(57)【要約】【課題】  定電流電源と定電圧電源を備えた転写バイアス印加手段を備えた画像装置において、生産性の低下を最小限に抑えた上で、環境変動・耐久変動によらず良好な転写性を維持する転写バイアス制御方法を提供する。【解決手段】  画像形成直前に設定電流値で定電流制御を行ってそのときの検知電圧値Ｖを記録。次にＶ−ｄＶ、Ｖ＋ｄＶの２点の電圧値で定電圧制御を行い、そのときの検知電流値Ｉ１、Ｉ２を記録。この測定で得られたＶＩ特性より、画像形成時の印加電圧を決定する【選択図】  図１
2007240621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な第一像担持体と、前記一像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像に二成分現像剤を用いて現像する現像手段と、前記第一像担持体との間に回転可能な第二像担持体を狭持して第一転写部を形成し、前記第一像担持体上に形成されたトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで前記第二像担持体に転写する一次転写手段と、前記第二像担持体との間に記録材を狭持して第二転写部を形成し、前記第二担持体上に転写されたトナー像を、バイアスを印加することで、前記記録紙に転写する二次転写手段を有する画像形成装置において、
前記一次転写手段は、定電流制御な可能な高圧電源と、定電圧制御が可能な高圧電源と、定電流出力時に前記一次転写手段に印加されたバイアスの値を検知する電圧検知手段と、該検知手段によって検知されたバイアス値を定電圧電源に入力する入力手段と、定電圧出力時に前記第一転写部に流れた電流を検知する電流検知手段を有し、
画像形成開始信号を受けて行われる画像形成工程中であって、画像形成動作前に前記第一像担持体の空回転を行う前回転工程時に、設定電流値Ｉで定電流出力を行いその際のバイアス値Ｖを、前記電圧検知手段を用いて検出し、その検出したバイアス値Ｖに予め定めた値dＶを引算した値Ｖ1＝Ｖ-dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値をＩ1、前記検出したバイアス値Ｖに予め定めた値dＶを加算した値V2=Ｖ+dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値をＩ2とするとき、上記の(V1、I1)、(V2、I2)の2点の線形補完によって得られる電圧電流特性から画像形成工程中の前記一次転写手段に印加されるバイアス値Ｖtgを決定し、画像形成工程中に前記一次転写手段に前記電圧制御が可能な高圧電源を用いて、決定されたバイアス値Vtgを定電圧出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記dVの値は、環境によって変化させ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dVの値は、前記一次転写手段の通電時間によって変化させ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４】
前記dVの値は、前記Ｖの値にある係数をかけた値に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５】
回転可能な第一像担持体と、前記一像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像に二成分現像剤を用いて現像する現像手段と、前記第一像担持体との間に回転可能な第二像担持体を狭持して第一転写部を形成し、前記第一像担持体上に形成されたトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで前記第二像担持体に転写する一次転写手段と、前記第二像担持体との間に記録材を狭持して第二転写部を形成し、前記第二担持体上に転写されたトナー像を、バイアスを印加することで、前記記録紙に転写する二次転写手段を有する画像形成装置において、
前記二次転写手段は、定電流制御な可能な高圧電源と、定電圧制御が可能な高圧電源と、定電流出力時に前記二次転写手段に印加されたバイアスの値を検知する電圧検知手段と、該検知手段によって検知されたバイアス値を定電圧電源に入力する入力手段と、定電圧出力時に前記第二転写部に流れた電流を検知する電流検知手段を有し、
画像形成開始信号を受けて行われる画像形成工程中であって、画像形成動作前に前記第二像担持体の空回転を行う前回転工程時に、予め定めた電流値で定電流出力を行いその際のバイアス値Ｖを、前記電圧検知手段を用いて検出し、その検出したバイアス値Ｖに予め定めた値dＶを引算した値Ｖ1＝Ｖ-dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値をＩ1、前記検出したバイアス値Ｖに予め定めた値dＶを加算した値V2=Ｖ+dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値をＩ2とするとき、上記の(V1、I1)、(V2、I2)の2点の線形補完によって得られる電圧電流特性から画像形成工程中の前記一次転写手段に印加されるバイアス値Ｖtgを決定し、画像形成工程中に前記一次転写手段に前記電圧制御が可能な高圧電源を用いて、決定されたバイアス値Vtgに記録材のインピーダンス分の電圧値Vpを加算して定電圧出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記dVの値は、環境によって変化させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記dVの値は、前記二次転写手段の通電時間によって変化させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記dVの値は、前記Ｖの値にある係数をかけた値にすることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は像担示体上に可視画像を形成し、このトナー像を記録材に静電的に転写するようにした画像形成装置に関するものであり、例えば電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置などに好適に応用し得る。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複数色またはフルカラーの画像形成装置として、近年では感光ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写体（中間転写ベルト）上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、記録紙に一括で転写する、中間転写方式の画像形成装置が提案されている。
【０００３】
この中間転写方式では感光ドラム周囲に配置された帯電手段、露光手段、現像手段により感光ドラム上にトナー画像を形成し、一次転写部において一次転写手段により中間転写ベルトに静電的に転写する。カラー画像を形成する場合には中間転写ベルトにトナー像を順次転写していくことで中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成することが出来る。中間転写ベルトに転写されたトナー像は中間転写ベルトの搬送により二次転写部に搬送され、二次転写手段を用いて記録媒体に静電的に転写される。
【０００４】
上述の画像形成装置において、一次転写手段、二次転写としては、低出力の電源を使用することが可能で、低コスト化が図れる接触転写方式が採用されている。近年、接触転写方式においては、接触回転型の転写ローラが広く採用されている。
【０００５】
転写ローラは、図に示すとおり導電性の芯金6aの外周面に弾性層6ｂを設けて構成し、弾性層6ｂの導電性を持たせることで、転写ローラの抵抗を1Ｅ+5Ω〜1Ｅ+8Ω程度に調整している。弾性層6ｂの導電性を持たせる手法として、電子導電性とイオン導電性との2種類に大きく分けられる。
【０００６】
前者の電子導電性の転写ローラは、弾性層6ｂに導電性フィラーを分散させたものである。例として、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたEPDMローラやウレタンローラがある。
【０００７】
一方、後者のイオン導電性の転写ローラは、弾性層6ｂにイオン導電系の材料を含むものである。例として、ウレタン等の材料自身に導電性をもたせたものや、界面活性剤を弾性層6ｂに分散させたものがある。
【０００８】
上述の方法で、抵抗値が1Ｅ+5Ω〜1Ｅ+8Ω程度に調整された転写ローラは、その抵抗値が画像形成装置本体の温湿度や通電時間（使用時間）に応じて変動しやすい性質を持つことが知られている。転写ローラの抵抗変動により、一次、二次転写部において適正な電流量を流すことができずに、転写不良が発生する恐れがある。
【０００９】
そこで、特許文献１では、画像形成直前に転写ローラに印加する転写バイアスをステップ的に増加させて、所望の電流値になったときの転写バイアス値を用いるなどしている。
【００１０】
また、特許文献２では、画像形成直前に転写ローラに所望の電流値に定電流制御されたバイアスを印加して、そのときの電圧値を検知する。そして、画像形成時にその検知結果に基づいた転写バイアスを印加する方法がある。
【特許文献１】特開平5-6112号公報
【特許文献２】特開平2-264278号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したとおり、転写ローラの抵抗変動により、一次、二次転写部において適正な電流量を流すことができずに、転写不良が発生する恐れがあり、その問題を解決するために、従来は特開平5-6112号公報や特開平2-264278号公報で紹介されている方法等を用いている。
【００１２】
しかし、特開平5-6112号公報最初に与える転写バイアスと最適な転写バイアスとの差が大きいと、所望の電流値を設定するのに時間がかかり、画像形成工程に入るまで時間がかかってしまう問題があった。
【００１３】
また、特開平2-264278号公報では、定電流電源を持った電圧基盤と定電圧電源を持った電圧基盤の２種類の電圧基盤を使用する必要があり、この２種類の電圧基盤を使用することにより、画像形成時の転写電流が所望の値とずれてしまうことがある。以下にその内容を述べる。
【００１４】
ここでは、画像形成直前に一次転写ローラ6に電流値：15μAに定電流制御されたバイアスを印加して、そのときの電圧値を検知し、画像形成時にその検知結果に基づいた転写バイアスを印加する条件において説明を行う。尚、説明は図2を用いて行う。
【００１５】
画像形成直前に、一次転写部Ｔ1にCPU113→デジタル/アナログ（以下D/Aという）コンバータ111aを経て定電流電源111bから15μAの電流が出力される。定電流電源111bと一次転写ローラ6の間の電流値に100kΩの抵抗を接続し、その両端の電位差をデジタル・マルチメーター（Flue社製デジタル・マルチメータ8060）を用いて測定した。この条件だと、デジタル・マルチメーターに表示された値が1Ｖの時の電流値が10μAになる。その結果は15.1μAであり、ほぼ15μAの電流が流れていた。このときの一次転写ローラ芯金部6aの電圧を一次転写ローラ6が1周する間測定を行い、その平均値は992Ｖであった。測定には、一次転写ローラ芯金部6aにDC高圧プローブ（Fluke社製高圧プローブ80K40）を接続し、このＤＣ高圧プローブをデジタル・マルチメーター（Flue社製デジタル・マルチメータ8060）に接続して行った。
【００１６】
この状態における電圧は、電圧検知回路111cで検知されアナログ/デジタル（以下A/Dという）コンバータ111dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。電圧検知回路111c の電圧検知範囲は0Ｖ〜3000Ｖである。CPU113では、一次転写ローラ6が1周する間の検知電圧値を平均化して記録する。CPU113には16進数で14Dという信号が記録された。
【００１７】
次に画像形成時に一次転写ローラ芯金部6aにCPU113→D/Aコンバータ112aを経て定電圧電源112bから電圧が出力される。本検証では、画像濃度0％の画像を出力した。定電圧電源112b の電圧出力範囲は0Ｖ〜3000Ｖであり、A/Dコンバータ111d とD/Aコンバータ112aの変換テーブルは同様のものを用い、A/Dコンバータ111d ではアナログ信号からデジタル信号へ、D/Aコンバータ112a ではデジタル信号からアナログ信号への変換を行っている。A/Dコンバータ111d でCPU113から16進数で14Dという信号を出し、定電圧電源112bから電圧が出力される。このときの一次転写ローラ芯金部6aの電圧と一次転写部Ｔ1の電流を上述の方法で測定したところ、電圧値は803Ｖ、電流値は10.8μAであり、電圧値は定電流制御時とは異なる値を示し、電流値も設定値：15μAとは異なる値を示していた。この条件で画像濃度がイエロー100％の画像を出力すると、一次転写電流が不足しているために、感光ドラム1a上の中間転写ベルト81上にトナーを十分転写させることができずに、画像が抜けてしまう画像不良が発生してしまった。定電圧電源112bから992Ｖの電圧が出力されるように、CPU113からD/Aコンバータ112a送られる信号を調整した結果、画像がない状態で一次転写部Ｔ1に15.2μAの電流が流れ、この状態で画像濃度がイエロー100％の画像を出力すると画像不良は発生しなかった。
【００１８】
この原因として、A/D、D/A変換時の誤差と定電流電源111bと定電圧電源112bのオフセットのズレが原因である。このズレは、校正を行えば解消することも可能であるが、A/D、D/Aコンバータや定電流電源、定電圧電源はものによってA/D、D/A変換時の誤差や電源のオフセットは異なるために、１台ずつ校正する必要があり、製造時のコストアップにつながる。
【００１９】
上述の検証実験の画像形成装置に、定電流電源を持った電圧基盤と定電圧電源を持った電圧基盤を他のものに取り替えて同様の測定を行ったところ、画像形成時の電圧値は1058Ｖ、電流値は16.3μAであり、設定値とずれており、また１回目の検証時とも結果が異なっている。よって、校正を行う場合は１台ずつ個別に行うことが必要になる。また、環境変化や使用時間によってA/D、D/A変換時の誤差や電源のオフセットが変化する恐れもあり、A/D、D/A変換時の誤差と定電流電源111bと定電圧電源112bのオフセットのズレを校正する方法はリスクが高い。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記［発明が解決しようとする課題］は、回転可能な第一像担持体と、前記一像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像に二成分現像剤を用いて現像する現像手段と、前記第一像担持体との間に回転可能な第二像担持体を狭持して第一転写部を形成し、前記第一像担持体上に形成されたトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで前記第二像担持体に転写する一次転写手段と、前記第二像担持体との間に記録材を狭持して第二転写部を形成し、前記第二担持体上に転写されたトナー像を、バイアスを印加することで、前記記録紙に転写する二次転写手段を有する画像形成装置において、
前記一次転写手段は、定電流制御な可能な高圧電源と、定電圧制御が可能な高圧電源と、定電流出力時に前記一次転写手段に印加されたバイアスの値を検知する電圧検知手段と、該検知手段によって検知されたバイアス値を定電圧電源に入力する入力手段と、定電圧出力時に前記第一転写部に流れた電流を検知する電流検知手段と、前記一次転写手段に印加されるバイアスの値を制御する制御手段を有し、
画像形成開始信号を受けて行われる画像形成工程中であって、画像形成動作前に前記第一像担持体の空回転を行う前回転工程時に、設定電流値Ｉで定電流出力を行いその際のバイアス値Ｖを、前記電圧検知手段を用いて検出し、その検出したバイアス値Ｖに所定の値dＶを除算した値Ｖ1＝Ｖ-dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値Ｉ1と、前記検出したバイアス値Ｖに所定の値dＶを積算した値V2=Ｖ+dＶを定電圧出力したときの前記電流検知手段の検知電流値Ｉ2より求められる電圧電流特性に応じて、画像形成工程中に前記一次転写手段に印加されるバイアス値を前記制御手段を用いて制御し、そのバイアス値を定電圧出力することを特徴とする画像形成装置において解決される。
【発明の効果】
【００２１】
よって、校正を行う場合、１台ずつ個別に行うことが不要になる。また、環境変化や使用時間によってA/D、D/A変換時の誤差や電源のオフセットが変化する恐れもなくなり、A/D、D/A変換時の誤差と定電流電源111bと定電圧電源112bのオフセットのズレを校正する方法のリスクが低く出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。尚、これら実施例は本発明における最良の実施形態の一例ではあるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、中間転写体を用いたデジタル方式の電子写真画像形成装置である。以下、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。
【００２４】
画像形成装置本体内には矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写体８１が配設している。この中間転写体８１は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム、ポリイミド、エチレン４フッ化エチレン共重合体等のような誘電体樹脂によって構成されている。本実施例では、体積抵抗率１×１０9Ω・ｃｍ（JIS-K6911法準拠プローブを使用し、印加電圧500V、印加時間60sec）、厚みｔ＝８０μｍの導電性ポリイミドシームレスベルトを採用したが、他の材料、体積抵抗率、および厚みのものでも構わない。
【００２５】
給紙カセット６０から取り出された記録紙Ｐは、ピックアップローラ３０を経て上述の搬送ローラ２８に供給され、さらに同図左方に搬送される。
【００２６】
次に図２を用いて画像形成部を説明する。画像形成部は、回転可能に配置されたドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。本実施例では、感光ドラム1aは直径60mmのアルミニウム製シリンダの外側表面に有機光導電体（ＯＰＣ）層が形成されており、その中心には支軸１ｃを有し、この支軸１ｃを中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっているが、他の材質、大きさの感光ドラムを用いても構わない。尚、感光ドラムのアルミニウム製シリンダは接地されている。感光ドラム１ａの周囲には、一次帯電器２、現像器４等のプロセス機器が配置されている。一次帯電装置２は、感光ドラム１表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている（以下「帯電ローラ２」という。）。帯電ローラ２は、中心に配置された導電体ローラ（芯金）２ｃと、その外周に形成された導電層２ｂとからなり、芯金２ｃの両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光ドラム１向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２の芯金２ｃには、電源１０に接続された電気接触子に接触されている。帯電ローラ２は、電源１０によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光ドラム１表面を一様均一に接触帯電するようになっている。
【００２７】
露光手段３の下流側に配置された現像装置４は、回転軸１１９を中心にR４方向に４５°ずつ回転することで、現像器を４a、４b、４c、４dの順番に感光ドラム１の対向位置に移動させることが出来る。この動作により感光ドラム上に順次トナー像を形成していく。
【００２８】
以下、現像器の説明を現像器４aを使用して説明する。現像器４aは二成分現像剤１１９を収容した現像容器１１６を有し、その容器１１６の感光ドラム１に面した開口部内に現像スリーブ１１１が回転自在に設置され、現像スリーブ１１１内には現像スリーブ１１１上に現像剤を担持させるマグネットローラ１１２が、現像スリーブ１１１の回転に対して非回転に固定配置されている。現像容器１１６の現像スリーブ１１１の上方位置には、現像スリーブ１１１上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード１１５が設置されている。現像容器１１６内には、その略下半部に仕切り壁１１７により区画された現像室Ｒ1 及び撹拌室Ｒ2 が設けられている。現像剤１１９はトナーと磁性体であるキャリアとを主体としてなっており、トナーは負帯電性であり、キャリアは正帯電性である。先ず、現像スリーブ１１１の回転に伴いマグネットローラ１１２の磁極によって現像室Ｒ1内の現像剤が汲み上げられ、現像スリーブ１１１上に担持される。その現像剤はマグネットローラ１１２の回転により搬送され、それまでの搬送過程においてトナーが負に帯電されると共に、現像剤が現像スリーブ１１１に対し垂直に配置された規制ブレード１１５により規制され、薄層の現像剤層に形成される。薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光ドラム１と対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ１１２の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１の面上を擦ると共に、現像スリーブ１１１にバイアス電源１２１により現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが静電潜像の可視部（レーザ光による露光部）に付着して現像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。感光ドラム１の下方には、ローラ状の転写装置６（以下「転写ローラ６」という。）が配設されている。
【００２９】
一次転写ローラ６は、導電体ローラ軸６ａと、その外周面に円筒状に形成された導電層６ｂとによって構成されている。導電体ローラ軸６ａには図2に示した定電流電源111bと定電圧電源112bが接続されている。転写ローラ６の導電層６ｂとしては、その抵抗値が1E+5〜１E+8Ωcm程度であり、単泡性あるいは連泡性のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＢＲ等がのぞましい。転写ローラ６は、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより一次転写ローラ６の導電層６ｂは、所定の押圧力で感光ドラム１側に中間転写ベルトを挟み込むように圧接され一次転写部T1が形成される。
【００３０】
他の現像器４b、４c、４d、は、現像器４aと同様の構成を備えており、これら現像器４a、４b、４c、４dの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。
【００３１】
各現像器４a、４b、４c、４dにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーが収納されているものとする。
【００３２】
原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して感光ドラム１上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器４aからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像となる。このトナー像が感光ドラム１の回転に伴って、感光ドラム１と中間転写ベルト８１とが当接する転写ニップ部Nに到来すると、転写ローラ６に印加される転写バイアスによって、前記イエロートナー像が中間転写体８１へ転写される。イエロートナー像を担持した中間転写体８１は、一回転して再び一次転写部Ｔ1に搬送されてくると、このときまでに、現像装置４は回転軸１１９を中心にR４方向に４５°回転し、現像器４ｂを感光ドラム対向位置に移動させ、前記と同様の方法で感光ドラム１上に形成されたマゼンタトナー像が、前記イエロートナー像上へ転移される。
【００３３】
同様に、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写され、このときまでに給紙カセット６０から取り出された記録紙Ｐが前記転写部位に達し、２次転写部材４０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録紙Ｐ上に転写される。
【００３４】
２次転写部の詳細な構成を図３に示す。２次転写部Ｔ2は、中間転写ベルト８１の内側に位置する２次転写内ローラ４１と外側に位置する２次転写外ローラ４２からなる。２次転写外ローラ４２は直径２４mm、導電性の軸４２ａとその表面を被覆した導電層４２ｂで形成されている。２次転写外ローラ４２の導電層４２ｂとしては、その抵抗値が1E+5〜1E+8Ωcm程度であり、ソリッド、または発泡性のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＢＲ等が望ましい。２次転写内ローラ４１は導電性のローラで、直径は２１mm、材質は、SUS、Al等が好ましい。なお、２次転写内ローラあるいは２次転写外ローラのいずれかに、転写バイアスを印加する事で中間転写ベルト上のトナーを、二次転写部を通過する記録紙Ｐに転写するが、ここでは２次転写外ローラに正のバイアスを印加することで、マイナスに帯電したトナーを中間転写ベルト上から記録紙Ｐ上へ転写する。
【００３５】
２次転写外ローラ４２は中間転写ベルト８１に対して着脱可能であり、上記イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルト上に重畳形成しているときには脱状態になっていて、中間転写ベルト上のフルカラートナー像を記録紙Ｐに転写するときに着状態となる。
【００３６】
記録紙に転写されずに中間転写ベルト８１に残った残トナーは、ベルトの回転によりクリーニング部８に搬送される。クリーニング部にはベルト張架ローラに対向して配置され、中間転写ベルト８１に当接させたスクレーパー51によって、中間転写ベルト上の残トナーが除去される。
【００３７】
このクリーニング部８も、２次転写外ローラ４２と同様に中間転写ベルトに対して着脱可能であり、中間転写ベルト上の残トナーがクリーニング部８に搬送されてきたときに着状態となる。
【００３８】
［発明が解決しようとする課題］で述べたとおり、転写ローラの抵抗変動により、一次、二次転写部において適正な電流量を流すことができずに、転写不良が発生する恐れがある。この課題を解決するために、従来は特開平5-6112号公報や特開平2-264278号公報で紹介されている方法があるが、これらの方法には問題があることがわかった。
【００３９】
特開平5-6112号公報や特開平2-264278号公報以外の方法で、転写ローラの抵抗変動による転写不良を防止するためには、転写ローラのバイアス制御方法を定電流制御にすればよいということも考えられる。しかし、転写ローラの抵抗値が1E+5〜1E+8Ωの範囲においては、トナーの影響により画像濃度によって、一次、二次転写部T1、T2における電圧電流特性が変化するために定電流制御を行うと不具合が生じてしまう恐れがある。
【００４０】
以下にその内容を説明する。
【００４１】
図4に、画像濃度：イエロー100％のときと画像濃度：0％の画像が感光ドラム1aにある状態での一次転写部T1における電圧電流特性を示した。実線が画像濃度：0％のとき、破線が画像濃度：イエロー100％のときの電圧電流特性である。本実施例では、一次転写ローラ6には抵抗値が5E+7のものを使用した。また、このときは、帯電ローラ2に-500VのDCバイアスと900Ｖp-pのＡＣバイアスを重畳した交流バイアスを印加して感光ドラム1aの表面電位を-500Ｖに制御した。またこのとき画像濃度が100％のイエロー画像を出力する際は、露光手段3通過後の感光ドラム1aの表面電位は-200Ｖになっている。
【００４２】
図4を見ると画像濃度：イエロー100％のときと画像濃度：0％のときでは、電圧電流特性が異なっている。感光ドラムにOPCドラムを用いる場合、トナーがない状態では中間転写ベルトと感光ドラムの間は放電のみで電流が流れている。画像濃度：0％時には一次転写バイアスが200Ｖから放電が起こり始め、一次転写部T1に電流が流れている。
【００４３】
一方、トナーがある状態ではトナーが転写されている間は中間転写ベルト81と感光ドラム1a間の放電以外で電流が流れる。転写バイアスは0V〜900Ｖの間はトナーが感光ドラム1aから中間転写ベルト81へ転写されており、転写されたトナー量に対応して電流が流れている。900V〜1230Ｖの間は、感光ドラム1aと中間転写ベルト81間のトナーの転写は完了していて放電が起こらないので電流が変化していない。1230Ｖ以上では、感光ドラム1aと中間転写ベルト81間のトナーの転写は完了した上で感光ドラム1aと中間転写ベルト81間に放電が起こっているので、放電による電流が加算されている。
【００４４】
画像濃度：イエロー100％のときと画像濃度：0％の電圧電流特性が異なるため、定電流制御を行うと、画像濃度によって印加される電圧が変化してしまう。よって、定電流制御では出力される画像の左右方向（中間転写ベルト81の搬送方向に対して垂直の方向）の画像濃度が均一でない場合は、画像濃度によって流れる電流値が異なってしまう。具体的には、印加電圧が1050Ｖ以下では画像濃度が高くなるほど電流が流れ、1050Ｖ以上では画像濃度が高くなるほど電流が流れなくなるため、転写性が不安定になり画像の色味安定性が低下してしまう。
【００４５】
一方、定電圧制御では、1050Ｖに設定すればどのような画像濃度でも15μAの電流を流すことができる。よって、転写ローラのバイアス制御方法に定電流制御を行うと不具合が生じる恐れがある。
【００４６】
以下より、本発明である転写バイアス制御方法について説明する。
【００４７】
［発明が解決しようとする課題］で述べたとおり、画像形成直前に転写ローラに所望の電流値に定電流制御されたバイアスを印加して、そのときの電圧値を検知し、像形成時にその検知結果に基づいた転写バイアスを印加する方法では、A/D、D/A変換時の誤差と定電流電源111bと定電圧電源112bのオフセットのズレにより、画像形成時の電流値が設定値とずれてしまうことがあった。そこで、本発明では、画像形成直前にまず転写ローラに所望の電流値に定電流制御されたバイアスを印加して、そのときの電圧値を検知し、次にその電圧値にある定数を引算、加算した2つの値で定電圧出力を行い、そのときの電流を検知して電圧電流特性から、画像形成時の印加電圧を決定する方法を説明する。
【００４８】
画像形成直前に、一次転写部Ｔ1にCPU113→デジタル/アナログ（以下D/Aという）コンバータ111aを経て定電流電源111bから15μAの電流が出力される。定電流電源111bと一次転写ローラ6の間の電流値に100kΩの抵抗を接続し、その両端の電位差をデジタル・マルチメーター（Flue社製デジタル・マルチメータ8060）を用いて測定した。この条件だと、デジタル・マルチメーターに表示された値が1Ｖの時の電流値が10μAになる。測定結果は14.9μAであり、ほぼ15μAの電流が流れていた。このときの一次転写ローラ芯金部6aの電圧を一次転写ローラ6が1周する間測定を行い、その平均値は990Vであった。測定には、一次転写ローラ芯金部6aにDC高圧プローブ（Fluke社製高圧プローブ80K40）を接続し、このＤＣ高圧プローブをデジタル・マルチメーター（Flue社製デジタル・マルチメータ8060）に接続して行った。
【００４９】
この状態における電圧は、電圧検知回路111cで検知されアナログ/デジタル（以下A/Dという）コンバータ111dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。電圧検知回路111c の電圧検知範囲は0Ｖ〜3000Ｖである。CPU113では、一次転写ローラ6が1周する間の検知電圧値を平均化して記録する。CPU113には16進数で14Cという信号が記録された。このときの検知電圧値Ｖは、Ｖ＝988Ｖであった。
【００５０】
次に、このＶ＝988Ｖに固定値dV=200Ｖを引算した値Ｖ1＝788Ｖと固定値dV=200Ｖを加算した値Ｖ2＝1188Ｖで定電圧出力を行いそのときの一次転写部T1の電流を検知する。
【００５１】
まず、CPU113から16進数で10Ａ（788Ｖに対応した値）という信号を送って、一次転写ローラ芯金部6aにCPU113→D/Aコンバータ112aを経て定電圧電源112bから電圧が出力される。そのときの一次転写部T1の電流値を電流検知回路112ｃを用いて検知し、A/Dコンバータ112dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。一次転写ローラ6が1周する間の検知電流値を平均化して記録する。このときの検知電流値I1は7.8μAであった。尚、このときの一次転写ローラ芯金部6aの実測電圧値は730Ｖ、実測電流値は8.0μAであった。
【００５２】
次に、CPU113から16進数で190（1188Ｖに対応した値）という信号を送って一次転写ローラ芯金部6aにCPU113→D/Aコンバータ112aを経て定電圧電源112bから電圧が出力される。そのときの一次転写部T1の電流値を電流検知回路112ｃを用いて検知し、A/Dコンバータ112dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。一次転写ローラ6が1周する間の検知電流値を平均化して記録する。このときの検知電流値I2は20.5μAであった。尚、このときの一次転写ローラ芯金部6aの実測電圧値は1140Ｖ、実測電流値は20.2μAであった。
【００５３】
次に、（V1、I1）=（788V、7.8μA）、（V2、I2）=（1188V、20.5μA）の2点を用いて設定電流値：15uAにするための電圧値決定方法について説明する。
【００５４】
方法は、（V1、I1）=（788V、7.8μA）、（V2、I2）=（1188V、20.5μA）の2点で線形補完を行い、電流値が15μAになるときの電圧を求めた。その結果、印加電圧Ｖtgは1015Ｖと決定された。
【００５５】
画像形成時に、CPU113から16進数で154（Vtg=1015Vに対応した値）という信号を送って、一次転写ローラ芯金部6aにCPU113→D/Aコンバータ112aを経て定電圧電源112bから電圧が出力される。このときの一次転写ローラ芯金部6aの実測電圧値は985Ｖ、実測電流値は14.7μAであり、設定電流値：15μAと0.3μAの誤差に抑えることができた。この方法では、CPU113から送られた定電圧電源112bに送られた電圧値と実際出力された電圧値が異なっているが、実際出力された電圧値が適正な値のため、画像形成装置内の校正なしに適正な電流を一次転写部T1に流すことができる。
【００５６】
［その他の実施例］
実施例1では、dVの値は固定値としたが、ｄＶを固定値にすると一次転写部のインピーダンスの大きさによって、電流値が設定値どおりにならない恐れがある。図6には、30℃、80％RH時（細い破線）と23℃、5％RH時（細い実線）における一次転写部T1の電圧電流特性を示したグラフである。30℃、80％RHと23℃、5％では、電圧電流特性の傾きが異なるために、電流設定値：15μA、dV=200としたとき、23℃、5％時では、（V1、I1）、（V2、I2）を結んだ直線（太い実線）と実際の電圧電流特性（細い実線）はほぼ一致しているが、30℃、80％時では、（V1、I1）、（V2、I2）を結んだ直線（太い破線）と実際の電圧電流特性（細い破線）は大きくずれている。このとき算出されたVtgの値は、480Vであったが、このバイアス値で画像形成を行うと、画像形成中の一次転写ローラ芯金部6aの実測電圧値は493Ｖ、一次転写部T1の実測電流値は11.3μAであり、設定電流値：15μAと3.7μAも誤差が生じてしまった。
【００５７】
一方、dVの値を200Ｖから100Ｖに変更すると、（V1、I1）、（V2、I2）を結んだ直線(太い点線)と実際の電圧電流特性（細い破線）はほぼ一致し、このとき算出されたVtgの値は、550Vとなり、画像形成中の一次転写ローラ芯金部6aの実測電圧値は575Ｖ、一次転写部T1の実測電流値は15.4μAであり、設定電流値：15μAとの誤差を0.4μAに抑えることができた。
【００５８】
そこで、第2の実施例では、温湿度センサーを用いて温度と湿度を測定し、その値からdVの値を決める。
【００５９】
図5は、本実施例における、（Ｖ1、Ｉ1）、（Ｖ2、Ｉ2）の２点を線形補完した直線を示したグラフである。
【００６０】
第2の実施例では、環境によって電圧電流特性が変わるために、温度と湿度からdVを値を決めるとしたが、図7のように使用枚数によっても電圧電流特性が変わる。
【００６１】
そこで、第3の実施例では、使用枚数によって、dVの値を決める。
【００６２】
第2、3の実施例では、温度、湿度や使用枚数によってdVの値を決めるとしたが、この制御法だと温度、湿度や使用枚数に対するdVの値を記録したテーブルが必要となり、多くのデータが必要になる。dVの値の変える必要があるのは、一次転写部のインピーダンスが変わるためであり、図6より、dVが小さくする必要があるときは一次転写部のインピーダンスが小さく、dVが大きくする必要があるときは一次転写部のインピーダンスが大きくなる。
【００６３】
そこで、第4の実施例では、定電流制御時の検知電圧値Ｖに係数Ｒをかけた値をdVにする。具体的には、dVはdV=V*Rとする。
【００６４】
今までは、一次転写部T1において本発明の効果を説明してきたが、本発明の方法は二次転写部T2においても同様に用いることができる。ただし、二次転写部T2には記録材Ｐが存在する。記録材Ｐは画像形成中しか存在せず、画像形成直前には存在しない。そこで、第５の実施例では二次転写部T2における、本発明の適応方法について説明する。ここでは、二次転写部T2の設定電流値を40uAに設定する。
【００６５】
画像形成直前に、一次転写部Ｔ1にCPU113→デジタル/アナログ（以下D/Aという）コンバータ121aを経て定電流電源121bから40μAの電流が出力される。この状態における電圧は、電圧検知回路121cで検知されアナログ/デジタル（以下A/Dという）コンバータ111dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。電圧検知回路121c の電圧検知範囲は0Ｖ〜5000Ｖである。CPU113では、二次転写ローラ42が1周する間の検知電圧値を平均化して記録する。CPU113には16進数で16Eという信号が記録された。このときの検知電圧値Ｖは、Ｖ＝1755Ｖであった。
次に、このＶ＝1755Ｖに固定値dV=200Ｖを引算した値Ｖ1＝1555Ｖと固定値dV=200Ｖを加算した値Ｖ2＝1955Ｖで定電圧出力を行いそのときの二次転写部T2の電流を検知する。
【００６６】
まず、CPU113から16進数で143（1555Ｖに対応した値）という信号を送って、二次外転写ローラ芯金部42aにCPU113→D/Aコンバータ122aを経て定電圧電源122bから電圧が出力される。そのときの二次転写部T2の電流値を電流検知回路122cを用いて検知した。A/Dコンバータ122dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。二次転写ローラ42が１周する間の検知電流値を平均化して記録する。このときの検知電流値I1は35.3μAであった。
【００６７】
次に、CPU113から16進数で181（1955Ｖに対応した値）という信号を送って、二次外転写ローラ芯金部42aにCPU113→D/Aコンバータ122aを経て定電圧電源122bから電圧が出力される。そのときの二次転写部T2の電流値を電流検知回路122cを用いて検知した。A/Dコンバータ122dで10ビットのデジタル信号に変換されCPU113に送られる。二次転写ローラ42が１周する間の検知電流値を平均化して記録する。このときの検知電流値I2は44.1μAであった。
【００６８】
次に、（V1、I1）=（1555V、35.3μA）、（V2、I2）=（1955V、44.1μA）の2点を用いて設定電流値：40uAにするための電圧値決定方法について説明する。
方法は、（V1、I1）=（1555V、35.3μA）、（V2、I2）=（1955V、44.1μA）の2点で線形補完を行い、電流値が40μAになるときの電圧を求めた。その結果、印加電圧Ｖtgは1768Ｖと決定された。
【００６９】
ここで、算出された印加電圧Ｖtgに記録材Ｐに設定電流値：40μA流すのに必要な電圧値：Vpを加算して、画像形成中の印加電圧とする。本実施例では、記録材Ｐに紙の坪量が80g/m^2の普通紙を使用した。この記録材を用いたときのVpの値は350Vである。よって、画像形成中の印加電圧は2118Vである。
【００７０】
画像形成時に、CPU113から16進数で19F（2118Vに対応した値）という信号を送って、二次外転写ローラ芯金部42aにCPU113→D/Aコンバータ122aを経て定電圧電源122bから電圧が出力される。このときの二次転写部T2の実測電流値は39.5μAであり、設定電流値：40μAと0.5μAの誤差に抑えることができた。
【００７１】
二次転写部T2における、dVの値についても、実施例2〜4と同様な制御を行うことが有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の画像形成装置の簡略断面図。
【図２】本発明の画像形成装置の画像形成部を示した簡略断面図。
【図３】本発明の二次転写部を示した簡略断面図。
【図４】本実施例の一次転写部の電圧電流特性を示したグラフ。
【図５】本実施例における、（Ｖ1、Ｉ1）、（Ｖ2、Ｉ2）の２点を線形補完した直線を示したグラフ。
【図６】本実施例における一次転写部の電圧電流特性の環境変化を示したグラフ。
【図７】本実施例における一次転写部の電圧電流特性の初期と10万枚使用後の変化を示したグラフ。
【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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