(57)【要約】【課題】トナー像が転写された用紙からのトナー飛散を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、トナー像を担持する像担持体６との間に転写ニップ１７を形成し、転写ニップ１７において用紙を挟持搬送しつつ像担持体６から用紙にトナー像を転写する転写部材９と、転写部材９にトナー像を逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加部２１と、トナー像が転写された用紙を除電して像担持体６又は転写部材９から用紙を分離する分離部材２３と、分離部材２３に、トナー像と同極性の分離電圧を印加する分離電圧印加部３５と、を備える。さらに、トナー像が転写された用紙の帯電極性を検知する検知手段３９を有し、検知手段３９で検知された用紙の帯電極性に基づいて、分離電圧印加部３５から分離部材２３に印加する分離電圧を減少させる。【選択図】図２
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【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の間に転写ニップを形成し、該転写ニップにおいて用紙を挟持搬送しつつ前記像担持体から用紙に前記トナー像を転写する転写部材と、
前記転写部材に、前記トナー像を逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加部と、
前記トナー像が転写された前記用紙を除電して前記像担持体又は前記転写部材から前記用紙を分離する分離部材と、
前記分離部材に、前記トナー像と同極性の分離電圧を印加する分離電圧印加部と、
を備え、
前記トナー像が転写された前記用紙の帯電極性を検知する検知手段を有し、該検知手段で検知された前記用紙の帯電極性に基づいて、前記分離電圧印加部から前記分離部材に印加する分離電圧を減少させるように構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段で検知された前記用紙の帯電極性が前記トナー像と同極性と判断された場合に、前記分離電圧印加部から前記分離部材への分離電圧の印加を停止するように構成され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】
前記分離部材よりも前記用紙の搬送方向下流側において、前記用紙と対向するように設けられた導電性のガイド部をさらに備え、
前記検知手段は、前記ガイド部に沿って案内される前記用紙から前記ガイド部へ流れ込む電流を計測する電流計を有し、該電流計で計測される電流値の極性に基づいて前記用紙の帯電極性を判断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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体から用紙にトナー像を転写して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター等の画像形成装置では、感光体ドラムに形成されたトナー像は、感光体ドラムと転写ローラーとの間に形成される転写ニップにおいて感光体ドラムから用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は定着装置に搬送されて、定着装置においてトナー像が用紙に定着される。
【０００３】
転写ニップでは、トナー像と逆極性の電圧（転写電圧）を転写ローラーに印加することによって、トナー像が用紙に転写されている。この際、転写電圧によってトナー像と逆極性に帯電した用紙が感光体ドラムや転写ローラーに巻き付くことを防止するために、転写ニップの下流側に分離部材が設けられている。分離部材にはトナー像と同極性の電圧（分離電圧）が印加されている。
【０００４】
ここで、用紙は、感光体ドラムや転写ローラーから分離される際に、所定の極性の電位に帯電する場合がある。帯電した用紙の極性がトナー像と同じ極性の場合、さらにトナー像と同極性の分離電圧を分離部材から用紙に印加すると、用紙の帯電電位が上昇し、用紙とトナー像とが静電気的に反発してトナー飛散が起こることがある。
【０００５】
また、トナー像が転写された用紙が帯電したままで定着装置に案内される場合、搬送ガイド等の導電性の材料で形成された部材と接触又は近接すると、用紙と導電性部材間で放電が起こり、トナー飛散が起こるという問題がある。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１には、転写ニップから定着装置へ搬送される用紙の高さを計測し、分離部材と用紙との間隔に応じて分離電圧を制御することで、用紙を適正に除電できるように構成された画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２１６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に記載されている画像形成装置は、分離部材と用紙との間隔の差に関わらず一定の除電作用を与えることはできるが、用紙自体の帯電状態は考慮されていないので、用紙の帯電によるトナー飛散を抑制できない虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情を考慮して、トナー像が転写された用紙からのトナー飛散を防止でき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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体との間に転写ニップを形成し、該転写ニップにおいて用紙を挟持搬送しつつ前記像担持体から用紙に前記トナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に、前記トナー像を逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加部と、前記トナー像が転写された前記用紙を除電して前記像担持体又は前記転写部材から前記用紙を分離する分離部材と、前記分離部材に、前記トナー像と同極性の分離電圧を印加する分離電圧印加部と、を備え、前記トナー像が転写された前記用紙の帯電極性を検知する検知手段を有し、該検知手段で検知された前記用紙の帯電極性に基づいて、前記分離電圧印加部から前記分離部材に印加する分離電圧を減少させるように構成されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用することにより、用紙の帯電極性に応じた分離電圧を分離部材に印加できるので、トナー像と用紙との静電的な反発力を抑制し、トナー飛散を防止することができる。
【００１２】
本発明の画像形成装置において、前記検知手段で検知された前記用紙の帯電極性が前記トナー像と同極性と判断された場合に、前記分離電圧印加部から前記分離部材への分離電圧の印加を停止するように構成されることを特徴としても良い。
【００１３】
このような構成を採用することにより、用紙がトナー像の極性と同じ極性に帯電することを防止できるので、トナー飛散を抑制することができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置において、前記分離部材よりも前記用紙の搬送方向下流側において、前記用紙と対向するように設けられた導電性のガイド部をさらに備え、前記検知手段は、前記ガイド部に沿って案内される前記用紙から前記ガイド部へ流れ込む電流を計測する電流計を有し、該電流計で計測される電流値の極性に基づいて前記用紙の帯電極性を判断することを特徴としても良い。
【００１５】
このような構成を採用することにより、トナー像が転写された用紙の帯電極性を簡易な方法で検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナーが転写された用紙の帯電極性に基づいて分離部材に分離電圧を印加するので、用紙を適正に除電することができ、トナー飛散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、転写ニップから定着装置までの搬送経路を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターにおける分離部材を示す図であり、図３（Ａ）は分離部材の正面断面図、図３（Ｂ）は分離板の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、用紙の帯電電位と分離電圧との関係を示すグラフである。
【図５】転写ニップ通過後の用紙の分離過程を模式的に説明する図であり、図５（Ａ）は用紙が感光体ドラムから分離される過程、図５（Ｂ）は用紙が転写ローラーから分離される過程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１９】
まず、図１を参照して、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図であり、以下の説明では、図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準とする。
【００２０】
プリンター１は、中空部を有する略直方体形状の筐体２を備えている。筐体２の内部には、下方に用紙を収納した給紙カセット３が着脱自在に装着されている。給紙カセット３の右上方には、給紙カセット３から用紙を給紙する給紙装置４が設けられている。
【００２１】
給紙装置４の上方には、画像形成部５が設けられている。画像形成部５には、感光体ドラム６（像担持体）が回転可能に設けられ、感光体ドラム６の周囲には、帯電装置７と、現像装置８と、転写ローラー９と、クリーニング装置１０とが、感光体ドラム６の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。現像装置８は、トナーコンテナ１１と接続している。また、画像形成部５の左方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器１２が備えられている。
【００２２】
画像形成部５の上方には、定着装置１３が備えられており、定着装置１３の左方には排紙部１４が設けられている。排紙部１４は筐体２の上面に形成された排紙トレイ１５に面している。
【００２３】
また、筐体２の内部には、給紙装置４から、感光体ドラム６と転写ローラー９との間に形成される転写ニップ１７と定着装置１３を通って排紙部１４へ向かう用紙の搬送経路１８が設けられている。
【００２４】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。帯電装置７によって感光体ドラム６の表面が帯電された後、露光器１２からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム６に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム６の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置８によりトナー像に現像される。感光体ドラム６上に残留したトナーは、クリーニング装置１０によって除去される。
【００２５】
一方、給紙装置４によって給紙カセット３から搬送経路１８に送り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写ニップ１７へ搬送され、転写ニップ１７において、感光体ドラム６上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１８を下流側へと搬送されて定着装置１３に進入し、定着装置１３において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１４から排紙トレイ１５に排出される。
【００２６】
次に、図２を参照して転写ニップ１７について説明する。図２は転写ニップから定着装置までの搬送経路を模式的に示す図である。
【００２７】
転写ニップ１７は、前述のように感光体ドラム６と転写ローラー９との間に形成されている。転写ローラー９は、ローラー本体部と回転支軸とを備え、感光体ドラム６に圧接して回転可能に支持されて、搬送経路１８に沿って搬送された用紙を下流側へ搬送する。ローラー本体部は、発泡材料（例えば、ＥＰＤＮ、ＮＤＲ等のゴム材料にＡＤＣＡ等の発泡剤を添加したもの等）等の粗い表面形状を有する材料で形成されている。転写ローラー９には、トナーと逆極性の電圧（転写電圧）が印加される転写電圧電源２１が接続されている。トナーと逆極性の転写電圧を転写ローラー９に印加することにより、感光体ドラム６の表面からトナーが用紙に静電的に転写される。
【００２８】
転写ニップ１７から定着装置１３に到る搬送経路１８には、搬送方向の下流側から順に、分離部材２３と搬送ガイド２５とが配置されている。
【００２９】
図３も参照して分離部材について説明する。図３（Ａ）は分離部材の側断面図であり、図３（Ｂ）は分離板の平面図である。
【００３０】
分離部材２３は、転写ニップ１７よりも搬送方向の下流側において、搬送経路１８の転写ローラー９側に配置されている。分離部材２３は、用紙の幅方向に沿って設けられる分離板３１と、分離板３１を挟持する挟持部材３２と、分離板３１よりも搬送経路側において用紙を案内するガイド部３３と、を備える。
【００３１】
分離板３１は、図３（Ｂ）に示されるように、用紙の幅方向に長い長方形状の板状の導電性の部材であり、搬送経路側の側縁に沿って複数の針状電極３１ａが形成されている。図２に示されるように、分離板３１には、トナーと同極性の電圧（分離電圧）が印加される分離電圧電源３５（分離電圧印加部）が接続されている。前述のように転写ローラー９にはトナーと逆極性の転写電圧が印加されて、用紙はトナーと逆極性に帯電している。用紙を感光体ドラム６から引き離して用紙の搬送を安定させるため、トナーと同じ極性の分離電圧が分離電圧電源３５から分離板３１に印加される。
【００３２】
挟持部材３２は絶縁材料で形成されており、図３（Ａ）に示されるように、分離板３１の針状電極３１ａが搬送経路１８側を向くように上下から挟持している。ガイド部３３は、搬送経路１８に沿って延びる板状の部材であり、分離板３１の針状電極３１ａの先端よりも搬送経路１８側に延出して、用紙の幅方向に沿って複数配置されている。ガイド部３３は、用紙と分離板３１との接触を防止しつつ用紙を搬送経路１８に沿って案内する。
【００３３】
搬送ガイド２５は、図２に示されるように、分離部材２３よりも搬送方向の下流側において、搬送経路１８の転写ローラー９側に配置されている。搬送ガイド２５は、用紙の幅方向に長く、搬送方向に沿って設けられた板金材料で形成された部材である。搬送ガイド２５には、搬送方向に沿って延びる複数のリブ３８が、用紙幅方向に沿って所定の間隔で設けられている。リブ３８は絶縁性の材料で形成されており、用紙と搬送ガイド２５との接触を防いでいる。搬送ガイド２５には電流計３９が接続されており、搬送ガイド２５に流れ込む電流量が計測される。
【００３４】
転写ローラー９に接続する転写電圧電源２１と、分離板３１に接続する分離電圧電源３５と、搬送ガイド２５に接続する電流計３９とは、制御部４０と電気的に接続している。制御部４０は、トナー転写中に所定の転写電流が流れるように、転写電圧電源２１から転写ローラー９に印加される転写電圧を制御する。また、制御部４０は、分離電圧電源３５から印加される分離電圧の値や分離電圧の印加の有無を制御する。さらに、制御部４０には、電流計３９で計測された流れ込み電流値の極性に関するデータが送信される。
【００３５】
次に、制御部４０において、分離電圧電源３５から分離板３１に印加される分離電圧を制御する方法について説明する。
【００３６】
まず、用紙の帯電電位と分離電圧との関係について、図４のグラフを参照して説明する。グラフの縦軸は、分離部材２３を通過後の用紙の表面電位（Ｖ）を示し、横軸は、転写ローラー９から感光体ドラム６へ流れ込む転写電流（−μＡ）を示す。グラフの黒四角は初期時の転写ローラーに分離電圧を印加した場合を示し、グラフの白抜き四角は初期時の転写ローラーに分離電圧を印加しない場合を示す。また、黒円は６００Ｋの印字試験後の転写ローラーに分離電圧を印加した場合を示し、白抜き円は６００Ｋの印字試験後の転写ローラーに分離電圧を印加しない場合を示す。
【００３７】
この例では、トナーが正帯電の場合について説明する。つまり、分離電圧電源３５から正極性の分離電圧（＋３０００Ｖ）が分離板３１に印加される。なお、前述の各条件において、転写電流の値に関わらず用紙の電位は同様の傾向を示しているので、用紙の電位は転写電圧にはほとんど依存しないといえる。
【００３８】
転写ローラー９の初期状態では、白抜き四角で示されるように、分離電圧を印加しない場合、転写ニップにおいてトナーと逆極性、すなわち、負極性の転写電圧が転写ローラー９に印加されているので、用紙は−４０００Ｖ〜−３０００Ｖに帯電している。そこで、黒四角で示されるように、トナーと同極性、すなわち、正極性の分離電圧を分離板３１に印加することで、用紙の帯電量はゼロ付近となり、用紙はほぼ除電されていることがわかる。
【００３９】
一方、６００Ｋ印字試験後では、転写ローラー９に従来通りに分離電圧を印加すると、黒円で示されるように、用紙は＋６０００Ｖ程度に帯電しており、用紙が除電されていないことがわかる。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、６００Ｋ印字試験後に転写ローラー９への分離電圧の印加を停止した。すると、白抜き円で示されるように、用紙の帯電電位は＋４０００Ｖ〜＋４５００Ｖとなり、分離電圧を印加した場合に比べて、電位が１５００Ｖ〜２０００Ｖ低下した。
【００４１】
なお、上記のように、転写ローラー９の初期状態と６００Ｋ印字試験終了後の状態とでは、転写ニップ１７通過後の用紙の帯電極性が異なっている。詳細には、初期状態ではトナーと逆極性に帯電し、印字試験終了後ではトナーと同極性に帯電している。この理由は、以下のように考えられる。
【００４２】
表面形状の粗い材料で形成された転写ローラー９を使用する場合、表面形状が粗い状態の使用初期は、転写ニップ１７を通過した用紙は、図５（Ａ）に示されるように、転写ローラー９よりも感光体ドラム６に巻き付く傾向がある。一方、６００Ｋ印字試験後では、転写ローラー９の表面が摩耗によって平滑化されるので、転写ニップ１７を通過した用紙は、図５（Ｂ）に示されるように、感光体ドラム６よりも転写ローラー９に巻き付く傾向がある。
【００４３】
このような傾向と図４のグラフとを考慮すると、トナー像が転写された用紙の帯電極性は、転写ローラー９の表面状態等に依存して変化し、感光体ドラム６から分離されるとトナー像と逆極性に帯電しやすく、転写ローラー９から分離されるとトナー像と同極性に帯電しやすい特性を有するといえる。
【００４４】
このような用紙の帯電極性はトナー像と用紙との静電吸着力に影響する。すなわち、トナー像と用紙とが同極性の場合は、トナー像と用紙とが静電的に反発して、トナーが飛散しやすくなるという問題がある。
【００４５】
したがって、６００Ｋ印字試験後の結果からわかるように、用紙がトナーと同極性に帯電した場合、トナーと同極性の分離電圧を印加すると、トナーと用紙との静電気的な反発力を強めてしまう虞がある。そこで、用紙の帯電極性を検知し、検知された帯電極性がトナーと同極性である場合は、分離電圧を分離板３１に印加しないように、制御部４０が分離電圧電源３５を制御する。
【００４６】
本実施形態においては、搬送ガイド２５に沿って搬送される用紙から搬送ガイド２５に流れ込む電流を電流計３９で計測することで、用紙の帯電極性を検知する。つまり、電流計３９で計測された電流量の極性に関するデータは制御部４０に送られる。制御部４０は、電流量の極性が負の場合は、用紙の帯電極性は負極性であり、電流量の極性が正の場合は、用紙の帯電極性は正極性であると判断する。この際、例えば、所定のサンプリング周期で連続してサンプリングされた電流値を平均化して、平均値の極性を判断する。そして、用紙の帯電極性がトナーの帯電極性と同じと判定された場合に、分離電圧電源３５から分離板３１への分離電圧の印加を停止するように制御する。これによって、例えば、グラフの白抜き円に示されるように、用紙の帯電電位は、分離電圧を印加した場合よりも１５００Ｖ〜２０００Ｖ程度低下する。
【００４７】
上記説明したように本発明によれば、用紙がトナーの極性と同じ極性に帯電した場合には、分離板３１に分離電圧を印加させないようにすることで、用紙の帯電電位の上昇を防ぐことができる。したがって、用紙とトナーとの静電気的な反発を抑え、トナー転写後のトナー飛散を抑制できる。なお、本実施形態において、分離電圧電源３５から分離板３１に印加する分離電圧が０の場合、すなわち、分離電圧の印加を停止する場合も、分離電圧の減少に含まれる。
【００４８】
用紙の帯電極性を検知する方法としては、他に、搬送ガイド２５の搬送経路側の面に表面電位計を設置し、表面電位計で用紙の表面電位を計測する方法等を使用することができる。ただし、電流計３９を用いることが構成や制御が簡単であるため好ましい。
【００４９】
なお、本実施形態においては、正帯電トナーについて説明したが、負帯電トナーについても同様の構成とすることができる。
【００５０】
なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、この態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１  プリンター（画像形成装置）
６  感光体ドラム（像担持体）
９  転写ローラー（転写部材）
１７  転写ニップ
２１  転写電圧電源（転写電圧印加部）
２３  分離部材
２５  搬送ガイド（ガイド部）
３５  分離電圧電源（分離電圧印加部）
３９  電流計（検知手段）
【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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