(57)【要約】【課題】  感光体と転写部材のニップ部に紙先端が突入する際に発生する空隙での電位ムラ、異常放電が軽減され、画像不良を抑制する事ができる。【解決手段】  転写部材と像担持体間で紙を挟み込むニップを形成し、転写中は第１の転写バイアスを印加し、ニップ部の像担持体表面は第１の帯電バイアスを印加された表面とし、紙突入前は０Ｖ又は第１の転写バイアスより絶対値が小さい第２の転写バイアスを印加し、ニップ部の像担持体表面は第２の帯電バイアスの絶対値以上の第３の帯電バイアスが印加された表面とし、紙先端突入時にニップ内で像担持体と転写部材と紙で空隙が形成され、転写前で空隙が形成される間は、第１の転写バイアス、第２の転写バイアス、第１と第２の転写バイアスの間の第３の転写バイアスのいずれかが印加され、空隙を形成する像担持体表面は第１の帯電バイアスと同極性で絶対値が小さい第２の帯電バイアスが印加された表面とする。【選択図】  図４
2019124891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記帯電手段にバイアスを印加する帯電電圧印加手段と、
前記転写部材にバイアスを印加する転写電圧印加手段と、
前記帯電電圧印加手段および前記転写電圧印加手段から印加されるバイアスと印字動作を制御する制御部と、
を有し、
前記転写部材と前記像担持体の間で前記記録材を挟み込むニップ部を形成する画像形成装置において、
前記制御部により、前記像担持体へのトナー像の形成動作を開始してから前記記録材にトナー像を転写する動作を完了する間に前記帯電電圧印加手段および前記転写電圧印加手段によって印加されるバイアスを制御し、前記帯電手段には、前記帯電電圧印加手段によって第１の帯電バイアスと、前記第１の帯電バイアスと同極性で前記第１の帯電バイアスよりも絶対値が小さい第２の帯電バイアスと、前記第２の帯電バイアスの絶対値以上の第３の帯電バイアスが印加可能であり、前記転写部材には、前記転写電圧印加手段によって、第１の転写バイアスと、０Ｖまたは前記第１の転写バイアスと同極性で前記第１の転写バイアスよりも絶対値が小さい第２の転写バイアスが印加可能であって、
前記ニップ部で前記トナー像を前記記録材に転写する間には、前記転写部材に前記転写電圧印加手段により前記第１の転写バイアスが印加されており、前記ニップ部を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第１の帯電バイアスを印加されて電位を形成した表面であり、
前記ニップ部に前記記録材の先端が突入する前には、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に前記第２の転写バイアスが印加されており、前記転写部材と当接する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第３の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であり、
前記ニップ部に前記記録材の先端が突入し、ニップ部内に前記記録材の先端がある時、前記ニップ部内で前記像担持体の表面と前記転写部材の表面と前記記録材の先端によって空隙が形成され、前記ニップ部で前記トナー像を前記記録材に転写する前で前記空隙が形成される間は、前記転写電圧印加手段により前記転写部材には前記第１の転写バイアスまたは前記第２の転写バイアスまたは前記第１の転写バイアスと前記第２の転写バイアスの間の大きさである第３の転写バイアスが印加されており、前記空隙を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第２の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第２の帯電バイアスが印加されて電位を形成した且つ前記ニップ部で前記空隙を形成した前記像担持体の表面が、前記ニップ部を通過した後、再度、前記ニップ部を通過する前に、前記帯電電圧印加手段によって前記第１の帯電バイアスが印加された前記帯電手段によって帯電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。
【請求項３】
前記空隙が形成される前に、前記制御部によって前記転写電圧印加手段により前記転写部材に印加する転写バイアスを前記第２の転写バイアスから前記第３の転写バイアスに切り替える際に、転写バイアスを連続的に変化させ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。
【請求項４】
前記空隙が形成される前に、前記制御部によって前記転写電圧印加手段により前記転写部材に印加する転写バイアスを前記第２の転写バイアスから前記第３の転写バイアスに切り替える際に、転写バイアスをステップ状に変化させ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。
【請求項５】
前記記録材の先端余白部の後端が前記ニップ部を通過するまでに、前記第３の転写バイアスから前記第１の転写バイアスへの切り替えを行う事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録材の先端位置を検出するセンサを有し、前記センサで前記記録材の先端位置を検出したタイミングに基づいて前記転写バイアスと前記帯電バイアスを切り替えるタイミングを決定する事を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の回転軸に直交した方向の前記記録材の先端余白部の長さと前記像担持体の回転速度に基づいて前記転写バイアスと前記帯電バイアスを切り替えるタイミングを決定する事を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は前記転写部材の抵抗特性に基づいて前記転写バイアスの切り替えタイミングを制御する事を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の転写バイアスをＴ１（Ｖ）、前記第２の転写バイアスをＴ２（Ｖ）、前記第３の転写バイアスをＴ３（Ｖ）とした時、
０．１４≦（Ｔ３―Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ２）≦０．７１
を満たす事を特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の帯電バイアスをＶ１（Ｖ）、前記第２の帯電バイアスをＶ２（Ｖ）、前記第３の帯電バイアスをＶ３（Ｖ）とした時、
｜Ｖ２｜≦｜Ｖ３｜＜｜Ｖ１｜
を満たす事を特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電手段は、前記像担持体と接触し、直流電圧からなる前記帯電バイアスを供給されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電手段は、コロナ放電によって前記像担持体の表面を帯電する事を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記帯電バイアスは、交流電圧を含む事を特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記転写部材は、前記像担持体へ圧接する部分が弾性を有する、ローラ状の部材で構成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。
【請求項１５】
前記転写部材は、回転可能なベルト状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記第２の転写バイアスの値に応じて、前記第１の帯電バイアスと前記第２の帯電バイアス差を変更する事を特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記第２の帯電バイアスは、前記像担持体の表面にかぶりが発生しないバイアスである事を特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記第３の転写バイアスをＴ３（Ｖ）、前記第１の帯電バイアスと前記第２の帯電バイアス差をΔＶ（Ｖ）とした時、
１２００Ｖ≦Ｔ３≦１８００Ｖ、２５Ｖ≦ΔＶ≦７５Ｖ
を満たす事を特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記帯電手段にバイアスを印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電電圧印加手段から印加されるバイアスと印字動作を制御する制御部と、
を有し、
前記転写部材と前記像担持体の間で前記記録材を挟み込むニップ部を形成する画像形成装置において、
前記制御部により、前記像担持体へのトナー像の形成動作を開始してから前記記録材にトナー像を転写する動作を完了する間に前記帯電電圧印加手段によって印加されるバイアスを制御し、前記帯電手段には、前記帯電電圧印加手段によって第１の帯電バイアスと、前記第１の帯電バイアスと同極性で前記第１の帯電バイアスよりも絶対値が小さい第２の帯電バイアスと、前記第２の帯電バイアスの絶対値以上の第３の帯電バイアスが印加可能であって、
前記ニップ部に前記記録材の先端が突入する前に、前記転写部材と当接する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第３の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であり、前記ニップ部に前記記録材の先端が突入し、前記ニップ部内に前記記録材の先端がある時、前記ニップ部内で前記像担持体の表面と前記転写部材の表面と前記記録材の先端によって空隙が形成され、前記空隙を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第２の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であり、前記ニップ部で前記トナー像を前記記録材に転写する間の前記ニップ部を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第１の帯電バイアスを印加されて電位を形成した表面であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第２の帯電バイアスが印加されて電位を形成した且つ前記ニップ部で前記空隙を形成した前記像担持体の表面が、前記ニップ部を通過した後、再度、前記ニップ部を通過する前に、前記帯電電圧印加手段によって前記第１の帯電バイアスが印加された前記帯電手段によって帯電されることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記第１の帯電バイアスをＶ１（Ｖ）、前記第２の帯電バイアスをＶ２（Ｖ）、前記第３の帯電バイアスをＶ３（Ｖ）とした時、
｜Ｖ２｜≦｜Ｖ３｜＜｜Ｖ１｜
を満たす事を特徴とする請求項１９又は２０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に画像を形成する電子写真プリンタ、電子写真複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタなどの画像形成装置においては、静電記録方式や電子写真記録方式等が多く用いられている。
【０００３】
その一つに、感光体と転写部材の間に記録材を搬送させ、感光体と転写部材の間に発生する電位差により、感光体表面に形成されたトナー像を転写部で記録材上へ転写する直接転写方式が知られている。
【０００４】
しかし、直接転写方式を用いた場合、記録材が感光体と転写部材のニップ部（転写当接部）に無い時に転写バイアスが印加されると、転写部材と感光体の間で電位差が大きくなる事で異常放電が発生する事があった。これにより画像不良が生じてしまう。この異常放電に対し、ニップ部に記録材が無い時には転写バイアスを下げて過剰な放電を起こさないようにする事で異常放電を軽減する方法が知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７８７１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法を用いる場合、以下のような課題があった。記録材がニップ部に突入する際、記録材の先端が感光体と転写部材に挟み込まれると、記録材の厚みに起因して、感光体と転写部材と記録材によって、転写当接部に空隙が形成される。空隙が形成されると、感光体と転写部材の間に生じる電位差により、空隙部で異常放電が発生することがある。空隙が生じる時には画像形成の準備を開始しており、画像形成に必要な転写バイアスが印加される状態では、この空隙部の感光体と転写部材の間で不連続な放電が発生し、感光体表面に微小な電位ムラが生じる。この微小な電位ムラを帯電によって均一にならす事が出来ない場合、画像不良となる事がある。この異常放電は、転写部材と感光体のニップ部に記録材が無い時と同様に、転写バイアスが高い時に顕著となる。
【０００７】
また、空隙による感光体と転写部材と記録材の当接状態も画像に影響を及ぼす。記録材が感光体と転写部材に挟み込まれて画像形成を行っている間は、転写部材と感光体の表面電位の電位差でトナー像を記録材に転写している。その際に、転写部材から感光体に転写電流が流れるため、転写ニップ通過後の感光体の表面電位はその影響で変化する。感光体から記録材に転写している間の、転写通過時に転写部材から受ける影響は均一であるため、転写の影響を受けた感光体の表面電位は均一となる。したがって、画像弊害は起こらない。一方、空隙部では、転写部材から感光体表面へ転写電流が流れない事によって、空隙部とそれ以外の均一な部分とで転写通過後の感光体の表面電位にムラが生じてしまう。この電位ムラを帯電によって均一にならす事が出来ない場合、画像不良となることがあった。
【０００８】
本発明は、これらの課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、異常放電、感光体表面の電位差に起因する電位ムラによる画像不良を抑制する事ができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に現像されたトナー像を記録材に転写する転写部材と、前記帯電手段にバイアスを印加する帯電電圧印加手段と、前記転写部材にバイアスを印加する転写電圧印加手段と、前記帯電電圧印加手段および前記転写電圧印加手段から印加されるバイアスと印字動作を制御する制御部と、を有し、前記転写部材と前記像担持体の間で前記記録材を挟み込むニップ部を形成する画像形成装置において、
前記制御部により、前記像担持体上へのトナー像の形成動作を開始してから前記記録材にトナー像を転写する動作を完了する間に前記帯電電圧印加手段および前記転写電圧印加手段によって印加されるバイアスを制御し、前記帯電手段には、前記帯電電圧印加手段によって第１の帯電バイアスと、前記第１の帯電バイアスと同極性で前記第１の帯電バイアスよりも絶対値が小さい第２の帯電バイアスと、前記第２の帯電バイアスの絶対値以上の第３の帯電バイアスが印加可能であり、前記転写部材には、前記転写電圧印加手段によって、第１の転写バイアスと、０Ｖまたは前記第１の転写バイアスと同極性で前記第１の転写バイアスよりも絶対値が小さい第２の転写バイアスが印加可能であって、
前記ニップ部で前記トナー像を前記記録材に転写する間には、前記転写部材に前記転写電圧印加手段により前記第１の転写バイアスが印加されており、前記ニップ部を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第１の帯電バイアスを印加されて電位を形成した表面であり、
前記ニップ部に前記記録材の先端が突入する前には、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に前記第２の転写バイアスが印加されており、前記転写部材と当接する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第３の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であり、
前記ニップ部に前記記録材の先端が突入し、ニップ部内に前記記録材の先端がある時、前記ニップ部内で前記像担持体の表面と前記転写部材の表面と前記記録材の先端によって空隙が形成され、前記ニップ部で前記トナー像を前記記録材に転写する前で前記空隙が形成される間は、前記転写電圧印加手段により前記転写部材には前記第１の転写バイアスまたは前記第２の転写バイアスまたは前記第１の転写バイアスと前記第２の転写バイアスの間の大きさである第３の転写バイアスが印加されており、前記空隙を形成する前記像担持体の表面は、前記帯電電圧印加手段によって前記帯電手段に前記第２の帯電バイアスが印加されて電位を形成した表面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、感光体と転写部材のニップ部に記録材の先端が突入する際に発生する空隙による異常放電、又は電位ムラを軽減し、画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）実施形態１の像担持体と転写部材のニップ部に記録材が搬送される状態を示す模式図である、（ｂ）実施形態１の転写ニップ部を示す模式図である、（ｃ）実施形態１の転写ニップ部の空隙を示す模式図である。
【図３】実施形態１の帯電バイアス差とかぶりの関係を示すグラフである。
【図４】実施形態１のプリントジョブ時のタイミングチャートである。
【図５】実施形態１の印字動作時のタイミングチャートである。
【図６】実施形態１のプリントジョブ時のタイミングチャートである。
【図７】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図８】実施形態２に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
＜実施形態１＞
図１を用いて、実施形態１に係る画像形成装置１００の構成について説明するとともに、実施形態１における画像形成プロセスについて説明する。図１は、実施形態１に係る画像形成装置１００の構成を示す概略断面図である。
【００１４】
図１に示すように、実施形態１に係る画像形成装置１００は、像担持体として回転可能な感光ドラム１、帯電手段として感光ドラム１に接触する帯電ローラ２、露光手段としての露光装置３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５を備える。加えて、定着器６、クリーニング装置７、記録材搬送検知手段としての記録材検知部材８、および制御部（ＣＰＵ）としてのコントローラ９を備えている。
【００１５】
感光ドラム１は、Φ２４ｍｍであって、矢印Ｒ１の方向に回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
【００１６】
帯電ローラ２は導電性芯金２１と導電性ゴム層２２からなる単層ローラであって、体積抵抗１０３〜１０６Ω・ｃｍであり、帯電当接位置Ａにおいて感光ドラム１に当接し、感光ドラム１の回転に従動して導電性芯金２１を軸に回転する。また導電性芯金２１には、負極性で直流の電圧（帯電バイアス）を印加可能な帯電電圧印加手段２３が接続されている。
【００１７】
現像ユニット４は負極性のトナー（現像剤）を内包し、現像スリーブ４１（現像剤担持体）を備えている。現像スリーブ４１は、現像ユニット４に内包されたトナーを担持しており、現像近接位置Ｂにおいて、感光ドラム１と所定のクリアランスを設けて近接している。また現像スリーブ４１は、交流の電圧（現像バイアス）を印加可能な現像電圧印加手段４２が接続されている。
【００１８】
転写ローラ５は導電性芯金５１と感光ドラム１への圧接部分が弾性体である導電性ウレタン発泡層５２からなるローラ部材である。体積抵抗１０７〜１０１０Ω・ｃｍであり、記録材Ｐが介在しない状態では、転写当接位置（ニップ部）Ｃにおいて感光ドラム１に当接し、感光ドラム１の回転に従動して導電性芯金５１を軸に回転する。また導電性芯金５１には、正極性の電圧（転写バイアス）を印加可能な転写電圧印加手段５３が接続されている。
【００１９】
なお、感光ドラム１の周方向において、帯電当接位置Ａから現像近接位置Ｂまでの距離は２０ｍｍ、現像近接位置Ｂから転写当接位置Ｃまでの距離は３０ｍｍである。
【００２０】
コントローラ９は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置１００の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。例えば、帯電電圧印加手段２３、現像電圧印加手段４２および転写電圧印加手段５３によって、帯電ローラ２、現像スリーブ４１および転写ローラ５に印加されるバイアスは、コントローラ９に制御されている。そして、この画像形成装置１００は、ホスト装置からコントローラ９に入力される電気的画像信号に基づいて、シート状等の記録材Ｐ（以下、単に紙と表記する）に画像形成を行う。なお、ホスト装置としては、イメージリーダ（原稿画像読装置）、パソコン、ファクシミリ、スマートフォン等が挙げられる。
【００２１】
回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２に印加した負極性の帯電バイアスによって、所定の電位に均一に帯電される。そして、露光装置３から発信されたレーザビームが感光ドラム１上に露光され、静電潜像が形成される。その後、現像スリーブ４１に印加した現像バイアスにより、現像スリーブ４１から感光ドラム１表面へトナーが移動することで静電潜像を可視化し、トナー像（現像剤像）を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５に印加した正極性の転写バイアスによって、紙上に転写される。紙上に転写されたトナー像は、定着ユニット６によって、加圧及び加熱されることで紙に定着され、最終画像となり動作が完了する。
【００２２】
また、感光ドラム１上に形成されたトナー像のうち、紙に転写されずに残留した一部のトナーは、クリーニングユニット７に搬送され、感光ドラム１表面から掻き取られる。
【００２３】
なお、記録材検知部材８は、紙搬送が行われる際の不図示の給紙部から転写当接位置Ｃの間に配置され、搬送された紙の搬送方向先端および後端位置（搬送タイミング）をセンサにより検出し、コントローラ９へ情報を送信する。そして、コントローラ９は、得られた搬送タイミング情報を基に、帯電ローラ２、現像スリーブ４１および転写ローラ５へのバイアス印加タイミングを制御する。
【００２４】
（印加バイアスと画像弊害の関係）
本発明の特徴である、プリントジョブ時に印加するバイアス制御について説明するにあたり、まずは表１を用いて、転写バイアスおよび帯電バイアスを変えた際に、画像弊害のレベルがどう変わるかについて説明する。
【００２５】
【表１】
2019124891.tif 000003
【００２６】
表１では、画像弊害として、濃度、黒ポチおよび電位ムラの３種類を表記している。また、どのタイミングで印加された転写バイアスが画像弊害に影響を及ぼすのかについて記載している。
【００２７】
まず、図２を用いて、転写バイアス印加タイミングにおける、紙Ｐと感光ドラム１と転写ローラ５の位置関係を明確にし、順を追って説明する。図２の（ａ）は、紙先端が転写当接位置に到達した時の感光ドラム１、帯電ローラ２、および転写ローラ５の位置関係を示した模式図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のうち転写当接位置Ｃの近傍（転写ニップ部内）を拡大して示した模式図である。表１で示す画像形成時とは、図２（ａ）に示した紙先端余白部の後端が転写当接位置Ｃに到達してから、紙後端余白部の先端が転写当接位置Ｃに到達するまでの間である。つまり、紙上にトナー像を転写可能な間である。また非通紙時とは、転写当接位置Ｃへ紙Ｐが搬送されておらず、転写当接位置Ｃで感光ドラム１と転写ローラ５が接しているタイミングである。加えて、紙先端到達時とは、搬送された紙Ｐの先端が転写当接位置Ｃに到達し、転写当接位置Ｃの一部にだけ紙Ｐが介在している時である。図２（ｂ）に示したように、紙Ｐの先端と感光ドラム１と転写ローラ５によって、転写当接位置Ｃで空隙を形成しているタイミングを示している。空隙に関しては後述する。なお、これらのタイミングについては以降も同様に記載することとし、紙先端到達タイミングと以降で表記されている場合も先述の紙先端到達時と同様の定義とする。
【００２８】
次に、画像弊害について説明する。表１中の濃度はベタ黒パッチの濃度を示しており、感光ドラム１の表面に所定のトナー量が積載された際の転写効率の優劣を示している。そのため、画像形成時に印加された転写バイアスが濃度に影響を及ぼす。黒ポチは、転写ローラ５のウレタン発泡層５２の表面の凹凸部や、感光ドラム１と転写ローラ５の当接によって生じるギャップ（転写当接位置Ｃ前後の感光ドラム１と転写ローラ５の間）での放電で発生する。これは、感光ドラム１の表面と転写ローラ５の間で発生する異常放電により生じた電位ムラを帯電時に均しきれないことにより、画像上に微小なポチとなって表れる。なお、電位ムラの現象説明、および電位ムラの欄に記載されている帯電バイアス差の詳細については後述することとする。
【００２９】
これらの画像弊害に対して、転写バイアスおよび帯電バイアスを変えた際の画質を○、△、×の３段階で評価している。○は品質として十分問題ないレベルであり、×は明らかに画質が悪く品質問題となりうるレベルである。△は画像弊害が軽微に発生してはいるが、実用上問題とはならないレベルである。
【００３０】
続いて、転写バイアスの依存性について説明する。
【００３１】
表１を見ると、まず濃度については、転写バイアスを上げるほど画質レベルが良化することがわかる。これは単に、転写バイアスが大きいほど転写効率が良くなることを示している。そのため、画像形成時に印加する転写バイアスは濃度が○となる２２００Ｖ以上が望ましい。
【００３２】
対して、黒ポチについては、転写バイアスを下げるほど画質レベルが良化する。これは、転写バイアスが小さいほど感光ドラム１表面と転写ローラ５の間の電位差が減少し、異常な放電現象が起こりにくくなるためである。このことから、非通紙時に印加する転写バイアスは黒ポチが○となる８００Ｖ以下が望ましい。
【００３３】
次に、電位ムラについて説明する。電位ムラは、ハーフトーン等の画像を出力した場合に、紙先端から感光ドラム１の周長１周分経った部分が白いスジ状に薄くなるものである。図２（ｂ）を用いて、この電位ムラの発生メカニズムについて説明する。プリントジョブ時、帯電ローラ２に負極性の帯電バイアスを印加して感光ドラム１の表面を負に帯電させ、転写ローラ５に正極性の転写バイアスを印加することで、図２（ｂ）の矢印で示した転写ローラ５から感光ドラム１へ正極性の転写電流Ｉが流れる。この転写電流Ｉにより、負極性に帯電された感光ドラム１の表面電位の絶対値は小さくなる。紙Ｐと感光ドラム１は所定の剛性を有するが、転写ローラ５のウレタン発泡層５２は剛性が小さい。そのため、転写当接位置Ｃに紙Ｐが搬送された場合、紙Ｐの厚みにより、感光ドラム１とウレタン発泡層５２、紙Ｐの先端との間に図２（ｂ）に示したような空隙が生じる。この空隙部をＤとする。空隙が生じると、空隙部Ｄにおいて転写電流Ｉが流れにくくなり、感光ドラム１の表面電位の絶対値が部分的に小さくならない部分が生じる。その部分が電位ムラとなる。感光ドラム１がＲ１方向に回転し、帯電ローラ２から印加される帯電バイアスによってこの電位ムラを充分に均すことができなかった場合、紙先端から感光ドラム１の１周分後ろ（本実施形態では紙先端から７５ｍｍ下方）の位置において横白スジが発生する。これが電位ムラの発生メカニズムである。
【００３４】
一方で、空隙部Ｄでは、感光ドラム１と転写ローラ５の間に空隙が生じているため、この間で異常な放電現象が起こりやすい。すなわち、前述した黒ポチが発生しやすい状況となっている。
【００３５】
ここで、再度表１を見ると、電位ムラは、紙先端到達時における転写バイアスが大きいほど良化することが見て取れる。これは、帯電前位置（感光ドラム１の周方向において、転写当接位置Ｃから帯電当接位置Ａの間）における感光ドラム１の表面電位と帯電バイアス差が大きくなることで、電位ムラを均す作用が大きくなるためである。すなわち、転写ローラ５から感光ドラム１へ流れる正極性の転写電流を大きくした場合、帯電前位置の感光ドラム１の表面電位の絶対値が小さくなり、感光ドラム１の表面電位と帯電ローラ２の電位差が大きくなる。そのため、所定の帯電バイアスにおいて、転写バイアスを大きくすることで、電位ムラが良化する。
【００３６】
一方で、上述したように、黒ポチは転写バイアスが大きいほど悪化する。転写バイアスが大きいと、感光ドラム１と転写ローラ５の間の電位差により、空隙で異常放電が発生しやすくなるためである。
【００３７】
したがって、空隙部Ｄに印加される転写バイアスは、電位ムラと黒ポチのバランスを鑑みて設定されるべきである。
【００３８】
次に、帯電バイアスの効果について説明する。表１の結果から、帯電バイアス差を大きくすると、黒ポチと電位ムラが良化する範囲が広くなっている事がわかる。図２（ｃ）を用いて帯電バイアス差を説明する。図２（ｃ）は、図２の（ｂ）のうち転写当接位置Ｃの近傍（転写ニップ部内）をさらに拡大した模式図である。図２（ｃ）の感光ドラム１の表面の紙Ｐと接触する領域を領域１Ａ、感光ドラム１の表面の空隙部Ｄを形成した領域を領域１Ｂ、感光ドラム１の表面の転写ローラ５が接触する領域を領域１Ｃとする。また、それぞれの領域１Ａ、１Ｂ、１Ｃの電位をＥ１（Ｖ）、Ｅ２（Ｖ）、Ｅ３（Ｖ）とする。帯電バイアス差とは、空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の表面の領域１Ｂとなる領域を予め帯電した帯電バイアスと、領域１Ｂが再度帯電当接位置Ａに到達した時に印加される帯電バイアスである画像形成時帯電バイアスとの差である。空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の表面の領域１Ｂが再度帯電当接位置Ａに到達した時に印加される帯電バイアスをＶ１（Ｖ）、領域１Ｂとなる領域を予め帯電した帯電バイアスをＶ２（Ｖ）とすると、帯電バイアス差Δは以下の式１で表される。
【００３９】
帯電バイアス差Δ＝｜Ｖ１｜−｜Ｖ２｜（但し、｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜）    ・・・式１
以下の理由から、空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の領域１Ｂを帯電した帯電バイアスＶ２は、空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の領域１Ｂが、再度、帯電当接位置Ａに到達した時の帯電バイアスＶ１より絶対値で小さいと効果的である。空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の領域１Ｂには、転写電流Ｉが流れにくいため、転写バイアスの影響を受けにくい。よって、転写当接位置Ｃ通過後の、空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの電位は、空隙部Ｄを形成しない感光ドラム１の領域１Ａ、１Ｃの表面電位に比べて絶対値で大きくなり電位ムラとなる。この電位ムラを帯電ローラ２で再び帯電した際に均すことができない場合、この電位ムラが画像不良の原因となる可能性がある。このため、転写当接位置Ｃ通過後の領域１Ｂの電位の絶対値を、転写当接位置Ｃ通過後の領域１Ａ、１Ｃの電位に近づくよう、小さくしたい。これを達成するためには、空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の領域１Ｂを帯電した帯電バイアスＶ２を、感光ドラム１の領域１Ｂが再度、帯電当接位置Ａに到達した時の帯電バイアスＶ１より絶対値で小さくする。これによって、空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２を、予め絶対値で小さくしておく事が出来る。
【００４０】
したがって、転写後の感光ドラム１の表面電位を均一にするためには、空隙部Ｄを形成した感光ドラム１の領域１Ｂを帯電した帯電バイアスＶ２と、領域１Ｂが再度帯電当接位置Ａに到達した時の帯電バイアスＶ１の差を大きくする事が重要である。帯電バイアス差を大きくする事で、感光ドラム１の表面電位と帯電ローラ２の間により大きな電位差を設ける事が出来るため、電位ムラを良化させる事が出来る。
【００４１】
また、空隙部Ｄでは黒ポチの原因となる異常放電をなるべく抑制したいため、空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２と転写ローラ５の電位差を小さくしたい。これを達成するために、感光ドラム１の表面の領域１Ｂの表面電位Ｅ２の絶対値を領域１Ａの表面電位Ｅ１や領域１Ｃの表面電位Ｅ３よりも小さくする。したがって、帯電バイアス差を大きくする事で空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２と転写ローラ５の電位差を小さくする事が出来るため、異常放電を抑制する事が出来る。
【００４２】
帯電バイアス差の影響を確認するために、表２で、黒ポチと電位ムラの帯電バイアス依存性を示した。
【００４３】
【表２】
2019124891.tif 000004
【００４４】
表２の結果から、所定の転写バイアスを印加した時、帯電バイアス差が大きくなればなるほど、黒ポチと電位ムラが抑制される事が分かる。
【００４５】
黒ポチは、帯電バイアス差を大きくする、つまり、空隙部Ｄでの感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２の絶対値を下げたことで転写ローラ５との電位差を小さくした結果、異常放電が抑制された事で良化している。
【００４６】
電位ムラも黒ポチと同様に、帯電バイアス差を大きくする事によって、感光ドラム１の空隙部Ｄを形成していた領域１Ｂの表面電位Ｅ２と、転写ローラ５と当接ニップを形成し画像形成を行った感光ドラム１の表面の表面電位との差が小さくなる事で良化した。一般的に、転写バイアスが小さいと転写電流Ｉも小さくなることにより、感光ドラム１は転写を受けても表面電位の変化が小さくなるため、帯電バイアスによる放電で感光ドラム１の表面電位のムラを均す効果が小さくなる。したがって、感光ドラム１の表面上に電位差が生じやすい構成となる事で電位ムラが発生しやすくなる。そこで、帯電バイアス差を大きくする事で、空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２の絶対値を予め下げる事が出来るので、電位ムラの影響を小さくする事を可能とする。そのため、電位ムラによる画像弊害の発生無く使用する事が出来る転写バイアスの範囲が広がる。
【００４７】
以上から、黒ポチと電位ムラは帯電バイアス差を大きくする事で良化し、黒ポチは転写バイアスを小さくする、電位ムラは転写バイアスを大きくする事で良化傾向を示す事が分かった。
【００４８】
一方で、帯電バイアス差を大きくしすぎるとかぶりという画像弊害が発生する。かぶりとは、現像バイアスと感光ドラム１の表面電位の電位差が適正な範囲に設定されていない場合、露光を行っていない領域に対しても正規極性に帯電されたトナーや逆極性に帯電されたトナーが感光ドラム１の表面上に現像されてしまう現象を指す。上述の通り、帯電バイアス差が大きいという事は、空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２が、空隙部Ｄを形成しない感光ドラム１の領域１Ａ、１Ｃの表面電位Ｅ１、Ｅ３に比べて絶対値で小さいという事である。よって、現像バイアスと感光ドラム１の表面電位が近づくことにより、正規極性のトナーが感光ドラム１の表面上に現像され、かぶりが発生してしまう。図３に帯電バイアス差とかぶりの関係を示したグラフを示す。帯電バイアス差を大きくすると、感光ドラム１の表面上に現像されるかぶり量が増加しており、特に帯電バイアス差が１００Ｖを越えると、画像弊害が発生する事が分かる。一方、電位差が５０Ｖ以下の領域では、特にかぶりの発生が抑制出来る。したがって、帯電バイアス差を、かぶりの発生を抑制する事が出来る領域である５０Ｖに設定しつつ、黒ポチと電位ムラを抑制する事が出来るように設定する事が好ましい。
【００４９】
しかし、帯電バイアス差を取るために、空隙部Ｄに位置する感光ドラム１の領域１Ｂの表面電位Ｅ２を形成する帯電バイアスＶ２（以下、空隙部帯電バイアスとする）を下げても、電位ムラを良化させる効果が得られないケースがある。非通紙時の転写当接位置Ｃでの感光ドラム１の領域１Ｃの表面電位Ｅ３を形成する帯電バイアス（以下、非通紙時帯電バイアスとする）が、空隙部帯電バイアスＶ２より絶対値で小さい場合である。この場合、非通紙時の感光ドラム１の領域１Ｃの電位Ｅ３が絶対値で小さいと、再帯電させても空隙部Ｄでの感光ドラム１の領域１Ｂの電位Ｅ２よりも絶対値で小さくなる事があり、感光ドラム１の表面電位差に起因した電位ムラを発生するリスクが生じる。したがって、非通紙時帯電バイアスは、空隙部帯電バイアスＶ２の絶対値以上である必要がある。また、異常放電対策で転写バイアスが小さい非通紙時の方が、画像形成時に比べて転写の影響を受けた後の感光ドラム１の表面電位の変化が少ない。したがって、電位ムラの観点から、非通紙時の感光ドラム１の領域１Ｃの表面電位Ｅ３は、画像形成時の転写当接位置Ｃの感光ドラム１の領域１Ａの表面電位Ｅ１より絶対値で小さい方が良い。黒ポチに関しては、帯電バイアスの絶対値を下げる事で良化する事から、画像形成に影響がない範囲で帯電バイアスを選択すればよく、大小関係に影響はない。
【００５０】
画像形成時の転写当接位置Ｃでの感光ドラム１の領域１Ａの表面電位Ｅ１を形成する帯電バイアス（以下、画像形成時帯電バイアスとする）をＶ１（Ｖ）、空隙部帯電バイアスをＶ２（Ｖ）、非通紙時帯電バイアスをＶ３（Ｖ）とする。すると、帯電バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３は以下の式２を満たす。
【００５１】
｜Ｖ２｜≦｜Ｖ３｜＜｜Ｖ１｜  ・・・式２
式２を満たすように帯電バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３を設定する事により、電位ムラを抑制する効果を得る事が出来る。
【００５２】
このように、転写バイアスと帯電バイアスを適正化することにより、電位ムラを良化することができる。表１の結果から、電位ムラに対しては、転写バイアス１４００Ｖ以上で良化傾向を示す。しかしながら、先述した黒ポチの観点から、空隙部Ｄの転写バイアスを大きくしすぎることは望ましくなく、１２００Ｖ以下が好適である。
【００５３】
ここで、非通紙時から画像形成時にかけて転写バイアスを変更する際に生じる転写バイアスの立ち上がりについて考える。転写当接位置Ｃへ紙先端が到達する直前までは、転写ローラ５と感光ドラム１が当接しているため、先述の非通紙時に該当する。転写ローラ５は所有の電気抵抗を有しているため、所望の転写バイアスに変化するまである程度のタイムラグがあることを考えると、紙先端到達前にあらかじめ転写バイアスを大きくしておく必要がある。したがって、黒ポチ、電位ムラ、転写バイアスの立ち上がりを考慮し、空隙部Ｄの転写バイアスは１２００Ｖから１８００Ｖの間とすることが望ましい。また、黒ポチと電位ムラとかぶりの観点から、表１、表２、図３の結果を鑑みて、帯電バイアス差を２５Ｖから７５Ｖの間に設定することが望ましい。この設定とする事により、黒ポチ、電位ムラのレベルを実用上問題ないレベルに保ちつつ、かぶりを画像上問題無い程度に抑制することができる。
【００５４】
また、ここで示している転写バイアスおよび帯電バイアスの値はあくまでも一例である。すなわち、画像形成装置１００の使用環境や使用頻度、転写ローラ５の電気抵抗やトナーの帯電状態といった物性値等、多くのばらつきに対して、使用環境の検知や、後述するような電気抵抗検知等によって、設定値を制御することが望ましい。表１の結果に基づき、非通紙時の転写バイアスを８００Ｖ、画像形成時の転写バイアスを２２００Ｖ、帯電バイアス差を５０Ｖとした時の紙先端到達時の転写バイアスの適正値を算出する。この時、非通紙時の転写バイアスを０％、画像形成時の転写バイアスを１００％として計算する。その場合、空隙部Ｄの転写バイアスを１４％から７１％とすることで、濃度、黒ポチのレベルを実用上問題ないレベルに保ちつつ、電位ムラを良化することができることとなる。すなわち、画像形成時転写バイアスをＴ１（Ｖ）、非通紙時転写バイアスをＴ２（Ｖ）、空隙部転写バイアスをＴ３（Ｖ）とすると、転写バイアスＴ１、Ｔ２、Ｔ３は以下の式３を満たす。
【００５５】
０．１４≦（Ｔ３―Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ２）≦０．７１  ・・・式３
式３を満たすように転写バイアスＴ１、Ｔ２、Ｔ３を設定する事により、濃度低下、黒ポチ、電位ムラの３種の画像弊害を抑制する事が出来る。
【００５６】
ここで、非通紙時転写バイアスＴ２によって、感光ドラム１に流れる転写電流Ｉが変わり、転写バイアスを受けた後の感光ドラム１の表面電位の絶対値が変わる。すなわち、空隙部帯電バイアスＶ２と、画像形成時帯電バイアスＶ１の適正値が変わる事を意味する。これにより、必要な帯電バイアスの絶対値が変化するため、転写バイアスに応じて帯電バイアスの値を設定する事が好ましい。
【００５７】
（プリントジョブ時のバイアス制御）
このような画像弊害と印加バイアスの関係をふまえて、プリントジョブ時に印加するバイアス制御について、図４および図５を用いて説明する。
【００５８】
図４および図５は、プリントジョブ時のタイミングチャートであり、図４は図５のうち紙先端到達前後のタイミングを詳細に示したものである。ここで、図４および図５の縦軸は、帯電バイアスおよび転写バイアスについて、コントローラ９から発信される信号、および帯電ローラ２と転写ローラ５へ出力される値を示している。また、図４および図５の横軸は時間を表しており、図の左から右へ向かうにつれて時間が経過する。なお、感光ドラム１の周方向位置を基準にして、帯電当接位置Ａから転写当接位置Ｃまでの周長の分だけ帯電バイアスの経過時間を補正したものを点線で併記している。帯電当接位置Ａから転写当接位置Ｃまでの距離が５０ｍｍ、感光ドラム１の回転速度が１００ｍｍ／ｓｅｃであるため、帯電バイアスを印加した部分が転写当接位置Ｃへ達するまで５００ｍｓｅｃのタイムラグがある。そのタイムラグ分だけ、点線を実線に対して補正して図示している。
【００５９】
まずは、図５を用いて印刷ジョブの開始時のバイアス制御を説明する。印刷ジョブがコントローラ９へ送られると、不図示のモータが駆動し、感光ドラム１が回転する。感光ドラム１が回転すると、タイミングｔ０１において帯電バイアスを所定の値である非通紙時帯電バイアスＶ３（第３の帯電バイアス）で印加する信号を発信する。これに伴い、帯電バイアスが出力されるが、帯電ローラ２が有する電気抵抗に伴い、帯電バイアスの出力値はスロープ状に立ち上がる。
【００６０】
帯電当接位置Ａから転写当接位置Ｃへの感光ドラム１の回転、および帯電バイアスの立ち上がりを考慮し、感光ドラム１の表面電位が所定の値で安定した後、タイミングｔ０２において、転写ローラ５へ所定の電流値Ｉｔを印加する信号を発信する。これに伴い、転写バイアスが印加されるが、先述の帯電バイアスと同様に、転写ローラ５が有する電気抵抗および含有した水分等に伴い、転写バイアスの出力値もスロープ状に立ち上がり、所定の値を平均とした値で安定する。この平均値を、非通紙時転写バイアスＴ２（第２の転写バイアス）として導出し、コントローラ９へ記憶する。この非通紙時転写バイアスＴ２は、転写ローラ５の抵抗特性に応じて変化するため、非通紙時転写バイアスＴ２の値から、その時点での転写ローラ５の抵抗特性を判断することができる。ここでは、非通紙時転写バイアスＴ２として＋８００Ｖを印加している。非通紙時転写バイアスＴ２が導出されたのち、タイミングｔ０３において転写バイアスの制御を、非通紙時転写バイアスＴ２の定電圧制御へ切り替える。
【００６１】
この時、非通紙時転写バイアスＴ２の絶対値を、画像形成時転写バイアスＴ１（第１の転写バイアス）に対して小さくしている。これは先述したように、非通紙時に転写バイアスを大きくすることで発生する、異常放電による黒ポチを抑制するためである。同様に、非通紙時帯電バイアスＶ３の絶対値を、画像形成時帯電バイアスＶ１（第１の帯電バイアス）に対して小さくしている。これは、通紙前後で転写バイアスが変化することに対し、転写後の表面電位の変化に伴う電位ムラによるハーフトーン濃度変化を抑制するためである。ここでは、非通紙時帯電バイアスＶ３を画像形成時帯電バイアスＶ１より絶対値で５０Ｖ小さくしている。
【００６２】
その後、非通紙時帯電バイアスＶ３が印加されて電位を形成した感光ドラム１の表面の領域１Ｃが、転写当接位置Ｃを通過した後、再度、転写当接位置Ｃを通過する前に、画像形成時帯電バイアスＶ１が印加された帯電ローラ２によって帯電される。
【００６３】
次に、図４を用いて、給紙から画像形成が行われるまでのバイアス制御について説明する。紙が不図示の給紙カセットから搬送されると、タイミングｔ１０において記録材検知部材８が紙先端位置を検出する。得られた先端位置情報はコントローラ９へ送信され、転写当接位置Ｃに紙先端が到達するタイミング（紙先端到達タイミング）ｔ１３が見積もられる。その後、タイミングｔ１１において帯電バイアスを非通紙時帯電バイアスＶ３から画像形成時帯電バイアスＶ１へ切り替え、タイミングｔ１２において転写バイアスを非通紙時転写バイアスＴ２から画像形成時転写バイアスＴ１へ切り替える。その際、見積もられた紙先端到達タイミングｔ１３を基準として、帯電バイアス切り替えタイミングｔ１１および転写バイアス切り替えタイミングｔ１２を設定する。転写バイアスの立ち上がりを考慮し、紙先端到達タイミングｔ１３で非通紙時転写バイアスＴ２と画像形成時転写バイアスＴ１の間の値である転写バイアスＴ３（第３の転写バイアス）となるよう、転写バイアス切り替えタイミングｔ１２を再設定する。その際、先述した定電流制御によって得られた抵抗特性をもとに、転写バイアスの立ち上がり方を見積もり、転写バイアス切り替えタイミングｔ１２を最終決定する。紙先端到達タイミングｔ１３においては空隙が形成されており、空隙部転写バイアスＴ３が１４００Ｖとなるように調整している。同様に、帯電当接位置Ａから転写当接位置Ｃまで感光ドラム１が回転するタイムラグを考慮し、感光ドラム１の面基準で紙先端到達タイミングｔ１３の後に帯電バイアスが切り替わる（タイミングｔ１４）よう、帯電バイアス切り替えタイミングｔ１１を決定する。これらにより、紙先端到達タイミングｔ１３において、転写バイアスが非通紙時と画像形成時の間の値となり、帯電バイアス差が生じる状態となる。タイミングｔ１３で紙先端が転写当接位置Ｃに到達するので、空隙部Ｄが形成される期間は、タイミングｔ１３を含むｔ１３〜ｔ１４の間であり、転写バイアスは空隙部転写バイアスＴ３が印加されるように設定する。
【００６４】
そして、タイミングｔ１５において転写バイアスおよび帯電バイアスが画像形成時転写バイアスＴ１および画像形成時帯電バイアスＶ１まで立ち上がり、タイミングｔ１６において画像形成が開始される。ここで、タイミングｔ１５は紙の先端余白部後端が転写当接位置Ｃに到達するタイミングより前である必要がある。実施形態１では、画像形成時転写バイアスＴ１として＋２２００Ｖを印加している。仮に、画像形成開始タイミングｔ１６までに帯電バイアスが立ち上がらず、その後も帯電バイアスが徐々に変化する場合、感光ドラム１の表面電位の絶対値が徐々に大きくなり、ハーフトーンがグラデーション状に薄くなる。また、転写バイアスが立ち上がらない場合も同様に、画像先端で濃度が薄くなる。実施形態１においては余白を５ｍｍに設定している。感光ドラム１の回転速度が１００ｍｍ／ｓｅｃであるため、紙先端到達タイミングｔ１３から画像形成開始タイミングｔ１６までは、５０ｍｓｅｃのタイムラグがある。そのため、この５０ｍｓｅｃのタイムラグの間に転写バイアスおよび帯電バイアスが立ち上がるように設定する。これにより、先述したハーフトーンの濃度変化や転写不良を抑制することができる。このことから、バイアス切り替えから立ち上がるまでの時間を見積もり、余白分のタイムラグを照らし合わせることで、帯電バイアス切り替えタイミングｔ１１および転写バイアス切り替えタイミングｔ１２を調整することが望ましい。なお、実施形態１では、転写バイアスと帯電バイアスがタイミングｔ１５において同時に立ち上がっているが、どちらかが先に立ち上がっていても問題はない。
【００６５】
図４、図５は、非通紙時帯電バイアスＶ３と空隙部帯電バイアスＶ２（第２の帯電バイアス）が等しい場合を説明したが、非通紙時帯電バイアスＶ３より空隙部帯電バイアスＶ２が小さいケースでより画像弊害抑制効果が発揮される。その時の帯電バイアス印加タイミングを、図４に則した図６を用いて説明する。尚、転写バイアスの切り替え動作に関しては、同様のタイミングであるため説明を割愛する。
【００６６】
紙Ｐが不図示の給紙カセットから搬送されると、タイミングｔ１０において記録材検知部材８が紙先端位置を検出する。得られた先端位置情報はコントローラ９へ送信され、転写当接位置Ｃへの紙先端到達タイミングｔ１３が見積もられる。その後、タイミングｔ１７において、帯電バイアスを非通紙時帯電バイアスＶ３から空隙部帯電バイアスＶ２へ切り替え、タイミングｔ１１において帯電バイアスを空隙部帯電バイアスＶ２から画像形成時帯電バイアスＶ１に切り替える。紙先端到達タイミングｔ１３を基準として、ｔ１３の空隙を形成する感光ドラム１の表面電位を形成する空隙部帯電バイアスＶ２を印加するタイミングｔ１７と、空隙部帯電バイアスＶ２から画像形成時帯電バイアスＶ１に切り替えるタイミングｔ１１を設定する。帯電当接位置Ａから転写当接位置Ｃまで感光ドラム１が回転するタイムラグを考慮し、感光ドラム１の面基準で紙先端到達タイミングｔ１３後に帯電バイアスが切り替わる（タイミングｔ１８とｔ１４）よう、タイミングｔ１７、ｔ１１を決定する。これらにより、紙先端到達タイミングｔ１３において、空隙部帯電バイアスＶ２が非通紙時帯電バイアスＶ３よりも小さい値となり、帯電バイアス差、すなわち感光ドラム１の表面電位により差が生じる状態となる。ここでは、空隙部帯電バイアスＶ２を画像形成時帯電バイアスＶ１より絶対値で７５Ｖ小さくしている。
【００６７】
その後、帯電ローラ２に空隙部帯電バイアスＶ２が印加されて電位を形成した空隙部を形成する領域１Ｂが、転写当接位置Ｃを通過した後、再度、転写当接位置Ｃを通過する前に、画像形成時帯電バイアスＶ１が印加された帯電ローラ２によって帯電される。
【００６８】
以上、説明したように、感光ドラム１と転写ローラ５と紙Ｐの位置関係で、帯電バイアスを切り替える事によって、転写当接位置Ｃに形成される空隙部Ｄでの異常放電と電位ムラを抑制する事が出来た。具体的には、転写当接位置Ｃに紙Ｐの先端が突入する前の転写ローラ５と当接する感光ドラム１の表面の領域１Ｃを、第３の帯電バイアスＶ３を印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ３になるように制御する。転写当接位置Ｃに紙Ｐの先端が突入し、転写当接位置Ｃに紙Ｐの先端がある時、転写当接位置Ｃで感光ドラム１の表面と転写ローラ５の表面と紙Ｐの先端によって空隙部Ｄが形成される。その空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の表面の領域１Ｂを、第２の帯電バイアスＶ２を印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ２になるように制御する。転写当接位置Ｃでトナー像を紙Ｐに転写する間の転写ニップを形成する転写ローラ５と当接する感光ドラム１の表面の領域１Ａを第１の帯電バイアスＶ１を印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ１になるように制御する。この時、帯電バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３は式２の関係性を満たす。これにより、領域１Ｂを予め帯電した帯電バイアスＶ２と、領域１Ｂが再度、帯電当接位置Ａに到達した時に帯電する帯電バイアスＶ１との差を大きくする事で、感光ドラム１の表面電位と帯電ローラ２の間により大きな電位差を設ける事が出来る。したがって、領域１Ｂの表面電位Ｅ２と転写ローラ５の電位差を小さくして空隙部Ｄでの異常放電を抑制することができる。さらに、領域１Ｂが、転写当接位置Ｃを通過した後、再度、転写当接位置Ｃを通過する前に、帯電バイアスＶ１が印加された帯電ローラ２によって帯電されることにより、大きな電位差を設ける事が出来るため、電位ムラを良化させる事が出来る。
【００６９】
また、帯電バイアスと転写バイアスを同時に切り替える事によって、転写当接位置Ｃに形成される空隙部Ｄでの異常放電と電位ムラを効果的に抑制する事が出来た。具体的には、転写当接位置Ｃに紙Ｐの先端が突入する前には、第２の転写バイアスＴ２を印加し、転写ローラ５と当接する感光ドラム１の表面の領域１Ｃを、第３の帯電バイアスＶ３を印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ３になるように制御する。転写当接位置Ｃに紙Ｐの先端が突入し、転写当接位置Ｃでトナー像を感光ドラム１に転写する前で空隙部Ｄが形成される間は、第１の転写バイアスＴ１以上第２の転写バイアスＴ２以下の第３の転写バイアスＴ３を印加する。その空隙部Ｄを形成する感光ドラム１の表面の領域１Ｂを、第２の帯電バイアスＶ２が印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ２になるように制御する。転写当接位置Ｃでトナー像を紙Ｐに転写する間には、第１の転写バイアスＴ１を印加し、転写ニップを形成する感光ドラム１の表面の領域１Ａを、第１の帯電バイアスＶ１を印加した帯電ローラ２によって電位Ｅ１になるように制御する。この時、帯電バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３は式２の関係性を満たす。転写バイアスは、第２の転写バイアスＴ２が０Ｖまたは第１の転写バイアスＴ１と同極性で第１の転写バイアスＴ１よりも絶対値が小さい。
【００７０】
以上のように、帯電バイアスと転写バイアスの制御を実行する事により、異常放電と電位ムラが無い良好な画質を実現する事が出来る。空隙部Ｄが形成される間に、第１の転写バイアスＴ１以上第２の転写バイアスＴ２以下の第３の転写バイアスＴ３を印加する事で異常放電の発生を抑制し、電位ムラを均す事が出来る。特に、帯電バイアスと転写バイアスが、以下の式２〜式５の条件を満たすと大きな効果を発揮した。
０．１４≦（Ｔ３―Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ２）≦０．７１  ・・・式２
１２００Ｖ≦Ｔ３≦１８００Ｖ  ・・・式３
｜Ｖ２｜≦｜Ｖ３｜＜｜Ｖ１｜  ・・・式４
２５Ｖ≦｜ΔＶ（＝｜Ｖ１｜−｜Ｖ２｜）｜≦７５Ｖ  ・・・式５
また、感光ドラム１の回転速度と感光ドラム１の回転軸に直交した方向の紙の先端余白部の長さによってタイムラグや画像形成開始タイミングが変わる。そのため、転写バイアスと帯電バイアスの切り替えタイミングは、感光ドラム１の回転速度と紙搬送方向の紙の先端余白部の長さによって変更する事が望ましい。
【００７１】
画像形成を行わない余白部分であっても、現像バイアスが印加されていた場合、かぶりが発生する場合がある。これは、帯電バイアスが立ち上がりきらず、感光ドラム１の表面電位が小さい場合、より悪くなる。そのため、先述のように紙先端部分ではまだ帯電バイアスが立ち上がりきらない設定とした場合、余白部分でかぶりが悪化してしまう。これに対して、感光ドラム１の面基準としてみた場合、画像形成開始と略同時に現像バイアスが印加されるようにする。その際、現像バイアスについても所定の電気抵抗により立ち上がりにタイムラグが生じるため、その分、画像形成開始よりも若干早めに現像バイアスを立ち上げる。実施形態１においては、感光ドラム１の面基準としてみた場合で、画像形成開始タイミングよりも５ｍｓｅｃ早く現像バイアスを立ち上げている。これにより、電位ムラを良化しつつ、余白部分でのかぶりを抑制することができる。
【００７２】
実施形態１では、導電性のゴム部材を感光体へ当接させる帯電ローラ２を帯電部材として用いたが、図７に示すように、帯電部材としてコロナ放電部材２４を用いてもよい。その場合であっても、本発明を適用することにより、濃度や黒ポチのレベルを満足しつつ、電位ムラを抑制することができる。
【００７３】
また、実施形態１では、帯電部材２に印加するバイアスとして直流帯電方式による直流電圧を用いていたが、交流帯電方式による交流電圧を供給してもよい。そもそも交流帯電方式とすることで、直流帯電方式に対し、感光ドラム１表面の電位ムラを均す作用が向上するが、十分に均しきれない場合がある。その際に、本発明を適用することにより、電位ムラのレベルを向上させることができる。
【００７４】
さらに、実施形態１では、帯電部材２に対し感光ドラム１の回転方向上流側に露光部材を設ける前露光構成を採用しない場合について述べたが、前露光構成を採用する場合であってもよい。そもそも前露光構成を設けることで、感光ドラム１表面の電位ムラを均す作用が向上するが、十分に均しきれない場合がある。その際に、本発明を適用することにより、電位ムラのレベルを向上させることができる。
【００７５】
加えて、実施形態１では、転写ローラ５の電気抵抗により転写バイアスが連続的にスロープ状に立ち上がることを考慮して、紙先端到達時に非通紙時と画像形成時の中間の転写バイアスＴ３を印加する場合について示した。転写バイアスの立ち上がりの信号は、転写バイアスをステップ状に立ち上げる信号を発信してもよい。それにより、実施形態１および非通紙時転写バイアスＴ２よりも大きな転写バイアスが印加される時間が増してしまい、黒ポチのレベルが若干悪化するが、帯電バイアスの制御と合わせて、実用上問題ないレベルとすることができる。
【００７６】
また、実施形態１では、現像剤として負極性に帯電するトナーを用いた場合を示した。これに対し、正極性に帯電するトナーを用いても良い。その際に本発明を適用する場合、帯電バイアスが正極性となり、転写バイアスが負極性となるが、非通紙時および画像形成時に印加するバイアスを絶対値で見た場合、その大小関係は実施形態１の場合と同じである。その場合においても、本発明を適用することにより、濃度や黒ポチのレベルを満足しつつ、電位ムラを抑制することができる。
【００７７】
＜実施形態２＞
実施形態１においては、感光ドラム１の表面のトナー像を紙Ｐ上へ転写する転写部材としてローラ状の転写部材５を用いた、単色の画像形成装置１００の場合を示した。これに対して図８に示すように、ベルト状の転写部材５４を用いた、フルカラーの画像形成装置１０１である場合においても、本発明を適用することができる。
【００７８】
画像形成装置１０１は、イエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｂのトナーを格納するプロセスカートリッジＣｙ、Ｃｍ、Ｃｃ、Ｃｂを装置本体に着脱可能に備えている。このプロセスカートリッジＣｙ、Ｃｍ、Ｃｃ、Ｃｂが装置本体に装着された状態で印字動作の一部を実行する。転写ベルト５４には、各プロセスカートリッジＣｙ、Ｃｍ、Ｃｃ、Ｃｂの感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂと対向する位置に、導電性の調圧部材たる転写ローラ５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｂがそれぞれ設けられている。転写ローラ５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｂには不図示の転写電圧印加手段がそれぞれ接続されている。転写バイアスは、不図示のコントローラから発信される信号によって、転写ベルト５４を介して各プロセスカートリッジＣｙ、Ｃｍ、Ｃｃ、Ｃｂに印加される。なお、その他の構成については実施形態１に示した場合と同じであるため、詳細の記載は割愛することとする。ただし、図８で示した画像形成装置１０１は、実施形態１と同様に帯電部材として帯電ローラ２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂを用いた場合を示しているが、実施形態１で示したように、帯電部材としてコロナ放電部材２４を用いても良い。
【００７９】
このような実施形態２の構成においても、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂから紙上へ直接トナーを転写するため、本発明を適用することにより、濃度や黒ポチのレベルを満足しつつ、電位ムラを抑制することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  像担持体
２  帯電ローラ
４  現像装置
５  転写ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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