JP2018072769A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電による画像不良を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、用紙を搬送する用紙搬送路と、搬送された用紙にトナー像を転写する転写部３１と、転写部３１で転写されたトナー像を用紙に定着させる定着部３９と、用紙搬送路での用紙の搬送速度を制御する搬送制御部６１とを備えている。搬送制御部６１は、用紙の搬送方向での後端部が転写部３１を通過する際、転写部３１での用紙の搬送速度に対して、定着部３９での用紙の搬送速度を相対的に遅くする低減制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、用紙搬送路で搬送された用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上のトナー像を転写ローラ等によって用紙に転写し、未定着のトナー像を担持した用紙が用紙搬送路を経て定着部で定着される。ここで、転写ベルトを用いて用紙を静電吸着して搬送する場合、定着ローラ等とのニップ部から用紙が抜けた際、転写ベルトと用紙との分離が不安定となることがある。そして、転写ベルトから用紙が剥離した際、放電（剥離放電）が局所的に発生し、剥離放電に起因して用紙後端に画像不良が生じることがあった。つまり、このような剥離放電によって、トナーが付着し、用紙にスジ状の汚れが生じていた。これに対して、用紙後端部における転写ベルトからの分離を安定化させる方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−７８５８７号公報

特許文献１に記載の画像形成装置は、用紙を静電吸着して搬送する転写ベルトと、表面にトナー像が形成される感光体ドラムと、転写ベルトを介して感光体ドラムと対向する転写ローラと、トナー像を用紙に定着する定着器とを備えている。上述した画像形成装置では、用紙の後端が、感光体ドラムと転写ローラとの転写ニップ部を通過した後、転写ベルトから分離するまでの間、用紙が転写ニップ部を抜ける前の搬送速度より、転写ニップ部を抜けた後の搬送速度を遅くすることで、用紙の分離を安定化させている。この構成では、転写ニップ部を抜けた後でも、用紙が転写ベルトに接しているので、転写ニップ部を抜けた後の搬送速度の変化が用紙の分離に影響するが、転写ニップ部を抜けた直後に用紙が剥離される構造では、有用な効果が得られない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、用紙端部から転写部への電荷被曝を抑えることができ、帯電による画像不良を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、用紙搬送路で搬送された用紙に画像を形成する画像形成装置であって、用紙を搬送する用紙搬送路と、搬送された用紙にトナー像を転写する転写部と、前記転写部で転写されたトナー像を用紙に定着させる定着部と、前記用紙搬送路での用紙の搬送速度を制御する搬送制御部とを備え、前記搬送制御部は、用紙の搬送方向での後端部が前記転写部を通過する際、前記転写部での用紙の搬送速度に対して、前記定着部での用紙の搬送速度を相対的に遅くする低減制御を行うことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置では、前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記転写部での用紙の搬送速度を予め設定された基準速度とし、前記定着部での用紙の搬送速度を前記基準速度より遅くする構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記定着部での用紙の搬送速度を予め設定された基準速度とし、前記転写部での用紙の搬送速度を前記基準速度より速くする構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、設置された環境の温度および湿度を測定する温湿度センサを備え、前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記温湿度センサの測定結果に基づいて、用紙の搬送速度を設定する構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記転写部を使用した履歴を転写履歴として記憶する履歴記憶部を備え、前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記転写履歴に基づいて、用紙の搬送速度を設定する構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記搬送制御部は、前記低減制御において、用紙の搬送速度を段階的に制御する構成としてもよい。

本発明によると、用紙の搬送速度を可変低減させることによって、用紙が転写部から剥離する際に、用紙端部から転写部への電荷被曝を抑えることができ、帯電による画像不良を防止することができる。つまり、搬送方向の下流側での搬送速度を遅くすることで、用紙を撓ませて転写部から緩やかに剥離することができ、転写部への局所的な電荷被曝を抑えている。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 転写部によって搬送される用紙を示す拡大説明図である。 転写部および定着部によって搬送される用紙を示す拡大説明図である。 転写部と定着部とで速度差を設けて搬送される用紙を示す拡大説明図である。 温度および湿度に関する環境テーブルを示す特性図表である。 転写履歴と定着部の搬送速度との関係を示す定着搬送速度テーブルの特性図表である。 転写履歴と転写部の搬送速度との関係を示す転写搬送速度テーブルの特性図表である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１は、画像読取部２と、画像形成部３と、原稿搬送部４とを備えている。

原稿搬送部４は、画像読取部２に対して開閉自在に支持されている。原稿搬送部４が開かれると、画像読取部２の上面に設けられた原稿載置台４１が開放され、原稿載置台４１に原稿を手置きで置くことができるようになっている。また、画像読取部２は、原稿載置台４１とは別に、上面に設けられた原稿通過部４２が設けられ、原稿搬送部４は、載置された原稿を原稿通過部４２の上に自動で搬送する。画像読取部２は、原稿載置台４１に載置された原稿または原稿搬送部４から搬送された原稿を読み取って画像データを生成する。

画像形成部３は、転写部３１、定着部３９、用紙搬送路Ｓ、用紙カセット３３、手差しトレイ３４、および排紙トレイ３５を備えている。

転写部３１は、ドラム型の像担持体である感光体ドラム３１ｂを備え、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、光走査装置３１ａ、現像装置３１ｃ、転写ローラ３１ｄ、ドラムクリーニング装置３１ｅ、帯電器３１ｆ、および除電器（図示しない）が配設されている。ドラムクリーニング装置８は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留トナーを除去および回収する。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去する。帯電器５は、感光体ドラム３１ｂの表面を所定の電位に均一に帯電させる。光走査装置６は、感光体ドラム３１ｂの表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置７は、感光体ドラム３１ｂの表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム３１ｂの表面にトナー像を形成する。転写ローラ３１ｄは、感光体ドラム３１ｂとの間に転写ニップ部が形成されており、用紙搬送路Ｓを通じて搬送されて来た用紙を転写ニップ部に挟み込んで搬送する。用紙は、転写ニップ部を通過する際に、感光体ドラム３１ｂの表面のトナー像が転写されて定着部３９に搬送される。

定着部３９は、転写部３１より主搬送路３６（用紙搬送路Ｓ）の下流側に設けられ、用紙を挟んで回転する一対の加熱ローラ３９ａおよび加圧ローラ３９ｂを備えている。定着部３９は、加熱ローラ３９ａおよび加圧ローラ３９ｂの間の定着ニップ部に、トナー像が転写された用紙を挟み込んで加熱および加圧し、トナー像を用紙に定着させる。

用紙搬送路Ｓは、用紙カセット３３に収納された用紙、または手差しトレイ３４に載置された用紙を１枚ずつ搬送して画像形成を行わせるとともに、画像形成された用紙を排紙トレイ３５へ排出するものである。排紙トレイ３５は、用紙カセット３３の上方であって画像読取部２の下方に設けられている。

用紙搬送路Ｓは、主搬送路３６および反転搬送路３７を備えている。主搬送路３６の一端側は、２つに分岐されており、一方の分岐端は給紙ピックアップローラ３６ａを介して用紙カセット３３に対向し、他方の分岐端は手差しピックアップローラ３６ｂを介して手差しトレイ３４に対向している。また、主搬送路３６の他端側は、排紙ローラ３６ｅを介して排紙トレイ３５に対向している。

給紙ピックアップローラ３６ａおよび手差しピックアップローラ３６ｂは、断面が半円状のローラとされ、回転により用紙カセット３３および手差しトレイ３４から、レジストローラ５１を介して、用紙を１枚ずつ間欠的に転写部３１へ給紙する。

反転搬送路３７は、一端側が転写部３１の配設位置よりも上流側（図１中、下側）で主搬送路３６に繋がっており、他端側が定着部３９の配設位置よりも下流側（図１中、上側）で主搬送路３６に繋がっており、反転搬送ローラ３７ａが設けられている。

反転搬送路３７の他端側における主搬送路３６との接続位置には、分岐爪３８が配設されている。分岐爪３８は、回動することで反転搬送路３７を開放し、用紙を排紙ローラ３６ｅまたは反転搬送路３７のいずれに搬送するかを切り替える。

用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ３６ｅから反転搬送路３７へと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ５１へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ３５へと搬出する。

次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成について、図面を参照して説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。なお、図２では、画像形成装置１の一部を示しており、原稿搬送部４や画像読取部２など、一部を省略している。

画像形成装置１は、上述した転写部３１や定着部３９の他に、搬送制御部６１、履歴記憶部６２、および温湿度センサ６３を備えている。

搬送制御部６１は、例えば、画像形成装置に搭載されたＣＰＵであって、用紙搬送路Ｓでの用紙の搬送速度を制御する。具体的に、搬送制御部６１は、転写部３１および定着部３９に接続されている駆動部を制御しており、本実施の形態では、感光体ドラム３１ｂおよび加熱ローラ３９ａの回転速度を加減速することで、用紙の搬送速度を変化させている。なお、用紙の搬送速度の制御については、後述する図３ないし図５を参照して、詳細に説明する。

履歴記憶部６２は、例えば、ＨＤＤ等の記憶装置であって、転写部３１を使用した履歴を転写履歴６２ａとして記憶する。本実施の形態では、感光体ドラム３１ｂの走行距離（感光体走行距離）を転写履歴６２ａとして累積しており、感光体走行距離は、感光体ドラム３１ｂを駆動させた時間などから算出することができる。

温湿度センサ６３は、設置された環境の温度および湿度を測定するセンサであって、測定結果を搬送制御部６１へ伝達する。

なお、履歴記憶部６２および温湿度センサ６３は、後述する第２実施形態および第３実施形態に関連しており、第１実施形態では省略してもよい。

次に、用紙の搬送速度の制御について、図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３ないし図５は、図１に示す画像形成装置１の転写部３１および定着部３９近傍を抜き出して拡大した図面とされており、画像形成装置１の一部を省略している。

図３は、転写部によって搬送される用紙を示す拡大説明図である。

用紙Ｐは、搬送方向Ｈの下流側へ搬送されており、レジストローラ５１を経て、先端Ｐｆが転写ニップ部（感光体ドラム３１ｂと転写ローラ３１ｄとの当接部）を通過した状態とされている。この際、感光体ドラム３１ｂは、予め設定された基準速度で回転（矢符Ｔ１）している。

図４は、転写部および定着部によって搬送される用紙を示す拡大説明図である。

図４は、図３に対して、用紙Ｐがさらに搬送方向Ｈの下流側へ搬送された状態とされている。用紙Ｐは、先端Ｐｆが定着ニップ部（加熱ローラ３９ａと加圧ローラ３９ｂとの当接部）に到達しており、後端Ｐｒがレジストローラ５１より上流側に位置している。つまり、用紙Ｐの後端Ｐｒは、転写ニップ部に到達していない状態とされている。この際、感光体ドラム３１ｂは、基準速度で回転（矢符Ｔ２）し、加熱ローラ３９ａは、感光体ドラム３１ｂと同じ基準速度で回転（矢符Ｆ１）している。つまり、転写部３１と定着部３９とは、同じ搬送速度で用紙Ｐを搬送している。

図５は、転写部と定着部とで速度差を設けて搬送される用紙を示す拡大説明図である。

図５は、図４に対して、用紙Ｐがさらに搬送方向Ｈの下流側へ搬送された状態とされている。用紙Ｐは、先端Ｐｆが定着ニップ部を通過しており、後端Ｐｒが転写ニップ部の近傍に位置している。この際、感光体ドラム３１ｂは、基準速度で回転（矢符Ｔ３）し、加熱ローラ３９ａは、基準速度より遅い速度で回転（矢符Ｆ２）している。つまり、搬送制御部６１は、用紙Ｐの搬送方向Ｈでの後端部が転写部３１を通過する際、転写部３１での用紙Ｐの搬送速度に対して、定着部３９での用紙の搬送速度を相対的に遅くする低減制御を行っている。転写部３１と定着部３９とで速度差を設けた結果、用紙Ｐは、転写部３１と定着部３９との間で、撓んだ状態とされ、定着部３９が用紙Ｐの後端Ｐｒを引っ張る力が緩和されている。

上述したように、用紙Ｐの搬送速度を可変低減させることによって、用紙Ｐが転写部３１から剥離する際に、用紙端部から転写部３１への電荷被曝を抑えることができ、帯電による画像不良を防止することができる。つまり、搬送方向Ｈの下流側での搬送速度を遅くすることで、用紙Ｐを撓ませて転写部３１から緩やかに剥離することができ、転写部３１への局所的な電荷被曝を抑えている。

なお、定着部３９での搬送速度を変更するタイミングは、適宜設定できるが、例えば、用紙Ｐの後端Ｐｒがレジストローラ５１を通過したときとしてもよい。用紙Ｐの後端Ｐｒの位置は、搬送する用紙Ｐのサイズや、感光体ドラム３１ｂおよび加熱ローラ３９ａを駆動させた時間などから算出することができる。

さらに、定着部３９で搬送速度を遅くするのは、用紙Ｐの後端Ｐｒのうち、余白部となる非画像領域が、転写ニップ部を通過する際とするのがより好ましく、画像への影響を最小限にすることができる。

また、搬送制御部６１は、低減制御において、用紙Ｐの搬送速度を段階的に制御してもよく、基準速度から目標の速度まで徐々に遅くしてもよい。このように、用紙Ｐの搬送速度を徐々に変化させることで、用紙Ｐの引っ掛かりなどを防ぎ、円滑に用紙Ｐを搬送することができる。

複数の用紙Ｐに対して連続印字する際、定着部３９での用紙Ｐの搬送速度を遅くした後、通常の速度に戻すのは、紙間で実施することが好ましい。つまり、前の用紙Ｐが定着部３９を通過した後、次の用紙Ｐが転写部３１へ搬送されるまでの間に、速度を変更すればよい。搬送速度の戻し方としては、即座に変更してもよいし、段階的に推移させてもよい。

図５では、定着部３９の搬送速度を遅くしたが、これに限定されず、搬送制御部６１は、低減制御において、定着部３９での用紙Ｐの搬送速度を基準速度とし、転写部３１での用紙Ｐの搬送速度を基準速度より速くしてもよい。このように、転写部３１での搬送速度を基準速度より速くした場合でも、定着部３９との相対的な速度差を設けることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図６は、温度および湿度に関する環境テーブルを示す特性図表である。

第２実施形態では、第１実施形態に対し、用紙の搬送速度の制御が異なる構成とされている。なお、第２実施形態は、図１ないし図５に示す第１実施形態と略同様の構成とされているので、説明を省略する。

第２実施形態において、搬送制御部６１は、低減制御で温湿度センサ６３の測定結果に基づいて、用紙Ｐの搬送速度を設定する。搬送制御部６１は、図６に示す温度および湿度に関する環境テーブルを記憶している。

環境テーブルは、数℃ごとに区切った温度と、数％毎に区切った湿度とを対応させた行列であって、温度および湿度から「エリア」の値が決定される。なお、図６では、図面の見易さを考慮して、「エリア」の値だけを示している。「エリア」は、「１」から「８」まで設定されており、例えば、温度が２７℃で、湿度が５１％であれば、「エリア５」が選択される。環境テーブルでは、低温低湿である場合に値の小さい「エリア」が割り当てられており、高温高湿である場合に値の大きい「エリア」が割り当てられている。

搬送制御部６１は、環境テーブルから選択された「エリア」に基づいて、転写部３１と定着部３９との速度差を設定する。具体的に、値の小さい「エリア」である場合には、速度差を小さくし、「エリア」の値が大きくなるにつれて、速度差を大きくする。このことは、用紙Ｐの水分率に関わり、高温高湿な環境にさらされて、用紙Ｐの水分率が高くなるにつれて、剥離放電による汚れが生じやすい傾向がみられる。このように、周囲の環境が用紙Ｐの剥離に影響を与えるので、搬送速度に温湿度センサ６３の測定結果を反映することで、適切な制御を行うことができ、画像不良をより改善することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図７は、転写履歴と定着部の搬送速度との関係を示す定着搬送速度テーブルの特性図表である。

第３実施形態では、第２実施形態に対し、用紙の搬送速度の制御において、さらに転写履歴６２ａを反映した構成とされている。なお、第３実施形態は、図１ないし図６に示す第１実施形態および第２実施形態と略同様の構成とされているので、説明を省略する。

第３実施形態において、搬送制御部６１は、転写履歴６２ａに基づいて、用紙Ｐの搬送速度を設定する。搬送制御部６１は、図７に示す転写履歴と定着部の搬送速度との関係を示す定着搬送速度テーブルを記憶している。

定着搬送速度テーブルは、所定の距離毎に区切った転写履歴６２ａと「エリア」とを対応させた行列であって、転写履歴６２ａおよび「エリア」の値から、定着部３９の搬送速度の変化値が決定される。なお、図７では、図面の見易さを考慮して、定着部３９の搬送速度の変化値を示す数値だけを示しており、変化値の単位は「％」とされている。つまり、変化値として「−１．５」が選択された場合には、定着部３９の搬送速度を基準速度より１．５％遅い値に設定する。

定着搬送速度テーブルでは、転写履歴６２ａの距離が小さくなるにつれて、転写部３１と定着部３９との速度差が大きくなるように設定されている。同様に、「エリア」の値が大きくなるにつれて、速度差が大きくなるように設定されている。転写部３１は、使用状況により摩耗などして、帯電電荷が徐々に変動し、用紙Ｐの剥離に影響を与える。具体的には、繰り返し使用して、転写部３１が摩耗していると、剥離放電が生じにくいという傾向がある。そこで、搬送速度に転写履歴６２ａを反映することで、適切な制御を行うことができ、画像不良をより改善することができる。

また、定着部３９を遅くする制御に替えて、転写部３１を速くする制御を行う場合には、次に示す転写搬送速度テーブルを用いればよい。

図８は、転写履歴と転写部の搬送速度との関係を示す転写搬送速度テーブルの特性図表である。

転写搬送速度テーブルは、定着搬送速度テーブルと略同様にして、所定の距離毎に区切った転写履歴６２ａと「エリア」とを対応させた行列であって、転写履歴６２ａおよび「エリア」の値から、転写部３１の搬送速度の変化値が決定される。つまり、変化値として「１．５」が選択された場合には、転写部３１の搬送速度を基準速度より１．５％速い値に設定する。転写搬送速度テーブルは、定着搬送速度テーブルと同様に、搬送制御部６１に記憶されている。

上述した剥離放電は、除電器によっても緩和することができ、除電光量を増加させることで、画像不良が改善される。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 画像形成装置
３１ 転写部
３９ 定着部
６１ 搬送制御部
６２ 履歴記憶部
６２ａ 転写履歴
６３ 温湿度センサ
Ｈ 搬送方向
Ｐ 用紙
Ｐｆ 先端（用紙の一部）
Ｐｒ 後端（用紙の一部）
Ｓ 用紙搬送路

Claims (6)

1. 用紙搬送路で搬送された用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
   用紙を搬送する用紙搬送路と、
   搬送された用紙にトナー像を転写する転写部と、
   前記転写部で転写されたトナー像を用紙に定着させる定着部と、
   前記用紙搬送路での用紙の搬送速度を制御する搬送制御部とを備え、
   前記搬送制御部は、用紙の搬送方向での後端部が前記転写部を通過する際、前記転写部での用紙の搬送速度に対して、前記定着部での用紙の搬送速度を相対的に遅くする低減制御を行うこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記転写部での用紙の搬送速度を予め設定された基準速度とし、前記定着部での用紙の搬送速度を前記基準速度より遅くすること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記定着部での用紙の搬送速度を予め設定された基準速度とし、前記転写部での用紙の搬送速度を前記基準速度より速くすること
   を特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   設置された環境の温度および湿度を測定する温湿度センサを備え、
   前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記温湿度センサの測定結果に基づいて、用紙の搬送速度を設定すること
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記転写部を使用した履歴を転写履歴として記憶する履歴記憶部を備え、
   前記搬送制御部は、前記低減制御において、前記転写履歴に基づいて、用紙の搬送速度を設定すること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記搬送制御部は、前記低減制御において、用紙の搬送速度を段階的に制御すること
   を特徴とする画像形成装置。

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