧のトナー転写側極性(図1(a)、(b)のVtを参照)も大きくなることから、ある電圧以上になると放電現象が起こり、凹部の埋まりの悪化や、凸部に放電画像(所謂白ポチ画像)が発生した。
なお、本実施例では2次転写バイアスを定電流制御としているが、定電圧制御することも可能であり、例えば表2に示すように重畳転写モードにおける直流電圧を直流転写モードの直流電圧より絶対値で小さくすることで、同様の効果を得ることができる
そこで、実施例2は実施例1で用いるプリンタの構成に対して、2次転写前のトナー帯電量の違いについても着目したものであり、実施例2における1次転写電流及び2次転写バイアスを表3のように設定する。また、図9は、その設定における2次転写バイアスの波形である。
1次転写電流は直流転写モード、重畳転写モードともに33μAで、重畳転写モード時は帯電装置に500Vの電圧が印加され、2次転写前のトナー帯電量を変化させている。これにより、直流転写モード時の2次転写前帯電量:−32μC/gに対し、重畳モード時の2次転写前帯電量は−30μC/gとなり絶対値で小さい帯電量となることからトナー間およびトナーと中間転写体の静電付着力が小さくなる。これにより、実施例1同様、重畳モード時に交流電圧(図9(b)のVpp)を表7の従来例と比較して小さく抑えることができるため、重畳転写モードにおいて放電画像等の異常画像の発生がなく、直流転写モード、重畳転写モードいずれにおいても良好な転写性を得ることができる。
これにより、交流電圧の時間平均値(Vave)が、トナー像を中間転写体側から記録材側に転写させる転写方向の極性に設定され、かつ、交流電圧の最大値と最小値の中心値(Voff)よりも転写方向寄りとなる。
直流転写モードは実施例1と同様である。重畳転写モードは1次転写電流については実施例2と同様30.5μAで2次転写前のトナー帯電量は−30μC/gであるが、交流波形の違いから2次転写電流が−30μA、交流電圧が6kVppと表7の従来例ならびに実施例1、2より小さく設定できる。これにより、重畳転写モードにおいて放電画像等の異常画像の発生がなく、直流転写モード、重畳転写モードいずれにおいても良好な転写性を得ることができる。
各色の重畳転写モードの1次転写電流は直流転写モードの場合と比較し、小さく設定されており、このときの2次転写前のトナー帯電量はいずれも重畳転写モードの方が絶対値で小さい値となっていることからトナー間およびトナーと中間転写体の静電付着力が小さくなる。これより重畳転写モードの2次転写電流も直流転写モードに比べ絶対値で小さくすることができ(Voff)、このため交流電圧(Vpp)を表7の従来例と比較し小さく抑えることができるため、重畳転写モードにおいて放電画像等の異常画像の発生がなく、直流転写モード、重畳転写モードいずれにおいても良好な転写性を得ることができる。
環境:気温23℃ 湿度50%
用紙:特殊製紙 レザック66 連量:130kg
画像:K色 全面ベタ画像 片面通紙
モード:重畳転写モード
評価項目:凹部転写性、凸部転写性、放電画像
×・・・異常画像あり、△・・・僅かに異常画像あり(許容レベル)、○・・・異常画像なし、◎・・・異常画像なし、かつ○より良好
実施例1の形態では凸部転写性が許容レベルではあるが従来例に比べ若干劣ることとなるが放電画像の発生が無いことから総合的に判断して従来例と比較して効果があるといえる。実施例4の形態では交流成分の波形を変えることで凹部転写性が特に向上している。これらから、重畳モードにおける2次転写バイアスの直流成分を直流モードにおける2次転写バイアスの直流成分より絶対値で小さくすることは放電画像の防止に効果があることがわかり、2次転写前のトナー帯電量を調整することで放電画像に加えて凹部、凸部転写性にも効果があり、交流成分波形を変えることで、凹部転写性により効果があることがわかる。
また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意であり、4色機に限らず、3色のトナーを用いるフルカラー機や、2色のトナーによる多色機、あるいは図16に示すような感光体ドラム4が1つの所謂1ドラム型のカラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。
4 感光体ドラム
7 転写ローラ(1次転写手段)
12 2次転写裏面ローラ(2次転写部)
14 ニップ形成ローラ
20 2次転写バイアス電源
21 直流電源
22 交流電源
Claims (8)
- 静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、
中間転写体と、
前記像担持体上のトナー像を1次転写バイアスによって前記中間転写体へ転写する1次転写手段と、
前記中間転写体上のトナー像を2次転写バイアスによって記録媒体へ転写する2次転写体とを有する画像形成装置において、
前記2次転写バイアスとして、直流成分のみからなる直流バイアスを印加してトナー像を記録媒体へ転写する直流転写モードと、
前記2次転写バイアスとして、直流成分に交流成分が重畳され、その極性が記録媒体に転写する極性と逆極性とで交互に切り替わる重畳バイアスを印加してトナー像を記録媒体へ転写する重畳転写モードと、を切り替え可能に有し、
前記重畳転写モード時の前記重畳バイアスの前記直流成分が、前記重畳転写モード時と同一環境、同一記録媒体、同一トナー像での前記直流転写モード時の前記直流バイアスの前記直流成分よりも、絶対値で小さいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記重畳転写モード時の2次転写前におけるトナー像のトナー帯電量を、前記重畳転写モード時と同一環境、同一記録媒体、同一トナー像での直流転写モード時の2次転写前におけるトナー像のトナー帯電量よりも絶対値で小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記重畳転写モード時の前記1次転写バイアスを、前記直流転写モード時よりも絶対値で小さくすることで、前記重畳転写モード時の2次転写前におけるトナー像の前記トナー帯電量を、前記直流転写モード時の2次転写前におけるトナー像の前記トナー帯電量より絶対値で小さくすることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 2次転写前に帯電装置を有し、前記重畳転写モード時は前記帯電装置に電圧を印加することで、前記重畳転写モード時の2次転写前におけるトナー像の前記トナー帯電量を、前記直流転写モード時の2次転写前におけるトナー像の前記トナー帯電量よりも絶対値で小さくすることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記重畳バイアスの波形は正弦波形状を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記重畳バイアスの時間平均値(Vave)が、前記トナー像を前記中間転写体側から記録媒体側へ移動させる転写方向の極性に設定され、かつ、前記重畳バイアスの最大値と最小値の中心値(Voff)よりも前記転写方向寄りに設定されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記2次転写バイアスの直流成分を定電流制御することを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記像担持体を複数有し、複数の前記像担持体から前記中間転写体へとトナー像が順次重ねて転写されることを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載の画像形成装置。
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