JP4992932B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、帯電したトナーを該静電潜像に付着させてトナー像を形成し、このトナー像を記録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。このような画像形成装置では、トナー像を記録紙に転写する際、感光体ドラムと転写ローラとに挟まれた記録紙が、転写ローラにより帯電される。これにより、トナーが静電気力によって記録紙に転移する。また、この静電気力によって、記録紙が感光体ドラムに張り付き易くなるので、下記特許文献１に記載された画像形成装置では、除電バイアスを印加した除電針によって記録紙を除電する構成が採用されている。

特開２００２−３６５９２３号公報

ところで、記録紙が感光体ドラムと転写ローラとの間の転写ニップ部を通過する際、記録紙の転写ニップ部を通過した部分は、感光体ドラムから剥離されると、その姿勢が不安定な状態となる。姿勢が不安定な部分は、除電バイアスの印加された除電針に引き寄せられ易い。記録紙の一部が除電針に近づき過ぎると、転写ローラ、記録紙、及び除電針を繋ぐ閉回路が形成され、転写ローラを介して記録紙に供給された電荷が除電針を通って逃げてしまう。この場合、記録紙が十分帯電しないので、記録紙の表面にトナーが十分付着せず、白抜けなどの転写不良を起こす虞がある。

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、白抜けなどの転写不良を防止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記録紙に形成する画像形成装置であって、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記録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、転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、除電部材より下流側に配置され、除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間における除電部材と記録紙との間の電位差が、記録紙の先端領域が除電部材を通過している間における電位差より小さくなるように、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、記録紙の先端領域が除電部材を通過している間に、転写バイアスと逆極性の除電バイアスを除電部材に印加し、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間に、転写バイアスと同極性のバイアスを除電部材に印加するように、コントローラが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によれば、感光体ドラムにトナー像が形成された後、記録紙が、転写手段と感光体ドラムとの間の転写ニップ部を通過する際に、転写バイアスが転写手段へ印加されることにより、電荷が転写手段を介して記録紙に供給される。これにより、記録紙が帯電し、感光体ドラムに形成されたトナー像が記録紙に転写される。また、記録紙の先端領域が除電部材を通過している間、除電バイアスが除電バイアス印加手段によって除電部材へ印加されることにより、記録紙の先端領域が除電され、感光体ドラムから容易に記録紙の先端領域を剥離させることができる。

記録紙の先端領域が感光体ドラムから剥離した後、記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間、記録紙の転写ニップ部を通過した部分は、姿勢が不安定になる。本発明の画像形成装置では、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間における除電部材と記録紙との間の電位差が、記録紙の先端領域が除電部材を通過している間における電位差より小さくなるように、除電バイアス印加手段が制御される。これにより、記録紙の姿勢が不安定な部分が除電部材に引き寄せられることを抑制し、転写手段、記録紙、及び除電部材を繋ぐ閉回路が形成されることを防止できる。すなわち、転写手段を介して記録紙に供給した電荷が除電部材へ流れることを抑制できる。従って、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制し、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置では、温度と湿度とのうち少なくとも一方を含む環境条件を検知する検知手段を備え、コントローラは、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除電バイアスが、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に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。

記録紙の先端が搬送ガイドに到達すると、記録紙の転写ニップ部を通過した部分が、ガイドに支持されるため、姿勢が安定する。本発明では、この状態で、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へ印加されるので、感光体ドラムから記録紙が容易に剥離するように、温度又は湿度に応じて記録紙を除電することができる。

本発明に係る画像形成装置では、転写手段に試験電圧を印加したときに転写手段に流れる電流値に基づいて設定された除電バイアスが、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に除電部材へ印加されるように、コントローラが除電バイアス印加手段を制御することが好ましい。

記録紙の先端が搬送ガイドに到達すると、記録紙の転写ニップ部を通過した部分が、ガイドに支持されるため、姿勢が安定する。本発明では、この状態で、転写手段に試験電圧を印加したときに転写手段に流れる電流値に基づいて設定された除電バイアスが、除電部材へ印加される。抵抗値が温度及び湿度によって変化する転写手段を用いれば、上記電流値に基づいて除電バイアスを設定することにより、温度及び湿度に応じて除電バイアスを設定することができる。従って、感光体ドラムから記録紙が容易に剥離するように、温度及び湿度に応じて記録紙を除電することができる。

本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を記録紙に形成する画像形成装置であって、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記録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、転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、除電部材より下流側に設けられ、除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間に印加される転写バイアスの絶対値が、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に印加される転写バイアスの絶対値より大きくなるように、転写バイアス印加手段を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間に転写手段から記録紙に供給される電荷量を、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に供給される電荷量より多くすることができる。これにより、記録紙の姿勢が不安定な状態の部分が除電部材に引き寄せられて上記閉回路が形成されたとしても、電荷が記録紙に補充されるので、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制できる。従って、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を記録紙に形成する画像形成装置であって、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記録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、転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、除電部材より下流側に設けられ、除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、記録紙の先端領域が除電部材を通過してから記録紙の先端が搬送ガイドに接するまでの間は、定電圧制御により転写バイアス印加手段を制御し、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後は、定電流制御により転写バイアス印加手段を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、記録紙の姿勢が不安定な状態の部分が除電部材に引き寄せられて上記閉回路が形成されると、記録紙から電荷が除電部材に流れるが、一定電圧となるように転写バイアス印加手段が制御されるので、除電部材に流れた分の電荷を記録紙に補充することができる。これにより、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制できる。従って、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置では、温度と湿度とのうち少なくとも一方を含む環境条件を検知する検知手段を備え、コントローラは、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、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に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することが好ましい。

この場合、転写に影響を与える環境条件に基づいて転写バイアスが設定されるので、良好に転写を行うことができ、画像の質を向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置では、転写手段に試験電圧を印加したときに転写手段に流れる電流値に基づいて設定された転写バイアスが、記録紙の先端が搬送ガイドに接した後に転写手段へ印加されるように、コントローラが転写バイアス印加手段を制御することが好ましい。

抵抗値が温度及び湿度によって変化する転写手段を用いれば、上記電流値に基づいて転写バイアスを設定することにより、温度及び湿度に応じて転写バイアスを設定することができる。従って、転写に影響を与える環境条件に基づいて転写バイアスが設定されるので、良好に転写を行うことができ、画像の質を向上させることができる。

本発明によれば、白抜けなどの転写不良を防止可能な画像形成装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 第１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。 第１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。 第１実施形態に係る画像形成装置における除電バイアス印加回路を含む等価回路図である。 第１実施形態に係る画像形成装置が用いる記録紙の領域を示す図である。 第１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。 第１実施形態に係る画像形成装置における記録紙の動きを説明するための図である。 第１実施形態に係る画像形成装置における記録紙の動きを説明するための図である。 第１実施形態に係る画像形成装置における記録紙の動きを説明するための図である。 第１実施形態に係る画像形成装置が有する除電バイアス印加回路の第１変形例を含む等価回路図である。 第１実施形態に係る画像形成装置が有する除電バイアス印加回路の第２変形例を含む等価回路図である。 第２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。

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。
（第１実施形態）

まず、図１及び図２を併せて用いて、第１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、電子写真方式の画像形成装置であり、接触型非磁性一成分現像方式を用いている。この画像形成装置１は、例えば、プリンタとして用いられる。

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に原稿がセットされると、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、給紙カセット１５の下部に配置されたフラッパ１６上に所定のサイズの記録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、積載された記録紙の上面がピックアップローラ１７に圧接するように、フラッパ１６がバネ部材により上方に付勢されている。このため、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）と記録紙の摩擦作用により記録紙が一枚ずつ記録紙搬送路に給紙される。なお、図１において、記録紙搬送路を一点鎖線で示している。

給紙カセット１５から給紙された記録紙は、給紙経路上に配置されたＰＳＳセンサ６０によって、所定の位置に記録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、搬送された記録紙に画像情報を記録するため、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、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、ＬＥＤヘッドから出力されるＬＥＤ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ＬＥＤ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の静電潜像上に転移してトナー像を形成する。

図２に示されるように、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、記録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きた記録紙は、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、記録紙には、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、記録紙が帯電しているので、転写後の記録紙は、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記録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、感光体ドラム２０に向けて配置されている。

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逆極性の除電バイアスを除電針２９に印加する。図４に示されるように、除電バイアス印加回路５３は可変電圧回路を有し、制御信号に応じて除電バイアスの値を変化させる。除電バイアスが印加された除電針２９は、除電針２９の前を通過する記録紙を除電する。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。

なお、図４は、除電バイアス印加回路５３を含む等価回路図であり、記録紙を抵抗８０Ｒとして示している。記録紙は、低温低湿下では抵抗値が大きいが、高温高湿下では水分を吸って抵抗値が下がる。この抵抗８０Ｒは転写ローラ２４に相当する抵抗２４Ｒと接続され、抵抗２４Ｒは転写バイアス印加回路５２と接続されている。

除電針２９によって除電された記録紙は、感光体ドラム２０から剥離し、除電針２９の下流側に設けられた搬送ガイド３０に向かって搬送される。記録紙は、その先端が搬送ガイド３０に当接すると、搬送ガイド３０に沿って上方に配置された定着ローラ２６に向けて搬送される。なお、除電された記録紙が剥離しない場合であっても、記録紙が感光体ドラム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３１が、記録紙の先端側から感光体ドラム２０と記録紙との間に入りこみ、剥離を促すことができる。

記録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３２によって挟持されることにより、加熱・プレスされ記録紙に定着される。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、定着された記録紙は、排紙ローラ対３３，３４の間に挟持されて記録紙排紙トレイ３５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、記録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３２、及び排紙ローラ対３３，３４は、サブモータ５７からの回転駆動力により記録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内の温度を測定する温度センサ６１と湿度を測定する湿度センサ６２とを有する。この温度センサ６１及び湿度センサ６２の出力値は、プリンタコントローラ７０へ出力される。これにより、プリンタコントローラ７０は、画像を記録紙に形成する際に影響を受ける温度及び湿度を含む環境条件に基づいて制御を行うことができる。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。

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、記録紙に画像を形成する処理を行う。

図５は、画像形成装置１によって印刷が行われる記録紙８０を示す。記録紙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。記録紙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８２側の後端領域８５とに分割できる。

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。なお、中央領域８３における先端側の領域８６は、中央領域８３の先端側が除電針２９を通過してから先端８１が搬送ガイド３０に当接するまでの間に、除電針２９を通過する領域である。

引き続いて、図６を参照して、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６は、画像形成装置１において２枚の記録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６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６に記載されている数字「１」と「２」は、記録紙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、時刻ｔ１に転写ローラ２４のクリーニングが開始される。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によって記録紙カセット１５から１枚目の記録紙が給紙経路に供給される。そして、記録紙８０の先端８１がＰＳＳセンサ６０によって検知された（ｔ４）後、記録紙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に当たって記録紙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、記録紙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に対して露光処理が開始される。続けて、感光体ドラム２０に対して現像処理が行われ、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枚目の記録紙８０の先端８１が転写ニップ部に到達する（ｔ５）。そして、記録紙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。記録紙８０の先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ１）は、＋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に接している記録紙８０の先端領域８４が帯電する。

その後、記録紙８０の中央領域８３の先端側が転写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転写ニップ部に到達する。これと同時に、環境条件に基づいて設定された転写バイアス（＋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）。そして、中央領域８３が転写ローラ２４を通過する間（Ｘ２）、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。

転写ローラ２４に印加される転写バイアスが、環境条件に基づいて設定された値まで引き上げられるので、記録紙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記録紙８０に転写される。なお、環境条件に基づいて設定される値は、プリンタコントローラ７０によって、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、転写バイアステーブルとに基づいて設定される。転写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が高くなるように設定されている。

記録紙８０の後端領域８５の先端側が転写ニップ部に到達するタイミングで、再び、＋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）、中央領域８４が転写ローラ２４を通過する間より小さい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に接している記録紙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。よって、感光体ドラム２０から剥離し易くなる。

１枚目の記録紙８０の後端８２が転写ニップ部を通過し（ｔ８）、２枚目の記録紙８０の先端８１が転写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枚目の記録紙８０の先端８１が転写ニップ部に到達すると（ｔ９）、１枚目と同様な制御が行われる。

次に、除電バイアス印加回路５３の制御について、図６に加えて図７〜図９を参照しながら説明する。図７〜図９は、第１実施形態に係る画像形成装置における記録紙の動きを説明するための一連の図である。

メインモータ５６の駆動を開始し、所定時間が経過した（ｄ１）後、１枚目の記録紙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。１枚目の記録紙８０において転写ニップ部４０を通過した部分８０ａは、帯電しているので、感光体ドラム２０に張り付く傾向にある。この状態で、記録紙８０の先端８１が除電針２９の前に到達する（図７）。

記録紙８０の先端８１が除電針２９の前に到達するタイミングで、除電バイアスが、−０．５ｋＶから−２．５ｋＶまで引き上げられる（ｄ２）。そして、１枚目の記録紙８０の先端領域８４が除電針２９の前を通過する間（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。これにより、記録紙８０の先端領域８４が除電されるので、記録紙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から記録紙８０の先端領域８４が剥離する。

記録紙８０の先端領域８４は、感光体ドラム２０から剥離した後、斜め上方に向かって搬送され、略垂直に配置された面を有する搬送ガイド３０に当接し、搬送ガイド３０に支持されながら搬送される。先端領域８４が感光体ドラム２０から剥離すると、先端８１が搬送ガイド３０に当接するまで、記録紙８０の転写ニップ部４０を通過した部分８０ａは、その姿勢が不安定な状態となる。このため、除電針２９に引き付けられ易くなる。

そこで、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、除電バイアスが、−２．５ｋＶから−１．０ｋＶまで引き下げられる（ｄ３）。これにより、除電針２９において記録紙８０を引き付ける静電気力が低下するので、記録紙８０が必要以上に除電針２９へ近づくことを防止できる。すなわち、転写ローラ２４、記録紙８０、及び除電針２９を繋ぐ閉回路が形成されることを防止できる。

除電バイアスの値は、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に当接するタイミング（ｄ４）まで、−１．０ｋＶに保たれる（Ｐ２；図８）。記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に当接した後は、記録紙８０が搬送ガイド３０に支持されるので、姿勢が安定した状態で上方へ搬送される（図９）。このため、上記の閉回路は形成されない。

記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に当接するタイミング（ｄ４）で、除電バイアスが、−１．０ｋＶから環境条件に応じた値に引き上げられる。この環境条件に応じた値は、プリンタコントローラ７０によって、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、記録紙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除電バイアスが高くなるように設定されている。

続いて、記録紙８０の後端領域８５の先端側が除電針２９に到達するタイミングで、除電バイアスが、−２．５ｋＶまで引き上げられる（ｄ５）。そして、後端領域８５が除電針２９の前を通過する間（Ｐ４）は、−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、記録紙８０を容易に剥離することができる。

１枚目の記録紙８０の後端８２が除電針２９を通過し（ｄ６）、２枚目の記録紙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枚目の記録紙８０についても同様に制御が行われることにより、２枚目の記録紙８０も感光体ドラム２０から容易に剥離することができる。

なお、プリンタコントローラ７０は、タイマ及びＰＳＳセンサ６０の出力等を用いて、記録紙８０の各位置が転写ローラ２４に到達するタイミング及び除電針２９の前を通過するタイミングを図り、上記の制御を行う。

本実施形態に係る画像形成装置１による作用効果について説明する。記録紙８０の先端領域８４が感光体ドラム２０から剥離した後、記録紙８０の先端が搬送ガイド３０に接するまでの間、記録紙８０において転写ニップ部４０を通過した部分８０ａの姿勢が不安定になる。そこで、プリンタコントローラ７０は、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間に印加される除電バイアスが、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過している間に印加される除電バイアスより小さくなるように、除電バイアス印加回路５３を制御する。

これにより、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間における除電針２９と記録紙８０との間の電位差を、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過している間における電位差より小さくできる。従って、記録紙８０の姿勢が不安定な部分が除電針２９に引き寄せられることを抑制し、転写ローラ２４、記録紙８０、及び除電針２９を繋ぐ閉回路が形成されることを防止できる。すなわち、転写ローラ２４を介して記録紙８０に供給した電荷が除電針２９へ流れることを抑制できる。よって、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制し、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

また、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接すると、記録紙８０の転写ニップ部４０を通過した部分８０ａが、搬送ガイド３０に支持されるため、姿勢が安定する。この状態においては、環境条件に基づいて設定された除電バイアスが除電針２９へ印加されるので、感光体ドラム２０から記録紙８０が容易に剥離するように、環境条件に応じて記録紙を除電することができる。

なお、除電バイアスの制御については、種々の変形が可能である。第１の変形例として、プリンタコントローラ７０は、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間に印加する除電バイアスの値が０となるように、除電バイアス印加回路を制御してもよい。図１０は、除電バイアス印加回路の第１変形例を含む等価回路図である。

除電バイアス印加回路５３Ａは、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９の前を通過している間に−２．５ｋＶの除電バイアスを印加するための高電圧電源６３と、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端が搬送ガイド３０に接するまでの間に高電圧電源６３と除電針２９との間の接続を切断するためのスイッチ６４とを有する。

この場合においても、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９の前を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間における除電針２９と記録紙８０との間の電位差を、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過している間における電位差より小さくできる。従って、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

第２の変形例として、プリンタコントローラ７０は、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過している間に、転写バイアスと逆極性の除電バイアスを除電針２９に印加し、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間においては、転写バイアスと同極性のバイアスを除電針２９に印加するように、除電バイアス印加回路を制御してもよい。図１１は、第２の変形例にかかる除電バイアス印加回路５３Ｂを含む等価回路図である。

除電バイアス印加回路５３Ｂは、転写バイアスと逆極性の除電バイアスを印加するための高電圧電源６５と、転写バイアスと同極性の除電バイアスを印加するための高電圧電源６６と、スイッチ６７とを有する。スイッチ６７は、除電針２９を高電圧電源６５に接続する場合と高電圧電源６６に接続する場合との切り替えを行う。

この場合においても、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９の前を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間における除電針２９と記録紙８０との間の電位差を、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過している間における電位差より小さくできる。従って、上述したように、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態として、除電バイアスを制御することにより、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制する画像形成装置１について説明した。第２実施形態に係る画像形成装置は、転写バイアスを制御することにより、実効電荷量が減少することを抑制する

以下、図１２を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置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１２は、画像形成装置において２枚の記録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、第１実施形態に係る画像形成装置１と異なる点について主に説明し、同様な点については説明を省略する。

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、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）。レジストクラッチ５９が係合した後、記録紙８０の先端領域８４が転写ローラ２４を通過する間は、＋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。

その後、記録紙８０の中央領域８３の先端側が転写ニップ部４０に到達するタイミングで、環境条件に応じて設定された値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）。そして、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、転写バイアスが、環境条件に応じて設定された値から＋１５μＡ程度まで引き上げられる（ｄ３）。

これにより、記録紙８０において姿勢が不安定な状態の部分が除電針２９に引き寄せられて閉回路が形成され、除電針２９に記録紙８０上の電荷が逃げたとしても、転写バイアス印加回路５２から電荷が記録紙８０に補充される。その後、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に当接するタイミングで、転写バイアスが、＋１５μＡ程度から再び環境条件に応じて設定された値に引き下げられる（ｄ４）。

記録紙８０の後端領域８５の先端側が転写ニップ部４０に到達するタイミングで、再び、＋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）。１枚目の記録紙８０の後端８２が転写ニップ部４０を通過し（ｔ８）、２枚目の記録紙８０の先端８１が転写ニップ部４０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枚目の記録紙８０の先端８１が転写ニップ部４０に到達すると（ｔ９）、１枚目と同様な制御が行われる。

一方、除電バイアスについては、記録紙８０の先端８１が除電針２９に到達するタイミングで、−０．５ｋＶから−２．５ｋＶまで引き上げられる（ｄ２）。そして、１枚目の記録紙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。そして、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、除電バイアスが、環境条件に応じて設定された値まで引き下げられる（ｄ３）。

続いて、記録紙８０の後端領域８５の先端側が除電針２９に到達するタイミングで、除電バイアスが、−２．５ｋＶまで引き上げられる（ｄ５）。１枚目の記録紙８０の後端８２が除電針２９を通過し（ｄ６）、２枚目の記録紙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。続いて、２枚目の記録紙８０についても同様に制御が行われる。

以上説明したように、第２実施形態に係る画像形成装置において、プリンタコントローラ７０は、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間に印加される転写バイアスが、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接した後に印加される転写バイアスより大きくなるように、転写バイアス印加回路５２を制御する。

これにより、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間において転写ローラ２４から記録紙８０に供給される電荷量を、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接した後における電荷量より多くなるようにすることができる。従って、記録紙８０の姿勢が不安定な状態の部分が除電針２９に引き寄せられて上記閉回路が形成され、電荷が記録紙８０から除電針２９へ流れたとしても、電荷が記録紙８０に補充されるので、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制できる。よって、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

上記第２実施形態の変形例として、プリンタコントローラ７０は、記録紙８０の先端領域８４が除電針２９を通過してから記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接するまでの間は、定電圧制御により転写バイアス印加回路５２を制御し、記録紙８０の先端８２が搬送ガイド３０に接した後は、定電流制御により転写バイアス印加回路５２を制御してもよい。

この場合、記録紙８０の姿勢が不安定な状態の部分が除電針２９に引き寄せられて上記閉回路が形成されると、記録紙８０から電荷が除電針に流れるが、記録紙８０が一定の電位となるように制御するので、除電針２９に流れた電荷を補充することができる。これにより、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制できる。従って、白抜けなどの転写不良を防止することができる。

また、記録紙８０の先端８１が搬送ガイド３０に接した後は、転写に影響を与える環境条件に基づいて転写バイアスが設定されるので、良好に転写を行うことができ、画像の質を向上させることができる。

なお、上記第１及び第２実施形態では、環境条件を測定するために、温度センサ６１と湿度センサ６２との双方を備えることとしたが、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、環境条件を検知するために、転写ローラ２４が温度及び湿度の変化に応じて抵抗値が変化する性質を利用してもよい。このような性質が顕著な転写ローラとして、イオン導電性ローラが挙げられる。この場合、転写ローラ２４に試験電圧を印加したときに転写ローラ２４に流れる電流値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。

また、上記第１実施形態のように除電バイアスを制御し、かつ、第２実施形態のように転写バイアスを制御してもよい。この場合も、トナーを記録紙に転写するための実効電荷量が減少することを抑制できる。

また、上記第１及び第２実施形態では、画像形成装置１をプリンタとして用いたが、コピー、ファクシミリ及びプリンタの機能を併せ持つ複合機として用いてもよい。

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
３０ 搬送ガイド
５２ 転写バイアス印加回路
５３ 除電バイアス印加回路
６１ 温度センサ
６２ 湿度センサ
７０ プリンタコントローラ
８０ 記録紙
８１ 先端
８４ 先端領域

Claims (7)

1. 電子写真方式を用いて画像を記録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記録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、
   前記転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、前記トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、
   前記除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
   前記除電部材より下流側に配置され、前記除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、
   前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過してから前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接するまでの間における前記除電部材と前記記録紙との間の電位差が、前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過している間における電位差より小さくなるように、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、前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過している間に、前記転写バイアスと逆極性の前記除電バイアスを前記除電部材に印加し、前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過してから前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接するまでの間に、前記転写バイアスと同極性のバイアスを前記除電部材に印加するように、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. 温度と湿度とのうち少なくとも一方を含む環境条件を検知する検知手段を備え、
   前記コントローラは、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前記除電バイアスが、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後に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、前記転写手段に試験電圧を印加したときに前記転写手段に流れる電流値に基づいて設定された前記除電バイアスが、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後に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。
4. 電子写真方式を用いて画像を記録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記録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、
   前記転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、前記トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、
   前記除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
   前記除電部材より下流側に設けられ、前記除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、
   前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過してから前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接するまでの間に印加される転写バイアスの絶対値が、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後に印加される転写バイアスの絶対値より大きくなるように、前記転写バイアス印加手段を制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 電子写真方式を用いて画像を記録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記録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、
   前記転写手段より記録紙の搬送方向の下流側に配置され、前記トナー像が転写された記録紙を除電する除電部材と、
   前記除電部材に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
   前記除電部材より下流側に設けられ、前記除電部材を通過した記録紙の搬送をガイドする搬送ガイドと、
   前記記録紙の先端領域が前記除電部材を通過してから前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接するまでの間は、定電圧制御により前記転写バイアス印加手段を制御し、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後は、定電流制御により前記転写バイアス印加手段を制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 温度と湿度とのうち少なくとも一方を含む環境条件を検知する検知手段を備え、
   前記コントローラは、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、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後に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することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記コントローラは、前記転写手段に試験電圧を印加したときに前記転写手段に流れる電流値に基づいて設定された転写バイアスが、前記記録紙の先端が前記搬送ガイドに接した後に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することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
   

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