(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、回転可能な中間転写体と、一次転写部で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写する一次転写手段と、二次転写部で前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、一次転写手段に印加する電圧を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
所定の厚さ未満の厚さの転写材が前記二次転写部を通過する場合、前記制御手段は、前記一次転写手段に第１の電圧を印加し、
前記所定の厚さ以上の厚さの転写材が前記二次転写部を通過する場合、前記制御手段は、前記第１の電圧と同極性で絶対値が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を、前記一次転写手段に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電圧は、画像形成前に前記一次転写手段に電圧を印加した際に発生する電圧値または電流値を検知した結果に基づいて決定され、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写する際に前記一次転写手段に印加される電圧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３】
前記第１の電圧は、画像形成前に雰囲気の温度および／または湿度を検知した結果に基づいて決定され、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写する際に前記一次転写手段に印加される電圧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４】
転写材の厚さを検知する厚さ検知手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体および前記一次転写手段の対を複数有し、前記第２の電圧は、前記複数の一次転写手段の少なくとも一つに印加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の電圧は、前記複数の一次転写手段のうち、対応する前記像担持体から前記中間転写体にトナー像が一次転写されていない一次転写手段に印加することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の像担持体のうちの特定の像担持体にのみトナー像が形成される単色画像形成モードにおいて転写材の厚さが前記所定の厚さ以上である場合は、
前記複数の像担持体の全てが前記中間転写体に接触し、前記複数の像担持体のうち前記特定の像担持体以外の像担持体と対をなす前記複数の一次転写手段のうち少なくとも一つに前記第２の電圧が印加されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第２の電圧は、少なくとも、転写材が前記二次転写部に突入する所定時間前の第１のタイミングから、転写材が前記二次転写部に突入した後の第２のタイミングまでの一定時間印加することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項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、転写材上に中間転写方式で画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置として、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナー像を形成するための複数の画像形成部を並置したタンデム型の画像形成装置がある。
【０００３】
また、タンデム型の画像形成装置には、複数の画像形成部がそれぞれ有する感光体から中間転写体に各色のトナー像を順次一次転写し、その後、中間転写体に形成された多重トナー像を紙などの転写材に二次転写する中間転写方式の画像形成装置がある。
【０００４】
中間転写方式の画像形成装置では、感光体の表面、中間転写体の表面がそれぞれ一定の速度で動いていることが重要である。感光体の表面の移動速度が一定に維持されていたとしても、中間転写体の表面の移動速度に変動がある場合には、一次転写部で感光体と中間転写体との間に速度差が生じることから、画像の伸び縮み、濃淡が生じ、画像ムラになることがある。
【０００５】
ある程度の長さの時間周期で増減する速度変動は、制御技術などで補正することができるが、突発的に発生する変動の補正は困難である。中間転写体としての中間転写ベルトにおいて突発的に速度変動が生じる要因としては、厚紙に画像形成する際に生じる中間転写ベルトの回転負荷の変動がある。厚紙が二次転写部に進入する際に、厚紙の先端をニップ内に入り込ませるために、中間転写ベルトを駆動するローラの負荷が増加し、速度が一時的に遅くなる。それが中間転写ベルトの全体の速度変動となり、同時に一次転写部で転写が行われている場合に、一次転写後の中間転写ベルト上の画像にムラが生じる。
【０００６】
二次転写部を厚紙が通過する際に生じる負荷変動、速度変動を低減するためには、中間転写ベルトを張架するローラの少なくとも１本に対して、回転負荷を与えておくという手法がある。中間転写ベルトを張架するローラに予め回転負荷を与えておくことにより、厚紙の通過時に限らず、負荷変動の影響を少なくすることができる。
【０００７】
特許文献１では、厚紙が二次転写部に突入する前に、ローラ対で中間転写ベルトを狭持させて、中間転写ベルトの搬送に対する負荷を与え、厚紙が二次転写部を通過することに起因した負荷変動を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１３９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、従来、中間転写ベルトを挟持して回転負荷を与えるための特別の部材を配置した画像形成装置が提案されているが、このような装置では次のような課題がある。
【００１０】
すなわち、中間転写体を挟持して回転負荷を与えるための部材やその当接離間機構を設けることにより、コストが上昇や他部品の配置が制限されるなど課題がある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、中間転写体に回転負荷を与えるための特別の部材を設けることなく、中間転写体の負荷変動による画像品質の低下を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、回転可能な中間転写体と、一次転写部で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を一次転写する一次転写手段と、二次転写部で前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写する二次転写手段と、一次転写手段に印加する電圧を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、所定の厚さ未満の厚さの転写材が前記二次転写部を通過する場合、前記制御手段は、前記一次転写手段に第１の電圧を印加し、前記所定の厚さ以上の厚さの転写材が前記二次転写部を通過する場合、前記制御手段は、前記第１の電圧と同極性で絶対値が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を、前記一次転写手段に印加することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中間転写体に回転負荷を与えるための特別の部材を設けることなく、中間転写体の負荷変動による画像品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】基本的なＡＴＶＣ制御に関するタイミングチャート図である。
【図３】基本的なＡＴＶＣ制御のシステムブロック図である。
【図４】基本的なＡＴＶＣ制御を示すフローチャート図である。
【図５】本発明に従う一次転写電圧制御のシステムブロック図である。
【図６】本発明に従う一次転写電圧制御のフローチャート図である。
【図７】本発明に従う一次転写電圧制御の一例のタイミングチャート図である。
【図８】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略断面図である。
【図９】本発明に従う一次転写電圧制御の他の例のタイミングチャート図である。
【図１０】本発明に従う一次転写電圧制御の他の例のタイミングチャート図である。
【図１１】本発明に従う一次転写電圧制御の他の例のタイミングチャート図である。
【図１２】ブラック単色モードで普通紙に画像形成する場合の中間転写ベルトの状態を説明するための画像形成装置の該略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
実施例１
１．画像形成装置の全体構成および動作
まず、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の全体構成および動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式によりフルカラー画像を形成することのできる中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンタである。
【００１７】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成するためのものである。なお、本実施例では、各画像形成部の構成および動作は共通する部分が多い。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に関して設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００１８】
画像形成部Ｓは、像担持体としての円筒状の電子写真感光体（感光体）、すなわち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、その回転軸線を中心に回転可能に支持されている。感光ドラム１は、駆動手段としてのモータなどの駆動源（図示せず）によって、図中矢印Ｒ１方向に一定速度で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配設されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナ）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５である。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ６である。
【００１９】
また、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１に対向するように、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト７が配設されている。中間転写ベルト７は、ベルト駆動ローラ７１を含む複数のローラ７１、７２、７３、７４に張架されて、ベルト駆動ローラ７１に駆動力が伝達されることで、図中矢印Ｒ２の方向に一定速度で回転駆動される。ベルト駆動ローラ７１は、駆動手段としてのモータなどの駆動源により回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側において、各感光ドラム１と対向する位置に、上記一次転写ローラ５が配置されている。各一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して各感光ドラム１に向けて押圧され、各感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触領域である一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。また、中間転写ベルト７の外周面側において、ベルト駆動ローラ７１の対向位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ８が設けられている。二次転写ローラ８は中間転写ベルト７を介してベルト駆動ローラ７１に向けて押圧され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８との接触領域である二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。
【００２０】
例えばフルカラー画像の形成時には、画像形成動作が開始すると、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面は、各帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって一様に所定の極性（本実施例では負極性）に帯電される。このとき、各帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋには、帯電電圧印加手段としての帯電電源（図示せず）により所定の極性（本実施例では負極性）の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。その後、各露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが、各色の画像情報に応じた光Ｌにより各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面をそれぞれ走査露光する。これにより、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に、各色の画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像剤としてのトナーが供給されることで、トナー像として現像される。各現像装置４は、一様に帯電処理された各感光ドラム１の表面における露光によって電荷が減衰させられた露光部に、各感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させることで現像を行う。各現像装置４は、現像剤担持体としての現像スリーブ４１を有しており、現像時に各現像スリーブ４１には、現像電圧印加手段としての現像電源（図示せず）により現像電圧（現像バイアス）が印加される。これにより各感光ドラム１と各現像スリーブ４１との間に形成される電界の作用で、各感光ドラム１上に書き込まれた静電潜像はトナー像として現像される。
【００２１】
各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、中間転写ベルト７の経路上に、中間転写ベルト７に接触するようにして並んでいる。各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成されたトナー像は、各一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋにおいて、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの作用により、順番に位置を合わせるようにして中間転写ベルト７上に転写（一次転写）される。このとき、各一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、一次転写電圧印加手段としての一次転写電源５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋによりトナーの正規の帯電極性とは逆極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。
【００２２】
中間転写ベルト７に転写されずに各感光ドラム１の表面上に残ったトナーは、各ドラムクリーナ６において、各クリーニングブレード６１によって除去され、各廃トナー収容部６２に収容される。
【００２３】
中間転写ベルト７上のトナー像は、二次転写部Ｎ２に搬送される。この際、二次転写部Ｎ２には、給紙カセット９から給紙ローラ１０によって送り出されて、レジストローラ１１で先端位置を調整されて給紙された、紙などの転写材Ｐが搬送されてきている。そして、中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写ローラ８の作用により、転写材Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源８１によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
【００２４】
その後、転写材Ｐの搬送方向において中間転写ベルト７の下流側に位置する定着手段としての定着装置１２によって、転写材Ｐに転写されたトナー像はその転写材Ｐに溶融固着される。そして、トナー像が定着された転写材Ｐは、画像形成装置１００の外部に配置されたトレイ１３に排出される。
【００２５】
転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト７の表面上に残ったトナーは、中間転写ベルト７の表面に圧接するように配置されたクリーニングブレード７５によって除去され、図示しない廃トナー収容部に収容される。
【００２６】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、転写材Ｐがレジストローラ１１に達する手前に、転写材Ｐの厚さを検知する厚さ検知手段として、転写材Ｐの厚さが所定の厚さ以上であるか否かを検知する厚紙検知センサ１４が設けられている。なお、本明細書では、便宜上、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐのことを単に「厚紙」ともいうが、転写材Ｐは紙に何ら限定されるものではない。本実施例では、厚紙検知センサ１１は、発光部と受光部とを有し、発光部から転写材Ｐに光を照射した際の反射光が受光部の受光素子（位置検出素子）に結像する位置の違いから転写材Ｐの厚さを検知する測距センサとして構成されている。この厚紙検知センサ１４は、その検知位置に搬送されてきた転写材Ｐが、所定の厚さ以上の転写材Ｐであることを検知（以下「厚紙を検知」ともいう。）すると、その旨を示す信号を、後述する一次転写電圧決定手段２１（図５）に入力する。なお、厚さ検知手段は、本実施例の厚紙検知センサ１４に限定されるものではなく、利用可能な任意のものを用いることができる。例えば、転写材Ｐの厚さに応じて転写材Ｐに接触することで作動位置から退避位置に移動する部材を設け、所定の厚さ以上の転写材Ｐが該部材に接触して移動した場合に所定の信号を発するようにすることができる。
【００２７】
２．ＡＴＶＣ制御による基本的な一次転写電圧の制御方法
本実施例では、以上のようなシステム構成において、一次転写電圧の制御に中間転写ベルト７および一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの環境変動、電気抵抗ムラなどを補正し、安定して最適な電圧を印加する制御を行う。本実施例では、この制御には、ＡＴＶＣ制御法（Active Transfer Voltage Control）を採用する。
【００２８】
ＡＴＶＣ制御法とは、次のような制御方法をいう。すなわち、画像形成前の前回転（画像形成前に感光ドラム、中間転写ベルトなどを回転させることを含む準備動作）などにおいける感光ドラム１上の非画像部に対向している一次転写ローラ５に、予め設定された値で定電流制御された電圧を印加する。このときの発生電圧値の変動により、一次転写ローラ５などの電気抵抗の変動を検知する。そして、画像形成時には、上記発生電圧値を演算処理した結果で定電圧制御を行う。
【００２９】
図２は、ＡＴＶＣ制御法による基本的な一次転写電圧の制御における電圧印加シーケンスを示す。図２は、ＡＴＶＣ制御中における、帯電電圧、感光ドラム１の駆動、一次転写電圧の制御を時系列で示したものである。なお、図２において点線で示した直線は、感光ドラム１上の同一ポジションである。一次転写ローラ５は、感光ドラム１の表面の移動方向において帯電ローラ２よりも下流に配置しているため、帯電電圧を印加する時間よりも遅れて一次転写電圧を印加している。
【００３０】
図３は、ＡＴＶＣ制御の基本的なシステムブロック図である。一次転写電圧決定手段２１は、後述の「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づき、画像形成時に一次転写ローラ５に印加する一次転写電圧の値を決定する手段である。また、電圧制御手段２０は、各一次転写電源５１に内蔵された、各一次転写ローラ５に印加する電圧の出力を制御する手段であり、一次転写電圧決定手段２１の決定した電圧値に基づき、後述の「ＡＴＶＣ制御２」を行う。また、制御部３０は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御回路である。なお、図３では電圧制御手段２０は一つのブロックとして示されているが、本実施例では各一次転写電源５１にそれぞれ設けられている。また、一次転写電圧決定手段２１の機能は制御部３０に統合されていてもよい。
【００３１】
図４は、ＡＴＶＣ制御による基本的な一次転写電圧の制御フローを示す。
【００３２】
まず、制御部３０は、画像形成前の前回転動作が開始されると（Ｓ１）、電圧制御手段２０により、各感光ドラム１上の非画像部に対向している各一次転写ローラ５に、各一次転写電源５１から予め設定された値で定電流制御された電圧を印加させる（Ｓ２）。電圧制御手段２０は、電圧検知手段（電圧検出回路）を内蔵しており、このときの発生電圧値を検知する（Ｓ３）。この発生電圧値は、各一次転写ローラ５などの電気抵抗値に応じて変動する。上記Ｓ１〜Ｓ３までの制御を「ＡＴＶＣ制御１」と称する。
【００３３】
電圧制御手段２０は、上記発生電圧値の検知結果を一次転写電圧決定手段２１に送る（Ｓ４）。一次転写電圧決定手段２１は、電圧制御手段２０から送られた発生電圧値を演算処理した結果に基づいて、画像形成時に各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧制御で印加する一次転写電圧の値である定電圧値Ａを決定する（Ｓ５）。そして、画像形成時には、電圧制御手段２０は、一次転写電圧決定手段２１から送られた定電圧値Ａの情報に基づいて、各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧値Ａで一次転写電圧を印加するように制御する（Ｓ６）。上記Ｓ４〜Ｓ６までの制御を「ＡＴＶＣ制御２」と称する。
【００３４】
以上が、基本的なＡＴＶＣ制御についての説明である。
【００３５】
３．本実施例における一次転写電圧の制御方法
本実施例の目的の一つは、中間転写ベルト７を挟持するなどして中間転写ベルト７に回転負荷を与えるための特別の部材やその当接離間機構を設けることなく、中間転写ベルト７の負荷変動による画像品質の低下を抑制することである。
【００３６】
図５は、本実施例における一次転写電圧の制御のシステムブロック図である。図５において、図３に示すシステムブロック図と同様の機能を果たすものには同一の番号を付している。本実施例では、一次転写電圧決定手段２１は、「ＡＴＶＣ制御１」の結果と、厚紙検知センサ１４の検知結果との両方に応じて、画像形成時に各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧制御で印加する一次転写電圧の値である定電圧値Ｂを決定する。
【００３７】
図６は、本実施例における一次転写電圧の制御フローを示す。図６において、図４に示すフローチャートにおける同じ処理には同一の番号を付している。
【００３８】
まず、制御部３０は、画像形成前の前回転動作が開始されると（Ｓ１）、電圧制御手段２０により、各感光ドラム１上の非画像部に対向している各一次転写ローラ５に、各一次転写電源５１から予め設定された値で定電流制御された電圧を印加させる（Ｓ２）。電圧制御手段２０は、電圧検知手段（電圧検出回路）を内蔵しており、このときの発生電圧値を検知する（Ｓ３）。この発生電圧値は、各一次転写ローラ５などの電気抵抗値に応じて変動する。上記Ｓ１〜Ｓ３までの制御が「ＡＴＶＣ制御１」である。
【００３９】
電圧制御手段２０は、上記発生電圧値の検知結果を一次転写電圧決定手段２１に送る（Ｓ４）。一次転写電圧決定手段２１は、電圧制御部２０から送られた発生電圧値を演算処理した結果に基づいて、画像形成時に各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧制御で印加する一次転写電圧の値である定電圧値Ａ（第１の電圧）を決定する（Ｓ５）。
【００４０】
次に、一次転写電圧決定手段２１は、厚紙検知センサ１４から厚紙を検知した旨を示す信号が入力されているか否かを判断する（Ｓ７）。
【００４１】
そして、Ｓ７において一次転写電圧決定手段２１が、厚紙検知センサ１４が厚紙を検知しなかったと判断した場合、画像形成時に、電圧制御手段２０は、次のような制御を行う。すなわち、一次転写電圧決定手段２１から送られた定電圧値Ａの情報に基づいて、各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧値Ａで一次転写電圧を印加するように制御する（Ｓ６）。
【００４２】
一方、Ｓ７において一次転写電圧決定手段２１が、厚紙検知センサ１４が厚紙を検知したと判断した場合、一次転写電圧決定手段２１は、「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定した定電圧値Ａとは異なる定電圧値Ｂ（第２の電圧）を決定する（Ｓ８）。そして、画像形成時には、電圧制御手段２０は、一次転写電圧決定手段２１から送られた定電圧値Ｂの情報に基づいて、各一次転写電源５１から各一次転写ローラ５に定電圧値Ｂで一次転写電圧を印加するように制御する（Ｓ９）。なお、定電圧値Ｂの絶対値は、定電圧値Ａの絶対値よりも大きな値である。また、定電圧値Ｂと定電圧値Ａの極性は同極性であり、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）である。
【００４３】
図７は、本実施例の一次転写電圧の制御における電圧印加シーケンスを示す。図７に示すように、本実施例では、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合に印加する一次転写電圧を、「ＡＴＶＣ制御１」で決定された定電圧値Ａよりも絶対値が２００Ｖ大きい定電圧値Ｂとしている。
【００４４】
４．効果
次に、本実施例における一次転写電圧の制御によって得られる効果について説明する。
【００４５】
室温２３℃、湿度５０％の環境下において転写材Ｐ上に、ブラックトナーによる画像（印字率５０％）を印刷した場合の、中間転写ベルト７の速度変動に起因する画像ムラについて目視で評価した。ここでは、転写材ＰとしてＡ４サイズ普通紙（製品名：ＣＳ−８１４  ８１．４ｇ／ｍ2  キヤノン株式会社製）を用いた場合と、Ａ４サイズ厚紙（製品名：カラーレーザーコピアペーパー  １５７ｇ／ｍ2  キヤノン株式会社製）を用いた場合のそれぞれについて画像ムラを評価した。また、同時に、転写材Ｐを厚紙とした場合に、画像ムラ以外のその他の画質についても目視で評価した。表１は、これらの評価を一次転写電圧を変化させて行った結果を示す。ここでは、画像形成部Ｓごとに、一次転写中に二次転写部Ｎ２に転写材Ｐを通過させ、その一次転写したトナー像を転写材Ｐに転写した後に、上記評価を行った。
【００４６】
【表１】
0005627403.tif 000002
【００４７】
本実験では、「ＡＴＶＣ制御１」による定電圧値Ａは、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫで全て８００Ｖに設定した。
【００４８】
本実施例の効果を示すための比較対照としての比較例では、全ての画像形成部Ｓにおいて、画像形成中（より詳細には一次転写中）に、転写材Ｐの種類に拘わらず、一次転写電圧として定電圧値Ａである８００Ｖを印加した。
【００４９】
なお、本実験において、定電圧値Ａを８００Ｖに設定した理由は、当該設定によれば転写材Ｐとして坪量が１２０ｇ／ｍ2以下の普通紙を用いた場合に、画像ムラ以外のその他の画質が良好であるためである。例えば、一次転写部Ｎ１での放電によって発生する放電跡のない良好な画像が得られる。また、普通紙では、一次転写電圧として８００Ｖを印加した場合には、画像ムラが発生しない。一方、転写材Ｐとして坪量が１２０ｇ／ｍ2以上の厚紙を用いた場合は、画像ムラ以外のその他の画質については良好であるものの、画像ムラが発生した。
【００５０】
比較例では、二次転写部Ｎ２に厚紙が進入する際にベルト駆動ローラ７１の負荷が増加し、速度が一時的に遅くなる。それが中間転写ベルト７の全体の速度変動となり、同時に一次転写部Ｎ１で転写が行われている場合に、一次転写後の中間転写ベルト７上の画像ムラが生じる。一方、比較例では、「ＡＴＶＣ制御１」によって決定された定電圧値Ａを印加しており、一次転写部Ｎ１において放電が発生しにくいために、画像ムラ以外のその他の画質が良好であったものと考えられる。
【００５１】
一方、本実施例では、厚紙を検知した場合には、全ての画像形成部Ｓで、画像形成中（より詳細には一次転写中）の全ての時間において、一次転写電圧として、「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定された定電圧値Ａよりも２００Ｖ高い１０００Ｖを印加した。これにより、本実施例では、転写材Ｐとして厚紙を用いた場合であっても、画像ムラが改善されることが確認された。また、その他の画質については、許容範囲内のレベルであった。
【００５２】
このように、本実施例では、厚紙が二次転写部Ｎ２に突入する間、「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定された通常の一次転写電圧（定電圧値Ａ）よりも所定値分だけ大きな一次転写電圧（定電圧値Ｂ）を印加した。一次転写電圧を大きくすると、一次転写ローラ５と感光ドラム１との間で生じる静電的な吸着力が大きくなり、中間転写ベルト７の回転負荷が大きくなる。そのため、中間転写ベルト７の全体の速度変動が抑えられ、一次転写後の中間転写ベルト７上の画像ムラが改善される。
【００５３】
一方、「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定された定電圧値Ａから、印加する電圧を２００Ｖよりも大きくすると、一次転写部Ｎ１での電界が強くなるために、放電が発生し、中間転写ベルト７上のトナーに放電跡が残ることがある。この放電跡のあるトナーが転写材Ｐに転写されるため、画像ムラ以外のその他の画質に若干の劣化が生じたものと考えられる。
【００５４】
以上、本実施例によれば、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合には、「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定された通常の一次転写電圧（定電圧値Ａ）よりも所定値分大きい一次転写電圧（定電圧値Ｂ）を印加する。これによって、一次転写ローラ５と感光ドラム１との間で生じる静電的な吸着力を働かせて、中間転写ベルト７の回転負荷を大きくし、画像ムラを改善することができる。また、画像形成中に印加する一次転写電圧を「ＡＴＶＣ制御１」の結果に基づいて決定された定電圧値Ａよりも一定値（本実施例では２００Ｖ）を超えて大きくしないことで、放電による画質劣化などのその他の画質に与える影響を少なくすることができる。
【００５５】
したがって、本実施例によれば、中間転写ベルト７を挟持するなどして中間転写ベルト７に回転負荷を与えるための特別の部材やその当接離間機構を設けることなく、中間転写ベルト７の負荷変動による画像品質の低下を抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施例では、それぞれ異なる色のトナー像を形成するための複数の感光体を中間転写体の画像担持面の移動経路上に並べるタンデム方式の画像形成を例に説明したが、中間転写体を用いた他の方式であっても構わない。例えば、図８に示すような４パス方式の画像形成装置２００にも、本実施例の制御を適用することができる。図８の画像形成装置２００において、図１の画像形成装置１００のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付している。図８の画像形成装置２００は、支持体２０１上に各色の現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが配置されている。支持体２０１が回転することによって、感光ドラム１に対向させる現像装置４を切り替えることができる。感光ドラム１上に各色の画像情報に従って静電潜像を形成するごとに、対応する現像装置４によってこれを現像し、形成したトナー像をその都度中間転写ベルト７に重ね合わせて転写（一次転写）していく。こうして中間転写ベルト７に形成されたトナー像を、転写材Ｐに一括して転写（二次転写）する。このような画像形成装置２００においても、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合の一次転写電圧を決定する制御として、本実施例と同様の制御を適用することができ、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施例では、画像形成前に定電流制御された電圧を一次転写電源５１から一次転写ローラ５に印加した際に発生する電圧を検知することで、一次転写部Ｎ１における電気抵抗に係る情報を得て、それに応じて画像形成時の一次転写電圧の値を求めた。別法として、画像形成前に定電圧制御された電圧を一次転写電源５１から一次転写ローラ５に印加した際に流れる電流値を検知することで、一次転写部Ｎ１における電気抵抗に係る情報を得て、それに応じて画像形成時の一次転写電圧の値を求めてもよい。この場合、電圧制御手段２０には、定電圧制御された電圧を一次転写ローラ５に印加する際に発生する電流値を検出する電流検知手段（電流検知回路）を設ける。そして、一次転写電圧決定手段２１は、電圧制御手段２０から送られた電流値を演算処理した結果に基づいて、画像形成時に一次転写電源５１から一次転写ローラ５に印加する一次転写電圧の値である定電圧値Ａを求める。
【００５８】
また、本実施例ではＡＴＶＣ制御法によって定電圧値Ａを決定したが、ＡＴＶＣ制御法以外の方法であっても構わない。例えば、次のようにして定電圧値Ａを決定することができる。すなわち、画像形成装置１００に、温湿度検知手段（温湿度センサ）など、実際に画像形成装置１００内部および／または外部（内部、外部、またはその両方）の雰囲気の温度および／または湿度（温度、湿度、またはその両方）を検知する環境検知手段を設ける。例えば、この環境検知手段を用いて、温度と相対湿度、絶対水分量、或いは少なくとも湿度を検知する。概して、低温低湿度環境下では、一次転写部Ｎ１における電気抵抗は上昇し、所望の転写電流を得るために必要な転写電圧の絶対値はより大きくなる。また、概して高温高湿度環境下では、一次転写部Ｎ１における電気抵抗は低下し、所望の転写電流を得るために必要な転写電圧の絶対値はより小さくなる。そして、画像形成を開始する前に、その環境検知手段による温度および／または湿度の検知結果に基づいて、定電圧値Ａ、すなわち、転写材Ｐの厚さが所定の厚さ未満である場合の通常の一次転写電圧の値を決定する。このような定電圧値Ａの決定方法を採用する場合にも、転写材Ｐの厚さが所定の厚さ以上である場合の一次転写電圧の値をその定電圧値Ａとは異なる定電圧値Ｂとする本実施例と同様の制御を行うことができ、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施例では、厚紙検知センサ１４の結果に基づき、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合の一次転写電圧を、厚さが所定の厚さ未満の転写材Ｐに画像形成する場合の一次転写電圧よりも大きくした。しかし、画像形成に用いる転写材Ｐが、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐであるか否かを判断する方法は、本実施例のものに限られるものではない。例えば、使用者が、転写材Ｐの情報を入力した結果を用いても良い。この場合は、使用者が転写材Ｐは厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐであるとの情報を入力したら、電圧制御手段２０は画像形成時に一次転写電圧として定電圧値Ｂを印加するように制御することになる。すなわち、厚さ検知手段は、本実施例のように転写材Ｐの厚さを直接的に検知する手段に限定されるものではない。厚さ検知手段は、画像形成装置１００の操作部や画像形成装置１００に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される転写材Ｐの種類を指定する信号から、転写材Ｐの厚さを間接的に検知する手段であってもよい。この場合、厚さ検知手段は、転写材Ｐの種類を指定する信号と関係付けられて予め記憶している転写材Ｐの厚さに係る情報から、転写材Ｐが厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐであるか否かを検知することができる。
【００６０】
また、本実施例では、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合、全ての画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて、定電圧値Ｂを各一次転写ローラ５に印加した。ただし、これに限定されるものではなく、一次転写が終了した画像形成部Ｓから順次一次転写ローラ５への一次転写電圧の印加を停止するようになっているような場合、例えば次のようにしてもよい。すなわち、少なくとも一次転写を行っている少なくとも一つの画像形成部Ｓの一次転写ローラ５に、定電圧値Ｂを印加することができる。これによっても、その画像形成部Ｓで一次転写ローラ５に定電圧値Ａを印加する場合と比較して、中間転写ベルト７の回転負荷を大きくして、当該画像形成部により形成する画像の画像ムラを抑制することができる。このように、画像形成装置１００が、像担持体および一次転写手段の対を複数有している場合、低電圧Ｂ（第２の電圧）は、複数の一次転写手段の少なくとも一つに印加することができる。
【００６１】
また、本実施例では、定電圧値Ｂを、画像形成中（より詳細には一次転写中）の全ての時間において印加したが、これに限定されるものではない。定電圧値Ｂは、少なくとも、次の第１のタイミングから第２のタイミングまでの一定時間印加することができる。すなわち、第１のタイミングは、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入する所定時間前のタイミングである。また、第２のタイミングは、該転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入した後の所定時間経過後のタイミングである。これにより、該転写材Ｐの二次転写部Ｎ２への突入時の中間転写ベルト７の速度変動を抑制することができる。特に、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入する瞬間の前後にのみ定電圧値Ｂを印加する態様については、実施例２で説明する。
【００６２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は実施例１の画像形成装置と同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６３】
図９は、本実施例の一次転写電圧の制御における電圧印加シーケンスを示す。本実施例では、画像形成中（より詳細には一次転写中）の全ての時間において一次転写電圧を定電圧値Ａから定電圧値Ｂに大きくするのではない。本実施例では、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入する瞬間の前後の所定時間だけ、一次転写電圧を定電圧値Ａから定電圧値Ｂに大きくする。その時間以外の時間は、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｎ２を通過している間であっても、一次転写電圧として定電圧値Ａを印加する。これにより、一時的に一次転写電圧を大きくするので、放電による画質劣化が発生する箇所を最小限に抑えることができる。
【００６４】
以上、本実施例によれば、放電による画質劣化が発生する箇所を最小限に抑えながら、中間転写ベルト７の全体の速度変動を抑えることで、一次転写後の中間転写ベルト７上の画像ムラが抑えられる。
【００６５】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は実施例１の画像形成装置と同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６６】
図１０は、本実施例の一次転写電圧の制御における電圧印加シーケンスを示す。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのうち、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入する瞬間に非画像形成時となる画像形成部Ｓの一次転写ローラ５に電圧を印加する。このとき、その画像形成部Ｓの一次転写ローラ５には、一次転写電圧として先に算出された定電圧値Ａよりも大きい定電圧値Ｂを印加する。
【００６７】
すなわち、本実施例では、一次転写が終了した画像形成部Ｓから順次一次転写ローラ５への一次転写電圧の印加を停止するようになっている。そして、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合、転写材Ｐが二次転写部Ｎ２に突入する瞬間の前後の所定時間に既に一次転写を終了している少なくとも一つの画像形成部Ｓの一次転写ローラ５に、定電圧値Ｂを印加する。なお、この定電圧値Ｂは、前述の第１のタイミングから第２のタイミングまでの一定時間印加するようにすればよく、また一次転写が終了していない画像形成部Ｓにおける画像形成中（より詳細には一次転写中）の全ての時間で印加してもよい。
【００６８】
これにより、中間転写ベルト７の回転負荷を大きくして画像ムラの発生を抑えることができる。非画像形成時となる画像形成部Ｓにおいても、一次転写ローラ５に印加する電圧を大きくすると放電が発生すると考えられるが、画像形成していないので画質劣化になることはない。
【００６９】
以上、本実施例によれば、厚さが所定の厚さ未満である転写材Ｐに画像形成する場合には一次転写ローラ５への電圧の印加が停止している画像形成部Ｓの少なくとも一つにおいて、一次転写ローラ５に電圧を印加する。このとき、その画像形成部Ｓにおいて一次転写ローラ５に印加する電圧は、厚さが所定の厚さ未満の転写材Ｐに画像形成する場合に当該画像形成部Ｓにおいて印加する通常の一次転写電圧の値よりも大きい値とする。これにより、一次転写ローラ５に印加する電圧を大きくすることで放電による画質劣化を発生させることなく、中間転写ベルト７の全体の速度変動を抑えることができる。そのため、良好な画質を保ったまま、一次転写後の中間転写ベルト７上の画像ムラが抑えられる。
【００７０】
実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は実施例１の画像形成装置と同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７１】
図１１は、本実施例の一次転写電圧の制御における電圧印加シーケンスを示す。本実施例は、単色画像形成モード、特に、ブラックトナーのみを用いて白黒画像を形成するブラック単色モード時の一次転写電圧制御に関するものである。
【００７２】
つまり、本実施例の画像形成装置１００は、複数の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの全てを用いて画像を形成することのできる第１のモード（フルカラーモード）を有する。また、画像形成装置１００は、複数の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのうち特定の一つであるブラック用の第４の画像形成部ＳＫのみを用いて画像を形成することのできる第２のモード（ブラック単色モード）を有する。本実施例では、厚さが所定の厚さ以下の転写材Ｐに画像形成する場合には、ブラック単色モード時は、画像形成装置１００は図１２に示すような状態となる。すなわち、この場合、画像形成に用いない第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおいて感光ドラム１と中間転写ベルト７とを離間させ、画像形成に用いる第４の画像形成部ＳＫにおいてのみ感光ドラム１と中間転写ベルト７とを接触させる。本実施例では、中間転写ベルト７を支持する複数のローラのうちベルト駆動ローラ７１と共に中間転写ベルト７の画像転写面を形成するローラ７２が図中下方に移動する。また、このとき、第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃから離れる方向に移動する。これにより、図１２に示すように、第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおいて感光ドラム１と中間転写ベルト７とを離間させることができる。
【００７３】
画像形成に使用しない画像形成部Ｓにおいて感光ドラム１を中間転写ベルト７から離間させることで、感光ドラム１と中間転写ベルト７とを摺擦させる時間を短くすることができる。これにより、感光ドラム１の削れを極力抑えることができ、寿命を長くすることができる。
【００７４】
したがって、本実施例では、厚紙検知センサ１４が普通紙など厚さが所定の厚さ未満の転写材Ｐを検知した場合には、ブラック単色モード時に、第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおいて感光ドラム１と中間転写ベルト７とを離間させる。
【００７５】
一方、厚紙検知センサ１４が厚紙を検知した場合、すなわち、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐに画像形成する場合には、ブラック単色モード時にも、全ての画像形成部Ｓで感光ドラム１と中間転写ベルト７を当接させたままとしている。そして、厚さが所定の厚さ以上の転写材Ｐが二次転写部Ｐに突入する瞬間の前後の所定時間に、画像形成に用いない第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの少なくとも一つ（本実施例では全て）の一次転写ローラ５に電圧を印加する。このとき、その画像形成部Ｓの一次転写ローラ５には、一次転写電圧として先に算出された定電圧値Ａよりも大きい定電圧値Ｂを印加する。なお、この定電圧値Ｂは、前述の第１のタイミングから第２のタイミングまでの一定時間印加するようにすればよく、また第４の画像形成部ＳＫにおける画像形成中（より詳細には一次転写中）の全ての時間で印加してもよい。
【００７６】
このように、本実施例では、厚さが所定の厚さ未満である転写材Ｐに画像形成する場合にはブラック単色モードで一次転写ローラ５への電圧の印加が停止している画像形成部Ｓの少なくとも一つにおいて、一次転写ローラ５に電圧を印加する。このとき、その画像形成部Ｓにおいて一次転写ローラ５に印加する電圧は、厚さが所定の厚さ未満の転写材Ｐに当該画像形成部Ｓを用いて画像形成する場合に当該画像形成部Ｓにおいて印加する通常の一次転写電圧の値よりも大きな値とする。
【００７７】
これにより、中間転写ベルト７の回転負荷を大きくして画像ムラの発生を抑えることができる。画像形成に用いない第１〜第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおいても一次転写ローラ５に印加する電圧を大きくすると放電が発生すると考えられるが、画像形成していないので画質劣化になることはない。
【００７８】
以上、本実施例によれば、画像形成装置１００は、複数の像担持体のうちの一つである特定の像担持体にのみトナー像が形成される単色画像形成モードを有する。この単色画像形成モードでは、転写材の厚さが所定の厚さ以上である場合は複数の像担持体の全てが像担持体に接触する。一方、転写材の厚さが所定の厚さ未満である場合は複数の像担持体のうち上記特定の像担持体のみが中間転写体に接触する。そして、定電圧値Ｂ（第２の電圧）は、複数の像担持体のうち上記特定の像担持体以外の像担持体と対をなす複数の一次転写手段のうち少なくとも一つに印加する。これにより、一次転写ローラ５に印加する電圧を大きくすることで放電による画質劣化を発生させることなく、中間転写ベルト７の全体の速度変動を抑えることができる。そのため、良好な画質を保ったまま、一次転写後の中間転写ベルト７上の画像ムラが抑えられる。
【符号の説明】
【００７９】
１          感光ドラム
５          一次転写ローラ
７          中間転写ベルト
１４        厚紙検知センサ
２０        電圧制御手段
２１        一次転写電圧決定手段
【図１】
0005627403.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005627403.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005627403.tif 000009
【図８】
0005627403.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0005627403.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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