【手続補正書】
【提出日】平成19年2月20日(2007.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  画像形成装置
【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、転写材を吸着搬送する吸着搬送手段と、前記吸着搬送手段と前記像担持体の間の転写領域にある転写材に前記像担持体からトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に転写バイアスを印加するバイアス手段と、を有する画像形成装置において、
前記転写領域に転写材が無い時に前記バイアス手段が出力する電圧と電流の関係に基づいて、前記転写バイアスを補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】  前記バイアス手段の出力に基づいて、前記転写手段と前記吸着搬送手段を含めた抵抗を検知する検知手段を有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】  前記検知手段が検知した抵抗値が所定の値以上の場合には、前記転写バイアスを補正し、所定の値を未満の場合には、前記転写バイアスを補正しないことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】  前記所定の基準値とは、転写材の抵抗値に応じて設定されることを特徴とする請求項３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等を利用した画像形成装置に関し、特にトナー像の転写に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から画像形成装置として、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等さまざまな方式が採用されている。これらのうち電子写真方式を用いた画像形成装置は、高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。
【０００３】
図５に電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の一例の概略構成を示す。電子写真方式の画像形成装置は、画像形成手段として、像担持体である感光体ドラム100、一次帯電手段101、現像装置103、クリーニング装置108を備えている。感光体ドラム100はドラム状の電子写真感光体であり、例えば矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム100の表面を一次帯電手段101が一様に帯電させた後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光手段102が画像情報に従って露光することにより、静電潜像を感光体ドラム100の表面に形成する。その後、現像装置103が現像剤104（トナーを含む）をこの静電潜像に静電的に付着させ、感光体ドラム100上にトナー像を形成する。次いで、搬送手段105にて感光体ドラム100と対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、感光体ドラム100上のトナー像を、転写手段としての転写ローラ106の作用により静電的に転写する。
【０００４】
その後、転写材Ｐ上に転写された未定着のトナー像は、定着装置107にて加熱及び加圧されることにより転写材Ｐ上に定着し、永久画像を形成する。一方、転写後に感光体ドラム100上に残留する転写残トナーは不図示のクリーニングブレードによって除去されて、クリーニング装置108の廃トナー容器内に回収される。こうして表面がクリーニングされた感光体ドラム100は繰り返し画像形成に供される。
【０００５】
また近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置も普及してきている。この電子写真方式を用いたカラー画像形成装置においてもさまざまな方式に分かれている。例えば、従来良く知られている多重転写方式、中間転写体方式のほかに、感光体表面にカラー像を重ねた後一括転写して像形成を行う多重現像方式、或いは、複数の異なる色の画像形成手段（プロセスステーション）を有し、転写ベルトにより搬送された転写材に現像剤を転写するインライン方式等がある。インライン方式によるカラー画像形成装置は、高速化が可能であり、また、トナー像転写の回数が少ないため画質に有利など、多くの優位点を有している。このインライン方式においては、ユーザビリティの向上、設置面積の低減のためプロセスステーションを鉛直方向に並べ、転写材をほぼ垂直に搬送するといった構成も提案されている。
【０００６】
図６にインライン方式を用いた従来のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成を示す。図に示すように、吸着搬送手段としての転写ベルト110を、駆動ローラ111、吸着対向ローラ112、テンションローラ113ａ、113ｂの各ローラに巻架している。転写ベルト110の周面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像形成手段であるプロセスステーション109ａ〜ｄが配置されており、転写ベルト110は図中の矢印の方向に回転することにより、転写材Ｐを各プロセスステーション109に順次搬送する。各プロセスステーション109はプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能になっており、夫々が感光体ドラム100ａ〜ｄ、一次帯電手段101ａ〜ｄ、現像装置103ａ〜ｄ、クリーニング装置108ａ〜ｄを備えている。
【０００７】
各プロセスステーション109ａ〜ｄ内の感光体ドラム100ａ〜ｄは転写ベルト110を介して転写手段である転写ローラ106ａ〜ｄと当接しており、これらには夫々、バイアス手段である転写バイアス電源114ａ〜ｄより転写バイアスが印加される。電子写真方式の画像形成装置において、例えば、感光体ドラム100として、負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）を用いて、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する場合には、負極性のトナーを含む現像剤が用いられる。したがって、転写ローラ106には転写バイアス電源114より正極性の転写バイアスを印加する。
【０００８】
転写材は、給送カセット115などからピックアップローラ116、給送ローラ117、搬送ローラ118によって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作と転写材の搬送との同期をとるための、例えば、ローラ状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ対119に一旦挟持された後、転写材Ｐと転写ベルト110との吸着がおこなわれる吸着部に導かれる。吸着部では、例えば吸着部材としての吸着ローラ120が転写ベルト110を介して吸着対向ローラ112と対向し、転写ベルト110及び転写材Ｐを挟持するよう構成されている。吸着ローラ120には高電圧源である不図示の転写前バイアス電源より電圧が印加されることによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは転写ベルト110を分極することによって転写ベルト110に静電吸着される。このようにして転写ベルト110に吸着した転写材Ｐは各プロセスステーション109ａ〜ｄを順次通過し、感光体ドラム100ａ〜ｄの各色トナー像が次々に転写される。その後、定着装置107にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されて永久画像となる。
【０００９】
転写ベルト110としては、厚さ50〜200μm、体積抵抗率１０９〜１０１６（Ωcm）程度のPVDF（弗化ビニリデン樹脂）、ETFE（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリイミド、PET（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムや、あるいは、厚さ0.5〜2mm程度の、例えばEPDM等とされるゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにPTFEなど弗素樹脂を分散したものを被覆して用いる。
【００１０】
上記転写ベルト110は、通常は表面にトナー像を直接担持させることはないのでトナー像により汚染されることは少ないが、ジャム時や非画像部への地かぶりトナー付着、或いは転写ベルト110上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する様なシステム使用時等においてはトナーが付着する。この汚染トナーを清掃するために別途クリーニング手段121を設けたり、或いは転写ローラ106ａ〜ｄに転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加して転写ベルト110上のトナーを感光体ドラム100を介してクリーニング装置108ａ〜ｄに回収する、という工程を各々のプロセスステーション109ａ〜ｄについて行うことが考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、紙や転写ベルトは抵抗値的に不安定な要素であるため、転写に影響を及ぼす可能性がある。特に上記の如く転写材を転写ベルトに吸着させ、これに対して多重転写を行うインライン装置においては４回転写を行う必要があるため、装置の置かれている環境や紙種の影響を受けやすいという問題が発生する。
【００１２】
ここで転写ベルトはプラスチックに抵抗値調整のためにカーボンブラック等の電子導電剤やイオン導電剤を添加したフィルム状の部材であるが、電子導電剤では製造時の分散不良による抵抗値の振れが発生し、イオン導電剤では環境により含有する水分量が変動して抵抗値も変動する。
【００１３】
一方、紙の主成分は吸湿性の高いセルロースであり、その乾燥状態によって抵抗値が大きく変化する。例を挙げると、紙が水分を吸着する高温高湿環境（以下H/H環境、30℃×80%RHで代表する）では紙の抵抗値が１０７（Ω）程度まで低下して電荷がリークしやすくなってしまい、一方低温低湿環境下（以下L/L環境、15℃×10%RHで代表する）では紙の抵抗値が１０12（Ω）程度にまで上昇してしまい、紙に対する電荷注入が発生しにくくなって電荷付与が困難になる。また更に、自動両面機構をもつ画像形成装置では、一旦プリントされた紙が定着器を通過することによって紙中の水分が蒸発してしまい、再給送された時には非常に抵抗値が高い状態になってしまう。
【００１４】
これらのように抵抗値の変動要因を有する転写ベルト、紙に対してトナー転写を行うと、部材の抵抗値が高い場合には転写バイアスが流れにくいことによる転写不良が発生し、逆に低い場合には、転写バイアスが流れすぎて一旦転写されたトナーが感光体ドラムから逆帯電を受けて反転してしまい転写効率が低下する、再転写現象が発生するという問題があった。
【００１５】
このような問題点を解決するために、従来転写バイアスを定電流制御し、常に一定の電流値で転写を実行することにより転写ベルトや転写材の抵抗値の変動を補正する手段が考案されている。しかしながら、定電流制御を実行する場合、転写されるトナー量によって電流値も変化するため、画像比率によって転写の効率が変化してしまうという問題があった。
【００１６】
そこで従来からも、転写部よりも上流の吸着部において紙の抵抗値を測定することで、画像比率の影響を受けずに転写バイアスを設定する方法が考案されている。吸着部で紙の抵抗値を測定する場合、紙の抵抗値が他の転写に関わる部材の抵抗値の変動に比べて大きければ、部材の抵抗値の変動の差を無視することが可能となる。転写ベルトは共通して介在する部材であるために抵抗値の変動は無視することが可能である。感光体ドラムは印字を重ねるに連れて膜厚が減少するが、その抵抗値の変動は微少と見なすことができる。吸着ローラは吸湿度合いや通電劣化によって抵抗値が変動するが、元の抵抗値を低く設定することで、抵抗値の変動の影響を低減することが可能である。
【００１７】
ところが、転写ローラの場合、抵抗値を低く設定すると紙の幅をはみ出す部分が、紙の有る部分に比べて非常に大きな電流を流すことになってしまい、対向する感光体ドラムにダメージを与えてしまう問題がある。
【００１８】
具体的には、図７に示す画像形成部の断面図のように感光体ドラム100、転写材Ｐ、転写ベルト110、転写ローラ106が対向したとき、転写材Ｐの抵抗値が高くなるL/L環境下で、転写材Ｐ上にトナーを転写するために必要な転写バイアスを転写ローラ106に印加し、感光体ドラム100に対して転写バイアスβを流すと、転写材Ｐの幅からはみ出した転写ローラ部から矢印αで示すように感光体ドラム100に過大な電流が流れ込む。この電流は感光体ドラム100上の電位を除電する方向に働き、酷い場合には逆極性に帯電させてしまう。その後一次帯電手段101によって感光体ドラム100を非画像部の電位に帯電するが、帯電が追いつかなくなって所望の電位が得られなくなり、ハーフトーン画像と同様の電位となってトナーが現像される。その結果、感光体ドラム100の１周分より後半の部分で紙のコバが汚れたり、次に給送される紙の横幅が大きい場合には紙の裏面の端部が汚れる、いわゆる紙跡という現象が発生する。
【００１９】
図８は従来の画像形成装置を用いた時のL/L環境下での、転写最適バイアスと紙跡限界電圧の関係を示す図である。図８から、転写ローラの抵抗値を上昇させるに従って、実線で示す転写に最適なバイアス値が上昇して行くが、それと同時に破線で示す紙跡の限界電圧値も上昇することがわかる。図からわかるように、転写ローラの抵抗値が１０8（Ω）付近までは紙跡の限界の方が転写最適値よりも低いため、紙跡の発生を抑えるためには十分な転写バイアスが印加できないことになる。一方、１０8（Ω）を越えると、最適バイアス値よりも紙跡限界電圧値の方が高くなるため、十分な転写バイアスを紙に対して印加することが可能となる。
【００２０】
ところで、転写ローラのような抵抗帯の部材を生産する上では、抵抗値を厳密に管理することは困難であり、材料のロットや季節変動により、生産のロット毎に抵抗値が振れてしまうのは避けられない。また、転写ローラは電圧を印加しながら画像出力を継続することで、いわゆる通電劣化を引き起こし、抵抗値が上昇していく特性を持っている。このような抵抗変動を総合すると、同一の温湿度下で測定しても、転写ローラの抵抗値の範囲としては１０0.8（Ω）程度の振れを考慮する必要がある。
【００２１】
ここで、図８を参照すると、例えば転写ローラの抵抗値の中心を１０7.6（Ω）に設定する場合、転写ローラの抵抗値は１０7.2（Ω）から１０8（Ω）までを考慮すれば良い。この抵抗値の範囲内では、転写バイアスの最適値は2400V付近で一定であるため、吸着ローラで検知した紙の抵抗値を元に一定の転写バイアスを選択すれば良いことが解る。
【００２２】
しかし、前記したように転写ローラの抵抗値は１０8（Ω）以上を使わないと紙跡が発生してしまうため、通電劣化前の転写ローラの抵抗値の中心値は１０8.4（Ω）程度に設定しなければならない。ところが、転写ローラの抵抗値が１０8（Ω）以上になると、転写ローラの抵抗値の上昇に連れて最適な転写電圧値も上昇してしまう。この最適転写バイアス値の差は１０8（Ω）から１０8.8（Ω）までの間で400V程度となり、吸着ローラで検出した紙抵抗値のまま一律の転写バイアスを印加すると、最適な転写バイアスから最大で400Vずれた転写バイアスを印加することになり、転写バイアスが適正でないことにより発生する転写不良を引き起こすという問題があった。
【００２３】
そこで本発明は、製造時や耐久によって抵抗値が変動する転写ローラを用いても、常にその抵抗値に適した転写バイアスを印加し、安定した画像濃度や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している。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、転写材を吸着搬送する吸着搬送手段と、前記吸着搬送手段と前記像担持体の間の転写領域にある転写材に前記像担持体からトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に転写バイアスを印加するバイアス手段と、を有する画像形成装置において、前記転写領域に転写材が無い時に前記バイアス手段が出力する電圧と電流の関係に基づいて、前記転写バイアスを補正することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２は電源回路の模式図の一例を説明する図、図３は転写材の抵抗と転写バイアスの最適値の関係を示す図である。
【００２６】
図２に示す画像形成装置はインライン方式を用いた電子写真画像形成装置であって、画像形成手段としてのプロセスステーション１ａ〜ｄを水平方向に複数配置している。各プロセスステーション１ａ〜ｄはプロセス手段として、像担持体である感光体ドラム２ａ〜ｄ、一次帯電手段３ａ〜ｄ、現像装置４ａ〜ｄ、クリーニング装置６ａ〜ｄを一体にまとめた構成となっている。各プロセスステーションは、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
【００２７】
感光体ドラム２はドラム状の電子写真感光体であり、その表面を一次帯電手段３が一様に帯電させた後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光手段９ａ〜ｄが画像情報に従って露光することにより、静電潜像を感光体ドラム２の表面に形成する。その後、現像装置４がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤５ａ〜ｄ（トナーを含む）をこの静電潜像に静電的に付着させ、感光体ドラム２上にトナー像を形成する。
【００２８】
吸着搬送手段としての転写ベルト10は、駆動ローラ11、吸着対向ローラ12、テンションローラ13ａ、13ｂの各ローラに巻架している。この転写ベルト10の周面に沿って上記各プロセスステーション１を配列しており、転写ベルト10は図示矢印方向に回転することにより転写材を各プロセスステーション１に順次搬送する。プロセスステーション１ａ〜ｄの感光体ドラム２ａ〜ｄは、転写ベルト10を介して、転写手段である転写ローラ14ａ〜ｄと当接している。転写ローラ14ａ〜ｄには、バイアス手段である転写バイアス電源15ａ〜ｄから転写バイアスが印加され、これによって感光体ドラム２上のトナー像が転写ベルト10上の転写材Ｐに転写される。
【００２９】
転写材Ｐは、給送カセット17等からピックアップローラ18、給送ローラ19、搬送ローラ20によって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作と転写材の搬送との同期をとるための、例えば、ローラ状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ対21に一旦挟持された後、転写材Ｐと転写ベルト10との吸着がおこなわれる吸着部に導かれる。吸着部では吸着部材としての吸着ローラ22が転写ベルト10を介して吸着対向ローラ12と対向し、転写ベルト10に転写材Ｐを圧接させて挟持搬送するよう構成されている。
【００３０】
吸着ローラ22には高電圧源である転写前バイアス電源23より電圧が印加されることによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは転写ベルト10を分極することによって転写ベルト10に静電吸着される。転写前バイアス電源23には、流れる電流値もしくは印加されるバイアス値を検知するための第二検知手段24が接続されており、その検知した抵抗値によって転写材Ｐの種類や特性が判別される。
【００３１】
更に、吸着ローラ22は、転写材Ｐを予備帯電させる予備帯電手段としての機能も兼ねていてもよい。転写材Ｐを予備帯電させることは、特にＯＨＰや厚紙等の電気抵抗値の高い転写材に対して転写バイアスを低下させる作用があり、本実施形態に述べられるインライン方式の画像形成装置に対しては特に有効である。本実施形態においては吸着ローラ22に予備帯電バイアスを印加させて転写材表面を予備帯電させる構成を取っているため、予備帯電バイアスは現像剤（トナー）の極性とは反対極性とした（本実施形態の場合においては現像剤として負極性に帯電したトナーを使用しているため、予備帯電バイアスは正極性となる）。この場合、転写前バイアスの値としては、前述のように抵抗値の高いＯＨＰ等に対して高い値に設定する必要がある。このために、ＯＨＰを手動または自動で検出して転写前バイアスの値を設定することも可能であるが、第二検知手段24によって転写材Ｐが高抵抗値の転写材であると判別された場合には、転写前バイアスを他の転写材と比較して高く設定しても良く、この高い転写前バイアスの印加により転写バイアスを低下させる効果が得られる。
【００３２】
このようにして転写ベルト10に吸着した転写材Ｐは各プロセスステーション１を順次通過し、感光体ドラム２ａ〜ｄの各色トナー像が次々に転写される。その後、定着装置25にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されて永久画像となる。
【００３３】
本出願人等の検討によれば、転写ベルト10としては、厚さ100〜200μm程度、抵抗値１０８から１０12（Ω）程度に抵抗値を調整された、PVDF、ETFE、ポリカーボネ−ト、PET、ポリイミド等の樹脂フィルムが、吸着、転写性が良好であるのに加え、適度な自己減衰性により、除電手段を設けなくともチャージアップを防止できるなど、本実施の形態への適用に好適である。本実施形態としては、転写ベルト10として周長800mm、厚さ100μmのETFE樹脂フィルムで、カーボン等の分散により抵抗値を１０11（Ω）程度としたものを用いた。
【００３４】
また、本実施の形態において吸着ローラ22は、カーボンを分散することで抵抗値を１０５（Ω）以下に調整したEPDM（エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体）ゴムを、直径6mmの芯金上に厚さ3mmにて形成したローラとした。本出願人らの検討によると、抵抗値の変動の影響を転写材の検知に影響しないように設定するためには、転写前バイアス印加部材である吸着ローラ22の抵抗値は１０４から１０６（Ω）とされる。一方の吸着対向ローラ12は金属ローラとし、その軸受け部分は電気的に接地した。
【００３５】
転写ローラ14は、給電電極を兼ねた導電性基軸と、この導電性基軸の外周面を円筒状に囲繞する少なくとも１層の弾性層とを備えている。ここで弾性層としては、例えば、EPDM、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコンゴム、NBR等を使用することができ、これらには抵抗値を調整するための導電剤が分散されている。この弾性層は、発泡加硫させたスポンジ層で構成されている。なお、弾性層の外周面に、ヒドリンゴム、NBR、ウレタン、水溶性ナイロン等のコート層を１層又は複数層形成するようにしてもよい。本実施形態の転写ローラ14の抵抗値としては、L/L環境下にて１０8（Ω）、１０8.4（Ω）、また、１０8.4（Ω）の転写ローラを寿命として想定している10万枚の耐久試験に使用し、通電劣化によって１０8.8（Ω）まで抵抗値を上昇させたものを使用した。
【００３６】
ここで、上記の種々の部材の抵抗値は、JIS法K6911に準拠した測定プローブを用い、ADVANTEST社製高抵抗計R8340にて100Vを印加して得た測定値を、転写ベルト10、あるいは吸着ローラ22、あるいは転写ローラ14の厚みで正規化した値である。
【００３７】
また、駆動ローラ11としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のためのゴム層を厚さほぼ0.5〜3.0mmの範囲で設けたものを用いた。このゴム層の抵抗値は、１０15（Ω）以上の絶縁タイプを一例として用いたが、抵抗値の低いのものであってもよい。テンションローラ13ａ、13ｂ及び駆動ローラ11の芯金に関しては、転写ベルト10自体が自己減衰系であり、かつ、転写ベルト10を挟んで対向する部材（電極）が存在しないので、いずれも接地、フロートのどちらでもよい。
【００３８】
図２を用いて、本実施形態における電源回路の一例を説明する。吸着ローラ22に電圧を印加する転写前バイアス電源23は第二検知手段24に接続されており、転写前バイアス電源23の出力が定電圧制御されている場合にはバイアス印加時の電流量を、定電流制御されている場合には転写前バイアス電源23の出力バイアスをそれぞれ検知できるようになっている。同様にプロセスステーション１ａの転写ローラ14ａに電圧を印加する転写バイアス電源15ａも第一検知手段16に接続されており、転写バイアス電源15ａが定バイアス制御されている場合には転写バイアス印加時の電流量を、定電流制御されているときは転写バイアス電源15ａの出力バイアスをそれぞれ検出できるようになっている。また第一検知手段16、第二検知手段24及び転写前バイアス電源23、各プロセスステーション１の転写バイアス電源15は演算制御機構26に接続されており、第一検知手段16や第二検知手段24での検出結果に応じて任意に出力バイアスを制御できる。
【００３９】
以下、転写前バイアス電源23および各プロセスステーション１ａ〜ｄの転写バイアス電源15ａ〜ｄが定電圧制御されている場合を例に取り、本発明の詳細を説明する。
【００４０】
前記したように、転写材Ｐに対する転写バイアス値は環境や紙の吸湿状態に応じて最適な値に制御することで、最適な転写バイアスを感光体ドラム２に対して設定することが可能になる。そのためには、転写に関わる部材の抵抗値だけではなく、転写材Ｐそのものの抵抗値を計測しなければならない。その方法としては、実際の転写時に流れる転写バイアスを測定することが考えられる。但し、転写バイアスは画像パターン、すなわち転写されるトナーの電荷量によっても変化するため、画像パターンの影響を考慮して制御する必要がある。また、画像の影響を受けないように転写材先端の画像余白内で制御を実行することも考えられるが、転写ニップ部に転写材が突入するショックによって転写バイアス波形が暴れることを考慮し、転写バイアスが落ち着いてから画像領域に入るまでの一瞬のタイミングで検知を実行しなければならない。実際には紙の斜行等を考慮すると紙の先端余白で紙抵抗値の測定の信頼性を確保するのは非常に困難である。
【００４１】
そこで、本実施形態では、紙の抵抗値を吸着部で測定する構成とした。吸着ローラ22に第二検知手段24で検出される電流が18μAの定電流となるように転写前バイアス電源23を制御しながら転写前バイアスを印加し、制御された結果の転写前バイアス電圧値を紙の抵抗値を表す紙抵抗指標値とした。転写材としては、キヤノン販売株式会社より発売されているオフィスプランナー用紙（A4サイズ、64g/m^2）を使用した。
【００４２】
図３に、上記のようにして計測された紙抵抗指標値と、それぞれの紙抵抗指標値に対する転写バイアスの最適値の関係を示す。図３に実線にて示すように、紙抵抗指標値が低いときには転写バイアスを弱く制御し、紙抵抗指標値が高くなるに従って転写バイアスを強めることで、常に最適な画質を達成することが可能である。
【００４３】
しかし、図の３本の実線で示すように、転写ローラ14の抵抗値が高くなるにつれ、特に紙抵抗指標値の高い領域（矢印Ａで示す領域）では、最適な転写バイアスも強めなければならない。この転写ローラ14の抵抗値の違いを検知するために、本実施形態では本体の電源投入時、及びスリープ状態から復帰する際に実行されるクリーニングシーケンス時に、転写に関わる部材（転写ベルト10、転写ローラ14）の抵抗値の検知を実施する構成とした。抵抗値の検知には1000Vの転写バイアスを転写ベルト10の定常回転時に転写バイアス電源15ａより印加し、その時転写ローラ14ａと転写ベルト10を通して感光体ドラム２ａに流れ出す電流を第一検知手段16で検出し、この電流値を部材抵抗指標値とした。
【００４４】
図３の破線は、紙抵抗指標値に対応する環境下での、転写ローラ14の抵抗値に対する部材抵抗指標値の検知結果を示している。図から明らかなように、転写ローラ14の抵抗値が高くなると部材抵抗指標値の電流値は低くなる。従って、転写ローラ14の抵抗値の差に対する転写バイアスの補正が必要となる紙抵抗指標値の高い領域（矢印Ａで示す領域）においては、部材抵抗指標値の電流値に基準値を設定し、部材抵抗指標値に基づいて転写ローラ14に印加する転写バイアスの補正が必要な領域（図の斜線部分）を定義できることになる。
【００４５】
この時、図の矢印Ｂで示すように、部材抵抗指標値の上下限での最適な転写バイアスの差は250V程度である。そこで、まず紙抵抗指標値に基づいて決定する転写バイアスは例えば抵抗値の低い１０8（Ω）を想定して決定し、部材抵抗指標値が基準値以下になったとき（すなわち転写ローラ14及び転写ベルト10の抵抗が高い。例えばＣ点）に、転写バイアスに対して250V電圧を上乗せしてやれば、最適な転写バイアスに近づけることができる（例えばＤ点）。
【００４６】
上記の様に部材抵抗指標値に基づいて転写バイアスの補正を実施することで、製造時や耐久状態による転写ローラ14の抵抗値によらず、常に最適な転写バイアスを印加することが可能となり、常に高画質の画像を得ることができる。
【００４７】
［第二実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について、図を用いて説明する。図４は転写材の抵抗値と転写バイアスの最適値の関係を示す図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
上記第一実施形態においては、部材抵抗指標値が所定の基準値を満たしたときにのみ、転写バイアスを一律に250V上乗せする構成としていた。これに対し本実施形態は、さらにきめ細かく抵抗値の補正を実施することを特徴とする。
【００４９】
図４に示すように、転写材の抵抗値が完全に上昇するL/L環境よりも抵抗値の低い、図の矢印Ｅで示すような紙抵抗指標値の領域から、転写ローラの抵抗値の違いによって最適な転写バイアスは変わり始めている。しかしこのような紙抵抗指標値の低い領域においては部材抵抗指標値は紙抵抗指標値に依存して大きく変わるため、単純に基準値を一つ設定してこれと部材抵抗指標値を比較するだけでは補正が不可能である。
【００５０】
そこで本実施形態においては、下の表１に示すように、紙抵抗指標値を７つの領域に分け、それぞれの領域に所定の部材抵抗指標値を基準値として定義した。また、本実施形態ではきめ細かい転写バイアスの補正を実施するために、それぞれの領域において更に複数の基準値を定義し、急激に転写バイアスの補正が実行されて突然画質が変わってしまうことがないように制御する。さらに、それぞれの補正値も各領域に対して最適な補正量となるように100Vから400Vまで可変とし、転写ローラ14の抵抗値の変動に合わせて常に最適な転写バイアス値の印加を可能とする構成とした。
【００５１】
【表１】
2003195657.tif 000001
【００５２】
以上のように細かい場合分けをすることで、転写ローラ14の抵抗値や環境の変動に対しても最適な転写バイアスの補正が実施可能となり、常に最適な状態で転写が実行され、安定して高い品質の画像を得ることが可能となった。また、転写バイアスの補正を段階的に実施することにより、補正が導入される前後で急激に画質が変わるようなことがなくなり、制御の存在をユーザーに気付かれるような弊害を発生させることもない。
【００５３】
なお、上記各実施形態においては転写手段として転写ローラ14を用いて説明したが、例えば転写ブレード等の異なる形態を有する部材を用い、用いる部材に合わせた補正を実施することで、同様に本発明を適用することができ、本発明の効果を得ることができる。
【００５４】
また、以上の実施形態で説明してきたような画像形成装置では、転写材の厚みに合わせたり、画像の光沢性を上げるために定着スピードを変化させることが一般に行われている。また、紙とは帯電特性等の性質が異なるPET等のフィルムを基材とするＯＨＰなどのメディアでは、完全に異なる転写バイアスや定着条件の制御が必要となる。これらの条件の違いに対しても、本実施形態で述べたように紙抵抗値等の場合分けをすることで最適な転写バイアスの補正が実施可能となり、常に最適な転写バイアスの印加が可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明によれば、転写手段に印加する転写バイアスを、転写材の抵抗値に基づいて決定し、転写手段の抵抗値に基づいて補正することにより、転写手段の製造時の抵抗値の振れや、耐久による抵抗値の変動に関わらず最適な転写バイアスの補正が実施可能となり、常に最適な状態で転写が実行され、安定して高い品質の画像を得ることが可能となる。また、転写手段の抵抗値の変動を厳しく管理することが不要となるため、転写手段の歩留まりが良くなり、装置の低コスト化が実現できるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】電源回路の模式図の一例を説明する図である。
【図３】第一実施形態に係る転写材の抵抗と転写バイアスの最適値の関係を示す図である。
【図４】第二実施形態に係る転写材の抵抗と転写バイアスの最適値の関係を示す図である。
【図５】電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図６】インライン方式を用いた従来のフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図７】従来例に係る画像形成部の断面図である。
【図８】従来の画像形成装置を用いた時のL/L環境下での、転写最適バイアスと紙跡限界電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ …転写材
１ …プロセスステーション
２ …感光体ドラム
３ …一次帯電手段
４ …現像装置
５ …現像剤
６ …クリーニング装置
９ …露光手段
10 …転写ベルト
11 …駆動ローラ
12 …吸着対向ローラ
13 …テンションローラ
14 …転写ローラ
15 …転写バイアス電源
16 …第一検知手段
17 …給送カセット
18 …ピックアップローラ
19 …給送ローラ
20 …搬送ローラ
21 …レジストローラ対
22 …吸着ローラ
23 …転写前バイアス電源
24 …第二検知手段
25 …定着装置
26 …演算制御機構
100 …感光体ドラム
101 …一次帯電手段
102 …露光手段
103 …現像装置
104 …現像剤
105 …搬送手段
106 …転写ローラ
107 …定着装置
108 …クリーニング装置
109 …プロセスステーション
110 …転写ベルト
111 …駆動ローラ
112 …吸着対向ローラ
113 …テンションローラ
114 …転写バイアス電源
115 …給送カセット
116 …ピックアップローラ
117 …給送ローラ
118 …搬送ローラ
119 …レジストローラ対
120 …吸着ローラ
121 …クリーニング手段