(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成される像担持体と、
記録材を担持する記録材担持体と、
前記記録材に前記像担持体の画像を転写する転写手段と、
前記転写手段に供給する転写電流を制御するために、前記記録材の画像領域における転写電流よりも小さい転写電流に対応した第１のデータを発生する第１の発生回路と、
前記記録材の画像領域における転写電流に対応し、前記第１のデータよりも大きい値の第２のデータを発生する第２の発生回路と、
前記記録材の画像領域における転写電流よりも大きい転写電流に対応し、前記第２のデータよりも大きい値の第３のデータを発生する第３の発生回路と、
前記第１、第２、第３の発生回路の出力される前記第１、第２、第３のデータの１つを選択するための選択信号に基づいて、前記第１、第２、第３のデータの１つを選択し、転写電流制御信号として出力する選択手段と、
を備え、
前記転写電流を立ち上げる場合、前記選択手段は、前記記録材の画像領域の前にある先端余白領域において、前記第１のデータを選択し、その後前記第３のデータを選択し、その後前記第２のデータを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３の発生回路は、それぞれ異なる値のデジタルデータを矩形波に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段の出力をアナログ信号に変換する第２変換手段とから構成される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】
前記第１変換手段は前記デジタルデータをパルス幅変調信号に変換するＰＷＭ回路であり、前記第２変換手段は前記第１変換手段の出力を平滑化するためのローパスフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１、第３の発生回路は、アナログ信号の電圧を発生するアナログ信号電圧発生手段を含み、前記第２の発生回路は、デジタルデータを矩形波に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段の出力をアナログ信号に変換する第２変換手段とを含む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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１はカラー画像形成装置の断面図である。
【０００３】
本装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。
【０００４】
デジタルカラー画像リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は、（図示しない）増幅回路を経て、（図示しない）ピデオ処理ユニットにて処理を施され、デジタルカラー画像プリンタ部に送出される。
【０００５】
デジタルカラー画像プリンタ部において、像担持体である感光ドラム１は矢印方向に回転自在に支持され、感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、レーザ露光光学系３、電位センサ１２、色の異なる４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラム上光量検知手段１３、転写装置５、クリーニング器６を配置する。
【０００６】
レーザ露光光学系３においてデジタルカラー画像リーダ部からの画像信号は、レーザ出力部（不図示）にて光信号に変換され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラム１の周面に照射される。
【０００７】
デジタルカラー画像プリンタ部における画像形成時には、感光ドラム１を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後の感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させて、各分解色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。
【０００８】
次に、所定の現像器を動作させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナー画像を形成する。現像器は、偏心カム２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近する。
【０００９】
さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、記録材カセット７より搬送系２６及び転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写する。転写装置５は、本例では転写ドラム５ａ、転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃ、吸着帯電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。記録材担持シート５ｆはポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。
【００１０】
転写装置５の転写ドラム５ａを回転させるに従って感光ドラム１上のトナー像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写される。
【００１１】
このように記録材担持シート５ｆに吸着搬送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画像を形成する。
【００１２】
フルカラー画像形成の場合、このようにして４色のトナー像の転写を終了すると、分離爪８ａ，分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって記録材を転写ドラム５ａから分離し、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に排紙する。
【００１３】
他方、転写後の感光ドラム１は、表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成工程に供する。
【００１４】
記録材の両面に画像を形成する場合には、搬送パス切替ガイド１９を駆動し、定着器９から排出された記録材を、搬送縦パス２０を経て反転パス２１ａにいったん導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後中間トレイ２２から取り出した記録材を搬送系２６を介して転写装置５に導き再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。
【００１５】
また、転写ドラム５ａの記録材担持シート５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート５ｆを介して該ブラシ１４に対向するパックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５ｆを介して該ローラ１６に対向するパックアップブラシ１７の作用により清掃を行なう。このような清掃は画像形成前もしくは後に行ない、また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行なう。
【００１６】
また、本例においては、所望のタイミングで偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シート５ｆと感光ドラム１との間のギャップを任意に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、転写ドラムと感光ドラムの間隔を離す。
【００１７】
図２に転写装置５に供給する転写電流の制御回路のブロック図を示す。図中２０１は転写電流を発生するための高圧トランス、２０２はレジスタに入力され設定されたデジタルデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ）と、所定の値まで順次カウントすることを繰り返すカウンタの値とをコンパレートしてＰＷＭ＿ＤＡＴＡに応答する任意のデューティーの矩形波を連続して出力するＰＷＭ回路、２０３はＰＷＭ回路２０２の出力を平滑しアナログ値に変換するローパスフィルタ、２０４はローパスフィルタ２０３で変換されたアナログ信号をリファレンスとして高圧トランス２０１の１次側に流れる電流を制御することによって高圧トランス２０１の２次側に流れる出力電流すなわち転写電流を制御する差動増幅部、２０５は電流検出抵抗である。
【００１８】
図３に、感光ドラム上のトナー画像を転写ドラム上の記録材に転写する際に、転写される記録材へ与える電流の制御状態を示す。
【００１９】
記録材担持シート５ｆに吸着した記録材３０２の吸着力を弱めないために、所定位置を記録材先端が過ぎてから、先端の余白部分３０３の後端が所定位置に達するまでの間に転写電流を立ち上げる。この時の制御回路（図２）における転写電流を制御するための転写電流制御信号３０５と、実効転写電流３０６を図３に示す。
【００２０】
この時、記録材担持シート５ｆは高抵抗体であるため転写に要する電流は微少である。また、記録材担持シート５ｆは誘電体であるためいくらかの静電容量を有する。微少な電流をこの静電容量をもった高抵抗体の記録材担持シート５ｆに流すため、転写電流の立ち上げ初期においては流した電流の大部分が静電容量分に対する充電電流となり、実際の転写に必要な実効転写電流が流れ始まるまでには若干の遅れが生ずる。この遅れが記録材３０２の先端余白部分３０３に収まるよう、図３の３０５に示すように転写電流の立ち上がり時に充電電流分を重畳した加速電流を流すようにしている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
複写、印刷速度を上げようとした場合、記録材先端余白に転写電流を供給するための時間は極めて短くなる。さらに先端余白を極力小さくするためには、記録材先端余白に転写電流を供給するための時間は一層短くなる。これに対応するためには、制御回路における転写電流制御信号の立ち上げ、立ち下げ時間を速くし、実効転写電流の立ち上げをさらに速めなければならない。
【００２２】
しかしながら、上述した従来の転写電流の制御回路においては、記録材の先端余白以降の画像領域に適合した転写電流になるようにデジタルデータを１つのＰＷＭ回路を用いてアナログ信号に変換しているので、得られる転写電流制御信号は固定的であり、制御回路における転写電流制御信号の立ち上げ、立ち下げ時間を速くし、実効転写電流の立ち上げをさらに速めることは困難であった。また、高速のＤ／Ａ変換器を用いれば、転写電流制御信号を速くすることは出来るが、高速のＤ／Ａ変換器は高価であり、製品のコストアップとなってしまう。
【００２３】
そこで本発明の目的は、以上のような問題を解消した電子写真方式の画像形成装置における転写電流制御装置および方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、画像形成装置において、画像が形成される像担持体と、記録材を担持する記録材担持体と、前記記録材に前記像担持体の画像を転写する転写手段と、前記転写手段に供給する転写電流を制御するために、前記記録材の画像領域における転写電流よりも小さい転写電流に対応した第１のデータを発生する第１の発生回路と、前記記録材の画像領域における転写電流に対応し、前記第１のデータよりも大きい値の第２のデータを発生する第２の発生回路と、前記記録材の画像領域における転写電流よりも大きい転写電流に対応し、前記第２のデータよりも大きい値の第３のデータを発生する第３の発生回路と、前記第１、第２、第３の発生回路の出力される前記第１、第２、第３のデータの１つを選択するための選択信号に基づいて、前記第１、第２、第３のデータの１つを選択し、転写電流制御信号として出力する選択手段と、を備え、前記転写電流を立ち上げる場合、前記選択手段は、前記記録材の画像領域の前にある先端余白領域において、前記第１のデータを選択し、その後前記第３のデータを選択し、その後前記第２のデータを選択することを特徴とする。
【００２５】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置おいて、前記第１、第２、第３の発生回路は、それぞれ異なる値のデジタルデータを矩形波に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段の出力をアナログ信号に変換する第２変換手段とから構成されることを特徴とする。
【００２６】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の画像形成装置おいて、前記第１変換手段が前記デジタルデータをパルス幅変調信号に変換するＰＷＭ回路であり、前記第２変換手段が前記第１変換手段の出力を平滑化するためのローパスフィルタであることを特徴とする。
【００２７】
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置おいて、前記第１、第３の発生回路は、アナログ信号の電圧を発生するアナログ信号電圧発生手段を含み、前記第２の発生回路は、デジタルデータを矩形波に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段の出力をアナログ信号に変換する第２変換手段とを含むことを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図４に本発明の第１の実施形態にかかる転写電流制御信号発生回路のブロック図を示す。
【００３６】
図４中、４０１は転写電流制御のための第１のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿１）をＰＷＭ矩形波に変換する第１ＰＷＭ回路、４０２は第１ＰＷＭ回路４０１の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタ、４０３は転写電流制御のための第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）をＰＷＭ矩形波に変換する第２ＰＷＭ回路、４０４は第２ＰＷＭ回路４０３の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタ、４０５は転写電流制御のための第３のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿３）をＰＷＭ矩形波に変換する第３ＰＷＭ回路、４０６は第３ＰＷＭ回路４０５の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタである。第１〜第３のＰＷＭ回路は、同一構成であり、図２のＰＷＭ回路と同様の構成とすることができる。第１〜第３のデータは、デジタルデータである。
【００３７】
４０７は前記３つのローパスフィルタからの出力信号の１つを選択するセレクト信号であって、各々１ビットの２つの信号ＤＡＴＡ＿ＳＥＬ＿０およびＤＡＴＡ＿ＳＥＬ＿１からなり、これらの２つの信号の値の組み合わせによって、４通りの選択情報を構成する。４０８は前記３つのローパスフィルタからの出力信号の１つを前記セレクト信号に応答して選択出力するデータセレクタ、４０９はデータセレクタ４０８から出カされる転写電流制御信号である。この転写電流制御信号は、転写高圧電源部、例えば図２の差動増幅部に入力される。
【００３８】
第１のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿１）は第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）および第３のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿３）より小さく第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）は第３のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿３）より小さい。第２のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿２）の値は記録材の画像領域に供給する転写電流に相当する値である。
【００３９】
転写電流立ち上げ時において、これら第１〜第３のデータに基づく３つのローパスフィルタからの各出力信号は、セレクト信号４０７に応答してデータセレクタ４０８によって第１のデータ、第３のデータ、第２のデータの順に選択され、同データセレクタから図３ｂに示すように急激に立ち上がる転写電流制御信号を出力する。このように急激に立ち上がる転写電流制御信号に応答した転写電流を転写装置に適用することによって、実効転写電流は図３に示す通りとなり、記録材担持シートの静電容量に短時間で充電し、きわめて短時間に実効転写電流が立ち上がる。
【００４０】
ついで第２の実施形態について説明する。
【００４１】
図５に本発明の第２の実施形態の回路ブロック図を示す。
【００４２】
図５中、５０１は転写電流制御の第４のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿４）をＰＷＭ矩形波に変換する第４ＰＷＭ回路、５０２は第４ＰＷＭ回路５０１の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタ、５０３は転写電流制御の第５のデータ（ＰＷＭ＿ＤＡＴＡ＿５）をＰＷＭ矩形波に変換する第５ＰＷＭ回路、５０４は第５ＰＷＭ回路５０３の出力を平滑してアナログ信号に変換するローパスフィルタ、５０５は転写電流制御の第６のデータ（ＡＮＡＬＯＧ＿ＤＡＴＡ１）であるアナログ信号を発生する電圧源、５０６は第７のデータ（ＡＮＡＬＯＧ＿ＤＡＴＡ２）であるアナログ信号を発生する電圧源である。第４および第５ＰＷＭ回路は、同一構成であり、図２のＰＷＭ回路と同様の構成とすることができる。第４および第５のデータは、デジタルデータである。電圧源５０５，５０６は、電池とすることができるが、所定のアナログ電圧を発生することができるものであれば他のどのような構成であってもよい。
【００４３】
５０８は前記２つのローパスフィルタからの出力信号および２つの電圧源からのアナログ信号の１つを前記セレクト信号４０７に応答して選択出力するデータセレクタ、５０９はデータセレクタ５０８から出カされる転写電流制御信号である。この転写電流制御信号は、例えば図２の差動増幅部に入力される。
【００４４】
第４〜第７のデータの間には、第６より第５、第５より第４、第４より第７のデータの方が大きいという関係がある。
【００４５】
転写電流立ち上げ時において、これら第４〜第５のデータに基づく２つのローパスフィルタからの各出力信号および２つの電圧源からの信号は、セレクト信号４０７に応答してデータセレクタ５０８によって第６のデータ、第７のデータ、第４のデータ、第５のデータの順に選択され、同データセレクタから図６に示すような転写電流制御信号を出力する。このように急激に立ち上がる転写電流制御信号に応答した転写電流を転写装置に適用することによって、記録材担持シートの静電容量に短時間で充電し、きわめて短時間に実効転写電流が立ち上がる。
【００４６】
なお、前記各実施形態における第１〜第３のデータの少なくとも１つおよび第４〜第５のデータの少なくとも１つは、画像形成装置における画像形成の各過程に応じて変更することができ、このようにすることによって画像形成を一層適切に行うことができる。また、前記各実施形態におけるデータセレクタのセレクト信号による選択の切換タイミングは、画像形成装置における画像形成の各過程に応じて変更することができる。さらに、前記各実施形態においては、画像形成装置の周辺の環境（例えば、温度）を電気量に変換する環境センサを設け、この環境センサからの信号に応じて、前記第１〜第３のデータの少なくとも１つおよび第４〜第５のデータの少なくとも１つを変更することができ、さらにデータセレクタのセレクト信号による選択の切換タイミングを変更することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、複数の転写電流制御信号を高速に変化させて、短い時間で記録材の先端余白内に実効転写電流を立ち上げることができ、画像形成装置の高速化を実現することができる。また高価なＤ／Ａ変換器を用いずに安価に装置の高速化を実現できる。さらに画像形成の各過程に応じて、または画像形成装置の周辺環境に応じて、前記複数の転写電流制御信号の値を変更すること、およびその変化のタイミングを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真方式のデジタルカラー複写機の全体構成図である。
【図２】従来の転写電流制御回路のブロック図である。
【図３】転写電流制御信号のタイムチャートを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる転写電流制御信号発生回路のブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる転写電流制御信号発生回路のブロック図である。
【図６】転写電流制御信号を示す図である。
【符号の説明】
４０１，４０３，４０５  ＰＷＭ回路
４０２，４０４，４０６  ローパスフィルタ
４０８  セレクタ
【図１】
0004124848.tif 000002
【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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