(57)【要約】【課題】二次転写後の記録材の巻き付き発生要因に応じて効率良く除電し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、気圧の変化に応じて除電バイアスを制御することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、気圧の変化に応じて除電バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアスを制御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】
装置を設置する場所の標高に応じて除電バイアス値を予め設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
装置内の気圧計の計測データに基づいて除電バイアスを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
気圧の変動をネットワークで取得することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【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、中間転写体から記録材に定電流制御により転写バイアスを印加しトナー像を転写する二次転写手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−２４１９４７号公報には、電子写真技術を用いて用紙等の記録材に画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルト又は中間転写ドラム等の中間転写体上のトナー像を用紙等の記録材に二次転写するため、二次転写ローラに定電流制御により転写バイアスを印加する二次転写手段が開示されている。この従来技術においては、中間転写ベルトの駆動ローラ（２次転写バックアップローラを兼ねる）と対向する位置に、離当接機構により中間転写ベルトに離当接する二次転写ローラが設けられ、この位置で二次転写ローラに定電流制御手段から転写バイアスが印加され中間転写ベルト上の４色のトナー像が記録材に二次転写される。
【０００３】
二次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、二次転写ローラの下流側に近接して導電性繊維をシート状に加工した不織布からなる除電部材が設けられている。除電部材は、除電部材に除電電圧を印加する導電性プレートに貼り付けられ、二次転写後の記録材を除電する。
【特許文献１】特開２００４−２４１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次転写後の記録材には、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体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、定電流制御される二次転写部が種々の要因により抵抗が変化し、抵抗変化により転写電圧値が変化し、記録材の帯電が不均一になることにより変化する。除電部材による記録材の除電が不十分であると、記録材と中間転写体との間に巻き付き力が、除電プレート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体に巻き付く現象が発生する。また、除電プレート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。記録材の中間転写体への巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体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。
【０００５】
二次転写後の記録材の中間転写体への巻き付けの発生を原因として、気圧の変化がある。気圧が変化すると放電開始電圧が変化するため、除電能力が変化してしまうためである。そのため、装置を高標高地に設置した場合（気圧が低い場合）除電能力は高くなる（巻き付きにくい）が、装置を低標高地に設置した場合（気圧が高い場合）除電能力は低く巻き付きが発生しやすい。そのため、除電バイアスを固定とした場合、効率の良い除電による巻き付き防止ができなかった。また、除電部材の耐久印字枚数により除電部材の除電能力が変化し、巻き付きが発生する。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決する、二次転写後の記録材の巻き付き発生要因に応じて効率良く除電し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止す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】
【０００７】
本第１発明は、前記課題を解決するために、定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、気圧の変化に応じて除電バイアスを制御することを特徴とする。
【０００８】
本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアスを制御することを特徴とする。
【０００９】
本第３発明は、本第１又は第２発明の画像形成装置において、装置を設置する場所の標高に応じて除電バイアス値を予め設定することを特徴とする。
【００１０】
本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、装置内の気圧計の計測データに基づいて除電バイアスを制御することを特徴とする。
【００１１】
本第５発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、気圧の変動情報をネットワークで取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
気圧の変化に応じて、除電バイアスを制御する構成により、気圧変動に応じた最適の除電バイアスを設定することができ、除電部材の寿命の向上と、記録材の中間転写体への巻き付きの発生を抑制することができる。
除電部材の耐久印字枚数の変化に応じて除電バイアスを制御する構成により、除電部材の耐久度により変動する除電能力の変化を補償し、巻き付きの発生を抑制することができる。
装置を設置する場所の標高に応じて除電バイアス値を予め設定する構成により、設置箇所の気圧に応じた最適の除電バイアスを設定することができ、除電部材の寿命の向上と、記録材の中間転写体への巻き付きの発生を抑制することができる。
装置内の気圧計の計測データに基づいて除電バイアスを制御する構成により、気圧の一時的な大きな変動に対応して除電バイアスを制御でき、巻き付きの発生を抑制できる。
気圧の変動情報をネットワークで取得する構成により、気圧の一時的な大きな変動に気圧計なしで即対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の二次転写装置を備える画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。
【００１４】
本実施の形態に係る画像形成装置１は、図１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。
【００１５】
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１中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２は、二次転写ユニット２３の要部拡大図である。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。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。
【００２３】
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。
【００２４】
このような、二次転写手段において、図３に示されるように、二次転写後の記録材Ｓには、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御による二次転写ローラ５１の環境変化や記録材Ｓの種類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Ｓの除電が不十分であると、記録材Ｓと中間転写ベルト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Ｓ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Ｓがガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材Ｓ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Ｓ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、図４に示されるように、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力とをバランスさせることが必要である。
【００２５】
記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きの発生要因として気圧の変動が大きく影響していることが判明した。気圧が変動すると、二次転写部での放電開始電圧が変化し、除電能力が変化するためである。気圧が低いと、放電開始電圧が下がり、二次転写部での記録材への帯電量は多くなく、除電部材による二次転写後の記録材の除電も十分行われるので、記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きの発生が少なくなる。一方、気圧が高くなると、放電開始電圧が高くなり、二次転写部での記録材の帯電量が多くなり、除電部材の除電バイアスを固定制御した場合、二次転写後の記録材の除電が不十分となり、記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きが発生しやすくなる。気圧と巻き付きやすさの関係を、２０枚通紙する間に巻き付きの発生件数で表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
図５は、本発明の実施例１のフローチャートを示すものである。印字開始時の除電バイアス決定のフローは、第１ステップで気圧情報を取得し、取得した気圧Ｋが閾値Ｅより大きいか否かを判定する。実施例１の気圧の閾値Ｅは７１７ｍｍＨｇである。第１ステップの判定がＮｏの場合、つまり、気圧が閾値より低い場合、巻き付きの発生が少ないので除電バイアスＶｊを低いＸに設定する。実施例１の除電バイアスＸは、−１０００Ｖである。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、つまり気圧が高い場合、巻き付きの発生が多いので除電バイアスＶＪを高いＹに設定する。実施例１の除電バイアスＸは、−２０００Ｖである。
【００２８】
図６は、本発明の実施例２のフローチャートを示すものである。実施例２は、気圧の変化と、除電部材の耐久印字枚数に応じて除電バイアスを制御することを特徴とする。実施例２の印字開始時の除電バイアス決定フローは、第１ステップで気圧情報を取得し、取得した気圧Ｋが閾値Ｅより小さいか否かを判定する。実施例の気圧の閾値は７１７ｍｍＨｇである。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、第２ステップに移行する。第２ステップでは、除電部材の通紙枚数Ｐが、閾値Ｐ１より小さいか否かを判定する。実施例２の通紙の第１閾値Ｐ１は、３０ｋｐである。第２ステップの判定がＹｅｓの場合、除電バイアスをＸ１に設定する。第２実施例の除電バイアスＸ１は、−５００Ｖである。第２ステップの判定がＮｏの場合、第３ステップに移行する。第３ステップでは、除電部材の通紙枚数Ｐが第２閾値Ｐ２より小さいか否かを判定する。実施例２の通紙の第２閾値Ｐ２は、６０ｋｐである。第３ステップの判定がＹｅｓの場合、除電バイアスをＹ１に設定する。第２実施例の除電バイアスＹ１は、−１０００Ｖである。第３ステップの判定がＮｏの場合、除電バイアスをＺ１に設定する。実施例２の除電バイアスＺ１は、−１５００Ｖである。
【００２９】
第１ステップの判定がＮｏの場合、同様に除電部材の通紙枚数Ｐを、通紙の第１閾値Ｐ１、第２閾値Ｐ２と比較し、除電バイアスをＸ２、Ｙ２、Ｚ２に設定する。実施例２の除電バイアス値Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２は、それぞれ−１５００Ｖ、−２０００Ｖ、−２５００Ｖである。
【００３０】
気圧情報の取得として、設置場所の標高に応じて、装置設置時に予め除電バイアスを設定しても良い。また、天候等による急激な気圧変動に対応するため、装置内に気圧計を配置し、気圧情報を取得しても良いし、気圧情報をネットワークにより取得しても良い。
【００３１】
以上のような実施例において、記録材の中間転写体への巻き付きの発生が減少し、除電バイアスに消費する電力が減少した。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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。
【符号の説明】
【００３３】
１：画像形成装置、５：感光体ドラム、９：帯電ユニット、１１：ロータリー現像装置、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：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
【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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