JPH0980936A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写紙の厚さや硬さ、種類、紙サイズ、及び
経時、環境条件等に関わりなく、常に安定して確実な転
写紙の分離を行う。 【解決手段】 含水分量に応じて転写電流を制御するこ
とにより、異常放電等のない、常に安定した画像を得
る。また、分離電流も同時に変化させることにより、ま
た、紙種により転写電流を変えることにより、さらに、
転写電流の切り替えタイミングを適宜切り替えること
で、分離爪跡と版画という相反する問題の解決を両立さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に係り、特にその転写、分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の電子写真方式の画像形成装置
においては、転写紙に像担持体（感光体）上のトナー像
が転写されるとき、転写用帯電器の作用によって、転写
紙の背面（裏面）に電荷が付与されると共に、像担持体
の裏面側にこの電荷と逆極性の電荷が誘起される。この
ため、誘起された電荷と転写紙に付与された電荷の間の
静電力により、転写紙が像担持体表面に付着して、転写
紙を像担持体から分離するのが困難になる。

【０００３】そこで、分離用帯電器によるコロナ放電に
より、転写紙の背面側の電荷を除電して、転写紙に付与
された電荷を小さくし、前述した静電力を弱めるように
する。これにより、転写紙の自重が静電力に勝るように
なって、転写紙が像担持体から分離される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置においては、種々の環境条件、例えば
転写紙が薄紙から厚紙、軟らかい紙から硬い紙、及び作
業の初期から経時、そのときの周囲の温度や湿度等の変
化の下で、常に安定した転写紙の分離を行うことは難し
く、転写紙を像担持体から強制的に剥がすための分離爪
跡が転写紙に発生することもあり、良好な画像を維持す
ることができないという問題点があった。

【０００５】また、最近では、コピー速度、即ち像担持
体の線速度の高速化に伴い、転写紙の分離に余裕がなく
なり、分離爪跡が転写紙に発生しやすくなっている。転
写紙の分離に余裕を持たせるために、分離用帯電器によ
るコロナ放電を強くして転写紙の電荷をさらに除電する
と、像担持体の電荷によるトナーの像担持体への再転写
（版画）が発生し易くなる。このように、分離爪跡と版
画の解消の両方を両立させることは従来の技術では限界
に達している。

【０００６】十分な転写性を得るために、転写紙の前縁
部以外の部分よりも実質的に増加した静電的転写電界を
与えるように、転写紙の前縁に不均一に増加した転写電
荷を印加する技術が、特開昭５５−４８７７１号公報に
紹介されている。この技術は、電荷付与手段の電源のオ
ーバーシュートを利用し、転写紙の前縁に不均一な電界
を形成し、転写紙先端部の転写効率を確保しようという
ものである。この技術では、電界が転写紙の前縁部で不
均一に保たれることは好ましくないとしている。

【０００７】転写紙の分離は紙の自重による剛性を利用
しているため、先端からある程度の範囲は均一に転写用
帯電器で帯電させないと、分離性は良くならない。この
従来技術は、高転写効率を狙ったものではあるが、不均
一な紙の縁での帯電という、分離性には不利な技術であ
ると言える。

【０００８】そこで、この発明は、上述した従来の問題
点を解消し、転写紙の厚さや硬さ、種類、紙サイズ、及
び経時、環境条件等に関わりなく、常に安定して確実な
転写紙の分離を行うことができる画像形成装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、像担持体に形成されたトナ
ー像を転写紙に転写するための転写用帯電器を有する転
写部と、転写された転写紙を像担持体から分離するため
の分離用帯電器を有する分離部とを備えた画像形成装置
において、転写用帯電器による転写紙先端部、または転
写紙後端部の転写電流を、画像部より大きくすると共
に、紙の含水分量により先端転写電流の値を変化させる
電流制御手段を有することを特徴とするものである。

【００１０】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、分離用帯電器による転写紙先端部の分
離電流を変化させる電流制御手段を備えたことを特徴と
するものである。

【００１１】また請求項３記載の発明は、請求項１及び
２記載の発明において、転写紙の種類を検出する紙種検
出手段を有し、この紙種検出手段により検出された紙種
により電流制御手段は、転写電流を変化させる制御を行
うことを特徴とするものである。

【００１２】また請求項４記載の発明は、請求項１記載
の発明において、電流制御手段は、転写電流の切り替え
タイミングを変える制御を行うことを特徴とするもので
ある。

【００１３】低湿環境に放置された転写紙は、含水分量
が低くなっており、その結果抵抗値が非常に大きくなっ
ている。そのため、転写紙に電荷が溜まりやすくなり、
転写電流があまり大き過ぎると、転写紙と像担持体間で
異常放電が発生しやすくなる。そこで、請求項１記載の
発明は、含水分量に応じて転写電流を制御することによ
り、異常放電等のない、常に安定した画像を得るように
している。

【００１４】また、転写電流が変化すると転写紙の分離
性も変化するので、請求項２記載の発明は、分離電流も
同時に変化させることにより、分離爪跡と版画という相
反する問題の解決を両立させる。

【００１５】また、紙種により、分離爪跡と版画の両立
する最適転写・分離電流条件や、異常放電の発生する含
水分量、電流値条件等が異なる。そこで、請求項３記載
の発明は、紙種により転写電流を変えることにより、分
離爪跡と版画という相反する問題の解決を両立させる。

【００１６】また、転写電流の切り替えタイミングを変
えることにより、転写紙の分離性は大きく変化すること
から、請求項４記載の発明は、このタイミングを適宜切
り替えることで、分離爪跡と版画という相反する問題の
解決を両立させる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の画像形成装置
の作像部の一実施の形態を示す構成図である。画像形成
装置は、矢印方向に回転する感光体ドラム（像担持体）
１１、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する帯電用
帯電器１２、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成
する露光部１３、静電潜像にトナーを付着させトナー像
を形成する現像装置１４、転写効率を向上させるために
感光体ドラム１１の表面電位を低下させる転写前除電用
帯電器１５及び転写前除電ランプ１６、図示しない給紙
手段から給送された転写紙を所定のタイミングで感光体
ドラム１１に向けて搬送するレジストローラ対１７、レ
ジストローラ対１７により搬送された転写紙を案内する
ガイド板１８、転写紙に感光体ドラム１１のトナー像を
転写する転写用帯電器１９、転写紙の除電を行い転写紙
を感光体ドラム１１から分離するための分離用帯電器２
０、転写紙を感光体ドラム１１から確実に分離するため
の分離爪２１、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去
するクリーナ２２、感光体ドラム１１上の残留電荷を消
去するための除電ランプ２３、及び分離用帯電器２０で
分離された転写紙を搬送する搬送ベルト２４を有する。

【００１８】転写用帯電器１９及び分離用帯電器２０
は、転写電流、分離電流を発生させる電源回路２５に接
続されている。電源回路２５には、転写用帯電器１９、
分離用帯電器２０に供給する電流を制御する電流制御手
段２６が接続されている。電流制御手段２６には、転写
紙の種類を検出する紙種検出センサ２７、転写、分離部
近傍の湿度及び温度を検出する湿度センサ２８、温度セ
ンサ２９が接続されている。

【００１９】なお、紙種検出センサ２７としては、転写
紙の抵抗を検知するものでよい。また、薄紙、厚紙、軟
らかい紙、硬い紙等のように転写紙の紙種を設定する紙
種設定部を設けて、サービスマンまたはユーザが紙種を
設定してもよい。

【００２０】電流制御手段２６は、これら各センサ２
７，２８，２９からの検出情報に応じて、転写電流、分
離電流の大きさや転写電流の切り替えタイミングを変化
させる。電源回路２５は、定出力電流を供給する定電流
型のものであり、このことは、転写紙の厚さや幅、環境
等による抵抗変動に対して常に一定の電荷を与えるのに
役立つ。

【００２１】なお、転写電流切り替えタイミングを変え
るというのは、転写紙先端から何ｍｍのところで転写電
流を切り替えるという意味であり、切り替えタイミング
３０ｍｍとは、転写紙先端から３０ｍｍで、例えば転写
電流４５０μＡを３５０μＡに切り替えることう言う。

【００２２】分離爪２１は、筐体に支持された軸２１ａ
に回転可能に取り付けられており、図示しないばねの弾
性力によって感光体ドラム１１の表面に所定の圧力で接
している。

【００２３】次に、上記構成に基づく動作を説明する。
感光体ドラム１１の表面が帯電用帯電器１２で一様に帯
電され、露光部１３から出射される光の強弱により感光
体ドラム１１上の電荷が消去され、感光体ドラム１１の
表面に静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置１
４によってトナーが付着されトナー像が形成される。現
像処理が終わると、転写効率向上のために、転写前除電
用帯電器１５及び転写前除電ランプ１６により感光体ド
ラム１１の表面の電位が低下される。

【００２４】次に、レジストローラ１７により所定のタ
イミングでガイド板１８を介して搬送されてきた転写紙
上に、感光体１１上のトナー像が転写用帯電器１９の作
用により転写される。

【００２５】トナー像を転写された転写紙は、分離用帯
電器２０の作用で、感光体ドラム１１から静電的に分離
され（分離用帯電器２０で分離されない場合は分離爪２
１で分離される）、搬送ベルト２４により搬送されて図
示しない定着部へ送られる。転写後の感光体ドラム１１
は、クリーナ２２によってその表面の残留トナーを除去
され、除電ランプ２３によって残留電荷を消去されて、
初期状態に戻る。

【００２６】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はトナー像の
転写及び転写紙Ｐの分離の過程を示す模式図である。以
下に、転写紙Ｐを感光体ドラム１１から分離する動作を
図２を参照しつつ詳細に説明する。

【００２７】感光体ドラム１１は、アルミニウム３２と
セレン３３とから形成されている。転写前は、同図
（ａ）に示すように、負の極性に帯電されたトナーＴが
セレン３３の表面に付着している。

【００２８】次に、同図（ｂ）に示すように、転写用帯
電器１９により、転写紙Ｐの裏面に正の極性の電荷が付
与され、負の極性のトナーＴが転写紙Ｐに引きつけられ
て転写されると共に、感光体ドラム１１の裏面側（アル
ミニウム３２の表面）に前記電荷とは逆極性の電荷ｆが
誘起される。このため、誘起された電荷ｆと転写紙Ｐに
付与された電荷の間の静電力Ｆにより、転写紙Ｐが感光
体ドラム１１の表面に付着して分離しにくくなる。。

【００２９】そこで、分離用帯電器２０によるコロナ放
電により、同図（ｃ）に示すように、感光体ドラム１１
の裏面側に誘起された電荷ｆを中和すると共に、転写紙
Ｐに付与された電荷を小さくして静電力Ｆを弱める。こ
れにより、転写紙Ｐの持つ腰の強さＨと自重Ｗとが静電
力Ｆに打ち勝って、転写紙Ｐが感光体ドラム１１から分
離される。

【００３０】以上のように、一般的に転写紙Ｐの分離性
を良くするには、転写用帯電器１９の出力を弱くした方
が良いとされてきた。これは、転写紙Ｐに付与する電荷
が少ない方が分離用帯電器２０により分離しやすいため
である。

【００３１】しかし、実際には、転写用帯電器１９によ
る電荷は、図３（ａ）に示すように、転写紙Ｐだけでな
く、トナーＴ、感光体ドラム１１にも付与され、これら
付与された電荷により、同図（ｂ）に示すように、感光
体ドラム１１と転写紙Ｐとの間に静電的な反発力Ｒが働
くので、転写用帯電器１９による出力を強くした方が転
写紙Ｐの分離性が良くなる。

【００３２】図４は感光体ドラム１１からの転写紙の分
離性のレベルを示す説明図である。Ａは、転写、分離部
において、感光体ドラム１１の接線方向に沿った分離レ
ベルであり、分離性に最も優れている。Ｂは、分離用帯
電器２０と分離爪２１との間における分離レベルを示し
ている。Ｃは、分離爪２１による分離レベルを示してい
る。Ｄは、転写紙に分離爪２１の爪跡が発生している最
低レベルを示している。

【００３３】図５は転写電流と分離電流を変化させたと
きの爪跡と版画の発生の様子を示す特性図である。実験
には、リコー製のＴ６２００という転写紙を用いた。同
図において、鎖線より上の領域では版画が発生し、実線
より下の領域では分離爪跡が発生した。この図から明ら
かなように、分離爪跡と版画が発生しない領域は非常に
狭く、環境や転写紙の紙種の変化に対して常に安定した
分離性を確保するのは難しい。

【００３４】図６は転写紙の含水分量の変化を示す特性
図である。この図は、上記Ｔ６２００と紙源Ｓ（リコー
製コピー用再生紙）を、２０℃、１０％環境に放置した
ときの、転写紙の含水分量の変化を示したものである。
放置後、含水分量は、急激に低下し、約５時間でほぼ飽
和状態になっている。このことから、転写紙の水分量は
環境で大きく変化することが判る。一般に、高温、低湿
ほど転写紙は乾きやすい。

【００３５】図７はＴ６２００における転写電流と含水
分量と異常放電の関係を示す特性図、図８は紙源Ｓにお
ける同様の図である。これらの図から明らかなように、
含水分量が低く転写電流の高いところでは、黒ベタ部に
粒状の白ポチが多数現れる異常放電が発生している。ま
た含水分量と異常放電の関係は、紙種（Ｔ６２００と紙
源Ｓ）により異なることが判る。従って、含水分量、紙
種により転写電流を変化させることで、異常放電を防止
することができる。

【００３６】図９は先端転写電流切り替えタイミングを
変化させたときの紙種ごとの分離性、版画の状態を示す
図表である。この図において、分離性のランクを示す、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、前述した図４のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのレ
ベルを示している。また版画において、◎は版画無しの
状態、○は若干有る（但し先端から１ｃｍ以内）状態、
△は先端から３ｃｍ以内に有る状態、×はそれ以上の状
態、をそれぞれ示している。転写紙の幅により版画の発
生状況が異なることが判る。

【００３７】このとき、転写電流は、転写紙の先端部が
２００μＡ、画像部が１６０μＡ、分離電流は、先端部
が４５０μＡ、画像部が３５０μＡであり、転写電流、
分離電流は同時切り替えとなっている。

【００３８】この図に示すように、分離性、版画の状態
から、最適な切り替えタイミングは紙種により異なるこ
とが判る。

【００３９】転写紙の含水分量が非常に低下した場合、
先端転写電流を低く制御した方がよく、そのとき、設定
値が爪跡、版画を考慮した最適転写分離電流条件よりず
れるので、改めて分離電流を若干上げるか切り替えタイ
ミングを遅くし、爪跡、版画の解決を両立する転写分離
電流最適条件を設定するとよい。

【００４０】異常放電の原因は、含水分量が低下するこ
とで抵抗が急激に高くなるためなので、転写紙の抵抗値
を測定し、転写電流を制御するのが一番よいと考えられ
る。しかし、この方法は、装置の構成、コスト等から困
難である。

【００４１】ここで、一般的にユーザは、トレー内に転
写紙を一度セットしてしまえば、使い切るまでそのまま
放置しておくと考えられ、転写紙を使い切るまでにはか
なりの日数を必要とすることから、転写紙を補給して数
時間経過していれば、含水分量は湿度で置き換えられ
る。このことを利用して、湿度センサ２８、温度センサ
２９により、転写、分離部近傍の湿度及び温度を検出
し、この変化に応じて転写電流を制御することで、簡単
に異常放電の発生を防止することができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、含水分量
に応じて転写電流を制御することにより、異常放電等の
ない、常に安定した画像を得ることができる。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、分離電流も
同時に変化させることにより、分離爪跡と版画という相
反する問題の解決を両立させることができる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、紙種により
転写電流を変えることにより、分離爪跡と版画という相
反する問題の解決を両立させることができる。

【００４５】請求項４記載の発明によれば、転写電流の
切り替えタイミングを適宜切り替えることで、分離爪跡
と版画という相反する問題の解決を両立させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の作像部の一実施の形態
を示す構成図である。

【図２】トナー像の転写及び転写紙の分離の過程を示す
模式図である。

【図３】転写用帯電器の出力を強くした場合の転写紙の
分離の過程を示す模式図である。

【図４】感光体ドラムからの転写紙の分離性のレベルを
示す説明図である。

【図５】転写電流と分離電流を変化させたときの爪跡と
版画の発生の様子を示す特性図である。

【図６】転写紙の含水分量の変化を示す特性図である。

【図７】所定の転写紙における転写電流と含水分量と異
常放電の関係を示す特性図である。

【図８】図７とは別の所定の転写紙における転写電流と
含水分量と異常放電の関係を示す特性図である。

【図９】選択転写電流切り替えタイミングを変化させた
ときの紙種ごとの分離性、版画の状態を示す図表であ
る。

【符号の説明】

１９ 転写用帯電器 ２０ 分離用帯電器 ２６ 電流制御手段 ２７ 紙種検出センサ ２８ 湿度センサ ２９ 温度センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に形成されたトナー像を転写紙
   に転写するための転写用帯電器を有する転写部と、転写
   された転写紙を像担持体から分離するための分離用帯電
   器を有する分離部とを備えた画像形成装置において、 転写用帯電器による転写紙先端部、または転写紙後端部
   の転写電流を、画像部より大きくすると共に、紙の含水
   分量により先端転写電流の値を変化させる電流制御手段
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   分離用帯電器による転写紙先端部の分離電流を変化させ
   る電流制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１及び２記載の画像形成装置にお
   いて、転写紙の種類を検出する紙種検出手段を有し、こ
   の紙種検出手段により検出された紙種により電流制御手
   段は、転写電流を変化させる制御を行うことを特徴とす
   る画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の画像形成装置において、
   電流制御手段は、転写電流の切り替えタイミングを変え
   る制御を行うことを特徴とする画像形成装置。