JP4510249B2

JP4510249B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4510249B2
Application number: JP2000241807A
Authority: JP
Inventors: 裕子田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP2002055542A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に像担持体の像を転写材に転写するために転写部材に印加する転写バイアスの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式、或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、トナー像が担持される回転自在な像担持体と、像担持体に当接する転写部材とを有すると共に、像担持体と転写部材との間に形成された転写ニップ部にシートを通過させ、この際、像担持体に担持されたトナー像をシートに転写するように構成したものがある。
【０００３】
図９は、このような構成の従来の画像形成装置の概略構成を示す図であり、この画像形成装置は、像担持体である感光ドラム（感光体）１を備えると共に、この感光ドラム１の周囲に、その回転方向（矢印ａ方向）に沿って感光ドラム１を帯電する一次帯電器２、感光ドラム１を露光して静電潜像を形成する露光手段３、静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像を形成する現像装置４、感光ドラム１上のトナー像をシートである転写材Ｐに転写する転写部材である転写ローラ（転写装置）５、残留トナーを除去するクリーニング装置６を配設している。
【０００４】
また、トナー像の転写先となる転写材Ｐは、用紙カセット７から給紙ローラ８によって給紙され、給紙センサ９、レジストローラ１０、トップセンサ１１、幅検知センサ２１、転写ガイド１２等を介して感光ドラム１と転写ローラ５とにより形成された転写ニップ部Ｎに給送されるようになっている。ここで、この転写材Ｐはトップセンサ１１からの信号によって感光ドラム上に形成された画像に対して同期がとられて転写ニップ部Ｎに給送されるようになっている。
【０００５】
そして、このように転写ニップ部Ｎに給送された転写材Ｐは転写ローラ５によってトナー像が転写される。この後、転写材Ｐは搬送ガイド１４を介して定着装置１５に搬送されてトナー画像が定着され、このようにトナー像が定着された後、転写材Ｐは排紙ローラ１６により装置外に排出されるようになっている。また、感光ドラム１上に転写されずに残った残留トナーはクリーニング装置６によって回収されるようになっている。
【０００６】
なお、同図に示す画像形成装置は自動両面印字が可能な構成となっており、自動両面印字を行う場合には、転写材Ｐは、定着器１５を通って１面（表面）の画像形成が終了した後、反転ローラ１８部で反転されて、画像形成装置本体下部の再給紙紙搬送路１７に給送されるようになっている。
【０００７】
そして、このように再給紙紙搬送路１７に給送された転写材Ｐは、再給紙ローラ１９により再給紙され、再給紙センサ２０を経てレジストローラ１０からトップセンサ１１に再び導入され、今度は２面（裏面）に画像形成がなされるようになっている。
【０００８】
次に、既述した転写材Ｐに対するトナー画像の転写について、負極性の帯電トナーを用いて静電潜像を反転現像する場合を例にして詳しく説明する。
【０００９】
露光手段３によって露光が行われる前、感光ドラム１の表面は一次帯電器２によってトナーと同極性の負に帯電され、暗部電位Ｖｄとなっている。そして、このように表面が帯電された感光ドラム１に露光手段３により像露光が行われると、感光ドラム１上の露光された部分は電位の絶対値が小さくなり、明部電位Ｖ１となって静電潜像が形成される。
【００１０】
そして、この静電潜像は、現像装置４に回転自在に取り付けられると共に表面に負極性のトナーが薄層コートされているスリーブ４ａによりトナー像として顕像化される。ここで、このスリーブ４ａには感光ドラム１の暗部電位Ｖｄと明部電位Ｖ１との間の値を有するバイアス電圧Ｖｂ（｜Ｖｄ｜＞｜Ｖｂ｜＞｜Ｖ１｜）が不図示の外部電源によって与えられており、このバイアス電圧Ｖｂによりスリーブ４ａ上のトナーは感光ドラム１の明部電位Ｖ１の部分にのみ転移して静電潜像が顕像化される。
【００１１】
一方、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎに供給されると、転写ローラ５には０．１〜１０ｋＶの正の電圧が印加されるようになり、これにより転写材Ｐに正の電荷が与えられ、感光ドラム１上のトナー像は静電的引力によって転写材Ｐに転移し転写される。
【００１２】
ところで、既述した転写ニップ部Ｎのシート給送方向上流側に設けられ、転写ニップ部Ｎへ給送される転写材Ｐを検知する通過検知手段であるトップセンサ１１は、画像形成のための帯電、露光、現像、転写などの高圧制御シーケンスを決定する起点となるセンサであり、不図示の制御手段は転写材Ｐがトップセンサ１１をＯＮした時間を起点にタイマによりカウントを開始し、そこからの経過時間によって転写材先端が転写ニップに到達する時間を推定している。したがって、トップセンサ１１は転写ニップ部Ｎから、少なくとも一次帯電器２から転写ニップ部Ｎまでの距離と同じか、それ以上離れた位置にある必要がある。
【００１３】
また、幅検知センサ２１は転写ニップ部Ｎのシート給送方向上流側に設けられ、転写材Ｐの給送方向と直交する方向の幅を検知する幅検知手段を構成するものであり、制御手段は、この幅検知センサ２１のＯＮ／ＯＦＦに基づいて転写材幅を判断し、転写材Ｐが幅検知センサ２１をＯＮしない狭幅紙の場合は、定着装置１５の非通紙領域の異常温度上昇（非通紙部昇温）を防止するために定着温調制御を変えるなどの制御変更を行っている。
【００１４】
なお、このようなローラ転写方式では、転写ローラ５として抵抗を１×１０^６〜１×１０^１０Ωに調整した中抵抗弾性層を有する導電性弾性ローラを用いており、このような転写ローラ５を介して転写材Ｐにトナー像とは逆極性の電荷を付与して感光ドラム上のトナー像を転写材上に転写させることにより、有害とされているオゾンの発生量はコロナ放電を利用する場合に比して格段に減少させることができる。
【００１５】
ところで、転写ローラ５には不図示のバイアス電源により、トナー像を転写するのに必要な第１の転写バイアスである転写バイアスＶｔｒが定電圧印加され、この転写バイアスＶｔｒにより転写材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に印加する電圧を第２の転写バイアスである転写弱バイアスＶｌｏｗ（ＯＦＦ、又は転写バイアスよりも低い弱バイアス）に切り替えることによって非転写時のドラムメモリ及び紙跡を防止するようにしている。
【００１６】
ここで、この転写材後端での転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｌｏｗへのバイアスの切り替えは、図１０に示すように、転写材Ｐに対する印字可能領域Ｓを先端Ｐ１、後端Ｐ２、左右端Ｐ３から各々ｂ（例えば、５ｍｍ）入った内側とした場合、図１１に示すように転写材後端からｃ（ｃ＜ｂ）だけ入った余白（非画像領域）で行っている。なお、同図において、矢印Ａは転写材の搬送方向を示している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような転写バイアス制御を行う従来の画像形成装置においては、以下に示すような問題があった。
【００１８】
即ち、転写材後端での転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｌｏｗへの切り替えタイミングは、転写材Ｐの後端がトップセンサ１１を通過した時間を起点に、トップセンサ１１〜転写ニップ部Ｎ間の距離及び転写材搬送スピードから転写材後端が転写ニップ部Ｎに到達する時間を算出して決定している。
【００１９】
しかし、トップセンサ１１〜転写ニップＮ間距離には装置によって若干のバラつきがあり、また転写材搬送スピードも転写ローラ外径、転写材Ｐの厚み、印字比率などに左右され僅かに変化するため、これらのバラつきを総合すると転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスへＶｌｏｗの切り替えポイントが、所望の位置に対して数ｍｍずれることが予想される。
【００２０】
また、トップセンサ１１は図１２に示すようなセンサレバー２３とフォトインタラプタ２２とを備えて転写材Ｐの先端と後端とを検知するような構造になっているが、転写材後端を検知する場合、トップセンサ１１のセンサレバー２３上のどこを転写材Ｐが通過するかによってセンサレバー２３が、実線で示すフォトインタラプタ２２を切る位置に戻るまでの時間に誤差が生じる。
【００２１】
そして、このようにトップセンサ１１の転写材後端の検知時間に誤差が生じると、転写バイアスの切り替えポイントがずれるようになり、このように転写バイアス切り替えポイントがずれると、例えば切り替えポイントが転写材後端側にずれた場合は、感光ドラム１に対して転写材後端のエッジ部分で過剰な転写電流が流れるようになる。
【００２２】
ここで、このように過剰な転写電流が流れた場合、この後端で流れた電流によって感光ドラム上に電位が下がった部分ができてしまい、次の転写材への印字の際にこの感光ドラム上の電位差が帯電によってキャンセルしきれずに黒いスジとなって現れる、いわゆる「後端メモリ」という問題が発生する。なお、この後端メモリは転写材後端に集中して電流が流れやすい薄紙で発生しやすく、逆に、はがきや封筒、厚紙などでは発生しにくい傾向がある。
【００２３】
また、逆に転写バイアス切り替えポイントが転写材Ｐの内側にずれた場合は、画像上にこの転写バイアス切り替えポイントがかかることになり、たとえば２面目印字や高抵抗紙、厚紙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、画像の飛び散り（爆発）や転写不良が発生するという問題がある。
【００２４】
さらに、この転写バイアス切り替えポイントのずれは、プロセススピードが速いほど大きくなることから、近年の高速化した画像形成装置では、この誤差を転写材後端の非画像領域で吸収することは困難になっている。
【００２５】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、転写材（シート）の後端を精度良く検知して良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に当接して該像担持体との間に転写ニップ部を形成する転写部材とを備え、前記転写ニップ部をシートが通過する際、転写バイアスが印加された前記転写部材により前記像担持体上に担持されたトナー像を前記シートに転写して画像形成を行う画像形成装置において、前記転写ニップ部のシート給送方向上流側に設けられ、該転写ニップ部へ給送されるシートを検知する通過検知手段と、前記転写ニップ部のシート給送方向上流側に設けられ、該転写ニップ部へ給送されるシートのシート給送方向と直交する方向の幅を検知する幅検知手段と、前記転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加電源と、前記トナー像を転写する時には前記転写部材に第１の転写バイアスを印加し、トナー像転写後には前記転写部材に第２の転写バイアスを印加するように前記転写バイアス印加電源を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記通過検知手段及び前記幅検知手段からの検知信号に基づいて前記通過検知手段及び幅検知手段のうちのどちらか一方を前記シートの後端を検知する後端検知手段とすると共に、前記後端検知手段からの後端検知信号に基づいて前記第１の転写バイアスから前記第２の転写バイアスへの切り替えを行うようにしたことを特徴とするものである。
【００２７】
また本発明は、前記制御手段は、前記通過検知手段及び幅検知手段のそれぞれから検知信号が入力された場合には前記通過検知手段及び幅検知手段のうち、より前記転写ニップ部に近い位置にある検知手段を前記シート後端検知手段とすると共に、前記通過検知手段及び幅検知手段のいずれか一方のみから検知信号が入力された場合には前記検知信号を入力した検知手段をシート後端検知手段とすることを特徴とするものである。
【００２８】
また本発明は、前記転写ニップ部に近い位置に前記幅検知手段を配置したことを特徴とするものである。
【００２９】
また本発明は、前記シートに連続して画像を形成する際、前記通過検知手段のみが検知信号を入力した場合には、連続するシートの間の間隔を前記像担持体の１周分の長さよりも長くするようにすることを特徴とするものである。
【００３０】
また本発明のように、トナー像が担持される像担持体に転写部材を当接させて形成された転写ニップ部のシート給送方向上流側に、転写ニップ部へ給送されるシートを検知する通過検知手段と、転写ニップ部へ給送されるシートのシート給送方向と直交する方向の幅を検知する幅検知手段とをそれぞれ設け、制御手段は、通過検知手段及び幅検知手段からの検知信号に基づいて通過検知手段及び幅検知手段のうちのどちらか一方を後端検知手段とする。そして、制御手段は後端検知手段からの後端検知信号に基づいて転写バイアスを、トナー像を転写部材に転写する時の第１の転写バイアスからトナー像転写後の第２の転写バイアスへ切り替えるようにする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図である。なお、同図において、図９と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００３３】
同図において、３０は制御装置（ＤＣコントローラ）であり、この制御装置３０は転写バイアス制御の一例であるＰＴＶＣ制御（ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｔｒｏｌ）を行うものである。
【００３４】
ここで、この制御装置３０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の通過を示す信号がトップセンサ１１からに入力されると、所定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（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）３１に出力するようになっている。なお、この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。
【００３５】
そして、このＰＷＭ信号はローパス・フィルタ３１でＤＣ化された後、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。ここで、この転写用高圧電源３３は入力された転写出力電圧Ｖｔに基づいて転写電圧Ｖｔｒを転写ローラ５に印加する。なお、このとき流れた電流値Ｉｔは電流検出回路３４で検出され、この電流値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。
【００３６】
このように、定電圧制御を行う場合には、制御装置３０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。
【００３７】
また、定電流制御を行う場合は、ＰＷＭ信号のパルス幅を徐々に上げていき制御装置３０に入力される電流値Ｉｔに対応する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。
【００３８】
次に、本実施の形態における転写バイアス制御について説明する。
【００３９】
制御装置３０は、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制御を一度行う。
【００４０】
ここで、このＰＴＶＣ制御では、まず転写高圧電源３３からの出力電圧を徐々に上昇させ、予め設定された電流値に転写電流が到達したときの電圧値をＶｔ_０として制御装置３０内に保持する。次に、この電圧値Ｖｔ_０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。なお、この式において、α及びβは転写の系によって任意に決まる常数である。
【００４１】
Ｖｔｒ＝αＶｔ_０＋β
【００４２】
次に、このようにして転写電圧Ｖｔｒを決定した後、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。なお、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３６のカウントに基づいて行い、転写材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎに入ると同時に、前記転写電圧Ｖｔｒを定電圧印加して転写を行う。
【００４３】
次に、トップセンサ１１が転写材Ｐの後端を検知すると、この検知信号に基づいて転写材Ｐの後端が転写ニップ部Ｎに到達する時間を逆算すると共に再度タイマ３６によるカウントを開始し、転写材Ｐの後端が転写ニップ部Ｎを通過する一定時間前に、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。
【００４４】
ここで、例えばトップセンサ１１と転写ニップ部Ｎとの間の距離を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、転写ローラ５に印加するバイアスを転写バイアスから転写弱バイアスに切り替える。
【００４５】
なお、本実施の形態において、この転写ローラ５は、図２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）、または発砲スポンジ状の中抵抗弾性層５ｂを形成したゴムローラで、ローラ硬度２５〜７０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重時）、抵抗値１０^６〜１０^１０Ωの範囲のものである。なお、転写ローラ５の弾性体層５ｂは、一次加硫後に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ている。
【００４６】
また、この転写ローラ５は、図３に示すように加圧バネ５ｄにより長手両端部の転写ローラ芯金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Ｎを形成するようになっている。なお、本実施の形態では、転写ローラ５を総圧１０Ｎで感光ドラム１に圧接するようにしている。
【００４７】
一方、図４は、転写ローラ５の抵抗測定法を示す図であり、転写ローラ５の抵抗を測定する場合は、同図に示すように、アルミシリンダ４０へ総圧１０Ｎ（片側５Ｎ）で転写ローラ５を当接させて回転させ、任意の電圧（例えば＋２．０ｋＶ）を直流高圧電源４１より転写ローラ芯金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、最小値を電流計４３で読みとる。そして、読みとった電流値から回路中に流れる電流値の平均値を求め、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。
【００４８】
ところで、画像形成装置の多くは転写材サイズによらずトップセンサ１１で転写材後端を検知し、その後端検知結果を基準にして転写材後端での転写バイアスの切り替えを行っている。しかし、トップセンサ１１による転写材後端検知は、タイマカウントの公差の他、既述したようにトップセンサ１１と転写ニップ距離の製造上のばらつき、転写材搬送スピード等によって大きくばらつく。
【００４９】
そして、このように転写材後端検知がばらついた場合、例えば印字時の転写バイアスＶｔｒから紙間の転写弱バイアスＶｌｏｗへの切替ポイントが転写材後端側にずれた場合には、転写バイアスＶｔｒから転写弱バイアスＶｌｏｗへの切り替えが転写材後端が転写ニップ部Ｎを通過してから行われ、「後端メモリ」現象が発生する。
【００５０】
そこで、本実施の形態においては、転写材幅を検知するための幅検知センサ２１をトップセンサ１１の下流側、即ちトップセンサ１１よりも、より転写ニップ部Ｎに近い場所に配置すると共に、トップセンサ１１と幅検知センサ２１との両方により転写材Ｐが検知された場合、制御装置３０は幅検知センサ２１からの検知信号に基づいて転写バイアスの切り替えを行うようにしている。なお、幅検知センサ２１は転写材幅を検知し、その検知結果を定着制御にフイードバックするものなので設置位置には自由度があり、このため転写ニップ部Ｎぎりぎり手前に接地することができる。
【００５１】
そして、このように転写ニップ部Ｎに近い幅検知センサ２１からの検知信号に基づいて転写材後端を検知することにより、タイマカウントの公差、トップセンサ１１と転写ニップ距離の製造上のばらつき等に拘らず転写材後端を精度良く検知することができる。
【００５２】
次に、このような本実施の形態に係る後端バイアス切り替えを図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
ホストコンピュータからプリント信号を受けると、制御装置３０は印字（画像形成）を開始すると共に給紙を開始する（ＳＴＥＰ１）。次に、転写材Ｐの先端がトップセンサ１１を通過し、これを示す信号（トップ信号）が入力（ＯＮ）されると（ＳＴＥＰ２）、タイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ３）、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（ＳＴＥＰ４）。
【００５４】
次に、幅検知センサ２１がＯＮとなるか否かを検知し（ＳＴＥＰ５）、転写材後端を検知するセンサを決定する。即ち、幅検知センサ２１がＯＮとなった場合には（ＳＴＥＰ５のＹ）、転写材後端を検知するセンサを幅検知センサ２１に決定する（ＳＴＥＰ６）。
【００５５】
そして、このように転写材後端を検知するセンサを幅検知センサ２１に決定した後、幅検知センサ２１がＯＦＦとなったとき、即ち転写材Ｐの後端が後端検知センサである幅検知センサ２１を通過したとき（ＳＴＥＰ７）、再度タイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ８）、転写ニップ部Ｎに転写材後端がくる時間を予測する。そして、その予測時間となったとき、転写材後端の内側余白部で転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替える（ＳＴＥＰ９）。
【００５６】
一方、幅検知センサ２１がＯＮとならなかった場合には（ＳＴＥＰ５のＮ）、転写材後端を検知するセンサをトップセンサ１１に決定し（ＳＴＥＰ６１）、このように転写材後端を検知するセンサをトップセンサ１１に決定した後、転写材Ｐの後端が後端検知センサであるトップセンサ１１を通過したとき（ＳＴＥＰ７）、再度タイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ８）、転写ニップ部Ｎに転写材後端がくる時間を予測する。
【００５７】
そして、その予測時間となったとき、転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えることにより（ＳＴＥＰ９）、転写材後端の内側余白部で転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えることがきる。なお、このようにして転写バイアスの切り替えを行った後、１枚通紙の場合は印字を終了し、連続印字の場合は次の印字を連続して行う（ＳＴＥＰ１０）。
【００５８】
次に、このような本実施の形態の実施例について説明する。
【００５９】
本実施例においては、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓｅｃ、搬送速度をＡ４縦送り／１６ｐｐｍ、連続通紙時の紙間が５０ｍｍとした。また、ＰＴＶＣとして転写バイアス制御を行うと共に、印字中は１面目印字時に流れる転写電流が約６μＡ、自動両面２面目印字時に流れる転写電流が約５μＡになるように転写バイアスを制御し、紙間に印加する転写弱バイアスは非通紙時で３μＡになるように定電圧制御を行った。
【００６０】
さらに、本実施例では転写ローラ５として、φ６（ｍｍ）のＦｅの芯金５ａ上に、８×１０^７（Ω）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°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ／総荷重１０００ｇ時）、外径をφ１６（ｍｍ）、ゴム部長手寸法を２１８ｍｍとしたソリッドの導電性・弾性ローラを用いた。
【００６１】
またさらに、本実施例では、図６に示すように、トップセンサ１１を転写ニップＮの手前７０ｍｍの画像中心部に、幅検知センサ２１を転写ニップＮの手前２０ｍｍの画像中心から６０ｍｍ左側に配置した。これにより、転写材先端がトップセンサ１１と幅検知センサ２１両方通過した場合は幅検知センサ２１を使って転写材後端検知を行うことができるようにし、トップセンサ１１のみ通過した場合はトップセンサ１１で転写材後端検知を行うようにした。
【００６２】
一方、転写バイアス切替のポイントは、転写材後端内側２ｍｍと設定した。これにより、トップセンサ１１により転写材後端検知を行う場合は転写材後端がトップセンサ１１を通過してから（７０−２）／１００＝０．６８（ｓｅｃ）後に転写バイアスを切り替え、幅検知センサ２１により転写材後端検知を行う場合は転写材後端が幅検知センサ２１を通過してから（２０−２）／１００＝０．１８（ｓｅｃ）後に転写バイアスを切り替えるように設定した。
【００６３】
表１に、転写材後端をトップセンサ１１で検知した場合の、実際の転写材後端に対する転写バイアス切り替えタイミングのばらつきと後端メモリの発生頻度を、同じく転写材後端を幅検知センサ２１で検知した場合の転写バイアス切替タイミングのばらつきと後端メモリの発生頻度を示す。
【００６４】
なお、ここで示したデータは、普通紙１面目印字を連続で１００枚行った場合に、転写バイアス切り替えポイントが実際の転写材後端に対してばらついた範囲を示しており、後端メモリの発生頻度は、前記連続１００枚連続印字中（印字パターンは均一ハーフトーン）に、後端メモリ画像が発生した枚数の割合で示している。
【００６５】
【表１】

【００６６】
この表１から明らかなように転写材後端をトップセンサ１１で検知した場合に比較して、より転写ニップに近い位置に配置された幅検知センサ２１を使って転写材後端検知をした方が後端転写バイアスの切り替え位置のばらつきが小さく、また後端メモリは発生頻度、発生レベルともに軽微になっていることがわかる。
【００６７】
このように、トップセンサ１１よりも幅検知センサ２１を転写ニップ部側に配置し、転写材Ｐが双方のセンサ１１，２１を通過した場合は、より転写ニップ部Ｎに近い幅検知センサ２１からの信号に基づいて転写材後端検知を行うことにより、転写材後端検知精度を上げることができる。
【００６８】
また、このように精度の良い後端検知に基づいて転写バイアスを切り替えることにより、転写材後端の内側余白部で転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えることがきる。これにより、特に幅検知センサ２１をＯＮすることのできる大サイズ紙の後端メモリの発生頻度と、発生レベルを抑えることが可能となり、良好な画像を得ることができる。
【００６９】
ところで、転写材後端で集中的に流れた電流によって感光ドラム上にできた後端メモリは、図７の（ａ）に示すようにドラム１周後にスジ画像として発生するが、この後端メモリは帯電を繰り返す度に減衰し、通常は感光ドラム２周目に印字が行われるときにはほぼ消失する。即ち、図７の（ｂ）に示すように紙間（１枚目の転写材後端と２枚目の転写材先端の間隔）が感光ドラム１周分以上あれば画像上に後端メモリは現れない。
【００７０】
したがって、すべての紙間を感光ドラム１周分以上の長さにすれば後端メモリの発生を抑えることができるが、その場合すべての紙種においてスループットが落ち、印字スピードが低下するという問題がある。
【００７１】
そこで、転写材後端検知のばらつきが大きく後端メモリが発生しやすい、トップセンサ１１のみ通過する転写材種に対してのみ紙間を感光ドラム１周分以上の長さにのばすことで、幅検知センサ２１を通過しない狭幅紙の、特に薄紙不定形サイズ紙で発生する後端メモリを防止することができる。
【００７２】
次に、このような本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７３】
本実施の形態においては、幅検知センサ２１をトップセンサ１１よりも転写ニップ部Ｎよりに配置し、転写材Ｐが双方のセンサ１１，２１を通過した場合は、より転写ニップ部Ｎに近い幅検知センサ２１からの信号に基づいて転写材後端検知を行い、トップセンサ１１のみ通過する転写材Ｐに関しては連続通紙時の紙間を感光ドラム１周分以上に広げるようにしている。
【００７４】
次に、このような本実施の形態に係る後端バイアス切り替えを図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７５】
ホストコンピュータからプリント信号を受けると、制御装置３０は印字（画像形成）を開始すると共に給紙を開始する（ＳＴＥＰ１）。次に、転写材Ｐの先端がトップセンサ１１を通過し、これを示す信号（トップ信号）が入力（ＯＮ）されると（ＳＴＥＰ２）、制御装置３０がタイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ３）、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（ＳＴＥＰ４）。
【００７６】
次に、幅検知センサ２１がＯＮとなるか否かを検知し（ＳＴＥＰ５）、転写材後端を検知するセンサを決定する。即ち、幅検知センサ２１がＯＮとなった場合には（ＳＴＥＰ５のＹ）、転写材後端を検知する後端検知センサを幅検知センサ２１に決定する（ＳＴＥＰ６）。
【００７７】
次に、このように転写材後端を検知する後端検知センサを幅検知センサ２１に決定した後、幅検知センサ２１がＯＦＦとなったとき、即ち転写材Ｐの後端が幅検知センサ２１を通過したとき（ＳＴＥＰ８）、再度タイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ９）、転写ニップ部Ｎに転写材後端がくる時間を予測する。そして、その予測時間となったとき、転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えることにより（ＳＴＥＰ９）、転写材後端の内側余白部で転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替えることができる。
【００７８】
一方、幅検知センサ２１がＯＮとならなかった場合には（ＳＴＥＰ５のＮ）、後端検知センサをトップセンサ１１に決定する（ＳＴＥＰ１０）。そして、このように後端検知センサをトップセンサ１１に決定した後、転写材Ｐの後端が後端検知センサであるトップセンサ１１を通過したとき（ＳＴＥＰ１１）、再度タイマカウントを開始し（ＳＴＥＰ１２）、転写ニップ部Ｎに転写材後端がくる時間を予測する。そして、その予測時間となったとき、転写材後端の内側余白部で転写バイアスＶｔｒを転写弱バイアスＶｌｏｗに切り替える（ＳＴＥＰ１３）。
【００７９】
次に、制御装置３０は、ホストコンピュータからプリント信号に基づき連続通紙を行うか否かを判断し（ＳＴＥＰ１４）、連続通紙を行う場合は（ＳＴＥＰ１４のＹ）、紙間が感光ドラム１周分以上になるように次紙の給紙間隔を決定し（ＳＴＥＰ１５）、次紙の印字を開始する。１枚通紙の場合は（ＳＴＥＰ１４のＮ）、印字を終了する。
【００８０】
次に、このような本実施の形態の実施例について説明する。
【００８１】
本実施例においては、トップセンサ１１のみ通過する転写材Ｐの紙間は、例えば記述した第１の実施の形態の実施例で示したものと同一構成の画像形成装置（プロセススピード＝１００（ｍｍ／ｓｅｃ）、感光ドラ外径＝φ３０）の場合、通常の連続通紙時の紙間は５０ｍｍであるが、トップセンサ１１のみ通過する転写材Ｐに対しては給紙間隔をコントロールして連続印字の紙間を９４．２５（ｍｍ）以上に設定した。
【００８２】
表２は、紙間を９５ｍｍに設定すると共に以上説明したアルゴリズムで１００枚連続印字を行った結果を示すものである。
【００８３】
【表２】

【００８４】
この表２から明らかなように、本実施の形態の場合、トップセンサ１１と幅検知センサ２１との双方を通過するサイズの転写材Ｐに関しては既述した第１の実施の形態と同様に後端メモリの発生頻度と発生レベルを低下させることができた。また、トップセンサ２１のみを通過する狭幅紙に対しては、転写材後端の検知のばらつきはあるものの、紙間を広げることで後端メモリが全く発生しない状態を実現することができる。
【００８５】
このように、トップセンサ１１のみ通過した場合はトップセンサ１１で転写材後端検知を行うと共に、連続通紙時の紙間を感光ドラム１周分以上に広げることにより後端メモリのない良好な画像を得ることが可能となる。
【００８６】
なお、これまでの説明においては、幅検知センサ２１をトップセンサ１１よりも転写ニップ部Ｎに近い位置に配置した場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、トップセンサ１１を幅検知センサ２１よりも転写ニップ部Ｎに近い位置に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シート給送方向上流側にそれぞれ設けられた通過検知手段及び幅検知手段からの検知信号に基づいて通過検知手段及び幅検知手段のうちのどちらか一方をシート後端検知手段とすることにより、転写材（シート）の後端を精度良く検知することができる。また、この後端検知手段からの後端検知信号に基づいて転写バイアスを切り替えることにより、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図。
【図２】上記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】上記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】上記転写ローラの抵抗測定方法を示す図。
【図５】上記画像形成装置の転写材後端検知と転写バイアス切り替え制御を示すフローチャート。
【図６】上記画像形成装置のトップセンサと幅検知センサの配置を説明する上面図。
【図７】上記画像形成装置の紙間と後端メモリの発生を説明する解説図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写材後端検知と転写バイアス切り替え制御を示すフローチャート。
【図９】従来の画像形成装置の概略構成を示す図。
【図１０】転写材上の画像形成領域と余白の関係を説明する図。
【図１１】転写材上の画像形成領域と転写電圧切り替えポイントを説明する図。
【図１２】従来の画像形成装置のトップセンサの構成を示す図。
【符号の説明】
１感光ドラム
５転写ローラ
１１トップセンサ
２１幅検知センサ
３０制御装置
Ｎ転写ニップ部
Ｐ転写材
Ｖｔｒ転写バイアス
Ｖｌｏｗ転写弱バイアス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to control of a transfer bias applied to a transfer member in order to transfer an image on an image carrier onto a transfer material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method or an electrostatic recording method, a rotatable image carrier that carries a toner image, and a transfer member that contacts the image carrier. And a sheet is passed through a transfer nip formed between an image carrier and a transfer member, and at this time, a toner image carried on the image carrier is transferred to the sheet.
[0003]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional image forming apparatus having such a configuration. The image forming apparatus includes a photosensitive drum (photosensitive member) 1 serving as an image carrier, and the photosensitive drum 1 includes a photosensitive drum 1. Around the periphery, a primary charger 2 that charges the photosensitive drum 1 along the rotation direction (arrow a direction), an exposure unit 3 that exposes the photosensitive drum 1 to form an electrostatic latent image, and a toner ( A developing device 4 that forms a toner image by attaching a developer), a transfer roller (transfer device) 5 that is a transfer member that transfers the toner image on the photosensitive drum 1 to a transfer material P that is a sheet, and residual toner is removed. A cleaning device 6 is provided.
[0004]
Further, the transfer material P that is a transfer destination of the toner image is fed from the paper cassette 7 by the paper feed roller 8, and includes a paper feed sensor 9, a registration roller 10, a top sensor 11, a width detection sensor 21, a transfer guide 12, and the like. Then, the toner is fed to a transfer nip N formed by the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5. Here, the transfer material P is fed to the transfer nip portion N in synchronization with an image formed on the photosensitive drum by a signal from the top sensor 11.
[0005]
Then, the toner image is transferred by the transfer roller 5 to the transfer material P thus fed to the transfer nip portion N. Thereafter, the transfer material P is conveyed to the fixing device 15 via the conveyance guide 14 to fix the toner image. After the toner image is fixed in this way, the transfer material P is discharged out of the device by the paper discharge roller 16. It has come to be. Further, residual toner remaining without being transferred onto the photosensitive drum 1 is collected by the cleaning device 6.
[0006]
The image forming apparatus shown in FIG. 2 is configured to be capable of automatic double-sided printing. When automatic double-sided printing is performed, the transfer material P passes through the fixing device 15 and forms one surface (front surface). Then, the image is reversed by the reversing roller 18 and fed to the refeed paper conveyance path 17 at the lower part of the main body of the image forming apparatus.
[0007]
The transfer material P thus fed to the re-feed paper transport path 17 is re-feeded by the re-feed roller 19 and introduced again from the registration roller 10 to the top sensor 11 via the re-feed sensor 20. This time, image formation is performed on two sides (back side).
[0008]
Next, the transfer of the toner image to the transfer material P described above will be described in detail by taking as an example the case of reversal development of an electrostatic latent image using negatively charged toner.
[0009]
Before exposure is performed by the exposure unit 3, the surface of the photosensitive drum 1 is negatively charged by the primary charger 2 with the same polarity as the toner and has a dark portion potential Vd. When the exposure unit 3 performs image exposure on the photosensitive drum 1 whose surface is charged in this way, the absolute value of the potential of the exposed portion on the photosensitive drum 1 becomes small and becomes the bright portion potential V1. An electrostatic latent image is formed.
[0010]
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a sleeve 4a which is rotatably attached to the developing device 4 and whose surface is coated with a thin layer of negative polarity toner. Here, a bias voltage Vb (| Vd |> | Vb |> | V1 |) having a value between the dark portion potential Vd and the bright portion potential V1 of the photosensitive drum 1 is applied to the sleeve 4a by an external power source (not shown). The toner on the sleeve 4a is transferred only to the bright portion potential V1 portion of the photosensitive drum 1 by the bias voltage Vb, and the electrostatic latent image is visualized.
[0011]
On the other hand, when the transfer material P is supplied to the transfer nip portion N, a positive voltage of 0.1 to 10 kV is applied to the transfer roller 5, whereby a positive charge is given to the transfer material P. The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred and transferred to the transfer material P by electrostatic attraction.
[0012]
By the way, the top sensor 11 that is provided on the upstream side of the transfer nip portion N in the sheet feeding direction and detects the transfer material P fed to the transfer nip portion N is used for image formation. The sensor is a starting point for determining a high-voltage control sequence such as charging, exposure, development, transfer, etc. The control means (not shown) starts counting by a timer from the time when the transfer material P turns on the top sensor 11, The time required for the transfer material leading edge to reach the transfer nip is estimated from the elapsed time from the start. Therefore, the top sensor 11 needs to be at a position that is at least the same distance as or more than the distance from the transfer charger nip N to the transfer nip N from the primary charger 2.
[0013]
The width detection sensor 21 is provided upstream of the transfer nip portion N in the sheet feeding direction, and constitutes a width detection unit that detects a width in a direction orthogonal to the feeding direction of the transfer material P. Determines the transfer material width based on ON / OFF of the width detection sensor 21. If the transfer material P is a narrow paper that does not turn on the width detection sensor 21, the abnormal temperature of the non-sheet passing region of the fixing device 15 is determined. Control changes such as changing the fixing temperature control are performed to prevent a rise (temperature increase at the non-sheet passing portion).
[0014]
In such a roller transfer system, the transfer roller 5 has a resistance of 1 × 10. ⁶ ~ 1x10 ¹⁰ A conductive elastic roller having a medium resistance elastic layer adjusted to Ω is used, and the toner image on the photosensitive drum is imparted to the transfer material P via the transfer roller 5 by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner image. Is transferred onto the transfer material, the amount of ozone generated, which is regarded as harmful, can be significantly reduced as compared with the case where corona discharge is used.
[0015]
Incidentally, a transfer bias Vtr, which is a first transfer bias necessary for transferring a toner image, is applied to the transfer roller 5 by a bias power source (not shown), and a charge is applied to the transfer material P by the transfer bias Vtr. Then, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material P. After the transfer, the voltage applied to the transfer roller 5 by the constant voltage control is set to the transfer weak bias Vlow (OFF or the second transfer bias). By switching to a weak bias lower than the transfer bias, drum memory and paper traces during non-transfer are prevented.
[0016]
Here, switching of the transfer bias Vtr from the transfer bias Vtr to the transfer weak bias Vlow at the rear end of the transfer material is performed by changing the printable area S with respect to the transfer material P to the front end P1, the rear end P2, and the left and right ends, as shown in FIG. In the case where the inner side includes b (for example, 5 mm) from P3, as shown in FIG. 11, the blanking (non-image area) including only c (c <b) from the rear end of the transfer material is performed. In the figure, an arrow A indicates the transfer material conveyance direction.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional image forming apparatus that performs such transfer bias control has the following problems.
[0018]
That is, the switching timing from the transfer bias Vtr to the transfer weak bias Vlow at the rear end of the transfer material starts from the time when the rear end of the transfer material P passes the top sensor 11 between the top sensor 11 and the transfer nip portion N. The time for the rear end of the transfer material to reach the transfer nip N is calculated from the distance and the transfer material conveyance speed.
[0019]
However, the distance between the top sensor 11 and the transfer nip N varies slightly depending on the device, and the transfer material conveyance speed also varies slightly depending on the outer diameter of the transfer roller, the thickness of the transfer material P, the printing ratio, etc. When these variations are combined, it is expected that the switching point of Vlow from the transfer bias Vtr to the weak transfer bias is shifted by several mm from the desired position.
[0020]
Further, the top sensor 11 includes a sensor lever 23 and a photo interrupter 22 as shown in FIG. 12 and is configured to detect the leading edge and the trailing edge of the transfer material P. However, the top sensor 11 detects the trailing edge of the transfer material. In this case, depending on where on the sensor lever 23 of the top sensor 11 the transfer material P passes, an error occurs in the time until the sensor lever 23 returns to the position where the photo interrupter 22 indicated by the solid line is cut.
[0021]
When an error occurs in the detection time of the trailing edge of the transfer material of the top sensor 11 as described above, the transfer bias switching point is shifted. When the transfer bias switching point is shifted in this way, for example, the switching point is the transfer material. When it shifts to the rear end side, an excessive transfer current flows at the edge portion of the rear end of the transfer material with respect to the photosensitive drum 1.
[0022]
Here, when an excessive transfer current flows in this way, a portion where the potential has dropped on the photosensitive drum due to the current flowing at the rear end is formed, and this photosensitive drum is printed at the time of printing on the next transfer material. There arises a problem of so-called “rear end memory” in which the upper potential difference cannot be completely canceled by charging and appears as a black streak. The rear end memory tends to be generated with thin paper that is concentrated at the rear end of the transfer material and easily flows current, and conversely, it tends not to be generated with postcards, envelopes, and thick paper.
[0023]
Conversely, when the transfer bias switching point is shifted to the inside of the transfer material P, this transfer bias switching point is applied on the image. For example, when printing on the second side, high resistance paper, or thick paper, for example. When switching to the weak transfer bias, there is a problem that the transfer current becomes insufficient, causing image scattering (explosion) and transfer failure.
[0024]
Further, since the shift of the transfer bias switching point increases as the process speed increases, it is difficult to absorb this error in the non-image area at the trailing edge of the transfer material in a recent high-speed image forming apparatus. ing.
[0025]
Accordingly, the present invention has been made in view of such a current situation, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can accurately detect the rear end of a transfer material (sheet) and obtain a good image. It is what.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an image carrier on which a toner image is carried, and a transfer member that abuts on the image carrier and forms a transfer nip portion between the image carrier and a sheet formed on the transfer nip portion. In an image forming apparatus for forming an image by transferring a toner image carried on the image carrier onto the sheet by the transfer member to which a transfer bias is applied when passing, a sheet feeding direction of the transfer nip portion Passing detection means provided on the upstream side for detecting the sheet fed to the transfer nip portion, and provided on the upstream side in the sheet feeding direction of the transfer nip portion for the sheet fed to the transfer nip portion Width detecting means for detecting a width in a direction perpendicular to the sheet feeding direction, a transfer bias applying power source for applying a transfer bias to the transfer member, and a first transfer bias for the transfer member when transferring the toner image. mark And a control means for controlling the transfer bias application power source so as to apply a second transfer bias to the transfer member after the toner image is transferred, wherein the control means comprises the passage detection means and the width detection means. One of the passage detection means and the width detection means is used as a rear end detection means for detecting the rear end of the sheet based on the detection signal from the rear end detection signal. On the basis of this, switching from the first transfer bias to the second transfer bias is performed.
[0027]
Further, according to the present invention, when the detection signal is input from each of the passage detection unit and the width detection unit, the control unit is positioned closer to the transfer nip portion of the passage detection unit and the width detection unit. A detection means is used as the sheet trailing edge detection means, and when a detection signal is input from only one of the passage detection means and the width detection means, the detection means that has input the detection signal is detected as the sheet trailing edge detection. It is characterized by making it a means.
[0028]
Further, the present invention is characterized in that the width detecting means is disposed at a position close to the transfer nip portion.
[0029]
According to the present invention, when images are continuously formed on the sheets, when only the passage detection unit inputs a detection signal, the interval between the continuous sheets is set to a length corresponding to one turn of the image carrier. It is characterized by making it longer than this.
[0030]
Further, as in the present invention, the sheet fed to the transfer nip is detected upstream of the transfer nip formed by bringing the transfer member into contact with the image carrier on which the toner image is carried. And a width detecting means for detecting the width of the sheet fed to the transfer nip portion in a direction orthogonal to the sheet feeding direction, and the control means is provided with the passage detecting means and the width detecting means. Based on the detection signal, one of the passage detection means and the width detection means is used as the rear end detection means. Then, the control means switches the transfer bias from the first transfer bias when transferring the toner image to the transfer member to the second transfer bias after transferring the toner image based on the rear end detection signal from the rear end detection means. Like that.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a diagram showing a control block of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same or corresponding parts.
[0033]
In the figure, reference numeral 30 denotes a control device (DC controller), and this control device 30 performs PTVC control (Programmable Transfer Voltage Control) which is an example of transfer bias control.
[0034]
Here, when a signal indicating the passage of the transfer material P conveyed to the transfer nip N between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 is input from the top sensor 11, the control device 30 generates a predetermined transfer output voltage. A PWM signal having a corresponding pulse width is output to a low-pass filter (Low Pass Filter) 31. The pulse width of the PWM signal is stored in advance in a transfer output table (not shown) in the control device 30.
[0035]
The PWM signal is converted to DC by the low-pass filter 31 and then amplified by an amplifier (AMP) 32 to become a transfer output voltage Vt, which is input to the transfer high-voltage power supply 33. Here, the transfer high-voltage power supply 33 applies a transfer voltage Vtr to the transfer roller 5 based on the input transfer output voltage Vt. The current value It flowing at this time is detected by the current detection circuit 34, and a signal corresponding to the current value It is input to the control device 30 via the A / D converter 35.
[0036]
As described above, when performing constant voltage control, the control device 30 determines from the PWM signal preset in the control device 30 and the transfer output correspondence table, and outputs a PWM signal having a pulse width corresponding to a desired voltage value. Output.
[0037]
When performing constant current control, the pulse width of the PWM signal is gradually increased, and the signal corresponding to the current value It input to the control device 30 becomes a value corresponding to the desired current value (constant current value). Then, constant current control is performed by following the voltage (pulse width) as the current value changes.
[0038]
Next, transfer bias control in the present embodiment will be described.
[0039]
The control device 30 receives an image formation signal (print signal) from a host computer (not shown), and performs PTVC control with the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 in direct contact when charging of the photosensitive drum 1 is completed. Do it once.
[0040]
Here, in this PTVC control, first, the output voltage from the transfer high-voltage power supply 33 is gradually increased, and the voltage value when the transfer current reaches a preset current value is set to Vt. ₀ As shown in FIG. Next, this voltage value Vt ₀ Then, the transfer voltage Vtr to be applied at the time of transfer is determined by the following transfer control expression stored in the controller 30 in advance. In this equation, α and β are constants arbitrarily determined by the transcription system.
[0041]
Vtr = αVt ₀ + Β
[0042]
Next, after determining the transfer voltage Vtr in this way, the printing operation is started when the preparation for image formation is completed, and the transfer material P is transferred to the photosensitive drum in synchronization with the toner image on the photosensitive drum 1. 1 is fed to a transfer nip N between the transfer roller 1 and the transfer roller 5. The transfer material P and the toner image on the photosensitive drum 1 are synchronized based on the count of the timer 36 after the transfer material P passes through the top sensor 11, and the leading edge of the transfer material P is transferred to the transfer nip portion N. At the same time, transfer is performed by applying a constant voltage to the transfer voltage Vtr.
[0043]
Next, when the top sensor 11 detects the rear end of the transfer material P, based on this detection signal, the time for the rear end of the transfer material P to reach the transfer nip portion N is calculated backward and counting by the timer 36 is started again. The transfer bias Vtr is applied between the first sheet and the second sheet (hereinafter referred to as “between sheets”) of the transfer material P to be conveyed before a predetermined time before the rear end of the transfer material P passes through the transfer nip N. The transfer weak bias (inter-paper bias) Vlow is switched to.
[0044]
Here, for example, when the distance between the top sensor 11 and the transfer nip portion N is D (mm) and the process speed is S (mm / sec), the rear end of the transfer material P passes through the top sensor 11. The time required to reach the transfer nip N is T = D / S (sec), and the transfer bias is switched to the transfer weak bias at the position C (mm) from the rear end of the transfer material P. After (D−C) / S (sec) after the rear end of the material P passes through the top sensor 11, the bias applied to the transfer roller 5 is switched from the transfer bias to the transfer weak bias.
[0045]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the transfer roller 5 is a solid (filled meat) using rubber such as EPDM, silicone, NBR, or urethane on a core metal 5a such as iron or Sus. Or a rubber roller on which a foamed sponge-like medium resistance elastic layer 5b is formed, having a roller hardness of 25 to 70 degrees (when Asker-C / 1 kg load) and a resistance value of 10 ⁶ -10 ¹⁰ It is in the range of Ω. Note that the elastic layer 5b of the transfer roller 5 is formed by performing secondary vulcanization after primary vulcanization, and then polishing the surface so that the outer diameter shape has a desired dimension.
[0046]
Further, as shown in FIG. 3, the transfer roller 5 is pressed against the photosensitive drum 1 by a pressure F from a transfer roller core 5a at both ends of the longitudinal axis by a pressure spring 5d through a bearing 5c to form a transfer nip N. It is supposed to be. In this embodiment, the transfer roller 5 is pressed against the photosensitive drum 1 with a total pressure of 10N.
[0047]
On the other hand, FIG. 4 is a diagram showing a method of measuring the resistance of the transfer roller 5. When measuring the resistance of the transfer roller 5, as shown in FIG. 4, the transfer is made to the aluminum cylinder 40 with a total pressure of 10N (one side 5N). The roller 5 is contacted and rotated, and the maximum value and the minimum value of the voltage value generated at both ends of the resistor 42 when an arbitrary voltage (for example, +2.0 kV) is applied from the DC high voltage power supply 41 to the transfer roller core metal. Read with an ammeter 43. Then, an average value of current values flowing in the circuit is obtained from the read current value, and the resistance value of the transfer roller 5 is calculated. The measurement environment was a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60%.
[0048]
By the way, in many image forming apparatuses, the rear end of the transfer material is detected by the top sensor 11 regardless of the size of the transfer material, and the transfer bias at the rear end of the transfer material is switched based on the detection result of the rear end. However, the detection of the trailing edge of the transfer material by the top sensor 11 greatly varies depending on the tolerance of the timer count, the manufacturing variation in the distance between the top sensor 11 and the transfer nip as described above, the transfer material conveyance speed, and the like.
[0049]
When the transfer material trailing edge detection varies as described above, for example, when the switching point from the transfer bias Vtr during printing to the transfer weak bias Vlow between papers is shifted to the transfer material trailing edge side, the transfer bias Vtr. Is switched after the transfer material rear end passes through the transfer nip portion N, and a “rear end memory” phenomenon occurs.
[0050]
Therefore, in the present embodiment, the width detection sensor 21 for detecting the transfer material width is disposed on the downstream side of the top sensor 11, that is, at a position closer to the transfer nip portion N than the top sensor 11, and the top. When the transfer material P is detected by both the sensor 11 and the width detection sensor 21, the control device 30 switches the transfer bias based on the detection signal from the width detection sensor 21. Since the width detection sensor 21 detects the width of the transfer material and feeds back the detection result to the fixing control, the installation position has a degree of freedom. Therefore, the width detection sensor 21 can be grounded just before the transfer nip portion N.
[0051]
Then, by detecting the trailing edge of the transfer material based on the detection signal from the width detection sensor 21 close to the transfer nip N in this way, the tolerance of the timer count, the manufacturing variation in the distance between the top sensor 11 and the transfer nip, etc. Regardless of this, the trailing edge of the transfer material can be detected with high accuracy.
[0052]
Next, the rear end bias switching according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0053]
When receiving a print signal from the host computer, the control device 30 starts printing (image formation) and paper feeding (STEP 1). Next, when the leading edge of the transfer material P passes through the top sensor 11 and a signal (top signal) indicating this is input (ON) (STEP 2), timer counting is started (STEP 3). Then, a transfer bias Vtr is applied at the front end of the transfer material P in synchronization with the image on the photosensitive drum 1 (STEP 4).
[0054]
Next, it is detected whether or not the width detection sensor 21 is ON (STEP 5), and a sensor for detecting the rear end of the transfer material is determined. That is, when the width detection sensor 21 is turned on (Y in STEP 5), a sensor for detecting the rear end of the transfer material is determined as the width detection sensor 21 (STEP 6).
[0055]
Then, after determining the sensor for detecting the rear end of the transfer material as the width detection sensor 21 in this way, when the width detection sensor 21 is turned off, that is, the width detection in which the rear end of the transfer material P is the rear end detection sensor. When the sensor 21 is passed (STEP 7), the timer count is started again (STEP 8), and the time for the trailing edge of the transfer material to arrive at the transfer nip N is predicted. When the predicted time is reached, the transfer bias Vtr is switched to the transfer weak bias Vlow at the inner margin of the rear end of the transfer material (STEP 9).
[0056]
On the other hand, if the width detection sensor 21 is not ON (N in STEP 5), the sensor for detecting the rear end of the transfer material is determined as the top sensor 11 (STEP 61), and the rear end of the transfer material is detected in this way. After determining the sensor as the top sensor 11, when the rear end of the transfer material P passes the top sensor 11, which is the rear end detection sensor (STEP 7), the timer count is started again (STEP 8), and the transfer is transferred to the transfer nip N. Predict the time for the trailing edge of the material.
[0057]
When the predicted time is reached, the transfer bias Vtr is switched to the weak transfer bias Vlow by switching the transfer bias Vtr to the weak transfer bias VLOW (STEP 9). Note that after switching the transfer bias in this way, printing is terminated when one sheet is passed, and the next printing is continuously performed when continuous printing is performed (STEP 10).
[0058]
Next, examples of this embodiment will be described.
[0059]
In this example, the process speed was 100 mm / sec, the conveyance speed was A4 vertical feed / 16 ppm, and the paper interval during continuous paper feeding was 50 mm. Also, while controlling the transfer bias as PTVC, the transfer bias is controlled so that the transfer current that flows during printing on the first side is approximately 6 μA during printing and the transfer current that flows when printing on the second side of both sides is approximately 5 μA. Constant voltage control was performed so that the weak transfer bias to be applied was 3 μA when no paper was passed.
[0060]
Further, in this embodiment, the transfer roller 5 is 8 × 10 8 on a core metal 5a of φ6 (mm). ⁷ (Ω) An elastic layer (medium resistance elastic layer) 5b made of NBR ion conductive solid rubber is formed, roller hardness 60 ° (ASKER-C / total load 1000g), outer diameter φ16 (mm), rubber A solid conductive / elastic roller having a part longitudinal dimension of 218 mm was used.
[0061]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the top sensor 11 is disposed at the center of the image 70 mm before the transfer nip N, and the width detection sensor 21 is disposed 60 mm to the left of the image center 20 mm before the transfer nip N. did. Thereby, when both the top sensor 11 and the width detection sensor 21 pass the leading edge of the transfer material, the width detection sensor 21 can be used to detect the trailing edge of the transfer material, and when only the top sensor 11 passes, the top sensor. 11, the trailing edge of the transfer material is detected.
[0062]
On the other hand, the transfer bias switching point was set to 2 mm inside the rear end of the transfer material. Thus, when the top sensor 11 detects the trailing edge of the transfer material, the transfer bias is switched and the width is changed after (70-2) /100=0.68 (sec) after the trailing edge of the transfer material passes the top sensor 11. When the transfer material trailing edge is detected by the detection sensor 21, the transfer bias is switched after (20-2) /100=0.18 (sec) after the transfer material trailing edge passes the width detection sensor 21. .
[0063]
Table 1 shows variations in the transfer bias switching timing with respect to the actual rear end of the transfer material and the occurrence frequency of the rear end memory when the rear end of the transfer material is detected by the top sensor 11. Shows the variation in the transfer bias switching timing and the occurrence frequency of the trailing edge memory when detected by.
[0064]
The data shown here indicates a range in which the transfer bias switching point varies with respect to the actual rear end of the transfer material when 100 sheets of plain paper are printed on the first page continuously. The frequency of occurrence is indicated by the ratio of the number of rear end memory images generated during continuous printing of 100 continuous sheets (print pattern is uniform halftone).
[0065]
[Table 1]

[0066]
As apparent from Table 1, compared to the case where the rear end of the transfer material is detected by the top sensor 11, the rear end of the transfer material is detected using the width detection sensor 21 disposed closer to the transfer nip. However, it can be seen that the variation in the switching position of the rear end transfer bias is small, and the occurrence frequency and occurrence level of the rear end memory are small.
[0067]
As described above, when the width detection sensor 21 is disposed closer to the transfer nip portion than the top sensor 11 and the transfer material P passes through both the

sensors

11 and 21, the width detection sensor 21 closer to the transfer nip portion N By detecting the trailing edge of the transfer material based on this signal, the accuracy of detecting the trailing edge of the transfer material can be increased.
[0068]
Further, by switching the transfer bias based on such a highly accurate trailing edge detection, the transfer bias Vtr can be switched to the weak transfer bias Vlow at the inner margin of the trailing edge of the transfer material. As a result, the occurrence frequency and generation level of the trailing edge memory capable of turning on the width detection sensor 21 can be suppressed, and a good image can be obtained.
[0069]
Incidentally, the rear end memory formed on the photosensitive drum by the current intensively flowing at the rear end of the transfer material is generated as a streak image after one round of the drum as shown in FIG. Is attenuated each time charging is repeated, and generally disappears when printing is performed on the second round of the photosensitive drum. That is, as shown in FIG. 7B, if the interval between the sheets (the distance between the trailing edge of the first transfer material and the leading edge of the second transfer material) is equal to or more than one revolution of the photosensitive drum, the trailing edge memory is stored on the image. It does not appear.
[0070]
Therefore, if the interval between all the sheets is set to a length equal to or longer than the circumference of the photosensitive drum, the generation of the trailing edge memory can be suppressed. However, in this case, there is a problem in that the throughput decreases for all types of sheets and the printing speed decreases. is there.
[0071]
Therefore, the width of the transfer material is widened by extending the distance between the sheets only to the transfer material type that passes only the top sensor 11 and has a large variation in detection of the transfer material trailing edge, and easily passes through the top sensor 11. It is possible to prevent the trailing edge memory that occurs in narrow paper that does not pass through the detection sensor 21, in particular, in thin paper of irregular size paper.
[0072]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0073]
In the present embodiment, the width detection sensor 21 is disposed closer to the transfer nip portion N than the top sensor 11, and the width closer to the transfer nip portion N when the transfer material P passes through both the

sensors

11 and 21. The trailing edge of the transfer material is detected based on a signal from the detection sensor 21. For the transfer material P that passes only the top sensor 11, the interval between continuous sheets is extended to more than one circumference of the photosensitive drum.
[0074]
Next, the rear end bias switching according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0075]
When receiving a print signal from the host computer, the control device 30 starts printing (image formation) and paper feeding (STEP 1). Next, when the leading end of the transfer material P passes through the top sensor 11 and a signal (top signal) indicating this is input (ON) (STEP 2), the control device 30 starts a timer count (STEP 3), and the transfer A transfer bias Vtr is applied at the tip of the transfer material P in synchronization with the image on the photosensitive drum 1 at the nip portion N (STEP 4).
[0076]
Next, it is detected whether or not the width detection sensor 21 is ON (STEP 5), and a sensor for detecting the rear end of the transfer material is determined. That is, when the width detection sensor 21 is turned on (Y in STEP 5), the rear end detection sensor for detecting the rear end of the transfer material is determined as the width detection sensor 21 (STEP 6).
[0077]
Next, after determining the trailing edge detection sensor for detecting the trailing edge of the transfer material as the width detection sensor 21 in this way, when the width detection sensor 21 is turned off, that is, the trailing edge of the transfer material P is the width detection sensor 21. Is passed (STEP 8), the timer count is started again (STEP 9), and the time for the trailing edge of the transfer material to reach the transfer nip N is predicted. When the predicted time is reached, the transfer bias Vtr can be switched to the transfer weak bias Vlow at the inner margin at the rear end of the transfer material by switching the transfer bias Vtr to the transfer weak bias Vlow (STEP 9).
[0078]
On the other hand, when the width detection sensor 21 is not turned ON (N in STEP 5), the rear end detection sensor is determined to be the top sensor 11 (STEP 10). After determining the rear end detection sensor as the top sensor 11 in this way, when the rear end of the transfer material P passes through the top sensor 11 as the rear end detection sensor (STEP 11), timer counting is started again (STEP 12). ), The time for the trailing edge of the transfer material to reach the transfer nip N is predicted. When the predicted time is reached, the transfer bias Vtr is switched to the weak transfer bias Vlow at the inner margin at the rear end of the transfer material (STEP 13).
[0079]
Next, the control device 30 determines whether or not to perform continuous sheet passing based on the print signal from the host computer (STEP 14). When continuous sheet passing is performed (Y in STEP 14), the interval between the sheets is one round of the photosensitive drum. The next paper feed interval is determined so as to be equal to or greater than (STEP 15), and printing of the next paper is started. When one sheet is passed (N in STEP 14), printing is terminated.
[0080]
Next, examples of this embodiment will be described.
[0081]
In this embodiment, the distance between the sheets of the transfer material P that passes only the top sensor 11 is, for example, an image forming apparatus (process speed = 100 (mm) having the same configuration as that shown in the embodiment of the first embodiment described above. / Sec), the outer diameter of the photosensitive drum = φ30), the sheet interval during normal continuous sheet passing is 50 mm, but the transfer interval P for the transfer material P that passes only the top sensor 11 is controlled continuously. The interval between printed sheets was set to 94.25 (mm) or more.
[0082]
Table 2 shows the result of continuous printing of 100 sheets with the above-described algorithm while setting the sheet interval to 95 mm.
[0083]
[Table 2]

[0084]
As is apparent from Table 2, in the case of the present embodiment, the transfer material P having a size passing through both the top sensor 11 and the width detection sensor 21 is the same as that of the first embodiment described above. The generation frequency and generation level of edge memory could be reduced. For narrow paper that passes only through the top sensor 21, although there is variation in detection of the trailing edge of the transfer material, a state in which no trailing edge memory is generated can be realized by widening the gap between the sheets.
[0085]
In this way, when only the top sensor 11 passes, the top sensor 11 detects the trailing edge of the transfer material, and widens the interval between sheets during continuous paper feeding by more than one circumference of the photosensitive drum, so that there is no trailing edge memory. An image can be obtained.
[0086]
In the description so far, the case where the width detection sensor 21 is arranged at a position closer to the transfer nip portion N than the top sensor 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the width detection sensor 21 detects the width of the top sensor 11. The same effect can be obtained even if the sensor 21 is disposed at a position closer to the transfer nip N than the sensor 21.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, either one of the passage detection means and the width detection means is determined based on the detection signals from the passage detection means and the width detection means provided on the upstream side in the sheet feeding direction. By using the sheet trailing edge detection means, the trailing edge of the transfer material (sheet) can be detected with high accuracy. A good image can be obtained by switching the transfer bias based on the rear end detection signal from the rear end detection means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a control block of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a transfer nip portion between a photosensitive drum and a transfer roller of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a front view showing a transfer nip portion between the photosensitive drum and a transfer roller.
FIG. 4 is a diagram showing a method for measuring the resistance of the transfer roller.
FIG. 5 is a flowchart showing transfer material rear end detection and transfer bias switching control of the image forming apparatus.
FIG. 6 is a top view illustrating an arrangement of a top sensor and a width detection sensor of the image forming apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining generation of a paper interval and a rear end memory of the image forming apparatus.
FIG. 8 is a flowchart showing transfer material rear end detection and transfer bias switching control of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional image forming apparatus.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between an image forming area on a transfer material and a margin.
FIG. 11 is a diagram illustrating an image forming area on a transfer material and a transfer voltage switching point.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a top sensor of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
5 Transfer roller
11 Top sensor
21 Width detection sensor
30 Control device
N Transfer nip
P transfer material
Vtr Transfer bias
Vlow transfer weak bias

Claims

An image carrier on which a toner image is carried, and a transfer member that contacts the image carrier and forms a transfer nip between the image carrier and the sheet passes through the transfer nip, In the image forming apparatus for performing image formation by transferring a toner image carried on the image carrier by the transfer member to which a transfer bias is applied to the sheet,
Passing detection means provided on the upstream side of the transfer nip portion in the sheet feeding direction for detecting a sheet fed to the transfer nip portion;
A width detecting means provided upstream of the transfer nip portion in the sheet feeding direction and detecting a width of the sheet fed to the transfer nip portion in a direction perpendicular to the sheet feeding direction;
A transfer bias application power source for applying a transfer bias to the transfer member;
Control means for controlling the transfer bias application power source so as to apply a first transfer bias to the transfer member when transferring the toner image and to apply a second transfer bias to the transfer member after transferring the toner image; ,
With
The control means uses one of the passage detection means and the width detection means as a trailing edge detection means for detecting the trailing edge of the sheet based on detection signals from the passage detection means and the width detection means. In addition, the image forming apparatus is characterized in that switching from the first transfer bias to the second transfer bias is performed based on a rear end detection signal from the rear end detection means.

When the detection signal is input from each of the passage detection unit and the width detection unit, the control unit selects the detection unit located closer to the transfer nip portion of the passage detection unit and the width detection unit. In addition to the sheet trailing edge detection means, when a detection signal is input from only one of the passage detection means and the width detection means, the detection means that has input the detection signal is used as the sheet trailing edge detection means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the width detecting unit is disposed at a position close to the transfer nip portion.

When forming an image continuously on the sheet, if only the passage detection means inputs a detection signal, the interval between the consecutive sheets is made longer than the length of one turn of the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.