JP4464068B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機やＬＢＰ（レーザービームプリンタ）等とされる電子写真方式又は静電記録方式の画像形成装置に関し、像担持体上に形成した現像像を転写材又は中間転写体に転写する画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における画像形成装置として、例えば、電子写真方式の複写機やＬＢＰ（レーザービームプリンタ）等の画像形成装置は、図５に示すように回転ドラム型を一般的とする像担持体としての電子写真感光体（感光ドラム１）、その周囲に、感光ドラム１を帯電する帯電手段である帯電器２、露光装置３、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色成分の現像器４Ｙ、５Ｍ、６Ｃ、７Ｋを備え、各色現像器は磁性キャリアとトナーが混在する現像剤を収容する。
【０００３】
又、この画像形成装置では、画像形成工程において、感光ドラム１に対し、転写媒体、例えばベルト状の中間転写体（中間転写ベルト９）を対向配置し、感光ドラム１の一回転毎に、その感光ドラム１上に形成された各色成分の未定着現像像（トナー像）を中間転写ベルト９に順次静電的に一次転写し、中間転写ベルト９上に重ね合わされた４色のフルカラー画像を転写材２０へ静電的に二次転写し、転写材２０上にフルカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００４】
ところで、現像プロセスには、図６に示すような、感光ドラム１上の電位を制御してトナー像を現像する正規現像がある。正規現像では、帯電器２により感光ドラム１をトナー像が現像される電位Ｖｄ＝＋４５０Ｖに一様に帯電し、潜像形成手段である露光装置３により、トナー像を現像しない領域である非画像部を露光して除電し電位をＶｌ＝＋１００Ｖにし、露光されずにＶｄの電位に帯電されたままである部分を画像部とする静電潜像を形成する。
【０００５】
この状態で、例えば図５のように現像器４Ｙが移動して感光ドラム１の現像位置にある時、この現像器４Ｙに現像バイアスとして、図６が示す現像電位Ｖｄｃ＝＋２５０Ｖを印加する。現像器４Ｙに収容される現像剤としての負極性に帯電したトナーによって、前記した静電潜像の画像部において、そのトナーの単位質量当たりの帯電量（以下「トリボ」と称す。）と、感光ドラム１表面における帯電器２による帯電電位と現像バイアスによる現像電位との電位差、つまり図６が示すＶｃｏｎｔ＝Ｖｄ−Ｖｄｃに応じて、感光ドラム１上に現像される。
【０００６】
トナーは絶対水分量など環境の状態でトリボが異なることが知られていて、同色のトナーで同量のトナーを感光ドラム１上に現像する時、環境の状態でトリボが低いと小さいＶｃｏｎｔで現像され、高いトリボだと大きいＶｃｏｎｔを要する。
【０００７】
又、同じ環境下でも、各色トナーでトリボは異なるので適正なトナー量を現像するためには各色で適正なＶｃｏｎｔを要する。
【０００８】
又、図６が示す現像電位Ｖｄｃと露光電位Ｖｌの電位差Ｖｂａｃｋは、磁性キャリアがドラムに付着したり非画像領域にトナーが付着しないようにするための電位差であり、これについては絶対水分量などの環境の状態や各色によらず一定の値であっても問題ないことが多い。
【０００９】
そこで、この正規現像で適量のトナーを感光ドラム上１に現像しようとした場合、各環境下・各色で適正なＶｃｏｎｔに調整する必要があり、その際、帯電電位Ｖｄは固定にし、次にＶｃｏｎｔの調整分だけ露光装置３の露光量を調整して露光電位Ｖｌを変動させ、その露光電位Ｖｌの変動分だけ現像電位Ｖｄｃを変動させてＶｂａｃｋが変動しないように調整している。
【００１０】
例として、図６にて、Ｖｃｏｎｔ＝２００Ｖであったが、このＶｃｏｎｔを１５０Ｖに調整する場合、図７に示すように帯電電位Ｖｄを＋４５０Ｖのままにし、次に、Ｖｃｏｎｔの調整分５０Ｖ分だけ変動するように露光装置３の露光量を調整して露光電位Ｖｌを＋１５０Ｖにし、同様に５０Ｖ分だけ変動させて現像電位Ｖｄｃを＋３００Ｖにし、結果、Ｖｂａｃｋは１５０ＶのままＶｃｏｎｔを２００Ｖから１５０Ｖに調整している。
【００１１】
このようにして、Ｖｃｏｎｔを調整することで、良好な現像像を形成できる。
【００１２】
ところで、感光ドラム１から中間転写ベルト９へのトナー像の転写手段としては、転写部材１５を裏側から中間転写ベルト９に接触させ、転写部材１５に転写バイアスを印加する、低出力で電源の低コスト化が図れる接触転写方式が用いられる。そして、その転写バイアスとして、下記に詳しく説明するように、定電圧制御された電圧が、図５に示す感光ドラム１の対向位置に配置且つ当接された転写部材１５に印加される。それによって転写部材１５には接触回転型のいわゆる転写ローラ（以後「一次転写ローラ１５」と称す。）を用いた転写手段が近年多用されるようになった。
【００１３】
つまり、感光ドラム１と中間転写ベルト９が形成する一次転写部位に一次転写ローラ１５からトナーと逆極性電荷を適正に付与し、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト９上に静電的に一次転写する。
【００１４】
その一次転写ローラ１５に転写バイアスを印加してトナーと逆極性の電流を流そうとするとき、図２が示す露光電位Ｖｌと一次転写ローラ電位Ｖｔｒの電位差が大きいと、一次転写ローラ１５から電流は流れ易く、小さいと電流は流れにくい。
【００１５】
又、その露光電位Ｖｌと一次転写ローラ電位Ｖｔｒの電位差が同じでも一次転写ローラ１５の抵抗が高いと、電流が流れにくい。
【００１６】
つまり、感光ドラム１の非画像部電位である露光電位と一次転写ローラ１５の抵抗値によって、一次転写ローラ１５に流れる電流が変わり、この一次転写ローラ１５から流れる電流を適正に制御できれば現像されたトナー像が適正に一次転写されると考えられる。
【００１７】
一次転写ローラ１５は、その抵抗値が、１０⁶〜１０¹⁰（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８に示すように、導電性の芯金１５ａの外周面に弾性層１５ｂを設け、この弾性層１５ｂに導電性を持たせるようにしている。転写ローラ１５はこの導電性の施し方により２種類に大きく分けられる。
【００１８】
その２種類のうちのひとつである電子導電性の転写ローラは、図８に示す弾性層１５ｂを有し、この弾性層１５ｂ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。
【００１９】
もうひとつであるイオン導電性の転写ローラ１５は弾性層１５ｂ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１５ｂに分散させたものが挙げられる。
【００２０】
又、転写ローラ１５の抵抗は機内の温湿度や通電時間に応じて変動しやすいことが知られており、そのため一次転写ローラ１５の抵抗変動が発生すると上記一次転写部位に適正な電荷を付与することができず一次転写不良の発生を誘発することが懸念されている。
【００２１】
特許文献１では、温湿度センサの結果に基づいて転写バイアスを設定する方法が記載されているが、実際の画像形成工程における通電による抵抗変動分までの予測は困難であった。
【００２２】
又、特許文献２では、画像形成（作像）直前の前回転工程にて一次転写ローラ１５に印加する転写電圧をステップ的に増加させ、所望の転写電流になったときの転写電圧を用いる方法が記載されている。しかし、最初に与える転写電圧と最適な転写電圧との差が大きい場合は所望の電圧になるまでに時間がかかり、なかなか画像形成工程（作像工程）に入らず画像形成に取りかかるまでの時間がかかるという問題があった。
【００２３】
そこで、転写バイアスとして、回路の簡素化のため定電圧制御された電圧が使用されている。つまり、画像形成前の前回転工程にて、一次転写ローラ１５の抵抗変動に起因する一次転写不良の発生を防止するために、一次転写ローラ１５に印加する電圧と一次転写部位に流れる電流の関係、つまり抵抗値を検知し、その検知結果に応じて一次転写ローラ１５に印加する一次転写電圧を適正に制御する方法が採用されている。
【００２４】
以下に、本従来例において、前述の一次転写ローラ１５に印加する電圧と一次転写部位に流れる電流との関係に基づいて、一次転写ローラ１５に印加する一次転写電圧を適正に制御する方法を説明する。
【００２５】
１．まず、予め各環境下の現像剤の色各色で適正なＶｃｏｎｔを求めて、Ｖｃｏｎｔが所定の値になるように露光電位Ｖｌと露光装置３の露光量をそれぞれ定める。
【００２６】
２．次に、図２が示す帯電電位Ｖｄになるように感光ドラム１を帯電する。このとき、１．で予め求めておいた露光装置３の露光量により感光ドラム１を露光し、その表面電位が、所定の色、例えばＹトナーにて現像する露光電位Ｖｌになるように調整する。ここでは例としてＹトナー現像時の露光電位Ｖｌが＋１５０Ｖとする。
【００２７】
３．この帯電状態で、作像工程直前の前回転工程中に一次転写ローラ１５から感光ドラム１に定電圧制御された電圧８００Ｖと１２００Ｖと１６００Ｖを印加し、不図示の電流検知手段によりその時の電流値を検知し、この電流値検知結果により、不図示の抵抗値検知手段により、図９に示すような一次転写ローラ１５に印加する電圧と一次転写部位に流れる電流の関係を求める。
【００２８】
４．同様に、１．にて予め求めた露光装置３の露光量により感光ドラム１を露光し、その表面電位が他の色、例えば、Ｍ、Ｃ、Ｂｋトナーにて現像する各露光電位Ｖｌにし、それぞれの露光電位Ｖｌにて、作像工程直前の前回転工程中に一次転写ローラ１５から感光ドラム１に定電圧制御された、電圧８００Ｖと１２００Ｖと１６００Ｖを印加し、その時の電流値を検知し、一次転写ローラ１５に印加する電圧と一次転写部位に流れる電流の関係、つまり抵抗値をそれぞれにおいて求める。
【００２９】
５．そして、Ｙトナー作像工程の一次転写で３５μＡの一次転写電流を流す場合は、３．にて求めた図９に示す一次転写部位に流れる電圧と電流の関係である抵抗値検知結果より、内挿して１４００Ｖ出力するように決定する。
【００３０】
６．他色トナーの作像工程中の転写バイアスの決定についても同様に、各色の露光電位Ｖｌで求めた一次転写部位に流れる電圧と電流の関係より内挿し、目標の一次転写電流が流れるように決定する。以上を作像工程直前の前回転工程中に行う。このようにすることで、一次転写ローラ１５の抵抗が変動していても、且つ、各色の露光電位Ｖｌが異なっていても、それぞれの色のトナーの一次転写時に一次転写ローラ１５から中間転写ベルト９にトナーと逆極性電荷を適正に付与できる。
【００３１】
本従来例では図９のプロットの精度を上げるために一次転写ローラ１５が１周している間は同じ電圧を印加して、そのときに検知される電流値の平均値を取ってプロットしている。図９を用いて説明したような内挿の精度については、一次転写ローラ１５の抵抗変動幅を包括するように、８００Ｖと１６００Ｖの２つのプロットのみで目標の電流３５μＡが流れるように内挿するより、８００Ｖと１２００Ｖと１６００Ｖと少なくとも３つのプロットを採り、内挿する方が一次転写バイアスの決定には精度が高くなり望ましい。
【００３２】
尚、本明細書では、画像形成工程において、画像形成装置に外部からのプリント信号が送信されてから、最初の現像像が転写される位置（転写部）に到来するまでの時間において、各画像形成手段が動作している時間帯を前回転と称す。
【００３３】
しかし、転写ローラの抵抗値検知は、画像形成が行われていない非画像形成時においてなされるのが好ましく、ここでは、前回転工程においてなされているが、転写ローラによる画像形成が行われていない時を非画像形成時とし、画像形成工程においても、転写工程が行われていない時であれば可能である。
【００３４】
【特許文献１】
特開平１０−１３３４９５号公報
【特許文献２】
特開平５−６１１２号公報
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のように、作像工程直前の前回転工程中に、感光ドラム１表面電位が各色の露光電位Ｖｌそれぞれの状態で、８００Ｖ、１２００Ｖ、１６００Ｖの３水準の電圧を一次転写ローラ１５に印加しようとすると、１水準につき一次転写ローラ１５を１回転する必要があるので、少なくとも作像工程前までに一次転写ローラ１５を１色３回転、４色で合計１２回転させる時間を要し、動作を開始してから転写材２０上に初めて像が作像されるまでに時間がかかり生産性が向上しないという問題があった。
【００３６】
従って、本発明の目的は、像担持体から画像を好適に転写するための転写バイアスを、画像形成前の前回転時間を長くせずに決定することができ、転写不良が発生することなく生産性を向上できる画像形成装置を提供することである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３８】
（１）像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、画像情報に従って非画像部の帯電電位を非画像部電位に変更して前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像の画像部をトナーを用いて前記像担持体上にトナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体と圧接ニップ部を形成し、転写バイアスが印加され、該圧接ニップ部にて転写媒体に前記像担持体から前記トナー像を転写させる転写部材と、該転写部材に前記転写バイアスを印加する転写電圧印加手段と、を有し、前記転写媒体上に複数の前記トナー像を重ねて画像形成する画像形成装置であって、
更に、前記転写電圧印加手段に電圧を印加した時に出力される電流値を検知する電流検知手段と、該電流検知結果により前記転写部材の抵抗値を検知する抵抗値検知手段と、を有し、非画像形成時にて、前記転写部材の抵抗値検知を行い、該抵抗値検知結果に基づいて前記転写バイアスの印加電圧値を決定する画像形成装置において、
前記非画像形成時において、前記画像形成工程にて前記複数の現像器のうちのひとつによって１色目に形成される前記トナー像である第一トナー像を前記転写媒体に転写する際の前記転写部材の抵抗値検知を行い、抵抗値検知結果に基づいて前記第一トナー像における転写バイアスを決定し、
更に、非画像部電位が１色目の非画像部電位と異なる前記２色目以降の色のトナー像を前記転写媒体に転写する際の前記転写バイアスは、前記第一トナー像の前記非画像部電位と前記２色目以降の色のトナー像の非画像部電位との差分と、前記抵抗値検知結果とそれぞれのトナー像を転写するために設定された電流値とから算出されるバイアス値と、を用いて算出されることを特徴とする画像形成装置。
【００３９】
（２）前記非画像部電位を検知する電位検知手段を有することを特徴とする（１）の画像形成装置。
【００４０】
（３）前記像担持体上に形成された前記トナー像の濃度を検知する濃度検知手段を有することを特徴とする（１）又は（２）の画像形成装置。
【００４１】
（４）機内の温湿度を検知する温湿度検知手段を有することを特徴とする（１）、（２）又は（３）の画像形成装置。
【００４２】
（５）前記抵抗値検知において、前記転写電圧印加手段によって前記転写部材に印加する電圧は少なくとも２水準以上であり、該２水準以上の電圧が印加された時の電流値を前記電流検知手段によって検知することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４３】
（６）前記潜像形成手段は、前記像担持体上の前記非画像部を露光するバックグラウンド露光を行う露光装置であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４４】
（７）前記転写媒体は、前記トナー像を前記転写材に転写する位置まで搬送する中間転写体であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４５】
（８）前記非画像形成時とは、画像形成工程開始前の前回転工程を行う時であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４７】
実施例１
図１は、本発明を適用した画像形成装置の実施例１であるカラー画像形成装置の概略構成を示す。
【００４８】
同図にて本実施例における画像形成工程について説明する。像担持体としてのドラム状の電子写真感光体である感光ドラム１は、矢線Ａ方向への回転し、その表面には、その回転方向に沿って設置された帯電手段である帯電器２、潜像形成手段である画像情報に基づいて露光する露光装置３等による周知の電子写真プロセスによって、画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像が、回転現像装置８に搭載された現像器４Ｙによって、イエロー（Ｙ）現像像（トナー像）が形成される。トナー像は感光ドラム１の回転によって、中間転写ベルト９に対向した一次転写部にて中間転写ベルト９に一次転写される。引き続いて、回転現像装置８に搭載された他の現像器５Ｍ、６Ｃ、７Ｋにて、順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）トナー像が、感光ドラム１上に形成され、重ねて中間転写ベルト９に転写される。
【００４９】
そして、感光ドラム１の表面電位を検知する電位検知手段２２が露光装置３と回転現像装置８との間にて感光ドラム１と対向し、感光ドラム１上の現像像（トナー像）の濃度を検知する濃度検知手段２３が回転現像装置８と一次転写部との間にて対向している。
【００５０】
そして、ドラムヒータ３４で、感光ドラム１の表面付近の温度を一定に保ちその雰囲気中の水分量を調整し、安定した前述の静電潜像形成を行う。
【００５１】
又、上記に記載したように、感光ドラム１の現像位置には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｂｋ）の各色に対応した現像器４Ｙ、５Ｍ、６Ｃ、７Ｋを搭載した回転現像装置（現像器ユニット）８が配設されており、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像器４Ｙ、５Ｍ、６Ｃ、７Ｋのいずれかで現像して、トナー像を形成するようになっている。
【００５２】
又、感光ドラム１の表面に当接されるよう配設された転写媒体である中間転写体（中間転写ベルト）９は、複数の張架ローラ１０〜１４に張架されて矢印Ｂの方向へ回動するようになっている。本実施例では、張架ローラ１０、１１は一次転写位置の近傍に配置され、中間転写ベルト９の平坦な一次転写面Ｔａの形成に用いられる金属製の従動ローラであり、張架ローラ１２は中間転写ベルト９の張力を一定に制御するようにしたテンションローラであり、張架ローラ１４は中間転写ベルト９の駆動ローラであり、張架ローラ１３は二次転写用の対向ローラである。
【００５３】
そして、本実施例では、中間転写ベルト９として、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂又は各種ゴム等に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させ、その体積抵抗率を１０⁸〜１０¹³［Ω・ｃｍ］、厚みを０．０７〜０．１［ｍｍ］としたものを用いている。
【００５４】
更に、中間転写ベルト９の感光ドラム１に対向する一次転写位置において、中間転写ベルト９の裏面側には、転写部材である一次転写ローラ１５が配設されており、この一次転写ローラ１５に、転写電圧印加手段３１よりトナーの帯電極性と逆極性の正極性の転写バイアスを印加することで、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト９上に一次転写されるようになっている。
【００５５】
又、感光ドラム１に対向する位置で、一次転写ローラ１５と帯電器２との間には、一次転写後の感光ドラム１上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ１９が設置されている。
【００５６】
又、転写材２０の搬送経路に面した中間転写ベルト９の二次転写位置には、本実施例では、中間転写ベルト９のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ローラ１６と、中間転写ベルト９の裏面側に配設されて二次転写ローラ１６の対向電極をなす接地された張架ローラ１３を備えている。二次転写ローラ１６には、二次転写バイアス印加手段３３によりトナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアスが印加されている。
【００５７】
更に、二次転写位置の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト９上に残留したトナーを除去するベルトクリーナ２１が設けられている。尚、二次転写ローラ１６及びベルトクリーナ２１は、中間転写ベルト９に対して接離可能に配設されており、複数色のカラー画像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写ローラ１６及びベルトクリーナ２１を通過するまで中間転写ベルト９から離間するようになっている。
【００５８】
又、本実施例において、レジストローラ１７で一旦位置決め停止させた後所定のタイミングで二次転写位置へと転写材２０を送り込むようになっており、更に、二次転写後の転写材２０を不図示の搬送部材により不図示の定着器へ搬送し、転写材にトナー像を溶融固着するようになっている。
【００５９】
上記の画像形成装置において、本発明の特徴部分である、一次転写ローラ１５にその抵抗値の変化に関わらずに、適正な転写バイアスを印加する方法を説明する。
【００６０】
尚、本実施例では、トナーはすべて負極性に帯電するタイプのもので感光ドラム１が正極性に帯電するもので構成され、図２のように現像は正規現像方式にて行われる。
【００６１】
この時、電位検知手段２２により感光ドラム１の表面電位をモニターしながら、まず帯電器２により感光ドラム１をトナー像が現像される電位（画像部電位）Ｖｄに一様に帯電し、露光装置３により現像時にトナーが表面に移動しない非画像部である領域を露光して除電し露光電位（非画像部電位）Ｖｌにする。
【００６２】
この状態で、図１のように、画像形成工程において４台の現像器４Ｙ、５Ｍ、６Ｃ、７Ｋのうち最初にトナー像を形成する現像器４Ｙが移動して感光ドラム１の現像位置にある時、この現像器４Ｙに現像電位Ｖｄｃを印加する。現像器４Ｙに内包される負極性に帯電したＹトナーは、そのトナーの単位質量当たりの帯電量（トリボ）と、感光ドラム１表面における帯電器２による帯電電位Ｖｄと現像バイアスによる現像電位Ｖｄｃとの電位差、つまり図２に示すＶｃｏｎｔ＝画像部電位Ｖｄ−現像電位Ｖｄｃに応じて、感光ドラム１上に移動し、第一現像像（トナー像）となる。
【００６３】
現像された第一トナー像において、図１に示す濃度検知手段２３により濃度Ｄを検知する。更に、ＶｄとＶｂａｃｋ＝Ｖｄｃ−Ｖｌは固定にしてＶｃｏｎｔの値が変動するように露光装置３の露光量を調整してＶｌの値とＶｄｃを変動させる。その状態で再びＹトナーを現像し、そのトナー濃度を濃度検知手段２３により検知する。これを繰り返し行うことにより、図３のように濃度Ｄと非画像領域電位Ｖｌの関係から、Ｙトナーの適正濃度Ｄｙとそのときの非画像領域電位Ｖｌｙが決定する。
【００６４】
同様に他色のＭ、Ｃ、Ｂｋトナーについても行い、各色で適正濃度Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋになるための露光電位（非画像部電位）Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋとその時の露光装置３による露光量が決定する。
【００６５】
ここで、各色の露光電位Ｖｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋが決定し、次に、本発明の特徴部分である一次転写ローラ１５に印加する転写バイアスの制御について説明する。
【００６６】
作像開始の信号を本実施例の画像形成装置が受けた場合、まず第一現像器である現像器４Ｙによって形成される第一トナー像ここではＹトナー像を中間転写ベルト９に転写する際の一次転写ローラ１５の抵抗値検知を行う。即ち、転写材２０を搬送せずに前記のように決定したＶｌｙに感光ドラム１を帯電し、一次転写ローラ１５が１周している間、転写バイアスＶ１を印加し、一次転写ローラ１５が１周している時間を８分割した時間毎に電流検知手段３０で、その時の電流を検知し、その平均をとって、Ｉ１を求める。
【００６７】
更に、転写バイアスＶ２、Ｖ３を印加しそれぞれ電流Ｉ２、Ｉ３を電流検知手段３０で検知して求め、抵抗値検知手段としての画像形成装置に備えられた不図示の制御機構により、図４のように感光ドラム１表面電位Ｖｌｙのときの一次転写部の電流電圧の関係つまり第一抵抗値検知結果を求め、その関係から内挿して一次転写時の電流が適正電流Ｉｔｙになるように作像時のＹトナー像の転写バイアスをＶｔｙに決定する。
【００６８】
つまり、第１色目のＹトナー像における転写バイアスの抵抗値検知は、一次転写ローラ１５が、それぞれの基準値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３について各１回転ずつで、計３回転して完了する。
【００６９】
次に他色のＭ、Ｃ、Ｂｋトナー像における転写バイアスについて、適正バイアスを求めるための抵抗値検知を行うが、従来では、それぞれにおいて第１色と同様の抵抗値検知を行ってたため、時間がかかった。ここで、本実施例では、他色のトナー像については、転写バイアスＶｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋを前記にて求めた非画像部領域電位（露光電位）Ｖｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋを用いて以下のようにして決定するようにした。
【００７０】
まず、Ｍ、Ｃ、Ｂｋトナーの作像工程中で流したい一次転写電流をＩｔｍ、Ｉｔｃ、Ｉｔｋとする。
【００７１】
感光ドラム１電位がＶｌｙの時にＩｔｍ、Ｉｔｃ、Ｉｔｋの電流を流すに必要な転写バイアスＶｍ、Ｖｃ、Ｖｋを、一次転写ローラ１５の抵抗値が求められていることから、第一トナー像であるＹトナー像における抵抗値検知により求めた図４の電流電圧の関係から内挿して求める。そして、式１、式２、式３を用いて算出して、結果各色の転写バイアスをＶｔｙ、Ｖｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋを決定する。図２より明らかなように、各色におけるＶｃｏｎｔとＶｂａｃｋが等しいことから、各色における露光電位ＶｌのＶｌｙとの差を調整することで、Ｙトナー像の抵抗値検知結果より、各色の好適な転写バイアスが求められる。
【００７２】
Ｖｔｍ＝Ｖｍ＋（Ｖｌｍ−Ｖｌｙ） （１）
Ｖｔｃ＝Ｖｃ＋（Ｖｌｃ−Ｖｌｙ） （２）
Ｖｔｋ＝Ｖｋ＋（Ｖｌｋ−Ｖｌｙ） （３）
【００７３】
算出されたこの各色の転写バイアスＶｔｙ、Ｖｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋを用いれば、一次転写ローラ１５の抵抗が変動していても、且つ、各色のＶｌが異なっていても、それぞれの色のトナーの一次転写時に一次転写ローラ１５から中間転写ベルト９にトナーと逆極性電荷を適正に付与できた。
【００７４】
更に作像開始の信号を画像形成装置が受けてから一次転写部の転写バイアスを決定する際、従来例では少なくとも一次転写ローラをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色で３周合計１２周分の時間をかけて一次転写部の電流電圧の関係を出し転写バイアスを決定していたのに対し、本実施例ではＹトナー像における抵抗値検知になされる３周分の時間に短縮できた。つまり、作像開始の信号を受けてから転写材２０にトナー像が二次転写されて定着されるまでの工程の時間が短縮できた。
【００７５】
尚、第一トナー像における抵抗値検知において、転写電圧印加手段によって一次転写ローラに印加する電圧は２水準以上であれば、何水準でも良いがあまり多いと一次転写ローラの回転数が多くなり時間がかかる。
【００７６】
又、本実施例では、中間転写方式の画像形成装置において本発明を実施したが、像担持体から直接転写媒体としての転写材にトナー像を転写する画像形成装置においても、像担持体から転写材の転写系において、本発明が適用できる。
【００７７】
又、現像器の数や、色の種類は特に限定されず、その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００７８】
実施例２
本実施例も、実施例１と同様トナーはすべて負極性に帯電するタイプのもので感光ドラム１が正極性に帯電するもので構成され、図２のように現像は正規現像方式にて行われる。
【００７９】
まず、電位検知手段２２により感光ドラム１の表面電位をモニターしながら、まず帯電器２により感光ドラム１をトナー像が現像される電位Ｖｄに一様に帯電し、露光装置３によりトナー像を現像しない領域を露光して除電し電位Ｖｌにする。
【００８０】
この状態で図１のように現像器４Ｙが移動して感光ドラム１の現像位置にある時、この現像器４Ｙに現像電位Ｖｄｃとなる現像バイアスを印加する。現像器４Ｙに内包される負極性に帯電したＹトナーは、そのトナーの単位質量当たりのトリボと、感光ドラム１表面における帯電器２による帯電電位Ｖｄと現像バイアスによる現像電位Ｖｄｃとの電位差、つまり図２に示すＶｃｏｎｔ＝Ｖｄ−Ｖｄｃに応じて感光ドラム１上に現像の現像に施される。
【００８１】
ところで、トナーのトリボは絶対水分量に依存していることが知られている。よってＹトナーについて、ある絶対水分量のときに適正なトナー量が現像されるＶｃｏｎｔであるＶｃｏｎｔＹが存在する。他色のＭ、Ｃ、Ｂｋトナーについても同様である。よって、同じ絶対水分量のときに、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋトナーの適正なＶｃｏｎｔ、つまりＶｃｏｎｔＹ、ＶｃｏｎｔＭ、ＶｃｏｎｔＣ、ＶｃｏｎｔＢｋが決まる。そこで、Ｖｄ、Ｖｂａｃｋを固定して、各色Ｖｃｏｎｔを調整すれば、必然的に各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢｋトナーのＶｌ、つまり、Ｖｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋが決まる。
【００８２】
よって、本実施例では予め各絶対水分量に対し、各色適性なＶｌを求めておき、不図示の温湿度検知手段により検知された機内の絶対水分量によりＶｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋを決定した。
【００８３】
そして、電位検知手段２２により感光ドラム１の表面電位をモニターしながら、帯電器２により感光ドラム１をトナー像が現像される電位Ｖｄに一様に帯電し、次いで露光装置３によりＶｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋになる露光量を決定した。
【００８４】
次に、前述の一次転写ローラ１５に印加する転写バイアスの制御について説明する。
【００８５】
作像開始の信号を本実施例の画像形成装置が受けた場合、まず、実施例１と同様に、転写材２０を搬送せずに、前述までで決定したＶｌｙに感光ドラム１を帯電し、一次転写ローラ１５が１周している間、転写バイアスＶ１を印加し、一次転写ローラ１５が１周している時間を８分割した時間毎に電流検知手段３０でその時の電流を検知し、その平均をとって、Ｉ１を得る。更に、転写バイアスＶ２、Ｖ３を印加しそれぞれ電流Ｉ２、Ｉ３を電流検知手段３０で検知して得、抵抗値検知手段としての画像形成装置に備えられた不図示の制御機構により、図４のように感光ドラム表面電位Ｖｌｙのときの一次転写部の電流電圧の関係を出し、その関係から内挿して一次転写時の電流が適正電流Ｉｔｙになるように作像時のＹトナー像の転写バイアスをＶｔｙに決定する。
【００８６】
他色のＭ、Ｃ、Ｂｋトナー像の転写バイアスＶｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋを前記で求めた非画像部領域電位（露光電位）Ｖｌｙ、Ｖｌｍ、Ｖｌｃ、Ｖｌｋを用いて以下のようにして決定する。
【００８７】
まず、Ｍ、Ｃ、Ｂｋトナーの作像工程中で流したい一次転写電流をＩｔｍ、Ｉｔｃ、Ｉｔｋとする。感光ドラム１電位がＶｌｙの時にＩｔｍ、Ｉｔｃ、Ｉｔｋの電流を流すに必要な転写バイアスを、第一トナー像であるＹトナー像における抵抗値検知により求めた図４のように電流電圧の関係から内挿してＶｍ、Ｖｃ、Ｖｋを得る。そして、下記の式４、式５、式６を用いて算出して、結果各色の転写バイアスをＶｔｙ、Ｖｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋに決定する。
【００８８】
Ｖｔｍ＝Ｖｍ＋（Ｖｌｍ−Ｖｌｙ） （４）
Ｖｔｃ＝Ｖｃ＋（Ｖｌｃ−Ｖｌｙ） （５）
Ｖｔｋ＝Ｖｋ＋（Ｖｌｋ−Ｖｌｙ） （６）
【００８９】
算出された、この各色の転写バイアスＶｔｙ、Ｖｔｍ、Ｖｔｃ、Ｖｔｋを用いれば、一次転写ローラ１５の抵抗が変動していても、且つ、各色のＶｌが異なっていても、それぞれの色のトナーの一次転写時に一次転写ローラ１５から中間転写ベルト９にトナーと逆極性電荷を適正に付与できた。
【００９０】
更に、本実施例でも、作像開始の信号を画像形成装置が受けてから一次転写部に転写バイアスを決定する際、従来例では少なくとも一次転写ローラをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色で３周合計１２周分の時間をかけて、一次転写部の電流電圧の関係を出し転写バイアスを決定していたのに対し、本実施例でも３周分の時間に短縮できた。つまり、作像開始の信号を受けてから転写材２０にトナー像が二次転写されて定着されるまでの工程の時間が短縮できた。
【００９１】
つまり、温湿度検知手段により機内の絶対水分量を検知し、それによって露光部電位を調整して、抵抗値検知をなすことで、環境が激しく変化しても、安定して、適正な転写バイアスを印加することが出来る。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一トナー像を転写する際の電流電圧の関係を求めるだけで、複数の現像器による現像像に対する転写バイアスをそれぞれ決定することができ、前回転工程にかかる時間を短縮し、画像形成のプロダクティヴィティーを向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る各画像形成動作における像担持体の表面電位の様子を示す説明図である。
【図３】本発明に係る像担持体上の非画像部電位と画像濃度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る転写部材の抵抗値検知結果の一例を示すグラフである。
【図５】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】従来の画像形成装置における像担持体表面電位の様子の一例を示す説明図である。
【図７】従来の画像形成装置における像担持体表面電位の様子の他の例を示す説明図である。
【図８】転写部材の一例を示す斜視図である。
【図９】従来の転写部材の抵抗値検知結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電器（帯電手段）
３ 露光装置（潜像形成手段）
４Ｙ、５Ｍ、６Ｃ、７Ｋ 現像器
９ 中間転写ベルト（転写媒体）
１５ 一次転写ローラ（転写部材）
２０ 転写材
２２ 電位検知手段
２３ 濃度検知手段
３０ 電流検知手段
３１ 転写電圧印加手段

Claims (8)

1. 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、画像情報に従って非画像部の帯電電位を非画像部電位に変更して前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像の画像部をトナーを用いて前記像担持体上にトナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体と圧接ニップ部を形成し、転写バイアスが印加され、該圧接ニップ部にて転写媒体に前記像担持体から前記トナー像を転写させる転写部材と、該転写部材に前記転写バイアスを印加する転写電圧印加手段と、を有し、前記転写媒体上に複数の前記トナー像を重ねて画像形成する画像形成装置であって、
   更に、前記転写電圧印加手段に電圧を印加した時に出力される電流値を検知する電流検知手段と、該電流検知結果により前記転写部材の抵抗値を検知する抵抗値検知手段と、を有し、非画像形成時にて、前記転写部材の抵抗値検知を行い、該抵抗値検知結果に基づいて前記転写バイアスの印加電圧値を決定する画像形成装置において、
   前記非画像形成時において、前記画像形成工程にて前記複数の現像器のうちのひとつによって１色目に形成される前記トナー像である第一トナー像を前記転写媒体に転写する際の前記転写部材の抵抗値検知を行い、抵抗値検知結果に基づいて前記第一トナー像における転写バイアスを決定し、
   更に、非画像部電位が１色目の非画像部電位と異なる前記２色目以降の色のトナー像を前記転写媒体に転写する際の前記転写バイアスは、前記第一トナー像の前記非画像部電位と前記２色目以降の色のトナー像の非画像部電位との差分と、前記抵抗値検知結果とそれぞれのトナー像を転写するために設定された電流値とから算出されるバイアス値と、を用いて算出されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記非画像部電位を検知する電位検知手段を有することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記像担持体上に形成された前記トナー像の濃度を検知する濃度検知手段を有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 機内の温湿度を検知する温湿度検知手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
5. 前記抵抗値検知において、前記転写電圧印加手段によって前記転写部材に印加する電圧は少なくとも２水準以上であり、該２水準以上の電圧が印加された時の電流値を前記電流検知手段によって検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記潜像形成手段は、前記像担持体上の前記非画像部を露光するバックグラウンド露光を行う露光装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記転写媒体は、前記トナー像を前記転写材に転写する位置まで搬送する中間転写体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記非画像形成時とは、画像形成工程開始前の前回転工程を行う時であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。

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