(57)【要約】    【課題】      除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止する画像転写装置及び画像形成装置を提供すること。    【解決手段】  ２次転写後の記録紙の裏面を除電する除電部材５は、除電部材用電源７ｂに接続される。除電部材５は、ブラシ形状の除電ブラシや鋸歯形状の除電針、導電性不織布による除電布等を用いてよい。除電部材５の取り付け位置は、２次転写ニップを通過した記録紙搬送経路下流の近傍に、バイアスローラ２と共に像担持体を構成する中間転写ベルト１と対向する位置に設定されている。  【選択図】      図４
2006301272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された画像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段の記録材搬送経路下流の近傍に配置され、前記記録材に対して除電を行う除電手段と、を備える画像転写装置であって、
前記除電手段は、トナーと同極性の電荷のみを当該除電手段から前記記録材に供給する整流手段を有することを特徴とする画像転写装置。
【請求項２】
前記除電手段を接地する接地手段又は当該除電手段に除電用の電荷を供給する除電用電源を備え、
前記整流手段は、前記接地手段又は前記除電用電源と前記除電手段との間に介在するダイオードであることを特徴とする請求項１記載の画像転写装置。
【請求項３】
前記像担持体にトナーと同極性の電荷を供給する転写用電源を備え、
前記除電手段は、前記像担持体と対向する位置に配置することを特徴とする請求項１又は２記載の画像転写装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の画像転写装置を備える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】
本発明は、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像転写装置及び画像形成装置に関し、詳細には、普通紙やＯＨＰシートなどの転写材にトナー画像を静電転写したのち、転写材裏面を除電する除電手段を具備した画像転写装置及びその画像転写装置を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体からトナー像を用紙に転写したのち、用紙裏面を除電する除電針や除電ブラシなどの除電部材が用いられていた。
【０００３】
図７は、従来の電子写真方式を用いた画像形成装置のうち、画像転写部周辺の概略構成を示す図である。図７において、３０は感光体ドラムや中間転写ベルト等から構成される像担持体であり、矢示方向にトナー像を担持搬送する。像担持体３０は接地されている。３１は用紙であり、像担持体３０上のトナー像に同期して後述する転写ニップに搬送される。
【０００４】
３２は転写ローラや転写ブラシなどで構成される転写部材である。転写部材３２は像担持体３０と当接し転写ニップを形成する。転写ニップに用紙３１が搬送されると、転写用電源３４によって転写部材３２にトナーと逆極性の電圧（図７では正極性電圧）が印加される。これにより、像担持体３０と転写部材３２との間には転写電界が形成される。転写電界により像担持体３０上のトナーにはクーロン力が作用し、用紙３１に向かって転写される。転写後分離放電により用紙３１の裏面にはトナーと逆極性の電荷、図７では正極性電荷が蓄積する。
【０００５】
３３は除電ブラシや除電針等で構成される除電部材であり、接地もしくは図７に示す除電用電源３５に接続される。転写後の用紙３１が除電部材３３に対向する位置に搬送されると、用紙３１の裏面に蓄積した電荷により、除電部材３３の先端には負極性の電荷が誘起する。除電部材３３の先端と用紙３１の裏面との間の電圧が放電電圧Ｖｔｈを超えると、除電部材３３の先端から用紙３１の裏面に向かって放電が開始され、用紙３１の裏面に蓄積した電荷が除去される。
【０００６】
以上により、用紙３１の裏面の電荷が除去されることで、以下の効果が得られる。第一の効果は、像担持体３０からの用紙分離不良の防止である。余分な電荷が用紙３１の裏面に蓄積すると、用紙３１と像担持体３０との間にクーロン吸引力が作用する。この結果、用紙３１が像担持体３０に静電吸着し、分離できなくなる。これに対し除電部材３３を設けることで余分な電荷が除去されるので、転写後の用紙３１と像担持体３０との間のクーロン吸引力が弱まり、用紙３１が像担持体３０から分離しやすくなる。
【０００７】
第二の効果として、異常放電による画像欠陥の防止がある。余分な電荷が蓄積していると、用紙３１が像担持体３０から分離する際、用紙３１と像担持体３０との間で異常放電が発生する。その結果、ハーフトーン画像にうろこ状の放電模様ができる。これに対し除電部材３３を設けることで余分な電荷が除去されるので、異常放電の発生を抑制することができ、その結果うろこ状の画像欠陥を抑制することができる。
【０００８】
また、図７に示したような画像形成装置の画像転写部に除電部材を備える構成は、例えば、特許文献１にも記載されている。
【特許文献１】特開平６−２３０６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の画像転写部の構成要素では、トナーと逆極性の電荷が除電部材から用紙裏面に放電される現象が生じた。以下、トナーの帯電極性が負極性の場合の課題について説明する。
【００１０】
上記放電現象が発生する第一のケースとして、絶縁性樹脂部材製の用紙ガイド等を用いた場合がある。搬送中に用紙が用紙ガイドに擦れて、用紙が帯電しやすくなる。特に高表面抵抗の用紙を使用した場合や低湿環境での印字、両面印字の場合に顕著である。負極性に用紙が帯電した場合、帯電した用紙が除電部材に対向する位置に搬送されると、接地された除電部材には正極性の電荷が誘起される。用紙と除電部材先端との間の電圧が放電開始電圧Ｖｔｈを超えた場合、除電部材から正極性電荷が用紙裏面に放電される。
【００１１】
また、除電部材を負極性電圧電源に接続した場合でも、用紙の帯電電圧Ｖｐと前記除電用電源の出力電圧Ｖｄとの差の絶対値｜Ｖｔ−Ｖｄ｜がＶｔｈを超えると、除電部材を接地した場合と同様に、除電部材から正極性電荷が用紙裏面に放電される。
【００１２】
上記放電現象が発生する第二のケースとして、像担持体に負極性電圧を印加し、転写部材を接地した構成が上げられる。上記構成の場合、バイアスローラ（図示せず）に除電部材が対向配置されているので、転写時のバイアスローラへ負極性電圧Ｖｔと除電部材への印加電圧Ｖｄとの間に｜Ｖｔ−Ｖｄ｜＞Ｖｔｈが成り立つと、除電部材に正極性電荷が誘起される。上述と同様に、バイアスローラと除電部材との間の電圧が放電開始電圧を超えると、除電部材から正極性電荷が放電され、用紙裏面に供給される。
【００１３】
以上のように、除電部材から用紙裏面へ負極性電荷を供給すべく、負極性電圧電源（除電用電源）を除電部材に接続した構成でも、用紙が帯電し装置構成要件が異なると、用紙裏面に正極性電荷が誘起され、用紙裏面に向かって放電される場合がある。正極性電荷が用紙裏面に供給されると、一旦用紙に転写した負極性帯電トナーが、用紙裏面の正極性電荷に向かって移動し、その結果、画像域からトナーがはみ出る、いわゆる「トナー飛び」という像乱れが発生してしまうという問題が発生していた。この「トナー飛び」の具体例を図８に示す。図８に示すように、「トナー飛び」の現象は用紙搬送方向に発生する。
【００１４】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止する画像転写装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、像担持体に形成された画像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段の記録材搬送経路下流の近傍に配置され、前記記録材に対して除電を行う除電手段と、を備える画像転写装置であって、前記除電手段は、トナーと同極性の電荷のみを当該除電手段から前記記録材に供給する整流手段を有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止する画像転写装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１の態様は、像担持体に形成された画像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段の記録材搬送経路下流の近傍に配置され、前記記録材に対して除電を行う除電手段と、を備える画像転写装置であって、前記除電手段は、トナーと同極性の電荷のみを当該除電手段から前記記録材に供給する整流手段を有する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止する画像転写装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の第２の態様は、第１の態様の画像転写装置において、前記除電手段を接地する接地手段又は当該除電手段に除電用の電荷を供給する除電用電源を備え、前記整流手段は、前記接地手段又は前記除電用電源と前記除電手段との間に介在するダイオードである構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、接地手段又は除電用電源と除電手段との間にダイオードを介在させるだけなので、低コストで画像転写装置の画像転写性能を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の画像転写装置において、前記像担持体にトナーと同極性の電荷を供給する転写用電源を備え、前記除電手段は、前記像担持体と対向する位置に配置する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、転写後の記録材の裏面で搬送方向に現れる「トナー飛び」現象を確実に防止することができる。
【００２３】
本発明の第４の態様は、第１から第３の何れか一つの態様の画像転写装置を備える画像形成装置の構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止する画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。この画像形成装置１００は、タンデム方式の画像形成装置である。画像形成装置１００においては、カラー画像の発色に寄与する４色のトナー像が４つの像担持体上に個別に形成され中間転写体上に順次重ね合わせて一次転写された後、この一次転写像が記録媒体に一括転写（二次転写）される。
【００２７】
また、図１において、画像形成装置１００の各構成要素に付した符号の末尾の記号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、Ｙはイエロー画像、Ｍはマゼンタ画像、Ｃはシアン画像、Ｋはブラック画像のそれぞれの画像形成に関与する構成要素を示しており、同一符号の構成要素はそれぞれ共通した構成を有している。
【００２８】
画像形成装置１００は、前記４つの像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ及び中間転写ベルト１を有している。各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲には、帯電部材１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、１次転写部材１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ及びドラム清掃部材１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが配設されている。
【００２９】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、それぞれ所定方向に回転される。各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面は、帯電部材１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋにより一様に所定の電位にそれぞれ帯電される。帯電された各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面には、露光装置１０により特定色の画像データに対応したレーザビームの走査線が照射される。これにより、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に前記特定色ごとの静電潜像が形成される。
【００３０】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された前記特定色ごとの静電潜像は、現像材ボトル１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから薄層状のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーが供給される現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにより顕像化される。これにより、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に、カラー画像の発色に寄与する４色の未定着画像が形成される。
【００３１】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に顕像化された４色のトナー像は、１次転写部材１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋにより、前記中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１に一次転写される。これにより、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて中間転写ベルト１上にフルカラー画像が形成される。
【００３２】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、中間転写ベルト１にトナー像を転写した後、ドラム清掃部材１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋにより、それぞれの表面に残っている残留トナーが除去される。
【００３３】
一方、画像形成装置１００の下部には、記録媒体としての印字用紙などの記録紙が収納された給紙カセット１９が設けられている。記録紙は、ピックアップローラ２０及び用紙ガイド３により給紙カセット１９から１枚ずつ図中の破線で示すシート経路に沿って上方向に送り出される。
【００３４】
前記シート経路に送り出された記録紙は、搬送ローラ対２１、レジストローラ２２によりシート経路を搬送されてバイアスローラ２及び支持ローラ９に懸架された中間転写ベルト１の外周面と中間転写ベルト１の外周面に接触する２次転写ローラ４とで形成される転写ニップ部を通過する。記録紙には、前記転写ニップ部を通過する際に、中間転写ベルト１上に形成されたフルカラー画像（未定着画像）が２次転写ユニット２５内の２次転写ローラ４により一括転写される。なお、中間転写ベルト１は、図示しない駆動系により所定タイミングで駆動される駆動ローラ１６により図中の矢印方向に回転される。なお、記録紙へのトナー像転写後、中間転写ベルト１上に残留する転写残トナーはベルト清掃ユニット１７に除去される。
【００３５】
また、バイアスローラ２は、導電性材料で構成され、材質はアルミ、ＳＵＳなどの金属材料または導電性ゴムや導電性エラストマーを被覆してもよい。
【００３６】
また、中間転写ベルト１に用いられる材料は、ポリイミドやポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどの樹脂系材料であるスチレン−ブタジエンゴムやシリコンゴム、フッ素系ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等のゴムやエラストマー材料等が使用できる。また、中間転写ベルト１は、上記樹脂系材料とゴムやエラストマー材料との積層構造を使用してもよい。本実施の形態に用いる中間転写ベルト１の抵抗値を調整するためには、カーボンや金属粉末、金属酸化物、導電性高分子化合物等の導電剤を添加してもよい。中間転写ベルト１の電気的抵抗は、表面抵抗率が約１０９〜１０１２Ω／□、好ましくは５×１０１０〜５×１０１１Ω／□であることが望ましい。
【００３７】
次いで、記録紙は、シート経路に沿って定着装置２００の定着ローラ２３の外周面に接触する加圧ローラ２４とで形成される定着ニップ部を通過する。これにより、記録紙には、前記転写ニップ部で一括転写された未定着のフルカラー画像が加熱定着される。
【００３８】
また、２次転写ユニット２５内の２次転写ローラ４は、印字動作時は、図示しないバネ等の付勢部材により中間転写ベルト１に当接される。休止時は、図示しない離接モータにより中間転写ベルト１から離間される。２次転写ローラ４を中間転写ベルト１に当接したまま長期間放置すると、２次転写ローラ４が永久変形してしまう。これに対して本実施の形態では、中間転写ベルト１と２次転写ローラとを離間可能とする構成にすることより、画像形成装置１００を休止状態で長期間放置しても２次転写ローラ４の永久変形を防止できる。
【００３９】
また、２次転写ユニット２５内には、２次転写ローラ４の近傍には記録紙の裏面に蓄積する電荷を除電する除電部材５が取り付けられている。２次転写ユニット２５は、ヒンジ２７により開閉する開閉扉２６内に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
開閉扉２６は、搬送経路に残留するジャム紙の除去や、２次転写ユニット２５の着脱時に開閉する装置本体の開閉扉である。開閉扉２６は、図２に示すようにヒンジ２７を中心に、図示する矢印方向に沿って回動する。また、２次転写ユニット２５は、図３に示すように開閉扉２６を開放した状態で交換することができる。
【００４１】
２次転写ローラ４と除電部材５とを２次転写ユニット２５として一体構成にすることにより、以下のような利点がある。すなわち、記録紙の厚みに応じて２次転写ローラ４と除電部材５との位置が微小変動するので、記録紙の裏面から除電部材５までの距離が安定する。これにより記録紙の裏面と除電部材５との間の電界強度が安定するので、除電部材５の先端で安定した放電が得られる。さらに、除電部材５の位置が可動するので、記録紙が除電部材５に引っかかり紙ジャムを起こすことも防止できる。また、２次転写ローラ４と除電部材５とが寿命に到達したときに、２次転写ユニット２５一体で交換可能であるため、その交換作業が容易になる。
【００４２】
２次転写ローラ４の材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ポリウレタン、エピクロロヒドリンゴムやスポンジ等を用いることができる。２次転写ローラ４の電気的抵抗を調整するため、カーボンや金属粉末、金属酸化物、導電性高分子化合物などの導電剤を添加してもよい。２次転写ローラの電気的抵抗は、１×１０６ 〜１×１０８ Ω、好ましくは１×１０７ 〜５×１０７Ωが望ましい。また、硬度はＡｓｋｅｒ  Ｃで２０〜５０度、好ましくは３０〜４０度が望ましい。
【００４３】
次に、２次転写ユニット２５近傍の概略構成について図４に示す概略構成断面図を参照して説明する。
【００４４】
図４において、バイアスローラ２と２次転写ローラ４との中心を結ぶ中心線（図中の一点鎖線）と、支持ローラ９とバイアスローラ２とに懸架された中間転写ベルト１との角度Ｄが９０度未満、好ましくは８５度未満となるように、２次転写ローラ４が配置される。これにより、２次転写ローラ４と中間転写ベルト１との当接部位（以下、２次転写ニップという）のうち、用紙搬送方向上流側には２次転写ローラ４と中間転写ベルト１のみで形成されるニップＮ１が、用紙搬送方向下流側には２次転写ローラ４とバイアスローラ２とが中間転写ベルト１を介して当接するニップＮ２とが、それぞれ形成される。２次転写ローラ４は電気的に接地されているため、ニップＮ１における中間転写ベルト１と２次転写ローラ４との間の転写電界強度Ｅ１は極めて低くなる。
【００４５】
一方、ニップＮ２では、バイアスローラ２に２次転写用電源７ａから２次転写電圧が印加されるため、強度の大きい転写電界Ｅ２が形成される。このような構成により以下の効果が得られる。すなわち、２次転写ニップに記録紙８が突入すると、ニップＮ１では転写電界強度Ｅ１が低いので、記録紙８と中間転写ベルト１との間で放電が発生することなく中間転写ベルト１上のトナーは記録紙８にグリップされる。これにより記録紙８の突入時でのトナーの飛び散りが防止される。ニップＮ１で記録紙８にグリップされたトナーは、ニップＮ２に突入すると転写電界強度Ｅ２により記録紙８側へ静電吸引され、その結果、記録紙８上に転写される。これにより、トナー飛び散りのない高品質の転写が実現される。
【００４６】
２次転写後の記録紙８の裏面を除電する除電部材５は、除電部材用電源７ｂに接続される。除電部材５は、ブラシ形状の除電ブラシや鋸歯形状の除電針、導電性不織布による除電布等を用いてよい。除電部材５の取り付け位置は、２次転写ニップを通過した記録紙搬送経路下流の近傍に、バイアスローラ２と共に像担持体を構成する中間転写ベルト１と対向する位置に設定されている。
【００４７】
除電部材用電源７ｂは、トナーと同極性の電圧を出力し、その出力電圧値は、記録紙８の坪量や材質、画像形成装置１００の動作環境等に応じて可変である。また、バイアスローラ２は、２次転写用電源７ａに接続される。２次転写用電源７ａは、トナーと同極性の電圧を出力し、その出力電圧値は、記録紙８の坪量や材質、画像形成装置１００の動作環境等に応じて可変である。また、２次転写用電源７ａと除電部材用電源７ｂの各出力電圧値は、後述する図５の２次転写動作時の各動作タイミングにおいて、図示しない制御部により制御される。
【００４８】
次に、本実施の形態の画像形成装置１００における動作について、図１の断面図及び図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００４９】
ＰＣ等の外部装置から印字スタート信号が画像成形装置１００に送信されると、画像形成装置１００では、印字スタート信号の受信により、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、中間転写ベルト１及び定着装置２００の回動が開始される。次いで、帯電部材１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに電圧が印加され、所定の表面電位に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが帯電される。次いで、外部装置から受信する画像信号に応じて露光装置１０の光源が点灯し、帯電された各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面には、露光装置１０により特定色の画像データに対応したレーザビームの走査線が照射される。これにより、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面には特定色ごとの静電潜像が形成される。
【００５０】
次いで、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに所定の電圧が印加され、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の各静電潜像に４色のトナーが付着し、各色のトナー像が形成される。次いで、１次転写部材１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋに所定の電圧が印加され、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の各色のトナー像が中間転写ベルト１上の同一位置に転写されて、カラートナー像が形成される。この１次転写後、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に残留した転写残トナーは、ドラム清掃部材１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋにより除去される。
【００５１】
次いで、中間転写ベルト１上に形成されたカラートナー像は、中間転写ベルト１に担持され、２次転写ユニット２５の近傍へ搬送される。一方、給紙カセット１９に収納された記録紙はピックアップローラ２０でピックアップされ、用紙ガイド３、搬送ローラ対２１を経て、レジストローラ２２に搬送される。中間転写ベルト１上に担持搬送されるカラートナー像に同期して、レジストローラ２２が回転し、中間転写ベルト１と２次転写ローラ４との当接部（以下、２次転写ニップという）へ搬送される。また、バイアスローラ２に予め所定の電圧を印加する。
【００５２】
２次転写ユニット２５内の２次転写ニップに記録紙が通過すると同時に、中間転写ベルト１上のカラートナー像は静電反発力により記録紙側へ転写する。この２次転写後、中間転写ベルト１上に残留した転写残トナーは、ベルト清掃ユニット１７まで担持搬送され、除去される。２次転写ニップを通過した記録紙は、除電部材５との対向位置に搬送される。除電部材５には除電部材用電源７ｂから予め所定の電圧が印加される。これにより、記録紙裏面に蓄積した電荷が除去される。
【００５３】
除電部材５との対向位置を通過した記録紙は、用紙ガイド３に沿って定着装置２００に案内される。定着装置２００を通過すると同時に、カラートナー像は記録紙上に定着、固定される。そして、定着後の記録紙は、用紙ガイド３や排紙ローラ対２８に案内され、画像形成装置１００の外へ排出される。
【００５４】
次に、２次転写ユニット２５における２次転写動作の具体例について、図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、図５に示すタイミングチャートでは、記録紙を２枚続けて通紙した場合を示している。
【００５５】
画像形成装置１００は、ＰＣ等の外部装置から印字スタート信号を受信すると、２次転写ユニット２５の離接モータが回動し、中間転写ベルト１と２次転写ローラ４とが離間した状態（ＯＦＦ）から、両者が当接する状態（ＯＮ）に移行する。次いで、離接モータがＯＦＦからＯＮへ移行を完了した後、２次転写ユニット２５の清掃期間Ｔ１に移行する。２次転写ユニット清掃期間Ｔ１では、２次転写用電源７ａから正極性電圧（Ｖｃ＋）と負極性電圧（Ｖｃ−）とがバイアスローラ２の回転が１周する毎に交互にバイアスローラ２に印加される。これにより、２次転写ローラ４に正負両極性のトナーが付着していた場合でも、２次転写ローラ４から中間転写ベルト１へトナーが移動し、２次転写ローラ４の表面が清掃される。２次転写ユニット清掃期間Ｔ１の完了後、記録紙が２次転写ニップに搬送されるまでの間、待機期間Ｔ２に移行する。
【００５６】
レジストローラ２２から記録紙の搬送が開始されると（通紙期間Ｔ３）、２次転写ローラ４と除電部材５とにそれぞれ所定の電圧（Ｖｔ）、（Ｖｄ）が印加される。連続通紙の場合、紙間Ｔ４では２次転写ローラ４と除電部材５とに印加される電圧は、それぞれ（Ｖｃ−）、（０Ｖ）に切り替えられる。記録紙が除電部材５の対向位置を通過完了後、２次転写電圧と除電部材電圧とはそれぞれ（０Ｖ）に切り替えられ、給電を完了する。給電完了後、離接モータはＯＮからＯＦＦに移行し、２次転写ローラ４は中間転写ベルト１から離間される。以上の工程により２次転写工程が完了する。
【００５７】
なお、図５に示す通紙期間Ｔ５では、通紙期間Ｔ３に示す動作と同様に２次転写用電源７ａと除電部材用電源７ｂの各出力電圧値が制御される。
【００５８】
次に、上記実施の形態により説明した２次転写動作の具体例として、２次転写ユニットの構成要件と、「トナー飛び」の有無を確認する試験条件とを設定し、試験動作を実行した場合の実施例１〜３について以下に説明する。
【実施例１】
【００５９】
本実施例１では、中間転写ベルト１として、表面抵抗率１×１０１１Ω／□、厚み８５μｍの導電性ポリイミド材料の単層ベルトを使用した。また、バイアスローラ２は、φ２１のアルミ製ローラを使用した。２次転写ローラ４は、φ１６の芯金にエピクロロヒドリンゴムのスポンジ層と層厚約１ｍｍのソリッドゴム層とを積層した、外径φ２８のローラを使用した。２次転写ローラ４のスポンジ層単体での硬度は、Ａｓｋｅｒ  Ｃ約１５度、積層構造での硬度がＡｓｋｅｒ  Ｃ約３５度、電気抵抗は２×１０７Ωであった。さらに、図４に示したバイアスローラ２と２次転写ローラ４との中心を結ぶ中心線と、支持ローラ９とバイアスローラ２とに懸架された中間転写ベルト１との角度Ｄを約８０度となるように、２次転写ローラ４を配置した。
【００６０】
また、除電部材５は、図６に示すＷ＝２ｍｍ、Ｈ＝３ｍｍ、厚みｔ＝１．５ｍｍのステンレス製の除電針を使用した。さらに、除電針５の先端からバイアスローラ２までの最近接距離が約７ｍｍ、除電針５の先端から２次転写ローラ４までの最近接距離が約３ｍｍとなるように除電針５を配置した。整流手段６は、耐圧（ＶＤＤＭ）１２ｋＶ、順方向電流（ＩＦ）１ｍＡの高圧ダイオードを使用した。
【００６１】
さらに、試験条件として、プロセス速度を１７０ｍｍ/ｓに設定し、ブラック単色のパッチマークを記録紙に印字した。定着後の記録紙上のトナー像を見て、「トナー飛び」が目視確認できる場合は「×」、目視確認できない場合を「○」と判定した。また、アナログ電流計を除電針５と除電部材用電源７ｂとの間に接続して、通紙時に流れる除電電流を目視で読み取った。
【００６２】
本実施例１では、記録紙として、表面抵抗率０．７×１０１２〜４×１０１２Ω／□、坪量７０ｇ／ｍ２の普通紙Ａを片面通紙した。なお、記録紙の表面抵抗率は、抵抗率計を用い、印加電圧５００Ｖ、１０秒経過後の抵抗値を測定した。また、２次転写電圧を−１８００Ｖ、除電電圧を０Ｖに設定した。
【００６３】
以上の構成要件及び試験条件により「トナー飛び」を判定した結果は、後述する表１に示す。
【実施例２】
【００６４】
本実施例２では、上記実施例１と構成要件は同一とし、試験条件を以下のように設定する。プロセス速度を１０５ｍｍ/ｓに設定し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチマークを記録紙に印字した。定着後の記録紙上のトナー像を見て、「トナー飛び」が目視確認できる場合は「×」、目視確認できない場合を「○」と判定した。
【００６５】
また本実施例２では、記録紙として普通紙Ａの代わりに、表面抵抗率率１×１０１１〜５×１０１１Ω／□、坪量７０ｇ／ｍ２の普通紙Ｂを片面通紙した。なお、記録紙の表面抵抗率は、実施例１と同様の抵抗率計を用い、印加電圧５００Ｖ、１０秒経過後の抵抗値を測定した。
【００６６】
以上の構成要件及び試験条件により「トナー飛び」を判定した結果は、後述する表１に示す。
【実施例３】
【００６７】
本実施例３では、上記実施例１と構成要件は同一とし、試験条件を以下のように設定する。プロセス速度を１０５ｍｍ/ｓに設定し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチマークを記録紙の両面に印字した。定着後の記録紙上のトナー像を見て、トナー飛びが目視確認できる場合は「×」、目視確認できない場合を「○」と判定した。
【００６８】
また、本実施例３では、実施例２と同一の用紙Ｂを通紙した。記録紙１面目の２次転写電圧、除電電圧は実施例１に記載の設定とした。記録紙２面目の２次転写電圧は−２４００Ｖ、除電電圧は−１５００Ｖに設定した。
【００６９】
以上の構成要件及び試験条件により「トナー飛び」を判定した結果は、後述する表１に示す。
【００７０】
（比較例１）
上記実施例１に対して、高圧ダイオードを取り外して、除電針５と除電部材用電源７ｂとを直接接続した状態で印字し、取得画像のトナー飛びの有無を判定した場合を比較例１
として、後述する表１に示す。
【００７１】
（比較例２）
上記実施例２に対して、高圧ダイオードを取り外して、除電針５と除電部材用電源７ｂとを直接接続した状態で印字し、取得画像のトナー飛びの有無を判定した場合を比較例２として、後述する表１に示す。
【００７２】
（比較例３）
上記実施例３に対して、高圧ダイオードを取り外して、除電針５と除電部材用電源７ｂとを直接接続した状態で印字し、取得画像のトナー飛びの有無を判定した場合を比較例３として、以下の表１に示す。
【００７３】
【表１】
2006301272.tif 000003
【００７４】
以上のように、比較例１、３に示した高抵抗の記録紙Ａの場合や両面印字した記録紙Ｂの場合では、「トナー飛び」が顕著に見られた。また、比較例１、３では、除電電流がプラスを示し、除電針５から記録紙に向かって正極性電荷が移動していることが判明した。
【００７５】
これに対し、高圧ダイオードを挿入した実施例１、３では、高圧ダイオードにより、除電針５から記録紙に向かって正極性電荷の移動が遮断された結果、除電電流が０μＡを示した。この結果、「トナー飛び」が抑えられた高品質のトナー像が得られた。
【００７６】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置では、トナーと同極性の電圧を除電部材に印加する除電部材用電源の出力端と２次転写後の記録紙の裏面を除電する除電部材５との間に整流手段であるダイオードを介在させるようにした。
【００７７】
このため、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止することができる。その結果、従来よりも高画質の画像を記録することが可能になり、画像形成装置の記録性能を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施の形態の画像形成装置では、「トナー飛び」を防止する構成として、除電部材用電源の出力端と除電部材との間に整流手段としてダイオードを介在させるだけであるため、低コストで高品質のトナー像を得ることができ、画像形成装置の性能を低コストで向上させることができる。
【００７９】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、トナーと同極性の電圧をバイアスローラに印加する２次転写用電源を具備し、除電部材はバイアスローラと共に像担持体を構成する中間転写ローラと対向する位置に配置するようにしたため、２次転写後の記録紙の裏面で搬送方向に現れる「トナー飛び」現象を確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、除電部材と接地若しくは除電部材用電源との間に整流手段を介在させて、除電部材から用紙裏面に向かってトナーと逆極性の電荷が供給されることを防止し、搬送経路で用紙が帯電し特定の装置構成によって発生する逆電荷の放電による「トナー飛び」という像乱れを防止することができ、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置の開閉扉を開放した構成を示す概略断面図
【図３】本実施の形態に係る画像形成装置の２次転写ユニットを交換する構成を示す概略断面図
【図４】本実施の形態に係る２次転写ユニット近傍の構成を示す概略断面図
【図５】本実施の形態に係る２次転写動作の動作例を示すタイミングチャート
【図６】本実施の形態に係る除電針の一例を示す図
【図７】従来の画像転写部周辺の概略構成を示す図
【図８】従来の記録紙裏面に発生するトナー飛び現象を示す図
【符号の説明】
【００８２】
１  中間転写ベルト
２  バイアスローラ
３  用紙ガイド
４  ２次転写ローラ
５  除電部材
６  整流手段（ダイオード）
７ａ  ２次転写用電源
７ｂ  除電部材用電源
８  記録紙
９  支持ローラ
１０  露光装置
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  感光体ドラム
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ  帯電部材
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ  現像装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ  現像剤ボトル
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ  １次転写部材
１６  駆動ローラ
１７  ベルト清掃ユニット
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ  ドラム清掃部材
１９  給紙カセット
２０  ピックアップローラ
２１  搬送ローラ対
２２  レジストローラ
２３  定着ローラ
２４  加圧ローラ
２５  ２次転写ユニット
２６  開閉扉
２７  ヒンジ
２８  排紙ローラ対
１００  画像形成装置
２００  定着装置
【図１】
2006301272.tif 000004
【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】
2006301272.tif 000009
【図７】
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【図８】
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