JP4681743B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に像担持体に接して像担持体に形成担持されたトナー像を転写材に転写させる接触転写部材を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、例えば図１０に示すように、像担持体としての感光ドラム１と、その周囲に感光ドラム１の回転方向に沿って順に、感光ドラム１を均一に帯電する帯電装置２、感光ドラム１上に静電潜像を形成するために露光光（レーザ光）Ｌを照射する露光装置（不図示）、感光ドラム１上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置３、感光ドラム１上に形成されたトナー像を用紙などの転写材Ｐに転写する転写装置４、及びクリーニング装置５を備えている。
【０００３】
感光ドラム１は、アルミニウムシリンダ表面に有機感光体（ＯＰＣ）層を被着して外径が３０ｍｍに形成されており、駆動手段（不図示）により矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピード（例えば１４０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【０００４】
帯電装置２は、接触帯電部材としての帯電ローラ６と、この帯電ローラ６に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源７とを備えている。帯電バイアス電源７は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを帯電ローラ６に印加する。
【０００５】
現像装置３は、現像剤としてのトナーを貯蔵する現像容器８と、トナーを転移させて感光ドラム１上の静電潜像を可視画像化する現像ローラ（トナー担持体）９と、この現像ローラ９に現像バイアスを印加する現像バイアス電源（現像電圧印加手段）１０とを備えている。現像バイアス電源１０は、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを現像ローラ９に印加する。
【０００６】
転写装置４は、外径が１６ｍｍの接触転写部材としての転写ローラ（転写部材）１１と、この転写ローラ１１に１０００〜６０００Ｖ程度の正極性の転写バイアスを印加する転写バイアス電源（電圧印加手段）１２と、転写材Ｐの非通紙時に転写ローラ１１に負極性のクリーニングバイアスを印加する転写ローラクリーニングバイアス電源（電圧印加手段）２３と、転写ローラ１１に印加するバイアスとして転写バイアス電源１２又は転写ローラクリーニングバイアス電源２３のいずれかを選択して切り替える切り替えスイッチ２４とを備えている。
【０００７】
感光ドラム１に当接して転写ニップ部Ｎを形成する転写ローラ１１は、金属製の芯金１１ａ周面上に導電性の弾性層１１ｂを被着して構成されている。弾性層１１ｂの体積抵抗値は、約１０^４〜１０^１０Ωｃｍ程度に形成されている。
【０００８】
クリーニング装置５は、転写後に転写残トナーを感光ドラム１上から掻き取るクリーニングブレード１３と、このクリーニングブレード１３によって掻き取った廃トナーを貯蔵する回収容器１４とを備えている。
【０００９】
また、感光ドラム１と転写ローラ１１とが当接する転写ニップ部Ｎに対して、転写材搬送方向の下流側には、分離補助手段である除電針ユニット１５、絶縁性の樹脂製からなる搬送ガイド１６、及び定着装置１７を備えている。
【００１０】
除電針ユニット１５は、除電針１５ａと絶縁部材１５ｂとを備え、除電針１５ａは電気的に接地されている。
【００１１】
定着装置１７は、アルミニウム製の筒状の芯金１８ａにＰＦＡ粒子をスプレーコート、又はディスパージョンでコートした後、焼き付け塗装してＰＦＡの離型層１８ｂを形成した定着ローラ１８と、これを内側から加熱するためのハロゲンヒータ１９と、転写材Ｐを定着ローラ１８に圧接する加圧ローラ２０と、転写紙Ｐを定着ローラ１８と加圧ローラ２０との間の定着ニップ部へ導くための定着入口ガイド２１とを備えている。
【００１２】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１３】
画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段（不図示）により矢印方向（時計方向）にプロセススピード１４０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動され、帯電バイアス電源７から帯電バイアスが印加された帯電ローラ６によって、感光ドラム１表面を約−７１０Ｖの電位（暗電位（Ｖｄ））に均一に帯電する。そして、帯電された感光ドラム１表面に露光装置（不図示）から露光光（レーザ光）Ｌが与えられることにより、感光ドラム１表面の電位は露光された部分の電位（明電位（Ｖｌ）が低下して、入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。この場合の明電位（Ｖｌ）は約−１６０Ｖである。
【００１４】
そして、感光ドラム１表面に形成された静電潜像に、現像バイアス電源１０から感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像ローラ９により、感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性に帯電されたトナーを付着させてトナー像として反転現像（可視像化）する。
【００１５】
そして、感光ドラム１表面のトナー像が感光ドラム１と転写ローラ１１との間の転写ニップ部Ｎに到達すると、このタイミングに合わせて転写材Ｐが転写ガイド２２でガイドされて転写ニップ部Ｎに搬送され、切り替えスイッチ２４を介して転写バイアス電源１２からトナーと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１１により、転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像が転写される。
【００１６】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、感光ドラム１の曲率により分離されるとともに除電針ユニット１５によって除電され、感光ドラム１と転写材Ｐとの間の静電吸着力を弱めて、感光ドラム１から分離される。分離された転写材Ｐは搬送ガイド１６上を介して、定着装置１７の定着入口ガイド２１へ搬送される。
【００１７】
定着装置１７に搬送された転写材Ｐは、定着装置１７の定着ローラ１８と加圧ローラ２０との間の定着ニップ部で加熱、加圧され、トナー像が表面に熱定着される。トナー像が表面に定着された転写材Ｐは外部に排紙される。
【００１８】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１表面に残留している転写残トナーはクリーニング装置５のクリーニングブレード１３によって除去され、回収容器１４内に回収される。
【００１９】
また、画像形成の増加によって上記の転写時に転写ローラ１１に汚れとして付着したトナーは、画像形成動作前の前回転時や画像形成動作後の後回転時の非通紙時に、切り替えスイッチ２４の切り替えにより転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写ローラ１１にトナーの帯電極性と同極性（負極性）のクリーニングバイアスを印加することで、静電的に感光ドラム１に転移されてクリーニング装置５で回収される。これにより、転写ローラ１１の表面が清掃される。
【００２０】
次に、上記した従来の画像形成装置における通常の画像形成時での感光ドラム電位、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス、クリーニングバイアスの関係を、上記した画像形成動作と図１１に示すシーケンス図を参照して感光ドラム１の周方向位置を基準に説明する。なお、図１１において、前回転は画像形成動作前における感光ドラム１の回転、通紙は画像形成動作時、紙間は連続画像形成動作時における前の転写材と次の転写材との搬送間隔時間（画像形成間隔）、後回転は画像形成動作終了後における感光ドラム１の回転である。
【００２１】
感光ドラム１は、前回転時から帯電ローラ６によって−７１０Ｖの電位（暗電位（Ｖｄ））に均一帯電され、この均一帯電された部分を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する。そして、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎに到達するタイミングに合わせて感光ドラム１の帯電位置が転写ニップ部Ｎに到達する前回転時から、この画像形成動作時における最後の転写材Ｐの終端が転写ニップ部Ｎを通過するタイミングに合わせて帯電位置が転写ニップ部Ｎに到達するまでの間、帯電ローラ６によって感光ドラム１表面を−７１０Ｖの電位（暗電位（Ｖｄ））に帯電する。この場合、露光光Ｌによって形成された静電潜像の画像部の電位（明電位（Ｖｌ）は−１６０Ｖとなる。
【００２２】
そして、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎに到達するタイミングに合わせて感光ドラム１上の静電潜像を可視画像化して転写ニップ部Ｎに到達させる前回転時から、この画像形成動作時における最後の転写材Ｐが転写ニップ部Ｎを通過するタイミングに合わせてトナー像が転写ニップ部Ｎに到達するまでの間、現像ローラ９には−５６０ＶのＤＣ電圧の現像バイアスが印加される。
【００２３】
そして、前回転時と後回転時での感光ドラム１の表面電位が−７１０Ｖのときに、転写ローラ１１には転写ローラクリーニングバイアス電源２３より−２５００Ｖの負極性のクリーニングバイアスが印加されるとともに、通紙時には転写ローラ１１に正極性の転写バイアスＶｔが印加され、紙間ではそれよりも低いＶｔ０のバイアス電圧が印加される。
【００２４】
この場合の転写バイアスＶｔは、通紙時に必要な転写電流を確保するための電圧で、転写ローラ１１の抵抗により変化するが、Ａ３サイズあるいはレターサイズの転写材Ｐに対応させるためには約１０μＡの電流を確保するための電圧を印加する。また、紙間（画像形成間）には、上記Ｖｔ０は任意の電圧によって出力され、転写バイアスＶｔより低い同極性の電圧で出力し、感光ドラム１へのメモリ等のダメージをある程度抑えるのが一般的である。
【００２５】
上記した従来の画像形成装置は、プロセススピードが１４０ｍｍ／ｓｅｃであり、紙間が比較的短めの画像形成装置の場合であるが、紙間が比較的長めの場合や、転写材サイズの不確定な手差し給紙の場合には、図１２に示すような転写バイアス、クリーニングバイアスの関係とすることもある。
【００２６】
即ち、この場合には図１２に示すように、紙間で転写ローラ１１へクリーニングバイアス（ＣＬＮ）とＶｔ０バイアスを出力するようにする。これは、プロセススピードが遅く、高圧電源（転写バイアス電源１２、転写ローラクリーニングバイアス電源２３）の立ち上がりが通紙速度に対して充分に速い場合や、紙間が比較的長めの場合、及びトナー像位置に対して通紙位置が不確定となりやすい小サイズ紙の手差し給紙モードを設定する場合に、転写ローラ１１に汚れとして付着したトナーを清掃するためである。
【００２７】
これは、通常現像剤としてのトナーは、正規に帯電しているトナー（本実施の形態では負極性；以下、正規トナーという）に少量の逆極性に帯電しているトナー（本実施の形態では正極性；以下、反転トナーという）が混在して静電的に吸着し、トナーの集合体として現像ローラ９の表面に適量分布している。よって、紙間時に現像カブリ現象によって少量の正規トナー（正規カブリ）、反転トナー（反転カブリ）が感光ドラム１上に現像され、それが転写ローラ１１に移り蓄積する場合がある。
【００２８】
そのため、例えば紙間の長さが転写ローラ１１の周長の２周分以上ある場合、前半１周はクリーニングバイアス（ＣＬＮ）、後半１周はＶｔ０バイアスを印加、後に所定のタイミングで転写バイアスＶｔへ切り替えることで、正規トナー、反転トナーを感光ドラム１に戻し、転写ローラ１１へのトナーの蓄積を防止している。
【００２９】
また、紙間が比較的短い場合、特に転写ローラ１１の１周よりも短い場合は転写バイアスの出力切り替えの時間と高圧電源（転写バイアス電源１２、転写ローラクリーニングバイアス電源２３）の立ち上がり特性の関係、ならびに出力切り替え能力等の装置の特性、及びカブリ特性等を考慮して、一般には反転カブリによる反転トナーの転写ローラ１１への付着、蓄積防止のため、図１１に示したように、紙間時はＶｔ０バイアスの出力を行っている。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、使用されるモード、特に連続画像形成を実施する頻度が極めて高い場合、図１１に示す前回転時と後回転時のクリーニングバイアス（ＣＬＮ）による効果は、画像形成回数当たりのクリーニング実行時間が減るため、実質的に減少する。
【００３１】
更に、環境の違いや感光ドラム１の帯電能力の違い、ならびに帯電バイアス、現像バイアスの出力のばらつきによって、正規カブリ、反転カブリのレベルがそれぞれ変動する。このため、正規カブリのレベルが悪化して、転写ローラ１１にトナーが蓄積して転写材Ｐを汚す、及び転写不良や転写材Ｐの感光ドラム１からの分離不良などの問題を引き起こす場合がある。
【００３２】
このため、このような問題を解決するために、図１３に示すように、紙間時に所定の時間、クリーニングバイアス（ＣＬＮ）を出力する画像形成装置が提案されている。
【００３３】
しかしながら、この画像形成装置の場合、正規カブリのレベルの悪化に対して有効である反面、例えば低湿環境における現像剤中の反転トナーの増加によって、反転カブリのレベルが悪化した場合、紙間中で転写ローラ１１にトナーが蓄積し問題を引き起こすことが少なからず発生する。
【００３４】
また、こうした紙間中の正規カブリ、反転カブリによる転写ローラ１１の汚れを軽減するために、例えば図１４に示すように、紙間中の大部分（転写材間の一部の範囲）において現像バイアスの印加を停止する方法がある。この方法により転写ローラ１１の汚れを大幅に軽減することができるが、問題点として例えば現像バイアスの印加開始時（ＯＮ時）や停止時（ＯＦＦ時）に、電源のオーバーシュートや瞬間的な電界変化等によって、感光ドラム１の長手方向に帯状カブリ（以後、黒帯と称する）が発生する場合がある。
【００３５】
例えば、図１４の現像バイアスの印加開始時（ＯＮ時、図中の前回転時と紙間時のＡ）の瞬間にオーバーシュート等によって発生する正規カブリの黒帯、及び停止時（ＯＦＦ時、図中の紙間時と後回転時のＢ）の瞬間的な電界変化による反転カブリの黒帯がある。また、現像バイアスに交流電圧が重畳されている場合、直流電圧のＯＮ時とＯＦＦ時に加え、交流電圧のＯＮ時とＯＦＦ時においても黒帯が発生する場合がある。
【００３６】
これらの黒帯のレベルに関しても、同じく環境の違いや感光ドラムの帯電能力の違い、ならびに帯電バイアス、現像バイアスの出力のばらつきに左右される。
【００３７】
そこで本発明は、上記黒帯のレベルを左右する画像形成装置内の湿度に対応して、紙間時の正規カブリや反転カブリ、及び黒帯等のカブリトナーが転写ローラへ付着するのを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成され、回転する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を、第１の極性に帯電したトナーにより現像してトナー像として顕像化する現像手段と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記第１の極性と反対の第２の極性の電圧が印加されることにより、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ニップ部に搬送される転写材に転写する転写部材と、前記転写部材に前記第１の極性の電圧、或いは、前記第２の極性の電圧を印加する電圧印加手段と、前記像担持体の回転方向に関して前記転写ニップ部よりも下流で、前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、画像形成装置内の湿度を検知するための環境センサを有し、前記電圧印加手段は、連続して複数の転写材に画像形成を行う際に前の転写材と次の転写材が前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙時である転写材間に、前記環境センサにより検知した湿度が、所定の湿度よりも小さい場合に前記第２の極性の電圧を、所定の湿度以上の場合に前記第１の極性の電圧を、前記転写部材に印加する、ことを特徴としている。
【００３９】
また、前記現像手段は、トナーを担持するトナー担持体と、前記トナー担持体に前記第１の極性の電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像電圧印加手段と、を備え、前記現像電圧印加手段は、前記転写材間の一部の範囲で前記トナー担持体に対する電圧印加を停止する、ことを特徴としている。
【００４０】
また、前記電圧印加手段は、前記環境センサにより検知した湿度が前記所定の湿度よりも小さい場合に、前記現像電圧印加手段による電圧印加が停止された後、前記転写材間で前記転写部材に印加する電圧を前記第２の極性から前記第１の極性に切り替える、ことを特徴としている。
【００４１】
また、前記電圧印加手段は、前記環境センサにより検知した湿度が前記所定の湿度よりも小さい場合に、前記現像電圧印加手段による電圧印加が停止された状態から再開された後、前記転写材間で前記転写部材に印加する電圧を前記第１の極性から前記第２の極性に切り替える、ことを特徴としている。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００４８】
〈参考例〉
図１は、本発明の参考例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図１０に示した従来例の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
本参考例では、切り替えスイッチ２４を制御して転写ローラ（転写部材）１１への印加電源（電圧印加手段）を転写バイアス電源１２又は転写ローラクリーニングバイアス電源２３のいずれかに切り替える切り替え部３０と、切り替え部３０に切り替え信号を出力する制御装置（ＣＰＵ）３３を備えている。他の構成は、図１０に示した従来例の画像形成装置と同様である。本参考例においても、上述した従来例の画像形成装置と同様にして画像形成が行われ、本参考例では画像形成動作の説明は省略する。
【００５０】
なお、本参考例では反転現像方式を用いているため、正規トナーは負極性、反転トナーは正極性に帯電している。また、本参考例の画像形成装置は、転写材進行方向の紙間の長さは転写ローラ１１の周長よりも長い。
【００５１】
本画像形成装置は、図２に示すような操作パネル３１を有しており、操作パネル３１に設けている極性選択スイッチ３２を押すことによって、制御装置３３から切り替え部３０に切り替え信号が入力される。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて切り替えスイッチ２４を制御し、転写ローラ１１への印加電源を転写バイアス電源１２又は転写ローラクリーニングバイアス電源２３のいずれかに選択して切り替えることができる（詳細は後述する）。なお、極性選択スイッチ３２を押すたびに転写バイアス電源１２、転写ローラクリーニングバイアス電源２３を交互に切り替えるように、切り替えスイッチ２４が制御される。
【００５２】
本参考例の画像形成装置は、通常の連続画像形成動作時には上記した図１１に示したバイアス制御によって画像形成を行う。なお、紙間（転写材間）時には転写バイアス電源１２から転写ローラ１１にＶｔ０バイアスが印加されている。この際、常温環境（２３℃／５０％）にて使用している場合には反転トナーは少なく、初期は良好な画像形成を行うことができるが、画像形成回数が増えるにつれて、感光ドラム１の表面電位が低下し（例えば−７１０Ｖが−６５０Ｖ）、いわゆる正規カブリのラチチュードがなくなる。
【００５３】
これによって、正規カブリによる正規トナー（負極性、第１の極性に帯電）が、紙間に感光ドラム１上に現像され転写ニップ部Ｎにおいて、転写ローラ１１に転写バイアス電源１２から正極性のＶｔ０バイアスが印加されているため転写ローラ１１表面に付着する。特に、連続画像形成時は常に転写ローラ１１に正極性（第２の極性）のバイアスが印加され続けるため、転写ローラ１１表面にトナーが蓄積され、このトナーによって転写材Ｐの裏面（転写ローラ１１表面に接する面）、及び転写材Ｐのコバ部分を汚す。
【００５４】
そこで、このような問題を解決するために本参考例では、紙間時にユーザが操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押して、制御装置３３から切り替え部３０に切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写バイアス電源１２から転写ローラクリーニングバイアス電源２３に切り替え、図１３に示したシーケンスと同様に、転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写ローラ１１に負極性のクリーニングバイアス（ＣＬＮ）を印加する。
【００５５】
そして、紙間終了前（通紙開始前）に再び極性選択スイッチ３２を押して、制御装置３３から切り替え部３０に切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写バイアス電源１２に切り替え、転写ローラ１１に正極性の転写バイアスＶｔを入力する。
【００５６】
このように本参考例では、紙間時にユーザが操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押して転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写ローラ１１に正規トナーと逆極性（負極性）のクリーニングバイアスを印加することにより、転写ローラ１１表面にトナーが付着するのを未然に防止するとともに、転写ローラ１１表面に付着したトナーが静電的に感光ドラム１側に転移してクリーニング装置５のクリーニングブレード１３で回収されることによって、転写材Ｐの裏面（転写ローラ１１表面に接する面）、及び転写材Ｐのコバ部分のトナーによる汚れを防止することができるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【００５７】
また、本参考例では、転写材進行方向の紙間の長さは転写ローラ１１の周長よりも短いので、本参考例のように、接触転写方式の中でも周長が短く、トナーなどの蓄積が生じやすいローラ転写方式で、さらに紙間時に転写ローラ１１に正と負の各極性の電圧をそれぞれ１周分印加できないという、極めてトナーが蓄積しやすい条件下にもかかわらず、紙間時に操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押すという簡易的な操作だけで、転写ローラ１１のトナーによる汚れを防止することができる。
【００５８】
また、本参考例では、現像装置３の現像方式として反転現像方式を用いたがそれに限定されず、正規現像方式でも同様に本発明を適用することができる。また、連続画像形成時における紙間の長さが転写ローラの周長より長い場合でも、同様に本発明を適用することができ、更に、ローラ転写方式以外の接触転写方式においても、同様に本発明を適用することができる。
【００５９】
また、本参考例では、操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押すことで、切り替えスイッチ２４の切り替え制御を行うようにしたが、それに限定されず、例えば、操作パネル３１の階層の深い表示中（ユーザーモード、サービス調整用モード等の表示中）に設けてもよく、画像形成装置の所定のハードスイッチによって切り替えるようにしても良い。
【００６０】
また、本参考例では、通紙時において極性選択スイッチ３２を押すごとに通常極性のシーケンス、逆極性のシーケンスへと交互に切り替わるが、例えば数字、記号等の入力値によって切り替えてもよく、更に画像形成装置内に設けられたタイマー機能、画像形成回数計測カウンタを用いて、通紙時において所定の時間及び回数において自動的に、通常極性のシーケンス、逆極性のシーケンスへと交互に切り替わるようにしても良い。
【００６１】
また、本参考例では、反転トナーが少なく、よって反転カブリがほとんどなかったが、例えば、感光ドラムの画像形成回数における表面電位特性等で画像形成開始時は反転カブリが多く、その後、表面電位の低下等で反転カブリが減少し、正規カブリが増大する傾向をもつ画像形成装置においても有効である。
【００６２】
また、逆に画像形成開始時は正規カブリが多く、その後減少し、逆に反転カブリが増大する傾向をもつ画像形成装置においては、本参考例に示した通常極性のシーケンスと逆極性のシーケンスの通常設定を入れ替えることにより、同様の効果を簡易的な操作によって得ることができる。
【００６３】
〈実施の形態１〉
図３は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、上述した参考例の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６４】
本実施の形態では、画像形成装置内に温度・湿度を測定する環境センサ３４と、環境センサ３４からの温度・湿度情報に基づいて画像形成装置内の絶対水分量（空気１ｋｇ中の水分量ｇ）を算出する制御装置（ＣＰＵ）３３を有している。他の構成及び画像形成動作は参考例と同様であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００６５】
また、本実施の形態の画像形成装置は、図１４及び図４に示すように、連続画像形成動作における紙間時に現像バイアス印加のＯＮ、ＯＦＦを行い、紙間での正規カブリを減らし、正規トナーの転写ローラ１１への付着を軽減させるようにしている。このように、紙間での現像バイアス印加時間を短くしているため、カブリよりも現像バイアスの印加開始時（ＯＮ時；図中の前回転時と紙間時のＡ）、停止時（ＯＦＦ時；図中の紙間時と後回転時のＢ）における黒帯トナーの転写ローラ１１への付着が支配的となる。なお、図１４は、後述する常湿環境、低湿環境におけるシーケンス、図４は、後述する高湿環境におけるシーケンスである。
【００６６】
図５は、絶対水分量（空気１ｋｇ中の水分量ｇ）による環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）における正規カブリ（黒帯）、反転カブリ（黒帯）の関係を示した図である。本実施形態では、空気１ｋｇ中の水分量が１５ｇである場合を所定の湿度とし、環境センサ３４に基づいて算出した（検知した）湿度が、所定の湿度よりも小さい場合を常温環境及び低湿環境とし、所定の湿度以上の場合を高湿環境としている。なお、図５中の環境認識のための絶対水分量（空気１ｋｇ中の水分量ｇ）の数値は、これに限定されるものではなく任意の数値に設定してもよい。
【００６７】
本画像形成装置における、正規カブリ（負極性に帯電）の黒帯、反転カブリ（正極性に帯電）の黒帯の、環境による増減傾向は図５に示されるように、高湿環境下では正規カブリの黒帯、常湿環境下及び低湿環境下では反転カブリの黒帯が多い傾向にある。
【００６８】
そして、本実施の形態では、制御装置３３は、算出した絶対水分量から画像形成装置内の環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）を行い、その環境認識に基づいて紙間時に切り替え部３０へ切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写バイアス電源１２又は転写ローラクリーニングバイアス電源２３のいずれかに切り替える。
【００６９】
即ち、常湿環境、低湿環境の場合（環境センサ３４により検知した湿度が所定の湿度よりも小さい場合）は、紙間時に転写バイアス電源１２側に切り替えて上記した図１４に示すシーケンスを行うようにし、高湿環境の場合（環境センサ３４により検知した湿度が所定の湿度以上の場合）は、紙間時に転写ローラクリーニングバイアス電源２３側に切り替えて図４に示すシーケンスを行うように制御する。
【００７０】
本実施の形態の画像形成装置は、図１４及び図５中の現像バイアス印加開始時（ＯＮ時）に正規カブリの黒帯が、現像バイアス印加停止時（ＯＦＦ時）に反転カブリの黒帯が発生しやすい。この傾向は、例えば現像バイアスのオーバーシュートや、瞬間的な電界変化等により発生する。
【００７１】
本実施の形態によれば、常湿環境、低湿環境においては、図１４に示すシーケンスにより現像バイアス印加停止時（ＯＦＦ時）に反転カブリの黒帯（正帯電極性）が発生しやすいが、紙間時に転写ニップ部Ｎにおいて転写ローラ１１への印加電圧（Ｖｔ０バイアス）の極性は正極性であるので、転写ローラ１１に付着しない。なお、現像バイアス印加開始時（ＯＮ時）における正規カブリの黒帯はほんのごく僅かであり、転写ローラ１１に蓄積しない。
【００７２】
そして、高湿環境においては、図４に示すシーケンスにより現像バイアス印加開始時（ＯＮ時）に正規カブリの黒帯（負帯電極性）が発生しやすいが、紙間時に転写ニップ部Ｎにおいて転写ローラ１１への印加電圧（クリーニングバイアス）の極性は負極性であるので、転写ローラ１１に付着しない。なお、現像バイアス印加停止時（ＯＦＦ時）における反転カブリの黒帯はほんのごく僅かであり、転写ローラ１１に蓄積しない。
【００７３】
このように本実施の形態では、画像形成装置内の環境（高湿環境、常湿環境、低湿環境）に応じて転写ローラ１１への印加電圧の極性を環境センサ３４の測定情報に基づいて自動的に切り替えることによって、環境により正規カブリや反転カブリが発生しやすい場合でも、転写ローラ１１表面にトナーが付着することを防止することができるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、絶対水分量から画像形成装置内の環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）を行う構成であったが、絶対水分量のほかに相対湿度、温度等で環境認識を行うようにしても良く、また、複数の環境パラメータを元にして環境認識を行うようにしても良い。
【００７５】
〈実施の形態２〉
本実施の形態の画像形成装置も、図３に示した実施の形態１の画像形成装置と同様の構成であり、かつ図５に示したような環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）における正規カブリ（黒帯）、反転カブリ（黒帯）の関係を有している。
【００７６】
本実施の形態では、通常時においては、制御装置３３は環境センサ３４からの測定情報に基づいて、算出した絶対水分量から画像形成装置内の環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）を行い、その環境認識に基づいて紙間時に切り替え部３０へ切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写バイアス電源１２又は転写ローラクリーニングバイアス電源２３のいずれかに切り替える。
【００７７】
即ち、本実施の形態では、常湿環境、低湿環境において通常の場合は、図６に示すように、紙間時に転写バイアス電源１２側に切り替えて転写ローラ１１にＶｔ０バイアス（正極性）を印加し、かつ現像バイアス印加のＯＮ、ＯＦＦを行う（図１４に示したシーケンスと略同じ）。このシーケンスで画像形成を行う場合、画像形成の回数が増加するにつれて感光ドラム１や、現像装置３の劣化、及び現像装置３内の現像剤（トナー）の残量、及びトナー補給時の残トナーとの相性等の要因によっては、常湿環境、低湿環境であるにもかかわらず、図７に示すように正規カブリが悪化し、正規カブリの黒帯が発生する場合がある。
【００７８】
そのため、紙間にクリーニングバイアス（負極性）を出力し、正規カブリの黒帯トナー（正帯電極性）の転写ローラ１１への付着防止を行いたいが、転写材進行方向の転写の紙間領域全てを切り替えた場合、必然的に反転カブリの黒帯によって反転トナー（正帯電極性）が転写ローラ１１に付着し蓄積することにより、転写材Ｐの裏面（転写ローラ１１表面に接する面）のトナー汚れ等の不具合を引き起こしかねない。
【００７９】
また、例えば紙間中にＶｔ０バイアス（正極性）とクリーニングバイアス（負極性）の両方を出力することが考えられるが、紙間領域が狭い場合には、高圧の立ち上がり、及び転写ローラ１１のインピーダンス等によっては高圧の出力が不十分であることもある。また、場合によっては出力切り替えの失敗による暴走なども考えられる。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、上記のようにユーザが紙間時に常湿環境、低湿環境において正規カブリの黒帯が発生しそうな状況、あるいは正規カブリの黒帯が発生したと判断した場合は、紙間時にユーザが操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押して、制御装置（ＣＰＵ）３３から切り替え部３０に切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写バイアス電源１２から転写ローラクリーニングバイアス電源２３に切り替え、図８に示すシーケンスのように、転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写ローラ１１に負極性のクリーニングバイアス（ＣＬＮ）を印加する。
【００８１】
このクリーニングバイアスは、現像バイアスがＯＦＦされて所定時間後に印加され、現像バイアスがＯＮされて所定時間後にこのクリーニングバイアス（負極性、第１の極性）から転写バイアス（正極性、第２の極性）に切り替える。
【００８２】
このシーケンスによって、正規カブリの黒帯が転写ニップ部Ｎに到達する際に、転写ローラ１１への印加電圧（クリーニングバイアス）の極性は負極性であるので、転写ローラ１１に付着せず、また、反転カブリの黒帯が転写ニップ部Ｎに到達する際に、転写ローラ１１への印加電圧の極性は、画像域の転写バイアス（正極性）を延長することにより（図８中のＣ）、正極性であるので転写ローラ１１に付着しない。なお、紙間において転写の出力切り替え回数は、通常時と同じ２回であるため、出力不足や切り替え失敗による暴走を防ぐことができる。
【００８３】
なお、紙間時に転写バイアスＶｔを出力するため、多少、感光ドラム１へのメモリが増加し、カブリが若干増えるが、黒帯のトナー量に比べ少ないレベルであった。
【００８４】
また、高湿環境においては、制御装置３３は環境センサ３４からの測定情報に基づいて、紙間時に転写ローラクリーニングバイアス電源２３側に切り替えて、実施の形態２と同様に図４に示すシーケンスを行う。図４に示すシーケンスにより、現像バイアス印加開始時（ＯＮ時）に正規カブリの黒帯（負帯電極性）が発生しやすいが、転写ニップ部Ｎにおいて転写ローラ１１の印加電圧（クリーニングバイアス）の極性は負極性であるので、転写ローラ１１に付着しない。なお、現像バイアス印加停止時（ＯＦＦ時）における反転カブリの黒帯はほんのごく僅かであり、転写ローラ１１に蓄積しない。
【００８５】
このように本実施の形態では、画像形成装置内の環境が常湿環境、低湿環境であるにもかかわらず正規カブリや反転カブリの黒帯が発生しやすい場合でも、転写ローラ１１表面にトナーが付着することを防止することができるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【００８６】
本実施の形態では、紙間時に極性選択スイッチ３２を押すことによって、画像域の転写バイアスの出力時間を延長し、かつ転写ローラクリーニングバイアス（ＣＬＮ）を出力する構成であったが、これに限定されず、現像バイアス電源１０の特性等によっては、例えば現像バイアスの印加開始時（ＯＮ時）と現像バイアス印加停止時（ＯＦＦ時）で発生する黒帯のトナーの帯電極性が反対であった場合に、転写ローラクリーニングバイアス（ＣＬＮ）出力後、画像域の転写バイアスＶｔの出力に切り替えるタイミングを早める等、様々なタイミング変更が考えられる。
【００８７】
〈実施の形態３〉
実施の形態２では、常湿環境、低湿環境の場合は、上述したように紙間時に図８に示すシーケンスを行うことにより、正規カブリの黒帯が転写ニップ部Ｎに到達する際に、転写ローラ１１への印加電圧（クリーニングバイアス）の極性は負極性であるので、転写ローラ１１に付着せず、また、反転カブリの黒帯が転写ニップ部Ｎに到達する際に、転写ローラ１１への印加電圧（転写バイアス）の極性は、画像域の転写バイアス（正極性）を延長することにより（図８中のＣ）、正極性であるので転写ローラ１１に付着しないようにしたが、本実施の形態では、常湿環境、低湿環境の場合は、紙間時に図９に示すシーケンスを行うようにした。他の構成及び動作は実施の形態２と同様であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００８８】
本実施の形態では、図９に示すシーケンスのように、紙間時での現像バイアスの印加停止時（図９中のＢ）のタイミングを早めた（図９中のＤ；紙間開始時と略同じタイミング）。このタイミング時には、転写ニップ部Ｎにおいて転写ローラ１１に転写バイアスＶｔが印加されている。よって、反転カブリの黒帯が転写ニップ部Ｎに到達する際に、転写ローラ１１への印加電圧（転写バイアス）の極性は正極性であるので転写ローラ１１に付着しない。
【００８９】
そして、本実施の形態では、紙間時にユーザが操作パネル３１の極性選択スイッチ３２を押して、制御装置（ＣＰＵ）３３から切り替え部３０に切り替え信号を出力する。切り替え部３０は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ２４を転写バイアス電源１２から転写ローラクリーニングバイアス電源２３に切り替え、図９に示すシーケンスのように、転写ローラクリーニングバイアス電源２３から転写ローラ１１に負極性のクリーニングバイアス（ＣＬＮ）を印加する。この負極性のクリーニングバイアスは、紙間領域の大部分において印加される。
【００９０】
このように本実施の形態においても、画像形成装置内の環境が常湿環境、低湿環境であるにもかかわらず正規カブリや反転カブリの黒帯が発生しやすい場合でも、転写ローラ１１表面にトナーが付着することを防止することができるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、画像形成装置内の湿度に応じて転写部材への印加電圧の極性を環境センサの検知に基づいて自動的に切り替えることによって、環境により正規カブリや反転カブリが発生しやすい場合でも、転写部材表面にトナーが付着することを防止することができるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】 本発明の参考例に係る画像形成装置の操作パネルを示す図。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図４】 本発明の実施の形態１におけるバイアス印加タイミングを示す図。
【図５】 環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）における正規カブリ（黒帯）、反転カブリ（黒帯）の関係を示した図。
【図６】 本発明の実施の形態１におけるバイアス印加タイミングを示す図。
【図７】 画像形成が増加した場合の環境認識（高湿環境、常湿環境、低湿環境）における正規カブリ（黒帯）、反転カブリ（黒帯）の関係を示した図。
【図８】 本発明の実施の形態２におけるバイアス印加タイミングを示す図。
【図９】 本発明の実施の形態３におけるバイアス印加タイミングを示す図。
【図１０】 従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【図１１】 従来例、本発明の参考例の通常時におけるバイアス印加タイミングを示す図。
【図１２】 従来例、本発明の参考例の紙間時におけるクリーニングバイアスと転写バイアスの印加タイミングを示す図。
【図１３】 紙間時におけるクリーニングバイアスと転写バイアスの印加タイミングを示す図。
【図１４】 紙間時におけるクリーニングバイアスの印加タイミングを示す図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電装置
３ 現像装置（現像手段）
４ 転写装置（転写手段）
５ クリーニング装置（クリーニング部材）
６ 帯電ローラ
７ 帯電バイアス電源
９ 現像ローラ（トナー担持体）
１０ 現像バイアス電源（現像電圧印加手段）
１１ 転写ローラ（転写部材）
１２ 転写バイアス電源（電圧印加手段）
１３ クリーニングブレード
１７ 定着装置
２３ 転写ローラクリーニングバイアス電源（電圧印加手段）
２４ 切り替えスイッチ（極性選択手段）
３０ 切り替え部（極性選択手段）
３１ 操作パネル
３２ 極性選択スイッチ（切り替え手段）
３３ 制御装置
３４ 環境センサ

Claims (4)

1. 静電潜像が形成され、回転する像担持体と、
   前記像担持体上に形成された静電潜像を、第１の極性に帯電したトナーにより現像してトナー像として顕像化する現像手段と、
   前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記第１の極性と反対の第２の極性の電圧が印加されることにより、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記転写ニップ部に搬送される転写材に転写する転写部材と、
   前記転写部材に前記第１の極性の電圧、或いは、前記第２の極性の電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記像担持体の回転方向に関して前記転写ニップ部よりも下流で、前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、
   画像形成装置内の湿度を検知するための環境センサを有し、
   前記電圧印加手段は、連続して複数の転写材に画像形成を行う際に前の転写材と次の転写材が前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙時である転写材間に、前記環境センサにより検知した湿度が、所定の湿度よりも小さい場合に前記第２の極性の電圧を、所定の湿度以上の場合に前記第１の極性の電圧を、前記転写部材に印加する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像手段は、トナーを担持するトナー担持体と、
   前記トナー担持体に前記第１の極性の電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像電圧印加手段と、を備え、
   前記現像電圧印加手段は、前記転写材間の一部の範囲で前記トナー担持体に対する電圧印加を停止する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電圧印加手段は、前記環境センサにより検知した湿度が前記所定の湿度よりも小さい場合に、前記現像電圧印加手段による電圧印加が停止された後、前記転写材間で前記転写部材に印加する電圧を前記第２の極性から前記第１の極性に切り替える、
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記電圧印加手段は、前記環境センサにより検知した湿度が前記所定の湿度よりも小さい場合に、前記現像電圧印加手段による電圧印加が停止された状態から再開された後、前記転写材間で前記転写部材に印加する電圧を前記第１の極性から前記第２の極性に切り替える、
   ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

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