JP2004101967A

JP2004101967A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004101967A
Application number: JP2002264811A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tomizawa; 冨澤　岳志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】転写ローラの長寿命化を図る。
【解決手段】転写ローラの使用耐久に伴って、所定の電流を流すための基準電圧が増大する。基準電圧値に上限値を設けて、転写ローラに印加する電圧を「白抜け」画像を発生させないような電圧に抑制し、この基準電圧印加時の転写ローラに流れる電流を検知する。このとき検知される転写電流値は、耐久枚数の増加に伴って減少する。そこで、その転写電流値に基づいて、感光ドラム上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を制御する。これにより、転写ローラを継続して使用することができる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において、従来から、紙等の転写材上にトナーを転写するために転写材裏面に均一に電荷を付与する手段としてコロナ帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器、ブレード帯電器等が用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、コロナ帯電器では、帯電又は除電時にオゾンが発生し、また消費電力が大きいといった問題があった。
【０００４】
そこで、最近ではオゾンの発生量が少なく、また消費電力が小さい接触帯電器が多く用いられる。接触帯電器は、導電性を有する接触帯電部材を使用する。
【０００５】
接触帯電部材の形状としては、上述のように、ローラ状、ブラシ状、ブレード状といった種々の形状があるが、耐久性の観点からローラ状の帯電部材（以下「帯電ローラ」という。）が選択される場合が多い。
【０００６】
帯電ローラは、帯電又は除電を均一に行うために、一般的にカーボンブラックや金属酸化物などの導電性を付与する導電フィラーを高分子エラストマー材料に分散させることによって中抵抗領域に抵抗調整される。しかし、製造上その分散均一性は十分でなく、周方向の抵抗ムラ（周ムラ）が生じ、結果的に均一に帯電又は除電できないという問題があった。
【０００７】
この周ムラの対策として、例えば、４級アンモニウム塩基を結合するポリマーやポリエチレン−エピクロルヒドリン共重合体等をセグメントとするブロック型のポリマーなどで代表されるようなイオン導電性ポリマーを分散してなる導電部材が採用されるケースが増えてきている。
【０００８】
図１１にイオン導電ローラの回転速度と抵抗値との関係を、また図１２にイオン導電ローラの印加電圧と抵抗値との関係を示す。これらの図からわかるように、イオン導電ローラは、回転速度が変化しても、また印加電圧が変化しても、抵抗値の変化は少ない。
【０００９】
このようなイオン導電性を有する導電部材にも以下の第１，第２の問題がある。
▲１▼環境（絶対水分量：空気１ｋｇ中に含まれる水の重量）による抵抗変動が大きい、
▲２▼同一極性の電流を連続的に印加させると抵抗上昇を招く。
【００１０】
図１３に、ニトリルゴムとエチレン−エピクロルヒドリン共重合体とのブレンドにより形成されるイオン導電性ポリマー（同図中の「○」）と、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）にカーボンブラックを分散させた電子導電性ポリマー（同図中の「□」）との環境抵抗変動を示す。環境による抵抗値変動は、イオン導電性ポリマーは、電子導電性ポリマーより大きいことがわかる。
【００１１】
しかしながら、この第１の問題は環境（例えば、温度、湿度、絶対水分量）ごとに設定値を設ける、いわゆる環境制御を付加することによって対策可能である。例えば、ＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって対処することができる（例えば、特許文献１参照）。これは画像形成装置の非印字工程中（非画像形成工程中）に、転写ローラから感光ドラムに所望の定電流を印加し、そのときの電圧値を保持することで転写ローラの抵抗を検知し、印字工程の転写時に転写電圧としてその抵抗値に応じた定電圧を転写ローラに印加している。
【００１２】
また、他の印加転写電圧制御としては、ＰＴＶＣ制御（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。上述のＡＴＶＣ制御が転写ローラの抵抗検知を定電流制御で行うのに対し、ＰＴＶＣ制御は、定電圧制御のみで行い、そのため回路が簡素化され、検知精度も向上している。より詳しくは、転写ローラの抵抗検知時に定電圧を印加し、このときの感光ドラムに流れる出力電流値を検知し、この電流値と設定電流値の差から電圧値を変化させて所望の設定電流値を流すのを満足する電圧を決定するものである。
【００１３】
第２の問題である、イオン導電性ローラの抵抗上昇については、両極のバイアスを所定間隔で印加することによって対策を施すことができる（例えば、特許文献３参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平２−１２３３８５号公報
【特許文献２】
特開平５−１８１３７３号公報
【特許文献３】
特開平７−４９６０４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−４９６０４号公報に開示されている技術だけでは、転写ローラの寿命を飛躍的に延ばすことはできない。
【００１６】
図１４は、低湿環境下での耐久による転写設定電圧の推移を示す。約２５万枚程度の画像形成を終えると白抜け画像が発生する電圧となり、転写ローラの寿命として交換しなければならない。
【００１７】
そこで、使用者に転写ローラの交換を指示する表示をしたり、サービスマンが定期的に交換したりした。
【００１８】
なお、使用者の使用目的によっては、実使用上画像比率の小さい画像や、トナーのり量の少ない画像を許容できる場合があり、その場合には、単位面積当たりの最大トナーのり量を下げ、転写電圧を下げることができる。
【００１９】
本発明は、固定環境下で抵抗安定性に優れ、量産抵抗安定性にも優れたイオン導電性ポリマーを有する導電部材を転写ローラとして採用する画像形成装置において、転写ローラの耐久によって抵抗上昇した場合でも、継続使用可能な対策を施し、ランニングコストを抑えることを目的とする。また、継続使用可能かどうかの判断を使用者が判断できる手段を有する画像形成装置を提供することである。さらには、転写ローラ交換時の画像形成装置のダウンタイム（停止時間）を最小限に留めることである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に接触配置された転写部材とを備え、前記像担持体と前記転写部材との間の転写部に被転写体を挿通するとともに前記転写部材に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写する画像形成装置において、前記被転写体に対するトナー像の転写に先立ち、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材にあらかじめ決められた前記被転写体に基づく所定電流を流し、そのときに前記転写部材に印加される基準電圧を検知する検知手段と、前記基準電圧と前記被転写体に基づく加算電圧値とを加算して、前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写するために印加する転写電圧値を決定する制御手段と、を備え、前記基準電圧値に上限値を設定し、前記基準電圧値が前記上限値のときには、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材に前記上限値の電圧を印加し、そのときの電流を前記検知手段によって検知し、検知された電流値に基づいて、前記制御手段により、前記像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を決定する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に係る発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に接触配置された転写部材とを備え、前記像担持体と前記転写部材との間の転写部に被転写体を挿通するとともに前記転写部材に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写する画像形成装置において、前記被転写体に対するトナー像の転写に先立ち、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材に所定電圧を複数回印加したときの電流値を検知する検知手段と、前記所定電圧と前記検知手段が検知した電流値とから電圧値と電流値との関係を導き出す算出手段と、前記算出手段によって求められた電圧値と電流値との関係とあらかじめ決められた前記被転写体に基づく目標電流値とから求められる前記被転写体に基づく基準電圧と、前記被転写体に基づく加算電圧値とを加算して、実際に印加する転写電圧値を決定する制御手段と、を備え、前記基準電圧値に上限値を設定し、前記基準電圧値が前記上限値のときには、前記上限値での電流を算出し、算出された電流値に基づいて、前記制御手段により、前記像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を決定する、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記基準電圧値の前記上限値を前記転写部材に印加したときに前記転写部材に流れる検知電流値又は算出電流値に基づいて、前記像担持体上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を段階的に変える、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記基準電圧値が前記上限値になるか又は前記上限値になることが予想される場合に、使用者に対して、転写部材の交換又は濃度ダウンの選択を促す表示手段を有する、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、使用者が、転写部材の交換又は濃度ダウンの選択の判断を行うためのテスト画像を出力する、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の画像形成装置において、使用者が濃度ダウンを選択したときに、帯電量を通常の帯電量と異ならせる、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体である、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が中間転写体である、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記転写部材が、イオン導電性を有する導電部材である、ことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００３０】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００３１】
同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体Ｍの内側に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラムは、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００３２】
感光ドラム１表面には、接触帯電手段としての接触帯電部材２が当接されている。感光ドラム１表面は、帯電バイアス印加電源（不図示）によって接触帯電部材２に印加される帯電バイアスによって所定の極性・電位に一様に帯電（一次帯電）される。本実施の形態では、接触帯電部材２は、ローラ状の帯電ローラが使用される。接触帯電部材２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転によって矢印Ｒ２方向に従動回転する。
【００３３】
画像露光手段としてのレーザビームスキャナ３は、イメージスキャナ（不図示）、コンピュータ（不図示）等の外部機器から入力される画像情報に対応してオン／オフ変調されたレーザ光Ｌを出力して、感光ドラム１表面の帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１表面に、目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３４】
現像装置（現像装置）４において、現像剤（トナー）は、現像スリーブ４ａ表面に担持され、現像スリーブ４ａの回転により、感光ドラム１表面に対向する現像位置に搬送される。現像スリーブ４ａには、現像バイアス印加電源（不図示）によって現像バイアスが印加され、これにより、現像スリーブ４ａ上のトナーが感光ドラム１表面の静電潜像に付着されて静電潜像をトナー像として現像する。
【００３５】
給紙カセット５には、紙、透明フィルム等の転写材Ｐ（以下適宜「転写材」に代えて「紙」という。）が収納されている。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ６が駆動され、給紙カセット５内の転写材Ｐが１枚ずつ給紙され、レジストローラ７、紙パス８ａを通って、感光ドラム１と転写ローラ（転写部材）９との当接ニップ部である転写ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングで導入される。すなわち、感光ドラム１上のトナー像の先端部が転写ニップ部Ｔに到達するタイミングと同期するようにレジストローラ７により転写材Ｐの搬送が制御される。
【００３６】
転写ニップ部Ｔに供給された転写材Ｐは、この転写ニップ部Ｔによって挾持搬送され、このとき転写ローラ９には転写バイアス印加電源（不図示）から所定に制御された転写バイアスが印加される。この転写ローラ９及び転写バイアスの制御については後に詳述する。転写ローラ９にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写ニップ部Ｔにて感光ドラム１上のトナー像が転写材Ｐの表面に静電転写される。
【００３７】
転写ニップ部Ｔにおいてトナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１から分離され、紙パス８ｂを通って定着装置（定着手段）１１に搬送される。転写材Ｐは、定着装置１１の定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂとの間に形成される定着ニップ部によって挟持搬送される。このとき加熱・加圧を受けて、表面にトナー像が定着される。
【００３８】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、転写時に転写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）や紙粉等が、クリーニング装置１０によって除去され、次に画像形成に供される。
【００３９】
トナー像転写後の転写材Ｐは、その表面（第１面）のみに画像形成が行われる場合には、切り替え部材１２に導かれて紙パス８ｃを通過し、排紙ローラ１３によって排紙トレイ１４上に排出される。これにより、１枚の転写材Ｐに対する片面の画像形成が終了する。
【００４０】
これに対して、転写材Ｐの両面（第１面と第２面）に画像形成が行われる場合には、第１面（表面）にトナー像が定着された転写材Ｐは、切り替え部材１２の切り替えによって搬送パス８ｄに導かれる。搬送パス８ｄに導かれた転写材Ｐは、切り替え部材１５により、一旦、反転パス８ｅに導入された後、搬送方向が逆転され、さらに切り替え部材１５の切り替えによって中間パス８ｆに搬送される。転写材Ｐは、その後、レジストローラ７等によって、再度、転写ニップ部Ｔに供給され、第２面（裏面）にトナー像が転写され、さらに定着装置１１によって定着された後、紙パス８ｃを経由して、排紙ローラ１３によって排紙トレイ１４上に排出される。これにより１枚の転写材Ｐに対する両面の画像形成が終了する。
【００４１】
上述の画像形成装置において、接触回転型の転写部材である転写ローラ９は、イオン導電性を有するスポンジローラによって形成されている。転写ローラ９は、芯金９ｂの外周面に円筒状にスポンジゴム層９ａを設けることで構成されており、ＮＢＲゴムと界面活性剤等を反応させ、周ムラ１．５以下、抵抗値が温度２３℃、湿度５０％で１０^６〜１０^９Ω（２ｋＶ印加）のものを採用している。
【００４２】
図２に、転写ローラ９の抵抗を測定するための抵抗測定装置の概略図を示す。回転駆動される外径３０ｍｍのアルミニウムドラム１Ａ上に、転写ローラ９を両端の芯金９ｂに、それぞれ５００ｇの荷重をかけ、当接圧１．０ｋｇで押圧して従動回転させ、芯金９ｂとアース間にバイアス印加電源Ｅにより２．０ｋＶを印加し、アルミニウムドラム１Ａに流れる電流を電流計Ａで測定することで抵抗を算出した。また上述の測定において、転写ローラ９を１回転以上させたときの電流値をサンプリングし、このサンプリング値の平均値からローラ抵抗を算出した。
【００４３】
このサンプリング電流値の最大値をＩｍａｘ、最小値をＩｍｉｎとすると、従来例と同様に、Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎ≦１．５となる転写ローラ９、すなわち回転方向でその抵抗ムラ（周ムラ）が１．５以下である転写ローラ９を使用した。
【００４４】
図３，図４を参照して、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｐに転写するための転写バイアスを決定する制御について説明する。
【００４５】
ユーザがコピーボタンを押したり、又はプリンタ動作を開始したりしてから、実際に画像形成動作を行うまでの画像形成装置の空回転を前回転と呼ぶことにする。したがって、転写部材である転写ローラ９にとっては、ユーザがコピーボタンを押したり、又はプリンタ動作を開始したりしてから、転写材Ｐと感光ドラム１上に形成されたトナー像とが転写ニップ部Ｔに到達するまでの空回転が前回転ということになる。
【００４６】
この前回転時に、電圧を多段階で切り替えて、各々の電圧に対する電流を検知手段（不図示）によって検知する。本実施の形態では、３段階に電圧を切り替え、電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を導き出している。測定ポイント以外は線形補完した。
【００４７】
まず、第１電圧Ｖ１を転写ローラ９の１周分印加し、そのときの電流値を検知し、平均化処理された値を電流値Ｉ１とする。同様に第２電圧Ｖ２に対する電流値Ｉ２、第３電圧Ｖ３に対する電流値Ｉ３を求める。なお、本実施の形態においては、Ｖ３＜Ｖ２＜Ｖ１とした。
【００４８】
そして、転写材Ｐの種類ごとに、必要な転写電流があらかじめ決められており、転写ローラ９に、この電流を流すために必要な基準電圧を図４に示すＶ−Ｉ特性から求めることができる。
【００４９】
例えば、ある転写材Ｐに感光ドラム１上のトナー像を転写するのに必要な転写電流をＩｂとすると、ＩｂとＩ２の関係から算出手段（なお、算出手段は例えば、制御手段５０に内蔵されている。）により、Ｖ−Ｉ特性の式、
Ｉｂ≧Ｉ２のとき、
Ｖｂ＝（Ｖ２−Ｖ１）（Ｉｂ−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ１）＋Ｖ１
Ｉｂ＜Ｉ２のとき、
Ｖｂ＝（Ｖ３−Ｖ２）（Ｉｂ−Ｉ２）／（Ｉ３−Ｉ２）＋Ｖ２
から求められるのである。
【００５０】
次に、制御手段５０により、この基準電圧Ｖｂに、各転写材Ｐの種類毎（温湿度環境毎にも分けられている）にあらかじめ決められた転写材分の電圧Ｖｐを加えた、実際に印加させる転写電圧Ｖｔｒ、
Ｖｔｒ＝Ｖｂ＋Ｖｐ
が出力される。
【００５１】
上述の制御を採用した場合に、低湿環境下（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）での上述の転写ローラ９の耐久初期状態で、かつ画像形成装置本体Ｍの立ち上げ直後の普通紙の自動両面画像形成装置における第２面の転写設定で、弊社推奨紙（ＰＢ−ＳＫ紙：坪量６４ｇ／ｍ^２、日本製紙社製）上に画像形成を行う場合、目標電流値２４μＡでの基準電圧は１．８ｋＶとなった。この目標電流に対する転写材Ｐの分担電圧、すなわち加算電圧値は、１．１ｋＶであり、このときの設定電圧は２．９ｋＶとなり、不良画像のない良好な画像を得られた。
【００５２】
次に、２５万枚程度の画像形成を行った後の転写ローラ９に対して、上述と同様の制御を行ったところ、目標電流値２４μＡでの基準電圧値は４．０ｋＶとなった。転写材Ｐの分担電圧（加算電圧値）は、１．１ｋＶであるから、設定電圧は５．１ｋＶとなるが、５．１ｋＶでは、転写ニップ部Ｔ上流側での異常放電による「白抜け」画像が発生した。
【００５３】
しかしながら、本実施の形態では、「白抜け」画像の発生電圧が、５．０ｋＶとなっているため、基準電圧値に上限値を設け、３．６ｋＶとした。したがって、転写設定電圧値は４．７ｋＶとなり、「白抜け」画像は消え、良好な画像が得られた。
【００５４】
しかしながら、転写ローラ９の抵抗がさらに上昇すると、基準電圧値の上限値を設けることによって、転写設定電圧は４．７ｋＶに固定されるため次第に転写電流値が減少する。図５に基準電圧値が耐久によって上限値に達した後の転写電流値の推移を示している。転写電流値が減少すると、それにともない転写できるトナーの総電荷量も減少することは、図６に示す転写電流値とトナー電荷量との関係からもわかっている。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、基準電圧値が上限値に達したら、そのときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、感光ドラム１上に形成される単位面積当たりの最大トナーのり量を制限するようにした。図７に、本実施の形態での低湿環境下（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）における転写電流値と転写可能最大トナーのり量との関係を示す。横軸に転写電流値を、また縦軸にトナーのり量（転写可能最大トナーのり量）をとっている。トナーののり量については、単位質量当たりのトナーの帯電量によっても変わリ、また、転写電流については画像形成時のプロセススピードによって変わるため、環境や転写材Ｐの種類に応じてプロセススピードが変わる場合には、それに応じて変える必要があることはいうまでもない。
【００５６】
次にトナーののり量を変える方法について説明する。上述したように転写材Ｐの種類、転写電流、そして環境（絶対水分量）が決まると、そのときに感光ドラム１上に形成できる単位面積当たりの最大トナーのり量が決定される。図８に示すように接触帯電部材２に印加される帯電バイアスを変えることによって、感光ドラム１上の電位をＶ_Ｄ１からＶ_Ｄ２に、また現像スリーブ４ａに印加されるＤＣバイアスＶ_ＤＣ１をＶ_ＤＣ２に変える。したがって、Ｖｃｏｎｔ_１＝｜Ｖ_Ｌ１−Ｖ_ＤＣ１｜＞Ｖｃｏｎｔ_２＝｜Ｖ_Ｌ２−Ｖ_ＤＣ２｜となるため、感光ドラム１上に現像されるトナー量を下げることができる。
【００５７】
以上のことから、本実施の形態では基準電圧が増大するのに伴って、通常制御では「白抜け」画像が発生するような電圧になったとしても、基準電圧値に上限値を設け、かつこの基準電圧値印加時の転写ローラ９に流れる電流を検知し、その電流値に基づいて感光ドラム１上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を制御することによって転写ローラ９を継続して使用することができる。
【００５８】
本実施の形態では、前回転で電圧を多段階に振って（変化させて）、電圧−電流特性を求め、そこから目標電流値に対応した基準電圧を算出したが、前回転で目標電流値を流し、その際に転写ローラ９に印加された電圧を基準電圧としてもよいことはいうまでもない。
【００５９】
＜実施の形態２＞
本実施の形態の特徴は、実施の形態１に加えて、上述の基準電圧値が上限値に達した場合、もしくは達しそうになった場合に使用者に対して、「転写部材の交換」か「濃度ダウン」かを選択させる操作パネル（表示手段）２０上に設けたことにある。例えば、基準電圧値が上述の実施の形態１の方法によって上限値に達するか又は達しそうになった場合には、操作パネル２０上に図９のような選択式の表示を行う。使用者が、若干の濃度ダウンはかまわないと判断して、濃度ダウンボタン２１を押した場合には、実施の形態１と同様の濃度ダウン制御を行い対応する。またこの情報は、メンテナンス情報としてサービスマン等に知らせるような手段と組み合わせるとより効果的である。サービスマンは、この情報をもとに転写部材の交換準備を行い、交換までの時間は若干の濃度ダウンを許容しながら使用者は画像出力を行うことができるので、ダウンタイムを大幅に縮小することができる。また、図９に示すように、使用者に濃度ダウンのレベルを認識やすいテストチャートをプリントできるようにしてもよい。使用者が濃度確認テストチャート出力ボタン２３を押すことにより、テストチャートがプリントされる。使用者は、プリントされたテストチャートを実際に目で見ることにより、転写部材の交換か濃度ダウンかの選択をしやすくなる。
【００６０】
また濃度ダウンレベルを多数段階もつことにより、使用者の濃度許容レベルに応じて転写ローラの長寿命化を達成することができ、ランニングコストを抑えることができる。
【００６１】
＜実施の形態３＞
図１０を参照して、実施の形態３について説明する。同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体Ｍ内に４箇所の画像形成部（画像形成ステーション）、すなわち第１の画像形成部ＰＡ、第２の画像形成部ＰＢ、第３の画像形成部ＰＣ、第４の画像形成部ＰＤが並設されており、各画像形成部ＰＡ〜ＰＤではそれぞれ例えばイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像が帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成される。
【００６２】
各画像形成部ＰＡ〜ＰＤはそれぞれ専用の感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有しており、これら感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、接触帯電部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって帯電され、露光レーザビームスキャナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによって静電潜像が形成された後、現像装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによってトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【００６３】
また、感光ドラム１Ａ〜１Ｄに隣接して第２の像担持体である中間転写ベルト（中間転写体）３０が配設されている。中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、二次転写対向ローラ３３に掛け渡されている。転写ベルト３０の内側には、一次転写ローラ（転写部材）９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが配設されている。中間転写ベルト３０は、これら一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄによって感光ドラム１Ａ〜１Ｄに押圧されており、これにより中間転写ベルト３０と感光ドラム１Ａ〜１Ｄの間には、一次転写ニップ部（転写部）Ｔ１が形成されている。感光ドラム１Ａ上に形成されたイエロー（１色目）のトナー像は、一次転写ローラ９Ａに転写バイアス印加電源（不図示）によって一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト３０上に一次転写される。以下、同様にして、マゼンタ（２色目），シアン（３色目），ブラック（４色目）のトナー像が中間転写ベルト３０上に順次に一次転写されて重ね合わされる。
【００６４】
なお、本実施の形態における一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄに印加される一次転写バイアスは、上述の実施の形態１，２の転写バイアスの制御方法と同様にＶ−Ｉ特性から所望の一次転写電圧を求める制御が行われる。
【００６５】
中間転写ベルト３０上に形成された４色のトナー像は、給紙カセット５から供給された転写材Ｐに転写される。給紙カセット５内に収納されていた転写材Ｐは、給送ローラ６によって給紙され、レジストローラ７によりタイミングをとって中間転写ベルト３０と二次転写ローラ（転写部材）３４との間の転写部としての二次転写ニップ部（転写部）Ｔ２に供給される。このとき、二次転写ローラ３４に、転写バイアス印加電源（不図示）によって二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト３０上の４色のトナー像は、転写材Ｐ上に一括で二次転写される。このときに二次転写ローラ３４に印加される転写電圧も上述の一次転写バイアスと同様にして決定する。
【００６６】
この二次転写時に、転写材Ｐに転写されないで、中間転写ベルト３０上に残ったトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段であるクリーナ３５によって除去される。
【００６７】
上述の中間転写ベルト３０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートや、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シート、ポリイミド樹脂シートなどの誘電体樹脂シートによって形成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス状にしたものか、又は継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００６８】
上述の画像形成装置において、転写ローラとしては一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄと二次転写ローラ３４とがある。
【００６９】
本実施の形態の特徴は、中間転写ベルト（中間転写体）３０を使用した画像形成装置において、上述の実施の形態１，２と同様、二次転写ローラ３４に印加する二次転写バイアスについても、本発明を適用することにある。
【００７０】
このようにすることにより、近時のフルカラー画像形成装置で採用されている、様々な転写材に対応可能な中間転写体を有する画像形成装置においても、イオン導電性を有する導電ローラを転写ローラとして有効に利用することができる。
【００７１】
上述の実施の形態１〜３において、例えば、使用者が濃度ダウンモードを選択した場合、その最大濃度に応じて帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電量を通常の最大濃度可能時とは異ならせることによって、使用者の満足度を達成することができる効果がある。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、目標電流値に対する基準電圧値の上限値を設け、この上限値を印加したときの電流値に基づいて、像担持体上に形成されるトナー像の単位面積当たりのトナーの最大のり量を制御することによって白抜け画像のない画像を形成することができ、また転写ローラの長寿命化を実現することができる。また単位面積当たりのトナーの最大のり量に対して、使用者の判断を仰ぐことで、使用者本意で転写ローラのランニングコストを必要最小限に留めることができる。さらに、転写ローラ交換時の画像形成装置のダウンタイム（停止時間）を最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】導電ローラの抵抗を測定するための測定装置の構成を示す図である。
【図３】転写電圧を決定するための前回転制御時のシーケンスの概略を示す図である。
【図４】電圧と電流との関係から、基準電圧値を導く説明図である。
【図５】基準電圧が上限値に達した後の転写電流の推移を示す図である。
【図６】転写電流と転写可能トナー電荷量との関係を示す図である。
【図７】転写電流とトナーのり量との関係を示す図である。
【図８】トナーのり量を変化させるために現像コントラストを変化させるようすを説明する図である。
【図９】実施の形態２において、基準電圧が上限値に達する又は達しそうなときに、「転写部材交換」か「濃度ダウン」かを使用者が選択する操作パネルを示す図である。
【図１０】実施の形態３における画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１１】イオン導電ローラの回転速度と抵抗値との関係を示す図である。
【図１２】イオン導電ローラの印加電圧と抵抗値との関係を示す図である。
【図１３】イオン導電ローラ及び電子導電ローラの、抵抗値と環境変動との関係を比較する図である。
【図１４】イオン導電ローラの、低湿環境下における転写電圧設定の耐久変動を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ
像担持体（感光体，感光ドラム）
９　　　　　転写部材（転写ローラ）
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ
転写部材（一次転写ローラ）
２０　　　　表示手段（操作パネル）
３０　　　　像担持体（中間転写体，中間転写ベルト）
３４　　　　転写部材（二次転写ローラ）
５０　　　　制御手段
Ｐ　　　　　被転写体（転写材）
Ｔ　　　　　転写部（転写ニップ部）
Ｔ１　　　　転写部（一次転写ニップ部）
Ｔ２　　　　転写部（二次転写ニップ部）

Claims

表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に接触配置された転写部材とを備え、前記像担持体と前記転写部材との間の転写部に被転写体を挿通するとともに前記転写部材に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写する画像形成装置において、
前記被転写体に対するトナー像の転写に先立ち、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材にあらかじめ決められた前記被転写体に基づく所定電流を流し、そのときに前記転写部材に印加される基準電圧を検知する検知手段と、
前記基準電圧と前記被転写体に基づく加算電圧値とを加算して、前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写するために印加する転写電圧値を決定する制御手段と、を備え、
前記基準電圧値に上限値を設定し、前記基準電圧値が前記上限値のときには、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材に前記上限値の電圧を印加し、そのときの電流を前記検知手段によって検知し、検知された電流値に基づいて、前記制御手段により、前記像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に接触配置された転写部材とを備え、前記像担持体と前記転写部材との間の転写部に被転写体を挿通するとともに前記転写部材に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写する画像形成装置において、
前記被転写体に対するトナー像の転写に先立ち、前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記転写部材に所定電圧を複数回印加したときの電流値を検知する検知手段と、
前記所定電圧と前記検知手段が検知した電流値とから電圧値と電流値との関係を導き出す算出手段と、
前記算出手段によって求められた電圧値と電流値との関係とあらかじめ決められた前記被転写体に基づく目標電流値とから求められる前記被転写体に基づく基準電圧と、前記被転写体に基づく加算電圧値とを加算して、実際に印加する転写電圧値を決定する制御手段と、を備え、
前記基準電圧値に上限値を設定し、前記基準電圧値が前記上限値のときには、前記上限値での電流を算出し、算出された電流値に基づいて、前記制御手段により、前記像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記転写部に前記被転写体が介在しない状態で、前記基準電圧値の前記上限値を前記転写部材に印加したときに前記転写部材に流れる検知電流値又は算出電流値に基づいて、前記像担持体上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大トナーのり量を段階的に変える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記基準電圧値が前記上限値になるか又は前記上限値になることが予想される場合に、使用者に対して、転写部材の交換又は濃度ダウンの選択を促す表示手段を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
使用者が、転写部材の交換又は濃度ダウンの選択の判断を行うためのテスト画像を出力する、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
使用者が濃度ダウンを選択したときに、帯電量を通常の帯電量と異ならせる、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
前記像担持体が感光体である、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記像担持体が中間転写体である、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記転写部材が、イオン導電性を有する導電部材である、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。