JP2007133230A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部と定着部との間を搬送される転写材に対して適切な除電を行うことができ、除電過多や除電不足による画像劣化などを防止することのできる画像形成装置を得る。
【解決手段】中間転写ベルト２２上に形成されたトナー像を２次転写部２２ｂで転写材Ｓに転写し、定着器２４へ搬送する画像形成装置。２次転写部２２ｂを通過した転写材Ｓを除電するための除電部材３２と、該除電部材３２の除電能力を変更するための除電能力変更手段３３と、除電部材３２の近傍を通過する転写材Ｓの搬送位置を検知する検知手段４０とを備え、検知手段４０により検知された転写材Ｓの搬送位置に応じて除電部材３２の除電能力を変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置、特に、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写／定着するモノクロあるいはカラーの電子写真複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置においては、転写部で像担持体から転写材へトナー像を転写する際に、転写材にトナーとは逆極性の電界を付与している。それゆえ、転写部を通過した後の転写材にはトナーとは逆極性の電荷が残留している。この残留電荷を除去するために、除電部材が転写部に対して転写材の搬送方向下流側に設けられている。この除電部材は、特許文献１に記載されているように、接地されていたり、電圧が印加される。

さらに、転写部で転写材に転写されたトナー像は定着部へ搬送され、転写材上に定着される。ここで、転写部と定着部との間を搬送される転写材に転写部と定着部の両方から搬送力が作用して搬送挙動が不適切になると、転写材にしわなどが発生して定着不良を招来し、カラー画像では色ずれなどが発生する。これを防止するために、転写部と定着部との間で転写材を湾曲させることで、搬送安定性を確保している。特許文献２に記載されているように、転写材の湾曲量を搬送経路に設けたセンサにより検知し、印字モードや転写材の材質などに基づいて所定の湾曲量にフィードバック制御する。

ところで、特許文献１，２に記載の画像形成装置において、転写部と定着部との間で、転写材は前記湾曲制御により、１枚の転写材であっても適正な湾曲量の範囲で変動しており、転写材の表面と除電部材との距離が変動することになる。このように転写材と除電部材との距離が適正範囲内であっても変動すると、（１）転写材が除電部材に近づきすぎると、除電過多になって未定着トナーが転写材に保持されにくくなり、トナーの飛散による画像劣化が発生する。（２）転写材が除電部材から遠くなると、転写材は除電不足になって転写部での像担持体からの分離不良による紙詰まりや像担持体との擦れによる画像劣化、異常放電による画像劣化が発生する。
特開平８−３２０６２０号公報 特開２００３−３４５１５０号公報

そこで、本発明の目的は、転写部と定着部との間を搬送される転写材に対して適切な除電を行うことができ、除電過多や除電不足による画像劣化などを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写部と、該転写部を通過した転写材を除電するための除電部材と、該除電部材の除電能力を変更するための除電能力変更手段と、転写材上に転写されたトナー像を定着するための定着部とを備えた画像形成装置において、前記除電部材の近傍を搬送される転写材の搬送位置を検知する搬送位置検知手段と、前記搬送位置検知手段により検知された転写材の搬送位置に応じて搬送中の転写材に対する前記除電部材の除電能力を変更するように前記除電能力変更手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置においては、除電部材による除電能力を転写材の搬送位置に応じて変更するようにしたため、転写部と定着部との間を搬送される転写材が湾曲量の制御によって搬送位置が変化したとしても、適切な除電を行うことができる。具体的には、転写材が除電部材に近づいた場合には、除電部材の除電能力を低く変更し、除電過多を防止する。一方、転写材が除電部材から遠ざかった場合には、除電部材の除電能力を高く変更し、除電不足を防止する。その結果、除電過多に起因するトナーの飛散による画像劣化、除電不足に起因する転写部での像担持体からの分離不良による紙詰まりや像担持体との擦れによる画像劣化、異常放電による画像劣化などが未然に防止されることになる。

本発明に係る画像形成装置において、制御手段は、搬送位置検知手段により検知された転写材の搬送位置に基づいて転写材と除電部材との距離を算出し、算出された距離に応じて除電部材の除電能力を変更するように除電能力変更手段を制御することが好ましい。

搬送位置検知手段は、転写部から定着部へ搬送される転写材に生じる湾曲量を検知するものであってもよく、かつ、転写材が接触するアクチュエータを備えた接触式、あるいは、転写材に光を照射して該転写材からの反射光を検出する非接触式のいずれであってもよい。

除電能力変更手段は、除電部材への印加電圧値、印加電流値又は制限抵抗値の少なくとも一つを変更すればよい。また、制御手段は、除電能力変更手段にて除電部材の除電能力を変更する際に、さらに、転写材のサイズ、転写材の材質、転写材１枚当たりの画素数、印字モード、転写部の出力値、温度／湿度条件の少なくとも一つの条件に応じて除電能力を変更することが好ましい。

さらに、制御手段は、転写材が搬送位置検知手段による検知範囲に搬送される前にあっては、除電部材が所定の除電能力を有するように除電能力変更手段を制御してもよく、あるいは、前回の転写材搬送時の制御履歴に基づいて除電能力変更手段を制御してもよい。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の基本的態様、図１及び図２参照）
本発明は、モノクロ画像形成用、カラー画像形成用のいずれにも適用可能である。モノクロ画像形成用の画像形成装置の一例を図１に示し、カラー画像形成用の画像形成装置の一例を図２に示す。

図１に示す画像形成装置１Ａは、矢印Ａ方向に回転駆動される感光体ドラム１０を中心に、帯電チャージャ１１、露光ユニット１２、現像器１３、転写ローラ１４、残留電荷の除電ランプ１５、残留トナーのクリーナブレード１６を配置したものである。これらの作像用機器の構成、作用は周知であり、詳細な説明は省略する。転写材Ｓは矢印Ｂ方向に搬送され、転写ローラ１４から付与される電界にて感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を転写され（転写部１４ａ）、定着器１８に搬送されてトナーの加熱定着を施される。

図２に示す画像形成装置１Ｂは、ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の４色の画像を形成するためのプリントヘッド２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ（感光体ドラム２１やその周囲に配置された図示しない作像用機器を含む）を所定の間隔で並置し、各感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像を矢印Ｃ方向に回転駆動される中間転写ベルト２２上に１次転写し（１次転写部２２ａ）、合成したカラートナー像とする。この合成カラートナー像は中間転写ベルト２２と対向する転写ローラ２３から付与される電界にて転写材Ｓに２次転写され（２次転写部２２ｂ）、定着器２４に搬送されてトナーの加熱定着を施される。

本発明での像担持体は、図１に示す画像形成装置１Ａでは感光体ドラム１０が相当し、図２に示す画像形成装置１Ｂでは中間転写ベルト２２が相当する。なお、像担持体はこれらの感光体ドラム１０や中間転写ベルト２２に限定するものではなく、ベルト状の感光体、ドラム状の中間転写体であってもよい。

また、カラー画像形成用の画像形成装置として、図２に示したタンデム方式以外に、一つの感光体ドラム上に４色のトナー像を順次形成して中間転写体に順次１次転写して合成し、その後、転写材に２次転写する方式であってもよい。

（第１実施例、図３〜図１０参照）
ここで、図２に示したタンデム方式の画像形成装置１Ｂに本発明を適用した第１実施例について説明する。

図３に示すように、２次転写部２２ｂから定着器２４に至る搬送経路には搬送ガイド板３１、除電部材３２及び湾曲量検知手段４０のアクチュエータ４１が設置されており、転写材Ｓは２次転写部２２ｂから定着器２４の定着ローラ２５，２６間へと搬送される。２次転写部２２ｂでトナー像を転写された転写材Ｓは、２次転写ローラ２３からトナーと逆極性の電荷を付与されており、２次転写ローラ２３から離れた後も残留電荷を帯びている。転写材Ｓの残留電荷は転写材Ｓが除電部材３２の近傍を通過する際に、除電部材３２により除電される。除電部材３２としては、例えば、繊維状の導電材を織り込んだ不織布からなる除電布、鋸歯状の導電性の樹脂、金属などからなる除電針が用いられる。

除電部材３２には高圧電源あるいは可変抵抗器からなる除電能力変更手段３３が接続されており、この除電能力変更手段３３をＣＰＵ５０にて制御することにより除電部材３２の除電能力を適宜変更可能とされている。除電能力の初期設定値は、転写材Ｓの材質に基づいて、かつ、絶対湿度、２次転写出力値、転写材１枚の画素数（白地比）、印字モード、転写材Ｓのサイズの少なくとも一つの条件に応じて設定される。これらの条件に応じた除電能力の初期設定値を表１Ａ〜表１Ｄに示す。なお、表１Ａ〜表１Ｄの「１面目」、「２面目」とは両面印字モードにおける１面目の転写時、２面目の転写時を示している。

また、転写材Ｓは定着を施される際に姿勢を適正に保つように、所定量に湾曲した状態にて２次転写部２２ｂから定着器２４へ搬送される。このとき、中間転写ベルト２２の回転周速度Ｖ１に対して定着ローラ２５，２６の回転周速度Ｖ２が制御され、転写材Ｓを所定の範囲で湾曲させた状態で搬送する。即ち、搬送開始時にはＶ１＞Ｖ２に設定され、転写材Ｓは湾曲を開始する。湾曲が所定値を超えるとＶ１＜Ｖ２に変更されて転写材Ｓの湾曲が減少し、湾曲が所定値まで減少するとＶ１＞Ｖ２に変更されて転写材Ｓの湾曲が増大する。このような制御を行うことにより、転写材Ｓは所定の範囲内で湾曲した状態にて搬送される。

２次転写部２２ｂから定着器２４までの間における転写材Ｓの湾曲量を所定の範囲に保持するために、２次転写部２２ｂから定着器２４の間の搬送経路上にアクチュエータ４１を備えた検知手段４０が配置されている。転写材Ｓが湾曲してアクチュエータ４１に当接し、該アクチュエータ４１の回動量を光センサ４２が検知する。この検知信号を転送されたＣＰＵ５０は湾曲量（転写材の搬送位置）を算出し、定着ローラ２５，２６の回転速度Ｖ２を制御する。このような湾曲制御によって、転写材Ｓにしわが生じて定着不良を来したり、色ずれなどの不具合の発生が防止される。

検知手段４０について詳述すると、図４に示すように、アクチュエータ４１は支軸４３を支点として回動自在であり、かつ、点線位置まで矢印Ｄとは反対方向に弾性的な復帰力を付与されており、転写材Ｓの当接によって矢印Ｄ方向に回動し、転写材Ｓが離れることで矢印Ｄとは反対方向に回動する。センシング部材としては光センサ４２が用いられており、アクチュエータ４１の回動に基づいてその後端が光センサ４２の検知部を遮光／開放し、遮光量に応じた検知電圧をＣＰＵ５０に対して出力する。

図５に示すように、転写材Ｓが搬送されていない場合、アクチュエータ４１はほぼ水平状態のポジション（ａ）に位置し、光センサ４２に対する遮光率はほぼ０％である。転写材Ｓが最大湾曲量に達すると、アクチュエータ４１はほぼ垂直のポジション（ｂ）に回動し、光センサ４２はほぼ１００％遮光される。また、転写材Ｓが最小湾曲量の場合、アクチュエータ４１はほぼ中間状態のポジション（ｃ）に位置し、光センサ４２はほぼ５０％遮光される。この遮光率に対応した検知出力に基づいてＣＰＵ５０が湾曲量を判別する。

なお、アクチュエータ４１に対して複数の光センサ４２を配置することにより、検知精度を向上させることができる。また、センシング部材は光センサ４２以外にも種々の方式のものを用いることができる。

ところで、２次転写部２２ｂと定着器２４との間における転写材Ｓの湾曲量が適正範囲にあっても、搬送される転写材Ｓの搬送面位置は変動しており、搬送面と除電部材３２との位置関係も変動していることになる。つまり、図６に示すように、転写材Ｓの湾曲量が大きくなると搬送面は除電部材３２に近づきすぎ、湾曲量が小さくなると搬送面は除電部材３２から遠くなってしまう。除電部材３２の除電能力が表１に示した初期設定値に固定されていると、搬送面が除電部材３２に近づきすぎる場合には除電過多となり、転写材Ｓ上の未定着トナーを保持できなくなってトナーの飛散が発生する。また、搬送面が除電部材３２から遠くなった場合には除電不足となり、中間転写ベルト２２側に転写材Ｓが引きつけられて中間転写ベルト２２からの分離不良や擦れによる画像劣化が発生する。また、転写材Ｓに残留した過剰な電荷が搬送ガイド板３１（図３参照）などへ放電することでトナーが飛散して画像劣化を生じる。

前述の如く湾曲量を検知することは、転写材Ｓと除電部材３２との距離を算出することを意味し、例えば、除電部材３２への印加電圧を、湾曲量が最大値になると適正値から５００Ｖ弱く設定し、湾曲量が最小値になると適正値から５００Ｖ強く設定する。これにて、除電過多及び除電不足によって生じる不具合が解消されることになる。

転写材Ｓの除電とは、転写材Ｓに残留する電荷量を適正に除去することである。これは除去する電荷量、つまり、除電部材３２へ流れる除電電流を適正に保つことであり、前述の如く電圧制御方式ではなく、電流制御方式であってもよい。この場合、除電部材３２への印加電流を、湾曲量が最大値になると適正値から２μＡ弱く設定し、湾曲量が最小値になると適正値から２μＡ強く設定する。

また、図７に示すように、除電部材３２と電源３５との間に可変抵抗器３４を介在させ、制限抵抗値を変更するようにしてもよい。この場合、制限抵抗値を、湾曲量が最大値になると適正値から１００ＭΩ高く設定し、湾曲量が最小値になると適正値から５０ＭΩ低く設定する。

あるいは、図８に示すように、除電部材３２とグランドとの間に可変抵抗器３６を介在させ、制限抵抗値を変更するようにしてもよい。この場合、制限抵抗値を、湾曲量が最大値になると適正値から７００ＭΩ高く設定し、湾曲量が最小値になると適正値から９０ＭΩ低く設定する。

前記検知手段４０を転写材Ｓの搬送位置検知手段として用いる場合には、転写材Ｓの先端がアクチュエータ４１への当接範囲内に到達する以前に、転写材Ｓの先端部は既に除電部材３２の近傍を通過するため、転写材Ｓの先端が除電部材３２の近傍に搬送される段階から除電能力を制御する必要がある。そのために、図９に示すように、転写材Ｓの先端が除電部材３２に到達してからアクチュエータ４１に到達する間においては、除電能力設定値は表１Ａ〜表１Ｄに示したように、温度／湿度条件、２次転写出力値、転写材１枚当たりの画素数、転写材のサイズ、転写材の材質、印字モードのうちの少なくとも一つの条件に応じて固定値を設定する。あるいは、前回印字時（転写材搬送時）の制御履歴に基づいて、例えば、種々に変更された除電能力の平均値を求めて設定してもよい。転写材Ｓの先端がアクチュエータ４１に到達した後は、検知手段４０によって検知される湾曲量に基づいて除電能力を逐次変更する。

例えば、図１０に示すように、１枚目の搬送時にあっては、除電能力を、転写材Ｓの先端がアクチュエータ４１に到達するまでの未検知領域Ｘ１において表１Ａ〜表１Ｄに示す初期設定値とし、その後の湾曲量検知領域Ｙ１では湾曲量に応じて除電能力を変更する。２枚目の搬送時にあっては、除電能力を、未検知領域Ｘ２において１枚目の湾曲量検知領域Ｙ１での除電能力平均値とする。

なお、前記検知手段４０は、転写材Ｓの湾曲量を制御するために設置されたものを除電部材３２の除電能力制御のために兼用している。湾曲量制御用の検知手段とは別に除電能力制御のための専用の検知手段を設けてもよい。

（第２実施例、図１１参照）
第２実施例は、検知手段として非接触式のものを用いており、他の構成は前記第１実施例と同様であり、重複する説明は省略する。非接触式の検知手段は、例えば、図１１に示すように、転写材Ｓに向けて光を照射し、転写材Ｓからの反射光を検出する光センサ４５であり、反射光量に基づいて転写材Ｓとの距離を算出することができる。算出された距離に応じて除電部材３２の除電能力を前記第１実施例で説明したように変更する。

なお、本第２実施例において、非接触式の光センサ４５は除電部材３２の近傍であれば、転写材の裏面側／表面側のいずれに設けてもよい。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、画像形成装置は複写機やプリンタ、ファクシミリなど、あるいはそれらの複合機であってもよく、その細部の構成は任意である。また、除電能力変更手段の構成も任意である。さらに、前記実施例に示した除電能力の数値は一例であることは勿論である。

本発明が適用可能なモノクロ画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明が適用可能なカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施例の要部を示す概略構成図である。 第１実施例における検知手段の動作を示す説明図である。 第１実施例における転写材の湾曲量と検知動作とを示す説明図である。 転写材の湾曲状態を示す説明図である。 除電能力変更手段の第１例を示すブロック図である。 除電能力変更手段の第２例を示すブロック図である。 転写材の初期搬送状態を示す説明図である。 除電能力の一制御例を示すチャート図である。 第２実施例の要部を示す概略構成図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ…画像形成装置
１０…感光体ドラム
２２…中間転写ベルト
２２ｂ…２次転写部
２４…定着器
３２…除電部材
４０…検知手段
４１…アクチュエータ
４２，４５…光センサ
５０…ＣＰＵ
Ｓ…転写材

Claims (9)

1. 像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写部と、該転写部を通過した転写材を除電するための除電部材と、該除電部材の除電能力を変更するための除電能力変更手段と、転写材上に転写されたトナー像を定着するための定着部とを備えた画像形成装置において、
   前記除電部材の近傍を搬送される転写材の搬送位置を検知する搬送位置検知手段と、
   前記搬送位置検知手段により検知された転写材の搬送位置に応じて搬送中の転写材に対する前記除電部材の除電能力を変更するように前記除電能力変更手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記搬送位置検知手段により検知された転写材の搬送位置に基づいて転写材と除電部材との距離を算出し、算出された距離に応じて前記除電部材の除電能力を変更するように前記除電能力変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送位置検知手段は、転写部から定着部へ搬送される転写材に生じる湾曲量を検知するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送位置検知手段は、転写材が接触するアクチュエータを備えた接触式であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記搬送位置検知手段は、転写材に光を照射して該転写材からの反射光を検出する非接触式であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記除電能力変更手段は、前記除電部材への印加電圧値、印加電流値又は制限抵抗値の少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、除電能力変更手段にて前記除電部材の除電能力を変更する際に、さらに、転写材のサイズ、転写材の材質、転写材１枚当たりの画素数、印字モード、転写部の出力値、温度／湿度条件の少なくとも一つの条件に応じて除電能力を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、転写材が前記搬送位置検知手段による検知範囲に搬送される前にあっては、前記除電部材が所定の除電能力を有するように前記除電能力変更手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、転写材が前記搬送位置検知手段による検知範囲に搬送される前にあっては、前回の転写材搬送時の制御履歴に基づいて前記除電能力変更手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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