(57)【要約】【課題】「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する像担持体ロール１１と、像担持体ロール１１の表面を露光して表面に静電潜像を形成する露光部１３と、像担持体ロール１１の表面上の静電潜像にトナーを吸着させることによって表面にトナー像を形成する現像装置１４と、像担持体ロール１１の表面に形成され、最終的に転写位置１５ａに運ばれたトナー像に記録紙を、搬送しつつ圧接することにより、トナー像を記録紙上に転写させる転写ロール１５と、像担持体ロール１１表面のうち、静電潜像が形成された画像領域を除く非画像領域に付着するトナーに起因して転写ロール１５による転写時に生じるトナー像の歪を、静電潜像の、像担持体ロール１１の回転方向の長さを調整することによって結果的に打ち消す調整部とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
移動する像担持体と、
前記移動する像担持体の表面を所定の光源からの光で走査することにより該表面を露光して、該表面に静電潜像を形成する露光部と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを吸着させることによって該表面にトナー像を形成する現像部と、
前記像担持体の表面に形成され、最終的に所定の転写位置に運ばれたトナー像に前記記録媒体を、搬送しつつ圧接することにより、該トナー像を該記録媒体上に転写させる転写部と
前記像担持体の表面のうち、前記静電潜像が形成された画像領域を除く非画像領域に付着するトナーに起因して前記転写部による転写時に生じる前記トナー像の歪を、該静電潜像の、該像担持体の移動方向の長さを調整することによって結果的に打ち消す調整部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像部が、現像バイアス電圧によってトナーを前記静電潜像に吸着させるものであり、
前記調整部が、前記静電潜像の、前記像担持体の移動方向の長さを、前記現像バイアス電圧の電圧値に基づいて調整するものであ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】
前記像担持体は、帯電バイアス電圧が供給されて表面が帯電され、その帯電された表面が前記露光部によって露光されることにより該表面に前記静電潜像が形成されるものであり、
前記調整部が、前記静電潜像の、前記像担持体の移動方向の長さを、前記帯電バイアス電圧の電圧値に基づいて調整するものであ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４】
前記非画像領域に付着するトナーの量を検出する検出部を備え、
前記調整部が、前記静電潜像の、前記像担持体の移動方向の長さを、前記検出部によって検出されたトナーの量に基づいて調整するものであ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５】
前記転写部においてトナー像が転写されたプリント枚数を検出するプリント枚数検出部を備え、
前記調整部が、前記プリント枚数検出部で検出されたプリント枚数も、前記静電潜像の、該像担持体の移動方向の長さの調整に反映させるものであ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６】
前記画像形成装置内部の温度及び又は湿度を反映した環境パラメータを検出する環境検出部を備え、
前記調整部が、前記環境検出部で検出された環境パラメータも、前記静電潜像の、該像担持体の移動方向の長さの調整に反映させるものであ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７】
前記転写部は、前記記録媒体に前記トナー像を所定の電圧で転写するものであり、
前記環境検出部は、その電圧が印加されている場所の抵抗値を前記環境パラメータとして検出するものであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整部は、前記像担持体の移動速度を調整することにより、前記長さを調整するものであ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９】
前記調整部は、前記露光部における走査速度を調整することにより、前記長さを調整するものであることを特徴とする請求項１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、静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体などからなる像担持体の表面上に形成されたトナー像を記録紙に転写するという画像形成の方式は、従来より、複写機やプリンタなどといった画像形成装置に広く利用されている。このような画像形成装置では、装置内の搬送経路を搬送される記録紙が、搬送されながら、回転などといった循環的な移動を行なっている像担持体に押圧されることにより、その記録紙に、像担持体上のトナー像が転写される。このとき、記録紙とともにトナーが像担持体に押圧された結果、像担持体に対するトナーの付着力が局所的に強くなってしまい、トナー像の一部が記録紙に転写されない「中抜け」と呼ばれる不具合がしばしば発生することが知られている。
【０００３】
そこで、このような中抜けを防止するために、記録紙が像担持体に押圧されて形成される転写位置を、その記録紙に像担持体よりも早く移動させて、この転写位置におけるトナー像に剪断力を与えることにより、そのトナー像の像担持体に対する付着力を弱めて、そのトナー像を記録紙に確実に転写するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１−１９６０８７号公報（第２−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されている転写の技術では、上記の転写位置を記録紙が像担持体よりも早く移動するために、この記録紙には、像担持体上のトナー像が、記録紙の搬送方向に対して延ばされて転写されることになる。この転写時におけるトナー像の延びを補正するために、上記の技術では、転写時におけるトナー像の延び量を予測して、この予測された延び量を打ち消す程度に縮めたトナー像を像担持体上に形成しておくという方法が採られている。
【０００５】
ところで、像担持体上に静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成する際には、静電潜像が形成される画像領域を除く非画像領域分にもトナーが付着する「かぶり」と呼ばれる現象が発生し、像担持体上に当初の予定を超えた量のトナーが付着することが従来より知られている。
【０００６】
ここで、特許文献１に示されている転写の技術は、上記のかぶりによって像担持体に付着したトナーが潤滑剤の役割を果たし、記録紙を、上記の転写位置を当初の予定よりも早く移動させてしまうという問題を有している。その結果、像担持体上のトナー像が、上記の補正時に予測した延び量を上回る延び量で延ばされて記録紙に転写されるという不具合が発生する。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
移動する像担持体と、
上記移動する像担持体の表面を所定の光源からの光で走査することによりその表面を露光して、その表面に静電潜像を形成する露光部と、
上記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを吸着させることによってその表面にトナー像を形成する現像部と、
上記像担持体の表面に形成され、最終的に所定の転写位置に運ばれたトナー像に上記記録媒体を、搬送しつつ圧接することにより、そのトナー像をその記録媒体上に転写させる転写部と
上記像担持体の表面のうち、上記静電潜像が形成された画像領域を除く非画像領域に付着するトナーに起因して上記転写部による転写時に生じる上記トナー像の歪を、その静電潜像の、その像担持体の移動方向の長さを調整することによって結果的に打ち消す調整部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置によれば、前述した「かぶり」によって上記非画像領域に余分なトナーが付着したとしても、上記調整部によって、上記像担持体の表面に形成される静電潜像の、その像担持体の移動方向の長さが、上記の余分なトナーに起因する歪が打ち消された適切な長さに調整される。つまり、本発明の画像形成装置によれば、「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、
「上記現像部が、現像バイアス電圧によってトナーを上記静電潜像に吸着させるものであり、
上記調整部が、上記静電潜像の、上記像担持体の移動方向の長さを、上記現像バイアス電圧の電圧値に基づいて調整するものである」
という形態であってもよく、あるいは、
「上記像担持体は、帯電バイアス電圧が供給されて表面が帯電され、その帯電された表面が上記露光部によって露光されることによりその表面に上記静電潜像が形成されるものであり、
上記調整部が、上記静電潜像の、上記像担持体の移動方向の長さを、上記帯電バイアス電圧の電圧値に基づいて調整するものである」
という形態であってもよく、あるいは、
「上記非画像領域に付着するトナーの量を検出する検出部を備え、
上記調整部が、上記静電潜像の、上記像担持体の移動方向の長さを、上記検出部によって検出されたトナーの量に基づいて調整するものである」
という形態であってもよい。
【００１１】
上記現像バイアス電圧および上記帯電バイアス電圧は、ともに画像の濃度の制御に利用されるパラメータである。ここで、画像の濃度と、「かぶり」によって像担持体に付着する余分なトナーの量との間には、前者が濃くなるほど後者は多くなるなどといった対応関係があることが知られている。つまり、現在の現像バイアス電圧あるいは上記帯電バイアス電圧から、「かぶり」によって像担持体に付着する余分なトナーの量を予測することができ、ひいてはその余分なトナーに起因して転写時にどの程度の歪がトナー像に発生するかを予測することができる。従って、上記現像バイアス電圧あるいは上記帯電バイアス電圧の電圧値に基づいて上記静電潜像の、上記像担持体の移動方向の長さを調整するという形態の画像形成装置によれば、「かぶり」によって像担持体に付着する余分なトナーに起因する、転写時のトナー像の歪を容易に打ち消すことができる。
【００１２】
また、上記像担持体上にトナー像が繰返し形成されるなどいった場合、一回のトナー像の形成時に生じる「かぶり」による余分なトナーの量は、毎回、ほぼ等量である可能性が高い。従って、上記検出部によって検出された、いずれかの時点における上記の余分なトナーの量に基づけば、その時点以降に生じる「かぶり」起因して転写時にどの程度の歪がトナー像に発生するかを予測することができる。従って、上記検出部を備えた画像形成装置によっても、上記の余分なトナーに起因する、転写時のトナー像の歪を容易に打ち消すことができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置が、
「上記転写部においてトナー像が転写されたプリント枚数を検出するプリント枚数検出部を備え、
上記調整部が、上記プリント枚数検出部で検出されたプリント枚数も、上記静電潜像の、その像担持体の移動方向の長さの調整に反映させるものである」
という形態は好ましい形態である。
【００１４】
「かぶり」によって像担持体に付着する余分なトナーの量は、プリントが繰返し行なわれると、しばしば経時的に変化してしまうことが知られている。上記のような好ましい形態の画像形成装置によれば、プリントの繰返しによる、上記の余分なトナーの量の変化分も、上記調整部で実行される調整に反映されるので、上記のようにプリントが繰返し行なわれても、上記トナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置が、
「上記画像形成装置内部の温度及び又は湿度を反映した環境パラメータを検出する環境検出部を備え、
上記調整部が、上記環境検出部で検出された環境パラメータも、上記静電潜像の、その像担持体の移動方向の長さの調整に反映させるものである」
という形態も好ましい形態である。
【００１６】
「かぶり」によって像担持体に付着する余分なトナーの量は、画像形成装置内部の温度や湿度などといった周辺環境の変化によってもしばしば変化してしまうことが知られている。上記のような好ましい形態の画像形成装置によれば、画像形成装置内部の環境の変化による、上記の余分なトナーの量の変化分も、上記調整部で実行される調整に反映されるので、上記のように画像形成装置内部の環境が変化しても、上記トナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【００１７】
また、このような好ましい形態の画像形成装置は、
「上記転写部が、上記記録媒体に上記トナー像を所定の電圧で転写するものであり、
上記環境検出部が、その電圧が印加されている場所の抵抗値を上記環境パラメータとして検出する」
という形態であってもよい。
【００１８】
例えば、上記記録媒体に上記トナー像を所定の電圧で転写する場合、その電圧が印加されている場所の抵抗値は、温度や湿度などといった周辺環境に依存することが知られている。上記のような形態の画像形成装置によれば、この抵抗値を検出することによって、上記の余分なトナーの量の変化に影響を与える周辺環境を表わす上記環境パラメータを容易に得ることができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置において、上記調整部は、上記像担持体の移動速度を調整することにより、上記長さを調整するものであってもよく、あるいは、
上記調整部は、上記露光部における走査速度を調整することにより、上記長さを調整するものであってもよい。
【００２０】
これら２つの形態の画像形成装置によれば、上記静電潜像の、上記像担持体の移動方向の長さを容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１実施形態を示す図である。
【００２４】
図１には画像形成装置１００が備えている構成要素のうちの、像担持体ロール１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ロール１５、定着装置１６、記録紙トレイ１７、手差し用トレイ１８、レジスタロール２０、および搬送ロール２１が示されている。ここで、像担持体ロール１１、露光装置１３、現像装置１４、および転写ロール１５は、それぞれ本発明の画像形成装置における像担持体、露光部、現像部、および転写部の各一例に相当する。
【００２５】
また、この画像形成装置１００には、複数の搬送ロール２１によって搬送経路１９が形成されているが、図１には、図を見やすくするために、搬送ロール２１は、搬送経路１９の最下流側に配置された１個のみが代表的に示されている。さらに、画像形成装置１００は、上記の構成要素以外にも、本発明における特徴的な役割を担う構成要素を備えているが、図１が画像形成装置１００の基本的な画像形成動作を説明するための図であるため、この図１では、これらの構成要素の図示が、図を見やすくするために省略されている。これら本発明における特徴的な役割を担う構成要素については、別図を参照して後述する。
【００２６】
以下、この画像形成装置１００の基本的な画像形成動作について説明する。
【００２７】
先ず、記録紙トレイ１７あるいは手差し用トレイ１８から、それぞれのトレイに備えられている引出しロール１７ａ，１８ａによって、記録紙搬送経路１９上に記録紙が引き出される。引出された記録紙は、これらのトレイの下流側に配値されたレジスタロール２０によって一時的に保持され、さらに下流側に配置された像担持体ロール１１と、転写ロールと互いに対向して形成される転写位置１５ａに向かって、後述のタイミングで送られる。
【００２８】
上記のレジスタロール２０によって記録紙が一時的に保持されている間に、次のような手順で、像担持体ロール１１の表面にトナー像が形成される。
【００２９】
まず、矢印Ａ方向に回転する像担持体ロール１１の表面に、帯電装置１２に備えられた帯電ロール１２ａよって後述の帯電バイアス電圧が印加される。次に、露光装置１３により像担持体ロール１１の表面に画像に相当する露光光Ｌが照射され静電潜像が形成される。この露光光Ｌは、図示しない画像データ取得部によって取得された、原稿を表わす画像データに従って変調された光である。そして、この露光光Ｌが、露光装置１３に備えられた、ポリゴンミラー１３ａの回転によって、像担持体ロール１１の表面を回転軸方向に走査するように、その表面に照射される。像担持体ロール１１が、表面をこの露光光Ｌによって走査されながら、矢印Ａ方向に回転することによって、この像担持体ロール１１の表面に、上記の画像データが表わす画像が、静電潜像として形成される。
【００３０】
次に、上記の静電潜像に、現像装置１４からトナーが供給される。これにより、その静電潜像が現像されて像担持体ロール１１の表面にトナー像が形成される。ここで、現像装置１４からのトナーの供給は次のように実行される。現像装置１４は、後述の現像バイアス電圧が印加される現像ロール１４ａを備えており、この現像ロール１４ａに一時的に保持されたトナーを上記の現像バイアス電圧によって上記の静電潜像に吸着させる。これにより、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００３１】
そして、像担持体ロール１１の表面に形成されたトナー像が、上記の転写位置１５ａに至るときに、その転写位置１５ａに搬送されるようなタイミングで、レジスタロール２０によって一時的に保持されていた記録紙が、このレジスタロール２０によって送り出される。
【００３２】
上記の転写位置１５ａに搬送されてきた記録紙は、転写ロール１５によって、その転写位置１５ａを搬送されつつ、像担持体ロール１１の表面に形成されたトナー像に圧接されて、そのトナー像が、記録紙に転写される。ここで、本実施形態では、転写ロール１５は、上記の転写位置１５ａにおけるその転写ロール１５の周速度が、像担持体ロール１１の周速度を超える回転速度で矢印Ｂ方向に回転する。そしてこの転写ロール１５によって、上記の記録紙は、像担持体ロール１１の周速度を超える速度で上記の転写位置１５ａを搬送される。これにより、上記の転写位置１５ａを通過する、像担持体ロール１１の表面上のトナー像は、そのトナー像に圧接された記録紙から剪断力を与えられ、像担持体ロール１１に対する付着力が弱められる。その結果、前述した「中抜け」の発生が防止されて、像担持体ロール１１の表面上のトナー像が、確実に記録紙に転写される。
【００３３】
ここで、この転写時には、像担持体ロール１１の表面に形成されたトナー像は、上記の転写位置１５ａを像担持体ロール１１の周速度を超える速度で搬送される記録紙に、この記録紙の搬送方向に引き延ばされて転写される。そこで、本実施形態では、この転写時における延びの量を打ち消す程度に縮められた静電潜像が、像担持体ロール１１の表面に形成される。このような静電潜像の形成は、本発明の特徴的な部分を担っている制御部による制御によって実行されるが、この制御部については別図にて後述する。
【００３４】
トナー像が転写された記録紙は定着装置１６に搬送され、この定着装置１６において、トナー像の記録紙への定着が行なわれる。そして、定着済みの記録紙が、搬送経路１９の最下流側に配置された搬送ロール２１によって、装置外部に排出される。
【００３５】
以上で、図１に示す画像形成装置１００の動作の概要説明を終了し、以下では、この画像形成装置１００において発生する、前述した「かぶり」と、その「かぶり」に起因して転写時に発生するトナー像の歪について説明する。ここで、以下では「かぶり」によって上記の非画像領域に付着するトナーの量をかぶり量と称する。
【００３６】
図２および図３は、ともに「かぶり」が発生している様子を示す模式図であり、図２には、かぶり量が多い「かぶり」が発生している様子が示されており、図３には、かぶり量が少ない「かぶり」が発生している様子が示されている。
【００３７】
図２および図３には、互いに対向する、矢印Ａ方向に回転する像担持体ロール１１および矢印Ｂ方向に回転する転写ロール１５との断面図が示されているが、これらの断面図は、トナー像が形成された像担持体ロール１１の表面における非画像領域を通過する切断面で像担持体ロール１１および転写ロール１５を切断したときに得られる断面図である。また、図２および図３には、像担持体ロール１１と転写ロール１５に挟まれて、矢印Ｃ方向に搬送される記録紙Ｐと、「かぶり」によって像担持体ロール１１の表面の非画像領域に付着した余分なトナーのうち、転写位置１５ａの近傍に付着した余分なトナーＴも記載されている。
【００３８】
上述したように、本実施形態では、転写位置１５ａにおける記録紙Ｐの搬送速度は、像担持体ロール１１の周速度を上回っており、これにより「中抜け」の発生が防止されている。
【００３９】
ここで、本実施形態の画像形成装置１００は、後述の制御部において、ユーザからの操作を受けて、記録紙上のトナー像の濃度が設定される。この制御部において濃度が高めに設定されると、像担持体ロール１１に供給されるトナーの量が増加するため、図２に示すようにかぶり量が多くなる。一方、濃度が低めに設定されると、像担持体ロール１１に供給されるトナーの量が減少して、図３に示すようにかぶり量は少なくなる。
【００４０】
前述したように、「かぶり」によって像担持体ロール１１の表面の非画像領域に付着したトナーＴは、潤滑剤の働きをするため、記録紙Ｐは像担持体ロール１１に対して滑りやすくなり、結果的に搬送速度が上昇する。像担持体ロール１１の表面に形成されたトナー像は、転写時には、この「かぶり」による上昇分を加えた記録紙Ｐの搬送速度と、像担持体ロール１１の周速度との速度差に応じた延び量で、像担持体ロール１１の回転方向に引き延ばされて記録紙に転写される。また、かぶり量は、上記の制御部において設定される濃度に応じて変動するので、転写時における延び量もこの濃度に応じて変動する。本実施形態の画像形成装置１００では、後述するように、かぶり量に対する濃度の影響も含んで、転写時の延び量を打ち消すような縮み量で像担持体ロール１１の回転方向に縮められたトナー像が、像担持体ロール１１の表面に形成される。
【００４１】
次に、濃度に応じたかぶり量の変化と、そのかぶり量の変化に応じた転写時の延び量の変化について説明する。
【００４２】
本実施形態の画像形成装置１００では、トナー像の濃度は、図１に示す現像ロール１４ａに印加される現像バイアス電圧および像担持体ロール１１に印加される帯電バイアス電圧を、ユーザからの濃度指定に応じて後述の制御部が設定して、像担持体ロール１１へ供給されるトナー量が設定されることによって決まる。ここで、この制御部は、帯電バイアス電圧の電圧値と、直流電圧成分に交流電圧成分が重畳されてなる現像バイアス電圧における直流電圧成分の電圧値と、現像バイアス電圧における交流電圧成分の周波数とを濃度パラメータとして、それぞれの値を所望の濃度に応じた値に設定する。上記のかぶり量は、像担持体ロール１１へ供給されるトナー量の増減に応じて増減するので、このかぶり量は、上記の制御部によって設定される上記の複数種類の濃度パラメータによって変化する。
【００４３】
図４は、現像バイアス電圧における交流電圧成分の周波数に応じたかぶり量の変化を示すグラフであり、図５は、現像バイアス電圧における直流電圧成分の電圧値に応じたかぶり量の変化を示すグラフであり、図６は、帯電バイアス電圧の電圧値に応じたかぶり量の変化を示すグラフであり、図７は、かぶり量の変化に応じた転写時の延び量の変化を示すグラフである。ここで、図４〜図６に示すグラフの縦軸、および図７に示すグラフの横軸にとられているかぶりグレードが、かぶり量を示す指数である。
【００４４】
図４に示すグラフでは、横軸に現像バイアス電圧における交流電圧成分の周波数がとられており、この周波数が上昇するに従って、かぶりグレードが単調に減少する様子が示されている。
【００４５】
図５に示すグラフでは、横軸に現像バイアス電圧における直流電圧成分の電圧値がとられており、直流電圧成分の電圧値の上昇に伴って、かぶりグレードが次のように変化する様子が示されている。電圧値が４００Ｖ近辺に至るまではかぶりグレードは単調に減少し、４００Ｖ近辺でかぶりグレードが０となり、その後、かぶりグレードは電圧値の上昇に伴って単調に増加する。
【００４６】
図６に示すグラフでは、横軸に帯電バイアス電圧の電圧値がとられており、帯電バイアス電圧の電圧値の上昇に伴って、かぶりグレードが次のように変化する様子が示されている。電圧値が５００Ｖ近辺に至るまではかぶりグレードは単調に減少し、５００Ｖ近辺でかぶりグレードが０となり、その後、かぶりグレードは電圧値の上昇に伴って単調に増加する。
【００４７】
図７に示すグラフでは、縦軸に転写時の延び量がとられており、かぶりグレードの上昇に伴って、転写時の延び量が単調に増加する様子が示されている。ここで、上記の延び量は、図１に示す像担持体ロール１１上に形成されたトナー像の回転方向Ａの長さに対する、転写時の延び量の割合を示す縦倍率で示されている。また、本実施形態の画像形成装置１００では、かぶりグレードの値が２以下では、縦倍率が若干負になる。これは、２以下のかぶりグレードに相当する少量のかぶり量では、記録紙を搬送する際に像担持体ロール１１に対して潤滑不足となって記録紙の搬送速度が減速されることにより、像担持体ロール１１上に形成されたトナー像が、若干縮められて記録紙に転写されることを意味する。本実施形態の画像形成装置１００では、２のかぶりグレードに相当するかぶり量のときに、像担持体ロール１１上に形成されたトナー像が歪むことなく記録紙に転写される。
【００４８】
本実施形態の画像形成装置１００では、以上説明した、現像バイアス電圧および帯電バイアス電圧とかぶり量との対応関係、およびかぶり量と転写時の延び量との対応関係がテーブル化されている。そして、ユーザからの操作によって濃度が設定されると、上記のテーブルが参照され、転写時の延び量が予測される。そして、その予測の延び量を打ち消すように縮められたトナー像が像担持体ロール１１上に形成される。
【００４９】
以下では、本実施形態の画像形成装置１００において、上記の延び量の予測や、その予測の延び量を打ち消すように縮められたトナー像の像担持体ロール１１上への形成を行なう、本発明の特徴的な部分について説明する。
【００５０】
図８は、図１に示す画像形成装置において、像担持体ロールに対して、転写時の延び量を打ち消すような縮み量で縮められたトナー像の形成を行なう部分のうち、縮み量を求める役割を担う部分を示す図であり、図９は、像担持体ロールに対して、図８に示す部分によって求められた縮み量で縮められたトナー像の形成を行なう部分を示す図である。
【００５１】
図８には、図１にも示す像担持体ロール１１、転写ロール１５、帯電ロール１２ａ、現像ロール１４ａ、および搬送経路１９を搬送される記録紙Ｐの他に、モード選択部２２、濃度選択部２３、現像バイアス用電源２４、帯電バイアス用電源２５、転写電圧用電源２６、環境センサ２７、カートリッジメモリ２８、および制御部２９が示されている。ここで、環境センサ２７、カートリッジメモリ２８、および制御部２９は、それぞれ本発明にいう環境検出部、プリント枚数検出部、および調整部の各一例に相当する。
【００５２】
モード選択部２２では、ユーザの操作を受けて、濃度を重視してプリントする濃度プリントモードと、「かぶり」の抑制を重視してプリントするかぶり抑制モードとのうちのいずれかのモードが選択される。前述したように、像担持体ロール１１上に形成するトナー像の濃度が高まると上記のかぶり量も増加し、転写後に記録紙上に形成されるトナー像が全体的に黒ずんだ画像となってしまう。ユーザの要求の中には、このような画像の黒ずみを許容してでも画像を濃くしたいという要求や、画像が多少薄くなっても「かぶり」を抑制して画像の黒ずみを無くしたいという要求がある。モード選択部２２では、このような互いに相反する２つの要求に対応した、上記の２つのモードのうちのいずれか一方がユーザによって選択される。
【００５３】
濃度選択部２３では、ユーザの操作を受けて、幾つかの段階の濃度の中から所望の濃度が選択される。
【００５４】
現像バイアス用電源２４は、上記のモード選択部２２および濃度選択部２３における選択結果に基づいて制御部２９から送られてくる制御信号を受けて、所望の濃度を実現するための現像バイアス電圧を生成して現像ロール１４ａに供給する。ここで、現像バイアス用電源２４で生成される現像バイアス電圧は、上述したように直流電圧成分に交流電圧成分が重畳されてなる電圧である。
【００５５】
帯電バイアス用電源２５は、上記のモード選択部２２および濃度選択部２３における選択結果に基づいて制御部２９から送られてくる制御信号を受けて、所望の濃度を実現するための帯電バイアス電圧を生成して帯電ロール１２ａに供給する。
【００５６】
転写電圧用電源２６は、帯電ロール１２ａに供給される帯電バイアス電圧に基づいて制御部２９から送られてくる制御信号を受けて、転写位置１５ａにおいて適切な転写を実行するための転写電圧を生成して転写ロール１５に供給する。
【００５７】
環境センサ２７は、装置内部の温度と湿度を検出し、検出結果を制御部２９に送る。
【００５８】
カートリッジメモリ２９は、図示しないトナーカートリッジの有無の検知の他に、像担持体ロール１１の回転数と、転写位置１５ａに搬送されて来た記録紙Ｐの枚数とを検出し、検出結果を制御部２９に送る。
【００５９】
制御部２９では、まず、上記のモード選択部２２および濃度選択部２３における選択結果に基づいて、現像バイアス電圧と帯電バイアス電圧とが決定される。そして、決定された現像バイアス電圧と帯電バイアス電圧との出力を、それぞれ現像バイアス用電源２４と帯電バイアス用電源２５とに指示する制御信号が生成され、それらの制御信号が、現像バイアス用電源２４と帯電バイアス用電源２５とに送られる。また、制御部２９では、決定された帯電バイアス電圧に基づいて、転写ロール１５に供給される転写電圧が決定され、この転写電圧の出力を転写電圧用電源２６に指示する制御信号が生成され、その制御信号が転写電圧用電源２６に送られる。
【００６０】
この制御部２９では、次に、上記の現像バイアス電圧および帯電バイアス電圧に基づいて、転写時におけるトナー像の延び量が予測される。この予測は、制御部２９内の記憶部２９ａに記憶されている、現像バイアス電圧および帯電バイアス電圧とかぶり量との対応関係、およびかぶり量と転写時の延び量との対応関係を表わす前述のテーブルが参照されて実行される。次に、上記の環境センサ２７から送られてきた温度と湿度の検出結果および、カートリッジメモリ２９からから送られてきた回転数と記録紙枚数の検出結果に基づいて、上記の延び量の予測値に補正が施される。これは上記のかぶり量が、装置内の温度や湿度などといった環境や、転写の回数によって変動してしまうためであり、この変動を補正することにより、上記の延び量の正確な予測値が得られる。本実施形態の画像形成装置１００では、この補正済みの延び量の予測値を打ち消すような縮み量で縮められたトナー像が像担持体ロール１１上に形成されるが、このようなトナー像の形成は、像担持体ロール１１の回転速度と、図１に示す露光装置１３内のポリゴンミラー１３ａの回転速度とがそれぞれ所望の速度に制御されて、像担持体ロール１１上に上記の縮み量で縮められた静電潜像が形成されることによって実行される。例えば、像担持体ロール１１の回転速度が遅い状態で静電潜像が形成されれば、その静電潜像は像担持体ロール１１の回転方向Ａに縮められる。また、ポリゴンミラー１３ａの回転速度を遅くして露光光Ｌの像担持体ロール１１に対する走査速度を遅らせても、静電潜像は縮められる。制御部２９では、上記の補正済みの延び量の予測値に基づいて、像担持体ロール１１およびポリゴンミラー１３ａそれぞれの所望の回転速度が求められる。そして、別図に示す、像担持体ロール１１およびポリゴンミラー１３ａそれぞれの駆動部に、上記の所望の回転速度での回転を指示する制御信号が送られる。
【００６１】
図９には、図１にも示す像担持体ロール１１、転写ロール１５、ポリゴンミラー１３ａ、および図８にも示す制御部２９の他に、像担持体駆動部３０、およびポリゴンミラー駆動部３１が示されている。像担持体駆動部３０は、像担持体駆動用電源３０ａと像担持体駆動モータ３０ｂとを備えており、ポリゴンミラー駆動部３１は、ポリゴンミラー駆動用電源３１ａとポリゴンミラー駆動モータ３１ｂとを備えている。
【００６２】
像担持体駆動用電源３０ａは、制御部２９から送られてくる制御信号を受けて、像担持体駆動モータ３０ｂに、像担持体ロール１１を、その制御信号が指示する回転速度で回転させるために要する駆動電圧を生成して、その像担持体駆動モータ３０ｂに供給する。
【００６３】
像担持体駆動モータ３０ｂは、像担持体駆動用電源３０ａから供給される駆動電圧に応じた回転速度で像担持体ロール１１を矢印Ａ方向に回転させる。また、像担持体駆動モータ３０ｂが発生させる駆動力は、図示しないギアなどによって転写ロール１５にも伝達され、この転写ロール１５を、像担持体ロール１１の周速度を上回る周速度で回転させる。
【００６４】
ポリゴンミラー駆動用電源３１ａは、制御部２９から送られてくる制御信号を受けて、ポリゴンミラー駆動モータ３１ｂに、ポリゴンミラー１３ａを、その制御信号が指示する回転速度で回転させるために要する駆動電圧を生成して、そのポリゴンミラー駆動モータ３１ｂに供給する。
【００６５】
ポリゴンミラー駆動モータ３１ｂは、ポリゴンミラー駆動用電源３１ａから供給される駆動電圧に応じた回転速度でポリゴンミラー１３ａを回転させる。
【００６６】
上記の像担持体駆動部３０およびポリゴンミラー駆動部３１により、像担持体ロール１１上に、制御部２９で予測された転写時の延び量を打ち消すような縮み量で、回転方向Ａに縮められた静電潜像が形成される。そして、この静電潜像にトナーが吸着されて上記のように縮められたトナー像が形成される。転写時には、このトナー像が、制御部２９で予測された延び量で引き伸ばされて記録紙に転写されるので、記録紙上には適切なトナー像が形成されることとなる。
【００６７】
以上、図１〜図９を参照して説明したように、本実施形態の画像形成装置１００によれば、「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【００６８】
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について説明する。
【００６９】
ここで、この第２実施形態の構造および動作は、上述の第１実施形態の構造および動作とほぼ同等であり、第２実施形態では、図８を参照して説明した制御部２９における、転写時の延び量の予測とは異なる方法でこの延び量を予測するという点と、環境センサ２７による環境の検知とは異なる方法で装置内部の環境を検知するという点との２点が第１実施形態と相違している。以下では、これらの相違点についてのみ説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の第２実施形態のうちの特徴的な部分を示す図である。この図１０では、図１と同等な構成要素については図１と同じ符号を付し重複説明を省略する。
【００７１】
図１０に示す画像形成装置４００は、図１に示す画像形成装置１００とは異なる構成要素として、濃度センサ４１、転写電流検出部４２、および制御部４３を備えている。
【００７２】
濃度センサ４１は、像担持体ロール１１の表面において、定常的に非画像領域となる端部の近傍に設置され、この端部に付着するトナーの量を検出し、検出結果を制御部４３に送る。
【００７３】
転写電流検出部４２では、制御部４３からの指示で転写電圧用電源２６から転写ロール１５に転写電圧が供給されたときに、帯電されたトナーが、像担持体ロール１１から転写ロール１５に向かって、両者に挟まれた記録紙Ｐまで転写位置１５ａを移動することによってこの転写位置に流れる転写電流が検出される。この検出結果は、制御部４３に送られる。
【００７４】
制御部４３では、まず、濃度センサ４１から送られてきた検出結果が示すトナーの量が上記のかぶり量とみなされ、そのかぶり量に基づいて、上述した転写時のトナー像の延び量が予測される。
【００７５】
この制御部４３では、次に、転写電流検出部４２から送られてきた検出結果が示す転写電流と、上記の転写電圧とから転写位置１５ａにおける抵抗値が求められる。ここで、この抵抗値は、転写位置１５ａにおける温度や湿度の影響を受けて変動する値であるので、制御部４３は、この抵抗値を、温度および湿度を反映した環境パラメータとみなし、この環境パラメータを用いて上記の予測の延び量を補正する。
【００７６】
本実施形態の画像形成装置４００では、このように求められた補正済みの延び量の予測値に基づいて、像担持体ロール１１およびポリゴンミラー１３ａそれぞれの回転速度が所望の回転速度に制御される。これにより、像担持体ロール１１に、転写時の延び量を打ち消すような縮み量で縮められたトナー像が形成され、転写時には、このトナー像が、制御部２９で予測された延び量で引き伸ばされて記録紙に転写されるので、記録紙上には適切なトナー像が形成されることとなる。
【００７７】
以上、図１０を参照して説明したように、本実施形態の画像形成装置４００によれば、「かぶり」によって像担持体に余分なトナーが付着しても、像担持体上のトナー像を適切に記録紙に転写することができる。
【００７８】
尚、上記の説明では、本発明の画像形成装置の一例として、像担持体ロールの表面に縮めて形成されたトナー像が直接に記録紙に転写される画像形成装置を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の画像形成装置は、例えば、像担持体ロールの表面に縮めて形成されたトナー像を、一旦、中間転写体に転写し、その中間転写体に転写されたトナー像を最終的に記録紙に転写するものであってもよい。
【００７９】
また、上記の説明では、本発明の画像形成装置の一例として、現像装置を１つだけ備えたモノクロ画像用の画像形成装置を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の画像形成装置は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックといった４色それぞれに対応する４つの現像装置を備えたカラー画像用の画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】かぶり量が多い「かぶり」が発生している様子を示す図である。
【図３】かぶり量が少ない「かぶり」が発生している様子を示す図である。
【図４】現像バイアス電圧における交流電圧成分の周波数に応じたかぶり量の変化を示すグラフである。
【図５】現像バイアス電圧における直流電圧成分の電圧値に応じたかぶり量の変化を示すグラフである。
【図６】帯電バイアス電圧の電圧値に応じたかぶり量の変化を示すグラフである。
【図７】かぶり量の変化に応じた転写時の延び量の変化を示すグラフである。
【図８】図１に示す画像形成装置において、像担持体ロールに対して、転写時の延び量を打ち消すような縮み量で縮められたトナー像の形成を行なう部分のうち、縮み量を求める役割を担う部分を示す図である。
【図９】像担持体ロールに対して、図８に示す部分によって求められた縮み量で縮められたトナー像の形成を行なう部分を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態のうちの特徴的な部分を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１００    画像形成装置
１１    像担持体ロール
１２    帯電装置
１３    露光装置
１３ａ    ポリゴンミラー
１４    現像装置
１４ａ    現像ロール
１５    転写ロール
１５ａ    転写位置
１６    定着装置
１７    記録紙トレイ
１７ａ，１８ａ    引出しロール
１８    手差し用トレイ
１９    搬送経路
２０    レジスタロール
２１    搬送ロール
２２    モード選択部
２３    濃度選択部
２４    現像バイアス用電源
２５    帯電バイアス用電源
２６    転写電圧用電源
２７    環境センサ
２８    カートリッジメモリ
２９    制御部
２９ａ    記憶部
３０    像担持体駆動部
３０ａ    像担持体駆動用電源
３０ｂ    像担持体駆動モータ
３１    ポリゴンミラー駆動部
３１ａ    ポリゴンミラー駆動用電源
３１ｂ    ポリゴンミラー駆動モータ
４００    画像形成装置
４１    濃度センサ
４２    転写電流検出部
４３    制御部
【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】
2005249999.tif 000009
【図８】
2005249999.tif 000010
【図９】
2005249999.tif 000011
【図１０】
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