JP4411905B2

JP4411905B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4411905B2
Application number: JP2003302785A
Authority: JP
Inventors: 順治神田; 健一上村; 英明林; 次人吉山
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2005070617A

Description

本発明は、クリーナレス方式の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、主帯電手段によって像担持体の表面が均一帯電され、この均一帯電された像担持体表面に露光によって静電潜像が形成され、この静電潜像が現像手段によって現像されてトナー像が形成され、このトナー像が転写手段によって用紙などの記録媒体に転写されるようになっているが、前記転写後に像担持体上に残ったトナー（以下「転写残トナー」という）を専用クリーナではなく前記現像手段で回収する、いわゆるクリーナレス方式の画像形成装置が知られている。

このようなクリーナレス方式の画像形成装置において、主帯電手段に電圧値一定のＤＣ電圧を印加して帯電を行う場合（以下、この帯電方式を「ＤＣ帯電」という）、転写残トナーが多いときには現像手段で転写残トナーを高精度で回収することができないことがある。そのとき、転写残トナーが転写後のままで多く載った状態で像担持体の表面が主帯電手段による帯電部や露光手段による露光部を通過すると、表面電位の低下や露光遮断によって次の現像工程に影響を及ぼし、次の画像中においてハーフトーン部分で前画像のまま白く抜けるネガ残像や、白地部分で文字が現れるポジ残像といった画像ノイズが発生することがあった。

そこで、このようなネガ／ポジ残像の発生を防止するために、例えば特許文献１に開示されるように、転写手段と主帯電手段との間に補助帯電手段を像担持体に対して接触配置し、補助帯電手段に主帯電手段とは逆極性のバイアス（以下、適宜に「回収バイアス」という）を印加して、転写残トナーを補助帯電手段で一時的に回収する必要があった。

一方、クリーナレス方式の画像形成装置において、例えば特許文献２に開示されるように、主帯電手段に上下の各ピーク電圧値を交互に周期的に採るＡＣ電圧を印加して像担持体の表面を帯電する方式（以下、この帯電方式を「ＡＣ帯電」という）のものがある。このＡＣ帯電方式では、転写残トナーは像担持体に接触する主帯電手段に付着・混合することで主帯電手段に一時的に回収される。主帯電手段により回収された転写残トナーは、正規帯電極性および所定電位に整えられて主帯電手段から像担持体上に電気的に吐き出された後、現像手段で最終的に回収されることになる。

特許第２６３７１０４号公報特許第３３０１３６１号公報

しかしながら、上述した補助帯電手段を用いたＤＣ帯電方式のクリーナレス画像形成装置では、画像出力中には補助帯電手段に一定の回収バイアスが印加されているだけである。連続プリント時に紙種や紙厚が異なる記録媒体が混在した状態でプリントが行われる場合、各記録媒体毎にそれぞれ適した転写電圧を転写手段に印加するように切り換える必要があり、この転写電圧の切り換えにより転写効率が変動するので、補助帯電手段で精度の高い転写残トナーの回収を達成できないおそれがある。

例えば、転写効率の変動によって、（１）転写効率が低くなると転写残トナーが増加して補助帯電手段によるトナー回収能力が不足することになり、一方、（２）補助帯電手段への回収バイアスを大きくすると転写残トナーの極性が反転するという問題がある。

前記（１）および（２）についてさらに説明すると、まず（１）については、画像出力中に上述したように転写効率が低くなると、補助帯電手段で回収されない転写残トナーが増加してネガ／ポジ残像が発生する。

また、（２）については、回収バイアスの値をトナー極性とは逆極性側に大きくシフトしたバイアスを印加し続けることで、転写残トナーの回収量が増加し、ネガ／ポジ残像の発生が無くなるが、補助帯電手段において生じる回収バイアスによる放電によって、転写残トナー自身の帯電極性が逆極性に変化してしまい、極性反転した転写残トナーが出現することになる。その結果、極性反転した転写残トナーがその後に現像手段によって回収されて現像手段内のトナーに混入すると、現像時に像担持体表面の静電潜像以外の部分に極性反転したトナーが付着することでカブリが生じる。また、極性反転した転写残トナーが接触式の主帯電手段に付着して抵抗が上がると、主帯電手段の転写残トナー付着部分の帯電性能低下による帯電不良によって画像上縦方向に黒スジの画像ノイズが現れる。さらに、極性反転した転写残トナーが現像手段で回収されずに通過して転写手段に付着すると、記録媒体の裏汚れが発生することになる。

一方、上述したＡＣ帯電方式のクリーナレス画像形成装置では、主帯電手段で転写残トナーの一時的回収および吐き出しを行うと同時に像担持体表面を帯電させるので、主帯電手段によるＤＣ帯電方式の場合に比べてネガ／ポジ残像の発生を防止する効果が高いが、主帯電手段におけるトナーの出入りがＤＣ帯電の場合よりも多いために、極性反転したトナーが主帯電手段に付着・蓄積して汚れやすい。その結果、主帯電手段の汚れに起因して像担持体の帯電不良が発生し、画像上縦方向に黒スジの画像ノイズが現れやすいという問題がある。

そこで、本発明の目的は、主帯電手段によるＤＣ帯電およびＡＣ帯電のそれぞれの利点を生かして、転写効率が変動しても転写残トナーを適切に回収することで黒スジおよびネガ／ポジ残像の発生を防止し、これにより良好な画像を長期間の耐久使用にわたって維持できるクリーナレス方式の画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面を均一帯電する主帯電手段と、均一帯電された前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像にすると同時に転写後に前記像担持体上に残ったトナーを回収する現像手段とが配設された画像形成装置において、
前記転写手段に印加される転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方に基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置では、前記主帯電手段による帯電方式の切り換えのタイミングが、前記転写電圧または前記記録媒体の厚みが閾値を越えたか否かで決定されてもよい。

また、本発明の別の形態に係る画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面を均一帯電する主帯電手段と、均一帯電された前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像にすると同時に転写後に前記像担持体上に残ったトナーを回収する現像手段とが配設された画像形成装置において、
転写効率変動要素を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された転写効率変動要素に基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行う制御手段と、
前記像担持体の回転方向に関して前記転写手段の下流側であって前記主帯電手段の上流側で前記像担持体に接触配置された補助帯電手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記主帯電手段による帯電方式がＤＣ帯電のときは前記補助帯電手段にトナーの正規帯電極性とは逆極性側にシフトしたバイアスを印加し、前記主帯電手段による帯電方式がＡＣ帯電のときは前記補助帯電手段にトナーの正規帯電極性のバイアスを印加するように切り換えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置のトナー回収制御方法は、転写手段により像担持体から記録媒体にトナー像が転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを主帯電手段または補助帯電手段で一時的に回収した後に吐き出して最終的に現像手段で回収するに際し、前記転写手段に印加される転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方を検出し、検出された前記転写電圧または前記記録媒体の厚みに基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行うことを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置及びそのトナー回収制御方法では、例えば、検出された転写効率変動要素が閾値以下であれば、主帯電手段による帯電方式をＤＣ帯電として、主帯電手段への転写残トナーの付着・蓄積による汚れに起因する黒スジの画像ノイズ発生を防止する。一方、例えば、検出された転写効率変動要素が閾値を越えると転写効率の低下により転写残トナーが増加してネガ／ポジ残像が発生する可能性があるため、このときには主帯電手段の帯電方式をＤＣ帯電からＡＣ帯電に切り換えて、主帯電手段によって転写残トナーの一時的回収動作を行わせ、これによりネガ／ポジ残像の発生を防止する。このように、検出された転写効率変動要素に基づいて主帯電手段による帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行うことで、黒スジおよびネガ／ポジ残像のない良好な画像を長期間の耐久使用にわたって維持することができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１０の主要部構成図である。画像形成装置１０は、像担持体として回転ドラム型の電子写真感光体（以下「感光体」という）１２を備えている。感光体１２は負帯電性のＯＰＣ感光体であり、図示しないモータにより矢印ａ方向に回転駆動されるようになっている。

感光体１２の周囲には、その回転方向に沿って順に、主帯電手段である帯電ブラシ１４、露光装置１６、現像手段である現像器１８、転写手段である転写ローラ２０、補助帯電手段である補助帯電部材２２が配設されている。感光体１２、帯電ブラシ１４、現像器１８および補助帯電部材２２は、画像形成装置１０に着脱可能な一体の作像カートリッジとして構成されている。なお、作像カートリッジの構成は、これに限定されるものではなく、例えば現像器１８を含まないものであってもよい。

感光体１２に接触配置された帯電ブラシ１４は、ブラシ毛が例えば導電性レーヨンで形成されたローラ形状のブラシであり、感光体１２と順方向に回転駆動されるようになっている。また、帯電ブラシ１４は、第１電源１５に電気的に接続されている。第１電源１５は、図２（ａ）に示すように、ＤＣ電源１５ａおよびＡＣ電源１５ｂを有しており、スイッチＳＷが切り換えられることによって、例えば−１．３ｋＶのＤＣ電圧か、または、例えば−１２８６Ｖと−３８６Ｖの２つのピーク電圧を交互に周期的に採るＡＣ電圧を帯電ブラシ１４に印加するようになっている。このようなＤＣ電圧またはＡＣ電圧が印加される帯電ブラシ１４は、感光体１２の表面を例えば−７００〜−８００Ｖに均一帯電させるものである。
なお、主帯電手段としては、導電性の帯電ブラシに限らず、例えば導電性金属ローラのような他の接触帯電部材であってもよい。また、前記ＡＣ電圧の波形は、図３に示すような矩形波形であってもよいし、曲線波形であってもよい。

感光体１２から離れて配置された露光装置１６は、例えばパソコンなどの外部装置やスキャナなどの内部装置から入力された信号に応じてレーザ光Ｌを照射して、均一帯電した感光体１２の表面を走査露光することにより、電位減衰部である静電潜像を形成するものである。

感光体１２に現像ローラ１９が接触または近接するように配置された現像器１８は、内部に収容したトナーを回転する現像ローラ１９で感光体１２の対向部に搬送し、感光体１２の表面に形成されている静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成すると同時に、感光体１２の表面にある転写残トナーを回収するものである。
なお、本実施形態におけるトナーの正規帯電極性は負極性であるものとする。また、現像器１８による現像方式は、１成分現像方式または２成分現像方式のいずれであってもよい。

感光体１２に接触配置された転写ローラ２０は、少なくとも外周部が例えば導電性ＥＰＤＭ製ゴムで構成されており、感光体１２と順方向（矢印ｂ方向）にほぼ同じ周速度で回転駆動されるようになっている。また、転写ローラ２０には、転写電圧印加部２４によって転写電圧が印加されるようになっている。さらに、転写ローラ２０には電圧計２６が電気的に接続されており、転写電圧を実測できるようになっている。前記電圧計２６は、後述するように転写効率変動要素を検出する検出手段として機能する。

補助帯電部材２２は、感光体１２の回転方向（矢印ａ方向）に関して転写ローラ２０の下流側であって帯電ブラシ１４の上流側で感光体１２に接触配置されている。補助帯電部材２２は、例えば導電性モルトプレーンで構成されており、感光体１２の軸方向に沿って細長く延びている。また、補助帯電部材２２には、第２電源２８によってバイアスが印加されるようになっている。第２電源２８は、図２（ｂ）に示すように、スイッチＳＷを有しており、このスイッチＳＷがプラス電源２８ａ側またはマイマス電源２８ｂ側に切り換えられることによって、補助帯電部材２２に回収バイアスまたは吐き出しバイアスが印加されることになる。回収バイアスは、補助帯電部材２２が転写残トナーを吸着して一時的に回収するためのもので、トナーの正規帯電極性とは逆極性側にシフトした例えば＋２００Ｖのバイアスである。一方、吐き出しバイアスは、補助帯電部材２２が一時回収した転写残トナーを感光体１２上に吐き出すためのもので、トナーの正規帯電極性である例えば−１．０ｋＶのバイアスである。
なお、補助帯電手段は、導電性ブラシや導電性回転部材で構成されてもよい。

画像形成装置１０はまた、制御手段としての制御部３０を備えている。制御部３０は、電圧計２６、第１電源１５および第２電源２８にそれぞれ電気的に接続されており、電圧計２６から入力される転写効率変動要素としての転写電圧実測値に基づいて、帯電ブラシ１４への印加電圧の切り換え制御を行うとともに、補助帯電部材２２に印加されるバイアスの切り換え制御を行うものである。

画像形成装置１０はさらに、感光体１２と転写ローラ２０との間に用紙などの記録媒体Ｓを送り込む給紙部３２と、記録媒体Ｓ上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着部３４とを備えている。

次に、前記構成からなる画像形成装置１０の動作について説明する。
第１電源１５によって例えば−１．３ｋＶのＤＣ電圧が帯電ブラシ１４に印加されているＤＣ帯電時には、帯電ブラシ１４によって感光体１２の表面が例えば−７００〜−８００Ｖに均一帯電される。そして、露光装置１６によってレーザ光Ｌが照射されて走査露光されることにより、感光体１２の表面に静電潜像が形成される。

その後、前記静電潜像が感光体１２の回転にしたがって現像器１８の対向部に移動する。このとき、現像器１８の現像ローラ１９には例えば−４００Ｖの現像バイアスが印加されている。これにより、現像ローラ１９の外周面に担持された負帯電のトナーは、電位減衰により現像バイアスに対して相対的にプラス側となっている静電潜像に静電的に吸着して現像されてトナー像が形成される。

感光体１２の表面に形成されたトナー像は、感光体１２の回転にしたがって転写ローラ２０の対向部に移動する。これに同期して、給紙部３２によって記録媒体Ｓが感光体１２と転写ローラ２０との間に送り込まれる。このとき、転写ローラ２０には、定電流制御により記録媒体Ｓの裏面から例えば＋２０μＡの電流が流れるように例えば２．０ｋＶの転写電圧が印加されており、これにより感光体１２上のトナー像は記録媒体Ｓ側に静電的に吸着して転写される。それから、トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着部３４を通過する際にトナー像が加熱定着された後、装置外部に排出される。

転写後に感光体１２上に残った転写残トナーＴは、感光体１２の回転にしたがって補助帯電部材２２の位置に到達する。このとき、補助帯電部材２２には、第２電源２８によって、例えば＋２００Ｖの回収バイアスが印加されている。これにより、転写残トナーＴは、補助帯電部材２２に静電的に吸着されて一時的に回収される。この場合、感光体１２上の転写残トナーＴは補助帯電部材２２で完全に回収されることはないが、回収されずに残ったとしても所定の量を越えなければ次の画像上にネガ／ポジ残像は現れない。

補助帯電部材２２に一旦回収された転写残トナーＴは、非画像形成中に第２電源２８によって補助帯電部材２２に例えば−１．０ｋＶの吐き出しバイアスを印加することで、その帯電電位が負極性側にシフトし、これにより相対的にプラス側となる例えば表面電位−７００〜−８００Ｖの感光体１２側に吸引されて吐き出される。

補助帯電部材２２から感光体１２上に転移した転写残トナーＴは、感光体１２の回転にしたがって帯電ブラシ１４を通過することで例えば−７００〜８００Ｖの電位に帯電される。その後、転写残トナーＴは、感光体１２の回転にしたがって現像器１８の位置に到達する。そこで、例えば−４００Ｖの現像バイアスが印加された現像ローラ１９が感光体１２の表面電位（−７００〜−８００Ｖ）に対して相対的にプラス側となるので、感光体１２上の転写残トナーＴは現像ローラ１９に吸着して現像器１８内に回収される。この回収動作は、現像器１８による現像動作と同時に行われることができる。すなわち、感光体１２上の静電潜像には現像ローラ１９からトナーが付着してトナー像が形成されると同時に、感光体１２上の静電潜像以外の領域にある転写残トナーＴは現像ローラ１９に吸着して回収されることになる。

上述した一連の画像形成動作において、通常時（例えば記録媒体Ｓが普通紙である場合）には、補助帯電部材２２で転写残トナーＴの一時的回収を行うことで、ネガ／ポジ残像の発生を防止できる。しかし、例えば記録媒体Ｓが厚紙である場合には、転写ローラ２０による転写効率が低下することで転写残トナーＴが増加し、補助帯電部材２２で回収されずに通過する転写残トナーＴが増えるためにネガ／ポジ残像が発生することがある。そこで、本実施形態の画像形成装置１０では、ネガ／ポジ残像の発生を防止するために以下のような制御を行う。

上述したように通常の画像形成動作中においては、帯電ブラシ１４による帯電方式はＤＣ帯電であり、転写残トナーＴの一時的回収は補助帯電部材２２で行っている。このような画像形成動作中において感光体１２から記録媒体Ｓにトナー像を転写するとき、転写ローラ２０の抵抗値、記録媒体Ｓの厚さ、記録媒体Ｓの抵抗値などが大きいと転写ローラ２０に流れる転写電流が小さくなるため、転写効率が低下（すなわちトナー像が転写されにくくなる）して転写不良が発生する可能性が高くなる。これを防止するため、定電流制御により通常時と同じ例えば＋２０μＡの転写電流が流れるように転写電圧印加部２４によって印加される転写電圧が上げられる。制御部３０は、電圧計２６から入力される転写電圧の実測値を予め記憶した所定の閾値と比較して、転写電圧が閾値を越えたときには転写効率の低下する状態が発生したと判断して、第１電源１５および第２電源２８に切り換え信号をそれぞれ出力する。

図４に示すように、制御部３０からの切り換え信号を受けた第１電源１５は、帯電ブラシ１４に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り換える。これにより、帯電ブラシ１４による帯電方式がＤＣ帯電からＡＣ帯電に切り換えられる。また、これと同時に、制御部３０からの切り換え信号を受けた第２電源２８は、補助帯電部材２２に印加するバイアスを回収バイアスから吐き出しバイアスに切り換える。

吐き出しバイアスが印加された補助帯電部材２２はそれまで一時回収した転写残トナーＴの吐き出しのみを行い、転写残トナーＴの回収を行わなくなる。一方、ＡＣ帯電に切り換えらた帯電ブラシ１４は、転写残トナーＴの一時回収および吐き出しと感光体１２の均一帯電処理を同時に行う。すなわち、帯電ブラシ１４には、感光体１２上の転写残トナーＴが付着・混合することで一時的に回収される。帯電ブラシ１４に一時回収された転写残トナーＴは、図３に示すように例えば−１２８６Ｖ〜−３８６ＶのＡＣ電圧によって、極性反転した正極性トナーおよび正規極性の負極性トナーのいずれもが正規帯電極性および所定電位に整えられてから感光体１２上に電気的に吐き出される。帯電ブラシ１４から吐き出された転写残トナーＴは、感光体１２の回転にしたがって現像器１８の位置に到達し、現像ローラ１９に吸着することにより回収される。

ＡＣ帯電に切り換えられた帯電ブラシ１４の転写残トナーＴの一時回収量は、回収バイアスが印加された補助帯電部材２２に比べて多いので、転写効率の低下によって転写残トナーＴが増加しても、ネガ／ポジ残像の発生を防止することができる。

ただし、ＡＣ帯電の帯電ブラシ１４は、トナーの出入りがＤＣ帯電の場合よりも多いために、極性反転したトナーが帯電ブラシ１４に付着・蓄積して汚れやすく、その結果、帯電ブラシ１４の汚れに起因して感光体１２の帯電不良が発生し、画像上縦方向に黒スジの画像ノイズが現れやすいという不都合がある。

そこで、制御部３０は、モニターしている転写電圧が閾値以下になったときに転写効率が通常範囲に戻ったと判断して、第１電源１５および第２電源２８に切り換え信号を送る。これにより、図４に示すように、補助帯電部材２２のバイアスが吐き出しバイアスから回収バイアスに、帯電ブラシ１４の帯電方式がＡＣ帯電からＤＣ帯電にそれぞれ切り換えられる。このように切り換えることで、帯電ブラシ１４に転写残トナーＴが付着・蓄積して汚れるのを抑制し、これにより感光体１２表面の帯電不良に起因する黒スジの画像ノイズの発生を防止できる。

このように、検出された転写電圧に基づいて帯電ブラシ１４による帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行うことで、黒スジおよびネガ／ポジ残像のない良好な画像を長期間の耐久使用にわたって維持することができる。

続いて、本実施形態の画像形成装置１０を用いて補助帯電部材２２の回収バイアスの設定を変えながら行った実験について説明する。
ネガ／ポジ残像の評価については、新品の作像カートリッジを用いて１枚のプリントを行い、ネガ残像は画像の半分が文字パターンで残り半分がハーフトーンの画像サンプルで、ポジ残像は文字パターンの画像サンプルで、ともに感光体（直径３０ｍｍ）１周目以降に対応する画像サンプル中の位置に現れているかを目視で確認することにより行った。カブリ、黒スジおよび裏汚れの評価については、黒／白比５％の文字パターンの画像サンプルを作像カートリッジの耐久寿命である３０００枚までプリントした後に発生しているかどうかを目視で確認することにより行った。また、実験を行った環境は、温度２５℃、湿度６３％であった。

この実験結果を図５と図６の２つの表に示す。図５の表は、ＤＣ帯電方式で回収バイアスが＋３００〜−１００Ｖのとき、および、ＡＣ帯電方式で吐き出しバイアスが−１．０ｋＶのときの、転写電圧の実測値によるネガ／ポジ残像の発生状況を示す。図６の表は、ＤＣ帯電方式で３０００枚までプリントしたときの、各回収バイアスでの黒スジの発生状況を示す。図６の表によると、回収バイアスを＋３００Ｖに設定するとトナーが帯電ブラシ１４に付着して黒スジが発生するため、回収バイアスは＋２００Ｖに設定するのが好ましい。また、図５の表によると、回収バイアス＋２００Ｖのとき、転写電圧の実測値が＋３．０ｋＶになるとポジ残像が発生することから、転写電圧の閾値を＋２．５ｋＶとしてＤＣ帯電とＡＣ帯電との切り換えを行えば、ネガ／ポジ残像の発生を防止できることが確認された。さらに、ＡＣ帯電方式では、吐き出しバイアス−１．０ｋＶで転写電圧＋２．５ｋＶ以上においてネガ／ポジ残像が発生しないことが確認された。

ところで、前記画像形成装置１０では転写電圧を実測することで転写効率変動要素の検出を行ったが、記録媒体の厚みを検出することで転写効率変動要素の検出を行ってもよい。一般に、記録媒体の厚みが大きくなると抵抗値が上がって転写電流が流れにくくなり転写効率が低下するので、転写電圧を上げる必要がある。そこで、記録媒体の厚みが閾値を越えたか否かで、ＤＣ帯電とＡＣ帯電との切り換え制御を行ってもよい。この場合、記録媒体の厚みは、例えば、給紙部３２と転写ローラ２０との間に配置された圧電素子の上を記録媒体Ｓが通過するときに測定される圧力から検出することができる。

図７の表は、前記実験と同様にして行ったネガ／ポジ残像の実験結果を示す。図６の表によると、回収バイアスを＋３００Ｖに設定すると黒スジが発生するため、回収バイアスは＋２００Ｖに設定するのが好ましい。図７の表によると、紙厚１５０μｍではポジ残像が発生することから、紙厚の閾値を１２０μｍとしてＤＣ帯電とＡＣ帯電との切り換えを行えば、ネガ／ポジ残像の発生を防止できることが確認された。さらに、ＡＣ帯電方式では、吐き出しバイアス−１．０ｋＶで紙厚１５０μｍ以上においてネガ／ポジ残像が発生しないことが確認された。

また、転写電圧を実測する方法や記録媒体厚みを検出する方法以外に、ＯＨＰや厚紙などの記録媒体の種類、両面印刷または裏面印刷のモード設定、装置内湿度などを転写効率変動要素として検出し、これに基づいて帯電方式の切り換え制御を行ってもよい。これらの場合においても、上述したような画像形成装置１０と同様な効果を得ることができる。記録媒体の種類は、例えば操作パネルの設定やセンサによる記録媒体の抵抗測定によって検出することができる。両面印刷等のモード設定は、例えば操作パネルの設定から検出できる。装置内湿度は、装置内に設けた湿度センサで検出できる。これら５つの転写効率変動要素（転写電圧実測値、記録媒体厚み、記録媒体の種類、両面印刷等の設定モード、装置内湿度）は、単独の場合に限らず２つ以上の組み合わせで転写効率変動要素を構成してもよい。

なお、本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、および、これらの複合機などの画像形成装置に適用可能である。

画像形成装置の主要部構成図。第１電源および第２電源の概略構成図。ＡＣ電圧の波形例と、トナーが正規帯電極性および所定電位に帯電される状態を示す図。帯電電圧および補助帯電部材バイアスの切り換えのタイミングを示すチャート。第１実験におけるネガ／ポジ残像発生状況を示す表。第１実験における黒スジ発生状況を示す表。第２実験におけるネガ／ポジ残像発生状況を示す表。

符号の説明

１０…画像形成装置
１２…感光体（像担持体）
１４…帯電ブラシ（主帯電手段）
１５…第１電源
１６…露光装置
１８…現像器（現像手段）
２０…転写ローラ（転写手段）
２２…補助帯電部材（補助帯電手段）
２４…転写電圧印加部
２６…電圧計（検出手段）
２８…第２電源
３０…制御部（制御手段）

Claims

像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面を均一帯電する主帯電手段と、均一帯電された前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像にすると同時に転写後に前記像担持体上に残ったトナーを回収する現像手段とが配設された画像形成装置において、
前記転写手段に印加される転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方に基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記主帯電手段による帯電方式の切り換えのタイミングは、前記転写電圧または前記記録媒体の厚みが閾値を越えたか否かで決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面を均一帯電する主帯電手段と、均一帯電された前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像にすると同時に転写後に前記像担持体上に残ったトナーを回収する現像手段とが配設された画像形成装置において、
転写効率変動要素を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された転写効率変動要素に基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行う制御手段と、
前記像担持体の回転方向に関して前記転写手段の下流側であって前記主帯電手段の上流側で前記像担持体に接触配置された補助帯電手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記主帯電手段による帯電方式がＤＣ帯電のときは前記補助帯電手段にトナーの正規帯電極性とは逆極性側にシフトしたバイアスを印加し、前記主帯電手段による帯電方式がＡＣ帯電のときは前記補助帯電手段にトナーの正規帯電極性のバイアスを印加するように切り換えることを特徴とする画像形成装置。
転写手段により像担持体から記録媒体にトナー像が転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを主帯電手段または補助帯電手段で一時的に回収した後に吐き出して最終的に現像手段で回収するに際し、前記転写手段に印加される転写電圧または前記記録媒体の厚みの少なくとも一方を検出し、検出された前記転写電圧または前記記録媒体の厚みに基づいて、前記像担持体から前記記録媒体への転写効率が低い状態にあるときに前記主帯電手段による帯電方式をＡＣ帯電とし、且つ、前記転写効率が高い状態にあるときに前記帯電方式をＤＣ帯電とするように、前記帯電方式をＤＣ帯電とＡＣ帯電との間で切り換える制御を行うことを特徴とする画像形成装置のトナー回収制御方法。