JP6319629B2

JP6319629B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6319629B2
Application number: JP2014092265A
Authority: JP
Inventors: 武英水谷; 石井　宏一; 宏一石井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP2015187685A

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、転写部材と像担持体とが当接する転写ニップ部において被印加部材に転写バイアスを印加することで像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、転写部材と像担持体とが圧接する転写ニップ部にて、転写部材にトナーが付着してしまい、転写ニップ部に搬送される記録媒体（転写材）の裏面がトナーで汚れてしまう不具合を防止することを目的として、転写ニップ部に記録媒体が搬送されていないときに転写バイアスとは異なるクリーニングバイアスを転写部材（被印加部材）に印加して、転写部材へのトナー付着を防止したり転写部材に付着したトナーをクリーニングしたりする技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

一方、特許文献３には、連続通紙時において記録媒体の厚さに関わらず良好な定着性を維持することを目的として、紙厚の厚い記録媒体が連続通紙されるときに、通常時に比べて記録媒体の搬送速度を低下させる技術が開示されている。

従来の画像形成装置は、紙厚の厚い記録媒体が連続通紙されるときにも良好な定着性を維持するために、記録媒体の厚さに応じて紙間を可変する場合や、搬送方向のサイズの大きな記録媒体が連続通紙されるときにも生産性を大きく低下させないために、記録媒体のサイズなどに応じて紙間を可変する場合などに、紙間のタイミングやジョブ終了後のタイミングに、同じ印加時間だけ同じような方法で、被印加部材にクリーニングバイアスを印加してしまうと、転写部材に対するトナー付着防止性やクリーニング性に過不足が生じてしまったり、一連の画像形成動作における生産性が大きく低下してしまったりしていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、一連の画像形成動作において記録媒体を連続的に搬送するときの生産性を大きく低下させることなく、転写部材へのトナー付着が効率的に防止されたり転写部材に付着したトナーが効率的にクリーニングされたりする、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体のトナー担持面に当接して記録媒体が搬送される転写ニップ部を形成する転写部材と、前記転写ニップ部に搬送される記録媒体に前記像担持体に担持されたトナー像を転写するための転写バイアスを被印加部材に印加するバイアス印加手段と、を備え、前記バイアス印加手段は、一連の画像形成動作において記録媒体が連続的に搬送されるときに、少なくとも、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間のタイミングと、前記転写ニップ部においてすべての記録媒体へのトナー像の転写が終了したジョブ後のタイミングと、のそれぞれにおいて、前記転写バイアスとは異なるバイアスを前記被印加部材に印加できるように構成され、前記紙間のタイミングで前記被印加部材に印加される紙間バイアスに応じて、前記ジョブ後のタイミングに前記被印加部材に前記異なるバイアスを印加する印加時間を可変し、前記バイアス印加手段は、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間時間が所定範囲の範囲内のときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスをオフした後にオンしたものとして前記ジョブ後の印加時間を中レベルの長さとして、前記紙間時間が前記所定範囲の下限値を下回るときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスのままのものとして前記ジョブ後の印加時間を大レベルの長さとして、前記紙間時間が前記所定範囲の上限値を上回るときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスとは異なる極性のものを含むものとして前記ジョブ後の印加時間を小レベルの長さとし、前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の厚さが所定値以下の場合であって、当該記録媒体の搬送方向のサイズが所定の範囲の範囲内であるときには前記紙間時間を前記所定範囲の範囲内の長さとして、当該記録媒体の搬送方向のサイズが前記所定の範囲の下限値を下回るものであるときには前記紙間時間を前記所定範囲の上限値を上回る長さとして、当該記録媒体の搬送方向のサイズが前記所定の範囲の上限値を上回るものであるときには前記紙間時間を前記所定範囲の下限値を下回る長さとし、前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の厚さが前記所定値を超える場合には、前記所定値以下の場合に比べて前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の搬送速度が遅くなるように制御されて、当該記録媒体の搬送方向のサイズに関わらず前記紙間時間を前記所定範囲の上限値を上回る長さとするものである。

本発明によれば、一連の画像形成動作において記録媒体を連続的に搬送するときの生産性を大きく低下させることなく、転写部材へのトナー付着が効率的に防止されたり転写部材に付着したトナーが効率的にクリーニングされたりする、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。作像部の一部を拡大して示す構成図である。中間転写ベルトの近傍を示す概略図である。（Ａ）ジョブ後のクリーニングモードにおける１周期分のバイアス変化を示すグラフと、（Ｂ）ジャム処理後の復帰時のクリーニングモードにおけるバイアス変化を示すグラフと、である。（Ａ）記録媒体として厚紙以外の用紙を通紙したときの記録媒体のサイズごとの各諸元を示す表図と、（Ａ）記録媒体として厚紙を通紙したときの記録媒体のサイズごとの各諸元を示す表図と、である。変形例としての、（Ａ）記録媒体として厚紙以外の用紙を通紙したときの記録媒体のサイズごとの各諸元を示す表図と、（Ａ）記録媒体として厚紙を通紙したときの記録媒体のサイズごとの各諸元を示す表図と、である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の中央には、中間転写ベルト装置１５が設置されている。また、中間転写ベルト装置１５の中間転写ベルト８（像担持体）に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像部５Ｙ、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示である。）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、感光体ドラム１Ｙは、不図示の駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像部５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、像担持体としての中間転写ベルト８（ベルト部材）及び１次転写ローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによってクリーニング部２Ｙ内に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ベルト装置１５は、図３を参照して、像担持体としての中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、駆動ローラ１２Ａ、転写対向部材としての２次転写対向ローラ１１、テンションローラ１２Ｂ〜１２Ｄ、クリーニング対向ローラ１３、中間転写クリーニング部１０、転写部材としての２次転写ローラ１９、等で構成される。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材１１、１２Ａ〜１２Ｄ、１３によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材（駆動ローラ１２Ａ）の回転駆動によって図３中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、転写部材としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、転写対向部材としての２次転写対向ローラ１１が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで転写ニップ部（２次転写ニップ）を形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップ（転写ニップ部）の位置に搬送された用紙等の記録媒体Ｐ（転写材）上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、２次転写ニップ（転写ニップ部）の位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対（不図示である。）によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、作像部における現像部（現像装置）の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙと、現像剤収容部内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路４３Ｙと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙと、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。

このように構成された現像部５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。ここで、現像部５Ｙ内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された２つの現像剤収容部を循環する（図２の紙面垂直方向の移動である。）。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。

次に、図３を用いて、本実施の形態における中間転写ベルト装置１５について詳述する。
図３を参照して、中間転写ベルト装置１５は、像担持体としての中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、駆動ローラ１２Ａ、転写対向部材としての２次転写対向ローラ１１、テンションローラ１２Ｂ〜１２Ｄ、クリーニング対向ローラ１３、中間転写クリーニング部１０、転写部材としての２次転写ローラ１９、等で構成される。

像担持体としての中間転写ベルト８は、各色のトナー像をそれぞれ担持する４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向するように配設されている。中間転写ベルト８（像担持体）は、主として６つのローラ部材（駆動ローラ１２Ａ、２次転写対向ローラ１１、テンションローラ１２Ｂ〜１２Ｄ、クリーニング対向ローラ１３、である。）によって張架・支持されている。

本実施の形態において、中間転写ベルト８は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト８は、体積抵抗率が１０⁶〜１０¹³Ωｃｍ、ベルト裏面側の表面抵抗率が１０⁷〜１０¹³Ωｃｍの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト８は、厚さが２０〜２００μｍの範囲となるように設定されている。本実施の形態では、中間転写ベルト８の厚さが６０μｍ程度に、体積抵抗率が１０⁹Ωｃｍ程度に、設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト８の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト８の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。また、上述した中間転写ベルト８の体積抵抗率は、「ハイレスターＵＰＭＣＰＨＴ４５」（三菱化学社製）を用いて印加電圧１００Ｖの条件にて測定したものである。

１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を介して対応する感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ９Ｙは中間転写ベルト８を介してイエロー用の感光体ドラム１Ｙに対向し、マゼンタ用の転写ローラ９Ｍは中間転写ベルト８を介してマゼンタ用の感光体ドラム１Ｍに対向し、シアン用の転写ローラ９Ｃは中間転写ベルト８を介してシアン用の感光体ドラム１Ｃに対向し、ブラック用（黒色用）の転写ローラ９Ｋは中間転写ベルト８を介してブラック用（黒色用）の感光体ドラム１Ｋに対向している。１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、直径が１０ｍｍ程度の芯金上に、外径が１６ｍｍ程度の導電性スポンジ層が形成された弾性ローラであって、体積抵抗が１０⁶〜１０¹²Ω（好ましくは、１０⁷〜１０⁹Ω）の範囲となるように調整されている。

転写対向部材としての２次転写対向ローラ１１は、中間転写ベルト８（像担持体）を介して２次転写ローラ１９（転写部材）に当接している。２次転写対向ローラ１１（転写対向部材）は、ステンレス鋼、アルミニウム等からなる芯金上に、体積抵抗が１０⁶〜１０¹²Ω（好ましくは、１０⁷〜１０⁹Ω）で硬度が２０〜５０度の発泡材料（又は、ゴム硬度が３０〜６０度のゴム材料）からなる抵抗層が形成されたものである。２次転写対向ローラ１１の抵抗層は、ポリカーボネート、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム等にカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させたもの、又は、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等のゴム、ＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴム、ポリウレタンの半導電性ゴムなどで形成することができる。

また、本実施の形態において、２次転写対向ローラ１１（芯金）は、バイアス印加手段としての電源６０に電気的に接続されていて、電源６０（バイアス印加手段）から転写バイアス（２次転写バイアス）が印加される被印加部材として機能することになる。この電源６０から印加される転写バイアス（２次転写バイアス）は、転写ニップ部（２次転写ニップ）に搬送される記録媒体Ｐに中間転写ベルト８（像担持体）に担持されたトナー像を転写するためのものであって、トナーの極性と同じ極性（本実施の形態ではマイナス極性である。）のバイアス（電圧）である。これにより、中間転写ベルト８のトナー担持面（外周面）に担持されたトナーが、２次転写電界によって２次転写対向ローラ１１側から２次転写ローラ１９側に向かって静電移動することになる。
なお、本実施の形態では、電源６０（バイアス印加手段）から２次転写対向ローラ１１（被印加部材）に向けて転写バイアス（２次転写バイアス）とは異なるバイアス（クリーニングバイアス）を２次転写工程以外のタイミングで印加できるように構成されているが、これについては後で詳しく説明する。

転写部材としての２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト８（像担持体）のトナー担持面（外周面）に当接して、記録媒体Ｐが搬送される転写ニップ部（２次転写ニップ）を形成している。２次転写ローラ１９（転写部材）は、外径が１５．５ｍｍ程度であって、ステンレス鋼、アルミニウム等からなる直径９ｍｍ程度の芯金上に、ゴム硬度（アスカー硬度）が２０〜７０度の半導電性ゴム層が形成（被覆）されたものである。２次転写ローラ１９の半導電性ゴム層は、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、ソリッド状又は発泡スポンジ状に形成することができる。
なお、２次転写ローラ１９の表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂などの離型層を形成して、ローラ表面のトナーに対する離型性を向上させることもできる。
また、本実施の形態において、２次転写ローラ１９は、芯金が接地（アース）されている。

駆動ローラ１２Ａは、不図示の駆動モータによって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト８は所定の走行方向（図３の時計方向である。）に走行することになる。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト８の通常時における走行速度（プロセス線速）が、１４６ｍｍ／秒程度になるように設定されている。
３つのテンションローラ１２Ｂ〜１２Ｄは、中間転写ベルト８の内周面又は外周面に当接している。２次転写対向ローラ１１とテンションローラ１２Ｂとの間には、中間転写ベルト８を介してクリーニング対向ローラ１３に対向するように中間転写クリーニング部１０（クリーニングブレード）が設置されている。

以下、図３〜図５等を用いて、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置１００の構成・動作について詳述する。
本実施の形態において、バイアス印加手段としての電源６０は、一連の画像形成動作（１ジョブ）において記録媒体Ｐが連続的に搬送（連続通紙）されるときに、少なくとも、転写ニップ部（２次転写ニップ）において記録媒体Ｐが送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間のタイミングと、転写ニップ部（２次転写ニップ）においてすべての記録媒体Ｐへのトナー像の転写が終了したジョブ後のタイミングと、のそれぞれにおいて、転写バイアスとは異なるバイアス（クリーニングバイアスである。）を２次転写対向ローラ１１（被印加部材）に印加できるように構成されている。このときの転写バイアスとは異なるクリーニングバイアスは、中間転写ベルト８（像担持体）から２次転写ローラ１９（転写部材）に向けてトナーを移動させないためのバイアス、又は、２次転写ローラ１９に付着したトナーを中間転写ベルト８に移動させるためのバイアスであって、転写バイアスとは逆極性（本実施の形態では、プラス極性である。）のバイアスが主体となったバイアスである。

詳しくは、本実施の形態では、転写ニップ部（２次転写ニップ）に記録媒体Ｐが通過していないとき（２次転写ローラ１９が中間転写ベルト８に直接的に接触しているとき）には、２次転写ローラ１９に転写バイアスを印加せずにクリーニングバイアスを印加するなどして、２次転写ローラ１９へのトナー付着防止やクリーニングをおこなっている（以下、このような制御を適宜に「クリーニングモード」と呼ぶ。）。
具体的に、クリーニングモードをおこなうタイミングとしては、記録媒体Ｐが転写ニップ部に存在しない非画像形成時であって、具体的には、装置本体１００の主電源をオンしたときや、省エネルギーモードから復帰したときや、プリントジョブを開始したときや、プリントジョブを終了したときや、ジャム処理を終えた後のリカバリー動作時や、連続通紙時における紙間などである。

また、本実施の形態では、クリーニングモードにおけるバイアス印加方式として、図４（Ａ）に示すように、トナー像を記録媒体Ｐに転写する極性とは逆極性（プラス極性）のバイアスを印加してからトナー像を記録媒体Ｐに転写する極性と同極性（マイナス極性）のバイアスを順次印加するシーケンスを１サイクルとして、クリーニングモードを実行するタイミングごとにそのサイクル数を最適な値に設定したものである。このように、トナー像を記録媒体Ｐに転写する極性とは逆極性のバイアスに加えて、トナー像を記録媒体Ｐに転写する極性と同極性のバイアスを比較的短い周期で交互に印加することで、トナーを２次転写ローラ１９から遊離させやすくなってクリーニング性が高められることになる。
具体的に、装置本体１００の搬送経路中で記録媒体Ｐのジャムが発生して装置本体１００が強制的に稼働停止された後にジャム処理をおこなって装置本体１００が再稼働されるとき（リカバリー動作時）には、２次転写ローラ１９が最もトナーで汚れやすくなるため、図４（Ｂ）に示すように、図４（Ａ）に示すサイクルの８サイクル分のシーケンスにてクリーニングモードが実施される。
これに対して、装置本体１００の主電源をオンしたときや、省エネルギーモードから復帰したときや、プリントジョブを開始したときには、リカバリー動作時に比べると２次転写ローラ１９のトナー汚れが少ないため、お待たせ時間が長くならないように、図４（Ａ）に示すサイクルの２サイクル分のシーケンスにてクリーニングモードが実施される。
また、２次転写ローラ１９が汚れるタイミングとしては、通常のプリント時における地汚れトナーによるものもある。そのため、連続通紙時における紙間においてもクリーニングモードを実施して、地汚れトナーの２次転写ローラ１９への付着を防止したり、２次転写ローラ１９に付着したトナーを中間転写ベルト８に移動させてクリーニングしたりしている。

ここで、本実施の形態では、紙間のタイミングで被印加部材としての２次転写対向ローラ１１に印加される紙間バイアス（紙間に印加されるクリーニングバイアス）に応じて、ジョブ後（画像形成動作終了後）のタイミングに２次転写対向ローラ１１にクリーニングバイアス（異なるバイアス）を印加する印加時間を可変している。詳しくは、電源６０（バイアス印加手段）は、紙間バイアスを、転写ニップ部において記録媒体Ｐが送出されてから次の記録媒体Ｐが送入されるまでの紙間時間に応じて可変している。

さらに詳しくは、図５を参照して、本実施の形態において、電源６０（バイアス印加手段）は、紙間時間が所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の範囲内のときには紙間バイアスを転写バイアスをオフした後にオンしたものとしてジョブ後の印加時間を中レベル（３サイクル）の長さとして、紙間時間が所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の下限値を下回るときには紙間バイアスを転写バイアスのままのものとしてジョブ後の印加時間を大レベル（５サイクル）の長さとして、紙間時間が所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の上限値を上回るときには紙間バイアスを転写バイアスとは異なる極性のものを含むものとしてジョブ後の印加時間を小レベル（１〜２サイクル）の長さとしている。

また、図５（Ａ）に示すように、転写ニップ部に搬送される記録媒体Ｐの厚さ（紙厚）が所定値（１０５ｇｓｍ）以下の場合であって、当該記録媒体の搬送方向のサイズが所定の範囲（２１６〜３５６ｍｍ）の範囲内であるときには紙間時間を所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の範囲内の長さとして、記録媒体Ｐの搬送方向のサイズが所定の範囲（２１６〜３５６ｍｍ）の下限値を下回るものであるときには紙間時間を所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の上限値を上回る長さとして、記録媒体Ｐの搬送方向のサイズが所定の範囲（２１６〜３５６ｍｍ）の上限値を上回るものであるときには紙間時間を前記所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の下限値を下回る長さとしている。そして、図５（Ｂ）に示すように、転写ニップ部に搬送される記録媒体Ｐの厚さが所定値（１０５ｇｓｍ）を超える場合には、所定値（１０５ｇｓｍ）以下の場合に比べて転写ニップ部Ｐに搬送される記録媒体Ｐの搬送速度が遅くなるように制御されて（低速モードに制御されて）、記録媒体Ｐの搬送方向のサイズに関わらず紙間時間を所定範囲（２００〜２５０ｍ秒）の上限値を上回る長さとしている。

ここで、本実施の形態では、紙厚（坪量）が１０５ｇｓｍ以下であるときの通常モードにおける記録媒体Ｐの搬送速度（プロセス線速）が１４６ｍｍ／秒に設定され、紙厚（坪量）が１０５ｇｓｍを超えるときの低速モードにおける記録媒体Ｐの搬送速度（プロセス線速）が７３ｍｍ／秒に設定されている。このように、本実施の形態では、記録媒体Ｐとして厚紙が用いられるときに、記録媒体Ｐの搬送速度を低下させているため、紙厚の厚い記録媒体Ｐが連続通紙されるときにも良好な定着性を維持することができる。なお、記録媒体Ｐの紙厚は、装置本体１００の操作パネルにユーザーによって入力される記録媒体Ｐの情報に基いて検知することもできるし、装置本体１００の給紙部２６や搬送経路に設置した紙厚センサによって直接的に検知することもでき、それらの検知結果に基いて搬送速度やプロセス線速に関連する部材の回転数や移動速度が可変されることになる。

また、本実施の形態では、記録媒体Ｐのサイズなどに応じて紙間（紙間距離や紙間時間）を可変しているため、搬送方向のサイズの大きな記録媒体Ｐが連続通紙されるときにも生産性を大きく低下させることはない。また、搬送方向のサイズの小さな記録媒体Ｐが連続通紙されるときには充分な紙間（紙間距離や紙間時間）が確保されているため、複写機などにおいては複数枚の原稿を画像読取部で連続的にスキャンするときのスキャン時間を維持することができたり、転写ニップ部における小サイズ紙の分離性を高めるために記録媒体Ｐの後端が転写ニップ部を通過する直前に転写バイアスの大きさや極性を変化させるときなどの制御もおこないやすくすることができる。

そして、本実施の形態では、紙間時間の長短に合わせて紙間バイアスの態様を最適なもの（与えられた紙間時間内に時間的に実施可能なバイアスの態様である。）に可変しているため、紙間のクリーニングモードが紙間時間の長短に関わらず同じ態様（同じ印加時間だけ同じような方法）でおこなわれる場合に比べて、上述した紙サイズによって紙間を可変する効果が確実に確保されることになる。
そして、紙間時間が短くてそれに合わした紙間バイアスの態様が充分なクリーニング効果（トナー付着防止効果）が得られないものであったときには、その分を相殺するようにジョブ後のクリーニングモードに要する時間を充分にとっているため、２次転写ローラ１９のトナー汚れによる記録媒体Ｐの裏面汚れを充分に防止することができる。これに対して、紙間時間が長くてそれに合わした紙間バイアスの態様が充分なクリーニング効果（トナー付着防止効果）が得られるものであったときには、その分だけジョブ後のクリーニングモードに要する時間を短縮しているため、生産性の低下やお待たせ時間の発生が軽減されて、２次転写ローラ１９のトナー汚れによる記録媒体Ｐの裏面汚れを効率的に防止することができる。

以下、図４、図５を参照して、上述した本実施の形態におけるクリーニングモードに関連する制御について、補足的に説明する。
本実施の形態では、記録媒体Ｐの用紙サイズや紙厚（又は搬送速度）に応じて、紙間を制御している。記録媒体Ｐの搬送速度（プロセス線速）は、記録媒体Ｐの坪量が５２〜１０５ｇｓｍでは１４６ｍｍ／秒に設定されて、記録媒体Ｐの坪量が１０５．１〜３００ｇｓｍでは７３ｍｍ／秒に低速化される。それぞれのモード（搬送速度）において、用紙サイズごとの紙間は、図５に示す通りである。

ここで、紙間（紙間時間）が短い記録媒体Ｐの場合、紙間バイアスの極性を切り替える時間的余裕が少なくなり、２次転写バイアスへの切替タイミングが遅れると、次用紙の先端でバイアス不足となってしまい転写不良による濃度低下を招いてしまう。そのため、紙間時間が所定値よりも短い場合には、紙間でもそのままプリント時（２次転写工程時）の転写バイアスを維持するか、極性の切り替えはおこなわずに単にバイアスのオフ・オンをおこなうかしている。
具体的に、（１）紙間時間が２００ｍ秒に満たない記録媒体Ｐの場合には紙間バイアスをプリント時（２次転写工程時）のままとして、（２）紙間時間が２００〜２５０ｍ秒の記録媒体Ｐの場合には紙間バイアスをオフ・オン制御（紙間突入５ｍ秒後にオフして、次用紙先端突入の５０ｍ秒前にオンする制御である。）して、（３）紙間時間が２５０ｍ秒を超える記録媒体Ｐの場合には紙間バイアスについて逆極性への切替制御（紙間突入５ｍ秒後に＋４０μＡに極性切り替えして、次用紙先端突入の５０ｍ秒前に転写バイアスへと極性を戻す制御である。）をおこなっている。

このような制御をおこなうことで、画像形成装置１００の全体としての生産性を低下させることはなく２次転写ローラ１９の汚れを可能な限り防止することができる。そして、上記（３）と比較して上記（１）、（２）では紙間でのクリーニングが不充分で、ローラ汚れが堆積してしまうため、ジョブ後（画像形成動作終了後）でのクリーニングモードにてローラ汚れを充分に清掃している。具体的に、図５の表図の右欄に記載しているように、先に図４で説明したクリーニングシーケンスのサイクル数を、（１）では５サイクル、（２）では３サイクル、（３）では、紙間距離が２次転写ローラ１９の１周分（４８．７ｍｍ）以下の場合には２サイクル、紙間距離が２次転写ローラ１９の１周分以上の場合には１サイクル、といったクリーニングシーケンスを実行している。
このように制御することで、連続プリント時の生産性を大きく低下させることなく、お待たせ時間の発生を最小限としながら、２次転写ローラ１９の汚れによる記録媒体Ｐの裏汚れの発生を確実に防止することができる。
なお、図４に示すシーケンスや、図５に示す諸元は、あくまで１例であって、これに限定されるものではない。また、本実施の形態において、バイアス（２次転写バイアスやクリーニングバイアス）はいずれも定電流にて制御しているが、定電圧にて制御してもよい。

また、本実施の形態において、電源６０（バイアス印加手段）は、一連の画像形成動作（１ジョブ）において連続的に搬送される記録媒体Ｐの枚数（連続通紙枚数）が多いときに、連続的に搬送される記録媒体Ｐの枚数（連続通紙枚数）が少ないときに比べて、ジョブ後の印加時間を長くすることもできる。
例えば、連続通紙枚数が１００枚を超える場合に、超えた枚数１００枚ごとに、図５の右欄に記載した「Ｊｏｂ後ＣＬサイクル数」（ジョブ後のクリーニングモードのサイクル数である。）を１回ずつ増加させていくような制御をおこなうことができる。
このような制御をおこなうことで、連続通紙枚数が非常に多い場合であっても、上述した本発明の効果が確実に発揮されることになる。

また、図６（先に説明した図５に対応する表図である。）を参照して、本実施の形態において、図５等を用いて説明した制御に加えて、「モノクロモード」と「フルカラーモード」とのうち実行されるモードに応じて、ジョブ後のクリーニングモードの実行時間（ジョブ後のタイミングに被印加部材に異なるバイアスを印加する印加時間である。）を可変することもできる。
詳しくは、中間転写ベルト８（像担持体）上に黒色（ブラック）のトナー像のみが担持される「モノクロモード」（ブラック用の作像部６Ｋのみを用いて単色の画像形成プロセスをおこなうモードである。）と、中間転写ベルト８上に複数色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が重ねて担持される「フルカラーモード」（４色の作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを用いて画像形成プロセスをおこなうモードである。）と、を切り替えて実行できるように構成されている。なお、モノクロモード時には、黒色以外の作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃによって中間転写ベルト８上に画像が形成されないように、１次転写バイアスが印可されるか、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに対して中間転写ベルト８を離間させる動作がおこなわれる。そして、「モノクロモード」が実行される場合に、「フルカラーモード」が実行される場合に比べて、ジョブ後のクリーニングモードの実行時間（ジョブ後の印加時間）が短くなるように可変する。具体的に、図６に示すように、「モノクロモード」（図６中、「ＢＷ」で示している。）には、「フルカラーモード」（図６中、「ＦＣ」で示している。）に比べて、「ジョブ後クリーニングサイクル数」（ジョブ後のクリーニングモードのサイクル数である。）が全体的に少なくなるように制御している。
このような制御をおこなうのは、モノクロモード時にはフルカラーモード時に比べて、中間転写ベルト８上に担持される総トナー量が少なくて、２次転写ローラ１９のトナー汚れも少なくなるためである。すなわち、このような制御をおこなうことで、生産性の低下やお待たせ時間の発生が軽減されて、２次転写ローラ１９のトナー汚れによる記録媒体Ｐの裏面汚れをさらに効率的に防止することができる。

さらに、図６を参照して、本実施の形態において、２次転写ローラ１９（転写部材）の使用時間（累積使用時間）が長い場合に、２次転写ローラ１９の使用時間（累積使用時間）が短い場合に比べて、ジョブ後のクリーニングモードの実行時間（ジョブ後のタイミングに被印加部材に異なるバイアスを印加する印加時間である。）が長くなるように可変することもできる。
詳しくは、図６を参照して、画像形成装置１００に新品の２次転写ローラ１９が設置されてから、Ａ４サイズ換算で、記録媒体Ｐの通紙枚数（累積プリント枚数）が０〜３０００枚の範囲を「区分１」として、通紙枚数（累積プリント枚数）が３００１〜１０００００枚の範囲を「区分２」として、通紙枚数（累積プリント枚数）が１００００１枚以上の範囲を「区分３」として、その区分数が増加するのに合わせて「ジョブ後クリーニングサイクル数」（ジョブ後のクリーニングモードのサイクル数である。）が全体的に多くなるように制御している。
このような制御をおこなうのは、経時になればなるほど、中間転写ベルト８との摺接によって２次転写ローラ１９のローラ表面が劣化していって、同じ条件でクリーニングモードを実施しても、そのクリーニング性が低下してしまうためである。すなわち、このような制御をおこなうことで、生産性の低下やお待たせ時間の発生が軽減されて、２次転写ローラ１９のトナー汚れによる記録媒体Ｐの裏面汚れをさらに効率的に防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、紙間のタイミングで２次転写対向ローラ１１（被印加部材）に印加される紙間バイアスに応じて、ジョブ後のタイミングに２次転写対向ローラ１１にクリーニングバイアス（異なるバイアス）を印加する印加時間を可変している。これにより、一連の画像形成動作において記録媒体Ｐを連続的に搬送するときの生産性を大きく低下させることなく、２次転写ローラ１９（転写部材）へのトナー付着が効率的に防止されたり転写部材に付着したトナーが効率的にクリーニングされたりすることになる。

なお、本実施の形態では、像担持体としての中間転写ベルト８に当接して２次転写ニップ（転写ニップ部）を形成する転写部材としての２次転写ローラ１９が設置されたカラー画像形成装置１００に対して本発明を適用した。これに対して、像担持体としての中間転写体に当接して２次転写ニップ（転写ニップ部）を形成する転写部材としての２次転写ベルトが設置されたカラー画像形成装置や、像担持体としての感光体ドラムに当接して転写ニップ部を形成する転写部材としての転写ローラ又は転写ベルトが設置されたモノクロ画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、転写バイアスやクリーニングバイアスを印加する被印加部材として２次転写対向ローラ１１（転写対向部材）を用いたが、転写バイアスやクリーニングバイアスを印加する被印加部材として２次転写ローラ１９（転写部材）を用いることもできるし、双方の部材１１、１９を用いることもできる。なお、本実施の形態において、２次転写ローラ１９に転写バイアスを印加する場合、その極性はトナーの極性に対して逆極性のものになる。
そして、それらの場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ感光体ドラム、
８中間転写ベルト（像担持体）、
１１２次転写対向ローラ（転写対向部材、被印加部材）、
１９２次転写ローラ（転写部材）、
６０電源（バイアス印加手段）、
１００画像形成装置本体（装置本体）、Ｐ記録媒体。

特許第３３６４５５３号公報特開２００１−８３８５３号公報特開平７−３６２３３号公報

Claims

トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体のトナー担持面に当接して記録媒体が搬送される転写ニップ部を形成する転写部材と、
前記転写ニップ部に搬送される記録媒体に前記像担持体に担持されたトナー像を転写するための転写バイアスを被印加部材に印加するバイアス印加手段と、
を備え、
前記バイアス印加手段は、
一連の画像形成動作において記録媒体が連続的に搬送されるときに、少なくとも、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間のタイミングと、前記転写ニップ部においてすべての記録媒体へのトナー像の転写が終了したジョブ後のタイミングと、のそれぞれにおいて、前記転写バイアスとは異なるバイアスを前記被印加部材に印加できるように構成され、
前記紙間のタイミングで前記被印加部材に印加される紙間バイアスに応じて、前記ジョブ後のタイミングに前記被印加部材に前記異なるバイアスを印加する印加時間を可変し、
前記バイアス印加手段は、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間時間が所定範囲の範囲内のときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスをオフした後にオンしたものとして前記ジョブ後の印加時間を中レベルの長さとして、前記紙間時間が前記所定範囲の下限値を下回るときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスのままのものとして前記ジョブ後の印加時間を大レベルの長さとして、前記紙間時間が前記所定範囲の上限値を上回るときには前記紙間バイアスを前記転写バイアスとは異なる極性のものを含むものとして前記ジョブ後の印加時間を小レベルの長さとし、
前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の厚さが所定値以下の場合であって、当該記録媒体の搬送方向のサイズが所定の範囲の範囲内であるときには前記紙間時間を前記所定範囲の範囲内の長さとして、当該記録媒体の搬送方向のサイズが前記所定の範囲の下限値を下回るものであるときには前記紙間時間を前記所定範囲の上限値を上回る長さとして、当該記録媒体の搬送方向のサイズが前記所定の範囲の上限値を上回るものであるときには前記紙間時間を前記所定範囲の下限値を下回る長さとし、
前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の厚さが前記所定値を超える場合には、前記所定値以下の場合に比べて前記転写ニップ部に搬送される記録媒体の搬送速度が遅くなるように制御されて、当該記録媒体の搬送方向のサイズに関わらず前記紙間時間を前記所定範囲の上限値を上回る長さとすることを特徴とする画像形成装置。
前記バイアス印加手段は、一連の画像形成動作において連続的に搬送される記録媒体の枚数が多いときに、連続的に搬送される記録媒体の枚数が少ないときに比べて、前記ジョブ後の印加時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記像担持体上に黒色のトナー像のみが担持されるモノクロモードと、前記像担持体上に複数色のトナー像が担持されるフルカラーモードと、を切り替えて実行できるように構成され、
前記モノクロモードと前記フルカラーモードとのうち実行されるモードに応じて、前記ジョブ後のタイミングに前記被印加部材に前記異なるバイアスを印加する印加時間を可変することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記モノクロモードが実行される場合に、前記フルカラーモードが実行される場合に比べて、前記ジョブ後の印加時間が短くなるように可変することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記転写部材の使用時間が長い場合に、前記転写部材の使用時間が短い場合に比べて、前記ジョブ後のタイミングに前記被印加部材に前記異なるバイアスを印加する印加時間が長くなるように可変することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記バイアス印加手段は、１つの電源であって、
前記転写バイアスとは異なるバイアスは、前記像担持体から前記転写部材に向けてトナーを移動させないためのバイアス、又は／及び、前記転写部材に付着したトナーを前記像担持体に移動させるためのバイアスであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記像担持体を介して前記転写部材に当接して前記転写ニップ部を形成する転写対向部材を備え、
前記被印加部材は、前記転写対向部材であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記被印加部材は、前記転写部材であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。