画像形成装置
【課題】コストをかけることなく、高湿環境下において転写不良が発生するのを抑制すること。
【解決手段】像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置１であって、像担持体に対して圧接状態となることによって像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写部材４５と、 転写部材４５にバイアス電圧ＶＢを印加する二次転写高圧電源７３と、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧ＶＢが下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段９２とを有する。
【解決手段】像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置１であって、像担持体に対して圧接状態となることによって像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写部材４５と、 転写部材４５にバイアス電圧ＶＢを印加する二次転写高圧電源７３と、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧ＶＢが下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段９２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体や中間転写体などの像担持体の表面に形成されたトナー像を記録紙などの転写材に転写するように構成された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを有した複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称される多機能機などの画像形成装置が用いられる。画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、それをさらに記録紙に二次転写し、これを定着することにより画像形成を行う。トナー像を中間転写ベルトから記録紙へ二次転写するために、像担持体である中間転写ベルトに対して圧接状態となる転写ローラが設けられている。
【０００３】
従来、このような画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写するために、転写ローラに高電圧を印加するとともに、定電流制御を行って適当な電流を転写ローラに供給している。しかし、用紙の抵抗値が予定された範囲内であれば、画像性能を維持することができるが、用紙が高湿環境にさらされていた場合には、用紙の抵抗が低下するので、用紙を伝って電流が漏れることによって本来の転写電流が減少するおそれがある。
【０００４】
例えば、通常、用紙の搬送路には用紙を案内する金属製のガイド部材が設けられている。ガイド部材は、通常、画像形成装置の本体フレームに対して電気的に接続され、接地電位となっている。そのため、転写部を通過した用紙がガイド部材に接触することによって、転写ローラ、用紙、およびガイド部材を経由する電流路が形成され、ここに漏れ電流が流れる。
【０００５】
そうした場合に、転写ローラから中間転写ベルトに至る本来の転写電流が減少するため、転写材不良が生じ、用紙上に形成された画像にかすれなどが発生することがある。
【０００６】
従来において、このような高湿環境下での転写電流の漏洩による転写不良を防ぐため、用紙が接触する可能性のあるガイド部材を本体フレームから電気的に浮かして取り付けたり、ガイド部材の表面にコーティングを行って絶縁性を与えたり、また、導電性のない合成樹脂で製作することが行われている。
【０００７】
一方、安定した転写を行うために感光体上のトナー像を定電圧制御で転写する際に、感光体と転写手段との間に流れる転写電流を所定の値以下に制限する電流制御方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
また、像担持体上のトナー像をＡＴＶＣ制御後に転写電圧と上限電流を制御し、転写材のサイズ情報に基づいて上限電流を制御することによってトナーの飛び散りを防止する方法が提案されている（特許文献２）。
【０００９】
また、定電流制御において高抵抗紙を使用した場合には、電圧が極めて高くなるため、通紙中に転写手段が感光体に直接接触する部分において過剰の電流が流れ、地カブリが発生する。この地カブリを防止するための方法として、定電流制御の際に転写電圧の上限値を規制する方法が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開平１１−２７２０９５
【特許文献２】特開平１１−１７４８７１
【特許文献３】特開２００２−２３５２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、用紙の搬送を案内するガイド板を合成樹脂で形成したり、絶縁性の高いコーティングを行ったり、ガイド部材を電気的に浮かして取り付ける構成は、高湿環境にさらされた記録紙（調湿紙）のみに対応するための対策としてコスト高となってしまう。特に、ガイド部材を電気的に浮かして取り付けた場合には、さらに高抵抗を介して接地することとなり、大きなコストを要する。
【００１１】
また、ガイド板を合成樹脂で形成した場合には寸法精度を出すのが容易ではなく、またガイド部材が熱で反ってしまうという問題もある。
【００１２】
本発明は、上に述べた問題に鑑みなされたもので、コストをかけることなく、高湿環境下において転写不良が発生するのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、 前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧が前記下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段と、を有する。
【００１４】
また、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、 前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧が定電圧となるように制御する定電圧制御手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する定電流制御手段と、前記転写部材に印加されるバイアス電圧の値を検出する検出手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つ前記検出手段によって検出されたバイアス電圧の値が前記下限値に低下した場合に、前記転写バイアス印加手段におけるバイアス電圧を前記定電流制御手段による制御から前記定電圧制御手段による制御に切り換えるように制御する転写バイアス制御手段と、を有する。
【００１５】
好ましくは、前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、前記転写材のサイズまたは種類によって定められた値に変更する。
【００１６】
好ましくは、前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、周囲の温度および湿度の少なくとも一方の環境に応じて値に変更する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、コストをかけることなく、高湿環境下において転写不良が発生するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔画像形成装置の全体の説明〕
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略の内部構成を示す図、図２は画像形成装置１の主要な制御系を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型のプリントエンジンを内蔵した電子写真方式のフルカラー複写機である。このような画像形成装置１は、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称されることもある。
【００２０】
図１において、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙供給部６０、および制御部１００などを有する。
【００２１】
画像読取部１０は、原稿ガラス台の上に載置された原稿の画像を、スキャナを移動させて読取る。すなわち、スキャナに設置された露光ランプで原稿を照射し、その反射光による像を、レッド（Ｒ) 、グリーン（Ｇ) 、ブルー（Ｂ）の３原色に対応したＣＣＤイメージセンサで読み取る。これにより、原稿画像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの各画像データが得られる。
【００２２】
画像読取部１０で得られた画像データは、制御部１００において各種の処理が施され、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。変換された画像データは、制御部１００に設けられた画像メモリに各再現色ごとに格納される。格納された画像データは、位置ずれ補正のために必要な画像補正が施される。その後、用紙供給部６０から供給される用紙ＹＳの搬送状態に同期して、画像メモリから画像データが１走査ラインごとに読み出され、感光体ドラムを露光するレーザダイオード２７の駆動信号として出力される。
【００２３】
なお、用紙ＹＳとして、紙、プラスチックシート、その他の記録媒体を用いることが可能である。つまり、用紙ＹＳは、記録紙、記録材、転写材、記録媒体、または転写媒体などと言い換えることができる。
【００２４】
画像形成部２０は、電子写真方式によって用紙ＹＳ上に画像を形成するものであって、イメージングユニットＵ、中間転写部４０、および定着部５０などが設けられている。
【００２５】
イメージングユニットＵとして、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のイメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫが設けられ、この順で中間転写ベルト４１に沿って配置されている。各イメージングユニットＵは、画像プロセス部ＧＰと露光走査部ＲＳとから構成されている。各画像プロセス部ＧＰには、感光体ドラム２１、帯電チャージャ２２、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像部２４、トナー像を中間転写ベルト４１に転写（一次転写）するための転写ローラ２５、および感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーナ２６などが設けられる。各露光走査部ＲＳには、感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光部２３が設けられる。露光部２３には、感光体ドラム２１の表面を露光走査するためのレーザダイオード２７が設けられる。
【００２６】
各感光体ドラム２１は、露光される前にクリーナ２６で残留したトナーが除去され、図示しないイレーサランプに照射されて除電される。除電された感光体ドラム２１は、帯電チャージャ２２によって一様に帯電される。このように一様に帯電した感光体ドラム２１は、レーザダイオード２７の光による露光により、静電潜像が形成される。
【００２７】
各静電潜像は、それぞれ各色の現像器２４により現像される。これにより、感光体ドラム２１の表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。
【００２８】
これらのイメージングユニットＵで形成された各色のトナー像（トナー画像）は、転写ローラ２５に電圧が印加されることにより、走行する中間転写ベルト４１上の同じ位置に重ね合わされて転写され、合成される。イメージングユニットＵの配置は適時変更してもよい。
【００２９】
中間転写部４０には、中間転写ベルト４１を走行可能に支持する駆動ローラ４２、従動ローラ４３が設けられる。中間転写ベルト４１の張りは、従動ローラ４３に設けられたテンションばね４４の張力によって調整することができる。駆動ローラ４２に対向する位置に、転写ローラ４５が設けられる。転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１に対して接離可能に設けられており、中間転写ベルト４１に圧接することによって転写ニップ部を形成する。また、転写ローラ４５には、転写のためのバイアス電圧ＶＢが印加される。
【００３０】
転写ニップ部には、中間転写ベルト４１の走行と同期して用紙ＹＳが給送されてきており、転写ニップ部において、中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像が用紙ＹＳ上に転写（二次転写）される。二次転写された後に中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、クリーニング部３０によって除去される。
【００３１】
クリーニング部３０には、クリーナ３１、スクリュー３２、ジョイント３３、廃トナーボックス３４などが設けられる。クリーナ３１で掻き落とされたトナーは、スクリュー３２によって搬送され、ジョイント３３を介して廃トナーボックス３４内に回収される。
【００３２】
定着部５０には、定着ローラ５１、加熱ローラ５２、および用紙搬送ガイド８２などが設けられる。二次転写によってトナー像が形成された用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド８２に案内されて搬送路ＨＲ上を搬送され、定着ローラ５１と加熱ローラ５２との間を通過することによって定着される。定着された用紙ＹＳは、搬送路ＨＲ上を搬送されてトレイ６５上に排出される。
【００３３】
定着部５０には、定着された用紙ＹＳ上に形成された画像の濃度を検知するための図示しない濃度センサ（ＩＤＣセンサ）が設けられている。濃度センサとして、光学式反射型センサがしばしば用いられる。濃度センサによって、画像安定化制御（ＩＤＣ）のために用紙ＹＳ上に形成されたパッチの濃度が検知される。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれ４色のべた付着量が測定される。
【００３４】
用紙給紙部６０には、用紙ＹＳを収納しておくための給紙カセット６１、および給紙カセット６１から用紙ＹＳを送り出すための給紙ローラ６２などが設けられている。給紙カセット６１には、種々のサイズの用紙ＹＳが収容されており、給紙ローラ６２などからなる給紙搬送手段によって所定のタイミングで搬送路ＨＲに送り出される。搬送路ＨＲの途中には、中間ローラ６３およびレジストローラ６４などが設けられ、これらによって用紙ＹＳは二次転写位置に搬送される。また、レジストローラ６４の手前には、用紙ＹＳの先端部分を検出するための用紙検出センサＳＥが設けられている。用紙ＹＳが検出されると、制御部１００は、二次転写位置に送り出すタイミンを取ってレジストローラ６４の駆動部に駆動信号を送る。
【００３５】
図２において、制御部１００は、ＣＰＵ、半導体メモリおよび磁気記憶装置などからなる記憶部、制御用回路、種々のインタフェースなどからなる通信部などから構成されている。画像読取部１０で読み取った画像データ、または図示しないパーソナルコンピュータなどから出力された画像データに対して画像処理を行い、また、画像形成装置１の各部の動作を制御する。
【００３６】
図２に示すように、画像形成装置１には、帯電チャージャ２２に帯電バイアス電圧Ｖｇを印加する帯電グリッド高圧電源７１、現像部２４の現像ローラに現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加する現像バイアス高圧電源７２、および、転写ローラ４５にバイアス電圧ＶＢを印加する二次転写高圧電源７３が設けられている。また、上に述べた濃度センサ５４の他に、温湿度センサ５５およびＰＨ温度センサ５６などが設けられている。
【００３７】
制御部１００は、これら、帯電グリッド高圧電源７１、現像バイアス高圧電源７２、二次転写高圧電源７３に対し、それぞれ適切な電圧または電流を出力するように制御する。つまり、制御部１００は、後述する転写バイアス制御部９２を含む。また、露光部２３のレーザダイオード２７に対し、駆動信号を出力する。この駆動信号は、レーザダイオード２７の発光強度を調整するために種々の方式によって変調されている。
【００３８】
制御部１００は、ユーザによる操作部１１からの入力信号を受け付け、また操作部１１に種々の信号を出力する。なお、操作部１１には、画像形成装置１の動作の切り替えのための押しボタンなどからなる切替部、画像やメッセージを表示するための表示パネルまたはタッチパネルなどが設けられている。
【００３９】
また、制御部１００は、上に述べた濃度センサ５４、温湿度センサ５５、およびＰＨ温度センサ５６などからの検知信号を入力し、種々の制御のために用いる。
〔画像安定化処理〕
一般に、画像形成装置においては、環境の変化、使用による経時変化などによって画質が変動する。このような変動に対して、常に適切な画質の画像が形成されるよう、画像安定化制御（画像安定化処理）が行われる。画像安定化制御においては、テスト用の画像のパッチを形成し、その画像の濃度を濃度センサによって検知する（測定する）。濃度センサにより検知された検知信号に基づいて、画像が狙いの画質範囲内にあるかどうかを判断する。画像が狙いの画質範囲内にない場合には、その検知信号に基づいて、各画像形成条件を補正しまたは調整する。
【００４０】
画像安定化制御は、例えば、画像形成装置１の電源オン時、省エネルギーモードからの復帰時、前回の画像安定化処理を実施してからの装置内の温度変化や湿度変化が各閾値を超えたとき、または、累計印刷枚数が閾値を超えたときに行われる。
〔二次転写部の詳しい説明〕
図３は画像形成装置１の二次転写部を拡大して示す図である。
【００４１】
図３において、中間転写ベルト４１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト４１の回転（走行）によって二次転写部まで搬送される。二次転写部において、用紙ＹＳに二次転写が行われる。トナー像が二次転写された用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド８２および定着突入ガイド８１に案内されて定着部５０に送られる。
【００４２】
定着突入ガイド８１は、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム合金板などの金属板からなり、画像形成装置１の本体フレームに対し電気的に接続された状態つまり接地状態で取り付けられている。
【００４３】
用紙搬送ガイド８２は、絶縁性の合成樹脂からなっているが、しかし、導電性の合成樹脂または金属板などを用いて構成し、かつ接地電位となるように接続されたものでもよい。
【００４４】
中間転写ベルト４１は、例えばポリカーボネイト、ＰＰＳ、またはフッ素樹脂を含有した樹脂を用いて製作される。
【００４５】
転写ローラ４５は、金属製のシャフトの表面に電子導電性のエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ発砲ゴム）などを被覆して形成される。また、転写ローラ４５の表面の材質として、カーボン分散タイプの電子導電性や環境依存性の大きいイオン導電性のニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）などでもよい。なお、イオン導電性を有する転写ローラ４５の表面の材料として、ＮＢＲに限定されず、ウレタンゴム、ヒドリンゴムなどでもよい。
【００４６】
二次転写高圧電源７３は、転写ローラ４５にバイアス電圧ＶＢを印加するものであり、本発明における転写バイアス印加手段に相当する。
【００４７】
二次転写高圧電源７３には、定電圧回路９６および定電流回路９７が設けられる。定電圧回路９６は、転写ローラ４５に対して印加されるバイアス電圧ＶＢの下限値が維持されるように動作する。定電流回路９７は、転写ローラ４５へのバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように動作する。
【００４８】
二次転写高圧電源７３は、定電圧回路９６および定電流回路９７の動作によって、転写ローラ４５に印加するバイアス電圧ＶＢが、バイアス電圧ＶＢにより流れる電流が定電流となるように、かつバイアス電圧ＶＢの下限値が規制されるように、機能する。なお、バイアス電圧ＶＢが下限値となった場合には、定電流制御は行われず、転写ローラ４５の回路の抵抗値に応じた電流が流れることとなる。
【００４９】
なお、バイアス電圧ＶＢの下限値、定電流の値は、転写バイアス制御部９２からの設定によって変更することが可能である。定電圧回路９６および定電流回路９７は、互いに独立した回路として設けてもよく、また独立した回路ではなく共通の回路の一部分として設けてもよい。
【００５０】
転写バイアス制御部９２は、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧ＶＢが下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する。
【００５１】
転写バイアス制御部９２には、定電圧制御部９３、定電流制御部９４、検出部９５などが設けられる。
【００５２】
定電圧制御部９３は、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢが定電圧となるように制御する。
【００５３】
定電流制御部９４は、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する。
【００５４】
検出部９５は、転写ローラ４５に印加されるバイアス電圧ＶＢの値を検出する。
【００５５】
したがって、例えば、転写バイアス制御部９２は、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つ検出部９５によって検出されたバイアス電圧ＶＢの値が下限値に低下した場合に、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢが定電流制御部９４による制御から定電圧制御部９３による制御に切り替わるように、または定電流回路９７の動作から定電圧回路９６の動作に切り替わるように制御する。
【００５６】
なお、これら定電流制御部９４、定電圧制御部９３、定電流回路９７、定電圧回路９６の構成、機能、動作、またはそれらの分担については、上に述べた例に限ることなく、種々変更して実施することができる。
〔二次転写部の動作の説明〕
次に、二次転写高圧電源７３および転写バイアス制御部９２の動作について説明する。
【００５７】
図４はＨＨ環境における開封紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図５はＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図６は本実施形態におけるＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図７は転写の際の電流値を比較して示す図である。
【００５８】
なお、以下において、ＨＨ環境とは、高温高湿の環境状態（例えば３０℃、湿度８５％）をいう。また、ＨＮ環境、ＮＨ環境、ＮＮ環境とは、それぞれ、３０℃，６５％、２３℃，８５％、２３℃，６５％の環境をいう。
【００５９】
図４において、ＨＨ環境の開封紙とは、ＨＨ環境において包装袋から開封されたばかりの用紙ＹＳのことである。
【００６０】
図４に示すように、普通紙を転写するためのバイアス電圧ＶＢは、２０μＡ程度の定電流を流すように制御される。このときのバイアス電圧ＶＢの値は、図４から約１５００Ｖである。ＨＨ環境の開封紙は、用紙ＹＳの抵抗が高いため、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触した後でも転写電流の漏れは極めて少なく、Ｖ−Ｉ特性のカーブは、定着突入ガイド８１に接触する前後においてほとんど変化がない。
【００６１】
図５において、ＨＨ環境の調湿紙とは、高温高湿の環境にさらされた用紙ＹＳのことである。
【００６２】
図５に示すように、ＨＨ環境の調湿紙の場合には、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触する前のバイアス電圧ＶＢの値が約１５００Ｖであるのに対し、接触した後は約３００Ｖまで低下してしまう。これは、ＨＨ環境の調湿紙では、湿気のために用紙ＹＳの抵抗が大きく低下しており、そのため、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触することにより二次転写高圧電源７３の負荷の抵抗値（インピーダンス）が大幅に低下し、漏れ電流が生じるためである。
【００６３】
さて、本実施形態の二次転写高圧電源７３および転写バイアス制御部９２による場合には、次のような制御が行われる。
【００６４】
すなわち、図６に示すように、転写バイアス制御部９２は、普通紙を転写するための電流値として、バイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流値が２０μＡとなるよう制御する。また、バイアス電圧ＶＢが下限値である７５０Ｖ以下とならないように制御する。検出部９５は、転写バイアス印加部９１によるバイアス電圧ＶＢの値を常時監視している。
【００６５】
したがって、二次転写中の用紙ＹＳの先端が定着突入ガイド８１に接触すると、その瞬間に、バイアス電圧ＶＢは１５００Ｖから下限値である７５０Ｖに低下する。そこで、それまでの定電流制御から定電圧制御に切り替えられる。
【００６６】
つまり、図６に示すように、転写時において２０μＡの転写電流が流れるように定電流制御されているときに、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に突入すると、バイアス電圧ＶＢが下限値である７５０Ｖに低下し、これによってバイアス電圧ＶＢが７５０Ｖの定電圧制御に切り替えられ、これにより転写電流が５０μＡに増大することとなる。
【００６７】
そのため、転写ローラ４５から用紙ＹＳおよび定着突入ガイド８１を介して流れる漏れ電流が発生しても、転写電流の増大によって、転写ローラ４５から中間転写ベルト４１に至る本来の転写電流が減少することが防止または軽減される。
【００６８】
これによって、転写に必要な電流値が確保され、高湿環境下において転写不良が発生することが抑制される。しかも、定電流制御と定電圧制御とを切り替えるのみであるので、コストをかけることがなく、低コストで実施することができる。
【００６９】
図７に示すように、定電流制御のみの場合には、ＨＨ環境の開封紙は抵抗が高いため漏れ電流はなく、実際の転写電流は２０μＡとなる。また、ＨＨ環境の調湿紙の場合には、定着突入ガイド８１に接触することにより１５μＡの漏れ電流が流れるので、実際の転写電流は５μＡに低下してしまい、定着不良が発生してしまう。
【００７０】
しかし、本実施形態の制御（電圧下限値制限定電流制御）を行うことによって、ＨＨ環境の調湿紙が定着突入ガイド８１に接触することにより３５μＡの漏れ電流が流れても、二次転写高圧電源７３から供給される電流は５０μＡであるので、実際の転写電流は１５μＡが確保され、画像のかすれなどの転写不良を抑制することができる。このように、漏れ電流が生じても、実際の転写電流が確保される。
〔他の実施形態〕
次に、本発明に係る他の実施形態について説明する。
【００７１】
図８はバイアス電圧ＶＢの下限値および定電流値を変更したＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【００７２】
図８に示す例では、転写バイアス制御部９２は、普通紙を転写するための電流値として、バイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流値が２５μＡとなるように制御し、かつ、バイアス電圧ＶＢの下限値が８５０Ｖとなるように制御する。
【００７３】
このように、バイアス電圧ＶＢの下限値および定電流制御の電流値を変更することが可能である。このような変更および変更後の値は、用紙ＹＳのサイズ、種類、用紙ＹＳに転写された画像のＢＷ比、環境温度、環境湿度などに応じて決めることができる。
【００７４】
例えば、用紙ＹＳのサイズとして、Ａ４、Ａ３、Ｂ４、Ｂ５、またはハガキなど様々なサイズによって変更することが可能である。また、用紙ＹＳの種類として、紙、ラベル紙、またはＯＨＰなど様々な種類によって変更することが可能である。
【００７５】
したがって、用紙ＹＳのサイズや種類、画像のＢＷ比と、バイアス電圧ＶＢの下限値および電流値との対応関係を示した制御テーブルを転写バイアス制御部９２に予め格納しておき、用紙ＹＳのサイズや種類などによってバイアス電圧ＶＢの下限値、および定電流制御の電流値を設定するようにしてもよい。
【００７６】
例えば、用紙ＹＳのサイズがＡ４の場合には、バイアス電圧ＶＢの下限値を６００Ｖに設定する。また、用紙ＹＳのサイズがＡ３の場合には、バイアス電圧ＶＢの下限値を８００Ｖに設定する。つまり、用紙ＹＳのサイズが大きくなると転写に必要な電流が増えるので、バイアス電圧ＶＢの下限値を大きくすればよい。
【００７７】
さらに、画像形成装置１が設置されている周囲の温度および湿度などの環境に応じて、バイアス電圧ＶＢの下限値を変更してもよい。例えば、制御部１００で監視している温湿度センサ５５によって検出される温度および湿度に基づいてバイアス電圧ＶＢの下限値を変更してもよい。
【００７８】
また、例えば、ＨＨ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を１２００Ｖに設定する。ＮＨ環境とＨＮ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を１０００Ｖに設定する。ＮＮ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を７５０Ｖに設定する。このように、環境条件に応じてバイアス電圧ＶＢの下限値を変更することも可能である。また、バイアス電圧ＶＢの下限値の範囲は、例えば５００〜１０００Ｖの間で変更するようにしてもよい。
【００７９】
さらに、その他の例として、用紙ＹＳの抵抗値が想定の範囲内に収まる場合には、定電圧制御によって、画像パターン（印字率）による影響を抑制し、良好な転写性能を維持することが可能である。また、用紙ＹＳの抵抗が想定範囲より低い場合には、定電圧制御と電流の上限値を規制する電流上限値制限制御によって、過剰な転写電流を抑えてトナーの飛び散りやにじみを抑えることができる。また、用紙ＹＳの抵抗が想定範囲より高い場合には、本実施形態のバイアス電圧ＶＢの下限値を規制する定電圧制御と、低電流制御における電流の上限値と下限値との両方を規制する上下限電流制御とによって、転写電流の漏れによる画像のかすれを抑制することができる。
【００８０】
本実施形態では、中間転写ベルト４１の表面に形成されたトナー像を用紙ＹＳに転写するように構成された二次転写部を例に説明したが、中間転写ベルト４１ではなくその他の像担持体から転写材に転写するように構成された転写部に適用することも可能である。
【００８１】
その他、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、転写ローラ４５、定着部４０、二次転写高圧電源７３、定着突入ガイド８１、用紙搬送ガイド８２、転写バイアス制御部９２、および画像形成装置１の全体または各部の構成、構造、回路、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略の内部構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置の二次転写部を拡大して示す図である。
【図４】ＨＨ環境における開封紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図５】ＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図６】本実施形態におけるＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図７】転写の際の電流値を比較して示す図である。
【図８】バイアス電圧の下限値および定電流値を変更したＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
４０ 中間転写部
４１ 中間転写ベルト（像担持体）
４２ 駆動ローラ
４５ 転写ローラ（転写部材）
５０ 定着部
５１ 定着ローラ
５２ 加熱ローラ
６０ 用紙供給部
７３ 二次転写高圧電源（転写バイアス印加手段）
８１ 定着突入ガイド
８２ 用紙搬送ガイド
９２ 転写バイアス制御部（転写バイアス制御手段）
９３ 定電圧制御部（定電圧制御手段）
９４ 定電流制御部（定電流制御手段）
９５ 検出部（検出手段）
１００ 制御部（転写バイアス制御手段）
ＨＲ 搬送路
ＶＢ バイアス電圧
ＹＳ 用紙（転写材、記録媒体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体や中間転写体などの像担持体の表面に形成されたトナー像を記録紙などの転写材に転写するように構成された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを有した複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称される多機能機などの画像形成装置が用いられる。画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、それをさらに記録紙に二次転写し、これを定着することにより画像形成を行う。トナー像を中間転写ベルトから記録紙へ二次転写するために、像担持体である中間転写ベルトに対して圧接状態となる転写ローラが設けられている。
【０００３】
従来、このような画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写するために、転写ローラに高電圧を印加するとともに、定電流制御を行って適当な電流を転写ローラに供給している。しかし、用紙の抵抗値が予定された範囲内であれば、画像性能を維持することができるが、用紙が高湿環境にさらされていた場合には、用紙の抵抗が低下するので、用紙を伝って電流が漏れることによって本来の転写電流が減少するおそれがある。
【０００４】
例えば、通常、用紙の搬送路には用紙を案内する金属製のガイド部材が設けられている。ガイド部材は、通常、画像形成装置の本体フレームに対して電気的に接続され、接地電位となっている。そのため、転写部を通過した用紙がガイド部材に接触することによって、転写ローラ、用紙、およびガイド部材を経由する電流路が形成され、ここに漏れ電流が流れる。
【０００５】
そうした場合に、転写ローラから中間転写ベルトに至る本来の転写電流が減少するため、転写材不良が生じ、用紙上に形成された画像にかすれなどが発生することがある。
【０００６】
従来において、このような高湿環境下での転写電流の漏洩による転写不良を防ぐため、用紙が接触する可能性のあるガイド部材を本体フレームから電気的に浮かして取り付けたり、ガイド部材の表面にコーティングを行って絶縁性を与えたり、また、導電性のない合成樹脂で製作することが行われている。
【０００７】
一方、安定した転写を行うために感光体上のトナー像を定電圧制御で転写する際に、感光体と転写手段との間に流れる転写電流を所定の値以下に制限する電流制御方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
また、像担持体上のトナー像をＡＴＶＣ制御後に転写電圧と上限電流を制御し、転写材のサイズ情報に基づいて上限電流を制御することによってトナーの飛び散りを防止する方法が提案されている（特許文献２）。
【０００９】
また、定電流制御において高抵抗紙を使用した場合には、電圧が極めて高くなるため、通紙中に転写手段が感光体に直接接触する部分において過剰の電流が流れ、地カブリが発生する。この地カブリを防止するための方法として、定電流制御の際に転写電圧の上限値を規制する方法が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開平１１−２７２０９５
【特許文献２】特開平１１−１７４８７１
【特許文献３】特開２００２−２３５２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、用紙の搬送を案内するガイド板を合成樹脂で形成したり、絶縁性の高いコーティングを行ったり、ガイド部材を電気的に浮かして取り付ける構成は、高湿環境にさらされた記録紙（調湿紙）のみに対応するための対策としてコスト高となってしまう。特に、ガイド部材を電気的に浮かして取り付けた場合には、さらに高抵抗を介して接地することとなり、大きなコストを要する。
【００１１】
また、ガイド板を合成樹脂で形成した場合には寸法精度を出すのが容易ではなく、またガイド部材が熱で反ってしまうという問題もある。
【００１２】
本発明は、上に述べた問題に鑑みなされたもので、コストをかけることなく、高湿環境下において転写不良が発生するのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、 前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧が前記下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段と、を有する。
【００１４】
また、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、 前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧が定電圧となるように制御する定電圧制御手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する定電流制御手段と、前記転写部材に印加されるバイアス電圧の値を検出する検出手段と、前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つ前記検出手段によって検出されたバイアス電圧の値が前記下限値に低下した場合に、前記転写バイアス印加手段におけるバイアス電圧を前記定電流制御手段による制御から前記定電圧制御手段による制御に切り換えるように制御する転写バイアス制御手段と、を有する。
【００１５】
好ましくは、前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、前記転写材のサイズまたは種類によって定められた値に変更する。
【００１６】
好ましくは、前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、周囲の温度および湿度の少なくとも一方の環境に応じて値に変更する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、コストをかけることなく、高湿環境下において転写不良が発生するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔画像形成装置の全体の説明〕
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略の内部構成を示す図、図２は画像形成装置１の主要な制御系を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型のプリントエンジンを内蔵した電子写真方式のフルカラー複写機である。このような画像形成装置１は、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称されることもある。
【００２０】
図１において、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙供給部６０、および制御部１００などを有する。
【００２１】
画像読取部１０は、原稿ガラス台の上に載置された原稿の画像を、スキャナを移動させて読取る。すなわち、スキャナに設置された露光ランプで原稿を照射し、その反射光による像を、レッド（Ｒ) 、グリーン（Ｇ) 、ブルー（Ｂ）の３原色に対応したＣＣＤイメージセンサで読み取る。これにより、原稿画像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの各画像データが得られる。
【００２２】
画像読取部１０で得られた画像データは、制御部１００において各種の処理が施され、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。変換された画像データは、制御部１００に設けられた画像メモリに各再現色ごとに格納される。格納された画像データは、位置ずれ補正のために必要な画像補正が施される。その後、用紙供給部６０から供給される用紙ＹＳの搬送状態に同期して、画像メモリから画像データが１走査ラインごとに読み出され、感光体ドラムを露光するレーザダイオード２７の駆動信号として出力される。
【００２３】
なお、用紙ＹＳとして、紙、プラスチックシート、その他の記録媒体を用いることが可能である。つまり、用紙ＹＳは、記録紙、記録材、転写材、記録媒体、または転写媒体などと言い換えることができる。
【００２４】
画像形成部２０は、電子写真方式によって用紙ＹＳ上に画像を形成するものであって、イメージングユニットＵ、中間転写部４０、および定着部５０などが設けられている。
【００２５】
イメージングユニットＵとして、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のイメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫが設けられ、この順で中間転写ベルト４１に沿って配置されている。各イメージングユニットＵは、画像プロセス部ＧＰと露光走査部ＲＳとから構成されている。各画像プロセス部ＧＰには、感光体ドラム２１、帯電チャージャ２２、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像部２４、トナー像を中間転写ベルト４１に転写（一次転写）するための転写ローラ２５、および感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーナ２６などが設けられる。各露光走査部ＲＳには、感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光部２３が設けられる。露光部２３には、感光体ドラム２１の表面を露光走査するためのレーザダイオード２７が設けられる。
【００２６】
各感光体ドラム２１は、露光される前にクリーナ２６で残留したトナーが除去され、図示しないイレーサランプに照射されて除電される。除電された感光体ドラム２１は、帯電チャージャ２２によって一様に帯電される。このように一様に帯電した感光体ドラム２１は、レーザダイオード２７の光による露光により、静電潜像が形成される。
【００２７】
各静電潜像は、それぞれ各色の現像器２４により現像される。これにより、感光体ドラム２１の表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。
【００２８】
これらのイメージングユニットＵで形成された各色のトナー像（トナー画像）は、転写ローラ２５に電圧が印加されることにより、走行する中間転写ベルト４１上の同じ位置に重ね合わされて転写され、合成される。イメージングユニットＵの配置は適時変更してもよい。
【００２９】
中間転写部４０には、中間転写ベルト４１を走行可能に支持する駆動ローラ４２、従動ローラ４３が設けられる。中間転写ベルト４１の張りは、従動ローラ４３に設けられたテンションばね４４の張力によって調整することができる。駆動ローラ４２に対向する位置に、転写ローラ４５が設けられる。転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１に対して接離可能に設けられており、中間転写ベルト４１に圧接することによって転写ニップ部を形成する。また、転写ローラ４５には、転写のためのバイアス電圧ＶＢが印加される。
【００３０】
転写ニップ部には、中間転写ベルト４１の走行と同期して用紙ＹＳが給送されてきており、転写ニップ部において、中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像が用紙ＹＳ上に転写（二次転写）される。二次転写された後に中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、クリーニング部３０によって除去される。
【００３１】
クリーニング部３０には、クリーナ３１、スクリュー３２、ジョイント３３、廃トナーボックス３４などが設けられる。クリーナ３１で掻き落とされたトナーは、スクリュー３２によって搬送され、ジョイント３３を介して廃トナーボックス３４内に回収される。
【００３２】
定着部５０には、定着ローラ５１、加熱ローラ５２、および用紙搬送ガイド８２などが設けられる。二次転写によってトナー像が形成された用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド８２に案内されて搬送路ＨＲ上を搬送され、定着ローラ５１と加熱ローラ５２との間を通過することによって定着される。定着された用紙ＹＳは、搬送路ＨＲ上を搬送されてトレイ６５上に排出される。
【００３３】
定着部５０には、定着された用紙ＹＳ上に形成された画像の濃度を検知するための図示しない濃度センサ（ＩＤＣセンサ）が設けられている。濃度センサとして、光学式反射型センサがしばしば用いられる。濃度センサによって、画像安定化制御（ＩＤＣ）のために用紙ＹＳ上に形成されたパッチの濃度が検知される。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれ４色のべた付着量が測定される。
【００３４】
用紙給紙部６０には、用紙ＹＳを収納しておくための給紙カセット６１、および給紙カセット６１から用紙ＹＳを送り出すための給紙ローラ６２などが設けられている。給紙カセット６１には、種々のサイズの用紙ＹＳが収容されており、給紙ローラ６２などからなる給紙搬送手段によって所定のタイミングで搬送路ＨＲに送り出される。搬送路ＨＲの途中には、中間ローラ６３およびレジストローラ６４などが設けられ、これらによって用紙ＹＳは二次転写位置に搬送される。また、レジストローラ６４の手前には、用紙ＹＳの先端部分を検出するための用紙検出センサＳＥが設けられている。用紙ＹＳが検出されると、制御部１００は、二次転写位置に送り出すタイミンを取ってレジストローラ６４の駆動部に駆動信号を送る。
【００３５】
図２において、制御部１００は、ＣＰＵ、半導体メモリおよび磁気記憶装置などからなる記憶部、制御用回路、種々のインタフェースなどからなる通信部などから構成されている。画像読取部１０で読み取った画像データ、または図示しないパーソナルコンピュータなどから出力された画像データに対して画像処理を行い、また、画像形成装置１の各部の動作を制御する。
【００３６】
図２に示すように、画像形成装置１には、帯電チャージャ２２に帯電バイアス電圧Ｖｇを印加する帯電グリッド高圧電源７１、現像部２４の現像ローラに現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加する現像バイアス高圧電源７２、および、転写ローラ４５にバイアス電圧ＶＢを印加する二次転写高圧電源７３が設けられている。また、上に述べた濃度センサ５４の他に、温湿度センサ５５およびＰＨ温度センサ５６などが設けられている。
【００３７】
制御部１００は、これら、帯電グリッド高圧電源７１、現像バイアス高圧電源７２、二次転写高圧電源７３に対し、それぞれ適切な電圧または電流を出力するように制御する。つまり、制御部１００は、後述する転写バイアス制御部９２を含む。また、露光部２３のレーザダイオード２７に対し、駆動信号を出力する。この駆動信号は、レーザダイオード２７の発光強度を調整するために種々の方式によって変調されている。
【００３８】
制御部１００は、ユーザによる操作部１１からの入力信号を受け付け、また操作部１１に種々の信号を出力する。なお、操作部１１には、画像形成装置１の動作の切り替えのための押しボタンなどからなる切替部、画像やメッセージを表示するための表示パネルまたはタッチパネルなどが設けられている。
【００３９】
また、制御部１００は、上に述べた濃度センサ５４、温湿度センサ５５、およびＰＨ温度センサ５６などからの検知信号を入力し、種々の制御のために用いる。
〔画像安定化処理〕
一般に、画像形成装置においては、環境の変化、使用による経時変化などによって画質が変動する。このような変動に対して、常に適切な画質の画像が形成されるよう、画像安定化制御（画像安定化処理）が行われる。画像安定化制御においては、テスト用の画像のパッチを形成し、その画像の濃度を濃度センサによって検知する（測定する）。濃度センサにより検知された検知信号に基づいて、画像が狙いの画質範囲内にあるかどうかを判断する。画像が狙いの画質範囲内にない場合には、その検知信号に基づいて、各画像形成条件を補正しまたは調整する。
【００４０】
画像安定化制御は、例えば、画像形成装置１の電源オン時、省エネルギーモードからの復帰時、前回の画像安定化処理を実施してからの装置内の温度変化や湿度変化が各閾値を超えたとき、または、累計印刷枚数が閾値を超えたときに行われる。
〔二次転写部の詳しい説明〕
図３は画像形成装置１の二次転写部を拡大して示す図である。
【００４１】
図３において、中間転写ベルト４１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト４１の回転（走行）によって二次転写部まで搬送される。二次転写部において、用紙ＹＳに二次転写が行われる。トナー像が二次転写された用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド８２および定着突入ガイド８１に案内されて定着部５０に送られる。
【００４２】
定着突入ガイド８１は、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム合金板などの金属板からなり、画像形成装置１の本体フレームに対し電気的に接続された状態つまり接地状態で取り付けられている。
【００４３】
用紙搬送ガイド８２は、絶縁性の合成樹脂からなっているが、しかし、導電性の合成樹脂または金属板などを用いて構成し、かつ接地電位となるように接続されたものでもよい。
【００４４】
中間転写ベルト４１は、例えばポリカーボネイト、ＰＰＳ、またはフッ素樹脂を含有した樹脂を用いて製作される。
【００４５】
転写ローラ４５は、金属製のシャフトの表面に電子導電性のエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ発砲ゴム）などを被覆して形成される。また、転写ローラ４５の表面の材質として、カーボン分散タイプの電子導電性や環境依存性の大きいイオン導電性のニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）などでもよい。なお、イオン導電性を有する転写ローラ４５の表面の材料として、ＮＢＲに限定されず、ウレタンゴム、ヒドリンゴムなどでもよい。
【００４６】
二次転写高圧電源７３は、転写ローラ４５にバイアス電圧ＶＢを印加するものであり、本発明における転写バイアス印加手段に相当する。
【００４７】
二次転写高圧電源７３には、定電圧回路９６および定電流回路９７が設けられる。定電圧回路９６は、転写ローラ４５に対して印加されるバイアス電圧ＶＢの下限値が維持されるように動作する。定電流回路９７は、転写ローラ４５へのバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように動作する。
【００４８】
二次転写高圧電源７３は、定電圧回路９６および定電流回路９７の動作によって、転写ローラ４５に印加するバイアス電圧ＶＢが、バイアス電圧ＶＢにより流れる電流が定電流となるように、かつバイアス電圧ＶＢの下限値が規制されるように、機能する。なお、バイアス電圧ＶＢが下限値となった場合には、定電流制御は行われず、転写ローラ４５の回路の抵抗値に応じた電流が流れることとなる。
【００４９】
なお、バイアス電圧ＶＢの下限値、定電流の値は、転写バイアス制御部９２からの設定によって変更することが可能である。定電圧回路９６および定電流回路９７は、互いに独立した回路として設けてもよく、また独立した回路ではなく共通の回路の一部分として設けてもよい。
【００５０】
転写バイアス制御部９２は、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧ＶＢが下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する。
【００５１】
転写バイアス制御部９２には、定電圧制御部９３、定電流制御部９４、検出部９５などが設けられる。
【００５２】
定電圧制御部９３は、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢが定電圧となるように制御する。
【００５３】
定電流制御部９４は、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流が定電流となるように制御する。
【００５４】
検出部９５は、転写ローラ４５に印加されるバイアス電圧ＶＢの値を検出する。
【００５５】
したがって、例えば、転写バイアス制御部９２は、二次転写高圧電源７３によるバイアス電圧ＶＢの下限値を規制するように制御し、且つ検出部９５によって検出されたバイアス電圧ＶＢの値が下限値に低下した場合に、二次転写高圧電源７３の出力するバイアス電圧ＶＢが定電流制御部９４による制御から定電圧制御部９３による制御に切り替わるように、または定電流回路９７の動作から定電圧回路９６の動作に切り替わるように制御する。
【００５６】
なお、これら定電流制御部９４、定電圧制御部９３、定電流回路９７、定電圧回路９６の構成、機能、動作、またはそれらの分担については、上に述べた例に限ることなく、種々変更して実施することができる。
〔二次転写部の動作の説明〕
次に、二次転写高圧電源７３および転写バイアス制御部９２の動作について説明する。
【００５７】
図４はＨＨ環境における開封紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図５はＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図６は本実施形態におけるＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図、図７は転写の際の電流値を比較して示す図である。
【００５８】
なお、以下において、ＨＨ環境とは、高温高湿の環境状態（例えば３０℃、湿度８５％）をいう。また、ＨＮ環境、ＮＨ環境、ＮＮ環境とは、それぞれ、３０℃，６５％、２３℃，８５％、２３℃，６５％の環境をいう。
【００５９】
図４において、ＨＨ環境の開封紙とは、ＨＨ環境において包装袋から開封されたばかりの用紙ＹＳのことである。
【００６０】
図４に示すように、普通紙を転写するためのバイアス電圧ＶＢは、２０μＡ程度の定電流を流すように制御される。このときのバイアス電圧ＶＢの値は、図４から約１５００Ｖである。ＨＨ環境の開封紙は、用紙ＹＳの抵抗が高いため、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触した後でも転写電流の漏れは極めて少なく、Ｖ−Ｉ特性のカーブは、定着突入ガイド８１に接触する前後においてほとんど変化がない。
【００６１】
図５において、ＨＨ環境の調湿紙とは、高温高湿の環境にさらされた用紙ＹＳのことである。
【００６２】
図５に示すように、ＨＨ環境の調湿紙の場合には、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触する前のバイアス電圧ＶＢの値が約１５００Ｖであるのに対し、接触した後は約３００Ｖまで低下してしまう。これは、ＨＨ環境の調湿紙では、湿気のために用紙ＹＳの抵抗が大きく低下しており、そのため、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に接触することにより二次転写高圧電源７３の負荷の抵抗値（インピーダンス）が大幅に低下し、漏れ電流が生じるためである。
【００６３】
さて、本実施形態の二次転写高圧電源７３および転写バイアス制御部９２による場合には、次のような制御が行われる。
【００６４】
すなわち、図６に示すように、転写バイアス制御部９２は、普通紙を転写するための電流値として、バイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流値が２０μＡとなるよう制御する。また、バイアス電圧ＶＢが下限値である７５０Ｖ以下とならないように制御する。検出部９５は、転写バイアス印加部９１によるバイアス電圧ＶＢの値を常時監視している。
【００６５】
したがって、二次転写中の用紙ＹＳの先端が定着突入ガイド８１に接触すると、その瞬間に、バイアス電圧ＶＢは１５００Ｖから下限値である７５０Ｖに低下する。そこで、それまでの定電流制御から定電圧制御に切り替えられる。
【００６６】
つまり、図６に示すように、転写時において２０μＡの転写電流が流れるように定電流制御されているときに、用紙ＹＳが定着突入ガイド８１に突入すると、バイアス電圧ＶＢが下限値である７５０Ｖに低下し、これによってバイアス電圧ＶＢが７５０Ｖの定電圧制御に切り替えられ、これにより転写電流が５０μＡに増大することとなる。
【００６７】
そのため、転写ローラ４５から用紙ＹＳおよび定着突入ガイド８１を介して流れる漏れ電流が発生しても、転写電流の増大によって、転写ローラ４５から中間転写ベルト４１に至る本来の転写電流が減少することが防止または軽減される。
【００６８】
これによって、転写に必要な電流値が確保され、高湿環境下において転写不良が発生することが抑制される。しかも、定電流制御と定電圧制御とを切り替えるのみであるので、コストをかけることがなく、低コストで実施することができる。
【００６９】
図７に示すように、定電流制御のみの場合には、ＨＨ環境の開封紙は抵抗が高いため漏れ電流はなく、実際の転写電流は２０μＡとなる。また、ＨＨ環境の調湿紙の場合には、定着突入ガイド８１に接触することにより１５μＡの漏れ電流が流れるので、実際の転写電流は５μＡに低下してしまい、定着不良が発生してしまう。
【００７０】
しかし、本実施形態の制御（電圧下限値制限定電流制御）を行うことによって、ＨＨ環境の調湿紙が定着突入ガイド８１に接触することにより３５μＡの漏れ電流が流れても、二次転写高圧電源７３から供給される電流は５０μＡであるので、実際の転写電流は１５μＡが確保され、画像のかすれなどの転写不良を抑制することができる。このように、漏れ電流が生じても、実際の転写電流が確保される。
〔他の実施形態〕
次に、本発明に係る他の実施形態について説明する。
【００７１】
図８はバイアス電圧ＶＢの下限値および定電流値を変更したＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【００７２】
図８に示す例では、転写バイアス制御部９２は、普通紙を転写するための電流値として、バイアス電圧ＶＢの印加によって流れる電流値が２５μＡとなるように制御し、かつ、バイアス電圧ＶＢの下限値が８５０Ｖとなるように制御する。
【００７３】
このように、バイアス電圧ＶＢの下限値および定電流制御の電流値を変更することが可能である。このような変更および変更後の値は、用紙ＹＳのサイズ、種類、用紙ＹＳに転写された画像のＢＷ比、環境温度、環境湿度などに応じて決めることができる。
【００７４】
例えば、用紙ＹＳのサイズとして、Ａ４、Ａ３、Ｂ４、Ｂ５、またはハガキなど様々なサイズによって変更することが可能である。また、用紙ＹＳの種類として、紙、ラベル紙、またはＯＨＰなど様々な種類によって変更することが可能である。
【００７５】
したがって、用紙ＹＳのサイズや種類、画像のＢＷ比と、バイアス電圧ＶＢの下限値および電流値との対応関係を示した制御テーブルを転写バイアス制御部９２に予め格納しておき、用紙ＹＳのサイズや種類などによってバイアス電圧ＶＢの下限値、および定電流制御の電流値を設定するようにしてもよい。
【００７６】
例えば、用紙ＹＳのサイズがＡ４の場合には、バイアス電圧ＶＢの下限値を６００Ｖに設定する。また、用紙ＹＳのサイズがＡ３の場合には、バイアス電圧ＶＢの下限値を８００Ｖに設定する。つまり、用紙ＹＳのサイズが大きくなると転写に必要な電流が増えるので、バイアス電圧ＶＢの下限値を大きくすればよい。
【００７７】
さらに、画像形成装置１が設置されている周囲の温度および湿度などの環境に応じて、バイアス電圧ＶＢの下限値を変更してもよい。例えば、制御部１００で監視している温湿度センサ５５によって検出される温度および湿度に基づいてバイアス電圧ＶＢの下限値を変更してもよい。
【００７８】
また、例えば、ＨＨ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を１２００Ｖに設定する。ＮＨ環境とＨＮ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を１０００Ｖに設定する。ＮＮ環境ではバイアス電圧ＶＢの下限値を７５０Ｖに設定する。このように、環境条件に応じてバイアス電圧ＶＢの下限値を変更することも可能である。また、バイアス電圧ＶＢの下限値の範囲は、例えば５００〜１０００Ｖの間で変更するようにしてもよい。
【００７９】
さらに、その他の例として、用紙ＹＳの抵抗値が想定の範囲内に収まる場合には、定電圧制御によって、画像パターン（印字率）による影響を抑制し、良好な転写性能を維持することが可能である。また、用紙ＹＳの抵抗が想定範囲より低い場合には、定電圧制御と電流の上限値を規制する電流上限値制限制御によって、過剰な転写電流を抑えてトナーの飛び散りやにじみを抑えることができる。また、用紙ＹＳの抵抗が想定範囲より高い場合には、本実施形態のバイアス電圧ＶＢの下限値を規制する定電圧制御と、低電流制御における電流の上限値と下限値との両方を規制する上下限電流制御とによって、転写電流の漏れによる画像のかすれを抑制することができる。
【００８０】
本実施形態では、中間転写ベルト４１の表面に形成されたトナー像を用紙ＹＳに転写するように構成された二次転写部を例に説明したが、中間転写ベルト４１ではなくその他の像担持体から転写材に転写するように構成された転写部に適用することも可能である。
【００８１】
その他、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、転写ローラ４５、定着部４０、二次転写高圧電源７３、定着突入ガイド８１、用紙搬送ガイド８２、転写バイアス制御部９２、および画像形成装置１の全体または各部の構成、構造、回路、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略の内部構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置の二次転写部を拡大して示す図である。
【図４】ＨＨ環境における開封紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図５】ＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図６】本実施形態におけるＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【図７】転写の際の電流値を比較して示す図である。
【図８】バイアス電圧の下限値および定電流値を変更したＨＨ環境における調湿紙の転写Ｖ−Ｉ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
４０ 中間転写部
４１ 中間転写ベルト（像担持体）
４２ 駆動ローラ
４５ 転写ローラ（転写部材）
５０ 定着部
５１ 定着ローラ
５２ 加熱ローラ
６０ 用紙供給部
７３ 二次転写高圧電源（転写バイアス印加手段）
８１ 定着突入ガイド
８２ 用紙搬送ガイド
９２ 転写バイアス制御部（転写バイアス制御手段）
９３ 定電圧制御部（定電圧制御手段）
９４ 定電流制御部（定電流制御手段）
９５ 検出部（検出手段）
１００ 制御部（転写バイアス制御手段）
ＨＲ 搬送路
ＶＢ バイアス電圧
ＹＳ 用紙（転写材、記録媒体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、
前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、
前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧が前記下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、
前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、
前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧が定電圧となるように制御する定電圧制御手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する定電流制御手段と、
前記転写部材に印加されるバイアス電圧の値を検出する検出手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つ前記検出手段によって検出されたバイアス電圧の値が前記下限値に低下した場合に、前記転写バイアス印加手段におけるバイアス電圧を前記定電流制御手段による制御から前記定電圧制御手段による制御に切り換えるように制御する転写バイアス制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、前記転写材のサイズまたは種類によって定められた値に変更する、
請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、周囲の温度および湿度の少なくとも一方の環境に応じた値に変更する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写材の搬送を案内するガイド部材が設けられており、
前記ガイド部材は、接地電位に接続されている、
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、
前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、
前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つバイアス電圧が前記下限値より高い電圧の場合にはバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する転写バイアス制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するように構成された画像形成装置であって、
前記像担持体に対して圧接状態となることによって前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記転写材に転写する転写部材と、
前記転写部材にバイアス電圧を印加する転写バイアス印加手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧が定電圧となるように制御する定電圧制御手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の印加によって流れる電流が定電流となるように制御する定電流制御手段と、
前記転写部材に印加されるバイアス電圧の値を検出する検出手段と、
前記転写バイアス印加手段によるバイアス電圧の下限値を規制するように制御し、且つ前記検出手段によって検出されたバイアス電圧の値が前記下限値に低下した場合に、前記転写バイアス印加手段におけるバイアス電圧を前記定電流制御手段による制御から前記定電圧制御手段による制御に切り換えるように制御する転写バイアス制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、前記転写材のサイズまたは種類によって定められた値に変更する、
請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写バイアス制御手段は、前記下限値を、周囲の温度および湿度の少なくとも一方の環境に応じた値に変更する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写材の搬送を案内するガイド部材が設けられており、
前記ガイド部材は、接地電位に接続されている、
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１３４１８４（Ｐ２０１０−１３４１８４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９８６３（Ｐ２００８−３０９８６３）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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