(57)【要約】【課題】転写部材を清掃するために転写部材にクリーニングバイアスを印加する画像形成装置において、像担持体の寿命を不必要に低下させることなく、必要最小限の時間で効果的に転写部材の汚れを除去する。【解決手段】記録紙Ａの幅が予め定めた幅であるとき、後回転の期間内に転写部材Ａに印加するバイアスとして、現像剤と同極性のバイアスのみを印加する（ａ）。一方、記録紙Ａの幅が前記予め定めた幅より小さい幅であるとき、現像剤と同極性のバイアスと現像剤と逆極性のバイアスとを順次印加する（ｂ）。【選択図】  図４
2004212636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を担持する像担持体と、
この像担持体と接触して像担持体面を帯電させる接触帯電手段と、
前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
この潜像形成手段により形成された前記静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、
この現像手段により形成された前記像担持体上の現像剤像を記録紙に転写させる転写手段と、
前記像担持体に残留している転写残現像剤を除去するクリーニング手段と、
前記記録紙に静電的に転写された現像材を記録紙に溶融させて定着させる定着手段と、
前記記録紙の幅を検知する手段とを備え、
前記転写手段は、
前記像担持体上の現像剤像を記録紙に転写させる転写部材と、
現像剤を記録紙に転写させるために現像剤と逆極性のバイアスを前記転写部材に印加する転写バイアス電源と、
前記転写部材に付着した現像剤を前記像担持体上に転移させるよう現像剤と同極性のバイアスを印加する転写バイアス電源とを有し、
検知された記録紙の幅が予め定めた幅であるとき、後回転の期間内に前記転写部材に印加するバイアスとして、現像剤と同極性のバイアスのみを印加し、記録紙の幅が前記予め定めた幅より小さい幅であるとき、現像剤と同極性のバイアスと現像剤と逆極性のバイアスとを順次印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録紙の幅を検知する手段は、記録紙サイズ検知手段からの信号またはユーザによる記録紙サイズ設定信号を検知す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】
前記後回転の期間内に、前記転写部材に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度を記録紙の幅に応じて変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記後回転の期間内に、前記転写部材に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度の変化は、印加時間、出力電圧、電流値のうち少なくとも一つを変化させることにより行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタなど静電転写手段を利用する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、走行する感光体に転写ローラなどの接触型の転写部材を当接させ、この当接部を転写部位として、該転写部位に紙等の記録紙を通過させ、予め像担持体表面に帯電された現像剤で形成した現像剤像を記録紙に重畳すると共に、上記転写部材に現像剤と逆極性の転写バイアス電圧を印加して、像担持体に静電付着している現像剤像を記録紙に転移させるように構成される。
【０００３】
このようなものは、転写バイアス電圧印加用の電源が簡素化されて装置のコストダウンがなされるという利点があると共に、オゾンの発生のおそれが少ないという特徴を有し、さらに、記録紙の保持が強固で転写ズレが生じ難いなどの効果がある。しかし、その反面、記録紙サイズよりも大きいトナー像が像担持体上に形成されている場合などに、転写ローラなどの転写部材の表面が直接現像剤像に接触することで、当該接触部分の現像剤が転写バイアス電圧のために転写部材の表面に付着して、それ以降に搬送される記録紙の裏面が汚れるという欠点がある。
【０００４】
この問題を回避する対策として、特許文献１では記録紙の非通紙時に転写時とは逆極性のバイアス電圧を転写部材に印加する手段を備えることで当該転写部材への現像剤の付着を回避する提案がなされている。しかしながら、このような手段を用いた画像形成装置においては、逆極性トナーが転写部材に付着して記録紙の裏面汚れを招くという欠点が生じる。逆極性トナーは、トナー粒子同士の摩擦等の要因によりトナー容器内の一部のトナーに不可避的に発生するものである。
【０００５】
また、転写ローラなどの転写部材に付着する逆極性現像剤を除去するものとして、特許文献２では、転写部位に記録紙が存在しないときに、転写部材に印加するバイアス電圧を、転写部材が１回転するに要する時間以上にわたって所定極性で印加した後、極性を反転して転写ローラが更に１回転するに要する時間以上の間印加するように構成して、転写部材に逆極性現像剤の付着を回避することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５１−９８４０号公報
【特許文献２】
特開平３−６９９７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例によると、転写部材に両極性のクリーニングバイアスを印加する場合にも、像担持体の表面電位を安定させて転写バイアスのメモリを防止するために、像担持体を帯電させる帯電部材にＡＣバイアスを印加しておく必要がある。
【０００８】
ところが、帯電部材へのＡＣバイアスは印加電圧のピーク間電圧が１８００〜２４００Ｖｐｐと大きいため、帯電部材と像担持体との間の帯電ニップ部近傍の上流側および下流側で放電現像を起こす作用がある。像担持体表面の感光層が例えばＯＰＣ（有機感光体）で構成されている場合、その表面での放電現象により、ＯＰＣの分子鎖が破壊され、もろくなる傾向があり、像担持体上の転写残現像剤を除去するクリーニングブレードとの摺擦により削れやすくなる。
【０００９】
このため、転写部材のクリーニングを行うために１ページの印刷毎に常に帯電装置のＡＣバイアス印加を行うとＯＰＣ感光層の寿命、すなわち像担持体の寿命を短縮させてしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転写部材を清掃するために転写部材にクリーニングバイアスを印加する画像形成装置において、像担持体の寿命を不必要に低下させることなく、必要最小限の時間で効果的に転写部材の汚れを除去することができるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像形成装置は、像を担持する像担持体と、この像担持体と接触して像担持体面を帯電させる接触帯電手段と、前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、この潜像形成手段により形成された前記静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段により形成された前記像担持体上の現像剤像を記録紙に転写させる転写手段と、前記像担持体に残留している転写残現像剤を除去するクリーニング手段と、前記記録紙に静電的に転写された現像材を記録紙に溶融させて定着させる定着手段と、前記記録紙の幅を検知する手段とを備える。前記転写手段は、前記像担持体上の現像剤像を記録紙に転写させる転写部材と、現像剤を記録紙に転写させるために現像剤と逆極性のバイアスを前記転写部材に印加する転写バイアス電源と、前記転写部材に付着した現像剤を前記像担持体上に転移させるよう現像剤と同極性のバイアスを印加する転写バイアス電源とを有し、検知された記録紙の幅が予め定めた幅であるとき、後回転の期間内に前記転写部材に印加するバイアスとして、現像剤と同極性のバイアスのみを印加し、記録紙の幅が前記予め定めた幅より小さい幅であるとき、現像剤と同極性のバイアスと現像剤と逆極性のバイアスとを順次印加する。
【００１２】
すなわち、転写部材に対して、大サイズの記録紙の通紙時には単極性のバイアスのみを印加し、小サイズの記録紙通紙時にのみ転写部材のクリーニングを両極性のバイアスを印加する。これによって、小サイズの記録紙通紙時に生じやすい転写部材の汚れによる記録紙の裏面汚れやプリントの濃度むら、下地の汚れ等による画像品質の低下を抑制することができる。同時に、通常頻繁に流される大サイズ紙においては生産性（スループット）の低下を抑えるとともに、像担持体の寿命を延長することが可能となる。
【００１３】
前記記録紙の幅を検知する手段は、記録紙のサイズを自動的に検知する記録紙サイズ検知手段であっても、あるいは、ユーザによる記録紙サイズ設定を検知する手段であってもよい。
【００１４】
前記後回転の期間内に、前記転写部材に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度を記録紙の幅に応じて変化させてもよい。これにより、記録紙の幅に応じて適切なクリーニング効果を得ることができる。
【００１５】
前記後回転の期間内に、前記転写部材に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度の変化は、印加時間、出力電圧、電流値のうち少なくとも一つを変化させることにより行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の画像形成装置の概略図である。
【００１８】
図１において、像担持体としての感光体１は、矢印の方向に所定のプロセススピード（この例では１４２ｍｍ／ｓｅｃ）をもって回転駆動される。感光体１はその回転過程で一次帯電装置より所定の極性・電位に均一に帯電される。本実施の形態では、感光体１をマイナスに帯電処理する。本実施の形態の一次帯電装置は接触式帯電ローラ２で構成される。この帯電ローラ２は感光体１の回転に伴い従動回転する。そして、図示しない電源から所定のバイアス電圧を印加することにより、回転する感光体１の周面が接触帯電方式で所定の電位（この例では−６００Ｖ）に帯電する。そのために、本実施の形態で用いる所定のバイアス電圧は、交流（ＡＣ）成分がピークツーピーク電圧：２ＫＶｐｐ、１１００Ｈｚ／直流（ＤＣ）成分：−６１０Ｖとなる直流電圧と交流電圧の重畳電圧である。
【００１９】
次いで、その帯電処理面に対して、レーザスキャナ等の像露光部３により目的の画像情報の像露光処理がなされて感光体１の表面に画像情報の静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置４の現像スリーブ４ａに薄層状に担持されたトナー（現像剤）によって現像されて可視画像（トナー画像）となる。そのために、図示しない電源より所定のバイアス電圧を印加することにより、感光体１にトナーが供給される。この所定のバイアス電圧は、本実施の形態においては、ＡＣ：１．６ＫＶｐｐ、２４００Ｈｚ、Ｄｕｔｙ：５０％／ＤＣ：−３７０Ｖの直流電圧と交流電圧の重畳電圧である。また、本実施の形態においては、マイナスに帯電したトナー（ネガトナー）を用い、反転現像を行うが、本発明はこれに限るものではない。
【００２０】
このようにして形成されたトナー画像は、感光体１とこれに接触させた転写部材５との間の接触ニップ部である転写部において、転写部に給紙部側から所定のタイミングで給送された記録紙Ａに対して順次に転写されていく。なお、本実施の形態の転写部材は、接触帯電式転写ローラ５で構成される。この接触帯電式転写ローラ５は、感光体１に圧接させてあり、感光体１の回転から駆動を受け、感光体１に対し所定の周速差（１０１％）を持って回転駆動する。
【００２１】
一方、記録紙Ａはこの転写部に給送されていく。転写部に記録紙Ａの先端が突入すると、転写ローラ５に電源からの所定の転写用のバイアスが印加され、転写ローラ５が接触している記録紙裏面がトナーと逆極性に帯電されて感光体１のトナー画像が記録紙表面に転写される。
【００２２】
転写部を通ってトナー画像の転写を受けた記録紙Ａは、感光体１の面から分離されて定着装置１０に送られ、転写トナー画像がハロゲンヒータ１３を内包する加熱ローラ１１と加圧ローラ１２で形成される定着ニップ部で加熱されて記録紙Ａ上に溶融して永久固着画像として定着され、プリントあるいはコピーとして機外に排出される。
【００２３】
他方、前記転写部通過後の感光体１面はクリーナ部６によって残留トナーや外添剤、紙粉等の付着物が除去されてクリーニングされる。転写ローラ５は記録紙通紙範囲以外の部分や紙間等の記録紙Ａが感光体１と転写ローラ５間に介在しない状態のときにかぶりトナーが転写ローラ５に付着して汚れてしまう。これを防止するため、記録紙が転写部を通過後にトナーと同極性あるいは逆極性のバイアスを転写ローラ５に印加して、転写ローラ５に付着したトナーを感光体１上に転移させることにより転写ローラ５のクリーニングを行う。感光体１は帯電ローラ２あるいは像露光部３によって残留電荷が除電されて初期化され、繰り返して作像に供される。
【００２４】
図２は画像形成装置Ｍの制御を行う制御部２０の構成を示したものである。パーソナルコンピュータＰからのプリント信号を受信するビデオインターフェース（Ｖ＿Ｉ／Ｆ）２１と、本画像形成装置Ｍ全体の処理動作の命令を行うＣＰＵ２２と、ＣＰＵ２２の動作プログラムや画像形成動作の制御データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３ａやＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３ｂを含んだメモリ２３と、ＣＰＵ２２からの命令に応じて画像形成動作を実行するスキャナ部２４（図１の像露光部３に対応）と、高圧出力制御部２５や低圧出力制御部２６と、電源スイッチやカバースイッチ等を含むスイッチ２７と、用紙の通過センサや記録紙Ａのサイズを検知する紙サイズ検知センサ２８ａを含むセンサ２８とから構成されている。
【００２５】
次に、図３のフローチャートを用いて本実施の形態について説明を行う。
【００２６】
Ｖ＿Ｉ／Ｆ２１がパーソナルコンピュータＰからプリントの実行命令であるプリントコマンドを受信すると（Ｓ１０）、ＣＰＵ２２は紙サイズ検知センサ２８ａの信号に基づいて記録紙Ａの幅を確認する（Ｓ１１）。このとき、記録紙Ａの幅がＡ４横幅（２９７ｍｍ）以上である場合（Ｓ１２，Ｎｏ）、ＣＰＵ２２は高圧出力制御部２５に印字動作実行（Ｓ１３）後に感光体の初期化等を実行する後回転として、従来と同様の後回転（第１の後回転）を実行する（Ｓ１４）。すなわち、図４（ａ）に示すように、転写クリーニングでは、転写ローラ５に対して、期間Ｔ１の間、トナーと同極性のみの印加を実行する。
【００２７】
記録紙Ａの幅がＡ４横幅（２９７ｍｍ）以下である場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２２は高圧出力制御部２５に印字動作実行（Ｓ１３）後に第２の後回転を実行する（Ｓ１５）。すなわち、転写クリーニングでは、転写ローラ５に対して、トナーと同極性印加後に逆極性の印加を所定時間実行する。より具体的には、図４（ｂ）に示すように後回転での転写クリーニングバイアス（−２３００Ｖ）を所定時間Ｔ１、例えば５００ｍｓｅｃ（転写ローラ１周分に相当する時間）印加した後、感光体１にメモリが発生しないレベルの出力値（＋１．５ＫＶ／７．５μＡ）で所定時間Ｔ２、例えば５００ｍｓｅｃ、転写クリーニングと逆極性のバイアスを印加するように、高圧出力制御部２５に指示する。指示を受けた高圧出力制御部２５は後回転で、トナーと同極性の転写バイアスと、トナーと逆極性の転写バイアスの両方を順次出力して後回転を終了する。なお、トナーと同極性の転写バイアスと、トナーと逆極性の転写バイアスの印加の順序は上記と逆であってもよい。
【００２８】
感光体１と転写ローラ５間に記録紙Ａの介在する面積が少ない小サイズ紙では記録紙Ａが感光体１のドラムと転写ローラ５の間のニップ部を通過時に、現像する極性とは反対の極性のトナーが反転かぶりとして感光体１上に付着する。この反転かぶりトナーが感光体１と転写ローラ５間に記録紙Ａの介在していない場所で転写ローラ５に付着して汚し、次回プリント時に記録紙Ａが前同プリントの記録紙Ａの幅よりも広い場合は記録紙Ａの裏汚れが発生してしまう。
【００２９】
このため、感光体１と転写ローラ５間に記録紙Ａの介在する面積が少ない小サイズ紙のプリント時においては、後回転での転写クリーニングバイアス印加（Ｔ１）後に、転写クリーニングバイアスと逆極性のバイアス（つまり非通紙部領域に付着している反転トナーと同極性）を印加する（Ｔ２）ことにより、転写ローラ５の汚れの多い小サイズ紙の時のみ効果的に転写ローラ５のクリーニングを実行することができる。また、通常頻繁にプリントされるＡ４横等の大サイズ紙においては通常の転写クリーニングバイアスの印加のみなので必要以上に感光体１の回転時間や転写クリーニングの除電で必要となる一次帯電ＡＣの印加時間も減少することができるので、感光体１の削れによる寿命を延ばすことが可能になる。
【００３０】
本実施の形態の実施により、実施前にＡ４横を１００００枚プリント時の感光体１の削れ量が１０μｍ／１００００枚に対して本実施の形態では７μｍ／１００００枚の削れ量であり、感光体の寿命に対して有利であることが分かる。
【００３１】
本実施の形態の変形例として、後回転の期間内に、転写ローラ５に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度を記録紙の幅に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、記録紙の幅が小さいほど、当該バイアスの強度を大きくする。これにより、記録紙の幅に応じた適正な転写ローラ５のクリーニング効果が得られる。この場合、後回転の期間内に、転写ローラ５に印加する現像剤と逆極性のバイアスの強度は、印加時間、出力電圧、電流値のうち少なくとも一つを変化させることにより変化させることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態にある後回転での転写出力を切り替える記録紙ＡのサイズはＡ４横の２９７ｍｍとしたが、本発明は特にこれに限られるものではなく、本発明を適用する画像形成装置によって異なりうる。基本的には、感光体１に対して通紙する記録紙Ａの最大幅を基準とすることができる。
【００３３】
また、後回転で転写クリーニングバイアス（−２３００Ｖ）の印加時間および転写クリーニングと逆極性の出力バイアスの印加時間は上記の具体的な時間に限るものではなく、最低でも転写ローラ１周分以上の時間が印加できれば足りる。
【００３４】
さらに、転写クリーニングと逆極性の出力バイアス値も上記の値に限定されるものではなく、印加時間と出力バイアス値は記録紙Ａのサイズやプリント枚数に応じて各々変化させてもよい。例えば、記録材ＡがＡ４横幅（２９７ｍｍ）以上であれば、トナーと逆極性の転写バイアスを印加せず、Ａ４横幅（２９７ｍｍ）以下でＡ４縦幅（２１０ｍｍ）以上であればトナーと逆極性の転写バイアスを転写ローラ１周分印加し、Ａ４縦幅（２１０ｍｍ）以下であれば転写ローラ２周分印加するようにすることも可能である。
【００３５】
記録紙のサイズの検知は、センサを用いて自動的に行う例を示したが、ユーザが入力操作により設定した情報を用いてサイズの検知を行ってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、検知された記録紙の幅が記録紙の幅が予め定めた幅より小さい幅であるとき、現像剤と同極性のバイアスと現像剤と逆極性のバイアスとを順次印加することにより、転写部材の効果的なクリーニングを必要最小限の時間で実行することができる。
【００３７】
また、検知された記録紙の幅が予め定めた幅であるとき、後回転の期間内に前記転写部材に印加するバイアスとして、現像剤と同極性のバイアスのみを印加することにより、感光体の回転時間や一次帯電ＡＣ印加時間を減少でき、その結果、感光体の削れ量を減らし、感光体の寿命を延長することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置の概略図である。
【図２】図１の画像形成装置の制御を行う制御部の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態において後回転期間内に転写ローラへ印加されるバイアスの説明図である。
【符号の説明】
１…感光体
２…帯電ローラ
３…像露光部
４…現像装置
４ａ…現像スリーブ
５…転写ロ…ラ（転写部材）
６…クリーナ部
１０…定着装置
１１…加熱ローラ
１２…加圧ローラ
１３…ハロゲンヒータ
２０…制御部
２１…ビデオインターフェース（Ｖ＿Ｉ／Ｆ）
２２…ＣＰＵ
２３…メモリ
２３ａ…ＲＡＭ
２３ｂ…ＲＯＭ
２４…スキャナ部
２５…高圧出力制御部
２６…低圧出力制御部
２７…スイッチ
２８…センサ
２８ａ…紙サイズ検知センサ
Ｍ…画像形成装置
Ｐ…パーソナルコンピュータ
【図１】
2004212636.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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