JP2006011158A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーの消費量を増加させることなしに、逆バイアスの電圧値を適正な範囲に調整して、クリーニング不良や裏汚れの発生を確実に防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体１上のトナー像を被転写体に転写するための中間転写体３の表面のトナー濃度を、トナー濃度センサＳ１で測定し、その測定値が規定値を上回るとき、中間転写体３と、像担持体１との間に可変逆バイアス電源ＰＳ２によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等を利用した、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。

上記各種の画像形成装置において、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびイエロー（Ｙ）の３色、もしくはこの３色にブラック（Ｋ）を加えた４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成するためには、例えば各色に対応した３つあるいは４つの像担持体を配列し、そのそれぞれに形成した各色のトナー像を、各像担持体に当接させた１つの搬送転写体上を搬送途中の、紙等の被転写体上に重ね合わせながら転写してフルカラーのトナー像を形成した後、定着させるか、あるいは上記各色のトナー像を、各像担持体に当接させた１つの中間転写体上に重ね合わせながら転写してフルカラーのトナー像を形成した後、このトナー像を、当該中間転写体に当接させた搬送転写体との間を搬送途中の被転写体上に転写して定着させることが行われる。

あるいはまた、４つの像担持体に代えて、１つの像担持体の周囲に、各色に対応した３つあるいは４つの現像器を配列しておき、この１つの像担持体上に順次、各現像器を用いて形成した各色のトナー像を、像担持体に当接させた１つの搬送転写体上を搬送途中の被転写体上に重ね合わせながら転写してフルカラーのトナー像を形成した後、定着させるか、あるいは上記各色のトナー像を、像担持体に当接させた１つの中間転写体上に重ね合わせながら転写してフルカラーのトナー像を形成した後、このトナー像を、当該中間転写体に当接させた搬送転写体との間を搬送途中の被転写体上に転写して定着させることも行われる。

また、ブラック１色のトナーを用いたモノクロの画像形成装置においても、上記の搬送転写体や中間転写体を用いた転写工程が採用されることがある。
画像形成時以外の任意の時点で、現像器内部の劣化したトナーを捨てたり、あるいは感光体の表面を研磨したりするために、所定量のトナーを像担持体に担持させて、トナー像の転写後に像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニング手段まで搬送して、当該クリーニング手段によって除去、回収するメンテナンス操作が行われる。

このメンテナンス操作を行う際に、何もしなければ、像担持体上を搬送されるトナーの一部が、当該像担持体に当接されている中間転写体や搬送転写体、あるいは中間転写体に当接されている搬送転写体に付着し、それが、被転写体に再付着してクリーニング不良や裏汚れとして形成画像に現れてしまうという問題がある。
また、連続画像形成時に、像担持体の、画像間の隙間の部分に付着したかぶりトナーが、搬送転写体の場合は、連続して搬送される被転写体間の隙間で露出した搬送転写体に付着して、同様にクリーニング不良や裏汚れとして、形成画像に現れてしまうという問題もある。さらに、中間転写体の場合は、付着したかぶりトナーが被転写体に転写されずに中間転写体上に残ったり、中間転写体に当接されている搬送転写体に再付着したりして、やはりクリーニング不良や裏汚れとして形成画像に現れてしまうという問題がある。

そこで、特許文献１、２においては、メンテナンス操作時やかぶりトナーの発生時に、トナーが、像担持体から、当該像担持体と当接されている中間転写体に付着するのを防止したり、あるいは付着したトナーを像担持体に戻したりするために、中間転写体と像担持体との間に、通常の、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写する際と逆方向のバイアス（逆バイアス）を印加することが行われる。

また、特許文献１においては、連続画像形成時に、形成画像間の隙間に基準トナー像を形成して電荷密度を測定し、その測定値に基づいて、逆バイアスの電圧値を調整することも行われる。
さらに、中間転写体においては、当該中間転写体に付着したトナーが搬送転写体に付着するのを防止したり、付着したトナーを中間転写体に戻したりするため、上記と同様に、中間転写体と搬送転写体との間に、通常の、中間転写体上のトナー像を搬送転写体上の被転写体に転写する際と逆方向のバイアス（逆バイアス）を印加することも行われる。
特開２００２−３１９６７号公報（特許請求の範囲、第００１５欄〜第００１７欄） 特開２００２−１６９３８９号公報（特許請求の範囲、第０００９欄〜第００１０欄）

中間転写体や搬送転写体は、少なくともその表面、すなわち、中間転写体の場合は像担持体と当接されてトナー像が転写される面を、また搬送転写体の場合は像担持体や中間転写体と当接される、被転写体を搬送する面を、ゴムや軟質樹脂等の基材中にカーボンブラック等の電子導電剤を含有させた複合材料によって形成するのが一般的である。しかし、この複合材料からなる表面は、画像形成を繰り返すうちに徐々に劣化し、それに伴って導電性が徐々に低下して、逆に抵抗値が上昇する傾向がある。

通常、逆バイアスは、装置のランニングコストを低減すること等を考慮して、特許文献２に記載されているように、多量のトナーを確実に転写する必要のある正バイアスに比べて、電圧値がかなり低めに設定される。そのため、逆バイアスの電圧値を一定値に維持して画像形成を繰り返すと、上記劣化による抵抗値の上昇に伴って、逆バイアスを印加することによる効果が著しく低下する。すなわち、像担持体から中間転写体または搬送転写体にトナーが付着するのを防止する効果や、中間転写体から搬送転写体にトナーが付着するのを防止する効果が大きく低下してトナーの付着が発生し、クリーニング不良や裏汚れの問題が発生する。

特許文献１に記載されているように、連続画像形成時に、形成画像間の隙間に基準トナー像を形成して電荷密度を測定し、その測定値に基づいて、逆バイアスの電圧値を調整するようにすると、複合材料からなる表面の劣化に伴う、逆バイアスを印加することによる効果の低下を補正して、クリーニング不良や裏汚れが発生するのを防止することができる。しかし、画像形成を行うたびに、基準トナー像を形成していたのでは、トナーの消費量が増加するという問題がある。また、トナー像の電荷密度、つまりトナー像の電位を測定するための電位センサが別途必要となるが、かかる電位センサは高価で、しかも汚れに弱いため特別なメンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題もある。さらに、電位センサの制御回路が必要になったり、電位センサを設けるためのスペースが必要となったりすることから、画像形成装置のコストアップに繋がったり、装置が大型化したりするおそれもある。

本発明の目的は、トナーの消費量を増加させることなしに、逆バイアスの電圧値を適正な範囲に調整して、クリーニング不良や裏汚れの発生を確実に防止することができる画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を像担持体に接触させることで、像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体、または像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写後、当該トナー像を被転写体に転写するための中間転写体と、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を像担持体から搬送転写体上の被転写体、または中間転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、搬送転写体または中間転写体の、像担持体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を上回るときに、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写するための中間転写体と、中間転写体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を中間転写体に接触させることで、中間転写体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体と、中間転写体と搬送転写体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体から搬送転写体上の被転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、中間転写体と搬送転写体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、中間転写体の、像担持体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を下回るときに、中間転写体と像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

請求項３記載の発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写するための中間転写体と、中間転写体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を中間転写体に接触させることで、中間転写体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体と、中間転写体と搬送転写体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体から搬送転写体上の被転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、中間転写体と搬送転写体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、搬送転写体の、中間転写体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を上回るときに、中間転写体と像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項４記載の発明は、トナー濃度センサが、トナー濃度を測定するセンサを兼ねている請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、装置が置かれた環境条件を測定する環境センサを備えると共に、制御手段が、環境センサによって測定した環境条件の変化に応じて、可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する調整部を有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項６記載の発明は、環境センサが、温度センサおよび湿度センサのうちの少なくとも一方である請求項５記載の画像形成装置である。
請求項７記載の発明は、中間転写体、および搬送転写体のうち少なくとも一方の少なくとも表面が、基材に電子導電剤を含有させた複合材料によって形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。

本発明の画像形成装置によれば、中間転写体または搬送転写体の表面のトナー濃度をトナー濃度センサによって測定し、その結果に基づいて、可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整することができる。
詳しくは、像担持体に当接させた搬送転写体または中間転写体の表面のトナー濃度をトナー濃度センサによって測定し、その測定値が、あらかじめ設定した規定値を上回った場合には、複合材料の劣化による抵抗値の上昇に伴って、逆バイアスを印加しているにも拘らず、像担持体から、搬送転写体または中間転写体へのトナーの付着が発生していると判断して、逆バイアスの電圧値を調整することができる。

また、中間転写体の表面のトナー濃度をトナー濃度センサによって測定し、その測定値が、あらかじめ設定した規定値を下回った場合には、複合材料の劣化による抵抗値の上昇に伴って、逆バイアスを印加しているにも拘らず、中間転写体から搬送転写体へのトナーの付着が発生していると判断して、逆バイアスの電圧値を調整することができる。
さらに、中間転写体に当接させた搬送転写体の表面のトナー濃度をトナー濃度センサによって測定し、その測定値が、あらかじめ設定した規定値を上回った場合には、複合材料の劣化による抵抗値の上昇に伴って、逆バイアスを印加しているにも拘らず、中間転写体から搬送転写体へのトナーの付着が発生していると判断して、逆バイアスの電圧値を調整することができる。

したがって、本発明によれば、基準トナー像を形成する場合のようにトナーの消費量を増加させることなしに、逆バイアスの電圧値を適正な範囲に調整して、クリーニング不良や裏汚れの発生を確実に防止することが可能となる。

図１は、本発明の画像形成装置の、実施の形態の一例としての、フルカラーの画像形成装置の要部を示す概略図である。また図２は、上記例の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図１を参照して、この例の画像形成装置は、ドラム状の１つの像担持体１の周囲に、同図中に実線の矢印で示すその回転方向に沿って順に、像担持体１の表面を一様に帯電させるための帯電手段１１と、帯電させた像担持体１の表面を露光して静電潜像を形成するための露光手段１２と、形成した静電潜像を、ＭＣＹＫの各色のトナー像に現像するための４つの現像器２１〜２４と、像担持体１と当接された状態で、図中に実線の矢印で示すように、その回転軸周りに、像担持体１と反対方向に回転して、その表面にトナー像が転写されるドラム状の中間転写体３と、トナー像を中間転写体３に転写した後の像担持体１の表面に残留するトナーをクリーニング除去するためのクリーニング手段１３とが配設されたものである。

また、中間転写体３の周囲には、上記回転方向に沿って順に、中間転写体３の表面のトナー濃度を測定するためのトナー濃度センサＳ１と、図中に一点鎖線の矢印で示すように、中間転写体３との間に紙等の被転写体Ｐを挟んで搬送しながら、中間転写体３の表面に転写されたトナー像を、被転写体Ｐに転写させるための、ロール状の搬送転写体４１と、トナー像を被転写体Ｐに転写した後の中間転写体３の表面に残留するトナーをクリーニング除去するためのクリーニング手段４２とが配設されている。中間転写体３は、その表面が、前記のように、ゴムや軟質樹脂等の基材中にカーボンブラック等の電子導電剤を含有させた複合材料によって形成される。

中間転写体３と像担持体１との間には、通常の画像形成時に、所定のバイアスを印加してトナー像を像担持体１から中間転写体３に転写させるための第１バイアス電源（図２中のＰＳ１）と、メンテナンス時等に、任意の逆バイアスを印加するための可変逆バイアス電源ＰＳ２とが配設されている。また、中間転写体３と搬送転写体４１との間には、通常の画像形成時に、所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体３から被転写体Ｐに転写させるための第２バイアス電源（図２中のＰＳ３）が配設されている。

図１および図２を参照して、上記各部は、制御手段Ｃによって、ドライバＤを介して駆動制御される。制御手段Ｃには、前記トナー濃度センサＳ１と、環境センサとしての温度・湿度センサＳ２と、画像形成装置の操作部としてのコントロールパネルＣＰとが接続されている。
図２を参照して、コントロールパネルＣＰへの入力、トナー濃度センサＳ１および温度・湿度センサＳ２の出力は、それぞれ制御手段Ｃへ与えられる。制御手段Ｃ内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマＣ１と、各種動作の基準となる初期値等を登録したメモリＣ２とが設けられている。可変逆バイアス電源ＰＳ２によって印加する逆バイアスを調整する基準となるトナー濃度の規定値も、このメモリＣ２に登録されている。

制御手段Ｃは、コントロールパネルＣＰへの入力、センサＳ１、Ｓ２からの出力、タイマＣ１によって規定したタイミング、並びにメモリＣ２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバＤへ与える。そしてドライバＤは、与えられる信号に基づいて像担持体１、中間転写体３、および搬送転写体４１を回転させながら、帯電手段１１、露光手段１２、現像手段２１〜２４、第１バイアス電源ＰＳ１、可変逆バイアス電源ＰＳ２、および第２バイアス電源ＰＳ３の駆動制御を行う。

図１および図２を参照して、駆動制御の例としてフルカラー画像を形成する際に、制御手段Ｃは、像担持体１、中間転写体３、および搬送転写体４１を継続的に回転させながら帯電手段１１を作動させて、像担持体１の表面を一様に帯電させ、次いで露光手段１２によって露光して、像担持体１の表面に、フルカラー画像を色分解した１色目の画像に対応した静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、それに対応した現像器２１によって現像してトナー像を形成し、それを、第１バイアス電源ＰＳ１を作動させて印加した所定のバイアスによって中間転写体３に転写する。この際、第２バイアス電源ＰＳ３は停止しておき、クリーニング手段４２は中間転写体３から離間させておく。

次に、クリーニング手段１３によって像担持体１の表面をクリーニング後、再び上記と同様の操作をして、像担持体１の表面に、フルカラー画像を色分解した２色目の画像に対応した静電潜像を形成し、それを現像器２２を用いて現像してトナー像を形成した後、このトナー像を、第１バイアス電源ＰＳ１を作動させて印加した所定のバイアスによって、中間転写体３上の、先のトナー像の上に重ねるように転写する。

この操作を、３色目および４色目のトナー像についても行った後、形成されたフルカラーのトナー像を、中間転写体３と搬送転写体４１との間に被転写体Ｐを通過させながら、第２バイアス電源ＰＳ３を作動させて所定のバイアスを印加することで、被転写体Ｐ上に転写し、さらに、図示していない定着手段を通過させて被転写体Ｐ上に定着させると、一連のフルカラー画像形成の操作が完了する。トナー像を被転写体Ｐに転写した後の、中間転写体３の表面に残留するトナーは、中間転写体３にクリーニング手段４２を当接させて、当該クリーニング手段４２によってクリーニング除去される。

また、前記のようにメンテナンス操作時や、連続画像形成時の画像間の隙間が像担持体１と中間転写体３との当接部分を通過する際に、制御手段Ｃは、第１バイアス電源ＰＳ１を停止し、代わって可変逆バイアス電源ＰＳ２を作動させて、像担持体１と中間転写体３との間に、所定の逆バイアスを印加する。それにより、メンテナンス操作時に、両者の当接部分を通過するトナーや、あるいはかぶりトナー等が中間転写体３に転写されるのが防止される。

ただし、中間転写体３の表面を形成する前記の複合材料が、画像形成を繰り返すうちに徐々に劣化して、抵抗値が徐々に上昇してくると、画像形成装置の新製時に設定した逆バイアスの電圧値では、トナーの転写を防止できなくなり、中間転写体３の表面のトナー濃度が徐々に上昇してくる。
そうすると制御手段Ｃは、トナー濃度センサＳ１によって測定した中間転写体３の表面のトナー濃度が、メモリＣ２に登録しておいた規定値を上回ったか否かを比較し、上回った場合には、中間転写体３の表面にトナーが付着していると判断して、可変逆バイアス電源ＰＳ２によって像担持体１と中間転写体３との間に印加させる逆バイアスの電圧値を調整する。すなわち、電圧値を一定値だけ上昇させる。その結果、メンテナンス時等に、像担持体１から中間転写体３にトナーが付着するのが防止されるだけでなく、既に中間転写体３に付着していたトナーまでもが、新たに設定しなおされた逆バイアス電圧によって像担持体１に戻されて、クリーニング手段１３によってクリーニング除去される。そして、中間転写体３の表面を、トナー付着のないきれいな状態に戻して、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することができる。

また、図の例では、制御手段Ｃは、温度・湿度センサＳ２によって測定した温度および湿度のデータをもとに、逆バイアスの電圧値を補正する機能をも有している。すなわち、中間転写体３の表面を形成する複合材料の抵抗値は、温度および湿度が高いほど低くなり、逆に温度および湿度が低いほど高くなる傾向を示すので、温度・湿度センサＳ２によって測定した温度および湿度のデータをもとに、逆バイアスの電圧値を補正するようにすると、その温度、湿度条件において必用な、つまりトナー付着を生じないより正確な逆バイアスの電圧値を維持して、クリーニング不良や裏汚れの発生をさらに確実に防止することができる。

また、図の例で用いるトナー濃度センサＳ１は、例えば画像形成とは別にトナー濃度調整用のトナー画像を形成してその濃度を測定し、その結果をもとにトナー濃度を調整する際に使用するセンサを兼ねることができる。したがってコスト安価に、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することもできる。
図３は、本発明の画像形成装置の、実施の形態の他の例としての、フルカラーの画像形成装置の要部を示す概略図である。また図４は、上記例の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

図３を参照して、この例の画像形成装置は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とテンションローラ３３との間に掛け渡した状態で、駆動ローラ３１を図中に実線の矢印で示す方向に回転させることで、同図中に一点鎖線の矢印で示す方向に回転されるベルト状の中間転写体３０と、この中間転写体３０の、図において上側の、テンションローラ３３と駆動ローラ３１との間の領域に、回転方向に沿って順次、当接させて配設された、ＭＣＹＫの各色のトナー像を形成するための、４つのドラム状の像担持体１ａ〜１ｄと、上記中間転写体３０の、図において下側の、従動ローラ３２に掛け渡した位置で、当該中間転写体３０に当接させて配設されたベルト状の搬送転写体４とを備えている。

また、各像担持体１ａ〜１ｄの周囲には、それぞれ図中に実線の矢印で示した回転方向に沿って順に、像担持体１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させるための帯電手段１１ａ〜１１ｄと、帯電させた像担持体１ａ〜１ｄの表面を露光して静電潜像を形成するための露光手段（図４中の１２）と、形成した静電潜像を、所定の色のトナー像に現像するための現像器２１〜２４とが配設されている。

中間転写体３０の裏面側の、各像担持体１ａ〜１ｄと対応する位置には４つの転写ローラ３ａ〜３ｄが配設されており、各転写ローラ３ａ〜３ｄを、中間転写体３０の裏面側から、それぞれ対になった像担持体１ａ〜１ｄの方向に所定の付勢力で付勢することによって、像担持体１ａ〜１ｄと中間転写体３０とが互いに当接されている。
また、搬送転写体４は、駆動ローラ４ａと従動ローラ４ｂとに掛け渡されていると共に、その裏面側の、従動ローラ３２と対応する位置に設けた転写ローラ４ｃを、従動ローラ３２の方向に所定の付勢力で付勢することによって、中間転写体３０に当接されている。そして、この当接状態において、図中に一点鎖線の矢印で示す方向に回転されて、中間転写体３０との間に図示しない被転写体を挟んで搬送することで、中間転写体３０上に転写されたトナー像が、被転写体の表面に転写される。また、搬送転写体４の近傍には、当該搬送転写体４の表面のトナー濃度を測定するためのトナー濃度センサＳ１が配設されている。中間転写体３０と、搬送転写体４とは、少なくともその表面が、前記のように、ゴムや軟質樹脂等の基材中にカーボンブラック等の電子導電剤を含有させた複合材料によって形成される。

また、中間転写体３０の、図において右側の、テンションローラ３３に掛け渡した位置には、当該中間転写体３０に当接させて、トナー像を被転写体に転写させた後の、中間転写体３０の表面に残留するトナーをクリーニング除去するためのクリーニング手段４２が配設されている。
中間転写体３０と、各像担持体１ａ〜１ｄとの間には、通常の画像形成時に、所定のバイアスを印加してトナー像を像担持体１ａ〜１ｄから中間転写体３０に転写させるための第１バイアス電源（図４中のＰＳ１）が配設されている。また、中間転写体３０と搬送転写体４との間には、通常の画像形成時に、所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体３０から被転写体に転写させるための第２バイアス電源（図４中のＰＳ３）と、メンテナンス時等に、任意の逆バイアスを印加するための可変逆バイアス電源ＰＳ４とが配設されている。

図３および図４を参照して、上記各部は、制御手段Ｃによって、ドライバＤを介して駆動制御される。制御手段Ｃには、前記トナー濃度センサＳ１と、環境センサとしての温度・湿度センサＳ２と、画像形成装置の操作部としてのコントロールパネルＣＰとが接続されている。
図４を参照して、コントロールパネルＣＰへの入力、トナー濃度センサＳ１および温度・湿度センサＳ２の出力は、それぞれ制御手段Ｃへ与えられる。制御手段Ｃ内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマＣ１と、各種動作の基準となる初期値等を登録したメモリＣ２とが設けられている。可変逆バイアス電源ＰＳ４によって印加する逆バイアスを調整する基準となるトナー濃度の規定値も、このメモリＣ２に登録されている。

制御手段Ｃは、コントロールパネルＣＰへの入力、センサＳ１、Ｓ２からの出力、タイマＣ１によって規定したタイミング、並びにメモリＣ２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバＤへ与える。そしてドライバＤは、与えられる信号に基づいて像担持体１ａ〜１ｄ、中間転写体３０、および搬送転写体４を回転させながら、帯電手段１１ａ〜１１ｄ、露光手段１２、現像手段２１〜２４、第１バイアス電源ＰＳ１、第２バイアス電源ＰＳ３、および可変逆バイアス電源ＰＳ４の駆動制御を行う。

図３および図４を参照して、駆動制御の例としてフルカラー画像を形成する際に、制御手段Ｃは、像担持体１ａ〜１ｄ、中間転写体３０、および搬送転写体４を継続的に回転させながら帯電手段１１ａを作動させて、像担持体１ａの表面を一様に帯電させ、次いで露光手段１２によって露光して、像担持体１ａの表面に、フルカラー画像を色分解した１色目の画像に対応した静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、現像器２１によって現像してトナー像を形成し、それを、第１バイアス電源ＰＳ１を作動させて印加した所定のバイアスによって中間転写体３０に転写する。この際、第２バイアス電源ＰＳ３は停止しておく。

次に、帯電手段１１ｂを作動させて、像担持体１ｂの表面を一様に帯電させ、次いで露光手段１２によって露光して、像担持体１ｂの表面に、フルカラー画像を色分解した２色目の画像に対応した静電潜像を形成し、それを現像器２２を用いて現像してトナー像を形成した後、このトナー像を、第１バイアス電源ＰＳ１を作動させて印加した所定のバイアスによって、中間転写体３０上の、先のトナー像の上に重ねるように転写する。

この操作を、３色目および４色目のトナー像についても行った後、形成されたフルカラーのトナー像を、中間転写体３０と搬送転写体４との間に被転写体を通過させながら、第２バイアス電源ＰＳ３を作動させて所定のバイアスを印加することで、被転写体上に転写し、さらに、図示していない定着手段を通過させて被転写体上に定着させると、一連のフルカラー画像形成の操作が完了する。トナー像を被転写体に転写した後の、中間転写体３０の表面に残留するトナーは、中間転写体３０に当接させたクリーニング手段４２によってクリーニング除去される。

また、前記のようにメンテナンス操作時や、連続画像形成時の画像間の隙間が像担持体１と中間転写体３０との当接部分を通過する際に、制御手段Ｃは、第２バイアス電源ＰＳ３を停止し、代わって可変逆バイアス電源ＰＳ４を作動させて、中間転写体３０と搬送転写体４の間に、所定の逆バイアスを印加する。それにより、メンテナンス操作時に、両者の当接部分を通過するトナーや、あるいはかぶりトナー等が搬送転写体４に転写されるのが防止される。

ただし、中間転写体３０や搬送転写体４の表面を形成する前記の複合材料が、画像形成を繰り返すうちに徐々に劣化して、抵抗値が徐々に上昇してくると、画像形成装置の新製時に設定した逆バイアスの電圧値では、トナーの転写を防止できなくなり、搬送転写体４の表面のトナー濃度が徐々に上昇してくる。
そうすると制御手段Ｃは、トナー濃度センサＳ１によって測定した搬送転写体４の表面のトナー濃度が、メモリＣ２に登録しておいた規定値を上回ったか否かを比較し、上回った場合には、搬送転写体４の表面にトナーが付着していると判断して、可変逆バイアス電源ＰＳ４によって中間転写体３０と搬送転写体４との間に印加させる逆バイアスの電圧値を調整する。すなわち、電圧値を一定値だけ上昇させる。その結果、メンテナンス時等に、中間転写体３０から搬送転写体４にトナーが付着するのが防止されるだけでなく、既に搬送転写体４に付着していたトナーまでもが、新たに設定しなおされた逆バイアス電圧によって中間転写体３０に戻されて、クリーニング手段４２によってクリーニング除去される。そして、搬送転写体４の表面を、トナー付着のないきれいな状態に戻して、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することができる。

また、図の例では、制御手段Ｃは、温度・湿度センサＳ２によって測定した温度および湿度のデータをもとに、逆バイアスの電圧値を補正する機能をも有している。すなわち、中間転写体３０や搬送転写体４の表面を形成する複合材料の抵抗値は、温度および湿度が高いほど低くなり、逆に温度および湿度が低いほど高くなる傾向を示すので、温度・湿度センサＳ２によって測定した温度および湿度のデータをもとに、逆バイアスの電圧値を補正するようにすると、その温度、湿度条件において必用な、つまりトナー付着を生じないより正確な逆バイアスの電圧値を維持して、クリーニング不良や裏汚れの発生をさらに確実に防止することができる。

図５は、図３の画像形成装置の変形例であって、両者の相違点は、図５の例では、トナー濃度センサＳ１を、搬送転写体４の近傍ではなく、中間転写体３０の近傍に配置して、当該中間転写体３０の表面のトナー濃度を測定するようにした点と、制御手段Ｃによる制御を、トナー濃度センサＳ１によって測定したトナー濃度が規定値を下回ったか否かを比較し、下回った場合には、搬送転写体４の表面にトナーが付着していると判断して、可変逆バイアス電源ＰＳ４によって中間転写体３０と搬送転写体４との間に印加させる逆バイアスの電圧値を調整する、すなわち、電圧値を一定値だけ上昇させるようにした点にある。

その他の部分は図３の例と同じであるので、同一個所に同一符号を付して説明を省略する。また、電気的な構成や、上記以外の制御についても先の例と同じであるので説明を省略する。
図５の例の画像形成装置のメリットは、トナー濃度センサＳ１が、例えば画像形成とは別にトナー濃度調整用のトナー画像を形成してその濃度を測定し、その結果をもとにトナー濃度を調整する際に使用するセンサを兼ねることができる点にあり、したがってコスト安価に、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することができる。

図６は、先の図１の例の画像形成装置の変形例であって、ドラム状の中間転写体３に変えて、同じくドラム状の搬送転写体５を直接に、像担持体１に当接させた点が、図１の例と相違している。その他の部分については図１の例と同じであるので、同一個所に同一符号を付して説明を省略する。搬送転写体５の表面は、前記のように、ゴムや軟質樹脂等の基材中にカーボンブラック等の電子導電剤を含有させた複合材料によって形成される。

かかる画像形成装置においては、搬送転写体５の表面に保持させた図示しない被転写体の表面に直接に、前記と同様にして、順次、色分解した各色のトナー像を重ねて行くことで、フルカラー画像が形成される。
また、前記のようにメンテナンス操作時や、連続画像形成時の画像間の隙間が像担持体１と搬送転写体５との当接部分を通過する際には、可変逆バイアス電源ＰＳ２を作動させて、像担持体１と搬送転写体５の間に所定の逆バイアスが印加されて、メンテナンス操作時に、両者の当接部分を通過するトナーや、あるいはかぶりトナー等が搬送転写体５に転写されるのが防止される。

また、搬送転写体５の表面を形成する複合材料が劣化して抵抗値が上昇し、それに伴って搬送転写体５の表面のトナー濃度が徐々に上昇して、トナー濃度センサＳ１によって測定したトナー濃度が規定値を上回った場合には、可変逆バイアス電源ＰＳ２によって像担持体１と搬送転写体５との間に印加させる逆バイアスの電圧値を一定値だけ上昇させることによって、メンテナンス時等に、像担持体１から搬送転写体５にトナーが付着するのが防止されると共に、既に搬送転写体５に付着していたトナーが像担持体１に戻されて、クリーニング手段１３によってクリーニング除去される。そして、搬送転写体５の表面を、トナー付着のないきれいな状態に戻して、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することができる。また、温度・湿度センサＳ２によって測定した温度および湿度のデータをもとに、逆バイアスの電圧値を補正することもでき、より正確な逆バイアスの電圧値を維持して、クリーニング不良や裏汚れの発生をさらに確実に防止することができる。さらに、図の例で用いるトナー濃度センサＳ１は、例えば画像形成とは別にトナー濃度調整用のトナー画像を形成してその濃度を測定し、その結果をもとにトナー濃度を調整する際に使用するセンサを兼ねることができるため、コスト安価に、クリーニング不良や裏汚れの発生を防止することもできる。

なお、図示していないが、図３の例の画像形成装置において用いているベルト状の中間転写体３０に代えて、同じ位置に、ベルト状の搬送転写体を設けた画像形成装置に、本発明の構成を組み込むこともできる。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。

本発明の画像形成装置の、実施の形態の一例としての、フルカラーの画像形成装置の要部を示す概略図である。 図１の例の画像形成装置の、電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の画像形成装置の、実施の形態の他の例としての、フルカラーの画像形成装置の要部を示す概略図である。 図３の例の画像形成装置の、電気的な構成を示すブロック図である。 図３の画像形成装置の、変形例の要部を示す概略図である。 図１の画像形成装置の、変形例の要部を示す概略図である。

符号の説明

１ 像担持体
３、３０ 中間転写体
４、４１、５ 搬送転写体
ＰＳ１ 第１バイアス電源
ＰＳ２、ＰＳ４ 可変逆バイアス電源
ＰＳ３ 第２バイアス電源
Ｓ１ トナー濃度センサ
Ｓ２ 温度・湿度センサ（環境センサ）
Ｃ 制御手段

Claims (7)

1. トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を像担持体に接触させることで、像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体、または像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写後、当該トナー像を被転写体に転写するための中間転写体と、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を像担持体から搬送転写体上の被転写体、または中間転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、搬送転写体または中間転写体の、像担持体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を上回るときに、搬送転写体または中間転写体と、像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写するための中間転写体と、中間転写体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を中間転写体に接触させることで、中間転写体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体と、中間転写体と搬送転写体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体から搬送転写体上の被転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、中間転写体と搬送転写体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、中間転写体の、像担持体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を下回るときに、中間転写体と像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
3. トナー像を担持して回転する像担持体と、像担持体の回転と同期して回転しながら像担持体に接触することで、像担持体上のトナー像を転写するための中間転写体と、中間転写体の回転と同期して回転して被転写体を搬送しながら、当該被転写体を中間転写体に接触させることで、中間転写体上のトナー像を被転写体に転写するための搬送転写体と、中間転写体と搬送転写体との間に所定のバイアスを印加してトナー像を中間転写体から搬送転写体上の被転写体に転写させるバイアス電源とを備える画像形成装置であって、中間転写体と搬送転写体との間に、トナー像転写時と逆極性である任意の逆バイアスを印加する可変逆バイアス電源と、搬送転写体の、中間転写体と接する面のトナー濃度を測定するトナー濃度センサと、トナー濃度センサによって測定したトナー濃度が規定値を上回るときに、中間転写体と像担持体との間に可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
4. トナー濃度センサが、トナー濃度を測定するセンサを兼ねている請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 装置が置かれた環境条件を測定する環境センサを備えると共に、制御手段が、環境センサによって測定した環境条件の変化に応じて、可変逆バイアス電源によって印加する逆バイアスの電圧値を調整する調整部を有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 環境センサが、温度センサおよび湿度センサのうちの少なくとも一方である請求項５記載の画像形成装置。
7. 中間転写体、および搬送転写体のうち少なくとも一方の少なくとも表面が、基材に電子導電剤を含有させた複合材料によって形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

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