JP2008261965A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、感光体クリーニング動作に伴う中抜けの発生を抑制できる画像形成装置の提供を目的とする。
【解決手段】感光体13と、感光体13の表面13Aを帯電させる帯電ローラ36と、感光体13の表面13Aにトナー画像を形成する現像ユニット12と、感光体13の表面13Aに形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト14とを備える画像形成装置でにおいて、非作像時または作像時において、感光体13と中間転写ベルト14との間に相対周速差を持たせて感光体と中間転写ベルト14とを回転させつつ接触させる感光体クリーニング動作を行うとともに、前記感光体クリーニング動作時において、前記中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った方向の電気抵抗が大きなときは、前記方向の電気抵抗が小さなときよりも感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を高く設定する。
【選択図】図2
【解決手段】感光体13と、感光体13の表面13Aを帯電させる帯電ローラ36と、感光体13の表面13Aにトナー画像を形成する現像ユニット12と、感光体13の表面13Aに形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト14とを備える画像形成装置でにおいて、非作像時または作像時において、感光体13と中間転写ベルト14との間に相対周速差を持たせて感光体と中間転写ベルト14とを回転させつつ接触させる感光体クリーニング動作を行うとともに、前記感光体クリーニング動作時において、前記中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った方向の電気抵抗が大きなときは、前記方向の電気抵抗が小さなときよりも感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を高く設定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
電子写真式の画像形成装置においては、帯電器を放電させて感光体の表面を帯電させ、次いで感光体表面を光で像様に露光して静電潜像を形成する。そして、このようにして感光体表面に形成された潜像に現像器でトナーを付着させてトナー画像とし、得られたトナー画像を中間転写体に転写し、更に記録用紙やOHPフィルムなどの記録媒体に転写するか、または前記トナー画像を記録媒体に直接転写する。
しかしながら、感光体から中間転写体または記録媒体にトナー画像が転写される条件によっては、トナー画像が完全には転写せずに白く抜ける所謂中抜けが生じることがあった。
トナー画像に中抜けが生じるのを防止し、中間転写体または記録媒体に高い転写効率でトナー画像が転写されるようにする手段としては、たとえば、像担持体(感光体)上に形成されたトナー画像を転写材料(記録媒体)上に直接転写する形態の画像形成装置において、像担持体の回転速度と転写材料の搬送速度との間に速度差を与えることによって文字やラインの細り、トナーの飛び散り、および中抜けの発生を防止することが検討された(特許文献1、2)。
また、前記形態の画像形成装置において、たとえばプロセススピードが低いときに像担持体と転写材料との速度差を大きくするというように、特定の画像形成条件のときに像担持体と転写材料との速度差を変化させることが提案された(特許文献3)。
更に、感光体と中間転写ベルトと前記感光体上のトナー画像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写手段とを備える画像形成装置において、中間転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、前記電荷付与手段で電荷を付与することにより中間転写ベルトに流れる電流を検出する電流検知手段とを設け、前期電流検知手段によって検出した電流値に応じて前記一次転写手段に印加する一次転写バイアスを制御することが提案された(特許文献4)。
加えて前記の形態の画像形成装置において、感光体表面の移動速度と中間転写ベルト表面の移動速度、およびこれらの移動速度の比率を変更する手段を導入することが検討された(特許文献5)。
更に加えて、前記の形態の画像形成装置において、トナー画像の転写位置における感光体の移動速度に対する中間転写ベルトの移動速度の比率を1.002〜1.020に設定することが提案された(特許文献6)。
ここで、前記画像形成装置では、前述のように感光体の表面を放電によって帯電させているから、放電によって窒素酸化物などの放電生成物が発生し、感光体の表面に付着、堆積する。感光体の表面に付着、堆積した放電生成物が高湿度環境下で吸湿すると、感光体表面の電気抵抗が低下して電荷保持力が低下するので、感光体表面の電荷が面方向に沿ってリークして静電潜像が崩れる。静電潜像が崩れた箇所には、現像器でトナーを付着させてもトナー像が形成されない所謂像流れが生じる。
そこで、トナー画像を形成する作像時またはトナー画像を形成しない非作像時に、感光体と中間転写体との間に相対周速差を持たせて感光体と中間転写体とを回転させ、感光体クリーニング動作を行うことが一般的に行われている。
しかしながら、大きな相対周速差で感光体と中間転写体とを回転させて感光体クリーニング動作をおこなうと中抜けが生じやすくなるという問題がある。また、中抜けの発生状況は中間転写体の電気抵抗によって変化し、電気抵抗が低いときに悪化する。
本発明は、上記問題を解決すべく、成されたものであり、感光体と中間転写体との間に相対速度差を付与して放電生成物を除去する感光体クリーニング動作に伴う中抜けの発生を抑制できる画像形成装置の提供を目的とする。
請求項1に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置において、非作像時または作像時において、感光体と中間転写体との間に相対周速差を持たせて感光体と中間転写体とを回転させつつ接触させる感光体クリーニング動作を行うとともに、前記感光体クリーニング動作時において、前記中間転写体のトナー画像が転写される面である転写面に沿った方向の表面電気抵抗が高いときは、前記方向の表面電気抵抗が低いときよりも前記感光体と中間転写体との間の相対周速差を大きく設定することを特徴とする。
前記画像形成装置において、中間転写体の転写面に沿った方向の電気抵抗、即ち面方向の電気抵抗が大きなときは、感光体上の画像部と非画像部との電位差に対しての電流差が小さく、中間転写体に付与した画像部の電荷が中間転写体の転写面に沿って非画像部へ逃げることがないから、トナー画像が転写されたときにトナー画像の周囲へ電荷が流れて転写面へのトナーの吸着力が弱くなることがない。反対に、中間転写体の面方向の電気抵抗が小さいときは、非画像部へ電流が流れ易く、中間転写体に付与した画像部の電荷が中間転写体の転写面に沿って非画像部へ逃げ易くなるから、転写面へのトナーの吸着力は低下する。
ここで、中抜けは、感光体と中間転写体との間に相対周速差があることにより、中間転写体の転写面上のトナーと感光体との間に凝集力が生じ、一旦中間転写体の転写面に転写されたトナー画像が再び感光体に擦り取られることによって生じる白色の抜けである。したがって転写面へのトナーの吸着力が高ければ、感光体と中間転写体との間の相対周速差が大きくても中抜けは生じ難いが、転写面へのトナーの吸着力が弱ければ中抜けが生じ易くなる。
前記画像形成装置においては、作像時または非作像時に感光体と中間転写体との間に相対速度差を付与し、感光体の表面を中間転写体で摺擦するとともに、感光体クリーニングにより感光体表面に生成した放電生成物を除去しているが、感光体クリーニング動作において感光体と中間転写体との間の相対周速差が小さすぎると、感光体表面の放電生成物が充分に除去されず、像流れの原因になる。
そこで、中間転写体の面方向の電気抵抗が大きなときは、前記感光体クリーニング動作の際の感光体と中間転写体との相対周速差も大きく設定し、感光体表面の放電生成物が効果的に除去されるようにする。一方、前記電気抵抗が小さなときは前記相対周速差も小さく設定することにより、中間転写体の面方向の電気抵抗が小さい場合の中抜けの発生を抑える。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、トナー画像形成速度が変更可能であるとともに、トナー画像形成速度が大きいときは画像形成速度が小さいときよりも、前記感光体クリーニング動作時の前記感光体と中間転写体との間の相対周速差を大きく設定することを特徴とする。
トナー画像形成速度が小さいときは、大きいときに比較して中抜けが生じ易い。そこで、前記画像形成装置では、前記感光体クリーニング動作時の前記感光体と中間転写体との間の相対周速差をトナー画像形成速度が大きいときは大きく、画像形成速度が小さいときは小さく設定することにより、トナー画像形成速度が小さいときの中抜きの発生を抑えている。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記中間転写体が中間転写ベルトであり、前記中間転写ベルトを感光体に押圧する一次転写ローラを備え、前記一次転写ローラと感光体との間に印加されたバイアス電圧に基づいて前記中間転写ベルトの転写面方向の電気抵抗を求めることを特徴とする。
前記画像形成装置においては、中間転写体として中間転写ベルトを備え、前記中間転写ベルトは一次転写ローラによって感光体表面に押圧されている。そして、一次転写ローラと感光体との間にバイアス電圧を印加することにより、感光体上のトナーを中間転写ベルトの転写面に移行させてトナー画像を転写する。
ここで、一次転写ローラと感光体との間を流れる電流値が一定になるようにバイアス電圧を制御すると、前記バイアス電圧と中間転写ベルトの転写面方向の電気抵抗とは正比例の関係にある。そこで、電気抵抗の異なる数種類の中間転写ベルトについて電気抵抗とバイアス電圧との関係を求めて検量線を作成しておけば、前記バイアス電圧の値と前記検量線とから実際に使用されている中間転写ベルトの電気抵抗を求めることができる。
中間転写ベルトの電気抵抗が求められたら、求められた電気抵抗に基づいて感光体と中間転写ベルトとの間の相対周速差を設定すればよい。
以上説明したように、請求項1の発明によれば、中抜けの発生を抑制しつつ、感光体表面に生成した放電生成物も効果的に除去でき、言い換えれば感光体クリーニング動作に伴う中抜けの発生を抑制できる画像形成装置が提供される。
請求項2の発明によれば、トナー画像形成速度が小さい場合においても中抜けの発生し難い画像形成装置が提供される。
請求項3の発明によれば、中間転写体として中間転写ベルトを用いているから、フルカラーの画像形成装置を構成するときは、感光体を中心とした画像形成ユニットをイエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色に対応して少なくとも4組、中間転写ベルトに沿ってタンデム状に配設することにより、コンパクトに構成できる。また、一次転写ローラと感光体との間のバイアス電圧を利用して中間転写ベルトの抵抗を求めているから、中間転写ベルトの抵抗を求めるために特に新たな構成要素を追加する必要がない。
1.実施形態1
[構成]
本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタ10を図1に示す。プリンタ10は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット12C、12M、12Y、12Kと感光体13C、13M、13Y、13Kが中間転写ベルト14に面して並列して配置され、中間転写ベルト14が1周する間に4色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラープリンタである。中間転写ベルト14は、本発明の画像形成装置が備える中間転写体に相当する。
[構成]
本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタ10を図1に示す。プリンタ10は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット12C、12M、12Y、12Kと感光体13C、13M、13Y、13Kが中間転写ベルト14に面して並列して配置され、中間転写ベルト14が1周する間に4色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラープリンタである。中間転写ベルト14は、本発明の画像形成装置が備える中間転写体に相当する。
プリンタ10は、図1に示すように底部に給紙トレイ16を備える。この給紙トレイ16にセットされた用紙Pの搬送方向の先端部には給紙ローラ18が当接しており、この給紙ローラ18と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Pが1枚ずつ給紙トレイ16から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ローラ18の搬送方向下流側には、2組の搬送ローラ20が配置されており、用紙Pは、この搬送ローラ20からの搬送力で上方の転写部22へ搬送される。
転写部22には、中間転写ベルト14が巻き掛けられたベルト搬送ローラ24Aと、このベルト搬送ローラ24Aに圧接された二次転写ローラ26が配設されている。ベルト搬送ローラ24Aと二次転写ローラ26とのニップ部には、中間転写ベルト14が挟み込まれており、用紙Pはこのニップ部を通過する際に中間転写ベルト14からトナー像を転写される。
そして、転写部22の上方且つ搬送方向下流側には定着ユニット28が配設されている。この定着ユニット28には、高温になるヒートローラ28Aと、このヒートローラ28Aに圧接されたバックアップローラ28Bが配設されており、用紙Pが、ヒートローラ28Aとバックアップローラ28Bとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Pに定着する。そして、用紙Pは、定着ユニット28の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ29によって排紙部31に排紙される。
プリンタ10の内部には、湿度センサー900と温度センサー902とが設けられている。
更に、プリンタ10の内部にはCPUや不揮発性メモリ等を含む制御部950を備えている。そして、この制御部950は、湿度センサー900及び温度センサー902の測定結果などの各種情報が送られると共に、当該プリンタ10の各種制御全般をつかさどる。
次に、転写部22において用紙Pに転写すべき画像を形成する画像形成部30について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にC、M、Y、Kを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のC、M、Y、Kは省略することがある。
画像形成部30は、感光体13Y、13M、13C、13Kと、感光体13Y、13M、13C、13Kの表面に形成された潜像をトナーで現像して単色のトナー画像を形成する現像ユニット12Y、12M、12C,12Kと、感光体13Y、13M、13C、13Kの表面に形成された単色のトナー画像が重ね合わされて転写され、フルカラー画像とされる中間転写ベルト14とを備える。
中間転写ベルト14は、ポリイミド樹脂などの材質から形成されたエンドレスベルト状の部材であり、ダイナミック硬度が20〜45であり、感光体13が当接する側の面である表面の粗さである表面粗さRzが1.5μm以下であることが好ましい。中間転写ベルト14は、上述したベルト搬送ローラ24Aと、ベルト搬送ローラ24Aの下方に配設されたベルト搬送ローラ24Bと、ベルト搬送ローラ24Bの斜め上方、且つ用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ24Cに巻き掛けられている。
中間転写ベルト14のベルト搬送ローラ24Bとベルト搬送ローラ24Cとの間の、斜め下方を向いた面が、感光体13C、M、Y、Kからトナー像を転写される転写面14Aとなっている。この転写面14Aに面して、現像ユニット12C、12M、12Y、12Kと、感光体13C、13M、13Y、13Kが並列して配置されており、感光体13C、13M、13Y、13Kが転写面14Aに当接している。中間転写ベルト14の内側には一次転写ローラ32C、32M、32Y、32Kが配設されている。一次転写ローラ32C、32M、32Y、32Kには何れも+の電圧が印加されている。中間転写ベルト14は、一次転写ローラ32C、32M、32Y、32Kによって感光体13C、13M、13Y、13Kにニップされている。中間転写ベルト14を感光体13C、13M、13Y、13Kにニップする荷重は5gf/cm以上が好ましく、中間転写ベルト14が感光体13C、13M、13Y、13Kに接触する幅であるニップ幅は0.5mm以上が好ましく、特に1.5mm以上が好ましい。
感光体13は、光導電性材料から形成された表面13Aを備え、図2において矢印aで示すように反時計回り方向に回転する。感光体13の周囲には、帯電ローラ36、露光ヘッド40、現像ユニット12、中間転写ベルト14、クリーニングブレード34、除電ブラシ48が図2における反時計回り方向に沿って配設されている。これらのうち、帯電ローラ36、クリーニングブレード34、帯電ローラ36、および現像ユニット12における後述する現像ローラ38は感光体13の表面に当接している。帯電ローラ36は、本発明の画像形成装置における帯電器に相当する。
現像ユニット12は、図2において矢印bに示すように、感光体13の表面に当接しつつ、反時計回り方向に回転する現像ローラ38と、現像ローラ38に現像剤を供給するオーガ43A、43Bと、オーガ43A、43Bおよび現像ローラ38を収容する筐体41と、筐体41内におけるオーガ43A、43Bの間に設けられ、オーガ43A、43Bで掻き上げられた現像剤を現像ローラ38に向かって誘導する誘導ベーン39とを備える。
現像ユニット12に供給される現像剤は、マイナスに帯電するY、M、C、Kの何れか1色のトナーと、反対にプラスに帯電する酸化セリウムを主成分とする研磨剤と、磁性粒子からなる磁性キャリアと、潤滑剤とを含有する。
現像ローラ38の内部には磁石が埋め込まれ、この磁石によって表面には円周方向に沿ってN極とS極とが隣接するように磁極が形成されている。これによって現像剤中の磁性キャリアが現像ローラ38の表面に吸引されてブラシ状に穂立ちし、磁性ブラシが形成される。現像ローラ38がプラスに帯電したときは、磁性ブラシを介して表面にトナーが吸引される。
また、矢印aおよびbで示すように、感光体13と現像ローラ38とは何れも反時計回り方向に回転しているから、現像ローラ38の周面における感光体13に相対する部分は、感光体13の表面13Aに対して逆方向に相対移動する。なお、現像ローラ38と感光体13との間のニップ圧は、現像ローラ38の表面に形成された磁性ブラシが現像ローラ38と感光体13との間を容易に通過できるが、磁性ブラシ上のトナー粒子が感光体13の表面13Aに確実に転移されるように設定されている。
帯電ローラ36には、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加可能な重畳電源42が接続されている。帯電ローラ36はこの電圧により、感光体13の表面13Aを均一に帯電することができる。
クリーニングブレード34は、除電ブラシ48に対して感光体13の回転方向上流側に位置している。
除電ブラシ48は、感光体13と平行な回転軸まわりに回転可能とされ、感光体13との接触部分において互いに逆方向に相対移動するように回転するとともに、周囲に多数のブラシが植毛されているとともに、接地されている。これにより、感光体13の表面の電荷が除去される。
クリーニングブレード34は、先端が感光体13の表面13Aに2〜5gf/mmの線圧で押圧されている。クリーニングブレード34で掻き取られたトナーを回収する残留トナー回収ボックス44が感光体13の回転方向に沿ってクリーニングブレード34の下流側に隣接して設けられている。
[作用]
つぎに、作像時におけるプリンタ10の作用について説明する。
感光体13が図中反時計回りに回転すると、まず、感光体13の表面13Aが、帯電ローラ36によって均一に所定の極性の所定電位(例えば、−700v)に帯電する。更に、感光体13が回転すると、感光体13の表面13Aが、LEDアレイヘッド40によって露光され、露光された部分の電位が低下し((例えば、−200v)、静電潜像が形成される。
つぎに、作像時におけるプリンタ10の作用について説明する。
感光体13が図中反時計回りに回転すると、まず、感光体13の表面13Aが、帯電ローラ36によって均一に所定の極性の所定電位(例えば、−700v)に帯電する。更に、感光体13が回転すると、感光体13の表面13Aが、LEDアレイヘッド40によって露光され、露光された部分の電位が低下し((例えば、−200v)、静電潜像が形成される。
ここで、現像ローラ38の内部の磁石によって表面13Aに生じる磁界によって外周面に現像剤中の磁性キャリアが穂立ちする。同時に、現像ローラ38の周面に、筐体41内部の部分ではプラス、感光体13に相対する部分ではマイナスの電位が印加されると、筐体41の内部では、現像剤中のトナーが現像ローラ38の表面の磁性ブラシに付着し、筐体41の外部において感光体13に向かって持ち出される。
感光体13の表面13Aにおいては、前記露光された部分の電位は現像ローラ38の電位よりもプラスであるから、マイナスに帯電したトナーは、現像ローラ38表面の磁性ブラシから感光体13上の静電潜像に移行する。これによって静電潜像が可視化、即ち現像され、感光体13上にトナー像が形成される。
ここで、前述のように一次転写ローラ32には+の電圧が印加されているから、一次転写ローラ32と中間転写ベルト14と感光体13との間には、図3の(A)において矢印cに示すように一次転写ローラ32から感光体13に向かう方向の電界が生じている。そして、感光体13上のトナーは−に帯電しているから、同図の(A)において矢印dで示すように中間転写ベルト14に電気的に引き寄せられ、これによってトナー像が転写される。
感光体13から中間転写ベルト14へトナー像が転写される際に、トナーの一部は中間転写ベルト14に転写されずに感光体13に残留したり、中間転写ベルト14に上流側で転写されたトナーが下流側の感光体13に付着したりするが、これらの残留トナーは、クリーニングブレード34によって感光体13の表面から掻き取られて除去される。感光体13の表面から掻き取られた残留トナーは残留トナー回収ボックスに集められる。
感光体13は、表面の残留トナーが除去されたあと、除電ブラシ48によって除電される。
ところで、帯電ローラ36で感光体13を帯電する際、放電生成物(放電時に発生するオゾンや窒素酸化物などの活性物質、及びそれ等の反応生成物)が発生する。特に、本実施形態のように、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加するAC+DC接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。
感光体13に付着した放電生成物は、感光体13の回転に伴い、クリーニングブレード34と除電ブラシ48との摩擦で除去される。しかし、除去されなかった放電生成物が感光体13の表面13Aに徐々に付着していく。そして、高湿度下において、感光体13の表面13Aに付着した放電生成物が、空気中の水分と反応して硝酸となり、感光体13の表面抵抗を低下させる。この表面抵抗の低下により静電潜像が乱れることで、形成されるトナー像にも乱れが生じ、白抜け等の画像不良が発生する。これを像流れという。
そこで、実施形態1に係るプリンタ10においては、画像形成部30においてトナー画像を作成している作像時、またはトナー画像を作成していない非作像時に、中間転写ベルト14と感光体13とを相対周速差を持たせて接触、回転させる感光体クリーニング動作を行うことにより、感光体13に生じた放電生成物を除去している。ここで、中間転写ベルト14の周速をViとし、感光体13の周速をVpとすると、相対周速差|Vi−Vp|/Vpは、0.5%〜10%程度が好ましい。相対周速差の絶対値|Vi−Vp|/Vpが0.5%未満のときは放電生成物除去効果が充分に得られないことがあり、10%を超えると、中間転写ベルト14と感光体13との双方に過剰な負担が加わることがある。
感光体クリーニング動作時には中間転写ベルト14と感光体13とを相対周速差を持たせて接触、回転させているから、中間転写ベルト14と感光体13との周速差により、一旦中間転写ベルト14に移行したトナーと感光体13の表面13Aとの間に、図4において矢印eで示すように摺擦力が生じる。なお、図4は、Vi>Vpである例を示す。前記トナーと感光体13の表面13Aとの間の摺擦力により、前記トナーと表面13Aとの間およびトナー間の凝集力が生じ、転写することができにくくなる。その結果、転写する電界が弱いときは、前記トナーは表面13Aに再付着しようとする。前記相対速度差の絶対値が大きくなればなるほど前記凝集力も増大する。
ここで、一次転写ローラ32は、感光体13の中間転写ベルト14に接する位置に対して中間転写ベルト14の回転方向下流側に配置され、一次転写入り口側での電界発生によるトナー飛び散りによる画像劣化を防ぐようにしている。この構成では、一次転写ローラ32に印加された電圧により、一次転写ローラ32から感光体13の中間転写ベルト14に接する位置までの中間転写ベルト14の抵抗を介して転写する電界が形成される。ここで、感光体上の画像部と非画像部とでは前記表面電位の違いで現像されており、一次転写領域に達したときも画像部、非画像部間の電位差が残存した状態にある。中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った電気抵抗が小さいと、1次転写ローラ32による帯電で生じた正電荷は転写面14Aに沿って逃げるから、図3において(B)において矢印c’で示すように、中間転写ベルト14から感光体13に向かう電界cも弱くなる。したがって、トナーの中間転写ベルト14側への電界による付着力も弱まる。そして、トナーの中間転写ベルト14側への電界による力がトナーと感光体13の表面13Aとの間の付着力を下回ると、前記トナーは中間転写ベルト14から転写されず、感光体13の表面13Aに残留する。これによってトナー画像の一部が白く抜ける中抜けが生じる。
そこで、プリンタ10においては、図5の(A)に示すように、1次転写ローラ32に印加する電圧を、1次転写ローラ32から感光体13に向かって流れる電流iが一定になるように制御し、このときの印加電圧から中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った電気抵抗率即ち表面抵抗率(logΩ/□)を求めている。図5の(B)に示すように、電流iが一定のときは、中間転写ベルト14の表面抵抗率と1次転写ローラ32への印加電圧との間には直線関係がある。特に、一次転写ローラ32を中間転写ベルト14の抵抗よりも低いもので構成したときは、表面抵抗は、中間転写ベルト14の表面抵抗に依存することになる。
そこで、前記直線関係に基づいて1次転写ローラ32への印加電圧が高いときは中間転写ベルト14の表面抵抗率も大きく、前記印加電圧が小さいときは前記表面抵抗率も小さいものと推定する。したがって、1次転写ローラ32への印加電圧が小さいときは中間転写ベルト14と感光体13との相対周速差を小さく設定して中間転写ベルト14上のトナーと感光体13との間に過剰な凝集力が作用しないようにし、中抜けの発生を防止している。一方、1次転写ローラへの印加電圧が大きなときは前記表面抵抗率も大きく、したがって1次転写ローラ32による帯電で生じた正電荷は転写面14Aに沿って逃げることがないから、中間転写ベルト14と感光体13との間には強い電界cが生じる。これにより、トナーの中間転写ベルト14への付着力も強くなるから、中間転写ベルト14と感光体13との相対周速差を増大させて感光体13の表面13Aに生じた放電生成物が効果的に除去されるようにする。
1.実施例1
実施形態1のプリンタ10を用い、中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った電気抵抗と、感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差と、中抜けの発生のし易さとについて評価した。
実施形態1のプリンタ10を用い、中間転写ベルト14の転写面14Aに沿った電気抵抗と、感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差と、中抜けの発生のし易さとについて評価した。
中間転写ベルト14としては、ポリイミド樹脂中に酸化処理カーボンブラックを配合したものから形成されたエンドレス状ベルトを用いた。中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)は、ポリイミド樹脂に配合する酸化処理カーボンブラックの配合量を変えることによって10.1、10.5 10.7の3点に設定した。ベルト張力は39.2N(4kgf)、一次転写ローラ32による感光体13のニップ圧は12.7N/m(13g/cm)に設定した。
感光体13の周速は、165mm/secと52nn/secの2段階に設定した。
また、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差は、0.3%と1.0%との2段階に設定した。
中抜けの発生状況の評価については、感光体13Mおよび現像ユニット12Mにおいて2ドット縦ラインおよび漢字の「子」の字の画像を形成して中間転写ベルト14に転写し、ついて記録用紙Pに転写、定着し、得られたマゼンタ画像をH/CグレードG0、G1、G2、G3、G4、G5に対応する見本と目視で比較して何れのH/Cグレードに相当するかを判定することによって行った。ここで、H/Cグレードは、画像の中抜け(Hollow Character)を評価するグレードであり、中抜けは、画像が点状に白く抜けることをいう。H/CグレードG0は全く生じていない状態を、G1は中抜けが生じてはいるが肉眼では認識できない程度である状態を、G2は中抜けが生じてはいるが実用上は差し支えないレベルである状態を示す。そして、H/CグレードG3は肉眼で明確に認識できる程度に中抜けが生じた状態を、G4は画像の中央部全体に中抜けが生じた状態を、G5は、画像全体に亘って中抜けが生じたい状態を示す。H/CグレードG2以下が実用上許容できるレベルである。
結果を図6〜図9に示す。マゼンタの2ドット縦ラインを形成した場合について、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が0.3%のときの結果を図6に、前記相対速度差が1.0%のときの結果を図7に示す。また、マゼンタの「子」の字を形成した場合について、0.3%のときの結果を図8に、前記相対速度差が1.0%のときの結果を図9に示す。
図6〜図9に示す結果から、感光体13の周速が52mm/secおよび165mm/secの何れの場合、および相対周速差が0.3%および1%の何れの場合においても、中間転写ベルト14の表面抵抗率が高い程、中抜けが生じ難いことが解る。
2.実施例2
実施例1において、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)を10.1、10.3、10.5、10.7、11.0、11.3の6点設定し、高温高湿(温度28℃、湿度85%)および室温環境(温度25℃、湿度50%)の場合について、マゼンタで2ドット縦ラインを形成したとき、および漢字の「子」の字を形成したときの中抜け発生状況を評価した。2ドット縦ラインおよび「子」の字を高温高湿条件下では記録用紙20枚に印刷し、室温条件下では記録用紙10枚に印刷し、それぞれの記録用紙の画像をH/CグレードG0、G1、G2、G3、G4、G5に対応する見本と目視で比較して何れのH/Cグレードに相当するかを判定した。なお、感光体13の周速は165mm/secとし、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差は1.0%に設定した。マゼンタで2ドット縦ラインを形成したときの結果を図10に、マゼンタで漢字の「子」の字を形成したときの結果を図11に示す。
実施例1において、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)を10.1、10.3、10.5、10.7、11.0、11.3の6点設定し、高温高湿(温度28℃、湿度85%)および室温環境(温度25℃、湿度50%)の場合について、マゼンタで2ドット縦ラインを形成したとき、および漢字の「子」の字を形成したときの中抜け発生状況を評価した。2ドット縦ラインおよび「子」の字を高温高湿条件下では記録用紙20枚に印刷し、室温条件下では記録用紙10枚に印刷し、それぞれの記録用紙の画像をH/CグレードG0、G1、G2、G3、G4、G5に対応する見本と目視で比較して何れのH/Cグレードに相当するかを判定した。なお、感光体13の周速は165mm/secとし、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差は1.0%に設定した。マゼンタで2ドット縦ラインを形成したときの結果を図10に、マゼンタで漢字の「子」の字を形成したときの結果を図11に示す。
図10および図11の結果からも、中間転写ベルト14の表面抵抗率が高い程、中抜けが生じ難いことが判る。但し、中抜けがH/CグレードG2以下と実用上許容できるレベルに抑えるには、図10から判るように、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)は、画像が2ドット縦ラインのときは10.5よりも高い必要があり、画像が「子」の字のときは10.3より高い必要がある。したがって、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が1%のときは、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)は10.5よりも高くなるようにする必要があることがわかる。
3.実施例3、比較例1
実施形態1のプリンタ10を用い、中間転写ベルト14の表面抵抗に応じて感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差を制御した場合(実施例3)としない場合(比較例1)とについて中抜けの発生のし易さとについて評価した。
実施形態1のプリンタ10を用い、中間転写ベルト14の表面抵抗に応じて感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差を制御した場合(実施例3)としない場合(比較例1)とについて中抜けの発生のし易さとについて評価した。
中間転写ベルト14としては、ポリイミド樹脂中に酸化処理カーボンブラックを配合したものから形成されたエンドレス状ベルトを用いた。中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)は、ポリイミド樹脂に配合する酸化処理カーボンブラックの配合量を変えることによって10.1、10.3、10.5 10.7、11の5点に設定した。ベルト張力および一次転写ローラ32による感光体13のニップ圧は実施例1と同様に設定した。感光体13の周速は、165mm/secに設定した。
実施例3においては、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.7および11のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を2%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率が10.1、10.3、および10.5のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を夫々0.2%、1%、および2%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.5以下のときは、中間転写ベルト14の表面抵抗率が低くなるに従って前記相対周速差も小さくなるように設定した。これに対して比較例1では、中間転写ベルト14の表面抵抗率の高低に依らず、前記相対周速差を2%と一定にした。実施例3の結果を図12に、比較例13の結果を図13に示す。
図12から判るように、中間転写ベルト14の表面抵抗に応じて感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差を制御した実施例3では、中間転写ベルト14の表面抵抗率が11および10.7のとき、H/CグレードG1と中抜けが殆ど無い良好な画質が得られた。同様に、中間転写ベルト14の表面抵抗率が10.5、10.3、および10のときもH/CグレードG1.5と中抜けが極めて少ない良好な画質が得られた。
これに対して、中間転写ベルト14の表面抵抗の工程にかかわらず感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差を一定に保持した比較例1では、図13に示すように、中間転写ベルト14の表面抵抗率が10.3、10.5、10.7、および11のときは、H/CグレードG2以下と良好乃至実用上差し支えない程度の画質が得られたが、中間転写ベルト14の表面抵抗率が10.1のときは、H/CグレードG3と、得られた画像には肉眼で明確に認識できる程に中抜けが生じていた。
図12および図13の結果から、中間転写ベルト14の表面抵抗に応じて感光体13と中間転写ベルト14との相対周速差を制御した場合には、中間転写ベルト14の表面抵抗が低い場合にも中抜けが生じ難いが、前期制御を行わない場合には、中間転写ベルト14の表面抵抗が低い場合には中抜けが生じ易いことが判る。
4.実施例4
感光体13の周速を52mm/secに設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.7、および11のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を1%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1、10.3、および10.5のときは感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を夫々0.2%、0.2%、および1%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1および10.3と低いときは、前記表面低効率が10.5、10.7、11と高いときに比較して感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が小さくなるようにした。これらの点を除いて実施例3と同様に実施し、得られる画像の画質を評価した。結果を図14に△―△の点線乃至破線で示す。なお、実施例3の結果も図14に□―□の実線で重ねて示した。
感光体13の周速を52mm/secに設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.7、および11のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を1%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1、10.3、および10.5のときは感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差を夫々0.2%、0.2%、および1%に設定し、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1および10.3と低いときは、前記表面低効率が10.5、10.7、11と高いときに比較して感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が小さくなるようにした。これらの点を除いて実施例3と同様に実施し、得られる画像の画質を評価した。結果を図14に△―△の点線乃至破線で示す。なお、実施例3の結果も図14に□―□の実線で重ねて示した。
図14から明らかなように、実施例4においては、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.3〜11のときは、H/CグレードG2以下と良好乃至実用上差し支えない程度の画質が得られた。また、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1のときも、H/CグレードG2.5と実用上妥協できる程度の画質が得られた。
5.比較例2
感光体12の周速を52mm/secに設定した以外は比較例1と同様に実施し、得られた画像の画質を評価した。結果を図15において△―△の点線乃至破線で示す。なお、比較例1の結果も図15に□―□の実線で重ねて示した。
感光体12の周速を52mm/secに設定した以外は比較例1と同様に実施し、得られた画像の画質を評価した。結果を図15において△―△の点線乃至破線で示す。なお、比較例1の結果も図15に□―□の実線で重ねて示した。
図15に示すように、比較例2においては、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.2以上のときは、H/CグレードG2.5以下と良好乃至実用上妥協できる程度の画質が得られた。しかし、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1のときは、H/CグレードG3.5と、得られた画像の画質は劣悪であった。
6.参考例1
実施例3において、感光体12の周速を52mm/secと165mm/secの2段階に、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)を10.1と10.5の2段階に設定し、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差0.3%および1%の条件で画像を形成し、画質を評価した。結果を図16に示す。
実施例3において、感光体12の周速を52mm/secと165mm/secの2段階に、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)を10.1と10.5の2段階に設定し、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差0.3%および1%の条件で画像を形成し、画質を評価した。結果を図16に示す。
図16から判るように、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.5のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が0.3%のときは、感光体12の周速即ちプロセススピードに依らず、得られた画像の画質は、H/CグレードがG1〜G0と極めて良好〜良好であった。しかし、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が1%のときは、プロセススピードが165mm/secのときは、画像の画質はH/CグレードがG1と良好であったが、プロセススピードが52mm/secのときは、画像の画質はH/CグレードがG3と不良であった。
これに対して、中間転写ベルト14の表面抵抗率(logΩ/□)が10.1のときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が0.3%のときも1%のときも、得られた画像の画質は、プロセススピードに依らず、H/CグレードがG2.5〜G3と、実用上妥協できる程度乃至中抜けが明瞭に認められる程度と、あまり良好ではなかった。
これらの結果から、表面抵抗率(logΩ/□)が10.5と中間転写ベルト14の表面抵抗が高いときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が0.3%のときも1%のときも良好な画像が得られるが、表面抵抗率(logΩ/□)が10.1と中間転写ベルト14の表面抵抗が低いときは、感光体13と中間転写ベルト14との間の相対周速差が0.3%のときも1%のときも良好な画像が得られないことがわかる。
10 フルカラープリンタ(画像形成装置)
13 感光体(像担持体)
13A 表面(像担持体表面)
34 上流側固定型ブラシ(当接部材)
36 帯電ローラ(帯電手段)
40 LEDアレイヘッド(露光手段)
41 現像ローラ(現像手段)
13 感光体(像担持体)
13A 表面(像担持体表面)
34 上流側固定型ブラシ(当接部材)
36 帯電ローラ(帯電手段)
40 LEDアレイヘッド(露光手段)
41 現像ローラ(現像手段)
Claims (3)
- 感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備え、
非作像時または作像時において、感光体と中間転写体との間に相対周速差を持たせて感光体と中間転写体とを回転させつつ接触させる感光体クリーニング動作を行うとともに、
前記感光体クリーニング動作時において、前記中間転写体のトナー画像が転写される面である転写面に沿った方向の表面電気抵抗が高いときは、前記方向の表面電気抵抗が低いときよりも前記感光体と中間転写体との間の相対周速差を大きく設定することを特徴とする画像形成装置。 - トナー画像形成速度が変更可能であるとともに、トナー画像形成速度が大きなときはトナー画像形成速度が小さなときよりも、前記感光体クリーニング動作時の前記感光体と中間転写体との間の相対周速差を大きく設定する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体は中間転写ベルトであり、前記中間転写ベルトを感光体に押圧する一次転写ローラを備え、前記一次転写ローラと感光体との間に印加されたバイアス電圧に基づいて前記中間転写ベルトの転写面方向の表面電気抵抗を求める請求項1または2に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007103431A JP2008261965A (ja) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | 画像形成装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014013268A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Konica Minolta Inc | 画像形成装置 |
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2007
- 2007-04-11 JP JP2007103431A patent/JP2008261965A/ja active Pending
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