(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナー像形成手段によりトナー像が形成された像担持体に向けて転写材を搬送する転写材の搬送系に設けられる転写材搬送部材と、
該転写材搬送部材により搬送される転写材の背面側より該トナー像の帯電電荷と逆極性の電荷を付与しながら該転写材と該像担持体との間の転写領域に流れる転写電流を定電流制御する第１の転写バイアス印加手段と、を備えた画像形成装置において、
上記転写材搬送部材として、電気的にフロートの状態で転写材の背面側に接触するレジストローラと、電気的に接地された状態で転写材のおもて面側に接触するレジストローラとの間に転写材を挟み込みながら搬送するレジストローラ対を用いるとともに、
上記転写電流の値を上記第１の転写バイアス印加手段よりも小さく定電流制御する第２の転写バイアス印加手段と、
上記転写材搬送部材から転写材の後端部が抜け出るタイミングで、該転写材の背面側に電荷を付与する転写バイアス印加手段を、上記第１の転写バイアス印加手段から、該第２の転写バイアス印加手段に切り替える印加方式切替手段とを設けた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、
上記像担持体は、潜像担持体上に形成されたトナー像が一次転写手段により一次転写される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは、転写材と像担持体との間の転写領域に転写電界を形成して、像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写する静電転写方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置における静電転写方式としては、コロナ転写法、ローラ転写法などが知られている。
コロナ転写法は、像担持体上に形成されたトナー像に転写材を重ね、該転写材の背面側より該トナー像の帯電電荷と逆極性の電荷をコロナ帯電器で付与して、該トナー像を転写材上に転写する方式である。
ローラ転写法は、例えば導電ゴムを用いた導電ローラあるいは導電ゴム上に誘電体層を設けた誘電ローラを介して直接電圧を転写材に印加し、これにより発生した電界で該トナー像を転写材上に転写する方式である。
また、主にカラー画像形成に用いられる転写方式として、潜像担持体としての感光体上に形成された複数色のカラートナー像を、中抵抗ベルトからなる中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写した後、該中間転写ベルト上に一次転写されたカラートナー像を転写材上に一括して二次転写するベルト転写法（中間転写法）が知られている。
【０００３】
この種の画像形成装置は、一般的に、上記コロナ帯電器あるいは転写ローラなどの転写電界形成手段と上記像担持体との間を通過するように、一対のレジストローラの回転によって転写材を搬送し、該転写電界形成手段により転写材の背面側からトナー像の帯電電荷と逆極性の電荷を付与することにより、該転写材と該像担持体との間の転写領域に転写電界を形成して、像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写するように構成されている。また、上記転写電界の電界強度を制御する制御方式として、上記転写電界形成手段に転写バイアスを印加するためのバイアス印加回路に一定電流が流れるように電圧を変化させる定電流制御方式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の画像形成装置においては、転写材の後端部に転写される転写画像が白抜け画像になることがあった。
このような不具合が起こる理由としては、
（１）上記一対のレジストローラのうち、転写材の背面側に位置する下ローラは中抵抗の表層を有し、そのローラ軸はフロート状態になっている。一方、転写材の表面（トナー像転写面）側に位置する上ローラは導電性ローラで構成され、そのローラ軸は電気的にアースされている。このようなレジストローラに転写材の後端が挟まれている間は、転写電流の一部が転写材の背面を流れて上記下ローラの表面層に流れ込んでいる。この下ローラの表面層に流れ込んで蓄積される電荷は、転写材がレジストローラに挟まれていない期間に、上記上ローラを介してアースに流れ込む。
（２）また、一対のレジストローラの線速は像担持体の線速よりも若干速めに設定されており、転写材を搬送している間、上記転写領域の転写ニップとレジストローラとの両方に挟まれている転写材部分は、徐々にたわみを大きくしていく。
【０００５】
このような構成のレジストローラから転写材の後端が抜け出ると、その瞬間に上記（２）のようにたわんでいた転写材の後端の拘束が解除され、その結果、転写材の姿勢が瞬間的に変化する。この姿勢変化は、プレ転写領域（上記転写ニップの転写材搬送方向上流側の領域）にある転写材部分でも起こり、この結果、該部分のトナー像がブレ画像になる。
【０００６】
（３）また、レジストローラから転写材の後端が抜け出た以降は、上記（１）に述べた下ローラへの電流の流れ込みができなくなり、それまで、下ローラに流れ込んでいた分の電荷が転写材自体に蓄積されていき、転写材の後端部の電位が上昇する。この結果、プレ転写領域あるいはその近傍の転写材表面と像担持体との間で放電が生じる。この放電により、上記バイアス印加回路の電源側からみると瞬時に大電流が流れる。例えば、図３に符号ａで示すように、定電流制御回路に流れるフィードバック電流の変動をモニターしたグラフに上ピークの立ち上がりが生じる。
【０００７】
このように大電流が流れると、定電流制御回路で電流値を所定電流まで低下させるべく、電圧を低くする。そして、この電圧を下げる制御がオーバーシュートし、図３に符号ｂで示すように、フィードバック電流に下ピークの立ち下がりが生じる。この下ピークの立ち下がり期間の終わりの方では、転写電源から転写材側に供給される電流も所定電流より少なくなってしまう。
この電流の不足、すなわち、転写電流不足により、転写画像濃度低下が生じる。この濃度低下部は転写材上で線状に生じる。これは濃度低下のみであるので後述する白抜けに比し、転写画像中では目立たない。
【０００８】
上記下ピークの立ち下がりが進むと、定電流制御回路で電流値を所定電流まで増大させるべく、電圧を増大させる。この電圧を増大させる期間が、上記下ピークの立ち上がり期間に対応する。この期間の初期も転写電流不足による転写濃度低下が生じる。
そして、この電圧を上げる制御がオーバーシュートし、上記グラフの第２の上ピークの立ち上がり生じる。この上ピークの立ち上がり期間の終わりの方及びピークをすぎた立ち下がりの始めの方では、転写電源から転写材側に供給される電流も所定電流より多くなる。この転写材側に供給される多めの電流は、上記（３）の放電と異なり、空気中に放出させることなくニップ及びプレ転写領域に供給される。
この多めの電流により転写画像上の白抜けが生じているものと考えられる。つまり、転写電流過多により、転写材に付着したトナーの極性を反転させてしまい、この極性が反転したトナーが像担持体に逆転写して、転写画像上の白抜けが生じると考えられる。
【０００９】
なお、本発明者の実験によれば、上記転写領域に形成される転写電界の電界強度を定電圧制御する方式においても、原理は明らかでないが、上記と同様のタイミング（レジストローラから転写材の後端が抜け出たタイミング）で、図３に示すような定電圧制御回路に流れるフィードバック電流の変動が生じることが明らかとなった。
【００１０】
このように、転写材の搬送系に、転写材と接触しているか否かによって、電源からみたときの電気的負荷が異なるような転写材搬送部材を有し、電圧または電流をフィードバック制御することによって、該転写材搬送部材から転写材が抜け出ることに起因して、転写抜けが生じてしまうような過剰制御を起こし得る転写バイアス印加方式の第１の転写バイアス印加手段を備えた画像形成装置においては、転写材が転写材搬送部材から抜け出た際に、該第１の転写バイアス印加手段が上記フィードバック電流の変動によって過剰制御を起こして、転写材の後端部に転写される転写画像が白抜け画像になる不具合が発生する。
【００１１】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転写材後端部の転写画像上の白抜けの発生を防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段によりトナー像が形成された像担持体に向けて転写材を搬送する転写材の搬送系に設けられる転写材搬送部材と、該転写材搬送部材により搬送される転写材の背面側より該トナー像の帯電電荷と逆極性の電荷を付与しながら該転写材と該像担持体との間の転写領域に流れる転写電流を定電流制御する第１の転写バイアス印加手段と、を備えた画像形成装置において、上記転写材搬送部材として、電気的にフロートの状態で転写材の背面側に接触するレジストローラと、電気的に接地された状態で転写材のおもて面側に接触するレジストローラとの間に転写材を挟み込みながら搬送するレジストローラ対を用いるとともに、上記転写電流の値を上記第１の転写バイアス印加手段よりも小さく定電流制御する第２の転写バイアス印加手段と、上記転写材搬送部材から転写材の後端部が抜け出るタイミングで、該転写材の背面側に電荷を付与する転写バイアス印加手段を、上記第１の転写バイアス印加手段から、該第２の転写バイアス印加手段に切り替える印加方式切替手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この画像形成装置においては、上記印加方式切替手段により、レジストローラ対から転写材が抜け出ることに起因して転写抜けが生じてしまうような過剰制御を起こし得るタイミングで、転写領域に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段が、上記第１の転写バイアス印加手段から、転写電流をより小さく定電流制御する第２の転写バイアス印加手段に切り替えられる。これにより、上記レジストローラ対から転写材が抜け出ることで、例えば、転写材後端部のプレ転写領域あるいはその近傍の転写材表面と像担持体との間で放電が生じても、この転写材後端部にトナー像が転写される際には、上記第２の転写バイアス印加手段を用いたバイアス印加方式により転写電界が形成されるので、レジストローラ対から転写材が抜け出ることに起因して転写抜けが生じてしまうことがなくなる。
【００１７】
また、像担持体に向けて転写材を搬送するレジストローラ対から転写材の後端部が抜け出るタイミングで、転写領域に転写電界を形成する転写バイアス印加手段が、上記印加方式切替手段により上記第１の転写バイアス印加手段から上記第２の転写バイアス印加手段に切り替えられる。これにより、該転写材のトナー像転写面のほぼ全体に亘って、レジストローラ対から転写材が抜け出ることに起因する転写抜けが解消される。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体は、潜像担持体上に形成されたトナー像が一次転写手段により一次転写される中間転写体であることを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、上記中間転写体に一次転写されたトナー像を、適正な電界強度の転写電界により転写材上に転写できるので、例えば、該中間転写体上に重ね合わせて一次転写されたカラートナー像を、色ずれや転写抜けを起こさないように該転写材上に二次転写（一括転写）することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る複写機１の全体的な概略構成を、図２に、該複写機の転写部周辺の詳細な構成を示す。この複写機１は、像担持体としての中間転写ベルト６上の非画像領域に設けられた位置検出用マーク（図示せず）を、ベルトマークセンサＳで検出し、該ベルトマークセンサＳが位置検出用マークを検出するタイミングに合わせて、画像形成処理を開始するように構成されている。なお、この複写機１によりモノクロのコピー画像を形成する場合には、該ベルトマークセンサＳによる位置検出用マークの検出を行わずに画像形成処理を開始してもよい。
【００２１】
図１及び図２において、潜像担持体としての感光体ドラム１０は、矢印Ａ方向に回転駆動されながら、その表面が帯電手段としての帯電チャージャ２により一様に帯電された後、レーザ光学装置３から発せられるレーザー光がミラー３ａにより所定方向に導かれることにより、画像情報に基づき走査露光されて該表面に静電潜像が形成される。
上記画像情報は、画像読取手段であるスキャナ４により読み取られた原稿情報に応じて適切な画像処理が行われて得られる。この画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像手段としての回転型現像装置５により各々所定の現像剤としてのイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１０上に各色のトナー像が形成される。
【００２２】
感光体ドラム１０上に形成された各色のトナー像は、一次転写バイアスローラ７ａ、複数のベルトローラ７ｂおよび対抗ローラ７ｃに張架されて、該感光体ドラム１０と同期して図中矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト６上に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像毎に順次重ね合わされて一次転写される。この中間転写ベルト６上への各色のトナー像の転写は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト６との接触部において、一次転写バイアスローラ７ａに所定のバイアス電圧が印加されることで行なわれる。
【００２３】
このようにして中間転写ベルト６上に重ね合わされて一次転写されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのカラートナー像は、給紙カセット８から給紙ローラ８ａを経てレジストローラ９により所定のタイミングで給紙される転写材としての記録紙１００に一括転写される。この記録紙１００は、レジストローラ９により給紙された後、第１ガイド部材２２と第２ガイド部材２３との間を通過して、上記対抗ローラ７ｃと二次転写ユニット２０に設けられた弾性転写部材からなる転写ローラ２１との間の二次転写部に搬送される。転写ローラ２１は、記録紙１００が上記二次転写部に進入するタイミングに合わせて、図示しない転写ローラ上昇クラッチにより揺動され、記録紙１００を介して中間転写ベルト６に当接する。また、この転写ローラ２１は、中間転写ユニット２０に設けられた図示しない位置決め手段によって、上記対抗ローラ７ｃとの平行度が保たれている。
【００２４】
このように転写ローラ２１が中間転写ベルト６に当接することで、上記対抗ローラ７ｃ上の中間転写ベルト６と転写ローラ２１とによって転写ニップが形成される。このときの当接圧は、転写ローラ２１に設けられた図示しない位置決めコロにより一定に維持される。この転写ローラ２１にトナーと逆極性の転写バイアスを印加することで、該転写ニップにおいて中間転写ベルト６上のカラートナー像が記録紙１００上に二次転写される。そして、二次転写終了後の記録紙１００は、定着装置１１によりトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００２５】
なお、上記中間転写ベルト６上への一次転写後の感光体ドラム１０上に若干残留した一次転写残留トナーは、該感光体ドラム１０の再使用に備えて感光体用クリーニング装置１２で清掃される。また、上記記録紙１００上に二次転写されなかった中間転写ベルト６上の二次転写残留トナーは、該中間転写ベルト６に隣接して設けられている中間転写ベルト用クリーニング装置１３によって該中間転写ベルト６から除去される。
【００２６】
ここで、上記一対のレジストローラ９のうち、記録紙１００の背面側に位置する下ローラは中抵抗の表層を有し、そのローラ軸はフロート状態になっている。一方、記録紙１００の表面（トナー像転写面）側に位置する上ローラは導電性ローラで構成され、そのローラ軸は電気的にアースされている。このようなレジストローラ９に記録紙１００の後端が挟まれている間は、転写電流の一部が記録紙１００の背面を流れて上記下ローラの表面層に流れ込んでいる。この下ローラの表面層に流れ込んで蓄積される電荷は、記録紙１００がレジストローラ９に挟まれていない期間に、上記上ローラを介してアースに流れ込む。
また、一対のレジストローラ９の線速は中間転写ベルト６の線速よりも若干速めに設定されており、記録紙１００を搬送している間、転写領域の転写ニップとレジストローラ９との両方に挟まれている記録紙部分は、徐々にたわみを大きくしていく。
【００２７】
ところで、レジストローラ９から記録紙１００の後端が抜け出た以降は、前述したように、レジストローラ９の下ローラへの電流の流れ込みができなくなり、それまで、下ローラに流れ込んでいた分の電荷が記録紙１００自体に蓄積されていき、記録紙１００の後端部の電位が上昇する。この結果、プレ転写領域あるいはその近傍の記録紙１００表面と中間転写ベルト６との間で放電が生じる。この放電により、バイアス印加回路の電源側からみると瞬時に大電流が流れ、図３に符号ａで示したように、定電流制御回路に流れるフィードバック電流に上ピークの立ち上がりが生じる。
このように大電流が流れると、定電流制御回路で電流値を所定電流まで低下させるべく、電圧を低くする。そして、この電圧を下げる制御がオーバーシュートし、図３に符号ｂで示すように、フィードバック電流に下ピークの立ち下がりが生じる。
【００２８】
上記下ピークの立ち下がりが進むと、定電流制御回路で電流値を所定電流まで増大させるべく、電圧を増大させる。この電圧を増大させる期間が、上記下ピークの立ち上がり期間に対応する。この期間の初期も転写電流不足による転写濃度低下が生じる。
そして、この電圧を上げる制御がオーバーシュートし、上記グラフの第２の上ピークの立ち上がり生じる。この上ピークの立ち下がり期間は、転写電源から記録紙１００側に供給される電流も所定電流より多くなる。この記録紙１００側に供給される多めの電流は、上記の放電と異なり、空気中に放出させることなくニップ及びプレ転写領域に供給される。
この転写電流過多により、記録紙１００に付着したトナーの極性を反転させてしまい、この極性が反転したトナーが中間転写ベルト６に逆転写して、転写画像上の白抜けが生じる不具合が発生する。
【００２９】
なお、図３のモニター図は、中間転写ベルト６として、厚さ１５０μｍのでＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の材質からなり、体積抵抗率が１０８〜１０１１Ωｃｍ（ＪＩＳｋ６９１１に記載されている測定方法で１００Ｖ、１０秒値）で、表面抵抗率が１０８〜１０１４Ω／□（三菱化学製の抵抗測定器ハイレスタＩＰで測定５００Ｖ、１０秒値）のものを使用した場合のデータである。
【００３０】
そこで、本実施形態に係る複写機においては、例えば、図２に示すように、電圧または電流をフィードバック制御することによって、レジストローラ９から記録紙１００が抜け出ることに起因して、転写抜けが生じてしまうような過剰制御を起こし得る転写バイアスを転写ローラ２１に印加する第１の転写バイアス印加方式の第１の転写バイアス印加手段２００と、レジストローラ９から記録紙１００が抜け出ることに起因して転写抜けが生じてしまうことのない第２の転写バイアス印加方式の第２の転写バイアス印加手段３００と、記録紙１００の後端部がレジストローラ９から抜け出る際に、転写ローラ２１に対する転写バイアスの印加方式を、上記第１の転写バイアス印加手段２００を用いた第１の転写バイアス印加方式から、上記第２の転写バイアス印加手段３００を用いた第２の転写バイアス印加方式に切り替える印加方式切替手段４００とを設ける。
【００３１】
そして、上記記録紙１００の後端部がレジストローラ９から抜け出るタイミングで、転写ローラ２１に対する転写バイアスの印加方式を、上記印加方式切替手段４００により上記第１の転写バイアス印加方式から上記第２の転写バイアス印加方式に切り替える。これにより、レジストローラ９から記録紙１００が抜け出ることで、例えば、記録紙１００の後端部のプレ転写領域あるいはその近傍の記録紙表面と中間転写ベルト６との間で放電が生じても、この記録紙後端部にトナー像が転写される際には、上記第２の転写バイアス印加手段３００を用いた第２の転写バイアス印加方式により転写電界が形成されるので、該レジストローラ９から記録紙１００が抜け出ることに起因して転写抜けが生じてしまうことがなくなる。
【００３２】
ここで、上記第２の転写バイアス印加手段３００を用いた第２の印加方式により上記転写領域に形成される転写電界の電界強度は、上記第１の転写バイアス印加手段２００を用いた第１の転写バイアス印加方式により記録紙１００の中間部が該転写領域を通過する際に形成された転写電界の電界強度より低くなるように設定ことが好ましい。このように設定することで、該二次転写部の転写領域に形成される転写電界の電界強度の過剰な上昇がなくなり、トナー像の中間転写ベルト６側への逆転写がより確実に回避され、記録紙１００の後端部の転写画像が白抜け画像になる不具合が解消される。
【００３３】
また、上述のように、レジストローラ９から記録紙１００の後端部が抜け出るタイミングで、転写領域に転写電界を形成する転写バイアス印加方式を、上記印加方式切替手段４００により上記第１の転写バイアス印加方式から上記第２の転写バイアス印加方式に切り替えることにより、該記録紙１００のトナー像転写面のほぼ全体に亘って、該レジストローラ９から記録紙１００が抜け出ることに起因する転写抜けが解消される。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、像担持体が中間転写ベルトである場合について説明したが、例えば感光体ドラムから直接記録紙に転写するときにも同様に適用することが可能である。また、上記実施形態では、複写機について説明したが、他の画像形成装置、例えばプリンタについても同様にして適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１又は２の発明によれば、上記レジストローラ対から転写材が抜け出ることで、例えば、転写材後端部のプレ転写領域あるいはその近傍の転写材表面と像担持体との間で放電が生じても、この転写材後端部にトナー像が転写される際には、上記第２の転写バイアス印加手段を用いた転写バイアス印加方式により転写電界が形成されるので、該レジストローラ対から転写材が抜け出ることに起因して転写抜けが生じてしまうことがなくなり、転写材に転写されたトナー像上に後端白抜けのような異常画像が発生しなくなるという優れた効果がある。
【００３７】
また、像担持体に向けて転写材を搬送するレジストローラ対から転写材の後端部が抜け出るタイミングで、転写領域に転写電界を形成する転写バイアス印加手段が、上記印加方式切替手段により上記第１の転写バイアス印加手段から上記第２の転写バイアス印加手段に切り替えられるので、該転写材のトナー像転写面のほぼ全体に亘って、該レジストローラ対から転写材が抜け出ることに起因する転写抜けが解消されるという優れた効果がある。
【００３８】
請求項２の発明によれば、上記中間転写体に一次転写されたトナー像を、最適な電界強度の転写電界により転写材上に転写できるので、例えば、該中間転写体上に重ね合わせて一次転写されたカラートナー像を、色ずれや転写抜けを起こさないように該転写材上に二次転写することが可能になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る複写機の全体的な構成を示す概略図。
【図２】上記複写機の二次転写部位周辺の構成を示す詳細図。
【図３】上記複写機の第１の転写バイアス印加手段を用いた第１の転写バイアス印加方式におけるフィードバック電流の変動をモニターしたグラフ。
【符号の説明】
１      複写機
２      転写チャージャ
５      回転型現像装置
６      中間転写ベルト  ７ａ    一次転写バイアスローラ
７ｂ    ベルトローラ
７ｃ    対向ローラ
８      給紙カセット
９      レジストローラ
１０    感光体ドラム
１２    感光体用クリーニング装置
１３    中間転写ベルト用クリーニング装置
２０    二次転写ユニット
２１    転写ローラ
２２，２３    第１，第２ガイド部材
２２ｂ    転写材入口ガイド
１００    記録紙  ２００    第１の転写バイアス印加手段
３００    第２の転写バイアス印加手段
４００    印加方式切替手段
【図１】
0003981512.tif 000002
【図２】
0003981512.tif 000003
【図３】
0003981512.tif 000004