JP6149496B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関する。

転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置としては、特許文献１（特開２００６−２６７４８６号公報）に記載のものが知られている。特許文献１に記載の画像形成装置は、像担持体となるドラム状の感光体の表面に形成したトナー像を、像担持体であり中間転写体でもある無端状の中間転写ベルトを介して記録媒体（例えば転写紙）に転写させる中間転写方式の装置である。また、像担持体である感光体の表面に形成したトナー像を、感光体から直接に記録媒体に転写させる直接転写方式の画像形成装置も周知である。

感光体や中間転写ベルトなどの像担持体が担持するトナー像を記録媒体へ転写する方式として、今日では、接触転写方式が広く採用されている。接触転写方式では、転写領域において像担持体と対向する位置に転写ローラ等の転写部材を配置し、像担持体と転写部材との間に転写ニップを形成する。そして、その転写ニップに転写バイアスを印加することで、ニップ中の記録媒体に対し、像担持体上に担持されたトナー画像が静電転写される。

転写部材は、転写ニップに記録媒体が存在しない状態では像担持体の表面に接触するとともに、転写ニップに記録媒体が存在する状態では記録媒体の裏面に接触することになる。そのため、転写ニップに記録媒体が存在しない状態のときに像担持体の表面上のトナーが転写部材の表面に付着し、そのトナーが記録媒体の裏面に付着してしまうと記録媒体に裏汚れを発生させることがある。

転写部材用のクリーニング装置を設けることなく記録媒体の裏汚れを抑制する技術として、転写部材のバイアスクリーニングを行なうものが知られており、例えば特許文献２（特開２０１１−１５８７８５号公報）や特許文献３（特開２００１−８３８５３号公報）等に開示されている。バイアスクリーニングは、非画像形成時に、転写領域にクリーニングバイアスを印加してトナー等を像担持体の表面に転移させ、これを像担持体のクリーニング機構を用いてクリーニングするというものである。バイアスクリーニング方式では、転写部材用クリーニング装置を設けることなく転写紙の裏汚れを抑制できることから、画像形成装置の小型化、低コスト化の点で有利である。

しかしながら、バイアスクリーニングにおいては、環境や経時的な変動が生じた場合に最適なクリーニング条件が異なってくる。例えば、低温環境下や経時においては、転写部材の抵抗上昇やローラの表面性悪化により、クリーニング性能が低下する。クリーニング性能を高めるには印加バイアスを上げることが有効だが、電源のコストアップや装置の大型化につながるという問題がある。

そこで本発明は、コストアップや大型化を招くことなく、環境条件等が変動した場合でも転写部材を良好にクリーニングすることができる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に接触して回転し前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、前記像担持体と前記転写部材とが対向する画像転写部に転写バイアスを印加するための電源と、前記電源を制御する制御手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写する画像形成装置において、非画像形成時に、前記電源より前記画像転写部に、画像転写と逆極性のバイアスを印加して、または画像転写と逆極性と同極性のバイアスを交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、前記像担持体及び前記転写部材を、両者の相対速度が変化しないように両者の動作速度を変更可能に設けられ、環境条件を検出する環境条件検出手段を備え、前記制御手段は、前記環境条件検出手段で検出した環境条件が低温低湿度の場合は、高温高湿度の場合に比べて、前記バイアスクリーニング時における前記像担持体及び前記転写部材の動作速度を低くすることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、環境条件や経時条件が変動した場合、あるいは環境条件と経時条件の双方が変動した場合、さらには転写部材の抵抗値が変動した場合でも、それらに応じてバイアスクリーニング時における像担持体及び転写部材の動作速度を変更するので、各条件が変動した場合でも転写部材を確実にクリーニングすることが可能となる。

また、電源のコストアップや大型化を招くことなく、転写部材を良好にクリーニングすることが可能となる。

本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図。 二次転写用の電源と電圧供給の別の形態を示す拡大図。 プリンタの制御系の一部を示すブロック図である。 ジャムリカバリ動作時に実行されるバイアスクリーニングの制御の一例を示すフローチャートである。 クリーニングバイアスの基本単位の一例を示す波形図である。 その基本単位を複数サイクル繰り返して印加する様子を示す波形図である。 第２実施形態におけるバイアスクリーニングの制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の概略構成を示す図である。

同図において、プリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、転写装置としての転写ユニット３０と、光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１と、制御手段となる制御部６０とを備えている。

４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｋトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｋを例に説明すると、このユニットは、像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電装置６Ｋ、現像装置８Ｋ等を備えている。画像形成ユニット１Ｋは、これら構成要素が共通のケーシングに保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着可能とされていて、それら構成要素を同時に交換可能に構成されている。

感光体２Ｋは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置６Ｋは、感光体２Ｋの表面を一様帯電させる。本プリンタでは、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電させる。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる帯電方式を採用してもよい。

帯電装置６Ｋで一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、光書込ユニット８０から発せられるレーザー光によって光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。このＫ用の静電潜像は、Ｋトナーを用いる現像装置８Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写体でありベルト状の像担持体たる中間転写ベルト３１上に一次転写される。

Ｙ，Ｍ，Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいても、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ上にＹ，Ｍ，Ｃのトナー像がそれぞれ形成される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、画像情報に基づいてレーザーダイオード等の光源から発したレーザー光により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。露光手段としては、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に光書込を行うものを採用してもよい。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、斥力ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、４つの一次転写部材となる一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ、転写部材としての二次転写ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７などを備えている。

一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋには、図示しない一次転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各トナー像と、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴ってＹ用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に移動して一次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＭ，Ｃ，Ｋのトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト３１上には４色重ね合わせのトナー像が形成される。なお、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを一次転写部材として採用してもよい。

転写ユニット３０の二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の斥力ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、二次転写ローラ３６とが当接する二次転写ニップＮが形成されている。図１に示す例では、二次転写ローラ３６は接地されているのに対し、斥力ローラ３３は、二次転写バイアスの電源３９によって電圧としての二次転写バイアスが印加される。これにより、斥力ローラ３３と二次転写ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを斥力ローラ３３側から二次転写ローラ３６側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。

転写ユニット３０の下方には、記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット１００が配設されている。給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ１００ａを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。レジストローラ対１０１は、記録紙Ｐを二次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップＮに向けて送り出す。二次転写ニップＮで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括二次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、二次転写ニップＮを通過すると、二次転写ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。

電源３９は、二次転写ニップＮ内に挟み込んだ記録材Ｐに対して中間転写ベルト３１上のトナー像を転写するための電圧（以下「二次転写バイアス」と記す）を出力する。本形態では、図１に示すように、二次転写バイアスを斥力ローラ３３に印加しつつ、二次転写ローラ３６を接地している。

二次転写バイアスの供給形態としては、図１の形態に限定されるものではなく、図２に示すように電源３９からの二次転写バイアスを二次転写ローラ３６に印加しつつ、斥力ローラ３３を接地してもよい。この場合、図１の形態とは直流電圧の極性を異ならせる。

二次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。

二次転写ニップＮよりも記録紙搬送方向下流側となる図１中右側方には、定着装置９０が配設されている。定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。定着装置９０内に送り込まれた記録紙Ｐは、未定着トナー像の担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化されて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

本プリンタでは、標準モード、高画質モードが制御部６０に設定されている。標準モードにおけるプロセス線速（感光体や中間転写ベルトの線速）である「標準速」は、３５２．８［ｍｍ／ｓ］と設定されている。また、プリント速度よりも高画質化を優先する高画質モードにおけるプロセス線速である「低速」は、１５８．８に［ｍｍ／ｓ］に設定されている。標準モードと高画質モードの切り替えは、プリンタに設けられた操作パネル５０（図３参照）に対するユーザーのキー操作、あるいはプリンタに接続されているパーソナルコンピュータ側でのプリンタプロパティメニューによって行われる。

図３は、プリンタの制御系の一部を示すブロック図である。同図において、転写バイアス出力手段の一部を構成する制御部６０は、演算手段たるＣＰＵ６０ａ（Central Processing Unit），不揮発性メモリたるＲＡＭ６０ｃ（Random Access Memory），一時記憶手段たるＲＯＭ６０ｂ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ６０ｄ等を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部６０には、様々な構成機器やセンサ類が通信可能に電気的に接続されているが、図３においては、本プリンタの特徴的な構成に関連する構成機器だけを示している。

二次転写用の電源３９は、二次転写ニップＮに供給する二次転写バイアスを出力するものである。図１の形態では、斥力ローラ３３に印加するための二次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成されていて、タッチパネルの画面に画像表示可能であり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受付け、入力情報を制御部６０に送信する機能を備えている。オペレーションパネル５０は、制御部６０から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。電源３９による二次転写バイアスや後述するクリーニングバイアスの印加なども、制御部６０のＣＰＵ６０ｂが中心となって制御する。

ところで、本実施形態では、転写部材としての二次転写ローラ３６は、芯金上に発泡ゴム（弾性層）を積層した発泡ローラ構成となっている。二次転写ローラ３６にはクリーニング手段を設けておらず、二次転写領域に（図１の形態では斥力ローラ３３に）クリーニングバイアスを印加して、バイアスクリーニングを行なう。バイアスクリーニングにより二次転写ローラ３６から中間転写ベルト３１へ転移されたトナー等は、ベルトクリーニング装置３７によってクリーニングされる。

なお、本実施形態では二次転写ローラ３６にはクリーニング手段を設けていないが、二次転写ローラ３６にクリーニング手段を設けてもよい（バイアスクリーニングとクリーニング手段によるクリーニングの両方を行うようにしてもよい）。

さて本発明では、環境条件に応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更することを特徴としている（第１実施形態）。また、経時条件に応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更することを特徴としている（第２実施形態）。

まず、転写部材バイアスクリーニングの第１実施形態（環境条件に応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更するもの）として、バイアスクリーニングを行なう転写部材を図１の構成における二次転写ローラ３６とし、転写領域に（図１の構成では二次転写部の斥力ローラ３３に）クリーニングバイアスとしてのＤＣバイアスを印加する場合を例に挙げて説明する。

実施形態において、クリーニングバイアスの印加制御として、（１）画像転写と逆極性の直流成分を印加する、（２）極性切り替えを行い正負（画像転写と逆極性および画像転写と同極性）の直流成分を交互に印加する、の２つの制御ができるようになっている。そして、上記（１）、（２）のそれぞれについて、環境条件に応じて、印加するバイアス値、および、バイアス印加時間を変更している。なお、バイアス印加時間は、上記（１）の場合は単純に印加時間を変更する。上記（２）の場合は極性切替を行なう回数（サイクル回数）を変更するものとする。

また、本実施形態では、クリーニングバイアスとして直流成分（直流バイアス）を用いているが、画像転写と逆極性の直流成分は定電圧制御、画像転写と同極性の直流成分は定電流制御している。

さらに、本実施形態では、転写部材バイアスクリーニングの動作モードとして、標準速モード（以下、クリーニング標準モード）と低速モード（以下、クリーニング低速モード）の２つの動作モードを備えている。クリーニング標準モードにおける動作線速は、画像形成時の標準モードにおける線速である「標準速」と同じ３５２．８［ｍｍ／ｓ］に設定されている。また、クリーニング低速モードにおける動作線速は、画像形成時の高画質モードにおける線速である「低速」と同じ１５８．８に［ｍｍ／ｓ］に設定されている。

なお、本発明においてバイアスクリーニングにおける線速の変更は、像担持体（ここでは中間転写ベルト３１）とそれに接触する転写部材（ここでは二次転写ローラ３６）の線速を共に変更し、両者間の相対速度は変化しないものとする。

また、実施形態では、転写部材のバイアスクリーニングを実施する装置線速を、画像形成モードにおける動作線速（「標準速」及び「低速」）と同じ線速としたが、バイアスクリーニングの実施線速を、画像形成時の動作線速とは異なる動作線速としてもよい。本実施形態では、制御負荷の増大抑制及びコスト抑制のため、バイアスクリーニングの動作線速として、画像形成モードにおける動作線速である「標準速」及び「低速」をそのまま利用したものである。

さらに、画像形成時の動作線速及びバイアスクリーニングの動作線速としてそれぞれ複数の線速を備える場合、いずれか１つを同じとして他を異ならせたり、いずれか１つを異ならせて他を同じとしてもよい。

上記のように、本実施形態では、クリーニング標準モードとクリーニング低速モードとを有しており、画像形成装置に搭載した温度センサ又は温湿度センサの検知結果に基づき、動作線速を変更する。具体的には、上記温度センサ又は温湿度センサの検知結果が所定の低温環境又は低温低湿度環境の場合にはクリーニング低速モードで転写部材のバイアスクリーニングを実施し、それ以外の環境条件の場合はクリーニング標準モードで実施するものとする。クリーニング低速モードで実施する場合の所定の条件については後述する。

次に、転写部材のバイアスクリーニングの実施タイミングであるが、実施形態では、印刷動作とは異なるタイミングで実施するように設定している。“印刷動作とは異なるタイミング”としては、次のａ），ｂ）２つのタイミングが考えられる。
ａ）給紙部から排紙部へ搬送される途中で用紙のジャムが発生→ジャムした用紙を取り除く→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝ジャムリカバリ動作時）。
ｂ）装置に大きな衝撃が加わったり停電が発生して装置が異常終了→装置の電源をオン→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝装置異常終了からのリカバリ動作時）。

なお、“印刷動作とは異なるタイミング”としては、そのほかに、印刷前や印刷後、あるいはそのほかの適宜な“印刷動作とは異なるタイミング”でバイアスクリーニングを実施することは可能である。

環境条件の区分の一例として、実施形態では、温湿度センサで検知した温度及び湿度による区分けを行なっており、ＨＨ（高温高湿度）、ＭＨ（常温高湿度）、ＭＭ（常温常湿度）、ＭＬ（常温低湿度）、ＬＬ（低温低湿度）、ＬＬＬ（ＬＬよりも低温低湿度）の６つに分類している。そして、温湿度センサの検知結果がＨＨ，ＭＨ，ＭＭ環境と判定された場合は上記クリーニング標準モードでバイアスクリーニングを行い、ＭＬ，ＬＬ，ＬＬＬ環境と判定された場合は上記クリーニング低速モードでバイアスクリーニングを行なう。

図４は、ジャムリカバリ動作時に実行されるバイアスクリーニングの制御の一例を示すフローチャートである。
このフローチャートにおいて、ジャムリカバリが発生すると（Ｓ１）、復帰動作実行フラグを立てる（Ｓ２）。そして、ジャムリカバリを解除して（Ｓ３）、温湿度センサ等により環境条件を検出する（Ｓ４）。ここで検出した環境条件が所定の環境条件（本実施形態ではＭＬ，ＬＬ，ＬＬＬ環境のいずれか）と判定された場合はＳ６に進み、バイアスクリーニングのモードをクリーニング低速モードに設定する。また、検出した環境条件が上記以外の場合はＳ７に進み、バイアスクリーニングのモードをクリーニング標準モードに設定する。そして、転写部材である二次転写ローラ３６を像担持体である中間転写ベルト３１に当接させ（Ｓ８）、所定のクリーニングバイアスを印加してバイアスクリーニングを実行する（Ｓ９）。

図５は、転写部材（二次転写ローラ３６）をバイアスクリーニングするためのクリーニングバイアスとして極性切り替えを行い正負（画像転写と逆極性および画像転写と同極性）の直流成分を交互に印加する場合の、クリーニングバイアスの基本単位を示す波形図である。図示例では、画像転写と同極性（−）のバイアスを二次転写ローラ３６の０．９周分の時間、画像転写と逆極性（＋）のバイアスを二次転写ローラ３６の１．０周分の時間だけ斥力ローラ３３に印加するようにしている。クリーニングバイアスの極性切り替えを行うことで、正規帯電のトナーをクリーニングするだけでなく、逆帯電トナーもクリーニングする。

クリーニングバイアスの基本単位を複数サイクル繰り返して印加する様子を図６に示す。繰り返しの回数は、ジャムリカバリ動作時は１２回に設定しているが、この限りではなく、適宜変更可能なものである。クリーニングバイアスの波形も図示例に限らず、適宜変更可能である。たとえば、基本単位において、画像転写と逆極性（＋）の印加時間を１．８周分（二次転写ローラ３６の１．８周分）とする、などである。

次に、本願発明者が実施した評価実験について説明する。
評価実験は図１の構成のマシンにより行い、２色ベタ画像印刷中に所定のタイミングでマシンを強制停止し、二次転写ローラ３６がトナーで汚れるようにジャムを発生させる。これにより、二次転写ローラ３６を２色トナーのベタ画像（実験ではシアン１００％、マゼンタ１００％）で汚す。そして、ジャム紙を除去し、マシンを復帰させる。この際に、図４で説明したリカバリクリーニングが実行される。その後で白紙画像を印刷し、用紙の裏汚れを確認する。

実験環境は、２３℃５０％、および１０℃１５％の２つの条件により実施した。
評価に用いた用紙は、株式会社リコー製のフルカラーコピー用上質紙（ＴＹＰＥ６０００＜７０Ｗ＞）を用いた。

クリーニングバイアスは、上記のように直流成分の極性切り替えを繰り返す方式で、クリーニング標準モード（標準速）における画像転写と逆極性（＋）側が１０００Ｖ，画像転写と同極性（−）側が−８０μＡである。クリーニング低速モード（低速）における画像転写と逆極性（＋）側が１０００Ｖ，画像転写と同極性（−）側が−３６μＡである。

評価結果を次の表１に示す。なお、判定はランク１〜５で判定し、ランク５が最良で裏汚れ無し、ランク４以上を許容範囲とする。

表１に示すように、２３℃５０％の環境において、標準速ではクリーニングバイアスの極性切替の往復回数が３回のときにランク３．５で許容範囲外となったが、同じ往復回数でも線速を低速に切り替えたことでクリーニング性が向上し、ランク４．５と許容範囲を満たすものとなった。また、切替の往復回数が６回、１２回のものについても、それぞれランクが良くなっており、クリーニング性が向上していることが分かる。

また、１０℃１５％の環境においては、標準速ではクリーニングバイアスの極性切替の往復回数がいずれの場合もランクが許容範囲を満たしていないのに対し、線速を低速に切り替えたことでクリーニング性が向上し、許容範囲を満たすランクとなっている。

このように、バイアスクリーニング実行時に装置の動作線速を低速にすることで、クリーニング性が向上することが確認された。したがって、装置に搭載した環境条件検出センサの検知結果に基づいてバイアスクリーニング実行時の装置動作線速を変更することにより、電源のコストアップや大型化を招くことなく、転写部材を良好にクリーニングすることが可能となる。

次に、経時条件に応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更する、バイアスクリーニングの第２実施形態について説明する。なお、上記説明した第１実施形態と重複する説明は適宜省略し、異なる部分を中心に説明する。

バイアスクリーニングを行なう転写部材を図１の構成における二次転写ローラ３６とする点、転写領域に（図１の構成では二次転写部の斥力ローラ３３に）クリーニングバイアスとしてのＤＣバイアスを印加する点は第１実施形態と同じである。

また、クリーニングバイアスの印加制御として、（１）画像転写と逆極性の直流成分を印加する、（２）極性切り替えを行い正負（画像転写と逆極性および画像転写と同極性）の直流成分を交互に印加する、の２つの制御ができる点も同じである。そして、第２実施形態では、上記（１）、（２）のそれぞれについて、経時条件に応じて、印加するバイアス値、および、バイアス印加時間を変更している。なお、バイアス印加時間は、上記（１）の場合は単純に印加時間を変更する。上記（２）の場合は極性切替を行なう回数（サイクル回数）を変更するものとする。

また、画像転写と逆極性の直流成分を定電圧制御、画像転写と同極性の直流成分を定電流制御する点は第１実施形態と同じである。
さらに、転写部材バイアスクリーニングの動作モードとして、クリーニング標準モードとクリーニング低速モードの２つの動作モードを備える点も同じである。各モードの線速の値も第１実施形態と同じ３５２．８［ｍｍ／ｓ］及び１５８．８に［ｍｍ／ｓ］とする。

なお、バイアスクリーニングの実施線速を、画像形成時の動作線速とは異なる動作線速としてもよい。また、画像形成時の動作線速及びバイアスクリーニングの動作線速としてそれぞれ複数の線速を備える場合、いずれか１つを同じとして他を異ならせたり、いずれか１つを異ならせて他を同じとしてもよい。

本第２実施形態では、経時条件として転写部材の累積走行距離または画像形成装置におけるプリント枚数を用いることができる。転写部材の累積走行距離は、カウンタとして図３の制御部６０内に備えればよい。また、プリント枚数も同じく制御部６０で把握可能である。

そして、転写部材の累積走行距離やプリント枚数などの経時条件に基づいてバイアスクリーニングの動作線速を変更する。具体的には、転写部材交換後の走行距離あるいはプリント枚数が所定の値に達したら（例えば走行距離５０００時間、あるいはプリント１００００枚など）、それ以降の（次に転写部材が交換されるまで）バイアスクリーニングをクリーニング低速モードで実施する。

バイアスクリーニングの実施タイミングは、印刷動作とは異なるタイミングで実施するものとする。“印刷動作とは異なるタイミング”としては、次のａ），ｂ）２つのタイミングが考えられる。
ａ）給紙部から排紙部へ搬送される途中で用紙のジャムが発生→ジャムした用紙を取り除く→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝ジャムリカバリ動作時）。
ｂ）装置に大きな衝撃が加わったり停電が発生して装置が異常終了→装置の電源をオン→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝装置異常終了からのリカバリ動作時）。

なお、“印刷動作とは異なるタイミング”としては、そのほかに、印刷前や印刷後、あるいはそのほかの適宜な“印刷動作とは異なるタイミング”でバイアスクリーニングを実施することは可能である。

図７は、ジャムリカバリ動作時に実行されるバイアスクリーニングの制御の一例を示すフローチャートである。
このフローチャートにおいて、ジャムリカバリが発生すると（Ｓ１）、復帰動作実行フラグを立てる（Ｓ２）。そして、ジャムリカバリを解除して（Ｓ３）、制御部６０内のカウンタ等に記憶された転写部材交換後の走行距離あるいはプリント枚数の値を読み出す（Ｓ４）。ここで検出した経時条件が所定の条件と判定された場合はＳ６に進み、バイアスクリーニングのモードをクリーニング低速モードに設定する。また、読み出した経時条件が上記以外の場合はＳ７に進み、バイアスクリーニングのモードをクリーニング標準モードに設定する。そして、転写部材である二次転写ローラ３６を像担持体である中間転写ベルト３１に当接させ（Ｓ８）、所定のクリーニングバイアスを印加してバイアスクリーニングを実行する（Ｓ９）。

クリーニングバイアスとしては、第１実施形態と同様に、図５に示すクリーニングバイアスの基本単位および基本単位を複数サイクル繰り返して印加することができる。繰り返しの回数は、ジャムリカバリ動作時は１２回に設定しているが、この限りではなく、適宜変更可能なものである。クリーニングバイアスの波形も図示例に限らず、適宜変更可能である。たとえば、基本単位において、画像転写と逆極性（＋）の印加時間を１．８周分（二次転写ローラ３６の１．８周分）とする、などである。

次に、本願発明者が実施した評価実験について説明する。
評価実験に用いる装置及び実験の手順等は第１実施形態と同じである。ただし、転写部材としての二次転写ローラ３６は、新品ではなく６０００００時間使用後の経時品（寿命品）とした。

実験環境と評価用紙は第１実施形態と同じである。クリーニングバイアスも同様である。
評価結果を次の表２に示す。なお、判定はランク１〜５で判定し、ランク５が最良で裏汚れ無し、ランク４以上を許容範囲とする。

表２に示すように、２３℃５０％の環境において、標準速ではクリーニングバイアスの極性切替の往復回数が３回のときにランク３で許容範囲外となったが、同じ往復回数でも線速を低速に切り替えたことでクリーニング性が向上し、ランク４と許容範囲を満たすものとなった。また、切替の往復回数が６回、１２回のものについても、それぞれランクが良くなっており、クリーニング性が向上していることが分かる。

また、１０℃１５％の環境においては、標準速ではクリーニングバイアスの極性切替の往復回数がいずれの場合もランクが許容範囲を満たしていないのに対し、線速を低速に切り替えたことでクリーニング性が向上し、許容範囲を満たすランクとなっている。

このように、装置に搭載した経時条件検出手段の検知結果に基づいてバイアスクリーニング実行時の装置動作線速を変更することにより、電源のコストアップや大型化を招くことなく、転写部材を良好にクリーニングすることが可能となる。

次に、環境条件と経時条件とに応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更することを特徴とする第３実施形態について説明する。なお、上記説明した第１実施形態および第２実施形態と重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。

本第３実施形態では、バイアスクリーニング実行時の装置動作線速を変更する条件として、環境条件と経時条件を組み合わせた条件により線速変更の判断を行なう。例えば、次の表３に示すような参照テーブルを図３の制御部６０内のメモリに格納しておき、ジャムリカバリ発生時に上記参照テーブルを参照し、温湿度センサや走行距離カウンタの値と比較して、所定の条件に当てはまる場合にバイアスクリーニングのモードをクリーニング低速モードに設定する。表３に示す例では、網掛けした部分に当てはまる条件のときにクリーニング低速モードとし、他の条件のときにクリーニング標準モードとする例である。

本第３実施形態では、環境条件と経時条件を組み合わせた条件により線速変更の判断を行なうので、環境条件及び経時条件の双方において適切なバイアスクリーニング時の動作線速に設定されるので、転写部材を常に良好にクリーニングすることが可能となる。

次に、転写部材の抵抗を検知する手段を備え、その抵抗検知手段で検知した転写部材抵抗値に応じて、転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更することを特徴とする第４実施形態について説明する。なお、上記説明した第１実施形態〜第３実施形態と重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。

本第４実施形態では、図１の装置構成において、電源３９内に電圧検知回路が設けられており、この電圧検知回路により転写部材の抵抗を検出できるようになっている。すなわち、非画像形成時に二次転写ローラ３６に所定の電流を流し、そのときの電圧値を電源３９の電圧検知回路で検知する。そして、検知した電圧値に基づき、二次転写ローラ３６の抵抗を算出する。算出した二次転写ローラの抵抗が所定値以下の場合にバイアスクリーニングのモードをクリーニング低速モードに設定し、二次転写ローラの抵抗が所定値より大きい場合はバイアスクリーニングのモードをクリーニング標準モードに設定する。

転写部材の抵抗は、環境条件及び経時条件によって変動するため、本第４実施形態により、転写部材の抵抗に応じて転写部材のバイアスクリーニングを行なう際の動作線速を変更することにより、環境条件及び経時条件の双方において適切なバイアスクリーニング時の動作線速に設定されるので、転写部材を常に良好にクリーニングすることが可能となる。

なお、上記の第１実施形態〜第４実施形態において、転写部材のバイアスクリーニングを実行する時間は、第１実施形態の場合は環境条件に応じて、第２実施形態の場合は経時条件に応じて、第３実施形態の場合は環境条件および経時条件に応じて、第４実施形態の場合は転写部材の抵抗値に応じて、クリーニング実行時間を標準の時間より短縮したり長くするなどの調節を行なうと好適である。

例えば、低温低湿度条件の場合は実行時間を長くし、高温高湿度条件では実行時間を短くする。また、経時条件としては、走行時間や印刷枚数が増加するにつれて、段階的にクリーニング実行時間を長くしても良い。環境条件と経時条件を組み合わせる場合も同様である。また、転写部材の抵抗値の場合も、抵抗値が上がるにしたがって段階的にクリーニング実行時間を長くしても良い。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は中間転写方式に限らず直接転写方式の装置にも適用できるものである。また、転写部の構成は適宜な構成を採用可能であり、対向部材側をベルトで構成しても良い。また、重畳バイアスを出力可能な電源は周知であり、適宜な構成の電源を使用可能である。

直接転写方式の画像形成装置においては、感光体（像担持体）上に形成したトナー像を直接用紙（記録媒体）に転写するものであるが、一般的な構成では、用紙は、感光体に対向して配置された転写ローラや転写搬送ベルトなどの転写部材によって画像が転写されるとともに、その転写ローラや転写搬送ベルトなどによって後段の定着装置へと送られる。このような構成に本発明を適用する場合、転写部材にクリーニングバイアスを印加して転写部材上のトナー等を感光体に転移させ、その転移させたトナー等を、感光体が備えているクリーニング手段によってクリーニングすればよい。なお、転写部材に印加するクリーニングバイアスの極性は、直接転写方式の画像形成装置において設定されているトナー帯電極性に対応するように設定すればよいものである。

画像形成装置各部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機にも本発明を適用することができる。モノクロ装置に適用可能である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 画像形成ユニット
２ 感光体ドラム
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト（像担持体）
３３ 斥力ローラ
３６ 二次転写ローラ（転写部材）
３９ 電源
６０ 制御手段
７０ Ｉ／Ｏ制御部
１０１ レジストローラ対
Ｐ 記録材
Ｎ 転写ニップ

特開２００６−２６７４８６号公報 特開２０１１−１５８７８５号公報 特開２００１−８３８５３号公報

Claims (5)

1. トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に接触して回転し前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、前記像担持体と前記転写部材とが対向する画像転写部に転写バイアスを印加するための電源と、前記電源を制御する制御手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写する画像形成装置において、
   非画像形成時に、前記電源より前記画像転写部に、画像転写と逆極性のバイアスを印加して、または画像転写と逆極性と同極性のバイアスを交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、
   前記像担持体及び前記転写部材を、両者の相対速度が変化しないように両者の動作速度を変更可能に設けられ、
   環境条件を検出する環境条件検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記環境条件検出手段で検出した環境条件が低温低湿度の場合は、高温高湿度の場合に比べて、前記バイアスクリーニング時における前記像担持体及び前記転写部材の動作速度を低くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記バイアスクリーニングの実行時間を、環境条件に応じて調節することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写部材のバイアスクリーニングを、印刷動作とは異なるタイミングで行なうことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記印刷動作とは異なるタイミングが、ジャム発生後の復帰動作時のタイミング、または、装置異常終了からの復帰動作時のタイミングであることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性のバイアスおよび画像転写と逆極性のバイアスを交互に印加するサイクルを複数サイクル実施することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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