JP3600102B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタなど、複数色の現像剤でカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やレーザプリンタ等のカラー画像形成装置では、電子写真方式が用いられている。電子写真方式のカラー画像形成装置では、ＰＰＣ（Ｐｌａｎｅ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｉｅｒ）用紙と呼ばれる普通紙や、ＯＨＰ（Ｏｖｅｒ−Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートと呼ばれる合成樹脂製シート状の記録媒体に、トナーと呼ばれる粉末状の現像剤で各種画像を形成して印刷している。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置では、たとえば多数の記録媒体を１枚ずつ分離して順次搬送する媒体搬送機構が、分離プレートやフィードローラやエンドレスベルトなどで構成されている。媒体搬送機構の搬送路上には、ドラムやエンドレスベルトから成る感光体の表面が臨むように配置されている。感光体の表面は、コロナチャージなどで形成される帯電器によって一様に帯電され、レーザスキャナや結像光学系で形成される露光器で帯電された感光体の表面を露光し、静電潜像を形成する。感光体の表面に形成された静電潜像は、現像器から供給されるトナーで顕像化され、現像剤であるトナーによる画像が形成される。感光体上に形成されているトナー像は、コロナチャージなどで電圧が印加される転写器で記録媒体上に転写される。これら感光体、帯電器、露光器、現像器および転写器などを含んで作像プロセス部が構成される。また、記録媒体上に転写されたトナー像は、定着装置による加熱で記録媒体上に定着される。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に静電的にトナー像が吸着されているので、転写器では、感光体に接触している記録媒体の背面側から現像剤の帯電極性と逆極性の電界を印加し、記録媒体を感光体の表面に密着させると同時に現像剤を記録媒体上に静電吸着させる方法が一般的に行われている。このような転写器の構造としては、転写ローラで直接記録媒体の裏面側に接触させて転写電位を供給する形式や、コロナ放電器を利用して転写用の電界を発生させる形式、導電性のブラシを記録媒体の裏面側に接触させて転写電位を供給する形式などが用いられている。その中で、ドラム状の感光体と同期してエンドレスベルトを回転駆動し、エンドレスベルト上に記録媒体を保持し、記録媒体の背面側からコロナ放電による電界を印加する転写器が、カラー複写装置においては頻繁に用いられている。
【０００５】
図５は、従来からのカラー画像形成装置１の概略的な構成を示す。ＰＰＣ用紙やＯＨＰシートなどの記録媒体２は、媒体搬送機構３によって順次搬送される。媒体搬送機構３は、エンドレスベルト４を駆動ローラ５と従動ローラ６との間に張架して形成される。記録媒体２を媒体搬送機構３に供給する部分には、案内部材７が配置され、媒体搬送機構３上でトナーによる画像が形成された記録媒体２は、定着装置８に案内されてトナー像の定着が行われる。エンドレスベルト４上に付着したトナーや紙粉は、クリーニング装置９によって除去される。
【０００６】
媒体搬送機構３上に案内部材７から案内されて供給される記録媒体２は、エンドレスベルト４の搬送経路に沿って複数並置された作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄから順次トナー像の転写を受ける。各作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄには、ドラム状の感光体１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを中心として、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ、クリーナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄがそれぞれ配置される。現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄから供給されるトナーによって感光体１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの表面にトナー像がそれぞれ形成され、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで記録媒体２上にトナー像がそれぞれ転写される。複数の作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄでは、カラー画像を形成する所定の色成分の画像に対応する露光をそれぞれ行い、現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが露光する色成分に対応する現像剤としてのトナーがそれぞれ供給される。カラー画像を形成する色成分は、たとえばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のＣＭＹ三原色であり、さらに黒（ＢＫ）が追加されるＣＭＹＫの４色が広く用いられている。図５に示すタンデム型のカラー画像形成装置１では、作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、媒体搬送機構３での記録媒体２の搬送経路の上流側から下流側にかけて、たとえば黒、シアン、マゼンタ、イエローの順で配置されている。搬送される記録媒体２上には、最上流側の黒のトナー像から順にトナー像が重ねて転写されてカラー画像が形成される。
【０００７】
このような多重転写方式によってカラー画像を得るためには、各色毎に転写工程を行って所定回数トナー像を同一記録媒体２上に重ねて転写しなければならない。複数回の転写を順次完了していく工程の中では、２回目以降の転写において１回目もしくはそれ以前に転写されたトナーの影響によって静電的なオフセットが生じ、同一の転写条件では適切な転写を行うことができなくなる。このため、２回目以降の転写からは、その前の転写で印加した電圧や流れた電流よりも、電圧や電流を徐々に高めていく方法が採られている。すなわち、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに印加する電流あるいは流す電流を、電源１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄから徐々に高めて供給するように設定されている。このような転写条件の変化は、記録媒体２がＰＰＣ用紙よりもＯＨＰシートの場合に、特に不可欠となっている。ＯＨＰシートは、ＰＰＣ用紙に比べて体積抵抗値が高く、転写毎に帯電電荷量が溜まりやすいからである。媒体搬送機構３の記録媒体２の搬送方向の最下流の位置と定着装置８との間には、記録媒体２を案内する定着ガイド１８が設けられている。
【０００８】
タンデム型のカラー画像形成装置で転写器への印加電圧を調整する先行技術は、たとえば特開平１０−３０１３４３号公報などに開示されている。この先行技術では、導電性ベルトで記録媒体を搬送しながら、導電性ベルトに転写用の電圧を印加し、転写ベルトに記録媒体を供給する用紙ガイドからの漏洩電流を計測して、印加電圧を調整するようにしている。また、特開平７−５６４５２号公報には、１つの作像プロセス部で複数のトナー像を順次形成して記録媒体上に転写する工程を繰返してカラー画像を形成する際に、先行する転写の際に印加する転写電圧と後続の転写の際に印加する転写電圧に対して、後続する転写の際に印加する転写電圧を、ニューラルネットワーク技術を利用して可変制御する構成が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来からのカラー画像形成装置では、高温／高湿環境下において、転写媒体にＯＨＰシートを使用したとき、搬送方向で最下流側の位置となる作像プロセス部で形成されるトナー像の転写効率が低下するという問題がある。つまり、図５に示すようなタンデム構成のカラー画像形成装置１においては、転写搬送ベルトとしてのエンドレスベルト４を離れて定着装置８に至る記録媒体２は、搬送途中で、定着ガイド１８と最下流側の第４番目の作像プロセス部１０ｄの転写器１５ｄとの間をまたがるように位置するときが生じる。このとき、カラー画像形成装置１の作動環境が常温／常湿であれば、ＯＨＰシートの有する高い体積抵抗値によって、転写のための電荷が記録媒体２であるＯＨＰシートを介して定着ガイド１８に漏洩するようなことは生じない。しかしながら、高温／高湿環境下となると、ＯＨＰシートの体積抵抗率が低下するので、漏洩しやすくなり、ＯＨＰシートを介して転写のための電荷が定着ガイド１８にリークしてしまう。転写のための電荷がリークすると、第４番目の作像プロセス部１０ｄで形成されるトナー像の転写効率が低下する。
【００１０】
前述のように、ＯＨＰシートは、ＰＰＣ用紙に比べて体積抵抗値が高く、そのため２回目以降の転写からは、その前に転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに印加した電圧もしくは流れていた電流値よりも段階的に電圧や電流値を高くしていくことが必要不可欠である。そのため、特に最下流側の位置に配置される作像プロセス部１０ｄの転写器１５ｄに電源１７ｄから印加する転写電圧は最も高く設定され、リークが起こりやすい状況となっている。
【００１１】
特開平１０−３０１３４３号公報の先行技術では、導電性ベルトに転写用の電圧を印加し、タンデムに配置されている複数の作像プロセス部間では転写電圧の差が生じないので、下流側の位置に配置される作像プロセス部で形成されるトナー像の転写が困難になり、転写効率が低下してしまうおそれがある。図５に示す従来のカラー画像形成装置１では、１色目と２色目、２色目と３色目、３色目と４色目との間の各印加電圧あるいは電流の増加レベルをほぼ同じに設定するので、第４番目の作像プロセス部１０ｄと定着ガイド１８との間でリークが生じると、画像全体としてはカラーの色目が変わってしまう。特開平７−５６４５２号公報で開示されている先行技術のように、１つ前の転写による影響や温度および湿度等の環境変化の影響等をニューラルネットワークを介して反映させ、転写電圧を変更させる先行技術では、ニューラルネットワーク構築のための構成が複雑化し、かつトナー像の形成と転写とを複数回繰返す必要があるので、カラー画像形成に時間がかかってしまう。
【００１２】
図５に示すようなカラー画像形成装置１の構成で、高温／高湿環境下におけるＯＨＰシートの漏洩の問題に着目すれば、定着ガイド１８を完全な電気絶縁性材料で形成することも考えられる。しかしながら、カラー画像形成装置１では、ＯＨＰシート以外にＰＰＣ用紙や再生紙やはがきなどを記録媒体２として利用し、このような記録媒体２の各々は、電気的特性や厚さや表面粗さや合成などの各種特性が相違している。このため、ＯＨＰシートにおける不具合の改善にのみ着目して定着ガイド１８を完全な電気的絶縁性材料で形成すると、低温／低湿環境下でＰＰＣ紙を使用した場合に、うろこ状に斑点が発生する転写斑が生じたり、定着ガイド１８と記録媒体２との摺動摩擦などによって定着ガイド１８に電荷が蓄積される結果、記録媒体２の搬送不良やＪＡＭが発生しやすくなる等の不具合を招来してしまう。このため、定着ガイド１８を完全な電気的絶縁性材料で形成することは望ましくない。
【００１３】
本発明の目的は、高温高湿環境下で記録媒体を介しての漏洩が増大する場合にも、全ての色のトナー像を記録媒体上に効率よく転写させることができるカラー画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート状の記録媒体を個別に搬送する搬送機構に沿って、カラー画像の成分となる複数色の各色で現像剤の画像を形成する作像プロセス部を順次配置し、各色の現像剤の画像を順次記録媒体上に静電的に転写して、該記録媒体上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
転写の際に生じる電気的な漏洩に関連する物理量を計測する計測手段と、
各作像プロセス部に対して、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に、現像剤を静電的に記録媒体上に転写するための電界が順次増大するように、転写電圧を印加する電源と、
電源から最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧と、該最下流側の位置よりも１つ前の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧との差を、該物理量が予め定められる基準量に対して電気的な漏洩の増大に対応する側に移行するときには該物理量が該基準量に対して該漏洩の増大に対応する側に移行しないときよりも増大させるように、該最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させる制御を行う制御手段とを含むことを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００１５】
本発明に従えば、搬送機構では、シート状の記録媒体を個別に搬送する。カラー画像の成分となる複数色の現像剤の画像は、搬送機構に沿って配置される各色毎の作像プロセス部によって形成され、順次記録媒体上に静電的に転写される。計測手段は、転写の際に生じる電気的な漏洩に関連する物理量を計測する。電源は、各作像プロセス部に対して、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に、現像剤を静電的に記録媒体上に転写するための電界が順次増大するように転写電圧を印加する。最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧と、最下流側の位置よりも１つ前に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧との差は、計測手段によって計測される物理量が予め定められる基準量に対して電気的な漏洩の増大に対応する側に移行するときに、該基準量に対して電気的な漏洩の増大側に移行しないときよりも増大するように、制御手段によって最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させる制御が行われる。電気的な漏洩に関連する物理量が大きくなると、最下流の位置に配置される作像プロセス部と、最下流の位置よりも１つ前の位置に配置される作像プロセス部とに印加される転写電圧の差が増大するので、最下流側の位置に配置される作像プロセス部に転写のために印加する転写電圧が記録媒体を介する漏洩によって低下しても、トナー像を転写するのに必要な充分な電界を発生させることができ、最下流側の位置に配置される作像プロセス部で形成されたトナー像の転写不良を回避して、安定した画像濃度を確保することができる。
【００１６】
また本発明で前記計測手段は、前記物理量として温度および湿度を計測し、
前記制御手段では、前記基準量が予め定める高温／高湿環境に対応して設定されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、温度および湿度を計測して、予め定める高温／高湿環境になると、最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写用の電圧を高温／高湿環境では増大させるので、湿度によって記録媒体を介する漏洩電流が増えても現像剤を充分に記録媒体上に転写することができる。
【００１８】
また本発明で前記計測手段は、前記物理量として、前記記録媒体を介して前記搬送機構で漏洩する電流を計測し、
前記制御手段では、前記基準量として、予め定める電流値が設定されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、記録媒体を介して搬送機構に漏洩する電流を計測して、漏洩する電流量が予め設定されている基準量としての電流量を超えると、最下流側に位置する作像プロセス部に供給する転写電圧を増大させるので、最下流側の位置の作像プロセス部で形成される現像剤の像を記録媒体上に転写させる際の転写効率の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に案内する案内部材とを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から案内部材に漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、搬送機構が記録媒体を搬送する搬送手段と記録媒体を搬送手段に案内する案内部材とを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から案内部材に漏洩する電流を計測するので、環境の湿度などによる漏洩電流を評価し、漏洩電流が増大するような際に、最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させて、転写効率の低下を避けることができる。
【００２２】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に１枚ずつ供給するＰＳローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部からＰＳローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、搬送機構は、記録媒体を搬送する搬送手段と記録媒体を搬送手段に１枚ずつ供給するＰＳローラとを含み、計測手段は最下流側の位置に配置される作像プロセス部からＰＳローラに漏洩する電流を計測するので、環境の湿度などが増大して最下流側に位置する作像プロセス部から漏洩する電流が増大するときにＰＳローラに漏洩する電流も増大し、漏洩電流の増大に対応して最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって、転写効率の低下を避けることができる。
【００２４】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写駆動ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送手段と搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラとを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写駆動ローラに漏洩する電流を計測する。環境の湿度などの影響で、最下流側の位置に配置される作像プロセス部から漏洩する電流が増大すると、対応して最上流側から転写駆動ローラに漏洩する電流も増大するので、増大時に最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって転写効率の低下を避けることができる。
【００２６】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写吸着ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写吸着ローラに漏洩する電流を計測する。最下流側の位置に配置される作像プロセス部から漏洩する電流に、転写吸着ローラに漏洩する電流が対応するので、漏洩電流の増加時に最下流側の作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって、転写効率の低下を避けることができる。
【００２８】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラと、転写駆動ローラとの間で記録媒体を挟み、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラと転写駆動ローラとの間で記録媒体を挟み、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、計測手段は転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測する。最下流側の作像プロセス部から漏洩する電流は、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流に対応しているので、環境の湿度などの影響で最下流側から漏洩する電流が増加するときに、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流も増加し、この電流の増加に対応して最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧も増大させるので、転写電圧の不足による転写効率の低下を避けることができる。
【００３２】
また本発明で、前記制御手段は、前記物理量が前記基準量に対して前記漏洩の増大に対応する側に移行しないとき、該物理量が該漏洩の減少に対応する側に移行するに従って、前記転写電圧の差が小さくなるように、前記電源から前記最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を低減させる制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を電気的な漏洩に関連する物理量が基準量に対して漏洩が増大する側に移行しないときには、物理量が漏洩の減少側に移行するに従って最下流側の位置の作像プロセス部に印加する転写電圧を低減させるように電源を制御する。湿度などの影響で漏洩が多いときには最下流側の位置よりも前の位置に印加する転写電圧との差を大きくし、最下流側の転写プロセス部からの転写効率の低下を避け、漏洩が少ないときには転写電圧の差を小さくなるように制御して、全体的に作像プロセス部に印加する転写電圧を低くし、記録媒体のジャムなどが生じにくくすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としてのカラー画像形成装置２１の主要部分の概略的な構成を示す。図１に示すカラー画像形成装置２１は、図５に示す従来のカラー画像形成装置１と同様に、タンデム方式でトナーによるカラー画像を記録媒体２２上に形成する。記録媒体２２は、媒体搬送機構２３で一定方向に搬送され、４色のトナーによってカラー画像を形成する。媒体搬送機構２３は、無端状の転写搬送ベルトとしてエンドレスベルト２４を含む。エンドレスベルト２４は、駆動ローラ２５と従動ローラ２６との間に張架される。記録媒体２２は、媒体搬送機構２３に案内部材２７で案内されて供給される。媒体搬送機構２３で搬送されながらカラー画像用のトナー像が多層に形成される記録媒体２２は、定着装置２８で加熱され、トナーが記録媒体２２上に定着する。エンドレスベルト２４上に付着したトナーは、クリーニング装置２９で除去される。
【００３７】
媒体搬送機構２３で搬送される記録媒体２２上にトナー像を形成するために、４つの作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが無端ベルト状の搬送手段であるエンドレスベルト２４の経路に沿って配置されている。各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ、帯電器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、露光器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、現像器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ、クリーナ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄをそれぞれ備えている。記録媒体２２の搬送経路で、最上流側に位置する作像プロセス部３０ａは、たとえば黒のトナー像を形成する。次の作像プロセス部３０ｂは、たとえばシアンのトナー像を形成する。次の作像プロセス部、すなわち最下流側に位置する作像プロセス部３０ｄよりも１つ前の作像プロセス部３０ｃは、たとえばマゼンタのトナー像を形成する。最下流側の作像プロセス部３０ｄは、たとえばイエローのトナー像を形成する。
【００３８】
各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄで、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、アルミニウムなどの金属素管の表面に光導電性材料による感光層が形成されている。コロナ放電器等から成る帯電器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによって、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面は、一様に帯電される。露光器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から成り、光を照射して帯電された感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面に静電潜像を形成するように露光させる。現像器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面の静電潜像に対して、トナーを供給して顕像化させる。ここで用いられるトナーは、磁性を有する磁性トナーであっても、非磁性のトナーであってもよい。また、トナーにキャリアが混合されている２成分現像剤であっても、キャリアが混合されていない１成分現像剤であってもよい。現像方式も、接触法、非接触法等を用いることができる。
【００３９】
転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄでは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと対向する部位に、エンドレスベルト２４が通過するように配置される。転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、エンドレスベルト２４に吸着された状態で搬送されるシート状の記録媒体２２に、エンドレスベルト２４の裏面側からトナーと逆極性の転写バイアスを印加してコロナ放電を生じさせ、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対して記録媒体２２を密着させるとともに、トナー像を記録媒体２２上に静電吸着させて転写させる。転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとしては、ローラ型、放電器型、ブラシ型等を使用することができる。
【００４０】
転写搬送ベルトであるエンドレスベルト２４は、表面に記録媒体２２を静電吸着して搬送する。エンドレスベルト２４の搬送速度は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの周速度と同一の速度となるように駆動ローラ２５によって駆動される。エンドレスベルト２４上に残留するトナーや記録媒体２２から発生する紙粉等は、クリーニング装置２９によって除去される。各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄへは、電源３７から転写電圧が印加される。媒体搬送機構２３と定着装置２８との間には、記録媒体２２を案内する定着ガイド３８が設けられる。電源３７と各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとの間には、電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄがそれぞれ設けられる。
【００４１】
本実施形態のカラー画像形成装置２１は、記録媒体２２の搬送経路に沿って配置される複数の作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに印加する転写電圧を、上流側から下流側にいくに従って、順次増大させる制御を行う。記録媒体２２がＰＰＣ用紙などの紙の場合と、ＯＨＰシートなどの場合とでは、転写電圧の作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ間での差を変え、ＯＨＰシートのときには紙の場合よりも差を大きくする。最下流側に位置する作像プロセス部３０ｄでは、転写器３５ｄに印加される転写電圧が最も高くなる。このため、環境の湿度が高いようなときには、転写器３５ｄから定着ガイド３８に記録媒体２２を介して漏洩する電流が増大し、転写器３５ｄでの転写電位が低下し、記録媒体２２へのトナー像の転写効率が低下する。本実施形態では、定着ガイド３８に漏洩する電流を、電流計４１によって計測し、計測結果を制御部４０に入力する。また、カラー画像形成装置２１が設置されている環境の温度および湿度を温度・湿度センサ４２によって計測し、制御部４０に計測結果を入力する。
【００４２】
カラー画像形成装置２１の筺体内には、記録媒体２２が複数枚積層されている状態で保持される用紙カセット４３が備えられる。用紙カセット４３に保持されている複数の記録媒体２２のうち、最上段の記録媒体２２はピックアップローラ４４によって１枚ずつ分離され、用紙カセット４３の外部に供給される。ピックアップローラ４４によって１枚ずつ取出される記録媒体２２は、案内部材２７によって案内され、媒体搬送機構２３に導かれる。案内部材２７の終端には、記録媒体２２を１枚ずつタイミングをとって媒体搬送機構２３に供給するためにＰＳ（Ｐａｐｅｒ Ｓｔｏｐ）ローラ４５が設けられる。なお、ＰＳローラは、レジストローラとも称される。ＰＳローラ４５から媒体搬送機構２３に供給される記録媒体２２は、吸着ローラ４６と従動ローラ２６との間に供給される。吸着ローラ４６は、エンドレスベルト２４に記録媒体２２を吸着させるための電荷を付与する。案内部材２７は、電気的にフロート状態となることが好ましく、電気絶縁性材料で形成するか、あるいは記録媒体２２の摺動による摩擦帯電を防止するために、導電性の材料から形成して接地させることが好ましい。
【００４３】
エンドレスベルト２４による用紙搬送方向の下流側には、エンドレスベルト２４から剥離された記録媒体２２が搬送される定着装置２８が配置される。定着装置２８は、トナー像を熱と圧力とによって記録媒体２２上に固着させる。定着装置２８は、通常加熱ローラと加圧ローラとを有する。定着装置２８を経て記録媒体２２は、カラー画像形成装置２１の筺体外部へ排出される。エンドレスベルト２４と定着装置２８との間に設けられる定着ガイド３８は、たとえば冷間圧延鋼板や亜鉛メッキ処理鋼板などから形成されている。電流計４１は、定着ガイド３８の表面抵抗値を計測することもできる。
【００４４】
制御部４０は、電流計４１による定着ガイド３８の表面抵抗値や定着ガイド３８への漏洩電流が入力され、また温度・湿度センサ４２によるカラー画像形成装置２１が設置されている環境の温度および湿度を環境条件として入力する。制御部４０は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに転写電圧を印加する経路に設けられる電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄとしての可変抵抗器などを制御し、各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに印加する転写電圧を個別に制御することが可能な構成を有している。
【００４５】
制御部４０は、通常、すなわち常温／常湿環境下では１層目のトナー像を転写する作像プロセス部３０ａの転写器３５ａに印加する転写電圧を最も低くし、２層目の転写器３５ｂ、３層目の転写器３５ｃ、４層目の転写器３５ｄの順に所定の割合で高くなるように、電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄをそれぞれ制御する。なお、１層目の転写器３５ａに印加する転写電圧、および層毎に高める割合は、使用する記録媒体２２の種類によってそれぞれ調整する。特に、記録媒体２２がＯＨＰシートであるときには、温度・湿度センサ４２の計測結果から、１層目の転写器３５ａと２層目の転写器３５ｂとに印加する転写電圧の電位差、および２層目の転写器３５ｂと３層目の転写器３５ｃとに印加する転写電圧の差に比べ、３層目の転写器３５ｃと４層目の転写器３５ｄとに印加する転写電圧の電位差が大きくなるように、４層目の転写器３５ｄに接続される電圧調整手段３９ｄとしての可変抵抗器などの制御を行う。これによって、４層目の転写器３５ｄへの転写電圧がＯＨＰシートを介して定着ガイド３８へリークしてしまって、このリークによる漏洩電流によって４層目の転写器３５ｄでのトナー像の転写のための電位が不足し、転写が不良となる不具合を、リークによって減少する電圧を補って回避することができる。
【００４６】
ここで制御部４０は、高温／高湿環境であると判断するとき、すなわち温度・湿度センサ４２の計測結果である温度と相対湿度との組合わせから絶対湿度を得て、その絶対湿度が予め定めた値を超えると、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を高くする制御を行う。絶対湿度の予め定められる値は、ＯＨＰシートの表面抵抗値がリークを起こす程度まで低下する値であり、ここでは１×１０9Ω／□となる絶対湿度とする。ちなみに、常温／常湿環境におけるＯＨＰシートの表面抵抗値は、１×１０11Ω／□である。
【００４７】
さらに制御部４０では、定着ガイド３８の表面抵抗値を電流計４１によって計測した結果を元に、３層目の転写器３５ｃと４層目の転写器３５ｄとに印加する転写電圧間の差を、その他の層の転写器に印加する転写電圧との差よりも大きくする程度を可変するようにしている。すなわち、定着ガイド３８の表面抵抗値が低い場合は、４層目の転写器３５ｄでの転写工程実行時にリークによる電圧低下が発生しやすいので、３層目の転写器３５ｃでの転写実行時の転写電圧と、４層目の転写実行時の転写電圧との電位差が大きくなるように設定し、転写不良を防止するようにしている。これに対して、定着ガイド３８の表面抵抗値が充分に大きい場合は、４層目の転写器３５ｄによる転写工程の実行時の転写電圧との電位差を比較的小さく設定することができる。４層目の転写器３５ｄでの転写電圧の大きさを変える基準となる定着ガイド３８の表面抵抗値の基準値は、たとえば１×１０2Ω／□とする。このように、定着ガイド３８の表面抵抗値が高い値を有してリークのおそれが少ない場合は、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を必要以上に高くしないようにすることができ、感光体３１ｄでのピンホール発生を低減し、また電源３７に用いる高圧トランスの負荷の低減およびエネルギの浪費を抑えることができる。
【００４８】
図２は、最下流側の位置の転写器３５ｄから定着装置２８までの付近の部分的な構成を示す。記録媒体は、経路２２ａに沿って搬送され、定着ガイド３８で支持されて、転写器３５ｄから定着装置２８にかけて位置する状態が生じる。このとき、漏洩電流が多いと、感光体３１ｄに担持されているトナーの転写効率が低下してしまう。これを防ぐため、転写転圧を上昇させる。
【００４９】
図３は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに印加する転写電圧の差と定着ガイド３８の表面抵抗値との対応関係の一例を示す。制御部４０には、図３に示すような対応関係がデータとして予め設定され、電流計４１によって計測される定着ガイド３８の表面抵抗値に基づいて、転写電圧差が設定され、各電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが調整されて、各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに転写電圧が印加される。
【００５０】
次の表１は、１層目〜４層目の作像プロセス部３０ａ〜３０ｄの転写器３５ａ〜３５ｄに印加する転写電圧の一例を、図５に示す従来のカラー画像形成装置２１と比較して示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
なお、４層目における本発明の転写電圧は、定着ガイド３８の表面抵抗値が前述の基準値よりも高い場合には従来の転写電圧と同様の３．５ｋＶとなり、表面抵抗値が基準値よりも低い場合には５．０ｋＶとなる。本願発明者が鋭意検討を行った結果、第３層目と第４層目との転写電圧差は、第１層目と第２層目、第２層目と第３層目との転写電圧差の３．５〜４．５倍程度が好ましいことが判明している。３．５倍以下とすると、第４層目の転写不良を効率よく改善することができず、転写不良が発生する。また４．５倍以上とすることは、もちろん可能ではあるけれども、その場合電源３７の容量をアップする必要が生じるため、コストが上昇するので好ましい上限を４．５倍とする。
【００５３】
表２は、１層目〜４層目の作像プロセス部３０ａ〜３０ｄの転写器３５ａ〜３５ｄに印加する転写電圧の他の例を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
本発明では、転写電圧の電圧差を従来と同様に０．５ｋＶとしているけれども、全体的に転写電圧を０．５ｋＶだけ低くしている。定着ガイド３８の表面抵抗値が前述の基準値よりも低い場合は、４層目の転写電圧を４．５ｋＶに増大させている。すなわち、第１層目から第３層目にかけての転写電圧を従来の転写電圧に比較して相対的に低めの設定とし、各層間の転写電圧差を確保しながら、第３層目と第４層目との間の転写電圧差も充分に確保することができるようにしている。このように、上流側に位置する転写工程での転写電圧の設定を低めにすることにより、層数が増すにつれて転写電圧を増大させても結果的に第４層目の転写電圧を小さくすることができる。これによって、第４層目の作像プロセス部３０ｄの感光体３１ｄに発生するピンホールを低減し、また電源３７の高圧トランスの負荷を低減することができる。さらに、第４層目の作像プロセス部３０ｄの転写器３５ｄに印加する転写電圧は変えずに、第３層目以前に印加する転写電圧を、漏洩増大時に低下させるようにしても、同様な結果を得ることができる。
【００５６】
図４は、本発明の実施の他の形態としてのカラー画像形成装置５１の主要部の構成を示す。本実施形態で、図１に示す実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、無端ベルト状の転写搬送ベルトであるエンドレスベルト２４へ記録媒体２２を導くための案内部材としての案内部材２７の後半部分に、導電性の用紙ガイド５２を設け、用紙ガイド５２と接地との間に流れる電流を電流計５３によって検出する。制御部５４には、電流計５３によって検出される用紙ガイド５２への漏洩電流が入力される。漏洩電流は、高温／高湿の環境下で記録媒体２２の表面抵抗値が低下し、記録媒体２２を介して最上流側の作像プロセス部３０ａの転写器３５ａと用紙ガイド５２との間に流れる漏洩電流が増大すると大きくなる。すなわち、電流計５３が計測する漏洩電流によって、高温／高湿環境の検出を行うことができる。ここで制御部５４は、計測した漏洩電流値によって、記録媒体２２の表面抵抗値が１×１０9Ω／□以下であると判断すると、高温／高湿環境であると判断し、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を高くする制御を行う。
【００５７】
本実施形態では、使用される記録媒体２２で実際に生じる電流漏洩量を計測するので、図１に示す実施形態の構成に比べ、リークが起こるか否かの判断をより正確に行い、適切な制御が可能となる。また、記録媒体２２の搬送経路のできるだけ上流側で漏洩電流を計測することができるので、転写工程でトナーが転写される前の記録媒体２２単独の表面抵抗値を計測することができ、より正確に転写器３５ｄへ印加する転写電圧の制御が可能となり、安定した画像を得ることができる。
【００５８】
本実施形態では、用紙ガイド５２に漏洩する電流を検出しているけれども、同様に、ＰＳローラ４５と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流を計測することもできる。また、転写駆動ローラとしての従動ローラ２６と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流を検出しても同様に制御を行うことができる。また、吸着ローラ４６と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流値を計測しても、同様の制御を行うことができる。さらに、吸着ローラ４６と従動ローラ２６との間に漏洩する電流を計測しても、同様の制御を行うことができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、湿度のなどの環境の変化で電気的な漏洩が大きくなっても、複数配列される作像プロセス部のうち転写電圧が最も高くなる最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大するように制御するので、電気的な漏洩が大きくなっても、最も高い転写電圧を印加する最下流側に位置する作像プロセス部での転写効率の低下を避けて、安定したカラー画像を形成することができる。
【００６０】
また本発明によれば、電気的漏洩の増大を、温度および湿度の計測に基づいて判断するので、湿度の増加による電気的漏洩の増加を確実に計測して転写効率の低下を避けることができる。
【００６１】
また本発明によれば、搬送機構に漏洩する電流を計測して電気的漏洩による転写効率の低下を回避することができる。
【００６２】
また本発明によれば、記録媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に記録媒体を案内する案内部材との間に漏洩する電流を計測して、電気的漏洩の増大による転写効率の低下を避ける制御を行うことができる。
【００６３】
また本発明によれば、記録媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に記録媒体を１枚ずつ供給するＰＳローラとの間に漏洩する電流を計測して、電気的漏洩の増大による転写効率の低下を避ける制御を行うことができる。
【００６４】
また本発明によれば、搬送機構の転写吸着ローラに最上流側の作像プロセス部から漏洩する電流を計測して、電気的な漏洩の増大による転写効率の低下を避けるような制御を行うことができる。
【００６５】
また本発明によれば、搬送機構の転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測して、電気的な漏洩の増大で転写効率が低下するのを回避する制御を行うことができる。
【００６７】
また本発明によれば、電気的漏洩に関連する物理量が基準量に対して漏洩が増大する側に移行しないときには、物理量が漏洩が減少する側に移行するに従って最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧が低減するように制御するので、記録媒体の搬送中のジャムなどを防いで安定してカラー画像の転写を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のカラー画像形成装置２１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【図２】図１の媒体搬送機構２３と定着装置２８との近傍の部分的な構成を示す断面図である。
【図３】定着ガイド３８の表面抵抗値と作像プロセス部３０ａ〜３０ｄ間の転写電圧差との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の他の形態のカラー画像形成装置５１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【図５】従来からのカラー画像形成装置１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【符号の説明】
２１，５１ カラー画像形成装置
２２ 記録媒体
２３ 媒体搬送機構
２４ エンドレスベルト
２５ 駆動ローラ
２６ 従動ローラ
２７ 案内部材
２８ 定着装置
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 作像プロセス部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 感光体
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 転写器
３７ 電源
３８ 定着ガイド
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 電圧調整手段
４０，５４ 制御部
４１，５３ 電流計
４２ 温度・湿度センサ
４５ ＰＳローラ
４６ 吸着ローラ
５２ 用紙ガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタなど、複数色の現像剤でカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やレーザプリンタ等のカラー画像形成装置では、電子写真方式が用いられている。電子写真方式のカラー画像形成装置では、ＰＰＣ（Ｐｌａｎｅ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｉｅｒ）用紙と呼ばれる普通紙や、ＯＨＰ（Ｏｖｅｒ−Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートと呼ばれる合成樹脂製シート状の記録媒体に、トナーと呼ばれる粉末状の現像剤で各種画像を形成して印刷している。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置では、たとえば多数の記録媒体を１枚ずつ分離して順次搬送する媒体搬送機構が、分離プレートやフィードローラやエンドレスベルトなどで構成されている。媒体搬送機構の搬送路上には、ドラムやエンドレスベルトから成る感光体の表面が臨むように配置されている。感光体の表面は、コロナチャージなどで形成される帯電器によって一様に帯電され、レーザスキャナや結像光学系で形成される露光器で帯電された感光体の表面を露光し、静電潜像を形成する。感光体の表面に形成された静電潜像は、現像器から供給されるトナーで顕像化され、現像剤であるトナーによる画像が形成される。感光体上に形成されているトナー像は、コロナチャージなどで電圧が印加される転写器で記録媒体上に転写される。これら感光体、帯電器、露光器、現像器および転写器などを含んで作像プロセス部が構成される。また、記録媒体上に転写されたトナー像は、定着装置による加熱で記録媒体上に定着される。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に静電的にトナー像が吸着されているので、転写器では、感光体に接触している記録媒体の背面側から現像剤の帯電極性と逆極性の電界を印加し、記録媒体を感光体の表面に密着させると同時に現像剤を記録媒体上に静電吸着させる方法が一般的に行われている。このような転写器の構造としては、転写ローラで直接記録媒体の裏面側に接触させて転写電位を供給する形式や、コロナ放電器を利用して転写用の電界を発生させる形式、導電性のブラシを記録媒体の裏面側に接触させて転写電位を供給する形式などが用いられている。その中で、ドラム状の感光体と同期してエンドレスベルトを回転駆動し、エンドレスベルト上に記録媒体を保持し、記録媒体の背面側からコロナ放電による電界を印加する転写器が、カラー複写装置においては頻繁に用いられている。
【０００５】
図５は、従来からのカラー画像形成装置１の概略的な構成を示す。ＰＰＣ用紙やＯＨＰシートなどの記録媒体２は、媒体搬送機構３によって順次搬送される。媒体搬送機構３は、エンドレスベルト４を駆動ローラ５と従動ローラ６との間に張架して形成される。記録媒体２を媒体搬送機構３に供給する部分には、案内部材７が配置され、媒体搬送機構３上でトナーによる画像が形成された記録媒体２は、定着装置８に案内されてトナー像の定着が行われる。エンドレスベルト４上に付着したトナーや紙粉は、クリーニング装置９によって除去される。
【０００６】
媒体搬送機構３上に案内部材７から案内されて供給される記録媒体２は、エンドレスベルト４の搬送経路に沿って複数並置された作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄから順次トナー像の転写を受ける。各作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄには、ドラム状の感光体１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを中心として、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ、クリーナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄがそれぞれ配置される。現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄから供給されるトナーによって感光体１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの表面にトナー像がそれぞれ形成され、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで記録媒体２上にトナー像がそれぞれ転写される。複数の作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄでは、カラー画像を形成する所定の色成分の画像に対応する露光をそれぞれ行い、現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄからは露光器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが露光する色成分に対応する現像剤としてのトナーがそれぞれ供給される。カラー画像を形成する色成分は、たとえばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のＣＭＹ三原色であり、さらに黒（ＢＫ）が追加されるＣＭＹＫの４色が広く用いられている。図５に示すタンデム型のカラー画像形成装置１では、作像プロセス部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、媒体搬送機構３での記録媒体２の搬送経路の上流側から下流側にかけて、たとえば黒、シアン、マゼンタ、イエローの順で配置されている。搬送される記録媒体２上には、最上流側の黒のトナー像から順にトナー像が重ねて転写されてカラー画像が形成される。
【０００７】
このような多重転写方式によってカラー画像を得るためには、各色毎に転写工程を行って所定回数トナー像を同一記録媒体２上に重ねて転写しなければならない。複数回の転写を順次完了していく工程の中では、２回目以降の転写において１回目もしくはそれ以前に転写されたトナーの影響によって静電的なオフセットが生じ、同一の転写条件では適切な転写を行うことができなくなる。このため、２回目以降の転写からは、その前の転写で印加した電圧や流れた電流よりも、電圧や電流を徐々に高めていく方法が採られている。すなわち、転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに印加する電流あるいは流す電流を、電源１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄから徐々に高めて供給するように設定されている。このような転写条件の変化は、記録媒体２がＰＰＣ用紙よりもＯＨＰシートの場合に、特に不可欠となっている。ＯＨＰシートは、ＰＰＣ用紙に比べて体積抵抗値が高く、転写毎に帯電電荷量が溜まりやすいからである。媒体搬送機構３の記録媒体２の搬送方向の最下流の位置と定着装置８との間には、記録媒体２を案内する定着ガイド１８が設けられている。
【０００８】
タンデム型のカラー画像形成装置で転写器への印加電圧を調整する先行技術は、たとえば特開平１０−３０１３４３号公報などに開示されている。この先行技術では、導電性ベルトで記録媒体を搬送しながら、導電性ベルトに転写用の電圧を印加し、転写ベルトに記録媒体を供給する用紙ガイドからの漏洩電流を計測して、印加電圧を調整するようにしている。また、特開平７−５６４５２号公報には、１つの作像プロセス部で複数のトナー像を順次形成して記録媒体上に転写する工程を繰返してカラー画像を形成する際に、先行する転写の際に印加する転写電圧と後続の転写の際に印加する転写電圧に対して、後続する転写の際に印加する転写電圧を、ニューラルネットワーク技術を利用して可変制御する構成が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来からのカラー画像形成装置では、高温／高湿環境下において、転写媒体にＯＨＰシートを使用したとき、搬送方向で最下流側の位置となる作像プロセス部で形成されるトナー像の転写効率が低下するという問題がある。つまり、図５に示すようなタンデム構成のカラー画像形成装置１においては、転写搬送ベルトとしてのエンドレスベルト４を離れて定着装置８に至る記録媒体２は、搬送途中で、定着ガイド１８と最下流側の第４番目の作像プロセス部１０ｄの転写器１５ｄとの間をまたがるように位置するときが生じる。このとき、カラー画像形成装置１の作動環境が常温／常湿であれば、ＯＨＰシートの有する高い体積抵抗値によって、転写のための電荷が記録媒体２であるＯＨＰシートを介して定着ガイド１８に漏洩するようなことは生じない。しかしながら、高温／高湿環境下となると、ＯＨＰシートの体積抵抗率が低下するので、漏洩しやすくなり、ＯＨＰシートを介して転写のための電荷が定着ガイド１８にリークしてしまう。転写のための電荷がリークすると、第４番目の作像プロセス部１０ｄで形成されるトナー像の転写効率が低下する。
【００１０】
前述のように、ＯＨＰシートは、ＰＰＣ用紙に比べて体積抵抗値が高く、そのため２回目以降の転写からは、その前に転写器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに印加した電圧もしくは流れていた電流値よりも段階的に電圧や電流値を高くしていくことが必要不可欠である。そのため、特に最下流側の位置に配置される作像プロセス部１０ｄの転写器１５ｄに電源１７ｄから印加する転写電圧は最も高く設定され、リークが起こりやすい状況となっている。
【００１１】
特開平１０−３０１３４３号公報の先行技術では、導電性ベルトに転写用の電圧を印加し、タンデムに配置されている複数の作像プロセス部間では転写電圧の差が生じないので、下流側の位置に配置される作像プロセス部で形成されるトナー像の転写が困難になり、転写効率が低下してしまうおそれがある。図５に示す従来のカラー画像形成装置１では、１色目と２色目、２色目と３色目、３色目と４色目との間の各印加電圧あるいは電流の増加レベルをほぼ同じに設定するので、第４番目の作像プロセス部１０ｄと定着ガイド１８との間でリークが生じると、画像全体としてはカラーの色目が変わってしまう。特開平７−５６４５２号公報で開示されている先行技術のように、１つ前の転写による影響や温度および湿度等の環境変化の影響等をニューラルネットワークを介して反映させ、転写電圧を変更させる先行技術では、ニューラルネットワーク構築のための構成が複雑化し、かつトナー像の形成と転写とを複数回繰返す必要があるので、カラー画像形成に時間がかかってしまう。
【００１２】
図５に示すようなカラー画像形成装置１の構成で、高温／高湿環境下におけるＯＨＰシートの漏洩の問題に着目すれば、定着ガイド１８を完全な電気絶縁性材料で形成することも考えられる。しかしながら、カラー画像形成装置１では、ＯＨＰシート以外にＰＰＣ用紙や再生紙やはがきなどを記録媒体２として利用し、このような記録媒体２の各々は、電気的特性や厚さや表面粗さや合成などの各種特性が相違している。このため、ＯＨＰシートにおける不具合の改善にのみ着目して定着ガイド１８を完全な電気的絶縁性材料で形成すると、低温／低湿環境下でＰＰＣ紙を使用した場合に、うろこ状に斑点が発生する転写斑が生じたり、定着ガイド１８と記録媒体２との摺動摩擦などによって定着ガイド１８に電荷が蓄積される結果、記録媒体２の搬送不良やＪＡＭが発生しやすくなる等の不具合を招来してしまう。このため、定着ガイド１８を完全な電気的絶縁性材料で形成することは望ましくない。
【００１３】
本発明の目的は、高温高湿環境下で記録媒体を介しての漏洩が増大する場合にも、全ての色のトナー像を記録媒体上に効率よく転写させることができるカラー画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート状の記録媒体を個別に搬送する搬送機構に沿って、カラー画像の成分となる複数色の各色で現像剤の画像を形成する作像プロセス部を順次配置し、各色の現像剤の画像を順次記録媒体上に静電的に転写して、該記録媒体上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
転写の際に生じる電気的な漏洩に関連する物理量を計測する計測手段と、
各作像プロセス部に対して、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に、現像剤を静電的に記録媒体上に転写するための電界が順次増大するように、転写電圧を印加する電源と、
電源から最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧と、該最下流側の位置よりも１つ前の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧との差を、該物理量が予め定められる基準量に対して電気的な漏洩の増大に対応する側に移行するときには該物理量が該基準量に対して該漏洩の増大に対応する側に移行しないときよりも増大させるように、該最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させる制御を行う制御手段とを含むことを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００１５】
本発明に従えば、搬送機構では、シート状の記録媒体を個別に搬送する。カラー画像の成分となる複数色の現像剤の画像は、搬送機構に沿って配置される各色毎の作像プロセス部によって形成され、順次記録媒体上に静電的に転写される。計測手段は、転写の際に生じる電気的な漏洩に関連する物理量を計測する。電源は、各作像プロセス部に対して、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に、現像剤を静電的に記録媒体上に転写するための電界が順次増大するように転写電圧を印加する。最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧と、最下流側の位置よりも１つ前に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧との差は、計測手段によって計測される物理量が予め定められる基準量に対して電気的な漏洩の増大に対応する側に移行するときに、該基準量に対して電気的な漏洩の増大側に移行しないときよりも増大するように、制御手段によって最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させる制御が行われる。電気的な漏洩に関連する物理量が大きくなると、最下流の位置に配置される作像プロセス部と、最下流の位置よりも１つ前の位置に配置される作像プロセス部とに印加される転写電圧の差が増大するので、最下流側の位置に配置される作像プロセス部に転写のために印加する転写電圧が記録媒体を介する漏洩によって低下しても、トナー像を転写するのに必要な充分な電界を発生させることができ、最下流側の位置に配置される作像プロセス部で形成されたトナー像の転写不良を回避して、安定した画像濃度を確保することができる。
【００１６】
また本発明で前記計測手段は、前記物理量として温度および湿度を計測し、
前記制御手段では、前記基準量が予め定める高温／高湿環境に対応して設定されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、温度および湿度を計測して、予め定める高温／高湿環境になると、最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写用の電圧を高温／高湿環境では増大させるので、湿度によって記録媒体を介する漏洩電流が増えても現像剤を充分に記録媒体上に転写することができる。
【００１８】
また本発明で前記計測手段は、前記物理量として、前記記録媒体を介して前記搬送機構で漏洩する電流を計測し、
前記制御手段では、前記基準量として、予め定める電流値が設定されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、記録媒体を介して搬送機構に漏洩する電流を計測して、漏洩する電流量が予め設定されている基準量としての電流量を超えると、最下流側に位置する作像プロセス部に供給する転写電圧を増大させるので、最下流側の位置の作像プロセス部で形成される現像剤の像を記録媒体上に転写させる際の転写効率の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に案内する案内部材とを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から案内部材に漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、搬送機構が記録媒体を搬送する搬送手段と記録媒体を搬送手段に案内する案内部材とを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から案内部材に漏洩する電流を計測するので、環境の湿度などによる漏洩電流を評価し、漏洩電流が増大するような際に、最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させて、転写効率の低下を避けることができる。
【００２２】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に１枚ずつ供給するＰＳローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部からＰＳローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、搬送機構は、記録媒体を搬送する搬送手段と記録媒体を搬送手段に１枚ずつ供給するＰＳローラとを含み、計測手段は最下流側の位置に配置される作像プロセス部からＰＳローラに漏洩する電流を計測するので、環境の湿度などが増大して最下流側に位置する作像プロセス部から漏洩する電流が増大するときにＰＳローラに漏洩する電流も増大し、漏洩電流の増大に対応して最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって、転写効率の低下を避けることができる。
【００２４】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写駆動ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送手段と搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラとを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写駆動ローラに漏洩する電流を計測する。環境の湿度などの影響で、最下流側の位置に配置される作像プロセス部から漏洩する電流が増大すると、対応して最上流側から転写駆動ローラに漏洩する電流も増大するので、増大時に最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって転写効率の低下を避けることができる。
【００２６】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写吸着ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、計測手段は最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写吸着ローラに漏洩する電流を計測する。最下流側の位置に配置される作像プロセス部から漏洩する電流に、転写吸着ローラに漏洩する電流が対応するので、漏洩電流の増加時に最下流側の作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させることによって、転写効率の低下を避けることができる。
【００２８】
また本発明で前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラと、転写駆動ローラとの間で記録媒体を挟み、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、搬送機構は記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラと転写駆動ローラとの間で記録媒体を挟み、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、計測手段は転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測する。最下流側の作像プロセス部から漏洩する電流は、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流に対応しているので、環境の湿度などの影響で最下流側から漏洩する電流が増加するときに、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流も増加し、この電流の増加に対応して最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧も増大させるので、転写電圧の不足による転写効率の低下を避けることができる。
【００３２】
また本発明で、前記制御手段は、前記物理量が前記基準量に対して前記漏洩の増大に対応する側に移行しないとき、該物理量が該漏洩の減少に対応する側に移行するに従って、前記転写電圧の差が小さくなるように、前記電源から前記最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を低減させる制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を電気的な漏洩に関連する物理量が基準量に対して漏洩が増大する側に移行しないときには、物理量が漏洩の減少側に移行するに従って最下流側の位置の作像プロセス部に印加する転写電圧を低減させるように電源を制御する。湿度などの影響で漏洩が多いときには最下流側の位置よりも前の位置に印加する転写電圧との差を大きくし、最下流側の転写プロセス部からの転写効率の低下を避け、漏洩が少ないときには転写電圧の差を小さくなるように制御して、全体的に作像プロセス部に印加する転写電圧を低くし、記録媒体のジャムなどが生じにくくすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としてのカラー画像形成装置２１の主要部分の概略的な構成を示す。図１に示すカラー画像形成装置２１は、図５に示す従来のカラー画像形成装置１と同様に、タンデム方式でトナーによるカラー画像を記録媒体２２上に形成する。記録媒体２２は、媒体搬送機構２３で一定方向に搬送され、４色のトナーによってカラー画像を形成する。媒体搬送機構２３は、無端状の転写搬送ベルトとしてエンドレスベルト２４を含む。エンドレスベルト２４は、駆動ローラ２５と従動ローラ２６との間に張架される。記録媒体２２は、媒体搬送機構２３に案内部材２７で案内されて供給される。媒体搬送機構２３で搬送されながらカラー画像用のトナー像が多層に形成される記録媒体２２は、定着装置２８で加熱され、トナーが記録媒体２２上に定着する。エンドレスベルト２４上に付着したトナーは、クリーニング装置２９で除去される。
【００３７】
媒体搬送機構２３で搬送される記録媒体２２上にトナー像を形成するために、４つの作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが無端ベルト状の搬送手段であるエンドレスベルト２４の経路に沿って配置されている。各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ、帯電器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、露光器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、現像器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ、クリーナ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄをそれぞれ備えている。記録媒体２２の搬送経路で、最上流側に位置する作像プロセス部３０ａは、たとえば黒のトナー像を形成する。次の作像プロセス部３０ｂは、たとえばシアンのトナー像を形成する。次の作像プロセス部、すなわち最下流側に位置する作像プロセス部３０ｄよりも１つ前の作像プロセス部３０ｃは、たとえばマゼンタのトナー像を形成する。最下流側の作像プロセス部３０ｄは、たとえばイエローのトナー像を形成する。
【００３８】
各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄで、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、アルミニウムなどの金属素管の表面に光導電性材料による感光層が形成されている。コロナ放電器等から成る帯電器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによって、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面は、一様に帯電される。露光器３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から成り、光を照射して帯電された感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面に静電潜像を形成するように露光させる。現像器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面の静電潜像に対して、トナーを供給して顕像化させる。ここで用いられるトナーは、磁性を有する磁性トナーであっても、非磁性のトナーであってもよい。また、トナーにキャリアが混合されている２成分現像剤であっても、キャリアが混合されていない１成分現像剤であってもよい。現像方式も、接触法、非接触法等を用いることができる。
【００３９】
転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄでは、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと対向する部位に、エンドレスベルト２４が通過するように配置される。転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、エンドレスベルト２４に吸着された状態で搬送されるシート状の記録媒体２２に、エンドレスベルト２４の裏面側からトナーと逆極性の転写バイアスを印加してコロナ放電を生じさせ、感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対して記録媒体２２を密着させるとともに、トナー像を記録媒体２２上に静電吸着させて転写させる。転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとしては、ローラ型、放電器型、ブラシ型等を使用することができる。
【００４０】
転写搬送ベルトであるエンドレスベルト２４は、表面に記録媒体２２を静電吸着して搬送する。エンドレスベルト２４の搬送速度は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの感光体３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの周速度と同一の速度となるように駆動ローラ２５によって駆動される。エンドレスベルト２４上に残留するトナーや記録媒体２２から発生する紙粉等は、クリーニング装置２９によって除去される。各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄへは、電源３７から転写電圧が印加される。媒体搬送機構２３と定着装置２８との間には、記録媒体２２を案内する定着ガイド３８が設けられる。電源３７と各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとの間には、電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄがそれぞれ設けられる。
【００４１】
本実施形態のカラー画像形成装置２１は、記録媒体２２の搬送経路に沿って配置される複数の作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに印加する転写電圧を、上流側から下流側にいくに従って、順次増大させる制御を行う。記録媒体２２がＰＰＣ用紙などの紙の場合と、ＯＨＰシートなどの場合とでは、転写電圧の作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ間での差を変え、ＯＨＰシートのときには紙の場合よりも差を大きくする。最下流側に位置する作像プロセス部３０ｄでは、転写器３５ｄに印加される転写電圧が最も高くなる。このため、環境の湿度が高いようなときには、転写器３５ｄから定着ガイド３８に記録媒体２２を介して漏洩する電流が増大し、転写器３５ｄでの転写電位が低下し、記録媒体２２へのトナー像の転写効率が低下する。本実施形態では、定着ガイド３８に漏洩する電流を、電流計４１によって計測し、計測結果を制御部４０に入力する。また、カラー画像形成装置２１が設置されている環境の温度および湿度を温度・湿度センサ４２によって計測し、制御部４０に計測結果を入力する。
【００４２】
カラー画像形成装置２１の筺体内には、記録媒体２２が複数枚積層されている状態で保持される用紙カセット４３が備えられる。用紙カセット４３に保持されている複数の記録媒体２２のうち、最上段の記録媒体２２はピックアップローラ４４によって１枚ずつ分離され、用紙カセット４３の外部に供給される。ピックアップローラ４４によって１枚ずつ取出される記録媒体２２は、案内部材２７によって案内され、媒体搬送機構２３に導かれる。案内部材２７の終端には、記録媒体２２を１枚ずつタイミングをとって媒体搬送機構２３に供給するためにＰＳ（Ｐａｐｅｒ Ｓｔｏｐ）ローラ４５が設けられる。なお、ＰＳローラは、レジストローラとも称される。ＰＳローラ４５から媒体搬送機構２３に供給される記録媒体２２は、吸着ローラ４６と従動ローラ２６との間に供給される。吸着ローラ４６は、エンドレスベルト２４に記録媒体２２を吸着させるための電荷を付与する。案内部材２７は、電気的にフロート状態となることが好ましく、電気絶縁性材料で形成するか、あるいは記録媒体２２の摺動による摩擦帯電を防止するために、導電性の材料から形成して接地させることが好ましい。
【００４３】
エンドレスベルト２４による用紙搬送方向の下流側には、エンドレスベルト２４から剥離された記録媒体２２が搬送される定着装置２８が配置される。定着装置２８は、トナー像を熱と圧力とによって記録媒体２２上に固着させる。定着装置２８は、通常加熱ローラと加圧ローラとを有する。定着装置２８を経て記録媒体２２は、カラー画像形成装置２１の筺体外部へ排出される。エンドレスベルト２４と定着装置２８との間に設けられる定着ガイド３８は、たとえば冷間圧延鋼板や亜鉛メッキ処理鋼板などから形成されている。電流計４１は、定着ガイド３８の表面抵抗値を計測することもできる。
【００４４】
制御部４０は、電流計４１による定着ガイド３８の表面抵抗値や定着ガイド３８への漏洩電流が入力され、また温度・湿度センサ４２によるカラー画像形成装置２１が設置されている環境の温度および湿度を環境条件として入力する。制御部４０は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに転写電圧を印加する経路に設けられる電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄとしての可変抵抗器などを制御し、各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに印加する転写電圧を個別に制御することが可能な構成を有している。
【００４５】
制御部４０は、通常、すなわち常温／常湿環境下では１層目のトナー像を転写する作像プロセス部３０ａの転写器３５ａに印加する転写電圧を最も低くし、２層目の転写器３５ｂ、３層目の転写器３５ｃ、４層目の転写器３５ｄの順に所定の割合で高くなるように、電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄをそれぞれ制御する。なお、１層目の転写器３５ａに印加する転写電圧、および層毎に高める割合は、使用する記録媒体２２の種類によってそれぞれ調整する。特に、記録媒体２２がＯＨＰシートであるときには、温度・湿度センサ４２の計測結果から、１層目の転写器３５ａと２層目の転写器３５ｂとに印加する転写電圧の電位差、および２層目の転写器３５ｂと３層目の転写器３５ｃとに印加する転写電圧の差に比べ、３層目の転写器３５ｃと４層目の転写器３５ｄとに印加する転写電圧の電位差が大きくなるように、４層目の転写器３５ｄに接続される電圧調整手段３９ｄとしての可変抵抗器などの制御を行う。これによって、４層目の転写器３５ｄへの転写電圧がＯＨＰシートを介して定着ガイド３８へリークしてしまって、このリークによる漏洩電流によって４層目の転写器３５ｄでのトナー像の転写のための電位が不足し、転写が不良となる不具合を、リークによって減少する電圧を補って回避することができる。
【００４６】
ここで制御部４０は、高温／高湿環境であると判断するとき、すなわち温度・湿度センサ４２の計測結果である温度と相対湿度との組合わせから絶対湿度を得て、その絶対湿度が予め定めた値を超えると、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を高くする制御を行う。絶対湿度の予め定められる値は、ＯＨＰシートの表面抵抗値がリークを起こす程度まで低下する値であり、ここでは１×１０9Ω／□となる絶対湿度とする。ちなみに、常温／常湿環境におけるＯＨＰシートの表面抵抗値は、１×１０11Ω／□である。
【００４７】
さらに制御部４０では、定着ガイド３８の表面抵抗値を電流計４１によって計測した結果を元に、３層目の転写器３５ｃと４層目の転写器３５ｄとに印加する転写電圧間の差を、その他の層の転写器に印加する転写電圧との差よりも大きくする程度を可変するようにしている。すなわち、定着ガイド３８の表面抵抗値が低い場合は、４層目の転写器３５ｄでの転写工程実行時にリークによる電圧低下が発生しやすいので、３層目の転写器３５ｃでの転写実行時の転写電圧と、４層目の転写実行時の転写電圧との電位差が大きくなるように設定し、転写不良を防止するようにしている。これに対して、定着ガイド３８の表面抵抗値が充分に大きい場合は、４層目の転写器３５ｄによる転写工程の実行時の転写電圧との電位差を比較的小さく設定することができる。４層目の転写器３５ｄでの転写電圧の大きさを変える基準となる定着ガイド３８の表面抵抗値の基準値は、たとえば１×１０2Ω／□とする。このように、定着ガイド３８の表面抵抗値が高い値を有してリークのおそれが少ない場合は、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を必要以上に高くしないようにすることができ、感光体３１ｄでのピンホール発生を低減し、また電源３７に用いる高圧トランスの負荷の低減およびエネルギの浪費を抑えることができる。
【００４８】
図２は、最下流側の位置の転写器３５ｄから定着装置２８までの付近の部分的な構成を示す。記録媒体は、経路２２ａに沿って搬送され、定着ガイド３８で支持されて、転写器３５ｄから定着装置２８にかけて位置する状態が生じる。このとき、漏洩電流が多いと、感光体３１ｄに担持されているトナーの転写効率が低下してしまう。これを防ぐため、転写転圧を上昇させる。
【００４９】
図３は、各作像プロセス部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに印加する転写電圧の差と定着ガイド３８の表面抵抗値との対応関係の一例を示す。制御部４０には、図３に示すような対応関係がデータとして予め設定され、電流計４１によって計測される定着ガイド３８の表面抵抗値に基づいて、転写電圧差が設定され、各電圧調整手段３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが調整されて、各転写器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに転写電圧が印加される。
【００５０】
次の表１は、１層目〜４層目の作像プロセス部３０ａ〜３０ｄの転写器３５ａ〜３５ｄに印加する転写電圧の一例を、図５に示す従来のカラー画像形成装置２１と比較して示す。
【００５１】
【表１】
なお、４層目における本発明の転写電圧は、定着ガイド３８の表面抵抗値が前述の基準値よりも高い場合には従来の転写電圧と同様の３．５ｋＶとなり、表面抵抗値が基準値よりも低い場合には５．０ｋＶとなる。本願発明者が鋭意検討を行った結果、第３層目と第４層目との転写電圧差は、第１層目と第２層目、第２層目と第３層目との転写電圧差の３．５〜４．５倍程度が好ましいことが判明している。３．５倍以下とすると、第４層目の転写不良を効率よく改善することができず、転写不良が発生する。また４．５倍以上とすることは、もちろん可能ではあるけれども、その場合電源３７の容量をアップする必要が生じるため、コストが上昇するので好ましい上限を４．５倍とする。
【００５３】
表２は、１層目〜４層目の作像プロセス部３０ａ〜３０ｄの転写器３５ａ〜３５ｄに印加する転写電圧の他の例を示す。
【００５４】
【表２】
本発明では、転写電圧の電圧差を従来と同様に０．５ｋＶとしているけれども、全体的に転写電圧を０．５ｋＶだけ低くしている。定着ガイド３８の表面抵抗値が前述の基準値よりも低い場合は、４層目の転写電圧を４．５ｋＶに増大させている。すなわち、第１層目から第３層目にかけての転写電圧を従来の転写電圧に比較して相対的に低めの設定とし、各層間の転写電圧差を確保しながら、第３層目と第４層目との間の転写電圧差も充分に確保することができるようにしている。このように、上流側に位置する転写工程での転写電圧の設定を低めにすることにより、層数が増すにつれて転写電圧を増大させても結果的に第４層目の転写電圧を小さくすることができる。これによって、第４層目の作像プロセス部３０ｄの感光体３１ｄに発生するピンホールを低減し、また電源３７の高圧トランスの負荷を低減することができる。さらに、第４層目の作像プロセス部３０ｄの転写器３５ｄに印加する転写電圧は変えずに、第３層目以前に印加する転写電圧を、漏洩増大時に低下させるようにしても、同様な結果を得ることができる。
【００５６】
図４は、本発明の実施の他の形態としてのカラー画像形成装置５１の主要部の構成を示す。本実施形態で、図１に示す実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、無端ベルト状の転写搬送ベルトであるエンドレスベルト２４へ記録媒体２２を導くための案内部材としての案内部材２７の後半部分に、導電性の用紙ガイド５２を設け、用紙ガイド５２と接地との間に流れる電流を電流計５３によって検出する。制御部５４には、電流計５３によって検出される用紙ガイド５２への漏洩電流が入力される。漏洩電流は、高温／高湿の環境下で記録媒体２２の表面抵抗値が低下し、記録媒体２２を介して最上流側の作像プロセス部３０ａの転写器３５ａと用紙ガイド５２との間に流れる漏洩電流が増大すると大きくなる。すなわち、電流計５３が計測する漏洩電流によって、高温／高湿環境の検出を行うことができる。ここで制御部５４は、計測した漏洩電流値によって、記録媒体２２の表面抵抗値が１×１０9Ω／□以下であると判断すると、高温／高湿環境であると判断し、４層目の転写器３５ｄに印加する転写電圧を高くする制御を行う。
【００５７】
本実施形態では、使用される記録媒体２２で実際に生じる電流漏洩量を計測するので、図１に示す実施形態の構成に比べ、リークが起こるか否かの判断をより正確に行い、適切な制御が可能となる。また、記録媒体２２の搬送経路のできるだけ上流側で漏洩電流を計測することができるので、転写工程でトナーが転写される前の記録媒体２２単独の表面抵抗値を計測することができ、より正確に転写器３５ｄへ印加する転写電圧の制御が可能となり、安定した画像を得ることができる。
【００５８】
本実施形態では、用紙ガイド５２に漏洩する電流を検出しているけれども、同様に、ＰＳローラ４５と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流を計測することもできる。また、転写駆動ローラとしての従動ローラ２６と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流を検出しても同様に制御を行うことができる。また、吸着ローラ４６と１層目の転写器３５ａとの間に漏洩する電流値を計測しても、同様の制御を行うことができる。さらに、吸着ローラ４６と従動ローラ２６との間に漏洩する電流を計測しても、同様の制御を行うことができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、湿度のなどの環境の変化で電気的な漏洩が大きくなっても、複数配列される作像プロセス部のうち転写電圧が最も高くなる最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧を増大するように制御するので、電気的な漏洩が大きくなっても、最も高い転写電圧を印加する最下流側に位置する作像プロセス部での転写効率の低下を避けて、安定したカラー画像を形成することができる。
【００６０】
また本発明によれば、電気的漏洩の増大を、温度および湿度の計測に基づいて判断するので、湿度の増加による電気的漏洩の増加を確実に計測して転写効率の低下を避けることができる。
【００６１】
また本発明によれば、搬送機構に漏洩する電流を計測して電気的漏洩による転写効率の低下を回避することができる。
【００６２】
また本発明によれば、記録媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に記録媒体を案内する案内部材との間に漏洩する電流を計測して、電気的漏洩の増大による転写効率の低下を避ける制御を行うことができる。
【００６３】
また本発明によれば、記録媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に記録媒体を１枚ずつ供給するＰＳローラとの間に漏洩する電流を計測して、電気的漏洩の増大による転写効率の低下を避ける制御を行うことができる。
【００６４】
また本発明によれば、搬送機構の転写吸着ローラに最上流側の作像プロセス部から漏洩する電流を計測して、電気的な漏洩の増大による転写効率の低下を避けるような制御を行うことができる。
【００６５】
また本発明によれば、搬送機構の転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測して、電気的な漏洩の増大で転写効率が低下するのを回避する制御を行うことができる。
【００６７】
また本発明によれば、電気的漏洩に関連する物理量が基準量に対して漏洩が増大する側に移行しないときには、物理量が漏洩が減少する側に移行するに従って最下流側に位置する作像プロセス部に印加する転写電圧が低減するように制御するので、記録媒体の搬送中のジャムなどを防いで安定してカラー画像の転写を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のカラー画像形成装置２１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【図２】図１の媒体搬送機構２３と定着装置２８との近傍の部分的な構成を示す断面図である。
【図３】定着ガイド３８の表面抵抗値と作像プロセス部３０ａ〜３０ｄ間の転写電圧差との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の他の形態のカラー画像形成装置５１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【図５】従来からのカラー画像形成装置１の主要部の構成を示す簡略化した断面図である。
【符号の説明】
２１，５１ カラー画像形成装置
２２ 記録媒体
２３ 媒体搬送機構
２４ エンドレスベルト
２５ 駆動ローラ
２６ 従動ローラ
２７ 案内部材
２８ 定着装置
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 作像プロセス部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 感光体
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 転写器
３７ 電源
３８ 定着ガイド
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 電圧調整手段
４０，５４ 制御部
４１，５３ 電流計
４２ 温度・湿度センサ
４５ ＰＳローラ
４６ 吸着ローラ
５２ 用紙ガイド
Claims (9)
- シート状の記録媒体を個別に搬送する搬送機構に沿って、カラー画像の成分となる複数色の各色で現像剤の画像を形成する作像プロセス部を順次配置し、各色の現像剤の画像を順次記録媒体上に静電的に転写して、該記録媒体上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
転写の際に生じる電気的な漏洩に関連する物理量を計測する計測手段と、
各作像プロセス部に対して、記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に、現像剤を静電的に記録媒体上に転写するための電界が順次増大するように、転写電圧を印加する電源と、
電源から最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧と、該最下流側の位置よりも１つ前の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧との差を、該物理量が予め定められる基準量に対して電気的な漏洩の増大に対応する側に移行するときには該物理量が該基準量に対して該漏洩の増大に対応する側に移行しないときよりも増大させるように、該最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を増大させる制御を行う制御手段とを含むことを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記計測手段は、前記物理量として温度および湿度を計測し、
前記制御手段では、前記基準量が予め定める高温／高湿環境に対応して設定されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。 - 前記計測手段は、前記物理量として、前記記録媒体を介して前記搬送機構で漏洩する電流を計測し、
前記制御手段では、前記基準量として、予め定める電流値が設定されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。 - 前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に案内する案内部材とを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から案内部材に漏洩する電流を計測することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。 - 前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体を搬送手段に１枚ずつ供給するＰＳローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部からＰＳローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。 - 前記搬送機構は、前記記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写駆動ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。 - 前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、最上流側の位置に配置される作像プロセス部から転写吸着ローラに漏洩する電流を計測することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。 - 前記搬送機構は、前記記録媒体を静電的に吸着して搬送する無端ベルト状の搬送手段と、搬送手段を張架して駆動する転写駆動ローラと、転写駆動ローラとの間で記録媒体を挟み、記録媒体に吸着用の電荷を与える転写吸着ローラとを含み、
前記計測手段は、転写駆動ローラと転写吸着ローラとの間に漏洩する電流を計測することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記物理量が前記基準量に対して前記漏洩の増大に対応する側に移行しないとき、該物理量が該漏洩の減少に対応する側に移行するに従って、前記転写電圧の差が小さくなるように、前記電源から前記最下流側の位置に配置される作像プロセス部に印加する転写電圧を低減させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
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