JP2010210907A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムから用紙を剥離し易くすることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム２０と、転写ローラ２４と、転写ローラ２４に転写バイアスを印加する転写バイアス印加回路５２と、用紙８０を除電する除電針２９と、除電針２９に除電バイアスを印加する除電バイアス印加回路５３と、環境条件を測定する温度センサ６１及び湿度センサ６２と、プリンタコントローラ７０とを備える。用紙８０の中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写ローラ２４へ印加され、先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間、上記転写バイアスより小さい値が印加される。更に、先端領域８４が除電針２９を通過する間、中央領域８３が除電針２９を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが除電針２９へ印加される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

近年、感光体ドラムの表面を帯電して露光することで静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写することで画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。このような画像形成装置では、トナー像を用紙に転写する際、用紙が感光体ドラムと転写ローラとのニップ部に挟まれた状態で、転写バイアスが転写ローラに印加される。これにより、帯電したトナーが静電気力によって用紙に転移する。その後、画像形成装置では、静電気力により感光体ドラムに張り付いた用紙を剥離するために、用紙を除電する。

特開平９−１２０２２０号公報

しかしながら、例えば、感光体ドラムの直径を大きくすると曲率分離作用が上手く働かず、この感光体ドラムから用紙が剥離し難くなる。また、転写時に用紙が水平方向へ搬送される場合、感光体ドラムの下側に位置する用紙は、その自重によって感光体ドラムから剥離し易いが、用紙が略鉛直上方に搬送される場合には、この自重による力が働きにくいので、用紙が剥離し難い。用紙が感光体ドラムから剥離できないと、紙詰まり又は画像の汚れ等が発生する。

そこで本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、感光体ドラムから用紙を剥離し易くすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、トナー像が形成される外周面を有する感光体ドラムと、感光体ドラムと当接して設けられ、感光体ドラムの外周面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、トナー像が転写された用紙を除電する除電部材と、除電部材に転写バイアスと逆極性の除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、温度又は湿度を含む環境条件を検知する検知手段と、転写バイアス印加手段及び除電バイアス印加手段を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、用紙搬送方向における用紙の中央領域が転写手段を通過する間、検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写手段へ印加され、用紙における中央領域より先端側の少なくとも一部を含む先端領域が転写手段を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスより小さい転写バイアスが転写手段へ印加されるように、転写バイアス印加手段を制御し、先端領域が除電部材を通過する間、中央領域が除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが除電部材へ印加されるように、除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、感光体ドラムにトナー像が形成された後、用紙が、転写手段と感光体ドラムとによって挟まれ、転写手段に転写バイアスが印加されることにより、感光体ドラムに形成されたトナー像が用紙に転写される。用紙の中央領域が転写手段を通過する間は、検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写手段へ印加される。よって、環境条件が変動した場合であっても、用紙の中央領域にトナー像が良好に転写される。また、用紙の先端領域が転写手段を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスより小さい転写バイアスが転写手段に印加され、その後、用紙の先端領域が除電部材を通過する間は、中央領域が除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが印加される。これにより、用紙の先端領域において、感光体ドラムとの間に発生する静電気力を中央領域より弱め、且つ、静電気力を中央領域より強力に除去することができる。従って、用紙の先端領域が感光体ドラムから剥離し易くなるので、用紙全体を感光体ドラムから剥離し易くすることができる。

なお、用紙の中央領域より先端側の領域において、転写バイアスを中央領域より小さく設定する領域と除電バイアスを中央領域より大きく設定する領域とは、必ずしも一致する必要はない。例えば、用紙の中央領域より先端側の領域において、転写バイアスを小さく設定した領域の一部に対して除電バイアスを大きく設定してもよい。

本発明の画像形成装置において、コントローラは、用紙における用紙搬送方向の中央領域より後端側の少なくとも一部を含む後端領域が転写手段を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスより小さい転写バイアスが転写手段へ印加されるように、転写バイアス印加手段を制御し、後端領域が除電部材を通過する間、中央領域が除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが除電部材へ印加されるように、除電バイアス印加手段を制御することが好ましい。

この場合、用紙の後端領域において、感光体ドラムとの間に発生する静電気力を中央領域より弱め、且つ、静電気力を中央領域より強力に除去することができる。従って、用紙の後端領域を感光体ドラムから剥離し易くすることができる。

本発明の画像形成装置において、コントローラは、中央領域が除電部材を通過する間、検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された除電バイアスが除電部材に印加されるように、除電バイアス印加手段を制御することが好ましい。

この場合、中央領域が除電部材を通過する間に除電部材に印加される除電バイアスを環境条件に応じて設定することができる。従って、環境条件によって用紙が剥離し難い場合であっても、除電バイアスを最適な値に設定し、確実に用紙を剥離することができる。

本発明の画像形成装置において、コントローラは、先端領域又は後端領域が除電部材を通過する間、環境条件に関わらず固定値に設定された除電バイアスが除電部材に印加されるように、除電バイアス印加手段を制御することが好ましい。

この場合、先端領域又は後端領域が除電部材を通過する間における除電バイアスの値について、制御を容易にすることができる。

本発明の画像形成装置において、先端領域は、用紙の先端側においてトナー像を転写しない領域として設定された余白領域に含まれる領域であることが好ましい。

この場合、用紙の中央領域にトナー像が転写され、先端領域にトナー像は転写されない。上述したように、先端領域が転写手段を通過する間に転写手段へ印加する転写バイアスの値は、中央領域が転写手段を通過する間に転写手段へ印加する転写バイアスより小さく設定される。よって、画像が形成されない先端領域には、感光体ドラムとの間に発生する静電気力を中央領域より弱め、画像が形成される中央領域には、トナー像を良好に転写できるように用紙を帯電させることができる。また、上述したように、先端領域が除電部材を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスの値は、中央領域が除電部材を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスより大きく設定される。これにより、用紙に形成されたトナー像を除電バイアスによって乱すことなく、先端領域における静電気力を強力に除去することができる。従って、形成される画像を乱すことなく用紙を剥離し易くすることができる。

本発明の画像形成装置において、後端領域は、用紙の後端側においてトナー像を転写しない領域として設定された余白領域に含まれる領域であることが好ましい。

この場合、用紙の中央領域にトナー像が転写され、後端領域にトナー像は転写されない。上述したように、後端領域が転写手段を通過する間に転写手段へ印加する転写バイアスは、中央領域が転写手段を通過する間に転写手段へ印加する転写バイアスより小さく設定される。これにより、画像が形成されない後端領域には、感光体ドラムとの間に発生する静電気力を中央領域より弱め、画像が形成される中央領域には、トナー像を良好に転写できるように用紙を帯電させることができる。また、上述したように、後端領域が除電部材を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスの値は、中央領域が除電部材を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスより大きく設定される。これにより、用紙に形成されたトナー像を除電バイアスによって乱すことなく、後端領域における静電気力を強力に除去することができる。従って、形成される画像を乱すことなく用紙を剥離し易くすることができる。

本発明の画像形成装置において、コントローラは、厚さが比較的薄い用紙に画像を形成する薄紙モードに設定されている場合において先端領域又は後端領域が除電部材を通過する間に除電部材に印加される除電バイアスが、厚さが比較的厚い用紙に画像を形成する厚紙モードに設定されている場合において先端領域又は後端領域が除電部材を通過する間に除電部材に印加される除電バイアスより大きくなるように、除電バイアス印加手段を制御することが好ましい。

この場合、用紙の厚さに応じたモードによって除電バイアスの値を変更することにより、剥離が困難な薄い用紙をより確実に剥離し易くすることができる。

本発明の画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、トナー像が形成される外周面を有する感光体ドラムと、感光体ドラムと当接して設けられ、感光体ドラムの外周面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、トナー像が転写された用紙を除電する除電部材と、除電部材に転写バイアスと逆極性の除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、温度又は湿度を含む環境条件を検知する検知手段と、転写バイアス印加手段及び除電バイアス印加手段を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、用紙搬送方向における用紙の中央領域が転写手段を通過する間、検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写手段へ印加され、用紙における中央領域より後端側の少なくとも一部を含む後端領域が転写手段を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスより小さい転写バイアスが転写手段へ印加されるように、転写バイアス印加手段を制御し、後端領域が除電部材を通過する間、中央領域が除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが除電部材へ印加されるように、除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、用紙の中央領域が転写手段を通過する間は、検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写手段へ印加される。よって、環境条件が変動した場合であっても、用紙の中央領域にトナー像が良好に転写される。また、用紙の後端領域が転写手段を通過する間、環境条件に基づいて設定された転写バイアスより小さい転写バイアスが転写手段に印加され、その後、用紙の後端領域が除電部材を通過する間は、中央領域が除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが印加される。これにより、用紙の後端領域において、感光体ドラムとの間に発生する静電気力を中央領域より弱め、且つ、静電気力を中央領域より強力に除去することができる。従って、用紙の後端領域が感光体ドラムから剥離し易くなるので、用紙全体を感光体ドラムから剥離し易くすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、感光体ドラムから用紙を剥離し易くすることが可能な画像形成装置を提供することができる。

実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 実施形態に係る画像形成装置の回路構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置が有する除電針を示す概略図である。 実施形態に係る画像形成装置が用いる用紙の領域を示す図である。 実施形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。 変形例に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略断面図である。図２は、画像形成装置１の回路構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、接触型非磁性一成分現像方式を用いた電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１の上部には原稿読取部２が配置され、その下部には、給紙部３、及び記録部４が配されている。

原稿読取部２では、原稿カバー１０に設けられた原稿トレイ１１にセットされた原稿が原稿搬送機構１２により読取装置９と対向する位置に搬送されて読み取られ、その後、原稿排紙トレイ１３に排出される。書籍等を読み取る場合には、原稿カバー１０を上方に回動してプラテン１４に書籍等の被読取部分を配置し読取装置９による読取動作を行う。なお、読み取られた原稿の画像情報は、後述するプリンタコントローラ７０に送られる。

給紙部３には、給紙カセット１５が配設されており、フラッパ１６に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１５の端部には、ピックアップローラ１７が配置されている。フラッパ１６は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１７に圧接するようにバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１７が回転駆動すると、ピックアップローラ１７の表面に取り付けられた摩擦パッド（図示せず）と用紙の摩擦作用により用紙が一枚ずつ用紙搬送路に給紙される。なお、図１において、用紙搬送路を一点鎖線で示している。

給紙カセット１５から給紙された用紙は、給紙経路上に配置されたＰＳＳセンサ６０によって、所定の位置に用紙が搬送された旨が検知される。その後、レジストローラ対１８，１９により記録部４に搬送される。記録部４には、搬送された用紙に画像情報を記録するために、主として感光体ドラム２０、帯電器２１、露光ヘッド２２、現像器２３、転写ローラ２４、クリーニングブレード２５、及び定着ローラ２６等が備えられている。

感光体ドラム２０は、円筒状で、外周面に感光体として所定膜厚の光導電膜が設けられている。感光体ドラム２０はメインモータ５６により回転駆動される。感光体ドラム２０の周囲には、その回転方向に沿って帯電器２１、露光ヘッド２２、現像器２３、転写ローラ２４、及びクリーニングブレード２５が順に配列されており、帯電器２１、露光ヘッド２２、及び現像器２３によってその表面に静電潜像の形成が行われる。

帯電器２１は、タングステン等の細線からなるコロナワイヤがケーシングで包囲された所謂スコロトロン帯電器（コロナ帯電器）であり、感光体ドラム２０の表面を一様に帯電させる。帯電器２１には、帯電バイアス印加回路５０が接続されており、負の帯電バイアスが印加される。プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて帯電バイアス印加回路５０が帯電バイアスを帯電器２１に印加すると感光体ドラム２０の表面は一様に約−７５０Ｖに帯電した状態となる。

露光ヘッド（露光器）２２は、レーザー光を感光体ドラム２０の表面に照射して露光し、静電潜像を形成する。より具体的には、露光ヘッド２２は、プリンタコントローラ７０から入力される画像情報に基づいてレーザー光を一様に帯電された感光体ドラム２０の表面に照射し、感光体ドラム２０の表面を露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。また、露光されることで感光体ドラム２０の表面が除電され、露光後の表面電位は約−１００Ｖとなる。

現像器２３は、感光体ドラム２０の回転方向に沿って露光ヘッド２２の下流側に設けられている。現像器２３の上部には、着脱可能なトナーカートリッジ２３ａが設けられ、このトナーカートリッジ２３ａ内の非磁性一成分のトナーが現像器２３内に供給される。現像器２３は、供給ローラ２７及び現像ローラ２８によってトナーを感光体ドラム２０表面に転移して表面に形成された静電潜像を可視像化する。

現像器２３内の供給ローラ２７及び現像ローラ２８には現像バイアス印加回路５１が接続されている。現像バイアス印加回路５１は、プリンタコントローラ７０から出力される制御信号に基づいて、供給ローラ２７及び現像ローラ２８それぞれにバイアス電圧を印加する。供給ローラ２７には所定の供給バイアス（例えば−３５０Ｖ）が印加されて、現像器２３内のトナーを負に帯電させながら現像ローラ２８に供給する。現像ローラ２８には所定の現像バイアス（例えば−３００Ｖ）が印加され、感光体ドラム２０の表面に接触しながら露光部分との電位差を利用してトナーを移転する。

転写ローラ２４は、感光体ドラム２０の回転方向に沿って現像器２３の下流側に感光体ドラム２０の外周面と当接して設けられ、転写ニップを形成している。転写ローラ２４には、電子導電性ローラ又はイオン導電性ローラが主に用いられる。転写ローラ２４には転写バイアス印加回路５２が接続され、この転写バイアス印加回路５２は、用紙が転写ニップ部に搬送されてくると、プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて転写バイアスを転写ローラ２４に印加する。すなわち、転写ローラ２４は特許請求の範囲に記載の転写手段として機能し、転写バイアス印加回路５２は転写バイアス印加手段として機能する。

転写ニップ部に搬送されて来た用紙は、感光体ドラム２０の外周面と転写ローラ２４とによって挟持されると共に、転写バイアスによって転写ローラ２４を介して帯電する。これにより、用紙には、感光体ドラム２０の表面に形成されたトナー像が静電気力により転写される。また、用紙が帯電しているので、転写後の用紙は、感光体ドラム２０の表面に張り付く傾向にある。

そこで、転写により帯電した用紙を除電するための除電針２９が、転写ローラ２４の下流側に設けられている。図３は、この除電針２９を示す図である。除電針２９は、感光体ドラム２０及び転写ローラ２４の長手方向に延びた基端部２９ａと、基端部２９ａから針状に突き出た複数の針状部２９ｂとを有する。この針状部２９ｂの先端が、静電気力により感光体ドラム２０に張り付いた用紙に近づくように配置されている。

除電針２９には除電バイアス印加回路５３が接続され、この除電バイアス印加回路５３は、プリンタコントローラ７０から出力される制御信号に基づいて、上述の転写バイアスとは逆極性の除電バイアスを除電針２９に印加する。除電バイアスが印加された除電針２９は、除電針２９の前を通過する用紙を除電する。すなわち、除電針２９は特許請求の範囲に記載の除電部材として機能し、除電バイアス印加回路５３は除電バイアス印加手段として機能する。

除電された用紙は、感光体ドラム２０から剥離し、搬送経路に沿って上部の定着ローラ２６に向けて搬送される。なお、除電された用紙が剥離しない場合であっても、用紙が感光体ドラム２０の回転と共に搬送されることにより、除電針２９より下流側に設けられた剥離爪３０が、用紙の先端側から感光体ドラム２０と用紙との間に入りこみ、剥離を促すことができる。

用紙に転写されたトナー像は、加熱された定着ローラ２６及びプレスローラ３１によって挟持されることにより、加熱・プレスされ用紙に定着される。定着ローラ２６にはヒータ駆動回路５４が接続されている。ヒータ駆動回路５４は、プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて定着ローラ２６内のヒータランプを発熱させる。定着ローラ２６の表面温度を検知するためにサーミスタが表面に接触して配置されており、サーミスタの検知信号に基づいてプリンタコントローラ７０はヒータ駆動回路５４を制御し、定着ローラ２６の表面温度を所定温度に維持する。なお、定着された用紙は、排紙ローラ対３２，３３の間に挟持されて用紙排紙トレイ３４に搬出される。

感光体ドラム２０の回転方向に対して転写ローラ２４の下流側には、感光体ドラム２０上のトナーを回収するクリーニングブレード２５が設けられている。クリーニングブレード２５は、例えばゴム製のブレードであり、感光体ドラム２０に当接して、感光体ドラム２０上の残留トナーを掻き取り回収する。

メインモータ５６は、プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて、現像プロセス部を構成する感光体ドラム２０、供給ローラ２７、現像ローラ２８、転写ローラ２４を回転駆動させる。また、用紙搬送部を構成するピックアップローラ１７、レジストローラ対１８，１９、定着ローラ２６、プレスローラ３１、及び排紙ローラ対３２，３３は、サブモータ５７からの回転駆動力により用紙を排紙する方向に回転されるようになっている。

ピックアップローラ１７は、給紙クラッチ５８を介してサブモータ５７と接続されている。給紙クラッチ５８は、プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて、サブモータ５７からピックアップローラ１７へ伝達される駆動力の断続を行う。レジストローラ対１８，１９は、レジストクラッチ５９を介してサブモータ５７と接続されている。レジストクラッチ５９は、プリンタコントローラ７０からの制御信号に基づいて、サブモータ５７からレジストローラ対１８，１９へ伝達される駆動力の断続を行う。

また、画像形成装置１は、画像形成装置１内の環境条件を測定するための温度センサ６１及び湿度センサ６２を有する。環境条件とは、画像形成装置１において画像を用紙に形成する際に影響を受ける温度及び湿度である。この温度センサ６１及び湿度センサ６２によって測定された測定値は、プリンタコントローラ７０へ出力される。なお、この温度センサ６１及び湿度センサ６２は、特許請求の範囲に記載の環境条件を検知する検知手段として機能する。温度センサ６１と湿度センサ６２とは、必ずしも双方を備えている必要はなく、いずれか一方だけを備えた構成であってもよい。また、検知手段として、転写ローラ２４に試験電圧を印加して、その際に転写ローラ２４に流れる電流を検知することにより、温湿度を推定する構成を採用することもできる。

プリンタコントローラ７０は、温度センサ６１及び湿度センサ６２から入力した測定値と、予めメモリ内に保持した転写バイアステーブルとに基づいて、転写バイアス設定値を設定する。転写バイアス設定値は、トナー像が用紙に転写される際に、転写ローラ２４へ印加される転写バイアスの値である。温度センサ６１によって測定された温度Ｔが高いほど、また、湿度センサ６２によって測定された湿度が高いほど、転写バイアス設定値が大きくなるように設定されている。

プリンタコントローラ７０は、上述したようにメインモータ５６及びサブモータ５７の駆動制御を行うとともに、露光ヘッド２２、帯電バイアス印加回路５０、現像バイアス印加回路５１、転写バイアス印加回路５２、除電バイアス印加回路５３及びヒータ駆動回路５４を制御して画像形成プロセスを実行する。

プリンタコントローラ７０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータがバックアップされているバックアップＲＡＭ等により構成されている。プリンタコントローラ７０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、上述した画像形成装置１を構成するハードウェアを統合的に制御し、用紙に画像を形成する処理を行う。

図４は、画像形成装置１によって印刷が行われる用紙８０を示す。用紙８０が画像形成装置１内において給紙される際に前側となる端を先端８１とし、後ろ側となる端を後端８２とする。用紙８０は、画像が印刷される中央領域８３と、中央領域８３より先端８１側の先端領域８４と、中央領域８３より後端側の後端領域８５とに領域分離できる。中央領域８３は、トナー像が転写される転写領域である。先端領域８４及び後端領域８５は、トナー像を転写しない領域として設定された余白領域である。この先端領域８４は先端８１から３ｍｍ程度の領域であり、後端領域８５は後端８２から３ｍｍ程度の領域である。

引き続いて、図５を参照し、画像形成装置１の動作について説明すると共に、プリンタコントローラ７０による転写バイアス印加回路５２及び除電バイアス印加回路５３の制御について詳細に説明する。図５は、画像形成装置１において２枚の用紙に連続して印刷処理を行う場合のタイミングチャートを示している。

図５では、横軸を時刻とし、露光ヘッド２２、メインモータ５６、給紙クラッチ５８、ＰＳＳセンサ６０、及びレジストクラッチ５９のオン／オフ状態が示されている。転写バイアスについては、縦軸が、転写バイアス印加回路５２から転写ローラ２４へ印加される値の絶対値を示している。除電バイアスについては、縦軸が、除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される値の絶対値を示している。なお、図５に記載されている数字「１」と「２」は、用紙８０の１枚目に対応するものと２枚目に対応するものとを示している。

まず、プリント信号がプリンタコントローラ７０へ入力され（ｔ０）、定着ローラ２６の温度が所定値に達すると、メインモータ５６へ駆動信号が出力される。これにより、メインモータ５６の回転が開始される（ｔ１）。メインモータ５６の駆動力により感光体ドラム２０が回転を始めると共に、感光体ドラム２０の帯電処理が開始される。また、転写ローラ２４上の逆帯電トナーを感光体ドラム２０上に戻すクリーニング処理を実行するために、＋５．０μＡ程度の転写バイアスが、転写ローラ２４へ転写バイアス印加回路５２によって印加される（ｔ２）。

一方、給紙クラッチ５８が係合（オン）する（ｔ３）ことで、ピックアップローラ１７によって用紙カセット１５から１枚目の用紙が給紙経路に供給される。そして、用紙８０の先端８１がＰＳＳセンサ６０によって検知された（ｔ４）後、用紙８０の先端８１が、回転を停止した状態のレジストローラ対１８，１９に当たって用紙８０の向きが適正な位置に矯正される。続いて、ｔ４から所定時間経過すると、レジストクラッチ５９が係合（オン）することで、レジストローラ対１８，１９が回転を開始し、用紙８０が転写位置に搬送される。

また、レジストクラッチ５９が係合すると共に、露光ヘッド２２がオンし、感光体ドラム２０の露光処理が開始される。続けて、感光体ドラム２０の現像処理が行われ、感光体ドラム２０の外周面にはトナー像が形成され、このトナー像が形成された領域が、転写位置に向けて回転する。

一方、レジストクラッチ５９が係合すると、１枚目の用紙８０の先端８１がニップ部に到達する（ｔ５）。そして、用紙８０の先端８１が感光体ドラム２０と転写ローラ２４とによって挟まれ、転写ローラ２４を通過する。用紙８０の先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ１）は、環境条件に応じて設定された転写バイアス設定値より小さい値（＋５．０μＡ程度）の転写バイアスが転写ローラ２４へ転写バイアス印加回路５２によって引き続き印加される。これにより、転写ローラ２４に接している用紙８０の先端領域８４が帯電する。

その後、用紙８０の中央領域８３の先端側がニップ部に到達するタイミングに合わせて、感光体ドラム２０のトナー像が形成された領域がニップ部に到達する。これと同時に、転写バイアス設定値（＋１０μＡ程度）まで引き上げられた転写バイアスが、転写バイアス印加回路５２から転写ローラ２４へ印加される（ｔ６）。中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ２）、＋１０μＡ程度の転写バイアスが転写ローラ２４へ印加される。

転写ローラ２４に印加される転写バイアスが、転写バイアス設定値まで引き上げられるので、用紙８０の中央領域８３は先端領域８４より強く帯電する。中央領域８３が帯電することにより、静電気力によってトナー像が用紙８０に転写される。

用紙８０の後端領域８５の先端側がニップ部に到達すると、再び、転写バイアス設定値より小さい値（＋５．０μＡ程度）に引き下げられた転写バイアスが転写ローラ２４へ印加される（ｔ７）。後端領域８５が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ３）、転写バイアス設定値より小さい値の転写バイアスが転写ローラ２４へ印加される。これにより、転写ローラ２４に接している用紙８０の後端領域８５の帯電量は、中央領域８３の帯電量より小さくなる。

１枚目の用紙８０の後端８２がニップ部を通過し（ｔ８）、２枚目の用紙８０の先端８１がニップ部に到達する（ｔ９）までの間（Ｙ）は、転写バイアス印加回路５２から転写ローラ２４へ、＋５．０μＡ程度の転写バイアスが引き続き印加される。そして、２枚目の用紙８０の先端８１がニップ部に到達すると（ｔ９）、１枚目と同様に、用紙８０の先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ１）は、転写バイアス設定値より小さい値の転写バイアスが引き続き印加される。中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ２）は、転写バイアス設定値に引き上げられた転写バイアスが印加される。後端領域８５が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ３）は、転写バイアス設定値より小さい値に引き下げられた転写バイアスが印加される。

一方、１枚目の用紙８０の先端領域８４は、転写ローラ２４を通過した後、帯電しているので、感光体ドラム２０に張り付く傾向を有したまま、除電針２９に到達する。１枚目の用紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過する間（Ｚ１）、−１．５ｋＶ程度の除電バイアスが、除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。これにより、用紙８０の先端領域８４が除電されるので、用紙８０の先端領域８４と感光体ドラム２０との間の静電気力が低下し、感光体ドラム２０から用紙８０の先端領域８４が剥離する。

引き続いて、用紙８０の中央領域８３の先端側が除電針２９に到達する。中央領域８３が除電針２９を通過する間（Ｚ２）は、除電バイアスは、除電針２９に印加されず、値は−０ｋＶの固定値である。このため、用紙８０の中央領域８３は、除電されないので、静電気力により中央領域８３に付着したトナー像を乱すことなく用紙８０を搬送できる。また、先端領域８４が既に感光体ドラム２０から剥離しているため、用紙８０が搬送されるにつれて、中央領域８３は、感光体ドラム２０から容易に剥離する。

続いて、用紙８０の後端領域８５の先端側が除電針２９に到達し、後端領域８５が除電針２９を通過する間（Ｚ３）は、−１．３ｋＶ程度の除電バイアスが除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。用紙８０の後端８２は、比較的電荷が集中し、感光体ドラム２０から剥離しにくくなるが、除電することにより、用紙８０に負荷をかけることなく感光体ドラム２０から剥離することができる。

１枚目の用紙８０の後端８２が除電針２９を通過し、２枚目の用紙８０の先端８１が除電針２９に到達するまでの間は、除電バイアスは除電針２９に印加されない。そして、２枚目の用紙８０の先端８１が除電針２９に到達すると、上記と同様に、先端領域８４が除電針２９を通過する間（Ｚ１）、−１．５ｋＶ程度の除電バイアスが除電針２９へ印加される。中央領域８３が除電針２９を通過する間（Ｚ２）は、除電バイアスは、除電針２９に印加されない。後端領域８５が除電針２９を通過する間（Ｚ３）は、−１．３ｋＶ程度の除電バイアスが除電針２９へ印加される。以上により、２枚目の用紙８０も感光体ドラム２０から容易に剥離する。用紙８０は、感光体ドラム２０から剥離すると、定着ローラ２６へ搬送され、トナー像が定着ローラ２６によって定着され、排紙トレイ３４へ搬送される。

なお、プリンタコントローラ７０は、タイマを用いて、レジストクラッチ５９が係合してから所定時間後に用紙８０の先端８１が転写ローラ２４に到達したと判定し、さらにその所定時間後に、用紙８０の中央領域８３の先端側が転写ローラ２４に到達したと認識して制御を行う。また、ＰＳＳセンサ６０がオフしてから所定時間後に、中央領域８３の後端側が転写ローラ２４を通過し、更にその所定時間後に、後端８２が転写ローラ２４を通過したと認識して制御を行う。

また、プリンタコントローラ７０は、レジストクラッチ２９が係合してから所定時間後に、用紙８０の先端８１が除電針２９に到達し、更にその所定時間後に、中央領域８３の先端側が除電針２９に到達したと認識して制御を行う。また、ＰＳＳセンサ６０がオフしてから所定時間後に、中央領域８３の後端側が除電針２９を通過し、更にその所定時間後に、後端８２が除電針２９を通過したと認識して制御を行う。

以上説明したように、用紙８０の中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間は、環境条件に基づいて設定された転写バイアスが転写ローラ２４へ印加される。よって、環境条件が変動した場合であっても、用紙８０の中央領域８３にトナー像が良好に転写される。

また、用紙８０の先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間、転写バイアス設定値より小さい転写バイアスが転写ローラ２４に印加され、その後、用紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過する間は、中央領域８３が除電針２９を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが印加される。これにより、用紙８０の先端領域８４において、感光体ドラム２０との間に発生する静電気力を中央領域８３より弱め、且つ、静電気力を中央領域８３より強力に除去することができる。従って、用紙８０の先端領域８４が感光体ドラム２０から剥離し易くなるので、用紙８０全体を感光体ドラムから剥離し易くすることができる。

また、用紙８０の後端領域８５が転写ローラ２４を通過する間、転写バイアス設定値より小さい転写バイアスが転写ローラ２４へ印加され、後端領域８５が除電針２９を通過する間、中央領域８３が除電針２９を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが除電針２９へ印加される。これにより、用紙８０の後端領域８５において、感光体ドラム２０との間に発生する静電気力を中央領域８３より弱め、且つ、静電気力を中央領域８３より強力に除去することができる。従って、用紙８０の後端領域８５を感光体ドラム２０から剥離し易くすることができる。

また、用紙８０の先端領域８４は余白領域であるため、用紙８０の中央領域８３にトナー像が転写され、先端領域８４にトナー像は転写されない。ここで、上述したように、先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間に転写ローラ２４へ印加する転写バイアスは、中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間に転写ローラ２４へ印加する転写バイアス設定値より小さく設定される。これにより、画像が形成されない先端領域８４には、感光体ドラム２０との間に発生する静電気力を中央領域８３より弱め、画像が形成される中央領域８３には、トナー像を良好に転写できるように用紙を十分に帯電させることができる。

また、上述したように、先端領域８４が除電針２９を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスは、中央領域８３が除電針２９を通過する間に除電針２９へ印加する除電バイアスより大きく設定される。これにより、用紙８０に形成されたトナー像を除電バイアスによって乱すことなく、先端領域８４における静電気力を強力に除去することができる。従って、形成される画像を乱すことなく用紙を剥離し易くすることができる。

また、用紙８０の後端領域８５は余白領域であるため、用紙８０の中央領域８３にトナー像が転写され、後端領域８５にトナー像は転写されない。ここで、上述したように、後端領域８５が転写ローラ２４を通過する間に転写ローラ２４へ印加する転写バイアスは、中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間に転写ローラ２４へ印加する転写バイアス設定値より小さく設定される。これにより、画像が形成されない後端領域８５には、感光体ドラム２０との間に発生する静電気力を中央領域８３より弱めることができる。

また、上述したように、後端領域８５が除電針２９を通過する間に除電部材へ印加する除電バイアスは、中央領域８３が除電針２９を通過する間に除電針２９へ印加する除電バイアスより大きく設定される。これにより、用紙８０に形成されたトナー像を除電バイアスによって乱すことなく、後端領域８５における静電気力を強力に除去することができる。

画像形成装置１では、用紙８０を感光体ドラム２０から剥離し易くできるので、感光体ドラム２０の直径をより大きくできる。一般的に、感光体ドラム２０の直径を大きくすると、用紙８０が感光体ドラム２０から剥離し難くなり、紙詰まり及び画像汚れが発生し易くなる。画像形成装置１では、感光体ドラム２０から用紙８０が剥離し易いので、感光体ドラム２０の直径を大きくしても、紙詰まり及び画像汚れの発生を防止できる。そして、感光体ドラム２０の直径を大きくすることにより、感光体ドラム２０の寿命を延ばすことができる。

次に、図６を参照して除電バイアスの制御についての変形例を説明する。図６は、２枚の用紙に連続して印刷処理を行う場合のタイミングチャートを示している。なお、露光ヘッド２２、メインモータ５６、給紙クラッチ５８、ＰＳＳセンサ６０、レジストクラッチ５９、転写バイアスの値は、上記と同様に制御されるので、ここでは詳細な説明を省略する。

メインモータ５６の駆動開始後に所定時間経過した（ｄ１）後、１枚目の用紙８０の先端８１が除電針２９に到達するまでの間、−０．５ｋＶ程度の除電バイアスが、除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。

用紙８０の先端８１が除電針２９に到達すると、除電バイアスが、−０．５ｋＶから−２．５ｋＶまで引き上げられる。１枚目の用紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過する間（Ｐ１）、−２．５ｋＶ程度の除電バイアスが、除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。

引き続いて、中央領域８３の先端側が除電針２９に到達するタイミングで、除電バイアスは、−２．５ｋＶから除電バイアス設定値（−１．０ｋＶ程度）に引き下げられる。そして、中央領域８３が除電針２９を通過する間（Ｐ２）、除電バイアス設定値の除電バイアスが除電針２９へ印加される。

この除電バイアス設定値は、プリンタコントローラ７０によって、環境条件に基づいて設定される。プリンタコントローラ７０は、温度センサ６１及び湿度センサ６２から入力される温度及び湿度と、除電バイアステーブルとに基づいて設定される。温度は高くなるほど、また、湿度が高くなるほど、用紙８０は感光体ドラム２０から剥離しにくくなるので、除電バイアステーブルでは、高温高湿な環境条件ほど転写バイアス設定値が高くなるように設定されている。

続いて、後端領域８５が除電針２９を通過する間（Ｐ３）は、再び−２．５ｋＶ程度に引き上げられた除電バイアスが除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。これにより、後端領域８５も除電されて、感光体ドラム２０から剥離し易くなる。

１枚目の用紙８０の後端８２が除電針２９を通過し、２枚目の用紙８０の先端８１が除電針２９に到達するまでの間は、−０．５ｋＶ程度の除電バイアスが、除電バイアス印加回路５３から除電針２９へ印加される。２枚目の用紙８０についても同様に制御が行われることにより、２枚目の用紙８０も感光体ドラム２０から容易に剥離することができる。

以上説明したように、変形例に係る画像形成装置において、用紙８０の中央領域８３が除電針２９を通過する間、環境条件に基づいて設定された除電バイアス設定値が除電針２９に印加される。これにより、中央領域８３が除電針２９を通過する間に除電針２９に印加される除電バイアスを環境条件に応じて設定することができる。従って、高温高湿な環境条件で、用紙８０が剥離し難い場合であっても、除電バイアスを最適な値に設定し、確実に用紙８０を剥離することができる。

また、先端領域８４及び後端領域８５が除電針２９を通過する間、環境条件に関わらず除電バイアスを固定値とする。これにより、制御を容易にすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、普通紙の通紙モードとして、厚紙モード、ノーマルモードおよび薄紙モードの３つのモードを準備し、モード毎に除電バイアスの値を変化させても構わない。ここで、厚紙モードとは、用紙８０が例えば厚さ９０ｇ／ｍ^２以上の厚紙である場合に設定されるモードである。薄紙モードとは、用紙８０が例えば厚さ６０ｇ／ｍ^２未満の薄紙である場合に設定されるモードである。ノーマルモードとは、用紙８０が上記厚紙および薄紙以外の普通紙である場合に設定されるモードであり、通常は初期モードに設定される。これらの普通紙の通紙モードのほかに、用紙８０が、ＯＨＰ、封筒およびはがきである場合の通紙モードをそれぞれ準備し、これらのモードが設定された場合にも、モード毎に除電バイアス設定値を変化させても構わない。

具体的な制御としては、薄紙モードに設定されている場合、先端領域８４及び後端領域８５が除電針２９を通過する間に除電針２９へ印加される除電バイアスの値が、厚紙モードに設定されている場合より大きい値となるように、プリンタコントローラ７０が除電バイアス印加回路５３を制御する。

用紙８０の厚さが薄いと感光体ドラム２９から剥離し難いが、用紙８０が厚い場合より除電バイアスの値を大きくすることにより、剥離が困難な薄い用紙をより確実に剥離し易くすることができる。

また、用紙の厚さ（種類）ごとに、中央領域が転写ローラ２４を通過するときの転写バイアスの値、又は、除電針２９を通過するときの除電バイアスの値を変化させることも好ましい。この場合、用紙の厚さが厚いほど、転写バイアス及び除電バイアスの値を大きく設定する。また、用紙８０の幅が大きいほど、中央領域が転写ローラを通過するときの転写バイアスの値、又は、除電針２９を通過するときの除電バイアスの値を大きくすることも好ましい。また、両面印刷を行う場合、１面目の画像形成プロセスを行うと、定着ローラ２６によって用紙８０が乾き、２面目の画像形成プロセスを行う際に、用紙の抵抗値が上がるので、転写バイアス及び除電バイアスの値を１面目より大きくすることが好ましい。

また、上記実施形態では、先端領域８４を余白領域、すなわち、用紙８０の短辺に沿った帯状の領域としたが、先端領域８４はこれに限られない。先端領域８４は、先端側の余白領域の一部であってもよい。同様に、後端領域８５は、後端側の余白領域の一部であってもよい。

また、上記実施形態では、先端領域８４が除電針２９を通過する間、除電バイアス設定値より大きい値の除電バイアスを除電針２９に印加したが、これに限られない。先端領域８４のうち一部の領域が除電針２９を通過している間に、除電バイアス設定値より大きい値の除電バイアスを除電針２９に印加してもよい。後端領域８５についても同様である。

また、上記実施形態では、環境条件を測定するのに、温度センサ６１及び湿度センサ６２を備えることとしたが、転写ローラ２４の抵抗値を測定することにより、環境条件を測定してもよい。この場合、環境条件に応じて抵抗が変化するイオン電導を利用した転写ローラを用い、転写バイアス印加回路５２が印加する転写バイアスの値に対する転写ローラの抵抗値を測定するための回路を設ける。

１ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム
２１ 帯電器
２２ 露光ヘッド
２３ 現像器
２４ 転写ローラ
２５ クリーニングブレード
２６ 定着ローラ
２９ 除電針
５２ 転写バイアス印加回路
５３ 除電バイアス印加回路
５６ メインモータ
５７ サブモータ
６１ 温度センサ
６２ 湿度センサ
７０ プリンタコントローラ
８０ 用紙
８３ 中央領域
８４ 先端領域
８５ 後端領域

Claims (8)

1. 電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、
   トナー像が形成される外周面を有する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムと当接して設けられ、前記感光体ドラムの外周面に形成された前記トナー像を用紙に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
   前記トナー像が転写された用紙を除電する除電部材と、
   前記除電部材に前記転写バイアスと逆極性の除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
   温度又は湿度を含む環境条件を検知する検知手段と、
   前記転写バイアス印加手段及び前記除電バイアス印加手段を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   用紙搬送方向における前記用紙の中央領域が前記転写手段を通過する間、前記検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが前記転写手段へ印加され、前記用紙における前記中央領域より先端側の少なくとも一部を含む先端領域が前記転写手段を通過する間、前記環境条件に基づいて設定された前記転写バイアスより小さい転写バイアスが前記転写手段へ印加されるように、前記転写バイアス印加手段を制御し、
   前記先端領域が前記除電部材を通過する間、前記中央領域が前記除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが前記除電部材へ印加されるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラは、
   前記用紙における前記中央領域より後端側の少なくとも一部を含む後端領域が前記転写手段を通過する間、前記環境条件に基づいて設定された前記転写バイアスより小さい転写バイアスが前記転写手段へ印加されるように、前記転写バイアス印加手段を制御し、
   前記後端領域が前記除電部材を通過する間、前記中央領域が前記除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが前記除電部材へ印加されるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記コントローラは、前記中央領域が前記除電部材を通過する間、前記検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された除電バイアスが前記除電部材に印加されるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記コントローラは、前記先端領域又は前記後端領域が前記除電部材を通過する間、前記環境条件に関わらず固定値に設定された除電バイアスが前記除電部材に印加されるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記先端領域は、用紙の先端側においてトナー像を転写しない領域として設定された余白領域に含まれる領域であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記後端領域は、用紙の後端側においてトナー像を転写しない領域として設定された余白領域に含まれる領域であることを特徴とする請求項２又は４に記載の画像形成装置。
7. 前記コントローラは、厚さが比較的薄い用紙に画像を形成する薄紙モードに設定されている場合において前記先端領域又は前記後端領域が前記除電部材を通過する間に前記除電部材に印加される除電バイアスが、厚さが比較的厚い用紙に画像を形成する厚紙モードに設定されている場合において前記先端領域又は前記後端領域が前記除電部材を通過する間に前記除電部材に印加される除電バイアスより大きくなるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、
   トナー像が形成される外周面を有する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムと当接して設けられ、前記感光体ドラムの外周面に形成された前記トナー像を用紙に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
   前記トナー像が転写された用紙を除電する除電部材と、
   前記除電部材に前記転写バイアスと逆極性の除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
   温度又は湿度を含む環境条件を検知する検知手段と、
   前記転写バイアス印加手段及び前記除電バイアス印加手段を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   用紙搬送方向における前記用紙の中央領域が前記転写手段を通過する間、前記検知手段によって検知された環境条件に基づいて設定された転写バイアスが前記転写手段へ印加され、前記用紙における前記中央領域より後端側の少なくとも一部を含む後端領域が前記転写手段を通過する間、前記環境条件に基づいて設定された前記転写バイアスより小さい転写バイアスが前記転写手段へ印加されるように、前記転写バイアス印加手段を制御し、
   前記後端領域が前記除電部材を通過する間、前記中央領域が前記除電部材を通過する間に印加される除電バイアスより大きい除電バイアスが前記除電部材へ印加されるように、前記除電バイアス印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
   

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