(57)【要約】【課題】  爪分離をなくすとともに、転写紙の厚みを検知することで、転写前露光の副作用を紙種限定とする画像形成装置を提供する。【解決手段】  電子写真方式の画像形成装置において、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、該転写前露光手段を転写材厚検知手段により制御する。これによって、爪分離をなくすとともに、転写紙の厚みを検知することで、転写前露光の副作用を紙種限定とすることができる。【選択図】      図１
2007072376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、
該転写前露光手段を転写材厚検知手段により制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電子写真方式の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、
転写材が少なくとも転写搬送手段のニップ先端に到達する以降に転写バイアスを印加させており、その転写バイアスの印加を転写材厚検知手段により制御している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
電子写真方式の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、
転写前露光手段によって転写材の先端のみを露光し、転写材が少なくとも転写搬送手段のニップ先端に到達する以降に転写バイアスを印加させており、
転写前露光手段及び転写バイアスの印加を転写材厚検知手段で制御している
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、電子写真方式の画像形成が行われ、の方式では潜像担持体として用いられる感光体上に形成された静電潜像を現像剤により可視像処理し、可視像を転写材に静電転写する工程を備えていることが多い。この電子写真方式では、可視像処理には感光体上の静電潜像に対してトナーの静電的に付着させるため、帯電したトナー像を記録紙などの転写材に対して静電転写方式により転写することが画像形成上有利である。
【０００３】
しかし、転写材である紙の先端が感光体に吸着されて、感光体から分離せずに搬送されて、紙ジャム現象が発生し、画像形成工程が途中で止まることがある。このような現象が発生すると紙の先端が感光体上の分離爪にあたり、爪に付着しているトナーが紙についてしまうという問題がさらに発生することがある。この現象を「爪分離」という。「爪分離」が発生すると紙の先端に爪の跡がつき転写紙が汚れてしまう。また紙の先端だけでなく、全面が吸着されて搬送される場合には、画像上にスジとして発生することがある。さらに後端が吸着されない場合には、スジ状の画像だけでなく、画像ブレになる場合がある。
一方、感光体上の分離爪が変形していたり磨耗していたりする場合、紙が感光体上に吸着されてしまうと、分離爪部でのジャム発生や転写紙が分離爪をすりぬけクリーニング部までに入ってしまうという課題もある。
【０００４】
この爪分離のジャムに対して、転写前露光手段により転写紙先端部のみ感光体電位を下げ、転写紙先端部のみ転写電流を下げ、感光体への転写紙の巻き付きを防止してきた。
しかしながら、この手段には副作用があり、転写紙先端部に画像があった場合、転写前露光が画像部にかかるとニジミ画像に、転写電流の印加タイミングにより、先端部が転写不良となり、画像が薄くなるという問題がある。
一方、爪分離は紙種によって発生はことなり、転写紙の厚みにより、転写前露光、転写バイアスタイミングを有して無くても爪分離は発生しないものがある。これは転写紙の厚みに依存しており、転写紙が厚いと剛性が高いので感光体には巻き付かず、爪分離は発生しない。結果として、このような剛性の高い紙種においては、転写前露光と、転写バイアスタイミングの副作用のみが残ることになる。
【０００５】
例えば、特許文献１では、感光体の主走査方向の上記各転写紙分離爪の間に、上記感光体の副走査方向の下流側に先端部を突出させた突起部材を配置したことを特徴とする複写機の転写紙分離装置が開示されている。特許文献２では、分離爪に高電圧を印加する分離爪高圧印加手段と、画像形成装置が使用されている環境温度、湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記分離爪高圧印加手段は前記温湿度検知手段の検知結果に応じて、前記分離爪高圧印加手段で印加する高圧の電圧値を制御する画像形成装置が開示されている。
しかし、いずれも、構造が複雑になり、また、転写材分離の効果は十分ではないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−３１３５０５号公報
【特許文献２】特開２００１−０７５３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、爪分離をなくすとともに、転写紙の厚みを検知することで、転写前露光の副作用を紙種限定とする画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置において、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、該転写前露光手段を転写材厚検知手段により制御することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置において、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、転写材が少なくとも転写搬送手段のニップ先端に到達する以降に転写バイアスを印加させており、その転写バイアスの印加を転写材厚検知手段により制御していることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置において、前記画像形成装置は、転写材の厚みを検知する転写材厚検知手段と転写前露光手段を有しており、転写前露光手段によって転写材の先端のみを露光し、転写材が少なくとも転写搬送手段のニップ先端に到達する以降に転写バイアスを印加させており、転写前露光手段及び転写バイアスの印加を転写材厚検知手段で制御していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、爪分離をなくすとともに、転写紙の厚みを検知することで、転写前露光の副作用を紙種限定とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の画像形成装置における感光体周辺の構成を示す概略図である。図２は、図１における転写前露光手段の周辺を拡大して示した概略図である。
本発明の例として、転写手段の一例として転写搬送ベルト方式を記載している。転写搬送ユニットの構成についてもあくまでも一例であり、バイアスローラ、駆動ローラ、従動ローラの構成は実施例に記載の配置・構成でなくても構わない。転写電荷を付与させる手段としては、ローラを使用しているが、チャージャーをベルト内に設置して転写電荷を付与させた構成でもよい。転写ベルトの抵抗については中抵抗領域を使用しているが、中抵抗領域の抵抗でなくても構わない。つまり、１０１３以上の高抵抗領域から絶縁体の領域や１０５〜６以下の低抵抗領域でも構わない。
転写前露光手段（以下、「ＰＴＬ」と記すことがある。）は、感光体に一様に露光し感光体上の電位を低下させる手段のことである。
【００１２】
図３は、転写バイアスの印加タイミングをパラメータとしたときのＰＴＬ露光後電位と爪分離の発生率の関係を示すグラフである。
図３に記載の「バイアス印加タイミング：基準＋２０」とは転写バイアスの印加タイミングをある基準に対して２０ｍｍだけ遅らせた場合を示している。図３からわかるように、ＰＴＬ露光後の感光体電位が４００Ｖ以下で、かつ（バイアスの印加タイミングを遅らせた場合）であれば爪分離率は１０％以下になり、通常が８０％の分離率と比較すると、大幅に改善していることがわかる。なお、試験は加速試験実施し、爪分離が発生しやすいＯＡペーパを選択した。特に、ＰＴＬ露光後の感光体の電位が２５０Ｖ以下であれば分離率は０％になるため、好ましくは感光体の電位は２５０Ｖ以下であることが好ましい。
図３からもわかるように、露光後の感光体電位を０Ｖに下げても転写バイアスの印加タイミングを遅らせないと効果はあるものの、爪分離率は５０％程度のままである。よって上記２つの手段を組み合わせることにより、大幅な改善効果があることがわかる。
【００１３】
転写バイアスを印加するタイミングの一例を挙げる。「バイアス印加タイミング：基準＋２０」とは、線速３６２ｍｍ／ｓｅｃの場合、「レジストモータ：ＯＮから１８３ｍｓｅｃ後に転写バイアスをＯＮ」するタイミングのことである。転写紙が転写ニップ先端から4ｍｍ後端を通過時にバイアスをＯＮするタイミングである。つまり転写ニップの先端に紙の先端が到達したときに転写バイアスをＯＮさせるタイミングである。それに対して、「基準」とはレジストモータ：ＯＮから１２７ｍｓｅｃ後に転写バイアスをＯＮするタイミングである。
【００１４】
ＰＴＬのＯＮ／ＯＦＦ制御の一例を以下に示す。
ＰＴＬのＯＮ／ＯＦＦ切り替えは、レジストローラ（図示しない）のモータのＯＮ信号をトリガとして使用している。例えば３６２ｍｍ／ｓｅｃの場合ではレジストローラのモータのＯＮと同時にＰＴＬをＯＮ（点灯）させて感光体を露光し、ＯＦＦはレジストローラのモータのＯＮから１０８．４ｓｅｃ後にＯＦＦする制御を実施している。プロセス線速２７０ｍｍ／ｓｅｃの場合にはＰＴＬのＯＦＦタイミングは４３９．３ｓｅｃ後にＯＦＦするように制御している。また、ＯＮ信号はレジストモータのＯＮ信号と同期させないで、モータのＯＮ後からある所定の時間後にＯＮさせても構わない。
なお、ＯＮ／ＯＦＦ信号の制御をレジストローラではなく、ＬＥＤの書きこみ信号を基準として制御させる方法もある。
異常画像（トリ画像）と爪分離はトレードオフの関係にあり、ＯＦＦタイミングは双方の最適値に設定する必要がある。機械によるバラツキもあるため、ＯＦＦタイミングは表示装置上に表示させて個別に設定できるようにさせてもよい。転写紙の表面、裏面ごとに設定できるようにさせる方法もある。但し、爪分離は転写紙先端部の電位をＰＴＬで下げることにより効果が発揮されるものである為、先端部まで画像があるものの場合、先端部に異常画像（チリ画像）が発生することになる。
【００１５】
ここでは、２つの制御を組み合わせることもできる。３６２ｍｍ／ｓｅｃの場合では、転写バイアスを「レジストモータ：ＯＮから１８３ｍｓｅｃ後に転写バイアスをＯＮ」するタイミングであり、ＰＴＬのＯＦＦはレジストローラのモータのＯＮから１０８．４ｍｓｅｃ後にＯＦＦする制御を実施している。これらの制御はＰＴＬによって感光体の電位を低下させるだけでなく、転写バイアスの印加タイミングを制御することで、転写紙を充電させずに、分極させてベルトに吸着されやすい状態にしている。
【００１６】
感光体の電位を２５０Ｖ以下にする手段としての転写前露光手段として、一つにはＬＥＤアレイを使用した露光手段を設けたり、また、一つにはレーザビーム（ＬＤ）露光を用いて感光体上の特定の場所に露光する方法が考えられる。特に、ＬＤから発したレーザ光がいくつかの図示しないポリゴンミラーを介して感光体上に照射される。これは通常の書きこみと同様な方法である。特に、２色現像を行なう画像形成装置の場合には第２書きこみを利用することができる。
【００１７】
例えば、（ＰＴＬ）＋（転写電流印加タイミング制御例）の２つを組み合わせた制御を行なった場合の結果を表１と表２に示す。
【表１】
2007072376.tif 000003
【００１８】
【表２】
2007072376.tif 000004
【００１９】
なお、上記データは爪分離跡の発生し易い方向に搬送したときのデータであり、紙種も「爪分離」が発生しやすい紙種を選択している。紙の調湿は未調湿、Ｎ／Ｎ環境調湿、Ｈ／Ｈ環境調湿を含めた結果である。（ＰＴＬ）＋（転写電流印加タイミング制御例）の２つを組み合わせた制御では爪分離率が「０％」になることがわかる。
【００２０】
さらに、Ｈ／Ｈ環境のみでの調湿試験での結果を示す。調湿試験とは転写紙を高湿環境（２７℃９０ＲＨ％環境）に８ｈｒ以上放置して、十分に水分を含んだ転写紙の状態にて行なう試験である。以下に紙種としてＯＡペーパ（Ａ４Ｙ、Ｂ５Ｙ）、紙源Ｓペーパ（Ａ４Ｙ、Ｂ５Ｙ）、マイリサイクル１００（Ａ４Ｙ、Ｂ５Ｙ）を通紙した場合の結果を示す。
【表３】
2007072376.tif 000005
但し、ここでのＰＴＬ：ＯＦＦとは転写のタイミングを設定した場合を示している。なお、記述していないが３環境での通紙試験においても爪分離の発生率は０％である。
以上の結果から、（ＰＴＬ）＋（転写電流印加タイミング制御例）では単なるＰＴＬのみよりも大幅な効果があることがわかる
【００２１】
転写バイアスは通常、紙間バイアスから転写バイアスへと切り替えられる。ここでは、３６２ｍｍ／ｓｅｃでは紙間バイアスは１５μＡ、転写バイアスは６５μＡである。２７０ｍｍ／ｓｅｃでは紙間バイアスは１５μＡ、転写バイアスは５０μＡとなる制御をしている。また、紙間バイアスは１５μＡであり、紙間バイアスの最適知は紙種によって異なる。ＯＡペーパの場合には、１５μＡが最適であるが、他の紙種の場合には１５μＡではない。例えば、α−エコペーパの場合には紙間電流は３５μＡまで高くしても爪分離率は０％である。以下に、結果を図４、図５に示す。
なお、ここでは、ＰＴＬ：ＯＦＦで５４%もの爪分離率を示している紙種をもとに紙間バイアス１５μＡに決定している。また、レジストローラ（図示しない）〜転写ニップまでの距離は６１ｍｍである。転写ニップは８ｍｍである。
【００２２】
現像ローラの中心から、５７．４°の位置にPTLが設置されている。転写前のどの位置であってもよい。
【表４】
2007072376.tif 000006
トナーが散ることにより、経時にてPTLの透明フィルムがトナーによって汚れる。表４に記載のように感光体の電位は汚れていない状況と比較して２０Ｖ程度高くなっているが、４４０ｋプリント最大：１０５Ｖ以下である。これは、前述した露光後の感光体表面電位：２５０Ｖ以下である。よって、経時でもＰＴＬ機能は達成していることがわかる。従って、ＰＴＬのとりつけ位置（感光体との空間距離：1mm）であれば、ＰＴＬの透明フィルムの汚れは感光体の電位に影響を与えるほどの問題ではないことがわかる。清掃前の状態にて爪分離率を確認したがＰＴＬ：ＯＦＦが６０％程度分離するのに対して、ＰＴＬ：ＯＮ（清掃前）で０％であった。以上の結果から経時でも効果があることがわかる。ここで使用する感光体はアルミニウムなどによって形成された円筒状の基体上にa−Ｓｉ感光層を有するa−Ｓｉ感光体であってもよい。また、この感光体が直径Φ１００ｍｍの感光体で記載したが、分離に有利な直径Φ８０ｍｍの感光体であっても発生する現象であり、直径Φ８０ｍｍの感光体であっても適用することが可能である。
【００２３】
次に転写材厚検知手段について説明する。図６は、転写材厚検知手段の構成を示す概略図である。転写材厚検知手段は発光素子と受光素子からなっており、レジストローラ上流に設置されている。レジストローラに転写紙を停止させている時に、発光素子より光を転写紙に照射し、転写紙を透過した光を受光素子が受けるようになっている。この光量の透過率により転写紙の厚みを検知している。
図７は、透過光量と転写紙の厚みの関係を示すグラフである。ここで、転写紙の厚みは坪量にて代用する。坪量が大きくなればなるほど、紙の厚みは厚くなり、発光素子から受光素子までの透過率は小さな値となっていく。
ここで、転写紙坪量と分離爪跡の関係を図８に示す。なお、ここでの条件はＰＴＬはＯＦＦとし、転写電流は基準値での実験結果である。
坪量が１００ｇ／ｍ２以上の時分離爪跡発生率は０％となる。これは坪量が大きくなるほど紙の厚みが厚くなり、剛性が高くなるため、転写紙が感光体に巻き付かず、分離爪跡が発生しないということである。又、図８の結果は、ＰＴＬはＯＦＦ、転写電流のタイミングは基準値としたときものである。紙種によっては、分離爪跡の対策を行わなくても、分離爪跡は発生しないということである。したがって、本実施例では転写紙厚検知手段の透過率が０．４％以下の時、ＰＴＬをＯＦＦし、転写電流のタイミングを基準値とし、ＰＴＬおよび、転写電流タイミングの副作用である、異常画像（転写チリ）を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の画像形成装置における感光体周辺の構成を示す概略図である。
【図２】図１における転写前露光手段の周辺を拡大して示した概略図である。
【図３】転写バイアスの印加タイミングをパラメータとしたときのＰＴＬ露光後電位と爪分離の発生率の関係を示すグラフである。
【図４】ＯＡペーパで、転写バイアスのバイアスをパラメータとしたときのＰＴＬ露光後電位と爪分離の発生率の関係を示すグラフである。
【図５】エコペーパで、転写バイアスのバイアスをパラメータとしたときのＰＴＬ露光後電位と爪分離の発生率の関係を示すグラフである。
【図６】転写材厚検知手段の構成を示す概略図である。
【図７】透過光量と転写紙の厚みの関係を示すグラフである。
【図８】転写紙坪量と分離爪跡の関係を示すグラフである。
【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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