JP6094179B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、共通の像担持体上に形成された各色トナー像を中間転写体に重ねて転写した後に、転写材に一括転写する中間転写型の画像形成装置において、画像乱れのない且つ十分な濃度の高画質の多色複写物を得るために、感光体と中間転写体との位置関係を工夫し、一次転写部の一次転写ローラに、1色目より2色目、2色目より3色目と順次高くなる一次転写電圧を印加し、二次転写部の二次転写ローラに印加する二次転写電圧を一次転写時の最終色のトナー像の転写電圧より高くする態様が開示されている。
特許文献2には、中間転写体と感光体間の転写ニップ部に隣り合う空隙を小さく抑制して、該空隙からのトナーの飛び散りを抑制するために、中間転写体に沿って配置された複数の画像形成部において、最下流側画像形成部より上流側において各隣り合う画像形成部間では下流側画像形成部での1次転写ローラの押圧力が上流側画像形成部での1次転写ローラの押圧力以上であり、最下流側画像形成部とその一つ上流側の画像形成部間では、最下流側画像形成部での転写ローラ押圧力が上流側画像形成部での転写ローラ押圧力より大きい態様が開示されている。
請求項4に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置において、前記調整装置は、前記接触形態選択装置にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される像保持体のうち、前記中間転写体の移動方向の最下流に位置する像保持体以外の像保持体に対応する一次転写装置に関し、当該一次転写装置の転写部材の一次転写域に作用する転写電界を、前記全部接触形態における場合以下になるように調整する電界調整部を有していることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、像保持体と中間転写体とに対し一部接触形態を選択したとしても、画像形成に使用される各像保持体に対応する一次転写域での転写性能をより良好に保つことができる。
請求項3に係る発明によれば、一部接触形態を選択したときに複数の像保持体のうち一の像保持体のみが中間転写体に接触配置される態様において、一次転写域での転写性を良好に保ちつつ、二次転写域での画像乱れを抑制することができる。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、像保持体と中間転写体とに対し一部接触形態を選択したとしても、一次転写域での不必要な放電をより有効に抑えることで、一次転写域での転写性をより良好に保つことができる。
請求項5に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、二次転写条件の変化を一次転写条件に反映させ、二次転写域での転写性能をより良好に保つことができる。
図1は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、画像形成装置は、各色成分トナーによる各色成分画像を形成して保持する複数の像保持体1(本例では1a〜1d)と、各像保持体1に対向して循環搬送せしめられ、各像保持体1のうち画像形成に使用する像保持体1に接触配置されて当該像保持体1で形成された各色成分画像を記録材15に転写する前に一時的に保持する薄肉状の中間転写体2と、複数の像保持体1のうち、画像形成に使用される像保持体1と中間転写体2とが接触配置され、画像形成に使用されない像保持体1と中間転写体2とが非接触配置されるように、各像保持体1に対して中間転写体2を相対的に接離する接離機構6と、この接離機構6を用いて全ての像保持体1と中間転写体2とが接触配置される全部接触形態又は一部の像保持体1と中間転写体2とが接触配置される一部接触形態を選択する接触形態選択装置9と、各像保持体1に対応する中間転写体2の裏面に接触配置可能な転写部材4を有し、この転写部材4と各像保持体1との間の一次転写域TP1に転写電界を形成することで各像保持体1に保持された各色成分画像を中間転写体2に転写させる複数の一次転写装置3(本例では3a〜3d)と、中間転写体2の表面に対向して設けられる転写部材5aを有し、この転写部材5aと中間転写体2との間の二次転写域TP2に転写電界を形成することで各一次転写装置3にて中間転写体2に転写された各色成分画像を記録材15に転写させる二次転写装置5と、一次転写装置3の一次転写条件を調整する調整装置10と、を備え、この調整装置10は、接触形態選択装置9にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される一若しくは複数の像保持体1のうち、中間転写体2の移動方向の最下流の像保持体1に対応する一次転写装置3に関し、中間転写体2に接触する転写部材4の一次転写域の荷重を、全部接触形態における場合に比べて高く且つ中間転写体2の移動方向の上流側に位置する一次転写装置3がある場合には当該一次転写装置3よりも高く調整する荷重調整部11を有するものである。
尚、図1中、P(Pa〜Pd)は一次転写装置3(3a〜3d)の転写部材4の一次転写域TP1に付与する荷重を示し、E(Ea〜Ed)は一次転写装置3(3a〜3d)の転写部材4の一次転写域TP1に作用する転写電界を示す。
ここで、像保持体1としては各色成分の静電潜像をトナーにて現像して保持するものであれば、感光体、誘電体は勿論のこと、画素単位毎に画素電極を縦横に配列し、画素電極に対して静電潜像電圧を印加することで静電潜像を形成する態様をも含む。また、複数の像保持体1は通常用いられる各色成分トナーによる画像を保持するもの以外に、特色(透明色や特別色)成分トナーによる画像を保持するものをも含む。
また、複数の像保持体1の配列順序については適宜選定して差し支えないが、例えば黒トナーによる単色画像の形成時間を短縮するという観点からすれば、複数の像保持体1(例えば1a〜1d)のうち、中間転写体2の移動方向の最下流に位置する像保持体1(1d)は黒トナーによる画像を形成するものであり、一若しくは複数の像保持体1を使用する如何なる作像状態にあっても、画像形成に使用され、中間転写体2に接触配置されている態様が挙げられる。
本態様は、中間転写体2の移動方向に対する最下流の像保持体1が黒トナーによる画像を形成する態様であり、例えば作像モードがフルカラーモード(FCモード)、単色黒モード(単Kモード)、黒を含む二色モードのいずれであっても、黒トナー画像用の像保持体1(例えば1d)が常に画像形成に使用され、如何なる作像モードでも中間転写体2に接触配置することを要する。このため、例えば作像モードとして単色黒モードを選択した場合、最下流の像保持体1(1d)と二次転写装置5の転写域との間の距離は、これ以外の態様に比べて短くなるため、黒画像を形成する作像処理時間を短縮化することが可能である点で好ましい。
更に、中間転写体2は各像保持体1のうち画像形成に使用する像保持体1に接触配置されることを要件とする。タンデム型の画像形成装置にあっては、中間転写体2に対して各像保持体1(本例では1a〜1d)を画像形成時には常に接触配置する態様もあるが、本態様は画像形成に使用する像保持体1に対して中間転写体2を相対的に接離する接離機構6を付加した態様を前提とする。
そして、本例では、‘薄肉状の中間転写体2’とは、中間転写ベルトは勿論、薄板状の中間転写ドラムをも含む趣旨である。
更にまた、接触形態選択装置9は、例えば作像種に応じて画像形成に使用する像保持体1が相違することから、接離機構6を用いて像保持体1と中間転写体2とを接離させ、全ての像保持体1が中間転写体2に接触配置される全部接触形態と、画像形成に使用する一部の像保持体1が中間転写体2に接触配置される一部接触形態とを選択するものであればよい。
また、一次転写装置3は中間転写体2の裏面に接触する転写部材4(例えば転写ロール)を有するものを前提とする。よって、非接触型のコロトロン等の態様は含まれない。
更に、二次転写装置5としては、中間転写体2の表面に対向する転写部材5aを有し、中間転写体2上の各色成分画像を記録材15に転写するものであれば、転写部材5aが中間転写体2に接触する接触型(転写ロール方式、転写ベルト方式)、あるいは、転写部材5aが中間転写体2に接触しない非接触型(コロトロン等)を問わない。
ここで、一次転写条件としては、転写部材4の一次転写域TP1の荷重が挙げられ、本態様は、一部接触形態(例えば像保持体1dが中間転写体2に接触する形態)のとき、最下流の像保持体1(本例では1d)に対応する転写部材4の一次転写域TP1の荷重Pdを、全部接触形態に比べて高く調整する機能部(荷重調整部11)を具備するようにすればよい。但し、本例では、一部接触形態として1つの像保持体1dが中間転写体2に接触する態様を例に挙げたので、一部接触形態において、像保持体1dの上流側に画像形成に供される像保持体1が存在しないが、一部接触形態として、複数の像保持体1(例えば1c,1d)が中間転写体2に接触する態様では、荷重調整部11は、最下流の像保持体1dに対して転写部材4の一次転写域TP1の荷重Pdを、上流側に位置する像保持体1(本例では1c)に対応する一次転写装置3に比べて高く調整する機能部を具備すればよい。
また、一部接触形態として複数の像保持体1が中間転写体2に接触する態様では、最下流に位置する一次転写装置3(例えば3d)に関し、転写部材4の一次転写域TP1の荷重P(例えばPd)は上流側よりも高く調整されることを要する。これは、上流側の転写部材4の一次転写域TP1の荷重Pを最下流のものと同等若しくは高く調整してしまうと、最下流の一次転写域TP1を画像が通過するときに、上流側の色成分トナーによる画像が圧縮され過ぎる懸念があることによる。
また、本態様は、複数の像保持体1が中間転写体2に接触する一部接触形態を選択したときに、最下流に位置する像保持体1以外の像保持体1に対応する一次転写装置3の転写条件は、最下流の像保持体1に対応する一次転写装置3の転写部材4の一次転写域TP1の荷重Pより低いものであれば適宜選定して差し支えない。
先ず、本実施の形態に係る画像形成装置の性能を評価する上で、比較の形態に係る画像形成装置の作用を説明する。
ここでいう比較の形態に係る画像形成装置の基本的構成は、実施の形態と略同様に、複数の像保持体1(例えば1a〜1d)、中間転写体2、複数の一次転写装置3(例えば3a〜3d)及び二次転写装置5を備えているが、一次転写条件として、例えば全部接触形態の場合と一部接触形態の場合とで、一次転写域TP1の荷重Pが同等に設定されているものとする。
この種の比較の形態に係る画像形成装置において、中間転写体2の移動方向に交差する幅方向に延びる複数の線状画像としてのライン画像G(例えばGi,Gj)が中間転写体2の移動方向に対して所定間隔毎に形成される場合を想定すると、例えば一部接触形態を選択したときに、図2(a)に示すように、中間転写体2上のライン画像G(Gi,Gj)が二次転写装置5の二次転写域TP2に至ると、記録材15に転写された画像のうち、ライン画像Gの一部が飛散するという現象が見られた。この種のライン画像Gの飛散現象は、二次転写域TP2において中間転写体2上のライン画像G(Gi,Gj)が記録材15に加圧接触すると、ライン画像G(Gi,Gj)間の空隙16内の空気が圧縮され、空隙16内の圧縮空気による流体力Faが中間転写体2の移動方向上流側に位置するライン画像G(図中Gj)に押し付けられ、ライン画像Gjの一部にてトナーの飛散を引き起こすものと推測される。
このため、複数の像保持体1の一部が中間転写体2に接触配置される一部接触形態は、複数の像保持体1の全部が中間転写体2に接触配置される全部接触形態に比べて一次転写域TP1を通過する回数が少ない分、前述したライン画像Gの飛散現象が生じ易い傾向にある。
このようなライン画像Gの飛散を防止するには、ライン画像G間の空隙16内の圧縮空気による流体力Faに対し、記録材15に保持されるライン画像Gのトナー凝集力を高めてライン画像G中のトナーが飛散し難いようにすることが考えられる。
先ず、一次転写条件の調整装置10の好ましい態様としては、接触形態選択装置9にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される像保持体1のうち、中間転写体2の移動方向の最下流に位置する像保持体1以外の像保持体1に対応する一次転写装置3に関し、中間転写体2に接触する転写部材4の一次転写域TP1の荷重Pを、全部接触形態における場合以上になるように調整する荷重調整部11を有している態様が挙げられる。
本態様は、最下流に位置する像保持体1以外の像保持体1に対応する一次転写装置3の転写条件を既定したものである。
本態様において、例えば一部接触形態として複数の像保持体1(1c,1d)が中間転写体2に接触配置されるような例を想定すると、最下流以外の像保持体1(例えば1c)の一次転写装置3の転写部材4の一次転写域TP1の荷重PcをP1、全部接触形態の場合の一次転写域TP1の荷重PcをP0とすると、P1≧P0を満たすようにすればよい。よって、最下流以外の像保持体1に対応する一次転写装置3の一次転写域TP1の荷重P1はP0と同じでもよいし、P0より高く調整するようにしてもよい。
本態様は、一次転写条件として一次転写域TP1の荷重Pに加えて一次転写域TP1に作用する転写電界Eを調整するようにしたものである。
一次転写条件の調整装置10にて一次転写荷重を高くすると、その分、一次転写域TP1の接触幅(ニップ幅)が広がることに伴って転写域抵抗が下がり、これに伴って一次転写時に、一次転写域TP1の荷重Pが低い場合に比べて多くの放電が起こり、画像乱れが発生し易い状況に至る。更に、最下流の像保持体1(例えば1d)よりも上流側の像保持体1(例えば1a〜1c)で形成された各色成分画像は最下流の像保持体1(例えば1d)の一次転写域TP1を通過する際に一次転写域TP1の荷重Pが低い場合に比べて多くの放電を受けてしまう。すると、一次転写域TP1の荷重Pが低い場合に比べて多くの電荷注入を受けることで必要以上にトナーの帯電が上がり、結果として、二次転写装置5での二次転写電界が不足し、画像濃度の低下を引き起こす虞れもある。
このとき、当該一次転写装置3(例えば3d)の一次転写域TP1に作用する転写電界Eは、全部接触形態の場合に比べて低く調整する必要があり、更に、上流側の一次転写装置3(例えば3c)がある場合には当該一次転写装置3(3c)に比べて低く調整することを要する。仮に、上流側の一次転写装置3と同等若しくは高くなるように調整すると、上流側の色成分トナーによる画像が不必要に帯電される懸念がある。
また、一次転写装置3(例えば3d)の一次転写域TP1の転写電界E(Ed)を低く調整するということは、一見すると濃度低下につながりそうであるが、一次転写域TP1の荷重Pを高くしたので、一次転写域TP1での実効抵抗が低下する分、不必要な放電抑制による各色成分トナーの帯電バランスを踏まえた二次転写域TP2での総合転写性を考慮すると、一次転写効率は若干低下するものの放電が抑制されることで二次転写効率が若干向上し、二次転写域TP2で転写される画像の濃度低下には至らない。
本態様は、一部接触形態を選択したときに、複数の像保持体1(例えば1c,1d)が中間転写体2に接触配置される態様を前提とし、最下流の像保持体1(1d)以外の像保持体1(例えば1c)に対応する一次転写装置3の一次転写域TP1に作用する転写電界Eを調整するようにしたものである。
本態様においては、最下流以外の像保持体1(例えば1c)の一次転写装置3(3c)の転写部材4の一次転写域TP1に作用する転写電界EcをE1、全部接触形態の場合における一次転写域TP1に作用する転写電界EcをE0とすると、E1≦E0の関係を満たすようにすればよい。よって、最下流以外の像保持体1に対応する一次転写装置3の一次転写域TP1に作用する転写電界E1はE0と同じでもよいし、E0より低く調整するようにしてもよい。
ここで、抵抗測定器8は二次転写装置5による二次転写域TP2(転写部材+中間転写体+対向部材にて構成)の合成抵抗を測定するものであるが、二次転写域TP2での合成抵抗が使用履歴や環境変化に応じて変化すると、二次転写条件が変化する。本態様は、このような二次転写条件の変化を一次転写条件の調整に反映させることを企図するものである。
◎実施の形態1
<画像形成装置の全体構成>
図3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。
同図において、画像形成装置20は、所謂タンデム型の中間転写方式の態様であり、複数の色成分(本例ではイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))の画像形成部21(具体的には21a〜21d)を略水平に沿う横方向に配列し、各画像形成部21に対向した部位にはベルト状の中間転写体22を循環移動可能に配設する一方、各画像形成部21に対応した中間転写体22の裏面には、各画像形成部21で形成された各色成分トナーによる画像が中間転写体22に一次転写させられる一次転写装置23(具体的には23a〜23d)を配設すると共に、中間転写体22の移動方向に対し最下流に位置する画像形成部21(本例では21d)よりも下流側に位置する中間転写体22の一部には、当該中間転写体22に一次転写された各色成分画像が記録材26に二次転写(一括転写)させられる二次転写装置25を配設したものである。
更に、本例の画像形成装置20は、二次転写装置25にて一括転写された画像を記録材26上に定着させる定着装置27と、二次転写装置25による転写部位及び定着装置27による定着部位に記録材26を搬送する記録材搬送系28と、を備えている。
また、中間転写体22は、複数(本実施の形態では5つ)の張架ロール41〜45に掛け渡されており、張架ロール41が駆動モータ(図示せず)にて駆動される駆動ロールとして用いられると共に、張架ロール42〜45が従動ロールとして用いられ、また、張架ロール43が中間転写体22の移動方向に略交差する幅方向の蛇行規制用の補正ロールとして用いられ、更に、張架ロール44が二次転写装置25の対向ロールとして用いられる。そしてまた、張架ロール41に対向した中間転写体22の表面側には、二次転写後の中間転写体22上の残留トナーを除去するための清掃装置47が設けられている。
更にまた、二次転写装置25は、図3、図4及び図10(a)に示すように、張架ロール44に対応する中間転写体22の表面に接触配置される二次転写ロール71を有し、この二次転写ロール71と中間転写体22との間に二次転写域TP2として作用する接触域(ニップ域)を形成する一方、二次転写ロール71の対向ロール72としての張架ロール44の表面には給電ロール73を接触配置し、この給電ロール73に予め決められた二次転写電圧を印加すると共に二次転写ロール71を接地することで、二次転写域TP2に二次転写電界を作用させ、記録材26に対し中間転写体22上の各色成分トナーによる画像を転写させるものである。
また、記録材搬送系28は、記録材収容容器91に収容された記録材26をフィードロール92にて記録材搬送路に繰り出し、記録材搬送路には適宜数の搬送ロール93を配設すると共に、二次転写域の直前に位置する記録材搬送路には記録材26が位置決めされた後に所定のタイミングで二次転写域に供給される位置決めロール94を配設し、更に、記録材搬送路の二次転写域の下流側には定着装置27に向けて記録材26が搬送可能な搬送ベルト95を配設したものである。
尚、定着装置27を通過した記録材26は例えば図示外の排出ロールを介して図示外の記録材排出容器に排出されるようになっている。
図4は実施の形態1に係る画像形成装置の駆動制御系を示す。
同図において、符号100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100は、CPU、ROM、RAM及び入出力インタフェース等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ためのスイッチである作像モードSW101等からの入力信号を取込み、ROMに予め格納されている作像制御処理プログラム(図7参照)をCPUで実行し、駆動制御対象に対する制御信号を夫々生成した後、各駆動制御対象に制御信号を送出するようになっている。
ここで、図4中、駆動制御対象としては、各画像形成部21(21a〜21d)の感光体31を駆動する感光体駆動系102、例えば駆動ロールとしての張架ロール41を回転駆動することで中間転写体22を循環駆動する中間転写体駆動系103、各画像形成部21(21a〜21d)の感光体31に対して中間転写体22を接離するリトラクト機構104、各画像形成部21に対応する一次転写装置23の一次転写ロール51に対し荷重を付与する荷重付与装置105、同一次転写ロール51に対して一次転写電流を供給する電流供給装置106、二次転写装置25の給電ロール73に対し二次転写電圧を印加する電圧印加装置107などが挙げられる。
図5(a)(b)は本実施の形態で用いられるリトラクト機構104の詳細を示す。
同図において、リトラクト機構104は、複数の画像形成部21のうち、中間転写体22の移動方向の最下流に位置する画像形成部21d以外の画像形成部21a〜21cの各感光体31に対して中間転写体22を接離するものであり、本例では、各画像形成部21a〜21cの感光体31から中間転写体22を後退させたときに、各画像形成部21a〜21cに対応した一次転写装置23の一次転写ロール51を中間転写体22と非接触になる位置まで後退させるようになっている。
つまり、リトラクト機構104は、複数の画像形成部21(本例では21a〜21c)の各感光体31に対して中間転写体22を接離する中間転写体接離機構110と、この中間転写体接離機構110に連動して各画像形成部21(21a〜21c)に対応する一次転写装置23(本例では23a〜23c)を中間転写体22に対して接離する連動機構120と、有している。
ここで、中間転写体接離機構110は、画像形成部21c,21d間に位置する中間転写体22の裏面に中間転写体22の移動軌跡位置として予め固定的に設定された固定位置決めロール111を配設する一方、中間転写体22の移動方向に対し最上流に位置する画像形成部21aよりも上流側に位置する中間転写体22の裏面には中間転写体22の移動規制位置として変化可能に設定された可動位置決めロール112を配設し、この可動位置決めロール112を揺動支点114周りに揺動可能な揺動台113で支持するようにしたものである。
そして、中間転写体接離機構110の駆動系は、図5(b)に示すように、制御装置100からの制御信号に基づいて駆動が開始する駆動モータ115を有し、この駆動モータ115からの駆動力をギア、ベルトなどからなる駆動伝達機構116を介して揺動台113の揺動支点114に伝達するようになっている。
また、連動機構120は、中間転写体22内で揺動支点122を中心に揺動可能な揺動板121を有し、画像形成部21c,21dの中間位置に対応した部位に前述した揺動支点122を設定し、揺動板121上に一次転写装置23a〜23cを固定的に設置すると共に、付勢ばね123によって揺動板121を中間転写体22側に向けて付勢し、更に、中間転写体接離機構110の揺動台113の揺動支点114には当該揺動台113の揺動に伴って回転する回転部材124を設け、この回転部材124の揺動支点114から離れた部位に引っ掛け片125を設け、揺動板121の揺動自由端に対して引っ掛け片125を引っ掛けるようにしたものである。
このとき、画像形成部21a〜21cに対応する中間転写体22は、固定位置決めロール111と可動位置決めロール112とによって位置決めされ、各画像形成部21(21a〜21c)の感光体31と中間転写体22とは接触配置され、各画像形成部21(21a〜21c)に対応する一次転写装置23(23a〜23c)の一次転写ロール51も中間転写体22に接触配置される。
また、最下流の画像形成部21d以外の画像形成部21(21a〜21c)の感光体31に対して中間転写体22を非接触配置するという一部接触形態にする場合には、図5(b)に示すように、中間転写体接離機構110の可動位置決めロール112を二点鎖線で示す後退位置に後退させるようにすればよい。
このとき、各画像形成部21(21a〜21c)に対応する中間転写体22は固定位置決めロール111と張架ロール41とによって位置決めされ、各画像形成部21(21a〜21c)の各感光体31と中間転写体22とは非接触配置され、中間転写体22と後退位置に後退した可動位置決めロール112とは非接触配置される。更に、図5(b)に示すように、可動位置決めロール112が後退位置に後退したことに伴って、連動機構120の回転部材124が二点鎖線で示す位置に移動し、引っ掛け片125を介して揺動支点122周りに揺動板121を揺動させて下方に押し下げることから、揺動板121に設置されている各一次転写装置23(本例では23a〜23c)は中間転写体22に対して非接触配置される。
図6(a)(b)は本実施の形態で用いられる荷重付与装置105を示す。
同図において、一次転写装置23は、感光体31に対向して開口した転写容器52を有し、この転写容器52内に一次転写ロール51を配設すると共に、この一次転写ロール51の両端軸部53を軸受部材54にて回転可能に支持するものである。
そして、荷重付与装置105は、一次転写ロール51が感光体31側に向かって付勢されるように軸受部材54を支持する付勢支持機構55と、この付勢支持機構55による付勢力を変化させる付勢力可変機構64と、を有している。
ここで、付勢支持機構55は、転写容器52内に配設され、感光体31に対して進退する方向に沿って軸受部材54が案内可能に保持される案内ホルダ56を有している。この案内ホルダ56は対構成の円板状の保持板57を連結板58で連結すると共に、各保持板57の相対向する部位には感光体31に対して進退する方向に沿って延びる2組の案内レール59を設け、更に、対構成の保持板57の外側面に案内ピン60を突出させ、転写容器52の両側壁に形成された案内溝61に沿って案内ピン60を摺り動作可能に嵌め込むようにしたものである。
更に、付勢支持機構55は、案内ホルダ56の2組の案内レール59に沿って軸受部材54を移動可能に保持し、案内ホルダ56と転写容器52の底壁との間に第1の付勢ばね62を介在させることで案内ホルダ56を感光体31側に付勢し、更に、案内ホルダ56と軸受部材54との間に第2の付勢ばね63を介在させることで軸受部材54を感光体31側に付勢するようにしたものである。
図6(a)(b)は本実施の形態で用いられる電流供給装置106を示す。
同図において、電流供給装置106は一次転写電流が調整可能な可変電源70を有し、制御装置100からの制御信号に基づいて各一次転写装置23(23a〜23d)の可変電源70における一次転写電流を設定し、一次転写ロール51の一方の軸部53から一次転写電流を供給するものである。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
図7は本実施の形態に係る画像形成装置による作像制御処理を示すフローチャートである。
図4に示すように、ユーザは、作像モードSW101を操作することでFCモード(フルカラーモード)又は単Kモード(単色Kモード)を指定することが可能である。
−FCモード−
今、作像モードとしてFCモードを指定すると、制御装置100は、図7に示すように、作像モードがFCモードであると判断し、FCモードプロセスを選択する。この状態において、制御装置100は、図8(a)に示すように、リトラクト機構104により全部接触形態を選択する。
そして、制御装置100は、FCモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21d)の一次転写装置23(23a〜23d)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、FCモードに対応した一連の作像プロセスを実施し、各画像形成部21(21a〜21d)にて各色成分トナー像を形成し、各一次転写装置23(23a〜23d)にて中間転写体22に各色成分トナー像を一次転写した後、二次転写装置25にて記録材26に各色成分トナー像を一括転写(二次転写)し、定着装置27による定着処理を経て画像定着済みの記録材26を排出するようになっている。
●一次転写条件
一次転写条件としては、図8(a)に示すように、各画像形成部21の一次転写域TP1(具体的にはTP(Y)〜TP(K))における荷重をP(具体的にはPY〜PK)とし、また、一次転写域TP1における一次転写電流をI(具体的にはIY〜IK)とすれば、図9に示すように選定されている。
つまり、一次転写域TP1の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における荷重PKが上流側の画像形成部21a〜21c(本例ではY色、M色、C色)の一次転写域TP(Y)〜TP(C)における荷重PY〜PCよりも高く設定されており、更に、荷重PY〜PCは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも高くなるように設定されていればよい。
本例では、一次転写域TP1の荷重Pを設定するに当たり、前述した荷重付与装置105を用いて調整するようにすればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における一次転写電流IKが上流側の画像形成部21a〜21c(本例ではY色、M色、C色)の一次転写域TP(Y)〜TP(C)における一次転写電流IY〜ICよりも低く設定されており、更に、一次転写電流IY〜ICは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも低くなるように設定されていればよい。
本例では、一次転写電流I(IY〜IK)を設定するに当たり、前述した電流供給装置106により一次転写ロール51に供給すべき一次転写電流I(IY〜IK)を可変設定するようにすればよい。
二次転写条件については、図10(a)に示すように、一次転写条件の違いによりトナー像は異なる帯電電位(VT)を具備する。
このとき、二次転写装置25の二次転写域TP2では、図10(b)に示すように、トナー像Tの帯電電位VTが高くなれば、その分、中間転写体22に対するトナー像Tの静電付着力も大きくなることから、二次転写条件としての二次転写電圧V2ndはトナー像Tの帯電電位VTの増加に伴って略比例的に増加して設定することが必要である。
例えばVT=VT1のときV2nd=V1が必要であると仮定すると、VT=VT2(>VT1)のときにはV2nd=V2(>V1)を満たすようにする必要がある。但し、トナー像Tの帯電電位VTが所定レベルの閾値電位VTh以上になると、二次転写電圧V2ndとしてこれに対応する値Vh以上に設定したとしても、静電付着力が強すぎてトナー像Tの二次転写動作に支障をきたす懸念があるので、一次転写域TP1による一次転写条件としては、少なくともトナー像Tの帯電電位VTが閾値電位VTh以上にならないように考慮することが必要である。
また、作像モードとして単Kモードを指定すると、制御装置100は、図7に示すように、作像モードが単Kモードであると判断し、単Kモードプロセスを選択する。この状態において、制御装置100は、図8(b)に示すように、リトラクト機構104により一部接触形態を選択し、最下流の画像形成部21d(本例ではK色)以外の画像形成部21(21a〜21c)の感光体31に対して中間転写体22を非接触配置すると共に、最下流の画像形成部21d以外の画像形成部21(21a〜21c)に対する一次転写装置23dの一次転写ロール51を中間転写体22から退避させる。
そして、制御装置100は、単Kモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21dの一次転写装置23dの一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
このように、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、単Kモードに対応した一連の作像プロセスを実施し、画像形成部21dにてK色トナー像を形成し、一次転写装置23dにて中間転写体22にK色トナー像を一次転写した後、二次転写装置25にて記録材26にK色トナー像を一括転写(二次転写)し、定着装置27による定着処理を経て画像定着済みの記録材26を排出するようになっている。
●一次転写条件
一次転写条件としては、図8(b)に示すように、画像形成部21dの一次転写域TP(K)における荷重をPKとし、また、一次転写域TP(K)における一次転写電流をIKとすれば、図9に示すように選定されている。
つまり、一次転写域TP1の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における荷重PKはFCモードにおける荷重PK(FCモード)より高く設定されていればよい。
本例では、一次転写域TP1の荷重PKを設定するに当たり、前述した荷重付与装置105を用いて調整するようにすればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における一次転写電流IKはFCモードにおける一次転写電流IK(FCモード)より低く設定されていればよい。
本例では、一次転写電流IKを設定するに当たり、前述した電流供給装置106により一次転写ロール51に供給すべき一次転写電流IKを可変設定するようにすればよい。
●二次転写条件
二次転写条件については、単Kモードにおける一次転写条件を考慮し、K色トナー像の帯電電位VTに対応する二次転写電圧V2ndを設定するようにすればよい。
実施の形態1において、FCモード又は単Kモードでは、図11(a)に示すように、各画像形成部21(21a〜21d)により各色成分トナー像が一若しくは複数層に亘って形成される。例えば、Y色、M色、C色、K色の各色成分トナー像が全て重なった‘YMCK像’、K色を除く色成分トナー像が重なった‘YMC像’、下流側の2つの色成分トナー像が重なった‘CK像’、K色トナー像のみの‘K像’などがある。
このとき、前述した一次転写条件とは異なり、例えば比較の形態1のように、全ての画像形成部21の一次転写域の荷重及び一次転写電流が等しく設定されている一次転写条件を想定すると、図11(b)に示す結果が得られる。
具体的には‘YMCK像’は、一次転写域を4回通過して略同等な4回の一次転写動作を経て層厚h’(YMCK)のトナー像に至る。
‘YMC像’は、K色のトナー像は形成されないがK色の一次転写域にて実質的な一次転写動作を受けることから、一次転写域を4回通過して略同等な4回の一次転写動作を経て層厚h’(YMC)のトナー像に至る。
‘CK像’は、一次転写域を2回通過して略同等な2回の一次転写動作を経て層厚h’(CK)のトナー像に至る。
‘K像’は、一次転写域を1回通過して一次転写動作を経て層厚h’(K)の特性に至る。
また、‘YMC像’も、一次転写域を4回通過するが、最下流の一次転写条件を工夫したので、比較の形態1のh’(YMC)に比べて薄い層厚h(YMC)のトナー像に至り、しかも、IKが低い分、トナー像の帯電電位も比較の形態1に比べて低く設定される。
更に、‘CK像’は、一次転写域を2回通過するが、最下流の一次転写条件を工夫したので、比較の形態1のh’(CK)に比べて薄い層厚h(CK)のトナー像に至り、しかも、IKが低い分、トナー像の帯電電位も比較の形態1に比べて低く設定される。
更にまた、‘K像’は、一次転写域を1回通過するが、最下流の一次転写条件を工夫したので、比較の形態1のh’(K)に比べて薄い層厚h(K)のトナー像に至り、しかも、IKが低い分、トナー像の帯電電位も比較の形態1に比べて低く設定される。
ここで、FCモードと単Kモードにおける‘K像’の特性について比較してみると、FCモードでは、‘K像’は最下流の一次転写域を1回通過するだけであるが、上流側の一次転写域を通過した‘YMC像’‘MC像’‘C像’などの各色成分トナー像は一次転写域を複数回通過することから、最下流の一次転写域の荷重PKを高く設定しすぎると、各色成分トナー像のトナー凝集力は十分確保されるものの、一次転写域を複数回通過する各色成分トナー像と中間転写体22との間の付着力(静電付着力+非静電付着力)が強くなり過ぎ、二次転写域での転写性に支障をきたす懸念がある。
この点、単Kモードでは、‘K像’は最下流の一次転写域を1回通過するだけで、周囲には帯電済みの色成分トナー像が存在しないことから、最下流の一次転写域の荷重PKがFCモードより高く設定されたとしても、一次転写域において‘K像’と中間転写体22との間の付着力が強くなり過ぎることはなく、しかも、‘K像’のトナー凝集力は十分確保される。
更に、単Kモードでは、一次転写域の一次転写電流IKがFCモードに比べて低く設定されている。これは、FCモードではある色成分トナー像の上に他の色成分トナー像を色重ねすることを考慮するために、複数の色成分トナー像が重なった部分の抵抗分高い一次転写電流IKが必要になるが、単KモードではK色トナー一色のみのトナー像であることから、当該トナー像の抵抗が低いためにFCモードに比べて低い一次転写電流IKを設定することが可能であることによる。但し、各一次転写域では定電流制御が行われるために、理想的にはトナーの抵抗分は転写電界の形成に影響ないが、実際にはトナー間放電や様々な箇所でのトナーの付着力の影響があるため、それぞれの一次転写電流IKの最適値はトナーの抵抗分異なっている。
このような一次転写トナー像Tが二次転写域TP2に到達すると、図12(a)に示すように、二次転写電圧による二次転写電界の作用によって記録材26側に一括転写される。
ここで、一次転写トナー像Tが中間転写体22の移動方向に対して所定間隔(例えば2〜4mm)で略平行に並ぶ複数のライン画像G(本例ではGi,Gj)であると仮定する。
今、中間転写体22上のライン画像G(Gi,Gj)が二次転写域TP2に至り、記録材26に加圧接触したとすると、ライン画像G(Gi,Gj)間の空隙130内の空気が圧縮され、空隙130内の圧縮空気による流体力Faが中間転写体22の移動方向上流側に位置するライン画像Gjに押し付けられる。
このとき、図12(a)に示すように、ライン画像Gjは記録材26との間に静電付着力fQとファンデルワールス力のような非静電的付着力fWとが作用することに加えて、K色の一次転写域の荷重PKを高く設定することによって、ライン画像Gjの層厚が十分に薄くなるように押圧されることから、ライン画像Gj内のトナー凝集力が比較の形態1に比べて大きくなる。このため、ライン画像Gj内には圧縮空気による流体力Faに抗する方向に対しトナー凝集力に伴う抗力fPが作用するものと推測される。
このため、ライン画像Gjには、fQ+fW+fPの合力からなる流体阻止力Fbが圧縮空気による流体力Faに抗する方向に働くことになり、トナー凝集力による抗力fPを十分に確保するようにすれば、流体阻止力Fbが圧縮空気による流体力Faよりも勝るものとして設定可能である。このような状態を確保するようにすれば、例えば図13(a)に示すように、ライン画像Gjの一部が圧縮空気による流体力Faによってトナー飛散に至ることは有効に回避される。
本例にあっては、一次転写トナー像Tが‘YMCK像’‘YMC像’‘CK像’‘K像’のいずれであっても、ライン画像Gjからトナー飛散はほとんど見られないことが確認された。特に、一次転写域を通過する回数が少ない色成分のトナー像(例えばK色トナー像、C色トナー像)は、上流側のY色トナー像、M色トナー像に比べて、一次転写域の荷重による押圧回数や一次転写電流による電荷注入回数が少ないため、各色トナー像内のトナー凝集力やトナー像の帯電電位が不足し易い傾向にあるが、本実施の形態では、最下流のK色の一次転写域にて荷重、一次転写電流を工夫するようにしたので、前述した傾向は有効に解消される。
この点、例えば比較の形態1にあっては、実施の形態1に比べて、一次転写域の荷重によりライン画像Gjが十分に加圧されないことから、トナー凝集力による抗力が不足し易く、図13(b)に示すように、実施の形態1と同様なライン画像Gを形成したとしても、ライン画像Gjの一部が圧縮空気による流体力Faによってトナー飛散Uに至る懸念がある。
このとき、K色の一次転写電流IKを下げると、一見K色トナー像の帯電電位VTが不足する感があるが、一次転写域の荷重PKを高く設定したことから、一次転写域の実効抵抗が低下する分、これを踏まえて二次転写条件を設定するようにすれば、一次転写効率は若干低下するものの、二次転写画像の濃度低下には至らない。
図14は実施の形態2に係る画像形成装置の要部を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なり、画像形成部21(21a〜21d)の配列順、及び、リトラクト機構104の配設位置を変更すると共に、これに合わせて一次転写条件を変更するようにしたものである。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、画像形成部21(21a〜21d)は、実施の形態1と異なり、中間転写体22の移動方向上流側からK色、Y色、M色、C色の順に配列されている。
また、本例におけるリトラクト機構104は、実施の形態1とは異なり、中間転写体22の移動方向の最上流に位置する画像形成部21a以外の画像形成部21(21b〜21d)に対応して設けられ、FCモード又は単Kモードに応じて、これらの画像形成部21(21b〜21d)の各感光体31に対して中間転写体22を接離するものであり、本例では、各画像形成部21(21b〜21d)の感光体31から中間転写体22を後退させたときに、各画像形成部21(21b〜21d)に対応した一次転写装置23の一次転写ロール51を中間転写体22と非接触になる位置まで後退させるようになっている。
図15、図16において、各画像形成部21の一次転写域TP1(具体的にはTP(K)〜TP(C))における荷重をP(具体的にはPK〜PC)とし、また、一次転写域TP1における一次転写電流をI(具体的にはIK〜IC)とする。
−FCモード−
FCモードにおける一次転写条件は図16(a)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではC色)の一次転写域TP(C)における荷重PCが上流側の画像形成部21a〜21c(本例ではK色、Y色、M色)の一次転写域TP(K)〜TP(M)における荷重PK〜PMよりも高く設定されており、更に、荷重PK〜PMは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも高くなるように設定されていればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではC色)の一次転写域TP(C)における一次転写電流ICが上流側の画像形成部21a〜21c(本例ではK色、Y色、M色)の一次転写域TP(K)〜TP(M)における一次転写電流にIK〜IMよりも低く設定されており、更に、一次転写電流IK〜IMは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも低くなるように設定されていればよい。
単Kモードにおける一次転写条件は図16(a)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域TP1の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最上流の画像形成部21a(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における荷重PKは、FCモードにおける荷重PK(FCモード)より少なくとも高く設定されている必要があり、例えば単Kモードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速いような場合には、最下流の画像形成部21d(本例ではC色)の荷重PC(FCモード)よりも高く設定されることが好ましい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最上流の画像形成部21a(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における一次転写電流IKは、FCモードにおける一次転写電流IK(FCモード)よりも少なくとも低く設定されている必要があり、例えば単Kモードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速く、かつ、一次転写域TP(K)の荷重PKが他の一次転写域TP(Y)〜TP(C)の荷重PY〜PCよりも高く設定された場合には、最下流の画像形成部21d(本例ではC色)の一次転写電流IC(FCモード)よりも低く設定されることが好ましい。
また、単Kモード選択時には、図15(b)に示すように、リトラクト機構104により一部の画像形成部21(本例では21a)が中間転写体22に接触する一部接触形態が採用され、前述した一次転写条件を満たすことから、実施の形態1と略同様に、K色による一次転写トナー像に複数のライン画像を含んでいたとしても、ライン画像間の空隙内の圧縮空気による流体力にてライン画像の一部がトナー飛散する懸念はなく、しかも、一次転写トナー像に対する不必要な放電や不必要な電荷注入に起因する二次転写画像の濃度不足も有効に回避される。
尚、本実施の形態では、FCモード選択時には、最下流の画像形成部21d(本例ではC色)の一次転写域TP(C)の荷重PCを他よりも高く、かつ、一次転写電流ICを他よりも低く設定しているが、最下流の画像形成部21dによるC色トナー像やその前段の画像形成部21cによるM色トナー像で、例えば複数のライン画像を形成するに当たって、トナー飛散が目立たないようであれば、最下流の画像形成部21dにおける一次転写条件については、図16(b)に示す変形の形態2−1のように前段の画像形成部21c(本例ではM色)の一次転写条件と同等に設定することも可能である。
実施の形態3に係る画像形成装置の基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なり、更に、作像モードの選択と共に作像速度の切替を行い、一次転写条件、二次転写条件を設定するに当たり、作像速度をも考慮するようにしたものである。
図17は実施の形態3に係る画像形成装置の作像制御処理過程を示すフローチャートである。
同図において、ユーザは、作像モードSW101(図4参照)を操作することでFCモード(フルカラーモード)又は単Kモード(単色Kモード)を指定することが可能である。
−FCモード−
今、作像モードとしてFCモードを指定すると、制御装置100は、図17に示すように、作像モードがFCモードであると判断し、FCモードプロセスを選択すると共に、リトラクト機構104により全部接触形態(図8(a)参照)を選択することに加え、FCモードに応じて作像速度v1を設定する。
そして、制御装置100は、FCモード及び作像速度v1に応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21d)の一次転写装置23(23a〜23d)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、FCモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
次に、作像モードとして単Kモードを指定すると、制御装置100は、図17に示すように、作像モードが単Kモードであると判断し、単Kモードプロセスを選択すると共に、リトラクト機構104により一部接触形態(図8(b)参照)を選択することに加え、単Kモードに応じて作像速度v2(>v1)を設定する。
そして、制御装置100は、単Kモード及び作像速度v2に応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21dの一次転写装置23dにおける一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、単Kモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
先ず、FCモード時について説明すると、図18(a)に示すように、一次転写トナー像が中間転写体22の移動方向に沿って所定間隔毎に並ぶ複数のライン画像G(Gi,Gj)を含んでいる場合には、中間転写体22の移動速度(作像速度v1に相当)に応じてライン画像G間の空隙130内に圧縮空気による流体力Fa1が作用する。
この状態において、一次転写条件としては、図18(b)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における荷重PKが上流側の画像形成部21(本例では21a〜21c)の一次転写域TP(Y)〜TP(C)における荷重PY〜PCよりも高く設定されており、更に、荷重PY〜PCは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも高くなるように設定されていればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における一次転写電流IKが上流側の画像形成部21(本例では21a〜21c)の一次転写域TP(Y)〜TP(C)における一次転写電流にIY〜ICよりも低く設定されており、更に、一次転写電流IY〜ICは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも低くなるように設定されていればよい。
このように、FCモードに対応した作像プロセスが実施されると、実施の形態1と略同様に、一次転写トナー像に複数のライン画像を含んでいたとしても、ライン画像G間の空隙130内の圧縮空気による流体力Fa1にてライン画像の一部がトナー飛散する懸念はなく、しかも、一次転写トナー像に対する不必要な放電や不必要な電荷注入に起因する二次転写画像の濃度不足も有効に回避される。
この状態において、一次転写条件としては、図18(b)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における荷重PKはFCモードにおける荷重PK(FCモード)よりも高く設定されていればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21d(本例ではK色)の一次転写域TP(K)における一次転写電流IKはFCモードにおける一次転写電流IK(FCモード)よりも低く設定されていればよい。
本例では、単Kモード時の方がFCモード時に比べて作像速度が速いため、その分、ライン画像G間の空隙130内における空気の圧縮率が大きくなり、空隙130内の圧縮空気による流体力が大きくなる。このため、作像速度が大きくなる単Kモードにあっては、ライン画像Gからトナー飛散が生じないように、一次転写域の荷重PKを高くすることでライン画像G内のトナー凝集力を高めるようにしたものである。
更に、本実施の形態では、単Kモードでは、画像形成部21dの一次転写域の荷重PKを他よりも高く設定したので、一次転写域TP(K)の合成抵抗が低下することになるが、一次転写電流IKを他よりも低く設定したので、その分、一次転写域TP(K)での不必要な放電や不必要な電荷注入はなく、二次転写域での転写動作には支障は生じない。
本実施の形態では、作像モードがFCモードか単Kモードかによって作像速度が相違する態様が示されているが、これに限られるものではなく、FCモードや単Kモードであっても、例えば画質の違いとして、標準画質とこれよりも画質の良い精細画質とによって作像速度を変更することはあり得る。
例えばFCモードとして、標準FCモードと精細FCモードとが選択可能であると仮定すると、標準FCモード時の作像速度はv11、精細FCモード時の作像速度はv12(<V11)に設定される。
このとき、一次転写条件としては、一次転写域の荷重は作像速度が速い方が遅い場合に比べて高く、一次転写電流は作像速度が速い方が遅い場合に比べて低くなるように設定すればよい。
尚、FCモードとして、標準画質よりも低い低画質が選択可能な場合や、精細FCモードが複数段階で選択可能である場合についても、前述した基準で作像速度を切り替えるようにし、作像速度を考慮して一次転写条件を設定するようにすればよい。また、単Kモードについても、複数の作像速度を切り替える場合には、前述した基準で一次転写条件を設定するようにすればよい。
また、画像の種類判別としてライン画像の有無が検知可能な手段を備えた態様にあっては、出力すべき画像に画質が問題となるライン画像を含まないことを検知した場合には、作像速度を速くしたとしても、作像速度が遅い場合と同様の一次転写条件を選定し、出力すべき画像にライン画像を含むことを検知した場合には、作像速度を速くしたことに伴って本実施の形態に示すように一次転写条件を変更するようにしてもよい。
図19は実施の形態4に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。
同図において、画像形成装置20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と異なり、二次転写域TP2の合成抵抗を測定し、この測定結果を踏まえて一次転写条件を調整するようにしたものである。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、二次転写域TP2には当該二次転写域TP2に流れる電流を測定する電流測定器150が設けられており、制御装置100は電流測定器150の測定結果に基づいて二次転写域TP2の合成抵抗を測定し、この情報を利用して一次転写条件を設定するものである。
ここでいう二次転写域TP2の合成抵抗は、二次転写ロール71、中間転写体22、対向ロールを兼用する張架ロール44からなるシステムにおけるニップ域の抵抗を合成したもの(システム抵抗)であり、本例では、制御装置100は、電圧印加装置107を用いて二次転写域TP2の合成抵抗測定用の予め決められた測定用電圧(二次転写電圧に比べて十分に低い電圧でよい)を給電ロール73を介して印加し、前述した電流測定器150にて電流を測定し、印加電圧と測定電流とから二次転写域TP2の合成抵抗を算出するようになっている。
同図において、ユーザは、図19に示すように、作像モードSW101を操作することでFCモード(フルカラーモード)又は単Kモード(単色Kモード)を指定することが可能である。
−FCモード−
今、作像モードとしてFCモードを指定すると、制御装置100は、図20に示すように、作像モードがFCモードであると判断し、FCモードプロセスを選択すると共に、リトラクト機構104により全部接触形態(図8(a)参照)を選択することに加えて、前述した二次転写域TP2の合成抵抗を測定する。
そして、制御装置100は、二次転写域TP2の合成抵抗及びFCモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21d)の一次転写装置23(23a〜23d)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、FCモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
−単Kモード−
そして、制御装置100は、二次転写域TP2の合成抵抗及び単Kモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21dの一次転写装置23dにおける一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。
そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、単Kモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
今、二次転写域TP2での合成抵抗が使用履歴や環境変化に応じて変化すると、二次転写条件が変化する。
例えば図21(a)に示すように、二次転写域TP2での合成抵抗がR1のとき、予め決められた二次転写電流I2ndを得るには二次転写電圧V2ndとしてV1が必要であるとすれば、例えば二次転写域TP2での合成抵抗がR2(>R1)に変化したとすると、予め決められた二次転写電流I2ndを得るには二次転写電圧V2ndとしてV2(>V1)が必要になる。
このとき、図21(b)に示すように、二次転写電圧V2ndとしてV1を設定する場合には、一次転写トナー像の転写効率ηは二次転写電圧V1を中心に変化するのに対し、二次転写電圧V2ndとしてV2を設定する場合には、一次転写トナー像の転写効率ηは二次転写電圧V2を中心に変化することから、二次転写域TP2の合成抵抗を測定したときに、例えば定電流制御を行う上で必要な二次転写電圧V2ndを印加するに当たり、一次転写トナー像への帯電特性(例えば一次転写電流I1stによる注入電荷量)を調整することで、印加すべき二次転写電圧V2ndに対する転写効率ηを良好に保つようにする必要がある。
例えば二次転写域TP2の合成抵抗がR1からR2に増加方向に変化したとすると、これに伴って、二次転写電圧V2ndを増加させることになるが、一次転写電流I1stを変化前に比べて減少させるように調整し、一次転写トナー像の帯電量を減少させるようにすればよい。
逆に、二次転写域TP2の合成抵抗が減少方向に変化したとすると、二次転写電圧V2ndを減少させることになるが、一次転写電流I1stを変化前に比べて増加させるように調整し、一次転写トナー像の帯電量を増加させるようにすればよい。
ここで、本実施の形態の具体例を以下に示す。
本具体例は、二次転写域の合成抵抗を測定し、測定結果に基づいて一次転写条件を調整するものである。
例えば一次転写条件は以下のように調整される。
<ケース1>
二次転写域の合成抵抗:25MΩ
二次転写電圧:2.2kV
二次転写電流:90μA
一次転写電流:IY=IM=IC=45μA,IK=30μA
<ケース2>
二次転写域の合成抵抗:20MΩ
二次転写電圧:1.8kV
二次転写電流:90μA
一次転写電流:IY=IM=IC=48μA,IK=33μA
本例では、ケース1、ケース2のように、二次転写域での合成抵抗が変化したとしても、それに合わせて一次転写電流を調整することで、一次転写域での各色の画像に対する帯電バランスとして不必要な放電、不必要な注入帯電が抑制される。このため、環境などによって二次転写条件が変化したとしても、これを踏まえて一次転写条件を調整することが可能になり、二次転写域において不必要な放電などに伴う画質の低下は見られなかった。
図22は実施の形態5に係る画像形成装置の全体構成を示す。
<画像形成装置の全体構成>
同図において、画像形成装置の基本的構成は実施の形態2と略同様であるが、実施の形態2と異なり、画像形成部21(21a〜21f)の数及び構成例、及び、リトラクト機構(図示せず)の配設位置を変更すると共に、これらに合わせて作像モード及び一次転写条件を変更するようにしたものである。尚、実施の形態2と同様な構成要素については実施の形態2と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、図23に示すように、画像形成部21(21a〜21f)は、実施の形態2と異なり、中間転写体22の移動方向上流側から、第1の特別な色である特色1(X1色)、第2の特別な色である特色2(X2色)、K色、Y色、M色、C色の順に配列されており、中間転写体22は複数の張架ロール41〜46にて循環移動可能に掛け渡されている。
また、本例における図示外のリトラクト機構は、実施の形態2とは異なり、中間転写体22の移動方向の上流側に位置するX1色、X2色、K色の3つの画像形成部21(21a〜21c)以外の画像形成部21(21d〜21f)に対応して設けられ、FCモード又は単Kモード又は特色モードに応じて、これらの画像形成部21(21d〜21f)の各感光体31に対して中間転写体22を接離するものであり、本例では、各画像形成部21(21d〜21f)の感光体31から中間転写体22を後退させたときに、各画像形成部21(21d〜21f)に対応した一次転写装置23の一次転写ロール51を中間転写体22と非接触になる位置まで後退させるようになっている。尚、リトラクト機構の構成は実施の形態2と略同様である。
本例では、リトラクト機構は、FCモード時には全ての画像形成部21(21a〜21f)が中間転写体22に接触配置される全部接触形態を選択し、単Kモード又は特色モード時には一部の画像形成部21(21a〜21c)が中間転写体22に接触配置される一部接触形態を選択するようになっている。
図24は本実施の形態に係る画像形成装置の作像制御処理過程を示すフローチャートである。
同図において、ユーザは、図示外の作像モードSW(図4中101に相当)を操作することでFCモード(フルカラーモード)又は単Kモード(単色Kモード)又は特色モードを指定することが可能である。
−FCモード−
今、作像モードとしてFCモードを指定すると、制御装置100は、図24に示すように、作像モードがFCモードであると判断し、FCモードプロセスを選択すると共に、図示外のリトラクト機構により全部接触形態(図23(a)参照)を選択する。
そして、制御装置100は、FCモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21f)の一次転写装置23(23a〜23f)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、FCモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
次に、作像モードとして単Kモードを指定すると、制御装置100は、図24に示すように、作像モードが単Kモードであると判断し、単Kモードプロセスを選択すると共に、図示外のリトラクト機構により一部接触形態(図23(b)参照)を選択する。
そして、制御装置100は、単Kモードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21c)の一次転写装置23(23a〜23c)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、単Kモードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
尚、本例では、X1色、X2色、K色の画像形成部21(21a〜21c)が中間転写体22に接触しているが、単Kモードでは、K色の画像形成部21cのみが実質的な作像処理を行い、特色であるX1色、X2色の画像形成部21a,21bは中間転写体22に追従して空回転し、実質的な作像処理を行わない。
次に、作像モードとして特色モードを指定すると、制御装置100は、図24に示すように、作像モードが特色モードであると判断し、特色モードプロセスを選択すると共に、図示外のリトラクト機構により一部接触形態(図23(b)参照)を選択する。
そして、制御装置100は、特色モードに応じて一次転写条件、二次転写条件を調整する。
本例では、画像形成部21(21a〜21c)の一次転写装置23(23a〜23c)毎に一次転写条件として一次転写域の荷重及び一次転写電流を設定し、更に、二次転写装置25の二次転写条件としては二次転写が可能な二次転写電圧を設定する。そして、一次転写条件、二次転写条件が設定されると、制御装置100は、特色モードに対応した一連の作像プロセスを実施する。
尚、本例では、X1色、X2色、K色の画像形成部21(21a〜21c)が中間転写体22に接触しているが、特色モードでは、特色であるX1色、X2色の画像形成部21a,21bが実質的な作像処理を行い、K色の画像形成部21cは中間転写体22に追従して空回転し、実質的な作像処理を行わない。
本例では、一次転写条件は、図23、図24及び図25(a)に示すように、FCモード又は単Kモード又は特色モードに応じて設定されている。
図23及び図25において、各画像形成部21の一次転写域TP1(具体的にはTP(X1)〜TP(K))における荷重をP(具体的にはPX1〜PK)とし、また、一次転写域TP1における一次転写電流をI(具体的にはIX1〜IK)とする。
−FCモード−
FCモードにおける一次転写条件は図25(a)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写域TP(C)における荷重PCが上流側の画像形成部21a〜21e(本例ではX1色、X2色、K色、Y色、M色)の一次転写域TP(X1)〜TP(M)における荷重PX1〜PMよりも高く設定されており、更に、荷重PX1〜PMは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも高くなるように設定されていればよい。
また、一次転写電流Iとしては、中間転写体22の移動方向に対して最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写域TP(C)における一次転写電流ICが上流側の画像形成部21a〜21e(本例ではX1色、X2色、K色、Y色、M色)の一次転写域TP(X1)〜TP(M)における一次転写電流IX1〜IMよりも低く設定されており、更に、一次転写電流IX1〜IMは等しいか、あるいは、下流側に位置する画像形成部21の方が上流側よりも低くなるように設定されていればよい。
単Kモードにおける一次転写条件は図25(a)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、K色の画像形成部21cの一次転写域TP(K)における荷重PKは、FCモードにおける荷重PK(FCモード)より少なくとも高く設定されている必要があり、例えば単Kモードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速いような場合には、最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写域の荷重PC(FCモード)よりも高く設定されることが好ましい。
また、一次転写電流Iとしては、K色の画像形成部21cの一次転写域TP(K)における一次転写電流IKは、FCモードにおける一次転写電流IK(FCモード)よりも少なくとも低く設定されている必要があり、例えば単Kモードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速く、かつ、一次転写域TP(K)の荷重PKが他の一次転写域の荷重よりも高く設定された場合には、最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写電流IC(FCモード)よりも低く設定されることが好ましい。
特色モードにおける一次転写条件は図25(a)に示すように選定されている。
つまり、一次転写域の荷重Pとしては、特色の画像形成部21(21a,21b)の一次転写域TP(X1)、TP(X2)における荷重PX1,PX2は、下流側のPX2の方が上流側のPX1よりも高く、しかも、FCモードにおける荷重PX1(FCモード)より少なくとも高く設定されている必要があり、特色モードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速いような場合には、最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写域の荷重PC(FCモード)よりも高く設定されることが好ましい。
また、一次転写電流Iとしては、特色の画像形成部21a,21bの一次転写域TP(X1)、TP(X2)における一次転写電流IX1,IX2は、下流側のIX2の方が上流側のIX1よりも低く、しかも、FCモードにおける一次転写電流IX1(FCモード)よりも少なくとも低く設定されている必要があり、例えば特色モードの作像速度がFCモードの作像速度よりも速く、かつ、一次転写域TP(K)の荷重が他の一次転写域の荷重よりも高く設定された場合には、好ましくは最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写電流IC(FCモード)よりも低く設定されていればよい。
また、単Kモード又は特色モード選択時には、図23(b)に示すように、図示外のリトラクト機構により一部の画像形成部21(本例では21a〜21c)が中間転写体22に接触する一部接触形態が採用され、前述した一次転写条件を満たすことから、実施の形態2と略同様に、K色又は特色による一次転写トナー像に複数のライン画像を含んでいたとしても、ライン画像間の空隙内の圧縮空気による流体力にてライン画像の一部がトナー飛散する懸念はなく、しかも、一次転写トナー像に対する不必要な放電や不必要な電荷注入に起因する二次転写画像の濃度不足も有効に回避される。
本実施の形態では、画像形成部21は特色1(X1色)、特色2(X2色)、K色、Y色、M色、C色の順に配列され、作像モードに応じて一次転写条件を設定するようにしているが、これに限られるものではなく、本実施の形態において例えば実施の形態3(複数の作像速度の切替態様)や、実施の形態4(二次転写域の合成抵抗変化を考慮した態様)を付加するようにしてもよいことは勿論である。
尚、本実施の形態では、FCモード選択時には、最下流の画像形成部21f(本例ではC色)の一次転写域の荷重PCを他よりも高く、かつ、一次転写電流ICを他よりも低く設定しているが、最下流の画像形成部21fによるC色トナー像やその前段の画像形成部21eによるM色トナー像で、例えば複数のライン画像を形成するに当たって、トナー飛散が目立たないようであれば、最下流の画像形成部21fにおける一次転写条件については、図25(b)に示すように前段の画像形成部21e(本例ではM色)の一次転写条件と同等に設定することも可能である。
Claims (5)
- 各色成分トナーによる各色成分画像を形成して保持する複数の像保持体と、
各像保持体に対向して循環搬送せしめられ、各像保持体のうち画像形成に使用する像保持体に接触配置されて当該像保持体で形成された各色成分画像を記録材に転写する前に一時的に保持する薄肉状の中間転写体と、
前記複数の像保持体のうち、画像形成に使用される像保持体と前記中間転写体とが接触配置され、画像形成に使用されない像保持体と前記中間転写体とが非接触配置されるように、各像保持体に対して前記中間転写体を相対的に接離する接離機構と、
この接離機構を用いて全ての像保持体と中間転写体とが接触配置される全部接触形態又は一部の像保持体と中間転写体とが接触配置される一部接触形態を選択する接触形態選択装置と、
各像保持体に対応する中間転写体の裏面に接触配置可能な転写部材を有し、この転写部材と各像保持体との間の一次転写域に転写電界を形成することで各像保持体に保持された各色成分画像を中間転写体に転写させる複数の一次転写装置と、
前記中間転写体の表面に対向して設けられる転写部材を有し、この転写部材と中間転写体との間の二次転写域に転写電界を形成することで各一次転写装置にて中間転写体に転写された各色成分画像を記録材に転写させる二次転写装置と、
前記一次転写装置の一次転写条件を調整する調整装置と、を備え、
前記調整装置は、前記接触形態選択装置にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される一若しくは複数の像保持体のうち、中間転写体の移動方向の最下流の像保持体に対応する一次転写装置に関し、前記中間転写体に接触する転写部材の一次転写域の荷重を、前記全部接触形態における場合に比べて高く且つ中間転写体の移動方向の上流側に位置する一次転写装置がある場合には当該一次転写装置よりも高く調整する荷重調整部と、前記一次転写装置の転写部材の一次転写域に作用する転写電流を、前記全部接触形態の場合に比べて低く且つ中間転写体の移動方向の上流側に位置する一次転写装置がある場合には当該一次転写装置よりも低く調整する電界調整部と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記調整装置は、前記接触形態選択装置にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される像保持体のうち、前記中間転写体の移動方向の最下流に位置する像保持体以外の像保持体に対応する一次転写装置に関し、前記中間転写体に接触する転写部材の一次転写域の荷重を、前記全部接触形態における場合以上になるように調整する荷重調整部を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置のうち、前記接触形態選択装置にて前記一部接触形態を選択したときに前記複数の像保持体のうち一の像保持体のみが前記中間転写体と接触配置される態様において、
前記調整装置は、前記接触形態選択装置にて前記全部接触形態を選択したときには、前記中間転写体の移動方向の最下流の像保持体の一次転写域の荷重を他の像保持体の一次転写域の荷重より高くし、かつ、前記接触形態選択装置にて前記一部接触形態を選択したときには、前記中間転写体に接触配置される前記一の像保持体の一次転写域の荷重を前記全部接触形態における場合に比べて高くする荷重調整部と、前記接触形態選択装置にて前記全部接触形態を選択したときには、前記最下流の像保持体の一次転写域に作用する転写電流を他の像保持体の一次転写域に作用する転写電流より低くし、かつ、前記接触形態選択装置にて前記一部接触形態を選択したときには、前記中間転写体に接触配置される前記一の像保持体の一次転写域に作用する転写電流を前記全部接触形態における場合に比べて低くする電界調整部と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記調整装置は、前記接触形態選択装置にて一部接触形態を選択したときに、画像形成に使用される像保持体のうち、前記中間転写体の移動方向の最下流に位置する像保持体以外の像保持体に対応する一次転写装置に関し、当該一次転写装置の転写部材の一次転写域に作用する転写電界を、前記全部接触形態における場合以下になるように調整する電界調整部を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし4いずれかに記載の画像形成装置において、
更に、前記二次転写装置による二次転写域での合成抵抗が測定可能な抵抗測定器を備え、
前記調整装置は、画像形成に使用される一若しくは複数の像保持体に対応する一次転写装置に関し、前記抵抗測定器にて測定された二次転写域の合成抵抗に応じて、前記中間転写体に接触する転写部材の一次転写域に作用する転写電界を、前記合成抵抗が変化前よりも低い方向に変化したときに変化前に比べて高くなるように調整する電界調整部を有していることを特徴とする画像形成装置。
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