JP4364483B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、除電手段の長寿命化および省電力化を図ることが可能な電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上に形成された現像剤像を用紙（シート材、記録紙、転写材等を含む。）に転写する際に、像担持体上の現像剤像を転写搬送手段上の用紙に直接転写する直接転写方式と、像担持体上の現像剤像を中間転写手段を介して転写搬送手段上の用紙に転写する中間転写方式がある。
【０００３】
直接転写方式では、電子写真方式の画像形成ステーションの像担持体上に形成された現像剤像が、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルトにより用紙を保持しつつ排紙部側へと搬送する転写搬送手段上に位置する用紙に直接転写される。また、中間転写方式では、電子写真方式の画像形成ステーションの像担持体上に形成された現像剤像が、中間転写ベルト等の中間転写手段を介して前記転写搬送手段上に位置する用紙に転写される。
【０００４】
いずれの転写方式においても、転写手段による転写電圧の印加により転写搬送手段または中間転写手段に蓄積された電荷は経時的に消失していくため、従来、転写工程において転写搬送手段または中間転写手段に蓄積される電荷を除去するための特段の措置を採る必要はなかった。
【０００５】
ところが、近年、自動原稿送り装置等の発達に伴い連続的に画像形成処理が行われることが多く、これに伴い転写搬送手段または中間転写手段に対する転写電圧の印加が連続的に行われるため、転写搬送手段または中間転写手段に蓄積された電荷が消失せず、逆に画像形成処理の数を重ねる毎に蓄積していくという不都合が生じることがあった。このような不都合は、とりわけ、転写搬送手段や中間転写手段に用いられる無端状の転写搬送ベルトや中間転写ベルトの体積抵抗率が高い場合に顕著になる。
【０００６】
図１は、直接転写方式を用いた場合における転写搬送ベルトの体積抵抗率と連続印刷後の残留電位の関係の一例を示している。なお、ここでは転写搬送手段にポリカーボネートを素材とする無端状の転写搬送ベルトを用いている。同図が示すように、体積抵抗率が増すにつれて連続印刷後の残留電位が増加していることが分かる。
【０００７】
このように体積抵抗率の高い転写搬送ベルトや中間転写ベルト等には電荷が溜りやすく、電荷が溜まると転写搬送ベルトや中間転写ベルト等の電位が高くなるため、画像形成装置における転写特性が変化し、転写ムラが発生したり転写効率が低下する等の不都合が生じる。
【０００８】
そこで、従来の画像形成装置のなかには、転写手段から印加される転写電圧によって転写搬送ベルトや中間転写ベルト等に蓄積する電荷を消去するための除電手段を備えるものがあり、画像形成処理が行われる毎に転写搬送ベルトや中間転写ベルト等に電荷が蓄積しないようにしていた。
【０００９】
さらに、除電手段の汚損が生じた場合でも適切に除電処理を行うための従来技術として特開平１１−１１９４７９号公報には、転写搬送ベルト等に除電装置を接触させて転写搬送ベルト等が均一な電位になるように制御するとともに、除電装置と転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトとの接触部が汚れたときには、除電装置への印加電圧を制御することで除電能力の低下を防止する画像形成装置が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示すように、連続印刷をしたとき、特に除電処理が必要となるのは転写搬送ベルト等の体積抵抗率の値が高くなる場合であって、必ずしもすべての場合において除電処理をする必要があるわけではない。このため、すべての場合に除電処理を行うと、実際には特に必要でもないときに除電処理を行うことになり、余分な電力を消費することになる。
【００１１】
また、特開平１１−１１９４７９号公報に記載の画像形成装置では、除電装置の汚損にかかわらず除電処理を適正に行うことが可能になるが、汚れが増加するたびに印加電圧を高くする必要がある。このため、高圧電源の使用電圧範囲を広くする必要があり、高価な高圧電源を使用しなければならないという不都合が生じるとともに、高圧電源を使用することにより画像形成装置の電力消費が大きくなってしまうという問題がある。
【００１２】
この発明の目的は、転写電圧の印加により転写搬送ベルト等に蓄積される電荷を除去する除電処理における消費電力の低減化を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は以下の構成を備えている。
【００１４】
（１）像担持体に対向するように配置されるとともに画像形成処理がされるべき用紙を保持しつつ搬送する転写搬送手段と、
前記転写搬送手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記転写搬送手段上に位置する用紙に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記転写搬送手段の搬送方向における前記転写搬送手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記転写搬送手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記転写搬送手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段をオンまたはオフにする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記転写搬送手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記転写搬送手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記転写搬送手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記転写搬送手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、直接転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより転写搬送ベルト等の転写搬送手段に蓄積される電荷の量を予測し除電手段を動作させるか否かが判断される。したがって、電荷が蓄積されないような環境状態では、不必要に除電処理が行われることがない。また、除電手段が行う除電処理の回数が低下することから除電手段の消耗が少なくなる。
【００１６】
（２）像担持体に対向するように配置されるとともに、前記像担持体から画像形成処理がされるべき用紙に対して転写すべき現像剤像が一時的に転写される中間転写手段と、
前記中間転写手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記中間転写手段に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記中間転写手段の搬送方向における前記中間転写手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記中間転写手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記中間転写手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段を有効または無効にする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記中間転写手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記中間転写手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記中間転写手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記中間転写手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、中間転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が中間転写手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより中間転写ベルト等の中間転写手段に蓄積される電荷の量を予測し除電手段を動作させるか否かが判断される。したがって、電荷が蓄積されないような環境状態では、不必要に除電処理が行われることがない。また、除電手段が行う除電処理の回数が低下することから除電手段の消耗が少なくなる。
【００１９】
また、任意にソレノイド等の接離機構を動作させることによって接触式の除電部材が、転写搬送ベルト等の転写搬送手段または中間転写ベルト等の中間転写手段に対して離間または接近する。したがって、除電を行わない場合、つまり除電部材を転写搬送ベルト等に接触させる必要がない場合に、除電部材が転写搬送ベルト等に対して非接触の状態にすれば、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損が適切に防止される。
【００２０】
（３）前記除電制御手段は、前記除電手段を無効にするときに、前記除電部材への通電を停止するとともに、前記離間手段を動作させて該除電部材を前記転写搬送手段または前記中間転写手段から離間させることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、転写搬送ベルト等の転写搬送手段に対する除電処理が不要である場合には、除電手段に対する通電が停止されるとともに、除電部材が転写搬送ベルトや中間転写ベルトに対して非接触の状態にされる。したがって、不必要に除電手段が駆動されたり、除電部材が転写搬送ベルトや中間転写ベルトに接触することがない。
【００２６】
（４）前記転写搬送手段または前記中間転写手段との対向位置に複数の像担持体を備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、例えば、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルト等に沿って複数の画像形成ステーションを併設しているタンデム式の画像形成装置等において、転写搬送ベルト等における複数の位置に転写電圧が印加され転写搬送ベルト等に電荷が蓄積し易い状況であっても、省電力化を図りつつ適正に除電処理が行われる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態として直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置を説明する。像担持体である感光体上の現像剤像を直接に転写搬送手段である転写搬送ベルト機構上に保持される用紙に転写する場合、または感光体上の現像剤像を一時的に中間転写手段である中間転写ベルト機構に転写させ、中間転写ベルト機構から用紙に転写する場合のいずれにおいても転写電圧が転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトに印加される。
【００２９】
転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトには、この転写電圧が印加されることにより電荷が蓄積する。そして、転写工程を好適に行うためにはこの蓄積した電荷を適正に除去する必要があるが、本発明は、転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトに蓄積する電荷を除去する除電手段を消費電力を抑えつつ動作させることを特徴にするとともに、除電手段である除電装置の劣化を防止することを特徴とするものである。
【００３０】
なお、本発明は、直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置のいずれにおいても好適な効果を奏するため、以下、直接転写方式の画像形成装置、中間転写方式の画像形成装置、およびこれらの画像形成装置に適用される除電手段としての除電装置のバリエーションを説明する。
【００３１】
また、以下の実施形態ではカラー複写機について説明をしているが、カラー，モノクロを問わずプリンタやファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においても同様な効果を奏するものである。
【００３２】
図２は、直接転写方式のディジタルカラー複写機１の構成である。ディジタルカラー複写機１の上面には、原稿台１１１および操作パネルが設けられ、ディジタルカラー複写機１の内部には、画像読取部１１０および画像形成部２１０が設けられている。両面自動原稿送り装置１１２は、原稿台１１１の上の所定位置にヒンジ支点を用いて装着されており、ヒンジ支点を中心に揺動することにより原稿台１１１を閉塞または開放する。
【００３３】
両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するように原稿を搬送する。両面印刷時には、画像読取部１１０により前記一方の面についての画像が読み取られた後、原稿の他方の面を画像読取部１１０に対向させるべく原稿を反転して原稿台１１１に搬送する。
【００３４】
両面自動原稿送り装置１１２は、１枚の原稿についての画像読取処理が完了すると、画像読取処理が完了した原稿を排出し、次の原稿についての搬送動作を実行する。なお、これらの原稿の搬送、および両面読取時の表裏反転の動作は、画像読取部１１０および画像形成部２１０等と協働するように制御部により制御される。
【００３５】
画像読取部１１０は、両面自動原稿送り装置１１２によって原稿台１１１上に搬送された原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。画像読取部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って往復移動する原稿走査体の第１走査ユニット１１３と第２走査ユニット１１４、光学レンズ１１５、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６を有している。
【００３６】
第１走査ユニット１１３は、原稿の読取面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーと、を有し、原稿台１１１の下面に対し所定の間隙を保ちつつ所定の走査速度で往復運動する。第２走査ユニット１１４は、第１走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を、ＣＣＤラインセンサ１１６に導くために偏向する第２および第３ミラーを有し、第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って原稿面に平行に往復移動する。
【００３７】
光学レンズ１１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、この縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させる。
【００３８】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して、電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像、またはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ(緑)、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力可能な３ラインのカラーＣＣＤである。ＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報は、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像処理が施される。
【００３９】
次に、画像形成部２１０および画像形成部２１０に係る各部の構成について説明する。画像形成部２１０の下方には、用紙トレイ内に収納されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。なお、両面印刷時においても、スイッチバック搬送経路２２１を経由してきた用紙Ｐが、レジストローラ２１２により所定のタイミングで画像形成部２１０に案内される。
【００４０】
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４および従動ローラ２１５と、これらのローラに張架される転写搬送ベルト２１６とを備えており、本発明の転写搬送手段を構成する。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５とに張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する。転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４によって、図中の矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、給紙機構２１１を通じて供給される用紙Ｐを、後述する画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄとの対向位置に順次案内する。
【００４１】
転写搬送ベルトクリーニングユニット２０は、例えば、ポリウレタン製のクリーニング部材を有する。クリーニング部材は、転写搬送ベルト２１６に当接し、転写搬送ベルト２１６上のトナーや紙粉等の塵埃を除去する。
【００４２】
給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。定着装置２１７の一対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排紙ローラ２１９により、ディジタルカラー複写機１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００４３】
ここで、搬送方向切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、ディジタルカラー複写機１の外部へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路とを選択的に切り換えるため、再度、画像形成処理がされるべき用紙Ｐは切り換えゲート２１８により画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられ、スイッチバック搬送経路２２１を経由して表裏反転された後、用紙搬送路上に位置するレジストローラ２１２の配置位置に案内される。
【００４４】
画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄが、用紙搬送路に沿って並設されている。
【００４５】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、同一の構成をしており、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体２２２（２２２ａ〜２２２ｄ）をそれぞれ備えている。
【００４６】
各感光体２２２の周辺には、感光体２２２をそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３（２２３ａ〜２２３ｄ）と、感光体２２２上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４（２２４ａ〜２２４ｄ）と、感光体２２２上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ２２５（２２５ａ〜２２５ｄ）と、感光体２２２上に残留するトナー像を除去するクリーニング装置２２６（２２６ａ〜２２６ｄ）と、が感光体２２２の回転方向に沿って順次配置される。
【００４７】
転写ローラ２２５は、転写用の放電器であり、芯金にウレタンゴムやエチレンプロピレンゴム等にカーボン等を分散させた導電性弾性部材（抵抗値が１０4 Ω前後）より構成されている。導電性弾性部材としては、外径１４ｍｍ〜２０ｍｍ程度、硬度３０度〜５０度（アスカーＣにより測定。以下同じ。）のものを用いる。転写ローラ２２５ａ〜２２５ｄには、２ｋＶ〜３ｋＶの高圧電圧が転写用の高圧電源より、転写バイアスとして印加される。
【００４８】
各感光体２２２の上方には、レーザビームスキャナユニット２２７（２２７ａ〜２２７ｄ）がそれぞれ設けられている。レーザビームスキャナユニット２２７は、画像データに応じて変調されたドット光を発する図示しない半導体レーザ素子、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザビームを感光体２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１（２４１ａ〜２４１ｄ）やミラー２４２（２４２ａ〜２４２ｄ）および２４３（２４３ａ〜２４３ｄ）等で構成されている。
【００４９】
レーザビームスキャナユニット２２７ａには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が入力される。同様に、レーザビームスキャナユニット２２７ｂ、レーザビームスキャナユニット２２７ｃ、レーザビームスキャナユニット２２７ｄにも、カラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号、マゼンタ色成分像に対応する画素信号、そしてイエロー色成分に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【００５０】
これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体２２２上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体２２２上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、色変換された原稿画像情報が画像形成部２１０にて各色のトナー像として再現される。
【００５１】
給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６の上流側に位置するレジストローラ２１２により搬送のタイミングが制御される。レジストローラ２１２により送り出された用紙は、第１の画像形成ステーションＰａでトナー像が転写されると同時に、転写搬送ベルト２１６に静電吸着され、転写搬送ベルト２１６に保持されたまま所定の速度で下流側に案内される。
【００５２】
また、転写搬送ベルト回転方向において、転写搬送ベルトクリーニングユニット２０の下流側であって第１の画像形成ステーションＰａの上流側には、本発明の特徴部である除電手段としての除電装置１０が配されている。除電装置１０は、転写搬送ベルト２１６の表面の電荷を除去して電荷分布を均一にする。この除電装置１０の構成および制御については後述する。さらに、転写搬送ベルト２１６の近傍には温度と湿度を検出できる環境状況検出手段としての環境検出器２１が配置されている。
【００５３】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐ上で重ね合わされる。第４の画像ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐは、その先端部分から転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へ導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ２１９を介して排紙トレイ２２０上へ排出される。
【００５４】
なお、ここでは、レーザビームスキャナユニット２２７によって、レーザビームを走査して露光することにより、感光体２２２への露光処理を行っているが、レーザビームスキャナユニット２２７の代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッドはレーザビームスキャナユニットに比べ、サイズが小さく、また、可動部分がないために静音設計に適している。特に、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のディジタルカラー複写機などの画像形成装置においてもその動作音を静かにすることができる。
【００５５】
次に、本実施形態で使用される転写搬送ベルト２１６について説明する。
【００５６】
図２に示す転写搬送ベルト２１６は、厚さが１００μｍまたは１５０μｍのポリカーボネートが用いられる。
【００５７】
なお、上述した転写搬送ベルト２１６として使用される材質は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン重合体（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン重合体（ＥＴＦＥ）、ポリイミド、およびポリアミド等が好ましい。また、上記転写搬送ベルト２１６の厚さは８０μｍ〜１５０μｍの範囲内で、体積抵抗率は１０9 Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの範囲内であることが好ましい。感光体２２２上のトナー像の転写時には、帯電トナーが転写搬送ベルト２１６上の用紙に対して静電的に吸収される向きに電界を発生させるべく転写ローラ２２５にて転写搬送ベルト２１６に電荷が与えられる。なお、転写搬送ベルト２１６と後述する中間転写ベルト３１６の素材とは原則として同様である。
【００５８】
転写搬送ベルト２１６として、ＰＣ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥ、あるいはポリアミドを使用する場合、安価であるが使用頻度や環境状況に応じて転写搬送ベルト２１６上に電荷が溜まりやすい。そのため、連続した画像形成を行う場合等、転写担持体の表面電位が高くなりやすく、不要な電荷が溜まりやすい。このように、転写担持体上に不要電荷が溜まると、帯電トナーに作用する電界が不均一になり、転写ムラが生じやすくなる。
【００５９】
このため、上述のように、ディジタルカラー複写機１は、転写搬送ベルト２１６の電荷を除去してその電荷分布（電位）を均一にするための除電装置１０を設けている。
【００６０】
図３は、ディジタルカラー複写機１に備えられる除電装置１０の構成を示している。同図に示すように、除電装置１０は、ソレノイド１１、除電ローラ１２ａ、バネ１３、揺動部材１５、および高圧電源１６を備えている。
【００６１】
転写搬送ベルト２１６を挟んで、従動ローラ２１５との対向位置に除電部材としての除電ローラ１２ａが配置される。除電ローラ１２ａは揺動部材１５の一端部に回転自在に軸支されている。
【００６２】
揺動部材１５の他端部は、除電装置１０内部に形成されるの所定の揺動支持軸１４に軸支されているため、揺動部材１５は、除電ローラ１２ａを支持した状態で揺動支持軸１４を中心に揺動する。この揺動部材１５の揺動により除電ローラ１２ａが転写搬送ベルト２１６に対して離間または接近するところ、揺動部材１５が転写搬送ベルト２１６から除電ローラ１２ａを離間させる方向（以下、離間方向という。）に揺動するのを規制するようにバネ１３が配置されている。一方、従動ローラ２１５の近傍に、揺動部材１５を離間方向と反対側に揺動させるソレノイド１４が配置されている。
【００６３】
ここで、除電ローラ１２ａは、弾性部材であるバネで支持されており、芯金にウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、ヒドリンゴム、あるいは二トリルゴム等にカーボン等を分散させた導電性弾性部材（抵抗値１０4 Ω前後）によって構成される。除電ローラ１２ａは、外径１４ｍｍ〜２０ｍｍ、硬度３０度〜５０度である。除電ローラ１２ａは、自身に印加される電圧に応じて除電効果が変化する。高圧電源１６は、除電ローラ１２ａに所定の値の電圧を印加する。そして、高圧電源１６、およびソレノイド１１の動作は除電制御手段１７により制御される。
【００６４】
図４は、ディジタルカラー複写機１のブロック図である。同図が示すようにディジタルカラー複写機１は、上述の画像読取部１１０、画像形成部２１０、給紙機構２１１、両面自動原稿送り装置１１２、環境状況検出手段である環境検出器２１の他に、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２、ドライバ１０３、ドライバ１０４、除電制御手段１７、ソレノイド１１、および高圧電源１６を備えている。
【００６５】
ＲＯＭ１０１は、ディジタルカラー複写機１の各プロセスの動作を行うのに必要なプログラム等を格納している。ＲＡＭ１０２は、転写搬送ベルト２１６の体積抵抗率、厚さ、および図１に示すような連続画像印刷後の転写搬送ベルト２１６の残留電位値等のデータ等を格納している。
【００６６】
ドライバ１０３は、除電制御手段１７からの信号に基づいてソレノイド１１を駆動する。ドライバ１０４は、除電制御手段１７からの信号に基づいて高圧電源１６のオン／オフ、または高圧電源１６が除電ローラ１２ａに供給する電力の値等を調整する。
【００６７】
除電制御手段１７は、環境状況検出手段２１からの情報に基づいて除電装置１０による除電処理の要否を決定する。除電制御手段１７は、例えば、図５に示すようなオン／オフ判定データテーブルを複数記憶しており、ディジタルカラー複写機１内の環境に応じて、除電処理を要否の判断をする。なお、オン／オフ判定データテーブルにおいて、温度を示す横軸と相対湿度を示す縦軸とが交わる枠に記載されている数値が０の場合は除電処理が不要であり、数値が１の場合は除電処理が必要であることを示している。
【００６８】
また、除電制御手段１７は、除電処理を不要と判断した場合に、除電ローラ１２ａへの通電の制御のために高圧電源１６を駆動するドライバ１０４に所定の信号を供給する。また、必要に応じて除電ローラ１２ａを従動ローラ２１５から離間させるべくソレノイド１１を駆動するドライバ１０３に所定の信号を供給する。
【００６９】
この構成において、ディジタルカラー複写機１の動作中において、環境検出器２１が、転写搬送ベルト２１６近傍の温度および湿度等の環境状態を検出する。環境検出器２１によって検出された環境状態の情報は、除電制御手段１７に供給される。除電制御手段１７は、供給された温度および湿度等の情報とオン／オフ判定データテーブルに基づいて除電処理のオンまたはオフのいずれかを決定する。つまり、除電制御手段１７は、オン／オフ判定データテーブルにおいて、環境検出器２１が検出した温度と相対湿度とが交わる枠に記載されている数値が０または１のいずれであるかを判断する。その判断結果に基づいて、除電制御手段１７は、除電装置１０の高圧電源１６の出力をオンまたはオフのいずれにするかを判断する。そして、高圧電源１６の出力や高圧電源１６への入力電圧を制御して、除電ローラ１２ａに対して高圧電圧の印加のオン／オフを制御する。なお、除電ローラ１２ａをオンにする場合、転写搬送ベルト２１６は、除電ローラ１２ａにより、その表面の電荷が除去されて電荷分布が均一化される。
【００７０】
図６は、ディジタルカラー複写機１の除電処理の要否の判断を行う動作手順を示すフローチャートである。
【００７１】
ディジタルカラー複写機１の電源がオンのときにおいて、ＣＰＵ１００は、環境検出器２１に転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の近傍の環境状態を測定させる（ｓ１）。次に、除電制御手段１７が保有するオン／オフ判定データテーブルの中から、ディジタルカラー複写機１に備えられる転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の厚さや体積抵抗率を参酌して複数のオン／オフ判定データテーブルの中から最適なオン／オフ判定データテーブルを選択して、参照すべきオン／オフ判定データテーブルとして決定する（ｓ２）。
【００７２】
そして、除電制御手段１７に環境検出器２１の検出結果、および選択されたオン／オフ判定データテーブルに基づいて、除電処理の要否の判断をさせる（ｓ３）。この判断（ｓ３）において除電が必要と判断した場合には除電装置１０の動作を有効にして所定の除電処理を実行させる（ｓ４）。
【００７３】
これに対して、ｓ３の判断工程において、除電処理が不要であると判断した場合には、除電手段の解除、つまり除電装置の動作を無効にすることで除電処理を実行させない（ｓ５）。
【００７４】
上述のように、環境検出器２１により転写搬送ベルト２１６近傍の温度および湿度等の環境状態を検出することで、環境検出器２１が検出した環境状態、転写搬送ベルト２１６の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を総合して、転写搬送ベルト２１６に対する除電処理が本当に必要と認められる場合にのみ除電装置１０の動作を有効にすることから、余分な消費電力を削減することができる。
【００７５】
上述と同様の構成を用いることで、本発明は、中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【００７６】
図７は、中間転写方式のディジタルカラー複写機３０１の構成を示している。ディジタルカラー複写機３０１は、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄと用紙搬送路の間に中間転写ベルト機構３１３が配置されている以外は、図１に示したディジタルカラー複写機１と同様の構成をしている。
【００７７】
ディジタルカラー複写機３０１の画像形成部３１０の下方には、用紙トレイに積載収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部３１０に向かって供給する給紙機構３１１が設けられている。そして１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは画像形成部３１０に搬送される。
【００７８】
中間転写ベルト機構３１３は、駆動ローラ３１４、従動ローラ３１５、バックアップローラ２５、テンションローラ２６、およびこれらのローラに張架された中間転写ベルト３１６を備えている。なお、中間転写ベルト３１６の素材は、転写搬送ベルト２１６の素材と同一のものを使用している。また、中間転写ベルト３１６は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの感光体２２２と、これらの感光体２２２との対向位置に配置される複数の転写ローラ２２５に挟持されている。
【００７９】
さらに、中間転写ベルト３１６の下側に接して、中間転写ベルト３１６に残留したトナーを除去するクリーニングユニット２０が設けられている。また、転写搬送ベルト２１６の回転方向において、転写搬送ベルトクリーニングユニット２０の下流側であって第１の画像形成ステーションＰａの上流側には除電装置１０が配されている。ここで、除電装置１０の構成は、直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置の双方において同様である。
【００８０】
また、中間転写ベルト機構３１３におけるバックアップローラに対向するように２次転写ローラ３２０が配置されている。２次転写ローラ３２０は、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄから中間転写ベルト３１６に一時的に転写されたトナー像を用紙搬送路上の用紙Ｐに転写する転写電極として機能する。
【００８１】
搬送ベルトユニット２２は、搬送ベルト駆動ローラ３２１、搬送ベルト従動ローラ３１９、および転写搬送ベルト３１８を備えており、これらのローラ３１９、３２１に張架された転写搬送ベルト３１８により用紙Ｐを保持しつつ用紙搬送路の下流側へと案内する。
【００８２】
用紙搬送路における搬送ベルト３１８の下流側には、中間転写ベルト３１６を介して用紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、排出ローラ２１９により、ディジタルカラー複写機３０１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。なお、図７では、スイッチバック搬送経路２２１は図示していない。
【００８３】
図８は、除電手段のバリエーションとして、図３とは別の、接触式の除電部材としての除電ブラシを備えた除電装置１０′を示している。除電装置１０′は、除電部材以外は、除電装置１０と同様の構成をしている。除電ブラシ（ローラタイプ）１２ｂは、カーボンを分散させた繊維径３デニール〜１５デニール程度の繊維をブラシ状にしたもの、またはローラ状にブラシを巻きつけた（ローラタイプ）ものである。除電ブラシ１２ｂは、抵抗値が１０3 Ω〜１０9 Ωであり、除電用の高圧電源１６より５００Ｖ〜１．５ｋＶの高圧電圧が印加される。
【００８４】
図３または図８で示した接触式の除電部材を用いた除電装置１０、１０′は手段がオフのときは、ソレノイド１１によって、除電ローラ１２ａ、あるいは除電ブラシ１２ｂを転写搬送ベルト２１６、あるいは中間転写ベルト３１６から離間することで非接触状態とすることができる。これにより、ベルトとの摩擦等による除電ローラ１２ａ等の除電部材の汚損を防止することができるため、除電部材、ひいては除電装置１０、１０′の寿命を長くすることができる。なお、高圧電源１６がオンのときは、除電ローラ１２ａ等の除電部材は転写搬送ベルト２１６、または中間転写ベルト３１６と接触状態にされる。
【００８５】
除電装置１０、１０′で除電処理を行わない場合は、少なくとも除電ローラ１２ａ等への通電を停止する。ソレノイド１１を用いて除電ローラ１２ａ等を転写搬送ベルト２１６、または中間転写ベルト３１６に対して非接触状態にするときには、高圧電源１６の印加電圧を続けて出力することをできるが、省電力化の観点から、本実施形態では高圧電源１６から除電ローラ等に対する出力を停止している。
【００８６】
図９は除電装置のバリエーションとして非接触式の除電部材を備えた除電装置１０″を示している。なお、代表的な非接触式の除電部材としては除電チャージャが挙げられる。除電チャージャ１２ｃは、５ｋＶ前後の除電用高圧電源よりチャージャワイヤに高圧を印加して、放電により転写搬送ベルト２１６や中間転写ベルト３１６の除電を行う。
【００８７】
また、図９（ｂ）に示す除電針１２ｄを用いて除電を行ってもよい。一般的に除電針１２ｄは、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のステンレス製の電極板である。電極板の先端は、約３ｍｍのピッチで先端角度が３０°前後のノコギリ歯を形成している。２ｋＶ〜５ｋＶ程度の除電用の高圧電源により高圧を印加させることで放電させ、転写搬送ベルト２１６や中間転写ベルト３１６の除電を行う。
【００８８】
上述の接触式の除電手段と同様に、非接触式の除電部材を備えた除電装置でも、除電処理を行わないときは、原則として除電部材１２ｃ、１２ｄに対して高圧電源１６からの通電を停止する。
【００８９】
なお、本実施例では環境状況として温度と湿度との両方を考慮してテーブルを用いて制御を行っているが、温度または湿度の何れか一方の条件のだけで制御を行うようにして制御系を簡素化することもできる。転写担持体の体積抵抗率は特に温度に対して大きく変化するため、何れか一方の条件だけで制御する場合は温度の測定値を基に制御を行った方が好ましい。
【００９０】
なお、上述の実施形態では、転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の周囲の環境状況を検出したが、例えば、転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６表面の汚損状態を検出するセンサを使用して除電処理の要否または接離機構の動作の要否を決定することも可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００９２】
（１）直接転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより転写搬送ベルト等の転写搬送手段に蓄積される電荷の量を予測し、除電手段を動作させるか否かを判断することから、電荷が蓄積されないような環境状況では不必要に除電処理が行われることを防止できるため、消費電力の低減化を図ることができる。また、除電手段が行う除電処理の回数を低下させて除電手段の汚損等を防止できるため、除電手段の長寿命化を図ることができる。
【００９３】
（２）中間転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより中間転写ベルト等の中間転写手段に蓄積される電荷の量を予測し、除電手段を動作させるか否かを判断することから、電荷が蓄積されないような環境状況では不必要に除電処理が行われることが防止されるため、消費電力の低減化を図ることができる。また、除電手段が行う除電処理の回数を低下させて除電手段の汚損等を防止できるため、除電手段の長寿命化を図ることができる。
【００９４】
（３）任意にソレノイド等の接離機構を動作させることによって接触式の除電部材を、転写搬送ベルト等の転写搬送手段または中間転写ベルト等の中間転写手段に対して離間または接近させることが可能であることから、除電を行わない場合、つまり除電部材を転写搬送ベルト等に接触させる必要がない場合に、除電部材を転写搬送ベルト等に対して非接触の状態にできるため、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損を適切に防止でき、除電部材の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
（４）転写搬送ベルト等の転写搬送手段に対する除電処理が不要である場合には、除電手段に対する通電が停止されるとともに、除電部材が転写搬送ベルト等に対して非接触の状態になることから、除電手段を駆動させるのに必要となる電力を節約でき省電力化を図ることが可能であるとともに、除電部材の汚損を防止でき、除電部材の長寿命化を図ることができる。
【００９６】
（５）除電部材と転写搬送手段とが接触することがないことから、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損を防止できるとともに、除電部材を移動させるための機構等を設けることなく該除電手段への通電のオン／オフを切り替えるのみで適正に本発明を実現することができる。
【００９７】
（６）接触式の場合には除電部材および接離機構を含む除電手段全体、または非接触式の場合には除電部材を含む除電手段全体に対する通電を必要なとき以外には行わないことから、余分な電力が除電部材に供給されることを防止でき、省電力化を図ることができる。
【００９８】
（７）例えば、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルト等に沿って複数の画像形成ステーションを併設しているタンデム式の画像形成装置等において、転写搬送ベルト等における複数の位置に転写電圧が印加され転写搬送ベルト等に電荷が蓄積し易い状況であっても、省電力化を図りつつ適正に除電処理を行うことができる。
【００９９】
よって、転写電圧の印加により転写搬送ベルト等に蓄積される電荷を除去する除電処理における消費電力の低減化を図ることが可能な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】
【図１】転写搬送ベルトの体積抵抗率と連続印刷後の残留電位の関係の一例を示す図である。
【図２】直接転写方式のディジタルカラー複写機を構成を示す図である。
【図３】接触式の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図４】ディジタルカラー複写機のブロック図である。
【図５】オン／オフ判定データテーブルの一例を示す図である。
【図６】中間転写方式のディジタルカラー複写機を構成を示す図である。
【図７】接触式の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図８】非接触の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図９】ディジタルカラー複写機の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−ディジタルカラー複写機
１０−除電装置
１１−ソレノイド
１２−除電ローラ
１３−バネ
１４−揺動中心軸
１５−揺動部材
１６−高圧電源
１７−除電制御手段
２１−環境検出器
２１６−転写搬送ベルト
３１６−中間転写ベルト
【発明の属する技術分野】
この発明は、除電手段の長寿命化および省電力化を図ることが可能な電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上に形成された現像剤像を用紙（シート材、記録紙、転写材等を含む。）に転写する際に、像担持体上の現像剤像を転写搬送手段上の用紙に直接転写する直接転写方式と、像担持体上の現像剤像を中間転写手段を介して転写搬送手段上の用紙に転写する中間転写方式がある。
【０００３】
直接転写方式では、電子写真方式の画像形成ステーションの像担持体上に形成された現像剤像が、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルトにより用紙を保持しつつ排紙部側へと搬送する転写搬送手段上に位置する用紙に直接転写される。また、中間転写方式では、電子写真方式の画像形成ステーションの像担持体上に形成された現像剤像が、中間転写ベルト等の中間転写手段を介して前記転写搬送手段上に位置する用紙に転写される。
【０００４】
いずれの転写方式においても、転写手段による転写電圧の印加により転写搬送手段または中間転写手段に蓄積された電荷は経時的に消失していくため、従来、転写工程において転写搬送手段または中間転写手段に蓄積される電荷を除去するための特段の措置を採る必要はなかった。
【０００５】
ところが、近年、自動原稿送り装置等の発達に伴い連続的に画像形成処理が行われることが多く、これに伴い転写搬送手段または中間転写手段に対する転写電圧の印加が連続的に行われるため、転写搬送手段または中間転写手段に蓄積された電荷が消失せず、逆に画像形成処理の数を重ねる毎に蓄積していくという不都合が生じることがあった。このような不都合は、とりわけ、転写搬送手段や中間転写手段に用いられる無端状の転写搬送ベルトや中間転写ベルトの体積抵抗率が高い場合に顕著になる。
【０００６】
図１は、直接転写方式を用いた場合における転写搬送ベルトの体積抵抗率と連続印刷後の残留電位の関係の一例を示している。なお、ここでは転写搬送手段にポリカーボネートを素材とする無端状の転写搬送ベルトを用いている。同図が示すように、体積抵抗率が増すにつれて連続印刷後の残留電位が増加していることが分かる。
【０００７】
このように体積抵抗率の高い転写搬送ベルトや中間転写ベルト等には電荷が溜りやすく、電荷が溜まると転写搬送ベルトや中間転写ベルト等の電位が高くなるため、画像形成装置における転写特性が変化し、転写ムラが発生したり転写効率が低下する等の不都合が生じる。
【０００８】
そこで、従来の画像形成装置のなかには、転写手段から印加される転写電圧によって転写搬送ベルトや中間転写ベルト等に蓄積する電荷を消去するための除電手段を備えるものがあり、画像形成処理が行われる毎に転写搬送ベルトや中間転写ベルト等に電荷が蓄積しないようにしていた。
【０００９】
さらに、除電手段の汚損が生じた場合でも適切に除電処理を行うための従来技術として特開平１１−１１９４７９号公報には、転写搬送ベルト等に除電装置を接触させて転写搬送ベルト等が均一な電位になるように制御するとともに、除電装置と転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトとの接触部が汚れたときには、除電装置への印加電圧を制御することで除電能力の低下を防止する画像形成装置が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示すように、連続印刷をしたとき、特に除電処理が必要となるのは転写搬送ベルト等の体積抵抗率の値が高くなる場合であって、必ずしもすべての場合において除電処理をする必要があるわけではない。このため、すべての場合に除電処理を行うと、実際には特に必要でもないときに除電処理を行うことになり、余分な電力を消費することになる。
【００１１】
また、特開平１１−１１９４７９号公報に記載の画像形成装置では、除電装置の汚損にかかわらず除電処理を適正に行うことが可能になるが、汚れが増加するたびに印加電圧を高くする必要がある。このため、高圧電源の使用電圧範囲を広くする必要があり、高価な高圧電源を使用しなければならないという不都合が生じるとともに、高圧電源を使用することにより画像形成装置の電力消費が大きくなってしまうという問題がある。
【００１２】
この発明の目的は、転写電圧の印加により転写搬送ベルト等に蓄積される電荷を除去する除電処理における消費電力の低減化を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は以下の構成を備えている。
【００１４】
（１）像担持体に対向するように配置されるとともに画像形成処理がされるべき用紙を保持しつつ搬送する転写搬送手段と、
前記転写搬送手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記転写搬送手段上に位置する用紙に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記転写搬送手段の搬送方向における前記転写搬送手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記転写搬送手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記転写搬送手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段をオンまたはオフにする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記転写搬送手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記転写搬送手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記転写搬送手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記転写搬送手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、直接転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより転写搬送ベルト等の転写搬送手段に蓄積される電荷の量を予測し除電手段を動作させるか否かが判断される。したがって、電荷が蓄積されないような環境状態では、不必要に除電処理が行われることがない。また、除電手段が行う除電処理の回数が低下することから除電手段の消耗が少なくなる。
【００１６】
（２）像担持体に対向するように配置されるとともに、前記像担持体から画像形成処理がされるべき用紙に対して転写すべき現像剤像が一時的に転写される中間転写手段と、
前記中間転写手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記中間転写手段に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記中間転写手段の搬送方向における前記中間転写手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記中間転写手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記中間転写手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段を有効または無効にする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記中間転写手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記中間転写手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記中間転写手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記中間転写手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、中間転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が中間転写手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより中間転写ベルト等の中間転写手段に蓄積される電荷の量を予測し除電手段を動作させるか否かが判断される。したがって、電荷が蓄積されないような環境状態では、不必要に除電処理が行われることがない。また、除電手段が行う除電処理の回数が低下することから除電手段の消耗が少なくなる。
【００１９】
また、任意にソレノイド等の接離機構を動作させることによって接触式の除電部材が、転写搬送ベルト等の転写搬送手段または中間転写ベルト等の中間転写手段に対して離間または接近する。したがって、除電を行わない場合、つまり除電部材を転写搬送ベルト等に接触させる必要がない場合に、除電部材が転写搬送ベルト等に対して非接触の状態にすれば、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損が適切に防止される。
【００２０】
（３）前記除電制御手段は、前記除電手段を無効にするときに、前記除電部材への通電を停止するとともに、前記離間手段を動作させて該除電部材を前記転写搬送手段または前記中間転写手段から離間させることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、転写搬送ベルト等の転写搬送手段に対する除電処理が不要である場合には、除電手段に対する通電が停止されるとともに、除電部材が転写搬送ベルトや中間転写ベルトに対して非接触の状態にされる。したがって、不必要に除電手段が駆動されたり、除電部材が転写搬送ベルトや中間転写ベルトに接触することがない。
【００２６】
（４）前記転写搬送手段または前記中間転写手段との対向位置に複数の像担持体を備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、例えば、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルト等に沿って複数の画像形成ステーションを併設しているタンデム式の画像形成装置等において、転写搬送ベルト等における複数の位置に転写電圧が印加され転写搬送ベルト等に電荷が蓄積し易い状況であっても、省電力化を図りつつ適正に除電処理が行われる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態として直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置を説明する。像担持体である感光体上の現像剤像を直接に転写搬送手段である転写搬送ベルト機構上に保持される用紙に転写する場合、または感光体上の現像剤像を一時的に中間転写手段である中間転写ベルト機構に転写させ、中間転写ベルト機構から用紙に転写する場合のいずれにおいても転写電圧が転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトに印加される。
【００２９】
転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトには、この転写電圧が印加されることにより電荷が蓄積する。そして、転写工程を好適に行うためにはこの蓄積した電荷を適正に除去する必要があるが、本発明は、転写搬送ベルトまたは中間転写ベルトに蓄積する電荷を除去する除電手段を消費電力を抑えつつ動作させることを特徴にするとともに、除電手段である除電装置の劣化を防止することを特徴とするものである。
【００３０】
なお、本発明は、直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置のいずれにおいても好適な効果を奏するため、以下、直接転写方式の画像形成装置、中間転写方式の画像形成装置、およびこれらの画像形成装置に適用される除電手段としての除電装置のバリエーションを説明する。
【００３１】
また、以下の実施形態ではカラー複写機について説明をしているが、カラー，モノクロを問わずプリンタやファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においても同様な効果を奏するものである。
【００３２】
図２は、直接転写方式のディジタルカラー複写機１の構成である。ディジタルカラー複写機１の上面には、原稿台１１１および操作パネルが設けられ、ディジタルカラー複写機１の内部には、画像読取部１１０および画像形成部２１０が設けられている。両面自動原稿送り装置１１２は、原稿台１１１の上の所定位置にヒンジ支点を用いて装着されており、ヒンジ支点を中心に揺動することにより原稿台１１１を閉塞または開放する。
【００３３】
両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するように原稿を搬送する。両面印刷時には、画像読取部１１０により前記一方の面についての画像が読み取られた後、原稿の他方の面を画像読取部１１０に対向させるべく原稿を反転して原稿台１１１に搬送する。
【００３４】
両面自動原稿送り装置１１２は、１枚の原稿についての画像読取処理が完了すると、画像読取処理が完了した原稿を排出し、次の原稿についての搬送動作を実行する。なお、これらの原稿の搬送、および両面読取時の表裏反転の動作は、画像読取部１１０および画像形成部２１０等と協働するように制御部により制御される。
【００３５】
画像読取部１１０は、両面自動原稿送り装置１１２によって原稿台１１１上に搬送された原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。画像読取部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って往復移動する原稿走査体の第１走査ユニット１１３と第２走査ユニット１１４、光学レンズ１１５、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６を有している。
【００３６】
第１走査ユニット１１３は、原稿の読取面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーと、を有し、原稿台１１１の下面に対し所定の間隙を保ちつつ所定の走査速度で往復運動する。第２走査ユニット１１４は、第１走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を、ＣＣＤラインセンサ１１６に導くために偏向する第２および第３ミラーを有し、第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って原稿面に平行に往復移動する。
【００３７】
光学レンズ１１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、この縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させる。
【００３８】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して、電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像、またはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ(緑)、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力可能な３ラインのカラーＣＣＤである。ＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報は、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像処理が施される。
【００３９】
次に、画像形成部２１０および画像形成部２１０に係る各部の構成について説明する。画像形成部２１０の下方には、用紙トレイ内に収納されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。なお、両面印刷時においても、スイッチバック搬送経路２２１を経由してきた用紙Ｐが、レジストローラ２１２により所定のタイミングで画像形成部２１０に案内される。
【００４０】
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４および従動ローラ２１５と、これらのローラに張架される転写搬送ベルト２１６とを備えており、本発明の転写搬送手段を構成する。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５とに張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する。転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４によって、図中の矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、給紙機構２１１を通じて供給される用紙Ｐを、後述する画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄとの対向位置に順次案内する。
【００４１】
転写搬送ベルトクリーニングユニット２０は、例えば、ポリウレタン製のクリーニング部材を有する。クリーニング部材は、転写搬送ベルト２１６に当接し、転写搬送ベルト２１６上のトナーや紙粉等の塵埃を除去する。
【００４２】
給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。定着装置２１７の一対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排紙ローラ２１９により、ディジタルカラー複写機１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００４３】
ここで、搬送方向切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、ディジタルカラー複写機１の外部へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路とを選択的に切り換えるため、再度、画像形成処理がされるべき用紙Ｐは切り換えゲート２１８により画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられ、スイッチバック搬送経路２２１を経由して表裏反転された後、用紙搬送路上に位置するレジストローラ２１２の配置位置に案内される。
【００４４】
画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄが、用紙搬送路に沿って並設されている。
【００４５】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、同一の構成をしており、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体２２２（２２２ａ〜２２２ｄ）をそれぞれ備えている。
【００４６】
各感光体２２２の周辺には、感光体２２２をそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３（２２３ａ〜２２３ｄ）と、感光体２２２上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４（２２４ａ〜２２４ｄ）と、感光体２２２上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ２２５（２２５ａ〜２２５ｄ）と、感光体２２２上に残留するトナー像を除去するクリーニング装置２２６（２２６ａ〜２２６ｄ）と、が感光体２２２の回転方向に沿って順次配置される。
【００４７】
転写ローラ２２５は、転写用の放電器であり、芯金にウレタンゴムやエチレンプロピレンゴム等にカーボン等を分散させた導電性弾性部材（抵抗値が１０4 Ω前後）より構成されている。導電性弾性部材としては、外径１４ｍｍ〜２０ｍｍ程度、硬度３０度〜５０度（アスカーＣにより測定。以下同じ。）のものを用いる。転写ローラ２２５ａ〜２２５ｄには、２ｋＶ〜３ｋＶの高圧電圧が転写用の高圧電源より、転写バイアスとして印加される。
【００４８】
各感光体２２２の上方には、レーザビームスキャナユニット２２７（２２７ａ〜２２７ｄ）がそれぞれ設けられている。レーザビームスキャナユニット２２７は、画像データに応じて変調されたドット光を発する図示しない半導体レーザ素子、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザビームを感光体２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１（２４１ａ〜２４１ｄ）やミラー２４２（２４２ａ〜２４２ｄ）および２４３（２４３ａ〜２４３ｄ）等で構成されている。
【００４９】
レーザビームスキャナユニット２２７ａには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が入力される。同様に、レーザビームスキャナユニット２２７ｂ、レーザビームスキャナユニット２２７ｃ、レーザビームスキャナユニット２２７ｄにも、カラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号、マゼンタ色成分像に対応する画素信号、そしてイエロー色成分に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【００５０】
これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体２２２上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体２２２上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、色変換された原稿画像情報が画像形成部２１０にて各色のトナー像として再現される。
【００５１】
給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６の上流側に位置するレジストローラ２１２により搬送のタイミングが制御される。レジストローラ２１２により送り出された用紙は、第１の画像形成ステーションＰａでトナー像が転写されると同時に、転写搬送ベルト２１６に静電吸着され、転写搬送ベルト２１６に保持されたまま所定の速度で下流側に案内される。
【００５２】
また、転写搬送ベルト回転方向において、転写搬送ベルトクリーニングユニット２０の下流側であって第１の画像形成ステーションＰａの上流側には、本発明の特徴部である除電手段としての除電装置１０が配されている。除電装置１０は、転写搬送ベルト２１６の表面の電荷を除去して電荷分布を均一にする。この除電装置１０の構成および制御については後述する。さらに、転写搬送ベルト２１６の近傍には温度と湿度を検出できる環境状況検出手段としての環境検出器２１が配置されている。
【００５３】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐ上で重ね合わされる。第４の画像ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐは、その先端部分から転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へ導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ２１９を介して排紙トレイ２２０上へ排出される。
【００５４】
なお、ここでは、レーザビームスキャナユニット２２７によって、レーザビームを走査して露光することにより、感光体２２２への露光処理を行っているが、レーザビームスキャナユニット２２７の代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッドはレーザビームスキャナユニットに比べ、サイズが小さく、また、可動部分がないために静音設計に適している。特に、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のディジタルカラー複写機などの画像形成装置においてもその動作音を静かにすることができる。
【００５５】
次に、本実施形態で使用される転写搬送ベルト２１６について説明する。
【００５６】
図２に示す転写搬送ベルト２１６は、厚さが１００μｍまたは１５０μｍのポリカーボネートが用いられる。
【００５７】
なお、上述した転写搬送ベルト２１６として使用される材質は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン重合体（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン重合体（ＥＴＦＥ）、ポリイミド、およびポリアミド等が好ましい。また、上記転写搬送ベルト２１６の厚さは８０μｍ〜１５０μｍの範囲内で、体積抵抗率は１０9 Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの範囲内であることが好ましい。感光体２２２上のトナー像の転写時には、帯電トナーが転写搬送ベルト２１６上の用紙に対して静電的に吸収される向きに電界を発生させるべく転写ローラ２２５にて転写搬送ベルト２１６に電荷が与えられる。なお、転写搬送ベルト２１６と後述する中間転写ベルト３１６の素材とは原則として同様である。
【００５８】
転写搬送ベルト２１６として、ＰＣ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥ、あるいはポリアミドを使用する場合、安価であるが使用頻度や環境状況に応じて転写搬送ベルト２１６上に電荷が溜まりやすい。そのため、連続した画像形成を行う場合等、転写担持体の表面電位が高くなりやすく、不要な電荷が溜まりやすい。このように、転写担持体上に不要電荷が溜まると、帯電トナーに作用する電界が不均一になり、転写ムラが生じやすくなる。
【００５９】
このため、上述のように、ディジタルカラー複写機１は、転写搬送ベルト２１６の電荷を除去してその電荷分布（電位）を均一にするための除電装置１０を設けている。
【００６０】
図３は、ディジタルカラー複写機１に備えられる除電装置１０の構成を示している。同図に示すように、除電装置１０は、ソレノイド１１、除電ローラ１２ａ、バネ１３、揺動部材１５、および高圧電源１６を備えている。
【００６１】
転写搬送ベルト２１６を挟んで、従動ローラ２１５との対向位置に除電部材としての除電ローラ１２ａが配置される。除電ローラ１２ａは揺動部材１５の一端部に回転自在に軸支されている。
【００６２】
揺動部材１５の他端部は、除電装置１０内部に形成されるの所定の揺動支持軸１４に軸支されているため、揺動部材１５は、除電ローラ１２ａを支持した状態で揺動支持軸１４を中心に揺動する。この揺動部材１５の揺動により除電ローラ１２ａが転写搬送ベルト２１６に対して離間または接近するところ、揺動部材１５が転写搬送ベルト２１６から除電ローラ１２ａを離間させる方向（以下、離間方向という。）に揺動するのを規制するようにバネ１３が配置されている。一方、従動ローラ２１５の近傍に、揺動部材１５を離間方向と反対側に揺動させるソレノイド１４が配置されている。
【００６３】
ここで、除電ローラ１２ａは、弾性部材であるバネで支持されており、芯金にウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、ヒドリンゴム、あるいは二トリルゴム等にカーボン等を分散させた導電性弾性部材（抵抗値１０4 Ω前後）によって構成される。除電ローラ１２ａは、外径１４ｍｍ〜２０ｍｍ、硬度３０度〜５０度である。除電ローラ１２ａは、自身に印加される電圧に応じて除電効果が変化する。高圧電源１６は、除電ローラ１２ａに所定の値の電圧を印加する。そして、高圧電源１６、およびソレノイド１１の動作は除電制御手段１７により制御される。
【００６４】
図４は、ディジタルカラー複写機１のブロック図である。同図が示すようにディジタルカラー複写機１は、上述の画像読取部１１０、画像形成部２１０、給紙機構２１１、両面自動原稿送り装置１１２、環境状況検出手段である環境検出器２１の他に、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２、ドライバ１０３、ドライバ１０４、除電制御手段１７、ソレノイド１１、および高圧電源１６を備えている。
【００６５】
ＲＯＭ１０１は、ディジタルカラー複写機１の各プロセスの動作を行うのに必要なプログラム等を格納している。ＲＡＭ１０２は、転写搬送ベルト２１６の体積抵抗率、厚さ、および図１に示すような連続画像印刷後の転写搬送ベルト２１６の残留電位値等のデータ等を格納している。
【００６６】
ドライバ１０３は、除電制御手段１７からの信号に基づいてソレノイド１１を駆動する。ドライバ１０４は、除電制御手段１７からの信号に基づいて高圧電源１６のオン／オフ、または高圧電源１６が除電ローラ１２ａに供給する電力の値等を調整する。
【００６７】
除電制御手段１７は、環境状況検出手段２１からの情報に基づいて除電装置１０による除電処理の要否を決定する。除電制御手段１７は、例えば、図５に示すようなオン／オフ判定データテーブルを複数記憶しており、ディジタルカラー複写機１内の環境に応じて、除電処理を要否の判断をする。なお、オン／オフ判定データテーブルにおいて、温度を示す横軸と相対湿度を示す縦軸とが交わる枠に記載されている数値が０の場合は除電処理が不要であり、数値が１の場合は除電処理が必要であることを示している。
【００６８】
また、除電制御手段１７は、除電処理を不要と判断した場合に、除電ローラ１２ａへの通電の制御のために高圧電源１６を駆動するドライバ１０４に所定の信号を供給する。また、必要に応じて除電ローラ１２ａを従動ローラ２１５から離間させるべくソレノイド１１を駆動するドライバ１０３に所定の信号を供給する。
【００６９】
この構成において、ディジタルカラー複写機１の動作中において、環境検出器２１が、転写搬送ベルト２１６近傍の温度および湿度等の環境状態を検出する。環境検出器２１によって検出された環境状態の情報は、除電制御手段１７に供給される。除電制御手段１７は、供給された温度および湿度等の情報とオン／オフ判定データテーブルに基づいて除電処理のオンまたはオフのいずれかを決定する。つまり、除電制御手段１７は、オン／オフ判定データテーブルにおいて、環境検出器２１が検出した温度と相対湿度とが交わる枠に記載されている数値が０または１のいずれであるかを判断する。その判断結果に基づいて、除電制御手段１７は、除電装置１０の高圧電源１６の出力をオンまたはオフのいずれにするかを判断する。そして、高圧電源１６の出力や高圧電源１６への入力電圧を制御して、除電ローラ１２ａに対して高圧電圧の印加のオン／オフを制御する。なお、除電ローラ１２ａをオンにする場合、転写搬送ベルト２１６は、除電ローラ１２ａにより、その表面の電荷が除去されて電荷分布が均一化される。
【００７０】
図６は、ディジタルカラー複写機１の除電処理の要否の判断を行う動作手順を示すフローチャートである。
【００７１】
ディジタルカラー複写機１の電源がオンのときにおいて、ＣＰＵ１００は、環境検出器２１に転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の近傍の環境状態を測定させる（ｓ１）。次に、除電制御手段１７が保有するオン／オフ判定データテーブルの中から、ディジタルカラー複写機１に備えられる転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の厚さや体積抵抗率を参酌して複数のオン／オフ判定データテーブルの中から最適なオン／オフ判定データテーブルを選択して、参照すべきオン／オフ判定データテーブルとして決定する（ｓ２）。
【００７２】
そして、除電制御手段１７に環境検出器２１の検出結果、および選択されたオン／オフ判定データテーブルに基づいて、除電処理の要否の判断をさせる（ｓ３）。この判断（ｓ３）において除電が必要と判断した場合には除電装置１０の動作を有効にして所定の除電処理を実行させる（ｓ４）。
【００７３】
これに対して、ｓ３の判断工程において、除電処理が不要であると判断した場合には、除電手段の解除、つまり除電装置の動作を無効にすることで除電処理を実行させない（ｓ５）。
【００７４】
上述のように、環境検出器２１により転写搬送ベルト２１６近傍の温度および湿度等の環境状態を検出することで、環境検出器２１が検出した環境状態、転写搬送ベルト２１６の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を総合して、転写搬送ベルト２１６に対する除電処理が本当に必要と認められる場合にのみ除電装置１０の動作を有効にすることから、余分な消費電力を削減することができる。
【００７５】
上述と同様の構成を用いることで、本発明は、中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【００７６】
図７は、中間転写方式のディジタルカラー複写機３０１の構成を示している。ディジタルカラー複写機３０１は、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄと用紙搬送路の間に中間転写ベルト機構３１３が配置されている以外は、図１に示したディジタルカラー複写機１と同様の構成をしている。
【００７７】
ディジタルカラー複写機３０１の画像形成部３１０の下方には、用紙トレイに積載収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部３１０に向かって供給する給紙機構３１１が設けられている。そして１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは画像形成部３１０に搬送される。
【００７８】
中間転写ベルト機構３１３は、駆動ローラ３１４、従動ローラ３１５、バックアップローラ２５、テンションローラ２６、およびこれらのローラに張架された中間転写ベルト３１６を備えている。なお、中間転写ベルト３１６の素材は、転写搬送ベルト２１６の素材と同一のものを使用している。また、中間転写ベルト３１６は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの感光体２２２と、これらの感光体２２２との対向位置に配置される複数の転写ローラ２２５に挟持されている。
【００７９】
さらに、中間転写ベルト３１６の下側に接して、中間転写ベルト３１６に残留したトナーを除去するクリーニングユニット２０が設けられている。また、転写搬送ベルト２１６の回転方向において、転写搬送ベルトクリーニングユニット２０の下流側であって第１の画像形成ステーションＰａの上流側には除電装置１０が配されている。ここで、除電装置１０の構成は、直接転写方式の画像形成装置および中間転写方式の画像形成装置の双方において同様である。
【００８０】
また、中間転写ベルト機構３１３におけるバックアップローラに対向するように２次転写ローラ３２０が配置されている。２次転写ローラ３２０は、画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄから中間転写ベルト３１６に一時的に転写されたトナー像を用紙搬送路上の用紙Ｐに転写する転写電極として機能する。
【００８１】
搬送ベルトユニット２２は、搬送ベルト駆動ローラ３２１、搬送ベルト従動ローラ３１９、および転写搬送ベルト３１８を備えており、これらのローラ３１９、３２１に張架された転写搬送ベルト３１８により用紙Ｐを保持しつつ用紙搬送路の下流側へと案内する。
【００８２】
用紙搬送路における搬送ベルト３１８の下流側には、中間転写ベルト３１６を介して用紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、排出ローラ２１９により、ディジタルカラー複写機３０１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。なお、図７では、スイッチバック搬送経路２２１は図示していない。
【００８３】
図８は、除電手段のバリエーションとして、図３とは別の、接触式の除電部材としての除電ブラシを備えた除電装置１０′を示している。除電装置１０′は、除電部材以外は、除電装置１０と同様の構成をしている。除電ブラシ（ローラタイプ）１２ｂは、カーボンを分散させた繊維径３デニール〜１５デニール程度の繊維をブラシ状にしたもの、またはローラ状にブラシを巻きつけた（ローラタイプ）ものである。除電ブラシ１２ｂは、抵抗値が１０3 Ω〜１０9 Ωであり、除電用の高圧電源１６より５００Ｖ〜１．５ｋＶの高圧電圧が印加される。
【００８４】
図３または図８で示した接触式の除電部材を用いた除電装置１０、１０′は手段がオフのときは、ソレノイド１１によって、除電ローラ１２ａ、あるいは除電ブラシ１２ｂを転写搬送ベルト２１６、あるいは中間転写ベルト３１６から離間することで非接触状態とすることができる。これにより、ベルトとの摩擦等による除電ローラ１２ａ等の除電部材の汚損を防止することができるため、除電部材、ひいては除電装置１０、１０′の寿命を長くすることができる。なお、高圧電源１６がオンのときは、除電ローラ１２ａ等の除電部材は転写搬送ベルト２１６、または中間転写ベルト３１６と接触状態にされる。
【００８５】
除電装置１０、１０′で除電処理を行わない場合は、少なくとも除電ローラ１２ａ等への通電を停止する。ソレノイド１１を用いて除電ローラ１２ａ等を転写搬送ベルト２１６、または中間転写ベルト３１６に対して非接触状態にするときには、高圧電源１６の印加電圧を続けて出力することをできるが、省電力化の観点から、本実施形態では高圧電源１６から除電ローラ等に対する出力を停止している。
【００８６】
図９は除電装置のバリエーションとして非接触式の除電部材を備えた除電装置１０″を示している。なお、代表的な非接触式の除電部材としては除電チャージャが挙げられる。除電チャージャ１２ｃは、５ｋＶ前後の除電用高圧電源よりチャージャワイヤに高圧を印加して、放電により転写搬送ベルト２１６や中間転写ベルト３１６の除電を行う。
【００８７】
また、図９（ｂ）に示す除電針１２ｄを用いて除電を行ってもよい。一般的に除電針１２ｄは、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のステンレス製の電極板である。電極板の先端は、約３ｍｍのピッチで先端角度が３０°前後のノコギリ歯を形成している。２ｋＶ〜５ｋＶ程度の除電用の高圧電源により高圧を印加させることで放電させ、転写搬送ベルト２１６や中間転写ベルト３１６の除電を行う。
【００８８】
上述の接触式の除電手段と同様に、非接触式の除電部材を備えた除電装置でも、除電処理を行わないときは、原則として除電部材１２ｃ、１２ｄに対して高圧電源１６からの通電を停止する。
【００８９】
なお、本実施例では環境状況として温度と湿度との両方を考慮してテーブルを用いて制御を行っているが、温度または湿度の何れか一方の条件のだけで制御を行うようにして制御系を簡素化することもできる。転写担持体の体積抵抗率は特に温度に対して大きく変化するため、何れか一方の条件だけで制御する場合は温度の測定値を基に制御を行った方が好ましい。
【００９０】
なお、上述の実施形態では、転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６の周囲の環境状況を検出したが、例えば、転写搬送ベルト２１６または中間転写ベルト３１６表面の汚損状態を検出するセンサを使用して除電処理の要否または接離機構の動作の要否を決定することも可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００９２】
（１）直接転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより転写搬送ベルト等の転写搬送手段に蓄積される電荷の量を予測し、除電手段を動作させるか否かを判断することから、電荷が蓄積されないような環境状況では不必要に除電処理が行われることを防止できるため、消費電力の低減化を図ることができる。また、除電手段が行う除電処理の回数を低下させて除電手段の汚損等を防止できるため、除電手段の長寿命化を図ることができる。
【００９３】
（２）中間転写方式の画像形成装置内に設けられた温度センサや湿度センサ等を含む環境状況検出手段が転写搬送手段の体積抵抗率に影響を与える要因として画像形成装置内の温度や湿度等を検出するとともに、除電制御手段が環境状況検出手段の検出結果に基づいて、転写電圧が印加されることにより中間転写ベルト等の中間転写手段に蓄積される電荷の量を予測し、除電手段を動作させるか否かを判断することから、電荷が蓄積されないような環境状況では不必要に除電処理が行われることが防止されるため、消費電力の低減化を図ることができる。また、除電手段が行う除電処理の回数を低下させて除電手段の汚損等を防止できるため、除電手段の長寿命化を図ることができる。
【００９４】
（３）任意にソレノイド等の接離機構を動作させることによって接触式の除電部材を、転写搬送ベルト等の転写搬送手段または中間転写ベルト等の中間転写手段に対して離間または接近させることが可能であることから、除電を行わない場合、つまり除電部材を転写搬送ベルト等に接触させる必要がない場合に、除電部材を転写搬送ベルト等に対して非接触の状態にできるため、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損を適切に防止でき、除電部材の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
（４）転写搬送ベルト等の転写搬送手段に対する除電処理が不要である場合には、除電手段に対する通電が停止されるとともに、除電部材が転写搬送ベルト等に対して非接触の状態になることから、除電手段を駆動させるのに必要となる電力を節約でき省電力化を図ることが可能であるとともに、除電部材の汚損を防止でき、除電部材の長寿命化を図ることができる。
【００９６】
（５）除電部材と転写搬送手段とが接触することがないことから、除電部材と転写搬送ベルト等との接触による除電部材の汚損を防止できるとともに、除電部材を移動させるための機構等を設けることなく該除電手段への通電のオン／オフを切り替えるのみで適正に本発明を実現することができる。
【００９７】
（６）接触式の場合には除電部材および接離機構を含む除電手段全体、または非接触式の場合には除電部材を含む除電手段全体に対する通電を必要なとき以外には行わないことから、余分な電力が除電部材に供給されることを防止でき、省電力化を図ることができる。
【００９８】
（７）例えば、給紙部から排紙部にわたって形成される用紙搬送路の一部を構成する転写搬送ベルト等に沿って複数の画像形成ステーションを併設しているタンデム式の画像形成装置等において、転写搬送ベルト等における複数の位置に転写電圧が印加され転写搬送ベルト等に電荷が蓄積し易い状況であっても、省電力化を図りつつ適正に除電処理を行うことができる。
【００９９】
よって、転写電圧の印加により転写搬送ベルト等に蓄積される電荷を除去する除電処理における消費電力の低減化を図ることが可能な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】
【図１】転写搬送ベルトの体積抵抗率と連続印刷後の残留電位の関係の一例を示す図である。
【図２】直接転写方式のディジタルカラー複写機を構成を示す図である。
【図３】接触式の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図４】ディジタルカラー複写機のブロック図である。
【図５】オン／オフ判定データテーブルの一例を示す図である。
【図６】中間転写方式のディジタルカラー複写機を構成を示す図である。
【図７】接触式の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図８】非接触の除電部材を備えた除電装置の構成を示す図である。
【図９】ディジタルカラー複写機の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−ディジタルカラー複写機
１０−除電装置
１１−ソレノイド
１２−除電ローラ
１３−バネ
１４−揺動中心軸
１５−揺動部材
１６−高圧電源
１７−除電制御手段
２１−環境検出器
２１６−転写搬送ベルト
３１６−中間転写ベルト
Claims (4)
- 像担持体に対向するように配置されるとともに画像形成処理がされるべき用紙を保持しつつ搬送する転写搬送手段と、
前記転写搬送手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記転写搬送手段上に位置する用紙に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記転写搬送手段の搬送方向における前記転写搬送手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記転写搬送手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記転写搬送手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段をオンまたはオフにする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記転写搬送手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記転写搬送手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記転写搬送手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記転写搬送手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体に対向するように配置されるとともに、前記像担持体から画像形成処理がされるべき用紙に対して転写すべき現像剤像が一時的に転写される中間転写手段と、
前記中間転写手段の一部を挟んで前記像担持体に対向する位置に配置され、前記像担持体上に形成された現像剤像を前記中間転写手段に対して転写するための転写電圧を印加する転写手段と、
前記転写手段とは別個に設けられるとともに、前記中間転写手段の搬送方向における前記中間転写手段のクリーニングユニットの下流側であって前記像担持体との接触位置の上流側で前記中間転写手段に当接するように配置され、かつ、前記転写手段による転写電圧の印加により前記中間転写手段に蓄積される電荷を除去する除電手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写手段近傍における湿度および温度を含む環境状態を検出する環境状況検出手段と、
環境状況検出手段の検出結果に基づいて前記除電手段を有効または無効にする除電制御手段と、
を備え、
前記除電制御手段は、温度および相対湿度と除電処理の要否との関係を示した複数のオン／オフ判定データテーブルであって温度を示す第１の軸と相対湿度を示す第２の軸とが交わる枠に除電処理の要否を示す２値データを割り当ててなるオン／オフ判定データテーブルを記憶しており、前記複数のオン／オフ判定データテーブルの中から前記中間転写手段の厚さ、体積抵抗率、および連続給紙枚数を参酌して前記中間転写手段に最適なオン／オフ判定データテーブルを選択し、前記環境状況検出手段の検出結果および選択したオン／オフ判定データテーブルに基づいて前記除電手段をオンまたはオフにし、かつ
前記除電手段は、前記中間転写手段に当接する除電部材と、
該除電部材を前記中間転写手段に対して接近または離間させる接離機構と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記除電制御手段は、前記除電手段を無効にするときに、前記除電部材への通電を停止するとともに、前記離間手段を動作させて該除電部材を前記転写搬送手段または前記中間転写手段から離間させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
- 前記転写搬送手段または前記中間転写手段との対向位置に複数の像担持体を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
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