(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記定着回転体および前記加圧回転体に挟持搬送されて排出される前記転写材と接触する導電部材が設けられている画像形成装置において、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前から前記導電部材に該転写材が接触するまでの期間の前記転写手段のバイアス強度を増大させる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、前記転写バイアスは定電圧制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電流制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかの画像形成装置において、前記転写バイアスの強度切り替え時点の該バイアス切り替えの立ち上がりと立ち下がりが緩やかに変化するようにバイアス切り替え速度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、前記転写バイアスの強度増大を強度切り替え期間の開始点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から開始し、バイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を上げ、バイアス強度復元を強度切り替え期間の終了点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から前記転写バイアスの強度減少を開始してバイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を下げることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は環境検知手段を有し、該環境検知手段による環境検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、前記環境検知手段としてイオン導電性転写ローラの環境による抵抗変化を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７の画像形成装置において、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択される条件は環境の湿度が７５％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１から請求項５の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は通常の状態では前記転写バイアス強度の切り替えを行わない設定になっており、画像形成装置の使用者の判断によって前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、該画像形成装置の使用者が前記転写バイアス強度の切り替えを行う手段は、該画像形成装置を制御するホストコンピュータのソフトウェアに設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６又は請求項７の画像形成装置において、前記画像形成装置は紙抵抗検知手段を有し、該紙抵抗検知手段よる紙抵抗検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、前記紙抵抗検知手段として、前記転写ローラの転写ニップ部を前記転写材のトナー像が形成されていない先端部が通過する間の定電圧制御時の転写電流変化または定電流制御時の転写電圧変化のいずれかの変化量を基に該紙抵抗を検知する方法を用い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、多種多様な記録材（転写材）を通紙させる記録材搬送装置を有する装置に関するもので、特に電子写真方式のプリンター、複写機、ファクシミリなどの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いたプリンター、複写機、ファクシミリなどの装置における画像形成工程部の概要は図１０に示すようになっている。即ち、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様にある極性に帯電させた後、レーザ等の露光手段３により、感光ドラムを露光下領域のみを除電して潜像を形成し、現像器４のトナー５を現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラムの帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラムと現像スリーブが対向する現像ギャップ部においてＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加して、電界の作用によりトナーを浮遊振動させつつ感光ドラムの潜像形成部に選択的に付着させた後、転写ローラ１０と感光ドラムで形成される転写ニップ部まで感光ドラムの回転によって搬送させる。
【０００３】
一方、画像を記録される紙等の記録材７は、記録材収納箱７’から給紙ローラ対７”によって垂直搬送ローラ対６’まで先端部を給紙された後、この垂直搬送ローラ対により転写前搬送ローラ６まで搬送され、更にこの転写前搬送ローラにより、転写ガイド板９を通じて予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。この転写前搬送ローラ６から転写ニップ部まで記録材が搬送されるまでの間には、記録材がこの領域まで搬送されて来るまでに接触した様々な部材との摺擦により、記録材表面が帯電している可能性がある為、静電的記録を行うに際して画像を乱す要因となるこのような不要な帯電を取り除く為の除電ブラシ８が、搬送中の記録材の背面側に接するように設けられ、接地されている。
【０００４】
このように搬送されてきた記録材は、転写部において感光ドラム上のトナーを静電的に引き付けて記録材側に移動させるようにトナーと逆極性の高電圧が記録材背面の転写ローラに印加されて記録材の表面にトナーを静電的に引き付けて画像を転写されるとともに、記録材裏面はトナーと逆極性に帯電され、転写されたトナーを保持し続ける為の転写電荷が記録材裏面に付与される。最後に、トナー画像を転写された記録材は、加熱回転体１３とニップ部を形成する加圧ローラ（加圧回転体）１４で構成される定着器（定着手段）１２まで搬送され、このニップ部で加熱加圧されてトナー像を記録材表面に永久固着させる。
【０００５】
一方、転写後の感光ドラム表面には極性の異なるトナー等の付着物がわずかに残るため、転写ニップ部を通過した後の感光ドラム表面はクリーニング容器１１で感光ドラム表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１１ａにより付着物を掻き落とされて清掃された後、次回の画像形成に待機する。
【０００６】
以上の工程の中で、画像の定着方式としては熱効率、安全性が良好な接触加熱型の定着装置が広く知られている。その定着装置として、図１１に示すように、金属性円筒芯金１３’ｃ表面にプライマー層１３’ｂを介して雛型性層１３’ａを形成し、円筒内部にハロゲンヒータ（熱源）１５を内包する熱定着ローラ１３’と、加圧芯金１４ｃに耐熱性ゴム１４ｂからなる弾性層、その表面に加圧側離型性層１４ａを形成した加圧ローラ１４と、を加圧当接して構成される熱ローラ定着器が用いられる。また、図１２に示すように、低熱容量の耐熱性樹脂フィルム１３”ｃ、その上に導電性プライマー層１３”ｂ、更にその表面に雛型性層を形成した定着フィルム１３”ａと、その定着フィルムの内側に設けられたセラミックヒータ（熱源）１５’と、そのヒータを保持しフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１３”ｄと、そのヒータホルダーを均一に加圧する為の金属ステー１３”ｅとで構成される定着フィルムユニット１３”に加圧ローラを加圧当接させるフィルム加熱方式の定着器が用いられる。前者は比較的高速の大型機に用いられ、後者は比較的低速の小型機に用いられている。
【０００７】
特に後者は近年の省エネルギー推進の観点から、従来のハロゲンヒータを内包する円筒状の金属を定着ローラとして用いる熱ローラ方式に比べてローラ熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式として注目され、より高速の機種にも適用されるようになってきている。
【０００８】
以上のような定着装置を用いたプリンタ等の各種画像形成装置は、画質の向上とともに近年益々そのプリント速度の高速化が強く求められるようになっている。このため、今後、更なる高速化を実現するためにはまず、当然のことながらモータをパワーアップして加圧ローラ及び定着フィルムの回転速度を上げるとともに、通過時間の短くなった紙に十分な熱エネルギーを供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げる、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高いものに替えるなどの改良を行う必要がある。
【０００９】
しかしながら、このような改良を進めて行くと、同時に定着部において様々な弊害が生じ易くなる。その弊害の一つとして図１３の熱ローラ定着方式の定着器の定着入り口部分の拡大断面図に示すように、定着の入り口部分の直前において記録材上のトナーが部分的に紙の搬送方向に対して下流側に吹き飛ばされるような現象が発生し、記録速度を上げれば上げるほどこの現象が悪化することがある（以下、この現象を「後方トナー飛び散り」現象と称する）。
【００１０】
この「後方トナー飛び散り」現象の発生要因としては次のようなメカニズムが考えられる。即ち、定着部において定着される紙には通常の環境下でもある程度の水分を含んでいるため、定着の際、ニップ部における加熱により水蒸気が発生するが、高速化に伴って定着温度を上げると、この水蒸気の発生も激しくなり、逃げ場を求めてニップの前後方向に強く水蒸気を吹き出すようになる。
【００１１】
この時、同時に紙の搬送速度も速くなっている為、ニップ入り口部において、紙上の未定着トナーには吹き出す水蒸気の速度に紙の搬送速度を合成した風速で水蒸気が吹きつけることになり、トナー像の内で像表層のトナーのように紙に対する付着力が比較的弱く表面の気流の影響を受けやすいトナーの一部が風圧によって後方に飛ばされるものと考えられる。この現象は紙の電気抵抗や表面性及び添加物の種類によっても大きく左右されるが、特に横線のような紙の搬送方向に垂直なパターンのトナー像で最も発生しやすくなり、そのメカニズムから記録速度を増せば増すほど悪化する現象である。
【００１２】
このような現象に対する抑制策としては、定着性を確保する必要性から熱的な条件を緩めることはできないので、トナーの紙に対する静電的な付着力を増強する方法が考えられている。例えば、図１４に示すように、熱ローラ方式では、定着バイアス電源１６によって定着ローラの金属部にトナーと同極性のバイアスを印加し（不図示の導電性ブラシを用いて接続）、この金属部表面に設けられた１５μｍ以上の十分な膜厚を有する絶縁離型層を挟んで電界を作用させて紙上のトナーを表面側から反発電界によって押え込んだり、逆に加圧ローラ側にトナーと逆極性（転写電荷と同極性）の電位を誘起してトナーの紙への付着強度を増す方法が考案されている。
【００１３】
同様に、フィルム加熱方式の定着器においても、図１５に示すように同様の現象が発生しており、むしろ同レベルの記録速度の装置同士で比較するとこのフィルム加熱方式の定着器の方に現象が悪化する傾向が認められる。この要因としては、熱伝達率を高める為に後者の方式では広いニップ幅を必要とするため、ニップ部分の変形量が熱ローラ方式よりも大きく水蒸気の噴出力が高くなることや、熱ローラ方式ではニップ突入前に記録材表面に接近する定着ローラ表面の輻射熱による予備加熱効果が作用して事前に記録材表面の表層トナーを一部溶融させて記録材との密着力を高める作用があるのに対し、フィルム加熱方式ではフィルムの熱容量が小さい為に予備加熱効果が得にくいことなどが考えられる。
【００１４】
この為、フィルム加熱方式では定着フィルムの導電層に定着バイアス電源１６によってトナーと同極性のバイアスを印加するだけではこの「後方トナー飛び散り」現象の抑制効果はほとんど得られず、更なる対策が必要となる。この追加策としては、図１６に示すように、新たにニップ近傍に接地された紙裏接地用導電ブラシ(導電部材）８’のような接地手段を設け、このブラシを記録材の裏面に接触させたまま定着フィルムにトナーと同極性のバイアスを印加しつつ定着動作を行う構成が大きな効果を生じる方法として判明しており、その抑制メカニズムとしてはフィルムにトナーと同極性のバイアスを印加することで記録材の抵抗を介して記録材裏面側の接地部からこのバイアスと逆極性の電荷が記録材裏面に誘起され、この電荷が逆極性のトナーを記録材に引き付けて固定する作用を増すためと考えられる。
【００１５】
いずれの方式に対しても「後方トナー飛び散り」現象に対する上記の対策は、今後装置を高速化する上で非常に重要な技術であり、特に、このような装置の普及に伴い、世界の様々な気候の国々で様々な使用条件で使用されるようになると、紙の水蒸気の発生量が増大する高温高湿度の環境で使用される確率が高まることが予想され、今後一層、重要度を増して行くものと考えられる。
【００１６】
しかしながら、このように「後方トナー飛び散り」現象の抑制策として定着ローラや定着フィルムに転写電荷と逆極性の定着バイアスを印加することは、ローラやフィルム表面の絶縁性が不十分な場合に逆に定着中に転写電荷をリークさせる危険があり、特に紙の抵抗が低下する高湿度環境において問題となる。
【００１７】
この問題はこれらの定着に用いるローラやフィルム表面の絶縁性を完全に確保することで回避できるが、絶縁性を上げすぎると抵抗が高すぎて紙や加圧ローラとの摺擦や剥離過程において表面に異常帯電を招きやすくなり、この帯電によって定着中のトナー像を剥ぎ取ってしまうオフセットや剥離帯電オフセットと呼ばれる新たな画像不良を招く危険があるため、これらの部材の表面抵抗はある値以上には大きくできないという制約がある。
【００１８】
特に剥離帯電はローラやフィルム表面の抵抗に大きな相関があり、その帯電量も大きいため明確な画像不良となってしまう事が問題であった。このような理由から、表層を厚くできる定着ローラ方式では表面抵抗をある程度帯電しにくい抵抗値に調整しても全体の絶縁性を保つことは可能であるが、製法の制約により，表層を厚くし難い定着フィルム方式においては、表面の帯電を抑えつつ電荷のリークを完全に防ぐ事は困難であった。
【００１９】
このため、定着バイアスを印加する構成では更に転写電荷のリークが促進されてしまい、比較的抵抗の低い紙種を用いて高湿度環境で吸湿した紙を使用した場合、紙先端部の尾引きが悪化するとともにハーフトーン画像やベタ黒画像などの高濃度画像を形成した際の画像の中央後半部に横白帯状の転写不良領域が形成されてしまうという問題が生じていた。
【００２０】
これらの現象の発生メカニズムは図１７，図１８，図１９に示すように搬送される紙の位置の変化に起因していると考えられる。まず、図１７は定着フィルムに転写部と逆極性のバイアスが印加され、定着部の下流側に導電ブラシが接地設定されている全体構成に対して、抵抗の低い紙が定着ニップ直前まで搬送される期間を示しており、紙裏には転写電荷が形成され、転写が正常に行われている。
【００２１】
次に図１８のように紙先端が定着部を通過し、導電ブラシに接する直前まで搬送される期間では、オフセット防止の為ある程度の導電性を付与された定着フィルム表面に接する抵抗の低い紙から定着バイアスに引き寄せられて紙裏の転写電荷がフィルム側へリークする。このため定着ニップから導電ブラシまでの距離に一致する幅で紙先端の尾引きは悪化し、同時にこの時転写中の同一幅の転写領域でもリークによる転写バイアス不足（同時に転写ニップ部における紙表面電位が定着バイアス側に振られることで転写バイアスの電界の作用が抑制される）が生じ、同一幅の領域で転写不良となり、全体が高濃度パターンであった場合にはこの領域のみ白帯状の画像抜けが生じる。
【００２２】
更に図１９のように紙先端が導電ブラシに接した後は、この導電ブラシから転写バイアスに引き寄せられて電荷が供給されるようになるので、転写側の電荷リーク量が抑制され、正常な転写が行われるとともに定着部にも尾引き抑制効果が作用するようになる。
【００２３】
このような工程により高濃度パターン７ａ（図２０）を出力した際には、全体の画像は図２０のように中央後半部に横白帯状の転写不良領域７ｂを招いてしまい、比較的湿度の高い環境で比較的抵抗の低い紙を用いた場合には無視できない現象となっていた。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に狭持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記定着回転体および前記加圧回転体に狭持搬送されて排出される前記転写材の裏面電位を接地させる為の導電部材が設けられている画像形成装置において、前記定着回転体表面の絶縁性が異常帯電防止の為に十分に確保できず且つ低抵抗の転写材を使用した場合に画像中央部後半に発生する横白帯状の転写不良画像を招きやすくなる点である。
【００２５】
本発明は、上記の間題点を解決し、定着部における異常帯電を招くことなく、上記横白帯状の転写不良画像の発生が防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のような構成を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
（１）．像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記定着回転体および前記加圧回転体に挟持搬送されて排出される前記転写材と接触する導電部材が設けられている画像形成装置において、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前から前記導電部材に該転写材が接触するまでの期間の前記転写手段のバイアス強度を増大させることを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
（２）．（１）の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電圧制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
（３）．（１）の画像形成装置において、前記転写バイアスは定電流制御されていることを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（４）．（１）から（３）の何れかの画像形成装置において、前記転写バイアスの強度切り替え時点の該バイアス切り替えの立ち上がりと立ち下がりが緩やかに変化するようにバイアス切り替え速度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【００３１】
（５）．（４）の画像形成装置において、前記転写バイアスの強度増大を強度切り替え期間の開始点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から開始し、バイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を上げ、バイアス強度復元を強度切り替え期間の終了点に対してバイアス切り替え期間の５〜１０％手前の時刻から前記転写バイアスの強度減少を開始してバイアス切り替え期間の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を下げることを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
（６）．（１）から（５）の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は環境検知手段を有し、該環境検知手段による環境検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
（７）．（６）の画像形成装置において、前記環境検知手段としてイオン導電性転写ローラの環境による抵抗変化を用いることを特徴とする画像形成装置。
【００３４】
（８）．（６）又は（７）の画像形成装置において、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択される条件は環境の湿度が７５％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【００３５】
（９）．（１）から（５）の何れかの画像形成装置において、前記画像形成装置は通常の状態では前記転写バイアス強度の切り替えを行わない設定になっており、画像形成装置の使用者の判断によって前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードが選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
【００３６】
（１０）．（９）の画像形成装置において、該画像形成装置の使用者が前記転写バイアス強度の切り替えを行う手段は、該画像形成装置を制御するホストコンピュータのソフトウェアに設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【００３７】
（１１）．（６）又は（７）の画像形成装置において、前記画像形成装置は紙抵抗検知手段を有し、該紙抵抗検知手段よる紙抵抗検知結果によって、前記転写バイアス強度の切り替えを行うモードと行わないモードが自動的に選択されることを特徴とする画像形成装置。
【００３８】
（１２）．（１１）の画像形成装置において、前記紙抵抗検知手段として、前記転写ローラの転写ニップ部を前記転写材のトナー像が形成されていない先端部が通過する間の定電圧制御時の転写電流変化または定電流制御時の転写電圧変化のいずれかの変化量を基に該紙抵抗を検知する方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００４０】
（実施例１）
図１及び図２は本発明の第１の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図及びこの間の紙端検知信号と転写バイアスのタイミングチャートである。図１７と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、紙先端及び紙後端が通過した際に信号を発生する紙端検知センサ１７と可変転写バイアス電源１０ａ及び電気的動作を制御管理するＣＰＵ１８が設けられている。
【００４１】
また、本実施例を含む以下のすべての実施例における紙（転写材）としては水分の含水率が８％以上まで上昇した低抵抗化した紙（Ｘｅｒｏｘ杜のＬｅｔｔｅｒサイズ７５ｇ紙等）を用いており、装置を動作させた環境は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿度環境である。
【００４２】
紙端検知センサ１７は非常に軽い力で回転軸を中心に回転可能に設定され、レバー部分を搬送されてきた紙先端が前方に押し倒すことによりフォトセンサ等を介して信号が発生するように構成されており、本実施例ではレバーが倒れている間、信号Ｓ１はハイレベルに維持され、紙後端が通過してレバーが元の状態に戻り、信号Ｓ１は元のレベルに戻る。
【００４３】
この時、装置内制御部のＣＰＵにこの紙先端通過信号が入力され、これを起点として検知した紙端部が転写ニップ部に到達するまでの時間に合わせて事前に潜像形成が開始され、現像部を経てトナー像が感光ドラム２上に形成されて紙先端が転写ニップ部に到達するとほぼ同時に転写バイアスが印加されるように転写バイアスの印加タイミングが決定される。
【００４４】
本実施例の転写バイアスは転写動作前に転写ローラ１０に予め定められた定電流を流し、その際の必要電圧から転写ローラ１０の抵抗値を求め、その抵抗値に応じて予め良好な画質が得られるように定められた電圧を定電圧回路によって発生させる構成を用いている。図２に示すように、その電圧印加タイミングとしては、時刻ｔ１で紙端検知センサ１７が作動し、紙端検出センサ部から転写ニップまでの距離ＬＯをＶｐの搬送速度で搬送される紙先端が到達するまでの時間＝ＬＯ／Ｖｐが経過した時刻ｔ２に、通常の転写バイアスＶｔ１が転写定着ニップ間距離Ｌ１を紙が通過する時間＝Ｌ１／Ｖｐの間即ち時刻ｔ３まで印加され、その後定着ニップ部から導電ブラシまでの距離Ｌ２を移動する時間＝Ｌ２／Ｖｐの間即ち時刻ｔ４までの間は、通常の転写電圧では定着バイアスを印加された定着フィルムを介して電荷が不足し、この期間のみハーフトーンやベタ黒画像中に白帯状の転写不良が生じてしまう為、これを補う為に強化された転写バイアスＶｔ２に切り替えられる。
【００４５】
本実施例では転写ローラ１０としてこの環境における抵抗値が１×１０7〜５×１０7Ω程度のイオン導電性のソリッドゴムを用いた。この転写ローラ１０を用いた通常の転写電圧はＶｔ１＝４００〜６００ｖとなっている。これに対し、紙先端が定着バイアスの印加された定着ニップ部に接触する時刻ｔ３において、電圧を３００〜７００ｖ増大させた強化電圧Ｖｔ２＝７００〜１３００ｖを印加し、時刻ｔ４でこの強化電圧を元のレベルに戻して通常の転写電圧で転写を終了するようにしている。このように転写バイアスを切り替える事でハーフトーンやベタ黒画像を紙全面に形成しても濃度ムラがほとんど生じない良好な画質を実現する事ができた。
【００４６】
（実施例２）
図３及び図４は本発明の第２の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図及びこの間の紙端検知信号と転写バイアスのタイミングチャートである。図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、可変転写バイアス電源として定電流電源１０ｂが用いられている。また、本実施例における紙と使用環境の条件は実施例１と同様である。
【００４７】
本実施例の転写バイアスは転写動作前に予め良好な画質が得られるように定められた転写電流を求めておき、定電流電源１０ｂによってこの最適電流を発生させる構成を用いており、その電流印加タイミングとしては実施例１と同様に時刻ｔ１で紙端検知センサ１７が作動し、この紙端検知センサ部から転写ニップまでの距離ＬＯをＶｐの搬送速度で搬送される紙先端が到達するまでの時間＝ＬＯ／Ｖｐが経過した時刻ｔ２に通常の転写電流Ｉｔ１が転写定着ニップ間距離Ｌ１を紙が通過する時間＝Ｌ１／Ｖｐの間即ち時刻ｔ３まで印加される。
【００４８】
その後定着ニップ部から導電ブラシまでの距離Ｌ２を移動する時間＝Ｌ２／Ｖｐの間即ち時刻ｔ４までの間は、通常の転写電流では定着バイアスを印加された定着フイルムを介して電荷が不足し、この期間のみハーフトーンやベタ黒画像中に白帯状の転写不良が生じてしまう為、これを補う為に強化された転写電流Ｉｔ２に切り替えられる。
【００４９】
本実施例では転写ローラとして、この環境における抵抗値が１×１０7〜５×１０7Ω程度のイオン導電性のソリッドゴムを用い、この転写ローラを用いた通常の転写電流はＩｔ１＝８〜１２μＡとなっている。これに対し、紙先端が定着バイアスが印加された定着ニップ部に接触する時刻ｔ３において、電流を４〜６μＡ増大させた強化電圧Ｉｔ２＝１２〜１８μＡを印加し、時刻ｔ４でこの強化電流を元のレベルに戻して通常の転写電流で転写を終了するようにしており、このように転写バイアスを切り替える事でハーフトーンやベタ黒画像を紙全面に形成しても濃度ムラがほとんど生じない良好な画質を実現する事ができた。
【００５０】
（実施例３）
図５及び図６は本発明の第３の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図及びこの間の紙端検知信号と転写バイアスのタイミングチャートである。図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、可変転写バイアス電源として実施例１と同様の定電圧電源１０ａが用いられている。
【００５１】
また、本実施例における紙と使用環境の条件は実施例１と同様である。本実施例の転写バイアスは転写バイアスの強度増大を強度切り替え期間の開始点ｔ３に対してバイアス切り替え期間（ｔ４−ｔ３）の５〜１０％手前の時刻から開始し、バイアス切り替え期間（ｔ４−ｔ３）の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を上げ、バイアス強度復元を強度切り替え期間の終了点ｔ４に対してバイアス切り替え期間（ｔ４−ｔ３）の５〜１０％手前の時刻から前記転写バイアスの強度減少を開始してバイアス切り替え期間（ｔ４−ｔ３）の１０〜２０％の時間幅で緩やかに強度を下げるようにしており、このように転写バイアスを切り替える事で転写バイアス切り替えの前後で万一バイアスの値が最適値から多少ずれた場合にもバイアス切り替え境界部分で緩やかな濃度変化を導く事により境界の前後で濃度差が目立ちにくくする事が可能となり、また紙搬送速度の振れなどにより、必ずしも正確に紙の位置を把握できず所望のタイミングで最適なバイアスの切り替えが行われなかった場合にも切り替え前後の領域にある程度のマージンを持たせる事ができるようになるので、更に信頼性の高い良好な画質を実現する事ができた。
【００５２】
尚、以上、３つの実施例では、転写バイアスの切り替えは装置の使用者が使用環境を把握した後または実際に最初の画像を出力させた後の結果により転写バイアスの部分切り替えの必要性を感じた際に装置本体に設けられた切り替えスイッチを用いるかまたはホストコンピュータ上のソフトウェアによって設定可能となっている。
【００５３】
（実施例４）
図７は本発明の第４の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、新たに湿度センサ(環境検知手段）１９が設けられており、この湿度センサ１９の検知結果によって、湿度が７５％以上ある場合と７５％未満の場合とで自動的に転写バイアスの部分切り替えを行うモードと行わないモードに各々切り替えが実行されるように湿度検知信号がＣＰＵ１８へ入力される構成となっている。また、本実施例における紙と使用環境の条件及び転写バイアスの切り替えタイミング等は実施例１と同様である。
【００５４】
本構成を用いることにより、装置自身が必要な状況を判断して最適なバイアスの切り替えができるので、使用者が環境変化を気にすることなく常に良好な画質を実現する事ができる。
【００５５】
（実施例５）
図８は本発明の第５の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。図５と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、実施例４の湿度センサ１９の代りに新たに転写ローラとしてイオン導電性転写ローラ１０’を用いるとともに、転写電流検知手段２０を転写回路部に設け、その検知信号をＣＰＵ１８に入力する構成を設けている。
【００５６】
イオン導電性転写ローラ１０’は環境に対する抵抗値の依存性が高いため、予め各環境下における転写ローラの抵抗範囲を求めておき、転写工程の前に転写ローラに予め定めた基準電圧を印加し、その際に流れる電流を測定する方法で転写ローラ抵抗を求めれば、その抵抗値から逆にその環境を判断する事が可能となる。本実施例ではこのように転写ローラを環境検知手段として用いることで、簡単な転写電流検知回路２０の追加だけで実施例４のように専用の環境センサを用いることなく同様の効果を安価に得ることができる。
【００５７】
（実施例６）
図９は本発明の第６の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。図８と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施例では、実施例５の構成と同様に転写ローラを用いて環境検知を行う構成に加えて更に信頼性を高める為に、新たに導電性転写前ローラ６”を設け、一方のローラを接地し、他方のローラを紙抵抗検知用電源２１と転写電流検知手段(紙抵抗検知手段）２０に接続しており、この転写電流検知手段２０の検知信号をＣＰＵ１８に入力する構成を設けている。
【００５８】
このようにバイアスを印加された導電性転写前ローラのローラ対の間に、ある抵抗値を有する紙が搬送されてくると、この紙抵抗分だけ、この回路に流れる電流が変化するため、転写電流検知手段の検知信号の変化をＣＰＵ１８に入力する事で其の紙の抵抗値を推測し、本発明の目的である白帯状の転写不良画像が生じる紙抵抗の領域に含まれるかどうかを判断させる事が可能となる。
【００５９】
本実施例を用いることにより、紙抵抗が直接検知できるので、紙抵抗に依存してレベルが変化する白帯状転写不良画像に対してきめ細かい転写バイアスの対策制御が可能となり、更に高い信頼性で良好な画像を提供する事ができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、定着手段の尾引き対策構成として定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加する定着バイアス印加手段と、定着回転体と加圧回転体に挟持搬送されて排出される転写材の裏面電位を接地させる為の導電部材が設けられている画像形成装置において、定着回転体表面の抵抗を異常帯電を生じないような抵抗範囲に抑えるとともに、この定着ニップ部に転写材先端が挟持搬送され始めてから転写材裏面が導電性部材に接触するまでの期間の転写バイアスを通常の転写バイアスよりも強化した結果、この期間中に定着バイアスによってリークする転写電荷を補う（同時に転写ニップ部における紙表面電位が定着バイアス側に振られることで抑制される転写バイアスの電界作用を強化する）ことにより、転写バイアスの不足による転写不良の発生が無くなり、この切り替え前後で濃度ムラの無い良好な画質を実現するができ、対策を施さない場合に生じていた横白帯状の転写不良領域の発生を防止できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を表す転写−定着間画像形成装置断面図である。
【図２】  本発明の第１の実施例を表すタイミングチャート図である。
【図３】  本発明の第２の実施例を表す転写−定着間画像形成装置断面図である。
【図４】  本発明の第２の実施例を表すタイミングチャート図である。
【図５】  本発明の第３の実施例を表す転写−定着間画像形成装置断面図である。
【図６】  本発明の第３の実施例を表すタイミングチャート図である。
【図７】  本発明の第４の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。
【図８】  本発明の第５の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。
【図９】  本発明の第６の実施例を表す画像形成装置の転写−定着間の装置断面図である。
【図１０】  従来の画像形成装置の断面図である。
【図１１】  従来の熱ローラ定着器の断面図である。
【図１２】  従来のフィルム加熱定着器の断面図である。
【図１３】  従来の熱ローラ定着器における後方トナー飛び散り現象説明図である。
【図１４】  従来の熱ローラ定着器における後方トナー飛び散り対策説明図である。
【図１５】  従来のフィルム加熱定着器における後方トナー飛び散り現象説明図である。
【図１６】  従来のフィルム加熱定着器における後方トナー飛び散り対策説明図である。
【図１７】  従来の定着動作直前工程画像形成装置動作説明図である。
【図１８】  従来の定着後紙裏接地前工程画像形成装置動作説明図である。
【図１９】  従来の定着後紙裏接地前工程画像形成装置動作説明図である。
【図２０】  従来の横白帯状転写不良画像説明図である。
【符号の説明】
１…帯電ローラ、２…感光ドラム、３…露光手段、４…現像器、４ａ…現像ブレード、４ｂ…現像スリーブ、５…トナー、６…転写前搬送ローラ、６’…垂直搬送ローラ、６”…導電性転写前搬送ローラ、７…記録材、７ａ…高濃度パターン部、７ｂ…転写不良領域、７’…記録材収納箱、７”…給紙ローラ、８…導電ブラシ、８’…紙裏接地用導電ブラシ、９…転写ガイド板、１０…転写ローラ、１０ａ…定電圧電源、１０ｂ…定電流電源、１１…クリーニング容器、１１’…クリーニングブレード、１２…定着器、１３…加熱回転体、１４…加圧ローラ、１３’…定着ローラ、１３’ａ…絶縁性離型性層、１３’ｂ…プライマー層１３’ｃ…金属製円筒芯金、１３”…定着フィルム、１３’ａ…絶縁性離型性層、１３”ｂ…導電性プライマー層、１４…加圧ローラ、１４ａ…加圧側離型性層、１４ｂ…耐熱性ゴム、１４ｃ…加圧芯金、１５…ハロゲンヒータ、１５’…セラミックヒータ、１６…定着バイアス電源、１７…紙端検知センサ。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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