画像形成装置
【課題】転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電電位や搬送ガイド部材の帯電電位が変動する場合でも、被転写体が搬送ガイド部材でガイドされるときの転写チリを確実に防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写部から定着ユニット５０に至る搬送路において用紙Ｐに対向するように配置され、用紙Ｐと摺動接触するテフロン層（摺動部）１３３とテフロン層１３３の用紙Ｐと摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部（導電部）１３２とを有する定着前ガイド１３０と、定着前ガイド本体部１３２にバイアスを印加する可変出力電源１４２と、可変出力電源１４２で印加されるバイアスの電流を測定する電流計１４３と、電流計１４３の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるように可変出力電源１４２の出力を制御するコントローラ１４９とを備える。
【解決手段】転写部から定着ユニット５０に至る搬送路において用紙Ｐに対向するように配置され、用紙Ｐと摺動接触するテフロン層（摺動部）１３３とテフロン層１３３の用紙Ｐと摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部（導電部）１３２とを有する定着前ガイド１３０と、定着前ガイド本体部１３２にバイアスを印加する可変出力電源１４２と、可変出力電源１４２で印加されるバイアスの電流を測定する電流計１４３と、電流計１４３の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるように可変出力電源１４２の出力を制御するコントローラ１４９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が転写された被転写体を定着装置に搬送する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子写真方式の画像形成装置では、転写部から定着装置までの搬送路において被転写体の搬送をガイドする搬送ガイド部材が設けられている。通常、搬送ガイド部材は、導電性ではなく絶縁性を有する。これは、被転写体が湿潤化して低抵抗となった場合に電流漏洩（リーク）の発生を防止するためである。しかし、絶縁性の搬送ガイド部材では、大量の被転写体に画像を形成するときに被転写体の高抵抗成分による自己帯電や、被転写体との間の摩擦帯電が避けられない。これらの帯電は不安定に生じるため、絶縁性の搬送ガイド部材の全面に大きな帯電ムラが生じ、その周辺との間に大電界が発生する。この電界が転写部と定着装置との間の搬送路における転写チリの原因となる。トナー像が転写された被転写体は転写バイアスによる帯電が残っており、また、転写部から分離するときに転写バイアスと別極性の放電を転写面と反対側の面に受けていることもある。このような被転写体が、帯電ムラが生じてその周辺との間に大電界が発生している絶縁性の搬送ガイド部材に近接すると、被転写体と搬送ガイド部材との間の電位差や距離によっては放電が生じることがある。転写後の被転写体と絶縁性の搬送ガイド部材との間で放電が生じると、静電気力のみで被転写体に付着している画像のトナーに影響を与え、このトナーが飛散して「転写チリ」が発生するおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、転写出口ガイド板の開口部を通して通紙面に露呈するように除電部材としての除電針が設けられるとともに、その転写出口ガイド板の通紙面とは反対側の裏面側に、接地された電極板が設けられた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、転写出口ガイド板の裏面側に設けられた電極板が接地されているため、転写紙（被転写体）と転写出口ガイド板との間の静電誘導により転写紙を静電吸着して搬送性を安定させ、転写紙と除電針との距離を一定にすることでブロードに除電することによりトナー飛散による異常画像を防止することができる。しかしながら、転写出口ガイド板の裏面側に設けられた電極板が接地されているので、転写出口ガイド自体の電位を所定の電位に保つことが難しく、転写部で転写紙に印加されたバイアスが転写出口ガイドを通して逃げてしまい、転写紙上のトナーが飛び散って転写チリとなるおそれがある。特に転写紙の抵抗が低い場合は転写紙のバイアスが更に逃げやすく転写チリが発生しやすい。
【０００４】
また、特許文献２には、除電部材が開口部を通して通紙面に露呈するように、転写出口ガイド板の裏面側に除電部材を設けられている転写ベルト搬送装置が開示されている。この転写ベルト搬送装置では、除電部材の先端部が針状電極になっており、転写出口ガイド板の通紙面に記録紙の搬送方向と直交する方向に沿わせて除電部材が配設されている。除電部材は接地又は所定の電圧が印加される導電性材料で形成された導電層を有している。
【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の画像形成装置や特許文献２の転写ベルト搬送装置であっても、被転写体の帯電量によっては、被転写体と搬送ガイド部材との間で放電が生じ、転写チリが発生してしまうおそれがある。例えば、被転写体のオモテ面とウラ面とに画像を形成する両面印刷の場合、最初にオモテ面にトナー像が転写された被転写体を搬送するときには転写チリは発生しないが、その被転写体のウラ面にトナー像を転写して定着装置まで搬送する間に転写チリが発生することがある。これは、定着装置で熱と圧力とを加えられて高温高抵抗となった被転写体が、ウラ面へのトナー像の転写のために転写部を通過すると、転写バイアスによる帯電量が大きくなるため、除電部材で十分に除電することができず、被転写体と搬送ガイド部材との間の電位差が大きくなって放電による転写チリが発生するものと考えられる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電電位や搬送ガイド部材の帯電電位が変動する場合でも、被転写体が搬送ガイド部材でガイドされるときの転写チリを確実に防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、前記搬送ガイド部材の導電部にバイアスを印加するバイアス電源と、前記バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができるので、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】本実施形態の画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図。
【図３】二重積分型ＡＤ変換器のブロック図。
【図４】二重積分型ＡＤ変換器の動作波形の説明図。
【図５】（ａ）は３枚の用紙に連続して両面印刷した場合のバイアス電源の出力電圧とコンデンサーの電位との関係を示すグラフ、（ｂ）は電流計の測定値を示すグラフ。
【図６】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図。
【図７】オモテ面にトナー像が転写された用紙を搬送する場合及びウラ面にトナー像が転写された用紙を搬送する場合それぞれにおける電流計による電流測定の時間帯と除電針に印加する除電バイアスとの関係を示すグラフ。
【図８】除電針に印加する除電バイアスとチリランクとの関係を示すグラフ。
【図９】定着前ガイドに流れる電流とチリランクとの関係を示すグラフ。
【図１０】比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図。
【図１１】図１０に示す画像形成装置で用紙に連続両面印刷した場合のチリ発生の状態を示すグラフ。
【図１２】他の比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を用いて、本発明をフルカラー画像形成装置に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の一実施形態に係るフルカラー画像形成装置の概略構成図である。本実施形態に係るフルカラー画像形成装置（以下「画像形成装置」という。）は、像担持体ユニットであるところの４色分の作像装置１０Ｙ（イエロー）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｍ（マゼンタ）、１０Ｋ（黒）が、画像形成ステーションに着脱自在に構成されている。また、本実施形態の画像形成装置は、画像データに基づいて変調されたレーザー光を照射可能な露光手段（光書き込み手段）としての光学ユニット２０、中間転写体ユニット３０、被転写体供給手段としての給紙ユニット４０、及び定着装置としての定着ユニット５０等を備えている。
【００１２】
各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの構造は同一であり、それぞれ各色のトナー像が表面に形成される像担持体としての感光体ドラム１２を備えている。イエローの作像装置１０Ｙは、図中の時計方向に回転駆動される感光体ドラム１２の周囲に、これに作用するプロセス手段として、感光体ドラム１２Ｙを帯電する帯電装置１３と感光体ドラム１２Ｙに残留した現像剤等を除去するクリーニング装置１４とが一体的に構成されており、これに感光体ドラム１２Ｙに形成された潜像を現像する現像装置１５が連結する構成になっている。他の色の作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋについても同様に構成されている。また、各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、図示しない開閉式面板の開閉方向（感光体ドラム１２の回転軸方向）に画像形成装置本体に対して着脱自在な構成になっている。
【００１３】
中間転写体ユニット３０は、図中の反時計方向に回転駆動される転写媒体（中間転写体）としての転写ベルト３１、転写ベルト３１を回転可能に支持する４つのローラ３２、３３、３４−１、３４−２、各感光体ドラム１２に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写する一次転写ローラ３５、及び転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に記録媒体としての被転写体である用紙Ｐに転写する二次転写部を構成する二次転写部材としての二次転写ローラ３６を備えている。
【００１４】
給紙ユニット４０は、被転写体収容部としての給紙カセット４１或いは手差し被転写体載置部としての手差し給紙トレイ４２から用紙Ｐを二次転写領域に搬送する被転写体供給部材としての用紙供給ローラ４３、レジストローラ４４等を備えている。
【００１５】
定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備え、用紙Ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。
【００１６】
上記構成の画像形成装置におけるカラー画像形成は例えば次のように行われる。
まず１色目、Ｙ（イエロー）用の作像装置１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２が帯電装置１３によって一様に帯電された後、光学ユニット２０から照射されたレーザー光によって潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の潜像が現像装置１５によって現像されることにより、イエローのトナー像が形成される。
【００１７】
感光体ドラム１２上に形成されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ３５の作用によって転写ベルト３１上に転写される。一次転写が終了した感光体ドラム１２はクリーニング装置１４によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。クリーニング装置１４によって回収された残留トナーは、作像装置１０Ｙの取り出し方向（感光体ドラム１２の回転軸方向）の端部に設置された廃トナー回収ボトルに貯蔵される。廃トナー回収ボトルは、満杯になると交換できるように画像形成装置本体に対し着脱自在になっている。
【００１８】
同様の画像形成工程がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）用の各作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて転写される。
【００１９】
一方、用紙Ｐが給紙カセット４１又は手差し給紙トレイ４２から二次転写部に搬送され、二次転写ローラ３６の作用によって、転写ベルト３１上に形成されたカラーのトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像を転写された用紙Ｐは定着ユニット５０に搬送され、定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２のニップ部にてトナー像が定着され、被転写体排出部材としての排出ローラ５５によって被転写体排出部としての排紙トレイ５６に排出される。
【００２０】
なお、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに画像を形成する両面印刷モードの場合、定着ユニット５０でオモテ面にトナー画像が定着された用紙Ｐは、反転装置６０の搬送路６１に送られ、一旦停止した後、逆方向に搬送されて反転搬送路６２の被転写体供給部材としての用紙供給ローラ６３で停止する。そして、レジストローラ４４に送られ、転写ベルト３１上に形成されたカラーのトナー画像とタイミングを合わせて二次転写部に搬送され、二次転写ローラ３６の作用によって、カラーのトナー画像が用紙Ｐのウラ面に転写され、定着ユニット５０で定着された後、被転写体排出トレイ５６に排出される。このようにして、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに画像が形成される。
本実施形態に係る画像形成装置で、例えば３枚の用紙Ｐについて両面印刷を行う場合、用紙Ｐのオモテ面とウラ面との画像形成の順序は、１枚目のオモテ面、２枚目のオモテ面、１枚目のウラ面、３枚目のオモテ面、２枚目のウラ面、３枚目のウラ面のような順序となる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２１】
各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに新しいトナーを供給するときは、トナーボトル５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｋを回転させ、各トナーボトルからパイプを通してトナーを搬送する。
【００２２】
次に、上記構成の画像形成装置における一次転写部の構成と二次転写ローラ３６を有する二次転写部の出口から定着ユニット５０の入口まで用紙Ｐを搬送する搬送経路の構成のより具体的な例について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図である。この例では、定着前ガイドにバイアスを印加している。
【００２４】
中間転写体３１は、例えば、ポリアミドイミド体樹脂又はポリイミド体樹脂などのスーパーエンジニアリングプラスチック樹脂により、６０〜１５０［μｍ］の厚みに作られる。また、中間転写体３１は、例えば、カーボンブラックなどの微粉導電剤が配合され、電気的な特性として体積抵抗率が１０９〜１０１２［Ω・ｃｍ］になるように調整される。また、中間転写体３１は、例えばインフレーション成型、遠心成型又はデッピング（引き上げ）などで製造される。また、中間転写体３１としては、弾性層を有するベルトを使用してもよい。なお、カーボンブラックを配合したベルトや弾性層を有するベルトを使用せずに、イオン導伝剤などで抵抗調整を行ってもよい。
【００２５】
斥力バイアスローラ３２は、例えば、ウレタンなどの発泡樹脂やヒドリンゴムなどを切削、または肉部を成型して作られる。また、斥力バイアスローラ３２は、例えば、金属板に片側１［ｋｇｆ］で加圧した時、電気的な特性として厚み方向の抵抗が１０６〜１０１２［Ω］より好ましくは１０８〜１０１１［Ω］になるようにカーボンブラックなどの微粉導電剤で抵抗が調整される。
【００２６】
二次転写ローラ３６は、例えば、ウレタンなどの発泡樹脂やヒドリンゴムなどを切削、または肉部のみを成型して作られる。また、二次転写ローラ３６は、金属板に片側１［ｋｇｆ］で加圧したとき、電気的な特性として厚み方向の抵抗が１０６〜１０１２［Ω］より好ましくは１０８〜１０１１［Ω］になるようにカーボンブラックなどの微粉導電剤で抵抗を調整される。
【００２７】
絶縁性の搬送ガイド部材としての転写出口ガイド１１０は、例えば、ポリカーボネイト、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）、ＰＯ（ポリオレフィン）などの絶縁性樹脂を用い、射出成型などの手法で製造される。また、転写出口ガイド１１０は、用紙Ｐをガイドする必要があるため、通紙面はひっかかり、反り、うねりなども無く、平滑度も高く製造される。また、転写出口ガイド１１０は、例えば、３［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］の厚みで製造される。また、転写出口ガイド１１０の電気的特性としては、例えば、体積抵抗率ρｖが１０１３［Ω・ｃｍ］以上の絶縁体で、比誘電率も絶縁体の一般的な値として３以下が望ましい。また、転写出口ガイド１１０の通紙面とは反対側（用紙とは反対側）の裏面にはリブ１１３を有する構造になっている。このようにリブ１１３を有するのは、転写出口ガイド１１０の剛性を向上させるためである。
【００２８】
除電針１１２は、例えば、無酸素銅、リン精銅又はアルミニウムなどの電気抵抗が小さく、しかも加工容易な素材を、プレス加工又はエッチング加工して製造される。本実施形態では接地されているが、後述するようにバイアスが印加されてもよい（後述の実施形態２参照）。また、除電針カバー１１１は、例えば、転写出口ガイド１１０とほぼ同じ材質で形成され、除電針１１２を支持する。
【００２９】
搬送ガイド部材としての定着前ガイド１３０は、例えば、定着前ガイド本体部１３２は、金属板をプレス加工して打ち抜き、用紙Ｐを摺擦しながらガイドする摺擦面の部分を曲げ加工して製造され、その摺擦面の表面に絶縁性の摺動部としてのテフロン（登録商標。以下、同様。）層１３３が被覆される。テフロン層１３３の厚みは、例えば、数［μｍ］〜数１０［μｍ］が望ましく、さらに厚くてもよい。また、摺動性や摩耗性がよい絶縁層であればよく、テフロン層１３３に限られるものではなく、他の材質の絶縁層であってもよい。
【００３０】
定着ユニット５０は、例えば、１００［°Ｃ］〜１７０［°Ｃ］に用紙Ｐを加熱し、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２として絶縁性の材質のものを使用しているが、定着ユニット５０でチリは発生していない。
【００３１】
次に、定着前ガイド１３０へバイアスを印加するバイアス電源としてのバイアス印加装置１４０について説明する。
バイアス印加装置１４０は、コンデンサー１４１と、直流の可変出力電源１４２と、電流計１４３と、コントローラ１４９とから主に構成されている。
【００３２】
コンデンサー１４１は、その静電容量が例えば１０［ｐＦ］〜１０００［ｐＦ］の範囲内にあるものが望ましく、より好ましくは３２［ｐＦ］〜１００［ｐＦ］の範囲の静電容量を有するものがよい。また、コンデンサー１４１は、耐圧が６［ｋＶ］以上の市販品を用いることができる。また、コンデンサー１４１は、高周波特性と極性の無い点とを考慮すると、セラミックコンデンサーが望ましい。また、耐圧が３［ｋＶ］〜１０［ｋＶ］クラスの高圧コンデンサーが比較的低価格で、装置のコストダウンになる。
【００３３】
なお、コンデンサー１４１はハイパスフィルターの機能を有している。つまり、定着前ガイド１３０のテフロン層１３３と用紙Ｐとの間の放電から生じる電流については、用紙Ｐの接近や離間で生じる誘導電流のノイズや、浮遊容量から生じるノイズなどがあり、これらのノイズを除去しないと放電による電流を正確に測定することができない。ここで、誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズは低周波であるのに対して放電による電流の変化は高周波であることから、この放電による電流の高周波成分を通過させるような所定の静電容量を有するコンデンサー１４１を備えることにより、低周波のノイズをカットし、高周波の放電による電流の変化を正確に検出することができる。
【００３４】
可変出力電源１４２は、出力電圧の範囲が０〜３［ｋＶ］及び出力電流が±１００［μＡ］の範囲であり、外部からアナログ電圧又はデジタルコードを入力して、これらに基づいて出力電圧を変化させることができる。なお、吸込み特性については市販品と同様に２〜３［％］のシンク許容があれば充分である。本実施形態では、実験用として、例えば、ＴＲＥＫ社製の高圧電源（ｍｏｄｅｌ ６１０Ｃ）を用いたが、実製品としては、例えば、松下プレシジョン社製の２４［Ｖ］入力、±３［ｋＶ］出力の電源などを使用することができる。
【００３５】
電流計１４３は、応答速度を考慮して選択されることが望ましい。本実施形態では、例えば、ケスレー社製のマイクロボルトメーター（型Ｋｅｉｔｈｌｅｙ１７７）を使用し、ＤＣ２００［μＡ］レンジを用いて電流を測定した。この電流計１４３による測定値の応答特性は、４００［ｍｓ］〜１００［ｍｓ］、すなわち２．５［Ｈｚ］〜１０［Ｈｚ］であり、一般的な電流計の応答速度に比べて遅くなっている。これは、二重積分型ＡＤ変換を用いて電流の測定を行っているためであり、電流計１４３は、入力抵抗（電流測定シャント抵抗分）が１００［ｋΩ］、入力容量が７５［ｐＦ］以下に構成されている。二重積分型ＡＤ変換については後述する。
【００３６】
ここで、電流計１４３の応答特性を低周波側にずらした（応答速度を遅くした）理由について説明する。
一般的に、波形測定は対象波形の周波数変動の１０倍以上高い帯域で測定する。例えば、紙搬送速度５００［ｍｍ／ｓ］の画像形成装置で０．５［ｍｍ］のチリが発生したか否かを見るのは、０．５／５００×１０＝１［ｋＨｚ］の帯域が必要である。しかし、このような高速の電流計を実際に使用しても、もともとのノイズが大きいため、測定に支障が出る。
実験によれば、低速応答のケスレー社製モデルＫｅｉｔｈｌｅｙ１７７（応答速度４００［ｍｓ］〜１００［ｍｓ］（２．５［Ｈｚ］〜１０［Ｈｚ］））では、測定したデータからチリのランクに対応したデータを得ることができた。これに対して、中速応答の同社モデルＫｅｉｔｈｌｅｙ６１７（応答速度５［ｍｓ］（２００［Ｈｚ］）や、高速応答のアドバンテスト社製モデルＲ６８１７Ｅ（応答速度０．５［ｍｓ］（２［ｋＨｚ］）では、ノイズが大きく、本実施形態における測定結果を制御に用いるには適さなかった。この理由としては、ハイパスフィルターを介して得られた電流を再度二重積分型ＡＤ変換により平均化される点にあると考えられる。よって、二重積分方式を使う低速な電流計を用いた方が、平滑化回路を必要としなくなり、必要な精度も充分にあると考えられる。
【００３７】
次に、上記電流の測定に用いる二重積分型ＡＤ変換の原理について説明する。
図３は、二重積分型ＡＤ変換器のブロック図であり、図４は、二重積分型ＡＤ変換器の動作波形の説明図である。図３に示すように、二重積分型ＡＤ変換器は、積分回路１５０と、コンパレータ（比較器）１５１と、カウンタ１５２と、パルス発生器１５３と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）１５４とから主に構成されている。
【００３８】
二重積分型ＡＤ変換器は、図４に示すように、まず入力の直流電流をその大きさにかかわらず一定の時間積分する。次に、入力とは逆の極性を持つ基準電圧（Ｖｒｅｆ）１５４に切り換え、さらに積分を続ける。積分回路１５０の出力Ｘｐ１はコンパレータ１５１に入力される。ここで、コンパレータのもう一方の入力は、グラウンド(ゼロ電圧)につながれている。この結果、積分回路１５０の出力Ｘｐ１は、入力の直流電流が接続されている期間は上昇し、基準電圧１５４が接続されている期間は下降する三角波形の変化をすることになる。積分回路１５０の出力Ｘｐ１の三角波が上昇する部分は、どんな入力でも時間(幅)は一定であるが、入力の大きさによって傾きが異なる。したがって、三角波の高さ(ピークの値)が入力に比例する。これに対して三角波の下降部分の傾きは変わらない。しかし、下降し始める高さが入力によって異なるため、結果的に、下降時間はアナログ入力の大きさに比例することになる。そして、カウンタ１５２は、三角波の下降開始をゼロとして、コンパレータ１５１が反転するまでの期間のパルスをカウントする。パルスの計数が開始されてから、停止するまでの時間、つまりパルスのカウント数は、入力の直流の大きさに比例する。したがって、カウンタの読み(デジタル値)は入力の直流値(アナログ値)がＡＤ変換されたものとなる。
【００３９】
二重積分型ＡＤ変換器では、積分がプラス方向とマイナス方向に行われるため、誤差を打ち消す働きがある。また、入力の直流電流に周期的な雑音(例えば商用電源からのハム雑音)が重畳していた場合に、入力を積分する時間(三角波の上昇部分)を雑音の周期(の整数倍)に合わせることで、その影響を取り除くことができる。二重積分型ＡＤ変換器は、その原理上、高速信号の変換はできないが、比較的簡単な回路構成で高精度な変換が可能である。
【００４０】
コントラローラ１４９は、本実施形態では論理回路、プログラム及びＩ／Ｏをワンチップ化したマイクロコンピュータである。電流計１４３から出力された直流電流のデジタル値が、コントローラ１４９の図示しないＡＤＣから入力され、入力された直流電流のデジタル値に基づいて、可変出力電源１４２の出力が内部で演算されてコントローラ１４９から制御信号が出力される。コントローラ１４９の制御信号が入力された可変出力電源１４２では、その制御信号に基づいて出力を変化させる。
【００４１】
次に、本実施形態の定着前ガイド１３０へバイアスを印加するバイアス印加装置１４０の動作について説明する。
図５（ａ）は３枚の用紙Ｐに両面印刷した場合の可変出力電源１４２の出力電圧とコンデンサー１４１の電位との関係を示すグラフ、（ｂ）は電流計の測定値を示すグラフである。
図５（ａ）において、一点鎖線で示されるグラフ５００の値は可変出力電源１４２の出力電圧であり、実線で示される波形波形のグラフ５１０はコンデンサー１４１の端子電位で測定した定着前ガイド本体部１３２に実際に与えられた電位である。電流計１４３で測定される電流値は図５（ｂ）のように変化するが、その測定値が所定の値以下となるようにコントローラ１４９が可変出力電源１４２の出力電圧を制御している。具体的には、図５（ａ）に示すように、オモテ面に画像が転写された用紙Ｐを定着ユニット５０に搬送する場合に比べて、ウラ面に画像が転写された用紙Ｐを定着ユニット５０に搬送する場合に定着前ガイド１３０に印加されるバイアスを大きくなるように制御するが、いずれの場合においても、図５（ｂ）に示すように、電流計１４３で測定される電流値を＋０．１［μＡ］以下にするように制御する。このように制御することにより、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との間で放電は起きなかった。また、転写チリも発生しなかった。
【００４２】
なお、定着前ガイド１３０に印加されるバイアスとして、初めからグラフ５１０のような波形曲線のバイアスが印加されるように、予め実験やテスト動作などにより電流計１４３の測定値に基づいてバイアスの制御目標値を求めて記憶しておき、その制御目標値に基づいてコントローラ１４９が可変出力電源１４２の出力を制御するようにしてもよい。
また、コントローラ１４９は、画像形成動作に先立って予め実験やテスト動作などにより用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに対するバイアスの制御目標値を電流計１４３の測定値に基づいて求めて記憶しておき、その制御目標値に基づいて、用紙Ｐの両面への画像形成時にオモテ面とウラ面とで定着前ガイド１３０に印加するバイアスを切り替えるように可変出力電源１４２を制御してもよい。これにより、電流計１４３の測定値に基づいて可変出力電源１４２の出力をリアルタイムに制御して定着前ガイド１３０に印加するバイアスを変化させる場合に比べて、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とで定着前ガイド１３０に印加するバイアスを速やかに切り替えることができ、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との放電を防いで転写の発生をより確実に防止することができる。また、この場合、コントローラ１４９が、画像形成動作時に測定される電流計１４３の測定値に基づいて、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とについてあらかじめ設定された可変出力電源１４２のバイアス出力の制御目標値を補正するように制御してもよい。
【００４３】
一方、定着前ガイド１３０の電位を一定値に維持するように、可変出力電源１４２のバイアス出力設定を固定すると、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送するときは転写チリは発生しなかったが、ウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送するときに転写チリが発生して定着後の画像に悪影響を及ぼした。
【００４４】
なお、定着前ガイド本体部１３２と可変出力電源１４２との間に挿入されるコンデンサー１４１を設けずに、可変出力電源１４２を定着前ガイド１３０に直結する構成としてもよい。この構成によれば、レスポンスが向上し、定着前ガイド１３０のテフロン層１３３と用紙Ｐとの間の放電をより早く検知することができる。しかし、用紙Ｐの接近や離間で生じる誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズなどの影響を受け、転写チリが多少存在するような状態になるおそれがある。
【００４５】
なお、用紙Ｐの搬送方向先端部と後端部とがそれぞれ定着前ガイド１３０を通過するときに、用紙Ｐがばたついて、高周波のノイズが発生し、可変出力電源１４２に微弱な電流が流れ、電流計１４３で測定されてしまうおそれがある。このため、用紙Ｐの搬送方向先端部と後端部とがそれぞれ定着前ガイド１３０を通過するタイミングで測定された電流計１４３の測定結果は、コントローラ１４９でのバイアス出力制御に用いないことが望ましい。これにより、用紙Ｐの先端部及び後端部のばたつきによる誤測定を防いで正確なバイアス出力の制御が可能になる。この場合において、用紙Ｐの先端部と後端部とが定着前ガイド１３０を通過するときのバイアス出力はあらかじめ設定された固定値を用いたり、直前に測定された測定値に基づいて制御したりしてもよい。
【００４６】
〔実施形態２〕
上記実施形態１では定着前ガイド１３０にバイアスを印加する構成について説明したが、除電針１１２に除電バイアスを印加するように構成してもよい。
【００４７】
図６は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図である。また、図７は、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合及びウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に電流計１４３で電流値を測定する時間（タイミング）と、除電針１１２に印加するバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【００４８】
図６に示すように、除電バイアス印加装置１４６は、静電容量体としてのコンデンサー１４１と、除電バイアス電源としての直流の可変出力電源１４２と、電圧測定部１４５と、抵抗素子１４４と、コントローラ１４９とから主に構成されている。可変出力電源１４２が除電針１１２に接続されており、除電針１１２に印加する除電バイアスを制御できるようになっている。また、電流測定手段は、コンデンサー１４１と接地との間に挿入された抵抗素子１４４と、抵抗素子１４４の両端子間の電圧降下を測定可能な電圧測定部１４５と、コントローラ１４９とにより構成されている。コントローラ１４９は、電圧測定部１４５の測定結果と抵抗素子１４４の既知の抵抗値とに基づき、定着前ガイド本体部１３２と接地との間の電流の値を算出し、その電流値を除電バイアスの制御に用いる。なお、電流測定手段として、上記実施形態１で説明した電流計１４２を用いてもよい。
【００４９】
図８は、除電針１１２に印加する除電バイアス電圧と転写の発生状態のランクであるチリランクとの関係を示すグラフである。また、図９は、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流とチリランクとの関係を示すグラフである。チリランクは、数値が大きいほど転写の発生が少なく良好であることを示すランクであり、概ね４以上が望ましい。
【００５０】
図８に示すように、除電針１１２に除電バイアスを印加しない場合（０［Ｖ］）に比べて、−４０００［Ｖ］〜−１０００［Ｖ］の除電バイアスを印加する場合の方が、チリランクが向上する。また、図９に示すように、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流が０．１［μＡ］以下の場合がチリランクが良好である。したがって、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流が０．１［μＡ］以下となるように、除電針１１２に印加する除電バイアス電圧を制御することが望ましい。
【００５１】
なお、用紙Ｐの先端部分及び後端部分が定着前ガイド１３０のテフロン層１３３を通過するときに、用紙Ｐのばたつきが生じるおそれがあり、高周波のノイズとなって、電圧測定部１４５で測定されてしまうおそれがある。このため、用紙Ｐの先端部分及び後端部分が定着前ガイド１３０のテフロン層１３３を通過するタイミングでは電圧測定部１４５での測定を行わず、このタイミングで計測された計測値をコントローラ１４９での制御に用いないようにして、誤制御を防いでいる。図７に示すグラフでは、可変出力電源１４２が除電バイアスを印加する時間内に、このバイアス印加時間よりも短いタイミングで、電圧測定部１４５が電圧の測定を行ってコントローラ１４９で電流値を算出している。
【００５２】
また、本実施形態においても、上記実施形態１で説明したように、定着前ガイド本体部１３２にバイアスを印加する可変出力電源を設けて、コントローラ１４９で算出された電流値に基づいて、バイアスの大きさを制御するように構成してもよい。これにより、除電針１２２で除電された用紙Ｐの電位と定着前ガイド１３０の電位との電位差を放電が生じない大きさまで正確に制御することができ、転写チリを防ぐことが可能となる。
【００５３】
〔比較例１〕
図１０は、比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図である。また、図１１は、図１０に示す画像形成装置としてリコー製のＭＦＰ（Imagio Color MP-C4000）でリコー製マイペーパーを１０°Ｃ、１５％ＲＨ環境で連続５枚両面印刷した場合（グラフの表示は３枚のみ）の転写発生の状態を示すグラフである。インターリーブ方式という両面印刷方式が採用されているため、オモテ面とウラ面が効率的に組み合わされて両面印刷される。
【００５４】
図１０に示すように、本比較例１に係る画像形成装置では、定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２に可変出力電源１４２が接続されており、定着前ガイド本体部１３２に印加するバイアス電圧を変更できるように構成されている。この比較例１の構成では、上記実施形態１や実施形態２の構成と異なり、一連の画像形成動作中にはバイアス電圧を変更することはできず、図１１に示すように、一定の固定バイアスが印加される。例えば、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に転写が発生しないレベルの一定のバイアス電圧に設定しておくことにより、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合には転写が発生しない。図１１中「×」印は定着前ガイド１３０と用紙Ｐとの間の電位差が３６０［Ｖ］以上になる点を示しており、もし用紙Ｐの軌跡が定着前ガイド１３０の表面をほぼ触るように通れば、確実に放電が生じてしまうことを示している。実際に、ここで転写が発生した。
【００５５】
〔比較例２〕
上記比較例１では定着前ガイド１３０にバイアス電圧を印加する構成について説明したが、本比較例２ではコンデンサーなどを介して接地する他の例について説明する。
図１２は、他の比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図であり、定着前ガイド１３０をコンデンサー１４７を介して接地する構成を示している。定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２はコンデンサー１４７を介して接地されているため、定着前ガイド本体部１３２をグランド（０［Ｖ］）以外の電圧にすることができる。これにより、用紙Ｐが搬送されて定着前ガイド１３０が摩擦帯電したときに、定着前ガイド１３０を所定の電位に帯電させることができる。例えば、定着前ガイド１３０の電位を、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に転写が発生しないレベルの一定の電位に帯電させることが可能となる。しかしながら、この場合であっても、ウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との間の電位差が大きくなって、放電が生じ、転写が発生してしまうことがある。このように、比較例２に係る構成では、定着前ガイド１３０をグラウンド（０［Ｖ］）以外の一定の固定した電位にしか帯電させることができないため、帯電電位が異なる用紙Ｐには対応できず、放電による転写が発生してしまう場合がある。
【００５６】
なお、上記コンデンサー１４７に換えて、抵抗、ツェナーダイオード又はバリスタなどを介して定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２を接地させ、定着前ガイド本体部１３２をグランド（０［Ｖ］）以外の電圧にすることができるが、コンデンサーの場合と同様の欠点がある。
【００５７】
なお、上述した各実施形態における各数値は、上記各実施形態の画像形成装置に特有であり、用紙Ｐの搬送速度などから求められたもので、他機種の画像形成装置では異なる値になる場合がある。
【００５８】
また、上記各実施形態では、搬送ガイド部材として定着前ガイド１３０に適用した例について説明したが、その定着前ガイド１３０の搬送方向上流側に位置する搬送ガイド部材としての転写出口ガイド１１０に適用してもよい。この場合、例えば転写出口ガイド１１０の搬送面の裏側に導電部を設ける。そして、その転写出口ガイド１１０の導電部とバイアス電源又は接地との間を流れる電流を測定し、その測定結果に基づいて、転写出口ガイド１１０の導電部にバイアスを印加する可変出力電源１４２の出力を制御したり、除電針１１２に除電バイアスを印加する可変出力電源１４２の出力を制御したりするように構成すればよい。
【００５９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
転写ベルト３１などの像担持体上に形成された画像を用紙Ｐなどの被転写体に転写する転写部と、被転写体に転写された画像を定着する定着ユニット５０などの定着装置とを備えたフルカラー画像形成装置などの画像形成装置であって、転写部から定着装置に至る搬送路において被転写体に対向するように配置され、被転写体と摺動接触するテフロン層１３３などの絶縁性の摺動部と摺動部の被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部１３２などの導電部とを有する定着前ガイド１３０などの搬送ガイド部材と、導電部にバイアスを印加する可変出力電源１４２などのバイアス電源と、バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流計１４３などの電流測定手段と、電流測定手段の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるようにバイアス電源の出力を制御するコントローラ１４９などの制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、転写部で画像が転写された被転写体が転写部から定着装置へ搬送されるとき、その被転写体をガイドする搬送ガイド部材の導電部に、バイアス電源からバイアスが印加される。このバイアスの印加によって搬送ガイド部材の導電部とバイアス電源との間に電流が流れるが、この電流は、バイアス電源から出力されるバイアスが一定であっても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差によって変化する。この電位差によって変化する電流を、電流測定手段で測定し、その電流の測定値が所定の値以下になるようにバイアス電源の出力を制御する。この制御により、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動しても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができる。よって、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
（態様Ｂ）
転写ベルト３１などの像担持体上に形成された画像を用紙Ｐなどの被転写体に転写する転写部と、被転写体に転写された画像を定着する定着ユニット５０などの定着装置とを備えたフルカラー画像形成装置などの画像形成装置であって、転写部から定着装置に至る搬送路において被転写体に対向するように配置され、被転写体と摺動接触するテフロン層１３３などの絶縁性の摺動部と、摺動部の被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部１３２などの導電部とを有する定着前ガイド１３０などの搬送ガイド部材と、転写部の出口近傍に配設され転写部から排出された被転写体を除電する除電針１１２などの除電部材と、除電部材に除電バイアスを印加する可変出力電源１４２などの除電バイアス電源と、搬送ガイド部材の導電部と接地との間の電流を測定する抵抗素子１４４及び電圧測定部１４５などの電流測定手段と、電流測定手段の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるように除電バイアス電源の出力を制御するコントローラ１４９などの制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、転写部で画像が転写された被転写体が転写部から定着装置へ搬送されるときに、その転写部の出口近傍に配設された除電部材に、除電バイアス電源から除電バイアスが印加される。この除電バイアスの印加により、被転写体の帯電量が低下する。このように帯電量が低下した被転写体が搬送ガイド部材によって定着装置に向けて搬送される。ここで、被転写体をガイドする搬送ガイド部材の導電部と接地との間を流れる電流は、除電バイアス電源から出力されるバイアスが一定であり且つ搬送ガイド部材の導電部が接地されていたとしても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差によって変化する。この電位差によって変化する電流を電流測定手段で測定し、その電流の測定値が所定の値以下になるように除電バイアス電源の出力を制御する。この制御により、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動しても、被転写体に対する除電量を変化させ、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができる。よって、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、搬送ガイド部材の導電部と電流測定手段との間に挿入されたコンデンサー１４１などの静電容量体を更に備えたことを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態１について説明したように、搬送ガイド部材の摺動部と被転写体との間の放電から生じる電流については、被転写体の接近や離間で生じる誘導電流のノイズや、浮遊容量から生じるノイズなどがあり、これらのノイズを除去しないと放電による電流を正確に測定することができない。ここで、誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズは低周波であるのに対して放電による電流の変化は高周波であることから、静電容量体を備えることにより、低周波のノイズをカットし、高周波の放電による電流の変化を正確に検出することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、電流測定手段は、二重積分型アナログデジタル変換方式を用いて電流を測定することを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態１について説明したように、二重積分型アナログデジタル変換では、積分がプラス方向とマイナス方向に行われるため、誤差を打ち消す働きがある。また、入力の直流電流に周期的な雑音(例えば商用電源からのハム雑音)が重畳していた場合に、入力を積分する時間(三角波の上昇部分)を雑音の周期(の整数倍)に合わせることで、その影響を取り除くことができる。二重積分型アナログデジタル変換は、その原理上、高速信号の変換はできないが、比較的簡単な回路構成で高精度な変換が可能である。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｄのいずれかにおいて、制御手段は、用紙Ｐなどの被転写体の搬送方向上流側端部及びその近傍における所定の範囲並びに被転写体の搬送方向下流側端部及び近傍における所定の範囲が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに前記電流測定手段で測定された前記電流の測定結果を、前記バイアス電源又は前記除電バイアス電源の出力の制御に用いないことを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態２について説明したように、被転写体の先端部分及び後端部分が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに、被転写体のばたつきが生じるおそれがあり、高周波のノイズとなって、電流測定手段で測定されてしまうおそれがある。よって、被転写体の先端部分及び後端部分が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに測定された結果を制御手段で制御に用いないことにより、誤制御を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ｙ 作像装置（イエロー）
１０Ｃ 作像装置（シアン）
１０Ｍ 作像装置（マゼンタ）
１０Ｋ 作像装置（黒）
１２ 感光体ドラム
１３ 帯電装置
１４ クリーニング装置
１５ 現像装置
２０ 光学ユニット
３０ 中間転写体ユニット
３１ 転写ベルト
３２ ローラ
３３ ローラ
３４−１ ローラ
３４−２ ローラ
３５ 一次転写ローラ
３６ 二次転写ローラ
４０ 給紙ユニット
４１ 給紙カセット
４２ 手差し給紙トレイ
４３ 用紙供給ローラ
４４ レジストローラ
５０ 定着ユニット
５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ
１１０ 転写出口ガイド
１３０ 定着前ガイド
１３２ 定着前ガイド本体部
１３３ テフロン層
１４０ バイアス印加装置
１４１ コンデンサー
１４２ 可変出力電源
１４３ 電流計
１４４ 抵抗素子
１４５ 電圧測定部
１４６ 除電バイアス印加装置
１４９ コントローラ
Ｐ 用紙（被転写体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００２−１５６８３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２４９１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が転写された被転写体を定着装置に搬送する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子写真方式の画像形成装置では、転写部から定着装置までの搬送路において被転写体の搬送をガイドする搬送ガイド部材が設けられている。通常、搬送ガイド部材は、導電性ではなく絶縁性を有する。これは、被転写体が湿潤化して低抵抗となった場合に電流漏洩（リーク）の発生を防止するためである。しかし、絶縁性の搬送ガイド部材では、大量の被転写体に画像を形成するときに被転写体の高抵抗成分による自己帯電や、被転写体との間の摩擦帯電が避けられない。これらの帯電は不安定に生じるため、絶縁性の搬送ガイド部材の全面に大きな帯電ムラが生じ、その周辺との間に大電界が発生する。この電界が転写部と定着装置との間の搬送路における転写チリの原因となる。トナー像が転写された被転写体は転写バイアスによる帯電が残っており、また、転写部から分離するときに転写バイアスと別極性の放電を転写面と反対側の面に受けていることもある。このような被転写体が、帯電ムラが生じてその周辺との間に大電界が発生している絶縁性の搬送ガイド部材に近接すると、被転写体と搬送ガイド部材との間の電位差や距離によっては放電が生じることがある。転写後の被転写体と絶縁性の搬送ガイド部材との間で放電が生じると、静電気力のみで被転写体に付着している画像のトナーに影響を与え、このトナーが飛散して「転写チリ」が発生するおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、転写出口ガイド板の開口部を通して通紙面に露呈するように除電部材としての除電針が設けられるとともに、その転写出口ガイド板の通紙面とは反対側の裏面側に、接地された電極板が設けられた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、転写出口ガイド板の裏面側に設けられた電極板が接地されているため、転写紙（被転写体）と転写出口ガイド板との間の静電誘導により転写紙を静電吸着して搬送性を安定させ、転写紙と除電針との距離を一定にすることでブロードに除電することによりトナー飛散による異常画像を防止することができる。しかしながら、転写出口ガイド板の裏面側に設けられた電極板が接地されているので、転写出口ガイド自体の電位を所定の電位に保つことが難しく、転写部で転写紙に印加されたバイアスが転写出口ガイドを通して逃げてしまい、転写紙上のトナーが飛び散って転写チリとなるおそれがある。特に転写紙の抵抗が低い場合は転写紙のバイアスが更に逃げやすく転写チリが発生しやすい。
【０００４】
また、特許文献２には、除電部材が開口部を通して通紙面に露呈するように、転写出口ガイド板の裏面側に除電部材を設けられている転写ベルト搬送装置が開示されている。この転写ベルト搬送装置では、除電部材の先端部が針状電極になっており、転写出口ガイド板の通紙面に記録紙の搬送方向と直交する方向に沿わせて除電部材が配設されている。除電部材は接地又は所定の電圧が印加される導電性材料で形成された導電層を有している。
【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の画像形成装置や特許文献２の転写ベルト搬送装置であっても、被転写体の帯電量によっては、被転写体と搬送ガイド部材との間で放電が生じ、転写チリが発生してしまうおそれがある。例えば、被転写体のオモテ面とウラ面とに画像を形成する両面印刷の場合、最初にオモテ面にトナー像が転写された被転写体を搬送するときには転写チリは発生しないが、その被転写体のウラ面にトナー像を転写して定着装置まで搬送する間に転写チリが発生することがある。これは、定着装置で熱と圧力とを加えられて高温高抵抗となった被転写体が、ウラ面へのトナー像の転写のために転写部を通過すると、転写バイアスによる帯電量が大きくなるため、除電部材で十分に除電することができず、被転写体と搬送ガイド部材との間の電位差が大きくなって放電による転写チリが発生するものと考えられる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電電位や搬送ガイド部材の帯電電位が変動する場合でも、被転写体が搬送ガイド部材でガイドされるときの転写チリを確実に防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、前記搬送ガイド部材の導電部にバイアスを印加するバイアス電源と、前記バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができるので、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】本実施形態の画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図。
【図３】二重積分型ＡＤ変換器のブロック図。
【図４】二重積分型ＡＤ変換器の動作波形の説明図。
【図５】（ａ）は３枚の用紙に連続して両面印刷した場合のバイアス電源の出力電圧とコンデンサーの電位との関係を示すグラフ、（ｂ）は電流計の測定値を示すグラフ。
【図６】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図。
【図７】オモテ面にトナー像が転写された用紙を搬送する場合及びウラ面にトナー像が転写された用紙を搬送する場合それぞれにおける電流計による電流測定の時間帯と除電針に印加する除電バイアスとの関係を示すグラフ。
【図８】除電針に印加する除電バイアスとチリランクとの関係を示すグラフ。
【図９】定着前ガイドに流れる電流とチリランクとの関係を示すグラフ。
【図１０】比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図。
【図１１】図１０に示す画像形成装置で用紙に連続両面印刷した場合のチリ発生の状態を示すグラフ。
【図１２】他の比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を用いて、本発明をフルカラー画像形成装置に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の一実施形態に係るフルカラー画像形成装置の概略構成図である。本実施形態に係るフルカラー画像形成装置（以下「画像形成装置」という。）は、像担持体ユニットであるところの４色分の作像装置１０Ｙ（イエロー）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｍ（マゼンタ）、１０Ｋ（黒）が、画像形成ステーションに着脱自在に構成されている。また、本実施形態の画像形成装置は、画像データに基づいて変調されたレーザー光を照射可能な露光手段（光書き込み手段）としての光学ユニット２０、中間転写体ユニット３０、被転写体供給手段としての給紙ユニット４０、及び定着装置としての定着ユニット５０等を備えている。
【００１２】
各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの構造は同一であり、それぞれ各色のトナー像が表面に形成される像担持体としての感光体ドラム１２を備えている。イエローの作像装置１０Ｙは、図中の時計方向に回転駆動される感光体ドラム１２の周囲に、これに作用するプロセス手段として、感光体ドラム１２Ｙを帯電する帯電装置１３と感光体ドラム１２Ｙに残留した現像剤等を除去するクリーニング装置１４とが一体的に構成されており、これに感光体ドラム１２Ｙに形成された潜像を現像する現像装置１５が連結する構成になっている。他の色の作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋについても同様に構成されている。また、各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、図示しない開閉式面板の開閉方向（感光体ドラム１２の回転軸方向）に画像形成装置本体に対して着脱自在な構成になっている。
【００１３】
中間転写体ユニット３０は、図中の反時計方向に回転駆動される転写媒体（中間転写体）としての転写ベルト３１、転写ベルト３１を回転可能に支持する４つのローラ３２、３３、３４−１、３４−２、各感光体ドラム１２に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写する一次転写ローラ３５、及び転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に記録媒体としての被転写体である用紙Ｐに転写する二次転写部を構成する二次転写部材としての二次転写ローラ３６を備えている。
【００１４】
給紙ユニット４０は、被転写体収容部としての給紙カセット４１或いは手差し被転写体載置部としての手差し給紙トレイ４２から用紙Ｐを二次転写領域に搬送する被転写体供給部材としての用紙供給ローラ４３、レジストローラ４４等を備えている。
【００１５】
定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備え、用紙Ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。
【００１６】
上記構成の画像形成装置におけるカラー画像形成は例えば次のように行われる。
まず１色目、Ｙ（イエロー）用の作像装置１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２が帯電装置１３によって一様に帯電された後、光学ユニット２０から照射されたレーザー光によって潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の潜像が現像装置１５によって現像されることにより、イエローのトナー像が形成される。
【００１７】
感光体ドラム１２上に形成されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ３５の作用によって転写ベルト３１上に転写される。一次転写が終了した感光体ドラム１２はクリーニング装置１４によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。クリーニング装置１４によって回収された残留トナーは、作像装置１０Ｙの取り出し方向（感光体ドラム１２の回転軸方向）の端部に設置された廃トナー回収ボトルに貯蔵される。廃トナー回収ボトルは、満杯になると交換できるように画像形成装置本体に対し着脱自在になっている。
【００１８】
同様の画像形成工程がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）用の各作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて転写される。
【００１９】
一方、用紙Ｐが給紙カセット４１又は手差し給紙トレイ４２から二次転写部に搬送され、二次転写ローラ３６の作用によって、転写ベルト３１上に形成されたカラーのトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像を転写された用紙Ｐは定着ユニット５０に搬送され、定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２のニップ部にてトナー像が定着され、被転写体排出部材としての排出ローラ５５によって被転写体排出部としての排紙トレイ５６に排出される。
【００２０】
なお、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに画像を形成する両面印刷モードの場合、定着ユニット５０でオモテ面にトナー画像が定着された用紙Ｐは、反転装置６０の搬送路６１に送られ、一旦停止した後、逆方向に搬送されて反転搬送路６２の被転写体供給部材としての用紙供給ローラ６３で停止する。そして、レジストローラ４４に送られ、転写ベルト３１上に形成されたカラーのトナー画像とタイミングを合わせて二次転写部に搬送され、二次転写ローラ３６の作用によって、カラーのトナー画像が用紙Ｐのウラ面に転写され、定着ユニット５０で定着された後、被転写体排出トレイ５６に排出される。このようにして、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに画像が形成される。
本実施形態に係る画像形成装置で、例えば３枚の用紙Ｐについて両面印刷を行う場合、用紙Ｐのオモテ面とウラ面との画像形成の順序は、１枚目のオモテ面、２枚目のオモテ面、１枚目のウラ面、３枚目のオモテ面、２枚目のウラ面、３枚目のウラ面のような順序となる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２１】
各作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに新しいトナーを供給するときは、トナーボトル５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｋを回転させ、各トナーボトルからパイプを通してトナーを搬送する。
【００２２】
次に、上記構成の画像形成装置における一次転写部の構成と二次転写ローラ３６を有する二次転写部の出口から定着ユニット５０の入口まで用紙Ｐを搬送する搬送経路の構成のより具体的な例について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図である。この例では、定着前ガイドにバイアスを印加している。
【００２４】
中間転写体３１は、例えば、ポリアミドイミド体樹脂又はポリイミド体樹脂などのスーパーエンジニアリングプラスチック樹脂により、６０〜１５０［μｍ］の厚みに作られる。また、中間転写体３１は、例えば、カーボンブラックなどの微粉導電剤が配合され、電気的な特性として体積抵抗率が１０９〜１０１２［Ω・ｃｍ］になるように調整される。また、中間転写体３１は、例えばインフレーション成型、遠心成型又はデッピング（引き上げ）などで製造される。また、中間転写体３１としては、弾性層を有するベルトを使用してもよい。なお、カーボンブラックを配合したベルトや弾性層を有するベルトを使用せずに、イオン導伝剤などで抵抗調整を行ってもよい。
【００２５】
斥力バイアスローラ３２は、例えば、ウレタンなどの発泡樹脂やヒドリンゴムなどを切削、または肉部を成型して作られる。また、斥力バイアスローラ３２は、例えば、金属板に片側１［ｋｇｆ］で加圧した時、電気的な特性として厚み方向の抵抗が１０６〜１０１２［Ω］より好ましくは１０８〜１０１１［Ω］になるようにカーボンブラックなどの微粉導電剤で抵抗が調整される。
【００２６】
二次転写ローラ３６は、例えば、ウレタンなどの発泡樹脂やヒドリンゴムなどを切削、または肉部のみを成型して作られる。また、二次転写ローラ３６は、金属板に片側１［ｋｇｆ］で加圧したとき、電気的な特性として厚み方向の抵抗が１０６〜１０１２［Ω］より好ましくは１０８〜１０１１［Ω］になるようにカーボンブラックなどの微粉導電剤で抵抗を調整される。
【００２７】
絶縁性の搬送ガイド部材としての転写出口ガイド１１０は、例えば、ポリカーボネイト、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）、ＰＯ（ポリオレフィン）などの絶縁性樹脂を用い、射出成型などの手法で製造される。また、転写出口ガイド１１０は、用紙Ｐをガイドする必要があるため、通紙面はひっかかり、反り、うねりなども無く、平滑度も高く製造される。また、転写出口ガイド１１０は、例えば、３［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］の厚みで製造される。また、転写出口ガイド１１０の電気的特性としては、例えば、体積抵抗率ρｖが１０１３［Ω・ｃｍ］以上の絶縁体で、比誘電率も絶縁体の一般的な値として３以下が望ましい。また、転写出口ガイド１１０の通紙面とは反対側（用紙とは反対側）の裏面にはリブ１１３を有する構造になっている。このようにリブ１１３を有するのは、転写出口ガイド１１０の剛性を向上させるためである。
【００２８】
除電針１１２は、例えば、無酸素銅、リン精銅又はアルミニウムなどの電気抵抗が小さく、しかも加工容易な素材を、プレス加工又はエッチング加工して製造される。本実施形態では接地されているが、後述するようにバイアスが印加されてもよい（後述の実施形態２参照）。また、除電針カバー１１１は、例えば、転写出口ガイド１１０とほぼ同じ材質で形成され、除電針１１２を支持する。
【００２９】
搬送ガイド部材としての定着前ガイド１３０は、例えば、定着前ガイド本体部１３２は、金属板をプレス加工して打ち抜き、用紙Ｐを摺擦しながらガイドする摺擦面の部分を曲げ加工して製造され、その摺擦面の表面に絶縁性の摺動部としてのテフロン（登録商標。以下、同様。）層１３３が被覆される。テフロン層１３３の厚みは、例えば、数［μｍ］〜数１０［μｍ］が望ましく、さらに厚くてもよい。また、摺動性や摩耗性がよい絶縁層であればよく、テフロン層１３３に限られるものではなく、他の材質の絶縁層であってもよい。
【００３０】
定着ユニット５０は、例えば、１００［°Ｃ］〜１７０［°Ｃ］に用紙Ｐを加熱し、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２として絶縁性の材質のものを使用しているが、定着ユニット５０でチリは発生していない。
【００３１】
次に、定着前ガイド１３０へバイアスを印加するバイアス電源としてのバイアス印加装置１４０について説明する。
バイアス印加装置１４０は、コンデンサー１４１と、直流の可変出力電源１４２と、電流計１４３と、コントローラ１４９とから主に構成されている。
【００３２】
コンデンサー１４１は、その静電容量が例えば１０［ｐＦ］〜１０００［ｐＦ］の範囲内にあるものが望ましく、より好ましくは３２［ｐＦ］〜１００［ｐＦ］の範囲の静電容量を有するものがよい。また、コンデンサー１４１は、耐圧が６［ｋＶ］以上の市販品を用いることができる。また、コンデンサー１４１は、高周波特性と極性の無い点とを考慮すると、セラミックコンデンサーが望ましい。また、耐圧が３［ｋＶ］〜１０［ｋＶ］クラスの高圧コンデンサーが比較的低価格で、装置のコストダウンになる。
【００３３】
なお、コンデンサー１４１はハイパスフィルターの機能を有している。つまり、定着前ガイド１３０のテフロン層１３３と用紙Ｐとの間の放電から生じる電流については、用紙Ｐの接近や離間で生じる誘導電流のノイズや、浮遊容量から生じるノイズなどがあり、これらのノイズを除去しないと放電による電流を正確に測定することができない。ここで、誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズは低周波であるのに対して放電による電流の変化は高周波であることから、この放電による電流の高周波成分を通過させるような所定の静電容量を有するコンデンサー１４１を備えることにより、低周波のノイズをカットし、高周波の放電による電流の変化を正確に検出することができる。
【００３４】
可変出力電源１４２は、出力電圧の範囲が０〜３［ｋＶ］及び出力電流が±１００［μＡ］の範囲であり、外部からアナログ電圧又はデジタルコードを入力して、これらに基づいて出力電圧を変化させることができる。なお、吸込み特性については市販品と同様に２〜３［％］のシンク許容があれば充分である。本実施形態では、実験用として、例えば、ＴＲＥＫ社製の高圧電源（ｍｏｄｅｌ ６１０Ｃ）を用いたが、実製品としては、例えば、松下プレシジョン社製の２４［Ｖ］入力、±３［ｋＶ］出力の電源などを使用することができる。
【００３５】
電流計１４３は、応答速度を考慮して選択されることが望ましい。本実施形態では、例えば、ケスレー社製のマイクロボルトメーター（型Ｋｅｉｔｈｌｅｙ１７７）を使用し、ＤＣ２００［μＡ］レンジを用いて電流を測定した。この電流計１４３による測定値の応答特性は、４００［ｍｓ］〜１００［ｍｓ］、すなわち２．５［Ｈｚ］〜１０［Ｈｚ］であり、一般的な電流計の応答速度に比べて遅くなっている。これは、二重積分型ＡＤ変換を用いて電流の測定を行っているためであり、電流計１４３は、入力抵抗（電流測定シャント抵抗分）が１００［ｋΩ］、入力容量が７５［ｐＦ］以下に構成されている。二重積分型ＡＤ変換については後述する。
【００３６】
ここで、電流計１４３の応答特性を低周波側にずらした（応答速度を遅くした）理由について説明する。
一般的に、波形測定は対象波形の周波数変動の１０倍以上高い帯域で測定する。例えば、紙搬送速度５００［ｍｍ／ｓ］の画像形成装置で０．５［ｍｍ］のチリが発生したか否かを見るのは、０．５／５００×１０＝１［ｋＨｚ］の帯域が必要である。しかし、このような高速の電流計を実際に使用しても、もともとのノイズが大きいため、測定に支障が出る。
実験によれば、低速応答のケスレー社製モデルＫｅｉｔｈｌｅｙ１７７（応答速度４００［ｍｓ］〜１００［ｍｓ］（２．５［Ｈｚ］〜１０［Ｈｚ］））では、測定したデータからチリのランクに対応したデータを得ることができた。これに対して、中速応答の同社モデルＫｅｉｔｈｌｅｙ６１７（応答速度５［ｍｓ］（２００［Ｈｚ］）や、高速応答のアドバンテスト社製モデルＲ６８１７Ｅ（応答速度０．５［ｍｓ］（２［ｋＨｚ］）では、ノイズが大きく、本実施形態における測定結果を制御に用いるには適さなかった。この理由としては、ハイパスフィルターを介して得られた電流を再度二重積分型ＡＤ変換により平均化される点にあると考えられる。よって、二重積分方式を使う低速な電流計を用いた方が、平滑化回路を必要としなくなり、必要な精度も充分にあると考えられる。
【００３７】
次に、上記電流の測定に用いる二重積分型ＡＤ変換の原理について説明する。
図３は、二重積分型ＡＤ変換器のブロック図であり、図４は、二重積分型ＡＤ変換器の動作波形の説明図である。図３に示すように、二重積分型ＡＤ変換器は、積分回路１５０と、コンパレータ（比較器）１５１と、カウンタ１５２と、パルス発生器１５３と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）１５４とから主に構成されている。
【００３８】
二重積分型ＡＤ変換器は、図４に示すように、まず入力の直流電流をその大きさにかかわらず一定の時間積分する。次に、入力とは逆の極性を持つ基準電圧（Ｖｒｅｆ）１５４に切り換え、さらに積分を続ける。積分回路１５０の出力Ｘｐ１はコンパレータ１５１に入力される。ここで、コンパレータのもう一方の入力は、グラウンド(ゼロ電圧)につながれている。この結果、積分回路１５０の出力Ｘｐ１は、入力の直流電流が接続されている期間は上昇し、基準電圧１５４が接続されている期間は下降する三角波形の変化をすることになる。積分回路１５０の出力Ｘｐ１の三角波が上昇する部分は、どんな入力でも時間(幅)は一定であるが、入力の大きさによって傾きが異なる。したがって、三角波の高さ(ピークの値)が入力に比例する。これに対して三角波の下降部分の傾きは変わらない。しかし、下降し始める高さが入力によって異なるため、結果的に、下降時間はアナログ入力の大きさに比例することになる。そして、カウンタ１５２は、三角波の下降開始をゼロとして、コンパレータ１５１が反転するまでの期間のパルスをカウントする。パルスの計数が開始されてから、停止するまでの時間、つまりパルスのカウント数は、入力の直流の大きさに比例する。したがって、カウンタの読み(デジタル値)は入力の直流値(アナログ値)がＡＤ変換されたものとなる。
【００３９】
二重積分型ＡＤ変換器では、積分がプラス方向とマイナス方向に行われるため、誤差を打ち消す働きがある。また、入力の直流電流に周期的な雑音(例えば商用電源からのハム雑音)が重畳していた場合に、入力を積分する時間(三角波の上昇部分)を雑音の周期(の整数倍)に合わせることで、その影響を取り除くことができる。二重積分型ＡＤ変換器は、その原理上、高速信号の変換はできないが、比較的簡単な回路構成で高精度な変換が可能である。
【００４０】
コントラローラ１４９は、本実施形態では論理回路、プログラム及びＩ／Ｏをワンチップ化したマイクロコンピュータである。電流計１４３から出力された直流電流のデジタル値が、コントローラ１４９の図示しないＡＤＣから入力され、入力された直流電流のデジタル値に基づいて、可変出力電源１４２の出力が内部で演算されてコントローラ１４９から制御信号が出力される。コントローラ１４９の制御信号が入力された可変出力電源１４２では、その制御信号に基づいて出力を変化させる。
【００４１】
次に、本実施形態の定着前ガイド１３０へバイアスを印加するバイアス印加装置１４０の動作について説明する。
図５（ａ）は３枚の用紙Ｐに両面印刷した場合の可変出力電源１４２の出力電圧とコンデンサー１４１の電位との関係を示すグラフ、（ｂ）は電流計の測定値を示すグラフである。
図５（ａ）において、一点鎖線で示されるグラフ５００の値は可変出力電源１４２の出力電圧であり、実線で示される波形波形のグラフ５１０はコンデンサー１４１の端子電位で測定した定着前ガイド本体部１３２に実際に与えられた電位である。電流計１４３で測定される電流値は図５（ｂ）のように変化するが、その測定値が所定の値以下となるようにコントローラ１４９が可変出力電源１４２の出力電圧を制御している。具体的には、図５（ａ）に示すように、オモテ面に画像が転写された用紙Ｐを定着ユニット５０に搬送する場合に比べて、ウラ面に画像が転写された用紙Ｐを定着ユニット５０に搬送する場合に定着前ガイド１３０に印加されるバイアスを大きくなるように制御するが、いずれの場合においても、図５（ｂ）に示すように、電流計１４３で測定される電流値を＋０．１［μＡ］以下にするように制御する。このように制御することにより、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との間で放電は起きなかった。また、転写チリも発生しなかった。
【００４２】
なお、定着前ガイド１３０に印加されるバイアスとして、初めからグラフ５１０のような波形曲線のバイアスが印加されるように、予め実験やテスト動作などにより電流計１４３の測定値に基づいてバイアスの制御目標値を求めて記憶しておき、その制御目標値に基づいてコントローラ１４９が可変出力電源１４２の出力を制御するようにしてもよい。
また、コントローラ１４９は、画像形成動作に先立って予め実験やテスト動作などにより用紙Ｐのオモテ面とウラ面とに対するバイアスの制御目標値を電流計１４３の測定値に基づいて求めて記憶しておき、その制御目標値に基づいて、用紙Ｐの両面への画像形成時にオモテ面とウラ面とで定着前ガイド１３０に印加するバイアスを切り替えるように可変出力電源１４２を制御してもよい。これにより、電流計１４３の測定値に基づいて可変出力電源１４２の出力をリアルタイムに制御して定着前ガイド１３０に印加するバイアスを変化させる場合に比べて、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とで定着前ガイド１３０に印加するバイアスを速やかに切り替えることができ、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との放電を防いで転写の発生をより確実に防止することができる。また、この場合、コントローラ１４９が、画像形成動作時に測定される電流計１４３の測定値に基づいて、用紙Ｐのオモテ面とウラ面とについてあらかじめ設定された可変出力電源１４２のバイアス出力の制御目標値を補正するように制御してもよい。
【００４３】
一方、定着前ガイド１３０の電位を一定値に維持するように、可変出力電源１４２のバイアス出力設定を固定すると、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送するときは転写チリは発生しなかったが、ウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送するときに転写チリが発生して定着後の画像に悪影響を及ぼした。
【００４４】
なお、定着前ガイド本体部１３２と可変出力電源１４２との間に挿入されるコンデンサー１４１を設けずに、可変出力電源１４２を定着前ガイド１３０に直結する構成としてもよい。この構成によれば、レスポンスが向上し、定着前ガイド１３０のテフロン層１３３と用紙Ｐとの間の放電をより早く検知することができる。しかし、用紙Ｐの接近や離間で生じる誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズなどの影響を受け、転写チリが多少存在するような状態になるおそれがある。
【００４５】
なお、用紙Ｐの搬送方向先端部と後端部とがそれぞれ定着前ガイド１３０を通過するときに、用紙Ｐがばたついて、高周波のノイズが発生し、可変出力電源１４２に微弱な電流が流れ、電流計１４３で測定されてしまうおそれがある。このため、用紙Ｐの搬送方向先端部と後端部とがそれぞれ定着前ガイド１３０を通過するタイミングで測定された電流計１４３の測定結果は、コントローラ１４９でのバイアス出力制御に用いないことが望ましい。これにより、用紙Ｐの先端部及び後端部のばたつきによる誤測定を防いで正確なバイアス出力の制御が可能になる。この場合において、用紙Ｐの先端部と後端部とが定着前ガイド１３０を通過するときのバイアス出力はあらかじめ設定された固定値を用いたり、直前に測定された測定値に基づいて制御したりしてもよい。
【００４６】
〔実施形態２〕
上記実施形態１では定着前ガイド１３０にバイアスを印加する構成について説明したが、除電針１１２に除電バイアスを印加するように構成してもよい。
【００４７】
図６は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成及びバイアスの制御系の一例を示す説明図である。また、図７は、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合及びウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に電流計１４３で電流値を測定する時間（タイミング）と、除電針１１２に印加するバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【００４８】
図６に示すように、除電バイアス印加装置１４６は、静電容量体としてのコンデンサー１４１と、除電バイアス電源としての直流の可変出力電源１４２と、電圧測定部１４５と、抵抗素子１４４と、コントローラ１４９とから主に構成されている。可変出力電源１４２が除電針１１２に接続されており、除電針１１２に印加する除電バイアスを制御できるようになっている。また、電流測定手段は、コンデンサー１４１と接地との間に挿入された抵抗素子１４４と、抵抗素子１４４の両端子間の電圧降下を測定可能な電圧測定部１４５と、コントローラ１４９とにより構成されている。コントローラ１４９は、電圧測定部１４５の測定結果と抵抗素子１４４の既知の抵抗値とに基づき、定着前ガイド本体部１３２と接地との間の電流の値を算出し、その電流値を除電バイアスの制御に用いる。なお、電流測定手段として、上記実施形態１で説明した電流計１４２を用いてもよい。
【００４９】
図８は、除電針１１２に印加する除電バイアス電圧と転写の発生状態のランクであるチリランクとの関係を示すグラフである。また、図９は、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流とチリランクとの関係を示すグラフである。チリランクは、数値が大きいほど転写の発生が少なく良好であることを示すランクであり、概ね４以上が望ましい。
【００５０】
図８に示すように、除電針１１２に除電バイアスを印加しない場合（０［Ｖ］）に比べて、−４０００［Ｖ］〜−１０００［Ｖ］の除電バイアスを印加する場合の方が、チリランクが向上する。また、図９に示すように、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流が０．１［μＡ］以下の場合がチリランクが良好である。したがって、定着前ガイド本体部１３２に流れる電流が０．１［μＡ］以下となるように、除電針１１２に印加する除電バイアス電圧を制御することが望ましい。
【００５１】
なお、用紙Ｐの先端部分及び後端部分が定着前ガイド１３０のテフロン層１３３を通過するときに、用紙Ｐのばたつきが生じるおそれがあり、高周波のノイズとなって、電圧測定部１４５で測定されてしまうおそれがある。このため、用紙Ｐの先端部分及び後端部分が定着前ガイド１３０のテフロン層１３３を通過するタイミングでは電圧測定部１４５での測定を行わず、このタイミングで計測された計測値をコントローラ１４９での制御に用いないようにして、誤制御を防いでいる。図７に示すグラフでは、可変出力電源１４２が除電バイアスを印加する時間内に、このバイアス印加時間よりも短いタイミングで、電圧測定部１４５が電圧の測定を行ってコントローラ１４９で電流値を算出している。
【００５２】
また、本実施形態においても、上記実施形態１で説明したように、定着前ガイド本体部１３２にバイアスを印加する可変出力電源を設けて、コントローラ１４９で算出された電流値に基づいて、バイアスの大きさを制御するように構成してもよい。これにより、除電針１２２で除電された用紙Ｐの電位と定着前ガイド１３０の電位との電位差を放電が生じない大きさまで正確に制御することができ、転写チリを防ぐことが可能となる。
【００５３】
〔比較例１〕
図１０は、比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図である。また、図１１は、図１０に示す画像形成装置としてリコー製のＭＦＰ（Imagio Color MP-C4000）でリコー製マイペーパーを１０°Ｃ、１５％ＲＨ環境で連続５枚両面印刷した場合（グラフの表示は３枚のみ）の転写発生の状態を示すグラフである。インターリーブ方式という両面印刷方式が採用されているため、オモテ面とウラ面が効率的に組み合わされて両面印刷される。
【００５４】
図１０に示すように、本比較例１に係る画像形成装置では、定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２に可変出力電源１４２が接続されており、定着前ガイド本体部１３２に印加するバイアス電圧を変更できるように構成されている。この比較例１の構成では、上記実施形態１や実施形態２の構成と異なり、一連の画像形成動作中にはバイアス電圧を変更することはできず、図１１に示すように、一定の固定バイアスが印加される。例えば、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に転写が発生しないレベルの一定のバイアス電圧に設定しておくことにより、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合には転写が発生しない。図１１中「×」印は定着前ガイド１３０と用紙Ｐとの間の電位差が３６０［Ｖ］以上になる点を示しており、もし用紙Ｐの軌跡が定着前ガイド１３０の表面をほぼ触るように通れば、確実に放電が生じてしまうことを示している。実際に、ここで転写が発生した。
【００５５】
〔比較例２〕
上記比較例１では定着前ガイド１３０にバイアス電圧を印加する構成について説明したが、本比較例２ではコンデンサーなどを介して接地する他の例について説明する。
図１２は、他の比較例に係る画像形成装置における二次転写部及び定着装置の周辺の構成を示す説明図であり、定着前ガイド１３０をコンデンサー１４７を介して接地する構成を示している。定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２はコンデンサー１４７を介して接地されているため、定着前ガイド本体部１３２をグランド（０［Ｖ］）以外の電圧にすることができる。これにより、用紙Ｐが搬送されて定着前ガイド１３０が摩擦帯電したときに、定着前ガイド１３０を所定の電位に帯電させることができる。例えば、定着前ガイド１３０の電位を、オモテ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に転写が発生しないレベルの一定の電位に帯電させることが可能となる。しかしながら、この場合であっても、ウラ面にトナー像が転写された用紙Ｐを搬送する場合に、用紙Ｐと定着前ガイド１３０との間の電位差が大きくなって、放電が生じ、転写が発生してしまうことがある。このように、比較例２に係る構成では、定着前ガイド１３０をグラウンド（０［Ｖ］）以外の一定の固定した電位にしか帯電させることができないため、帯電電位が異なる用紙Ｐには対応できず、放電による転写が発生してしまう場合がある。
【００５６】
なお、上記コンデンサー１４７に換えて、抵抗、ツェナーダイオード又はバリスタなどを介して定着前ガイド１３０の定着前ガイド本体部１３２を接地させ、定着前ガイド本体部１３２をグランド（０［Ｖ］）以外の電圧にすることができるが、コンデンサーの場合と同様の欠点がある。
【００５７】
なお、上述した各実施形態における各数値は、上記各実施形態の画像形成装置に特有であり、用紙Ｐの搬送速度などから求められたもので、他機種の画像形成装置では異なる値になる場合がある。
【００５８】
また、上記各実施形態では、搬送ガイド部材として定着前ガイド１３０に適用した例について説明したが、その定着前ガイド１３０の搬送方向上流側に位置する搬送ガイド部材としての転写出口ガイド１１０に適用してもよい。この場合、例えば転写出口ガイド１１０の搬送面の裏側に導電部を設ける。そして、その転写出口ガイド１１０の導電部とバイアス電源又は接地との間を流れる電流を測定し、その測定結果に基づいて、転写出口ガイド１１０の導電部にバイアスを印加する可変出力電源１４２の出力を制御したり、除電針１１２に除電バイアスを印加する可変出力電源１４２の出力を制御したりするように構成すればよい。
【００５９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
転写ベルト３１などの像担持体上に形成された画像を用紙Ｐなどの被転写体に転写する転写部と、被転写体に転写された画像を定着する定着ユニット５０などの定着装置とを備えたフルカラー画像形成装置などの画像形成装置であって、転写部から定着装置に至る搬送路において被転写体に対向するように配置され、被転写体と摺動接触するテフロン層１３３などの絶縁性の摺動部と摺動部の被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部１３２などの導電部とを有する定着前ガイド１３０などの搬送ガイド部材と、導電部にバイアスを印加する可変出力電源１４２などのバイアス電源と、バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流計１４３などの電流測定手段と、電流測定手段の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるようにバイアス電源の出力を制御するコントローラ１４９などの制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、転写部で画像が転写された被転写体が転写部から定着装置へ搬送されるとき、その被転写体をガイドする搬送ガイド部材の導電部に、バイアス電源からバイアスが印加される。このバイアスの印加によって搬送ガイド部材の導電部とバイアス電源との間に電流が流れるが、この電流は、バイアス電源から出力されるバイアスが一定であっても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差によって変化する。この電位差によって変化する電流を、電流測定手段で測定し、その電流の測定値が所定の値以下になるようにバイアス電源の出力を制御する。この制御により、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動しても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができる。よって、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
（態様Ｂ）
転写ベルト３１などの像担持体上に形成された画像を用紙Ｐなどの被転写体に転写する転写部と、被転写体に転写された画像を定着する定着ユニット５０などの定着装置とを備えたフルカラー画像形成装置などの画像形成装置であって、転写部から定着装置に至る搬送路において被転写体に対向するように配置され、被転写体と摺動接触するテフロン層１３３などの絶縁性の摺動部と、摺動部の被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた定着前ガイド本体部１３２などの導電部とを有する定着前ガイド１３０などの搬送ガイド部材と、転写部の出口近傍に配設され転写部から排出された被転写体を除電する除電針１１２などの除電部材と、除電部材に除電バイアスを印加する可変出力電源１４２などの除電バイアス電源と、搬送ガイド部材の導電部と接地との間の電流を測定する抵抗素子１４４及び電圧測定部１４５などの電流測定手段と、電流測定手段の測定結果に基づいて電流の測定値が所定の値以下になるように除電バイアス電源の出力を制御するコントローラ１４９などの制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、転写部で画像が転写された被転写体が転写部から定着装置へ搬送されるときに、その転写部の出口近傍に配設された除電部材に、除電バイアス電源から除電バイアスが印加される。この除電バイアスの印加により、被転写体の帯電量が低下する。このように帯電量が低下した被転写体が搬送ガイド部材によって定着装置に向けて搬送される。ここで、被転写体をガイドする搬送ガイド部材の導電部と接地との間を流れる電流は、除電バイアス電源から出力されるバイアスが一定であり且つ搬送ガイド部材の導電部が接地されていたとしても、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差によって変化する。この電位差によって変化する電流を電流測定手段で測定し、その電流の測定値が所定の値以下になるように除電バイアス電源の出力を制御する。この制御により、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動しても、被転写体に対する除電量を変化させ、搬送ガイド部材の摺動部の表面電位と被転写体の電位との電位差が、放電が生じるレベルを超えないようにすることができる。よって、転写部から定着装置に搬送される被転写体の帯電量が変動する場合でも、搬送ガイド部材と被転写体との間の放電を抑えて転写チリを確実に防止することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、搬送ガイド部材の導電部と電流測定手段との間に挿入されたコンデンサー１４１などの静電容量体を更に備えたことを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態１について説明したように、搬送ガイド部材の摺動部と被転写体との間の放電から生じる電流については、被転写体の接近や離間で生じる誘導電流のノイズや、浮遊容量から生じるノイズなどがあり、これらのノイズを除去しないと放電による電流を正確に測定することができない。ここで、誘導電流のノイズや浮遊容量から生じるノイズは低周波であるのに対して放電による電流の変化は高周波であることから、静電容量体を備えることにより、低周波のノイズをカットし、高周波の放電による電流の変化を正確に検出することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、電流測定手段は、二重積分型アナログデジタル変換方式を用いて電流を測定することを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態１について説明したように、二重積分型アナログデジタル変換では、積分がプラス方向とマイナス方向に行われるため、誤差を打ち消す働きがある。また、入力の直流電流に周期的な雑音(例えば商用電源からのハム雑音)が重畳していた場合に、入力を積分する時間(三角波の上昇部分)を雑音の周期(の整数倍)に合わせることで、その影響を取り除くことができる。二重積分型アナログデジタル変換は、その原理上、高速信号の変換はできないが、比較的簡単な回路構成で高精度な変換が可能である。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｄのいずれかにおいて、制御手段は、用紙Ｐなどの被転写体の搬送方向上流側端部及びその近傍における所定の範囲並びに被転写体の搬送方向下流側端部及び近傍における所定の範囲が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに前記電流測定手段で測定された前記電流の測定結果を、前記バイアス電源又は前記除電バイアス電源の出力の制御に用いないことを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態２について説明したように、被転写体の先端部分及び後端部分が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに、被転写体のばたつきが生じるおそれがあり、高周波のノイズとなって、電流測定手段で測定されてしまうおそれがある。よって、被転写体の先端部分及び後端部分が搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに測定された結果を制御手段で制御に用いないことにより、誤制御を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ｙ 作像装置（イエロー）
１０Ｃ 作像装置（シアン）
１０Ｍ 作像装置（マゼンタ）
１０Ｋ 作像装置（黒）
１２ 感光体ドラム
１３ 帯電装置
１４ クリーニング装置
１５ 現像装置
２０ 光学ユニット
３０ 中間転写体ユニット
３１ 転写ベルト
３２ ローラ
３３ ローラ
３４−１ ローラ
３４−２ ローラ
３５ 一次転写ローラ
３６ 二次転写ローラ
４０ 給紙ユニット
４１ 給紙カセット
４２ 手差し給紙トレイ
４３ 用紙供給ローラ
４４ レジストローラ
５０ 定着ユニット
５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ
１１０ 転写出口ガイド
１３０ 定着前ガイド
１３２ 定着前ガイド本体部
１３３ テフロン層
１４０ バイアス印加装置
１４１ コンデンサー
１４２ 可変出力電源
１４３ 電流計
１４４ 抵抗素子
１４５ 電圧測定部
１４６ 除電バイアス印加装置
１４９ コントローラ
Ｐ 用紙（被転写体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００２−１５６８３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２４９１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、
前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、
前記搬送ガイド部材の導電部にバイアスを印加するバイアス電源と、
前記バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、
前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、
前記転写部の出口近傍に配設され該転写部から排出された被転写体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電源と、
前記搬送ガイド部材の導電部と接地との間の電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記除電バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記搬送ガイド部材の導電部と前記電流測定手段との間に挿入された静電容量体を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、
前記電流測定手段は、二重積分型アナログデジタル変換方式を用いて電流を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、
前記制御手段は、前記被転写体の搬送方向上流側端部及びその近傍における所定の範囲並びに前記被転写体の搬送方向下流側端部及びその近傍における所定の範囲が前記搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに前記電流測定手段で測定された前記電流の測定結果を、前記バイアス電源又は前記除電バイアス電源の出力の制御に用いないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、
前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、
前記搬送ガイド部材の導電部にバイアスを印加するバイアス電源と、
前記バイアス電源で印加されるバイアスの電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上に形成された画像を被転写体に転写する転写部と、前記被転写体に転写された画像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、
前記転写部から前記定着装置に至る搬送路において前記被転写体に対向するように配置され、該被転写体と摺動接触する絶縁性の摺動部と該摺動部の該被転写体と摺動接触する側と反対側に設けられた導電部とを有する搬送ガイド部材と、
前記転写部の出口近傍に配設され該転写部から排出された被転写体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電源と、
前記搬送ガイド部材の導電部と接地との間の電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段の測定結果に基づいて前記電流の測定値が所定の値以下になるように前記除電バイアス電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記搬送ガイド部材の導電部と前記電流測定手段との間に挿入された静電容量体を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、
前記電流測定手段は、二重積分型アナログデジタル変換方式を用いて電流を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、
前記制御手段は、前記被転写体の搬送方向上流側端部及びその近傍における所定の範囲並びに前記被転写体の搬送方向下流側端部及びその近傍における所定の範囲が前記搬送ガイド部材の摺動部を通過するときに前記電流測定手段で測定された前記電流の測定結果を、前記バイアス電源又は前記除電バイアス電源の出力の制御に用いないことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９７１７９（Ｐ２０１３−９７１７９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０１４１（Ｐ２０１１−２４０１４１）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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