(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体との間でニップ部を形成し、前記ニップ部において、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写するための転写部材と、
記録材が搬送される搬送方向に関して、前記ニップ部よりも下流側に配置され、前記ニップ部で挟持搬送される記録材を除電する除電部材と、
前記除電部材に電圧を印加する除電電源と、
を備えた画像形成装置において、
前記像担持体上に形成されるトナー像の印字率を算出する印字率算出手段と、
記録材の前記搬送方向に関して、記録材の第１の領域及び第２の領域においては、前記印字率算出手段により算出された印字率が小さくなるほど、記録材を除電する際に前記除電電源から前記除電部材に印加する除電電圧の値の絶対値の大きさを連続的または段階的に大きくし、記録材の前記搬送方向に関して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に設けられる第３の領域においては、前記印字率の値に関わらず、前記除電電源から前記除電部材に所定の値の除電電圧を印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の領域及び前記第２の領域に対する前記除電電圧の値の絶対値が、前記第３の領域に対する前記除電電圧の値の絶対値よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
印字率と前記除電電圧との関係を予め記憶している記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記印字率算出手段により算出された印字率、及び、前記記憶手段に記憶されている前記関係に基づいて、前記除電電圧を制御す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。
【請求項４】
前記印字率算出手段は、記録材のうち予め設定された領域に対応する前記像担持体の領域に形成されるトナー像の印字率を算出し、
前記制御手段は、算出された印字率に基づいた前記除電電圧の制御を、記録材の前記領域に対して行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部材に電圧を印加する転写電源を備え、
前記制御手段は、
前記印字率算出手段により算出された印字率が小さくなるほど、前記像担持体から記録材にトナー像を転写する際に前記転写電源により前記転写部材に印加される転写電圧の絶対値の大きさを、連続的または段階的に小さくする
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記印字率算出手段は、記録材のうち予め設定された領域に対応する前記像担持体の領域に形成されるトナー像の印字率を算出し、
前記制御手段は、算出された印字率に基づいた前記転写電圧の制御を、記録材の前記領域に対して行う
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記印字率算出手段により算出された印字率が０％となる領域が前記像担持体上に存在する場合、前記制御手段は、印字率が０％となる前記像担持体の領域に対応する記録材の領域が、前記ニップ部で挟持搬送される間、前記転写電源をオフにするか又は、前記転写電源により前記転写部材に印加される電圧の極性をトナーの正規の帯電極性と同じにすることを特徴とする請求項５または６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、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真を応用した機器には、電子写真複写機、ファックス、レーザビームプリンタ等の画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程を経ることで、記録材に画像形成が行われる。
ここで、転写工程においては、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが転写部材に印加される。その結果、記録材の背面にトナーと逆極性の電荷が付与されるため、静電的な力で感光ドラム上のトナー像が記録材上に転写される。転写工程後の記録材は、付与された電荷の作用により、感光ドラムの表面に静電的に吸着している。そこで、除電針を設けることによって、転写工程で付与された電荷の一部を除去し、記録材と感光ドラムの間の吸着力を減ずることで、記録材を感光ドラムから分離することができる。なお、除電針は接地するか、又は電源によって転写バイアスと逆極性のバイアスを印加されて記録材の感光ドラムからの分離を促進している。また、除電針に印加するバイアスを記録材の先後端で通常より強くすることによって、記録材の感光ドラムからの分離をより良好にしている。
【０００３】
このように転写工程後に、記録材の電荷を除電して感光ドラムとの静電吸着力を弱めることで記録材を分離する方式は、特許文献１に記載されており、以下、静電分離方式と呼ぶ。
そして、記録材上のトナー像は定着装置によって加熱及び加圧されることによって記録材上に定着され、トナー像の定着を受けた記録材はハードコピーとして機外に排出される。感光ドラム上に残留した未転写トナーはクリーニング装置によって清掃除去され、感光ドラム１は帯電工程から始まる次の画像形成プロセスに供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術における静電分離方式で転写工程後の記録材の分離を行うと、以下に説明するような理由で、安定した分離性能が得られない場合があることが判明した。
即ち、記録材の含水量が増加する高湿環境において、記録材として坪量の小さい薄紙を使用すると、記録材の剛性（コシ）が小さくなるため、分離性能が低下しやすくなる。また、出力画像の印字率によっても分離性能が変わり、印字率が低い場合ほど分離性能が低下しやすくなる。つまり、記録材と感光ドラム（像担持体）の間にトナーがあると、トナー層分のギャップが確保され、密着がやや弱くなり分離しやすいのに対して、トナーがない場合は、記録材と感光ドラムのギャップが極度に少なくなり、非常に分離しにくい状態になる。
【０００６】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、記録材が像担持体から分離するときの記録材の分離性能を向上させ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に本発明にあっては、
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体との間でニップ部を形成し、前記ニップ部において、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写するための転写部材と、
記録材が搬送される搬送方向に関して、前記ニップ部よりも下流側に配置され、前記ニップ部で挟持搬送される記録材を除電する除電部材と、
前記除電部材に電圧を印加する除電電源と、
を備えた画像形成装置において、
前記像担持体上に形成されるトナー像の印字率を算出する印字率算出手段と、
記録材の前記搬送方向に関して、記録材の第１の領域及び第２の領域においては、前記印字率算出手段により算出された印字率が小さくなるほど記録材を除電する際に前記除電電源から前記除電部材に印加する除電電圧の値の絶対値の大きさを連続的または段階的に大きくし、記録材の前記搬送方向に関して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に設けられる第３の領域においては、前記印字率の値に関わらず、前記除電電源から前記除電部材に所定の値の除電電圧を印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録材が像担持体から分離するときの記録材の分離性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１のレーザ点灯比率を算出する手法について説明するための図
【図３】実施例１のレーザ点灯カウント回路の代表的回路を示す図
【図４】実施例１のサンプルタイミング生成部の構成を示す図
【図５】実施例１の要部の構成を示す図
【図６】実施例１における除電針バイアスの出力値について説明するための図
【図７】実施例１の記録材の先後端部の印字率と除電針バイアスの関係を示す図
【図８】実施例１の記録材中央部における印字率と除電針バイアスの関係を示す図
【図９】実施例２における印字率と転写バイアスの関係を示す図
【図１０】実施例２における転写バイアスと転写効率の関係を示す図
【図１１】実施例２における転写バイアスと印字率の関係を示す図
【図１２】実施例２における除電針バイアスと印字率の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
［実施例１］
以下に、実施例１について説明する。
【００１２】
（画像形成装置）
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
図１において、１はＯＰＣ等の感光層と基板から成る像担持体としての感光ドラムであり、感光ドラム１は図示矢印方向に回転しつつ帯電手段２により一様に帯電される。次に、感光ドラム１は画像信号に対応して変調されたレーザビーム３の照射を受けてその表面上に潜像（静電潜像）が形成される。続いて、感光ドラム１上（像担持体上）に形成された潜像は現像装置４においてネガトナー（正規の帯電極性が負極性の現像剤）によって現像されてトナー像Ｔ（図９参照）として顕像化される。
【００１３】
一方、所定のタイミングで記録材Ｐが、転写部（ニップ部）Ｎに供給されると、転写電源１１によってトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の転写バイアス（転写電圧）が転写部材としての転写ローラ５に印加される。ここで、転写部Ｎは、転写ローラ５と感光ドラム１の間で形成されている。
そして、正極性の転写バイアスが転写ローラ５に印加された状態で、転写部Ｎで記録材Ｐが挟持搬送されることで、感光ドラム１上のトナー像Ｔが記録材Ｐ上に転写される。なお本実施例では、転写ローラ５はＮＢＲ、ヒドリンからなるスポンジタイプで、抵抗値が常温環境で１×１０８Ωのローラを使用している。
【００１４】
トナー像Ｔの転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１に静電吸着されているが、除電針８の作用によって感光ドラム１から分離される。ここで、除電針８は、記録材Ｐの搬送方向で、転写部Ｎよりも下流側に配置され、転写部Ｎで挟持搬送される記録材Ｐを除電する除電部材に相当する。
除電針８は、絶縁部材９によって狭持され、除電電源１２により感光ドラム１と同極性の除電針バイアス（除電電圧）が印加されることで、感光ドラム１からの記録材Ｐの分離が促進される。本実施形態では、出力画像の印字率カウントに応じて、除電針８に印加される除電針バイアスの値を変更している。そして、感光ドラム１から分離された記録材Ｐは、搬送ガイド６を経て定着装置７に搬送され、定着装置７において定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂによって形成される定着ニップ部を通過する際に、定着ローラ７ａによる加熱によってトナー像の定着を受ける。
【００１５】
（印字率算出手段）
次に、出力画像の印字率の算出方法について説明する。
感光ドラム１上に形成されるトナー像の印字率を算出する印字率算出方法には、種々の提案がなされている。以下に、レーザ点灯比率を用いた印字率算出方法の一例について説明する。レーザ点灯比率は、予め設定された画像領域内において所定時間ごとにビデオ信号をサンプルし、総サンプル数に対してビデオ信号がオンである数の比率から算出する（印字率算出）。
【００１６】
以下に、レーザ点灯比率を算出する手法について説明する。図２は、レーザ点灯比率を算出する手法について説明するための図である。
図２において、２０は画像が印字される記録材Ｐを示している。２１は記録材Ｐ内（記録材上）での画像が印字される領域を示している。画像印字領域２１はｎ数（ｎ：自然数）に分割されており、ｎ分割された領域に１からｎまでの番号をつけている。図２の斜線部は、ｎ分割された領域毎に１か所だけランダムに選択された点である。この点でビデオ信号のオン／オフを判定し、ビデオ信号がオンである数をカウントする。その数を分割した画像印字領域数（この場合はｎ）で割ることでレーザ点灯比率を算出することができる。
【００１７】
前述のようにして算出した値は厳密にはレーザ点灯比率と必ずしも一致しない。しかし、サンプル数ｎが十分大きければ、オン／オフの判断に時間がかかるものの、算出した値と実際のレーザ点灯比率はほぼ等しくなる。
従来技術のレーザ点灯比率の算出方式は、画像印字領域２１内でできるだけ多くのビデオ信号をサンプルすることと、ある特定の場所に偏らないようにランダムにビデオ信号をサンプルすることが重要である。前記２つの条件を満たさない場合は、算出したレーザ点灯比率と実際のレーザ点灯比率の誤差が大きくなってしまう。
【００１８】
図３は、レーザ点灯カウント回路の代表的回路を示したものである。図３を用いてレーザ点灯カウント回路の動作を説明する。
これらの回路は、同期式のデジタル回路で構成されている。ただし、システムクロックは図示していない。図３において、ビデオコントローラ５１から入力されたビデオ信号５７をフリップフロップ５２で受けて、同期信号にする。サンプルタイミング生成部５３では、レーザビームの走査方向の画像印字領域を示す水平イネーブル信号５８とレーザビームの走査方向と垂直方向の画像印字領域を示す垂直イネーブル信号５９が入力されている。水平イネーブル信号５８は図示しない水平同期信号に基づいてプリンタエンジン内部の制御ロジック回路（不図示）で生成することができる。また、垂直イネーブル信号５９は記録材搬送のタイミングに応じてプリンタエンジン内部の制御ロジック回路（不図示）で生成することができる。
【００１９】
ＣＰＵ（制御手段）５４は、サンプルタイミング生成部５３に、画像印字領域２１に応じた設定値６０を入力する。ゲート５５は、サンプルタイミング生成部５３により決められたタイミングでビデオ信号５７を同期化した信号がオンである場合にハイ（ＨＩＧＨ）となる。カウンタ５６は、所定の画像印字領域２１内でゲート５５がハイ（ＨＩＧＨ）となった回数、つまりビデオ信号がオンとなった回数をカウントする。このカウント値はＣＰＵ５４に送られ（信号６１）、ＣＰＵ５４はカウント値と予め設定された総サンプル数（例えば、図２の区間数ｎ）との比率から所定の画像印字領域２１内でのレーザ点灯比率を算出することができる。
【００２０】
図４は、サンプルタイミング生成部５３の構成を示す図である。
カウンタ６２は、図２のｎ分割されたうちの１つ１つの区間を生成するためのタイマの役割を果たす。詳しくは、画像印字領域２１をすべて走査する期間をｎ等分してその１区間を走査する期間をカウントするカウント値をＣＰＵ５４がカウンタ６２にロードして（信号６０）、そのカウント値をクロックごとにデクリメントするダウンカウンタを構成する。例えば、図２の１つの区間を生成するために１０クロック分カウントするとした場合、まずＣＰＵ５４はカウンタ６２にカウント値９をロードする。その後、１クロック毎にカウンタ値をデクリメントして、カウント値が０になると、キャリアウト信号６４を出力し、ＣＰＵ５４は再びカウント値９をロードする。以後、この動作を続ける。このようにして、カウンタ６２により、画像印字領域２１をｎ分割することができる。
図２の斜線部は、ビデオ信号のオン／オフを判定するタイミングである。前記のようにｎ分割された各区間の１点でのみビデオ信号のオン／オフを判定する。この１区間内でビデオ信号をサンプルするタイミングはランダムであることが望まれる。
【００２１】
以下に、各区間の中で１回かつ区間ごとにランダムなタイミングでビデオ信号のオン／オフを判定する方法を説明する。
まず、リニアフィードバックシフトレジスタ６５は、垂直イネーブル信号５９がハイ（ＨＩＧＨ）になるタイミング情報を取得する。垂直イネーブル信号５９がハイ（ＨＩＧＨ）になるタイミングは、予めサンプルタイミング生成部５３に設定値６０として入力されている。設定値６０は、記録材搬送のタイミングを起点として、プリンタエンジン内部の制御ロジック回路にてランダムに選定された値である。具体的には、ある区間ｎでカウン
トＸ（０から９のいずれか）の場合に、垂直イネーブル信号５９をハイ（ＨＩＧＨ）にするという情報を指す。続いて、リニアフィードバックシフトレジスタ６５が取得したランダムな値は、カウンタ６２の出力６８が０になるタイミングで、キャリアウト信号６４がハイ（ＨＩＧＨ）となり、レジスタ６６にロードされる。一方、コンパレータ６７はレジスタ６６にロードされた値Ｘとカウンタ６２の出力６８とを比較し、両者が一致したタイミングで信号６９をハイ（ＨＩＧＨ）とする。
このような構成にすることにより、各区間の中で１回かつ区間ごとにランダムなタイミングでビデオ信号のオン／オフを判定するタイミング信号を生成することができる。
【００２２】
以上のようにして、プリンタエンジンのＣＰＵ５４は、１ページあたりのレーザ点灯比率を算出し、１ページ内の印字率を推定することができる。また、画像印字領域２１内のある区間に限定して計算すれば、記録材Ｐの先端部や後端部などの部分的なエリア内での印字率を算出することもできる。
【００２３】
（本実施例の特徴）
図５は、本実施例の要部の構成を示す図である。
図５において、７２はレーザ点灯カウント回路であり、前述したように、充分な数のサンプリングを行うことにより高精度に印字率を推定することができる。７１は記録材判別センサによって得られた検知結果である。７０は記録材Ｐの印字率カウント手段、７３は記録材Ｐの給送情報である。給送情報７３は、記録材Ｐのピックアップ開始情報である。給送開始から所定の時間経過後に、記録材Ｐは記録材判別センサ部に到達し、記録材Ｐの検知（例えば記録材先端の検知）が行われる。７４は除電針バイアスの制御手段であり、記録材判別センサの結果７１と印字率カウント手段７０の結果によって除電針８に印加する出力を変更する。なお、本実施例における除電針バイアスの制御は、高湿環境下で薄紙（坪量６０ｇ）をプリントした場合の分離性能と再転写の結果をもとに決定している。
【００２４】
以下に、本実施例における除電針バイアスの制御内容について説明する。
図６は、本実施例における除電針バイアスの出力値について説明するための図である。
本実施例では、分離性能が顕著に低下する領域から判断して、記録材搬送方向において、記録材先端部５０ｍｍと後端部５０ｍｍの領域を予め設定し、この領域に対する除電針バイアスを、記録材中央部に比べて高めに設定している。従来は印字率によらず、記録材Ｐの中央部では、−２．０ｋＶのバイアスを、記録材Ｐの先端部と後端部では、−３．１ｋＶのバイアスがそれぞれ印加されていた。
一方、本実施例では、記録材Ｐの中央部は−２．０ｋＶのバイアスを印加しているが、分離しにくい記録材Ｐの先端部と後端部は、各区間に限定して算出した印字率の結果に応じて、−３．５ｋＶから−２．５ｋＶの範囲で可変にしている。
【００２５】
ここで、除電針バイアスの出力値の最大値を−３．５ｋＶとした理由について説明する。
除電針８に印加するバイアスを強くして除電作用を大きめに設定すると、記録材Ｐの分離時の記録材背面の電荷（トナー像と逆極性の電荷）は少なくなり、記録材Ｐと感光ドラム表面の間の静電的な吸着力は弱まり、記録材Ｐは分離しやすくなる。一方で、記録材背面の電荷が少なくなると、記録材上のトナー像を保持する力も弱まってしまう。そのため、記録材Ｐが感光ドラム表面から分離する瞬間に、記録材Ｐに一旦転写したはずのトナー像が、再び感光ドラム表面に形成された潜像に引き寄せられ、移動してしまう現象が発生する場合がある。このような、記録材Ｐが感光ドラム１から分離する際に、トナー像が感光ドラム１に再び移動してしまう現象を再転写と呼ぶ。再転写が発生すると、出力画像の濃度は著しく低くなり、画像の品位も低いものとなってしまう。このため、本実施例では、除電針バイアスの出力値の最大値を−３．５ｋＶとしている。
【００２６】
図７は、本実施例の記録材Ｐの先後端部における印字率と除電針バイアスの関係を示す図である。
点線（太）Ａは、再転写による濃度低下が目視でも判別できるか否かの境界線であり、この境界線上での転写効率はおおよそ８５％に相当する。点線（太）Ａを上回ると、除電針８からの負の電荷付与が多すぎて、記録材上でトナー像を保持する力が弱まる。その結果、記録材上のトナーが感光ドラム１に移動して再転写が発生し、濃度低下が目視でも判別できるレベルとなる。その場合の転写効率は８５％未満に低下している。また、高印字率になるほど記録材上のトナー量が多くなり、記録材上でトナーを保持しにくくなるため、比較的除電バイアスが低い領域から再転写が発生しやすい。
点線（細）Ｂは、分離性能が低下しはじめる境界線である。点線（細）Ｂを下回ると、除電針８から記録材Ｐへの負の電荷付与が不足して記録材Ｐを感光ドラム１から分離しにくくなる。高印字率になるほど除電針８からのバイアスが低くても分離性が良好なのは、記録材Ｐと感光ドラム１の間にトナーのギャップが確保されて、記録材Ｐと感光ドラム１との密着が弱まるからである。
【００２７】
したがって、図中の点線（太）Ａと点線（細）Ｂに挟まれた領域が、高湿環境で薄紙（坪量６０ｇ）を分離できるとともに、再転写の指標としての転写効率が８５％以上を満たす条件となる。
このように、本実施例においては、印字率と除電針バイアスの関係において、印字率が小さくなるほど、記録材Ｐを除電する際の除電針バイアスの絶対値の大きさを大きくしている。これにより、高湿環境でも薄紙（坪量６０ｇ）を良好に分離することができ、すなわち、環境や記録材Ｐの種類によらず、好適に分離することが可能となり、分離性能を向上することができる。
このような印字率と除電針バイアスの関係は、予め記憶手段に記憶しておくとよい。これにより、印字率算出手段で算出した印字率に基づいて、除電針バイアスを最適な値に設定することができる。このことで、分離性能を向上させることができ、かつ、再転写の指標としての転写効率を８５％以上とすることができる。
ここで、図７では、印字率が小さくなるほど、除電針バイアスの絶対値の大きさが連続的に大きくなっているが、これに限るものではない。印字率が小さくなるほど、除電針バイアスの絶対値の大きさが段階的に大きくなるものであってもよい。
【００２８】
従来例のように、一定バイアスを除電針８に印加した場合には、薄紙の分離性能の向上と、高印字率での印字時の再転写防止を両立するのが困難となる。例えば、図中の実線（細）Ｄのように、一定バイアスを−３．１ｋＶに設定した場合、印字率５％未満で分離不良が発生し、印字率７５％以上での再転写が発生するおそれがある。
一方、本実施例では、図中の実線（太）Ｃのように、印字率の結果に応じて、除電針バイアスを−３．５ｋＶから−２．５ｋＶの範囲で可変にしている。このことで、高湿環境でも薄紙（坪量６０ｇ）を良好に分離することができ、かつ、再転写の指標としての転写効率を８５％以上とすることができる。
【００２９】
図８は、本実施例の記録材中央部における印字率と除電針バイアスの関係を示す図である。
点線（太）Ｅは、再転写が発生しはじめる境界線である。この境界線は、前述した記録材Ｐの先後端の場合とほとんど変わらない。一方、点線（細）Ｆは分離不良が発生しはじめる境界線である。この境界線は、前述した記録材Ｐの先後端の場合と大きく異なる。即ち、分離不良は記録材Ｐが感光ドラム１に巻きつく方向にカールした場合に発生しやすくなるが、記録材中央部は自由端がなくカールの影響を受けにくいため、除電バイアスを−１．０ｋＶ程度まで低くしても分離できる。
【００３０】
仮に、分離できない程度まで除電針バイアスを低くした場合、記録材Ｐの中央部は感光
ドラム１からうまく分離できず、クリーニング装置１０の底に擦れながら搬送され、記録材上のトナーが乱れて画像品質を低下させてしまうことが懸念される。
しかし、記録材中央部は、記録材Ｐの先後端の領域に比べて分離性が良好なため、図中の点線（太）Ｅと点線（細）Ｆに挟まれた領域が広い。したがって、除電針バイアスを印字率に応じて可変せずに、−３．０ｋＶから−１．０ｋＶの範囲内で一定の固定バイアス（例えば実線Ｇ）を印加することでも、分離性能の向上と再転写防止を両立することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施例では、印字率算出手段により算出された印字率が小さくなるほど、除電針８に印加される除電針バイアスの絶対値の大きさを連続的または段階的に大きくしている。これにより、記録材Ｐが感光ドラム１から分離するときの記録材Ｐの分離性能を向上させることができ、特に、高湿環境における薄紙（坪量６０ｇ）の分離性能を向上させることが可能となる。
さらに、図７に示すように印字率に応じて除電針８に印加される除電針バイアスを最適化することで、記録材Ｐの分離性能の向上と、再転写防止を両立させることができる。
ここで、本実施例では、トナーの正規の帯電極性が負極性の場合について説明したが、これに限るものではなく、トナーの正規の帯電極性が正極性の場合であっても、本発明を好適に適用することができる。
【００３２】
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。なお、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
実施例１では、印字率情報に応じて、記録材Ｐを分離しにくい低印字率の領域（記録材の領域）に対しては、除電針バイアスの絶対値を大きめに設定し、再転写しやすい高印字率の領域に対しては、除電針バイアスの絶対値を小さめに設定するものであった。
これに対して本実施例では、印字率がゼロ（０％）、又は極端に低い領域が記録材Ｐに存在する場合に、転写ローラ５に印加するバイアスを下げて、分離性能を向上させるものである。
【００３３】
図９は、本実施例における印字率と転写バイアスの関係を示す図である。
図９（ａ）に示すように、例えばミスプリント等で印字率がゼロとなる記録材Ｐを出力した場合、感光ドラム上のトナーを記録材Ｐに転写する必要がない。したがって、この場合には、通常はトナーの正規の帯電極性と逆極性となるプラスのバイアスを印加する転写バイアスを、オフする、又はマイナス（トナーの正規の帯電極性と同極性）の値とする。その結果、記録材上はマイナスの電荷が支配的となり、負極性の感光ドラム１への静電的な吸着力を減らすことができ、良好な分離性を確保することができる。ただし、印字率算出手段のサンプル数ｎが極端に少ないと、印字されているにも関わらず、印字域を検出できずに印字率をゼロと判断してしまうおそれがある。したがって、印字率がゼロと算出された場合には、図２の斜線部に示す印字検出箇所をランダムに再配置しなおして、少なくとも２回以上の印字率計算を行うことが好ましい。
【００３４】
また、図９（ｂ）に示すように、記録材Ｐの先端や後端のように分離しにくい領域のみ印字率がゼロの場合は、記録材先端や後端に限定して転写バイアスをオフ、又はマイナスの値に設定するとよい。また、図９（ｃ）に示すように、印字率がゼロではなく、例えば全面に文字だけを印字した５％未満の低印字率となる場合でも、記録材Ｐにトナーを転写可能な限界までプラスの転写バイアスを下げることで、記録材Ｐの分離性能を向上させることができる。
【００３５】
図１０は、本実施例における転写バイアスと転写効率の関係を示す図である。
図１０に示すように、通常、転写バイアスは、転写性の厳しい高印字率１００％のベタ画像で転写効率が最大となるように設定値Ｖｔを決めていた。一方、本実施例において、５％未満の低印字率の領域に関しては、転写バイアスを、Ｖｔの半分となる０．５Ｖｔまで下げても、転写効率８５％以上を維持することができることがわかった。
図１１は、本実施例における転写バイアスと印字率の関係を示す図である。
図１１の実線（太）Ｈに示すように、５％未満の低印字率の領域に対しては、転写バイアスを半分の０．５Ｖｔまで下げるように転写バイアスを制御している。即ち、５％未満の低印字率の領域には、記録材Ｐにトナーを転写可能な限界まで、プラスの転写バイアスを下げることで、記録材Ｐの分離性能を向上させることができる。
【００３６】
以上の説明では、転写バイアスの制御について説明したが、以下の説明では、実施例１で説明した除電針バイアスの制御に加えて、転写バイアスを制御する形態について説明する。
図１２は、本実施例における除電針バイアスと印字率の関係を示す図である。
図１２の実線（太）Ｊは、５％未満の低印字率の領域に対して転写バイアスを０．５Ｖｔまで下げた場合に再転写が発生しはじめる境界線である。一方、点線Ｋは実施例１に対応し、転写バイアスをＶｔにした場合に再転写が発生しはじめる境界線である。両者を比較すると、本実施例の実線（太）Ｊは５％未満の低印字率の領域において、比較的低い除電バイアスでも再転写が発生することがわかる。即ち、転写バイアスをＶｔの半分に低下させたため、記録材Ｐの背面に注入される電荷が減少し、記録材上でトナー像を保持する力が弱まっている。そのため、比較的低い除電バイアスでも、トナーが感光ドラム１に移動して、再転写が発生すると考えられる。
【００３７】
また、図１２の実線（太）Ｌは、５％未満の低印字率に対して転写バイアスを０．５Ｖｔまで下げた場合に分離不良が発生しはじめる境界線である。一方、点線Ｍは実施例１に対応し、転写バイアスをＶｔにした場合に分離不良が発生しはじめる境界線である。両者を比較すると、本実施例の実線（太）Ｌは、５％未満の低印字率の領域において、比較的低い除電バイアスにしても十分な分離性を確保できることがわかる。即ち、転写バイアスを半分に低下させることで、記録材上のプラスの電荷が減じたため、負極性の感光ドラム１への静電的な吸着力を減らすことができ、良好な分離性を確保できると考えられる。
【００３８】
また、図１２において実線（太）Ｊと実線（太）Ｌに挟まれた領域は、本実施例において、分離性能の向上と再転写防止を両立できる範囲を示す。一方、図１２の点線Ｋと点線Ｍに挟まれた領域は、実施例１において分離性能の向上と再転写防止を両立できる範囲を示す。両者を比較すると、実施例１では分離性能の向上と再転写防止を両立するには最低でも−３．５ｋＶ以上の除電針バイアスが必要であるのに対し、本実施例では、−３．１ｋＶ以上あれば良いことがわかる。
すなわち、本実施例のように、５％未満の低印字率の領域に対して、転写バイアスの設定値Ｖｔを下げれば、分離性能の向上と再転写防止を両立するのに必要な除電針バイアスを下げることができる。
【００３９】
ここで、転写バイアスの制御方法としては、５％未満の低印字率の領域のみ、段階的に０．５Ｖｔに下げる方法に限るものではない。転写効率が８５％以上を満たすことを条件に、図１１の実線（細）Ｉのように、印字率に対して連続的に変化させる、すなわち、印字率が小さくなるほど、転写バイアスの絶対値の大きさを連続的に小さくする方法でもよい。図１２の実線Ｑと実線Ｒに囲まれた領域は、転写バイアスを印字率に対して連続的に変化させた場合に分離性能の向上と再転写防止が両立する範囲である。
ここで、転写バイアスを印字率に対して段階的に変化させた場合には、図１２に示すように、印字率５％で突出したピークがあった。これに対して、転写バイアスを印字率に対して連続的に変化させた場合には、印字率５％での突出したピークがなくなり、分離性能
の向上と再転写防止を両立するのに必要な除電針バイアスをさらに、−２．６ｋＶまで下げることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施例では、印字率算出手段により算出された印字率が小さくなるほど、転写ローラ５に印加される転写バイアスの絶対値の大きさを連続的または段階的に小さくしている。これによっても、記録材Ｐの分離性能を向上させることができる。
さらに、上述した実施例１の除電針バイアスの制御に加えて、転写バイアスを制御することで、実施例１の場合よりも除電針８に印加するバイアスを下げることができる。これにより、分離性能の向上と再転写防止を両立するのに必要な除電針バイアスを下げることができる。さらには、限りある出力トランスの範囲内において、感光ドラム１から、より分離しにくい６０ｇ未満の薄紙に対しても、必要なバイアスを出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１…感光ドラム、５…転写ローラ、８…除電針、１２…除電電源、７４…除電針バイアス制御手段、ＣＰＵ…５４、Ｎ…転写部
【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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【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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