JP4160542B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置であって、感光体上に形成されたトナー像を一旦中間転写体に転写する一次転写を行った後、中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する二次転写を行う画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程および定着工程などによって画像が形成される。帯電工程では、感光体の表面を暗所で均一に帯電する。露光工程では、帯電した感光体に原稿像を投射することにより、光の当たった部分の帯電が除去されて感光体の表面に静電潜像を形成する。現像工程では、感光体上に形成された静電潜像に現像剤のトナーを付着させることによりトナー像を形成する。転写工程では、感光体上に形成されたトナー像を用紙およびシートなどの記録媒体に転写する。定着工程では、加熱および加圧などの手段により記録媒体に転写されたトナー像を定着する。以上の工程を繰り返すことによって、電子写真方式を利用した画像形成装置は、記録媒体上に所望の画像を形成する。

複数色のトナー、たとえば、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエロなどの４色のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置は、複数の感光体上に形成された複数色のトナー像を用紙などの記録媒体に転写する転写工程の違いによって、主に二種類あることが知られている。

１つ目のカラー画像形成装置は、複数の感光体上に形成された複数色のトナー像を記録媒体上に順次直接転写して、記録媒体上に複数色のトナー像を積層することによって、記録媒体上にトナー像を転写する画像形成装置である。このカラー画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する構成が、感光体ごとに並んでいる装置であり、トナー像を記録媒体に転写するために、新たな構成を追加する必要がないので、装置が著しく大型化することがない。しかしながら、モノクロ印刷、たとえば、黒色のみの印刷であっても、記録媒体がすべての感光体上を通過しなければならず、カラー印刷の場合と印刷速度が同一となってしまうため、高速印刷を実現することができない。また、記録媒体がすべての感光体上を通過しなければならないので、混色が生じやすい。さらに、感光体上に形成された複数色のトナー像を、感光体ごとに記録媒体上に直接転写するので、記録媒体の搬送速度を厳密に制御しなければ、色によって画像がずれてしまい、レジストレーションの調整が困難である。

２つ目のカラー画像形成装置は、複数の感光体上に形成された複数色のトナー像を一旦中間転写体に順次転写して、中間転写体上に複数色のトナー像を積層する一次転写を行った後、中間転写体に積層された複数色のトナー像を記録媒体上に一括して転写する二次転写を行う画像形成装置である。このような画像形成装置は、中間転写体に複数色のトナー像を順次転写することによって中間転写体上に積層したトナー像を、一括して記録媒体に転写するので、高速印刷を実現でき、混色も防ぐことができる。さらに、記録媒体の搬送速度を厳密に制御しなくても、色によって画像がずれることがなく、レジストレーションの調整が容易である。したがって、このような中間転写体を用いたカラー画像形成装置の開発が、注目されている。

しかしながら、中間転写体上に積層されたトナー像の層厚は、たとえば、一色のみのトナー像が転写されているところおよび三色のトナー像が転写されているところなどがあるので、均一な厚さではない。したがって、二次転写を行うための条件である転写条件を設定することが困難である。具体的には、二次転写を行うときに、記録媒体に対して印加する電界である転写電界の最適値が、中間転写体上のトナー像が薄層である場合と、中間転写体上のトナー像が厚層である場合とで異なり、最適な転写電界を設定することが困難である。つまり、トナー像が薄層である部分（薄層部）を基準に転写電界を決定すると、トナー像が厚層である部分（厚層部）の転写効率が低下してしまい、記録媒体上に転写されたカラー画像の色相が合わなくなる。また、厚層部を基準に転写電界を決定すると、薄層部では転写電界が強すぎるため、その過剰電界が搬送される記録媒体を過帯電してしまう。そのため、中間転写体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、記録媒体と中間転写体とが電気的に吸着してしまい、記録媒体が中間転写体から剥離しない剥離不良が生じてしまう。剥離不良が生じると、記録媒体が中間転写体に吸着されたまま搬送されるので、記録媒体が搬送路からはずれてしまい、剥離不良による記録媒体の搬送不良、いわゆる、搬送ジャムが生じてしまう。この搬送ジャムは、記録媒体が薄紙であるときに顕著に発生する。

上記のような問題を解決するための典型的な従来の技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１の中間転写装置は、画像形成装置で用いられる中間転写装置であって、バックアップローラ（二次転写対向ローラ）を導電性ローラにして、さらに、そのバックアップローラを接地している。

さらに、特許文献１の技術と類似の技術として、バックアップローラに抵抗を介して接地している画像形成装置が知られている。

また、他の従来技術として、記録媒体の種類に応じて二次転写の際の転写電界を変化させる画像形成装置などが知られている。

特開平５−３３３７２３号公報

中間転写体を用いた画像形成装置は、中間転写体上に積層されたトナー像の層厚が一定でないため、中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する際に記録媒体へ印加する転写電界を最適にすることが困難である。したがって、中間転写体上のトナー像の層厚に応じて、転写電界を変化させなくても、中間転写体上のトナー像を記録媒体へ転写する適正な転写効率を満たし、さらに、中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写した後、記録媒体が中間転写体から剥離するのに充分な剥離性能を有することが求められている。

適正な転写効率を満たし、充分な剥離性能を有するためには、搬送される記録媒体と中間転写体との間にトナー像が転写することができる電位差が必要であると同時に、搬送される記録媒体と中間転写体との間に、記録媒体が中間転写体から剥離するための電位差が必要である。

特許文献１の中間転写装置によると、バックアップローラを導電性ローラにして、そのバックアップローラを接地することによって、二次転写ローラから記録媒体に対して印加された転写電界の余剰分をバックアップローラを通してグランドに逃がして、記録媒体と中間転写体との電気的な吸着がほとんど起こらないようにすることができるので、充分な剥離性能を有することができる。また、他の従来技術の画像形成装置によると、バックアップローラに抵抗を介して接地することによっても、特許文献１の中間転写装置と同様、充分な剥離性能を有することができる。

上記のような従来の画像形成装置は、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写するのに適正な転写効率を満たし、充分な剥離性能を有することが可能である。しかしながら、記録媒体の種類および環境（温度および湿度など）の変化などに応じた対応をしていないため、剥離性能を満足することができない場合が生じる。

具体的には、記録媒体が普通紙または厚紙であって、装置内の環境が低湿である場合、バックアップローラを接地することで、記録媒体と中間転写体との電気的な吸着がほとんど起こらないようにすると、記録媒体は腰がある、つまり、こわさが高いので、剥離不良が生じなくなる。それに対して、記録媒体が、薄紙であったり、装置内が高湿であったりする場合、バックアップローラを接地することで、記録媒体と中間転写体との電気的な吸着がほとんど起こらないようにしても、記録媒体は腰がないので、記録媒体の自重によって、記録媒体が曲がってしまい搬送路からはずれ、中間転写体に付着して搬送される剥離不良が生じてしまう。

本発明の目的は、中間転写体上のトナー像を記録媒体へ転写する適正な転写効率を満たし、さらに、中間転写体から記録媒体から剥離する充分な剥離性能を有する画像形成装置を提供することである。

本発明は、複数の感光体上に形成されたトナー像を、走行している中間転写体上にそれぞれ転写して、複数のトナー像を中間転写体上に積層する一次転写を行い、中間転写体のトナー像が積層された面側に接するように配置された二次転写ローラと中間転写体を挟むように二次転写ローラに対向して配置された二次転写対向ローラとによって、搬送されている記録媒体と走行している中間転写体とを挟み込んで、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する二次転写を行う画像形成装置において、
二次転写を行うときの二次転写対向ローラの接地状態およびフロート状態を選択する選択手段と、
トナー像が転写された記録媒体が中間転写体から剥離するように、記録媒体に電界を印加する剥離部材とを有することを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、記録媒体の種類を検出する種類検出手段を有し、
選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体の種類に基づいて、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択することを特徴とする。

また本発明は、選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体が薄紙である場合、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することを特徴とする。

また本発明は、選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体が普通紙または厚紙である場合、二次転写対向ローラを接地状態に選択することを特徴とする。

また本発明は、画像形成装置内の湿度を検出する湿度検出手段を有し、
選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度に基づいて、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択することを特徴とする。

また本発明は、選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が高湿である場合、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することを特徴とする。

また本発明は、選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が低湿である場合、二次転写対向ローラを接地状態に選択することを特徴とする。

また本発明は、剥離部材は、記録媒体に対して一様に電界を印加することができるように構成することを特徴とする。

また本発明は、選択手段は、リレーまたはソレノイドを含んで構成することを特徴とする。

また本発明は、二次転写対向ローラは、導電性ローラであることを特徴とする。
また本発明は、二次転写ローラは、中間転写体上に積層されているトナー像を記録媒体に転写するために記録媒体に印加する転写電界が一定となるように構成することを特徴とする。

本発明によれば、複数の感光体上に形成されたトナー像を、走行している中間転写体上にそれぞれ転写して、複数のトナー像を中間転写体上に積層する一次転写を行う。その後、中間転写体のトナー像が積層された面側に接するように配置された二次転写ローラと中間転写体を挟むように二次転写ローラに対向して配置された二次転写対向ローラとによって、搬送されている記録媒体と走行している中間転写体とを挟み込んで、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する二次転写を行う。また、剥離部材によって、記録媒体は、電界が印加されている。さらに、二次転写を行う際には、二次転写ローラによって、記録媒体は、電界が印加されている。

選択手段は、二次転写を行うときの二次転写対向ローラの接地状態およびフロート状態を選択する。大抵の場合、二次転写対向ローラを接地状態にすることによって、適正な転写効率を満たし、充分な剥離性能を有する。

特に、記録媒体が中間転写体から剥離されにくい場合は、選択手段によって、二次転写対向ローラを接地状態からフロート状態に選択する。そうすることによって、記録媒体が帯電して、記録媒体と中間転写体とが電気的に反発し、記録媒体が中間転写体から剥離できるので、充分な剥離性能を有することができる。

二次転写対向ローラをフロート状態のままにしておくと、二次転写対向ローラに不必要な帯電が生じることによる転写効率の悪化が生じる。したがって、選択手段によって、二次転写時以外は、二次転写対向ローラを接地状態に選択する。そうすることによって、転写効率の悪化を防ぐことができる。
以上より、適正な転写効率を満たし、さらに、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、記録媒体の種類を検出する種類検出手段によって検出された記録媒体の種類に基づいて、選択手段は、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択する。特に、記録媒体の種類が中間転写体から剥離されにくい記録紙である場合は、選択手段によって、二次転写対向ローラをフロート状態に選択する。そうすることによって、記録媒体が帯電して、記録媒体と中間転写体とが電気的に反発し、記録媒体が中間転写体から剥離できるので、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、種類検出手段によって検出された記録媒体が薄紙である場合、腰がない薄紙は、中間転写体から剥離しにくい。選択手段によって、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することによって、薄紙が帯電し、中間転写体と電気的に反発するので、中間転写体から剥離でき、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、種類検出手段によって検出された記録媒体が普通紙または厚紙である場合、腰がある普通紙または厚紙は、中間転写体から剥離しやすいので、充分な剥離性能を有する。さらに、選択手段によって、二次転写対向ローラを接地状態に選択することによって、より適正な転写効率を満たすことができる。

また本発明によれば、画像形成装置内の湿度を検出する湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度に基づいて、選択手段は、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択する。特に、画像形成装置内の湿度が、記録媒体と中間転写体とが剥離されにくい湿度である場合は、選択手段によって、二次転写対向ローラをフロート状態に選択する。そうすることによって、記録媒体が帯電して、記録媒体と中間転写体とが電気的に反発し、記録媒体が中間転写体から剥離できるので、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が高湿である場合、記録媒体は、腰がなくなり、中間転写体から剥離しにくくなる。選択手段によって、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することによって、記録媒体が帯電し、中間転写体と電気的に反発するので、中間転写体から剥離でき、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が低湿である場合、記録媒体は、腰があり、中間転写体から剥離しやすいので、充分な剥離性能を有する。さらに、選択手段によって、二次転写対向ローラを接地状態に選択することによって、より適正な転写効率を満たすことができる。

また本発明によれば、剥離部材は、記録媒体に対して一様に電界を印加することができるので、記録媒体を均一に帯電することができ、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、選択手段は、リレーまたはソレノイドを含んで構成する。そうすることによって、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを容易に選択することができる。

また本発明によれば、二次転写対向ローラは、導電性ローラであるので、記録媒体と中間転写体との間の電位差を調整することができる。したがって、適正な転写効率を満たし、充分な剥離性能を有することができる。

また本発明によれば、二次転写ローラは、中間転写体上に積層されているトナー像を記録媒体に転写するために記録媒体に印加する転写電界が一定となるように構成されるので、適正な転写効率を容易に満たすことができる。

以下に本発明である画像形成装置を実施の形態によって詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、本実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１の構成を示す概略断面図であり、図２は、画像形成装置１に備わる中間転写装置２の構成を簡略化して示す断面図である。図１に示す画像形成装置１は、具体的には、画像形成装置の１つであるデジタルカラープリンタであり、画像を形成するために用いるトナーは、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーである。画像形成装置１は、中間転写装置２を備えており、図示しない外部に接続されたパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からの画像情報を複数の色相に色ごとに分解して、その分解された画像情報に適合するトナーをそれぞれ中間転写体に一旦、転写することによって、トナー像を積層した後、積層されたトナー像を紙などの記録媒体に一括転写して、多色画像または単色画像を記録媒体上に形成することを特徴とする。

まず中間転写装置２を備える画像形成装置１の構成および動作について説明する。
画像形成装置１は、給紙部３と画像形成部４とを含む構成である。

給紙部３の構成について説明する。給紙部３は、画像形成部４の下部に配置され、手差トレイ４１、給紙カセット４２および分離ローラ４３などを含む。手差トレイ４１および給紙カセット４２は、記録媒体である記録紙Ｐを収納する。分離ローラ４３は、手差トレイ４１または給紙カセット４２に収納された記録紙Ｐを１枚ずつ分離して記録紙Ｐの搬送路Ｓ１に送給する。

給紙部３の動作について説明する。手差トレイ４１に収納された記録紙Ｐを用いる場合、給紙部３は、手差トレイ４１に収納された記録紙Ｐを、分離ローラ４３によって、一枚ずつ搬送路Ｓ１に送給し、搬送路Ｓ１各所に設けられている搬送ローラ４４によって、画像形成部４まで搬送する。また、給紙カセット４２に収納された記録紙Ｐを用いる場合、給紙部３は、給紙カセット４２に収納された記録紙Ｐを、分離ローラ４３によって、一枚ずつ搬送路Ｓ２に送給し、搬送路Ｓ２に設けられている搬送ローラ４４によって、画像形成部４まで搬送する。

画像形成部４の構成について説明する。画像形成部４は、給紙部３の上部に配置され、中間転写装置２、露光部１０、レジストローラ２６、定着部２７、排紙ローラ２８および排紙トレイ４４などを含む。中間転写装置２および露光部１０の構成および動作については、下記に詳細に説明するが、露光部１０は、画像情報に基づいて、中間転写装置２にレーザ光を照射し、中間転写装置２は、露光部１０から照射されたレーザ光によって、画像情報に対応するトナー像を記録紙Ｐに転写する。レジストローラ２６は、給紙部３から搬送された記録紙Ｐの給紙タイミングを制御して中間転写装置２に搬送する。定着部２７は、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させて記録紙Ｐ上に画像を形成する。排紙ローラ２８は、画像の形成された記録紙Ｐを排紙トレイ４４に排紙したり、画像の形成された記録紙Ｐを搬送路Ｓ３に搬送したりする。

画像形成部４の動作について説明する。画像形成部４は、給紙部３から搬送された記録紙Ｐを、レジストローラ２６によって、中間転写装置２で転写されるトナー像が記録紙Ｐの好ましい位置になるように記録紙Ｐの給紙タイミングを制御して中間転写装置２に搬送し、中間転写装置２によって、記録紙Ｐにトナー像を転写して、定着部２７によって、そのトナー像を定着させて画像を形成する。そして、記録紙Ｐの片面だけに画像を形成する片面印刷の場合、画像形成部４は、排紙ローラ２８によって、画像が形成された記録紙Ｐを、排紙トレイ４４に排紙する。また、記録紙Ｐの両面に印刷する両面印刷の場合、画像形成部４は、排紙ローラ２８によって、画像が形成された記録紙Ｐが、排紙トレイ４４に排紙される前に、排紙ローラ２８を逆回転させることによって、記録紙Ｐを搬送路Ｓ３に搬送し、さらに、搬送路Ｓ３に設けられている搬送ローラ２９によって、記録紙Ｐをレジストローラ２６に搬送し、記録紙Ｐに再度、画像を形成した後、排紙ローラ２８によって、排紙トレイ４４に記録紙Ｐを排紙する。

中間転写装置２の構成について説明する。中間転写装置２は、感光体２１ａ〜２１ｄ、帯電器２２ａ〜２２ｄ、現像器２３ａ〜２３ｄ、クリーニング部材２４ａ〜２４ｄ、中間転写体３１、二次転写対向ローラ３２、駆動ローラ３３、中間転写体テンション機構３４、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄ、二次転写ローラ３６および中間転写体クリーニング部材３７を含み、さらに、図１では図示しない剥離部材およびスイッチなどを含む。

感光体２１ａ〜２１ｄは、それぞれ走行している中間転写体３１に接触するように配置され、中間転写体３１の上流に接触している感光体から、順にＹ、Ｍ、ＣおよびＫのトナー像を形成させるための感光体である。以下、図１および図２において、アルファベットの添字であるａ〜ｄは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色にそれぞれ対応した部材であることを示している。帯電器２２ａ〜２２ｄは、感光体２１ａ〜２１ｄにそれぞれ接触するように配置されており、感光体２１ａ〜２１ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させる。具体的には、ローラ型帯電器が用いられているが、ローラ型帯電器の代わりに、ブラシ型帯電器およびチャージャ型帯電器を用いてもよい。現像器２３ａ〜２３ｄは、感光体２１ａ〜２１ｄ上にそれぞれ接触するように配置されており、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫのトナーをそれぞれ収納しており、感光体２１ａ〜２１ｄの表面に形成された静電潜像にトナーを供給して、感光体２１ａ〜２１ｄ上にトナー像を形成させる。クリーニング部材２４ａ〜２４ｄは、感光体２１ａ〜２１ｄ上にそれぞれ接触するように構成されており、感光体２１ａ〜２１ｄ上のトナー像が中間転写体３１に転写された後に、感光体２１ａ〜２１ｄの表面に残留したトナーを回収および除去する。

中間転写体３１は、二次転写対向ローラ３２、駆動ローラ３３、中間転写体テンション機構３４、および一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄに張架され、感光体２１ａ〜２１ｄに接触するように配置されている。中間転写体３１は、感光体２１ａ〜２１ｄ上に形成されるそれぞれのトナー像が順次転写されることによって、中間転写体３１上に、複数色のトナー像を形成される。具体的には、中間転写体３１は、厚さ７５μｍ〜１２０μｍ程度のフィルムを用いる。駆動ローラ３３は、中間転写体３１を図中の矢符３０の方向へ走行させるように回転駆動する。中間転写体テンション機構３４は、テンションローラなどを含んで構成されており、テンションローラなどによって、中間転写体３１が走行する位置を調整して、二次転写するトナー像がない感光体２１ａ〜２１ｄと中間転写体３１とを接触しないようにする。一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄは、中間転写体３１を介して感光体２１ａ〜２１ｄに対向するように配置されている。一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄは、中間転写体３１に電界を印加することによって、感光体２１ａ〜２１ｄの表面に形成されているトナー像を中間転写体３１に転写する。一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）軸を芯金とし、その表面をエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムおよび発砲ウレタンなどの導電性の弾性材により覆われているローラであり、中間転写体３１に対して均一に電界を印加することができる。

二次転写ローラ３６は、中間転写体３１を介して二次転写対向ローラ３２に対向して配置されている。二次転写ローラ３６は、中間転写体３１と二次転写ローラ３６との間を搬送されてきた記録紙Ｐに転写電界を印加することによって、中間転写体３１上に形成されているトナー像を記録紙Ｐに転写する。二次転写ローラ３６は、直径８〜１０ｍｍのステンレスなどの金属の軸を芯金とし、その表面をＥＰＤＭゴムおよび発砲ウレタンなどの導電性の弾性材により覆われているローラであり、記録紙Ｐに対して均一に電界を印加することができる。二次転写対向ローラ３２は、中間転写体３１を介して二次転写ローラ３６に対向して配置されている。二次転写対向ローラ３２は、導電性ローラであり、電気的に接地状態とフロート状態とを選択して切替えるように構成されている。中間転写体クリーニング部材３７は、中間転写体３１に接触するように配置されており、感光体２１ａ〜２１ｄ上のトナー像を中間転写体３１に転写した後に、感光体２１ａ〜２１ｄの表面に残留したトナーを回収および除去する。

中間転写装置２の動作について説明する。中間転写装置２は、まず、帯電器２２ａ〜２２ｄによって、感光体２１ａ〜２１ｄをそれぞれ均一に帯電し、帯電されたそれぞれの感光体２１ａ〜２１ｄに対して、露光部１０から照射された画像情報に基づくレーザ光によって、トナー像を形成する必要のない場所を除電することによって、感光体２１ａ〜２１ｄの表面に、画像情報に基づいた静電潜像が形成し、現像器２３ａ〜２３ｄによって、感光体２１ａ〜２１ｄ上に電荷を有するトナーを供給して、画像情報に基づくトナー像を感光体２１ａ〜２１ｄに形成する。次に、中間転写装置２は、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄによって、感光体２１ａ〜２１ｄ上のトナー像を、駆動ローラ３３によって走行され、中間転写体テンション機構３４によって走行位置が決められている中間転写体３１に対して、順次転写する一次転写を行う。最後に、中間転写装置２は、二次転写ローラ３６と二次転写対向ローラ３２とによって、搬送されている記録紙Ｐと走行している中間転写体３１とを挟み込み、二次転写ローラ３６によって、記録紙Ｐに対して電界（転写電界）を印加する。そうすることによって、中間転写体３１に形成されているトナー像を、記録紙Ｐに一括で転写する二次転写を行うことができる。

露光部１０の構成について説明する。露光部１０は、レーザ照射部１１、ポリゴンミラー１２、反射ミラー１３ａ〜１３ｄおよび１４ａ〜１４ｃなどを含む。レーザ照射部１１は、図示していない外部に接続されたパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からの画像情報を、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの４色の色相にそれぞれ分解して、レーザ光を照射する。反射ミラー１３ａ〜１３ｄおよび１４ａ〜１４ｃは、レーザ照射部１１によって照射されて、ポリゴンミラー１２を通過してきた４色の色相に対応するレーザ光をそれぞれ、中間転写装置２に照射する。たとえば、Ｙの場合、ポリゴンミラー１２を通過してきたＹに対応するレーザ光を反射ミラー１３ａで反射させ、さらに反射ミラー１４ａで反射させることによって、中間転写装置２の感光体２１ａに照射する。

さらに、中間転写装置２の動作のうち二次転写について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、画像形成装置１に備わる中間転写装置２の構成を簡略化して示す断面図であり、帯電器２２ａ〜２２ｄ、現像器２３ａ〜２３ｄおよびクリーニング部材２４ａ〜２４ｄを省略し、図１では図示しない剥離部材５３およびスイッチ５５を図示する。剥離部材５３は、記録紙Ｐの搬送を阻害しない位置であって、記録紙Ｐの搬送路に対して略平行になるように配置され、さらに、記録紙Ｐに擦れて印字品位の低下を招来しないようにするために、搬送路に搬送されてきた記録紙Ｐと接触しないように搬送路に隣接して配置される平板である。剥離部材５３は、記録紙Ｐに対して一様な電界を印加する。そうすることによって、二次転写された後の記録紙Ｐが、中間転写体３１に吸着して搬送路から外れることを防ぐ、つまり、記録紙Ｐが中間転写体３１から剥離する剥離性能を充分に発揮させることができる。また、スイッチ５４は、二次転写対向ローラ３２に接続されており、湿度などの環境および記録紙の種類によって、二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とを選択することができ、具体的には、リレーまたはソレノイドなどである。選択手段は、スイッチ５５を含んで構成される。

中間転写装置２は、まず剥離部材５３によって、搬送路を搬送されてきた記録紙Ｐに対して、中間転写体３１に帯電している電荷と同じ極の電荷、つまり、トナー像が有する電荷とは反対の極の電荷を記録紙Ｐが有するように、記録紙Ｐに対して、電界（剥離電界）を印加する。そうすることによって、二次転写を行った後、記録紙Ｐは、電気的に中間転写体３１と反発して、記録紙Ｐは、中間転写体３１から剥離する。剥離電界は、二次転写時に二次転写ローラ３６から記録紙Ｐに対して印加する電界（二次転写電界）の２０％以上５０％以下が好ましい。２０％より小さいと、記録紙Ｐが中間転写体３１から剥離するための剥離性能を充分に発揮することができず、５０％より大きいと、記録紙Ｐが電荷をもちすぎて、トナー像が記録紙Ｐに転写する転写効率に影響がでてしまう。また、中間転写装置２は、記録紙Ｐに対して剥離電界を印加するとともに、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄによって感光体２１ａ〜２１ｄ上のトナー像を中間転写体３１に転写する一次転写を行い、そのトナー像が形成された中間転写体３１を、駆動ローラ３３によって矢符３０の方向に走行させる。

次に、中間転写装置２は、記録紙Ｐをさらに搬送し、その記録紙Ｐと走行されてきた中間転写体３１とを二次転写ローラ３６と二次転写対向ローラ３２とにはさみこみ、二次転写ローラ３６によって、記録紙Ｐに、中間転写体３１が有する電荷と同じ極であって、中間転写体３１が有する電荷より大きい電荷を有するように、記録紙Ｐに対して、電界を印加する。そうすることによって、トナー像が、記録紙Ｐに転写する。その際、記録紙Ｐの種類および画像形成装置１内の湿度などの環境に基づいて、スイッチ５４によって、二次転写対向ローラ３２を接地状態とフロート状態とに切替える。大抵の場合、二次転写対向ローラ３２を接地状態にすることによって、適正な転写効率を満たし、充分な剥離性能を有する。特に、記録紙Ｐが中間転写体３１から剥離されにくい場合は、スイッチ５４をオフすることによって、二次転写対向ローラ３２をフロート状態に切替える。そうすることによって、記録紙Ｐが帯電して、記録媒体と中間転写体３１とが電気的に反発し、記録媒体が中間転写体３１から剥離できるので、充分な剥離性能を有することができる。二次転写対向ローラ３２をフロート状態のままにしておくと、二次転写対向ローラ３２に不必要な帯電が生じることによる転写効率の悪化が生じる。したがって、スイッチ５４をオンにすることによって、二次転写時以外は、二次転写対向ローラ３２を接地状態に切替える。そうすることによって、転写効率の悪化を防ぐことができる。以上のように、適正な転写効率を満たし、さらに、充分な剥離性能を有することができる。

具体的には、記録媒体の種類を検出する種類検出手段によって検出された記録紙Ｐの種類に基づいて、スイッチ５４によって、二次転写対向ローラ３２を接地状態とフロート状態とに切替える。腰がない薄紙は、中間転写体３１から剥離しにくい。種類検出手段によって検出された記録紙Ｐが薄紙である場合、スイッチ５４をオフすることによって、二次転写対向ローラ３２をフロート状態に切替える。そうすることによって、薄紙が帯電し、中間転写体３１と電気的に反発するので、中間転写体３１から剥離でき、充分な剥離性能を有することができる。また、種類検出手段によって検出された記録紙Ｐが普通紙または厚紙である場合、腰がある普通紙または厚紙は、中間転写体３１から剥離しやすいので、充分な剥離性能を有する。さらに、スイッチ５４をオンすることによって、二次転写対向ローラ３２を接地状態に切替える。そうすることによって、より適正な転写効率を満たすことができる。

画像形成装置１に接続された情報処理装置は、画像情報を画像形成装置１に出力するとともに、ユーザが入力した記録媒体の種類も画像形成装置１に出力する。画像形成装置１は、情報処理装置が出力した結果を認識して、記録媒体の種類を検出する。種類検出手段は、ユーザが情報処理装置に入力した記録紙Ｐの種類を認識して、記録媒体の種類を検出する手段である。また、種類検出手段は、重量センサによって、記録媒体の重量を測定し、さらに、記録媒体の長さと幅を測定するセンサによって、記録媒体の面積を測定して、測定された重量と面積とから算出される坪量に基づいて、記録媒体の種類を検出する手段であってもよい。その際、紙の坪量が、５４ｇ／ｃｍ^３以下であれば、薄紙であり、５４ｇ／ｃｍ^３より大きいと普通紙または厚紙であると認識する。

また、記録紙Ｐの種類が認識されなかった場合、画像形成装置１内の湿度を検出する湿度検出手段の検出結果に基づいて、スイッチ５４によって、二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とに切替える。湿度検出手段によって検出された画像形成装置１内の湿度が高湿である場合、記録紙Ｐは、腰がなくなり、中間転写体３１から剥離しにくくなる。スイッチ５４をオフすることによって、二次転写対向ローラ３２をフロート状態に切替える。そうすることによって、記録紙Ｐが帯電し、中間転写体３１と電気的に反発するので、中間転写体３１から剥離でき、充分な剥離性能を有することができる。また、湿度検出手段によって検出された画像形成装置１内の湿度が低湿である場合、記録紙Ｐは、腰があり、中間転写体３１から剥離しやすいので、充分な剥離性能を有する。さらに、スイッチ５４をオンすることによって、二次転写対向ローラ３２を接地状態に切替える。そうすることによって、より適正な転写効率を満たすことができる。

湿度検出手段は、湿度センサを含んで構成され、画像形成装置１内の湿度を検出する。湿度センサは、たとえば、中間転写装置２内に設置されている。その際、検出された湿度が、８０％より低いと低湿であり、８０％以上であると高湿であると認識する。

図３は、本発明の実施形態である画像形成装置１の画像形成処理の一例を示すフローチャートである。画像形成装置１の電源が入ると、ステップＳ１の処理が行われる。ステップＳ１では、二次転写対向ローラ３２を接地状態に設定し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、湿度センサによって、画像形成装置１内の湿度を検出して、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、検出された画像形成装置１内の湿度が高湿であると判断されれば、ステップＳ４に進み、低湿であると判断されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ４では、フロート状態を選択し、選択結果を装置内のメモリに記憶させて、ステップＳ６に進む。ステップＳ５では、接地状態を選択し、選択結果を装置内のメモリに記憶させて、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、印字要求が認識されると、ステップＳ７に進み、認識されないと、ステップＳ２に戻る。印字要求の認識は、たとえば、ユーザによって、画像形成装置１と接続された情報処理装置に入力された印字要求が、情報処理装置から画像形成装置１に入力されたかどうかを認識することで行う。湿度の検出は、たとえば、印字要求が認識されるまで、設定時間毎に行い、その湿度に基づいて、二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とを選択している。ステップＳ７では、記録紙Ｐの種類が認識されたら、ステップＳ８に進み、認識されなかったら、ステップＳ１１に進む。たとえば、ユーザの入力に基づいて、記録紙Ｐの種類を認識する。ステップＳ８では、記録紙の種類が、薄紙であると判断されれば、ステップＳ９に進み、普通紙または厚紙であると判断されれば、ステップＳ１０に進む。ステップＳ９では、フロート状態を選択し、選択結果を装置内のメモリに記憶させて、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１０では、接地状態を選択し、選択結果を装置内のメモリに記憶させて、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、装置内のメモリに記憶されている選択結果を比較して、最新の選択結果が、フロート状態であると、二次転写対向ローラ３２をフロート状態に切替え、接地状態であると、二次転写対向ローラ３２を接地状態に設定したまま、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、一枚の記録紙Ｐに対して印字処理が行われて、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、次ページの印字があれば、ステップＳ７に戻り、なければ、ステップＳ１４では、二次転写ローラを接地状態に設定し、画像形成装置１の画像形成処理を終了する。

他の実施形態として、画像情報が複数ページある場合に、上記のように、印字要求を認識する前に検出した湿度に基づいて、二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とを選択しておいて、各ページ毎に、記録媒体の種類を検出して、その検出結果に基づいて二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とを選択する画像形成装置ではなくて、各ページ毎に記録媒体の種類および湿度を検出して、それらの検出結果に基づいて二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態とを選択する画像形成装置にしてもよい。また、印字要求が認識された後は、二次転写対向ローラ３２の接地状態およびフロート状態をどちらかに選択したら、その印字要求とともに認識された画像情報は、すべてのページをその条件で印刷する画像形成装置にしてもよい。

以下に、画像形成装置１を用いた実施例を示す。
（実施例１）
実施例１は、一次転写時、一次転写ローラ３５から中間転写体３１に印加する電圧（一次転写電圧）が０．８ｋＶであり、二次転写時、二次転写ローラ３６から記録紙Ｐに流れる電流（二次転写電流）が２０μＡ、搬送路で剥離部材５３から記録紙Ｐに印加する電圧（剥離電圧）が０．７ｋＶ、中間転写体３１の体積抵抗値が１×１０^１１Ω、中間転写体３１の表面抵抗値が１×１０^１０Ω・ｃｍの条件で画像形成装置１を用いる。
剥離部材５３は、導電フェルト（１×１０^７Ω・ｃｍ）である。

（実施例２）
剥離部材５３として、導電フェルト（１×１０^７Ω・ｃｍ）を用いる代わりに、ポリイミド（ＰＩ）フィルム（１×１０^９Ω・ｃｍ）を用いること以外、実施例１と同様である。

（実施例３）
剥離部材５３として、導電フェルト（１×１０^７Ω・ｃｍ）を用いる代わりに、アルペットを用いること以外、実施例１と同様である。

（実施例４）
剥離部材５３として、導電フェルト（１×１０^７Ω・ｃｍ）を用いる代わりに、ステンレスメッシュを用いること以外、実施例１と同様である。

（比較例１）
剥離部材５３として、導電フェルト（１×１０ ^７ Ω・ｃｍ）を用いる代わりに、ノコ歯形状を有するアルペットを用いること以外、実施例１と同様である。

（比較例２）
剥離部材５３を用いないこと以外、実施例１と同様である。

［評価方法］
実施例１〜４、比較例１および２について、次のようにして転写効率および剥離性能の試験を行った。その結果を表１に示す。

以下の評価項目の説明に記載されている「○」、「△」、「×」、「−」などの記号は、表１で用いる評価結果を示す記号である。「○」は、非常に優れていることを示し、「△」は、実用可能であることを示し、「×」は、実用が困難であることを示し、「−」は、実用が非常に困難であることを示す。

（転写効率）
転写効率は、記録紙に転写されたトナーの量（記録紙上トナー量）と記録紙に転写されずに中間転写体上に残留したトナーの量（未転写トナー量）とを測定し、それらのトナー量に基づいて、下記式（１）より算出し、下記の基準により評価した。なお、記録紙に印字する画像が、ベタ濃度の画像である場合と中間調濃度の画像である場合との２種類で評価し、記録紙は、高温高湿（３５℃、８５％）での調湿紙を用いた。
転写効率（％）＝記録紙上トナー量／（記録紙上トナー量＋未転写トナー量）×１００
…（１）
○：転写効率が９５％以上である。
△：転写効率が９０％より高く９５％より低い。
×：転写効率が８５％より高く９０％以下である。
−：転写効率が８５％以下である。

（剥離性能）
剥離性能は、装置内に設置したカメラによって、搬送される記録紙を目視観察して、下記の基準により評価した。なお、記録紙は、坪量が５２ｇ／ｍ^２の薄紙を用いた。
○：記録紙が、定着ローラに円滑に搬送される。
△：記録紙が、中間転写装置に巻き込まれないが、剥離不良によって、記録紙の先端の送りタイミングがずれたり、搬送路中に搬送ジャムが生じたり、斜行したりする不具合が生じる。
×：記録紙が、中間転写体に付着して搬送され、中間転写装置に巻き込まれる。

表１に示すように、剥離部材５３が、記録紙に対して一様に電界を印加できるような剥離部材である（実施例１〜４）と、普通紙のときは、二次転写対向ローラ３２を接地状態に切替えることで適正な転写効率を有する。また、薄紙のときは、二次転写対向ローラ３２をフロート状態に切替えることで適正な転写効率を有し、さらに、充分な剥離性能も有する。さらに、剥離部材５３が、記録紙に対してより一様に電界を印加できるような剥離部材である（実施例１および２）と、搬送ジャムなどの不具合も発生しない。

それらに対して、剥離部材５３が、指向性を有し、記録紙に対して一様に電界を印加できないような剥離部材である（比較例１）および剥離部材５３がない（比較例２）と、適正な転写性を有することもできないし、充分な剥離性も発揮できない。

本発明の実施形態である画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。 画像形成装置１に備わる中間転写装置２の構成を簡略化して示す断面図である。 二次転写対向ローラ３２の接地状態とフロート状態との切替手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 中間転写装置
３ 給紙部
４ 画像形成部
１０ 露光部
１１ レーザ照射部
１２ ポリゴンミラー
１３，１４ 反射ミラー
２１ａ〜２１ｄ 感光体
２２ａ〜２２ｄ 帯電器
２３ａ〜２３ｄ 現像器
２４ａ〜２４ｄ クリーニング部材
２６ レジストローラ
２７ 定着部
２８ 排紙ローラ
２９，４４ 搬送ローラ
３０ 矢符
３１ 中間転写体
３２ 二次転写対向ローラ
３３ 駆動ローラ
３４ 中間転写体テンション機構
３５ａ〜３５ｄ 一次転写ローラ
３６ 二次転写ローラ
３７ 中間転写体クリーニング部材
４１ 手差トレイ
４２ 給紙カセット
４３ 分離ローラ
４４ 排紙トレイ

Claims (11)

1. 複数の感光体上に形成されたトナー像を、走行している中間転写体上にそれぞれ転写して、複数のトナー像を中間転写体上に積層する一次転写を行い、中間転写体のトナー像が積層された面側に接するように配置された二次転写ローラと中間転写体を挟むように二次転写ローラに対向して配置された二次転写対向ローラとによって、搬送されている記録媒体と走行している中間転写体とを挟み込んで、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する二次転写を行う画像形成装置において、
   二次転写を行うときの二次転写対向ローラの接地状態およびフロート状態を選択する選択手段と、
   トナー像が転写された記録媒体が中間転写体から剥離するように、記録媒体に電界を印加する剥離部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録媒体の種類を検出する種類検出手段を有し、
   選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体の種類に基づいて、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体が薄紙である場合、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 選択手段は、種類検出手段によって検出された記録媒体が普通紙または厚紙である場合、二次転写対向ローラを接地状態に選択することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置内の湿度を検出する湿度検出手段を有し、
   選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度に基づいて、二次転写対向ローラの接地状態とフロート状態とを選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が高湿である場合、二次転写対向ローラをフロート状態に選択することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 選択手段は、湿度検出手段によって検出された画像形成装置内の湿度が低湿である場合、二次転写対向ローラを接地状態に選択することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 剥離部材は、記録媒体に対して一様に電界を印加することができるように構成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 選択手段は、リレーまたはソレノイドを含んで構成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
10. 二次転写対向ローラは、導電性ローラであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
11. 二次転写ローラは、中間転写体上に積層されているトナー像を記録媒体に転写するために記録媒体に印加する転写電界が一定となるように構成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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