(57)【要約】【課題】定着不良の発生を防止し、かつ二次転写後の記録材を効率良く除電し、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】画像形成装置において、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電圧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、前記記録材の通紙速度を可変制御可能とし、前記通紙速度に応じて除電バイアスを可変に制御することを特徴とする。【選択図】図５
2007140122.tif 000002
【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電圧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、前記記録材の通紙速度を可変制御可能とし、前記通紙速度に応じて除電バイアスを可変に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材の通紙速度が遅い時には、除電バイアスが低くなるように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】
前記記録材の通紙速度を、装置立ち上げ時の装置オフ継続時間が所定時間以上の場合遅くなるように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録材の通紙速度を、低温時の装置の立ち上げ時から所定時間の間遅くなるように制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録材の通紙速度を、低温になる季節を記憶したカレンダ情報に基づき装置立ち上げ時から所定時間の間に遅くなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録材の通紙速度を、記録材の種類に応じて可変に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。
【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、定電流制御による二次転写ローラの環境による抵抗の変化や記録材の種類等による転写バイアスの変化による記録材の帯電不均一に影響される。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】
しかしながら、記録材の厚みが厚く定着時間が長い場合や、定着器が所定の温度に暖まるまでの時間が長くかかる場合、定着不良の発生を防止するために記録材の通紙速度を可変にする必要がある。そして、記録材の二次転写後の巻き付き防止のための除電部材による除電能力は、除電有効領域を記録材が通過する時間が長いほど大きくなる。記録材の通紙速度が変化しても、除電部材の除電能力が固定であると、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防止の機能を両立させることが困難になる。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決する、定着不良の発生を防止し、かつ二次転写後の記録材を効率良く除電し、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、画像形成装置において、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電圧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、前記記録材の通紙速度を可変制御可能とし、前記通紙速度に応じて除電バイアスを可変に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、前記記録材の通紙速度が遅い時には、除電バイアスが低くなるように制御することを特徴とする。
【０００９】
本第３発明は、本第２発明の画像形成装置において、前記記録材の通紙速度を、装置立ち上げ時の装置オフ継続時間が所定時間以上の場合遅くなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
本第４発明は、本第２又は第３発明の画像形成装置において、前記記録材の通紙速度を、低温時の装置の立ち上げ時から所定時間の間遅くなるように制御することを特徴とする。
【００１１】
本第５発明は、本第４発明の画像形成装置において、前記記録材の通紙速度を、低温になる季節を記憶したカレンダ情報に基づき装置立ち上げ時から所定時間の間に遅くなるように制御することを特徴とする。
【００１２】
本第６発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記記録材の通紙速度を、記録材の種類に応じて可変に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
記録材の通紙速度を可変制御可能とし、通紙速度に応じて除電バイアスを可変に制御する構成により、定着器の温度や記録材の種類の変化による定着不良を防止すると共に、記録材が除電有効領域を通過する時間に応じて必要最小限の除電バイアスを印加するので効率よく記録材の巻き付きを防止でき、除電部材の寿命を向上することができる。
装置の立ち上げ時に装置のオフ継続時間が所定以上の場合に、記録材の通紙速度を遅くする構成により、オフ継続時間が短い場合、定着器の温度が低下していないので、必要な時だけ通紙速度と除電バイアスを制御できる。
低温時の装置立ち上げ時は、定着不良の発生が多く発生するので、通紙速度の制御により確実に定着不良を防止できると共に、記録材の巻き付きを防止できる。
記録材の通紙速度を、低温になる季節を記憶したカレンダ情報に基づき装置立ち上げ時から所定時間の間に遅くなるように制御する構成により、装置設置地域の季節毎の温度状況はカレンダによりほぼ把握できるので、温度センサ等を用いることなく通紙速度及び除電バイアスが制御可能となる。
記録材の通紙速度を、記録材の種類に応じて可変に制御する構成により、定着に時間を要する厚紙等の場合、通紙速度を遅くする必要があり、通紙速度に応じた適切な除電バイアスを印加することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
装置オフ継続時間が長い装置立ち上げ時や、低温環境時の装置立ち上げ時は、定着器や記録材が冷えているため、一般的に定着不良になりやすく、またそれに対応するため定着器が暖まるまで多くの時間を必要となり、また必要な熱量を低温時の立ち上げ時にあわせたスペックにすると通常使用時にはオーバースペックとなり、コスト的に不利となる。このような場合、定着器が暖まるまでの間、記録材の通紙速度を低速にして対応するのが、コスト的に有利である。しかし、記録材の通紙速を低速にすると、二次転写部での除電能力が変化してしまう。記録材の二次転写後の除電能力は、除電有効領域を記録材が通過する時間に比例するからである。記録材の通紙速度を低速にすると、通常時より記録材の多く除電され、記録材の中間転写体への巻き付きは発生しにくくなる。除電バイアスを固定で使用すると、記録材の通紙が低速の場合、必要な除電バイアスより高いバイアスで使用することになり、電力消費の無駄になり、さらに除電部材の寿命を縮めてしまうという問題が発生する。
【００２７】
本発明は、このような課題を解決するために、記録材の通紙速度を制御可能とし、通紙速度に応じて除電バイアスを可変に制御することにより、電力消費の無駄を省き、除電部材の寿命の向上を図るものである。
【００２８】
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。先ず、第１段階で電源ｏｎ時に電源ｏｆｆ継続時間が閾値以上か否かを判定する。この実施例では、電源ｏｆｆ継続時間の閾値を３時間に設定している。第１段階の判定がＮｏの場合、定着器がまだ冷えていないので、記録材の通紙速度をＮｏｍａｌ（２００ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＮｏｍａｌ（−１０００Ｖ）とする。第１段階の判定がＹｅｓの場合、第２段階に移行する。第２段階では、温湿度センサ値が、温湿度閾値以下か否かを判定する。この実施例における温湿度閾値は、温度１５℃且つ湿度３５％である。第２段階の判定がＮｏの場合、記録材の通紙速度をＮｏｍａｌ（２００ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＮｏｍａｌ（−１０００Ｖ）とする。第２段階の判定がＹｅｓの場合、記録材の通紙速度をＬｏｗ（１５０ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＬｏｗ（−７００Ｖ）とする。
【００２９】
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。先ず、第１段階で電源ｏｎ時に電源ｏｆｆ継続時間が閾値以上か否かを判定する。この実施例では、電源ｏｆｆ継続時間の閾値を３時間に設定している。第１段階の判定がＮｏの場合、定着器がまだ冷えていないので、記録材の通紙速度をＮｏｍａｌ（２００ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＮｏｍａｌ（−１０００Ｖ）とする。第１段階の判定がＹｅｓの場合、第２段階に移行する。第２段階では、カレンダ機能により低温になる冬環境であるか否かを判定する。第２段階での判定がＮｏの場合、記録材の通紙速度をＮｏｍａｌ（２００ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＮｏｍａｌ（−１０００Ｖ）とする。第２段階での判定がＹｅｓの場合、記録材の通紙速度をＬｏｗ（１５０ｍｍ／ｓｅｃ）とし、除電バイアスＶｊをＬｏｗ（−７００Ｖ）とする。
【００３０】
また、記録材が厚紙の場合、定着に時間がかかるので、記録材の通紙速度を低速とし、除電バイアスを低くするか、オフにする。記録材が厚紙の場合、腰が強いので中間転写体への巻き付きの発生がすくないためである。
【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、５１：二次転写ローラ、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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