JP3810936B2

JP3810936B2 - 転写搬送装置

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Publication number: JP3810936B2
Application number: JP03639399A
Authority: JP
Inventors: 宏一石井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2006-08-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における転写搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体（感光体）上に保持されている顕画像（トナー像）を記録媒体（転写紙等）上に転写させる転写装置として、画像の転写とともに記録媒体の搬送を行う転写搬送装置は周知である。
【０００３】
ところで、従来の転写搬送装置における差分定電流制御方式は、目標の電流値を決め、その電流値（感光体ドラムへの電流）となるように、フィードバック電流を検知して転写電源（Ｐ．Ｐ）からの出力電流を決定している。また、差分定電流制御方式は、ベルト（または転写ローラ）の抵抗ムラなどに対応可能な制御方式である。この差分定電流制御方式では、転写ベルト（転写ローラ）の抵抗に合わせて出力電流が逐次変化するので、ベルト抵抗から見れば逐次制御をしていることになる。しかし、外部のパラメータ（環境温度・湿度、抵抗、刑事変化、部品の材料特性）に対しては逐次制御（フィードバック制御）ができていない。
【０００４】
このように、予め目標の電流値を決定して、それに合うように制御する転写搬送装置では、外部のパラメータによって、目標とするべき最適な転写電流の値はそれぞれ異なってくる。本来は目標とする電流を逐次検知して制御することが理想である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写ベルトまたは転写ローラの抵抗を検知する場合、その都度ある一定のバイアスを印加してその検知値を抵抗に変換しなければならず、常にバイアス印加が必要であり、また、検知までの時間がかかってしまう。部材の抵抗がどのような挙動をするかはわからないため、温度センサ、湿度センサなどから直接に温湿度を検知してすぐに転写電流の制御をするという単純なフィードバックができない。
【０００６】
すなわち、従来の転写搬送装置においては、転写ベルト・転写ローラの抵抗値に基づいて転写電流の制御が行われても、経時や環境での急激な抵抗の変動があった場合には追随できず、最適な転写が行われないという問題があった。これは、差分定電流制御に限らず、定電流制御及び定電圧制御方式においても同様である。
【０００７】
部材（転写ベルト・転写ローラ）の抵抗検知を頻繁に行って転写電流を設定する場合には、転写搬送装置が装着される画像形成装置の生産性を低下させてしまう。また、例えば、環境変動により抵抗が大幅に変化する材料を使用した場合には、環境が変動したときなどに迅速に最適な転写電流にすることが難しい。このため、変化する前の環境で設定された転写電流で転写が行われた場合、異常画像が発生してしまう。特に、イオン導電系のような環境変動により抵抗変化の大きな材料では高温高湿（以下、Ｈ／Ｈと記述する）環境から低温低湿（以下、Ｌ／Ｌと記述する）環境になった場合、Ｈ／Ｈの転写電流で制御されてしまうとＬ／Ｌ環境で異常画像が発生してしまう。逆にＬ／ＬからＨ／Ｈに急激に変化した場合には、転写電荷が不足してしまう。さらに、記録用紙の搬送性（感光体ドラムからの分離性）が確保されず、ジャムが発生してしまう。あるいは、ジャムが発生しない程度であっても分離爪による分離が行われることから画像に爪跡が残ることもある。また、経時で抵抗変動する材料では、装置の新品時やベルト交換時などのような初期の状態では抵抗の変化が大きく、転写電流の最適な制御が難しい。
【０００８】
本発明は、従来の転写搬送装置における上述の問題を解決し、経時や環境での急激な抵抗の変動があった場合でも最適な転写電流の制御を行うことのできる転写搬送装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、画像形成装置における像担持体上の顕画像を記録材に転写するとともに記録材を搬送する転写搬送装置であって、前記像担持体に接触する接触部材と、該接触部材に転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを有する転写搬送装置において、前記接触部材の抵抗を検知する抵抗検知手段を設け、前記接触部材の抵抗の時間変化量を検知し、該検知結果に基づいて環境変化に対応する転写電流の制御または経時での抵抗変化に対応する転写電流の制御を選択して行うことにより解決される。
【００１０】
また、環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、該環境条件検知手段の検知結果に基づいて転写電流値を決定すると好適である。
また、転写バイアスの制御時間を検知する経時手段を有し、該経時手段の検知結果に基づいて転写電流値を決定すると好適である。
【００１１】
さらに、前記接触部材の抵抗値を転写バイアス制御の条件に加味すると好適である。
【００１２】
さらに、前記接触部材の抵抗値が所定値より高く、かつ前記接触部材の抵抗の時間変化量が所定値以下の場合、環境条件によって転写バイアス制御を定電圧制御に切り替えると好適である。
さらに、前記接触部材の抵抗値が所定値より高く、かつ前記接触部材の抵抗の時間変化量が所定値より大きい場合、所定の経時時間まで転写バイアス制御を定電圧制御に切り替えると好適である。
【００１３】
さらに、前記の課題を解決するため、本発明は、前記接触部材が転写ベルトであることを提案する
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は、本発明が適用される転写搬送装置の一例である転写搬送ベルト装置を示すものである。まず始めにこの転写搬送ベルト装置の基本的な構成と動作について説明し、本発明の特徴部分については段落【００３８】以下に記述する。
【００１５】
図１に示す転写搬送ベルト装置１は、ベルトユニット２を本体１Ａから離脱させた状態を示している。また、図２は、そのベルトユニット２のローラ構成を示す平面図である。そして、図３及び図４は、転写搬送装置１が画像形成装置に装着され、像担持体（感光体ドラム３）から離間及び像担持体に接触した状態をそれぞれ示す側面図である。
【００１６】
図１に示すように、転写搬送ベルト装置１は、ベルトユニット２を本体１Ａに対して着脱自在に支持している。ベルトユニット２は、図２に示す一対のローラ４，５に転写ベルト６が巻き掛けられている。そして、図３，図４に示すように、転写搬送装置１は、転写ベルト６を感光体３に対して接離させるＤＣソレノイド８と接離レバー９、転写ベルト６に転写バイアスを印加するバイアスローラ１１、及び転写ベルト６の電荷を除電する接触板１３とを備えており、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を転写紙Ｓに転写する。また、転写ベルト６の表面に付着する残留トナーや転写紙Ｓの紙屑を掻き落とすクリーニングブレード１６Ａを有するクリーニング装置１６やバイアスローラ１１に電圧を印加する高圧電源１２は、本体１Ａに設けられている。
【００１７】
ローラ５は、図１、図２に示すように、図示しない駆動モータと連結する歯車５ｂを有していて回転駆動するようになっている。転写ベルト６は、このローラ５の回転に従動して感光体３との対向位置で転写紙Ｓの搬送方向（図３矢印Ａ方向）に移動することができるようになっている。転写ベルト６は、図５に示すように、２層構造で構成されており、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した測定による電気抵抗がＤＣ１００Ｖ印加時において、低摩擦係数の皮膜層である表面層６ｂはベルト表面の表面抵抗率が１×１０^８Ω〜１×１０^１２Ω、内側層６ａの表面抵抗率が１×１０^７Ω〜１×１０^９Ωに、そして、その体積抵抗率が５×１０^８Ω・ｃｍ〜５×１０^１０Ω・ｃｍに設定されているものである。
【００１８】
ローラ４，５は、図１、図３に示すように、支持体７によって回転可能に支持されている。支持体７は、ローラ４，５のうち、矢印Ａで示す転写紙搬送方向において、感光体３に対する転写位置の下流側に位置するローラ５の支持軸５ａを支点として揺動可能となっている。この支持体７は、転写ベルト６の転写位置側を制御板８Ａからの信号により駆動されるＤＣソレノイド８によって動作される。すなわち、ＤＣソレノイド８には、接離レバー９が連結されていて、この接離レバー９が支持体７を動かして転写ベルト６を感光体３に対して接離させるようになっている。
【００１９】
制御板８Ａは、用紙搬送手段であるレジストローラ１０によって、感光体３に形成される画像の先端位置との整合を取られた状態で搬送される転写紙Ｓの先端が感光体３に接近すると、駆動信号を発してＤＣソレノイド８を駆動するようになっている。従って、このソレノイド８の駆動により支持体７が感光体ドラム３に対して近接して、転写ベルト６が同感光体３に当接することにより、感光体３との対向位置で転写紙Ｓを感光体３に接触させながら搬送することのできるニップ部Ｂ（図４）が形成される。
【００２０】
上述したローラ４，５のうち、感光体３側に位置するローラ４は、駆動側をなすローラ５に対する従動ローラとして構成されており、また、ローラ４の表面形状は、図２に示すように、軸方向において両端４ａ，４ａが先細のテーパ状に形成されていて、転写ベルト６の片寄りを防止するようになっている。ローラ４は金属などの導電性のローラであるが、前述したような電気抵抗のベルトを支持しているだけであり、電気的には他の導電部材とは直接接続されていない場合を示している。また、ローラ４を、後述する接触板１３のようにアースし、高圧電源１２に対してフィードバックさせることも可能である。
【００２１】
駆動側ローラ５は、駆動の際の転写ベルト６に対するグリップ力を高める機能から、ＥＰＤゴム、クロロプレーンゴムあるいはシリコーンゴムなどの材質が選択されている。また、ローラ５は、ゴムを用いないで、導電性のローラなどを用いることもできる。その場合、ローラ５からのフィードバック電流を高圧電源１２に戻すことも可能である。
【００２２】
バイアスローラ１１は、転写ベルト６の移動方向においてローラ４の下流側（図３、図４において左側）で、転写ベルト６の内側に接触するように設けられている。このバイアスローラ１１は、転写ベルト６に対して感光体３上のトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与するための接触電極を構成しており、高圧電源１２に接続されている。
【００２３】
接触板１３は、転写ベルト６の用紙搬送面でない下側の、従動ローラ４近傍でベルト内面に配置されており、これは後述するように、転写ニップ上流側において記録紙Ｓへ電荷注入するのを抑えている。また、この接触板１３は、転写ベルト６上に流れる電流を帰還電流として検出するためのものであり、この電流の検出によってバイアスローラ１１からの供給電流が制御される。このため、接触板１３には、検出電流に応じてバイアスローラ１１への供給電流を設定するための転写制御板１４が接続されている。転写制御板１４は高圧電源１２に接続されている。
【００２４】
このような転写搬送装置１においては、図４に示すように、レジストローラ１０からの転写紙Ｓが繰り出されるのに合わせて、支持体７が転写ベルト６を感光体３に接近させる態位を設定され、感光体３との間で転写紙の搬送方向に沿った長さに相当する幅４〜８ｍｍ程度のニップ部Ｂを形成する。
【００２５】
一方、感光体３は、アナログ機を例にとると、その表面が例えば−８００Ｖに帯電した状態とされ、図６に示すように、この表面にプラス帯電のトナーを静電的に吸着した状態でニップ部に移動する。そして、感光体３は、ニップ部に至る前に感光体３近傍に配置され、感光体３表面の電荷を弱める転写前除電ランプ（ＰＴＬ）１５によって表面電位を低下させられる。図６では、静電電荷の高さを丸印の大きさによって表わしてあり、転写前除電ランプ１５によって帯電電荷が少なくなっている状態は、除電前を示す丸印よりも小さく示されている。
【００２６】
図４に示すニップ部Ｂにおいて、感光体３上のトナーは、転写ベルト６側に位置するバイアスローラ１１からの転写バイアスによって転写紙Ｓ上に転移する。
この転写バイアスは−１．５ｋｖ〜−６．５ｋｖの範囲で高圧電源１２から印加されるが、これは以下のような定電流制御の結果、転写バイアスが可変設定される。すなわち、図３及び図４において、高圧電源１２から出力された電流値をＩ_１とし、転写ベルト６を介して接触板１３から接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ_２とした場合、これら両者間で
Ｉ_１−Ｉ_２＝Ｉ_ＯＵＴ（但し、Ｉ_ＯＵＴ：一定）……(１)
の関係が得られるようにＩ_１の値を制御する。これは、温度、湿度等の環境条件の変化や転写ベルト６の製造品質に生じるバラツキに関わらず、転写紙Ｓ上での表面電位Ｖ_Ｐを安定させることによって転写効率の変化を無くすようにするためである。
【００２７】
つまり、転写ベルト６及び転写紙Ｓを通して感光体３側に流れる電流をＩ_ＯＵＴとして見立てることによって、転写紙Ｓ上での表面抵抗の低抵抗化あるいは高抵抗化による転写ベルト６への電流の流れやすさの変化が転写紙Ｓの分離性能や転写性能に影響してしまうのを防止するようになっている。
【００２８】
一例として、Ｉ_ＯＵＴは、搬送速度３３０ｍｍ／ｓｅｃ、有効バイアスローラ長３１０ｍｍにおいて、Ｉ_ＯＵＴ＝３５μＡ±５μＡに設定した場合に良好な転写が得られた。
【００２９】
ところで、感光体３からの画像転写が行われると、これと同時に転写紙Ｓも帯電する。従って、転写ベルト６の真電荷と転写紙Ｓ側に発生する分極電荷との関係により、転写紙Ｓを転写ベルト６上に静電的に吸着して感光体３からの転写紙の分離が行える。そして、感光体３の曲率分離を利用した転写紙Ｓ自らの腰の強さによる剥離動作によって助長される。
【００３０】
しかし、このような静電吸着は、環境条件の変化により、高湿度の場合には転写紙Ｓに電流が流れやすくなるので転写紙の分離がうまくいかなくなる。このため、図５に示した転写ベルト６の表面層６ｂでの抵抗値が若干高めに設定してあることから、ニップ部Ｂでの転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせ、さらには、バイアスローラ１１をニップ部Ｂよりも転写紙搬送方向で下流側に位置させている。これにより、転写ベルト６から転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせて、転写紙Ｓと感光体３との間での静電的な吸着関係を回避するようになっている。この場合に用いる真電荷の移行を遅らせるとは、転写紙Ｓが感光体３側のニップ部に至るまでの上流側で転写紙Ｓへの電荷が発生しないことを意味している。このことから、転写紙Ｓの感光体３への巻き付きが防止され、また、感光体３からの転写紙Ｓの分離不良も防止されることになる。
【００３１】
さらに、転写ベルト６側でも、環境変化による抵抗変化が少ないものが選択される方が良く、抵抗を制御する導電材料としては、カーボン・酸化亜鉛などを適量添加し、弾性体ベルトとしてゴムベルトを用いた場合には、クロロプレーンゴム，ＥＰＤゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどの吸湿性が少なく抵抗値が安定した材質を選択することが望まれる。
【００３２】
なお、この感光体３側へ流れる電流Ｉ_ＯＵＴの値は一義的なものではなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができる。反対に、搬送速度が速いときや転写前除電ランプ１５が用いられない場合には増やすことになる。
【００３３】
一方、ニップ部Ｂを通過した転写紙Ｓは、転写ベルト６の移動に合わせて静電吸着されて搬送され、駆動側ローラ５での曲率分離が行われる。このため、ローラ５の直径は１６ｍｍ以下に設定されている。さらに、このようなローラ５を用いた場合には、上質４５Ｋ紙（剛度：横２１［ｃｍ^３／１００］）の分離が可能であるという実験結果が得られている。
【００３４】
また、駆動ローラ５位置で転写ベルト６から分離された転写紙Ｓは、ガイド板で案内されて定着部１７を構成する加熱ローラ１７ａとパッドローラ１７ｂの間に搬送される。定着部１７では、転写紙Ｓ上のトナーを加熱溶解して転写紙Ｓに圧着してトナーを転写紙Ｓ上に定着させる。
【００３５】
転写紙Ｓへの画像転写及び分離が完了した転写ベルト６は、ＤＣソレノイド８の励磁が解除されるのに応じて接離レバー９が解除され、支持体７が感光体３から離間される。そして、クリーニング装置１６により表面を清掃される。
【００３６】
クリーニング装置１６は、クリーニングブレード１６Ａを備えており、転写ベルト６を摺擦することにより、感光体３の表面から転移したトナーや転写されないで転写ベルト６の周辺に飛散していたものが付着した場合のトナーや転写紙Ｓの紙粉を掻き取るようになっている。
【００３７】
クリーニングブレード１６Ａによって摺擦される転写ベルト６は、摺擦抵抗の増加による駆動力の増大あるいはクリーニングブレード１６Ａのめくれ等の現象を防止するのに、摩擦係数の低いものとして表面にフッ素系の樹脂材料、例えばポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンなどが被覆されている。また、転写ベルト６の表面から掻き取られたトナーあるいは紙粉は、回収スクリュー１６Ｂによって本体１Ａから図示しない廃トナー回収容器に収容される。
【００３８】
さて、本発明による接触部材（接触式転写搬送装置において、感光体に接触する部材）の抵抗の時間変化量に基づく転写制御について以下に説明する。
本実施形態では、転写ベルト６の抵抗の時間変化量を検知し、その検知値が所定値以下の場合には環境変化に対応する転写電流の制御を行い、その検知値が所定値より大きい場合には経時での抵抗変化に対応する転写電流の制御を行うようにしている。
【００３９】
まず、転写ベルト６の抵抗の時間変化量と環境変化に応じた転写電流の制御について説明する。
転写ベルト６の抵抗の時間変化量とは、電圧印加直後の電流値と一定時間後の電流値の変化率または差のことである。抵抗の時間変化量を検知する方法の一例としては、ある一定電圧を印加してその電流値を電圧印加直後から所定時間後まで検知してその変化量を検出する方法がある。また、ある一定の定電流を印加して電圧の時間変化量を測定しても良い。本実施形態では、（１分後の電流値−印加直後の電流値）÷（印加直後の電流値）、として、変化率を用いている。なお、一定時間後の電流値は１分後に限らず、２分後、３分後の電流値でも良い。
【００４０】
図７は、一般的な転写ベルト抵抗の時間変化量を示すグラフである。このグラフには、代表的な転写ベルトの例として、（ａ），（ｂ），（ｃ）の３例を示している。転写ベルト抵抗の時間変化量を検知することで、接触転写部材（本実施形態では転写ベルト６）に使用している部材の抵抗に関し、各環境での抵抗の変化率がわかる。つまり、接触転写部材が各環境においてどの程度（抵抗が）変化するかがわかり、その転写ベルトがイオン導電系の材料であるか、カーボン分散系の材料か、あるいはどちらに近い材料であるかが判る。したがって、各環境での転写電流の制御を正確に（適切に）行うことが可能となる。
【００４１】
イオン導電系の材料はカーボン分散系の材料に比べて環境変動による抵抗変化が非常に大きく、各環境での転写電流の制御が非常に難しい。反面、抵抗の時間変化量（経時での抵抗変化）はほとんどない。一方、抵抗の時間変化量が大きければ、カーボン分散系の材料と考えることができる。カーボン分散系の材料は、経時での抵抗変化量が大きく、経時での転写電流制御が非常に難しいという側面を持っている。
【００４２】
例えば、イオン導電系の転写ベルトの場合、従来は環境変動があるたびにベルト抵抗を検知して転写電流の制御を実施しなければならなかった。この場合、検知に時間がかかり急激な変動に追随することができない。
【００４３】
しかし、本実施形態では、転写ベルトの抵抗の時間変化量と各環境での最適な転写電流をテーブルとして準備しておくので、一度転写ベルト６の抵抗の時間変化量を検知しておけば、後は、環境変動があった場合に、その環境に則した最適な転写電流値がテーブルにより即座に決定でき、その都度転写ベルトの抵抗検知をして転写電流の制御をする必要がない。したがって、急激な環境変動があった場合でも迅速に最適な転写電流の制御ができることになる。
【００４４】
次の表１は、本実施形態における転写ベルト６の抵抗の時間変化量と環境変化に応じた転写電流の制御テーブルを示すものである。表中の電流値の単位は［μＡ］である。
【表１】

【００４５】
この表１に示すように、本実施形態では、転写ベルトの抵抗変化量（抵抗の時間変化量）を４段階に分け、環境条件をＬ／Ｌ（低温低湿）、Ｎ／Ｎ（通常環境）、Ｈ／Ｈ（高温高湿）の３段階に設定している。
【００４６】
例えば、転写ベルトの抵抗変化量（本実施形態では、抵抗の代用特性としての電流値）が０．３μＡ以下であった場合、環境がＬ／Ｌのときには転写電流を２０μＡに制御し、環境がＨ／Ｈのときには、３５μＡに制御する。また、転写ベルトの抵抗変化量が０．８以上で、環境がＬ／Ｌのときには３３μＡに制御し、Ｎ／Ｎ及びＨ／Ｈのときには３０μＡに制御する。
【００４７】
本実施形態では、転写電流の制御は転写搬送ベルト装置１が装着される画像形成装置の制御部によって行われるものとする。その制御部の構成を図８に示す。図８のブロック図において、制御部３０はＣＰＵ３１を中心にＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ／Ｏインターフェース３４，３５、タイマ３６等により構成される。一方のＩ／Ｏ３４には、画像形成装置の操作部（操作パネル）３７や手差し給紙台に設けられた検知スイッチ３８が接続される。他方のＩ／Ｏ３５には、転写搬送ベルト装置１のＤＣソレノイド８や転写ベルト駆動モータ１８あるいは転写制御板１４を介した高圧電源１２、温湿度検知手段１９等が接続される。
【００４８】
上述の転写電流制御テーブルは制御部３０のＲＯＭ３２内に格納されており、後述するようにして一度転写ベルト６の抵抗変化量を検知すれば、温湿度検知手段１９の出力に応じてＣＰＵ３１が転写電流制御テーブルから最適な転写電流値を読み出し、制御信号を転写制御板１４に出力して高圧電源１２を制御する。これにより、環境変化に応じて逐次転写電流を変更することができ、急激な環境変動があった場合でも最適な転写電流とすることができ、特に急激な環境変動に非常に有利である。
【００４９】
なお、上記の表１は、一般的な抵抗値の転写ベルトの場合を示したもので、転写ベルトの抵抗値に応じてさらに細かい制御テーブルを用意しても良い。ここでは、転写ベルトの抵抗値を「超低」、「低」、「中」、「高」に区分けした制御テーブルをを次の表２に示す。表中の電流値の単位は［μＡ］である。
【表２】

【００５０】
この表２で、ベルト抵抗１０^７Ωは後述するベルト抵抗検知処理において「超低」と判定されたものである。また、ベルト抵抗１０^８Ωは「低」、ベルト抵抗１０^９Ωは「中」、ベルト抵抗１０^１０Ωは「高」と夫々判定されたものである。この表２の制御テーブルを用いた場合には、転写ベルトの抵抗値を加味したきめの細かい制御を行うことができる。なお、表２において、１０^８Ω及び１０^９Ωは一般的な抵抗値の転写ベルトに相当し、この表２の１０^８Ω及び１０^９Ωの値だけを取り出してみると表１と同じになる。
【００５１】
次に、転写ベルト６の抵抗の時間変化量と経時での抵抗変化に応じた転写電流の制御について説明する。この制御は、転写ベルトがカーボン分散系の材料の場合に適した制御である。この種の材料では環境変化による抵抗変化よりも、経時での抵抗変化が大きく、経時での転写電流の制御に重点をおくことが不可欠である。
【００５２】
図９は、転写ベルトの経時での抵抗変化（代用特性としての電流値の変化）を示すグラフであり、カーボン分散系材料によるもの（ｄ）と、イオン導電系によるもの（ｅ）とを示している。このグラフからも判るように、イオン導電系よりもカーボン分散系のほうが経時での抵抗変化率が大きい。
【００５３】
次の表３は、本実施形態における転写ベルト６の抵抗の時間変化量と経時での抵抗変化に応じた転写電流の制御テーブルを示すものである。表中の電流値の単位は［μＡ］である。
【表３】

【００５４】
この表３に示すように、本実施形態では、転写ベルトの抵抗変化量（抵抗の時間変化量）を４段階に分け、経時の条件を５時間（ｈｒ）、１２時間、２４時間、１２０時間、２４０時間の５段階に設定している。
【００５５】
この制御テーブルも図８のＲＯＭ３２に格納されており、転写ベルトの抵抗変化量を検知しておき、時間経過にしたがって制御テーブル内のデータに基づいてＣＰＵ３１が転写電流の制御を行う。
【００５６】
例えば、表３において、転写ベルトの抵抗変化量が０．８以上と検知された場合、５時間経過までは転写電流を３０μＡとし、５時間以上１２時間経過までは３５μＡとし、２４時間経過以上は３７μＡに制御する。
【００５７】
転写ベルトの場合、材料の特性による経時での抵抗変化だけでなく、伸張による抵抗変化もある。このベルトの伸張は経時による場合が大きいので、その伸張による抵抗変化も加味した値として制御値を設定してテーブルを構成してやれば、特に転写ベルトのように伸張がある部材（転写ローラと比べて）の場合には非常に適した制御を行うことができる。
【００５８】
なお、上記の表３は、一般的な抵抗値の転写ベルトの場合を示したもので、転写ベルトの抵抗値毎に制御テーブルを用意しても良い。ここでは、転写ベルトの抵抗値が１０^７Ω（超低）の場合の制御テーブルとして表４を、転写ベルトの抵抗値が１０^８〜１０^９Ω（低及び中）の場合の制御テーブルとして表５を、転写ベルトの抵抗値が１０^１０Ω（高）の場合の制御テーブルとして表６を示す。なお、表中の電流値の単位は［μＡ］である。後述する転写ベルトの抵抗検知において検出されたベルト抵抗に応じて、いずれかの制御テーブルを用いて制御するように構成できる。なお、表５のベルト抵抗が１０^８〜１０^９Ωのものは一般的な抵抗値の転写ベルトに相当し、この表５と表３の制御値は同じである。
【表４】

【表５】

【表６】

【００５９】
次に、本実施形態における転写電流制御の処理について図１０のフローチャートを参照して説明する。
図１０のフローチャートにおいて、まず、後述する手順で転写ベルトの抵抗を検知する（Ｓ１）。次いで、転写ベルトの抵抗の時間変化量を検知する（Ｓ２）。そして、抵抗の時間変化量の検知値が０．５以下の場合には、表１（又は表２）の制御テーブルによる転写電流制御の実施と決定する（Ｓ４）。一方、抵抗の時間変化量の検知値が０．５より大きい場合には、表３（又は表４〜６のいずれか）の制御テーブルによる転写電流制御の実施と決定する（Ｓ９）。
【００６０】
Ｓ３からＳ４に進み、環境変動に対応する転写電流制御の実施と決定した場合には、温度及び湿度の環境条件を検知し（Ｓ５）、その環境条件に適した転写電流値を制御テーブルから読み出して出力する（Ｓ６）。そして、指定された枚数の転写が行われたか否かを判断し（Ｓ７）、１８０秒以内の場合は同じ転写電流値の出力を行い（Ｓ８〜Ｓ６）、１８０秒以上経過した場合は再度環境条件を検出して（Ｓ８〜Ｓ５）その条件に基づく転写電流値を出力する。
【００６１】
一方、Ｓ３からＳ９に進み、経時に対応する転写電流制御の実施と決定した場合には、制御時間の検知を開始（タイマースタート）し（Ｓ１０）、その時間に適した転写電流値を制御テーブルから読み出して出力する（Ｓ１１）。Ｓ１２及びＳ１３の処理はＳ７及びＳ８の処理と同じである。
【００６２】
このように、本実施形態の転写搬送ベルト装置においては、転写ベルトの抵抗の時間変化量を検出し、その検出値に応じて環境条件に適した転写電流制御又は経時条件に適した転写電流制御を実施するので、転写ベルトの材料特性に応じた最適な転写バイアス制御を実施することができる。そのため、特にイオン導電系の材料を用いた転写ベルト装置における転写バイアスをより正確に制御し、環境条件に対応した最適な転写を実現することができる。また、特に、カーボン分散系の材料を用いた転写ベルト装置における転写バイアスをより正確に制御し、経時条件に対応した最適な転写を実現することができる。
【００６３】
なお、転写ベルトの抵抗の時間変化量に加えて転写ベルトの抵抗値を検知して（表１に代えて表２の制御テーブルを、また、表３に代えて表４〜６のいずれかの制御テーブルを用いて）制御した場合には、転写ベルトの材料特性と抵抗値に応じた制御を行うことができ、より適切な転写を実現することができる。
【００６４】
図１１に、図１０のフローチャートにおけるステップ１（Ｓ１）に相当する転写ベルトの抵抗検知処理の一例を示す。ここに図示する例では、転写ベルト６に所定の定電流を印加し、このときの電圧値に基づいて転写ベルト６の抵抗値を求めている。この方法で求めるベルト抵抗値は厳密な意味ではベルトの体積抵抗率そのものではないが、体積抵抗率に相当するものとしてベルト抵抗値を求めることができる。なお、転写ベルトの抵抗検知方法としては、ここに図示するものに限らず、定電圧を印加した時の電流値を検出する方法などでも構わない。
【００６５】
図１１のフローチャートにおいて、まず高圧電源１２（図３参照）からの出力電流Ｉ_１と接触板１３からの帰還電流Ｉ_２の差であるＩ_ＯＵＴを４０μＡに設定して、これをバイアスローラ１１から転写ベルト６へ印加する（Ｓ１）。このときの電圧値:Ｖを検出し（Ｓ２）、Ｖが２．０［kV］以下であるかを判断する（Ｓ３）。電圧値:Ｖが２．０［kV］以下の場合はさらに電圧値:Ｖが１．０［kV］以下であるかを判断し（Ｓ４）、電圧値:Ｖが１．０［kV］以下の場合はベルト抵抗値を「超低」と判定し（Ｓ５）、そうでなければベルト抵抗値を「低」と判定する（Ｓ６）。
【００６６】
Ｓ３で電圧値:Ｖが２．０［kV］より大きい場合はＩ_ＯＵＴを５０μＡに設定して転写ベルト６へ印加し（Ｓ７）、電圧値:Ｖを検出する（Ｓ８）。そして、Ｖが２．０［kV］より大きく３．２［kV］以下であるかを判断する（Ｓ９）。ここで、電圧値:Ｖが３．２［kV］以下の場合はベルト抵抗値を「中」と判定する（Ｓ１０）。
【００６７】
電圧値:Ｖが３．２［kV］より大きい場合はＩ_ＯＵＴを６０μＡに設定して転写ベルト６へ印加し（Ｓ１１）、電圧値:Ｖを検出する（Ｓ１２）。そして、Ｖが３．２［kV］より大きく６．０［kV］以下であるかを判断する（Ｓ１３）。ここで、Ｖが６．０［kV］以下の場合はベルト抵抗値を「高」と判定する（Ｓ１４）。また、Ｖが６．０［kV］より大きい場合はベルト抵抗値を「超高」と判定する（Ｓ１５）。
【００６８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。前記実施形態では転写バイアス制御として転写電流を制御していたが、本実施形態は転写電圧を制御するものである。
【００６９】
本実施形態では、まず、転写ベルトの抵抗検知を行い、次いで、転写ベルトの抵抗の時間変化量を検知する。そして、抵抗の時間変化量の検知値が０．５以下の場合には温湿度検知手段１９（図８）によって環境条件を検知する。ここで、Ｌ／Ｌ環境と判定され、且つ、転写ベルトの抵抗が「超高」と判定された場合には、定電圧制御に切り替えて転写制御を実施する。その定電圧制御の電圧は接触転写方式のシステムにより異なるが、転写ベルト方式の場合には６．３ｋＶから６．８ｋＶ程度の望ましい。抵抗の時間変化量の検知値が０．５以下でＬ／Ｌ環境かつ転写ベルトの抵抗が「超高」以外の条件では前記実施形態（の環境対応の制御）と同様である。
【００７０】
転写ベルト抵抗の時間変化量の検知値が０．５以下でＬ／Ｌ環境かつ転写ベルトの抵抗が「超高」の場合には、転写電流制御すると出力電圧が異常に高くなって転写ベルトから感光体ドラムへのリークが発生する可能性がある。そこで、本実施形態では定電圧制御に切り替えて転写制御を実施するようにしている。
【００７１】
また、転写ベルト抵抗の時間変化量の検知値が０．５以上で転写ベルトの抵抗が「超高」と判定された場合には、初期状態（本実施形態では２４時間）では転写電圧を定電圧にして転写制御を実施する。抵抗の時間変化量の検知値が０．５以上で転写ベルトの抵抗が「超高」以外の条件では前記実施形態（の経時対応の制御）と同様である。
【００７２】
抵抗の時間変化量の検知値が０．５以上で転写ベルトの抵抗が「超高」の場合には、初期状態ではベルト抵抗が高く経時で低くなる傾向にある。よって、初期状態では転写ベルトから感光体ドラムへのリーク発生の可能性がある。そこで、本実施形態では転写電圧を定電圧に切り替えて転写制御を実施するようにしている。
【００７３】
本実施形態における転写制御を図１２に示す。
図１２のフローチャートにおいて、ベルト抵抗を検知し（Ｓ１）、そのベルト抵抗が「超高」かどうか判断する（Ｓ２）。ベルト抵抗が「超高」でなければ転写電流の制御（図１０に示す前記実施形態の制御）を実施する（Ｓ１４）。ベルト抵抗が「超高」と判定された場合は転写ベルト抵抗の時間変化量を検知する（Ｓ３）。そして、抵抗の時間変化量が０．５以下であるかを判定する（Ｓ４）。
【００７４】
この検知値が０．５以下の場合、温度・湿度の環境条件を検知し（Ｓ５）、環境がＬ／Ｌ環境かどうか判断する（Ｓ６）。ここで、Ｌ／Ｌ環境でない場合は図１０（前記実施形態）のステップ４以下の制御（転写電流制御）を行う（Ｓ９）。また、ここでＬ／Ｌ環境であれば、すなわち、ベルト抵抗が「超高」で抵抗の時間変化量が０．５以下でＬ／Ｌ環境の場合には、定電圧制御に切り替えて転写電圧６ｋＶを出力する（Ｓ７）。そして、所定枚数の転写を行う（Ｓ８）。
【００７５】
一方、Ｓ４で抵抗の時間変化量が０．５より大きい場合は、稼動時間の検知をスタートし（Ｓ１０）、稼動時間が２４時間になったかどうか判断する（Ｓ１１）。稼動時間が２４時間を越える場合は、図１０（前記実施形態）のステップ９以下の制御（転写電流制御）を行う（Ｓ１５）。また、ここで、稼動時間２４時間までは、すなわち、ベルト抵抗が「超高」で抵抗の時間変化量が０．５以上で初期状態（稼動時間２４時間以内）の場合には、定電圧制御に切り替えて転写電圧６ｋＶを出力する（Ｓ１２）。そして、所定枚数の転写を行う（Ｓ１３）。
【００７６】
このように、本実施形態のベルト転写装置においては、イオン導電系およびカーボン分散系どちらの材質による転写ベルトでも、ともに高（超高）抵抗ベルトの場合には定電圧制御に切り替えるので、ベルト材料の特性に関わらず、安定した転写制御を行うことができ、特に高電圧になることから発生するリーク（転写ベルトから感光体へのリーク）を防止することができる。
【００７７】
以上、本発明を２つの実施形態を例に上げて説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では転写ベルトを用いた装置としたが、接触転写方式である転写ローラ装置の場合にも本発明を適用することができる。また、差分定電流制御方式に限らず定電流制御あるいは定電圧制御方式の転写装置にも本発明を適用することができる。また、図１〜６に示した転写ベルトの抵抗値よりも１桁〜２桁ほど広範囲の部材にも適用できる。さらに、図１〜６に示した転写ベルト装置における従動ローラ４をアースしても良いし、フロートにしても良い。駆動ローラ５も同様にアースしても良いし、フロートにしても良い。
【００７８】
さらに、上述のように、抵抗の時間変化量の検知方法についても、ある一定電圧を印加してその電流値を電圧印加直後から所定時間後まで検知してその変化量を検出する方法でも良いし、ある一定の定電流を印加して電圧の時間変化量を測定しても良い。一定電圧を印加する場合の検知における所定時間も実施形態に限定されない。また、各実施形態の制御を実行する制御部の構成も図８のものに限定されない。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転写搬送装置によれば、前記接触部材の抵抗を検知する抵抗検知手段を設け、記接触部材の抵抗の時間変化量を検知し、該検知結果に基づいて環境変化に対応する転写電流の制御または経時での抵抗変化に対応する転写電流の制御を選択して行うので、接触部材の材料特性に応じた最適な転写電流の制御を行うことができる。また、転写電流の逐次制御が可能となる。
【００８２】
請求項２の構成により、接触部材の材料特性と環境条件に応じた転写バイアス制御を行うことができ、安定した転写を実現することができる。特に、環境により抵抗変化の大きな材質の場合において、低温・低湿環境ではリークの防止を、高温・高湿環境では搬送性の安定を確保することができる。
【００８３】
請求項３の構成により、接触部材の材料特性と時間経過に応じた転写バイアス制御を行うことができ、安定した転写を実現することができる。特に、経時での抵抗変化の大きな材質における安定性を図ることができる。
【００８４】
請求項４の構成により、前記接触部材の抵抗値を転写バイアス制御の条件に加味するので、接触部材の材料特性に応じた転写バイアス制御をより正確に行うことができる。
【００８５】
請求項７の構成により、前記接触部材が転写ベルトである場合には、転写ベルトの材質の違いによる特性の差を吸収して最適な転写制御を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される転写搬送ベルト装置の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図２】その転写搬送ベルト装置のベルトユニットのローラ構成を示す平面図である。
【図３】その転写搬送ベルト装置が画像形成装置に装着され、転写ベルトが感光体から離間している状態を示す正面図である。
【図４】その転写搬送ベルト装置が画像形成装置に装着され、用紙を挟んで転写ベルトを感光体に接触させた状態を示す正面図である。
【図５】その転写搬送ベルト装置の転写ベルトの構造を示す部分断面図である。
【図６】その転写搬送ベルト装置における転写作用を説明する模式図である。
【図７】転写ベルト抵抗の時間変化量を示すグラフである。
【図８】本実施形態における転写制御を実行する制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】転写ベルトの経時での抵抗変化を示すグラフである。
【図１０】本実施形態における転写電流制御の処理を示すフローチャートである。
【図１１】転写ベルト抵抗値の検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態における転写電流制御の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１転写搬送装置
２ベルトユニット
３感光体ドラム
６転写ベルト
１１バイアスローラ
１２高圧電源
１３接触板
１４転写制御板
１６クリーニング装置
１７定着部
１９温湿度検知手段
３１ＣＰＵ
３２ＲＯＭ

Claims

画像形成装置における像担持体上の顕画像を記録材に転写するとともに記録材を搬送する転写搬送装置であって、前記像担持体に接触する接触部材と、該接触部材に転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを有する転写搬送装置において、
前記接触部材の抵抗を検知する抵抗検知手段を設け、
前記接触部材の抵抗の時間変化量を検知し、該検知結果に基づいて環境変化に対応する転写電流の制御または経時での抵抗変化に対応する転写電流の制御を選択して行うことを特徴とする転写搬送装置。
環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、該環境条件検知手段の検知結果に基づいて転写電流値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の転写搬送装置。
転写バイアスの制御時間を検知する経時手段を有し、該経時手段の検知結果に基づいて転写電流値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の転写搬送装置。
前記接触部材の抵抗値を転写バイアス制御の条件に加味することを特徴とする、請求項２又は３に記載の転写搬送装置。
前記接触部材の抵抗値が所定値より高く、かつ前記接触部材の抵抗の時間変化量が所定値以下の場合、環境条件によって転写バイアス制御を定電圧制御に切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の転写搬送装置。
前記接触部材の抵抗値が所定値より高く、かつ前記接触部材の抵抗の時間変化量が所定値より大きい場合、所定の経時時間まで転写バイアス制御を定電圧制御に切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の転写搬送装置。
前記接触部材が転写ベルトであることを特徴とする、請求項１に記載の転写搬送装置。