JP2000066536A

JP2000066536A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000066536A
Application number: JP10234094A
Authority: JP
Inventors: Takashi Narahara; 隆史楢原; Takayasu Yunamochi; 貴康弓納持
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: JP4054450B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高湿環境における転写材の尾引きの発生を防止
できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム１上のトナー像を転写材１９に
転写する転写ローラ１４と、感光ドラム１から転写材を
分離するために転写材を除電する除電部材８と、を有
し、前記除電部材８が印加する電位を複数レベル有し、
前記転写ローラ１４の定電流バイアス印加時の検出電圧
により、前記除電部材に印加する電位レベルを切り替え
る切り替え手段１５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上のトナ
ー像を転写材に転写するポリマーもしくはイオン導電系
の転写ローラと、像担持体から転写材を分離するために
転写材を除電する除電部材と、を有し、除電部材が転写
材を除電するときに印加する電位を複数レベル有する画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】像担持体である感光ドラム上に形成され
たトナー像を電圧を印加した転写ローラによって転写材
へ転写する画像形成装置において、転写を終了した転写
材は感光ドラムと静電吸着しており、感光ドラムから転
写材を分離する際に転写材の後端が剥離帯電により転写
電圧と同極性に帯電され、感光ドラムから転写材後端の
分離が遅れることがある。

【０００３】ドラムから転写材後端の分離が遅れると、
ドラムが回転する方向に転写材後端が引っ張られて転写
材後端がドラムヘ近づくようにはねる転写材後端はねに
よって、転写材後端がクリーニング容器の底部に接触し
て転写材上の未定着像を乱して像擦れとなったり、クリ
ーニング容器の底部に飛散して付着したトナーが転写材
へ転移して転写材後端の木端汚れが生じる。

【０００４】また、両面印字を行う場合には、第２面印
字時には第１面印字終了後のドラムの曲率と同方向にカ
ールした転写材を通紙することになり、曲率分離の作用
が小さくなり転写材先端のドラムからの分離ができなく
なって、紙詰まりが発生するという問題が生じる。

【０００５】したがって、除電針に所定の電位を印加し
て転写材の除電を行い感光ドラムからの分離を促進す
る。このときのシーケンスを図６に示す。

【０００６】転写材後端付近に−２．５ｋＶを印加して
除電することにより転写材後端はねによる像擦れや汚れ
などの画像不良を防止することができ、転写材の第２面
の先端に−２．５ｋＶを印加して除電することにより、
感光ドラムと同方向の曲率のカールがついた転写材の第
２面の先端における感光ドラムからの分離を良好に行う
ことができる。

【０００７】また、転写材の中央部にも−１．５ｋＶの
除電針バイアスをかけて搬送ガイドヘの静電的な吸着に
よる搬送不良を防止している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、装置の使用環境によって以下のような問題が
生じた。

【０００９】高湿環境では、転写電荷として乗るべき電
流が転写材の抵抗が低下するために転写材上に保持でき
なくなり、トナーを転写材に留めておく静電的な力は弱
くなる。このような状態では、定着時に転写材に含まれ
る水分が激しく蒸発して、転写材上に乗った未定着卜ナ
ーが紙搬送方向と逆方向に飛散して定着することがあ
る。これを尾引きといい、図１０に示すような画像が形
成される。

【００１０】高湿環境下で吸湿紙を使用した場合、転写
材後端で除電針に転写バイアスと逆極性の大きなバイア
スを印加すると、転写材の抵抗が低いために、転写材上
の未定着部分の電荷が除電されてしまい、図１１のよう
な１面目後端に広範囲の尾引きが発生することがあっ
た。尾引きの発生範囲は、除電−定着間の距離である。
低湿環境において転写材が薄くコシが弱い場合、あるい
は感光ドラムの外径が大きいため転写材のコシによるド
ラムからの分離作用（曲率分離）が期待できない場合に
は、１面目の先端でもドラムからの分離ができなくなっ
て紙詰まりが発生するという問題があった。例えば、バ
ジャーボンドなどの坪量６０ｇ／ｍ²以下の薄紙を転写
材として用いた場合や感光ドラムの外径が４０ｍｍ以上
の場合に紙詰まりが起こりやすい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本出願に係る第１の発明は、像担持体上のトナー像
を転写材に転写するポリマーもしくはイオン導電系の転
写ローラと、前記像担持体から転写材を分離するために
転写材を除電する除電部材と、を有し、前記除電部材が
転写材を除電するときに印加する電位を複数レベル有す
る画像形成装置において、前記転写ローラの定電流バイ
アス印加時の検出電圧が所定の電圧以下である場合に前
記除電部材が転写材を除電するときに印加する電位レベ
ルを切り替える切り替え手段を有することを特徴とす
る。

【００１２】上記構成において、切り替え手段は高湿環
境における適正な除電バイアスを印加し、転写材が吸湿
したときの尾引きの発生を抑えるように作用する。

【００１３】上記目的を達成するために、本出願に係る
第２の発明は、像担持体上のトナー像を転写材に転写す
るポリマーもしくはイオン導電系の転写ローラと、前記
像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する
除電部材と、を有し、前記除電部材が転写材を除電する
ときに印加する電位を複数レベル有する画像形成装置に
おいて、前記転写ローラの定電流バイアス印加時の検出
電圧が所定の電圧以上である場合に前記除電部材が転写
材を除電するときに印加する電位レベルを切り替える手
段を有することを特徴とする。また、薄紙設定に対して
前記除電部材が転写材を除電するときに印加する電位レ
ベルを切り替える切り替え手段を有することを特徴とす
る。

【００１４】上記構成において、切り替え手段は低湿環
境における適正な除電バイアスを印加し、低湿環境で転
写材が薄い場合に発生する紙詰まりを抑えるように作用
する。

【００１５】上記目的を達成するために、本出願に係る
第３の発明は、像担持体上のトナー像を転写材に転写す
るポリマーもしくはイオン導電系の転写ローラと、前記
像担持体から転写材を分離するために転写材を除電する
除電部材と、を有し、前記除電部材が転写材を除電する
ときに印加する電位を複数レベル有する画像形成装置に
おいて、複数のモード設定に対して前記除電部材が転写
材を除電するときに印加する電位レベルを切り替える手
段を有することを特徴とする。

【００１６】上記構成において、切り替え手段は転写材
の種類に応じて適正な除電バイアスを印加し、厚紙設定
の場合には高速の画像形成装置の電源・駆動負荷を低減
するように作用する。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下に本発
明の第１の実施の形態を説明する。図２は転写材への両
面印字を行う画像形成装置の例である。両面印字を行う
場合、まず、紙カセット３６上の紙１９を給紙ローラ２
５により１枚ずつ給紙し、ガイド３４に沿って搬送ロー
ラ対３３へ搬送する。紙１９は、搬送ローラ対３３の回
転により更に搬送されガイド３２に沿ってレジストロー
ラ対３１へ搬送される。

【００１８】レジストローラ対３１は、ドラム１上に形
成されたトナー像に合わせて回転し転写ニップヘ紙を搬
送する。感光ドラム１上への画像形成は、まず帯電器２
９により感光ドラム１を均一帯電した後、露光装置２８
により露光を行って静電潜像を形成する。この潜像を現
像器３０により現像することによってトナー像を得る。

【００１９】転写部でトナー像の転写を行った紙１９
は、定着器１３により定着され固定画像を得る。定着器
１３から排出された紙は、回転自在に取り付けられたフ
ラッパ３７により下向きに排出され、ガイド３９に沿っ
て反転ローラ４０に搬送される。紙１９はガイド４１に
支持されながら、反転ローラ４０の正・逆回転により、
進行方向と表裏を逆転されてガイド４２に沿って搬送ロ
ーラ対４３へ搬送される。搬送ローラ４３は、紙１９を
搬送ローラ対３３へ搬送し、紙１９は再び画像転写定着
工程に供される。転写材への二面目の定着を終了した紙
１９はフラッパ３７により上向きに排出されガイド３８
に沿って搬送され排紙ローラ４５により排紙トレイ４６
上に排出される。なお、図２に示した４７は画像形成装
置の筐体である。

【００２０】図１は本実施の形態の主要部であり、画像
形成装置の転写部の側面図を示している。図１において
図２と同じ部材には同じ番号を符している。

【００２１】図１において、１はアルミシリンダ表面に
有機感光体（ＯＰＣ）層を設けた感光ドラムである。感
光ドラム１の外径は３０ｍｍである。感光ドラム１は不
図示の帯電装置により負に均一帯電された後、像露光さ
れて潜像を形成し、不図示の現像手段により反転現像を
行うことでその表面にトナー像を形成する。

【００２２】トナー像は、転写ガイド１４に沿って搬送
されてきた転写材である紙１９に転写される。転写は、
金属製の芯金３上に導電性の弾性層２を有した外径が２
０ｍｍの転写ローラ４に転写高圧電源５よりトナー像の
帯電極性と逆極性の正の電圧を印加することにより、感
光ドラム１と転写帯電器としての転写ローラ４で形成す
る転写ニップＮで行われる。

【００２３】転写ローラ４の弾性層２の体積抵抗率は、
２０℃，６０％Ｒｈの環境下で２×１０⁸Ωｃｍ程度で
あり、転写ローラの芯金３に印加する転写電圧は０Ｖか
ら＋６ｋＶ程度である。

【００２４】転写ローラに印加する電圧は、転写ローラ
の抵抗値によってその大小を変更したり、転写時と非転
写時または停止時にその大きさを切り替え制御する。そ
の制御は、ＣＰＵ１５、Ｉ／Ｏポート１６、バスライン
１８、メモリー１７から構成される制御系によって行わ
れる。

【００２５】転写を終了した紙１９は、感光ドラムと静
電吸着しているが、これを分離するのが除電針６であ
る。除電針６は、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳの板で、その
先端は図３に示すように尖端状（のこぎり形状）をして
いる。除電針６の先端部のピッチａは１ｍｍ、山の高さ
ｂは２ｍｍである。除電針６は、絶縁部材７により挟持
され除電針ユニット８を形成している。

【００２６】分離を終了した紙１９は、絶縁性の樹脂製
の搬送ガイド１０上を搬送され、定着装置１３へ搬送さ
れる。定着装置１３はアルミニウム製の筒状の芯金にＰ
ＦＡ（パーフロロアルコキシ）をコートした定着ローラ
２０とこれを内側から暖めるためのハロゲンヒータ２
１、紙１９を定着ローラ２０に圧接するための加圧ロー
ラ２２と紙１９を定着２０と加圧ローラ２２のニップヘ
導くための定着入口ガイド２３から構成される。

【００２７】転写を終了した紙１９は、この定着ニップ
を通過することにより、トナー像を紙面上に定着する。
なお、転写工程で紙１９に転写されずに感光ドラム１上
に残ったトナーは、クリーニング装置１２により回収さ
れる。クリーニング装置は、残トナーをドラム上からか
きとるためのクリーニングブレード２４と、廃トナーを
ためておくためのクリーニング容器２５から構成されて
いる。

【００２８】ここで、転写バイアスの制御を具体的に説
明する。転写ローラに印加する電圧値Ｖ_tは、非通紙時
のドラム電位が暗電位のときに転写電流に定電流バイア
スを印加し、このとき発生した電圧Ｖ_t0をもとに決定す
る。

【００２９】すなわち、良好な画像を得るために転写ロ
ーラの抵抗値の製造時のばらつきや環境変動、耐久変動
に応じて適した転写電圧を印加するように制御してい
る。転写ローラの抵抗値が小さいときは検出される電圧
Ｖ_t0も小さくなり、逆に抵抗値が大きいときは検出電圧
Ｖ_t0も大きくなる。

【００３０】特に、ＮＢＲやエピクロルヒドリンゴムを
主成分とするポリマー導電系の転写ローラやイオン導電
剤により抵抗調整を行ったイオン導電系の転写ローラを
用いた場合には、抵抗値の環境変動が大きい。

【００３１】例えば２０℃、６０％Ｒｈの環境下で抵抗
値が２×１０⁸Ωの転写ローラの場合、３２．５℃、８
５％Ｒｈの高温高湿環境においては抵抗値は１×１０⁸
Ω、１５℃，１０％Ｒｈの低温低湿環境においては抵抗
値は５×１０⁸Ωとなる。

【００３２】図５に転写ローラの抵抗値と検出電圧Ｖ_t0
の関係を示す。この図より転写ローラの抵抗が大きくな
るにつれて、検出電圧Ｖ_t0の値も大きくなっていること
がわかる。本実施の形態の転写ローラの場合、幅が３０
０ｍｍで、プロセススピードを１５０ｍｍ／ｓｅｃ、定
電流値を１０μＡとして測定すると、検出電圧Ｖ_t0の値
は２０℃，６０％Ｒｈの環境下で１．４ｋＶ、３２．５
℃，８５％Ｒｈ環境下で０．７ｋＶ、１５℃，１０％Ｒ
ｈの環境下で３ｋＶの出力値となる。

【００３３】本実施の形態では、除電針にバイアスを印
加して転写材の二面目の先端分離、後端はね、搬送ガイ
ドヘの貼り付きを防止しているのは従来例と同じである
が、検出電圧Ｖ_t0の値で除電針バイアス制御を切り替え
ることを特徴としている。

【００３４】図７は検出電圧Ｖ_t0の値が小さい場合のシ
ーケンスを示す。転写ローラの検出電圧Ｖ_t0の値が０．
８ｋＶ以下であるときには、高湿環境と判断し、紙が吸
湿している１面目後端では除電針に大きなバイアスを印
加しないようにする。

【００３５】これにより、定着−除電針間の電荷を除電
してしまうのを防止し、後端１００数十ｍｍの極端にレ
ベルの悪い尾引きの発生を防止することができる。

【００３６】高湿環境では、紙の抵抗は低下しているた
め、帯電は小さく感光ドラムからの分離が遅れることが
なく、後端はねは起こりにくい。したがって、大きなバ
イアスを印加しなくても像擦れや木端汚れなどの問題は
生じない。

【００３７】また、紙の第２面の先端に−２．５ｋＶを
印加することにより、紙の感光ドラムからの分離を良好
に行い、中央部に−１．５ｋＶを印加することにより搬
送ガイドヘの貼り付きを防止し、２面目の後端に−２．
５ｋＶを印加することにより後端はねを防止しており、
２面目の通紙性能も確保している。

【００３８】（第２の実施の形態）本実施の形態では、
低湿環境において薄紙等のコシの弱い紙に印字する場合
について説明する。図４に画像形成装置の転写部の側面
図を示す。図４において図２と同じ部材には同じ符号を
符しており、第１の実施の形態と同様である箇所につい
ては説明を省略する。また、転写後の搬送ガイドは、紙
と接する部分をくし歯状に並んだ絶縁性の樹脂性のリブ
２７で構成されており、そのリブ２７とリブ２７との間
に紙吸着用の電気的に接地した板金１１を置くことで、
紙のカールや空気との抵抗による揚力で紙の搬送が不安
定になることを防いでいる。

【００３９】図４に示した画像形成装置は特殊紙モード
を有しており、装置のオペレータ操作パネル４５に特殊
紙設定を行うスイッチが設けられ、ユーザーがモードを
選択することにより転写材の厚さに応じて、転写材の搬
送スピードや定着温度等のプロセス条件を一部変更する
ことができる。

【００４０】例えば、坪量６５ｇ／ｍ² 以下の紙では、
薄紙モードに設定するようにユーザーに推奨している。
このような特殊紙モードを有する装置においては、特殊
紙設定とも組み合わせて、除電針のバイアス制御を切り
替える。

【００４１】転写ローラの検出電圧Ｖ_t0の値が大きく、
かつ、薄紙設定になっているときのシーケンスを図８に
示す。

【００４２】検出電圧Ｖ_t0の値が２ｋＶ以上であるとき
には低湿環境と判断し、さらに薄紙を通紙する場合に
は、１面目の先端でも除電針に−２．５ｋＶの大きな電
位レベルを印加する。これにより、除電針による１面目
先端での静電分離の効果を大きくすることができるの
で、低湿環境下での薄紙の紙詰まりを防止することがで
きる。

【００４３】さらに、２面目の先端にも−２．５ｋＶを
印加することにより、紙の感光ドラムからの分離を良好
に行える。また、紙先端から後端手前までは−１．２ｋ
Ｖを印加して搬送ガイドヘの静電吸着を防止して貼り付
きによる紙詰まりを防止し、紙後端では陰電針に−２．
５ｋＶを印加することで後端はねを防止できる。

【００４４】なお、本実施の形態は転写ローラの検出電
圧Ｖ_t0の値が大きい場合、あるいは薄紙設定になってい
るときにそれぞれ単独に適用してもよい。

【００４５】（第３の実施の形態）本実施の形態では、
環境に関わらず厚紙に印字する場合について説明する。
図４に示した特殊紙設定を有する装置において、例え
ば、坪量１１５ｇ／ｍ²以上の紙では、厚紙モードに設
定するようにユーザーに推奨する。厚紙設定になってい
るときのシーケンスを図９に示す。厚紙の場合には、紙
にコシがあるため、曲率分離の性能低下による紙詰まり
や後端はね等は発生しなくなるので、除電針バイアスは
搬送ガイドヘの紙の貼り付きを防止する−１．２ｋＶの
低いレベルの電圧のみとする。

【００４６】これにより、除電針印加バイアスのＯＮ・
ＯＦＦの回数を減らし、より高速の画像形成装置の場合
の電源・駆動負荷を低減することができる。

【００４７】以上述べてきた第１の実施の形態〜第３の
実施の形態において、除電針に印加する電位レベルを切
り替える場合について示したが、印加するタイミングを
変更してもよい。また、片面印字の場合にも同様に実施
することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリマーもしくはイオン導電系の転写ローラの定電流バ
イアス印加時の検出電圧が所定の電圧以下の場合に高湿
環境であると判断して、除電針バイアスを切り替えるこ
とにより、高湿環境における転写材の尾引きの発生を防
止することができる。

【００４９】また、転写ローラの定電流バイアス印加時
の検出電圧が所定の電圧以下の場合に低湿環境であると
判断して、薄紙を通紙する場合に除電針バイアスを切り
替えることにより、低湿環境における薄紙の紙詰まりを
防止することができる。

【００５０】さらに、モードの設定に応じて除電針バイ
アスを切り替えることにより、例えば厚紙設定の場合に
は除電針バイアスは低いレベルの電圧のみとして高速の
画像形成装置の電源・駆動負荷を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態の画像形成装置の転写部の側面
図。

【図２】転写材への両面印字を行う画像形成装置の構成
図。

【図３】除電針の拡大正面図。

【図４】第２実施の形態の画像形成装置の転写部の側面
図。

【図５】転写ローラの抵抗値とＶ_t0の関係を示す図。

【図６】従来の除電針への印加電圧シーケンスを示す
図。

【図７】第１実施の形態の除電針への印加電圧シーケン
スを示す図。

【図８】第２実施の形態の除電針への印加電圧シーケン
スを示す図。

【図９】第３実施の形態の除電針への印加電圧シーケン
スを示す図。

【図１０】尾引き現象を示す説明図。

【図１１】尾引き発生範囲を示す説明図。

【符号の説明】

１感光体４転写ローラ６除電針９除電針の電源１０搬送ガイド１３定着器１９紙２５クリーニング容器

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA01 EA10 EC06 ED26 EE07 EF09 2H032 AA05 BA01 DA02 DA23 DA24 DA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上のトナー像を転写材に転写す
る転写ローラと、前記像担持体から転写材を分離するた
めに転写材を除電する除電部材と、を有し、前記除電部
材が印加する電位を複数レベル有する画像形成装置にお
いて、前記転写ローラの定電流バイアス印加時の検出電圧によ
り、前記除電部材に印加する電位レベルを切り替える切
り替え手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記転写ローラの定電流バイアス印加時
の検出電圧により、前記除電部材に電圧を印加するタイ
ミングを切り替える切り替え手段を有することを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記転写ローラは、ＮＢＲやヒドリンゴ
ムを成分として含むことを特徴とする請求項１または２
に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記転写ローラは、イオン系の導電剤を
含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記除電部材には、前記転写ローラの帯
電極性と逆極性の電位を印加することを特徴とする請求
項１ないし４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項６】転写材の第１面に像転写した後転写材の
第２面に像転写する手段を有し、前記転写ローラの定電
流バイアス印加時の検出電圧が所定の電圧以下の場合に
は、転写材搬送方向において転写材の第１面の後端部付
近における前記除電部材に印加する電位レベルを小さく
設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
一つに記載の画像形成装置。
【請求項７】転写材の第１面に像転写した後転写材の
第２面に像転写する手段を有し、前記転写ローラの定電
流バイアス印加時の検出電圧が所定の電圧以上の場合に
は、転写材搬送方向において転写材の第１面の先端部付
近における除電部材に印加する電位レベルを大きく設定
することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つ
に記載の画像形成装置。
【請求項８】作像、転写、定着のプロセス条件が変更
可能な複数のモードを有しており、そのモードのうち少
なくとも１つのモードの設定の場合には転写材搬送方向
において転写材の第１面の先端部付近における除電部材
に印加する電位レベルを大きく設定することを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれか一つに記載の画像形成装
置。
【請求項９】作像、転写、定着のプロセス条件が変更
可能な複数のモードを有しており、そのモードのうち少
なくとも１つのモードの設定の場合には転写材の第１面
および第２面の除電部材に印加する電位レベルを小さく
設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
一つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体の直径は４０ｍｍ以下で
あることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、７ま
たは８に記載の画像形成装置。