画像形成装置
【課題】転写材が高湿環境にあっても転写抜け画像が生じることを防止でき、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着でき、かつ簡易な構成でコストダウンすることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置１００は、搬送ベルト２４に接触するテンションローラ２５と、テンションローラ２５に対向配置され、通過する転写材Ｐに接触する吸着ローラ２８とを備えている。このテンションローラ２５を接地電位に接続すると共に吸着ローラ２８を電気的にフロートの状態に構成することで、転写材Ｐを静電的に搬送ベルト２４に吸着させる。高湿環境の転写材を介して二次転写ローラ９からの二次転写バイアスが吸着ローラ２８に流れ込むことが防止され、転写抜け画像が防止される。また、吸着ローラ２８から吸着バイアスを印加することが不要となるので、電源を不要として簡易な構成となる。
【解決手段】本画像形成装置１００は、搬送ベルト２４に接触するテンションローラ２５と、テンションローラ２５に対向配置され、通過する転写材Ｐに接触する吸着ローラ２８とを備えている。このテンションローラ２５を接地電位に接続すると共に吸着ローラ２８を電気的にフロートの状態に構成することで、転写材Ｐを静電的に搬送ベルト２４に吸着させる。高湿環境の転写材を介して二次転写ローラ９からの二次転写バイアスが吸着ローラ２８に流れ込むことが防止され、転写抜け画像が防止される。また、吸着ローラ２８から吸着バイアスを印加することが不要となるので、電源を不要として簡易な構成となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に転写材を静電的に搬送ベルトに吸着させて、像担持体から転写材にトナー像を転写する転写部に搬送する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽印刷市場などでの画像形成装置の用途拡大に伴って、多様な転写材への対応、特に薄い紙等、剛性の低い転写材への対応が求められている。しかしながら、剛度の低い薄紙などは、トナー像が転写材に転写される転写工程（転写部）にたどり着くまでに、紙先端のカール状態やガイドとの摺擦に起因して、紙先端が変形・遅れたりなどし、安定した転写ができない虞がある。
【０００３】
そこで、転写材を搬送ベルトに静電的に吸着させて転写部に導くことで、安定した転写を行おうとしたものが種々提案されている（特許文献１〜４参照）。これら特許文献１〜４のものは、吸着ローラから転写材に吸着バイアスを印加することで、転写材に電荷を与え、転写材を搬送ベルトに静電的に吸着させることで転写材の搬送を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６１４７０号公報
【特許文献２】特開平９−２１２００９号公報
【特許文献３】特開平９−２６９６２１号公報
【特許文献４】特開２００２−４９２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜４のものは、転写材に電荷を与えるために吸着ローラに吸着バイアスを印加するバイアス印加装置が必要であり、大掛かりで複雑な構成となって、画像形成装置のコストアップを招くという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１〜４のもののように、転写材に吸着バイアスを印加する場合は、転写材にトナー画像を転写する転写バイアスとは逆の極性、つまりトナーが保持している電荷と同じ極性の吸着バイアスを転写材の表面に印加している。そうすることにより、転写材の表面はトナーと同極性に帯電されるので、トナー像の転写以前に像担持体上に保持しているトナー像と近接しても、そのトナー像を電気的に乱すことを防止している。しかし、例えば高湿環境において、吸湿による転写材の抵抗値の低下が生じると、転写材を媒体として上述のようにお互いに逆の極性である転写バイアスと吸着バイアスが流れ込み、干渉が起って転写抜け画像が生じる虞があるという問題がある。
【０００７】
そこで、特許文献３のものは、転写バイアスが転写材を通って流出してしまうことを防止するためにツェナダイオードを設けている。また、特許文献４のものは、転写部に流れ込む干渉電流を検知する回路と、該検知に応じて吸着バイアスの出力値を可変（補正）するコントローラとを設けている。しかしながら、このような特許文献３，４等のものは、ツェナダイオード（バリスタでもよい）や、検知回路及びコントローラ等の専用回路を設けるため、画像形成装置が複雑な構成となり、コストアップを招くという問題がある。
【０００８】
さらに、搬送ベルトに半導電性材料を用いることも検討されているが、半導電性の搬送ベルトを用いた場合、吸着バイアスが転写材と搬送ベルトの両方を突き抜けてしまう。すると、転写材に十分な電荷が残らない為、搬送ベルトに対する転写材の吸着が弱まってしまうという問題がある。従って、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着する手法の開発が望まれる。
【０００９】
そこで本発明は、転写材が高湿環境にあっても転写抜け画像が生じることを防止でき、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着でき、かつ簡易な構成でコストダウン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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写する転写部を形成する転写ローラと、前記転写ローラに転写用バイアス電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写部を通過するように転写材を搬送する搬送ベルトと、を備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトに接触する第１接触部材と、前記搬送ベルトを挟んで前記第１接触部材に対向配置され、通過する転写材に接触する第２接触部材と、を備え、前記第１接触部材を接地電位に接続すると共に前記第２接触部材を電気的にフロートの状態で構成し、転写材を静電的に前記搬送ベルトに吸着させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、通過する転写材に接触する第２接触部材を電気的にフロートの状態に構成したので、例えば高湿環境において吸湿による転写材の抵抗値の低下が生じても、転写材を媒体として転写バイアスが流れ込むことを防止できる。それにより、転写抜け画像が生じることを防止できる。また、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着させることを可能とすることができる。そして、吸着バイアスを印加するバイアス印加装置を不要とすることができるので、簡易な構成でコストダウンした画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図２】第１の実施の形態に係る制御部を示すブロック図。
【図３】吸着装置による吸着原理を示す模式説明図。
【図４】転写電流の流れ込みが防止された状態を示す模式説明図。
【図５】吸着ローラに対する残トナー付着が防止された状態を示す模式説明図。
【図６】中間転写ベルトのトナー像に対する干渉が防止された状態を示す模式説明図。
【図７】第１の実施の形態に係る吸着装置の制御を示すフローチャート。
【図８】体積抵抗率を測定する円形電極を示す図で、（ａ）は上方視図、（ｂ）は側面断面図。
【図９】第２の実施の形態に係る吸着装置を示す概略図。
【図１０】第２の実施の形態に係る制御部を示すブロック図。
【図１１】第２の実施の形態に係る吸着装置の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図１乃至図８に沿って説明する。まず、本発明に係る画像形成装置１００の概略構成について図１に沿って説明する。
【００１４】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００は、中間転写ベルト６の直線区間に、４つの画像形成部ＰＹ（イエロー）、ＰＭ（マゼンダ）、ＰＣ（シアン）、ＰＫ（ブラック）を配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト６に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト６のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト６に順次重ねて一次転写される。
【００１５】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００１６】
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置１１Ｙが配置されて構成されている。感光ドラム１Ｙは、例えばアルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層が形成されてある。感光ドラム１Ｙは、両端部を回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して所定の周速度で矢印Ａ方向に回転する。
【００１７】
帯電装置２Ｙは、感光ドラム１Ｙに例えば帯電ローラを圧接して従動回転させ、該帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電する。露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４Ｙは、二成分現像剤を攪拌して帯電させて、感光ドラム１Ｙとカウンタ方向に回転する現像スリーブに穂立ち状態で担持させて、感光ドラム１Ｙを摺擦させる。そして、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブに印加して、現像スリーブよりも相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙの静電像へ負極性に帯電したトナーを付着させて、静電像を反転現像する。
【００１８】
一次転写ローラ５Ｙは、感光ドラム１Ｙとの間に中間転写ベルト６を挟み込み、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト６との間に一次転写部を形成する。そして、一次転写ローラ５Ｙに正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像を、一次転写部を通過する中間転写ベルト６へ一次転写する。クリーニング装置１１Ｙは、クリーニングブレードを感光ドラム１Ｙに摺擦して、一次転写部を通過して感光ドラム１Ｙの表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００１９】
像担持体の一例である中間転写ベルト６は、無端のベルト状に形成され、テンションローラ２２、駆動ローラ２０、及びバックアップローラ２１に支持されて、所定のプロセススピードで矢印Ｇ方向に回転する。中間転写ベルト６は、テンションローラ２２によって張架力を付与され、駆動ローラ２０の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。バックアップローラ２１は、例えばステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。そして、中間転写ベルト６は、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの一次転写部で一次転写されたトナー像を担持して後述する二次転写部Ｎへ搬送する。また、二次転写後の中間転写ベルト６は、クリーニング装置１２で転写残トナーや紙粉等がクリーニングされ、繰り返し作像工程に入る。
【００２０】
一方、不図示の給紙カセットには、例えば多数の転写材Ｐが積層されて収納されており、給紙スタート信号に基づいて不図示の給紙ローラが駆動され、給紙カセット内の転写材Ｐが１枚ずつレジストローラ対８まで給紙される。レジストローラ対８は、例えば駆動ローラ８ａと従動ローラ８ｂとからなる。該駆動ローラ８ａは、上記中間転写ベルト６に担持されて搬送されてくるトナー像の先端部が二次転写部Ｎに到達するタイミングと、転写材Ｐの先端部が二次転写部Ｎに到達するタイミングとが同期するようにして駆動開始され、矢印Ｂの向きに転写材Ｐが搬送される。レジストローラ対８で搬送された転写材Ｐは、詳しくは後述する吸着装置３０により静電的に搬送ベルト２４に吸着される。
【００２１】
搬送ベルト２４は、無端のベルト状に形成され、テンションローラ２５、駆動ローラ２６、及びバックアップローラ２７に支持されて、所定のプロセススピードで矢印Ｂ方向に回転する。搬送ベルト２４は、テンションローラ２５によって張架力を付与され、駆動ローラ２６の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。また、テンションローラ２５は、例えばステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。
【００２２】
上記中間転写ベルト６及び搬送ベルト２４を挟んで上記バックアップローラ２１に対向する位置には、二次転写ローラ９が配置され、該バックアップローラ２１と該二次転写ローラ９とで二次転写部Ｎ（二次転写ニップ）を形成する。二次転写部Ｎに導入された転写材Ｐは、二次転写部Ｎで挟持搬送されると共に、二次転写ローラ９には二次転写バイアス電源（転写電圧印加手段）１３から所定の値に制御された定電圧バイアス（転写用バイアス電圧）が印加される。二次転写ローラ９には、トナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで二次転写部Ｎにて中間転写ベルト６上に重ね合わされた４色のフルカラー画像を転写材Ｐへ一括転写して、転写材Ｐ上にフルカラーの未定着トナー像が移動される。
【００２３】
二次転写部Ｎを通過した転写材Ｐは、搬送ベルト２４によって駆動ローラ２６まで搬送され、分離爪２９で搬送ベルト２４から分離される。その後、不図示の定着装置に導入され、転写材Ｐ上のトナー像が加熱加圧されて定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。なお、両面印刷時は、転写材Ｐの表裏が反転されてレジストローラ対８に戻される。一方、分離後の搬送ベルト２４はクリーニング装置３１で意図せず付着したトナーや紙粉等がクリーニングされ、繰り返し搬送工程に入る。
【００２４】
次に本発明の要部となる吸着装置３０について説明する。吸着装置３０は、大まかに、吸着ローラ（第２接触部材）２８、テンションローラ（第１接触部材、接地ローラ）２５、駆動モータ（駆動手段）３２等により構成されている。このうちのテンションローラ２５は、搬送ベルト２４が張架されている（搬送ベルト２４に接触する）と共に吸着ローラ２８に対向配置された対向電極として接地電位に接続されて構成されている。一方、吸着ローラ２８は、該テンションローラ２５に対して搬送ベルト２４を挟んで対向配置されると共に、該搬送ベルト２４により搬送される転写材Ｐの表面側に接触するように構成されている。該吸着ローラ２８は、バイアス印加電源には接続されておらず、電気的にフロートの状態となるように構成されている。
【００２５】
即ち、吸着ローラ２８から吸着バイアスの印加を行わない場合、転写材Ｐと搬送ベルト２４の吸着力を得られなくなる。そこで本実施の形態では、図３に示すように、吸着ローラ２８の表面２８ａ、つまり転写材Ｐと接触する部分を絶縁性の高分子材料（即ち、絶縁材料）で被覆した構成とした。特にこの絶縁性の高分子材料は、体積抵抗率は１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの範囲内であって、負極の帯電特性を持ったものが好ましい。これにより、少なくとも吸着ローラ２８の表面２８ａは、画像形成装置本体に対して電気的に絶縁され、つまり電気的にフロートの状態となる。
【００２６】
なお、この高分子材料としては、ポリエチレン、ポリアミド系樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを用いることができる。さらに、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）なども用いることができる。
【００２７】
ここで、吸着装置３０による吸着の原理について説明する。吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性の高分子材料、即ち高抵抗の材質が転写材Ｐと摺動すると、図３に示すように、高分子材料が自己帯電して、その表面に電荷を保持する状態になる。ここで、例えば吸着ローラ２８の表面２８ａに−３ｋＶの帯電電位が生じるとする。この時、転写材Ｐと接地電位のテンションローラ２５に接触する搬送ベルト２４との間に電位差３ｋＶの電界が形成される。転写材Ｐの表面は、吸着ローラ２８による微小ギャップでの放電により負に帯電され、搬送ベルト２４の背面には正の電荷が誘起され正に帯電される。この電荷の静電気力により、転写材Ｐは搬送ベルト２４に吸着される。これにより、吸着バイアスを印加せずに転写材Ｐが搬送ベルト２４に吸着する効果が得られるようになる。
【００２８】
ここで、上述のように、吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性高分子材料における体積抵抗率は１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの範囲内が望ましい。該体積抵抗がこの範囲を上まわった場合は、低湿環境下において帯電量が過剰になる。すると、坪量の少ない転写材、例えば５０ｇ／ｍ２以下のものでは転写材自体の剛度が少ないので、搬送ベルト２４に倣って平滑に張り付かない現象が生じ、端部で波打ちなどの貼り付け位置ズレを起こしてしまうことがある。また、体積抵抗が上記範囲を下まわった場合は、高湿環境下において帯電量が不足し、静電容量の大きな転写材の吸着力不足、特に先端部の浮きが発生してしまい、二次転写部へ正しく転写材を搬送することが出来なくなる。
【００２９】
なお、体積抵抗率は、円形電極５０（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定することができる。体積抵抗率の測定方法を図８に沿って説明する。円形電極５０は、図８に示すように、第一電圧印加電極５１と第二電圧印加電極５２とを備える。第一電圧印加電極５１は、円柱状電極部５１ａと、該円柱状電極部５１ａの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部５１ａを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部５１ｂとを備える。測定時には、まず、第一電圧印加電極５１における円柱状電極部５１ａ及びリング状電極部５１ｂと第二電圧印加電極５２との間に高分子材料Ｗを挟持する。そして、第一電圧印加電極５１における円柱状電極部５１ａと第二電圧印加電極５２との間に電圧Ｖ［Ｖ］を印可したときに流れる電流Ｉ［Ａ］を測定する。すると、下記式（１）により、高分子材料Ｗの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）を算出することができる。ここで、下記式（１）中、ｔは、高分子材料Ｗの厚さを示す。
ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ・・・（１）
【００３０】
以上のように、吸着ローラ２８を電気的にフロート（絶縁）で構成することで、図４に示すように、高湿環境において吸湿した転写材Ｐの抵抗値低下が生じても、転写材Ｐを媒体として二次転写バイアスが吸着ローラ２８へ流れ込むことが防止される。この二次転写バイアスの流れ込み防止により、バイアスの干渉が起こって転写抜け画像が生じることを防止する効果が得られる。
【００３１】
また、上述のように本実施の形態で使用した吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性高分子材料は、トナーと同極性の帯電特性を持つ物性があるものとした。このような構成にすることで、図５に示すように、極性的にトナーを反発させることができる。即ち、搬送ベルト２４に残トナーＴが付着していたとしても、吸着ローラ２８の表面２８ａがトナーＴを反発してトナーＴを吸着することがない。これにより、吸着ローラ２８のトナー汚れ防止の効果が得られる。
【００３２】
更に図６に示すように、転写材Ｐに中間転写ベルト６のトナー像Ｔｉが転写される前にあって、吸着ローラ２８と中間転写ベルト６上のトナー像Ｔｉとが近接しても、吸着ローラ２８が同極性の帯電であるので、転写前のトナー像Ｔｉを静電的に乱さない。これにより、吸着ローラ２８、中間転写ベルト６、及び搬送ベルト２４の位置関係において、位置設計に関する自由度が大きくなる利点も得られる。
【００３３】
次に、本発明に係る吸着装置３０の動作、及び制御について説明する。吸着装置３０の吸着ローラ２８は、図１及び図２に示すように、駆動モータ３２に接続されており、該駆動モータ３２に接続された制御手段（ＣＰＵ）３３からの指令により回転速度が変更自在に駆動可能となるように構成されている。即ち、搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度に対して、吸着ローラ２８の周速を高くすることが可能となっている。
【００３４】
また、上記制御手段（ＣＰＵ）としての制御部３３には、図２に示すように、画像形成装置１００の内部の温度及び湿度を検知（温湿度検知）する温湿度センサ３５が接続されており、温湿度データが入力される。更に、該制御部３３には、上述した画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが接続されており、画像形成実行指令を出力し得ると共に、画像形成を実行した際に画像形成実行信号が入力される。そして、該制御部３３には、図示を省略した給紙ローラやレジストローラ対８を含む給紙駆動部３４に接続されている。即ち、温湿度センサ３５の温湿度データ（検知結果）をトリガとして、制御部３３から、給紙駆動部３４のスタート指令と、駆動モータ３２の駆動開始タイミング及びその周速度の指令と、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの画像形成実行指令とを送る。これにより給紙駆動部３４は、上記画像形成実行に応じてタイミングを合わせる形で転写材Ｐを二次転写部Ｎに供給する。
【００３５】
上記のように本実施の形態では、温湿度センサ３５からの温湿度データ（検知結果）に応じて、吸着ローラ２８の周速度（駆動速度）や駆動開始タイミングが自由に変更設定できるようになっている。しかし、転写材Ｐの搬送速度に対しての吸着ローラ２８の周速差（相対速度差）は、３％以内であることが望ましい。これは、坪量の低い転写材において、３％以上の周速差をつけてしまうと、転写材の先端に搬送方向への強い張力が作用して、搬送ベルト２４に対する吸着位置ズレを起こしてしまうからである。これらのことを踏まえ、本実施の形態で設定した、各環境（温湿度）での絶対水分量と吸着ローラ２８の周速差との関係を、下記表１に示す。即ち、静電容量の大きな転写材の吸着力不足を解消するべく、高湿環境下において、最大の吸着ローラ周速差をつけて対応している。
【００３６】
【表１】
【００３７】
次に、本実施の形態に係る作像動作について、図７のフローチャートに沿って説明する。まず、画像形成装置の電源がオンされると（Ｓ１）、初めに温湿度センサによる温湿度データを読みに行き、上記表１で分類した環境区分の低湿環境以外であるか否かを判定する（Ｓ２）。具体的に本実施の形態では、空気中の絶対水分量で区分を行ない、「０．８６」、「８．５」、「２１．６」［ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ］の３つの区分をそれぞれ閾値として設定した。低湿環境以外（０．８６ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ以外）であった場合は（Ｓ２のＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、常湿環境（８．５ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ）又は高湿環境（２１．６ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ）に応じて、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度よりも高く設定する。またステップＳ２で低湿環境が判定された場合は（Ｓ２のＮＯ）、そのままステップＳ４に進む。
【００３８】
ステップＳ４に進み、画像形成動作を開始すると、両面画像形成動作の１面目なのか２面目なのかを確認する（Ｓ５）。もし、画像形成動作が両面２面目の画像形成動作であった場合は（Ｓ５のＹＥＳ）、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度と同じに設定する（Ｓ６）。これは、両面２面目の画像形成では、転写材Ｐが１回定着装置を通過して加熱されている為、高湿環境下においても転写材Ｐの水分量は低くなっていると考えられる。そこで、吸着ローラ２８の周速度を高くしてしまうと、転写材Ｐに過剰な吸着電荷を与えることになってしまい、貼り付き位置不良等を生じてしまうからである。
【００３９】
そして、以上のように吸着ローラ２８の周速度が設定されると、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８に到達する前の段階で、その設定された周速度で吸着ローラ２８を駆動させる（Ｓ７）。その後、画像形成動作を続けるか、否かを判断し（Ｓ８）、続ける場合は（Ｓ８のＹＥＳ）の場合はステップＳ２に戻り、画像形成動作を続ける。画像形成動作を続けない場合は（Ｓ８のＮＯ）、つまり画像形成動作を終了し、以上で作像動作の制御を終了する。
【００４０】
以上のように、特に低湿環境以外において、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４の搬送速度に対して相対的に高めることで、転写材Ｐと摺擦する量を増やすことができる。すると、吸着ローラ２８の表面２８ａを覆っている絶縁性高分子材料の帯電量がより上昇して、特に高湿環境下にあっても、静電容量の大きな転写材の吸着力不足が解消される。
【００４１】
また、上述のように、吸着ローラ２８の駆動開始タイミングとしては、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８に到達する前の段階から行うことが望ましい。即ち、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８にニップされる前の段階から吸着ローラ２８を駆動することで、搬送ベルト２４と吸着ローラ２８との間で摺擦が起り、吸着ローラ２８の表面電荷を十分に蓄えることができる。そうすると、転写材Ｐがレジストローラ対８から搬送され、その先端が吸着ローラ２８とニップする際には、吸着ローラ２８の表面電荷が飽和電荷量近傍まで蓄えられているので、転写材Ｐの先端の搬送ベルト２４への吸着不良を防止できる効果を得られる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
次に上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について、図９乃至図１１に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態の説明において、上記第１の実施の形態と同様な部分は、同符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
本第２の実施の形態に係る吸着装置１３０は、図９に示すように、吸着ローラ１２８の表面の外周側に絶縁性の高分子素材のブラシ状からなるブラシ部１２８ａを備えたものである。このような吸着ローラ１２８のブラシ部１２８ａで転写材Ｐを摺擦する場合は、第１の実施の形態のように絶縁性高分子素材がソリッド状態となっている場合に比較して、接触圧力を低く、接触面積も大きくすることが可能となる。これにより、転写材Ｐの搬送速度に対しての吸着ローラ１２８の周速差を、第１の実施の形態と比較して高くした場合でも、該第１の実施の形態で懸念していた転写材Ｐの吸着位置ズレを起こさないようになる。
【００４４】
また、吸着ローラ１２８の外周側をブラシ状にすることで、接触面積の増大と周速差アップが可能となることにより、絶縁性高分子素材の帯電量が第１の実施の形態よりも上昇できる。これにより、坪量の高い厚紙やＯＨＰシートなどの電気容量の多い転写材であっても十分に静電的な吸着力を付与することができ、特に広い範囲のメディアに対しての吸着力不足を解消するといった効果を、簡単な構成で得ることができる。これらのことを踏まえ、本第２の実施の形態で設定した、各環境（温湿度）での絶対水分量及び転写材種類（坪量）と吸着ローラ１２８の周速差との関係を、下記表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
次に、本第２の実施の形態に係る作像動作について、図１１のフローチャートに沿って説明する。なお、本第２の実施の形態においては、第１の実施の形態における制御部（ＣＰＵ）３３の構成に加え（図２参照）、転写材種類データＤが入力され得るように構成されている。この転写材種類データＤは、例えばパーソナルコンピュータに対する入力操作の結果、画像形成装置の操作パネルに対する入力操作の結果、給紙カセットの種別設定の結果など、ユーザの設定作業に基づくものが考えられる。更に、転写材の種類を判別する装置等を画像形成装置内に設けて、その判別結果に基づき転写材種類データＤを生成することも考えられる。
【００４７】
まず、画像形成装置の電源がオンされると（Ｓ１１）、初めに温湿度センサの検知データを読みに行き、上記表２で分類した３つの環境区分のどこに該当するかを確認する（Ｓ１２）。ここで得られたデータを、「情報ＤＡ」とする。また、本第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、空気中の絶対水分量で区分を行ない、「０．８６」、「８．５」、「２１．６」［ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ］の３つの区分をそれぞれ閾値として設定した。更に、本第２の実施の形態では、転写材種類データDを取得し（図１０参照）、表２で分類した転写材区分の何れに該当するかを分類する（Ｓ１３）。ここで得られたデータを、「情報ＤＢ」とする。そして、これら「情報ＤＡ」、「情報ＤＢ」を上記表２に当てはめて、該当した吸着ローラ１２８の駆動速度（周速度）を決定する（Ｓ１４）。
【００４８】
その後は、第１の実施の形態と同様に、画像形成動作を開始すると（Ｓ１５）、両面画像形成動作の１面目なのか２面目なのかを確認する（Ｓ１６）。もし、画像形成動作が両面２面目の画像形成動作であった場合は（Ｓ１６のＹＥＳ）、吸着ローラ１２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度と同じに設定する（Ｓ１７）。これは、両面２面目の画像形成では、転写材Ｐが１回定着装置を通過して加熱されている為、高湿環境下においても転写材Ｐの水分量は低くなっていると考えられる。そこで、吸着ローラ１２８の周速度を高くしてしまうと、転写材Ｐに過剰な吸着電荷を与えることになってしまい、貼り付き位置不良等を生じてしまうからである。
【００４９】
そして、上記のように吸着ローラ１２８の周速度（駆動速度）が設定されると、転写材Ｐの先端が吸着ローラ１２８に到達する前の段階で、その設定された周速度で吸着ローラ１２８を駆動させる（Ｓ１８）。その後、画像形成動作を続けるか、否かを判断し（Ｓ１９）、続ける場合は（Ｓ１９のＹＥＳ）の場合はステップＳ１２に戻り、画像形成動作を続ける。画像形成動作を続けない場合は（Ｓ１９のＮＯ）、つまり画像形成動作を終了し、以上で作像動作の制御を終了する。
【００５０】
以上のように、本第２の実施の形態では、吸着ローラ１２８の表面の外周側を絶縁性高分子素材のブラシ状で形成することで、厚紙やＯＨＰシートなどの電気容量の多い転写材であっても十分に静電的な吸着力を付与することができる。また、坪量が高くなるほど、かつ湿度が高くなるほど、吸着ローラ１２８の搬送ベルト２４に対する周速度を大きくすることで、吸着力不足を解消する効果を得ることができる。
【００５１】
なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態における吸着装置３０，１３０においては、静電電荷を付与する手段として吸着ローラを用いているが、特にローラ（回転するもの）でなくても本発明を実現できる。例えば吸着ローラの代わりに、平板状の高分子材料（第２接触部材）で構成し、レジストローラ対８で搬送される転写材の表面に接触して摺擦させるように構成することも考えられる。また、その第２接触部材に対向配置され、接地電位により電界を形成する部材も、搬送ベルト２４に接触する部材（第１接触部材）であれば足り、特にローラである必要はない。
【００５２】
また、本発明を適用する画像形成装置として、４色のフルカラー画像を形成するレーザービームプリンタを一例として説明したが、これに限らず、複数色や単色（モノクロ）の画像形成装置であってもよい。さらに、本発明を適用する画像形成装置として、中間転写ベルトにトナー像を形成して、転写材に二次転写するものを一例として説明したが、感光ドラムから直接転写材にトナー像を転写するものであってもよい。つまり、転写材を搬送ベルトに吸着させて転写部に搬送する画像形成装置であれば、本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００５３】
１…像担持体（中間転写ベルト）：９…転写ローラ（二次転写ローラ）：１３…転写電圧印加手段（二次転写バイアス電源）：２４…搬送ベルト：２５…第１接触部材、接地ローラ（テンションローラ）：２８、１２８…第２接触部材、吸着ローラ：２８ａ、１２８ａ…吸着ローラの表面：３２…駆動手段（駆動モータ）：３３…制御手段（制御部）：３５…温湿度検知手段（温湿度センサ）：１００…画像形成装置：Ｎ…転写部（二次転写部）：Ｐ…転写材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に転写材を静電的に搬送ベルトに吸着させて、像担持体から転写材にトナー像を転写する転写部に搬送する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽印刷市場などでの画像形成装置の用途拡大に伴って、多様な転写材への対応、特に薄い紙等、剛性の低い転写材への対応が求められている。しかしながら、剛度の低い薄紙などは、トナー像が転写材に転写される転写工程（転写部）にたどり着くまでに、紙先端のカール状態やガイドとの摺擦に起因して、紙先端が変形・遅れたりなどし、安定した転写ができない虞がある。
【０００３】
そこで、転写材を搬送ベルトに静電的に吸着させて転写部に導くことで、安定した転写を行おうとしたものが種々提案されている（特許文献１〜４参照）。これら特許文献１〜４のものは、吸着ローラから転写材に吸着バイアスを印加することで、転写材に電荷を与え、転写材を搬送ベルトに静電的に吸着させることで転写材の搬送を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６１４７０号公報
【特許文献２】特開平９−２１２００９号公報
【特許文献３】特開平９−２６９６２１号公報
【特許文献４】特開２００２−４９２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜４のものは、転写材に電荷を与えるために吸着ローラに吸着バイアスを印加するバイアス印加装置が必要であり、大掛かりで複雑な構成となって、画像形成装置のコストアップを招くという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１〜４のもののように、転写材に吸着バイアスを印加する場合は、転写材にトナー画像を転写する転写バイアスとは逆の極性、つまりトナーが保持している電荷と同じ極性の吸着バイアスを転写材の表面に印加している。そうすることにより、転写材の表面はトナーと同極性に帯電されるので、トナー像の転写以前に像担持体上に保持しているトナー像と近接しても、そのトナー像を電気的に乱すことを防止している。しかし、例えば高湿環境において、吸湿による転写材の抵抗値の低下が生じると、転写材を媒体として上述のようにお互いに逆の極性である転写バイアスと吸着バイアスが流れ込み、干渉が起って転写抜け画像が生じる虞があるという問題がある。
【０００７】
そこで、特許文献３のものは、転写バイアスが転写材を通って流出してしまうことを防止するためにツェナダイオードを設けている。また、特許文献４のものは、転写部に流れ込む干渉電流を検知する回路と、該検知に応じて吸着バイアスの出力値を可変（補正）するコントローラとを設けている。しかしながら、このような特許文献３，４等のものは、ツェナダイオード（バリスタでもよい）や、検知回路及びコントローラ等の専用回路を設けるため、画像形成装置が複雑な構成となり、コストアップを招くという問題がある。
【０００８】
さらに、搬送ベルトに半導電性材料を用いることも検討されているが、半導電性の搬送ベルトを用いた場合、吸着バイアスが転写材と搬送ベルトの両方を突き抜けてしまう。すると、転写材に十分な電荷が残らない為、搬送ベルトに対する転写材の吸着が弱まってしまうという問題がある。従って、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着する手法の開発が望まれる。
【０００９】
そこで本発明は、転写材が高湿環境にあっても転写抜け画像が生じることを防止でき、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着でき、かつ簡易な構成でコストダウン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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写する転写部を形成する転写ローラと、前記転写ローラに転写用バイアス電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写部を通過するように転写材を搬送する搬送ベルトと、を備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトに接触する第１接触部材と、前記搬送ベルトを挟んで前記第１接触部材に対向配置され、通過する転写材に接触する第２接触部材と、を備え、前記第１接触部材を接地電位に接続すると共に前記第２接触部材を電気的にフロートの状態で構成し、転写材を静電的に前記搬送ベルトに吸着させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、通過する転写材に接触する第２接触部材を電気的にフロートの状態に構成したので、例えば高湿環境において吸湿による転写材の抵抗値の低下が生じても、転写材を媒体として転写バイアスが流れ込むことを防止できる。それにより、転写抜け画像が生じることを防止できる。また、吸着バイアスを印加せずに搬送ベルトに転写材を静電的に吸着させることを可能とすることができる。そして、吸着バイアスを印加するバイアス印加装置を不要とすることができるので、簡易な構成でコストダウンした画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図。
【図２】第１の実施の形態に係る制御部を示すブロック図。
【図３】吸着装置による吸着原理を示す模式説明図。
【図４】転写電流の流れ込みが防止された状態を示す模式説明図。
【図５】吸着ローラに対する残トナー付着が防止された状態を示す模式説明図。
【図６】中間転写ベルトのトナー像に対する干渉が防止された状態を示す模式説明図。
【図７】第１の実施の形態に係る吸着装置の制御を示すフローチャート。
【図８】体積抵抗率を測定する円形電極を示す図で、（ａ）は上方視図、（ｂ）は側面断面図。
【図９】第２の実施の形態に係る吸着装置を示す概略図。
【図１０】第２の実施の形態に係る制御部を示すブロック図。
【図１１】第２の実施の形態に係る吸着装置の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図１乃至図８に沿って説明する。まず、本発明に係る画像形成装置１００の概略構成について図１に沿って説明する。
【００１４】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００は、中間転写ベルト６の直線区間に、４つの画像形成部ＰＹ（イエロー）、ＰＭ（マゼンダ）、ＰＣ（シアン）、ＰＫ（ブラック）を配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト６に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト６のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト６に順次重ねて一次転写される。
【００１５】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００１６】
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置１１Ｙが配置されて構成されている。感光ドラム１Ｙは、例えばアルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層が形成されてある。感光ドラム１Ｙは、両端部を回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して所定の周速度で矢印Ａ方向に回転する。
【００１７】
帯電装置２Ｙは、感光ドラム１Ｙに例えば帯電ローラを圧接して従動回転させ、該帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電する。露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４Ｙは、二成分現像剤を攪拌して帯電させて、感光ドラム１Ｙとカウンタ方向に回転する現像スリーブに穂立ち状態で担持させて、感光ドラム１Ｙを摺擦させる。そして、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブに印加して、現像スリーブよりも相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙの静電像へ負極性に帯電したトナーを付着させて、静電像を反転現像する。
【００１８】
一次転写ローラ５Ｙは、感光ドラム１Ｙとの間に中間転写ベルト６を挟み込み、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト６との間に一次転写部を形成する。そして、一次転写ローラ５Ｙに正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像を、一次転写部を通過する中間転写ベルト６へ一次転写する。クリーニング装置１１Ｙは、クリーニングブレードを感光ドラム１Ｙに摺擦して、一次転写部を通過して感光ドラム１Ｙの表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００１９】
像担持体の一例である中間転写ベルト６は、無端のベルト状に形成され、テンションローラ２２、駆動ローラ２０、及びバックアップローラ２１に支持されて、所定のプロセススピードで矢印Ｇ方向に回転する。中間転写ベルト６は、テンションローラ２２によって張架力を付与され、駆動ローラ２０の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。バックアップローラ２１は、例えばステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。そして、中間転写ベルト６は、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの一次転写部で一次転写されたトナー像を担持して後述する二次転写部Ｎへ搬送する。また、二次転写後の中間転写ベルト６は、クリーニング装置１２で転写残トナーや紙粉等がクリーニングされ、繰り返し作像工程に入る。
【００２０】
一方、不図示の給紙カセットには、例えば多数の転写材Ｐが積層されて収納されており、給紙スタート信号に基づいて不図示の給紙ローラが駆動され、給紙カセット内の転写材Ｐが１枚ずつレジストローラ対８まで給紙される。レジストローラ対８は、例えば駆動ローラ８ａと従動ローラ８ｂとからなる。該駆動ローラ８ａは、上記中間転写ベルト６に担持されて搬送されてくるトナー像の先端部が二次転写部Ｎに到達するタイミングと、転写材Ｐの先端部が二次転写部Ｎに到達するタイミングとが同期するようにして駆動開始され、矢印Ｂの向きに転写材Ｐが搬送される。レジストローラ対８で搬送された転写材Ｐは、詳しくは後述する吸着装置３０により静電的に搬送ベルト２４に吸着される。
【００２１】
搬送ベルト２４は、無端のベルト状に形成され、テンションローラ２５、駆動ローラ２６、及びバックアップローラ２７に支持されて、所定のプロセススピードで矢印Ｂ方向に回転する。搬送ベルト２４は、テンションローラ２５によって張架力を付与され、駆動ローラ２６の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。また、テンションローラ２５は、例えばステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。
【００２２】
上記中間転写ベルト６及び搬送ベルト２４を挟んで上記バックアップローラ２１に対向する位置には、二次転写ローラ９が配置され、該バックアップローラ２１と該二次転写ローラ９とで二次転写部Ｎ（二次転写ニップ）を形成する。二次転写部Ｎに導入された転写材Ｐは、二次転写部Ｎで挟持搬送されると共に、二次転写ローラ９には二次転写バイアス電源（転写電圧印加手段）１３から所定の値に制御された定電圧バイアス（転写用バイアス電圧）が印加される。二次転写ローラ９には、トナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで二次転写部Ｎにて中間転写ベルト６上に重ね合わされた４色のフルカラー画像を転写材Ｐへ一括転写して、転写材Ｐ上にフルカラーの未定着トナー像が移動される。
【００２３】
二次転写部Ｎを通過した転写材Ｐは、搬送ベルト２４によって駆動ローラ２６まで搬送され、分離爪２９で搬送ベルト２４から分離される。その後、不図示の定着装置に導入され、転写材Ｐ上のトナー像が加熱加圧されて定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。なお、両面印刷時は、転写材Ｐの表裏が反転されてレジストローラ対８に戻される。一方、分離後の搬送ベルト２４はクリーニング装置３１で意図せず付着したトナーや紙粉等がクリーニングされ、繰り返し搬送工程に入る。
【００２４】
次に本発明の要部となる吸着装置３０について説明する。吸着装置３０は、大まかに、吸着ローラ（第２接触部材）２８、テンションローラ（第１接触部材、接地ローラ）２５、駆動モータ（駆動手段）３２等により構成されている。このうちのテンションローラ２５は、搬送ベルト２４が張架されている（搬送ベルト２４に接触する）と共に吸着ローラ２８に対向配置された対向電極として接地電位に接続されて構成されている。一方、吸着ローラ２８は、該テンションローラ２５に対して搬送ベルト２４を挟んで対向配置されると共に、該搬送ベルト２４により搬送される転写材Ｐの表面側に接触するように構成されている。該吸着ローラ２８は、バイアス印加電源には接続されておらず、電気的にフロートの状態となるように構成されている。
【００２５】
即ち、吸着ローラ２８から吸着バイアスの印加を行わない場合、転写材Ｐと搬送ベルト２４の吸着力を得られなくなる。そこで本実施の形態では、図３に示すように、吸着ローラ２８の表面２８ａ、つまり転写材Ｐと接触する部分を絶縁性の高分子材料（即ち、絶縁材料）で被覆した構成とした。特にこの絶縁性の高分子材料は、体積抵抗率は１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの範囲内であって、負極の帯電特性を持ったものが好ましい。これにより、少なくとも吸着ローラ２８の表面２８ａは、画像形成装置本体に対して電気的に絶縁され、つまり電気的にフロートの状態となる。
【００２６】
なお、この高分子材料としては、ポリエチレン、ポリアミド系樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを用いることができる。さらに、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）なども用いることができる。
【００２７】
ここで、吸着装置３０による吸着の原理について説明する。吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性の高分子材料、即ち高抵抗の材質が転写材Ｐと摺動すると、図３に示すように、高分子材料が自己帯電して、その表面に電荷を保持する状態になる。ここで、例えば吸着ローラ２８の表面２８ａに−３ｋＶの帯電電位が生じるとする。この時、転写材Ｐと接地電位のテンションローラ２５に接触する搬送ベルト２４との間に電位差３ｋＶの電界が形成される。転写材Ｐの表面は、吸着ローラ２８による微小ギャップでの放電により負に帯電され、搬送ベルト２４の背面には正の電荷が誘起され正に帯電される。この電荷の静電気力により、転写材Ｐは搬送ベルト２４に吸着される。これにより、吸着バイアスを印加せずに転写材Ｐが搬送ベルト２４に吸着する効果が得られるようになる。
【００２８】
ここで、上述のように、吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性高分子材料における体積抵抗率は１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの範囲内が望ましい。該体積抵抗がこの範囲を上まわった場合は、低湿環境下において帯電量が過剰になる。すると、坪量の少ない転写材、例えば５０ｇ／ｍ２以下のものでは転写材自体の剛度が少ないので、搬送ベルト２４に倣って平滑に張り付かない現象が生じ、端部で波打ちなどの貼り付け位置ズレを起こしてしまうことがある。また、体積抵抗が上記範囲を下まわった場合は、高湿環境下において帯電量が不足し、静電容量の大きな転写材の吸着力不足、特に先端部の浮きが発生してしまい、二次転写部へ正しく転写材を搬送することが出来なくなる。
【００２９】
なお、体積抵抗率は、円形電極５０（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定することができる。体積抵抗率の測定方法を図８に沿って説明する。円形電極５０は、図８に示すように、第一電圧印加電極５１と第二電圧印加電極５２とを備える。第一電圧印加電極５１は、円柱状電極部５１ａと、該円柱状電極部５１ａの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部５１ａを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部５１ｂとを備える。測定時には、まず、第一電圧印加電極５１における円柱状電極部５１ａ及びリング状電極部５１ｂと第二電圧印加電極５２との間に高分子材料Ｗを挟持する。そして、第一電圧印加電極５１における円柱状電極部５１ａと第二電圧印加電極５２との間に電圧Ｖ［Ｖ］を印可したときに流れる電流Ｉ［Ａ］を測定する。すると、下記式（１）により、高分子材料Ｗの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）を算出することができる。ここで、下記式（１）中、ｔは、高分子材料Ｗの厚さを示す。
ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ・・・（１）
【００３０】
以上のように、吸着ローラ２８を電気的にフロート（絶縁）で構成することで、図４に示すように、高湿環境において吸湿した転写材Ｐの抵抗値低下が生じても、転写材Ｐを媒体として二次転写バイアスが吸着ローラ２８へ流れ込むことが防止される。この二次転写バイアスの流れ込み防止により、バイアスの干渉が起こって転写抜け画像が生じることを防止する効果が得られる。
【００３１】
また、上述のように本実施の形態で使用した吸着ローラ２８の表面２８ａの絶縁性高分子材料は、トナーと同極性の帯電特性を持つ物性があるものとした。このような構成にすることで、図５に示すように、極性的にトナーを反発させることができる。即ち、搬送ベルト２４に残トナーＴが付着していたとしても、吸着ローラ２８の表面２８ａがトナーＴを反発してトナーＴを吸着することがない。これにより、吸着ローラ２８のトナー汚れ防止の効果が得られる。
【００３２】
更に図６に示すように、転写材Ｐに中間転写ベルト６のトナー像Ｔｉが転写される前にあって、吸着ローラ２８と中間転写ベルト６上のトナー像Ｔｉとが近接しても、吸着ローラ２８が同極性の帯電であるので、転写前のトナー像Ｔｉを静電的に乱さない。これにより、吸着ローラ２８、中間転写ベルト６、及び搬送ベルト２４の位置関係において、位置設計に関する自由度が大きくなる利点も得られる。
【００３３】
次に、本発明に係る吸着装置３０の動作、及び制御について説明する。吸着装置３０の吸着ローラ２８は、図１及び図２に示すように、駆動モータ３２に接続されており、該駆動モータ３２に接続された制御手段（ＣＰＵ）３３からの指令により回転速度が変更自在に駆動可能となるように構成されている。即ち、搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度に対して、吸着ローラ２８の周速を高くすることが可能となっている。
【００３４】
また、上記制御手段（ＣＰＵ）としての制御部３３には、図２に示すように、画像形成装置１００の内部の温度及び湿度を検知（温湿度検知）する温湿度センサ３５が接続されており、温湿度データが入力される。更に、該制御部３３には、上述した画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが接続されており、画像形成実行指令を出力し得ると共に、画像形成を実行した際に画像形成実行信号が入力される。そして、該制御部３３には、図示を省略した給紙ローラやレジストローラ対８を含む給紙駆動部３４に接続されている。即ち、温湿度センサ３５の温湿度データ（検知結果）をトリガとして、制御部３３から、給紙駆動部３４のスタート指令と、駆動モータ３２の駆動開始タイミング及びその周速度の指令と、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの画像形成実行指令とを送る。これにより給紙駆動部３４は、上記画像形成実行に応じてタイミングを合わせる形で転写材Ｐを二次転写部Ｎに供給する。
【００３５】
上記のように本実施の形態では、温湿度センサ３５からの温湿度データ（検知結果）に応じて、吸着ローラ２８の周速度（駆動速度）や駆動開始タイミングが自由に変更設定できるようになっている。しかし、転写材Ｐの搬送速度に対しての吸着ローラ２８の周速差（相対速度差）は、３％以内であることが望ましい。これは、坪量の低い転写材において、３％以上の周速差をつけてしまうと、転写材の先端に搬送方向への強い張力が作用して、搬送ベルト２４に対する吸着位置ズレを起こしてしまうからである。これらのことを踏まえ、本実施の形態で設定した、各環境（温湿度）での絶対水分量と吸着ローラ２８の周速差との関係を、下記表１に示す。即ち、静電容量の大きな転写材の吸着力不足を解消するべく、高湿環境下において、最大の吸着ローラ周速差をつけて対応している。
【００３６】
【表１】
【００３７】
次に、本実施の形態に係る作像動作について、図７のフローチャートに沿って説明する。まず、画像形成装置の電源がオンされると（Ｓ１）、初めに温湿度センサによる温湿度データを読みに行き、上記表１で分類した環境区分の低湿環境以外であるか否かを判定する（Ｓ２）。具体的に本実施の形態では、空気中の絶対水分量で区分を行ない、「０．８６」、「８．５」、「２１．６」［ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ］の３つの区分をそれぞれ閾値として設定した。低湿環境以外（０．８６ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ以外）であった場合は（Ｓ２のＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、常湿環境（８．５ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ）又は高湿環境（２１．６ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ）に応じて、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度よりも高く設定する。またステップＳ２で低湿環境が判定された場合は（Ｓ２のＮＯ）、そのままステップＳ４に進む。
【００３８】
ステップＳ４に進み、画像形成動作を開始すると、両面画像形成動作の１面目なのか２面目なのかを確認する（Ｓ５）。もし、画像形成動作が両面２面目の画像形成動作であった場合は（Ｓ５のＹＥＳ）、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度と同じに設定する（Ｓ６）。これは、両面２面目の画像形成では、転写材Ｐが１回定着装置を通過して加熱されている為、高湿環境下においても転写材Ｐの水分量は低くなっていると考えられる。そこで、吸着ローラ２８の周速度を高くしてしまうと、転写材Ｐに過剰な吸着電荷を与えることになってしまい、貼り付き位置不良等を生じてしまうからである。
【００３９】
そして、以上のように吸着ローラ２８の周速度が設定されると、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８に到達する前の段階で、その設定された周速度で吸着ローラ２８を駆動させる（Ｓ７）。その後、画像形成動作を続けるか、否かを判断し（Ｓ８）、続ける場合は（Ｓ８のＹＥＳ）の場合はステップＳ２に戻り、画像形成動作を続ける。画像形成動作を続けない場合は（Ｓ８のＮＯ）、つまり画像形成動作を終了し、以上で作像動作の制御を終了する。
【００４０】
以上のように、特に低湿環境以外において、吸着ローラ２８の周速度を搬送ベルト２４の搬送速度に対して相対的に高めることで、転写材Ｐと摺擦する量を増やすことができる。すると、吸着ローラ２８の表面２８ａを覆っている絶縁性高分子材料の帯電量がより上昇して、特に高湿環境下にあっても、静電容量の大きな転写材の吸着力不足が解消される。
【００４１】
また、上述のように、吸着ローラ２８の駆動開始タイミングとしては、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８に到達する前の段階から行うことが望ましい。即ち、転写材Ｐの先端が吸着ローラ２８にニップされる前の段階から吸着ローラ２８を駆動することで、搬送ベルト２４と吸着ローラ２８との間で摺擦が起り、吸着ローラ２８の表面電荷を十分に蓄えることができる。そうすると、転写材Ｐがレジストローラ対８から搬送され、その先端が吸着ローラ２８とニップする際には、吸着ローラ２８の表面電荷が飽和電荷量近傍まで蓄えられているので、転写材Ｐの先端の搬送ベルト２４への吸着不良を防止できる効果を得られる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
次に上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について、図９乃至図１１に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態の説明において、上記第１の実施の形態と同様な部分は、同符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
本第２の実施の形態に係る吸着装置１３０は、図９に示すように、吸着ローラ１２８の表面の外周側に絶縁性の高分子素材のブラシ状からなるブラシ部１２８ａを備えたものである。このような吸着ローラ１２８のブラシ部１２８ａで転写材Ｐを摺擦する場合は、第１の実施の形態のように絶縁性高分子素材がソリッド状態となっている場合に比較して、接触圧力を低く、接触面積も大きくすることが可能となる。これにより、転写材Ｐの搬送速度に対しての吸着ローラ１２８の周速差を、第１の実施の形態と比較して高くした場合でも、該第１の実施の形態で懸念していた転写材Ｐの吸着位置ズレを起こさないようになる。
【００４４】
また、吸着ローラ１２８の外周側をブラシ状にすることで、接触面積の増大と周速差アップが可能となることにより、絶縁性高分子素材の帯電量が第１の実施の形態よりも上昇できる。これにより、坪量の高い厚紙やＯＨＰシートなどの電気容量の多い転写材であっても十分に静電的な吸着力を付与することができ、特に広い範囲のメディアに対しての吸着力不足を解消するといった効果を、簡単な構成で得ることができる。これらのことを踏まえ、本第２の実施の形態で設定した、各環境（温湿度）での絶対水分量及び転写材種類（坪量）と吸着ローラ１２８の周速差との関係を、下記表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
次に、本第２の実施の形態に係る作像動作について、図１１のフローチャートに沿って説明する。なお、本第２の実施の形態においては、第１の実施の形態における制御部（ＣＰＵ）３３の構成に加え（図２参照）、転写材種類データＤが入力され得るように構成されている。この転写材種類データＤは、例えばパーソナルコンピュータに対する入力操作の結果、画像形成装置の操作パネルに対する入力操作の結果、給紙カセットの種別設定の結果など、ユーザの設定作業に基づくものが考えられる。更に、転写材の種類を判別する装置等を画像形成装置内に設けて、その判別結果に基づき転写材種類データＤを生成することも考えられる。
【００４７】
まず、画像形成装置の電源がオンされると（Ｓ１１）、初めに温湿度センサの検知データを読みに行き、上記表２で分類した３つの環境区分のどこに該当するかを確認する（Ｓ１２）。ここで得られたデータを、「情報ＤＡ」とする。また、本第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、空気中の絶対水分量で区分を行ない、「０．８６」、「８．５」、「２１．６」［ｇ／ｋｇ‐ｄｒｙ ａｉｒ］の３つの区分をそれぞれ閾値として設定した。更に、本第２の実施の形態では、転写材種類データDを取得し（図１０参照）、表２で分類した転写材区分の何れに該当するかを分類する（Ｓ１３）。ここで得られたデータを、「情報ＤＢ」とする。そして、これら「情報ＤＡ」、「情報ＤＢ」を上記表２に当てはめて、該当した吸着ローラ１２８の駆動速度（周速度）を決定する（Ｓ１４）。
【００４８】
その後は、第１の実施の形態と同様に、画像形成動作を開始すると（Ｓ１５）、両面画像形成動作の１面目なのか２面目なのかを確認する（Ｓ１６）。もし、画像形成動作が両面２面目の画像形成動作であった場合は（Ｓ１６のＹＥＳ）、吸着ローラ１２８の周速度を搬送ベルト２４による転写材Ｐの搬送速度と同じに設定する（Ｓ１７）。これは、両面２面目の画像形成では、転写材Ｐが１回定着装置を通過して加熱されている為、高湿環境下においても転写材Ｐの水分量は低くなっていると考えられる。そこで、吸着ローラ１２８の周速度を高くしてしまうと、転写材Ｐに過剰な吸着電荷を与えることになってしまい、貼り付き位置不良等を生じてしまうからである。
【００４９】
そして、上記のように吸着ローラ１２８の周速度（駆動速度）が設定されると、転写材Ｐの先端が吸着ローラ１２８に到達する前の段階で、その設定された周速度で吸着ローラ１２８を駆動させる（Ｓ１８）。その後、画像形成動作を続けるか、否かを判断し（Ｓ１９）、続ける場合は（Ｓ１９のＹＥＳ）の場合はステップＳ１２に戻り、画像形成動作を続ける。画像形成動作を続けない場合は（Ｓ１９のＮＯ）、つまり画像形成動作を終了し、以上で作像動作の制御を終了する。
【００５０】
以上のように、本第２の実施の形態では、吸着ローラ１２８の表面の外周側を絶縁性高分子素材のブラシ状で形成することで、厚紙やＯＨＰシートなどの電気容量の多い転写材であっても十分に静電的な吸着力を付与することができる。また、坪量が高くなるほど、かつ湿度が高くなるほど、吸着ローラ１２８の搬送ベルト２４に対する周速度を大きくすることで、吸着力不足を解消する効果を得ることができる。
【００５１】
なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態における吸着装置３０，１３０においては、静電電荷を付与する手段として吸着ローラを用いているが、特にローラ（回転するもの）でなくても本発明を実現できる。例えば吸着ローラの代わりに、平板状の高分子材料（第２接触部材）で構成し、レジストローラ対８で搬送される転写材の表面に接触して摺擦させるように構成することも考えられる。また、その第２接触部材に対向配置され、接地電位により電界を形成する部材も、搬送ベルト２４に接触する部材（第１接触部材）であれば足り、特にローラである必要はない。
【００５２】
また、本発明を適用する画像形成装置として、４色のフルカラー画像を形成するレーザービームプリンタを一例として説明したが、これに限らず、複数色や単色（モノクロ）の画像形成装置であってもよい。さらに、本発明を適用する画像形成装置として、中間転写ベルトにトナー像を形成して、転写材に二次転写するものを一例として説明したが、感光ドラムから直接転写材にトナー像を転写するものであってもよい。つまり、転写材を搬送ベルトに吸着させて転写部に搬送する画像形成装置であれば、本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００５３】
１…像担持体（中間転写ベルト）：９…転写ローラ（二次転写ローラ）：１３…転写電圧印加手段（二次転写バイアス電源）：２４…搬送ベルト：２５…第１接触部材、接地ローラ（テンションローラ）：２８、１２８…第２接触部材、吸着ローラ：２８ａ、１２８ａ…吸着ローラの表面：３２…駆動手段（駆動モータ）：３３…制御手段（制御部）：３５…温湿度検知手段（温湿度センサ）：１００…画像形成装置：Ｎ…転写部（二次転写部）：Ｐ…転写材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写する転写部を形成する転写ローラと、前記転写ローラに転写用バイアス電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写部を通過するように転写材を搬送する搬送ベルトと、を備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトに接触する第１接触部材と、
前記搬送ベルトを挟んで前記第１接触部材に対向配置され、通過する転写材に接触する第２接触部材と、を備え、
前記第１接触部材を接地電位に接続すると共に前記第２接触部材を電気的にフロートの状態で構成し、転写材を静電的に前記搬送ベルトに吸着させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１接触部材は、前記搬送ベルトに接触する接地ローラからなり、
前記第２接触部材は、通過する転写材に接触する吸着ローラからなり、
前記吸着ローラの表面を、絶縁材料により形成した、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、トナーの帯電極性と同極性の帯電極性を有する高分子素材からなる、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、体積抵抗率が１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの絶縁性を有する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、外周側がブラシ状に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記吸着ローラの表面の周速度と前記搬送ベルトの転写材の搬送速度との相対速度を変更自在に前記吸着ローラを駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段による前記吸着ローラの駆動速度を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記温湿度検知手段の検知結果に応じて前記相対速度を変更設定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、転写材の種別に関する情報を取得し、該転写材の種別に応じて前記相対速度を変更設定する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写する転写部を形成する転写ローラと、前記転写ローラに転写用バイアス電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写部を通過するように転写材を搬送する搬送ベルトと、を備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトに接触する第１接触部材と、
前記搬送ベルトを挟んで前記第１接触部材に対向配置され、通過する転写材に接触する第２接触部材と、を備え、
前記第１接触部材を接地電位に接続すると共に前記第２接触部材を電気的にフロートの状態で構成し、転写材を静電的に前記搬送ベルトに吸着させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１接触部材は、前記搬送ベルトに接触する接地ローラからなり、
前記第２接触部材は、通過する転写材に接触する吸着ローラからなり、
前記吸着ローラの表面を、絶縁材料により形成した、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、トナーの帯電極性と同極性の帯電極性を有する高分子素材からなる、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、体積抵抗率が１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１７Ω・ｃｍの絶縁性を有する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸着ローラの表面の絶縁材料は、外周側がブラシ状に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記吸着ローラの表面の周速度と前記搬送ベルトの転写材の搬送速度との相対速度を変更自在に前記吸着ローラを駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段による前記吸着ローラの駆動速度を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置の内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記温湿度検知手段の検知結果に応じて前記相対速度を変更設定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、転写材の種別に関する情報を取得し、該転写材の種別に応じて前記相対速度を変更設定する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２４８２８６（Ｐ２０１１−２４８２８６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４２００（Ｐ２０１０−１２４２００）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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