(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を顕像化したトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像を中間担持体上に転移させる一次転写手段と、上記中間担持体に接離可能で、転写紙の裏面に接触して電荷を付与することにより上記中間担持体上のトナー像を上記転写紙に転移させる二次転写手段と、上記転写紙を二次転写部位に給紙する給紙手段と、上記給紙手段において上記転写紙の先端部及び後端部を検出することにより用紙長さを検出する用紙長さ検出手段と、予め画像長さを指定する画像長さ指定手段とを有し、上記用紙長さ検出手段が検出した用紙長さと上記画像長さ指定手段で指定した画像長さとの比較結果で上記画像長さが上記転写紙長さよりも長い場合に、上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを、上記転写紙後端が上記二次転写部位を通過した後に離間させるタイミングから、上記転写紙後端が上記二次転写部位を通過する前に離間させるタイミングへと、変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを、上記転写紙裏面への接触による電荷付与をオフとした後に行うことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
上記給紙手段に上記転写紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段を有し、該用紙サイズ検出手段が検出した用紙サイズにより得られる用紙長さと上記画像長さ指定手段で指定した画像長さとの比較結果で上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを変更することを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】
上記画像長さが上記転写紙長さよりも長い場合において、転写紙長さよりもはみ出した画像範囲にトナー像が存在しない場合には上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを変更しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置。
【請求項５】
上記二次転写手段を上記中間担持体に圧接した時に形成されるニップ上流端と転写紙後端との距離をｌ１とした時、上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングが０≦ｌ１≦１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】
上記二次転写手段を上記中間担持体に圧接した時に形成されるニップ下流端と定着ローラ対で形成される定着ニップ上流端との距離をｌ２、転写紙長さをｌ３とした時、ｌ３−ｌ１＞ｌ２の関係となるように上記距離ｌ１を設定することを特徴とする請求項５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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、像担持体上から転移されたトナー像を担持して像担持体へ転移させる工程までトナー像を搬送する中間担持体を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、像担持体上のトナー画像を転写紙に転写する転写手段として非接触式のコロナ帯電器が使用されてきた。しかしながら、コロナ帯電器でコロナ放電を生じさせるためには高電圧を印加しなければならず、またオゾンが発生するという問題があった。このため近年では、転写紙の裏面に直接バイアス電圧を印加する接触転写方式を用いるケースが多くなってきている。接触転写方式はコロナ帯電器に比べて低い電圧で転写が可能であり、またオゾンの発生も少ないためである。
【０００３】
このような画像形成装置において、通常は画像サイズに適合した転写紙が供給されるため特に問題は生じないが、画像の大きさに適合した転写紙が供給されなかった場合、特に画像サイズに対し転写紙サイズが小さい場合には、転写紙からはみだした部分の像担持体上のトナーが転写ローラに直接転写されてしまい、このトナーが次プリントの転写紙裏面を汚損したり、転写ローラの抵抗値を変化させてしまうことで部分的な転写不良を引き起こしてしまうことがある。特にフルカラープリンターではトナー層が複数である場合が多く、転写ローラに付着したトナーの影響は大きい。
【０００４】
このような不具合は、転写ローラ上のトナー付着幅と次プリントの転写紙幅方向が一致する場合、すなわち画像長さが転写紙長さよりも長い場合に顕著である。画像データ幅が転写紙幅よりも大きい場合では、転写ローラ上の付着トナーと次プリントの転写紙幅が一致しないため、上記不具合は発生しにくい。このため、画像サイズと転写紙サイズを比較して画像サイズのほうが大きい場合には、１枚目と２枚目の画像間において転写ローラに転写バイアスとは逆極性のバイアスを印加することで、転写ローラ上の付着トナーを像担持体に転移させ、転写ローラをクリーニングする方法が提案されている（特開平６−１６１３０８号公報参照）。また、画像サイズと転写紙サイズを比較して画像サイズのほうが大きい場合には、そのはみ出し量に応じて転写ローラに印加するクリーニングバイアス値を大きくするか、また印加する時間を長くする方法も提案されている（特開平７−２８７４７６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前者の方法では、画像間において転写ローラを少なくとも１周以上クリーニングする必要があるため、連続プリント時の画像間距離を比較的長く取らなければならない。中間担持体を用いる画像形成装置における中間担持体の周方向長は、最大転写紙長に画像間距離を加えた値で決定されるため、上記した前者の方法では中間担持体の周方向長さを長くしなければならず、装置が大型化してしまうという問題が生じることになる。また中間担持体の周方向長さを長くするため、プリントに要する時間も必然的に長くなってしまうし、画像間距離を短くするために転写ローラの外径を小さくしようとするとローラの強度不足となり、ローラの撓みによる転写不良を招いてしまうという問題も生じる。
【０００６】
また後者の方法においても、複数色のトナーを使用するフルカラープリンタでは付着トナーの絶対量が多く、クリーニングバイアスを大きくしても裏汚れが発生してしまうという問題や、用紙間でのクリーニングバイアス印加時間を延長することでプリント時間が長くなる等の問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、転写紙からはみ出したトナーの転写手段への付着を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。また本発明は、本来不具合の生じない場合、すなわち転写紙長さが画像長さよりも長い場合に無用な画像後端抜けを防ぐ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。さらに本発明は、中間担持体上のトナーの転写手段への付着防止や、二次転写部位から定着手段の間での転写紙搬送不良を防止す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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、静電潜像を顕像化したトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上のトナー像を中間担持体上に転移させる一次転写手段と、上記中間担持体に接離可能で、転写紙の裏面に接触して電荷を付与することにより上記中間担持体上のトナー像を上記転写紙に転移させる二次転写手段と、上記転写紙を二次転写部位に給紙する給紙手段と、上記給紙手段において上記転写紙の先端部及び後端部を検出することにより用紙長さを検出する用紙長さ検出手段と、予め画像長さを指定する画像長さ指定手段とを有し、上記用紙長さ検出手段が検出した用紙長さと上記画像長さ指定手段で指定した画像長さとの比較結果で上記画像長さが上記転写紙長さよりも長い場合に、上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを、上記転写紙後端が上記二次転写部位を通過した後に離間させるタイミングから、上記転写紙後端が上記二次転写部位を通過する前に離間させるタイミングへと、変更することを特徴とする。
【０００９】
同請求項２に係るものは、上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを、上記転写紙裏面への接触による電荷付与をオフとした後に行うことを特徴とする。
【００１０】
同請求項３に係るものは、上記給紙手段に上記転写紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段を有し、該用紙サイズ検出手段が検出した用紙サイズにより得られる用紙長さと上記画像長さ指定手段で指定した画像長さとの比較結果で上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを変更することを特徴とする。
【００１１】
同請求項４に係るものは、上記画像長さが上記転写紙長さよりも長い場合において、転写紙長さよりもはみ出した画像範囲にトナー像が存在しない場合には上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングを変更しないことを特徴とする。
【００１２】
同請求項５に係るものは、上記二次転写手段を上記中間担持体に圧接した時に形成されるニップ上流端と転写紙後端との距離をｌ1とした時、上記二次転写手段を上記中間担持体から離間させるタイミングが０≦ｌ1≦１００ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【００１３】
同請求項６に係るものは、上記二次転写手段を上記中間担持体に圧接した時に形成されるニップ下流端と定着ローラ対で形成される定着ニップ上流端との距離をｌ2、転写紙長さをｌ3とした時、ｌ3−ｌ1＞ｌ2の関係となるように上記距離ｌ1を設定することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、中間担持体を中間転写ベルトとした本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置における感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。図中１は、図示の矢印方向に回転する感光体で、その周囲には感光体クリーニングユニット２、帯電器４、露光手段５、ブラック現像器６、シアン現像器７、マゼンタ現像器８、イエロー現像器９、中間転写ベルト１０等が配置してある。各現像器６〜９は、静電潜像を現像するために現像剤を感光体１に対向させるよう回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げ攪拌するために回転する現像パドル及び現像剤のトナー濃度検知センサなどで構成してある。なお図中３は、感光体クリーニングユニット２のゴムブレードである。
【００１５】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１３、ベルト転写バイアスローラ１１及び従動ローラ１２等のローラ群に張架してあり、図示せぬ駆動モータによって駆動される。図中１９はベルトクリーニングユニットで、ゴムブレード１８及びゴムブレード１８をベルト１０に対して接離させる接離機構２０等で構成してあり、１色目のブラック画像をベルト転写した後の、２〜４色目をベルト転写している間は、接離機構２０によってベルト１０面から離間する。
【００１６】
図中２１は紙転写ユニットで、二次転写バイアスローラ１４及び二次転写バイアスローラ１４をベルト１０に対して接離させる接離機構１６等で構成してある。二次転写バイアスローラ１４は、通常は中間転写ベルト１０面から離間しているが、中間転写ベルト１０面に形成された４色の重ね画像を転写紙２８に一括転写するときにタイミングを取って接離機構１６で押圧し、所定のバイアス電圧（たとえば＋１．５ｋＶ）を印加することにより転写紙２８への転写を行う。
【００１７】
転写紙２８は、給紙ローラ２２、レジストローラ２３によって、中間転写ベルト１０面の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙する。レジストローラ２３の近傍には、転写紙２８の先端及び後端を検出する給紙センサ１５が配置してある。転写紙２８は、搬送ベルト２９で定着装置１７へ搬送し、転写された４色重ね画像を定着手段１７で定着させた後に排紙する。複数色のカラー連続プリント時には、転写紙２８後端が二次転写バイアスローラ１４を十分通過するタイミングで上述のバイアス電圧をオフし、その後、次ページの中間転写ベルト１０上にトナーを付着させないために、接離機構１６によって二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０から離間させる。
【００１８】
また図２のタイミングチャートに示すように、単枚プリントあるいは連続プリント時の最終ページ終了時には、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０面から離間させず、転写バイアスとは逆極性のクリーニングバイアス（たとえば−１ｋＶ）を一定時間にわたり印加し、二次転写バイアスローラ１４の表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させることによって二次転写バイアスローラ１４表面のクリーニングを行い、その後に接離機構１６によって二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０から離間させる。なお、中間転写ベルト１０に転移したトナーはベルトクリーニングユニット１９によりベルト表面から回収する。
【００１９】
以上の構成、動作において、給紙トレイ２７に転写紙２８が収納してあり、かつ給紙トレイ２７に転写紙２８サイズを検知する検知手段または使用者によるサイズ指定手段を備える場合には、プリント動作前に転写紙長さと画像長さの比較が実施できるため、プリントを実行するか否かの判断が可能である。しかしながら手差し給紙等においては、予め転写紙長さを認識できない場合がある。この場合、画像長さと転写紙長さが一致または画像長さが転写紙長さよりも小さければ特に問題は生じないが、反対に画像長さが転写紙長さよりも大きい場合は、転写紙２８からはみだした中間転写ベルト１０上のトナーが二次転写バイアスローラ１４に付着し、次プリントの転写紙汚損及び転写不良が発生する。
【００２０】
このため図３に示すように、給紙センサ１５による検出位置を転写紙２８の先端と後端が通過する時間から転写紙長さを求め（ステップ１、２）、得られた転写紙長さと画像長さを比較し（ステップ３）、画像長さが転写紙長さよりも大きい場合にのみ、転写紙２８の後端が二次転写部位を通過する前に接離機構１６により二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０から離間させる（ステップ４、５）。すると、二次転写バイアスローラ１４にトナーが付着することがなく、次プリントの転写紙汚損及び転写不良もなく、良好なカラ−画像が得られる。
【００２１】
ただし、ステップ３の判断において画像長さが転写紙長さよりも大きい場合であっても、転写紙長さよりもはみ出した領域にトナー像が存在しない場合には（ステップ４）、二次転写バイアスローラ１４を離間させるタイミング変更を行わない。これにより転写紙領域内のトナー像をすべて転写することができ、また二次転写バイアスローラ１４へのトナー付着も発生しないため、後端転写抜けの無い良好なカラー画像が得られる。なお、上述のステップを経過後、画像が最終ページのものであれば（ステップ６）、二次転写バイアスローラ１４のクリーニング処理を行う（ステップ７）。
【００２２】
本実施形態では、図４に示すように、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に圧接した時に形成されるニップ上流端と転写紙２８後端との距離をｌ１とした時、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０から離間させるタイミングを０≦ｌ１≦１００ｍｍの範囲に設定する。ただし、０≦ｌ１≦１００ｍｍの範囲に設定することで中間転写ベルト１０のトナーが二次転写バイアスローラ１４へ付着することを確実に防止できるが、後端画像抜け範囲と転写紙搬送バラツキによる二次転写バイアスローラ１４へのトナー付着防止を考慮すると５ｍｍ≦ｌ１≦２０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。
【００２３】
さらに近年、フルカラープリンタでハガキサイズの用紙へのプリント要望が高まっている。ところがコスト上の制約から、上記実施形態のように転写紙を定着ニップ部位に搬送させる搬送ベルト２９を具備できない場合が多い。このようなプリンタにおいて、小サイズ転写紙に対し本発明を適用した場合、転写紙先端が定着ニップ部位に搬入される前に二次転写バイアスローラ１４を離間させてしまうと搬送不良によるジャムが発生してしまう。したがって、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に圧接した時に形成されるニップ下流端と定着ローラ対で形成される定着ニップ上流端との距離をｌ2（図５参照）、最小転写紙長さをｌ3とした時、ｌ3−ｌ1＞ｌ2の関係となるようにｌ1の値を設定することでジャムを防止することが可能となる。
【００２４】
なお、上記動作をおこなった場合においては正常プリント時とは異なり、図６のタイミングチャートに示すように、最終ページのプリント終了時にはいったん離間させた二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０上の画像トナー後端が二次転写部位を通過したタイミングで再度当接させ、転写バイアスとは逆極性のクリーニングバイアスを一定時間にわたって印加し、二次転写バイアスローラ１４の表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させることで二次転写バイアスローラ１４表面のクリーニングを行う。
【００２５】
図７は、図１の装置の転写手段とは方式が異なり、転写ブラシ２４を用いた例を示す。この例の場合も、上記実施形態の場合と同様に、画像長さが転写紙長さよりも大きい場合にのみ転写紙２８後端が二次転写部位を通過する前に、接離機構１６により転写ブラシ２４を離間させることで転写ブラシ２４にトナーが付着することを防止でき、次プリントの転写紙汚損及び転写不良もなく、良好なカラ−画像が得られる。
【００２６】
図８も、図１の装置の転写手段とは方式が異なり、転写ベルト２５を用い、転写ベルト２５の裏面に転写バイアス付与手段２６が接触するように配置した例を示す。この例の場合も、上記実施形態の場合と同様に、画像長さが転写紙長さよりも大きい場合にのみ転写紙２８後端が二次転写部位を通過する前に、接離機構１６により転写ベルト２５を離間させることで転写ベルト２５にトナーが付着することを防止でき、次プリントの転写紙汚損及び転写不良もなく、良好なカラ−画像が得られる。
【００２７】
もちろん本発明は、以上説明してきた以外でも接離可能な接触転写方式であれば適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置においては、以上説明してきたように、用紙長さ検出手段で検出した用紙長さと画像長さ指定手段で指定した画像長さとの比較結果が異なる場合に、転写紙の裏面に接触し電荷を付与することで中間担持体上のトナー像を転写紙に転移させる中間担持体に接離可能な二次転写手段を中間担持体から離間させるタイミングを変更するようにしたので、転写紙からはみ出したトナーの転写手段への付着を防止することができ、次に画像形成する転写紙の汚損や、転写紙へのトナー像の転写不良もなくせ、良好なカラ−画像が得られるようにでき、特に画像長さが転写紙長さよりも長い場合に、二次転写手段を中間担持体から離間させる動作を転写紙後端が二次転写部位を通過する前のタイミングで、二次転写手段を中間担持体から離間させるようにタイミングを変更するので、本来不具合が生じない転写紙長さが画像長さよりも長い場合に正常プリント動作とすることで、無用な画像後端抜けを防ぐことができ、中間担持体上のトナーが二次転写手段へ付着することを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の―実施形態であるカラーレーザープリンタにおける感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。
【図２】図１の実施形態の正常プリント時の転写タイミングチャートである。
【図３】図１の実施形態の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態の二次転写手段の離間動作のタイミング設定に用いる二次転写バイアスローラを中間転写ベルトに圧接した時のニップ上流端と転写紙後端との距離を示す拡大図である。
【図５】図１の実施形態の二次転写手段の離間動作のタイミング設定に用いる二次転写バイアスローラを中間転写ベルトに圧接した時のニップ下流端と定着ローラ対で形成される定着ニップ上流端との距離を示す拡大図である。
【図６】図１の実施形態の転写タイミングチャートである。
【図７】図１の実施形態と方式が異なる他の転写手段の拡大図である。
【図８】図１の実施形態と方式が異なるさらに他の転写手段の拡大図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  感光体クリーニングユニット
３  ゴムブレード
４  帯電器
５  露光手段
６  ブラック現像器
７  シアン現像器
８  マゼンタ現像器
９  イエロー現像器
１０  中間転写ベルト
１１  ベルト転写バイアスローラ
１２  従動ローラ
１３  駆動ローラ
１４  二次転写バイアスローラ
１５  給紙センサ
１６  接離機構
１７  定着手段
１８  ゴムブレード
１９  ベルトクリーニングユニット
２０  接離機構
２１  紙転写ユニット
２２  給紙ローラ
２３  レジストローラ
２４  転写ブラシ
２５  転写ベルト
２６  転写バイアス付与手段
２７  給紙トレイ
２８  転写紙
２９  搬送ベルト
【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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