(57)【要約】【課題】シートのコシの強さによらず、シートを感光体から確実に分離して、紙詰まりの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム４に形成したトナー像を転写部においてシートに転写して画像形成する画像形成装置において、感光体ドラムに形成したトナー像を転写部においてシートに転写するために転写バイアスを印加する転写ローラ８と、転写部の近傍であってシート搬送方向下流側において感光体ドラム表面に対するシートの距離を検知する挙動検知センサ１４と、挙動検知センサによる検知結果に応じて駆動を制御する制御部１５と、を有し、制御部は、両面記録の際にシートの１面目にトナー像が転写されて転写部を通過したシートの後端部を挙動検知センサにより検知した結果に基づき、シートの２面目への画像形成に際し、シートの先端部の所定範囲に対して印加する転写バイアスを設定することを特徴とする。【選択図】図１
2014056070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成したトナー像を転写部においてシートに転写して画像形成する画像形成装置において、
前記像担持体に形成したトナー像を転写部においてシートに転写するために転写バイアスを印加する転写手段と、
前記転写部よりシート搬送方向下流側において前記像担持体表面からシート後端が分離した際の前記像担持体表面とシートの距離を検知するシート検知手段と、
前記転写手段に印加する転写バイアスの値を変更する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、両面記録の際にシートの１面目にトナー像が転写されて前記転写部を通過したシートの後端部を前記シート検知手段により検知した結果に基づき、前記シートの２面目への画像形成に際し、前記シートの先端部の所定領域に対して印加する転写バイアスを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記シート検知手段による検知結果が像担持体に対するシートの距離が小さいときは大きいときよりも前記転写電圧を小さく設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写部においてトナー像が転写されたシートを前記像担持体から分離するために分離バイアスを印加する分離手段を有し、
前記制御手段は、両面記録の際にシートの１面目にトナー像が転写されて前記転写部を通過したシートの後端部を前記シート検知手段により検知した結果に基づき、前記シートの２面目への画像形成に際し、前記シートの先端部の所定領域に対して印加する分離バイアスを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記シート検知手段による検知結果が像担持体に対するシートの距離が小さいときは大きいときよりも前記分離バイアスを大きく設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記シートの先端部の所定領域は、前記シート検知手段による検知結果が像担持体に対するシートの距離が小さいときは大きいときよりも領域が広いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記シートの２面目への画像形成に際し、前記転写部を通過したシートの先端部を前記シート検知手段により検知した結果に基づき、前記像担持体に対するシートの距離が所定量以下であるときは画像形成を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項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】
本発明は、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、静電転写プロセスを利用した画像形成装置は複写機やプリンタ等に広く用いられており、片面記録のみならず、シートの両面に記録する両面記録機能を有するものが一般的である。
【０００３】
両面記録を行う場合、１面目に転写した画像を定着するために定着器を通過させると、そのときの熱によってシートにカールが発生することがある。そして、先端がカールしたシートに対して1面目の裏面側にあたる２面目に転写を行うと、シートが感光体ドラムからうまく分離せずにジャムになることがある。
【０００４】
シートに発生するカールは、シートの種類、転写されたトナー量、周囲の温湿度環境の違いなどの諸条件により変化する。そこで、前記諸条件に応じてカールを除去するための機構を組み込んだ画像形成装置が提案されている。例えば、シートに発生したカール量を検知し、そのカール量に応じてカールを矯正するものである。また、シートがカールしていても感光体ドラムからシートを分離するために、転写部近傍のカール検知手段によって検知したカール量に応じて分離の電位を変化させる画像形成装置も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シートは同種のものであってもロットの違いによってコシの強さ（剛性）に差を有するものがある。そして、シートのコシの強さによって、同じカール量でも転写分離の可否に差が出てしまうことがある。すなわち、同じカール量でもコシの強さが弱いシートは強いシートに比べて感光体ドラムから分離し難い。
【０００７】
そのため、上述のカール検知手段の検知結果によってカール量に応じて分離部の電位を変更する画像形成装置ではコシの強さが弱いシートは感光体ドラムへの巻きつきにより紙詰まりを回避できないことがあった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートのコシの強さが弱いシートでも感光体から確実に分離して、紙詰まりの発生を防止することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体に形成したトナー像を転写部においてシートに転写して画像形成する画像形成装置において、前記像担持体に形成したトナー像を転写部においてシートに転写するために転写バイアスを印加する転写手段と、前記転写部よりシート搬送方向下流側において前記像担持体表面からシート後端が分離した際の前記像担持体表面とシートの距離を検知するシート検知手段と、前記転写手段に印加する転写バイアスの値を変更する制御手段と、を有し、前記制御手段は、両面記録の際にシートの１面目にトナー像が転写されて前記転写部を通過したシートの後端部を前記シート検知手段により検知した結果に基づき、前記シートの２面目への画像形成に際し、前記シートの先端部の所定領域に対して印加する転写バイアスを変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にあっては、両面記録の際はシートの１面目を記録したときに、シートの後端部が転写部を通過後のばたつきからシートのコシの強さを検知し、その結果に基づいて２面目に転写した際のシート先端部への転写バイアスを変化させることでシートを像担持体から確実に分離することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの内部構造を表した縦断面説明図である。
【図２】感光体ドラムと転写ローラ、分離除電部材へのバイアス印加の極性を示す説明図である。
【図３】感光体ドラム表面とシートとの距離の測定法を表す図である。
【図４】コシの強さが強いシートと弱いシートが感光体ドラムから分離するときのシートの挙動を示す図である。
【図５】挙動検知センサの検知結果とクラーク剛度測定機によるシートのコシの強さのグラフである。
【図６】挙動検知センサの検知結果に基づき転写バイアス、分離バイアスを変更するためのテーブルを示す図である。
【図７】２面目への先端処理をするためにシートに転写バイアスを印加する状態を示す図である。
【図８】２面目への先端処理を実行する画像形成動作のフローチャートである。
【図９】２面目への先端処理を実行する画像形成動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
＜画像形成装置の全体構成＞
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成について画像形成動作とともに説明する。図１は本実施形態の画像形成装置を示す概略断面図である。
【００１４】
装置本体の下部にはシート給送部が配置され、中央部には画像形成部が配置され、上部には定着部が配置されている。
【００１５】
シート給送部はシートを１枚ずつ分離給送するものである。装置本体下部にセットされたシートカセット１にシートＳがセットされ、画像形成信号により給送ローラ２が回転してシートカセット１内のシートＳを１枚ずつ分離して給送する。そして、給送されたシートＳは停止したレジストローラ３に突き当たり、ローラニップにシートＳ先端がならうことにより斜行が矯正されるとともに、感光体ドラム４の画像形成動作に同期するようにレジストローラ３が回転してシートＳが画像形成部へと搬送される。
【００１６】
画像形成部は搬送されたシートＳに画像を形成するものであり、本実施形態では静電転写プロセスにより画像形成するものである。画像形成に際しては像担持体である感光体ドラム４が図１の時計回りに回転する。そして、感光体ドラム４に当接している帯電ローラ５への帯電バイアス印加により感光体ドラム４を一様に帯電し、露光手段６から画像信号に応じた露光をすることで感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成する。この潜像を現像手段を構成する現像ローラ７に現像バイアスを印加してトナー現像して感光体ドラム４の表面上にトナー像を形成する。
【００１７】
前記トナー像は、図２に示すように、転写手段を構成する転写ローラ８と感光体ドラム４のニップ部（転写部）を前記シートＳが通過する際に帯電した感光体ドラム４と逆極性の転写バイアスを転写ローラ８に印加することで感光体ドラム４からシートＳへと転写される。
【００１８】
前記ニップ部の近傍であってシート搬送方向下流側には感光体ドラム４に吸着したシートを除電して分離するための分離手段である除電針９が配置されている。この除電針９に前記感光体ドラム４と同極性の分離バイアスを印加してシートを除電することで感光体ドラム４からシートが分離し易くなる。そして、感光体ドラム４から分離したシートは定着部へ送られる。
【００１９】
定着部はシートにトナー像を定着するものであり、加熱部材１０及び加圧ローラ１１の間を搬送されるシートを加熱、加圧することでシートに転写されたトナー像を定着する。そして、定着後のシートは片面記録の場合はそのまま排出部１２に排出される。一方、両面記録の場合は、前記のようにして１面目にトナー像が記録されたシートを反転搬送した後に反転搬送路１３を搬送して再度画像形成部に搬送し、前記と同様にしてもう一方の面である２面目にトナー像を記録した後に排出部１２へ排出する。
【００２０】
上記各動作は操作パネルや各センサ等からの信号に基づき、制御部１５が各部材の駆動を制御する。
【００２１】
＜シートのコシの強さ検知＞
前述したように両面記録する場合、１面目に転写したトナー像を定着するために加熱、加圧することでシートにカールが生じ、２面目にトナー像を転写したシートを感光体ドラム４から分離しようとしたときにカールによってシートの曲率が感光体ドラム４の曲率より大きくなると感光体ドラム４からシートが分離し難くなることがある。転写ニップ部を通過したシートの先端が感光体ドラム４から確実に分離しないと、そのまま感光体ドラム４に巻き込まれてジャムしてしまう。ここで、シートが感光体ドラム４から分離するにあたっては、カールの度合いも影響するが、シートのコシの強さ（剛度）が影響し、同じカール量でもコシの強さが弱いシートは強いシートに比べて感光体ドラムから分離し難い。
【００２２】
そこで、本実施形態の画像形成装置は１面目にトナー像が転写されたシートの後端が転写ニップ部を通過した後に感光体ドラム４から分離するときの挙動を検知することでシートのコシの強さを検知し、その検知結果に基づいて２面目にトナー像が転写されたシートを感光体ドラム４から分離するときのプロセス条件を変更するものである。
【００２３】
本実施形態では、シートのコシの強さを検知するために、図３に示すように、シートの挙動を検知するシート検知手段として挙動検知センサ１４が転写ニップ部の近傍であってシート搬送方向下流側に設けられている。この挙動検知センサ１４は、転写ニップ部を通過したシートが感光体ドラム４からどの程度離間しているかを検知するものであり、例えば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）素子を用いて構成される。
【００２４】
本実施形態の挙動検知センサ１４は、ＬＥＤ、投光レンズ、受光レンズ及びＰＳＤ素子等から構成されている。ＬＥＤから光を照射してシートがないときのセンサ１４から感光体ドラム４表面までの距離Ａを検知し、シートＳが搬送されてきたときにシートＳで反射した光によってセンサ１４からシートＳまでの距離Ｂを検知する。これにより、感光体ドラム４の表面からシートＳが離間している距離Ｚ＝Ａ−Ｂを検知することできる。
【００２５】
転写ニップ部を通過した直後のシートは、コシが弱いと感光体ドラム４に吸着されて分離、離間し難く、感光体ドラム４に巻き付き易い。しかし、現状の画像形成装置ではシートの種類は坪量で区別されており、シートのコシの強さを検知することができなかった。本実施形態では前記転写ニップ部を通過したシートの後端が感光体ドラム４から分離するときの挙動を前記挙動検知センサ１４によって検知することでシートのコシの強さを判別するものである。
【００２６】
図４は本実施形態の画像形成装置における挙動検知センサ１４によってコシの強いシートと弱いシートに画像形成をし、そのシートが感光体ドラム４から分離するときのシートの挙動を検知した結果を示している。なお、本実施形態では挙動検知センサ１４としてクラーク式剛度測定機（メーカー名：熊谷理機工業株式会社型番：2047）を用いている。図４（ａ）はコシの強いシートに画像形成したときのシートの挙動を示すものであり、図４（ｂ）はコシの弱いシートに画像形成したときのシートの挙動を示すものである。
【００２７】
シートは転写ニップ部において転写バイアスの印加を受けると帯電して感光体ドラム４に吸着する。そして、感光体ドラム４が回転して搬送される間に、該ドラムの曲率及び分離バイアスの印加による除電によって感光体ドラム表面から分離（剥離）していく。このとき、シート先端部及び後端部が分離するときはシートのコシの強さによって瞬間的に跳ねるように分離する。このときの挙動は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、シート先端部が分離するときはコシの強さにかかわらず略同じである。しかし、シート後端部の場合は、転写ニップ部を通過して自由端となり、挟持された定着部を支点としてコシの強いシートほど大きく跳ねるように分離する（図４（ａ）参照）。すなわち、感光体ドラム表面とシートとの距離が大きく変化する。一方、コシの弱いシートの場合は跳ねる量はコシが強い場合に比べて小さくなる（図４（ｂ）参照）。
【００２８】
したがって、トナー像が転写されて前記転写ニップ部を通過したシートの後端部が感光体ドラム４から分離するときの挙動（ドラム表面からの距離変化）を挙動検知センサ１４で検知することにより、シートのコシの強さを判別することができる。
【００２９】
＜シートのコシの強さに基づく転写バイアスの設定＞
図５は１面目に記録したシートの後端部が感光体ドラム４から分離するときの感光体ドラム４との距離と、シートのコシの強さとの関係を示すグラフである。なお、図５におけるシートのコシの強さは前述したクラーク式剛度測定機を用いて測定し、それぞれの剛度を有するシートの１面目に記録し、そのシートの後端部が感光体ドラム４から分離するときの感光体ドラム４との距離（図４における後端部が跳ねたときの感光体ドラム４との距離）との関係を示している。
【００３０】
図５において、シートのコシの強さが３３ｃｍ3／１００（閾値１）以下であると、高湿高温（３０℃、８０％）環境下で両面記録したときに２面目にトナー転写したシートの先端が感光体ドラムから分離し難くなり、２８ｃｍ3／１００（閾値２）以下のときは、１面目と同様に転写バイアス印加すると感光体ドラム４から分離しなかった。
【００３１】
そこで、本実施形態では１面目の記録後にシート後端部が感光体ドラム４から分離するときの距離を検知することでシートのコシの強さを判別し、その値に基づいてシートの２面目先端部での転写バイアスあるいは分離バイアスを変更するものである。
【００３２】
本実施形態では、図２に示すように、転写バイアスは感光体ドラム４の帯電極性（−）と逆極性（＋）のバイアスを印加するために転写バイアスを小さくすると、シートの＋帯電が小さくなり、感光体ドラム４から分離し易くなる。また、除電針９には感光体ドラム４の帯電極性と同極性（−）のバイアスを印加するために分離バイアスを大きくするとシートの−帯電（除電）が大きくなり、感光体ドラム４から分離し易くなる。
【００３３】
そこで、コシの強さが弱いシートのときは転写バイアスを小さくするとともに、分離バイアスを大きくして感光体ドラム４から分離し易くしている。
【００３４】
図６は本実施形態の画像形成装置において、シートのコシの強さを判定する挙動検知センサ１４の検知結果に基づいて変更する転写バイアス、分離バイアス値の設定テーブルである。
【００３５】
図６のテーブルは、３個のパターンを有している。テーブル１は、挙動検知センサ１４による検知結果Ｚが８ｍｍ≦Ｚのとき、すなわち図５に示すように、シートのコシの強さが３３ｃｍ3／１００以上のときである。この場合は通常の転写バイアス及び分離バイアスの印加でもシートが感光体ドラム４から分離されるコシの強さを有しているために転写バイアス、除電バイアスは通常の値（転写電流１５μＡ、分離バイアス−２Ｖ）に設定される。
【００３６】
テーブル２は、挙動検知センサ１４による検知結果Ｚが７ｍｍ≦Ｚ＜８ｍｍのとき、すなわち図５に示すようにシートのコシの強さが２８ｃｍ3／１００以上であって３３ｃｍ3／１００未満のときである。この場合は通常の転写バイアス及び分離バイアスを印加するとシートが感光体ドラム４から分離し難いため、図７に示すように、２面目のシートの先端からＸ＝１０ｍｍの領域は通常の転写バイアスよりも小さい転写バイアス（転写電流３μＡ）を印加するとともに、通常の分離バイアスよりも大きな分離バイアス（−３Ｖ）を印加する。そして、前記シート先端１０ｍｍ以降は通常バイアスに戻す。これにより、２面目のシート先端所定範囲の部分は帯電量が小さくなって感光体ドラム表面から分離し易くなる。
【００３７】
テーブル３は、挙動検知センサ１４による検知結果ＺがＺ＜７ｍｍのとき、すなわち図５に示すようにシートのコシの強さが２８ｃｍ3／１００より弱いときである。この場合は通常の転写バイアス及び分離バイアスを印加するとシートが感光体ドラム４から分離せずにジャムしてしまう。そこで、２面目のシートの先端からテーブル２の場合よりも長いＸ＝２０ｍｍの領域に、テーブル２の場合よりも小さい転写バイアスを印加し（本実施形態では転写バイアスを印加せずに転写電流０μＡ）、分離バイアスはテーブル２の場合と同じバイアス（−３Ｖ）を印加する。そして、前記シート先端２０ｍｍ以降は通常バイアスに戻す。これにより、２面目のシート先端２０ｍｍの部分は帯電量がテーブル２の場合よりもさらに小さくなるため、コシの弱いシートであっても感光体ドラム表面から分離する。
【００３８】
ここで、２面目のシートの先端の転写バイアスを下げているが、これによる画像品質の低下は限定的であると考えられる。その理由は転写バイアスを変更する位置が先端から１０ｍｍあるいは２０ｍｍと少ない距離であることと、転写ローラ８は感光体ドラム４に当接しているので、転写領域におけるシートは感光体ドラム４と転写ローラ８に挟持され、シートは感光体ドラム４のトナー像に押圧されることで転写バイアス印加によらずとも転写されるものが多いからである。
【００３９】
＜両面記録フロー＞
次に両面記録動作における前述した転写バイアス及び分離バイアスの変更手順を図８及び図９に示すタイミングチャートを使って説明する。
【００４０】
両面記録ジョブが実行されるとシートカセットからシートが給送されるとともに、画像形成が開始され転写ニップ部においてシートの１面目にトナー像が転写される（Ｓ１、Ｓ２）。そのシートの後端が転写ニップ部を通過した時点から（Ｓ３）、挙動検知センサ１４によりシート後端部と感光体ドラム４との距離Ｚを検知する（Ｓ４）。前記シート後端が転写ニップ部を通過したか否かは、例えばシートがレジストローラ３によるレジスト位置を通過したことを検知するためにレジストローラ３より搬送方向上流側に配置されたレジストセンサ（不図示）がＯＮしてからの時間経過によって判別することができる。前記挙動検知センサ１４による検知は次のシートがレジストセンサ位置を通過するまで行われる（Ｓ５）。
【００４１】
そして、前述したように本実施形態では検知した距離Ｚが８ｍｍ≦Ｚのときは転写バイアス、分離バイアスをテーブル１に設定し（Ｓ６、Ｓ７）、７ｍｍ≦Ｚ＜８ｍｍのときはテーブル２に設定し（Ｓ８、Ｓ９）、Ｚ＜７ｍｍのときはテーブル３に設定する（Ｓ１０）。
【００４２】
上記設定にしたがって２面目へのトナー転写が行われたシートの先端部所定領域に設定した転写バイアス、分離バイアスを印加する先端処理を行う（Ｓ１１、Ｓ１２）。これにより、コシの弱いシートであっても感光体ドラム４に巻き付くことなく分離されるようになる。
【００４３】
なお、本実施形態では前記のように２面目に画像形成したシートの先端部に印加する転写バイアスを弱め、分離バイアスを強くする変更をして感光体ドラムへの巻き付きによるジャムを防止する以外に、前記先端処理をしてもドラムへの巻き付きが発生するおそれがあるときは２面目への画像形成を停止して１面目に画像を形成した後、機外に排出するようにしている。ユーザが所望した両面への画像形成ができないが、ドラムへの巻き付き発生後のジャム処理の負荷を低減できる。
【００４４】
なお、前述した実施形態では２面目の画像形成に際して先端処理をするときに、転写バイアスと分離バイアスの両方を変更するようにした例を示した。これは転写バイアスと分離バイアスが感光体ドラムに吸着するシートの帯電に影響を及ぼすからである。しかし、その影響は分離バイアスが変化した場合よりも転写バイアスが変化した場合のほうが大きい。そのため、前述した先端処理のための設定テーブルを設定するにあたり、分離バイアスは変化させず、転写バイアスのみを変化させるようにしてもよい。
【００４５】
また、前述した実施形態では転写バイアスは転写電流を、分離バイアスは分離電圧を変更したが、装置構成によっては転写電圧、分離電流を変更することでシート先端部の分離条件を変更するものであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ    …シート
１    …シートカセット
２    …給送ローラ
３    …レジストローラ
４    …感光体ドラム
５    …帯電ローラ
６    …露光手段
７    …現像ローラ
８    …転写ローラ
９    …除電針
１０  …加熱部材
１１  …加圧ローラ
１２  …排出部
１３  …反転搬送路
１４  …挙動検知センサ
１５  …制御部
【図１】
2014056070.tif 000003
【図２】
2014056070.tif 000004
【図３】
2014056070.tif 000005
【図４】
2014056070.tif 000006
【図５】
2014056070.tif 000007
【図６】
2014056070.tif 000008
【図７】
2014056070.tif 000009
【図８】
2014056070.tif 000010
【図９】
2014056070.tif 000011