JP2010008926A

JP2010008926A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010008926A
Application number: JP2008171064A
Authority: JP
Inventors: Etsushi Kojima; 悦嗣小嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-30
Also published as: JP5183323B2

Abstract

【課題】記録材の先端が除電ブラシに到達する前後での転写効率の変化が抑制されて、記録材の搬送方向に画像の濃度段差が現れにくい画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録材Ｐが電源Ｄ２を最適転写電流２０μＡで定電流制御させた状態で記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ突入させる。そして、突入から１００ｍｍ〜１１０ｍｍ記録材Ｐを搬送する過程で定電流制御される電源Ｄ２の出力電圧値を電圧検知回路Ｖ２により取り込む。そして、取り込んだ電圧値を電源Ｄ２に設定して、突入から１２０ｍｍ記録材Ｐを搬送した以降は、電源Ｄ２を定電圧制御させる。これにより、記録材Ｐを搬送方向に流れて除電ブラシ２５を通じて接地電位に漏れ出す漏れ電流を割り増した電流が二次転写ローラ３へ供給されるため、経路Ａを流れてトナー像の転写に関与する電流値が２０μＡ確保される。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写部に定電流を印加してトナー像を転写させる画像形成装置、詳しくは、定着装置の下流に配置された除電ブラシに、記録材の先端が到達した際の転写効率の変化を抑制する制御に関する。

像担持体（感光体又は中間転写体）と転写部材との間に形成される転写部に、定電流制御された電圧を印加して、像担持体に重ねて転写部へ給送された記録材へ像担持体からトナー像を転写させる画像形成装置が広く用いられている。

このような画像形成装置では、転写部でトナー像を転写された記録材は、定着装置へ送り込まれて、加熱・加圧されることにより、トナー像を表面に定着される。定着装置から出力された記録材は、転写されたトナー像の帯電電荷と転写時に記録材に注入された転写電荷とのバランスで正負どちらかに帯電しており、このような帯電状態を放置すると、その後の円滑な搬送や積載に支障がある。そのため、定着装置の下流に、接地電位に接続した除電ブラシを配置して記録材の画像面を摺擦させることにより、不必要な電荷を取り除いて、記録材の帯電状態を軽減している。

特許文献１には、転写部材に定電流制御された電圧を印加して感光ドラムから記録材へトナー像を転写させる画像形成装置が示される。

特許文献２には、定着装置の出口に隣接して除電ブラシを配置した画像形成装置が示される。

特許文献３には、電圧を印加された定着ローラに記録材が到達するタイミングで、転写部に印加する電圧の定電流制御を、定電流制御時に取り込んだ電圧値を用いた定電圧制御へ切り替える画像形成装置が示される。

特開２００６−２２０９７４号公報特開平９−２６９６８５号公報特開２００６−１５３９３２号公報

近年、画像形成装置の小型化に伴って、定着装置も小型化され、転写部から定着装置の下流に配置された除電ブラシまでの距離が１００ｍｍ〜１５０ｍｍと言った製品が開発されている。

このような転写部から除電ブラシまでの距離が短い画像形成装置では、記録材の先端が除電ブラシを通過した後も、しばらく同じ記録材の後端側でトナー像の転写が継続することになる。

このとき、厚紙、導電性顔料を用いた着色紙、高湿度環境等に該当して記録材の搬送方向の抵抗値が低いと、転写部へ供給しようとした電流の一部が記録材を流れて除電ブラシから接地電位へ漏れ出す。その結果、記録材の先端が除電ブラシに到達する前後で、実際に転写部を流れてトナー像の移動に関与する実効転写電流が急激に変化して転写効率が不連続に変化し、これにより、記録材の搬送方向に画像の濃度段差が形成されてしまう。

本発明は、記録材の先端が除電ブラシに到達する前後での転写効率の変化が抑制されて、記録材の搬送方向に画像の濃度段差が現れにくい画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、トナー像を形成して像担持体に担持させる像形成手段と、前記像担持体との間に転写部を形成して前記像担持体から記録材へトナー像を転写させる転写部材と、接地電位に接続されるとともに、トナー像が転写されて前記像担持体から分離された記録材に接触する接触部材とを備えたものである。そして、記録材が前記接触部材に達する前に前記転写部に定電流制御された出力電圧を出力する電源と、前記定電流制御された出力電圧に対する記録材が前記接触部材に達した後の出力電圧の変化が抑制されるように、前記電源を制御する制御手段とを備える。

本発明の画像形成装置では、記録材の先端が接触部材に接触して電流が接触部材を通じて接地電位へ漏れ出している期間、記録材の先端が接触部材に接触するまでの定電流制御におけるよりも電源から出力させる電流を割り増す。単に割り増すだけでなく、記録材が接触部材に達する前の定電流制御された出力電圧に対する記録材が接触部材に達した後の出力電圧の変化が抑制されるように割り増す。これにより、実際に転写部を流れてトナー像の移動に関与する実効転写電流の変化が抑制される。

従って、記録材の先端が除電ブラシに到達する前後の実効転写電流の違いに起因する転写効率の変化が抑制されて、記録材の搬送方向に画像の濃度段差が現れにくくなる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、接触部材に記録材の先端が到達する以前の定電流制御よりも到達した以降に転写部へ供給される電流が増える限りにおいて、実施形態の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、定着装置の下流に配置されて接地電位に直接接続された除電ブラシのみならず、中〜高抵抗を介して接地電位に接続された搬送ローラ、搬送ガイドが接触部材であってもよい。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１〜３に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。また、請求項で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。

＜像形成手段＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配置したタンデム型フルカラー複写機である。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１１ｃ、１１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト１のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。

中間転写ベルト１に担持された四色のトナー像は、図２に示すように二次転写部Ｔ２へ搬送されて、二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト１に重ねて挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。トナー像を二次転写された記録材Ｐは、図１に示すように分離ローラ１ｂの湾曲面で中間転写ベルト１から分離されて定着装置１７へ送り込まれ、加熱・加圧を受けて表面にトナー像を定着される。このようにして、フルカラー画像が形成された記録材Ｐは、除電ブラシ２５にて除電後、排出ローラ１９によって排紙トレイ１８へ排出して積載される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１１ａの周囲に、帯電ローラ１２ａ、露光装置１３ａ、現像装置１４ａ、一次転写ローラ１５ａ、クリーニング装置１６ａを配置する。

感光ドラム１１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機光導電体層（ＯＰＣ）を形成されており、１００ｍｍ／秒のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電ローラ１２ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加された状態で感光ドラム１１ａに圧接して従動回転し、感光ドラム１１ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。

露光装置１３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１ａの表面に画像の静電像を書き込む。レーザービームの強度及び照射スポット径は、画像形成装置１００の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。感光ドラム１１ａに形成される静電像は、レーザービームが照射された部分が明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）、照射されなかった部分が暗部電位ＶＤ（約−７００Ｖ）である。

現像装置１４ａは、二成分現像剤を攪拌して帯電させ、固定磁極の周囲で感光ドラム１１ａとカウンタ方向に回転する現像スリーブＳに、帯電した二成分現像剤を穂立ち状態で担持させて感光ドラム１１ａを摺擦させる。負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブＳに印加することにより、現像スリーブＳよりも相対的に正極性となった感光ドラム１１ａの静電像へ負極性に帯電したトナーが移転して静電像を反転現像する。

一次転写ローラ１５ａは、中抵抗（体積抵抗率１０^４〜１０^１０Ωｃｍ）の弾性層を中心軸に被覆して構成され、中間転写ベルト１に圧接して従動回転して、感光ドラム１１ａと中間転写ベルト１との間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ１５ａは、トナー像の帯電特性とは逆極性である正極性の直流電圧を印加されることにより、負極性に帯電して感光ドラム１１ａに担持されたトナー像を中間転写ベルト１へ一次転写させる。

クリーニング装置１６ａは、感光ドラム１１ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト１へ転写されずに感光ドラム１１ａに付着した転写残トナーを除去する。

＜像担持体＞
中間転写ベルト１は、ヒドリンゴムにカーボンを分散して体積抵抗率を１０^７Ωｃｍに調節した厚さ０．５ｍｍの基層上に、１０^１３Ωｃｍのフッ素系樹脂の厚さ２０μｍの表層を形成して構成される。

中間転写ベルト１は、駆動ローラ１ａ、分離ローラ１ｂ、及びテンションローラ１ｃに掛け渡して支持され、駆動ローラ１ａに駆動されて、１００ｍｍ／秒のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト１の張力は、伸び率が１％以内になるように設定して、ベルト材料の破断や永久歪みが発生しないようにするのが好ましく、ここでは、１５０Ｎの張力がかかるように設定してある。

中間転写ベルト１の基層は、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂の基材にカーボンや導電粉体を分散させて体積抵抗率を１０^６〜１０^１２Ωｃｍ程度に調節した材料を用いることができる。表層として、シリコンゴムやヒドリンゴム等の弾性材料の弾性層を形成してもよい。

二次転写ローラ３は、金属製の中心軸３ａの外周を、中抵抗（体積抵抗率１０^４〜１０^１０Ωｃｍ）の抵抗値を有するＥＰＤＭ発泡層の弾性層３ｂで被覆して構成される。二次転写ローラ３は、金属円筒で形成されて接地電位に接続された分離ローラ１ｂによって内側から支持された中間転写ベルト１に圧接して、中間転写ベルト１と二次転写ローラ３との間に二次転写部Ｔ２を形成する。

電源Ｄ２は、トナー像の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を二次転写ローラ３へ印加して、中間転写ベルト１に担持されたトナー像を、二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ静電的に移転させる。

中間転写ベルト１への各色トナー像の一次転写の進行に合わせて、記録材収納カセット２０から給紙装置２１によって記録材Ｐが１枚づつ取り出され、レジストローラ２２によって二次転写部Ｔ２へ挿通される。

定着装置１７は、ヒータ２３ｈによって内側から加熱される定着ローラ２３に、ヒータ２４ｈによって内側から加熱される加圧ローラ２４を圧接して、記録材Ｐを加熱加圧する高温・高圧の定着ニップを形成する。定着ローラ２３は、アルミニウムパイプの基材層２３ａの外周にシリコンゴムの弾性層２３ｂを設け、弾性層２３ｂの表面にフッ素樹脂材料の離型層を形成してある。加圧ローラ２４は、アルミニウムパイプの基材層２４ａの外周にシリコンゴムの弾性層２４ｂを設け、弾性層２４ｂの表面にフッ素樹脂材料の離型層を形成してある。定着ローラ２３及び加圧ローラ２４は、表面が絶縁性（又は高抵抗）であるため、接地電位に接続された除電ローラ２３ｊ、２４ｊを、定着ニップの下流側で当接回転させて除電している。

排出ローラ１９及びレジストローラ２２は、高抵抗のシリコンゴムローラである。

除電ブラシ２５は、接地電位に接続されるとともに、トナー像が転写されて中間転写ベルト１から分離された記録材Ｐに線状に接触して摺擦することにより、記録材Ｐの帯電電荷を除電する。除電ブラシ２５は、導電性繊維である導電性のレーヨン繊維が使用され、繊維の太さは６デニール、パイル長は５ｍｍ、繊維密度は１０万本／ｉｎｃｈ^２である。二次転写部Ｔ２から除電ブラシ２５までの距離Ｌ２５は、画像形成装置１００を小型化するために、３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定されるが、ここでは、二次転写部Ｔ２から除電ブラシ２５までの距離は１２０ｍｍである。

除電ブラシ２５は、排出ローラ１９によって排紙トレイ１８へ排出される記録材Ｐを除電することにより、排紙トレイ１８へ積載された記録材Ｐの静電的な張り付きやカールを除去する。このため、直接に接地電位に接続して、除電機能を阻害したり除電性能を十分に発揮できなったりしないようにしている。

ベルトクリーニング装置１８は、中間転写ベルト１にクリーニングブレード１８ａを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト１に付着した転写残トナーを除去して廃トナーボックス１８ｂに収容する。

＜定電流制御＞
転写ローラ等の転写部材を用いる画像形成装置において、転写部材に印加する転写電圧は、定電圧制御又は定電流制御されるが、定電圧制御の場合は以下のような欠点がある。

転写部材として使用される転写ローラは、通常はゴムに導電性粒子を分散させて体積抵抗を適宜に調整したものが使用されるが、この種の物質は、環境温度によって抵抗値が数桁に渡って変化する。このため、環境温度に応じて実際に転写部を流れてトナー像の移動に関与する電流値が大幅に変化する。すなわち、常温常湿（Ｎ／Ｎ：温度２３℃、相対湿度６０％）環境で好適に定電圧を設定すると、低温低湿（Ｌ／Ｌ：温度１５℃、湿度１０％）環境では、転写ローラの抵抗値が大きくなるために転写不良が発生する。

このような欠点をなくすために、「ＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）方式の定電圧制御が提案されている。ＡＴＶＣ方式では、転写部に記録材が存在しない非画像形成時に定電流制御を行って電源の出力電圧値をホールドし、画像形成時には、ホールドした出力電圧値が出力されるように電源を定電圧制御する。しかし、ＡＴＶＣ方式の定電圧制御には以下に述べるような問題がある。

ＡＴＶＣ方式は、記録材Ｐの無い状態で定電流制御された出力電圧を用いるため、出力電圧には、記録材の抵抗値が反映されていないか一定値として反映されている。このため、記録材の抵抗値が振れた（変化した）場合に、実際に転写部に流れてトナー像の移転に関与する電流が変化してしまう。

定電圧を記録材の抵抗値が高い場合（例えば、乾燥紙）に対して適切に設定した場合、抵抗値が低い記録材（例えば、水分の多い紙）を転写部に通紙した際に、転写部に過大な電流が流れて転写抜け不良が発生する。逆に、抵抗値の低い記録材に対して定電圧を適切に設定すると、抵抗値の高い記録材において、電荷不足による転写不良が発生する。

このため、画像形成装置１００では、電源Ｄ２から定電流制御された電圧を二次転写ローラ３に出力させて、上述のような二次転写ローラ３や記録材Ｐの抵抗値の変化による欠点を解消して、常時、転写に必要な電荷量を確保する。

しかし、画像形成装置１００では、小型化を実現すべく設計されているため、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過中に、記録材Ｐの後端が定着装置１７、排出ローラ１９、除電ブラシ２５に突入して接触する。また、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過中に、記録材Ｐの後端側がレジストローラ２２に同時に狭持される。

そして、近年、電子写真方式の画像形成装置では、使用される記録材が多種多様化しており、体積抵抗率で１０^８Ω・ｃｍ〜１０^１７Ω・ｃｍといった幅広い抵抗値の記録材が使用される。

また、記録材の抵抗値は、空気中水分の影響を強く受けて大きく変化する。具体的には、気温１５℃、湿度１０％の低温低湿環境から気温３２℃、湿度８０％の高温高湿環境への推移で、５桁以上の抵抗変動がある。この結果、高湿環境の低抵抗紙においては、二次転写部Ｔ２を流れるべき電流の一部が記録材Ｐを搬送方向に伝わって除電ブラシ２５から接地電位へ漏れ出してしまう。これにより、二次転写部Ｔ２で電流不足となり、中間転写ベルト１に担持されたトナー像が記録材Ｐへ適正に転写されない現象が起きる。

このような現象は、画像形成装置の小型化（距離Ｌ２５の短縮）によって、また、他のローラや除電部材に同時に接触することによってより顕著となる。しかし、それらを解決するために、転写時に同時に接触する搬送路の部材を高抵抗やバリスタを介して接地する手法は採用できない。これにより、各々の部材がチャージアップして画像不良や、吸着によるＪＡＭ等を引き起こし易くなるからである。

画像形成装置１００では、記録材が接触部材に達する前後における出力電圧の変化が抑制されるように電源Ｄ２を制御することにより、転写部の電圧不足による画像不良を弊害なく解決する。

＜実施例１＞
図２は実施例１の制御における構成の説明図、図３は実施例１の制御を通じた電源の出力電圧の線図、図４は定電流制御を最後まで行った場合の出力電圧の線図である。実施例１では、定電流制御を、記録材が接触部材に達するまでに、定電流制御で出力した電圧値を用いた定電圧制御に切り替える。これにより、トナー像を記録材Ｐに転写している際、同時に接触する装置内の部材に接触する前後に転写制御を変更することで、漏れ電流による画像不良や転写抜けを防止できる。

図２に示すように、画像形成装置１００において、高温高湿環境で低抵抗化したＡ４サイズの記録材Ｐを連続して３００枚画像形成した。記録材Ｐは、記録材はキヤノン株式会社製のカラーレーザーコピア用紙を使用しており、常温常湿（温度２３℃、湿度６０％）環境での体積抵抗率は１×１０^１０Ωｃｍ、高温高湿（Ｈ／Ｈ：温度３２℃、湿度８０％）での体積抵抗率は１×１０^１０Ωｃｍであった。そして、二次転写部Ｔ２を流れてトナー像の移転に関与する最適電流値は２０μＡであった。

二次転写部Ｔ２から除電ブラシ２５までの距離が１２０ｍｍ、プロセススピードが１００ｍｍ／秒であるため、記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２を抜けてから１２００ｍｓｅｃ後に除電ブラシ２５に接触する。

記録材Ｐの先端が除電ブラシ２５に接触する前は、二次転写ローラ３の抵抗Ｒ３＋記録材Ｐの厚み方向の抵抗Ｒｐ＋中間転写ベルト１の抵抗Ｒ１を流れる単一の電流パス(経路Ａ)が形成される。

これに対して、記録材Ｐの先端が除電ブラシ２５に接触した後は、二次転写ローラ３の抵抗Ｒ１＋記録材Ｐの搬送方向の抵抗Ｒｈを流れるもう１つの電流パス（経路Ｂ）が形成される。このため、電源Ｄ２の負荷である二次転写ローラの抵抗Ｒ３から接地電位までの抵抗値が低下する。

図２を参照して図３に示すように、実施例１の制御では、制御部１１０は、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入する１００ｍｓｅｃ前から、電源Ｄ２の定電流制御を開始させる。記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入すると、記録材Ｐの厚み方向の抵抗Ｒｐが加わるため、電流値を２０μＡに保つように、電源Ｄ２の出力電圧は１．５ｋＶから２．０ｋＶまで上昇する。

その後、記録材Ｐが１２０ｍｍ搬送されて先端が除電ブラシ２５に接触する時点（突入から１２００ｍｓｅｃ後）に、制御部１１０は、それまでの定電流制御を定電圧制御に切り替えている。具体的には、制御部１１０が電圧検知回路Ｖ２を通じて、突入から１１００ｍｓｅｃ後の電源Ｄ２の出力電圧値を取り込み、取り込んだ出力電圧を電源Ｄ２に設定して、突入から１２００ｍｓｅｃ後に定電圧制御を開始させた。

この場合、突入から１１００ｍｓｅｃ後の出力電圧値が２．０ｋＶであったため、定電圧２．０ｋＶが電源Ｄ２から二次転写ローラ３に印加されて、経路Ａと経路Ｂとに流れ込む電流値は、２０μＡ→４０μＡに上昇している。

すなわち、制御部１１０は、除電ブラシ２５接触前における経路Ａにかかる電圧値（２．０ｋＶ）を保持することで、除電ブラシ２５接触後、別の並列な経路Ｂが形成されても、経路Ａに流れる電流値を２０μＡに確保する。これにより、転写電流の不足に起因する転写抜けが発生しない良好な画像が得られた。

実施例１の制御では、除電ブラシ２５等、記録材Ｐを通じて接地電位に漏れ出す電流値を補えるように、それまでの定電流制御を定電圧制御に切り替えるので、転写抜けのない良好な画像を得ることが可能である。また、広範囲に抵抗値が変化する多様な記録材Ｐに対しても、二次転写部を流れてトナー像の転写に関与する電流値を最適に確保できる。

図２を参照して図４に示すように、２０μＡの定電流制御を最後まで続けた場合、電源Ｄ２から二次転写ローラの抵抗Ｒ３に流れ込む電流値は、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する間、終始２０μＡ一定である。

しかし、線図の領域Ｂから読み取れるように、記録材Ｐの先端が除電ブラシ２５に接触した時点で、電源Ｄ２の出力電圧が急激に低下する。これは、低抵抗化した記録材Ｐを搬送方向に電流が流れて除電ブラシ２５から接地電位に漏れ出すためである。

そして、除電ブラシ２５に接触する前後で、電源Ｄ２の出力電圧は、２．０ｋＶ→１．０ｋＶと１／２に低下することから、除電ブラシ２５を通じた漏れ電流は、電源Ｄ２が出力する定電流の約半分１０μＡを占めている。

このため、二次転写ローラ３から記録材Ｐ及び中間転写ベルト１を厚み方向に流れてトナー像の転写に関与する経路Ａには、適正電流２０μＡの約半分の１０μＡしか電流が流れない。この結果、記録材Ｐの先端から１２０ｍｍの位置から後端まで転写電流の不足による画像抜けが発生した。

＜実施例２＞
図５は実施例２の制御における構成の説明図、図６は１枚目の記録材で測定された電流値の変化の線図、図７は２枚目以降の記録材における定電流制御の線図である。実施例２では、転写部材に流れる刻々の電流値を検出する検出手段を備えておき、転写部に定電圧を印加して検出した先行する記録材の搬送方向の位置ごとの電流値を用いて定電流制御を行う。これにより、１枚目の定電圧制御で取得した電流履歴を元に２枚目以降の電流値を決定することで、漏れ電流による画像不良や転写抜けを防止できる。

図５に示すように、実施例１と同様に、低抵抗化したＡ４サイズの記録材Ｐを、画像形成装置１００において連続して３００枚画像形成しており、二次転写部Ｔ２を流れてトナー像の移転に関与する最適電流値は２０μＡである。そして、二次転写部Ｔ２から除電ブラシ２５までの距離が１２０ｍｍ、プロセススピードが１００ｍｍ／秒であるため、記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２を抜けてから１２００ｍｓｅｃ後に除電ブラシ２５に接触する。

実施例２の制御では、制御部１１０が電流検知回路Ａ２を用いて、先行する１枚目の記録材Ｐの画像形成を通じて、記録材Ｐの搬送方向に沿った電流プロファイルを測定する。そして、制御部１１０は、後続する２枚目以降の記録材Ｐに対する画像形成では、測定した電流プロファイルに沿って刻々の定電流を電源Ｄ２に設定して、定電流制御を行わせる。

実施例２の制御は、連続画像形成ジョブにおける１枚目と２枚目以降とで、二次転写ローラ３に印加する電圧の制御方式を切り替える点で、実施例１の制御とは異なっている。

先行する１枚目の画像形成に先立たせてＡＴＶＣ制御を行って、先行する１枚目の画像形成で電源Ｄ２に設定する定電圧を求める。

具体的には、制御部１１０は、連続画像形成の開始１秒前から電源Ｄ２に定電流２０μＡを設定して、二次転写ローラ３に印加する電圧を定電流制御させ、そのときの出力電圧値Ｖ０を電圧検知回路Ｖ２を通じて取り込む。制御部１１０は、記録材Ｐの無い二次転写部Ｔ２で２０μＡの電流を確保できる電圧値ＶＯに、記録材分担電圧Ｖｐを加算して、１枚目の画像形成で使用する定電圧Ｖ１を求める。記録材分担電圧Ｖｐは、記録材Ｐの種類と温度湿度との組み合わせごとのデータテーブルとして、予め記憶装置１０９に準備されている。
Ｖ１＝Ｖ０＋Ｖｐ

実施例２で取り込まれた電圧値Ｖ０は、１．５ｋＶであり、選択された記録材分担電圧Ｖｐは０．５ｋＶであった。
Ｖ１＝Ｖ０＋Ｖｐ＝１．５ｋＶ＋０．５ｋＶ＝２ｋＶ

制御部１１０は、実施例１と同様に、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入する１００ｍｓｅｃ前から、電源Ｄ２を定電圧２．０ｋＶにて定電圧制御させて、１枚目の記録材Ｐの後端まで画像形成する。

図５を参照して図６に示すように、制御部１１０は、電流検知回路Ａ２を通じて、１枚目の記録材Ｐの先端が二次転写部Ｔ２に突入してから後端が二次転写部Ｔ２を抜けるまでの電流履歴を取得して記憶装置１０９に記録する。

制御部１１０は、記憶装置１０９に保持した１枚目の記録材Ｐにおける電流履歴が再現されるように、２枚目以降の記録材Ｐに対しては、１０ｍｓｅｃごとに電源Ｄ２の定電流の設定値を変更して、二次転写ローラ３に印加する電圧を定電流制御させる。

ここで、１枚目の記録材Ｐの先端が二次転写部Ｔ２に突入してから１０ｍｓｅｃ経過時に検知された刻々の電流値をＩ０とし、その後、１０ｍｓｅｃが経過するごとに検知された電流値をＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、・・・とする。

そして、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、・・・と電流値Ｉ０との比ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、・・・を演算して、記憶装置１０９に記録する。
ｒ１＝Ｉ１／Ｉ０
ｒ２＝Ｉ２／Ｉ０
ｒ１＝Ｉ３／Ｉ０
・
・
・

図５を参照して図７に示すように、制御部１１０は、２枚目以降の記録材Ｐでは、最適電流値をＩｐ＝２０μＡとして、定電流制御値Ｉｑを、次式のように所定時間刻み（１０ｍｓｅｃ）ごとに刻々と切り替える。
Ｉｑ＝Ｉｐ×ｒｎｎ＝１、２、３、・・・

このような制御を行うことで、先行する１枚目にて通紙する記録材Ｐにおける系の抵抗変化、具体的には図５に示された経路Ｂの抵抗値の変化を読み取り、その変化に応じた最適電流値を２枚目以降の記録材Ｐで確保できる。

よって、経路Ｂを通じた微小な漏れ電流も補正することが可能となり、正規の電流経路である経路Ａに流れる電流値を常に一定に保つことが可能である。実施例２の制御によれば、転写抜けの画像不良の発生はなく、良好な画像を得ることができた。

＜実施例３＞
図８は実施例３の制御における構成の説明図、図９は記録材上で見た定電流制御と定電圧制御の切り替えの説明図である。実施例３では、接触部材を通じて接地電位に流れる刻々の電流値を検出する検出手段を備えておき、検出した電流値を割り増した電流値を用いて、接触部材到達後の定電流制御を行う。これにより、高い画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供できる。

図８を参照して図９に示すように、制御部１１０は、電源Ｄ２に最適転写電流値２０μＡを設定して、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入する１００ｍｓｅｃ前から定電流制御を開始させる。

制御部１１０は、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入してから９０ｍｓｅｃ後から１００ｍ後まで電圧検知回路Ｖ２を通じて電源Ｄ２の出力電圧値を取り込んで平均値を求める。そして、求めた平均値を電源Ｄ２に定電圧として設定して、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入してから１１０ｍｓｅｃ後から１５０ｍｓｅｃ後まで、電源Ｄ２を定電圧制御させる。

制御部１１０は、その後、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入してから１３０ｍｓｅｃ後から１４０ｍｓｅｃ後まで、漏れ電流検知回路Ａ２５を通じて除電ブラシ２５を通じて接地電位へ漏れ出す漏れ電流を取り込んで平均値を求める。そして、求めた平均値を最適転写電流２０μＡに加算した電流値を電源Ｄ２に定電流れ圧として設定して、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２へ突入してから１５０ｍｓｅｃ後から２２０ｍｓｅｃ後まで、電源Ｄ２を定電流制御させる。

図９に示すように、記録材Ｐの先端が除電ブラシ２５へ到達する前後の区間では定電圧制御が適用されているため、実施例１と同様に、除電ブラシ２５を通じて接地電位へ漏れ出す漏れ電流が自動的に電源Ｄ２から取り出される。このため、長さＬ２５の位置に転写電流が不足して転写効率が低下することによる濃度段差が形成されない。

また、記録材Ｐの除電ブラシ２５に接触した状態で実際の漏れ電流を測定して、漏れ電流を加算した定電流値を設定するので、定電圧制御の終了後にも、転写電流が不足して転写効率が低下することによる濃度段差が形成されない。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。実施例１の制御における構成の説明図である。実施例１の制御を通じた電源の出力電圧の線図である。定電流制御を最後まで行った場合の出力電圧の線図である。実施例２の制御における構成の説明図である。１枚目の記録材で測定された電流値の変化の線図である。２枚目以降の記録材における定電流制御の線図である。実施例３の制御における構成の説明図である。記録材上で見た定電流制御と定電圧制御の切り替えの説明図である。

符号の説明

１像担持体（中間転写ベルト）
１ａ駆動ローラ
１ｂ転写部材（分離ローラ）
１ｃテンションローラ
３転写部材（二次転写ローラ）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ感光ドラム
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ帯電ローラ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ露光装置
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ現像装置
１７定着装置
１９排出ローラ
２５除電ブラシ

Claims

トナー像を形成して像担持体に担持させる像形成手段と、
前記像担持体との間に転写部を形成して前記像担持体から記録材へトナー像を転写させる転写部材と、
接地電位に接続されるとともに、トナー像が転写されて前記像担持体から分離された記録材に接触する接触部材と、を備えた画像形成装置において、
記録材が前記接触部材に達する前に前記転写部に定電流制御された出力電圧を出力する電源と、
前記定電流制御された出力電圧に対する記録材が前記接触部材に達した後の出力電圧の変化が抑制されるように、前記電源を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記電源は、前記定電流制御を、記録材が前記接触部材に達するまでに、前記定電流制御で出力した電圧値を用いた定電圧制御に切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記転写部材に流れる刻々の電流値を検出する検出手段を備え、
前記電源は、前記転写部に定電圧を印加して検出した先行する記録材の搬送方向の位置ごとの電流値を用いて前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記接触部材を通じて接地電位に流れる刻々の電流値を検出する検出手段を備え、
前記電源は、検出した前記電流値を割り増した電流値を用いて前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
トナー像が転写された記録材を加熱加圧する加熱手段を備え、
前記接触部材は、前記加熱手段を通過した記録材を摺擦するように配置された除電ブラシであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。