(57)【要約】【課題】内部環境が画像形成処理に悪影響を及ぼしてしまう環境下である場合に、その内部環境を画像形成処理に適した環境化をすることによって画像品質を高品質に維持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】転写材に転写するトナー像を担持する中間転写ベルト２４と、中間転写ベルト２４の近傍に配置されたヒータ３５と、画像形成動作前に検出した中間転写ベルト２４の電流値から中間転写ベルト２４の抵抗値を算出する演算部３７と、演算部３７で算出した抵抗値が閾値を超えている場合にその抵抗値が閾値以下となるまでヒータ３５により中間転写ベルト２４を加熱する制御回路部３６と、を備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材に転写するトナー像を担持する中間転写体と、該中間転写体の近傍に配置されたヒータと、画像形成動作前に検出した前記中間転写体の電流値から前記中間転写体の抵抗値を算出する演算部と、該演算部で算出した抵抗値が閾値を超えている場合にその抵抗値が閾値以下となるまで前記ヒータにより前記中間転写体を加熱する制御回路部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ヒータにより前記中間転写体を加熱する際には前記中間転写体を駆動させてい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】
画像形成処理前において中間転写体の電流値を検出する電流値検出ステップと、検出した中間転写体の電流値に基づいて中間転写体の抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、算出された抵抗値と閾値とを比較して、抵抗値＞閾値でない場合には抵抗値≦閾値となるまで中間転写体を加熱する加熱ステップと、を実行することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ又はファックシミリ、或いはこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、タンデム方式を採用したカラープリンタ等のように、現像剤としてトナーを用い、並列的に複数配置された現像装置によって転写材に転写するトナー像が形成される中間転写ベルト（中間転写体）と、中間転写ベルトの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトと協働してニップ搬送しつつ転写する複数の転写ローラと、を備えた画像形成装置が周知である。
【０００３】
この際、中間転写ベルトと転写ローラとの協働によって転写材をニップ搬送しつつ転写像を転写材に転写（一次転写）する際には、各転写ローラに転写バイアスが印加される。
【０００４】
また、中間転写ベルトに一次転写されるトナー像は、画像データに応じて中間転写ベルト上で重ね合わされ、二次転写部に印加された二次転写バイアスによって一括して二次転写を行っている。
【０００５】
このとき、一次転写電流を高くすると一次転写効率は高くなるものの、中間転写ベルト上に転写されたトナー像の帯電量も高くなり、中間転写ベルトに対するトナー像の吸着力が上昇するため、二次転写時に必要な電流量が大きくなってしまう。
【０００６】
しかしながら、二次転写時に過剰な電圧が印加されると、転写材と中間転写ベルトとの間の放電によって白点画像が検出されてしまうという問題が発生していた。
【０００７】
そのため、一次転写・二次転写時のバイアス設定は、それぞれ一次転写性・二次転写性を鑑みて設定を行っている。
【０００８】
但し、中間転写ベルト上に転写されたトナー像の帯電量は、中間転写ベルトの抵抗値が高いほど高くなることが知られている。
【０００９】
また、二次転写時に加わる電圧も中間転写ベルトの抵抗値に依存しているため、最適なバイアス設定値は、中間転写ベルトの抵抗値によってそれぞれ異なる。
【００１０】
一般的に、中間転写ベルトには、導電材としてＥＰＤＭやヒドリン等が使用されているが、これらは環境依存性をもっているため、低温低湿環境下では抵抗値が高くなり、高温高湿環境下では抵抗値が下がるといった傾向がある。
【００１１】
そのため、こういった抵抗値のバラツキに対して画像品質の安定化を図るべく転写時に加わる電流値を決定する場合には、中間転写ベルトの抵抗値を考慮するに際して画像形成装置内に配置された温湿度検出センサ等からの検出値に基づいて、環境に適した一次転写バイアス・二次転写バイアス等に補正したうえで画像形成を行っている。
【００１２】
尚、このような補正精度を向上するために、中間転写ベルトに流れる電流値を検知すると共に、その電流値を用いて中間転写ベルトの抵抗値を算出し、最適な転写電流を印加させる技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、低温低湿環境下で中間転写ベルトの抵抗値が高くなりすぎると、少量の印加電流で高電圧が加わるため、一次転写時に必要な最小限の電流を印加した場合でも、中間転写ベルト上のトナー像の帯電量が上がってしまい、二次転写性を満足できる電流値に達する前に二次転写部での転写材と中間転写ベルト間の放電現象による白点画像が現れてしまうといった問題が生じていた。
【００１４】
このため、二次転写性が満足できなくなるうえ、最適な転写電流の設定範囲が存在しなくなってしまい、中間転写ベルトの抵抗値を検出しても画像品質を維持することが困難となってしまうという問題が生じていた。
【００１５】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、内部環境が画像形成処理に悪影響を及ぼしてしまう環境下である場合に、その内部環境を画像形成処理に適した環境化をすることによって画像品質を高品質に維持することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、転写材に転写するトナー像を担持する中間転写体と、該中間転写体の近傍に配置されたヒータと、画像形成動作前に検出した前記中間転写体の電流値から前記中間転写体の抵抗値を算出する演算部と、該演算部で算出した抵抗値が閾値を超えている場合にその抵抗値が閾値以下となるまで前記ヒータにより前記中間転写体を加熱する制御回路部と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この際、前記制御回路部は前記ヒータにより前記中間転写体を加熱する際には前記中間転写体を駆動させているのが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の画像形成方法は、画像形成処理前において中間転写体の電流値を検出する電流値検出ステップと、検出した中間転写体の電流値に基づいて中間転写体の抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、算出された抵抗値と閾値とを比較して、抵抗値＞閾値でない場合には抵抗値≦閾値となるまで中間転写体を加熱する加熱ステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置は、内部環境が画像形成処理に悪影響を及ぼしてしまう環境下である場合に、その内部環境を画像形成処理に適した環境化をすることによって画像品質を高品質に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路部の制御ルーチンのフロー図、図４は本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるベルト抵抗値と加熱時間との関係の一例を示すグラフ説明図である。
【００２２】
（全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写材としての転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を搬送する転写紙搬送経路１６と、転写紙搬送経路１６で搬送された転写紙を検知するレジストセンサ１７と、転写紙搬送経路１６で搬送された転写紙の整合並びに搬送タイミングを制御するレジストローラ対１８と、転写紙搬送経路１６で搬送された転写紙に画像形成処理部１５で画像形成処理（一次転写）したトナー像を転写する二次転写部１９と、二次転写部１９で転写されたトナー像を転写紙に定着する定着部２０と、を備えている。
【００２３】
（画像形成処理部１５）
画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。尚、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。
【００２４】
画像形成処理部１５は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ２１と、各色トナーをパーソナルコンピュータ等から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像（転写像）を形成するアモルファスシリコン製の複数の感光体ドラム２２と、各感光体ドラム２２にトナーを供給する複数の現像器２３と、各感光体ドラム２２に形成されたトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルト２４と、中間転写ベルト２４の回動移動方向最下流側に配置された感光体ドラム２２（Ｋ）と二次転写部１９との間に配置されて中間転写ベルト２４のトナー像の反射濃度を測定するトナー濃度センサ２５と、トナー濃度センサ２５とは略反対側に配置されて中間転写ベルト２４の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス２６と、各感光体ドラム２２にビーム光束を出射する露光デバイス２７と、を備えている。
【００２５】
（感光体ドラム２２）
各感光体ドラム２２は、その各表面に露光デバイス２７から出射されたビーム光束に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２４にトナー像を転写するためのものであり、現像器２３と共に中間転写ベルト２４の下方に配置されている。また、各感光体ドラム２２の周囲には、帯電デバイス２８、露光デバイス２７、現像器２３、一次転写ローラ２９、クリーニングデバイス３０、除電デバイス３１、が転写プロセス順に配置されている。
【００２６】
感光体ドラム２２と一次転写ローラ２９との協働によって構成された各一次転写部で中間転写ベルト２４上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し二次転写部１９で転写される。
【００２７】
（現像器２３）
各現像器２３は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２４の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。尚、現像器２３の具体的な構成は、公知の構成であれば図示例のものに限定されるものではないため、ここでは省略する。
【００２８】
（中間転写ベルト２４）
中間転写ベルト２４は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって画像形成動作に伴って循環駆動される。尚、中間転写ベルト２４は、従動ローラ（バックアップローラ）３３をテンションローラとしての緊張状態を維持しても良いし、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とは別の専用のテンションローラを配置して緊張状態を維持しても良い。
【００２９】
尚、従動ローラ３３で折り返される中間転写ベルト２４の表面には、二次転写部１９の二次転写ローラ３４が接触するように対向配置されており、この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト２４との協働によって転写紙をニップ搬送すると同時に中間転写ベルト２４に形成されたトナー像が転写紙に転写される。
【００３０】
また、二次転写部１９でトナー像を転写した転写紙は、転写紙搬送経路１６を通って定着部２０で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。
【００３１】
さらに、中間転写ベルト２４の内部には、図２に示すように、ヒータ３５が配置されている。
【００３２】
このヒータ３５は、例えば、電熱線・シートタイプ・ハロゲンランプ等の公知の加熱手段を用いることができる。また、ヒータ３５は、その種類等に応じて中間転写ベルト２４の適宜複数個所や回動移動方向の片側略全面等に配置することができる。さらに、ヒータ３５は、制御回路部３６によって、その駆動が制御されている。また、中間転写ベルト２４は、検出センサ（図示せず）等を用いて中間転写ベルト２４の電流値が検出され、その電流値は中間転写ベルト２４の抵抗値を算出するための演算部３７に出力される。
【００３３】
（制御回路部３６）
制御回路部３６は、演算部３７で演算された中間転写ベルト２４の抵抗値に基づいてヒータ３５の加熱（点灯）等を制御する。
【００３４】
また、制御回路部３６は、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データを受信し、その印刷データ及び印刷データに含まれる画像データに基づいて、給紙部１４、画像形成処理部１５、二次転写部１９、定着部２０、駆動ローラ３２等の駆動を制御する。また、制御回路部３６は、ＲＯＭ３８に格納した画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムに基づいて、上述した各種駆動系等を制御する他、各現像器２３へのトナー補給や現像器２３に印加するバイアス電圧等の現像条件、帯電デバイス２８に印加する帯電バイアス、露光デバイス２７のレーザパワー等の露光条件、除電デバイス３１のイレース光量、等のキャリブレーションを実行する。この際、受信した画像データ等はハードディスクドライブ３９に格納され、受信した印刷データのうち各種設定（例えば、印刷部数や拡大／縮小率等）はＲＡＭ４０に格納される。
【００３５】
尚、ＲＯＭ３８には、本発明のヒータ駆動に係わる制御プログラムも格納されており、このヒータ駆動制御プログラムを実行する制御回路部３６とでマイクロコンピュータを構成している。また、ＲＯＭ３８には、本発明のヒータ加熱制御のための閾値が格納されており、演算部３７で算出された中間転写ベルト２４の抵抗値とＲＯＭ３８に格納された閾値とを制御回路部３６で比較すると共に、その比較結果に応じて制御回路部３６はヒータ３５や駆動ローラ３２等の駆動を制御する。
【００３６】
次に、本発明の画像形成装置における制御回路部３６によるヒータ加熱制御の制御例を図３を参照しつつ説明する。
【００３７】
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、制御回路部３６は、画像形成処理前において、図示を略する抵抗値検知センサ等を用いて中間転写ベルト２４の電流値を検出させ、その検出値をＲＡＭ４０等に格納してステップＳ２へと移行する。
【００３８】
（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御回路部３６は、ステップＳ１で検出した中間転写ベルト２４の電流値に基づいて、演算部３７で中間転写ベルト２４の抵抗値を算出させ、その算出結果である抵抗値をＲＡＭ４０等に格納してステップＳ３へと移行する。
【００３９】
（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御回路部３６は、ステップＳ２で算出された抵抗値と、予めＲＯＭ３８等に格納された閾値とを比較し、抵抗値＞閾値の場合には、プリンタ本体１２の機内環境が低温低湿であると判定してステップＳ４へと移行し、抵抗値＞閾値でない場合には、プリンタ本体１２の機内環境が適正であるとして、ステップＳ９へと移行する。
【００４０】
尚、このステップＳ３での閾値は、例えば、機内空間の大きさや中間転写ベルト２４の全長・全幅・材質・厚さ等によって異なるが、９．１〜１０．５（ｌｏｇΩ・ｃｍ）の範囲で設定するのが好ましく、本実施の形態では、１０．１（ｌｏｇΩ・ｃｍ）としている。
【００４１】
（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御回路部３６は、ヒータ３５を駆動（点灯）してステップＳ５へと移行する。
【００４２】
（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御回路部３６は、中間転写ベルト２４を均一に加熱するために駆動ローラ３２を駆動させて中間転写ベルト２４を回動移動させてステップＳ６へと移行する。
【００４３】
尚、上述したように、ヒータ３５の種類や配置条件等によっては、このステップＳ５は省略しても良い。また、ヒータ３５を中間転写ベルト２４の外部近傍に配置した場合にあっては、中間転写ベルト２４を駆動させずに中間転写ベルト２４を均一に加熱することは困難であることから、駆動ローラ３２は駆動（中間転写ベルト２４は回動移動）される。さらに、ヒータ３５の駆動（点灯）に伴う中間転写ベルト２４の抵抗値変化の一例を図４に示す。
【００４４】
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、制御回路部３６は、ヒータ３５の駆動後の中間転写ベルト２４の抵抗値を算出・監視し、その現在の抵抗値≦閾値となったか否かが監視され、抵抗値≦閾値の場合にはステップＳ７へと移行し、依然として抵抗値＞閾値の場合にはステップＳ４へとループしてステップＳ４〜Ｓ６を繰り返す。
【００４５】
（ステップＳ７）
ステップＳ７では、制御回路部３６は、ヒータ３５の駆動（点灯）を停止してステップＳ８へと移行する。
【００４６】
（ステップＳ８）
ステップＳ８では、制御回路部３６は、駆動ローラ３２の駆動を停止させてステップＳ９へと移行する。
【００４７】
（ステップＳ９）
ステップＳ９では、制御回路３６は、機内環境が適正であることから、実際の画像形成処理を開始してこのルーチンを終了する。
【００４８】
尚、制御回路３６は、画像形成処理が完了した時点で、巣他度、ステップＳ１を開始する。
【００４９】
上記の構成において、実機レベルで実験を行った。尚、画像品質の判定としては、評価パターンとしては、全面２色重ね１００％印字を行い、濃度と白点発生有無の判定を行った。
【００５０】
この際、二次転写後のベタ画像のトナー濃度が１．２以下のものをＮＧ（×）とすると共に、目視にて白点が確認されたものをＮＧ（×）とした。
【００５１】
また、実験では、常温環境（２３．５℃  ５０％）で中間転写ベルト２４の抵抗値が１０．０ＬｏｇΩであったものが、低温低湿環境（１０℃  １５％）で中間転写ベルト２４の抵抗値が１０．６ＬｏｇΩに変化したものを使用し、本発明の環境温度制御（ヒータ加熱制御）を用いた場合（図５（Ａ））と、本発明の環境温度制御（ヒータ加熱制御）を用いなかった場合（図５（Ｂ））とで画像品質の優位差確認を行った。
【００５２】
実験の結果、本発明の環境温度制御を用いた場合、ヒータ３５を点灯させることによって低温低湿環境が常温環境へと近づくように変化し、それにつれて中間転写ベルト２４の抵抗値が１０．６ＬｏｇΩ・ｃｍから１０．１ＬｏｇΩ・ｃｍまで下がり、二次転写後のベタ画像のトナー濃度を１．２以上確保しつつ、白点画像が現れない設定領域が存在することが判明した。
【００５３】
従って、このような設定領域を条件として転写電流設定を行うことにより、画像品質を高品質に維持することができる。
【００５４】
尚、本発明の環境温度制御を用いなかった場合には、中間転写ベルト２４の抵抗値は高いままであり、二次転写後のベタ画像のトナー濃度は１．２を確保することが困難で、しかも、白点画像が現れない領域が存在せずに画像品質を維持することができなかった。
【００５５】
また、これらの各実験時における周辺部材の条件は以下の通りである。
【００５６】
中間転写ベルト２４
材  質  ＰＶＤＦ＋弾性ゴム（ＣＲ＋ＥＣＯ＋ＥＰＤＭ）＋ＰＴＦＥウレタンコート
内  径  φ２４２．０（ｍｍ）
厚  み  ４５０±５０（μｍ）［基材１００、弾性ゴム４５０、コート１．５］
抵抗率  表面：９．７［ｌｏｇ（Ω／□）］  裏面：９．７［ｌｏｇ（Ω／□）］
＜１０００Ｖ  １０ｓｅｃ  ａｔ  ２２℃  ５０％Ｒｈ＞
線  速  １７３．２２ｍｍ／ｓｅｃ
ヒータ３５
出  力  ４．５Ｗ×２
一次転写ローラ２９
材  質  発泡ＥＰＤＭ
外  径  φ１６．０（ｍｍ）（芯金径φ６（ｍｍ））
幅    ２１７（ｍｍ）
抵抗値  ６．０［ｌｏｇ（Ω）］
＜−５００Ｖ  １０ｓｅｃ  ａｔ  ２２℃  ５０％Ｒｈ＞
硬  度  ３５±５（°）（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）
二次転写ローラ３４
材  質  発泡ＥＰＤＭ
外  径  φ１８．８０（ｍｍ）
芯金径  φ６．０（ｍｍ）
幅    ２１６．５（ｍｍ）
抵抗値  ７．３［ｌｏｇ（Ω）］
＜−１ｋＶ  １０ｓｅｃ  ａｔ  ２２℃  ５０％Ｒｈ＞
硬  度  ３２（°）（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をタンデム方式のカラープリンタ１１に適用した場合で説明したが、複写機や複合機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路部の制御ルーチンのフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるベルト抵抗値と加熱時間との関係の一例を示すグラフ説明図である。
【図５】（Ａ）は本発明の環境温度制御（ヒータ加熱制御）を用いた場合の画像品質の優位差確認の実験結果の図表、（Ｂ）は本発明の環境温度制御（ヒータ加熱制御）を用いなかった場合の画像品質の優位差確認の実験結果の図表である。
【符号の説明】
【００５８】
１１…カラープリンタ（画像形成装置）
１９…二次転写部
２４…中間転写ベルト（中間転写体）
２９…一次転写ローラ
３４…二次転写ローラ
３５…ヒータ
３６…制御回路部
３７…演算部
【図１】
2009288416.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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