JP4234868B2 - 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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これらの画像形成装置において本出願人等が従来より用いている転写電流制御には、差分定電流制御（目標の電流値を決め、その電流値（感光体ドラムへの電流）に合うようにフィードバック電流を検知し、高圧電源からの出力電流を決定する制御方式で、使用する１本内のベルトの抵抗ムラなどに対応可能な制御である。）を採用している。図１ないし図６を参照してこのような差分定電流制御について説明する。
【０００３】
図１に符号１で示す転写搬送装置は、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３に示すドラム状の感光体３からの現像画像を転写するために、一対のローラ４、５に巻き掛けられている転写ベルト６、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とを備えている。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から紙くず等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が、図１に示す本体１Ａに設けられている。
【０００４】
ローラ５は、図１、図２に示すように、図示せぬ駆動モータと連結する歯車５ｂを有し、回転駆動され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中の矢印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、コーティング層である表面層６ｂはベルト表面の表面抵抗率が１Ｘ１０9Ω〜１×１０12Ω、内側層６ａの表面抵抗率が１×１０7Ω〜１×１０9Ωに、そして、その体積抵抗率が５×１０8Ω・ｃｍ〜５×１０10Ω・ｃｍに設定されているものである。
【０００５】
またローラ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。
【０００６】
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が形成される。
【０００７】
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つている。ローラ４は金属等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がある。またローラ４を、後述する接触板１３のように高圧電源１２へフィードバックし、アースすることも可能である。
【０００８】
駆動側のローラ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ＥＰＤＭゴム、クロロプレンゴム、あるいはシリコーンゴム等の材質が選択される。またローラ５にゴムを用いないで、導電性のローラを用いることができる。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。
【０００９】
なおローラ４、５をアースした場合、ローラ４、５に後述する転写制御板１４が接続されることになる。両ローラ４、５を同時にアースし、帰還電流をフィードバックさせることも可能である。
【００１０】
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。
【００１１】
接触板１３は、転写ベルト６の転写紙搬送面でない下側の従動ローラ４近傍のベルト内面に配置されており、後述するように転写ニップ上流側において転写紙Ｓへ電荷注入するのを抑えている。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つてバイアスローラ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が接続されており、この転写制御板１４は、高圧電源１２に接続されている。
【００１２】
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に接近させる状態に設定され、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。
【００１３】
一方、感光体３は、アナログ機の場合、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、帯電電荷の高さを丸印の大きさによって表してあり、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。
【００１４】
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。即ち、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Ｉ1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Ｉ2とした場合、これら両者間で
【数１】
Ｉ1−Ｉ2＝ＩOUT
（但し、ＩOUT：一定）の関係が得られるようにＩ1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かかわらず、転写紙Ｓ上での表面電位Ｖｐ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。
【００１５】
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ＩOUT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。電流ＩOUTは、搬送速度３３０ｍｍ／秒、有効バイアスローラ長３１０ｍｍにおいてＩOUT＝３５μＡ±５μＡに設定した場合に良好な転写が得られている。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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ほうがよく、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、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ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。
【００２０】
なお、この感光体３側へ流れる電流ＩOUTの値は、一義的なものでなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができ、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ができる。
【００２１】
一方、ニップ部Ｂを通過した転写紙Ｓは、転写ベルト６の移動にあわせて静電吸着搬送され、駆動側のローラ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２１ｃｍ3／１００）の分離が可能であるという実験結果が得られている。
【００２２】
また、駆動ローラ５で転写ベルト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。
【００２３】
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。
【００２４】
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つている。
【００２５】
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量、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の表面から書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。
【００２６】
なお上記説明した図においては、転写ベルト６の表面抵抗検出の印加電極を省略している。印加電極の一例としては、転写ベルト６の表面に接するローラ等を挙げることができる。また転写電流制御には、単なる定電流方式もあるが説明は省略する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の制御方式は、転写ベルト６の抵抗に合わせて出力電流が逐次変化するので、ベルト抵抗からみれば逐次制御をしていることになる。表面抵抗とゴム面の抵抗をあわせた形での体積抵抗という側面（すなわちベルトの抵抗全体）でベルト抵抗を捕らえており、その値をもとに転写電流を決定している。しかしながら、転写ベルト６の表面抵抗率と体積抵抗率、ゴムの抵抗とを分離できておらず転写電流の微妙な制御ができないという欠点がある。しかも従来の転写電流制御における抵抗測定上の問題点として、表面抵抗は部品ごとでの表面抵抗であり、実機に装着する前の抵抗値である点もある。
【００２８】
画像形成装置の転写電流制御システムにおいては、接触部材（転写ベルト等）の抵抗は、画質、搬送性に与える影響が大である。転写ベルトを用いる場合も、ベルトの全体抵抗すなわち体積抵抗が画質、搬送性に与える影響は大きい。さらにベルトの抵抗だけでなく、表面のコート層の抵抗も画質、搬送性に与える影響が大きいといえる。ベルトの表面抵抗率が高い場合には、異常画像が発生しやすい傾向にある。特に、白抜け画像が発生してしまう。またベルトの表面抵抗率が低い場合では、転写紙の搬送性に影響を与えてしまう。ジャムや爪アト（転写紙が爪分離をすることで画像に爪アトがついてしまう現象）が発生してしまうという問題点がある。
【００２９】
そこで本発明は、転写ベルト等の転写搬送手段の表面抵抗率を実機に装着した状態において検出することで、その値を転写電流の制御に利用できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３０】
また本発明は、転写ベルト等の転写搬送手段の全体の抵抗を検出して転写電流の制御をする方法以上に表面抵抗率の微妙な違いを転写電流の制御に適用でき、転写電流のフィードバック制御できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３１】
さらに本発明は、表面抵抗検出用に新たな電極を設けずに済む画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３２】
またさらに本発明は、効率的に分離手段を使用できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３３】
またさらに本発明は、転写搬送手段の表面をコートしている材料の環境特性に応じた制御が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、トナー像を担持する像担持体と、担持したシートへ上記像担持体上のトナー像を転写する無端ベルト状の転写搬送手段と、該転写搬送手段を回転駆動する駆動手段と、上記転写搬送手段をクリーニングするクリーニング手段と、上記転写搬送手段を張架する張架手段と、該張架させた上記転写搬送手段の内側に接触して上記転写搬送手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段とを備える画像形成装置において、上記像担持体に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、上記クリーニング手段が上記転写搬送手段の表面あるいは表面近傍に位置して上記転写搬送手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を兼ね、上記転写搬送手段が内側層と、コーティング層である表面層と２層構造で構成されており、上記転写バイアス印加手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の内側で該転写搬送手段の上記内側層に接触してバイアスを印加し、上記バイアス印加手段を兼ねる上記クリーニング手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の上記表面層に接触してバイアスを印加し、上記クリーニング手段がバイアスを印加した際に上記像担持体に流れる電流を上記電流検出手段で検出可能としかつ上記転写搬送手段の表面に付着したトナーを電気的な力により除去可能としてなることを特徴とする。
【００３５】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、上記バイアス印加手段から上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスが定電圧であることを特徴とする。
【００３６】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、上記電流検出手段で検出した電流値をもとに上記転写バイアスを決定、制御する転写バイアス制御手段を有することを特徴とする。
【００３７】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、上記クリーニング手段が上記バイアス印加手段を兼ね、印加バイアスの極性をトナーと逆極性とすることを特徴とする。
【００３８】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、上記転写搬送手段の表面抵抗率が低い場合に、転写バイアスを高く設定し、転写電流を大きくすることによって、上記バイアス印加手段が上記シートを上記像担持体から分離させ得るようにしてなることを特徴とする。
【００４０】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、上記バイアス印加手段が異なる印加バイアスを少なくとも２つ以上印加可能で、上記電流検出手段でそれぞれの印加バイアスに対応する電流値を少なくとも２つ以上検出し、該検出値に応じて上記転写バイアス制御手段が上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスを可変させることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお以下では従来と共通する部分には共通する符号を付すにとどめ重複する説明は省略する。
【００４２】
図７は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部を示す図である。図７は、図１に示す装置の構成を簡略化したもので、基本的な構成は図１の装置と代わるものではないが、転写ベルト６の表面に接するバイアス印加手段として、転写ベルト６の表面のクリーニングをするクリーニングローラを兼用するローラ２０が設けてある。このローラ２０は、転写ベルト６の表面コーティング層に付着したトナーを電気的な力により除去するもので、従来のようにクリーニング用のブレードだけ転写ベルト６の表面をクリーニングするのではなく、電気的な力によりクリーニングすることでクリーニング性のアップを図ることを可能としたものである。さらに、ブレードよりも転写ベルト６への当接条件の余裕度アップが可能となり、ブレードのようにめくれも発生しない。
【００４３】
ローラ２０は、転写ベルト６の表面抵抗検知をするための高電圧印加用であり、転写ベルト６のコーティング層である表面層６ｂに接している。材質はＳＵＳなどであるが、表面層６ｂを傷つけないものであれば、スポンジローラなどでもよい。また転写ローラ等でも構わない。このローラ２０による表面抵抗検知時は、装置の電源を投入する朝一番やプロセスコントローラが動作する時、ジョブ終了時等がよい。転写ベルト６全体の抵抗をプロセスコントローラの動作時、ジョブ終了時等に測定する場合では、転写ベルト６の全体抵抗を検出した後に表面抵抗を検知すると効率がよい。このローラ２０による表面抵抗検知に必要な印加電源は、図示のように転写バイアスを印加する高圧電源１２等の転写電源と併用することが可能である。
【００４４】
そしてローラ２０から高電圧が印加されると、転写ベルト６の表面層６ｂを伝わって電流が感光体３に流れる。その電流を検出するため、図示のように感光体３に電流検知手段２２と演算手段２３からなる制御手段２１が接続してある。なお感光体３に流れる電流を検出する時には図示のように駆動ローラ５や従動ローラ４、転写バイアスを印加するバイアスローラ１１を接地する。つまり、印加電極がローラ２０、検出電極が感光体３、駆動ローラ５や従動ローラ４、バイアスローラ１１が接地電極という構成になり、実機上での表面抵抗率を検出するシステムを構成することが可能となる。
【００４５】
例えば、転写ベルト６と感光体３が接地された状態で、ローラ２０に定電圧を印加し、そのときに転写ベルト６の表面層６ｂを流れる電流を感光体３に流れる電流で検出する。感光体３に流入する電流が大きければ、転写ベルト６の表面層６ｂの抵抗は低く、少なければ高いということを示す。ローラ２０への印加バイアスは数ＫＶ程度を印加してもよい。
【００４６】
ローラ２０からの印加電圧は何種類か変更することが可能である。つまり、１００Ｖ、５００Ｖ、１ＫＶというように電圧を変更することができ、それぞれの電圧に対応する電流値を検出することでそれぞれの転写ベルト６の特性を把握することが可能である。これは異なった電圧値に対応する電流値を検出することで表面層６ｂの特徴を把握することが可能であることを意味する。すなわち、表面層６ｂの電圧印加依存性があるかどうかを確認することで、依存性がないときは、表面層６ｂの材料が環境で表面抵抗が変化することがわかる。また電圧依存性があるときは、表面層６ｂの抵抗の環境変化はあまりないことがわかる。
【００４７】
次に転写ベルト６の表面抵抗が低い場合と高い場合について述べる。
まず表面抵抗が高い場合は、ゴムの抵抗が同じ場合には表面抵抗の高い場合の方が白抜け画像が発生しやすい。白抜け画像は、プレ転写により発生する。表面抵抗が高いと感光体３と転写ベルト６との間で放電が発生しやすく、白抜け画像になりやすい。そこで転写ベルト６の表面抵抗が高い場合には、紙に転写するときの転写電荷を少なくするため、転写電流を低く設定するよう制御にする。図９に、転写ベルト６の表面抵抗の違いによる白抜け画像の発生の有無を示す。図９に示すように、表面抵抗率が高い場合ではプレ放電量を少なくするため、転写電流を低くするような制御をする。
【００４８】
また表面抵抗が低い場合、ゴム面の抵抗が通常の範囲であっても、搬送性を確保することができない。特に高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境のように抵抗が低くなる場面ではその傾向が顕著である。搬送性とは転写ベルト６と感光体３との分離不良のことであり、紙が感光体３から分離するときに転写ベルト６に吸着されずに感光体３側に吸着されてしまい、感光体３の爪で分離されてしまう場合のことである。爪で分離されると前述のように爪アトが発生してしまう。よって表面抵抗率が低い転写ベルトでは転写バイアスを高く設定して制御することが不可欠となる。図１０に、特にＨ／Ｈ環境での表面抵抗率と搬送性の違いについて示す。表面抵抗が低い場合では転写電流を大きくするような制御をとる。
【００４９】
図１１に抵抗検知から転写電流出力までを表すフローチャートを示す。ステップ１でバイアス（１００Ｖ、５００Ｖあるいは１ＫＶ）を印加し、電流を検知して抵抗に換算し（ステップ２）、電流変化率を計算し（ステップ３）、変化率が０．５以下か否かを判断する（ステップ４）。変化率が０．５以下であれば、補正係数を低温低湿（Ｌ／Ｌ）に対しては０．８、Ｈ／Ｈ環境に対しては１．３と設定し（ステップ５）、環境を検知し（ステップ６）、Ｈ／Ｈ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０9以下かどうか判断し（ステップ７）、以下であれば上述の補正値を用いて補正し（ステップ８）、そうでなければ補正しない（ステップ１０）。またＬ／Ｌ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０11以下かどうか判断し（ステップ９）、以下であれば補正せず（ステップ１０）、そうでなければ上述の補正値を用いて補正する（ステップ１１）。そしていずれの場合も対応する転写電流を出力する（ステップ１９）。
【００５０】
またステップ４において変化率が０．５より大きければ、補正係数をＬ／Ｌ環境に対しては０．９、Ｈ／Ｈ環境に対しては１．１と設定し（ステップ１２）、環境を検知し（ステップ１３）、Ｈ／Ｈ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０9以下かどうか判断し（ステップ１４）、以下であれば上述の補正値を用いて補正し（ステップ１５）、そうでなければ補正しない（ステップ１７）。またＬ／Ｌ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０11以下かどうか判断し（ステップ１６）、以下であれば補正せず（ステップ１７）、そうでなければ上述の補正値を用いて補正する（ステップ１８）。そしていずれの場合も対応する転写電流を出力する（ステップ１９）。
【００５１】
すなわち上記のように表面抵抗の違いにより転写バイアスを制御することで従来よりも表面抵抗率を使用できる範囲を広げることが可能となり、異常画像と搬送性の両立を図ることが可能となる。従来ではこの両立を図るために、転写ベルトの抵抗率を規定したりすることで対処せざるを得なかった。さらに、これら問題点を解決するためには転写ベルトのゴム面の抵抗率を９乗オーダ以上に設定するようにしているが、本実施形態では、転写ベルト６の抵抗をある程度規定しなくても表面抵抗率を検知することで電流を制御すれば、ゴム面抵抗の使用できる範囲を広げることが可能としている。図９、図１０に示したように、表面抵抗率が異常であっても転写電流の補正をすることで（図１１のフローチャートでは転写電流補正係数はＬ／Ｌ環境の場合で×０．８倍、Ｈ／Ｈ環境の場合で×１．３倍である。）、上記の問題を解決できる。
【００５２】
またローラ２０による印加バイアスを、トナーと逆極性にするとよい。基本的にはローラ２０による印加バイアスの極性はどちらでもかまわないが、トナーと逆特性にすると、表面抵抗検知時に転写ベルト６の表面をクリーニングをすることが可能になる。すなわち、クリーニングモード時に転写ベルト６表面のクリーニングと同時に表面抵抗を検出することが可能となる。
【００５３】
図１２、図１３に印加バイアスの印加例を示す。図１２の例は、印加電圧を変更させた場合であり、図７の例は、一定の印加電圧のもとで印加時間を変更させた場合である。最上段は転写ベルト６に対して接離させるＤＣソレノイド８（図３、４参照）の動作タイミング、中段はローラ２０への印加バイアスの印加タイミングであり、下段は感光体３への流入電流の検知タイミングを示している。図１４では、一般的な電流検出を示しており、印加直後と印加終了直前の電流値を検出することで電流変化率を求める。この変化率は、一定時間印加後の電流値から印加直後の電流値を引いて、その値を印加直後の電流値で除したものとなる
【００５４】
この電流変化率を求める演算手段としては、一般的なマイクロコンピュータ等の演算装置を用いればよい。図１５は、画像形成装置の操作部３０と電流検知手段２２との間にマイクロコンピュータ３１を配した構成のブロック図である。もちろんその他の演算手段を用いてもよい。なお上述した環境に対する補正係数は、あらかじめ決定しておいてたとえばマイクロコンピュータ３１のＲＯＭ内に格納しておけばよい。なお図１５ではローラ２０を一般的にバイアス印加手段として示してある。
【００５５】
なお図９、図１０において「転写電流を補正した場合」という欄は、上述のような補正により改善された場合を示している。転写電流については各機種ごとに異なるため省略している。
【００５６】
またバイアス印加手段が転写ベルトのクリーニング手段である場合の例を以上説明してきたが、バイアス印加手段を転写紙の転写ベルト６からの分離手段で兼用することも可能である。
【００５７】
さらに図１６、図１７、図１８に、バイアス印加手段がチャージャ（ＣＧ）である場合を示すとともに、チャージャの配置例を示す。チャージャ３２の配置は、転写ベルト６から紙の分離位置近傍ならばどこでも構わない。分離チャージャがあれば、上述のようなクリーニングローラを兼用したローラ２０のように転写ベルト６の表面に接しているバイアス印加手段を設置する必要がない。なお図１６、図１７、図１８ではチャージャ３２にバイアスを供給するための印加電源の図示を省略してある。
【００５８】
なお、本発明並びに上述の実施形態においては、電流値検出時に転写ベルトは回転状態でも静止状態でもいずれでも構わない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上説明してきたように、像担持体に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、バイアス印加手段から転写搬送手段にバイアスを印加した際に像担持体に流れる電流を検出可能としてなるので、実機上で転写ベルト等の転写搬送手段の抵抗を測定可能となり、従来のように実機に組み合わせる前に計測しておいた転写ベルト抵抗と組み合わせることで、転写搬送手段全体の抵抗とその表面抵抗との分離計測が可能となり、実機上での表面抵抗率を検出することで、その抵抗値をもとに転写電流をその抵抗値に合うように最適値に設定、出力でき、また転写搬送手段の表面抵抗率の経時的変化を把握することもでき、転写電流を経時的に制御することが可能となるという効果がある。
【００６０】
請求項２の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段から転写ベルトへ印加する転写バイアスが定電圧であるので、上記共通の効果に加え、通常の表面抵抗測定方法と同じ原理で抵抗測定することが可能となるという効果がある。
【００６１】
請求項３の画像形成装置は、以上説明してきたように、電流検出手段で検出した電流値をもとに転写バイアスを決定、制御する転写バイアス制御手段を有するので、上記共通の効果に加え、転写搬送手段全体の抵抗を検出して転写電流の制御をする方法以上に表面抵抗率の微妙な違いを転写電流の制御に適用でき、転写電流のフィードバック制御が可能となるという効果がある。
【００６２】
請求項４の画像形成装置は、以上説明してきたように、クリーニング手段がバイアス印加手段を兼ね、印加バイアスの極性をトナーと逆極性とするので、上記共通の効果に加え、表面抵抗検出用に新たな電極等を設ける必要もなく、クリーニングローラと併用することで効率的であるだけでなく、さらにトナーと逆極性の印加をすることでベルトのクリーニングと表面抵抗の検出を同時に実施することが可能になるという効果がある。
【００６３】
請求項５の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段がシートを像担持体から分離させる手段を兼ね、また請求項６に係るものは、バイアス印加手段がチャージャであり、これらをベルト近傍に設置することで、上記共通の効果に加え、効率的に分離手段やチャージャを使用できるという効果がある。
【００６４】
請求項７の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段が異なる印加バイアスを少なくとも２つ以上印加可能で、電流検出手段でそれぞれの印加バイアスに対応する電流値を少なくとも２つ以上検出し、それら検出値に応じて転写バイアス制御手段が転写搬送手段へ印加する転写バイアスを可変させるようにしたので、上記共通の効果に加え、転写搬送手段の表面をコートしている材料の特性に応じた制御が可能で、環境変動をするような特性を示す材料かあるいはそうではなのかでの制御が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置で用いる転写搬送装置の一例の斜視図である。
【図２】図１の転写搬送装置の基本構成を示す平面図である。
【図３】図１の転写搬送装置を用いた画像形成装置で、転写動作前の状態の構成を示す概念図である。
【図４】同転写中の概念図である。
【図５】図１の転写搬送装置で用いる転写ベルトの拡大断面部分図である。
【図６】図１の転写搬送装置を用いた画像形成装置での転写中の状態を概念的に示す拡大図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部を示す図である。
【図８】図７の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図９】転写ベルトの表面抵抗の違いによる白抜け画像の発生の有無を示すグラフ図である。
【図１０】Ｈ／Ｈ環境での表面抵抗率と搬送性の違いによる白抜け画像の発生の有無を示すグラフ図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の抵抗検知から転写電流出力までを表すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの印加例を示すグラフ図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの他の印加例を示すグラフ図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの印加と一般的な電流検出を示すグラフ図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での電流変化率を求める演算手段の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合の構成を示す概念図である。
【図１７】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合の他の構成を示す概念図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合のさらに他の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 転写搬送装置
１Ａ 本体
２ ベルトユニット
３ 感光体
４、５ ローラ
６ 転写ベルト
６ａ 内側層
６ｂ 表面層
７ 支持体
８ ＤＣソレノイド
８Ａ 制御板
９ 接離レバー
１０ レジストローラ
１１ バイアスローラ
１２ 高圧電源
１３ 接触板
１４ 転写制御板
１５ 転写前除電ランプ（ＰＴＬ）
１６ クリーニング装置
１６Ａ クリーニングブレード
１６Ｂ 回収スクリュー
１７ 定着部
１７ａ 加熱ローラ
１７ｂ パッドローラ
２０ ローラ
２１ 制御手段
２２ 電流検知手段
２３ 演算手段
３０ 操作部
３１ マイクロコンピュータ
３２ チャージャ
Ｓ 転写紙
Ｂ ニップ部
【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関する。
【０００２】
【従来の技術】
これらの画像形成装置において本出願人等が従来より用いている転写電流制御には、差分定電流制御（目標の電流値を決め、その電流値（感光体ドラムへの電流）に合うようにフィードバック電流を検知し、高圧電源からの出力電流を決定する制御方式で、使用する１本内のベルトの抵抗ムラなどに対応可能な制御である。）を採用している。図１ないし図６を参照してこのような差分定電流制御について説明する。
【０００３】
図１に符号１で示す転写搬送装置は、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３に示すドラム状の感光体３からの現像画像を転写するために、一対のローラ４、５に巻き掛けられている転写ベルト６、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とを備えている。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から紙くず等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が、図１に示す本体１Ａに設けられている。
【０００４】
ローラ５は、図１、図２に示すように、図示せぬ駆動モータと連結する歯車５ｂを有し、回転駆動され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中の矢印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、コーティング層である表面層６ｂはベルト表面の表面抵抗率が１Ｘ１０9Ω〜１×１０12Ω、内側層６ａの表面抵抗率が１×１０7Ω〜１×１０9Ωに、そして、その体積抵抗率が５×１０8Ω・ｃｍ〜５×１０10Ω・ｃｍに設定されているものである。
【０００５】
またローラ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。
【０００６】
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が形成される。
【０００７】
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つている。ローラ４は金属等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がある。またローラ４を、後述する接触板１３のように高圧電源１２へフィードバックし、アースすることも可能である。
【０００８】
駆動側のローラ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ＥＰＤＭゴム、クロロプレンゴム、あるいはシリコーンゴム等の材質が選択される。またローラ５にゴムを用いないで、導電性のローラを用いることができる。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。
【０００９】
なおローラ４、５をアースした場合、ローラ４、５に後述する転写制御板１４が接続されることになる。両ローラ４、５を同時にアースし、帰還電流をフィードバックさせることも可能である。
【００１０】
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。
【００１１】
接触板１３は、転写ベルト６の転写紙搬送面でない下側の従動ローラ４近傍のベルト内面に配置されており、後述するように転写ニップ上流側において転写紙Ｓへ電荷注入するのを抑えている。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つてバイアスローラ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が接続されており、この転写制御板１４は、高圧電源１２に接続されている。
【００１２】
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に接近させる状態に設定され、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。
【００１３】
一方、感光体３は、アナログ機の場合、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、帯電電荷の高さを丸印の大きさによって表してあり、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。
【００１４】
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。即ち、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Ｉ1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Ｉ2とした場合、これら両者間で
【数１】
Ｉ1−Ｉ2＝ＩOUT
（但し、ＩOUT：一定）の関係が得られるようにＩ1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かかわらず、転写紙Ｓ上での表面電位Ｖｐ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。
【００１５】
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ＩOUT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。電流ＩOUTは、搬送速度３３０ｍｍ／秒、有効バイアスローラ長３１０ｍｍにおいてＩOUT＝３５μＡ±５μＡに設定した場合に良好な転写が得られている。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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ほうがよく、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、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ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。
【００２０】
なお、この感光体３側へ流れる電流ＩOUTの値は、一義的なものでなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができ、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ができる。
【００２１】
一方、ニップ部Ｂを通過した転写紙Ｓは、転写ベルト６の移動にあわせて静電吸着搬送され、駆動側のローラ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２１ｃｍ3／１００）の分離が可能であるという実験結果が得られている。
【００２２】
また、駆動ローラ５で転写ベルト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。
【００２３】
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。
【００２４】
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つている。
【００２５】
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量、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の表面から書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。
【００２６】
なお上記説明した図においては、転写ベルト６の表面抵抗検出の印加電極を省略している。印加電極の一例としては、転写ベルト６の表面に接するローラ等を挙げることができる。また転写電流制御には、単なる定電流方式もあるが説明は省略する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の制御方式は、転写ベルト６の抵抗に合わせて出力電流が逐次変化するので、ベルト抵抗からみれば逐次制御をしていることになる。表面抵抗とゴム面の抵抗をあわせた形での体積抵抗という側面（すなわちベルトの抵抗全体）でベルト抵抗を捕らえており、その値をもとに転写電流を決定している。しかしながら、転写ベルト６の表面抵抗率と体積抵抗率、ゴムの抵抗とを分離できておらず転写電流の微妙な制御ができないという欠点がある。しかも従来の転写電流制御における抵抗測定上の問題点として、表面抵抗は部品ごとでの表面抵抗であり、実機に装着する前の抵抗値である点もある。
【００２８】
画像形成装置の転写電流制御システムにおいては、接触部材（転写ベルト等）の抵抗は、画質、搬送性に与える影響が大である。転写ベルトを用いる場合も、ベルトの全体抵抗すなわち体積抵抗が画質、搬送性に与える影響は大きい。さらにベルトの抵抗だけでなく、表面のコート層の抵抗も画質、搬送性に与える影響が大きいといえる。ベルトの表面抵抗率が高い場合には、異常画像が発生しやすい傾向にある。特に、白抜け画像が発生してしまう。またベルトの表面抵抗率が低い場合では、転写紙の搬送性に影響を与えてしまう。ジャムや爪アト（転写紙が爪分離をすることで画像に爪アトがついてしまう現象）が発生してしまうという問題点がある。
【００２９】
そこで本発明は、転写ベルト等の転写搬送手段の表面抵抗率を実機に装着した状態において検出することで、その値を転写電流の制御に利用できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３０】
また本発明は、転写ベルト等の転写搬送手段の全体の抵抗を検出して転写電流の制御をする方法以上に表面抵抗率の微妙な違いを転写電流の制御に適用でき、転写電流のフィードバック制御できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３１】
さらに本発明は、表面抵抗検出用に新たな電極を設けずに済む画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３２】
またさらに本発明は、効率的に分離手段を使用できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３３】
またさらに本発明は、転写搬送手段の表面をコートしている材料の環境特性に応じた制御が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、トナー像を担持する像担持体と、担持したシートへ上記像担持体上のトナー像を転写する無端ベルト状の転写搬送手段と、該転写搬送手段を回転駆動する駆動手段と、上記転写搬送手段をクリーニングするクリーニング手段と、上記転写搬送手段を張架する張架手段と、該張架させた上記転写搬送手段の内側に接触して上記転写搬送手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段とを備える画像形成装置において、上記像担持体に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、上記クリーニング手段が上記転写搬送手段の表面あるいは表面近傍に位置して上記転写搬送手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を兼ね、上記転写搬送手段が内側層と、コーティング層である表面層と２層構造で構成されており、上記転写バイアス印加手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の内側で該転写搬送手段の上記内側層に接触してバイアスを印加し、上記バイアス印加手段を兼ねる上記クリーニング手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の上記表面層に接触してバイアスを印加し、上記クリーニング手段がバイアスを印加した際に上記像担持体に流れる電流を上記電流検出手段で検出可能としかつ上記転写搬送手段の表面に付着したトナーを電気的な力により除去可能としてなることを特徴とする。
【００３５】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、上記バイアス印加手段から上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスが定電圧であることを特徴とする。
【００３６】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、上記電流検出手段で検出した電流値をもとに上記転写バイアスを決定、制御する転写バイアス制御手段を有することを特徴とする。
【００３７】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、上記クリーニング手段が上記バイアス印加手段を兼ね、印加バイアスの極性をトナーと逆極性とすることを特徴とする。
【００３８】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、上記転写搬送手段の表面抵抗率が低い場合に、転写バイアスを高く設定し、転写電流を大きくすることによって、上記バイアス印加手段が上記シートを上記像担持体から分離させ得るようにしてなることを特徴とする。
【００４０】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、上記バイアス印加手段が異なる印加バイアスを少なくとも２つ以上印加可能で、上記電流検出手段でそれぞれの印加バイアスに対応する電流値を少なくとも２つ以上検出し、該検出値に応じて上記転写バイアス制御手段が上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスを可変させることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお以下では従来と共通する部分には共通する符号を付すにとどめ重複する説明は省略する。
【００４２】
図７は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部を示す図である。図７は、図１に示す装置の構成を簡略化したもので、基本的な構成は図１の装置と代わるものではないが、転写ベルト６の表面に接するバイアス印加手段として、転写ベルト６の表面のクリーニングをするクリーニングローラを兼用するローラ２０が設けてある。このローラ２０は、転写ベルト６の表面コーティング層に付着したトナーを電気的な力により除去するもので、従来のようにクリーニング用のブレードだけ転写ベルト６の表面をクリーニングするのではなく、電気的な力によりクリーニングすることでクリーニング性のアップを図ることを可能としたものである。さらに、ブレードよりも転写ベルト６への当接条件の余裕度アップが可能となり、ブレードのようにめくれも発生しない。
【００４３】
ローラ２０は、転写ベルト６の表面抵抗検知をするための高電圧印加用であり、転写ベルト６のコーティング層である表面層６ｂに接している。材質はＳＵＳなどであるが、表面層６ｂを傷つけないものであれば、スポンジローラなどでもよい。また転写ローラ等でも構わない。このローラ２０による表面抵抗検知時は、装置の電源を投入する朝一番やプロセスコントローラが動作する時、ジョブ終了時等がよい。転写ベルト６全体の抵抗をプロセスコントローラの動作時、ジョブ終了時等に測定する場合では、転写ベルト６の全体抵抗を検出した後に表面抵抗を検知すると効率がよい。このローラ２０による表面抵抗検知に必要な印加電源は、図示のように転写バイアスを印加する高圧電源１２等の転写電源と併用することが可能である。
【００４４】
そしてローラ２０から高電圧が印加されると、転写ベルト６の表面層６ｂを伝わって電流が感光体３に流れる。その電流を検出するため、図示のように感光体３に電流検知手段２２と演算手段２３からなる制御手段２１が接続してある。なお感光体３に流れる電流を検出する時には図示のように駆動ローラ５や従動ローラ４、転写バイアスを印加するバイアスローラ１１を接地する。つまり、印加電極がローラ２０、検出電極が感光体３、駆動ローラ５や従動ローラ４、バイアスローラ１１が接地電極という構成になり、実機上での表面抵抗率を検出するシステムを構成することが可能となる。
【００４５】
例えば、転写ベルト６と感光体３が接地された状態で、ローラ２０に定電圧を印加し、そのときに転写ベルト６の表面層６ｂを流れる電流を感光体３に流れる電流で検出する。感光体３に流入する電流が大きければ、転写ベルト６の表面層６ｂの抵抗は低く、少なければ高いということを示す。ローラ２０への印加バイアスは数ＫＶ程度を印加してもよい。
【００４６】
ローラ２０からの印加電圧は何種類か変更することが可能である。つまり、１００Ｖ、５００Ｖ、１ＫＶというように電圧を変更することができ、それぞれの電圧に対応する電流値を検出することでそれぞれの転写ベルト６の特性を把握することが可能である。これは異なった電圧値に対応する電流値を検出することで表面層６ｂの特徴を把握することが可能であることを意味する。すなわち、表面層６ｂの電圧印加依存性があるかどうかを確認することで、依存性がないときは、表面層６ｂの材料が環境で表面抵抗が変化することがわかる。また電圧依存性があるときは、表面層６ｂの抵抗の環境変化はあまりないことがわかる。
【００４７】
次に転写ベルト６の表面抵抗が低い場合と高い場合について述べる。
まず表面抵抗が高い場合は、ゴムの抵抗が同じ場合には表面抵抗の高い場合の方が白抜け画像が発生しやすい。白抜け画像は、プレ転写により発生する。表面抵抗が高いと感光体３と転写ベルト６との間で放電が発生しやすく、白抜け画像になりやすい。そこで転写ベルト６の表面抵抗が高い場合には、紙に転写するときの転写電荷を少なくするため、転写電流を低く設定するよう制御にする。図９に、転写ベルト６の表面抵抗の違いによる白抜け画像の発生の有無を示す。図９に示すように、表面抵抗率が高い場合ではプレ放電量を少なくするため、転写電流を低くするような制御をする。
【００４８】
また表面抵抗が低い場合、ゴム面の抵抗が通常の範囲であっても、搬送性を確保することができない。特に高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境のように抵抗が低くなる場面ではその傾向が顕著である。搬送性とは転写ベルト６と感光体３との分離不良のことであり、紙が感光体３から分離するときに転写ベルト６に吸着されずに感光体３側に吸着されてしまい、感光体３の爪で分離されてしまう場合のことである。爪で分離されると前述のように爪アトが発生してしまう。よって表面抵抗率が低い転写ベルトでは転写バイアスを高く設定して制御することが不可欠となる。図１０に、特にＨ／Ｈ環境での表面抵抗率と搬送性の違いについて示す。表面抵抗が低い場合では転写電流を大きくするような制御をとる。
【００４９】
図１１に抵抗検知から転写電流出力までを表すフローチャートを示す。ステップ１でバイアス（１００Ｖ、５００Ｖあるいは１ＫＶ）を印加し、電流を検知して抵抗に換算し（ステップ２）、電流変化率を計算し（ステップ３）、変化率が０．５以下か否かを判断する（ステップ４）。変化率が０．５以下であれば、補正係数を低温低湿（Ｌ／Ｌ）に対しては０．８、Ｈ／Ｈ環境に対しては１．３と設定し（ステップ５）、環境を検知し（ステップ６）、Ｈ／Ｈ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０9以下かどうか判断し（ステップ７）、以下であれば上述の補正値を用いて補正し（ステップ８）、そうでなければ補正しない（ステップ１０）。またＬ／Ｌ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０11以下かどうか判断し（ステップ９）、以下であれば補正せず（ステップ１０）、そうでなければ上述の補正値を用いて補正する（ステップ１１）。そしていずれの場合も対応する転写電流を出力する（ステップ１９）。
【００５０】
またステップ４において変化率が０．５より大きければ、補正係数をＬ／Ｌ環境に対しては０．９、Ｈ／Ｈ環境に対しては１．１と設定し（ステップ１２）、環境を検知し（ステップ１３）、Ｈ／Ｈ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０9以下かどうか判断し（ステップ１４）、以下であれば上述の補正値を用いて補正し（ステップ１５）、そうでなければ補正しない（ステップ１７）。またＬ／Ｌ環境であればステップ２で得た抵抗値（表面抵抗値）が１０11以下かどうか判断し（ステップ１６）、以下であれば補正せず（ステップ１７）、そうでなければ上述の補正値を用いて補正する（ステップ１８）。そしていずれの場合も対応する転写電流を出力する（ステップ１９）。
【００５１】
すなわち上記のように表面抵抗の違いにより転写バイアスを制御することで従来よりも表面抵抗率を使用できる範囲を広げることが可能となり、異常画像と搬送性の両立を図ることが可能となる。従来ではこの両立を図るために、転写ベルトの抵抗率を規定したりすることで対処せざるを得なかった。さらに、これら問題点を解決するためには転写ベルトのゴム面の抵抗率を９乗オーダ以上に設定するようにしているが、本実施形態では、転写ベルト６の抵抗をある程度規定しなくても表面抵抗率を検知することで電流を制御すれば、ゴム面抵抗の使用できる範囲を広げることが可能としている。図９、図１０に示したように、表面抵抗率が異常であっても転写電流の補正をすることで（図１１のフローチャートでは転写電流補正係数はＬ／Ｌ環境の場合で×０．８倍、Ｈ／Ｈ環境の場合で×１．３倍である。）、上記の問題を解決できる。
【００５２】
またローラ２０による印加バイアスを、トナーと逆極性にするとよい。基本的にはローラ２０による印加バイアスの極性はどちらでもかまわないが、トナーと逆特性にすると、表面抵抗検知時に転写ベルト６の表面をクリーニングをすることが可能になる。すなわち、クリーニングモード時に転写ベルト６表面のクリーニングと同時に表面抵抗を検出することが可能となる。
【００５３】
図１２、図１３に印加バイアスの印加例を示す。図１２の例は、印加電圧を変更させた場合であり、図７の例は、一定の印加電圧のもとで印加時間を変更させた場合である。最上段は転写ベルト６に対して接離させるＤＣソレノイド８（図３、４参照）の動作タイミング、中段はローラ２０への印加バイアスの印加タイミングであり、下段は感光体３への流入電流の検知タイミングを示している。図１４では、一般的な電流検出を示しており、印加直後と印加終了直前の電流値を検出することで電流変化率を求める。この変化率は、一定時間印加後の電流値から印加直後の電流値を引いて、その値を印加直後の電流値で除したものとなる
【００５４】
この電流変化率を求める演算手段としては、一般的なマイクロコンピュータ等の演算装置を用いればよい。図１５は、画像形成装置の操作部３０と電流検知手段２２との間にマイクロコンピュータ３１を配した構成のブロック図である。もちろんその他の演算手段を用いてもよい。なお上述した環境に対する補正係数は、あらかじめ決定しておいてたとえばマイクロコンピュータ３１のＲＯＭ内に格納しておけばよい。なお図１５ではローラ２０を一般的にバイアス印加手段として示してある。
【００５５】
なお図９、図１０において「転写電流を補正した場合」という欄は、上述のような補正により改善された場合を示している。転写電流については各機種ごとに異なるため省略している。
【００５６】
またバイアス印加手段が転写ベルトのクリーニング手段である場合の例を以上説明してきたが、バイアス印加手段を転写紙の転写ベルト６からの分離手段で兼用することも可能である。
【００５７】
さらに図１６、図１７、図１８に、バイアス印加手段がチャージャ（ＣＧ）である場合を示すとともに、チャージャの配置例を示す。チャージャ３２の配置は、転写ベルト６から紙の分離位置近傍ならばどこでも構わない。分離チャージャがあれば、上述のようなクリーニングローラを兼用したローラ２０のように転写ベルト６の表面に接しているバイアス印加手段を設置する必要がない。なお図１６、図１７、図１８ではチャージャ３２にバイアスを供給するための印加電源の図示を省略してある。
【００５８】
なお、本発明並びに上述の実施形態においては、電流値検出時に転写ベルトは回転状態でも静止状態でもいずれでも構わない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上説明してきたように、像担持体に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、バイアス印加手段から転写搬送手段にバイアスを印加した際に像担持体に流れる電流を検出可能としてなるので、実機上で転写ベルト等の転写搬送手段の抵抗を測定可能となり、従来のように実機に組み合わせる前に計測しておいた転写ベルト抵抗と組み合わせることで、転写搬送手段全体の抵抗とその表面抵抗との分離計測が可能となり、実機上での表面抵抗率を検出することで、その抵抗値をもとに転写電流をその抵抗値に合うように最適値に設定、出力でき、また転写搬送手段の表面抵抗率の経時的変化を把握することもでき、転写電流を経時的に制御することが可能となるという効果がある。
【００６０】
請求項２の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段から転写ベルトへ印加する転写バイアスが定電圧であるので、上記共通の効果に加え、通常の表面抵抗測定方法と同じ原理で抵抗測定することが可能となるという効果がある。
【００６１】
請求項３の画像形成装置は、以上説明してきたように、電流検出手段で検出した電流値をもとに転写バイアスを決定、制御する転写バイアス制御手段を有するので、上記共通の効果に加え、転写搬送手段全体の抵抗を検出して転写電流の制御をする方法以上に表面抵抗率の微妙な違いを転写電流の制御に適用でき、転写電流のフィードバック制御が可能となるという効果がある。
【００６２】
請求項４の画像形成装置は、以上説明してきたように、クリーニング手段がバイアス印加手段を兼ね、印加バイアスの極性をトナーと逆極性とするので、上記共通の効果に加え、表面抵抗検出用に新たな電極等を設ける必要もなく、クリーニングローラと併用することで効率的であるだけでなく、さらにトナーと逆極性の印加をすることでベルトのクリーニングと表面抵抗の検出を同時に実施することが可能になるという効果がある。
【００６３】
請求項５の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段がシートを像担持体から分離させる手段を兼ね、また請求項６に係るものは、バイアス印加手段がチャージャであり、これらをベルト近傍に設置することで、上記共通の効果に加え、効率的に分離手段やチャージャを使用できるという効果がある。
【００６４】
請求項７の画像形成装置は、以上説明してきたように、バイアス印加手段が異なる印加バイアスを少なくとも２つ以上印加可能で、電流検出手段でそれぞれの印加バイアスに対応する電流値を少なくとも２つ以上検出し、それら検出値に応じて転写バイアス制御手段が転写搬送手段へ印加する転写バイアスを可変させるようにしたので、上記共通の効果に加え、転写搬送手段の表面をコートしている材料の特性に応じた制御が可能で、環境変動をするような特性を示す材料かあるいはそうではなのかでの制御が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置で用いる転写搬送装置の一例の斜視図である。
【図２】図１の転写搬送装置の基本構成を示す平面図である。
【図３】図１の転写搬送装置を用いた画像形成装置で、転写動作前の状態の構成を示す概念図である。
【図４】同転写中の概念図である。
【図５】図１の転写搬送装置で用いる転写ベルトの拡大断面部分図である。
【図６】図１の転写搬送装置を用いた画像形成装置での転写中の状態を概念的に示す拡大図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部を示す図である。
【図８】図７の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図９】転写ベルトの表面抵抗の違いによる白抜け画像の発生の有無を示すグラフ図である。
【図１０】Ｈ／Ｈ環境での表面抵抗率と搬送性の違いによる白抜け画像の発生の有無を示すグラフ図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の抵抗検知から転写電流出力までを表すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの印加例を示すグラフ図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの他の印加例を示すグラフ図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での印加バイアスの印加と一般的な電流検出を示すグラフ図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の一実施形態での電流変化率を求める演算手段の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合の構成を示す概念図である。
【図１７】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合の他の構成を示す概念図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の一実施形態でのバイアス印加手段がチャージャである場合のさらに他の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 転写搬送装置
１Ａ 本体
２ ベルトユニット
３ 感光体
４、５ ローラ
６ 転写ベルト
６ａ 内側層
６ｂ 表面層
７ 支持体
８ ＤＣソレノイド
８Ａ 制御板
９ 接離レバー
１０ レジストローラ
１１ バイアスローラ
１２ 高圧電源
１３ 接触板
１４ 転写制御板
１５ 転写前除電ランプ（ＰＴＬ）
１６ クリーニング装置
１６Ａ クリーニングブレード
１６Ｂ 回収スクリュー
１７ 定着部
１７ａ 加熱ローラ
１７ｂ パッドローラ
２０ ローラ
２１ 制御手段
２２ 電流検知手段
２３ 演算手段
３０ 操作部
３１ マイクロコンピュータ
３２ チャージャ
Ｓ 転写紙
Ｂ ニップ部
Claims (6)
- トナー像を担持する像担持体と、担持したシートへ上記像担持体上のトナー像を転写する無端ベルト状の転写搬送手段と、該転写搬送手段を回転駆動する駆動手段と、上記転写搬送手段をクリーニングするクリーニング手段と、上記転写搬送手段を張架する張架手段と、該張架させた上記転写搬送手段の内側に接触して上記転写搬送手段に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段とを備える画像形成装置において、上記像担持体に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、上記クリーニング手段が上記転写搬送手段の表面あるいは表面近傍に位置して上記転写搬送手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を兼ね、上記転写搬送手段が内側層と、コーティング層である表面層と２層構造で構成されており、上記転写バイアス印加手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の内側で該転写搬送手段の上記内側層に接触してバイアスを印加し、上記バイアス印加手段を兼ねる上記クリーニング手段は上記無端ベルト状の転写搬送手段の上記表面層に接触してバイアスを印加し、上記クリーニング手段がバイアスを印加した際に上記像担持体に流れる電流を上記電流検出手段で検出可能としかつ上記転写搬送手段の表面に付着したトナーを電気的な力により除去可能としてなることを特徴とする画像形成装置。
- 上記バイアス印加手段から上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスが定電圧であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
- 上記電流検出手段で検出した電流値をもとに上記転写バイアスを決定、制御する転写バイアス制御手段を有することを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
- 上記クリーニング手段が兼ねる上記バイアス印加手段の印加バイアスの極性をトナーと逆極性とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置。
- 上記転写搬送手段の表面抵抗率が低い場合に、転写バイアスを高く設定し、転写電流を大きくすることによって、上記バイアス印加手段が上記シートを上記像担持体から分離させ得るようにしてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの画像形成装置。
- 上記バイアス印加手段が異なる印加バイアスを少なくとも２つ以上印加可能で、上記電流検出手段でそれぞれの印加バイアスに対応する電流値を少なくとも２つ以上検出し、該検出値に応じて上記転写バイアス制御手段が上記転写搬送手段へ印加する転写バイアスを可変させることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかの画像形成装置。
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