JP2003195657A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、製造時や耐久によって抵抗値が変
動する転写ローラを用いても、常にその抵抗値に適した
転写バイアスを印加し、安定した画像濃度や画質を得る
ことのできる画像形成装置を提供することを目的として
いる。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る画像形成装置の代表的な構成は、画像形成手段と、転
写材を吸着搬送する吸着搬送手段と、前記吸着搬送手段
上の転写材に前記画像形成手段からトナー像を転写する
転写手段と、前記転写手段に転写バイアスを印加するバ
イアス手段と、を有する画像形成装置において、前記転
写手段の抵抗を検知する第一検知手段を有し、前記第一
検知手段によって、転写材が搬送されていない状態にお
ける前記転写手段の抵抗を検知し、検知した抵抗値に基
づいて前記転写手段に印加する転写バイアスを補正する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式等を利
用した画像形成装置に関し、特にトナー像の転写に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から画像形成装置として、電子写真
方式、熱転写方式、インクジェット方式等さまざまな方
式が採用されている。これらのうち電子写真方式を用い
た画像形成装置は、高速、高画質、静粛性の点で優位性
を有している。

【０００３】図５に電子写真方式を用いた従来の画像形
成装置の一例の概略構成を示す。電子写真方式の画像形
成装置は、画像形成手段として、像担持体である感光体
ドラム100、一次帯電手段101、現像装置103、クリーニ
ング装置108を備えている。感光体ドラム100はドラム状
の電子写真感光体であり、例えば矢印方向に回転駆動さ
れる。感光体ドラム100の表面を一次帯電手段101が一様
に帯電させた後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光手段
102が画像情報に従って露光することにより、静電潜像
を感光体ドラム100の表面に形成する。その後、現像装
置103が現像剤104（トナーを含む）をこの静電潜像に静
電的に付着させ、感光体ドラム100上にトナー像を形成
する。次いで、搬送手段105にて感光体ドラム100と対向
する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、感光体
ドラム100上のトナー像を、転写手段としての転写ロー
ラ106の作用により静電的に転写する。

【０００４】その後、転写材Ｐ上に転写された未定着の
トナー像は、定着装置107にて加熱及び加圧されること
により転写材Ｐ上に定着し、永久画像を形成する。一
方、転写後に感光体ドラム100上に残留する転写残トナ
ーは不図示のクリーニングブレードによって除去され
て、クリーニング装置108の廃トナー容器内に回収され
る。こうして表面がクリーニングされた感光体ドラム10
0は繰り返し画像形成に供される。

【０００５】また近年、電子写真方式を用いたカラー画
像形成装置も普及してきている。この電子写真方式を用
いたカラー画像形成装置においてもさまざまな方式に分
かれている。例えば、従来良く知られている多重転写方
式、中間転写体方式のほかに、感光体表面にカラー像を
重ねた後一括転写して像形成を行う多重現像方式、或い
は、複数の異なる色の画像形成手段（プロセスステーシ
ョン）を有し、転写ベルトにより搬送された転写材に現
像剤を転写するインライン方式等がある。インライン方
式によるカラー画像形成装置は、高速化が可能であり、
また、トナー像転写の回数が少ないため画質に有利な
ど、多くの優位点を有している。このインライン方式に
おいては、ユーザビリティの向上、設置面積の低減のた
めプロセスステーションを鉛直方向に並べ、転写材をほ
ぼ垂直に搬送するといった構成も提案されている。

【０００６】図６にインライン方式を用いた従来のフル
カラー画像形成装置の一例の概略構成を示す。図に示す
ように、吸着搬送手段としての転写ベルト110を、駆動
ローラ111、吸着対向ローラ112、テンションローラ113
ａ、113ｂの各ローラに巻架している。転写ベルト110の
周面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
各色の画像形成手段であるプロセスステーション109ａ
〜ｄが配置されており、転写ベルト110は図中の矢印の
方向に回転することにより、転写材Ｐを各プロセスステ
ーション109に順次搬送する。各プロセスステーション1
09はプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱
可能になっており、夫々が感光体ドラム100ａ〜ｄ、一
次帯電手段101ａ〜ｄ、現像装置103ａ〜ｄ、クリーニン
グ装置108ａ〜ｄを備えている。

【０００７】各プロセスステーション109ａ〜ｄ内の感
光体ドラム100ａ〜ｄは転写ベルト110を介して転写手段
である転写ローラ106ａ〜ｄと当接しており、これらに
は夫々、バイアス手段である転写バイアス電源114ａ〜
ｄより転写バイアスが印加される。電子写真方式の画像
形成装置において、例えば、感光体ドラム100として、
負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）を
用いて、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する
場合には、負極性のトナーを含む現像剤が用いられる。
したがって、転写ローラ106には転写バイアス電源114よ
り正極性の転写バイアスを印加する。

【０００８】転写材は、給送カセット115などからピッ
クアップローラ116、給送ローラ117、搬送ローラ118に
よって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形
成動作と転写材の搬送との同期をとるための、例えば、
ローラ状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ対
119に一旦挟持された後、転写材Ｐと転写ベルト110との
吸着がおこなわれる吸着部に導かれる。吸着部では、例
えば吸着部材としての吸着ローラ120が転写ベルト110を
介して吸着対向ローラ112と対向し、転写ベルト110及び
転写材Ｐを挟持するよう構成されている。吸着ローラ12
0には高電圧源である不図示の転写前バイアス電源より
電圧が印加されることによって、転写材Ｐに電荷が付与
され、電荷を付与された転写材Ｐは転写ベルト110を分
極することによって転写ベルト110に静電吸着される。
このようにして転写ベルト110に吸着した転写材Ｐは各
プロセスステーション109ａ〜ｄを順次通過し、感光体
ドラム100ａ〜ｄの各色トナー像が次々に転写される。
その後、定着装置107にて未定着トナーのカラー画像は
加熱及び加圧されて永久画像となる。

【０００９】転写ベルト110としては、厚さ50〜200μ
m、体積抵抗率９乗〜１６乗（LogΩcm）程度のPVDF（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）、ポリイミド、PET（ポリエチレンテレフ
タレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムや、あ
るいは、厚さ0.5〜2mm程度の、例えばEPDM等とされるゴ
ムの基層の上に、例えばウレタンゴムにPTFEなど弗素樹
脂を分散したものを被覆して用いる。

【００１０】上記転写ベルト110は、通常は表面にトナ
ー像を直接担持させることはないのでトナー像により汚
染されることは少ないが、ジャム時や非画像部への地か
ぶりトナー付着、或いは転写ベルト110上にレジストマ
ークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する
様なシステム使用時等においてはトナーが付着する。こ
の汚染トナーを清掃するために別途クリーニング手段12
1を設けたり、或いは転写ローラ106ａ〜ｄに転写時とは
逆極性のクリーニングバイアスを印加して転写ベルト11
0上のトナーを感光体ドラム100を介してクリーニング装
置108ａ〜ｄに回収する、という工程を各々のプロセス
ステーション109ａ〜ｄについて行うことが考えられ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紙や転
写ベルトは抵抗値的に不安定な要素であるため、転写に
影響を及ぼす可能性がある。特に上記の如く転写材を転
写ベルトに吸着させ、これに対して多重転写を行うイン
ライン装置においては４回転写を行う必要があるため、
装置の置かれている環境や紙種の影響を受けやすいとい
う問題が発生する。

【００１２】ここで転写ベルトはプラスチックに抵抗値
調整のためにカーボンブラック等の電子導電剤やイオン
導電剤を添加したフィルム状の部材であるが、電子導電
剤では製造時の分散不良による抵抗振れが発生し、イオ
ン導電剤では環境により含有する水分量が変動して抵抗
も変動する。

【００１３】一方、紙の主成分は吸湿性の高いセルロー
スであり、その乾燥状態によって抵抗値が大きく変化す
る。例を挙げると、紙が水分を吸着する高温高湿環境
（以下H/H環境、30℃×80%RHで代表する）では紙の体積
抵抗が７乗（LogΩcm）程度まで低下して電荷がリーク
しやすくなってしまい、一方低温低湿環境下（以下L/L
環境、15℃×10%RHで代表する）では紙の体積抵抗が12
乗（LogΩcm）程度にまで上昇してしまい、紙に対する
電荷注入が発生しにくくなって電荷付与が困難になる。
また更に、自動両面機構をもつ画像形成装置では、一旦
プリントされた紙が定着器を通過することによって紙中
の水分が蒸発してしまい、再給送された時には非常に抵
抗が高い状態になってしまう。

【００１４】これらのように抵抗の変動要因を有する転
写ベルト、紙に対してトナー転写を行うと、部材抵抗が
高い場合には転写バイアスが流れにくいことによる転写
不良が発生し、逆に低い場合には、転写バイアスが流れ
すぎて一旦転写されたトナーが感光体ドラムから逆帯電
を受けて反転してしまい転写効率が低下する、再転写現
象が発生するという問題があった。

【００１５】このような問題点を解決するために、従来
転写バイアスを定電流制御し、常に一定の電流値で転写
を実行することにより転写ベルトや転写材の抵抗変動を
補正する手段が考案されている。しかしながら、定電流
制御を実行する場合、転写されるトナー量によって電流
値も変化するため、画像比率によって転写の効率が変化
してしまうという問題があった。

【００１６】そこで従来からも、転写部よりも上流の吸
着部において紙の抵抗を測定することで、画像比率の影
響を受けずに転写バイアスを設定する方法が考案されて
いる。吸着部で紙の抵抗を測定する場合、紙の抵抗が他
の転写に関わる部材の抵抗変動に比べて大きければ、部
材の抵抗変動の差を無視することが可能となる。転写ベ
ルトは共通して介在する部材であるために抵抗変動は無
視することが可能である。感光体ドラムは印字を重ねる
に連れて膜厚が減少するが、その抵抗変動は微少と見な
すことができる。吸着ローラは吸湿度合いや通電劣化に
よって抵抗値が変動するが、元の抵抗を低く設定するこ
とで、抵抗変動の影響を低減することが可能である。

【００１７】ところが、転写ローラの場合、抵抗を低く
設定すると紙の幅をはみ出す部分が、紙の有る部分に比
べて非常に大きな電流を流すことになってしまい、対向
する感光体ドラムにダメージを与えてしまう問題があ
る。

【００１８】具体的には、図７に示す画像形成部の断面
図のように感光体ドラム100、転写材Ｐ、転写ベルト11
0、転写ローラ106が対向したとき、転写材Ｐの抵抗が高
くなるL/L環境下で、転写材Ｐ上にトナーを転写するた
めに必要な転写バイアスを転写ローラ106に印加し、感
光体ドラム100に対して転写バイアスβを流すと、転写
材Ｐの幅からはみ出した転写ローラ部から矢印αで示す
ように感光体ドラム100に過大な電流が流れ込む。この
電流は感光体ドラム100上の電位を除電する方向に働
き、酷い場合には逆極性に帯電させてしまう。その後一
次帯電手段101によって感光体ドラム100を非画像部の電
位に帯電するが、帯電が追いつかなくなって所望の電位
が得られなくなり、ハーフトーン画像と同様の電位とな
ってトナーが現像される。その結果、感光体ドラム100
の１周分より後半の部分で紙のコバが汚れたり、次に給
送される紙の横幅が大きい場合には紙の裏面の端部が汚
れる、いわゆる紙跡という現象が発生する。

【００１９】図８は従来の画像形成装置を用いた時のL/
L環境下での、転写最適バイアスと紙跡限界電圧の関係
を示す図である。図８から、転写ローラの抵抗を上昇さ
せるに従って、実線で示す転写に最適なバイアス値が上
昇して行くが、それと同時に破線で示す紙跡の限界電圧
値も上昇することがわかる。図からわかるように、転写
ローラの体積抵抗が8.0乗（LogΩcm）付近までは紙跡の
限界の方が転写最適値よりも低いため、紙跡の発生を抑
えるためには十分な転写バイアスが印加できないことに
なる。一方、8.0乗（LogΩcm）を越えると、最適バイア
ス値よりも紙跡限界電圧値の方が高くなるため、十分な
転写バイアスを紙に対して印加することが可能となる。

【００２０】ところで、転写ローラのような抵抗帯の部
材を生産する上では、抵抗値を厳密に管理することは困
難であり、材料のロットや季節変動により、生産のロッ
ト毎に抵抗値が振れてしまうのは避けられない。また、
転写ローラは電圧を印加しながら画像出力を継続するこ
とで、いわゆる通電劣化を引き起こし、抵抗値が上昇し
ていく特性を持っている。このような抵抗変動を総合す
ると、同一の温湿度下で測定しても、転写ローラの体積
抵抗範囲としては0.8乗（LogΩcm）程度の振れを考慮す
る必要がある。

【００２１】ここで、図８を参照すると、例えば転写ロ
ーラ抵抗の中心を7.6乗（LogΩcm）に設定する場合、転
写ローラの抵抗は7.2乗（LogΩcm）から8.0乗（LogΩc
m）までを考慮すれば良い。この抵抗範囲内では、転写
バイアスの最適値は2400V付近で一定であるため、吸着
ローラで検知した紙の抵抗値を元に一定の転写バイアス
を選択すれば良いことが解る。

【００２２】しかし、前記したように転写ローラの体積
抵抗値は8.0乗（LogΩcm）以上を使わないと紙跡が発生
してしまうため、通電劣化前の転写ローラ体積抵抗値の
中心値は8.4乗（LogΩcm）程度に設定しなければならな
い。ところが、転写ローラの体積抵抗値が8.0乗（LogΩ
cm）以上になると、転写ローラ抵抗の上昇に連れて最適
な転写電圧値も上昇してしまう。この最適転写バイアス
値の差は8.0乗（LogΩcm）から8.8乗（LogΩcm）までの
0.8乗（LogΩcm）の間で400V程度となり、吸着ローラで
検出した紙抵抗値のまま一律の転写バイアスを印加する
と、最適な転写バイアスから最大で400Vずれた転写バイ
アスを印加することになり、転写バイアスが適正でない
ことにより発生する転写不良を引き起こすという問題が
あった。

【００２３】そこで本発明は、製造時や耐久によって抵
抗値が変動する転写ローラを用いても、常にその抵抗値
に適した転写バイアスを印加し、安定した画像濃度や画
質を得ることのできる画像形成装置を提供することを目
的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像
形成手段と、転写材を吸着搬送する吸着搬送手段と、前
記吸着搬送手段上の転写材に前記画像形成手段からトナ
ー像を転写する転写手段と、前記転写手段に転写バイア
スを印加するバイアス手段と、を有する画像形成装置に
おいて、前記転写手段の抵抗を検知する第一検知手段を
有し、前記第一検知手段によって、転写材が搬送されて
いない状態における前記転写手段の抵抗を検知し、検知
した抵抗値に基づいて前記転写手段に印加する転写バイ
アスを補正することを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置の第一
実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施
形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２は電源回路
の模式図の一例を説明する図、図３は転写材の抵抗と転
写バイアスの最適値の関係を示す図である。

【００２６】図２に示す画像形成装置はインライン方式
を用いた電子写真画像形成装置であって、画像形成手段
としてのプロセスステーション１ａ〜ｄを水平方向に複
数配置している。各プロセスステーション１ａ〜ｄはプ
ロセス手段として、像担持体である感光体ドラム２ａ〜
ｄ、一次帯電手段３ａ〜ｄ、現像装置４ａ〜ｄ、クリー
ニング装置６ａ〜ｄを一体にまとめた構成となってい
る。各プロセスステーションは、プロセスカートリッジ
として画像形成装置本体に対して着脱可能となってい
る。

【００２７】感光体ドラム２はドラム状の電子写真感光
体であり、その表面を一次帯電手段３が一様に帯電させ
た後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光手段９ａ〜ｄが
画像情報に従って露光することにより、静電潜像を感光
体ドラム２の表面に形成する。その後、現像装置４がイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤５
ａ〜ｄ（トナーを含む）をこの静電潜像に静電的に付着
させ、感光体ドラム２上にトナー像を形成する。

【００２８】吸着搬送手段としての転写ベルト10は、駆
動ローラ11、吸着対向ローラ12、テンションローラ13
ａ、13ｂの各ローラに巻架している。この転写ベルト10
の周面に沿って上記各プロセスステーション１を配列し
ており、転写ベルト10は図示矢印方向に回転することに
より転写材を各プロセスステーション１に順次搬送す
る。プロセスステーション１ａ〜ｄの感光体ドラム２ａ
〜ｄは、転写ベルト10を介して、転写手段である転写ロ
ーラ14ａ〜ｄと当接している。転写ローラ14ａ〜ｄに
は、バイアス手段である転写バイアス電源15ａ〜ｄから
転写バイアスが印加され、これによって感光体ドラム２
上のトナー像が転写ベルト10上の転写材Ｐに転写され
る。

【００２９】転写材Ｐは、給送カセット17等からピック
アップローラ18、給送ローラ19、搬送ローラ20によって
画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作
と転写材の搬送との同期をとるための、例えば、ローラ
状とされる同期回転体、即ち、レジストローラ対21に一
旦挟持された後、転写材Ｐと転写ベルト10との吸着がお
こなわれる吸着部に導かれる。吸着部では吸着部材とし
ての吸着ローラ22が転写ベルト10を介して吸着対向ロー
ラ12と対向し、転写ベルト10に転写材Ｐを圧接させて挟
持搬送するよう構成されている。

【００３０】吸着ローラ22には高電圧源である転写前バ
イアス電源23より電圧が印加されることによって、転写
材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは転
写ベルト10を分極することによって転写ベルト10に静電
吸着される。転写前バイアス電源23には、流れる電流値
もしくは印加されるバイアス値を検知するための第二検
知手段24が接続されており、その検知した抵抗値によっ
て転写材Ｐの種類や特性が判別される。

【００３１】更に、吸着ローラ22は、転写材Ｐを予備帯
電させる予備帯電手段としての機能も兼ねていてもよ
い。転写材Ｐを予備帯電させることは、特にＯＨＰや厚
紙等の電気抵抗値の高い転写材に対して転写バイアスを
低下させる作用があり、本実施形態に述べられるインラ
イン方式の画像形成装置に対しては特に有効である。本
実施形態においては吸着ローラ22に予備帯電バイアスを
印加させて転写材表面を予備帯電させる構成を取ってい
るため、予備帯電バイアスは現像剤（トナー）の極性と
は反対極性とした（本実施形態の場合においては現像剤
として負極性に帯電したトナーを使用しているため、予
備帯電バイアスは正極性となる）。この場合、転写前バ
イアスの値としては、前述のように抵抗の高いＯＨＰ等
に対して高い値に設定する必要がある。このために、Ｏ
ＨＰを手動または自動で検出して転写前バイアスの値を
設定することも可能であるが、第二検知手段24によって
転写材Ｐが高抵抗転写材であると判別された場合には、
転写前バイアスを他の転写材と比較して高く設定しても
良く、この高い転写前バイアスの印加により転写バイア
スを低下させる効果が得られる。

【００３２】このようにして転写ベルト10に吸着した転
写材Ｐは各プロセスステーション１を順次通過し、感光
体ドラム２ａ〜ｄの各色トナー像が次々に転写される。
その後、定着装置25にて未定着トナーのカラー画像は加
熱及び加圧されて永久画像となる。

【００３３】本出願人等の検討によれば、転写ベルト10
としては、厚さ100〜200μm程度、体積抵抗率８乗から1
2乗（LogΩcm）程度に抵抗調整された、PVDF、ETFE、ポ
リカーボネ−ト、PET、ポリイミド等の樹脂フィルム
が、吸着、転写性が良好であるのに加え、適度な自己減
衰性により、除電手段を設けなくともチャージアップを
防止できるなど、本実施の形態への適用に好適である。
本実施形態としては、転写ベルト10として周長800mm、
厚さ100μmのETFE樹脂フィルムで、カーボン等の分散に
より体積抵抗率を11乗（LogΩcm）程度としたものを用
いた。

【００３４】また、本実施の形態において吸着ローラ22
は、カーボンを分散することで体積抵抗率を５乗（Log
Ωcm）以下に調整したEPDM（エチレン−プロピレン−ジ
エン３元共重合体）ゴムを、直径6mmの芯金上に厚さ3mm
にて形成したローラとした。本出願人らの検討による
と、抵抗変動の影響を転写材の検知に影響しないように
設定するためには、転写前バイアス印加部材である吸着
ローラ22の体積抵抗率は４乗から６乗（LogΩcm）とさ
れる。一方の吸着対向ローラ12は金属ローラとし、その
軸受け部分は電気的に接地した。

【００３５】転写ローラ14は、給電電極を兼ねた導電性
基軸と、この導電性基軸の外周面を円筒状に囲繞する少
なくとも１層の弾性層とを備えている。ここで弾性層と
しては、例えば、EPDM、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、
シリコンゴム、NBR等を使用することができ、これらに
は抵抗を調整するための導電剤が分散されている。この
弾性層は、発泡加硫させたスポンジ層で構成されてい
る。なお、弾性層の外周面に、ヒドリンゴム、NBR、ウ
レタン、水溶性ナイロン等のコート層を１層又は複数層
形成するようにしてもよい。本実施形態の転写ローラ14
の体積抵抗としては、L/L環境下にて8.0乗（LogΩc
m）、8.4乗（LogΩcm）、また、8.4乗（LogΩcm）の転
写ローラを寿命として想定している10万枚の耐久試験に
使用し、通電劣化によって8.8乗（LogΩcm）まで抵抗値
を上昇させたものを使用した。

【００３６】ここで、上記の種々の部材の体積抵抗率
は、JIS法K6911に準拠した測定プローブを用い、ADVANT
EST社製高抵抗計R8340にて100Vを印加して得た測定値
を、転写ベルト10、あるいは吸着ローラ22、あるいは転
写ローラ14の厚みで正規化した値である。

【００３７】また、駆動ローラ11としては、金属ローラ
の芯金上にスリップ防止のためのゴム層を厚さほぼ0.5
〜3.0mmの範囲で設けたものを用いた。このゴム層の抵
抗は、15乗（LogΩcm）以上の絶縁タイプを一例として
用いたが、低抵抗のものであってもよい。テンションロ
ーラ13ａ、13ｂ及び駆動ローラ11の芯金に関しては、転
写ベルト10自体が自己減衰系であり、かつ、転写ベルト
10を挟んで対向する部材（電極）が存在しないので、い
ずれも接地、フロートのどちらでもよい。

【００３８】図２を用いて、本実施形態における電源回
路の一例を説明する。吸着ローラ22に電圧を印加する転
写前バイアス電源23は第二検知手段24に接続されてお
り、転写前バイアス電源23の出力が定電圧制御されてい
る場合にはバイアス印加時の電流量を、定電流制御され
ている場合には転写前バイアス電源23の出力バイアスを
それぞれ検知できるようになっている。同様にプロセス
ステーション１ａの転写ローラ14ａに電圧を印加する転
写バイアス電源15ａも第一検知手段16に接続されてお
り、転写バイアス電源15ａが定バイアス制御されている
場合には転写バイアス印加時の電流量を、定電流制御さ
れているときは転写バイアス電源15ａの出力バイアスを
それぞれ検出できるようになっている。また第一検知手
段16、第二検知手段24及び転写前バイアス電源23、各プ
ロセスステーション１の転写バイアス電源15は演算制御
機構26に接続されており、第一検知手段16や第二検知手
段24での検出結果に応じて任意に出力バイアスを制御で
きる。

【００３９】以下、転写前バイアス電源23および各プロ
セスステーション１ａ〜ｄの転写バイアス電源15ａ〜ｄ
が定電圧制御されている場合を例に取り、本発明の詳細
を説明する。

【００４０】前記したように、転写材Ｐに対する転写バ
イアス値は環境や紙の吸湿状態に応じて最適な値に制御
することで、最適な転写バイアスを感光体ドラム２に対
して設定することが可能になる。そのためには、転写に
関わる部材の抵抗だけではなく、転写材Ｐそのものの抵
抗値を計測しなければならない。その方法としては、実
際の転写時に流れる転写バイアスを測定することが考え
られる。但し、転写バイアスは画像パターン、すなわち
転写されるトナーの電荷量によっても変化するため、画
像パターンの影響を考慮して制御する必要がある。ま
た、画像の影響を受けないように転写材先端の画像余白
内で制御を実行することも考えられるが、転写ニップ部
に転写材が突入するショックによって転写バイアス波形
が暴れることを考慮し、転写バイアスが落ち着いてから
画像領域に入るまでの一瞬のタイミングで検知を実行し
なければならない。実際には紙の斜行等を考慮すると紙
の先端余白で紙抵抗測定の信頼性を確保するのは非常に
困難である。

【００４１】そこで、本実施形態では、紙の抵抗を吸着
部で測定する構成とした。吸着ローラ22に第二検知手段
24で検出される電流が18μAの定電流となるように転写
前バイアス電源23を制御しながら転写前バイアスを印加
し、制御された結果の転写前バイアス電圧値を紙の抵抗
を表す紙抵抗値とした。転写材としては、キヤノン販売
株式会社より発売されているオフィスプランナー用紙
（A4サイズ、64g/m^2）を使用した。

【００４２】図３に、上記のようにして計測された紙抵
抗値と、それぞれの紙抵抗値に対する転写バイアスの最
適値の関係を示す。図３に実線にて示すように、紙抵抗
値が低いときには転写バイアスを弱く制御し、紙抵抗値
が高くなるに従って転写バイアスを強めることで、常に
最適な画質を達成することが可能である。

【００４３】しかし、図の３本の実線で示すように、転
写ローラ14の抵抗が高くなるにつれ、特に紙抵抗値の高
い領域（矢印Ａで示す領域）では、最適な転写バイアス
も強めなければならない。この転写ローラ14の抵抗の違
いを検知するために、本実施形態では本体の電源投入
時、及びスリープ状態から復帰する際に実行されるクリ
ーニングシーケンス時に、転写に関わる部材（転写ベル
ト10、転写ローラ14）の抵抗検知を実施する構成とし
た。抵抗の検知には1000Vの転写バイアスを転写ベルト1
0の定常回転時に転写バイアス電源15ａより印加し、そ
の時転写ローラ14ａと転写ベルト10を通して感光体ドラ
ム２ａに流れ出す電流を第一検知手段16で検出し、この
電流値を部材抵抗値とした。

【００４４】図３の破線は、紙抵抗値に対応する環境下
での、転写ローラ14の体積抵抗に対する部材抵抗値の検
知結果を示している。図から明らかなように、転写ロー
ラ14の抵抗が高くなると部材抵抗値の電流値は低くな
る。従って、転写ローラ14の抵抗差に対する転写バイア
スの補正が必要となる紙抵抗値の高い領域（矢印Ａで示
す領域）においては、部材抵抗値の電流値に基準値を設
定し、部材抵抗値に基づいて転写ローラ14に印加する転
写バイアスの補正が必要な領域（図の斜線部分）を定義
できることになる。

【００４５】この時、図の矢印Ｂで示すように、部材抵
抗値の上下限での最適な転写バイアスの差は250V程度で
ある。そこで、まず紙抵抗値に基づいて決定する転写バ
イアスは例えば抵抗の低い8.0乗（LogΩcm）を想定して
決定し、部材抵抗値が基準値以下になったとき（すなわ
ち転写ローラ14及び転写ベルト10の抵抗が高い。例えば
Ｃ点）に、転写バイアスに対して250V電圧を上乗せして
やれば、最適な転写バイアスに近づけることができる
（例えばＤ点）。

【００４６】上記の様に部材抵抗値に基づいて転写バイ
アスの補正を実施することで、製造時や耐久状態による
転写ローラ14の抵抗によらず、常に最適な転写バイアス
を印加することが可能となり、常に高画質の画像を得る
ことができる。

【００４７】［第二実施形態］本発明に係る画像形成装
置の第二実施形態について、図を用いて説明する。図４
は転写材の抵抗と転写バイアスの最適値の関係を示す図
であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分につ
いては同一の符号を付して説明を省略する。

【００４８】上記第一実施形態においては、部材抵抗値
が所定の基準値を満たしたときにのみ、転写バイアスを
一律に250V上乗せする構成としていた。これに対し本実
施形態は、さらにきめ細かく抵抗補正を実施することを
特徴とする。

【００４９】図４に示すように、転写材の抵抗が完全に
上昇するL/L環境よりも抵抗の低い、図の矢印Ｅで示す
ような紙抵抗値の領域から、転写ローラの抵抗値違いに
よって最適な転写バイアスは変わり始めている。しかし
このような紙抵抗値の低い領域においては部材抵抗値は
紙抵抗値に依存して大きく変わるため、単純に基準値を
一つ設定してこれと部材抵抗値を比較するだけでは補正
が不可能である。

【００５０】そこで本実施形態においては、下の表１に
示すように、紙抵抗値を７つの領域に分け、それぞれの
領域に所定の部材抵抗値を基準値として定義した。ま
た、本実施形態ではきめ細かい転写バイアスの補正を実
施するために、それぞれの領域において更に複数の基準
値を定義し、急激に転写バイアスの補正が実行されて突
然画質が変わってしまうことがないように制御する。さ
らに、それぞれの補正値も各領域に対して最適な補正量
となるように100Vから400Vまで可変とし、転写ローラ14
の抵抗変動に合わせて常に最適な転写バイアス値の印加
を可能とする構成とした。

【００５１】

【表１】

【００５２】以上のように細かい場合分けをすること
で、転写ローラ14の抵抗値や環境の変動に対しても最適
な転写バイアスの補正が実施可能となり、常に最適な状
態で転写が実行され、安定して高い品質の画像を得るこ
とが可能となった。また、転写バイアスの補正を段階的
に実施することにより、補正が導入される前後で急激に
画質が変わるようなことがなくなり、制御の存在をユー
ザーに気付かれるような弊害を発生させることもない。

【００５３】なお、上記各実施形態においては転写手段
として転写ローラ14を用いて説明したが、例えば転写ブ
レード等の異なる形態を有する部材を用い、用いる部材
に合わせた補正を実施することで、同様に本発明を適用
することができ、本発明の効果を得ることができる。

【００５４】また、以上の実施形態で説明してきたよう
な画像形成装置では、転写材の厚みに合わせたり、画像
の光沢性を上げるために定着スピードを変化させること
が一般に行われている。また、紙とは帯電特性等の性質
が異なるPET等のフィルムを基材とするＯＨＰなどのメ
ディアでは、完全に異なる転写バイアスや定着条件の制
御が必要となる。これらの条件の違いに対しても、本実
施形態で述べたように紙抵抗値等の場合分けをすること
で最適な転写バイアスの補正が実施可能となり、常に最
適な転写バイアスの印加が可能となる。

【００５５】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明によれば、転
写手段に印加する転写バイアスを、転写材の抵抗値に基
づいて決定し、転写手段の抵抗値に基づいて補正するこ
とにより、転写手段の製造時の抵抗振れや、耐久による
抵抗変動に関わらず最適な転写バイアスの補正が実施可
能となり、常に最適な状態で転写が実行され、安定して
高い品質の画像を得ることが可能となる。また、転写手
段の抵抗変動を厳しく管理することが不要となるため、
転写手段の歩留まりが良くなり、装置の低コスト化が実
現できるという効果も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図
である。

【図２】電源回路の模式図の一例を説明する図である。

【図３】第一実施形態に係る転写材の抵抗と転写バイア
スの最適値の関係を示す図である。

【図４】第二実施形態に係る転写材の抵抗と転写バイア
スの最適値の関係を示す図である。

【図５】電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の概
略構成を示す図である。

【図６】インライン方式を用いた従来のフルカラー画像
形成装置の概略構成を示す図である。

【図７】従来例に係る画像形成部の断面図である。

【図８】従来の画像形成装置を用いた時のL/L環境下で
の、転写最適バイアスと紙跡限界電圧の関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

Ｐ …転写材 １ …プロセスステーション ２ …感光体ドラム ３ …一次帯電手段 ４ …現像装置 ５ …現像剤 ６ …クリーニング装置 ９ …露光手段 10 …転写ベルト 11 …駆動ローラ 12 …吸着対向ローラ 13 …テンションローラ 14 …転写ローラ 15 …転写バイアス電源 16 …第一検知手段 17 …給送カセット 18 …ピックアップローラ 19 …給送ローラ 20 …搬送ローラ 21 …レジストローラ対 22 …吸着ローラ 23 …転写前バイアス電源 24 …第二検知手段 25 …定着装置 26 …演算制御機構 100 …感光体ドラム 101 …一次帯電手段 102 …露光手段 103 …現像装置 104 …現像剤 105 …搬送手段 106 …転写ローラ 107 …定着装置 108 …クリーニング装置 109 …プロセスステーション 110 …転写ベルト 111 …駆動ローラ 112 …吸着対向ローラ 113 …テンションローラ 114 …転写バイアス電源 115 …給送カセット 116 …ピックアップローラ 117 …給送ローラ 118 …搬送ローラ 119 …レジストローラ対 120 …吸着ローラ 121 …クリーニング手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴谷 貴明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA03 DE04 DE07 DE10 EA03 EC06 EC10 ED24 EE02 EF09 2H200 FA18 GA23 GA34 GA47 HA03 HB12 HB22 JA02 JA28 JA29 JA30 JB06 JB10 JB25 JB45 MA03 MA04 MA08 MA14 MA20 MB04 NA02 PA05 PA18 PA22 PA30 PB02 PB08 PB12 PB13 PB38

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成手段と、 転写材を吸着搬送する吸着搬送手段と、 前記吸着搬送手段上の転写材に前記画像形成手段からト
   ナー像を転写する転写手段と、 前記転写手段に転写バイアスを印加するバイアス手段
   と、を有する画像形成装置において、 前記転写手段の抵抗を検知する第一検知手段を有し、 前記第一検知手段によって、転写材が搬送されていない
   状態における前記転写手段の抵抗を検知し、検知した転
   写手段の抵抗値に基づいて前記転写手段に印加する転写
   バイアスを補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第一検知手段は、前記転写手段およ
   び吸着搬送手段を含めた抵抗を検知することを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 転写行程に先立って前記転写材の抵抗を
   検知する第二検知手段を有し、 前記第二検知手段によって検知した転写材の抵抗値に基
   づいて前記転写手段に印加する転写バイアスを決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記第一検知手段が検知した転写手段の
   抵抗値が所定の基準値を超えた場合に、一または複数の
   転写手段に印加する転写バイアスを補正することを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 前記所定の基準値とは、転写材の抵抗値
   に応じて複数設定されることを特徴とする請求項４記載
   の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記所定の基準値とは、転写材の抵抗値
   に応じて、かつ一定の転写材の抵抗値において転写手段
   の抵抗値に応じて、複数設定され、転写バイアスの補正
   を段階的に実施することを特徴とする請求項４記載の画
   像形成装置。