(57)【要約】【課題】  紙の種類、使用環境による紙の特性の変化等、異なる条件の下でも、柔軟に転写紙の搬送トラブルを低減できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  定着装置６は、分離電圧印加ローラ６６と分離電圧源６７とを有する。分離電圧印加ローラ６６は、金属製で、加圧ベルト６２の内側に接し、加熱ローラ６１に対向する位置に配置される。電圧設定部１０は、電圧記憶部１１を検索して、転写紙の種類、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとの別、及び、次に定着装置に搬入される転写紙の面に対応する直流成分と交流成分とを重畳した分離電圧を取得して、分離電圧源６７に設定する。分離電圧源６７は、分離電圧を分離電圧印加ローラ６６に供給し、間接的に加圧ベルト６２に不均一な電界を形成させる。【選択図】    図３
2005115188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と加圧部材と電圧印加手段とを備え、
前記加熱部材は、回転可能で、内部に表面を加熱する加熱源を有し、
前記加圧部材は、加圧ベルトと入口側ローラと出口側ローラとを有し、前記入口側ローラ及び前記出口側ローラは、回転可能に設置され、前記加圧ベルトは、回転方向に無端なシートであり、前記入口側ローラ及び前記出口側ローラに回転可能に張り回され、表面を前記加熱部材に圧接され、
前記電圧印加手段は、分離電圧印加ローラと分離電圧源とを有し、前記分離電圧印加ローラは、前記加圧ベルトに接して回転可能に設置され、前記分離電圧源は、電圧値が可変であり、前記分離電圧印加ローラに電気的に接続されて、前記分離電圧印加ローラに、直流成分と交流成分とが重畳された分離電圧を印加することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧ベルトは、少なくとも二層の層構造を有し、前記層構造の最内層は、低抵抗部材により構成され、前記層構造の最外層は、高抵抗部材により構成され、
前記分離電圧印加ローラは、前記加圧ベルトの内周に接する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ベルトの少なくとも最外層は、高抵抗部材により構成され、
前記分離電圧印加ローラは、前記加圧ベルトの外周に接する請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記分離電圧印加ローラは、表面の電気抵抗値が軸方向に対して平行または垂直のいずれかの方向において縞状に異なる請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記分離電圧源は、前記転写紙が前記加圧ベルト上に搬入される前に前記分離電圧の印加を開始し、前記転写紙が前記加圧ベルトと前記加熱ローラとに挟まれる部分を通過した後、前記分離電圧の印加を停止する請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の定着装置を搭載した画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、電圧記憶部と電圧設定部とを備え、
前記電圧記憶部は、転写紙の異なる厚さに応じた分離電圧を記憶し、記憶された分離電圧は直流成分と交流成分とをもち、
前記電圧設定部は、前記転写装置に搬入される転写紙の厚さに応じた分離電圧を、前記電圧記憶部から読み出して前記分離電圧源に対して設定する請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置は、電圧記憶部と電圧設定部とを備え、
前記電圧記憶部は、転写紙に転写されたトナー像がフルカラー画像である場合及びモノクロ画像である場合に応じた分離電圧を記憶し、記憶された分離電圧は直流成分と交流成分とをもち、
前記電圧設定部は、転写紙に転写されたトナー像がフルカラー画像であるか又はモノクロ画像であるかに応じた分離電圧を、前記電圧記憶部から読み出して前記分離電圧源に対して設定する請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成装置は、電圧記憶部と電圧設定部とを備え、
前記電圧記憶部は、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面が両面印刷における一面目である場合及び二面目である場合に応じた分離電圧を記憶し、記憶された分離電圧は直流成分と交流成分とをもち、
前記電圧設定部は、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面に応じた分離電圧を、前記電圧記憶部から読み出して前記分離電圧源に対して設定する請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真法を用いる画像形成装置及びその定着装置に関し、特に、搬送される転写材の定着装置への巻きつき防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電装置により感光体の表面に電荷を保持させ、入力された画像信号に基づいて発光するレーザ光やＬＥＤ光等の光源からの光を感光体に照射して、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像装置において帯電したトナーを感光体に付着させるにより、感光体の静電潜像を顕像化させてトナー像を形成し、転写装置によりトナー像を転写紙に転写し、定着装置により加熱及び加圧してトナー像を転写紙に定着させ、カラー画像を形成する。
【０００３】
カラー画像を高速に作成する画像形成装置は種々存在する。例えば、中間転写体を設け、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナー色に対応した４つの各感光体上に形成された画像を、中間転写体上で重なるように一次転写し、さらに転写紙上に一括で二次転写する画像形成装置がある。また、各感光体と、これに対向して配置された搬送転写ベルトとの間に転写紙を送り、転写紙上に各トナー色の画像を順次形成していく画像形成装置がある。
【０００４】
負電荷を有するトナーを用いる場合、これを吸着するため転写紙には正電荷が与えられる。ここで、４色の画像を転写するために、転写紙には正電荷が多く与えられる。転写紙は、転写ローラや転写ベルト等の転写部材から分離させる際、除電されずに正電荷を保持しているか、あるいは、除電されても転写紙上の正電荷が完全にはなくならない。そのため、定着装置に到達した転写紙は、正電荷を有する。
【０００５】
ここで、定着装置において転写紙から飛散したトナーが、加熱用の定着ローラやこれに張り回された定着ベルトに付着して汚れる、トナーのオフセットと呼ばれる現象が問題となる。これを防ぐため種々の方法が提案されている、例えば、フッ素系の材料は、帯電列でいうと負に帯電する傾向が強いため、定着ローラや定着ベルトにこのフッ素系の材料を使用し、負に帯電するトナーの付着を防止する方法がある。この場合、正電荷を有する転写紙は、定着ローラや定着ベルトに吸着しやすい。
【０００６】
また、特許文献１に示される定着装置は、導電性部材の外周部にフッ素系樹脂等を設けた定着ベルトを有し、定着ローラを通じて定着ベルトの導電性部材にトナーと同じ極性の電位を与え、定着ベルトと転写紙との間に電界を発生させる。負電荷を有するトナーを用いる場合、トナーは正電荷を有する転写紙側への力を与えられるため、トナーの転写紙への定着が高められるとともに、トナーのオフセットが減少する。この場合も、正電荷を有する転写紙は、定着ベルト側に吸着されやすくなる。
【０００７】
一方、特許文献２に示される定着装置は、電位が与えられる軸と低抵抗で弾性を有する内層と高抵抗の外層とをもつ加圧ローラを有し、この加圧ローラの軸を通じて内層にトナーと逆の極性の電位を与える。負電荷を有するトナーを用いる場合、トナーは正電荷を有する加圧ローラ側への力を与えられ、加圧ローラ側にあり正電荷を有する転写紙への定着が高められるとともに、トナーのオフセットが減少する。この場合、正電荷を有する転写紙は、加圧ローラ側に吸着しにくいが、定着ベルト側への吸着は従来と同様である。
【０００８】
このように、転写紙は、定着ローラに吸着されやすいため、定着装置から排出される際にも、定着ローラから分離されず、搬送トラブルを引き起こしやすい。そのため、転写紙を定着ローラから分離する種々の定着装置が提案されている。例えば、特許文献３に示された定着装置は、加圧ローラを定着ローラに押し付けて、転写紙が定着ベルトと分離する部分における定着ベルトの曲率を小さくし、転写紙が定着ベルトから分離しやすくする。
【０００９】
しかし、画像形成装置に利用される紙は、重量や硬さ等において多様化しており、また、装置の使用環境等によっては紙の特性が変化する。特許文献３に示される定着装置では、定着ローラや定着ベルトの曲率のみを用いるため、紙の種類、環境による紙の特性の変化等への対応が困難であり、条件の相違への対応が困難である。
【特許文献１】特開平９−１９００９９号公報
【特許文献２】特許第３１０２３１７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、紙の種類、使用環境による紙の特性の変化等、異なる条件の下でも、柔軟に転写紙の搬送トラブルを低減できる定着装置及び画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この定着装置は、加熱部材と加圧部材と電圧印加手段とを備える。加熱部材は、回転可能で、内部に表面を加熱する加熱源を有する。加圧部材は、加圧ベルトと入口側ローラと出口側ローラとを有し、入口側ローラ及び出口側ローラは、回転可能に設置され、加圧ベルトは、回転方向に無端なシートであり、入口側ローラ及び出口側ローラに回転可能に張り回され、表面を加熱部材に圧接される。電圧印加手段は、分離電圧印加ローラと分離電圧源とを有し、分離電圧印加ローラは、加圧ベルトに接して回転可能に設置され、分離電圧源は、電圧値が可変であり、分離電圧印加ローラに電気的に接続されて、分離電圧印加ローラに、直流成分と交流成分とが重畳された分離電圧を印加する。
【００１２】
また、加圧ベルトは、少なくとも二層の層構造を有し、層構造の最内層は、低抵抗部材により構成され、層構造の最外層は、高抵抗部材により構成され、分離電圧印加ローラは、加圧ベルトの内周に接するとよい。あるいは、加圧ベルトの少なくとも最外層は、高抵抗部材により構成され、分離電圧印加ローラは、加圧ベルトの外周に接するとよい。
【００１３】
分離電圧印加ローラは、表面の電気抵抗値が軸方向に対して平行または垂直のいずれかの方向において縞状に異なるとよい。また、分離電圧源は、転写紙が加圧ベルト上に搬入される前に分離電圧の印加を開始し、転写紙が加圧ベルトと加熱ローラとに挟まれる部分を通過した後、分離電圧の印加を停止するとよい。
【００１４】
この発明の画像形成装置は、以上の定着装置を搭載した画像形成装置としてもよく、電圧記憶部と電圧設定部とを備えてもよい。電圧記憶部は、転写紙の異なる厚さに応じた分離電圧、転写紙に転写されたトナー像がフルカラー画像である場合及びモノクロ画像である場合に応じた分離電圧、又は、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面が両面印刷における一面目である場合及び二面目である場合に応じた分離電圧を記憶し、記憶された分離電圧は直流成分と交流成分とをもち、電圧設定部は、転写装置に搬入される転写紙の厚さに応じた分離電圧、転写紙に転写されたトナー像がフルカラー画像であるか又はモノクロ画像であるかに応じた分離電圧、又は、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面に応じた分離電圧を、電圧記憶部から読み出して分離電圧源に対して設定するとよい。
【発明の効果】
【００１５】
この定着装置によれば、転写紙と加熱ローラ及び加圧ベルトとを容易に分離できる。また、装置の構成に応じて省スペースの画像形成装置を実現できる。また、加圧ベルトに不均一な電界を発生させることで、転写紙と加圧ベルトとの分離を容易にする。また、条件に応じて、異なる分離電圧を印加することで、多様な使用環境に容易に対応できる。また、分離電圧源のオンオフタイミングを制御して、効率的な電圧印加及び節電効果を得られる。出口側ローラの曲率半径を適切なものにすることで、転写紙と加圧ベルトとの分離を確実にできる。また、このような定着装置を備えることで、転写紙と加熱ローラと、及び転写紙と加圧ベルトとを容易に分離できる画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この画像形成装置の例として複合型の画像形成装置を図１に示し、この画像形成装置１の機能ブロック図を図２に示す。この画像形成装置１は、画像読取部２と受信部３と入力操作部４と転写装置５と定着装置６と給紙部７と用紙反転部８と排紙部９と電圧設定部１０と印刷面記憶部１１と電圧記憶部１２と画像処理部１３と処理部１４とを備え、入力された画像信号に応じて、転写紙に画像を形成して出力する。なお、ここでは画像形成装置の一例として複合型の画像形成装置について説明するが、ファクシミリ送受信装置、印刷装置、複写装置、あるいはこれらを任意に複合した画像形成装置等であってもよい。
【００１７】
画像読取部２は、原稿自動送り装置２１と光源と複数のミラーとをもつキャリッジ２２とレンズ２３とＣＣＤ２４とバッファ２５とをもち、キャリッジ２２により原稿自動送り装置２１が送る原稿に光を走査して照射し、反射光をレンズ２３で集光し、ＣＣＤ２４により原稿の画像を読み取り、読み取られた画像を画像信号としてバッファ２５に蓄積する。なお、画像読取部２は、他の構造を有してもよい。受信部３は、有線、無線、光等による通信機能を有し、ホストコンピュータ、ファクシミリ通信装置、デジタルカメラ、スキャナ等の外部機器に接続され、転写紙に形成する画像の画像信号を受信する。また、受信部３は、画像形成の開始及び停止、フルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの選択、両面印刷又は片面印刷の選択、転写紙の種類等の情報を受信する。画像形成装置１が印刷装置である場合等においては画像読取部２は必ずしも必要でなく、画像形成装置１が複写装置である場合等においては受信部３は必ずしも必要でない。
【００１８】
入力操作部４は、画像表示装置と入力キーとを有し、画像形成の開始及び停止、フルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの別、両面印刷又は片面印刷の選択、転写紙の種類等の情報の入力を受ける。
【００１９】
転写装置５は、転写部５１とレジストローラ５２とガイド５３とを有し、転写部５１は、感光体５１０と帯電装置５１１と露光装置５１２と現像装置５１３と中間転写ベルト５１４とベルトローラ５１５と一次転写ローラ５１６と一次バイアス電源５１７と二次転写ローラ５１８と二次バイアス電源５１９とをもつ。感光体５１０、帯電装置５１１、露光装置５１２、一次転写ローラ５１６、一次バイアス電源５１７は、一組をなして、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各トナー色に対応して別々に設けられている。
【００２０】
感光体５１０は、負帯電性のＯＰＣを塗布した直径３０ｍｍの円筒形状のドラムであり、中間転写ベルト５１４と連動して回転し、帯電、露光及び現像されてトナー像が形成される像担持体である。帯電装置５１１は、回転する感光体５１０の表面に負の電荷を与えて均一に帯電させる帯電ローラである。露光装置５１２は、レーザ光源５１２１と回転多面鏡（ポリゴンミラー）５１２２とをもつ。
【００２１】
レーザ光源５１２１は、画像処理部１３から入力される書込信号に応じて強度が変化したレーザ光を出射する。レーザ光を回転多面鏡５１２２は、モータにより高速かつ定速で回転し、感光体５１０に対してレーザ光を走査させる。また、レーザ光源５１２１から出力されたレーザ光が、回転多面鏡５１２２により感光体５１０の表面を走査して照射するように、光学系が適宜配置される。なお、露光装置５１２には、発光ダイオードを用いてもよい。
【００２２】
現像装置５１３は、この感光体５１０の表面に、負に帯電したトナーを付着させ、静電潜像からトナー像を形成する。現像には、負電荷をもつキャリアとトナー原料とをかく拌して帯電されたトナーを使用する二成分現像方式を用いる。感光体５１０の表面には、照射されたレーザ光の強度に応じて帯電が解かれて電位分布が生じ、画像信号に応じた静電潜像が形成されている。ここで、トナーは負に帯電しているため、感光体５１０の表面のうち、負の帯電の弱い部分に吸着する。
【００２３】
中間転写ベルト５１４は、基層と表層との二層をもち、全体の厚みは１５０μｍに形成される。表層は、トナー像が転写される層であり、トナーの残留付着が少ない（離型性がよい）物質で形成されることが望ましい。本実施形態では、表層は、体積抵抗率が約１×１０12Ω・ｃｍのフッ素樹脂であるＰＴＥＦを分散した樹脂により、厚さ１０μｍ前後に形成されている。一方、基層は、４つの感光体からの一次転写及び転写紙への二次転写が確実に行われ、異常な画像の形成を防止できるように、体積抵抗値が少なくとも１０6〜１０11Ω・ｃｍの範囲にあることが望ましい。本実施形態では、体積抵抗が約１×１０7〜１×１０9Ω・ｃｍであるＮＢＲとＥＰＤＭゴムとで形成されている。
【００２４】
中間転写ベルト５１４は、ベルトローラ５１５に回転可能に張り回され、各感光体５１０、一次転写ローラ５１６及び二次転写ローラ５１８に接して配置される。一次転写ローラ３１６は、金属棒であり、中間転写ベルト５１４を挟んで感光体５１０と対向して配置される。一次バイアス電源５１７は、一次転写ローラ５１６に高電圧を印加して、接する中間転写ベルト５１４を正に帯電させ、負に帯電しているトナーを吸着させやすくさせる。中間転写ベルト５１４は、各感光体５１０の回転に連動して矢印の方向に移動し、イエロー（Ｙ）の感光体５１０ｙ、マゼンタ（Ｍ）の感光体５１０ｍ、シアン（Ｃ）の感光体５１０ｃ、ブラック（Ｂ）の感光体５１０ｂからトナー像を順に転写される。各トナー像は、全トナー色の位置を合わせて、カラーの一つのトナー像となるように同一位置に重ねて転写（以下、一次転写と称する）される。
【００２５】
二次転写ローラ５１８は、中間転写ベルト５１４を挟んで、ベルトローラ５１５の一つと対向し、ばねの弾性力により中間転写ベルト５１４に圧力を加えつつ回転可能に配置される。二次転写ローラ５１８に対向するベルトローラ５１５は接地されている。二次転写ローラ５１８は、直径１０ｍｍの芯金とその周囲の樹脂層とで形成され、モータからギアを介して駆動力を伝達されて回転する。樹脂層は、体積抵抗率が１×１０8Ω・ｃｍ程度の導電性の、クロロプレンゴム、ウレタンゴム等のゴム、又はエラストマの樹脂等により形成される。芯金部は、給電バネを介して二次バイアス電源５１９に接続される。二次バイアス電源５１９は、二次転写ローラ５１８に電圧を印加して、レジストローラ５２から送られた転写紙を正に帯電させ、負に帯電しているトナーを吸着させやすくする。
【００２６】
レジストローラ５２は、給紙部７又は用紙反転部８から転写紙の供給を受け、必要に応じて転写紙を停止させ、二次転写ローラ５１８に転写紙を送るタイミングを調整する。レジストローラ５２は、中間転写ベルト５１４の一次転写されたトナー像が二次転写ローラ５１８に到達するタイミングに合わせて、転写紙を二次転写ローラ５１８に送り出す。中間転写ベルト５１４に一次転写されているトナー像は、中間転写ベルト５１４と二次転写ローラ５１８との間に挟まれて搬送される転写紙に、一括して転写（以下、二次転写と称する）される。ガイド５３は、転写紙を転写部５１から定着装置６に案内する。
【００２７】
定着装置６の拡大図を図３に示す。定着装置６は、加熱ローラ６１と加圧ベルト６２と入口側ローラ６３と出口側ローラ６４と加圧ばね６５と分離電圧印加ローラ６６と分離電圧源６７とを有する。加熱ローラ６１は、芯金６１１と離型層６１２とヒータ６１３とサーミスタ６１４とをもつ。芯金６１１は、パイプ形状をもち、モータにより回転駆動される。離型層６１２は、耐熱性をもち離型性のよいＰＦＡやＰＴＴＦＥ等のフッ素樹脂により、芯金６１１の周面を覆うように形成される。ヒータ６１３は、加熱ローラ６１全体を加熱する。サーミスタ６１４は、離型層６１２の周面に接触して配置され、温度を検知して適正な定着温度を維持すべくヒータ６１３をＯＮ、ＯＦＦする。
【００２８】
加圧ベルト６２は、入口側ローラ６３と出口側ローラ６４とに張り回され、加熱ローラ６１と外側で接し、分離電圧印加ローラ６６と内側で接する。図４に示すように、加圧ベルト６２は、基層６２１と表層６２２との二層で形成され、基層６２１は比較的抵抗値の低い部材で形成され、表層６２２は比較的抵抗値の高い部材で形成される。基層６２１は、回転方向に無端のシート形状をもつポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に、カーボン又はイオン性導電性部材が添加された層で、約１０10Ω・ｃｍの抵抗値をもち、表層６２２は、基層６２１にフッ素樹脂を１０μｍコーティングして形成される。なお、ＰＥＳの他に、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐熱性樹脂等を、厚さ５００μｍ〜５ｍｍ前後のシート形状として使用してもよい。
【００２９】
分離電圧印加ローラ６６は、金属製で、加圧ベルト６２の内側に接し、加熱ローラ６１に対向する位置に配置される。分離電圧源６７は、電圧設定部１０により設定される直流成分と交流成分とを重畳した分離電圧を、分離電圧印加ローラ６６に供給し、間接的に加圧ベルト６２に不均一な電界を形成させる。この電界は、転写装置５から搬入された転写紙を加圧ベルト６２に吸着させて加熱ローラへの巻き込み等の弊害を抑制するとともに、定着装置６から排出される転写紙を加圧ベルト６２から効率的に剥離する。
【００３０】
入口側ローラ６３は、転写紙が加圧ベルト６２に搬入される側に位置し、一端が固定された加圧ばね６５の他端に接続され、加圧ベルト６２に対し加熱ローラ６１側に押し付ける方向に圧力を加える。この圧力により、加熱ローラ６１と加圧ベルト６２との間にニップ部と呼ばれる接触部分が形成される。出口側ローラ６４は、転写紙が加圧ベルト６２から搬出される側に位置し、モータにより回転駆動して加圧ベルト６２を回転させる。
【００３１】
出口側ローラ６４付近において、加圧ベルト６２と転写紙とを確実に分離するため、出口側ローラ６４の曲率半径を１２ｍｍ〜１６ｍｍとすることが望ましい。この曲率半径を求めるため、出口側ローラ６４の曲率半径及び環境を変化させて、いずれの場合に分離が効果的に行われるかを実験した。
【００３２】
まず、曲率半径が１０ｍｍより小さい場合、加圧ベルト６２に引っ張られる力に耐えられずゆがむ可能性がある。そのため曲率半径は１０ｍｍよりも大きいことが望ましい。次に、温度１０℃で湿度１５％である第１の環境と、温度２３℃で湿度６５％である第２の環境と、温度３０℃で湿度９０％である第３の環境との３種類の環境で、各種の紙について分離可能か実験した。曲率半径１２ｍｍの場合、いずれの環境でも、４５Ｋ紙から上の坪量の紙について分離可能であった。曲率半径１４ｍｍ及び曲率半径１６ｍｍの場合、いずれの環境でも、５５Ｋ紙から上の坪量の紙について分離可能であった。
【００３３】
しかし、曲率半径１８ｍｍの場合、第２の環境及び第３の環境では、５５Ｋ紙から上の坪量の紙について分離可能であったが、第１の環境では、５５Ｋ紙について分離しない場合があった。また、２０ｍｍの場合、第２の環境で５５Ｋ紙については分離可能であったが、他のいずれの環境でも５５Ｋ紙より上の坪量の紙について分離しない場合があった。
【００３４】
この結果から、いずれの環境でも分離可能とするためには、曲率半径１２ｍｍ〜１６ｍｍのローラを出口側ローラ６４として使用することが望ましいことが分かる。なお、使用環境を制限する場合、曲率半径２０ｍｍ程度までのローラを出口側ローラ６４として使用してもよい。
【００３５】
給紙部７は、処理部１４から給紙の開始を指示する信号を受けて、受信部３により受信された又は入力操作部４により入力された転写紙の種類に従って、転写装置５のレジストローラ５２に転写紙を送る。給紙部７にセンサを設けて転写紙の種類を判定してもよい。用紙反転部８は、分岐つめ８１と反転部８２とを有し、分岐つめ８１は、定着装置６から搬送される転写紙を送る経路を変更する。用紙反転部８は、処理部１４から排紙を指示する信号を受けると、分岐つめ８１を操作して定着装置６から排紙部９へ転写紙を送る経路を形成し、処理部１４から用紙の反転を指示する信号を受けると、分岐つめ８１を操作して定着装置６から反転部８２へ転写紙を送る経路を形成する。反転部８２は、分岐つめ８１を通じて送られた転写紙の表裏を反転して、転写装置５のレジストローラ５２に送る。排紙部９は、分岐つめ８１を通じて定着装置６から送られた転写紙を外部に排紙する。
【００３６】
印刷面記憶部１１は、次に定着装置６に搬送される転写紙が、一面目の定着を行うのか、両面印刷時における二面目の定着を行うかという情報を記憶する。電圧記憶部１２は、転写紙の種類と、フルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの別と、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面との３種の情報に対応した分離電圧を記憶している。記憶された分離電圧は、直流成分と交流成分とに分けられている。
【００３７】
転写紙の種類に応じて加圧ベルトへの最適な吸着力が異なり、より厚い転写紙を吸着する場合には、転写紙周辺により強い電界が発生して吸着力が大きくなるようにするのがよい。また、給紙部７から直接供給されて二次転写された転写紙より、一度定着装置６を通り用紙反転部８により表裏を反転されて再び二次転写された転写紙のほうが抵抗値が高くなる。すなわち、一面目を定着させる場合と両面印刷時における二面目を定着させる場合とで、転写紙がもつ電荷量が異なるため、分離電圧も異ならせることが好ましい。また一般に、フルカラーの画像形成装置でも、ユーザの選択又は自動判別等により、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとを切り替えられる。画像形成モードの相違により、一次転写ローラ５１６から中間転写ベルト５１４への印加電圧及び二次転写ローラ５１８から転写紙への印加電圧が異なるため、転写装置５に搬入される転写紙の帯電状態が異ならせることが好ましい。
【００３８】
具体的には、分離電圧の直流成分の絶対値及び交流成分のピーク間電圧値の両値について、厚い転写紙に対応する値は薄い転写紙に対応する値以上とするのがよい。また、フルカラー画像形成モードに対応する値は、モノクロ画像形成モードに対応する値以上とするのがよい。さらに、一面目に対応する値は、二面目に対応する値以上とするのがよい。
【００３９】
転写紙の種類、フルカラー画像形成モードとモノクロ画像形成モードとの別、及び、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面と分離電圧との対応は、例えば次のようになる。転写紙が普通紙の場合で一面目をフルカラー画像形成モードで印刷する場合の分離電圧は、−２００Ｖの直流成分とピーク間電圧２０００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波の交流成分とを重畳した電圧である。転写紙が薄紙（５５Ｋ紙）の場合の分離電圧は、−１００Ｖの直流成分とピーク間電圧１５００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波の交流成分とを重畳した電圧である。転写紙が厚紙（１３５Ｋ紙）、はがき、ＯＨＰ紙等の場合の分離電圧は、−５００Ｖの直流成分とピーク間電圧２０００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波とを重畳した電圧である。
【００４０】
また、転写紙が普通紙の場合で二面目をフルカラー画像形成モードで印刷する場合の分離電圧は、−３００Ｖの直流成分とピーク間電圧３０００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波の交流成分とを重畳した電圧である。転写紙が普通紙の場合で二面目をモノクロ画像形成モードで印刷する場合の分離電圧は、ピーク間電圧３０００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波である。また、紙種や環境等に応じて、分離電圧は、−１２００Ｖの直流成分とピーク間電圧０Ｖの交流成分との重畳した電圧であってもよい。
【００４１】
画像処理部１３は、画像読取部２により読み取られ又は受信部３により受信された画像信号と、受信部３で受信され又は入力操作部４で入力された、フルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの別、転写紙の種類等の情報とに基づき、静電潜像が感光体５１０に形成されるように、回転多面鏡５１２２及び感光体５１０の回転に同期してどのようにレーザ光を点灯させるかをレーザ光源５１２１に指示する書込信号を作成する。処理部１４は、画像形成装置１の全体の動作を制御する。
【００４２】
なお、画像形成装置は、図５に示されるように、中間転写ベルトを設けずに、各トナー色の感光体から転写紙に順次転写させるものであってもよい。
【００４３】
画像形成装置１の動作について、図２を用いて説明する。処理部１４は、受信部３により受信された又は、入力操作部４から入力された印刷開始の信号を受けて、画像処理部１３に各トナー色ごとの書込信号を作成させる。処理部１４は、印刷面記憶部１１に、次に定着装置に搬入される転写紙の面を一面目として記憶させる。画像処理部１３は、書込信号を転写装置５に出力し。転写装置５は、一次転写及び二次転写を行う。一次転写では、転写装置５は、感光体５１０を回転させて、帯電装置５１１により感光体５１０の表面を負に帯電させ、書込信号に応じてレーザ光源５１２１を点滅させて、感光体５１０の表面に負の帯電の強弱による静電潜像を形成し、負の帯電の弱い部分にトナーを付着させて感光体５１０の表面にトナー像を形成する。また、転写装置５は、中間転写ベルト５１４を回転させ、一次バイアス電源５１７に対して一次転写ローラ５１６への正の高電圧の印加を行わせ、各トナー色の感光体５１０から順次中間転写ベルト５１４へのトナー像の転写を行い、中間転写ベルト５１４の同一位置にカラーの一つのトナー像を形成する。
【００４４】
二次転写では、処理部１４は、受信部３により受信された又は、入力操作部４から入力された転写紙の種類に応じて、給紙部７に転写紙を指定して供給を開始させる。給紙部７は、指定された転写紙を転写装置５のレジストローラ５２に送る。転写装置５は、二次バイアス電源５１９に対して二次転写ローラ５１８への正の電圧の印加を行わせ、二次転写ローラ５１８を回転させる。一方、転写装置５は、中間転写ベルト５１４に形成されたトナー像が二次転写ローラ５１８に送られるタイミングに合わせて、転写紙をレジストローラ５２から二次転写ローラ５１８と中間転写ベルト５１４との接触部に送り、転写紙にトナー像を転写させる。二次転写ローラ５１８を通過した転写紙は、正に帯電しており、その表面に負に帯電したトナー像が形成されている。転写装置５は、転写紙を、二次転写ローラ５１８からガイド５３に案内させて定着装置６に送る。
【００４５】
電圧設定部１０は、受信部３により受信された又は入力操作部４から入力された、転写紙の種類及びフルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの別と、印刷面記憶部１１を検索して取得した次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面が一面目であるか二面目であるかの情報とに基づいて、電圧記憶部１１を検索する。電圧設定部１０は、検索の結果、転写紙の種類、フルカラー画像形成モード又はモノクロ画像形成モードの別、次に定着装置に搬入される転写紙の定着が行われる面の各情報に対応する分離電圧を読み取り、分離電圧源６７に設定する。
【００４６】
処理部１４は、定着装置６に、搬送された転写紙の定着を行わせる。定着装置６は、ヒータ６１３により加熱ローラ６１を加熱し、出口側ローラ６４を回転させることにより加圧ベルト６２を回転させる。分離電圧源６７は、電圧設定部１０により設定された分離電圧を分離電圧印加ローラ６６に印加し、加圧ベルト６２に電界を生じさせる。例えば、転写紙が普通紙の場合で一面目をフルカラー画像形成モードで印刷する場合、分離電圧源６７には、−２００Ｖの直流成分とピーク間電圧２０００Ｖ、周波数４０Ｈｚの矩形波の交流成分とを重畳した分離電圧が設定される。加圧ベルト６２が速度２００ｍｍ／秒で移動するとすると、分離電圧の印加により加圧ベルト６２に５ｍｍ周期の不均一な電界が形成される。
【００４７】
加圧ベルト６２は、高抵抗部分を有するため、分離電圧の印加開始から加圧ベルト６２表面における電界の発生までにはタイムラグがある。そのため、分離電圧源６７は、転写紙が加圧ベルト６２に送られる前に、分離電圧の印加を開始する必要がある。実験では、図６に示すように、分離電圧の印加開始は、転写紙が加熱ローラ６１に供給される４ｍｓ以上、好ましくは１０ｍｓ以上前であることが望ましいという結果が得られた。また、加圧ベルト６２への分離電圧の印加が継続すると、対向する加熱ローラ６１を劣化させやすく、また電力消費量も多くなる。これを防止するため、電圧設定部１０は、分離電圧の印加開始を、レジストローラ５２に二次転写ローラ５１８への転写紙の供給を開始させるタイミング等に調整し、また、分離電圧の印加停止を用紙排出後等に調整する。
【００４８】
加熱ローラ６１と加圧ベルト６２との間に挟まれて転写紙が搬送されると、熱及び圧力によりトナー像が転写紙に定着する。また、加圧ベルト６２に発生した電界により、転写紙が加圧ベルト６２に吸着して搬送されるため、加熱ローラ６１への巻き込みが防止される。出口側ローラ６４に送られた転写紙は、出口側ローラ６４の曲率半径の影響又は、分離電圧の交流成分が加圧ベルト６２に発生させる不均一な電界の影響により、加圧ベルト６２から容易に分離して、分岐つめ８１に送られる。
【００４９】
処理部１４は、片面印刷の一面目又は両面印刷の二枚目の定着が終了した場合、用紙反転部８に排紙を指示する信号を送る。用紙反転部８は、分岐つめ８１を操作し、転写紙を排紙部９に送り外部に排紙させる。一方、処理部１４は、両面印刷の一面目の定着が終了した場合、用紙反転部８に反転を指示する信号を送る。用紙反転部８は、分岐つめ８１を操作し、転写紙を反転部８２に送らせるとともに、印刷面記憶部１１に、次に定着装置に搬入される転写紙の面を二面目として記憶させる。転写紙を反転させてレジストローラ５２に送らせ、二面目の転写及び定着を行わせる。
【００５０】
なお、分離電圧印加ローラ６６は、図７（ａ）に示すように、加圧ベルト６２に対して外部から接するように配置してもよい。この場合、二層の加圧ベルトを用いず、単層の加圧ベルトを用いてもよい。単層の加圧ベルトは、ＰＥＳフィルムを厚さ５００μｍに成型して形成したもの等を用いる。分離電圧の正負の極性は、分離電圧印加ローラ６６が加圧ベルト６２に対して、外部から接する場合と内部から接する場合とで逆転する。また、分離電圧印加ローラ６６は、図７（ｂ）に示すように、加圧ベルト６２を挟んで加熱ローラ６１と対向し、加圧ベルト６２の回転方向において加熱ローラ６１よりも下流に設置してもよい。これにより、加熱ローラ６１と加圧ベルト６２との接触面積が大きく、かつ転写紙に加わる圧力が高くなる。さらに、転写紙と分離電圧印加ローラ６６との密着性が高くなることにより、両者の吸着力がより大きくなる。また、分離電圧印加ローラ６６は、図７（ｃ）に示すように、出口側ローラ６４と兼用してもよい。
【００５１】
分離電圧印加ローラ６６は、表面に絶縁性部材と導電性部材とを混在させたものを用いてもよい。絶縁性部材は、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等であり、導電性部材はこれらの絶縁性部材にカーボン等を添加したもの等を用いる。例えば、図８（ａ）に示すように、絶縁性部材と導電性部材とを交互に、回転方向に５ｍｍ〜１５ｍｍのピッチで配置してもよい。この場合、分離電圧印加ローラ６６は、加圧ベルト６２の内側に配置し、加圧ベルト６２として二層構造のものを用いる。この分離電圧印加ローラ６６は、分離電圧源６７により直流電圧が印加されると、出口側ローラ６４により等速で回転される加圧ベルト６２上に、不均一な電界を形成させる。また、図８（ｂ）に示すように、絶縁性部材と導電性部材とを交互に、長手方向に５ｍｍ〜１５ｍｍのピッチで配置してもよい。この場合、分離電圧印加ローラ６６は、加圧ベルト６２の外側に配置する。加圧ベルト６２として単層構造のものを用いてもよい。加圧ベルト６２、分離電圧源６７により直流電圧と交流成分とが重畳された電圧が印加されると、出口側ローラ６４により等速で回転される加圧ベルト６２上に、不均一な電界を形成させる。
【００５２】
なお、本実施形態では、負に帯電したトナーを使用した反転現像方式を採用しているが、正に帯電したトナーを用いて、逆極性の同様の装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】画像形成装置の機能ブロック図である。
【図３】定着装置の拡大図である。
【図４】加圧ベルトの断面図である。
【図５】他の画像形成装置の構成図である。
【図６】分離電圧の印加タイミングを示す図である。
【図７】他の定着装置の拡大図である。
【図８】他の分離電圧印加ローラの拡大図である。
【符号の説明】
【００５４】
１；画像形成装置、２；画像読取部、３；受信部、４；入力操作部、
５；転写装置、６；定着装置、７；給紙部、８；用紙反転部、９；排紙部、
１０；電圧設定部、１１；印刷面記憶部、１２；電圧記憶部、
１３；画像処理部、１４；処理部、２１；原稿自動送り装置、
２２；キャリッジ、２３；レンズ、２４；ＣＣＤ、２５；バッファ
５１；転写部、５２；レジストローラ、５３；ガイド、
６１；加熱ローラ、６２；加圧ベルト、６３；入口側ローラ、
６４；出口側ローラ、６５；加圧ばね、６６；分離電圧印加ローラ、
６７；分離電圧源、８１；分岐つめ、８２；反転部、
５１０；感光体、５１１；帯電ローラ、５１２；露光装置、
５１３；現像装置、５１４；中間転写ベルト、５１５；ベルトローラ、
５１６；一次転写ローラ、５１７；一次バイアス電源、
５１８；二次転写ローラ、５１９；二次バイアス電源、
６１１；芯金、６１２；離型層、６１３；ヒータ、６１４；サーミスタ、
６２１；基層、６２２；表層、５１２１；レーザ光源、５１２２；回転多面体
【図１】
2005115188.tif 000003
【図２】
2005115188.tif 000004
【図３】
2005115188.tif 000005
【図４】
2005115188.tif 000006
【図５】
2005115188.tif 000007
【図６】
2005115188.tif 000008
【図７】
2005115188.tif 000009
【図８】
2005115188.tif 000010