JP2016029439A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの帯電状態に左右されることなく、シートに良好な転写画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】転写ニップＮ（転写手段）のシート搬送方向上流でシートＳを案内し、シートＳの画像が転写される転写面に接触する転写ガイド３６と、転写ガイド３６の電位を所定値以下に保持する電位保持素子３９（電位保持手段）と、転写ガイドの電位を検知する電位検知手段４０と、電位検知手段４０の検知電位に基づいて転写ガイド３６を接地させる制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、転写ローラのシート搬送方向上流にガイドを配置し、該ガイドがシートを転写ローラへと案内するものが知られている。この種の画像形成装置の一例として、図９に示す画像形成装置３００は、転写ニップを形成する感光体３３１及び転写ローラ３３５と、シートＳの搬送タイミングを調整するレジストレーションローラ３２９と、該レジストレーションローラ３２９と上記転写ニップとの間に配置された転写ガイド３３６，３３７と、を備えている。転写ガイド３３６は、導電体である導電体ガイド３３６ａ，３３６ｃと、これら導電体ガイド３３６ａ，３３６ｃの間に挟まれた絶縁体である絶縁体ガイド３３６ｂと、を有している。

導電体ガイド３３６ｃは、感光体３３１上のトナーが静電的に吸着しないように、素子３３８によってトナーと同極性の電位を保持するように構成されている。また、導電体ガイド３３６ａは、転写ローラ３３５の電位がシートＳを伝って該導電体ガイド３３６ａに逃げないように、一定の電圧に導電体ガイド３３６ａを保持する自己保持電圧素子３３９に接続されている。転写ローラの電位がシートを介して導電体ガイド３３６ａに流れてしまうと、転写電荷が減少して転写不良となってしまう。特に、夏場の高湿度環境においては、シートＳが水分を吸って低抵抗化するため、シートの画像が転写される面と対向するガイドを自己保持電圧素子に接続する記録媒体ガイド機構が提案されている（特許文献１参照）。

また、従来、画像の転写が終了したシートを感光体から分離するために、シート後端の電荷を除電する除電針を備えた画像形成装置においては、特にシートが吸湿して低抵抗化した場合に、未定着部分の電荷が除電されてしまって、未定着のトナーが飛散してしまうことがあった。そこで、転写ローラによってシートに印加する転写バイアスの大きさに基づいて、除電針がシートに印加する除電バイアスの大きさも変化させる画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０００−２２６１３７号公報 特開２０００−６６５３６号公報

上記特許文献１記載のものは、夏場の高湿度の環境でシートを介してガイドに転写ローラの電位が流出しないようにするために、転写ローラとガイドの電位差を生じさせないようガイドの保持電位を高めに設定している。しかしながら、冬場の低湿度の環境下では、シートは夏場に比べて高抵抗化し、ガイドとシートとの電位差によって、シートの表面が不要に帯電されてしまう。また、ガイドとシートとの摩擦帯電現象によって、シートの表面が不要に帯電することがある。これによって、シートにトナー像が転写される際に、所定の転写地点にトナーが転写できず、トナーが飛散して転写不良となるという問題があった。

また、上記特許文献２記載のものは、転写バイアスと除電バイアスを調整することで良好な転写画像を得ることを目的としているが、冬場のシートの帯電電位は、通常の転写又は除電バイアスの大きさよりも大きくなることがあり、シートの除電がしきれずにトナーが飛散してしまう虞があった。

そこで、本発明は、簡単な構成で転写ガイドの電位を検知し、その検知結果に基づいてガイドを接地し、もって上述の課題を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置において、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する転写手段と、前記像担持体に前記転写手段が当接する転写領域のシート搬送方向上流でシートを案内し、シートの画像が転写される転写面に接触する転写ガイドと、前記転写ガイドの電位を所定値以下に保持する電位保持手段と、前記転写ガイドの電位を検知する電位検知手段と、前記電位検知手段の検知電位に基づいて前記転写ガイドを接地させる制御部と、を備えた、ことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、転写ガイドに所定値以上の電位が印加されると、転写ガイドを接地させるので、シートの帯電状態に左右されることなく、シートに良好な転写画像を形成することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す全体断面図。 本発明の実施形態に係る画像形成部を示す模式図。 本発明の実施形態に係る電位保持素子の具体例を示す図であって、（ａ）はツェナーダイオードを適用した図、（ｂ）はバリスタを適用した図。 本発明の実施形態に係る第１プレートに接続された回路を示す図であって、（ａ）はその回路の全体図、（ｂ）は電位検知手段の詳細図。 本発明の実施形態に係るスイッチの制御を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る電位検知手段の変形例を示す図であって、（ａ）は第１プレートに接続された回路の全体図、（ｂ）は電位検知手段の詳細図。 本発明の実施形態に係る電位検知手段の変形例を示す図であって、（ａ）は第１プレートに接続された回路の全体図、（ｂ）は電位検知手段の詳細図。 本発明の実施形態に係る電位検知手段の変形例を示す図であって、（ａ）は第１プレートに接続された回路の全体図、（ｂ）は電位検知手段の詳細図。 従来の画像形成部を示す模式図。

以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれら複合機器等、トナー像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。以下においては、画像形成装置として電子写真方式の複写機（以下、単に「複写機」という）を用いて説明する。

まず、本発明の実施形態に係る複写機１の全体構造について、図１を参照しながら説明する。なお、以下においては、ユーザが複写機１に対して各種入力／設定を行う不図示の操作パネルに臨む手前側を複写機１の「正面側」といい、奥側を「背面側」という。つまり、図１は、正面側から見た複写機１の内部構成を示した断面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る複写機１は、シートＳを給送するシート給送部２と、シートＳに画像を形成する画像形成手段としての画像形成部３と、シートＳに画像を定着させる定着部４と、画像が定着されたシートＳを排出する排出部５と、原稿の画像を読み取り可能な画像読取部６と、制御部７と、を備えている。

シート給送部２は、複写機１の下方に設けられており、シートＳを積載する積載トレイ２１と、積載トレイ２１に積載されたシートＳをピックアップするピックアップローラ２２と、ピックアップされたシートＳを分離給送する分離給送部２３と、を備えている。分離給送部２３のシート搬送方向下流には、シート搬送路２４に沿ってシートを搬送する複数の搬送ローラ２５が配置されている。なお、本実施形態においては、シート給送部２は、複写機１の側方からシートＳを手差し給送可能な手差し給送部２６を備えている。手差し給送部２６は、シートＳを積載する手差しトレイ２７と、手差しトレイ２７に積載されたシートＳを分離給送する分離給送部２８と、を備えている。

画像形成部３は、シート給送部２の上方に設けられており、トナー像が形成される感光体ドラム３１（像担持体）と、感光体ドラム３１の表面を一様に帯電する帯電ローラ３２と、レーザ光を照射して感光体ドラム３１に静電潜像を形成するレーザ照射装置３３と、感光体ドラム３１上の静電潜像をトナー像として可視化する現像装置３４と、感光体ドラム３１に当接して転写ニップＮ（転写領域）を形成する転写ローラ３５（転写手段）と、を備えている。定着部４は、画像形成部３のシート搬送方向下流（以下、単に「下流」という。また、シート搬送方向上流を「上流」という）のシート搬送路２４に設けられており、加熱ローラ４１と、加圧ローラ４２と、を備えている。

排出部５は、定着部４の下流側に設けられており、シートＳを装置本体の内部から排出する排出ローラ対５１と、排出されたシートＳを積載する排出トレイ５２と、を備えている。画像読取部６は、複写機１の上方に設けられており、原稿を載置する原稿載置部６１と、原稿載置部６１に載置された原稿の画像情報を読み取る読取スキャナ６２と、を備えている。

次に、上述のように構成された複写機１の制御部７による画像形成ジョブについて説明する。画像形成ジョブが開始されると、不図示のパソコン又は読取スキャナ６２から送信された原稿等の画像情報（画像情報信号）に応じて、レーザ照射装置３３が感光体ドラム３１の表面にレーザ光を照射する。これにより、帯電ローラ３２によって所定の極性電位に一様に帯電されている感光体ドラム３１の表面が露光され、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム３１に形成された静電潜像を現像装置３４が現像し、トナー像として可視化される。

上述のトナー像の形成動作に並行して、シート給送部２から１枚ずつ分離給送されたシートＳは、搬送ローラ２５により該搬送ローラ２５の下流側のシート搬送路２４に設けられたレジストレーションローラ２９に搬送され、該レジストレーションローラ２９で斜行が補正される。斜行が補正されたシートＳは、その後、所定のタイミングで転写ニップＮに搬送され、転写ローラ３５によってトナー像の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されることで、可視化されたトナー像がシートＳに転写される。

トナー像が転写されたシートＳは、転写ニップＮから定着部４に搬送され、加熱ローラ４１及び加圧ローラ４２によって熱及び圧力を受けることでシートＳ上のトナーが溶融されて、該シートＳ上に画像として定着される。その後、画像が定着されたシートＳは、排出ローラ対５１によって排出トレイ５２に排出され、画像形成ジョブが終了する。

次に、画像形成部３の構成について、より詳しく説明する。画像形成部３は、図２に示すように、転写ニップＮの下流でシートＳを案内し、該シートＳの画像が転写される転写面に接触する転写ガイド３６と、シートの転写面と反対面に対向するガイド３７と、を備えている。ガイド３７は、導電体の金属等で構成され、複写機１のフレームに接地されている。転写ガイド３６は、金属等の導電体から構成される第１プレート３６ａ（転写ガイド）及び第２プレート３６ｂと、絶縁体から構成され、かつこれら第１プレート３６ａ及び第２プレート３６ｂに挟まれた第３プレート３６ｃと、を有する。

第２プレート３６ｂは、抵抗値が電圧によって変化する電位保持素子３８を介して接地されており、固有の保持電位が保たれている。該保持電位は、感光体ドラム３１上のトナーと同極性に設定されているため、感光体ドラム３１上のトナーが第２プレート３６ｂに静電的に吸着しないように構成されており、トナーの飛散が防止されている。また、第２プレート３６ｂと第１プレート３６ａとの間には絶縁体である第３プレート３６ｃが配置されているので、第２プレート３６ｂと第１プレート３６ａとの間で電荷が移動することはほとんどない。

第１プレート３６ａは、電位保持素子３９及び電位検知手段４０を介して、接地されており、電位保持素子３９（電位保持手段）によって、所定値以下の電位が保持されている。該所定値は、転写ローラ３５が印加する転写バイアスよりも低く、かつ電位保持素子３８の設定電位よりも高く設定されている。電位保持素子３９は、例えば、図３（ａ）に示すツェナーダイオードや、図３（ｂ）に示すバリスタ等から構成される。また、上記電位保持素子３８も、同様にしてツェナーダイオード又はバリスタから構成してもよい。電位検知手段４０は、図４に示すように、コンデンサ８１と、チョッパ方式のスイッチング電源８２と、を有しており、第１プレート３６ａの電位を検知することで、間接的にシートＳの表面（転写面）が電位保持素子３９が規定する所定値よりも大きい電位を保持したことを検知できる。

第１プレート３６ａと電位保持素子３９を接続する回路の間には、スイッチ８３（切換え手段）が配置されており、該スイッチ８３は、第１プレート３６ａを、電位保持素子３９と接地とに択一的に接続させる。電位検知手段４０に所定の電流が流れると、スイッチ８３が移動して、第１プレート３６ａが、電位保持素子３９及び電位検知手段４０を介さずに、直接接地されるように回路が切換わるように構成されている。該スイッチ８３は、トグルスイッチやリレースイッチ等、様々なスイッチを適用してもよく、通常、電位保持素子３９側に接続するように構成されている。

本実施の形態は、以上のような構成からなるので、シートＳがレジストレーションローラ２９によって搬送されると、該シートＳの転写面が転写ガイド３６の第１プレート３６ａに当接する。そして、転写ガイド３６及びガイド３７に案内されたシートＳは、転写ニップＮにおいて、転写ローラ３５から所定の転写バイアスが印加されて、感光体ドラム３１上に形成されたトナー像が順次転写される。

シートＳの転写面が第１プレート３６ａに当接する際の、制御部７によるスイッチ８３の制御について、図５に示すフローチャートに沿って、詳しく説明する。転写ガイド３６の第１プレート３６ａにシートＳが接触すると、該第１プレート３６ａが帯電する（ステップＳ１，Ｓ２）。この時、第１プレート３６ａは、電位保持素子３９によって所定値以下の電位が保持されているが、転写ローラ３５との電位差によって該転写ローラ３５の電位がシートＳを介して流出するほどの電位差とならないように、第１プレート３６ａの電位が設定されている。これにより、例えば夏場の高湿度下の環境では、シートＳが吸湿して低抵抗化するが、転写ローラ３５の電位がシートＳを介して第１プレート３６ａに流出せず、シートＳに良好な転写画像を形成することができる。

例えば、冬場の低湿度下の環境では、シートＳは比較的乾燥して高抵抗化するが、第１プレート３６ａは、電位保持素子３９によって所定値以下の電位が保持されており、該所定値は、シートＳの転写面に該第１プレート３６ａの電位が流れて転写ニップＮでの転写時に転写画像に影響が出ない程度に小さな値に設定されている。これにより、シートＳに良好な転写画像を形成することができる。このように、第１プレート３６ａの電位が所定値以下の場合、電位保持素子３９の下流に電流は流れず（ステップＳ３，Ｓ４）、電位検知手段４０に電流が流れず、スイッチ８３によって回路が切換わることはない（ステップＳ５）。

そして、特に低湿度下の環境では、第１プレート３６ａとシートＳとの間の摩擦帯電現象や、転写ローラ３５の放電により、シートＳの表面（転写面）に電位保持素子３９が規定する所定値よりも大きい電位を保持することがある。この場合、電位保持素子３９の下流に電流が流れるため、シートＳから、第１プレート３６ａ及び電位保持素子３９を介して、電位検知手段４０へと電流が流れる（ステップＳ３，Ｓ６）。該電位検知手段４０内では、入力された電流がコンデンサ８１に流れ込み、該コンデンサ８１が電荷を蓄える。該コンデンサ８１の静電容量の溜まり具合をスイッチング電源８２で検知し（ステップＳ７）、制御部７が、シートＳが上記所定値よりも大きい電位を保持していると判断すると、スイッチ８３が移動する（ステップＳ８）。すなわち、制御部７は、電位検知手段４０の検知電位に基づいて、第１プレート３６ａを接地させる。これにより、第１プレート３６ａが直接接地され、シートＳの電位が低下し（ステップＳ９）、シートＳの転写面と転写ローラ３５との間で十分の電位差を生じさせることができ、転写ニップＮにおいてシートＳに良好な転写画像を形成することができる。シートＳの後端が第１プレート３６ａの下流端を通過すると、スイッチ８３が移動し、スイッチ８３が電位保持素子３９側に接続される（ステップＳ１０）。なお、スイッチ８３が電位保持素子３９側に戻るタイミングは、次のシートが画像形成部３に搬送されるまでであればいつでもよい。

なお、図４に示す電位検知手段４０に代えて、図６に示すように、ネオン管８７と、フォトダイオード８８と、を有する電位測定手段８６を配置してもよい。上記所定値よりも大きい電位をシートＳが保持することで、第１プレート３６ａからネオン管８７に電流が流れ、ネオン管８７が発光する。該発光をフォトダイオード８８が検知すると、制御部７は、スイッチ８３を移動し、第１プレート３６ａが直接接地される。

また、図４に示す電位検知手段４０に代えて、図７に示すように、発光ダイオード９０と、整流ダイオード９１と、フォトダイオード９２と、を有する電位測定手段８９を配置してもよい。上記所定値よりも大きい電位をシートＳが保持することで、第１プレート３６ａから発光ダイオード９０に電流が流れ、発光ダイオード９０が発光する。該発光をフォトダイオード９２が検知すると、制御部７は、スイッチ８３を移動し、第１プレート３６ａが直接接地される。整流ダイオード９１は、発光ダイオード９０よりも回路の上流側に配置され、該発光ダイオード９０の素子破壊を防止する。

また、図４に示す電位検知手段４０に代えて、図８に示すように、磁気センサ９４を有する電位測定手段９３を配置してもよい。上記所定値よりも大きい電位をシートＳが保持することで、第１プレート３６ａから電位測定手段９３に電流が流れ、該電位測定手段９３の回路近傍の磁界が変化する。この磁界の変化を磁気センサ９４が検知すると、制御部７は、スイッチ８３を移動し、第１プレート３６ａが直接接地される。

なお、上記実施形態では、一つの感光体によってモノクロの画像を形成する画像形成装置を用いて説明したが、複数の感光体と中間転写ベルトを有するカラーの画像形成装置に本発明を適用してもよい。

７：制御部、３１：感光体ドラム（像担持体）、３５：転写ローラ（転写手段）、３６：転写ガイド、３９：電位保持素子（電位保持手段）、４０：電位検知手段、８３：スイッチ（切換え手段）、Ｎ：転写ニップ（転写領域）

Claims (8)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する転写手段と、
   前記像担持体に前記転写手段が当接する転写領域のシート搬送方向上流でシートを案内し、シートの画像が転写される転写面に接触する転写ガイドと、
   前記転写ガイドの電位を所定値以下に保持する電位保持手段と、
   前記転写ガイドの電位を検知する電位検知手段と、
   前記電位検知手段の検知電位に基づいて前記転写ガイドを接地させる制御部と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写ガイドと前記電位保持手段との間に配置され、前記転写ガイドを、前記電位保持手段と接地とに択一的に接続させる切換え手段を備え、
   前記制御部は、前記切換え手段を制御する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電位検知手段は、前記転写ガイドに前記電位保持手段を介して接続されてなる、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記電位検知手段は、コンデンサを有し、所定値よりも大きい電位が印加されることで、前記コンデンサに流れる電流を検知する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記電位検知手段は、ネオン管及びフォトダイオードを有し、所定値よりも大きい電位をシートが保持することで、前記ネオン管が発光し、該発光を前記フォトダイオードが検知する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記電位検知手段は、発光ダイオード及びフォトダイオードを有し、所定値よりも大きい電位をシートが保持することで、前記発光ダイオードが発光し、該発光を前記フォトダイオードが検知する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記電位検知手段は、磁気センサを有し、所定値よりも大きい電位をシートが保持することで、前記磁気センサが磁界の変化を検知する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記電位保持手段は、バリスタ又はツェナーダイオードからなる、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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