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【発明の名称】 画像形成装置
【発明者】 【氏名】大羽 圭介

【要約】 【課題】定着オフセットと分離不良による後端擦れ等の問題を環境条件に関わらず解消することができる画像形成装置を提供すること。

【構成】感光ドラム(像担持体)15上に形成されたトナー像を転写材Pに転写する転写ローラ(転写手段)19と、該転写ローラ19を通過して搬送される転写材Pの背面から分離電流を印加して該転写材Pを前記感光ドラム15表面から分離又は分離補助する分離針(分離手段)32と、感光ドラム15表面から分離された転写材Pを定着ローラ(加熱部材)35と加圧ローラ(加圧部材)36間の定着ニップ部N2を通過させて該転写材Pにトナー像を定着させる定着装置(定着手段)27を備えた画像形成装置において、前記分離針32によって転写材Pの先端と後端にのみ分離電流を印加するとともに、転写材Pの後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、該転写手段を通過して搬送される転写材の背面から分離電流を印加して該転写材を前記像担持体表面から分離又は分離補助する分離手段と、像担持体表面から分離された転写材を加熱部材と加圧部材間の定着ニップ部を通過させて該転写材にトナー像を定着させる定着手段を備えた画像形成装置において、
前記分離手段によって転写材の先端と後端にのみ分離電流を印加するとともに、転写材の後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記分離手段によって転写材の先端に印加される分離電流の値は環境条件に関わらず一定であって、転写材の先端と後端以外は分離電流を印加しないことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記分離手段によって転写材の後端に印加される分離電流を、所定の環境温度以上では所定温度未満のときの値よりも小さく設定することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を採用する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写手段と、該転写手段を通過して搬送される転写材の背面から分離電流を印加して該転写材を前記像担持体表面から分離又は分離補助する分離手段と、像担持体表面から分離された転写材を加熱部材と加圧部材間の定着ニップ部を通過させて該転写材にトナー像を定着させる定着手段を備えている。
【0003】
ところで、斯かる画像形成装置では、転写材にトナー像を転写するために、転写手段に搬送されてくる転写材にはトナーとは逆極性の転写電圧が印加される。このため、転写材は、像担持体と静電気的に引き合って搬送されることになり、これを分離手段によって像担持体から分離して定着手段に搬送することが行われる。
【0004】
ここで、分離手段としては分離針(除電針)と分離爪を有するものが知られており、このような分離手段では、その端部が像担持体表面に当接する分離爪によって転写材がトナーを保持した面側から機械的に剥されて像担持体から分離される。このように静電気を帯びて引き合っている転写材を分離爪によって像担持体から引き剥す際に生じる放電を効果的に防ぐため、転写が終了した転写材から電荷を除去するために分離針が用いられる。
【0005】
上記分離爪は、像担持体の長手方向に沿って複数設けられており、分離針も搬送される転写材の幅方向に沿って列状に配置されている。尚、分離針には、転写材に蓄積された電荷を効果的に除去するために所定の交流電圧を積極的に印加するものも知られている。
【0006】
以上の分離手段を備えた従来の画像形成装置においても、良好な転写特性や分離性能が得られるものの、時として定着手段の加熱部材である定着ローラに溶解したトナーがオフセットするという問題が発生することがあった。このような現象が発生するメカニズムは次のように想定される。
【0007】
即ち、転写材の抵抗が低い場合、又は転写材が水分を吸収して抵抗が低くなっている場合には、転写材の像担持体からの分離の際に分離針に印加した電流が転写材を伝って定着ローラへと流れるために該定着ローラに電荷が注入され、この電荷の注入によって定着ローラへのトナーのオフセット(以下、「定着オフセット」と称する)が生じてしまう。
【0008】
又、分離針に印加される電荷が転写時に像担持体側に与える電荷を相殺してしまい、転写材と1成分トナーとの付着力がより小さくなり、このことによっても定着オフセットが発生し易くなる。
【0009】
上記問題を解決するために、特許文献1には、転写材を像担持体から分離するために転写材の先端部においては分離電荷を印加するが、転写材の先端部が定着手段のニップ部に突入する前に分離針への分離電流の供給を中止することによって定着オフセットの発生を防ぐようにした技術が提案されている。尚、この技術では、分離針への分離電流の供給を中止したときには、転写材の先端は既に定着ニップ部に挟持されて該転写材に搬送力が付与されているため、分離針への分離電流の供給を中止しても転写領域で像担持体に静電的に吸着した転写材は問題なく搬送される。
【0010】
又、特許文献2〜5には、分離時に転写材に印加される電位レベルを転写材の搬送方向に対して中央部よりも後端部の方を大きくすることによって、定着オフセットや転写材後端部の分離不良による画像擦れ等の問題を解決する技術が提案されている。
【特許文献1】特開2004−354777号公報
【特許文献2】特開平8−320620号公報
【特許文献3】特開2000−172089号公報
【特許文献4】特開2002−040816号公報
【特許文献5】特開2000−066536号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、特許文献1〜5において提案された技術によっても、使用環境を問わず定着オフセットや後端分離不良による画像擦れの問題を解決するには至らない。
【0012】
転写材の先端は像担持体から引き剥す力が必要であるために分離電流を印加し、転写材の後端にも分離電流を印加しなければ該転写材の像担持体からの分離性が悪く、像担持体に転写材が巻き付き、画像擦れやトナーの飛散が発生してしまう。このため、転写材の後端にも分離電流を印加する必要があるが、転写材の後端に印加すべき分離電流の値は非常にシビアであり、環境条件によって発生する不具合が異なることが分かった。
【0013】
具体的には、定着オフセットと後端擦れの問題はトレードオフの関係にあり、例えば温度18℃以上の環境では定着オフセットが発生し易いのに対して、分離不良による後端擦れの問題は発生しない。又、温度18℃未満の環境では定着オフセットは発生しづらいのに対して、分離不良による後端擦れの問題が発生し易い。
【0014】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、定着オフセットと分離不良による後端擦れ等の問題を環境条件に関わらず解消することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、該転写手段を通過して搬送される転写材の背面から分離電流を印加して該転写材を前記像担持体表面から分離又は分離補助する分離手段と、像担持体表面から分離された転写材を加熱部材と加圧部材間の定着ニップ部を通過させて該転写材にトナー像を定着させる定着手段を備えた画像形成装置において、前記分離手段によって転写材の先端と後端にのみ分離電流を印加するとともに、転写材の後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させることを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記分離手段によって転写材の先端に印加される分離電流の値は環境条件に関わらず一定であって、転写材の先端と後端以外は分離電流を印加しないことを特徴とする。
【0017】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記分離手段によって転写材の後端に印加される分離電流を、所定の環境温度以上では所定温度未満のときの値よりも小さく設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、転写材の先端に環境条件に関わらず一定の分離電流が印加されるため、転写材の先端が像担持体から確実に引き剥されて分離される。
【0019】
又、転写材の像担持体からの分離性を高めて画像擦れ等の発生を防ぐために転写材の後端にも分離電流が印加されるが、転写材の後端に印加すべき分離電流の値は非常にシビアであり、環境条件によって発生する不具合が異なる。本発明者の知見によれば、例えば温度18℃以上の環境では定着オフセットが発生し易いのに対して、分離不良による後端擦れの問題は発生しない。又、温度18℃未満の環境では定着オフセットは発生しづらいのに対して、分離不良による後端擦れの問題が発生し易い。
【0020】
そこで、本発明では、転写材の後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させるようにした。具体的には、分離手段によって転写材の後端に印加される分離電流を、所定の環境温度以上では所定温度未満のときの値よりも小さく設定したため、定着オフセットと分離不良による後端擦れの問題を環境条件に関わらず解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としての複写機の縦側断面図、図2は同複写機要部の拡大断面詳細図である。
【0023】
図1に示す複写機1は、本体2の上部に原稿D1,D2の画像を読み取るリーダ部3を備え、本体2の下部に前記リーダ部3で読み取った画像情報に応じて紙等の転写材Pにトナー像を形成するプリント部4を備えている。
【0024】
上記リーダ部3は、原稿D1がその画像面を下向きにして載置される透明な原稿台5と、該原稿台5に原稿D1を密着させる開閉自在な原稿押圧板6と、光源7と第1の反射ミラー8を有する走査ユニット9と、前記第1の反射ミラー8で反射した反射光を更に反射させる第2及び第3の反射ミラー10,11と、第3の反射ミラー11で反射した光を結像させるレンズアレイ12と、該レンズアレイ12からの光が入射されるCCD13の他、原稿D2を流し読みするための原稿自動送り機構14を備えている。
【0025】
又、前記プリント部4は、像担持体である感光ドラム15を備えており、この感光ドラム15は、図示矢印方向(時計方向)に回転可能に支持されている。そして、この感光ドラム15の周囲には、一次帯電器16、露光装置17、現像装置18、転写手段としての帯電ローラ19、クリーニング装置20が感光ドラム15の回転方向に沿って順次配設されている。
【0026】
又、転写材Pの搬送経路(図1には鎖線にて表示)21に沿って、その上流側から下流側にかけて(図1ではほぼ下方から上方にかけて)、給紙カセット22、給紙ローラ23、搬送ローラ対24、レジストローラ対25、搬送ガイド26、定着手段としての定着装置27、排紙ローラ対28及び排紙トレイ29が順次配設されている。
【0027】
ところで、感光ドラム15は、例えばアルミニウム等の導電性基体の外周面にOPC(有機光半導体)やアモルファスシリコン(a−Si)等の感光層を形成することによって構成されており、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
【0028】
前記一次帯電器16にはスコロトロン方式のコロナ帯電器が使用されており、この一次帯電器16は、これに帯電バイアスが印加されることによって、感光ドラム15の表面を所定の極性及び電位に一様に帯電させる。
【0029】
前記露光装置17は、不図示のレーザ発振器、ポリゴンミラー等を備えており、感光ドラム15の表面に静電潜像を形成するものである。即ち、前記リーダ部3によって読み込まれた原稿D1又はD2の画像情報は、プリント部4に設けられた不図示の画像処理部によってA/D変換、濃度補正、シェーディング補正等の適宜な処理が施された後、画像信号としてレーザ発振器に入力される。すると、レーザ発振器は、この画像信号に基づいてON/OFF制御されるレーザ光によって、ポリゴンミラー等を介して帯電後の感光ドラム15の表面を露光し、露光部分の電荷を除去して感光ドラム15の表面上に静電潜像を形成する。
【0030】
前記現像装置18は、現像剤であるトナーを収容する現像容器30と、表面上にトナーを担持して図示矢印方向(反時計方向)に回転することによってトナーを感光ドラム15に対向する現像位置に搬送する現像ローラ31を備えている。現像ローラ31に現像バイアスが印加されると、該現像ローラ31の表面に担持されたトナーが飛翔して感光ドラム15上の静電潜像に付着し、これによって静電潜像がトナー像として顕像化される。
【0031】
前記転写ーラ19は、感光ドラム15の表面に対向するよう配設されており、これに感光ドラム15上のトナー像とは逆極性の転写バイアスが印加されることによって、感光ドラム15上のトナー像を転写材P上に転写する。尚、転写材Pは、給紙カセット22から給紙ローラ23によって1枚ずつ送り出され、搬送ローラ対24によってレジストローラ対25へと搬送され、レジストローラ対25によって一旦停止された後、感光ドラム15上のトナー像とタイミングを合わせて転写ローラ19と感光ドラム15との間の転写ニップN1(図2参照)へと供給されてトナー像の転写を受ける。
【0032】
ところで、図2に詳細に示すように、転写ローラ19の近傍には、分離手段としての分離針32が配設されており、トナー像の転写を受けた転写材Pに、分離針32の針状電極部32aから放出される電荷が注入されることによって、転写材Pの感光ドラム15との静電吸着力が弱められる。
【0033】
前記クリーニング装置20は、感光ドラム15の表面に当接するクリーニングブレード33を有しており、トナー像の転写時に転写材Pに転写されないで感光ドラム15の表面上に残留するトナー(転写残トナー)をクリーニングブレード33によって掻き取って除去する。
【0034】
そして、クリーニング装置20の下面側(搬送経路側)には、複数の分離爪34が転写材Pの搬送面に対峙する位置関係を保って感光ドラム15の長手方向(図2の紙面垂直方向)に所定間隔で配置されており、各分離爪34の先端部は、感光ドラム15の表面に当接している。
【0035】
而して、前述のように分離針32によって感光ドラム15との静電吸着力が弱められた転写材Pは、分離爪34によって感光ドラム15から機械的に分離されて搬送ガイド26に沿って前記定着装置27へと搬送される。
【0036】
前記定着装置27は、内部に配設されたヒータによって加熱される定着ローラ35と、この定着ローラ35に押圧されて従動回転する加圧ローラ36を備えており、表面に未定着トナー像を担持して搬送されてきた転写材Pを加熱及び加圧して転写材Pの表面にトナー像を定着する。
【0037】
そして、トナー像が定着された転写材Pは、排紙ローラ対28によって本体2外に排出されて排紙トレイ29上に積載され、一連の画像形成動作(プリント動作)が終了する。
【0038】
ところで、前述のように転写ニップN1においてトナー像の転写を受けた転写材Pには、分離針32の針状電極部32aから放出される電荷が注入されることによって、転写材Pの感光ドラム15との静電吸着力が弱められるが、本実施の形態では、分離針32によって転写材Pの先端と後端(具体的には、先端20mmと後端5mmの部分)にのみ分離電流を印加するとともに、転写材Pの後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させるようにしている。
【0039】
つまり、本実施の形態では、分離針32によって転写材Pの先端に印加される分離電流の値は環境条件に関わらず一定であって、転写材Pの先端と後端以外は分離電流が印加されない。
【0040】
而して、本実施の形態では、転写材Pの先端に環境条件に関わらず分離針32によって一定の分離電流が印加されるため、転写材Pの先端が感光ドラム15から確実に引き剥されて分離される。そして、転写材Pの先端は既に定着ローラ35と加圧ローラ36間の定着ニップN2に挟持されて該転写材Pに搬送力が付与されているため、分離針32への分離電流の供給を中止しても転写領域で感光ドラム15に静電的に吸着した転写材Pは定着装置27へと問題なく搬送される。
【0041】
ところで、転写材Pの分離不良が発生すると、画像擦れやトナーの飛散が発生することは前述の通りである。
【0042】
そこで、本実施の形態では、転写材Pの感光ドラム15からの分離性を高めて画像擦れやトナーの飛散の発生を防ぐために転写材Pの後端にも分離電流が印加されるが、転写材Pの後端に印加すべき分離電流の値は非常にシビアであり、環境条件によって発生する不具合が異なる。
【0043】
ここで、温度18℃未満と18℃以上の使用環境において転写材Pの後端に印加される分離電流を変化させた場合の定着オフセットと分離不良の状況を調べた結果を表1に示す。尚、表1において、○は定着オフセット、分離不良が発生せず、△は若干発生、×は発生することを意味する。
【0044】
【表1】


表1から明らかなように、温度が18℃以上の環境では定着オフセットが発生し易いのに対して、分離不良による後端擦れの問題は発生せず、転写材Pの後端に印加される分離電流が+20μAである場合には定着オフセットと分離不良の何れも発生しない。又、温度が18℃未満の環境では定着オフセットは発生しづらいのに対して、分離不良による後端擦れの問題が発生し易く、転写材Pの後端に印加される分離電流が+10μAである場合には定着オフセットと分離不良の何れも発生しない。
【0045】
そこで、本実施の形態では、分離針32によって転写材Pの後端に印加される分離電流の値を環境条件に応じて変化させるようにした。具体的には、転写材Pの後端に印加される分離電流を、温度が18℃未満の使用環境では+20μA、18℃以上の使用環境では+10μAにそれぞれ設定するようにした。
【0046】
従って、本実施の形態によれば、定着オフセットと分離不良による後端擦れ等の問題を環境条件に関わらず解消することができる。
【0047】
尚、本実施の形態では、両面複写の場合には、転写材Pのカール等が影響するために該転写材Pの全面に分離電流を印加するようにしている。転写材Pの2面目への転写時には、定着装置27を一旦通過して含水率が低くて抵抗が高くなった転写材Pが搬送されてくるため、定着オフセット等の問題は発生しない。
【0048】
ところで、以上は本発明を複写機に適用した形態について説明したが、本発明は、電子写真方式を採用するプリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置に対して同様に適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明に係る複写機の縦側断面図である。
【図2】本発明に係る複写機要部の拡大断面詳細図である。
【符号の説明】
【0050】
1 複写機(画像形成装置)
2 複写機本体
3 リーダ部
4 プリント部
5 原稿台
6 原稿押圧板
7 光源
8 第1の反射ミラー
9 走査ユニット
10 第2の反射ミラー
11 第3の反射ミラー
12 レンズアレイ
13 CCD
14 原稿自動送り装置
15 感光ドラム(像担持体)
16 一次帯電器
17 露光装置
18 現像装置
19 転写ローラ(転写手段)
20 クリーニング装置
21 転写材の搬送経路
22 給紙カセット
23 給紙ローラ
24 搬送ローラ対
25 レジストローラ対
26 搬送ガイド
27 定着装置(定着手段)
28 排紙ローラ対
29 排紙トレイ
30 現像容器
31 現像ローラ
32 分離針(分離手段)
32a 分離針の針状電極部
33 クリーニングブレード
34 分離爪
35 定着ローラ(加熱部材)
36 加圧ローラ(加圧部材)
D1,D2 原稿
N1 転写ニップ
N2 定着ニップ
P 転写材
【出願人】 【識別番号】000006150
【氏名又は名称】京セラミタ株式会社
【出願日】 平成18年6月22日(2006.6.22)
【代理人】 【識別番号】100092853
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一


【公開番号】 特開2008−3280(P2008−3280A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−172275(P2006−172275)