【手続補正書】
【提出日】平成19年1月10日(2007.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記定着回転体および前記加圧回転体に挟持搬送されて排出される前記転写材と接触する導電部材が設けられている画像形成装置において、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前から前記導電部材に該転写材が接触するまでの期間の前記転写手段のバイアス強度を増大させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】  請求項１の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電圧制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】  請求項１の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電流制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】  請求項１から請求項３の何れかの画像形成装置において、前記転写バイアスの強度切り替え時点の該バイアス切り替えの立ち上がりと立ち下がりが緩やかに変化するようにバイアス切り替え速度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】  請求項４の画像形成装置において、前記転写バイアスの強度増大を強度切り替え期間の開始点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から開始し、バイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を上げ、バイアス強度復元を強度切り替え期間の終了点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から前記転写バイアスの強度減少を開始してバイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を下げることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】  請求項１から請求項５の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は環境検知手段を有し、該環境検知手段による環境検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】  請求項６の画像形成装置において、前記環境検知手段としてイオン導電性転写ローラの環境による抵抗変化を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】  請求項６又は請求項７の画像形成装置において、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択される条件は環境の湿度が７５％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】  請求項１から請求項５の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は通常の状態では前記転写バイアス強度の切り替えを行わない設定になっており、画像形成装置の使用者の判断によって前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】  請求項９の画像形成装置において、該画像形成装置の使用者が前記転写バイアス強度の切り替えを行う手段は、該画像形成装置を制御するホストコンピュータのソフトウェアに設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】  請求項６又は請求項７の画像形成装置において、前記画像形成装置は紙抵抗検知手段を有し、該紙抵抗検知手段よる紙抵抗検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】  請求項１１の画像形成装置において、前記紙抵抗検知手段として、前記転写ローラの転写ニップ部を前記転写材のトナー像が形成されていない先端部が通過する間の定電圧制御時の転写電流変化または定電流制御時の転写電圧変化のいずれかの変化量を基に該紙抵抗を検知する方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多種多様な記録材（転写材）を通紙させる記録材搬送装置を有する装置に関するもので、特に電子写真方式のプリンター、複写機、ファクシミリなどの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いたプリンター、複写機、ファクシミリなどの装置における画像形成工程部の概要は図１０に示すようになっている。即ち、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様にある極性に帯電させた後、レーザ等の露光手段３により、感光ドラムを露光下領域のみを除電して潜像を形成し、現像器４のトナー５を現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラムの帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラムと現像スリーブが対向する現像ギャップ部においてＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加して、電界の作用によりトナーを浮遊振動させつつ感光ドラムの潜像形成部に選択的に付着させた後、転写ローラ１０と感光ドラムで形成される転写ニップ部まで感光ドラムの回転によって搬送させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
このように搬送されてきた記録材は、転写部において感光ドラム上のトナーを静電的に引き付けて記録材側に移動させるようにトナーと逆極性の高電圧が記録材背面の転写ローラに印加されて記録材の表面にトナーを静電的に引き付けて画像を転写されるとともに、記録材裏面はトナーと逆極性に帯電され、転写されたトナーを保持し続ける為の転写電荷が記録材裏面に付与される。最後に、トナー画像を転写された記録材は、加熱回転体１３とニップ部を形成する加圧ローラ（加圧回転体）１４で構成される定着器（定着手段）１２まで搬送され、このニップ部で加熱加圧されてトナー像を記録材表面に永久固着させる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一方、転写後の感光ドラム表面には極性の異なるトナー等の付着物がわずかに残るため、転写ニップ部を通過した後の感光ドラム表面はクリーニング容器１１で感光ドラム表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１１ａにより付着物を掻き落とされて清掃された後、次回の画像形成に待機する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
以上の工程の中で、画像の定着方式としては熱効率、安全性が良好な接触加熱
型の定着装置が広く知られている。その定着装置として、図１１に示すように、金属性円筒芯金１３’ｃ表面にプライマー層１３’ｂを介して雛型性層１３’ａを形成し、円筒内部にハロゲンヒータ（熱源）１５を内包する熱定着ローラ１３’と、加圧芯金１４ｃに耐熱性ゴム１４ｂからなる弾性層、その表面に加圧側離型性層１４ａを形成した加圧ローラ１４と、を加圧当接して構成される熱ローラ定着器が用いられる。また、図１２に示すように、低熱容量の耐熱性樹脂フィルム１３”ｃ、その上に導電性プライマー層１３”ｂ、更にその表面に雛型性層を形成した定着フィルム１３”ａと、その定着フィルムの内側に設けられたセラミックヒータ（熱源）１５’と、そのヒータを保持しフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１３”ｄと、そのヒータホルダーを均一に加圧する為の金属ステー１３”ｅとで構成される定着フィルムユニット１３”に加圧ローラを加圧当接させるフィルム加熱方式の定着器が用いられる。前者は比較的高速の大型機に用いられ、後者は比較的低速の小型機に用いられている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
以上のような定着装置を用いたプリンタ等の各種画像形成装置は、画質の向上とともに近年益々そのプリント速度の高速化が強く求められるようになっている。このため、今後、更なる高速化を実現するためにはまず、当然のことながらモータをパワーアップして加圧ローラ及び定着フィルムの回転速度を上げるとともに、通過時間の短くなった紙に十分な熱エネルギーを供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げる、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高いものに替えるなどの改良を行う必要がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
このような現象に対する抑制策としては、定着性を確保する必要性から熱的な条件を緩めることはできないので、トナーの紙に対する静電的な付着力を増強する方法が考えられている。例えば、図１４に示すように、熱ローラ方式では、定着バイアス電源１６によって定着ローラの金属部にトナーと同極性のバイアスを印加し（不図示の導電性ブラシを用いて接続）、この金属部表面に設けられた１５μｍ以上の十分な膜厚を有する絶縁離型層を挟んで電界を作用させて紙上のトナーを表面側から反発電界によって押え込んだり、逆に加圧ローラ側にトナーと逆極性（転写電荷と同極性）の電位を誘起してトナーの紙への付着強度を増す方法が考案されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
同様に、フィルム加熱方式の定着器においても、図１５に示すように同様の現象が発生しており、むしろ同レベルの記録速度の装置同士で比較するとこのフィルム加熱方式の定着器の方に現象が悪化する傾向が認められる。この要因としては、熱伝達率を高める為に後者の方式では広いニップ幅を必要とするため、ニップ部分の変形量が熱ローラ方式よりも大きく水蒸気の噴出力が高くなることや、熱ローラ方式ではニップ突入前に記録材表面に接近する定着ローラ表面の輻射熱による予備加熱効果が作用して事前に記録材表面の表層トナーを一部溶融させて記録材との密着力を高める作用があるのに対し、フィルム加熱方式ではフィルムの熱容量が小さい為に予備加熱効果が得にくいことなどが考えられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この為、フィルム加熱方式では定着フィルムの導電層に定着バイアス電源１６によってトナーと同極性のバイアスを印加するだけではこの「後方トナー飛び散り」現象の抑制効果はほとんど得られず、更なる対策が必要となる。この追加策としては、図１６に示すように、新たにニップ近傍に接地された紙裏接地用導電ブラシ(導電部材）８’のような接地手段を設け、このブラシを記録材の裏面に接触させたまま定着フィルムにトナーと同極性のバイアスを印加しつつ定着動作を行う構成が大きな効果を生じる方法として判明しており、その抑制メカニズムとしてはフィルムにトナーと同極性のバイアスを印加することで記録材の抵抗を介して記録材裏面側の接地部からこのバイアスと逆極性の電荷が記録材裏面に誘起され、この電荷が逆極性のトナーを記録材に引き付けて固定する作用を増すためと考えられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このような工程により高濃度パターン７ａ（図２０）を出力した際には、全体の画像は図２０のように中央後半部に横白帯状の転写不良領域７ｂを招いてしまい、比較的湿度の高い環境で比較的抵抗の低い紙を用いた場合には無視できない現象となっていた。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（１）．像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記定着回転体および前記加圧回転体に挟持搬送されて排出される前記転写材と接触する導電部材が設けられている画像形成装置において、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前から前記導電部材に該転写材が接触するまでの期間の前記転写手段のバイアス強度を増大させることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（２）．（１）の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電圧制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
（３）．（１）の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電流制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
（４）．（１）から（３）の何れかの画像形成装置において、前記転写バイアスの強度切り替え時点の該バイアス切り替えの立ち上がりと立ち下がりが緩やかに変化するようにバイアス切り替え速度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（５）．（４）の画像形成装置において、前記転写バイアスの強度増大を強度切り替え期間の開始点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から開始し、バイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を上げ、バイアス強度復元を強度切り替え期間の終了点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から前記転写バイアスの強度減少を開始してバイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を下げることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（６）．（１）から（５）の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は環境検知手段を有し、該環境検知手段による環境検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
（７）．（６）の画像形成装置において、前記環境検知手段としてイオン導電性転写ローラの環境による抵抗変化を用いることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
（８）．（６）又は（７）の画像形成装置において、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択される条件は環境の湿度が７５％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
（９）．（１）から（５）の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は通常の状態では前記転写バイアス強度の切り替えを行わない設定になっており、画像形成装置の使用者の判断によって前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
（１０）．（９）の画像形成装置において、該画像形成装置の使用者が前記転写バイアス強度の切り替えを行う手段は、該画像形成装置を制御するホストコンピュータのソフトウェアに設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
（１１）．（６）又は（７）の画像形成装置において、前記画像形成装置は紙抵抗検知手段を有し、該紙抵抗検知手段よる紙抵抗検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
（１２）．（１１）の画像形成装置において、前記紙抵抗検知手段として、前記転写ローラの転写ニップ部を前記転写材のトナー像が形成されていない先端部が通過する間の定電圧制御時の転写電流変化または定電流制御時の転写電圧変化のいずれかの変化量を基に該紙抵抗を検知する方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、本実施例を含む以下のすべての実施例における紙（転写材）としては水分の含水率が８％以上まで上昇した低抵抗化した紙（Ｘｅｒｏｘ杜のＬｅｔｔｅｒサイズ７５ｇ紙等）を用いており、装置を動作させた環境は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿度環境である。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この時、装置内制御部のＣＰＵにこの紙先端通過信号が入力され、これを起点として検知した紙端部が転写ニップ部に到達するまでの時間に合わせて事前に潜像形成が開始され、現像部を経てトナー像が感光ドラム２上に形成されて紙先端が転写ニップ部に到達するとほぼ同時に転写バイアスが印加されるように転写バイアスの印加タイミングが決定される。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本実施例の転写バイアスは転写動作前に転写ローラ１０に予め定められた定電流を流し、その際の必要電圧から転写ローラ１０の抵抗値を求め、その抵抗値に応じて予め良好な画質が得られるように定められた電圧を定電圧回路によって発生させる構成を用いている。図２に示すように、その電圧印加タイミングとしては、時刻ｔ１で紙端検知センサ１７が作動し、紙端検出センサ部から転写ニップまでの距離ＬＯをＶｐの搬送速度で搬送される紙先端が到達するまでの時間＝ＬＯ／Ｖｐが経過した時刻ｔ２に、通常の転写バイアスＶｔ１が転写定着ニップ間距離Ｌ１を紙が通過する時間＝Ｌ１／Ｖｐの間即ち時刻ｔ３まで印加され、その後定着ニップ部から導電ブラシまでの距離Ｌ２を移動する時間＝Ｌ２／Ｖｐの間即ち時刻ｔ４までの間は、通常の転写電圧では定着バイアスを印加された定着フィルムを介して電荷が不足し、この期間のみハーフトーンやベタ黒画像中に白帯状の転写不良が生じてしまう為、これを補う為に強化された転写バイアスＶｔ２に切り替えられる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本実施例では転写ローラ１０としてこの環境における抵抗値が１×１０7〜５×１０7Ω程度のイオン導電性のソリッドゴムを用いた。この転写ローラ１０を用いた通常の転写電圧はＶｔ１＝４００〜６００ｖとなっている。これに対し、紙先端が定着バイアスの印加された定着ニップ部に接触する時刻ｔ３において、電圧を３００〜７００ｖ増大させた強化電圧Ｖｔ２＝７００〜１３００ｖを印加し、時刻ｔ４でこの強化電圧を元のレベルに戻して通常の転写電圧で転写を終了するようにしている。このように転写バイアスを切り替える事でハーフトーンやベタ黒画像を紙全面に形成しても濃度ムラがほとんど生じない良好な画質を実現する事ができた。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（実施例４）
図７は本発明の第４の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、新たに湿度センサ(環境検知手段）１９が設けられており、この湿度センサ１９の検知結果によって、湿度が７５％以上ある場合と７５％未満の場合とで自動的に転写バイアスの部分切り替えを行うモードと行わないモードに各々切り替えが実行されるように湿度検知信号がＣＰＵ１８へ入力される構成となっている。また、本実施例における紙と使用環境の条件及び転写バイアスの切り替えタイミング等は実施例１と同様である。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
（実施例６）
図９は本発明の第６の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。図８と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、実施例５の構成と同様に転写ローラを用いて環境検知を行う構成に加えて更に信頼性を高める為に、新たに導電性転写前ローラ６”を設け、一方のローラを接地し、他方のローラを紙抵抗検知用電源２１と転写電流検知手段(紙抵抗検知手段）２０に接続しており、この転写電流検知手段２０の検知信号をＣＰＵ１８に入力する構成を設けている。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
このようにバイアスを印加された導電性転写前ローラのローラ対の間に、ある抵抗値を有する紙が搬送されてくると、この紙抵抗分だけ、この回路に流れる電流が変化するため、転写電流検知手段の検知信号の変化をＣＰＵ１８に入力する事で其の紙の抵抗値を推測し、本発明の目的である白帯状の転写不良画像が生じる紙抵抗の領域に含まれるかどうかを判断させる事が可能となる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、定着手段の尾引き対策構成として定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加する定着バイアス印加手段と、定着回転体と加圧回転体に挟持搬送されて排出される転写材の裏面電位を接地させる為の導電部材が設けられている画像形成装置において、定着回転体表面の抵抗を異常帯電を生じないような抵抗範囲に抑えるとともに、この定着ニップ部に転写材先端が挟持搬送され始めてから転写材裏面が導電性部材に接触するまでの期間の転写バイアスを通常の転写バイアスよりも強化した結果、この期間中に定着バイアスによってリークする転写電荷を補う（同時に転写ニップ部における紙表面電位が定着バイアス側に振られることで抑制される転写バイアスの電界作用を強化する）ことにより、転写バイアスの不足による転写不良の発生が無くなり、この切り替え前後で濃度ムラの無い良好な画質を実現するができ、対策を施さない場合に生じていた横白帯状の転写不良領域の発生を防止できるようになった。