JP6286868B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関する。

転写ニップ内に挟み込んだ記録材に対して像担持体の表面上のトナー像を転写する画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の画像形成装置は、周知の電子写真プロセスにより、像担持体となるドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。感光体には、像担持体であり中間転写体でもある無端状の中間転写ベルトを当接させて一次転写ニップを形成している。そして、一次転写ニップにおいて、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写する。中間転写ベルトに対しては、転写部材としての二次転写ローラを当接させて二次転写ニップを形成している。中間転写ベルトのループ内には、二次転写対向ローラを配設し、この二次転写対向ローラと二次転写ローラとの間に中間転写ベルトを挟み込んでいる。ループ内側の二次転写対向ローラに対してはアースを接続しているのに対し、ループ外の二次転写ローラに対しては二次転写バイアス（電圧）を電源から印加している。これにより、二次転写対向ローラと二次転写ローラとの間、すなわち二次転写ニップに、トナー像を二次転写対向ローラ側から二次転写ローラ側に静電移動させる二次転写電界を形成している。そして、中間転写ベルト上のトナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップ内に送り込んだ記録紙に対して、二次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト上のトナー像を二次転写する。

かかる構成において、記録紙として、和紙のような表面凹凸に富んだものを用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなる。この濃淡パターンは、紙表面における凹部に対して十分量のトナーが転写されずに、凹部の画像濃度が凸部よりも薄くなることによって生じるものである。そこで、特開２００６−２６７４８６号公報（特許文献１）に記載の画像形成装置では、二次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものではなく、交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを印加するように構成されている。特許文献１では、このような二次転写バイアスを印加することで、直流電圧だけからなる二次転写バイアスを印加する場合に比べて、濃淡パターンの発生を抑えている。

中間間転写体に転写されたトナー像を転写紙へ二次転写する場合、通常は、二次転写位置において中間転写体の表面と対向する位置に二次転写ローラ等の二次転写部材を配置し、二次転写位置において中間転写体と二次転写部材との間に転写ニップを形成し、その転写ニップに二次転写バイアスが印加されることで、転写ニップ中の転写紙に対し、中間転写体上に担持された合成トナー画像が静電転写される。

二次転写部材は、転写ニップに転写紙が存在しない状態では中間転写体の表面に接触するとともに、転写ニップに転写紙が存在する状態では転写紙の裏面に接触することになる。そのため、転写ニップに転写紙が存在しない状態のときに中間転写体の表面上のトナーが二次転写部材の表面に付着し、そのトナーが転写紙の裏面に付着してしまうと転写紙に裏汚れを発生させることがある。

このような転写紙の裏汚れを抑制するために、特開２０１１−１５８７８５号公報（特許文献２）に記載された画像形成装置のように、二次転写部材用クリーニング装置を設けず、二次転写部材に付着したトナーを、所定の非画像形成タイミング（例えば、画像形成ジョブの前あるいは後のタイミング）で二次転写領域にクリーニングバイアスを印加して中間転写体の表面に転移させ、これを中間転写体のクリーニング機構を用いてクリーニングするというバイアスクリーニング方式が知られている。このバイアスクリーニング方式では、二次転写部材用クリーニング装置を設けることなく転写紙の裏汚れを抑制できることから、画像形成装置の小型化かつ低コスト化の観点で有利である。特許文献２では、中間転写体から転写紙へトナー像を転写するときのクリーニングバイアス（負）と、逆極性のクリーニングバイアス（正）と、を印加することによりバイアスクリーニングをおこなう点が記載されている。また、中間転写体上のトナー像を検知することによって、使用条件に応じてクリーニングバイアスの印加条件を変更することで、過不足なく二次転写ローラをクリーニングできる構成となっている。

しかしながら、特許文献１のように重畳バイアスを印加するには、交流成分印加用の回路が必要である。電源内に交流成分印加用の回路が含まれると、その負荷により、直流成分の立ち上がりが遅くなってしまう。特に、交流成分印加用の回路にコンデンサがある場合には立ち上がりの遅れは顕著になる。立ち上がり時間が遅くなると、転写部材のバイアスクリーニングにおいて、クリーニングに必要な電圧が印加される時間が短くなってしまい、クリーニングが十分行えずに、印刷時の転写紙に裏汚れが発生してしまうという問題がある。

また、直流成分の立ち上げを速くしてクリーニング性を確保するために、立ち上げ時に２段階で出力を行なえるように構成した場合には、電源のコストが増大してコストアップにつながるという問題がある。転写部材のバイアスクリーニングは頻度が低いにもかかわらず、電源に費用をかけることは過剰コストになってしまう。一方、バイアス全体の印加時間を長くしてバイアスクリーニングの時間を確保する場合には、電源のコストアップはないものの、画像転写時のバイアス印加時間も長くなり、この場合は頻度が高いために生産性低下に影響するという問題がある。

さらに、バイアスクリーニング性を良好にするため大きなバイアスを出力するように構成した場合には、やはり電源のコストが増大してコストアップにつながるという問題がある。またこの場合も、頻度が低いにもかかわらず電源に費用をかけることとなり、過剰コストになってしまう。一方、バイアス全体の印加時間を長くした場合には、電源のコストアップはないものの、画像転写時のバイアス印加時間も長くなり、この場合は頻度が高いために生産性低下に影響するという問題がある。

本発明は、記録材表面の凹部と凸部とでそれぞれ十分な画像濃度を得ながら、転写部材を着実にクリーニングすることが可能で、用紙裏汚れの発生を防止できる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスを転写領域に印加することにより、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写し、非画像形成時に、前記電源より転写領域に、画像転写と同極性の直流成分および画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、前記制御手段は、前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性の直流成分を１段目が２段目よりも大きい２段階の出力目標値で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階の出力目標値で出力するとともに、前記交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように制御する画像形成装置において、前記１段目の出力目標値は、第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値と、を含み、前記転写部材のバイアスクリーニングを実施する際の、前記第一の期間に前記第一の出力目標値を出力する第一制御信号と、前記第二の期間に前記第二の出力目標値を出力する第二制御信号と、を別個に制御するように構成され、前記第一制御信号の前記第一の出力目標値で立ち上げをした後に、前記第一の出力目標値よりも小さい前記第二制御信号の前記第二の出力目標値に切替えることを特徴とする。

また、前記の課題を解決するため本発明は、トナー像が担持される像担持体と、前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、前記電源を制御する制御手段と、を備え、前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスを転写領域に印加することにより、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写し、非画像形成時に、前記電源より転写領域に、画像転写と同極性の直流成分および画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、前記制御手段は、前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性の直流成分を１段目が２段目よりも大きい２段階で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階で出力するとともに、前記交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように制御する画像形成装置において、前記１段目の出力は、第一の期間の出力である第一の出力と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力であって前記第一の出力と異なる第二の出力と、を含み、前記転写部材のバイアスクリーニングを実施する際の、前記第一の期間に前記第一の出力を出力する第一制御信号と、前記第二の期間に前記第二の出力を出力する第二制御信号と、を別個に制御するように構成され、前記第一制御信号の前記第一の出力で立ち上げをした後に、前記第一の出力よりも小さい前記第二制御信号の前記第二の出力に切替えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、電源コストの増大を極力抑制し、電源の費用対効果を最大限に生かしてバイアスクリーニングにおけるクリーニング性を向上させるとともに、生産性の低下を極力抑制することができる。

画像転写と同極性の直流成分を２段階（の出力目標値）で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階で出力する構成においては、直流成分の立ち上げ時に大きなバイアスを出力して素早く立ち上げることで、バイアスクリーニングにおけるクリーニング性向上の効果を得られ、かつ、用紙先端部での転写性向上にも効果があり、しかも、画像転写時の生産性の低下を抑制できる。

また、画像転写と同極性の直流成分の出力（出力目標値）が、画像転写と逆極性の直流成分の出力（出力目標値）よりも大きい構成においては、大きなバイアス出力によって画像転写性とバイアスクリーニングにおけるクリーニング性の双方に効果が得られしかも、画像転写時の生産性の低下を抑制できる。

本発明にかかる画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図。 図１のプリンタにおける黒用の画像形成ユニットの概略構成を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 二次転写用の電源と電圧供給の更に別の形態を示す拡大図。 図１に示したプリンタの制御系の一部を示すブロック図である。 ＡＣ電源を搭載していない比較例１におけるクリーニングバイアスの波形図である。 ＡＣ電源を搭載している比較例２におけるクリーニングバイアスの波形図である。 本発明の実施例１で印加されるクリーニングバイアスを示す波形図である。 本発明の実施例２で印加されるクリーニングバイアスを示す波形図である。 実施例１で用いた電源構成を示すブロック図である。 実施例２で用いた電源構成を示すブロック図である。 第２実施形態の第１実施例におけるクリーニングバイアスの出力制御を説明する波形図である。 第２実施形態の第２実施例におけるクリーニングバイアスの出力制御を説明する波形図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の概略構成を示す図である。

同図において、プリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、転写装置としての転写ユニット３０と、光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１と、制御手段となる制御部６０とを備えている。

４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｋトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｋを例に説明すると、このユニットは、図２に示すように、像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電装置６Ｋ、現像装置８Ｋ等を備えている。画像形成ユニット１Ｋは、これら構成要素が共通のケーシングに保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着可能とされていて、それら構成要素を同時に交換可能に構成されている。

感光体２Ｋは、ドラム状の基体の表面上に有機感光層が形成されたものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置６Ｋは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ７Ｋを感光体２Ｋに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ７Ｋと感光体２Ｋとの間に放電を発生させることで、感光体２Ｋの表面を一様帯電させる。本プリンタでは、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電させる。より詳しくは、約−６５０［Ｖ］に一様に帯電させる。本形態において、帯電バイアスには直流電圧（又は直流電流として管理しても良い）に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラ７Ｋは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体２Ｋに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる帯電方式を採用してもよい。

帯電装置６Ｋで一様帯電せしめられた感光体２Ｋの表面は、光書込ユニット８０から発せられるレーザー光によって光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。Ｋ用の静電潜像の電位は約−１００［Ｖ］である。このＫ用の静電潜像は、図示しないＫトナーを用いる現像装置８Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写体でありベルト状の像担持体たる中間転写ベルト３１上に一次転写される。

ドラムクリーニング装置３Ｋは、一次転写工程（後述する一次転写ニップ）を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４Ｋ、片持ち支持された状態で自由端を感光体２Ｋに当接させるクリーニングブレード５Ｋなどを有している。ドラムクリーニング装置３Ｋは、回転するクリーニングブラシローラ４Ｋで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き取り、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体２Ｋ表面から掻き落とす。なお、クリーニングブレードについては、その片持ち支持端側を自由端側よりもドラム回転方向下流側に向けるカウンタ方向で感光体２Ｋに当接させている。

上記除電装置は、ドラムクリーニング装置３Ｋによってクリーニングされた後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。この除電により、感光体２Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

現像装置８Ｋは、現像ロール９Ｋを内包する現像部１２Ｋと、図示しないＫ現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３Ｋとを有している。現像剤搬送部１３Ｋは、第１スクリュウ部材１０Ｋを収容する第１搬送室と、第２スクリュウ部材１１Ｋを収容する第２搬送室とを有している。これらスクリュウ部材は、それぞれ軸線方向の両端部が軸受けによってそれぞれ回転自在に支持される回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設した螺旋羽根とを具備している。

第１スクリュウ部材１０Ｋを収容している第１搬送室と、第２スクリュウ部材１１Ｋを収容している第２搬送室とは、仕切り壁によって仕切られているが、仕切壁におけるスクリュウ軸線方向の両端箇所に、それぞれ両搬送室を連通させる連通口が形成されている。第１スクリュウ部材１０Ｋは、螺旋羽根内に保持している図示しないＫ現像剤を、回転駆動に伴って回転方向に撹拌しながら、図中の紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。第１スクリュウ部材１０Ｋと、後述する現像ロール９Ｋとは互いに向かい合う姿勢で平行配設されているため、このときのＫ現像剤の搬送方向は、現像ロール９Ｋの回転軸線方向に沿った方向でもある。そして、第１スクリュウ部材１０Ｋは、現像ロール９Ｋの表面に対してＫ現像剤をその軸線方向に沿って供給していく。

第１スクリュウ部材１０Ｋの図中手前側端部付近まで搬送されたＫ現像剤は、仕切壁の図中手前側端部付近に設けられた連通開口を通って、第２搬送室内に進入した後、第２スクリュウ部材１１Ｋの螺旋羽根内に保持される。そして、第２スクリュウ部材１１Ｋの回転駆動に伴って、回転方向に撹拌されながら、図中手前側から奥側に向けて搬送されていく。

第２搬送室内において、ケーシングの下壁には図示しないトナー濃度センサが設けられており、第２搬送室内のＫ現像剤のＫトナー濃度を検知する。Ｋトナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。Ｋトナーと磁性キャリアとを含有する所謂二成分のＫ現像剤の透磁率は、Ｋトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、Ｋトナー濃度を検知していることになる。

このプリンタには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置の第２収容室内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーをそれぞれ個別に補給するための図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給手段が設けられている。そして、プリンタの制御部６０は、そのＲＡＭに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー濃度検知センサからの出力電圧値の目標値であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆを記憶している。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー濃度検知センサからの各出力電圧値と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆとの差がそれぞれ所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給手段を駆動する。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置のる第２搬送室内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナーが補給される。

現像部１２Ｋ内に収容されている現像ロール９Ｋは、第１スクリュウ部材１０Ｋに対向しているとともに、ケーシングに設けられた開口を通じて、感光体２Ｋにも対向している。また、現像ロール９Ｋは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。現像ロール９Ｋは、第１スクリュウ部材１０Ｋから供給されるＫ現像剤をマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に担持しながら、スリーブの回転に伴って、感光体２Ｋに対向する現像領域に搬送する。

現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体２Ｋの静電潜像よりも大きく、且つ感光体２Ｋの一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体２Ｋの静電潜像との間には、現像スリーブ上のＫトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｋの地肌部との間には、現像スリーブ上のＫトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のＫトナーが感光体２Ｋの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をＫトナー像に現像する。

先に示した図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいても、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋと同様にして、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ上にＹ，Ｍ，Ｃのトナー像がそれぞれ形成される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオード等の光源から発したレーザー光により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体２Ｙの一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。なお、光書込ユニット８０は、光源から発したレーザー光Ｌを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光しながら、複数の光学レンズやミラーを介して各感光体に照射するものである。光書込ユニット８０としては、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発したＬＥＤ光によって感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に光書込を行うものを採用してもよい。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体たる中間転写ベルト３１の他に、駆動ローラ３２、斥力ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、４つの一次転写部材となる一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ、転写部材としての二次転写ローラ３６、ベルトクリーニング装置３７などを備えている。

無端の中間転写ベルト３１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３２、斥力ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋによって張架されている。そして、本形態では図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ３２の回転力により、図１において反時計回り方向に無端移動せしめられる。

一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、無端移動せしめられる中間転写ベルト３１をそれぞれ感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋには、図示しない一次転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各トナー像と、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴ってＹ用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に移動して一次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上のＭ，Ｃ，Ｋのトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト３１上には４色重ね合わせのトナー像が形成される。

一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備する弾性ローラで構成されている。一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの軸心に対し、それぞれの軸心を、約２．５［ｍｍ］ずつベルト移動方向下流側にずらした位置を占めるように配設されている。本プリンタでは、このような一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに対して、一次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを一次転写部材として採用してもよい。

転写ユニット３０の二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されており、ループ内側の斥力ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面と、二次転写ローラ３６とが当接する二次転写ニップＮが形成されている。図１、図２に示す例では、二次転写ローラ３６は接地されているのに対し、斥力ローラ３３は、二次転写バイアスの電源３９によって電圧としての二次転写バイアスが印加される。これにより、斥力ローラ３３と二次転写ローラ３６との間に、マイナス極性のトナーを斥力ローラ３３側から二次転写ローラ３６側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。

転写ユニット３０の下方には、記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット１００が配設されている。給紙カセット１００は、紙束の一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ１００ａを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。レジストローラ対１０１は、給紙カセット１００から送り出された記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止する。そして、挟み込んだ記録紙Ｐを二次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開し、記録紙Ｐを二次転写ニップＮに向けて送り出す。二次転写ニップＮで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト３１上の４色重ね合わせトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括二次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、二次転写ニップＮを通過すると、二次転写ローラ３６や中間転写ベルト３１から曲率分離する。

斥力ローラ３３は、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。二次転写ローラ３６も、芯金と、これの表面に被覆された導電性のＮＢＲ系ゴム層とを具備するものである。

二次転写ニップＮ内に挟み込んだ記録材Ｐに対して中間転写ベルト３１上のトナー像を転写するために電圧（以下「二次転写バイアス」と記す）を出力する電源３９は、直流電源と交流電源とを有しており、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスを出力する構成とされている。本形態では、図１に示すように、二次転写バイアスを斥力ローラ３３に印加しつつ、二次転写ローラ３６を接地している。

二次転写バイアスの供給形態としては、図１の形態に限定されるものではなく、図３に示すように電源３９からの重畳バイアスを二次転写ローラ３６に印加しつつ、斥力ローラ３３を接地してもよい。この場合、直流電圧の極性を異ならせる。すなわち、図１に示すように、マイナス極性のトナーを用い且つ二次転写ローラ３６を接地した条件で、斥力ローラ３３に重畳バイアスを印加する場合には、直流電圧としてトナーと同じマイナス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーと同じマイナス極性にする。

これに対し、図３に示す形態のように、斥力ローラ３３を接地し、且つ重畳バイアスを二次転写ローラ３６に印加する場合には、直流電圧としてトナーとは逆のプラス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーとは逆のプラス極性にする。

二次転写バイアスとなる重畳バイアスの供給形態としては、斥力ローラ３３や二次転写ローラ３６の何れか一方に印加するのではなく、図４、図５に示すように、電源３９から直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、電源３９から交流電圧を他方のローラに印加するようにしてもよい。

二次転写バイアスの供給形態としては、上記の形態だけでなく、図６、図７に示すように、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを一方にローラに切替えて供給可能としても良い。図６に示す形態では、斥力ローラ３３に電源３９から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給し、図７に示す形態では、二次転写ローラ３６に電源３９から「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を切替えて供給可能としている。

二次転写バイアスの供給形態としては、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」とを切替える場合、図８、図９に示すように、「直流電圧＋交流電圧」を何れか一方のローラに供給可能とし、「直流電圧」を他方のローラに供給可能として、適宜電圧供給を切替えるようにしてもよい。図８に示す形態では、斥力ローラ３３に「直流電圧＋交流電圧」を供給可能とし、二次転写ローラ３６に直流電圧を供給可能としている。図９に示す形態では、斥力ローラ３３に「直流電圧」を、二次転写ローラ３６に「直流電圧＋交流電圧」をそれぞれ供給可能としている。

このように二次転写ニップＮに対する二次転写バイアスの供給形態としては様々あるが、この場合の電源としては、電源３９のように「直流電圧＋交流電圧」を供給できるものや、「直流電圧」と「交流電圧」とを個別に供給できるもの、「直流電圧＋交流電圧」と「直流電圧」を１つの電源で切替えて供給できるものなど、その供給形態に対応させて適宜選択して用いればよい。二次転写バイアス用の電源３９は、直流電圧だけからなるものを出力する第一のモードと、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたもの（重畳電圧）を出力する第二のモードとに切替え可能な構成としている。また、図１、図３〜図５の形態では、交流電圧の出力をオン／オフすることでモード切替えが可能となる。図６〜図９に示す形態では、リレーなどからなる切替え手段を用いて使用する２つの電源とし、これら２つの電源を選択的に切替えることでモード切替えを行えるようにすれば良い。

たとえば、記録紙Ｐとして、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いずに、普通紙のような表面凹凸の小さなものを用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、第一のモードにして、二次転写バイアスとして、直流電圧だけからなるものを印加する。また、ザラ紙のような表面凹凸の大きなものを用いるときには、第２のモードにして、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力する。すなわち、使用する記録紙Ｐの種類（記録紙Ｐの表面凹凸の大きさ）に応じて、二次転写バイアスを第一のモードと第二モードで切り替え可能としてもよい。

二次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト３１のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ３４は、ベルトクリーニング装置３７によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップするものである。

二次転写ニップＮよりも記録紙搬送方向下流側となる図１中右側方には、定着装置９０が配設されている。定着装置９０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ９１と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ９２とによって定着ニップを形成している。定着装置９０内に送り込まれた記録紙Ｐは、未定着トナー像の担持面を定着ローラ９１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化されて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置９０内から排出された記録紙Ｐは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

本プリンタでは、標準モード、高画質モード、高速モードが制御部６０に設定されている。標準モードにおけるプロセス線速（感光体や中間転写ベルトの線速）は、約２８０［ｍｍ／ｓ］と設定されている。但し、プリント速度よりも高画質化を優先する高画質モードにおけるプロセス線速は、標準モードよりも遅い値に設定されている。また、画質よりもプリント速度を優先する高速モードにおけるプロセス線速は、標準モードよりも速い値に設定されている。標準モード、高画質モード、高速モードの切り替えは、プリンタに設けられた操作パネル５０（図１０参照）に対するユーザーのキー操作、あるいはプリンタに接続されているパーソナルコンピュータ側でのプリンタプロパティメニューによって行われる。

本プリンタにおいて、モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニット３０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃを支持している図示しない揺動自在な支持板を移動せしめて、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃを、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃから遠ざける。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃから引き離して、中間転写ベルト３１をＫ用の感光体２Ｋだけに当接させる。この状態で、４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのうち、Ｋ用の画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体２Ｋ上に形成する。

本プリンタにおいて、二次転写バイアスの直流成分は、電圧の時間平均値（Ｖａｖｅ）、すなわち、直流成分の電圧たる時間平均電圧値（時間平均値）Ｖａｖｅと同じ値である。電圧の時間平均値Ｖａｖｅとは、電圧波形の１周期にわたる積分値を、１周期の長さで割った値である。

二次転写バイアスを斥力ローラ３３に印加し、且つ二次転写ローラ３６を接地した本プリンタでは、二次転写バイアスの極性がトナーと同じマイナス極性になっているときには、二次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーを斥力ローラ３３側から二次転写ローラ３６側に静電的に押し出す。これにより、中間転写ベルト３１上のトナーを記録紙Ｐ上に転移させる。一方、重畳バイアスの極性がトナーとは逆のプラス極性になっているときには、二次転写ニップＮ内において、マイナス極性のトナーを二次転写ローラ３６側から斥力ローラ３３側に向けて静電的に引き寄せる。これにより、記録紙Ｐに転移させたトナーを中間転写ベルト３１側に再び引き寄せる。

図１０は、プリンタの制御系の一部を示すブロック図である。同図において、転写バイアス出力手段の一部を構成する制御部６０は、演算手段たるＣＰＵ６０ａ（Central Processing Unit），不揮発性メモリたるＲＡＭ６０ｃ（Random Access Memory），一時記憶手段たるＲＯＭ６０ｂ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ６０ｄ等を有している。プリンタ全体の制御を司る制御部６０には、様々な構成機器やセンサ類が通信可能に電気的に接続されているが、図１０においては、本プリンタの特徴的な構成に関連する構成機器だけを示している。

一次転写電源８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、一次転写ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋに印加するための一次転写バイアスを出力するものである。二次転写用の電源３９は、二次転写ニップＮに供給する二次転写バイアスを出力するものである。図１の形態では、斥力ローラ３３に印加するための二次転写バイアスを出力する。この電源３９は、制御部６０とともに転写バイアス出力手段を構成している。オペレーションパネル５０は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成されていて、タッチパネルの画面に画像表示可能であり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受付け、入力情報を制御部６０に送信する機能を備えている。オペレーションパネル５０は、制御部６０から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。

ところで、記録紙Ｐとして、和紙のような表面凹凸に富んだものを用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなる。その対策としては、転写バイアスとして交流電圧に対して直流電圧を重畳した重畳バイアスを印加するのが有効である。しかし、重畳バイアスを印加可能な電源構成の場合、直流成分の立ち上がりが遅くなってしまう。直流成分（直流バイアス）の立ち上がりが遅くなると、転写部材をバイアスクリーニングする場合におけるクリーニング性が低下してしまう。直流成分の立ち上げを速くすることは可能であるが電源のコストは増大する。また、バイアス全体の印加時間を長くする方策の場合は生産低が低下してしまう。

そこで、本発明は、電源の費用対効果を最大限に生かしてバイアスクリーニングにおけるクリーニング性を向上させるとともに、生産性の低下を極力抑制するように構成したものである。

より詳しくは、本発明では、転写部材のバイアスクリーニングを行なうにあたり、転写部材に画像転写と同極性の直流成分と画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加する。そして、第１実施形態では、画像転写と同極性の直流成分を１段目が２段目よりも大きい２段階の出力目標値で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階の出力目標値で出力するとともに、交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように電源を制御する、ことを特徴としている。

バイアスクリーニングを行なう転写部材を図１の構成における二次転写ローラ３６とし、転写領域（図１の構成では二次転写部の斥力ローラ３３）にクリーニングバイアスとしてＤＣバイアスを印加する場合を例に挙げて説明する。

＜実施例１＞
斥力ローラ３３に転写と同極性の直流電圧を二次転写ローラ０．９周分印加した後に、転写と逆極性の直流電圧を１．８周分印加し、このサイクルを所定回数だけ繰り返し実施する。

なお、本実施形態における二次転写ローラ３６の直径は約２４．８［ｍｍ］である。また、印加する直流電圧は、転写と同極性の電圧を−７５［μＡ］、転写と逆極性の電圧を＋５００［Ｖ］に設定している。

印加する電圧については、この限りではなく、バイアスクリーニングを実施するタイミング、動作線速、環境によって変更しても良い。
印加電圧の極性切り替えの繰り返しを行う回数（上記所定回数）は、印刷前に４回、印刷後に１回、ジャム後の復帰動作時には１２回としているが、この限りではなく、動作線速、環境によって変更しても良い。

＜実施例２＞
実施例１の印加時間と同じとし、後述するように１段目の制御信号を２つに分けることで、アンダーシュートの発生を防止するようにしている。

上記実施例１および実施例２では、転写と逆極性の直流電圧を１．８周分印加することで、転写と逆極性の直流電圧が立ち上がってから（クリーニングに必要な電圧に立ち上がってから）少なくとも転写ローラの１周分以上が確保されており、クリーニングが確実に行われる。

また、転写部材（二次転写ローラ）のバイアスクリーニングにあたり、極性の切り換えを行うことで、正規帯電のトナーをクリーニングするだけでなく、逆帯電トナーも（転写と同極性を印加することで）クリーニングするようにしている。
なお、二次転写ローラのバイアスクリーニングは、二次転写ローラを中間転写体（中間転写ベルト）に当接させた状態で行う。

転写部材のバイアスクリーニングを実施するタイミングとしては、次のようなタイミングで実施することが可能である。なお、いずれのタイミングも非画像形成時である。また、各タイミングでのバイアスクリーニングを組み合わせて（重複して）行なうこともできる。
１）：印刷動作開始後の、最初の用紙が二次転写部へ突入する前のタイミング
２）：印刷動作終了前の、最後の用紙が二次転写部を通過した後のタイミング
３）：印刷動作とは異なるタイミング
４）：印刷動作開始後の、紙間のタイミング

なお、上記３）の“印刷動作とは異なるタイミング”としては、次のａ），ｂ）２つのタイミングが考えられる。
ａ）給紙部から排紙部へ搬送される途中で用紙のジャムが発生→ジャムした用紙を取り除く→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝ジャムリカバリ動作時）。
ｂ）装置に大きな衝撃が加わったり停電が発生して装置が異常終了→装置の電源をオン→復帰動作でクリーニングするときのタイミング（＝装置異常終了からのリカバリ動作時）。

また、上記３）の“印刷動作とは異なるタイミング”でクリーニングバイアスを印加する場合、転写と逆極性側（実施形態では「＋」側）の値を上記１），２），４）の場合よりも大きくする（上記１），２），４）での転写と逆極性側の値よりも大きくする）ことで、転写部材にトナー等の汚れが多く付着する可能性があるが、確実にクリーニングできる効果が得られる。具体的な値の例としては、１），２），４）での転写と逆極性側の値：５００Ｖに対して、上記３）では転写と逆極性側の値：１０００Ｖである。

また、上記３）の“印刷動作とは異なるタイミング”でクリーニングバイアスを印加する場合、転写と逆極性⇔同極性の往復サイクルの回数を多くすることで、転写部材にトナー等の汚れが多く付着する可能性があるが、確実にクリーニングできる効果が得られる。具体的な値の例としては、１），２），４）での往復サイクルの回数：４回に対し、上記３）では往復サイクルの回数：１２回である。

次に、上記各実施例と比較例を比べながら説明する。
図１１は、ＡＣ電源を搭載していない画像形成装置でのクリーニングバイアス印加方式である比較例１におけるクリーニングバイアス及び制御信号の波形図である。図の上段が斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形、下２つが制御信号（転写と同極側、転写と逆極側)である。この比較例１では、交流成分を印加しない電源構成であるため、直流成分の立ち上がりが早く、かなりの急角度で立ち上がっている。なお、転写と同極性の印加時間と転写と逆極性の印加時間は同じである。直流成分の立ち上がりが早いため、クリーニングに必要な電圧が印加される時間は得られている。

図１２は、ＡＣ電源を搭載している（交流成分を印加可能な電源構成である）が、比較例１と同じバイアス印加方式（転写と同極性の印加時間と転写と逆極性の印加時間が同じ）を実施した場合である比較例２におけるクリーニングバイアス及び制御信号の波形図である。図の上段が斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形、下２つが制御信号（転写と同極側、転写と逆極側)である。この比較例２では、交流成分を印加可能な電源構成であるため、直流成分の立ち上がりが遅く、クリーニングに必要な電圧が印加される時間が充分に得られず、転写紙に裏汚れが発生してしまう。

図１３は、上記実施例１で印加されるバイアスを示すクリーニングバイアス及び制御信号の波形図である。図の上段が斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形、下２つが転写と同極性の制御信号（ＰＷＭ T2(-)）および転写と逆極性の制御信号(ＰＷＭ T2(+))である。本実施形態では、転写と同極側での立ち上げ時に２段階での立ち上げを行なっている。２段階で立ち上げるために、制御信号（ＰＷＭ T2(-)）は、まず初めに大きな出力目標値（電流又は電圧）で立ち上げ始め、その後クリーニングに適した出力目標値（電流又は電圧）に下げている。これにより、転写と同極性側で立ち上がりが早くなり、クリーニング効果が大きくなる。

なお、実施形態ではトナー帯電極性（正規帯電）を「−」とし、斥力ローラ３３にトナー帯電極性と同じ「−」極性の転写バイアスを印加して画像転写を行なう構成である（図１の二次転写部における直流バイアス印加の場合）。したがって、図１の二次転写部におけるバイアスクリーニングにおいては、斥力ローラ３３にトナー帯電極性（正規帯電）とは逆の「＋」極性のバイアスを印加した場合に、転写部材（ここでは二次転写ローラ３６）に付着していたトナーを中間転写ベルト３１側に移動させる作用が生じる。

実施例１では、転写と逆極性（図の「＋」側）の印加時間が長いために、クリーニングに必要な電圧が印加される時間を十分に確保して確実なクリーニングを行なうとともに、転写と同極性側（図の「−」側）で立ち上がりが早くなることで逆帯電トナー等に対するクリーニング性も向上する。

図１４は、上記実施例２で印加されるバイアスを示す波形図である。実施例１と同様に転写と同極側での立ち上げ時に２段階での立ち上げを行なっているが、実施例１との違いは、１段目の出力目標値を２つの制御信号に分けている点である。すなわち、１段目の立ち上げ用バイアスはまず出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂによって出力し、つづいて出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａによって出力する。初めの制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂの出力目標値を実施例１における１段目の制御信号（ＰＷＭ T2(-)）よりも大きな出力目標値で立ち上げを開始することで、実施例１よりも立ち上がりを早くしている。そして、次の制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａの出力目標値を制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂよりも小さくする（Ａ＜Ｂ）ことで、１段目から２段目への切り替え時における（大きな出力目標値から小さな出力目標値に切り替える際の）アンダーシュート（図に仮想線で示す）の発生を防止している。第２実施例では、転写と同極性側（図の「−」側）でさらに立ち上がりを早くしつつ、アンダーシュートの発生を防止できる。

なお、制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂの出力目標値は、立ち上げ１段目における第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値であり、制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａの出力目標値は、立ち上げ１段目における第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値である。つまり、立ち上げ１段目の出力目標値は、第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値と、を含むものである。

実施例１で用いた電源構成を図１５に、実施例２で用いた電源構成を図１６に示す。
図１５の構成では、ＤＣ高圧電源７１とＡＣ高圧電源７２を備えており、ＤＣバイアス及び重畳バイアス（ＡＣを重畳したＤＣバイアス）とを印加可能な構成である。クリーニングバイアスを印加する場合および転写バイアスとしてＤＣバイアスを印加する場合、ＤＣ高圧電源７１は、ＰＷＭ T2(+)の信号に基づいて、直流成分の高圧出力をする。転写バイアスとして重畳バイアスを印加する場合、ＤＣ高圧電源７１及びＡＣ高圧電源７２は、ＰＷＭ T2(-)の信号とＰＷＭ T2(AC)の信号に基づいて、所定のＡＣ重畳の高圧出力をする。上記２つの高圧出力は、定電流定電圧切替制御信号で定電圧出力と定電流出力を切り換られる構成となっており、Ｉ／Ｏ制御部７０からの制御信号で切替、斥力ローラ３３から二次転写ローラ３６を通じてＧＮＤに電流が流れる。

図１６の構成が図１５で説明したものと異なる点は、２つのＰＷＭ T2(-)の信号線を備えることである。Ｉ／Ｏ制御部７０は、出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂ用の信号線を介して実施例２の１段目前半の立ち上げ用制御信号ＰＷＭ T2(-)ＢをＤＣ高圧電源７１へ出力する。また、Ｉ／Ｏ制御部７０は、出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａ用の信号線を介して実施例２の１段目後半の立ち上げ用制御信号ＰＷＭ T2(-)ＡをＤＣ高圧電源７１へ出力する。

実施例１のように立ち上げの１段目と２段目を単一の出力制御信号により制御する場合、信号の出力目標値（デューティー比）の最大値（デューティー比１００％）は大きなバイアスである１段目に対応させる必要があるため、２段目の出力目標値は、狭い範囲で調整する必要がある。この場合、出力目標値を設定するために桁数の大きな数値を装置の記憶領域に記憶しておく必要があり、記憶領域の容量が必要になる。

実施例２では転写と同極性側で出力目標値を２つの制御信号に分けて制御することにより、出力目標値に生じる誤差を低減でき、また制御部の記憶領域の容量を節約でき、大きな立ち上げ用バイアスを斥力ローラに出力しつつアンダーシュートの発生を防止することができる。

なお、図１６では出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂ用の信号線と出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａ用の信号線を別のものとして説明したが、Ｉ／Ｏ制御部７０が出力する出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂと出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａとを別々に分ければよく、信号線は共通のものを用いてもよい。

ところで、先に、直流成分の立ち上げを速くするには電源のコストが増大する、と記したが、より詳しくは、画像転写と同極性側で立ち上げを速くするためのコストと、画像転写と逆極性側で立ち上げを速くするためのコストは、それぞれ別個にコストが発生する。したがって、両方の側で立ち上げを速くしようとすると、それだけ電源コストの増大幅が大きくなってしまう。

その点、第１実施形態では、一方側（画像転写と同極性側）で立ち上げを速くするような構成のため、電源コストの増大を極力抑制した構成となっている。そして、その構成により、直流成分の立ち上げ時に大きなバイアスを出力して（大きな出力目標値でバイアスを出力して）素早く立ち上げることで、バイアスクリーニングにおけるクリーニング性向上の効果を得られる。また、直流成分の画像転写と同極性側で立ち上げを早くできることは画像転写時においても用紙先端部（画像先端部）での転写性向上につながる。

さらに、バイアスクリーニングにおいては、画像転写と逆極性側のバイアス印加時間を従来よりも長くすることで、バイアス全体の印加時間の増大を抑制しつつクリーニングに必要な電圧が印加される時間を十分に確保して確実なクリーニングを行なうことができる。バイアス印加時間を長くするには（バイアス全体の印加時間を長くしてクリーニング性を向上させるようにした場合は）電源のコストはかからないものの、頻度が高い画像転写時の生産性を低下させてしまう。しかし、第１実施形態では、バイアスクリーニング時の画像転写と逆極性側の印加時間を長くしているので、バイアスクリーニングは画像転写に比べて頻度が少ないため、画像転写と逆極性側の印加時間を長くすることによる生産性への影響は少ない。

以上より、本第１実施形態においては、電源コストの増大を極力抑制し、電源の費用対効果を最大限に生かしてバイアスクリーニングにおけるクリーニング性を向上させるとともに、生産性の低下を極力抑制することができるものである。

次の表１は、二次転写ローラのバイアスクリーニングの効果確認実験の結果を示すものである。なお、表中の裏汚れ状態における、「×」は裏汚れ発生、「○」は裏汚れは発生しているが軽微で問題無いレベル、「◎」は裏汚れなし、である。

効果確認実験では、二次転写部材である二次転写ローラ３６を予めトナーで汚した状態としておき（１色トナーのベタ画像を、用紙が無い状態で二次転写ローラ３６に強制的に転写させておき）、クリーニングバイアスを印加してのバイアスクリーニング動作実行後に印刷を行って、用紙の裏汚れを確認した。

表１に示すように、各実施例のクリーニングバイアス印加方式とすることで、交流成分を印加可能なＡＣ電源を搭載した構成であっても、二次転写部材である二次転写ローラ３６のクリーニングが確実に行われていることが分かる。

効果確認実験でのバイアス印加手段となる電源は、図１５及び図１６に示す構成のものを使用した。
また、試験環境は温度２３℃、湿度５０％である。試験用紙は株式会社リコー製のフルカラーＰＰＣ用紙Ｔ６０００＜７０Ｗ＞（フルカラーコピー用の上質紙）である。評価結果を示す印は上記のごとくである。

次に、転写部材のバイアスクリーニングを行なうにあたり、転写部材に画像転写と同極性の直流成分と画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加するものにおいて、上記交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間を長くし、かつ、画像転写と同極性の直流成分の出力目標値が、画像転写と逆極性の直流成分の出力目標値よりも大きい、ことを特徴とする第２実施形態について説明する。

なお、以下に説明する第２実施形態では、図１５及び図１６で説明した構成の電源を用いており、第１実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態と異なるクリーニングバイアスの出力制御を中心に説明する。

図１７は、第２実施形態の第１実施例におけるクリーニングバイアスの出力制御を説明する波形図である。第１実施例では図１５の電源構成を用いている。
図１７の上段が斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形、下２つが転写と同極性の制御信号（ＰＷＭ T2(-)）および転写と逆極性の制御信号(ＰＷＭ T2(+))である。転写と同極側と逆極側で出力目標値（絶対値）の大小を比べると、転写と同極性の制御信号（ＰＷＭ T2(-)）の出力目標値｜Ｖｔ１｜が転写と逆極性の制御信号(ＰＷＭ T2(+))の出力目標値｜Ｖｔ２｜よりも大きくなっている（｜Ｖｔ１｜＞｜Ｖｔ２｜）。それにより、実際に出力されるクリーニングバイアスにおいて、転写と同極性のバイアス出力Ｖ１が転写と逆極性のバイアス出力Ｖ２よりも大きくなっている（｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜）。

第１実施例で印加するクリーニングバイアスの特徴をまとめると、画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長い、出力目標値｜Ｖｔ１｜が｜Ｖｔ２｜よりも大きい（実際のバイアス出力も画像転写と同極性の出力｜Ｖ１｜が｜Ｖ２｜よりも大きい）、ことである。このような出力制御により、バイアスクリーニング時に大きな出力を得られることでクリーニング性が向上するとともに、画像転写時における転写性の向上にも効果がある。そして、電源のコストとしては、一方側（画像転写と同極側）だけで大きな出力を可能とする構成のため、電源コストの増大を極力抑制することができる。なお、画像転写と逆極性側の印加時間を長くすることによる生産性への影響が少ない点は、第１実施形態と同様である。

図１８は、第２実施形態の第２実施例におけるクリーニングバイアスの出力制御を説明する波形図である。図の上段が斥力ローラ３３に出力される電流または電圧の波形、最下段が転写と逆極性の制御信号(ＰＷＭ T2(+))、中央の２つが転写と同極性で用いている２つの制御信号（ＰＷＭ T2(-)ＢとＰＷＭ T2(-)Ａ）である。第２実施例では図１６の電源構成を用いている。

この第２実施例が第１実施例と異なる点は、画像転写と同極性側および逆極性側の双方で出力目標値（及びそれによる実際の出力）が複数段階になっていること、転写と同極性側で制御信号を２つ用いていること、である。

まず、画像転写と同極性側でＰＷＭ T2(-)ＢとＰＷＭ T2(-)Ａの２つの制御信号を用いて、より大きな出力目標値で立ち上げを開始することで、図１４の場合と同様、より素早い立ち上がりを得ることができる。なお、図１６では出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂ用の信号線と出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａ用の信号線を別のものとして説明したが、Ｉ／Ｏ制御部７０が出力する出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ｂと出力制御信号ＰＷＭ T2(-)Ａとを別々に分ければよく、信号線は共通のものを用いてもよい。

また、画像転写と逆極性側で出力目標値を２段階とし（前半部＞後半部）て出力を行ない、実際の出力においては立ち上がり後に若干出力が下がることにより、クリーニングバイアスが大きくなりすぎることを防いでいる。

上記第１実施例及び第２実施例で説明した第２実施形態のクリーニングバイアスの出力制御においては、電源の構成は一方側（画像転写と同極性側）で大きな出力を発生できる（大きな出力目標値での出力に対応する）ものであればよく、電源コストの増大を極力抑制した構成となっている。そして、その構成により、直流成分を素早く立ち上げることで、バイアスクリーニングにおけるクリーニング性向上の効果を得られる。また、直流成分の画像転写と同極性側で立ち上げを早くできることは画像転写時においても用紙先端部（画像先端部）での転写性向上につながる。

さらに、バイアスクリーニングにおいては、画像転写と逆極性側のバイアス印加時間を従来よりも長くすることで、バイアス全体の印加時間の増大を抑制しつつクリーニングに必要な電圧が印加される時間を十分に確保して確実なクリーニングを行なうことができる。第２実施形態でも、バイアスクリーニング時の画像転写と逆極性側の印加時間を長くしているので、バイアスクリーニングは画像転写に比べて頻度が少ないため、画像転写と逆極性側の印加時間を長くすることによる生産性への影響は少ない。

以上より、本第２実施形態においては、電源コストの増大を極力抑制し、電源の費用対効果を最大限に生かしてバイアスクリーニングにおけるクリーニング性を向上させるとともに、生産性の低下を極力抑制することができるものである。

ところで、転写ニップを構成する部材（図１のプリンタでは斥力ローラ３３及び二次転写ローラ３６）の電気抵抗は、使用環境等によって変化する。そのため、クリーニングバイアスにおける直流成分の立ち上げに必要となる時間も使用環境によって異なる。そこで、環境状態を検知する温度検知手段又は温湿度検知手段を画像形成装置に搭載し、その検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御する（変化させる）ように構成してもよい。

例えば図１のプリンタの場合、二次転写部と給紙部の間の位置に、環境条件検知手段としての温湿度センサ１１０を配置している。温湿度センサ１１０の出力は制御部６０に入力される。温湿度センサ１１０による検知結果に基づいて、上記直流成分の立ち上げ時間を制御することにより、より良好な画像品質を得ることができる。

低温の場合、転写ローラ及び転写の電気抵抗が上昇する（低湿の場合は紙の水分量が減少し、紙の電気抵抗が上昇する）ため、クリーニングに必要なバイアスが高くなる。そのため、立ち上がり時間を長くしないと必要な電圧まで立ち上がらない。

高温の場合、転写ローラ及び転写の電気抵抗が下降する（高湿の場合は紙の水分量が増加し、紙の電気抵抗が下降する）ため、クリーニングに必要なバイアスが低くなる。そのため、立ち上がり時間を短くしないと過剰な電圧が印加されてしまう。

次の表２に、直流成分立ち上げ時間の制御例を示す。
なお、ここ示す直流成分の立ち上げ時間は、画像転写と同極性側で複数段階の出力目標値でバイアスを出力する際の「１段目」の時間であり、図１３、図１４、図１８において「１段目」と表示されている部分のことである。

表３に示すように、常温常湿環境（一例として２３℃、５０％）での立ち上げ時間２４ミリ秒に対して、ＬＬ環境（一例として１０℃、１５％）での立ち上げ時間は５０ミリ秒、高温高湿度環境（一例として２７℃、８０％）での立ち上げ時間は１０ミリ秒に制御する。なお、温度及び湿度の区分設定と、立ち上げ時間の設定例は一例であり、装置構成に応じて適宜な値に設定すればよいものである。

また、転写ニップを構成する部材（図１のプリンタでは斥力ローラ３３及び二次転写ローラ３６）の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を画像形成装置に搭載し、その抵抗検知手段の検知結果に基づいて上記直流成分の立ち上げ時間を制御する（変化させる）ようにしても良い。ここで制御する立ち上げ時間は、上記環境条件に応じた制御と同様、画像転写と同極性側で複数段階の出力目標値でバイアスを出力する際の「１段目」の時間であり、図１３、図１４、図１８において「１段目」と表示されている部分である。

例えば、図１のプリンタの場合、斥力ローラ３３の電気抵抗を検知する抵抗検知手段１２０を設けている。抵抗検知手段１２０の出力は制御部６０に入力される。抵抗検知手段１２０は、具体的には電流計あるいは電圧計である。なお、抵抗検知手段は電源３９の内部に設けてもよい。

抵抗検知手段１２０が高い抵抗を検知した場合、クリーニングに必要なバイアスが高くなる。そのため立ち上がり時間を長くしないと必要な電圧まで立ち上がらない。
抵抗検知手段１２０が低い抵抗を検知した場合、クリーニングに必要なバイアスが低くなる。そのため立ち上がり時間を短くしないと過剰な電圧が印加されてしまう。

抵抗検知手段１２０の検知結果に基づく制御は、環境条件検知手段１１０による制御と同様に、抵抗検知手段の検知結果を高抵抗、中抵抗、高抵抗の３つに区分し、それぞれに対応する立ち上げ時間を設定すればよい。抵抗検知手段としては周知なものを採用可能である。また、抵抗値の区分や立ち上げ時間は装置構成に応じて適宜設定すればよい。さらに、環境による制御と抵抗による制御を合わせて行なってもよい。

なお、本発明では転写部材のバイアスクリーニングを行なうにあたり、転写部材に画像転写と同極性の直流成分と画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加するものであって、交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように制御することを規定している。したがって、ここで述べたような環境条件、転写部の抵抗値、あるいは環境条件と転写部の抵抗値に応じて上記立ち上げ時間（１段目）を制御する場合であっても、あくまで、「交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなる」という条件を満たす範囲で上記「１段目」を出力する時間を調整するものとする。

最後に、上記説明した図示の実施形態は、感光体（像担持体）上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式のものであるが、本発明はこれに限らず直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。

直接転写方式の画像形成装置においては、感光体（像担持体）上に形成したトナー像を直接用紙（記録媒体）に転写するものであるが、一般的な構成では、用紙は、感光体に対向して配置された転写ローラや転写搬送ベルトなどの転写部材によって画像が転写されるとともに、その転写ローラや転写搬送ベルトなどによって後段の定着装置へと送られる。このような構成に本発明を適用する場合、転写部材にクリーニングバイアスを印加して転写部材上のトナー等を感光体に転移させ、その転移させたトナー等を、感光体が備えているクリーニング手段によってクリーニングすればよい。なお、転写部材に印加するクリーニングバイアスの極性は、直接転写方式の画像形成装置において設定されているトナー帯電極性に対応するように設定すればよいものである。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は中間転写方式に限らず直接転写方式の装置にも適用できるものである。また、転写部の構成は適宜な構成を採用可能であり、対向部材側をベルトで構成しても良い。また、重畳バイアスを出力可能な電源は周知であり、適宜な構成の電源を使用可能である。

画像形成装置各部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 画像形成ユニット
３０ 転写ユニット
３１ 中間転写ベルト（像担持体）
３３ 斥力ローラ
３６ 二次転写ローラ（転写部材）
３９ 電源
６０ 制御手段
７０ Ｉ／Ｏ制御部
７１ ＤＣ高圧電源
７２ ＡＣ高圧電源
１０１ レジストローラ対
１１０ 温湿度センサ（環境条件検知手段）
１２０ 抵抗検知手段
Ｐ 記録材
Ｎ 転写ニップ

特開２００６−２６７４８６号公報 特開２０１１−１５８７８５号公報

Claims (12)

1. トナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
   前記電源を制御する制御手段と、を備え、
   前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスを転写領域に印加することにより、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写し、
   非画像形成時に、前記電源より転写領域に、画像転写と同極性の直流成分および画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、
   前記制御手段は、前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性の直流成分を１段目が２段目よりも大きい２段階の出力目標値で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階の出力目標値で出力するとともに、前記交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように制御する画像形成装置において、
   前記１段目の出力目標値は、第一の期間の出力目標値である第一の出力目標値と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力目標値であって前記第一の出力目標値と異なる第二の出力目標値と、を含み、
   前記転写部材のバイアスクリーニングを実施する際の、前記第一の期間に前記第一の出力目標値を出力する第一制御信号と、前記第二の期間に前記第二の出力目標値を出力する第二制御信号と、を別個に制御するように構成され、
   前記第一制御信号の前記第一の出力目標値で立ち上げをした後に、前記第一の出力目標値よりも小さい前記第二制御信号の前記第二の出力目標値に切替えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部材のバイアスクリーニングを、印刷動作開始後の、最初の用紙が前記転写ニップへ突入する前のタイミングで行なうことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写部材のバイアスクリーニングを、印刷動作終了前の、最後の用紙が前記転写ニップを通過した後のタイミングで行なうことを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写部材のバイアスクリーニングを、印刷動作とは異なるタイミングで行なうことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記印刷動作とは異なるタイミングが、ジャム発生後の復帰動作時のタイミング、または、装置異常終了からの復帰動作時のタイミングであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記転写部材のバイアスクリーニングを、印刷動作開始後の、紙間のタイミングで行なうことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性の直流成分および画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加するサイクルを複数サイクル実施することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、前記制御手段は、該環境条件検知手段の検知結果に基づいて、前記電源が前記１段目の出力目標値で画像転写と同極性の直流成分を出力する時間を制御することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記環境条件検知手段によって検知された温度または湿度が低いほど、前記電源が前記１段目の出力目標値で画像転写と同極性の直流成分を出力する時間を長くすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記転写ニップを構成する部材の電気抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、前記制御手段は、前記抵抗検知手段の検知結果に基づいて、前記電源が前記１段目の出力目標値で画像転写と同極性の直流成分を出力する時間を制御することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記抵抗検知手段によって検知された前記転写ニップを構成する部材の電気抵抗が高いほど、前記電源が前記１段目の出力目標値で画像転写と同極性の直流成分を出力する時間を長くすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. トナー像が担持される像担持体と、
    前記像担持体に接触して回転し、前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
    直流成分に交流成分を重畳した重畳バイアスを出力可能な電源と、
    前記電源を制御する制御手段と、を備え、
    前記電源が出力する前記重畳バイアスまたは前記直流成分のみからなる直流バイアスを転写領域に印加することにより、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写し、
    非画像形成時に、前記電源より転写領域に、画像転写と同極性の直流成分および画像転写と逆極性の直流成分を交互に印加して前記転写部材のバイアスクリーニングを行なうものであって、
    前記制御手段は、前記バイアスクリーニング時に、画像転写と同極性の直流成分を１段目が２段目よりも大きい２段階で出力し、画像転写と逆極性の直流成分を１段階で出力するとともに、前記交互印加における画像転写と同極性の直流成分印加時間よりも画像転写と逆極性の直流成分印加時間が長くなるように制御する画像形成装置において、
    前記１段目の出力は、第一の期間の出力である第一の出力と、第一の期間よりも後の第二の期間の出力であって前記第一の出力と異なる第二の出力と、を含み、
    前記転写部材のバイアスクリーニングを実施する際の、前記第一の期間に前記第一の出力を出力する第一制御信号と、前記第二の期間に前記第二の出力を出力する第二制御信号と、を別個に制御するように構成され、
    前記第一制御信号の前記第一の出力で立ち上げをした後に、前記第一の出力よりも小さい前記第二制御信号の前記第二の出力に切替えることを特徴とする画像形成装置。

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