(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、転写電圧を受けて前記像担持体上のトナーを転写材に転写する転写ローラと、前記転写ローラに前記転写電圧を印加する電源と、前記像担持体から転写材を分離するためにその対向位置を通過する転写材を除電する除電部材と、第１面にトナー像が転写されて定着された転写材を、前記第１面の反対側の面である第２面にトナー像を転写するために前記転写ローラに搬送する搬送手段と、を有し、前記転写ローラに電流を印加している時の前記電源の検出電圧の値に基づいて前記転写電圧と前記除電部材に印加する電圧値を切り替える画像形成装置において、
前記検出電圧が所定の電圧値よりも大きい場合には、前記第１面の搬送方向における中央部が前記対向位置を通過する時よりも前記第１面の搬送方向における後端部が前記対向位置を通過する時の方が前記除電部材に印加する電圧を大きくするように制御し、
前記検出電圧が前記所定の電圧値以下の場合には、前記対向位置を前記第１面の前記中央部が通過する時と前記第１面の前記後端部が通過する時に前記除電部材に印加する電圧を等しくするように制御し、前記検出電圧の値によらず、前記第２面の搬送方向における後端部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧を、前記第２面の搬送方向における中央部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出電圧の値によらず、前記第２面の搬送方向における先端部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧を、前記第２面の前記中央部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧よりも大きく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】
前記除電部材に、前記転写ローラに印加する電圧の極性と逆極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上のトナー像を転写材に転写するポリマーもしくはイオン導電系の転写ローラと、像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する除電部材と、を有し、除電部材が転写材を除電するときに印加する電位を複数レベル有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体である感光ドラム上に形成されたトナー像を電圧を印加した転写ローラによって転写材へ転写する画像形成装置において、転写を終了した転写材は感光ドラムと静電吸着しており、感光ドラムから転写材を分離する際に転写材の後端が剥離帯電により転写電圧と同極性に帯電され、感光ドラムから転写材後端の分離が遅れることがある。
【０００３】
ドラムから転写材後端の分離が遅れると、ドラムが回転する方向に転写材後端が引っ張られて転写材後端がドラムヘ近づくようにはねる転写材後端はねによって、転写材後端がクリーニング容器の底部に接触して転写材上の未定着像を乱して像擦れとなったり、クリーニング容器の底部に飛散して付着したトナーが転写材へ転移して転写材後端の木端汚れが生じる。
【０００４】
また、両面印字を行う場合には、第２面印字時には第１面印字終了後のドラムの曲率と同方向にカールした転写材を通紙することになり、曲率分離の作用が小さくなり転写材先端のドラムからの分離ができなくなって、紙詰まりが発生するという問題が生じる。
【０００５】
したがって、除電針に所定の電位を印加して転写材の除電を行い感光ドラムからの分離を促進する。このときのシーケンスを図６に示す。
【０００６】
転写材後端付近に−２．５ｋＶを印加して除電することにより転写材後端はねによる像擦れや汚れなどの画像不良を防止することができ、転写材の第２面の先端に−２．５ｋＶを印加して除電することにより、感光ドラムと同方向の曲率のカールがついた転写材の第２面の先端における感光ドラムからの分離を良好に行うことができる。
【０００７】
また、転写材の中央部にも−１．５ｋＶの除電針バイアスをかけて搬送ガイドヘの静電的な吸着による搬送不良を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、装置の使用環境によって以下のような問題が生じた。
【０００９】
高湿環境では、転写電荷として乗るべき電流が転写材の抵抗が低下するために転写材上に保持できなくなり、トナーを転写材に留めておく静電的な力は弱くなる。このような状態では、定着時に転写材に含まれる水分が激しく蒸発して、転写材上に乗った未定着卜ナーが紙搬送方向と逆方向に飛散して定着することがある。これを尾引きといい、図１０に示すような画像が形成される。
【００１０】
高湿環境下で吸湿紙を使用した場合、転写材後端で除電針に転写バイアスと逆極性の大きなバイアスを印加すると、転写材の抵抗が低いために、転写材上の未定着部分の電荷が除電されてしまい、図１１のような１面目後端に広範囲の尾引きが発生することがあった。尾引きの発生範囲は、除電−定着間の距離である。低湿環境において転写材が薄くコシが弱い場合、あるいは感光ドラムの外径が大きいため転写材のコシによるドラムからの分離作用（曲率分離）が期待できない場合には、１面目の先端でもドラムからの分離ができなくなって紙詰まりが発生するという問題があった。例えば、バジャーボンドなどの坪量６０ｇ／ｍ2 以下の薄紙を転写材として用いた場合や感光ドラムの外径が４０ｍｍ以上の場合に紙詰まりが起こりやすい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、転写電圧を受けて前記像担持体上のトナーを転写材に転写する転写ローラと、前記転写ローラに前記転写電圧を印加する電源と、前記像担持体から転写材を分離するためにその対向位置を通過する転写材を除電する除電部材と、第１面にトナー像が転写されて定着された転写材を、前記第１面の反対側の面である第２面にトナー像を転写するために前記転写ローラに搬送する搬送手段と、を有し、前記転写ローラに電流を印加している時の前記電源の検出電圧の値に基づいて前記転写電圧と前記除電部材に印加する電圧値を切り替える画像形成装置において、前記検出電圧が所定の電圧値よりも大きい場合には、前記第１面の搬送方向における中央部が前記対向位置を通過する時よりも前記第１面の搬送方向における後端部が前記対向位置を通過する時の方が前記除電部材に印加する電圧を大きくするように制御し、前記検出電圧が前記所定の電圧値以下の場合には、前記対向位置を前記第１面の前記中央部が通過する時と前記第１面の前記後端部が通過する時に前記除電部材に印加する電圧を等しくするように制御し、前記検出電圧の値によらず、前記第２面の搬送方向における後端部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧を、前記第２面の搬送方向における中央部が前記対向位置を通過する時に前記除電部材に印加する電圧よりも大きくすることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に本発明の第１の実施の形態を説明する。図２は転写材への両面印字を行う画像形成装置の例である。両面印字を行う場合、まず、紙カセット３６上の紙１９を給紙ローラ２５により１枚ずつ給紙し、ガイド３４に沿って搬送ローラ対３３へ搬送する。紙１９は、搬送ローラ対３３の回転により更に搬送されガイド３２に沿ってレジストローラ対３１へ搬送される。
【００１８】
レジストローラ対３１は、ドラム１上に形成されたトナー像に合わせて回転し転写ニップヘ紙を搬送する。感光ドラム１上への画像形成は、まず帯電器２９により感光ドラム１を均一帯電した後、露光装置２８により露光を行って静電潜像を形成する。この潜像を現像器３０により現像することによってトナー像を得る。
【００１９】
転写部でトナー像の転写を行った紙１９は、定着器１３により定着され固定画像を得る。定着器１３から排出された紙は、回転自在に取り付けられたフラッパ３７により下向きに排出され、ガイド３９に沿って反転ローラ４０に搬送される。紙１９はガイド４１に支持されながら、反転ローラ４０の正・逆回転により、進行方向と表裏を逆転されてガイド４２に沿って搬送ローラ対４３へ搬送される。搬送ローラ対４３は、紙１９を搬送ローラ対３３へ搬送し、紙１９は再び画像転写定着工程に供される。転写材への二面目の定着を終了した紙１９はフラッパ３７により上向きに排出されガイド３８に沿って搬送され排紙ローラ４５により排紙トレイ４６上に排出される。なお、図２に示した４７は画像形成装置の筐体である。
【００２０】
図１は本実施の形態の主要部であり、画像形成装置の転写部の側面図を示している。図１において図２と同じ部材には同じ番号を符している。
【００２１】
図１において、１はアルミシリンダ表面に有機感光体（ＯＰＣ）層を設けた感光ドラムである。感光ドラム１の外径は３０ｍｍである。感光ドラム１は不図示の帯電装置により負に均一帯電された後、像露光されて潜像を形成し、不図示の現像手段により反転現像を行うことでその表面にトナー像を形成する。
【００２２】
トナー像は、転写ガイド１４に沿って搬送されてきた転写材である紙１９に転写される。転写は、金属製の芯金３上に導電性の弾性層２を有した外径が２０ｍｍの転写ローラ４に転写高圧電源５よりトナー像の帯電極性と逆極性の正の電圧を印加することにより、感光ドラム１と転写帯電器としての転写ローラ４で形成する転写ニップＮで行われる。
【００２３】
転写ローラ４の弾性層２の体積抵抗率は、２０℃，６０％Ｒｈの環境下で２×１０8 Ωｃｍ程度であり、転写ローラの芯金３に印加する転写電圧は０Ｖから＋６ｋＶ程度である。
【００２４】
転写ローラに印加する電圧は、転写ローラの抵抗値によってその大小を変更したり、転写時と非転写時または停止時にその大きさを切り替え制御する。その制御は、ＣＰＵ１５、Ｉ／Ｏポート１６、バスライン１８、メモリー１７から構成される制御系によって行われる。
【００２５】
転写を終了した紙１９は、感光ドラムと静電吸着しているが、これを分離するのが除電針６である。除電針６は、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳの板で、その先端は図３に示すように尖端状（のこぎり形状）をしている。除電針６の先端部のピッチａは１ｍｍ、山の高さｂは２ｍｍである。除電針６は、絶縁部材７により挟持され除電針ユニット８を形成している。
【００２６】
分離を終了した紙１９は、絶縁性の樹脂製の搬送ガイド１０上を搬送され、定着装置１３へ搬送される。定着装置１３はアルミニウム製の筒状の芯金にＰＦＡ（パーフロロアルコキシ）をコートした定着ローラ２０とこれを内側から暖めるためのハロゲンヒータ２１、紙１９を定着ローラ２０に圧接するための加圧ローラ２２と紙１９を定着ローラ２０と加圧ローラ２２のニップヘ導くための定着入口ガイド２３から構成される。
【００２７】
転写を終了した紙１９は、この定着ニップを通過することにより、トナー像を紙面上に定着する。なお、転写工程で紙１９に転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置１２により回収される。クリーニング装置は、残トナーをドラム上からかきとるためのクリーニングブレード２４と、廃トナーをためておくためのクリーニング容器２５から構成されている。
【００２８】
ここで、転写バイアスの制御を具体的に説明する。転写ローラに印加する電圧値Ｖt は、非通紙時のドラム電位が暗電位のときに転写電流に定電流バイアスを印加し、このとき発生した電圧Ｖt0をもとに決定する。
【００２９】
すなわち、良好な画像を得るために転写ローラの抵抗値の製造時のばらつきや環境変動、耐久変動に応じて適した転写電圧を印加するように制御している。転写ローラの抵抗値が小さいときは検出される電圧Ｖt0も小さくなり、逆に抵抗値が大きいときは検出電圧Ｖt0も大きくなる。
【００３０】
特に、ＮＢＲやエピクロルヒドリンゴムを主成分とするポリマー導電系の転写ローラやイオン導電剤により抵抗調整を行ったイオン導電系の転写ローラを用いた場合には、抵抗値の環境変動が大きい。
【００３１】
例えば２０℃、６０％Ｒｈの環境下で抵抗値が２×１０8 Ωの転写ローラの場合、３２．５℃、８５％Ｒｈの高温高湿環境においては抵抗値は１×１０8 Ω、１５℃，１０％Ｒｈの低温低湿環境においては抵抗値は５×１０8 Ωとなる。
【００３２】
図５に転写ローラの抵抗値と検出電圧Ｖt0の関係を示す。この図より転写ローラの抵抗が大きくなるにつれて、検出電圧Ｖt0の値も大きくなっていることがわかる。本実施の形態の転写ローラの場合、幅が３００ｍｍで、プロセススピードを１５０ｍｍ／ｓｅｃ、定電流値を１０μＡとして測定すると、検出電圧Ｖt0の値は２０℃，６０％Ｒｈの環境下で１．４ｋＶ、３２．５℃，８５％Ｒｈ環境下で０．７ｋＶ、１５℃，１０％Ｒｈの環境下で３ｋＶの出力値となる。
【００３３】
本実施の形態では、除電針にバイアスを印加して転写材の二面目の先端分離、後端はね、搬送ガイドへの貼り付きを防止しているのは従来例（図６）と同じであるが、検出電圧Ｖｔ０の値に応じて転写材の一面目の後端に対する除電針バリアス制御を切り替えることを特徴としている。
【００３４】
図７は検出電圧Ｖt0の値が小さい場合のシーケンスを示す。転写ローラの検出電圧Ｖt0の値が０．８ｋＶ以下であるときには、高湿環境と判断し、紙が吸湿している１面目後端では除電針に大きなバイアスを印加しないようにする。
【００３５】
これにより、定着−除電針間の電荷を除電してしまうのを防止し、後端１００数十ｍｍの極端にレベルの悪い尾引きの発生を防止することができる。
【００３６】
高湿環境では、紙の抵抗は低下しているため、帯電は小さく感光ドラムからの分離が遅れることがなく、後端はねは起こりにくい。したがって、大きなバイアスを印加しなくても像擦れや木端汚れなどの問題は生じない。
【００３７】
また、紙の第２面の先端に−２．５ｋＶを印加することにより、紙の感光ドラムからの分離を良好に行い、中央部に−１．２ｋＶを印加することにより搬送ガイドヘの貼り付きを防止し、２面目の後端に−２．５ｋＶを印加することにより後端はねを防止しており、２面目の通紙性能も確保している。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、低湿環境において薄紙等のコシの弱い紙に印字する場合について説明する。図４に画像形成装置の転写部の側面図を示す。図４において図２と同じ部材には同じ符号を符しており、第１の実施の形態と同様である箇所については説明を省略する。また、転写後の搬送ガイドは、紙と接する部分をくし歯状に並んだ絶縁性の樹脂製のリブ２７で構成されており、そのリブ２７とリブ２７との間に紙吸着用の電気的に接地した板金１１を置くことで、紙のカールや空気との抵抗による揚力で紙の搬送が不安定になることを防いでいる。
【００３９】
図４に示した画像形成装置は特殊紙モードを有しており、装置のオペレータ操作パネル４５に特殊紙設定を行うスイッチが設けられ、ユーザーがモードを選択することにより転写材の厚さに応じて、転写材の搬送スピードや定着温度等のプロセス条件を一部変更することができる。
【００４０】
例えば、坪量６５ｇ／ｍ2 以下の紙では、薄紙モードに設定するようにユーザーに推奨している。このような特殊紙モードを有する装置においては、特殊紙設定とも組み合わせて、除電針のバイアス制御を切り替える。
【００４１】
転写ローラの検出電圧Ｖt0の値が大きく、かつ、薄紙設定になっているときのシーケンスを図８に示す。
【００４２】
検出電圧Ｖt0の値が２ｋＶ以上であるときには低湿環境と判断し、さらに薄紙を通紙する場合には、１面目の先端でも除電針に−２．５ｋＶの大きな電位レベルを印加する。これにより、除電針による１面目先端での静電分離の効果を大きくすることができるので、低湿環境下での薄紙の紙詰まりを防止することができる。
【００４３】
さらに、２面目の先端にも−２．５ｋＶを印加することにより、紙の感光ドラムからの分離を良好に行える。また、紙先端から後端手前までは−１．２ｋＶを印加して搬送ガイドヘの静電吸着を防止して貼り付きによる紙詰まりを防止し、紙後端では陰電針に−２．５ｋＶを印加することで後端はねを防止できる。
【００４４】
なお、本実施の形態は転写ローラの検出電圧Ｖt0の値が大きい場合、あるいは薄紙設定になっているときにそれぞれ単独に適用してもよい。
【００４５】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、環境に関わらず厚紙に印字する場合について説明する。図４に示した特殊紙設定を有する装置において、例えば、坪量１１５ｇ／ｍ2 以上の紙では、厚紙モードに設定するようにユーザーに推奨する。厚紙設定になっているときのシーケンスを図９に示す。厚紙の場合には、紙にコシがあるため、曲率分離の性能低下による紙詰まりや後端はね等は発生しなくなるので、除電針バイアスは搬送ガイドヘの紙の貼り付きを防止する−１．２ｋＶの低いレベルの電圧のみとする。
【００４６】
これにより、除電針印加バイアスのＯＮ・ＯＦＦの回数を減らし、より高速の画像形成装置の場合の電源・駆動負荷を低減することができる。
【００４７】
以上述べてきた第１の実施の形態〜第３の実施の形態において、除電針に印加する電位レベルを切り替える場合について示したが、印加するタイミングを変更してもよい。また、片面印字の場合にも同様に実施することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写ローラの定電流バイアス印加時の検出電圧が所定の電圧以下の場合に高湿環境であると判断して、除電針バイアスを切り替えることにより、高湿環境における転写材の尾引きの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態の画像形成装置の転写部の側面図。
【図２】転写材への両面印字を行う画像形成装置の構成図。
【図３】除電針の拡大正面図。
【図４】第２実施の形態の画像形成装置の転写部の側面図。
【図５】転写ローラの抵抗値とＶt0の関係を示す図。
【図６】従来の除電針への印加電圧シーケンスを示す図。
【図７】第１実施の形態の除電針への印加電圧シーケンスを示す図。
【図８】第２実施の形態の除電針への印加電圧シーケンスを示す図。
【図９】第３実施の形態の除電針への印加電圧シーケンスを示す図。
【図１０】尾引き現象を示す説明図。
【図１１】尾引き発生範囲を示す説明図。
【符号の説明】
１  感光体
４  転写ローラ
６  除電針
９  除電針の電源
１０  搬送ガイド
１３  定着器
１９  紙
２５  クリーニング容器
【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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【図７】
0004054450.tif 000008
【図８】
0004054450.tif 000009
【図９】
0004054450.tif 000010
【図１０】
0004054450.tif 000011
【図１１】
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