JP2007140126A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で二次転写部の低温湿度環境を改善し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、低温度、低湿度環境時に定着器からの排気を二次転写部に所定時間供給する供給手段を備えることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真技術を用いて紙等の記録材に画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体から記録材に定電流制御により転写バイアスを印加しトナー像を転写する二次転写手段を備えた画像形成装置に関する。

特開２００４−２４１９４７号公報には、電子写真技術を用いて用紙等の記録材に画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルト又は中間転写ドラム等の中間転写体上のトナー像を用紙等の記録材に二次転写するため、二次転写ローラに定電流制御により転写バイアスを印加する二次転写手段が開示されている。この従来技術においては、中間転写ベルトの駆動ローラ（２次転写バックアップローラを兼ねる）と対向する位置に、離当接機構により中間転写ベルトに離当接する二次転写ローラが設けられ、この位置で二次転写ローラに定電流制御手段から転写バイアスが印加され中間転写ベルト上の４色のトナー像が記録材に二次転写される。

二次転写部で未定着トナー像が転写された記録材は、帯電しており、この帯電を放置すると、その後の記録材の円滑な搬送が阻害される等の不具合が生じるので、記録材を除電する必要がある。そのため、二次転写ローラの下流側に近接して導電性繊維をシート状に加工した不織布からなる除電部材が設けられている。除電部材は、除電部材に除電電圧を印加する導電性プレートに貼り付けられ、二次転写後の記録材を除電する。
特開２００４−２４１９４７号公報

二次転写後の記録材には、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御される二次転写部が種々の要因により抵抗が変化し、抵抗変化により転写電圧値が変化し、記録材の帯電が不均一になることにより変化する。除電部材による記録材の除電が不十分であると、記録材と中間転写体との間に巻き付き力が、除電プレートの引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材が中間転写体に巻き付く現象が発生する。また、除電プレートによる引き付け力が強すぎると、記録材がガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材の帯電を除電しすぎると、トナーを記録材に引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材の中間転写体への巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、除電プレートによる引き付き力と、中間転写体と記録材との間に発生する巻き付き電界による巻き付き力とをバランスさせることが必要である。

二次転写後の記録材の中間転写体への巻き付けの発生の原因として、装置の電源オン時、装置オフ継続時間が長い場合や、冬季の低温度、低湿度環境の場合に、装置内が低温度、低湿度環境となり二次転写部及び記録材の抵抗が上昇し、二次転写電圧が高くなり、二次転写後の記録材の除電部材による除電が不十分となり、記録材の中間転写体への巻き付きが発生しやすい。また、両面印字の場合の２枚目の記録材は定着手段により脱水され低湿度となり、巻き付きが発生しやすい。

本発明は、前記課題を解決する、簡単な構成で二次転写部の低温湿度環境を改善し、記録材の中間転写体側への巻き付きを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、低温度、低湿度環境時に定着器からの排気を二次転写部に所定時間供給する供給手段を備えることを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記供給手段は、定着器と二次転写部を結ぶ排気ダクトを備え、前記ダクト内にオン・オフ可能な送風ファンを配置することを特徴とする。

本第３発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記供給手段は、定着器と二次転写部を結ぶ排気ダクトを備え、前記排気ダクトに排気を機外又は二次転写部に選択送気する風向き切り替え弁を配置することを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、装置電源オン時に装置電源オフ継続時間を判定し、定着器からの排気を二次転写部へ所定時間供給することを特徴とする。

本第５発明は、本第１〜第４発明の画像形成装置において、両面印字場合の２枚目を低湿度環境と判定し、定着器からの排気を二次転写部への所定時間供給することを特徴とする。

本第６発明は、本第１〜第５発明のいずれかの画像形成装置において、低温度、低湿度環境のデータを装置内に配置した温湿度センサにより取得することを特徴とする。

本第７発明は、本第１〜第５発明のいずれかの画像形成装置において、低温度、低湿度環境のデータを低温度、低湿度となる季節を記憶したカレンダ情報により取得することを特徴とする。

定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、低温度、低湿度環境時に定着器からの排気を二次転写部に所定時間供給する供給手段を備える構成により、定着器の排気の温度と水分が所定時間二次転写部に供給され、二次転写部の低温度、低湿度環境が改善され、記録材の中間転写体への巻き付きの発生を抑制することができる。
定着器と二次転写部を結ぶ排気ダクトを備え、前記排気ダクト内にオン・オフ可能な送風ファンを配置する構成により、簡単な構成で必要な時のみ所定時間定着器の排気を二次転写部に供給することができ、巻き付きの発生を抑制できる。
前記排気ダクトに排気を機外又は二次転写部に選択供給する風向き切り替え弁を配置する構成により、簡単な構成で必要な時のみ所定時間定着の排気を二次転写部に供給することができ、巻き付きの発生を抑制できる。
装置電源オン時に装置オフ継続時間を判定し、定着器からの排気を二次転写部へ所定時間供給する構成により、巻き付きの発生しやすい条件を予め設定し対応するので巻き付きの発生を効率良く抑制できる。
両面印字場合の２枚目を低湿度環境と判定し、定着器からの排気を二次転写部への所定時間供給する構成により、定着手段により脱水され低湿度環境となる記録材の巻き付きの発生を抑制できる。
低温度、低湿度環境の判定を装置内の二次転写部近傍内に配置した温湿度センサにより取得する構成により、温湿度の正確な計測データに基づいて二次転写部の環境を制御でき、巻き付きの発生を抑制できる。
低温湿度環境の判定を低温湿度となる季節を記憶したカレンダ情報により取得する構成により、温湿度センサを用いることなく、二次転写部の環境を制御でき、巻き付きの発生を抑制できる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の二次転写装置を備える画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。

本実施の形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、潜像を担持するための像担持体の一例としての感光体ドラム５の回転方向７に沿って、帯電ユニット９、ロータリー現像ユニット１１、露光ユニット１５、一次転写ユニット１９、中間転写ベルト２１を有し、さらに、二次転写ユニット２３、定着ユニット２７、排紙トレイ部２９を有している。

感光体ドラム５は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。

帯電ユニット９は、感光体ドラム５を帯電するための装置であり、露光ユニット１５は、レーザを照射することによって帯電された感光体ドラム５上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット１５は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム５上に照射する。

ロータリー現像ユニット１１は、感光体ドラム５上に形成された潜像を、ブラック現像装置１２Ｋに収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置１２Ｍに収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置１２Ｃに収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像装置１２Ｙに収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。

ロータリー現像ユニット１１は、本実施の形態においては、回転することにより、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの位置を動かすことを可能としている。すなわち、このロータリー現像ユニット１１は、前記４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙを回転軸３１を中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。

そして、１ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体ドラム５に対向し、それぞれの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに収容されたトナーＴにて、感光体ドラム５上に形成された潜像を順次現像する。なお、前述した４つの現像装置１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの各々は、ロータリー現像ユニット１１の前記保持部に対して着脱可能となっている。

一次転写ユニット１９は、感光体ドラム５に形成された単色トナー像を中間転写ベルト２１に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写ベルト２３にフルカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト２１は、エンドレスのベルトであり、感光体ドラム５とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。なお、中間転写体として、本実施例では、中間転写ベルト２１としたが中間転写ドラムであっても良い。二次転写ユニット２３は、中間転写ベルト２１上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録材に転写するための装置である。

定着ユニット２７は、記録材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録材に融着させて永久像とするための装置である。

図２は、二次転写ユニット２３の要部拡大図である。中間転写ベルト２１は２次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ５０や図示しない従動ローラ、テンションローラ等で張架され、駆動ローラ５０により所定方向に搬送される。中間転写ベルト２１は感光体５とのニップ部でトナー像が感光体から転写（１次転写）され、４色のトナー像が色重ねされた後、二次転写ローラ５１とのニップ部で図示しない記録材に一括転写（２次転写）される。二次転写ローラ５１は図示しない離当接手段で中間転写体ベルト２１に離当接する。二次転写ローラ５１が、中間転写ベルト２１に当接する場合、二次転写ローラ５１の両端に設けられるスプリング等の付勢手段（図示せず）により中間転写ベルト２１側に押し付けられる。シャフトを軸として中間転写体ベルト２１に従動して回転し、当接時に転写ガイド５２を通して所定角度で導入される記録材を中間転写体ベルト２１との間でニップ部に挟み込む。このとき、詳細は後述するように、定電流制御された電源（図示せず）からバイアス電圧が印加されて転写が行われる。転写後の記録材は転写ガイド５２により所定角度で搬送される。転写ガイド５２は、ガイド支軸５３を中心に回動可能に構成されている。

転写ガイド５２には、二次転写ローラ５１に近接して除電部材５４が設けられる。除電部材５４は、無数の導電性繊維をシート状に加工した導電性不織布（除電布）で構成され、除電布で構成される除電部材５４の上面を、二次転写部を通過してくる記録材と対向させ、除電部材５４と記録材との間で放電させ記録材を除電する。除電部材５４は、導電性の除電プレート５５に貼り付けられる。除電部材５４には、除電電圧印加手段（図示せず）からの除電電圧が除電プレート５５を介して印加される。

このような、二次転写手段において、図３に示されるように、二次転写後の記録材Ｓには、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力が作用する。巻き付き電界は、定電流制御による二次転写ローラ５１の環境変化や記録材Ｓの種類等による抵抗の変化に影響される。除電部材５４による記録材Ｓの除電が不十分であると、記録材Ｓと中間転写ベルト２１との間に巻き付き力が、除電プレート５５の引き付け力より大きくなり、二次転写後の記録材Ｓが中間転写ベルト２１に巻き付く現象が発生する。除電プレート５５による引き付け力が強すぎると、記録材Ｓがガイドと接触して画像不良を引き起こす。また、記録材Ｓの帯電を除電しすぎると、トナーを記録材Ｓに引き付ける力が弱くなり画像がボケやすくなる。記録材Ｓの中間転写ベルト２１の巻き付きを防止し、高質な画像をえるためには、図４に示されるように、除電プレート５５による矢印Ａの引き付き力と、中間転写ベルト２１と記録材Ｓとの間に発生する巻き付き電界による矢印Ｂの巻き付き力とをバランスさせることが必要である。

記録材の中間転写ベルト２１への巻き付きの発生要因として、二次転写部の低温度環境と低湿度環境が重要であることが判明した。低温度環境では、二次転写ローラ５１の抵抗値が上昇し、二次転写電圧値が上昇するため、記録材の帯電量が増え、除電部材の除電能力を固定とした場合、二次転写後の記録材の除電が不十分となり巻き付きが発生する。低湿度環境では、記録材の抵抗値が上昇し、二次転写電圧値が上昇するため、記録材の帯電量が増え、除電部材の除電能力を固定とした場合、二次転写後の記録材の除電が不十分となり巻き付きが発生する。

図５は、本発明の二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するための実施例１を示すものである。この実施例１では、定着器５６と二次転写部との間に、定着器５６の排気を二次転写部に供給する排気ダクト５７を設け、排気ダクト５７内に送風ファン５８を配置する。送風ファン５８の駆動は、スイッチ等の手段によりオン・オフする。二次転写部が低温度環境、低湿度環境と判定された場合、所定時間送風ファン５８を駆動し、記録材から蒸発した水分を含む温風が二次転写部に供給され、二次転写部の低温度環境、低湿度環境
が改善され、巻き付きの発生を抑制する。

図６〜図８は、本発明の二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するための実施例２を示すものである。この実施例では、定着器５６の排気を、機外又は二次転写ローラ側に供給する排気ダクト５７を設け、前記排気ダクト５７中に、定着器５６からの排気を、機外又は２次転写部に選択供給するための風向き切り替え弁５９を配置する。図７は、風向き切り替え弁５９をソレノイド等の電磁手段により機外への排気口を閉じる位置とし、定着器５６からの排気を二次転写部に供給する状態を示すものである。図８は、風向き切り替え弁５９をソレノイド等の電磁手段により二次転写部への排気口を閉じる位置とし、定着器５６からの排気を機外に排気する状態を示すものである。なお、排気ダクト５７中には常時駆動の送風ファン５８を配置する。

図９は、実施例１の装置を用いた二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するためのフローチャートを示すものである。図９で示す実施例では、第１ステップで、電源オン時に、装置の電源オフ継続時間を計測し、その計測時間が電源オフ継続時間の閾値より多いか少ないかを判定する。この実施例では、電源オフ継続時間の閾値を３時間としている。第１ステップの判定がＹｅｓの場合、第２ステップに移行する。第１ステップの判定がＮｏの場合、装置内は前の駆動により低温度、低湿度環境でないと判断し、定着器５６からの二次転写部への排気の供給を行わない。第２ステップでは、二次転写部近傍に配置されている温湿度センサからの温度、湿度の計測値と、温度、湿度の閾値より小さいか否かを判定する。第２ステップの判定がＹｅｓの場合、二次転写部が低温度、低湿度環境であると判断し、排気ダクト５７中の送気ファン５８を所定時間αだけ駆動し、定着器５６の排気を二次転写部に供給する。この実施例で、所定時間αは、１５分としている。送気ファン５８の駆動は、タイマー等の手段により所定時間経過後、自動的に停止すし、第２ステップ（温湿度センサによる判定）を繰り返し、第２ステップの判定がＮｏ（低温、低湿度環境でない）になるとフローは終了する。定着器５６からの排気の所定時間の供給により、二次転写部の低温度、低湿度環境が改善され、巻き付きの発生を抑制することができる。

図１０は、実施例１の装置を用いた二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するためのフローチャートを示すものである。この実施例では、図９に示されるフローチャートの第２ステップの温湿度センサにより温度、湿度の計測に代えて、低温度、低湿度となる季節、つまり日本においては冬季であるか否かにより、低温度、低湿度環境であるか否かを判定するもので、他の構成は図９に示されるフローチャートと同じである。

図１１は、実施例２の装置を用いた二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するためのフローチャートを示すものである。この実施例では、図９に示すフローチャートの送風ファン５９の所定時間の駆動に代えて、風向き切り替え弁５９を、二次転写部に排気が供給される位置に所定時間α保持するようにしたものであり、他の構成は図９に示されるフローチャートと同じである。

図１２は、実施例２の装置を用いた二次転写部の低温度、低湿度環境を改善するためのフローチャートを示すものである。この実施例は、図１１の第２ステップの温湿度センサにより温度、湿度の計測に代えて、低温度、低湿度となる季節、つまり日本においては冬季であるか否かにより、低温度、低湿度環境であるか否かを判定するもので、他の構成は図１１に示されるフローチャートと同じである。

以上のような実施例において、記録材の中間転写体への巻き付きの発生が減少し、除電バイアスに消費する電力が減少した。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：画像形成装置、５：感光体ドラム、９：帯電ユニット、１１：ロータリー現像装置、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ：ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー現像装置、
１５：露光ユニット、１９：一次転写ユニット、２１：中間転写ベルト、２３：二次転写ユニット、２７：定着ユニット、２９：排紙トレイ部、５０：駆動ローラ、５１：転写ローラ、５２：転写ガイド、５３：ガイド支軸、５４：除電部材、５５：除電プレート、５６：定着器、５７：排気ダクト、５８：送風ファン、５９：風向き切り替え弁

Claims (7)

1. 定電流制御手段により二次転写ローラと中間転写体との間に二次転写バイアスを印加し、中間転写体から記録材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、前記除電部材に除電バイアスを印加する除電電圧印加手段を有する画像形成装置において、低温度、低湿度環境時に定着器からの排気を二次転写部に所定時間供給する供給手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記供給手段は、定着器と二次転写部とを結ぶ排気ダクトを備え、前記排気ダクト内にオン・オフ可能な送風ファンを配置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. 前記供給手段は、定着器と二次転写部とを結ぶ排気ダクトを備え、前記排気ダクトに排気を機外又は二次転写部に選択送気する風向き切り替え弁を配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 装置電源オン時に装置電源オフ継続時間を判定し、定着器からの排気を二次転写部への所定時間供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 両面印字場合の２枚目を低湿度環境と判定し、定着器からの排気を二次転写部に所定時間供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 低温度、低湿度環境のデータを装置内に配置した温湿度センサにより取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 低温度、低湿度環境のデータを低温、低湿度となる季節を記憶したカレンダ情報により取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。

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