JP2006071954A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体を用い、転写材種類によってプロセス速度を変えるようにした多色画像形成装置において、最適な二次転写バイアス値を予測することにより、良好な転写性が得られる画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 図５に電源ＯＮ時における本実施例のタイミングチャートを示す。まず感光体ドラム１や中間転写ベルト１０を半速で回転させておき、予め当接させておいた二次転写バイアスローラ２２を所定の電圧値で定電圧制御し、その時に流れた電流値I１を検知する。次に通常速度において同様に電流値I２を検知し、I１およびI２を用いて、所定の補正係数により補正した画像形成時の転写電流値I１tおよびI２tを求め、実際の画像形成時にはそれぞれの転写電流値を印加することで、転写材種類に応じた複数のプロセス速度のそれぞれで良好な転写性が得られる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では像担持体（以下感光体）上に形成されたトナー画像を転写材に転写し、その後転写材上の該トナー画像を定着器によって加熱圧着を行い定着させる。
また、特許文献１や特許文献２に開示されるようなフルカラー画像を形成する装置としては、転写材を転写ドラムなどの転写材担持体に保持させた状態で、感光体に現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を転写材に順次転写し、その後転写材担持体から剥離させた転写材を定着器によって加熱圧着を行い定着する画像形成装置が公知である。

一方、トナー画像を転写材担持体上の転写材に転写するのではなく、例えば特許文献３に開示されるように、一旦中間転写体上に重ねあわせた４色のトナー画像を転写材に一括転写した後、定着器によって定着するフルカラー画像形成装置もある。さらに、このような中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置には、特許文献４に開示されているように各色ごとに設けられた複数の感光体を直列に配設し、中間転写体が１回転する間に全色のトナーを重ね転写することで、プリント速度を高めたフルカラー画像形成装置も市場で稼動し始めている。
上述のように中間転写体を用いた画像形成装置においては、転写材を転写材担持体に保持させる必要が無いため薄紙（４０ｇ／ｍ^２）や厚紙（２００ｇ／ｍ^２）、はがき、封筒などさまざまな転写材種類が使用可能であり、転写材の汎用性が高いという利点を有する。前記中間転写体としては中間転写ドラム、または中間転写ベルトが一般的に用いられる。

ところで、前述したように中間転写体を用いた多色画像形成装置は様々な転写材種類が使用可能であるが、薄紙と厚紙では熱容量の違いから定着性に差が生ずる。これは複数色のトナーを重ねることでフルカラー画像を得る多色画像形成装置では顕著である。具体的に説明すると、薄紙は通常のプロセス速度で定着器を通過させてもトナー定着性に問題が生じにくいが、同じ定着条件で厚紙を定着させるとトナー溶融が不十分となり、溶融不十分なトナーが定着ローラに付着した後再度同じ転写材上に転移する、所謂定着オフセットが発生したり、トナーと紙との密着が悪いことによって起こるトナー剥がれが発生したり、２色以上のトナーを重ねたトナー層が十分に溶融しないことで所望の色が発色しない等の問題が発生する。

そこで、例えば特許文献５に開示されるように、厚紙やOHPシート等の熱容量の大きい転写材においては通常のプロセス速度ではなく、たとえば通常プロセス速度の半分（以下、半速と呼ぶ）で定着させるようにした画像形成装置もある。
しかしながら、前述したように中間転写体を用い、転写材種類によってプロセス速度を変えるようにした多色画像形成装置において、次のような問題点があった。
二次転写バイアス値の決定を、非画像部における二次転写手段の抵抗値を検知することで行うようにした画像形成装置において、通常速度で検知した抵抗値から前記半速時の二次転写バイアス値を予測し印加しているため、予測値が実際の最適値からズレた場合に良好な転写性が得られないことがあった。

具体的には、通常速度では同じ抵抗を検知しても半速にすると抵抗値にズレが生じることがわかった。
この件について鋭意調査した結果、
（１）二次転写部が中間転写体と二次転写手段等の二次転写部を構成する部材の合成抵抗である
（２）移動速度別の電流の流れ易さが、それぞれの部材により違う
ことが原因であるが判明した。

特許第２５７９１３７号公報 特開平０８−２９２６５５号公報 特開平５−１１５６２号公報 特開２００２−２２９３４４号公報 特開２００２−１１６６４３号公報

上記問題点に鑑み、本発明は、中間転写体を用い、転写材種類によってプロセス速度を変えるようにした多色画像形成装置において、最適な二次転写バイアス値を予測することにより、良好な転写性が得られる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
請求項１に記載の画像形成装置では、像坦持体と、前記像坦持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像にトナー像を形成する複数色のカラー現像手段と、前記像担持体上に形成されたカラートナー像を順次中間転写体上に多重転写する一次転写手段と、残転写材の裏面に接触し前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段にバイアスを印加する二次転写バイアス印加手段と、前記二次転写手段に印加するバイアスを所定の値に制御する二次転写バイアス制御手段と、前記二次転写バイアス印加手段によって印加されたバイアスから二次転写手段の出力値を検知する二次転写出力検知手段と、前記二次転写バイアス制御手段は非画像形成時に二次転写手段にバイアスを印加し、前記二次転写出力検知手段は前記二次転写手段の出力値を検知し、前記検知された出力値から前記二次転写手段に印加する二次転写バイアス値を決定する多色画像形成装置において、前記多色画像形成装置は、少なくとも２種類以上のプロセス速度を有し、前記二次転写出力検知は前記２種類以上のプロセス速度の各々に対して実行する、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成装置では、さらに、前記二次転写手段の出力検知は、前記二次転写手段を前記二次転写バイアス印加手段によって所定の電圧を定電圧制御し、その時に流れる電流値を前記二次転写出力検知手段により検知することで行なう、ことを特徴とする。
請求項３に記載の画像形成装置では、さらに、前記二次転写手段の出力検知は、前記二次転写手段を前記二次転写バイアス印加手段によって所定の電流値を定電流制御し、その時に掛かる電圧値を前記二次転写出力検知手段により検知することで行なう、ことを特徴とする。

請求項４に記載の画像形成装置では、さらに、前記中間転写体は、複数のローラで張架された中間転写ベルトである、ことを特徴とする。
請求項５に記載の画像形成装置では、さらに、前記中間転写ベルトは、1つの一次転写手段を有する、ことを特徴とする。
請求項６に記載の画像形成装置では、さらに、前記中間転写ベルトは、複数の一次転写手段を有するタンデム中間転写ユニットである、ことを特徴とする。
請求項７に記載の画像形成装置では、さらに、前記中間転写体は、金属ローラ上に弾性層を設けた中間転写ドラムである、ことを特徴とする。
請求項８に記載の画像形成装置では、さらに、前記転写ローラまたは前記二次転写手段は、回動可能な転写ローラである、ことを特徴とする。
請求項９に記載の画像形成装置では、さらに、前記トナーは、重合法で製造された重合トナーである、ことを特徴とする。
請求項１０に記載の画像形成装置では、さらに、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある、ことを特徴とする。

請求項１１に記載の画像形成装置の二次転写バイアス値決定方法では、像坦持体と、前記像坦持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像にトナー像を形成する複数色のカラー現像手段と、前記像担持体上に形成されたカラートナー像を順次中間転写体上に多重転写する一次転写手段と、残転写材の裏面に接触し前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写手段と、前記二次転写手段にバイアスを印加する二次転写バイアス印加手段と、前記二次転写手段に印加するバイアスを所定の値に制御する二次転写バイアス制御手段と、前記二次転写バイアス印加手段によって印加されたバイアスから二次転写手段の出力値を検知する二次転写出力検知手段と、少なくとも２種類以上のプロセス速度を有する多色画像形成装置において、前記２種類以上のプロセス速度の各々に対して、前記二次転写バイアス制御手段は、非画像形成時に二次転写手段にバイアスを印加し、
前記二次転写出力検知手段は、前記二次転写手段の出力値を検知し、前記検知された出力値から前記二次転写手段に印加する二次転写バイアス値を決定する、ことを特徴とする。

以上説明したように、上記解決するための手段によって、本発明の画像形成装置では、プロセス速度に依存せず、常に最適な二時転写バイアス制御が実行でき、転写効率の高い良好なフルカラー画像を得ることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は中間転写体として中間転写ベルトを用いた、この発明の一実施例を示すカラー画像形成装置である。１は円筒形の感光体ドラムで、矢印方向に周速１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。感光体ドラム1の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器４が圧接されており、感光体ドラム1の回転により従動回転しており、図示しない高圧電源によりＡＣおよびＤＣバイアスが印加されることで一様に表面電位−５００Vに帯電されている。
続いて感光体ドラム1は潜像形成手段である露光手段５により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。
この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどで行なわれる。
感光体クリーニングユニット３は感光体ドラム表面の転写残トナーのクリーニングを行なう。図中の２は感光体クリーニングユニット３のブレードである。本実施例の現像手段は二成分非磁性接触現像であり、イエロー現像器６，シアン現像器７，マゼンタ現像器８， ブラック現像器９の４個の現像器から構成され、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、前記感光体ドラム1の静電潜像をトナー像として顕像化する。本実施例に用いたトナーは重合法によって生成された重合トナーである。トナー形状については後述する。

前記感光体ドラム1は並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で可視像を形成し、各色の可視像が中間転写ベルト１０に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。
中間転写ベルト１０は，駆動ローラ２１，一次転写バイアスローラ１１〜１４，二次転写対向ローラ１９、ベルトクリーニング対向ローラ２０により張架されており，図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっている。なお、一次転写バイアスローラ１４は一次転写バイアスローラ保持部材１４に保持され、接離カム１６により感光体ドラム１方向に押圧されている。通常状態において、接離カム１６は一次転写バイアスローラ１４を感光体ドラム１方向に押圧しており、感光体ドラム1または中間転写ベルト１０の着脱時のみ接離カム１６が回転し、一次転写バイアスローラ１４を離間させるようにしている。
一次転写バイアスローラについては後述する。２４はベルトクリーニングユニットであり、ブレード２３により中間転写ベルト１０上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行なう。
なお、中間転写ベルト１０を張架している各ローラは、図示しない中間転写ベルトユニット側板によって中間転写ベルト１０の両側より支持されている。

中間転写ベルト１０に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものを用いることができる。
また、上述したような樹脂フィルムベルト以外に、弾性層を有する中間転写体を用いることも可能である。
弾性層を有する中間転写体の材料としてはゴム、エラストマー、樹脂等が使用可能であり、例えばゴム、エラストマーとしては、天然ゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンコポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、水素化ニトリルゴム及び熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系及びフッ素樹脂系）等から１種類あるいは２種類以上を用いることができる。

また、樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ケトン樹脂、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチレンアクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂及びアクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂及び変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等から１種類あるいは２種類以上を用いることができる。

また、前記中間転写体の抵抗を調整するために、前述したゴム、エラストマーおよび樹脂に各種導電剤を添加することも可能である。導電剤としては、カーボン、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化チタン等の金属酸化物、４級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンイミン、含硼素高分子化合物及びポリピロール等の導電性高分子化合物等から１種類あるいは２種類以上を用いることができる。

さらに、弾性体層上に感光体の汚染（ブリード）防止、トナー固着（フィルミング）防止、トナーの帯電制御、表面抵抗の調整、摩擦係数の制御等の目的で、種々の樹脂からなる表面被覆層を形成することが好ましい。
この表面被覆層を形成する樹脂としては、公知の材料から適宜選定して用いることができ、具体的には、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリブタジエン樹脂、塩素化ポリエチレン、塩化ビニリデン樹脂、アクリル・ウレタン樹脂、アクリル・シリコーン樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、スチレン・ブタジエン樹脂、スチレン・マレイン酸樹脂、エチレン・アクリル樹脂などが使用でき、これらの１種又は２種以上を混合して用いることができる。

本実施例で用いた中間転写ベルト１０は、ＰI（ポリイミド）にカーボンブラックを添加した単層構造の構成とし、その厚みを１００μｍに調整したものを用いた。
ところで、中間転写ベルト１０の抵抗測定方法であるが、デジタル超高抵抗微少電流計（アドバンテスト社製：Ｒ８３４０Ａ）にプローブ（内側電極直径５０ｍｍ，リング電極内径６０ｍｍ：ＪＩＳ−Ｋ６９１１準拠）を接続し、中間転写ベルト１０の表裏に１０００V（表面抵抗率は５００V）の電圧を印加してｄｉｓｃｈａｒｇｅ ５ｓｅｃ、ｃｈａｒｇｅ １０ｓｅｃで測定を行ない、その測定時の環境は２２℃５５％ＲＨに固定して行なった。
ここで、中間転写ベルト１０の体積抵抗率および表面抵抗率であるが、体積抵抗率が１０^７〜１０^１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率が１０^９〜１０^１５Ω／□の範囲であることが望ましい。
中間転写ベルト１０の体積抵抗率および表面抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなり、電源コストの増大を招くため好ましくない。また、転写工程、転写材剥離工程などで発生する放電によって中間転写ベルト１０表面の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため中間転写ベルト１０の除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。したがって、本発明における中間転写ベルト１０の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内でなければならない。

２２は二次転写バイアスローラである。二次転写バイアスローラ２２はＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。ここで、二次転写バイアスローラ２２の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。逆に、二次転写バイアスローラ２２の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、二次転写バイアスローラ２２の抵抗値が低い為、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。

なお、二次転写バイアスローラ２２の抵抗値測定は、導電性の金属製板に二次転写バイアスローラ２２を設置し、芯金両端部に片側４．９Ｎ（両側で合計９．８Ｎ）の荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１０００Ｖの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。なお、二次転写バイアスローラ２２の抵抗測定時も、環境を２２℃５５％ＲＨに固定して行った。本実施例では二次転写バイアスローラ２２の抵抗を前述の方法で測定したときに７．８ＬｏｇΩとなるように調整した。
ここで、一次転写バイアスローラ１１〜１４も上述した二次転写バイアスローラと同様の構成である。これは中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム１に当接しているため、一次転写バイアスローラに適度な弾性層が無いと一次転写のニップが確保できないためである。また、その抵抗範囲も上述した理由から同様の範囲でなければならない。本実施例では一次転写バイアスローラの抵抗を前述の方法で測定したときに７．０ＬｏｇΩとなるように調整した。

転写材２９はピックアップローラ２８、給紙搬送ローラ２７，レジストローラ２６によって，中間転写ベルト１０表面のトナー画像先端部が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙され、高圧電源１００により所定の転写バイアスが印加されることで中間転写ベルト１０上のトナー画像が転写材２９に転移する。転写材２９は二次転写対向ローラ１９の曲率と、分離手段３０によって印加される所定の分離バイアスによって中間転写ベルト１０から分離され、転写材２９に転写されたトナー画像は定着手段２５によって定着されたあと排紙される。
また、本実施例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、前述のような４色重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードが操作部にて指定可能である。

更に、本実施例では転写材２９の種類によって定着時のプロセス速度を変更するようにした。具体的には連量１１０ｋｇ紙以上の転写材を用いる場合にはプロセス速度を半速となるようにし、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにした。
ここで前述した連量について説明をする。連量の連とは同一規定寸法に仕上げた紙１０００枚を一括して表す単位であり、４／６判の紙の場合は４／６判を規定寸法とし、その１０００枚の重量を『連量』と呼び、単位は<ｋｇ>で表示するものである。
一方、このとき中間転写ベルト１０上のトナー像を転写材２９に転移させる二次転写工程も同時に半速で行われる事となるため、二次転写バイアスローラ２２に印加されるバイアス値は『厚紙モード』が適用される。本実施例では、転写材２９の種類を図示しない操作部にて指定可能であり、それぞれ『普通紙モード』（通常プロセス速度）、『厚紙モード』（半速）、『ＯＨＰモード』（半速）とした。

ところで本実施例に用いるトナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図２、３は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。

また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

実施例１
本実施例では、以上説明したような４連の感光体ドラムシステム構成において、二次転写バイアス制御に二次転写の出力検知方式を採用した。この二次転写バイアス制御の基本的なシーケンスを図４に示す。装置の電源ＯＮ時の立ち上げにおいて、高圧電源１００により二次転写バイアスローラ２２を所定の電圧値（本実施例では１０００V）で定電圧制御し、この時に流れた電流値を電流検知手段１０１によって検知し、画像形成時には前記検知された電流値から演算処理された結果から得られた転写電流値で定電流制御するようにしたものである。この二次転写の出力電流値検知を行なっている際には、実際の二次転写を行なっている状態と同様の状態であるほうがより正確な検知ができることから、一次転写バイアスローラには所定の一次転写バイアス（本実施例では１５μＡの定電流制御）を印加していることが好ましい。

ここで本実施例の特徴的な部分を説明する。
図５は装置の電源ＯＮ時における本実施例のタイミングチャートである。まず、電源ＯＮされ定着器の検知温度が所定の値に到達すると、図示しない駆動モータによって感光体ドラム１や中間転写ベルト１０が回転する。この時、まず感光体ドラム１や中間転写ベルト１０を半速（本実施例では７５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転させておき、予め当接させておいた二次転写バイアスローラ２２を所定の電圧値で定電圧制御し、その時に流れた電流値Ｉ１を検知する。次に感光体ドラム１や中間転写ベルト１０を通常速度（本実施例では１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転するよう駆動モータの回転数を上げ、半速時と同様に二次転写バイアスローラ２２を所定の電圧値で定電圧制御し、その時に流れた電流値I２を検知する。
次に上記得られたＩ１およびＩ２を用いて、下記（式１）より画像形成時の転写電流値Ｉ１ｔおよびＩ２ｔを求め、実際の画像形成時にはそれぞれの転写電流値を印加する。
式１）Ｉ１（またはＩ２）×Ｆ１（またはＦ２）＝Ｉ１ｔ（またはＩ２ｔ）
但し、Ｆ１（またはＦ２）はそれぞれのプロセス速度からあらかじめ得られた補正係数を示す。
以上、説明したような構成とすることで、二次転写の出力電圧値検知を実施する際には、複数のプロセス速度の状態で行なうようにしたことで、中間転写ベルト１０や二次転写バイアスローラ２２の体積抵抗のプロセス速度依存に関わらずそれぞれのプロセス速度において最適な二次転写電流を得ることが可能になった。

実施例２
実施例１との違いは、装置の電源ＯＮ時の立ち上げ時において、高圧電源１００により二次転写バイアスローラ２２を所定の電流値（本実施例では１０μＡ）で定電流制御し、この時の発生電圧値を電圧検知手段１０１によって検知し、画像形成時には前記検知された電圧値から演算処理された結果から得られた転写電流値で定電流制御するようにしたことである。本実施例でも実施例１と同様に、この二次転写の出力電流検知を行なっている際には、実際の二次転写状態と同様の状態であるほうがより正確な検知ができることから、一次転写バイアスローラには所定の一次転写バイアスを印加していることが好ましい。

本実施例においても通常速度および半速時で得られた電圧値をそれぞれＶ１、Ｖ２とし、下記（式２）より画像形成時の転写電流値Ｉ１ｔ´およびＩ２ｔ´を求め、実際の画像形成時にはそれぞれの転写電流値を印加する。
式１）Ｖ１（またはＶ２）×Ｆ１´（またはＦ２´）＝Ｉ１ｔ´（またはＩ２ｔ´）
但し、Ｆ１´（またはＦ２´）はそれぞれのプロセス速度からあらかじめ得られた補正係数を示す。
以上、説明したような構成とすることで、二次転写の出力電圧値検知を実施する際には、複数のプロセス速度の状態で行なうようにしたことで、中間転写ベルト１０や二次転写バイアスローラ２２の体積抵抗のプロセス速度依存に関わらずそれぞれのプロセス速度において最適な二次転写電流を得ることが可能になった。

実施例３
本実施例の実施例１および２との違いは、二次転写の出力検知を装置の電源ＯＮ時の立ち上げ時に行なうのではなく、画像形成動作時に毎回行なうようにしたものである。
図６は画像形成時における二次転写の出力検知を示す本実施例のタイミングチャートである。まず、画像形成が開始されると、図示しない駆動モータによって感光体ドラム１や中間転写ベルト１０が回転する。この時、転写材２９の種類によって予めプロセス速度は決定されているので、予め当接させておいた二次転写バイアスローラ２２を所定の電圧値で定電圧制御し、その時に流れた電流値Ｉ１（通常速度ならばＩ２）を検知する。

上記得られたＩ１およびＩ２を用いて、前述した（式１）より画像形成時の転写電流値Ｉ１ｔおよびＩ２ｔを求め、実際の画像形成時にはそれぞれの転写電流値を印加する動作は実施例１と同様である。
以上、説明したような構成とすることで、二次転写の出力電圧値検知を実施する際には、複数のプロセス速度それぞれにおける画像形成開始時に毎回行なうようにしたことで、温湿度環境等の影響による二次転写部の抵抗変化が起こったとしても、毎回最適な二次転写電流を得ることが可能となった。

実施例４
本実施例の実施例１および２との違いは、４連の感光体ドラムシステム構成では無く、図７に示すように１個の感光体を用いたものである。なお、本実施例で用いる感光体は図中の感光体ベルト１であり、図１と同様の機能を有するユニットについては説明を省略する。
３３、３４、３５は感光体ベルト１を張架するローラであり、３２は一次転写バイアスローラ１１を感光体ベルト１側に押圧するバネである。１７、１８、１９、３１は中間転写ベルト１０を張架するローラ類である。
２３は中間転写ベルトの位置を検出するための位置検出マーク２３であり、２４は位置検出マーク２３を検出するための位置検出センサー２４である。位置検出マーク２３を正確に検出することで、色ズレの無い良好なフルカラー画像を得ることが可能となる。

本実施例では感光体ベルト１が実施例１のように複数個無いため、フルカラー画像を得る場合には各色のトナーを順次感光体に現像し、一次転写バイアスローラ１１によって中間転写ベルト１０に順次転写された後、転写材２９に二次転写バイアスローラ２２によって一括転写される。本実施例では、転写材２９が厚紙等の場合でも転写材２９に一括転写されるタイミングまでは画像形成の生産性効率を上げるため、感光体ベルト１や中間転写ベルト１０は通常のプロセス速度で駆動回転される。その後、中間転写ベルト１０上に全てのカラートナー画像が重ね転写されると駆動モータにより半速に減速され、タイミングを合わせて二次転写部に搬送される転写材２９に一括転写される。以上説明した動作を図８のタイミングチャートに示す。
なお、二次転写の出力検知方法は実施例１と同様であるため、省略する。
本実施例では、二次転写が行なわれる直前のタイミングで二次転写の出力検知を行なうようにしたので、感光体が１個しか無いフルカラー画像形成装置においても、生産性効率を損なうことなく温湿度環境等の影響による二次転写部の抵抗変動に関わらず、最適な二次転写電流を得ることが可能となった。

実施例５
実施例１〜４との違いは、補正係数に『紙幅』、『温湿度環境』、『第一面または第二面』、『色数（単色〜４色）』の条件を加味した補正を行なうようにした下記（式３）を用いたものである。
式３）Ｉ１（またはＩ２）×Ｆ１（またはＦ２）×Ｗ１（またはＷ２）×Ｅ１（またはＥ２）
×Ｄｕｐ１（またはＤｕｐ２）×Ｃ１（またはＣ２乃至Ｃ４）＝Ｉ１ｔ（またはＩ２ｔ）
但し、Ｆ１（またはＦ２）：それぞれのプロセス速度から予め得られた補正係数
Ｗ１（またはＷ２）：紙幅により予め得られた補正係数
Ｅ１（またはＥ２）：温湿度環境から予め得られた補正係数
Ｄｕｐ１（またはＤｕｐ２）：第一面か第二面かで予め得られた補正係数
Ｃ１（またはＣ２乃至Ｃ４）：色数で予め得られた補正係数
以上、説明したような構成とすることで、二次転写の出力電圧値検知を実施する際には、複数のプロセス速度それぞれにおける二次転写の出力検知を行なうようにすると同時に、その他の条件を補正係数に加味することで、より最適な二次転写電流を得ることが可能となった。

なお 以上説明した実施例は本発明を限定するものではなく、中間転写体は中間転写ベルトで説明したが、別の様態によれば前記中間転写体は金属のローラ形状表面に導電性弾性層を設けたドラム状の中間転写ドラムであっても構わない。また別の様態によれば、計算式により転写時のバイアスを求めるのではなくテーブル方式によるものであっても構わない。また別の様態によれば、転写時のバイアスを定電流制御として説明したが定電圧制御によるものであっても構わない。また別の様態によれば、２種類以上のプロセス速度を有していても構わない。

本発明のタンデムフルカラー画像形成装置の全体説明図である。 本発明のトナー形状説明図である。 本発明のトナー形状説明図である。 二次転写バイアス制御の基本シーケンス説明図である。 立上げ動作時の二次転写出力検知のタイミングチャートである。 タンデムフルカラー画像形成装置の画像形成時の二次転写出力検知のタイミングチャートである。 実施例４のフルカラー画像形成装置の全体説明図である。 実施例４のフルカラー画像形成装置の画像形成時の二次転写出力検知のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 感光体ドラム
１ａ 感光体ベルト
２ ブレード
３ クリーニングユニット
４ 帯電器
５ 露光手段
６ イエロー現像器
７ シアン現像器
８ マゼンタ現像器
９ ブラック現像器
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３、１４ 一次転写バイアスローラ
１５ 一次転写バイアスローラ保持部材
１６ 離接カム
１７、１８ 中間転写ベルト張架ローラ
１９ 二次転写対向ローラ
２０ ベルトクリーニング対向ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 二次転写バイアスローラ
２３ ブレード
２４ ベルトクリーニングユニット
２５ 定着装置
２６、２７、２８ 転写材搬送ローラ
２９ 転写材
３０ クリーニングブレード
３１ ベルトクリーニング対向ローラ
３２ バネ
３３、３４、３５ 感光体ベルト張架ローラ
３６ 位置検出マーク
３７ 位置検出センサー
１００ 高圧電源
１０１ 電圧検知手段

Claims (11)

1. 像坦持体と、
   前記像坦持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記潜像にトナー像を形成する複数色のカラー現像手段と、
   前記像担持体上に形成されたカラートナー像を順次中間転写体上に多重転写する一次転写手段と、
   残転写材の裏面に接触し前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写手段と、
   前記二次転写手段にバイアスを印加する二次転写バイアス印加手段と、
   前記二次転写手段に印加するバイアスを所定の値に制御する二次転写バイアス制御手段と、
   前記二次転写バイアス印加手段によって印加されたバイアスから二次転写手段の出力値を検知する二次転写出力検知手段と、
   前記二次転写バイアス制御手段は非画像形成時に二次転写手段にバイアスを印加し、前記二次転写出力検知手段は前記二次転写手段の出力値を検知し、前記検知された出力値から前記二次転写手段に印加する二次転写バイアス値を決定する多色画像形成装置において、
   前記多色画像形成装置は、少なくとも２種類以上のプロセス速度を有し、
   前記二次転写出力検知は前記２種類以上のプロセス速度の各々に対して実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記二次転写手段の出力検知は、前記二次転写手段を前記二次転写バイアス印加手段によって所定の電圧を定電圧制御し、その時に流れる電流値を前記二次転写出力検知手段により検知することで行なう、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記二次転写手段の出力検知は、前記二次転写手段を前記二次転写バイアス印加手段によって所定の電流値を定電流制御し、その時に掛かる電圧値を前記二次転写出力検知手段により検知することで行なう、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写体は、複数のローラで張架された中間転写ベルトである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写ベルトは、1つの一次転写手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写ベルトは、複数の一次転写手段を有するタンデム中間転写ユニットである、
   ことを特徴とする請求項１乃至４記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写体は、金属ローラ上に弾性層を設けた中間転写ドラムである、ことを特徴とする請求項１乃至６記載の画像形成装置。
8. 前記転写ローラまたは前記二次転写手段は、回動可能な転写ローラである、ことを特徴とする請求項１乃至７記載の画像形成装置。
9. 前記トナーは、重合法で製造された重合トナーである、
   ことを特徴とする請求項１乃至８記載の画像形成装置。
10. 前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある、
    ことを特徴とする請求項１乃至９記載の画像形成装置。
11. 像坦持体と、
    前記像坦持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記潜像にトナー像を形成する複数色のカラー現像手段と、
    前記像担持体上に形成されたカラートナー像を順次中間転写体上に多重転写する一次転写手段と、
    残転写材の裏面に接触し前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に二次転写する二次転写手段と、
    前記二次転写手段にバイアスを印加する二次転写バイアス印加手段と、
    前記二次転写手段に印加するバイアスを所定の値に制御する二次転写バイアス制御手段と、
    前記二次転写バイアス印加手段によって印加されたバイアスから二次転写手段の出力値を検知する二次転写出力検知手段と、
    少なくとも２種類以上のプロセス速度を有する多色画像形成装置において、
    前記２種類以上のプロセス速度の各々に対して、前記二次転写バイアス制御手段は、非画像形成時に二次転写手段にバイアスを印加し、
    前記二次転写出力検知手段は、前記二次転写手段の出力値を検知し、
    前記検知された出力値から前記二次転写手段に印加する二次転写バイアス値を決定する、ことを特徴とする画像形成装置の二次転写バイアス値決定方法。

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