(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面で現像された未定着トナー像を記録媒体の表面に静電転写して可視像を形成する画像形成装置において、
転写位置において記録媒体に予定の転写電圧を印加して未定着トナー像を記録媒体へ静電転写する転写手段と、
前記転写手段の下流側に配設され、前記記録媒体にバイアス電圧を印加して除電する除電手段と、
前記除電手段のバイアス電圧を可変制御する除電制御手段とを具備し、
前記除電制御手段は、前記転写手段の転写電圧に基づいてバイアス電圧を可変制御し、前記転写電圧が高いほどバイアス電圧を高くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は第１および第２の像担持体によって構成され、前記転写手段は、前記第１の像担持体から第２の像担持体に一次転写された未定着トナー像を記録媒体に二次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】
前記転写手段は、温度および湿度の少なくとも一方に基づいて転写電圧を可変制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写手段は、第２の像担持体の表面に複数色の未定着トナー像が重畳転写されているか否かに基づいて転写電圧を可変制御することを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段は、未定着トナー像のトナー像密度に基づいて転写電圧を可変制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録媒体の種類を判別する記録媒体判別手段をさらに具備し、前記除電制御手段は、前記記録媒体判別手段による判別結果に基づいてバイアス電圧を可変制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記録媒体判別手段は、記録媒体がＯＨＰシートおよびＯＨＰシート以外のいずれであるかを判定し、前記除電制御手段は、記録媒体がＯＨＰシート以外であると判定されると、ＯＨＰシートであると判定された場合よりもバイアス電圧を高くすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記記録媒体の種類を指定する記録媒体指定手段をさらに具備し、前記除電制御手段は、前記指定内容に基づいてバイアス電圧を可変制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記除電制御手段は、記録媒体としてＯＨＰシート以外が指定されると、ＯＨＰシートが指定された場合よりもバイアス電圧を高くすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機あるいはレーザプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、トナー像を転写される際に帯電された記録媒体を、転写後に適正に除電できるようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、感光体ドラム等の像担持体の表面に形成された未定着トナー像をベルト状の中間転写体へ一次転写し、この未定着トナー像を中間転写体から記録媒体上へ二次転写する方式のものと、感光体ドラム上に形成された未定着トナー像を記録媒体上へ直接転写する方式のものとが知られている。
【０００３】
ここで、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各色に対応した現像器を備えて各色の未定着トナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する場合、中間転写体を備えていない画像形成装置では、記録媒体に対して各色の未定着トナー像を直接多重転写していたので、記録媒体の厚さや表面特性、像担持体に対する記録媒体の搬送特性等の多くの要因によって、記録媒体上に形成されるカラー画像の画質が左右されていた。
【０００４】
これに対して、中間転写体を備えた画像形成装置では、例えば特公昭４９−２０９号公報あるいは特開昭６２−２０６５６７号公報等に記載されるように、感光体ドラムの一回転毎に形成した各色の未定着トナー像を中間転写体上で重ね合わせ、この合成像を記録媒体上へ一括転写するように構成されている。このような構成によれば、既に多重転写のなされた合成像を記録媒体に転写することになるので、上記の不安定な要因を排除することができ、多重転写時における両像の乱れや色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した中間転写体を備えた画像形成装置では、未定着トナー像の感光体ドラムから中間転写体への一次転写、あるいは中間転写体から記録媒体への二次転写は静電転写法により行われる。静電転写法では、各転写位置において被転写体の裏面側に配設されたコロナ放電器あるいはバイアスロールにトナーと逆極性の電圧を印加すると、未定着トナー像が感光体ドラムから中間転写体へ、あるいは中間転写体から記録媒体へ転写される。記録媒体は、二次転写工程終了後に転写位置よりも下流側に配設された除電手段により除電される。
【０００６】
ここで、中間転写体から記録媒体へ未定着トナー像を転写する二次転写では、温度や湿度といった環境雰囲気、あるいは未定着トナー像が単色あるいは多色のいずれであるか等に応じて二次転写ロールへの印加電圧（以下、二次転写電圧と表現する）が可変的に制御される。
【０００７】
例えば、二次転写部が低湿度の雰囲気にある場合、帯電電荷が主に記録媒体の表面に乗るため、帯電電荷と中間転写体との距離が比較的離れることになる。したがって、記録媒体と中間転写体との静電容量が小さくなって両者間の電界強度は弱くなる。これとは逆に、二次転写部が高湿度雰囲気にある場合、記録媒体の内部にまで帯電電荷が入り込むため、その帯電面（記録媒体の内部）と中間転写体との距離が近くなる。したがって、記録媒体と中間転写体との静電容量が大きくなって両者間の転写電界強度は強くなる。このため、二次転写電圧は低湿雰囲気では高くし、高湿雰囲気では低くする必要がある。
【０００８】
また、中間転写体を用いたカラー画像形成装置では、単色印字時の場合はトナー層が単層であるが、フルカラー印字時は複数色を重ねるためトナー層が厚くなる。したがって、二次転写電圧もフルカラー印字時のほうが高く制御される。さらに、フルカラー印字時においても、トナー像密度が高い場合にはトナー像密度が低い場合に比べ、二次転写電圧は高くする必要がある。
【０００９】
ここで、二次転写電圧を高く設定すると、二次転写工程後の記録媒体が保持する帯電電位も高くなるため、除電器に印加するバイアス電圧もそれに伴って高くする必要がある。
【００１０】
一方、記録媒体としての普通紙とＯＨＰシートとを比較すると、普通紙はＯＨＰシートよりも吸湿性が良いため、高湿雰囲気では普通紙の抵抗値が低くなり、記録媒体に流れる電流の影響で転写効率の悪化を招くため、除電時のバイアス電圧をＯＨＰシートの場合よりも高くする必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記した従来技術では、二次転写電圧や記録媒体の種類にかかわらず除電器に印加されるバイアス電圧が一定であったため、除電不足によりトナー飛散が生じたり、過剰な除電によって画像不良が発生するなどの問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、記録媒体を適切に除電することにより安定的に高画質を得ることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、像担持体の表面で現像された未定着トナー像を記録媒体の表面に静電転写して可視像を形成する画像形成装置において、転写位置において記録媒体に予定の転写電圧を印加して未定着トナー像を静電転写する転写手段と、前記転写手段の下流側に配設され、前記記録媒体にバイアス電圧を印加して除電する除電手段と、前記除電手段のバイアス電圧を可変制御する除電制御手段とを具備したことを特徴とする。上記した構成によれば、転写電圧に基づいて、除電器に印加されるバイアス電圧が可変制御されるので、記録媒体を確実に除電できるようになる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用したカラー複写機の主要部の構成を示した図である。本実施形態のカラープリンタは、第１の像担持体としての感光体ドラム１上に形成された未定着トナー像を、第２の像担持体としての中間転写体２へ一次転写し、この未定着トナー像を改めて中間転写体２から搬送路７上の記録用紙へ二次転写するよう構成されている。
【００１５】
感光体ドラム１は矢印Ａ方向へ一定速度で回転駆動され、帯電器１７で表面を一様に帯電された後、レーザ装置１６により露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は回転式の多色現像器５によって現像される。多色現像器５は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色に対応した４つの現像器５ａ〜５ｄを備え、感光体ドラム１上に形成された静電潜像がイエローの画情報に対応したものであれば、この静電潜像はイエロー（Ｙ）のトナーを内包する現像器５ａで現像され、感光体ドラム１上にはイエローのトナー像が形成される。
【００１６】
感光体ドラム１に形成された未定着トナー像は、複数のロールに張架されて矢線Ｂ方向へ回動するベルト状の中間転写体２の表面に、感光体ドラム１と中間転写体２とが接する一次転写位置で中間転写体２の表面に転写される。この一次転写位置では、中間転写体２の裏面側に一次転写ロール９が配設されており、一次転写ロール９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム１上の未定着トナー像は中間転写体２に静電吸引されて転写される。
【００１７】
中間転写体２は、ポリイミド系樹脂の半導電性フィルムであり、その厚みは６０〜９０μｍ、体積抵抗率は１０9 〜１０12Ω・ｃｍ、表面抵抗率は１０11〜１０13Ω／口である。なお、中間転写体２は、その厚み、体積抵抗率および表面抵抗率が上記した範囲に入っている半導電性樹脂材料であれば、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるいはポリカーボネート系樹脂等に抵抗安定化材料を含有させたものであっても良い。
【００１８】
前記一次転写ロール９の材料はイオン導電タイプであり、本実施形態では、ウレタンに四級アンモニウム塩を添加したスポンジ状の発泡性弾性ロールを用いている。このロールは温湿度により抵抗値が大きく変化する特性を持ち、例えば温度１０℃、湿度１５％の低温低湿度の雰囲気では、体積抵抗率が１０9 Ω・ｃｍであるのに対し、温度２８℃、湿度８５％の高温高湿度の雰囲気では体積抵抗率が１０7 Ω・ｃｍとなり、低温低湿状態と高温高湿状態とでは体積抵抗率が２桁変化する。
【００１９】
ここで、単色画像を形成する場合は、中間転写体２に一次転写された未定着トナー像が直ちに記録用紙に二次転写されるが、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上へのトナー像の形成および当該トナー像の中間転写体２への一次転写が色数分だけ繰り返される。
【００２０】
本実施形態のように、４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１上には、その一回転毎にイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの未定着トナー像が形成され、これらの未定着トナー像は、その都度、中間転写体ベルト２に一次転写される。
【００２１】
中間転写体２は、最初に一次転写されたイエローの未定着トナー像を保持したまま感光体ドラム１と同一周期で回動するので、中間転写体２上には、一回転毎にマゼンタ、シアンおよびブラックの未定着トナー像がイエローの未定着トナー像に重ねて転写される。
【００２２】
このようにして中間転写体２に一次転写された未定着トナー像は、その回動に伴って搬送路７に面した二次転写位置ヘ搬送される。二次転写位置では、二次転写ロール８が中間転写体２に接しており、フィードローラ１３によって所定のタイミングで用紙トレイ１４から搬出された用紙３は、レジストローラ１２を経て二次転写ロール８と中間転写体ベルト２との間に挟み込まれる。
【００２３】
二次転写位置では、二次転写ロール８と対向する位置にバックアップロール４が配設されている。バックアップロール４には、これと接触して回動する金属製導電ロール１０が配設されている。金属製導電ロール１０にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加すると、中間転写体２に担持されていた４色分の未定着トナー像が記録媒体に静電転写される。４色分の未定着トナー像が転写された記録媒体は除電器６によって除電された後、定着装置１１まで搬送されてヒートロール２１と加圧ロール２２との間に挟み込まれ、ヒートロール２１の発生する熱によって記録媒体に定着される。前記除電器６は、０．１ｍｍ厚のステンレス板を鋸刃状に加工したものである。
【００２４】
図２は、本発明の第１実施形態であるカラープリンタの制御系の構成を表したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２５】
一次転写電源１０１は定電流電源であり、一定の一次転写電流を一次転写ロール９から中間転写体２を介して感光体ドラム１に流し込む。これにより、一次転写ロール９には正電位が印加されるので、感光体ドラム１上で負に帯電しているトナーが中間転写体２に転写される。温度／湿度検知部１０２は、一次転写ロール９への印加電圧（以下、一次転写電圧と表現する）Ｖ1 に基づいて、雰囲気の温度および湿度を検知する。
【００２６】
図３は、一次転写電源１０１から感光体ドラム１に流し込む一次転写電流値を１０μＡとしたときの、一次転写電圧Ｖ1 （ｋＶ）と温度（℃）および相対湿度（％）との関係を示した図である。
【００２７】
イオン導電タイプの一次転写ロール９は、雰囲気の温度あるいは相対湿度によって体積抵抗率が変化することから、一次転写電圧Ｖ1 も温度や相対湿度の変化に応答して変化する。したがって、一次転写電圧Ｖ1 を測定することにより、雰囲気の温度および相対湿度を検知することができる。
【００２８】
二次転写電圧決定部１０３は、前記温度／湿度検知部１０２によって検知された温度および／または湿度に基づいて二次転写電圧Ｖ2 を決定する。図４は、相対湿度と二次転写電圧Ｖ2 との関係を示した図であり、本実施形態では、相対湿度が上昇するほど二次転写電圧Ｖ2 が低下している。二次転写電圧発生部１０５は、前記決定された二次転写電圧Ｖ2 を金属製導電ロール１０に発生させる。
【００２９】
除電電圧決定部１０４は、前記二次転写電圧決定部１０３で決定された二次転写電圧Ｖ2 に基づいて、除電器６に印加する除電用のバイアス電圧ＶB （以下、除電電圧と表現する場合もある）を決定する。図５は、二次転写電圧Ｖ2 とバイアス電圧ＶB との関係を示した図であり、本実施形態では、二次転写電圧Ｖ2 が高くなるほどバイアス電圧ＶB の絶対値も高くしている。除電電圧発生部１０６は、前記決定されたバイアス電圧ＶB を除電器６に発生させる。
【００３０】
上記したように、本実施形態によれば、二次転写電圧Ｖ2 に基づいて、除電器６に印加されるバイアス電圧ＶB が可変制御され、二次転写電圧Ｖ2 が高いほどバイアス電圧ＶB が高くなるので、記録媒体を確実に除電できるようになる。
【００３１】
図６は、本発明の第２実施形態であるカラープリンタの制御系の構成を表したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、記録媒体がＯＨＰシートおよびＯＨＰシート以外（例えば、普通紙）のいずれであるかに基づいて、除電器６に印加するバイアス電圧ＶB を可変制御するようにした点に特徴がある。
【００３２】
本実施形態では、レジストローラ１２の上流側の搬送路７上に、光反射型センサ２０３および一対の光透過型センサ２０１を設置すると共に、各センサの出力信号に基づいて、搬送路７上の記録媒体がＯＨＰシートおよびＯＨＰシート以外のいずれであるかを判別する記録媒体判別部１０７を設けている。前記記録媒体判別部１０７は、図７に示したフローチャートにしたがって、記録媒体がＯＨＰシートおよびＯＨＰシート以外のいずれであるかを判別する。
【００３３】
図７において、ステップＳ１では、光反射型センサ２０３の出力信号に基づいて記録媒体の有無が判定され、記録媒体が検出されると、ステップＳ２では、今度は光透過型センサ２０１の出力信号に基づいて記録媒体の有無が判定される。ここで、記録媒体が存在する旨の信号が出力されると、記録媒体が光透過性を有しないと判定され、ステップＳ３において、当該記憶媒体がＯＨＰシート以外であると判定される。
【００３４】
これとは逆に、記録媒体が存在しない旨の信号が出力されると、記録媒体が光透過性を有すると判定され、ステップＳ４において、当該記憶媒体がＯＨＰシートであると判定される。ステップＳ５では、各判定結果が除電電圧決定部１０４に通知される。除電電圧決定部１０４は、前記二次転写電圧決定部１０３から通知された二次転写電圧Ｖ2 と前記記録媒体に関する判定結果とに基づいて、除電器６に印加するバイアス電圧ＶB を決定し、決定結果を除電電圧発生部１０６へ通知する。
【００３５】
図８は、前記二次転写電圧Ｖ2 とバイアス電圧ＶB との関係を、記録媒体の種類ごとに示した図であり、記録媒体がＯＨＰシート以外であると、記録媒体がＯＨＰシートである場合よりもバイアス電圧ＶB が高く設定される。
【００３６】
上記したように、本実施形態によれば、二次転写電圧Ｖ2 および記録媒体の種類に基づいて、除電器６に印加されるバイアス電圧ＶB が可変制御され、二次転写電圧Ｖ2 が高いほどバイアス電圧ＶB が高くなるのみならず、バイアス電圧ＶB はさらに、記録媒体がＯＨＰシート以外であると、ＯＨＰシートである場合よりも高く設定されるので、記録媒体を、その種類にかかわらず確実に除電できるようになる。
【００３７】
図９は、本発明の第３実施形態であるカラープリンタの制御系の構成を表したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、記録媒体の種類を作業者が指示するためのスイッチ手段１０８を設けた。除電電圧決定部１０４は、スイッチ手段１０８による指示内容および前記二次転写電圧決定部１０３から通知された二次転写電圧Ｖ2 に基づいて、除電器６に印加するバイアス電圧ＶB を前記第２実施形態の場合と同様に決定し、除電電圧発生部１０６へ通知する。
【００３８】
本実施形態によれば、高価なセンサや各センサの出力信号に基づいて記録媒体の種類を判別するための手段が不要になるので、構成を簡略化できる。さらに、センサの誤検知に起因した誤動作を防止できるので確実な制御が可能になる。
【００３９】
なお、上記した各実施形態では、二次転写電圧決定部１０３は、温度／湿度検知部１０２での検知結果に基づいて二次転写電圧を決定するものとして説明したが、その他にも、中間転写体２から記録媒体に転写される未定着トナー像が単色および多色のいずれであるか、およびトナー像の密度が粗および密のいずれであるか等の他のパラメータを考慮して決定するようにしても良い。その際、二次転写電圧は未定着トナー像が多色の場合には単色の場合よりも上げ、トナー像の密度が密の場合は粗の場合よりも上げることが望ましい。
【００４０】
また、前記図４に関して説明したように、上記した各実施形態では二次転写部の湿度等に応じて二次転写電圧Ｖ2 を可変制御しているが、ＯＨＰシートと普通紙とでは表面抵抗率が異なり、湿度ごとに各記録媒体と中間転写体２との静電容量が異なる。したがって、図１０に示したように、二次転写電圧決定部１０３は、二次転写電圧Ｖ2 を決定する際に相対湿度のみならず記録媒体の種類も考慮し、記録媒体がＯＨＰシートであると、普通紙である場合よりも二次転写電圧Ｖ2 を高目に制御することが望ましい。
【００４１】
さらに、上記した各実施形態では、本発明を像担持体の表面に形成された未定着トナー像を中間転写体へ一次転写し、この未定着トナー像を中間転写体から記録媒体上へ二次転写する画像形成装置に適用して説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、感光体ドラム上に形成された未定着トナー像を記録媒体上へ直接転写する画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００４２】
さらに、上記した各実施形態では、本発明をカラープリンタに適用して説明したが、カラー複写機やファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば以下のような効果が達成される。
(1) 除電器に印加するバイアス電圧を、未定着トナー像を記録媒体へ転写する際の転写電圧に基づいて可変制御するようにしたので、記録媒体を確実に除電できるようになる。
(2) 除電器に印加するバイアス電圧を、未定着トナー像を記録媒体へ転写する際の転写電圧および記録媒体の種類に基づいて可変制御するようにしたので、記録媒体の種類にかかわらず確実な除電が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したフルカラープリンタの主要部の構成を示した図である。
【図２】  本発明の第１実施形態の構成を示したブロック図である。
【図３】  一次転写電圧と温度および湿度との関係を示した図である。
【図４】  二次転写電圧と湿度との関係を示した図である。
【図５】  除電器に印加するバイアス電圧と二次転写電圧との関係を示した図である。
【図６】  本発明の第２実施形態の構成を示したブロック図である。
【図７】  第２実施形態の主要部の動作を示したフローチャートである。
【図８】  除電器に印加するバイアス電圧と二次転写電圧との関係を記録媒体の種類ごとに示した図である。
【図９】  本発明の第３実施形態の構成を示したブロック図である。
【図１０】  二次転写電圧と湿度との関係を記録媒体の種類ごとに示した図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、２…中間転写体、４…バックアップロール、５…多色現像器、６…除電器、７…、搬送路、８…二次転写ロール、９…一次転写ロール、１１…定着装置
【図１】
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【図３】
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【図２】
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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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