(57)【要約】【課題】転写部材の抵抗変動及び転写材の環境による抵抗変動等に影響を受けることなく良好な画像形成が可能となる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御手段２０により、像担持体１に接触可能で、電圧が印加されることで像担持体上の像を転写材Ｐに転写する転写部材９に印加する電圧を制御する。そして、この制御手段２０は、像担持体１に接触する転写部材９に、転写材Ｐの種類に応じた所定電流値を流す為に必要な基準電圧値を決定し、かつ転写材Ｐへの像の転写時において、基準電圧値に、転写材Ｐの種類に応じた加算電圧値を加えた転写電圧値を、転写部材９に印加する。【選択図】　　　図１
2004086166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触可能で、電圧が印加されることで前記像担持体上の像を転写材に転写する転写部材と、前記転写部材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、
前記制御手段は、前記像担持体に接触する前記転写部材に、転写材の種類に応じた所定電流値を流す為に必要な基準電圧値を決定し、前記転写材への像の転写時において、前記基準電圧値に、前記転写材の種類に応じた加算電圧値を加えた転写電圧値を、前記転写部材に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記基準電圧値に応じて前記加算電圧値を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、装置本体が置かれた環境条件に応じて前記加算電圧値を補正することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、装置本体が置かれた環境条件に応じて前記所定電流値を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記環境条件は、絶対水分量であることを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の移動速度は変更可能であり、
前記制御手段は、前記移動速度に応じて前記所定電流値を変更することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写材の一方の面に像を転写した後、もう一方の面に像を転写するモードを有し、
前記制御手段は、前記転写材の転写面に応じて、前記所定電流値を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記転写部材に複数の異なる電圧を印加した際に流れる電流を検知する電圧電流特性検知動作を行い、前記基準電圧値を決定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記転写部材に前記所定電流値を印加した際の電圧値を検知し、該電圧値を前記基準電圧値とすることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写部材は、イオン導電性を有する導電性部材であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写部材は、ローラ形状を有し、
測定体に対し、前記転写部材を当接回転させながら、前記転写部材に流れる電流を測定した際、周方向における最大電流をＩＭＡＸ、最小電流をＩＭＩＮとすると、前記転写部材は、
ＩＭＡＸ／ＩＭＩＮ≦１．５
の関係を満足することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体は、異なる像担持体からの像が転写される中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項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、電子写真方式或いは静電記録方式を採用する画像形成装置に関し、特に現像剤像を転写材に転写する際、転写材に印加される転写電圧の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式或いは静電記録方式を採用する画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成した後、像担持体上の現像剤像を転写材に転写するようにしている。そして、このように転写材上に現像剤像であるトナー像を転写する際、転写材の裏面に転写電圧を印加して転写材を帯電させるが、このように転写材を帯電させる手段としては、コロナ帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器、あるいはブレード帯電器等が用いられている。
【０００３】
しかしながら、コロナ帯電器では、帯電あるいは除電時に発生するオゾンの問題や、大きな電力を要するという問題があることから、最近ではオゾン発生量が少なく、小さな電力で帯電可能な、導電性を有する接触式の帯電器が用いられることが多い。
【０００４】
ここで、このような接触式の帯電器において使用される導電性の転写部材としては上記のようにローラ、ブラシ、あるいはブレードといった様々な形状が存在するが、均一な帯電あるいは除電、耐久性といった観点からローラ形状の導電部材が選択される場合が多い。
【０００５】
しかし、このようなローラ形状の転写部材は、一般的にカーボンブラックや、金属酸化物などの導電性を付与する導電フィラーを高分子エラストマー材料に分散させることによって中抵抗領域に抵抗調整されるが、製造上その分散均一性は十分でなく、周方向の抵抗ムラ（以下、周ムラという）が生じ、結果的に均一に帯電あるいは除電できないという問題があった。
【０００６】
そこで、この周ムラの対策として、例えば４級アンモニウム塩基を結合するポリマーやポリエチレン−エピクロルヒドリン共重合体等をセグメントとするブロック型のポリマーなどで代表されるようなイオン導電性ポリマーを分散してなる転写部材が採用されるケースが増えてきている。
【０００７】
しかし、このようなイオン導電性を有する転写部材にも以下の問題がある。
▲１▼環境（絶対水分量（空気１ｋｇ中に含まれる水の重量）による抵抗変動が大きい。
▲２▼同一極性の電流を連続的に印加させると抵抗上昇を招く。
▲３▼同環境内にあっても、本体内の温度上昇等によって抵抗低下を招き、環境（絶対水分量（空気１ｋｇ中に含まれる水の重量））や、被転写体である転写材によっては、抵抗低下にともなう転写不良が発生する。
【０００８】
次に、このような問題に対する対処方法等について説明する。
【０００９】
図１０は、ニトリルゴムとエチレン−エピクロルヒドリン共重合体とのブレンドにより形成されるイオン導電性ポリマーと、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）にカーボンブラックを分散した電子導電性ポリマーとの環境抵抗変動を示す図であり、同図に示すように、イオン導電性ポリマーの環境による抵抗値変動は、電子導電性ポリマーより大きい。しかしながら、この問題は環境（例えば、温度、湿度、あるいは絶対水分量）毎に設定値を設ける、いわゆる環境制御を付加することによって対策可能である。
【００１０】
また、第２の問題である、イオン導電性ローラの抵抗上昇については、両極のバイアスを所定間隔で印加することによって対処できる（特許文献１参照）。しかしながら、このような構成の場合には、耐久による抵抗上昇を抑える効果があるが、より寿命を延ばすには、限界がある。
【００１１】
また、第３の問題に対しては、ＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）を用いることによって対処できる（特許文献２参照）。即ち、画像形成装置の非印字工程中に転写ローラから感光ドラムに所望の定電流電圧を印加し、そのときの電圧値を保持することで転写ローラの抵抗を検知し、印字工程の転写時に転写電圧としてその抵抗値に応じた定電圧を転写ローラに印加することにより、対処できる。
【００１２】
また、他の印加転写電圧制御としては、ＰＴＶＣ制御（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）が挙げられる（特許文献３参照）。
【００１３】
ここで、このＰＴＶＣ制御は、ＡＴＶＣ制御が転写ローラの抵抗検知を定電流制御で行なうのに対し、転写ローラの抵抗検知を定電圧制御のみで行うものであり、そのため回路が簡素化され、検知精度も向上している。より詳しくは、転写ローラの抵抗検知時に定電圧を印加し、このときの感光ドラムに流れる出力電流値を検知し、この電流値と設定電流値の差から電圧値を変化させて所望の設定電流値を流すのを満足する電圧を決定するものである。
【００１４】
ところが、これら開示されている技術だけでは、転写ローラの抵抗値が通常の抵抗値より大きくずれた場合には、適正な転写バイアスを供給できないことがあった。
【００１５】
そこで、ＰＴＶＣ制御で求められた電圧を補正する制御が開示されている（特許文献４参照）。しかし、被転写体の種類、被転写体の絶対水分量に対する抵抗変動、さらには転写部材の絶対水分量に対する抵抗変動に関しての対応については開示されていない。
【００１６】
また、被転写体に対する対応については、被転写体が転写ニップに進入したときのインピーダンス検知から、転写電圧の設定電圧を求める技術が開示されている（特許文献５参照）。しかし、この技術では先端画像余白部での制御を必要とするため高速化に対しては難しくなる。
【００１７】
【特許文献１】
特開平７−４９６０４号公報
【特許文献２】
特開平２−１２３３８５号公報
【特許文献３】
特開平５−１８１３７３号公報
【特許文献４】
特開２０００−７５６９３号公報
【特許文献５】
特開２００１−１０９２８１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１は従来の画像形成装置のローラ形状を有する転写部材である転写ローラ９の抵抗によって生じる電流分布の模式図であり、転写ローラ９の抵抗が小さく、転写材Ｐの抵抗が大きい場合には、（ａ）に示すように転写材Ｐの裏面には十分に電荷が付与されず、また画像部（トナー部）Ｔのある転写材Ｐ裏面にも十分に電荷が付与されず、非画像部の転写材Ｐ裏面の方の電荷密度が大きくなる。なお、図１１中の１は、トナー像Ｔを担持する像担持体である。
【００１９】
したがって、画像形成しているトナー部Ｔの単位面積あたりの載り量が増えると、上層を形成するトナーは下層のトナーの斥力と非画像部の転写材裏面の電荷の引力によって飛び散る「爆発」画像が発生する。
【００２０】
しかしながら、転写ローラ９の抵抗が上昇すると、転写材Ｐやトナーのインピーダンスを含む転写部の系全体の中で転写ローラ９のインピーダンスが支配的になり、この結果、（ｂ）に示すように転写材Ｐの有無、画像（トナー）の有無に関係なく、均一に転写電荷が供給されるので、上記指摘したような「爆発」画像は発生しなくなる傾向にある。
【００２１】
一方、転写ローラ９の抵抗が高い場合には、特に低湿環境下（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）において、転写ニップ上流側での異常放電画像による白抜け画像が発生することがある。したがって、「爆発」画像と「白抜け」画像とのラチチュードを確保できる転写電圧設定にしなければならない。
【００２２】
また、転写材Ｐの抵抗は、画像形成装置が置かれた環境、特に絶対水分量によって変化し、また転写材Ｐの種類によっても上記現象は変動することがわかっており、従来例で説明した先行技術ではいずれも上記問題を解決するのには十分でない。
【００２３】
特に固定環境下で抵抗安定性に優れ、量産抵抗安定性にも優れる反面、環境抵抗安定性に劣るイオン導電性ポリマーを有する導電部材を転写ローラに採用する場合には、この転写ローラの環境による抵抗変動に対する対策が重要になることは、後述する図１０の環境による抵抗変動と、後述する図５に示した本体内の抵抗変動を表す図からも明らかである。
【００２４】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、転写部材の抵抗変動及び転写材の環境による抵抗変動等に影響を受けることなく良好な画像形成が可能となる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触可能で、電圧が印加されることで前記像担持体上の像を転写材に転写する転写部材と、前記転写部材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、前記制御手段は、前記像担持体に接触する前記転写部材に、転写材の種類に応じた所定電流値を流す為に必要な基準電圧値を決定し、前記転写材への像の転写時において、前記基準電圧値に、前記転写材の種類に応じた加算電圧値を加えた転写電圧値を、前記転写部材に印加することを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図であり、１は像担持体である感光ドラムである。ここで、この感光ドラム１は、矢印に示すように時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動されると共に、接触帯電部材である帯電手段２により周面が所定の極性、電位に帯電されるようになっている（一次帯電）。
【００２８】
３は、不図示のイメージスキャナ、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応してオン／オフ変調したレーザ光Ｌを出力して感光ドラム１上の帯電処理面を走査露光する画像露光手段としてのレーザビームスキャナであり、このレーザビームスキャナ３による走査露光により感光ドラム１上に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２９】
４は感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する現像装置であり、この現像装置４は現像スリーブ４ａから感光ドラム１上に現像剤（トナー）を供給することにより、静電潜像が現像されてトナー像として可視化される。５は転写材Ｐが収納された給紙カセット５であり、給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ６が駆動されると、給紙カセット５内の転写材Ｐが１枚ずつ給送されるようになっている。
【００３０】
なお、このように給紙ローラ６により給送された転写材Ｐは、この後、レジストローラ７に搬送された後、レジストローラ７により所定のタイミングで送り出される。これにより、この後、転写材Ｐは、紙パス８ａを通って感光ドラム１と転写ローラ９との当接ニップ部である転写部位Ｔ１に感光ドラム１上のトナー像の先端部が転写部位Ｔ１に到達するタイミングと同期するタイミングで導入される。
【００３１】
一方、転写部位Ｔ１に導入された転写材Ｐは転写部位Ｔ１を転写ローラ９と感光ドラム１とにより挟持搬送され、その時接触回転型の転写部材としての転写ローラ９には不図示の転写バイアス印加電源からトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、これにより転写部位Ｔ１にて感光ドラム１面上のトナー像が転写材Ｐに静電転写される。なお、本発明における転写バイアスの制御は、制御手段２０により行われる。また、この転写ローラ９及び転写バイアス制御については後述する。
【００３２】
そして、このように転写部位Ｔ１においてトナー像の転写を受けた転写材Ｐは、この後、感光ドラム１から分離搬送された後、紙パス８ｂを通って定着装置１１に搬送導入され、トナー像の加熱加圧定着工程を受ける。なお、転写分離後の感光ドラム１面はクリーニング装置１０で転写残トナーや紙粉等のクリーニングを受け繰り返し作像工程に供される。
【００３３】
次に、このようにトナー像が定着された後、１面にのみ画像が形成される場合には、転写材Ｐは紙パス８ｃを通って排紙ローラ１３により排紙部１４に排紙される。また、裏面（２面目）に画像が形成される場合は、フラップ１２の切り換えにより、転写材Ｐは紙パス８ｄ、反転パス８ｇ，８ｈ及び再搬送パス８ｉ，８ｋを通ってレジストローラ７に搬送され、この後、裏面（２面目）に画像が形成される。
【００３４】
ところで、本実施の形態において、転写ローラ９は、例えばニトリルゴムとエチレン−エピクロルヒドリン共重合体とのブレンドにより形成されたイオン導電性スポンジローラであり、この転写ローラ９は芯金９ｂと、この芯金９ｂの上に固着され、ＮＢＲゴムと界面活性剤等を反応させ、転写ローラの周方向における抵抗の最大値と最小値との比（周ムラ）が１．５以下、抵抗値が温度２３℃、湿度５０％で１×１０６〜１×１０９Ω（２ｋＶ印加）であるスポンジゴム層９ａとにより構成されている。
【００３５】
なお、この転写ローラ９の抵抗は図２に示す抵抗測定装置により測定した。即ち、回転駆動される外径３０ｍｍのアルミニウムドラム（測定体）１Ａ上に転写ローラ９を両端の芯金に、それぞれ４．９Ｎの荷重をかけ、当接圧９．８Ｎで押圧して従動回転させ、芯金９ｂとアース間にバイアス印加電源Ｅより２．０ｋＶを印加し、アルミニウムドラム１Ａに流れる電流を電流計Ａで測定することで抵抗を算出した。また上記測定において、転写ローラ９を１回転以上させた時の電流値をサンプリングし、このサンプリング値の平均値からローラ抵抗を算出した。
【００３６】
ここで、このサンプリング電流値の最大値と最小値をＩＭＡＸ、ＩＭＩＮとすると、本実施の形態においては、従来例同様、ＩＭＡＸ／ＩＭＩＮ≦１．５となる転写ローラ９、即ち回転方向でその抵抗ムラ（周ムラ）が１．５以下である転写ローラ９を使用している。
【００３７】
次に、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｐに転写する際、このような転写ローラ９に対して印加する転写バイアスを決定する制御について説明する。
【００３８】
なお、ユーザーがコピーボタンを押したり、あるいはプリンター動作を開始してから、実際に画像形成動作を行うまでの感光ドラム１の空回転を前回転と呼ぶと、転写ローラ９にとってはユーザーがコピーボタンを押したりしてから、転写材Ｐと感光ドラム１上に形成されたトナー像が転写部位Ｔ１に到達するまで、言い換えれば転写材Ｐが感光ドラム１と転写ローラ９との間に介在しない状態の空回転が前回転ということになる。
【００３９】
まず、制御手段は、この前回転時に電圧を多段階で切り替えて、言い換えれば複数の異なる電圧を順次印加し、各々の電圧に対する電流を不図示の電流検知手段により検知する。本実施の形態では、図３に示すように３段階（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）に電圧を切り替え、印加電圧と電流検知手段により検知される電流値との関係である電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を導き出す。なお、測定ポイント以外は線形補完した。また、本実施の形態ではＶ３＜Ｖ２＜Ｖ１とした。
【００４０】
次に、第１電圧Ｖ１を転写ローラ１周分印加し、そのときの電流値を検知し、平均化処理された値をＩ１とする。同様に第２電圧Ｖ２に対する電流値Ｉ２、第３電圧Ｖ３に対する電流値Ｉ３を求める。図４は、このときのＶ−Ｉ特性を示す図である。
【００４１】
ここで、転写材Ｐの種類ごとに必要な転写電流が予め決められており、転写ローラ９に印加する、この転写電流を流すために必要な基準電圧Ｖｂを、図４に示すＶ−Ｉ特性から求めることができる。
【００４２】
例えば、ある転写材Ｐに感光ドラム１上のトナー像を転写するのに必要な転写電流をＩｂとすると、図４に示すように例えばＩｂ＜Ｉ２の場合には、
Ｖｂ＝（Ｖ３−Ｖ２）（Ｉｂ−Ｉ２）／（Ｉ３−Ｉ２）＋Ｖ２
また、Ｉｂ≧Ｉ２の場合には
Ｖｂ＝（Ｖ２−Ｖ１）（Ｉｂ−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ１）＋Ｖ１
から求められる。
【００４３】
次に、このようにして求められる基準電圧（値）Ｖｂに、転写材Ｐの種類毎（温湿度環境毎にも分けられている）に予め決められた転写材分の加算電圧（値）Ｖｐを加えることにより、実際に印加させる転写電圧（値）Ｖｔｒ（＝Ｖｂ＋Ｖｐ）が出力される。
【００４４】
このような転写電圧値の決定方法を用いることで、転写ローラ及び転写材の各特性に応じた、適切な転写電圧を決定することができる。
【００４５】
ここで、このような制御を採用した場合に、低湿環境（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）下で、上記転写ローラ９の耐久初期状態で、かつ本体立ち上げ直後の、普通紙における自動両面２面目の転写設定で、例えば弊社推奨紙（ＰＢ−ＳＫ紙；坪量６４ｇ／ｍ２、日本製紙社製）上に画像形成を行う場合、目標電流値２４μＡでの基準電圧は１．８ｋＶとなった。
【００４６】
そして、この目標電流に対する転写材Ｐの分担電圧、即ち加算電圧値は、１．１ｋＶであり、これにより設定電圧は２．９ｋＶ（＝１．８＋１．１）となり、このようにして求められた設定電圧によりトナー像の転写を行った結果、不良画像のない良好な画像が得られた。
【００４７】
ところで、上記の様な転写制御を用いた場合においても、場合によっては適正な転写条件が得られないことがある。以下に、その例について述べる。
【００４８】
両面連続画像形成等を継続すると画像形成装置内部は次第に温度上昇し、イオン導電性の転写ローラ９の抵抗も下がるため、目標電流値２４μＡでの基準電圧は１．０ｋＶとなった。ここで、転写材Ｐの分担電圧である加算電圧値は、１．１ｋＶであるから、設定電圧は２．１ｋＶ（＝１．０＋１．１）となるが、この電圧では「爆発」画像が発生してしまった。したがって、後述する補正式（１）により加算電圧値を補正し、加算電圧値を１．１ｋＶから１．５ｋＶとし、設定電圧を２．６ｋＶ（＝１．０＋１．５）にすると、「爆発」画像が消え、良好な画像が得られた。
【００４９】
また、２０万枚の画像形成を行なったあとの転写ローラ９に対して、上記同様の制御を行なったところ、目標電流値２４μＡでの基準電圧値は、耐久による抵抗の上昇により４．０ｋＶとなった。ここで、転写材Ｐの分担電圧（加算電圧値）は、１．１ｋＶであるから、設定電圧は５．１ｋＶ（＝４．０＋１．１）となるが、５．１ｋＶでは、転写ニップ上流側での異常放電による「白抜け」画像が発生した。
【００５０】
したがって、後述する補正式（１）により加算電圧値を補正し、加算電圧値を１．１ｋＶから０．６ｋＶとし、設定電圧を４．６ｋＶ（＝４．０＋０．６）にすると、「白抜け」画像は消え、「爆発」画像もない良好な画像が得られた。
【００５１】
このように、基準電圧の増大にともなって転写材Ｐに基づく加算電圧値を減少させ、或は基準電圧の減少にともなって転写材Ｐに基づく加算電圧値を増大させる制御を行うことによって転写電圧の設定をより最適にすることができ、この結果、良好な画像を形成することができる。
【００５２】
具体的には、低湿環境下（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）での普通紙自動両面２面目では、
加算電圧値Ｖｐ＝−０．３Ｖｂ＋１８００・・（１）
という補正（換算）式を採用した。つまり、基準電圧Ｖｂの値によって、加算電圧値が補正されるという式である。なお、本実施の形態では１次関数を用いたが、最適化のために別の関数でもかまわないことはいうまでもない。
【００５３】
同様に、高湿環境下（温度３０℃、湿度８０％、絶対水分量２１．６ｇ／ｋｇ）においては、耐久初期において、特に両面連続画像形成後、やはり本体内部の温度が上昇し、転写ローラ９の抵抗値は低くなる。このとき、特に自動両面２面目において、定着の熱で水分を奪われた抵抗の高い転写材上にトナー像を転写するときは、「爆発」画像の最も発生しやすい状況になる。
【００５４】
しかし、この場合でも上記同様に、高湿環境下の自動両面２面目での転写材に基づく、下記の加算電圧値の補正（換算）式により、良好な画像が得られた。
【００５５】
Ｖｐ＝−０．６Ｖｂ＋１６８０・・（２）
表１は、本実施の形態で採用した普通紙の転写電圧設定に対する加算電圧値Ｖｐの１面目と２面目の補正式と、目標電流値Ｉｂの１面目と２面目の値を、環境、即ち高温高湿（Ｈ／Ｈ）、常温常湿（Ｎ／Ｎ）及び常温低湿（Ｎ／Ｌ）毎、まとめたものである。
【００５６】
【表１】
2004086166.tif 000003
【００５７】
そして、上記表に準じた加算電圧値の補正式を採用する制御を行なうことによって、実機内の温度上昇等により転写ローラ９の抵抗が変動してしまうことにより発生する画像不良や耐久により転写ローラ９の抵抗変動要因の画像不良を防止できる。なお、環境の判断は、例えば、装置に備えられた温湿度センサを用いて行われる。
【００５８】
表２は、普通紙に対する画像形成において、特に不良画像が発生しやすい自動両面２面目の場合について、転写ローラ抵抗が最も下がる場合（初期の本体内温度高い場合）と、最も上がる場合（耐久後の本体内温度低い場合）の結果を対策前（加算電圧補正なし）と、対策後（加算電圧補正あり）についてまとめたものである。なお、表２における左から２列と３列目の数値は、基準電圧値を表している。
【００５９】
【表２】
2004086166.tif 000004
【００６０】
そして、この表２によれば、例えばＮ／Ｌ初期における装置内での設定電圧の推移を朝、昼、晩毎測定した結果を示す図５に示すように、対策後では基準電圧の低下を高い加算電圧値で補い、また、基準電圧の上昇を低い加算電圧で補うことによって不良画像が消えていることがわかる。
【００６１】
ここまでは、表１において、普通紙の場合の目標電流値（Ｉｂ）と、加算電圧値（Ｖｐ）と、加算電圧の補正式について説明してきたが、これらの値は、転写材の種類によって異なる値が用いられる。その一例を以下の表３と表４に示す。ここで、表３は、厚紙（坪量１２８ｇ／ｍ２〜２０９ｇ／ｍ２の紙）における値であり、表４は、ＯＨＰ（ＰＥＴ等により成形された樹脂シート）における値である。
【００６２】
【表３】
2004086166.tif 000005
【００６３】
【表４】
2004086166.tif 000006
【００６４】
なお、この表３や表４の値は一例にすぎず、この値に限られるものではない。また、他の種類の転写材についても、個々に専用の値を有しても良い。
【００６５】
さらに、転写材の種類に関する情報については、例えばユーザが画像形成装置に入力しても良いし、あるいは、画像形成装置に備えられた転写材種類検知センサにより検知された情報を用いる方法でも良い。
【００６６】
図６は低湿環境下での耐久による転写電圧の推移を示すものであり、同図からも明らかなように、従来の転写電圧の設定方法では、２５万枚程度で白抜け画像が発生してしまい、転写ローラ９の寿命と判断してきた。しかしながら、本実施の形態の補正によって転写バイアスを最適化するようにすれば、約５０万枚程度まで寿命を延ばせることが明らかである。
【００６７】
このように、例えば画像形成動作前の前回転の際、基準電圧値を検知し、この基準電圧値により、或は環境条件、画像形成モードに応じて加算電圧値を補正することによって、本体内の温度変動や、耐久枚数によって変動するイオン導電性ポリマーを有する転写ローラ９の抵抗変動に対して最適な転写バイアスを供給することができ、これにより良好な画像形成が可能となると共に、転写ローラ９の長寿命化も実現できる。
【００６８】
なお、これまでの説明では、前回転で電圧を多段階に変動させて電圧−電流特性を求め、そこから目標電流値に対応した基準電圧を算出する場合について述べてきたが、本発明は、これに限らず、例えば転写材Ｐが感光ドラム１と転写ローラ９との間に介在しない状態である前回転のとき、転写ローラ９に対し転写材Ｐの種類に基づいて予め決められた所定の目標電流を流すと共に、このとき転写ローラ９に印加される電圧値を電圧検知手段により検知し、これを基準電圧値としても良い。
【００６９】
なお、この場合、このように基準電圧値を求めた後、制御手段は、この基準電圧値に基づいて転写材の種類に基づく加算電圧値を補正し、補正した加算電圧値を基準電圧値に加算するようにする。これにより、上記と同様に効果を得ることができる。
【００７０】
ところで、転写材Ｐの種類に応じて、画像形成のプロセススピードが変化するような画像形成装置もある。例えば、転写材Ｐとして普通紙（坪量５２ｇ／ｍ２紙〜１２８ｇ／ｍ２紙）、厚紙（坪量１２８ｇ／ｍ２超紙〜２０９ｇ／ｍ２紙）、最厚紙（２０９ｇ／ｍ２超紙）を用いた場合、定着性能力から普通紙の画像形成プロセススピードを１とすると、厚紙、最厚紙の速度は１／２に下げられる。
【００７１】
この場合についても、上記のような対策をとることで同様の効果を得ることができる。
【００７２】
即ち、転写ローラ９から転写材裏面に供給する電荷密度は一定であるから、目標転写電流は速度に比例する。また、図７に示されているように、イオン導電性を有する転写ローラ９は、速度によりインピーダンスがほとんど変化しない。さらにイオン導電性を有する転写ローラ９は、図８に示すように印加電圧に対して抵抗変動がほとんど見られない。
【００７３】
以上のことから、目標電流値が１／２になった場合には、基準電圧Ｖｂも１／２になる。この基準電圧に対して、上記と同様に加算電圧値を補正する。ここでは、不良画像の発生しやすい自動両面２面目についての、補正式を以下の表５に示す。
【００７４】
【表５】
2004086166.tif 000007
【００７５】
このように、転写材Ｐの種類に応じて、基準電圧値に基づいて普通紙の分担電圧を補正することによって転写バイアスの最適化を実現することができる。ここでは、普通紙に対して１／２速のスピードで画像形成する場合について述べたが、他の転写材で、別のプロセススピードに対して同様に他の補正式を用いても同様の効果があることはいうまでもない。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７７】
図９は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図であり、本画像形成装置は、その本体内に第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄが並設され、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄでは、おのおの異なった色のトナー像が潜像、現像および転写の各プロセスを経て形成されるようになっている。
【００７８】
即ち、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄはそれぞれ専用の感光ドラム３ａ〜３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ〜３ｄ上に各色のトナー像が形成される。また、感光ドラム３ａ〜３ｄに隣接して第２の像担持体である中間転写体５０が配置され、図示しない高圧電源により１次転写ローラ２４ａに印加された転写バイアスにより感光ドラム３ａ上の１色目のイエロートナー像が中間転写体５０に転写される（１次転写）。
【００７９】
以下、上記と同様に、２色目、３色目、および４色目、すなわち、マゼンタトナー像、シアントナー像、およびブラックトナー像を中間転写体５０上に重ね合わせて転写され、４色のトナー像を重畳したカラー画像が得られる。
【００８０】
なお、本実施の形態における１次転写ローラ２４ａ〜２４ｄに印加される１次転写バイアスは上記第１の実施の形態に記載されている転写バイアスの制御方法と同様にＶ−Ｉ特性から所望の１次転写電圧を求める制御が、制御手段３０により行なわれる。
【００８１】
中間転写体５０上に形成された４色のトナー像は、転写材カセット１０から給紙され、レジストローラ１２によりタイミングをとって中間転写体５０と２次転写ローラ６１とのニップ部（２次転写部）Ｔ２に送られた転写材Ｐ上に一括転写される（２次転写）。
【００８２】
２次転写ローラ６１に、図示しない高圧電源により転写バイアスが印加され、これにより、中間転写体５０から４色のトナー像の転写材Ｐへの一括転写が行なわれる。このときに印加される転写電圧も上記１次転写バイアスと同様に決められる。なお、この２次転写によって転写されずに中間転写体５０上に残ったトナーは、中間転写体クリーニング手段であるクリーナ６２によってクリーニングされる。
【００８３】
ここで、中間転写体５０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートや、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シート、あるいはポリイミド樹脂シートなどの誘電体樹脂シートからなっており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００８４】
かかる画像形成装置において、転写ローラとしては１次転写ローラ２４ａ〜ｄと２次転写ローラ６１が存在する。そして、本実施の形態の特徴とするところは、上記第１の実施の形態と同様に、これら中間転写体５０を用いた２次転写ローラ６１に印加する２次転写バイアスにも応用することである。
【００８５】
こうすることによって最近のフルカラー画像形成装置で採用されている、様々な転写材に対応可能な中間転写体を有する画像形成装置においても、イオン導電性を有する導電ローラを転写ローラとして有効に利用できる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、転写部材に転写材の種類に応じた所定電流値を流す為に必要な基準電圧値を決定し、かつ転写材への像の転写時において、基準電圧値に、転写材の種類に応じた加算電圧値を加えた転写電圧値を、転写部材に印加することにより、転写部材の抵抗変動及び転写材の環境による抵抗変動等に影響を受けることなく良好な画像形成が可能となる画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】上記画像形成装置に設けられた転写ローラの抵抗を測定する抵抗測定装置を説明する概略図。
【図３】前記転写ローラの転写電圧を決定する前回転のシーケンス概略図。
【図４】上記転写ローラのＶ−Ｉ特性を示す図。
【図５】上記転写ローラに印加する設定電圧のＮ／Ｌ初期における装置内での推移を測定した結果を示す図。
【図６】上記転写ローラに印加する設定電圧の低湿環境下での耐久による推移を示す図。
【図７】上記転写ローラの回転速度と抵抗値（インピーダンス）の関係を示す図。
【図８】上記転写ローラの印加電圧と抵抗値（インピーダンス）の関係を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。
【図１０】従来のイオン導電性ポリマーと電子導電性ポリマーの環境抵抗変動を示す図。
【図１１】従来のローラ抵抗と転写電流密度分布を表す模式図。
【符号の説明】
１　　　　　　　感光ドラム
３ａ〜３ｄ　　　感光ドラム
９　　　　　　　転写ローラ
９ａ　　　　　　スポンジゴム層
９ｂ　　　　　　芯金
２４ａ〜２４ｄ　１次転写ローラ
２０，３０　　　制御手段
５０　　　　　　中間転写体
６１　　　　　　２次転写ローラ
Ｐ　　　　　　　転写材
【図１】
2004086166.tif 000008
【図２】
2004086166.tif 000009
【図３】
2004086166.tif 000010
【図４】
2004086166.tif 000011
【図５】
2004086166.tif 000012
【図６】
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【図７】
2004086166.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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