JP2019053175A - 画像形成装置及び転写制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体と用紙との分離不良が発生することを抑制することが可能な画像形成装置及び転写制御方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写部と、用紙にトナー像を転写させる転写バイアス、及び、用紙にトナー像を転写させない非転写バイアスの何れかを用紙に印加するように転写部を制御する転写制御部と、用紙における非転写バイアスが印加された非転写領域の長さを検出する非転写領域検出部と、を備え、転写制御部は、非転写領域の長さが所定の目標値となる設定タイミングで非転写バイアスから転写バイアスに切り替え、非転写領域検出部により検出された非転写領域の長さと目標値の差異に応じて、設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように転写部を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及び転写制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

このような画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体から用紙にトナー像を転写する際、転写ニップにおいて、用紙の画像領域である転写領域の部分に転写バイアスが印加されることで、用紙にトナー像が転写される。しかし、用紙の先端における非転写領域の部分が、転写バイアスと同極性に帯電されていると、当該部分が像担持体に吸着して、像担持体と用紙との分離不良が発生する。

そのため、用紙の先端における非転写領域に転写バイアスとは逆極性のバイアスが印加されることにより、像担持体と用紙との分離性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）

特開平１１−１７４８６０号公報

ところで、用紙において逆極性に帯電する部分の長さである逆帯電長は、例えば、画像形成装置の出荷時等において、特定の用紙により調整されて所定の目標値になるように設定される。

しかしながら、市場において、様々な種類の用紙が使用されるため、用紙の抵抗値、厚さ、容量や周囲の環境状態に起因して、用紙に転写バイアスが印加された際における用紙上の転写電界の拡がり方が変動する。また、例えば転写ベルト等の転写部材の抵抗値によっても、用紙上の転写電界の拡がり方が変動する。

そのため、用紙における逆帯電長が目標値よりも短くなってしまう場合があり、ひいては像担持体と用紙との分離不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、像担持体と用紙との分離不良が発生することを抑制することが可能な画像形成装置及び転写制御方法を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
前記用紙に前記トナー像を転写させる転写バイアス、及び、前記用紙に前記トナー像を転写させない非転写バイアスの何れかを前記用紙に印加するように前記転写部を制御する転写制御部と、
前記用紙における前記非転写バイアスが印加された非転写領域の長さを検出する非転写領域検出部と、
を備え、
前記転写制御部は、
前記非転写領域の長さが所定の目標値となる設定タイミングで前記非転写バイアスから前記転写バイアスに切り替え、
前記非転写領域検出部により検出された前記非転写領域の長さと前記目標値の差異に応じて、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように前記転写部を制御する。

本発明に係る転写制御方法は、
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、を備える画像形成装置の転写制御方法であって、
前記用紙に前記トナー像を転写させる転写バイアス、及び、前記用紙に前記トナー像を転写させない非転写バイアスの何れかを前記用紙に印加するように前記転写部を制御し、
前記用紙における前記非転写バイアスが印加された非転写領域の長さを検出し、
前記非転写領域の長さが所定の目標値となる設定タイミングで前記非転写バイアスから前記転写バイアスに切り替え、
検出した前記非転写領域の長さと前記目標値の差異に応じて、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように前記転写部を制御する。

本発明によれば、像担持体と用紙との分離不良が発生することを抑制することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 時間に対する転写バイアスの従来制御例を示す図である。 図３Ａにおける、時間に対する電位検出部による検出結果を示す図である。 図３Ａにおける、時間に対する電位検出部による検出結果を示す図である。 逆帯電長に対する分離ジャム率を示す図である。 時間に対する転写バイアスの制御例を示す図である。 図５における、時間に対する電位検出部による検出結果を示す図である。 時間に対する転写バイアスの制御例を示す図である。 図７における、時間に対する電位検出部による検出結果を示す図である。 画像形成装置における転写制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。 変形例に係る画像形成装置における転写制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１および図２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した直接転写方式のモノクロ画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム２１３上に形成されたＫ成分（ブラック）のトナー像を用紙に直接転写することにより画像を形成する。

画像形成装置１は、画像読取部１１、操作表示部１２、画像処理部１３、画像形成部２０、給紙部１４、用紙搬送部１６及び制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１８２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して、画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。

通信部１８１は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）、ＭＯＤＥＭ（MOdulator-DEModulator）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の各種インターフェースを有する。

記憶部１８２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。記憶部１８２には、例えば各ブロックの動作を制御する際に参照されるルックアップテーブルが格納される。

制御部１０１は、通信部１８１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）による画像データ（入力画像データ）を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。

画像読取部１１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１１及び原稿画像走査装置１１２（スキャナー）等を備える。自動原稿給紙装置１１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１１２へ送り出す。原稿画像走査装置１１２は、自動原稿給紙装置１１１から搬送された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１１は、原稿画像走査装置１１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部１３において所定の画像処理が施される。

操作表示部１２は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部１２１及び操作部１２２として機能する。表示部１２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示や各機能の動作状況の表示を行う。操作部１２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

ユーザーは、操作表示部１２を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面／両面設定、及び用紙設定（用紙の坪量、光沢の有無を含む）などの画像形成に関する設定を行うことができる。設定された情報は、例えば記憶部１８２に記憶される。

画像処理部１３は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部１３は、制御部１０１の制御下で、階調補正データに基づいて階調補正を行う。また、画像処理部１３は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部２０が制御される。

画像形成部２０は、入力画像データに基づいて、Ｋ成分のトナーによるトナー像を形成するためのトナー像形成部２１、トナー像形成部２１により形成されたトナー像を用紙に転写する転写部２２、及び用紙に転写されたトナー像を定着する定着部２３等を備える。

トナー像形成部２１は、露光装置２１１、帯電装置２１２、像担持体の一例としての感光体ドラム２１３、現像装置２１４、ドラムクリーニング装置２１５及び第１トナー像検出部２１６等を備える。

感光体ドラム２１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置２１２は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置２１２は、コロナ放電によって感光体ドラム２１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置２１１は、感光体ドラム２１３に対してモノクロ画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光体ドラム２１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム２１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光体ドラム２１３の表面には、周囲との電位差により静電潜像が形成される。

現像装置２１４は、Ｋ成分の現像剤（例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤）を収容する。現像装置２１４は、感光体ドラム２１３の表面にＫ成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置２１５は、感光体ドラム２１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、転写後に感光体ドラム２１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

第１トナー像検出部２１６は、感光体ドラム２１３に対向して配置されている。第１トナー像検出部２１６は、例えば光学センサーであり、感光体ドラム２１３上のトナー像を検出する。

転写部２２は、転写ベルト２２１、転写ローラー２２２、複数の支持ローラー２２３、電位検出部２２４及び第２トナー像検出部２２５等を備える。

転写ベルト２２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー２２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー２２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、転写ベルト２２１が走行し、一定速度で用紙が搬送される。

転写ローラー２２２は、感光体ドラム２１３に対向して、転写ベルト２２１の内周面側に配置される。転写ベルト２２１を挟んで、転写ローラー２２２が感光体ドラム２１３に圧接されることにより、感光体ドラム２１３から用紙へトナー像を転写するための転写ニップが形成される。

用紙が転写ニップを通過する際、感光体ドラム２１３上のトナー像が用紙に転写される。具体的には、転写ローラー２２２に転写出力（転写バイアス）を印加し、用紙の裏面側（転写ベルト２２１と当接する側）にトナーと逆極性の電荷（正電荷）を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部２３に向けて搬送される。

電位検出部２２４は、転写ニップよりも下流側で転写ベルト２２１と対向しており、転写ベルト２２１上を搬送される用紙の電位を検出する。

第２トナー像検出部２２５は、転写ニップよりも下流側で転写ベルト２２１と対向している。第２トナー像検出部２２５は、例えば、光学センサーであり、転写ベルト２２１上を搬送される用紙上のトナー像を検出する。

定着部２３は、用紙の定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着ローラーで構成された上側定着部２３１、用紙の裏面（定着面の反対の面）側に配置される加圧ローラーで構成された下側定着部２３２、上側定着部２３１を加熱する加熱源２３３等を備える。

トナー像が転写され、通紙経路に沿って搬送されてきた用紙は、定着部２３を通過する際に加熱、加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着する。

給紙部１４は、給紙トレイ部１４１を有する。給紙トレイ部１４１には、坪量やサイズ等に基づいて識別された枚葉紙（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された紙種ごとに収容される。給紙トレイ部１４１には、複数の給紙ローラー部が配置される。給紙部１４は、給紙トレイ部１４１から給紙された用紙を用紙搬送部１６に送り込む。

排紙部１５は、排紙ローラー部１５１等を有し、用紙搬送部１６から送出された用紙を機外に排紙する。用紙搬送部１６は、主搬送部１６１等を備える。

主搬送部１６１は、給紙トレイ部１４１から給紙された用紙を搬送して画像形成部２０（転写部２２、定着部２３）に通紙するとともに、画像形成部２０（定着部２３）から送出された用紙を排紙部１５に向けて搬送する。

給紙部１４から給紙された用紙は、主搬送部１６１によって画像形成部２０に搬送される。そして、用紙が転写ニップを通過する際、感光ドラム２１３上のトナー像が用紙の第１面（表面）に一括して転写され、定着部２３において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙部１５により機外に排紙される。

このような画像形成装置１では、感光体ドラム２１３等の像担持体から用紙にトナー像を転写する際、転写ニップにおいて、用紙の画像領域である転写領域の部分に転写バイアスが印加されることで、用紙にトナー像が転写される。しかし、用紙の先端における非転写領域の部分が、転写バイアスと同極性に帯電されていると、当該部分が感光体ドラム２１３に吸着して、感光体ドラム２１３と用紙との分離不良が発生する。

そのため、本実施の形態では、用紙の先端における非転写領域に転写バイアスとは逆極性の非転写バイアスが印加されることにより、感光体ドラム２１３と用紙との分離性を向上させる。非転写バイアスは、トナー像と同極性のバイアスであり、トナー像を用紙に転写させないバイアスである。本実施の形態では、非転写バイアスとして図３Ａ等に示す負極性の電圧を例示する。

具体的には、図３Ａに示すように、転写ニップの部分を用紙の先端が通過する時間ｔ１の際に、非転写バイアス、つまり、負極性の電圧を転写ニップの部分に印加するように転写ローラー２２２が制御される。そして、用紙の転写領域が転写ニップに到達する時間ｔ２の際に、非転写バイアスから転写バイアス、つまり、正極性の電圧に切り替えて転写ニップの部分に印加するように転写ローラー２２２が制御される。

これにより、電位検出部２２４における用紙上の検出電位が図３Ｂに示すような時間変化を示す。図３Ｂに示すように、時間ｔ１から、用紙上の検出電位が負極性の電圧（非転写バイアス）から立ち上がって０に到達して正極性の電圧（転写バイアス）に切り替わる時間ｔ２１までの間の時間Ｌ１に基づいて用紙上の逆帯電長が算出される。

このような逆帯電長は、用紙における非転写バイアスが印加された非転写領域の長さである。逆帯電長は、例えば、画像形成装置１の出荷時等において、特定の用紙により調整されて、所定の目標値付近の長さとなるように設定される。これにより、制御部１０１が、逆帯電長が当該目標値となる設定タイミングで、非転写バイアスから転写バイアスに切り替える制御を行うことで、感光体ドラム２１３と用紙との分離不良を抑制する。

ところで、市場において、様々な種類の用紙が使用されるため、用紙の抵抗値、厚さ、容量や周囲の環境状態に起因して、用紙に転写バイアスが印加された際における用紙上の転写電界の拡がり方が変動する。また、転写ベルト２２１の抵抗値によっても、用紙上の転写電界の拡がり方が変動する。

用紙上の転写電界の拡がり方が変動すると、用紙の逆帯電長も変動する。例えば、用紙の抵抗値が、画像形成装置１の出荷時等に逆帯電長の調整に用いられた特定の用紙の抵抗値よりも低い用紙が用いられる場合について説明する。この場合、図３Ａのような転写バイアスが印加されると、用紙における、非転写領域には負の電荷が帯電し、転写領域には正の電荷が帯電するが、用紙の抵抗値が小さくなるほど、正の電荷が負の電荷側に移動しやすくなる。そのため、用紙の負の電荷が帯電した部分における負極性の帯電量が小さくなる。

具体的には、電位検出部２２４における用紙上の検出電位が図３Ｃに示すような時間変化を示す。この場合、時間ｔ１から用紙上の検出電位が負極性の電圧から立ち上がって０に到達した時間ｔ３までの間の時間Ｌ２が、図３Ｂにおける負極性の帯電量よりも小さくなることに起因して、図３Ｂに示す時間Ｌ１よりも短くなる。つまり、用紙の逆帯電長が所定の目標値よりも短くなってしまう。

このような用紙の逆帯電長が所定の目標値よりも短くなる現象は、転写ベルト２２１の抵抗値が小さくなる、画像形成装置１の周囲の湿度が低くなる、用紙の厚さが薄くなるような場合に起こり得る。

用紙の逆帯電長が目標値よりも短くなってしまうと、非転写領域の部分が感光体ドラム２１３に吸着しやすくなるので、感光体ドラム２１３と用紙との分離不良が発生するおそれがある。また、図４に示すように、実験的にも、逆帯電長が理想値Ａよりも小さくなる程、分離ジャム率が上がることが確認されている。理想値Ａは、例えば、分離不良が発生せず、また、転写領域に適切にトナー像が形成される場合の逆帯電長である。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１は、電位検出部２２４により検出された用紙の表面電位に応じて、設定タイミングを変更するように転写ローラー２２２を制御する。具体的に、制御部１０１は、電位検出部２２４により検出された用紙の表面電位に基づいて、逆帯電長を算出する。

そして、制御部１０１は、算出した逆帯電長と目標値の差異に応じて、設定タイミングを変更するように転写ローラー２２２を制御する。制御部１０１は本発明の「転写制御部」に対応し、電位検出部２２４及び制御部１０１は、本発明の「非転写領域検出部」に対応する。

図５に示すように、制御部１０１は、非転写バイアスである負極性の電圧から転写バイアスである正極性の電圧に切り替えた際における、逆帯電長が目標値未満であった場合、負極性の電圧から正極性の電圧に切り替える設定タイミングを、変更前の設定タイミングよりも遅くする。

図５の場合、変更前の設定タイミングは時間ｔ２であるが、逆帯電長が目標値未満であった場合、例えば、時間ｔ２よりも遅い時間ｔ４に、設定タイミングが変更される。

図６に示すように、変更前の設定タイミングだと、破線に示すように、時間ｔ１から時間ｔ３までの時間Ｌ２（図３Ｃと同様）となるところ、変更後の設定タイミングだと、時間ｔ１から時間ｔ３よりも遅い時間ｔ５までの時間Ｌ３が検出される。

つまり、用紙の先端が転写ニップを通過してから非転写バイアスが転写バイアスに切り替わる時間をＬ２よりも長いＬ３とすることができる。これにより、逆帯電長を、変更前の設定タイミングにおける逆帯電長よりも長くすることができるので、用紙と感光体ドラム２１３との分離不良が発生することを抑制することができる。

また、図７に示すように、制御部１０１は、電位検出部２２４により検出された用紙の表面電位に応じて、非転写バイアスの絶対値を変更するようにしても良い。具体的に、制御部１０１は、逆帯電長が目標値未満であった場合、非転写バイアスの絶対値（実線）を、変更前の非転写バイアスの絶対値（破線）よりも大きくするようにしても良い。

このように変更すると、非転写領域における、負極性の電荷の帯電量を大きくすることができるので、転写領域から移動する正極性の電荷を打ち消すことができる。つまり、図８に示すように、電圧が０になる時間を、破線におけるｔ３よりも遅いｔ６とすることができる。

つまり、用紙の先端が転写ニップを通過してから非転写バイアスが転写バイアスに切り替わる時間をＬ２よりも長いＬ４とすることができる。これにより、逆帯電長を、変更前の逆帯電長よりも長くすることができるので、用紙と感光体ドラム２１３との分離不良が発生することを抑制することができる。

また、制御部１０１は、算出した逆帯電長と目標値の差異に応じて、設定タイミング及び非転写バイアスの絶対値の両方を変更するようにしても良い。

また、制御部１０１は、画像形成装置１周囲の湿度が高くなるほど、逆帯電長目標値を長くする制御を行うようにしても良い。また、制御部１０１は、用紙が薄くなるほど、逆帯電長目標値を長くする制御を行うようにしても良い。また、制御部１０１は、用紙の坪量が小さくなるほど、逆帯電長目標値を長くする制御を行うようにしても良い。

このようにすることで、予め逆帯電長が適切な値に設定されやすくなるので、分離不良が発生することを未然に抑制することができる。

また、用紙における逆帯電長が長くなり過ぎると、用紙にトナー像が転写されなくなってしまうので、制御部１０１は、逆帯電長を、図４における理想値Ａに合わせるための制御を行う。これにより、分離不良を抑制しつつ、転写領域に適切なトナー像を形成することができる。このような制御としては、例えば、逆帯電長を検出するための制御を繰り返し行うこと等が挙げられる。

次に、画像形成装置１における転写制御を実行するときの動作例について説明する。図９は、画像形成装置１における転写制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。図９における処理は、制御部１０１が印刷処理の実行指示を受け付けたときに実行される。

図９に示すように、制御部１０１は、電位検出部２２４の検出結果に基づいて逆帯電長を算出する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、逆帯電長の算出値が目標値未満であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。

判定の結果、逆帯電長の算出値が目標値未満ではない場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、処理はステップＳ１０４に遷移する。一方、逆帯電長の算出値が目標値未満である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１０１は非転写バイアスから転写バイアスに切り替える設定タイミングを変更する（ステップＳ１０３）。

次に、制御部１０１は、印刷処理が終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、印刷処理が終了していない場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、処理はステップＳ１０２に戻る。一方、印刷処理が終了した場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、本制御は終了する。

以上のような本実施の形態によれば、逆帯電長と目標値の差異に応じて、設定タイミング及び非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように転写ローラー２２２を制御する。具体的には、逆帯電長が目標値未満であった場合、設定タイミングを変更前の設定タイミングよりも遅くする。又は、逆帯電長が目標値未満であった場合、非転写バイアスの絶対値を変更前の非転写バイアスの絶対値よりも大きくする。これにより、感光体ドラム２１３と用紙との分離不良が発生することを抑制することができる。

また、感光体ドラム２１３と用紙との分離性と関連性の高い逆帯電長を算出することにより、精度良く、かつ、効率よく非転写領域を適正な条件に設定することができる。

次に、変形例に係る画像形成装置１について説明する。
上記実施の形態では、電位検出部２２４の検出電位に応じて逆帯電長を変更していたが、変形例に係る制御部１０１は、第１トナー像検出部２１６や第２トナー像検出部２２５の検出結果に応じて逆帯電長を変更する。第１トナー像検出部２１６及び制御部１０１又は第２トナー像検出部２２５及び制御部１０１は、本発明の「非転写領域検出部」に対応する。

第１トナー像検出部２１６を用いる場合、制御部１０１は、感光体ドラム２１３上における、用紙に転写されなかったトナー像の検出結果に基づいて逆帯電長を算出する。第２トナー像検出部２２５を用いる場合、制御部１０１は、用紙上における、非転写領域の検出結果に基づいて逆帯電長を算出する。

また、このように逆帯電長を算出するために、制御部１０１は、第１用紙にパッチ画像を形成するように画像形成部２０を制御する。そして、当該パッチ画像が第１用紙に転写されたことにより算出された逆帯電長に応じて、第１用紙とは異なる第２用紙における、設定タイミング及び非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更する。

このようにすることで、逆帯電長が目標値未満であった場合、逆帯電長を長くすることができるので、用紙と感光体ドラム２１３との分離不良が発生することを抑制することができる。

なお、第１トナー像検出部２１６や第２トナー像検出部２２５を用いて、用紙における逆帯電長を変更する制御を行う場合、第１用紙にパッチ画像を形成するため、用紙を１枚、余分に使う必要がある。そのため、使用する用紙削減の観点から、上記実施の形態のように電位検出部２２４の検出結果を用いて逆帯電長を変更する制御を行うことが好ましい。

次に、変形例に係る画像形成装置１における転写制御を実行するときの動作例について説明する。図１０は、変形例に係る画像形成装置１における転写制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。図１０における処理は、制御部１０１が印刷処理の実行指示を受け付けたときに実行される。

図１０に示すように、制御部１０１は、第１用紙にパッチ画像を形成する（ステップＳ２０１）。次に、制御部１０１は、第１トナー像検出部２１６又は第２トナー像検出部２２５の検出結果に基づいて逆帯電長を算出する（ステップＳ２０２）。次に、制御部１０１は、逆帯電長の算出値が目標値未満であるか否かについて判定する（ステップＳ２０３）。

判定の結果、逆帯電長の算出値が目標値未満ではない場合（ステップＳ２０３、ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に遷移する。一方、逆帯電長の算出値が目標値未満である場合（ステップＳ２０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は非転写バイアスから転写バイアスに切り替える設定タイミングを変更する（ステップＳ２０４）。

次に、制御部１０１は、印刷処理を実行する（ステップＳ２０５）。その後、本制御は終了する。

以上のような変形例によれば、上記実施の形態と同様に、感光体ドラム２１３と用紙との分離不良が発生することを抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、常時逆帯電長を変更する制御を行っていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、常時、当該制御を行わない構成であっても良い。

例えば、制御部１０１は、用紙の種類を変更した際、印刷処理を開始した際、画像形成装置１を起動した際、及び、画像形成装置１の周囲の湿度が前回使用したときから所定湿度以上変動した際の何れかにおいて、設定タイミング及び非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更する制御を行うようにしても良い。

用紙の種類を変更した際は、用紙の抵抗値が変更前と変更後とで変わる可能性があり、逆帯電長が変わる可能性が高いので、当該制御を行う必要性が高い。また、印刷処理を開始した際は、当該印刷処理を通して同一の画像形成条件（転写条件）とする観点から、逆帯電長を開始時に変更しておく必要性が高い。

また、画像形成装置１を起動した際は、前回起動したときと比べて、周囲の湿度条件等が変わっている可能性があり、逆帯電長が変わる可能性が高いので、当該制御を行う必要性が高い。また、画像形成装置１の周囲の湿度が前回使用したときから所定湿度（例えば、２０％）以上変動した際も同様である。

このようにすることで、必要なときのみに当該制御を行うようにすることができるとともに、当該制御を行う必要がないときには、当該制御を行わないので、余分な制御を行うことを抑制することができる。特に、変形例の場合、逆帯電長を算出する際、第１用紙を用いるため、常時当該制御を行う構成と比較して、パッチ画像を形成するために使用する用紙を削減することができる。

また、記憶部１８２において、電位検出部２２４による検出結果に基づく逆帯電長と、用紙の種類とを対応付けて記憶するようにしても良い。このようにすることで、制御部１０１は、逆帯電長の算出を行った用紙が使用される場合、記憶部１８２から逆帯電長を読み出して設定タイミング及び非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更する。そのため、当該制御を無駄に行うことを抑制することができる。

また、上記実施の形態では、像担持体として感光体ドラム２１３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、中間転写ベルト等のような、その他の像担持体であっても良い。

また、上記実施の形態では、画像形成装置としてモノクロ画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、カラー画像形成装置であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

最後に、本実施の形態に係る画像形成装置１の評価実験について説明する。なお、以下の各実験に用いる転写ベルト２２１は、基材をクロロプレーンゴムのものとし、厚さをコート層を含めて０．５ｍｍとし、コート層をＰＴＦＥ材で厚さ３μｍとした。また、転写ベルト２２１は、初期の体積抵抗を９．５ｌｏｇΩｃｍ（温度２０℃、湿度５０％ＲＨ、５００Ｖ印加時）とし、表面抵抗を１０．５ｌｏｇΩ／□（温度２０℃、湿度５０％ＲＨ、５００Ｖ印加時）とした。

まず、図１に示す画像形成装置１を用いて、環境条件を、温度２０℃、湿度５０％ＲＨとし、用紙を、抵抗が１０．２ｌｏｇΩ／□（温度２０℃、湿度５０％ＲＨ条件で測定）のものとした場合の分離ジャム発生率を、実施例１〜４及び比較例１について測定した。この実験における逆帯電長の目標値は３ｍｍである。用紙の印刷枚数は、１０００枚である。

実施例１及び実施例４は、電位検出部２２４により逆帯電長を検出したものであり、実施例２は、第１トナー像検出部２１６により逆帯電長を検出したものであり、実施例３は、第２トナー像検出部２２５により逆帯電長を検出したものである。実施例１、実施例２及び実施例３は、図５に示すような設定タイミングを、変更前の設定タイミングよりも遅らせる制御を行うものとし、実施例４は、図７に示すような負極性の電圧の絶対値を、変更前の電圧の絶対値よりも大きくする制御を行うものとする。

また、実施例２および実施例３における、１枚目に用いられる用紙には、パッチ画像として、用紙の最先端部から一定の長さを有するものが形成される。

また、図５や図７における、変更前の負極性の電圧は電流に換算すると−２０μＡであり、正極性の電圧は電流に換算すると１００μＡである。また、実施例４における、変更後の負極性の電圧は電流に換算すると−４０μＡである。その実験結果を表１に示す。

表１における「シフト量」は、設定タイミングを変更前の設定タイミングよりも遅らせる制御の際に、設定タイミングを変更した後の、逆帯電長に対する、変更前の設定タイミングにおける逆帯電長からのシフト量を示す。

まず、比較例１を確認すると、逆帯電長が変更前と変更後ともに１ｍｍとなり、目標値の３ｍｍに対して２ｍｍ短い状態となっている。そのため、分離ジャム発生率が３％となった。

それに対し、実施例１〜３については、変更前の逆帯電長が１ｍｍであることから、シフト量を２ｍｍとすることにより、変更後の逆帯電長が３ｍｍとなり、目標値に合わせられている。そのため、分離発生率が何れも０％となった。また、実施例４については、変更後の電圧を−２０μＡから−４０μＡにするため、変更後の逆帯電長が３ｍｍとなり、目標値に合わせられている。そのため、分離発生率が０％となった。すなわち、本発明の有効性が確認された。

次に、表１の条件から用紙の種類を変更した場合についての分離ジャム発生率を、実施例５及び比較例２について測定した。用紙は、抵抗が１０．８ｌｏｇΩ／□（温度２０℃、湿度５０％ＲＨ条件で測定）のものを用いた。実施例５は電位検出部２２４により逆帯電長を検出したものであり、図５に示すような設定タイミングを、変更前の設定タイミングよりも遅らせる制御を行うものとした。なお、負極性の電圧は電流に換算して−２０μＡであり、それ以外の実験条件は表１と同様である。実験結果を表２に示す。

まず、比較例２を確認すると、逆帯電長が変更前と変更後ともに２ｍｍとなり、目標値の３ｍｍに対して１ｍｍ短い状態となっている。そのため、分離ジャム発生率が２％となった。

それに対し、実施例５については、変更前の逆帯電長が２ｍｍであることから、シフト量を１ｍｍとすることにより、変更後の逆帯電長が３ｍｍとなり、目標値に合わせられている。そのため、分離ジャム発生率が０％となった。すなわち、本発明の有効性が確認された。

最後に、表１の条件から環境条件を変更した場合についての分離ジャム発生率を、実施例６及び比較例３について測定した。環境条件は、温度３０℃、湿度８０％ＲＨとした。実施例６は電位検出部２２４により逆帯電長を検出したものであり、図５に示すような設定タイミングを、変更前の設定タイミングよりも遅らせる制御を行うものとした。なお、負極性の電圧は電流に換算して−２０μＡであり、逆帯電長の目標値は５ｍｍであり、それ以外の実験条件は表１と同様である。実験結果を表３に示す。

まず、比較例３を確認すると、逆帯電長が変更前と変更後ともに３ｍｍとなり、目標値の５ｍｍに対して２ｍｍ短い状態となっている。そのため、分離ジャム発生率が５％となった。

それに対し、実施例６については、変更前の逆帯電長が３ｍｍであることから、シフト量を２ｍｍとすることにより、変更後の逆帯電長が５ｍｍとなり、目標値に合わせられている。そのため、分離ジャム発生率が０％となった。すなわち、本発明の有効性が確認された。

１ 画像形成装置
２２ 転写部
１０１ 制御部
１８２ 記憶部
２１３ 感光体ドラム
２１６ 第１トナー像検出部
２２１ 転写ベルト
２２２ 転写ローラー
２２４ 電位検出部
２２５ 第２トナー像検出部

Claims (13)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
   前記用紙に前記トナー像を転写させる転写バイアス、及び、前記用紙に前記トナー像を転写させない非転写バイアスの何れかを前記用紙に印加するように前記転写部を制御する転写制御部と、
   前記用紙における前記非転写バイアスが印加された非転写領域の長さを検出する非転写領域検出部と、
   を備え、
   前記転写制御部は、
   前記非転写領域の長さが所定の目標値となる設定タイミングで前記非転写バイアスから前記転写バイアスに切り替え、
   前記非転写領域検出部により検出された前記非転写領域の長さと前記目標値の差異に応じて、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように前記転写部を制御する、
   画像形成装置。
2. 前記転写制御部は、前記非転写領域検出部により検出された前記非転写領域の長さが前記目標値未満であった場合、前記設定タイミングを、変更前の前記設定タイミングよりも遅くする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写制御部は、前記非転写領域検出部により検出された前記非転写領域の長さが前記目標値未満であった場合、前記非転写バイアスの絶対値を、変更前の前記非転写バイアスの絶対値よりも大きくする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記非転写領域検出部は、前記用紙の表面電位を検出し、当該表面電位に基づいて前記非転写領域の長さを算出する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記非転写領域検出部は、前記像担持体上における、前記用紙に転写されなかった前記トナー像を検出し、当該トナー像に基づいて前記非転写領域の長さを算出する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記非転写領域検出部は、前記用紙上における、前記非転写領域を検出し、当該非転写領域に基づいて前記非転写領域の長さを算出する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記転写制御部は、第１用紙にパッチ画像が転写された際に、前記非転写領域検出部により検出された前記非転写領域の長さと前記目標値の差異に応じて、前記第１用紙とは異なる第２用紙における、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更する、
   請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記転写制御部は、前記画像形成装置周囲の湿度が高くなるほど、前記非転写領域の長さの前記目標値を長くする制御を行う、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記転写制御部は、前記用紙が薄くなるほど、前記非転写領域の長さの前記目標値を長くする制御を行う、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記転写制御部は、前記用紙の坪量が小さくなるほど、前記非転写領域の長さの前記目標値を長くする制御を行う、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記転写制御部は、前記用紙の種類を変更した際、印刷処理を開始した際、前記画像形成装置を起動した際、及び、前記画像形成装置の周囲の湿度が前回使用したときから所定湿度以上変動した際、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更する制御を行う、
    請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記非転写領域検出部により算出された前記非転写領域の長さと、前記用紙の種類とを対応付けて記憶する記憶部を備える、
    請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、を備える画像形成装置の転写制御方法であって、
    前記用紙に前記トナー像を転写させる転写バイアス、及び、前記用紙に前記トナー像を転写させない非転写バイアスの何れかを前記用紙に印加するように前記転写部を制御し、
    前記用紙における前記非転写バイアスが印加された非転写領域の長さを検出し、
    前記非転写領域の長さが所定の目標値となる設定タイミングで前記非転写バイアスから前記転写バイアスに切り替え、
    検出した前記非転写領域の長さと前記目標値の差異に応じて、前記設定タイミング及び前記非転写バイアスの絶対値の少なくとも一方を変更するように前記転写部を制御する転写制御方法。

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