図面 (/)

技術 画像形成装置

出願人 株式会社沖データ
発明者 川嶋淳一
出願日 2016年1月27日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-013480
公開日 2017年8月3日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-134216
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における乾式現像 カラー電子写真 電子写真における現像一般;現像バイアス 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード 押付位置 折曲位置 横送り搬送 対応範囲 ヘッド制御データ 中空パイプ状 空中放電 ドラムシャフト
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(2017年8月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

印刷画像を良好な品質で形成する。

解決手段

本発明は、現像剤画像を搬送する現像剤画像搬送部と、現像剤画像搬送部による現像剤画像の画像搬送方向に沿って順に配置され、像担持体と、当該像担持体上に現像剤により現像剤画像を形成する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを有する複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの現像剤担持体に現像電圧印加すると共に、現像剤供給部に供給電圧を印加する電源と、電源を制御して、画像搬送方向の上流側の画像形成ユニットほど、現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、現像電圧の電圧値と供給電圧の電圧値との差を大きくする電圧制御部とを設けることにより、印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度を確保しつつ、残像の発生を防止して形成することができ、印刷画像を良好な品質で形成することができる。

概要

背景

従来のカラー画像形成装置は、4個の画像形成ユニット媒体搬送方向へ順に並べて配置され、印刷画像の形成時、媒体搬送方向の上流側から下流側へ、4個の画像形成ユニットの現像ローラ印加する負の現像バイアスの値を段階的に小さくした。よってカラー画像形成装置は、媒体搬送方向の上流側ほど画像形成ユニットにおいて現像ローラ上のトナーの量を多くして、各現像ローラから感光体に付着するトナーの量を多くした。これによりカラー画像形成装置は、各感光体から媒体へのトナー画像転写において当該媒体から感光体へ逆転写トナーが生じても、各感光体から媒体へ転写するトナー画像のトナーの量が媒体搬送方向の上流側ほど少なくなることを防止していた(例えば特許文献1参照)。

概要

印刷画像を良好な品質で形成する。本発明は、現像剤画像を搬送する現像剤画像搬送部と、現像剤画像搬送部による現像剤画像の画像搬送方向に沿って順に配置され、像担持体と、当該像担持体上に現像剤により現像剤画像を形成する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを有する複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの現像剤担持体に現像電圧を印加すると共に、現像剤供給部に供給電圧を印加する電源と、電源を制御して、画像搬送方向の上流側の画像形成ユニットほど、現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、現像電圧の電圧値と供給電圧の電圧値との差を大きくする電圧制御部とを設けることにより、印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度を確保しつつ、残像の発生を防止して形成することができ、印刷画像を良好な品質で形成することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

現像剤画像に基づき印刷画像を形成する画像形成装置であって、像担持体上に形成される現像剤画像を搬送する現像剤画像搬送部と、前記現像剤画像搬送部による前記現像剤画像の画像搬送方向に沿って順に配置され、前記像担持体と、当該像担持体上に現像剤により前記現像剤画像を形成する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部とを有する複数の画像形成ユニットと、複数の前記画像形成ユニットの前記現像剤担持体に現像電圧印加すると共に、前記現像剤供給部に供給電圧を印加する電源と、前記電源を制御して、前記画像搬送方向の上流側の前記画像形成ユニットほど、前記現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、前記現像電圧の電圧値と前記供給電圧の電圧値との差を大きくする電圧制御部とを具える画像形成装置。

請求項2

前記電圧制御部は、前記電源を制御して、前記画像搬送方向の上流側の前記画像形成ユニットほど、前記現像電圧の電圧値の絶対値を印刷画像の画像濃度の低下を抑制する下限値以上にし、前記現像電圧の電圧値と前記供給電圧の電圧値との差を印刷画像に残像が発生することを抑制する下限値以上にする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記残像は、前記現像剤画像の形成の際、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の帯電量のばらつきに起因して生じる第1残像、及び前記現像剤供給部による前記現像剤担持体への前記現像剤の供給量不足に起因して生じる第2残像であり、前記電圧制御部は、前記電源を制御して、前記画像搬送方向の上流側の前記画像形成ユニットほど、前記現像電圧の電圧値と前記供給電圧の電圧値との差を前記印刷画像に前記第1残像及び前記第2残像の何れか一方が発生することを抑制する前記下限値以上にする請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記残像は、前記現像剤画像の形成の際、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の帯電量のばらつきに起因して生じる第1残像、及び前記現像剤供給部による前記現像剤担持体への前記現像剤の供給量の不足に起因して生じる第2残像であり、前記電圧制御部は、前記印刷画像に前記第1残像及び前記第2残像の一方が発生することを抑制する前記下限値が、他方が発生することを抑制する前記下限値を上回る場合、前記電源を制御して、前記画像搬送方向の上流側の前記画像形成ユニットほど、前記現像電圧の電圧値と前記供給電圧の電圧値との差を前記印刷画像に前記第1残像及び前記第2残像の前記一方が発生することを抑制する前記下限値以上にする請求項2に記載の画像形成装置。

請求項5

前記電圧制御部は、前記電源を制御して、前記画像搬送方向の上流側の前記画像形成ユニットほど、印刷画像に汚れが発生することを抑制する上限値以下で、前記現像電圧の電圧値の絶対値を前記印刷画像の前記画像濃度の低下を抑制する前記下限値以上にし、前記現像電圧の電圧値と前記供給電圧の電圧値との差を前記印刷画像に前記残像が発生することを抑制する前記下限値以上にする請求項2乃至請求項4の何れかに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は画像形成装置に関し、例えば、カラー用電子写真式プリンタ(以下、これをカラープリンタとも呼ぶ)に適用して好適なものである。

背景技術

0002

従来のカラー画像形成装置は、4個の画像形成ユニット媒体搬送方向へ順に並べて配置され、印刷画像の形成時、媒体搬送方向の上流側から下流側へ、4個の画像形成ユニットの現像ローラ印加する負の現像バイアスの値を段階的に小さくした。よってカラー画像形成装置は、媒体搬送方向の上流側ほど画像形成ユニットにおいて現像ローラ上のトナーの量を多くして、各現像ローラから感光体に付着するトナーの量を多くした。これによりカラー画像形成装置は、各感光体から媒体へのトナー画像転写において当該媒体から感光体へ逆転写トナーが生じても、各感光体から媒体へ転写するトナー画像のトナーの量が媒体搬送方向の上流側ほど少なくなることを防止していた(例えば特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平9−319179号公報(第8頁、第9頁、図7図10

発明が解決しようとする課題

0004

ところが従来のカラー画像形成装置では、各現像ローラに印加する現像バイアスの値を変えても、媒体に例えばベタ部分文字や図形等の絵柄部分とを有する印刷画像を形成する場合、当該印刷画像内のベタ部分に絵柄部分の残像が現れ、媒体に印刷画像を良好な品質では形成し難いという問題があった。

0005

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、印刷画像を良好な品質で形成し得る画像形成装置を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

かかる課題を解決するため本発明においては、現像剤画像に基づき印刷画像を形成する画像形成装置に、像担持体上に形成される現像剤画像を搬送する現像剤画像搬送部と、現像剤画像搬送部による現像剤画像の画像搬送方向に沿って順に配置され、像担持体と、当該像担持体上に現像剤により現像剤画像を形成する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを有する複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの現像剤担持体に現像電圧を印加すると共に、現像剤供給部に供給電圧を印加する電源と、電源を制御して、画像搬送方向の上流側の画像形成ユニットほど、現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、現像電圧の電圧値と供給電圧の電圧値との差を大きくする電圧制御部とを設ける。

0007

従って本発明では、印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度を確保しつつ、残像の発生を防止して形成することができる。

発明の効果

0008

本発明によれば、現像剤画像に基づき印刷画像を形成する画像形成装置に、像担持体上に形成される現像剤画像を搬送する現像剤画像搬送部と、現像剤画像搬送部による現像剤画像の画像搬送方向に沿って順に配置され、像担持体と、当該像担持体上に現像剤により現像剤画像を形成する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを有する複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの現像剤担持体に現像電圧を印加すると共に、現像剤供給部に供給電圧を印加する電源と、電源を制御して、画像搬送方向の上流側の画像形成ユニットほど、現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、現像電圧の電圧値と供給電圧の電圧値との差を大きくする電圧制御部とを設けることにより、印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度を確保しつつ、残像の発生を防止して形成することができ、かくして印刷画像を良好な品質で形成し得る画像形成装置を実現することができる。

図面の簡単な説明

0009

本実施の形態によるカラープリンタの内部構成を示す略線的側面図である。
第1乃至第5画像形成ユニットの構成を示す略線的側面図である。
現像ローラの構成を示す略線的断面図である。
現像ローラのローラ抵抗値の測定の説明に供する略線的斜視図である。
第1供給ローラの構成を示す略線的断面図である。
第1供給ローラの外観形状を示す略線的上面図である。
トナーブレードの構成を示す略線的側面図である。
帯電ローラの構成を示す略線的断面図である。
クリーニングローラの構成を示す略線的断面図である。
カラープリンタの回路構成を示すブロック図である。
感光ドラムに対するトナーの逆転写の説明に供する略線的側面図である。
ベタ画像である第1印刷画像の構成を示す略線的上面図である。
第1印刷画像の画像濃度の測定の説明に供する略線的上面図である。
第1印刷画像形成試験により第1トナー画像形成条件で形成した第1印刷画像の画像濃度の説明に供する図表である。
第1印刷画像形成試験により第2トナー画像形成条件で形成した第1印刷画像の画像濃度の説明に供する図表である。
ベタ絵柄画像である印刷画像の構成を示す略線的上面図である。
印刷画像に第1残像が現れるときの静電潜像の現像の説明に供する略線図である。
印刷画像に生じた第1残像の説明に供する略線的上面図である。
印刷画像に生じた第2残像の説明に供する略線的上面図である。
第1印刷画像形成試験により第2トナー画像形成条件で形成した第2印刷画像に生じる残像の説明に供する図表である。
画像搬送方向に対する第2乃至第5画像形成ユニットの配置位置の規定の説明に供する略線的側面図である。
ハーフトーン画像である印刷画像に生じる汚れの説明に供する略線的上面図である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎に得られた、画像濃度の低下を抑制し得るVdとVsの下限値との組み合わせの説明に供する図表である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎に得られた、第1残像の発生を抑制し得るVdとVsの下限値との組み合わせの説明に供する図表である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎に得られた、第2残像の発生を抑制し得るVdとVsの下限値との組み合わせの説明に供する図表である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎の画像濃度の低下を抑制し得るVsの範囲を示す略線図である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎の第1残像の発生を抑制し得るVsの範囲を示す略線図である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎の第2残像の発生を抑制し得るVsの範囲を示す略線図である。
第2乃至第5画像形成ユニット毎の画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を抑制し得るVsの範囲を示す略線図である。
他の実施の形態によるカラープリンタの内部構成を示す略線的側面図である。

実施例

0010

下図面を用いて、発明を実施するための最良の形態(以下、これを実施の形態とも呼ぶ)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
(1)実施の形態
(2)他の実施の形態

0011

(1)実施の形態
(1−1)カラープリンタの内部構成
図1において、1は全体として本実施の形態による二次転写方式のカラープリンタを示す。カラープリンタ1は、例えば前側の端面(すなわち図中の右端面)が筐体正面2Aとなる略四角箱型プリンタ筐体2を有している。プリンタ筐体2は、筐体上面2Bの前端部に、LCD(Liquid Crystal Display)又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイである表示部4が設けられている。またプリンタ筐体2は、筐体上面2Bの前端部に、複数の操作キーを有する操作入力部5も設けられている。

0012

そしてプリンタ筐体2内には、操作入力部5の操作に応じてカラープリンタ1を駆動制御し、また表示部4に種々の操作画面や動作状態通知する種々の通知画面等を表示するプリンタ回路部6が設けられている。因みにプリンタ回路部6の具体的な構成については後述する。またプリンタ筐体2内には、中央部に、記録紙やフィルム等の媒体7の表面に印刷画像を形成する画像形成部8が配置されている。さらにプリンタ筐体2内には、下端部に、複数枚の媒体7が装填される媒体カセット9と共に、当該媒体カセット9から媒体7を繰り出す繰出ローラ10が配置されている。因みに媒体カセット9の近傍には、当該媒体カセット9から例えば2枚の媒体7が繰り出された場合、当該2枚の媒体7を1枚ずつに分離するフィードローラ11及びリタードローラ12が対向配置されている。なお繰出ローラ10及びフィードローラ11は、繰出モータに連結されている。

0013

画像形成部8は、例えば5個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eと、現像剤画像搬送部としての転写ユニット16と、定着ユニット17とを有している。第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、像担持体としての感光ドラム20A乃至20Eが左右方向と平行なドラムシャフトを中心して図中に矢印d1で示す一回転方向へ回転可能に設けられている。因みに各感光ドラム20A乃至20Eは、プリンタ筐体2内のドラムモータに連結されている。また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、左右方向に長い露光部としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド21A乃至21Eも設けられている。

0014

さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、現像剤としてのトナーを収容するトナーカートリッジ22A乃至22Eが着脱可能に設けられている。因みに各トナーカートリッジ22A乃至22Eには、例えばブラックイエローマゼンタシアンホワイトの5色のトナーの何れか1色のトナーが収容されている。そして第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、各トナーカートリッジ22A乃至22E内のトナーを用いて、感光ドラム20A乃至20Eの表面に印刷画像の元になる現像剤画像としてのトナー画像を形成するものであり、前から後へ順に並べて配置されている。なお第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eには他にも種々の構成部品が設けられており、具体的な構成については後述する。

0015

転写ユニット16は、5個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの下に配置されている。転写ユニット16は、駆動ローラ25、第1従動ローラ26、2次転写バックアップローラ27が左右方向と平行なローラシャフトを中心にして一回転方向とは逆の他回転方向へ回転可能に設けられている。また転写ユニット16は、第2従動ローラ28が左右方向と平行なローラシャフトを中心にして一回転方向へ回転可能に設けられている。さらに転写ユニット16は、駆動ローラ25、第1従動ローラ26、2次転写バックアップローラ27、第2従動ローラ28に無端状の転写ベルト29が、略逆三角形となり、上側の平坦部分を5個の感光ドラム20A乃至20Eと対向させて張架されている。因みに転写ユニット16は、左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられたクリーニングローラ30を、転写ベルト29を介して第2従動ローラ28に押し付けている。なお駆動ローラ25は、プリンタ筐体2内のベルトモータに連結されている。

0016

また転写ユニット16は、第1転写部としての5個の1次転写ローラ31A乃至31Eが、左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられ、転写ベルト29を介して5個の感光ドラム20A乃至20Eに押し付けられている。因みに以下の説明では、転写ベルト29の上側の平坦部分において5個の1次転写ローラ31A乃至31E及び5個の感光ドラム20A乃至20Eによって挟み込まれる5カ所をそれぞれ1次転写位置とも呼ぶ。さらに転写ユニット16は、第2転写部としての2次転写ローラ32が、左右方向と平行なローラシャフトを中心にして一回転方向へ回転可能に設けられ、転写ベルト29を介して2次転写バックアップローラ27に押し付けられている。因みに以下の説明では、転写ベルト29の下側の部分において2次転写ローラ32及び2次転写バックアップローラ27によって挟み込まれる1カ所を2次転写位置とも呼ぶ。

0017

そして転写ユニット16は、他回転方向へ回転させた転写ベルト29の表面に5カ所の1次転写位置で5個の感光ドラム20A乃至20Eから5色のトナー画像を順に重ねて1次転写して2次転写位置へ搬送し、転写ベルト29から5色のトナー画像を当該2次転写位置で媒体7の表面に2次転写するものである。ここで転写ベルト29は、他回転方向への回転によりトナー画像を1次転写位置から2次転写位置へ搬送するため、当該転写ベルト29が回転する際の他回転方向はトナー画像を搬送する画像搬送方向となる。そして画像搬送方向は、5個の感光ドラム20A乃至20Eと対向する転写ベルト29の上側の平坦部分では、後から前への向きとなる。なお転写ユニット16は、画像搬送方向の2次転写位置よりも下流側となる駆動ローラ25の近傍に、クリーニングブレード33Aを有するベルトクリーニング部33が配置されている。

0018

定着ユニット17は、中空パイプ状加熱ローラ35が左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられ、当該加熱ローラ35内にハロゲンヒータ又はセラミックヒータ等のヒータ36が配置されている。因みに加熱ローラ35は、プリンタ筐体2内の定着モータに連結されている。また定着ユニット17は、中空パイプ状の加圧ローラ37が、左右方向と平行なローラシャフトを中心にして一回転方向へ回転可能に設けられ、加熱ローラ35に所定の押圧力で押し付けられている。そして定着ユニット17は、転写ユニット16の斜め後に配置され、媒体7の表面に5色のトナー画像を印刷画像として定着させるものである。

0019

またプリンタ筐体2内の前下端部には、複数対の搬送ローラ搬送ガイド等からなる供給搬送路を介して、媒体カセット9から繰り出される媒体7を画像形成部8へ搬送する媒体供給搬送部40が配置されている。さらにプリンタ筐体2内の後端部には、複数対の搬送ローラや搬送ガイド等からなる排出搬送路を介して、定着ユニット17から筐体上面2Bのスタッカ2BXへ媒体7を搬送して排出する媒体排出搬送部41が配置されている。

0020

(1−2)第1乃至第5画像形成ユニットの構成
次いで図2を用いて、5個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの構成について具体的に説明する。因みに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、トナー画像の形成に用いるトナーの色が異なるだけで同一に構成されており、上述したように感光ドラム20A乃至20E、LEDヘッド21A乃至21E、及びトナーカートリッジ22A乃至22Eが設けられている。なお以下の説明では、感光ドラム20A乃至20Eがトナー画像の形成用に回転する際の一回転方向を適宜、ドラム回転方向とも呼ぶ。

0021

また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの表面をLEDヘッド21A乃至21Eによる静電潜像の形成用に帯電させる帯電部としての帯電ローラ45A乃至45Eが左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられ、当該帯電ローラ45A乃至45Eを感光ドラム20A乃至20Eに押し付けている。よってLEDヘッド21A乃至21Eは、光の射出面を感光ドラム20A乃至20Eの表面において帯電ローラ押付位置よりもドラム回転方向の下流側の所定位置と対向させている。なおLEDヘッド21A乃至21Eは、ヘッド長手方向(すなわち左右方向)に沿って配列された複数のLED素子と、複数のLED素子を駆動するLED駆動回路と、複数のLED素子から発射された光を感光ドラム20A乃至20Eの表面に集光させるレンズアレイとを有している。

0022

また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、帯電ローラ45A乃至45Eの表面から、これに付着したトナー外添剤を除去する外添剤除去部としてのクリーニングローラ46A乃至46Eが左右方向と平行なローラシャフトを中心にして一回転方向へ回転可能に設けられ、当該クリーニングローラ46A乃至46Eを帯電ローラ45A乃至45Eに押し付けている。さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの表面からトナー画像の転写後に残留したトナーを除去するクリーニング部としての左右に長いクリーニングブレード47A乃至47Eが設けられ、当該クリーニングブレード47A乃至47Eの一端部を感光ドラム20A乃至20Eの表面において帯電ローラ押付位置よりもドラム回転方向の上流側の所定位置に押し付けている。

0023

さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、現像剤担持体としての現像ローラ48A乃至48Eが左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられ、当該現像ローラ48A乃至48Eを感光ドラム20A乃至20Eの表面においてLEDヘッド21A乃至21Eによる静電潜像の形成位置よりもドラム回転方向の下流側の所定位置に押し付けている。さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、現像ローラ48A乃至48Eにトナーを供給する現像剤供給部としての第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eが左右方向と平行なローラシャフトを中心にして他回転方向へ回転可能に設けられ、当該第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eを現像ローラ48A乃至48Eに押し付けている。

0024

さらにまた第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、現像ローラ48A乃至48Eの表面に担持されるトナーのトナー層厚規制する現像剤層厚規制部としての左右に長いトナーブレード51A乃至51Eが設けられ、当該トナーブレード51A乃至51Eの一端寄りに形成されたエッジ部を現像ローラ48A乃至48Eに押し付けている。なお現像ローラ48A乃至48E、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eは、ローラシャフトが感光ドラム20A乃至20Eのドラムシャフトに複数のギアを介して連結されている。これにより現像ローラ48A乃至48E、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eは、感光ドラム20A乃至20Eが一回転方向へ回転した際、当該感光ドラム20A乃至20Eの回転速度に同期した所定の回転速度で他回転方向へ回転する。

0025

ところで図3に示すように、現像ローラ48A乃至48Eは、SUS(Stainless steel)等の導電性のローラシャフト48AX乃至48EXの表面に一周に亘り弾性層48AY乃至48EYが設けられると共に、当該弾性層48AY乃至48EYの表面に一周に亘り表面層48AZ乃至48EZが設けられて形成されている。因みに現像ローラ48A乃至48Eは、例えばローラシャフト48AX乃至48EXのシャフト外形が18[mm]程度に選定され、ローラ外形(すなわち表面層48AZ乃至48EZの外形)が22[mm]程度に選定されている。

0026

弾性層48AY乃至48EYは、ポリエーテル系ウレタン樹脂に、電子導電剤であるカーボンブラック及び炭酸カルシウムや、シリカ等の絶縁性無機微粒子が配合されて形成されており、アスカーC硬度は例えば74[°]乃至84[°]程度である。因みに弾性層48AY乃至48EYの硬度を示すアスカーC硬度は、高分子計器株式会社製のアスカーC硬度計により、現像ローラ48A乃至48Eのローラ外周の頂点圧子を接触させて測定した。また表面層48AZ乃至48EZは、トナーを帯電させるものであり、ディッピング法によりローラシャフト48AX乃至48EX上の弾性層48AY乃至48EYをウレタン溶液又はイソシアネート溶液に浸漬して当該弾性層48AY乃至48EY上に形成されている。

0027

そして現像ローラ48A乃至48Eのローラ表面(すなわち表面層48AZ乃至48EZの表面)の十点平均粗さRz(JIS B0601−1994)は、例えば5.0[μm]程度である。因みに現像ローラ48A乃至48Eの表面の十点平均粗さRz(JIS B0601−1994)は、株式会社小坂研究所製のサーフコーダSEF3500により、現像ローラ48A乃至48Eの表面に触針半径が2[μm]の触針を0.7[mN]の触針圧で接触させ、0.1[mm/sec]の送り速さでローラ円周に沿って動かして測定した。

0028

また現像ローラ48A乃至48Eのローラ抵抗値は、例えば3.5[logΩ]程度である。なお図4に示すように、ローラ抵抗値の測定では、温度が20[℃]及び湿度が50[%]の測定環境で、直径が30[mm]のSUS材金属ローラ55に現像ローラ48A乃至48Eをローラ長手方向に500[gf]の荷重を均等にかけて接触させた。そしてローラ抵抗値は、金属ローラ55及び現像ローラ48A乃至48Eを互いに逆向きに回転させながら、アジレント・テクノロジー株式会社製の4339Bハイレジスタンスメータ56によりローラシャフト48AX乃至48EXのマイナス側の端部に−400[V]の直流電圧を印加して測定した。

0029

また図5及び図6に示すように、第1供給ローラ49A乃至49Eは、導電性のローラシャフト49AX乃至49EXの表面に一周に亘り弾性層49AY乃至49EYが設けられ、全体としてローラ長手方向の中央部のローラ中央部外形D1に比して両端部のローラ端部外形D2が小さいクラウン形状に形成されている。ローラシャフト49AX乃至49EXは、例えばSUM材(硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材)に無電解ニッケルメッキ処理を施して形成されている。また弾性層49AY乃至49EYは、導電性シリコーンゴム発泡体層である。

0030

そして第1供給ローラ49A乃至49Eは、例えばローラ中央部外形D1が14.6[mm]程度に選定されると共に、ローラ端部外形D2が14[mm]程度に選定され、これらの差(以下、これをクラウン量とも呼ぶ)が0.6[mm]程度になっている。因みに第1供給ローラ49A乃至49Eにおいてローラ端部外形D2は、印刷画像形成時の媒体7の両端に対応する位置(すなわち弾性層49AY乃至49EYの両端よりも僅かに中央部寄りの位置)の外形である。

0031

また第1供給ローラ49A乃至49Eのローラ抵抗値は、例えば4.00[logΩ]程度である。なお第1供給ローラ49A乃至49Eのローラ抵抗値の測定には、現像ローラ48A乃至48Eのローラ抵抗値を測定した場合と同様に金属ローラ55及び4339Bハイレジスタンスメータ56を用いた。そして第1供給ローラ49A乃至49Eのローラ抵抗値は、当該第1供給ローラ49A乃至49Eに200[gf]の荷重をかける点を除き、現像ローラ48A乃至48Eのローラ抵抗値を測定した場合と同様の測定条件で測定した。

0032

弾性層49AY乃至49EYのアスカーF硬度は、例えば58[°]乃至68[°]程度である。また弾性層49AY乃至49EYである導電性シリコーンゴム発泡体層の密度は、発泡倍率及び平均セル径により異なるため特に限定はしないが、例えば200[μm]乃至400[μm]程度である。因みに弾性層49AY乃至49EYの発泡セル径は、発泡剤の量や種類を適宜選定し、また発泡剤の加硫時間加硫温度コントロールすることで所望の値にすることができる。例えば発泡セル径を比較的大きくするには、発泡剤の量を比較的多くする、加硫時間を比較的長くする、加硫温度を比較的高くする等の方法がある。なお発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤が一般的であり、弾性層49AY乃至49EYの形成には、これら一般的な発泡剤を、導電性を付与するためにカーボンブラックを添加して用いた。

0033

実際に第1供給ローラ49A乃至49Eの形成工程では、有機溶剤等で洗浄して油分を除去したローラシャフト49AX乃至49EXと、導電性シリコーンゴム発泡体層である弾性層49AY乃至49EYとを押出成形機にて一体化した後、赤外線オーブン等に通して発泡硬化させる。次いで第1供給ローラ49A乃至49Eの形成工程では、弾性層49AY乃至49EYに対して約180[℃]乃至225[℃]で5乃至10時間程度2次加硫処理を施した後、研磨機にて所望のクラウン形状に加工して第1供給ローラ49A乃至49Eを形成している。なお第2供給ローラ50A乃至50Eは、第1供給ローラ49A乃至49Eと同様に形成されている。すなわち第2供給ローラ50A乃至50Eは、第1供給ローラ49A乃至49Eと同一の大きさ、形状及び物性値を有している。

0034

また図7に示すように、トナーブレード51A乃至51Eは、0.06[mm]乃至0.10[mm]程度の厚みを有するSUS等の導電性の板材の一端部が例えは0.30[mm]程度の曲率半径R1で折り曲げられて略L字状に形成されている。そしてトナーブレード51A乃至51Eは、現像ローラ48A乃至48Eに対し、折曲位置ブレード長手方向に沿ったエッジ部が例えば単位長さ当たり26[gf/cm]の線圧をかけて押し付けられている。これによりトナーブレード51A乃至51Eは、現像ローラ48A乃至48Eが回転した際、エッジ部で当該現像ローラ48A乃至48E上のトナー58にせん断力を作用させてトナー層厚を規制し、均一にすることができる。

0035

また感光ドラム20A乃至20Eは、例えば0.8[mm]程度の厚み及び40[mm]程度の外形を有するアルミニウム素管の表面に、0.5[μm]程度の膜厚電荷発生層、及び18[μm]程度の膜厚の電荷輸送層が順に積層されて形成されている。因みに電荷発生層に用いられる電荷発生物質は、セレン及びその合金セレン化ヒ素化合物硫化カドミウム酸化亜鉛、その他の無機光導電物質フタロシアニンアゾ色素キナクリドン多環キノンピリリウム塩チアピリリウム塩、インジゴチオインジゴアンアントロンピラントロンシアニン等の各種有機顔料染料である。また電荷輸送層に用いられる電荷輸送物質は、カルバゾールインドールイミダゾールオキサゾールピラゾールオキサジアゾールピラゾリンチアジアゾール等の複素環化合物アニリン誘導体ヒドラゾン化合物芳香族アミン誘導体スチルベン誘導体、あるいはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質である。

0036

また図8に示すように、帯電ローラ45A乃至45Eは、ステンレス等の導体である例えば8[mm]程度の外形のローラシャフト45AX乃至45EXに、アクリロニトリルブタエンゴムエピクロルヒドリンエチレンオキシドゴム等の導電性の弾性層45AY乃至45EYが被覆され、全体としてローラ長手方向の中央部のローラ中央部外形に比して両端部のローラ端部外形が小さいクラウン形状に形成されている。因みに帯電ローラ45A乃至45Eは、例えばローラ中央部外形D1が12[mm]程度に選定されると共に、ローラ端部外形が11.91[mm]程度に選定され、クラウン量が0.09[mm]程度になっている。

0037

また帯電ローラ45A乃至45Eは、例えば弾性層45AY乃至45EYのアスカーC硬度が70[°]乃至80[°]程度であり、ローラ表面(すなわち弾性層45AY乃至45EYの表面)の十点平均粗さRz(JIS B0601−1994)が10.75[μm]程度である。さらに帯電ローラ45A乃至45Eのローラ抵抗値は、例えば6.00[logΩ]程度である。なお帯電ローラ45A乃至45Eのローラ抵抗値の測定には、現像ローラ48A乃至48Eのローラ抵抗値を測定した場合と同様に金属ローラ55及び4339Bハイレジスタンスメータ56を用いた。そして帯電ローラ45A乃至45Eのローラ抵抗値は、当該帯電ローラ45A乃至45Eに300[gf]の荷重をかけ、かつローラシャフト45AX乃至45EXのマイナス側の端部に−500[V]の直流電圧を印加する点を除いて、現像ローラ48A乃至48Eのローラ抵抗値を測定した場合と同様の測定条件で測定した。

0038

また図9に示すように、クリーニングローラ46A乃至46Eは、金属製のローラシャフト46AX乃至46EXの表面に、一周に亘りウレタンスポンジ製の弾性層46AY乃至46EYが設けられ、全体としてストレート円柱状に形成されている。因みにクリーニングローラ46A乃至46Eは、例えばローラシャフト46AX乃至46EXのシャフト外形が6[mm]程度に選定され、ローラ外形(すなわち弾性層46AY乃至46EYの外形)が9[mm]程度に選定されている。

0039

またトナー58は、例えば乳化重合法によって生成されたスチレンアクリル共重合樹脂接着剤及びワックスと混合及び凝集し、得られたトナー粒子(すなわちベーストナー)にシリカ及び酸化チタン微粉末外添してミキサーで混合して生成されている。因みにトナー58は、例えば円形度が0.94乃至0.98程度であり、粒径が5.5[μm]乃至7.5[μm]程度である。なお第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eでは、トナー画像の生成に、係るトナー58以外に、例えば粉砕法によって生成された粉砕トナーを使用することもできる。

0040

(1−3)カラープリンタの回路構成
次いで図10を用いて、カラープリンタ1の回路構成について説明する。なお図10には、上述したプリンタ回路部6の具体的な回路構成と共に操作入力部5を示しており、表示部4については省略している。プリンタ回路部6は、例えばマイクロプロセッサ構成の主制御部60を有し、当該主制御部60に現像電圧制御部61、第1供給電圧制御部62、第2供給電圧制御部63、帯電電圧制御部64、ブレード電圧制御部65、1次転写電圧制御部66、2次転写電圧制御部67、クリーニング電圧制御部68、ヒータ制御部69、モータ制御部70及びLED制御部71が接続されている。

0041

現像電圧制御部61には、現像用高圧電源73を介して第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの現像ローラ48A乃至48Eが接続されている。第1供給電圧制御部62には、第1供給用高圧電源74を介して第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの第1供給ローラ49A乃至49Eが接続されている。第2供給電圧制御部63には、第2供給用高圧電源75を介して第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの第2供給ローラ50A乃至50Eが接続されている。

0042

帯電電圧制御部64には、帯電用高圧電源76を介して第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの帯電ローラ45A乃至45Eが接続されている。ブレード電圧制御部65には、ブレード用高圧電源77を介して第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eのトナーブレード51A乃至51Eが接続されている。1次転写電圧制御部66には、1次転写用高圧電源78を介して転写ユニット16の5個の1次転写ローラ31A乃至31Eが接続されている。2次転写電圧制御部67には、2次転写用高圧電源79を介して転写ユニット16の2次転写ローラ32が接続されている。クリーニング電圧制御部68には、クリーニング用高圧電源80を介して転写ユニット16のクリーニングローラ30が接続されている。

0043

ヒータ制御部69には、ヒータ用電源81を介して定着ユニット17のヒータ36が接続されている。モータ制御部70には、上述した繰出モータやドラムモータ、ベルトモータ等の種々のモータ82が接続されている。LED制御部71には、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15EのLEDヘッド21A乃至21Eが接続されている。因みに図10には、各々5個の帯電ローラ45A乃至45E、トナーブレード51A乃至51E、1次転写ローラ31A乃至31E及びLEDヘッド21A乃至21Eと、種々のモータ82とを便宜上、1個のブロックとして示している。

0044

なお現像電圧制御部61や第1供給電圧制御部62等の各種電圧制御部は、対応する現像用高圧電源73や第1供給用高圧電源74等の各種電源を制御するものである。そして現像用高圧電源73や第1供給用高圧電源74等の各種電源は、対応する現像ローラ48A乃至48Eや第1供給ローラ49A乃至49E、第2供給ローラ50A乃至50E等にプラスやマイナスの所定の電圧値の現像電圧や第1供給電圧、第2供給電圧等の何れも直流高電圧を印加するものである。

0045

ただしカラープリンタ1では、現像用高圧電源73や第1供給用高圧電源74等の各種電源を個別に設けるのではなく例えば1個の電源を設け、当該1個の電源を現像用高圧電源73や第1供給用高圧電源74等の各種電源として機能させることもできる。またカラープリンタ1では、現像電圧制御部61や第1供給電圧制御部62等の各種電圧制御部についても個別に設けるのではなく例えば1個の電圧制御部を設け、当該1個の電圧制御部を現像電圧制御部61や第1供給電圧制御部62等の各種電圧制御部として機能させることもできる。

0046

主制御部60は、例えば内部のメモリに予め記憶された基本プログラム画像形成処理プログラム等の各種プログラムに従ってカラープリンタ1全体を統括制御すると共に、各種処理を実行する。実際に主制御部60は、印刷画像の形成時、画像形成処理を実行して現像電圧制御部61、第1供給電圧制御部62、第2供給電圧制御部63、帯電電圧制御部64、ブレード電圧制御部65、1次転写電圧制御部66、2次転写電圧制御部67、クリーニング電圧制御部68、ヒータ制御部69、モータ制御部70及びLED制御部71を制御する。

0047

これによりモータ制御部70は、まずモータ82としての定着モータを動作させて定着ユニット17において加熱ローラ35を他回転方向へ回転させると共に、加圧ローラ44を加熱ローラ35の回転による連れ回りで一回転方向へ回転させる。またヒータ制御部69は、ヒータ用電源81により所定のヒータ用電圧を生成してヒータ36に印加する。これにより主制御部60は、定着ユニット17においてヒータ36を発熱させて加熱ローラ35を加熱し、当該加熱ローラ35を所望の温度にする。

0048

またモータ制御部70は、モータ82としてのドラムモータを動作させて第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにおいて感光ドラム20A乃至20Eを一回転方向へ回転させる。これにより第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの回転により帯電ローラ45A乃至45Eを連れ回りで他回転方向へ回転させる。また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、帯電ローラ45A乃至45Eの回転によりクリーニングローラ46A乃至46Eを連れ回りで一回転方向へ回転させる。さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの回転に連動させて現像ローラ48A乃至48E、第1供給ローラ49A乃至49E、第2供給ローラ50A乃至50Eを他回転方向へ回転させる。

0049

さらにモータ制御部70は、モータ82としてのベルトモータを動作させて転写ユニット16において駆動ローラ25を他回転方向へ回転させる。これにより転写ユニット16は、駆動ローラ25の回転により第1従動ローラ26、2次転写バックアップローラ27及びクリーニングローラ30と共に転写ベルト29を連れ回りで他回転方向へ回転させる。また転写ユニット16は、転写ベルト29の回転により5個の1次転写ローラ31A乃至31Eを連れ回りで他回転方向へ回転させると共に、第2従動ローラ28及び2次転写ローラ32を連れ回りで一回転方向へ回転させる。

0050

さらに現像電圧制御部61や第1供給電圧制御部62等の各種電圧制御部は、現像用高圧電源73や第1供給用高圧電源74等の各種電源により、プラスやマイナスの種々の電圧値の現像電圧や第1供給電圧等の高電圧を生成する。そして各種電圧制御部は、各種電源から対応する現像ローラ48A乃至48Eや第1供給ローラ49A乃至49E、第2供給ローラ50A乃至50E等に高電圧を印加する。

0051

これにより第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、帯電ローラ45A乃至45Eにより感光ドラム20A乃至20Eの表面を、静電潜像形成用に所定の電位に均一に帯電させる。また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eの表面にトナーを担持する。そして第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eの表面と現像ローラ48A乃至48Eの表面との間に入り込んだトナーを摩擦及び電荷注入により帯電させつつ、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eの表面から現像ローラ48A乃至48Eの表面に互いの電位差に応じて供給して担持する。

0052

また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、現像ローラ48A乃至48Eの表面に担持したトナーがトナーブレード51A乃至51Eのエッジ部との間に入り込むと、この部分でもトナーを摩擦と電荷の注入とによって帯電させつつ、当該トナーブレード51A乃至51Eにより現像ローラ48A乃至48Eの表面のトナーのトナー層厚を規制して均一にする。さらに第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、帯電ローラ45A乃至45Eにより感光ドラム20A乃至20Eの表面を所定の電位に帯電させると共に、現像ローラ48A乃至48Eの表面のトナーが感光ドラム20A乃至20Eの表面との間に入り込むと、この部分でもトナーを摩擦と電荷の注入とによって帯電させる。

0053

そのうえでモータ制御部70は、モータ82としての搬送モータを動作させて媒体供給搬送部40及び媒体排出搬送部41の複数対の搬送ローラを媒体搬送用に回転させると共に、繰出モータを動作させて繰出ローラ10及びフィードローラ11を一回転方向へ回転させる。これにより主制御部60は、繰出ローラ10により媒体カセット9から媒体7を1枚ずつ繰り出し、供給搬送路を介して画像形成部8へ搬送する。

0054

この際、主制御部60は、印刷対象カラー画像の例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ホワイトの色成分に応じた5種類のヘッド制御データを生成してLED制御部71に送出している。そしてLED制御部71は、画像形成部8への媒体7の搬送途中の所定のタイミングで5種類のヘッド制御データを対応するLEDヘッド21A乃至21Eに順に送出して駆動制御する。

0055

これにより第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの表面の帯電部分に、LEDヘッド21A乃至21Eにより露光して帯電電位とは異なる電位の静電潜像を形成する。また第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの静電潜像が現像ローラ48A乃至48Eによる押付部分に到達すると、静電潜像と現像ローラ48A乃至48Eの表面上のトナーとの電位差、及び摩擦力により、当該現像ローラ48A乃至48Eの表面からトナーを感光ドラム20A乃至20Eの表面の静電潜像に転移させて付着させる。このようにして第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eは、感光ドラム20A乃至20Eの表面の静電潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する。

0056

そして転写ユニット16は、5個の1次転写ローラ31A乃至31Eにより転写ベルト29の表面に5カ所の1次転写位置で5個の感光ドラム20A乃至20Eの表面から5色のトナー画像を順に重ねて1次転写する。また転写ユニット16は、転写ベルト29により5色のトナー画像を1次転写位置から2次転写位置へ搬送する。そして転写ユニット16は、供給搬送路を介して搬送された媒体7を、引き続き転写ベルト29及び2次転写ローラ32によって搬送しながら、当該2次転写ローラ32により転写ベルト29の表面上の5色のトナー画像を2次転写位置で媒体7の表面に2次転写する。

0057

そして定着ユニット17は、転写ユニット16から繰り出された媒体7を引き続き加熱ローラ35及び加圧ローラ37によって搬送しながら加熱及び加圧して当該媒体7の表面に5色のトナー画像を定着させてカラーの印刷画像を形成した後、排出搬送路を介して搬送してスタッカ2BXへ排出する。因みに転写ユニット16は、転写ベルト29の表面に、媒体7へトナー画像を2次転写しきれずにトナーが残留しても、クリーニングローラ30に印加された高電圧により転写ベルト29の表面に残留トナー吸着させて第2従動ローラ28への付着を防止する。また転写ユニット16は、ベルトクリーニング部33においてクリーニングブレード33Aにより転写ベルト29の表面から残留トナーを掻き落として除去する。

0058

(1−4)印刷画像形成試験
次いで印刷画像の品質を向上させる第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎のトナー画像の形成条件を得るため、カラープリンタ1を用いて行った第1乃至第3印刷画像形成試験について説明する。第1乃至第3印刷画像形成試験には、上述したカラープリンタ1として、5個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを有する例えば株式会社データ製のMICROLINE VINCH C911dnを用いた。そして第1乃至第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1により順次1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eのみでトナー画像を形成して媒体7の表面に印刷画像を形成した。また第1乃至第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎のトナー画像の形成状態を、当該第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎のトナー画像を用いて形成した印刷画像の形成状態として評価した。

0059

ただし第1乃至第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eによるトナー画像の形成に、例えばマゼンタのような全て同一の色のトナーを用いた。また第1乃至第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1による印刷形態(すなわち印刷画像の形成形態)を片面印刷とし、印刷画像の形成には媒体7として例えば坪量が68[g/cm2 ]乃至75[g/cm2 ]程度のA4サイズの普通紙を用いた。さらに第1乃至第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1による媒体7(すなわち普通紙)の搬送姿勢を例えば一方の長辺を媒体搬送方向に向ける横送り搬送姿勢とし、印刷速度を45[ppm]程度とした。

0060

さらに第1乃至第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの何れの1個でトナー画像を形成する際も、他の4個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15EをLEDヘッド21A乃至21Eの動作を停止させるだけで印刷画像の形成時と同様に動作させた。すなわち1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eによりトナー画像を形成する際、他の4個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eについては、トナー画像は形成しないが、印刷画像の形成時と同様に感光ドラム20A乃至20Eや現像ローラ48A乃至48E等を回転させると共に、帯電ローラ45A乃至45Eや現像ローラ48A乃至48E等に帯電電圧や現像電圧等の高電圧を印加した。

0061

さらにまた第1乃至第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの何れの1個でトナー画像を形成する際も、5個の1次転写ローラ31A乃至31Eにそれぞれ電圧値の等しい1次転写電圧を印加した。このようにして第1乃至第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの何れでトナー画像を形成する場合でも、画像搬送方向に対する第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの配置位置、及び第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eによるトナー画像の形成条件以外となる印刷画像自体の形成条件については極力合わせた。

0062

実際に本実施の形態では、まず第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎のトナー画像に対してトナーの逆転写の影響を確認する第1印刷画像形成試験を行った。ここで図11を用いてトナー58の逆転写について説明する。因みに図11には、画像搬送方向に沿って隣接する2個の感光ドラム20D、20E、及び対応する2個の1次転写ローラ31D、31Eと共に、転写ベルト29及びトナー58を模式的に示している。すなわち図11には、感光ドラム20D、20E及び転写ベルト29間でのトナー58の移動を理解し易くするため、実際には転写ベルト29の表面に接触している2個の感光ドラム20D、20Eの表面を、あえて離して示している。また図11には、感光ドラム20D、20E及び1次転写ローラ31D、31Eの表面部分やトナー58内に、これらの電位の極性を示す「+」や「−」の記号を付している。

0063

なお感光ドラム20D、20Eの表面は、全体がマイナスの電位に帯電しているが、静電潜像が形成されていない潜像未形成部分では絶対値の比較的大きい所定の電位となり、静電潜像が形成された潜像形成部分では潜像未形成部分に比して絶対値の比較的小さい所定の電位になっている。よって図11では、感光ドラム20D、20Eの潜像未形成部分に実際の極性に即した「−」の記号を付し、潜像形成部分に実際の極性がマイナスでも、潜像未形成部分に比して電位の絶対値が比較的低いことを理解し易くするため、あえて「+」の記号を付している。

0064

図11に示すように、カラープリンタ1では、1次転写ローラ31D、31Eにプラスの電圧値の1次転写電圧を印加することで、感光ドラム20D、20E及び1次転写ローラ31D、31E間に当該1次転写ローラ31D、31Eから感光ドラム20D、20Eへ向く電場が生じている。よってカラープリンタ1では、感光ドラム20D、20E上のトナー画像としてマイナスの所定の電位に帯電しているトナー58を、電場の作用により転写ベルト29の表面に転写することができる。

0065

ただしカラープリンタ1では、1次転写ローラ31D、31Eに電圧値の比較的高いプラスの1次転写電圧を印加している。このためカラープリンタ1では、1次転写位置付近で1次転写ローラ31D、31Eと転写ベルト29との間に空中放電が生じ、その空中放電により、転写ベルト29上のトナー58の極性がマイナスからプラスへと反転する場合がある。そして極性がプラスに反転したトナー58は、転写ベルト29により極性の反転位置よりも画像搬送方向の下流側に位置する感光ドラム20Dの一次転写位置まで搬送されると、当該一次転写位置で1次転写ローラ31Dに印加されている1次転写電圧の極性のプラスに反発する。その結果、極性がプラスに反転したトナー58は、転写ベルト29から感光ドラム20Dの表面に移動して付着する。これがトナー58の逆転写である。

0066

すなわちトナーの逆転写は、画像搬送方向の上流側に位置する感光ドラム20B乃至20Eから転写ベルト29へ1次転写したトナー画像の一部(すなわちトナー)が、下流側に位置する感光ドラム20A乃至20Dに移動して付着する現象である。よって第1印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eによるトナー画像の形成条件を、感光ドラム20A乃至20Eの表面の何れにもほぼ等しい量のトナーでベタのトナー画像を形成する第1トナー画像形成条件とした。因みに第1トナー画像形成条件では、例えば帯電電圧の電圧値を−985[V]とし、現像電圧の電圧値を−200[V]とし、第1供給電圧、第2供給電圧及びブレード電圧の電圧値を何れも−330[V]とした。また第1印刷画像形成試験では、転写ユニット16によりトナー画像を1次転写及び2次転写する際の転写条件を第1転写条件とした。因みに第1転写条件では、例えば5個の1次転写ローラ31A乃至31Eに印加する1次転写電圧の電圧値を何れも+1500[V]とし、2次転写ローラ32に印加する2次転写電圧の電圧値を+2500[V]とした。

0067

そして第1印刷画像形成試験では、例えば温度が20[℃]及び湿度が50[%]の第1試験環境でカラープリンタ1を動作させた。これにより第1印刷画像形成試験では、カラープリンタ1により順次1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eのみでベタのトナー画像を形成して媒体7(すなわち上述の普通紙)の表面に、図12に示すベタ画像である第1印刷画像85A乃至85Eを形成した。また第1印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎のトナー画像を1次転写したときのトナーの逆転写の状態を確認するため、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎に形成した第1印刷画像85A乃至85Eの画像濃度を測定した。なお図13に示すように、第1印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎の第1印刷画像85A乃至85Eの画像濃度を、キャノンアイテック株式会社製のX−RiTe分光濃度計を用いて図中に破線で示す中央及び4隅の合計5カ所の濃度を測定し、当該測定した5カ所の濃度の平均値として求めた。なお第1印刷画像85A乃至85Eの画像濃度については、キャノンアイテック株式会社製のX−RiTe 分光濃度計を用いる測定に限らず、色味(すなわち色差色相等)や透過率等に基づいて測定しても良い。

0068

その結果、図14に示すように、各第1印刷画像85A乃至85Eの画像濃度は、転写ベルト29による画像搬送方向の最も下流側に位置する第1画像形成ユニット15Aを用いて形成した第1印刷画像85Aから、最も上流側に位置する第5画像形成ユニット15Eを用いて形成した第1印刷画像85Eにかけて順に低下していた。これにより第1印刷画像形成試験では、転写ベルト29に1次転写した各トナー画像について、1次転写位置が画像搬送方向の上流側であるほどトナーの逆転写の影響を受けて、感光ドラム20A乃至20E上での形成時よりもトナーの量が減少していることが確認できた。すなわち画像搬送方向の上流側に配置された第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15EDについては、配置位置が上流側であるほど、トナー画像が転写ベルト29の搬送によって下流側の1次転写位置を経由する毎にトナーの逆転写の影響を受けてトナーの量が減少した。また画像搬送方向の最も下流側に配置された第1画像形成ユニット15Aについては、トナー画像が転写ベルト29の搬送によって搬送されても下流側に1次転写位置が存在しないためトナーの逆転写の影響をほとんど受けず、トナーの量がほとんど変化しなかった。

0069

ところで一般的には、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにおいて現像電圧の電圧値を比較的高くすると、現像ローラ48A乃至48Eに担持させるトナーの量を増加させ、感光ドラム20A乃至20E上で静電潜像を現像するトナー(すなわち静電潜像に付着させるトナー)の量も増加させ得ることが知られている。また一般的には、第1印刷画像85A乃至85Eのようなベタ画像を形成した場合、画像濃度が例えば1.35のような所定の基準濃度以上であれば、目視された際に画像濃度が薄いとは判断されずに、ベタ画像としての品質が確保されることも知られている。

0070

ただし第1印刷画像形成試験では、画像搬送方向の下流側に位置する2個の第1及び第2画像形成ユニット15A及び15Bを用いて形成した第1印刷画像85A及び85Bの画像濃度が基準濃度より高かった。また第1印刷画像形成試験では、画像搬送方向の上流側に位置する3個の第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15Eを用いて形成した第1印刷画像85C乃至85Eの画像濃度が基準濃度より低かった。

0071

このため第1印刷画像形成試験では、第1印刷画像85A乃至85E毎に測定した画像濃度を踏まえ、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eによるトナー画像の形成条件を第2トナー画像形成条件に変更した。すなわち第1印刷画像形成試験では、第1トナー画像形成条件として各現像ローラ48A乃至48Eに印加した現像電圧の電圧値(すなわち−200[V])の絶対値を現像電圧基準値とした。そして第1印刷画像形成試験では、第2トナー画像形成条件として、画像搬送方向の上流側の3個の第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15Eの現像ローラ48C乃至48Eに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を、現像電圧基準値よりも高く、かつ画像搬送方向の上流側ほど高くした。

0072

なお第1印刷画像形成試験では、第3画像形成ユニット15Cの現像ローラ48Cに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を、現像電圧基準値よりも例えば40[V]程度高くした。また第1印刷画像形成試験では、第4画像形成ユニット15Dの現像ローラ48Dに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を、現像電圧基準値よりも例えば60[V]程度高くした。さらに第1印刷画像形成試験では、第5画像形成ユニット15Eの現像ローラ48Eに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を、現像電圧基準値よりも例えば90[V]程度高くした。因みに第1印刷画像形成試験では、第2トナー画像形成条件として、3個の第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15Eの現像ローラ48C乃至48Eに印加する現像電圧の電圧値以外については第1トナー画像形成条件の場合と同様にした。

0073

そのうえで第1印刷画像形成試験では、第1試験環境及び第1転写条件のまま第2トナー画像形成条件のもと、カラープリンタ1により上述と同様にして第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎にベタ画像である第1印刷画像を形成した。そして第1印刷画像形成試験では、上述と同様に第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎の第1印刷画像について画像濃度を測定した。その結果、図15に示すように、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎の第1印刷画像の画像濃度は、何れも基準濃度より高かった。因みに図15には、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎の現像ローラ48A乃至48Eに印加した現像電圧の電圧値の絶対値を、現像電圧基準値との差(Vd[V])として示している。これにより本実施の形態では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの現像ローラ48A乃至48Eに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を画像搬送方向の上流側ほど高くすれば、第1印刷画像の画像濃度の低下を低減し得ることが確認できた。

0074

ただし一般的には、現像電圧の電圧値をある程度以上高くすると、ベタ部分と絵柄部分とを有する画像(以下、これをベタ絵柄画像とも呼ぶ)である印刷画像を形成した場合、ベタ部分に絵柄部分の残像が現れて印刷画像の品質が低下することが知られている。残像は、感光ドラムの表面にトナー画像を形成した際、当該トナー画像に生じた意図しないトナーの量の変化部分が印刷画像に画像濃度の変化部分として現れるものである。そして残像としては、静電潜像の現像の際、現像ローラに担持されたトナーの帯電量のばらつきに起因して生じる第1残像と、供給ローラによる現像ローラへのトナーの供給量不足に起因して生じる第2残像との2種類がある。

0075

ここでベタ絵柄画像である印刷画像に現れる第1残像、また第2残像を、媒体7の表面に例えば図16に示す印刷画像86を形成する場合を例にして順に説明する。なお図16に示す印刷画像86については、例えば現像ローラを3周させることで感光ドラム上の静電潜像全体を現像して、元になるトナー画像が形成されたものとする。よって印刷画像86は、媒体搬送方向の下流側の端部から上流側の端部までを3等分する第1乃至第3領域86A乃至86Cが、それぞれ静電潜像における現像ローラの1周分の現像部分(以下、これを潜像現像部分とも呼ぶ)に対応している。因みに以下の説明では、印刷画像86の3つの第1乃至第3領域86A乃至86Cを第1乃至第3現像周期対応領域86A乃至86Cとも呼ぶ。

0076

そして印刷画像86は、第1乃至第3現像周期対応領域86A乃至86Cのうち、例えば現像ローラの1周目の潜像現像部分に対応する(すなわち媒体搬送方向の下流側の)第1現像周期対応領域86Aの中央部が絵柄部分となり、絵柄としての「A」という白抜きの文字86AXが形成されている。また印刷画像86は、第1現像周期対応領域86Aにおける絵柄部分(すなわち「A」の文字)以外と、第2及び第3現像周期対応領域86B及び86C全体とがベタ部分となっている。

0077

まず図17を用いて、印刷画像86に第1残像が現れる場合の静電潜像の現像について説明する。なお図17には、現像ローラの1周目及び2周目の回転により感光ドラム上の静電潜像を現像する際の当該感光ドラム及び現像ローラを、これらの表面の電位の大きさを高さで表すブロックとして模式的に示している。また図17には、帯電量の比較的大きい高帯電トナー白丸で示し、帯電量の比較的小さい低帯電トナー黒丸で示している。そして図17の左側には、印刷画像86の第1及び第2現像周期対応領域86A及び86Bの中央部(すなわち媒体搬送方向に沿った第1現像周期対応領域86Aの絵柄部分及び第2現像周期対応領域86Bのベタ部分)に対応する感光ドラムの中央部分を現像ローラの中央部分で現像する様子を示している。また図17の右側には、印刷画像86の第1及び第2現像周期対応領域86A及び86Bの両端部(すなわち媒体搬送方向に沿った第1現像周期対応領域86Aのベタ部分及び第2現像周期対応領域86Bのベタ部分)に対応する感光ドラムの両端部分を現像ローラの両端部分で現像する様子を示している。

0078

画像形成ユニットは、感光ドラム上への静電潜像の形成に先立ち、当該感光ドラムを回転させた状態で帯電ローラにより例えば−500[V]程度の電位に帯電させている。また画像形成ユニットは、感光ドラム上への静電潜像の形成に先立ち、現像ローラ及び供給ローラを高電圧が印加された状態で回転させて、当該供給ローラから現像ローラへトナーを供給している。そして現像ローラは、静電潜像の形成に先立つ空転により表面に、供給ローラから供給されるトナーを上述した摩擦及び電荷の注入により高帯電トナーとして担持している。この状態で感光ドラムは、表面が露光されると、中央部分における露光開始側の一部が印刷画像86の文字86AXと対応する潜像未形成部分となり電位は変化せず、当該中央部分の一部以外が印刷画像のベタ部分と対応する潜像形成部分となり電位が例えば−50[V]程度に変化する。

0079

そして画像形成ユニットでは、現像ローラの回転が1周目の場合、現像ローラの中央部分が感光ドラム上の潜像未形成部分と接触し、両端部分が感光ドラム上の潜像形成部分と接触する。よって画像形成ユニットは、現像ローラの1周目の回転により、現像ローラの中央部分から感光ドラム上の潜像未形成部分へは高帯電トナーを移動させず、現像ローラの両端部分から高帯電トナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。また現像ローラは、1周目の回転の際、中央部分には高帯電トナーを静電潜像の現像に使用しなかったためにそのまま担持し、両端部分には高帯電トナーを静電潜像の現像に使用したため、供給ローラから供給される新たなトナーを担持する。なお現像ローラが両端部分に担持する新たなトナーは、1周目の回転の際に既に担持していた高帯電トナーに比して十分に帯電されていないために低帯電トナーとなる。

0080

そして画像形成ユニットでは、現像ローラの回転が2周目の場合、現像ローラの中央部分及び両端部分の何れも感光ドラム上の潜像形成部分と接触する。よって画像形成ユニットは、現像ローラの2周目の回転により、現像ローラの中央部分及び両端部分から高帯電トナー及び低帯電トナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。なお現像ローラは、2周目の回転の際、中央部分及び両端部分には高帯電トナー及び低帯電トナーを静電潜像の現像に使用したため、1周目の回転の際と同様に供給ローラから供給される低帯電トナーを担持する。そして画像形成ユニットは、現像ローラの回転が3周目の場合、現像ローラの中央部分及び両端部分が感光ドラム上の潜像形成部分と接触することで、その3周目の回転により現像ローラの中央部分及び両端部分から低帯電トナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。

0081

ただし一般的に画像形成ユニットでは、現像ローラに担持しているトナーの帯電量が静電潜像の現像効率に影響することが知られている。なお現像効率は、現像ローラが担持するトナーの量に対する当該現像ローラから感光ドラムの静電潜像へ現像用に移動するトナーの量の割合である。実際に画像形成ユニットでは、現像ローラと感光ドラムの静電潜像との電位差をトナーの電位によって埋め合わせるように、当該現像ローラから感光ドラムの静電潜像へトナーが移動する。このため画像形成ユニットでは、現像ローラ上のトナーの帯電量が比較的大きい場合、現像ローラから感光ドラムの静電潜像へ移動するトナーの量が比較的少なくなり、これに対して現像ローラ上のトナーの帯電量が比較的低い場合は現像ローラから感光ドラムの静電潜像へ移動するトナーの量が比較的多くなる。

0082

よって画像形成ユニットでは、現像ローラの回転が1周目の場合、当該現像ローラの両端部分から量の比較的少ない高帯電トナーが感光ドラム上の潜像形成部分に移動する。また画像形成ユニットでは、現像ローラの回転が2周目の場合、実際には現像ローラの中央部分からは量の比較的少ない高帯電トナーが感光ドラム上の潜像形成部分に移動し、当該現像ローラの両端部分からは量の比較的多い低帯電トナーが感光ドラム上の潜像形成部分に移動する。このため画像形成ユニットでは、静電潜像において現像ローラの1周目の回転に対応する両端部分と2周目の回転に対応する両端部分とで現像効率に差が生じると共に、当該2周目に対応する中央部分と両端部分とでも現像効率に差が生じる。その結果、図18に示すように、印刷画像86には、静電潜像の現像の際に現像効率に差が生じた部分が、第2現像周期対応領域86Bの中央部に画像濃度の変化した部分である「A」という文字の第1残像86BXとして現れる。また印刷画像86は、静電潜像の現像の際の現像効率に差に応じて、第1現像周期対応領域86Aの両端部に比して第2現像周期対応領域86Bの両端部の画像濃度が濃くなる。よって印刷画像86では、第2現像周期対応領域86Bにおいて「A」という文字の第1残像86BXが周囲のベタ部分に比して画像濃度が薄く目立つものとなる。

0083

そして画像形成ユニットでは、現像ローラに印加する現像電圧の電圧値の絶対値が高いほど、当該現像ローラが静電潜像の形成に先立って担持している高帯電トナーの帯電量が大きくなる。その結果、画像形成ユニットでは、現像ローラの2周目の回転により潜像形成部分を現像した際、当該潜像形成部分の中央部分と両端部分とに生じる現像効率の差が更に大きくなる。よって印刷画像86では、現像ローラに印加する現像電圧の電圧値の絶対値が高いほど、第2現像周期対応領域86Bに現れる第1残像86BXが周囲のベタ部分に比して画像濃度が薄くなって、より目立つものとなる。

0084

次いで特に図示はしないが、印刷画像86に第2残像が現れる場合の静電潜像の現像について説明する。まず現像ローラは、静電潜像の形成に先立って空転している間、供給ローラからトナーが供給されることで、量の比較的多いトナーを担持している。また供給ローラは、静電潜像の形成に先立って空転している間、現像ローラにトナーを供給しつつも周囲からトナーを取り込むことで、量の比較的多いトナーを担持している。

0085

この状態で画像形成ユニットでは、感光ドラムの表面に静電潜像を形成すると、現像ローラの1周目の回転により、現像ローラの中央部分から感光ドラム上の潜像未形成部分へはトナーを移動させず、現像ローラの両端部分から量の比較的多いトナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。すなわち現像ローラは、1周目の回転の際、中央部分には量の比較的多いトナーを静電潜像の現像に使用しなかったためにそのまま担持し、両端部分の量の比較的多いトナーを静電潜像の現像に使用している。このため供給ローラは、現像ローラの1周目の回転の際、自身の中央部分からは既に担持しているトナーを現像ローラの中央部分へ供給しない。また供給ローラは、自身の両端部分から既に担持している量の比較的多いトナーを現像ローラの両端部分に供給して担持させつつ、当該自身の両端部分に新たなトナーを担持する。

0086

よって画像形成ユニットでは、現像ローラの2周目の回転により、現像ローラの中央部分及び両端部分から量の比較的多いトナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。ただし供給ローラは、現像ローラの1周目の回転の際、自身の両端部分に新たにトナーを担持するものの、当該トナーの帯電量は静電潜像の形成に先立って空転した状態で担持したトナーの帯電量よりも低く、当該新たに担持したトナーの量も、空転した状態で担持したトナーの量より少ない。よって供給ローラは、現像ローラの2周目の回転の際、自身の中央部分から量の比較的多いトナーを現像ローラの両端部分に供給するものの、自身の両端部分からは量の比較的少ないトナーを現像ローラの両端部分に供給している。すなわち画像形成ユニットでは、現像ローラの1周目に比して2周目のほうが、供給ローラの両端部分から現像ローラの両端部分へのトナーの供給量が少なくなっている。

0087

従って画像形成ユニットでは、現像ローラの3周目の回転により、現像ローラの中央部分から量の比較的多いトナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させつつ、現像ローラの両端部分からは量の比較的少ないトナーを感光ドラム上の潜像形成部分に移動させる。その結果、図19に示すように、印刷画像86は、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給量の部分的な減少に伴い、第1及び第2現像周期対応領域86A及び86B(すなわちベタ部分)に比して第3現像周期対応領域86Cの画像濃度が全体的に薄くなり、かつ当該第3現像周期対応領域86Cの中央部に「A」という文字が第2残像86CXとして現れる。すなわち印刷画像86では、第3現像周期対応領域86Cの中央部に「A」という文字の第2残像86CXが周囲のベタ部分に比して画像濃度の濃い目立つものとなって現れる。

0088

そして画像形成ユニットでは、現像ローラに印加する現像電圧の電圧値の絶対値が高いほど、現像ローラの1周目及び2周目の回転により感光ドラム上の静電潜像を現像した際の当該現像ローラ上のトナーの消費量が増加する。よって印刷画像86では、現像ローラに印加する現像電圧の電圧値の絶対値が高いほど、第1及び第2現像周期対応領域86A及び86Bと第3現像周期対応領域86Cとの画像濃度の差、及び第3現像周期対応領域86Cにおける第2残像86CXと、その周囲との画像濃度の差が大きくなって当該第2残像86CXが、より目立つものとなる。

0089

そしてカラープリンタ1は、例えば温度が10[℃]程度及び湿度が20[%]程度のような低温低湿の環境で動作した場合、画像形成ユニットにおいて現像ローラ上のトナーの帯電量が高くなり、これに伴い第1残像86BXが悪化する(すなわち、より目立つものとなる)傾向にある。またカラープリンタ1は、例えば温度が28[℃]程度及び湿度が80[%]程度のような高温高湿の環境で動作した場合、画像形成ユニットにおいて供給ローラ上のトナーの帯電量が低くなり、これに伴い第2残像86CXが悪化する傾向にある。

0090

このため本実施の形態では、上述のように第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにおいて現像電圧の電圧値を比較的高くした場合に、印刷画像に第1残像及び第2残像が現れるか否かを確認する第2印刷画像形成試験を行った。すなわち第2印刷画像形成試験では、低温低湿である例えば温度が10[℃]及び湿度が20[%]の第2試験環境でカラープリンタ1を動作させ、第2トナー画像形成条件及び第1転写条件のもと、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎に図16に示した印刷画像86と同様の第2印刷画像を形成した。また第2印刷画像形成試験では、高温高湿である例えば温度が28[℃]及び湿度が80[%]の第3試験環境でもカラープリンタ1を動作させ、第2トナー画像形成条件及び第1転写条件のもと、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎に図16に示した印刷画像86と同様の第2印刷画像を形成した。

0091

そして第2印刷画像形成試験では、第2試験環境下で第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎に形成した第2印刷画像について目視等により第1残像が現れているか否かを判別した。また2印刷画像形成試験では、第3試験環境下で第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15E毎に形成した第2印刷画像について目視等により第2残像が現れているか否かを判別した。その結果、図20に示すように、第2試験環境下で、画像搬送方向の下流側の2個の第1及び第2画像形成ユニット15A及び15Bを用いて形成した第2印刷画像については、何れも第1残像が現れてはいなかった。しかしながら第2試験環境下で、画像搬送方向の上流側の3個の第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15Eを用いて形成した第2印刷画像については、何れも第1残像が現れていた。また第3試験環境下で、画像搬送方向の下流側の4個の第1乃至第4画像形成ユニット15A乃至15Dを用いて形成した第2印刷画像については、何れも第2残像が現れてはいなかった。これに対して第3試験環境下で、画像搬送方向の上流側の1個の第5画像形成ユニット15Eを用いて形成した第2印刷画像については、第2残像が現れていた。

0092

ところで第1残像及び第2残像は、上述したように何れも静電潜像を現像するために現像ローラ48A乃至48Eから感光ドラム20A乃至20E上へ移動するトナーの量がばらついた場合に第2印刷画像に現れる。そしてカラープリンタ1では、静電潜像の現像の際、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eから現像ローラ48A乃至48Eへのトナーの供給量を増加させれば、現像ローラ48A乃至48Eから感光ドラム20A乃至20E上へ移動するトナーの量のばらつきを抑制し得ると考えられる。実際にカラープリンタ1では、現像電圧の電圧値と、第1供給電圧の電圧値や第2供給電圧の電圧値との差(以下、これを現像供給差電圧値とも呼ぶ)を大きくすれば、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eから現像ローラ48A乃至48Eへのトナーの供給量を増加させることができる。

0093

よって本実施の形態では、第1及び第2印刷画像形成試験の結果を踏まえて、印刷画像に対して画像濃度の低下を抑制しつつ第1残像及び第2残像の発生を抑制するためのトナー画像の形成条件として、現像電圧、第1供給電圧及び第2供給電圧の電圧値を得る第3印刷画像形成試験を行った。より具体的には、上述したように画像搬送方向の最も下流側に位置する第1画像形成ユニット15Aを用いて形成した第1印刷画像85Aについては、トナーの逆転写による画像濃度の低下が見られなかった。従って本実施の形態では、第1画像形成ユニット15Aについて現像ローラ48Aに印加する現像電圧の電圧値を何ら変更せずに第2印刷画像を形成したが、その第2印刷画像には第1残像及び第2残像の何れも現れなった。よって第3印刷画像形成試験では、画像搬送方向の最も下流側に位置する第1画像形成ユニット15Aにおける現像電圧、第1供給電圧及び第2供給電圧の電圧値を基準とし、他の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおける現像電圧、第1供給電圧及び第2供給電圧の最適な電圧値を求めることにした。

0094

このため図21に示すように、第3印刷画像形成試験では、便宜上、画像搬送方向の最も下流側に配置された第1画像形成ユニット15Aを除き、当該画像搬送方向に沿った第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの配置位置をnで表す自然数(すなわち1乃至4)で規定した。すなわち第3印刷画像形成試験では、第1画像形成ユニット15Aに画像搬送方向の上流側で隣接する第2画像形成ユニット15Bの配置位置をn=1と規定し、残りの第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15Eの配置位置を、上流側へ順に自然数を増加させてn=2、n=3、n=4と規定した。

0095

そして第3印刷画像形成試験では、第1画像形成ユニット15Aの現像ローラ48Aに印加する現像電圧の電圧値の絶対値を現像電圧基準値であるVdo[V]とし、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて現像ローラ48B乃至48Eに印加する現像電圧の電圧値の絶対値をVdn[V]とした。また第3印刷画像形成試験では、個々のVdn[V]に対するVdo[V]の差をVd[V]とした。さらに第3印刷画像形成試験では、第1画像形成ユニット15Aの現像ローラ48Aに印加する現像電圧の電圧値と第1供給ローラ49Aに印加する第1供給電圧の電圧値(また第2供給ローラ50Aに印加する第2供給電圧の電圧値)との差である現像供給差電圧値の絶対値を差電圧基準値であるVso[V]とする。さらに第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて現像ローラ48B乃至48Eに印加する現像電圧の電圧値と第1供給ローラ49B乃至49Eに印加する第1供給電圧の電圧値(また第2供給ローラ50B乃至50Eに印加する第2供給電圧の電圧値)との差である現像供給差電圧値の絶対値をVsn[V]とする。さらにまた第3印刷画像形成試験では、個々のVsn[V]に対するVso[V]の差をVs[V]とした。

0096

そのうえで第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて、Vd[V]が例えば−30[V]から80[V]までの規定範囲で5[V]毎の値となるようにVdn[V]を順次変化させると共に、当該Vdn[V]を変化させる毎に、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を適宜調整する。これにより第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、規定範囲内のVd[V]と組み合わせることで画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の下限値や、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値、また第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を求めた。なおVd[V]の規定範囲は、画像濃度の低下と共に第1残像の発生及び第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を探索するために適宜選定した。

0097

なお図22に示すように、カラープリンタ1では、例えばハーフトーン画像である印刷画像87を形成する場合、Vsを96[V]よりも大きくすると、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eから現像ローラ48A乃至48Eへのトナーの供給量が多くなりすぎる。その結果、カラープリンタ1では、トナーブレード51A乃至51Eにより現像ローラ48A乃至48E上のトナー層厚を規制しきれず、これに伴い、媒体7上に形成した印刷画像87において本来の画像濃度よりも濃い線状の汚れ87Aが発生する場合があった。このため第3印刷画像形成試験では、Vdn[V]を変化させる毎にVs[V]を調整して、規定範囲内のVd[V]と組み合わせが可能なVs[V]の下限値を求めるが、Vs[V]の調整範囲最大値を96[V]にした。また第3印刷画像形成試験では、画像濃度の低下を抑制しつつ第1及び第2残像の発生も抑制することを目的として、第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eから現像ローラ48A乃至48Eへのトナーの供給量を増加させるためのVs[V]を求めている。このため第3印刷画像形成試験では、Vs[V]をあまり小さくする必要はないが、第1残像や第2残像の悪化の傾向を確認するうえでVs[V]の調整範囲の最小値を例えば−32[V]にした。

0098

実際に第3印刷画像形成試験では、まず試験環境を上述した第1試験環境とし、基準とするトナー画像の形成条件を上述した第1トナー画像形成条件とし、転写条件を上述した第1転写条件とした。そして第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1により順次1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いて媒体7(すなわち上述の普通紙)の表面にベタ画像である第1印刷画像を形成した。ただし第3印刷画像試験では、この際、第1画像形成ユニット15Aについては第1印刷画像の形成に1回だけ用いて、当該第1画像形成ユニット15Aにより第1トナー画像形成条件でトナー画像を形成し、そのトナー画像に基づき第1印刷画像を形成した。そして第3印刷画像試験では、第1画像形成ユニット15Aを用いて形成した第1印刷画像について画像濃度が基準濃度よりも高い(すなわち濃い)ことを確認した。

0099

また第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについては、第1トナー画像形成条件を基準として、上述のようにVdn[V]をVd[V]の範囲で変化させつつ、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を適宜調整しながら用いて第1印刷画像を形成し、第1印刷画像形成試験の場合と同様に当該第1印刷画像を評価した。そして図23に示すように、第3印刷画像形成試験では、第1印刷画像の評価結果に基づき、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、規定範囲内のVd[V]と組み合わせることで画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の下限値を求めた。

0100

次いで第3印刷画像形成試験では、試験環境を上述した第2試験環境とした。また第3印刷画像形成試験では、試験環境を第2試験環境としたことで、基準とするトナー画像の形成条件を当該第2試験環境に応じて適宜選定した第3トナー画像形成条件とした。また第3印刷画像形成試験では、転写条件についても同様に第2試験環境に応じて適宜選定した第2転写条件とした。なお第3トナー画像形成条件では、例えば帯電電圧の電圧値を−1250[V]とし、現像電圧の電圧値を−230[V]とし、第1供給電圧、第2供給電圧、及びブレード電圧の電圧値を何れも−330[V]とした。また第2転写条件では、例えば1次転写電圧の電圧値を+1700[V]とし、2次転写電圧の電圧値を+3500[V]とした。

0101

そして第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1により順次1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いて媒体7(すなわち上述の普通紙)の表面にベタ絵柄画像である第2印刷画像を形成した。ただし第3印刷画像試験では、この際、上述と同様に第1画像形成ユニット15Aについては第2印刷画像の形成に1回だけ用いて、当該第1画像形成ユニット15Aにより第3トナー画像形成条件でトナー画像を形成し、そのトナー画像に基づき第2印刷画像を形成した。そして第3印刷画像試験では、第1画像形成ユニット15Aを用いて形成した第2印刷画像について第1残像が現れていないことを確認した。

0102

また第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについては、第3トナー画像形成条件を基準として、上述のようにVdn[V]をVd[V]の範囲で変化させつつ、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を適宜調整しながら用いて第2印刷画像を形成し、第2印刷画像形成試験の場合と同様に当該第2印刷画像を評価した。そして図24に示すように、第3印刷画像形成試験では、第2印刷画像の評価結果に基づき、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、規定範囲内のVd[V]と組み合わせることで第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を求めた。

0103

続いて第3印刷画像形成試験では、試験環境を上述した第3試験環境とした。また第3印刷画像形成試験では、試験環境を第3試験環境としたことで、基準とするトナー画像の形成条件を当該第3試験環境に応じて適宜選定した第4トナー画像形成条件とした。また第3印刷画像形成試験では、転写条件についても同様に第3試験環境に応じて適宜選定した第3転写条件とした。なお第4トナー画像形成条件では、例えば帯電電圧の電圧値を−900[V]とし、現像電圧の電圧値を−170[V]とし、第1供給電圧、第2供給電圧、及びブレード電圧の電圧値を何れも−320[V]とした。また第2転写条件では、例えば1次転写電圧の電圧値を+1300[V]とし、2次転写電圧の電圧値を+1500[V]とした。

0104

そして第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1により順次1個の第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いて媒体7(すなわち上述の普通紙)の表面にベタ絵柄画像である第2印刷画像を形成した。ただし第3印刷画像試験では、この際、上述と同様に第1画像形成ユニット15Aについては第2印刷画像の形成に1回だけ用いて、当該第1画像形成ユニット15Aにより第4トナー画像形成条件でトナー画像を形成し、そのトナー画像に基づき第2印刷画像を形成した。そして第3印刷画像試験では、第1画像形成ユニット15Aを用いて形成した第2印刷画像について第2残像が現れていないことを確認した。

0105

また第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについては、第4トナー画像形成条件を基準として、上述のようにVdn[V]をVd[V]の範囲で変化させつつ、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を適宜調整しながら用いて第2印刷画像を形成し、第2印刷画像形成試験の場合と同様に当該第2印刷画像を評価した。そして図25に示すように、第3印刷画像形成試験では、第2印刷画像の評価結果に基づき、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、規定範囲内のVd[V]と組み合わせることで第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を求めた。

0106

ここで第3印刷画像形成試験では、図23に示したように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、規定範囲よりも狭い所定の範囲のVd[V]について、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の下限値を得ることができた。因みに以下の説明では、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の下限値を得たVd[V]の範囲をVs対応範囲とも呼ぶ。すなわち第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eを用いて第1印刷画像を形成する場合、Vdn[V]をVs対応範囲のVd[V]に応じた値とし、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を、当該Vd[V]に対応するVs[V]の下限値以上にすることで、第1供給ローラ49B乃至49E及び第2供給ローラ50B乃至50Eから現像ローラ48B乃至48Eへのトナーの供給量を多くして、第1印刷画像の画像濃度を基準濃度よりも高くすることができた。これは、現像ローラ48B乃至48Eにおいて静電潜像の現像によるトナーの消費量に対してトナーの供給量が上回り、当該現像ローラ48B乃至48Eの表面全体に、常に新たに供給されたトナーが担持されることで、現像効率の低下やばらつきを抑制し得たためであると考えられる。

0107

また第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、Vd[V]が大きいほど、Vs[V]の下限値を下げても、画像濃度の低下を抑制し得ることが分かった。さらに第3印刷画像形成試験では、配置位置が画像搬送方向の上流側の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eほど、Vd[V]を大きくし、かつVs[V]の下限値も大きくすれば、画像濃度の低下を抑制し得ることも分かった。ところで第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎の複数のVs[V]の下限値は、何れの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの場合でも、Vs対応範囲に沿って一定の割合で変化していた。また第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs対応範囲は、当該第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの配置位置が画像搬送方向に沿って順に異なる毎に25[V]分シフトしていた。よって配置位置がn=1である第2画像形成ユニット15Bについて求めた、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の範囲は、1次式である(1)式

0108

Vs≧−3.2Vd+16 (n=1) ……(1)

0109

で表すことができ、配置位置がn=2である第3画像形成ユニット15Cについて求めた、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の範囲は、1次式である(2)式

0110

Vs≧−3.2Vd+96 (n=2) ……(2)

0111

で表すことができ、配置位置がn=3である第4画像形成ユニット15Dについて求めた、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の範囲は、1次式である(3)式

0112

Vs≧−3.2Vd+176 (n=3) ……(3)

0113

で表すことができ、配置位置がn=4である第5画像形成ユニット15Eについて求めた、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の範囲は、1次式である(4)式

0114

Vs≧−3.2Vd+256 (n=4) ……(4)

0115

で表すことができる。そして(1)式乃至(4)式は、切片がnの関数となるため、まとめると、(5)式

0116

Vs≧−3.2Vd+80n−64 (n=1〜4) ……(5)

0117

で表すことができる。

0118

また第3印刷画像形成試験では、図24に示したように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、規定範囲のほとんどのVd[V]について、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を得ることができた。すなわち第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eを用いて第2印刷画像を形成する場合、Vdn[V]をほぼ規定範囲のVd[V]に応じた値とし、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を、当該Vd[V]に対応するVs[V]の下限値以上にすることで、第1供給ローラ49B乃至49E及び第2供給ローラ50B乃至50Eから現像ローラ48B乃至48Eへのトナーの供給量を多くして、第2印刷画像における第1残像の発生を抑制することができた。これは、現像ローラ48B乃至48Eの回転の1周目と2周目とによる現像効率の差が低減し、また2周目における部分的な現像効率の差も低減したためであると考えられる。

0119

また第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、Vd[V]とVs[V]の下限値とがほぼ正比例の関係となるように、当該Vd[V]が大きいほど、Vs[V]の下限値を上げれば、第1残像の発生を抑制し得ることが分かった。ところで配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eでは、何れでもVs対応範囲が等しく、当該Vs対応範囲の複数のVd[V]と対応する複数のVs[V]の下限値も等しかった。そして複数のVs[V]の下限値は、Vs対応範囲に沿って一定の割合で変化していた。よって配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについて求めた、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の範囲は、何れも1次式である(6)式

0120

Vs≧1.2Vd(n=1、2、3、4) ……(6)

0121

で表すことができる。

0122

さらに第3印刷画像形成試験では、図25に示したように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、規定範囲のほとんどのVd[V]について、第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を得ることができた。すなわち第3印刷画像形成試験では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eを用いて第2印刷画像を形成する場合、Vdn[V]をほぼ規定範囲のVd[V]に応じた値とし、第1供給電圧の電圧値(また第2供給電圧の電圧値)と共にVs[V]を、当該Vd[V]に対応するVs[V]の下限値以上にすることで、第1供給ローラ49B乃至49E及び第2供給ローラ50B乃至50Eから現像ローラ48B乃至48Eへのトナーの供給量を多くして、第2印刷画像における第2残像の発生を抑制することができた。これは、Vdn[V]を高くして現像ローラ48B乃至48Eから感光ドラム20B乃至20Eに静電潜像の現像用に移動するトナーの量が増えても、第1供給ローラ49B乃至49E及び第2供給ローラ50B乃至50Eから現像ローラ48B乃至48Eに常に量の比較的多いトナーを供給し得るためであると考えられる。

0123

また第3印刷画像形成試験では、第1残像の発生を抑制する場合と同様に、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eの何れでも、Vd[V]とVs[V]の下限値とがほぼ正比例の関係となるように、Vd[V]が大きいほど、Vs[V]の下限値を上げれば、第2残像の発生を抑制し得ることが分かった。ところで配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eでは、何れでもVs対応範囲が等しく、当該Vs対応範囲の複数のVd[V]と対応する複数のVs[V]の下限値も等しかった。そして複数のVs[V]の下限値は、Vs対応範囲に沿って一定の割合で変化していた。よって配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについて求めた、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の範囲は、何れも1次式である(7)式

0124

Vs≧Vd−10(n=1、2、3、4) ……(7)

0125

で表すことができる。

0126

ここで図26に示すように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に得た画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の範囲は、上述した(1)式乃至(4)式(すなわち(5)式)により縦軸にVs[V]の値をとり、横軸にVd[V]の値をとるグラフとして表すことができる。この場合、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の下限値は、(1)式乃至(4)式で表される4本の直線上の値となる。よって第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の範囲は、4本の直線から上側の範囲(図中に「OK」の文字で示す範囲)となる。

0127

また図27に示すように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に得た第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の範囲は、上述した(6)式により縦軸にVs[V]の値をとり、横軸にVd[V]の値をとるグラフとして表すことができる。この場合、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の下限値は、(6)式で表される1本の直線上の値となる。よって第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の範囲は、1本の直線から上側の範囲(図中に「OK」の文字で示す範囲)となる。

0128

さらに図28に示すように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に得た第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の範囲は、上述した(7)式により縦軸にVs[V]の値をとり、横軸にVd[V]の値をとるグラフとして表すことができる。この場合、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の下限値は、(7)式で表される1本の直線上の値となる。よって第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の範囲は、1本の直線から上側の範囲(図中に「OK」の文字で示す範囲)となる。

0129

そして図29に示すように、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、画像濃度の低下、第1残像の発生及び第2残像の発生を全て抑制し得るVs[V]の範囲は、(1)式乃至(4)式(すなわち(5)式)、(6)式、(7)式により縦軸にVs[V]の値をとり、横軸にVd[V]の値をとるグラフ(すなわち図26乃至図28に示すグラフを1つにまとめたグラフ)として表すことができる。ただし本実施の形態では、配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、画像濃度の低下、第1残像の発生及び第2残像の発生を抑制することに加えて、図22について上述した汚れ87Aの発生の抑制も可能とするため、Vs[V]の上限値を規定する(8)式

0130

Vs=96 (8)

0131

により、当該Vs[V]の範囲を制限した。よって図29に示す配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の範囲は、(8)式で表されるVs[V]の上限値で制限され、汚れ87Aの発生も抑制し得るものとなっている。

0132

この場合、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値は、全体的に第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を上回っている。よって配置位置がn=1の第2画像形成ユニット15Bについて得られた、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制し得るVs[V]の範囲は、グラフ上の(1)式、(6)式及び(8)式で表される直線で囲まれた逆三角形状の範囲となる。そして係る範囲は、(9)式

0133

−3.2Vd+16≦Vs≦96
(−25≦Vd≦40/11)
1.2Vd≦Vs≦96
(40/11≦Vd≦80) ……(9)

0134

で表すことができる。また配置位置がn=2の第3画像形成ユニット15Cについて得られた、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制し得るVs[V]の範囲は、グラフ上の(2)式、(6)式及び(8)式で表される直線で囲まれた逆三角形状の範囲となる。そして係る範囲は、(10)式

0135

−3.2Vd+96≦Vs≦96
(0≦Vd≦240/11)
1.2Vd≦Vs≦96
(240/11≦Vd≦80) ……(10)

0136

で表すことができる。さらに配置位置がn=3の第4画像形成ユニット15Dについて得られた、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制し得るVs[V]の範囲は、グラフ上の(3)式、(6)式及び(8)式で表される直線で囲まれた逆三角形状の範囲となる。そして係る範囲は、(11)式

0137

−3.2Vd+176≦Vs≦96
(25≦Vd≦40)
1.2Vd≦Vs≦96
(40≦Vd≦80) ……(11)

0138

で表すことができる。さらに配置位置がn=4の第5画像形成ユニット15Eについて得られた、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制し得るVs[V]の範囲は、グラフ上の(4)式、(6)式及び(8)式で表される直線で囲まれた逆三角形状の範囲となる。そして係る範囲は、(12)式

0139

−3.2Vd+256≦Vs≦96
(50≦Vd≦640/11)
1.2Vd≦Vs≦96
(640/11≦Vd≦80) ……(12)

0140

で表すことができる。

0141

そして配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎のVs[V]の範囲は、画像濃度の低下を抑制し得るVs[V]の下限値を示す直線と、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値を示す直線との交点座標、及びVd[V]の最小値がnの関数となるため、(9)式乃至(12)式をまとめて、(13)式

0142

−3.2Vd+80n−64≦Vs≦96
{25n−50≦Vd≦(200/11)n−(160/11)}
1.2Vd≦Vs≦96
{(200/11)n−(160/11)≦Vd≦80} ……(13)

0143

で表すことができる。

0144

実際に配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に得たVs[V]の範囲は、図29からも明らかなように、配置位置が画像搬送方向の上流側の第5画像形成ユニット15Eについて得たVs[V]の範囲から下流側の第2画像形成ユニット15Bについて得たVs[V]の範囲へ順次広くなっている。ただし配置位置が画像搬送方向の上流側の第5画像形成ユニット15Eについて得たVs[V]の範囲は、下流側で隣接する第4画像形成ユニット15Dについて得たVs[V]の範囲に含まれている。また第4画像形成ユニット15Dについて得たVs[V]の範囲は、画像搬送方向の下流側で隣接する第3画像形成ユニット15Cについて得たVs[V]の範囲に含まれている。さらに第3画像形成ユニット15Cについて得たVs[V]の範囲は、画像搬送方向の下流側で隣接する第2画像形成ユニット15Bについて得たVs[V]の範囲に含まれている。よって配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に得たVs[V]の範囲のうち第2画像形成ユニット15Bについて得たVs[V]の範囲が最も広くなっている。また第3乃至第5画像形成ユニット15C乃至15E毎に得たVs[V]の範囲は、第2画像形成ユニット15Bについて得たVs[V]の範囲に比して、Vd[V]及びVs[V]が共にプラスの値に増大する側で順次狭くなっている。

0145

このため配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについては、配置位置が画像搬送方向の下流側であるほど、Vs[V]の範囲が広い分、現像電圧基準値に対して高圧電圧の電圧値を増加させる割合を比較的小さくし、かつ差電圧基準値に対して現像供給差電圧値を増加させる割合を比較的小さくしても、トナー画像の形成段階で、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制することができる。これに対して配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eについては、配置位置が画像搬送方向の上流側であるほど、Vs[V]の範囲が狭い分、現像電圧基準値に対して高圧電圧の電圧値を増加させる割合を比較的大きくし、かつ差電圧基準値に対して現像供給差電圧値を増加させる割合も比較的大きくすることで、トナー画像の形成段階で、画像濃度の低下、第1残像の発生、第2残像の発生及び汚れの発生を全て抑制することができる。

0146

なお第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いて何れもマゼンタのトナーにより第1及び第2印刷画像を形成して評価することで、最終的に(13)式に示す結果を得た。しかしながら第3印刷画像形成試験では、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いてイエローやシアン、ブラック等の他の色のトナーにより第1及び第2印刷画像を形成して評価しても、同様の結果が得られた。また第3印刷画像形成試験では、カラープリンタ1の通常の使用方法と同様に、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eを用いてそれぞれ異なる色のトナーにより第1及び第2印刷画像を形成して評価しても、同様の結果が得られた。

0147

よってカラープリンタ1では、通常の印刷画像の形成時、画像搬送方向の最も下流側に位置する第1画像形成ユニット15Aのトナー画像の形成条件を、上述した第1トナー画像形成条件のように、適宜選定した通常の印刷画像の形成時のトナー画像形成条件に設定した。またカラープリンタ1では、画像搬送方向に対する配置位置がnの第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eのトナー画像の形成条件については、第1画像形成ユニット15Aのトナー画像形成条件を基準にし、(13)式に基づいて適宜選定したそれぞれ異なるトナー画像形成条件に設定した。

0148

これによりカラープリンタ1は、通常の印刷画像の形成時、画像濃度が基準濃度よりも低下することを抑制して、ベタ画像である印刷画像を形成することができる。またカラープリンタ1は、第1残像及び第2残像の何れの発生も抑制してベタ絵柄画像である印刷画像を形成することができる。さらにカラープリンタ1は、汚れの発生を抑制してハーフトーン画像である印刷画像を形成することができる。さらにカラープリンタ1は、特にベタ部分を有さないテキスト画像写真画像等の印刷画像についても、現像ローラ48A乃至48Eに対するトナーの供給量を増加させている分、かすれ等が発生することを抑制して形成することができる。

0149

(1−5)実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、カラープリンタ1は、転写ベルト29による画像搬送方向に沿って順に配置された第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにおいて、当該画像搬送方向の上流側ほど現像電圧の電圧値の絶対値を大きくし、かつ現像電圧の電圧値と第1及び第2供給電圧の電圧値との差を大きくした。以上の構成によれば、カラープリンタ1は、媒体7の表面に印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度を確保しつつ、第1残像及び第2残像の発生を防止して形成することができる。これによりカラープリンタ1は、媒体7に印刷画像を良好な品質で形成することができる。

0150

実際にカラープリンタ1は、画像搬送方向の最も下流側に配置された第1画像形成ユニット15Aを除き、これよりも上流側の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて、それぞれ現像電圧の電圧値の絶対値を画像濃度の低下を抑制し得る下限値以上にし、かつ現像電圧の電圧値と第1及び第2供給電圧の電圧値との差を第1残像及び第2残像の発生を抑制し得る下限値以上にした。これによりカラープリンタ1は、媒体7の表面に印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度をより確実に確保しつつ、第1残像及び第2残像の発生を防止して形成することができる。

0151

ただしカラープリンタ1では、画像搬送方向の上流側の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて、第2残像の発生を抑制し得る下限値よりも第1残像の発生を抑制し得る下限値が上回っていた。このためカラープリンタ1は、画像搬送方向の上流側の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて、それぞれ現像電圧の電圧値と第1及び第2供給電圧の電圧値との差を第1残像の発生を抑制し得る下限値以上にした。これによりカラープリンタ1は、媒体7の表面に印刷画像を、第1残像及び第2残像の発生をより確実に防止して形成することができる。

0152

またカラープリンタ1は、画像搬送方向の上流側の第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15Eにおいて、それぞれ汚れの発生を防止し得る上限値以下で、現像電圧の電圧値の絶対値を画像濃度の低下を抑制し得る下限値以上にし、かつ現像電圧の電圧値と第1及び第2供給電圧の電圧値との差を第1残像及び第2残像の発生を抑制し得る下限値以上にした。これによりカラープリンタ1は、媒体7の表面に印刷画像を、規定濃度以上の画像濃度をより確実に確保しつつ、第1残像及び第2残像の発生を防止し、さらに汚れの発生も防止して形成することができる。

0153

(2)他の実施の形態
(2−1)他の実施の形態1
なお上述した実施の形態においては、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにそれぞれ2個の第1供給ローラ49A乃至49E及び第2供給ローラ50A乃至50Eを設ける場合について述べた。しかしながら本発明は、これに限らず、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにそれぞれ1個の供給ローラを設けても良い。本発明は、係る構成によっても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

0154

(2−2)他の実施の形態2
また上述した実施の形態においては、第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値よりも第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値が全体的に上回っていたため、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値をもとに、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎にVs[V]の範囲を求めた場合について述べた。しかしながら本発明は、これに限らず、基準となるトナー画像形成条件や第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの構成等により、第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値よりも第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値が全体的に上回っている場合、第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値をもとに、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎にVs[V]の範囲を求めても良い。

0155

また本発明は、基準となるトナー画像形成条件や第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの構成等により、第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値に対し第1残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値が部分的に上回る場合、これに応じて第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎に、第1残像及び第2残像の任意に選定した何れか一方の発生を抑制し得るVs[V]の下限値をもとにVs[V]の範囲を求めても良い。さらに本発明は、基準となるトナー画像形成条件や第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eの構成等により、単に現像電圧の電圧値を大きくしても、印刷画像に第1残像及び第2残像の何れか一方しか発生しない場合、又は第1残像及び第2残像の両方が発生して一方は目立つが他方はあまり目立たない場合、当該一方の第1残像又は第2残像の発生を抑制し得るVs[V]の下限値をもとに、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎にVs[V]の範囲を求めても良い。なお本発明は、トナーブレード51A乃至51Eの構成やブレード電圧の電圧値等により、現像電圧の電圧値と第1及び第2供給電圧の電圧値との差を比較的大きくしても、印刷画像に汚れが発生しない、又は発生してもほとんど目立たない場合、汚れの発生を抑制し得るVs[V]の上限値を特に用いずに、第2乃至第5画像形成ユニット15B乃至15E毎にVs[V]の範囲を求めても良い。

0156

(2−3)他の実施の形態3
さらに上述した実施の形態においては、本発明による画像形成装置を、図1乃至図29について上述した二次転写方式のカラープリンタ1に適用する場合について述べた。しかしながら本発明は、これに限らず、複数の感光ドラムの表面のトナー画像を、転写ベルトによって搬送される媒体の表面に直接転写する一次転写方式のカラープリンタに適用することができる。例えば図1との対応部分に同一符号を付した図30に示すように、一次転写方式のカラープリンタ90は、画像形成部91に一次転写方型の転写ユニット92が設けられている。転写ユニット92は、それぞれ一回転方向へ回転可能に設けられた駆動ローラ93及び従動ローラ94に張架された無端状の転写ベルト95の表面を5個の感光ドラム20A乃至20Eに接触させている。また転写ユニット92は、5個の感光ドラム20A乃至20Eとの対向位置に配置された5個の転写ローラ96A乃至96Eを転写ベルト95の裏面に接触させている。因みに図30に示すカラープリンタ90は、第1乃至第5画像形成ユニット15A乃至15Eにおいて感光ドラム20A乃至20Eや他の種々のローラを、上述した実施の形態の場合とは逆の方向へ回転させる。これによりカラープリンタ90は、転写ベルト95により媒体を前から後への媒体搬送方向に沿って搬送しながら、5個の感光ドラム20A乃至20E上のトナー画像を当該媒体の表面に順に重ねて転写することができる。なお一次転写方式のカラープリンタ90は、トナー画像を媒体の表面に転写して転写ベルト95により当該トナー画像を媒体として搬送するため、媒体搬送方向がトナー画像の画像搬送方向になる。また本発明は、画像形成装置を、これ以外にも、画像搬送方向に沿って少なくとも2個以上の画像形成ユニットが順に配置されたカラープリンタや、転写ベルトを設けずに、感光ドラムと転写ローラとにより媒体を搬送しながら、当該感光ドラムの表面のトナー画像を媒体に転写し、当該トナー画像を媒体として搬送する転写ユニットが設けられたカラープリンタ、MFP(Multi-Function Peripheral)、ファクシミリ複合機複写機等のように、この他種々の構成の画像形成装置に広く適用することができる。

0157

本発明は、画像搬送方向に沿って順に配置された複数の画像形成ユニットを有するカラープリンタ、MFP、ファクシミリ、複合機、複写機等の画像形成装置に利用することができる。

0158

1、90……カラープリンタ、15A乃至15E……第1乃至第5画像形成ユニット、16、92……転写ユニット、20A乃至20E……感光ドラム、29、95……転写ベルト、48A乃至48E……現像ローラ、61……現像電圧制御部、62……第1供給電圧制御部、63……第2供給電圧制御部、73……現像用高圧電源、74……第1供給用高圧電源、75……第2供給用高圧電源。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ