(57)【要約】【課題】縁無しプリントをする際に、記録媒体先端及び後端に発生する転写不良を改善することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体１０１の先端及び後端に余白なしの画像形成を行う場合に、転写バイアス切り替え手段は、記録媒体１０１の先端では転写バイアスを負バイアスから正バイアスに切り替え、かつ記録媒体１０１の後端では転写バイアスを正バイアスから負バイアスに切り替え、画像濃度制御手段は、記録媒体１０１の先端及び後端での濃度を上げる制御を行う。【選択図】図１
2012032599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体にトナー像を形成する手段と、
前記像担持体に形成されたトナー像を、記録媒体と像担持体が接する転写部において記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段に正バイアス及び負バイアスを印加する転写バイアス出力手段と、
前記転写バイアス出力手段から出力される転写バイアスの正負を切り替える転写バイアス切り替え手段と
前記トナー像の濃度を制御する画像濃度制御手段を有する画像形成装置において、
前記記録媒体の先端及び後端に余白なしの画像形成を行う場合に、
前記転写バイアス切り替え手段は、前記記録媒体の先端では前記転写バイアスを負バイアスから正バイアスに切り替え、かつ前記記録媒体の後端では前記転写バイアスを正バイアスから負バイアスに切り替え、
前記画像濃度制御手段は、前記記録媒体の先端及び後端での濃度を上げる制御を行う、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像濃度制御手段は、レーザー発光量、又は、現像バイアス出力を変えることにより濃度を制御することを特徴とする請求項１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、電子写真方式によるレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット方式やバブルジェット（登録商標）方式のプリンタにおいては、記録媒体の周縁部に余白マージンが無く、記録媒体全面に画像が形成されている、所謂「縁無し印刷」が普及している。電子写真方式のレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）においても、このような縁無し印刷に関して、例えば特許文献１には、記録媒体の縁からはみ出す大きさでトナー画像を形成する縁無し画像形成装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載するように、記録媒体の縁からはみ出す大きさでトナー画像を形成し、縁無し画像を印刷する場合において、次の構成が考えられる。即ち、記録媒体先端が転写部に到達するより前のタイミングで正規の転写バイアスへの切り替えを終了し、そして、記録媒体の後端が転写部に通過した後のタイミングで逆極性の転写バイアスへの切り替えを開始するという構成である。しかし、この場合、記録媒体からはみ出した部分のトナー像が転写部材に転写され、次画像での裏汚れとなってしまう。
【０００４】
特許文献２は、紙間において通常とは逆極性の転写バイアスを印加して記録媒体からはみ出て転写部材に付着したトナーを感光ドラムに転移させて除去する方法を開示している。しかし、この構成では、転写部材に転写されたトナーを除去する機構やシーケンス、及び除去したトナーを貯めておく容器などが必要となる。
【０００５】
また、次の構成も考えられる。即ち、記録媒体先端が転写部に到達する前のタイミングでは逆極性の転写バイアスを印加しておき、記録媒体先端が転写部を通過した後のタイミングで正規の転写バイアスへの切り替えを開始する。そして、記録媒体の後端が転写部に到達する前のタイミングで逆極性の転写バイアスへの切り替えを終了するという構成である。この場合、転写部材へのトナーの転写は防止できるものの、記録媒体の先端及び後端に転写不良が発生してしまう。
【０００６】
特許文献３には、転写部より上流に配置されたセンサの検知結果に基づいてバイアス条件の切り替えタイミングを制御することで、転写部材へのトナー像の転写や記録媒体の先端及び後端の転写不良を最小限に抑える方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４５４５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０７３７３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、転写部の位置は種々の公差によるずれがあるため、上記特許文献３の構成では、センサによる予測タイミングと実際に記録媒体の先端及び後端が転写部に到達するタイミングに誤差が生じてしまう。また、転写バイアス切り替えにはある一定の時間を要する。この誤差とバイアス切り替えに要する時間があるため、記録媒体先端及び後端にはトナーを転写するための適正な転写バイアスを印加できない期間が生じ、転写不良が発生してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、縁無しプリントをする際に、転写部材にトナーを転写させることなく、記録媒体先端及び後端に発生する転写不良を改善することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体にトナー像を形成する手段と、
前記像担持体に形成されたトナー像を、記録媒体と像担持体が接する転写部において記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段に正バイアス及び負バイアスを印加する転写バイアス出力手段と、
前記転写バイアス出力手段から出力される転写バイアスの正負を切り替える転写バイアス切り替え手段と
前記トナー像の濃度を制御する画像濃度制御手段を有する画像形成装置において、
前記記録媒体の先端及び後端に余白なしの画像形成を行う場合に、
前記転写バイアス切り替え手段は、前記記録媒体の先端では前記転写バイアスを負バイアスから正バイアスに切り替え、かつ前記記録媒体の後端では前記転写バイアスを正バイアスから負バイアスに切り替え、
前記画像濃度制御手段は、前記記録媒体の先端及び後端での濃度を上げる制御を行う、
ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、縁無しプリントをする際に、転写部材にトナーを転写させることなく、記録媒体の先端及び後端に発生する転写不良を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】記録媒体先端及び後端が転写部を通過するタイミング及び転写バイアスの切り替えタイミングのそれぞれの場合における発生現象の関係を纏めて説明する図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例である４色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す断面図である。
【図３】実施例１における縁無しプリント時のトナー像の図である。
【図４】二次転写バイアス回路の概要を説明する図である。
【図５】記録媒体の先端が二次転写部ニップの上流端に到達したタイミングを検知する原理を説明する図である。
【図６】記録媒体の後端が二次転写部ニップの上流端に到達したタイミングを検知する原理を説明する図である。
【図７】二次転写バイアス回路の一実施例を示す回路構成図である。
【図８】レジセンサ信号Ｓｒ、二次転写ローラ電圧Ｖｄ、二次転写ローラ電流Ｉｄ、記録媒体先端及び後端検知信号Ｓｄ、二次転写バイアスのタイミングチャートである。
【図９】レーザー駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。
【図１０】画像濃度可変制御のタイミングチャートである。
【図１１】実施例２における縁無しプリント時のトナー像の図である。
【図１２】実施例２における縦軸にトナー像の濃度を示したトナー像先端から後端までの濃度分布を示した図である。
【図１３】実施例２におけるレーザー駆動回路図である。
【図１４】実施例２における画像濃度可変制御のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
図１は、詳しくは後述する転写部材としての転写ロール１２と、転写対向ローラ１１が配置された転写部、即ち、転写ニップＴＮと、転写ニップＴＮを挟持搬送される記録媒体１０１とを示している。
【００１５】
先ず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の構成を説明する前に、記録媒体１０１の先端及び後端が転写ニップＴＮを通過する前と後のタイミングそれぞれにおける転写バイアスの切り替えタイミング制御と、その時に発生する現象について説明する。
【００１６】
図１中の領域Ｄ１は転写ニップ前の領域、領域Ｄ２は転写ニップ後の領域である。転写バイアスのタイミング（１）は負から正への切り替えを開始するタイミング、タイミング（２）は負から正への切り替えを終了するタイミングである。また、タイミング（３）は正から負への切り替えを開始するタイミング、タイミング（４）は正から負への切り替えを終了するタイミングである。
【００１７】
記録媒体１０１の先端が領域Ｄ１にある時に転写バイアスのタイミングが（２）であれば転写ローラ１２へのトナー転写が発生するが、記録媒体先端の転写不良は発生しない。記録媒体１０１の先端が領域Ｄ２にある時に転写バイアスのタイミングが（１）であれば転写ローラ１２へのトナー転写は発生しないが、記録媒体先端の転写不良が発生する。記録媒体１０１の後端が領域Ｄ１にある時に転写バイアスのタイミングが（４）であれば転写ローラ１２へのトナー転写は発生しないが、記録媒体後端の転写不良が発生する。記録媒体の後端が領域Ｄ２にある時に転写バイアスのタイミングが（３）であれば転写ローラへのトナー転写は発生するが、記録媒体後端の転写不良は発生しない。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、上記諸点に鑑みて構成され、転写部材（転写ローラ）１２にトナーを転写させることなく、記録媒体先端及び後端に発生する転写不良を改善することのできる構成とされる。
【００１９】
以下に、本発明の画像形成装置の一実施例について添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図２は、本発明の画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。本実施例にて、カラー画像形成装置は４色フルカラーレーザービームプリンタ１００とされる。
【００２１】
フルカラーレーザープリンタ１００は、複数の、本実施例では４つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備え、各画像形成部はそれぞれ第１の像担持体である感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有した４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋにて、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に形成したトナー画像は、順次、第２の像担持体である中間転写ベルト（中間転写体）８に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る。
【００２２】
つまり、カラーレーザープリンタ１００は、水平方向に並設された４個の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、駆動手段（不図示）によって、図２にて反時計方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、及び、露光装置であるレーザースキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が配置される。また、レーザースキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）より照射されるレーザービームＬ（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）により感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に静電潜像が形成される。感光ドラム１の回転方向下流側には、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配置されている。各現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、現像剤担持体としての現像ローラ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）を備えている。更に、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上のトナー像を第２の像担持体である中間転写ベルト８に転写させる転写ブレードで構成した一次転写部材５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）が配置される。更に又、転写後の感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配設されている。
【００２３】
ここで、本実施例では、感光ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は、一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成し、カラー画像形成装置本体１００Ａに着脱可能なものとなっている。
【００２４】
次に、各部の構成について、順次説明する。なお、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは同じ構成とされるので、以下の説明では、各画像形成部を示す添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは、特に区別して表示することが必要な場合を除いては、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して説明する。
【００２５】
感光ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図２にて反時計回りに回転駆動される。
【００２６】
帯電装置２は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラ２を感光ドラム１表面に当接させると共に、このローラ２に電源（不図示）から帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面を一様に帯電させる。
【００２７】
レーザースキャナユニット３より照射されるレーザービームＬは、画像情報に基づいて感光ドラム１の感光体層を照射し、感光ドラム上に静電潜像が形成される。本実施例にて、記録媒体の端縁部に余白なしのプリントをする場合は、所謂、「縁無しプリント」の際は、少なくとも記録媒体１０１の搬送方向の先端、後端において記録媒体１０１よりトナー像を大きくする。
【００２８】
現像装置４は、それぞれ中間転写ベルト８の搬送方向上流側（図２の左側）から順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像容器（トナー容器）４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）から構成される。感光ドラム１上の静電潜像の現像時には、対応する現像装置４のトナー容器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ内のトナーを回転する現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの外周にトナーを薄層塗布し、且つ、トナーへ電荷を付与する。この現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、静電潜像が形成された感光ドラム１との間に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。
【００２９】
一次転写部材５（５ａ、５０ｂ、５０ｃ、５ｄ）には独立にバイアス印加可能とするため、転写バイアス出力手段である一次転写バイアス電源５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ）有している。
【００３０】
クリーニング装置６は、現像装置４によって感光ドラム１上に現像されたトナーが中間転写ベルト８に転写された後、転写されないで感光ドラム表面に残った、所謂、転写残トナーを除去するものである。
【００３１】
本実施例では、第２の像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト８は、循環移動する無端ベルト状のベルト部材であり、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向し接するように配設されている。駆動ローラ９、テンションローラ１０、及び二次転写対向ローラ１１に懸架され、図中矢印の方向にプロセススピード１１５ｍｍ／ｓｅｃで回転している。駆動ローラ９、テンションローラ１０、及び二次転写対向ローラ１１は、中間転写ベルト８を支持する支持ローラであり、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１１は直径２４ｍｍ、テンションローラ１０は直径１６ｍｍの寸法とされる。
【００３２】
一次転写部材５ａの位置（一次転写部Ｔ１ａ）で先ずイエローを感光ドラム１ａより転写し、次いで先述した工程を経た各色に対応する感光ドラム１より、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色を転写部Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄで多重転写する。中間転写ベルト８上の４色のトナー像は、中間転写ベルト８と二次転写ローラ１２との当接ニップ部（二次転写部ＴＮ）を通過する過程で、二次転写正バイアス電源１２Ａから印加される二次転写正バイアスによって記録媒体１０１に一括転写される。
【００３３】
二次転写ローラ１２は、弾性層にＮＢＲヒドリンゴムを主成分とした半導電性スポンジを用いており、スポンジローラ１２ａの外径１８ｍｍで、芯金１２ｂの直径６ｍｍである。二次転写ローラ１２には、転写バイアス出力手段である二次転写正バイアス電源１２Ａと二次転写負バイアス電源１２Ｂが接続されている。そして、縁無しプリントの際は、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ＴＮに到達する前と、後端１０１ｂが二次転写部ＴＮを通過した後は負バイアスを印加し、記録媒体１０１が二次転写部ＴＮを通過している最中は正バイアスを印加する。つまり、転写バイアス出力切り替え手段により二次転写部ＴＮを記録媒体先端１０１ａが通過するタイミングで二次転写バイアスを負から正へ、後端１０１ｂが通過するタイミングで正から負へ、バイアスの切り替えを行う。
【００３４】
中間転写ベルト表面に残留した二次転写残トナーは、クリーニングローラ１３により感光ドラム１とは逆極性に帯電される。クリーニングローラ１３は、中間転写ベルト８の表面に当接されており、二次転写対向ローラ１１を対向極としている。そして、クリーニングバイアス電源１３ａによりクリーニングローラ１３に所定の極性のクリーニングバイアスを印加することにより、二次転写残トナーを所定の極性に帯電する。中間転写ベルト８上の逆極性に帯電された二次転写残トナーは、中間転写ベルト８の感光ドラム１との当接部及びその近傍で、感光ドラム１に静電的に吸引されて転移し、その後、クリーニング装置６により感光ドラム１から除去され、回収される。
【００３５】
給紙カセット１０２内に積載収納された記録媒体１０１は、給紙ローラ１０３により１枚ずつ分離給送され、搬送ローラ対１０４、１０５のニップ部へ送られる。次いで、記録媒体１０１は、搬送ローラ対によってレジセンサ１０６に送られ、レジセンサ１０６は記録媒体１０１の先端１０１ａ及び後端１０１ｂを検知する。そして、中間転写ベルト８に転写されたトナー像と記録媒体１０１が適切なタイミングになるように、記録媒体１０１の搬送タイミングを制御する。
【００３６】
このタイミング制御は、レジセンサ１０６での検知結果から記録媒体１０１が二次転写部ＴＮに到達するタイミングを予測する。二次転写部ＴＮの位置ずれ等によるレジセンサ１０６から二次転写部ＴＮまでの記録媒体搬送時間のばらつきにより、予測するタイミングと、実際に二次転写部ＴＮに記録媒体１０１の先端１０１ａ及び後端１０１ｂが到達するタイミングとに誤差±εが発生する。
【００３７】
中間転写ベルト８と二次転写ローラ１２との当接ニップ部ＴＮでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を記録媒体１０１に転写することで、カラー画像を形成する。そして、記録媒体１０１を加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２のローラ対から成る定着装置２０を通過させることで熱定着させ、排出ローラ対２３で装置上部の排出部２４へ排出され、プリントの１サイクルが終了する。
【００３８】
図３は、縁無しプリント時のトナー像の図である。縁無しプリント時は記録媒体１０１よりも大きいトナー像を形成する。Ｌ１はトナー像先端の濃度を濃くする領域、Ｌ２は通常濃度の領域、Ｌ３はトナー像後端の濃度を濃くする領域である。トナー像の濃度を濃くする方法については後述する。勿論、本実施例においても、記録媒体１０１の搬送方向に直交する幅方向両端部（或いは一端部）も余白のない縁無しプリントとし得るが、端部の縁無しプリントは、当業者には周知の従来方法でよく、本発明の特徴部を構成するものではないので、説明は省略する。
【００３９】
ここで、記録媒体先端１０１ａから領域Ｌ１と領域Ｌ２の境界までの距離Ｌ４、及び領域Ｌ２と領域Ｌ３の境界から記録媒体後端までの距離Ｌ５は、次式で表される。
【００４０】
【数１】
2012032599.tif 000003
【００４１】
上記式において、ｍは記録媒体搬送速度、Ｔｃは転写バイアス切り替えに要する時間である。Ｔ２は、上記検知誤差εによる、二次転写部ＴＮに記録媒体１０１が到達するタイミングの予測値と、実際に記録媒体１０１が到達するタイミングのずれ時間であり、Ｔ２は０〜２εの幅を持つ。
【００４２】
図４を参照して二次転写ローラ１２に印加される二次転写バイアス回路１２０の概要について説明する。
【００４３】
二次転写バイアス回路１２０は、大きく分けて二次転写正バイアス回路１２０Ａ、二次転写負バイアス回路１２０Ｂ、電圧検知回路１２１、電流検知回路１２２、微分回路１２３、正負バイアス切り替え回路１２４を備えている。二次転写正バイアス回路１２０Ａは、二次転写正バイアス電源１２Ａ、二次転写正バイアス回路内部抵抗Ｒｐ、定電圧制御回路１２５Ａからなる。二次転写正バイアス電源１２Ａは、定電圧制御回路１２５Ａによって出力が一定となるように制御される。また、二次転写負バイアス回路１２０Ｂは、二次転写負バイアス電源１２Ｂ、二次転写負バイアス回路内部抵抗Ｒｍ、定電圧制御回路１２５Ｂからなる。二次転写負バイアス電源１２Ｂも正バイアス電源１２Ａと同様、定電圧制御回路１２５Ｂによって出力が一定となるように制御される。
【００４４】
二次転写負バイアス回路１２０Ｂの出力は、二次転写正バイアス回路１２０Ａを介して、二次転写ローラ１２に接続され、二次転写対向ローラ１１を介して、グラウンドに接続される。
【００４５】
電圧検知回路１２１は、二次転写ローラ１２に印加される電圧Ｖｄを検知する回路であり、電流検知回路１２２は、二次転写ローラ１２に流れる電流Ｉｄを検知する回路である。電圧検知回路１２１と電流検知回路１２２の検知結果は、微分回路１２３を経て記録媒体先端及び後端検知信号Ｓｄとして正負バイアス切り替え回路１２４へ送信され、正バイアスと負バイアスの切り替えを行う。
【００４６】
図５を参照して、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップＴＮの上流端ＴＮｕに到達したタイミングを検知する原理について説明する。図５は、二次転写部ニップＴＮの断面図と二次転写負バイアス回路１２０Ｂを簡略化した図を示したものである。なお、図５の説明では、説明を簡略化し、本発明の理解を容易とするために、本実施例での二次転写ローラ１２と二次転写対向ローラ１１との間に配置されている中間転写ベルト８は、省略した構成で説明する。
【００４７】
記録媒体１０１は、二次転写部ニップ幅Ｎの領域を図中上方向に記録媒体搬送速度ｍの速さで進む。記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップ上流端ＴＮｕに到達する直前では、二次転写ローラ１２には二次転写負バイアス回路出力電圧Ｖｍが二次転写正バイアス回路内部抵抗Ｒｐを介して印加されている。二次転写部ＴＮには、二次転写ローラ抵抗Ｒ１２、二次転写対向ローラ抵抗Ｒ１１、記録媒体抵抗Ｒ１０１が存在する。二次転写部の総抵抗Ｒｔは、
【００４８】
【数２】
2012032599.tif 000004
【００４９】
で表され、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間、増加し続ける。二次転写ローラ電圧Ｖｄは、
【００５０】
【数３】
2012032599.tif 000005
【００５１】
で表され、二次転写部の総抵抗Ｒｔと同様、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間、増加し続ける。このＶｄの変化を利用して記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップＴＮの上流端ＴＮｕに到達したタイミングを検知する。
【００５２】
図６を参照して、記録媒体１０１の後端１０１ｂが二次転写部ニップＴＮの上流端ＴＮｕに到達したタイミングを検知する原理について説明する。図６は、二次転写部ニップＴＮの断面図と二次転写正バイアス回路１２０Ａを簡略化した図を示したものである。なお、上述した図５と同様に、図６の説明においても、説明を簡略化し、本発明の理解を容易とするために、中間転写ベルト８は、省略した構成で説明する。
【００５３】
記録媒体１０１は、二次転写部ニップ幅Ｎの領域を図中上方向に記録媒体搬送速度ｍの速さで進む。記録媒体１０１の後端１０１ｂが二次転写部ニップ上流端ＴＮｕに到達する直前では、二次転写ローラ１２には二次転写正バイアス回路出力電圧Ｖｐが印加されている。上記の二次転写部ＴＮの総抵抗Ｒｔは、記録媒体１０１の後端１０１ｂが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間、減少し続ける。二次転写ローラ電流Ｉｄは、
【００５４】
【数４】
2012032599.tif 000006
【００５５】
で表され、記録媒体１０１の後端１０１ｂが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間、増加し続ける。このＩｄの変化を利用して記録媒体１０１の後端１０１ｂが二次転写部ニップＴＮの上流端ＴＮｕに到達したタイミングを検知する。
【００５６】
図７は、図４にて概要を説明した本実施例の二次転写バイアス回路１２０の回路構成の一例を示す図である。Ｔ１００は正バイアス用トランス、Ｔ１０１は負バイアス用トランスである。各バイアスを立ち上げる際は、ＰＷＭ制御回路１２６Ａ、１２６Ｂで目標のバイアス電圧となるパルス幅を出力し、その後Ｄｕｔｙ可変回路１２７Ａ、１２７Ｂで所定のクロックを出力することで、立ち上げることができる。
【００５７】
図８は、レジセンサ信号Ｓｒ、二次転写ローラ電圧Ｖｄ、二次転写ローラ電流Ｉｄ、記録媒体先端及び後端検知信号Ｓｄ、二次転写バイアス正、負のタイミングチャートである。レジセンサ信号Ｓｒは、記録媒体１０１がセンサ部１０６（図２参照）を通過中はＨｉｇｈとなり、通過前後はＬｏｗとなる。Ｔ１はレジセンサ１０６から転写ニップ部ＴＮまでの距離を記録媒体１０１が搬送されるのに要する時間に当たる。Ｔ２は記録媒体１０１が二次転写ニップ部ＴＮに到達したタイミングについて、レジセンサ信号Ｓｒから予測した結果と二次転写電圧及び電流の変化から検知した結果との誤差である。記録媒体先端１０１ａが二次転写部ＴＮのニップＮを通過し始めると二次転写ローラ電圧Ｖｄが上昇する。この上昇は、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間Ｔａ継続し、二次転写部ニップ幅Ｎと記録媒体搬送速度ｍから次式で表される。
【００５８】
【数５】
2012032599.tif 000007
【００５９】
二次転写ローラ電圧Ｖｄの上昇が開始すると同時に、記録媒体先端及び後端検知信号ＳｄがＨｉｇｈとなり、二次転写バイアスは負から正へ切り替えを開始する。二次転写ローラ電圧Ｖｄの上昇が終わると、記録媒体先端及び後端検知信号ＳｄがＬｏｗに向かって下降する。記録媒体後端１０１ｂが二次転写部ＴＮのニップＮを通過し始めると二次転写ローラ電流Ｉｄが上昇する。この上昇は、二次転写ローラ電圧Ｖｄと同様、記録媒体１０１の先端１０１ａが二次転写部ニップ幅Ｎの領域を通過する期間Ｔａ継続する。二次転写ローラ電流Ｉｄの上昇が開始すると同時に、記録媒体先端及び後端検知信号ＳｄがＨｉｇｈとなり、二次転写バイアスは正から負へ切り替えを開始する。二次転写ローラ電流Ｉｄの上昇が終わると、記録媒体先端及び後端検知信号ＳｄがＬｏｗに向かって下降する。
【００６０】
次に、トナー像の濃度を濃くする方法について述べる。
【００６１】
図９は、レーザー駆動回路の一例を示す図である。トナー像の濃淡はレーザー光量を可変することで制御する。レーザー光量は、図９に示すレーザーＬＤ２０１に流れる電流Ｉｌｄによって決まる。電流Ｉｌｄは、ホールドコンデンサ２０８の電圧Ｖｃｈを電源としたオペアンプ２０６とトランジスタ２０３と抵抗Ｒｓ２０９で構成された定電流回路の電流であり、電流値は、次式で表される。
【００６２】
【数６】
2012032599.tif 000008
【００６３】
ホールドコンデンサ２０８の電圧Ｖｃｈは、レーザーＬＤ２０１の光量の環境特性や寿命劣化を補正し、常に所定の発光量となるようＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行って決まる電圧値である。ＡＰＣ時には、図９中のフォトダイオード２０２は、レーザーＬＤ２０１の光を受光し、その受光量に応じた電流が流れる。この電流は、抵抗２０７によって電圧Ｖａに変換され、レーザドライバＩＣ２１５内部にあるコンパレータ２０４は、この電圧Ｖａが基準電圧Ｖｔｈとなるようにホールドコンデンサ２０８を充放電してレーザーＬＤ２０１の発光量を調整する。サンプルホールド回路２０５は、ＡＰＣ時にはホールドコンデンサ２０８を充放電し、画像形成時はホールドコンデンサ２０８の電圧を保持するように動作する。
【００６４】
トナー像の濃度を濃くするには、ＣＰＵ２１２からのＨｉｇｈ信号により所定のタイミングでバイアス抵抗２１３、抵抗２１４を介してトランジスタ２１１をＯＮさせ、抵抗２０７と抵抗２１０を並列接続とし、抵抗値を小さくすることで、ホールドコンデンサ２０８の電圧Ｖｃｈの値を大きくする。すると、レーザーＬＤ２０１に流れる電流Ｉｌｄが大きくなり、レーザーＬＤ２０１の発光量を大きくすることで、トナー像を濃くすることができる。
【００６５】
図１０は、上記にて説明した画像濃度制御のタイミングチャートである。３０１は／ＴＯＰ信号であり、画像コントローラ（不図示）に対して画像書き出し位置を指定する信号である。３０２は／ＴＯＰ信号の周期を表す。３０３は記録材に形成される画像が形成される領域を表す。そして、予め決めておいた画像濃度が濃い領域に基づいて、３０４に示すように、画像領域の先端から画像濃度の濃い領域を決定し、また画像領域の後端から画像領域の濃い領域を決定する。ここで、画像領域の濃い領域はトランジスタ２１１をＯＮすることにより制御する。
【００６６】
尚、本実施例では、画像濃度を濃くする方法としてライン間ＡＰＣ調整時のレーザー発光量を制御する方法としたが、これに限定されることなく、現像バイアス出力を上げるか、或いは、レーザー発光パルス信号（ビデオ信号）のＤｕｔｙを上げることによっても同等のことが実現可能である。
【００６７】
以上のような構成を採ることで、二次転写ローラ１２にトナーを転写させることなく、記録媒体１０１の先端１０１ａ及び後端１０１ｂに発生する転写不良を改善することができる。
【００６８】
実施例２
本実施例では、実施例１の中で、記録媒体先端１０１ａ及び後端１０１ｂの画像濃度を濃くする領域において、濃度をリニアに変える構成について説明する。
【００６９】
図２、図４〜図８に示す構成、即ち、画像形成装置１００及び二次転写バイアス回路１２０等の構成及び作動態様については、本実施例においても実施例１と同様とされる。従って、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。図１１は、本実施例における縁無しプリント時のトナー像の図である。
【００７０】
トナー像先端から領域Ｌ１と領域Ｌ２の境界にかけて、画像濃度を濃い状態から通常濃度のレベルまで、濃度を薄くしていく。また、領域Ｌ２と領域Ｌ３の境界からトナー像後端にかけて、画像濃度を通常濃度から濃い状態まで、濃度を濃くしていく。図１２は、縦軸にトナー像の濃度を示したトナー像先端から後端までの濃度分布である。
【００７１】
図１３は、本実施例におけるレーザー駆動回路である。図１３の回路によりレーザー光量をリニアに変えることでトナー像の濃淡をリニアに変える。図１３のレーザー駆動回路において、図９に示した実施例１のレーザー駆動回路との違いは、レーザドライバＩＣ２１５内部のコンパレータ２０４の基準電圧ＶｔｈをＣＰＵ２１２のＤ／Ａポートより設定しているところが異なる。それ以外の動作は実施例１と同様であるため説明は省略する。
【００７２】
図１３に示すレーザー発光量は、レーザーＬＤ２０１に流れる電流Ｉｌｄによって決まり、電流値は、次式で表される。
【００７３】
【数７】
2012032599.tif 000009
【００７４】
ホールドコンデンサ電圧Ｖｃｈはホールドコンデンサ２０８の両端電圧であり、Ｒｓ２０９は抵抗である。つまり、ホールドコンデンサ２０８の電圧Ｖｃｈを変更することで電流Ｉｌｄの値が変わり、レーザー光量の変更で濃度に濃淡を持たせることができる。
【００７５】
ホールドコンデンサ２０８の電圧Ｖｃｈは、ＡＰＣを非画像領域にて１ライン毎に行って決まる電圧である。ＡＰＣではレーザーＬＤ２０１の光をフォトダイオード２０２で受光し、その受光量に応じた電流が抵抗２０７によって電圧Ｖａに変換され、コンパレータ２０４の基準電圧Ｖｔｈとなるようにホールドコンデンサ２０８を充放電してレーザーＬＤ２０１の発光量を調整する。基準電圧ＶｔｈはＣＰＵ２１２のＤ／Ａポート２１６より出力される所定の電圧であり、ＣＰＵ２１２により様々な電圧に設定可能となっている。
【００７６】
本実施例では画像を濃くする場合は、このＶｔｈを画像形成時に設定するＶｔｈより高い電圧に設定し、ＡＰＣを行いレーザーＬＤ２０１の光量を大きくする。その後、濃度をリニアに薄くするため所定のライン毎にＶｔｈを順次下げていき、ＡＰＣによりレーザーＬＤ２０１の光量を下げ濃度を薄くする。
【００７７】
最後に、上記にて説明した画像濃度可変制御のタイミングチャートを図１４を用いて説明する。
【００７８】
４０１は／ＴＯＰ信号であり、画像コントローラ（不図示）に対して画像書き出し位置を指定する信号である。４０２は／ＴＯＰ信号の周期を表す。４０３は記録媒体に形成される画像が形成される領域を表す。
【００７９】
そして、４０４に示す画像領域の先端から画像濃度を徐々に薄くする所定領域において、４０５に示すように基準電圧Ｖｔｈを徐々に下げる。また画像領域の後端から画像濃度を徐々に濃くする所定領域において、４０５に示すように基準電圧を徐々に上げる。
【００８０】
以上のように、画像濃度を濃くする領域において、濃度をリニアに変えることで、通常濃度領域との濃度ギャップをなくしつつ、記録媒体の先端及び後端に発生する転写不良を改善することができる。
【００８１】
その他の実施例
上記各実施例では、本発明は、中間転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８２】
本発明は、例えば、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋへと記録材担持体にて搬送される記録媒体に対して、それぞれ、像担持体としての感光ドラムの表面に形成されたトナー像が順次直接転写されてカラー画像が記録される直接転写方式のカラー画像形成装置とすることもできる。
【００８３】
つまり、この実施例において、カラー画像形成装置は、図２に示す先の実施例の画像形成装置１００と同様に、４色の色材を使用してカラー画像を形成する画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備えている。各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、第２の像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト８の代わりに、記録媒体１０１を搬送する、例えばベルト状の記録材担持体、即ち、搬送ベルトに沿って一列に配列して配置されている。その他の、画像形成装置構成、及び、画像形成部の構成は、図２に示す実施例１と同様とされる。また、斯かる直接転写方式のカラー画像形成装置の構成及び作動は、当業者には周知である。従って、詳しい説明は省略する。
【００８４】
また、このような直接転写方式のカラー画像形成装置にも、先に説明した実施例１、２で説明した本発明の原理を適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【符号の説明】
【００８５】
１（１ａ〜１ｄ）        感光ドラム（第１の像担持体）
２（２ａ〜２ｄ）        帯電装置
３（３ａ〜３ｄ）        露光装置
４（４ａ〜４ｄ）        現像装置
５（５ａ〜５ｄ）        一次転写部材（一次転写装置）
６（６ａ〜６ｄ）        クリーニング装置
８            中間転写ベルト（第２の像担持体）
１１          二次転写対向ローラ
１２          二次転写ローラ
１２Ａ        二次転写バイアス正電源（転写バイアス出力手段）
１２Ｂ        二次転写バイアス負電源（転写バイアス出力手段）
５０（５０ａ〜５０ｄ）  一次転写バイアス電源（転写バイアス出力手段）
１００        フルカラーレーザープリンタ（画像形成装置）
１００Ａ      画像形成装置本体
１０１        記録媒体
１２０        二次転写バイアス回路
１２４        正負転写バイアス切り替え回路
【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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【図１４】
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