JPH11352800A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JPH11352800A JPH11352800A JP10175398A JP17539898A JPH11352800A JP H11352800 A JPH11352800 A JP H11352800A JP 10175398 A JP10175398 A JP 10175398A JP 17539898 A JP17539898 A JP 17539898A JP H11352800 A JPH11352800 A JP H11352800A
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- G03G2215/01—Apparatus for electrophotographic processes for producing multicoloured copies
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Abstract
装置において、記録材の先端部における搬送安定化と画
像不良防止の両立を達成する。 【解決手段】 記録材のカール付け機構50を併用し、
普通紙の場合は紙先端余白内から転写電流を印加する
が、厚紙の場合は紙先端から転写電流を印加し、画像保
証領域では所定電圧量となるようにする。
Description
いはレーザービームプリンタ等のように、紙などの記録
材上に静電的に画像を形成する電子写真方式の画像形成
装置に関する。
ー等の画像形成装置において、感光ドラムのような像担
持体と、紙などの記録材を担持する記録材担持体(転写
ドラム、転写ベルト等)とを具備したものが知られてい
る。このような画像形成装置の一例として4色フルカラ
ー画像形成装置について、4色フルカラー複写機を例に
図7により説明する。
ある感光ドラム1を有し、その周囲に、感光ドラム1を
所定電位に帯電させるための帯電手段としての帯電器
2、潜像形成手段としての光学装置3、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの各色の現像手段としての現像
器4Y、4M、4C、4K、記録材を担持搬送し、トナ
ー像を記録材に転写するための転写手段としての転写ド
ラム5および転写帯電器5b、感光ドラム1のクリーニ
ング手段としてのクリーナー6からなる各画像形成手段
が配置されている。
までの工程について説明する。帯電器2により均一に帯
電した各感光ドラム1上に、リーダー部30から送られ
てきた、原稿の第1色目(例えばイエロー)の画像情報
が光学装置3により潜像として形成される。この感光ド
ラム1上の各潜像を現像器4Yにより第1色目のトナー
像として形成し、このトナー像を、給紙カセット7(7
a、7b、7c)から送られ、転写ドラム5上に担持、
搬送された記録材P上に転写する。感光ドラム1は表面
上の残留トナーがクリーナー6によって除去されて再び
つぎの画像形成に供される。
ち、マゼンタ、シアン、ブラック)について行い、記録
材P上にフルカラー画像を形成する。転写工程を終了し
た記録材Pは分離手段の分離帯電器5hや分離爪8a、
分離押上コロ8bによって転写ドラム5から分離され、
定着器9を介してトレイ10に至る。
なった転写ドラム5は表面に付着した不要なトナーが転
写クリーナー16、17によって除去され、つぎの記録
材Pの担持に供される。
た定着ローラ9bと、これに圧接した加圧ローラ9cと
を有し、両ローラのニップ部にて記録材Pを挟持搬送し
ながら加熱加圧して記録材上のトナー像を記録材に溶融
固着させて定着させる。
ラー複写機において、転写ドラム5のシートとして、7
5〜150μm程度の厚みPC(ポリカーボネート)や
PET(ポリエチレンテレフタレート)からなる転写シ
ート5fに吸着搬送されている。これらはPVDF(ポ
リフッ化ビニリデン)等に比べ、耐久性に優れ、また、
使用後の廃棄等を非常に簡易に行うことができる材質で
ある。
5fの表面電位は以下のように変動することになる。す
なわち、最初、内側除電器5d、外側除電器5eにより
転写シート5fの表面を初期化する。このときのシート
電位をV0とする。その後、記録材の吸着動作により記
録材を担持するにあたり、吸着ブラシ5cから転写シー
ト5f裏面へ吸着電流を印加することにより、転写シー
ト5f裏面の電位はVq上昇する。
から転写シート5fへ転写電流を印加することにより転
写シート5fの裏面電位はVtだけ変動する。
工程が4回行われ、記録材が分離される。4回の転写工
程において、転写電流が一定であると、転写シート5f
の裏面の電位は、V0+Vq+4×Vt=V1と電位が
上昇する。
等があるが、紙先端において、このバリが転写ドラムの
方に向いていた場合、紙先端から転写電流を印加してい
ると、紙と感光ドラムの間に吸着力が発生し、紙先端の
転写ドラムへの吸着性が損なわれてしまう。このため、
紙先端が浮いてしまい、転写不良による画像不良になっ
たり、ひどいときには、感光ドラムへ巻き付いてしま
い、紙搬送そのものが破綻してしまうという弊害を引き
起こしていた。
エッジでは転写電流が流れないように制御している。具
体的には、紙先端では転写ブラシの電位を転写シートの
電位と同一となるように制御することにより、転写ブラ
シから転写シート(および紙)に電流が流れないように
することが可能となる。
ように制御されている領域では、転写シートの電位は初
期の状態を保っているため、電位は画像形成の最後まで
V0+Vqのままである。このため、本例のような複写
機においては、紙先端エッジ通過後から先端余白で転写
高圧はV0+VqからVlast(Vlast>V1)
まで立ち上げることが必要となる。この様子を図8に示
す。
容量をCpt、記録材の容量をCpp、吸着工程、転写
工程に必要な電荷量をそれぞれQq、Qt(この値は感
光ドラムの性質やトナー電荷量に依存し、同一環境下で
は転写シートや記録材にあまり依存せず、一定値とな
る)とすると、Vq=Qq×(1/Cpt+1/Cp
p)、Vt=Qt×(1/Cpt+1/Cpp)とな
る。
ポリカーボネートを採用しているが、誘電率が3前後と
PVDFの10に比べ低い値であるため、転写シートの
容量Cptは誘電率に比例するため小さいな値となり、
転写工程に必要な電荷量を与えたとき、VqとVtは大
きな値となってしまう。
きくなったりすると、記録材の誘電率も非常に小さくな
り、やはりVqとVtは大きくなってしまう。実際、低
湿環境下における一般的な誘電率は2〜4程度であり、
例えば、紙の厚みを100μm程度、誘電率を3と仮定
すると、転写シートや紙の電位上昇分は4〜8kV程度
となる。これだけの電位差を紙先端のわずかな余白の間
(例えば紙先端余白を8mmとすると、プロセス速度が
200mm/secの場合、40msec以下で立ち上
げなければならない)で立ち上げることは非常に難し
く、画像先端の欠け幅が大きくなってしまうなどの弊害
が生じてしまっていた。
有する多重転写方式の画像形成装置において、記録材の
先端部における搬送安定化と画像不良防止の両立を達成
できる画像形成装置を提供することである。
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
走行しながら画像を記録する像担持体と、該像担持体に
係合しながら走行する記録材担持体と、該記録材担持体
に電荷を供給するための帯電手段とを有し、該帯電手段
が記録材および前記記録材担持体に電荷を供給すること
によって記録材に画像を形成するときに、記録材に電荷
を供給している途中で供給電荷量を変化させる画像形成
装置において、前記供給電荷量を変化させる位置を、画
像形成中の記録材の物性の変化、または、記録材の物性
に変化を及ぼす画像形成装置の動作条件に応じて変化さ
せることを特徴とする画像形成装置である。
付け機構を有することが好ましい。前記記録材の物性の
差は、記録材の厚み、剛度、表面抵抗、体積抵抗および
誘電率の少なくとも一つ以上の物性の差であることが好
ましい。記録材に画像を定着させるための熱定着装置を
有し、前記動作条件は、記録材が前記熱定着装置を通過
する回数であることが好ましい。別の態様によれば、前
記動作条件は、画像形成装置の設置環境の絶対水分量で
あることが好ましい。
を図面に則して更に詳しく説明する。なお、つぎにする
実施例の説明では、本発明は、図7に示したフルカラー
画像形成装置に具現化するものとして説明する。したが
って、フルカラー画像形成装置の全体的構成および機能
についての説明は省略し、本発明の特徴部分について説
明する。また、前出の部材と同一部材については同一符
号を付す。
る。
ラム5aの外周面には記録材Pを静電的に吸着し、矢印
C方向へ搬送する転写シート5fが巻装され、転写シー
ト5fの先後端部は転写ドラム5aの連結部材5jに貼
着されている。なお、本実施例の場合、転写シート5f
は厚さ150μm、体積抵抗率1015[Ω・cm]以上
のPC(ポリカーボネート)フィルムを用いている。
器5dと外側除電器5eを動作し、転写シート5fを電
気的に初期化する。記録材Pは矢印B方向から図示され
ない給紙搬送手段により給紙される。ここで、吸着ロー
ラ5gは図示されない駆動源により転写シート5fへと
密着し、高圧電源20からの吸着電流(電荷)が吸着帯
電ブラシ5cから転写シート5fの転写材担持面とは対
向する面(転写シート裏面)へと注入される。吸着ロー
ラ5gは電気的に接地しているため吸着帯電ブラシ5c
により注入された電流(電荷)とは逆向き(逆極)の電
流(電荷)が誘導(誘起)され、その結果、記録材Pと
転写シート5fは静電的に吸着する。なお、吸着ローラ
5gは記録材Pの転写ドラム5aへの吸着動作終了後速
やかに転写ドラム5aから脱動作を行う。
の高圧電源21から電流(電荷)が注入され、感光ドラ
ム1に形成された負帯電のトナー像が記録材上に転写さ
れる。なお、本実施例においては、有機系のOPC感光
体を表層に有する感光ドラムを採用している。また、感
光ドラムは初期、トナーと同様の極性、すなわち負の電
位に帯電され、レーザー露光されて帯電量が減少した部
分にトナーを現像させる、いわゆる反転現像方式を採用
している。多重転写を行う際にはこの転写動作を所望回
数繰り返したのち分離用のコロ8h、爪8a、帯電器5
hにより記録材は転写ドラム5から分離される。
上記に示した一連の吸着、転写、分離動作の前後に動作
し、転写シート5fを電気的に初期化する。
フルカラー画像形成装置になどにおいては、転写ドラム
に対する記録材の吸着性能を向上させるために、記録材
に対して転写ドラムに対する吸着方向のカールを付ける
ことなどで対応していた。
るカール付け装置に関しては、スポンジローラタイプあ
るいはミッキーローラタイプのカール付け機構(ローラ
対)に記録材を通過させることにより、記録材に所望の
カールを付けていた。
は、カール付けローラ対の圧力を増加させていくという
方法を用いたり、カール付けローラ入り口および出口の
記録材搬送経路および角度などを変化させて対応してい
る。
ける、記録材に対するカール付け部50およびレジスト
ローラ部60について詳しく説明する。
ラ部60までの記録材搬送経路を図2に示す。
図3に示すように、駆動ローラ50aとカール付けロー
ラ50b、50cから構成されるいわゆるミッキーロー
ラタイプである。搬送中の記録材がこのカール付け部を
通過することで記録材が各ローラによって図3上の下向
きにしごかれるため、記録材に対して図3上にて下向き
のカールが付与される。
0の下流には記録材の搬送を安定させるための搬送ロー
ラ52が配置されている。搬送ローラ52の下流、記録
材は搬送方向を変えてレジストローラ60に到達し、こ
こで記録材の斜行補正のための、いわゆるレジループを
作る。
いて、転写ドラムのシート表面の電荷状態は、図4に示
すように変動することになる。
電位は最初、内側除電器5dと外側除電器5eにより初
期化され、転写シート5fの裏面側(吸着、転写ブラシ
が当接する側)に−V0(V)となるように電荷を均一
に乗せる。その後、記録材の吸着動作により記録材Pを
担持するにあたり、吸着ブラシ5cから転写シート5f
の裏面側へ−Vq(V)の電荷を加えると、転写シート
5f裏面側の電荷は−V0+Vqに変化する。
から転写シート5fの裏面側へVT(V)となるような
電荷を加えると、転写シート裏面の帯電量は−V0+V
q+VTに変化する。本実施例でのフルカラー画像形成
装置では、この転写工程が4回行われ、記録材が分離さ
れる。この結果、転写シートの裏面の帯電量は最終的に
は、−V0+Vq+4×VT=+V1(V)まで電荷が
上昇してしまう。
の端部には裁断時等によくバリが発生する。紙先端が転
写ドラムの方に向いていた場合、紙先端から転写電流を
印加していると、紙と感光ドラムの吸着力が発生し、紙
先端の転写ドラムへの吸着性が損なわれてしまう。この
ため、紙先端が浮いてしまい、転写不良による画像不良
になったり、ひどいときには、感光ドラムへ巻き付いて
しまい、紙搬送そのものが破綻してしまうという弊害を
引き起こしていた。
端エッジでは転写電流が流れないように制御している。
具体的には、紙先端では転写シートの電位と同一となる
ように制御することにより、転写ブラシから転写シート
(および紙)に電流が流れないようにすることが可能と
なる。
ように制御されている領域では、転写シートの電位は初
期の状態を保っているため、電位は画像形成の最後まで
V0のままである。このため、従来例のようなフルカラ
ー画像形成装置においては転写高圧はV0からV1まで
立ち上げることが必要となる。
のポリカーボネートを採用しているが、誘電率が3前後
とPVDFの10に比べ低い値であるため、Vqおよび
Vtは大きな値となってしまう。さらに、記録材の厚み
が厚くなったりすると、記録材の誘電率も非常に小さく
なり、やはりVqおよびVtは非常に大きくなってしま
い、紙先端のわずかな余白の間で立ち上げることは非常
に難しく、従来、画像先端の欠け幅が大きくなってしま
うなどの弊害が生じてしまっていた。
カール付けの効果が増大するので、転写ドラムへ紙が巻
き付く力が増大するが、これにより、転写電流を紙先端
から印加しても紙先端の吸着性が不安定になることがな
いことが分かった。
ムへの紙の先端吸着性を重視し、紙先端エッジには転写
電流が流れないように制御するが、厚紙に画像形成を行
う時は、カール付け機構との併用で、紙先端から転写電
流を印加することとした。
写電流の印加状態を変化させることにより、紙先端での
画像性と吸着安定性を両立させることができる。
g/cm以上の紙種で、カール付け機構による効果が十
分に大きくなり、紙先端エッジに転写電流を印加しても
紙搬送性を十分確保することができることが分かってい
る。図5に、本実施例における、通常の秤量80g/c
m程度の紙に画像形成した場合と、厚紙である200g
/cm程度の紙に画像形成した場合の転写ブラシに印加
する電源電圧をそれぞれ示す。
写出力が印加され始めているのに対して、厚紙では、紙
先端から転写出力が印加されているが、両者とも、画像
保証領域では所定の電圧量となっており、画像性が保証
されていることが分かる。また、転写出力は厚紙の場合
が普通紙の場合より大きいことが示されている。
て述べたが、このほかにも剛度、表面抵抗、体積抵抗、
誘電率、の性質の差により、転写電流の印加する領域を
変化させても効果的である。例えば、厚みが薄い紙でも
こしのある、剛度の高い紙であれば、カール付けが十分
に機能するため、より紙先端エッジに近いところから転
写電流を印加することが可能となり、その結果、紙先端
余白を小さく設定することが可能となる。
い紙では、比較的紙先端エッジに近いところから転写電
流を印加しても、感光ドラムに巻き付くことがないが、
抵抗の低い紙では、紙先端エッジから離れたところから
転写電流を印加しないと、印加電流の影響が紙先端エッ
ジに出てしまい、感光ドラムに巻き付いてしまう等の弊
害がある。しかし、一般的には抵抗の低い紙は誘電率も
大きく、同じ電流値を流しても電圧上昇ΔVは小さく、
したがって、紙先端エッジから少し離れた場所から転写
電流を立ち上げても、先端余白をそれほど大きくしなく
ても十分な画像保証をすることができる。
での転写電流の印加領域を変化させることにより、適切
な吸着搬送性と先端画像保証を行うことができる。な
お、紙の厚み、各種抵抗値、剛度等は、ユーザーが使用
する紙に応じて選択できるようになっていてもよいし、
装置の中で自動的に判別できるようになっていてもよい
ことはいうまでもない。
る。第1実施例では、紙種により紙先端エッジ部での転
写電流の印加状態を変化させる例を述べたが、同様に、
紙の吸湿状態に応じて、紙先端エッジ部での転写電流の
印加状態を変化させても効果がある。その例に以下に述
べる。
小さな値となる。また、感光ドラム上のトナーの帯電量
が大きくなるので、より大きな転写電流を必要とする。
さらに紙が乾燥しているため、紙の誘電率が小さくな
り、紙の分圧が大きくなり、このため、前述の最終転写
電圧V1の値が非常に大きくなってしまい、紙先端エッ
ジを過ぎてから転写電流を立ち上げていては、紙先端で
の画像性を保証できなくなる。
が強くなるため、紙のカール付け機構による転写ドラム
への吸着補助効果が強くなるため、紙先端エッジから転
写電流を印加しても十分な吸着安定性を有することがで
きる。
なり、紙のカール付け機構による転写ドラムへの吸着補
助効果が弱くなる。また、紙が吸湿し、抵抗値が小さく
なるため、より紙先端エッジから離れた場所から転写電
流を印加しないと、転写電流の一部が紙先端に流れ込ん
でしまい、紙先端が感光ドラムの方へ巻き付いてしま
い、安定な吸着搬送ができなくなってしまう。
ナーの帯電量が小さいことにより、転写電流が小さくて
すむこと、また、紙が吸湿していることにより、紙の誘
電率が大きくなり、たとえ同じ電流を印加しても、紙の
分圧が小さくてすむため、+V1の値はそれほど大きく
ならない。このため、比較的短時間で転写電圧をV0+
VqからV1まで立ち上げることができ、先端の画像に
も悪影響が少ない。
に、低湿環境での転写電流を印加し始める点を高湿環境
時より紙先端エッジ寄りにすることにより、全ての環境
において、紙先端での、吸着安定性と画像の保証を両立
することが可能となる。
成が可能な場合、両面2面目は、1回熱定着器を通過し
ているため、1面目の時に比べ、紙が乾燥し、紙の分圧
が大きくなるため、V1の値が大きくなってしまう。一
方で、紙のこしが強くなり、カール付け機構によるカー
ル付けが十分機能するようになり、紙先端から転写電流
を印加しても、搬送不良にならない。
き、1面目に比べ、2面目は、より紙先端近傍から印加
することを特徴とする。これにより、1面目と2面目の
紙先端での吸着安定性と画像性の両立を保証することが
可能となる。
1および第2実施例では、紙先端エッジ部において、転
写電流が流れないように制御し、紙先端余白内で所定の
転写電流になるように変化させた例について述べたが、
本発明は、紙先端余白内で転写電流を変化する系であれ
ば、成り立つ。
曲率が等しいような系では、記録材にカール付け機構で
十分カール付けがなされない場合に、紙先端に転写電流
を印加すると、搬送不良に至ることは説明した通りであ
る。しかし、例えば、転写ベルトを用いたり、感光ドラ
ムの曲率より転写ドラムの曲率が小さい場合は、紙先端
エッジにバリが存在しても、紙先端エッジでの電流を画
像形成時より小さめにしておけばよいことが多い。例え
ば、画像形成中の所定転写電流を20μAとしたとき、
紙先端エッジ部では10μA程度に抑えておく。そし
て、紙先端余白部ないで10μA→20μA程度に転写
電流を変更する。
て、転写電流を変化させる場所を変化させることによ
り、紙先端部での搬送性と画像性を両立することが可能
となる。
の画像形成装置によれば、記録材の先端部において供給
電荷量を変化させる位置を、画像形成中の記録材の物性
の変化、または、記録材の物性に変化を及ぼす画像形成
装置の動作条件に応じて変化させることにより、記録材
の先端部における搬送安定化と画像不良防止の両立を達
成することができ、高品質の画像を得ることができる。
を示す構成図である。
図である。
図である。
図である。
電圧を示す説明図である。
る転写電圧を示す説明図である。
形成装置の一例を示す構成図である。
示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 走行しながら画像を記録する像担持体
と、該像担持体に係合しながら走行する記録材担持体
と、該記録材担持体に電荷を供給するための帯電手段と
を有し、該帯電手段が記録材および前記記録材担持体に
電荷を供給することによって記録材に画像を形成すると
きに、記録材に電荷を供給している途中で供給電荷量を
変化させる画像形成装置において、 前記供給電荷量を変化させる位置を、画像形成中の記録
材の物性の変化、または、記録材の物性に変化を及ぼす
画像形成装置の動作条件に応じて変化させることを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項2】 記録材にカール形状を付けるためのカー
ル付け機構を有することを特徴とする請求項1の画像形
成装置。 - 【請求項3】 前記記録材の物性の差は、記録材の厚
み、剛度、表面抵抗、体積抵抗、および誘電率の少なく
とも一つ以上の物性の差であることを特徴とする請求項
1または2の画像形成装置。 - 【請求項4】 記録材に画像を定着させるための熱定着
装置を有し、前記動作条件は、記録材が前記熱定着装置
を通過する回数であることを特徴とする請求項1または
2の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記動作条件は、画像形成装置の設置環
境の絶対水分量であることを特徴とする請求項1または
2の画像形成装置。
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