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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143188
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−313447
出願日 平成9年(1997)11月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】丸島 儀一
発明者 中沢 伸夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有し、転写材に1回目に形成されたトナー像が定着された後同一の転写材に2回目のトナー像を形成可能な画像形成装置において、転写材に、1回目のトナー像が形成される場合と、2回目のトナー像が形成される場合と、で前記現像手段の現像条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記変更手段は、前記像担持体のトナー像の画像背景部に付着するかぶりトナーの付着量を変更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】 前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像バイアス電圧の周波数を変更することを特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。
【請求項4】 前記装置は、環境を検知する検知手段を有し、転写材に、1回目のトナー像が形成される場合と、2回目のトナー像が形成される場合と、での前記現像手段は、前記検知手段の検知結果に応じて変更するかどうか決定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの画像形成装置。
【請求項5】 前記装置は、環境を検知する検知手段を有し、前記検知手段の検知結果に応じて前記現像条件は、変更されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの画像形成装置。
【請求項6】 前記変更手段は、転写材搬送方向において転写材の端部付近に対応する印字率に応じて前記現像条件を変更可能とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかの画像形成装置。
【請求項7】 前記変更手段は、使用される転写材の種類に応じて前記現像条件を変更可能とすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの画像形成装置。
【請求項8】 像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有する画像形成装置において、転写材搬送方向において転写材の端部付近に対応する印字率に応じて前記現像手段の現像条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項9】 前記変更手段は、前記像担持体のトナー像の画像背景部に付着するかぶりトナーの付着量を変更することを特徴とする請求項8の画像形成装置。
【請求項10】 前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像バイアス電圧の周波数を変更することを特徴とする請求項8又は9の画像形成装置。
【請求項11】 前記装置は、環境を検知する検知手段を有し、前記検知手段の検知結果に応じて前記現像条件は、変更されることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかの画像形成装置。
【請求項12】 前記変更手段は、使用される転写材の種類に応じて前記現像条件を変更可能とすることを特徴とする請求項8乃至11のいずれかの画像形成装置。
【請求項13】 像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有する画像形成装置において、使用される転写材の種類に応じて前記現像手段の現像条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項14】 前記変更手段は、前記像担持体のトナー像の画像背景部に付着するかぶりトナーの付着量を変更することを特徴とする請求項13の画像形成装置。
【請求項15】 前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像バイアス電圧の周波数を変更することを特徴とする請求項14又は15の画像形成装置。
【請求項16】 前記装置は、環境を検知する検知手段を有し、前記検知手段の検知結果に応じて前記現像条件は、変更されることを特徴とする請求項13乃至15のいずれかの画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置、特に像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、像担持体から転写材を分離する分離手段と、を有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の画像形成装置においては、一次帯電手段で一様に帯電した像担持体表面に画像情報に対応した画像露光を照射し静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段でトナー像に現像し、この像担持体表面のトナー像に転写材を密着させて転写材に電荷を付与してトナー像を転写材に転写し、分離手段で転写手段を付与した電荷の一部を除去して転写材を像担持体から分離し、定着手段で転写材上のトナー像を定着し、画像を出力している。
【0003】図7に、上述の従来の画像形成装置の一例を示す。コロナ帯電器で構成された一次帯電装置11で感光体である像担持体10表面を一様に帯電し、レーザースキャナー等の画像露光装置(図示せず)で画像情報に対応した画像露光12を照射し、像担持体10表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。本例の画像露光12は画像の暗部(黒部)に光を照射するタイプの画像露光であるとする。像担持体10表面に形成した静電潜像は現像装置13でトナー像に現像される。現像装置13内には少なくともトナーを含む現像剤が充填されており、このトナーは攪拌部材(図示せず)やトナー像担持体10表面に搬送する現像剤担持体131等の回転によって所定の極性に摩擦帯電している。
【0004】タイミングローラー14と転写ガイド15は転写材搬送手段である。図示しない給紙装置で給紙されて来る転写材25はタイミングローラー14で像担持体10表面のトナー像に同期をとられた上で、転写ガイド15によって像担持体10表面に密着搬送される。転写材25が像担持体10表面に密着した後、コロナ帯電器で構成された転写装置16で転写材25の背面にトナーの持つ極性の逆極性の電荷を付与し、静電的な力で像担持体10表面のトナー像を転写材25に転写する。
【0005】転写プロセス後の転写材25は背面に付与された電荷のために、像担持体10表面に静電的に吸着している。そこで、分離装置17によって、転写プロセスで付与された電荷の一部を除去し、転写材25と像担持体10の間の吸着力を減じ、転写材25の弾性的な力を利用して転写材25を像担持体10から分離する。分離装置17は転写装置16が発する電荷の極性の逆極性の電荷を発するコロナ帯電器か、これにAC電流を重畳したものである。このように転写プロセス後の転写材の背面の電荷を除電することで像担持体と転写材の間の静電吸着力を弱め、転写材の弾性力で転写材を分離する方式を静電分離方式と呼ぶ。
【0006】こうして、トナー像を保持した状態で像担持体10から分離された転写材25は搬送装置20によって、定着装置21に運ばれる。転写材25上のトナー像は定着装置21によって転写材25に定着される。定着装置21は、樹脂を主成分とするトナーを熱によって転写材に融着させる熱定着装置が一般に用いられる。
【0007】そして、トナー像が定着された転写材は、排出ローラーから排出される。また、両面や多重で画像が転写される場合には、機内の中間トレー等に収容された後、再度給紙され、転写装置へと導かれ、転写材にトナー像が転写され、分離装置17で分離されたのち定着装置21で定着され機外に排出される。
【0008】一方、トナー像を転写材25に転写した後の像担持体10は、表面に残った僅かな転写残トナーをクリーニング装置18によって清掃除去され、さらに、静電潜像を前露光19によって除去され次の画像形成サイクルに入る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術には以下に説明するような欠点があった。
【0010】本発明の発明者の検討によれば、静電分離方式で転写プロセス後の転写材の分離を行うと、以下に説明するような理由で安定した分離性能が得られない場合があることが判明した。
【0011】第一に、転写材の弾性的な特性(腰)の違いによって分離性能が安定しない場合がある。
【0012】例えば、転写材の含水量の変化によって転写材の弾性力の大きさは変化する。画像形成装置の使用環境が高湿環境だと転写材の含水量が増加し転写材の弾性力は小さくなり、分離不良が発生する場合がある。また転写材の厚さなどのように転写材の種類が異なると分離性能が変わることがある。
【0013】第二に、定着装置から排出された転写材は熱によってカールしている。多重転写を行なう場合にこのカールが、像担持体に巻き付く方向であると、これが原因で分離不良や再転写が発生することがある。
【0014】第三に、転写材の搬送される先頭部分の画像の印字率によって分離性能が変わる。先頭部分の印字率が低い場合、分離不良になりやすくなる。つまり、転写材と像担持体の間にトナーがあるとギャップが確保され、密着がやや弱くなり分離しやすいのに対して、トナーがない場合は、転写材と像担持体のギャップが極度に少なくなり非常に分離しにくい状態になる。
【0015】また、先端及び後端の印字率は、転写材のカールに対しても大きな影響をあたえる。つまり1面目の先端及び後端に印字率の高い画像があるとカールが大きくなり、結果2面目の分離性能に対しても1面目の印字率が影響することになる。
【0016】第四に、同じ白画像であっても、画像の白地部(背景部)に僅かに付着するトナー(以下「かぶりトナー」と呼ぶ。)の付着量の変化によって分離性能が大きく変化する場合がある。かぶりトナーにはそのトナー量はわずかであるが、転写プロセス後の像担持体と転写材との間の静電的吸着力を弱める効果が大きくある。
【0017】例えば、夜間や週末の休日のように画像形成装置を長時間にわたって使用しない場合、現像装置内のトナーが保持していた摩擦帯電による電荷が減衰してしまう。その結果、長時間休止後に画像形成装置の使用を再開してもしばらくの期間は現像装置の現像特性が十分ではなく、かぶりトナーの付着量が少なくなってしまう。つまり、長期休止後の画像形成装置の使用中には分離不良が発生する場合があった。
【0018】上述したような不具合を解決するために、転写材の弾性力が小さい場合や、かぶりトナーの付着量が少ない場合を想定して、分離装置の除電作用を大きめに設定する方法が従来から使われてきたがこの方法は以下に説明するような欠点があった。
【0019】分離装置の除電作用を大きめに設定すると、転写材の分離時の転写材の背面の電荷(トナー像と逆極性の電荷)は少なくなり、転写材と像担持体表面の間の静電的な吸着力は弱まり、転写材の分離は可能になるが、転写材の背面の電荷が転写材上のトナー像を保持する力も弱まってしまう。そのため、転写材が像担持体表面から分離する瞬間に、転写材にいったん転写したはずのトナー像が再び像担持体表面に形成した静電潜像に引き寄せられ、奪い取られてしまう現象が発生する場合がある。このような転写材を像担持体から分離する際に、トナー像を像担持体に再び奪い取られる現象を再転写と呼ぶ。再転写が発生すると、出力画像の濃度は著しく低くなり、画像の品位も非常に低いものとなってしまう。
【0020】したがって、本発明の目的は、分離不良及び再転写を防止する画像形成装置を提供することである。
【0021】本発明の他の目的は、現像時の白地部へのかぶりを変更できるようにした画像形成装置を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有し、転写材に1回目に形成されたトナー像が定着された後同一の転写材に2回目のトナー像を形成可能な画像形成装置において、転写材に、1回目のトナー像が形成される場合と、2回目のトナー像が形成される場合と、で前記現像手段の現像条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【0023】また、他の本発明は、像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有する画像形成装置において、転写材搬送方向において転写材の端部付近に対応する印字率に応じて前記現像手段の現像条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【0024】更に、他の本発明は、像担持体と、この像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写位置で転写する転写帯電手段と、前記像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する分離手段と、を有する画像形成装置において、使用される転写材の種類に応じて前記現像手段の環境条件を変更可能とする変更手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【0025】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面によって説明する。
【0026】図1は実施例の画像形成装置を示す断面構成図である。
【0027】図1において、100は複写装置本体、200は原稿の自動給送を行う循環式自動原稿送り装置、即ちフィーダー(以下RDFと記す)、250は仕分け装置、即ちソータであり、これらRDF200とソータ250は本体100に対して自在に組合わせて使用できるようになっている。
【0028】101は原稿載置台としての原稿台ガラスである。102は画像読取り手段としての光学系であり、原稿照明ランプ(露光ランプ)103と、走査ミラーと、レンズ143と、モーター104等から構成されており、モーター104により走査しつつ露光ランプ103で原稿を照明し、原稿からの反射光を走査ミラーとレンズにより感光体ドラム105に照射する。
【0029】前記感光体ドラム105の回りには、1次帯電器106と、ブランク露光ユニット107と、電位センサ108と、現像器109と、転写帯電器110と、分離帯電器111と、クリーニング装置112とが装備されていて、これらと像担持体である感光体ドラム105等により画像記録手段が構成されている。
【0030】感光体ドラム105は、メインモータ113により図1に示す矢印の方向に回転するもので、1次帯電器106によりコロナ帯電されており、光学系102から原稿の反射光が照射されると、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器109により現像されてトナー像として可視化される。一方、上段カセット114あるいは下段カセット115からピックアップローラ116,117を介し、給紙ローラ118,119により本体100内に送られた転写紙は、レジストローラ120によりトナー像の先端と転写紙の先端とが一致するようにタイミングがとられた後、感光体ドラム105に給送され、転写帯電器110によりトナー像が転写される。
【0031】転写帯電器110にはトナー像の帯電極性と逆極性の電圧が印加され、転写材の裏側にはトナー像の帯電極性と逆極性の電荷が付与される。
【0032】この転写後、転写紙は分離帯電器111により感光体ドラム106から分離され、搬送ベルト121により定着器122に導かれて加圧、加熱により定着され、この後排出ローラ123により本体100の外に排出される。また、感光体ドラム105はクリーニング装置112により、その表面が清掃される。
【0033】分離帯電器111には、転写帯電器に印加される電圧と逆極性のDC電圧、又はこのDC電圧にAC電圧を重畳したもの、が印加され、転写後転写材の裏側の転写電荷の一部を除電する。
【0034】また、本体100には、例えば4000枚の転写紙を収納し得るペーパーデッキ124が装備されている。ペーパーデッキ124のリフタ125は、給紙ローラ126に転写紙が常に当接するように転写紙の量に応じて上昇する。本装置は、転写材の片面に像を形成した後、更に転写材の別の面に像を形成する両面モードと、転写材の片面に像を形成した後、更に転写材の同じ面に像を形成する多重モードと、を備える。127は排紙フラッパであり、両面記録側ないし多重記録側と排出側(ソータ250)の経路を切り替える。排出ローラ123から送り出された転写紙は、この排紙フラッパ127により両面記録側ないし多重記録側に切り替えられる。128は下搬送パスであり、排出ローラ123から送り出された転写紙を反転パス129を介し転写紙を裏返して再給紙トレイ130に導く。131は両面記録と多重記録の経路を切り替える多重フラッパであり、これを左方向に倒すことにより転写紙を反転パス129を介さず、直接下搬送パス128に導く。
【0035】132は経路133を通じて転写紙を感光体ドラム105側に給紙する給紙ローラである。134は排紙フラッパ127の近傍に配置されて、同排紙フラッパ127により排出側に切り替えられた転写紙を機外に排出する排出ローラである。両面記録(両面複写)や多重記録(多重複写)時には、排紙フラッパ127を上方に上げて、複写済みの転写紙を搬送パス128,129を介して裏返した状態で再給紙トレイ130に格納する。このとき、両面記録時には多重フラッパ131を右方向へ倒し、また多重記録時には多重フラッパ131を左方向へ倒しておく。
【0036】次に行う裏面記録時や多重記録時には、再給紙トレイ130に格納されている転写紙が、下から1枚づつ給紙ローラ132により経路133を介して本体のレジストローラ120に導かれる。本体から転写紙を反転して排出するときには、排紙フラッパ127を上方へ上げ、フラッパ131を右方向へ倒し、複写済みの転写紙を搬送パス129側へ搬送し、転写紙の後端が第1の送りローラ140を通過した後に反転ローラ142によって第2の送りローラ側へ搬送し、排出ローラ134によって、転写紙を裏返して機外へ排出される。
【0037】図2は本体100に設けた操作部600の配置構成例を示す。
【0038】図2において、601はアスタリスク(*)キーであり、オペレータ(使用者)が綴じ代量の設定とか、原稿枠消しのサイズ設定等の設定モードのときに用いる。627はカーソルキーであり、設定モード時の設定項目を選択するときに用いる。628はOKキーであり、設定モード時の設定内容を確定するときに用いる。606はオールリセットキーであり、標準モードに戻すときに押す。また、オートシャットオフ状態から標準モードに復帰させるときにもこのキー602を押す。605は複写開始キー(コピースタートキー)であり、複写を開始するときに押す。604はクリア/ストップキーであり、待機(スタンバイ)中はクリアキー、複写記録中はストップキーの機能を有する。このクリアキーは、設定した複写枚数を解除するときにも使用する。また、ストップキーは連続複写を中断するときに押す。この押した時点での複写が終了した後に、複写動作が停止する。
【0039】603はテンキーであり、複写枚数を設定するときに押す。また*(アスタリスク)モードを設定するときにも使う。619はメモリキーであり、使用者が予め頻繁に使う複写モードを登録しておき、登録した複写モードを呼び出すモードを設定することができる。611及び612は複写濃度キーであり、複写濃度を手動で調節するときに押す。613はAEキーであり、原稿の濃度に応じて、複写濃度を自動的に調節するとき、またはAE(自動濃度調節)を解除して濃度調節をマニュアル(手動)に切り替えるときに押す。607はコピー用紙選択キーであり、上段ペーパリフタ119,下段ペーパリフタ115,ペーパデッキ124,マルチ手差し150を選択するときに押す。また、RDF300に原稿が載っているときには、このキー607によりAPS(自動紙カセット選択)が選択できる。APSが選択されたときには、原稿と同じ大きさのカセットが自動選択される。
【0040】610は等倍キーであり、等倍(原寸)の複写をとるときに押す。616はオート変倍キーであり、指定した転写紙のサイズに合わせて原稿の画像を自動的に縮小・拡大を指定するときに押す。626は両面キーであり、片面原稿から両面複写、両面原稿から両面複写、または両面原稿から片面原稿をとるときに押す。625は綴じ代キーであり、転写紙の左側へ指定された長さの綴じ代を作成することができる。624は写真キーであり、写真原稿を複写するときに押す。623は多重キーであり、2つの原稿から転写紙の同じ面に画像を作成(合成)するときに押す。620は原稿枠消しキーであり、使用者が定形サイズ原稿の枠消しを行うときに押し、その際に原稿のサイズはアスタリスクキー601で設定する。621はシート枠消しキーであり、コピー用紙(転写材)サイズに合わせて用紙(転写材)の枠消しをするときに押す。
【0041】629は表紙モード設定キーであり、表紙,裏用紙の作成、及び合紙(白い紙の途中で色紙を入れるなど、種類の異なる転写材を挿入するもの)を挿入するときに用いる。630はページ連写キーであり、見開きの本の左右を続けて複写するときなどに用いる。614はステイプルソート,ソート,グループの排紙方法を選択する排紙方法選択キーであり、記録後の用紙をステイプルソータが接続されている場合は、ステイプルソートモード,ソートモード,グループモードの選択またはその選択モードの解除ができる。631は予約キーであり、予約トレイ210に載置された予約原稿に対する複写モードの設定を開始するとき、及び予約設定を解除するときに用いる。632はちょっと小さめキーであり、設定されている複写倍率よりも少し小さくするちょっと小さめモードを使用するときに用いる。
【0042】633はガイドキーであり、各種キーに対応する機能の説明を、メッセージディスプレイに表示するときに用いる。701は複写に関する情報を表示するLCD(液晶)タイプのメッセージディスプレイであり、文字や図形を表示する。例えば、テンキー603で設定した複写枚数、定形変倍キー608,609、等倍キー610、ズームキー617,618で設定した複写倍率、用紙選択キー607で選択した用紙サイズ、複写装置本体100の状態を示すメッセージ、操作手順を示すガイドメッセージ、その他各種モードの設定内容を表示する。
【0043】704はAE表示器であり、AEキー613によりAE(自動濃度調節)を選択したときに点灯する。709は予熱表示器であり、予熱状態のときに点灯する。
【0044】次に初めに述べた設定モードについてもう少し詳しく書くと、一般使用者、管理使用者、保守管理者等そのレベルによって操作設定のできるレベルをわけている。たとえば、暗証番号を用いることで上記操作レベルを分ける。さらに詳しくのべると、たとえば、*キーは、一般使用者、管理使用者は、暗証番号と*キー保守管理者は、暗証番号とその他いくつかのキーをあるリズムで入力する等により操作できる設定の階層わけをしている。
【0045】図3は、保守管理者が、設定できるモードにおいて転写分離に関して、設定変更できる項目の一部がLCD701に表示された例を示している。
【0046】TRN500は転写の強さであり500はこの強さの目安となる数値で在る。これを保守管理者は、ユーザーの使用状況にあわせて調整可能である。
【0047】図4は実施例の画像形成装置の制御系のブロック図である。
【0048】図において、1004は制御回路(コントローラ)で、CPU1004a,ROM1004b,RAM1004c等から構成され、ROM1004bに格納されたプログラムに基づいて複写シーケンスを総轄制御する。
【0049】操作部600は、前述したように、コピーモード(片面・両面・多重モード、複写倍率、カセット選択等)設定キー、複写枚数等を設定するテンキー、複写動作開始を指示するスタートキー、複写動作停止を指示するストップキー、動作モードを標準状態に復帰するリセットキー、等のキー入力部、及び、動作モードの設定状態等を表示するLED・液晶等の表示部が配置されている。
【0050】サーミスタ302は、定着ローラ144の表面温度を検出し、A/D変換部301でA/D変換された値がコントローラ1004に入力される。コントローラ1004は、サーミスタ302の検出値により、定着ローラ144の表面温度が所定値になるように制御している。
【0051】高圧制御部303は、1次帯電器106、転写帯電器110等の帯電系、及び現像器109等に所定の電位を印加する高圧ユニット304の制御を行う。モータ制御部305は、各種ステッピングモータやメイン駆動モータ等のモータ306の駆動を制御する。DC負荷制御部307は、ピックアップローラ116用等のソレノイド、レジストローラ120用等のクラッチ、及びファン等の駆動を制御する。308は、各種センサー類でコントローラ1004に入力される。
【0052】ACドライバー1000は、原稿照明ランプ103等のAC負荷309及び定着ヒータ310へのAC電源供給を制御する。また、原稿照明ランプ103、定着ヒータ311等の異常を検出し、シャットオフ機能付きのメインスイッチ1001をオフ状態にする。さらに、コントローラ1004の制御により、メインスイッチ1001前後のAC入力が切り替えられて電源1100に入力される。
【0053】電源1100は、コントローラ1004等のDC電源を供給し、ACドライバー1000からのAC電源が入力されるとともに、入力電源プラグ311から、メインスイッチ1001、ドアスイッチ1007を介したAC電源が電源1100に入力される。ペーパーデッキ124は、転写紙の積載枚数を増やすための給紙装置、フィーダ200は、複数枚の原稿を自動的にセットするための自動原稿送り装置、ソーター250は、排出される転写紙を仕分けするための仕分け装置である。
【0054】次に本発明の実施例の特徴的な部分を説明するために、高圧ユニット304について図5に少し詳しく説明する。
【0055】高圧ユニット304は、1次(3041)、転写帯電器供給用DC高圧発生部(3042)と分離(3043)ポスト帯電器用AC+DC高圧発生部(3044)と現像バイアス高圧発生部(3045)とからなる。現像バイアスは、矩形波やそのデューティ比を変えた波形やサイン波、スロープバイアスと呼ばれる交番電界が用いられ、これにある程度のDC成分を重畳したものが用いられる。その周波数は、その機械や用いられるトナーの特性によって1000Hzから数千Hzの範囲で選択されているが、本実施機においては2700Hzと2000Hzの2種類のスロープバイアス波形の現像バイアス発生装置をコントローラ1004からの信号で切り替えられるようになっている。スロープバイアス波形とは、三角波のピーク部分を平坦にして台形状にした波形である。
【0056】次に、この画像形成装置の分離不良再転写レベルとコピーモード、環境、紙の状態の関係を表1に示す。
【0057】この表の中で分離不良再転写のレベル×というのは、分離不良と再転写の間の最適領域(最適ラティチュード)がないことを示している。補足すると、分離電流の最適設定値は、その環境によって変化する。この設定電流が最適でないため分離不良や再転写をしているのではなく、分離電流の設定値をいくつに変化させても、分離不良と再転写をふせぐことができないレベルが、×レベルと表されている。△は最適ラチチュードがかなり狭いが、使用可能なもの、○は最適ラチチュードが広いものを示している。
【0058】表1では、機械の放置環境、紙の状態、現像器のかぶりのトナーの状態、そして、モードと紙カールの状態を記している。そして、これらの状態と結果として現われる、分離不良・再転写レベルを記した。また表1には、現像バイアスは標準となる。AC電圧が2700hzを備える現像バイアスを用いた場合について書いた。
【0059】かぶりトナーは、正規トナーの帯電電荷よりも帯電量が小さいトナー、又は正規トナーの帯電電荷とは逆極性のトナー、のように不安定電荷を備えるトナーであり、感光体において正規トナーが付着すべき部分の背景部(白部)に付着しやすい。
【0060】一般に、現像器によるかぶりは、低湿環境ではやや多く、高湿になるにしたがってかぶりが少なくなる。このかぶりは、感光ドラムと紙との間のギャップを形成するスペーサー粒子として働くため、かぶりの多い方が分離の最適領域が広くなる。また、このかぶりの量は、特に0に近いところで分離性能に対する大きな影響力があり、ある程度増えてくるとそれ以上増やしても分離性向上の効果は、顕著ではない。つまり、表1の場合、非常に高湿、高湿、のところで、かぶりが少なくなっているが、このような場合には、かぶりを多くなるように変更することが分離を良好にするのに大きな効果を与える。
【0061】つぎに、カールについて説明する。ここで記した上カールというのは、転写分離時、感光ドラムに巻き付く方向のカールであることをしめしている。そして、ドラムに巻き付く方向のカールがある場合、分離の最適領域は極端に減少する。このカールは、定着において熱を用いてトナーを定着している一般的な定着器においては必ず発生し、多くの場合、両面と多重画像は転写する時、逆方向のカールになっている。また、紙は乾燥時と吸湿時でその性質が大きく変化し、そのカール方向が逆になる。
【0062】また、定着後にカール矯正手段によってカール取りを行うが、通常は、良く用いられる両面モードが重視されるため、両面が、分離に有利な下カールになり、その結果、多重モードの方が上カールになる。その他、非常に高湿で放置された紙は、カール方向が逆になっていることが、表からわかる(1−23、1−24と1−11、1−12あるいは1−14、1−15を比較)。つまり、極端に吸湿するとカール矯正しきれずに方向が逆になる。
【0063】また、分離不良・再転写レベルについて見ると、上カールになる多重モードで分離不良・再転写のレベルが悪く、しかも、かぶりの少ない高湿で分離不良・再転写のレベルが悪いことがわかる。また、非常に高湿に放置された紙では、片面、表面とも分離不良・再転写するレベルになってしまうこともわかる。
【0064】表2には2000hz現像バイアスを用いた場合を記した。変化する所は、かぶりの部分である。かぶりが全体的に1ランクほど悪くなっている。それで、高湿環境での分離不良・再転写が著しく改善され、片面・両面・多重すべて問題ない状態となる。しかし、かぶりのレベルが悪化するという欠点ももっている。しかしこのような欠点は、2000hz現像バイアスを、必要な場合のみ限定的に使用すれば、かぶりも問題無く分離不良・再転写も改善できる。
【0065】なお、転写帯電器は定電流制御するのが好ましく、両面時、多重時ともに、1回定着された転写材は乾燥して抵抗が大きくなるので、1回目の転写の場合に転写帯電器に供給される電流よりも2回目の転写の場合に転写帯電器に供給される電流を小さくするのが好ましい。
【0066】また、両面時の2回目(2面目)の転写の場合に分離帯電器に供給される電流は、1回目(1面目)の転写の場合に分離帯電器に供給される電流よりも小さくするのが良い。分離帯電器はAC電圧が印加される場合、正電流と負電流の差電流を定電流制御するのが良い。
【0067】多重時の2回目の転写の場合に分離帯電器に供給される電流は、1回目の転写の場合に分離帯電器に供給される電流よりも小さくする、又は、多重時には転写材は、感光体の曲面に沿ったカールが生じ易いので、1回目の転写の場合に分離帯電器に供給される電流と同じにするのが好ましい。
【0068】つぎに、具体的に2700hzの周波数をもつ現像バイアスから2000hzの周波数をもつ現像バイアスに切替える方法について述べる。
【0069】先に設定モードのところで説明したように、一般使用者、管理使用者、保守管理者等その知識レベルによって、操作できる設定モードがある。一般ユーザーは、片面モード、両面モード、多重モード、設定枚数や綴じ代、枠けし、2inl、4inl、lto4、ページ連写、合紙モード、写真モード、エリヤ指定、イメージクリエイトモード等(これらをここでは画像形成モードという)の設定をする。管理使用者あるいは、保守管理者は、転写、分離、ポストの帯電器の設定や定着温度の設定、各種タイミング等、機械の画像形成条件の変更の設定等ができる。
【0070】綴じ代モードは、例えば転写材先端に綴じ代用の余白を形成するモードで、枠けしモードは、原稿の4辺の枠に対応する部分に余白を形成する原稿枠けしと、転写材の4辺の枠に余白を形成するシート枠けしとがある。これらの余白は、余白に対応する感光体の領域をブランク露光ユニット107で露光することにより、トナーが付着しない領域を形成すれば良い。
【0071】2inlモード、4inlモードは、2つの原稿、又は4つの原稿を1つの転写材に形成するもので、転写材の同じ面に2回、又は4回像転写を行なえば良い。
【0072】lto4モードは、4inlモードの逆で、例えば4分割の像を備える1つの原稿から4つの像を、それぞれ4つの転写材に形成するものである。合紙モードは、例えば普通紙の転写材へ連続コピー中に色紙の転写材を混ぜる等のように、複数の種類の転写材へコピーを行なうものである。
【0073】イメージクリエイトモードは、例えば文字画像全体に網かけをかけるなどのように画像の一部を加工するものである。
【0074】そこで、第一の設定モード(通常、管理、保守管理者が設定するモードであるが、必ずしも管理、保守管理者だけが設定できるモードではなく、画像形成モードとは、別に独立に選択できるモード)として、現像バイアス切り替えの選択モードを設ける(ここで仮にバイアスモードと称する)。
【0075】第一の設定モード(バイアスモード)の選択が0の場合は、モードにかかわらず常に2700hzの現像バイアスとなる。バイアスモードが1の場合は、画像形成モードにおいて多重パスコピー(多重、2inl、4inl)が選択された場合に、1面目は2700hzで2面目が2000hzと現像バイアス周波数が切り替わる。バイアスモードが2の場合は、画像形成モードとして両面あるいは、多重パスが選択された場合に、1両面は、2700hzだが2面目は、多重両面パスともに2000hzの現像バイアスになる。バイアスモードが3の場合、画像形成モードがなんであっても常に2000hzという設定になる。
【0076】表4にバイアスモードと画像形成モードとの組み合わせにより現像バイアス周波数がどのように選択されるかを表した。
【0077】表1、表2からもわかるように例えば装置の設置環境が低湿であれば分離不良と再転写が生じないラチチュードが大きくかぶりが可及的に少ない、常に2700hzの現像バイアスとするバイアスモード0を選択し、装置の設置環境が高湿であればかぶりは多いが分離不良と再転写が生じないラチチュードをもつ、常に2000hzの現像バイアスとするバイアスモード3を選択すれば良い。
【0078】また、例えば装置の設置環境が変化するような場合には、転写材への1回目(1面目)への転写は、分離不良と再転写が生じないラチチュードが大きく、かぶりが少ない2700hzの現像バイアスとして、転写材への2回目(2面目)への転写は、かぶりは多いが分離不良と再転写が生じないラチチュードをもつ2000hzの現像バイアスとする、バイアスモード1や2を選択すれば良い。なお、図5のようにバイアスモード1と2では、両面2面目における現像バイアスが異なっているので、両面2面目における分離不良、再転写の発生を考慮して適宜選択すれば良い。
【0079】以上のように、第一の設定モード(バイアスモード)の選択と画像形成モードの選択の組み合わせによって現像バイアス条件を切り替えるように選択することで、弊害のない条件(湿度条件等)を保守管理者、あるいは、ユーザーが選択しながら状況にあわせた設定ができる。
【0080】また、上記実施例に限らず、第一の設定モードの選択肢(バイアスモード(1、2、3、4、…))と、画像形成モードの各種組み合わせを考えることができる。
【0081】たとえば、枠消しモード、綴じ代モードの時は、紙先端部が白画像(印字率が小)となるため、分離不良・再転写しやすいので、第一の設定モードとして4を選択した場合、上記、画像形成モード(枠けし・綴じ代モード)が選択された時、現像バイアス周波数をかぶりが多く生じる2000hzの周波数に切り替える。このように多数の組み合わせを、実施することができる。
【0082】(他の実施例)前記実施例は、装置構成を簡単にするために、環境センサー等を用いずに、保守管理者やユーザーの感覚による判断で、第一の設定モードの選択を行っていた。これを、画像形成装置に取り付けられた湿度センサーや、温度センサーを使って行う例を示す。
【0083】図6には、図3の308の1つとして湿度センサーが、コントローラー1004に接続されているところを示した。紙位置検知センサーなど各種位置検知センサー、電位センサー、各種温度検知センサー、トナーセンサー、残量検知センサーなどもコントローラー1004に接続されている。
【0084】この湿度センサーSは、画像形成装置の下部の昇温し難い部分aの位置に配置されている。つぎに湿度センサーSからの信号により、どのように現像バイアス周波数を変化させるかについて説明する。
【0085】表2の結果から高湿時、現像バイアス周波数を落とし、現像かぶりを多くすると、分離不良・再転写に効果があることがわかる。
【0086】また、前記実施例において、バイアスモード0、1、2、3の切り替えを保守管理者やユーザーは、湿度環境にあわせて切り替えている。この切り替えに湿度センサーをもちいる。表3にこの切り替えを湿度で行う場合を示した。
【0087】湿度センサーSが70%未満の場合は、バイアスモードの1が自動選択される。つまり、湿度70%未満の場合は、画像形成モードにおいて何が選択されても、現像バイアス周波数は、2700HZとなる。次に湿度センサーSが70%以上85%未満の場合は、バイアスモード1が自動選択され、画像形成モードが多重パスモード(多重、2IN1、4IN1モード)が選択されたときのみ、多重パスの2面目の画像形成時に2000HZ現像バイアスに切り替わる。さらに、湿度センサーSが、85%以上90%未満の場合には、バイアスモード2が自動選択される。この場合、画像形成モードで両面、多重、2IN1、4IN1モードが選択されたとき、その2面目パスのときに、現像バイアスが、2000HZに切り替わる。最後に湿度センサーSが、90%以上を検知すると、バイアスモードとして3が自動選択される。すると画像形成モードでユーザーがどんなモードを選択してもすべて2000HZの現像バイアスで画像形成される。
【0088】以上のように湿度センサーをもちいて、現像バイアス切り替えをおこなえば、保守管理者やユーザーが季節や機械の調子を見ながら切り替えをおこなうということなく、自動的に現像バイアスを切り替える事ができ、かぶり等の弊害もなく、分離不良・再転写の発生もない画像形成装置を作ることができる。
【0089】(その他の実施例)前記実施例において、湿度センサーSによる自動切り替えの例を示したが、湿度センサーSは、実際には、ばらつきを持っている。また、画像形成装置のかぶりや、転写分離性能についてもいろいろなばらつきがあるため、機械間差がどうしても生じる。これを、ある程度押さえるためには、最後に調整手段を入れると、この機械間差を吸収することができる。
【0090】そこで、湿度70%、85%、90%等で切り替えていたこの湿度の値を、全体にシフトさせるキーを設ける。バイアスモード0を70%+α未満の場合、バイアスモード1を70+α〜85+α%の場合、バイアスモード2を85+α%〜90+α%の場合、バイアスモード3を90+α%の場合、自動選択する。そして、このαを調整手段として入力する。これを保守管理者の設定モードの中に設ける。
【0091】以上のようにすることで、自動切り替えの場合の機械差等の調整を行うことができる。
【0092】また、上記実施例においては、かぶりの調整のために、現像バイアス周波数を用いたが、これに限定されるわけではなく、現像バイアスの電圧(DC電圧やピーク間電圧)を変化させても良い。また、2成分現像剤を使用する場合にはトナーとキャリアの混合比であるT/C比の調整等でもよい。しかし、現像バイアスの電圧の場合、リーク等の問題の発生も懸念されるため、現像バイアス周波数の方がより望ましい。
【0093】また、上記実施例においては、2種類の周波数の現像バイアスを用いたがこれに限定されることなく、多種類の現像バイアスを用いそれを順次切り替えてゆくようにしてもよい。
【0094】更に、紙の厚さなど転写材の腰によって、分離性能は変化する。転写材の厚さが小さいほど腰が弱くなり、像担持体からの分離不良が生じ易くなる。従って、通常の普通紙よりも厚さが小さい転写材を使用するときには、通常よりもかぶりを多くするように、例えば前述したように現像バイアスの周波数を下げるようにしても良い。即ち、転写材の種類に応じて現像条件を変更することが好ましい。
【0095】
【表1】

【0096】
【表2】

【0097】
【表3】

【0098】
【表4】

【0099】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、像担持体から転写材の分離性能の違いにより現像条件を変更するようにしたので、分離不良及び再転写を生じないようにするとともに現像かぶりを可及的に低減することができる。




 

 


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