JP4971779B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に接触し、像担持体上のトナー像を転写材に転写する接触転写部材を有する画像形成装置に関する。特に、転写材の種類応じて、転写部材の条件を変更可能な画像形成装置に関する。

像担持体に接触し、像担持体上のトナー像を転写材に転写する接触転写部材は、転写時の転写材の搬送が安定する利点を有し、広く用いられている。

ところが、接触転写部材を使用する場合、以下の不具合がある。

即ち、転写材の種類により、接触転写部材に印加される転写電圧と転写電圧印加時に接触転写部材を流れる転写電流の最適な関係が異なる。したがって、転写材の種類により適切な転写が行えない。

つまり、搬送方向に直交する方向（以降、「幅方向」と称す。）の長さが短い転写材を使用する場合、転写材の非通紙部に転写電流が集中して通紙部に流れる転写電流が不足し、トナー像が良好に転写されない。また、厚紙を使用する場合、図９に示す様に、転写材部に転写材の先頭部の一部が進入する際、転写部の転写材の存在しない領域に転写電流が集中し、転写材に流れる転写電流が不足し、トナー像が先頭部へ良好に転写されない。

これらの場合には、接触転写部材の抵抗は高いほど良い。

一方、幅方向に長い転写材を用いる場合は、非通紙部への転写電流へ集中による通紙部への転写電流不足の問題が起こりにくい。この場合、転写時に接触転写部材へ印加する電圧を低くすることが可能であるため、接触転写部材の抵抗は低いほど良い。

ここで、上記不具合を解決する構成として、特許文献１には像担持体に接触し、回転方向に、高抵抗部と低抵抗部を備える転写ベルトが開示されている。
特開平５−２８１８５９

しかしながら、接触転写部材に高抵抗部と低抵抗部を設け、転写材の種類に応じて切り替える構成を用いると、画像形成装置の大型化になる課題がある。

そこで、本発明の目的は、画像形成装置を大型化することなく、接触転写部材の抵抗を変更することが可能な画像形成装置を提供することである。

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧が印加されて前記像担持体上のトナー像を転写材へ転写し、抵抗値が温度依存性を有する接触転写部材と、を有する画像形成装置において、前記転写材の種類に応じ、前記接触転写部材の前記抵抗値が変化するように、前記接触転写部材を加熱もしくは冷却する抵抗値変更手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡素な構成で、接触転写部材の抵抗を変更することができる。

〔実施例１〕
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

図２に、実施例１に係わる画像形成装置の一例を示す。図２に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」）１を備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって図２中の時計回り方向（図中矢印Ａ）に回転駆動される。回転駆動された感光ドラム１は、その表面が帯電装置（帯電手段）２によって均一に帯電された後、画像信号に応じたレーザー光が露光装置（静電像形成手段）３から照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器（現像手段）４によってトナー像として現像される。転写材Ｓはレジストローラ６により感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせるようにして送られる。転写材Ｓは感光ドラム１の対向に配置された転写ローラ（接触転写部材）７と感光ドラム１の間で押圧される。感光ドラム１上のトナー像は、転写電源８によってトナー電荷と逆の極性をもつ転写バイアスが転写ローラ７に印加されることで、転写部Ｎにて、転写材Ｓに転写される。また、転写ローラ７は図中矢印Ｃ方向に回転する。トナー像転写後の感光ドラム１は、その表面に残った転写残トナーがクリーナ１１によって除去され、次の画像形成に使用される。

一方、トナー像転写後の転写材Ｓは、未定着トナー像を担持した状態で、転写ローラ７の駆動により不図示の搬送ガイドを通って定着器５に搬送される。ここで定着器５が表面のトナー像を加熱溶融し、トナー像は転写材Ｓへ定着される。定着器５は、ヒータ（不図示）を内包する定着ローラ５１と、定着ローラ５１とニップ部を形成する加圧ローラ５２に構成される。定着ローラ５１の外周は１６５℃に保たれている。

ここで、転写材Ｓとして普通紙（坪量：１６０ｇ／ｍ＾２以下）を使用する場合、レジストローラ６、転写ローラ７、感光ドラム１により、転写部Ｎにおいて搬送される搬送速度は、２６０ｍｍ／ｓｅｃである。また、転写部Ｎにおいて、転写材Ｓと、感光ドラム１の表面の移動速度は同じである。以降、搬送速度とは、転写部Ｎにおける、転写材Ｓ及び感光ドラム１の表面の移動速度を示すものとする。また、転写材Ｓとして、エンボス紙や厚紙（坪量：１６０ｇ／ｍ＾２より大）などの特殊紙を使用する場合、搬送速度は１３０ｍｍ／ｓｅｃに減速される。

転写ローラ７は、外径８ｍｍの金属製の芯金７１と、その外周面に弾性層である導電性材料層７２を形成したものであり、外径１６ｍｍに構成されている。この導電性材料層７２はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１［ＭΩ］から１００［ＭΩ］という中抵抗領域に調整したものである。上記導電性材料層７２の基材として用いられるウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオールが使用される。即ち、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリオールが挙げられる。さらに、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物として、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネートが使用される。即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ等である。また、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物も使用される。例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。また、上記導電性材料層７２の基材として用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴムが使用される。更に、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等の通常のゴムが使用される。又はスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴムを使用することができる。またこれらのゴムに液状ポリイソプレンゴムを混合することもできる。

更に、これらのゴムやエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴム等を発泡させたものを用いることもできる。これらの基材中に添加されるイオン性導電物質としては、過塩素酸ナトリウム，過塩素酸カルシウム，塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質が使用できる。更に変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート，ステアリルアンモニウムアセテート，ラウリルアンモニウムアセテート，オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質が例示される。そして、一般的には過塩素酸ナトリウムが多用されている。

転写ローラ７を加熱する加熱部１０の構成部材である金属ローラ１０（加熱部材）ａは円筒形状をしており転写ローラ７に対して、図中矢印Ｂ方向に従動回転する。その円筒の中からハロゲンランプヒータ１０ａ１により金属ローラ１０ａは０〜４５℃に加熱される。その金属ローラ１０ａは、両端部をＰＯＭ（ポリキシメチレン）等の絶縁性部材により支持される。また、金属ローラ１０ａは転写ローラ７の導電性材料層７２と同じ長さに形成され、両端部のＰＯＭの支持部材が当接手段（不図示）によって転写ローラ７に向けて付勢されている。

この際、転写ローラ７に対する当接圧がその長手方向で一様になるように、片側２００ｇずつの荷重が行われている。金属ローラ１０ａは、転写ローラ７の回転に伴って、矢印Ｂ方向に従動回転する。上述のハロゲンランプヒータ１０ａ１は加熱制御器１０ｂに制御され、点灯と消灯を繰り返すことにより金属ローラ１０ａの温度を可変にしている。金属ローラ１０ａの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属（例えば、銅）であってもよい。軸フランジについてもＰＯＭだけでなく、ナイロンとガラスの混合材など絶縁性のものであればいずれのものでもよい。

転写電源８の出力検出部９は、電流検知器９ａにより、転写部Ｎに転写材Ｓが存在しない状態で転写ローラ７にモニター電圧の＋１Ｋｖの電圧が印加されたときに、転写ローラ７を流れる電流を検知する。それを転写ローラ７の１回転の間に８回行い、演算装置９ｂにより８回の電流検知結果を平均する。そして、モニター電圧の電圧値を電流検知結果で除した値である、転写部ＮのインピーダンスＩを、算出する。インピーダンスＩが６０〜１００［ＭΩ］になるように、上述の加熱制御器１０ｂでハロゲンランプヒータ１０ａ１の点灯・消灯を制御し金属ローラ１０ａの温度を制御する。これは、普通紙の搬送速度を２６０ｍｍ／ｓｅｃにしても画像不良が発生しないためのインピーダンスＩである。

転写電源８による転写バイアス（出力）は、２３℃５０％の温湿度環境でトナー像の転写されない普通紙が転写部Ｎを通過する時に流れる電流が４０〜７０μＡ流れるように定電圧制御されている。転写ローラ７を冷却する冷却部１２の構成部材である金属ローラ１２ａは円筒形状をしており転写ローラ７対して、矢印Ｄ方向に従動回転する。その円筒の外部からペルチェ素子１２ｃ１とファン１２ｃ２を用いた空冷式冷却制部材１２ｃなどにより金属ローラ１２ａは０〜１０℃に冷却される。ここで、ペルチェ素子１２ｃ１の低温側は金属ローラ１２（冷却部材）ａに接触し、高温側はファン１２ｃ２から風を受けて冷却される。その金属ローラ１２ａは、両端部をＰＯＭ（ポリキシメチレン）等の絶縁性部材により支持される。また、金属ローラ１２ａは転写ローラ７の導電性材料層７２と同じ長さに形成されており、両端部のＰＯＭの支持部材が当接手段（不図示）によって転写ローラ７に向けて付勢されている。この際、転写ローラ７に対する当接圧がその長手方向で一様になるように、片側２００ｇずつの荷重が行われている。金属ローラ１２ａは、転写ローラ７の回転に伴って矢印Ｄ方向に従動回転する。上述の冷却制御器１２ｂへの入力信号によりペルチェ素子１２ｃ１とファン１２ｃ２のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより金属ローラ１２ａの温度を可変にしている。金属ローラ１２ａの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属（例えば、銅）であってもよい。軸フランジについてもＰＯＭだけでなく、ナイロンとガラスの混合材など絶縁性のものであればいずれのものでもよい。冷却部１２及び加熱部１０により、転写ローラ７の抵抗値を変更するために転写ローラ７を冷却加熱する、抵抗値変更手段が形成される。

転写電源８の出力検出部９は、電流検知器９ａにより転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態で転写ローラ７にモニター電圧の＋１Ｋｖの電圧が印加されたときに、転写ローラ７を流れる電流を検知する。それを転写ローラ７の１回転の間に８回行い、演算装置９ｂにより８回の電流検知結果を平均する。そして、モニター電圧の電圧値を電流検知結果で除した値である、転写部ＮのインピーダンスＩを、算出する。そのインピーダンスＩが１１０〜２２０［ＭΩ］になるように、上述の冷却制御器１２ｂでペルチェ素子１２ｃ１とファン１２ｃ２のＯＮ／ＯＦＦを制御し金属ローラ１２ａの温度を制御する。この値は、エンボス紙などの特殊紙を搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃで搬送し続けたときに特殊紙先端・後端で画像不良が発生しないためのインピーダンスＩである。

転写電源８による転写バイアス（出力）は、２３℃５０％の温湿度環境でトナー像が無い特殊紙が転写部Ｎを通過する時に流れる電流が１５〜３０μＡ流れるように定電圧制御されている。

ここで、本実施及び、以降に説明する実施例２〜５に使用する、２種類の転写ローラ７の温度−抵抗の関係を図７に示した。ローラＡは、常温（２５℃）にて、普通紙への転写に適した抵抗になっている。一方、ローラＢは常温にて、特殊紙への転写に適した抵抗になっている。図８は転写ローラの抵抗測定の概略図である。転写ローラ７の抵抗値は温度依存性を有する。

ここで、転写ローラ７の両端部の芯金に５００ｇｆずつ荷重し、金属の円筒１９を外周速度２４ｍｍ／ｓｅｃで回転させることにより転写ローラ７を従動回転させる。

そして、転写ローラ７の芯金に高圧電源ＨＶで＋２０００Ｖを印加し、電流計でそのとき流れる電流を測定して抵抗を測定する。抵抗値とは、印加された電圧を、測定した電流で除した値である。

以下に、本実施例の転写ローラ７の温調動作について説明する。本実施例では、図７ｂに示されるローラＢを用いた。

以下に制御方法を述べる。図１に示すように、まず、普通紙優先モードの選択の要否を選択する（Ｓ１１１）。普通紙優先モードは、普通紙を特殊紙よりも頻繁に使用する場合に適したモードである。

まず、普通紙生産性優先モードが選択された場合のシーケンスについて説明する。

普通紙生産性優先モードが選択された場合は、画像形成開始信号を受ける前まで（画像形成装置の待機中）の画像形成装置立ち上げ回転中に、普通紙への画像形成に適するように転写ローラ７の抵抗は調整される。このとき、転写ローラ７の抵抗は５Ｅ＋７Ωに調整される。

つまり、転写部ＮのインピーダンスＩが普通紙に適した値に調整された状態で待機している。この調整は、加熱制御器１０ｂが、金属ローラ１０ａによって転写ローラ７を加熱し、抵抗を下げることで行われる。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度２６０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。画像形成開始の信号を受けたら、ユーザが操作パネル（転写材種類入手手段）５０から入力した紙種の情報に基づき、画像形成の工程が制御される。

普通紙が選択された場合、転写ローラ７は既に普通紙に適した抵抗になっているので、すぐに画像形成は開始される。

一方、特殊紙が選択された場合は、普通紙に適した転写ローラ７の抵抗を特殊紙に適する２Ｅ＋８Ωへ変更してから、画像形成は開始される。冷却制御器１２ｂは、金属ローラ１２ａが転写ローラ７を冷却するように制御し、転写部ＮのインピーダンスＩが所望の値（本実施例では１１０〜２２０［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

普通紙生産性優先モードが選択された場合のフローを、図１のチャートに沿って説明する。転写ローラ７は加熱される（Ｓ１１２）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ１１３）。転写部のインピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲でない場合には、再び、転写ローラ７は加熱される（Ｓ１１２）。転写部のインピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲である場合には、画像形成信号が出力される（Ｓ１１４）。

続いて、画像が形成される紙が普通紙であるか特殊紙であるかを判断する（Ｓ１１５）。特殊紙である場合、転写ローラ７は冷却される（Ｓ１１６）。そして、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ１１７）。転写部のインピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲でない場合には、再び、転写ローラ７は冷却される（Ｓ１１６）。転写部のインピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲である場合、画像形成は開始される（Ｓ１１７）。また、Ｓ１５で紙が普通紙であると判断された場合、速やかに画像形成が開始される（Ｓ１１８）
次に、普通紙生産性優先モードが選択されなかった場合のシーケンスについて説明する。この場合、画像形成装置の待機中には、転写ローラ７の抵抗調整は行われない。常温では、転写ローラ７の抵抗は、特殊紙への転写に適した値である。画像形成開始の信号を受けたら、ユーザが入力した紙種の情報に基づき、画像形成の工程が制御される。特殊紙が選択された場合、転写ローラ７の抵抗は特殊紙に適した値であるため、すぐに画像形成を開始する。

一方、普通紙が選択された場合は、加熱制御器１０ｂは、金属ローラ１０ａが転写ローラ７を加熱するように制御する。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩが所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

次いで画像形成をスタートする。画像形成開始信号を受けると、画像形成スタート（前回転）、それから紙が出力されるまでがユーザの待ち時間になる。

普通紙生産性優先モードが選択されなかった場合のフローを、図１のチャートに沿って説明する。画像形成開始信号が出力される（Ｓ１２０）。続いて、画像が形成される紙が普通紙であるか特殊紙であるかを判断する（Ｓ１２１）。特殊紙と判断された場合、速やかに画像形成が行われる（Ｓ１２２）。普通紙と判断された場合、転写ローラ７は加熱される（Ｓ１２３）。転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ１２４）。転写部のインピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲でない場合、再び、Ｓ１２３へ戻り、転写ローラ７は加熱される。転写部のインピーダンスが６０〜１００の範囲である場合、画像形成が速やかに開始される（Ｓ１２５）
上述のようにあらかじめ立ち上げ回転中に転写部ＮのインピーダンスＩを普通紙用の値にしておくことで、前回転に要する時間を短縮でき、普通紙の生産性を向上することができる。

また、特殊紙の生産性を優先したければ、前回転中に転写部ＮのインピーダンスＩを下げるような加熱を行わず（加熱をすると特殊紙の場合は冷却過程が必要でその分前回転時間が長くなる）、そのまま画像形成スタートすれば良い。

以上のようにして、転写材Ｓの種類と、転写部ＮのインピーダンスＩの検知結果に応じて画像形成スタートタイミングを決定する。

〔実施例２〕
本実施例では、実施例１とは転写ローラ７の温調動作が異なる。なお、その他の構成は、実施例１と同じである。本実施例では、図７ａに示される様に普通紙への転写に適した抵抗のローラＡを用いた。

図３に示すように、画像形成開始信号を受けたら、ユーザが５０パネルから入力した紙種の情報に基づき、画像形成工程が制御される。

普通紙が選択された場合は、転写ローラ７の抵抗値は常温では普通紙に適した６Ｅ＋７Ωであるので、すぐに搬送速度２６０ｍｍ／ｓｅｃで画像形成を開始する。

一方、特殊紙が選択された場合は、冷却制御器１２ｂは、金属ローラ１２ａが転写ローラ７を冷却するように制御し、転写ローラの抵抗を２Ｅ＋８Ωに変更する。

そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では１１０〜２２０［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

次いで画像形成を開始する。画像形成が終了したら、加熱制御器１０ｂは、金属ローラ１０ａが転写ローラ７を加熱し、転写ローラ７の抵抗を普通紙への転写に適する６Ｅ＋７Ωへ戻す。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）になる。続いて、画像形成装置は、画像形成開始信号の待機状態になる。

本実施例のフローを図３のフローチャートに基づいて説明する。

画像形成信号が出力される（Ｓ２１１）。続いて、画像形成される紙種が判断される（Ｓ２１２）。画像形成される紙が普通紙であると判断された場合、速やかに画像形成される（Ｓ２１３）。画像形成される紙が特殊紙であると判断された場合、転写ローラ７は冷却される（Ｓ２１４）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ２１５）。インピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲でない場合、Ｓ２１４へ戻り、転写ローラ７は再び冷却される。インピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲である場合、速やかに画像形成が開始される（Ｓ２１６）。画像形成が終了する（Ｓ２１７）と、転写ローラ７は再び加熱される（Ｓ２１８）。そして、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ２１９）。転写部のインピーダンスが６０〜１１０ＭΩの範囲でない場合、Ｓ２１８に戻り、転写ローラ７を加熱する（Ｓ２１８）。転写部のインピーダンスが６０〜１１０である場合、画像形成装置は待機状態になる。

以上のようにして、転写材Ｓの種類と、転写部ＮのインピーダンスＩの検知結果に応じて画像形成スタートタイミングを決定する。

〔実施例３〕
本実施例においては、実施例１とは転写ローラ７の温調動作が異なる。なお、その他の構成は、実施例１と同じである。本実施例では、図７ｂに示されるローラＢを用いた。

本実施例の温調動作では、普通紙生産性優先モード（搬送速度が２６０ｍｍ／ｓｅｃ）が選択されたときには、画像形成開始に先立ち、転写ローラ７を４０℃にして、抵抗を５Ｅ＋７Ωにした。普通紙生産性優先モードが選択されなかったときには（搬送速度が１３００ｍｍ／ｓｅｃ）、画像形成に先立った転写ローラ７の抵抗調整は行わない。搬送方向に直交する方向の長さが最大サイズ（幅２９７ｍｍ）の転写材Ｓを使用する場合には、転写ローラ７を４０℃にして、抵抗を５Ｅ＋７Ωにした。最大サイズ以外の転写材Ｓを使用する時、例えば幅２１０ｍｍのときには、転写ローラ７を１０℃にして、抵抗を２Ｅ＋８Ωにした。

詳細には、図４に示すように、まず普通紙生産性優先モードか、否か、を決定する。普通紙優先モードが使用される場合は、加熱制御器１０ｂは、金属ローラ１０ａが転写ローラ７を加熱するように制御し、転写ローラ７の抵抗を下げる。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

画像形成開始の信号を受けたら、ユーザが操作パネル５０から入力した紙サイズの情報に基づき、画像形成工程が制御される。

搬送方向に直交する方向の長さが長い転写材Ｓ（大サイズ）が使用される場合は、すぐに画像形成を開始する。

搬送方向に直交する方向の長さが短い転写材Ｓ（小サイズ）が使用される場合は、冷却制御器１２ｂは、金属ローラ１２ａが転写ローラ７を冷却する様に制御し、転写ローラ７の抵抗を高くする。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では１１０〜２２０［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

次いで画像形成をスタートする。

また、普通紙生産性優先モードでない場合は、画像形成開始の信号を受けたら、ユーザが入力した紙サイズの情報に基づき、画像形成工程は制御される。

搬送方向に直交する方向の長さが短い転写材（小サイズ）Ｓが使用される場合は、すぐに画像形成をスタートする。

一方、搬送方向に直交する方向の長さが長い転写材（大サイズ）Ｓが使用される場合は、加熱制御器１０ｂは、金属ローラ１０ａが転写ローラ７を加熱する様に制御を行う。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない場合の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。

次いで画像形成をスタートする。

ここで、転写材の搬送方向に直交する方向の長さは、操作パネル５０から入力する他に、ラインセンサーなどを用いる転写材サイズ検知手段（不図示）によって検知することもできる。

本実施例のフローを図４のフローチャートに基づいて説明する。

普通紙生産性モードの選択されるか否かの判断が行われる（Ｓ３１１）。普通紙生産性モードが選択された場合、転写ローラ７は加熱される（Ｓ３１２）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ３１３）。転写部のインピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲でない場合、Ｓ３１２へ戻り、再び、転写ローラ７は加熱される。転写部のインピーダンスが６０〜１００ＭΩであるとき、画像形成開始信号が出力される（Ｓ３１４）。続いて、画像形成される紙のサイズが判断される（Ｓ３１５）。紙が大サイズの場合、画像形成は速やかに開始される（Ｓ３１６）。紙が小サイズの場合、転写ローラ７は冷却される（Ｓ３１７）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ３１８）。転写部のインピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲でない場合、転写ローラ７は再び冷却される（Ｓ３１７）。転写部のインピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲である場合、画像形成が開始される（Ｓ３１９）。

Ｓ３１１で普通紙生産性優先モードが選択されなかった場合、画像形成開始信号が出力される（Ｓ３２０）。続いて、紙サイズが判断される（Ｓ３２１）。紙が小サイズであるとき、速やかに、画像形成が開始される（Ｓ３２２）。紙が大サイズであるとき、転写ローラ７は加熱される（Ｓ３２３）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ３２４）。転写部のインピーダンスが６０〜１１０ＭΩの範囲でないとき、Ｓ３２３に戻り、転写ローラ７は再び加熱される。転写部のインピーダンスが６０〜１１０ＭΩの範囲である場合、画像形成が開始される（Ｓ３２５）。

以上のようにして、転写材サイズ、つまり、搬送方向に直交する方向における転写材の長さ、及び、転写部ＮのインピーダンスＩの検知結果に応じて画像形成スタートタイミングを決定する。

〔実施例４〕
本実施例においては、実施例１とは転写ローラ７の温調動作が異なる。なお、その他の構成は、実施例１と同じである。本実施例では、図７ａに示されるローラＡを用いた。

本実施例の温調動作では、搬送方向に直交する方向における長さが最大の転写材（幅２９７ｍｍ）を使用する場合には、転写ローラを２５℃にして、抵抗を６Ｅ＋７Ωにした。

一方、搬送方向に直交する方向における長さが最大ではない転写材、たとえば、幅２１０ｍｍ、を使用する場合には、転写ローラを１０℃にして、抵抗を２Ｅ＋８Ωにした。

詳細には、図５が示すように、画像形成開始信号を受けたら、ユーザが操作パネルから入力した紙サイズの情報に基づき、画像形成工程を制御する。

搬送方向に直交する方向の長さが長い転写材Ｓが使用される場合は、搬送速度２６０ｍｍ／ｓｅｃで、画像形成がすぐにスタートされる。

一方、搬送方向に直交する方向の長さが短い転写材Ｓが使用される場合は、冷却制御器１２ｂは転写ローラ７を冷却する。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では１１０〜２２０［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。次いで画像形成をスタートする。

画像形成を終了したら、加熱制御器１０ｂは、金属ローラ１０ａが転写ローラ７を加熱する様に制御しする。そして、転写材Ｓが転写部Ｎに存在しない状態の転写部ＮのインピーダンスＩを所望の値（本実施例では６０〜１００［ＭΩ］、搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃ）にする。そして、画像形成装置は、画像形成開始信号の待機状態になる。

本実施例のフローを図５のフローチャートに基づいて説明する。

画像形成信号が出力される（Ｓ４１１）。続いて、画像形成される紙のサイズが判断される（Ｓ４１２）。画像形成される紙が大サイズであると判断された場合、速やかに画像形成される（Ｓ４１３）。画像形成される紙が小サイズであると判断された場合、転写ローラ７は冷却される（Ｓ４１４）。続いて、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ４１５）。インピーダンスが６０〜１００ＭΩの範囲でない場合、Ｓ４１４へ戻り、転写ローラ７は再び冷却される。インピーダンスが１１０〜２２０ＭΩの範囲である場合、速やかに画像形成が開始される（Ｓ４１６）。画像形成が終了する（Ｓ４１７）と、転写ローラ７は再び加熱される（Ｓ４１８）。そして、転写部のインピーダンスが測定される（Ｓ４１９）。転写部のインピーダンスが６０〜１１０ＭΩの範囲でない場合、Ｓ４１８に戻り、転写ローラ７を加熱する（Ｓ４１８）。転写部のインピーダンスが６０〜１１０である場合、画像形成装置は待機状態になる。

以上のようにして、転写材サイズ、つまり、搬送方向に直交する方向における転写材の長さ、及び、転写部Ｎのインピーダンスの検知結果に応じて画像形成スタートタイミングを決定する。

〔実施例５〕
本実施例は、中間転写体１４に一次転写されたトナー像を、２次転写ローラ１３により、転写材Ｓへ２次転写する。本実施例は、上記実施例１〜４の転写ローラ７の温調動作を、２次転写ローラ１３に適用したものである。

以下、本実施例を、図６を参照して、説明する。なお、上記実施例で説明した部材と同様の構成作用の部材は同じ符号を付し、説明を略す。

符号１は感光ドラム（感光体）であり、矢線Ａ方向へ回転し、その表面は帯電装置２により一様に帯電される。符号３は画像情報に基づいて露光する露光装置（静電像形成手段）である。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感光ドラム１に形成される。

現像装置（現像手段）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋはそれぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（ｋ）を内包する。前述の静電潜像はそれら現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋにより現像され、感光ドラム１面上にトナー像が形成される。静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。

また、符号１４は感光体ドラム１の表面に当接されるよう配設された中間転写ベルト（像担持体）であり、複数の張架ローラに張架されて矢印Ｘの方向へ回動するようになっている。本実施の形態では、張架ローラ１５は中間転写ベルト１４の張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ１６は中間転写ベルト１４の駆動ローラ、張架ローラ１７は二次転写用の対向ローラである。

そして、本実施の形態では、中間転写ベルト１４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または各種ゴム等を用いることができる。更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１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１３［Ω・ｃｍ］、厚みを０．０７〜０．５［ｍｍ］としたものを用いている。

感光ドラム１に対し無端のベルト状の中間転写ベルト１４を配置する。そして、中間転写ベルト１４の１回転毎に形成する感光ドラム１上の各色未定着トナー像を、１次転写ローラ（一次転写部材）１８により中間転写ベルト１４上に順次静電的に一次転写する。これらの工程を経て、中間転写ベルト上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。一方、１次転写後の感光ドラム１の一回転毎に感光ドラム１表面はクリーニング装置１１Ｄで転写残トナーがクリーニングされる。そして、繰り返し作像工程がおこなわれる。前述の一次転写ローラ１８は中間転写ベルト１４の感光体ドラム１に対向する一次転写位置において、中間転写ベルト１４の裏面側に配設されている。この一次転写ローラ１８に、トナーの帯電極性と逆極性の正極性の一次転写バイアスを印加することで、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１４上に１次転写される。

また、転写材Ｓの搬送経路に面した中間転写ベルト１４の二次転写位置には本実例では、中間転写ベルト１４のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ローラ１３が備えられる。そして、中間転写ベルト１４の裏面側に配設されて二次転写ローラ１７の対向電極をなし接地される張架ローラ１７を備えている。中間転写ベルト１４に接触する２次転写ローラ（接触転写部材、２次転写部材）１３はトナーと逆極性のバイアスが印加される。そして、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト１４上のトナー像は転写材Ｓへ二次転写される。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１４上に残留したトナーを除去するベルトクリーナ１１Ｂが設けられている。

また、本実施の形態において、レジストローラ６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部Ｎ２へと転写材Ｓは、搬送される。

更に、二次転写後の転写材５を不図示の搬送部材により定着器５へ搬送し、転写材Ｓにトナーを溶融固着する。

２次転写ローラ１３は、外径８ｍｍの金属製の芯金１３１と、その外周面に弾性層である導電性材料層１３２を形成したものであり、外径１６ｍｍに構成されている。この導電性材料層１３２はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用いる。導電性材料層１３２にイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１［ＭΩ］から１００［ＭΩ］という中抵抗領域に調整したものである。

上記導電性材料層１３２の基材として用いられるウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオールが使用される。

即ち、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリオールが挙げられる。そのほか、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物として、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネートが使用される。即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が使用される。さらに、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネートが使用される。また、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。また、上記導電性材料層の基材として用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴムが使用できる。更に、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等の通常のゴムも使用できる。そして、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴムを使用することができる。また、これらのゴムに液状ポリイソプレンゴムを混合することもできる。更に、これらのゴムやエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴム等を発泡させたものを用いることもできる。これらの基材中に添加されるイオン性導電物質としては、過塩素酸ナトリウム，過塩素酸カルシウム，塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質が使用できる。更に、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート，ステアリルアンモニウムアセテート，ラウリルアンモニウムアセテート，オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質が例示される。一般的には過塩素酸ナトリウムが多用されている。

２次転写ローラ１３を加熱する加熱器１０の構成部材である金属ローラ１０ａは円筒形状をしており転写ローラ１３対して、矢印Ｂ方向に従動回転する。

その円筒の中からハロゲンランプヒータ１０ａ１により金属ローラ１０ａは０〜４５℃に加熱される。その金属ローラ１０ａは、両端部をＰＯＭ（ポリキシメチレン）等の絶縁性部材により支持される。

また、金属ローラ１０ａは転写ローラ７の導電性材料層１３２と同じ長さに形成されている。そして、両端部のＰＯＭの支持部材が当接手段（不図示）によって２次転写ローラ１３に向けて付勢されている。この際、２次転写ローラ１３に対する当接圧がその長手方向で一様になるように、片側２００ｇずつの荷重が行われている。

金属ローラ１０ａは、２次転写ローラ１３の回転に伴って、矢印Ｂ方向に従動回転する。上述のハロゲンランプヒータ１０ａ１は加熱制御器１０ｂにより点灯と消灯を繰り返すことにより金属ローラ１０ａの温度を可変にしている。金属ローラ１０ａの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属（例えば、銅）であってもよい。また、軸フランジについてもＰＯＭだけでなく、ナイロンとガラスの混合材など絶縁製のものであればいずれのものでもよい。

転写電源８の出力検出部９は、電流検知器９ａにより転写材Ｓが搬送されていないときの電流を検知し、それを２次転写ローラ１３の１回転の間に８回行い、演算装置９ｂにより８回の電流検知結果を平均し、次いで２次転写部Ｎ２のインピーダンスＩを算出する。そのインピーダンスが６０〜１００［ＭΩ］になるように、加熱制御器１０ｂでハロゲンランプヒータ１０ａ１の点灯・消灯を制御し、金属ローラ１０ａの温度を制御する。これは、普通紙の搬送速度を２６０ｍｍ／ｓｅｃにしても画像不良が発生しないためのインピーダンスＩである。

転写電源８による転写バイアス（出力）は、２３℃５０％の温湿度環境でトナー像が無い普通紙が２次転写部を通過する時に流れる電流が４０〜７０μＡ流れるように定電圧制御されている。

２次転写ローラ１３を冷却する冷却部１２の構成部材である金属ローラ１２ａは円筒形状をしており２次転写ローラ１３に従動回転する。その円筒の外部からペルチェ素子１２ｃ１とファン１２ｃ２を用いた空冷式冷却制御部材１２ｃにより金属ローラ１２ａは０〜１０℃に冷却される。

その金属ローラ１２ａは、両端部をＰＯＭ（ポリキシメチレン）等の絶縁性部材により支持される。

また、金属ローラ１２ａは転写ローラ７の導電性材料層１３２と同じ長さに形成されており、両端部のＰＯＭの支持部材が当接手段（不図示）によって転写ローラ７に向けて付勢されている。この際、２次転写ローラ１３に対する当接圧がその長手方向で一様になるように、片側２００ｇずつの荷重が行われている。

金属ローラ１２ａは、２次転写ローラ１３の回転に伴って、矢印Ｄ方向に従動回転する。上述の冷却制御器１２ｂへの入力信号によりペルチェ素子１２ｃ１とファン１２ｃ２のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより金属ローラ１２ａの温度を可変にしている。金属ローラ１２ａの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属（例えば、銅）であってもよい。軸フランジについてもＰＯＭだけでなく、ナイロンとガラスの混合材など絶縁製のものであればいずれのものでもよい。

転写電源８の出力検出部９は、電流検知器９ａにより、転写材Ｓが搬送されていない状態で転写ローラ７にモニター電圧の＋１Ｋｖの電圧が印加されたときに、２次転写転写ローラ１３を流れる電流を検知する。それを２次転写ローラ１３の１回転の間に８回行い、演算装置９ｂにより８回の電流検知結果を平均する。そして、モニター電圧の電圧値を電流検知結果で除した値である、２次転写部Ｎ２のインピーダンスＩを、算出する。

そして、インピーダンスＩが１１０〜２２０［ＭΩ］になるように、冷却制御部材１２ｃでペルチェ素子とファンのＯＮ／ＯＦＦを制御し、金属ローラ１２ａの温度を制御する。

これは、特殊紙を搬送速度１３０ｍｍ／ｓｅｃで搬送し続けたときに特殊紙先端・後端で画像不良が発生しないためのインピーダンスＩである。

転写電源８による転写バイアス（出力）は、２３℃５０％の温湿度環境でトナー像が無い特殊紙が２次転写部Ｎ２を通過する時に流れる電流が１５〜３０μＡ流れるように定電圧制御されている。

実施例１の温調動作を説明する図である。 実施例１、２、３、４の温調制御が用いられる、画像形成装置の断面を示す図である。 実施例２の温調動作を説明する図である。 実施例３の温調動作を説明する図である。 実施例４の温調動作を説明する図である。 実施例５の画像形成装置の断面を示す図である。 実施例１〜５で用いる接触転写部材の温度に対する抵抗値を示す図である。 接触転写部材の抵抗値の抵抗値測定方法を説明する図である。 本発明の解決すべき課題を説明する図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像器
５ 定着器
６ レジストローラ
７ 転写ローラ
８ 転写電源
９ 転写電源出力検出部
１０ 加熱部
１１ クリーナ
１２ 冷却部
１３ ２次転写ローラ
１４ 中間転写ベルト
１５ テンションローラ
１６ 駆動ローラ
１７ ２次転写用の対向ローラ
１８ １次転写ローラ

Claims (6)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧が印加されて前記像担持体上のトナー像を転写材へ転写し、温度が高くなると抵抗値が低くなる接触転写部材と、前記接触転写部材の前記抵抗値が変化するように、前記接触転写部材を加熱もしくは冷却する抵抗値変更手段とを備えて、
   前記転写材の抵抗値が高くなると、前記抵抗値変更手段は前記接触転写部材の温度を低くして、前記接触転写部材の抵抗値を高くするモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記抵抗値変更手段は、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を冷却する冷却部材と、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を加熱する加熱部材を備えることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧が印加されて前記像担持体上のトナー像を転写材へ転写し、温度が高くなると抵抗値が低くなる接触転写部材と、前記接触転写部材の前記抵抗値が変化するように、前記接触転写部材を加熱もしくは冷却する抵抗値変更手段とを備えて、
   前記転写材が厚くなると、前記抵抗値変更手段は前記接触転写部材の温度を低くして、前記接触転写部材の抵抗値を高くするモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記抵抗値変更手段は、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を冷却する冷却部材と、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を加熱する加熱部材を備えることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧が印加されて前記像担持体上のトナー像を転写材へ転写し、温度が高くなると抵抗値が低くなる接触転写部材と、前記接触転写部材の前記抵抗値が変化するように、前記接触転写部材を加熱もしくは冷却する抵抗値変更手段とを備えて、
   前記トナー像が転写される際に前記転写材が移動する方向に直交する方向における、前記転写材の長さが短いと、前記抵抗値変更手段は前記接触転写部材の温度を低くして、前記接触転写部材の抵抗値を高くするモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記抵抗値変更手段は、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を冷却する冷却部材と、前記接触転写部材に接触して前記接触転写部材を加熱する加熱部材を備えることを特徴とする請求項５の画像形成装置。

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