JP2018112583A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電生成物の生成を抑制し、放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明のカラープリンター１は、電圧を印加され、シートＳにトナー像を転写する転写部１１と、シートＳ上のトナー像を加熱しながら加圧してシートＳに定着させる定着部３０と、定着部３０に対向する放電電極４０の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着部３０をトナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器３４と、シートＳを通して転写部１１に流れる電流値の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させ、シートＳを通して転写部１１に流れる電流値の減少に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを減少させる調整部５０と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、各々回転する定着部材と加圧部材とで形成したニップを通過する媒体にトナー像を熱定着させる定着装置を備えている。定着部材の表面は、電気絶縁性の材料で形成されており、ニップを通過する媒体との摩擦によってトナーの極性とは逆極性に帯電することがある。すると、媒体上のトナーが定着部材の表面に付着し、そのトナーが後からニップを通過する媒体に転移するオフセット現象が発生する。

このオフセット現象を抑制するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体上のトナー像を用紙に転写するために用紙をトナーと逆極性に帯電させる転写帯電器と、転写後の用紙をトナーと同極性に帯電させる分離帯電器と、定着装置の定着ローラーの表面をトナーと同極性に帯電させるオフセット防止バイアス用電源（オフセット防止用帯電器）と、を備えている。転写帯電器、分離帯電器およびオフセット防止用帯電器は、それぞれ、電極周りの電界で生じたコロナ放電を利用した帯電器である。オフセット防止用帯電器は、分離帯電器による除電電荷量の変化に連動して、定着ローラーに印加する電界の強度を変化させている。

特開平０７−１７５３５６号公報

しかしながら、上記のオフセット防止用帯電器は、分離帯電器で除電した用紙を更にトナーの極性と同じになるように帯電させなければならず、非常に強い電界を発生させなければならなかった。強い電界はオゾン等の放電生成物を大量に生成するという問題があった。また、定着装置でトナー像が加熱されると、トナーの成分（例えば、ワックス）が揮発して浮遊する。放電生成物やワックス等の浮遊物はオフセット防止用帯電器の電極に付着し易く、放電生成物等が付着した電極は定着部材を均一に帯電させることができないという問題があった。

また、用紙の除電を行わない画像形成装置も多数存在する。このような画像形成装置では、分離帯電器を備えていないため、オフセット防止用帯電器を分離帯電器に連動させることはできなかった。

本発明は、上記課題を解決するために、放電生成物の生成を抑制し、放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制する画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、電圧を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えている。

この場合、前記転写部は、電圧を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、前記調整部は、前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に流れる電流値を計測する計測部と、前記計測部に計測された電流値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることが好ましい。

また、上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、電流を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えている。

この場合、前記転写部は、電流を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、前記調整部は、前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に生じる電圧値を計測する計測部と、前記計測部に計測された電圧値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることが好ましい。

この場合、前記定着部は、回転しながら前記媒体上の前記トナー像を加熱する定着部材と、回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、を含み、前記放電電極は、前記定着部材に対向し、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることが好ましい。

この場合、前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることが好ましい。

本発明によれば、放電生成物の生成を抑制することができる。放電電極に対する放電生成物等の浮遊物の付着量を減らして帯電器の劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの転写部および定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの帯電器の放電電極を模式的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの転写電流値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの定着バイアスの制御を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るカラープリンターの転写部および定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るカラープリンターの転写電圧値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図１等の紙面手前が正面であり、各図に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。

＜第１実施形態：カラープリンターの全体構成＞
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター１の全体構成について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。

カラープリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、紙製のシートＳ（の束）を収容する給紙カセット３が着脱可能に設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、媒体の一例としてのシートＳは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。

また、カラープリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を装置本体２の内部に備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路８の上流端部に設けられている。定着装置７は搬送路８の下流側に設けられ、作像装置６は搬送路８において給紙装置５と定着装置７との間に設けられている。

作像装置６は、４つのトナーコンテナ１０と、転写部１１と、４つのドラムユニット１２と、光走査装置１３と、を含んでいる。

４つのトナーコンテナ１０は、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のトナー（現像剤）を収容する。転写部１１は、図１で左回りに回転する中間転写ベルト２２を含んでいる。各ドラムユニット１２は、感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、現像装置１６と、一次転写ローラー１７と、クリーニング装置１８と、を含んでいる。各一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４との間に中間転写ベルト２２を挟むように設けられている。

カラープリンター１は以下の手順でシートＳに画像形成を行う。各帯電装置１５は、感光体ドラム１４の表面を帯電させる。各感光体ドラム１４は、光走査装置１３から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。各現像装置１６は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１４上の静電潜像をトナー像に現像する。各一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４上のトナー像を回転する中間転写ベルト２２に一次転写する。中間転写ベルト２２は、回転しながら４色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートＳは、給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路８に送り出される。転写部１１は、シートＳに中間転写ベルト２２上のトナー像を二次転写する。定着装置７はトナー像をシートＳに熱定着させる。その後、シートＳは排紙トレイ４に排出される。各クリーニング装置１８は感光体ドラム１４上に残ったトナーを除去する。

＜転写部＞
次に、図１および図２を参照して、転写部１１について説明する。図２は転写部１１および定着装置７を模式的に示す断面図である。

転写部１１は、駆動ローラー２０と、従動ローラー２１と、中間転写ベルト２２と、二次転写ローラー２３と、定電圧電源２４と、を含んでいる。

駆動ローラー２０は、装置本体２内の右側（搬送路８側）で軸周りに回転可能に設けられている。駆動ローラー２０は、駆動モーター（図示せず）に駆動されて回転する。従動ローラー２１は、装置本体２内の左側で軸周りに回転可能に設けられている（図１参照）。像担持体との一例としての中間転写ベルト２２は、駆動ローラー２０と従動ローラー２１との間に巻き掛けられている。二次転写ローラー２３は、中間転写ベルト２２を挟んで駆動ローラー２０に対向し、軸周りに回転可能に設けられている。二次転写ローラー２３は、回転しながら中間転写ベルト２２とで転写ニップＮ１を形成している。二次転写ローラー２３には、転写バイアス電源（図示せず）が電気的に接続されている。定電圧電源２４は、駆動ローラー２０に電気的に接続されている（図２参照）。定電圧電源２４は、定電圧を出力するための電源回路を含んでいる。

ここで、転写部１１の作用について説明する。画像形成を行う場合において、駆動モーターが駆動ローラー２０を回転駆動すると、中間転写ベルト２２が回転する。従動ローラー２１および二次転写ローラー２３は、中間転写ベルト２２に従動して回転する。二次転写ローラー２３は、転写バイアス電源から二次転写バイアスを印加されることで転写ニップＮ１を通過するシートＳに中間転写ベルト２２上のトナー像を転写する。また、定電圧電源２４は、駆動ローラー２０を介して中間転写ベルト２２に定電圧を印加する。なお、この印加電圧は、後述する調整部５０によって電流値を計測するために印加されている。

＜定着装置＞
図２ないし図４を参照して、定着装置７の構成について説明する。図３は定着装置７を模式的に示す断面図である。図４は帯電器３４の放電電極４０を模式的に示す側面図である。

図２および図３に示すように、定着装置７は、定着部３０と、帯電器３４と、を含んでいる。定着部３０は、シートＳ上のトナー像を加熱しながら加圧してシートＳに定着させる装置である。帯電器３４は、定着ローラー３１の表面を帯電させるための装置である。

＜定着部＞
図３に示すように、定着部３０は、定着ローラー３１と、加圧ローラー３２と、発熱ユニット３３と、を含んでいる。定着ローラー３１および加圧ローラー３２は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状の部材である。発熱ユニット３３は、定着ローラー３１を加熱するための装置である。

図２に示すように、定着部材の一例としての定着ローラー３１は、定着芯金３１Ａと、定着弾性層３１Ｂと、定着ベルト３１Ｃと、を含んでいる。

定着芯金３１Ａは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。定着芯金３１Ａの前後両端部は、一対の板金（図示せず）に回転可能に支持されている。定着弾性層３１Ｂは、例えば、シリコンゴム等で構成され、定着芯金３１Ａの外周面に積層されている。定着ベルト３１Ｃは、定着弾性層３１Ｂを覆うように設けられている。定着ベルト３１Ｃは、例えば、基材（ニッケル等）上に設けた弾性層（シリコンゴム等）を覆う離形層（ＰＦＡチューブ等）を含んでいる（いずれも図示せず）。

加圧部材の一例としての加圧ローラー３２は、加圧芯金３２Ａと、加圧弾性層３２Ｂと、加圧離型層３２Ｃと、を含んでいる。

加圧芯金３２Ａは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。加圧芯金３２Ａの前後両端部は、一対の可動板金（図示せず）に回転可能に支持されている。加圧弾性層３２Ｂは、例えば、シリコンゴム等で構成され、加圧芯金３２Ａの外周面に積層されている。加圧離型層３２Ｃは、例えば、ＰＦＡチューブ等で構成され、定着弾性層３１Ｂを覆うように設けられている。

加圧ローラー３２は、ギア列等を介してモーター等（図示せず）に接続され、モーターの駆動力を受けて回転する。加圧ローラー３２は、各可動板金を介してバネ（図示せず）に付勢されて定着ローラー３１に押し付けられている。定着ローラー３１は、加圧ローラー３２に従動して軸周りに回転する。加圧ローラー３２は、回転しながら定着ローラー３１とで定着ニップＮ２を形成している。定着ニップＮ２よりも搬送路８の上流側には、シートＳを定着ニップＮ２に導くための進入ガイド３６が設けられている。定着ニップＮ２よりも搬送路８の下流側には、定着ニップＮ２を通過したシートＳを定着ベルト３１Ｃから剥がすための分離板３７が設けられている。なお、本実施形態では、加圧ローラー３２を回転駆動させていたが、これに限らず、定着ローラー３１を回転駆動させ、加圧ローラー３２を従動回転させてもよい。

発熱ユニット３３は、定着ローラー３１を挟んで定着ニップＮ２の反対側に設けられている。発熱ユニット３３は、ホルダー３３Ａと、複数のＩＨコイル３３Ｂと、アーチコア３３Ｃと、を含んでいる。ホルダー３３Ａは、略半円筒状に形成され、定着ローラー３１を覆うように設けられている。複数のＩＨコイル３３Ｂは、ホルダー３３Ａに支持されている。アーチコア３３Ｃは、フェライト等の強磁性体で形成され、複数のＩＨコイル３３Ｂを覆うように設けられている。

ここで、定着部３０の作用について説明する。定着ローラー３１と加圧ローラー３２とは、各々軸周りに回転する。各ＩＨコイル３３Ｂは、電源（図示せず）から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて回転する定着ベルト３１Ｃを加熱する。画像形成を行う場合において、定着ローラー３１は、軸周りに回転しながら定着ニップＮ２を通過するシートＳ上のトナー像を加熱する。加圧ローラー３２は、軸周りに回転しながら定着ニップＮ２を通過するシートＳを加圧する。すると、トナー像がシートＳに定着する。

定着ベルト３１Ｃは、電気絶縁性のＰＦＡチューブ等で形成されているため、定着ニップＮ２を通過するシートＳとの摩擦によって負極性に帯電することがある。すると、シートＳ上の正極性のトナーが定着ベルト３１Ｃに付着し、そのトナーが後から定着ニップＮ２を通過するシートＳに転移するオフセット現象が発生する。そこで、第１実施形態に係る定着装置７は、定着ローラー３１（定着ベルト３１Ｃ）をトナー像のトナーと同極性（正極性）に帯電させる帯電器３４を備えている。

＜帯電器＞
図２および図３に示すように、帯電器３４は、定着ニップＮ２よりも搬送路８の上流側に配置されている。換言すれば、帯電器３４は、定着ニップＮ２を始点として定着ローラー３１の回転方向下流側に配置されている。帯電器３４は、放電電極４０と、シールド４１と、絶縁支持体４２と、定着バイアス電源４３と、を含んでいる。

図４に示すように、放電電極４０は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のステンレス板であって、略三角形状の複数の針電極４０Ａを前後方向に並べて略鋸歯状に形成されている。図３に示すように、放電電極４０は定着ローラー３１に対向し、その先端は、定着ローラー３１の表面に近接している。シールド４１は、金属材料で定着ローラー３１側を開放した略箱状に形成されている。シールド４１の開放側は、放電電極４０を挟んで対向する一対の接地電極４４を形成している。一対の接地電極４４は、それぞれ、ツェナーダイオード４５を介して接地している（図２参照）。絶縁支持体４２は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。上記した放電電極４０は、絶縁支持体４２を介してシールド４１に支持されている。放電電極４０は、絶縁支持体４２からシールド４１の開放側に延びた状態で支持されている。

図２に示すように、定着バイアス電源４３は、放電電極４０に電気的に接続されている。定着バイアス電源４３は、放電電極４０に電流（定着バイアス）を印加する。定着バイアス電源４３は、定着バイアスの出力を増減する可変回路４３Ａを含んでいる。帯電器３４は、放電電極４０の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着ローラー３１を（正極性に）帯電させるコロトロン帯電器である。

ところで、コロナ放電を利用した帯電器３４は、オゾン、窒素酸化物、硝酸イオン、アンモニウムイオン等の放電生成物を生成することが知られている。放電電極４０の周囲に形成される電界が強い程、放電生成物の生成量が増加する。また、トナーには、熱と圧力を加えられて融けたトナーが定着ローラー３１に貼り付かないようにワックスが含まれている。このワックスは、定着処理時にトナー像（トナー）から揮発し、定着ローラー３１等の周囲に浮遊する浮遊物になる。放電生成物や浮遊物は、電界の発生源である放電電極４０に付着し易い。放電生成物や浮遊物が放電電極４０に付着すると、適正なコロナ放電を発生させることができなくなり、定着ベルト３１Ｃを軸方向に均一に帯電させることが困難になることがある。

オフセット現象は常に発生するものではなく、含水率の高い（電気的抵抗の低い）シートＳに画像形成を行う場合や、高温多湿の環境で画像形成を行う場合等に発生し易い。帯電器３４の帯電性能を長期間に亘って維持するためには、シートＳの含水率等に応じて、帯電器３４による電界の強度をコントロールすることが望ましい。そこで、第１実施形態に係るカラープリンター１は、シートＳの含水率等に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを変更する調整部５０を備えている。

＜調整部＞
図２および図５を参照して、調整部５０について説明する。図５は転写電流値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。

図２に示すように、調整部５０は、計測部５１と、制御部５２と、を含んでいる。計測部５１は、二次転写ローラー２３に電気的に接続されている。計測部５１は、二次転写ローラー２３に流れる電流を計測（検知）する装置である。制御部５２は、ＣＰＵ、メモリーおよび入出力ポート等（いずれも図示せず）を含む装置である。制御部５２は、入出力ポートを介して計測部５１と定着バイアス電源４３（可変回路４３Ａ）とに電気的に接続されている。ＣＰＵは、メモリーに記憶されたプログラムやデータ等に従って様々な演算処理を実行する。

メモリーには、シートＳを介して中間転写ベルト２２から二次転写ローラー２３に流れる電流値（以下、「転写電流値」という。）と、放電電極４０に印加する定着バイアスと、を対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図５に示すグラフに対応するものであって、転写電流値が低い場合には定着バイアスも低く設定され、転写電流値が高い場合には定着バイアスも高く設定されている。第１実施形態では、例えば、転写電流値が３つの範囲（図５のＡ１〜Ａ３参照）に区分けされ、３つの範囲の転写電流値に対応するように３段階の定着バイアス（図５のＢ１〜Ｂ３参照）が設定されている。ここで、図５において、Ａ２は転写電流値の標準値（範囲）であり、Ｂ２は定着バイアスの基準値である。転写電流値の標準値（範囲（Ａ２））は、例えば、気温２３度、湿度５０％の環境において含水率７％のシートＳ（以下、「標準シートＳ」ともいう。）を転写ニップＮ１に通過させた場合の転写電流値に基づいて設定されている。また、定着バイアスの基準値（Ｂ２）は、標準シートＳを定着ニップＮ２に通過させた場合にオフセット現象を抑制することができるように設定されている。なお、転写電流値（Ａ１〜Ａ３）や定着バイアス（Ｂ１〜Ｂ３）は、予め実験的に求めることが好ましい。

＜定着バイアスの制御＞
次に、図２および図６を参照して、定着バイアスの制御について説明する。図６は定着バイアスの制御を示すフローチャートである。

画像形成が開始されると、転写部１１の定電圧電源２４は、駆動ローラー２０に定電圧を印加する。計測部５１は、駆動ローラー２０に印加された定電圧によって二次転写ローラー２３に流れる転写電流値を所定の時間間隔で計測する。詳細には、シートＳが転写ニップＮ１を通過していない状態で、計測部５１は、中間転写ベルト２２を介して駆動ローラー２０から二次転写ローラー２３に流れる転写電流値を計測する。一方、シートＳが転写ニップＮ１を通過中の状態で、計測部５１は、転写ニップＮ１を通過するシートＳを介して中間転写ベルト２２から二次転写ローラー２３に流れる転写電流値を計測する。また、計測部５１は、所定の時間間隔で計測結果（転写電流値）を制御部５２に送信する。

制御部５２は、計測部５１から送信された転写電流値を受信し、メモリーに記憶する（ステップＳ１）。制御部５２は、順次受信した転写電流値が閾値以上に変化した場合に、シートＳが転写ニップＮ１を通過している（通紙中である）と判断する（ステップＳ２でＹＥＳ）。そして、制御部５２は、通紙中の転写電流値を認識してメモリーに記憶する（ステップＳ３）。なお、転写電流値が閾値未満である場合（ステップＳ２でＮＯ）、制御部５２は、転写電流値の受信および記憶を続ける。また、閾値は実験的に求められ、メモリーに記憶されている。

続いて、制御部５２は、テーブルから通紙中の転写電流値に対応する定着バイアスを決定する（ステップＳ４）。そして、制御部５２は、決定した定着バイアスを出力するように可変回路４３Ａを制御する（ステップＳ５）。すなわち、制御部５２は、計測部５１に計測された電流値に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを変更する。

具体的に説明すると、含水率の高い（低抵抗）シートＳは、転写ニップＮ１で帯電され難いため、定着装置７においてオフセット現象を発生し易い。逆に、含水率の低い（高抵抗）シートＳは、転写ニップＮ１で帯電され易いため、定着装置７においてオフセット現象を発生し難い。シートＳの含水率が増加する程、シートＳの電気抵抗値が低下し、計測部５１で計測される転写電流値が上昇する。

例えば、図５にＡ３で示すように、通紙中の転写電流値が標準値（Ａ２）よりも高い場合（オフセット現象が発生し易いシートＳである場合）、制御部５２は、放電電極４０に印加する定着バイアスを基準値（Ｂ２）よりも高い値（Ｂ３）に変更する。逆に、図５にＡ１で示すように、通紙中の転写電流値が標準値（Ａ２）よりも低い場合（オフセット現象が発生し難いシートＳである場合）、制御部５２は、放電電極４０に印加する定着バイアスを基準値（Ｂ２）よりも低い値（Ｂ１）に変更する。制御部５２は、シートＳの後端が転写ニップＮ１を通過した後からシートＳの先端が定着ニップＮ２に到達するまでの間に、以上のような定着バイアスの変更（制御）を実行する。帯電器３４は、シートＳの含水率（電気抵抗値）に基づいて設定された定着バイアスで定着ローラー３１の表面を帯電させる。

以上説明した第１実施形態に係るカラープリンター１では、調整部５０がシートＳの電気抵抗値によって変化する二次転写ローラー２３の転写電流値を計測し、その計測結果に応じて帯電器３４に印加する定着バイアスを変更する構成とした。具体的には、調整部５０は、シートＳを通して転写部１１（二次転写ローラー２３）に流れる転写電流値の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させる。また、調整部５０は、シートＳを通して二次転写ローラー２３に流れる転写電流値の減少に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを減少させる。この構成によれば、シートＳの含水率等に応じた適正な定着バイアスを帯電器３４（放電電極４０）に印加することができる。また、定着装置７は転写部１１よりもシートＳの搬送方向下流側に設けられているため、シートＳが定着装置７に到達する前に帯電器３４に印加する定着バイアスを決定することができる。これにより、画像形成を行うシートＳ毎に適切な定着バイアスを設定することができる。例えば、含水率の低いシートＳである場合、オフセット現象の発生リスクが低いため、定着バイアスを低くすることができる。これにより、放電生成物の生成を大幅に抑制することができる。また、放電電極４０に対する放電生成物やワックス等の浮遊物等の付着量を減らすことができ、帯電器３４の劣化を抑制することができる。

また、第１実施形態に係るカラープリンター１では、放電電極４０が略鋸歯状に形成されていた。この構成によれば、針電極４０Ａから定着ローラー３１に向けて効率良くコロナ放電を発生させることができ、定着ローラー３１を軸方向に略均一に帯電させることができる。

また、第１実施形態に係るカラープリンター１では、一対の接地電極４４が放電電極４０を挟んで対向することで、放電電極４０から安定したコロナ放電を発生させることができる。また、一対の接地電極４４がツェナーダイオード４５を介して接地することで、定着ローラー３１の表面の帯電を促進することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図７および図８を参照して、第２実施形態に係るカラープリンター６０について説明する。図７はカラープリンター６０の転写部６１および定着装置７を模式的に示す断面図である。図８は転写電圧値と定着バイアスとの関係を示すグラフである。なお、以下では、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。

図７に示すように、第２実施形態に係るカラープリンター６０の転写部６１は、定電圧電源２４に代えて、駆動ローラー２０に電気的に接続される定電流電源６２を含んでいる。定電流電源６２は、駆動ローラー２０を介して中間転写ベルト２２に定電流を印加する。なお、この印加電流は、調整部５０によって電圧値を計測するために印加されるものである。

調整部６３は、計測部６４と、制御部６５と、を含んでいる。計測部６４は、二次転写ローラー２３に電気的に接続されて、二次転写ローラー２３に生じる電圧を計測（検知）する装置である。制御部６５は、第１実施形態に係る制御部５２と略同様であるが、テーブルに記憶されたデータが異なっている。メモリーには、シートＳを介して中間転写ベルト２２から二次転写ローラー２３に生じる電圧値（以下、「転写電圧値」という。）と、放電電極４０に印加する定着バイアスと、を対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図８に示すグラフに対応するものであって、転写電圧値が低い場合には定着バイアスが高く設定され、転写電圧値が高い場合には定着バイアスが低く設定されている。第２実施形態では、例えば、転写電圧値が３つの範囲（図８のＶ１〜Ｖ３参照）に区分けされ、３つの範囲の転写電圧値に対応するように３段階の定着バイアス（図８のＢ１〜Ｂ３参照）が設定されている。ここで、図８のＶ２は転写電圧値の標準値（範囲）であって、標準シートＳを転写ニップＮ１に通過させた場合の転写電圧値に基づいて設定されている。なお、転写電圧値（Ｖ１〜Ｖ３）は予め実験的に求めることが好ましい。

次に、第２実施形態に係るカラープリンター６０の定着バイアスの制御について簡単に説明する。

画像形成が開始されると、転写部６１の定電流電源６２は、駆動ローラー２０に定電流を印加する。シートＳが転写ニップＮ１を通過していない状態で、計測部６４は、中間転写ベルト２２を介して駆動ローラー２０から二次転写ローラー２３に生じる転写電圧値を計測する。一方、シートＳが転写ニップＮ１を通過中の状態で、計測部６４は、転写ニップＮ１を通過するシートＳを介して中間転写ベルト２２から二次転写ローラー２３に生じる転写電圧値を計測する。計測部６４は、所定の時間間隔で転写電圧値を計測し、且つ所定の時間間隔で転写電圧値を制御部６５に送信する。

制御部６５は、受信した転写電圧値をメモリーに記憶する。制御部６５は、順次受信した転写電圧値が閾値以上に変化した場合に通紙中であると判断し、通紙中の転写電圧値をメモリーに記憶する。そして、制御部６５は、テーブルから通紙中の転写電圧値に対応する定着バイアスを決定し、その定着バイアスを出力するように可変回路４３Ａを制御する。すなわち、制御部６５は、計測部６４に計測された転写電圧値に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを変更する。

シートＳの含水率が増加（電気抵抗値が低下）する程、計測部５１で計測される転写電圧値が低下する。例えば、図８にＶ１で示すように、通紙中の転写電圧値が標準値（Ｖ２）よりも低い場合、制御部６５は、オフセット現象を発生し易いシートＳであると判断し、放電電極４０に印加する定着バイアスを基準値（Ｂ２）よりも高い値（Ｂ３）に変更する。逆に、図８にＶ３で示すように、通紙中の転写電圧値が標準値（Ｖ２）よりも高い場合、制御部６５は、オフセット現象を発生し難いシートＳであると判断し、放電電極４０に印加する定着バイアスを基準値（Ｂ２）よりも低い値（Ｂ１）に変更する。制御部６５は、シートＳの後端が転写ニップＮ１を通過した後からシートＳの先端が定着ニップＮ２に到達するまでの間に、以上のような定着バイアスの変更（制御）を実行する。帯電器３４は、シートＳの含水率（電気抵抗値）に基づいて設定された定着バイアスで定着ローラー３１の表面を帯電させる。

以上説明した第２実施形態に係るカラープリンター６０では、調整部６３がシートＳの抵抗値によって変化する二次転写ローラー２３の転写電圧値を計測し、その計測結果に応じて帯電器３４に印加する定着バイアスを変更する構成とした。具体的には、調整部６３は、シートＳを通して転写部６１（二次転写ローラー２３）に生じる転写電圧値の減少に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させる。また、調整部６３は、シートＳを通して二次転写ローラー２３に生じる転写電圧値の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを減少させる。この構成によれば、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の効果を得ることができる。

なお、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、高抵抗のシートＳである場合に定着バイアスを低くしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、オフセット現象が発生する虞が非常に低い場合には、制御部５２，６５は、帯電器３４（定着バイアス電源４３）を停止する制御を行ってもよい（定着ローラー３１の表面を帯電させなくてもよい）。

また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、転写電流値および転写電圧値が３つに区分けされ、定着バイアスを３段階に変化させていたが、本発明はこれに限定されない。転写電流値等は２つ以上に区分けされていればよく、定着バイアスも２段階以上に変化することができればよい。また、転写電流値等と定着バイアスとを一次式で表せる関係（線形）とするようにテーブルを設定してもよい。つまり、転写電流値等の増減に伴って滑らかに定着バイアスを増減するように制御してもよい。また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、転写電流値と転写電圧値との標準値や定着バイアスの基準値が３段階の中間の値であったが、これに限らず、中間の値よりも低い値または高い値を標準値や基準値にしてもよい。

また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、定着バイアスの制御のステップＳ２において、転写電流値（転写電圧値）が閾値以上に変化した場合に通紙中であると判定していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、転写ニップＮ１よりも搬送路８の下流側にシートＳの通過を検知するセンサーを設け、制御部５２，６５はセンサーの検知結果から通紙中か否かを判断してもよい。

また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、定着ベルト３１Ｃが１つの定着ローラー３１の表面を構成していたが、本発明はこれに限定されない。図示は省略するが、定着部材が定着ベルトを複数のローラーに掛け回して構成されていてもよい。また、帯電器３４は、略鋸歯状の電極を含んでいたが、これに限らず、絶縁性に部品に架設された電極としての放電ワイヤーを含む帯電器であってもよい。さらに、帯電器３４は、グリッド電極を更に含むスコロトロン帯電器であってもよい。

また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１，６０では、正極性に帯電したトナーを用いていたが、これに限らず、負極性に帯電したトナーを用いてもよい。この場合、帯電器３４は定着ローラー３１の表面を負極性に帯電させることが好ましい。

また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター１，６０に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。モノクロプリンターに適用する場合、転写部は、像担持体としての感光体ドラムとで転写ニップを形成する転写ローラーを含むことが好ましい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。

１，６０ カラープリンター（画像形成装置）
７ 定着装置
１１，６１ 転写部
２２ 中間転写ベルト（像担持体）
２３ 二次転写ローラー（転写部材）
３０ 定着部
３１ 定着ローラー（定着部材）
３２ 加圧ローラー（加圧部材）
３４ 帯電器
４０ 放電電極
４０Ａ 針電極
４４ 接地電極
４５ ツェナーダイオード
５０，６３ 調整部
５１，６４ 計測部
５２，６５ 制御部
Ｎ１ 転写ニップ
Ｎ２ 定着ニップ
Ｓ シート（媒体）

Claims (6)

1. 電圧を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、
   前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、
   前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、
   前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に流れる電流値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部は、
   電圧を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、
   回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、
   前記調整部は、
   前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に流れる電流値を計測する計測部と、
   前記計測部に計測された電流値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 電流を印加され、媒体にトナー像を転写する転写部と、
   前記媒体上の前記トナー像を加熱しながら加圧して前記媒体に定着させる定着部と、
   前記定着部に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、
   前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の減少に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させ、前記媒体を通して前記転写部に生じる電圧値の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを減少させる調整部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記転写部は、
   電流を印加され、回転しながら前記トナー像を担持する像担持体と、
   回転しながら前記像担持体とで転写ニップを形成し、前記転写ニップを通過する前記媒体に前記像担持体上の前記トナー像を転写する転写部材と、を含み、
   前記調整部は、
   前記転写ニップを通過する前記媒体を介して前記像担持体から前記転写部材に生じる電圧値を計測する計測部と、
   前記計測部に計測された電圧値に応じて前記放電電極に印加するバイアスを変更する制御部と、を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記定着部は、
   回転しながら前記媒体上の前記トナー像を加熱する定着部材と、
   回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、を含み、
   前記放電電極は、前記定着部材に対向し、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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