(57)【要約】【課題】自然剥離に近い状態で像担持体からシートを剥離することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１００は、露光装置３３、現像装置３４、転写ユニット３５、除電ランプ３９、および制御部５０を備える。除電ランプ３９は、現像剤像の転写前に感光体ドラム３１を除電し、感光体ドラム３１の表面の電位を低下させるように構成される。制御部５０は、少なくとも転写ユニット３５および除電ランプ３９を制御するように構成される。制御部５０は、少なくとも感光体ドラム３０における用紙４０の先端に位置する非画像領域に対応する領域を除電するように除電ランプ３９を制御する。同時に、制御部５０は、用紙４０の非画像領域が通過するときに通常の転写電位よりも低い電位になるように転写ユニット３５を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された現像剤像をシートに転写する転写手段と、
前記現像剤像の転写前に前記像担持体を除電し、前記像担持体の表面の電位を低下させるように構成された転写前除電手段と、
少なくとも前記転写手段および前記転写前除電手段を制御するように構成された制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、少なくとも前記像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域を除電するように前記転写前除電手段を制御するとともに、シートの前記非画像領域が通過するときに通常の転写電位よりも低い電位になるように前記転写手段を制御する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記像担持体における前記転写前除電手段に除電された領域の電位と、シートの前記非画像領域が通過するときの前記転写手段におけるシートとの当接部の電位とが等しくなるように、前記転写手段を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、画像データの画像領域の開始位置を判別する判別部を備え、前記判別部の判別結果に基づいて前記非画像領域を特定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、シートの種類に応じて、前記像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域以外の領域に対する前記転写前除電手段の除電処理を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、画像データに応じて、前記像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域以外の領域に対する前記転写前除電手段の除電処理を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
シートを前記像担持体から剥離するように構成された剥離爪をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、像担持体からシートに対して現像剤像を転写する転写処理を実行する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体から現像剤像を用紙に転写する転写工程が実行される。この転写工程時において、用紙が感光体に吸着することがあったため、用紙が感光体に吸着することを防止したり、感光体に吸着した用紙を剥離したりするための様々な工夫が従来行われてきた。
【０００３】
例えば、従来、感光体からの用紙剥離性向上を図るために、現像装置の近傍に除電ランプが設けられることがあった。この除電ランプを採用する技術の中には、除電ランプの光量が感光体の画像の先端部では高く、画像の後端部においては低くなるように切り換えることによって、画像形成処理に支障を来たすことなく、用紙の剥離性を向上させようとするものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１６９４７８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、上記特許文献１に記載されるように、用紙先端領域に対する転写前除電ランプの光量を高くすることによって感光体の表面を除電している場合であっても、転写処理されるべき用紙が感光体側に吸引されてしまう事態が発生することがあった。その理由として、感光体を除電することによって感光体の吸着力を減少させた場合でも、依然として感光体から力が用紙に作用し、自然剥離に近い状態で感光体から用紙が剥離するような状況が形成されていないことが挙げられる。
【０００６】
この発明の目的は、自然剥離に近い状態で像担持体からシートを剥離することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る画像形成装置は、転写手段、転写前除電手段、および制御手段を備える。転写手段は、像担持体上に形成された現像剤像をシートに転写するように構成される。転写前除電手段は、現像剤像の転写前に像担持体を除電し、像担持体の表面の電位を低下させるように構成される。転写前除電手段の例として、ＬＥＤ等を備えた除電ランプが挙げられる。
【０００８】
制御手段は、少なくとも転写手段および転写前除電手段を制御するように構成される。制御手段は、少なくとも像担持体におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域を除電するように転写前除電手段を制御するとともに、シートの非画像領域が通過するときに通常の転写電位よりも低い電位になるように転写手段を制御する。
【０００９】
この構成においては、像担持体におけるシートの先端の非画像領域と接触する箇所が、転写前除電手段によって除電されるため、シートの先端が像担持体に吸着しにくくなる。
【００１０】
さらに、シートの先端の非画像領域に対しては、転写手段が、通常の転写電位よりも小さい電位に設定されることにより、像担持体上の残電位がシートに対して作用させる影響を打ち消し易くなる。
【００１１】
シートの先端の非画像領域に対して、出願人の実験によれば、転写手段による転写電位は、感光体上の残電位に負けない程度必要である。例えば、像担持体を除電していても転写手段による転写電位が高いとシートは像担持体の方に行く確率が高い。一方で、転写手段による転写電位をゼロ近くまで落としてもシートが像担持体に吸着されることがあった。
【００１２】
シートの先端の非画像領域に対して、感光体上の残電位に負けない程度に転写手段の転写電位を設定することにより、シートが自らのコシを利用して、自然に感光体から剥離するようになり易いため、シートの剥離性が向上する。
【００１３】
上述の構成において、制御手段は、像担持体における転写前除電手段に除電された領域の電位と、シートの非画像領域が通過するときの転写手段におけるシートとの当接部の電位とが等しくなるように、転写手段を制御することが好ましい。このような制御を採用することにより、シートがより自然剥離に近い状況で像担持体から剥離し易くなる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、自然剥離に近い状態で像担持体からシートを剥離することが可能な画像形成装置を提供することである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す正面断面の略図である。画像形成装置１００は、画像読取ユニット２００、画像形成ユニット３００、および給紙ユニット４００を備える。
【００１６】
画像読取ユニット２００は、Automatic Document Feeder（以下、ＡＤＦ）２０１、第１原稿台２０２、第２原稿台２０３、第１ミラーベース２０４、第２ミラーベース２０５、レンズ２０６、およびCharge Coupled Device（以下、ＣＣＤ）２０７を備える。
【００１７】
ＡＤＦ２０１は、原稿トレイ２１１から第２原稿台２０３へと順次原稿を搬送する。ＡＤＦ２０１は、第１原稿台２０２および第２原稿台２０３を覆う原稿カバーとして機能する。第１原稿台２０２および第２原稿台２０３は、ともに硬質ガラス板によって構成される。
【００１８】
第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２および第２原稿台２０３の下方に配置される。第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、水平方向に往復移動自在に支持されている。第２ミラーベース２０５の移動速度は、第１ミラーベース２０４の移動速度の１／２である。第１ミラーベース２０４は、光源および第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２０５は、第２ミラーおよび第３ミラーを搭載している。
【００１９】
ＡＤＦ２０１によって搬送される原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４は、第２原稿台２０３の下方に停止している。一方、第１原稿台２０２に載置された原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２の下方を水平方向に移動する。
【００２０】
原稿の画像面からの反射光は、第１ミラーベース２０４、第２ミラーベース２０５、およびレンズ２０６を経由してＣＣＤ２０７に入射する。ＣＣＤ２０７は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、画像形成ユニット３００に画像データとして入力される。
【００２１】
画像形成ユニット３００は、画像形成部３０を備える。画像形成部３０は、感光体ドラム３１、帯電器３２、露光装置３３、現像装置３４、除電ランプ３９、転写ユニット３５、クリーナ３６、および定着装置３７を備える。
【００２２】
感光体ドラム３１は、表面に感光層が形成されており、図１中の矢印で示す方向に回転する。帯電器３２は、感光体ドラム３１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器３２は、チャージャ等の非接触タイプのものでも良いし、ローラまたはブラシ等の接触タイプのものでも良い。
【００２３】
露光装置３３は、感光体ドラム３１の表面に、画像データに基づく光を照射する。これによって、感光体ドラム３１の表面には、静電潜像が形成される。ここでは、露光装置３３としてレーザ・スキャニング・ユニットを用いている。ただし、露光装置３３として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に配置した書込ユニットを用いることもできる。現像装置３４は、感光体ドラム３１の表面にトナーを供給することによって、感光体ドラム３１の表面にトナー像を形成する。除電ランプ３９は、感光体の表面電位を低下させるために感光体ドラム３１の表面を露光するように構成される。この実施形態では除電ランプとして、ＬＥＤを用いているが、除電ランプ３９の構成はこれに限定されるものではない。
【００２４】
転写ユニット３５は、感光体ドラム３１の下方に配置されており、転写ベルト３５４を備える。転写ベルト３５４は、複数のローラに架けわたされている。転写ベルト３５４は、１×１０9 〜１×１０13 Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有する。転写ベルト３５４によって形成されるループの内側に、感光体ドラム３１表面のトナー像を用紙に転写するための転写ローラ３５２が配置される。転写ローラ３５２は、転写ベルト３５４を挟んで感光体ドラム３１に圧接する。転写ローラ３５２は、トナー像の転写時に、所定の転写電圧が印加される。
【００２５】
クリーナ３６は、用紙に対するトナー像の転写を終えた感光体ドラム３１の表面から、残留しているトナーを除去する。転写ローラ３５２およびクリーナ３６の間には、感光体ドラム３１の表面に吸着された用紙を剥離させるための剥離爪４１が配置される。
【００２６】
定着装置３７は、加熱ローラ３７２および加圧ローラ３７４を備える。加熱ローラ３７２は、加熱ローラ３７２の表面を加熱するためのヒータを内部に備える。加圧ローラ３７４は、加熱ローラ３７２に所定の圧力で圧接する。加熱ローラ３７２と加圧ローラ３７４との間を通過することにより、用紙に付着したトナー像が用紙に定着する。定着装置３７を通過した用紙は、画像形成装置１００の側面に装着された排紙トレイ３８に排出されるか、またはスイッチバック搬送路を介して再び画像形成位置へと搬送される。
【００２７】
給紙ユニット４００は、この発明の給紙部であり、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４および手差しトレイ４０５を備える。給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１〜４０４または手差しトレイ４０５のいずれか１つから順次用紙を画像形成部３０に供給する。
【００２８】
図２は、画像形成装置１００の概略を示すブロック図である。画像形成装置１００は、各部を統括的に制御する制御部５０を備えている。この制御部５０は、画像読取ユニット２００、画像形成ユニット３００、給紙ユニット４００、搬送ユニット５６、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、画像処理部５８、インターフェース部６０、およびハードディスク６２に接続されている。
【００２９】
搬送ユニット５６は、画像形成装置１００の内部に形成された搬送路に沿って、設定された手順によって用紙を搬送するように構成される。ＲＯＭ５２は、制御部５０の動作に必要となる複数のプログラムを格納している。ＲＡＭ５４は、制御部５０から直接アクセス可能なメモリであり、一時的にデータを記録することが可能な揮発性メモリである。画像処理部５８は、画像読取ユニット２００またはインターフェース部６０を介して入力された画像データに対して設定された手順で画像処理を行うように構成される。インターフェース部６０は、外部機器との通信を行う機能を有する。ハードディスク６２は、画像データや設定情報等のデータを記録可能に構成されている。
【００３０】
図３は、転写ローラ３５２および除電ランプ３９を制御するための構成の概略を示す図である。図３に示すように、転写ローラ３５２は、転写ローラ３５２に印加される電流値を制御する転写電流制御部３５６に接続される。また、除電ランプ３９は、除電ランプ３９に印加される電圧値を制御するためのランプ制御部３９２に接続される。
【００３１】
制御部５０は、画像データの画像領域の開始位置を判別する判別部６４を備えており、判別部６４の判別結果に基づいて用紙における非画像領域の範囲を決定し、転写電流制御部３５６およびランプ制御部３９２に対して制御信号を出力する。一方で、転写電流制御部３５６およびランプ制御部３９２は、それぞれ制御部５０からの制御信号に基づいて動作を行う。
【００３２】
図４は、転写ローラ３５２および除電ランプ３９を動作させたときの感光体ドラム３１の帯電状態を示す図である。図４に示すように、除電ランプ３９に露光されることによって感光体ドラム３１の表面電位が低下する。このとき、除電ランプ３９の発光出力が所定値を超えている場合、それ以上に発光出力を強くしても感光体ドラム３１の表面電位が完全に０Ｖになることはなく、数十Ｖ程度（例えば、−８０Ｖ程度）の残電位が残る。
【００３３】
このため、制御部５０は、感光体ドラム３１上の残電位からの影響を相殺するように転写ローラ３５２に若干の電流を流すことにより、搬送される用紙４０が感光体ドラム３１に吸着されることを防止するようにしている。
【００３４】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、除電ランプ３９および転写ローラ３５２に対する制御を説明するためのタイミングチャートである。図５（Ｂ）に示すように、制御部５０は、少なくとも感光体ドラム３１におけるシートの先端に位置する非画像領域に対応する領域に対して除電ランプ３９によって除電処理を実行させる。
【００３５】
さらに、図５（Ｃ）に示すように、制御部５０は、除電ランプ３９によって露光された領域に対応する箇所、つまり、用紙４０の先端に位置する非画像領域に接触するときに、本来の転写電流値（Ｔ３）よりも低い値（Ｔ２）の電流が転写ローラ３５２に印加されるように転写電流制御部３５６を制御する。
【００３６】
図６は、除電ランプ３９に印加される電圧および転写ローラ３５２に印加される電流と、そのときの用紙４０の剥離性との関係を示している。図６において結果が丸印になっている箇所は、１０００枚の用紙を連続して搬送した場合であっても、用紙４０が感光体ドラム３１に吸着しなかったことを示している。この実験では、用紙４０における剥離爪４１の配置位置に対応する箇所に傷または黒シミ等が存在することが確認されたときに、用紙４０が感光体ドラム３１に吸着されたものと判断する。
【００３７】
図６に示すように、転写ローラ３５２に対して転写電流を印加しない場合には、除電ランプ３９による露光の有無に関わらず感光体ドラム３１に用紙４０が吸着することがあった。また、転写ローラ３５２に対して通常の転写時と同様の転写電流を印加する場合にも、感光体ドラム３１に用紙４０が吸着することがあった。
【００３８】
一方で、転写前除電を行わない場合や除電ランプ３９に印加される電圧が所定値よりも低い場合には、感光体ドラム３１に用紙４０が吸着することがあった。ここで、所定値とは、感光体ドラム３１の表面の残電位を最低レベル（例えば、−８０Ｖ程度）まで減少させることが可能な印加電圧値を示している。
【００３９】
以上の実験により、除電ランプ３９に４０Ｖ以上の電圧を印加し、かつ、転写ローラ３５２に対して１０μＡの電流値を印加したときに、感光体ドラム３１に用紙４０が吸着することが防止されることが分かった。除電ランプ３９に４０Ｖ以上の電圧を印加することにより、感光体ドラム３１の表面の残電位が最低レベル（例えば、−８０Ｖ程度）まで減少する。さらに、転写ローラ３５２に対して１０μＡの電流値を印加することにより、転写ベルト３５４における用紙４０と接触する箇所の電位が、感光体ドラム３１の表面の残電位と等しくなるものと推認される。このため、感光体ドラム３１から用紙４０に作用する力と、転写ベルト３５４から用紙４０に作用する力とがほぼ釣り合うこととなり、用紙４０が自らのコシによって自然に感光体ドラム３１から剥離するようになるものと推認される。
【００４０】
上述の例では、転写ローラ３５２に対して１０μＡの電流値を印加する例を示したが、転写ローラ３５２に印加する電流値は、転写ローラ３５２および転写ベルト３５４の抵抗値等によって適宜変更すると良い。重要なことは、転写ベルト３５４における用紙と接触する箇所の電位が、感光体ドラム３１の表面の残電位の最低値と等しくなるように、転写ローラ３５２に印加する電流値を調整することである。転写ローラ３５２に印加する電流値は、温度や湿度等の環境によっても影響を受けるため、転写ローラ３５２周囲の環境に応じて転写ローラ３５２に印加する電流値を微調整することが好ましい。
【００４１】
以上の実施形態によれば、感光体ドラム３１から作用する力や転写ローラ３５２（または転写ベルト３５４）から作用する力によって用紙４０が影響を受けにくくなるため、用紙４０が感光体ドラム３１に吸着しにくくなり、かつ、感光体ドラム３１に吸着した場合でも自らのコシの力によって自然に感光体ドラム３１から剥離するようになる。
【００４２】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、除電ランプおよび転写ローラに対する制御手法の別の例を示すタイミングチャートである。この例では、図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラム３１における用紙４０の非画像領域に対応する箇所に露光した後、さらに、用紙の画像領域に対応する箇所に対しても、除電ランプ３９による露光を行っている。このとき、除電ランプ３９に対して印加する電圧の値は、非画像領域に対応する箇所に露光する場合の値よりも低い値（例えば、半減させた値）となっている。
【００４３】
図７（Ｂ）に示す制御を行うか否かは、用紙４０の種類に応じて、決定すると良い。例えば、コシが弱くて感光体ドラム３１に吸着し易い用紙（例えば、薄紙）に対して画像形成処理を行う場合には、図７（Ｂ）に示す制御を行う一方で、コシが強くて感光体ドラム３１に吸着しにくい用紙に対して画像形成処理を行う場合には、上述の図５（Ｂ）に示す制御を行うと良い。
【００４４】
また、図７（Ｂ）に示す制御を行うか否かを、入力される画像データに応じて決定しても良い。例えば、黒ベタ画像等のように画像形成処理時に使用するトナー量が多い場合には、図７（Ｂ）に示す制御を行う一方で、画像形成処理時に使用するトナー量が少ない場合には、上述の図５（Ｂ）に示す制御を行うと良い。さらには、図７（Ｂ）に示す制御を行うか否かを、用紙４０の種類および入力される画像データの両方を考慮して決定しても良い。
【００４５】
上述の実施形態では、像担持体が感光体である場合について説明したが、本発明の適用範囲は感光体には限定されない。例えば、中間転写ベルトおよび２次転写ローラの近傍において、中間転写ベルトに吸着する用紙を剥離するために本発明を適用することが可能である。
【００４６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示すブロック図である。
【図３】転写ローラおよび除電ランプを制御するための構成の概略を示す図である。
【図４】転写ローラおよび除電ランプを動作させたときの感光体ドラムの帯電状態を示す図である。
【図５】除電ランプおよび転写ローラに対する制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】除電ランプに印加される電圧および転写ローラに印加される電流と、そのときの用紙の剥離性との関係を示す図である。
【図７】除電ランプおよび転写ローラに対する制御を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
３１−感光体ドラム
３９−除電ランプ
５０−制御部
１００−画像形成装置
３５２−転写ローラ
３５４−転写ベルト
３５６−転写電流制御部
３９２−ランプ制御部
【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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