(57)【要約】【課題】  中間転写ベルト等のトナー像担持体の表面状態に応じて転写制御を行って長期間に亘って良好な画質を得る。【解決手段】  感光体ドラム１２ａ〜１５ａから１次転写ローラ２２ａ〜２２ｄによって中間転写ベルト１６にトナー像が転写される。中間転写ベルト上のトナー像は２次転写ローラ２６によって記録用紙上に転写され、中間転写ベルト上に残留するトナーはファーブラシ２７で除去される。中間転写ベルトの表面状態が反射型センサー２１で検出され、その検出結果に応じてコントローラはファーブラシバイアス電圧（クリーニングバイアス電圧）、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧の少なくとも１つを調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、転写バイアス電圧が印加され前記像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、クリーニングバイアス電圧が印加され該像担持体をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体の表面状態を検出してその表面状態を表す検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号に応じて前記転写バイアス電圧及び前記クリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は前記像担持体に照射した光が前記像担持体で反射した反射光の光量に応じた受光電圧値を前記検出信号として出力する画像濃度測定手段であり、
前記制御手段には前記受光電圧値と前記転写バイアス電圧との関係が規定された第１のテーブル及び前記受光電圧値と前記クリーニングバイアス電圧との関係が規定された第２のテーブルの少なくとも１つが予め設定されてい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】
前記像担持体は各色トナー像が前記トナー像として１次転写される中間転写ベルトであり、
前記転写手段は前記転写バイアス電圧として２次転写バイアス電圧が印加される２次転写手段であ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４】
１次転写バイアス電圧が印加され、前記像担持体に前記各色トナー像を転写する１次転写手段を有し、
前記制御手段は、前記検出信号に応じて前記１次転写バイアス電圧、前記２次転写バイアス電圧、及び前記クリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整するようにしたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は前記像担持体に照射した光が前記像担持体で反射した反射光の光量に応じた受光電圧値を前記検出信号として出力する画像濃度測定手段であり、
前記制御手段には前記受光電圧値と前記１次転写バイアス電圧との関係が規定された第１のテーブル、前記受光電圧値と前記クリーニングバイアス電圧との関係が規定された第２のテーブル、及び前記受光電圧値と前記２次転写バイアス電圧との関係が規定された第３のテーブルの少なくとも１つが予め設定されていることを特徴とする請求項４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、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルト等の中間転写体を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置において、感光体ドラム等の静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤（トナー）によって現像して可視画像（トナー像）として、この可視画像を、トナー像担持体である中間転写ベルト等の中間転写体上に転写した後、記録用紙に中間転写体上の可視画像を転写して画像形成を行うようにしたものが知られており、この種の画像形成装置においては、その環境雰囲気及び耐久変動等の要因によって画質が変化する。
【０００３】
このため、環境雰囲気及び耐久変動等に起因する画質の変化を防止するため、つまり、転写効率の低下を防止するため、ベルト材及びローラ等の被電荷部材及び記録用紙の電気抵抗値を測定して得られた測定値または経時変化特性や湿度依存性を予め測定した結果を予測評価して得られた予測評価値に応じて、転写バイアス電流等を制御するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、転写効率の低下を防止するため、トナー像像担持体の帯電部分が転写部位に到達するまでの間に、転写手段に環境検知用転写バイアスとして所定の電流を印加して、その際の出力電圧に応じて画像形成装置のバイアス条件等を制御するようにしたものがある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２２３７７９号公報（第４頁〜第１０頁、第１図〜第５図）
【特許文献２】特開平６−１７５５１４号公報（第６頁〜第１３頁、第１図〜第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、中間転写ベルト等の中間転写体を用いた画像形成装置において、経年的変化に起因して中間転写体の表面状態が変化し、これによって表面抵抗値等の特性が変化する。そして、中間転写体の表面状態が変化すると、記録用紙に可視画像を転写した際の画質が変化する。
【０００７】
ところが、上述のように、従来の画像形成装置では、被電荷部材及び記録用紙の電気抵抗値を測定または予測評価するに際して、抵抗値を測定する場合には、ベルト材に接触している部材の影響を受けやすく、また測定用の対向ローラの当接状態にも左右されるため測定の精度は低くなる恐れがある。また、予測評価する場合には、ユーザによって使用する記録用紙が異なり、さらに１枚当たりのトナーの使用量が異なる等、個々の機械（画像形成装置）によって使用状況が異なるので、ベルト材の耐久劣化に関しては平均値的な予測しかできないのが現状である。さらには、環境検知用転写バイアスに応じた出力電圧に基づいて転写バイアス制御を行う場合には、ベルト状の像担持体内に転写ローラが配置されていると、ベルト状の像担持体を張設する部材等の多くの部材が像担持体に接触しているため、環境検知用転写バイアスを測定することが困難である。そして、転写ローラのみを用いた転写手段の場合でも、測定に用いる電流値が微弱であるため得られる電圧値が小さく、画像形成装置内で発生するノイズ等によって測定が不正確になる恐れがあるばかりでなく、別途測定用の回路が必要となるためコスト高となる。このため、中間転写体等の像担持体の劣化状態に応じて転写条件等を良好な状態に制御することができず、その結果、良好な画像が得られず、また不適切な電圧が印加されることにより像担持体の寿命を損なう恐れもあるという課題がある。
【０００８】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、トナー像担持体の表面状態に応じて転写制御やクリーニング制御を行って長期間に亘って良好な画質を得ることの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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、トナー像が形成される像担持体と、転写バイアス電圧が印加され前記像担持体からトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、クリーニングバイアス電圧が印加され該像担持体をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体の表面状態を検出してその表面状態を表す検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて前記転写バイアス電圧及び前記クリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、前記検出手段は前記像担持体に照射した光が前記像担持体で反射した反射光の光量に応じた受光電圧値を前記検出信号として出力する画像濃度測定手段であり、前記制御手段には前記受光電圧値と前記転写バイアス電圧との関係が規定された第１のテーブル及び前記受光電圧値と前記クリーニングバイアス電圧との関係が規定された第２のテーブルの少なくとも１つが予め設定されている。
【００１１】
本発明では、例えば、前記転写手段は前記転写バイアス電圧として２次転写バイアス電圧が印加される２次転写手段であり、前記像担持体は各色トナー像が前記トナー像として転写される中間転写ベルトであって、さらに、１次転写バイアス電圧が印加され、前記像担持体に前記各色トナー像を転写する１次転写手段を有して、前記制御手段は、前記検出信号に応じて、前記１次転写バイアス電圧、前記２次転写バイアス電圧、及び前記クリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整するようにしてもよい。この際には、前記制御手段には前記受光電圧値と前記１次転写バイアス電圧との関係が規定された第１のテーブル、前記受光電圧値と前記クリーニングバイアス電圧との関係が規定された第２のテーブル、及び前記受光電圧値と前記２次転写バイアス電圧との関係が規定された第３のテーブルの少なくとも１つが予め設定される。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の画像形成装置は、像担持体の表面状態を検出してその表面状態を表す検出信号に応じて転写バイアス電圧及びクリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整するようにしたから、像担持体の耐久劣化による表面状態の変化に応じた転写制御やクリーニング制御を行うことができ、その結果、像担持体の表面劣化に関係なく長期間に亘って良好な画像を得ることができ、長寿命化を図ることができる。また、近年画像形性装置の出力画像の特性を適正化するために用いられる画像濃度測定用手段を像担持体の表面状態を検出する手段として用いたので、別途部材を追加することなく良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１４】
図１を参照して、図１は本発明による画像形成装置の一例を示すカラー画像形成装置を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置１１は各色（例えば、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ））毎の画像形成ユニット１２〜１５を備えており、各画像形成ユニット１２〜１５にはそれぞれアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラム１２ａ〜１５ａが備えられている。図示はしないが、画像形成ユニット１２〜１５ではそれぞれ感光体ドラム１２ａ〜１５ａの周囲に帯電器、露光ユニット、現像器、及びクリーニング装置などが備えられている。
【００１５】
像担持体である中間転写ベルト１６に沿って、中間転写ベルト１６の回転方向上流側から順次画像形成ユニット１２〜１５が配置され、この中間転写ベルト１６は駆動ローラ１７、従動ローラ１８、バックアップローラ１９ａ〜１９ｃに張架されて、駆動ローラ１７の回転によって実線矢印で示す方向に回転駆動される。駆動ローラ１７よりも中間転写ベルト１６の回転方向上流側に位置するバックアップローラ１９ａと対向して、中間転写ベルト１６に対面する状態で反射型センサー２１が配置され、この反射型センサー２１によって、後述するようにして、中間転写ベルト１６の表面状態が検出される。
【００１６】
画像形成を行う際には、各感光体ドラム１２ａ〜１５ａの表面が一様に帯電され、原稿画像データに応じて感光体ドラム１２ａ〜１５ａが露光されて静電潜像が形成される。そして、現像器（図示せず）によって静電潜像が現像されて、感光体ドラム１２ａ〜１５ａ上に各色トナー像が形成される（各色トナーには抵抗値１０Ω以下の酸化チタンが外添剤として添加されている）。感光体ドラム１２ａ〜１５ａにはそれぞれ中間転写ベルト１６を挟んで１次転写ローラ２２ａ〜２２ｄが対向しており、感光体ドラム１２ａ〜１５ａ上の各色トナー像は１次転写ローラ２２ａ〜２２ｄによって中間転写ベルト１６に順次転写されて（１次転写、１次転写の際には１次転写ローラ２２ａ〜２２ｄに１次転写バイアス電圧が印加される）、中間転写ベルト１６上にカラートナー像が形成される。なお、各感光体ドラム１２ａ〜１５ａに残留する残留トナーはクリーニング装置でクリーニングされる。  
【００１７】
給紙装置（図示せず）から中間転写ベルト１６上のカラートナー像の形成とタイミングを合わせて、２次転写位置に記録用紙Ｐが搬送される。２次転写位置には２次転写ローラ２６が配置され、この２次転写ローラ２６は駆動ローラ１７と中間転写ベルト１６を挟んで対向しており、２次転写位置において中間転写ベルト１６上のカラートナー像が２次転写ローラ２６によって記録用紙Ｐに転写された後（２次転写の際には、２次転写ローラ２６に２次転写バイアス電圧が印加される）、記録用紙Ｐは定着ユニット（図示せず）に送られて、ここで、記録用紙Ｐ上のカラートナー像が定着されて、排紙トレイ（図示せず）に排紙される。
【００１８】
なお、２次転写後、中間転写ベルト１６は、従動ローラ１８と中間転写ベルト１６を挟んで対向するクリーニングユニット（例えば、ファーブラシ）２７によって後述するようにしてクリーニングされる。クリーニングの際には、ファーブラシ２７にはクリーニングバイアス電圧が印加される。
【００１９】
中間転写ベルト１６は、画像形成を行うにつれて、その表面状態が劣化して表面抵抗値及び表面粗さ等が変化する。この表面状態の劣化は、形成する画像パターン（印字率）によっても異なる。つまり、トナーに含まれる外添剤等の中間転写ベルト１６への付着度合いによっても異なる。そして、中間転写ベルト１６の表面状態によって記録用紙に可視画像（トナー像）を転写した際の画質やクリーニングユニット２７による中間転写ベルト１６のクリーニング特性が変化する。
【００２０】
このような画質の変化を防止するため、ここでは、後述するようにして、中間転写ベルト１６の表面状態に応じてクリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧を制御した。
【００２１】
図２も参照して、反射型センサー２１は発光部２１ａ及び受光部２１ｂを備えており、画像形成を行わない状態で、発光部２１ａから予め定められた光量（発光量）の光が中間転写ベルト１６に照射され、中間転写ベルト１６からの反射光が受光部２１ｂで受光される。受光部は反射光の光量に応じた電圧値（受光電圧値）を示す電圧信号を出力し、この電圧信号はコントローラ３１に与えられる。そして、コントローラ３１では、電圧信号に応じてクリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧を制御する。なお、本実施例では反射型センサ２１は中間転写ベルト１６に形成されたトナー像の画像濃度を検出するセンサや、各色のトナー像の位置ずれを補正するために用いるレジストレーション補正用のセンサを兼ねている。
【００２２】
いま、中間転写ベルト１６が初期状態（例えば、一度も印字を行っていない状態）において、中間転写ベルト１６の表面状態を計測する。この際には、受光部における受光電圧値が所定の受光電圧値（例えば、４ボルト）となるように、発光部からの発光量が調整される。そして、受光電圧が所定の受光電圧値の際、クリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧をそれぞれ所定のクリーニングバイアス電圧（例えば、１．０ｋＶ）、所定の１次転写バイアス電圧（例えば、ここでは、ＢＫに対応する１次転写バイアスを１．２ｋＶとした）、及び所定の２次転写バイアス電圧（例えば、１．４ｋＶ）に設定した。
【００２３】
上述のようにして、設定を行った後、予め規定された印字枚数（例えば、１０００枚）毎に前述のようにして、反射型センサー２１で中間転写ベルト１６の表面状態を計測する。いま、表面状態として表面抵抗率を指標とすると、中間転写ベルト１６としてＰＣベルトを用いると、図３（ａ）に示すように、受光電圧値が低下するとともに、その表面抵抗率が低下することが分かる。一方、中間転写ベルト１６として、ゴム＋コート（ＰＴＦＥ）ベルトを用いると、図３（ｂ）に示すように、受光電圧値が上昇するとともに、その表面抵抗率が低下することが分かる。
【００２４】
ここで、中間転写ベルト１６として、ＰＣベルトが用いられているとすると、コントローラ３１には、図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すクリーニングバイアステーブル（第３のテーブル）、１次転写バイアステーブル（第１のテーブル）、及び２次転写バイアステーブル（第２のテーブル）が設定されている。これらテーブルは、中間転写ベルト１６の表面抵抗率（つまり、受光電圧値）に応じた最適な画質を得るためのクリーニングバイアス電圧値、１次転写バイアス電圧値、及び２次転写バイアス電圧値を示しており、予め実験によって最適な画質を得るためのテーブルが求められる。
【００２５】
図４（ａ）において、▲印が各受光電圧値に対するクリーニングバイアス電圧値を表しており、このクリーニングバイアス電圧値はクリーニング可能な最大バイアス値（符号Ａで示す）とクリーニング可能な最小バイアス電圧値（符号Ｂで示す）との間に設定されている。同様に、図４（ｂ）において、▲印が各受光電圧値に対する１次転写バイアス電圧値を表しており、この１次転写バイアス電圧値は１次転写可能な最大バイアス値（符号Ｃで示す）と１次転写可能な最小バイアス電圧値（符号Ｄで示す）との間に設定される。また、図４（ｃ）において、▲印が各受光電圧値に対する２次転写バイアス電圧値を表しており、この２次転写バイアス電圧値は２次転写可能な最大バイアス値（符号Ｅで示す）と２次転写可能な最小バイアス電圧値（符号Ｆで示す）との間に設定される。
【００２６】
所定の枚数印字を行うと、コントローラ３１では受光部２１ｂから出力される受光電圧値を見て（この際、コントローラ３１は画像形成を停止する）、この受光電圧値に応じてクリーニングバイアス電圧値、１次転写バイアス電圧値、及び２次転写バイアス電圧値を調整する。例えば、受光電圧値が３Ｖに低下すると、コントローラ３１はクリーニングバイアス電圧値を１．０ｋＶから０．９ｋＶ、１次転写バイアス電圧値を１．２ｋＶから０．９ｋＶ（ここでは、ＢＫに対応する１次転写バイアス電圧のみを示している）、２次転写バイアス電圧値を１．４ｋＶから１．２ｋＶに調整する。
【００２７】
このようにして、中間転写ベルト１６の表面抵抗率等の表面状態の変化に応じてクリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧を調整したところ、画質の変化はほとんどないことが確認でき、中間転写ベルト１６の表面抵抗率が変化しても、長期間に亘って画質を良好に維持でき、結果的に画像形成装置の長寿命化を図ることができる。そして、中間転写ベルト１６の表面状態は、画像パターン（印字パターン）に応じて大きく異なるから、中間転写ベルト１６の表面状態を計測して、各バイアス電圧値を制御するようにしたので、精度よく画質制御を行うことができる。
【００２８】
上述の例では、中間転写ベルト１６の表面抵抗率等の表面状態の変化に応じてクリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧を調整する例について説明したが、中間転写ベルト１６の表面抵抗率等の表面状態の変化に応じて、クリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧の少なくとも１つを調整するようにしても、長期間に亘って画質を良好に維持できることが確認できた。
【００２９】
中間転写ベルト１６として、ゴム＋コート（ＰＴＥＦ）ベルトが用いられる際においては、コントローラ３１には、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すクリーニングバイアステーブル、１次転写バイアステーブル、及び２次転写バイアステーブルが設定される。図５（ａ）において、▲印が各受光電圧値に対するクリーニングバイアス電圧値を表しており、このクリーニングバイアス電圧値はクリーニング可能な最大バイアス値（符号Ｇで示す）とクリーニング可能な最小バイアス電圧値（符号Ｈで示す）との間に設定されている。同様に、図５（ｂ）において、▲印が各受光電圧値に対する１次転写バイアス電圧値を表しており、この１次転写バイアス電圧値は１次転写可能な最大バイアス値（符号Ｉで示す）と１次転写可能な最小バイアス電圧値（符号Ｊで示す）との間に設定される。また、図５（ｃ）において、▲印が各受光電圧値に対する２次転写バイアス電圧値を表しており、この２次転写バイアス電圧値は２次転写可能な最大バイアス値（符号Ｋで示す）と２次転写可能な最小バイアス電圧値（符号Ｌで示す）との間に設定されることになる。
【００３０】
このように、中間転写ベルト１６の材質に応じて、良好な画質が得られる予め受光電圧値（つまり、中間転写ベルト１６の表面抵抗率）とクリーニングバイアス電圧、１次転写バイアス電圧、及び２次転写バイアス電圧との関係をテーブルに規定しておけば、いずれの材質の中間転写ベルト１６においても、長期間に亘って良好な画質を得ることができる。
【００３１】
上述の例では、中間転写ベルト１６が像担持体である際の例について説明したが、例えば、感光体ドラムが像担持体であってもよく、この際には、感光体ドラム表面状態を検出して、その検出結果に応じて感光体ドラムをクリーニングする際に用いられるファーブラシに印加するバイアス電圧を調整するとともに、感光体ドラムからトナー像を転写する転写ローラのバイアス電圧を調整することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
像担持体の表面状態を検出してその表面状態を表す検出信号に応じて転写バイアス電圧及びクリーニングバイアス電圧の少なくとも１つを調整するようにしたので、像担持体の表面状態に応じた転写制御を行うことができ、像担持体の表面劣化に関係なく長期間に亘って良好な画質を得ることができる結果、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置を長寿命化する際に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による画像形成装置の実施例１を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における制御を説明するためのブロック図である。
【図３】中間転写ベルトの材質における表面抵抗率と受光電圧値との関係を示す図であり、（ａ）は中間転写ベルトがＰＣゴムである際の表面抵抗率と受光電圧値との関係を示す図、（ｂ）は中間転写ベルトがゴム＋コート（ＰＴＥＦ）ベルトである際の表面抵抗率と受光電圧値との関係を示す図である。
【図４】中間転写ベルトがＰＣゴムである際のテーブルを示す図であり、（ａ）はクリーニングバイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図、（ｂ）は１次転写バイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図、（ｃ）は２次転写バイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図である。
【図５】中間転写ベルトがゴム＋コート（ＰＴＥＦ）ベルトである際のテーブルを示す図であり、（ａ）はクリーニングバイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図、（ｂ）は１次転写バイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図、（ｃ）は２次転写バイアス電圧と受光電圧値との関係を規定するテーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  画像形成装置
１２〜１５  画像形成ユニット
１６  中間転写ベルト
２１  反射型センサー
２２ａ〜２２ｄ  １次転写ローラ
２６  ２次転写ローラ
２７  クリーニングユニット（ファーブラシ）
３１  コントローラ
【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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