JP6663581B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、第一実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図1は、第一実施形態に係る画像形成装置100の概略構成を示す概略構成図である。同図において、画像形成装置100は、記録シートSにトナー像を転写するための中間転写体たる転写ベルト3、用紙Pを転写ベルト3に向けて供給する給紙装置1、転写ベルト3上にトナー像を形成する画像形成部4などを備えている。また、画像形成部4の感光体40を光走査する光走査装置5、転写ベルト3上のトナー像を二次転写ニップN2に当接する二次転写ニップN2で記録シートSに二次転写するための転写搬送装置6なども備えている。また、熱と圧力とを利用して記録シートSトナー像を定着させる定着装置7、二次転写ニップN2で記録シートSに転写されずに転写ベルト3上に残留したトナーをベルトから除去するベルトクリーニング装置8なども備えている。更には、記録シートSを二次転写ニップN2に向けて送り出すレジストローラ対12なども備えている。
本発明者らは、平滑紙からなる記録シートSの先端部で画像濃度不足を発生させ易くなる原因について鋭意研究を行ったところ、次のような現象を見出した。即ち、記録シートSの先端部を二次転写ニップに進入させるときには、二次転写ニップ内において記録シートSの先端部を挟み込んでいる領域と、挟み込んでいない領域とが発生し、電気抵抗のより低い後者の領域に電流が集中して流れ込む。この流れ込みにより、記録シートSの先端部に流れる二次転写電流が不足して画像濃度不足を引き起こし易くなることがわかった。
図3において、交流バイパス用コンデンサ259は、交流電源240から出力された交流出力が直流電源210に回り込むことを防止するために交流出力を一部蓄電するものである。また直流出力に対しては非常に高いインピーダンスを有するため交流電源240に低損失で直流出力を重畳させることが出来る。但し、直流電源210の起動時には、交流バイパス用コンデンサ259内に電荷が蓄積されていない。このため、交流バイパス用コンデンサ259のインピーダンスは非常に低く、直流電源210から出力された直流電圧は、交流バイパス用コンデンサ259に流れ込んでしまう。このため、直流電源210は、交流バイパス用コンデンサ259内に電荷が蓄積されるまで、二次転写部対向ローラ63に十分な電力を供給することができず、電圧の立ち上がり速度が比較的遅くなってしまう。
[変形例]
図9は、変形例に係る画像形成装置における直流二次転写バイアスの定電圧制御や定電流制御における出力目標値の経時変化と、直流成分の出力値の経時変化とを示すグラフである。また、図10は、同画像形成装置における重畳二次転写バイアスの定電圧制御や定電流制御における出力目標値の経時変化と、直流成分の出力値の経時変化とを示すグラフである。変形例に係る画像形成装置は、直流二次転写バイアス、重畳二次転写バイアスともに、直流成分の定電流制御における先端部用の出力目標値と本体部用の出力目標値とを互いに同じ値にしている。そして、直流二次転写バイアス用の切り替え時間である第一切り替え時間T1と、重畳二次転写バイアス用の切り替え時間である第二切り替え時間T2とを互いに異ならせることで、「Vx1’/Vx2’ < Vx1/Vx2」という条件を満足させるようになっている。直流二次転写バイアス、重畳二次転写バイアスともに、基準時点を第一実施形態よりも早い時点に設定している。なお、直流二次転写バイアスと重畳二次転写バイアスとで、互いに基準時点を同じにしているが、直流成分の立ち上がりや立ち下がりの特性によっては、互いの基準時点を異ならせてもよい。
本発明者らは、第一実施形態に係る画像形成装置100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複数のプリントテストを行った。複数のプリントテストにおいて、記録シートSの種類、切り替え時間(T1又はT2)、及び環境(温湿度)の組み合わせを互いに異ならせた。記録シートSの種類としては、平滑紙、凹凸紙の二種類を採用した。また、切り替え時間としては、5[msec]、10[msec]、20[msec]、40[msec]の四通りを採用した。また、環境としては、23℃50%と、10℃15%との二通りを採用した。
本発明者らは、上述したプリント試験機を用いて複数の第二プリントテストを行った。複数の第二プリントテストにおいて、記録シートSの種類、及び切り替え時間(T1又はT2)の組み合わせを互いに異ならせた。記録シートSの種類としては、表面の平滑度=22[sec]の凹凸紙A、平滑度=10[sec]の凹凸紙B、及び平滑度=6[sec]の凹凸紙Cの三種類を採用した。また、切り替え時間としては、5[msec]、10[msec]、15[msec]、20[msec]、30[msec]、40[msec]の六通りを採用した。環境については、23℃50%に固定した。
[態様A]
態様Aは、像担持体(例えば転写ベルト3)とニップ形成部材(例えば二次転写ベルト60)との当接による転写ニップ(例えば二次転写ニップN2)内に進入した記録シート(例えば記録シートS)に前記像担持体上のトナー像を転写するための転写バイアス(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200)と、前記転写電源から出力される転写バイアスを直流電圧だけからなる直流転写バイアス(例えば直流二次転写バイアス)と直流及び交流の重畳電圧からなる重畳転写バイアス(例えば重畳二次転写バイアス)とで切り替える制御を実施する制御手段(例えば制御部150)とを備える画像形成装置(例えば画像形成装置100)において、トナー像を記録シートの先端部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である先端部用電圧と、トナー像を記録シートの先端部よりも後側の本体部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である本体部用電圧とについて、前記直流転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧よりも高くし(例えばVx1>Vx2)、且つ、前記重畳転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧で除算した値を、前記直流転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧で除算した値よりも小さくする(例えばVx1’/Vx2’ < Vx1/Vx2)制御を実施するように、前記制御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において、環境を検知する環境検知手段(例えば環境センサー153)を設け、且つ、低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて前記直流転写バイアスの前記先端部用電圧(例えばVx1)を高くする一方で、低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて前記重畳転写バイアスの前記先端部用電圧(例えばVx1’)を低くする制御を実施するように、前記制御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、第一実施例で説明したように、環境にかかわらず、表面凹凸に富んだ記録シートの先端部や、表面平滑性に優れた記録シートの先端部で発生し易い画像濃度不足を抑えることができる。
態様Cは、態様A又はBにおいて、使用される記録シートの表面平滑性の情報を取得する情報取得手段(例えばオペレーターパネル152と制御部150との組み合わせ)を設け、且つ、前記重畳転写バイアスについて、使用される記録シートの表面平滑性が低くなるにつれて、前記先端部用電圧を低くする制御を実施するように、前記制御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、第二実施例で説明したように、表面凹凸に優れた記録シートを用いる場合に、その表面平滑性の程度にかかわらず、シート先端部の画像濃度不足を抑えることができる。
態様Dは、態様A〜Cの何れかにおいて、前記直流転写バイアス、前記重畳転写バイアスのそれぞれについて、記録シートの先端を前記転写ニップに進入させるのに先立って直流電圧を定電圧制御で立ち上げた後、定電圧制御から定電流制御に切り替えて前記先端部用電圧や前記本体部用電圧を出力する制御を実施するように、前記制御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、実施形態で説明したように、転写電源として、直流電源回路の出力を直流転写バイアスと重畳転写バイアスとで併用したものを用いても、シート先端部を転写ニップに進入させる際に、直流電圧を必要な値まで十分に立ち上げることができる。
態様Eは、態様Dにおいて、前記重畳転写バイアスの直流電圧の出力制御と前記直流転写バイアスの出力制御とで、定電圧制御によってバイアスの立ち上げを開始する時点を、記録シートの先端を前記転写ニップに進入させる時点から互いに同じ時間だけ遡った時点にし、且つ、前記立ち上げを開始した時点から出力制御を定電流制御に切り替える時点までの時間については、前記直流転写バイアスの前記時間よりも前記重畳転写バイアスの前記時間を短くするように、前記制御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、先端部用と本体部用とで定電流制御の出力目標値を異ならせなくても、前記時間の調整だけで、「Vx1’/Vx2’ < Vx1/Vx2」という条件を満足させることが可能になる。
態様Fは、態様A〜Eの何れかにおいて、前記重畳転写バイアスについて、前記先端部用電圧に重畳する交流電圧のピークツウピーク値を前記本体部用電圧に重畳する交流電圧のピークツウピーク値よりも大きくする制御を実施するように、前記制御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、著しい低温低湿の環境下である場合や、表面凹凸の度合いが著しい記録シートを用いる場合であっても、シート先端部の画像濃度不足を抑えることができる。
態様Gは、像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ内に進入した記録シートに前記像担持体上のトナー像を転写するための転写バイアスを出力する転写電源と、前記転写電源から出力される転写バイアスを直流電圧だけからなる直流転写バイアスと直流及び交流の重畳電圧からなる重畳転写バイアスとで切り替える制御を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、トナー像を記録シートの先端部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である先端部用電圧と、トナー像を記録シートの先端部よりも後側の本体部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である本体部用電圧とについて、前記直流転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧よりも高くし、且つ、前記重畳転写バイアスについて、前記先端部用電圧に重畳する交流成分のピークツウピーク値を前記本体部用電圧に重畳する交流成分のピークツウピーク値よりも大きくする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
60:二次転写ベルト(ニップ形成部材)
100:画像形成装置
150:制御部(制御手段、情報取得手段の一部)
152:オペレーターパネル(情報取得手段の一部)
200:二次転写電源(転写電源)
N2:二次転写ニップ(転写ニップ)
S:記録シート
Claims (6)
- 像担持体とニップ形成部材との当接による転写ニップ内に進入した記録シートに前記像担持体上のトナー像を転写するための転写バイアスを出力する転写電源と、前記転写電源から出力される転写バイアスを直流電圧だけからなる直流転写バイアスと直流及び交流の重畳電圧からなる重畳転写バイアスとで切り替える制御を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
トナー像を記録シートの先端部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である先端部用電圧と、トナー像を記録シートの先端部よりも後側の本体部に転写するときの転写バイアスの直流電圧である本体部用電圧とについて、前記直流転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧よりも高くし、且つ、前記重畳転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧で除算した値を、前記直流転写バイアスにおける前記先端部用電圧を前記本体部用電圧で除算した値よりも小さくする制御を実施するように、前記制御手段を構成し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、
環境を検知する環境検知手段を設け、
且つ、低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて前記直流転写バイアスの前記先端部用電圧を高くする一方で、低温、低湿、又は低温低湿になるにつれて前記重畳転写バイアスの前記先端部用電圧を低くする制御を実施するように、前記制御手段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、
使用される記録シートの表面平滑性の情報を取得する情報取得手段を設け、
且つ、前記重畳転写バイアスについて、使用される記録シートの表面平滑性が低くなるにつれて、前記先端部用電圧を低くする制御を実施するように、前記制御手段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、
前記直流転写バイアス、前記重畳転写バイアスのそれぞれについて、記録シートの先端を前記転写ニップに進入させるのに先立って直流電圧を定電圧制御で立ち上げた後、定電圧制御から定電流制御に切り替えて前記先端部用電圧や前記本体部用電圧を出力する制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
前記重畳転写バイアスの直流電圧の出力制御と前記直流転写バイアスの出力制御とで、定電圧制御によってバイアスの立ち上げを開始する時点を、記録シートの先端を前記転写ニップに進入させる時点から互いに同じ時間だけ遡った時点にし、且つ、前記立ち上げを開始した時点から出力制御を定電流制御に切り替える時点までの時間については、前記直流転写バイアスの前記時間よりも前記重畳転写バイアスの前記時間を短くするように、前記制御手段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、
前記重畳転写バイアスについて、前記先端部用電圧に重畳する交流電圧のピークツウピーク値を前記本体部用電圧に重畳する交流電圧のピークツウピーク値よりも大きくする制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
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