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技術 タンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置

出願人 株式会社PFU
発明者 野崎達夫本悟高畠昌尚柴田英明寺嶋一志山口栄治山作則博
出願日 2002年3月19日 (18年3ヶ月経過) 出願番号 2002-075577
公開日 2003年9月25日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2003-270968
状態 未査定
技術分野 カラー電子写真 電子写真における転写・分離 電子写真における帯電・転写・分離 カラー電子写真
主要キーワード オフ画像 集合画像 放電限界 前電位 キャリア除去 電位調整 表面電位差 露光メモリ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年9月25日)のものです。
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図面 (8)

課題

タンデム方式電子写真装置において、各感光体から中間転写体へ画像を転写する際に、画像パターンによらず最適な転写効率転写バイアス範囲が得られ、良好に転写、重ねあわせを行う。

解決手段

本発明は、中間転写体の周囲に複数の色毎の感光体を配置し、カラートナー画像を中間転写体上に重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式の電子写真装置において、感光体上の非画像部表面電位を調整する。中間転写体に転写する直前の感光体上の画像部表面電位をVimg、中間転写体に転写する直前の非画像部表面電位をVbg、中間転写体の電位をVtr、中間転写体と感光体の間で放電が開始する電位差をVlimit、とするとき、

|Vimg|<|Vbg|かつ|Vbg−Vtr|<Vlimit

となるように感光体上の非画像部表面電位Vbgを調整する。

概要

背景

一般的に知られていることとして、感光体から中間転写体に画像を転写するとき、画像パターンによっては、最適な転写効率が得られる一次転写バイアス値が異なるという問題がある。一様なベタ画像の場合は、現像によってトナーの載せられた画像部表面電位転写バイアスとの差が転写効率に関係するが、画像エッジ部分では、トナーの載っていない非画像部分とトナーの載っている画像部の表面電位が平均的に作用するエリアが存在する。したがって、この部分では、非画像領域電位も転写効率に影響する。また、エッジの非画像領域側に近い部分では、非画像部分の電位と転写バイアスとの差が大きいことにより生じる非画像部分との間で生じる放電の影響をうけるエリアが存在する。つまり、非画像部の表面電位と転写バイアスの差が大きいと放電が発生し、隣接する近傍の画像エッジは乱されてしまい、結果として転写効率が低下する。

このような問題を解消することを目的として従来から、転写前に光を当てるなどの方法により非画像部の電位をわざと下げてやり、結果として非画像部の電位と画像部の電位差を小さくして、上記のような問題を生じさせないことが行われている。しかし、単純に上記の方法を用いたのでは、非画像部の表面電位と転写バイアスの差を小さくした結果、非画像部と画像部の電位差が少なくなり、画像エッジがぼけるという画像流れが発生してしまう。

上記の結果、例えば、小さなドット集合画像などの画像エッジ部が多いパターンの場合、ベタ画像で最適な転写バイアスに設定されていると、画像部表面電位と非画像部表面電位の差が大きいとき、放電による転写乱れが多くなり、それよりも低いバイアスのときに最適となる。このように、ドットの集合画像とベタ画像の最適バイアス範囲は異なるので、画像パターンによらず転写効率を満たす転写バイアス範囲は狭いか、もしくは存在しなくなってしまう。さらに、中間転写体上で重ね合わせを行う時は、中間転写体上でトナー層による電位の違いがあるために、この問題は顕著になる。

従来の転写前除電は、感光体の電位を0近くまで除電し、画像部と非画像部の電位差を小さくして、転写部での放電による転写乱れを抑えたり、露光メモリが発生しないようにしていた。しかしこれでは、画像部と非画像部の電位差が少ないためトナーを保持する力が弱くなり、画像エッジがぼけるという画像流れが発生してしまった。

また、特開平8-234535号公報は、多色トナー像を感光体に重ねて形成した後に光除電を作用させている装置であり、画像部表面電位の絶対値と非画像部表面電位の絶対値の差が最大となる光量より少ない光量にすることにより問題解決を図る。しかし、中間転写体の周囲に、それぞれ一色分の画像が形成される複数の感光体を持っていて、そして各感光体にそれぞれ表面電位調整装置を設けているタンデム方式における上記したような問題点を解決するものではない。

概要

タンデム方式の電子写真装置において、各感光体から中間転写体へ画像を転写する際に、画像パターンによらず最適な転写効率の転写バイアス範囲が得られ、良好に転写、重ねあわせを行う。

本発明は、中間転写体の周囲に複数の色毎の感光体を配置し、カラートナー画像を中間転写体上に重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式の電子写真装置において、感光体上の非画像部表面電位を調整する。中間転写体に転写する直前の感光体上の画像部表面電位をVimg、中間転写体に転写する直前の非画像部表面電位をVbg、中間転写体の電位をVtr、中間転写体と感光体の間で放電が開始する電位差をVlimit、とするとき、

|Vimg|<|Vbg|かつ|Vbg−Vtr|<Vlimit

となるように感光体上の非画像部表面電位Vbgを調整する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

中間転写体の周囲に複数の色毎の感光体を配置し、カラートナー画像を中間転写体上に重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式電子写真装置において、中間転写体に転写する直前の感光体上の画像部表面電位をVimg、中間転写体に転写する直前の非画像部表面電位をVbg、中間転写体の電位をVtr、中間転写体と感光体の間で放電が開始する電位差をVlimit、とするとき、|Vimg|<|Vbg|かつ|Vbg−Vtr|<Vlimitとなるように感光体上の非画像部表面電位Vbgを調整する転写前電位調整装置

請求項2

前記非画像部表面電位Vbgの調整は、LEDで感光体上を除電することによって行う請求項1に記載の転写前電位調整装置。

請求項3

前記非画像部表面電位Vbgの調整は、スコロトロンを用いた放電によって行う請求項1に記載の転写前電位調整装置。

請求項4

前記非画像部表面電位Vbgの調整は、導電性ブレードを感光体表面に接触させて、該ブレードに電圧印加することにより行う請求項1に記載の転写前電位調整装置。

請求項5

前記非画像部表面電位Vbgの調整は、導電性のゴムローラを感光体に接触させて、該ローラに電圧を印加することにより行う請求項1に記載の転写前電位調整装置。

技術分野

0001

中間転写体カラートナー画像を重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式電子写真装置において、各感光体から中間転写体へ画像を転写する際に、画像パターンによらず最適な転写効率転写バイアス範囲が得られ、良好に転写、重ねあわせが行えるようにする転写前電位調整装置に関する。

背景技術

0002

一般的に知られていることとして、感光体から中間転写体に画像を転写するとき、画像パターンによっては、最適な転写効率が得られる一次転写バイアス値が異なるという問題がある。一様なベタ画像の場合は、現像によってトナーの載せられた画像部表面電位と転写バイアスとの差が転写効率に関係するが、画像エッジ部分では、トナーの載っていない非画像部分とトナーの載っている画像部の表面電位が平均的に作用するエリアが存在する。したがって、この部分では、非画像領域電位も転写効率に影響する。また、エッジの非画像領域側に近い部分では、非画像部分の電位と転写バイアスとの差が大きいことにより生じる非画像部分との間で生じる放電の影響をうけるエリアが存在する。つまり、非画像部の表面電位と転写バイアスの差が大きいと放電が発生し、隣接する近傍の画像エッジは乱されてしまい、結果として転写効率が低下する。

0003

このような問題を解消することを目的として従来から、転写前に光を当てるなどの方法により非画像部の電位をわざと下げてやり、結果として非画像部の電位と画像部の電位差を小さくして、上記のような問題を生じさせないことが行われている。しかし、単純に上記の方法を用いたのでは、非画像部の表面電位と転写バイアスの差を小さくした結果、非画像部と画像部の電位差が少なくなり、画像エッジがぼけるという画像流れが発生してしまう。

0004

上記の結果、例えば、小さなドット集合画像などの画像エッジ部が多いパターンの場合、ベタ画像で最適な転写バイアスに設定されていると、画像部表面電位と非画像部表面電位の差が大きいとき、放電による転写乱れが多くなり、それよりも低いバイアスのときに最適となる。このように、ドットの集合画像とベタ画像の最適バイアス範囲は異なるので、画像パターンによらず転写効率を満たす転写バイアス範囲は狭いか、もしくは存在しなくなってしまう。さらに、中間転写体上で重ね合わせを行う時は、中間転写体上でトナー層による電位の違いがあるために、この問題は顕著になる。

0005

従来の転写前除電は、感光体の電位を0近くまで除電し、画像部と非画像部の電位差を小さくして、転写部での放電による転写乱れを抑えたり、露光メモリが発生しないようにしていた。しかしこれでは、画像部と非画像部の電位差が少ないためトナーを保持する力が弱くなり、画像エッジがぼけるという画像流れが発生してしまった。

0006

また、特開平8-234535号公報は、多色トナー像を感光体に重ねて形成した後に光除電を作用させている装置であり、画像部表面電位の絶対値と非画像部表面電位の絶対値の差が最大となる光量より少ない光量にすることにより問題解決を図る。しかし、中間転写体の周囲に、それぞれ一色分の画像が形成される複数の感光体を持っていて、そして各感光体にそれぞれ表面電位調整装置を設けているタンデム方式における上記したような問題点を解決するものではない。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、係る問題点を解決して、中間転写体上にカラートナー画像を重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式の電子写真装置において、各感光体から中間転写体へ画像を転写する際に、画像パターンによらず最適な転写効率の転写バイアス範囲が得られ、良好に転写、重ねあわせが行えるようにすることを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明の転写前電位調整装置は、中間転写体の周囲に複数の色毎の感光体を配置し、カラートナー画像を中間転写体上に重ねて形成した後で、用紙に一括して転写するタンデム方式の電子写真装置において、感光体上の非画像部表面電位を調整するものである。

0009

中間転写体に転写する直前の感光体上の画像部表面電位をVimg、中間転写体に転写する直前の非画像部表面電位をVbg、中間転写体の電位をVtr、中間転写体と感光体の間で放電が開始する電位差をVlimit、とするとき、
|Vimg|<|Vbg|かつ|Vbg−Vtr|<Vlimit
となるように感光体上の非画像部表面電位Vbgを調整することを特徴としている。

0010

即ち、本発明は非画像部表面電位の絶対値を画像部表面電位の絶対値より大きく、かつ放電限界電圧転写電圧の絶対値の差よりも小さくすることを特徴としている。

発明を実施するための最良の形態

0011

図1は、本発明を具体化するフルカラー電子写真装置の構成を例示する図である。本装置で用いられる不揮発性液体トナーは、キャリアとして不揮発性シリコーンオイルを用い、その粘度は10cSt〜200cStのものを用いている。このシリコーンオイル中に樹脂顔料からなる粒径1〜2μm程度のトナー粒子が10〜30%程度の比率、望ましくは10〜20%の比率で分散している。

0012

図示のフルカラー電子写真装置は、ドラム形状として例示した中間転写体のまわりにイエローマゼンタシアンブラックの各色に対応して感光体(感光ドラム)が当接して配置されているタンデム型構成のものである。中間転写体(中間転写ドラム)が1回転する間に、中間転写体が各色に対応した感光体に接触し、画像が順次中間転写体に重ね合わされて、カラー画像が形成される。

0013

各感光体には、それぞれこの感光体を帯電させるための帯電器露光ユニット、中間転写体に転写後の残トナーを掻き取るためのブレード等が備えられると共に、現像ローラが当接している。

0014

帯電器は、感光体を約700Vに帯電させるためのものであり、露光ユニットは、帯電した感光体を画像データに基づき、例えば、780nmの波長を持つレーザ光を使って行われる。これによって、感光体上に、露光部分の電位が約100Vとなる静電潜像が形成される。また、図示しない除電装置が設けられて、感光体上の残存電位を除電する。

0015

現像ローラは、約400V〜600Vのような所定の電圧にバイアスされて、感光体との間の電界に従って、正に帯電しているそのトナーを感光体に供給する。これによって、約100Vに帯電される感光体上の露光部分にトナーを付着させて、感光体上の静電潜像を現像し、画像を形成する。トナー供給ローラ(図示省略)は、各色トナー毎に1つ又は複数のローラから構成されて、不揮発性で高濃度、高粘性液体トナーを現像ローラ上に5〜30μm、望ましくは6〜10μmの厚さで塗布する。

0016

中間転写体は、各感光体との間の電界に従って、感光体に付着されたトナーを転写する。さらに色毎に最適転写バイアスを設定できるようにするため、中間転写体の軸を接地する一方、各感光体の軸に各色それぞれの最適転写バイアスを印加する構成としてある。

0017

中間転写体上に形成されたカラートナー画像は、不揮発性のキャリアが存在するが、これがそのまま印刷媒体へと転写されると定着不良が発生する。このため印刷媒体に転写される前に図示のCRローラによりキャリア除去を行っている。このようにして、重ね合わされかつキャリア除去された中間転写体上の4色カラー画像は、印刷媒体への転写部において、ヒータ内蔵のバックアップローラによって加熱溶融され、印刷媒体に圧接され、転写される。

0018

図2は、本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第1の例を説明するための図であり、図1に例示した複数の感光体及び現像ローラの内の1色分のみに相当する。前述したように、現像ローラは、所定の電圧にバイアスされて、感光ドラムとの間の電界に従って、正に帯電しているそのトナーを感光ドラムに供給する。これによって、感光ドラム上の露光部分にトナーを付着させて、感光ドラム上の静電潜像を現像し、画像を形成する。中間転写ドラムは、感光ドラムとの間の電界に従って、感光ドラムに付着されたトナーを転写する。

0019

図示の装置には、転写前電位調整装置が備えられているが、これについて、さらに図3を参照して説明する。図3は、感光体上の画像部、非画像部と、中間転写体との間の電位差を説明するための図であり、(A)は、本発明の転写前電位調整装置による電位調整前の状態であり、かつ、(B)は電位調整後の状態を示している。

0020

図示したように、基準電位GNDに対して、中間転写体電位をVtr、感光体上の画像部表面電位であって、電位調整前の電位をVimg0、電位調整後の中間転写体に転写する直前の電位をVimg、同じく感光体上の非画像部電位をそれぞれ、Vbg0、Vbg、そして、中間転写体と感光体との間で放電を開始する電位差をVlimitで表している。図3(A)に示すように、中間転写体と感光体上の非画像部との間の電位差が、放電開始電位差Vlimitを越える場合がある。

0021

これに対して、感光体上の中間転写体に当接する前の位置に設けられた転写前電位調整装置として、LEDを用いて、感光体表面を照射して除電した状態を、図3(B)に示している。このLEDによる照射は、|Vimg|<|Vbg|かつ|Vbg−Vtr|<Vlimit、即ち、画像部と非画像部との間の表面電位差を、ゼロを超える値以上に維持した状態で、中間転写体と感光体上の非画像部との間の電位差を、放電開始電位差Vlimit以下になるように、非画像部表面電位Vbgを調整する。言い換えると、非画像部表面電位の絶対値を、画像部表面電位の絶対値より大きく、かつ放電限界電圧と転写電圧の絶対値の差よりも小さくするように調整する。これによって、画像パターンによらず最適転写効率が得られる転写バイアス範囲を広くし、かつ画像流れが発生しない画像を得ることができる。

0022

図4は、本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第2の例を説明するための図である。第1の例のLEDに代えて、スコロトロンを用いたものである。スコロトロンによる放電によって、第1の例と同様にして、非画像部表面電位Vbgを調整する。

0023

図5は、本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第3の例を説明するための図である。転写前電位調整装置として、導電性のブレードを感光体表面に接触させると共に、このブレードに電圧を印加したものである。これによって、第1及び第2の例と同様にして、非画像部表面電位Vbgを調整する。

0024

図6は、本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第4の例を説明するための図である。転写前電位調整装置として、導電性のゴムローラを感光体表面に接触させると共に、このローラに電圧を印加したものである。これによって、第1〜第3の例と同様にして、非画像部表面電位Vbgを調整する。

0025

図7(A)は、図2を参照して説明した第1の例による「転写前電位調整装置(LED)」の効果を示すグラフであり、また、対比のために、(B)に、このようなLEDを備えずして測定した結果を示している。それぞれ、ベタ画像と、交互にオンオフを繰り返す1ドットオン1ドットオフ画像ハーフトーン画像)とについて、中間転写体に印加する転写バイアスVtrを横軸に、そして、転写後に感光体上に残る残トナー濃度を測定したものである。転写後の残トナー濃度は、望ましくはゼロになるべきものである。

0026

図7から分かるように、転写前電位調整装置なしのときは、ベタ画像と1on1offの画像パターンによって、最適な転写効率の範囲が異なっている。即ち、ベタ画像については400〜600Vの転写バイアスが最適であるのに対して、1on1offの画像パターンについては、300〜400Vであって、両者に共通する最適のバイアス範囲が存在しない。これに対して、転写前電位調整装置(LED)有りのときは、画像パターンによらず、共通の最適の範囲(400〜600V)が存在する。

発明の効果

0027

本発明によれば、非画像部表面電位の絶対値を画像部表面電位の絶対値より大きく、かつ放電限界電圧と転写電圧の絶対値の差よりも小さくすることにより、各感光体から中間転写体へ画像を転写する際に、画像パターンによらず最適な転写効率の転写バイアス範囲が得られ、良好に転写、重ねあわせを行うことが可能になる。

図面の簡単な説明

0028

図1本発明を具体化するフルカラー電子写真装置の構成を例示する図である。
図2本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第1の例を説明するための図である。
図3感光体上の画像部、非画像部と、中間転写体との間の電位差を説明するための図である。
図4本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第2の例を説明するための図である。
図5本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第3の例を説明するための図である。
図6本発明を適用するタンデム方式の電子写真装置における転写前電位調整装置の第4の例を説明するための図である。
図7「転写前電位調整装置(LED)」の効果を示すグラフ(A)であり、また、対比のために、LEDを備えずして測定した結果(B)を示している。

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