JP6489409B2 - 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1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、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4つのトナー像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kを備えている。また、転写ユニット30、光書込ユニット80、定着装置90、給送カセット100、レジストローラ対101なども備えている。
図8は、実施形態に係るプリンタの二次転写電源39から出力される二次転写バイスの波形を示すグラフである。本プリンタのように、二次転写裏面ローラ33に対して二次転写バイアスを印加する構成において、二次転写ニップで中間転写ベルト31上のトナー像を記録シートPに二次転写するためには、二次転写バイアスとして次のような特性のものを採用する必要がある。即ち、時間平均の極性がトナーの帯電極性と同極性になるバイアスである。具体的には、図示のように、二次転写バイアスは、直流電圧と交流電圧との重畳により、周期的に極性を反転させる交番電圧からなるものであるが、時間平均では、極性がトナーと同じマイナス極性になるバイアスになっている。このように、時間平均の極性がマイナス極性になる二次転写バイアスを採用することで、トナーを相対的に二次転写裏面ローラ33に対して反発させてベルト側から記録シートP側に静電移動させることが可能になる。なお、二次転写ニップ裏打ちローラ36に対して二次転写バイアスを印加する構成を採用した場合には、時間平均がトナーと逆極性になる二次転写バイアスを採用すればよい。かかる二次転写バイアスにより、トナーを相対的に二次転写ニップ裏打ちローラ36に向けて静電的に引き寄せることで、ベルト側から記録シートP側に移動させることが可能になるからである。
・環境:27℃/80%
・記録シートPの種類:用紙:Mohawk Color Copy Gloss 270gsm(457mm×305mm)・・・いわゆるコート紙
・プロセス線速:630mm/s
・テスト画像:ブラックハーフトーン画像
・二次転写ニップ幅(ベルト移動方向の長さ):4mm
・同極ピーク値Vt:−4.8kV
・逆極ピーク値Vr:1.2kV
・オフセット電位Voff:−1.8kV
・平均電位Vave:0.08kV
・ピークツウピーク値Vpp:6.0kV
・第2時間A:0.10ms
・周期T:0.66ms
・デューティ:90%、70%、50%、30%、10%
・環境:27℃/80%
・記録シートPの種類:普通紙
・プロセス線速:630mm/s
・テスト画像:ブラックハーフトーン画像
・二次転写ニップ幅(ベルト移動方向の長さ):4mm
・同極ピーク値Vt:−4.8kV
・逆極ピーク値Vr:1.2kV
・オフセット電位Voff:−1.8kV
・平均電位Vave:0.08kV
・ピークツウピーク値Vpp:6.0kV
・第2時間A:0.10ms
・周期T:0.66ms
・デューティ:90%、70%、50%、30%、10%
[態様A]
態様Aは、複数の層を具備する多層構造の像担持体(例えば中間転写ベルト31)と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段(例えばトナー像形成ユニット1)と、前記像担持体の表面に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材(例えばシート搬送ベルト41)と、前記転写ニップに転写電流を流すために、交流電圧に直流電圧を重畳した重畳バイアス(例えば二次転写バイアス)を出力する転写電源(例えば二次転写電源39)とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シート(例えば記録シートP)に対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、前記重畳バイアスとして、周期変動の波形が所定の基線の位置から一方のピーク値の側に向けて立ち上がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち下がった後、他方のピーク値に向けて立ち下がり始める直前までの時間である第1時間と、前記基線の位置から他方のピーク値の側に向けて立ち下がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち上がった後、更に前記基線の位置から前記一方のピーク値に向けて立ち上がり始める直前までの時間である第2時間とのうち、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへのトナーの静電移動を阻害する方の時間の波形一周期に対する割合を示すデューティが50[%]を超えるものを出力するように、前記転写電源を構成したことを特徴とするものである。
また、50[%」を超える上記デューティの転写バイアスを用いることで、交流電圧の重畳によって周期的に電位を変化させる転写バイアスの一周期内において、次のような時間配分を実現する。即ち、転写ニップでトナーに対して逆極性の電荷を注入するおそれのある時間を、注入のおそれのない時間よりも短くする。これにより、転写ニップでトナーに逆電荷を注入してしまうことによるトナー帯電量Q/Mの低下を抑えることで、コート紙のような表面平滑シートに対してもトナー像を良好に転写して画像濃度不足の発生を抑えることができる。
態様Bは、複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、周期的に値を変動させる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、前記転写バイアスの周期変動の波形で、前記転写バイアスのピークツウピークにおける一方のピーク値と他方のピーク値とのうち、前記転写ニップで像担持体側から記録シート側へのトナーの静電移動をより阻害する方である阻害ピーク値を、他方のピーク値に向けてピークツウピーク値の30%の値だけシフトさせた位置を前記波形の基線として、前記波形が前記基線よりも前記阻害ピーク値側となる時間である阻害時間の周期変動の1周期における割合が50[%]を超えるものを出力するように、前記転写電源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、態様Aと同様の作用により、像担持体として多層構造のものを用いて表面凹凸シートに対するトナー像の転写性を高めつつ、コート紙のような表面平滑シートに対してもトナー像を良好に転写して画像濃度不足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、前記多層構造に具備される層の1つとして、弾性材料からなる弾性層を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、転写ニップ内で弾性層をその弾性によって柔軟に変形させることで、表面凹凸シートと像担持体との密着性を向上させて、表面凹凸シートに対するトナー像の転写性を更に向上させることができる。
態様Dは、態様Cにおいて、前記弾性層として、複数の微粒子が分散せしめられた材料からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、弾性層の表面における粒子の存在により、転写ニップ内で弾性層の表面とトナーとの接触面積を低減することで像担持体表面からのトナー離型性を高めて転写効率を向上させることができる。
態様Eは、態様Dにおいて、前記微粒子として、トナーの正規帯電極性とは逆極性の帯電性能を有するものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、粒子の電荷により、粒子間で転写電流が集中する現象の発生を抑えて、トナーへの逆電荷の注入量をより低減することができる。
態様Fは、態様Cにおいて、前記像担持体として、前記弾性層の上に表面層を被覆したものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、表面層として、トナー離型性に優れた材料からなるものを用いることで、二次転写効率を更に高めることができる。
態様Gは、態様Aにおいて、前記像担持体として、前記基体の表面上に複数の樹脂層を被覆したものを用いたことを特徴とするものである。
態様Hは、態様A〜Gの何れかにおいて、前記重畳バイアスとして、極性を所定の周期で交互に切り替えるものを出力させるように、前記転写電源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、記録シートPが帯電している場合であっても、転写ニップ内におけるトナーへの逆電荷の注入を確実に抑えることができる。
態様Iは、複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、極性が所定の周期で交互に切り替わる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、前記転写バイアスとして、その極性が前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性になる時間の波形一周期に対する割合を示すデューティが50[%]を超えるものを出力するように、前記転写電源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、綺麗な矩形波の転写バイアスを転写電源から出力すると、態様Aと同様の作用を奏する。これにより、像担持体として多層構造のものを用いて表面凹凸シートに対するトナー像の転写性を高めつつ、コート紙のような表面平滑シートに対してもトナー像を良好に転写して画像濃度不足の発生を抑えることができる。
態様Jは、複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、極性が所定の周期で交互に切り替わる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、前記転写バイアスの波形において、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性側のピーク値を第一ピーク値とし、他方のピーク値を第二ピーク値とし、前記第一ピーク値よりも前記第二ピーク値に向けてピークツウピーク値の30%の値だけシフトさせた位置を前記波形の基線としたとき、前記波形が前記基線よりも前記第一ピーク値側となる時間の波形一周期における割合が50[%]を超えるものを出力するように、前記転写電源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、転写バイアスとして綺麗な矩形波でないものを転写電源から出力すると、態様Aと同様の作用を奏する。これにより、像担持体として多層構造のものを用いて表面凹凸シートに対するトナー像の転写性を高めつつ、コート紙のような表面平滑シートに対してもトナー像を良好に転写して画像濃度不足の発生を抑えることができる。
31:中間転写ベルト(像担持体)
31a:基層(基体)
31b:弾性層(積層された層)
39:二次転写電源
41:シート搬送ベルト(ニップ形成部材)
P:記録シート
Claims (10)
- 複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、交流電圧に直流電圧を重畳した重畳バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、
前記重畳バイアスとして、周期変動の波形が所定の基線の位置から一方のピーク値の側に向けて立ち上がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち下がった後、他方のピーク値に向けて立ち下がり始める直前までの時間である第1時間と、前記基線の位置から他方のピーク値の側に向けて立ち下がり始めた時点から、前記基線の位置まで立ち上がった後、更に前記基線の位置から前記一方のピーク値に向けて立ち上がり始める直前までの時間である第2時間とのうち、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへのトナーの静電移動を阻害する方の時間の波形一周期に対する割合を示すデューティが50[%]を超え、かつ、時間平均の極性が、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性となるものを出力するように、前記転写電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、周期的に値を変動させる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、
前記転写バイアスの周期変動の波形で、前記転写バイアスのピークツウピークにおける一方のピーク値と他方のピーク値とのうち、前記転写ニップで像担持体側から記録シート側へのトナーの静電移動をより阻害する方である阻害ピーク値を、他方のピーク値に向けてピークツウピーク値の30%の値だけシフトさせた位置を前記波形の基線として、前記波形が前記基線よりも前記阻害ピーク値側となる時間である阻害時間の周期変動の1周期における割合が50[%]を超え、かつ、時間平均の極性が、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性となるものを出力するように、前記転写電源を構成した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、
前記多層構造に具備される層の1つとして、弾性材料からなる弾性層を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
前記弾性層として、複数の微粒子が分散せしめられた材料からなるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
前記像担持体として、前記弾性層の上に表面層を被覆したものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
前記像担持体として、基体の表面上に複数の樹脂層を被覆したものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置において、
請求項1における前記重畳バイアス、又は請求項2における前記転写バイアスとして、極性を所定の周期で交互に切り替えるものを出力させるように、前記転写電源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の何れか一項に記載の画像形成装置において、
トナー像を前記記録シート上に転写した後に前記像担持体上に残るトナーの帯電量が、トナー像を前記記録シート上に転写する前の前記像担持体上のトナーの帯電量と同じ極性になるように、前記転写電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、極性が所定の周期で交互に切り替わる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、
前記転写バイアスとして、その極性が前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性になる時間の波形一周期に対する割合を示すデューティが50[%]を超え、かつ、時間平均の極性が、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性となるものを出力するように、前記転写電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 複数の層を具備する多層構造の像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面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流を流すために、極性が所定の周期で交互に切り替わる転写バイアスを出力する転写電源とを備え、前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して前記像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置において、
前記転写バイアスの波形において、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性とは逆極性側のピーク値を第一ピーク値とし、他方のピーク値を第二ピーク値とし、前記第一ピーク値よりも前記第二ピーク値に向けてピークツウピーク値の30%の値だけシフトさせた位置を前記波形の基線としたとき、前記波形が前記基線よりも前記第一ピーク値側となる時間の波形一周期における割合が50[%]を超え、かつ、時間平均の極性が、前記転写ニップで前記像担持体から記録シートへとトナーを静電移動させる極性となるものを出力するように、前記転写電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。
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