JP6383978B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、各図に示すX軸、Y軸およびZ軸を下記の通り定義する。X軸、Y軸およびZ軸は互いに略直交しており、X軸は、画像形成装置1の左右方向を示し、Y軸は、同装置1の前後方向を示し、Z軸は、同装置1の上下方向を示す。
図1において、画像形成装置1は、例えば、電子写真方式を採用したタンデム型のフルカラーMFP(Multifunction Peripheral)である。画像形成装置1において、中間転写ベルト2は、被転写体の一例であって、略上下方向に配列されたローラ21およびテンションローラ22等の外周に掛け渡される。これにより、中間転写ベルト2の外周面において、下記の感光体ドラム31a〜31dと当接する部分は、搬送方向Cに直線的に延在する。以上のような中間転写ベルト2は、ローラ21,22の回転により、例えば時計回りに回転する。
さらに、画像形成装置1には、図示は省略されているが、印刷用のシート(例えば、用紙やOHPシート)が積載される供給カセットが配置される。シートは、供給カセットに備わる供給ローラによって、破線の矢印で示す搬送経路Rに1枚ずつ送り出される。この搬送経路Rには、上記二次転写領域および定着手段5が設けられる。
画像形成装置1において、帯電手段32a〜32dは、矢印Bの方向に回転する感光体ドラム31a〜31dの周面をマイナス極性に一様に帯電する。露光手段4には、YMCKの色毎の画像データ(より具体的には、ビットマップデータ)が送信されてくる。露光手段4は、帯電し回転する感光体ドラム31a〜31dの周面に、受信画像データで変調された光ビームBa〜Bdを、主走査方向Aに走査する(露光)。これにより、感光体ドラム31a〜31dの周面には、対応色の静電潜像が形成される。具体的には、感光体ドラム31a〜31dの周面において、光ビームBa〜Bdが照射された部分では電位の絶対値が低下する。このような光照射部分が、静電潜像における画像部分となり、照射されなかった部分は非画像部分となる。
各現像手段33は、現像槽と現像スリーブとを含む。現像槽には、上記滑剤等を含む外添剤が添加された二成分現像剤が収容される。各現像手段33において、現像スリーブは、対応する感光体ドラム31に対向配置され、内蔵の磁極の周囲を回転し、これによって、対応する感光体ドラム31の周面に、現像槽内のトナーを搬送する。
ここで、現像手段33による滑剤供給量は、平均カバレッジ(換言すると、平均トナー消費量)に依存する。平均カバレッジとは、例えば、連続印刷時において、色毎の消費トナー量の合計値を、トナー像の数で除して100を乗じた値である。図2は、平均カバレッジを変化させた時の感光体ドラム31の表面の摩擦係数の実測値を示すグラフである。この摩擦係数は、感光体ドラム31への滑剤供給量に依存する。図2に示すように、低平均カバレッジの場合(つまり、トナー消費量が少ない場合)、感光体ドラム31の摩擦係数が上昇し、感光体ドラム表面上の滑剤量が少なくなる。なぜなら、低平均カバレッジの場合、新しい二成分現像剤が現像手段33にさほど供給されないので、感光体ドラム31への滑剤供給量が減少するからである。
電子写真方式およびタンデム方式を画像形成装置1に採用した場合、下流側の感光体ドラム31の摩擦係数は相対的に高くなり易い。特に、産業印刷分野では、大量の印刷物を連続印刷することが多く、その結果、下流側の感光体ドラム31において摩擦係数がより増大しやすくなるため、印刷物の画質への影響が懸念される。
図5は、図1の画像形成装置1において転写バイアス制御に係る要部を示すブロック図である。図5には、一次転写ローラ36a〜36dに加え、制御手段6と、電源回路7a〜7dとが示されている。制御手段6は、CPU61と、不揮発性メモリ62と、メインメモリ63と、プリンタコントローラ64と、を備えている。CPU61は、不揮発性メモリ62に予め格納されているプログラムを、作業領域としてのメインメモリ63を使いつつ実行して、転写バイアス制御を実行する。電源回路7a〜7dは、一次転写ローラ36a〜36dに印加すべき転写バイアスであって、所定の電位および極性を有する転写バイアスを生成する。以下、図6A,図6Bのフロー図を参照して、制御手段6(特に、CPU61)の処理について説明する。
以上説明した通り、本画像形成装置1によれば、平均カバレッジが所定の基準値を下回った感光体ドラム31には、本転写バイアス制御により、印刷画像の非形成中に、上流側の感光体ドラム31に担持される滑剤が中間転写ベルト2を介して転送される。これにより、平均カバレッジの低下に起因する下流側の感光体ドラム31上での摩擦係数の増大を抑制することが可能となり、その結果、印刷画像の品質劣化を抑制することが可能となる。
上記実施形態では、CPU61は、履歴情報の一例である平均カバレッジを求めて、平均カバレッジが基準値を下回る枚数に印刷枚数が到達すると、転写バイアス制御を実行していた。しかし、履歴情報は、平均カバレッジに限らず、下記のドット数であっても構わない。
上記実施形態では、上流側の転写バイアス(つまり、滑剤の転送元となる一次転写ローラ36に印加される転写バイアス)は、像間中ずっと、負の極性を有していた。しかし、上流側での履歴情報(つまり、平均カバレッジ)が十分でなければ、少なくとも一つの上流側の一次転写ローラ36に印加すべき転写バイアスは、上記第二条件の他の一例として、例えば、像間の半分の時間区間において負極性を有し、残りの半分の時間区間において正極性を有するようにしても構わない(図9を参照)。これにより、上流側の感光体ドラム31に滑剤を供給しながらも、上流側の感光体ドラム31から下流側の感光体ドラム31へと滑剤を転送することも可能となる。これによって、上流側および下流側双方の感光体ドラム31での摩擦係数の増大を抑えることが可能となり、長時間の連続印刷時であっても印刷画像の品質を維持可能となる。
また、CPU61は、図6Aの処理フローにおいて最上流側のY色についても履歴情報(つまり、平均カバレッジ)を作成しておき、図6BのS014において、上流側および下流側双方の履歴情報を考慮して、上流側の一次転写ローラ36における転写条件を、転写バイアスの極性が動的に変化する第二条件に設定することが、より好ましい。つまり、かかる転写バイアスは、像間において、上流側および下流側双方の履歴情報を考慮して決定された負極性の時間帯と、正極性の時間帯とを有する。
また、上記第二変形例および第三変形例を適用する場合、上流側の現像手段33の現像条件を下記の通り設定することがより好ましい。像間において、上流側の一次転写ローラ36に印加すべき転写バイアスが負極性の時間帯には、対応する現像手段33の現像バイアスにおけるかぶりマージンは、第四条件としての所定の電位レベルの絶対値に設定される。それに対し、像間において転写バイアスが正極性の時間帯には、現像バイアスのかぶりマージンが、第五条件に、つまり、上記所定の電位レベルの絶対値が大きくなるようにCPU61により制御される。これにより、対応する感光体ドラム31上により多くの滑剤が供給されるようになる。
また、上記第二変形例および第三変形例を適用する場合、現像バイアスのVppのデューティ比を、印刷画像形成中の値よりも小さくすることでも(換言すると、トナーを現像していない時間を長くすることでも)、対応する感光体ドラム31上により多くの滑剤を供給できるため、より好ましい。
また、上記第二変形例および第三変形例を適用する場合、像間において、現像スリーブの回転数(周速比)を上げることでも、対応する感光体ドラム31上により多くの滑剤を供給できるため、より好ましい。
また、上記実施形態では、滑剤の転送先は一つの感光体ドラム31である場合について説明した。しかし、これに限らず、図10に示すように、滑剤の転送先となる感光体ドラム31は複数であっても構わない。なお、図10において、転写バイアスの時間波形は、図示の都合上、図7等のそれとは異なる縦軸を用いて示されている。
本実施形態および各変形例の効果を確認するため、本件発明者は、従来の画像形成装置および本画像形成装置1を用いて、耐久性能の評価を行った。その評価結果を下表1に示す。
本件発明者は、従来の画像形成装置(表1では、単に「従来」と記載)として、コニカミノルタ製bizhubC8000を採用した。本従来の画像形成装置の印刷速度は、A4Y(A4サイズ横)で印刷時には80枚/分である。また、本件発明者は、本従来の画像形成装置を、本実施形態または各変形例で説明したように改造して画像形成装置1(表1では、単に「本願」と記載)とした。
以上、「発明を実施するための形態」では、特定の実施形態および変形例を開示し説明した。しかし、これらは一例であり、それぞれの技術的思想は、開示された特定の実施形態および変形例に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱しない範囲に限り種々の変形が可能である。
2 中間転写ベルト(被転写体)
31a〜31d 感光体ドラム(像担持体)
32a〜32d 帯電手段
33a〜33d 現像手段
34a〜34d クリーニング部材
36a〜36d 一次転写ローラ(転写体)
4 露光手段
6 制御手段
63 メインメモリ(記憶手段)
Claims (8)
- 所定の搬送方向に並ぶ複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
各前記像担持体に、印刷画像を表す潜像を形成する露光手段と、
滑剤を含むトナーで前記複数の像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する複数の現像手段と、
前記複数の像担持体に当接しつつ前記搬送方向に延在する被転写体であって回転可能に構成された被転写体と、
前記複数の像担持体に形成されたトナー像を前記被転写体に転写する複数の転写体と、
印刷画像形成中、前記複数の像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写可能に、前記複数の転写体の転写条件を第一条件に設定する制御手段と、
前記印刷画像の形成の履歴情報を記憶する記憶手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記制御手段はさらに、印刷画像の非形成中、前記複数の像担持体のうち、前記搬送方向の上流側に位置するもの(以下、上流側の像担持体という)から下流側に位置するもの(以下、下流側の像担持体という)に前記被転写体を介して滑剤を供給可能に、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第一条件とは異なる第二条件に設定し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された履歴情報が第三条件を満たした場合に、前記印刷画像の非形成中、前記上流側の像担持体から前記下流側の像担持体に前記被転写体を介して滑剤が供給されるように、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第二条件に設定し、
前記露光手段が光ビームを走査する方向を主走査方向とする場合、前記画像形成装置は、前記下流側の像担持体に対し少なくとも設けられたドットカウント手段であって、前記下流側の像担持体の表面を前記主走査方向に分割した領域毎に、前記露光手段が前記下流側の像担持体の表面に照射したドット数を積算するドットカウント手段をさらに備え、
前記第三条件は、前記分割した各領域毎に前記ドットカウント手段が積算したドット数が、所定の基準値を下回ることである、画像形成装置。 - 所定の搬送方向に並ぶ複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
各前記像担持体に、印刷画像を表す潜像を形成する露光手段と、
滑剤を含むトナーで前記複数の像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する複数の現像手段と、
前記複数の像担持体に当接しつつ前記搬送方向に延在する被転写体であって回転可能に構成された被転写体と、
前記複数の像担持体に形成されたトナー像を前記被転写体に転写する複数の転写体と、
印刷画像形成中、前記複数の像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写可能に、前記複数の転写体の転写条件を第一条件に設定する制御手段と、
前記印刷画像の形成の履歴情報を記憶する記憶手段と、を備え、
前記制御手段はさらに、印刷画像の非形成中、前記複数の像担持体のうち、前記搬送方向の上流側に位置するもの(以下、上流側の像担持体という)から下流側に位置するもの(以下、下流側の像担持体という)に前記被転写体を介して滑剤を供給可能に、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第一条件とは異なる第二条件に設定し、
前記印刷画像の非形成中において、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件は、上流側および下流側双方の像担持体への画像形成の履歴情報を考慮して決定された時間帯で前記第二条件に代えて前記第一条件に設定され、かつ前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像バイアスのVppのデューティ比を、印刷画像形成中の値よりも小さくし、または前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像スリーブの回転数を上げる、画像形成装置。 - 所定の搬送方向に並ぶ複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
各前記像担持体に、印刷画像を表す潜像を形成する露光手段と、
滑剤を含むトナーで前記複数の像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する複数の現像手段と、
前記複数の像担持体に当接しつつ前記搬送方向に延在する被転写体であって回転可能に構成された被転写体と、
前記複数の像担持体に形成されたトナー像を前記被転写体に転写する複数の転写体と、
印刷画像形成中、前記複数の像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写可能に、前記複数の転写体の転写条件を第一条件に設定する制御手段と、
前記印刷画像の形成の履歴情報を記憶する記憶手段と、を備え、
前記制御手段はさらに、印刷画像の非形成中、前記複数の像担持体のうち、前記搬送方向の上流側に位置するもの(以下、上流側の像担持体という)から下流側に位置するもの(以下、下流側の像担持体という)に前記被転写体を介して滑剤を供給可能に、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第一条件とは異なる第二条件に設定し、
前記印刷画像の非形成中において、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件は、上流側および下流側双方の像担持体への画像形成の履歴情報を考慮して決定された時間帯で前記第二条件に代えて前記第一条件に設定され、
前記第一条件に設定される時間帯の前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像バイアスにおけるかぶりマージンは、前記第二条件に設定される時間帯の前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像バイアスにおけるかぶりマージンよりも大きい、画像形成装置。 - 前記制御手段は、
印刷画像形成中、前記複数の転写体に供給すべき転写バイアス電圧の極性を、前記第一条件としての第一極性に設定し、
印刷画像の非形成中、前記上流側の像担持体に対応する転写体に供給すべき転写バイアス電圧の極性を、前記第二条件として、前記第一極性とは逆極性の第二極性に設定する
、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された履歴情報が第三条件を満たした場合に、前記印刷画像の非形成中、前記上流側の像担持体から前記下流側の像担持体に前記被転写体を介して滑剤が供給されるように、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第二条件に設定し、
前記履歴情報は、印刷画像の平均カバレッジであって、
前記第三条件は、前記平均カバレッジが所定の基準値を下回ることである、請求項2または3に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された履歴情報が第三条件を満たした場合に、前記印刷画像の非形成中、前記上流側の像担持体から前記下流側の像担持体に前記被転写体を介して滑剤が供給されるように、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を、前記第二条件に設定し、
前記露光手段が光ビームを走査する方向を主走査方向とする場合、前記画像形成装置は、前記下流側の像担持体に対し少なくとも設けられたドットカウント手段であって、前記下流側の像担持体の表面を前記主走査方向に分割した領域毎に、前記露光手段が前記下流側の像担持体の表面に照射したドット数を積算するドットカウント手段をさらに備え、
前記第三条件は、前記分割した各領域毎に前記ドットカウント手段が積算したドット数が、所定の基準値を下回ることである、請求項2または3に記載の画像形成装置。 - 前記印刷画像の非形成中において、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件は、上流側および下流側双方の像担持体への画像形成の履歴情報を考慮して決定された時間帯で前記第二条件に代えて前記第一条件に設定され、かつ前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像バイアスのVppのデューティ比を、印刷画像形成中の値よりも小さくし、または前記上流側の像担持体に対応する現像手段の現像スリーブの回転数を上げる、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記印刷画像の非形成中、前記履歴情報に基づいて、前記上流側の像担持体に対応する転写体の転写条件を前記第二条件に設定する時間を調整する、請求項1に記載の画像形成装置。
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