JP4667099B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等を利用して像担持体上に目的の画像情報に対応して形成された画像を、転写材担持体上に担持されて搬送される転写材に転写して出力する画像形成装置に関するものである。

従来、例えば電子写真方式を利用して転写材（紙、ＯＨＴシート、光沢フィルム等）上に画像を形成する、プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置が広く用いられている。

電子写真方式の画像形成装置では、一般に円筒型の電子写真感光体（感光ドラム）とされる像担持体上に静電像（潜像）を形成し、この静電像を現像剤としての樹脂等から成るトナー粒子により現像する。そして、トナー粒子による画像（トナー像）は、静電的な力を利用して紙等の転写材上に転写される。その後、トナー像は、定着装置にて加えられる熱と圧力により転写材上に溶融固着（定着）され出力画像とされる。近年、電子写真方式の画像形成装置では、カラー対応、高速化等の高機能化が進んでいる。

カラー画像形成装置などの複数種類のトナー像を重ね合わせることにより転写材上に画像を形成する画像形成装置には、像担持体上に逐次に形成されるトナー像を、その都度、転写部において転写材担持体上に担持された転写材上に転写し、転写材上で複数種類のトナー像を重ね合わせる方式（直接転写方式）がある。従来、転写材担持体には、複数のローラに張架されて無端移動するベルト、即ち、搬送ベルトが広く用いられている。又、複数種類のトナーを用いる画像形成装置としては、カラー対応、高速化等の点で優れているタンデム型の画像形成装置が広く用いられている。

タンデム型の画像形成装置では、像担持体としての例えば円筒型の電子写真感光体（感光ドラム）と、感光ドラム上にトナーを供給する現像手段としての現像器等と、を備えた複数の像形成ユニットが搬送ベルトの搬送方向に沿って直列に配置される。各像形成ユニットの感光ドラム上には、それぞれ異なる種類のトナー（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー）によりトナー像が形成される。そして、各像形成ユニットの感光ドラムから、搬送ベルト上の転写材にトナー像が順次に重ね合わせて転写される。搬送ベルトを介して感光ドラムに対向する位置には転写ローラなどとされる転写手段が配置され、各感光ドラムと搬送ベルトが接触する転写部（転写ニップ）が形成されている。そして、この転写ローラにトナーの正規の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加されることにより各転写ニップにおいて感光ドラムから転写材上にトナー像が転写される。

その後、転写材は、搬送ベルトから分離され、定着装置によってその上にトナー像が溶融固着された後、装置外に排出される。一方、転写材に転写されずに感光ドラム上に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニングブレード等の清掃部材を備える清掃手段により感光ドラム上から除去される。

以下、上記像形成ユニットと、それに対応する各転写手段及び該転写手段により形成される各転写部を含む部分を像形成ステーションという。

ところで、上述のような搬送ベルトを採用した画像形成装置において、特に高温多湿環境下にて転写材への画像形成を行う場合に、転写材の搬送方向において画像の後端部や先端部にて転写不良による画像抜けが発生することがあった。発明者らの調査によれば、この現象には、像形成ステーション間の転写電流のやり取り（干渉）が関与していることが判明した。次に、この現象（主に画像の後端部分の転写不良）の発生原理について、図１０及び図１１を参照して定性的に説明する。

図１０及び図１１は、複数の像形成ステーションとして、第１、第２、第３、第４の像形成ステーションを有するタンデム型の画像形成装置における、下流側の第３の像形成ステーションＳｙ及び第４の像形成ステーションＳｋ付近の転写電流のやり取りを模式的に示す。特に、図１０は、転写材Ｐが、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙと、第４の像形成ステーションＳｋの転写ニップＮｋの双方に存在する状態を示し、図１１は、転写材Ｐの搬送方向後端が第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙを抜けた後の状態を示している。又、ここでは、便宜上、先ず、転写バイアスを定電流制御する系について説明する。

図１０及び図１１中、第４の像形成ステーションＳｋの転写バイアス電源１５ｋからの出力電流の合計をＩ４ｔｏｔ、第４の像形成ステーションＳｋの感光ドラム１ｋへ流れる転写電流（転写能力に直接寄与する電流）をＩ４ｔｒとする。同様に、第３の像形成ステーションＳｙの転写バイアス電源１５ｙからの出力電流の合計をＩ３ｔｏｔ、第３の像形成ステーションＳｙの感光ドラム１ｙへ流れる転写電流をＩ３ｔｒとする。又、像形成ステーション間で流れる電流（以下「ステーション間干渉電流」、或いは単に「干渉電流」という。）について、第４の像形成ステーションＳｋから第３の像形成ステーションＳｙに流れるステーション間干渉電流をＩ４ｉｎｔ３、逆に第３の像形成ステーションＳｙから第４の像形成ステーションＳｋに流れるステーション間干渉電流をＩ３ｉｎｔ４とする。更に、搬送ベルト１１の駆動ローラ１２へ流れ込む転写電流をＩｒ（ここでは、第３の像形成ステーションからの電流Ｉｒ３と第４の像形成ステーションからの電流Ｉｒ４とを足したもの）とする。

先ず、図１０に示すように転写材Ｐが第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋの転写ニップＮｙ、Ｎｋの双方に存在する状況では、第４の像形成ステーションＳｋにおいて直接転写能に寄与する転写電流Ｉ４ｔｒは、図示の通り、およそ以下の式で決定される。
Ｉ４ｔｒ＝Ｉ４ｔｏｔ＋Ｉ３ｉｎｔ４−Ｉ４ｉｎｔ３−Ｉｒ４ ・・・（１）

ここで、第４の像形成ステーションＳｋでの転写を助けている第３の像形成ステーションＳｙからの干渉電流Ｉ３ｉｎｔ４は、次の式で表される。
Ｉ３ｉｎｔ４＝Ｉ３ｔｏｔ−Ｉ３ｔｒ−Ｉｒ３ ・・・（２）

又、第４の像形成ステーションＳｋから駆動ローラ１２に流れる電流は、下記式の関係にある。
Ｉｒ４＝Ｉｒ−Ｉｒ３ ・・・（３）

ここで、転写バイアスが定電流制御（即ち、Ｉ４ｔｏｔとＩ３ｔｏｔが一定）されていると仮定した場合、転写材Ｐの搬送方向後端部が第３の像形成ステーションＳｙを抜けた図１１に示す状態では、上記関係が次のように変化する。

図１１に示す状態では、第３の像形成ステーションＳｙにおいて、転写ニップＮｙに転写材Ｐが存在しないため、転写ローラ５ｙと感光ドラム１ｙとの間のインピーダンスが低下し、感光ドラム１ｙへ流れ込む転写電流Ｉ３ｔｒが急に増加する。それに伴い、第３の像形成ステーションＳｙから第４の像形成ステーションＳｋに流れ込むステーション間干渉電流Ｉ３ｉｎｔ４が減少する（上記式（２）参照）。つまり、第４の像形成ステーションＳｋでの転写を助けていたステーション間干渉電流が減少する。

又、駆動ローラ１２へ流れ込む電流に着目すれば、転写材Ｐの搬送方向後端が第３の像形成ステーションの転写ニップＮｙを抜けるため、第３の像形成ステーションＳｙから転写材Ｐを介して駆動ローラ１２へ流れ込む電流が無くなる分、第３の像形成ステーションから駆動ローラ１２に流れる電流Ｉｒ３が減少し、その結果、第４の像形成ステーションから駆動ローラ１２に流れる電流Ｉｒ４が増加する（上記式（３）参照）。

以上のことから、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写電流Ｉ４ｔｒの値が減少し（上記式（１）参照）、転写不良が発生し易くなる。特に、搬送ベルト１１や転写材Ｐの電気抵抗値が低下する高温高湿環境においては、ステーション間干渉電流の寄与割合が大きく、このような問題が発生し易い。

ここで、図１１における第３の像形成ステーションＳｙのように、転写材Ｐが通過した像形成ステーションにて転写バイアスを印加し続けると、感光ドラム１へ転写バイアスが過度に流れ、感光ドラムの光導電層での過剰な通電履歴に起因するゴーストが次の形成時画像に発生し、問題となることがある。そのため、転写材Ｐの搬送方向後端が通過した像形成ステーションでは、次の転写材Ｐが来るまで、所謂、紙間において転写手段に印加するバイアスをＯＦＦするか、又はその出力値の絶対値を低下させる対策が採用されることが多い。

ところが、第３の像形成ステーションＳｙにおいて紙間に転写ローラ５ｙに印加するバイアスの絶対値を低下させると、上記式（２）において第３の像形成ステーションＳｙの転写バイアス出力Ｉ３ｔｏｔが減少することから、第３の像形成ステーションＳｙから第４の像形成ステーションＳｋに流れる干渉電流Ｉ３ｉｎｔ４が更に減少する。一方、第４の像形成ステーションＳｋから第３の像形成ステーションＳｙの感光ドラム１ｙや出力の低下した転写ローラ５ｙへ流れ込む干渉電流Ｉ４ｉｎｔ３が増加する。その結果、第４の像形成ステーションＳｋの転写電流Ｉ４ｔｒが更に低下し（上記式（１）参照）、転写不良がより発生し易い状況となる。

これまでは便宜上転写バイアスを定電流制御する系について説明した。より一般的な定電圧制御を行う系では、感光ドラムと転写バイアス電源との間の電位差が一定である一方、出力電流（Ｉ４ｔｏｔ、Ｉ３ｔｏｔ）は可変である点で異なっている。この場合、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写電流Ｉ４ｔｒは、転写ローラ、搬送ベルト、転写材等のインピーダンス、及び、搬送ベルトや転写材と感光ドラムとの間のインピーダンスから見積もることができる。その結果によれば、転写材Ｐの搬送方向後端が第３の像形成ステーションＳｙを通過した後、更には紙間において転写ローラ５ｙに印加するバイアスの絶対値を低下させた後に、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写電流Ｉ４ｔｒが不足する傾向は、上述した定電流制御の場合と同じである。

以上、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋに着目して、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙを転写材Ｐの搬送方向後端が抜けた際の第４の像形成ステーションＳｋにおいて発生する転写不良現象について説明してきた。しかし、例えば本例のように第１〜第４の４個の像形成ステーションを有する画像形成装置であれば、ステーション間干渉電流が関係していることから、第２の像形成ステーションと第３の像形成ステーションとの間など、他の像形成ステーション間についても同様に起こり得る現象である。

つまり、第２、第３の像形成ステーションに着目した場合、転写材の搬送方向後端が第２の像形成ステーションを抜けた場合、第３の像形成ステーションへの干渉電流が変化するものの、第４の像形成ステーションからの干渉電流には変化が無く、第３の像形成ステーションでの転写不良のレベルは若干軽くなる。

又、第１、第２の像形成ステーションに着目した場合には、転写材の搬送方向後端の転写不良については、下流の第３、第４の像形成ステーションからの転写干渉電流の助けがあることから、より軽減される。

ここで、特許文献１は、タンデム型の画像形成装置において、最下流側の作像プロセス部における転写効率の低下を避けるために、最下流側の作像プロセスより下流に配置された定着ガイドへの電流のリークによる転写電圧の低下を補償する方法を開示する。斯かる先行技術は、転写部間での干渉電流については考慮していない。
特開２００１−１８３８８９号公報

本発明の目的は、複数の転写部間での干渉電流の変化に起因する転写不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

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、第１の本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した場合に、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置である。
第２の本発明によると、トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、周囲環境の湿度が所定湿度より高い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、周囲環境の湿度が前記所定湿度以下の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第３の本発明によると、トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、前記転写材担持ベルトの電気抵抗値に応じた情報を検知する電気抵抗値検知手段を有し、前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、前記電気抵抗値検知手段の検知結果が所定の電気抵抗値よりも低い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、前記電気抵抗値検知手段の検知結果が前記所定の電気抵抗値以上の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第４の本発明によると、トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、転写材の電気抵抗値に応じた情報を検知する電気抵抗値検知手段を有し、前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、前記電気抵抗値検知手段の検知結果が所定の電気抵抗値よりも低い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、前記電気抵抗値検知手段の検知結果が前記所定の電気抵抗値以上の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、複数の転写部間での干渉電流の変化に起因する転写不良を抑制することができる。

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。

実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、図１を参照して本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の要部概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置、デジタルカメラなどの外部機器からの画像情報信号に応じて、電子写真方式を利用してのフルカラー画像を転写材に形成することのできる、タンデム型のフルカラーレーザービームプリンタである。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像を形成するための像形成ステーションである第１、第２、第３、第４の像形成ステーションＳｍ、Ｓｃ、Ｓｙ、Ｓｋを独立して有する。転写材Ｐは、転写材担持体としての搬送ベルト（転写材担持ベルト、静電搬送ベルト）１１により担持搬送され、各々の像形成ステーションを順次通過する。例えば、フルカラー画像の形成時には、転写材Ｐが各像形成ステーションを通過する度に、各色トナー像が転写材Ｐ上に重ねて転写される。これにより、転写材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。

尚、以下更に詳しく説明するが、本実施例では、各像形成ステーションの基本的構成及び動作は、現像剤の種類が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字ｍ、ｃ、ｙ、ｋは省略して総括的に説明する。

像形成ステーションＳには、像担持体として回転可能なドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１の外周に沿って、感光ドラム１を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２、感光ドラム１に形成された静電像を現像する現像手段としての現像器４、感光ドラム１上のトナーを除去する清掃手段としてのクリーナ６が配置されている。更に、各像形成ステーションＳには、感光ドラム１に画像情報に応じて変調されたレーザーを照射し得るように、露光手段（画像書き込み装置）としてのレーザー露光光学系（レーザースキャナー）３が設けられている。

現像器４は、トナーを収容する現像剤収納容器（容器）４１と、この容器４１内のトナーを担持搬送して感光ドラム１に供給する現像剤担持体（現像ローラ）４２とを有する。本実施例では、現像器４１内には現像剤として負帯電性のトナーが収納されている。そして、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源（図示せず）から現像ローラ４２に現像バイアスが印加されることで、現像ローラ４２と感光ドラム１との対向部（現像領域）において、現像ローラ４２上のトナーが感光ドラム１上に転移し、静電像はトナーとして可視化される。

クリーナ６は、感光ドラム１に当接する清掃部材としてのクリーニングブレード６１と、クリーニングブレード６１によって感光ドラム１上から除去されたトナーなどを収容する廃トナー容器６２と、を有する。

各像形成ステーションＳの感光ドラム１に対向するように、搬送ベルト１１が配置されている。搬送ベルト１１は、複数のローラとして駆動ローラ１２と従動ローラ１３との２個のローラにより張架されている。搬送ベルト１１は、駆動ローラ１２に駆動力が伝達されることで、図中矢印で示す方向に周回移動（回転）する。各像形成ステーションＳは、搬送ベルト１１の移動方向に沿って一列に配置されている。

又、各像形成ステーションＳには、搬送ベルト１１の内周面側に、転写手段としての転写ローラ５が配置されている。転写ローラ５は、搬送ベルト１１を感光ドラム１に向けて押圧し、感光ドラム１と搬送ベルト１１とが接触する転写部（転写ニップ）Ｎを形成している。各転写ローラ５ｍ、５ｃ、５ｙ、５ｋには、転写バイアス出力手段としての転写バイアス電源１５ｍ、１５ｃ、１５ｙ、１５ｋが接続されており、それぞれ独立してバイアスを印加することが可能となっている。

例えば、フルカラー画像形成動作時には、先ず、マゼンタ用の像形成ユニットである第１の像形成ステーションＳｍにおいて、図中矢印方向に表面速度１８０ｍｍ／ｓにて回転駆動される感光ドラム１が、帯電ローラ２によって−５００Ｖに一様に帯電される。この時、帯電ローラ２には、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電源（図示せず）から帯電バイアスが印加される。次いで、レーザー露光光学系３による走査光で、感光ドラム１の表面にマゼンダ画像に対応する静電像（潜像）が形成される。走査光による露光により形成された画像部の電位はおよそ−２００Ｖである。一方、現像ローラ４２上には負の極性に帯電されたマゼンダトナーが一定量供給されており、又現像ローラ４２には現像バイアスが印加されている。この状態で現像バイアスを帯電電位と露光部電位の間の適切な値に設定することで、感光ドラム１上の潜像に選択的にトナーを付着させ、静電像を現像することができる。

このようにして感光ドラム１上に形成されたマゼンダトナー像は、搬送ベルト１１に吸着保持され、感光ドラム１と同じ速度で搬送されてくる転写材Ｐ上へ静電的に転写される。この時、転写ローラ５には、詳しくは後述するように、転写バイアス出力手段としての転写バイアス電源１５により出力された、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の転写バイアスが印加される。

尚、転写材Ｐ上に転写されずに感光ドラム１上に残留したトナーは、クリーニングブレード６１により掻き取られ、廃トナー容器６２へ回収される。

以上の工程がシアン、イエロー、ブラックの各像形成ステーションである第２、第３、第４の像形成ステーションＳｃ、Ｓｙ、Ｓｋでも同様に行われ、転写材Ｐ上にフルカラートナー像が形成される。

その後、転写材Ｐは、搬送ベルト１１から分離されて、定着手段としての定着装置９へと搬送される。そして、定着装置９によりトナー像は転写材Ｐ上に溶融固着され、装置の出力画像となる。転写材Ｐは、その後装置外に排出される。

本実施例では、感光ドラム１、帯電ローラ２、レーザー露光光学系３、現像器４により、感光ドラム１上にトナー像を形成する像形成手段（像形成ユニット）が構成される。そして、各像形成ユニットと、それに対応する転写ローラ５及び該転写ローラ５によって形成される各転写ニップＮを含む部分が各像形成ステーションＳである。本実施例では、各像形成ステーションＳ、即ち、各像形成ステーションＳにおける転写ニップＮは、７０ｍｍの間隔で並列配置されている。本実施例の画像形成装置１００は、使用可能な転写材Ｐの少なくとも１種において、転写材Ｐの搬送方向の長さが、各像形成ステーションＳの転写ニップＮ間の間隔より短くなる。

搬送ベルト１１としては、長期使用によるベルトの伸びや変形が発生しにくく、かつ裂けにくい樹脂材料を、電気抵抗を調整することで用いることができる。本実施例では、カーボン粒子の分散により体積抵抗率１．０×１０⁸Ωｃｍ程度に電気抵抗が調整された、厚さ７０μｍ、周長６００ｍｍのポリイミド樹脂製単層ベルトを用いた。搬送ベルト１１の材料としては、この他、例えば、ＰＶｄＦ（ポリ弗化ビニリデン樹脂）、ＥＴＦＥ（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどの樹脂フィルムを用いることができる。或いは、搬送ベルト１１として、厚さ０．５〜２ｍｍ程度の、例えばＥＰＤＭなどとされるゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を分散したものを被覆した２層ベルト等を用いることもできる。又、ベルト材料の電気抵抗の調整方法としては、イオン導電物質の分散による方法を用いても良い。

又、本実施例では、転写ローラ５としては、体積抵抗率１．０×１０⁸Ωｃｍに電気抵抗が調整された、直径１２ｍｍのヒドリンゴムローラを用いた。転写ローラ１１は、搬送ベルト１１と感光ドラム１との接触部である転写ニップＮに総圧２．９４［Ｎ］の圧力がかかるように搬送ベルト１１の背面（転写材Ｐを担持する面とは反対側の面）に当接している。

搬送ベルト１１への転写材Ｐの吸着は、従動ローラ１３に対向する位置で搬送ベルト１１に当接する、吸着部材としての吸着ローラ８により補助される。つまり、図示しない給紙機構から供給された紙等の転写材Ｐは、搬送ベルト１１への導入時に、吸着ローラ８と搬送ベルト１１との接触部（吸着ニップ）Ｄを通過する。本実施例では、吸着ローラ８には、吸着バイアス出力手段としての吸着バイアス電源１４から、転写材Ｐを搬送ベルト１１に吸着させるための吸着バイアスとして、＋１０００Ｖのバイアスが印加される。このバイアスによる電界と電荷供給により、転写材Ｐと搬送ベルト１１の静電分極が促進され、転写材Ｐが搬送ベルト１１に吸着される。

吸着ローラ８としては、ＥＰＤＭゴムに抵抗調整のためにカーボンブラックを分散させた、直径１２ｍｍのソリッドゴムローラを用いた。吸着ローラ１１は、芯金に吸着用の高圧バイアスを印加できるようになっている。吸着ローラ１１の電気抵抗値は、幅１ｃｍの金属箔をローラ外周に巻き付け、芯金との間に５００Ｖの電圧を印加した時の電気抵抗値が１×１０⁶Ωになるように調整されている。

［転写バイアス制御］
次に、本実施例において最も特徴的な転写バイアスの制御方法について説明する。

本実施例では、転写材Ｐが隣接する像形成ステーションＳの転写ニップＮにある時と無い時とで、転写バイアスの値を変化させる。より具体的には、転写材Ｐの搬送方向において、転写材Ｐの後端が隣接する上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮを抜けた後の転写バイアスの絶対値を大きくする。又、本実施例では、この転写バイアスの変化量は、更に、環境情報に応じて可変制御される。以下更に詳しく説明する。

本実施例では、第３の像形成ステーションＳｙ及び第４の像形成ステーションＳｋの各々において、転写材Ｐが隣接する上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮ、即ち、それぞれ第２の像形成ステーションＳｃの転写ニップＮｃ、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙにある時と、転写材Ｐの後端がその転写ニップＮｃ、Ｎｙを通過し、その転写ニップＮｃ、Ｎｙに転写材Ｐが存在しない時とで転写バイアスの値を変化させる。

又、本実施例では、装置本体に少なくとも湿度情報を含む環境情報を検知するための環境検知手段として温湿度センサが設けられており、装置の設置環境の温度と湿度とが検知可能となっている。そして、上述のようにして変化させられる第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスの変化量は、温湿度センサ２１の検知結果に応じて決定される。特に、本実施例では、転写バイアスの変化量は、装置環境の絶対水分量がある一の値の時と他の一の値である時とで異なる構成とされる。

図２に示すように、本実施例では、転写バイアスの制御は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段としてのコントローラ部２０が行う。コントローラ部２０にはバイアス変更手段としてのドライバ回路２２が接続されている。又、コントローラ部２０には、温湿度センサ２１が接続されている。コントローラ部２０は、所定タイミングで温湿度センサ２１の出力を読み込み、装置環境の絶対水分量を算出する。そして、コントローラ部２０は、ドライバ回路２２を制御して、以下詳しく説明するようにして決定した値のバイアスを転写バイアス電源１５から出力させる。

尚、本実施例では、転写バイアス電源１５は、定電圧制御されたバイアスを出力する。従って、コントローラ部２０は、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスの電圧値を決定する。又、本実施例では、コントローラ部２０は、第１、第２の像形成ステーションＳｍ、Ｓｃについては、それぞれドライバ回路２２を制御して、予め決められた所定の転写バイアス（電圧値）が転写バイアス電源１５から出力されるようにする。

本実施例では、通常環境での第１、第２、第３、第４の像形成ステーションＳｍ、Ｓｃ、Ｓｙ、Ｓｋにおける転写バイアスの基準設定値は、それぞれ＋１１００Ｖ、＋１２００Ｖ、＋１３００Ｖ、＋１４００Ｖである。又、高温多湿環境下での第１、第２、第３、第４の像形成ステーションにおける転写バイアスの基準設定値は、それぞれ＋７００Ｖ、＋７５０Ｖ、＋８００Ｖ、＋８５０Ｖである。そして、コントローラ部２０は、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスの値を決定するにあたり、上記基準設定値からの変化量を決定する。

図３をも参照して、より具体的に説明する。転写材Ｐへの画像形成開始時には、次の手順に従う第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスの制御が行われる。

ステップ１：先ず、コントローラ部２０は、温湿度センサ２１から温度と湿度の情報を得、その値から環境の絶対水分量を計算する。

ステップ２：コントローラ部２０は、絶対水分量から、予め準備された換算テーブル（変換テーブル）を参照することによって、それぞれ上流側の第２、第３の像形成ステーションＳｃ、Ｓｙの転写ニップＮｃ、Ｎｙを転写材Ｐの後端が抜けた際の転写バイアスの変化量であるバイアス加算値を、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋの各々について決定する。

ステップ３：コントローラ部２０は、転写材Ｐの後端が第２の像形成ステーションＳｃの転写ニップＮｃを通過した後の第３の像形成ステーションＳｙにおける転写バイアスの絶対値、及び、転写材Ｐの搬送方向後端が第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙを通過した後の第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアスの絶対値を、ステップ２で決定したバイアス加算値分上昇させるべく、制御信号を出力する。

上述の換算テーブルは、下記表１に示すように、絶対水分量に対し、必要なバイアス加算値が、第３の像形成ステーションＳｙと第４の像形成ステーションＳｋとの双方について予め関係付けられて設定されたものである。斯かる換算テーブルは、コントローラ部２０に接続されるか又は内蔵された記憶手段の所定の記憶領域（換算テーブル記憶部）２３に予め記憶されている。

例えば通常環境の代表として温度湿度が２４℃／５５％ＲＨである場合と、高温高湿環境の代表として温度湿度が３０℃／８０％ＲＨである場合とのそれぞれにおける転写バイアスの制御方法について更に説明する。

通常環境である温度湿度２４℃／５５％ＲＨに対応する絶対水分量１０（ｇ／ｍ³）では、表１に示す換算テーブルから、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋのそれぞれについてのバイアス加算値として３０Ｖ、８０Ｖが選択される。通常環境では、隣接する上流側の像形成ステーションＳｃ、Ｓｙの転写ニップＮｃ、Ｎｙに転写材Ｐがある時の第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスは、それぞれ基準設定値の＋１３００Ｖ、＋１４００Ｖである。これに対して、転写材Ｐの後端が隣接する上流側の像形成ステ−ションＳｃ、Ｓｙの転写ニップＮｃ、Ｎｙを通過した後は、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスは、それぞれ上記基準設定値に上述のバイアス加算値を加算した＋１３３０Ｖ、＋１４８０Ｖに変更される。

又、高温多湿環境である温度湿度３０℃／８０％ＲＨに相当する絶対水分量２３（ｇ／ｍ³）では、表１に示す換算テーブルから、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋのそれぞれについてのバイアス加算値として１００Ｖ、２１０Ｖが選択される。高温高湿度環境では、隣接する転写材Ｐの上流側の像形成ステーションＳｃ、Ｓｙの転写ニップＮｃ、Ｎｙに転写材Ｐがある時の第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスは、それぞれ基準設定値の＋８００Ｖ、＋８５０Ｖである。これに対して、転写材Ｐの後端が隣接する上流側の像形成ステ−ションＳｃ、Ｓｙの転写ニップＮｃ、Ｎｙを通過した後は、第３、第４の像形成ステーションＳｙ、Ｓｋにおける転写バイアスは、それぞれ基準設定値に上述のバイアス加算値を加算した＋９００Ｖ、＋１０６０Ｖに変更される。

尚、表１に示すような絶対水分量とバイアス加算値との関係は、バイアス不足による転写不良と、バイアス過多による再転写が共に発生しない最適領域値を実機を用いた実験等により求めることにより、設定することができる。但し、表１に示すバイアス加算値は一具体例であって、本発明をその値に限定することを意図するものではない。

又、絶対水分量の増加と共にバイアス加算値を増加させているのは、次の理由からである。つまり、高温多湿環境になるほど、搬送ベルト１１や転写材Ｐの電気抵抗値が低下する。このため、転写バイアスに対するステーション間干渉電流の影響が大きくなり、転写材Ｐの後端が上流側の像形成ステーションＳを抜けた後における転写電流の減少が深刻になる。表１に示すように、絶対水分量の増加と共にバイアス加算値を増加させることにより、環境によって変わる転写電流の不足量に応じて、転写バイアスを強めることができる。その結果、不足した転写電流を補充することができる。表１に示すように、本実施例では、絶対水分量が少ない場合には、バイアス加算値がゼロとされ、上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮでの転写材Ｐの有無に拘わらず転写バイアス値が変更されない場合がある。

更に、第３の像形成ステーションＳｙのバイアス加算値が第４の像形成ステーションＳｋのそれより少ないのは、第３の像形成ステーションＳｙにおける転写工程では常に第４の像形成ステーションＳｋからの干渉電流による転写電流の補助を受けているため、転写材Ｐの後端が上流の第２の像形成ステーションＳｃを抜けた後の転写電流不足が若干軽減されるためである。

次に、転写バイアスを変化（上昇）させるタイミングについて更に説明する。転写バイアス値を変化させる際には、バイアスが安定するまでに数１０〜数１００ｍｓ程度の緩和時間を要する。そのため、転写材Ｐの後端部が隣接する上流側の像形成ステーションＳの転写ニップ（転写位置）Ｎを抜けてから転写バイアスを上昇させたのでは、転写バイアスの上昇に要する時間分だけ転写電流が不足し、転写不良が発生する可能性がある。そのため、本実施例では、転写材Ｐが上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮを抜ける３００ｍｓ前に転写バイアスを上昇させ、転写材Ｐの後端が上流の像形成ステーションＳの転写ニップＮを抜けた時点ではすでに転写バイアスが所望の値まで上昇しているようにした。

以上、本実施例によれば、転写材Ｐが隣接する像形成ステーションＳの転写ニップＮにある時と無い時で転写バイアスの値を変化させることで、ステーション間干渉電流の変化に応じた適正な転写電流を印加できるようになり、転写不良の発生を防止することができる。より具体的には、転写材Ｐが隣接する上流側の像形成ステーションＳを抜けた後の転写バイアス出力を強めることで、隣接する像形成ステーションＳからのステーション間干渉電流の減少分を補充することができ、転写不良の発生を防止することができる。又、温湿度センサ２１により検知される温湿度情報に基づいて最適なバイアス加算値を求めることで、転写材Ｐの搬送方向後端における転写不良が特に発生し易い高温多湿環境で、その転写不良の防止効果を高めることができる。

尚、本実施例では、表１に示すような換算テーブルを参照して絶対水分量に対するバイアス加算値を選択したが、絶対水分量などの環境情報の閾値を単数又は複数設け、検知された環境情報と該閾値とを比較することにより、例えば、通常環境と高温高湿環境というように、閾値を境として（閾値以上である場合と未満である場合、或いは所定の範囲内である場合と範囲外である場合など）、いくつかの環境で転写バイアスを変更するようにしてもよい。

又、上述のように、環境情報をも考慮することによって、より効果的に転写不良を防止することができ、極めて有利であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、環境情報によらずに、転写材Ｐが隣接する上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮにある時と無い時とで転写バイアスを変更するようにすることもできる。

参考例
次に、本発明の参考例について説明する。本参考例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置１００と実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本参考例では、転写材Ｐが転写ニップＮを通過した後、或いは転写材Ｐが転写ニップＮに来るのを待ち受けている間（又は、連続画像形成時において搬送ベルト１１上の転写材Ｐと転写材Ｐとの間の領域が転写ニップＮを通過している間）である、所謂、紙間のタイミングに、その像形成ステーションＳにおいて画像転写時よりも絶対値が小さいバイアス（弱いバイアス）が転写バイアス電源１５から出力される。言い換えれば、画像形成動作時にて、転写ニップＮに転写材Ｐが存在しない像形成ステーションＳにおいては、転写バイアス電源１５は、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する時の転写バイアスの絶対値よりも小さいバイアス（以下「紙間バイアス」という。）を出力する。尚、搬送ベルト１１上の転写材Ｐの画像形成領域が転写ニップＮを通過している時以外、即ち、転写材Ｐ上の画像形成領域が転写ニップＮに存在する時以外であれば、転写材Ｐが転写ニップＮにある時に、転写バイアス電源１５の出力するバイアスを画像転写時のバイアスから紙間バイアスへと変更してもよい。

そして、本参考例では、隣接する像形成ステーションＳにおいて転写バイアス電源１５から画像転写時のバイアスが出力されている時と、紙間バイアスが出力されている時とで、転写バイアスの値を変化させる。更に、本参考例では、実施例１と同様に、上述のようにして変化させられる転写バイアスの変化量は、温湿度センサ２１の検知結果に応じて決定される。

代表例として、高温多湿環境下における第４の像形成ステーションＳｋに着目して更に説明する。図４は、本参考例における転写バイアス制御の手順を示す。

ステップ１：先ず、コントローラ部２０は、温湿度センサ２１から温度と湿度の情報を得、その値から環境の絶対水分量を計算する。

ステップ２：コントローラ部２０は、絶対水分量から、予め準備された換算テーブルを参照することによって、上流側の第３の像形成ステーションＳｙにおいて紙間バイアスが出力されている際の第４の像形成ステーションＳｍにおける転写バイアスの変化量であるバイアス加算値を決定する。

ステップ３：コントローラ部２０は、第３の像形成ステーションＳｙにおいて転写バイアス電源１５ｙが紙間バイアスを出力されている時に、第４の像形成ステーションＳｋの転写バイアスの絶対値を、ステップ２で決定したバイアス加算値分上昇させるべく、制御信号を出力する。

より具体的には、隣接する第３の像形成ステーションＳｙにおいて転写バイアス電源１５ｙから高温高湿環境下での画像転写時のバイアスである＋８００Ｖの転写バイアスが出力されている場合、第４の像形成ステーションＳｋでは、転写バイアス電源１５ｋから高温高湿環境下での画像転写時のバイアス値である＋８５０Ｖの転写バイアスが出力される。一方、第３の像形成ステーションＳｙにおいて転写バイアス電源１５ｙから出力されるバイアスが紙間バイアスである＋２００Ｖに変更された場合、第４の像形成ステーションＳｋでは、転写バイアス電源１５ｋから出力されるバイアスの絶対値は、画像転写時の転写バイアスの絶対値に、換算テーブルを参照して選択されたバイアス加算値である２１０Ｖを加算した１０６０Ｖに変更される。

同様に、第１の像形成ステーションＳｍについては隣接する第２の像形成ステーションＳｃ、第２の像形成ステーションＳｃについては隣接する第１、第３の像形成ステーションＳｍ、Ｓｙ、第３の像形成ステーションＳｙについては隣接する第２、第４の像形成ステーションＳｃ、Ｓｋにおいて転写バイアス電源１５から画像転写時のバイアスが出力されている時と紙間バイアスが出力されている時とで、転写バイアスを変更する。

本参考例における制御態様は、実施例１にて説明した図２に示すものと同様である。転写バイアスの変化量は、実施例１における表１と同様に、絶対水分量に対して、隣接する像形成ステーションＳにおいて紙間バイアスが出力されている時のバイアス加算値が関係付けられた換算テーブルとして予め設定されている。この換算テーブルは、コントローラ部２０に接続されるか又は内蔵された記憶手段の所定の記憶領域（換算テーブル記憶部）２３に予め記憶されている。

以上、本参考例によれば、隣接する像形成ステーションＳにおいて画像転写時のバイアスよりも絶対値の小さい紙間バイアスが出力されることにより、転写電流が低下して転写不良を起こしやすい状況となった場合でも、実施例１と同様に、その転写不良の発生を防止することができる。

尚、上述のように、環境情報をも考慮することによって、より効果的に転写不良を防止することができ、極めて有利であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、環境情報によらずに、隣接する像形成ステーションＳにおいて画像転写時の転写バイアスが出力されている時と、紙間バイアスが出力されている時とで転写バイアスを変更するようにすることもできる。

実施例２
本実施例では、バイアスの変更動作の変形例について説明する。

本実施例では、実施例１と同様に、転写材Ｐが隣接する上流側の像形成ステーションＳの転写ニップＮにある時と、転写材Ｐの後端がその転写ニップＮを抜け、その転写ニップＮに転写材Ｐが存在しない時とで転写バイアスの値を変化させる。そして、本実施例では、この転写バイアスを変化させる際に、バイアス値を一度に変えず、数段階に分けて徐々に変える。

ここでは、代表例として、高温多湿環境下における第４の像形成ステーションＳｋの転写バイアスを、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙに転写材Ｐがある時と無い時とで変える場合について更に具体的に説明する。

図５（ａ）は、本実施例における第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアスの変化を模式的に示したものである。比較のために、図５（ｂ）に、実施例１における転写バイアスの変化を模式的に示す。尚、本実施例では、転写バイアス電源１５は、画像転写時以外には紙間バイアスを出力しているものとする。

図中Ｔ０は紙間バイアスＶ０から画像転写時のバイアスＶ１（８５０Ｖ）に移行するタイミングを示しており、更にＴ１は隣接する上流側の第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮを転写材Ｐの後端が抜けたタイミングを示している。実施例１の場合、図５（ｂ）に示すように、ほぼタイミングＴ１にて、転写バイアスが一度に変更されてＶ２（１０６０Ｖ）に高められる。

このように、第４の像形成ステーションＳｋの画像形成中に一度に転写バイアスを変化させた場合、転写条件の急激な変化により、画像に微小な横筋が発生することが懸念される。又、転写材Ｐの微小な搬送ばらつきや、転写材Ｐ自体の長さのばらつきにより、転写材Ｐが第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮを実際に抜けるタイミングが、バイアスの切り替えタイミングと若干前後する場合がある。このような場合には、一瞬、転写バイアスが強すぎて、所謂、再転写（帯電極性が反転したトナーや帯電電荷量が小さいトナーが感光ドラム１側に戻る現象）や突き抜け（転写電流が転写材Ｐを突き抜けて感光ドラム１に流れることによる転写不良）が悪化したり、転写バイアスが弱すぎて転写不良が発生したりすることが懸念される。

そこで、図５（ａ）に示すように、転写バイアスを、タイミングＴ１の所定時間前から、所定変化量ごとに転写バイアスを段階的に変化させる。本実施例では、タイミングＴ１の１００ｍｓ手前から、５０ｍｓごとに転写バイアスを段階的に上昇させ、タイミングＴ１の１００ｍｓ後に所望のバイアス値Ｖ２に移行するよう転写バイアスを制御した。つまり、図示の通り、本実施例では５段階に分けてバイアス値を上げることになり、Ｖ２とＶ１のバイアス差分である２５０Ｖを５等分した５０Ｖを１段階のバイアスの上昇分とした。

これにより、転写バイアスが一度に急激に変化することがないので、横筋等の画像不良の発生を防止できる。又、誤差範囲で転写材Ｐが第３の像形成ステーションＳｙを抜けるタイミングが若干前後したとしても、その時点（タイミングＴ１付近）ではＶ１とＶ２のバイアスの中間的なバイアスが印加されているため、転写バイアスの強すぎ又は弱すぎによる問題の双方が軽減され、画像不良として発生し難くすることができる。

以上、本実施例によれば、転写バイアスを段階的に変えることにより、実施例１と同様の効果を得ることができると共に、更に転写バイアスを急激に変更することにより発生することが懸念される不具合をも防止することができる。

実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置１００と実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例では、転写バイアスの変化量は、搬送ベルト１１の電気抵抗値情報に応じて可変制御される。より詳細には、本実施例では、画像形成前の準備動作時である前回転時において、搬送ベルト１１に対してバイアスを印加し、その時の搬送ベルト１１の電気抵抗を検知し、その結果に応じて実施例１で説明したバイアス加算値を決定する。

ここでは、代表例として、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアス値を、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙに転写材Ｐがある時と無い時とで変える場合について説明する。

図６に示すように、本実施例では、転写バイアス電源１５は、定電圧制御されたバイアスを出力する定電圧バイアス出力部１５ａと、定電流制御されたバイアスを出力する定電流バイアス出力部１５ｂとを有する。そして、コントローラ部２０がドライバ回路２２を介して制御することにより、転写バイアス電源１５は、画像転写時のバイアス（更には紙間バイアス）としては定電圧制御されたバイアスを出力し、詳しくは後述する搬送ベルト１１の電気抵抗の検知動作時には定電流制御されたバイアスを出力する。更に、転写バイアス電源１５には、転写バイアス電源１５が定電流制御されたバイアスを出力している際の電圧出力値を検知する検知手段としての電圧検知回路２４が接続されている。電圧検知回路２４はコントローラ２０に接続されており、コントローラ部２０は、所定タイミングで、電圧検知回路２４の出力を読み込む。そして、コントローラ部２０は、ドライバ回路２２を制御して、以下詳しく説明するようにして決定した値のバイアスを転写バイアス電源１５から出力させる。

図７をも参照して、本実施例における転写バイアス制御の手順についてより具体的に説明する。

ステップ１：先ず、コントローラ部２０は、画像形成前の前回転時（この時、少なくとも各像形成ステーションＳにおける感光ドラム１と、搬送ベルト１１とが回転する。）に、第４の像形成ステーションＳｋにおいて転写バイアス電源１５から７μＡの定電流バイアスを出力させる。そして、電圧検知回路２４によってその時の印加電圧値（電圧出力値）を検知する。この電圧値は、搬送ベルト１１の電気抵抗値を含む系のインピーダンスを反映した値となっている。

ステップ２：コントローラ部２０は、ステップ１にて得られた印加電圧値から、下記表２に示すような予め用意された印加電圧値とバイアス加算値とが関係付けられた換算テーブル参照することによって、第４の像形成ステーションＳｋについてのバイアス加算値を決定する。

ステップ３：コントローラ部２０は、転写材Ｐの後端が第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙを通過した後の、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアスの絶対値を、ステップ２で決定したバイアス加算値分上昇させるべく、制御信号を出力する。

表２において印加電圧が低いことは、搬送ベルト１１の電気抵抗値が低いことに対応する。従って、その場合、搬送ベルト１１を介したステーション間干渉電流の影響が大きくなるため、バイアス加算値の値は大きくされる。

以上、本実施例によれば、搬送ベルト１１の電気抵抗に関する情報が得られることで、周囲環境、製造上の特性のばらつき、使用による経時変化などにより搬送ベルト１１の電気抵抗値が変動したとしても、より最適なバイアス加算値を設定することができ、転写不良の発生をより効果的に防止することができる。

尚、本実施例では、搬送ベルト１１の電気抵抗値の検知結果に基づいてバイアス加算値を決定したが、上述の各実施例にて説明したような環境検知結果や他の検知情報に基づいて決定されたバイアス加算値を、搬送ベルト１１の電気抵抗値の検知結果に基づいて補正し、微調整することで、より最適なバイアス加算値を得ることもできる。

又、ここでは代表的に、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアス値を、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙに転写材Ｐがある時と無い時とで変更する場合について説明したが、実施例１、２にて用いた環境情報に替えて又は加えて、本実施例にて説明した搬送ベルト１１の電気抵抗値情報を利用することができる。

又、本実施例では、定電流制御されたバイアスを印加することで搬送ベルト１１の電気抵抗を検知したが、定電圧制御されたバイアスを印加することで搬送ベルト１１の電気抵抗を検知してもよい。この場合、転写バイアス電源１５には、転写バイアス電源１５が定電圧制御されたバイアスを出力している際の電流出力値を検知する検知手段として電流検知回路が接続され、その検知結果がコントローラ２０へと出力される。即ち、画像形成装置１００は、転写ニップＮに転写材Ｐが無い状態で転写バイアス電源１５が定電流制御されたバイアスを出力する際の出力電圧値又は定電圧制御されたバイアスを出力する際の出力電流値を検知する検知手段を有し、検知手段の検知結果が前回の画像形成時と異なる場合に、転写バイアスの変化量が異なる。尚、当然、転写バイアス電源１５が定電圧制御されたバイアス又は定電流制御されたバイアスのいずれかのみを出力する場合、転写バイアス電源１５はそれぞれ定電圧バイアス出力部又は定電流バイアス出力部のいずれかを有していればよい。

更に、搬送ベルト１１の電気抵抗を検知するためには、複数の像形成ステーションＳのうちいずれかの像形成ステーションＳにおいて、転写バイアス電源１５から搬送ベルト１１に対して検知用のバイアスを印加すればよいが、当然、転写バイアス値を変更すべき像形成ステーションの全てにおいて搬送ベルト１１の電気抵抗を検知し、その検知結果に応じてそれぞれの転写バイアス値を変更するようにしてもよい。

実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置１００と実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例では、転写バイアスの変化量は、転写材Ｐの電気抵抗値情報に応じて可変制御される。より詳細には、本実施例では、第１の像形成ステーションＳｍよりも転写材Ｐの搬送方向上流において、転写材Ｐを挟持して搬送する挟持部材と、挟持部材に対しバイアスを出力する検知バイアス出力手段と、検知バイアス出力手段が定電流制御されたバイアスを出力する際の出力電圧値又は定電圧制御されたバイアスを出力する際の出力電流値を検知する検知手段と、を有する。そして、この挟持部材を介して検知バイアス出力手段から転写材Ｐにバイアスを印加することで、転写材Ｐの電気抵抗を検知し、その結果に応じて実施例１で説明したバイアス加算値を決定する。

更に説明すると、検知バイアス出力手段は、挟持部材に転写材Ｐが挟持されていない状態で第１の検知バイアスを出力し、挟持部材に転写材が挟持された状態で第２の検知バイアスを出力し、第１の検知バイアスが出力されている時の検知手段の検知結果と、第２の検知バイアスが出力されている時の検知手段の検知結果との差から転写材Ｐの電気抵抗値に関する情報を得る。特に、本実施例では、挟持部材としては、第１の像形成ステーションＳｍより上流において転写材Ｐに接触してバイアスを印加可能な部材である吸着ローラ８と、その対向部材としての従動ローラ１３とを用いる。即ち、本実施例では、挟持部材は、搬送ベルト１１の転写材Ｐを担持する面に接触する吸着部材としての吸着ローラ８と、吸着ローラ８との対向位置において搬送ベルト１１の転写材Ｐを担持する面とは反対側の面に接触する対向部材としての従動ローラ１３と、を有して成り、検知バイアス出力手段としての吸着バイアス電源１４は、吸着ローラ８に対してバイアスを出力する。本実施例では、従動ローラ１３は接地されている。これにより、吸着ニップＤに転写材Ｐが無い時とある時の電気抵抗差から転写材Ｐの電気抵抗を検知し、その結果に応じてバイアス加算値を選択することができる。換言すれば、前記検知結果の差が前回の画像形成時の検知結果の差と異なる場合に転写バイアスの変更量が異なる。

ここでは、代表例として、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアス値を、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙに転写材Ｐがある時と無い時とで変更する場合について説明する。

図８に示すように、本実施例では、吸着バイアス電源１４は、定電圧制御されたバイアスを出力する定電圧バイアス出力部１４ａと、定電流制御されたバイアスを出力する定電流バイアス出力部１４ｂとを有する。そして、コントローラ部２０がバイアス変更手段としてのドライバ回路２５を介して制御することにより、吸着バイアス電源１４は、転写材Ｐを搬送ベルト１１に吸着させる吸着バイアスとしては定電圧制御されたバイアスを出力し、詳しくは後述する転写材Ｐの電気抵抗の検知動作時には定電流制御されたバイアスを出力する。更に、吸着バイアス電源１４には、吸着バイアス電源１４が定電流制御されたバイアスを出力している際の電圧出力値を検知する検知手段としての電圧検知回路２６が接続されている。電圧検知回路２６は、コントローラ２０に接続されており、コントローラ部２０は、所定タイミングで、電圧検知回路２６の出力を読み込む。そして、コントローラ部２０は、ドライバ回路２２を制御して、以下詳しく説明するようにして決定した値のバイアスを転写バイアス電源１５から出力させる。

図９をも参照して、本実施例における転写バイアス制御の手順についてより具体的に説明する。

ステップ１：先ず、コントローラ部２０は、画像形成前の前回転時（この時、少なくとも各像形成ステーションＳにおける感光ドラム１と、搬送ベルト１１とが回転する。）に、吸着ニップＤに転写材Ｐが無い状態で、吸着バイアス電源１４から吸着ローラ８に７μＡの定電流バイアスを出力させる。そして、電圧検知回路２６によってその時の印加電圧値（電圧出力値）Ｖａを検知する。この電圧値は搬送ベルト１１と吸着ローラ８の電気抵抗値を反映した値となっている。

ステップ２：コントローラ部２０は、画像形成直前の転写材Ｐが吸着ニップＤを通過する際に、吸着バイアス電源１４から吸着ローラ８に７μＡの定電流バイアスを出力させる。そして、電圧検知回路２６によってそのときの印加電圧Ｖｂを検知する。この電圧値は、吸着ローラ８、搬送ベルト１１に加え、転写材Ｐの電気抵抗も反映した値となっている。

ステップ３：コントローラ部２０は、ステップ２、３にて得られた電圧値Ｖａ、Ｖｂの差、Ｖｂ−Ｖａ（より詳細には、電圧値Ｖａ、Ｖｂの絶対値の差｜Ｖｂ｜−｜Ｖａ｜）を算出する。この電圧値の差の値は転写材Ｐの電気抵抗値を反映した電圧値である。

ステップ４：コントローラ部２０は、ステップ３にて得られたＶｂ−Ｖａの値から、下記表３に示すような予め用意された印加電圧値の差とバイアス加算値とが関係付けられた換算テーブルを参照することによって、第４の像形成ステーションＳｋについてのバイアス加算値を決定する。

ステップ５：コントローラ部２０は、転写材Ｐの後端が第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙを通過した後の第４の像形成ステーションＳｋの転写バイアスの絶対値を、ステップ４で決定したバイアス加算値分上昇させるべく、制御信号を出力する。

表３においてＶｂ−Ｖａの値が低いことは、転写材Ｐの電気抵抗値が低いことに対応する。従って、その場合、転写材Ｐを介したステーション間干渉電流の影響が大きくなるため、バイアス加算値の値は大きくされる。

以上、本実施例によれば、転写材Ｐの電気抵抗に関する情報が得られることで、周囲環境、紙種、紙のロットによる特性のばらつきなどにより、紙等の転写材Ｐの電気抵抗値が変動したとしても、より最適なバイアス加算値を設定することができ、転写不良の発生を防止することができる。

尚、本実施例では、転写材Ｐの電気抵抗値の検知結果に基づいてバイアス加算値を決定したが、上述の各実施例にて説明したような環境検知結果や他の検知情報に基ついて決定されたバイアス加算値を、転写材Ｐの電気抵抗の検知結果に基づいて補正し、微調整することで、より最適なバイアス加算値を得ることもできる。

又、ここでは代表的に、第４の像形成ステーションＳｋにおける転写バイアス値を、第３の像形成ステーションＳｙの転写ニップＮｙに転写材Ｐがある時と無い時とで変更する場合について説明したが、実施例１、２にて用いた環境情報に替えて又は加えて、本実施例にて説明した転写材Ｐの電気抵抗値情報を利用することができる。

又、本実施例では、定電流制御されたバイアスを印加することで転写材Ｐの電気抵抗を検知したが、定電圧制御されたバイアスを印加することで転写材Ｐの電気抵抗を検知してもよい。この場合、吸着バイアス電源１４などとされる検知バイアス出力手段には、それが定電圧制御されたバイアスを出力している際の電流出力値を検知する検知手段として電流検知回路が接続され、その検知結果がコントローラ２０へと出力される。尚、当然、これら検知バイアス出力手段が定電圧制御されたバイアス又は定電流制御されたバイアスのいずれかのみを出力する場合、転写バイアス電源１５はそれぞれ定電圧バイアス出力部又は定電流バイアス出力部のいずれかを有していればよい。

又、本実施例では、吸着ローラ８にバイアスを印加して転写材Ｐの電気抵抗を検知するものとして説明したが、反対に対向部材としての従動ローラ１３にバイアスを印加し、吸着ローラ８を接地して、転写材Ｐの電気抵抗を検知するようにしてもよい。この場合、バイアスが従動ローラ１３に印加されることを除いて、その他の制御方法は本実施例と同様である。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記各実施例では、転写バイアスは定電圧制御されるものとして説明したが、定電流制御されるものであってもよい。又、上記各実施例ではトナーは負帯電性であるものとして説明したが、トナーは正帯電性であってもよい。この場合、転写ローラ５に印加されるバイアスの極性は、トナーの正規の帯電極性とは反対極性である負極性となる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成図である。 本発明に従う転写バイアス制御の一実施例の制御態様を説明するためのブロック図である。 本発明に従う転写バイアス制御の一実施例のフロー図である。 本発明に従う転写バイアス制御の他の実施例のフロー図である。 本発明に従う転写バイアスの変更方法を説明するためのタイミングチャート図である。 本発明に従う転写バイアス制御の他の実施例の制御態様を説明するためのブロック図である。 本発明に従う転写バイアス制御の他の実施例のフロー図である。 本発明に従う転写バイアス制御の他の実施例の制御態様を説明するためのブロック図である。 本発明に従う転写バイアス制御の他の実施例のフロー図である。 第３、第４の像形成ステーション付近の転写電流のやり取りを説明するための模式図である。 第３、第４の像形成ステーション付近の転写電流のやり取りを説明するための模式図である。

１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ レーザー露光光学系（露光手段）
４ 現像器（現像手段）
５ 転写ローラ（転写手段）
８ 吸着ローラ（吸着部材）
１４ 吸着バイアス電源
１５ 転写バイアス電源
２１ 温湿度センサ
２４ 電圧検知回路
２６ 電圧検知回路
１００ 画像形成装置
Ｐ 転写材
Ｓ 像形成ステーション（画像形成部）

Claims (6)

1. トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
   前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した場合に、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
   前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、
   周囲環境の湿度が所定湿度より高い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、
   周囲環境の湿度が前記所定湿度以下の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記バイアス出力手段は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を前記所定電圧から大きくする際に、該転写バイアス電圧を段階的に変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記周囲環境は、少なくとも湿度情報を含む環境情報を検知する環境検知手段によって判断することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
   前記転写材担持ベルトの電気抵抗値に応じた情報を検知する電気抵抗値検知手段を有し、
   前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、
   前記電気抵抗値検知手段の検知結果が所定の電気抵抗値よりも低い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、
   前記電気抵抗値検知手段の検知結果が前記所定の電気抵抗値以上の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置。
6. トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する転写材担持ベルトと、前記転写材担持ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記転写材担持ベルトを介して前記複数の像担持体とそれぞれ対向し、対向する前記像担持体と共に転写部をそれぞれ形成する複数の転写手段と、前記複数の転写手段に転写バイアス電圧を出力するバイアス出力手段と、を有し、前記複数の転写部で前記像担持体から前記転写材担持ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
   転写材の電気抵抗値に応じた情報を検知する電気抵抗値検知手段を有し、
   前記バイアス出力手段は、転写材の搬送方向において最も下流側に位置する前記転写部よりも下流側に位置する前記張架ローラに対して転写材を介して前記転写手段からの電流の流れ込みが発生している状態で、転写材の後端が前記複数の転写部の内の一つの転写部である第１の転写部を通過した際に、
   前記電気抵抗値検知手段の検知結果が所定の電気抵抗値よりも低い場合は、前記転写材の搬送方向において前記第１の転写部よりも下流側で前記第１の転写部に隣接する前記複数の転写部の内の一つの転写部である第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた所定電圧よりも大きくし、
   前記電気抵抗値検知手段の検知結果が前記所定の電気抵抗値以上の場合は、前記第２の転写部を形成する前記転写手段に出力する転写バイアス電圧を、転写材の後端が前記第１の転写部を通過する前に出力していた前記所定電圧で維持することを特徴とする画像形成装置。

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