JP2018081157A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】縁無し印刷時に用紙端面に付着したトナーによる用紙の裏面汚れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体が搬送される搬送方向で転写手段よりも下流側に配置され、記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電し、記録媒体の先端が記録媒体転写領域に侵入する際に放電する除電手段と、を備え、除電手段は、記録媒体に対向して配置された尖状電極と、抵抗とコンデンサとが並列に配置され尖状電極に接続されたＲＣ並列回路と、コンデンサと尖状電極との接続を開閉するスイッチと、からなり、記録媒体に転写されるトナー像が縁無し画像である場合、スイッチは記録媒体の先端が尖状電極と対向したときに閉鎖され、記録媒体の後端が尖状電極と対向する領域を抜けたときに開放される。【選択図】図９
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
帯電部材と、シート転写部材に印加する転写電流を定電流制御する転写制御手段と、シート転写領域通過時に帯電したシートを除電する除電部材と、シートの導電性を検出するシート導電性検出器と、シート導電性検出器の検出信号に応じてシートが導電性を有する状態であるか否かを判別するシート導電性判別手段と、シートが導電性を有する状態である場合に除電部材をオフまたは接地またはフローティング状態にする除電制御手段および同時に感光体の帯電電位が高くなるように制御する帯電電位制御手段とを備えた画像形成装置が知られている（特許文献１）。
本発明は、縁無し印刷時に用紙端面に付着したトナーによる用紙の汚れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供する。
前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、
像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側に配置され、前記記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電し、前記記録媒体の先端が前記記録媒体転写領域に侵入する際に放電する除電手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側に配置され、前記記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電し、前記記録媒体の先端が前記記録媒体転写領域に侵入する際に放電する除電手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記除電手段は、前記記録媒体に対向して配置された尖状電極と、抵抗とコンデンサとが並列に配置され前記尖状電極に接続されたＲＣ並列回路と、前記コンデンサと前記尖状電極との接続を開閉するスイッチと、からなり、前記記録媒体に転写される前記トナー像が縁無し画像である場合、前記スイッチは前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに閉鎖され、前記記録媒体の後端が前記尖状電極と対向する領域を抜けたときに開放される、
ことを特徴とする。
前記除電手段は、前記記録媒体に対向して配置された尖状電極と、抵抗とコンデンサとが並列に配置され前記尖状電極に接続されたＲＣ並列回路と、前記コンデンサと前記尖状電極との接続を開閉するスイッチと、からなり、前記記録媒体に転写される前記トナー像が縁無し画像である場合、前記スイッチは前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに閉鎖され、前記記録媒体の後端が前記尖状電極と対向する領域を抜けたときに開放される、
ことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、
前記コンデンサは、前記記録媒体にトナー像を転写する前において、前記記録媒体転写領域に前記トナー像を生成せずに前記記録媒体を通過させて、前記尖状電極を介して蓄電される、
ことを特徴とする。
前記コンデンサは、前記記録媒体にトナー像を転写する前において、前記記録媒体転写領域に前記トナー像を生成せずに前記記録媒体を通過させて、前記尖状電極を介して蓄電される、
ことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、
前記コンデンサは、前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに放電し、前記記録媒体が前記記録媒体転写領域を通過中に、前記尖状電極を介して再度蓄電される、
ことを特徴とする。
前記コンデンサは、前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに放電し、前記記録媒体が前記記録媒体転写領域を通過中に、前記尖状電極を介して再度蓄電される、
ことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
前記記録媒体は、搬送方向における長さがはがきサイズ以上である、
ことを特徴とする。
前記記録媒体は、搬送方向における長さがはがきサイズ以上である、
ことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記コンデンサは、前記トナー像を形成するトナーと同極性の電荷が蓄電される、
ことを特徴とする。
前記コンデンサは、前記トナー像を形成するトナーと同極性の電荷が蓄電される、
ことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側で前記除電手段の上流側に搬送される前記記録媒体の先端及び後端を検知する検知手段を更に備え、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知したときに前記スイッチを閉鎖し、前記検知手段が前記記録媒体の後端を検知したときに前記スイッチを開放する、
ことを特徴とする。
前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側で前記除電手段の上流側に搬送される前記記録媒体の先端及び後端を検知する検知手段を更に備え、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知したときに前記スイッチを閉鎖し、前記検知手段が前記記録媒体の後端を検知したときに前記スイッチを開放する、
ことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電し、記録媒体の先端が記録媒体転写領域に侵入する際に放電する除電手段縁を有しない構成に比して、縁無し印刷時に用紙の汚れの発生を抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、記録媒体が記録媒体転写領域に進入したときに放電し、記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電することができる。
請求項３に記載の発明によれば、予めコンデンサに蓄電することができる。
請求項４に記載の発明によれば、コンデンサが放電した後再度蓄電することができる。
請求項５、６に記載の発明によれば、コンデンサに必要な電荷を蓄電することができる。
請求項７に記載の発明によれば、検知手段を有しない構成に比して、記録媒体の先端及び後端を確実に検知することができる。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。
（１．１）画像形成装置の全体構成
画像形成装置１は、画像形成部１０と、画像形成部１０の底部に装着された給紙装置２０と、操作表示部３０と、画像処理部４０と、を備えて構成されている。
画像形成装置１は、画像形成部１０と、画像形成部１０の底部に装着された給紙装置２０と、操作表示部３０と、画像処理部４０と、を備えて構成されている。
画像形成部１０は、システム制御装置１１、露光装置１２、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、用紙搬送装置１６、定着装置１７、を備えて構成され、画像処理部４０から受け取った画像情報を給紙装置２０から送り込まれた用紙Ｐ上にトナー像として形成する。
画像形成部１０の底部には、用紙トレイ２１、２２を有する給紙装置２０が設けられ、更に給紙装置２０の下方には、上下方向に多段（本実施形態においては２段）に配置され、用紙Ｐを収容する用紙トレイＴ１、Ｔ２からなるトレイモジュールＴＭが接続されて画像形成部１０に対する用紙供給を行う。
すなわち、種類（例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目）の異なる用紙を収容する複数のトレイを備えており、これら複数のトレイのいずれか一つから繰り出した用紙を画像形成部１０に対して供給するように構成されている。
すなわち、種類（例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目）の異なる用紙を収容する複数のトレイを備えており、これら複数のトレイのいずれか一つから繰り出した用紙を画像形成部１０に対して供給するように構成されている。
操作表示部３０は、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成され各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられる。
画像処理部４０は、外部機器８２（図２に図示：例えばパーソナルコンピュータ等）から送信された印刷情報から画像データを生成する。
（１．２）画像形成部１０の構成及び動作
このような構成の画像形成装置１では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置２０又はトレイモジュールＴＭのうち、印刷ジョブで印刷の１枚毎に指定されたトレイから繰り出された用紙Ｐが画像形成部１０へ送り込まれる。
このような構成の画像形成装置１では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置２０又はトレイモジュールＴＭのうち、印刷ジョブで印刷の１枚毎に指定されたトレイから繰り出された用紙Ｐが画像形成部１０へ送り込まれる。
感光体ユニット１３は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する感光体ドラム１３１を備えている。露光装置ＬＨにより静電潜像が形成されたそれぞれの感光体ドラム１３１上には、それぞれの現像装置１４によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像が形成される。
転写装置１５は、各感光体ユニット１３の感光体ドラム１３１上に形成された各色トナー像が多重転写される像保持体としての中間転写ベルト１５１、各感光体ユニット１３にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト１５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ１５２を備えている。
用紙搬送装置１６は、給紙装置２０から繰り出された用紙Ｐの姿勢を補正して二次転写のタイミングに合わせて用紙Ｐを二次転写部ＴＲへ送り込むレジストローラ対２４の従動ローラ２４ｂと、中間転写ベルト１５１上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ１６２とを備えている。また、転写されたトナー像が保持された用紙Ｐは搬送ガイド１６６を介して定着装置１７の定着ニップ部ＮＦへ案内される。
各感光体ユニット１３の感光体ドラム１３１上に形成された各色トナー像は、システム制御装置１１により制御される電源装置から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ１５２により中間転写ベルト１５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト１５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト１５１の移動に伴って二次転写部ＴＲに搬送される。重畳トナー像が二次転写部ＴＲに搬送されると、そのタイミングに合わせてレジストローラ対２４から用紙Ｐが二次転写部ＴＲに供給される。
そして、二次転写ローラ１６２には、システム制御装置１１により制御される電源装置から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２４から送り出された用紙Ｐに中間転写ベルト１５１上の多重トナー像が一括転写される。
そして、二次転写ローラ１６２には、システム制御装置１１により制御される電源装置から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２４から送り出された用紙Ｐに中間転写ベルト１５１上の多重トナー像が一括転写される。
定着装置１７は、加熱モジュール１７１と加圧モジュール１７２を有し、加熱モジュール１７１と加圧モジュール１７２の圧接領域によって定着ニップ部ＮＦ（定着領域）が形成される。二次転写部ＴＲにおいてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイド１６６を経由して定着装置１７に搬送される。定着装置１７に搬送された用紙Ｐは、一対の加熱モジュール１７１と加圧モジュール１７２により、加熱と圧着の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Ｐは、切替ゲートＧ１にガイドされ、第１排出ローラ対１７３から画像形成装置１上面の排紙トレイ部ＴＲ１に排出・収容される。また、両面印刷のために反転したり、画像記録面を上側にして排出する場合は、切替ゲートＧ１で搬送ガイド１６６に向って搬送方向が切り替えられる。
（２）画像形成装置１の機能構成と動作
図２は二次転写部ＴＲを含む用紙搬送装置１６の断面模式図、図３は二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図、図４は用紙長さとコンデンサＣの蓄電圧との関係を示す図、図５は画像形成装置１の機能構成の一例を示すブロック図、図６（ａ）は縁無し印刷、（ｂ）は縁有り印刷を説明する図、図７は縁無し印刷時のトナー像形成を説明する図である。
図２は二次転写部ＴＲを含む用紙搬送装置１６の断面模式図、図３は二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図、図４は用紙長さとコンデンサＣの蓄電圧との関係を示す図、図５は画像形成装置１の機能構成の一例を示すブロック図、図６（ａ）は縁無し印刷、（ｂ）は縁有り印刷を説明する図、図７は縁無し印刷時のトナー像形成を説明する図である。
（２．１）用紙搬送装置の構成
用紙搬送装置１６は、レジストローラ対２４の従動ローラ２４ｂと、用紙案内ガイド１６１、二次転写ローラ１６２、クリーニングブレード１６３、回収容器１６４、除電装置１６５、搬送ガイド１６６、とを備えて構成されている。
また、二次転写ローラ１６２は、中間転写ベルト１５１を挟んでバックアップローラ１５４に圧接して二次転写部ＴＲを形成している。
用紙搬送装置１６は、レジストローラ対２４の従動ローラ２４ｂと、用紙案内ガイド１６１、二次転写ローラ１６２、クリーニングブレード１６３、回収容器１６４、除電装置１６５、搬送ガイド１６６、とを備えて構成されている。
また、二次転写ローラ１６２は、中間転写ベルト１５１を挟んでバックアップローラ１５４に圧接して二次転写部ＴＲを形成している。
中間転写ベルト１５１は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０６〜１０１４Ω・ｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば、０．１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。
中間転写ベルト１５１は、中間転写ベルト１５１を循環駆動させる駆動ローラを兼ねるバックアップローラ１５４、各感光体ドラム１３１の配列方向に沿って略直線状に伸びる中間転写ベルト１５１を支持する従動ローラ１５３（図１ 参照）、中間転写ベルト１５１に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５１の蛇行を防止するテンションローラ１５５（不図示）、二次転写部ＴＲの上流側に設けられ、中間転写ベルト１５１を支持する支持ローラ１５６を有している。
中間転写ベルト１５１は、中間転写ベルト１５１を循環駆動させる駆動ローラを兼ねるバックアップローラ１５４、各感光体ドラム１３１の配列方向に沿って略直線状に伸びる中間転写ベルト１５１を支持する従動ローラ１５３（図１ 参照）、中間転写ベルト１５１に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５１の蛇行を防止するテンションローラ１５５（不図示）、二次転写部ＴＲの上流側に設けられ、中間転写ベルト１５１を支持する支持ローラ１５６を有している。
バックアップローラ１５４は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブで、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□でローラ径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０度（アスカーＣ）に設定されている。
バックアップローラ１５４は、中間転写ベルト１５１の裏面側に配置されて二次転写ローラ１６２の対向電極をなしている。そして、バックアップローラ１５４には、二次転写部ＴＲにて二次転写電界を形成するためのバイアス電圧を印加する金属製の給電ローラ１５４Ａが接触配置されている。
バックアップローラ１５４は、中間転写ベルト１５１の裏面側に配置されて二次転写ローラ１６２の対向電極をなしている。そして、バックアップローラ１５４には、二次転写部ＴＲにて二次転写電界を形成するためのバイアス電圧を印加する金属製の給電ローラ１５４Ａが接触配置されている。
二次転写ローラ１６２は、例えば、フッ素コートが施されたウレタンゴムのチューブからなる表面層を有する体積抵抗率が１０６〜１０１０Ω・ｃｍの半導電性ゴムからなり、ローラ径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０度（アスカーＣ）に設定されている。
二次転写ローラ１６２は、中間転写ベルト１５１を介してバックアップローラ１５４に対向して配置され、給紙装置２０から搬送される用紙Ｐに対して、バックアップローラ１５４とともに中間転写ベルト１５１が保持するトナー像を二次転写する二次転写部ＴＲを形成する。
二次転写ローラ１６２は、中間転写ベルト１５１を介してバックアップローラ１５４に対向して配置され、給紙装置２０から搬送される用紙Ｐに対して、バックアップローラ１５４とともに中間転写ベルト１５１が保持するトナー像を二次転写する二次転写部ＴＲを形成する。
二次転写ローラ１６２に対向して、二次転写ローラ１６２の表面に付着する残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置１６７が配置されている。
クリーニング装置１６７は、二次転写ローラ１６２の表面に付着する残留トナーや紙粉等を除去するクリーニングブレード１６３と、除去されたトナーを収容する回収容器１６４から構成されている。
クリーニング装置１６７は、二次転写ローラ１６２の表面に付着する残留トナーや紙粉等を除去するクリーニングブレード１６３と、除去されたトナーを収容する回収容器１６４から構成されている。
二次転写部ＴＲの用紙搬送方向下流側には、尖状電極の一例としての電極部材１６５ａ、案内ガイド１６５ｂから構成される除電装置１６５が配置されている。トナー像が二次転写された用紙Ｐは、電極部材１６５ａで用紙Ｐの背面から徐電されながら、中間転写ベルト１５１から分離・剥離され、案内ガイド１６５ｂにガイドされながら、搬送ガイド１６６を経由して定着装置１７に搬送される。
（２．２）二次転写のバイアス印加制御
図３（ａ）に示すように、バックアップローラ１５４に転写バイアスを印加する給電ローラ１５４Ａには電源装置１００が接続されている。
図３（ａ）に示すように、バックアップローラ１５４に転写バイアスを印加する給電ローラ１５４Ａには電源装置１００が接続されている。
電源装置１００は、二次転写ローラ１６２とバックアップローラ１５４との間にトナー像を用紙Ｐに転写させるための転写電流を供給する転写バイアス電源１０１と、中間転写ベルト１５１上に形成される用紙Ｐへの転写を目的としないトナー像であるトナーバンド等の不要トナーの二次転写ローラ１６２への移行を防止するためのクリーニングバイアス電圧を供給するクリーニングバイアス電源１０２と、切替器１０３とを備えている。
中間転写ベルト１５１上に保持されたトナー像をレジストローラ対２４から搬送される用紙Ｐに二次転写する場合には、切替器１０３は転写バイアス電源１０１と給電ローラ１５４Ａを接続し、バックアップローラ１５４にはトナーと同極性（本実施例においては負極）の転写バイアスが印加される。その結果、中間転写ベルト１５１上のトナーは用紙Ｐ上に転写され、用紙Ｐの裏面は負極に帯電する。
除電装置１６５の電極部材１６５ａには、抵抗ＲとコンデンサＣとが並列に配置されたＲＣ並列回路１２０が接続されている。ＲＣ並列回路１２０は、電極部材１６５ａとコンデンサＣとの接続を開閉するスイッチ１２１を有している。
除電装置１６５は、図３（ｂ）に示すように、用紙Ｐが記録媒体転写領域（中間転写ベルト１５１と二次転写ローラ１６２のニップ点から電極部材１６５ａまでの領域）を通過する際に、スイッチ１２１を接続した場合には、裏面が帯電した用紙ＰによってコンデンサＣが蓄電される。
図４には、用紙Ｐのサイズ、種類、画像形成装置１のプロセススピードによって蓄電されるコンデンサＣの蓄電圧の一例を示している。図４に示すように、静電容量１００ｎＦのコンデンサＣを用いた場合、用紙Ｐのサイズとして、最も用紙長さが短いハガキで約−１５００Ｖｏｌｔｓ、Ａ４用紙で約−３０００Ｖｏｌｔｓに蓄電される。
図４には、用紙Ｐのサイズ、種類、画像形成装置１のプロセススピードによって蓄電されるコンデンサＣの蓄電圧の一例を示している。図４に示すように、静電容量１００ｎＦのコンデンサＣを用いた場合、用紙Ｐのサイズとして、最も用紙長さが短いハガキで約−１５００Ｖｏｌｔｓ、Ａ４用紙で約−３０００Ｖｏｌｔｓに蓄電される。
また、用紙Ｐが記録媒体転写領域を通過する際に、用紙Ｐと電極部材１６５ａとの間には抵抗Ｒを介して負電界が発生する。
具体的には、ＲＣ並列回路１２０に抵抗２００ＭΩ〜５００ＭΩの抵抗Ｒを用いた場合、用紙Ｐの裏面と電極部材１６５ａとの間には−３００Ｖｏｌｔｓ程度の負電界が発生する。
具体的には、ＲＣ並列回路１２０に抵抗２００ＭΩ〜５００ＭΩの抵抗Ｒを用いた場合、用紙Ｐの裏面と電極部材１６５ａとの間には−３００Ｖｏｌｔｓ程度の負電界が発生する。
（２．３）システム制御装置の機能構成
画像形成装置１は、画像出力制御部１１１、縁無し有無判別部１１２、除電切替部１１３、電源制御部１１５、露光制御部１１６、定着温度制御部１１７を含むシステム制御装置１１を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１全体の動作制御を行う。
画像形成装置１は、画像出力制御部１１１、縁無し有無判別部１１２、除電切替部１１３、電源制御部１１５、露光制御部１１６、定着温度制御部１１７を含むシステム制御装置１１を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１全体の動作制御を行う。
画像出力制御部１１１は、給紙装置２０との間の情報授受についての制御の他に、画像形成部１０が備える露光装置１２、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、定着装置１７等に対して、動作制御指示を与える。
又、画像出力制御部１１１は、システム制御装置１１が備える電源制御部１１５、露光制御部１１６、定着温度制御部１１７に対して、それぞれ動作制御指示を与える。すなわち、画像形成部１０を構成する露光装置ＬＨ、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、用紙搬送装置１６、定着装置１７等への給電、駆動を行うか否かを決定し、その決定結果をそれぞれの制御部に対して指示する。
又、画像出力制御部１１１は、システム制御装置１１が備える電源制御部１１５、露光制御部１１６、定着温度制御部１１７に対して、それぞれ動作制御指示を与える。すなわち、画像形成部１０を構成する露光装置ＬＨ、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、用紙搬送装置１６、定着装置１７等への給電、駆動を行うか否かを決定し、その決定結果をそれぞれの制御部に対して指示する。
更に、画像出力制御部１１１は、縁無し有無判別部１１２、除電切替部１１３との間の情報授受を行い、縁無し印刷が判断された場合に、予め定められた動作制御を行う。
縁無し有無判別部１１２は、受け入れた画像データの用紙Ｐに対する周辺余白の有無を検出して縁無し印刷か縁あり印刷かを判断する。
図６（ａ）に模式的に示すように、縁あり印刷時には、トナー像は用紙Ｐ内に全て収まり、用紙Ｐの各辺に上余白（ｍｈ）・下余白（ｍｂ）・左余白（ｍｌ）・右余白（ｍｒ）の周辺余白が存在する。
これに対し縁無し印刷は、図６（ｂ）に示すように、トナー像が用紙Ｐの端部にまで達しており、周辺余白がなくなる。図７（ｂ）においては、上余白・下余白・左余白・右余白のすべてがない状態を図示してあるものの、一部の端部に余白がなければ縁無し印刷と判断する。
図６（ａ）に模式的に示すように、縁あり印刷時には、トナー像は用紙Ｐ内に全て収まり、用紙Ｐの各辺に上余白（ｍｈ）・下余白（ｍｂ）・左余白（ｍｌ）・右余白（ｍｒ）の周辺余白が存在する。
これに対し縁無し印刷は、図６（ｂ）に示すように、トナー像が用紙Ｐの端部にまで達しており、周辺余白がなくなる。図７（ｂ）においては、上余白・下余白・左余白・右余白のすべてがない状態を図示してあるものの、一部の端部に余白がなければ縁無し印刷と判断する。
（２．２）縁無し印刷
画像形成装置１は、用紙Ｐの端部の全周に渡って余白部を設けて画像を印刷する縁あり印刷モードと、余白部を設けず用紙Ｐの端部に至るまで画像を印刷する縁無し印刷モードを有している。
尚、係る縁無し印刷モードの有無は、画像形成装置１の動作を制御するシステム制御装置１１の縁無し有無判別部１１２により判断される。
画像形成装置１は、用紙Ｐの端部の全周に渡って余白部を設けて画像を印刷する縁あり印刷モードと、余白部を設けず用紙Ｐの端部に至るまで画像を印刷する縁無し印刷モードを有している。
尚、係る縁無し印刷モードの有無は、画像形成装置１の動作を制御するシステム制御装置１１の縁無し有無判別部１１２により判断される。
図７（ａ）は中間転写ベルト１５１上に形成されるトナー像サイズを表しており、縦はＩｖ、横はＩｈである。また、図７（ｂ）は用紙Ｐのサイズを表しており、縦はＰｖ、横はＰｈである。
トナー像と用紙Ｐのサイズ関係は図７（ｃ）に模式的に示すように、Ｐｖ＜Ｉｖ、Ｐｈ＜Ｉｈとなるように設定される。つまり、用紙Ｐが前後左右に少々ずれて給紙されても、用紙Ｐに余白が生じることがないように、トナー像のサイズは選択されている用紙サイズより若干大きくなるように形成される。
トナー像と用紙Ｐのサイズ関係は図７（ｃ）に模式的に示すように、Ｐｖ＜Ｉｖ、Ｐｈ＜Ｉｈとなるように設定される。つまり、用紙Ｐが前後左右に少々ずれて給紙されても、用紙Ｐに余白が生じることがないように、トナー像のサイズは選択されている用紙サイズより若干大きくなるように形成される。
中間転写ベルト１５１上には、網点で示したＩｖ×Ｉｈサイズのトナー像が形成される。Ｉｖ×Ｉｈサイズのトナー像は、中間転写ベルト１５１により、二次転写部ＴＲへ向かって搬送される。一方、用紙Ｐは、レジストローラ対２４によってタイミング制御され、トナー像が二次転写部ＴＲに進入するのに合わせて二次転写部ＴＲに搬送され、用紙Ｐ上には周縁部に余白のない縁無しトナー像が形成される。
余白のない縁無しトナー像が形成された用紙Ｐは、定着装置１７の定着ニップ部ＮＦで熱と圧力で用紙Ｐ上に固定される。トナー像が定着された用紙Ｐは、定着ニップ部ＮＦの出口で加熱モジュール１７１側から剥離されて第１排出ローラ対１７３から画像形成装置１上面の排紙トレイ部ＴＲ１に排出される。
図１１には、縁無し印刷時の用紙Ｐの４辺における付着トナー量を示している。縁無し印刷においては、用紙Ｐのサイズに対して、トナー像のサイズが大きいために、用紙Ｐからはみ出すトナー像は二次転写ローラ１６２上に転写されて、クリーニングブレード１６３で掻き取られて回収容器１６４内に収容される。
一方、はみ出しトナー像の二次転写ローラ１６２上に転写されないトナー像は、用紙Ｐの各辺に付着する。この用紙Ｐの各辺に付着するトナー量は、図１１に示すように、先端辺が最も多く、その他の辺は少なくなっている。用紙Ｐが用紙案内ガイド１６１に案内されて、二次転写部ＴＲに突入する際に、用紙Ｐの先端辺が縁無しトナー像が保持された中間転写ベルト１５１に接触することによると推察される。
用紙Ｐの各辺に付着したトナーは、除電装置１６５の案内ガイド１６５ｂ周辺に移行、堆積して、記録媒体転写領域を通過する用紙Ｐの裏面汚れが発生する虞があった。
図１２には、用紙Ｐの各辺に付着したトナーの案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する比較例の除電装置の構成例を示している。図１２（ａ）に示すように、電極部材１６５ａを接地した場合、電極部材１６５ａは、正極（＋）に帯電して先端辺に付着したトナーが電極部材１６５ａに静電的に移行するという問題があった。
図１２には、用紙Ｐの各辺に付着したトナーの案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する比較例の除電装置の構成例を示している。図１２（ａ）に示すように、電極部材１６５ａを接地した場合、電極部材１６５ａは、正極（＋）に帯電して先端辺に付着したトナーが電極部材１６５ａに静電的に移行するという問題があった。
また、図１２（ｂ）に示すように、電極部材１６５ａを抵抗接地した場合、電極部材１６５ａは、用紙Ｐの通過により負極（−）に帯電するが、所定の電界が発生するまでに、一定の時間を必要として、記録媒体転写領域を通過する用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａへの移行を阻止できないという問題があった。
図１２（ｃ）に示すように、電極部材１６５ａに電源を接続して負極の電界を発生させて、記録媒体転写領域を通過する用紙Ｐの先端辺に付着したトナーを含む各辺に付着したトナーの電極部材１６５ａへの移行を阻止する構成では、新たに電源を設置する必要があり、スペースとコストの増大を招くという問題があった。
（３）縁無し印刷時の動作
図８は縁無し印刷時の動作の流れを示すフローチャート、図９は縁無し印刷時の除電装置１６５における蓄電と放電を説明する模式図、図１０は変形例に係る二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図である。以下、図面を参照しながら縁無し印刷時の動作制御について説明する。
図８は縁無し印刷時の動作の流れを示すフローチャート、図９は縁無し印刷時の除電装置１６５における蓄電と放電を説明する模式図、図１０は変形例に係る二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図である。以下、図面を参照しながら縁無し印刷時の動作制御について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１においては、受けつけた印刷ジョブが縁無し印刷モードと判断されると、除電装置１６５のコンデンサＣを蓄電し、縁無しトナー像が転写された用紙Ｐの先端辺が電極部材１６５ａと対向したときにスイッチ１２１が閉鎖されて電極部材１６５ａが放電して用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する。
システム制御装置１１は、印刷ジョブを受取ると、縁無し有無判別部１１２で受け付けた印刷ジョブが縁無し印刷か縁あり印刷かを判断する（Ｓ１０１）。具体的には、用紙Ｐの周辺に上余白（ｍｈ）・下余白（ｍｂ）・左余白（ｍｌ）・右余白（ｍｒ）の周辺余白が存在するか否かを検知して、一部の端部に余白がなければ縁無し印刷と判断する。
ステップ１０１で、縁無し印刷モードと判別された場合、電極部材１６５ａに接続されたコンデンサＣが蓄電されているか否かが判断される（Ｓ１０２）。コンデンサＣに蓄電されていない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）には、除電切替部１１３を介してスイッチ１２１を接続する（Ｓ１０３）。
ステップ１０２でコンデンサＣに蓄電されていないと判断された場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、トナー像のない白紙を通紙する（Ｓ１０４）。このとき、転写バイアス電源１０１と給電ローラ１５４Ａを接続し、バックアップローラ１５４には負極の転写バイアスが印加され、コンデンサＣには蓄電圧が最大で約−３０００Ｖｏｌｔｓとなるように蓄電される。
ステップ１０２でコンデンサＣに蓄電されていないと判断された場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、トナー像のない白紙を通紙する（Ｓ１０４）。このとき、転写バイアス電源１０１と給電ローラ１５４Ａを接続し、バックアップローラ１５４には負極の転写バイアスが印加され、コンデンサＣには蓄電圧が最大で約−３０００Ｖｏｌｔｓとなるように蓄電される。
そして、スイッチ１２１が開放され（Ｓ１０５）、縁無し印刷が実行される（Ｓ１０６）。縁無し印刷が実行され、用紙Ｐにトナー像が二次転写されると、用紙Ｐの各辺にはトナーが付着した状態で除電装置１６５に向かって搬送される（図９（ａ）参照）。
そして、用紙Ｐの先端が転写領域に到達するタイミング（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）で、スイッチ１２１を接続する（Ｓ１０８）。用紙Ｐの先端が転写領域に到達するタイミングは、プロセススピードに基づくレジストローラ対２４の回転開始タイミングからの予め定められた時間によって判断される。スイッチ１２１が接続されると、蓄電されたコンデンサＣが電極部材１６５ａから用紙Ｐの先端辺に向かって放電し、用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行は阻止される（図９（ｂ）参照）。
スイッチ１２１が接続された状態で、用紙Ｐが搬送ガイド１６６に沿って定着装置１７に向かって搬送されると、用紙Ｐの先端辺を除く３辺に付着したトナーは抵抗Ｒによって発生する負極の電界（約−３００Ｖｏｌｔｓ）によって電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行は阻止される。
また、同時にコンデンサＣは、帯電した用紙Ｐの裏面の通過によって電極部材１６５ａを介して再び蓄電される（図９（ｃ）参照）。
また、同時にコンデンサＣは、帯電した用紙Ｐの裏面の通過によって電極部材１６５ａを介して再び蓄電される（図９（ｃ）参照）。
そして、用紙Ｐの後端が記録媒体転写領域を通過するタイミングで（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、スイッチ１２１を開放する（Ｓ１１０）。用紙Ｐの後端が記録媒体転写領域を通過するタイミングは、用紙Ｐの用紙長さとプロセススピードに基づいて用紙Ｐが記録媒体転写領域突入したタイミングからの予め定められた時間によって判断される。
そして、印刷ジョブが終了した（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）状態では、除電装置１６５のコンデンサＣは用紙Ｐの用紙長さに応じて−１５００Ｖｏｌｔｓないし−３０００Ｖｏｌｔｓ程度に蓄電され、次の縁無し印刷の際に、電極部材１６５ａが放電して用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する。
そして、印刷ジョブが終了した（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）状態では、除電装置１６５のコンデンサＣは用紙Ｐの用紙長さに応じて−１５００Ｖｏｌｔｓないし−３０００Ｖｏｌｔｓ程度に蓄電され、次の縁無し印刷の際に、電極部材１６５ａが放電して用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する。
「変形例」
図１０は変形例に係る画像形成装置１の二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図である。
用紙搬送装置１６は用紙搬送方向で二次転写ローラ１６２よりも下流側で除電装置１６５の上流側に搬送される用紙Ｐの先端及び後端を検知する検知手段としての検知センサＳＲを備えている。検知センサＳＲとしては、ＬＥＤ等からなる発光素子と受光素子を備えた反射型の光センサが用いられている。
図１０は変形例に係る画像形成装置１の二次転写部ＴＲ周辺の構成及び二次転写のバイアス印加を説明する図である。
用紙搬送装置１６は用紙搬送方向で二次転写ローラ１６２よりも下流側で除電装置１６５の上流側に搬送される用紙Ｐの先端及び後端を検知する検知手段としての検知センサＳＲを備えている。検知センサＳＲとしては、ＬＥＤ等からなる発光素子と受光素子を備えた反射型の光センサが用いられている。
変形例の画像形成装置１は、検知センサＳＲで用紙Ｐの先端を検知したタイミングから、用紙Ｐが電極部材１６５ａに対抗する位置に到達する予め定められた時間の経過後にスイッチ１２１を接続する。
これにより、コンデンサＣに蓄電された電荷が電極部材１６５ａから用紙Ｐの先端辺に向かって放電され、用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行は阻止される。
これにより、コンデンサＣに蓄電された電荷が電極部材１６５ａから用紙Ｐの先端辺に向かって放電され、用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行は阻止される。
そして、用紙Ｐの後端が検知センサＳＲで検知されたタイミングから、用紙Ｐの後端が電極部材１６５ａに対抗する位置に到達する予め定められた時間の経過後にスイッチ１２１を開放する。
これにより、コンデンサＣは、帯電した用紙Ｐの裏面の通過によって電極部材１６５ａを介して蓄電された状態を維持し、次の縁無し印刷の際に、電極部材１６５ａが放電して用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する。
これにより、コンデンサＣは、帯電した用紙Ｐの裏面の通過によって電極部材１６５ａを介して蓄電された状態を維持し、次の縁無し印刷の際に、電極部材１６５ａが放電して用紙Ｐの先端辺に付着したトナーの電極部材１６５ａ及び案内ガイド１６５ｂ周辺への移行を抑制する。
このように、用紙搬送方向において、除電装置１６５の直前で用紙Ｐの先端及び後端を直接検知することで、コンデンサＣからの放電及びコンデンサＣへの蓄電を確実に行うことができる。
１・・・画像形成装置
１０・・・画像形成部
１１・・・システム制御装置
１１１・・・画像出力制御部
１１２・・・縁無し有無判別部
１１３・・・除電切替部
１１５・・・電源制御部
１１６・・・露光制御部
１１７・・・定着温度制御部
１２・・・露光装置
１３・・・感光体ユニット
１４・・・現像装置
１５・・・転写装置
１６・・・用紙搬送装置
１６２・・・二次転写ローラ
１６３・・・クリーニングブレード
１６４・・・回収容器
１６５・・・除電装置
１６５ａ・・・電極部材
１６５ｂ・・・案内ガイド
１６６・・・搬送ガイド
１７・・・定着装置
２０・・・給紙装置
３０・・・操作表示部
４０・・・画像処理部
Ｐ・・・用紙
ＴＲ・・・二次転写部
ＮＦ・・・定着ニップ部
１０・・・画像形成部
１１・・・システム制御装置
１１１・・・画像出力制御部
１１２・・・縁無し有無判別部
１１３・・・除電切替部
１１５・・・電源制御部
１１６・・・露光制御部
１１７・・・定着温度制御部
１２・・・露光装置
１３・・・感光体ユニット
１４・・・現像装置
１５・・・転写装置
１６・・・用紙搬送装置
１６２・・・二次転写ローラ
１６３・・・クリーニングブレード
１６４・・・回収容器
１６５・・・除電装置
１６５ａ・・・電極部材
１６５ｂ・・・案内ガイド
１６６・・・搬送ガイド
１７・・・定着装置
２０・・・給紙装置
３０・・・操作表示部
４０・・・画像処理部
Ｐ・・・用紙
ＴＲ・・・二次転写部
ＮＦ・・・定着ニップ部
Claims (7)
- 像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側に配置され、前記記録媒体が記録媒体転写領域を通過中に蓄電し、前記記録媒体の先端が前記記録媒体転写領域に侵入する際に放電する除電手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記除電手段は、前記記録媒体に対向して配置された尖状電極と、抵抗とコンデンサとが並列に配置され前記尖状電極に接続されたＲＣ並列回路と、前記コンデンサと前記尖状電極との接続を開閉するスイッチと、からなり、前記記録媒体に転写される前記トナー像が縁無し画像である場合、前記スイッチは前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに閉鎖され、前記記録媒体の後端が前記尖状電極と対向する領域を抜けたときに開放される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記コンデンサは、前記記録媒体にトナー像を転写する前において、前記記録媒体転写領域に前記トナー像を生成せずに前記記録媒体を通過させて、前記尖状電極を介して蓄電される、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 - 前記コンデンサは、前記記録媒体の先端が前記尖状電極と対向したときに放電し、前記記録媒体が前記記録媒体転写領域を通過中に、前記尖状電極を介して再度蓄電される、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 - 前記記録媒体は、搬送方向における長さがはがきサイズ以上である、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。 - 前記コンデンサは、前記トナー像を形成するトナーと同極性の電荷が蓄電される、
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記記録媒体が搬送される搬送方向で前記転写手段よりも下流側で前記除電手段の上流側に搬送される前記記録媒体の先端及び後端を検知する検知手段を更に備え、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知したときに前記スイッチを閉鎖し、前記検知手段が前記記録媒体の後端を検知したときに前記スイッチを開放する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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