(57)【要約】【課題】定着部における後方トナー飛び散りを招くことなく、紙を介した定着部への転写電荷リークを防止し、白状の転写不良画像の発生を防止すること。【解決手段】像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体から成る定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段を有する定着手段を有し前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前に、前記転写手段の転写高圧制御を定電流制御から定電圧制御に切り替える。その際の、定電圧値は前記定電流制御より求められた電圧値を用いる。【選択図】図１
2006153932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体から成る定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程を有し、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が転写手段に挟持搬送され、且つ、前記転写材が前記定着手段フィルムバイアスの記載を削除に挟持搬送される前に前記転写手段の転写高圧制御を定電流制御から定電圧制御に切り替えることを特徴とする転写高圧制御方法。
【請求項２】
前記定電圧制御の電圧値は、前記定電流制御での出力電圧値より決定されることを特徴とする請求項１記載の転写高圧制御方法。
【請求項３】
像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体から成る定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程を有し、フィルムバイアスの記載を削除前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が転写手段に挟持搬送され、且つ、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される前に下限電圧値を設定した定電流制御に切り替えることを特徴とする転写高圧制御方法。
【請求項４】
前記下限電圧値は、前記転写材が前記定着手段に挟持搬送される直前までの前記定電流制御の電圧値より決定されることを特徴とする請求項３記載の転写高圧制御方法。
【請求項５】
前記定着手段は、アース若しくは電圧が印加されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の転写高圧制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の転写高圧制御を有して成ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写高圧制御方法及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の装置における画像形成工程の概要は図４に示すようになっている。即ち、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様にある極性に帯電させた後、レーザ等の露光手段３により、感光ドラムを露光下領域のみを除電して潜像を形成し、現像器４のトナー５を現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラムの帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラムと現像スリーブが対向する現像ギャップ部においてＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加して、電界の作用によりトナーを浮遊振動させつつ感光ドラムの潜像形成部に選択的に付着させた後、転写ローラ１０と感光ドラムで形成される転写ニップ部まで感光ドラムの回転によって搬送させる。
【０００３】
一方、画像を記録される紙等の記録材７は、記録材収納箱７’から給紙ローラ対７”によって垂直搬送ローラ対６’まで先端部を給紙された後、この垂直搬送ローラ対により転写前搬送ローラ６まで搬送され、更にこの転写前搬送ローラにより、転写ガイド板９を通じて予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。このように搬送されてきた記録材は、転写部において感光ドラム上のトナーを静電的に引き付けて記録材側に移動させるようにトナーと逆極性の高電圧が記録材背面の転写ローラに印加されて記録材の表面にトナーを静電的に引き付けて画像を転写されるとともに、記録材裏面はトナーと逆極性に帯電され、転写されたトナーを保持し続けるための転写電荷が記録材裏面に付与される。最後に、トナー画像を転写された記録材は、加熱回転体１３とニップ部を形成する加圧ローラ１４で構成される定着器１２まで搬送され、このニップ部で加熱加圧されてトナー像を記録材表面に永久固着させる。
【０００４】
一方、転写後の感光ドラム表面には極性の異なるドナー等の付着物が僅かに残るため、転写ニップ部を通過した後の感光ドラム表面はクリーニング容器１１で感光ドラム表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１１ａにより付着物を掻き落とされて清掃された後、次回の画像形成に待機する。
【０００５】
以上の工程の中で、画像の定着方式としては熱効率、安全性が良好な接触加熱型の定着装置が広く知られており、図５に示すような、金属性円筒芯金１３’ｃ表面にプライマー層１３’ｂを介して雛型性層１３’ａを形成し、円筒内部にハロゲンヒータ１５を内包する熱定着ローラ１３’と加圧芯金１４ｃに耐熱性ゴム１４ｂから成る弾性層、その表面に加圧側離型性層１４ａを形成した加圧ローラ１４を加圧当接して構成される熱ローラ定着器と、図６に示すような、低熱容量の耐熱性樹脂フィルム１３”ｃ、その上に導電性プライマー層１３”ｂ、更にその表面に雛型性層を形成した定着フィルム１３”ａとその内側のセラミックヒータ１５’、フィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１３”ｄ、均一加圧するための金属ステー１３”ｅとで構成される定着フィルムユニット１３”に加圧ローラを加圧当接させるフィルム加熱方式の定着器とが主として用いられており、前者は比較的高速の大型機に用いられ、後者は比較的低速の小型機に用いられている。
【０００６】
特に、後者は近年の省エネルギー推進の観点から、従来のハロゲンヒータを内包する円筒状の金属を定着ローラとして用いる熱ローラ方式に比べてローラ熱伝達効率が高く、装置の立ち上りも速い方式として注目され、より高速の機種にも適用されるようになってきている。
【０００７】
以上のような定着装置を用いたプリンタ等の各種画像形成装置は、画質の向上とともに近年益々そのプリント速度の高速化が強く求めらるようになっている。このため、今後、更なる高速化を実現するためには、先ず、当然のことながらモータをパワーアップして加圧ローラ及び定着フィルムの回転速度を上げるとともに、通過時間の短くなった紙に十分な熱エネルギーを供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げる、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高いものに替える等の改良を行う必要がある。
【０００８】
しかしながら、このような改良を進めていくと、同時に定着部において様々な弊害が生じ易くなる。その弊害の１つとして図７に記載の熱ローラ定着方式の定着器の定着入り口部分の拡大断面図に示すように、定着の入り口部分の直前において記録材上のトナーが部分的に紙の搬送方向に対して下流側に吹き飛ばされるような現象が発生し、記録速度を上げれば上げるほどこの現象が悪化することがある（以下、この現象を「後方トナー飛び散り」現象と称する）。
【０００９】
この「後方トナー飛び散り」現象の発生要因としては次のようなメカニズムが考えられる。即ち、定着部において定着される紙には通常の環境下でも或る程度の水分を含んでいるため、定着の際、ニップ部における加熱により水蒸気が発生するが、高速化に伴って定着温度を上げると、この水蒸気の発生も激しくなり、逃げ場を求めてニップの前後方向に強く水蒸気を吹き出すようになる。
【００１０】
このとき、同時に紙の搬送速度も速くなっているため、ニップ入り口部において、紙上の未定着トナーには吹き出す水蒸気の速度に紙の搬送速度を合成した風速で水蒸気が吹きつけることになり、トナー像の内で像表層のトナーのように紙に対する付着力が比較的弱く表面の気流の影響を受け易いトナーの一部が風圧によって後方に飛ばされるものと考えられる。この現象は紙の電気抵抗や表面性及び添加物の種類によっても大きく左右されるが、特に横線のような紙の搬送方向に垂直なパターンのトナー像で最も発生し易くなり、そのメカニズムから記録速度を増せば増すほど悪化する現象である。
【００１１】
このような現象に対する抑制策としては、定着性を確保する必要性から熱的な条件を緩めることはできないので、トナーの紙に対する静電的な付着力を増強する方法が考えられている。例えば、図８に示すように、熱ローラ方式では定着ローラの金属部にトナーと同極性のバイアスを印加し（不図示の導電性ブラシを用いて接続）、この金属部表面に設けられた１５μｍ以上の十分な膜厚を有する絶縁離型層を挟んで電界を作用させて紙上のトナーを表面側から反発電界によって抑え込む方法や、逆に加圧ローラ側にトナーと逆極性（転写電荷と同極性）の電位を誘起してトナーの紙への付着強度を増す方法が考案されている。
【００１２】
同様に、フィルム加熱方式の定着器においても、図９に示すように同様の現象が発生しており、むしろ同レベルの記録速度の装置同士で比較するとこのフィルム加熱方式の定着器の方に現象が悪化する傾向が認められる。この要因としては、熱伝達率を高めるために後者の方式では広いニップ幅を必要とするため、ニップ部分の変形量が熱ローラ方式よりも大きく水蒸気の噴出力が高くなることや、熱ローラ方式ではニップ突入前に記録材表面に接近する定着ローラ表面の輻射熱による予備加熱効果が作用して事前に記録材表面の表層トナーを一部溶融させて記録材との密着力を高める作用があるのに対し、フィルム加熱方式ではフィルムの熱容量が小さいために予備加熱効果が得にくいこと等が考えられる。
【００１３】
このため、フィルム加熱方式では定着フィルムの導電層にトナーと同極性のバイアスを印加するだけではこの「後方トナー飛び散り」現象の抑制効果は殆ど得られず、更なる対策が必要となる。この追加策としては、特許文献１に提案されており、図１０に示すように、新たにニップ近傍に接地された紙裏接地用導電ブラシ８’のような接地手段を設け、このブラシを記録材の裏面に接触させたまま定着フィルムにトナーと同極性のバイアスを印加しつつ定着動作を行う構成が大きな効果を生じる方法として判明している。その抑制メカニズムとしては、フィルムにトナーと同極性のバイアスを印加することで記録材の抵抗を介して記録材裏面側の接地部からこのバイアスと逆極性の電荷が記録材裏面に誘起され、この電荷が逆極性のトナーを記録材に引き付けて固定する作用を増すためである。
【００１４】
何れの方式に対しても「後方トナー飛び散り」現象に対する上記の対策は、今後装置を高速化する上で非常に重要な技術であり、特に、このような装置の普及に伴い、世界の様々な気候の国々で様々な使用条件で使用されるようになると、紙の水蒸気の発生量が増大する高温高湿度の環境で使用される確率が高まることが予想され、今後一層、重要度を増していくものと考えられる。
【００１５】
しかしながら、このように「後方トナー飛び散り」現象の抑制策として定着ローラや定着フィルムに転写電荷と逆極性の定着バイアスを印加することは、ローラやフィルム表面の絶縁性が不十分な場合に逆に定着中に転写電荷をリークさせる危険があり、特に紙の抵抗が低下する高湿度環境において問題となる。
【００１６】
この問題はこれらの定着に用いるローラやフィルム表面の絶縁性を完全に確保することで回避できるが、絶縁性を上げ過ぎると抵抗が高過ぎて紙や加圧ローラとの摺擦や剥離過程において表面に異常帯電を招き易くなり、この帯電によって定着中のトナー像を剥ぎ取ってしまうオフセットや剥離帯電オフセットと呼ばれる新たな画像不良を招く危険があるため、これらの部材の表面抵抗はある値以上には大きくできないという制約がある。
【００１７】
特に、剥離帯電はローラやフィルム表面の抵抗に大きな相関があり、その帯電量も大きいため明確な画像不良となってしまうことが問題であった。このような理由から、表層を厚くできる定着ローラ方式では表面抵抗を或る程度帯電しにくい抵抗値に調整しても全体の絶縁性を保つことは可能であるが、製法の制約により、表層を厚くし難い定着フィルム方式においては、表面の帯電を抑えつつ電荷のリークを完全に防ぐことは困難であった。
【００１８】
このため、定着バイアスを印加する構成では更に転写電荷のリークが促進されてしまい、比較的抵抗の低い紙種を用いて高湿度環境で吸湿した紙を使用した場合、紙先端部の尾引きが悪化するとともに、ハーフトーン画像やベタ黒画像等の高濃度画像を形成した際の画像の中央後半部に横白帯状の転写不良領域が形成されてしまうという問題が生じていた。
【００１９】
これらの現象の発生メカニズムは、図１１〜図１３に示すように、搬送される紙の位置の変化に起因している。先ず、図１１は定着フィルムに転写部と逆極性のバイアスが印加され、定着部の下流側に導電ブラシが接地設定されている全体構成に対して、抵抗の低い紙が定着ニップ直前まで搬送される期間を示しており、紙裏には転写電荷が形成され、転写が正常に行われている。
【００２０】
次に、図１２のように紙先端が定着部を通過し、導電ブラシに接する直前まで搬送される期間では、オフセット防止のために或る程度の導電性を付与された定着フィルム表面に接する抵抗の低い紙から定着バイアスに引き寄せられて紙裏の転写電荷がフィルム側へリークし、同時にこの時転写中の同一幅の転写領域でもリークによる転写バイアス不足（同時に転写ニップ部における紙表面電位が定着バイアス側に振られることで転写バイアスの電界の作用が抑制される）が生じ、転写不良となり画像抜けが生じる。主に全体が高濃度パターンであった場合に目立つ。
【００２１】
更に、図１３のように紙先端が導電ブラシに接した後は、この導電ブラシから転写バイアスに引き寄せられて電荷が供給されるようになるので、転写側の電荷リーク量が抑制され、比較的、正常な転写が行われるとともに定着部にも尾引き抑制効果が作用するようになる。
【００２２】
このような工程により高濃度パターン７ａを出力した際には、全体の画像は図１４のように横白帯状の転写不良領域７ｂを招いてしまい、比較的湿度の高い環境で比較的抵抗の低い紙を用いた場合には無視できない現象となっていた。
【００２３】
次に、転写装置に関する説明を行う。
【００２４】
転写装置として、コロナ帯電転写方式やローラ転写方式があるが、コロナ帯電転写方式はオゾンの発生が多いため、より少ないローラ転写方式が広く一般的に採用されている。一般にローラ転写方式で用いられる中抵抗材料としてはゴム中に導電材を分散させた材料や、ゴム自体が導電性を持つ材料が挙げられる。転写ローラ方式では主に、転写バイアスが強過ぎるとドラムのメモリが発生し、弱過ぎると文字の等方向の飛び散りが発生する。これらの現象は、ローラの長手方向の抵抗ムラが少なければ少ないほど、画像が長手方向に安定して形成できる。導電材を分散させたタイプは、ゴム自体が導電性を持つ材料に比べ抵抗ムラに対し不利であるため、現在一般的に、ゴムが導電性を持つタイプが主に使われている。
【００２５】
ゴムが導電性を持つタイプの電気特性は、一般的に温度特性が極めて高く、環境依存及び機内昇温による抵抗変動が大きい。特に、高温高湿環境では、記録材に比べ十分に転写ローラの抵抗が大きくならないため、記録材の抵抗によって転写電圧の差が大きくなってしまう。その結果、吸湿度が高い紙が良好になるように転写電圧を合わせると、吸湿度の低い紙、つまり抵抗の高い紙で、文字等の等方向の飛び散りが発生し易くなる。又、吸湿度の低い紙に転写電圧を合わせると、今度は吸湿度の高い紙でドラムメモリが発生し易くなる。これを防止し、良好な画像を得るために、特許文献２では、非通紙時の抵抗検知結果と通紙時紙先端の電流結果により、電圧値を補正する手段が用いられている。
【００２６】
しかしながら、２つの抵抗値から電圧を決定する予測制御であり、制御変化ポイントでの電圧の不連続性や、予測のずれが発せする可能性がある。そこで、他の方法として、転写バイアスの定電流制御が挙げられる。
【００２７】
定電流制御は、紙や転写ローラの抵抗の変化にリアルタイムに対応することが可能となり、より安定して転写電界の変動を抑えることができ、且つ、制御手段がシンプルなため、ゴムが導電性を持つタイプの転写ローラを用いた場合には、一般的に広く用いられている。
【００２８】
しかしながら、この制御の場合、紙の吸湿度が高い状態で、特に前述してきた定着部材にトナーと逆極性のバイアスを印加した系では、定電圧制御に比べ、転写抜けが発生し易くなるという特性がある。これは、紙を介して転写電荷が定着部材にリークする分も含め定電流制御してしまうため、転写電界を形成する電荷が極端に不足することに起因するものである。
【００２９】
【特許文献１】特開２０００−１３１９７４号公報
【特許文献２】特開２００１−１０９２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体からなる定着手段に狭持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程部を有し、前記定着手段には前記定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するバイアス印加手段が設けられている画像形成装置において、前記定着回転体表面の絶縁性が異常帯電防止のために十分に確保できず、且つ、低抵抗の転写材を使用した場合に画像途中から発生する白状の転写不良画像を招き易くなる。
【００３１】
本発明は、あらゆる環境と記録材及び記録材の吸湿状態において、定着部における後方トナー飛び散りを招くことなく、白状の転写不良画像の発生を防ぐことができる転写高圧制御方法及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】
【００３２】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上に帯電トナー像を形成し、該トナーと逆極性のバイアスを作用させる転写手段によって前記トナー像を前記像担持体上から転写材上に転写した後、熱源を内包する定着回転体と圧力を作用させる加圧回転体から成る定着手段に挟持搬送させることにより前記転写材上にトナー像を永久固着させる画像形成工程を有し、前記転写手段と前記定着手段間の距離よりも長い転写材が搬送された場合に、前記転写材が転写手段に挟持搬送され、且つ、前記転写材が前記定着手段フィルムバイアスの記載を削除に挟持搬送される前に前記転写手段の転写高圧制御を定電流制御から定電圧制御に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、定着手段の尾引き対策構成として定着回転体表面にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加する定着バイアス印加手段と、定着回転体と加圧回転体に狭持搬送されて排出される転写材の裏面電位を接地させるための導電部材が設けられている画像形成装置において、定着回転体表面の異常帯電が生じないような抵抗範囲に抑えるとともに、この定着ニップ部に転写材先端が狭持搬送され始めてからの転写バイアスを強化した結果、この期問中に定着バイアスによってリークする転写電荷を補う（同時に転写ニップ部における紙表面電位が定着バイアス側に振られることで抑制される転写バイアスの電界作用を強化する）ことにより、転写バイアスの不足による転写不良の発生がなくなり、この切り替え前後で濃度ムラの無い良好な画質を実現するができ、対策を施さない場合に生じていた白状の転写不良領域の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施の形態１＞
図１及び図２は本発明に係る画像形成装置の転写−定着間の装置断面図及びこの間の紙端検知信号と転写バイアスのタイミングチャートである。図１１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施の形態では、紙先端及び紙後端が通過した際に信号を発生する紙端検知センサ１７と可変転写バイアス電源１０及び電気的動作を制御管理するＣＰＵ１８が設けられている。
【００３５】
又、本実施の形態を含む以下の全ての実施の形態における紙としては水分の含水率が８％以上まで上昇した低抵抗化した紙（Ｘｅｒｏｘ杜のＬｅｔｔｅｒサイズ７５ｇ紙等）を用いており、装置を動作させた環境は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿度環境である。紙端検知センサ１７は非常に軽い力で回転軸を中心に回転可能に設定され、レバー部分を搬送されてきた紙先端が前方に押し倒すことによりフォトセンサ等を介して信号が発生するように構成されており、本実施の形態では、レバーが倒れている間、信号Ｓ１はハイレベルに維持され、紙後端が通過してレバーが元の状態に戻り、信号Ｓ１は元のレベルに戻る。
【００３６】
このとき、装置内制御部のＣＰＵにこの紙先端通過信号が入力され、これを起点として検知した紙端部が転写ニップ部に到達するまでの時間に合わせて事前に潜像形成が開始され、現像部を経てトナー像が感光ドラム上に形成されて、転写ニップ部で紙に転写される。
【００３７】
プリント中の転写バイアスは、時刻ｔ１で紙端検知センサ１７が作動し、紙端検出センサ部から転写ニップまでの距離ＬｏをＶｐの搬送速度で搬送される紙先端が到達するまでの時間＝Ｌｏ／Ｖｐが経過した時刻ｔ２までに、バイアス印加が開始される。この際の転写バイアスは定電流制御されており、転写定着ニップ間距離Ｌ１を紙が通過する時間＝Ｌ１／Ｖｐの間即ち時刻ｔ３直前まで維持される。その後、定電流制御を行ったまま、定着ニップに突入すると、フィルムを介して電流がリークし、転写部での紙裏電荷が不足し、ハーフトーンやベタ黒画像中に白状の転写不良が生じてしまうため、これを防止するために、定電圧制御に移行する。
【００３８】
上記制御について更に詳細に述べる。
【００３９】
定電圧制御での電圧値は、定電流制御時の電圧値から換算される。本実施の形態では、定電流制御での電圧値が、定着ニップに到達する前に、十分に収束している状態の値を用いている。実際の制御としては、一定時間のサンプリングを複数回行い続け、例えばｎ回目のサンプリング値と（ｎ−１）回目のサンプリング値の変化率が、或る閾値以内になったことを数回確認すると、そこからの時間を基点とし、定電圧値決定プロセスへと移行し、電圧値サンプリングを行う。そのプロセスは、紙先端が定着ニップに到達する直前まで続けられ、定着ニップに到達する直前に、定電圧値決定プロセスで導出された電圧値での定電圧制御に移行する。
【００４０】
本実施の形態では、定電圧値決定プロセスでサンプリングされた平均電圧値を定電圧制御での定電圧値として用いた。尚、この定電圧値は、特に平均電圧値と同じである必要はなく、平均電圧値を元に演算されるもので良い。定着フィルム側への転写からのリークをより有効に押さえるために、より大きく設定しても良い。
【００４１】
又、定着器において、加圧ローラやニップ近傍に導電ブラシ８のような手段等に、トナーと同極性の電圧を印加している構成においては、定着器側から、転写への電荷の流れ込みを抑えるために、より小さく設定しても良い。
【００４２】
この制御にすることで、定着ニップ突入前と、定着ニップ突入後で転写電流経路が変動しても転写から感光ドラムへ流れ込む電流値の変動、つまりは、転写電界の変動が抑えられ、白状の転写抜け画像を抑えることができる。
【００４３】
本実施の形態では、転写ローラとして、高温高湿環境における抵抗値が１×１０7 〜５×１０7 Ω程度のイオン導電性のスポンジを用い、この転写ローラを用いて、実際のプリント電流である５μＡ定電流制御した時の転写電圧値は、Ｖｔ＝４００〜６００Ｖとなっている。これに対し、紙先端が定着バイアスの印加された定着ニップ部に接触した後の、Ｖｔ＝５００Ｖを印加した際の電流値は、６μ〜８μＡ程度流れる。このように転写バイアスを切り替えることでハーフトーンやベタ黒画像を紙全面に形成しても濃度ムラが殆ど生じない良好な画質を実現することができた。
【００４４】
又、本実施の形態では、紙先端が定着に突入する前から定電流制御を行っているが、制御方法によるソフト的な電圧変化スピード特性や転写高圧のハード的な電圧変化スピード特性等を考慮した電圧変化特性が比較的遅い場合は、定電流収束時間をできる限り早くし、定電流収束後の電圧サンプリング時間が長く確保できるようにするために、転写ローラの抵抗によって予め設定した転写電圧制御を行った後に、定電流制御を開始した方が好ましい。
【００４５】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は実施の形態１とほぼ同じであるが、異なる点は、定電流時にサンプリングした電圧値より、下限値を設定することである。この構成にすることで、ページ内の印字率等による最適転写電圧が変動した場合において、その部分での電圧を上昇させることが可能となるため、より安定して良好な画像を得ることが可能となる。以下に詳しく説明する。
【００４６】
図３は本実施の形態の紙端検知信号と転写バイアスのタイミングチャートである。図１１と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、本実施の形態では、紙先端及び紙後端が通過した際に信号を発生する紙端検知センサ１７と可変転写バイアス電源１０及び電気的動作を制御管理するＣＰＵ１８が設けられている。
【００４７】
又、本実施の形態を含む以下の全ての実施の形態における紙としては水分の含水率が８％以上まで上昇した低抵抗化した紙（Ｘｅｒｏｘ杜のＬｅｔｔｅｒサイズ７５ｇ紙等）を用いており、装置を動作させた環境は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿度環境である。紙端検知センサ１７は非常に軽い力で回転軸を中心に回転可能に設定され、レバー部分を搬送されてきた紙先端が前方に押し倒すことによりフォトセンサ等を介して信号が発生するように構成されており、本実施の形態では、レバーが倒れている間、信号Ｓ１はハイレベルに維持され、紙後端が通過してレバーが元の状態に戻り、信号Ｓ１は元のレベルに戻る。このとき、装置内制御部のＣＰＵにこの紙先端通過信号が入力され、これを起点として検知した紙端部が転写ニップ部に到達するまでの時間に合わせて事前に潜像形成が開始され、現像部を経てトナー像が感光ドラム上に形成されて、転写ニップ部で紙に転写される。
【００４８】
プリント中の転写バイアスは、時刻ｔ１で紙端検知センサ１７が作動し、紙端検出センサ部から転写ニップまでの距離ＬｏをＶｐの搬送速度で搬送される紙先端が到達するまでの時間＝Ｌｏ／Ｖｐが経過した時刻ｔ２までに、バイアス印加が開始される。この際の転写バイアスは定電流制御されており、転写定着ニップ間距離Ｌ１を紙が通過する時間＝Ｌ１／Ｖｐの間即ち時刻ｔ３直前まで維持される。
【００４９】
その後、定電流制御を行ったまま、定着ニップに突入すると、フィルムを介して電流がリークし、転写部での紙裏電荷が不足し、ハーフトーンやベタ黒画像中に白状の転写不良が生じてしまうため、これを防止するために、定着ニップ突入前に下限電圧値の設定を行う。この電圧値は、定電流制御時の電圧値から換算される。
【００５０】
本実施の形態では、定電流制御で導出される電圧値として、定着ニップに到達する前に、十分に収束している状態での平均電圧値を用いている。実際の制御としては、一定時間のサンプリングを複数回行い続け、例えばｎ回目のサンプリング値と（ｎ−１）回目のサンプリング値の変化率が、或る閾値以内になったことを数回確認すると、そこからの時間を基点とし、下限電圧値決定プロセスへと移行する。そのプロセスは、紙先端が定着ニップに到達する直前まで続けられ、定着ニップに到達する直前に、下限電圧値決定プロセスで決定された電圧値の設定の設定が行われる。
【００５１】
下限電圧値の設定値は、画像に不連続性が発生しないように設定する必要がある。本実施の形態では、定電圧値決定プロセスでサンプリングされた平均電圧値を下限電圧値として用いても画像の連続性が失われなかったため下限値として用いた。この電圧値は、特に平均電圧値と同じである必要はなく、平均電圧値を元に演算されるもので良い。定着フィルムへの転写部の電荷リークをより有効に抑えるために、大きく設定しても良い。
【００５２】
又、定着器において、加圧ローラやニップ近傍に導電ブラシ８のような手段等に、トナーと同極性の電圧を印加している構成においては、定着器側から転写への電荷の流れ込みを抑えるために小さく設定しても良い。
【００５３】
この制御にすることで、定着ニップ突入前と、定着ニップ突入後で転写電流経路が変動しても転写から感光ドラムへ流れ込む電流値の変動、つまりは転写電界の変動を抑えられ、白状の転写抜け画像を防止することができる。
【００５４】
本実施の形態では、転写ローラとして、高温高湿環境における抵抗値が１×１０7 〜５×１０7 Ω程度のイオン  導電性のスポンジを用い、この転写ローラを用いて、実際のプリント電流である５μＡ定電流制御した時の転写電圧値は、Ｖｔ＝４００〜６００Ｖとなっている。これに対し、紙先端が定着バイアスの印加された定着ニップ部に接触した後の下限値をＶｔ＝５００Ｖとした際の制御は、実際、Ｖｔ＝５００Ｖの下限値に張り付いた状態で、電流値は、６μ〜８μＡ程度流れていた。
【００５５】
このように転写バイアスを切り替えることでハーフトーンやベタ黒画像を紙全面に形成しても濃度ムラが殆ど生じない良好な画質を実現することができた。又、本実施の形態では、紙先端が定着に突入する前から定電流制御を行っているが、制御方法によるソフト的な電圧変化スピード特性や、転写高圧のハード的な電圧変化スピード特性等を考慮した電圧変化特性が比較的遅い場合は、定電流収束時間をできる限り早くし、定電流収束後の電圧サンプリング時間が長く確保できるようにするために、転写ローラの抵抗によって予め設定した転写電圧制御を行った後に、定電流制御を開始した方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置要部の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１での転写制御のタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２での転写制御のタイミングチャートである。
【図４】従来の画像形成装置要部の断面図である。
【図５】熱ローラ方式定着器の断面図である。
【図６】加熱フィルム方式定着器の断面図である。
【図７】熱ローラ方式定着器での後方トナー飛び散りを説明する図である。
【図８】熱ローラ方式定着器での後方トナー飛び散り対策を説明する図である。
【図９】加熱フィルム方式定着器での後方トナー飛び散りを説明する図である。
【図１０】加熱フィルム方式定着器での後方トナー飛び散り対策を説明する図である。
【図１１】定着動作直前の画像形成装置動作を説明する図である。
【図１２】定着後紙裏接地直前の画像形成動作を説明する図である。
【図１３】定着後紙裏接地後の画像形成動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１        帯電ローラ
２        感光ドラム
３        露光手段
４        現像器
４ａ      現像ブレード
４ｂ      現像スリーブ
５        トナー
６        転写前搬送ローラ
６’      垂直搬送ローラ
６”      導電性転写前搬送ローラ
７        記録材
７ａ      高濃度パターン部
７ｂ      転写不良領域
７’      記録材収納箱
７”      給紙ローラ
８        導電ブラシ
８’      紙裏接地用導電ブラシ
９        転写ガイド板
１０      転写ローラ
１０ａ    定電圧電源
１０ｂ    定電流電源
１１      クリーニング容器
１１’    クリーニングブレード
１２      定着器
１３      加熱回転体
１４      加圧ローラ
１３’    定着ローラ
１３’ａ  絶縁性離型性層
１３’ｂ  プライマー層
１３’ｃ  金属製円筒芯金
１３”    定着フィルム
１３’ａ  絶縁性離型性層
１３”ｂ  導電性プライマー層
１４      加圧ローラ
１４ａ    加圧側離型性層
１４ｂ    耐熱性ゴム
１４ｃ    加圧芯金
１５      ハロゲンヒータ
１５’    セラミックヒータ
１６      定着バイアス電源
１７      紙端検知センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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