(57)【要約】【課題】簡単な構成で転写後の腰の弱い薄紙の記録材を除電し、転写体側への巻き付きを防止し、高画質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置において、転写ローラと転写体との間に転写バイアスを印加し、転写体から記録材にトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写された記録材に前記転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを印加する除電部材と、前記記録材が薄紙の時、前記記録材の先端領域のみ通常より高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では通常の除電バイアスを印加するように前記除電部材の出力を制御する除電バイアス制御手段を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写ローラと転写体との間に転写バイアスを印加し、転写体から記録材にトナー像を転写する転写手段と、トナー像が転写された記録材に前記転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを印加する除電部材と、前記記録材が薄紙の時、前記記録材の先端領域のみ通常より高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では通常の除電バイアスを印加するように前記除電部材の出力を制御する除電バイアス制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電部材の転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくす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】
前記除電部材と記録材との距離を転写部軸方向の両端部からの距離が中央部からの距離より短くし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくす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】
前記除電部材の転写部軸方向の両端部の抵抗を中央部の抵抗より小さくし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくす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５】
前記除電部材を除電布とし、前記除電布の貼り付け面積を転写部軸方向の両端部の貼り付け面積が中央部の貼り付け面積より大きくし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくす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６】
前記除電バイアス制御手段は、前記除電部材を転写部軸方向に３分割し、両端部に相当する除電部材のみに通常より高い除電バイアスを印加するように制御す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７】
前記除電バイアス制御手段は、両面印刷時の場合、２面目のみ前記請求項１〜６のいずれかの制御を実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
温湿度を検出するセンサを備え、前記除電バイアス制御手段が、前記センサの情報に基づいて前記除電部材に印加する除電バイアスを制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
薄紙時の除電バイアスの制御を記憶手段に記憶させ薄紙モードを予め設定しておくことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
転写ローラと転写体との間に転写バイアスを印加し、転写体から記録材にトナー像を転写し、トナー像が転写された記録材に前記転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを印加し、前記記録材が薄紙の時、前記記録材の先端領域のみ通常より高い除電バイアスを印加することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いて紙等の記録材に画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、特に、転写体から記録材に転写バイアスを印加しトナー像を転写する転写手段を備えた画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写部で未定着トナー像が転写された記録材は、帯電しており、この帯電を放置すると、その後の記録材の円滑な搬送が阻害される等の不具合が生じるので、記録材を除電する必要がある。そのため、転写ローラの下流側に近接して除電布、除電針、コロナ放電器等の除電部材が設けられ、転写部で印加された転写バイアスと逆極性の除電バイアスを記録材に印加して除電することが実施されている。
【０００３】
特開２００６−２３５０９７号公報には、記録材の帯電を除電するための除電部を設け、記録材が除電部への到達位置から通過位置に達するまで所定の第１絶対値を有する除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段を備え、前記除電バイアス印加手段が除電の開始前および終了後のうちのすくなくとも一方において、前記第１絶対値より小さい第２絶対値を有する除電バイアスを印加するようにした画像形成装置が開示されている。また、特開２００２−７２７１５号公報には、転写部に記録材を除電する除電部材を設け、前記除電部材へ除電バイアスを印加する際、前記記録材に印加する転写バイアスの制御方法を変更するようにした画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２３５０９７号公報
【特許文献２】特開２００２−７２７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像形成装置の転写手段においては、薄紙（坪量６４ｇ／ｍ２紙以下をいう。）を転写する際の配慮が不十分である。一般的に転写ローラの形状がストレート形状の場合、転写ローラの撓みにより、軸方向の端部のニップ幅が中央部のニップ幅より大きくなり、転写部での端部で電流が流れやすくなり、端部の記録材の帯電が上がり、除電部材の除電能力が転写部の軸方向で均一であると、記録材の端部の除電が不十分となり、記録材が静電気力により転写体に巻き付く方向の力が発生する。また、転写部を通過する記録材の軸方向の端部では自由端であるため端部での記録材の腰が弱くなり記録材の端部は転写体に巻き付きやすくなるという問題が発生する。特に記録材が薄紙の場合はそのリスクが大きく、紙先端が巻き付くとそのまま転写体に張り付いてジャム発生となる。従来技術のように、転写部通過後の記録材の軸方向の全ての除電能力を大きくして、転写体側への巻き付きを防止すると、記録材の帯電が少なくなりすぎ、トナーを記録材に引きつける力が弱くなり画像がぼけるという問題と、消費電力が多くなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決する、簡単な構成で転写後の腰の弱い薄紙の記録材を除電し、転写体側への巻き付きを防止し、高画質の画像を形成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】
【０００６】
本第１発明は、前記課題を解決するために、画像形成装置において、転写ローラと転写体との間に転写バイアスを印加し、転写体から記録材にトナー像を転写する転写手段と、トナー像が転写された記録材に前記転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを印加する除電部材と、前記記録材が薄紙の時、前記記録材の先端領域のみ通常より高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では通常の除電バイアスを印加するように前記除電部材の出力を制御する除電バイアス制御手段を備えることを特徴とする。記録材の先端にのみ通常より高い除電バイアスを印加することで、除電部材の劣化（紙粉付着）を最小限に抑えながら、薄紙のジャム発生を軽減することができる。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記除電部材の転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくすることを特徴とする。転写ローラの撓み、転写ローラの軸方向の押し付け力の軸方向の部分毎の不均一により生じる軸方向の部分毎の帯電不均一な記録材の除電を効率よく行い、記録材の転写体側への巻き付きを防止でき、薄紙のジャム発生を軽減することができる。また、巻き付きやすい部分のみの除電能力を上げるので、除電部材の寿命向上を図ることができる。
【０００８】
本第３発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電部材と記録材との距離を転写部軸方向の両端部からの距離が中央部からの距離より短くし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくすることを特徴とする。
【０００９】
本第４発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電部材の転写部軸方向の両端部の抵抗の大きさを中央部の抵抗の大きさより小さくし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくすることを特徴とする。
【００１０】
本第５発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電部材を除電布とし、前記除電布の貼り付け面積を転写部軸方向の両端部の貼り付け面積が中央部の貼り付け面積より大きくし、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくすることを特徴とする。
【００１１】
本第６発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記除電バイアス制御手段は、前記除電部材を転写部軸方向に３分割し、両端部に相当する除電部材のみに通常より高い除電バイアスを印加するように制御することを特徴とする。
【００１２】
本第７発明は、前記除電バイアス制御手段は、両面印刷時の場合、２面目のみ前記第１〜第６発明のいずれかの制御を実施することを特徴とする。
【００１３】
本第８発明は、本第１〜第７発明のいずれかの画像形成装置において、温湿度を検出するセンサを備え、前記除電バイアス制御手段が、前記センサの情報に基づいて前記除電部材に印加する除電バイアスを制御することを特徴とする。
【００１４】
本第９発明は、本第１〜第８発明のいずれかの画像形成装置において、薄紙時の除電バイアスの制御を記憶手段に記憶させ薄紙モードを予め設定しておくことを特徴とする。
【００１５】
本第１０発明は、画像形成方法において、転写ローラと転写体との間に転写バイアスを印加し、転写体から記録材にトナー像を転写し、トナー像が転写された記録材に前記転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを印加し、前記記録材が薄紙の時、前記記録材の先端領域のみ通常より高い除電バイアスを印加することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の画像形成装置の転写部を示す図である。説明の都合上、転写体として中間転写ベルトを用いた例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１７】
中間転写ベルト２１は２次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ５０や図示しない従動ローラ、テンションローラ等で張架され、駆動ローラ５０により所定方向に搬送される。中間転写ベルト２１は感光体ドラム５とのニップ部でトナー像が感光体から転写（１次転写）され、４色のトナー像が色重ねされた後、二次転写ローラ５１とのニップ部で図示しない記録材に一括転写（２次転写）される。
【００１８】
二次転写ローラ５１は図示しない離当接手段で中間転写体ベルト２１に離当接する。二次転写ローラ５１が、中間転写ベルト２１に当接する場合、二次転写ローラ５１の両端に設けられるスプリング等の付勢手段（図示せず）により中間転写ベルト２１側に押し付けられる。シャフトを軸として中間転写体ベルト２１に従動して回転し、当接時に転写ガイド５２を通して所定角度で導入される記録材を中間転写体ベルト２１との間でニップ部に挟み込む。このとき、詳細は後述するように、定電流制御された電源（図示せず）からバイアス電圧が印加されて転写が行われる。転写後の記録材は転写ガイド５２により所定角度で搬送される。転写ガイド５２は、ガイド支軸５３を中心に回動可能に構成されている。
【００１９】
転写ガイド５２には、二次転写ローラ５１に近接して除電部材５４が設けられる。除電部材５４は、無数の導電性繊維をシート状に加工した導電性不織布（除電布）で構成され、除電布で構成される除電部材５４の上面を、二次転写部を通過してくる記録材と対向させ、除電部材５４と記録材との間で放電させ記録材を除電する。除電部材５４は、導電性の除電プレート５５に貼り付けられる。除電部材５４には、除電電圧印加手段（図示せず）からの除電電圧が除電プレート５５を介して印加される。図に示される実施形態では、除電部材５４として、除電布を用いた例を示すが、除電部材５４として、除電針やスコロトロンのようなコロナ放電器を用いても良い。
【００２０】
このような、二次転写手段において、二次転写後の記録材には、除電プレート５５による引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御による転写ローラ５１の環境等による抵抗の変化に影響される。除電部材５４による記録材の除電が不十分であると、記録材が腰の弱い薄紙の場合、中間転写ベルト２１との間に巻き付き力が、除電プレート５５の引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材が中間転写ベルト２１に巻き付く現象が発生する。除電プレート５５による引き付け力が強すぎると、記録材がガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材の帯電を除電しすぎると、トナーを記録材Ｓに引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材の中間転写ベルト２１の巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、除電プレート５５による引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力とをバランスさせることが必要である。
【００２１】
しかし、記録材が腰の弱い薄紙の場合、通常の記録材に対する除電バイアスを印加しても巻き付きが発生する。特に、記録材が薄紙の場合、記録材の先端部のカールが巻き付き発生の主原因となっている。
【００２２】
また、記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力は、二次転写部の軸方向の部分毎に相違する。記録材の中間転写ベルト２１の部分的巻き付き力の相違の発生について考察する。１つの原因として、二次転写ローラ５１の撓みが考えられる。二次転写ローラ５１が撓むと、二次転写部での軸方向の端部のニップ幅が中央部より大きくなり、二次転写部の軸方向の両端部で電流が流れやすくなり、除電部材５４による除電も、記録材の両端部で不十分となり、記録材が中間転写ベルト２１に巻き付きやすくなる。この現象も記録材が薄紙の場合顕著である。
【００２３】
また、二次転写ローラ５１は、その両端に設けられたスプリング等の付勢手段により中間転写ベルト２１に押し付けるため、二次転写部での軸方向の押し付け力が端部で大きく、中央部で小さくなる。この結果、二次転写ローラ５１の軸方向の端部でニップ幅が大きくなり電流が流れやすくなると共に、ニップ形状が中間転写ベルトに巻き付きやすい形状になるため、記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きが発生する。一般的に記録材の二次転写部の軸方向の端部は自由端となっているため、端部の腰が弱く中間転写ベルトに巻き付きやすい。この現象も記録材が薄紙の場合に顕著である。
【００２４】
図２は、上記のような記録材が薄紙の場合の不具合を解消するための除電バイアスのタイミングチャートを示す図である。図２に示されるように、記録材が薄紙の場合、その先端にのみ高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では、それよりも低い除電バイアスを印加している。薄紙の先端領域のみ高い除電バイアスを印加するので、先端部にカールが発生せず、中間転写ベルト２１に巻き付かず、カールが発生していない状態で薄紙が定着手段に搬送される。先端以外の領域には、高い除電バイアスを印加しなくても巻き付きが発生しにくい。記録材である薄紙が定着手段に達するまで高い除電バイアスを印加しても良い。薄紙の先端が定着手段に達すると、転写工程と定着工程の速度差により、薄紙に大きな腰が発生し、巻き付きにくくなるからである。
【００２５】
図３は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応するための一実施形態を示すものである。この実施形態においては、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の両端部の高さを中央部より高くし、二次転写ローラ５１と中間転写ベルト２１との間で二次転写されて搬送される記録材と除電部材５４との距離を、軸方向の両端部からの距離が中央部からの距離より短くなるようにし、軸方向両端部の除電能力を中央部の除電能力より大きくする。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい薄紙の記録材の軸方向両端部の除電能力を大きくして巻き付きを防止する。この実施形態においても、図２に示されるように、記録材が薄紙の場合、その先端にのみ高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では、それよりも低い除電バイアスを印加する構成は同様である。
【００２６】
図４は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、前記除電部材５４の転写部軸方向の両端部の抵抗層５７の厚みを中央部の抵抗層５６の厚みより小さくして両端部の抵抗を中央部の抵抗より小さくして、転写部軸方向の両端部の除電能力を中央部の除電能力よりも大きくしている。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい薄紙の記録材の軸方向両端部の除電能力を大きくして巻き付きの発生を防止する。この実施形態においても、図２に示されるように、記録材が薄紙の場合、その先端にのみ高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では、それよりも低い除電バイアスを印加する構成は同様である。
【００２７】
図５は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応する別の実施形態を示すものである。この実施形態においては、除電プレート５５に貼り付けられる除電部材５４の軸方向の両端部の貼り付け面積を中央部の貼り付け面積より大きくし、軸方向端部の除電能力を中央部の除電能力より大きくする。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向端部の除電能力を大きくして巻き付きの発生を防止する。この実施形態においても、図２に示されるように、記録材が薄紙の場合、その先端にのみ高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では、それよりも低い除電バイアスを印加する構成は同様である。
【００２８】
図６は、二次転写部の軸方向の部分毎の記録材の中間転写ベルト２１への巻き付き力の相違に対応するさらに別の実施形態を示すものである。この実施形態においては、除電部材５４を転写部軸方向に３分割し、両端部に相当する除電部材５４のみに通常より高い除電バイアスを印加するようにして、軸方向端部の除電能力を中央部の除電能力より大きくする。中間転写ベルト２１側への巻き付き力の大きい記録材の軸方向端部の除電能力を大きくして巻き付きの発生を防止する。この実施形態においても、図２に示されるように、記録材が薄紙の場合、その先端にのみ高い除電バイアスを印加し、それ以外の領域では、それよりも低い除電バイアスを印加する構成は同様である。
【００２９】
両面印刷の場合、二面目のほうが巻き付きの発生頻度が高いので、両面印刷時には、二面目のみ前記実施形態に記載した除電バイアスの制御を実施しても良い。
【００３０】
記録材の二次転写後の帯電量は温度、湿度などの環境条件により大きく変動するので、装置本体に温度、湿度のセンサを配置し、センサの計測データに基づき、記録材に印加する除電バイアスを決定すると良い。
【００３１】
記録材が薄紙の場合の除電バイアスの制御を予め装置本体の記憶手段に記憶させ、装置本体に薄紙モードを設定しておくと操作が容易になり、ユーザーフレンドリーな装置を提供することができる。
【００３２】
図７は、本発明の画像形成装置の主要構成要素を示した図である。
【００３３】
本実施の形態に係る画像形成装置１は、図７に示すように、潜像を担持するための像担持体の一例としての感光体ドラム５の回転方向７に沿って、帯電ユニット９、ロータリー現像ユニット１１、露光ユニット１５、一次転写ユニット１９、中間転写ベルト２１を有し、さらに、二次転写ユニット２３、定着ユニット２７、排紙トレイ部２９を有している。
【００３４】
感光体ドラム５は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図７中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００３５】
帯電ユニット９は、感光体ドラム５を帯電するための装置であり、露光ユニット１５は、レーザを照射することによって帯電された感光体ドラム５上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット１５は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム５上に照射する。
【００３６】
ロータリー現像ユニット１１は、感光体ドラム５上に形成された潜像を、ブラック現像装置１２Ｋに収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置１２Ｍに収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置１２Ｃに収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像装置１２Ｙに収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。この実施形態では、ロータリー現像ユニット１１を例として説明するが、タンデム型の現像ユニットでも良い。
【００３７】
ロータリー現像ユニット１１は、本実施の形態においては、回転することにより、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの位置を動かすことを可能としている。すなわち、このロータリー現像ユニット１１は、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙを回転軸３１を中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。
【００３８】
そして、１ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体ドラム５に対向し、それぞれの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに収容されたトナーＴにて、感光体ドラム５上に形成された潜像を順次現像する。なお、前述した４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの各々は、ロータリー現像ユニット１１の前記保持部に対して着脱可能となっている。
【００３９】
一次転写ユニット１９は、感光体ドラム５に形成された単色トナー像を中間転写ベルト２１に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写ベルト２３にフルカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト２１は、エンドレスのベルトであり、感光体ドラム５とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。なお、中間転写体として、本実施例では、中間転写ベルト２１としたが中間転写ドラムであっても良い。二次転写ユニット２３は、中間転写ベルト２１上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録材に転写するための装置である。
【００４０】
定着ユニット２７は、記録材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録材に融着させて永久像とするための装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：画像形成装置、５：感光体ドラム、９：帯電ユニット、１１：ロータリー現像ユニット、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ：ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー現像装置、１５：露光ユニット、１９：一次転写ユニット、２１：中間転写ベルト、２３：二次転写ユニット、２７：定着ユニット、２９：排紙トレイ部、５０：駆動ローラ、５１：二次転写ローラ、５２：転写ガイド、５３：ガイド支軸、５４：除電部材、５５：除電プレート、５６：厚みが大きい抵抗層、５７：厚みの薄い抵抗層
【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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