(57)【要約】【課題】低温環境にて画像形成を行なう場合にも、画像形成動作を停止させることなく画像出力を実現することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持する像担持体１０と、前記像担持体１０上のトナー像を転写材２５に転移させる転写手段２１と、前記転写手段２１に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段１００と、前記転写手段２１に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段１０２及び電圧値検出手段１０３と、前記転写バイアス印加手段１００によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアス値を所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御する転写バイアス値制御手段１０１とを備えた。【選択図】      図１
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【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、前記像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段と、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアス値を所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御する転写バイアス値制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知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】
前記所定の第一、第二の転写バイアス値及び転写電流しきい値は転写材種類、色数モードから決定され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】
前記転写バイアス値は定電流制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写バイアス値は定電流と定電圧とを切り替えて制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は複数色のトナー像を担持しフルカラー画像を形成する中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至５のずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段とを備えた画像形成装置の転写バイアス制御方法であって、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアスは所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御され、前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知することを特徴とする転写バイアス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、第一の像担持体（以下感光体）上に形成されたトナー画像を紙などの第二の像担持体（以下転写材）に転写し、その後転写材上のトナー画像を定着器によって加熱圧着を行い定着する画像形成装置が知られている。
また、フルカラー画像を形成する画像形成装置としては、転写材を転写ドラムなどの転写材担持体に保持させた状態で、感光体に現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を転写材担持体上の転写材に順次転写し、その後転写材担持体から剥離させた転写材を定着器によって加熱圧着して定着し、フルカラー画像を得るものが公知である。
一方、トナー画像を転写材担持体上の転写材に転写するのではなく、例えば、特許文献１に開示されるように、感光体に現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を中間転写体上に順次重ねあわせ（以下、一次転写と呼ぶ）、中間転写体上に形成された４色のトナー画像を転写材に一括転写（以下、二次転写と呼ぶ）した後、定着器によって定着する画像形成装置も既に市場で稼動しており公知となっている。
上述のカラー画像形成装置は、転写材を従来の画像形成装置のように転写材担持体に保持させる必要が無いため、薄紙（４０ｇ／ｍ２）や厚紙（２００ｇ／ｍ２）、はがき、封筒などさまざまな種類の転写材に転写可能であり、転写材汎用性が高いという利点を有する。
さらに近年では上述したような画像形成装置において、複写機能だけでなく、プリンタ機能、ＦＡＸ機能、スキャナー機能等を搭載した所謂複合機も市場で稼動し始めている。このような複合機は多機能化だけでなく、機械本体の小型化も同時に進められている。
【０００３】
しかしながら、係る画像形成装置が、本体電源が切られた状態、もしくは本体電源は入っているが定着器が無通電となるような省電力状態にある状態で、低温環境（例えば氷点下５℃環境）に長時間置かれた場合には、直後の画像形成動作時に転写バイアスが所定の値に到達せず、自己診断機能によって異常と判断し機械動作を停止させてしまう場合のあることが判明した。
これは画像形成装置が上述したような非常に低い温度の環境に放置されると、転写バイアス経路の各部材（例えば転写ローラや中間転写体等）が高抵抗化し、転写電流が流れにくくなってしまうためである。
画像形成装置が上述したような転写電流の流れ難い状態になり、高圧電源の出力上限値に到達してしまうと、例えば転写バイアスが定電流で制御される場合には所定の電流値に制御できないため、異常状態、若しくは高圧電源の故障回避要と判断し画像形成動作を停止させてしまう。
一般的に上述したような低温環境で従来のカラー画像形成装置が使用される可能性はほとんど皆無であった。しかしながら、前述したように画像形成装置の多機能化及び小型化が推進された結果、様々な地域や様態で使用されることとなり、非常に温度の低い低温環境下においても画像形成動作を行う必要が出てきた。
特にＦＡＸ受信機能のように室温が制御されない深夜の無人環境でも稼動する必要のある場合には、画像形成動作が停止してしまうと操作者による対処ができないため、確実に画像形成を行う必要がある。
このような、低温環境での不具合を解消するために、特許文献２では、低温低湿環境においてトナー量を低減させ転写性を保持しようとする技術が提案されている。また、特許文献３記載の技術は、定電流制御で転写を行った際の転写電圧から目標電流の補正を行うようにしたものである。さらに特許文献４では、相対湿度または絶対湿度を測定するセンサを設け、その検出結果から転写バイアスを制御する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平０５−３２３７０４号公報
【特許文献２】特開２０００−７５５７２公報
【特許文献３】特開平０７−１４６６１９号公報
【特許文献４】特開２０００−１４７９２３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−７５５７２公報記載の技術ではフルカラー画像において色味が変化してしまうという問題が残る。また、上記特開平０７−１４６６１９号公報記載の技術においても高圧電源の上限電圧に到達した場合には目標電流を流すことができないため、転写バイアスの制御不能状態になり転写不良画像を出力してしまう。また、特開２０００−１４７９２３公報記載の技術においても、氷点下５℃等の非常に低い温度環境では検出不能となるため、転写バイアスの制御ができないという問題があった。
本発明は前記課題を解決し、低温環境にて画像形成を行う場合にも、画像形成動作を停止させることなく画像出力を実現することができ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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段と、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアス値を所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御する転写バイアス値制御手段とを備えた画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知する請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記所定の第一、第二の転写バイアス値及び転写電流しきい値は転写材種類、色数モードから決定される請求項２記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記転写バイアス値は定電流制御される請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記転写バイアス値は定電流と定電圧とを切り替えて制御される請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記像担持体は複数色のトナー像を担持しフルカラー画像を形成する中間転写体である請求項１乃至５のずれか記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段とを備えた画像形成装置の転写バイアス制御方法であって、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアスは所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御され、前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知する転写バイアス制御方法を最も主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。矢印の方向に回転する感光体ベルト１は、一次転写対向ローラ１６、感光体駆動ローラ１７、感光体テンションローラ１８で張架されており、この感光体ベルト１の回りには感光体クリーニングユニット２、帯電器４、露光手段５、中間転写ベルト１０、などが配置されている。現像手段はイエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９の４個の現像器から構成される。
フルカラー画像形成時はイエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８、ブラック現像器９の順で可視像を形成し、各色の可視像が中間転写ベルト１０に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。なお、感光体ベルト１の周速（所謂プロセススピード）は１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。なお、符号３は感光体クリーニングユニット２のブレードである。
中間転写ベルト１０は、一次転写バイアスローラ１１、二次転写対向ローラ１２、駆動ローラ１３、テンションローラ１４、ベルトクリーニング対向ローラ１５により張架されており、図示しない駆動モータによって駆動されるようになっている。なお、一次転写バイアスローラ１１は圧接バネ２７により感光体ベルト１方向に押圧されている。また、各ローラは図示しない中間転写ベルトユニット側版によって中間転写ベルト１０の両側より支持されている。
中間転写ベルト１０は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を１０８〜１０１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率を１０８〜１０１５Ωｃｍの範囲となるよう調整されている。なお、必要に応じ中間転写ベルト１０の表面に離型層をコートしても良い。
コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。
【０００７】
中間転写ベルト１０の製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。中間転写ベルト１０の体積抵抗率及び表面抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなるため、電源コストの増大を招くため好ましくない。また、転写工程、転写材剥離工程などで中間転写ベルト１０の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。
また、体積抵抗率及び表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。従って、本発明における中間転写ベルト１０の体積抵抗率及び表面抵抗率は上記範囲内でなければならない。
なお、体積抵抗率及び表面抵抗率の測定は、デジタル超高抵抗微少電流計（アドバンテスト社製：Ｒ８３４０Ａ）にプローブ（内側電極直径５０ｍｍ、リング電極内径６０ｍｍ：ＪＩＳ−Ｋ６９１１準拠）を接続し、中間転写ベルト１０の表裏に５００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加してｄｉｓｃｈａｒｇｅ５ｓｅｃ、ｃｈａｒｇｅ  １０ｓｅｃで測定を行い、その測定時の環境は２２℃５５％ＲＨに固定した。上記中間転写ベルト１０の抵抗値環境変動については後述する。
ベルトクリーニングユニット１９は中間転写ベルト１０に接離可能で、中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構２６などで構成されており、１色目のイエロー画像をベルト転写したあとの、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離機構２６によって中間転写ベルト１０面から離間させられ、二次転写が行われると所定のタイミングで圧接され、残トナーのクリーニングを行う。
中間転写ベルト１０の端部にはベルト位置検出マーク２３が設けられており、マークセンサ２４によってマークが検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。
二次転写ユニット２０は、二次転写バイアスローラ２１、及び該二次転写バイアスローラ２１をベルト１０に対して接離させる接離機構２２などで構成されている。二次転写バイアスローラ２１はＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０６〜１０１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。
【０００８】
ここで、二次転写バイアスローラ２１の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得るためにはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加するため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。逆に、二次転写バイアスローラ２１の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。
これは、二次転写バイアスローラ２１の抵抗値が低いため、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くためである。
なお、二次転写バイアスローラ２１の抵抗値は、導電性の金属製板に二次転写バイアスローラ２１を設置し、芯金両端部に片側４．９Ｎ（両側で合計９．８Ｎ）の荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１０００Ｖの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。なお、二次転写バイアスローラ２１の抵抗測定時も、環境を２２℃５５％ＲＨに固定した。上記二次転写バイアスローラ２１の抵抗値環境変動については後述する。
また、二次転写バイアスローラ２１は駆動ギヤ（図示しない）によって駆動力が与えられており、その周速は中間転写ベルト１０の周速に対して、略同一となるよう調整されている。
二次転写バイアスローラ２１は通常中間転写ベルト１０面から離間しているが、中間転写ベルト１０面に形成された４色の重ね画像を転写材２５に一括転写するときにタイミングを取って接離機構２２で押圧され、所定のバイアス電圧を印加することにより転写材２５への転写を行う。
転写材２５はピックアップローラ２８、給紙搬送ローラ２９、レジストローラ３０によって、中間転写ベルト１０面の４色重ね画像の先端部が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。転写材２５に転写された４色重ね画像は定着手段３１で定着されたあと排紙ローラ３２によって排紙される。
【０００９】
ここで、フルカラー画像形成について詳述する。まず感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行われ、この感光体ベルト１上の静電潜像がイエロー現像器６によりイエロートナーからなる一成分現像剤で顕像化されてイエロー画像（イエロートナー像）となる。この時イエロー現像器６に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。
一次転写バイアスローラ１１は図示しない高圧電源から二次転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のイエロー画像を中間転写ベルト１０に転移させる。この時の一次転写バイアスは７００Ｖと設定した。感光体ベルト１はイエロー画像の転写後に感光体クリーニングユニット２により転写残トナーをクリーニングされる。
次に感光体ベルト１は再度帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行われ、この感光体ベルト１上の静電潜像がマゼンタ現像器７によりマゼンタトナーからなる一成分現像剤で顕像化されてマゼンタ画像（マゼンタトナー像）となる。このマゼンタ現像器７に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。
一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のマゼンタ画像を中間転写ベルト１０に転移させる。この時の一次転写バイアスは８００Ｖと設定した。感光体ベルト１はマゼンタ画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。
【００１０】
次に感光体ベルト１は再度帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後に露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行われ、この感光体ベルト１上の静電潜像がシアン現像器８によりシアントナーからなる一成分現像剤で顕像化されてシアン画像（シアントナー像）となる。この時シアン現像器８に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。
一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のシアン画像を中間転写ベルト１０にイエロー画像、マゼンタ画像と重ね合わせて転写させる。この時の一次転写バイアスは９００Ｖと設定した。感光体ベルト１はシアン画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。
さらに感光体ベルト１は帯電器４により一様に表面電位−５００Ｖに帯電され、その後に露光手段５により露光されて静電潜像が形成されることで画像の書込みが行われ、この感光体ベルト１上の静電潜像がブラック現像器９によりブラックトナーからなる一成分現像剤で顕像化されてブラック画像（ブラックトナー像）となる。この時ブラック現像器９に印加される現像バイアスは−３００Ｖである。
一次転写バイアスローラ１１は高圧電源から転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１０の裏面に接触して電荷を付与することで感光体ベルト１上のブラック画像を中間転写ベルト１０にイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像と重ね合わせて転写させる。この時の一次転写バイアスは９００Ｖと設定した。感光体ベルト１はブラック画像の転写後に感光体クリーニングユニット２によりクリーニングされる。
中間転写ベルト１０上のフルカラー画像（４色重ね画像）は、給紙装置からピックアップローラ２８、給紙搬送ローラ２９、レジストローラ３０によって給紙されてきた転写材２５へ二次転写バイアスローラ２１により転写され、転写材２５は中間転写ベルト１０から転移されてきた画像が定着手段３１で定着された後に排紙される。
【００１１】
また、本実施形態はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、上述のような４色重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードが操作部にて指定可能である。
単色モード、２色モード、３色モードのいずれかが指定された時には、上述にようなフルカラーモードにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作の代わりに、単色モードに応じた単色に画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作、または２色モードに応じた２色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作、まては３色モードに応じた３色の画像を感光体ベルト１上に形成して中間転写ベルト１０に転写する動作が行われ、中間転写ベルト１０上の単色画像または２色重ね画像または３色重ね画像が二次転写バイアスローラ２１により転写材２５に転写されて定着手段３１によって定着された後に排紙される。
【００１２】
ここで、複数色の重ね画像を転写材２５上に形成する画像形成動作を操作部による設定枚数分だけ連続して行う時には、転写材２５後端が二次転写バイアスローラ２１を十分に通過するタイミングで後述する高圧電源１００から二次転写バイアスローラ２１への二次転写バイアス電圧がオフされ、その後中間転写ベルト１０上の次ページのトナー像を二次転写バイアスローラ２１へ付着させないために、接離機構２２によって二次転写バイアスローラ２１を中間転写ベルト１０から離間させる。
ところで、トナー粒径は体積平均粒径で４〜１０μｍの範囲であることが望ましい。これよりも小粒径の場合には現像時に地汚れの原因となったり、流動性が悪化し、さらに凝集しやすくなるので中抜けが発生しやすくなる。逆にこれよりも大粒径の場合にはトナー飛び散りや、解像度悪化により高精細な画像を得ることができない。
本実施形態では、トナー粒径の体積平均粒径７．５μｍのものを用いた。なお、本画像形成装置にてコピーを行う場合にはスキャナ部３３より読取りを行い、各種操作及び表示は操作表示部３４にて行う。
【００１３】
【実施例１】
次に本発明の実施例について詳細に説明する。図２は二次転写部の回路図である。転写材２５が中間転写ベルト１０上に形成されたトナー画像に合せ、中間転写ベルト１０と二次転写バイアスローラ２１とで構成される二次転写部に搬送されると、高圧電源１００と転写バイアス値制御手段１０１とによって所定の第一の転写バイアス値が印加される。
本実施例では転写バイアスを定電流制御としている。さらに電流値検出手段１０２、電圧値検出手段１０３によって電流値及び電圧値の検出が可能となっている。ここで本実施例における高圧電源１００の出力上限値は８ＫＶである。８ＫＶ以上の出力も可能ではあるが、放電による白ポチ等の異常画像の発生、また絶縁耐圧や沿面距離といった安全面への配慮を行うと８ＫＶ以下であることが望ましい。
中間転写ベルト１０及び二次転写バイアスローラ２１の抵抗値環境変動について説明する。本実施例で用いた中間転写ベルト１０はその材質をＰＶＤＦにカーボンを添加して抵抗調整したものを用い、２２℃５５％ＲＨ環境下での抵抗値を前述した方法で測定したところ
・体積抵抗率：１１．９［ＬｏｇΩ・ｃｍ］
であった。この中間転写ベルト１０の体積抵抗率温度変動を調べた結果を図３に示す。図３からも分かるように低温になるほど抵抗の上昇が見られる。
【００１４】
一方、本実施例で用いた二次転写バイアスローラ２１はその材質をポリウレタンフォームとし、電解質（本実施例ではアルキル硫酸の４級アンモニウム塩）を混入させて導電性を得たローラを用いた。このローラの抵抗値を２２℃５５％ＲＨ環境下で前述した方法で測定したところ、
・体積抵抗値：７．７［ＬｏｇΩ］
であった。この二次転写バイアスローラ２１の体積抵抗値温度変動を調べた結果を図４に示す。図４からも分かるように低温になるほど抵抗の上昇が見られる。上述したように、二次転写に関わる中間転写ベルト１０及び二次転写バイアスローラ２１の抵抗値が低温環境になるほど上昇するため、より電流が流れ難くなる。ところで所定の第一の転写電流値については、転写材種類や、両面印字時のような同一転写材への転写回数、雰囲気環境等によりあらかじめ設定されている。
一例を示すと、２２℃５５％ＲＨの環境にて普通紙に４色モードで転写する場合には所定の第一の転写電流値Ｔ１＝２６μＡで定電流制御を行い、その時の印加電圧値は２．３ＫＶであった。なお、温湿度の検出は図示しない環境検出センサにより検出を行うようにしており、検出された温湿度から転写電流値を決定する。
【００１５】
一方、上述した同じ画像形成条件にて１０℃１５％ＲＨ環境下では所定の第一の転写電流値Ｔ１＝２４μＡで定電流制御を行い、その時の印加電圧値は４．１ＫＶであった。さらに上述した同じ画像形成条件にて０℃環境下で画像形成を行ったところ、所定の第一の転写電流値Ｔ１は１０℃１５％ＲＨ環境下と同様に２４μＡであるが、その時の印加電圧値は８ＫＶの上限に到達しており、電流値Ｔ０も２１μＡしか流れていなかった。
このため従来の画像形成装置であれは制御電流値に到達しておらず異常状態と判断されて、機械の動作を停止させる等のエラー動作が発動していた。これに対し、本実施例では印加電圧値が上限に到達したことを電圧値検出手段１０３により検出した場合には、所定の第二の印加電圧値Ｔ２（本実施例では上限値の８ＫＶ）で印加を行う。
この時、電流値検出手段１０２によって転写電流値の検出を行い、該検出された電流値Ｔ０を所定の電流しきい値Ｉ０と比較し、Ｉ０より大きければ転写工程を継続させる。電流しきい値Ｉ０は転写電流値の使用可能範囲のほぼ下限に設定し、本実施例ではその値を１３μＡとした。この転写電流値が電流しきい値Ｉ０を下回ったことを検出した場合には転写電流値の不足による転写不良が発生することから、使用者に温度が低すぎる旨の通知を発するようにしてある。具体的には操作表示部３４に通知表示を行うようにした。
本実施例では上述したような０℃の他に、氷点下５℃、氷点下１０℃での実験も行ったが、電流値はそれぞれ２１μＡ、１６μＡ、１０μＡとなり、本実施例の制御によって非常に低い温度環境においても画像出力が可能となり、−１０℃のように転写不良の発生する条件で使用される場合には使用者に通知を発することで室温環境の改善を促すことが可能となる。以上の一連の動作について図５にフローチャートを示す。Ｓ１〜Ｓ７において上記の処理が実行される。
【００１６】
一方、単色画像やＦＡＸ受信の場合においては、上述したフルカラー画像の場合と異なり転写バイアスは低くて構わない。これは転写材２５に中間転写ベルト１０上のトナーを転写させる際に複数色のトナーが重なったフルカラー画像の方がより強い電界が必要になるからである。本実施例では単色画像に対する転写電流値はフルカラーのそれに対して５０％相当を印加するように設定した。
低温環境下での単色画像における所定の転写電流値Ｔ１は、フルカラー画像の２４μＡの５０％、即ち１２μＡとなる。また、所定の電流しきい値Ｉ０は単色画像の下限、本実施例では４μＡとした。このような設定として上述したような各低温環境にて実験したところ、−１０℃環境下でも単色画像及びＦＡＸ受信については問題無く動作可能であることが確認できた。なお、本実施例における紙種、色数モード別のＴ１、Ｔ２、Ｉ０の各設定値を図６に示す。
本実施例によれば、転写に関わる各部品が高抵抗化する低温環境において所定の転写電流値に制御できない場合にも画像形成動作を停止させることなく画像出力が可能となる。
【００１７】
【実施例２】
本実施例は、転写バイアスの制御を定電流と定電圧で切り替え可能な制御としたものである。実施例１では高圧電源の上限電圧に到達した場合には常に上限電圧で出力させていたが、本実施例では高圧電源の寿命及び故障を回避するようにしたものである。
具体的には転写バイアスを所定の転写電流値Ｔ１で定電流制御している時に、高圧電源の上限電圧に到達したことを検出した場合には、上限電圧よりも低く設定された所定の第二の印加電圧値Ｔ２にて定電圧制御させるようにしたものである。それ以外は実施例１と同様である。
本実施例では上記所定の第二の印加電圧値Ｔ２を７ＫＶに設定し、長時間に亘る連続出力が行われた場合でも高圧電源の故障や、寿命低下を防止できる。また、転写に関わる各部品が高抵抗化する低温環境において所定の転写電流値に制御できない場合にも高圧電源の故障を回避し、且つ画像形成動作を停止させることなく画像出力が可能となる。
図７は本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。第２の実施形態は、感光体ドラム４０を使用した単色の画像形成装置である。このような単色の画像形成装置においても本発明は適用可能である。
なお以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するものではない。たとえば、上述した実施例では、像担持体として中間転写ベルトを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属筒形状の表面に中抵抗のゴム等を設けた中間転写ドラム等、全ての像担持体に適用可能である。
さらに、一次転写手段及び二次転写手段として転写ローラを用いたが、回転型転写ブラシなどの回転型接触転写方式はもちろんのこと、転写ベルト、転写ブラシ、転写ブレード、転写プレートなどの接触転写方式を用いた画像形成装置であっても本発明を適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段と、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアス値を所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御する転写バイアス値制御手段とを備えたことで、低温環境下でも画像形成動作を停止させることなく画像出力を行うことができる。
請求項２記載の発明では、前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知するようにしたことで、転写不良画像の出力を防止でき、且つ操作者に通知して画像形成装置の使用環境の改善を促すことができる。
請求項３記載の発明では、前記所定の第一、第二の転写バイアス値Ｔ１、Ｔ２及び転写電流しきい値Ｉ０は転写材種類、色数モードから決定されるようにしたことで、前記各値を条件による最適な設定値とすることができ、低温環境下でも良好な画像を出力することができる。
請求項４記載の発明では、前記転写バイアス値は定電流制御されるようにしたことで、最適な範囲の電荷量を供給でき、良好な画像を出力することができる。
請求項５記載の発明では、前記転写バイアス値は定電流と定電圧とを切り替えて制御されるようしたことで、高圧電源の出力上限電圧で長時間印加されるのを回避でき、高圧電源の長寿命化を図り、且つ故障の発生を低減することができる。
請求項６記載の発明では、前記像担持体は複数色のトナー像を担持しフルカラー画像を形成する中間転写体としたことで、転写材種類を選ばずにフルカラー画像から単色画像まで良好な画像出力が可能である。
請求項７記載の発明では、トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上のトナー像を転写材に転移させる転写手段と、前記転写手段に所定の第一の転写バイアスＴ１を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に流れる電流値及び印加される電圧値を検出する電流値検出手段及び電圧値検出手段とを備えた画像形成装置の転写バイアス制御方法であって、前記転写バイアス印加手段によって印加された転写バイアス値Ｔ０が所定の第一の転写バイアス値Ｔ１に到達しない場合には、転写バイアスは所定の第二の転写バイアス値Ｔ２にて制御され、前記所定の第二の転写バイアス値Ｔ２で制御された時に、所定の転写電流しきい値Ｉ０に到達しない場合には画像形成動作を停止させ、且つ使用者に通知することで、低温環境下でも画像形成動作を停止させることなく画像出力を行うことができ、且つ転写不良の発生してしまうような転写条件になった場合には使用者に通知して温度環境の改善を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】二次転写部の回路図である。
【図３】中間転写ベルトの体積抵抗率の温度特性を示す図である。
【図４】二次転写バイアスローラの体積抵抗値の温度特性を示す図である。
【図５】本発明の制御動作のフローチャートである。
【図６】各設定値の一覧を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
１  感光体ベルト（像担持体）
１０  中間転写ベルト（像担持体）
２１  二次転写ローラ（転写手段）
２５  転写材
４０  感光体ドラム（像担持体）
１００  高圧電源（転写バイアス印加手段）
１０１  転写バイアス値制御手段
１０２  電流値検出手段
１０３  電圧値検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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