JP2009251126A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体又は中間転写体上に形成されたトナー像が記録材に転写された後に、分離不良や粒状性を悪化させることなく、記録材への放電や記録材の除電の影響により生じるノイズ画像を効果的に抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト７から記録材Ｐへのトナー像転写後に記録材に対して作用する主走査方向に分割された複数の除電針３１ａ、３１ｂ、・・３１ｎを配置する。除電針３１ａ、３１ｂ、・・３１ｎは、電流検知回路３２ａ、３２ｂ、・・３２ｎによって個別に放電電流を検知される。制御部１１０は、除電電源Ｄ３１ａ、Ｄ３１ｂ、・・Ｄ３１ｎを制御して、複数の除電針３１ａ、３１ｂ、・・３１ｎに対して、個別の放電電流の検知結果に応じた除電電圧を定電圧にて印加させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、転写部の下流側に電極部材を配置して、トナー像を転写された記録材を除電する画像形成装置、詳しくは電極部材の構造と、電極部材に印加する除電電圧の制御とに関する。

中間転写体又は記録材搬送体に沿って複数の画像形成部を配置したタンデム型の画像形成装置が実用化されている。特許文献１には、個別に感光ドラムを有するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジを、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトに沿って配置した画像形成装置が示される。

また、像担持体のトナー像を記録材に転写する転写部の下流側に除電装置を配置し、トナー像を転写された記録材を除電装置で除電して、像担持体からの分離を促す画像形成装置が実用化されている。

特許文献２には、転写ローラを感光ドラムに圧接して形成される転写部の下流側に除電装置を配置した画像形成装置が示される。ここでは、転写部の下流側に電極部材が配置されて、除電電源は、転写ローラに印加する転写電圧と逆極性の電圧を電極部材に印加する。除電装置は、コロナ放電によって発生させた転写電圧と逆極性の帯電粒子を記録材に照射して、転写部を記録材が通過する過程で転写ローラから記録材に注入された過剰な電荷を打ち消す。

特許文献３には、転写ローラを中間転写ベルトに圧接して形成される転写部の下流側に除電装置を配置した画像形成装置が示される。ここでは、除電装置の電極部材が鋸歯状の薄いステンレス板で形成されていて、除電電源は、電極部材に１０００Ｖ〜２１００Ｖの可変の除電電圧を印加する。電極部材に印加される除電電圧は、電極部材を通じたコロナ放電電流を検知して所定の電流値となるように可変に制御される。

特許文献４には、電極部材を機構的に上下動させて、記録材と電極部材の対向距離を一定に制御する除電装置を備えた画像形成装置が示される。ここでは、記録材がカールしたり、薄かったりして感光ドラムからの分離が悪い場合に、記録材の搬送に同期したタイミングで電極部材を上下動させることにより、除電効果を高めている。

特開２００６−２７６６７６号公報 特開２００３−３４５０７７号公報 特開２００２−３６５９２３号公報 特開２００３−０１５４２９号公報

特許文献３に示される除電電圧の制御では、電極部材の全長に渡った放電電流を検知するので、転写部における記録材の部分的な帯電状態や像担持体からの分離状態を十分に検知できない。電極部材の全長に渡った放電電流に応じて電極部材に印加される除電電圧が調整されるので、記録材の部分的な帯電状態の変化に電極部材全体の除電電圧が影響を受ける可能性がある。

このため、除電電圧が不適正に設定されて、転写部下流における記録材の分離不良が発生する可能性が出てくる。電極部材の全長に渡った放電電流は、除電を要する記録材の部分的な帯電状態はもちろん、全体的な帯電状態さえもうまく反映できなくなるからである。

本発明は、電極部材を通じて、除電を要する記録材の帯電状態を正確に検知して、電極部材に適正な除電電圧を印加できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、トナー像を形成して前記像担持体に担持させるトナー像形成手段と、前記像担持体に圧接して電圧が印加されることにより前記像担持体のトナー像を記録材へ転写する転写部を形成する転写部材とを備えたものである。そして、前記転写部でトナー像が転写された記録材を除電するために、前記転写部の長手方向に配置された複数の電極部材と、複数の前記電極部材に電圧を印加する除電電源と、それぞれの前記電極部材の電流を検知する検知手段と、前記検知手段の出力に応じて前記除電電源を制御して、複数の前記電極部材における前記電圧を設定する制御手段とを備える。

本発明の画像形成装置では、転写完了して転写部から突き出した記録材上の個別の位置に対向するように、複数の電極部材が転写部の長手方向に沿って配置される。複数の電極部材に除電電圧が印加されると、対向する記録材の個別部分における帯電状態や対向距離に応じた放電状態がそれぞれの電極部材で個別に発生して検知手段によって個別に検知される。

従って、検知手段によって除電を要する記録材の帯電状態を正確に検知して、転写電源によって電極部材に適正な除電電圧を印加できる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、転写部に沿って配置された複数の電極部材に個別の除電電圧が印加される限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、感光体から記録材へ直接転写する画像形成装置、記録材搬送体に担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置等でも実施できる。

実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１〜４に記載される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。また、説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に付した参照記号は、発明と実施形態との対応を説明するものであって、発明の構成を実施形態の構成に限定するものではない。

＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト７の直線区間に、４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。タンデム型は、１つの感光ドラムを用いて複数回（通常４回）の画像形成を繰り返して合成フルカラー画像を形成する１ドラム型に比べて、プリントスピードの大幅な時間短縮が可能である。中間転写方式は、二次転写部や定着装置を比較的自由に設置できるとともに、記録材と感光ドラムとが接触しないために、直接転写方式に比べて感光ドラムの汚染が少ない。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１にイエロートナー像が形成されて、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１にマゼンタトナー像が形成されて、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１にシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７のイエロー、マゼンタトナー像に重ねて一次転写される。

中間転写ベルト７に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２２へ搬送されて加熱加圧を受けることにより表面にトナー像を定着された後に、画像装置１００の外部へ排出される。

記録材カセット１４に積載された記録材Ｐは、ピックアップローラ１５によって記録材カセット１４から引き出され、分離装置２２によって１枚ずつに分離され、搬送ローラ１７によってレジストローラ１９へ搬送される。

レジストローラ１９は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト７に担持されたトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを挟持搬送して、二次転写部Ｔ２へ送り込む。

二次転写部Ｔ２よりも記録材搬送方向下流側には、記録材ガイド２１と、定着装置２２とを順次に配設してある。定着装置２２は、ヒートローラ定着装置であり、矢印方向に回転駆動される定着ローラ（ヒートローラ）２２ａと、定着ローラ２２ａに圧接しながら回転する加圧ローラ２２ｂとを有する。定着ローラ２２ａの内部には、ハロゲンランプ等のヒータ２２ｃが配設され、ヒータ２２ｃへの印加電圧を制御することによって、定着ローラ２２ａの表面温度が所定の定着温度に維持されている。

コンピュータ・イメージリーダー・ファクシミリ等のホスト装置１２０から制御部（ＣＰＵ）１１０にフルカラー画像情報信号が入力する。制御部１１０は、プリンタ全体の画像形成動作制御を司り、入力した画像情報信号を所要に画像処理するとともに、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを画像形成シーケンスの所定の制御タイミングで駆動する。

静電像形成方式として、帯電した感光ドラム表面に画像情報のバックグランド部に対応して露光して静電像を形成するバックグランド露光方式がある。また、逆に画像情報部に対応して露光して静電像を形成するイメージ露光方式がある。バックグランド露光方式における静電像の現像には、バックグランド部以外の部分を現像する正規現像方式が採用され、イメージ露光方式における静電像の現像には、非露光部分を現像する反転現像方式が用いられる。本実施例では、イメージ露光方式と反転現像方式の組み合わせを用いることができる。

＜トナー像形成手段＞
図２は画像形成部の構成の説明図である。画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。

図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１の周囲に、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ１１、クリーニング装置５を配置する。

感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成され、不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電ローラ２は、導電性の芯金２ａと、芯金２ａの回りに順次にローラ状に形成された低抵抗導電弾性層２ｂ及び中抵抗導電弾性層２ｃとを有して、感光ドラム１の回転に従動して回転する導電性弾性ローラである。帯電ローラ２は、両端部を軸受部材で回転可能に支持させて感光ドラム１に対して略並行に配列し、中抵抗導電弾性層２ｃを所定の押圧力で感光ドラム１に圧接させて帯電ニップを形成する。

電源Ｄ３は、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２に印加する。これにより、感光ドラム１の表面が一様な負極性の電位に帯電される。

露光装置３は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームＬを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４は、非磁性トナーｔに磁性キャリアを混合したニ成分現像剤４ｅを現像容器４ａ内で攪拌スクリュー４ｆにより攪拌して、非磁性トナーｔを負極性に、磁性キャリアを負極性にそれぞれ帯電させる。帯電した二成分現像剤は、感光ドラム１とカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｂに、規制部材４ｄによって厚さ規制して担持され、固定磁極４ｃによって穂立ち状態にされて感光ドラム１を摺擦する。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加する。これにより、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１の静電像へトナーが移動して、静電像が反転現像される。静電像の現像に伴って消費されただけ、新たなトナーがトナーボトル４Ａからスクリュー４ｈにより供給される。

一次転写ローラ１１は、感光ドラム１との間に中間転写ベルト７を挟み込んで、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に一次転写部Ｔ１を形成する。

一次転写ローラ１１は、ステンレスやアルミニウム等の金属から成る導電性の芯金１１ａの外周に、ローラ状に成型された抵抗性の弾性層１１ｂを設けた導電性弾性ローラである。芯金１１ａの外径は８ｍｍ、弾性層１１ｂの厚みは４ｍｍ、ローラ硬度（Ａｓｋｅｒ Ｃ）は３０度、抵抗値は、１０^５Ωである。抵抗値は、２３度Ｃ５０％ＲＨの環境下で、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転する一次転写ローラ１１を接地電位の金属ローラに５Ｎ（５００ｇｆ）の荷重で接触させて、芯金１１ａに５００Ｖの電圧を印加して電流を測定して求めた。

電源Ｄ１は、一次転写ローラ１１の芯金１１ａに正極性の直流電圧を印加する。これにより、負極性に帯電して感光ドラム１に担持されたトナー像は、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト７へ電気的に移動する。

クリーニング装置５は、クリーニングブレード５ａを感光ドラム１に摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１の表面に残留した転写残トナーを除去する。

＜像担持体＞
図１に示すように、中間転写ベルト７は、一次転写部Ｔ１で転写されたトナー像を担持して二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト７は、テンションローラ９、駆動ローラ８、及びバックアップローラ１０に掛け渡して支持され、駆動ローラ９に駆動されて所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト７は、テンションローラ９によって５０Ｎ（５ｋｇｆ）の張力を付与されている。

中間転写ベルト７は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦのような誘電体樹脂によって構成される、充実肉質層或いは弾性体層の単層ベルト或いはそのような層を含む複合層ベルトである。

ここでは、幅３７０ｍｍ、周長９００ｍｍ、厚さ１００μｍの無端状に形成されて、体積抵抗率が１０^８．５Ω・ｃｍに調整されたポリイミド樹脂を採用したが、他の材料、体積抵抗率のものでも構わない。体積抵抗率は、２３度Ｃ５０％ＲＨ環境下でＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用して、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃの条件で測定した。

ベルトクリーニング装置１３は、ポリウレタンゴムのクリーニングブレード１３ａを中間転写ベルト７に摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト７に残留した転写残トナーを除去する。ベルトクリーニング装置１３におけるクリーニングブレード１３ａの当接圧は、１０Ｎ（１０００ｇｆ）とした。

＜転写部＞
図３は二次転写部の構成の説明図、図４は記録材が中間転写ベルト寄りを通過する場合の放電状態の説明図、図５は記録材が二次転写ローラ寄りを通過する場合の放電状態の説明図である。

図３に示すように、二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト７を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１２との間に二次転写部Ｔ２を形成する。記録材Ｐは、レジストローラ１９に給送され、ガイド部材２０に案内されて二次転写部Ｔ２へ受け渡される。

電源Ｄ２は、正極性の定電圧を二次転写ローラ１２のローラ軸１２ａへ印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト７と記録材Ｐと二次転写ローラ１２との直列回路に転写電流を流す。転写電流の一部が中間転写ベルト７のトナー載り部を流れて、中間転写ベルト７から記録材Ｐへのトナーの移動に関与する。

二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト７に担持されたトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送し、記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト７からトナー像を二次転写される。

バックアップローラ１０は、ステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。二次転写ローラ１２は、導電性のローラ軸１２ａの外周を、中抵抗の抵抗値を有するＥＰＤＭ発泡材料の弾性層１２ｂで被覆したもので、体積抵抗率が１０^６〜１０^８Ω・ｃｍに調整されている。弾性層１２ｂは、ＮＢＲ、ヒドリン、ウレタン等の発泡性の合成ゴム材料に、イオン導電性抵抗制御剤であるステアリルトリメチルアンモニウムを分散した材料やその他の材料を採用してもよい。

二次転写部Ｔ２で四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２の長手方向に分割された除電電極３１、３２、３３、３４から負極性の帯電粒子を照射されて過剰な正極性の電荷を除電される。過剰な正極性の電荷を除電された記録材Ｐは、バックアップローラ１０の曲面に沿って中間転写ベルト７から曲率分離する。

除電針３１には、除電針３１に正極、負極両方のバイアスを印加できる除電電源３１Ｖ、記録材Ｐの通過時に除電針３１に流れ込む電流を検知する電流検知回路３２、検知された電流波形に基いて除電電源３１の出力電圧を制御する制御部１１０が備わっている。

画像形成装置１００では、二次転写部Ｔ２を通過してトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、除電針３１によって中間転写ベルト７から分離される。除電電源３１Ｖから除電針３１に印加される除電電圧の極性は、二次転写ローラ１２に印加される二次転写電圧とは逆になっており、トナー像の転写を受けた記録材Ｐを感光体１３９から静電的に分離するように作用している。

記録材の両面に画像形成する場合、一面目の定着終了後に、記録材が中間転写ベルト７に巻き付く方向へ過度にカールしている場合がある。このとき、二次転写部Ｔ２から突き出した記録材Ｐが除電針３１から離れたところを通るために、二次転写部Ｔ２を通過した記録材の部分が持つ電荷の除電が充分に行われず、二次転写部Ｔ２における分離不良を生じ易い。

また、二次転写部Ｔ２を通過した記録材の部分は、トナー電荷量＋転写電圧による付与分を含むその他の電荷量の総電荷量を持つ。そして、総電荷量は、二次転写部Ｔ２の下流側に形成された空間において、記録材Ｐが中間転写ベルト７寄りを通過するのか、二次転写ローラ１２寄りを通過するのかによって大きく影響される。

記録材Ｐ−中間転写ベルト７間の電位差をＶ１とし、記録材Ｐ−二次転写ローラ１２間の電位差をＶ２とし、記録材Ｐの部分が持つ総電荷量をＱとする。このとき、以下の関係が成立している。
Ｖ１＝Ｑ／Ｃ１
Ｖ２＝Ｑ／Ｃ２

図４の（ａ）に示すように、記録材Ｐが中間転写ベルト７寄りを通過する場合、中間転写ベルト７側ギャップｇ１が短くなるので、記録材Ｐ−中間転写ベルト７間の静電容量Ｃ１は大きくなる。一方、二次転写ローラ１２側ギャップｇ２が長くなるので、記録材Ｐ−二次転写ローラ１２間の静電容量Ｃ２は小さくなる。このため、Ｖ１は小さくなる傾向となり、Ｖ２は大きくなる傾向となって、記録材Ｐ−二次転写ローラ１２間にて放電が発生し易くなる。

そして、二次転写ローラ１２に正極性の転写電圧が印加され、中間転写ベルト７は接地電位に接続しているので、放電はプラス放電となり、記録材Ｐには、図４の（ｂ）に示すように、正極性のピークを持つ電位ムラが発生する。

図５の（ａ）に示すように、記録材Ｐが二次転写ローラ１２寄りを通過する場合は、逆に、中間転写ベルト７側ギャップｇ３が長くなって、記録材Ｐ−中間転写ベルト７間の静電容量Ｃ１が小さくなる。このため、Ｖ１が大きくなる傾向となって、記録材Ｐ−中間転写ベルト７間にてマイナス放電が発生し易くなり、記録材Ｐには、図５の（ｂ）に示すように、負極性のピークを持つ電位ムラが発生する。

正極性ピーク又は負極性ピークの電位ムラが記録材Ｐに存在すると、記録材Ｐの通過経路に存在する導電性部材や、記録材搬送ガイド２１ａとの電気的な干渉によってノイズ画像が発生し易くなる。ノイズ画像とは、特に中間調濃度領域（ハーフトーン）の画像部に顕著な現象であって、プラス極性ピークが存在する場合には水玉状、マイナス極性ピークが存在する場合には鳥の足跡状に発生する。

また、二次転写部Ｔ２から定着装置２２までの記録材搬送構成は、中間転写ベルト７、二次転写ローラ１２、記録材搬送ガイド２１ａ、記録材搬送ベルト２１ｂ、図１に示す定着ローラ２２ａ、加圧ローラ２２ｂである。

これらの記録材搬送構成における各要素間のアラインメント、記録材Ｐの剛度や吸湿状態によって記録材のカール条件が異なり、二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐの姿勢も毎回一定ではない。このため、記録材Ｐの同一主走査ライン上（幅方向）には、中間転写ベルト７寄りの部分、或いは二次転写ローラ１２寄りの部分が不定期に発生する。

その結果、図４の（ｂ）に示す正極性ピークを持つ電位ムラや図５の（ｂ）に示す負極性ピークを持つ電位ムラ（電荷分布ムラ）が、記録材Ｐの幅方向において局所的に発生する。

＜除電装置、制御手段＞
図６は除電装置の構成の説明図、図７は除電装置の制御のフローチャートである。

図６に示すように、除電針３１は、二次転写部Ｔ２の長手方向に沿った方向に、独立した除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・を配列して構成される。除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・は、厚さ０．５ｍｍのステンレスやアルミ等の薄板材料（一般的な電極材料）を用いて同一形状に形成され、放電部の針先高さを揃えて一列に配列されている。ただし、タングステンワイヤーや導電性樹脂材料から成る放電部を有する電極部材を用いてもかまわない。

電流検知回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・は、それぞれ除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に流れ込んで放電部から放電する放電電流を個別独立に検知する。

除電電源Ｄ３１ａ、Ｄ３１ｂ、Ｄ３１ｃ、Ｄ３１ｄ・・は、それぞれ電流検知回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・を通じて、除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に個別の除電電圧を印加して放電電流を供給する。

ここで、除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に印加する除電電圧は定電圧とした。定電圧とすることで、電流検知回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・は、除電電圧印加中においても、記録材Ｐ−除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・間の個別の電位差に応じて生じる放電電流を検知できる。

制御部３３は、電流検知回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・を用いた個別の放電電流の検知結果に応じた個別の除電電圧を、除電電源Ｄ３１ａ、Ｄ３１ｂ、Ｄ３１ｃ、Ｄ３１ｄ・・に設定して出力させる。

図６を参照して図７に示すように、制御部１１０は、画像形成ジョブを受信すると前回転を実行して（Ｓ１１）、画像形成を開始する（Ｓ１２）。

制御部１１０は、記録材Ｐにトナー像が二次転写されて定着装置（２３：図１）へ向かって搬送される過程で、電流検知回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・の出力を検知する（Ｓ１３）。制御部１１０は、除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に流れ込む放電電流を個別に検知する。

制御部１１０は、検知した放電電流の波形を分析して（Ｓ１４）、放電電流が変化して波形にパルス状のピークがあれば（Ｓ１５のＹＥＳ）、放電電流が変化した除電針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に印加する除電電圧を変更する（Ｓ１６）。この状態で後続する記録材Ｐへの画像形成を開始する（Ｓ１２）。

制御部１１０は、放電電流が変化しなくて波形にパルス状のピークが無ければ（Ｓ１５のＮＯ）、画像形成ジョブが終わるまで（Ｓ１７のＮＯ）、画像形成を継続する（Ｓ１２）。

制御部１１０は、画像形成ジョブが終わると（Ｓ１７のＹＥＳ）、後回転を実行して（Ｓ１８）、画像形成装置１００を停止させる。

＜電極部材＞
図８は実施例１〜実施例３の除電針の説明図、図９は実施例１〜実施例３の除電針による放電電流の説明図、図１０は比較例の除電針の説明図、図１１は比較例の除電針による放電電流の説明図である。

図８に示すように、実施例１〜３では、全長Ｌ＝約３２０ｍｍの除電針３１が、等しい長さＬ１のｎ個の除電針３１ａ〜３２ｎを、等しい間隔Ｌ２＝０．５ｍｍを持たせて配列している。
実施例１ ： ｎ＝４ Ｌ１＝７９．６ｍｍ
実施例２ ： ｎ＝８ Ｌ１＝３９．５ｍｍ
実施例３ ： ｎ＝１６ Ｌ１＝１９．５ｍｍ

実施例１〜３の除電針３１を用いて、除電針３１ａ〜３２ｎに等しい定電圧を印加し、普通紙にトナー像を転写した際に、除電針３１ａ〜３２ｎを通じた個別の放電電流を検知して電流波形を解析した。

図９の（ａ）、（ｂ）は実施例１、（ｃ）、（ｄ）は実施例２、（ｅ）、（ｆ）は実施例３である。

図９の（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、二次転写部Ｔ２から突き出した記録材Ｐの主走査方向の一部分が中間転写ベルト７寄りを通過した際に、二次転写ローラ１２と記録材Ｐとの間でプラス放電が発生した放電状態である。（図４参照）。このとき、記録材Ｐ上に発現した副走査方向（記録材の進行方向）の電位ムラが、除電針３１ａ〜３２ｎに流れ込む放電電流の変動の波形として検知される。

図９の（ａ）に示す実施例１よりも図９の（ｂ）に示す実施例２のほうが放電電流の変動の波形の振幅が大きい。図９の（ｂ）に示す実施例２よりも図９の（ｃ）に示す実施例３のほうが放電電流の変動の波形の振幅が大きい。

図９の（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、二次転写部Ｔ２から突き出した記録材Ｐの主走査方向の一部分が二次転写ローラ１２寄りを通過した際に、中間転写ベルト７と記録材Ｐとの間でマイナス放電が発生した放電状態である。（図５参照）。このとき、記録材Ｐ上に発現した副走査方向（記録材の進行方向）の電位ムラが、除電針３１ａ〜３２ｎに流れ込む放電電流の変動の波形として検知される。

図９の（ｂ）に示す実施例１よりも図９の（ｄ）に示す実施例２のほうが放電電流の変動の波形の振幅が大きい。図９の（ｄ）に示す実施例２よりも図９の（ｆ）に示す実施例３のほうが放電電流の変動の波形の振幅が大きい。

従って、放電状態が違っても、除電針３１ａ〜３１ｎの主走査方向の分割幅（Ｌ１）をより狭くした方が、記録材Ｐ上の電位ムラをより精度良く検知できる。

制御部１１０は、図９の（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示したプラス側に凸のパルス状のピーク電流波形が検知された除電針に対しては、マイナス電圧を印加して電流波形にパルス状のピークが現れなくなるように、除電電源Ｄ３１ａ〜ｄ３１ｎを制御する。

制御部１１０は、図９の（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）に示したマイナス側に凸のパルス状のピーク電流波形が検知された除電針に対しては、プラス電圧を印加して電流波形にパルス状のピークが現れなくなるように、除電電源Ｄ３１ａ〜ｄ３１ｎを制御する。

そして、電流波形にパルス状のピークが現れない除電針に対しては、中間転写ベルト７寄りでも二次転写ローラ１２寄りでもない適性な位置を通過しているので、除電針へ除電電圧を印加しないように制御する。

これにより、除電針（３１ａ〜３１ｎ：図８）に印加される除電電圧が過不足となることによる弊害が抑制可能である。

図１０に示すように、比較例では、全長Ｌ＝約３２０ｍｍの除電針３１が、長さＬの１個の除電針３１ａで構成される。
比較例 ： ｎ＝１ Ｌ＝３２０ｍｍ

図１１の（ａ）は、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過した後、記録材Ｐの一部分が中間転写ベルト７寄りを通過した時に除電針３１ａが検知した電流波形である。すなわち、図９の（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示される実施例１〜３の場合と同一条件である。

図１１の（ｂ）は、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過した後、記録材Ｐの一部分が二次転写ローラ１２寄りを通過した時に除電針３１ａが検知した電流波形である。すなわち、図９の（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）に示される実施例１〜３の場合と同一条件である。

図１１の（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、比較例の除電針３１ａの場合は、放電電流の変動の波形が観察されなかった。従って、比較例の主走査方向に一体成形された除電針３１ａでは、放電状態によらず、記録材Ｐ上に生じている電位ムラを検知することができない。

＜記録材の傾きへの対応＞
図６に示すように、転写部Ｔ２通過後の記録材Ｐは、主走査方向に渡る姿勢の不均一、つまり中間転写ベルト７寄りを通過する部分、又は二次転写ローラ１２寄りを通過する部分が存在する。

よって、転写部Ｔ２を通過した後に、中間転写ベルト７−記録材Ｐ間、二次転写ローラ１２−記録材Ｐ間で受ける放電が主走査方向の部分で異なるために、記録材Ｐに付与される電荷量は主走査方向に渡って均一ではない。

比較例に示した一体成形型の除電針（３１ａ：図１０）では、記録材Ｐの主走査方向の電荷量ムラ（電位ムラ）を平均的に検知してしまうために、実際には紙上に部分的に存在している電荷量ムラ（電位ムラ）を精度良く検知できない。

特許文献３に示される除電針と同様に、除電針の形状が長手方向に一体構造となっているため、除電針による電流検知では記録材の長手方向の電位ムラを検知しづらく、除電針への適切な除電電圧の印加が困難である。また、転写電圧を高めに設定すれば、記録材Ｐの分離後の放電の影響で生じるノイズ画像を良化させることは可能だが、中間転写ベルト７からの記録材Ｐの分離不良や画像の粒状性が悪化する可能性が出てくる。

一方、実施例１〜３に示した除電針（３１ａ〜３１ｎ：図８）では、主走査方向に除電針が分割されており、かつ分割された除電針が個々に記録材Ｐの対向部分との間の放電電流を検知する手段を備えている。このため、記録材Ｐの主走査方向の電荷量ムラ（電位ムラ）を精度良く検知できる。図９を参照して説明したように、除電針（３１ａ〜３１ｎ：図８）の主走査方向の分割幅Ｌ１としては８０ｍｍ程度でも効果はあるが、より望ましくは４０ｍｍ以下である。

また、比較例に示した一体成形型の除電針（３１ａ：図１０）では、放電電流を検知して除電針（３１ａ：図１０）の除電電圧を設定した際に、主走査方向の場所によって除電電圧の過不足が発生する。

一方、実施例１〜３に示した除電針（３１ａ〜３１ｎ：図８）では、主走査方向に除電針が分割されており、かつ分割された除電針に対して個別に適正な除電電圧を設定できる。記録材の主走査方向の電荷量ムラを精度良く検知できて、かつ、検知された電荷量ムラに応じて個別の除電針（３１ａ〜３１ｎ：図８）毎に除電電圧を定電圧にて印加できるので、適切な除電電圧の制御が可能である。

画像形成装置１００では、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が記録材Ｐに転写された後に、記録材Ｐへの放電や記録材Ｐの除電の影響により生じるノイズ画像を抑制できる。その結果、二次転写部Ｔ２にて印加する転写電圧は、トナー像の記録材Ｐへの転写に対して不必要に高めに設定する必要が無いため、記録材Ｐが中間転写ベルト７に巻き付く分離不良や画像の粒状性悪化も抑制できる。

第１実施形態では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置について説明した。しかし、感光体から記録材へ直接転写する方式の画像形成装置においても、感光体と転写部材（望ましくは転写ローラ）が形成する転写部の下流側に図８に示す分割型の除電針を配置できる。分割された個々の除電針を通じた放電電流を個別に検知して、検知結果に応じた個別の除電電圧を定電圧にて印加すれば、実施形態１と同様の効果が得られる。

＜実施例４＞
転写部を通過した記録材は、搬送方向にカールしているばかりとは限らない。搬送方向と直角な転写部の長手方向にカール（いわゆるロール）している場合もある。この場合、転写部の長手方向の両端と中央とで、電極部材と記録材との対向間隔が違ってくる。

また、記録材の搬送機構や転写部における構造的な非対象性によって、転写部を抜けた記録材が転写部の長手方向に傾斜している場合もある。この場合、図６に示すように、転写部の長手方向の両端では、転写部から突き出した記録材と電極部材との対向間隔が違ってくる。

このような場合、特許文献３に示すように、電極部材の全長に渡った放電電流に応じて電極部材に印加される除電電圧を一様に調整すると、除電電圧が不適正に設定されて、転写部下流における記録材の分離不良が発生する可能性が出てくる。電極部材の全長に渡った放電電流は、除電を要する記録材の部分的な帯電状態はもちろん、全体的な帯電状態さえもうまく反映できなくなるからである。記録材と電極部材との対向間隔が違っていると、記録材の部分ごとの除電効果がばらついて、記録材に除電ムラが形成されるからである。

また、除電ムラを放置したまま、特許文献３に示すように、全体的な放電電流に応じて電極部材に印加される除電電圧を調整すると、記録材と電極部材との対向距離が短い部分では放電電流が集中して除電過剰となる。そして、対向間隔が極端に短くなると、記録材と電極部材との間で大気の絶縁破壊を伴うスパイク状の放電が生じてスポット状の除電ムラを生じたり、電極部材の電位が大きく変動して、帯状の除電ムラが生じたりする。

また、逆に対向間隔が極端に長い部分では、放電電流がほとんど流れなくなって除電不足となり、感光ドラムへの電気的な吸着が強まって、さらに対向間隔が長くなる。これにより、記録材の分離不良を生じたり、搬送面からの記録材の浮き上がりが増して記録材のジャムを生じたりする可能性が出てくる。

そこで、特許文献４に示されるように、電極部材の先端高さを変化させて、記録材と電極部材との対向距離を転写部の長手方向で一定に揃えることが提案された。

しかし、転写部の長手方向に記録材が真っ直ぐに傾いていれば、電極部材を転写部の長手方向に傾斜させて対処できるが、転写部の長手方向にカールしている場合には対処できない。

そもそも、記録材ごとに少しずつ異なる傾きやカール量にそれぞれ追従させて電極部材を精度高く傾斜させることは困難である。画像形成のプロセススピードが高まって記録材の搬送速度が高まるとさらに困難である。予測的に突出させた電極部材に、記録材が異常接近してスパイク状の放電が多発したり、記録材が接触してトナー像が乱れたり記録材がジャムしたりする可能性も出てくる。

そこで、実施例４では、転写部から突き出した記録材上の個別の位置に対向するように、複数の電極部材が転写部に沿って配置され、複数の電極部材に対して個別に除電電圧が自動設定される。放電電流が規定の放電電流範囲に達しない場合は、電極部材と記録材との対向間隔が長いと判断し、規定の放電電流範囲を越えている場合は、電極部材と記録材との対向間隔が短いと判断する。

そして、記録材との対向間隔が短い個別位置では、電極部材に印加される除電電圧を低下させ、放電電流を減少させて過剰な除電とならないようにするとともに、スパイク状の放電発生を防止する。一方、記録材との対向間隔が長い個別位置では、電極部材に印加される除電電圧を上昇させ、放電電流を増大させて必要な除電レベルを確保する。記録材と電極部材との対向間隔が部分ごとにばらついていても、個別の電極部材を通じた放電電流を規定の放電電流範囲に修正する。複数の電極部材における個別の放電電流の差が小さくなる方向に、複数の電極部材における個別の除電電圧を変化させる。これにより、転写部の長手方向に沿った記録材の除電ムラを抑制して、像担持体から記録材を安定して分離できるようにする。

このため、転写部の長手方向に沿った記録材の各部分における放電密度の差が減って、記録材の除電ムラが軽減される。記録材と複数の電極部材との対向間隔が個別位置ごとにばらついていても、転写部の長手方向に沿った記録材の除電ムラを抑制して、電極部材に記録材を接触させることなく、像担持体から記録材を安定して分離できる。

従って、感光体又は中間転写体上に形成されたトナー像が記録材に転写された後に、分離不良や粒状性を悪化させることなく、記録材への放電や記録材の除電の影響により生じるノイズ画像を効果的に抑制できる。

また、電子写真方式を採用した画像形成装置において、感光体又は中間転写体に形成されたトナー像が記録材に転写された後に、記録材への放電や記録材の除電の影響により生じるノイズ画像を抑制できる。

また、転写部にて印加する転写電圧は、トナー像の記録材への転写に対して不要に高めに設定する必要が無いために、記録材が像担持体に巻き付く分離不良や、画像の粒状性悪化も抑制できる。

＜実施例５＞
転写部を通過する記録材は、Ａ３縦送りサイズ又はＡ４横送りサイズばかりとは限らない。葉書サイズ縦送りのように転写部の長手方向のごく一部しか記録材が通過しない場合もある。

このような場合、特許文献３に示すように、電極部材の全長に渡った放電電流に応じて電極部材に印加される除電電圧を一様に調整すると、除電電圧が不適正に設定されて、記録材の分離不良が発生する可能性が出てくる。電極部材の全長のごく一部しか記録材に対向していないため、検知した放電電流が記録材の帯電状態をうまく反映できなくなるからである。

そこで、実施例５では、転写部から突き出した記録材上の個別の位置に対向するように、複数の電極部材が転写部に沿って配置され、複数の電極部材に対して個別に除電電圧が自動設定される。制御部は、記録材のサイズと送り方向と送り基準（センター基準／縁基準の区別）とに応じて、転写部を通過した記録材が対向する範囲の電極部材を割り出す。そして、記録材が実際に対向する範囲の電極部材を通じた放電電流の検知結果に応じて、記録材が実際に対向する範囲の電極部材に印加する除電電圧を設定する。

これにより、複数の電極部材の一部だけが記録材に対向するようなサイズの記録材に画像形成を行う場合であっても、記録材を適正に除電して、像担持体から記録材を安定して分離できる。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である 二次転写部の構成の説明図である。 記録材が中間転写ベルト寄りを通過する場合の放電状態の説明図である。 記録材が二次転写ローラ寄りを通過する場合の放電状態の説明図である。 除電装置の構成の説明図である。 除電装置の制御のフローチャートである。 実施例１〜実施例３の除電針の説明図である。 実施例１〜実施例３の除電針による放電電流の説明図である。 比較例の除電針の説明図である。 比較例の除電針による放電電流の説明図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
７ 像担持体（中間転写ベルト）
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 一次転写ローラ
１２ 転写部材（二次転写ローラ）
３１ 電極部材（除電針）
３１ａ〜３１ｎ 複数の電極部材（除電針）
３２ａ〜３２ｎ 検知手段
Ｄ２ 転写電源
Ｄ３１ａ〜Ｄ３１ｎ 除電電源
Ｐ 記録材
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ トナー像形成手段（画像形成部）
Ｔ２ 転写部
１００ 画像形成装置
１１０ 制御手段（制御部）

Claims (4)

1. 像担持体と、
   トナー像を形成して前記像担持体に担持させるトナー像形成手段と、
   前記像担持体に圧接して電圧が印加されることにより前記像担持体のトナー像を記録材へ転写する転写部を形成する転写部材と、を備えた画像形成装置において、
   前記転写部でトナー像が転写された記録材を除電するために、前記転写部の長手方向に配置された複数の電極部材と、
   複数の前記電極部材に電圧を印加する除電電源と、
   それぞれの前記電極部材の電流を検知する検知手段と、
   前記検知手段の出力に応じて前記除電電源を制御して、複数の前記電極部材における前記電圧を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電電源は、複数の前記電極部材に対して個別の前記電圧を定電圧にて出力し、
   前記検知手段は、記録材が前記転写部を通過する過程で、複数の前記電極部材における個別の放電電流を検知し、
   前記制御手段は、前記検知手段が検知した個別の放電電流に応じて、後続する記録材で複数の前記電極部材に印加される個別の前記除電電圧を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、記録材が前記転写部を通過する過程で前記放電電流がパルス状に変化した前記電極部材について、後続する記録材で印加される前記除電電圧を変更することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、複数の前記電極部材における個別の前記放電電流の差が小さくなる方向に、複数の前記電極部材における個別の前記除電電圧を変化させることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。

Images