JP4747682B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に関するものである。

レーザプリンタなどの画像形成装置には、通常、感光ドラムと、その感光ドラムの周りに、帯電器、スキャナ装置、現像ローラおよび転写ローラとが、感光ドラムの回転方向に従って順次設けられている。

感光ドラムの表面は、その感光ドラムの回転に伴って、まず、帯電器により一様に帯電された後、スキャナ装置からのレーザビームの高速走査により露光され、画像データに基づく静電潜像が形成される。ついで、現像ローラと対向した時に、現像ローラ上に担持されているトナーが、感光ドラムの表面上に形成されている静電潜像に供給され、選択的に担持されることによって、トナー像（可視像）が形成される。その後、感光ドラムの表面上に担持されたトナー像は、転写ローラと対向して、用紙が感光ドラムと転写ローラとの間を通る間に、転写バイアスが転写ローラに印加されることによって、用紙に転写される。

このような転写バイアスが転写ローラに印加されるように構成された転写バイアス印加回路を備えた転写バイアス印加電源では、転写バイアス印加回路は、たとえば、環境変化により転写ローラ側の抵抗値（感光ドラムや用紙を含む抵抗値、以下同じ）が変化しても、常に一定の転写電流を流すことができるように、通常、定電流制御されている。

たとえば、転写バイアス印加電源が、転写ローラと対向接触される感光ドラムの表面電位よりも低い順転写バイアスが転写ローラに印加されるように構成された順転写バイアス印加回路と、感光ドラムの表面電位よりも高い逆転写バイアスが転写ローラに印加されるように構成された逆転写バイアス印加回路とを備え、順転写バイアス印加回路は、順転写バイアスを定電流制御によって印加するように構成されており、順転写バイアス印加回路の電圧を検知するための順転写出力電圧検出回路を備え、順転写バイアス印加回路による定電流制御時において、順転写出力電圧検出回路によって検知された順転写バイアス印加回路の出力電圧と、逆転写バイアス印加回路側の抵抗値とに基づいて、転写ローラ側の抵抗値をＣＰＵにて検知している（特許文献１参照）。

特許文献１のようにすれば、ＣＰＵが、順転写出力電圧検出回路によって検知された順転写バイアス印加回路の出力電圧と、逆転写バイアス印加回路側の抵抗値とに基づいて、転写ローラ側の抵抗値を検知して制御するので、転写ローラの抵抗値を精度よく検知することができ、電流値を好きな値に制御することができる。そのため、精度のよい適切な定電流値を算出することができる。また、ＣＰＵを用いて定電流制御を行なうと、転写バイアス印加電源の構成を簡易なものにすることができ、画像形成装置本体の小型化にもつながる。

特開２００４−０２９６０１号公報

しかしながら、図９に示すように、特許文献１において高インピーダンスの用紙を使用する場合、それまで規定の転写設定電流で出力されていた転写中の転写出力電流は、用紙の後端が感光ドラムと転写ローラとの間の転写位置を通過するとき感光ドラムと転写ローラとが直接接触するので、急激に大きくなってしまう。例えば、転写ローラに供給する転写設定電流を−１４μＡに設定すれば、用紙の後端が転写位置を通過するとき、実際に出力される出力電流は、｜−１０μＡ｜前後アップし、−２５μＡ前後まで大きくなってしまっていた。そして、特許文献１では、転写電流を制御するＣＰＵは、一定周期でしか転写電流を制御できず、しかも、転写ローラに所定の値の順転写バイアスを供給するためには順転写バイアス印加回路を含む容量成分に蓄えられた電荷を放電する時間が必要となるので、追従性が悪く、大きくなった電流値を規定値に戻すのに時間がかかり、結果的に転写ローラとの接触部分の感光ドラムの帯電量も急激に大きくなり、接触部分のみトナーが不足する、いわゆる白筋が発生してしまう問題があった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みなされたものであって、用紙の後端が転写位置を通過するときに転写電流が急激に大きくなるのを抑制することができ、トナー不足による白筋の発生を防止し高品質なトナー画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置では、現像剤像を担持する感光体と、感光体上に担持される現像剤像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写手段に転写電流を供給する供給手段と、供給手段によって転写手段に供給された転写電流の出力値を検出する出力電流検出手段と、出力電流検出手段によって検出された転写電流の出力値が設定値になるように定電流制御を実行する制御手段であって、供給手段によって第１転写電流を転写手段に供給させ、記録媒体の後端が感光体と転写手段とが対向する転写位置を通過するとき、または通過する直前または直後から、供給手段によって第１転写電流より小さい第２転写電流を転写手段に供給させるように転写電流の出力値を切り替える制御手段と、供給手段によって転写手段に供給された転写電圧の出力値を検出する出力電圧検出手段と、記録媒体が感光体と転写手段とによって挟持される前に出力電流検出手段と出力電圧検出手段とによって検出された転写電流の出力値と転写電圧の出力値とから転写手段のインピーダンスを算出し、記録媒体が感光体と転写手段とによって挟持されたときに出力電流検出手段と出力電圧検出手段とによって検出された転写電流の出力値と転写電圧の出力値とから転写手段のインピーダンスを算出する算出手段と、を備え、制御手段は、算出手段によって算出された算出結果に基づいて、第２転写電流の設定値を変更することを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成装置では、記録媒体の後端または先端を検知する記録媒体検知手段と、記録媒体検知手段によって記録媒体の後端または先端が検知されると、所定時間計時を開始する計時手段と、をさらに備え、制御手段は、計時手段によって所定時間計時されると、供給手段によって、第１転写電流に替えて第２転写電流を転写手段に供給させるように転写電流の出力値を切り替えることを特徴とする。

請求項１の画像形成装置によれば、記録媒体の後端が転写位置を通過するとき、または通過する直前または直後から、供給手段によって第１転写電流より小さい第２転写電流を転写手段に供給させるように転写電流の出力値を切り替えるので、記録媒体の後端が転写位置を通過したとき転写電流が急激に大きくなるのを抑制することができる。したがって、感光体の転写手段との接触部分の感光体の帯電量が急激に大きくなり、接触部分のみトナーが不足することによる白筋の発生を防止することができる。これにより、高品質な画像を形成することができる。また、制御手段が第２転写電流の設定値を変更するので、ユーザが変更する手間がかかることなく、白筋の発生を防止するために最も適した設定値に変更することができる。これにより、記録媒体の材質が変更されても、高品質な画像を維持することができる。

請求項２の画像形成装置によれば、記録媒体検知手段と計時手段により、供給手段によって供給される第１転写電流を正確なタイミングで第２転写電流に切り替えることができる。

〔第１実施形態〕
（全体構成）
まず、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの全体構成を、図１および図２を参照して説明する。図１は、レーザプリンタ１の一実施形態を示す要部側断面図である。図２は、転写バイアス印加回路の要部構成のブロック図である。このレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、記録媒体としての用紙３を給紙するための給紙部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

尚、以下では、レーザプリンタ１において、前面カバー２aが設けられる側を「前側」とし、その反対側を「後側」とする。

＜給紙部の構成＞
給紙部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の前端部の上方に設けられる給紙ローラ８および分離パッド９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１０，１１と、紙粉取りローラ１０，１１に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ１２とを備えている。

用紙押圧板７は、用紙３を積層状にスタック可能とされ、後端部において揺動可能に支持されることによって、前端部が上下方向に移動可能とされている。また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるに従って、給紙ローラ８に対して後端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ８および分離パッド９は、互いに対向状に配設され、分離パッド９の裏側に設けられるばね１３によって、分離パッド９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。

給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に搬送される。レジストローラ１２は、１対のローラからなり、用紙３をレジスト後に、転写位置に搬送するようにしている。尚、転写位置は、用紙３に感光体としての感光ドラム２７上のトナー像を転写する位置であって、本実施形態では、感光ドラム２７と転写ローラ３０との接触位置とされる。

尚、このフィーダ部４は、さらに、マルチパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側分離パッド２５とを備えている。マルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側分離パッド２５は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側分離パッド２５の裏側に設けられるばね２５ａによって、マルチパーパス側分離パッド２５がマルチパーパス側給紙ローラ１５に向かって押圧されている。

また、レジストローラ１２の用紙搬送方向下流側であり、感光ドラム２７の用紙搬送方向上流側である搬送経路には、記録媒体検知手段としての用紙検知センサ８０が設けられており、レジストローラ１２を通過して搬送されてきた用紙３によって用紙検知センサ８０が押圧されると、用紙３の先端が用紙検知センサ８０に到達したことを検知する。そして、用紙検知センサ８０を用紙３が通過している間は、用紙検知センサ８０は用紙３によって押圧され続け、押圧が解除されれば、用紙３の後端が用紙検知センサ８０に到達したことを検知する。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着部１８などを備えている。以下、これらの各構成要素について詳しく説明する。

＜スキャナ部の構成＞
スキャナ部１６は、本体フレーム２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４を備えている。レーザ発光部からの発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２，２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に設けられる。このプロセスカートリッジ１７は、本体フレーム２に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ２６と、ドラムカートリッジ２６に収容される現像カートリッジ２８とを備えている。なお、本体フレーム２の前面には、図１に示すように、下端部側を中心軸として開閉可能な前面カバー２ａが設けられており、プロセスカートリッジ１７はこの前面カバー２ａを開けて本体フレーム２内に着脱可能に収容される。

＜ドラムカートリッジの構成＞
ドラムカートリッジ２６は、感光体としての感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９、転写手段としての転写ローラ３０およびクリーニングブラシ６４を備えている。

＜感光ドラムの構成＞
感光ドラム２７は、現像ローラ３１の後方において、その現像ローラ３１と対向配置され、ドラムカートリッジ２６において、矢印方向（時計方向）に回転可能に支持されている。この感光ドラム２７は、筒状のドラム本体と、ドラム本体を支持し、そのドラム本体の軸心に設けられる金属製のドラム軸２７ａとを備えている。ドラム本体は、アルミニウム製の素管からなり、その表面には、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層が形成されている。また、ドラム軸２７ａは、図２に示すように、接地されている。

＜スコロトロン型帯電器の構成＞
スコロトロン型帯電器２９は、図１に示すように、感光ドラム２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように所定間隔を隔てて対向配置され、ドラムカートリッジ２６に支持されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電ワイヤ２９ａからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、その帯電ワイヤ２９ａ及び感光ドラム２７間にグリッド２９ｂを備え、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させる。また、帯電ワイヤ２９ａには所定の帯電バイアス電圧が印加される。

＜転写ローラの構成＞
転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向配置され、ドラムカートリッジ２６に、矢印方向（反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸３０ａに、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。

この転写ローラ３０のローラ軸３０ａには、高電圧電源回路基板５２に実装されたバイアス印加回路６０が接続されており、上記転写位置において現像ローラ３１に担持されたトナー像を用紙３に転写するための転写動作時には、このバイアス印加回路６０から転写電流としての転写設定電流Ｉが印加される。

＜クリーニングブラシの構成＞
クリーニングブラシ６４は、感光ドラム２７のドラム本体と対向接触するように設けられている。クリーニングブラシ６４は、導電性部材から構成されており、所定のクリーニングバイアス電圧が印加され、感光ドラム２７に付着する紙紛を除去する役割を果たす。

＜現像カートリッジの構成＞
現像カートリッジ２８は、ドラムカートリッジ２６に対して着脱自在に収容されており、現像剤担持体としての現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３、トナーホッパ３４を備えている。

トナーホッパ３４内には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、略球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像形成を達成することができる。

なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約６〜１０μｍ程度である。

そして、トナーホッパ３４内のトナーは、トナーホッパ３４の中心に設けられる回転軸３５に支持されるアジテータ３６により攪拌されて、トナーホッパ３４の後側部に開口されたトナー供給口３７から放出される。また、このアジテータ３６は、図示しないモータからの動力の入力により、矢印方向（時計方向）に回転駆動される。なお、トナーホッパ３４の両側壁（図１で紙面奥行き方向における両側壁）には、トナーの残量検知用の窓３８が設けられており、回転軸３５に支持されたワイパ３９によって清掃される。

トナー供給口３７の後方位置には、供給ローラ３３が回転可能に設けられており、また、この供給ローラ３３に対向して、現像ローラ３１が回転可能に設けられている。これら供給ローラ３３と現像ローラ３１とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。

供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されている。この供給ローラ３３は、図示しないモータからの動力の入力により、矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。

また、現像ローラ３１は、金属製のローラ軸３１ａに、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ３１のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ３１には、現像時に、所定の現像バイアス電圧が印加される。また、この現像ローラ３１は、図示しないモータからの動力の入力により、矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。

また、現像ローラ３１の近傍には、層厚規制ブレード３２が設けられている。この層厚規制ブレード３２は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部４０を備えている。層厚規制ブレード３２は、現像ローラ３１の近くにおいて現像カートリッジ２８に支持されて、押圧部４０がブレード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接されている。

そして、トナー供給口３７から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給され、この時、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２の押圧部４０と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

＜定着部の構成＞
定着部１８は、図１に示すように、プロセスカートリッジ１７の後方下流側に設けられ、加熱ローラ４１、加熱ローラ４１を押圧する押圧ローラ４２、および、これら加熱ローラ４１および押圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。加熱ローラ４１は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、図示しないモータからの動力の入力により、矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、押圧ローラ４２は、この加熱ローラ４１を押圧した状態で、この加熱ローラ４１に従動して矢印方向（反時計方向）に回転される。そして、定着部１８では、プロセスカートリッジ１７において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。

なお、このレーザプリンタ１には、用紙３の両面に画像を形成するために、反転搬送部４７が設けられている。この反転搬送部４７は、排紙ローラ４５と、反転搬送パス４８と、フラッパ４９と、複数の反転搬送ローラ５０とを備えている。

（バイアス印加回路の構成）
前述したように、バイアス印加回路６０は、転写ローラ３０に対して、転写動作時に転写電流としての転写設定電流Ｉを印加するためのものである。

バイアス印加回路６０は、制御手段としてのＣＰＵ６１と、供給手段としての転写出力回路６２とを備えている。転写出力回路６２は、転写ローラ３０のローラ軸３０aに接続される接続ライン９０に接続されている。また、バイアス印加回路６０は、上記接続ライン９０に流れる電流値に応じた検出信号Ｓ２を出力する出力電流検出手段としての出力電流検出回路８３を備えている。そして、転写出力回路６２は、ＣＰＵ６１のＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）制御によって定電流制御される。また、ＣＰＵ６１には記録媒体検知手段としての用紙検知センサ８０と、計時手段としてのタイマ１００が接続されており、用紙検知センサ８０によって用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されると、ＣＰＵ６１は、タイマ１００によって所定時間カウントさせる。尚、用紙検知センサ８０は、転写ローラ３０よりも上流側の用紙搬送経路中に配置されている。

＜転写出力回路の構成＞
転写出力回路６２について説明する。転写出力回路６２は、転写ＰＷＭ信号平滑回路７０、転写トランスドライブ回路７１、転写昇圧・平滑整流回路７２、出力電圧検出手段としての出力電圧検出回路７３を備えている。

このうち、転写ＰＷＭ信号平滑回路７０は、ＣＰＵ６１のＰＷＭポート６１aから出力されるＰＷＭ信号Ｓ１を受けて、交流成分を除去するために平滑し、転写トランスドライブ回路７１に与える役割を果たす。転写トランスドライブ回路７１は、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、転写昇圧・平滑整流回路７２の１次側巻線７５bに発振電流を流すよう構成されている。

転写昇圧・平滑整流回路７２は、トランス７５、ダイオード７６、平滑コンデンサ７７などを備えている。トランス７５は、２次側巻線７５a、一次側巻線７５bおよび補助巻線７５cを備えている。２次側巻線７５aの一端は、ダイオード７６を介して転写ローラ３０のローラ軸３０aに接続ライン９０を介して接続されている。一方、２次側巻線７５aの他端は、出力電流検出回路８３を介して接地されている。また、平滑コンデンサ７７および放電抵抗７８がそれぞれ２次側巻線７５aの一端と他端との間に接続されている。

このような構成により、１次速巻線７５bの発振電流は、転写昇圧・平滑整流回路７２において昇圧および整流され、バイアス印加回路６０の出力端Ａに接続された転写ローラ３０のローラ軸３０aに転写設定電流Ｉとして印加される。

出力電圧検出回路７３は、転写昇圧・平滑整流回路７２のトランス７５の補助巻線７５cに接続され、転写出力回路６２による転写動作時において、補助巻線７５cの間で発生する転写出力電圧Ｖtを検出して、その検出信号Ｓ３をＣＰＵ６１のＡ／Ｄポート６１bに入力するように構成されている。

以上により、ＣＰＵ６１は、転写動作時には、ＰＷＭ信号Ｓ１を転写出力回路６２に与えて駆動させつつ、接続ライン９０に流れる転写出力電流Ｉtに応じた検出信号Ｓ２に基づきこの電流値が定電流設定値Ｉになるように、デューティ比を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓ１を転写ＰＷＭ信号平滑回路７０に出力する定電流制御を実行する。このようにＣＰＵ６１を用いてソフトウェア制御をすれば、ＣＰＵ６１を用いずハードウェア制御をする場合と比べ、定電流制御のための追従性が低下する反面、精度のよい適切な定電流値を供給することができる。また、バイアス印加回路６０の構成を簡易なものにすることができ、レーザプリンタ１本体の小型化にもつながる。

尚、本実施形態では、転写動作時において、Ａ／Ｄポート６１dによって出力電流検出回路８３からの検出信号Ｓ２をフィードバックする構成になっている。

（画像形成動作例）
以上のような本実施形態のレーザプリンタ１において、印刷時の動作を、図１を参照して説明する。

用紙押圧板７上の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ８に向かって押圧され、給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と分離パッド９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に搬送される。

尚、用紙３がマルチパーパストレイ１４上に積層された場合は、マルチパーパス側給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ１５とマルチパーパス側分離パッド２５とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。そして、給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０，１１を通過し、レジストローラ１２に搬送される。

また、アジテータ３６が回転されることによって、トナーホッパ３４内のトナーは攪拌され、トナー供給口３７から供給ローラ３３に向けて放出される。供給ローラ３３に向けて放出されたトナーは、供給ローラ３３の回転によって、現像ローラ３１上に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２の押圧部４０と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層となって、現像ローラ３１上に担持される。

一方、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザビームの高速走査により露光され、画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触する時に、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。

その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０とが、それらの間で用紙３を挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。尚、転写後に、用紙３との接触によって感光ドラム２７の表面に付着した紙粉は、感光ドラム２７の表面が、感光ドラム２７の回転に伴って、クリーニングブラシ６４と対向した時に除去される。

トナー画像を転写された用紙３が定着部１８に搬送されてくると、定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送する。排紙パス４４に搬送された用紙３は、排紙ローラ４５に搬送されて、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

尚、用紙３の両面に画像を形成する場合は、用紙３の後端部付近が排紙ローラ４５に挟持された際にフラッパ４９が切り替わり、排紙ローラ４５が逆回転されて用紙３が反転搬送パス４８に搬送され、その後反転搬送部４７に向け搬送される。反転搬送部４７に搬送された用紙３は、複数の反転搬送ローラ５０によって再びレジストローラ１２に送られ、画像形成部５にて画像が形成されていない側の面に新たに画像が形成される。

（画像形成動作における転写設定電流制御）
次に、レーザプリンタ１の画像形成動作において、転写ローラ３０に印加する転写設定電流Ｉの制御について、図３および図４(a),(b)を参照しながら説明する。図３は、用紙３の後端における転写出力電流Ｉtの急激な変化を抑制するためのＣＰＵ６１の制御内容を示すフローチャートである。図４(a),(b)は、用紙検知センサ８０が用紙３の後端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写設定電流Ｉと転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。

まず、用紙３が給紙ローラ８によって給紙され、レジストローラ１２へ搬送される（Ｓ１）。レジストローラ１２でレジストされた用紙３は、レジストローラ１２の回転により、感光ドラム２７と転写ローラ３０とが接触する転写位置に向けて搬送される。そして、レジストローラ１２と転写位置との間の搬送経路に設けられた用紙検知センサ８０によって、用紙３の先端がセンサ８０に到達したことが検知されたか否かが判定される（Ｓ２）。用紙検知センサ８０によって用紙３の先端がセンサ８０に到達したことを検知したと判定されると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、用紙３の先端が用紙検知センサ８０によって検知されたときをｔ0'として、バイアス印加回路６０によって転写ローラ３０へ−１４μＡの転写電流供給が開始される（Ｓ３）。この転写電流の供給は、用紙３が転写ローラ３０を通紙中行われる。用紙検知センサ８０によって用紙３の先端がセンサ８０に到達したことを検知したと判定されていなければ（Ｓ２：Ｎｏ）、用紙３の先端がセンサ８０に到達したことが検知されるまでＳ２の処理が繰り返される。転写ローラ３０への電流供給開始後、用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されたか否かが判定される（Ｓ４）。用紙検知センサ８０によって用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されていなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されるまでＳ４の処理が繰り返される。この間、転写ローラ３０には、−１４μＡの転写電流が供給される。用紙検知センサ８０によって用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、検知信号がＣＰＵ６１に送信される。検知信号を受信したＣＰＵ６１は、転写出力回路６２によって転写ローラ３０に供給される転写設定電流Ｉを第１転写電流としての転写電流Ｉ1に設定する（Ｓ５）。本実施形態では、転写電流Ｉ1の値を前記転写中と同じ−１４μＡに設定する。転写電流Ｉ1が設定されると同時に、図４(a)に示すように、用紙３の後端が用紙検知センサ８０によって検知されたときをｔ0として、タイマ１００によって所定時間カウントが開始される（Ｓ５）。所定時間とは、用紙３の後端が用紙検知センサ８０によって検知されてから（ｔ＝ｔ0）転写位置に到達するまで（ｔ＝ｔ1）の時間Ｔ1に相当する。次に、タイマ１００によって時間Ｔ1のカウントが終了したか否かが判定される（Ｓ６）。タイマ１００によって時間Ｔ1のカウントが終了したと判定されると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、用紙３の後端が転写位置に到達したと判断し、転写設定電流Ｉの設定を、転写電流Ｉ1から第２転写電流としての転写電流Ｉ2に切り替える（Ｓ７）。このとき、本実施形態では、転写設定電流Ｉが、−１４μＡから｜−８μＡ｜ダウンし、−６μＡに切り替わる。即ち、用紙３の後端が転写位置に到達したとき、Ｉ2＝−６μＡの転写設定電流Ｉが転写ローラ３０に供給される。一方、タイマ１００によって時間Ｔ1のカウントが終了したと判定されていなければ（Ｓ６：Ｎｏ）、タイマ１００によって時間Ｔ1のカウントが終了したと判定されるまでＳ６の処理が繰り返される。この間、引き続き転写電流Ｉ1として−１４μＡが供給される。Ｓ７の処理で、転写設定電流Ｉの設定が転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ2に切り替えられると（ｔ＝ｔ1）、同時にタイマ１００によって所定時間カウントが開始される（Ｓ８）。本実施形態では、この所定時間とは、用紙３の後端が転写位置に到達してから（ｔ＝ｔ1）用紙３が略４０ｍｍ強前進するまで（ｔ＝ｔ2）の時間Ｔ2に相当し、時間Ｔ2は、Ｔ2＝９０ｍｓに設定される。そして、タイマ１００によって時間Ｔ2のカウントが終了したか否かが判定される（Ｓ９）。タイマ１００によって時間Ｔ2のカウントが終了したと判定されると（Ｓ９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、用紙３の後端が転写位置に到達してから９０ｍｓ経過したと判断し、転写設定電流Ｉの設定を、転写電流Ｉ2から再び転写電流Ｉ1に戻す（Ｓ１０）。即ち、転写設定電流Ｉが、Ｉ2＝−６μＡからＩ1＝−１４μＡに設定を戻される。一方、タイマ１００によって時間Ｔ2のカウントが終了したと判定されていなければ（Ｓ９：Ｎｏ）、タイマ１００によって時間Ｔ2のカウントが終了したと判定されるまでＳ９の処理が繰り返される。尚、この間、転写電流Ｉ2として−６μＡが供給されている。転写設定電流Ｉが、Ｉ2＝−６μＡからＩ1＝−１４μＡに設定を戻され所定時間経過すると（Ｓ１０）、次に画像を形成される用紙３があるか否かが判定される（Ｓ１１）。次に画像を形成される用紙３がないと判定されれば（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、バイアス印加回路６０による転写ローラ３０への電流供給が終了される（Ｓ１２）。転写ローラ３０への電流供給が終了されると（Ｓ１２）、画像形成処理を完了する。一方、画像を形成される用紙３があると判定されれば（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ１からの処理に戻り、転写設定電流Ｉの制御が再び実行される。このとき、既に転写電流はＯＮになっているので、Ｓ３における転写電流をＯＮする処理は実行されない。

以上、図４(a)に示すような転写設定電流Ｉを制御すれば、図９に示すように、従来では用紙３の後端が転写位置を通過するときに｜−１０μＡ｜前後大きくなっていた転写出力電流Ｉtを、図４(b)に示すように、±６μＡ程度の変化に抑えることができる。よって、感光ドラム２７と転写ローラ３０との接触部分の感光ドラム２７の帯電量が急激に大きくなり、接触部分のみトナーが不足することによる白筋の発生を防止することができる。これにより、高品質な画像を形成することができる。

また、用紙検知センサ８０とタイマ１００により、転写出力回路６２によって供給される転写設定電流Ｉを、正確なタイミングで転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ2に切り替えることができる。

〔変形例〕
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能である。

転写電流値をＣＰＵ６１によって制御することで高品質な画像を得ていたが、転写電圧値をＣＰＵ６１によって制御しても、同様の結果が得られる。

用紙３の後端が転写位置に到達したことは、用紙検知センサ８０によって用紙３の後端が検知されてから時間Ｔ1だけタイマ１００によってカウントされることで判断されていたが、用紙検知センサ８０によって用紙３の先端が検知されてからタイマ１００によって所定時間カウントすることにより、用紙３の後端が転写位置に到達したことを判断する方法を用いても良い。

用紙３の材質の種類や厚さによって、高インピーダンスの用紙３もあれば、低インピーダンスの用紙３もあるので、用紙３の後端での転写電流の変化にも差がある。例えば、ＯＨＰ紙のような絶縁性の材料からなる用紙３はインピーダンスが高く、用紙３がより厚ければインピーダンスもより高くなる。したがって、実施形態１では、用紙３の後端の転写設定電流ＩをＩ2＝−６μＡに設定したが、この電流値は、用紙３の材質の種類によって適宜変更すれば良い。転写設定電流Ｉの変更方法として、用紙３の種類や厚さに応じて、予め転写電流Ｉ2の変更値をＣＰＵ６１内のＲＯＭ（図示せず）に記憶しておき、ユーザがレーザプリンタ１やレーザプリンタ１にネットワークを介して接続されている情報端末装置（図示せず）のディスプレイを見ながら、図２に模式的に示すような入力手段としての入力キー２００を用いて用紙３の種類や厚さを入力することにより、入力された情報に対応した転写設定電流Ｉの変更値をＣＰＵ６１のＲＯＭから読み出して設定する方法がある。また、周囲の環境によっても用紙３のインピーダンスの値は変動するので、入力キー２００によって転写設定電流Ｉ2の変更値を直接入力して設定しても良い。この場合、転写電流Ｉ2の電流値の設定を変更できる。これらのようにすれば、用紙の種類や厚さ、周囲の環境に最も適した転写設定電流Ｉにすることができ、より一層高品質な画像を形成することができる。

転写ローラ３０に用紙３が通紙される前の転写ローラ３０のインピーダンスと、通紙時の転写ローラ３０と用紙３のインピーダンスを算出し、その算出結果に基づいて、用紙３の後端の転写設定電流Ｉ2を変更しても良い。これらのインピーダンスは、図２に示すように、出力電流検出手段としての出力電流検出回路８３によって測定される転写出力電流Ｉｔと、出力電圧検出手段としての出力電圧検出回路７３によって測定される転写出力電圧Ｖtを用いることによって、算出することができる。これにより、ＣＰＵ６１が、転写設定電流Ｉ2の設定値を適宜変更するので、ユーザが設定する手間が省ける。

また、用紙３の先端が転写位置に到達したときも、転写設定電流Ｉの設定値を変更しても良い。これは、高インピーダンスの用紙３を使用する場合、用紙３の先端が転写位置に到達するまで規定の転写出力電流Ｉtで出力されていた定電流値が、用紙３の先端が転写位置を通過する場合であっても、それまで感光ドラム２７と転写ローラ３０とが直接接触している状態から感光ドラム２７と転写ローラ３０との間に用紙３が介在した状態となることにより、図７に示すように、急激に小さくなってしまうことにある。すると、転写設定電流Ｉの設定値に戻るまでに時間がかかり、用紙３の画像が形成される画像形成領域先端付近で転写電流の不足が生じ、結果として転写残ゴーストを引き起こす場合がある。

したがって、以下のように、用紙３の先端と後端とで転写設定電流Ｉを制御すれば良い。図５は、用紙３の先端および後端における転写出力電流Ｉtの急激な変化を抑制するためのＣＰＵ６１の制御内容を示すフローチャートである。図６(a),(b)は、用紙検知センサ８０が用紙３の先端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写設定電流Ｉと転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。

まず、用紙３が給紙ローラ８によって給紙され、レジストローラ１２へ搬送される（Ｓ１００）。レジストローラ１２でレジストされた用紙３は、レジストローラ１２の回転により、転写位置に向けて搬送される。そして、用紙検知センサ８０によって、用紙３の先端がセンサ８０に到達したことが検知されたか否かが判定される（Ｓ１０１）。用紙検知センサ８０によって用紙３の先端がセンサ８０に到達したことを検知したと判定されると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、バイアス印加回路６０によって転写ローラ３０へ−１４μＡの転写電流供給が開始される（Ｓ１０２）。この転写電流の供給は、用紙３が転写ローラ３０を通紙中行われる。用紙検知センサ８０によって用紙３の先端がセンサ８０に到達したことを検知したと判定されていなければ（Ｓ１０１：Ｎｏ）、用紙３の先端がセンサ８０に到達したことが検知されるまでＳ１０１の処理が繰り返される。この間、転写ローラ３０には、−１４μＡの転写電流が供給される。転写ローラ３０への電流供給開始から所定時間経過後、ＣＰＵ６１は、転写出力回路６２によって転写ローラ３０に供給される転写設定電流Ｉを前記転写中と同じ第１転写電流としての転写電流Ｉ1'＝−１４μＡに設定する（Ｓ１０３）。転写電流Ｉ1'が設定されると同時に、図６(a)に示すように、用紙３の先端が用紙検知センサ８０によって検知されたときをｔ0'として、タイマ１００によって所定時間カウントが開始される（Ｓ１０３）。所定時間とは、用紙３の先端が用紙検知センサ８０によって検知されてから（ｔ＝ｔ0'）転写位置に到達するまで（ｔ＝ｔ1'）の時間Ｔ1'に相当する。次に、タイマ１００によって時間Ｔ1'のカウントが終了したか否かが判定される（Ｓ１０４）。タイマ１００によって時間Ｔ1'のカウントが終了したと判定されると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、用紙３の先端が転写位置に到達したと判断し、転写設定電流Ｉの設定を、転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ3に切り替える（Ｓ１０５）。このとき、転写設定電流Ｉが、−１４μＡから｜−８μＡ｜アップし、−２２μＡに切り替わる。即ち、用紙３の先端が転写位置に到達したとき、Ｉ3＝−２２μＡの転写設定電流Ｉが転写ローラ３０に供給される。一方、タイマ１００によって時間Ｔ1'のカウントが終了したと判定されていなければ（Ｓ１０４：Ｎｏ）、タイマ１００によって時間Ｔ1'のカウントが終了したと判定されるまでＳ１０４の処理が繰り返される。この間、引き続き転写電流Ｉ1として−１４μＡが供給される。Ｓ１０５の処理で、転写出力回路６２によって転写ローラ３０に供給される転写設定電流Ｉの設定が、転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ3に切り替えられると（ｔ＝ｔ1'）、同時にタイマ１００によって所定時間カウントが開始される（Ｓ１０６）。この所定時間とは、用紙３の先端が転写位置に到達してから（ｔ＝ｔ1'）用紙３が４０ｍｍ強前進するまで（ｔ＝ｔ2'）の時間Ｔ2'に相当し、時間Ｔ2'は、Ｔ2'＝９０ｍｓに設定される。そして、タイマ１００によって時間Ｔ2'のカウントが終了したか否かが判定される（Ｓ１０７）。タイマ１００によって時間Ｔ2'のカウントが終了したと判定されると（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、用紙３の先端が転写位置に到達してから９０ｍｓ経過したと判断し、転写設定電流Ｉの設定を、転写電流Ｉ3から再び転写電流Ｉ1に戻す（Ｓ１０８）。即ち、転写設定電流Ｉが、Ｉ3＝−２２μＡからＩ1＝−１４μＡに設定を戻される。ここで、用紙３の先端と用紙３の画像形成領域の先端との間の余白のとり得る最大値が４０ｍｍとなるので、転写電流Ｉ3は、用紙３の画像が形成されない非画像形成領域から画像が形成される画像形成領域に跨って供給されることとなる。一方、タイマ１００によって時間Ｔ2'のカウントが終了したと判定されていなければ（Ｓ１０７：Ｎｏ）、タイマ１００によって時間Ｔ2'のカウントが終了したと判定されるまでＳ１０７の処理が繰り返される。尚、この間、引き続き転写電流Ｉ3として−２２μＡが供給されている。転写設定電流Ｉが、Ｉ3＝−２２μＡからＩ1＝−１４μＡに設定を戻され所定時間経過すると（Ｓ１０８）、用紙３の後端がセンサ８０に到達したことが検知されたか否かが判定される（Ｓ１０９）。以降、Ｓ１０９〜Ｓ１１７の処理は、図３に示すフローチャートのＳ４〜Ｓ１２の処理と同様である。尚、次に画像を形成される用紙３があると判定されれば（Ｓ１１６：Ｎｏ）、Ｓ１００からの処理に戻り、転写設定電流Ｉの制御が再び実行される。また、このとき、既に転写電流はＯＮになっているので、Ｓ１０２における転写電流をＯＮする処理は実行されない。この転写電流ＩがＯＮになっている間、転写ローラ３０には−１４μＡの転写電流Ｉ1が供給される。

以上、図６(a)に示すような転写設定電流Ｉを制御すれば、図９に示すように、従来では用紙３の後端が転写位置を通過するときに｜−１０μＡ｜前後大きくなっていた転写出力電流Ｉtを、図６(b)に示すように、±６μＡ程度の変化に抑えることができる。また、用紙３の先端が転写位置を通過するときの転写出力電流Ｉtも、±６μＡ程度の変化に抑えることができる。よって、感光ドラム２７と転写ローラ３０との接触部分の感光ドラム２７の帯電量が急激に大きくなり、接触部分のみトナーが不足することによる白筋の発生を防止することができる。さらに、感光ドラム２７と転写ローラ３０との接触部分の感光ドラム２７の帯電量が急激に小さくなり、用紙３の画像が形成される画像形成領域先端付近で転写電流の不足が生じてトナーが過度に担持されることによる転写残ゴーストの発生を防止することができる。これにより、高品質な画像を形成することができる。

また、用紙検知センサ８０とタイマ１００により、転写出力回路６２によって供給される転写設定電流Ｉを、正確なタイミングで転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ3に、また、転写電流Ｉ1から転写電流Ｉ2に切り替えることができる。

さらに、他の変形例として、上記実施形態と変形例では、図４(a)および図６(a)に示すように、時間Ｔ2,Ｔ2'間では転写設定電流Ｉを転写電流Ｉ2および転写電流Ｉ3に切り替えたが、図７(a)および図８(a)に示すように、時間Ｔ2,Ｔ2'間の転写設定電流Ｉの切り替えを細分化して、転写電流Ｉ2のみ、あるいは、転写電流Ｉ3のみならず、時間Ｔ2,Ｔ2'間で異なる設定値に切り替え、段階的に転写電流Ｉ2、あるいは、転写電流Ｉ3に切り替えても良い。このようにすれば、図７(b)および図８(b)に示すように、時間Ｔ2,Ｔ2'間の転写出力電流Ｉtの変動が小さくなり、±４μＡ程度の変化に抑えることができる。

レーザプリンタ１の一実施形態を示す要部側断面図である。 転写バイアス印加回路の要部構成のブロック図である。 用紙３の後端における転写出力電流Ｉtの急激な変化を抑制するためのＣＰＵ６１の制御内容を示すフローチャートである。 (a)は、用紙検知センサ８０が用紙３の後端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写設定電流Ｉの変化を示すグラフ、(b)は、用紙検知センサ８０が用紙３の後端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。 用紙３の先端および後端における転写出力電流Ｉtの急激な変化を抑制するためのＣＰＵ６１の制御内容を示すフローチャートである。 (a)は、用紙検知センサ８０が用紙３の先端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写設定電流Ｉの変化を示すグラフ、(b)は、用紙検知センサ８０が用紙３の先端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。 (a)は、図４(a)における時間Ｔ2間の転写設定電流Ｉの切り替えを複数回行ったときの転写設定電流Ｉの変化を示すグラフ、(b)は、図７(a)のようにしたときの転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。 (a)は、図６(a)における時間Ｔ2’,Ｔ2間の転写設定電流Ｉの切り替えを複数回行ったときの転写設定電流Ｉの変化を示すグラフ、(b)は、図８(a)のようにしたときの転写出力電流Ｉtの変化を示すグラフである。 従来における、用紙検知センサ８０が用紙３の先端を検知したときから用紙３の後端が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間の転写位置を通過した後までの転写設定電流Ｉと転写出力電流Ｉtとの変化を示すグラフである。

１ レーザプリンタ（画像形成装置）３ 用紙（記録媒体）４ 給紙部５ 画像形成部１２ レジストローラ２７ 感光ドラム（感光体）３０ 転写ローラ（転写手段）５２ 高電圧電源回路基板６０ バイアス印加回路６１ ＣＰＵ（制御手段）６２ 転写出力回路（供給手段）８０ 用紙検知回路（記録媒体検知手段）１００ タイマ（計時手段）

Claims (2)

1. 現像剤像を担持する感光体と、
   前記感光体上に担持される現像剤像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写電流を供給する供給手段と、
   前記供給手段によって前記転写手段に供給された前記転写電流の出力値を検出する出力電流検出手段と、
   前記出力電流検出手段によって検出された前記転写電流の出力値が設定値になるように定電流制御を実行する制御手段であって、前記供給手段によって第１転写電流を前記転写手段に供給させ、前記記録媒体の後端が前記感光体と前記転写手段とが対向する転写位置を通過するとき、または通過する直前または直後から、前記供給手段によって前記第１転写電流より小さい第２転写電流を前記転写手段に供給させるように前記転写電流の設定値を切り替える制御手段と、
   前記供給手段によって前記転写手段に供給された転写電圧の出力値を検出する出力電圧検出手段と、
   前記記録媒体が前記感光体と前記転写手段とによって挟持される前に前記出力電流検出手段と前記出力電圧検出手段とによって検出された前記転写電流の出力値と前記転写電圧の出力値とから前記転写手段のインピーダンスを算出し、前記記録媒体が前記感光体と前記転写手段とによって挟持されたときに前記出力電流検出手段と前記出力電圧検出手段とによって検出された前記転写電流の出力値と前記転写電圧の出力値とから前記転写手段のインピーダンスを算出する算出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記第２転写電流の設定値を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体の後端または先端を検知する記録媒体検知手段と、
   前記記録媒体検知手段によって前記記録媒体の後端または先端が検知されると、所定時間計時を開始する計時手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記計時手段によって前記所定時間計時されると、前記供給手段によって、前記第１転写電流に替えて前記第２転写電流を前記転写手段に供給させるように前記転写電流の設定値を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   
   

Images