JP2023129243A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除電部材による装置の大型化やコストアップを防ぎ、残像の発生を抑制する画像形成装置の提供。【解決手段】本発明は、感光体表面に単一極性の電荷を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段による帯電後に前記感光体表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体表面に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段により現像化された画像を感光体表面から中間転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段による画像転写後の感光体表面に残留する現像剤の清掃手段と、前記転写手段の何れか１つ以上に設けられ、転写バイアス印加時に流れる電流値から抵抗値を検知するベルト抵抗検知手段と、前記ベルト抵抗検知手段によって検知された前記抵抗値に応じて、前記転写手段に印加する転写バイアスを制御する転写バイアス印加手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、転写処理を行った後の潜像担持体には残留電位が存在する。このような残留電位を取り除くために除電ランプのような除電手段を用いる技術が既に知られている。他方、除電ランプ等を用いることなく、潜像担持体の残留電位を除去する方法についても、研究が進められており、例えば転写バイアスによって除電する技術等も知られていた。
しかしながら、転写バイアスを用いた除電を行う場合には、転写ベルトに印加される電圧が一定であっても、転写ベルト自身の抵抗のばらつきによって、除電される量が過剰あるいは不十分となってしまい、残留電位による残像が発生してしまう問題が知られていた。
こうした課題を解決するために、転写ベルトの抵抗値のばらつきを抑える方法も考えられてはいるものの、歩留まりの悪化による生産性の低下やコスト上昇までは解決することが難しい。

この発明は、除電部材による装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することを目的とする。

この発明の画像形成装置は、感光体表面に単一極性の電荷を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段による帯電後に前記感光体表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体表面に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段により現像化された画像を感光体表面から中間転写ベルト上に転写する転写手段と、前記転写手段による画像転写後の感光体表面に残留する現像剤の清掃手段と、前記転写手段の何れか１つ以上に設けられ、転写バイアス印加時に流れる電流値から抵抗値を検知するベルト抵抗検知手段と、前記ベルト抵抗検知手段によって検知された前記抵抗値に応じて、前記転写手段に印加する転写バイアスを制御する転写バイアス印加手段と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、除電部材による装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

画像形成装置の構成の一例を示す図である。 画像形成装置のプロセスカートリッジの構成の一例を示す図である。 各プロセスにおける転写ベルトの表面電位の変遷のうち、ネガ残像となる場合の比較例を示す図である。 各プロセスにおける転写ベルトの表面電位の変遷のうち、ポジ残像となる場合の比較例を示す図である。 本発明における各プロセスにおける転写ベルトの表面電位の変遷の一例を示す図である。 本発明における各プロセスにおける転写ベルトの表面電位の変遷の一例を示す図である。 転写後電位と発生する残像の関係の一例を示す図である。 転写後電位と転写バイアスとの関係の一例を示す図である。 転写後電位と感光体膜厚との関係の一例を示す図である。 本発明における転写ベルト抵抗を測定する動作の一例を示す図である。 図１０における転写ベルト抵抗の測定の一例を示す図である。 ベルト抵抗値の測定結果の一例を示す図である。 感光体膜厚と走行距離との関係の一例を示す図である。 帯電後電位と転写バイアスの関係の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて順次説明する。実施形態において、同一機能や同一構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために部分的に省略あるいは簡素化して記載する場合もある。

図１は、本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置を示している。図１は、本発明に係る画像形成装置としての電子写真方式のカラープリンタ（以下、「プリンタ」という。）の一実施形態について示した概略図である。なお本発明に係る画像形成装置１００は、プリンタに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリの単体、あるいは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、スキャナなどのうち、少なくとも２つ以上の機能を備えた複合機であってもよい。
図１に示すように、この画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す。）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。 これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
また、画像形成装置１００は、給紙部１０３と、制御部１０４と、光書き込みユニット２０と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応する複数の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、中間転写体である中間転写ベルト４１と、を有している。なお、これら感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをまとめて、感光体３といい、同様にプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋもプロセスカートリッジ１という。
画像形成装置１００はまた、シートＰ上に形成されたトナー像を画像として定着する定着部６０と、シートＰを搬送するためのローラ等で構成された搬送路１１０の最後端に設けられ、排紙トレイ６８にシートＰを排出するための排紙ローラ６７と、を有している。
なお、本実施形態の説明においては、画像形成装置１００が画像情報を読み取りシートＰの表面に画像を形成する電子写真方式のフルカラー画像形成装置として動作する場合についてのみ述べるが、かかる構成に限定されるものではない。例えば他の端末から送付された画像をシートＰの表面に画像形成するような構成としても良く、本発明は特定の画像形成方法に限定されるものではない。

画像形成装置１００において、給紙部１０３は、シートＰを積載して保管する給紙トレイ３１、３２と、給紙トレイ３１、３２からシートＰを取り出すための給紙ローラ３１ａ、３２ａと、を有している。
給紙部１０３からは、例えば給紙ローラ３２ａにより記録材としてのシートＰが送り出される。送り出されたシートＰは、搬送ローラ対３４によって給紙路３３を搬送されて、レジストローラ対３５へと搬送される。レジストローラ対３５は、トナー像が２次転写ニップへ送り込まれるタイミングに合わせて、シートＰを２次転写ニップへと送り込む。そして、２次転写ニップに印加されている２次転写バイアスによって、中間転写ベルト４１上のトナー像がシートＰへと二次転写される。

光書き込みユニット２０は感光体３に電子写真として画像を潜像として形成するための光照射手段であり、画像情報に基づいてレーザー光Ｌをプロセスカートリッジ１の感光体３へと照射する。なお、図１には、かかる光書き込みユニット２０の構成のうち一般的な例として、光源から出射したレーザー光Ｌをポリゴンミラー２１で偏向させながら複数のレンズ・ミラーを介して感光体３に照射する構成を図示したが、かかる構成によるポリゴン走査方式以外にも、ＬＥＤアレイ方式等、種々の構成の光書き込み手段を用いて良い。
感光体３に形成された潜像は、トナーが付着することでトナー像として現像された後、中間転写ベルト４１を経てシートＰへトナー像として転写される。
シートＰ上に転写されたトナー像は、定着部６０において熱と圧力をかけられて画像として定着されて排紙ローラ６７によって排紙される。

給紙部１０３と、制御部１０４と、光書き込みユニット２０と、感光体３と、中間転写ベルト４１と、定着部６０と、排紙ローラ６７、排紙トレイ６８等のその他の構成については、一般的な画像形成装置としての構成を有しており、説明を適宜省略する。

プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト４１を張架しながら無端移動させる中間転写ユニットを配置している。この中間転写ユニットは、中間転写ベルト４１の他、４つの１次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋ、クリーニング装置４０などを備えている。
また、２次転写バックアップローラ４６、クリーニングバックアップローラ４７、テンションローラ４９等も備えている。 中間転写ベルト４１は、これら複数のローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。 １次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト４１をそれぞれ感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。 これらは中間転写ベルト４１の裏面（内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。すなわち、１次転写バイアスローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ、４５Ｋには、転写バイアス電源７２によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体３上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像と、１次転写バイアスローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ、４５Ｋとの間に転写電界が形成され、１次転写バイアスローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ、４５Ｋは転写手段として機能する。

ここでたとえば、イエロー用の感光体３Ｙの表面に形成されたＹトナー像は、イエロー用の感光体３Ｙの回転に伴ってイエロー用の１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体３Ｙ上から中間転写ベルト４１上に１次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト４１は、その後、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、同様の作用により感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上のＭ、Ｃ、Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせられて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト４１上には４色重ね合わされたトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。１次転写部材としては、１次転写バイアスローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ、４５Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを転写手段として採用してもよい。
１次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。

図２は、プロセスカートリッジ１Ｋの内部の構造を示す図である。なお、Ｃ，Ｍ，Ｙの各色についても、その構成は同様であるため、ここでは色を示すＫの表記を省略している。
感光体３は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状のものであって、駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。
感光体３の周囲には、１次転写ニップの位置から時計回りに順に、ドラムクリーニング装置１５を構成するクリーニングブラシ１９、クリーニングブレード１８が配置されている。また、帯電バイアスが印加される帯電部材となる帯電ローラ２３と、帯電ローラ２３からトナーを叩き落とすためのクリーニングブラシローラ２３６が配置されている。また、帯電ローラ２３の時計回り下流側には、現像装置７が設けられている。

帯電ローラ２３は、感光体３に接触あるいは近接させながら、帯電ローラ２３と感光体３との間に放電を発生させることで、感光体３の表面を一様帯電させる帯電手段である。帯電ローラ等の帯電部材を感光体３に接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。帯電ローラ２３で一様帯電された感光体３の表面は、光書き込みユニット２０から発せられるレーザー光Ｌなどによって光走査されて露光され、各色用の静電潜像を担持する。この静電潜像は、各色トナーを用いる現像装置７によって現像されて各色のトナー像になる。感光体３のトナー像は、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト４１の表面（トナー像担持面）に１次転写バイアスローラ４５の作用によって１次転写される。
ドラムクリーニング装置１５は、１次転写工程（１次転写ニップ）を経た後の感光体３表面に付着している転写残トナーを除去する清掃手段であって、回転駆動されるクリーニングブラシ１９、片持ち支持された状態で自由端を感光体３に当接させるクリーニングブレード１８などを有している。ドラムクリーニング装置１５は、回転するクリーニングブラシ１９で転写残トナーを感光体３の表面から掻き取りを行い、またクリーニングブレード１８で転写残トナーを感光体３表面から掻き落としてクリーニングする。
かかるドラムクリーニング装置１５によって転写残トナーを取り除かれた感光体３は、除電装置によって残留電荷を除電される。この除電により、感光体３の表面が初期化されて次の画像形成に備えられ、帯電ローラ２３によって一様に帯電され、光書き込みユニット２０によって静電潜像をレーザー光Ｌによって書き込み可能な状態となる。

現像装置７は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いて潜像を現像するようになっている。
現像装置７は、内部に収容している現像剤を攪拌しながら搬送して筒状の現像スリーブ１２に供給する攪拌部８と、攪拌部８から受け渡された現像剤を攪拌しながら搬送して筒状の現像スリーブ１２に供給する供給部９と、表面に担持された現像剤中のトナーを感光体３に転移させるための現像剤担持体となる現像スリーブ１２と、を有する現像部である。

現像スリーブ１２は、ケーシングに設けられた開口を通して感光体３Ｋに対向し、内部にはマグネットローラを有している筒状体である。

現像装置７は、現像スリーブ１２に先端を接近させるように配置されたドクタブレード１４を有している。現像スリーブ１２内部のマグネットローラは、ドクタブレード１４との対向位置から現像スリーブ１２の回転方向に沿って順次並ぶ複数の磁極を有している。これらの磁極は、それぞれ現像スリーブ１２上に保持された現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。かかる構成により、供給部９から送られてくる現像剤を現像スリーブ１２の表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ１２の表面上では、磁力線に沿った磁気ブラシが形成される。
磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体３に対向する現像領域に搬送される。
そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体３の静電潜像との電位差とによってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。

既に述べたように、現像装置７による現像で表面にトナー像が形成された感光体３は、回転に伴ってＫ用の１次転写ニップに進入する。１次転写ニップでは、感光体３上のトナー像（例えばＫトナー像）が転写材である中間転写ベルト４１に転写される。

中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０は、ループ内側の２次転写バックアップローラ４６との間に中間転写ベルト４１を挟み込み、中間転写ベルト４１のおもて面と２次転写ニップＮを形成している。２次転写バックアップローラ４６には、２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バックアップローラ４６と中間転写ベルト４１との間には、マイナス極性のトナーを２次転写バックアップローラ４６側からシートＰ側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。

２次転写ニップＮの上方には、定着部６０が配設されている。定着部６０には、フルカラートナー像が転写されたシートＰが送り込まれる。
定着部６０は、定着ローラ６３と加熱ローラ６６とテンションローラ６５とに張架された定着ベルト６４と、加圧ローラ６１と、を有し、定着ベルト６４と加圧ローラ６１との当接箇所に定着ニップが形成される。送り込まれたシートＰは、熱源を内部に備えた定着ベルト６４と加圧ローラ６１とが接触する定着ニップに挟まれ、加熱と加圧によって、フルカラートナー像中のトナーが軟化して定着される。定着後のシートＰは、排紙ローラ６７によって排紙トレイ６８へ排紙される。

さて、上述してきたように電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上に形成される画像は、静電潜像を現像剤によって現像されたものであり、都度感光体上に形成された静電潜像は完全に除去されることが望ましい。しかしながら、現実には感光体に残留してしまう残留電位によって、意図しない画像が残像として形成されてしまうことが知られている。

残像には、その発生機序によって、所謂ネガ残像とポジ残像の２種類がある。感光体の２周目以降の再帯電時、１周目未露光部の電位が、露光部よりも高くなる現象をネガ残像と呼び、１周目露光部の電位が、未露光部よりも高くなる現象をポジ残像と呼ぶ。かかるネガ残像とポジ残像の何れが発生するかは、作像プロセス条件によって決まり、傾向としては転写バイアスが高いと、ネガ残像が生じやすく、逆に転写バイアスが低いとポジ残像が生じやすいことが知られている。

図３には、ネガ残像発生時の、図４にはポジ残像発生時の、感光体表面電位の推移をそれぞれ例示した。
かかる感光体表面電位の推移について説明する。まず、図３について、感光体１周目の感光体表面電位は、「（ｉ）帯電後」に示すように、均一に帯電されている。次に、レーザー光Ｌの露光によって表面に潜像が形成された場合、露光部は感光体内部から正電荷が誘起され、感光体表面の負電荷と中和するので、「（ｉｉ）露光後」に示すように電位が高く（正側）なる。
転写バイアスは正電圧なので、未露光部は露光部よりも転写バイアスとの電位差が大きく、転写時に電流が流れやすくなる上、転写後のポスト放電量も多くなる。
このような結果として、未露光部は過剰に除電されてしまい、感光体表面電位が高くなる「（ｉｉｉ）転写バイアス１８００Ｖ印加後」。（ｉｉｉ）に示した状態のまま一様に再帯電すると、（ｉｖ）に示すように、未露光部と露光部との間に電位差が発生し、この場合にはネガ残像が生じる「（ｉｖ）再帯電後」。

また、図４においては、転写後の感光体表面電位が、転写後に十分に均一に除電されず、露光部が未露光部よりも電位が高い状態を維持したまま除電されてしまった場合を示している（ｉｉｉ）。
このような場合には、（ｉｖ）に示したように、未露光部と露光部との間に電位差が発生し、ポジ残像が生じてしまう。

さて、このような問題を解決するためには、中間転写ベルト４１からの転写バイアスを、図３に示すネガ残像を生じやすい条件の場合には低く、図４に示したポジ残像を生じやすい条件の場合には転写バイアスをより高く、それぞれ制御することで、残像の低減が可能である。

図５には、図３に示された（ｉｉｉ）の状態から、転写バイアス１５００Ｖを印加した場合の感光体表面電位の推移を（ｖｉｉ）として示す。なお、（ｖ），（ｖｉ）については（ｉ）（ｉｉ）と同様の状態であるので説明を省略する。

（ｖｉｉ）においても未露光部は露光部よりも転写バイアスとの電位差が大きく、転写時に電流が流れやすくなる上、転写後のポスト放電量も多くなるが、正電位で印加される転写バイアスが比較的低いので、結果的には残留電位の絶対値が減少するとともに、過剰になってしまっていた未露光部の除電が低く抑えられるので、露光部と未露光部との間の電位差が減少する方向に変化する。
かかる変更によって、「（ｖｉｉｉ）再帯電後」として示すように、再度帯電した際に露光部と未露光部との間に生じてしまう感光体表面電位の差を低減することができる。

次に、図６には、図４に示された（ｉｉｉ）の状態から、転写バイアス２５００Ｖを印加した場合の感光体表面電位の推移を（ｖｉｉ）として示す。なお、（ｖ），（ｖｉ）については（ｉ）（ｉｉ）と同様の状態であるので説明を省略する。図４の場合には、除電が十分にされていないことが原因でポジ残像を生じやすいことは既に述べた。
（ｖｉｉ）においては、この点を解決するべく、転写バイアスを２５００Ｖまで上げた状態で、感光体表面電位の測定を行った。
このとき、（ｉｉｉ）の場合に比べて印加される正電位が大きいことから、未露光部は露光部よりも転写バイアスとの電位差が大きく、転写時に電流が流れやすくなる上、転写後のポスト放電量も多くなる。したがって、図３で述べた理由と同じ理由により、未露光部が過剰に除電されることで、（ｖｉｉ）に示すように未露光部と露光部との間で生じる電位差は減少する方向に推移する。
結果として、「（ｖｉｉｉ）再帯電後」に示すように、ポジ残像の原因となる未露光部と露光部との間の感光体表面電位の差が抑制される。

図７は、感光体の転写後電位に対する残像品質をランク分けして評価した結果を示す。なお、図７の評価においては、残像品質が良く残像が生じない場合をランク５、悪いものをランク１として、図７の上方をネガ残像の増加、図５の下方をポジ残像の増加として、転写後電位を横軸に測定した。なお、画像評価の基準として、ランク３、４を発生はするものの画像上問題とはならないレベルとして、品質許容範囲内として示している。

図７から明らかなように、転写後電位が負の値に大きいほど除電不足によりポジ残像の発生が増大し、逆に正の値に大きいほど過剰除電によるネガ画像ランクが悪化する。
したがって、所望の残像品質内に抑えるためには、転写後電位を一定の範囲内に制御することが重要である。

発明者は、かかる転写後電位の維持に着目し、中間転写ベルト４１の電気抵抗値であるベルト抵抗値と、感光体転写後電位の関係について調査したところ、ベルト抵抗値（Ω）と転写バイアスと、転写後電位との間に、図８のような相関関係を生じていることが判明した。

同一の転写バイアス（Ｖ）を印加した場合において、ベルト抵抗値が高いほど転写電流が減少して除電されにくく、転写後電位は低下するので、発生しやすいポジ残像の抑制のためになるべく高い転写バイアスを印加することが重要である。しかしながら、逆にベルト抵抗値が低い場合には、除電が行われやすくなるために転写後電位が低くなりやすく、ネガ残像が発生しやすくなってしまうので転写バイアスを低く抑えることが望ましい。
以上のことから、図７で示したように転写後電位の絶対値を品質許容範囲内に抑えるためには、ベルト抵抗値Ｒに合わせて転写バイアスを変化させることが望ましいということが明らかとなった。
また、このような品質許容範囲に抑えるためには、図８に示す転写後電位について、±１００Ｖ以内に抑えることが有効であることがわかってきた。

さて、ベルト抵抗値Ｒは、中間転写ベルト４１の成分や物性によって決まるが、その厚みによっても変動する上に、中間転写ベルト４１の摩耗等によっても変動してしまう。そのため、このベルト抵抗値を一定の公差内に収めることは、コスト増大や、歩留まりの悪化を招いてしまうことも懸念される。

図９には、感光体３の膜厚の違いによる１次転写バイアスと、感光体転写後電位との間の関係を示す。
感光体表面は、誘電によって表面に電荷が誘起される状態であるから、その膜厚がｄ、比誘電率εであるとき、Ｃ＝εＳ／ｄ、コンデンサの式Ｑ＝ＣＶより、Ｖ＝Ｑｄ／εＳであって、同一表面電位にした場合に感光体膜厚が厚い方が電荷量は少なくなる。したがって、膜厚が厚い方が、転写電流が同じであっても影響を受けやすく、除電されやすくなる。すなわち、感光体膜厚が厚い場合には、ベルト抵抗値が低い場合と同様に、転写バイアスを低く抑える方が望ましい。
経時変化によって、感光体膜厚が低下していくため、時間によっても転写バイアスに変動を加えることが好ましいが、かかる感光体膜厚の経時変化は、図１２に後述するように、中間転写ベルト４１の走行距離に略比例することが知られている。
以上のことから、図７で示したように転写後電位の絶対値を品質許容範囲内に抑えるためには、転写バイアスの決定には、ベルト抵抗値に加えて、中間転写ベルト４１の走行距離によっても変動させることが望ましいということが明らかとなった。

そこで本実施形態では、かかる転写バイアスを制御するために、中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を測定するためのベルト抵抗検知手段である電流検知回路４２を有している。
電流検知回路４２は、１次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋのうち何れか１つ以上に接続され、当該１次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋによる転写バイアスの印加時に流れる電流値から、中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を検知する。
また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト４１が交換あるいは製造時に、図１０に示すようなフローチャートによって１次転写バイアスを算出する。
この点について詳しく説明する。
制御部１０４は、１次転写バイアスを算出する必要があると判断したときには、まず中間転写ベルト４１が新品であるかどうかを確認する（ステップＳ１０１）。なお、かかる新品であるかどうかは、中間転写ベルト４１にＩＤチップを設けておく既知の方法によっても可能であるし、交換時のユーザ操作により確認しても良い。また、交換が行われてからの走行距離によっても確認可能であって、その手法については特に限定されない。

ステップＳ１０１において新品であると判断（ステップＳ１０１でＹｅｓ）されると、制御部１０４は、感光体３の電位調整動作を実行する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、感光体３の表面電位が、図３あるいは図４に（ｉ）で示したように所定の、例えば本実施例では－５００Ｖに設定される。
次に、制御部１０４は、中間転写ベルト４１の抵抗値を測定するために、電流検知回路４２を用いて転写電流の測定を行う（ステップＳ１０３）。
図１１に、かかる転写ベルト抵抗検知制御動作の測定例を示す。本実施形態では、特に黒色に対応する１次転写バイアスローラ４５Ｋに電流検知回路４２が接続された例についてのみ説明するが、他の１次転写バイアスローラ４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃに取り付けられている場合にも同様である。なお、モノクロ画像の場合には黒色のみが動くが、カラー画像の場合には、他の感光体も動作してしまう都合上、中間転写ベルト４１の走行距離が長くなってしまう。したがって、少なくとも新品交換時の転写電流の測定には、１次転写バイアスローラ４５Ｋを用いてベルト抵抗値を測定することがより好ましい。

このとき、電流検知回路４２は、１次転写バイアスローラ４５Ｋに流れたバイアス電流を測定することによって、中間転写ベルト４１の抵抗値であるベルト抵抗値Ｒを検知する。
図１２には、ステップＳ１０３において測定された複数の中間転写ベルト４１について、各転写バイアスを加えた場合のバイアス電流と、そこから得られるベルト抵抗値を示すグラフを示す。
このように、ベルト抵抗値が高い場合には、転写バイアスに対して流れるバイアス電流が低く抑えられるのに対し、ベルト抵抗値が低い場合には、転写バイアスに対してバイアス電流が大きくなる傾向がある。したがって、予め定められた電圧を１次転写バイアスローラ４５Ｋに印加したときのバイアス電流値を、例えばテーブルにまとめておくことで、ステップＳ１０３において計測されたベルト抵抗値を、例えば高、中、低の３パターンに分類することができる。

本実施形態では、ステップＳ１０３において計測されたベルト抵抗値Ｒを、例えば高、中、低の３パターンに分類する。具体的には例えばベルト抵抗値：高の場合（１．０×１０^10.5Ωより大きい）、ベルト抵抗値：低の場合（１．０×１０^9.5Ωより小さい）、ベルト抵抗値：中の場合（１．０×１０^9.5Ω＜Ｒ＜１．０×１０^10.5Ω）、に分類し、それぞれのベルト抵抗値の分類に従って以下の処理を行う。
制御部１０４は、かかるベルト抵抗値Ｒの分類と、当該中間転写ベルト４１を紐づけて記憶する。

ついで、制御部１０４は、感光体３の膜厚に相関する感光体走行距離の算出を行う（ステップＳ１０４）。
具体的には、図１３に示すように、感光体３の走行距離を横軸、感光体膜厚を縦軸に取った既知のグラフから、制御部１０４の記憶している感光体３の駆動モーターの駆動時間から感光体走行距離を算出し、感光体膜厚を推定する。

また、制御部１０４は、帯電ローラ２３による感光体３の帯電後の表面電位を測定する（ステップＳ１０５）。
かかる帯電後の表面電位についても説明を加える。
同一の表面積にも拘らず帯電後電位が低い場合とは、本実施例では感光体表面は負に帯電するので、感光体３の表面に電荷量が多いということを示している。つまり、同一の感光体３においては、帯電後電位が高い（負の方向に絶対値が小さい）方が、感光体膜厚による影響について述べたのと同様の理由によりバイアス電流の影響を受けやすいということが言える。
すなわち、帯電後電位が低いときには、高い時よりも転写バイアスを大きくすることで、バイアス電流の影響を抑えることで残像の発生を抑えることができる。したがって、ステップＳ１０５においては、光書き込みユニット２０による露光が行われる前の帯電後の表面電位を測定することによって、図１４に示すように、最適な転写バイアスを選択することができる。

制御部１０４は、かかるステップＳ１０２～Ｓ１０５において測定された各種パラメータから、１次転写バイアスを算出する（ステップＳ１０６）。
具体的には、制御部１０４は、中間転写ベルト４１のベルト抵抗値Ｒ、走行距離から算出された感光体膜厚ｄに基づいて、予め定められたテーブルから１次転写バイアスを決定する。
具体的には、図５、図６で述べたように、ベルト抵抗値が高ければ、バイアス電流による除電が十分に働かず、ポジ残像を生じやすい。そこで本実施形態では、制御部１０４は、電流検知回路４２が測定したベルト抵抗値が高の場合には、１次転写バイアス：大として転写バイアスを増大させるように制御を行う。
逆に、ベルト抵抗値が低の場合には、バイアス電流による除電の影響が大きく、ネガ残像が生じやすい。したがってベルト抵抗値が低い場合には、１次転写バイアス：小として転写バイアスを減少させるように制御を行う。
かかる変更によって、「（ｖｉｉｉ）再帯電後」として示すように、本実施形態では、再度帯電した際に露光部と未露光部との間に生じてしまう感光体表面電位の差を低減することができる。

このように、ステップＳ１０３によるベルト抵抗値の測定結果に基づいて、１次転写バイアスを変更することにより、単に所定のバイアス電圧を１次転写バイアスとして印加する場合に比べて、除電後の未露光部と露光部との間で生じる電位差は減少する方向に推移する。
かかる構成により、除電部材による装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、転写バイアス印加手段を用いて１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧値は、感光体走行距離の増加に伴って増大する。
既に述べたように、感光体３の走行距離によって、感光体３の膜厚は徐々に減少し、同一の電位であったとしても、表面に現れる電荷量は減少しており、同一のバイアス電流による電圧の降下量が増大してしまうためである。このように、１次転写バイアスを感光体走行距離の増加に伴って増大するように制御することにより、さらに装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、転写バイアス印加手段を用いて１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧値は、感光体帯電後電位が低く（絶対値が大きく）なるに伴って増大する。
既に述べたように、感光体３の帯電後電位が高い（絶対値が小さい）ときには、低い時よりもバイアス電流による影響が大きくなりやすい。そこで、感光体帯電後電位が高くなるにつれて、１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧を減少させることで、バイアス電流の発生を抑制して、残像の発生を抑えることができる。
このように、ステップＳ１０５において、光書き込みユニット２０による露光が行われる前の帯電後の表面電位を測定することによって、図１４に示すように、最適な転写バイアスを選択することができる。

また本実施形態では、電流検知回路４２は、中間転写ベルト４１が交換された際に中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を測定する。
かかる構成により、中間転写ベルト４１の歩留まりの悪化を気にすることなく、各中間転写ベルト４１の初期のベルト抵抗値によって１次転写バイアスを適切に設定することができて残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、ステップＳ１０７で示したように電流検知回路４２は、ベルト抵抗値Ｒを測定してからの印刷枚数が所定量以上となった際には、中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を再度測定する。
かかる構成により、中間転写ベルト４１が所定の走行距離使用された場合のベルト抵抗値の変動を含んだ値から１次転写バイアスローラ４５に印加する１次転写バイアスを適切に設定することができて、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

＜１＞
本実施形態における画像形成装置１００は、感光体３表面に単一極性の電荷を帯電させる帯電手段である帯電ローラ２３と、帯電ローラ２３による帯電後に感光体３表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段である光書き込みユニット２０と、感光体３表面に現像剤を供給する現像手段である現像装置７と、現像装置７により現像化された画像を感光体３表面から中間転写ベルト４１上に転写する転写手段である１次転写バイアスローラ４５と、１次転写バイアスローラ４５による画像転写後の感光体３表面に残留する現像剤のドラムクリーニング装置１５と、１次転写バイアスローラ４５の何れか１つ以上に設けられ、転写バイアス印加時に流れる電流値から抵抗値を検知する電流検知回路４２と、電流検知回路４２によって検知されたベルト抵抗値Ｒに応じて、１次転写バイアスローラ４５に印加する転写バイアスを制御する転写バイアス電源と、を有している。
かかる構成によれば、除電部材による装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

＜２＞
本実施形態における画像形成装置１００は、＜１＞で述べた構成に加えて、転写バイアス電源を用いて１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧値は、感光体走行距離の増加に伴って増大する。
かかる構成によれば、１次転写バイアスを感光体走行距離の増加に伴って増大するように制御することにより、さらに装置の大型化やコストアップを防ぎながらも、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

＜３＞
本実施形態における画像形成装置１００は、＜１＞または＜２＞で述べた構成に加えて、転写バイアス電源を用いて１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧値は、感光体帯電後電位が低くなるに伴って増大する。
かかる構成によれば、感光体帯電後電位が高くなるにつれて、１次転写バイアスローラ４５に印加する電圧を減少させることで、バイアス電流の発生を抑制して、残像の発生を抑えることができる。

＜４＞
本実施形態における画像形成装置１００は、＜１＞乃至＜３＞の何れか１つで述べた構成に加えて、電流検知回路４２は、中間転写ベルト４１が交換された際に中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を測定する。
かかる構成によれば、中間転写ベルト４１が所定の走行距離使用された場合のベルト抵抗値の変動を含んだ値から１次転写バイアスローラ４５に印加する１次転写バイアスを適切に設定することができて、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

＜５＞
本実施形態における画像形成装置１００は、＜１＞乃至＜４＞の何れか１つで述べた構成に加えて、電流検知回路４２は、前回ベルト抵抗値Ｒを測定してからの印刷枚数が所定量以上となった際には、中間転写ベルト４１のベルト抵抗値を再度測定する。
かかる構成によれば、中間転写ベルト４１が所定の走行距離使用された場合のベルト抵抗値の変動を含んだ値から１次転写バイアスローラ４５に印加する１次転写バイアスを適切に設定することができて、残留電荷を取り除いて残像の発生を抑制することができる。

この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

３…感光体
７…現像手段（現像装置）
１５…清掃手段（ドラムクリーニング装置）
２０…露光手段（光書き込みユニット）
２３…帯電手段（帯電ローラ）
４１…中間転写ベルト
４２…ベルト抵抗検知手段（電流検知回路）
４５…転写手段（１次転写バイアスローラ）
７２…転写バイアス印加手段
１００…画像形成装置
Ｒ…抵抗値（ベルト抵抗値）

特開２００６－２５１２０４号公報 特許第４６２２３４４号 特開２０１５－０２８６０４号公報

Claims (5)

1. 感光体表面に単一極性の電荷を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段による帯電後に前記感光体表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記感光体表面に現像剤を供給する現像手段と、
   前記現像手段により現像化された画像を感光体表面から中間転写ベルト上に転写する転写手段と、
   前記転写手段による画像転写後の感光体表面に残留する現像剤の清掃手段と、
   前記転写手段の何れか１つ以上に設けられ、転写バイアス印加時に流れる電流値から抵抗値を検知するベルト抵抗検知手段と、
   前記ベルト抵抗検知手段によって検知された前記抵抗値に応じて、前記転写手段に印加する転写バイアスを制御する転写バイアス印加手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記転写バイアス印加手段を用いて前記転写手段に印加する電圧値は、感光体走行距離の増加に伴って増大することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記転写バイアス印加手段を用いて前記転写手段に印加する電圧値は、感光体帯電後電位が低くなるに伴って増大することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記ベルト抵抗検知手段は、前記中間転写ベルトが交換された際に前記中間転写ベルトの抵抗値を測定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記ベルト抵抗検知手段は、前回抵抗値を測定してからの印刷枚数が所定量以上となった際に前記中間転写ベルトの抵抗値を再度測定することを特徴とする画像形成装置。

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