(57)【要約】【課題】中間転写体の線速を変更した場合でも異常放電跡が発生したり画像濃度が低下したりすることがなく、常に安定した画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】厚み検出装置にて記録媒体の厚みを検出し（Ｓ１１）、検出された記録媒体の厚みに基づいて予め設定されている作像モードに変更する（Ｓ１２）。そして、中間転写ベルトの線速、２次転写ローラに印加する転写電流の値、定着線速を、各作像モード毎に設定された値に切り替え（Ｓ１３）、作像動作を実行する（Ｓ１４）。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体に担持したトナー像を、中間転写体の背面側に配置した転写部材に定電流制御されたトナーと同極性の転写バイアスを印加して静電斥力により記録媒体に転写する画像形成装置において、
前記中間転写体の線速が可変に設けられ、該中間転写体の線速に応じて前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体の線速を遅くした場合に、前記定電流制御の転写バイアス電流値を小さくす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】
記録媒体の種類を設定する記録媒体設定手段を有し、該記録媒体設定手段で設定された記録媒体の種類に応じて前記中間転写体の線速及び前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録媒体の厚みを検出する厚み検出手段を備え、該厚み検出手段で検出した記録媒体の厚みに応じて前記中間転写体の線速及び前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記線速の変更率と前記転写バイアス電流値の変更率を略同一とすることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか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、像担持体から中間転写体を介して記録媒体に画像を転写する方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１０−１８６８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１６１０６１号公報
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体から中間転写体を介して記録媒体に画像を転写する方式のものは、例えば上記特許文献１及び２などに記載されており、周知である。
【０００３】
中間転写体から記録媒体に画像を転写（２次転写）する場合、中間転写体（中間転写ベルト）の背面側からトナーと同極性の転写バイアスを定電流制御して印加することで、記録媒体や環境条件等に関わらない安定した転写を行なうことが可能である。
【０００４】
一方、記録媒体の種類や厚みにより、トナー像を記録媒体に溶融定着するためのエネルギーが異なる。そして、一般の商用電源から画像形成装置に供給可能な電力には限りがあるために、定着線速を可変に設け、多くの定着エネルギーを必要とする記録媒体に対しては定着線速を下げることにより、確実な定着を行うようにした画像形成装置も周知である。
【０００５】
なお、定着線速を下げる場合、２次転写位置から定着装置までの線速を変えずに定着線速だけを下げるためには、２次転写位置から定着装置間に記録媒体（未定着画像を担持している）をストックする場所が必要となる。記録媒体をストックする場所がないと、記録媒体の先端部は遅い定着速度で搬送され、記録媒体の後端部が速い速度で搬送されるために、記録媒体の撓みや折れ、あるいは画像ブレ等の問題が生じる。そして、記録媒体をストックする場所を設けることは装置の大型化につながるため、定着線速が可変な装置においては、定着線速を遅くすると同時に転写線速も遅くするような構成とするのが通常である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中間転写体の線速を遅くした場合、転写電流値が一定のままでは過転写となり、画像に異常放電跡が生じたり、転写率低下により画像濃度が低下したりして安定した画像を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、中間転写体の線速を変更した場合でも異常放電跡が発生したり画像濃度が低下したりすることがなく、常に安定した画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体に担持したトナー像を、中間転写体の背面側に配置した転写部材に定電流制御されたトナーと同極性の転写バイアスを印加して静電斥力により記録媒体に転写する画像形成装置において、前記中間転写体の線速が可変に設けられ、該中間転写体の線速に応じて前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更可能なことにより解決される。
【０００９】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記中間転写体の線速を遅くした場合に、前記定電流制御の転写バイアス電流値を小さくすることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、記録媒体の種類を設定する記録媒体設定手段を有し、該記録媒体設定手段で設定された記録媒体の種類に応じて前記中間転写体の線速及び前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更することを提案する。
【００１０】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、記録媒体の厚みを検出する厚み検出手段を備え、該厚み検出手段で検出した記録媒体の厚みに応じて前記中間転写体の線速及び前記定電流制御の転写バイアス電流値を変更することを提案する。
【００１１】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記線速の変更率と前記転写バイアス電流値の変更率を略同一とすることを提案する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例における作像部を示す断面構成図である。
【００１３】
図１において、像担持体としてのドラム状感光体１の周りには、クリーニングユニット２、除電ランプ３、帯電器４、電位センサ５、現像器６Ａ〜Ｄ、現像濃度パターン検知器７等が配置されている。帯電器４と電位センサ５の間は露光位置となっており、図示しない光書き込み装置からの露光光Ｌが感光体ドラム１に照射される。
【００１４】
感光体ドラム１の側方、図において右側には転写装置１０が配設されている。転写装置１０の中間転写ベルト１１は、３本のローラ１２，１３，１４に張設され、回転可能に支持されている。ローラ１２は中間転写ベルト１１を挟んで感光体１と対向しており、１次転写装置を構成する。ローラ１４は中間転写ベルト１１を挟んでローラ状の接触転写体（以下、対向ローラ）２１と対向しており、２次転写装置を構成する。ローラ１４は、後述するようにその芯金に転写バイアスが印加される２次転写ローラである。
【００１５】
対向ローラ２１は、保持部材２２により保持され、カム２３の作動により、必要に応じて中間転写ベルト１１と接触・離間の両位置のいずれかを選択的に取り得るように構成されている。中間転写ベルト１１に予定のトナー像がすべて転写し終わるまでは、対向ローラ２１は離間位置を取り、複数色の場合であれば、すべてのトナー像が重ね転写され終わったら、対向ローラ２１は自動的に接触位置へと切り替えられる。そこへ、図示しない給紙装置からトナー像との同期を取った紙などの記録媒体が搬送されてきて、中間転写ベルト１１と対向ローラ２１との間に挟持され、所定の転写電界を受けて、トナー像が記録媒体に転写される。
【００１６】
中間転写ベルト１１をクリーニングするベルトクリーニングユニット１５は接離機構を備えており、カラー画像の形成に際し、１色目の画像をベルト転写した後、２，３，４色目をベルト転写している間はベルト面から離間させておく。
【００１７】
ローラ１４と対向ローラ２１による２次転写部の側方、図において左側には搬送ベルト２４が配置され、未定着トナー像を転写された紙などの記録媒体を図示しない定着装置へと搬送する。
【００１８】
図２は、２次転写部の構成を示す断面図である。
この図に示すように、２次転写ローラ１４は、電極を形成する芯金１４ａ上に中抵抗体層１４ｂを積層した構造となっており、電極としての導電体１４ａが直接中間転写ベルト１１に接触しないようになっている。芯金１４ａには、高圧の定電流電源１６から所定の電圧が印加される。本例では、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト１１上に担持されているトナー画像を記録紙Ｓ上に反発転写（斥力転写）させる。
【００１９】
対向ローラ２１は、芯金２１ａ上に弾性層２１ｂを積層した構造になっている。そして、符号２５ａ，ｂは、記録紙Ｓをガイドするガイド板である。下ガイド板２５ｂには、電流検出装置２６が接続され、記録紙Ｓを通して下ガイド板２５ｂに流れる電流値を検知するように構成されている。また、符号２７は除電装置であり、転写後の記録紙Ｓの静電気を除電するために設けられている。なお、図示はしないが、対向ローラ２１の芯金２１ａ、定電流電源１６、電流検出装置２６、除電装置２７はそれぞれ電気的に接地されており、また、定電流電源１６と電流検出装置２６は図示しない制御手段、例えば画像形成装置の制御部に接続されている。
【００２０】
図２に破線で示すように、転写中は中間転写ベルト１１、記録紙Ｓ及び対向ローラ２１のそれぞれの抵抗値に応じた転写電流が流れる。そのほかに、記録紙Ｓの抵抗値によっては記録紙Ｓ内を通って除電装置２７に流れる電流や、記録紙Ｓ内を通って下ガイド板２５ｂに流れる電流なども無視できない。
【００２１】
しかし、転写電界が中間転写ベルト１１の内側から与えられているため、これらの電流は、転写に寄与した後の電流となり、基本的には転写効率を下げる原因にはなっていない。また、印加される電流が、定電流電源１６により電流値を制御されているため、転写に寄与する電流が常に一定となり、安定した転写ができる。
【００２２】
ところで、本例の画像形成装置は、中間転写ベルト１１及び図示しない定着装置の速度を変更できるように構成されている。そして、使用する記録媒体に応じて、中間転写ベルト１１から記録媒体にトナー像を転写する２次転写の線速及び定着線速を変更する。
【００２３】
例えば、画像形成装置の操作パネル（図示せず）に記録媒体を選択するボタンやキー等を設けたり、画像形成装置が接続されるコンピュータにおけるプリンタードライバに記録媒体を選択する機能を設けたりして、ユーザが記録媒体を指定可能とする。そして、選択された記録媒体に応じて２次転写の線速及び定着線速を変更する。例えば、厚紙の場合は普通紙よりも遅い線速に切り換える。あるいは、記録媒体の表面が荒いものは滑らかなものより遅い線速に切り換える、などである。
【００２４】
その際、本発明により、２次転写バイアスの電流値を、切り換えた転写線速に適した値に切り替える。転写バイアスの変更は、２次転写の線速及び定着線速を遅くした場合は、２次転写バイアスの電流値を小さい方向に変更するものとする。本願発明者らの実験によれば、中間転写体（中間転写ベルト１１）の線速が遅くなればなるほど中間転写ベルト１１の背面側から印加する定電流制御の電流値（トナーと同極性）を小さくすることで、異常放電跡の発生や画像濃度の低下を防ぐことができ、安定した画像を得ることができた。
【００２５】
記録媒体の種類に応じて２次転写電流値を変更する処理を図３に模式的に示した。ここでは画像形成装置が複写機の場合を例にとって説明する。すなわち、図３に示すように、操作パネルからの入力により記録媒体の種類が選択されると（Ｓ１）、作像モードがその選択された記録媒体に適したモードに変更される（Ｓ２）。そして、中間転写ベルト１１の線速、２次転写ローラ１４に印加する転写電流の値、定着線速を、各作像モード毎に設定された値に切り替える（Ｓ３）。そして、エンター・キーの入力により（Ｓ４）、作像動作を実行する（Ｓ５）。画像形成装置がプリンタの場合も基本的には同様であり、エンター・キーの入力に代わってホストコンピュータからのプリント指示によって作像動作を実行すればよい。
【００２６】
具体的なモード設定の一例を示すと、普通紙（紙厚４５〜９０ｋ）の場合をモードＡとし、このときの中間転写ベルト１１の線速、２次転写ローラ１４に印加する転写電流の値、定着線速の値をそれぞれ１００％とし、厚紙Ｉ（紙厚９０〜１８０ｋ）ものはモードＢとして各設定値を上記普通紙（モードＡ）の場合の５０％に、厚紙ＩＩをモードＣとして各設定値を上記普通紙（モードＡ）の場合の３３％に設定する。ここで、モードＢ，Ｃの各設定値をモードＡの５０％，３３％としたのは、光書き込み装置の構成によるものである。線速変更に際し、光書き込み装置のＬＤユニットのＬＤ光量とポリゴンミラー回転数を変更しないで、書き込み信号の処理だけで、つまり、線速を１／２（５０％）とする場合は各主走査信号間に１本ずつ無発光の主走査信号を入れることで１／２速の感光体に伸縮が無く適正な画像露光量にでき、線速を１／３（３３％）とする場合は各主走査信号間に２本ずつ無発光の主走査信号を入れることで１／３速の感光体に伸縮が無く適正な画像露光量にできるからである。また、本発明においては線速と２次転写電流（最適転写電流）の比例関係が高いことも特徴であり、線速を１／２（５０％）、１／３（３３％）とした場合に２次転写電流も１／２（５０％）、１／３（３３％）に変更している。なお、ここでの設定の仕方と各設定値の値は一例であり、記載例に限定されるものではない。また、図３ではモードＡ〜Ｃの３種類に設定した例を示したが、モード数は任意に設定することができる。
【００２７】
このように、中間転写ベルト１１の線速に応じて、定電流制御の２次転写バイアスの電流値を変更する（切り替える）ことにより、過転写による異常放電跡の発生や画像濃度の低下を防ぐことができ、常に安定した転写画像を得ることが可能となる。
なお、上述したように、転写電界が中間転写ベルト１１の内側から与えられる反発転写の場合、これらの電流は、転写に寄与した後の電流となり、基本的には転写効率を下げる原因にはなっていない。一方、用紙外側からトナーと逆極性の転写電界を与える吸引転写においては、紙の種類そのものや環境条件による紙の含水分量の変化に起因する紙の抵抗によって、記録紙内を通って除電手段に流れる電流やガイド板に流れる電流（記録紙を通した漏れ電流）が転写に寄与しない電流となり、これを補正しないと安定した転写性が得られない。そして、記録紙を通した漏れ電流の比率は線速が遅いほど大きくなる。したがって、用紙外側からトナーと逆極性の転写電界を与える吸引転写では、転写線速を変更した場合に最適転写電流が変化してしまい転写の安定性が悪かった。しかし、本発明においては、転写電界を中間転写ベルト１１の内側から与えているため、最適転写電流が紙の抵抗への依存性がほとんど無く、また、線速と２次転写電流（最適転写電流）の比例関係が高いので、線速を変更した場合の転写安定性（転写率や異常放電余裕度）に優れるものである。
【００２８】
次に、記録媒体の種類を自動判別して２次転写線速、定着線速及び２次転写バイアス電流値を変更するようにした第２実施例について説明する。この実施例の装置は、作像部及び転写装置の構成は図１，２のものと同様であるため、異なる制御を中心に説明する。
【００２９】
本実施例の装置においては、記録媒体の厚みを検出する厚み検出装置を備えるものとする。厚み検出装置は従来周知の構成のものを使用可能である。記録媒体の厚みと線速及び転写バイアス電流値の関係は、厚みが大きくなれば転写線速及び定着線速を遅く、２次転写バイアス電流値は小さく変更するものである。
【００３０】
さて、本実施例においては、コピー（プリント）指示の入力後記録媒体の給送が開始され、図４に示すように、厚み検出装置にて記録媒体の厚みを検出し（Ｓ１１）、検出された記録媒体の厚みに基づいて予め設定されている作像モードに変更する（Ｓ１２）。そして、中間転写ベルト１１の線速、２次転写ローラ１４に印加する転写電流の値、定着線速を、各作像モード毎に設定された値に切り替え（Ｓ１３）、作像動作を実行する（Ｓ１４）。
【００３１】
本実施例においては、記録媒体の種類（厚み）を自動的に判別して中間転写ベルト１１の線速に応じた定電流制御の２次転写バイアスの電流値に自動的に変更する（切り替える）ので、ユーザが記録媒体の種類を意識することなく常に安定した転写画像を得ることが可能となる。
なお、本実施例においても上記第１実施例のモード設定例と同じように、通常モードの各設定値を１００％として各設定値を１／２（５０％）、１／３（３３％）と変更しても良い。また、ＬＤの露光量とポリゴンモータ回転数を線速に合わせて容易に変更できる場合は、紙種に対して各設定値をより細かく設定する（変更する）こともでき、この場合、より適切な定着性及び転写性を確保することができる。
【００３２】
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。
例えば、２次転写部の構成は適宜変更可能であり、転写ローラに代えて固定部材を用いることも可能である。また、中間転写体の線速あるいは２次転写電流の変更量（率）なども一例であり、任意に設定できるものである。また、モード数も３つに限定されるものではない。さらに、記録媒体の種類としては、厚みに限らず正反射率などのファクターを採りいれても良い。もちろん、画像形成装置においては作像部等の各部構成も適宜な構成を使用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、中間転写体の線速が可変に設けられ、該中間転写体の線速に応じて定電流制御の転写バイアス電流値を変更可能なので、異常放電跡の発生や画像濃度の低下を防ぐことができ、中間転写体の線速に関わらず常に安定した転写画像を得ることができる。
【００３４】
請求項２の構成により、中間転写体の線速を遅くした場合に定電流制御の転写バイアス電流値を小さくするので、中間転写体の線速が遅くなった場合でも異常放電跡が発生したり画像濃度が低下することがなく、安定した転写画像を得ることができる。
【００３５】
請求項３の構成により、記録媒体の種類を設定する記録媒体設定手段を有し、該記録媒体設定手段で設定された記録媒体の種類に応じて中間転写体の線速及び定電流制御の転写バイアス電流値を変更するので、設定された記録媒体に適した中間転写体の線速及び転写バイアス電流値により、良好な画像を安定して得ることができる。
【００３６】
請求項４の構成により、記録媒体の厚みを検出する厚み検出手段を備え、該厚み検出手段で検出した記録媒体の厚みに応じて中間転写体の線速及び定電流制御の転写バイアス電流値を変更するので、記録媒体の厚みに関わらず良好な画像を安定して得ることができる。また、ユーザが記録媒体の厚みを意識することなく良好な画像が得られる。
【００３７】
請求項５の構成により、線速の変更率と転写バイアス電流値の変更率を略同一とすることにより、線速を変更した場合の転写安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例における作像部を示す断面構成図である。
【図２】その画像形成装置の２次転写部の構成を示す断面図である。
【図３】記録媒体の種類に応じて２次転写電流値を変更する処理を模式的に示す図である。
【図４】記録媒体の種類を自動判別して２次転写電流値を変更する処理を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１            感光体ドラム（像担持体）
１０          転写装置
１１          中間転写ベルト（中間転写体）
１４          ２次転写ローラ（転写部材）
１６          定電流電源
２１          対向ローラ
２４          搬送ベルト
【図１】
2005024634.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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