(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する回動可能な像担持体と、前記像担持体から転写材にトナー像を転写する転写ニップ部を前記像担持体とともに形成する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写用電源と、前記転写用電源が前記転写部材に印加する電圧を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、転写材の画像形成領域の後端から転写材の後端の間で前記転写用電源が印加する電圧を、第１の電圧から前記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧に切り替える画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写ニップ部を通過中の転写材の後端と次に前記転写ニップ部を通過する転写材の先端との間隔が前記像担持体の周長よりも短い場合は、前記像担持体の周長より長い場合に比べて、前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替える位置が転写材の画像形成領域の後端により近いことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
この画像形成装置は、矢印ａ方向（時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、その周囲に帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置６が配設されている。
【０００４】
感光ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部Ｎの転写材Ｐの搬送方向上流側には、給紙カセット７、給紙ローラ８、プレフィードセンサ９、レジストローラ対１０、トップセンサ１１、転写ガイド１２が設けられており、転写ニップ部Ｎの転写材Ｐの搬送方向下流側には、除電針１３、搬送ガイド１４、定着装置１２、排紙ローラ対１６が設けられている。
【０００５】
また、この画像形成装置は両面画像形成（両面印字）が可能であり、両面搬送路１７に両面画像形成用の反転ローラ対１８、再給紙ローラ１９、再給紙センサ２０が設けられている。
【０００６】
感光ドラム１は、本従来例では負帯電のＯＰＣ感光体であり、所定のプロセススピードで矢印ａ方向に回転駆動される。
【０００７】
帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触し、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって、感光ドラム１を所定の極性、電位に帯電する。
【０００８】
露光装置３は、不図示のレーザ光を発光するレーザーダイオード、コリメータレンズ、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどを有しており、入力される画像情報に応じてオン／オフ制御されたレーザ光Ｌを出射して帯電ローラ２で一様に帯電された感光ドラム１上を、その回転方向とは直角な方向に走査して露光する。この露光により、レーザ光Ｌが走査された部分の電荷が除去され、感光ドラム１表面に静電潜像が形成される。
【０００９】
現像装置４は、内部に固定されたマグネットローラ（不図示）が設けられた回転自在の現像スリーブ４ａを備えており、現像剤（トナー）を薄層に現像スリーブ４ａ上にコーティングし、現像位置にて感光ドラム１表面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（可視像化）する。現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源（不図示）から現像バイアスが印加される。
【００１０】
転写ローラ５は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部Ｎを形成し、転写バイアス電源（不図示）から印加される転写バイアスにより、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｎにて感光ドラム１表面のトナー像を転写材Ｐに転写する。転写ローラ５は、矢印ｂ方向（反時計方向）に回転される。
【００１１】
定着装置１５は、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂを有しており、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂ間にてトナー像が転写された転写材Ｐを加熱、加圧して転写材Ｐ表面にトナー像を熱定着する。
【００１２】
次に、上記した画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【００１３】
画像形成動作開始信号が発せられると、カセット７内の転写材Ｐが給紙ローラ８により１枚ずつ給紙されてレジストローラ対１０まで搬送される。この際、プレフィードセンサ９で転写材Ｐの搬送が検知される。
【００１４】
一方、感光ドラム１は駆動手段（不図示）により矢印ａ方向に回転駆動され、帯電ローラ２によって所定の電位に帯電される。そして、露光装置３から画像信号に対応したレーザ光Ｌが感光ドラム１上に照射され、感光ドラム１上の電位はレーザ光Ｌが照射された部分の電位が低下し、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像に、感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４の現像スリーブ４ａによりトナーを付着させて、トナー像して可視像化する。
【００１５】
そして、トップセンサ１１で転写材Ｐの先端が検知された後、感光ドラム１の回転に同期させてレジストローラ対１０により転写材Ｐが転写ガイド１２を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｎに給送される。そして、転写ローラ５に転写バイアス電源（不図示）からトナーと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加され、感光ドラム１から転写材Ｐ上にトナー像が転写される。
【００１６】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、転写ローラ５とは逆極性（負極性）の電荷が付与された除電針１３により除電され、転写材Ｐの自重により感光ドラム１から分離される。感光ドラム１から分離され転写材Ｐは、搬送ガイド１４を通して定着装置１５へ搬送され、定着装置１５の定着ローラ１５ａと加圧ローラ１２ｂによる加熱、加圧により転写トナー像が転写材Ｐ表面に熱定着され、排紙ローラ対１６により外部に排出される。
【００１７】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１表面は、その表面がクリーニング装置６によって残留トナー（転写残トナー）やその他の付着物が除去されてクリーニングされ、次の画像形成に供される。
【００１８】
また、両面画像形成（両面印字）時には、上記した１面（表面）画像形成が終了して定着装置１５から排出された転写材Ｐは反転ローラ１８により反転されて両面搬送路１７に搬送され、再給紙ローラ１９により再給紙センサ２０を通過させてレジストローラ対１０に再び導入されて、今度は２面（裏面）に同様にして画像形成がなされる。
【００１９】
ところで、上記した画像形成時において、転写ローラ５には転写バイアス電源（不図示）からトナー像を転写するのに必要な転写バイアスＶｔｒが印加され、感光ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部Ｎを通過する転写材Ｐに電荷を与えて、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｐ上に転写するが、転写後は、定電圧制御により転写ローラ５に印加する電圧を、転写弱バイアス（転写バイアスＶｔｒをオフ、又は転写バイアスＶｔｒよりも小さい弱バイアスＶｌｏｗ）に切り替えることによって、非転写時のドラムメモリや紙跡などを防止している。
【００２０】
この転写バイアスの切り替えは、図１６に示すように、転写材Ｐの画像形成領域（印字可能領域）Ｓを、先端Ｐ１、後端Ｐ２、左右端Ｐ３から各々ｂｍｍ（例えば５ｍｍ）だけ内側とした場合、図１７に示すように、転写後の転写バイアスＶｔｒから弱バイアスＶｌｏｗへの切り替えは、転写材Ｐの画像形成領域Ｓの後端から転写材の後端Ｐ２の間である、後端Ｐ２から距離ｃ（ｃ＜ｂ）ｍｍだけ内側の非画像領域Ｓ′で行なっている。ここで、転写材Ｐの搬送方向は矢印Ａ方向である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の転写バイアスの切り替えにおいて、転写材Ｐの後端Ｐ２での転写バイアスから弱バイアスへの切り替えタイミングは、転写材Ｐの後端Ｐ２が転写ニップ部Ｎ上流のトップセンサ１１を通過した時間と、このトップセンサ１１と転写ニップ部Ｎ間の距離、及び転写材Ｐの搬送スピードから、転写材Ｐの後端Ｐ２が転写ニップ部Ｎに到達する時間を逆算して決定している。
【００２２】
しかしながら、トップセンサ１１と転写ニップＮ間の距離は、製造される各画像形成装置によって若干のばらつきがあり、また、転写材Ｐの搬送スピードも、転写ローラ５の外径、転写材Ｐの紙種、印字比率などに左右され、僅かに変化する。このため、これらのばらつきによって、転写バイアスから転写弱バイアスへの切り替えタイミングが少しずれるといった問題があった。
【００２３】
また、トップセンサ１１は、図１８に示すように、通過する転写材Ｐの接触によって可動自在なセンサーレバー２１と、可動したセンサーレバー２１を非接触で検知するフォトインタラプタ２２を備えており、通過する転写材Ｐの先端と後端を検知する。
【００２４】
しかしながら、上記した従来のトップセンサ１１では、センサーレバー２１上のどこを転写材Ｐが通過するかによってセンサーレバー２１の可動範囲が異なるので、フォトインタラプタ２２がセンサーレバー２１を検知するまでの時間に誤差が生じ、これによっても転写バイアスの切り替えタイミングがずれるといった問題があった。
【００２５】
このように、転写バイアス切り替えタイミングがずれると、例えば切り替えタイミングが転写材Ｐの後端側にずれた場合は、転写材Ｐの後端のエッジ部分で過剰な転写電流が感光ドラム１側に流れる。このため、感光ドラム１上に転写材Ｐの後端で流れた過剰電流によって電位が変動することにより、次の転写材Ｐへの印字の際にこの電位変動が感光ドラム１上にメモリがスジとなって現れる現象（以下、後端メモリという）が発生する。
【００２６】
逆に転写バイアス切り替えタイミングが転写材Ｐの後端から内側にずれた場合は、画像形成領域上にこの転写バイアス切り替えタイミングがかかることになり、例えば２面目印字（両面画像形成時での裏面印字）や高抵抗の転写材（紙）Ｐに対する印字の際には、転写弱バイアスに切り替わったところで転写電流が不足し、トナー画像の飛び散りが発生するといった問題があった。
【００２７】
特に、この転写バイアス切り替えタイミングのずれは、プロセススピードが速いほど大きくなり、近年の画像形成装置の高速化により、転写材Ｐの後端の非画像領域でこのずれを吸収することが困難になっている。
【００２８】
そこで本発明は、転写材後端での転写バイアス切り替えを最適なタイミングで行えるようにして、上記した後端メモリやトナー画像の飛び散りの発生を防止して良好な画像を得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。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、トナー像を担持する回動可能な像担持体と、前記像担持体から転写材にトナー像を転写する転写ニップ部を前記像担持体とともに形成する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写用電源と、前記転写用電源が前記転写部材に印加する電圧を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、転写材の画像形成領域の後端から転写材の後端の間で前記転写用電源が印加する電圧を、第１の電圧から前記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧に切り替える画像形成装置において、前記制御手段は、前記転写ニップ部を通過中の転写材の後端と次に前記転写ニップ部を通過する転写材の先端との間隔が前記像担持体の周長よりも短い場合は、前記像担持体の周長より長い場合に比べて、前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替える位置が転写材の画像形成領域の後端により近いことを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３４】
〈参考例１〉
図１は、本発明の参考例１に係る画像形成装置の転写バイアス制御系を示す概略構成図、図２は、感光ドラムと転写ローラ間の転写ニップ部近傍を示す側面図、図３は、感光ドラムと転写ローラ間の転写ニップ部近傍を示す正面図である。なお、上記した従来例の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本参考例においても、上記した従来例の画像形成装置と同様にして画像形成動作が行われ、本参考例では画像形成動作の説明は省略する。
【００３５】
本画像形成装置では、転写バイアス制御を以下に述べるＰＴＶＣ制御法によって行っている。
【００３６】
ＰＴＶＣ制御法では、感光ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部Ｎに搬送される転写材Ｐの通過信号がトップセンサ１１から制御装置（ＤＣコントローラ）３０に入力されると、制御装置３０は、所望の転写出力電圧に対応したパルス幅を持つＰＷＭ信号をローパス・フィルター（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）３１に出力する。前記ＰＷＭ信号のパルス幅は、制御装置３０内の転写出力テーブル（不図示）に予め格納されている。
【００３７】
このＰＷＭ信号はローパス・フィルター３１でＤＣ化され、アンプ（ＡＭＰ）３２によって増幅されて転写出力電圧Ｖｔとなり、転写用高圧電源３３に入力される。転写用高圧電源３３は入力された転写出力電圧Ｖｔに基づいて転写電圧Ｖｔｒが転写ローラ５に印加される。この時に流れた電流値Ｉｔは電流検出回路３４で検出され、前記電流値Ｉｔに対応した信号がＡ／Ｄコンバータ３５を介して制御装置３０に入力される。
【００３８】
そして、定電圧制御をしたい場合には、予め制御装置３０内に設定されたＰＷＭ信号と転写出力対応テーブルから判断し、所望の電圧値に対応したパルス幅のＰＷＭ信号を出力する。
【００３９】
また、定電流制御したい場合は、制御装置３０からのＰＷＭ信号のパルス幅を徐々に上げていき制御装置３０に入力される前記信号が所望の電流値（一定電流値）に対応した値になるまで続けて、その後電流値変化に伴って電圧（パルス幅）を追従させて定電流制御を行う。
【００４０】
次に、本参考例における転写バイアス制御について説明する。
【００４１】
ホストコンピュータ（不図示）から画像形成信号（プリント信号）を受け、感光ドラム１の帯電が終了した時点で、感光ドラム１と転写ローラ５が直接当接した状態でＰＴＶＣ検知を一度行う。このＰＴＶＣ検知は、転写高圧電源３３からの出力電圧を徐々に上昇させて、予め設定された一定電流値に転写電流が到達した時の電圧値をＶｔｏとして制御装置３０内に保持される。この検知電圧値Ｖｔｏと、予め制御装置３０内に格納されている以下の転写制御式により、転写時に印加する転写電圧Ｖｔｒを決定する。
【００４２】
Ｖｔｒ＝αＶｔｏ＋β…（１）
なお、上記式（１）のＶｔｏは、ＰＴＶＣ検知時に所定の検知電流を転写ローラ５に流した時に発生する発生電圧であり、α及びβは転写の系によって任意に決まる常数である。
【００４３】
転写電圧Ｖｔｒの決定後、画像形成のための準備が終了した時点で印字動作を開始し、感光ドラム１上のトナー像と同期をとって転写材Ｐを感光ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部Ｎに給送する。転写材Ｐと感光ドラム１上のトナー像の同期は、トップセンサ１１を転写材Ｐが通過してからのタイマーカウントで行い、転写材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに入ると同時に、前記の転写電圧Ｖｔｒを定電圧印加して転写を行う。
【００４４】
また、転写材Ｐがトップセンサ１１を通過したら再度タイマーカウントを開始し、転写材Ｐの後端が転写ニップ部Ｎに到達する時間を逆算して、転写材Ｐの後端通過の一定時間前に転写バイアスＶｔｒを搬送される転写材Ｐの１枚目と２枚目の間（以下、紙間という）で印加する転写弱バイアス（紙間バイアス）Ｖｌｏｗに切り替える。
【００４５】
例えば、トップセンサ１１と転写ニップＮ間の距離をＤ（ｍｍ）、プロセススピードをＳ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、トップセンサ１１を通過してから転写材Ｐの後端が転写ニップ部Ｎに到達するまでの時間Ｔは、Ｔ＝Ｄ／Ｓ（ｓｅｃ）であり、転写材Ｐの後端からｃ（ｍｍ）の位置で転写バイアスを転写弱バイアスに切り替えたい場合は、転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過してから、（Ｄ−ｃ）／Ｓ（ｓｅｃ）後に転写バイアスから転写弱バイアスに切り替える。
【００４６】
本参考例の転写ローラ５は、図２、図３に示すように、鉄、ＳＵＳ等の芯金５ａ上にＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のゴムを用いたソリッド状（充填肉質）、または発泡スポンジ状の中抵抗の弾性層５ｂを形成したゴムローラであり、ローラ硬度２５〜７０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重時）、抵抗値１０6 〜１０10Ωの範囲のものを使用した。転写ローラ５の弾性層５ｂは、１次加硫後に２次加硫し、その後表面を研磨して外径形状を所望の寸法としたものを用いた。
【００４７】
本参考例で使用した転写ローラ５は、直径６ｍｍのＦｅの芯金５ａ上に、８×１０7 ΩのＮＢＲ系のイオン導電性ソリッドゴムからなる弾性層（中抵抗弾性層）５ｂを形成し、ローラ硬度６０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／総荷重１０００ｇ時）、外径を１６ｍｍ、長手寸法を２１８ｍｍとしたソリッドの導電性・弾性ローラである。
【００４８】
また、転写ローラ５は加圧バネ５ｄにより、長手両端部の芯金５ａから軸受け５ｃを介して感光ドラム１に加圧力Ｆで圧接され、転写ニップ部Ｎを形成する。本参考例では、総圧１Ｋｇで転写ローラ５を感光ドラム１に圧接した。
【００４９】
図４は、転写ローラ５の抵抗測定法を示す図である。
【００５０】
図４に示すように、アルミシリンダーに総圧１０００ｇ（片側５００ｇ）で転写ローラ５を当接させて回転させ、任意の電圧（たとえば＋２．０ＫＶ）を直流高圧電源４１より芯金５ａに印加したときに抵抗４２の両端に発生する電圧値の最大値、最小値を電圧計４３で読みとる。読みとった電圧値から回路中に流れる電圧値の平均値を求め、転写ローラ５の抵抗値を算出する。なお、測定環境は、温度２０℃、湿度６０％とした。
【００５１】
次に、本参考例における転写バイアス制御による転写バイアスの切り替え（転写バイアスから転写弱バイアスに切り替え）について説明する。
【００５２】
本参考例では、転写ニップ部Ｎに搬送される転写材Ｐに対して１面（表面）印字又は２面（両面）印字かの情報（以下、給紙口情報という）に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を決定するようにした。
【００５３】
上記したように後端メモリ画像は、転写材Ｐの後端で電流が集中して流れやすい抵抗値の低い状態の転写材Ｐで顕著に発生する。逆に、転写材Ｐの後端のトナー画像の飛び散りは、転写材Ｐの抵抗値が高い状態で発生しやすい。また、両面印字（両面画像形成）の場合は、１面目印字で後端メモリ画像が発生しやすく、逆に２面目印字でトナー画像の飛び散りが発生しやすい。
【００５４】
本参考例の画像形成装置は、転写材Ｐのサイズの指定によって給紙間隔が異なる構成となっている。後端メモリは、転写材Ｐの給紙間隔が感光ドラム１の１周分以上になると、転写材Ｐの後端で流れた電流による電位が減衰するために発生しなくなり、給紙間隔が感光ドラム１の１周以下の場合のみ発生する。
【００５５】
本参考例の画像形成装置は、図５に示すように給紙口情報を、プレフィードセンサ９と再給紙センサ２０によって検知し、プレフィードセンサ９で転写材Ｐの搬送を検知した場合は１面目（表面）印字、再給紙センサ２０で転写材Ｐの搬送が検知された場合は両面画像形成時の２面目（裏面）印字であると制御装置３０で判断する。
【００５６】
また、本参考例の画像形成装置は、プロセススピード１００ｍ／ｓｅｃ、Ａ４／１６ｐｐｍ、連続通紙時の紙間が５０ｍｍ、トップセンサ１１と転写ニップ間の距離が７５ｍｍであり、転写バイアス制御を上記したＰＴＶＣ制御で行い、１面目印字時に流れる転写電流を約６μＡ、両面画像形成時の２面目印字時に流れる転写電流を約５μＡ、紙間時での転写弱バイアスは非通紙時で３μＡに制御している。
【００５７】
そして、本参考例では、給紙口情報に応じて、転写バイアスから転写弱バイアスへの転写バイアス切り替えタイミングを、図６に示すように設定した。
【００５８】
図６において、１面目印字（給紙口がマルチパーパストレイ（ＭＰＴ）とカセット給紙の場合）では、後端メモリの発生を抑えるために転写バイアスの切り替え位置（タイミング）を転写材Ｐの後端から５ｍｍ内側（転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過してから７００ｍｓｅｃ後にバイアス切り替え）に設定し、逆に２面目印字（自動両面給紙）の場合は、トナー画像の飛び散りを防止するために転写バイアスの切り替え位置を転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側（転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過してから７３０ｍｓｅｃ後にバイアス切り替え）に設定した。なお、上記マルチパーパストレイは、画像形成装置の外側に設けられたトレイである。
【００５９】
そして、常湿環境（湿度６０％）で転写材Ｐの後端余白を５ｍｍとってＡ４サイズの普通紙（７５ｇ／ｍ2 ）を１面（表面）印字した時と自動２面（両面）印字した時の、後端メモリの発生とトナー画像の飛び散り（本参考例では、トナー画像の飛び散りを画像後端の爆発、又は単に爆発ともいう）の発生を評価した。図７は、この評価結果である。なお、図７において、本参考例（図では参考例１）に対する比較例としては、給紙口にかかわらず一定のタイミングで転写バイアスの切り替えを行った例を示した。比較例１は、転写バイアスを転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側で切り替えた場合、比較例２は、転写バイアスを転写材Ｐの後端から５ｍｍ内側で切り替えた場合である。
【００６０】
比較例１では、転写バイアスの切り替えポイントを転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側に設定したため、切り替え位置がばらついてもトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）は発生していないが、逆に転写バイアスの切り替え位置が転写材Ｐの後端付近にあるため、１面（表面）印字時に転写材Ｐが転写ニップ部Ｎを抜ける際に過剰な電流が流れて後端メモリが発生した。
【００６１】
また、比較例２では、転写バイアスの切り替え位置を転写材Ｐの後端から５ｍｍ内側に設定したため、切り替え位置がばらついても後端メモリは発生していない。しかしながら、転写バイアスの切り替え位置がばらつくと、転写材Ｐの画像形成領域（印字領域）内で転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｌｏｗへ電圧が下がるため、転写材（紙）Ｐの抵抗が高い２面目印字時に転写電流が不足してトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）が発生した。
【００６２】
一方、本参考例（参考例１）では、後端メモリが発生しやすく、且つトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）が発生しにくい１面（表面）印字時、及び２面（両面）印字での１面目印字時には、バイアス切り替えを転写材Ｐの後端から５ｍｍ内側で行った。そして、転写材Ｐの抵抗が高いために転写材Ｐの後端に集中して電流が流れにくく、且つ後端メモリが発生しにくい２面（両面）印字での２面目（裏面）印字時には、転写バイアスの切り替えを転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側で行ったことにより、いずれの場合も後端メモリ、トナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）共に発生しない良好な画像が得られた。
【００６３】
このように本参考例では、給紙口（転写材Ｐに対して１面（表面）印字又は２面（両面）印字）に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更することで、後端メモリやトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）を防止して、良好な画像を得ることができる。
【００６４】
〈参考例２〉
本参考例も、参考例１における画像形成装置を用いて説明する。参考例１では、給紙口（転写材Ｐに対して１面（表面）印字又は２面（両面）印字）情報に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更するようにしたが、本参考例では、転写材Ｐの抵抗値と転写ローラ５の抵抗値に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更するようにした。他の構成及び画像形成動作は上記同様である。
【００６５】
上記した後端メモリとトナー画像の飛び散りは、転写材Ｐの抵抗値に依存して発生する現象であることが分かっている。
【００６６】
後端メモリは、上述したように転写材Ｐの後端で集中的に感光ドラム１に対して流れる電流が原因で発生するもので、転写材Ｐの抵抗値が低いほどこの後端メモリを発生させる電流が流れやすく、後端メモリが発生しやすくなる。この現象は、特に転写材Ｐが吸湿し抵抗が下がっている高湿環境で顕著に発生する。
【００６７】
一方、トナー画像の飛び散りは、転写材Ｐの抵抗値が高い場合に発生しやすい。これは、トナーの有り無しにより、転写時にできた転写材Ｐ上の転写電荷のムラが抵抗値の高い転写材Ｐでは平均化されないためで、特に２面（両面）印字での２面目（裏面）印字時にトナー画像の飛び散りが発生しやすいのはそのためである。
【００６８】
そこで、本参考例では、転写時に転写材Ｐを介して流れる転写電流を検知して転写材Ｐの抵抗値を推測し、抵抗値が高い場合は転写バイアスの切り替え位置を遅めに、抵抗値が低い場合は転写バイアスの切り替え位置を早めに設定するようにした。
【００６９】
具体的には、図１において、転写時に転写ローラ５から転写材Ｐを介して感光ドラム１に流れる電流値を電流検出回路３４で検出し、Ａ／Ｄコンバータ３５でデジタル変換した値を制御装置３０へ入力して、制御装置３０により転写ローラ５に流れる電流値から転写材Ｐの抵抗値を推測する。この際、より正確に転写材Ｐの抵抗値を検知するために、本参考例では、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎに入った時に転写材Ｐの転写材搬送方向先端の余白領域で上記電流検知を行って、転写材Ｐの抵抗値を推測している。
【００７０】
図８は、抵抗値の異なる転写材Ｐを転写ニップ部Ｎに通紙した時の、転写材Ｐの先端での転写電流値の変化を示した図である。なお、縦軸は時間Ｔ、横軸は転写電流値Ｉである。
【００７１】
本参考例では、上記したＰＴＶＣ検知の結果に基づいて決定される通紙時の転写電圧Ｖｔｒを、電圧Ｖｔｏから切り替えて転写材Ｐの先端で定電圧印加しているが、転写中に流れる転写電流は転写材Ｐの抵抗値に依存して変化する。このため、図８に示すように、抵抗値の低い転写材ＰではラインＡのように転写電流値は大きく、逆に転写材Ｐの抵抗値が高くなるほどラインＣのように転写電流値は小さくなる。なお、ラインＢは、転写材Ｐの抵抗値が中抵抗の場合の転写電流値である。
【００７２】
また、後端メモリはこの転写電流値が大きいほど、上述したように転写材Ｐの後端に集中して流れる電流が大きくなるために発生しやすく、逆にトナー画像の飛び散りは転写電流値が小さいほど、転写材Ｐの後端の転写電圧切り替え位置で転写電流が不足しがちになり、発生が顕著になる。
【００７３】
そこで、本参考例では、転写材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎを通紙中における転写電流値を時間Ｔ１の間だけ制御装置３０でモニタして、この時の転写電流の大小によって転写材Ｐの状態（転写材Ｐの抵抗値、吸湿状態、印字面）をトータルして転写電流の値から検知し、制御装置３０は検知した転写電流値に基づいて、転写材Ｐの後端での転写電圧切り替え位置を変更するようにした。
【００７４】
そして、常湿環境（湿度６０％）、低湿環境（湿度１０％）、高湿環境（湿度８５％）で、抵抗の異なる転写材（低抵抗の転写材、普通紙、高抵抗の転写材）を１面（表面）印字した時と自動２面（両面）印字した時の、転写電流値と、後端メモリの発生とトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）の発生を評価した。図９は、この評価結果である。この評価における画像形成装置、及び転写条件は参考例１と同様である。
【００７５】
なお、転写電流値の検知は転写材の先端が転写ニップ部Ｎに４ｍｍ入った部分で行い、転写材Ｐの後端の転写バイアス切り替え位置は、転写材Ｐの後端から０ｍｍ、２ｍｍ内側、４ｍｍ内側、６ｍｍ内側における場合の結果を示した。また、本参考例では、低抵抗紙としてＡ４サイズの薄紙（６０ｇ／ｍ2 ）を使用し、高抵抗紙としてＡ４サイズの再生紙を使用し、普通紙としてＡ４サイズの７５ｇ／ｍ2 の転写材を使用した。
【００７６】
図９に示す評価結果から明らかなように、高湿環境ほど転写材Ｐが吸湿しているために転写電流値が高く、低湿環境ほど湿度の影響がないため転写電流が低い値となり、常湿環境ではその中間値であった。
【００７７】
そして、図９に示した評価結果から、図１０に示すように転写電流値が３μＡ以下の場合は、後端メモリが発生せずトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）が発生しやすいため、転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｔｏの転写バイアス切り替えを後転写材Ｐの後端０ｍｍで行うことで、良好な画像が得られた。
【００７８】
また、転写電流値が大きくなるにつれて後端メモリが発生し、トナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）が発生しにくくなるために、転写バイアスの切り替えの最適位置は徐々に転写材Ｐの後端から内側に入り、転写電流値が３．５〜５μＡでは転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側、５．５〜６．５μＡでは転写材Ｐの後端から４ｍｍ内側、７μＡ以上では転写材Ｐの後端から６ｍｍ内側で、転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｔｏに切り替えることで良好な画像が得られた。
【００７９】
次に、本参考例の転写時における上記した転写バイアスの切り替え制御を、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８０】
先ず、ホストコンピュータ（不図示）からプリント信号を受け、印字（画像形成）を開始すると共に、給紙を開始する（ステップＳ１）。そして、転写材Ｐがトップセンサ１１を通過してトップ信号（Ｔｏｐ信号）が出力（オン）されると（ステップＳ２）、制御装置３０がタイマーカウントを開始し（ステップＳ３）、転写ニップ部Ｎにて感光ドラム１上の画像と同期をとって転写材Ｐの先端で転写バイアスＶｔｒを印加する（ステップＳ４）。
【００８１】
そして、転写バイアスＶｔｒ印加から４０ｍｓｅｃ後（プロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃで転写材Ｐの先端から４ｍｍ相当）に転写電流値（ＡＤ値）を検知し（ステップＳ５）、制御装置３０は入力される転写電流値（ＡＤ値）に基づいて、予め用意されているテーブルと照らし合わせて転写バイアスの切り替え位置を決定する（ステップＳ６）。
【００８２】
そして、転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過してトップ信号（Ｔｏｐ信号）がオフされると（ステップＳ７）、制御装置３０がタイマーカウントを再び開始し（ステップＳ８）、転写ニップ部Ｎにて転写材Ｐの後端を予測して、上述したようにして決定した転写バイアス切り替え位置に基づいて、転写電圧Ｖｔｒを転写弱バイアスＶｔｏに切り替える（ステップＳ９）。そして、印字（画像形成）動作を終了、もしくは次の印字（画像形成）を連続して行う（ステップＳ１０）。
【００８３】
なお、トップセンサ１０からのトップ信号に基づくタイマカウントには若干ばらつきがあるが、多少時間がばらついて転写バイアスの切り替え位置が設定値と前後しても、後端メモリやトナー画像の飛び散りが僅かに発生するものの実使用上は問題のないレベルに収まっており、実際に各環境で今回用いた各転写材を各々５０枚ずつ印字した結果も良好であった。
【００８４】
このように本参考例では、転写材Ｐの先端で転写材Ｐに流れる転写電流値を測定し、その測定に基づいて転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更することで、後端メモリやトナー画像の飛び散り（画像後端の爆発）を防止して、良好な画像を得ることができる。
【００８５】
〈実施の形態１〉
本実施の形態も、参考例１における画像形成装置を用いて説明する。本実施の形態では、転写ニップ部Ｎに給紙される転写材Ｐの給紙間隔をモニタし、給紙口情報と紙間情報に応じて転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更するようにした。
【００８６】
後端メモリは、図１２（ａ）に示すように、１枚目の転写材Ｐの後端で集中的に流れた電流によって感光ドラム１上にできたメモリが、感光ドラム１の１周後に２枚目の転写材Ｐ上にスジ画像として発生する現象だということは前にも説明したが、図１２（ｂ）に示すように、この感光ドラム１上のメモリは帯電を繰り返すごとに減衰し、通常は感光ドラム１の２周目に印字が行われるときにはこのメモリはほぼ消失し、紙間（１枚目の転写材Ｐの後端と２枚目の転写材Ｐの先端の間隔）が感光ドラム１の１周分以上あれば画像上に後端メモリは現れない。
【００８７】
従って、本実施の形態では、給紙間隔から紙間を判断し、紙間が感光ドラム１の１周分以上と１周分以下で、転写材Ｐの後端での転写バイアス切り替え位置を変更するようにした。なお、本実施の形態では、画像形成装置のプロセススピードを１５０ｍｍ／ｓｅｃとし、他の画像形成条件は参考例１と同様である。
【００８８】
給紙間隔をＴ１（ｓｅｃ）、転写材Ｐのサイズ（長さ）をＭ（ｍｍ）、プロセススピードをＳ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、紙間Ｔ２（ｓｅｃ）は以下の式から求められる。
【００８９】
Ｔ２＝Ｔ１−（Ｍ／Ｓ）…（２）
制御装置３０は、上記式（２）に基づいて紙間を判断することができる。
【００９０】
次に、本実施の形態における転写バイアスの切り替え制御を、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００９１】
先ず、ホストコンピュータ（不図示）からプリント信号を受け（ステップＳ１１）、印字（画像形成）を開始すると共に、給紙を開始する（ステップＳ１２）。この時、制御装置３３はトップセンサ１１から入力される（１枚目の）転写材Ｐの通過信号に基づいて、給紙間隔をタイマーカウント開始する（ステップＳ１３）。
【００９２】
そして、感光ドラム上の画像と同期をとって転写材Ｐをトップセンサ１１を介して転写ニップ部Ｎへ搬送した後、次の（２枚目の）転写材Ｐが搬送された場合、その前の（１枚目）の転写材との給紙間隔を制御装置３３で検知する（ステップＳ１４）。
【００９３】
制御装置３３は、トップセンサ１１による転写材Ｐの通過情報から転写材Ｐの１枚目と２枚目の紙間を判断し（ステップ１５）、この紙間が感光ドラム１の１周分よりも長い場合は、１枚目の転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置（切り替えポイント）を転写材Ｐの後端からＸｍｍ内側に設定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６におけるＸ（ｍｍ）は、本実施の形態ではＸ＝０ｍｍ、即ち転写材Ｐの後端に設定した。
【００９４】
ステップＳ１６で、検知した紙間が感光ドラム１の１周分よりも短い場合は、制御装置３３は入力される給紙口情報から１面印字（表面印字）又は２面印字（両面印字時での裏面印字）かを判断し（ステップＳ１７）、転写材Ｐの給紙が給紙ローラ８からの場合である１面印字（表面印字）時には、転写バイアスの切り替え位置（ポイント）を転写材Ｐの後端からＸｍｍ内側に設定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８におけるＸ（ｍｍ）は、本実施の形態では転写材Ｐの後端から６ｍｍ内側に設定した。
【００９５】
また、ステップＳ１７で、転写材Ｐの給紙が再給紙ローラ２０からの場合である２面印字（両面印字時での裏面印字）時には、転写バイアスの切り替え位置（ポイント）を転写材Ｐの後端からＹｍｍ内側（Ｘ＞Ｙ）に設定する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９におけるＹ（ｍｍ）は、本実施の形態では転写材Ｐの後端から２ｍｍ内側に設定した。
【００９６】
そして、ステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ１９でそれぞれ設定された転写バイアスの切り替え位置に応じて、転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアス（紙間バイアス）Ｖｌｏｗに切り替える（ステップＳ２０）。そして、印字（画像形成）動作を終了、もしくは次の印字（画像形成）動作を連続して行う（ステップＳ２１）。
【００９７】
このように本実施の形態では、給紙間隔から紙間を算出し、給紙口情報と紙間情報に応じて転写バイアス切り替え位置を変更することで、転写バイアスの切り替え位置の合わせこみが難しいプロセススピードの速い画像形成装置でも、後端メモリやトナー飛び散りを防止して良好な画像を得ることができる。
【００９８】
〈参考例３〉
本参考例も、参考例１における画像形成装置を用いて説明する。本参考例では、上記した給紙口情報と転写ローラ５の抵抗に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更するようにした。なお、本参考例では、画像形成装置のプロセススピードを１５０ｍｍ／ｓｅｃとし、他の画像形成条件は参考例１と同様である。
【００９９】
参考例１では、後端メモリとトナー飛び散りの両方の発生を防止するために、１面印字（表面印字）の時だけ転写バイアスの切り替え位置を転写材Ｐの後端から内側で行ったが、転写ローラ５の抵抗が高くなる低温低湿環境では、転写バイアスＶｔｒが３ＫＶを超える高圧になる。転写バイアスＶｔｒが高圧になると、転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えた場合、転写用高圧電源３３の高圧回路の特性により、電圧が完全に転写弱バイアスＶｌｏｗになるまでに所定の時間を要する。
【０１００】
このため、転写バイアスＶｔｒが高圧の場合は、後端メモリを防止するために、転写バイアスの切り替え位置を参考例１の場合よりも転写材Ｐの後端からさらに内側に設定する必要がある。
【０１０１】
次に、本参考例における転写バイアスの切り替え制御を、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１０２】
先ず、ホストコンピュータ（不図示）からプリント信号を受けて印字（画像形成）を開始すると共に、給紙を開始する（ステップＳ３１）。そして、制御装置３３は入力される給紙口情報から１面印字（表面印字）又は２面印字（両面印字時での裏面印字）かを判断し（ステップＳ３２）、転写材Ｐの給紙が再給紙ローラ２０からの場合である２面印字（両面印字時での裏面印字）時には、トナー飛び散りを防止するために転写バイアスの切り替え位置（ポイント）を転写材Ｐの後端からａｍｍ内側に設定する（ステップＳ３３）。
【０１０３】
また、ステップＳ３２で、転写材Ｐの給紙が給紙ローラ８からの場合である１面印字（表面印字）時には、ＰＴＶＣ検知の結果に基づいて、ＰＴＶＣの検知値が予め設定した所定値よりも小さい場合は転写ローラ５が比較的低抵抗と判断して、転写バイアスの切り替え位置（ポイント）を転写材Ｐの後端からｂ（ａ＜ｂ）ｍｍ内側に設定する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。
【０１０４】
また、ステップＳ３４で、ＰＴＶＣ検知の結果に基づいて、ＰＴＶＣの検知値が予め設定した所定値よりも大きい場合は転写ローラ５が高抵抗で、印加される転写バイアスも高いと判断して、転写バイアスの切り替え位置（ポイント）を転写材Ｐの後端からｃ（ａ＜ｂ＜ｃ）ｍｍ内側に設定する（ステップＳ３６）。なお、上記ａ、ｂ、ｃは、本参考例ではａ＝２（ｍｍ）、ｂ＝５（ｍｍ）、ｃ＝７（ｍｍ）に設定した。
【０１０５】
そして、ステップＳ３３、Ｓ３５、Ｓ３６で転写バイアスの切り替え位置が決定された後、転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過してトップ信号（Ｔｏｐ信号）がオフされると（ステップＳ３７）、制御装置３０がタイマーカウントを開始し（ステップＳ３８）、転写ニップ部Ｎにて転写材Ｐの後端を予測して、上述したようにして決定した転写バイアス切り替え位置に基づいて、転写電圧Ｖｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替える（ステップＳ３９）。そして、印字（画像形成）を終了、もしくは次の印字（画像形成）を連続して行う（ステップＳ４０）。
【０１０６】
このように本参考例では、給紙口情報と転写ローラ５の抵抗に応じて、転写材Ｐの後端での転写バイアスの切り替え位置を変更することで、転写バイアスが高圧の場合でも後端メモリを防止して、良好な画像を得ることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写後における転写材後端での第１の転写バイアス（転写バイアス）から第２の転写バイアス（転写弱バイアス）の切り替えを最適な位置で行うことができるので、後端メモリやトナー画像の飛び散りの発生を防止して、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１に係る画像形成装置の転写バイアス制御系を示す概略構成図。
【図２】本発明の参考例１に係る画像形成装置の感光ドラムと転写ローラ間の転写ニップ部を示す側面図。
【図３】本発明の参考例１に係る画像形成装置の感光ドラムと転写ローラ間の転写ニップ部を示す正面図。
【図４】転写ローラの抵抗測定方法を示す図。
【図５】参考例１における給紙口を検知するための概略構成図。
【図６】参考例１における給紙口と転写バイアスの切り替えタイミングの関係を示す図。
【図７】参考例１における評価結果を示す図。
【図８】抵抗値の異なる転写材を通紙したときの、転写材先端での転写電流値の変化を示す図。
【図９】参考例２における評価結果を示す図。
【図１０】参考例２における評価結果を示す図。
【図１１】参考例２における転写バイアスの切り替え制御を示すフローチャート。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、紙間と後端メモリの発生を説明した図。
【図１３】実施の形態１における転写バイアスの切り替え制御を示すフローチャート。
【図１４】参考例３における転写バイアスの切り替え制御を示すフローチャート。
【図１５】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【図１６】転写材の画像形成領域と余白を説明した図。
【図１７】転写材の画像形成領域と転写バイアスの切り替え位置を説明した図。
【図１８】トップセンサの構成を示す図。
【符号の説明】
１      感光ドラム（像担持体）
５      転写ローラ（転写部材）
９      プレフィードセンサ（給紙検知手段）
１０    レジストローラ
１１    トップセンサ（転写材通過検知手段、転写材間隔検知手段）
２０    再給紙センサ（給紙検知手段）
３０    制御装置（制御手段）
３１    ローパスフィルター
３２    アンプ
３３    転写用高圧電源（転写バイアス印加電源）
３４    電流検出回路（電流検知手段、抵抗値検知手段）
３５    Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
0004250269.tif 000002
【図２】
0004250269.tif 000003
【図３】
0004250269.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004250269.tif 000007
【図７】
0004250269.tif 000008
【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】
0004250269.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004250269.tif 000016
【図１６】
0004250269.tif 000017
【図１７】
0004250269.tif 000018
【図１８】
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