JP3694264B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体表面上のトナー像を転写して記録紙に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、トナー像が転写された後の転写紙を感光体から分離するために印加される分離電圧の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、感光体ドラム上のトナー像を転写して転写紙に画像を形成する複写機，プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム表面から転写紙上にトナー像を転写することによって画像形成を行うが、かかる転写後に感光体ドラム表面に密着した転写紙を感光体ドラムから分離するために分離装置が備えられている。この分離装置としては、例えば、転写装置が転写紙を＋帯電させて、−極性のトナーを転写紙に吸着させる場合、転写装置の転写紙搬送下流側の感光体ドラムに対向する位置から転写紙に−の電圧（分離電圧）を供給して、＋に帯電された転写紙を感光体ドラムから分離するＤＣ分離構造のものが知られている。この分離装置は、仕向地，環境，プロセススピード，転写紙サイズ等のパラメータに応じて、最適な分離電流値及び分離電圧を設定し、感光体ドラムから転写紙を分離する時に、予め設定した定電流が得られるように電圧を可変させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記分離装置は、感光体ドラムから転写紙を確実に分離するため、分離装置及び感光体ドラム間の電圧印加領域に転写紙先端が搬入されてくる前から分離電圧を印加しておき、転写紙後端が電圧印加領域を通過した後も所定時間は分離電圧を供給するようにしている。しかし、電圧印加領域への転写紙搬入前及び搬出後は、電圧印加領域に転写紙が存在しておらず、インピーダンスが大きくなるため、定電流を得ようとすると、分離領域に転写紙が存在するときよりも高電圧になる。そのため、分離装置から感光体ドラム表面に集中放電されてしまうので、ドラム放電破壊が生じて感光体ドラムが劣化したり、ドラム帯電安定化が損なわれて画像形成に不具合が生じることがある。更には、オゾン，ＮＯｘ等の放電生成物が発生してしまうという問題もある。これらの問題は、転写紙先端が分離領域に搬入されてくると同時に分離電圧を供給し、感光体ドラムに直接放電がされないように転写紙先端を帯電させれば解決できるが、このような分離電圧の印加タイミングの制御は非常に困難である。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、感光体ドラムから転写紙を分離するために分離電圧を印加する時に、感光体ドラムの劣化や画像形成の不具合の発生が抑制され、しかも放電生成物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ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、表面にトナー像が形成される感光体と、感光体表面上のトナー像を転写紙に転写する転写手段と、この転写手段によりトナー像が転写された後の転写紙を感光体から分離する分離手段とを有する画像形成装置であって、
前記分離手段には、定電流を得るために分離条件に応じた分離電圧を印加する分離電圧印加部と、この分離電圧印加部によって印加される分離電圧を所定電圧以下に抑える電圧リミッタとが備えられ、
前記所定電圧は、転写紙が前記分離電圧印加部の電圧印加領域にないときに、前記電圧リミッタによる電圧制御を行わずに印加される電圧よりも低いものである。
【０００６】
上記構成では、分離電圧印加部が印加する分離電圧を所定電圧以下に抑えており、例えば、電圧印加領域に転写紙がないときの分離電圧を、電圧リミッタによる電圧制御を行わない場合よりも低くしているので、分離電圧印加部による電圧印加領域に転写紙が存在していないときに、分離手段から感光体ドラム表面に集中放電される場合にも、このときの分離電圧を、ドラム放電破壊やドラム帯電安定化の阻害が生じない程度の電圧に抑制することが可能になる。これにより、感光体ドラムから転写紙を分離するための分離電圧印加時に、感光体ドラムの劣化や画像形成の不具合の発生を抑制することが可能になり、更には、オゾン，ＮＯｘ等の放電生成物の発生を抑制することが可能になる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記所定電圧は、転写紙が前記電圧印加領域にあるときに印加される電圧よりは高いものである。
【０００８】
この構成によれば、転写紙が電圧印加領域にないときの分離電圧を、当該領域に転写紙があるときの分離電圧よりは高くするので、転写紙先端が電圧印加領域に搬入されてきた時点から、予定している定電流を迅速に得ることができ、転写紙先端を感光体から確実に分離することができる。例えば、転写紙が電圧印加領域にないときの分離電圧を、電圧リミッタによって転写紙が電圧印加領域にあるときと同等の分離電圧まで低く抑えてしまうと、転写紙が電圧印加領域に搬入されてきた時に、転写紙先端部分では、予定している電流値を即座に得ることができず、転写紙先端部分を感光体から確実に分離できなくなるという問題が生じる。そのため、上記構成のように、転写紙が当該領域にないときの分離電圧を、当該領域に転写紙があるときの分離電圧よりも高くしておき、転写紙先端部分から十分な電圧が印加されるようにすることによって、当該問題を解消するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一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は本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図、図２は転写ローラ及び分離装置部分を示す模式図である。図１に示すように、本発明に係る画像形成装置の一例である複写機１では、複写機本体２内において、帯電装置３により図中のＡ方向に回転する感光体ドラム（感光体又は像担持体）４が一様に帯電され、原稿読取装置５で読み取られた原稿画像に基づく露光装置（レーザ走査ユニット等）６からのレーザビームにより感光体ドラム４上に静電潜像が形成され、現像装置７により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像装置７へのトナーの供給は、トナーコンテナ８から行われる。
【００１０】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム４に向けて、給紙機構９から転写紙が用紙搬送路１０を経由して搬送され、転写ローラ１１により感光体ドラム４表面のトナー像が転写紙に転写される。そして、トナー像が転写された転写紙は感光体ドラム４から分離され、定着ローラ対を有する定着装置１２に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１２を通過した転写紙は、複数方向に分岐した用紙搬送路１３に送られて、用紙搬送路１３の分岐点で分岐部材によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、用紙搬送路１７に送られて両面コピーされた後に）、上シートトレイ１０２ａ、下シートトレイ１０２ｂ又はシートトレイ１０３の転写紙排出部から排出される。
【００１１】
上記転写ローラ１１は、転写バイアス部（図３参照）がトナーと逆極性の転写バイアスを転写紙に印加することによって、感光体ドラム４及び転写ローラ１１間に搬送されてきた転写紙に、感光体ドラム４表面から転写紙にトナー像を転写させるようになっている。また、図２に示すように、転写ローラ１１の転写紙搬送下流側の感光体ドラム４に対向する位置には、ＤＣ分離構造の分離装置（分離手段）２１が配設されている。この分離装置２１は、除電針２１１、分離電圧印加部２１２及び分離電圧リミッタ（電圧リミッタ）２１３からなり、例えば、転写ローラ１１により転写紙を＋帯電させて、−極性のトナーを転写紙に吸着させる場合には、分離電圧印加部２１２の分離電圧印加により除電針２１１から転写紙に−の電圧を供給して、＋に帯電した状態の転写紙を感光体ドラム４から分離するようになっている。本発明は、この分離装置２１によって転写紙に印加される分離電圧の制御に関する。
【００１２】
なお、１６はクリーニング部であり、感光体ドラム４上の残留トナー等を除去するものである。また、給紙機構９は、複写機本体２に着脱自在に取り付けられ、転写紙を収納する給紙カセット９１，９２と、その上方に設けられるスタックバイパス（バイパストレイ）９３とを備えてなり、これらは用紙搬送路１０によって感光体ドラム４及び現像装置７等からなる画像形成部に繋がっている。
【００１３】
図３は上記複写機１の概略構成を示すブロック図である。複写機１には、複写機１全体の制御を司る制御装置２０が備えられている。制御装置２０は、帯電装置３、露光装置６、及び現像装置７からなる画像形成部と、定着装置１２と、転写ローラ１１及び転写バイアス部１５１等からなる転写装置（転写手段）１５と、トナー像転写後の転写紙を感光体から分離するために分離電圧を印加する分離装置２１と、感光体ドラム４を駆動するドラムモータ２２とを制御する。
【００１４】
分離装置２１には、感光体ドラム４及び分離装置２１間の分離電圧印加領域（以下、分離領域という）に搬入されてきた転写紙に分離電圧を印加するための分離電圧印加部２１２と、この分離電圧印加部２１２による分離電圧を検出して、当該分離電圧を所定電圧以下に抑える分離電圧リミッタ２１３とが接続されている。分離電圧印加部２１２は、後述するように、予め設定された定電流を得るために、分離条件に応じて変動させた分離電圧を印加することが可能とされている。さらに、制御装置２０には、ユーザから印刷に使用する転写紙サイズ等の印刷指示情報が入力される操作部２７と、複写機１の電源ＯＮ・ＯＦＦを切り換えるメインスイッチ２８とが接続されている。
【００１５】
次に、分離装置２１による分離電圧の制御について説明する。図４は分離装置２１の分離領域を転写紙が通過する時における分離電圧の波形の例を示す図である。転写紙を感光体ドラム４から分離するためにDC60μAの定電流が必要な場合を例にして説明する。図４において、t1は分離電圧の印加を開始した時点、t2は転写紙先端が分離領域に搬入されてきた時点、t3は転写紙後端が分離領域から搬出された時点、t4は分離電圧の印加を終了した時点を示し、また、分離電圧リミッタ２１３を用いた本発明に係る分離電圧制御の電圧波形を実線で示し、分離電圧リミッタ２１３を用いない従来の電圧制御の電圧波形を破線で示している（本発明に係る電圧制御の波形と異なる部分のみ）。
【００１６】
転写紙先端部分を確実に感光体ドラム４から分離するため、転写紙が分離領域に搬入される前のt1の時点から分離電圧の印加が開始される。この場合、感光体ドラム４及び分離装置２１間の分離領域には転写紙が存在しておらずインピーダンスが大きいので、60μAの定電流を得ようとすると、分離電圧印加部２１２が印加する分離電圧は、分離領域に転写紙が存在するt2以降よりも高電圧となる。そのため、分離電圧リミッタ２１３によって、t1−t2間の分離電圧を、分離装置２１から感光体ドラム４表面に集中放電がされてもドラム放電破壊やドラム帯電安定化が損なわれない程度の低い電圧（所定電圧）以下に抑えるようにする。すなわち、分離電圧リミッタ２１３を用いない従来の電圧制御では、図４に破線で示す電圧まで高電圧になるところを、実線で示す低い電圧に抑えるようにする。
【００１７】
この場合の分離電圧リミッタ２１３の電圧リミッタ値は、上記t1−t2間の分離電圧が、転写紙が分離領域に存在するt2−t3間の分離電圧よりは高くなるように設定される。これにより、転写紙先端が分離領域に搬入されてきた時点から十分な電圧を印加して、予定している定電流を確実に得ることができ、転写紙先端を感光体ドラム４から確実に分離することができる。例えば、転写紙が分離領域にないときの分離電圧を、分離電圧リミッタ２１３によって転写紙が分離領域にあるときと同等の分離電圧まで低く抑えてしまうと、転写紙が分離領域に搬入されてきた時、転写紙先端部分では十分な電圧が印加されないので、予定している電流値を即座に得ることができず、転写紙先端部分を感光体ドラム４から確実に分離できなくなるという問題が生じる。そのためにt1−t2間の電圧を、ドラム放電破壊やドラム帯電安定化を損なわない程度に低く抑えつつ（このt1−t2間の領域では、分離電圧リミッタ２１３による電圧制御を行わない場合よりも当然に低い値となる）、t2−t3間の分離電圧よりは高く設定しておくことによって、転写紙先端部分から、即座に予定した定電流が得られるようにしている。
【００１８】
また、転写紙後端が分離領域から抜け出たt3の時点以降も、転写紙後端部分まで確実に分離電圧を印加して、感光体ドラム４から転写紙を適正に分離するために、t3−t4間の所定時間内は分離電圧が印加される。この場合も分離領域には転写紙が存在しないため、t1−t2間と同様に分離電圧が高くなるので、分離電圧リミッタ２１３によって分離電圧を抑制する。そして、t1−t2間における分離電圧の抑制と同様に、上記ドラム放電破壊やドラム帯電安定化を損なわない程度に、t2−t3間の分離電圧よりは高く設定する。これにより、転写紙後端が分離領域を完全に抜け出るまで、予定した定電流が確実に得られる。
【００１９】
このように、本実施形態の複写機１によれば、分離電圧リミッタ２１３によって、分離領域に転写紙が存在しないt1−t2間及びt3−t4間に印加する分離電圧が、ドラム放電破壊やドラム帯電安定化を損なわない程度に低く抑えられるので、分離領域に転写紙が存在していないときに分離装置２１から感光体ドラム４の表面に集中放電がされても、感光体ドラム放電破壊や感光体ドラム帯電安定化の阻害が生じない。これにより、分離電圧印加時に感光体ドラム４の劣化や画像形成の不具合の発生を抑制することができる。更には、オゾン，ＮＯｘ等の放電生成物の発生が抑制される。しかも、分離電圧リミッタ２１３によって、t1−t2間及びt3−t4間に印加する分離電圧は、t2−t3間の分離電圧よりは高くなるように制御されるので、用紙先端及び用紙後端部分でも確実に定電流が得られる。これにより、用紙先端及び用紙後端を感光体ドラム４から確実に分離することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態は、本発明の一例を示したものに過ぎず、適宜構成の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、転写ローラ１１を用いて感光体ドラム４からトナー像を転写する転写装置１５に分離装置２１を適用した形態を示しているが、転写ローラを用いずに転写帯電器等により転写紙を帯電させてトナー像を転写させる構成の転写装置に適用することも可能である。また、上記実施形態では、除電針２１１から転写紙に分離電圧を印加するものを示しているが、本発明はこれに限られず、他の除電機構により転写紙に分離電圧を印加するものであってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分離電圧印加部による電圧印加領域に転写紙がなく、分離手段から感光体ドラム表面に集中放電される場合に、このときの分離電圧を、ドラム放電破壊やドラム帯電安定化の阻害が生じない電圧に抑制することが可能になる。これにより、感光体ドラムから転写紙を分離するための分離電圧印加時に、感光体ドラムの劣化や画像形成の不具合の発生を抑制することが可能になり、更には、オゾン，ＮＯｘ等の放電生成物の発生を抑制することが可能になる。
【００２２】
また、転写紙が電圧印加領域にないときの分離電圧を、当該領域に転写紙があるときの分離電圧よりは高くすれば、転写紙先端が電圧印加領域に搬入されてきた時点から十分な分離電圧が印加されるので、予定している定電流を迅速に得ることができ、これにより転写紙先端を感光体から確実に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の一例である複写機の概略構成を示す模式図である。
【図２】 上記複写機の転写ローラ及び分離装置部分を示す模式図である。
【図３】 上記複写機の概略構成を示すブロック図である。
【図４】 分離装置の分離電圧印加領域を転写紙が通過する時における分離電圧の波形を示す図である。
【符号の説明】
１ 複写機
４ 感光体ドラム（感光体）
１１ 転写ローラ（転写手段）
１５ 転写装置（転写手段）
２１ 分離装置（分離手段）
２１１ 除電針（分離手段）
２１２ 分離電圧印加部（分離手段）
２１３ 分離電圧リミッタ（電圧リミッタ）

Claims (2)

1. 表面にトナー像が形成される感光体と、感光体表面上のトナー像を転写紙に転写する転写手段と、この転写手段によりトナー像が転写された後の転写紙を感光体から分離する分離手段とを有する画像形成装置であって、
   前記分離手段には、定電流を得るために分離条件に応じた分離電圧を印加する分離電圧印加部と、この分離電圧印加部によって印加される分離電圧を所定電圧以下に抑える電圧リミッタとが備えられ、
   前記所定電圧は、転写紙が前記分離電圧印加部の電圧印加領域にないときに、前記電圧リミッタによる電圧制御を行わずに印加される電圧よりも低い画像形成装置。
2. 前記所定電圧は、転写紙が前記電圧印加領域にあるときに印加される電圧よりは高い請求項１に記載の画像形成装置。

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