JP2017124922A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙に対して除電を行う際の除電むらを低減させる。【解決手段】帯電ユニット２００は、画像形成装置１００の排紙側の側面部に取り付けられ、帯電ローラー対２１０および離間部材２３０，２３２を備える。帯電ローラー対２１０は、導電性のゴムローラー等からなり、対向して配置されたローラー２１２，２１４を有する。離間部材２３０，２３２は、絶縁材料からなり、各ローラー２１２，２１４の両端部のそれぞれに取り付けられる。離間部材２３０，２３２により形成されるローラー２１２，２１４の間隔Ｗは、画像形成装置１００で使用される種々の用紙Ｐを確実に搬送するために、画像を印刷する用紙のうち最も薄い紙厚未満に選定される。制御部は、通紙時に、電源部１１０により帯電ローラー対２１０を介して用紙Ｐに電流を印加して除電処理を行う。非通紙時に、帯電ローラー対２１０への電流の印加を停止する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式を採用したプリンタ、複写機等の画像形成装置が広く利用されている。一般的な画像形成装置では、感光体に担持させた潜像を現像装置によりトナー像に現像し、現像したトナー像を中間転写体を介して用紙に転写し、その後、転写させたトナー像を定着装置により用紙に定着させて排紙トレイ上に排紙する、という一連のプロセスにより画像形成処理を行っている。

ところで、上述した画像形成装置において、両面印刷を行う場合には、ｎ（以下において、ｎは正の整数）枚目の用紙の表面側と、（ｎ＋１）枚目の用紙の裏面側とが逆電荷となってしまい、排紙トレイ上に積載される用紙同士が貼り付いてしまうという問題がある。

図１７（Ａ）〜図１７（Ｅ）は、用紙同士が貼り付く際の原理を説明するための図である。図１７（Ａ）に示すように、用紙Ｐの第１の面Ｐａにトナーが転写されると、トナーはマイナスに帯電しているので、用紙Ｐの第１の面Ｐａ側がプラスに帯電する。第１の面Ｐａへの転写が終了すると、図１７（Ｂ）に示すように、定着処理が行われる。続けて、図１７（Ｃ）に示すように、第１の面Ｐａとは反対側の第２の面Ｐｂにトナーが転写されると、用紙Ｐ内の電荷が誘起され、プラスの電荷が第２の面Ｐｂ側に移動する一方で、マイナスの電荷が第１の面Ｐａ側に移動する。第２の面Ｐｂへの転写が終了すると、図１７（Ｄ）に示すように、定着処理が行われた後、排紙トレイ上に排出される。排紙トレイ上では、図１７（Ｅ）に示すように、両面印刷が終了した用紙Ｐ１，Ｐ２…が順に積載されていく。ところが、上側の用紙Ｐ２の第１の面Ｐａのプラスの電荷に下側の用紙Ｐ１のマイナスの電荷が誘起されて静電気力（図中囲み線）が発生し、その結果、用紙同士が貼り付いてしまう。

このような問題を解決するために、従来では、転写部の用紙搬送方向の下流側に帯電ユニットを設け、ローラー対により用紙を挟持した状態で搬送しつつ、ＤＣ電圧（ＡＣ電圧）を印加することで、用紙同士の対向する面（表裏面）側の電荷が同極性となるように電荷を供給している。特許文献１には、排紙搬送ローラーおよび排紙アイドラローラーのいずれかを非絶縁化材料によって形成することにより、摩擦によって帯電している転写紙の帯電量を減少させながら排紙トレイに排出させる画像形成装置が記載されている。

特開平１１−２５８８８１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載される画像形成装置等では、以下のような問題がある。すなわち、用紙のサイズや紙厚、通紙中の振動、ローラー硬度、ローラーを支持するばねの押圧力等によって上下の帯電ローラーの接触状態が変動してしまう場合がある。この場合、用紙に流れる電流が変動し、これに伴って、用紙に与えられる電荷の量も変動する。その結果、用紙表面の電荷の分布にむらが発生し、用紙間の貼り付き力にばらつきが生じてしまうという問題がある。

図１８は、除電時において用紙Ｐに流れる電流が変動する場合の一例を説明するための図である。なお、図１８において、帯電ローラー対の接触状態および非接触状態はスイッチＳＷのオン／オフで表している。図１８に示すように、帯電ローラー対の非接触時はスイッチＳＷがオフとなり、用紙に印加される電流ｉ_１は「ｉ_１＝ｉ」となる。一方、帯電ローラー対の接触時はスイッチＳＷがオンとなり、用紙に印加される電流ｉ_１は「ｉ_１＝ｉ−ｉ_２」となる。このように、用紙に流れる電流ｉ_１は、接触抵抗Ｒ_２に依存するが、接触抵抗Ｒ_２は用紙や帯電ローラー対の特性によって変動するため、これに応じて用紙に流れる電流ｉ_１も変動する。したがって、通紙中の帯電ローラー対同士の接触により電流ｉ_１を安定させることが重要となる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するために、用紙に対して除電を行う際の除電むらを低減させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、用紙を搬送するローラー対と、前記ローラー対により搬送される用紙を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段による用紙への帯電時に前記ローラー対が接触しないように離間させる離間手段と、を備えるものである。

本発明によれば、離間手段を用いるので、用紙領域外での帯電ローラー対同士の接触を防止することができる。これにより、帯電ローラー対に流れる全ての電流を用紙に印加できるので、安定して電流を用紙に流すことができ、用紙の除電むらを低減させることができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る帯電ユニットの構成例を示す図である。 帯電ユニットの構成例を模式的に示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 用紙への帯電方法を説明するための図である。 用紙への帯電処理時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る帯電ユニットの構成例を示す図である。 帯電ユニットの構成例を模式的に示す図である。 帯電ユニットの動作例を説明するための図である。 用紙への帯電処理時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る帯電ユニットの構成例を示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 帯電ユニットの動作例を説明するための図である。 用紙への帯電処理時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る帯電ユニットにおける通紙および非通紙の判断基準を説明するための図である。 用紙への帯電処理時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 用紙同士の貼り付き原理を説明するための図である。 除電時において用紙Ｐに流れる電流が変動する場合の一例を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部９０に送り出す。

装置本体１０２は、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、給紙部２０と、レジストローラー対３２と、定着部４４と、自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duplex Unit：以下ＡＤＵという）とを有している。

操作表示部７０は、表示部と入力部とが組み合わされたタッチパネルと、タッチパネルの周辺部に設けられたスタートキーや決定キーを含む操作キーとを有している。操作表示部７０は、操作画面等を画面上に表示したり、操作画面でのタッチ操作や操作キーの操作により入力された用紙サイズ等に関する画像形成条件等を受け付けたりする。

画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿、または自動原稿搬送部８０により搬送された原稿を走査露光装置の光学系により走査露光し、走査した原稿の画像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサにより光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等が行われた後に、画像形成部１０に出力される。

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。この例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電器２Ｙ、露光部（光書込み部）３Ｙ、現像器４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電器２Ｍ、露光部３Ｍ、現像器４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電器２Ｃ、露光部３Ｃ、現像器４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電器２Ｋ、露光部３Ｋ、現像器４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ、一次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）や、ポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像器４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

中間転写ベルト８は、複数のローラーにより張架されると共に回動可能に支持されている。中間転写ベルト８の回動と併せて、一次転写ローラー７と感光体ドラム１とが回転し、一次転写ローラー７と感光体ドラム１との間に所定の電圧が印加されることで、感光体ドラム１に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（一次転写）。

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の用紙Ｐが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂから搬送ローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｐは、レジストローラー対３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

レジストローラー対３２は、ループローラー対３０の搬送による用紙Ｐの先端突き当てによりループを形成することで用紙Ｐの曲りを補正したり、用紙Ｐを挟持した状態で用紙搬送方向Ｄに直交する方向に揺動（移動）させることで用紙Ｐの片寄りを補正したりする。用紙Ｐの片寄り等0が補正された用紙Ｐは、所定のタイミングで二次転写部３４に搬送される。

二次転写部３４では、中間転写ベルト８上に転写されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色トナー像が、レジストローラー対３２から搬送されてくる用紙Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写された用紙Ｐは、用紙搬送方向Ｄの下流側の定着部４４に搬送される。定着部４４は、加圧ローラーと加熱ローラーとを有している。定着部４４は、二次転写部３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐの表面のトナー像を用紙Ｐに定着させる。

搬送路切替部４８は、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード等）に基づいて、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替える。片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、排紙ローラー４６により排紙トレイ１１２上に排出される。

また、両面印刷モードで、用紙Ｐの裏面側に画像を形成する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー６２等を介してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０のスイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー６６，６８等により表裏反転された状態でレジストローラー対３２に再給紙される。

帯電ユニット２００は、排紙トレイ１１２側における装置本体１０２の側面部に着脱可能に取り付けられている。帯電ユニット２００は、排紙ローラー４６により装置本体１０２から排出される用紙Ｐの除電を行う。除電処理が行われた用紙Ｐは、排紙トレイ１１２上に排出される。排紙トレイ１１２は、帯電ユニット２００側に取り付けても良いし、装置本体１０２側に取り付けても良い。

［帯電ユニット２００の構成例］
図２は、帯電ユニット２００の構成の一例を示している。図３は、帯電ユニット２００の構成の一例を模式的に示している。図２および図３に示すように、帯電ユニット２００は、帯電ローラー対２１０と、離間部材２３０，２３２とを備えている。

帯電ローラー対２１０は、トナー像が定着された用紙Ｐを挟持した状態で搬送すると共に用紙Ｐに電流を流すことで用紙Ｐの除電を行う。帯電ローラー対２１０は、対向して配置されたローラー２１２，２１４を有している。ローラー２１２，２１４は、例えば導電性のゴムローラー等からなる。ローラー２１２の回転軸２１３の一端部には、軸受け部２２０が設けられている。軸受け部２２０は、押圧ばね２４０を介して帯電手段の一例である電源部１１０（電圧印加部）に接続され、導通用軸受けとして機能する。ローラー２１４の回転軸２１５の一端部には、軸受け部２２２が設けられている。軸受け部２２２は、図示しないハウジングに固定され、接地用軸受けとして機能する。

離間部材２３０，２３２は、帯電ローラー対２１０を離間させるための部材であり、各ローラー２１２，２１４の軸方向の両端部のそれぞれに取り付けられている。離間部材２３０，２３２は、例えば樹脂等の絶縁材料からなり、一定の厚みおよび一定の幅を有している。離間部材２３０，２３２は、帯電ローラー対２１０の円周方向に沿うように巻き付けることで取り付けても良いし、筒状の部材を装着することで取り付けるようにしても良い。離間部材２３０，２３２により形成されるローラー２１２，２１４の間隔Ｗは、画像形成装置１００で使用される種々の用紙Ｐを確実に搬送するために、用紙のうち最も薄い紙厚未満に選定される。本例において間隔Ｗは、例えば０．１ｍｍである。

［帯電ユニット２００のブロック構成例］
図４は、帯電ユニット２００を含む画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、装置全体を制御するための制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ５２(Central Processing Unit)およびＲＯＭ５４(Read Only Memory)等を有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェア（プログラム）を実行することにより、画像形成装置１００の各部を制御し、帯電制御等を含む画像形成機能を実現する。

制御部５０には、用紙検知センサ２５０と、スイッチ２６０とがそれぞれ接続されている。用紙検知センサ２５０は、例えばフォトセンサから構成され、帯電ローラー対２１０よりも用紙搬送方向Ｄの上流側に設けられている。用紙検知センサ２５０は、通過する用紙Ｐの先端部や後端部を検知し、検知結果に基づくオン／オフを示す検出信号を制御部５０に供給する。

スイッチ２６０は、電源部１１０と帯電ローラー対２１０を構成するローラー２１２との間に設けられ、制御部５０から供給される制御信号に基づいてオン／オフし、電源部１１０と帯電ローラー対２１０との間を導通状態または非導通状態に切り替える。

制御部５０は、用紙Ｐの通紙時に、スイッチ２６０をオン状態として用紙Ｐに電流を印加する。例えば、制御部５０は、出力用紙１枚おきに電流を印加する。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、用紙Ｐに対する帯電処理を説明するための図である。図５（Ａ）に示すように、用紙Ｐの表面および裏面のそれぞれに、その面にある電荷と逆特性の電荷（破線で囲む電荷）を供給すると、図５（Ｂ）に示すように、用紙Ｐの表面および裏面とも逆特性とすることができる。これに対し、制御部５０は、用紙Ｐの非通紙時に、スイッチ２６０をオフ状態として用紙Ｐへの電流の印加を停止する。

［画像形成装置１００の動作例］
図６は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。制御部５０のＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェアを実行することにより、図６のフローチャートに示す処理を実現する。

図６に示すように、ステップＳ１００において、制御部５０は、画像形成装置１００の電源がオンされると、ジョブが送信されるまで待機する。なお、電源のオンには、装置本体１０２に設けられた電源スイッチをオンする場合の他に、スリープモード等の省エネモードからの復帰も含まれる。

ステップＳ１１０において、制御部５０は、ジョブをスタートさせるか否かを判断する。制御部５０は、例えば、コンピュータ等からジョブが送信されていないと判断した場合、ステップＳ１００に戻り、ジョブが送信されるまで待機する。一方、制御部５０は、コンピュータからジョブが送信されたと判断した場合、ジョブをスタートするため、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０において、制御部５０は、給紙部２０から指定された用紙Ｐを取り出し、取り出した用紙Ｐを複数の搬送ローラーを回転駆動することで搬送する。給紙部２０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラー対３２により用紙Ｐの曲がりや片寄り補正等が行われた後、二次転写部３４に搬送される。ステップＳ１２０が終了すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０において、制御部５０は、画像形成部１０等を制御して用紙Ｐの表面側に所定のトナー像を転写し、その後、定着部４４を制御して用紙Ｐに転写されたトナー像を定着処理する。定着処理された用紙Ｐは、排紙ローラー４６等によって帯電ユニット２００に搬送される。ステップＳ１３０が終了すると、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、用紙検知センサ２５０は、排紙ローラー４６等により搬送される用紙Ｐの先端部を検知する。用紙検知センサ２５０は、用紙Ｐの先端部を検知したら、用紙検知を示す検知信号を制御部５０に供給する。ステップＳ１４０が終了したら、ステップＳ１５０を進む。

ステップＳ１５０において、制御部５０は、用紙検知センサ２５０から用紙検知を示す検知信号に基づいて、用紙Ｐの帯電ローラー対２１０への突入タイミング（時間）を推定する。また、制御部５０は、推定した突入タイミング等から搬送ローラーを駆動するためのモータのステップ数（パルス数）等を算出する。ステップＳ１５０が終了したら、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０において、制御部５０は、用紙サイズから用紙Ｐの後端部が帯電ローラー対２１０を抜ける通過タイミングを推定する。用紙サイズは、ジョブに含まれる画像形成条件から取得することもできるし、操作表示部７０で受け付けられた入力情報に基づいて取得するようにしても良い。なお、用紙Ｐの後端部の通過の検知は、上述した用紙検知センサ２５０の検知結果から取得することもできる。ステップＳ１６０が終了したら、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した突入タイミングが経過したら（算出したパルス数をカウントしたら）、スイッチ２６０をオン状態として帯電ローラー対２１０に電流を印加する。つまり、制御部５０は、用紙Ｐが帯電ローラー対２１０を通紙している間、用紙Ｐに電流が印加されるように制御する。これにより、用紙Ｐに一定の電荷が帯電される。ステップＳ１７０が終了したら、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した通過タイミングが経過したら（算出したパルス数をカウントしたら）、スイッチ２６０をオフして帯電ローラー対２１０への電流の印加を停止させる。つまり、制御部５０は、用紙Ｐが帯電ローラー対２１０を通過した後に、帯電ローラー対２１０に電荷が蓄積しないように制御する。本例では、このような処理を繰り返し実行する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、離間部材２３０，２３２により帯電ローラー対２１０間に間隔Ｗを設けるので、用紙Ｐが帯電ローラー対２１０を通過する際における用紙領域外での帯電ローラー対２１０同士の接触を防止することができる。これにより、帯電ローラー対２１０に流れる全ての電流を用紙Ｐに印加できるので、用紙Ｐに印加する電流のばらつきを抑制することができる。その結果、安定して電流を用紙Ｐに流すことができ、用紙Ｐの除電むらを低減させることができる。

また、第１の実施の形態によれば、通紙時のみに帯電ローラー対２１０に電流を印加するので、非通紙時において多量の電荷が用紙Ｐに蓄積され、用紙突入時に多量の電荷が流れてしまうことを防止できる。これにより、用紙Ｐの除電むらを防止することができる。

＜第１の実施の形態の変形例＞
第１の実施の形態の変形例では、非通紙中において、帯電ローラー対２１０への電流の印加を停止させるのではなく、電流を印加している帯電ローラー対２１０をアースする点において、上記第１の実施の形態と相違している。なお、その他の画像形成装置１００の構成や動作は、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［帯電ユニット２００の構成例］
図７は、第１の実施の形態の変形例に係る帯電ユニット２００の構成の一例を示している。図７に示すように、帯電ユニット２００は、帯電ローラー対２１０と、離間機構３３０とを備えている。離間機構３３０は、上述した離間部材２３０，２３２に加えて、駆動部の一例であるソレノイド３３２、アース部材３３４および支点軸３３６を有している。

ソレノイド３３２は、鉄心を有し、電流の印加により磁界を発生させることで鉄心を直線的に可動させる。アース部材３３４は、導電性材料からなり、細長の板状部材から構成されている。アース部材３３４の一端部はソレノイド３３２の鉄芯に取り付けられ、アース部材３３４の他端部はローラー２１２の回転軸２１３に接触可能に設けられている。アース部材３３４の略中央部には、支点軸３３６の一端部が取り付けられている。支点軸３３６の他端部は、図示しないハウジングに固定されている。支点軸３３６は、アース部材３３４と同様に、導電性材料からなる。このような構成により、ソレノイド３３２の駆動に伴い、アース部材３３４が支点軸３３６を支点として回動する。

［画像形成装置１００のブロック構成例］
図８は、画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、画像形成装置１００は、装置全体を制御するための制御部５０を備えている。制御部５０には、ソレノイド３３２と、用紙検知センサ２５０とがそれぞれ接続されている。ソレノイド３３２および用紙検知センサ２５０は、帯電ユニット２００を構成している。

ソレノイド３３２は、制御部５０から供給される駆動信号に基づいて鉄芯を直線運動させる。用紙検知センサ２５０は、例えばフォトセンサから構成され、帯電ローラー対２１０よりも用紙搬送方向Ｄの上流側に設けられている。用紙検知センサ２５０は、通過する用紙Ｐの先端部や後端部を検出し、検知結果に基づくオン／オフを示す検出信号を制御部５０に供給する。なお、制御部５０は、上述した各構成以外にも、画像形成部１０や給紙部２０、二次転写部３４、定着部４４等の各動作を制御する。

［離間機構３３０の動作例］
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、離間機構３３０の動作の一例を示している。図９（Ａ）に示すように、制御部５０は、通紙中の場合、ソレノイド３３２を制御してアース部材３３４の一端部３３４ａを下方に移動させる。これにより、アース部材３３４が中央部の支点軸３３６を支点として矢印方向に回動して離間位置（第２の位置）に移動し、アース部材３３４の他端部３３４ｂがローラー２１２の回転軸２１３から離間した状態とされる。つまり、用紙Ｐの通紙中は、用紙Ｐにのみ電流を印加するため、ローラー２１２がアースされていない状態となる。

これに対し、図９（Ｂ）に示すように、制御部５０は、非通紙中の場合、ソレノイド３３２を制御してアース部材３３４の一端部３３４ａを上方に移動させる。これにより、アース部材３３４が中央部の支点軸３３６を支点として矢印方向に回動して接触位置（第１の位置）に移動し、アース部材３３４の他端部３３４ｂがローラー２１２の回転軸２１３に接触した状態とされる。つまり、非通紙中は、帯電ローラー対２１０に電荷が蓄積されないようにするために、電流が印加されているローラー２１２がアースされた状態となる。

［画像形成装置１００の動作例］
図１０は、第１の実施の形態の変形例に係る画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。制御部５０のＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェアを実行することにより、図１０のフローチャートに示す処理を実現する。なお、ステップＳ２００〜Ｓ２６０までの処理は、上述した第１の実施の形態の図６のステップＳ１００〜Ｓ１６０までの処理と同様であるため、共通する内容については説明を省略する。

ステップＳ２７０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した突入タイミングが経過したら、ソレノイド３３２をオンして帯電ローラー対２１０のローラー２１２を非アース状態とする（図９（Ａ）参照）。帯電ローラー対２１０には、電源部１１０により電流が印加される。これにより、帯電ローラー対２１０が離間部材２３０，２３２により離間した状態となっているので、用紙Ｐにのみ一定の電荷が帯電される。ステップＳ２７０が終了したら、ステップＳ２８０に進む。

ステップＳ２８０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した通過タイミングが経過したら、ソレノイド３３２をオフして帯電ローラー対２１０のローラー２１２をアースする（図９（Ｂ）参照）。本実施の形態では、このような処理が繰り返し実行される。なお、本例では、例えばジョブの開始に伴い、電源部１１０からの電流を帯電ローラー対２１０に印加するものとする。

以上説明したように、第１の実施の形態の変形例によれば、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。具体的には、非通紙時は、帯電ローラー対２１０をアース部材３３４によりアースするので、電源部１１０の電流の印加により用紙Ｐに多量の電荷が蓄積されて用紙突入時に用紙Ｐに多量の電荷が流れてしまうことを防止できる。また、帯電ローラー対２１０に流れる全ての電流を、用紙Ｐに印加することができる。これらにより、用紙Ｐに流れる電流を安定させることができるので、用紙Ｐの除電むらを効果的に防止することができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、通紙時における帯電ローラー対２１０の離間手段として、離間部材２３０，２３２ではなく、カム機構を採用している点において上記第１の実施の形態と相違している。なお、その他の画像形成装置１００の構成や動作は、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［帯電ユニット２００の構成例］
図１１は、第２の実施の形態に係る帯電ユニット２００の構成の一例を示している。図１１に示すように、帯電ユニット２００は、帯電ローラー対２１０と、離間機構４３０とを備えている。離間機構４３０は、カム４３２と、離間部材４３４と、支点軸４３６とを有している。カム４３２は、円板カムであって、図示しないカム駆動モータ（図１２参照）にギア等を介して接続されている。なお、離間機構４３０は、移動機構および離間手段の一例である。

離間部材４３４は、例えば導電性材料からなり、細長の平板部材から構成されている。離間部材４３４の長手方向は、ローラー２１２の回転軸２１３に直交するように延在している。離間部材４３４の一端部には受け部４３５が取り付けられ、受け部４３５の平面部にはカム４３２の周面が当接している。離間部材４３４の他端部は、ローラー２１２の回転軸２１３の下面側に回転軸２１３を押圧可能に設けられている。

支点軸４３６は、例えば導電性材料からなり、帯電ローラー対２１０の軸方向と略平行に延在している。支点軸４３６の一端部は、離間部材４３４の略中央部を回動可能に支持している。支点軸４３６の他端部は、図示しないハウジングに固定されている。

［帯電ユニット２００のブロック構成例］
図１２は、帯電ユニット２００の機能構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、帯電ユニット２００は、装置全体を制御するための制御部５０を備えている。制御部５０には、駆動部の一例であるカム駆動モータ４５０と、用紙検知センサ２５０とがそれぞれ接続されている。

カム駆動モータ４５０は、例えばステッピングモータから構成され、ギアやベルト等を介してカム４３２に接続されている。カム駆動モータ４５０は、制御部５０から供給される駆動信号（パルス数）に基づいて、帯電ローラー対２１０が離間する離間位置（第２の位置）と帯電ローラー対２１０が接触する接触位置（第１の位置）とにカム４３２を回動させる。

［離間機構４３０の動作例］
図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は、離間機構４３０の動作の一例を示している。図１３（Ａ）に示すように、制御部５０は、通紙中の場合、カム駆動モータ４５０（図１２参照）を駆動して帯電ローラー対２１０が離間する離間位置（カム軸と円周との距離が大きくなる位置）にカム４３２を回動させる。これにより、離間部材４３４の一端部４３４ａが下方に押圧され、離間部材４３４の他端部４３４ｂが支点軸４３６を支点として上方に移動する。離間部材４３４の他端部４３４ｂの移動に伴い、押圧部材２４０の弾性力に抗して回転軸２１３が上方に押し上げられ、ローラー２１２がローラー２１４から離間する。

これに対し、図１３（Ｂ）に示すように、制御部５０は、非通紙中の場合、カム駆動モータ４５０（図１２参照）を駆動して帯電ローラー対２１０が接触する接触位置（カム軸と円周との距離が小さくなる位置）にカム４３２を回動させる。これにより、押圧部材２４０により他端部４３４ｂが下方に付勢されているので、離間部材４３４の一端部４３４ａが上方側に移動し、離間部材４３４が略水平姿勢となり、ローラー２１２がローラー２１４に圧着した状態となる。

［画像形成装置１００の動作例］
図１４は、第２の実施の形態に係る画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。制御部５０のＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェアを実行することにより、図１４のフローチャートに示す処理を実現する。なお、ステップＳ３００〜Ｓ３６０までの処理は、上述した第１の実施の形態のステップＳ１００〜Ｓ１６０までの処理と同様であるため、共通する内容については説明を省略する。

ステップＳ３７０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した突入タイミングが経過したら、カム駆動モータ４５０をオンしてカム４３２を離間位置まで回動させることで、帯電ローラー対２１０を離間状態とする。これにより、帯電ローラー対２１０に用紙Ｐが挟持されて搬送されると共に、用紙領域以外での帯電ローラー対２１０の接触を防止しつつ用紙Ｐに一定の電荷を帯電できる。ステップＳ２７０が終了したら、ステップＳ２８０に進む。

ステップＳ３８０において、制御部５０は、用紙Ｐの先端部の検知時から推定した通過タイミングが経過したら、カム駆動モータ４５０をオンしてカム４３２を接触位置まで回動させることで、帯電ローラー対２１０を接触状態とする。これにより、非通紙時において、帯電ローラー対２１０に電源部１１０による電荷が蓄積することを防止できる。なお、本例では、例えばジョブの開始に伴い、電源部１１０からの電流を帯電ローラー対２１０に印加するものとする。本実施の形態では、このような処理が繰り返し実行される。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、離間機構４３０により帯電ローラー対２１０間に隙間を設けるので、用紙Ｐが帯電ローラー対２１０を通過する際における用紙領域外での帯電ローラー対２１０同士の接触を防止することができる。これにより、帯電ローラー対２１０に流れる全ての電流を用紙Ｐに印加できるので、用紙Ｐに印加する電流のばらつきを抑制することができる。その結果、安定して電流を用紙Ｐに流すことができ、用紙Ｐの除電むらを低減させることができる。

＜第２の実施の形態の変形例＞
第２の実施の形態の変形例では、用紙Ｐの通紙および非通紙を帯電ローラー対２１０に印加する電圧値に応じて判断する点において上記第２の実施の形態と相違している。なお、その他の画像形成装置１００の構成や動作は、上記第１および第２の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［通紙および非通紙の判断例］
図１５は、通紙および非通紙時における帯電ローラー対２１０に印加される電圧の状態を説明するための図である。図１５において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。図１５に示すように、通紙中においては、ローラー２１２と搬送される用紙Ｐとの間に放電が起こるため、出力電圧がＶａまで上昇する。一方、非通紙中においては、用紙Ｐが搬送されないので、放電が起こらず、出力電圧がＶｂまで下がる。本例では、この電源部１１０における出力電圧の変動特性を利用して用紙Ｐの通紙状態および非通紙状態を判断し、通紙中においては帯電ローラー対２１０を離間状態とし、非通紙中においては帯電ローラー対２１０を接触状態とする。電源部１１０の出力電圧は、図示しない公知の電圧測定装置により測定できる。

［画像形成装置１００の動作例］
図１６は、第２の実施の形態の変形例に係る画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。制御部５０のＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェアを実行することにより、図１６のフローチャートに示す処理を実現する。なお、ステップＳ４００〜Ｓ４３０までの処理は、上述した第１の実施の形態のステップＳ１００〜Ｓ１３０までの処理と同様であるため、共通する内容については説明を省略する。

ステップＳ４４０において、制御部５０は、ジョブが片面印刷か否かを判断する。制御部５０は、ジョブが片面印刷であると判断した場合、次のジョブが送信されるまで待機状態とする。一方、制御部５０は、ジョブが片面印刷ではない、つまり、両面印刷であると判断した場合、ステップＳ４５０に進む。これは、両面印刷の場合、排紙トレイ１１２上に排出される用紙同士が貼り付いてしまう可能性があり、用紙Ｐを除電処理する必要があるからである。

ステップＳ４５０において、制御部５０は、高圧の電源部１１０における出力電圧を電圧測定装置から取得し、電源部１１０の出力電圧が一定値（閾値）以上であるか否かを判断する。一定値は、例えば図１５に示した電圧Ｖａと電圧Ｖｂとの間の電圧値に設定することができる。制御部５０は、電源部１１０の出力電圧が一定値以上ではない（一定値未満）と判断した場合、用紙Ｐが帯電ローラー対２１０に突入する前の状態であるとして待機する。一方、制御部５０は、電源部１１０の出力電圧が一定値以上であると判断した場合、用紙Ｐの先端部が帯電ローラー対２１０に突入した状態である、つまり、通紙状態であると判断してステップＳ４６０に進む。

ステップＳ４６０において、制御部５０は、カム駆動モータ４５０をオンしてカム４３２を離間位置まで回動させることで、帯電ローラー対２１０を離間状態とする。これにより、帯電ローラー対２１０により用紙Ｐが挟持されて搬送される。ステップＳ４６０が終了したら、ステップＳ４７０に進む。ステップＳ４７０において、帯電ローラー対２１０の間隔Ｗを用紙Ｐが通過することで電荷が帯電され、その結果、用紙Ｐが除電される。

ステップＳ４８０において、制御部５０は、電源部１１０における出力電圧を電圧測定装置から取得し、電源部１１０の出力電圧が一定値（閾値）未満であるか否かを判断する。制御部５０は、電源部１１０の出力電圧が一定値未満ではないと判断した場合、用紙Ｐが通紙中であるため、ステップＳ４７０に戻り、用紙Ｐの除電を継続する。一方、制御部５０は、電源部１１０の出力電圧が一定値未満であると判断した場合、用紙Ｐの後端部が帯電ローラー対２１０を抜けた状態である、つまり、非通紙状態であると判断してステップＳ４９０に進む。

ステップＳ４９０において、制御部５０は、カム駆動モータ４５０をオフしてカム４３２を接触位置まで回動させることで、帯電ローラー対２１０を圧着状態とする。これにより、非通紙中において電荷がローラー２１２に蓄積してしまうことを防止できる。本実施の形態では、このような処理が繰り返し実行される。

以上説明したように、第２の実施の形態の変形例によれば、上述した第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。具体的には、電源部１１０の出力電圧に基づいて用紙Ｐの通紙および非通紙を判断し、通紙時にのみ帯電ローラー対２１０を離間させるので、非通紙時において多量の電荷が用紙Ｐに蓄積されて用紙突入時に多量の電荷が用紙Ｐに流れてしまうことを防止できる。また、帯電ローラー対２１０に流れる全ての電流を、用紙Ｐに印加することができる。これらにより、用紙Ｐに流れる電流を安定させることができるので、用紙Ｐの除電むらを効果的に防止することができる。また、用紙検知センサ２５０を用いずに用紙Ｐの通紙状態を判断できるので、コストの削減を図ることができる。

なお、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。さらに、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項の記載の組合せに限定されるものではない。

例えば、帯電ローラー対２１０の離間距離（間隔Ｗ）を決定する際に、用紙Ｐの種類、坪量およびサイズのうち少なくとも一つの情報を反映しても良い。例えば、用紙Ｐの厚みに応じて、帯電ローラー対２１０を最適な間隔Ｗとすることができる。

また、図１に示す画像形成装置１００はカラー画像を形成するものであるが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。

また、上述した実施の形態では、帯電ユニット２００を画像形成装置１００の排紙トレイ１１２側の側面部に取り付けた構成としたが、これに限定されることはない。例えば、帯電ユニット２００を装置本体１０２に内蔵するようにしても良い。また、帯電ユニット２００を後処理装置として構成し、画像形成装置１００の用紙搬送方向Ｄの下流側に後処理装置に連結して画像形成システムとして構成することもできる。

５０ 制御部（制御手段）
１００ 画像形成装置
１１０ 電源部（帯電手段）
２００ 帯電ユニット
２１０ 帯電ローラー対（ローラー対）
２３０，２３２ 離間部材（離間手段）
２５０ 用紙検知センサ（検知手段）
３３０ 離間機構（離間手段）
３３２ ソレノイド（駆動部）
３３４ アース部材
４３０ 離間機構（離間手段，移動機構）
４３２ カム
４５０ カム駆動モータ（駆動部）

Claims (11)

1. 用紙を搬送するローラー対と、
   前記ローラー対により搬送される用紙を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段による用紙への帯電時に前記ローラー対が接触しないように離間させる離間手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ローラー対の離間距離は、帯電させる用紙のうち最も薄い用紙の厚さ未満である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記離間手段は、絶縁材料からなり、前記ローラー対の軸方向における端部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記離間手段は、前記ローラー対が接触する第１の位置と、前記ローラー対が離間する第２の位置とに前記ローラー対を移動させる移動機構を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記ローラー対に用紙の先端部が突入した後に用紙への帯電を行い、前記ローラー対から用紙の後端部が通過する前に用紙への帯電を停止するよう前記帯電手段を制御する制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記離間手段は、
   一端部が前記ローラー対のうち一方のローラーに接触可能に構成され、他端部が接地されるアース部材と、
   前記アース部材の一端部を前記ローラー対が接触する前記第１の位置または前記ローラー対が離間する前記第２の位置に切り替える駆動部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記移動機構は、
   一端部が前記ローラー対のうち一方のローラーに接触可能に設けられた離間部材と、
   前記離間部材の他端部に接触可能に設けられるカムと、
   前記カムにより前記離間部材の他端部を押圧して前記離間部材を回動させることで、前記ローラー対を前記第１の位置または前記第２の位置に切り替える駆動部と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
8. 前記ローラー対に用紙の先端部が突入した後に前記駆動部を制御して前記離間部材を第２の位置に移動させ、前記ローラー対から用紙の後端部が通過する前に前記駆動部を制御して前記離間部材を第１の位置に移動させる制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記ローラー対の用紙搬送方向の上流側に設けられ、用紙を検知する検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記検知手段により検知される用紙の検知情報に基づいて、前記用紙の前記ローラー対に対する突入および通過の少なくとも一方のタイミングを推定する
   ことを特徴とする請求項５または８に記載の画像形成装置。
10. 前記離間手段は、前記帯電手段から前記ローラーに対して出力される電圧の大きさに応じて、第１の位置または第２の位置に移動させる
    ことを特徴とする請求項４または７に記載の画像形成装置。
11. 前記ローラー対の前記第２の位置は、用紙の種類、坪量およびサイズのうち少なくとも一つの情報に基づいて決定される
    ことを特徴とする請求項４または６に記載の画像形成装置。

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