(57)【要約】【課題】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、二次転写後の記録材の中間転写体への巻き付き発生要因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４
2007140123.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、前記除電バイアスを二次転写電圧値の変動値に応じて制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記二次転写電圧値の変動範囲を複数の大きさの異なる閾値により区分設定し、前記複数の二次転写電圧値の区分毎に予め除電バイアス値を設定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】
前記除電バイアスを記録材の材質に応じて制御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】
前記除電バイアスを記録材の紙厚に応じて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】
前記除電バイアスを記録材の両面印字の場合の１枚目か２枚目かに応じて制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記除電バイアスを除電部材の耐久印字枚数に応じて制御することを特徴とする請求項１〜５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、抵抗変化により二次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防止するためには、定電流制御による二次転写バイアスの二次転写電圧値の変動に対応して、記録材の除電能力を制御しなければならないことが判明した。二次転写電圧値の変動値は、種々の要因によりその変動幅が異なるので、二次転写電圧値の変動要因に応じてきめ細かく除電能力を制御しないと、消費電力のロスと、除電部材の寿命を短くするという問題が発生する。また、除電部材の耐久度による除電能力の変動により、二次転写後の記録材の中間転写体への巻き付きが発生するので、除電部材の耐久性を考慮して除電バイアスを制御することが必要になってくる。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決する、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、前記除電バイアスを二次転写電圧値の変動値に応じて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、前記二次転写電圧値の変動範囲を複数の大きさの異なる閾値により区分設定し、前記複数の二次転写電圧値の区分毎に予め除電バイアス値を設定することを特徴とする。
【０００９】
本第３発明は、本第１又は２発明の画像形成装置において、前記除電バイアスを記録材の材質に応じて制御することを特徴とする。
【００１０】
本第４発明は、本第１〜３発明のいずれかの画像形成装置において、前記除電バイアスを記録材の紙厚に応じて制御することを特徴とする。
【００１１】
本第５発明は、本第１〜４発明のいずれかの画像形成装置において、前記除電バイアスを、記録材の両面印字の場合の１枚目か２枚目かに応じて制御することを特徴とする。
【００１２】
本第６発明は、本第１〜５発明のいずれかの画像形成装置において、前記除電バイアスを除電部材の耐久印字枚数に応じて制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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、二次転写部の電圧値に応じて除電バイアスを制御する構成により、二次転写電圧値が基準よりも高く制御された時、除電バイアスを設定値より高くすることにより、記録材の中間転写体への巻き付きを防止でき、巻き付きが発生する確率が高い時のみに、除電バイアスを高くするので、消費電力を抑え、除電部材の寿命を向上することができる。
除電バイアスを記録材の材質、記録材の紙厚、両面印刷の場合の１枚目か２枚目かに応じて制御する構成により、巻き付きの発生要因毎のきめ細かい除電バイアスの制御が可能となり、消費電力を抑え、除電部材の寿命を向上することができる。
除電バイアスを除電部材の耐久印字枚数に応じて制御する構成により、通紙枚数が多くなることにより発生する除電部材の除電能力の低下を補償し、巻き付きの発生を抑制することができる。
【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】
記録材の中間転写ベルト２１の巻き付きの発生要因は種々存在する。巻き付きの発生要因の１つは、定電流制御による二次転写バイアスを印加して二次転写する際の、環境変化による二次転写電圧値の変動である。二次転写電圧値の変動値は、その要因毎に大きく異なるので、それに応じた除電バイアスの変動値の幅もきめ細かく制御する必要がある。また、記録材の種類、記録材の厚み、表裏印刷の場合の１枚目か２枚目かにより巻き付きの発生頻度が相違するので、前記二次転写電圧値の変動に加え、他の巻き付き発生要因を考慮した除電バイアスを制御する必要がある。
【００２７】
さらに、記録材の中間転写ベルト２１の巻き付きの発生要因として、除電部材５４の耐久度の変化による場合がある。除電部材５４の使用が進むと、除電部材に紙粉が付着し除電能力が低下するためである。
【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。実施例１においては、二次転写電圧値Ｖｔ２を複数の閾値Ａ、Ｂにより区分し、その区分毎の除電バイアス値Ｖｊを設定したテーブルを予め記憶しておく。第１ステップで、二次転写電圧値Ｖｔ２が、閾値Ａより小さいか否かを判定する。実施例１における二次転写電圧値Ｖｔ２の閾値Ａは１５００Ｖである。第１ステップでの判定がＹｅｓの場合、除電バイアス値Ｖｊは、テーブルからＸと判定される。この実施例１での判定値Ｘは、−５００Ｖである。第１ステップでの判定がＮｏの場合、第２ステップに移行する。第２ステップでは、二次転写電圧値Ｖｔ２が、閾値Ｂより小さいか否かを判定する。実施例１における二次転写電圧値Ｖｔ２の閾値Ｂは２５００Ｖである。第２ステップでの判定がＹｅｓの場合、除電バイアス値Ｖｊは、テーブルからＹと判定される。この実施例１での判定値Ｙは、−１５００Ｖである。第２ステップの判定がＮｏの場合は、除電バイアス値Ｖｊは、テーブルからＺと判定される。この実施例１での判定値Ｚは、−２５００Ｖである。このように、二次転写電圧値Ｖｔ２の変動幅毎に除電バイアス値をテーブルに予め記憶しておくことにより、除電バイアスの制御が容易となり、定電流制御による二次転写部での二次転写電圧値の変動による記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きを防止できる。
【００２９】
記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きの発生は、記録材の種類の相違、記録材の紙厚の相違、記録材への表裏面への印字の場合の１枚目か２枚目かの相違により発生頻度が相違する。これらの発生要因は、その発生メカニズムが予測可能であるので、発生要因毎の二次転写電圧値と、それに応じた除電バイアス値を設定し、テーブルに記憶し、印字開始時に発生要因毎を選択して除電バイアス値を決定するようにすると、制御が容易となり、定電流制御による二次転写部での二次転写電圧値の変動による記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きを防止できる。
【００３０】
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においては、二次転写電圧値Ｖｔ２を複数の閾値Ａ、Ｂにより区分し、その区分毎の除電バイアス値Ｖｊを設定したテーブルを予め記憶しておく点では、実施例１と同様であるが、実施例２の特徴は、実施例１のテーブルに除電部材５４の耐久度を加えた点である。除電部材５４の耐久度は、除電部材５４を通過する記録材の通紙枚数Ｐで設定され、通紙枚数Ｐを複数の区分Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３に設定し、その区分毎の除電バイアス値を実施例１のテーブルに加える。
【００３１】
第１ステップで通紙枚数ＰがＰ１より小さいか否かを判定する。実施例２における通紙枚数Ｐ１は、３０ｋｐである。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、実施例１と同様に、二次転写電圧値Ｖｔ２の閾値Ａ、Ｂとの大小関係を判定し、判定結果に基づいて除電バイアス値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１を設定する。実施例２における除電バイアス値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１は、それぞれ−５００Ｖ、−１５００Ｖ、−２５００Ｖである。
【００３２】
第１ステップの判定がＮｏの場合、第２ステップに移行する。第２ステップでは、通紙枚数ＰがＰ２より小さいか否かを判定する。実施例２における通紙枚数Ｐ２は、６０ｋｐである。第２ステップの判定がＹｅｓの場合、実施例１と同様に、二次転写電圧値Ｖｔ２の閾値Ａ、Ｂとの大小関係を判定し、判定結果に基づいて除電バイアス値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を設定する。実施例２における除電バイアス値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は、それぞれ−１０００Ｖ、−２０００Ｖ、−２５００Ｖである。
【００３３】
第２ステップの判定がＮｏの場合、実施例１と同様に、二次転写電圧値Ｖｔ２の閾値Ａ、Ｂとの大小関係を判定し、判定結果に基づいて除電バイアス値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３を設定する。実施例２における除電バイアス値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、それぞれ−１５００Ｖ、−２５００Ｖ、−２５００Ｖである。
【００３４】
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】
【００３５】
【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】
【００３６】
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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