(57)【要約】【課題】転写後における記録材Ｐ上の画像の乱れや後端汚れを防止しつつ転写抜け等に起因する異常画像の発生を良好に防ぐことを可能とする。【解決手段】  画像情報から得た印字率が記録材Ｐの搬送方向後端領域で低印字率となっている場合には転写バイアスを高くして後端汚れを防止する一方、記録材Ｐの後端領域における印字率が高印字率となっている場合には転写バイアスを略同一に維持して転写抜け等に起因する異常画像の発生を回避する画像形成制御手段を備えたもの。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の画像情報に対応したトナー画像が形成される像担持体と、
その像担持体上のトナー画像を記録材に転写させる適宜の転写電圧が印加される転写手段と、
前記転写手段に対して印加する転写電圧を決定する転写制御手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記転写制御手段は、搬送される記録材の搬送方向後端領域に対応する前記画像情報の印字率に基づいて前記転写電圧を変更する構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写制御手段は、前記記録材の搬送方向後端領域に対応する前記画像情報の印字率が基準値よりも低い印字率となっている場合に、当該記録材の後端領域に対応する転写電圧を他の領域に対する転写電圧より高くする一方、前記記録材の後端領域に対応する印字率が基準値よりも高い印字率となっている場合には、当該記録材の後端領域に対する転写電圧を他の領域に対する転写電圧と略同一に維持する構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録材の後端領域は、当該記録材の後端縁から搬送方向前方側に２０ｍｍ以内の領域であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写制御手段は、前記記録材の後端領域に対応する画像情報のドットデータから得た印字率が４０％以上となっているときに高印字率、４０％未満となっているときに低印字率とそれぞれ判断する構成を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写制御手段は、前記記録材の種類と記録材の搬送方向後端領域に対応する前記画像情報の印字率によって前記転写電圧を変更する構成になされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上のトナー画像を記録材上に転写させる画像形成制御手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、ファクシミリ、あるいはプリンタなどのような電子写真方式を採用した各種画像形成装置では、例えば下記特許文献１の内容を表した図７のように、均一に帯電された感光ドラム等の像担持体１に対して画像パターンに応じた露光処理が施され、それにより前記像担持体１上に形成された静電潜像に、図示を省略した現像装置内において静電荷が与えられた有彩色の微粉体である現像剤（トナー）が供給されて静電潜像の現像が行われ可視像化される。可視像化されて像担持体１上に形成されたトナー画像は、転写領域（転写ニップ部）Ｎに配置された転写装置としての転写ローラ２を用いた静電転写プロセスよって記録材Ｐ上に転写され、転写が終了した記録材Ｐは、像担持体１から分離されて定着装置３側に送り出されていく。
【０００３】
ところが、トナー像の転写が終了した記録材Ｐは、前記像担持体１の表面に静電吸着されていることから記録材Ｐを像担持体１の表面から剥離させて分離させることとなるが、その際、記録材Ｐの後端部分が剥離帯電によって転写バイアスと同極性に帯電されてしまうことがある。その結果、転写材Ｐの後端部分が像担持体１の回転方向（図示Ｒ１方向）に従って引っ張られていき、当該記録材Ｐの後端部分の分離が遅れて図中の破線で示したように、像担持体１に近づくように跳ね上がる、いわゆる記録材Ｐの後端跳ね現象が発生することがある。そして、このような後端跳ね現象の発生によって記録材Ｐが像担持体１の表面やクリーニング容器（図示省略）の底部に接触し、いわゆる後端汚れが発生して未定着トナー像が擦れにより画像が乱されたりすることがある。
【０００４】
このような記録材Ｐの後端部分の跳ね上がり現象による後端汚れ等の問題を解消するため、従来から例えば下記特許文献１のように、記録材の後端部分に対して他の部位よりも高い転写バイアスを印加するように制御して記録材の後端部分を像担持体に強く貼り付けた状態で搬送し、記録材分離のポイントをさらに下流側にずらすことによって後端跳ねによる後端汚れの問題を解消する提案がなされている。しかしながら、このような従来の提案では、記録材の後端部分で印字率がベタ黒やハーフトーン等の高印字率画像となっている場合に、記録材の後端部分に対して印加された高い転写バイアスによって転写抜け等に起因する異常画像が発生することがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７２０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、転写後における記録材上の画像の乱れや後端汚れを防止しつつ、高印字率の際に発生していた転写抜け等に起因する異常画像の発生を良好に防ぐことができるようにした転写装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明にかかる画像形成装置では、所望の画像情報に対応したトナー画像が形成される像担持体と、その像担持体上のトナー画像を記録材に転写させる適宜の転写電圧が印加される転写手段と、前記転写手段に対して印加する転写電圧を決定する転写制御手段とを備えた画像形成装置において、前記転写制御手段は、搬送される記録材の搬送方向後端領域に対応する前記画像情報の印字率に基づいて前記転写電圧を変更する構成を備えている。
【０００８】
このような構成を有する本発明にかかる画像形成装置によれば、記録材の後端部分に対して印加する転写電圧（転写バイアス）を画像情報の印字率に対応して切り替えられるため、例えば請求項２にかかる画像形成装置のように画像情報の後端部分が低印字率の場合には上述した従来の提案装置と同様に転写電圧を高く切り替えることによって後端汚れが防止される一方、画像情報の後端部分が高印字率となっている場合には転写電圧を切り替えることなく他の領域に対する転写電圧と略同一に維持することによって、転写抜け等に起因する異常画像の発生が回避されるようになっている。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように本発明は、画像情報から得た記録材の搬送方向後端領域における印字率に基づいて当該記録材の後端部分に対する転写電圧を変更する画像形成制御手段を備えたことにより、転写後における記録材上の画像の乱れや後端汚れを防止しつつ転写抜け等に起因する異常画像の発生を良好に防ぐことができ、画像形成装置の画像品質を向上させて信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、本発明を適用する画像形成装置としてのレーザービームプリンタの概略構造の一例を説明しておく。
【００１１】
図１に示されているレーザービームプリンタにおいては、装置本体１１の内部に着脱自在に装着されたプロセスカートリッジ１２内に、回転自在に支持された像担持体としての感光ドラム２１が設けられている。この感光ドラム２１は、図示を省略した駆動手段によって矢印方向に適宜のプロセススピードで回転駆動されるように構成されており、その感光ドラム２１の表面に近接するようにして、当該感光ドラム２１の表面を均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ２２が前記プロセスカートリッジ１２の内部に設けられている。また、前記感光ドラム２１の回転方向において上記帯電ローラ２２の下流側には、静電潜像を形成するための露光手段として前記プロセスカートリッジ１２の外部に配置されたレーザースキャナ１３からの露光１３ａが照射されるように構成されている。また、その下流側には、静電潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像装置２３の現像スリーブ２３ａが前記プロセスカートリッジ１２の内部に設けられている。
【００１２】
さらに、感光ドラム２１の回転方向において前記現像装置２３の下流側には、記録材Ｐに感光ドラム２１上のトナー画像を転写する転写装置として前記プロセスカートリッジ１２の外部に配置された転写ローラ１４が、前記感光ドラム２１の表面に圧接するように配置されているとともに、その転写ローラ１４の下流側には、前記感光ドラム２１上に残留する未転写トナーを回収するクリーニング装置２４が、前記プロセスカートリッジ１２内に設けられている。
【００１３】
一方、上述した装置本体１１の底部側には、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給紙カセット１５が略水平方向に着脱可能となるように装着されており、その給紙カセット１５の装着方向手前側端部分（図示右端部分）には、記録材Ｐを繰り出す給紙ローラ１５ａが設けられているとともに、その給紙ローラ１５ａから前記転写ローラ１４が配置された転写領域（転写ニップ部）Ｎに至る搬送路の途中位置にレジストローラ１５ｂが配置されている。さらに、上記転写ローラ１４が配置された転写領域（転写ニップ部）Ｎから延出する搬送路の延出端部分には、記録材Ｐ上の未定着トナー画像を加熱作用によって固定する定着装置１６が配置されている。
【００１４】
さらに、上述した装置本体１１の内部には、画像形成動作等を制御する制御基板（図示省略）が取り付けられていて、その制御基板内に、転写バイアス制御手段を含む画像形成制御手段としての本体制御部（エンジンコントローラ）１７が設けられている。この本体制御部１７は、上述したような構成を有するレーザービームプリンタにおける各画像形成工程を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）およびプログラム等が格納されたメモリが搭載されており、中央処理装置（ＣＰＵ）がメモリから必要なプログラムを読み出して実行することにより、概略以下のような画像形成動作が行われる。
【００１５】
すなわち、図示を省略した駆動手段によって矢印方向に回転駆動されている感光ドラム２１の表面が、帯電ローラ２２から、例えば−６７０Ｖの印加電圧が付与されることによって、所定の極性および電位、例えば−６５０Ｖに一様に帯電される。その一様に帯電された感光ドラム２１の表面には、外部装置１８からビデオコントローラを介して受信される画像情報（画像信号ＶＤＯ）を変調された画像ビームが、露光手段であるレーザースキャナ１３から露光１３ａとして照射され、その露光１３ａの露光部分に対応する電荷が除去されて感光ドラム２１の表面上に静電潜像が形成される。この感光ドラム２１の表面上に形成された静電潜像は、現像装置２３におけるアルミローラ等から形成された現像スリーブ２３ａの現像作用により顕像化されてトナー画像が得られるようになっている。
【００１６】
一方、上記転写ローラ１４には定電圧制御による転写バイアス（転写電圧）が印加され、その転写バイアスによって上記トナー画像が記録材Ｐ側に転写されることとなるが、その転写バイアスは、定電圧制御によって例えば前回転中に３．５μＡの定電流が印加されるとともに、転写不良や転写抜けの起こらないように出力された電圧に応じて変更されることによって、例えば１．７ｋＶから４．５ｋＶの最適な転写バイアスを得るようにしている。
【００１７】
このとき前述したように、本実施形態における画像形成制御手段として設けられた本体制御部（エンジンコントローラ）１７には、図２にも示された外部装置１８から画像情報（画像信号ＶＤＯ）が送受信されるが、そのときの画像情報（画像データ）のドットデータから得た印字率が算出されて、上記本体制御部１７に接続されたＲＡＭ１７ａ内に一時的に記憶される構成になされている。一方、本体制御部１７に接続されたＲＯＭ１７ｂ内には、上述した画像形成動作を実行する制御プログラムが格納されており、その制御プログラムには、図３に示されているような画像情報の印字率に基づいた転写バイアス制御を実行するプログラムが含まれている。
【００１８】
このときの転写バイアス制御動作（印字率判定シーケンス）を具体的に説明すると、図３に示されているように、まず操作部（図２中の符号１７ｃ参照）を通して画像出力枚数が設定されて（ステップ１）、画像形成動作がスタートされると、本体制御部（エンジンコントローラ）１７に画像情報（画像データ）が読み込まれ（ステップ２）、その画像情報に基づいて記録材Ｐの搬送方向後端領域における印字率が算出される（ステップ３）。このときの記録材Ｐの後端領域は、当該記録材Ｐの後端縁から搬送方向前方側に２０ｍｍ以内の領域に設定されている。
【００１９】
そして、そのときに得られた搬送方向後端領域の印字率は、予め決められた基準値（例えば４０％）と比較され（ステップ４）、当該搬送方向後端領域における印字率が基準値よりも低い４０％以下の印字率となっている場合には（ステップ４のＹ）、上述した本体制御部１７から転写装置１４の転写バイアスドライバ１４ａ（図２参照）に対して切り替え信号が発せられ、それによって記録材後端部分の転写バイアス（転写電圧）が他の領域に関するプリント中転写バイアスより高く設定された転写強バイアスがオンされる（ステップ５）。この転写強バイアスの印加時にも、前回転中には定電流３．５μＡが印加され、出力した電圧に応じて、例えば３．４ｋＶから５ｋＶに変更される。
【００２０】
このような転写強バイアスが印加されることによって、図４に示されているように、記録材Ｐの後端部分Ｐ２が転写部ニップ部Ｎを通過後に感光ドラム１の表面により強く吸着されることとなり、矢印Ｒ１で示された感光ドラム２１の回転方向に沿って記録材Ｐの後端部分Ｐ２が矢印ｅのように上方側に移動する。これによって、記録材Ｐと感光ドラム２１との分離ポイントまたは分離タイミンクが従来よりさらに遅れることとなり、その結果、記録材Ｐの後端部分Ｐ２が転写部ニップ部Ｎを通過した直後から感光ドラム２１の表面に再接触することがなくなって後端汚れが良好に防止される。
【００２１】
再び図３に戻って、記録材Ｐの搬送方向後端部分Ｐ２に対応するトナー画像がベタ黒やハーフトーンなどのような印字率が基準値の４０％を越える高い印字率画像となっている場合には（ステップ４のＮ）、上述したような転写強バイアスの切り替えは行わず、他の領域に対応するプリント中転写バイアスと略同一の転写バイアスが維持される（ステップ６）。これによって、転写強バイアスの印加により発生するおそれがある転写抜け等に起因する異常画像の形成が良好に回避されることとなる。
【００２２】
この点をより詳しく説明すると、まず記録材Ｐの後端部分Ｐ２と転写バイアスとの関係は例えば図５に示されたようになっている。そして、記録材Ｐの後端部分Ｐ２が低印字率の場合に、当該記録材後端部分Ｐ２に対する転写バイアスをプリント中転写バイアスより高い転写強バイアスに切り替えてオンすると、記録材Ｐが感光ドラム２１側により強く張り付くこととなり、それによって記録材Ｐの後端部分Ｐ２が暴れることがなくなって記録材Ｐの搬送が安定状態となる。一方、このような転写強バイアスを印加することなくオフ状態に維持すると、従来技術で説明したような後端跳ねが発生して後端汚れや文字ぶれなどが起きる。
【００２３】
また、記録材Ｐの後端部分Ｐ２が高い印字率となっている場合にも上述したような転写強バイアスを印加してしまうと、従来技術で説明したように転写抜け等に起因する異常画像が発生することとなるが、本実施形態のように転写強バイアスを印加しないように制御すれば、感光ドラム２１と記録材Ｐとの間にトナーが介在して、感光ドラム２１側からの記録材Ｐの分離が容易化されることとなって後端跳ねの発生が防止される。
【００２４】
再び図３に戻って、上述したような転写バイアスの制御が行われた後に、画像情報（画像データ）の出力が行われ（ステップ７，８）、画像出力枚数が指定枚数に達したか否かがチェックされる（ステップ９，１０）。その結果、指定枚数に達していなければ上述したステップ５からの処理が繰り返され、指定枚数に達していれば画像形成動作が終了される。
【００２５】
このように本実施形態によれば、記録材Ｐの後端部分に対して印加する転写バイアスを画像情報の印字率に対応して切り替え、画像情報の後端部分が低印字率の場合には、従来装置と同様に転写バイアスを高く切り替えることによって後端汚れを防止する一方、画像情報の後端部分が高印字率となっている場合には、転写バイアスを切り替えることなく他の領域に対する転写バイアスと略同一に維持することによって、転写抜け等に起因する異常画像の発生が回避されるようになっている。
【００２６】
一方、上述した実施形態のような後端汚れは、普通紙や薄紙を用いた際の低印字率の場合に発生し、ＯＨＰや厚紙、葉書などを用いた場合には印字率にかかわらず発生することはない。その理由は、普通紙や薄紙の場合には記録材としてのコシが弱いため、搬送方向の後端部のみが静電気力により感光ドラム側に引き付けられてしまい、後端汚れが発生することになるが、ＯＨＰや厚紙、葉書などの場合には記録材としてのコシが強いため、記録材後端部分が感光ドラム側に引き付けられることが少ない。つまり、記録材後端部分が感光ドラム側に接触することがなく、後端汚れが発生するおそれも少ない。
【００２７】
このような事情を考慮して図６に示されている実施形態では、使用する記録材の種類によって画像形成制御の切り替えを行うようにしている。すなわち、普通紙モード、薄紙モード、ＯＨＰモード、厚紙モード、葉書モードが設定されており、普通紙モードまたは薄紙モードが選択された場合には、前述した実施形態と同様な印字率に基づいた転写バイアス制御動作が実行されるが、ＯＨＰモード、厚紙モード、葉書モードが選択された場合には、画像情報の印字率にかかわらず転写バイアスが一定に維持され、前述した転写強バイアスへの切り替え制御が行われないようにしている。
【００２８】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、上述した実施形態では、印字率の基準値を４０％に設定しているが、その基準値は装置条件に対応して適宜に設定することができるものである。
【００３０】
また上述した実施形態は、レーザービームプリンタの転写装置に本発明を適用したものであるが、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置の転写装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上述べた本発明にかかる転写装置は、プリンタなどの画像形成装置を始めとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成を示した縦断面説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における転写バイアス制御手段を含む画像形成制御手段の構造を表したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における転写バイアス制御シーケンスを表したフロー図である。
【図４】転写ニップ部における記録材Ｐの挙動を表した模式的側面説明図である。
【図５】図３に示された本発明の一実施形態における転写バイアス制御シーケンスにおける記録材の後端部分に対する転写バイアスと画像の印字率との関係を示した表である。
【図６】本発明の他の実施形態における転写バイアス制御モードを示した表である。
【図７】従来装置の転写ニップ部における記録材Ｐの挙動を表した模式的側面説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１  装置本体
１２  プロセスカートリッジ
１３  レーザースキャナ
１４  転写ローラ（転写装置）
１５  給紙カセット
１６  定着装置
１７  本体制御部（転写バイアス制御手段を含む画像形成制御手段）
１８  外部装置
２１  感光ドラム（像担持体）
２２  帯電ローラ
２３  現像装置
２４  クリーニング装置
Ｐ  記録材
Ｎ  転写領域（転写ニップ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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