JP2006301429A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写紙がカールしていても、転写紙を感光体ドラムから確実に分離して、紙詰まりの発生を防止することが可能な画像出力装置を提供すること。
【解決手段】 トナー像が形成される像担持体２１表面に対向して設けられ、所定の電位にされトナー像を転写紙に転写する転写極２６と、転写極に対して転写紙搬送方向下流側に像担持体表面に対向して設けられ、所定電位にされ転写紙を像担持体表面から分離する分離極２７とを有する転写分離部２９を備える画像形成装置であって、転写分離部の近傍に設けられ、転写紙のカール量を検知するカール検知手段７１を備え、検知されたカール量に基づいて、分離極の電位を変化させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムに形成されたトナー画像を転写紙に転写し熱定着を行って画像を形成するものに関する。

従来、複写機やプリンタなどの画像形成装置は、まず、均一に帯電された感光体ドラム（像担持体）を移動させつつ表面をレーザ光で露光して静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、さらに、転写分離部でトナー像を転写紙に転写し転写紙を感光体ドラムから分離し、転写したトナー像を加熱ローラ方式の定着手段により定着し画像形成を行っている。また、このような画像形成を転写紙の一方の面に行った後、転写紙の他方の面に行って、転写紙の両面に画像の形成を行う両面印刷を可能にしたものがある。

ところが、このような画像形成装置においては、装置内のローラ、搬送路の形状など、及び、加熱ローラ方式の定着により転写紙にカールが発生することがある。特に、定着手段においては、加熱ローラの熱や圧力などにより転写紙に含まれる水分が減少させられたり癖がつけられたりするのでカールが発生しやすい。カールが発生すると、扱い難いばかりでなく、例えば後処理装置で穴あけ処理やステイプル処理を行うと、穴位置やステイプル位置がずれてしまうことがある。また、転写紙の先端が感光体ドラムに向かうカールの場合には、転写紙が感光体ドラムに巻きついて分離せずに紙詰まりを発生してしまうこともあった。例えばその紙詰まりは、両面印刷で他方の面に画像形成を行う際に、定着により発生したカールを原因とする場合がある。

そこで、カール修正装置を備え、カールを修正して出力するようにしたものがあった。また、カールは、転写紙種類、転写されたトナー量、周囲の温湿度環境の違いなどの諸条件により変化する場合があるため、その諸条件に応じてカール修正装置を制御する構成をとっているものがあった。また、カール量が変化しても適切にカールが修正できるように、カール量を検知してそのカール量に応じて修正装置による修正を行う制御する構成をとっている画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−３２６７５４号公報

しかしながら、上述のカール修正装置は、主に熱定着により発生するカールを修正するものであり、転写の前にカールを修正するものではないため、例えば装置内のローラ、搬送路の形状などに起因するカールや、カール修正装置によるカール修正が不完全な場合のカールにより転写紙が感光体ドラムへの巻きつくことにより発生する紙詰まりを回避できない場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、転写紙がカールしていても、転写紙を感光体ドラムから確実に分離して、紙詰まりの発生を防止することが可能な画像出力装置を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、トナー像が形成される像担持体表面に対向して設けられ、所定の電位にされ前記トナー像を転写紙に転写する転写極と、前記転写極に対して前記転写紙搬送方向下流側に前記像担持体表面に対向して設けられ、所定電位にされ前記転写紙を前記像担持体表面から分離する分離極とを有する転写分離部を備える画像形成装置であって、前記転写分離部の近傍に設けられ、前記転写紙のカール量を検知するカール検知手段と、前記検知されたカール量に基づいて、前記分離極の電位を変化させる電位変更手段とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、前記カール検知手段は、前記転写紙の搬送方向に直行し前記像担持体の方向に前記転写紙の先端が屈曲するカールを有する前記転写紙のカール量を検知することを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、前記電位変更手段は、前記カール検知手段に検知される前記カール量が大きくなるに従い、前記分離極の電位を高く変化させることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、前記転写紙の先端を検出する先端検知手段をさらに備え、前記カール検知手段は、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）素子を含み、前記先端検知手段による先端の検知に基づいて、ＰＳＤ素子の出力値を取り込みカール量として検知することを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置によれば、トナー像の転写紙への転写及び転写紙の感光体ドラムからの分離を行う転写分離部近傍で転写紙のカール量を検知して、その検知したカール量に基づいて、分離極の電位を変化させることにより、転写紙を感光体ドラムから確実に分離して紙詰まりの発生を防止することが可能である。

（装置構成）
先ず、本発明に係る一実施の形態の画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、画像形成装置の概略機械構成を示す断面図である。

図１に示すように、上部にレーザ露光ユニット１０、作像部２０及び定着排紙部５０を配置し、下部に給紙部４０を配置したものである。

レーザ露光ユニット１０は、画像形成信号に基づいて作像部２０の像担持体としての感光体ドラム（像担持体）２１上にレーザ光を走査して静電潜像を形成するものである。

作像部２０は、感光体ドラム２１を中心として構成される。感光体ドラム２１は回転体であり、図示しない駆動手段に駆動され矢印ａ方向に回転し、前記レーザ光はその回転方向に対し直角方向に走査される。このレーザ光の走査方向を主走査方向、感光体ドラム２１の回転方向を副走査方向という。そして、感光体ドラム２１の周囲にその回転方向に沿って、帯電極２２、現像ユニット２３、転写分離部２９、分離爪２８、クリーナ２４、及び、イレーサ２５が配置されている。

帯電極２２は、感光体ドラム２１に対向し感光体ドラム２１の長手方向に亘って設けられる電極で、感光体ドラム２１の表面を所定の極性で所定の電位に一様に帯電させるスコロトロン方式の帯電手段である。

現像ユニット２３は、キャリアとトナーとを含む現像剤を収容した現像器からなり、感光体ドラム２１上に形成される静電潜像をトナーにより現像化しトナー像を形成するものである。

転写分離部２９は、転写極２６及び分離極２７を備える。転写極２６は、感光体ドラム２１に対向し感光体ドラム２１の長手方向に亘って設けられる電極で、マイナス電位にされコロナ放電して、転写紙をマイナス電位とし感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写紙側に転写させる転写手段である。分離極２７は、感光体ドラム２１に対向し感光体ドラム２１の長手方向に亘って設けられる電極で交流電位にされ交流放電して、転写紙を感光体ドラム２１から分離する。

分離爪２８は、感光体ドラム２１から転写紙を引き剥がすものある。

クリーナ２４は、トナーの転写紙への転写後の感光体ドラム２１表面上の残留トナーを除去するのもので、イレーサ２５は、光を一様に照射して感光体ドラム２１の表面の電荷を除去するものである。

つまり、作像部２０では、イレーサ２５で感光体ドラム２１の表面を除電した後、帯電極２２により所定の極性で所定の電位に一様に帯電させて、レーザ光を走査することにより静電潜像を形成する。その後、静電潜像は、現像ユニット２３によって現像が行われトナー像が形成されるのである。

一方、給紙部４０は、複数の給紙トレイ４１（図では、４１ａ、及び、４１ｂの２つ）を備え、転写紙はいずれかのトレイ４１から選択的に給紙ローラ対４２（図では、４２ａ、及び、４２ｂの２つ）により１枚ずつ給紙される。さらに、搬送ローラ対４３ａ〜４３ｃを備え、それらの搬送ローラ対４３により搬送されて、所定のタイミングをとって作像部２０へ送られる。すると、転写極２６の作用によりトナー像が転写紙に転写され、転写紙は分離極２７の作用により感光体ドラム２１から剥され、搬送ベルト４５により定着排紙部５０へ搬送される。

定着排紙部５０は、定着手段として、図示しないヒータ１５２等の熱源を含みその熱源により加熱される定着ローラ（加熱ローラ）５２と、定着ローラ５２表面の温度を検知する温度センサ５５と、図示しない付勢手段としての加圧ローラ押圧手段１５１により定着ローラ５２に対して押圧され、定着ローラ５２とともに転写紙を挟持する加圧ローラ５１とで構成される定着器５４を備え、図示しない定着ローラ駆動手段１５４により駆動される定着ローラ５２と加圧ローラ５１とで転写紙を搬送しつつ加熱及び加圧することでトナー像を転写紙に定着する。そして、定着後に転写紙を搬送する搬送ローラ対５３と搬送路Ａ（第１の搬送路）または搬送路Ｂ（第２の搬送路）に転写紙の搬送方向を切り換える切り換えガイド５８と、搬送路Ａ及びＢのそれぞれにカール修正手段として、表面が例えばゴムなどの弾性体で形成された大径ローラと図示しない小径ローラ押圧手段１５３（図示せず）により大径ローラに押圧される小径ローラにより構成されるカール修正ローラ対５９Ａ、５９Ｂ（以下、纏めてカール修正ローラ対５９と記す場合がある。）を備えている。

カール修正ローラ対５９は、小径ローラが大径ローラの弾性体の表面に侵入し、その侵入部分で転写紙を挟持し、変形させつつ搬送することでカールを修正するものである。

また、図示しないがカール修正ローラ対５９Ａの下流側には排紙トレイ（図示せず）を備えている。

また、カール修正ローラ対５９Ｂの下流には、両面印刷を行う場合に、片面印刷した転写紙を反転し、再び作像部２０に搬送する反転部３０を備えている。反転部３０では、カール修正ローラ対５９Ｂで搬送される転写紙を反転ローラ対３１、搬送ローラ対３２でさらに搬送し、転写紙後端が反転ローラ対３１を通過した後、搬送ローラ対３２で逆方向に搬送して、転写紙後端を反転ローラ対３２へ送る。この転写紙後端の反転ローラ対３２側へ搬送方向の切り換えは図示しないガイドにより行われる。そして、転写紙後端を前側にして、搬送ローラ対３４ａ〜３４ｃ、及び、搬送ローラ対４３ａにより作像部２０へ送られる。

また、転写分離部２９の上流側に、先端検知手段としての転写紙検知センサ７０とカール検知手段としてのカール検知センサ７１を備えている。後述するが、転写分離部２９において転写紙が感光体ドラム２１に巻きついて発生する紙詰まりを防止するように、カール検知センサ７１により検出された転写紙のカール量に基づいて、分離極２７の電位を変化させるものである。また、転写紙のカールが転写紙の搬送方向に直行する方向で感光体ドラム２１に向かう方向に転写紙の先端が屈曲するカールの場合に、転写紙が感光体ドラム２１に巻きつき易いため、カール検知センサ７１は、少なくとも前述の感光体ドラム２１に向かうカールを検知するように配置されている。

（制御構成）
次に、この発明の制御構成について説明する。図２は、本発明の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

操作部８０は、例えば操作の受付けを行うタッチパネルとパターンや文字の表示を行うＬＣＤからなる表示器とが重ねて配置されてなり、ＬＣＤに表示されている位置でタッチパネルを押して各種入力ができるように構成されたもので、印刷ジョブデータに係る設定データや印刷ジョブの開始の指示等の各種入力を行うための入力手段としての機能を有する。

ここで、印刷ジョブデータとは、画像データと、該画像デ−タに関する画像形成を実行する上で、複写機１を駆動するために必要となる動作環境条件である設定デ−タとにより構成された「１単位」の画像情報として定義される。また、印刷ジョブの開始とは、その印刷ジョブデータに基づいて行う画像形成を開始することをという。また、画像デ−タとは、原稿Ｓの原稿面に記載されているような文字、絵柄等の画像をデジタルデータ化したものある。また、設定デ−タとは、換言すれば、上記画像デ−タを出力する際の画像形成装置に関する制御条件のことである。具体的には、原稿Ｓ又は転写紙Ｐのサイズ、種別、画像を転写紙Ｐ上に形成する際の当該画像の倍率又は画像濃度などの情報等が含まれる。

転写紙検知センサ７０は、フォトセンサ等で構成され、転写紙の有無を検出し、例えば転写紙の先端の通過による転写紙の無い状態から有る状態への変化により転写紙の先端を検知する。

カール検知センサ７１は、例えば、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）素子を用いて構成される。ここで、ＰＳＤ素子を用いたカール検知センサ７１の一例について図３及び図４を用いて説明する。図３は、カール検知センサ７１を説明するための説明図で転写紙のカールの様子、構成及び検知の様子を示す模式図で、図４は、横軸をカール量、縦軸をＰＳＤ素子の出力する電圧値（以下、出力値）とし、カール量と出力値の関係の一例を示したものである。図３に示すように、カール検知センサ７１はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、投光レンズ、受光レンズ及びＰＳＤ素子を含み、ＬＥＤの発光は投光レンズを介して転写紙に照射され、その反射光を受光レンズを介してＰＳＤ素子で受光するように構成される。図に示すように、転写紙にカールがない場合には位置Ａで反射し位置Ａ´に結像し、転写紙にカールがある場合には例えば位置Ｂで反射し位置Ａ´とは異なる位置Ｂ´に結像する。ＰＳＤ素子は、スポット光（本例では反射光）のＰＳＤ素子上の位置により出力値が変化するので、位置Ａで反射した場合と位置Ｂで反射した場合、すなわちカールの有無で出力値が変化し、さらにカールに応じて反射位置は変化するから、カールに応じて出力値が変化することになる。したがって、出力値に対してカール量が一義的に定まり、カール量と出力値は、例えば、図４に示すように表すことができる。このようにＰＳＤ素子を用いることにより、正確にカール量を検知することができる。

タイマー７５は、例えば後述のように、計時した時間に基づきカール検知センサ７１の出力値を取り込む場合や、などに参照される。

転写極２６は、図示しない電源に接続されマイナス電位にされコロナ放電して、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写紙側に転写する。

分離極２７は、図示しない電源に接続され、直流電圧に交流電圧が重畳されて印加されて交流電位にされ、交流放電して転写紙を感光体ドラム２１から剥れるようにする。尚、交流電位はカール検知センサ７１の検知結果に応じ変更される。

制御部１００は、画像形成装置の各部を、例えば、印刷ジョブデータに基づいて画像を形成するように制御する制御手段である。また、カール検知センサ７１の検知結果に基づいて、分離条件である分離極２７の電位を変化させる電位変更手段としての機能を有する。そのために、制御部１００は、ＣＰＵ（図示せず）と、各種のプログラム、及び、そのプログラムを実行するときに必要な各種データ、カール量を示すカール検知センサ７１の出力値に対応する分離極２７の電位をパラメータ値として記憶すると共に、各種のプログラムを実行するときのワークエリアを構成するシステムメモリ（図示せず）と、を含んで構成される。

例えば、図７に出力値と分離極２７の交流電位の関係を示す。図７に示すように、例えば、カール量が０ｍｍの場合の出力値３Ｖ（図４から読み取り）では、交流電位を５００〔Ｖ〕とし、カール量が１０ｍｍの場合の出力値１．３Ｖ（図４から読み取り）では、交流電位を７００〔Ｖ〕とし、分離極２７の交流電位をリニアに変化する関係とする。制御部１００は、カール検知センサ７１の出力値を受けて、図７に示す関係から分離極２７の電位がその出力値に対応する交流電位となるように制御する。

この場合、カール量が大きいほど分離極２７の交流電位は高くされ、転写紙が感光体ドラム２１から分離しやすくなる。

上述のような構成によれば、カール量に基づいて分離極２７の電位を変化させて、適切に転写紙を感光体ドラム２１から分離することができる。

（分離条件変更）
図５、図６を用いて本画像形成装置の分離条件である分離極２７の電位の変更の手順を説明する。図５は電位の変更の手順を示すフローチャートで、図６は、カール量検知を示すタイミングチャートである。また、図５、図６には、片面印刷の場合の手順を示した。

まず、制御部１００は、操作部８０からの印刷ジョブの開始の指示を受けて、印刷ジョブを開始する（ステップＳ１０１。以下、ステップＳ１０１をＳ１０１と省略して記載する。また、他のステップも同様に省略して記載する。）。

転写紙が給紙部４０から給紙され、転写紙の先端が転写紙検知センサ７０を通過し転写紙検知センサ７０がＯＮすると（Ｓ１０２）、制御部１００は、タイマー７５を参照して計時を開始し（Ｓ１０３）、先端が転写紙検知センサ７０を通過後、所定時間Ｔｗ、詳細にはカール検知センサ７１に達するのに要する時間が経過したら（Ｓ１０４、Ｙ）、そのときのカール検知センサ７１の出力値を取り込む（Ｓ１０５）。上述したようにこの出力値はカール量を示すが、例えば、図４に示したカール量と出力値との関係から、図６に示すように出力値をカール量に換算することもできる。

また、先端が転写紙検知センサ７０を通過後の所定時間Ｔｗ経過時の出力値を取り込むことにより、転写紙の先端部のカール量を正確に把握することができる。また、例えば転写紙検知センサ７０のように先端を検知可能なセンサをカール検知センサ７１と搬送方向に対し略直角方向に並べて配置し、そのセンサが先端を検知したときの出力値を取り込んでもよい。

次に、制御部１００は、転写極２６を制御し感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写極２６の作用により転写紙に転写するとともに、分離極２７の電位をカール検知センサ７１の出力値に応じた電位にする（Ｓ１０６）。

そして、定着、排紙等を行い、次ページがある場合すなわち印刷ジョブが終了していない場合には（Ｓ１０７、Ｎ）、上記Ｓ１０２乃至Ｓ１０６を繰り返して行う。また、次ページがない場合には、印刷ジョブは終了する（Ｓ１０７、Ｙ）。

このようにして、分離極２７の電位をカール量に応じた電位とすることにより、適切に転写紙を感光体ドラム２１から分離することができる。すなわち、転写紙が感光体ドラム２１に巻きつくことによる紙詰まりの発生を防止することができる。

また、上記の説明は、片面印刷の場合であるが、両面印刷の場合も同様に、初めの片面に画像形成及び定着を行った転写紙のカール量をカール検知センサ７１で検知し、次のもう一方の片面にトナー像を転写し分離する際にその出力値に基づいて分離極２７の電位を変化させればよい。

また、カール検知センサ７１を転写分離部２９の下流側に備え、印刷ジョブの初めのページについてのカール量を検知し、分離極２７の電位をその検知結果に基づく分離極２７の電位に変化させ、その印刷ジョブの２ページ以降はその変化させた電位で分離するようにしてもよい。

本実施の形態における画像形成装置の概略機械構成を示す断面図である。 本実施の形態の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 カール検知センサを説明するための図である。 カール量とカール検知センサの出力値との関係の一例を示した図である。 分離条件変更の手順を示すフローチャートである。 カール量検知を示すタイミングチャートである。 出力値が示すカール量に対応する分離極の交流電位を示す図である。

符号の説明

１０ レーザ露光ユニット
２０ 作像部
２９ 転写分離部
２６ 転写極
２７ 分離極
３０ 反転部
４０ 給紙部
５０ 定着排紙部
５１ 加圧ローラ
５２ 定着ローラ
５３ 搬送ローラ対
５４ 定着器
５５ 温度センサ
５８ 切り換えガイド
５９Ａ、Ｂ カール修正ローラ対
７０ 転写紙検知センサ
７１ カール検知センサ
７５ タイマー
８０ 操作部
１００ 制御部

Claims (4)

1. トナー像が形成される像担持体表面に対向して設けられ、所定の電位にされ前記トナー像を転写紙に転写する転写極と、前記転写極に対して前記転写紙搬送方向下流側に前記像担持体表面に対向して設けられ、所定電位にされ前記転写紙を前記像担持体表面から分離する分離極とを有する転写分離部を備える画像形成装置であって、
   前記転写分離部の近傍に設けられ、前記転写紙のカール量を検知するカール検知手段と、
   前記検知されたカール量に基づいて、前記分離極の電位を変化させる電位変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カール検知手段は、前記転写紙の搬送方向に直行し前記像担持体の方向に前記転写紙の先端が屈曲するカールを有する前記転写紙のカール量を検知する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電位変更手段は、前記カール検知手段に検知される前記カール量が大きくなるに従い、前記分離極の電位を高く変化させる請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写紙の先端を検出する先端検知手段をさらに備え、
   前記カール検知手段は、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）素子を含み、前記先端検知手段による先端の検知に基づいて、ＰＳＤ素子の出力値を取り込みカール量として検知する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
   
   

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