JP6746878B2 - Charge control device, image forming apparatus, and image forming system - Google Patents
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Description
本発明は、電荷制御装置、画像形成装置及び画像形成システムに関する。 The present invention relates to a charge control device, an image forming apparatus, and an image forming system.
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)においては、画像データに基づくレーザー光が、一様に帯電した感光体(例えば感光ドラム)に対して照射(露光)されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体にトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写体を介して間接的に用紙に転写された後、定着装置で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。 Generally, in an image forming apparatus (printer, copier, facsimile, etc.) that uses electrophotographic process technology, a laser beam based on image data irradiates (exposes) a uniformly charged photoconductor (eg, a photoconductive drum). By this, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor. Then, by supplying the toner to the photoconductor on which the electrostatic latent image is formed, the electrostatic latent image is visualized and a toner image is formed. This toner image is directly or indirectly transferred to a sheet through an intermediate transfer member, and then heated and pressed by a fixing device, so that an image is formed on the sheet.
従来、上記画像形成装置と、該画像形成装置により画像が形成された用紙に対して後処理を行う後処理装置とを有する画像形成システムが実用化されている。後処理装置は一般に、ステイプル処理、パンチ処理、折り処理を行う装置である。 Conventionally, an image forming system having the above-mentioned image forming apparatus and a post-processing apparatus that performs post-processing on a sheet on which an image is formed by the image forming apparatus has been put into practical use. The post-processing device is generally a device that performs stapling processing, punching processing, and folding processing.
ところで、画像形成装置により画像が形成された用紙は、画像形成装置の排紙トレイあるいは後処理装置の用紙載置台に積み重ねられるが、その状態のままで放置すると、上下に重なる用紙同士(以下、単に「用紙同士」ともいう)が、帯電したトナー層の静電吸着によって貼り付いてしまう。これは、転写時にトナー層に付与された電荷が留まり、前後の用紙それぞれのトナー層に留まった電荷との兼ね合いで電位差ができて静電吸着力が働くためである。 By the way, the sheets on which the image is formed by the image forming apparatus are stacked on the sheet discharge tray of the image forming apparatus or the sheet mounting table of the post-processing apparatus. (Also referred to as “paper sheets”) are attached to each other by electrostatic attraction of the charged toner layer. This is because the electric charge applied to the toner layer during transfer is retained, and a potential difference is generated due to the balance with the electric charge retained in the toner layers of the front and rear sheets, and the electrostatic attraction force acts.
静電吸着力による排紙後の前後の用紙の貼り付きは、用紙のトナー層に溜まった電荷を除電することで抑えることが可能であり、それを実現した技術として、例えば特許文献1,2に記載されたものがある。特許文献1には、画像が形成された用紙にコロナ放電を行って、用紙の除電を行う技術が記載されており、特許文献2には、用紙の搬送経路上に除電ブラシを複数配置して、用紙の除電を繰り返し行う技術が記載されている。 Sticking of the front and back of the paper after discharging due to the electrostatic attraction can be suppressed by removing the electric charge accumulated in the toner layer of the paper. Are listed in. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-242242 describes a technique of discharging corona from a paper on which an image has been formed to discharge the paper. , A technique for repeatedly performing static elimination of paper is described.
後処理を行うとき、前後の用紙と用紙を捌くためには用紙の貼り付き力が小さい状態にあることが必要である。一方、排紙後の用紙を重ねて収納したり、後処理装置まで搬送したりするためには、用紙同士の貼り付きが小さくなり過ぎると、用紙がすり抜けて紙束が散乱したり崩れたりするなど、ハンドリング性が低下することから、多少の貼り付き力が必要となる。このようなことから、静電吸着による用紙同士の貼り付きを抑制しながらも、ハンドリング性が低下することがない技術の実現が望まれる。上述した特許文献1,2に記載された技術は、用紙のトナー像に留まった電荷を除去するだけであって、この技術のみでは、上記技術の実現は難しい。
When the post-processing is performed, it is necessary that the sticking force of the sheets is small in order to separate the sheets before and after. On the other hand, in order to store the discharged sheets in a stack or to convey them to the post-processing device, if the sticking of the sheets becomes too small, the sheets may slip through and the sheet bundle may be scattered or collapsed. As a result, handling property is deteriorated, so that some sticking force is required. For this reason, it is desired to realize a technique in which handling property is not deteriorated while suppressing sticking of sheets due to electrostatic attraction. The techniques described in the above-mentioned
本発明は、上下に重なる用紙同士の静電吸着による貼り付きを抑制し、かつハンドリング性の低下を防止できる電荷制御装置、画像形成装置及び画像形成システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a charge control device, an image forming apparatus, and an image forming system capable of suppressing sticking of vertically overlapping sheets due to electrostatic attraction and preventing deterioration of handling property.
本発明の電荷制御装置は、後処理の対象となる用紙に定着されたトナー層内の電荷量を、前記後処理を行う装置の構成に基づき前記用紙上の予め定められた位置に応じて区別される局所的な領域と残余の領域との各々で調整する電荷制御装置であって、
前記電荷量を所定量以下まで減少させるための前記電荷量の適正調整量を、前記用紙の作像条件に基づいて設定する設定部と、
前記用紙上の前記局所的な領域では、設定された適正調整量に従って前記トナー層の電荷量を調整し、前記用紙上の前記残余の領域では、前記残余の領域での用紙同士の貼り付き力が前記局所的な領域での用紙同士の貼り付き力よりも高くなるように、前記適正調整量からずらされた非適正調整量に従って前記トナー層の電荷量を調整する調整部と、
を有する。
The charge control device of the present invention distinguishes the amount of charges in the toner layer fixed on the paper to be post-processed according to a predetermined position on the paper based on the configuration of the device that performs the post-process. A charge control device for adjusting each of a local area and a residual area ,
The proper adjustment of the charge amount for decreasing the charge amount to a predetermined amount or less, and a setting unit that sets, based on the image forming condition of the paper,
In the localized region on the paper sheet, by adjusting the charge amount of the toner layer in accordance with Good adjustment amount set in the above remaining areas on the sheet, sticking force of the sheet between at the remaining region An adjustment unit that adjusts the charge amount of the toner layer according to an unsuitable adjustment amount that is deviated from the appropriate adjustment amount, such that is higher than the sticking force between the sheets in the local area .
Have.
本発明の画像形成装置は、用紙にトナー像を定着させる定着部と、
前記定着部により前記用紙に定着されるトナー層内の電荷量を調整する上記電荷制御装置と、
を有する。
The image forming apparatus of the present invention includes a fixing unit that fixes a toner image on a sheet,
A charge control device for adjusting a charge amount in a toner layer fixed on the sheet by the fixing section;
Have.
本発明の画像形成システムは、上記画像形成装置と、
上記画像形成装置の後段に配置され、上記用紙に対して後処理を行う後処理装置と、
を有する。
An image forming system of the present invention includes the above image forming apparatus,
A post-processing device that is disposed in a subsequent stage of the image forming apparatus and that performs post-processing on the sheet,
Have.
本発明によれば、上下に重なる用紙同士の静電吸着による貼り付きを抑制し、かつハンドリング性の低下を防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent sticking of vertically stacked sheets of paper due to electrostatic attraction and prevent deterioration of handling property.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成システム1を示す図である。同図に示す画像形成システム1は、用紙搬送方向上流側から順に、給紙装置1A、画像形成装置1B、電荷制御装置1C及び後処理装置1Dを備える。ここでは、画像形成装置1Bが、画像形成システム1における各種処理を統括して制御するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an
給紙装置1Aは、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙(規格用紙、特殊用紙)を予め設定された種類ごとに収容し、画像形成装置1Bからの指示に従って給紙する。画像形成装置1Bは、給紙された用紙の第1面(表面)に画像を形成する。そして、画像を形成した用紙を後処理装置1Dに送出する。電荷制御装置1Cは、静電吸着による用紙同士の貼り付きを抑制しながらもハンドリング性が低下しないように、用紙毎のトナー像の電荷量を調整する。電荷制御装置1Cの詳細については後述する。後処理装置1Dは、必要に応じて用紙にステイプル処理、パンチ処理、折り処理を施し、排紙トレイOTに排紙する。
The
図2は、画像形成装置1Bの全体構成を示す図である。図3は、画像形成装置1Bの制御系の主要部を示す図である。図2、3に示す画像形成装置1Bは、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置1Bには、YMCKの4色に対応する感光ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。すなわち、画像形成装置1Bは、感光ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、画像を形成する。
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the
図2、3に示すように、画像形成装置1Bは、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、及び制御部100を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、ROM102又は記憶部72から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1Bの各ブロックの動作、並びに給紙装置1A、電荷制御装置1C及び後処理装置1Dの動作を集中制御する。
The
通信部71は、例えばNIC(Network Interface Card)、MODEM(MOdulator-DEModulator)、USB(Universal Serial Bus)等の各種インターフェースを有する。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。記憶部72には、例えば各ブロックの動作を制御する際に参照されるルックアップテーブルLUTが格納される。
The
制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピュータ)との間で各種データの送受信を行う。制御部100は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語(PDL:Page Description Language)による画像データ(入力画像データ)を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。また、制御部100は、通信部71を介して、給紙装置1A、電荷制御装置1C、及び後処理装置1Dとの間で各種データの送受信を行う。
The
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11及び原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備える。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像(両面を含む)を連続して読み取ることが可能となる。原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
The
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。ユーザーは、操作表示部20を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面/両面設定、用紙設定、及び揺動量調整などの画像形成に関する設定を行うことができる。
The
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う(画像濃度制御)。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
The
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41及び中間転写ユニット42等を備える。画像形成ユニット41は、Y成分用、M成分用、C成分用、K成分用の4つの画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kで構成される。画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図2では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素についての符号は省略されている。
The
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光ドラム413、帯電装置414、及びドラムクリーニング装置415等を備える。感光ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネート樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
The
帯電装置414は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置414は、コロナ放電によって感光ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成される。露光装置411は、感光ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光ドラム413の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム413の露光領域における表面電荷(負電荷)が中和される。これにより、感光ドラム413の表面には、露光部(低電位部)と非露光部(高電位部)との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
The charging
現像装置412は、各色成分の現像剤(例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤)を収容しており、感光ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体(現像ローラー)に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム413の表面と現像剤担持体との電位差によって現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム413の表面の露光部に移動し、付着する。
The developing
ドラムクリーニング装置415は、感光ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング装置426等を備える。
The
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置される支持ローラー423が駆動ローラーであることが好ましい。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
The
一次転写ローラー422は、各色成分の感光ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光ドラム413に圧接されることにより、感光ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
The
二次転写ローラー424は、複数の支持ローラー423のうちの一つに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421と対向して配置される支持ローラー423はバックアップローラーと呼ばれる。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424が支持ローラー(バックアップローラー)423に圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙へトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
The
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側(一次転写ローラー422と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。その後、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙の裏面側(二次転写ローラー424と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部60に向けて搬送される。
When the
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、中間転写ユニット42において、二次転写ローラー424に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用してもよい。
The
定着部60は、用紙の定着面(定着対象のトナー像が形成されている面)側に配置される定着面側部材を有する上側定着部61、用紙の裏面(定着面の反対の面)側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部62、及び定着面側部材を加熱する加熱源63等を備える。
The fixing
上側定着部61がベルト加熱方式である場合(図2参照)は定着ベルトが定着面側部材となり、ローラー加熱方式である場合は定着ローラーが定着面側部材となる。また、下側定着部62がローラー加圧方式である場合(図2参照)は加圧ローラーが裏面側支持部材となり、ベルト加圧方式である場合は加圧ベルトが裏面側支持部材となる。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙は、定着ニップを通過する際に加熱、加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着する。また、定着部60は、定着面側部材又は裏面側支持部材に対して送風を行い、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙を分離する分離エアー送風部を備えていてもよい。
When the
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、第1の搬送部53〜第4の搬送部56、及び搬送経路切替部57等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット511〜513には、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された紙種ごとに収容される。
The
第1の搬送部53は、中間搬送ローラー部、ループローラー部、及びレジストローラー部を含む複数の搬送ローラー部を備える。第1の搬送部53は、給紙部51、又は給紙装置1Aから給紙された用紙を画像形成部40(二次転写部)に搬送する。第2の搬送部54は、画像形成部40において第1面に画像が形成された用紙を第3の搬送部55に搬送する。また、第2の搬送部54は、第3の搬送部55から送出された用紙を排紙部52に搬送する。
The
第3の搬送部55は、第2の搬送部54から送出された用紙を一旦停止させ、搬送方向を逆転させる(スイッチバック)。第3の搬送部55は、スイッチバックさせた用紙を第2の搬送部54又は第4の搬送部56に搬送する。第4の搬送部56は、第3の搬送部55から送出された用紙を第1の搬送部53(ループローラー部の上流)に搬送する循環経路である。第1の搬送部53には、第2面(裏面)が上面となった用紙が通紙されることになる。
The
搬送経路切替部57は、定着部60から送出された用紙をそのままの状態で排紙するか、反転させて排紙するかによって搬送経路を切り替える。具体的には、制御部100が、画像形成処理の処理内容(片面/両面印刷、紙種等)に基づいて、搬送経路切替部57の動作を制御する。
The transport
給紙部51又は給紙装置1Aから給紙された用紙は、第1の搬送部53によって画像形成部40に搬送される。そして、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙の第1面(定着面)に一括して二次転写され、定着部60において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙ローラー等を備えた排紙部52により電荷制御装置1Cに向けて排紙される。第1面に画像が形成された用紙を第2の搬送部54〜第4の搬送部56によって循環搬送することにより、画像形成装置1Bにおいて用紙の第2面に画像が形成される。
The sheet fed from the
次に、上述した電荷制御装置1Cの詳細について説明する。
図4は、電荷制御装置1Cの概略構成と、画像形成装置1Bの画像形成部40及び定着部60それぞれの一部の概略構成を示す図である。図4において、上述したように、画像形成部40は、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙Sの第2面(裏面)側にトナーと逆極性の電荷を付与する。定着部60は、ローラー加熱方式の上側定着部61と、ローラー加圧方式の下側定着部62を用いているものとし、トナー像が形成された用紙Sに対して定着を行う。
Next, details of the above-described
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the
電荷制御装置1Cは、静電吸着による用紙同士の貼り付きを抑制しつつ、ハンドリング性が低下しないように、用紙Sのトナー層の電荷量を調整する。電荷制御装置1Cは、画像形成装置1Bの定着部60からの排紙タイミングを検知するための排紙センサー80と、排紙センサー80の用紙搬送方向下流側に対向配置された第1,第2導電性ゴムローラー81,82と、第1導電性ゴムローラー81に正の電圧を印加する電源83と、画像形成装置1Bの通信部71と通信を行い、画像形成装置1Bの制御部100で得られた用紙の作像条件を受信する通信部84と、通信部84にて受信された用紙の作像条件に基づいて、用紙Sに定着されたトナー層の電荷量を所定量以下まで減少させるための電荷量の適正調整量を設定する設定部85と、設定部85で設定された適正調整量に従って電源83を定電流制御して、用紙Sのトナー層の電荷量を調整する調整部86と、を有する。
The
本実施の形態では、用紙Sの用紙領域を搬送方向に3分割して、領域ごとにトナー層の電荷量を調整する。すなわち、用紙搬送方向における用紙S上の局所的な領域である用紙Sの先端領域及び後端領域と、用紙S上の残余の領域である用紙Sの中間領域の3領域に分割し、領域ごとにトナー層の電荷量を調整する。また、本実施の形態では、作像条件にカバレッジ(用紙Sの面積に占めるトナー像の面積の割合)を含ませている。カバレッジの算出は、画像形成装置1Bの制御部100が行う。すなわち、画像形成装置1Bの制御部100は、印字データを解析して、用紙Sの第1面(表面)及び第2面(裏面)に形成されるトナー像のカバレッジを算出し、第2面のカバレッジの第1面のカバレッジに対する倍数を求める。求めた倍数が次の(1)〜(4)のいずれの範囲にあるかを判定し、その判定結果と、求めた倍数を電荷制御装置1Cに送る。
(1)0.4倍未満
(2)0.4以上1.67未満
(3)1.67以上2.5未満
(4)2.5以上
In the present embodiment, the sheet area of the sheet S is divided into three in the transport direction, and the charge amount of the toner layer is adjusted for each area. That is, the area is divided into three areas, that is, a leading area and a trailing area of the sheet S, which are local areas on the sheet S in the sheet transport direction, and an intermediate area of the sheet S, which is a remaining area on the sheet S. Adjust the charge amount of the toner layer. Further, in the present embodiment, the image forming condition includes the coverage (the ratio of the area of the toner image to the area of the paper S). The
(1) Less than 0.4 times (2) 0.4 or more and less than 1.67 (3) 1.67 or more and less than 2.5 (4) 2.5 or more
電荷制御装置1Cの設定部85は、図5に示す表をデータとして保持しており、このデータと画像形成装置1Bの制御部100から得られる上記判定結果及び倍数等を基に用紙Sのトナー層の電荷量を調整する電流値(適正調整量)を設定する。図5に示す表は、用紙Sの両面のカバレッジと用紙Sに通電する電流値(適正調整量)との関係を示すものであり、横軸が用紙Sの第1面のカバレッジ、縦軸が第2面のカバレッジである。用紙Sの第2面のカバレッジの第1面のカバレッジに対する倍数が、0.4以上1.67未満の場合は第3領域に属し、適正調整量として例えば「50μA」が設定される。また、1.67以上2.5未満の場合は、第2領域に属し、適正調整量として例えば「40μA」が設定される。また、2.5以上の場合は、第1領域に属し、適正調整量として例えば「20μA」が設定される。また、0.4倍未満の場合は、第4領域に属する。第4領域に属する用紙Sについては、直前の用紙Sのカバレッジに応じて適正調整量が設定される。例えば、直前の用紙Sの第2面のカバレッジが低い場合は、適正調整量として例えば「70μA」が設定される。また、直前の用紙Sの第2面のカバレッジが高い場合は、直前の用紙Sに対して決定された適正調整量を80μAから差し引いた値が、現在の用紙Sに適用される適正調整量として設定される。
The setting
また、電荷制御装置1Cの設定部85は、上記複数の適正調整量のそれぞれに対して、図6に示す貼り付き力と電流値との関係を示すグラフをデータとして保持しており、これらのデータを用いて非適正調整量を設定する。貼り付き力は、適正調整量で最小となるので、どの程度の貼り付き力を必要とするかに応じて電流値を適正調整量からずらすことにより、非適正調整量を決めることができる。なお、坪量、紙種、環境等によって電流と貼り付き力の関係が異なるので、予め実験で電流と貼り付け力の関係を調べて非適正調整量を決定するとよい。また、図7に示すように、非適正調整量を適正調整量からの倍率にしてもよい。
Further, the setting
電荷制御装置1Cの設定部85で適正調整量及び非適正調整量が設定されると、電荷制御装置1Cの調整部86は、用紙Sの先端領域と後端領域では、設定部85で設定された適正調整量に従って電源83を定電流制御して、適正調整量に応じた印加電流を流し、当該領域におけるトナー層の電荷量を調整する。また、用紙Sの中間領域では、設定された適正調整量からずらした非適正調整量に従って電源83を定電流制御して、非適正調整量に応じた印加電流を流し、当該領域におけるトナー層の電荷量を調整する。用紙位置の検知は、排紙センサー80で画像形成装置1Bの定着部60からの用紙Sの排出タイミングを検知し、第1,第2導電性ゴムローラー81,82までの距離と線速で換算することで行われる。印加電流は、電荷中和効果があれば、直流、交流、交流を重畳した直流、もしくはパルス等の波形を有するもので十分である。本実施の形態では、二次転写で用紙Sの第1面のトナー層に正の電荷が注入されるため、電荷制御装置1Cでは用紙Sの第2面側に正の電荷を注入するローラー構成としている。
When the proper adjustment amount and the improper adjustment amount are set by the setting
ここで、用紙Sに定着されたトナー層の電荷量調整の基本について説明する。
図8は、電荷制御装置1Cを通過する前の用紙Sにおける帯電状態と電荷制御装置1Cを通過した後の用紙Sにおける帯電状態の一例を示す図である。この例では、用紙Sの第1面S1と第2面S2にはトナー層が形成されていて、第1面S1のトナー層にのみ「+4」の電荷量が溜った状態にある。このような状態にある用紙Sが電荷制御装置1Cを通過する際に、第2面S2のトナー層に「+2」の電荷量が付与されると、用紙Sの第2面S2のトナー層に「+2」の電荷が帯電する。また、第2面S2のトナー層に「+2」の電荷量が付与されると、用紙Sの第1面S1のトナー層に「−2」の電荷が誘起する。誘起した負の電荷が、用紙Sの第1面S1のトナー層の「+2」の電荷と打ち消し合い、「+2」の電荷が残る。図9は、図8に示すように電荷量調整された用紙Sを2枚重ねたときの各用紙Sのトナー層における帯電状態を示す図である。図9に示すように、各用紙Sの第1面S1,第2面S2のトナー層における電荷量が「+2」の電荷となるので、用紙間で電位差は生じない。このため、用紙間での貼り付き力が生じない。
Here, the basics of adjusting the charge amount of the toner layer fixed on the paper S will be described.
FIG. 8 is a diagram showing an example of the charged state of the sheet S before passing through the
第1面S1のトナー層における電荷量と第2面S2のトナー層における電荷量が同容量となる用紙Sが積み重なった場合、用紙間における電位差は無く、用紙間で貼り付き力が生じない。このため、このままではハンドリング性が確保されない。本実施の形態では、用紙Sの用紙領域を用紙搬送方向において3分割して、領域ごとにトナー層における電荷量を調整するようにして、領域ごとに用紙間の貼り付き力に差を設けるようにしているので、用紙同士の貼り付きの抑制と、ハンドリング性の低下の抑制を同時に実現できる。 When the sheets S having the same charge amount in the toner layer on the first surface S1 and the charge amount in the toner layer on the second surface S2 are stacked, there is no potential difference between the sheets and no sticking force is generated between the sheets. For this reason, the handling property cannot be secured as it is. In the present embodiment, the paper area of the paper S is divided into three in the paper transport direction, and the amount of electric charge in the toner layer is adjusted for each area so that the adhesive force between the papers is different for each area. Therefore, it is possible to simultaneously suppress the sticking of the sheets and the deterioration of the handling property.
図10は、用紙Sの用紙領域が用紙搬送方向に3分割された場合の電荷量調整切り替え例を示す図である。図10に示すように、用紙Sの用紙搬送方向の先端領域FAと後端領域RAでは、設定された適正調整量の印加電流i1に従ってトナー層の電荷量が調整される。一方、先端領域FAと後端領域RAとの中間領域MAでは、設定された適正調整量からずらした非適正調整量の印加電流i2に従ってトナー層の電荷量が調整される。この場合、印加電流i1>印加電流i2である。適正調整量でトナー層の電荷量が調整された先端領域FAと後端領域RAでは貼り付き力が低くなり、非適正調整量でトナー層の電荷量が調整された中間領域MAでは貼り付き力が高くなる。 FIG. 10 is a diagram showing an example of charge amount adjustment switching when the paper region of the paper S is divided into three in the paper transport direction. As shown in FIG. 10, in the leading end area FA and the trailing end area RA of the paper S in the paper transport direction, the charge amount of the toner layer is adjusted according to the applied current i 1 of the set appropriate adjustment amount. On the other hand, in the intermediate region MA between the front end region FA and the rear end region RA, the charge amount of the toner layer is adjusted according to the improper adjustment amount of the applied current i 2 which is deviated from the set proper adjustment amount. In this case, the applied current i 1 >the applied current i 2 . The sticking force becomes low in the front end area FA and the rear end area RA in which the charge amount of the toner layer is adjusted by an appropriate adjustment amount, and the sticking force in the intermediate area MA in which the charge amount of the toner layer is adjusted by an improper adjustment amount. Becomes higher.
このように構成した一実施の形態によれば、用紙Sに定着されたトナー層の電荷量を所定量以下まで減少させるための電荷量の適正調整量を、作像条件である用紙Sの両面のカバレッジに基づいて設定する設定部85と、用紙S上の局所的な領域である用紙Sの先端領域FA及び後端領域RAでは、設定部85で設定された適正調整量に従ってトナー層の電荷量を調整し、用紙S上の残余の領域である中間領域MAでは、設定部85で設定された適正調整量からずらした非適正調整量でトナー層の電荷量を調整する調整部86と、を有するので、静電吸着による排紙後の前後の用紙同士の貼り付きを抑制し、かつハンドリング性の低下を防止できる。
According to the embodiment configured as described above, the appropriate adjustment amount of the charge amount for reducing the charge amount of the toner layer fixed on the paper S to a predetermined amount or less is set to the both sides of the paper S which is the image forming condition. Of the toner layer according to the appropriate adjustment amount set by the setting
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified without departing from the scope of the invention.
例えば、上記実施の形態では、用紙Sの用紙領域を用紙搬送方向に3分割したが、分割数に限定はなく任意に決めることができる。広い意味で言えば、用紙領域を用紙S上の局所的な領域とその残余の領域とに分け、さらに、局所的な領域が用紙S上の外周領域の少なくとも一部分を含むように、かつ、残余の領域が用紙S上の中央領域の少なくとも一部分を含むようにすればよい。 For example, in the above embodiment, the paper area of the paper S is divided into three in the paper conveyance direction, but the number of divisions is not limited and can be arbitrarily determined. In a broad sense, the paper area is divided into a local area on the paper S and its residual area, and the local area includes at least a part of the outer peripheral area on the paper S, and The area may include at least a part of the central area on the paper S.
また、電荷制御装置1Cの後段にて後処理装置1Dを使用する本実施の形態においては、局所的な領域に含まれる先端領域又は後端領域は、後処理装置1Dのピックアップローラー(不図示)の位置を含むようにすることが好ましい。
Further, in the present embodiment in which the
用紙Sの用紙領域を搬送方向に2分割した場合は、局所的な領域は、用紙搬送方向において用紙Sの先端領域又は後端領域のうちの一方を含み、残余の領域は、先端領域又は後端領域のうち他方を含むものとなる。 When the paper region of the paper S is divided into two in the transport direction, the local region includes one of the front end region and the rear end region of the paper S in the paper transport direction, and the remaining region is the front end region or the rear region. The other of the end regions is included.
図11は、用紙Sの用紙領域が用紙搬送方向に2分割された場合の電荷量調整切り替え例を示す図である。図11に示すように、用紙Sの用紙搬送方向の後端領域RAでは、設定された適正調整量の印加電流i1に従ってトナー層の電荷量が調整される。用紙Sの用紙搬送方向の先端領域FAでは、設定された適正調整量からずらした非適正調整量の印加電流i2に従ってトナー層の電荷量が調整される。この場合、印加電流i1>印加電流i2である。適正調整量でトナー層の電荷量が調整された後端領域RAでは貼り付き力が高くなり、非適正調整量でトナー層の電荷量が調整された先端領域FAでは貼り付き力が低くなる。 FIG. 11 is a diagram showing an example of charge amount adjustment switching when the paper area of the paper S is divided into two in the paper transport direction. As shown in FIG. 11, in the trailing edge area RA of the sheet S in the sheet transport direction, the charge amount of the toner layer is adjusted according to the applied current i 1 of the set appropriate adjustment amount. In the front end area FA of the sheet S in the sheet transport direction, the charge amount of the toner layer is adjusted according to the improper adjustment amount of the applied current i 2 which is deviated from the set proper adjustment amount. In this case, the applied current i 1 >the applied current i 2 . The sticking force is high in the trailing edge area RA where the charge amount of the toner layer is adjusted by an appropriate adjustment amount, and is low in the tip end area FA where the charge amount of the toner layer is adjusted by an improper adjustment amount.
また、上記実施の形態において、電荷量の適正調整量の設定のために考慮する作像条件に、二次転写出力、定着温度、又は単位面積当たりのトナー付着量を含めてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the image forming conditions to be considered for setting the appropriate adjustment amount of the charge amount may include the secondary transfer output, the fixing temperature, or the toner adhesion amount per unit area.
図12は、考慮する作像条件に二次転写出力を含ませた場合で、用紙Sの用紙領域が搬送方向に3分割した場合の電荷量調整切り替え例を示す図である。また、図13は、二次転写出力と電荷量との関係を示す図である。まず図13に示すように、二次転写出力と電荷量は比例関係にあり、二次転写出力が大きくなるに従って電荷量が多くなる。厚紙の用紙Sでは、用紙搬送方向の先端側と後端側で転写出力変更制御が行われる場合があり、そのような場合、二次転写出力は図12の(c)に示すように変化する。この二次転写出力の変化に合わせてトナー層に与える印加電流を変化させる。二次転写出力は、絶対値で用紙Sの用紙搬送方向の先端で増加し、後端で減少するので、それに合わせて用紙Sの用紙搬送方向の先端に対しては、図12の(d)に示すように、印加電流i1より高い印加電流i4に増加させ、用紙Sの用紙搬送方向の後端に対しては、印加電流i1より低い印加電流i3に減少させる。これにより、二次転写出力に変化がない場合と同様の貼り付き力が得られる。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of charge amount adjustment switching when the secondary transfer output is included in the image forming conditions to be considered and the paper region of the paper S is divided into three in the transport direction. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the secondary transfer output and the charge amount. First, as shown in FIG. 13, the secondary transfer output and the charge amount are in a proportional relationship, and the charge amount increases as the secondary transfer output increases. For thick paper S, transfer output change control may be performed on the front end side and the rear end side in the paper transport direction. In such a case, the secondary transfer output changes as shown in FIG. 12(c). .. The applied current applied to the toner layer is changed according to the change of the secondary transfer output. The secondary transfer output increases in absolute value at the leading edge of the sheet S in the sheet transporting direction and decreases at the trailing edge, and accordingly, for the leading edge of the sheet S in the sheet transporting direction, FIG. as shown in increases in high applied current i 4 from the applied current i 1, with respect to the rear end of the sheet conveying direction of the sheet S, is reduced to the applied current i low applied currents i 3 than 1. As a result, the same sticking force as when the secondary transfer output does not change can be obtained.
なお、考慮する作像条件に単位面積あたりのトナー付着量を含ませた場合については電荷量調整切り替え例を特に挙げないが、図14に示すように単位面積あたりのトナー付着量と電荷量との間にも比例関係があるので、前述した二次転写出力を考慮する場合と同様の電荷量調整切り替えが可能である。 It should be noted that when the image forming condition to be considered includes the toner adhesion amount per unit area, a charge amount adjustment switching example is not particularly mentioned, but as shown in FIG. Since there is also a proportional relationship between them, the same charge amount adjustment switching as in the case of considering the secondary transfer output described above is possible.
図15は、考慮する作像条件に定着温度を含ませた場合で、用紙Sの用紙領域が搬送方向に3分割した場合の電荷量調整切り替え例を示す図である。また、図16は、定着温度と電荷量との関係を示す図である。まず図16に示すように、定着温度と電荷量は反比例の関係にあり、定着温度が高くなるに従って電荷量が減少する。例えば朝一や外気が寒いときは、定着温度は、最初が最も高く、その後、徐々に低下して行く。すなわち、用紙搬送方向の先端から後端にかけて定着温度が徐々に低下して行く。一方、トナーは樹脂でつくられていて抵抗値が温度に依存するので、定着温度が高いほど抵抗値が低くなり、その結果としてトナー層内に滞留する電荷量が少なくなる。したがって、定着温度が高くなっている用紙の先端側で電荷量が少なく、後端側に向かうに従って多くなることから、印加電流i1,i2は図15の(c)に示すようになる。これにより、定着温度に変化がない場合と同様の貼り付き力が得られる。 FIG. 15 is a diagram showing an example of charge amount adjustment switching when the image forming condition to be considered includes the fixing temperature and the paper region of the paper S is divided into three in the transport direction. 16 is a diagram showing the relationship between the fixing temperature and the charge amount. First, as shown in FIG. 16, the fixing temperature and the charge amount are in inverse proportion to each other, and the charge amount decreases as the fixing temperature increases. For example, in the morning or when the outside air is cold, the fixing temperature is highest at the beginning and then gradually decreases. That is, the fixing temperature gradually decreases from the leading end to the trailing end in the paper transport direction. On the other hand, since the toner is made of resin and the resistance value depends on the temperature, the higher the fixing temperature, the lower the resistance value, and as a result, the amount of electric charge staying in the toner layer decreases. Therefore, the amount of electric charge is small on the front end side of the sheet whose fixing temperature is high and increases as it goes to the rear end side, so that the applied currents i 1 and i 2 are as shown in FIG. As a result, the same sticking force as when the fixing temperature does not change can be obtained.
なお、ユーザーのマシン使用状況によっては、後処理装置1Dに対する給紙方向を用紙後端側に変更する場合も考えられるので、用紙領域の先端側と後端側を切り替えることができるようにしてもよい。例えば、図11に示すように、用紙領域を2分割して、先端領域FAの貼り付き力を低く、後端領域RAの貼り付き力を高く設定したにも関わらず、後処理装置1Dに対して逆の向きでセットしてしまった場合、目的とする効果を得ることができなくなる。例えば、上述した後処理装置1Dのピックアップローラーの位置に、用紙の貼り付き力が高い領域(図11の場合では後端領域RA)が来ると、複数枚の用紙が一度に取り込まれてしまう虞がある。用紙領域の先端側と後端側を切り替えることができるようにすることで、そのような虞を無くすことができる。因みに、用紙領域を3分割した場合、先端領域FAと後端領域RAの切り替えの他に、先端領域FA及び中間領域MAと後端領域RA及び中間領域MAの切り替えも勿論可能である。
Depending on the user's machine usage condition, the paper feeding direction for the
1 画像形成システム
1A 給紙装置
1B 画像形成装置
1C 電荷制御装置
1D 後処理装置
40 画像形成部
60 定着部
61 上側定着部
62 下側定着部
71,84 通信部
80 排紙センサー
81 第1導電性ゴムローラー
82 第2導電性ゴムローラー
83 電源
85 設定部
86 調整部
100 制御部
424 二次転写ローラー
423 支持ローラー
S 用紙
S1 第1面
S2 第2面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電荷量を所定量以下まで減少させるための前記電荷量の適正調整量を、前記用紙の作像条件に基づいて設定する設定部と、
前記用紙上の前記局所的な領域では、設定された適正調整量に従って前記トナー層の電荷量を調整し、前記用紙上の前記残余の領域では、前記残余の領域での用紙同士の貼り付き力が前記局所的な領域での用紙同士の貼り付き力よりも高くなるように、前記適正調整量からずらされた非適正調整量に従って前記トナー層の電荷量を調整する調整部と、
を有する電荷制御装置。 The amount of electric charge in the toner layer fixed on the paper to be post-processed is divided into a local area and a residual area which are distinguished according to a predetermined position on the paper based on the configuration of the device that performs the post-processing. A charge control device that adjusts in each of the areas of
The proper adjustment of the charge amount for decreasing the charge amount to a predetermined amount or less, and a setting unit that sets, based on the image forming condition of the paper,
In the localized region on the paper sheet, by adjusting the charge amount of the toner layer in accordance with Good adjustment amount set in the above remaining areas on the sheet, sticking force of the sheet between at the remaining region An adjustment unit that adjusts the charge amount of the toner layer according to an unsuitable adjustment amount that is deviated from the appropriate adjustment amount, such that is higher than the sticking force between the sheets in the local area .
A charge control device having.
請求項1に記載の電荷制御装置。 The local area includes at least a portion of a peripheral area on the sheet, and the residual area includes at least a portion of a central area on the sheet.
The charge control device according to claim 1.
請求項1に記載の電荷制御装置。 The local area includes one of a leading edge area and a trailing edge area of the sheet in the sheet transport direction, and the remaining area includes the other of the leading edge area and the trailing edge area.
The charge control device according to claim 1.
請求項1に記載の電荷制御装置。 The local area includes a leading edge area and a trailing edge area of the paper in the paper transport direction, and the remaining area is an intermediate area between the leading edge area and the trailing edge area of the paper in the paper transport direction. Including,
The charge control device according to claim 1.
請求項3又は4に記載の電荷制御装置。 The front end region or the rear end region included in the local region includes a position of a pickup roller of a post-processing device arranged in a subsequent stage of the charge control device,
The charge control device according to claim 3 or 4.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電荷制御装置。 The image forming condition includes at least one of secondary transfer output, fixing temperature, and amount of adhered toner for each position on the paper.
The charge control device according to claim 1.
前記定着部により前記用紙に定着されるトナー層内の電荷量を調整する請求項1〜6のいずれか1項に記載の電荷制御装置と、
を有する画像形成装置。 A fixing unit that fixes the toner image on the paper,
The charge control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the charge amount in the toner layer fixed to the sheet by the fixing unit is adjusted.
An image forming apparatus having:
前記画像形成装置の後段に配置され、前記用紙に対して後処理を行う後処理装置と、
を有する画像形成システム。 An image forming apparatus according to claim 7,
A post-processing device that is disposed in a subsequent stage of the image forming apparatus and that performs post-processing on the sheet.
Image forming system having a.
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