JP3977129B2

JP3977129B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3977129B2
Application number: JP2002112975A
Authority: JP
Inventors: 淳望月; 岳志冨澤
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2007-09-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくはトナー像の被転写体への転写時に、最適な転写バイアスの設定を行う転写制御方法、及びこの方法により転写を行う制御手段を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、主に接触帯電方式を用いた転写手段に対して、ATVC（Active Transfer Voltage Control）とよばれる、画像を転写する時以外に転写部に電流を流し、このときの電流電圧値から最適な転写バイアスを設定する方法が提案されている。この制御方法について、図１０を用いて説明する。図１０は従来の画像形成装置の説明図である。
【０００３】
本図において、像担持体としての101は感光体ドラム、102は一次帯電手段、103は露光手段、104は現像装置、105は転写手段、106はクリーナーである。一次帯電装置102により、感光体ドラム101が一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光手段103によってなされることにより、感光体ドラム101上に静電潜像が形成される。その後、現像装置104によってトナー像が現像され、感光体ドラム101上のトナー像は転写手段105によって転写材Ｐに転写される。感光体ドラム101上に残った転写残トナーはクリーナー106によって回収される。
【０００４】
本図において、転写手段105は弾性ローラーを用いた接触帯電方式であり、オゾンレス、低コストなどの利点から、電子写真画像形成装置に従来からよく用いられている。しかしながら、上記のような転写手段としての弾性ローラー（以下「転写ローラー」と呼ぶ）は、製造時の抵抗ばらつきを抑えることが難しいうえ、雰囲気環境の温湿度変化や耐久劣化などにより抵抗が変化してしまう。
【０００５】
このため、転写高圧電源に定電流制御と定電圧制御の出来る制御手段、及びこのときの電圧、電流を検知する検知手段をもち、画像形成の前回転時に転写バイアスを定電流制御を行い、このときの感光体ドラム101の帯電電位と転写ローラ105の抵抗値に対する最適な転写電圧とを検知し、画像を転写する際には先に検知した転写電圧で定電圧制御を行う方法が知られている。この方式によれば、一度決めた電圧値で、転写材Ｐのサイズによらず最適な転写を行うことが出来る。
【０００６】
また一方で、転写部における像担持体と被転写体の速度について、複数の設定を持つ画像形成装置についていくつか提案されている。
【０００７】
特開平０９−３２５６２５号公報においては、レーザービームプリンターの高解像度化を実現するために、感光体ドラムの周速度を落とすことで、レーザーをスキャンさせるポリゴンミラーの回転速度を高めることなく、感光体ドラムへのレーザースキャンの密度を高めるという方法が示されている。このとき、感光体ドラムの回転を落とすのに伴い、転写部の速度も落とすことになる。
【０００８】
また、特開平０８−２８６５２８号公報によれば、転写材として厚紙やＯＨＴを用いた場合に、画像の十分なグロスや混色性を確保するために、定着速度を下げるのが有効であり、これに伴って転写部の速度を落とす方法が示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように転写速度を下げた場合に、転写バイアスが最適値からずれてしまい、画像の不良が生じるという課題が発生する。これに対し、上述の特開平０９−３２５６２５公報及び特開平０８−２８６５２８号公報においては、異なる複数の転写速度の各々においてＡＴＶＣを実施することで、それぞれの転写速度で最適な転写バイアスが設定されるとしている。
【００１０】
しかしながら、画像形成動作の前回転時にＡＴＶＣを行うことは、画像形成時間を長くする原因であり、転写速度が変わる際、各々の転写速度に対してＡＴＶＣを行うこの方法では、遅い転写速度の際の画像形成時間はより長くなるという課題を有していた。また、画像形成時間を短縮するために、毎回の画像形成動作中ではなく、所定印字枚数ごとや所定経過時間ごとなど、特定の時のみにＡＴＶＣを行う画像形成装置においても、その都度、転写速度を変えながらＡＴＶＣ動作を行う必要があり、これらの間にユーザーを長く待たせてしまうという課題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、画像形成動作中に転写速度を変化させても、該転写速度変化に伴うユーザーの待ち時間をなくすことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、像担持体と、転写電圧が印加されて被転写体に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する時の転写電流を検知する検知手段と、を有し、前記像担持体から前記トナー像を前記被転写体に転写する転写速度を複数設定可能な画像形成装置において、前記転写速度が転写速度Ｓ１に設定されている状態で前記検知手段が検知した転写電流に基づいて決定された、前記転写速度Ｓ１の転写電圧Ｖ１と、雰囲気環境から得られる環境係数Ｈとを用い、前記転写速度Ｓ１と異なる転写速度Ｓ２の転写電圧Ｖ２を、Ｖ２＝Ｈ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ〔Ｖｄｃは、転写手段の放電開始電圧〕の関係によって決定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は第１実施形態の画像形成装置における像担持体周辺の概略図である。
【００１４】
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略を示している。この画像形成装置１００は、４つの感光体ドラム１ａ〜１ｄを持ち、中間転写体を用いたフルカラー電子写真画像形成装置であり、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲に、帯電ローラー２ａ〜２ｄ、露光装置３ａ〜３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、クリーナー６ａ〜６ｄ等を有するプロセスユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが設けられている。これらの各プロセスユニットＰａ〜Ｐｄにより、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の画像が形成されると共に、各感光体ドラム１ａ〜１ｄは図の矢印方向に回転自在となっている。
【００１５】
各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された画像は、一次転写ローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを有する一次転写部において、感光体ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する中間転写ベルト（ベルト状の像担持体）５１上に順次転写され、該中間転写ベルト５１上に転写された画像は、更に二次転写ローラー５６，５７を有する第２の転写部において、紙等の転写材へ転写される構成となっている。
【００１６】
以下、図２に基づき、前述したプロセスユニットについて説明するが、４つのプロセスユニットＰａ〜Ｐｄは同一の構成となっているので、ここでは、プロセスユニットＰａについて説明する。
【００１７】
本プロセスユニットＰａは、図示しない装置本体によって回動自在に支持された感光体ドラム１ａを備えていて、該感光体ドラム１ａは、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２を基本構成とする一般的な有機感光体ドラムである。その中心には支軸１３を有し、この支軸１３を中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【００１８】
感光体ドラム１ａの上方には、帯電ローラー２ａが配置されていて、該帯電ローラー２ａは、感光体ドラム１ａ表面に接してこの表面を所定の極性、電位に均一に帯電するものであり、ローラー状に構成されている。この帯電ローラー２ａは、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と中抵抗導電層２３からなり、芯金２１の長手方向の両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されていると共に、感光体ドラム１ａに対して略平行に配置されている。
【００１９】
前記芯金２１の軸受部材は、不図示の押圧手段によって感光体ドラム１ａの中心に向けて付勢されており、これにより、帯電ローラー２ａは、感光体ドラム１ａ表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラー２ａは、感光体ドラム１ａの矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラー２ａは、電源２４によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光体ドラム１ａの表面が均一に接触帯電されるようになっている。
【００２０】
感光体ドラム１ａの回転方向に沿う帯電ローラー２ａの下流側には、露光装置３ａが配設されている。該露光装置３ａは、例えば画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して感光体ドラム１ａ上を露光するもので、画像情報に応じた静電潜像を形成するものである。
【００２１】
更に、露光装置３ａの下流側に配置された現像装置４ａは、二成分現像剤を収容した現像容器４１を有し、その容器４１の感光体ドラム１ａに面した開口部内に現像スリーブ４２が回転自在に設置されている。この現像スリーブ４２内には、該現像スリーブ４２上に現像剤を担持させるマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。また、現像容器４１における現像スリーブ４２の下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード４４が設置されている。更に、現像容器４１内には、区画された現像室４５及び撹拌室４６が設けられ、その上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。
【００２２】
薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光体ドラム１ａと対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ４３の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光体ドラム１ａの面上を擦ると共に、現像スリーブ４２に、電源４８によって現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが、静電潜像の露光部に付着して現像し、感光体ドラム１ａ上にトナー像が形成される。
【００２３】
現像装置４ａの下流側の感光体ドラム１ａの下方には、中間転写ベルト５１を挟んで、転写ローラー５３ａが配設されている。この転写ローラー５３ａは、接地されている芯金５３１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５３２によって構成されている。また、該転写ローラー５３ａは、長手方向の両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光体ドラム１ａの中心に向けて付勢されている。
【００２４】
これにより、転写ローラー５３ａの導電層５３２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して感光体ドラム１ａ表面に圧接され、感光体ドラム１ａと転写ローラー５３ａとの間には転写ニップ部が形成される。この転写ニップ部には、中間転写ベルト５１が挟まれており、感光体ドラム１ａ表面と転写ローラー５３ａ間の電位差によって、マイナスに帯電したトナーは、感光体ドラム１ａ表面から中間転写ベルト５１表面に転写される。
【００２５】
像転写後の感光体ドラム１ａは、クリーナー６ａによって残留トナー等の付着物が除去される。クリーナー６ａは、クリーナーブレード６１および搬送スクリュー６２を有し、クリーナーブレード６２は、感光体ドラム１ａに対して、所定の角度および圧力で不図示の加圧手段により当接されており、感光体ドラム１ａ表面に残留したトナー等を回収する。回収された残留トナー等は搬送スクリュー６２によって搬送排出される。
【００２６】
次いで、図１において、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には、中間転写ユニット５が配設されている。この中間転写ユニット５は、中間転写ベルト５１と、転写ローラー５３ａ〜５３ｄ、中間転写ベルト駆動ローラー５５、二次転写ローラー５６，５７、テンションローラー５８、さらに中間転写ベルトクリーナー６０を有している。
【００２７】
中間転写ベルト５１は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦのような誘電体樹脂によって構成されるが、本実施形態では、体積抵抗率１０^９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃６０％ＲＨ）、厚みｔ＝９０μｍのＰＩ樹脂を採用した。
【００２８】
また、転写ローラー５３ａは、φ８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層からなり、抵抗値は、該転写ローラー５３ａを、接地された対向ローラーに５００ｇ重の荷重で加圧して、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０^５Ω（２３℃６０％ＲＨ）であった。
【００２９】
感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各色のトナー像は、上述のように順次中間転写ベルト５１上に転写された後、該ベルトの回転とともに二次転写部まで搬送される。一方、このときまでに、給送カセット８から取り出された転写材Ｐは、ピックアップローラ８１を経て搬送ローラー８２に供給され、二次転写部において、二次転写ローラー５６，５７間に印加される二次転写バイアスによって上述のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。なお、中間転写ベルト５１上の転写残トナー等は、中間転写ベルトクリーナー６０によって除去、回収される。
【００３０】
さらに、二次転写内ローラー５６は、φ１６ｍｍの芯金と、厚さ７ｍｍの導電性ウレタンソリッド層からなり、抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地に対して該二次転写内ローラー５６を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０⁵Ω（２３℃５０％ＲＨ）であった。
【００３１】
二次転写外ローラー５７は、φ１６ｍｍの芯金と、厚さ７ｍｍの導電性ＥＰＤＭスポンジ層からなり、抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地に対して該二次転写外ローラー５７を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に２０００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０⁸Ω（２３℃５０％ＲＨ）であった。
【００３２】
定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラー７１と、該定着ローラー７１に圧接しながら回転する加圧ローラー７２とを有している。そして、定着ローラー７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒーター７３が配設されており、ヒーター７３への電圧等を制御することにより定着ローラー７１の表面の温度調節を行っている。この状態において、転写材が搬送されてくると、定着ローラー７１と加圧ローラー７２は一定速度で回転し、転写材Ｐが定着ローラー７１と加圧ローラー７２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱される。これにより、転写材表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、転写材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００３３】
以下、本発明の特徴的な部分である、通常速度でのＡＴＶＣ動作で得られた転写電圧と転写電流の関係から、１／２速における転写電圧を設定する方法について、前述の構成の画像形成装置の一次転写を例に説明していく。
【００３４】
図３は、感光体ドラム１から中間転写ベルト５１へトナー像を転写するときの、転写電流Ｉと感光体ドラム１から中間転写ベルト５１への転写効率の関係を示す。
【００３５】
本発明者の検討によれば、図３で示されるように、転写電流Ｉを上げていくと、感光体ドラム１から中間転写ベルト５１への転写効率は高くなっていき、所定電流Ｉｂ近傍において最大の転写効率となる。そして、この電流Ｉｂを境に強抜けと呼ばれる画像不良が発生し始め、転写効率は下がり始める。このときには、感光体ドラム１と転写ローラー５の間で放電が発生していると考えられる。このように、トナーの転写効率は転写電流Ｉによって決まるため、転写ローラー５の抵抗値が耐久で変動した際にも、つねに所望の所定電流Ｉｂが流れるように、ＡＴＶＣで転写電圧を決定する。
【００３６】
ＡＴＶＣについては、いくつかの方法がこれまで提案されているが、ここでは定電圧制御の出来る転写高圧電源と、このときの電圧、電流を検知する不図示の検知手段とをもち、ＡＴＶＣ動作時には、感光体ドラム１を所定の帯電電位に帯電しながら、２段階の電圧Ｖｙ、Ｖｚをそれぞれ転写ローラー５が１周する間印加し、このときのそれぞれの転写電流Ｉｙ、Ｉｚを求め、これらの関係から最適な所定電流Ｉｂを流すのに必要な所定電圧Ｖｂを線形補間から求め（図４）、画像を転写する際には電圧Ｖｂで定電圧制御を行う方法を用いる。
【００３７】
さらに、本実施形態における画像形成装置は、転写材Ｐによって定着の速度を可変としている。すなわち、定着に対してより熱量の必要な厚紙やＯＨＴに対しては、通常の１／２速で定着するモードを持つ。このとき、転写材Ｐの搬送速度は１／２速となるため、中間転写ベルト５１から転写材Pへの二次転写部における転写速度、および、感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト５１への一次転写部における転写速度も１／２速となる。仮に、二次転写部における転写速度を通常速度で行おうとすると、二次転写後に、転写材Ｐの搬送速度を減速させるための広い空間が必要となるため機械が大型化してしまう。また、一次転写部における転写速度を通常速度とし、二次転写部にいたるまでに減速するとすると、同じく一次転写部と二次転写部の間の距離を大きくとる必要がある。また、一次転写部における転写速度を通常速度とし、二次転写部で画像を転写させずに通過させて、再度二次転写部にいたるまでに減速させる、減速回転を設けるとすると、中間転写ベルトクリーナー６０を着脱する機構が必要となるなど、機械が複雑化してしまう。
【００３８】
また、本発明者は、本実施形態の画像形成装置における所定電流（最適転写電流）Ｉｂは、転写速度が１２０ｍｍ／ｓｅｃ時では１２μＡであり、転写速度が６０ｍｍ／ｓｅｃ時では６μＡであることを、先に図３を用いて示した方法から求めた。すなわち、最適転写電流は転写速度に比例しているわけである。
【００３９】
よって、本実施形態における画像形成装置では、通常速度における最適転写電流Ｉｂ１が流れるための転写電圧Ｖ１と、転写速度が１／２速時における最適転写電流Ｉｂ２（＝１／２×Ｉｂ１）が流れるための転写電圧Ｖ２の両方をＡＴＶＣによって求める必要がある。本実施例では、通常速度における転写電圧Ｖ１と、１／２速時の転写電圧Ｖ２の関係をあらかじめ求めておくことで、Ｖ２の値を、Ｖ１をもとに計算によって導く。
【００４０】
図５は、本実施形態における画像形成装置の一次転写部における、転写電圧Ｖとそのときに流れる転写電流Ｉとの関係を、転写速度が異なる場合について、実験により求めたものである。直線▲１▼は、転写速度がＳ１のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係であり、最適転写電流Ｉｂ１が流れるときの電圧をＶ１とすると、
Ｖ１＝ｋ×Ｉｂ１＋Ｖｄｃ − 式１（ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。このときに、転写速度がＳ２（ただし、Ｓ１＞Ｓ２）のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係は直線▲２▼で表され、最適転写電流Ｉｂ２が流れるときの電圧をＶ２とすると、
Ｖ２＝Ａ×ｋ×Ｉｂ２＋Ｖｄｃ − 式２（Ａ、ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。ここでの傾きを表す係数ｋは式１、式２ともに共通のものであり、また、実験結果から放電開始電圧Ｖｄｃも式１と式２で同じ値をとる。また係数Ａは、転写速度が異なる時の、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの傾きの違いを表す係数であり、通常は、
Ａ＝Ｓ１／Ｓ２ − 式３、
で表される。すなわち式３は、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係を表す直線▲２▼の傾きが、転写速度に反比例することを示している。このような転写電圧と転写電流の関係は、いわゆるコンデンサー的な挙動であり、一次転写部においては、転写ローラー５３の対向にあたる感光体ドラム１の塗工層が絶縁層（誘電層）であるためと考えられる。
【００４１】
一方、先に述べたように、最適転写電流は転写速度に比例しているから、
Ｉｂ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×Ｉｂ１ − 式４、
で表される。
【００４２】
以上、式１から式４を計算すると、
Ｖ１＝Ｖ２ − 式５、
が導かれ、転写速度がＳ２の時の最適転写電圧は、転写速度がＳ１の時の最適転写電圧と同じであることが分かる。すなわち、転写速度Ｓ１において、一度ＡＴＶＣを行って最適転写電圧Ｖ１を求めれば、転写速度Ｓ２の時のときの最適転写電圧Ｖ２は、ＡＴＶＣを行うことなく、Ｖ２＝Ｖ１から求めることが出来る。
【００４３】
ところが、本発明者がさらに検討を進めた結果、式３で示される、転写速度が異なる時の、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの傾きの違いを表す係数Ａは、雰囲気環境の絶対水分量によって変化するものであり、通常の温湿度であれば式３で表されるとおりであるが、低湿環境（低水分量環境）においては、この値が小さくなっていくことが判明した。ここで、改めて係数Ａを示す式３を用いずに、式１、式２、式４を計算すると、
Ｖ２＝Ａ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ − 式６、
の関係が得られる。
【００４４】
このときに係数Ａを、新たに環境の水分量による値として環境係数Ｈと定義すると、式６および係数Ｈが取り得る範囲は、以下のように示される。
【００４５】
Ｖ２＝Ｈ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ − 式７、
１≦Ｈ≦Ｓ１／Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）、
この式は、通常温湿度環境においては、Ｈ＝Ｓ１／Ｓ２であり、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係を表す直線の傾きは転写速度に反比例するが、低水分量環境になるにつれて、環境係数Ｈは小さくなり、転写速度Ｓ２の時の直線▲２▼の傾きは、転写速度１のときの直線▲１▼の傾きに近づいていくことを表している。（図６）このときに、転写速度Ｓ２の時の最適転写電圧Ｖ２はＶ１よりも小さい値をとる。
【００４６】
本発明者は、通常転写速度Ｓ１に対し、Ｓ２が通常の１／２速であるとき、すなわちＳ１／Ｓ２＝２であるときの、環境係数Ｈのとる値を、環境水分量との関係において求めた。図７は、横軸に環境水分量、縦軸に環境係数Ｈの値を示すグラフであり、環境水分量が１０ｇ／ｋｇ以下になると、環境係数Ｈが小さくなることがわかる。このとき図６の直線▲２▼の傾きが小さくなっていく。
【００４７】
以上の関係から、環境水分量が変動した際についても、本発明によれば、一つの転写速度におけるＡＴＶＣだけを行い、このときの結果をもとに、他の転写速度における最適転写バイアスを計算によって求めることで、ＡＴＶＣによる時間のロスをなくすことができる。
【００４８】
また、三つ以上の転写速度の設定を持つ場合は、もっとも早い転写速度においてＡＴＶＣを行うことで、ＡＴＶＣに要する時間を最短にすることが可能である。
【００４９】
尚、環境係数Ｈを制御手段に入力するためには、図７に示す絶対水分量から求められる環境係数Ｈを、ユーザーが実際の雰囲気環境から絶対水分量を測定して不図示の入力手段により前記制御手段に対して入力する構成としてもよいし、センサ等を装置に付帯し、該センサにより検知した絶対水分量を自動的に前記制御手段に対して入力する構成としてもよい。
【００５０】
また、ＡＴＶＣを行うタイミングについては、定着器をウォームアップしている前多回転の最中や、画像形成動作の前回転中、さらには所定印字枚数ごとや所定経過時間ごとなどに強制的に行うなどが挙げられる。また、ＡＴＶＣの詳細な方法についても、上記に限定されるものではない。
【００５１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明をする。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、前述の画像形成装置の二次転写部におけるＡＴＶＣ動作において、第１実施形態と同様に、異なる転写速度における最適転写電圧を計算により求めるものである。
【００５２】
本発明者は、第１実施形態に示す画像形成装置における二次転写部、すなわち二次転写ローラー５６、５７間に印加される転写電圧と転写電流の関係を、転写速度が異なる場合について、実験により求めた。図８に示されているように、直線▲１▼は、転写速度がＳ１のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係であり、最適転写電流Ｉｂ１が流れるときの電圧をＶ１とすると、
Ｖ１＝ｋ×Ｉｂ１＋Ｖｄｃ − 式８（ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。このときに、転写速度がＳ２（ただし、Ｓ１＞Ｓ２）のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係は直線▲２▼（破線）のようになり、最適転写電流Ｉｂ２が流れるときの電圧をＶ２とすると、
Ｖ２＝Ａ×ｋ×Ｉｂ２＋Ｖｄｃ − 式９（Ａ、ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。ここでの傾きを表す係数ｋは式１、式２ともに共通のものである。また、実験結果から放電開始電圧Ｖｄｃは、環境水分量により変化するものの、転写速度にはよらない、すなわち式８と式９で同じ値をとることが分かっている。また係数Ａは、第１実施形態と同様に、転写速度が異なる時の、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの傾きの変化を表す係数でありる。しかしながら、本実施形態の二次転写部においては、
Ａ＝１ − 式１０、
で表される。すなわち、本二次転写部においては、転写速度によらず、転写電圧と転写電流の関係が一定であることを示している。この転写電圧と転写電流の関係はいわゆるオーミックな挙動であり、二次転写部において、二次転写内ローラー５６は低抵抗であり、二次転写外ローラーの抵抗が中抵抗であるために、感光体ドラム１に絶縁層（誘電層）をもつ一次転写部とは挙動を異にするもの考えられる。
【００５３】
以上から、本構成の二次転写部における転写電圧と転写電流の関係は、
Ｖ１＝ｋ×Ｉｂ１＋Ｖｄｃ − 式１１（ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
Ｖ２＝ｋ×Ｉｂ２＋Ｖｄｃ − 式１２（ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
一方、第１実施形態において述べたように、最適転写電流は転写速度に比例しているから、
Ｉｂ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×Ｉｂ１ − 式４、
これらを計算すると、
Ｖ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ − 式１３、
と表され、これは、式６において係数ＡがＡ＝１の場合であることに他ならない。また、図８においてこの式の解釈すれば、放電開始電圧Ｖｄｃを除けば、最適転写電圧と転写速度は比例していると言うことができる。
【００５４】
以上のように、転写電圧と転写電流の関係が転写速度によらないという、第１実施形態とは異なる挙動をする系においても、本発明によれば、一つの転写速度におけるＡＴＶＣだけを行い、このときの結果をもとに、他の転写速度における最適転写バイアスを計算によって求めることで、ＡＴＶＣによる時間のロスをなくすことができる。
【００５５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明をする。本実施形態では、前述の画像形成装置の二次転写部におけるＡＴＶＣ動作において、転写部材が耐久により物性変化した際にも、これを加味して、異なる転写速度における最適転写電圧を計算により求めるものである。
【００５６】
本発明者は、第１実施形態に示す画像形成装置における二次転写部の二次転写外ローラー５７が、通電耐久により、抵抗値が上昇した場合において、第２実施形態と同様に、転写電圧と転写電流の関係を、転写速度が異なる場合について、実験により求めた。図９に示されているように、直線▲１▼は、転写速度がＳ１のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係であり、最適転写電流Ｉｂ１が流れるときの電圧をＶ１とすると、
Ｖ１＝ｋ×Ｉｂ１＋Ｖｄｃ − 式１４（ｋは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。このときに、転写速度がＳ２（ただし、Ｓ１＞Ｓ２）のときの転写電圧Ｖと転写電流Ｉの関係は直線▲２▼（破線）で表され、最適転写電流Ｉｂ２が流れるときの電圧をＶ２とすると、
Ｖ２＝ｋ×Ｉｂ２＋Ｂ×Ｖｄｃ − 式１５（ｋ、Ｂは係数、Ｖｄｃは放電開始電圧）、
で表される。実験結果によれば、転写速度が異なる時には、転写電圧Ｖと転写電流Ｉの傾きは同じであるが、放電開始電圧が異なっていた。したがって、転写速度がＳ２であるときの放電開始電圧をＢ×Ｖｄｃとして式１５に示した。
【００５７】
一方、第１実施形態において述べたように、最適転写電流は転写速度に比例しているから、
Ｉｂ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×Ｉｂ１ − 式４、
これらを計算すると、
Ｖ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｂ×Ｖｄｃ − 式１６（Ｂ＞０）、
で表される。Ｂは、ここでは通電耐久による抵抗上昇による係数であるから、耐久係数Ｌと定義しなおせば、
Ｖ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｌ×Ｖｄｃ − 式１７（Ｌ＞０）、
と表すことができる。
【００５８】
以上のように、耐久により転写部を構成する部材の物性が変わって、転写電圧と転写電流の関係が転写速度によって異なる場合においても、本発明によれば、一つの転写速度におけるＡＴＶＣだけを行い、このときの結果をもとに、他の転写速度における最適転写バイアスを計算によって求めることで、ＡＴＶＣによる時間のロスをなくすことができる。
【００５９】
尚、以上の実施例で導き出した
Ｖ２＝Ａ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ − 式６、
１≦Ａ≦Ｓ１／Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）、
Ｖ２＝（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｂ×Ｖｄｃ − 式１６（Ｂ＞０）、
をまとめると、転写速度の異なる最適転写電圧の関係は、
Ｖ２＝Ａ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｂ×Ｖｄｃ − 式１７
ただし、Ｓ１＞Ｓ２、１≦Ａ≦Ｓ１／Ｓ２、Ｂ＞０、
という一般式で表すことができる。
【００６０】
ここで、係数Ａは、環境水分量などの諸条件により決まる係数であり、係数Ｂは、部材の耐久劣化などの諸条件により決まる係数である。
【００６１】
（他の実施形態）
前述した実施形態においては、中間転写体を用いた画像形成装置における例を述べたが、直接転写方式を用いた画像形成装置においても、同様の方法で、転写速度が異なるときの最適転写電圧を計算により求めることができる。
【００６２】
また、前述した実施形態においては、画像形成装置としてプリンタを例示して説明したが、これに限るものではなく、ファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置に適用してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、転写手段にバイアスを印加する際の電流値及び電圧値を検知する検知手段を有し、像担持体からトナー像を被転写体に転写する転写速度を複数設定可能な構成で、制御手段は、所定の転写速度における前記電流値及び前記電圧値を前記検知手段により検知し、該検知手段の検知結果に基づいて、その他の転写速度において用いる電流値及び電圧値を設定するため、異なる転写速度で作像する場合においても、該転写速度切り替えに伴うユーザーの待ち時間をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略図である。
【図２】第１実施形態の画像形成装置におけるプロセスユニットの概略図である。
【図３】転写電流と感光体ドラムから被転写体への転写効率の関係を示す図である。
【図４】最適な所定電流を流すのに必要な所定電圧を線形補間から求める様子の説明図である。
【図５】第１実施形態の一次転写部における転写電圧と転写電流の関係を示す線図である。
【図６】第１実施形態の一次転写部における、環境水分量が低いときの転写電圧と転写電流の関係を示す線図である。
【図７】第１実施形態の一次転写部における、環境水分量と環境係数Ｈの関係を示す線図である。
【図８】第２実施形態の二次転写部における転写電圧と転写電流の関係を示す線図である。
【図９】第２実施形態の二次転写部における、転写部材が耐久劣化したときの転写電圧と転写電流の関係を示す線図である。
【図１０】従来の画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｈ …環境係数
Ｌ …耐久係数
Ｐ …記録材
Ｐａ …プロセスユニット
Ｐｂ …プロセスユニット
Ｐｃ …プロセスユニット
Ｐｄ …プロセスユニット
１ …感光体ドラム
１１ …導電性基体
１２ …光導電層
１３ …支軸
２ …帯電ローラー
２１ …芯金
２２ …低抵抗導電層
２３ …中抵抗導電層
２４ …電源
３ …露光装置
４ …現像装置
４１ …現像容器
４２ …現像スリーブ
４３ …マグネットローラ
４４ …規制ブレード
４５ …現像室
４６ …撹拌室
４８ …電源
５ …転写ローラー
５１ …中間転写ベルト
５３ …一次転写ローラー
５３１ …芯金
５３２ …導電層
５５ …中間転写ベルト駆動ローラー
５６ …二次転写内ローラー
５７ …二次転写外ローラー
５８ …テンションローラー
６ …クリーナー
６０ …中間転写ベルトクリーナー
６１ …クリーナーブレード
６２ …搬送スクリュー
７ …定着装置
７１ …定着ローラー
７２ …加圧ローラー
７３ …ヒーター
８ …給送カセット
８１ …ピックアップローラ
８２ …搬送ローラー

Claims

像担持体と、
転写電圧が印加されて被転写体に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する時の転写電流を検知する検知手段と、を有し、
前記像担持体から前記トナー像を前記被転写体に転写する転写速度を複数設定可能な画像形成装置において、
前記転写速度が転写速度Ｓ１に設定されている状態で前記検知手段が検知した転写電流に基づいて決定された、前記転写速度Ｓ１の転写電圧Ｖ１と、
雰囲気環境から得られる環境係数Ｈとを用い、
前記転写速度Ｓ１と異なる転写速度Ｓ２の転写電圧Ｖ２を、
Ｖ２＝Ｈ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｖｄｃ
〔Ｖｄｃは、転写手段の放電開始電圧〕
の関係によって決定することを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、
転写電圧が印加されて被転写体に前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する時の転写電流を検知する検知手段と、を有し、
前記検知手段の検知した転写電流に基づき、前記転写手段に予め定められた電流値が流れるように前記転写電圧を決定し、
前記像担持体から前記トナー像を前記被転写体に転写する転写速度を複数設定可能な画像形成装置において、
前記転写速度が転写速度Ｓ１に設定されている状態で前記検知手段が検知した転写電流に基づいて決定された、前記転写速度Ｓ１の前記転写電圧Ｖ１と、
雰囲気環境から得られる環境係数Ｈと、前記転写手段の耐久に関する係数Ｂとを用い、
前記転写速度Ｓ１と異なる転写速度Ｓ２の転写電圧Ｖ２を、
Ｖ２＝Ｈ×（Ｓ２／Ｓ１）×（Ｖ１−Ｖｄｃ）＋Ｂ×Ｖｄｃ
の関係によって決定することを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記転写速度Ｓ１は設定可能な複数の前記転写速度の中で最も速い転写速度であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体は静電潜像を形成可能な光導電層を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体は中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。