JP6118674B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、記録媒体裏面の汚れによる印刷品質の低下を防止することを目的とする。
また、本発明の他の態様に係る画像形成装置は、現像剤像を形成する複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットから選択された画像形成ユニットで形成された現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された現像剤像を記録媒体に転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、前記電圧供給部は、前記中間転写体に転写された現像剤像を前記記録媒体に転写する前又は後の少なくとも何れか一方において、前記選択された画像形成ユニットの配置に応じて、前記転写部材に供給する電圧を変更し、前記複数の画像形成ユニットは、現像剤の正規帯電特性と逆極性に帯電される現像剤の割合が最も多い第1の色の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットと、前記第1の色以外の色の現像剤像を形成する少なくとも1つの第2の画像形成ユニットと、を含み、前記第1の画像形成ユニットで形成された現像剤像が最後に前記中間転写体に転写されるように、前記選択された画像形成ユニットが配置されている場合には、前記電圧供給部は、前記現像剤の正規帯電特性と逆極性の電圧を前記転写部材に供給し、前記第1の画像形成ユニットで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写された後に、前記第2の画像形成ユニットの少なくとも1つで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写されるように、前記選択された画像形成ユニットが配置されている場合には、前記電圧供給部は、前記現像剤の正規帯電特性と同極性の電圧を前記転写部材に供給することを特徴とする。
(構成の説明)
実施の形態1における画像形成装置としてのプリンタ100の構成について説明する。
図1は、プリンタ100の全体構成を概略的に示す断面図である。プリンタ100には、ホワイトW、イエローY、マゼンタM、シアンC及びブラックKの5色に対応した5つの独立した画像形成ユニット2W、2Y、2M、2C、2K(以下、各々を特に区別する必要がないときは、画像形成ユニット2という)が、中間転写体としての中間転写ベルト11の搬送方向Aに沿って配置されている。
各々の画像形成ユニット2は、感光ドラム3W、3Y、3M、3C、3K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、感光ドラム3という)と、帯電ローラ4W、4Y、4M、4C、4K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、帯電ローラ4という)と、LEDヘッド5W、5Y、5M、5C、5K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、LEDヘッド5という)と、供給ローラ6W、6Y、6M、6C、6K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、供給ローラ6という)と、現像ブレード7W、7Y、7M、7C、7K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、現像ブレード7という)と、現像ローラ8W、8Y、8M、8C、8K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、現像ローラ8という)と、クリーニングブレード9W、9Y、9M、9C、9K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、クリーニングブレード9という)と、トナーカートリッジ10W、10Y、10M、10C、10K(以下、特に各々を区別する必要がないときは、トナーカートリッジ10という)とを備える。
帯電ローラ4は、マイナス電圧に帯電されることで、帯電ローラ4と接触した感光ドラム3の表面を一様に帯電させる。
LEDヘッド5は、印刷データに基づいて発光し、マイナスに帯電された感光ドラム3を露光して除電することで、感光ドラム3に静電潜像を形成する。
供給ローラ6は、現像ローラ8と接触するように設置され、現像剤としてのトナーを現像ローラ8に供給する。
現像ブレード7は、現像ローラ8上に供給されるトナーの厚さを規制し、現像ローラ8に薄層を形成する。
現像ローラ8は、静電潜像にトナーを付着させて現像する。
クリーニングブレード9は、感光ドラム3上に残留したトナーを掻きとって処理する。
トナーカートリッジ10は、トナーを収容する。
レジストセンサ21は、記録媒体がレジストローラ19とピンチローラ20との間のニップ部に到達したことを検知する。レジストローラ19は、中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像が、2次転写バックアップローラ16と、2次転写部材としての2次転写ローラ22との間の2次転写ニップ部に到達するタイミングに合わせて、記録媒体を2次転写ニップ部に送り出す。
2次転写ローラ22は、中間転写ベルト11を挟んで2次転写バックアップローラ16に対向するように配設される。中間転写ベルト11は、2次転写ローラ22によって2次転写バックアップローラ16に押し当てられている。2次転写ローラ22と中間転写ベルト11とは、接触して2次転写ニップ部を形成している。2次転写ニップ部では、2次転写ローラ22に2次転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト11上のトナー画像が、記録媒体に2次転写される。
供給電圧発生部42は、高圧制御部40の指示に従い、供給ローラ6への供給電圧の生成と停止を行う。
現像電圧発生部43は、高圧制御部40の指示に従い、現像ローラ8への現像電圧の生成と停止を行う。
1次転写電圧発生部44は、高圧制御部40の指示に従い、1次転写ローラ12への1次転写電圧の生成と停止を行う。
2次転写電圧発生部45は、高圧制御部40の指示に従い、プリンタ100の動作状態に応じて、2次転写ローラ22への2次転写電圧の生成及び停止を行う。2次転写電圧発生部45は、プラス極性及びマイナス極性の電圧を生成することができる。例えば、2次転写電圧発生部45は、中間転写ベルト11に転写されたトナー画像を記録媒体に転写する前又は後の少なくとも何れか一方において、中間転写ベルト11にトナー画像を転写するために選択された画像形成ユニット2の数に応じて、2次転写ローラ22への2次転写電圧を変更する。具体的には、2次転写電圧発生部45は、選択された画像形成ユニット2の数が1つである場合には、トナーの正規帯電特性と逆極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。一方、2次転写電圧発生部45は、選択された画像形成ユニット2の数が複数である場合には、トナーの正規帯電特性と同極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。
以下、実施の形態1におけるプリンタ100の動作について説明する。
図3は、プリンタ100の動作を示すフローチャートである。
まず、ホスト側で作成された印刷データがプリンタ100に送信されると、コマンド/画像処理部32が、I/F部46を介して印刷データを受信する(S10)。コマンド/画像処理部32は、定着器23をウォームアップさせるとともに、受信された印刷データに含まれている画像データを展開して、印刷用のビットマップデータを生成する。
ここで、受信された印刷データが白色の単色印刷のデータであった場合、コマンド/画像処理部32は、白色の画像形成ユニット2Wのみ、すなわち使用する画像形成ユニットは1つであると判断する。そして、コマンド/画像処理部32は、使用する画像形成ユニット2が1つであると判断した場合(S11:Yes)には、ステップS12に処理を進める。言い換えると、コマンド/画像処理部32は、白色の画像形成ユニット2Wの下流において、他の色の画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kが使用されないと判断した場合には、ステップS12に処理を進める。一方、コマンド/画像処理部32は、使用する画像形成ユニットが1つではないと判断した場合(S11:No)には、ステップS17に処理を進める。言い換えると、コマンド/画像処理部32は、白色の画像形成ユニット2Wの下流において、他の色の画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kが使用されると判断した場合には、ステップS17に処理を進める。
まず、機構制御部34からの指示に応じて、高圧制御部40は、帯電電圧発生部41を制御し、帯電電圧発生部41は、帯電ローラ4に−1000Vの電圧を印加する。帯電ローラ4により、感光ドラム3の表面は、−600Vに帯電される。感光ドラム3が帯電した後、機構制御部34は、印刷用ビットマップデータに基づいてLEDヘッド5を発光させ、感光ドラム3を露光して−50Vに除電させ、感光ドラム3の表面に静電潜像を形成させる。感光ドラム3に形成された静電潜像は、感光ドラム3の回転に伴い現像ローラ8との接触部に到達する。現像ローラ8には、現像電圧発生部43により−200Vの電圧が、供給ローラ6には、供給電圧発生部42により−250Vの電圧が印加される。これにより、トナーカートリッジ10から供給されたトナーは、現像ローラ8と供給ローラ6によりマイナス極性に摩擦帯電する。マイナス極性に摩擦帯電されたトナーは、現像ローラ8と供給ローラ6との間の電位差によって、現像ローラ8上に付着する。付着されたトナーは、現像ブレード7によって均一な厚さにならされてトナー層を形成する。現像ローラ8上に形成されたトナー層は、現像ローラ8の回転によって感光ドラム3との間の接触部に運ばれる。
現像ローラ8と感光ドラム3との間において、感光ドラム3上の表面が−50Vに除電された露光部では感光ドラム3から現像ローラ8方向の電界が形成される。従って、感光ドラム3の表面には、現像ローラ8上のマイナス極性に帯電されたトナーが露光部に付着し、トナー画像が形成される。
中間転写ベルト11への1次転写が行われると、機構制御部34は、中間転写ベルト11上に1次転写されたトナー画像が2次転写ニップ部に到達する前に、ホッピングローラ18を駆動させて、記録媒体収容カセット17から記録媒体1枚を取り出させる。そして、機構制御部34は、中間転写ベルト11上のトナー画像が2次転写ニップ部に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ19を駆動させ、記録媒体を2次転写ニップ部に搬送させる。
このように、カブリ付着防止電圧で2次転写ローラ22へのトナーの付着を最低限に抑え、更に2次転写ローラ22上に残留したトナーをクリーニング電圧で回収することで、プリンタ100は、裏汚れによる印刷品質の劣化を防ぐことができる。
ここで、中間転写ベルト上のカブリトナーの平均帯電量を測定した結果である図4が示すように、画像形成ユニット2が2つある場合、中間転写ベルト11上のカブリトナーの平均帯電量はマイナスになる。
この結果について以下に説明する。画像形成ユニット2Wから中間転写ベルト11上に転移したカブリトナーには、マイナスに帯電されたトナーを多く含むが、トナーの帯電量は一般的に分布を持つため、プラス帯電のトナーも含まれている。中間転写ベルト11上のカブリトナーが下流側の画像形成ユニット2Yの1次転写ニップ部を通過する際に、1次転写ローラ12に印加されたプラス電圧により形成される電界(1次転写ローラ12−2から感光ドラム3Yへの方向の電界)によって、中間転写ベルト11上のプラス帯電のカブリトナーが感光ドラム3Yに転移する。このため、画像形成ユニット2Wよりも下流に画像形成ユニット2Yがある場合には、マイナス帯電のカブリトナーの割合が多くなり、中間転写ベルト11上のトナーの平均帯電量はマイナスとなる。中間転写ベルト11の搬送方向下流側に感光ドラム3M、3C、3Kがある場合も同様に、中間転写ベルト11上のプラス帯電のカブリトナーが感光ドラム3M、3C、3Kに転移するため、マイナス帯電のカブリトナーが中間転写ベルト11上に多く残り、中間転写ベルト11上のトナーの平均帯電量はマイナスとなる。
このように、カブリ付着防止電圧で2次転写ローラ22へのトナーの付着を最低限に抑え、更に2次転写ローラ22上に残留したトナーをクリーニング電圧で回収することで、プリンタ100は、裏汚れによる印刷品質の劣化を防ぐことができる。
まず、2次転写電圧発生部45は、機構制御部34からの指示に応じて、トナー画像の2次転写前に、プラスのカブリ付着防止電圧V11を印加する。
次に、2次転写電圧発生部45は、クリーニング電圧V12を印加した後に、2次転写電圧V13を印加する。
そして、トナー画像の2次転写後に、2次転写電圧発生部45は、機構制御部34からの指示に応じて、プラスのカブリ付着防止電圧V14を印加する。
まず、2次転写電圧発生部45は、機構制御部34からの指示に応じて、トナー画像の2次転写前に、マイナスのカブリ付着防止電圧V21を印加する。
次に、2次転写電圧発生部45は、クリーニング電圧V22を印加した後に、2次転写電圧V23を印加する。
そして、トナー画像の2次転写後に、2次転写電圧発生部45は、機構制御部34からの指示に応じて、マイナスのカブリ付着防止電圧V24を印加する。
図5に示されている例では、クリーニング電圧V12として、マイナスの電圧が付加された後に、プラスの電圧が付加されているが、図7に示されている変形例におけるクリーニング電圧V32では、プラスの電圧が付加された後に、マイナスの電圧が付加されている。これにより、さらにプラスに帯電されたカブリトナーの付着を防止する効果が高まる。
(構成の説明)
実施の形態2における画像形成装置としてのプリンタ200の構成について説明する。
図8は、プリンタ200の全体構成を概略的に示す断面図である。
実施の形態2におけるプリンタ200は、画像形成ユニット202K、202Y、202M、202C、202W(以下、各々を特に区別する必要がないときには、画像形成ユニット202という)の構造及び配置の点、並びに、送受信部としての送受信アンテナ50−1、50−2、50−3、50−4、50−5(以下、各々を特に区別する必要がないときには、送受信アンテナ50という)がさらに設けられている点で、実施の形態1におけるプリンタ100と異なっている。
メモリタグ211は、自身が取り付けられている画像形成ユニット202に収容されているトナーの色情報を記憶している。
そして、機構制御部234(図9参照)は、送受信アンテナ50を介して、メモリタグ211に記憶されているトナーの色情報を読み取ることで、画像形成ユニット202の配列順を識別することができる。
実施の形態2における制御系は、制御部247における機構制御部234での処理の点を除いて、実施の形態1と同様に構成されている。
実施の形態2においては、機構制御部234は、高圧制御部40を介して、プリンタ200の動作状態に応じて、2次転写電圧発生部45に、2次転写ローラ22へ供給する2次転写電圧を変更させる。
例えば、2次転写電圧発生部45は、中間転写ベルト11に転写されたトナー画像を記録媒体に転写する前又は後の少なくとも何れか一方において、中間転写ベルト11にトナー画像を転写するために選択された画像形成ユニット202の数又は配置に応じて、2次転写ローラ22への2次転写電圧を変更する。
具体的には、2次転写電圧発生部45は、選択された画像形成ユニット202の数が1つである場合には、トナーの正規帯電特性と逆極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。一方、2次転写電圧発生部45は、選択された画像形成ユニット202の数が複数である場合には、トナーの正規帯電特性と同極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。
また、2次転写電圧発生部45は、ホワイトWの画像形成ユニット202Wが最後に中間転写ベルト11にトナー画像を転写するように、選択された画像形成ユニット202が配置されている場合には、トナーの正規帯電特性と逆極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。一方、2次転写電圧発生部45は、ホワイトWの画像形成ユニット202Wよりも後に他の色の画像形成ユニット202K、202Y、202M、202Cが中間転写ベルト11にトナー画像を転写するように、選択された画像形成ユニット202が配置されている場合には、トナーの正規帯電特性と逆極性の電圧を2次転写ローラ22に供給する。
以下、実施の形態2におけるプリンタ200の動作について説明する。
図10は、プリンタ200の動作を示すフローチャートである。
なお、基本的な印刷動作は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
図10に示されているフローチャートの前提として、機構制御部234は、電源投入又は図示しないトップカバーが開閉されたことを図示しないセンサ等を介して検知すると、画像形成ユニット202の入れ替えが行われた可能性があるため、送受信アンテナ50にメモリタグ211との通信を行わせる。そして、機構制御部234は、メモリタグ211から読み取られた色情報に基づいて、画像形成ユニット202の配列順を特定する。実施の形態2では、図8に示されているように、中間転写ベルト11の搬送方向に対して、ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC、ホワイトWの配列順であったとする。
ここで、受信された印刷データが白色の単色印刷のデータであった場合、コマンド/画像処理部32は、白色の画像形成ユニット202Wのみを印刷に使用する。すなわち、コマンド/画像処理部32は、使用する画像形成ユニット202が1つであると判断する(S31:Yes)。このような場合には、処理はステップS32に進む。一方、コマンド/画像処理部32は、使用する画像形成ユニットが1つではないと判断した場合(S31:No)には、ステップS37に処理を進める。
図11に示すように、ブラックKのみのモノクロ印刷では、カブリ付着防止電圧として+1000の電圧を印加した場合に、裏汚れが少なくなっている。一方、ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンCのフルカラー印刷では、カブリ付着防止電圧として−1000Vを印加した場合に、裏汚れが少なくなっている。
図11に示された結果は、実施の形態1で示したように、下記の(a)及び(b)によるものと考えられる。
(a)画像形成ユニット202から中間転写ベルト11上に転移したブラックKのカブリトナーの平均帯電量がプラスである。
(b)下流側の画像形成ユニット202を通過することで平均帯電量がマイナスになったブラックK、イエローY、マゼンタMのカブリトナーと、平均帯電量がプラスであるシアンCのカブリトナーとの帯電量の総和がマイナスである。
コマンド/画像処理部32で受信された印刷データがモノクロ印刷のデータであった場合、画像形成ユニット202Kのみが印刷に使用される。このため、コマンド/画像処理部32は、図10のステップS31において、使用される画像形成ユニット202が1つであると判断する(S31:Yes)。そして、処理はステップS32に進み、機構制御部34は、画像形成ユニット202Kのみを当接状態とし、画像形成ユニット202W、202Y、202M、202Cは離間状態としてから、印刷用のビットマップデータに基づいて印刷動作を開始する。そして、ステップS33及びステップS36において、2次転写電圧発生部45は、2次転写ローラ22にカブリ付着防止電圧としてプラスの電圧を印加する。
一方、コマンド/画像処理部32で受信された印刷データが白色を含まない4色のフルカラー印刷のデータであった場合、複数の画像形成ユニット202K、202Y、202M、202Cが印刷に使用される。このため、コマンド/画像処理部32は、図10のステップS31において、使用される画像形成ユニット202が複数であると判断する(S31:No)。そして、処理はステップS37に進み、機構制御部234は、最下流の画像形成ユニット202に、カブリ量が最大となる色のトナーが収容されているか否かを判断する。実施の形態2では、ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC、ホワイトWの配列順であり、ホワイトWの画像形成ユニット202Wは離間状態であるため、機構制御部234は、最下流の画像形成ユニット202のカブリ量が最大ではないと判断する(S37:No)。その後、機構制御部234は、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kを当接状態とし、画像形成ユニット2Wを離間状態としてから、印刷用のビットマップデータに基づいて印刷動作を開始する(S38)。そして、ステップS39及びステップS42において、2次転写電圧発生部45は、2次転写ローラ22にカブリ付着防止電圧としてマイナスの電圧を印加する。
このような場合、例えば、実施の形態2においては、カブリトナーの発生が多くなる色を示す特定色情報をメモリ234aに記憶しておき、コマンド/画像処理部32又は機構制御部234は、特定色情報で示される色のトナーを収容した画像形成ユニット202が単独で使用される場合又はこのような画像形成ユニット202が最下流で使用される場合に、処理を図10のステップS32に進めるようにすればよい。
例えば、図11に示されているように、ブラックKのトナーで使用されるカーボンブラックもプラス極性に帯電するトナーが多く発生すると考えられるため、ブラックKのトナーを収容した画像形成ユニット202が単独で使用される場合又はブラックKのトナーを収容した画像形成ユニット202が最下流で使用される場合に、カブリ付着防止電圧としてプラスの電圧が使用されてもよい。
また、このような場合、特定色情報で示される色は、単独で使用された場合に、中間転写ベルト11上のカブリトナーの平均帯電量がプラスとなるトナーの色であることが望ましい。
Claims (9)
- 現像剤像を形成する複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットから選択された画像形成ユニットで形成された現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に転写された現像剤像を記録媒体に転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記電圧供給部は、前記中間転写体に転写された現像剤像を前記記録媒体に転写する前又は後の少なくとも何れか一方において、前記選択された画像形成ユニットの数に応じて、前記転写部材に供給する電圧を変更し、
前記電圧供給部は、
前記選択された画像形成ユニットが一つの場合には、現像剤の正規帯電特性と逆極性の電圧を前記転写部材に供給し、
前記選択された画像形成ユニットが複数の場合には、前記現像剤の正規帯電特性と同極性の電圧を前記転写部材に供給すること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記複数の画像形成ユニットは、
前記現像剤の正規帯電特性と逆極性に帯電される現像剤の割合が最も多い第1の色の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットと、前記第1の色以外の色の現像剤像を形成する少なくとも1つの第2の画像形成ユニットと、を含み、
前記第1の画像形成ユニットで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写された後に、前記第2の画像形成ユニットの少なくとも1つで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写されるように配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 現像剤像を形成する複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットから選択された画像形成ユニットで形成された現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に転写された現像剤像を記録媒体に転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記電圧供給部は、前記中間転写体に転写された現像剤像を前記記録媒体に転写する前又は後の少なくとも何れか一方において、前記選択された画像形成ユニットの配置に応じて、前記転写部材に供給する電圧を変更し、
前記複数の画像形成ユニットは、現像剤の正規帯電特性と逆極性に帯電される現像剤の割合が最も多い第1の色の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットと、前記第1の色以外の色の現像剤像を形成する少なくとも1つの第2の画像形成ユニットと、を含み、
前記第1の画像形成ユニットで形成された現像剤像が最後に前記中間転写体に転写されるように、前記選択された画像形成ユニットが配置されている場合には、前記電圧供給部は、前記現像剤の正規帯電特性と逆極性の電圧を前記転写部材に供給し、
前記第1の画像形成ユニットで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写された後に、前記第2の画像形成ユニットの少なくとも1つで形成された現像剤像が前記中間転写体に転写されるように、前記選択された画像形成ユニットが配置されている場合には、前記電圧供給部は、前記現像剤の正規帯電特性と同極性の電圧を前記転写部材に供給すること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記複数の画像形成ユニットの配置を変更できるように構成されていること
を特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記第1の色は、白色であること
を特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。 - 前記記録媒体に形成する画像の色に応じて、前記複数の画像形成ユニットから、前記中間転写体に転写を行う画像形成ユニットを選択する制御部をさらに備えること
を特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記複数の画像形成ユニットの各々は、現像剤像を形成する像担持体を含み、
前記中間転写体に転写を行う第1の位置と、前記中間転写体に転写を行わない第2の位置とに、前記像担持体の位置を変える変位部をさらに備え、
前記変位部は、前記選択された画像形成ユニットに含まれている像担持体を前記第1の位置に設置し、前記選択された画像形成ユニット以外の画像形成ユニットに含まれている像担持体を前記第2の位置に設置すること
を特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の位置は、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する位置であり、
前記第2の位置は、前記像担持体と前記中間転写体とが接触しない位置であること
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記電圧供給部は、
前記選択された画像形成ユニットの数が多いほど、前記転写部材に供給する電圧の絶対値を大きくすること
を特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の画像形成装置。
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