説明

画像形成装置

【課題】感光ドラム上のトナー像を記録媒体の表面に高効率に転写させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光ドラム5K,5Y,5M,5Cと、帯電された感光ドラムに静電潜像を形成する露光部と、静電潜像が形成された感光ドラムに現像剤を用いて現像剤像を形成する現像部と、現像剤像を媒体17に転写する転写ベルト7とを備える画像形成装置1であって、感光ドラムの周速度S1,S2,S3,S4と転写ベルトの線速度S5との間に速度差を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関し、特に転写効率を向上させた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真プリンタ等の画像形成装置は、複数の感光ドラムを帯電させ、その帯電した感光ドラムに対して、印刷画像に対応した静電潜像を担持させ、その静電潜像にトナー像を形成し、そのトナー像を転写ベルトにより搬送された記録媒体に、トナーと逆極性の電荷(転写電圧)を転写ベルトに発生させることで記録媒体に転写している。このため、この画像形成装置においては、トナーの記録媒体に対する転写効率を向上することが重要である。
【0003】
例えば、特許文献1に開示されている技術は、記録媒体から転写ベルトに流れるリーク電流を検出して、このリーク電流を抑制制御することで転写効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−083233号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1の画像形成装置は、転写工程において各感光ドラムの周速度と転写ベルトの線速度とが同一であることを前提としているために、トナー像を記録媒体に転写する際に、感光ドラムの位置によっては、感光ドラム上のトナー像(現像剤像)が十分に記録媒体に転写されず印刷画質が劣化する場合があった。
【0006】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、感光ドラム上の現像剤像を記録媒体の表面に高効率に転写させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光ドラム(像担持体)と、帯電された前記感光ドラムに静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像が形成された前記感光ドラムに現像剤像を形成する現像部と、前記現像剤像を媒体に転写する転写ベルトとを備える画像形成装置であって、前記感光ドラムの周速度と前記転写ベルトの線速度との間に速度差を有することを特徴とする。
【0008】
そして、前記媒体は、前記転写ベルトおよび前記感光ドラムにより搬送される記録媒体であり、前記転写ベルトおよび前記感光ドラムは、前記記録媒体に前記転写する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、感光ドラム上の現像剤像を記録媒体の表面に高効率に転写させることができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1の実施形態の画像形成装置の概略構成を説明するための断面図である。
【図2】第1の実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図である。
【図3】第1の実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表である。
【図4】第2の実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図である。
【図5】第2の実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表である。
【図6】第3の実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図(その1)である。
【図7】第3の実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表(その1)である。
【図8】第3の実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図(その2)である。
【図9】第3の実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表(その2)である。
【図10】本発明を中間転写方式の画像形成装置に適用した場合の概略構成を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施形態について、図1乃至図9を参照して説明する。なお、各図で同じ構成要素には同一の符号を付している。以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態を、図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を説明するための断面図であり、図2は、本実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図であり、そして、図3は、本実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表である。なお、本実施形態に直接関係のない構成要素については、便宜上図示を省略してある。
【0013】
(構成)
図1および図2を参照して、第1の実施形態の画像形成装置の構成を示す。
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置1(1a)は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色の現像剤としてのトナーを重ね合わせて印刷することで、カラー画像を得るタンデム型のカラープリンタである。
【0014】
図1において、画像形成装置1は、画像を担持するための感光ドラム5K、5Y、5M、5C (以後、感光ドラム5と表記する。)と、感光ドラム5をマイナス帯電させるための帯電器2K、2Y、2M、2C(以後、帯電器2と表記する。)と、感光ドラム5に静電潜像を書き込むための露光器3K、3Y、3M、3C(以後、露光器3と表記する。)と、感光ドラム5上の静電潜像を現像剤であるマイナス帯電したトナーにて可視化するための現像器4K、4Y、4M、4C(以後、現像器4と表記する。)とを、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、および、シアンの4色分備えて構成されている。
【0015】
転写ローラ6K、6Y、6M、6C(以後、転写ローラ6と表記する。)は、無端のベルト状の転写ベルト7の内周側に配置されており、この転写ベルト7を挟んで、感光ドラム5に押し当てられている。また、転写ローラ6は、図示せぬ転写電源に接続されている。
【0016】
転写ベルト7は、ドライブローラ8とアイドルローラ9とによる張力により支持されており、感光ドラム5と転写ベルト7とが接する面が平滑に配置される。
【0017】
記録媒体17は、支持プレート部材18上にセットされ、支持プレート部材18は、スプリング19により押し上げられることで、記録媒体17をホッピングローラ14に押し付ける。
【0018】
図1中の破線は、記録媒体17の搬送経路であり、その搬送経路に沿って、第1搬送ローラ11、第2搬送ローラ12、および、書き出しセンサ15が配置されている。
【0019】
そして、定着器10、排出センサ16、および、排出ローラ13が、転写ベルト7より媒体搬送方向の下流側に配置されている。
【0020】
画像形成装置1の制御は、印刷制御部20が行っている(図2参照)。
印刷制御部20は、帯電器2、露光器3、現像器4、定着器10、書き出しセンサ15、および、排出センサ16が接続されている。
【0021】
印刷制御部20は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、入出力ポート、タイマ等によって構成される。
【0022】
感光ドラム5、ホッピングローラ14、第1搬送ローラ11、第2搬送ローラ12、ドライブローラ8、定着器10、および、排出ローラ13は、回転部材であり、モータ等により構成される図示せぬ駆動装置に接続されている。駆動装置は、印刷制御部20に接続、制御されている。
【0023】
次に、図2を参照して、転写部の構成を説明する。
各色の感光ドラム5K、5Y、5M、5Cは、各色の感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cに機械的に接続されており、各色の感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cは、印刷制御部20に電気的に接続されている。
【0024】
感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cは、モータなどの回転駆動装置とギヤなどの減速装置とにより構成されており、そのモータによる回転駆動力をギヤなどの減速装置で適宜減速し、各色の感光ドラム5K、5Y、5M、5Cに伝えて感光ドラム5K、5Y、5M、5Cを所望の回転速度で回転させる。このときの感光ドラムの外周面の速度を周速度という。
【0025】
これらの感光ドラム5K、5Y、5M、5Cの周速度は、印刷制御部20の指示により感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cのモータの回転速度を制御することで所望の周速度に制御される。また、各色の感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cの回転速度は、独立して制御することができるので、各感光ドラム5K、5Y、5M、5Cの周速度を独立して制御することができる。
【0026】
(動作)
図1、図2および図3を参照して、本実施形態の動作を説明する。
画像形成装置1は、印刷制御部20により以下の動作が制御される。
【0027】
図1に示すように、印刷制御部20は、例えば、画像形成装置1に接続された、PC等の上位コントローラからの印刷指示に従い、印刷指示画像の処理、記録媒体17の搬送制御、帯電制御、露光制御、現像制御、転写制御、および、定着制御を行い、その結果として記録媒体17に印刷を行う。
【0028】
順を追って説明すると、印刷制御部20は、画像形成装置1に接続されたPC等の上位コントローラから、印刷指示信号を受信すると、定着器10の制御を開始し、定着器10を使用可能な温度に加熱制御する。
【0029】
印刷制御部20は、定着器10が使用可能な温度になると、感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cを制御して、感光ドラム5K、5Y、5M、5Cを回転させ、その周速度が印刷時の周速度S1、S2、S3、S4になるまで加速させる。
【0030】
また、印刷制御部20は、同時に駆動装置を制御して、ドライブローラ8の回転を開始させ、ドライブローラ8により転写ベルト7を回転させ、転写ベルト7の線速度が、印刷時の記録媒体17の搬送速度S5になるまで加速させる。
【0031】
印刷制御部20は、感光ドラム5が回転開始したタイミングで、帯電器2を制御して、感光ドラム5にマイナスの電圧を印加することで、感光ドラム5の表面を例えば−600Vに帯電させる。
【0032】
そして、印刷制御部20は、感光ドラム5の−600Vに帯電した部分が、回転により現像器4の現像エリアを通過するタイミングで、現像器4を現像可能状態に制御する。例えば、現像ローラを用いた接触現像方式の場合には、マイナスに帯電したトナーの付着した現像ローラに、−200Vの電圧を印加することで、現像可能な状態にさせる。
【0033】
印刷制御部20の制御により、感光ドラム5の−600Vに帯電した部分が、回転により転写ニップ部に到速した時点で、画像形成装置1は、印刷可能な状態となる。
【0034】
次に、印刷制御部20は、ホッピングローラ14を駆動装置により回転させ、記録媒体17を一枚ずつ分離、搬送させる。
【0035】
印刷制御部20が駆動装置を制御することで、分離された記録媒体17は、第1搬送ローラ11を経て、第2搬送ローラ12へと搬送され、第2搬送ローラ12と転写ベルト7との間に配置された書き出しセンサ15は、記録媒体17の先端が、書き出しセンサ15の位置を通過するタイミングを検出し、書き出しセンサ15から印刷制御部20へ検出信号が通知される。
【0036】
印刷制御部20は、上位コントローラから受信された印刷指示信号に基づいて、記録媒体17に印刷すべき画像を、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれの色に分解し、さらに、露光器3にて静電潜像として書込み可能な画像データヘと変換を行う。
【0037】
そして、記録媒体17は、書き出しセンサ15を通過後、転写ベルト7上に搬送される。
印刷制御部20は、書き出しセンサ15が記録媒体17の先端を検出したタイミングと、書き出しセンサ15とそれぞれの色の転写ニップ部までの距離と、感光ドラム5上の露光場所から転写場所までの距離と、記録媒体17の搬送速度により、印刷すべき画像が記録媒体17の所望の位置に転写されるタイミングで、露光器3を制御して静電潜像を、感光ドラム5に書き込ませる。
【0038】
そして、転写ベルト7上において、記録媒体17の先端部が接触する転写ベルト7のアイドルローラ9の中心位置から各感光ドラム5との接触部(感光ドラムの中心位置)までの距離L1K、L1Y、L1M、L1C(L1K<L1Y、L1M、L1C)によって記録媒体17と転写ベルト7との接触面積が決定される。すなわち、記録媒体17の先端部は、最上流の感光ドラム5Kからアイドルローラ9の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積が、最上流の感光ドラム5K以外の感光ドラム5Y、5Mからアイドルローラ9の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積よりも少ない。
【0039】
また、転写ベルト7上において、記録媒体17の後端部が接触する転写ベルト7のドライブローラ8の中心位置から各感光ドラム5との接触部(感光ドラムの中心位置)までの距離L2C、L2M、L2Y、L2K(L2C<L2M、L2Y、L2K)によって記録媒体17と転写ベルト7との接触面積が決定される。すなわち、記録媒体17の後端部は、最下流の感光ドラム5Cからドライブローラ8の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積が、最下流の感光ドラム5C以外の感光ドラム5Y、5Mからドライブローラ8の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積よりも少ない。
【0040】
露光器3は、例えば、LEDヘッドなどを用い、トナー画像を得たい感光ドラム5上の部分に対し、例えば、ピッチ600dpiのスポット光を照射する。そして、−600Vに帯電されている感光ドラム5の表面は、約−50Vの電位となり、感光ドラム5上に静電潜像が形成される。
【0041】
露光器3により静電潜像が書き込まれた感光ドラム5の表面は、回転動作により、現像器4の位置に移動し、そこで、露光されて表面電位絶対値が小さくなった部分に、現像器4により、現像剤であるマイナス帯電したトナーが、クーロン力により感光ドラム5に付着することにより可視像であるトナー像が形成される。
【0042】
そして、現像されたトナー像が付着する感光ドラム5の表面は、回転動作により、転写ニップ部に搬送される。
【0043】
転写ローラ6には、記録媒体17が転写ニップ部にある期間は、印刷のための転写電圧が印加されており、例えば、トナー像と逆極性であるプラス電圧、例えば、1500V〜3000Vが印加される。
【0044】
そして、感光ドラム5上のトナー像は、転写ニップ部において、転写ローラ6に印加されたプラスの電圧により、クーロン力を受け、記録媒体17上に転写される。
【0045】
これらの動作は、ブラック、イエロー、マゼンタ、および、シアンについて順次行われる。そして、トナー像が転写された記録媒体17は、定着器10に搬送され、定着器10の熱と圧力によりトナーが溶かされる。これにより、トナー像が記録媒体17の表面に定着される。
【0046】
定着器10を通過した記録媒体17は、排出センサ16において記録媒体17の後端通過が検出され、排出ローラ13により画像形成装置1の装置外に排出される。
【0047】
そして、印刷制御部20は、排出センサ16からの記録媒体17の後端通過の検出信号を受けると、各ローラの回転動作、帯電器2K、2Y、2M、2C、現像器4K、4Y、4M、4C、および、図示せぬ転写電源の動作を止めて画像形成装置1の印刷動作を終了させる。
【0048】
また、印刷制御部20は、記録媒体17の通過タイミングが異常である場合は、画像形成装置1の動作停止などの処置を行う。この通過タイミングの異常検出は、書き出しセンサ15による記録媒体17の有無検出動作によっても同様に行われる。
【0049】
つぎに、図2、図3を参照して、記録媒体17ヘトナー像を転写する際の感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cの動作について説明する。
【0050】
本実施形態においては、印刷する際の記録媒体17の線速度S5と、各色の感光ドラム5K、5Y、5M、5Cの周速度とは、図3に示す関係を持っている。
つまり、各感光ドラム5のうちのブラックトナー、シアントナーを現像する感光ドラム5Kおよび5Cの周速度S1およびS4は、記録媒体17の線速度S5に対して、0.1%速く(S5+S5×0.1%)設定される。また、イエロートナー、マゼンタトナーを現像する感光ドラム5Yおよび5Mの周速度S2およびS3は、記録媒体17の線速度S5に対して、0.2%速く(S5+S5×0.2%)設定される。
【0051】
実際の動作としては、印刷制御部20は、印刷動作時に転写ベルト7をS5の線速度に制御し、また、感光ドラム駆動部21K、21Y、21M、21Cのモータを独立に制御して、各色の感光ドラム5K、5Y、5M、5Cがそれぞれ周速度S1、S2、S3、S4となるように制御する。このような感光ドラム5の周速度、転写ベルト7の線速度で印刷を行うので、ブラックトナーの感光ドラム5Kは、記録媒体17の線速度に対して0.1%の周速度の速度差を持った状態で印刷される。他のイエロートナー感光ドラム5Y、マゼンタトナー感光ドラム5M、シアントナー感光ドラム5Cも同様に、それぞれ、記録媒体17の線速度S5に対して0.2%、0.2%、0.1%の周速度の速度差を持った状態で印刷される。
【0052】
このように制御を行うことで、転写部では次のような動作が行われる。
記録媒体17は、転写ベルト7上に載置されて搬送され、まず、感光ドラム5Kと転写ベルト7、転写ローラ6Kにより作られる転写ニップ部に搬送される。ここで感光ドラム5K上のブラックトナーが記録媒体17に転写されるが、感光ドラム5Kの周速度S1が記録媒体17の線速度S5よりも0.1%速いため、感光ドラム5K上のブラックトナーは、記録媒体17に(すべり摩擦を受け)こすりつけられる状態となる。この、こすりつけの際にブラックトナーが回転や微小な位置移動により、鏡像力や、ファンデルワールス力などにより感光ドラム5Kに付着する力を断ち切りやすくなる。そのため、感光ドラム5K上のトナーは、記録媒体17へ転写しやすくなる。
【0053】
ついで、記録媒体17は、転写ベルト7に搬送され、感光ドラム5Yと転写ベルト7、転写ローラ6Yにより作られる転写ニップ部に搬送される。ここで、ブラックトナーの場合と同様に、感光ドラム5Y上のイエロートナーが記録媒体17に転写されるが、感光ドラム5Yの周速度S2が記録媒体17の線速度S5よりも0.2%速いため、感光ドラム5Y上のイエロートナーは、記録媒体17にこすりつけられる状態となる。このこすりつけの際にイエロートナーが回転や微小な位置移動により、鏡像力や、ファンデルワールス力などにより感光ドラム5Yに付着する力を断ち切りやすくなる。そのため感光ドラム5Y上のトナーは、記録媒体17へ転写しやすくなる。
【0054】
また、すでに記録媒体17に転写されているブラックトナーが、イエローの感光ドラム5Yに接触した際に、感光ドラム5Yに対して鏡像力やファンデルワールス力により、イエローの感光ドラム5Yに付着して記録媒体17から感光ドラム5Yに戻ってしまう逆転写現象が発生する場合がある。
【0055】
しかし、本実施形態では、イエローの感光ドラム5Yの周速度と記録媒体17の線速度に速度差をつけてあるため、転写ニップ部でトナーの回転や微小な位置移動を起こし、感光ドラム5Yとトナーとの間で発生する付着力である鏡像力や、ファンデルワールス力を断ち切りやすくし、これにより、ブラックトナーは記録媒体17にとどまりやすくなり、逆転写現象を抑えることができる。この効果は、逆転写によりカスレが起こりやすい細線、特に縦細線で有効であり、細線のカスレの発生を抑えることができるので良好な画像を得ることができる。
【0056】
つぎに、記録媒体17は、マゼンタトナーの感光ドラム5M、シアントナーの感光ドラム5Cの転写ニップ部に順次運ばれるが、同様に良い転写効率、すでに記録媒体17に転写されているトナーは、少ない逆転写により良好な印刷品位を得ることができる。
【0057】
記録媒体17の線速度に対する感光ドラム5の周速度の速度差は、大きい方が転写効率の向上、逆転写の低減の効果が得られる。しかしながら、記録媒体17は、転写ベルト7に載置されて搬送されているが、その接触面積が少ない場合は、この速度差により記録媒体17と転写ベルト7の間でスリップが発生することがある。このスリップは、各色の色位置のずれを発生させるため、色ずれの問題が起こる。
【0058】
前記したように、本実施形態では、記録媒体17の先端部と後端部との双方は、感光ドラム5K,5Cからアイドルローラ9又はドライブローラ8の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積が、感光ドラム5K、5C以外の感光ドラム5Y、5Mからアイドルローラ9又はドライブローラ8の中心位置までの部分と転写ベルト7との接触面積よりも少なくなっている。このため、記録媒体17の先端部と後端部との双方は、中央部よりも、色ズレが発生しやすくなっている。
したがって、本実施形態では、転写ベルト7の移動方向の最上流の感光ドラムおよび最下流の感光ドラムとしての、ブラックの感光ドラム5Kとシアンの感光ドラム5Cの周速度と転写ベルト7の線速度との速度差を感光ドラム5Y、5Mの速度差よりも小さく(+0.1%)設定することで、この問題の発生を抑えている。
【0059】
一方、転写ベルト7の移動方向の最上流の感光ドラムおよび最下流の感光ドラム以外の感光ドラムとしての、イエローの感光ドラム5Yとマゼンタの感光ドラム5Mにおいては、記録媒体17と転写ベルト7との接触面積が常に多くなる。そこで、感光ドラム5Yと感光ドラム5Mにおいては、記録媒体17と転写ベルト7の密着が強くずれにくくなり、色ずれの発生可能性が低くなるため、転写効率の向上、逆転写の低減効果がより得られるように、感光ドラムの周速度と転写ベルトの線速度との速度差を大きく(+0.2%)設定してある。
【0060】
本実施形態では、記録媒体の先端部および後端部の色ずれを防止するために、記録媒体の線速度に対して、感光ドラムの周速度を速める形態を説明したが、記録媒体の線速度に対して、感光ドラムの周速度を遅くしても同様な効果が得られる。
【0061】
したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、記録媒体の線速度に対して、感光ドラムの周速度を変えて速度差がある状態で転写を行うことで、転写効率を上げることができる。さらに一度記録媒体に転写されたトナーが、記録媒体搬送方向下流の感光ドラムに逆転写してしまう現象を抑えることができる。そのため、カスレの発生しやすい細線、特に縦細線での良好な画像を得ることができる。
【0062】
この効果は、多くの印刷を連続的に行ったとき等のトナーの付着力が増加するような条件では特に効果が大きい。さらに、本実施形態のように、記録媒体の線速度と感光ドラムの周速度の速度差を、記録媒体が転写ベルトに密着している面積が小さい感光ドラムに対して速度差を小さくすることで、記録媒体搬送方向での色ずれ量を少なく抑えながら良い転写、少ない逆転写により良好な画像を得ることができる。
【0063】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態を、図4および図5を参照して説明する。図4は、本実施形態の画像形成装置の転写部を説明するための構成図であり、そして、図5は、本実施形態における感光ドラムの周速度の一設定条件表である。
【0064】
(構成)
第2の実施形態の構成は、第1の実施形態の構成と共通の部分が多いため、異なる部分についてのみ説明する。
【0065】
本実施形態が、第1の実施形態と異なる点は、図4に示すように、湿度検出部22をさらに備えており、その湿度検出部22は、印刷制御部20に接続する構成となっている点である。
この湿度検出部22は、画像形成装置1bが設置されている環境の相対湿度値を検出する機能を持つ。
【0066】
(動作)
図4および図5を参照して、本実施形態における画像形成装置1の動作を説明する。本実施形態の動作は、第1の実施形態の画像形成装置1の動作と共通の部分が多いので、異なる部分についてのみ説明する。
【0067】
湿度検出部22は、画像形成装置1内に配設されており、画像形成装置1が設置されている環境の相対湿度値を検出し、その検出した相対湿度値を印刷制御部20に送信する。
【0068】
印刷制御部20は、画像形成装置1に接続された、PC等の上位コントローラからの印刷指示を受けると、第1の実施形態と同様に印刷動作を開始する。
【0069】
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、印刷制御部20が、湿度検出部22から受信した相対湿度値から、印刷時の感光ドラムの周速度を図5に示すように多湿環境下にも対応できるように設定した点である。その他の動作は、第1の実施形態と同様である。
【0070】
具体的には、印刷制御部20は、湿度検出部22により検出された相対湿度値が70%RH以上の多湿環境の場合に、転写ベルト7の線速度S5と各感光ドラムの周速度との速度差を湿度70%RH未満の場合よりも大きく設定して画像形成装置1の動作を制御する。
【0071】
多湿環境下では、感光ドラム5とトナーとの間の付着力が大きくなり、転写効率の低下や、一度記録媒体に転写されたトナーが感光ドラム5に戻ってしまう逆転写現象が起こりやすい。そのため、転写ベルト7の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を大きくすることで、転写ニップ部でのトナーを回転させ、微小な位置移動を起こし、感光ドラム5とトナーとの間で発生する付着力である鏡像力や、ファンデルワールス力を断ち切りやすくし、転写効率の向上、逆転写の低減を実現して良好な印刷結果を得ることができる。
【0072】
本実施形態では、相対湿度70%RH以上の場合は、湿度70%RH未満の場合よりも転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を0.05%大きくしているが、この条件は、感光ドラム5の材質、トナーの材質、および、記録媒体の材質により適宜調整する。
【0073】
また、本実施形態では、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を速める形態を説明したが、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を遅くしても同様な効果が得られる。
【0074】
したがって、低湿環境下よりも、トナーが感光ドラム5に対して付着力が大きくなりやすい多湿環境下において、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を変えて速度差を大きくした状態で転写を行うことで、転写効率を上げることができる。さらに、一度記録媒体17に転写されたトナーが、記録媒体17の搬送方向の下流の感光ドラム5に逆転写してしまう現象を抑えることもできる。そのため、カスレの発生しやすい細線、特に縦細線での良好な画像を得ることができる。
【0075】
この効果は、多くの印刷を連続的に行ったとき等のトナーの付着力が増加するような条件では特に効果が大きい。さらに本実施形態のように、記録媒体17の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を、記録媒体17が転写ベルト7に密着している面積が小さい感光ドラム5に対して速度差を少なくすることで、記録媒体17の搬送方向での色ずれ量を少なく抑えながら良い転写、少ない逆転写により良好な画像を得ることができる。
【0076】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態を、図6乃至図9を参照して説明する。
【0077】
第3の実施形態の構成は、第1の実施形態の構成と共通点が多いため、異なる点についてのみ説明する。
【0078】
第3の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図6に示すように、ユーザ等が外部から入力することができる記録媒体情報、例えば、記録媒体の秤量値、記録媒体の厚さ、記録媒体の種類等をオペレーションパネルより印刷制御部20に直接入力することができる用紙情報取得部22aをさらに備えている点である。本実施形態では、この用紙情報取得部22aからの情報を基に画像形成装置1において転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を変える。
【0079】
すなわち、本実施形態では、画像形成装置1cにおいて、記録媒体17の情報をユーザが設定できる構造となっている。ユーザからの設定情報として、例えば、図7に示すように、記録媒体17の坪量値の設定が可能である。
【0080】
具体的には、画像形成装置1cにオペレーションパネルより、記録媒体17の坪量値をユーザが設定し、PC等の上位コントローラから印刷制御部20に直接指示をする方式である。このような構成により、印刷制御部20は記録媒体の状態の情報を得ることができる。
【0081】
第3の実施形態における画像形成装置の動作は、第1の実施形態の動作と共通する動作が多いので、異なる動作についてのみ説明する。
【0082】
第3の実施形態では、記録媒体17の坪量の設定により、転写ベルト7の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を変えるように制御する。その他の動作は、第1の実施形態と同様である。
【0083】
印刷制御部20は、ユーザからの記録媒体の情報を、オペレーションパネルから得る。本実施形態では、記録媒体17の坪量の情報を得る。
【0084】
印刷制御部20は、印刷する記録媒体17の坪量が200gsm以上であれば、200gsm未満の場合よりも、転写ベルト7の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を大きくするように制御する。ここで、gsmは、1平方メートル当たりのグラム数を示す。
【0085】
これは、坪量の大きい記録媒体は一般的に厚さが厚く、厚い記録媒体は、薄い記録媒体よりも、一度記録媒体に転写されたトナーが感光ドラム5に戻ってしまう逆転写現象が起こりやすい。そのため、転写ベルト7の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を大きくすることで、転写ニップ部でトナーを回転させ、微小な位置移動を起こし、感光ドラム5とトナーとの間で発生する付着力である鏡像力や、ファンデルワールス力を断ち切りやすくし、転写効率の向上、逆転写を低減して良好な印刷結果を得ることができる。
【0086】
本実施形態では、図7に示すように、記録媒体の坪量200gsm以上の場合は、坪量200gsm未満の場合よりも転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を0.05%大きくしている。なお、この条件は、感光ドラムの材質、トナーの材質、記録媒体の材質により適宜調整する。
【0087】
また、本実施形態において、図8に示すように、画像形成装置1dの印刷制御部20に記録媒体17の厚さ情報を入力する、厚さ検出部22bとして厚さ検出センサを取り付けて、その厚さ検出センサから情報を得ることにより、記録媒体17の厚さにより転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を制御する構成としてもよい。
【0088】
この厚さ検出部22bは、例えば、図1の書き出しセンサ15と第2搬送ローラ12との間の搬送経路に設けられ、搬送される記録媒体17の厚さを検出する。この厚さ検出部22bで検出された記録媒体17の厚さに関する情報は、印刷制御部20に送られる。
【0089】
また、記録媒体17の種類をユーザから設定する構成を追加し、自動検出する構成を追加することで、記録媒体17の種類情報を得て、図9に示すように、記録媒体17の種類によって転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を制御することも有効である。
【0090】
これは、記録媒体17の種類によって、トナーと記録媒体17の付着力が異なるため、転写効率や、逆転写の不具合の起こりやすさが異なるためである。
【0091】
図9に示すように、記録媒体17として表面コートフィルムを使用する場合には、普通紙の場合よりも転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を0.05%大きく設定している。
【0092】
表面コートされたフィルム媒体では、普通紙に比べ、トナーがフィルム媒体に付着しやすく逆転写現象が起こりやすいため、転写ベルト7の線速度と各感光ドラム5の周速度との速度差を大きくすると、転写効率の向上、逆転写を少なく抑えて良好な印刷結果を得ることができる。
【0093】
なお、本実施形態では、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を速める例を説明したが、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を遅くしても同様な効果が得られる。
【0094】
本実施形態の画像形成装置1cおよび1dでは、記録媒体17の坪量、厚さ、種類によって、トナーが感光ドラム5に対して付着力が大きくなりやすい条件で、記録媒体17の線速度に対して、感光ドラム5の周速度を変えて速度差がある状態で転写を行うことで、転写効率を上げることができる。さらに、一度記録媒体17に転写されたトナーが、記録媒体17の搬送方向下流の感光ドラムに逆転写してしまう現象を抑えることができる。そのため、カスレの発生しやすい細線、特に縦細線での良好な画像を得ることができる。
【0095】
この効果は、多くの印刷を連続的に行ったとき等のトナーの付着力がさらに増加するような条件では特に効果が大きい。さらに本実施形態のように、記録媒体17の線速度と感光ドラム5の周速度との速度差を、記録媒体17が転写ベルト7に密着している面積が小さい感光ドラム5に対して速度差を小さくすることで、記録媒体17の搬送方向での色ずれ量を少なく抑えながら良い転写、少ない逆転写により良好な画像を得ることができる。
【0096】
本実施形態は、現像剤を電界により現像、転写する構成を持つ装置であれば、MFP、ファクシミリ、複写機についても、適用可能である
【0097】
また、本実施形態では、4色プリンタの例を示したが、3色や、5色以上の画像形成装置においても同様に適用可能である。
【0098】
さらに、本実施形態では、タンデム型の直接転写方式の画像形成装置1について説明したが、本発明は、この方式の画像形成装置のみならず、図10に示すように、タンデム型の中間転写方式の画像形成装置に適用することもできる。なお、図10は、本発明を中間転写方式の画像形成装置に適用した場合の概略構成を説明するための断面図である。図10に示す例では、画像形成装置は、転写ベルト7を中間転写ベルトとして配設して、各感光ドラム5K、5Y、5M、5Cからのトナー像を転写した後に、再度これらの現像剤像を一括して再転写する二次転写ローラ6Aaと二次転写バックアップローラ6Abとをさらに設け、二次転写ローラ6Aaと二次転写バックアップローラ6Abとの間に記録媒体17を通すことにより、記録媒体17に一括転写するタンデム型の中間転写方式の構成となっている。
【0099】
このタンデム型の中間転写方式の画像形成装置では、各感光ドラム5K、5Y、5M、5Cからのトナー像を中間転写ベルトに転写する工程において、各感光ドラム5の周速度と中間転写ベルトの線速度との間に速度差を設けることになる。本発明は、このタンデム型の中間転写方式の画像形成装置においても有効である。
【符号の説明】
【0100】
1(1a)、1b、1c、1d 画像形成装置
2、2K、2Y、2M、2C 帯電器
3、3K、3Y、3M、3C 露光器
4、4K、4Y、4M、4C 現像器
5、5K、5Y、5M、5C 感光ドラム(像担持体)
6、6K、6Y、6M、6C 転写ローラ
7 転写ベルト
8 ドライブローラ
9 アイドルローラ
10 定着器
11 第1搬送ローラ
12 第2搬送ローラ
13 排出ローラ
14 ホッピングローラ
15 書き出しセンサ
16 排出センサ
17 記録媒体
18 支持プレート部材
19 スプリング
20 印刷制御部
21K、21Y、21M、21C 感光ドラム駆動部
22 湿度検出部
22a 用紙情報取得部(オペレーションパネル)
22b 厚さ検出部(厚さ検出センサ)
S1、S2、S3、S4 感光ドラムの周速度
S5 転写ベルトの線速度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体と、
帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像が形成された前記像担持体に現像剤を用いて現像剤像を形成する現像部と、
前記現像剤像を媒体に転写する転写ベルトとを備える画像形成装置であって、
前記像担持体の周速度と前記転写ベルトの線速度との間に速度差を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記媒体は、前記転写ベルトおよび前記像担持体により搬送される記録媒体であり、
前記転写ベルトおよび前記像担持体は、前記記録媒体に前記転写する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記媒体は、前記転写ベルト自体であり、
前記転写された前記転写ベルト自体との間に介挿された記録媒体を搬送しつつ、この記録媒体に前記転写された現像剤像を再転写する再転写ローラをさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記像担持体は、前記転写ベルト上に順に3つ以上配置され、
前記転写ベルトの移動方向の最上流の像担持体および最下流の像担持体の周速度と前記転写ベルトの線速度との速度差は、その他の像担持体の周速度と前記転写ベルトの線速度との速度差よりも小さい
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記像担持体の周速度を前記転写ベルトの線速度よりも速くすることで前記速度差を設ける場合は、
前記最上流の像担持体および前記最下流の像担持体の周速度は、前記その他の像担持体の周速度よりも遅い
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記像担持体の周速度を前記転写ベルトの線速度よりも遅くすることで前記速度差を設ける場合は、
前記最上流の像担持体および前記最下流の像担持体の周速度は、前記その他の像担持体の周速度よりも速い
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項7】
設置される環境の相対湿度値を検出するための湿度検出手段をさらに具備し、
前記湿度検出手段により検出された前記相対湿度値が高い場合は、低い場合よりも前記速度差を大きく設定する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
外部から入力される記録媒体情報を検出するための記録媒体情報検出手段をさらに具備し、
前記記録媒体情報検出手段により検出された前記記録媒体情報に応じて、前記速度差を変える
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記記録媒体情報検出手段は、前記記録媒体情報の秤量値を検出し、
前記検出された秤量値が重い場合は、軽い場合よりも前記速度差を大きく設定する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記記録媒体情報検出手段は、前記記録媒体情報の厚さを検出し、
前記検出された記録媒体の厚さが厚い場合は、薄い場合よりも前記速度差を大きく設定する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記記録媒体情報検出手段は、前記記録媒体情報の種類を検出し、
前記検出された記録媒体の種類に応じて、前記速度差を変える
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−191378(P2011−191378A)
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−55643(P2010−55643)
【出願日】平成22年3月12日(2010.3.12)
【出願人】(591044164)株式会社沖データ (2,444)
【Fターム(参考)】