JP7155558B2 - 除電装置及びこれを用いた被帯電媒体処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、接触型除電手段で帯電シートの表面を除電し、非接触型除電手段で帯電シートの裏面を除電する除電装置が開示されている。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る除電装置において、前記非接触型除電手段のみで前記被帯電媒体を除電するとき、前記接触型除電手段の除電部材を前記被帯電媒体から退避させることを特徴とする除電装置である。
請求項4に係る発明は、搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、を有し、前記非接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件は、前記接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件に依存して決定されることを特徴とする除電装置である。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る除電装置において、前記接触型除電手段の除電条件が増加することに依存して前記非接触型除電手段の除電条件を直前状態よりも増加させることを特徴とする除電装置である。
請求項6に係る発明は、請求項4に係る除電装置において、前記接触型除電手段の除電条件が増加することに依存して前記非接触型除電手段の除電条件を直前状態よりも減少させることを特徴とする除電装置である。
請求項7に係る発明は、搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、を有し、前記接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件は、前記非接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件が予め決められた前記被帯電媒体の除電後の目標表面電位に相当する目標条件になるように設定されることを特徴とする除電装置である。
請求項9に係る発明は、請求項8に係る被帯電媒体処理装置において、前記処理部は、被帯電媒体としての記録媒体に画像を転写するもので、転写条件は転写において放電が発生する以上の転写電圧値であることを特徴とする被帯電媒体処理装置である。
請求項1に係る発明によれば、接触型除電手段及び非接触型除電手段の両方を常に使用する場合に比べて、消費電力を低減することができる。
請求項2に係る発明によれば、中抵抗の被帯電媒体の除電に当たり接触型除電手段を使用する場合に比べて、接触型除電手段の寿命を延ばすことができる。
請求項3に係る発明によれば、被帯電媒体に接触型除電手段を常に接触させる場合に比べて、接触型除電手段と被帯電媒体との接触による磨耗を低減することができる。
請求項4に係る発明によれば、非接触型除電手段の除電条件が接触型除電手段の除電条件に依存しない場合に比べて、非接触型除電手段の除電条件を精度よく設定することができる。
請求項5に係る発明によれば、非接触型除電手段の除電条件が接触型除電手段の除電条件に依存しない場合に比べて、除電のばらつきを低減することができる。
請求項6に係る発明によれば、非接触型除電手段の除電条件が接触型除電手段の除電条件に依存しない場合に比べて、被帯電媒体の帯電量を除電するのに必要な除電量を調整することができる。
請求項7に係る発明によれば、非接触型除電手段の除電条件が予め決められた目標条件になるように接触型除電手段の除電条件を設定しない場合に比べて、被帯電媒体に残る帯電量を減少させることができる。
請求項8に係る発明によれば、高抵抗の被帯電媒体を除電するに当たり、当該被帯電媒体に帯電した電荷を非接触型除電手段のみで除電する態様に比べて高速に除電を行うことができるという基本的効果に加えて、請求項1乃至7のいずれかの発明の特有効果を発揮することが可能な除電装置を含む被帯電媒体処理装置を構築することができる。
請求項9に係る発明によれば、被帯電媒体として高抵抗の記録媒体に画像を転写したとしても、記録媒体に帯電した電荷を高速且つ均一に除電することができ、転写後の記録媒体同士の貼り付きを抑制することができる。
図1(a)は本発明が適用された除電装置を用いた被帯電媒体処理装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、被帯電媒体処理装置は、予め決められた抵抗値以上の高抵抗の被帯電媒体Sを搬送する搬送手段6と、被帯電媒体Sの搬送経路の途中に設けられ、被帯電媒体Sを帯電処理する処理部7と、処理部7よりも被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、処理部7にて帯電処理された被帯電媒体Sを除電する除電手段と、を備えたものである。
ここで、処理部7としては適宜選定して差し支えないが、例えば被帯電媒体Sとしての記録媒体に画像を転写するものであるとすれば、記録媒体に画像を転写するには、転写条件としては放電が起きて記録媒体を帯電することが必要であるため、転写条件は転写において放電が発生する以上の転写電圧値であることを要する。
本例において、除電手段は、搬送される被帯電媒体Sに接触する除電部材1aを有し、被帯電媒体Sに帯電した電荷eの過半量を除電する接触型除電手段1と、接触型除電手段1よりも被帯電媒体Sの搬送方向下流側に設けられ、接触型除電手段1にて除電された後の被帯電媒体Sの残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段2と、を有するものである。
また、接触型除電手段1は対構成の除電部材1a,1bで被帯電媒体Sを挟持して搬送する態様や、回転する除電部材とこれに対向する固定の対向部材との組合せ、更には、固定式の除電ブラシなど適宜選定して差し支えない。
そして、被帯電媒体Sに帯電した電荷eの過半量を除電する条件とは、被帯電媒体Sに帯電した電荷eの過半量に対応する帯電電位を相殺する上で必要な除電電圧や除電電流を意味する。ここで、除電電圧としては直流電圧に限られず、交流電圧のいずれでもよい。
更に、非接触型除電手段2としてはコロトロン、スコロトロンが代表的であり、除電条件としては被帯電媒体Sに残存する電荷を除電する上で必要な除電電圧(直流電圧、交流電圧を含む)や除電電流を意味する。ここで、非接触型除電手段2の配置については被帯電媒体Sの表面側、裏面側のいずれでも差し支えないが、被帯電媒体Sの裏面側に配置する態様では表面側に配置する態様で使用する除電電圧や除電電流とは逆の極性のものを使用するようにすればよい。
このとき、被帯電媒体Sが樹脂フィルムのように高抵抗(誘電体)の媒体である場合には、図1(b)に示すように、被帯電媒体Sの表面が例えば負極性の電荷e(-)で帯電されたとすると、帯電された電荷が抜けにくいため、誘電分極により被帯電媒体Sの裏面には正極性の電荷(+)が誘起され、被帯電媒体Sの表面電位は例えばVc(-)に保たれる。
この状態において、被帯電媒体Sが接触型除段手段1の除電部位Aを通過すると、接触型除電手段1は被帯電媒体Sの帯電電荷eの過半量を除電するため、被帯電媒体Sの帯電電位はVa(<Vc/2)に変化する。但し、接触型除電手段1による除電動作は大きい除電量を確保し得るものの、除電後の被帯電媒体Sの帯電電位Vaのばらつき量±ΔVaは比較的大きい。
しかしながら、本例では、接触型除電手段1を通過した被帯電媒体Sは非接触型除電手段2を通過する。このとき、非接触型除電手段2による除電動作は除電量そのものは少ないものの、除電レベルを略均等に保つことが可能であるため、被帯電媒体Sの帯電電位はVb(略0)に変化する。
つまり、本例では、接触型除電手段1にて大幅除電が実施され、非接触型除電手段2にて除電量が均一にレベリングされるという作用を奏する。
しかしながら、本例の除電手段(接触型除電手段1、非接触型除電手段2)による除電処理を行うようにすれば、図2(b)に示すように、高抵抗の被帯電媒体Sを使用したとしても、接触型除電手段1及び非接触型除電手段2を通過した被帯電媒体Sの表面の帯電量は略0になり、これに伴って、被帯電媒体Sの裏面の帯電量も略0になることから、図2(c)に示すように、被帯電媒体Sが積載された状態で収容されたとしても、被帯電媒体S同士が静電気力にて貼り付く懸念は解消される。
本実施の形態では、除電手段として、接触型除電手段1及び非接触型除電手段2を備えているが、常に両方を使用することを必須とするものではない。
例えば被帯電媒体Sの抵抗が1013Ω/□以下のとき接触型除電手段1のみ又は非接触型除電手段2のみで被帯電媒体Sを除電するようにしてもよい。本例は、被帯電媒体Sの抵抗が低抵抗である場合には、被帯電媒体Sに帯電した電荷が除電され易いことから、両方の除電手段1,2を使用する必要性が少ないことによる。
また、被帯電媒体Sの抵抗が1013Ω/□より大きく1015Ω/□以下のとき非接触型除電手段2のみで被帯電媒体Sを除電するようにしてもよい。本例は、被帯電媒体が中抵抗であるとき非接触型除電手段のみを使用する態様である。これは、中抵抗の被帯電媒体Sの場合、接触型除電手段1のみでは除電しきれないが、非接触型除電手段2のみなら除電可能であることによる。
更に、接触型除電手段1の除電部材1aの摩耗を有効に抑えるという観点からすれば、非接触型除電手段2のみで被帯電媒体Sを除電するとき、接触型除電手段1の除電部材1aを被帯電媒体Sから退避させることが好ましい。
ここで、非接触型除電手段2の除電条件C2の好ましい決定手法としては以下のものが挙げられる。
第1の手法としては、接触型除電手段1の除電条件C1が増加することに依存して非接触型除電手段2の除電条件C2を直前状態よりも増加させる手法がある。本例の理由は以下の通りである。接触型除電手段1の除電力を強めると、被帯電媒体Sの帯電量が多いことから、接触型除電手段1による除電が終わった際の被帯電媒体Sにおける除電のばらつきは大きくなる。このとき、非接触型除電手段2の除電力を上げないと、十分除電しきれない。
第2の手法としては、接触型除電手段1の除電条件C1が増加することに依存して非接触型除電手段2の除電条件C2を直前状態よりも減少させる手法がある。本例は、接触型除電手段1が特にAC放電(交流放電)のときに有効である。
◎実施の形態1
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。
-画像形成装置の全体構成-
同図において、画像形成装置20は、装置筐体21内に、複数の色成分(本実施の形態ではホワイト#1、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、ホワイト#2)画像を形成する画像形成部22(具体的には22a~22f)と、各画像形成部22にて形成された各色成分画像を順次転写(一次転写)保持するベルト状の中間転写体30と、中間転写体30上に転写された各色成分画像を記録媒体としての用紙Sに二次転写(一括転写)する二次転写装置(一括転写装置)50と、二次転写された画像を用紙S上に定着させる定着装置70と、二次転写域に用紙Sを搬送する用紙搬送系80と、を備えている。尚、本例では、ホワイト#1、ホワイト#2は全く同色の白色材料を用いているが、用紙S上の他の色成分画像よりも下層に位置するか、上層に位置するかによって異なる白色材料を用いたものでもよいし、また、例えばホワイト#1、ホワイト#2に代えて透明色の材料を用いるようにしてもよいし、他の特殊色の材料を用いてもよいことは勿論である。
本実施の形態において、各画像形成部22(22a~22f)は、夫々ドラム状の感光体23を有し、各感光体23の周囲には、感光体23が帯電されるコロトロンや転写ロール等の帯電装置24、帯電された感光体23上に静電潜像が書き込まれるレーザ走査装置等の露光装置25、感光体23上に書き込まれた静電潜像が各色成分トナーにて現像される現像装置26、感光体23上のトナー画像が中間転写体30に転写される転写ロール等の一次転写装置27及び感光体23上の残留トナーが除去される感光体清掃装置28を夫々配設したものである。
更に、二次転写装置(一括転写装置)50は、図3及び図4に示すように、複数(例えば2つ)の張架ロール52(具体的には52a,52b)に転写搬送ベルト53が張架されたベルト転写モジュール51(図1に示す転写手段2に相当)を中間転写体30の表面に接触するように配置したものである。
ここで、転写搬送ベルト53はクロロプレン等の材料を用いた体積抵抗率106~1012Ω・cmの半導電性ベルトであり、一方の張架ロール52aを弾性転写ロール55として構成し、この弾性転写ロール55を転写搬送ベルト53を介して中間転写体30に二次転写域(一括転写域)TRにて圧接配置すると共に、中間転写体30の張架ロール33を弾性転写ロール55の対向電極をなす対向ロール56として対向配置し、一方の張架ロール52a位置から他方の張架ロール52b位置に向けて用紙Sの搬送経路を形成するものである。
そして、本例では、弾性転写ロール55は金属製シャフトの周囲に発泡ウレタンゴムやEPDMにカーボンブラック等が配合された弾性層を被覆した構成になっている。
更に、対向ロール56(本例では張架ロール33を兼用)には導電性の給電ロール57を介して転写用電源58からの転写バイアスVtが印加されており、一方、弾性転写ロール55(一方の張架ロール52a)は図示外の金属製シャフトを介して接地されており、弾性転写ロール55及び対向ロール56間に所定の転写電界が形成されるようになっている。尚、他方の張架ロール52bも接地されており、転写搬送ベルト53への帯電を防止するようになっている。また、転写搬送ベルト53の下流端での用紙Sの剥離性を考慮すると、下流側の張架ロール52bを上流側の張架ロール52aよりも小径にすることが有効である。
定着装置70は、用紙Sの画像保持面側に接触して配置される駆動回転可能な加熱定着ロール71と、当該加熱定着ロール71に対向して圧接配置され、加熱定着ロール71に追従して回転する加圧定着ロール72とを有し、両定着ロール71,72間の転写領域に用紙S上に保持された画像を通過させ、当該画像を加熱加圧定着するものである。尚、定着装置70の定着方式については実施の形態で示した態様に限られるものではなく、非接触、レーザ光を利用した定着方式など適宜選定して差し支えない。
更に、用紙搬送系80は、複数段(本例では二段)の用紙供給容器81,82を有し、用紙供給容器81,82のいずれかから供給される用紙Sを略鉛直方向に延びる鉛直搬送路83から略水平方向に延びる水平搬送路84を経て二次転写域TRへと至り、その後、転写された画像が保持された用紙Sを、搬送ベルト85を経由して定着装置70による定着部位に至り、画像形成装置筐体21の側方に設けられた用紙排出受け86に排出するものである。
そして更に、用紙搬送系80は、水平搬送路84のうち定着装置70の用紙搬送方向下流側に位置する部分から下方に向かって分岐する反転可能な分岐搬送路87を有し、当該分岐搬送路87で反転された用紙Sを戻し搬送路88を経て再び鉛直搬送路83から水平搬送路84へと戻し、二次転写域TRにて用紙Sの裏面に画像を転写し、定着装置70を経て用紙排出受け86へ排出するようになっている。
また、用紙搬送系80には用紙Sを位置合せして二次転写域TRに供給する位置合せロール90のほか、各搬送路83,84,87,88には適宜数の搬送ロール91が設けられている。更にまた、画像形成装置筐体21の用紙排出受け86の反対側には水平搬送路84に向かって手差し用紙が供給可能な手差し用紙供給器95が設けられている。
特に、本実施の形態においては、定着装置70から用紙排出受け86に至る水平搬送路84の途中に除電装置100が設けられている。
本例において、除電装置100は、用紙Sに接触して当該用紙Sに帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電器101と、接触型除電器101よりも用紙Sの搬送方向下流側に設けられ、接触型除電器101にて除電された後の用紙Sの残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電器102とを備えている。
以下、接触型除電器101及び非接触型除電器102について説明する。
接触型除電器101は、図3、図4及び図5(a)に示すように、対構成の除電ロール111,112を接触配置し、いずれか一方の除電ロール112には駆動モータ113からの駆動力をギア等の駆動伝達機構114を介して伝達すると共に、除電ロール111を除電ロール112に接触させることで従動させ、除電ロール111,112間に用紙Sを挟持して搬送するものである。
更に、本例では、一方の除電ロール111には除電用電源115が接続され、当該除電用電源115から除電バイアスVd1(本例では正極性の直流電圧を使用)が印加され、他方の除電ロール112が接地されている。
特に、本例では、接触型除電器101は、図5(b)(c)に示すように、他方の除電ロール112に対して一方の除電ロール111を接離する接離機構116が設けられている。本例で用いられる接離機構116は、例えば揺動支点を中心に揺動する揺動アーム117を有し、この揺動アーム117の揺動支点から離れた先端側に除電ロール111を回転可能に支持し、駆動モータ等の駆動源118にて揺動アーム117を時計回り方向又は反時計回り方向に揺動させ、除電ロール112に対して除電ロール111を非接触な退避位置又は接触位置に配置するようになっている。
本例において、非接触型除電器102は、例えば図4に示すように、水平搬送路84に沿って搬送される用紙Sの表面側に向かって開口するチャネル断面形状の除電筐体121を有し、この除電筐体121内の長手方向に沿って放電ワイヤ122を掛け渡すと共に、この放電ワイヤ122には除電用電源125を接続し、当該除電用電源125から除電バイアスVd2(本例では正極性の直流電圧を使用)を印加する一方、用紙Sの裏面側には接地された金属板からなるアース電極123を配置するようにしたものである。
尚、本例では放電ワイヤ122は一本だけ使用した態様であるが、これに限られるものではなく、複数本の放電ワイヤ122を使用するようにしてもよいし、また、本例では所謂コロトロン方式が採用されているが、これに限られるものではなく、除電筐体121の開口に面した箇所に制御電極としてのグリッド板を付加する態様(所謂スコロトロン方式)を採用してもよいことは勿論である。
ここで、各除電器101,102の除電特性について簡単に説明する。
今、用紙Sが樹脂フィルムのように高抵抗(誘電体)である場合を想定し、例えば二次転写装置50を通過する用紙Sが転写電界を受けて帯電したものとする。このとき、図6(a)(b)に示すように、用紙Sの表面電位が負極性のVc1(-)であったと仮定すると、接触型除電器101は、一方の除電ロール111に除電バイアスVd1を印加することで、帯電した用紙Sの表面に正極性の電荷を予め決められた量だけ付与し、付与した電荷量分だけ用紙S上の負極性の表面電荷e(-)を除電する。この状態では、用紙Sの表面電荷が減少することに伴って、用紙Sの裏面では誘電分極した正極性の電荷e(+)も減少する。このため、用紙Sの表面電位はVc1(-)から絶対値でΔVc1だけ減少することになるが、接触型除電器101は、除電量としてΔVc1の絶対値をある程度大きく確保することが可能であることから、除電後の用紙Sの表面電位のばらつき量が大きく、除電が不均一になり易い傾向がある。
本実施の形態においては、除電装置100(接触型除電器101、接触型除電器102)は、図4に示すように、除電制御系130を介して除電の要否を判断し、除電を必要とする場合に除電方式、除電条件を決定し、除電動作を実施するようになっている。
本例において、除電制御系130は、図4に示すように、例えばマイクロコンピュータにて構成される制御装置131を有し、この制御装置131には画像形成装置20の操作パネル140、環境条件(例えば温度、湿度)を検出する環境センサ145が接続されている。また、制御装置131と各除電器101,102の各除電用電源115,125との間は選択スイッチ132,133介して選択的に接続されている。
ここで、操作パネル140には、画像形成装置20による作像処理を開始するためのスタートスイッチ(図4においては「スイッチ」を「SW」で表記、以下同様)141、各種作像モード(片面・両面印刷モード、標準・高画質印刷モードなど)を選択するモード選択スイッチ142及び用紙Sの物性(抵抗、厚み、坪量、サイズ等)を指示する物性指示スイッチ143が設けられている。尚、用紙Sの物性については、例えば用紙供給容器81,82や搬送路中に用紙Sの物性(抵抗、厚み、サイズ等)を検出する検出器を設置し、当該検出器にて用紙Sの物性情報を取得するようにしてもよいことは勿論である。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像処理過程を図7に示すフローチャートに従って説明する。
先ず、図3及び図4に示すように、スタートスイッチ141をオン操作すると、画像形成装置20は印刷ジョブを開始する。この状態において、用紙供給容器81又は82又は手差し用紙供給器95から用紙Sが供給され、一方、画像形成部22では用紙Sに転写する作像処理が行われ、作製された画像が中間転写体30を介して二次転写域TRへと移動する。
この後、用紙Sは水平搬送路84を経て二次転写域TRへと搬送され、二次転写装置50による転写動作が行われ、しかる後、画像が転写された用紙Sは定着装置70を通過して用紙S上に画像が定着され、画像定着された用紙Sは除電装置100へと向かう。
本例では、前述した除電の要否判断処理において、除電が必要であると判断されると、用紙Sは除電装置100による除電処理を経て搬送され、除電が不要であると判断されると、用紙Sは除電装置100による除電処理を行うことなく、用紙排出受け86に向かって搬送される。
一方、接触型除電器101が図5(b)(c)に示す態様では、除電が必要な場合に対構成の除電ロール111,112は接触状態を保たれ、除電が不要な場合に接離機構116により対構成の除電ロール111,112は非接触状態に保たれる。
本例では、制御装置131は、除電が必要であると判断すると、除電方式を決定すると共に、除電条件を決定する。
<除電方式の決定>
本例においては、制御装置131は、例えば物性指示スイッチ143からの指示情報に基づいて用紙Sの物性情報(例えば用紙種)を認識し、例えば図8(a)に示すように、用紙Sの表面抵抗(Ω/□)が低抵抗、中抵抗あるいは高抵抗のいずれかであるかを判断する。ここでは、低抵抗は1011以上1013未満、中抵抗は1013以上1015未満、高抵抗は1015以上1018未満とする。
そして、本例では、消費電力を必要最小限に抑えるという観点から、用紙Sの表面抵抗が低抵抗のときは選択スイッチ132をオン、選択スイッチ133をオフにして接触型除電器101のみを選択し、また、用紙Sの表面抵抗が中抵抗のときは選択スイッチ132をオフ、選択スイッチ133をオンにして非接触型除電器102のみを選択し、更に、用紙Sが高抵抗のときは選択スイッチ132,133の両方をオンにして接触型除電器101及び非接触型除電器102の両方を選択する方式が採用されている。
但し、除電装置100による除電精度を高めるという観点から、用紙Sが低抵抗、中抵抗及び高抵抗のいずれに対しても接触型除電器101及び非接触型除電器102の両方を使用するようにしてもよいことは勿論である。
本例では、例えば用紙Sとして低抵抗、中抵抗あるいは高抵抗のいずれかの用紙が使用されると仮定すると、用紙Sが高抵抗である場合には、対構成の測定ロール151,152間に用紙Sが跨がって配置されたとしても、測定用電源153からの測定電流は、対構成の測定ロール151を横切るように流れ、用紙Sを伝わって測定ロール152側の電流計155に至るものはほとんどない。
尚、この種の抵抗測定回路150については、例えば二次転写装置50の弾性転写ロール55と接地との間に電流計を介在させ、この電流計により転写電流を測定し、転写バイアスと転写電流とから二次転写域TRのシステム抵抗を演算し、用紙Sの表面抵抗を割り出すようにしてもよいことは勿論である。
次に、本例における除電条件の決定手法について説明する。
本例においては、制御装置131は、図4及び図9に示すように、二次転写装置50による転写条件(例えば環境センサ145からの環境情報に基づいて定電圧制御方式の転写バイアスVtを補正)、更には、物性指示スイッチ143からの指示情報(例えば用紙種)に基づいて用紙Sの表面抵抗を割り出し、二次転写装置50を通過した用紙Sの帯電電位を予測する。尚、図9に仮想線で示すように、二次転写装置50にて帯電された用紙Sの表面電位を電位プローブ160にて実測するようにしてもよいことは勿論である。
そして、接触型除電器101の除電条件としては、予測または実測した用紙Sの表面電位Vcを絶対値で過半量(本例では目標表面電位をVc1とする)減少させるように除電バイアスVd1を決定し、更に、非接触型除電器102の除電条件としては、接触型除電器101の除電条件(用紙Sの目標表面電位Vc1)に依存して除電バイアスVd2を決定し、用紙Sの表面電位をVc2(本例では略0)になるようにすればよい。
尚、本例では、非接触型除電器102の除電条件を接触型除電器101の除電条件に依存させる方式が採用されているが、これに限られるものではなく、例えば非接触型除電器102の除電条件を予め決めておき、接触型除電器101の除電条件を非接触型除電器102の除電条件に依存させる方式を採用してもよいことは勿論である。
例えば用紙Sが樹脂フィルムのように高抵抗である場合には、図8(a)に示すように除電方式は接触型除電器101及び非接触型除電器102の両方を使用し、図7に示すように、除電条件として決定された除電バイアスVd1,Vd2を夫々印加する。
この状態において、図7及び図9に示すように、二次転写装置50にて用紙Sの表面が負極性の電荷e(-)にて帯電され、誘電分極により用紙Sの裏面が正極性の電荷e(+)にて帯電されることになるが、先ず、接触型除電器101による除電処理が行われ、用紙Sの表面電位Vcが絶対値で過半量減少してVc1になる。但し、この段階では、用紙Sの表面電位Vc1のばらつき量は大きい。
そして、接触型除電器101を通過した用紙Sは、次いで、非接触型除電器102による除電処理が行われ、用紙Sの表面電位はVc1からVc2(略0)に至る。この段階では、用紙Sの表面電位Vc2は均一に除電されている。
特に、本例では、接触型除電器101の除電力を強めると、接触型除電器101による除電処理が終わった後の用紙Sの帯電電位のばらつきが大きくなるため、非接触型除電器102の除電力を強めることが好ましい。
更に、用紙Sが低抵抗である場合には、図8(a)に示すように、除電方式は接触型除電器101のみを使用し、除電条件として決定された除電バイアスVd1を印加し、接触型除電器101による除電処理が行われる。このとき、用紙Sの表面電位はVcからVc1へと除電されるが、除電バイアスVd1としては、目標表面電位Vc1が略0となるように設定するようにすればよい。
図10は実施の形態2に係る画像形成装置に用いられる除電装置の要部を示す。
同図において、除電装置100は、実施の形態1と同様に、接触型除電器101及び非接触型除電器を備えているが、実施の形態1と異なり、接触型除電器101の除電用電源136として直流電源ではなく交流電源を採用したものである。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。
本例において、接触型除電器101の除電用電源136としては、例えば高抵抗の用紙Sの表面電位が負極性のVc(-)であるとすれば、除電ロール111と用紙S表面との間の放電開始電圧は+|Vc|であることが必要であり、除電バイアスVd1として印加する交流電圧のVpp(ピークツウピーク電圧)は放電開始電圧の2倍以上の値であればよい。
このような除電条件で、接触型除電器101による除電処理を実施すると、用紙Sの表面電位Vcは、除電バイアスVd1として交流電圧を印加することで段階的に除電され、数十から数百Vの表面電位Vc1に収束される。しかしながら、接触型除電器101による除電処理では、用紙Sの表面電位Vc1のばらつき量が大きいため、実施の形態1と同様に、非接触型除電器102による除電処理を実施することで、用紙Sの表面電位をVc2(略0)にレベリングすることが必要である。
特に、本例では、接触型除電器101の除電力(例えば交流電圧のVpp)を強めると、用紙Sの表面電位は段階的に除電され、その表面電位Vc1のばらつき量は小さくなるため、非接触型除電器102の除電力を弱めることが可能である。
実施例1は実施の形態1に係る画像形成装置の除電装置を具現化したものである。
本例において、除電装置100(接触型除電器101,非接触型除電器102)の除電条件の決定手法について説明する。
今、接触型除電器101の電圧電流特性が図11(a)に示すものと仮定すると、例えば接触型除電器101の除電バイアスVd1として2.0kVが必要である場合、必要電流量として4.2μAを流すようにすればよい。
また、非接触型除電器102の電流電圧特性が図11(b)に示すものであると仮定すると、例えば非接触型除電器102に必要な電流が800μAである場合、除電バイアスVd2としての必要電圧は5.5kVを印加するようにすればよい。
実施例2は実施の形態2に係る画像形成装置の除電装置を具現化したものである。
本例において、用紙Sが厚み100μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムで、その表面抵抗が15logΩ/□とする。
また、接触型除電器101の除電ロール111の抵抗は7logΩ、同除電ロール112は金属製で接地されている。
本例において必要な除電条件としては、今、用紙Sの表面電位が-2.0kVであり、用紙Sが230mm/sec.の速度で除電装置100を通過する場合には、周波数f:800Hz、Vpp(ピークツウピーク電圧):5.5kVの除電バイアスVd1としての交流バイアスを印加することが必要である。この条件における除電ロール111と用紙Sとの間の放電開始電圧は2.0kVになり、印加する交流バイアスのVppは基本的には放電開始電圧の2倍以上の値であればよい。
このような条件において、印加する交流バイアスと用紙Sの表面電位との電位差が2kVを超えないと、除電(放電)は起きないため、用紙Sの表面電位Vc(-)は印加した交流バイアス(Vpp=5.5kV)により段階的に除電される。
このような接触型除電器101による除電処理を模式的に示すと、図12に示すように、用紙Sの表面電位Vc(-)は、「-2kV」→「-1.5kV」→「-1.1kV」→「-0.8kV」……へと段階的に除電されることが理解され、数十から数百Vに収束される。
この後、接触型除電器101を通過した用紙Sは、非接触型除電器102による除電処理を経てレベリングされた状態で除電される。
Claims (9)
- 搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、
前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、
を有し、
前記被帯電媒体の抵抗が1013Ω/□以下のとき接触型除電手段のみ又は非接触型除電手段のみで前記被帯電媒体を除電することを特徴とする除電装置。 - 搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、
前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、
を有し、
前記被帯電媒体の抵抗が1013Ω/□より大きく1015Ω/□以下のとき非接触型除電手段のみで前記被帯電媒体を除電することを特徴とする除電装置。 - 請求項1又は2に記載の除電装置において、
前記非接触型除電手段のみで前記被帯電媒体を除電するとき、前記接触型除電手段の除電部材を前記被帯電媒体から退避させることを特徴とする除電装置。 - 搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、
前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、
を有し、
前記非接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件は、前記接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件に依存して決定されることを特徴とする除電装置。 - 請求項4に記載の除電装置において、
前記接触型除電手段の除電条件が増加することに依存して前記非接触型除電手段の除電条件を直前状態よりも増加させることを特徴とする除電装置。 - 請求項4に記載の除電装置において、
前記接触型除電手段の除電条件が増加することに依存して前記非接触型除電手段の除電条件を直前状態よりも減少させることを特徴とする除電装置。 - 搬送される被帯電媒体に接触する除電部材を有し、前記被帯電媒体に帯電した電荷の過半量を除電する接触型除電手段と、
前記接触型除電手段よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記接触型除電手段にて除電された後の被帯電媒体の残電荷を非接触な状態で除電する非接触型除電手段と、
を有し、
前記接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件は、前記非接触型除電手段の除電に必要な除電電圧又は除電電流に相当する除電条件が予め決められた前記被帯電媒体の除電後の目標表面電位に相当する目標条件になるように設定されることを特徴とする除電装置。 - 予め決められた抵抗値以上の高抵抗の被帯電媒体を搬送する搬送手段と、
前記被帯電媒体の搬送経路の途中に設けられ、前記被帯電媒体を帯電処理する処理部と、
前記処理部よりも前記被帯電媒体の搬送方向下流側に設けられ、前記処理部にて帯電処理された被帯電媒体を除電する請求項1乃至7のいずれかに記載の除電装置と、
を備えたことを特徴とする被帯電媒体処理装置。 - 請求項8に記載の被帯電媒体処理装置において、
前記処理部は、被帯電媒体としての記録媒体に画像を転写するもので、転写条件は転写において放電が発生する以上の転写電圧値であることを特徴とする被帯電媒体処理装置。
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