(57)【要約】【解決課題】像担持体から転写材に転写されるトナー像に、トナーの飛び散りが発生するのを防止し、かつ転写材を確実に剥離可能な画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体と転写材を介して接触し、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写材に静電的に転写する接触転写手段と、前記接触転写手段に隣接して配置されトナー像が転写された転写材を除電する除電手段とを具備し、前記除電手段の除電効果を転写材の先端付近のみ高めるように構成して課題を解決した。【選択図】  図１
2004191662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体と転写材を介して接触し、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写材に静電的に転写する接触転写手段と、前記接触転写手段に隣接して配置されトナー像が転写された転写材を除電する除電手段とを具備し、前記除電手段の除電効果を転写材の先端付近のみ高めたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電効果を高める手段として、前記除電手段に印加する電圧を転写材の先端付近のみ高く設定した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】
前記画像形成装置の設置環境を検知する環境検知手段を備え、前記除電手段に印加する電圧を、前記環境検知手段で検知した環境に応じて変化させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記除電手段に印加する電圧を、転写材の種類、サイズおよび特性に応じて変化させることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記除電手段に印加する電圧を、両面プリント時の第一面と第二面で変化させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記除電手段の除電効果を高める転写材の先端付近の距離が、前記像担持体の半径よりも長く設定されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記除電手段に印加する電圧を、一枚の転写材に対して複数のレベルに切り換えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記除電手段に印加する電圧を、転写材の最先端部分では低く抑え、当該最先端部分から階段状若しくは無段階に上昇するように設定したことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記除電効果を高める手段として、前記転写材の先端付近のみが除電手段に近付くように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写位置での転写材搬送速度よりも定着位置での転写材搬送速度を速く設定し、前記転写位置と定着位置間の転写材湾曲量を減少させ、前記除電手段から転写材の先端付近以外の部分を遠ざけたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写位置と定着位置の間に転写材を搬送する搬送用シュートを配設するとともに、前記搬送用シュート内にファンを設け、前記転写材の先端付近が通過するときのみファンを吸引方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を近付けることで、転写材先端付近の除電効果を高め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１２】
前記転写材の先端付近が通過した後に、前記ファンを排気方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を遠ざけることで、転写材先端付近の除電効果を相対的に高めることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特に転写材に転写されるトナー像に画質欠陥が生じることなく、転写材を像担持体の転写部から確実に剥離可能とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平９−１６０４００号公報
【特許文献２】特開平１０−９７１４７号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置のうち、特にカラー画像を形成可能な画像形成装置としては、４サイクル方式やタンデム方式など、種々の方式のものが提案されており、実際に製品化されてきている。かかる画像形成装置では、単一又は複数の感光体ドラム上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の各色のトナー像を、中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体上に一旦多重に転写した後、当該中間転写体上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナー像を、転写材上に一括して二次転写し定着することにより、カラー画像を形成するように構成されている。
【０００４】
上記中間転写体を用いた画像形成装置では、中間転写体から所定の色数のトナー像が一括して転写された転写材を、当該中間転写体から剥離する際に、剥離性を如何に確保するかが重要課題の一つとなっている。
【０００５】
ところで、上記画像形成装置において用いられる中間転写体としては、装置の構成に応じて様々なものが挙げれるが、例えば、表面が弾性体層からなる直径６０ｍｍ程度の中間転写ドラムを用いる場合がある。上記中間転写ドラムの表面には、小径の転写ロールが圧接しており、この状態で当該中間転写ドラムの表面から用紙を剥離しなければならず、上述したように、剥離性の確保が重要課題の一つとなっている。
【０００６】
この課題に対しては、▲１▼転写ロールに隣接して配設される除電針を、中間転写ドラムの表面に極力近づけて配置し、かつ当該除電針に電圧を印加することで除電能力を極限まで高める手段と、▲２▼小径の転写ロールを中間転写ドラムの表面に食い込ませて、転写ニップ形状を用紙が中間転写ドラムに巻き付き難い形状とする手段、の２つの技術的手段が考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記▲１▼の除電針を中間転写ドラムの表面に極力近づけて配置し、除電能力を極限まで高める手段の場合には、図１２に示すように、除電効率を高めるために、鋭利なノコギリ状に形成された除電針100 の先端が用紙101 に近付きすぎると、除電針の先端近傍のみが強く除電され、それ以外の部分は除電が不十分となってしまい、図１３に示すように、用紙101 上の電気的なバランスが崩れてトナー102 が飛び散る現象（ウロコ状の飛び散り）が発生する場合があるという問題点を有している。この現象は、用紙と除電針の距離が近いほど、又除電針の印加電圧が高い程、あるいは低温低湿な環境ほど悪化し、剥離性の確保と相反するという問題点があった。特に、両面プリント時は、第一面が定着器を通過して乾燥することで、第二面は低湿で高抵抗な状態となるので、剥離が困難となるとともに、トナー像のウロコ状の飛び散りも非常に発生しやすくなり、大きな問題点となっている。
【０００８】
また、上記▲２▼の小径の転写ロールを中間転写ドラムの表面に食い込ませて、転写ニップ形状を用紙が中間転写ドラムに巻き付き難い形状とした場合には、ある程度効果が期待できるものの、▲１▼の手段に起因する問題点を解決し得る程度には至っていないという問題点を有している。
【０００９】
そこで、上記の問題点を解決し得る技術としては、除電針等の除電手段に対する電圧の印加方法に関するものが、特開平９−１６０４００号公報や特開平１０−９７１４７号公報等に既に開示されている。
【００１０】
上記特開平９−１６０４００号公報では、除電手段の印加方法として、転写材の相対的な位置と印字面や環境、転写材特性に応じて除電手段の電位レベルを切り換える方法が提案されている。この特開平９−１６０４００号公報では、転写材後端のトラブル（剥離放電等）の改善を目的としており、主に転写材の後端で電圧を切り換える方法が提案されている。
【００１１】
また、上記特開平１０−９７１４７号公報でも同じような目的で、除電手段の印加方法として転写材の後端のみ除電手段の印加電圧を転写手段の印加電圧とともに上げるという提案がされている。
【００１２】
これらは、どちらも感光体ドラムから直接転写材に転写するシステムの特許であり、感光体ドラムへの転写メモリの回避を目的の一つとしており、転写材に発生するトナーが飛び散る現象（ウロコ状の飛び散り）の防止と、転写材の確実な剥離とを両立することができないという問題点を有している。
【００１３】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、像担持体から転写材に転写されるトナー像に、トナーの飛び散りが発生するのを防止し、かつ転写材を確実に剥離可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体と転写材を介して接触し、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写材に静電的に転写する接触転写手段と、前記接触転写手段に隣接して配置されトナー像が転写された転写材を除電する除電手段とを具備し、前記除電手段の除電効果を転写材の先端付近のみ高めたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載された発明は、前記除電効果を高める手段として、前記除電手段に印加する電圧を転写材の先端付近のみ高く設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００１６】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記画像形成装置の設置環境を検知する環境検知手段を備え、前記除電手段に印加する電圧を、前記環境検知手段で検知した環境に応じて変化させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置である。
【００１７】
又、請求項４に記載された発明は、前記除電手段に印加する電圧を、転写材の種類、サイズおよび特性に応じて変化させることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置である。
【００１８】
更に、請求項５に記載された発明は、前記除電手段に印加する電圧を、両面プリント時の第一面と第二面で変化させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１９】
また、請求項６に記載された発明は、前記除電手段の除電効果を高める転写材の先端付近の距離が、前記像担持体の半径よりも長く設定されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００２０】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記除電手段に印加する電圧を、一枚の転写材に対して複数のレベルに切り換えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００２１】
また更に、請求項８に記載された発明は、前記除電手段に印加する電圧を、転写材の最先端部分では低く抑え、当該最先端部分から階段状若しくは無段階に上昇するように設定したことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
【００２２】
又、請求項９に記載された発明は、前記除電効果を高める手段として、前記転写材の先端付近のみが除電手段に近付くように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００２３】
更に、請求項１０に記載された発明は、前記転写位置での転写材搬送速度よりも定着位置での転写材搬送速度を速く設定し、前記転写位置と定着位置間の転写材湾曲量を減少させ、前記除電手段から転写材の先端付近以外の部分を遠ざけたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００２４】
また、請求項１１に記載された発明は、前記転写位置と定着位置の間に転写材を搬送する搬送用シュートを配設するとともに、前記搬送用シュート内にファンを設け、前記転写材の先端付近が通過するときのみファンを吸引方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を近付けることで、転写材先端付近の除電効果を高めることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００２５】
さらに、請求項１２に記載された発明は、前記転写材の先端付近が通過した後に、前記ファンを排気方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を遠ざけることで、転写材先端付近の除電効果を相対的に高めることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【００２８】
図２において、01はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Print Head Device ）02と、このプリントヘッドデバイス02の静電潜像担持体としての４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner ）03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス04Y,04M,04K,04C と、上記プリントヘッドデバイス02に転写材としての転写用紙Ｐを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された転写用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置06と、この定着装置06によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の転写用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ09と、高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された転写用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
【００２９】
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ03は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００３０】
図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００３１】
このプリントヘッドデバイス02は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）用の各感光体ドラム（静電潜像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成部1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、前記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に残留するトナーを一時的に除去するリフレッシャーロール25,26,27,28 と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射するＲＯＳ（露光装置）03と、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーで現像する現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。また、上記中間転写ドラム51，52，53の表面には、当該中間転写ドラム51，52，53の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置のクリーニングロール54,55,56が配設されている。
【００３２】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配列されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００３３】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【００３４】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、１０４ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００３５】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのＲＯＳ03によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００３６】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３７】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３８】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス04Y,04M,04K,04C からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー401 ，402 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール403 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール403 に現像剤を搬送するオーガー402 によって、当該現像ロール403 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材404 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール403 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３９】
上記現像ロール403 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール403 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール403 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣ成分が-230Ｖ程度に設定されている。
【００４０】
この実施の形態では、上記現像装置41, 42, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００４１】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００４２】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように，トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００４３】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が60ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４４】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００４５】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００４６】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ60ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、図１に示すように、ＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプ53a の上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層53b （Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層53c として形成し、シランカップリング剤系の接着剤53d （プライマ）で接着されている。この二次中間転写ドラム53の表面には、図１に示すように、転写ロール60が０．５ｍｍ程度食い込むように圧接されており、当該二次中間転写ドラム53と転写ロール60との間には、二次中間転写ドラム53側が凹形状となるような形状の転写ニップが形成されて、転写用紙P の剥離作用を高めるようになっている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４７】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置06によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４８】
ところで、この実施の形態に係る画像形成装置は、トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体と転写材を介して接触し、当該像担持体上に形成されたトナー像を転写材に静電的に転写する接触転写手段と、前記接触転写手段に隣接して配置されトナー像が転写された転写材を除電する除電手段とを具備し、前記除電手段の除電効果を転写材の先端付近のみ高めるように構成されている。
【００４９】
また、この実施の形態では、前記除電効果を高める手段として、前記除電手段に印加する電圧を転写材の先端付近のみ高く設定するように構成されている。
【００５０】
さらに、この実施の形態では、前記画像形成装置の設置環境を検知する環境検知手段を備え、前記除電手段に印加する電圧を、前記環境検知手段で検知した環境に応じて変化させるように構成されている。
【００５１】
又、この実施の形態では、前記除電手段に印加する電圧を、転写材の種類、サイズおよび特性に応じて変化させるように構成されている。
【００５２】
すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、転写ロール60の下流側に、当該転写ロール60に隣接して除電手段としての除電針が配設されている。この除電針70は、図４に示すように、ステンレス等の金属からなる板金の先端部71を、所定のピッチで鋭利なノコギリ状に形成して構成されている。また、上記除電針70の先端71と二次中間転写ドラム53表面との距離は、例えば、４．５ｍｍ程度に設定されているとともに、当該除電針70の先端71と用紙P との距離は、２．０ｍｍ程度に設定されている。さらに、上記除電針70には、高圧電源72によって、所定の負極性の直流高電圧が印加されるように構成されているとともに、当該除電針70に印加される電圧は、制御手段としてのＣＰＵ73によって、所定のタイミングで制御されるようになっている。
【００５３】
上記ＣＰＵ73は、除電針70の除電効果を転写用紙P の先端付近のみ高めるため、除電針70に印加する電圧を転写用紙P の先端付近のみ高く設定するように構成されている。また、上記プリンタは、図２に示すように、当該プリンタの内部に設置環境を検知する環境検知手段としての温湿度センサー74を備えており、ＣＰＵ73は、除電針70に印加する電圧を、温湿度センサー74で検知した環境に応じて変化させるようになっている。更に、このＣＰＵ73は、除電針70に印加する電圧を、転写材の種類、サイズおよび特性に応じて変化させるように構成されている。
【００５４】
以上の構成において、この実施の形態に係るプリンタでは、次のようにして、像担持体から転写材に転写されるトナー像に、トナーの飛び散りが発生するのを防止し、かつ転写材を確実に剥離することが可能となっている。
【００５５】
すなわち、この実施の形態では、図２及び図３に示すように、各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像が、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52、更には二次中間転写ドラム53を介して、転写ロール60によって転写用紙P 上に一括して転写される。この各色のトナー像が一括して転写された転写用紙P は、二次中間転写ドラム53の表面に所定量だけ食い込むように圧接された転写ロール60によって形成される転写ニップの形状により、二次中間転写ドラム53から剥離するように変形されるとともに、当該転写用紙P は、除電針70によって除電される。
【００５６】
その際、上記除電針70には、図５に示すように、転写用紙P の先端付近に対応した領域Ａに、高い電圧が印加されるように設定されており、転写用紙P の先端付近以外の領域Ｂには、相対的に低い電圧が印加されるように設定されている。具体的には、低温低湿の環境下では、図６に示すように、普通紙のＡ４サイズ横の用紙（横目）の先端付近Ａに、高圧電源によって−２０００Ｖの高い電圧が印加されるように設定されているため、横目であるため腰（剛性）が弱く、しかも、低温低湿環境下で除電しにくく、用紙P の剥離が困難な状況下でも、用紙P の先端付近を除電針70によって確実に除電して、二次中間転写ドラム53の表面から確実に剥離することが可能となる。
【００５７】
また、上記除電針70には、図６に示すように、用紙P の先端付近以外の領域Ｂで、普通紙のＡ４サイズ横の用紙（横目）に対して、高圧電源によって−５００Ｖの低い電圧が印加されるように設定されているため、当該除電針に高い電圧を印加した場合のように、トナー像のウロコ状の飛び散りが発生するのを防止することが可能となっている。
【００５８】
同様に、低温低湿の環境下では、図６に示すように、普通紙のＡ３サイズの用紙の先端付近Ａに、高圧電源72によって−１０００Ｖの高い電圧が除電針に印加されるように設定されているため、Ａ３サイズの普通紙は、縦目であるため腰（剛性）が比較的強いので、Ａ４サイズの用紙よりも剥離が容易であり、−１０００Ｖ程度の電圧で確実に剥離可能であるとともに、用紙の先端付近以外Ｂの領域では、除電針に−５００Ｖの低い電圧が印加されるので、トナー像のウロコ状の飛び散りが発生するのを防止することが可能となっている。
【００５９】
さらに、厚紙やＯＨＰシートでは、図  に示すように、低温低湿の環境下で、用紙の先端付近に普通紙のＡ３サイズの用紙と同じ、−１０００Ｖの高い電圧が高圧電源72によって除電針70に印加されるように設定されているため、Ａ３サイズの普通紙と同様に、確実に剥離可能となっている。また、厚紙やＯＨＰシートでは、剛性が高いため、用紙P の先端付近が一旦二次中間転写ドラム53の表面から剥離されれば、用紙P の先端以外の領域も確実に剥離できるため、除電針70への印加電圧は、０Ｖに設定されている。
【００６０】
次に、常温常湿の環境下では、図６に示すように、低温低湿環境下よりも、用紙の剥離が容易となっているため、除電針70に印加する電圧が一部低くなるように設定されている。さらに、高温高湿の環境下では、図６に示すように、常温常湿環境下よりも、用紙P の剥離がいっそう容易となっているため、除電針70に印加する電圧が更に低くなるように設定されている。
【００６１】
このように、除電針70に印加する電圧を、用紙P の先端付近に対応した部分Ａで高く設定し、用紙P の先端付近以外の領域Ｂで相対的に低く設定し、しかも、環境条件や、用紙の種類、サイズ、特性等に応じて最適値となるように変化させることで、像担持体としての二次中間転写ドラム53から転写用紙P に転写されるトナー像に、トナーの飛び散りが発生するのを防止し、かつ転写用紙P を確実に剥離することが可能となっている。
【００６２】
なお、両面プリントの場合に、用紙の第一面と第二面とで、除電針に印加する電圧を、第二面の先端付近が高くなるように設定することにより、定着装置を通過して低湿状態となっている用紙の第二面の先端部を確実に剥離することが可能となる。
【００６３】
次に、本発明者らは、除電針70に印加する電圧を高く設定する用紙P の先端付近Ａの領域を、どの程度の距離に設定すれば良いかを確認するため、高い電圧の印加距離を種々変化させて、用紙の剥離不良発生率がどのように変化するかを確認する実験を行った。
【００６４】
図７は上記実験の結果を示すものであり、この図７から明らかなように、中間転写ドラム53の半径に相当する３０ｍｍ以上の距離だけ、高い電圧を印加すれば、用紙を確実に剥離可能であることがわかった。
【００６５】
実施の形態２
図８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、除電手段に印加する電圧を、一枚の転写材に対して複数のレベルに切り換えるように構成されている。
【００６６】
また、この実施の形態２では、前記除電手段に印加する電圧を、転写材の最先端部分では低く抑え、当該最先端部分から階段状若しくは無段階に上昇するように設定されている。
【００６７】
すなわち、この実施の形態２では、図８に示すように、除電針70に印加する電圧を、用紙P の最先端部分のみを−５００Ｖ程度に低く抑えるように構成されており、用紙先端部で転写ロール60に流れる電流を測定して、用紙P の抵抗を検知し、転写電圧を制御するように構成した場合でも、用紙P の最先端部分に−２０００Ｖ程度の高い電圧が印加されることがないので、転写電圧の制御に悪影響を与えるのを防止することができる。
また、上記除電針70に印加する電圧を、転写用紙P の最先端部分では低く抑え、当該最先端部分から階段状若しくは無段階に上昇するように設定しても良い。
【００６８】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００６９】
実施の形態３
図９はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、除電効果を高める手段として、前記転写材の先端付近のみが除電手段に近付くように構成したものである。
【００７０】
また、この実施の形態３では、前記転写位置での転写材搬送速度よりも定着位置での転写材搬送速度を速く設定し、前記転写位置と定着位置間の転写材湾曲量を減少させ、前記除電手段から転写材の先端付近以外の部分を遠ざけるように構成されている。
【００７１】
すなわち、この実施の形態３では、図９に示すように、二次中間転写ドラム53と転写ロール60との転写ニップ部を通過した用紙P が、当該転写ニップの形状に応じて搬送用シュート75側に移動して、除電針70の近傍を通過するため、当該除電針70によって効果的に除電される。次に、用紙P が定着装置06にニップされると、当該定着装置06の搬送速度を転写ニップ部の搬送速度よりもわずかに速く設定して、用紙P が定着装置06にニップされた後に引っ張るように構成し、用紙P のループを吸収して、二次中間転写ドラム53から定着装置06間で用紙が直線状に搬送されるようになるので、図１０に示すように、用紙P の中央部から後端部にかけて、除電針70と用紙P との距離Ｅが増加する。そのため、用紙P の先端付近は、除電針70によって効果的に除電されるとともに、用紙P の先端付近以外では、除電針70との距離が大きくなり、除電効果が低下して、トナー像の飛び散りを防止することが可能となる。
【００７２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７３】
実施の形態４
図１１はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、転写位置と定着位置の間に転写材を搬送する搬送用シュートを配設するとともに、前記搬送用シュート内にファンを設け、前記転写材の先端付近が通過するときのみファンを吸引方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を近付けることで、転写材先端付近の除電効果を高めるように構成されている。
【００７４】
また、この実施の形態４では、転写材の先端付近が通過した後に、前記ファンを排気方向に動作させて、当該転写材と除電手段との距離を遠ざけることで、転写材先端付近の除電効果を相対的に高めるように構成されている。
【００７５】
すなわち、この実施の形態４では、図１１に示すように、用紙P を定着装置06へ搬送する搬送用シュート75の内部に、正逆転可能なファン76が配設されており、用紙P の先端付近が通過する際には、ファン76で用紙P を吸引し、用紙P と除電針70との距離を近づけるように設定し、用紙P の中央部から後端付近では、ファン76を逆転させて排気方向に動作させ、用紙P と除電針70との距離を遠ざけるように設定されている。
【００７６】
このように構成することによって、前記実施の形態３と同様に、そのため、用紙P の先端付近は、除電針70によって効果的に除電されるとともに、用紙P の先端付近以外では、除電針70との距離が大きくなり、除電効果が低下して、トナー像の飛び散りを防止することが可能となる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、転写材の先端付近のみ除電効果を高めて剥離性を確保し、かつ転写材の先端以外の部分は除電効果を弱めることでトナーのウロコ状飛び散りを低減できるので、剥離とウロコ状飛び散り低減の両立が可能となる。
【００７９】
また、請求項２に記載の発明によれば、転写材の先端付近のみ除電効果を高める手段として、除電手段に印加する電圧を転写材の先端付近のみ高く設定したので、非常に簡単な手段で請求項１の効果を得ることができる。
【００８０】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧を環境検知手段で検知した環境に応じて変えることで効果を高めることができる。
【００８１】
又、請求項４に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧を転写材の種類、サイズおよび特性に応じて変えることで効果を高めることができる。
【００８２】
更に、請求項５に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧を両面プリントの第一面と第二面で変えることで効果を高めることができる。
【００８３】
また更に、請求項６に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧の転写材上の印加距離を像担持体の半径よりも長くすることで、十分な剥離性能を得ることができる。
【００８４】
また、請求項７に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧を一枚の転写材に対して複数のレベルに切り換えることで、転写材の先端付近のみ印加電圧をＯＮ／ＯＦＦする時の急激な電圧変化に伴う画質トラブルを抑えることができる。
【００８５】
さらに、請求項８に記載の発明によれば、除電手段に印加する電圧を転写材の最先端部分では低く抑え、そこから階段状若しくは無段階に上昇するような電圧制御とすることで、転写材先端で用紙抵抗を検知し、その検知結果によって転写電圧の補正を行うような場合にも、除電電圧の影響を抑えて主効果を得ることができる。
【００８６】
又、請求項９に記載の発明によれば、転写材の先端付近のみ除電効果を高める手段として、除電手段の位置が転写材の先端付近のみに近付くように構成したので、除電手段の高圧電源が固定の電圧しか出力できない場合でも所望の効果を得ることができる。
【００８７】
更に、請求項１０に記載の発明によれば、特に新たな構成部品を必要とせずに、定着位置での転写材搬送速度を速めて転写材湾曲量を減少させるだけで、除電手段から転写材の先端付近以外の部分を遠ざけるので、簡素な構成でコストアップを招くことなく所望の効果が得られる。
【００８８】
また、請求項１１に記載の発明によれば、転写位置と定着位置の間の搬送シュート内に配設されるファンの吸引効果を利用して転写材先端付近のみ除電手段との距離を近付けることで、比較的簡単に所望の効果が得られる。
【００８９】
さらに、請求項１２に記載の発明によれば、ファンを転写材の先端付近が通過した後に排気方向に動作させて転写材を遠ざけることにより、転写材先端付近の除電効果を相対的に高めることができ、所望の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのプリンタの要部を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４は除電部材としての除電針を示す構成図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのプリンタの動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのプリンタの制御動作を示す図表である。
【図７】図７は高電圧の印加長さと剥離不良発生率との関係を示すグラフである。
【図８】図８はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのプリンタの動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置としてのプリンタの要部を示す構成図である。
【図１０】図１０は除電針（ＤＴＳ）と用紙との距離を示す説明図である。
【図１１】図１１はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置としてのプリンタの要部を示す構成図である。
【図１２】図１２は従来の除電針の作用を示す説明図である。
【図１３】図１３は用紙上の画質欠陥を示す説明図である。
【符号の説明】
５３：中間転写体ドラム（像担持体）、６０：転写ロール（接触転写手段）、７０：除電針（除電手段）、７３：ＣＰＵ（制御手段）。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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