JP6083311B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは縁なし画像形成及び両面画像形成が可能な画像形成装置の動作制御に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙等に画像を転写する転写部材、特に中間転写方式における２次転写部材では、中間転写部材上のトナーパターンまたはトナー汚れと接触して２次転写部材の表面にトナーが付着する場合があるため、これを除去するクリーニング機構を設ける技術が例えば「特許文献１」に開示されている。特に、トナー濃度制御を行うために用紙間でトナーパターンを作像する場合には中間転写部材表面へのトナー付着が顕著であるため、クリーニング機構が不可欠である。

上述のクリーニング機構としては、ブラシクリーニングやブレードクリーニングが一般的であるが、２次転写部材は用紙の分離性能を向上させるため比較的小径のローラ部材とすることがあり、この場合に細いローラ状部材の表面をクリーニングすることが難しく、結果として２次転写部材に付着したトナーが搬送されてきた用紙の裏面に付着して用紙裏汚れが生じてしまうという問題点があった。クリーニング性能を向上させる手段としては、２次転写部材の表面を離型性が良好な材料でコーティングしたり表面に潤滑剤を塗布したりする等の技術が挙げられるが、何れもコストアップと装置の大型化につながってしまう。

これを防止するための手段として、用紙裏汚れの発生を防止するために転写バイアスとは逆極性のバイアスをかけて転写部材にトナーが付着することを防止する技術が例えば「特許文献２」に開示されている。また、一度２次転写部材に付着したトナーをバイアスによって中間転写体に戻してクリーニングを行う技術が例えば「特許文献３」に開示されている。しかし、これ等の技術だけでは用紙間に作像したトナーパターンによるトナー付着を防止するには不十分であった。そこで、用紙間でトナーパターンを作像し、連続画像形成時の濃度検知制御やトナー入れ替えによる画像劣化防止に活かすと共に、２次転写部材に高価なクリーニング機構を設けることなく２次転写部材のトナー汚れを防止する手段として、用紙間にトナーパターンを作像するときは用紙間で２次転写部材を中間転写体から離間させる技術が例えば「特許文献４」に開示されている。

一方、近年では縁なし画像形成に対する要望が高まっている。従来の縁なし画像形成は、定型サイズよりも一回り大きい用紙に画像形成した後に余白部分を除去するという作業が行われていたが、作業を簡略化する目的から縁なし画像形成の必要性が高まっている。縁なし画像形成を行う技術としては、用紙の縁ぎりぎりまで画像形成して位置精度の高い用紙搬送を行う技術、または用紙搬送位置を検知して画像形成領域を調整する例えば「特許文献５」に開示された技術、またある程度の搬送位置はばらつくとして画像を用紙からはみ出して画像形成を行う例えば「特許文献６」に開示された技術が挙げられる。

しかし上述の技術では、高精度な用紙搬送の制御手段はコストアップと装置の大型化とを伴い、搬送速度が高い高速機においては精度の高い用紙搬送位置の検知は困難であり、また画像を用紙からはみ出して形成する場合には、はみ出したトナーにより２次転写部材の表面が汚れ、裏汚れやコバ面汚れの原因となってしまうという問題点がある。これ等を防止するためには２次転写部材の表面をクリーニングする必要があるが、クリーニング部材による２次転写部材のクリーニングは上述したように技術的に難しく、性能を向上させる場合にはコストアップ及び装置大型化に影響するという問題点がある。

さらに縁なし画像形成は、用紙先端部も縁なしで行ってしまうと電子写真装置では定着部において定着部材への用紙の巻き付きが発生してしまうため、用紙先端部には余白を設けることが一般的である。しかし、用紙後端を縁なしで画像形成した場合において両面画像形成を行うと表面側の後端が裏面側では先端となり、用紙先端にトナーを有する状態で定着部に進入してこの場合も定着部材への用紙の巻き付きが発生してしまうため、縁なし画像形成と両面画像形成とを同時に行うことが困難であるという問題点がある。

本発明は上述の問題点を解決し、定着部材への用紙巻き付きを防止しつつ縁なし画像形成と両面画像形成とを両立でき、縁なし画像形成時と用紙間でのトナーパターン作像時の用紙裏汚れを簡易かつ安価な構成で防止し、縁なし画像形成モード搭載によるユーザの作業負担軽減及び用紙間トナーパターン制御による連続画像形成時における画像品質の高安定性を得ることができる小サイズかつ低コストの画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、表面にトナー像が担持される像担持体と、所定の搬送方向に搬送される記録シートに前記トナー像を転写させる転写部材を備えた転写部とを有し、前記記録シートに対して後端余白を設けることなく前記トナー像を形成する後端縁なし画像形成と、前記記録シートの両面に画像形成を行う両面画像形成とを行うことが可能な画像形成装置において、後端余白を持たない無余白画像領域に形成される前記トナー像の、前記記録シートの前記搬送方向と直交する方向における幅が所定値未満の場合には両面画像形成を許可し、所定値以上の場合には両面画像形成を禁止することを特徴とする。

本発明によれば、後端余白がない無余白画像領域の幅が所定値未満である場合には両面画像形成を許可し、幅が所定値以上である場合には両面画像形成を禁止することにより、両面画像形成時において用紙の端部が定着部材に巻き付いてジャムが発生することを防止でき、良好な両面画像形成を継続的に行うことができる。

本発明の一実施形態を適用可能なカラー複写機の概略図である。 本発明の一実施形態を適用可能なカラー複写機の画像形成部要部の概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる転写部及び接離手段を説明する図である。 本発明の一実施形態を適用可能なカラー複写機のトナー濃度調整機構を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態における紙間での２次転写装置の状態を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態におけるショックジターの評価結果を示す線図である。 本発明の一実施形態に用いられる後端縁なし画像形成を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態における画像形成動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における画像形成動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における画像形成動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における画像形成動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に用いられる各所定値を説明する図である。 本発明の第５の実施形態における画像形成動作を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施形態における後端縁なし画像形成が選択されていない場合の用紙間における２次転写バイアスの切り替えを示す概略図である。 本発明の第５の実施形態における後端縁なし画像形成が選択されている場合の用紙間における２次転写バイアスの切り替えを示す概略図である。 本発明の第１の実施形態における無余白画像領域に形成されるトナー画像の例を示す概略図である。

図１は、本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置を示している。同図において画像形成装置としてのカラー複写機１００は中間転写ベルト１０を有するタンデム型の電子写真装置であり、最下部に給紙テーブル２を、その上部に装置本体１を、さらにその上部にスキャナ３及び自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４を有している。

装置本体１のほぼ中央部には、無端状ベルトである像担持体としての中間転写ベルト１０を備えた転写装置２０が配設されている。中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と各従動ローラ１５，１６とによって張架されており、図示しない駆動手段によって駆動ローラ９が回転駆動されることにより図１において時計回り方向に走行駆動される。従動ローラ１５の左方には図示しないクリーニング装置が設けられており、中間転写ベルト１０は画像転写後においてその表面に残留するトナーを図示しないクリーニング装置によって除去され、転写装置２０による再度の画像形成に備えられる。

駆動ローラ９と従動ローラ１５との間に掛け渡された直線状の中間転写ベルト１０の上方には、その移動方向に沿ってイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成部を構成するドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋが並設されている。像担持体である各感光体４０はそれぞれ反時計回り方向に回転可能である。図２に示すように各感光体４０の周囲にはそれぞれ公知の帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４がそれぞれ配置され、各感光体４０の上方には露光装置２１が配設されている。

一方、中間転写ベルト１０の下方には、転写部としての２次転写装置２２が配設されている。２次転写装置２２は、中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に対して接離自在な転写部材としての２次転写ローラ７と、２次転写ローラ７を回転自在に支持するベース部材８（図３参照）とを有している。２次転写装置２２は、中間転写ベルト１０との間に送り込まれる記録シートとしてのシートに対して、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー画像を一括転写する。２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、無端状の定着ベルト２６とこれに圧接する加圧ローラ２７とを有しシート上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置２５が配設されている。２次転写装置２２を通過したシートは、一対のローラ２３間に掛け渡された無端状の搬送ベルト２４によって定着装置２５へと送られる。また２次転写装置２２の下方には、シートの表裏両面に画像を形成する際にシートを反転搬送させるシート反転装置２８が配設されている。

上述した構成のカラー複写機１００において画像形成を行う際には、通常はＡＤＦ４の原稿台３０上に原稿をセットする。しかしＡＤＦ４を使用しない場合には、ＡＤＦ４を開放してスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦ４を閉じて原稿をコンタクトガラス３２に押圧させる。

次に図示しないスタートスイッチが押下されると、原稿台３０上に原稿をセットした場合には原稿が自動的にコンタクトガラス３２上に給送され、ＡＤＦ４を使用しない場合には直ちにスキャナ３が作動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。これにより第１走行体３３の光源からの光が原稿に向けて照射され、原稿面からの反射光が第１走行体３３のミラーにより第２走行体３４の方向に反射される。そしてさらに、第２走行体３４の一対のミラーにより反射光は１８０度方向を変えて結像レンズ３５を介して読取センサ３６に入射し、原稿の内容が読み取られる。

また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１０が走行を開始すると同時に各感光体４０も回転を開始し、各感光体４０上にイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色画像が形成される。形成された各単色画像は、走行する中間転写ベルト１０上に重畳転写され、これにより中間転写ベルト１０上にフルカラーの合成カラートナー画像が形成される。

一方、給紙テーブル２内の選択された給紙段に対応して設けられた給紙ローラ４２が回転し、ペーパバンク４３内の選択された給紙カセット４４からシートが給送され、分離ローラ４５によって１枚に分離されて給紙路４６に給送される。給送されたシートは搬送ローラ４７により装置本体１の給紙路４８に給送され、レジストローラ対４９のニップ部に当接して一時停止される。手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートが給紙ローラ５０の回転によって給送さレジストローラ対４９のニップ部に当接して一時停止される。

何れの場合にもレジストローラ対４９は中間転写ベルト１０上のカラー画像に合わせたタイミングで回転を開始し、一時停止されていたシートを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込み、２次転写装置２２によってシート上にカラー画像を転写する。カラー画像が転写されたシートは搬送ベルト２４により定着装置２５へと搬送され、加熱及び加圧されて転写画像を定着された後に切替爪５５によって排出側に案内され、排出ローラ５６によって排紙トレイ５７上に排出されてスタックされる。なお、両面画像形成モードが選択されている場合には、表面に画像が形成されたシートは切替爪５５によってシート反転装置２８側に案内され、反転して再び転写位置へ導かれて裏面に画像を形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出される。

また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、駆動ローラ９以外の従動ローラ１５，１６を移動させてイエロ、マゼンタ、シアンの感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃを中間転写ベルト１０から離間させるように構成されている。なお、図１に示したタンデム型ではなく感光体が１つしかないいわゆる１ドラム型の画像形成装置においては、ファーストプリント速度を早めるために先ずブラックを作像することが一般的である。そして、その後に原稿がカラーの場合にのみ残りの色の作像を行うように構成している。

上述の構成において、レジストローラ対４９は通常接地されて用いられることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。例えば直径１８ｍｍで表面を厚さ１ｍｍの導電性ＮＢＲゴムで被覆した導電性ゴムローラを用いてバイアスを印加する場合、ゴム材の体積抵抗率は１０^９Ωｃｍ程度である。そして、トナーを転写する側であるシート表面側に−８００Ｖ程度の電圧を印加し、シート裏面側には＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式では紙粉が感光体にまで移動しにくいため紙粉転写を考慮する必要が少なく、アースとなっていても差し支えない。また、印加電圧として一般にＤＣバイアスが印加されているが、シートをより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧を印加してもよい。このように、バイアスを印加したレジストローラ対４９を通過した後のシート表面は若干マイナス側に帯電している。このため、中間転写ベルト１０からシートへの転写ではレジストローラ対４９に電圧を印加しなかった場合に比して転写条件が変化している場合があり、転写条件を変更する場合もある。

次に、上述したカラー複写機１００を用いた本発明の第１の実施形態を説明する。この第１の実施形態では、２次転写ローラ７として金属製の芯金ローラの周囲に発泡性ゴムを被覆した発泡ローラを用いている。発泡性ゴムの材料としては特に限定するものではないが、本形態ではＮＢＲゴムを用いアスカーＣ硬度が４０度となるように処方調節を行った。

また上述の構成に加え、２次転写装置２２を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離手段としての２次転写接離機構６を設けた。２次転写接離機構６の概略構成は図３に示し、図３（ａ）は２次転写装置２２と中間転写ベルト１０とが当接している状態を、図３（ｂ）は両者が離間している状態をそれぞれ示している。ベース部材８は支軸８ａによって装置本体１に揺動自在に支持されており、ベース部材８の下方にはベース部材８に接触配置された回転自在なカム１１とカム１１を回転駆動するステッピングモータ１２とを有する２次転写接離機構６が配設されている。２次転写接離機構６は、ステッピングモータ１２によってカム１１を所定角度回転することにより、２次転写装置２２を図３（ａ）に示す状態と図３（ｂ）に示す状態とに選択的に位置決めする。

さらに上述の構成に加え、トナーパッチを紙間に相当する中間転写ベルト１０上に形成し、紙間では２次転写接離機構６により２次転写装置２２を中間転写ベルト１０から離間させている。そして、次のシートが２次転写装置２２に到達する前に２次転写装置２２を中間転写ベルト１０に当接させる構成としている。なお、上述したトナーパッチは通常のトナー像と同じ原理で紙間に作像され、具体的には、図２に示される感光体４０、帯電装置６０、現像装置６１によってトナー像が作像される。

このトナーパッチを用いたトナー濃度制御について説明する。図４に示すトナー付着量センサ５でトナーパッチの付着量を検知し、その値に基づいて濃度調整制御手段１３は図示しないトナー補給モータ、現像バイアス、帯電バイアスの少なくとも１つを制御し、画像濃度の調整を行う。トナー補給モータの制御で調整する場合には、トナー補給の加減によってトナー濃度を調節して画像濃度の調整を行う。現像バイアス及び帯電バイアスの制御で調整する場合には、バイアス値の加減によって画像濃度の調整を行う。なお、図４ではブラック作像部のみを示したが、実際の制御では全ての色に対して行う。

図５は、本発明の第１の実施形態における紙間での２次転写装置２２の状態を示している。２次転写装置２２は、後述のａ〜ｄの順序で用紙間における２次転写接離機構６による接離動作を行う。
ａ．用紙後端が２次転写装置２２と中間転写ベルト１０との接触部を抜けた後に２次転写接離機構６により２次転写ローラ７を中間転写ベルト１０から離間させ始める。
ｂ．トナーパッチが上記接触部に到達する前に離間を完了する。
ｃ．トナーパッチが上記接触部を抜けた後に２次転写接離機構６により２次転写ローラ７を中間転写ベルト１０に当接させ始める。
ｄ．次の用紙の先端が上記接触部に到達する前に２次転写ローラ７の中間転写ベルト１０に対する当接を完了する。

上述の構成において、ショックジター（用紙が転写部に進入したときに中間転写ベルト１０の走行を阻害または振動が伝わることで書込ユニットが揺れることにより発生する横帯状の画像不良）の評価結果を図６に示す。評価は５段階の目視ランク評価で行い、ランク５はジターがない最もよい評価でランク１が最も悪く、許容可能なランクは４以上である。評価試験に使用した用紙は坪量３００ｇ／ｍ^２の厚紙であり、用紙突入時の１次転写、現像、書込への影響も評価するため、評価用紙を１０枚通紙したときに発生した最も悪いジターを評価した。また、２次転写ローラ７としては、第１の実施形態に用いられるアスカーＣ硬度４０度の発泡ローラ以外に、比較としてアスカーＣ硬度７０度、６０度、５０度、３０度の発泡ローラと８０度のソリッドゴムローラも用いた。

図６に示すように、２次転写ローラ７の硬度が低いほどジターが発生しにくく、アスカーＣ硬度が６０度以下であれば許容範囲内となり、アスカーＣ硬度が４０度以下であればジターは目視では見えない状態にまで改善することが判明した。ただし、ローラ硬度が低くなるほど繰り返し圧力が加えられることでローラが変形し易くなるため、必要以上にローラ硬度を下げることは好ましくない。

上述のように、２次転写ローラ７の材質として軟らかい発泡ローラを用いることにより、厚紙が２次転写装置２２に突入して２次転写ローラ７に衝突したときの振動を抑制することができる。これにより振動が１次転写装置６２、現像装置６１、露光装置２１へ伝播することを防止でき、ショックジターの発生を防止することができる。また、このような発泡ローラはトナーが付着するとクリーニングが困難であるため、用紙間では２次転写ローラ７が中間転写ベルト１０に接触しないように２次転写接離機構６の作動を制御している。これにより、中間転写ベルト１０表面のトナーが２次転写ローラ７に移って用紙裏面を汚すといった不具合の発生を防止することができる。

また、発泡ローラはクリーニングブレード等のクリーニング部材による常時清掃が困難であるため、縁なし画像形成を行うと用紙からはみ出したトナーによって２次転写ローラ７の表面が汚れ、１回転後に用紙の裏面またはコバ面を汚してしまう。しかし、縁なし画像形成を後端のみに限定することにより、画像形成時に用紙からはみ出したトナーを用紙間で清掃できれば用紙裏面汚れとコバ面汚れとの発生を防止することができる。

次に、縁あり画像形成、縁なし画像形成、後端縁なし画像形成について説明する。図７（ａ）は縁あり画像形成を、図７（ｂ）は縁なし画像形成を、図７（ｃ）は後端縁なし画像形成をそれぞれ示している。縁あり画像形成時には、トナー画像は用紙内に全て収まり用紙の上下左右に余白（上余白、下余白、左余白、右余白）が存在する。縁なし画像形成時には、トナー画像が用紙の縁まで存在して上記の余白が全てない状態である。

後端縁なし画像形成時には、トナー画像が用紙の下端まで存在して下余白のみがなく、上余白、左余白、右余白は存在する状態である。図７（ｃ）において符号７０は無余白画像領域を示しており、用紙後端の縁から起算して長さＬの領域を示している。この無余白画像領域７０は本来余白となるはずの後端領域であり、後端縁なし画像形成時にトナー画像が形成されうる領域である。本発明の第１の実施形態では、無余白画像領域７０のうちトナー画像が形成される幅Ｗ、すなわち該領域に形成されたトナー画像の、用紙搬送方向と直交する方向における幅Ｗの長さにより、両面画像形成を許可するか否かを選択する制御を行う。この制御は、ＣＰＵ等の制御部９９により行われる。この制御のフローチャートを図８に示す。

図８において、カラー複写機１００の図示しないスタートスイッチが押下されると、画像形成動作が開始されて（ＳＴ０１）表面画像の作像が開始され（ＳＴ０２）、両面画像形成であるか否かが判断される（ＳＴ０３）。ステップＳＴ０３において両面画像形成ではないと判断された場合には、片面画像形成動作が行われて（ＳＴ０４）終了する。

ステップＳＴ０３において両面画像形成であると判断されると、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ａ未満であるか否かが判断され（ＳＴ０５）、所定値Ａ未満の場合には両面画像形成動作を継続する（ＳＴ０６）。ステップＳＴ０５において幅Ｗが所定値Ａ以上であると判断された場合には片面画像形成動作が行われ（ＳＴ０７）、裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて（ＳＴ０８）終了する。幅Ｗは用紙搬送方向とは直交する方向において連続する画素の最大値とし、これは画像読取時または画像入力時に本体内に設けられた図示しないコントローラが判断する。図１６は、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の例を示しており、図１６（ａ）ではトナー画像の幅はＷ１、図１６（ｂ）ではトナー画像の幅はＷ２である。

用紙の先端にトナー像が存在すると、定着部でトナーが溶融した際に定着部材とトナーとの間に付着力が生じ、用紙が定着部材に巻き付き易くなりジャムの原因となる。この巻き付きは用紙先端のトナー画像面積が大きいほど用紙と定着部材との付着力が強くなるために生じ易い。また逆に、トナー画像面積がある程度以下であれば、たとえ先端余白がなくとも巻き付きを生じさせることなく用紙を定着部材から分離することができる。

この第１の実施形態では、後端余白がない無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ａ未満である場合には両面画像形成を許可し、幅Ｗが所定値Ａ以上である場合には両面画像形成を禁止している。これにより、両面画像形成時において用紙の端部が定着部材に巻き付いてジャムが発生することを防止でき、良好な両面画像形成を継続的に行うことができる。第１の実施形態における所定値Ａとしては、トナー画像の面積、用紙の種類や厚さ、トナーの種類や環境条件等によって変化する。しかし、トナー画像面積を１００％のベタ画像と仮定した場合に、幅Ｗは用紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の２０％程度であることが望ましい。

次に、図９に示すフローチャートを用いて本発明の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態では、無余白画像領域７０の画素面積に応じて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの長さを許容する所定値を大きくする制御としている。

図９において、カラー複写機１００の図示しないスタートスイッチが押下されると、画像形成動作が開始されて（ＳＴ１１）表面画像の作像が開始され（ＳＴ１２）、両面画像形成であるか否かが判断される（ＳＴ１３）。ステップＳＴ１３において両面画像形成ではないと判断された場合には、片面画像形成動作が行われて（ＳＴ１４）終了する。

ステップＳＴ１３において両面画像形成であると判断されると、無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満であるか否かが判断される（ＳＴ１５）。そして、画素面積が１００％であると判断されると第１の実施形態と同様に無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ａ未満であるか否かが判断され（ＳＴ１６）、所定値Ａ未満の場合には両面画像形成動作を継続する（ＳＴ１７）。ステップＳＴ１６において幅Ｗが所定値以上であると判断された場合には片面画像形成動作が行われ（ＳＴ１８）、裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて（ＳＴ１９）終了する。無余白画像領域７０の画素面積は図７（ｃ）に示す無余白画像領域７０内に存在する画素の和とし、これは画像読取時または画像入力時に本体内に設けられた図示しないコントローラが判定する。

ステップＳＴ１５において無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満であると判定されると、判定された画素面積に基づいて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値Ｂが決定される（ＳＴ２０）。画素面積であるトナー画像面積が１００％のときに所定値Ａが用紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の２０％程度となるように幅Ｗを規定している。このことから所定値Ｂは、例えば画素面積が８０％の場合には用紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の２５％程度となるように、画素面積が７０％の場合には用紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の２８．６％程度となるように幅Ｗを規定する。

そして、次に無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅ＷがステップＳＴ２０で決定された所定値Ｂ未満であるか否かが判断され（ＳＴ２１）、所定値Ｂ未満の場合には両面画像形成動作を継続する（ＳＴ１７）。ステップＳＴ２１において幅Ｗが所定値Ｂ以上であると判断された場合には片面画像形成動作が行われ（ＳＴ１８）、裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて（ＳＴ１９）終了する。

用紙先端のトナー付着量が多いほどトナーと定着部材との付着力が強くなり、結果として用紙と定着部材との付着力も強くなるため用紙が定着部材に巻き付き易くなる。トナー画像面積が少なくても単位面積当たりのトナー付着量が多ければ付着力が強くなって巻き付きが発生し易くなり、逆にトナー画像面積が多くても単位面積当たりのトナー付着量が少なければ巻き付きは発生しにくくなる。

この第２の実施形態では、後端余白がない無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満である場合には画素面積に応じて幅Ｗの所定値Ｂを所定値Ａよりも大きく設定している。そして、幅Ｗが所定値Ｂ以上である場合には両面画像形成を禁止することにより、第１の実施形態よりも多くのトナー画像において両面画像形成時に用紙の端部が定着部材に巻き付いてジャムが発生することを防止できる。これにより、良好な両面画像形成を継続的に行うことができる。

次に、図１０に示すフローチャートを用いて本発明の第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態では、記録紙の厚みに応じて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの長さを許容する所定値を大きくする制御を行っている。

図１０において、カラー複写機１００の図示しないスタートスイッチが押下されると、画像形成動作が開始されて（ＳＴ４１）表面画像の作像が開始され（ＳＴ４２）、両面画像形成であるか否かが判断される（ＳＴ４３）。両面画像形成ではないと判断されると片面画像形成動作が行われて（ＳＴ４４）終了する。

ステップＳＴ４３において両面画像形成であると判断されると、記録紙の厚みが両面画像形成可能な厚みであるか否かが判断される（ＳＴ４５）。そして、両面画像形成可能な厚みではないと判断されるとステップＳＴ４４に進み片面画像形成動作が行われて終了する。ここで、記録紙の厚みがある基準値以上であると、記録紙の剛性によって両面画像形成のための搬送経路への進入が困難となって記録紙搬送ジャムの原因となる。このため、基準値以上の厚みの記録紙については両面画像形成を許可しないことが一般的である。

ステップＳＴ４５において記録紙の厚みが両面画像形成可能な厚みであると判断されると、記録紙の厚みが所定の厚み以上であるか否かが判断される（ＳＴ４６）。そして、所定の厚み未満であると判断されると第１の実施形態と同様に無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ａ未満であるか否かが判断され（ＳＴ４７）、所定値Ａ未満の場合には両面画像形成動作を継続する（ＳＴ４８）。ステップＳＴ４７において幅Ｗが所定値以上であると判断されると片面画像形成動作が行われ（ＳＴ４９）、裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて（ＳＴ５０）終了する。無余白画像領域７０の画素面積は図７（ｃ）に示す無余白画像領域７０内に存在する画素の和とし、これは画像読取時または画像入力時に本体内に設けられた図示しないコントローラが判定する。

ステップＳＴ４６において記録紙の厚みが所定の厚み以上であると判断されると、記録紙の厚みに基づいて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値Ｃが決定される（ＳＴ５１）。記録紙の厚みが例えば１２０ｇ／ｍ^２未満のときに、所定値Ａは記録紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の２０％程度となるように幅Ｗを規定する。これに対し、所定値Ｃは例えば１８０ｇ／ｍ^２の場合に記録紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の４５％程度となるように、２４０ｇ／ｍ^２の場合には記録紙搬送方向と直交する方向における用紙の幅の６０％程度となるように幅Ｗを規定する。

次に、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅ＷがステップＳＴ５１で決定された所定値Ｃ未満であるか否かが判断され（ＳＴ５２）、所定値Ｃ未満の場合にはステップＳＴ４８に進んで両面画像形成動作を継続する。ステップＳＴ５２において幅Ｗが所定値Ｃ以上であると判断された場合には、ステップＳＴ４９に進んで片面画像形成動作が行われ、さらにステップＳＴ５０に進んで裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて終了する。

上述したように、記録紙先端のトナー付着量が多いほどトナーと定着部材との付着力が強くなり、結果として記録紙と定着部材との付着力も強くなる。このため、記録紙が定着部材に巻き付き易くなるが、記録紙の厚みが厚いほど記録紙の剛性によって定着部材から剥離する方向に力が働くため、同じトナー付着量であっても巻き付きにくくなる。このため、記録紙の厚みが厚いほど両面画像形成許可を行うための所定値Ｃは大きくてよい。

この第３の実施形態では、記録紙の厚みが所定の厚み以上である場合にはこの厚みに応じて幅Ｌの所定値Ｃを所定値Ａよりも大きく設定し、幅Ｗが所定値Ｃ以上である場合には両面画像形成動作を禁止している。これにより、第１の実施形態よりも多くのトナー画像においてジャムの発生を防止できる共に、良好な両面画像形成動作を継続的に行うことができる。

次に、図１１に示すフローチャートを用いて本発明の第４の実施形態を説明する。この第４の実施形態では、無余白画像領域７０の画素面積と記録紙の厚みの両方に応じて、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの長さを許容する所定値を大きくする制御としている。

図１１において、カラー複写機１００の図示しないスタートスイッチが押下されると、画像形成動作が開始されて（ＳＴ６１）表面画像の作像が開始され（ＳＴ６２）、両面画像形成であるか否かが判断される（ＳＴ６３）。両面画像形成ではないと判断されると、片面画像形成動作が行われて終了する（ＳＴ６４）。

ステップＳＴ６３において両面画像形成であると判断されると、記録紙の厚みが両面画像形成可能な厚みであるか否かが判断され（ＳＴ６５）、両面画像形成可能な厚みではないと判断されるとステップＳＴ６４に進んで終了する。ここで、記録紙の厚みがある基準値以上であると、記録紙の剛性によって両面画像形成のための搬送経路への進入が困難となって記録紙搬送ジャムの原因となる。このため、基準値以上の厚みの記録紙については両面画像形成を許可しないことが一般的である。

ステップＳＴ６５において記録紙の厚みが両面画像形成可能な厚みであると判断されると、無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満または記録紙の厚みが所定の厚み以上であるか否かが判断される（ＳＴ６６）。そして、何れの条件も満たさない（画素面積１００％かつ記録紙の厚みが所定の厚み未満）と判断されると無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ａ未満であるか否かが判断される（ＳＴ６７）。所定値Ａ未満の場合には両面画像形成動作を継続し（ＳＴ６８）、所定値Ａ以上の場合には片面画像形成動作が行われ（ＳＴ６９）、裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて終了する（ＳＴ７０）。無余白画像領域７０の画素面積は図７（ｃ）に示す無余白画像領域７０内に存在する画素の和とし、これは画像読取時または画像入力時に本体内に設けられた図示しないコントローラが判定する。

ステップＳＴ６６において、無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満または記録紙の厚みが所定の厚み以上であると判断されると、次に記録紙の厚みが所定の厚み以上であるか否かが判断される（ＳＴ７１）。そして、所定の厚み未満の場合には、判定された画素面積に基づいて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値Ｂが決定される（ＳＴ７２）。

次に、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅ＷがステップＳＴ７２で決定された所定値Ｂ未満であるか否かが判断され（ＳＴ７３）、所定値Ｂ未満の場合にはステップＳＴ６８に進み両面画像形成動作を継続する。所定値Ｂ以上である場合にはステップＳＴ６９に進んで片面画像形成動作が行われ、さらにステップＳＴ７０に進み裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて終了する。

ステップＳＴ７１において記録紙の厚みが所定の厚み以上であると判定されると、次に無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満であるか否かが判断される（ＳＴ７４）。そして画素面積が１００％であると判断されると、判定された記録紙の厚みに基づいて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値Ｃが決定される（ＳＴ７５）。

次に、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅ＷがステップＳＴ７５で決定された所定値Ｃ未満であるか否かが判断され（ＳＴ７６）、所定値Ｃ未満の場合にはステップＳＴ６８に進んで両面画像形成動作を継続する。所定値Ｃ以上であると判断された場合にはステップＳＴ６９に進んで片面画像形成動作が行われ、さらにステップＳＴ７０に進み裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて終了する。

ステップＳＴ７４において無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満であると判定されると、判定された画素面積と記録紙の厚みとに基づいて無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値Ｄが決定される（ＳＴ７７）。次に無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗが所定値Ｄ未満であるか否かが判断され（ＳＴ７８）、所定値Ｄ未満の場合にはステップＳＴ６８に進み両面画像形成動作を継続する。所定値Ｄ以上であると判断された場合にはステップＳＴ６９に進んで片面画像形成動作が行われ、さらにステップＳＴ７０に進み裏面画像を２枚目として片面画像形成動作が継続されて終了する。

上述した第４の実施形態では、両面画像形成を許可するか禁止するかを判断するため、無余白画像領域７０に形成されるトナー画像の幅Ｗの上限を決定する所定値をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと複数有しており、これ等を決定するためのテーブルを図１２に示す。図１２より、各所定値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下のように決定される。

所定値Ａ：画素面積が１００％で記録紙厚みが所定値（１２０ｇ／ｍ^２）未満の場合には所定値Ａで判断する。値は、例えば２０％とする。
所定値Ｂ：画素面積が１００％未満で記録紙厚みが所定値（１２０ｇ／ｍ^２）未満の場合には所定値Ｂで判断する。所定値Ｂの値は画素面積に基づいて決定され、例えば画素面積１００％未満６０％以上の場合にはＢ１（例えば２５％）、画素面積６０％未満３０％以上の場合にはＢ２（例えば３０％）、画素面積３０％未満の場合にはＢ３（例えば３５％）とする。
所定値Ｃ：画素面積が１００％で記録紙厚みが所定値（１２０ｇ／ｍ^２）以上の場合には所定値Ｃで判断する。所定値Ｃの値は記録紙の厚みに基づいて決定され、例えば１２０ｇ／ｍ^２以上２００ｇ／ｍ^２未満の場合にはＣ１（例えば４０％）、２００ｇ／ｍ^２以上２６０ｇ／ｍ^２未満の場合にはＣ２（例えば６０％）とする。なお、２６０ｇ／ｍ^２以上の場合には両面画像形成を許可しないこととしている。
所定値Ｄ：画素面積が１００％未満で記録紙厚みが所定値（１２０ｇ／ｍ^２）以上の場合には所定値Ｄで判断する。所定値Ｄの値は画素面積と記録紙厚みとの両方に基づいて決定され、例えば図１２に示す判断基準でＤ１〜Ｄ６を決定する。ここでは、Ｄ１＝４５％、Ｄ２＝５０％、Ｄ３＝５５％、Ｄ４＝６５％、Ｄ５＝７０％、Ｄ６＝７５％とした。なお、ここでは決められたテーブルに従って画素面積と記録紙厚みとの範囲から所定値の値を決定する例を示したが、面積値と厚み数値とから所定値を計算で求めてもよい。

第４の実施形態では、無余白画像領域７０の画素面積が１００％未満で記録紙厚みが所定の厚み以上である場合には、画素面積と記録紙厚みとの両方に応じて幅Ｗの上限値の所定値Ｄを所定値Ａよりも大きく設定している。そして幅Ｗが所定値Ｄ以上である場合には両面画像形成を禁止することにより、第１〜第３の実施形態よりも多くのトナー画像において、ジャムの発生を防止すると共に良好な両面画像形成を継続的に行うことができる。

次に、図１３に示すフローチャートを用いて本発明の第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態では、後端縁なし画像形成を行う場合に、用紙間の距離を通常の画像形成時に比して２次転写ローラ７の１回転分以上長くする構成としており、本形態では１．２回転分長くしている。

先ず、用紙後端が２次転写装置２２を通過した後（ＳＴ３１）、後端縁なし画像形成の有無に関わりなく一定の間隔だけ待機した後に２次転写接離機構６を作動させて２次転写ローラ７を中間転写ベルト１０から離間させる。そして、２次転写バイアスを画像形成時とは逆極性のプラスバイアスに切り替える（ＳＴ３２）。用紙後端直後に２次転写ローラ７の離間動作を行うと、用紙搬送タイミングのばらつきによっては用紙がまだ２次転写装置２２に存在する状態で２次転写ローラ７が離間することとなる場合がある。この場合には画像不良が発生する虞があるため、本実施形態では一定の距離だけ間隔をあける構成としている。

そして、画像間に形成されたトナーパターン（トナーパッチ）が２次転写装置２２を通過して一定の時間が経過すると（ＳＴ３３）後端縁なし画像形成が選択されているか否かが判断される（ＳＴ３４）。後端縁なし画像形成が選択されている場合には、２次転写接離機構６を作動させて中間転写ベルト１０に対する２次転写ローラ７の当接動作を開始させる（ＳＴ３５）。そして、当接動作開始後に２次転写ローラ７の１．２回転分相当だけ作像部の作像部の動作を継続させ（ＳＴ３６）、その後２次転写バイアスを画像形成用のマイナスバイアスに切り替えて（ＳＴ３７）動作を終了する。ステップＳＴ３４において後端縁なし画像形成が選択されていない場合には、中間転写ベルト１０に対する２次転写ローラ７の当接動作を開始して（ＳＴ３８）ステップＳＴ３７に移行する。

上述した第５の実施形態において、後端縁なし画像形成が選択されていない場合の用紙間における２次転写バイアスの切り替えを図１４に、後端縁なし画像形成が選択されている場合の用紙間における２次転写バイアスの切り替えを図１５にそれぞれ示す。

図１４に示す後端縁なし画像形成が選択されていない場合では、２次転写装置２２における２次転写バイアスの切り替えを次のａ〜ｄの順序で行う。
ａ．用紙後端が２次転写ローラ７と中間転写ベルト１０との接触部を抜けた後に２次転写バイアスをマイナスからプラスに切り替える。
ｂ．トナーパッチが上記接触部に進入する際には２次転写バイアスがプラスとなっているように切り替えを完了する。
ｃ．トナーパッチが上記接触部を抜けた後に２次転写バイアスをプラスからマイナスに切り替える。
ｄ．次の用紙の先端が上記接触部に入力される前に２次転写バイアスが通常出力となっているようにする。

また、図１５に示す後端縁なし画像形成が選択されている場合では、２次転写装置２２における２次転写バイアスの切り替えを次のａ〜ｅの順序で行う。
ａ．用紙後端が２次転写ローラ７と中間転写ベルト１０との接触部を抜けた後に２次転写バイアスをマイナスからプラスに切り替える。
ｂ．トナーパッチが上記接触部に進入する際には２次転写バイアスがプラスとなっているように切り替えを完了する。
ｃ．トナーパッチが上記接触部を抜けた後に２次転写接離機構６の作動を制御して中間転写ベルト１０に対する２次転写ローラ７の当接動作を開始させる。
ｄ．２次転写ローラ７の当接動作を開始した後、２次転写ローラ７の１．２回転分の走行時間だけ待機した後に２次転写バイアスをプラスからマイナスに切り替える。
ｅ．次の用紙の先端が上記接触部に入力される前に２次転写バイアスが通常出力となっているようにする。

上述の構成では、トナーパッチ通過後の２次転写バイアスの切り替えを通常の画像形成時に比して２次転写ローラ７の１．２回転分遅らせている。これにより、図１５に示すように２次転写ローラ７が中間転写ベルト１０に当接してかつ２次転写バイアスがプラスである状態が２次転写ローラ７の１回転分継続している。この結果、２次転写ローラ７の表面に付着したトナーの中間転写ベルト１０への再転写によるクリーニングを２次転写ローラ７の全周にわたって行うことができる。用紙間をどの程度広げれば２次転写ローラ７全周のクリーニングを行うことができるかは２次転写装置２２の切替時間に依存するが、少なくとも２次転写ローラ７の１回転分以上広げる必要がある。

後端縁なし画像形成時に用紙からはみ出したトナーによって２次転写ローラ７の表面が汚れた場合に、用紙通過直後に２次転写ローラ７を中間転写ベルト１０から離間させると、２次転写ローラ７表面の汚れが残ったままとなってしまう。そこで、後端縁なし画像形成を行う場合には、通常の画像形成時に比して用紙間の距離を長くする。これにより、２次転写ローラ７を中間転写ベルト１０に当接させた状態で２次転写ローラ７の表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に再転写させる時間を設けることができる。この結果、縁なし画像形成によるトナー汚れ及び用紙間トナーパターンによるトナー汚れの発生を同時に防止することができる。

上記構成では、用紙間にトナー付着量検知用パターンを作成してこれを検知することにより、トナー濃度を安定に保つことができる。また、このような構成において用紙間で２次転写装置２２を離間させることにより、用紙間に形成されたトナーパターンが２次転写ローラ７に付着することを防止でき、用紙の裏汚れの発生を防止することができる。

さらに上記構成において、用紙間にトナー吐き出しパターンを作成することにより劣化トナーを新しいトナーに入れ替えて画像品質を良好に保つことができる。さらに、このような構成において用紙間で２次転写装置２２を離間させることにより、用紙間に形成されたトナーパターンが２次転写ローラ７に付着することを防止でき、用紙の裏汚れの発生を防止することができる。

上記構成において、用紙間にブレードめくれ防止パターンを作成することによりブレードめくれによる装置停止を防止することができる。また、このような構成において用紙間で２次転写装置２２を離間させることにより、用紙間に形成されるトナーパターンが２次転写ローラ７に付着することを防止でき、用紙の裏汚れの発生を防止することができる。ブレードめくれはクリーニング対象物とブレードとの間の摩擦力が増大すると発生し易くなるため、トナー入力量が少ない条件下では摩擦力が増大し易いために発生し易い。このような場合でも定期的に用紙間でトナーパターンをブレードに入力させることで、摩擦力の増大を防止してブレードめくれの発生を防止することができる。

さらに上述の構成において、用紙間に色ずれ検知パターンを作成して色ずれを検知し、画像形成位置を調整することにより色ずれを補正できる。また、このような構成において用紙間で２次転写装置２２を離間させることにより、用紙間に形成されたトナーパターンが２次転写ローラ７に付着することを防止でき、用紙の裏汚れの発生を防止することができる。なお、この際の色ずれの検知と補正とは、一般的な技術によって行う。

上記各実施形態では画像形成装置としてカラー複写機１００を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、感光体を１つだけ有する単色複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、これ等の複合機等の画像形成装置にも本発明は適用可能である。また、上記各実施形態では転写部として中間転写ベルト１０上のトナー像を用紙に転写させる２次転写装置２２を示したが、本発明が適用可能な転写部はこれに限られず、１つまたは複数の像担持体上のトナー像を直接用紙に転写させる転写装置にも適用可能である。

６ 接離手段（２次転写接離機構）
７ 転写部材（２次転写ローラ）
１０ 像担持体（中間転写ベルト）
２２ 転写部（２次転写装置）
４０ 像担持体（感光体）
７０ 無余白画像領域
１００ 画像形成装置（カラー複写機）
Ｌ 無余白画像領域の幅

特開２００１−３１２１５４号公報 特開平８−２４８７８７号公報 特許第４３７２７１６号公報 特開２０１２−１８３６９号公報 特開２００６−２２０９９１号公報 特開２００４−４５４５７号公報

Claims (13)

1. 表面にトナー像が担持される像担持体と、所定の搬送方向に搬送される記録シートに前記トナー像を転写させる転写部材を備えた転写部とを有し、前記記録シートに対して後端余白を設けることなく前記トナー像を形成する後端縁なし画像形成と、前記記録シートの両面に画像形成を行う両面画像形成とを行うことが可能な画像形成装置において、
   後端余白を持たない無余白画像領域に形成される前記トナー像の、前記記録シートの前記搬送方向と直交する方向における幅が所定値未満の場合には両面画像形成を許可し、所定値以上の場合には両面画像形成を禁止することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記無余白画像領域に形成される前記トナー像の画素面積が小さいほど前記所定値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記記録シートの厚みが両面画像形成を行うことが可能な厚み以下である場合には、前記記録シートの厚みが大きいほど前記所定値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記記録シートの厚みが両面画像形成を行うことが可能な厚み以下である場合には、前記無余白画像領域に形成される前記トナー像の画素面積と前記記録シートの厚みとに応じて前記所定値を決定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記転写部材が発泡部材からなると共に連続画像形成時において前記記録シート間にトナーパターンを形成するパターン形成モードを備え、前記パターン形成モード時に形成された前記トナーパターンが前記転写部に進入する際に、前記転写部材を前記像担持体から離間させる接離手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記転写部材はアスカーＣ硬度６０度以下であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記転写部材はアスカーＣ硬度４５度以下であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記後端縁なし画像形成を行う場合には、通常の画像形成時に比して記録シート間の距離を長くすることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置において、
   前記後端縁なし画像形成を行う場合には、通常の画像形成時に比して記録シート間の距離を前記転写部材の１回転分以上長くすることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項５ないし９の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記トナーパターンは前記像担持体に付着したトナー量を検知するために用いられることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項５ないし９の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記トナーパターンは劣化したトナーを入れ替えるためのトナー吐き出しパターンであることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項５ないし９の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記トナーパターンはクリーニングブレードにトナーが入力された際にブレードめくれを防止するためのブレードめくれ防止パターンであることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項５ないし９の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記トナーパターンは色ずれを検知して画像の位置合わせに用いられる色ずれ検知パターンであることを特徴とする画像形成装置。

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