JP2006259086A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体上のトナー像を転写材に転写する際に、像担持体の全体に注入される余剰電荷を低減しつつ、転写材の幅方向端部の転写不良を軽減することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 転写ローラ７の複数の分割領域のうち、転写材の幅方向端部が対向する分割領域に供給される転写バイアスは、次の（１）式を満たす制御電流値Ｉｘに定電流制御される。
Ｉｘ＝Ｉ×ｋ＋Ｉ０×（ｔ−ｋ） ・・・（１）
但し、ｔ：分割領域の幅方向の長さ（ｍ）、ｋ：分割領域の転写材が対向している転写材対向部分の幅方向の長さ（ｍ）、Ｉ：所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値（Ａ／ｍ）、Ｉ０：転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧をＡ（Ｖ）としたときに、転写領域に転写材及びトナーがない状態で電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値（Ａ／ｍ）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置及びその画像形成装置で用いる転写装置に係り、詳しくは、定電流制御された転写バイアスを転写部材に供給する転写装置及びその転写装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、この種の転写装置における転写バイアスの制御方式としては、像担持体に対向する転写部材に定電流制御された転写バイアスを供給する定電流制御方式と、同転写部材に定電圧制御された転写バイアスを供給する定電圧制御方式とが知られている。
上記二つの制御方式のうち、定電流制御方式は、転写材の種類や環境等による抵抗値や厚みの変動によらず一定の転写電界が得られるという利点を有している。しかし、一方で、像担持体と転写部材とが対向している転写領域のうち転写材が存在している部分に流れる実効的な転写電流が、転写領域を通過している転写材の移動方向と直交する幅方向の寸法（以下「転写時の幅方向寸法」という。）に依存するという不具合を有している。例えば、Ａ４サイズの転写紙の長手方向が転写紙移動方向と直交する方向になるように通紙するＡ４横通紙時と、同転写紙の長手方向が転写紙移動方向になるように通紙するＡ４縦通紙時とでは、上記転写時の幅方向寸法の違いによって互いに実効的な転写電流が異なる。上記Ａ４縦通紙時には、上記Ａ４横通紙時に比して、上記転写領域のうち転写材が存在していない低抵抗の部分に電流が多く流れてしまうため、転写領域の転写材が存在している部分に流れる実効的な転写電流が少なくなってしまう。この実効的な転写電流を上記転写紙の転写時の幅方向寸法にかかわらず等しくするために、通紙する転写材のサイズや通紙時の向きに応じて転写バイアスの設定電流値を変更する制御を行う画像形成装置が知られている。この装置では、例えば小サイズの転写材のときには大サイズの転写紙の場合に比して多くの電流を流すように転写バイアスの設定電流値が変更される。
ところが、上記転写材のサイズに応じて転写バイアスの設定電流値を変更できる画像形成装置では、小サイズの転写材のときに設定電流値を高めに変更した際、その高めに設定変更された転写バイアスの電流が、像担持体の転写材が接触していない部分に対しても流れることになる。そのため、上記像担持体の転写材が接触していない部分に余剰電荷がより一層注入され、像担持体にダメージを与えるおそれがあるという不具合があった。

そこで、転写領域における転写材移動方向と直交する幅方向に沿って互いに電気的に独立した複数の領域に分割された転写部材を用いた画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。この画像形成装置は、転写部材の複数の分割領域それぞれに転写バイアスを独立に供給するための複数の電極を備えており、転写材のサイズに応じて、複数の電極から電流を供給する電極が選択される。この選択した電極から転写バイアスを供給することにより、転写領域の転写材が存在している部分に対してのみ転写バイアスの電流を流し、上記像担持体への余剰電荷の注入を抑制することができる。

特開平９−０８９２２号公報

上記特許文献１に記載の画像形成装置のように複数の領域に分割された転写部材を用いた場合は、上記転写部材の複数の分割領域にうち転写紙の幅方向の端部が対向している分割領域も選択され、その選択された分割領域にも転写バイアスが供給される。ところが、この転写紙の幅方向端部に対向する分割領域の一部分は転写紙に対向し、他の部分は転写紙に対向しない。そのため、この分割領域に供給した定電流制御の転写バイアスの電流の多くが、同分割領域の転写紙が対向していない部分を介して流れ、転写紙の幅方向端部における転写率が低下する転写不良が発生するおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、像担持体上のトナー像を転写材に転写する際に、像担持体の全体に注入される余剰電荷を低減しつつ、転写材の幅方向端部の転写不良を軽減することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と対向する転写部材と、定電流制御された転写バイアスを出力する電源とを備え、該転写部材は、該転写部材と該像担持体とが対向している転写領域における転写材の移動方向と交差する幅方向に沿って、互いに独立に転写バイアスを供給可能な複数の領域に分割された転写装置において、上記転写領域における上記転写材の上記幅方向の通過位置を検出する転写材位置検出手段を備え、上記電源は、該転写位置検出手段の検出結果に基づいて上記転写部材の複数の分割領域それぞれに対して互いに独立に転写バイアスを供給可能に構成され、上記転写部材の複数の分割領域のうち、上記転写材の幅方向端部が対向する分割領域に供給される転写バイアスは、次の（１）式を満たす制御電流値Ｉｘに定電流制御されることを特徴とするものである。
Ｉｘ＝Ｉ×ｋ＋Ｉ０×（ｔ−ｋ）・・・（１）
但し、
ｔ：分割領域の幅方向の長さ（ｍ）、
ｋ：分割領域の転写材が対向している転写材対向部分の幅方向の長さ（ｍ）、
Ｉ：所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値（Ａ／ｍ）、
Ｉ０：転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧をＡ（Ｖ）としたときに、転写領域に転写材及びトナーがない状態で電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値（Ａ／ｍ）。
また、請求項２の発明は、像担持体と対向する転写部材と、定電流制御された転写バイアスを出力する電源とを備え、該転写部材は、該転写部材と該像担持体とが対向している転写領域における転写材の移動方向と交差する幅方向に沿って、互いに独立に転写バイアスを供給可能な複数の領域に分割された転写装置において、上記転写領域における上記転写材の上記幅方向の通過位置を検出する転写材位置検出手段を備え、上記電源は、該転写位置検出手段の検出結果に基づいて上記転写部材の複数の分割領域それぞれに対して互いに独立に転写バイアスを供給可能に構成され、上記転写部材の複数の分割領域のうち、上記転写材の幅方向端部が対向する分割領域に供給される転写バイアスは、次の（２）式を満たす範囲の制御電流値Ｉｘに定電流制御されることを特徴とするものである。
（Ｉ×ｔ）＜Ｉｘ≦（Ｉ０×ｔ）・・・（２）
但し、ｔ：分割領域の幅方向の長さ（ｍ）、
Ｉ：所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値（Ａ／ｍ）、
Ｉ０：転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧をＡ（Ｖ）としたときに、転写領域に転写材及びトナーがない状態で電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値（Ａ／ｍ）。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の転写装置において、上記複数の分割領域は、当該転写装置が対応している定型サイズの転写材について、該転写材の幅方向端部が対向するときに該転写材が対向している部分の長さが該転写材が対向していない部分の長さよりも長くなるように設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、像担持体と、該像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、上記転写手段として、請求項１乃至３のいずれかの転写装置を備えていることを特徴とするものである。

請求項１、３及び４の発明によれば、転写部材の複数の分割領域のうち転写材の幅方向端部が対向する分割領域に、上記（１）式：Ｉｘ＝Ｉ×ｋ＋Ｉ０×（ｔ−ｋ）を満たす制御電流値Ｉｘに定電流制御された転写バイアスを供給する。この（１）式で示す転写バイアスの電流Ｉｘは、当該分割領域の２つの部分、すなわち転写材に対向している転写材対向部分と、転写材に対向していない転写材非対向部分とに分かれて流れる。
ここで、上記制御電流値Ｉｘの中のＩ（Ａ／ｍ）は、所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値であり、その転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧がＡ（Ｖ）である。そして、上記制御電流値Ｉｘの中のＩ０（Ａ／ｍ）は、転写領域に転写材及びトナーがない状態で上記電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値である。
従って、当該分割領域に対応する電極に上記電圧Ａが印加されると、上記転写材対向部分には、上記（１）式で示す転写バイアスの電流Ｉｘのうち第１項の電流成分（Ｉ×ｋ）が流れる。この第１項の電流成分（Ｉ×ｋ）は、所定の転写が得られるように予め設定された単位長さあたりの転写電流設定値Ｉ（Ａ／ｍ）に、転写材対向部分の長さ（ｍ）を乗じて得られる電流（Ａ）であり、当該分割領域に対向している転写材の幅方向端部について所定の転写を行うために必要な大きさの電流である。よって、当該分割領域に対向している転写材の幅方向端部において転写率の低下による転写不良を軽減することができる。
一方、上記転写材非対向部分には、上記（１）式で示す転写バイアスの電流Ｉｘのうち上記所定の転写電流設定値Ｉよりも多めの電流Ｉ０（Ａ／ｍ）に応じた第２項の電流成分｛Ｉ０×（ｔ−ｋ）｝が流れる。この第２項の電流成分は、転写部材の分割領域の一部分にしか流れないため、その転写部材全体の転写材に対向していない部分にＩ０（Ａ／ｍ）に応じた電流を流す場合に比して、像担持体の全体に注入される余剰電荷を低減することができるという効果がある。

請求項２、３及び４の発明によれば、転写部材の複数の分割領域のうち転写材の幅方向端部が対向する分割領域に、上記（２）式：（Ｉ×ｔ）＜Ｉｘ≦（Ｉ０×ｔ）を満たす範囲の制御電流値Ｉｘに定電流制御された転写バイアスを供給する。
ここで、上記制御電流値Ｉｘは下限（Ｉ×ｔ）よりも大きい。従って、従来の（Ｉ×ｔ）又はそれ以下に定電流制御する場合に比して、当該分割領域の転写材に対向している部分を流れる単位長さあたりの電流（Ａ／ｍ）の、上記所定の単位長さあたりの転写電流設定値Ｉ（Ａ／ｍ）からのずれ量（低下量）を小さくすることができる。よって、当該分割領域に対向している転写材の幅方向端部において転写率の低下による転写不良を軽減することができる。
しかも、上記制御電流値Ｉｘは上限（Ｉ０×ｔ）以下であるため、当該分割領域のほとんどが転写材非対向部分であったとしても、その転写材非対向部分を介して像担持体に流れる電流は最大でも（Ｉ０×ｔ）である。よって、転写部材の転写材に対向していない部分の全体にＩ０（Ａ／ｍ）に応じた電流を流す場合に比して、像担持体の全体に注入される余剰電荷を低減することができるという効果がある。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体の構成及び画像形成動作について説明する。
図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。この画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の感光体１のトナー像を転写紙等の転写材６に直接転写する直接転写方式を採用した画像形成装置の一例である。この画像形成装置は、図中矢印方向に回転駆動される感光ドラム１の周りに、現像装置２、クリーニング装置３、帯電装置４及び書き込み装置５を備えている。感光体１上に形成されたトナー像は転写材６に転写され、図示しない定着部で加熱定着される。

上記構成の画像形成装置における各プロセスの方式およびその条件の一例は、次のとおりである。まず、感光体１は，接触ローラ帯電方式で非画像部において−７００Ｖ程度に帯電される。この所定電位に帯電された感光体１の表面は、光書き込み装置５の光源である半導体レーザ（ＬＤ）で露光され、静電潜像が形成される。この感光体１上の静電潜像は、現像装置２で現像される。

上記現像装置２は、特定のトナーや現像方式を用いる装置に制限されるものではない。例えば一成分磁性トナーであれば、トナー同士の摩擦帯電によりトナーを帯電させてマグローラと現像スリーブの回転で現像領域へと搬送するＢＭＴ（Bipolar Magnetic Toner）方式や、現像スリーブ上に薄層のトナー層を形成しこれを感光体に近接させて交流バイアスによってトナーを飛翔させて現像するジャンピング方式などを適用することができる。非磁性トナーに関しては、導電性の現像ローラあるいは表面絶縁性の現像ローラにトナーを付着して現像領域へとトナーを運ぶＮＳＰ（Non-Magnetic Single-Component Development Process）方式や、非磁性トナージャンピング方式を適用することができる。また、二成分現像剤であれば，磁気ブラシ現像法などが適用される。

上記各種の現像方式のいずれかによって現像された感光体１上のトナー像は、転写手段としての転写ローラ７に印加されている電界の作用により、転写材６上に転写される。例えば負帯電トナーを用いた場合、転写ローラ７にトナーと逆極性すなわち正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体１の表面と転写材６の表面との間には、トナーを転写材側へ押しつける電界が形成され、感光体１上のトナーは転写材６へ転写される。

図２は、上記転写ローラ７の概略構成の一例を示す断面図である。図３は、同転写ローラ７の軸方向の構成及び転写バイアスの供給の一例を示す説明図である。
転写ローラ７の芯金（スリーブ）７０上に設けられた表面部を構成する導電層７１は、軸方向に複数の領域に分割されている。芯金７０と導電層７１との間は絶縁され、更に複数の導電層の分割領域同士それぞれは電気的に独立している。この導電層７１は例えば導電性の発泡ゴムで構成される。具体的にはシリコーン、ウレタン、クロロプレンをはじめとする各種ゴムや、ポリウレタンなどの軟質フォームが使用できる。この導電層７１の電気抵抗値は低いほうが望ましいが、例えば１０^６Ωｍ〜１０^８Ωｍ程度の抵抗率を有するものが好適である。
転写ローラ７の表面には、上記複数の分割領域それぞれに対応する複数の導電性のブレード電極（ｂ１、ｂ２〜ｂ５、ｂ２’〜ｂ５’）で構成された電極群７２がいわゆるトレール方向に軽く当接されている。各ブレード電極は例えば金属で形成され、互いに独立に転写バイアスを供給できるように、定電流制御可能な電源としてのバイアス制御装置７３が接続されている。転写ローラ７の表面は導電層７１となっているので、導電層７１と電極部材７２のブレード電極とは電気的に導通しており、バイアス制御装置７３から転写に必要な電流を供給できる。

また、上記バイアス制御装置７３は、転写領域における転写材６の幅方向の通過位置を検出する転写材位置検出手段としての転写材位置検出センサ７４に接続されている。バイアス制御装置７３は、転写材位置検出センサ７４の出力に基づいて、画像形成に使用する転写紙の紙幅に応じた転写バイアスを各ブレード電極に供給する。転写材位置検出センサ７４は、転写材の紙幅方向ガイド（図示せず）の位置を電気的あるいは光学的あるいは磁気的に検出することにより、転写領域における転写材の幅方向の通過位置を検出することができる。
本実施形態の画像形成装置では種々の大きさの転写材が使用可能であるが、一般的には定型寸法と呼ばれる大きさの記録紙が用いられる。本実施形態では転写材（記録紙）の寸法として、Ａ３、Ａ４、Ｂ４、Ａ５を想定している。

図３において、転写ローラ７の分割領域「ｎ１」はＡ５縦（１４８ｍｍ）のサイズに対応し、分割領域「ｎ１＋ｎ２＋ｎ２’」はＡ４縦（２１０ｍｍ）のサイズに対応している。また、分割領域「ｎ１＋ｎ２＋ｎ２’＋ｎ３＋ｎ３’」はＢ４縦（２５７ｍｍ）のサイズに対応し、分割領域「ｎ１＋ｎ２＋ｎ２’＋ｎ３＋ｎ３’＋ｎ４＋ｎ４’」はＡ３縦（２９７ｍｍ）のサイズに対応している。各ブレード電極はバイアス制御装置７３に接続され、それぞれ独立して転写バイアスを印加することができる。

図４は、本発明を適用可能な他の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置においては、例えば次のように画像形成が行われる。図中矢印方向に回転駆動されるドラム状の感光体１は、スコロトロンチャージャからなる一様帯電手段としての帯電装置４によりほぼ−８５０Ｖに均一に帯電され、画像情報に対応したレーザ露光Ｌにより静電潜像が形成される。露光電位はほぼ−１００Ｖである。そして、感光体１上の静電潜像は、二成分磁気ブラシ現像方式を採用した現像装置２により、マイナス電極のトナーが現像バイアス−５５０Ｖにて反転現像されて顕像化される。この感光体１上に形成されたトナー像は、転写手段としての転写装置７００の転写ベルト７０１と感光体１と接触している転写部（ニップ部）において、レジストローラ８によりタイミングを合わせて矢印方向に搬送されてきた記録紙等の転写材６に転写される。トナー像が転写された転写材６は、分離チャージャ７０６によって転写ベルト７０１から分離された後、図示しない定着器へ搬送されて定着される。トナー像転写後の感光体１の表面は、クリーニング装置３のクリーニングブレード３ａにより残トナーが除去され、除電ランプ９により残留電荷が除電され、次の作像に備えられる。

上記転写装置７０の転写ベルト７０１は、表面抵抗率が１×１０^６〜１×１０^１２Ω／□である中抵抗の弾性体ベルトであり、支持ローラ７０２、７０３に張架されている。この２本のローラのうち、転写紙搬送方向における下流側の支持ローラ７０２は駆動ローラであり、上流側の支持ローラ７０３は従動ローラである。

また、転写ベルト７０１には、従動ローラ７０３と転写ニップ部を挾んで反対側に位置する電荷供給手段としての複数の導電性のブラシ電極からなる転写部材７０４により、トナー極性とは逆極性すなわちプラス極性の転写バイアスが印加される。この転写バイアスは、定電流制御可能な電源であるバイアス制御装置７３によって制御されている。また、上記転写部材７０４は、転写紙６の搬送方向と直交する方向における電圧印加幅が変化するような複数の領域に分割され、図５の符号ｂ１〜ｂ５、ｂ１’〜ｂ５’で示す各分割領域に対応する９つのブラシ電極７０５が設けられている。図５において分割領域「ｂ１」はＡ５縦（１４８ｍｍ）のサイズに対応し、分割領域「ｂ１＋ｂ２＋ｂ２’」はＡ４縦（２１０ｍｍ）のサイズに対応している。また、分割領域「ｂ１＋ｂ２＋ｂ２’＋ｂ３＋ｂ３’」はＢ４縦（２５７ｍｍ）のサイズに対応し、分割領域「ｂ１＋ｂ２＋ｂ２’＋ｂ３＋ｂ３’＋ｎ４＋ｎ４’」はＡ３縦（２９７ｍｍ）のサイズに対応している。
なお、上記ブラシ電極７０５の各ブラシの毛間は、ブラシ接触位置から上記転写ニップ部までの距離よりも相対的に短く設定することが好ましい。この場合は、バイアス印加時の印加ムラなどを抑えることができる。

次に、上記構成の画像形成装置における一般的な定型サイズの転写材にトナー像を転写するときの制御について説明する。
例えば、図６のように転写材位置検出センサ７４が４つあり、Ｓ１〜Ｓ４の４点における転写材の有無を検出できるとすると、表１にあるように、転写材のサイズは４つのセンサのＯＮ、ＯＦＦの組み合わせで認識することができる。

この場合は、図７のフローチャートに示すように、バイアス制御装置７３は転写材位置検出センサ７４からの信号によって転写材６のサイズを認識し、転写バイアスを印加するブレード電極７２（図４の構成ではブラシ電極７０５）を選択する。
例えば、Ａ５縦の通紙であれば、転写材位置検出センサＳ１のみがＯＮになり、ブレード電極ｂ１のみに転写バイアス（Ｉ×ｔ１）を供給するように制御する。
また、Ａ４縦の通紙であれば、転写材位置検出センサＳ１及びＳ２のみがＯＮになり、ブレード電極ｂ１に転写バイアス（Ｉ×ｔ１）を供給するとともに、ブレード電極ｂ２及びｂ２’に転写バイアス（Ｉ×ｔ２）を供給するように制御する。
他の通紙の場合も、表１のように所定の転写材位置検出センサがＯＮになり、ブレード電極に所定の転写バイアスを供給するように制御する。
これらの転写バイアスはそれぞれ定電流制御されており、あらかじめ求められている単位長さあたりの転写電流設定値Ｉ（Ａ／ｍ）に対して、各分割領域の幅を乗じた電流値を、制御電流値とする。

ここで、定型サイズの転写材の場合は、転写材が存在する部分にのみ転写バイアスが供給されるため、感光体１に流れ込む余剰電流を少なくでき感光体の劣化を防ぐことができる。定型サイズの転写材であれば、上記のような定電流制御方法で容易に制御可能だが、不定形サイズの転写材に転写する場合は、分割部分と転写材サイズが対応していないため、転写材に対向していない部分にも転写バイアスが供給されることとなる。従って、分割領域全体に転写材が対向しない場合、実効的な転写電流は少なくなり、転写率が下がってしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、不定形の転写材の場合も所定の転写を行うように、次のように転写バイアスを制御している。
〔転写バイアス制御例１〕
まず、高精度の転写材位置検出センサ７４を用いて不定形の転写材のサイズを正確に検出することが可能な場合の制御方法について述べる。
不定形サイズの場合は、前述のとおり、転写材端部が存在する分割領域（転写材がある部分とない部分が混在する分割領域）の実効的な転写電流が少なくなることが問題である。これを補正するためには、転写材およびトナーが存在する場合の転写バイアスと転写電流との関係、並びに、転写材およびトナーが存在しない場合の転写バイアスと転写電流との関係を、あらかじめ求めておく必要がある。

図８に示すように、転写電流設定値をＩ（Ａ／ｍ）とし、そのときの転写バイアスの印加電圧値をＡ（Ｖ）とする。転写材およびトナーが存在しない場合にＡ（Ｖ）の転写バイアスを印加した場合の転写電流をＩ０（Ａ／ｍ）とする。ＩとＩ０との関係は転写ローラの構成や抵抗等で異なるが、定性的には、図８のようになっている。
なお、図９は、上記図４の構成の画像形成装置の場合の転写バイアスの電圧Ａ（Ｖ）と、転写部材７０４の単位長さあたりの転写電流（Ａ／ｍ）との関係の一例を示すグラフである。

図１０に示すように、転写材端部が存在する分割領域の長さをｔ２（ｍ）、そのうち転写材が存在する領域の長さをｋ２（ｍ）とすると、分割領域のうち、転写材が存在しない領域はｔ２−ｋ２（ｍ）ということになる。この分割領域にＡ（Ｖ）のバイアスを印加すると、実効電流は次の（１）’式から算出することができる。
〔数１〕
Ｉ×ｋ２＋Ｉ０×（ｔ２−ｋ２） ・・・（１）’

従って、転写材のサイズが正確にわかる場合は、（１）’式により算出された電流値を制御電流値Ｉｘとすればよい。
具体的には、図１１のフローチャートに示すように、転写材位置検出センサ７４の検出結果（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づいて、各分割領域に供給する転写バイアスの電流が図８（上記図４の構成の画像形成装置の場合は図９）に示す制御電流値になるように定電流制御する。
例えば、図１０のように分割領域ｎ２，ｎ２’に幅方向端部が対向するようなサイズの転写材の場合は、次のように制御する。中央の分割領域ｎ１は全体に転写材が存在するので、単位長さあたりの転写電流設定値Ｉ（Ａ／ｍ）に、その分割領域ｎ１の幅を乗じた電流値となるように、転写バイアスを制御する。これに対し、分割領域ｎ２，ｎ２’は転写材が存在する転写材対向部分と転写紙が存在しない非転写材対向部分とが混在する分割領域なので、上記（１）’式で示す制御電流値Ｉｘ＝Ｉ×ｋ２＋Ｉ０×（ｔ２−ｋ２）（Ａ）になるように制御する。
他のサイズの転写材の場合も、図１１に示すように、転写材位置検出センサ７４の検出結果（ＯＮ／ＯＦＦ）に基づき、全体に転写材が存在する分割領域については、電流値Ｉ×ｔｉ（ｉ＝１，２，３）（Ａ）になるように転写バイアスを制御する。また、転写材の幅方向端部が対向する分割領域については、電流値｛Ｉｉ×ｋｉ＋Ｉ０×（ｔｉ−ｋｉ）｝（ｉ＝１，２，３，４，５）（Ａ）になるように転写バイアスを制御する。

〔転写バイアス制御例２〕
実際にはコストの問題で不定形の転写材のサイズを正確に判別することは難しい場合が多い。多くの場合は、図６のように転写材位置検出センサ７４が定型サイズに対応した位置のみの転写材の有無を検出可能になっている。その場合は、表２のように４つのセンサのＯＮ、ＯＦＦの組み合わせで、転写材の幅がどの範囲にあるかを認識することで制御を行う。

この場合は、図１２のフローチャートに示すように、転写部材７（７０４）の複数の分割領域のうち転写材の端部が存在する領域（転写材がある部分とない部分が混在する分割領域）はあらかじめ設定した転写電流で制御する必要がある。
転写材の端部が存在する分割領域の制御電流値Ｉｘの範囲は、その分割領域の幅をｔとすると、次の（２）式のように表せる。
〔数２〕
Ｉ×ｔ＜Ｉｘ≦Ｉ０×ｔ・・・（２）

従って、この（２）式の範囲内での制御電流値Ｉｘをあらかじめ設定電流としておく必要がある。上記制御電流値Ｉｘの値は上記所定の範囲内であれば任意に定めることができるが、定形外でよく使用されるサイズ（ハガキ、レター、リーガルなど）を想定して（２）式より求めた値でもよいし、単に中央値をとっても良い。また、使用するトナーの性質により、高めに設定したり、低めに設定したりすることもできる。

次に、一般に不定形サイズは手差しトレイから給紙されるが、手差しトレイ（定型サイズ以外が給紙される前提）から定型紙が給紙された場合について説明する。
上記図１１または図１２のフローチャートで示される定電流制御が行われている場合に定型サイズの転写材を使用した場合、例えばＡ４縦サイズの転写材が給紙された場合には、分割領域ｎ１，ｎ２，ｎ３に転写バイアスが印加されることになる。転写材の存在する領域ｎ１、ｎ２には最適転写電流が流れるように制御されるが、転写材の存在しない領域ｎ３にも転写電流が流れ、像担持体に余剰電荷が注入されることになる。特に、直接転写の場合は像担持体が感光体となるが、この余剰電荷はＮ／Ｐ現像方式においては像担持体を逆極性に帯電させるため、光除電によって余剰電荷を除電することができず、帯電不足で転写メモリ効果と呼ばれる現象が起き、画像が劣化してしまう。

この現象を防ぐためには、分割領域を定型サイズ対応よりも若干大きめにし、かつ転写材位置検出センサを定型サイズ対応用に加えて、図１３に示すように分割領域の境界にも転写材位置検出センサ７４を設置しておき、図１４のフローチャートに示すように制御することが望ましい。なお、分割領域のサイズはあまり大きくしすぎると定型サイズ制御のときの実効転写電流が少なくなってしまうので、２ｍｍ程度大きくすることが望ましい。

上記図１３の構成及び図１４のフローチャートの制御を採用することにより、転写材を介さずに転写部材７（７０４）と感光体１とが直接接触している部分に流れる電流量を減らすことが可能となる。また、給紙時に手差しガイドが転写材の大きさより若干余裕をもった幅に設定されても、同様の効果が得られる。

次に、本実施形態の画像形成装置におけるより具体的な実施例について説明する。
まず、下記の４例（実施例１〜３、比較例１）についてハーフトーン画像を作像し、転写幅方向の中央部及び端部における転写率を測定した。

〔実施例１〕
装置構成：図１の画像形成装置
転写材：普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００）
転写材サイズ：２３０×３６４ｍｍ
（不定形 Ｂ４サイズ紙２５７×３６４ｍｍから切り取った）
転写バイアス制御方法：図１１のフローチャート
転写バイアスの印加電圧と転写電流との関係：図８
転写電流設定値Ｉ：６０ｍＡ／ｍ

〔実施例２〕
装置構成：図１の画像形成装置
転写材：普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００）
転写材サイズ：２３０×３６４ｍｍ
（不定形 Ｂ４サイズ紙２５７×３６４ｍｍから切り取った）
転写バイアス制御方法：図１２のフローチャート
転写バイアスの印加電圧と転写電流との関係：図８
非通紙部がない場合の制御電流値（転写電流設定値）Ｉ：６０ｍＡ／ｍ
非通紙部がある場合の制御電流値Ｉｘ：１３０ｍＡ／ｍ

〔実施例３〕
装置構成：図４の画像形成装置
転写材：普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００）
転写材サイズ：２３０×３６４ｍｍ
（不定形 Ｂ４サイズ紙２５７×３６４ｍｍから切り取った）
転写バイアス制御方法：図１２のフローチャート
転写バイアスの印加電圧と転写電流との関係：図９
非通紙部がない場合の制御電流値（転写電流設定値）Ｉ：５０ｍＡ／ｍ
非通紙部がある場合の制御電流値Ｉｘ：１６０ｍＡ／ｍ

〔比較例１〕
装置構成：図１の画像形成装置
転写材：普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００）
転写材サイズ：２３０×３６４ｍｍ
（不定形 Ｂ４サイズ紙２５７×３６４ｍｍから切り取った）
転写バイアスの印加電圧と転写電流との関係：図８
転写バイアス制御方法：図７のフローチャート
転写電流設定値Ｉ：６０ｍＡ／ｍ

表３は、上記実施例１〜３及び比較例１におけるハーフトーン画像の転写材幅方向の中央部及び端部の転写率の測定結果である。この結果から、実施例１〜３の場合は中央部と端部の転写率がほとんど同じであることがわかる。一方、比較例１の場合は中央部と端部とで転写率が大きくことなり、端部の転写率が大きく低下していることがわかる。

また、次の２例（実施例４、比較例２）について、Ａ４サイズ普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００ 縦方向通紙）を１００枚作像したのち、Ａ３サイズ普通紙（株式会社リコー製 Ｔｙｐｅ６２００縦方向通紙）においてハーフトーン画像を作像し、中央部と端部の明度差を評価した。

〔実施例４〕
装置構成：図１の画像形成装置
転写ローラ分割領域幅
（転写材位置検出センサの対応位置より２ｍｍ広めに取ってある）
ｔ１：１５０ｍｍ
ｔ２：３１ｍｍ
ｔ３：２３．５ｍｍ
ｔ４：２０ｍｍ
ｔ５：１３ｍｍ
転写材位置検出センサの対応位置：図１３の位置
転写バイアス制御方法：図１４のフローチャート

〔比較例２〕
装置構成：図１の画像形成装置
転写ローラ分割領域幅（転写材位置検出センサの対応位置と同じにしている）
ｔ１：１４８ｍｍ
ｔ２：３１ｍｍ
ｔ３：２３．５ｍｍ
ｔ４：２０ｍｍ
ｔ５：１５ｍｍ
転写材位置検出センサの対応位置：図６の位置
転写バイアス制御方法：図１３のフローチャート

表４は、上記実施例４及び比較例２におけるハーフトーン画像の転写材幅方向の中央部と端部との間の明度差の測定結果である。この結果から、実施例４の場合は中央部と端部との明度差２未満であった。一方、比較例２の場合は、転写メモリ効果により感光体が劣化し中央部と端部との間の明度差が２以上に大きくなった。

以上、本実施形態によれば、上記（１）式又は（２）式を満たすように転写部材７（７０４）の分割領域に供給する転写バイアスの定電流制御を行う。このような各分割領域に供給する転写バイアスの定電流制御により、転写部材７（７０４）の分割領域に対向している転写材６の幅方向端部において転写率の低下による転写不良を軽減することができる。しかも、転写部材全体の転写材に対向していない部分にＩ０（Ａ／ｍ）に応じた電流を流す場合に比して、像担持体の全体に注入される余剰電荷を低減することができる。
また、本実施形態によれば、上記転写部材７（７０４）の複数の分割領域は、画像形成装置（転写装置）が対応している定型サイズの転写材について、その転写材の幅方向端部が対向するときに転写材が対向している部分の長さが転写材が対向していない部分の長さよりも長くなるように設けるのが好ましい。この場合は、転写材の幅方向端部が対向している分割領域のうち、転写材を介さずに像担持体に電流が流れる転写材非対向部分の長さが相対的に短くなり、像担持体の全体に注入される余剰電荷を更に低減することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図。 同画像形成装置に用いた転写ローラの概略構成の一例を示す断面図。 同転写ローラの軸方向の構成及び転写バイアスの供給の一例を示す説明図。 他の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 同画像形成装置に用いた転写部材（ブラシ電極）の概略構成の一例を示す断面図。 転写材位置検出センサの位置を示す説明図。 従来例に係る転写バイアスの制御を示すフローチャート。 図１の画像形成装置における転写バイアスの電圧と転写電流との関係を示すグラフ。 図４の画像形成装置における転写バイアスの電圧と転写電流との関係を示すグラフ。 転写ローラの分割領域と転写材のサイズとの関係を示す説明図。 本実施形態の転写バイアスの制御例を示すフローチャート。 他の転写バイアスの制御例を示すフローチャート。 他の実施形態に係る転写材位置検出センサの位置を示す説明図。 更に他の転写バイアスの制御例を示すフローチャート。

符号の説明

１ 感光体
２ 現像装置
３ 帯電装置
５ 書き込み装置
６ 転写材
７ 転写ローラ
７０ 芯金
７１ 導電層
７２ ブレード電極
７３ バイアス制御装置
７４ 転写材位置検出センサ

Claims (4)

1. 像担持体と対向する転写部材と、定電流制御された転写バイアスを出力する電源とを備え、該転写部材は、該転写部材と該像担持体とが対向している転写領域における転写材の移動方向と交差する幅方向に沿って、互いに独立に転写バイアスを供給可能な複数の領域に分割された転写装置において、
   上記転写領域における上記転写材の上記幅方向の通過位置を検出する転写材位置検出手段を備え、
   上記電源は、該転写位置検出手段の検出結果に基づいて上記転写部材の複数の分割領域それぞれに対して互いに独立に転写バイアスを供給可能に構成され、
   上記転写部材の複数の分割領域のうち、上記転写材の幅方向端部が対向する分割領域に供給される転写バイアスは、次の（１）式を満たす制御電流値Ｉｘに定電流制御されることを特徴とする転写装置。
   Ｉｘ＝Ｉ×ｋ＋Ｉ０×（ｔ−ｋ） ・・・（１）
   但し、
   ｔ：分割領域の幅方向の長さ（ｍ）、
   ｋ：分割領域の転写材が対向している転写材対向部分の幅方向の長さ（ｍ）、
   Ｉ：所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値（Ａ／ｍ）、
   Ｉ０：転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧をＡ（Ｖ）としたときに、転写領域に転写材及びトナーがない状態で電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値（Ａ／ｍ）。
2. 像担持体と対向する転写部材と、定電流制御された転写バイアスを出力する電源とを備え、該転写部材は、該転写部材と該像担持体とが対向している転写領域における転写材の移動方向と交差する幅方向に沿って、互いに独立に転写バイアスを供給可能な複数の領域に分割された転写装置において、
   上記転写領域における上記転写材の上記幅方向の通過位置を検出する転写材位置検出手段を備え、
   上記電源は、該転写位置検出手段の検出結果に基づいて上記転写部材の複数の分割領域それぞれに対して互いに独立に転写バイアスを供給可能に構成され、
   上記転写部材の複数の分割領域のうち、上記転写材の幅方向端部が対向する分割領域に供給される転写バイアスは、次の（２）式を満たす範囲の制御電流値Ｉｘに定電流制御されることを特徴とする転写装置。
   （Ｉ×ｔ）＜Ｉｘ≦（Ｉ０×ｔ） ・・・（２）
   但し、
   ｔ：分割領域の幅方向の長さ（ｍ）、
   Ｉ：所定の転写が得られるように予め設定された転写電流設定値（Ａ／ｍ）、
   Ｉ０：転写電流設定値Ｉを流すために必要な転写バイアスの電圧をＡ（Ｖ）としたときに、転写領域に転写材及びトナーがない状態で電圧Ａ（Ｖ）の転写バイアスを印加したときの単位長さあたりの電流値（Ａ／ｍ）。
3. 請求項１又は２の転写装置において、
   上記複数の分割領域は、当該転写装置が対応している定型サイズの転写材について、該転写材の幅方向端部が対向するときに該転写材が対向している部分の長さが該転写材が対向していない部分の長さよりも長くなるように設けたことを特徴とする転写装置。
4. 像担持体と、該像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、
   上記転写手段として、請求項１乃至３のいずれかの転写装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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