(57)【要約】【課題】転写ローラの抵抗値のみを計測して定電圧制御された転写バイアスを印加した際に、定着部の熱による転写ローラ部分的な抵抗村を解消し、ローラ周期で一定の転写電流を印加することで、均一な転写画像を得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を転写材上に定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、前記画像形成装置の転写ローラは、非画像形成時に前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御する。【選択図】図１
2005202116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を転写材上に定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、
前記画像形成装置の転写ローラは、非画像形成時に前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を転写材上に定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、
前記画像形成装置の転写ローラは、前記像担持体に接離可能であり、前記転写ローラは単独で駆動制御される機構を持ち合わせ、非画像形成時の前記像担持体との離間時に、前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御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】
像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、前記画像形成装置の転写ローラは、前記像担持体に常時当接されており、非画像形成時に前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御することを特徴とする請求項１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、電子写真方式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、記録材に転写して記録材上に画像を得る複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
像担持体としての感光ドラム表面に形成したトナー像を紙等の転写材に転写する工程を含む周知の画像形成装置において、感光ドラムとこれに圧接する転写ローラ等の転写部材との間の当接部に形成された転写部位に前記転写材を通過させ、このタイミングに合わせて前記転写部材に転写バイアスを印加し、この印加転写バイアスによって形成される電界の作用で感光ドラム表面のトナー像を転写材に転移させるように構成したものが実用化されている。
【０００３】
上記転写部材として用いられる転写ローラは、通常ゴム、スポンジ等に導電性粒子を分散させてこの抵抗値を適宣に調整したものが用いられているが、製造時のバラツキ、温湿度、耐久変動等の影響によって抵抗値が大きく変化するため、常時安定した転写バイアスを印加することが困難である。
【０００４】
そこで、良好な転写性を常に得るためには転写部位に通電する電荷量を制御するのが理想的であり、例えば転写ローラを定電流制御することが考えられる。しかしながら、転写部位において転写材の有る部分と無い部分とで転写ローラの感光ドラムに対する負荷インピーダンスが異なり、転写材の無い部で負荷インピーダンスが小さくなる。
【０００５】
このため、使用される転写材のサイズの変化により、転写部位において転写ローラが感光ドラム表面に当接している幅が変わることで転写材の無い部に多くの電流が集中的に流入する場合が生じ、転写材の有る部分で転写不良を来してしまう。従って、転写部材としての転写ローラを定電圧制御する必要がある。
【０００６】
このため、抵抗値の異なる転写ローラから転写部位に常に同程度の電荷量を通電するため、以下に述べる方式が既に提案されている。
【０００７】
即ち、転写動作以前に、通紙時（転写動作時）に転写ローラへ流す電流を推定した一定電流を転写ローラに流し、転写時に必要とする転写電圧（発生電圧）を保持し、その後の通紙時に前記転写電圧、若しくは前記転写電圧に係数倍、定数加算といった補正を加えた電圧を印加するというバイアス制御方式（以下、ＡＴＶＣ方式と言う）である。このような制御方式は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００８】
ハードウェアで構成されたＡＴＶＣ方式の簡単な制御回路のブロック図を図１に示す。
【０００９】
図１において、感光ドラム１に転写ローラ２が当接しており、転写ローラ２の芯金に転写高圧電源１１より転写バイアスが印加されるようになっている。転写ローラ２は、非通紙時（図１において、ＳＷ（スイッチ）ＡがＯＮ、ＳＷ（スイッチ）ＢがＯＦＦ）に一定電流を感光ドラム１に対して流すように、電流電圧変換回路１４ａとコンパレータ１４ｂの機能を併せ持つ回路１４で制御される。
【００１０】
即ち、回路１４のコンパレータ１４ｂで一定電流となるまで電流を増加し、それと同時にゲイン用抵抗Ｒを介してメモリ用コンデンサＣに電圧変換された電圧Ｖ０が記憶される。ゲイン用抵抗Ｒの役割は、検出された電圧Ｖ０を転写に適正なバイアスに補正するためのもので、この回路１４においては、検出電圧Ｖ０を係数α（≧１）倍している。
【００１１】
そして、通紙時になるとＤＣコントローラ１０がＳＷ（スイッチ）ＡをＯＦＦ、ＳＷ（スイッチ）ＢをＯＮ状態にして、メモリ用コンデンサＣに記憶されている転写用電圧（α・Ｖ０）を出力し、ＡＭＰ（アンプ）１５を介して転写高圧電源１１が駆動されて、転写ローラ２に所定の転写バイアスが印加される。
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２２２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このように転写ローラの抵抗値を直接的に計測すると共にその計測結果のみから転写バイアスを決定する場合、転写ローラの周方向の抵抗ムラに対して、平均値を計算し設定電圧に反映するため、定電圧制御によると周方向に大きな抵抗分布を持った場合には、転写ローラ周期の電流分布が生まれ、転写画像においても部分的な電流過剰部と電流不足による画像不良を生じる可能性がある。
【００１４】
特に、近年はファーストプリントタイムを出来る限り短くするため、転写部と定着部が近接している短パス系の複写機が一般的であり、これらの複写機構成においては転写ローラと定着器とが比較的近接していることから、定着部の定着熱による転写ローラの温度上昇は顕著である。このため、非画像形成時に転写ローラが静止した状態が続くと、定着部に対向する転写ローラ部は昇温により抵抗が下がり、逆に定着部に反した部位は昇温部よりも抵抗が下がらず、転写ローラ周方向に抵抗分布が生まれ、上述したような転写異常を生じる。
【００１５】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とする処は、転写ローラの抵抗値のみを計測して定電圧制御された転写バイアスを印加した際に、定着部の熱による転写ローラ部分的な抵抗村を解消し、ローラ周期で一定の転写電流を印加することで、均一な転写画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を転写材上に定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、前記画像形成装置の転写ローラは、非画像形成時に前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を転写材上に定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、前記画像形成装置の転写ローラは、前記像担持体に接離可能であり、前記転写ローラは単独で駆動制御される機構を持ち合わせ、非画像形成時の前記像担持体との離間時に、前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体に接触配置した導電性の弾性ローラに転写バイアスを印加して前記像担持体上のトナー像を定電圧制御により転写し、前記トナー像を前記転写材上に加熱装置によって定着させる画像形成装置において、前記画像形成装置の転写ローラは、前記像担持体に常時当接されており、非画像形成時に前記加熱装置に対向する部位を一定間隔又は一定速度で駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、非画像形成時に転写ローラを回転駆動させることにより、定着部の定着熱による部分的な抵抗ムラを解消することができ、ローラ周期での異常画像を生じることなく、良好な転写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】
【００２０】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図２は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式を利用してカラー画像を形成する、中間転写体（中間転写ベルト）を備えたレーザビームプリンタ等の画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００２２】
本画像形成装置では、矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピード（例えば１１７ｍｍ／ｓｅｃ）で回転する感光ドラム２０は、帯電ローラ２１により一様帯電される。そして、感光ドラム２０の一様帯電面に対して露光装置（レーザスキャナ）２４から反射ミラー２４ａを介して、入力された画像信号に対応して変調されたレーザ光による走査露光Ｌが与えられ、画像情報に対応した各色の静電潜像がそれぞれ形成される。
【００２３】
そして、現像装置２２の回転体２２ａに搭載されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したイエロー現像器２２Ｙ、マゼンタ現像器２２Ｍ、シアン現像器２２Ｃ、ブラック現像器２２Ｂｋのうちの１色目の現像器（図ではイエロー現像器２２Ｙ）を回転体２２ａの回転によって感光ドラム１と対向する現像位置に移動させ、感光ドラム２０の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスをイエロー現像器２２Ｙに印加して、感光ドラム２０上の静電潜像にイエロートナーを付着させてイエロートナー像として現像する。
【００２４】
このイエローのトナー像は、１次転写ニップ部Ｎにて、１次転写高圧電源３０から１次転写バイアス（トナーと逆極性）が印加された１次転写ローラ２９によって中間転写体としての中間転写ベルト２５上に１次転写される。この際、２次転写ローラ３２は、２次転写ニップ部Ｍにて中間転写ベルト２５と２次転写対向ローラ２７から離間している。この１次転写が終了すると、感光ドラム２０上の残トナーはドラムクリーニング装置２３でクリーングされて除去される。
【００２５】
そして、１色目のイエロートナー像の１次転写が終了すると、現像装置２２の回転体２２ａが回転して次の現像器が感光ドラム２０に対向する現像位置に移動して、イエローの場合と同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写、クリーニング動作を順次行い、中間転写ベルト２５上で４色のトナー像を順次重畳してフルカラーのトナー像を形成する。
【００２６】
そして、中間転写ベルト２５上に形成されたフルカラーのトナー像の先端が、２次転写ローラ３２と２次転写対向ローラ２７間の２次転写ニップ部Ｍに到達すると、このタイミングに合わせて用紙等の転写材Ｐが２次転写ニップ部Ｍに給紙される。
【００２７】
そして、２次転写ニップ部Ｍにて、接地した２次転写対向ローラ２７を対向電極とし、２次転写高圧電源３３から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ３２を中間転写ベルト２５を介して２次転写対向ローラ２７に当接するように揺動させる。そして、２次転写ニップ部Ｍに搬送された転写材Ｐの背面に２次転写ローラ３２からトナーと逆極性の転写バイアスを印加することによって、転写材Ｐの表面に中間転写ベルト２５上に担持されたフルカラーのトナー像が一括して転写（２次転写）される。
【００２８】
２次転写後の転写材Ｐは、定着装置（不図示）で加熱加圧されて、フルカラーのトナー像が転写材Ｐ上に熱定着された後に外部に排紙され、一連の画像形成動作を終了する。又、２次転写後に中間転写ベルト２５上に残留している残トナーは、ベルトクリーニング装置３１でクリーングされて除去される。
【００２９】
ところで、上記した本実施の形態で用いた各色のトナーは、通常環境で−２５μＣ／ｇのトリボを有する負極性トナーであり、負極性に帯電される感光ドラム１０は直径４７ｍｍであり、帯電電位（暗電位）；−５５０Ｖ、露光電位（明電位）；−１５０Ｖで使用される。
【００３０】
中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６、２次転写対向ローラ２７、テンションローラ２８によって張架されており、駆動ローラ２６の回転駆動によって矢印方向（時計方向）に回転する。駆動ローラ２６は、芯金上にゴム材の表層が設けられている。又、中間転写ベルト２５は、厚み７５μｍ、周長１１１５ｍｍ、長手方向長３１０ｍｍの単層シームレスの樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行ったポリイミドで形成されている。本実施の形態で用いた中間転写ベルト２５の体積抵抗率ρｖは、１００Ｖ印加時において１０９Ωｃｍである。
【００３１】
１次転写ローラ２９は、導電性のウレタン発泡フォームで構成されており、直径８ｍｍのＳＵＳ芯金の上にフォーム層を肉厚４ｍｍで形成して、外径１６ｍｍとしている。１次転写ローラ２９の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重の下で、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１００Ｖの電圧印加の下に測定された電流の関係から算出した結果、５×１０6〜３×１０7Ω程度の値であった。
【００３２】
２次転写ローラ３２は、導電性のＮＢＲ・ヒドリン系ゴムで構成されており、直径１０ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚３ｍｍで形成して、外径１６ｍｍとしている。２次転写ローラ３２の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重の下で、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１ＫＶの電圧印加の下で測定された電流の関係から算出した結果、１×１０7〜１×１０8Ω程度の値であった。
【００３３】
２次転写対向ローラ２７も導電性ゴムで構成されており、直径２０ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚６ｍｍで形成して、外径３２ｍｍとした。２次転写対向ローラ２７の抵抗値は、１×１０7Ω以下の値である。
【００３４】
次に、本実施の形態における非画像形成時の転写部の動作について説明する。
【００３５】
本実施の形態の２次転写ローラは、中間転写ベルトに対して、解離駆動部材により非画像形成時には次の画像形成タイミングまで解離された状態にある。２次転写ローラ軸は単独での駆動機構を持ち、中間転写ベルトと解離された状態にあるときは、プロセススピードの半分の速度で回転駆動するように制御している。
【００３６】
２次転写ローラを、非画像形成時に回転駆動させずに３０分おいた場合、定着部に対向する転写ローラ部は昇温により抵抗が下がり、逆に定着部に反した部位は昇温部よりも抵抗が下がらず、画像形成時の転写電流に転写ローラ周期で、最大値と最小値で３０％の差を生じた。このときの転写電流をモニターした図を図３に示す。図のように、検出された転写電流は、転写ローラ周期のムラを生じ、又、このとき出力画像は、転写ローラ周期で転写抜けを生じてしまった。
【００３７】
上述の本実施の形態のように、非画像形成時に転写ローラを中間転写ベルトから解離し、転写ローラを回転駆動させた場合、３０分放置した後の画像形成時の転写電流は、最大値と最小値で５％の差にとどめることができた。
このときの転写電流をモニターした図を図４に示す。図３に比べ、転写ローラ周期の電流ムラが減少している。又、このときの出力画像は、転写ローラ周期で転写抜けや、転写過剰での以上画像を生じることなく、良好な転写画像であった。
【００３８】
本実施の形態では、２次転写ローラの回転駆動速度を等速で制御したが、回転区駆動による駆動部の磨耗や駆動音を軽減するために、一定の間隔にて回転駆動と静止を繰り返すことでも、常時静止する場合に比べて転写ローラの抵抗ムラを軽減することができる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
以下に、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置について説明する。
【００４０】
実施の形態２の画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック各色の感光ドラムと現像装置を備えており、中間転写ベルトに各色が順次一次転写装置により転写され、中間転写ベルト上にフルカラーのトナー像を形成する。
【００４１】
そして、中間転写ベルト２５上に形成されたフルカラーのトナー像の先端が、２次転写ローラと２次転写対向ローラ間の２次転写ニップ部Ｍに到達すると、このタイミングに合わせて用紙等の転写材Ｐが２次転写ニップ部Ｍに給紙される。
【００４２】
２次転写ローラは、中間転写ベルトに対して常時当接されており、４ｋｇｆの当接圧で従動に駆動される。２次転写ニップ部Ｍに搬送された転写材Ｐの背面に２次転写ローラ３２からトナーと逆極性の転写バイアスを印加することによって、転写材Ｐの表面に中間転写ベルト２５上に担持されたフルカラーのトナー像が一括して転写（２次転写）される。
【００４３】
２次転写後の転写材Ｐは、定着装置で加熱加圧されて、フルカラーのトナー像が転写材Ｐ上に熱定着された後に外部に排紙され、一連の画像形成動作を終了する。
【００４４】
次に、本実施の形態における非画像形成時の転写部の動作について説明する。
【００４５】
感光ドラム及び中間転写ベルトは、非画像形成時においては、５分の静止状態の後、１分の回転駆動を行い、従動駆動される２次転写ローラもそれに従う。上記制御により、３０分の放置の後に画像形成を行ったが、１分の回転駆動直後の画像形成により、実施の形態１と同様に画像形成時の転写電流は、最大値と最小値で５％の差に止めることができた。
【００４６】
又、同様にこのときの出力画像は、転写ローラ周期で転写抜けや、転写過剰での以上画像を生じることなく、良好な転写画像であった。 
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、電子写真方式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、記録材に転写して記録材上に画像を得る複写機やプリンター等の画像形成装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ハードウェアで構成されたＡＴＶＣ方式の制御回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置要部の構成図である。
【図３】従来構成における通紙中の転写電流を示す図である。
【図４】本発明における通紙中の転写電流を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  感光ドラム
２１  帯電ローラ
２２  現像装置
２３  ドラムクリーニング装置
２４  露光装置（レーザスキャナ）
２５  中間転写ベルト
２７  ２次転写対向ローラ
２９  １次転写ローラ
３０  １次転写高圧電源
Ｐ    転写材
【図１】
2005202116.tif 000003
【図２】
2005202116.tif 000004
【図３】
2005202116.tif 000005
【図４】
2005202116.tif 000006