JP6604005B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体を有する画像形成装置に関する。

近年、ベルト転写方式の画像形成装置が知られている。ベルト転写方式では、感光体ドラムと接触するように転写ベルトを走行させ、感光体ドラム上に形成したトナー像と同期して用紙を搬送する。転写ベルトにトナーの帯電極性とは逆極性（転写極性）の転写電圧を印加し、静電引力により感光体ドラム上のトナー像を用紙側に転写させる。

ベルト転写方式では、画像形成装置の長期間の使用により転写ベルト内面に付着物が生成される場合がある。この状態で画像形成装置が高湿環境下に長時間放置された場合には、転写ベルト内面の付着物が空気中の水分を吸収（吸湿）することで、転写ベルトの電気抵抗が低下する。

転写ベルトの表面抵抗が低下すると、転写ローラに電圧を印加してニップ部に電流を流す場合に、転写ローラから感光体へ向かう方向のみならず、転写ベルトに沿って、転写ベルトの移動方向の上流側や下流側にも電流が流れる場合がある。すなわち、転写ベルトの移動方向に沿った方向に電流が漏れ、転写ローラから感光体へ向かう電流の割合が減少する。このため、用紙（誘電体）の先端部を感光体ドラムから分離する際に、転写ベルトと用紙先端部との間に生じる電界（分離電界）が小さくなり、感光体ドラムからの記録用紙の分離性能が低下してしまう。また、感光体ドラム上に形成したトナー像を用紙に転写する際に生じる電界（転写電界）も小さくなるため、トナーの転写性能も低下してしまう。

そして、転写ベルトの使用履歴（例えば、画像形成装置における総プリント枚数）が増大すると、転写ベルトの内周面に放電生成物等が形成されて当該転写ベルトは吸湿しやすくなるため、用紙の分離性能が低下する現象は悪化する傾向にある。

さらに言えば、湿度環境、転写ベルトの放置時間、転写ベルトの使用履歴、およびプリント開始からの出力数等、多くのパラメーターによって、転写ベルトや感光体ドラムの抵抗値、および用紙先端部に作用する転写電界は様々に変化する。そのため、高湿環境下における感光体ドラムからの用紙の分離性能を制御することは困難である。

特許文献１には、環境条件に応じて抵抗が変化する弾性材料からなる転写ベルトを、転写バイアスを印加する高圧電源を電源とする環境センサとして使用し、環境条件に応じた制御を行う画像形成装置が記載されている。この画像形成装置は、転写ベルトを感光体ドラムから離間させた後、高圧電源から電圧を印加された転写ベルトの印加電圧と流れる総電流を検出し、環境条件に応じた環境値を設定してメモリに記憶させる。そして、画像形成装置は、メモリから読み出した環境値に応じて各種の制御を行う。

特開平９−１９７８３７号公報

特許文献１に記載の発明は、転写ローラ（バイアスローラ）と感光体とが転写ベルトの面方向に離れて配置され、通常の画像形成時に転写ベルトの面方向に転写電流を流す構成である。そのため、転写ベルトの面方向の抵抗変動に対して転写出力を制御する手段は必須であり、転写ベルトに流れる電流を駆動ローラ及び従動ローラを通して検知する手段を備えている。そして、このような手段を用いて、プリント時（感光体ドラムと転写ベルトの圧着時）に転写ベルトに流れる電流を検知して転写出力を制御する。感光体ドラムから転写ベルトを離間させるのは環境を検知するためであり、転写出力については考慮されていない。

さらに、特許文献１に記載の発明は、転写ベルトが持つ抵抗値の環境依存性（環境条件に応じて抵抗が変化する特性）を利用し、印加電圧と検知電流との関係から転写ベルトの抵抗値即ち環境値を算出し、その環境値に応じて画像形成条件を制御している。転写ベルト内面の放電生成物（付着物）に対する検知は行われていない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、画像形成装置が高湿環境下に長時間放置されて、転写ベルトの付着物が吸湿することにより転写ベルトの抵抗値が低下した場合であっても、像担持体から用紙へのトナー像の転写性能の低下といった、ニップ部における電界の減少による障害を抑制することを目的とする。

本発明の一態様の画像形成装置は、像担持体と、転写部材と、転写電源と、転写電流制御部と、電圧検知部と、接離部と、記憶部と、制御部とを備える。
像担持体は、用紙へ転写する像を担持する。
転写部材は、前記用紙を搬送するともに、前記像担持体に対向するように配置されてニップ部を形成する。
転写電源は、前記転写部材に電圧を印加して、用紙を前記像担持体から分離する第１の電流および前記像担持体上に担持された像を用紙へ転写する第２の電流のうち、少なくとも前記第２の電流を前記ニップ部に供給する。
転写電流制御部は、前記転写電源が前記転写部材へ供給する電流を制御する。
電圧検知部は、前記転写電源の電圧を検知する。
接離部は、前記転写部材を前記像担持体に接触又は離間させる。
記憶部は、前記転写部材が前記像担持体と離間した状態における前記電圧検知部の検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との対応関係を記憶する。
制御部は、前記接離部により前記転写部材を前記像担持体から離間させた状態で、前記転写電源から前記転写部材に所定の電荷を付与した場合における前記電圧検知部の検知結果に基づき、前記検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との対応関係により、前記転写電源が前記転写部材へ供給すべき電流を決定する制御を行う。

少なくとも本発明の一態様の画像形成装置によれば、転写部材を像担持体から離間した状態で転写電流印加時の電圧を測定することで、転写部材の厚み方向の抵抗変動の影響を受けることなく、転写部材の抵抗値の変化に応じた転写部材経由の電流漏れ量を推測することができる。それにより、その電流漏れ量に応じた転写電流の適正な補正が可能となる。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 本発明が適用される画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る転写電流を決定する処理例を示すフローチャートである。 離間時検知電圧と適正補正係数との対応関係の一例を示すグラフである。 本発明の有効性を確認する実験（実験１）の結果を示す図である。 本発明の有効性を確認する実験（実験２）の結果を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

＜１．第１の実施の形態＞
［画像形成装置の構成例］
まず、本発明が適用される画像形成装置の概要について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す全体構成図である。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置として、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、複合機等を例示することができる。以下に、本実施の形態に係る画像形成装置が複写機である場合を例に挙げて説明する。

図１に示す画像形成装置１０は、電子写真プロセスにより用紙に画像を形成する。図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体２０、画像読取装置３０、自動原稿送り装置４０を有する構成となっている。

画像形成装置本体２０は、画像形成部２１０、定着部２２０および用紙搬送部２３０を有する。この画像形成装置本体２０において、画像形成部２１０は、感光体２１１、帯電部２１２、露光部２１３、現像部２１４、転写部（バックアップローラ）２１５、転写ベルト２１７（転写部材の一例）、およびクリーニング部２１６等から構成されている。

感光体２１１は、像担持体として機能する感光体ドラムであり、図示しない駆動源による駆動によって回転する。帯電部２１２は、感光体２１１に電荷を与えることによって当該感光体２１１の表面を一様に帯電する。露光部２１３は、原稿ｄから読み取られた画像データ等に基づいて、感光体２１１の表面に対して露光を行うことにより、感光体２１１上に静電潜像を形成する。

現像部２１４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体２１１上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする。感光体２１１の外周面の一部と接触する転写ベルト２１７の内側には、転写ベルト２１７に対して転写電圧を印加可能なバックアップローラである転写部２１５が配置されている。転写ベルト２１７は、第２給紙部２３３等により感光体２１１の近くまで搬送された用紙Ｐを更に搬送し、転写部２１５の位置で、感光体２１１上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。クリーニング部２１６は、感光体２１１上に残留しているトナーを除去する、即ち、感光体２１１の表面をクリーニングする。

用紙搬送部２３０は、給紙カセット２３１、第１給紙部２３２、第２給紙部２３３、排紙部２３４、搬送路切換部２３５、循環再給紙部２３６、および反転排紙部２３７から構成されている。

自動原稿送り装置４０の原稿台上に載置された原稿ｄは、原稿搬送部４１によって画像読取装置３０へ搬送される。画像読取装置３０へ搬送された原稿ｄは、その片面又は両面の画像が光学系により露光され、イメージセンサ３１によって読み取られる。イメージセンサ３１により光電変換されたアナログ信号は、画像処理部３２において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング補正処理、画像圧縮処理等の各種の処理が行われる。そして、各種の信号処理が行われた画像信号は、画像処理部３２から露光部２１３に送られる。

画像形成部２１０においては、感光体２１１の表面が帯電部２１２により帯電され、露光部２１３からのレーザ光の照射により静電潜像が形成され、現像部２１４により静電潜像が顕像化されてトナー像となる。次いで、給紙カセット２３１に収容された用紙Ｐが第１給紙部２３２によって搬送される。用紙Ｐは、レジストローラから成る第２給紙部２３３でトナー像との同期がとられて搬送される。その後、用紙Ｐは、転写部２１５でトナー像が転写され、しかる後定着部２２０により定着される。

定着後の用紙Ｐは、排紙部２３４によって画像形成装置本体２０外に排出される。一方、クリーニング部２１６により感光体２１１上の転写残りのトナーの除去処理が行われる。なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、循環再給紙部２３６に送り込まれて反転され、再び画像形成部２１０において第２面に画像形成後、排紙部２３４によって画像形成装置本体２０外に排出される。反転排紙の場合には、通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部２３７においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙部２３４によって画像形成装置本体２０外に排出される。

環境検知センサ２４０は、画像形成装置本体２０内部の温度及び湿度を測定し、測定結果（環境値）として測定データを制御部５１へ供給する。環境検知センサ２４０は、転写ベルト２１７の近傍に配置されることが望ましい。環境検知センサ２４０の検知結果から、画像形成装置１０内部（特に転写ベルト２１７）の環境がわかる。

[画像形成装置の制御系]
次に、画像形成装置１０の制御系を説明する。
図２は、画像形成装置１０の制御系の一例を示すブロック図である。

転写ベルト２１７は、駆動ローラ２１８、従動ローラ２１９、および他のローラの間に張架され、感光体２１１の下方で、転写ベルト２１７の表面が感光体２１１の外周面の一部と接触するように配置されている。すなわち、転写ベルト２１７と感光体２１１とは対向するように配置され、転写ベルト２１７と感光体２１１との間において、転写領域としてのニップ部ＮＰが形成される。用紙Ｐは、ニップ部ＮＰにおいて転写ベルト２１７により感光体２１１に押圧されながら搬送される。また、転写ベルト２１７の内側には、転写ベルト２１７に対して転写電圧を印加可能な転写部（バックアップローラ）２１５が配置されている。駆動ローラ２１８および従動ローラ２１９は、接地されている。

転写ベルト２１７には、厚さ０．５［ｍｍ］のクロロプレーンゴム等により構成される基材の表面に、コート層として厚さ３［μｍ］のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を施したものが用いられる。転写ベルト２１７は、所定の環境（温度：２０［℃］、相対湿度：５０［％］、電圧印加：５００［Ｖ］）下において、体積抵抗率が９．５［ｌｏｇ（＝１０^９．５）Ω・ｃｍ］で、表面抵抗率が１０．５［ｌｏｇ（＝１０^１０．５）Ω／□］である。なお、体積抵抗とは、転写ベルト２１７の厚み方向における抵抗である。また、表面抵抗とは、転写ベルト２１７の面方向における抵抗である。

転写ベルト２１７に正極性の転写電圧が印加されることによって、感光体２１１に接触中の用紙Ｐに、感光体２１１上の負極性のトナー像が転写される。

画像形成装置１０は、制御系として、制御部５１、記憶部５２、転写電流制御部５３、転写電源５４、電圧検知部５５、及びベルト接離部５６（接離部の一例）を備える。

制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。制御部５１のＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１０の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部５２に格納されている各種データが参照される。また、制御部５１は、環境検知センサ２４０から検知結果（環境値）を受信する。記憶部５２には、環境検知センサ２４０から供給される環境値の他、用紙の紙種や坪量などのデータが記憶されている。記憶部５２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

転写部２１５に接続された転写電源５４は、転写ベルト２１７に転写電圧（電荷）を印加する電源である。転写電源５４は、転写電流制御部５３から印加される電流に応じて、転写部（バックアップローラ）２１５に転写電圧を供給する。

転写電流制御部５３は、制御部５１の制御により、転写電源５４から転写部２１５に一定の電流（広義の転写電流）が流れるように、転写電源５４を定電流制御する。ニップ部ＮＰにおいて同じ強さの電界が形成されるよう転写電源５４から出力される電流を制御することにより、分離性や転写性が安定する。

電圧検知部５５は、転写電源５４の電圧を検出し、電圧に応じた信号を検知結果として制御部５１へ通知する。これら転写電流制御部５３、転写電源５４および電圧検知部５５は、周知の電気回路又は電子回路を適宜用いて構成することができ、詳細な説明を割愛する。

ベルト接離部５６は、制御部５１の制御により、駆動ローラ２１８を軸に転写ベルト２１７全体を矢印方向に回動させて、転写ベルト２１７を感光体２１１に接触又は離間させる。以下、感光体２１１と転写ベルト２１７が接触しているときを単に「圧着時」、また感光体２１１と転写ベルト２１７が離間しているときを単に「離間時」と記すことがある。

［転写電流値を決定する処理］
以下、画像形成装置１０の動作の概要を説明する。
図３は、本発明の一実施の形態に係る転写電流値を決定する処理例を示すフローチャートである。制御部５１は、記憶部５２に記憶されたプログラムを実行することで、図３に示す処理を実現する。

図３の制御を実行するタイミングとしては、様々なタイミングが考えられる。例えば、画像形成装置１０の電源を入れてから該画像形成装置１０を立ち上げる際に実行してもよいし、所定の枚数の用紙（例えば１０ページ）に対して画像を形成する毎に実行してもよい。ここでは例として、画像形成装置１０の電源を入れてから、画像形成動作を開始する前に図３の制御を実行する場合について説明する。

画像形成装置１０の制御部５１は、画像形成動作を開始する前に、転写部２１５に印加する転写電流の電流値を決定するモード（以下「転写電流決定モード」と記す）を開始する（Ｓ１）。

次に、制御部５１は、環境検知センサ２４０の検知結果に基づいて、画像形成装置本体２０内部の湿度が基準湿度よりも高い、あるいは放置時間が基準時間よりも長いかどうかを判定する（Ｓ２）。ここで、検知された湿度が基準湿度よりも高くない場合（Ｓ２のＮＯ）、あるいは放置時間が基準時間よりも短い場合には、制御部５１は、転写電流の補正を行わずにステップＳ５へ進む（ステップＳ７）。

ステップＳ２の判定処理において画像形成装置本体２０内部の湿度が基準湿度よりも高い、あるいは放置時間が基準時間よりも長い場合には（Ｓ２のＹＥＳ）、制御部５１は、ベルト接離部５６を制御して転写ベルト２１７を感光体２１１から離間させる。その後、転写電流制御部５３が、制御部５１の制御により、転写電源５４に所定の電流を印加する。そして、電圧検知部５５は、感光体２１１と転写ベルト２１７が離間しているときの転写電源５４の電圧（以下「離間時検知電圧」と称す）を計測する（Ｓ３）。電圧検知部５５により検出された転写電源５４の電圧の検知結果が、制御部５１へ供給される。

制御部５１は、記憶部５２に記憶された、転写電源５４の電圧と、通常時の転写電流値を基準とした適正補正係数（補正値）との対応関係（図４参照）から、転写電流の補正計数を算出する（Ｓ４）。

次に、制御部５１は、環境や紙種等に応じて決められた通常時（電流漏れのない状態）の転写電流の設定値に補正係数をかけた電流値を新たな転写電流の電流値として設定し、プリントモードへ移行する（Ｓ５）。

そして、制御部５１は、転写ベルト２１７の使用履歴（例えば、画像形成装置における総プリント枚数）に応じて転写電流決定モードを行い、転写電流の電流値を補正しながらプリント（画像形成動作）を継続する（Ｓ６）。本実施の形態では、電圧検知部５５により検出される転写電源５４の電圧（離間時検知電圧）がプリント初期時よりも大きくなれば、転写電源５４は転写電流を小さくする。

転写電源５４は、基本的には用紙に対して画像を形成する動作（画像形成動作）において、用紙がニップ部ＮＰを通過する際に、転写ベルト２１７が所定の転写電位（正極性）となるように転写部２１５に正極性（トナー像とは逆極性）の転写電圧を印加する。これにより、ニップ部ＮＰにおいて感光体２１１に接触中の用紙に、感光体２１１上の負極性のトナー像が転写される。このとき転写電圧の印加に伴い転写部２１５へ供給される電流を、画像部電流（狭義の転写電流）という。画像部電流（第２の電流）は、ニップ部ＮＰを用紙のトナー像が転写される領域（画像部）が通過する際に、転写部２１５に供給される。画像部電流は、転写ベルト２１７に正極性の転写電圧が印加されることによって、感光体２１１に接触中の用紙に、感光体２１１上の負極性のトナー像が転写される際に流れる電流であるから、画像部電流の方向は、転写部２１５から感光体２１１へ向かう方向である。

ただし、制御部５１は、用紙の先端部分の感光体２１１からの分離性を向上させるため、用紙がニップ部ＮＰを通過する際に、転写部２１５に転写電圧とは逆極性の逆電圧を印加する処理（以下、「逆電圧印加処理」と称する）を実行することが可能である。この転写部２１５に逆電圧が印加されているときに流れる電流を、紙先端電流（「分離電流」とも呼ばれる）という。紙先端電流（第１の電流）は、用紙先端部に電界（分離電界）を発生させ、転写ベルト２１７と用紙（誘電体）の先端部の静電吸着力によって感光体２１１から分離するものであるため、分離電流の方向は、転写部２１５から感光体２１１へ向かう方向であってもよいし、その逆方向であってもよい。

図３において決定する転写電流（紙先端電流および画像部電流）の電流値とは、制御部５１が転写電源５４を制御してニップ部ＮＰに電流を流す際に制御の目標値とする値であって、この電流値には、転写部２１５から感光体２１１へ向かう方向へ流れる電流の電流値のみならず、転写ベルト２１７の移動方向に沿った方向に漏れた電流の電流値も含まれる。

［離間時検知電圧と適正補正係数との対応関係］
感光体２１１と転写ベルト２１７が離間しているときに電圧検知部５５により検知される転写電源５４の電圧（離間時検知電圧）と、通常時の転写電流値を基準とした適正補正係数との適切な対応関係については、予め実験評価等を行って決定しておくことが可能である。例えば、画像形成装置１０若しくはこれと同等の実験装置を準備しておき、離間時検知電圧に対して種々の適正補正係数を割り振って試験的にプリントを行い、分離性などを評価することにより、適切な対応関係を見出すことが可能である。

図４は、離間時検知電圧と適正補正係数との対応関係の一例を示すグラフである。
図４の横軸は、感光体２１１と転写ベルト２１７が離間しているときに電圧検知部５５により検出される転写電源５４の電圧（離間時検知電圧［Ｖ］）を表し、縦軸は、通常時の転写電流を基準とした適正補正係数を表す。

図４に示すように、通常時の転写電流値に対する適正補正係数を１．００とした場合に、離間時検知電圧が小さいほど適正補正係数は大きくなる。また、離間時検知電圧が例えば約８０［Ｖ］を超える範囲では、適正補正係数は１．００に収斂される。

なお、本実施の形態では、記憶部５２に記憶される離間時検知電圧と適正補正係数との対応関係は、図４に示すようなプロファイルデータでもよいし、ルックアップテーブルでもよい。また、離間時検知電圧に対する適正補正係数を補正値として用いて印加する転写電流値を決定したが、適正補正係数の代わりに補正後の転写電流値を補正値としてもよい。あるいは、基準となる通常時の転写電流値と条件に応じた適正な転写電流値との差分を補正値としてもよい。

［本実施の形態の効果］
以上説明したように、本実施の形態では、転写ベルト２１７を感光体２１１（像担持体）から離間した状態で転写電流印加時の電圧を測定することで、転写ベルト２１７の厚み方向の抵抗変動の影響を受けることなく、転写ベルト２１７の抵抗値の変化に応じた転写ベルト２１７経由の電流漏れ量を推測することができる。それにより、その電流漏れ量に応じた転写電流（紙先端電流、画像部電流）の適正な補正が可能となる。

したがって、画像形成装置１０が高湿環境下に長時間放置されて転写ベルト２１７の抵抗値が低下した場合であっても、像担持体からの用紙の分離性能の低下や像担持体から用紙へのトナー像の転写性能の低下といった、ニップ部ＮＰにおける電界の減少による障害を抑制することが可能となる。それゆえ、良好な分離性および転写性が得られる。

また、図３の制御において、転写電流制御部５３は、電圧検知部５５により検知された転写電源５４の電圧の絶対値が小さいほど、転写電流の電流値の絶対値を、大きい値に補正する。このように制御して、転写ベルト２１７の抵抗値がより大きく低下している場合には、転写電流の絶対値をより大きくすることで、さらに確実にニップ部ＮＰにおける電界の減少による障害を抑制することが可能となる。

なお、上述した実施の形態において、転写電源５４の電圧が所定のしきい値以上である場合には、転写電流を変更せず、転写電源５４の電圧が所定のしきい値よりも小さい場合のみ電流漏れが無視できないと判断して転写電流を変更するようにしてもよい。例えば、図４において、離間時検知電圧のしきい値として７０Ｖ（適正補正係数は約１．１０）としてもよいし、それよりも低い５０Ｖ（適正補正係数は約１．２０）でもよい。

また、上述した実施の形態において、環境検知センサ２４０の検知結果（環境値）に応じて、通常時の転写電流値を切り替えて制御するルックアップテーブルを、記憶部５２に記憶させて制御するようにしてもよい。なお、環境値ごとに図４の対応関係を示すプロファイルデータやテーブルを用意してもよい。

また、上述した実施の形態において、転写ベルト２１７が高湿環境下にある場合、又は画像形成装置１０が所定の時間以上放置された場合に、図３の制御を行うようにしてもよい。高湿環境であるまたは放置時間が長いほど、転写ベルト２１７の付着物が吸湿して転写ベルト２１７の抵抗値が低下する。そのため、そのような条件に限定して図３の制御を行うことにより、効率よく転写電流を制御することができる。

また、上述した実施の形態において、画像形成装置１０が所定枚数のプリントを行うごとに、図３の制御を行うようにしてもよい。

［実験結果］
以下、本発明の有効性を確認する実験１および実験２の結果について、図５および図６を参照して説明する。
いずれの実験も、図５及び図６の各条件（湿度環境、放置時間、転写ベルトの使用履歴、離間時又は圧着時）で転写電源５４に所定の電流を印加したときに電圧検知部５５で検知された電圧に基づいて、図４に示す対応関係より、用紙の先端部及び画像部に印加する転写電流値を算出する。転写ベルト２１７の使用履歴は、転写ベルト２１７を使用してプリントされた総プリント枚数で表され、図５及び図６では「ベルト履歴」と表記している。そして、算出された転写電流値を用いて、２０枚の用紙に対して画像形成動作を行い、そのときの分離性および転写性を評価した。図５及び図６において漏れ電流が記載されているが、参考データとして今回の実験用に漏れ電流検知手段を設置し測定したものであり、実際の画像形成装置には漏れ電流を検知する手段は設けられていない。

実験条件として、通常時（電流漏れのない状態）における高湿環境を、温度が３０℃、相対湿度が８０％（絶対湿度は約２４００［×１０^−２ｇ／ｍ^３］）の状態とした。転写電流制御部５３から転写電源５４に印加した電流の電流値は１０μＡである。また、実験に用いた用紙としては、坪量４０ｇ／ｍ^２の用紙を用いた。

上記の各条件にて実験評価を行った結果は、図５および図６に示す表の通りである。なお、当該表において、○は良好な結果であることを示し、△は許容範囲内の結果であることを示し、×は許容範囲外の結果であることを示す。分離性は、感光体分離ジャム発生の有無によって評価した。また、転写性は、黒ベタ画像の濃度の濃さ、及び転写ハジキの有無によって評価した。以下、当該結果についてより詳細に説明する。

（実験１）
実験１においては、画像形成装置１０の電源を入れてから最初のプリント（画像形成動作）を行う前に、図３の制御（転写電流決定モード）を実行した。すなわち、感光体２１１と転写ベルト２１７の離間時又は圧着時の転写電源５４の電圧を検知し、図４の対応関係から算出した転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値を用いて画像形成動作を行い、分離性および転写性を評価した。

図５は、実験１の条件および結果を示す表である。
実験条件について説明する。「通常時」と記載している実験結果は、高湿環境下で放置することなく、通常時の紙先端電流および画像部電流の電流値を用いた場合の実験結果である。
比較例１Ａ，１Ｂ、比較例２及び比較例３は、高湿環境下で放置した画像形成装置１０において、感光体２１１と転写ベルト２１７が圧着状態での転写電源５４の電圧を検知し、図４の対応関係から算出した紙先端電流および画像部電流の電流値を用いた実験結果である。比較例１Ａおよび比較例１Ｂともに、通常時よりも放置時間が長い。比較例２は、比較例１Ａ及び比較例１Ｂよりも湿度が低い（温度は若干高い）が、放置時間が長く、ベルト履歴においてもプリント枚数が増えている。比較例３は、比較例１Ａおよび比較例１Ｂよりも放置時間が短い。

実施例１〜６は、高湿環境下で放置した画像形成装置１０において、各条件（環境、放置時間、ベルト履歴）を変えて離間時の転写電源５４の電圧を検知し、図４の対応関係から算出した紙先端電流および画像部電流の電流値を用いた実験結果である。例えば実施例１は、通常時よりも放置時間が長い。実施例２は、実施例１よりも湿度が低い（温度は若干高い）が、放置時間が長く、ベルト履歴においてもプリント枚数が増えている。実施例３は、実施例１よりも放置時間が短い。実施例４は、実施例１よりも放置時間が短く、かつ転写ベルト２１７が新品である。実施例５は、実施例３と実施例４よりも放置時間が更に短い。実施例６は、実施例１よりも温度及び湿度ともに低い。

比較例１Ｃは、特許文献１（特開平９−１９７８３７号公報）に記載の制御を、本願発明の構成に適用し、高湿環境下で放置した画像形成装置１０において、図４の対応関係を用いることなく、転写ベルト２１７を環境センサとして用いて推測した環境値に基づいて転写電流を決定した場合の実験結果である。

次に、実験結果について説明する。通常時（電流漏れのない状態）の実験条件においては、転写性および分離性ともに良好であった。画像形成装置１０が高湿環境下に放置されないため、転写電流は、環境や紙種、坪量に応じて決まる設定（紙先端電流：６０μＡ、画像部電流：１００μＡ）となる。画像形成装置１０が高湿環境下に放置されていないため、転写ベルト２１７の抵抗値が低下することないからである。なお、通常時における離間時検知電圧は９００Ｖであった。また、参考として圧着状態での検知電圧を測定したところ、３．２Ｖであった。

比較例１Ａにおいては、分離性および転写性ともに大きく悪化した。画像形成装置１０が高湿環境下に放置された状態で転写ベルト２１７が使い込まれることにより、転写ベルト２１７の抵抗値が低下し、通常時と同じ転写電流値（紙先端電流：６０μＡ、画像部電流：１００μＡ）を用いた場合では、ニップ部ＮＰに十分な転写電界が形成されないからである。

比較例１Ｂでは、感光体２１１と転写ベルト２１７が圧着状態のときに転写電源５４に１０μＡの電流を印加したときの転写電源５４の電圧を検知し、図４の対応関係から算出した転写電流値を用い、画像形成動作を行った。この比較例１Ｂにおいては、通常時にも同様に測定しておいた圧着時の転写電源５４の電圧と、放置後の圧着時の電圧との比より、転写電流の適正補正係数を３とし、通常時の転写電流値に適正補正係数３をかけた転写電流を転写部２１５に印加しプリントを実施したところ、電流値が過剰な値となり、分離性が悪化し、転写ハジキも発生した。画像形成装置１０を高湿環境下に放置しない通常時と画像形成装置１０を高湿環境下に放置した後との間で、転写ベルト２１７の厚み方向の抵抗が変動することで面方向の漏れ電流の変動割合を精度よく検知できないため、転写電流の適切な補正もできない。

実施例１においては、転写性および分離性ともに良好であった。離間時の検知電圧に基づき、図４の対応関係から転写電流の適正補正係数を求め、通常時の転写電流値に１．５をかけた電流値を転写部２１５に印加したことにより、転写ベルト２１７の抵抗値が低下して電流が漏れた場合であっても、電流漏れが無いときと同等の転写電界が形成されたためと考えられる。なお、参考として圧着時の転写電源５４の電圧を測定したところ、３．２Ｖであった。

比較例２では、比較例１Ｂと同様に、圧着時の転写電源５４の電圧を検知した。そして、圧着時の転写電源５４の電圧３．２Ｖが、実施例１でも参考として測定しておいた圧着時の検知電圧３．３Ｖとほぼ同等であったため、適正補正係数を実施例１と同じ１．５として転写電流値を補正し、画像形成動作を実施した。この比較例２においては、実施例２と比較して転写電流値がやや過剰であり、分離性が悪化し、転写ハジキも発生した。実施例１と比較例２とでは転写ベルト２１７の厚み方向の抵抗（体積抵抗）が異なるため、転写電流の補正も適正ではない。

実施例２においては、転写性および分離性ともに良好であった。実施例２では、実施例１と同様に、感光体２１１と転写ベルト２１７を離間させた後、転写電源５４に１０μＡの電流を印加したときの転写電源５４の電圧を検知し、図４の対応関係から転写電流の適正補正係数を求め、通常時の転写電流値に１．９をかけた電流値を転写部２１５に印加し、画像形成動作を行った。この実施例２においては、放置時間やベルト履歴が増えているが、離間時の検知電圧に基づき転写電流値を算出することで、転写ベルト２１７の抵抗値が低下して電流が漏れた場合であっても、ニップ部ＮＰで十分な強さの電界を形成することができたためと考えられる。

比較例３では、比較例１Ｂと同様に、圧着時の転写電源５４の電圧に基づいて図４の対応関係から算出した転写電流値を用いて、画像形成動作を実施した。この比較例３においては、実施例３と比較して転写電流値が過剰であり、分離性および転写性ともに悪化した。

実施例３〜６においては、実施例１および実施例２よりも転写ベルト２１７の抵抗値が低下しない条件であるが、離間状態での転写電流決定モード（適正補正係数はほぼ１）により転写電流値を適正化することで、いずれの条件でも良好な分離性および転写性が得られた。

比較例１Ｃでは、感光体２１１と転写ベルト２１７を離間時の転写電源５４の電圧（離間時検知電圧）を測定し、予め測定しておいた内面付着物のない転写ベルト単体でのベルト表面の抵抗値の環境依存性から環境値を推測（プロファイルを作成）した。その環境値を用いて転写部２１５に印加する転写電流値をその環境での通常状態の電流値（紙先端電流：４８μＡ、画像部電流：８０μＡ）に設定した。内面付着物による抵抗変動のため環境値が正しく検出されず、転写電流値が大幅に不足し、分離性および転写性ともに許容範囲外の結果である。

本実施の形態は、感光体２１１と転写部２１５が転写ベルト２１７を介して圧着状態となる位置関係にあり、通常は転写ベルト２１７の面方向に転写電流は流さない構成である。転写ベルト２１７内面の付着物が吸湿した限定的な場合のみ、付着物を介して電流が面方向に流れる。このため、本実施の形態では、転写ベルト２１７の面方向への電流漏れを直接検知する手段は持たない。本実施の形態は、電流漏れを直接検知する手段がなくても、簡易的に電流漏れの変化を推定できる制御法である。感光体２１１と転写ベルト２１７が離間時に転写電源５４の電圧を検知することにより、転写ベルト２１７とその表面付着物による面方向の抵抗と、転写ベルト２１７の厚み方向の抵抗とを切り分けている。

また、本実施の形態において制御対象となる転写電流値は、環境のみで適正値が決まるものではなく、転写ベルト２１７そのものが持つ抵抗の環境依存性以外の変動（付着物の吸湿状態による電流漏れ量の変動）を検知して制御が行われる。具体的には、湿度環境、転写ベルト２１７の使用履歴、放置時間、電源オンからのプリント数などによって付着物の吸湿状態が変わるため、上記特許文献１に記載の環境値のみによっては、転写電流値の適正な制御はできない。

仮に特許文献１に記載の制御を、本願発明の構成に適用して転写出力を制御しようとした場合、離間時の転写ベルト２１７を流れる電流から環境値を設定するが、転写ベルト２１７内面に付着物があって吸湿している状態では、ベルト面方向の電気抵抗が低くなる。そのため、実際の環境よりも高湿として判定され、転写電流値が小さく設定されるが、ベルト面方向に電流漏れが生じるため逆効果となり、分離性および転写性ともに悪化してしまう。

（実験２）
実験２においては、まず、画像形成動作を開始する前に図３の制御（転写電流決定モード）を実行して適切な転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値を算出してから、さらに、画像形成動作を開始した後に所定枚数をプリントする毎に、紙間にて図３の制御を実行して転写電流の電流値を算出した。そして、算出された転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値を用いて画像形成動作を継続し、分離性および転写性を評価した。なお、いずれの実験においても、画像形成装置１０を高湿環境下（温度３０℃、相対湿度８０％）で２０時間放置した後に、図３の制御を行い、画像形成動作を開始した。高湿環境下に放置する前の転写ベルトの使用履歴（総プリント枚数）は、１００万枚である。

図６は、実験２の条件および結果を示す表である。
実験条件について説明する。「プリント数」は、画像形成装置１０を高湿環境下に２０時間放置した後にプリントした枚数である。
実施例７，９〜１１，１２は、高湿環境下で放置した画像形成装置１０において、プリント中に図３の制御（転写電流決定モード）を実行して算出した転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値を用いた実験結果である。実験例７，９〜１１，１２では、プリント枚数が異なり、それぞれ、０枚、２０枚、５０枚、１００枚、３００枚である。
比較例８Ａ，８Ｂ，１２は、高湿環境下で放置した画像形成装置１０において、プリント中に図３の制御を実行しなかった実験結果である。

次に、実験結果について説明する。
実施例７，９〜１１，１２においては、常に良好な転写性および分離性を確保できた。プリント中に、感光体２１１と転写ベルト２１７を離間時の転写電源５４の電圧と図４の対応関係とから、転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値を変更することにより、ニップ部ＮＰに電流漏れが無いときと同等の十分な強さの転写電界が形成されたと考えられる。３００枚をプリントした以降は、離間時検知電圧が１５０Ｖ以上となり、適正補正係数もほぼ１であるため、電流値の補正は不要であった（電流漏れがほとんどなくなったと判断できる）。

比較例８Ａにおいては、プリント中に、適正補正係数を１として転写電流の補正を行なわず、転写性および分離性ともに悪化した。

比較例８Ｂ，１２においては、プリント中に、プリント初期（実施例７）と同等の補正を行ったが、実施例９と比較して転写電流値が過剰であり、分離性が悪化し、転写ハジキも発生した。

＜２．変形例＞
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

図３の制御においては、転写電流として紙先端電流および画像部電流の電流値を決定したが、いずれか一方の電流値のみを決定してもよい。

また、上述した実施の形態では、感光体２１１が本発明の像担持体として機能する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間ベルト転写方式（間接転写方式）の画像形成装置である場合、当該中間転写ベルトが像担持体として機能するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態においては、ニップ部ＮＰを通過する用紙の紙種及び坪量が１種のみのため、図３の制御において使用する通常時の転写電流（紙先端電流、画像部電流）の電流値は一定であったが、用紙の紙種（例えば、普通紙、上質紙、ラフ紙等）や坪量に応じて、通常時の転写電流の電流値を決定してもよい。このように制御することによって、用紙の特性に応じた転写電流の電流値を決定することができ、ニップ部ＮＰにおける電界の減少による障害をより確実に抑制することが可能となる。なお、用紙の紙種や坪量ごとに図４の対応関係を示すプロファイルデータやテーブルを用意しておいてもよい。

ここで、制御部５１は、所定の坪量以下の用紙に画像を形成する時に、図３の制御を行うようにしてもよい。坪量が小さい用紙は、坪量が大きい用紙と比較して分離不良を起こす可能性が高いため、分離不良を起こす可能性が高い用紙に対して効率よく転写電流を制御することができる。この場合、予め記憶部５２に用紙と坪量との関係を記憶しておくことで、制御部５１は、ジョブに含まれる用紙情報に基づいて該当する用紙の坪量を取得する。

また、上述した実施の形態において、圧着時と離間時の両方において電圧検知部５５により転写電源５４の電圧を検知し、両者の検知結果を比較して転写電流を決定するようにしてもよい。このようにした場合には、転写ベルト２１７の体積抵抗と表面抵抗の両方を推定することができ、より適正に転写電流を決定できる。

また、本発明は、単色画像を形成する画像形成装置１０、カラー画像を形成するカラー画像形成装置の何れにも適用することができる。

１０…画像形成装置、 ２０…画像形成装置本体、 ５１…制御部、 ５２…メモリ、 ５３…転写電流制御部、 ５４…転写電源、 ５５…電圧検知部、 ５６…ベルト接離部、 ２１０…画像形成部、 ２１１…感光体、 ２１５…転写部（バックアップローラ）、 ２１７…転写ベルト、 ２１８…駆動ローラ、 ２１９…従動ローラ、 ２４０…環境検知センサ、 ＮＰ…ニップ部、 Ｐ…用紙

Claims (5)

1. 用紙へ転写する像を担持する像担持体と、
   前記用紙を搬送するともに、前記像担持体に対向するように配置されてニップ部を形成するベルト状の転写部材と、
   前記転写部材の内側に配置されたローラで構成され、前記ニップ部において前記転写部材の内側に当接する転写部と、
   前記転写部を通じて前記転写部材に電圧を印加して、用紙を前記像担持体から分離する第１の電流および前記像担持体上に担持された像を用紙へ転写する第２の電流のうち、少なくとも前記第２の電流を前記ニップ部に供給する転写電源と、
   前記転写電源が前記転写部材へ供給する電流を制御する転写電流制御部と、
   前記転写電源の電圧を検知する電圧検知部と、
   前記転写部材を前記像担持体に接触又は離間させる接離部と、
   前記転写部材が前記像担持体と離間した状態における前記電圧検知部の検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との対応関係を記憶する記憶部と、
   前記接離部により前記転写部材を前記像担持体から離間させた状態で、前記転写電源から前記転写部材に所定の電荷を付与した場合における前記電圧検知部の検知結果に基づき、前記検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との前記対応関係により、前記転写電源が前記転写部材へ供給すべき電流を決定する制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、所定の坪量以下の用紙に画像を形成する時に、前記検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との前記対応関係により、前記転写電源が前記転写部材へ供給すべき電流を決定する制御を行う
   画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記電圧検知部により検知された前記転写電源の電圧が小さいほど、前記第１の電流または前記第２の電流の絶対値を、大きい値に決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記電圧検知部により検知された前記転写電源の電圧が所定のしきい値よりも小さい場合に、前記転写電源が前記転写部材へ供給すべき電流を変更する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写電流制御部は、前記転写電源から出力される前記電流が一定の電流値となるよう制御する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記転写部材が高湿環境下である場合、または前記転写部材が所定の時間以上放置された場合に、前記検知結果と前記転写電源が供給する電流の補正値との前記対応関係により、前記転写電源が前記転写部材へ供給すべき電流を決定する制御を行う
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。

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