JP6465656B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の複数色またはフルカラーの画像形成装置として、中間転写方式のものが実用化されている。中間転写方式では、感光ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次一次転写して重ね合わせる。そして、中間転写ベルトに重ねて担持させた複数のトナー像を、二次転写ローラに電圧を印加し、記録材に一括して二次転写する。
中間転写ベルトの非画像部には、トナー像を担持させない白地部であっても、少量のかぶりトナーが付着している。そのため、画像形成を累積していくと、かぶりトナーが二次転写ローラに移転して電荷を喪失し次第に蓄積する。そして、二次転写ローラに蓄積したトナーは、画像形成される記録材の裏面でこすり取られる。そのため、二次転写ローラに蓄積したトナーが所定の限界量を超えると記録材に裏汚れが目立つようになる。
特許文献１には、二次転写ローラに専用のクリーニング装置を配置して、二次転写ローラにトナーが蓄積することを阻止するようにした技術が提案されている。特許文献２には、中間転写ベルトの非画像部に付着したかぶりトナーの電荷極性に対して、同極性の電圧を二次転写ローラに印加することで、二次転写ローラへのトナーの蓄積を最小限に抑える制御が提案されている。
上述のかぶりトナーの大半は、画像形成時のトナーの電荷極性と同極性である。そのため、二次転写ローラの印加電圧は、画像形成時ではトナーの電荷極性と逆極性とし、記録材の給送間隔時では同極性とすることで、二次転写ローラへのトナーの蓄積を抑えることが出来る。
また、画像形成装置では、近年のユーザーの多様化に対応するため、記録材の種類に応じて転写工程や定着工程の速度（プロセススピード）を変更している。従来、例えば、厚紙、コート紙、ＯＨＴシートなどを最終記録材として使用するときには、普通紙を使用するときよりも転写工程、定着工程のプロセススピードを半分程度に落とすものが知られている。以後、通常のプロセススピードでプリントするモードを等速モードと記す。通常のプロセススピードを半分程度に落としてプリントするモードを半速モードと記す。
厚紙等にトナー像を転写する場合では、普通紙に比べて電界が小さくなり転写不良が生じるという課題がある。また、厚紙等にトナー像を定着する場合には、普通紙よりも熱の伝わり方が弱いため定着不良が生じるという課題がある。そこで、半速モードを実行し厚紙等が二次転写部や定着ニップ部を通過する時間を長くすることにより、これらの課題に対応している。
特開２００９−１８０８６８号公報 特開２０１３−２３５２９２号公報
しかし、上記のように二次転写ローラへの印加電圧を、画像形成時のトナーと逆極性から、記録材の給送間隔時のトナーと同極性に切り替える際に、記録材への裏汚れが発生するという問題がある。図１４乃至図１７を参照して、裏汚れの発生過程を説明する。
図１４は画像形成時の二次転写ローラ１４の印加電圧を説明するための図である。画像形成時は、中間転写ベルト７表面に形成されたトナー像ｔを、二次転写ローラ１４に正極性のバイアスを印加して、二次転写部Ｔ２で中間転写ベルトから記録材Ｓに転写する。ここでトナーの電荷極性は負極性とした。
図１５は画像形成が終了した直後の二次転写ローラ１４の印加電圧を説明するための図である。二次転写ローラ１４は、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を十分通りすぎた後でその極性が切り替えられる。そのため、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を過ぎた直後は、まだ二次転写ローラ１４には正極性のバイアスが印加されている。その際に、中間転写ベルト７表面のかぶりトナーｔａのうち二次転写部Ｎ２におけるかぶりトナーｔａは、二次転写ローラ１４からの放電を受けて、電荷極性が反転し正極性に帯電する。
図１６は図１４から更に中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４が回転した後の図である。記録材Ｓへの画像形成が終了すると、記録材の給送間隔中に行う制御（以下、紙間制御と記す）に入るため、二次転写ローラ１４には負極性のバイアスが印加される。その際に、図１６において電荷極性が正極性に反転したトナーが、まだ二次転写部Ｎ２を通過する前に二次転写ローラ１４のバイアスが正極性から負極性に変更されると、その正極性のトナーは二次転写ローラ１４に吸着されてしまう。
図１７は次の画像形成が行われる際の図である。二次転写ローラ１４に付着した正極性のトナーは、紙間制御において二次転写ローラ１４に負極性のバイアスが印加されている間は、静電気力により二次転写ローラに付着したままである。紙間制御を終え、次の画像形成時に二次転写ローラ１４のバイアスが正極性に変更されると、二次転写ローラ１４に付着していたトナーｔａは二次転写ローラから離れる。その際に、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過中であると、記録材Ｓの裏面に二次転写ローラに付着していたトナーｔａが付着し、記録材Ｓの裏面を汚してしまう。
二次転写ローラ１４に付着した正極性のトナーは、紙間制御時に、二次転写部Ｔ２にある際に、二次転写ローラ１４に正極性のバイアスを印加すると付着をとることが可能となる。しかし、正極性のバイアスを印加するための制御をいれると紙間制御時間が長くなってしまう。
この二次転写ローラ１４にトナーが付着するという問題は、プロセススピードが遅い場合（例えば、半速モード時）に顕著となりやすい。それは図１６において、プロセススピードが速い場合は、二次転写ローラのバイアスを変更中に、正極性に電荷が反転したトナーは二次転写部Ｔ２を通過するため、二次転写ローラのバイアスが負に変更されても二次転写ローラにトナーが付着しないためである。
本発明の目的は、像担持体のかぶりトナーの転写部材への付着の抑制に優れている画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する移動可能な像担持体と、
前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写部材と、
トナー像を記録材に転写する転写電圧と、前記転写電圧と逆極性であって前記転写部材からトナーを前記像担持体へ戻す戻し電圧と、を前記転写部材に印加する定電圧電源と、
第一の速度で画像形成を実行する第一モードと、前記第一の速度より遅い速度で画像形成を実行する第二モードと、を含むモードを選択的に実行可能な実行部と、
前記像担持体における記録材に転写されるトナー像が形成される画像領域が前記転写部を通過時に前記転写部材に前記転写電圧が印加され、前記像担持体における一の画像と次の画像との間の画像間領域が前記転写部を通過時の一部で前記転写部材に前記戻し電圧が印加される連続画像形成期間において、一の記録材が前記転写部を通過後の切換タイミングで前記転写電圧の立ち下げを開始する際、前記定電圧電源の応答性を変えることで、前記第二モードにおける前記切換タイミングから前記転写部材に流れる電流がゼロになるまでの立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する設定部と、を有することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する移動可能な像担持体と、
前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写部材と、
トナー像を記録材に転写する転写電圧と、前記転写電圧と逆極性であって前記転写部材からトナーを前記像担持体へ戻す戻し電圧と、を前記転写部材に印加する定電圧電源と、
第一の速度で画像形成を実行する第一モードと、前記第一の速度より遅い速度で画像形成を実行する第二モードと、を含むモードを選択的に実行可能な実行部と、
前記像担持体における記録材に転写されるトナー像が形成される画像領域が前記転写部を通過時に前記転写部材に前記転写電圧が印加され、前記像担持体における一の画像と次の画像との間の画像間領域が前記転写部を通過時の一部で前記転写部材に前記戻し電圧が印加される連続画像形成期間において、一の記録材が前記転写部を通過後の切換タイミングで前記転写電圧の立ち下げを開始する際、前記第二モードを実行する場合は、前記転写電圧から、少なくとも１回、前記転写電圧より絶対値が小さい電圧に切換えた後に前記戻し電圧に切換えることで、前記第二モードにおける前記切換タイミングから前記転写部材に流れる電流がゼロになるまでの立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する設定部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、像担持体のかぶりトナーの転写部材への付着の抑制に優れている画像形成装置の提供を実現できる。
画像形成装置の概略構成を表わす図 画像形成部を説明するための図 電圧印加制御部と速度変更制御部を説明するための図 かぶりトナーの帯電量と二次転写電流の関係を示す図 二次転写電流の立ち下げの電流推移を示す図 連続画像形成時の電圧印加シーケンスを示す図 実施例１の半速モードの電圧印加シーケンスの二次転写電圧を説明するための図 実施例１の半速モードの二次転写電流を説明するための図 実施例２の半速モードの電圧印加シーケンスの二次転写電圧を説明するための図 実施例２の半速モードの電圧印加シーケンスの二次転写電流を説明するための図 電圧印加制御部と速度変更制御部の他の例を説明するための図 電圧印加制御部と速度変更制御部の他の例を説明するための図 電圧印加制御部と速度変更制御部の他の例を説明するための図 記録材の裏汚れの発生過程を説明するための図 記録材の裏汚れの発生過程を説明するための図 記録材の裏汚れの発生過程を説明するための図 記録材の裏汚れの発生過程を説明するための図
以下、図面に沿って、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。
［実施例１］
＜画像形成装置１００＞
図１を参照して、本発明に係る画像形成装置を説明する。図１は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではフルカラープリンタ）１００の一例の概略構成を示す断面図である。図２は画像形成装置１００の画像形成部Ｐを説明するための図である。
画像形成部Ｐは、第一の像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と記す）１を有する。この感光ドラム１は、モータ（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転される。この感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２（帯電手段）に印加される帯電電圧によって所定の極性及び電位に一様に帯電される（帯電工程）。
次に、その感光ドラム１ａ表面の帯電面に対し露光装置（静電潜像形成手段）３によって画像信号に対応したレーザー光を照射し、静電潜像を形成する（露光工程）。そして、現像装置（現像手段）４は、現像ローラ４１に印加される現像電圧によってトナーを静電潜像に保持させて静電潜像を現像する（現像工程）。これにより、感光ドラム１表面にトナー像が形成される。本実施形態で使用したトナーの帯電極性はマイナスである。
感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、一次転写装置（一次転写手段）５によって第二の像担持体としての中間転写ベルト７の表面に転写される（一次転写工程）。中間転写ベルト７は感光ドラム１と同方向に回転可能（移動可能）である。
一次転写装置５は、中間転写ベルト７の裏面に当接された一次転写ローラ（接触帯電部材）５１を有する。中間転写ベルト７の矢印Ｒ７方向への回転に追従して矢印Ｒ５方向に回転する一次転写ローラ５１には、転写バイアス印加電源８２から一次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１表面と中間転写ベルト７表面とで形成された一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７表面に静電的に一次転写される。８３は転写バイアス印加電源８２を制御する制御装置８３である。
本実施形態における一次転写バイアスは、直流電圧（直流成分）からなるバイアスであり、トナーの帯電特性（正規の帯電極性）とは逆極性のバイアスである。
一次転写時に中間転写ベルト７に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナーは、クリーニング装置（クリーニング手段）６のクリーニングブレード６１によって除去され、廃トナー搬送スクリュー６２によって廃トナー容器（不図示）に回収される。
本実施形態においては、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、現像装置４と、クリーニング装置６は、カートリッジ容器８（図２中に点線にて図示）に一体的に組み込まれて、全体でカートリッジ（プロセスカートリッジ）１０を構成している。
図１に示す画像形成装置１００は、上述の画像形成部Ｐと同様な構成の４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有する。これらの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、その順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するものである。
画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、帯電ローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有する。更に、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、一次転写ローラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有する。
これらの各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいては、上述の画像形成部Ｐと同様にして、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面に形成される。なお、図１においては、図２中の一次転写電圧印加電源８２、制御装置に相当する部材の図示は省略している。
ポリイミドなどの誘電体樹脂によって無端状に形成された中間転写ベルト７は、駆動ローラ１１と、従動ローラ１２と、二次転写対向ローラ１３と、に巻き回され、駆動ローラによって矢印Ｒ７方向に回転される。各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて、一次転写ローラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄには一次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、各一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７表面に一次転写され中間転写ベルト７上で重ね合わされる。
中間転写ベルト７の表面側において二次転写対向ローラ１３に対応する位置には、二次転写ローラ（転写部材）１４が当接されている。二次転写ローラ１４は、二次転写対向ローラ１３とで中間転写ベルト７を挟持して、二次転写ローラ１４表面と中間転写ベルト７表面とで転写部としての二次転写部Ｔ２を形成している。
画像形成に供される記録材Ｓは、カセット（不図示）に収納されている。その記録材Ｓは、給紙ローラ、搬送ローラ、搬送ガイド等を有する給送装置（いずれも不図示）によって、レジストローラ１５に搬送される。そして、その記録材Ｓは、レジストローラ１５で斜行が矯正された後、二次転写部Ｔ２に供給される。
二次転写ローラ１４には、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過する際に、後述の第一のバイアス印加電源２１１ａから二次転写バイアスが印加される。このときの二次転写バイアスは、トナーの帯電特性（マイナス極性）とは逆のプラス極性である。この二次転写バイアスにより、中間転写ベルト７上の４色のトナー像は一括して記録材Ｓに二次転写される（二次転写工程）。
二次転写時に記録材Ｓに転写されないで中間転写ベルト７表面に残ったトナーは、中間転写ベルト７の表面側において従動ローラ１２に対応する位置に配置されているベルトクリーナ１７によって除去される。
トナー像が二次転写された記録材Ｓは、搬送ガイド１８に沿って定着装置２２に搬送される。その記録材Ｓは、定着ローラ２０と加圧ローラ２１とで形成された定着ニップ部Ｎ１を通過する。その際に、定着ローラ２０、加圧ローラ２１によって加熱、加圧され、記録材Ｓ上の未定着トナー像は記録材に定着される。これにより１枚の記録材Ｓに対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
画像形成装置１００において、感光ドラム１ａと、帯電ローラ２ａと、現像装置４ａと、クリーニング装置６ａは、図２に示すカートリッジ１０と同様に、カートリッジ容器（不図示）に一体的に組み込まれて、イエロー用のカートリッジを構成している。また、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄと、帯電ローラ２ｂ，２ｃ，２ｄと、現像装置４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーニング装置６ｂ，６ｃ，６ｄについても、同様に、マゼンタ、シアン、ブラック用のカートリッジを構成している。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のカートリッジは画像形成装置本体に対して着脱自在となっている。
また、画像形成装置１００は、記録材Ｓの種類に応じて転写工程や定着工程の速度（プロセススピード）を変更している。記録材Ｓとして、普通紙をプリントする場合には等速モード（第一モード）を実行し、厚紙、コート紙、ＯＨＴシートなどをプリントする場合には半速モード（第二モード）を実行する。等速モード時には、感光ドラムは１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転される。
＜二次転写ローラ１４＞
二次転写ローラ１４は、イオン導電性の発泡スポンジ、具体的には、例えばイオン導電性のＮＢＲ（ニトリルゴム）＋ヒドリンゴムの発泡スポンジ単層のローラによって構成されている。発泡セル径はおおよそ５０μｍ〜２００μｍ程度である。二次転写ローラ１４は、記録材Ｓの搬送方向と直交する方向の長さが３２０ｍｍ、外径が２４ｍｍ、硬度が３４°（アスカＣ）、抵抗値が１×１０８Ω、中間転写ベルト７に対する当接圧が５．０ｋｇである。ただし、この当接圧とは、図１に示す二次転写ローラ１４と二次転写対向ローラ１３との間に中間転写ベルト７を挟持した状態での、二次転写ローラ１４の当接圧である。
＜電圧印加制御部２１０と速度変更制御部２２０＞
図３は電圧印加制御部２１０と速度変更制御部（実行部）２２０を説明するための図である。中間転写ベルト７の移動速度を変更する速度変更制御部（速度変更手段）２２０は、プリント指令の速度指示信号に応じて等速モードと半速モードを選択的に実行可能な構成となっている。等速モードでは、中間転写ベルト７を１００ｍｍ／ｓｅｃの速度（第一の速度）で移動させるようにモータ（駆動源）Ｍを制御する。半速モードでは、中間転写ベルト７を上記の１００ｍｍ／ｓｅｃとは異なる５０ｍｍ／ｓｅｃ（第二の速度）で移動させるようにモータＭを制御する。
電圧印加制御部２１０は、第一の電圧印加電源（第一の電圧印加手段：定電圧電源）２１１ａと、第二の電圧印加電源（第二の電圧印加手段：定電圧電源）２１１ｂと、電圧制御部（電圧制御手段：設定部）２１２と、を有する。印加電源２１１ａは、二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト７からトナー像を記録材Ｓに転写する際（中間転写ベルト７における記録材に転写されるトナー像が形成される画像領域が二次転写部Ｔ２を通過時）に二次転写ローラ１４に正バイアスの二次転写電圧（転写電圧）を印加するようになっている。印加電源２１１ｂは、記録材Ｓの給送間隔中の紙間制御時に二次転写ローラ１４に負バイアス（印加電源部２１１ａとは逆極性）の二次転写電圧（二次転写ローラ１４からトナーを中間転写ベルト７へ戻す戻し電圧）を印加するようになっている。
電圧制御部２１２は、プリント指令の等速モード又は半速モードの電圧印加指示信号に応じて対応する電圧印加シーケンスを実行し印加電源２１１ａと印加電源２１１ｂの何れか一方を駆動するようになっている。また、電圧制御部２１２は、印加電源２１１ａ、及び印加電源２１１ｂの出力を適切に制御することで、二次転写電流の立ち上げ、立ち下げ時間を変更するようになっている。
＜かぶりトナーの二次転写ローラ１４への付着誘因＞
本実施例の画像形成装置１００において、かぶりトナーの二次転写ローラ１４への付着は、等速モード時は発生せず、半速モード時のみ発生した。図４、図５を参照して、かぶりトナーの二次転写ローラ１４への付着誘因を説明する。
図４に、二次転写部Ｔ２で二次転写電流を印加させた後でのかぶりトナーの帯電量を示す。このかぶりトナーの帯電量は、ホソカワミクロン株式会社の粒子帯電量測定器イースパートアナライザ（登録商標）を用いて中間転写ベルト７の表面からかぶりトナーを吸引して測定した。図４に示されるように、二次転写電流を印加させない場合、トナーは負に帯電している。二次転写電流を強めていくと、帯電量は増加していき、２３μＡで帯電極性が負から正に反転することがわかる。
図５に、二次転写電流の立ち下げ時の電流推移のグラフを示す。点線が等速モード、実線が半速モードのものである。等速モードでは０．２７ｓｅｃ、半速モードでは０．２３ｓｅｃにおいて、二次転写電流が上昇し始める。これは記録材Ｓ後端が二次転写部Ｔ２での通過を完了し、二次転写部Ｔ２での抵抗が下がるためである。
また、電圧制御は定電圧で行っている。記録材Ｓの二次転写部への侵入時間、通過時間のフレを考慮して、記録材Ｓが十分に二次転写部Ｔ２を通過するまで同じ二次転写電圧を印加するように制御している。そのため、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を抜け、二次転写部Ｔ２での抵抗が下がったあとでも同じ二次転写電圧が印加され、二次転写電流が上昇する。
そして、等速モード、半速モード問わず、０．２８ｓｅｃ〜０．３１ｓｅｃまで二次転写電流が２３μＡ以上となる。ここで、その０．２８ｓｅｃから０．３１ｓｅｃまでをａ領域とすると、そのａ領域でのかぶりトナーの帯電極性は図４に示されるように負から正に反転したものとなっている。
上記の０．３１ｓｅｃのあと、二次転写電流を立ち下げて、等速モード、半速モードともに０．３３ｓｅｃで二次転写電流が０μＡとなる。ここで、その０．３３ｓｅｃ以降をｂ領域とする。
二次転写部Ｔ２のニップ幅は２ｍｍである。ここで、幅とは記録材Ｓの搬送方向と平行な方向の寸法をいう。プロセススピードは、等速モードが１００ｍｍ／ｓｅｃ、半速モードが５０ｍｍ／ｓｅｃである。ａ領域とｂ領域間の時間（二次転写電流が２３μＡから０μＡに変化する時間）の０．０２ｓｅｃ（＝０．３３ｓｅｃ−０．３１ｓｅｃ）で中間転写ベルト７は、等速モードで２ｍｍ、半速モードで１ｍｍ進む。この中間転写ベルト７の進む距離は、等速モードでは二次転写部Ｔ２のニップ幅以上であるが、半速モードではニップ幅より短い。
よって、ａ領域で負から正に帯電極性が反転したトナーが、ｂ領域においてもまだ二次転写部Ｔ２に存在する場合、半速モードにおいてのみ、ａ領域での二次転写ローラ１４へのかぶりトナーの付着が発生する。
＜二次転写ローラ１４の二次転写電圧の変更制御＞
以下に、本実施例の画像形成装置１００の特徴について詳述する。通常画像形成時の電圧印加シーケンスについて、図６を用いて説明する。図６は等速モード時のものである。図６に、帯電から定着までの各工程の立ち上げ制御が終った後の連続画像形成時の電圧印加シーケンスを示す。
連続画像形成時（連続画像形成期間）では、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの帯電電圧、現像電圧、一次転写電圧は変化させず常に一定の値を印加する。二次転写電圧は、画像形成時に二次転写部Ｔ２でトナー像を記録材Ｓに転写するために、プラス極性の電圧を印加する。紙間制御時などの非画像形成時（画像間領域が二次転写部Ｔ２を通過時の一部）は、かぶりトナーが二次転写ローラ１４に付着するのを回避するために、マイナス極性の電圧を印加する。電圧を正バイアスから負バイアスに、負バイアスから正バイアスに切り替える際は立ち下げ時間が必要である。この立ち下げ時間には１０ｍｓｅｃ〜１５０ｍｓｅｃ程度の時間を要する。
そこで、本実施例は、電圧制御部２１２が実行する電圧印加シーケンスを等速モードと半速モードで変化させることを特徴としている。図７に、等速モードと比べた際の半速モードの電圧印加シーケンスの二次転写電圧を示す。
図７に示すように、等速モードと半速モードで二次転写電圧が同一の場合において、半速モードの二次転写電圧の立ち下げ時間を等速モードの場合に比べて、２倍に延ばす。つまり、印加電源２１１ａから印加電源２１１ｂへの切り替えに要する時間を等速モードと半速モードで異ならせている。つまり、一の記録材が二次転写部Ｔ２を通過後の切換タイミングで転写電圧の立ち下げを開始する際、半速モードにおける前記切換タイミングから二次転写ローラ１４に流れる電流がゼロになるまでの立ち下げ時間を、等速モードにおける立ち下げ時間よりも長く設定する。そして、その切り替えに要する時間を等速モードと半速モードで異ならせる手段として、印加電源２１１ｂの切り替えの応答性を変化させた。ここで等速モード、半速モードともに画像形成時の電圧は２０００Ｖ、非画像形成時の電圧は−５００Ｖであった。
このように立ち下げ時間を２倍に延ばした際の二次転写電流の時間推移を示したのが図８である。図８を参照して、等速モードと半速モードの二次転写電流の時間推移を説明する。実線は０．３１ｓｅｃ〜０．３３ｓｅｃ間の立ち下げ時間（応答時間）が等速モードと同じ１倍となっている。破線は０．３１ｓｅｃ〜０．３３ｓｅｃ間の立ち下げ時間（応答時間）が等速モードの２倍となっている。
実線、破線ともに、０．２８ｓｅｃ〜０．３１ｓｅｃまで二次転写電流が２３μＡ以上となる。二次転写電流が０μＡとなる時間が実線は０．３３ｓｅｃであるのに対して、破線は０．３５ｓｅｃとなる。そして、二次転写電流が２３μＡから０μＡに変化する時間は実線が０．０２ｓｅｃ（＝０．３３ｓｅｃ−０．３１ｓｅｃ）であり、破線が０．０４ｓｅｃ（＝０．３５ｓｅｃ−０．３１ｓｅｃ）である。
二次転写電流が２３μＡから０μＡに変化するまでに中間転写ベルト７が移動する距離は実線が１ｍｍである一方、破線が２ｍｍとなり等速モードと同じとなる。したがって立ち下げ時間を２倍に延ばした場合は、二次転写ローラ１４へのトナーの付着を回避することが可能となった。
上述のように本実施例の画像形成装置１００は、半速モード時において二次転写電流の立ち下げ時間を等速モードの２倍としたことで、二次転写ローラ１４へのトナーの付着を回避した。
本来、この立ち下げ時間を延ばすと、二次転写電流の立ち下げ制御が十分完了するまで、次の制御が出来ない場合があるために望ましくない。例えば、紙間制御時において、適正な色味の画像を得るために、濃度検出用の画像信号を元に中間転写ベルト７上にトナー像を形成し、このトナー像の濃度をパッチ画像濃度検知センサ（不図示）で検出し、検出結果により画像形成条件を決定する場合がある。この濃度検出制御時のトナーが二次転写ローラ１４に付着しないように、二次転写電流はマイナスになっていなければならず、二次転写電流の立ち下げ時間が遅いと濃度検出制御をスタートする時間が伸びてしまう。
しかし、本実施例の画像形成装置１００は、必要な時のみ立ち下げ時間を延ばすことで、不必要に濃度検出制御時間が伸びることを回避するとともに、二次転写ローラ１４へのかぶりトナーの付着を回避することが可能となっている。
本実施例の紙間制御の時間は等速モードが０．６ｓｅｃ、半速モードが１．２ｓｅｃであり、その長さ（記録材の給送間隔）はともに６０ｍｍである。これは二次転写ローラ１４の１周分の長さ（２４×π＝７５．４ｍｍ）より短い。二次転写電流の立ち下げ時間延長を行わない場合、紙間制御の長さが二次転写ローラ１４の１周分の長さよりも長い場合であっても紙間制御中に負極性の電圧を印加し続けることがある。その場合、二次転写ローラ１４に付着したトナーは付着し続けたままとなり、次の画像形成時に記録材Ｓへの裏汚れが発生する。
その対策として、紙間制御中にトナーが付着した二次転写ローラ１４の領域が二次転写部Ｔ２を通過中に正極性の二次転写電圧を印加すれば、トナーは中間転写ベルト７に転写され、記録材Ｓへの裏汚れは発生しない。
［実施例２］
画像形成装置１００の他の例を説明する。本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本発明の画像形成装置１００は、特定の記録材Ｓの場合に半速モードの二次転写電流の立ち下げを２段階に分けて行うことで、立ち下げ時間を延ばすものである。つまり、印加電源２１１ａから印加電源２１１ｂへの切り替えに要する時間を等速モードと半速モードで異ならせる手段として、切り替えの際に印加電源２１１ａによって二次転写電圧より小さい転写電圧を所定時間印加する。そののち、その転写電圧を下げることを少なくとも１回以上行い、印加電源２１１ｂに切り替えるものである。
図９に、等速モードと比べた際の半速モードの電圧印加シーケンスの二次転写電圧を示す。
プリント指令の記録材情報（記録材Ｓの種類を表す情報）に基づいて、半速モードとなる記録材Ｓで坪量が１８０ｇ／ｍ２未満の際は、二次転写電圧の立ち下げ時間は等速モードと同じとする。半速モードとなる記録材Ｓで坪量が１８０ｇ／ｍ２以上の際は、二次転写電圧の立ち下げ時間は等速モードと同じにするが、立ち下げ時に一度待機バイアス（少なくとも１回、二次転写電圧よりも絶対値が小さい電圧）に下げ（切換え）、一定時間待機バイアスを印加した後で、負極性のバイアスに立ち下げる（戻し電圧に切り替える）。待機バイアスは、正極性のバイアスであり、画像形成時の二次転写バイアスより小さく、かぶりトナーの帯電極性の反転が起こらない強さである。
このように一度待機バイアスで待つことで、かぶりトナーの帯電極性の反転が発生しても、そのかぶりトナーが二次転写部Ｔ２から十分離れるのを待って、二次転写バイアスを負極性にすることが出来る。そのため、かぶりトナーによる二次転写ローラ１４の汚染を回避することが可能となる。この待機バイアスは本実施例では１００Ｖを印加した。
また、坪量が１８０ｇ／ｍ２未満の際は、記録材Ｓの坪量が小さく抵抗が低いため、画像形成時の二次転写バイアスが小さい。そのため、画像形成が終了し、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を過ぎても、二次転写電流がかぶりトナーの帯電極性を反転させるのに十分な電流まで上昇しないため、かぶりトナーの帯電極性の反転は発生しない。
このように記録材情報に応じて、待機バイアスの有無を判断することで、必要な場合だけ二次転写バイアスの立ち下げ時間を延長することが可能となり、多種類の記録材を連続プリントする際のプリント時間を短くすることが出来る。
図１０に、上記シーケンスを実施した場合の二次転写電流の立ち下げ時の時間推移を示す。破線は等速モード、点線は坪量が１８０ｇ／ｍ２未満の場合の半速モード、実線は坪量が１８０ｇ／ｍ２以上の場合の半速モードである。
坪量が１８０ｇ／ｍ２未満の場合、二次転写部Ｔ２から記録材Ｓが抜けて二次転写電流が上昇しても２３μＡ以上にならない。そのため、かぶりトナーを帯電極性が反転しないため、等速モードと同等に電流を立ち下げても、二次転写ローラ１４へのかぶりトナーの付着は発生しない。
坪量が１８０ｇ／ｍ２以上の場合は、二次転写電流は２３μＡ以上まで上昇する。０．３１ｓｅｃまで２３μＡ以上である。０．３１ｓｅｃ〜０．３３ｓｅｃ間の立ち下げ時に待機バイアスを印加し、５μＡ程度で二次転写部Ｔ２から帯電極性が反転したトナーが過ぎるのを待つ。本実施例ではその待機時間は０．０４ｓｅｃ（０．３５ｓｅｃ−０．３１ｓｅｃ）とった。そのあと、二次転写電流を負のバイアスへ立ち下げる。二次転写電流が０μＡとなった時間は０．３６ｓｅｃである。
二次転写電流が２３μＡから０μＡに変化するまでに中間転写ベルト７が移動する距離は２．５ｍｍである。その距離は二次転写部Ｔ２のニップ幅以上となるため、二次転写ローラ１４へのかぶりトナーの付着を回避することが可能となる。
［他の実施例］
図１１乃至図１３に、電圧印加制御部２１０と速度変更制御部２２０の他の例を示す。
記録材Ｓの種類によって二次転写ローラ１４への転写電圧量は異なる。そのため、記録材の種類に応じた所定の印加電圧シーケンスを電圧制御部２１０で実行するように構成してもよい。図１１に示すように、電圧制御部２１０でプリント指令の記録材種別信号を取り込み、その記録材種別信号に基づき、上述のような立ち下げ時間を延長させた印加電圧シーケンスを実行する。この場合、印加電源１１２ａから印加電源１１２ｂへの切り替えに要する時間を異ならせる条件として、等速モードか半速モードかを判断（第一モードか第二モードかの判断結果）に加えて、記録材Ｓの種類に応じて異ならせている。
上記の例とは逆に、二次転写ローラ１４への印加電圧量に応じた所定の印加電圧シーケンスを電圧制御部２１０で実行するように構成してもよい。図１２に示すように、電圧制御部２１０でプリント指令の記録材種類に応じた印加電圧量信号を取り込み、その印加電圧量信号に基づき、上述のような立ち下げ時間を延長させた印加電圧シーケンスを実行する。この場合、印加電源１１２ａから印加電源１１２ｂへの切り替えに要する時間を異ならせる条件として、等速モードか半速モードかを判断することに加えて、印加電圧の大きさに応じて異ならせている。
画像形成装置１００の使用環境（画像形成装置周辺の環境温度及び環境湿度）に応じて、記録材Ｓや二次転写ローラ１４の抵抗は変化する。例えば乾燥した環境では記録材Ｓの抵抗は高くなる。温湿度センサ（環境センサ）により測定された温湿度（環境温度、環境湿度）に対して、予め印加電圧量をある程度想定することが出来、使用環境によって、所定の印加電圧シーケンスを電圧制御部２１０で実行するように構成してもよい。
図１３に示すように、電圧制御部２１０で温湿度センサ２３０からの温湿度信号を取り込み、その温湿度信号に基づき、上述のような立ち下げ時間を延長させた印加電圧シーケンスを実行する。この場合、印加電源１１２ａから印加電源１１２ｂへの切り替えに要する時間を異ならせる条件として、等速モードか半速モードかを判断することに加えて、温湿度に応じて異ならせている。
７ 中間転写ベルト、１４ 二次転写ローラ、２１１ａ 第一の電圧印加電源、
２１１ｂ 第二の電圧印加電源、２２０ 速度変更制御部、Ｔ２ 二次転写部、
Ｓ 記録材

Claims (5)

  1. トナー像を担持する移動可能な像担持体と、
    前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写部材と、
    トナー像を記録材に転写する転写電圧と、前記転写電圧と逆極性であって前記転写部材からトナーを前記像担持体へ戻す戻し電圧と、を前記転写部材に印加する定電圧電源と、
    第一の速度で画像形成を実行する第一モードと、前記第一の速度より遅い速度で画像形成を実行する第二モードと、を含むモードを選択的に実行可能な実行部と、
    前記像担持体における記録材に転写されるトナー像が形成される画像領域が前記転写部を通過時に前記転写部材に前記転写電圧が印加され、前記像担持体における一の画像と次の画像との間の画像間領域が前記転写部を通過時の一部で前記転写部材に前記戻し電圧が印加される連続画像形成期間において、一の記録材が前記転写部を通過後の切換タイミングで前記転写電圧の立ち下げを開始する際、前記定電圧電源の応答性を変えることで、前記第二モードにおける前記切換タイミングから前記転写部材に流れる電流がゼロになるまでの立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する設定部と、を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. トナー像を担持する移動可能な像担持体と、
    前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写部材と、
    トナー像を記録材に転写する転写電圧と、前記転写電圧と逆極性であって前記転写部材からトナーを前記像担持体へ戻す戻し電圧と、を前記転写部材に印加する定電圧電源と、
    第一の速度で画像形成を実行する第一モードと、前記第一の速度より遅い速度で画像形成を実行する第二モードと、を含むモードを選択的に実行可能な実行部と、
    前記像担持体における記録材に転写されるトナー像が形成される画像領域が前記転写部を通過時に前記転写部材に前記転写電圧が印加され、前記像担持体における一の画像と次の画像との間の画像間領域が前記転写部を通過時の一部で前記転写部材に前記戻し電圧が印加される連続画像形成期間において、一の記録材が前記転写部を通過後の切換タイミングで前記転写電圧の立ち下げを開始する際、前記第二モードを実行する場合は、前記転写電圧から、少なくとも１回、前記転写電圧より絶対値が小さい電圧に切換えた後に前記戻し電圧に切換えることで、前記第二モードにおける前記切換タイミングから前記転写部材に流れる電流がゼロになるまでの立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する設定部と、を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記設定部は、前記第一モードか前記第二モードかの判断結果と、記録材の種類と、に応じて、前記第二モードにおける前記立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する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. 前記設定部は、前記第一モードか前記第二モードかの判断結果と、前記転写電圧の大きさと、に応じて、前記第二モードにおける前記立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する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。
  5. 前記設定部は、前記第一モードか前記第二モードかの判断結果と、画像形成装置周辺の環境温度及び環境湿度に応じて、前記第二モードにおける前記立ち下げ時間を、前記第一モードにおける前記立ち下げ時間よりも長く設定する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。
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