JP4393212B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

像担持体表面に形成したトナー像を紙等の転写材に転写する工程を含む周知の画像形成装置において、像担時体とこれに圧接する転写ローラ等の転写部材との間の当接部に形成された転写部位に前記転写材を通過させ、このタイミングに合わせて前記転写部材に転写バイアスを印加し、この印加転写バイアスによって形成される電界の作用で像担持体表面のトナー像を転写材に転移させるように構成したものが実用化されている。

転写ローラはその抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０（Ω）程度の値に調整されるが、近年提案されている転写ローラは、図３に示すように、導電性の芯金１１７の外周面に弾性層１１８を設け、この弾性層１１８に導電性を持たせるようにしている。転写ローラ１１６はこの導電性の持たせ方により、以下の２種類に大きく分けられる。即ち、
・電子導電系の材料を有する転写ローラ
・イオン導電系の材料を有する転写ローラ
である。上記の転写ローラは、図３に示すように弾性層１１８を有し、この弾性層１１８に導電性フィラーを分散させたものであり、例として、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたＥＰＤＭローラやウレタンローラを挙げることができる。

あるいは、弾性層１１８にイオン導電系の材料を含むもので、例として、ウレタン等の材料自身に導電性を持たせたものや、界面活性剤を弾性層１１８に分散させたものが挙げられる。

また、転写ローラの抵抗は雰囲気環境の温湿度に応じて変動しやすいことが知られており、転写ローラの抵抗変動は転写不良、爆発飛び散り、紙跡などの問題の発生を誘発することが懸念されている。

そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採用されている。

一般的な制御法については、後ほど述べる。

ところで、上記転写ローラには回転方向の抵抗ムラ（以下「周ムラ」という）が存在する。この周ムラはローラ抵抗調整材料の不均一のみならず、部分的な温度や湿度変化に影響を受けることでも顕著になる。具体的には、定着装置の温度による、転写ローラの定着ローラに対する対向部位と反対側との抵抗差である。

たとえば、ある一定の定電圧制御を行った場合に、転写ローラ一周分の電流を測定した場合、定着装置に対抗した面は、高温のためローラの抵抗値が下がり、温まっていない部位に比べて、一定電圧を印加した際に流れる電流値が多くなる。

このような現象による不具合を避けるために、定電流制御も考えられているが、下記のような現象理由から、一般的には定電圧制御が用いられている。

良好な転写性を常に得るためには転写部位に通電する電荷量を所定値に制御してやるのが理想的であり、例えば転写ローラを定電流制御することが考えられる。しかしながら、転写部位において転写材の有る部分と無い部分とで転写ローラの感光ドラムに対する負荷インピーダンスが異なり、転写材の無い部で負荷インピーダンスが小さくなる。

このため、使用される転写材のサイズの変化により、転写部位において転写ローラが感光ドラム表面に当接している幅が変わることで転写材の無い部に多くの電流が集中的に流入してしまい、転写材の有る部分で転写不良をきたしてしまう。

これに対し、定電圧制御を用いれば、抵抗値の異なる転写ローラから転写部位に常に同程度の電荷量を通電するため、以下に述べる方式が既に提案されている。

そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値（電圧−電流特性）を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採用されている。

このような印加転写電圧制御手段として、特許文献１に開示されたＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）がある。

ＡＴＶＣ制御は、転写時転写ローラに印加する電圧を最適化する手段であり、転写不良、紙跡の発生を防止するものである。上記転写電圧は、画像形成装置の前多回転工程中に転写ローラから感光ドラムに所望の定電流を印加し、その時の電圧値を保持することで転写ローラの抵抗を検知し、印字工程の転写時に転写電圧としてその抵抗値に応じた定電圧を転写ローラに印加している。

又、他の印加転写電圧制御としては、特許文献２に開示されたＰＴＶＣ制御（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）が挙げられる。

ＡＴＶＣ制御が転写ローラの抵抗検知を定電流制御で行うのに対し、ＰＴＶＣ制御は、定電圧制御のみで行い、そのため回路が簡素化され、検知精度も向上している。

詳しく説明すると、転写ローラの抵抗検知時に定電圧を印加し、この時感光ドラムに流れる出力電流値を検知する手段を有し、この電流値が設定値から離れている場合、検知用定電圧を変化させて出力し設定値が得られるようにソフトウエアを介して行うものである。

図２にＰＴＶＣ制御の構成図を示す。図において、先ずＣＰＵ１０１のＯＵＴ端子から所望の転写出力電圧に対応したパルス幅を持つＰＷＭ信号（ＤＡ値）を出力する。実際にはパルス幅に対応した転写出力電圧テーブル（不図示）をＣＰＵ１０１にメモリしておく。このＰＷＭ信号は、ローパスフィルタ１０２によりＤＣ（アナログ）化され、アンプ１０３により増幅されて転写電圧ＶＴとなる。次に電圧−電流変換を行い、この時流れた電流ＩＴに対応した信号がＤＡ変換後ＣＰＵ１０１のＩＮ端子に入力され、ＣＰＵ１０１内で検知される。

このように、定電圧制御は予め、ＣＰＵ１０１内に設定されたＰＷＭ値と転写出力電圧との対応テーブルから判断して所望の電圧値に対応したパルス幅のＰＷＭ信号を出力をしている。

上述のＰＴＶＣ制御により、転写ローラ抵抗を正確に検出し、最適な印加転写電圧を決定するためには、前述した、転写ローラの周ムラから、転写ローラ１周分の平均的な電流値を複数電圧値にてモニターし、その電流と電圧の関係式から目標電流をえる。転写ローラ抵抗が電圧依存性を有するため、転写時に印加する電圧に近い値が発生するような電圧値の設定が必要とされている。よって、ＰＴＶＣ制御等は画像形成プロセスを行うにあたって、時間に余裕のある前回転中に行われるのが一般的である。そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採用されている。
特開平２−１２３３８５号公報 特開平５−１８１３７３号公報

しかしながら、上記の従来方式によるＰＴＶＣによると、転写ローラ一周分、複数値の電圧値を印加するために、前回転時に印加する電圧水準の数に応じて、転写ローラ一周分の検知にかかる時間が必要となる。

近年の複写機においては、ファーストコピータイムを短くする傾向があり、上記制御にかかる時間も短くする必要がある。さらには、高画質化も進んでおり、転写制御により、最適な画像を常に得ることが求められ、最適な上記制御を行うことが必要である。そのためには、上記制御の一周分の検知を複数水準のバイアス値にて行い、必要な転写電流を得るための正確なバイアスを決定する必要があるが、転写ローラ一周分の検知を複数回行うことは、上述のファーストコピータイム短縮の傾向に反することになる。

そこで、本発明においては、
像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に対して接触可能な転写ローラと前記転写ローラに電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に静電転写する転写手段と、前記電圧印加手段から前記転写ローラに流れる電流値を検知する電流検知手段と、前記転写手段によるトナー像転写動作前に、前記電圧印加手段が所定電圧を印加した際に流れる電流を前記電流検知手段により検知する電流検知動作を行い、前記電流検知動作による検知結果に基づいてトナー像転写動作時に前記転写ローラに印加する転写電圧を決定する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、予め設定された第一電圧値の電圧を印加したときに前記転写ローラが一周するまでに前記電流検知手段により検知された電流値と前記第一電圧値とから第一電圧電流特性を取得する第一工程と、前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて予め設定された転写電流値となる第二電圧値の電圧を印加したときに前記転写ローラの少なくとも一周に亘って前記電流検知手段により検知された電流値と第二電圧値とから第二電圧電流特性を取得し、前記第二電圧電流特性より得られる前記転写電流値に対応する電圧値から前記転写電圧を決定する第二工程と、を実行することを特徴とする。

あるいは、
像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に対して接触可能な転写ローラと前記転写ローラに電流を印加する電流印加手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に静電転写する転写手段と、前記電流印加手段から前記転写ローラに印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記転写手段によるトナー像転写動作前に、前記電流印加手段が所定電流を流す際に印加される電圧を前記電圧検知手段により検知する電圧検知動作を行い、前記電圧検知動作による検知結果に基づいてトナー像転写動作時に前記転写ローラに印加する転写電流を決定する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、予め設定された第一電流値の電流を印加したときに前記転写ローラが一周するまでに前記電圧検知手段により検知された電圧値と第一電流値とから第一電圧電流特性を取得する第一工程と、前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて予め設定された転写電圧値となる第二電流値の電流を印加したときに前記転写ローラの少なくとも一周に亘って前記電圧検知手段により検知された電圧値と第二電流値とから第二電圧電流特性を取得し、前記第二電圧電流特性より得られる前記転写電圧値に対応する電流値から前記転写電流を決定する第二工程と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、転写制御の精度を落とすことなく、転写バイアスの決定に要する時間を短縮することができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態では、電子写真方式を利用してカラー画像を形成する、中間転写体（中間転写ベルト）を備えたレーザビームプリンタなどの画像形成装置が示されている。

本画像形成装置では、矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピード（例えば１１７ｍｍ／ｓｅｃ）で回転する感光ドラム２０は、帯電ローラ２１により一様帯電される。そして、感光ドラム２０の一様帯電面に対して露光装置（レーザスキャナ）２４から反射ミラー２４ａを介して、入力された画像信号に対応して変調されたレーザ光による走査露光Ｌが与えられ、画像情報に対応した各色の静電潜像がそれぞれ形成される。

そして、現像装置２２の回転体２２ａに搭載されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したイエロー現像器２２Ｙ、マゼンタ現像器２２Ｍ、シアン現像器２２Ｃ、ブラック現像器２２Ｂｋのうちの１色目の現像器（図ではイエロー現像器２２Ｙ）を回転体２２ａの回転によって感光ドラム１と対向する現像位置に移動させ、感光ドラム２０の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスをイエロー現像器２２Ｙに印加して、感光ドラム２０上の静電潜像にイエロートナーを付着させてイエロートナー像として現像する。

このイエローのトナー像は、１次転写ニップ部Ｎにて、１次転写高圧電源３０から１次転写バイアス（トナーと逆極性）が印加された１次転写ローラ２９によって中間転写体としての中間転写ベルト２５上に１次転写される。この際、２次転写ローラ３２は、２次転写ニップ部Ｍにて中間転写ベルト２５と２次転写対向ローラ２７から離間している。この１次転写が終了すると、感光ドラム２０上の残トナーはドラムクリーニング装置２３でクリーングされて除去される。

そして、１色目のイエロートナー像の１次転写が終了すると、現像装置２２の回転体２２ａが回転して次の現像器が感光ドラム２０に対向する現像位置に移動して、イエローの場合と同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写、クリーニング動作を順次行い、中間転写ベルト２５上で４色のトナー像を順次重畳してフルカラーのトナー像を形成する。

そして、中間転写ベルト２５上に形成されたフルカラーのトナー像の先端が、２次転写ローラ３２と２次転写対向ローラ２７間の２次転写ニップ部Ｍに到達すると、このタイミングに合わせて用紙などの転写材Ｐが２次転写ニップ部Ｍに給紙される。

そして、２次転写ニップ部Ｍにて、接地した２次転写対向ローラ２７を対向電極とし、２次転写高圧電源３３から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ３２を中間転写ベルト２５を介して２次転写対向ローラ２７に当接するように揺動させる。そして、２次転写ニップ部Ｍに搬送された転写材Ｐの背面に２次転写ローラ３２からトナーと逆極性の転写バイアスを印加することによって、転写材Ｐの表面に中間転写ベルト２５上に担持されたフルカラーのトナー像が一括して転写（２次転写）される。

２次転写ローラ３２には、定電圧電源３３により電圧が印加され、その時に転写ローラに流れる電流は電流検知手段４０により検知される。そして、転写の制御は制御手段７０により行われる。

２次転写後の転写材Ｐは定着装置（不図示）で加熱加圧されて、フルカラーのトナー像が転写材Ｐ上に熱定着された後に外部に排紙され、一連の画像形成動作を終了する。また、２次転写後に中間転写ベルト２５上に残留している残トナーは、ベルトクリーニング装置３１でクリーングされて除去される。

ところで、上記した本実施の形態で用いた各色のトナーは、通常環境で−２５μＣ／ｇのトリボを有する負極性トナーであり、負極性に帯電される感光ドラム１０は直径４７ｍｍであり、帯電電位（暗電位）；−５５０Ｖ、露光電位（明電位）；−１５０Ｖで使用される。

中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６、２次転写対向ローラ２７、テンションローラ２８によって張架されており、駆動ローラ２６の回転駆動によって矢印方向（時計方向）に回転する。駆動ローラ２６は、芯金上にゴム材の表層が設けられている。また、中間転写ベルト２５は、厚み７５μｍ、周長１８６０ｍｍ、長手方向長３１０ｍｍの単層シームレスの樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行なったポリイミドで形成されている。本実施の形態で用いた中間転写ベルト２５の体積抵抗率ρｖは、１００Ｖ印加時において１０^９Ωｃｍである。

１次転写ローラ２９は、導電性のウレタン発泡フォームで構成されており、直径８ｍｍのＳＵＳ芯金の上にフォーム層を肉厚４ｍｍで形成して、外径１６ｍｍとしている。１次転写ローラ２９の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重のもとで、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１００Ｖの電圧印加のもと測定された電流の関係から算出した結果、５×１０^６〜３×１０^７Ω程度の値であった。

２次転写ローラ３２は、導電性のＮＢＲ・ヒドリン系ゴムで構成されており、直径１０ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚３ｍｍで形成して、外径２４ｍｍとしている。２次転写ローラ３２の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重のもとで、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１ＫＶの電圧印加のもと測定された電流の関係から算出した結果、１×１０^７〜１×１０^８Ω程度の値であった。

２次転写対向ローラ２７も導電性ゴムで構成されており、直径２０ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚６ｍｍで形成して、外径３２ｍｍとした。２次転写対向ローラ２７の抵抗値は、１×１０^７Ω以下の値である。

次に、本実施の形態における転写動作時のＰＴＶＣ制御について説明する。図４はその制御のシーケンス図である。

本発明の転写ローラ３２の抵抗値は、雰囲気の温度／湿度により変化する。また、適正な画像形成時に必要な電流も雰囲気の温度および湿度により変化するため、転写ローラ３２に印加すべき電圧も変化する。

そこで、本発明においては雰囲気温度および湿度に応じた環境テーブルを不図示のメモリ中に設け、各環境ごとに、転写時に必要なターゲット電流値Ｉｔ（すなわち、画像形成時に印加する電流もしくはそれを求めるための基準電流）と、それを流すために標準的に必要な電圧値を格納してある。

次に、本実施例の形態における転写動作時のＰＴＶＣ制御について、図４および図５をもとに説明する。

本発明のＰＴＶＣ制御は３つのステップに分かれる。以下、順に説明する。

（第１のステップ）
図４は本発明のＰＴＶＣ制御の概略シーケンス図である。

ある時刻Ｔ１からＴ２まで、電圧Ｖ１を転写ローラ３２に定電圧電源３３により印加する。そのとき中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電流検知回路４０により検出する。この検知は、転写ローラの１周未満の時間に行えるように、測定時間を短縮するために４ｍｓｅｃごとの３回にとどめ、３つの測定値を平均し第１の検知電流Ｉ１とする。

図５は本発明のＰＴＶＣ制御において、次ステップの印加電圧を決定するためのフローを説明する図である。

Ｖ１として例えば３００Ｖを印加したとき、Ｉ１＝１５μＡであった場合を例として書いてある。ターゲット電流Ｉｔ＝１２μＡだとすると、図５に示すように、原点と点（Ｖ１，Ｉ１）を結ぶ直線ｍから、検知電流を１２μＡとするために必要な電圧Ｖ２（この例では２３５Ｖ）が求まる。

（第２のステップ）
時刻Ｔ２からＴ３まで、第１ステップから求めた電圧Ｖ２を転写ローラ３２に印加する。

このとき、第１のステップと同様、中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電流検知回路４０により検出する。この検知は、４ｍｓｅｃごとの３回と、第１のステップと同様であり、３つの測定値を平均し第２の検知電流Ｉ２とする。

なお、第２のステップにおける検知の回数は第１のステップと同じであるのは必須ではなく、必要に応じ増減可能である。第２の検知電流Ｉ２は前述のＩｔと一致することが望ましいが、高圧出力開始直後に行なわれる第１のステップでは、通常電源の出力電圧安定性が不十分であるので、通常Ｉｔとは一致しない。

図５に示す例ではＩ２＝７μＡであり、原点と点（Ｖ２，Ｉ２）を結ぶ直線ｎから、検知電流をターゲット電流Ｉｔである１２μＡとするために必要な電圧Ｖ３（この例では３９０Ｖ）が求まる。

（第３のステップ）
時刻Ｔ３から転写ローラ３２が略１周するまでの時間、以上のようにして求めた電圧Ｖ３を転写ローラ３２に印加する。このとき、第１および第２のステップと同様、中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電流検知回路により検出する。この検知は、ローラ１周分に対し均等に６４分割したタイミングで、それぞれ４ｍｓｅｃだけ行なう。この６４ポイントでの測定値を平均し第３の検知電流Ｉ３とする。

図５に示す例ではＩ３＝１３μＡであり原点と点（Ｖ３，Ｉ３）を結ぶ直線ｏから、検知電流を最終的な転写ターゲット電流Ｉｔである１２μＡとするために必要な電圧Ｖｔ（この例では３５０Ｖ）が求まる。

これにより、転写ローラ３２の周方向に対応した抵抗ムラによる、ターゲット電流を得るための必要電圧を転写ローラ周期で得ることが出来る。

この制御を行うことにより、転写紙Ｐを通紙した際に、従来方式による一定電圧を印加するときに現れる、転写ローラ３２の周方向の抵抗ムラに影響される電流の周期的なムラを軽減することが出来る。

なお、転写ローラ３２として電子導電性のもの、例えば、導電性フィラーとして酸化亜鉛を分散したＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンの３元共重合体）などで構成されるものを使用した場合、転写ローラ３２の周方向の抵抗ばらつきが生じやすく、精度の高い電圧制御を行うには、前述のＮＢＲ・ヒドリン系ゴムや後述のウレタン等の材料で構成され、周方向の抵抗ばらつきが比較的小さく、転写ローラ３２の１周分の電圧を制御する際に変化量の少ないイオン導電性の転写ローラ３２を使用することが望ましいことは言うまでもない。

また、前述の電圧Ｖ１の値や、ターゲット電流値は、装置本体等に設けられた温湿度センサ８０により検知された温湿度状態に応じた値を用いるようにすれば、より正確な転写制御を行うことができる。

上記検知において、従来方式の一周分以上の検知を複数の電圧値で行った場合と比べて、最終的な印加電圧に差を生じることなく、同様の制御精度を得ることができた。

〈実施の形態２〉
以下に、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置について説明する。

実施の形態２は、本発明の実施の形態１の画像形成装置と同様であり、装置の構成及び画像形成動作等の説明は省略し、２次転写高圧電源３３から２次転写ローラ３２への印加電圧制御（ＰＴＶＣ制御）のみについて説明する。

以下に具体的な方法を述べるが、転写電圧を決定する制御のシーケンスおよび通紙時の制御は、実施例１のＰＴＶＣ制御と同様である。

制御開始に際して、第一に印加される固定電圧Ｖ［１］を印加するタイミングは、本実施例では、感光ドラムおよび中間転写体の駆動動作開始とほぼ同時に行った。通常は、検知精度の安定のため、通常の転写部材の駆動動作の安定を待って検知制御を開始するが、本実施例では、駆動動作の安定を待たずに、制御開始をした。

このときの印加された電圧と電流の関係は、動作安定時と変わることなく、実施例１と同等の効果を得ることができた。

さらに、実施例２におけるＰＴＶＣ制御により、実施例１における効果に加え、動作開始から動作安定までに要する時間を短縮することができ、ファーストコピースピードをさらに短縮し、実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

〈実施の形態３〉
以下に、本発明の実施の形態３に係る画像形成装置について説明する。

実施の形態３は、本発明の実施の形態１の画像形成装置と同様であり、装置の構成及び画像形成動作等の説明は省略し、２次転写高圧電源３３から２次転写ローラ３２への印加電圧制御（ＰＴＶＣ制御）のみについて説明する。

本実施例における、転写電圧を決定する制御のシーケンスは、実施例１のＰＴＶＣ制御と基本的には同じであるが、ローラ１周以内の短い電流検知動作を、実施例１では２回行ったのに対し、本実施例では１回で行う点に特徴がある。すなわち、図６、図７に示したように、Ｖ［１］印加によるＩ［１］の検知から、一周分の印加電圧Ｖ２を決定し、最終的な目標電流に対する転写電圧を得る。本実施の形態により、本例では、実施例１に対して１９０ｍｓｅｃほど、制御にかかる時間を短縮できる。

本発明のＰＴＶＣ制御は、２つのステップに分かれる。以下順に説明する。

（第１のステップ）
図６は本発明のＰＴＶＣ制御の概略シーケンス図である。

ある時刻Ｔ１からＴ２まで、電圧Ｖ１を転写ローラ３２に電源３３により印加する。そのとき中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電流検知回路により検出する。この検知は、転写ローラの１周未満の時間に行えるように、測定時間を短縮するために４ｍｓｅｃごとの３回にとどめ、３つの測定値を平均し第１の検知電流Ｉ１とする。

図７は本発明のＰＴＶＣ制御において、次ステップの印加電圧を決定するためのフローを説明する図である。

Ｖ１として例えば３００Ｖを印加したとき、Ｉ１＝１５μＡであった場合を例として書いてある。ターゲット電流Ｉｔ＝１２μＡだとすると、図７に示すように、原点と点（Ｖ１，Ｉ１）を結ぶ直線ｍから、検知電流を１２μＡとするために必要な電圧Ｖ２（この例では２３５Ｖ）が求まる。

（第２のステップ）
時刻Ｔ２から転写ローラ３２が略１周するまでの時間、以上のようにして求めた電圧Ｖ２を転写ローラ３２に印加する。このとき、第１のステップと同様、中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電流検知回路４０により検出する。この検知は、ローラ１周分に対し均等に６４分割したタイミングで、それぞれ４ｍｓｅｃだけ行なう。この６４ポイントでの測定値を平均し第２の検知電流Ｉ２とする。

図７に示す例ではＩ２＝８μＡであり、原点と点（Ｖ２，Ｉ２）を結ぶ直線ｎから、検知電流を最終的な転写ターゲット電流Ｉｔである１２μＡとするために必要な電圧Ｖｔ（この例では３５０Ｖ）が求まる。

このように、ファーストコピータイムが短い機械においても、周ムラの影響を受けることなく、最適な転写バイアスを制御できる。

なお、転写ローラ１周未満の電流検知動作を、実施例１では２回、実施例３では１回としているが、これは幾つかの例を示したに過ぎず、何回行うかについては、その画像形成装置の特性に応じて適宜設定すれば良い。

〈実施の形態４〉
先の実施例１〜３については、転写ローラの電圧−電流特性を検知し、その検知結果をもとに転写時の転写電圧値を決定し、定電圧制御を行う構成について説明した。しかしながら本発明の思想は、転写時に定電流制御を行う装置においても、同様に適用することができる。

すなわち、図８の装置における５０を定電流電源とし、所定電流印加時の印加電圧を電圧検知手段６０により検知することで、転写ローラの電圧−電流特性を検知し、その検知結果によって転写時の定電流値を制御手段７０が決定する画像形成装置に対しても、本発明を適用する事ができる。同図において、図１と同じ構成については、説明を省略する。

以下にその一例を示す。本実施例の転写制御は、２つのステップに分かれた例とする。基本的には、先の実施例３と同じ考え方であり、電圧を電流の関係を入れ替えて利用できる。

（第１のステップ）
図９は本発明の転写制御の概略シーケンス図である。

ある時刻Ｔ１からＴ２まで、電流Ｉ１を転写ローラ３２に定電流電源３３により印加する。そのとき中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに印加される電圧を、電圧検知回路４０により検出する。この検知は、転写ローラの１周未満の時間に行えるように、測定時間を短縮するために４ｍｓｅｃごとの３回にとどめ、３つの測定値を平均し第１の検知電圧Ｖ１とする。

そして、原点と点（Ｖ１，Ｉ１）を結ぶ直線から、転写ターゲット電圧を得るのに必要な電流Ｉ２を求める。

（第２のステップ）
時刻Ｔ２から転写ローラ３２が略１周するまでの時間、以上のようにして求めた電圧Ｉ２を転写ローラ３２に印加する。このとき、第１のステップと同様、中間転写ベルト２５を介し２次転写対向ローラに流れる電流を、電圧検知回路６０により検出する。この検知は、ローラ１周分に対し均等に６４分割したタイミングで、それぞれ４ｍｓｅｃだけ行なう。この６４ポイントでの測定値を平均し第２の検知電圧Ｖ２とする。

そして、原点と点（Ｖ２，Ｉ２）を結ぶ直線から、検知電圧を転写ターゲット電圧と同等とするために必要な転写電流Ｉｔが求まる。

そして、このＩｔの値で定電流制御を行い、転写動作を行うものである。

以上の実施形態１〜４において、中間転写体を用いた画像形成装置における２次転写部での例について説明してきたが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、像担持体である感光体から、転写媒体である転写材に直接画像を転写する画像形成装置における転写部においても、本発明を適用できるのは勿論である。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置 ＰＴＶＣの制御回路図 本発明の転写部材 本発明のＰＴＶＣ制御のシーケンス図 本発明のＰＴＶＣの転写電圧を求める詳細図 本発明の実施の形態３のＰＴＶＣ制御のシーケンス図 本発明の実施の形態３のＰＴＶＣの転写電圧を求める詳細図 本発明の実施の形態４に係る画像形成装置 本発明の実施の形態４のＰＴＶＣ制御のシーケンス図

符号の説明

２０ 像担持体
２１ 帯電ローラ
２２ 現像装置
２３ クリーニング装置
２４ 露光装置
２５ 中間転写体
２６ 駆動ローラ
２７ ２次転写対向ローラ
２８ テンションローラ
２９ １次転写ローラ
３０ 一次高圧電源
３２ ２次転写ローラ
３３ 電圧印加手段
４０ 電流検知手段
７０ 制御手段
８０ 温湿度検知手段
Ｐ 転写媒体（転写材）

Claims (10)

1. 像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に対して接触可能な転写ローラと前記転写ローラに電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に静電転写する転写手段と、前記電圧印加手段から前記転写ローラに流れる電流値を検知する電流検知手段と、前記転写手段によるトナー像転写動作前に、前記電圧印加手段が所定電圧を印加した際に流れる電流を前記電流検知手段により検知する電流検知動作を行い、前記電流検知動作による検知結果に基づいてトナー像転写動作時に前記転写ローラに印加する転写電圧を決定する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、予め設定された第一電圧値の電圧を印加したときに前記転写ローラが一周するまでに前記電流検知手段により検知された電流値と前記第一電圧値とから第一電圧電流特性を取得する第一工程と、前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて予め設定された転写電流値となる第二電圧値の電圧を印加したときに前記転写ローラの少なくとも一周に亘って前記電流検知手段により検知された電流値と第二電圧値とから第二電圧電流特性を取得し、前記第二電圧電流特性より得られる前記転写電流値に対応する電圧値から前記転写電圧を決定する第二工程と、を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて前記転写電流値に対応する電圧値を求め、第一電圧電流特性により得られた電圧値の電圧を印加した際に前記電流検知手段により検知された電流値と印加した電圧値とから別の電圧電流特性を取得し、前記別の電圧電流特性より得られる前記転写電流値に対応する電圧値から前記第二電圧を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一工程では複数の検知電流値を平均した第一平均値を取得し、前記第一平均値と前記第一電圧値とから前記第一電圧電流特性を取得し、前記第二工程では前記第一工程で検知された電流値の数よりも多い数の検知電流値を平均した第二平均値を取得し、前記第二平均値と前記第二電圧値とから前記第二電圧電流特性を取得することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 温度湿度を検知する温度湿度検知手段を有し、前記温度湿度検知手段の出力に基づいて、前記第一電圧値を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 温度湿度を検知する温度湿度検知手段を有し、前記温度湿度検知手段の出力に基づいて、前記転写電流値を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に対して接触可能な転写ローラと前記転写ローラに電流を印加する電流印加手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に静電転写する転写手段と、前記電流印加手段から前記転写ローラに印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記転写手段によるトナー像転写動作前に、前記電流印加手段が所定電流を流す際に印加される電圧を前記電圧検知手段により検知する電圧検知動作を行い、前記電圧検知動作による検知結果に基づいてトナー像転写動作時に前記転写ローラに印加する転写電流を決定する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、予め設定された第一電流値の電流を印加したときに前記転写ローラが一周するまでに前記電圧検知手段により検知された電圧値と第一電流値とから第一電圧電流特性を取得する第一工程と、前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて予め設定された転写電圧値となる第二電流値の電流を印加したときに前記転写ローラの少なくとも一周に亘って前記電圧検知手段により検知された電圧値と第二電流値とから第二電圧電流特性を取得し、前記第二電圧電流特性より得られる前記転写電圧値に対応する電流値から前記転写電流を決定する第二工程と、を実行することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記第一工程で取得された第一電圧電流特性に基づいて前記転写電圧値に対応する電流値を求め、第一電圧電流特性により得られた電流値の電流を印加した際に電圧検知手段により検知された電圧値と印加した電流値とから別の電圧電流特性を取得し、前記別の電圧電流特性より得られる前記転写電圧値に対応する電流値から前記第二電流値を取得することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第一工程では複数の検知電圧値を平均した第一平均値を取得し、前記第一平均値と前記第一電流値とから前記第一電圧電流特性を取得し、前記第二工程では前記第一工程で検知された電圧値の数よりも多い数の検知電圧値を平均した第二平均値を取得し、前記第二平均値と前記第二電流値とから前記第二電圧電流特性を取得することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 温度湿度を検知する温度湿度検知手段を有し、前記温度湿度検知手段の出力に基づいて、前記第一電流値を変更することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 温度湿度を検知する温度湿度検知手段を有し、前記温度湿度検知手段の出力に基づいて、前記転写電圧値を変更することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。

Images