(57)【要約】【課題】  記録媒体のトナー汚れをより抑制する。【解決手段】  記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、記録媒体に形成するためのトナー像を担持する像担持体と、記録媒体を像担持体へ案内する転写案内部材と、転写案内部材の近くに配置された金属部材とを具備し、転写案内部材と金属部材との間に電位差が生じるように金属部材に電位が与えられていることを特徴とする。【選択図】図１
2015219300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体に形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記記録媒体を前記像担持体の転写領域へ案内する転写案内部材と、
前記転写案内部材との間に所定の電位差を生じ、前記転写案内部材から電位差により形成される電界の電気力線を前記像担持体と分配する金属部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写案内部材の前記像担持体側の先端と、前記金属部材の前記像担持体側の先端との間の距離は、前記転写案内部材の前記像担持体側の前記先端と前記像担持体との間の距離よりも小さい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】
前記転写案内部材と前記金属部材との間には、前記転写案内部材と前記導電性部材との間を電気的に絶縁する絶縁体が設けられてい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】
前記導電性金属部材は、接地されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
環境状態を検出する環境状態検出手段と、
前記環境状態検出手段の検出結果に基づいて前記導電性部材に電圧を供給する電圧供給手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記環境状態検出手段が常温常湿環境よりも低温低湿の環境を検出した場合には、前記電圧供給手段は、前記転写案内部材と前記導電性部材との間の電位差が前記常温常湿環境の場合の電位差と同じになるような電圧を前記金属部材に供給することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記絶縁体の前記像担持体側の先端は前記転写案内部材の前記像担持体側の前記先端よりも突出して配置されていることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記金属部材の前記像担持体側の前記先端は前記絶縁体の前記像担持体側の前記先端よりも前記像担持体側と反対の方向に離れて配置されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成装置の動作時の前記転写案内部材の電位Ｅ（ｋＶ）とした場合に、前記転写案内部材と前記金属部材との間の前記絶縁体の表面上の最短距離を、Ｅ×０．１（ｍｍ）以上とすることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記金属部材は、前記記録媒体に接触しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一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、搬送される記録媒体を転写領域に案内する転写案内部材を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置にあっては、入力された画像情報を予め一様に帯電した像担持体としての感光体ドラム上に照射することにより得た静電潜像を現像装置から供給されるトナーにより現像する。そして、この感光体ドラム上のトナー像を、転写装置を使用して記録媒体に転写してから加熱定着することにより記録媒体上に画像形成が行われている。
【０００３】
感光体ドラムと転写装置としての転写ローラとから形成される転写領域（転写ニップ）へ記録媒体を搬送する際に、始めに感光体ドラムに記録媒体を接触させることでプレ転写させ、画像品質を向上させることが知られている。しかし、感光体ドラムへの記録媒体の接触位置を極端に感光体ドラムの上流位置にしてしまうと、感光体ドラムへの記録媒体先端の接触角度が大きくなり、接触による衝撃によって、記録媒体や感光体ドラムが振動し、プレ転写する際に画像の乱れが生じるおそれがある。
【０００４】
このように、感光体ドラムへの記録媒体の接触が、画像品質に対し影響を持っていることから、転写案内部材によって記録媒体の感光体ドラムへの接触位置を規定することが多い。この転写案内部材の端部は、感光体ドラムへのガイドとして使用していることから、感光体ドラムの直近に配置される。
【０００５】
ここで、転写領域から転写中の記録媒体を介して転写電流の流れ込みが発生することで転写案内部材が帯電する。さらに、この転写案内部材は搬送される記録媒体と接触するため、搬送される記録媒体による摺擦摩擦で帯電が発生する。
【０００６】
この転写案内部材の帯電によって、感光体ドラムの直近に配置された転写案内部材と感光体ドラムとの間に電位差が生じる。この両部材による電位差により、感光体ドラム上の未転写トナーが転写案内部材に引き付けられ、転写案内部材に付着したトナーが転写案内部材に案内される記録媒体の端部等に付着することで記録媒体トナー汚れ等の画像不良が発生する。
【０００７】
このような感光体ドラムとその近くに配置された部材の電位差による未転写トナーの付着を防止するための手段として、例えば、特許文献１によれば、像担持体と転写手段との転写領域直前の電位差の影響を小さくするため、両部材の間の空間に転写案内部材の先端に設けた誘電体（電気的絶縁体）からなるシート体を挿入して配置することで両部材間の電位差による影響を小さくし、像担持体上の未転写トナーを転写手段に引き付ける電磁力を弱めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３０９２６１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような構成の画像形成装置では、次のような問題がある。
【００１０】
特許文献１に示される技術思想を利用して像担持体と転写案内部材との間に、両部材間の電界を遮断するために誘電体（電気的絶縁体）からなるシート体を挿入して配置すると、配置された誘電体と搬送される記録媒体とが接触するため、接触による摩擦帯電によって誘電体自体が帯電することで感光体ドラムと誘電体との間に電位差が生じ、感光体ドラム上のトナーが誘電体に引き寄せられ、案内面（誘電体）にトナーが付着してしまう。したがって、誘電体と接触する記録媒体のトナー汚れが発生する可能性がある。
【００１１】
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、感光体ドラム上の未転写トナーが感光体ドラムと転写案内部材との間の電位差により生じる電界の電気力線によって転写案内部材に付着することを防止し、記録媒体のトナー汚れ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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体に形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記記録媒体を前記像担持体の転写領域へ案内する転写案内部材と、
前記転写案内部材との間に所定の電位差を生じ、前記転写案内部材から電位差により形成される電界の電気力線を前記像担持体と分配する金属部材と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、記録媒体を像担持体へと案内する転写案内部材の近くに金属部材が設けられている。そして、金属部材は、転写案内部材と金属部材との間に電位差が生じるように構成されている。このため、転写案内部材から電位差により形成される電界の電気力線は像担持体と金属部材とに分配され、転写案内部材と像担持体との間で生ずる電気力線を減らし、像担持体上のトナーが転写案内部材に飛散することを抑制することができる。これにより、転写案内部材の像担持体側の先端部にトナーが付着することによる記録媒体のトナー汚れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態であるプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の画像形成装置の実施形態であるプリンタにおいて、金属部材を設けない場合の転写案内部材及びその周辺の構成を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置の実施形態であるプリンタの転写案内部材からの電界を弱めるための構成を示す図である。
【図４】コロナ放電現象の発生を説明するための平行平板電極からなるキャパシタを示す図である。
【図５】従来例と本発明の実施形態において、金属部材が無い場合及び金属部材を設けた場合の転写案内部材と金属部材との間の電位差ごとの汚れ指数を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態において絶縁シート及び金属部材を設けた場合の転写案内部材と感光体ドラムとの間の電気力線の様子を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態のプリンタの転写案内部材からの電界を弱めるための構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態のプリンタの金属部材の帯電制御をする部分の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態のプリンタの金属部材の帯電制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態の転写案内部材、金属部材、及び感光体ドラムの周りの電界の様子を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態のプリンタにおける転写案内部材、絶縁シート、金属部材、感光体ドラムの位置関係を示す図である。図１１（ｂ）は、比較のために第１実施形態、第２実施形態の場合の構成と同様の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
（プリンタの概略構成）
図１は、本発明の画像形成装置の実施形態であるプリンタの概略構成を示す図である。
【００１７】
同図に示すように、プリンタ１００は、光導電層を有し、トナー像を担持する感光体ドラム１（像担持体）を備えている。感光体ドラム１は、装置本体Ｔによって回転自在に支持されており、矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電ローラ２、レーザスキャナ３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置６が配設されている。
【００１８】
帯電手段としての帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる。露光手段としてのレーザスキャナ３は、静電潜像を形成するために感光体ドラム１にレーザを露光させる。現像手段としての現像装置４は、感光体ドラム１上の静電潜像をトナーにより顕像化する。転写手段としての転写ローラ５は、紙等のシート状の記録媒体Ｐに感光体ドラム１上のトナー画像を転写する。清掃手段としてのクリーニング装置６は、感光体ドラム１上に残留する残留トナーを感光体ドラム１表面に接触するクリーニングブレード６ａによって回収する。
【００１９】
一方、装置本体Ｔの下部には、記録媒体Ｐを収納する給紙カセット７が配置されており、感光体ドラム１の上部には定着装置８が配置されている。そして、装置本体Ｔの背面に画像形成動作等を制御する制御基板９と帯電ローラ２や現像装置４等に高圧を印加する高圧基板１０が配置されている。制御基板９上には、画像形成動作等を実行する指令を出す本体ＣＰＵ９ａ、定着の温度制御等を実行する定着ＣＰＵ９ｂ、およびプログラム等が格納されたメモリ９ｃが搭載されている。なお、高圧基板１０には、帯電ローラ２に帯電電圧を印加する帯電印加素子１０ａと、現像ローラ４ａに現像のための電圧を印加する現像印加素子１０ｂと、転写ローラ５に転写電圧を印加する転写印加素子１０ｃとが設けられている。
【００２０】
プリンタ１００の動作は、制御基板９上の本体ＣＰＵ９ａ、定着ＣＰＵ９ｂがメモリ９ｃから必要なプログラムを読み出して各種制御を実行することによって実現される。
【００２１】
なお、感光体ドラム１と転写ローラ５との間の転写領域である転写ニップの記録媒体搬送方向上流には、記録媒体Ｐを転写ニップに案内する転写案内部材１５が設けられており、転写ニップの記録媒体搬送方向下流には、転写後の記録媒体Ｐの除電を行う除電針１４が設けられている。
【００２２】
（プリンタの概略動作）
次に、上述したプリンタ１００の概略動作について説明する。
【００２３】
まず、高圧基板１０の帯電印加素子１０ａから所定の電圧が帯電ローラ２の金属軸から帯電ローラ２に帯電バイアスとして印加される。これにより、所定の速度で回転駆動している感光体ドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される（本実施形態においては、−５００〜−８００Ｖ）。
【００２４】
そして、帯電後の感光体ドラム１は、その表面に対し露光手段であるレーザスキャナ３によって画像情報に基づいて画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００２５】
露光によって形成された感光体ドラム１上の静電潜像は現像装置４によって現像される。現像装置４は、感光体ドラム１に対向する現像ローラ４ａを有しており、この現像ローラ４ａに高圧基板１０の現像印加素子１０ｂから所定の現像バイアスが印加され、感光体ドラム１上の静電潜像に現像ローラ４ａからトナーが供給されて、トナー像として現像（顕像化）する。
【００２６】
感光体ドラム１上に現像されたトナー像は感光体ドラム１の回転駆動によって転写ローラ５が接触する転写領域に回転移動し、このタイミングに合わせて給紙カセット７に収納されている記録媒体Ｐが、転写領域（転写ニップ）に搬送される。そして、転写ニップに記録媒体Ｐが搬送されるタイミングで高圧基板１０の転写印加素子１０ｃから転写ローラ５に現像剤と逆極性の所定の電圧が印加される。これにより感光体ドラム１上のトナー像が記録媒体Ｐに順次静電的に転写される。本実施形態においてはトナーがマイナス極性なので、その逆極性に当たるプラスの直流電圧(＋２０００Ｖ)を転写ローラ５に印加している。
【００２７】
トナー像が記録媒体Ｐに静電的に転写された直後の記録媒体Ｐは強帯電（本実施形態において転写電圧はプラスを印加しているため、記録媒体Ｐの帯電極性はプラス帯電となる）する。その時、転写領域における感光体ドラム１は、転写機構の電圧の逆極性に一様に帯電しているため、記録媒体Ｐは静電吸着し、記録媒体Ｐは感光体ドラム１への貼り付きが発生する。記録媒体Ｐと感光体ドラム１との静電吸着を、除電針１４で転写機構との逆バイアスを印加（本実施形態においては転写機構がプラス極性なので、その逆極性に当たるマイナスの直流電圧(−１３００ＫＶ)を除電のために印加する。これにより、記録媒体Ｐの帯電を順次除去し、静電的に感光体ドラム１と記録媒体Ｐとを分離する。
【００２８】
定着装置８には、内部に加熱部材１３が設けられている定着部材１２とその定着部材１２に圧接する加圧部材１１との間に記録媒体Ｐを挟持することで、熱と圧力により記録媒体Ｐの定着が行われる。
【００２９】
一方、記録媒体Ｐに転写されないで感光体ドラム１表面に残留したトナーがクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって感光体ドラム１表面からかき取られ除去される。
【００３０】
（転写案内部材の構成）
次に、転写案内部材１５の構成について説明する。
【００３１】
図２は、転写案内部材１５及びその周辺の構成を示す図である。
【００３２】
記録媒体Ｐは、転写ニップへと搬送される際、感光体ドラム１と転写ローラ５とのニップ接線に対し、感光体ドラム１側から転写ニップへ搬送される。これにより、プレ転写させ、尾引きなどによる画像問題の発生を防止し、画像品質を向上させている。
【００３３】
しかし、記録媒体Ｐが感光体ドラム１と転写ローラ５とのニップ接線に対し、上述したように極端に感光体ドラム１側へ搬送させてしまうと、感光体ドラム１への記録媒体Ｐの接触の際の衝撃によって、記録媒体Ｐや感光体ドラム１が振動し、画像の乱れが生じるおそれがある。このため、記録媒体Ｐを案内する転写案内部材１５によって記録媒体Ｐの感光体ドラム１への接触位置を規定することが多い。本実施形態において転写ニップのニップ接線に対し、感光体ドラム１側から記録媒体Ｐを搬送させ、記録媒体Ｐの感光体ドラム１への接触位置を規定するため、転写案内部材１５の配置位置は感光体ドラム１に対し、４ｍｍ離れた位置に配置している。
【００３４】
なお、転写案内部材１５と感光体ドラム１との距離は感光体ドラム１への記録媒体Ｐの接触位置が規制できる位置であれば４ｍｍの離間位置に限定する必要は無い。
【００３５】
ここで、転写案内部材１５は感光体ドラム１と転写ローラ５との転写ニップの近くに配置されおり、記録媒体を介して転写ローラ５から転写電流の流れ込みを防止するために転写案内部材１５はバリスタ２０を介して接地する構成をとっている。
【００３６】
バリスタ２０は、両端子間の電圧が低い場合には電気抵抗が高いが、所定値以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が低くなる性質を持つ。このため、転写案内部材１５をバリスタ２０を介して接地することにより、転写出力の流れ込みを制御して転写不足の画像不良の発生を防止するともに転写案内部材１５の帯電量を一定に制限する。すなわち、転写電流の流れ込みの影響によって転写案内部材１５はプラスに帯電（本実施形態においては、転写案内部材１５の帯電量は＋３００Ｖ）する。
【００３７】
なお、本実施形態において、転写案内部材１５の材質をＳＵＳ材としているが、その他金属部材、モールド部材でも、感光体ドラム１への記録媒体の接触位置を規定できる転写案内部材１５であれば好適に用いることが出来る。また、転写案内部材１５の材質によりバリスタ２０の代わりに抵抗、コンデンサ、ツェナーダイオードを用いることも可能である。
【００３８】
転写案内部材１５がプラスに帯電（本実施形態において、転写案内部材１５の帯電量＋３００Ｖ）したとき、感光体ドラム１（Ｖｄ：−６００Ｖ）との電位差が生じることで電界が生じる。この時、電気力線２００が転写案内部材１５から感光体ドラム１へと形成され、感光体ドラム１上のトナー２０１は転写案内部材１５に静電的に引き付けられる。結果として、転写案内部材１５の先端部にトナー２０１が付着し、このトナー２０１が転写案内部材１５と接触する記録媒体Ｐに付着することで記録媒体Ｐのトナー汚れが発生する。
【００３９】
転写案内部材１５のトナー付着は、転写案内部材１５と感光体ドラム１との距離が近いほど転写案内部材１５と感光体ドラム１との電界が強くなるため顕著に発生する。
【００４０】
本現象回避のため、転写案内部材１５と感光体ドラム１との距離を離し、転写案内部材１５と感光体ドラム１との電界を弱くするといった解決策を検討した。しかし、感光体ドラム１への記録媒体Ｐ先端の接触位置が、画像品質に対し非常に重要な構成であることから、転写案内部材１５の位置変更は困難である。このため転写案内部材１５の位置を変更せずに転写案内部材から感光体ドラム１への電界を弱めることを検討した。
【００４１】
（転写案内部材からの電界を弱めるための構成）
図３は、転写案内部材１５からの電界を弱めるための構成を示す図である。
【００４２】
同図に示すように、転写案内部材１５の記録媒体案内面の裏面には、絶縁シート１６（絶縁体）が設けられており、絶縁シート１６の転写案内部材１５と反対の面には、転写案内部材１５との間に電界を形成するための電界形成手段として金属部材１７（導電性部材、金属性の部材）が設けられている。すなわち、金属部材１７は、転写案内部材１５の近くに配置されている。但し、金属部材１７は搬送される記録媒体と接触しない位置に配置した方が良い。記録媒体と接触すると摺擦帯電したり、転写中の記録媒体を介して転写電流が流れたりするおそれが有るからである。
【００４３】
本実施形態において感光体ドラム１への記録媒体Ｐの接触位置を規定するための転写案内部材１５の配置位置は、感光体ドラム１に対し４ｍｍ離れた位置に配置している。
【００４４】
転写案内部材１５がプラスに帯電（本実施形態において、転写案内部材帯電量＋３００Ｖ）し、感光体ドラム（Ｖｄ：−６００Ｖ）との電位差によって電界が生じようとするとき、転写案内部材１５と感光体ドラム１との距離よりも、転写案内部材１５に近い位置に電界形成手段としての金属部材１７を配置している。そして、金属部材１７は、接地（電気的に０Ｖ）されている。本実施形態では、金属部材１７として抵抗１Ｅ＋０２Ω以下、厚み１．０ｍｍのアルミシートを採用している。この金属部材１７により転写案内部材１５と感光体ドラム１間で形成される電界の強さを軽減する。
【００４５】
なお、仮に、金属部材１７を金属ではない一定以上の抵抗値を持つ導電性部材を用いた場合には、以下の不具合がある。例えば、１Ｅ＋０２Ω以上の抵抗である除電布を用いた場合、除電布のケバによる集中電界が発生し、電気力線が一様に形成されず、ガイド汚れ防止効果が均一に働かないおそれが有る。また、１Ｅ＋０２Ω以上の導電性部材を用いたとき、低温低湿環境などの低温環境下での温度特性の影響によって導電性部材の抵抗が増し、電気力線の形成が減少することにより転写案内部材１５のトナー付着防止効果の減少といった問題が生じるおそれが有る。更に、導電性部材内の抵抗ムラによって電気力線が長手方向（記録媒体Ｐが搬送される方向と直交する方向）に渡り一様に形成されず、ガイド汚れの防止効果が均一に働かないおそれが有る。すなわち、導電性部材が一定以上の抵抗値を持つと、この抵抗のために電気力線が一様に形成されないなどの現象が生じ、汚れ防止効果が不十分となる可能性がある。従って、抵抗値が小さくて抵抗値にムラが無く全域で安定している金属部材での実施形態が望ましい。
【００４６】
以上の説明のように、金属部材１７には、金属部材１７と転写案内部材１５との間に電位差が生じるように構成されている。そして、この電位差により転写案内部材１５と金属部材１７との間に生ずる電界により電気力線が発生するので、転写案内部材１５から電位差により形成される電界の電気力線は感光体ドラム１と金属部材１７に分配されるため、転写案内部材１５と感光体ドラム１との間に生ずる電界が軽減され電気力線が減少する。
【００４７】
本実施形態においては、感光体ドラム１と転写案内部材１５との間の距離４ｍｍよりも短い距離である０．６ｍｍだけ転写案内部材１５から離れた位置に電界形成手段としての金属部材１７を配置している。本実施形態のように、感光体ドラム１と転写案内部材１５との距離よりも転写案内部材１５と金属部材１７との距離を小さくすることが必要である。すなわち、転写案内部材１５の感光体ドラム１側（像担持体側）の先端と、金属部材１７の感光体ドラム１側の先端との間の距離は、転写案内部材１５の感光体ドラム１側の先端と感光体ドラム１との間の距離よりも小さい。
【００４８】
図３に示すように、金属部材１７を配置するために、転写案内部材１５の記録媒体Ｐの搬送面（案内面）と反対側の面に絶縁シート１６を転写案内部材１５の感光体ドラム１側のエッジよりも１．０ｍｍ突き出た位置に貼り付ける。そして、絶縁シート１６上にさらに、絶縁シート１６の感光体ドラム１側のエッジよりも１．０ｍｍ下げた位置に接地された金属部材１７を貼り付ける。本実施形態では、絶縁シート１６として、抵抗が１Ｅ＋１０Ω以上で厚みが０．６ｍｍのルミラーシートを採用している。絶縁シート１６により転写案内部材１５と金属部材１７とは電気的に絶縁された状態である。
【００４９】
次に、転写案内部材１５と金属部材１７の配置について説明する。上述したように、転写案内部材１５と金属部材１７との電位差を生じさせることで電界を形成させ、転写案内部材１５と感光体ドラム１との電界による電気力線を軽減させることによって転写案内部材１５のトナー付着を防止させている。しかしながら、転写案内部材１５から金属部材１７へ放電しないような位置に配置する必要がある。この場合、転写案内部材１５と金属部材１７との間の最大電位差から転写案内部材１５と金属部材１７との最短沿面距離を決定することが望ましい。まず、電位差と放電を開始する距離について平行平板電極からなるキャパシタを用いた例で詳細を説明する。
【００５０】
図４は平行平板電極からなるキャパシタを示している。上部電極３０１は電圧Ｖが印加されており、下部電極３０２は接地されている。上部電極３０１と下部電極３０２と間には距離ｄのギャップ３０３が設けられており、ギャップ３０３には空気等の気体が存在する。このような構成のキャパシタにおいて、印加電圧Ｖがある電圧Ｖｓ以上になると、ギャップ３０３内においてコロナ放電現象が発生する。
【００５１】
気体が空気の場合は、放電開始電圧Ｖｓが最小となる積ｐｄの値は０．５７となる。すなわち、大気圧（７６０ｔｏｒｒ条件）では、電極間距離ｄが約７．５μｍの場合において、最小放電開始電圧（Ｖｓmin）は約３３０Ｖとなる。したがって、電極間距離ｄが７．５μｍ以下のギャップでは放電が生じない。その理由は、放電のきっかけを作る初期電子がほとんど衝突することなく対向電極に達してしまい、電子のなだれ現象が発生しにくくなるため放電は起こらず、絶縁破壊電圧が増大するためとされている。また、電極間距離ｄが０．０１ｍｍ〜１ｍｍまでのギャップにおいては、放電開始電圧Ｖｓと電極間距離ｄとは比例関係が成り立ち、Ｖｓ＝ｋｄが成り立つとされている。ここで、ｋは定数である。しかし、電極間距離ｄが１ｍｍ以上になると、放電開始電圧Ｖｓは直線的な増加を示さなくなり、Ｖｓ＝ｋｄaが成り立つとされている。ここで、ａは定数である。このように、放電開始電圧Ｖｓと電極間距離ｄとの間には様々な関係式があり、特に数μｍオーダーの電極間距離ｄでは放電が発生しないとされていた。
【００５２】
しかしながら、電極間距離ｄが７．５μｍ以下のギャップにおいても放電現象が観察され、この放電により絶縁膜の破壊や配線の溶融現象が観察されるという問題が発生した。また、マイクロマシン等の配線構造において、実平面での電極間距離と放電との関係から、印加電圧や配線間距離を規定し配線構造を配置する方法は今までに存在しなかった。
【００５３】
一般的な経験則としては、必要とされる気体や気体圧力でのパッシェン曲線Ｖp（ｄ）から、配線間距離をパッシェン最小距離の２倍未満の値に設置することが望ましいとされていた。その理由は、ガス降伏の発生を伴うことなく、または過度に高い動作電圧の必要性を伴うことなく、実質的な静電力の形成を保障するためである。
【００５４】
以上のような電極間距離と放電する電位差の関係を考慮に入れ、転写案内部材１７から金属部材１７へ放電しない転写案内部材１５と金属部材１７との間の沿面距離を求めると以下のとおりとなる。すなわち、本実施形態において、転写案内部材１５の帯電量（＋３００Ｖ）と金属部材１７の帯電量（接地のため０Ｖ）と大気圧（７６０ｔｏｒｒ条件）環境から、沿面距離１．０ｍｍ以上の距離に配置することで転写案内部材１５と金属部材１７との放電現象が防止できる。つまり、転写出力が転写案内部材１５へ流れ、転写案内部材１５と金属部材１７間で放電現象が発生することで発生する転写出力不足による画像不良を防止できる。
【００５５】
また、プリンタ１００の動作時の転写案内部材１５の電位がＥ（ｋＶ）であれば、転写案内部材１５と金属部材１７との最短沿面距離がＥ×０．１（ｍｍ）以上となるようにすると、金属部材１７と転写案内部材１５との間で放電が生じない。このため、このような最短沿面距離（表面上の最短距離）を設ける必要がある。なお、転写案内部材１５の電位Ｅは、高速表面電位計を用い、プローブにより検出することができる。
【００５６】
（トナー汚れに対する効果）
本実施形態においての転写案内部材１５の感光体ドラム１側の先端部のトナー付着に対する効果メカニズムについて説明する。
【００５７】
図２に示すように、金属部材１７を設ける前は、転写案内部材１５がプラスに帯電（本実施形態において、転写案内部材帯電量＋３００Ｖ）したとき、感光体ドラム１（Ｖｄ：−６００Ｖ）との電位差が生じることで電界が生じる。この時、電気力線２００が転写案内部材１５から感光体ドラム１へと形成され、感光体ドラム１上のトナー２０１は転写案内部材１５に静電的に引き付けられる。結果として、転写案内部材１５の先端部にトナー２０１が付着し、転写案内部材１５と接触する記録媒体Ｐに転写案内部材１５の先端部のトナー２０１が付着することで記録媒体Ｐのトナー汚れが発生する。
【００５８】
図５は、金属部材１７が無い場合及び金属部材１７を設けた場合の転写案内部材１５と金属部材１７との間の電位差ごとの汚れ指数（記録媒体Ｐの端部（コバ）を反射濃度で測定した紙コバ濃度）を示すグラフである。
【００５９】
同図に示すように、金属部材１７が無い場合には、０．４０程度の汚れが発生した。
【００６０】
図６は絶縁シート１６及び金属部材１７を設けた場合の転写案内部材１５と感光体ドラム１との間の電気力線２００ａの様子を示す図である。
【００６１】
同図に示すように、接地（電気的に０Ｖ）された金属部材１７を、感光体ドラム１よりも転写案内部材１５に近い位置に配置することで、転写案内部材１５と金属部材１７とに電位差（３００Ｖ）が生じ、電界が生じる。この時、電気力線が転写案内部材１５から金属部材１７へと形成され、転写案内部材１５から感光体ドラム１へと形成されていた電気力線が減少する。転写案内部材１５から感光体ドラム１へと形成されていた電気力線が減少することによって、感光体ドラム１上のトナー２０１を転写案内部材１５へ静電的に引き付ける力が減少する。このため、転写案内部材１５の先端部に付着するトナー量が減少し、記録媒体Ｐのトナー汚れを抑制することができる。
【００６２】
また、図５に示すように、コバ汚れ指数では、０．１８程度まで汚れが改善できた（転写案内部材と金属部材との電位差３００Ｖ参照）。
【００６３】
転写案内部材１５と金属部材１７との電位差によって転写案内部材１５の先端部へのトナー付着を防止している構成であるため、耐久によっての効果劣化といった問題は発生しない。
【００６４】
金属部材１７を配置するため、図３に示すように転写案内部材１５の記録媒体Ｐが搬送される面と反対側の面に絶縁シート１６を転写案内部材１５の感光体ドラム１側のエッジよりも１．０ｍｍ突き出た位置に貼り付ける。そして、絶縁シート１６上にさらに、絶縁シート１６の感光体ドラム１側のエッジよりも１．０ｍｍ下がった位置（離間した位置）に接地された金属部材１７を貼り付ける。これにより、転写案内部材１５と金属部材１７との間に電位差を生じさせて電界を作り、転写案内部材１５から金属部材１７への電気力線を形成することで転写案内部材１５から感光体ドラム１へと形成されていた電気力線を減らす。このため、転写案内部材１５の先端部に付着するトナー量を減少させ、記録媒体Ｐのトナー汚れを抑制することが可能である。
【００６５】
コバ汚れ指数として金属部材１７を設ける前では、コバ汚れ指数０．４０であるのに対し、金属部材１７等を設けた後は、コバ汚れ指数０．１８程度まで汚れが削減された。さらに、耐久による効果劣化といった問題が発生しない。
【００６６】
また、図６に示すように、絶縁シート１６は、転写案内部材１５よりも感光体ドラム１側に突出して設けているので、飛散したトナー２０１が転写案内部材１５に付着するのを防ぐという効果もある。
【００６７】
ここで、導電性部材は、搬送される記録媒体とは接触しない位置であることが望ましい。記録媒体と接触すると転写中の記録媒体を介して転写電流が流れるおそれが有るからである。
【００６８】
なお、本実施形態では絶縁シート１６を転写案内部材１５あるいは金属部材１７よりも突出させているが、転写案内部材１５と金属部材１７との間に電位差が生じ、放電が生じず、両者間の電界が転写案内部材１５と感光体ドラム１間の電界よりも強くなる構成を満足できれば絶縁シート１６の突出量に制限は無い。
【００６９】
また、本実施形態では金属部材１７を絶縁シート１６を介して転写案内部材１５に固定しているが、少なくとも転写案内部材１５と金属部材１７との間に所定の電位差が生じれば金属部材１７と転写案内部材１５は所定距離離間しても良い。
【００７０】
＜第２実施形態＞
次に本発明の画像形成装置の他の実施形態のプリンタについて説明する。本実施形態のプリンタの基本的構成は、第１実施形態の構成と同一であるので、その説明を省略し、以下に第１実施形態の構成と異なる部分について説明する。また、第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
図７は、本実施形態のプリンタの転写案内部材から感光体ドラム１への電界を弱めるための構成を示す図である。
【００７２】
本実施形態において感光体ドラム１への記録媒体Ｐの接触位置を規定するための転写案内部材１１５の配置位置は、感光体ドラム１に対し４ｍｍ離れた位置に配置する。そして、感光体ドラム１（Ｖｄ：−６００Ｖ）と転写案内部材１１５（帯電量＋３００Ｖ）との間の電位差（９００Ｖ）を有する。
【００７３】
転写案内部材１１５がプラスに帯電（本実施形態においては、転写案内部材１１５の帯電量は、＋３００Ｖ）し、感光体ドラム１（Ｖｄ：−６００Ｖ）との電位差が生じることで電界が生じた時、電気力線が転写案内部材１１５から感光体ドラム１へと形成される。
【００７４】
電気力線の影響により感光体ドラム１上のトナー２０１が転写案内部材１１５に静電的に引き付けられる影響を緩和するために、金属部材１１７を設ける。金属部材１１７は、転写案内部材１１５と異なる帯電量となるように電位が与えられており、感光体ドラム１よりも転写案内部材１１５に近い位置に配置される。第１実施形態では、金属部材１１７は接地されていたのに対し、本実施形態では、金属部材１１７には、金属部材高圧印加手段３０により負極性の電圧が印加され、金属部材１１７は、転写案内部材１１５に対して第１実施形態に比べ、大きな電位差となっている。
【００７５】
なお、本実施形態では、電気力線が転写案内部材１１５から金属部材１１７へと形成されているが、電気力線が、逆に金属部材１１７から転写案内部材１１５へと形成されたとしても結果として、転写案内部材１１５と感光体ドラム１との間で形成される電気力線本数は軽減する。この場合には、金属部材高圧印加手段３０から出力さるのは負極で無くとも良く、規定の電位差が形成されるように電圧が印加されていればよい。
【００７６】
本実施形態では、金属部材１１７は、抵抗値が１Ｅ＋０２Ω以下で厚みが１．０ｍｍのアルミシートを採用した。この金属部材１１７により、転写案内部材１１５と感光体ドラム１間で形成される電界を軽減する。転写案内部材１１５と金属部材１１７との間の電位差が大きいほど、転写案内部材１１５と金属部材１１７との間の電界は強くなるため、転写案内部材１１５と感光体ドラム１との間で形成される電界をより効果的に軽減できる。
【００７７】
第１実施形態で説明したように転写案内部材１１５と金属部材１１７の最大電位差から転写案内部材１１５と金属部材１１７との最短沿面距離を決定することが望ましい。
【００７８】
次に、金属部材１１７の帯電制御をする部分の構成について説明する。
【００７９】
図８は金属部材１１７の帯電制御をする部分の構成を示すブロック図である。
【００８０】
同図に示すように、高圧基板１０には、金属部材トランス１０ｄが設けられており、金属部材１１７に印加するための高圧が生成される。一方、環境検知センサ４０（環境状態検出手段）は、プリンタ１００内の温度及び湿度を検出する。さらに、本体ＣＰＵ１０には、金属部材高圧印加手段３０（電圧供給手段）が設けられており、この金属部材高圧印加手段３０により環境検知センサ４０の検出結果に基づいて金属部材１１７に印加する電圧が制御される。
【００８１】
次に、金属部材１１７の帯電制御について説明する。
【００８２】
図９は、金属部材１１７の帯電制御を示すフローチャートである。このフローチャートの動作は、本体ＣＰＵ１０によって行われる。
【００８３】
ユーザによってコピーキーＯＮもしくは、プリントＪＯＢを受信すると（ステップＳ９０１）、イニシャル動作実施（ステップＳ９０２）の後、装置本体Ｔの内部に設置されている環境検知センサ４０によって環境検知を実施する（ステップＳ９０３）。環境検知センサ４０の検知結果が２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．未満の場合（通常よりも低温低湿の場合）には（ステップＳ９０４）、金属部材高圧印加手段３０は、−３００Ｖを金属部材１１７に出力する（ステップＳ９０５）。
【００８４】
一方、環境検知センサ４０の検知結果が２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．未満ではない場合（通常の場合）には（ステップＳ９０４）、金属部材高圧印加手段３０は、−６００Ｖを金属部材１１７に出力する（ステップＳ９０６）。
【００８５】
その後、いずれの場合も印字動作を実行し（ステップＳ９０７）、印字終了する（ステップＳ９０８）。なお、トナーと同極性の直流電圧である金属部材１１７の印加電圧出力値は制御基板９にあらかじめ記録されている出力テーブルを参照し決定する。
【００８６】
なお、金属部材高圧印加手段３０による金属部材１１７への電圧の印加は、印字動作終了まで続けられる。そして、記録媒体Ｐが装置本体Ｔから排紙されると印字動作と金属部材１１７への高圧印加を終了する。
【００８７】
（効果）
本実施形態においてのガイド汚れに対する効果について説明する。
【００８８】
図１０は、本実施形態の金属部材１１７及び金属部材高圧印加手段３０を設けた場合の転写案内部材１１５、金属部材１１７、及び感光体ドラム１の周りの電界の様子を示す図である。
【００８９】
同図に示すように本実施形態の金属部材１１７を配置することで、転写案内部材１１５と金属部材１１７との電位差（９００Ｖ）が生じることで電界が生じる。この時、電気力線２００が転写案内部材１１５から金属部材１１７へと形成され、転写案内部材１１５から感光体ドラム１へと形成されていた電界が減少する。転写案内部材１１５から感光体ドラム１へと形成されていた電界が減少することによって、感光体ドラム１上のトナー２０１の転写案内部材１１５への静電的に引き付ける力が減少し、転写案内部材１１５の先端部に付着するトナー２０１のトナー量が減少する。また、コバ汚れ指数では、０．１０程度まで汚れが改善する（図５、転写案内部材と金属部材との電位差９００Ｖ参照）。
【００９０】
本実施形態では、低温低湿環境（２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．未満）での金属部材１１７に印加する出力値と低温低湿環境以外（２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．以上）での金属部材１１７に印加する出力値を変更している。これは、低温低湿環境下での転写出力値は転写最適出力値の観点から常温常湿環境下もしくは、高温高湿環境下よりも高めに出力することが多いためである。このとき、転写ローラ５から転写案内部材１１５へ流れ込む電流量が多くなり、転写案内部材１１５の帯電量が多くなる。すなわち、転写案内部材１１５と金属部材１１７との最適な電位差を保つために金属部材高圧印加手段３０の出力値を変えることで感光体ドラム１と転写案内部材１１５との間の電界の強さができるだけ一定となるように制御できる。
【００９１】
なお、本実施形態では、低温低湿環境（２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．未満）と、低温低湿環境以外（２．１ｇ／ｋｇＤ．Ａ．以上）の２段階で金属部材高圧印加手段３０の出力値を変えるようにしたが、３段階以上の多段階としても良い。また、温度や湿度のどちらか一方のみの値に基づいて出力値を変更するようにしても良い。
【００９２】
また、転写案内部材１１５と金属部材１１７との電位差によって転写案内部材１１５の先端部へのトナー付着を防止している構成であるため、耐久によっての効果劣化といった問題は発生しない。
【００９３】
以上まとめると、図１０に示すように、金属部材１１７を配置するため、転写案内部材１１５の記録媒体Ｐが搬送される面と反対側の面に絶縁シート１１６を転写案内部材１１５の感光体ドラム１の側のエッジよりも突き出た位置に貼り付ける。そして、絶縁シート１１６上にさらに、絶縁シート１１６の感光体ドラム１の側のエッジよりも下がった位置に金属部材１１７を貼り付ける。金属部材１１７には、金属部材高圧印加手段３０が接続され電圧が供給される。
【００９４】
転写案内部材１１５と金属部材１１７との間で電位差を生じさせ電界を作り、転写案内部材１１５から感光体ドラム１へと形成されていた電気力を減らし、転写案内部材１１５の感光体ドラム１側先端部に付着するトナー量を減少させ、記録媒体Ｐのトナー汚れを防止できる。コバ汚れ指数として本案件実施前コバ汚れ指数０．４０に対し、本案件実施後コバ汚れ指数０．１０程度まで汚れが改善する（図５参照）。また、耐久による効果劣化といった問題が発生しない効果を持つ。
【００９５】
さらに、金属部材高圧印加手段３０が出力する電圧は、環境検知センサ４０によって検知された環境状態によって変化する。このため、環境状態が変化しても転写案内部材１１５と金属部材１１７との最適な電圧差を保つように金属部材高圧印加手段３０の出力値を変えることで感光体ドラム１と転写案内部材１１５との間の電界の強さをなるべく一定にするように制御できる。
【００９６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置のさらに他の実施形態のプリンタについて説明する。本実施形態のプリンタの基本的構成は、第１実施形態又は第２実施形態の構成と同一であるので、その説明を省略し、以下に第１実施形態又は第２実施形態の構成と異なる部分について説明する。また、第１実施形態又は第２実施形態と同一の部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９７】
図１１（ａ）は、本実施形態における転写案内部材２１５、絶縁シート２１６、金属部材２１７、感光体ドラム１の位置関係を示す図である。
【００９８】
同図に示すように、転写案内部材２１５と絶縁シート２１６の感光体ドラム１側の面は、段差がないように配置されている。そして、金属部材２１７は、絶縁シート２１６の感光体ドラム１側の面から２ｍｍだけ、下がった位置に設けられている。また、絶縁シート２１６の厚さは０．６ｍｍである。このため、転写案内部材２１５と絶縁シート２１６との間の沿面距離は、２．６ｍｍとなっている。なお、金属部材２１７は、第１実施形態と同様に直接、接地しても良いし、第２実施形態と同様に、金属部材高圧印加手段３０により金属部材２１７に電圧を印加するようにしても良い。
【００９９】
このような構成にすることで、転写案内部材２１５と金属部材２１７との間に電位差を生じさせて電界を作り、転写案内部材２１５から感光体ドラム１へと形成されていた電気力線を減らす。このため、転写案内部材２１５の先端部に付着するトナー量を減少させ、記録媒体Ｐのトナー汚れを抑制することが可能である。
【０１００】
図１１（ｂ）は、比較のために第１実施形態、第２実施形態の場合の構成と同様の配置を示す図である。この構成においても、転写案内部材１５と金属部材１７との間の沿面距離は、２．６ｍｍである。
【０１０１】
転写案内部材１５の先端位置は、画質に対して非常に重要である。このため、図１１(ａ）と図１１（ｂ）とで転写案内部材１５の先端の位置が感光体ドラム１に対して同じ位置にあるとすると、絶縁シート２１６が転写案内部材２１５より突出していない図１１(ａ）に示す本実施形態の場合の方が、沿面距離の関係から金属部材２１７を感光体ドラム１からより離れた位置に配置する必要がある。
【０１０２】
この場合には、図１１(ａ）に示す転写案内部材２１５と金属部材２１７との間の電界と、図１１（ｂ）に示す転写案内部材１５と金属部材１７との間の電界は、同じ強さである。一方、図１１(ａ）に示す金属部材２１７と感光体ドラム１との間の電界は、図１１（ｂ）に示す金属部材１７と感光体ドラム１との間の電界よりも弱い。このため、図１１（ａ）に示す転写案内部材２１５と感光体ドラム１との間の電界は、図１１（ｂ）に示す転写案内部材１５と感光体ドラム１との間の電界よりも強くない。このため、図１１(ａ）に示す本実施形態の場合よりも、図１１（ｂ）に示す第１実施形態、第２実施形態の方が、感光体ドラム１の表面のトナーが転写案内部材１５に付着することを防止する効果は大きい。但し、他部品との干渉関係で絶縁シート１６を転写案内部材１５より突出できない場合は図１１(ａ）に示す構成でも転写案内部材１５の先端部に付着するトナー量を減少する効果がある。
【符号の説明】
【０１０３】
１…感光体ドラム
５…転写ローラ
１５、１１５、２１５…転写案内部材
１６、１１６、２１６…絶縁シート
１７、１１７、２１７…金属部材
３０…金属部材高圧印加手段
４０…環境検知センサ
１００…プリンタ
Ｐ…記録媒体
Ｔ…装置本体
【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】
2015219300.tif 000009
【図８】
2015219300.tif 000010
【図９】
2015219300.tif 000011
【図１０】
2015219300.tif 000012
【図１１】
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