JP2004205583A

JP2004205583A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004205583A
Application number: JP2002371311A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tomizawa; 岳志冨澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】イオン導電性の転写ローラの長期放置後の通電直後に発生する急激な抵抗変動に起因する転写不良を防止する。
【解決手段】Ｖｐ１印加時の電流を検知し、転写ローラの１周分を平均化処理した値を１回目の検知電流値Ｉｐ１とする。次に、継続して、同様の転写バイアスＶｐ１を転写ローラ９の１周分印加し、そのときの検知電流を平均化処理した値を２回目の検知電流値Ｉｐ２とする。そしてｎ回目の検知電流値Ｉｐｎと（ｎ＋１）回目の検知電流値Ｉｐ（ｎ＋１）の差分ΔＩｐ（ｎ＋１−ｎ）の値があらかじめ設定した閾値ΔＩｐよりも小さくなったときに、転写ローラの抵抗値が安定したものとして、前多回転動作を終了し、画像形成動作開始に備える。
【選択図】図３

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させて形成した帯電ローラが採用されるケースが増えてきている。
【０００８】
この帯電ローラは、抵抗安定性に優れているため、製造上、精度よく目標抵抗値に合わせることができる。
【０００９】
しかし、このようなイオン導電性を有する帯電ローラにも以下の第１〜第３のような問題が顕在化している。
▲１▼環境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すると抵抗上昇を招く、
▲３▼長期放置後の通電開始直後に急激な抵抗変動が発生する。
【００１０】
第１の問題について、図１１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との抵抗値の環境変動を示す。同図に示すように、イオン導電性ポリマーは、絶対水分量の変化に対する抵抗値の変動については電子導電性ポリマーより大きい。しかしながら、この問題は環境（例えば、温度、湿度、又は絶対水分量）毎に設定値を設ける、いわゆる環境制御によって対策可能である。
【００１１】
また、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、特許文献１に開示されているように、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可能である。
【００１２】
第３の問題に対しては、特許文献２に開示されているＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｏｒｏｌ）制御や特許文献３に開示されているＰＴＶＣ（ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）制御のように、転写材のない状態での導電ローラ（転写ローラ）を含む系の抵抗検知を行い、定電圧制御の電圧値を補正することによってある程度は対策可能である。
【００１３】
しかしながら、第３の問題として挙げられているイオン導電性の帯電ローラの、長期放置後の通電開始直後の抵抗変動についての対策は開示されていない。図１２にニトリルゴム（ＮＢＲ）とイオン導電性ポリマーとをブレンドしたローラを４８時間低湿環境下（温度２３℃、湿度５％、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇ）に放置後における、電圧の印加時間（通電時間）と検知電流値との関係、つまり印加時間に対する検知電柱値の変化のようすを示す。放置後に抵抗が上がり、通電開始と同時に抵抗値が放置前の状態に戻る様子がわかる。また、放置条件やポリマーの種類によっては、長期放置によって抵抗値が下がり、通電によって抵抗が上昇し、放置前の抵抗値に戻る場合がある。このように、抵抗変動が生じた場合には以下の問題が生じる。
【００１４】
例えば、抵抗値が放置により大きくなった場合には、通電開始直後に急激な抵抗低下を招くため、定電圧制御を行なっている場合には、急激な電流上昇が発生し、被帯電体に帯電ムラを発生させたり、必要以上に電流を流したことによって生じる画像不良や被帯電体表面に電気的メモリが発生することがある。定電流制御を行なっている場合には、導電部材を長期放置後の通電開始直後の電圧が大きいために、大きな電源を必要としたり、あるいは印加電圧が高すぎるためにリークやそれに関連した画像不良を引き起こすことがある。また、逆に長期放置により抵抗が下がっている場合には、通電開始直後にあらかじめ設定された電圧では電流が流れ過ぎ、上述と同様の問題が発生するおそれがある。
【００１５】
ここで、従来例で説明したように、定期的に導電ローラ（転写ローラ）を含めた系の抵抗値を検知する手段を設け、印加する電圧を決定する制御（ＡＴＶＣ制御やＰＴＶＣ制御）を有する画像形成装置の場合には、上述の問題の一部は改善されるが、上述の課題を解決するためには、これらの制御を行なう頻度を上げなければならず、生産性の低下を招くことがある。
【００１６】
そこで、特許文献４には、定電圧制御で転写電圧を制御する場合の連続画像形成時に、紙間にもある所定の電圧を印加し、そのときの電流を検知し、その電流値によっては紙間を広げて、ＡＴＶＣもしくはＰＴＶＣ制御を入れ、それ以降の転写電圧設定に帰還させる制御が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平７−４９６０４号公報
【特許文献２】
特開平２−２６４２７８号公報
【特許文献３】
特開平５−１８１３７３号公報
【特許文献４】
特開平１０−３０７４９０号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献４に開示されている技術では、本発明が課題としている長期放置後の通電開始直後に発生する急激な抵抗変動に対しては、紙間を広げて上述の制御を頻繁に入れなければならず、やはり大きくその生産性を落としてしまう。
【００１９】
以上説明してきた課題は、イオン導電性を有する導電部材を転写帯電器として採用した場合について述べてきたが、これに限定されないことはいうまでもない。潜像形成をする感光体表面を均一に帯電及び除電する接触式の帯電器や、転写材担持体、あるいはトナー像担持体としての転写ベルトを均一に帯電又は除電する接触式帯電器にも同様の課題が存在することはいうまでもない。
【００２０】
そこで、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の長期放置後の通電開始直後に発生する急激な抵抗変動によって生じる不具合を、画像形成の生産性を低下させることなく、防止できるようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。さらに、長期放置後の抵抗上昇を緩和させ、イオン導電性ポリマーを採用した導電部材の長寿命化を実現することも目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、被帯電体に接触配置又は微小間隙を介して対向配置された帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも直流電圧を印加することで前記被帯電体を帯電又は除電する電源と、前記電源を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電部材は、イオン導電性を有する帯電部材であり、前記帯電部材によって前記被帯電体を帯電又は除電するに先立って前記帯電部材に前記電源により所定の電圧を印加したときに前記帯電部材に流れる電流を検知する電流検知手段を有し、前記電流検知手段によって検知された電流に基づいて、前記制御手段により、前記帯電部材の抵抗を安定させるための前記所定の電圧の印加時間を決定する、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記電流検知手段によって検知された電流の単位時間での積算電流値又は平均電流と前記積算電流値との変化量を算出する算出手段を有し、前記算出手段によって算出された前記変化量に基づいて、前記制御手段によって前記所定の電圧の印加時間を決定する、ことを特徴とする。
【００２３】
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、前記帯電部材に前記電源により前記所定の電圧を印加する際の電流の方向が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際の電流の方向と逆になるようにする、ことを特徴とする。
【００２４】
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、前記帯電部材に前記電源により前記所定の電圧を印加する際に流れる電流の絶対値が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際に流れる電流の絶対値よりも大きい、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項５に係る発明は、被帯電体に接触配置又は微小間隙を介して対向配置された帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも直流電圧を印加することで前記被帯電体を帯電又は除電する電源と、前記電源を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電部材は、イオン導電性を有する帯電部材であり、前記帯電部材によって前記被帯電体を帯電又は除電するに先立って前記帯電部材に所定の電流を流すために必要な電圧を検知する電圧検知手段を有し、前記電圧検知手段によって検知された電圧に基づいて、前記制御手段により、前記帯電部材の抵抗を安定させるための前記所定の電流を流す時間を決定する、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記電圧検知手段によって検知された電圧の単位時間での平均値と前記平均値の変化量を算出する算出手段を有し、前記算出手段によって算出された前記変化量に基づいて、前記制御手段によって前記所定の電流を流す時間を決定する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載の画像形成装置において、前記帯電部材に前記所定の電流を流す際の電流の方向が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際の電流の方向と逆になるようにする、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項５ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記帯電部材に流す前記所定の電流の絶対値が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際に流れる電流の絶対値よりも大きい、ことを特徴とする。
【００２９】
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、前記帯電部材は、表面に静電潜像が形成される像担持体の表面を均一に帯電又は除電する接触帯電部材である、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項１０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、前記帯電部材は、表面にトナー像を担持するトナー像担持体の表面を均一に帯電又は除電する接触帯電部材である、ことを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記帯電部材は、トナー像担持体の表面に担持されたトナー像を被転写体に電気的に転写する接触帯電部材である、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項１２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、前記帯電部材は、表面に転写材を担持する転写材担持体を所定の電位に帯電又は除電する接触帯電部材である、ことを特徴とする。
【００３３】
【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。
【００３４】
＜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、両面画像形成装置（以下「画像形成装置」という。）である。
【００３５】
同図に示す画像形成装置は、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。
【００３６】
感光ドラム１としては、例えば、アルミニウム等の導電性のドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を設けて形成されている。感光ドラム１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。
【００３７】
感光ドラム１は、その表面（外周面）が接触帯電部材としての一次帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様に帯電（一次帯電）される。
【００３８】
露光装置（露光手段）としてはレーザビームスキャナが使用されている。露光装置３は、イメージスキャナ、コンピュータ等の外部機器（不図示）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上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。
【００３９】
感光ドラム１上の静電潜像は現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像剤が収納された現像容器４ｂと、現像容器４ｂの開口部において感光ドラム１表面に対向するように配置された現像スリーブ４ａと、この現像スリーブ４ａ表面に担持される現像剤を薄層に形成する規制ブレード４ｃとを有している。現像スリーブ４ａは、矢印方向に回転して表面に担持した現像剤を感光ドラム１表面に対向する現像位置に搬送するとともに、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る。これにより現像剤中のトナーが感光ドラム１上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。
【００４０】
こうして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向に回転によって、感光ドラム１と転写ローラ（転写部材）９との間に形成される当接部である転写部Ｔに向けて搬送される。本実施の形態においては、上述の転写ローラ９が、帯電部材に相当する。
【００４１】
一方、転写材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙カセット５に収納されていて、給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ６が駆動されることにより、給紙カセット５内から１枚ずつ給紙される。給紙された転写材Ｐは、レジストローラ７、紙パス８ａを通って、転写部Ｔに所定のタイミングで供給される。すなわち、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転によって感光ドラム１上のトナー像の先端部が転写部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によって転写材Ｐの供給タイミングが制御される。
【００４２】
転写部Ｔに導入された転写材Ｐは、感光ドラム１と転写ローラ９とによって挾持搬送され、このとき転写ローラ９に対し、制御装置（制御手段）９Ａによって制御された転写バイアス印加電源）９Ｂによりトナーと逆極性の転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像が転写材Ｐ表面に静電的に転写される。なお、転写ローラ９及び転写バイアス制御については後に詳述する。
【００４３】
トナー像転写後の感光ドラム１は、転写材Ｐが分離された後、表面に残ったトナー（転写残トナー）や紙粉等の異物がクリーニング装置１０で除去され、その後、次の画像形成に供される。
【００４４】
一方、感光ドラム１から分離された転写材Ｐは、紙パス８ｂを通って定着装置１１に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【００４５】
ここで、転写材Ｐの表面（第１面）にのみ画像形成の場合は、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紙パス８ｃに導かれ、排出ローラ１３によって排紙トレイ１４上に排出される。一方、転写材Ｐの表面（第１面）と裏面（第２面）との両面に画像形成が行われる場合は、切り替え部材１２の切り替えによって紙パス８ｄ上に搬送され、反転パス８ｅを利用して表裏反転された後、再給紙パス８ｆに搬送され、ここから再度、転写部Ｔに供給される。そして、上述の表面（第１面）と同様に裏面（第２面）にもトナー像が転写され、定着された後、切り替え部材１２、紙パス８ｃ、排出ローラ１３を介して排紙トレイ１４上に排出される。これにより、両面の画像形成が終了する。
【００４６】
上述の画像形成装置において、接触回転型の転写部材としての転写ローラ９は、イオン導電性スポンジローラであり、芯金９ｂの上にスポンジゴム層９ａを有している。スポンジ層９ａは、ＮＢＲゴムと界面活性剤等を反応させ、周ムラ１．５（後述）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。
【００４７】
図２は転写ローラ９の抵抗測定装置の概略図である。回転駆動される外径３０ｍｍのアルミニウムドラム１Ａに当接させる。転写ローラ９の芯金９ｂの長手方向の両端部において、それぞれ５００ｇの荷重をかけ、当接圧１．０ｋｇでアルミニウムドラム１Ａに押圧し、アルミニウムドラム１Ａの回転によって従動回転させる。このとき、芯金９ｂとアースとの間にバイアス印加電源（電圧検知手段）Ｅ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（電流検知手段）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、このサンプリング電流値の平均値からローラ抵抗を算出した。
【００４８】
このサンプリング電流値の最大値と最小値をそれぞれＩ_ＭＡＸ、Ｉ_ＭＩＮとすると、従来例同様、Ｉ_ＭＡＸ／Ｉ_ＭＩＮ≦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。
【００４９】
図３に、この転写ローラ９を、温度２３℃、湿度５％の低湿環境下に長時間（４８ｈ）放置後に、２ｋＶのバイアスを印加したときの電流値の変化を示す。同図では、横軸に印加時間（分）を、また縦軸に検知電流値（μＡ）をとっている。
【００５０】
同図に示すように、バイアスの印加直後に急激に抵抗が低下して電流が増加するようすがわかる。画像形成装置本体内部は、この現象に加えて定着装置１１（図１参照）等の熱により温度が上昇するため、より大きな抵抗低下を示すことがある。このような現象に対して、常に安定した転写バイアスを供給するために、本実施の形態１では以下のような制御を行った。
【００５１】
本実施の形態における画像形成装置においては、画像形成装置本体の電源の立ち上げ後、ジャム後、節電モードからの復帰後等に、前多回転と呼ばれる動作に入る。この前多回転と呼ばれる動作では、一般的に定着装置１１（図１参照）の定着温度や駆動系の安定化、一次帯電ローラに印加するバイアスの最適化処理、現像条件の最適化処理等が行なわれる場合が多い。なお、本実施の形態では、これらの具体的な制御については割愛する。
【００５２】
図４を参照して、実際に感光ドラム１上に形成したトナー像を転写材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。
【００５３】
ユーザが、例えば操作パネル（不図示）上のスタートボタン（不図示）を押したり、あるいは画像形成装置が動作を開始してから、実際に画像形成動作が開始されるまでの、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（転写ローラ９）については、ユーザがスタートボタンを押したり、あるいは画像形成装置が動作を開始してから、感光ドラム１上に形成されたトナー像及び転写材Ｐが転写部Ｔに到達するまでの空回転が前回転ということになる。
【００５４】
この前回転時に、転写バイアス印加電源が転写ローラ９に印加する転写バイアスの電圧を多段階で切替、各々の電圧に対する電流を検知する。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。なお、測定ポイント以外は線形補完した。
【００５５】
図４に示すように、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電流検知手段（例えば図２の電流計Ａ）で検知し、算出手段（図１に示す制御装置９Ａに内蔵されている）により平均化処理された値を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、本実施の形態ではＶ３＜Ｖ２＜Ｖ１とした。こうして求められたＶ−Ｉ特性が図５に示すものである。
【００５６】
一方、転写材Ｐの種類ごとに、トナー像の転写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底電圧Ｖｂが上述のＶ−Ｉ特性から求められる。
【００５７】
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、このＩｂ及び上述のＶ−Ｉ特性から、Ｖｂは、次式によって求めることができる。
・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
から求められるわけである。
【００５８】
次に、この基底電圧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。したがって、この制御において転写電圧Ｖｔｒ（転写バイアス）を連続通紙時に安定させるためには、Ｖｂの変動を抑えることのできる本実施の形態は、必要不可欠であることがわかる。
【００５９】
以下に、転写バイアスを安定して供給のための制御について説明する。まず、一次帯電ローラ２によって感光ドラム１表面を均一に所定の電位Ｖｄに均一に帯電する。この均一に帯電された感光ドラム１表面が転写部Ｔに到達したら、転写バイアスも固定値Ｖｐ１を印加する。すると、感光ドラム１の表面電位Ｖｄと転写ローラ９の電位Ｖｐ１との電位差で電流が流れる。この検知電流に閾値を設け、その閾値を基準にして、Ｖｐ１を印加する時間を制御すればよい。さらに好ましくは以下のような制御するとよい。
【００６０】
Ｖｐ１印加時の電流を検知し、転写ローラ９の１周分を平均化処理した値を１回目の検知電流値Ｉｐ１とする。次に、継続して、同様の転写バイアスＶｐ１を転写ローラ９の１周分印加し、そのときの検知電流を平均化処理した値を２回目の検知電流値Ｉｐ２とする。そして、この最初の検知電流値Ｉｐ１と次に検知されたＩｐ２の差分ΔＩｐ（２−１）（＝｜Ｉｐ２−Ｉｐ１｜）の値が、あらかじめ決められたΔＩｐよりも大きい場合には、継続して一次帯電ローラ９によって均一に帯電され、転写バイアスも印加される。そしてｎ回目の検知電流値Ｉｐｎとｎ＋１回目の検知電流値Ｉｐ（ｎ＋１）の差分ΔＩｐ（ｎ＋１−ｎ）の値がΔＩｐよりも小さくなったら、前多回転動作を終了し、画像形成動作開始に備える。
【００６１】
具体的には、本実施の形態では、２０秒間電流測定を行い、それを平均化処理した値をＩｐｎとした。そして、ΔＩｐ＝１μＡとした。さらに、ΔＩｐ（ｎ＋１−ｎ）＜ΔＩｐの条件を測定２回連続で満足した場合に、転写バイアスＶｐ１の印加を終了する。前述の転写ローラ９の検知電流値の変動（抵抗の変動）を示す図に、上述の制御とを重ねた図を図３に示す。
【００６２】
異常の説明では、検知電流値を平均化処理した値を使用したが、これに代えて単位時間当たりの積算電流値を使用するようにしてもよい。
【００６３】
以上説明したように、上述のような制御を行なうことによって、転写時の電流値が最適となるばかりでなく、長期放置においてローラ抵抗値が変動した場合にも、画像形成の生産性を低下させることなく、適正な転写バイアスを供給することができる。
【００６４】
また、長期放置後に転写ローラ９の抵抗が上昇し、必要な転写電流に対する転写電圧値が上昇すると、ハーフトーン画像部に白抜けが発生することがあり、これをもって転写ローラ９の寿命と判断してしまうことがあった。したがって、この白抜け画像や、転写ローラ９の長寿命化（ランニングコスト低下）にも効果があることがわかる。
【００６５】
また本実施の形態では、トナーを転写材Ｐに転写する際に定電圧制御を行い、かつ前多回転で定電圧制御を行い、電流を検知する場合について示してきたが、前多回転時に一定電流を流しても同じように説明できることはいうまでもない。前多回転時に一定電流を印加し、その際に転写ローラ９に印加させる電圧を検知すればよい。その変化量あるいは電圧値によって一定電流を流す時間を制御すればよい。またトナーを転写材Ｐに転写する際に定電流制御を行なう場合も、特に長期放置時に抵抗上昇し、通電開始直後の電圧が非常に高く、転写電圧が高いために発生する白抜け画像の対策として有効である。
【００６６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、実施の形態１に加えて、前多回転で印加する転写バイアスの極性を感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するときに転写ローラ９に印加するバイアスの極性の逆極性を印加することを特徴としている。
【００６７】
図６に逆極性の−２ｋＶを転写ローラ９に印加した場合の、転写ローラ９に流れる電流変化を示す。同図においては、横軸に印加時間（分）を、また縦軸に検知電流（μＡ）をとっている。図３と同様に印加時間とともに検知電流の絶対値が増加する、したがって、抵抗値が低下していくことがわかる。
【００６８】
本実施の形態のように転写バイアスの逆極性を印加することで、イオン導電性を有する導電ローラとしての転写ローラ９の抵抗上昇を抑える効果がある。
【００６９】
図７に前多回転時に印加される電圧の極性を、通常の感光ドラム１から転写材Ｐにトナーを転写するために印加する転写バイアスと同極性にした場合と、逆極性にした場合との設定される転写電圧（Ｖｔｒ）の耐久変化を示す。同図では、横軸に耐久枚数（ｋ枚）を、また縦軸に設定電圧（Ｖ）をとっている。さらに、「○」は、転写バイアスと同極性を印加したとき、また「□」は、転写バイアスと逆極性を印加したときを示している。転写電圧の増加は、高圧トランスの容量の増加や、白抜け画像の発生要因になるため、転写ローラ９の寿命を短くすることを意味する。
【００７０】
したがって、本実施の形態で説明してきたように、通常印加される転写バイアスと逆極性のバイアスを印加することによって、放置後にバイアスを印加した場合の急激な抵抗変動を防止するだけでなく、さらなる転写ローラ９の長寿命化を図ることができる。
【００７１】
＜実施の形態３＞
本実施の形態では、前多回転時に印加する転写バイアスを、通常の感光ドラム１から転写材Ｐ上にトナーを転写させるために要する転写電流よりも大きな電流値を流すことによって、転写ローラ９の安定化を早め、前回転時間を短くすることができる。
【００７２】
図８に、低湿環境に放置した後に、転写電圧１ｋＶ，２ｋＶ，３ｋＶ，４ｋＶを印加した場合の、印加時間と検知電流との関係を示す。同図は、横軸に印加時間（分）を、また縦軸に検知電流（μＡ）をとっている。同図から、前多回転時の転写電圧（印加電圧）を上げた方が、検知電流値の飽和する時間が短いことがわかる。
【００７３】
そこで、本実施の形態では、図１３に示すように、環境毎に、前多回転前の画像形成動作終了時の基底電圧Ｖｂ値を参考にして、前多回転時に印加する電圧を決めた。
【００７４】
しかしながら、電圧を上げすぎると、感光ドラム１のドラムメモリやドラム表面劣化等を引き起こしやすくなるため、その上限値は様々なプロセス条件によって変えられなければならない。本実施の形態では、転写ローラ９の抵抗値が雰囲気環境に大きく影響を受けることから、過剰な電流が流れすぎないように、絶対水分量で表される環境毎（各環境の間は線形補間される）に上限電圧を図１３に示すように決めた。具体的には、上限電圧は、絶対水分量０．８６ｇ／ｋｇの低湿環境下では４０００Ｖ、また絶対水分量１０．５ｇ／ｋｇの常湿環境下では２０００Ｖ、絶対水分量２１．６ｇ／ｋｇの高湿環境下では１０００Ｖに設定した。
【００７５】
以上のようにすることにより、前多回転時間を効果的に縮めることができるため、画像形成装置本体の電源の立ち上げ後、ジャム処理後、節電モード復帰後等において、ユーザの待ち時間（ウェイトタイム）を縮めることが可能になる。
【００７６】
＜実施の形態４＞
図９を参照して、実施の形態３について説明する。
【００７７】
本実施の実施の形態に係る画像形成装置は、画像形成装置本体内に、４個の画像形成ステーション（画像形成部）、すなわち第１，第２，第３，第４の画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが並設され、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄではそれぞれ異なった色のトナー像、例えばイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像が一次帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成される。なお、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄに配設されている一次帯電ローラ、露光装置、現像装置、クリーニング装置については、図１に示すものと同様な構成及び作用であるのでこれらのついての図示及び説明は省略する。
【００７８】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄはそれぞれ専用の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを具備し、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。
【００７９】
また、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに隣接して第２の像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト５０が配設されている。中間転写ベルト５０は、高圧電源（不図示）により一次転写ローラ２４ａに印加された一次転写バイアスにより感光ドラム１ａ上の１色目のイエローのトナー像が中間転写ベルト５０上に一次転写される。
【００８０】
以下、上述のイエローのトナー像と同様にして、２色目のマゼンタのトナー像、３色目のシアンのトナー像、４色目のブラックのトナー像が、中間転写ベルト５０上に順次に一次転写されて、中間転写ベルト５０上で４色のトナー像が重ね合わされる。
【００８１】
なお、本実施の形態における一次転写ローラ２４ａ〜２４ｄに印加される一次転写バイアスは、上述の実施の形態１〜３に記載されている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なわれる。
【００８２】
中間転写ベルト５０上に形成された４色のトナー像は、給紙カセット１０から給紙され、レジストローラ１２によりタイミングをとって、中間転写ベルト５０と二次転写ローラ６１との間の二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２に供給された転写材Ｐ上に一括で二次転写される。二次転写ローラ６１に、高圧電源（不図示）により二次転写バイアスが印加され、これにより、中間転写ベルト５０から４色のトナー像の転写材Ｐへの一括転写が行なわれる。このときに印加される二次転写バイアスも上述の一次転写バイアスと同様に決められる。
【００８３】
この二次転写によって転写材Ｐ上に転写されずに中間転写ベルト５０上に残ったトナーは、中間転写体クリーニング手段であるクリーナ６２によって除去される。
【００８４】
中間転写ベルト５０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、あるいは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、無端状（エンドレス）に形成されている。
【００８５】
上述の本実施の形態に係る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２４ａ〜２４ｄと二次転写ローラ６１とが存在する。本実施の形態の特徴とするところは、上述の実施の形態１〜３と同様に、本発明を、中間転写ベルト５０を用いた一次転写ローラ２４ａ〜２４ｄや二次転写ローラ６１にも適用したことである。
【００８６】
すなわち、最近の４色フルカラーの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ベルト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できる。
【００８７】
＜実施の形態５＞
上述の実施の形態１〜４は、すべてトナー像を像担持体から被転写体に電気的に転写するための転写部材にイオン導電性を有する導電ローラを採用した場合について述べてきた。
【００８８】
しかしながら、本発明の効果はこれに限定されるものではない。例えば、図１に示す感光ドラム１表面を所定電位に均一に帯電する接触式の一次帯電ローラ２や感光ドラム１の表面に当接して、感光ドラム表面の電位を均一に帯電もしくは除電する部材であれば、上述実施の形態と同様の制御を採用することにより上述の実施の形態と同様の効果があることはいうまでもない。
【００８９】
＜実施の形態６＞
図１０は、実施の形態６に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態の画像形成装置の特徴は、転写材Ｐを、転写材担持体としての転写ベルト１３０上に静電吸着させ、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成されたトナー像を、転写ローラ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに転写バイアスを印加して直接、転写材Ｐに順次に転写することにある。
【００９０】
上述の転写ベルト１３０は、転写材Ｐの吸着力を維持するために、高抵抗の誘電体シートによって形成されている。本実施の形態では体積抵抗率１０^１６Ω・ｃｍ以上のポリカーボネートを採用した。このように誘電体シートを採用した場合には、転写等の電荷供給とともに転写ベルト１３０の電位は上昇し、トナー像転写後に転写材Ｐが分離された後も、電荷が残留する。
【００９１】
本実施の形態では、１対の帯電部材としての導電ローラ７ａ，７ｂによって転写ベルト１３０を挟持し、バイアスを印加することで、転写ベルト１３０の電位を所定の電位に収束させている。この導電ローラ７ａ，７ｂにイオン導電性ポリマーを含む導電ローラを採用し、上述実施の形態と同様の制御を採用しても同様の効果をあげている。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、イオン導電性を有する帯電部材によって被帯電体を帯電又は除電するに先立って帯電部材に電源により所定の電圧を印加したときに帯電部材に流れる電流を検知する電流検知手段を有し、電流検知手段によって検知された電流に基づいて、制御手段により、帯電部材の抵抗を安定させるための所定の電圧の印加時間を決定することにより、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を有する帯電部材において長期放置後の通電開始直後に発生する急激な抵抗変動に起因した転写不良を、画像形成装置の画像形成の生産性を低下させることなく防止することができる。さらに、長期放置後の抵抗上昇を緩和させることにより、イオン導電性を有する導電部材の長寿命化を図ることができる。
【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】帯電部材としての導電ローラの抵抗測定装置を示す概略構成図である。
【図３】実施の形態１において、長期放置後の転写ローラに対する電圧の印加時間と検知電流値との関係を示す図である。
【図４】実施の形態１において、転写バイアスを決定する制御を説明する図である。
【図５】実施の形態１において、転写バイアスを決定する制御を説明する図である。
【図６】実施の形態２において、印加バイアスを逆極性にしたときの印加時間と検知電流との関係を示す図である。
【図７】実施の形態２において、イオン導電性を有する導電ローラの、耐久枚数と設定電圧との関係を示す図である。
【図８】実施の形態３において、印加時間と検知電流値との関係を示す図である。
【図９】実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１０】実施の形態６の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１１】イオン導電性ポリマーと電子導電性ポリマーの、絶対水分量と抵抗値との関係を示す図である。
【図１２】イオン導電性の導電ローラの、長期放置後における印加時間と検知電流値との関係を示す図である。
【図１３】絶対水分量と、前多回転印加電圧及び上限電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
被帯電体（像担持体、感光ドラム）
２帯電部材（接触帯電部材、一次帯電ローラ）
７ａ，７ｂ帯電部材（導電ローラ）
９帯電部材（接触帯電部材、転写ローラ）
９Ａ制御手段（制御装置）
９Ｂ電源（転写バイアス印加電源）
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
帯電部材（接触帯電部材、一次転写ローラ）
５０被帯電体（トナー像担持体、中間転写ベルト）
６１帯電部材（二次転写ローラ）
１３０被帯電体（転写材担持体、転写ベルト）
Ａ電流検知手段（電流計）
Ｐ被転写体（転写材）

Claims

被帯電体に接触配置又は微小間隙を介して対向配置された帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも直流電圧を印加することで前記被帯電体を帯電又は除電する電源と、前記電源を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記帯電部材は、イオン導電性を有する帯電部材であり、
前記帯電部材によって前記被帯電体を帯電又は除電するに先立って前記帯電部材に前記電源により所定の電圧を印加したときに前記帯電部材に流れる電流を検知する電流検知手段を有し、
前記電流検知手段によって検知された電流に基づいて、前記制御手段により、前記帯電部材の抵抗を安定させるための前記所定の電圧の印加時間を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記電流検知手段によって検知された電流の単位時間での積算電流値又は平均電流と前記積算電流値との変化量を算出する算出手段を有し、
前記算出手段によって算出された前記変化量に基づいて、前記制御手段によって前記所定の電圧の印加時間を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯電部材に前記電源により前記所定の電圧を印加する際の電流の方向が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際の電流の方向と逆になるようにする、
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。
前記帯電部材に前記電源により前記所定の電圧を印加する際に流れる電流の絶対値が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際に流れる電流の絶対値よりも大きい、
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。
被帯電体に接触配置又は微小間隙を介して対向配置された帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも直流電圧を印加することで前記被帯電体を帯電又は除電する電源と、前記電源を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記帯電部材は、イオン導電性を有する帯電部材であり、
前記帯電部材によって前記被帯電体を帯電又は除電するに先立って前記帯電部材に所定の電流を流すために必要な電圧を検知する電圧検知手段を有し、
前記電圧検知手段によって検知された電圧に基づいて、前記制御手段により、前記帯電部材の抵抗を安定させるための前記所定の電流を流す時間を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記電圧検知手段によって検知された電圧の単位時間での平均値と前記平均値の変化量を算出する算出手段を有し、
前記算出手段によって算出された前記変化量に基づいて、前記制御手段によって前記所定の電流を流す時間を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯電部材に前記所定の電流を流す際の電流の方向が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際の電流の方向と逆になるようにする、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
前記帯電部材に流す前記所定の電流の絶対値が、前記帯電部材によって前記被帯電部材を帯電又は除電する際に流れる電流の絶対値よりも大きい、
ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電部材は、表面に静電潜像が形成される像担持体の表面を均一に帯電又は除電する接触帯電部材である、
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。
前記帯電部材は、表面にトナー像を担持するトナー像担持体の表面を均一に帯電又は除電する接触帯電部材である、
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。
前記帯電部材は、トナー像担持体の表面に担持されたトナー像を被転写体に電気的に転写する接触帯電部材である、
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電部材は、表面に転写材を担持する転写材担持体を所定の電位に帯電又は除電する接触帯電部材である、
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。