JP5920649B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図6は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、実施形態に係るプリンタは、透明(T),イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)のトナー像を形成するための5つの画像形成ユニット1T,Y,M,C,K、転写装置としての転写ユニット20、図示しない光書込ユニット、タンデム画像形成部10、転写ユニット20、紙搬送ユニット39、定着装置40、再送装置50などを備えている。
まず、本発明者らが行った実験について説明する。本発明者らは、実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリント試験機を用意した。そして、このプリント試験機を用いて、種々のプリントテストを実施した。各種のプリントテストにおいては、現像剤としては、平均粒径が6.8[μm]であるポリエステル系の粉砕法によるトナーと、平均粒径が55[μm]である表面に樹脂層を被覆した磁性キャリアとからなるものを使用した。
オフセット電圧Voffとして、−1.5[kV]を採用した。具体的には、プリントテストでは、2次転写ローラ26を接地しているので、重畳バイアスからなる2次転写バイアスの直流成分を−1.5[kV]に設定した。また、交流成分として、周波数が400[Hz]であるものを用いた。交流成分のピークツウピーク値Vppについては、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0[kV]の9通りを採用した。これら9通りの条件でそれぞれテスト画像をプリントした。ブルーのベタ背景部と、これに重なる複数の細線パターンとを具備するものであり、細線パターンは透明トナーによって形成されたものである。実験室の環境については、温度22[℃]、相対湿度50[%]に設定した。また、記録シートついては、株式会社NBSリコー社製のマイペーパーと呼ばれる普通紙(厚み=約90[μm])を用いた。また、中間転写ベルトや各色感光体の線速であるプロセス線速については、282[mm/s]に設定した。
(1)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、電極部材をアース接続する。
(2)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、電極部材に直流バイアスを印加する。
(3)ニップ形成部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加し、且つ、電極部材に直流バイアスを印加する。
(4)ニップ形成部材をアース接続し、且つ、電極部材に重畳バイアスを印加する。
(5)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、電極部材に重畳バイアスを印加する。
(6)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、電極部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加する。
オフセット電圧Voff=−1.5[kV]、ピークツウピーク値Vpp=7.0[kV]、周波数=400[kV]の条件下で、第1プリントテストと同様にしてテスト画像を出力した。但し、プロセス線速を282[mm/s]から徐々に上げていき、それぞれのプロセス線速の条件で「線部周囲白抜け」のランクを評価した。すると、プロセス線速をある程度まで下げると、「線部周囲白抜け」のランクが2以下になった。また、プロセス線速を一定にした条件で、周波数を徐々に下げていっても、同様に、周波数をある程度まで下げると、「線部周囲白抜け」のランクが2以下になった。これらのことから、2次転写ニップ内において、トナーを交番電界によってある程度の数だけ往復移動させないと、トナーをベルト表面からシート表面に十分に転移させることができなくなると言える。本発明者らの実験によれば、2次転写ニップ内でトナーを少なくとも2回往復移動させる必要があった。
本発明者らは、「1/4×Vpp>|Voff|」という条件にすることで、「線部周囲白抜け」のランクを許容レベル以上にすることができた原因を明らかにするために、特殊な転写実験装置を作製した。
本発明者らが使用したプリンタ試験機では、プロセス線速vを282[mm/s]に設定した条件で、2次転写バイアスの交流成分の周波数fを400[Hz]以上に設定することで、記録シートに転写されるトナー像の周期濃度ムラの発生を回避し得ることがわかっている。中間転写ベルト21と2次転写ローラ24との直接当接による2次転写ニップのローラ表面移動方向の長さであるニップ幅Wは、3[mm]である。このため、400[Hz]の条件では、トナーを2次転写ニップに通す過程で、トナーに対して交流成分を約4.26周期(3×400/282)作用させることになる。よって、2次転写ニップ通過中に交番電界を約4回作用させることで、周期濃度ムラのない良好な画像を得ることができることになる。これは、周期濃度ムラのない良好な画像を得るためには、「4<W×f/v」という条件が必要になることを意味している。
[態様A]
態様Aは、自らの表面にトナー像を担持する複数の像担持体(例えば感光体2T,Y,M,C,K)と、それら像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が自らの表面に重ね合わせて転写される中間転写体(例えば中間転写ベルト21)と、中間転写体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材(例えば2次転写ローラ26)と、転写ニップに転写電界を形成するための転写バイアスを出力する転写バイアス出力手段(例えば2次転写電源82及び制御部200)とを備え、中間転写体上の重ね合わせトナー像を転写ニップに挟み込んだ記録シートに転写する画像形成装置において、前記重ね合わせトナー像として、複数の像担持体のうち、特定の像担持体に形成されたトナー像である特定トナー像を含むものを転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、交流成分に直流成分を重畳した重畳バイアスからなるものを出力する一方で、重ね合わせトナー像として、特定トナー像を含まないものを転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、重畳バイアスよりも交流成分のピークツウピーク値が小さい重畳バイアスからなるもの、あるいは、直流成分だけからなるものを出力する処理を実施するように、転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Bは、態様Aであって、特定の像担持体が、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色とは異なる色の特色トナー像を担持するものであり、且つ特定トナー像が特色トナー像であることを特徴とするものである。かかる構成では、「線部周囲白抜け」を発生させる可能性が高い特定トナー像の形成時に、転写バイアスとして重畳バイアスからなるものを採用することで、「線部周囲白抜け」の発生を抑えることができる。
態様Cは、態様A又はBにおいて、特定トナー像を具備する重ね合わせトナー像を転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、交流成分のピークツウピーク値の絶対値が直流成分の絶対値の4倍以上であるものを出力する処理を実施するように、転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、正弦波状の交流成分を採用する場合に、「線部周囲白抜け」を許容レベルに留めることができる。
態様Dは、態様A〜Cの何れかにおいて、特定トナー像を具備する重ね合わせトナー像を転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、前記重畳バイアスの交流1周期あたりの平均電位の極性が、前記転写ニップ内でトナーを中間転写体側からニップ形成部材側に静電移動させる極性であり、且つ、前記平均電位が、前記重畳バイアスの最大値と最小値との中心値よりもトナーを中間転写体側からニップ形成部材側に静電移動させ易い値であるもの、を出力する処理を実施するように、前記転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、転写ニップ内の交番電界のもとでトナーを中間転写体表面と記録シートとの間で往復移動させながら、相対的に中間転写体側から記録シート側に移動させることができる。
態様Eは、態様A〜Dの何れかにおいて、特定トナー像を具備する重ね合わせトナー像を転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、交流成分の周波数をf[Hz]、前記転写ニップの中間転写体表面移動方向の長さであるニップ幅をw[mm]、前記中間転写体の表面の線速をv[mm/sec]で表した式である「f>2/(w/v)」という関係を具備するものを出力する処理を実施するように、転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、転写ニップ内でトナーを中間転写体表面と記録シートとの間で2往復以上させて、中間転写体側からシート表面の線部周囲に転移するトナーの量を確実に増加させることができる。
態様Fは、態様A〜Eの何れかにおいて、重ね合わせトナー像として、特定トナー像を含まないものを転写ニップで記録シートに転写する際には、転写バイアスとして、直流成分だけからなるものを出力する処理を実施するように、転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、重ね合わせトナー像として、特定トナー像を含まないものを転写ニップで記録シートに転写する際には、転写ニップ内でトナーを中間転写体表面と記録シートとの間で往復移動させないことで、往復移動に起因する転写チリの発生を回避することができる。
態様Gは、態様A〜Fの何れかにおいて、重ね合わせトナー像の中間転写体表面移動方向における全域のうち、特定トナー像が存在する領域を転写ニップの出口に位置させているときには、転写バイアスとして、交流成分に直流成分を重畳した重畳バイアスからなるものを出力する一方で、前記領域を転写ニップ内や前記出口に位置させていないときには、転写バイアスとして、直流成分だけからなるものを出力する処理を実施するように、転写バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、転写ニップ内で特定トナー像を中間転写体から記録シートに転写していないときに、転写バイアスとして、直流バイアスだけからなるものを出力して、トナーを中間転写体と記録シートとの間で往復移動させないことで、往復移動させることに起因する転写チリの発生を回避することができる。これにより、出力頁毎に、重畳バイアスからなる転写バイアスにするのか、直流バイアスだけからなる転写バイアスにするのかを出力頁毎に判断する場合に比べて、転写チリの発生を抑えることができる。
態様A〜Gの何れかにおいて、中間転写体として、引っ張り弾性率が2[GPa]以上である無端状の中間転写ベルト(例えば21)を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、中間転写ベルトに優れた耐久性を発揮させつつ、白抜けの発生を有効に抑えることができる。
21:中間転写ベルト(中間転写体)
24:2次転写ローラ(ニップ形成部材)
82:2次転写電源(転写バイアス出力手段の一部)
200:転写バイアス出力手段の一部
Claims (9)
- 自らの表面にトナー像を担持する複数の像担持体と、それら像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が自らの表面に重ね合わせて転写される中間転写体と、前記中間転写体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記転写ニップに転写電界を形成するための転写バイアスを出力する転写バイアス電源とを備え、
前記中間転写体上の重ね合わせトナー像を前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに転写する画像形成装置において、
前記重ね合わせトナー像として、複数の像担持体のうち、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色とは異なる色の特色トナー像を担持する特定の像担持体に形成された前記特色トナー像を含むものを前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、交流成分に直流成分を重畳し且つ極性が正極性と負極性とで交互に切り替わる重畳バイアスからなるものを出力する一方で、前記重ね合わせトナー像として、前記特色トナー像を含まないものを前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、前記重畳バイアスよりも交流成分のピークツウピーク値が小さい重畳バイアスからなるもの、あるいは、直流成分だけからなるものを出力するように前記転写バイアス電源を制御する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記特色トナー像が、前記特色トナー像とは異なる色のベタ状のトナー像によって形成された背景画像部の上に重ね合わせて転写される前景画像部であることを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、
前記特色トナー像を具備する前記重ね合わせトナー像を前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、前記交流成分のピークツウピーク値の絶対値が前記直流成分の絶対値の4倍以上であるものを出力するように、前記制御部を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかの画像形成装置において、
前記特色トナー像を具備する前記重ね合わせトナー像を前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、前記重畳バイアスの交流1周期あたりの平均電位の極性が、前記転写ニップ内でトナーを中間転写体側からニップ形成部材側に静電移動させる極性であり、且つ、前記平均電位が、前記重畳バイアスの最大値と最小値との中心値よりもトナーを中間転写体側からニップ形成部材側に静電移動させ易い値であるもの、を出力するように、前記制御部を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、
前記特色トナー像を具備する前記重ね合わせトナー像を前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、交流成分の周波数をf[Hz]、前記転写ニップの中間転写体表面移動方向の長さであるニップ幅をw[mm]、前記中間転写体の表面の線速をv[mm/sec]で表した式である「f>2/(w/v)」という関係を具備するものを出力するように、前記制御部を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5の何れかの画像形成装置において、
前記重ね合わせトナー像として、前記特色トナー像を含まないものを前記転写ニップで記録シートに転写する際には、前記転写バイアスとして、直流成分だけからなるものを出力するように、前記制御部を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6の何れかの画像形成装置において、
前記重ね合わせトナー像の中間転写体表面移動方向における全域のうち、前記特色トナー像が存在する領域を前記転写ニップに位置させているときには、前記転写バイアスとして、交流成分に直流成分を重畳した重畳バイアスからなるものを出力する一方で、前記領域を前記転写ニップに位置させていないときには、前記転写バイアスとして、直流成分だけからなるものを出力するように、前記制御部を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7の何れかの画像形成装置であって、
前記特色トナー像の前記記録シート上における単位面積あたりのトナー付着量が、0.5[mg/cm2]以上であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8の何れかの画像形成装置において、
前記中間転写体として、引っ張り弾性率が2[GPa]以上である無端状の中間転写ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。
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