(57)【要約】【課題】定着装置による皺に対する搬送性の余裕度を確保しながら、定着ニップによる用紙の開き力の効果が大きくなる条件下でも、用紙後端の跳ねを発生防止する。【解決手段】中間転写ベルト６上に担持されたトナー像を、転写手段８，１５によって用紙に転写し、そのトナー像が転写された用紙を鉛直方向へ搬送ガイド部材３１，２５に添って定着手段へ搬送する。定着手段は２つのローラ２１，２２で定着ニップを形成し、一方のローラ２２は外周面が軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面に形成されており、そのローラ２２の外周面までの距離を、ローラ２２の軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所で、距離センサ２３，２４で測定し、その各測定結果の距離情報から、ローラ２２の径の差分ｘを算出し、その差分ｘが閾値を超えている場合には、転写手段８，１５のいずれかに印加する転写バイアス電圧を増加する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作像され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用紙に転写する転写手段と、該用紙に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、前記転写手段によってトナー像が転写された用紙を鉛直方向へ搬送ガイド部材に添って搬送して、前記定着手段の定着ニップへ送る画像形成装置において、
前記定着手段は２つのローラで定着ニップを形成しており、その一方のローラは外周面が軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面に形成されており、該ローラの外周面までの距離を、該ローラの軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所で測定する複数の距離センサを有し、
該複数の距離センサによって測定される前記ローラの外周面までの距離の情報から、該ローラの軸線方向の位置による径の差分値を算出し、その差分値が設定した閾値を超えている場合には、前記転写手段に印加する転写バイアス電圧を増加する制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の距離センサのうちの１つは、前記外周面が凹曲面に形成されたローラの軸線方向の中心部に対応する位置で、該ローラの表面までの距離を測定するように配置されてい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】
前記複数の距離センサのうちの他の１つは、前記定着ニップに通紙する用紙の前記外周面が凹曲面に形成されたローラの軸線方向のサイズに応じた端部側に対応する位置で、該ローラの表面までの距離を測定するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の距離センサのうちの少なくとも１つは、使用する用紙サイズに応じて、外周面が凹曲面に形成されたローラの軸線方向に沿った位置を移動可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、使用する用紙のサイズ又は紙厚の情報によって、前記転写バイアス電圧を増加する閾値又は増加量の少なくとも一方を変更する制御も行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、温度及び湿度の少なくとも一方の情報によって、前記転写バイアス電圧を増加する閾値又は増加量の少なくとも一方を変更する制御も行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記転写バイアス電圧と逆極性のバイアス電圧を搬送ガイド部材に印加する制御も行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記転写バイアス電圧を増加する場合には、前記搬送ガイド部材に印加するバイアス電圧を増加する制御も行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、前記搬送ガイド部材の表面電位を計測する表面電位センサを設け、該表面電位センサによって計測される表面電位の情報に応じて、前記搬送ガイド部材に印加するバイアス電圧を変更する制御も行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、その転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等の画像形成装置として、一般に電子写真方式の画像形成装置が多用されている。
その電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面を一様に帯電し、その帯電した表面を画像データに応じたレーザ光等によって露光走査して静電潜像を形成する。その静電潜像をトナーによって現像し、その感光体表面のトナー像を、転写紙等の記録媒体（以下「用紙」と云う）上に直接転写するか、あるいは一旦中間転写体上に転写した後、用紙上に二次転写する。その用紙を定着装置を通して、転写されたトナー像を用紙に定着させて排出する。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体や中間転写体に担持されたトナー像が、転写装置によって用紙上に転写されて静電的に付着した状態になる。その後、定着装置に搬送され、定着装置によってトナー像が用紙に固着（定着）される。この転写装置と定着装置との間には複数の搬送ガイド部材が存在し、トナー像が転写された用紙は、それらの搬送ガイド部材にガイドされて定着装置の定着ニップに到達する。
【０００４】
定着装置には定着ローラ又はその外周に掛け回された定着ベルトと、加圧ローラとが互いに外周面を軸線方向に沿って接触させて定着ニップを形成している。その定着ニップをトナー像が転写された用紙が通過する際に、定着ローラ又は定着ベルトによる熱と、加圧ローラによる圧力とによって、トナー像が用紙に定着される。
【０００５】
その定着ニップにおいては、用紙の中央部よりも端部の搬送速度を若干速くすることによって、搬送中の用紙に皺が発生しないように開き力を与えて、搬送性の余裕度を確保するようにしている。そのために、定着ローラと加圧ローラの一方の外周面形状を、軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面（つづみ形状）に形成している。
しかしながら、このような凹曲面の曲率を大きくし過ぎると、用紙に開き力を与え過ぎてしまい、用紙が転写装置と定着装置の両方のニップで挟まれて搬送されているときに、開き力の影響でその搬送中の用紙に大きな応力が生じる。
【０００６】
そのため、その搬送中の用紙の後端が転写装置の転写ニップを抜けた際に、その応力が一気に開放されるため、その用紙後端が大きく跳ねてしまい、用紙上の未定着トナーが搬送経路の筐体と擦れて画像乱れを起こす場合がある。
特に、転写装置によってトナー像が転写された用紙を鉛直方向へ搬送して、定着装置の定着ニップへ送る用紙搬送経路を有する場合に、この現象が発生しやすい。
【０００７】
そこで、皺に対する搬送性の余裕度を確保しつつ、用紙後端の跳ねが発生しないような範囲内で、定着ニップを形成するローラの外周の凹曲面形状を設定する必要がある。
ただし、この用紙への開き力は、定着温度によるローラの膨張や用紙の剛性などによっても変化する。特にローラが新品で、ローラの熱膨張が小さい定着温度の立ち上がり直後に、剛性が低い薄紙を通紙した場合には開き力が大きくなることが既に知られている。
【０００８】
また、特許文献１には、感光体ドラムから用紙へトナー像を転写しているときに、用紙の先端が定着ニップに接触した時点から、転写手段の転写バイアス電圧を増加させることが開示されている。それは、用紙の後端領域における用紙とトナー像との静電的結着力の低下を補正して均一化することによって、安定した画像品質性能を得るためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、定着ニップを形成するローラの外周面を凹曲面形状にした定着装置を備えた従来の画像形成装置においては、皺に対する搬送性の余裕度を確保し、且つ用紙の後端跳ねが生じないような設定範囲が非常に狭い搬送レイアウトもあった。
その場合、一般には皺に対して搬送性の余裕度を確保できる曲率の凹曲面形状に設定している。しかし、そのように設定した場合、定着ニップによる用紙の開き力の効果が大きくなる条件下で問題が発生する。すなわち、定着ニップを形成するローラが新品で前述した凹曲面形状に形成されており、そのローラの熱膨張が小さい定着温度の立ち上がり直後に、剛性が低い薄紙を通紙したような場合に、その用紙後端で跳ねが発生してしまうという問題があった。
【００１０】
特許文献１に記載されているように、像担持体上のトナー像を用紙へ転写中に、用紙の先端が定着ニップに接触した時点から、転写手段の転写バイアス電圧を増加させるようにしても、上記の問題は解決できない。
転写プロセスにおいて、感光体等の像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写させる際に印加される転写バイアスによって用紙は帯電する。通常、この転写バイアスを増加させていくと転写率は上昇するが、増加させ過ぎると放電画像が発生するため、転写率の規格値以上で放電画像が現れない範囲内で転写バイアスの電圧を設定しなければならない。
【００１１】
この発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、定着装置による皺に対する搬送性の余裕度を確保しながら、定着ニップによる用紙の開き力の効果が大きくなる条件下でも、用紙後端の跳ねが発生しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は上記の目的を達成するため、作像されたトナー像を担持する像担持体と、その像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写手段と、その用紙に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、上記転写手段によってトナー像が転写された用紙を鉛直方向へ搬送ガイド部材に添って搬送して、上記定着手段の定着ニップへ送る画像形成装置において、
上記定着手段は２つのローラで定着ニップを形成しており、その一方のローラは外周面が軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面に形成されており、そのローラの外周面までの距離を、該ローラの軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所で測定する複数の距離センサを有し、
その複数の距離センサによって測定される上記ローラの外周面までの距離の情報から、該ローラの軸線方向の位置による径の差分値を算出し、その差分値が設定した閾値を超えている場合には、上記転写手段に印加する転写バイアス電圧を増加する制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による画像形成装置は、定着装置による皺に対する搬送性の余裕度を確保しながら、定着ニップによる用紙の開き力の効果が大きくなる条件下でも、用紙後端の跳ねが発生しない。それによって、安定した搬送品質及び画像品質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明による画像形成装置の一実施形態の内部構成を示す概略構成図である。
【図２】用紙後端の跳ね発生理由を説明するための説明図である。
【図３】図１に示した実施形態における距離センサの配置例を示す図である。
【図４】図１に示した実施形態における転写バイアス制御による用紙後端跳ね防止の説明図である。
【図５】用紙サイズに応じた距離センサの配置例を示す図である。
【００１５】
【図６】この発明による画像形成装置の他の実施形態の二次転写部及び定着装置付近の構成を示す概略構成図である。
【図７】図６における二次転写部付近の拡大図である。
【図８】同じくその実施形態の作用を説明するための図である。
【図９】この発明による画像形成装置の実施形態における制御系のこの発明に係わる部分の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明による画像形成装置の一実施形態の内部構成を示す概略構成図である。この画像形成装置１０は、電子写真方式のカラー画像形成装置であり、より具体的には、タンデム型中間転写方式のカラープリンタである。
【００１７】
この画像形成装置１０の本体１１内には、中央部に水平方向に延びる無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６を設けている。この中間転写ベルト６は、多層構造となっており、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂で形成し、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被っている。
そして、その中間転写ベルト６は、互いに平行に配置された４本の支持ローラ１５，１６，１８，１９に掛け回されて、矢示Ｆ方向に周回移動（以下「回動」と云う）可能である。支持ローラ１９に隣接して中間転写ベルトクリーニング装置１７を設けている。これは、トナー画像転写後に中間転写ベルト６の表面上に残留するトナーを除去するためのものである。
【００１８】
また、中間転写ベルト６の支持ローラ１６と１８の間に張り渡された部分の下側には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の各トナー像を作像する４つの画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂを横に並べて配置して、タンデム型の画像形成装置を構成している。なお、各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの並び順序はこの順序に限るものではない。
その各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂはいずれも同じ構成ある。すなわち、各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂはそれぞれ、感光体ドラム２と、その周囲に配置された帯電ローラ３、現像ユニット４及びクリーニングユニット５と、中間転写ベルト６を挟んで感光体ドラム２と対向する一次転写ローラ７とを備えている。
【００１９】
現像ユニット４は、それぞれ内蔵する現像ローラ４ａが、外周にトナーとキャリアからなる現像剤を磁気によって付着させて回転し、感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。この現像ユニット４内に収容するトナーの色だけが、各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂによって、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックと異なっている。
【００２０】
この各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの下方には、書込み手段である露光装置９が配置されている。この露光装置９は、内部に光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を備え、それぞれ各色の画像データによって変調された４本のレーザ光を射出する。その各レーザ光が、各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの感光体ドラム２の帯電ローラ３と現像ユニット４との間の表面を走査しながら露光する。
【００２１】
さらに、中間転写ベルト６の支持ローラ１５と対向する側には、支持ローラ１５と共に二次転写手段を構成する二次転写ローラ８を備えている。この二次転写ローラ８は図示していない加圧部材によって、支持ローラ１５側に加圧されており、中間転写ベルト６との間に二次転写ニップを形成する。
【００２２】
その支持ローラ１５と二次転写ローラ８の上方には、定着手段である定着装置２０が配置されている。その定着装置２０は、ヒータを内蔵した定着ローラ２１の外周に加圧ローラ２２の外周が加圧されて押し当てられて、定着ニップを形成している。
その加圧ローラ２２は、その外周面形状が、軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面に形成されている。そして、この定着装置２０内にはさらに、その加圧ローラ２２の外周面までの距離を、その加圧ローラ２２の軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所（好ましくは中心部と一端部側）で測定する２個の距離センサ２３，２４を設けている。
【００２３】
前述した二次転写ローラ８と中間転写ベルト６による二次転写ニップは、トナー像転写後の用紙を定着装置２０へ搬送する搬送機能も備えており、二次転写ニップと定着ニップとの間には、搬送ガイド部材３１及び２５が設けられている。
そして、二次転写手段を構成する支持ローラ１５と二次転写ローラ８の間の二次転写ニップによってトナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト６と二次転写ローラ８によって転写鉛直方向へ搬送ガイド部材３１，２５に添って搬送され、定着装置２０の定着ニップへ送られる。
【００２４】
この画像形成装置１０の本体１１の下部には、記録媒体である用紙を収納する給紙カセット２６と、その給紙カセット２６内の最上位の用紙を給紙する給紙ローラ２７及び図示していない分離ローラ等を備えている。それに続いて搬送ローラ２８、給紙路２９及び位置決めローラ（レジストローラとも云う）３０等が、二次転写ニップに向けて配置されている。
【００２５】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
外部から印刷指令と共に印刷データを受信すると、不図示の駆動モータが起動して支持ローラ１５，１６，１９のうちの駆動ローラが回転駆動して他の３つの支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト６を矢示Ｆ方向で回動させる。同時に各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの感光体ドラム２を図１で右回転させる。
【００２６】
各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの図１で左側から順次、帯電ローラ３に図示しない電源より所定の帯電バイアス（例えばＡＣ電圧とＤＣ電圧が重畳された負の高電圧）が印加され、感光体ドラム２の表面を帯電する。
所定の電位に帯電した感光体ドラム２の表面には、続いて露光装置９から射出される各色の画像データに応じたレーザ光によって露光走査され、静電潜像が書き込まれ、露光された部分の負電位が小さくなる。
【００２７】
その静電潜像を担持した感光体ドラム２の表面が現像ユニット４に到達すると、感光体ドラム２と対向配置される現像ローラ４ａにより、感光体ドラム２の表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。各現像ローラ４ａには、帯電バイアスと同極性の現像バイアスが印加されるので、トナーは負に帯電しているが、感光体ドラム２の表面の静電潜像との電位差に応じてそこに付着する。
【００２８】
上述の動作が各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂにおいて同様に、所定のタイミングで行われ、各感光体ドラム２の表面にはそれぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色のトナー像が作像される。
その各感光体ドラム２上の各色のトナー像を、中間転写ベルト６上に順次重ねて転写していき、合成カラー画像を形成する。このトナー像の転写は、中間転写ベルト６を挟んで各感光体ドラム２と対向配置されている一次転写ローラ７に、図示しない電源より一次転写バイアスが印加されることによって行われる。その一次転写バイアスは、感光体ドラム２上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧である。すなわち、トナーの帯電極性が負極性の場合は、一次転写バイアスは正極性の電圧である。
【００２９】
一方、給紙ローラ２７が図１で左回転を開始し、給紙カセット２６内の最上位の用紙を繰り出して、図示していない分離ローラで１枚ずつ分離して給紙する。その用紙を搬送ローラ２８によって給紙路２９に添って搬送し、位置決めローラ３０に突き当てて一旦止める。そして、中間転写ベルト６上に担持された合成カラー画像の移動タイミングに合わせて、位置決めローラ３０を回転し、中間転写ベルト６と二次転写ローラ８との間の二次転写ニップに用紙を送り込む。この場合は、中間転写ベルト６が作像されたトナー像を担持する像担持体である。
【００３０】
その二次転写ニップで、中間転写ベルト６上の合成カラー画像のトナー像を用紙上に転写する。このとき、二次転写対向ローラの役目をなす支持ローラ１５と二次転写ローラ８との間に二次転写バイアスを印加する。この実施形態では、二次転写ローラ８をアースしており、支持ローラ１５に負の二次転写バイアス電圧を印加して、中間転写ベルト６上の負に帯電しているトナー像を支持ローラ１５との間の斥力によって用紙に転写する。その間に用紙が負に帯電する。
この実施形態では、定着装置２０内に設けた２個の距離センサ２３，２４によって測定される加圧ローラ２２の外周面までの距離の差が所定値（閾値）以上の場合には、この二次転写バイアスを増加する制御を行って用紙後端の跳ねを防止するが、その詳細は後述する。
【００３１】
合成カラー画像のトナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト６と二次転写ローラ８によって鉛直方向へ搬送され、搬送ガイド部材３１及び２５に沿って定着装置２０へ送り込まれる。
なお、二次転写ニップを出たところにアースに接続された除電針３２を配置しており、二次転写バイアスによって帯電された用紙を幾分除電して、二次転写ローラ８から剥離し易くしている。
【００３２】
定着装置２０において、定着ローラ２１と加圧ローラ２２による定着ニップを用紙が通過する際に熱と圧力とを加えて、転写されて未定着のトナー像を用紙に定着する。定着装置２０を通過した用紙を排紙ローラ３５によって機外に排出し、本体１１の上面の排紙トレイ部１１ａ上にスタックする。
一方、二次転写後の中間転写ベルト６は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、残留トナーが除去され、画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂによる再度の画像形成に備える。
【００３３】
ここで、用紙の後端が二次転写ニップを抜けたときに、その用紙後端の跳ねが発生する理由を、図２によって説明する。図２は用紙後端の跳ね発生理由を説明するための説明図である。以下の説明における（ａ）〜（ｆ）は、全て図２内の符号である。
定着装置２０内の加圧ローラ２２は、外周面が前述した凹曲面に形成されており、その材質は通常発泡シリコーンゴムである。
そのため、（ａ）に示すように、定着温度が定着設定温度に達してからも、ローラの蓄熱状態によって膨張し続け、時間が経つに従って、軸線方向の中心部Ｃと両端部Ｆ，Ｒにおけるローラ径の差が小さくなる。
【００３４】
例えば、定着温度が定着設定温度に達した直後の時点ｔａでは、加圧ローラ２２の自由状態におけるローラ径が、軸線方向の位置によって（ｂ）に実線ａで示すように変化し、中心部Ｃと両端部Ｆ，Ｒにおける径の差分ｘが大きい。一点鎖線の曲線は、常温におけるローラ径の変化を示している。
この状態では、（ｄ）に示す用紙に作用する開き力がまだ比較的大きいため、用紙が二次転写ニップと定着ニップの両方でニップされて間に大きな応力が発生する。そのため、用紙の後端が二次転写ニップを抜けた瞬間にその応力が一気に開放され、（ｅ）に示すように、用紙Ｓの後端跳ねが発生してしまう場合がある。
【００３５】
ところが、定着温度が定着設定温度に達してから時間がかなり経過した時点ｔｂでは、加圧ローラ２２の自由状態におけるローラ径の軸線方向の位置による変化は、（ｃ）に実線ｂで示すようになる。すなわち、中心部Ｃと両端部Ｆ，Ｒにおける径の差分ｘがかなり小さくなっている。
【００３６】
このときは、用紙に作用する開き力も（ｄ）に示すように小さくなるため、用紙に発生する応力も小さくなり、用紙の後端が二次転写ニップを抜けた時にも、（ｆ）に示すように、用紙Ｓの後端跳ねが発生しない。
なお、（ｂ）及び（ｃ）におけるローラ径の軸線方向の位置による変化を示す曲線は、説明の便宜上大幅に誇張して示しており、実際は僅かな変化である。
【００３７】
このように、加圧ローラの膨張によってローラ径の差分ｘは段々小さくなっていき、その膨張の程度によって定着ニップで生じる紙への開き力も異なる。
一般に、ローラの蓄熱が少ない立ち上がり直後には、定着ニップによる用紙への開き力が大きく、特に新品のローラでは顕著であるが、蓄熱が十分になされた熱間定常時には、ローラの熱膨張によって、用紙への開き力は小さくなることが分かっている。
このことは、定着ローラ２１の外周面を同様な凹曲面に形成した場合も同様である。
【００３８】
そこで、この発明では、定着ニップを形成するローラの一方の外周面を凹曲面にするが、そのローラの外周面までの距離を、該ローラの軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所で測定する。そして、その距離の差が所定値（閾値）以上の場合には、放電画像が発生しない範囲で転写バイアスを大きくする。それによって用紙の帯電量を増やし、用紙の紙後端が転写ニップを抜けたときに搬送ガイド部材に静電吸着され易くなり、用紙の後端跳ねの発生を防止するようにした。 
【００３９】
ローラの軸線方向の中心部と端部側の位置とでローラの外周面までの距離を測定すると、その距離の差が大きいほどローラ径の差が大きく、定着ニップを形成するローラの外周凹曲面の曲率が大きいことになる。そうすると、搬送する用紙に与える開き力が大きくなり、用紙後端の跳ねが発生し易いことになる。
【００４０】
図３は、図１に示した実施形態における距離センサの配置例を示す図である。
図１に示した画像形成装置１０では、定着装置２０における加圧ローラ２２を発泡シリコーンゴムで形成し、その外周面形状を、軸線方向の中央部から両端部に向かって径が僅かずつ増加する凹曲面にしている。
【００４１】
そのため、加圧ローラ２２の定着ローラ２１と定着ニップを形成する側と反対側で、加圧ローラ２２の軸線から等距離であって、軸線方向の中心部Ｃと一端部Ｆに対応する位置に第１、第２の距離センサ２３，２４を配置している。
第１の距離センサ２３が、加圧ローラ２２の軸線方向の中心部Ｃにおいて、その外周面までの距離を測定する距離センサである。第２の距離センサ２４が、加圧ローラ２２の軸線方向の一端部Ｆにおいて、その外周面までの距離を測定する距離センサである。
【００４２】
第１、第２の距離センサ２３，２４をこのように配置すれば、ローラ径の差分ｘが最も大きくなるので、その差分を判別しやすい。しかし、測定位置はこれに限らず、加圧ローラ２２の軸線方向の中心部Ｃと他端部Ｒで測定してもよい。あるいは、端部よりは中心に寄った位置で測定してもよい。
【００４３】
また、図示の例のように、第１、第２の距離センサ２３，２４を加圧ローラ２２の軸線から等距離の位置に配置すれば、測定した距離の差がそのままローラ径の差分値になるので望ましい。しかし、各距離センサが加圧ローラ２２の軸線から異なる距離に設置されても、その距離の差を測定した距離の差から減じれば、ローラ径の差分値を算出することができる。
したがって、少なくとも加圧ローラ２２の軸線から等距離でその軸線方向の中心からの距離が異なる複数箇所に距離センサを配置して、加圧ローラ２２の外周面までの距離を測定すればよい。
【００４４】
しかし、複数の距離センサのうちの１つは、外周面が凹曲面に形成されたローラ（この例では加圧ローラ２２）の軸線方向の中心部に対応する位置で、そのローラの表面までの距離を測定するように配置するのが望ましい。このようにすれば、上述したローラ径の差分として最大の値を得ることが可能になる。
【００４５】
また、複数の距離センサのうちの他の１つは、定着ニップに通紙する用紙の上記凹曲面に形成されたローラ（この例では加圧ローラ２２）の軸線方向のサイズに応じた端部側に対応する位置で、そのローラの表面までの距離を測定するように配置するとよい。
このようにすれば、用紙の副走査方向の幅が短い場合には、上述したローラ径の差分の値が小さくなるため、無駄に転写バイアスを増加することがなくなり、省エネルギー効果がある。ハガキなどの小サイズの用紙を使用する場合は、定着ニップの通紙範囲では、最初からローラ径の差分の値が小さいので、用紙後端跳ねの余裕度が増す。
【００４６】
ここで、第１、第２の距離センサ２３，２４について説明する。
加圧ローラ２２は蓄熱するため、ある程度離れた位置からでも測定可能な非接触タイプのセンサにする必要がある。例えば、オムロン社製の判別変位センサー「形ＺＸ２−ＬＤ５０」などがある。これはレーザ変位センサであり、５０±１０ｍｍ離しても分解能１．５μｍで使用可能である。ただし、距離センサはこれに限らず、同様に非接触タイプで、測定対象からある程度離しても距離を精密に測定可能なセンサであればよい。
【００４７】
図３に示した第１、第２の距離センサ２３，２４による距離測定結果を、後述する制御ユニットに入力させ、そこでローラ径の差分ｘの値を算出する。加圧ローラ２２の表面までの距離の差がローラ径の差分ｘに相当することは明らかである。そして、この差分xの値が大きいほど加圧ローラ２２の外周の凹曲面の曲率が大きいことになる。
したがって、その差分ｘの値によって、用紙に対してどの程度の開き力が生じるかを推測する。そして、用紙後端跳ねが発生する閾値よりも差分ｘの値が大きい場合に、二次転写バイアスを通常よりも大きく印加する。
【００４８】
図４は、図１に示した実施形態における転写バイアス制御による用紙後端跳ね防止の説明図である。
この図４によって、上述した転写バイアス制御による用紙後端跳ね防止について説明する。以下の説明における（ａ）〜（ｅ）は、全て図４内の符号である。
（ａ）に示す定着温度の立ち上げ時から、上述したローラ径の差分ｘを算出する。その差分ｘの値は、（ｂ）に示すように定着温度の立ち上げ開始時が最大で、次第に減少していく。（ａ）に示す作像開始時点ｔｓでは、差分ｘが（ｂ）に示す制御ＯＮ／ＯＦＦの閾値より大きいので、（ｃ）に示すように二次転写バイアスを通常設定値よりも増加して大きくする。この実施形態では、支持ローラ１５に印加する負電圧を増加する。
【００４９】
それによって、二次転写中に用紙に大きな負電荷を与えることになり、用紙の後端が二次転写ニップを出た後、搬送ガイド部材３１及び２５に静電吸着しやすくなる。そのため（ｄ）に示す用紙Ｓの後端が、一点鎖線で示すように跳ねず、実線で示すように搬送ガイド部材３１に吸着されることによって、後端跳ね発生を防止することができる。その後、用紙Ｓは搬送ガイド部材３１に吸着されながら搬送され、搬送ガイド部材２５にも吸着されて、定着ニップへ入る。
【００５０】
そのため、用紙上の未定着トナーが搬送経路の筐体と擦れて画像乱れを起こすようなことがなくなる。
搬送ガイド部材３１及び２５は、金属板等の導電部材の表面に絶縁膜又は中抵抗層を設けたものがよく、一般には導電性フレームに導通しているが、フロート状態でもよい。
【００５１】
その後、（ａ）に示す時点ｔｒで、（ｂ）に示すようにローラ径の差分ｘの値が閾値以下になると、それ以後は二次転写バイアスを通常設定値にする。このときは、加圧ローラ２２の外周の凹曲面の曲率が小さくなっているため、定着ニップによる用紙に対する開き力が、用紙後端の跳ねを生じるほどではなくなっている。
そのため、二次転写バイアスを通常設定値にしても、（ｅ）に示すように、用紙Ｓの後端が跳ねることはない。
【００５２】
このように、ローラ径の差分ｘの値が閾値より大きい期間だけ、二次転写バイアスを増加することによって、用紙の帯電量を増加させ、用紙後端が搬送ガイド部材３１に静電吸着しやすくして、用紙後端跳ねの発生を防止することができる。
ただし、転写バイアスを大きく印加すると、転写ニップにおける放電現象（放電画像）が発生してしまう可能性があるため、転写バイアスの増加分は放電画像が発生しない程度までに抑える必要がある。
【００５３】
また、経時劣化で加圧ローラ２２の外周凹曲面形状の外径が細っていき、段々その曲率が小さくなることが分かっている。この実施形態のように、図３に示したように配置した複数の距離センサ２３，２４によって測定した距離の差分から、加圧ローラ２２の外周面の曲率を推定すれば、加圧ローラ２２の劣化状態も判かる。それによって、定着温度の立ち上がり直後でも、後端跳ねが発生しない曲率であれば、転写バイアスを増加する必要がなくなるので、画像形成装置の省エネルギー性にも貢献できる。
【００５４】
図５は用紙サイズに応じた距離センサの配置例を示す図である。
この図５に示す距離センサの配置例では、加圧ローラ２２の一端部Ｆに対応する位置に配置した第２の距離センサ２４の位置を、印刷する用紙のサイズに合わせて用紙の端部に対応する位置まで移動可能にした。
【００５５】
例えば、ハガキサイズの場合には主走査方向の幅は小さく、初期段階においても、その範囲でローラ径の差分ｘの値は小さい。そのため、用紙後端跳ねの発生余裕度は大きくなり、転写バイアスを増加する制御を中止するまでの時間を短縮することができる。これにより、画像形成装置の省エネルギー性にも貢献できる。
第２の距離センサ２４の移動は、ねじ送り機構やタイミングベルトによる移動機構などによって、用紙サイズ指定信号や、図１における給紙カセット２６にセットされた用紙のサイズ等に応じて、自動的に移動させることも可能である。
【００５６】
次に、この発明の他の実施形態について、図６から図８によって説明する。
図６はその画像形成装置の二次転写部及び定着装置付近の構成を示す概略構成図であり、図７はその二次転写部付近の拡大図である。図８は、その作用を説明するための図である。
【００５７】
この実施形態の画像形成装置では、図６に示すように、搬送ガイド部材３１，２５を導電性フレームから絶縁して、個別にバイアス電圧Ｖｂ，Ｖｃを印加している。それによって、支持ローラ１５と二次転写ローラ８との間の二次転写ニップを通過して帯電した用紙と、搬送ガイド部材３１，２５との間の静電吸着力を強め、用紙後端の跳ね防止効果を高めるようにしている。
【００５８】
そのため、搬送ガイド部材３１を図７に示すように、金属板等の導電性の裏面部材３３と中抵抗材による表層部材３４とによって構成している。そして、その裏面部材３３からバイアス電圧Ｖｂを印加して表層部材３４の表面電荷を移動させ、搬送ガイド部材３１の表面電位を制御する。
【００５９】
この実施形態では図７に示すように、二次転写部の支持ローラ１５に負の二次転写バイアス電圧Ｖａを印加するので、二次転写ニップを通過した用紙Ｓは負に帯電している。そのため、搬送ガイド部材３１に正のバイアス電圧Ｖｂを印加して、表層部材３４の表面を正に帯電させることによって、用紙Ｓとの間に静電吸着力を発生させることができる。
搬送ガイド部材２５の詳細な構成は示していないが、搬送ガイド部材３１と同様に、導電性の裏面部材と中抵抗材による表層部材とによって構成している。そして、その裏面部材からバイアス電圧Ｖｃを印加して表層部材の表面電荷を移動させ、搬送ガイド部材２５の表面電位を制御する。
【００６０】
二次転写部において、支持ローラ１５を接地して二次転写ローラ８に正の二次転写バイアス電圧を印加する転写方式の場合には、二次転写ニップを通過した用紙Ｓは正に帯電していることになる。その場合には、搬送ガイド部材３１，２５にそれぞれ負のバイアス電圧を印加することになる。
なお、図６及び図７では、各バイアス電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを便宜上電池記号で示しているが、実際には後述する制御系のバイアス電源部から出力される制御された電圧である。
【００６１】
このようにすれば、転写バイアス増加の制御が適用された場合に、搬送ガイド部材３１，２５の表面電位で静電吸着力を制御することによって確実に用紙後端跳ねの発生を防ぐことができる。
また、搬送ガイド部材３１，２５にバイアス電圧を印加しない場合、用紙が搬送ガイド部材３１，２５に接触しながら移動したときに、その表層部材が摩擦帯電し、用紙上のトナーと表層部材との電位差でトナーが飛散し異常画像が発生してしまう恐れがある。しかし、搬送ガイド部材３１，２５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することによって、これを防止することができるという効果もある。
【００６２】
この搬送ガイド部材３１，２５の表層部材が帯電した用紙と接触することによって、表面電位が通紙ごとに変化してしまう。そこで、最適な表面電位にするために、表面電位センサ３６，３７を設置して、搬送ガイド部材３１，２５の実際の表面電位を測定して、後述する制御ユニットにフィードバックするとよい。それによって、転写バイアス増加の制御の有無のほか、検知した表面電位情報からも最適なバイアス電圧を搬送ガイド部材３１，２５に印加することができる。
この画像形成装置のその他の部分の構成及び作用は、図１から図５によって説明した実施形態と同様である。
【００６３】
図８における（ａ）〜（ｃ）は図４と同様である、図８の（ｄ）に搬送ガイド部材３１，２５に印加する搬送ガイドバイアス電圧を例示している。ローラ径の差分ｘの値が閾値より大きいときには、搬送ガイド部材３１，２５に印加するバイアス電圧を、通常設定値より後端跳ね防止のための増加分だけ増加する。さらに、搬送ガイド部材３１，２５の表面電位が低下した場合には、その低下を抑制するための分をさらに増加して設定し、表面電位低下抑制用の設定値にする。ローラ径の差分ｘの値が閾値以下の場合には、搬送ガイド部材３１，２５に印加するバイアス電圧を通常設定値にするが、搬送ガイド部材３１，２５の表面電位が低下した場合には、その低下を抑制するための分だけ増加して設定する。
【００６４】
次に、使用する紙種や使用環境に応じた転写バイアス制御による用紙後端跳ね防止について説明する。
用紙後端跳ねについては、通紙する用紙条件でも変化することがわかっている。用紙サイズに関しては、副走査方向（用紙搬送方向）に長い用紙ほど後端跳ねが発生しやすく、開き力が与えられる時間が長いほど後端跳ねが発生しやすい。
【００６５】
また、紙厚に関しては、紙厚が薄くなるほど後端跳ねが発生しやすく、紙のこしが弱いほど開き力が大きくなるため後端跳ねが発生しやすくなる。
したがって、用紙の副走査方向のサイズが長いほど、用紙の厚さが薄いほど転写バイアス増加分を多くするのが望ましいい。
【００６６】
しかし、このような後端跳ね防止のための転写バイアス制御を実施する場合、転写バイアスの増加分は放電画像が発生しない範囲内で設定する必要がある。ところが、使用環境に応じて放電画像の発生余裕度は異なってくる。
例えば、放電画像は低温低湿環境下で発生しやすいため、このような環境下では常温常湿環境よりも転写バイアス増加分を少なくする必要がある。したがって、画像形成装置で温度や湿度を検知して、その検知した環境状態に応じて、転写バイアス増加分を決めるのが望ましい。
【００６７】
ここで、上述したようなこの発明による画像形成装置の実施形態における制御系について、図９によって説明する。図９はその制御系のこの発明に係わる部分の構成を示すブロック図であり、前述した各図に示した部分と対応する部分には同一の符号を付している。この図において、制御ユニット４０は、図１に示した画像形成装置１０の全体を制御する制御部であり、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを備えている。
【００６８】
この制御ユニット４０が、バイアス電源部５０の各バイアス出力部５１〜５６を制御し、その各バイアス電圧のＯＮ／ＯＦＦ及び出力する電圧値を制御する。
そのバイアス電源部５０には、帯電バイアス出力部５１、現像バイアス出力部５２、一次転写バイアス出力部５３、二次転写バイアス出力部５４、及び搬送ガイドバイアス出力部５５，５６が設けられている。
【００６９】
帯電バイアス出力部５１は、図１に示した各画像形成部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂの帯電ローラ３に帯電バイアス電圧を出力する。
現像バイアス出力部５２は、同じく各現像ユニット４の現像ローラ４ａに現像バイアス電圧を出力する。
一次転写バイアス出力部５３は、同じく各一次転写ローラ７に一次転写バイアス電圧を出力する。なお、一次転写ローラ７だけ各画像形成部１Ｙ、１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ用の４個を図示しているが、帯電ローラ３及び現像ローラ４ａもそれぞれ４個あることは勿論である。
【００７０】
二次転写バイアス出力部５４は、二次転写ローラ８と対向する斥力ローラの役目をする支持ローラ１５に、二次転写バイアス電圧を出力する。
搬送ガイドバイアス出力部５５，５６は、それぞれ搬送ガイド部材３１，２５に搬送ガイドバイアス電圧を出力する。
【００７１】
制御ユニット４０はまた、露光装置９を制御する露光制御部４１も制御する。
制御ユニット４０はさらに、図示していない駆動系電源部等も制御して、図１に示した各感光体ドラム２を所定の周速(プロセス速度)で回転させるメインモータ、中間転写ベルト６をＦ方向へ同じプロセス速度で回動させるモータやクラッチへの給電も制御する。さらに、現像ユニット４の現像ローラ４ａ等を回転させるモータやクラッチ、給紙ローラ２７や搬送ローラ２８、位置決めローラ３０等を回転駆動させるモータやクラッチへの給電も制御する。また、定着装置２０内の定着ローラ２１を回転駆動したり、定着ローラ２１内のヒータへの通電を制御して、前述した定着温度の制御なども行う。
【００７２】
一方、この制御ユニット４０へのこの発明に係わる入力としては、第１、第２の距離センサ２３，２４、表面電位センサ３６，３７、及び温度センサ３８と湿度センサ３９の各検知又は測定情報が入力される。
この制御ユニット４０に、通常の電子写真方式の画像形成装置に必要な各種のセンサ等からの信号や、外部からの印刷データ等の入力もする。
【００７３】
この制御ユニット４０とバイアス電源部５０内の二次転写バイアス出力部５４及び搬送ガイドバイアス出力部５５，５６が、この発明に係る制御手段に相当する。
そして、主に制御ユニット４０内のマイクロコンピュータによってその制御を行う。
制御ユニット４０は、前述したように、複数の距離センサである第１の距離センサ２３と第２の距離センサ２４によって測定される加圧ローラ２２の外周面までの距離の情報から、その加圧ローラ２２の軸線方向の位置による径の差分ｘの値を算出する。そして、その差分値が設定した閾値を超えている場合には、二次転写バイアス出力部５４を制御して、転写手段の支持ローラ１５に印加する転写バイアス電圧を増加する制御を行う。
【００７４】
制御ユニット４０はまた、搬送ガイドバイアス出力部５５，５６を制御して、転写バイアス電圧と逆極性のバイアス電圧を搬送ガイド部材３１，２５に常時印加する制御も行う。そして、上記転写バイアス電圧を増加する場合には、搬送ガイド部材３１，２５に印加するバイアス電圧を増加する制御も行う。
さらに、この制御ユニット４０は、表面電位センサ３６，３７によって計測される表面電位の情報を入力し、その各表面電位の情報に応じて、搬送ガイド部材３１，２５に印加するバイアス電圧を変更する制御も行う。
【００７５】
この制御ユニット４０はまた、使用する用紙のサイズ又は紙厚の情報を、自動的に検知するか操作パネル又は印刷データを送信するホスト装置から入力する。そして、その用紙のサイズ又は紙厚の情報によって、上述した転写バイアス電圧を増加する閾値又は増加量の少なくとも一方を変更する制御も行う。
制御ユニット４０はさらに、温度センサ３８及び湿度センサ３９による温度及び湿度の検出情報を入力し、温度及び湿度の少なくとも一方の情報によって、上述した転写バイアス電圧を増加する閾値又は増加量の少なくとも一方を変更する制御も行う。
【００７６】
この発明によれば、定着装置における定着ニップの形状に関して、トレードオフの関係にある皺に対する搬送性の余裕度と用紙の後端跳ね防止とを両立可能な範囲が非常に狭い搬送レイアウトにおいても、それを両立可能にすることができる。
【００７７】
上述の実施形態は、中間転写方式の４連タンデム型カラープリンタにこの発明を実施した例を説明したが、この限りではない。感光体上に形成したトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式の４連タンデム型、あるいは４連以外のタンデム型カラープリンタでもよい。さらに、タンデム型以外のレボルバ型等のカラープリンタでもよいし、中間転写体は中間転写ドラムでもよい。
モノクロプリンタあるいは、プリンタ以外の複写機、ファクシミリ装置、プリンタを含む複数の機能を持つ複合機等、種々のカラー又はモノクロの画像形成装置にもこの発明を実施することができる。
【００７８】
なお、直接転写方式及びモノクロ専用の画像形成装置の場合には、感光体上のトナー像を用紙に転写する転写手段しかないので、転写手段を一次、二次と区別する必要はない。直接転写方式のタンデム型カラープリンタの場合は、中間転写ベルトに変えて転写搬送ベルトを設け、転写紙等の用紙をその転写搬送ベルトに吸着して搬送しながら、各感光体上の各色のトナー像を用紙上に順次重ねて転写していく。
【００７９】
その場合には、感光体が像担持体であり、その表面に形成したトナー像を用紙に転写する転写手段への転写バイアス出力を上述した実施形態における二次転写バイアスと同様に制御すればよい。
転写手段は転写ローラや斥力ローラに限らず、転写チャージャでもよい。トナー像を形成する像担持体は感光体ドラムに限らず、感光体ベルトでもよい。
【００８０】
以上、この発明による画像形成装置の実施形態について説明したが、それらの各部の具体的な構成、処理の内容、数値データ等は、実施形態で説明したものに限るものではない。また、以上説明してきた各実施形態の構成は、適宜追加、変更、一部の省略等を行うことができ、また、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８１】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂ：画像形成部    ２：感光体ドラム（像担持体） 
３：帯電ローラ    ４：現像ユニット      ４：中間転写ベルト      
４ａ：現像ローラ      ５：クリーニングユニット    
６：中間転写ベルト（像担持体）    ７：一次転写ローラ
８：二次転写ローラ（転写手段）    ９：露光装置
１０：画像形成装置    １１：本体    １１ａ：排紙トレイ部    
１５，１６，１８，１９：支持ローラ    １７：中間転写ベルトクリーニング装置
２０：定着装置    ２１：定着ローラ    ２２：加圧ローラ
２３，２４：距離センサ    ２５：搬送ガイド部材    ２６：給紙カセット    
２７：給紙ローラ    ２８：搬送ローラ    ２９：給紙路    
３０：位置決めローラ（レジストローラ）    ３１：搬送ガイド部材    
３２：除電針    ３３：搬送ガイドの裏面部材    ３４：搬送ガイドの表層部材
３５：排紙ローラ    ３６，３７：表面電位センサ    ３８：温度センサ
３９：湿度センサ
４０：制御ユニット    ４１：露光制御部    ５０：バイアス電源部
５１：帯電バイアス出力部    ５２：現像バイアス出力部    
５３：一次転写バイアス出力部    ５４：二次転写バイアス出力部    
５５，５６：搬送ガイドバイアス出力部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開平１０−０９７１４７号公報
【図１】
2014178556.tif 000003
【図２】
2014178556.tif 000004
【図３】
2014178556.tif 000005
【図４】
2014178556.tif 000006
【図５】
2014178556.tif 000007
【図６】
2014178556.tif 000008
【図７】
2014178556.tif 000009
【図８】
2014178556.tif 000010
【図９】
2014178556.tif 000011