JP5908387B2 - 転写装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を担持する中間転写ベルトを備えた転写装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式が採用されたプリンターや複写機等の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体ドラムと、該感光体ドラムからトナー像をシートに転写する転写装置と、を備える。フルカラー画像に代表される複数色からなる画像がシートに転写されるために、転写装置は中間転写ベルトと一次転写部材および二次転写部材とを備える。中間転写ベルトが複数の感光体ドラムに対向して周回され、一次転写部材に印加される一次転写電圧によって各感光体ドラムから中間転写ベルト上にトナー像が転写される。そして、二次転写部材に印加される二次転写電圧によって、中間転写ベルトからシートにトナー画像が一括転写される。

上記のような転写装置では、中間転写ベルトの抵抗値に起因して、不具合がもたらされる場合がある。中間転写ベルトの厚み方向において一方向の電界を形成する一次転写電圧が長期間印加されると、中間転写ベルトの厚み方向において抵抗値の偏りが生じる。この結果、中間転写ベルトのチャージアップやベルト上に担持されるトナー電荷の上昇が生じ、二次転写性能が低下される場合があった。一方、中間転写ベルトの抵抗値が低く設定された場合、隣接する一次転写部材間で転写電流が干渉し、異常画像がもたらされることがあった。

従来技術として、中間転写ベルトの抵抗値を検出する検出手段を備え、検出された抵抗値に応じて、中間転写ベルトを加熱、冷却する技術が開示されている。また、特許文献１には、一次転写電圧が定電流制御されるシステムが備えられ、中間転写ベルトの抵抗値に応じて、一次転写電流値が低下される技術が開示されている。

特開２０１１−６５０２４号公報

従来技術では、中間転写ベルトを加熱、冷却するシステムが必要とされ、装置の大型化やコストアップが生じてしまう。また、加熱、冷却された中間転写ベルトの抵抗値が安定するまでに一定の時間が必要となり、画像形成の動作時間に影響が生じてしまう。また、特許文献１の構成によれば、長期間の使用によるベルト抵抗値の上昇に伴う不具合が解消されにくい。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、長期間の使用に伴う中間転写ベルトの抵抗上昇を抑制するとともに、隣接する転写部材間における転写電流の漏れによる画質欠陥を抑止した転写装置、およびこれが適用された画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る転写装置は、回転駆動され、所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を周面に担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に対向して配置され、周回駆動され、表面に前記複数の像担持体から前記トナー像が重畳して転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで、前記複数の像担持体との間で複数の転写ニップを形成し、前記像担持体から前記中間転写ベルトに前記トナー像を転写させる複数の転写部材と、前記転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記トナー像が前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写される転写動作時に、前記転写部材に前記トナーの極性とは逆極性の転写バイアスを印加させ、かつ、前記転写動作が実行されていない非転写動作時に、前記転写部材に前記トナーの極性と同極性の転写バイアスを印加させるバイアス制御手段と、を備え、前記バイアス制御手段は、前記複数の転写ニップのうちの第１の転写ニップにおける前記転写動作時であって、かつ、前記第１の転写ニップに隣接する第２の転写ニップにおける前記非転写動作時である隣接非転写動作時に、前記第１の転写ニップを形成する第１の前記転写部材に第１の転写電流を流入させ、前記第１の転写ニップにおける前記転写動作時であって、かつ、前記第２の転写ニップにおける前記転写動作時である隣接転写動作時に、前記第１の転写部材に第２の転写電流を流入させ、前記第１の転写電流は、前記第２の転写電流よりも大きく設定されることを特徴とする。

本構成によれば、 バイアス制御手段は、第１の転写ニップにおける転写動作時であって、かつ、第２の転写ニップにおける非転写動作時である隣接非転写動作時に、第１の転写部材に第１の転写電流を流入させる。また、バイアス制御手段は、第１の転写ニップにおける転写動作時であって、かつ、第２の転写ニップにおける転写動作時である隣接転写動作時に、第１の転写部材に第２の転写電流を流入させる。そして、第１の転写電流は、第２の転写電流よりも大きく設定される。このため、隣接非転写動作時に、第１の転写部材に流入された第１の転写電流の一部が、中間転写ベルトを介して第２の転写ニップに向かって漏出した場合であっても、第１の転写ニップにおける転写動作のための転写電流を確保することができる。したがって、第１の転写ニップにおける転写電流の不足に伴う濃度低下が好適に抑止される。また、非転写動作時に、トナーの極性と同極性の転写バイアスが転写部材に印加されることによって、中間転写ベルトの厚さ方向において転写動作時とは逆方向の電界が形成される。このため、中間転写ベルトの長期的な使用に伴う、抵抗値の上昇が可及的に抑止される。

上記の構成において、前記隣接非転写動作時に、前記第１の転写部材に所定の転写電流が流入された場合の前記第１の転写部材から前記第２の転写ニップへの転写電流の漏出を検出する漏出電流検出手段を備え、前記バイアス制御手段は、前記漏出電流検出手段によって検出された前記転写電流の漏出が大きいほど、前記第１の転写電流を大きく設定することが望ましい。

本構成によれば、漏出電流検出手段は、隣接非転写動作時に第１の転写部材に所定の転写電流が流入された場合の第１の転写部材から第２の転写ニップへの転写電流の漏出を検出する。そして、漏出電流検出手段によって検出された前記転写電流の漏出が大きいほど、バイアス制御手段が、第１の転写電流を大きく設定する。このため、転写電流の漏出に応じて、第１の転写電流を大きく設定し、転写動作のための転写電流を確保することが可能となる。

上記の構成において、前記中間転写ベルト上に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサーを備え、前記漏出電流検出手段は、前記第１の転写ニップに対向する前記像担持体上に形成された所定の濃度のトナー像が、前記第２の転写ニップを形成する第２の転写部材に前記トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加された場合に、前記中間転写ベルトに転写された第１の転写像と、前記所定の濃度のトナー像が、前記第２の転写部材に前記トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加された場合に、前記中間転写ベルトに転写された第２の転写像との間の前記濃度センサーの検出結果の差に応じて、前記転写電流の漏出を検出することが望ましい。

本構成によれば、第１の転写ニップにおける転写動作時に、第１の転写部材から第２の転写ニップに向かって転写電流が漏出した場合、第１の転写ニップにおける転写効率が低下される。この結果、第１の転写像と比較して、第２の転写像のトナー濃度が低くなる。したがって、漏出電流検出手段が、第１の転写像と第２の転写像との間の濃度センサーの検出結果に応じて、転写電流の漏出を検出することが可能となる。

上記の構成において、前記隣接非転写動作時において、前記第２の転写ニップを形成する第２の転写部材に流入される転写電流の変動、または前記第２の転写部材に印加される転写電圧の変動を検出する変動量検出手段を備え、前記漏出電流検出手段は、前記変動量検出手段によって検出された前記転写電流または前記転写電圧の変動量に応じて、前記第１の転写部材からの前記転写電流の漏出を検出することが望ましい。

本構成によれば、隣接非転写動作時に、第１の転写部材から転写電流の一部が第２の転写ニップに向かって漏出した場合、第２の転写部材に流入される転写電流、または第２の転写部材に印加される転写電圧に変動が生じる。したがって、変動量検出手段が検出した転写電流または転写電圧の変動量に応じて、漏出電流検出手段が第１の転写部材からの転写電流の漏出を検出することが可能となる。

上記の構成において、前記中間転写ベルトは、イオン導電性の材料から構成される層を含むことが望ましい。

本構成によれば、高分子鎖間をイオンが伝播することによって電気導電性が得られるイオン導電性の材料からなる中間転写ベルトにおいても、イオンが中間転写ベルトの厚さ方向の一方に滞留し、抵抗値の上昇が引き起こされることが好適に抑止される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載の転写装置と、前記中間転写ベルトから、前記重畳されたトナー像をシートに転写させるシート転写部材と、を備えたことを特徴とする。

本構成によれば、第１の転写ニップにおける転写電流の不足に伴う濃度低下が好適に抑止される。また、中間転写ベルトの長期的な使用に伴う、抵抗値の上昇が可及的に抑止される。このため、中間転写ベルトのチャージアップやトナー像の帯電上昇による画質欠陥が防止される。

上記の構成において、前記非転写動作時は、前記転写ニップが、複数のシートに連続して前記トナー像が転写される場合の一のシートと後続の他のシートとの紙間に相当する時であることが望ましい。

本構成によれば、複数のシートに連続して画像が形成される際に、第２の転写ニップが紙間に相当する時であっても、転写電流の漏れを抑制しながら、第１の転写ニップにおいて転写動作を安定して実行することができる。このため、隣接する転写ニップ同士において、転写動作および非転写動作が同期して実行される場合と比較して、紙間を狭く設定することができる。

本発明によれば、長期間の使用に伴う中間転写ベルトの抵抗上昇を抑制するとともに、隣接する転写部材間における転写電流の漏れによる画質欠陥を抑止した転写装置、およびこれが適用された画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 中間転写ユニットの周辺を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態と比較される転写バイアスの制御態様を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態と比較される転写バイアスの制御態様を示すタイミングチャートである。 図３の制御態様において生じる不具合を説明するための図である。 本発明の実施形態における転写バイアスの制御態様を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態における一次転写部材の周辺の電気的なブロック図である。 本発明の実施形態における転写バイアスの制御態様を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態における転写バイアスの制御態様を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。

図１は、画像形成装置１０の内部構造を示す断面図である。また、図２は、画像形成装置１０の内部の中間転写ユニット１４の周辺を示した模式的な断面図である。この画像形成装置１０は、箱形の筐体構造を備える装置本体１１を備える。この装置本体１１内には、シートＰを給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙されたシートＰに転写するトナー像を形成する画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４（転写装置）、画像形成部１３にトナーを補給するトナー補給部１５、及び、シートＰ上に形成された未定着トナー像をシートＰに定着する処理を施す定着部１６が内装されている。さらに、装置本体１１の上部には、定着部１６で定着処理の施されたシートＰが排紙される排紙部１７が備えられている。

装置本体１１の上面の適所には、シートＰに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。

装置本体１１内には、さらに、画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路１１１が形成されている。シート搬送路１１１には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対１１２が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対１１３も、シート搬送路１１１における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路１１１は、シートＰを給紙部１２から排紙部１７まで、画像形成部１３及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。

給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備える。給紙トレイ１２１は、装置本体１１の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートＰが積層されたシート束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１に貯留されたシート束Ｐ１の最上面のシートＰを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。

給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６を備える。手差しトレイ１２４は、手差しされるシートＰが載置されるトレイであり、手差しでシートＰを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から開放される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置されたシートＰを繰り出す。給紙ローラー対１２６は、ピックアップローラー１２５によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。

画像形成部１３は、シートＰに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト１４１の回転方向上流側から下流側へ（図１に示す左側から右側へ）向けて順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３Ｂｋが備えられている。各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム２０（像担持体）と、感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電装置２１、現像装置２３、一次転写ローラー２４（転写部材）及びクリーニング装置２５とを備える。また、各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋ共通の露光装置２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。

感光体ドラム２０は、その軸回りに回転駆動され、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。この感光体ドラム２０としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。なお、図２に示されるように、各色の画像形成ユニットに対応して、感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｂｋがそれぞれ配置される。帯電装置２１は、感光体ドラム２０の表面を均一に帯電する。帯電装置２１としては、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える、接触帯電方式による帯電装置を採用することができる。露光装置２２は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム２０の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。

現像装置２３は、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム２０の周面にトナーを供給する。現像装置２３は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤用のものであり、二本の攪拌ローラー２３Ａ、磁気ローラー２３Ｂ、及び現像ローラー２３Ｃを含む。攪拌ローラー２３Ａは、２成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。磁気ローラー２３Ｂの周面には２成分現像剤層が担持され、現像ローラー２３Ｃの周面には、磁気ローラー２３Ｂと現像ローラー２３Ｃとの間の電位差によってトナーが受け渡されることにより形成されたトナー層が担持される。現像ローラー２３Ｃ上のトナーは、感光体ドラム２０の周面に供給され、前記静電潜像が現像される。なお、本実施形態では、前記トナーはプラスの極性に帯電する特性を備える。

一次転写ローラー２４は、中間転写ユニット１４に備えられている中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０と一次転写ニップ部Ｎを形成し、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１４１上に一次転写する。図２に示されるように、各色の感光体ドラム２０に対向して、それぞれ、一次転写ローラー２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙ、２４Ｂｋが配置される。各感光体ドラム２０および一次転写ローラー２４の間に、一次転写ニップ部ＮＭ、ＮＣ、ＮＹ、ＮＢｋが形成される。本実施形態では、一次転写ローラー２４は、エピクロルヒドリンから構成される。また、一次転写ローラー２４の外径は１５ｍｍであり、抵抗値は１０００Ｖの電圧が印加された状態で１Ｅ＋６Ωである。本実施形態では、後記のバイアス印加部９５およびバイアス制御部９６によって、転写動作時には、定電流制御をもってトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが各色の一次転写ローラー２４に印加される。また、転写動作時とは異なる非転写動作時の一部において、定電圧制御をもってトナーの極性と同極性の転写バイアスが各色の一次転写ローラー２４に印加される。また、クリーニング装置２５は、トナー像転写後の感光体ドラム２０の周面を清掃する。

中間転写ユニット１４は、画像形成部１３とトナー補給部１５との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト１４１と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３とを備える。中間転写ベルト１４１は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム２０の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３に架け渡されている。駆動ローラー１４２には回転駆動力が与えられ、中間転写ベルト１４１は駆動ローラー１４２の回転により周回駆動される。本実施形態では、駆動ローラー１４２は、アルミ製の三ツ矢管から構成される。詳しくは、表層には絶縁性のアルマイト処理が施されている。前記表層の厚さは７μｍであり、抵抗値は１２．０ＬｏｇΩ・ｃｍに設定される。従動ローラー１４３の近傍には、中間転写ベルト１４１の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置１３８が配置されている。また、図１には示されていないが、図２に示されるように、周回される中間転写ベルト１４１の上面部には、更に、従動ローラー１４６、１４７が配置される。従動ローラー１４６、１４７は、中間転写ベルト１４１を張架する。本実施形態では、中間転写ベルト１４１は、イオン導電性の材料から構成される層を含む。詳しくは、Ｐｖｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）およびＣＲゴム（クロロプレンゴム）のイオン導電性材料から構成される層を含む。高分子鎖間をイオンが伝播することによって、電気導電性が得られるイオン導電性の中間転写ベルト１４１によって、ベルト１本あたりの抵抗ムラが抑制される。

駆動ローラー１４２に対向して、二次転写ローラー１４５（シート転写部材）が配置されている。二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１の周面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト１４１上に一次転写されたトナー像は、給紙部１２から供給されるシートＰに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。本実施形態では、二次転写ローラー１４５は、エピクロルヒドリンから構成される。また、二次転写ローラー１４５の外径は２０ｍｍであり、抵抗値は１０００Ｖの電圧が印加された状態で１Ｅ＋７Ωである。

トナー補給部１５は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ１５Ｍ、シアン用トナーコンテナ１５Ｃ、イエロー用トナーコンテナ１５Ｙ及びブラック用トナーコンテナ１５Ｂｋを備える。これらトナーコンテナ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋは、それぞれＭＣＹＢｋ各色の補給用トナーを貯留するものであり、コンテナ底面に形成されたトナー排出口１５Ｈから、ＭＣＹＢｋ各色に対応する画像形成ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの現像装置２３に、後記で詳述するトナー搬送部３０を通して各色のトナーを補給する。

定着部１６は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー１６１と、加熱ローラー１６１と配向配置された定着ローラー１６２と、定着ローラー１６２と加熱ローラー１６１とに張架された定着ベルト１６３と、定着ベルト１６３を介して定着ローラー１６２と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー１６４とを備えている。定着部１６へ供給されたシートＰは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートＰに転写されたトナー像は、シートＰに定着される。

排紙部１７は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートＰを受ける排紙トレイ１７１が形成されている。定着処理が施されたシートＰは、定着部１６の上部から延設されたシート搬送路１１１を経由して、排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。

次に、本実施形態に係る中間転写ユニット１４と比較される中間転写ユニット１４Ａ、１４Ｂのバイアス制御と、その不具合について説明する。図３および図４は、中間転写ユニット１４Ａ、１４Ｂにおいて、各色の感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１上にトナー像が転写される際のタイミングチャートである。いずれも、各色の一次転写ローラー２４に、転写電圧が印加されるタイミングが示されている。図３を参照して、中間転写ユニット１４Ａでは、感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１にトナー像が転写される転写動作時には、一次転写ローラー２４にトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。すなわち、定電流制御をもって−１０μＡの転写電流が、一次転写ローラーに流入される。一方、複数のシートに対応して、中間転写ベルト１４１にトナー像が形成される際の紙間では、一次転写ローラー２４にトナーの極性と同極性の転写バイアスが印加される。すなわち、定電圧制御をもって＋５００Vの転写電圧が、一次転写ローラーに印加される。そして、図３に示されるように、中間転写ベルト１４１の周回に対応して、各色の一次転写ニップ部において、順番に転写動作が実行される。この結果、中間転写ベルト１４１上に各色のトナー像が重なるように転写される。このように、図３に示される中間転写ユニット１４Ａでは、転写動作時と紙間時とを比較すると、中間転写ベルト１４１の厚さ方向において異なる方向に電界が形成される。このため、中間転写ベルト１４１内において、厚さ方向の一方にイオンが滞留しにくく、中間転写ベルト１４１の抵抗上昇が抑制される。

一方、図３に示される中間転写ユニット１４Ａでは、隣接する一次転写ニップ部同士での転写電流の干渉が生じやすい。図５は、図３の一部を拡大し、上記転写電流の干渉について説明するための図である。図５では、シアン色の一次転写ニップ部において、中間転写ベルト１４１上に転写されたトナー像が、中間転写ベルト１４１のベルト面と直交する方向から見た図としてタイミングチャートの下方に模式的に示されている。前述のように、中間転写ユニット１４Ａの各色の一次転写ニップ部では、紙間において、一次転写ローラー２４にトナーの極性と同極性の転写バイアスが印加される。すなわち、図５において、シアン色のトナー像の先端部Ｃ１が転写される際、隣接するイエロー色の一次転写ローラー２４Ｙには、トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加されている（図５のＹＳ１）。このため、前記先端部Ｃ１の形成のために、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに流入される−１０μＡの転写電流の一部が、相対的に高い電位に設定されているイエロー色の一次転写ローラー２４Ｙに向かって漏れ電流として流入される（図５の矢印Ｄ５１）。この結果、前記先端部Ｃ１のトナー像の転写が十分行われず、中間転写ベルト１４１上においてトナー像の濃度低下が生じる。

同様に、シアン色のトナー像の後端部Ｃ２が転写される際、隣接するマゼンタ色の一次転写ローラー２４Ｍには、トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加されている（図５のＭＳ２）。このため、前記後端部Ｃ２の形成のために、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに流入される−１０μＡの転写電流の一部が、相対的に高い電位に設定されているマゼンタ色の一次転写ローラー２４Ｍに向かって漏れ電流として流入される（図５の矢印Ｄ５２）。この結果、前記後端部Ｃ２のトナー像の転写が十分行われず、中間転写ベルト１４１上においてトナー像の濃度低下が生じる。このように、中間転写ユニット１４Ａにおいて採用されるバイアス制御では、隣接する２つの一次転写ニップ部において、転写動作と紙間とが同時に存在する場合、転写電流の干渉（漏れ電流）が生じやすい。

次に、図４を参照して、本実施形態に係る中間転写ユニット１４と比較される中間転写ユニット１４Ｂのバイアス制御について説明する。中間転写ユニット１４Ｂでは、先の中間転写ユニット１４Ａと比較して、紙間においても、転写動作時と同様に、各色の一次転写ローラー２４にトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される点で相違する。すなわち、複数のシートに連続して画像が形成される場合、各色の一次転写ローラー２４には、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加され続ける。この場合、上記のような転写電流の干渉が生じることはない。しかしながら、中間転写ベルト１４１の長期間に使用に伴って、前記転写バイアスによって中間転写ベルト１４１の厚さ方向の一方にイオンが滞留しやすい。この結果、中間転写ベルト１４１の抵抗値が上昇し、中間転写ベルト１４１のチャージアップや、ベルト上に担持されるトナー像の帯電が上昇することによって、二次転写不良などの画質欠陥が生じてしまう。

上記のような中間転写ユニット１４Ａおよび１４Ｂにおける課題を解決するために、本実施形態では、バイアス制御部９６が各色の一次転写ローラー２４に印加される転写バイアスを好適に制御する。図６は、本実施形態に係る中間転写ユニット１４において、バイアス制御部９６が各色の一次転写ローラー２４に印加する転写バイアスのタイミングチャートである。また、図７は、中間転写ユニット１４のうち、シアン色およびイエロー色の一次転写ローラー２４Ｃおよび２４Ｙの周辺を拡大した模式図および電気的なブロック図である。また、図８は、本実施形態に係るバイアス制御のフローチャートである。

図７を参照して、中間転写ユニット１４は、バイアス印加部９５Ｃ、９５Ｙおよび制御部９０、濃度センサー９８を備える。バイアス印加部９５Ｃおよび９５Ｙは、それぞれ一次転写ローラー２４Ｃおよび２４Ｙに電気的に接続される。バイアス印加部９５Ｃおよび９５Ｙは、それぞれ、一次転写ローラー２４Ｃおよび２４Ｙに転写バイアスを印加する。なお、他の色の一次転写ローラーにおいても、同様のバイアス印加部が接続される。前記転写バイアスによって、一次転写ローラー２４と感光体ドラム２０との間に転写電界が形成され、感光体ドラム２０の周面から、中間転写ベルト１４１の表面にトナー像が転写される。

濃度センサー９８は、中間転写ベルト１４１上に転写されたトナー像の濃度を検出する。濃度センサー９８は、光反射式の濃度センサーである。

制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。また、制御部９０には、前述のバイアス印加部９５Ｃ、９５Ｙに加え、濃度センサー９８が電気的に接続されている。制御部９０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、バイアス制御部９６、漏出電流検出部９７を備えるように機能する。

バイアス制御部９６は、トナー像が感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１に転写される転写動作時に、一次転写ローラー２４にトナーの極性とは逆極性の転写バイアスを印加させる。また、バイアス制御部９６は、前記転写動作が実行されていない非転写動作時に、一次転写ローラー２４にトナーの極性と同極性の転写バイアスを印加させる。また、前記バイアス制御部９６は、漏出電流検出部９７の検出結果に応じて、隣接非転写動作時の第１の転写電流を設定する。

漏出電流検出部９７は、感光体ドラム２０上に形成された所定の濃度のトナー像が、隣接転写動作時に、中間転写ベルト１４１に転写された第１の転写像と、前記所定の濃度のトナー像が、隣接非転写動作時に、中間転写ベルト１４１に転写された第２の転写像との間の濃度センサー９８の検出結果の差に応じて、転写電流の漏出を検出する。

本実施形態では、転写動作時において、異なる値の転写電流が一次転写ローラー２４に流入される。バイアス制御部９６は、複数の一次転写ニップ部Ｎのうちの第１の転写ニップにおける転写動作時であって、かつ、第１の転写ニップに隣接する第２の転写ニップにおける非転写動作時である隣接非転写動作時Ｔ１に、第１の転写ニップを形成する第１の一次転写ローラー２４に第１の転写電流Ｌｏｗ１を流入させる。また、バイアス制御部９６は、前記第１の転写ニップにおける転写動作時であって、かつ、前記第２の転写ニップにおける転写動作時である隣接転写動作時Ｔ２に、前記第１の一次転写ローラー２４に第２の転写電流Ｌｏｗ２を流入させる。

より詳しくは、図６を参照して、１枚目のシートに対するマゼンタ色（Ｍ）の転写動作時Ｔ（Ｍ）であって、隣接するシアン色（Ｃ）の非転写動作時（ＮＴ１（Ｃ））である隣接非転写動作時（Ｔ１（Ｍ））では、マゼンタ色の一次転写ローラー２４Ｍに第１の転写電流Ｌｏｗ１が流入される。一方、マゼンタ色（Ｍ）の転写動作時Ｔ（Ｍ）であって、隣接するシアン色（Ｃ）の転写動作時（Ｔ１（Ｃ）、Ｔ２（Ｃ））である隣接転写動作時（Ｔ２（Ｍ））では、マゼンタ色の一次転写ローラー２４Ｍに第２の転写電流Ｌｏｗ２が流入される。そして、本実施形態では、第１の転写電流Ｌｏｗ１は、第２の転写電流Ｌｏｗ２よりも絶対値が大きく設定される。このため、隣接非転写動作時（Ｔ１（Ｍ））において、マゼンタ色の一次転写ローラー２４Ｍから中間転写ベルト１４１を介してシアン色の転写ニップＮＣに、第１の転写電流Ｌｏｗ１の一部が漏出した場合であっても、マゼンタ色の転写動作に必要な転写電流を確保することができる。この結果、マゼンタ色の隣接非転写動作時（Ｔ１（Ｍ））および隣接転写動作時（Ｔ２（Ｍ））を通して、感光体ドラム２０Ｍから中間転写ベルト１４１にトナー像の一次転写が安定して実行される。

同様に、図６に示されるように、マゼンタ色以外の一次転写ローラー２４においても、隣接非転写動作時（Ｔ１（Ｃ）、Ｔ１（Ｙ）、Ｔ１（Ｂｋ））では、隣接転写動作時（Ｔ２（Ｃ）、Ｔ２（Ｙ）、Ｔ２（Ｂｋ））よりも絶対値が大きな転写電流Ｌｏｗ１が各一次転写ローラー２４に流入される。なお、中間転写ベルト１４１の回転方向において、上流側および下流側に他の一次転写ローラー２４が隣接するシアン色（Ｃ）およびイエロー色（Ｙ）の一次転写ローラー２４では、転写動作の開始時および終了時に、隣接非転写動作（Ｔ１（Ｃ）、Ｔ１（Ｙ））が存在する。

次に、本実施形態において、漏出電流検出部９７が、一次転写ローラー２４から隣接する一次転写ニップ部Ｎへの転写電流の漏出を検出する態様について説明する。図７および図８を参照して、ここでは、バイアス印加部９５Ｃからシアン色の一次転写ローラー２４Ｃに流入された転写電流の一部が、イエロー色の一次転写ニップ部ＮＹ側に漏出する態様にて説明する。

図８を参照して、漏出電流検出部９７は、画像形成装置１０の画像形成動作に先立ち、漏出電流検出動作を実行する（ステップＳ００１）。まず、漏出電流検出部９７は、濃度センサー９８（図７）を制御して、隣接非転写動作時Ｔ１における転写像濃度ＤＴ１を検出させる（ステップＳ００２）。より詳しくは、漏出電流検出部９７は、不図示の駆動手段を制御して、各色の感光体ドラム２０および中間転写ベルト１４１を回転駆動させる。そして、予め定められた濃度のトナー像が、感光体ドラム２０Ｃ上に形成される。この際、バイアス制御部９６によって、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃには、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される（この際の一次転写ローラー２４Ｃに流入される転写電流がＩ１と定義される）。一方、バイアス制御部９６によって、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙには、トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加される。そして、一次転写ローラー２４Ｃに印加された転写バイアスによって、感光体ドラム２０Ｃから中間転写ベルト１４１に前記トナー像が転写される。濃度センサー９８は、該転写されたトナー像の濃度ＤＴ１を検出する。

次に、漏出電流検出部９７は、濃度センサー９８を制御して、隣接転写動作時Ｔ２における転写像濃度ＤＴ２を検出させる（ステップＳ００３）。より詳しくは、同様に、漏出電流検出部９７は、不図示の駆動手段を制御して、各色の感光体ドラム２０および中間転写ベルト１４１を回転駆動させる。そして、前記予め定められた濃度のトナー像が、感光体ドラム２０Ｃ上に形成される。この際、バイアス制御部９６によって、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃには、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。一方、バイアス制御部９６によって、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙにも、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。一次転写ローラー２４Ｃに印加された転写バイアスによって、感光体ドラム２０Ｃから中間転写ベルト１４１に前記トナー像が転写される。濃度センサー９８は、該転写されたトナー像の濃度ＤＴ２を検出する。

漏出電流検出部９７は、上記の濃度ＤＴ１およびＤＴ２から、濃度差ΔＤＴ（＝ＤＴ２−ＤＴ１）を算出する（ステップＳ００４）。ここで、ステップＳ００２において、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙにトナーの極性と同極性の転写バイアスが印加されたことによって、転写電流Ｉ１の一部が、イエロー色の一次転写ニップ部ＮＹ側に漏出した場合、濃度ＤＴ２と比較して濃度ＤＴ１は小さくなる。換言すれば、上記の濃度差ΔＤＴが正の値を示す。

その後、バイアス制御部９６は、漏出電流検出部９７によって算出された濃度差ΔＤＴに応じて、以後の画像形成動作における隣接非転写動作時Ｔ１において、一次転写ローラー２４Ｃに流入させる転写電流Ｌｏｗ１を決定する（ステップＳ００５）。詳しくは、バイアス制御部９６は、濃度差ΔＤＴが大きいほど、隣接転写動作時Ｔ２の転写電流Ｌｏｗ２に対して、隣接非転写動作時Ｔ１の転写電流Ｌｏｗ１を、より大きく設定する。このように、本実施形態では、漏出電流検出部９７が、濃度センサー９８の検出結果の差に応じて、転写電流の漏出を検出する。そして、バイアス制御部９６は、漏出電流検出部９７の検出結果に応じて、第１の転写電流Ｌｏｗ１を設定する。この結果、中間転写ベルト１４１を介して転写電流の一部が隣接する一次転写ニップ部Ｎに漏出しやすい場合であっても、転写動作のための転写電流を確保することが可能となる。

上記と同様の転写バイアスにおける制御が、各一次転写ローラー２４（２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙ、２４Ｂｋ）に対して実行される。なお、バイアス制御部９６は、上記の制御を特定の環境に対して実行してもよい。前述のように、本実施形態では、中間転写ベルト１４１はイオン導電性材料から構成される。このような材料においては、高温高湿環境において、その抵抗値が１桁低下する場合がある。この場合、前述のような転写電流の干渉（漏れ電流）が顕著となりやすい。したがって、不図示の環境センサーによって、一例として、温度２８度、相対湿度８０％以上の環境が検出された場合に、漏出電流検出部９７が、漏出電流検出動作を実行してもよい。また、いずれかの一次転写ローラー２４において、転写電流の漏出が検出された後、他の一次転写ローラー２４の転写電流（第１の転写電流Ｌｏｗ１）が設定されてもよい。この場合、漏出電流検出動作が短時間で終了される。

以上、上記の実施形態によれば、バイアス制御部９６は、シアン色に代表される第１の一次転写ニップ部ＮＣにおける転写動作時であって、かつ、イエロー色に代表される第２の一次転写ニップ部ＮＹにおける非転写動作時である隣接非転写動作時Ｔ１（Ｃ）に、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに第１の転写電流Ｌｏｗ１を流入させる。また、バイアス制御部９６は、シアン色の一次転写ニップ部ＮＣにおける転写動作時であって、かつ、イエロー色の一次転写ニップ部ＮＹにおける転写動作時である隣接転写動作時Ｔ２（Ｃ）に、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに第２の転写電流Ｌｏｗ２を流入させる。そして、第１の転写電流Ｌｏｗ１は、第２の転写電流Ｌｏｗ２よりも大きく設定される。このため、隣接非転写動作時Ｔ１（Ｃ）に、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに流入された第１の転写電流Ｌｏｗ１の一部が、中間転写ベルト１４１を介してイエロー色の一次転写ニップ部ＮＹに向かって漏出した場合であっても、シアン色の一次転写ニップ部ＮＣにおける転写動作のための転写電流を確保することができる。したがって、シアン色の一次転写ニップ部ＮＣにおける転写電流の不足に伴う濃度低下が好適に抑止される。また、非転写動作時に、トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加されることによって、中間転写ベルト１４１の厚さ方向において転写動作時とは逆方向の電界が形成される。このため、中間転写ベルト１４１の長期的な使用に伴う、抵抗値の上昇が可及的に抑止される。

また、上記の実施形態によれば、漏出電流検出部９７は、隣接非転写動作時Ｔ１に第１の一次転写ローラー２４に所定の転写電流が流入された場合の第１の一次転写ローラー２４から第２の一次転写ニップ部Ｎへの転写電流の漏出を検出する。そして、漏出電流検出部９７によって検出された前記転写電流の漏出が大きいほど、バイアス制御部９６が、第１の転写電流Ｌｏｗ１を大きく設定する。このため、転写電流の漏出に応じて、第１の転写電流Ｌｏｗ１を大きく設定し、転写動作のための転写電流を確保することが可能となる。

また、上記の実施形態によれば、第１の一次転写ニップ部Ｎにおける転写動作時に、第１の一次転写ローラー２４から第２の一次転写ニップ部Ｎに向かって転写電流が漏出した場合、第１の一次転写ニップ部Ｎにおける転写効率が低下される。この結果、隣接転写動作時Ｔ２の転写像と比較して、隣接非転写動作時Ｔ１の転写像のトナー濃度が低くなる。したがって、漏出電流検出部９７が、第１の転写像と第２の転写像との間の濃度センサー９８の検出結果に応じて、転写電流の漏出を検出することが可能となる。この結果、転写電流の漏出に応じて、第１の転写電流Ｌｏｗ１を好適に設定することが可能となる。

また、上記の実施形態によれば、高分子鎖間をイオンが伝播することによって電気導電性が得られるイオン導電性の材料からなる中間転写ベルト１４１においても、イオンが中間転写ベルトの厚さ方向の一方に滞留し、抵抗値の上昇が引き起こされることが好適に抑止される。

また、上記の実施形態によれば、第１の一次転写ニップ部Ｎにおける転写電流の不足に伴う濃度低下が好適に抑止される。また、中間転写ベルト１４１の長期的な使用に伴う、抵抗値の上昇が可及的に抑止される。このため、中間転写ベルト１４１のチャージアップやトナー像の帯電上昇による画質欠陥が防止される。

また、上記の実施形態によれば、複数のシートに連続して画像が形成される際に、第２の一次転写ニップ部が紙間に相当する時であっても、転写電流の漏れを抑制しながら、第１の一次転写ニップ部において転写動作を実行することができる。このため、隣接する転写ニップ同士において、転写動作および非転写動作が同期して実行される場合と比較して、紙間を狭く設定することができる。

以上、本発明の一実施形態につき詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。

上記実施形態では、トナーがプラスの極性に帯電する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。トナーがマイナスの極性に帯電する場合であっても、隣接非転写動作時にトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加されるとともに、隣接転写動作時よりも絶対値が大きな転写電流が一次転写ローラー２４に流入されることによって、転写電流の不足に伴う画質欠陥が抑止される。

また、上記の実施形態では、濃度センサー９８の検出結果によって、漏出電流検出部９７が、転写電流の漏出を検出する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９は、本発明の変形実施形態における電気的なブロック図である。本変形実施形態では、先の実施形態と比較して、電圧変動検出部９９を備える点で相違する。電圧変動検出部９９は、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙに印加される転写電圧の変動量を検出する。バイアス制御部９６Ａは、バイアス印加部９５Ｃ、９５Ｙを制御して、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスを印加するとともに、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙには、トナーの極性と同極性の転写バイアスを印加する。一例として、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃには、定電流制御をもって−１０μＡの転写電流が流入される。一方、イエロー色の一次転写ローラー２４Ｙには、定電圧制御をもって＋５００Ｖの転写バイアスが印加される。この際、シアン色の一次転写ローラー２４Ｃに流入された転写電流の一部が、中間転写ベルト１４１を解して、イエロー色の一次転写ニップ部ＮＹに漏出した場合（図９の矢印Ｄ９）、一次転写ローラー２４Ｙに印加される転写バイアスに変動が生じる。該変動が電圧変動検出部９９によって検出されることに応じて、漏出電流検出部９７Ａが一次転写ローラー２４Ｃからの転写電流の漏出を検出する。そして、バイアス制御部９６Ａは、該転写電流の漏出に応じて、隣接非転写動作時における第１の転写電流Ｌｏｗ１を設定する。なお、非転写動作時に一次転写ローラー２４に印加される転写バイアスが定電流制御による場合、電圧変動検出部９９に変わって、電流変動検出部が配置されてもよい。

上記の変形実施形態によれば、隣接非転写動作時Ｔ１に、第１の一次転写ローラー２４から転写電流の一部が第２の一次転写ニップ部Ｎに向かって漏出した場合、第２の一次転写ローラー２４に流入される転写電流、または第２の一次転写ローラー２４に印加される転写電圧に変動が生じる。したがって、電圧変動検出部９９または上記の電流変動検出部が検出した転写電流または転写電圧の変動量に応じて、漏出電流検出部９７Ａが第１の一次転写ローラー２４からの転写電流の漏出を検出することが可能となる。この結果、転写電流の漏出に応じて、第１の転写電流Ｌｏｗ１を好適に設定することが可能となる。

１０ 画像形成装置
１１ 装置本体
１３ 画像形成部
１４ 中間転写ユニット（転写装置）
１４１ 中間転写ベルト
１５ トナー補給部
１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋ トナーコンテナ
１５Ｈ トナー排出口
２０ 感光体ドラム（像担持体）
２３ 現像装置
２４ 一次転写ローラー（転写部材）
ＮＭ、ＮＣ、ＮＹ、ＮＢｋ 一次転写ニップ部（転写ニップ）
９５Ｃ、９５Ｙ バイアス印加部（転写バイアス印加手段）
９６、９６Ａ バイアス制御部（バイアス制御手段）
９７、９７Ａ 漏出電流検出部（漏出電流検出手段）
９８ 濃度センサー
９９ 電圧変動検出部（変動量検出手段）

Claims (7)

1. 回転駆動され、所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を周面に担持する複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体に対向して配置され、周回駆動され、表面に前記複数の像担持体から前記トナー像が重畳して転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトを挟んで、前記複数の像担持体との間で複数の転写ニップを形成し、前記像担持体から前記中間転写ベルトに前記トナー像を転写させる複数の転写部材と、
   前記転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、
   前記トナー像が前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写される転写動作時に、前記転写部材に前記トナーの極性とは逆極性の転写バイアスを印加させ、かつ、前記転写動作が実行されていない非転写動作時に、前記転写部材に前記トナーの極性と同極性の転写バイアスを印加させるバイアス制御手段と、を備え、
   前記バイアス制御手段は、前記複数の転写ニップのうちの第１の転写ニップにおける前記転写動作時であって、かつ、前記第１の転写ニップに隣接する第２の転写ニップにおける前記非転写動作時である隣接非転写動作時に、前記第１の転写ニップを形成する第１の前記転写部材に第１の転写電流を流入させ、前記第１の転写ニップにおける前記転写動作時であって、かつ、前記第２の転写ニップにおける前記転写動作時である隣接転写動作時に、前記第１の転写部材に第２の転写電流を流入させ、
   前記第１の転写電流は、前記第２の転写電流よりも大きく設定されることを特徴とする転写装置。
2. 前記隣接非転写動作時に、前記第１の転写部材に所定の転写電流が流入された場合の前記第１の転写部材から前記第２の転写ニップへの転写電流の漏出を検出する漏出電流検出手段を備え、
   前記バイアス制御手段は、前記漏出電流検出手段によって検出された前記転写電流の漏出が大きいほど、前記第１の転写電流を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記中間転写ベルト上に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサーを備え、
   前記漏出電流検出手段は、前記第１の転写ニップに対向する前記像担持体上に形成された所定の濃度のトナー像が、前記第２の転写ニップを形成する第２の転写部材に前記トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加された場合に、前記中間転写ベルトに転写された第１の転写像と、前記所定の濃度のトナー像が、前記第２の転写部材に前記トナーの極性と同極性の転写バイアスが印加された場合に、前記中間転写ベルトに転写された第２の転写像との間の前記濃度センサーの検出結果の差に応じて、前記転写電流の漏出を検出することを特徴とする請求項２に記載の転写装置。
4. 前記隣接非転写動作時において、前記第２の転写ニップを形成する第２の転写部材に流入される転写電流の変動、または前記第２の転写部材に印加される転写電圧の変動を検出する変動量検出手段を備え、
   前記漏出電流検出手段は、前記変動量検出手段によって検出された前記転写電流または前記転写電圧の変動量に応じて、前記第１の転写部材からの前記転写電流の漏出を検出することを特徴とする請求項２に記載の転写装置。
5. 前記中間転写ベルトは、イオン導電性の材料から構成される層を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の転写装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の転写装置と、
   前記中間転写ベルトから、前記重畳されたトナー像をシートに転写させるシート転写部材と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記非転写動作時は、前記転写ニップが、複数のシートに連続して前記トナー像が転写される場合の一のシートと後続の他のシートとの紙間に相当する時であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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