JP2001125338A

JP2001125338A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JP2001125338A
Application number: JP30757299A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Ishiyama; 竜典石山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの抵抗値変化あるいは一次転
写ローラの抵抗値変化が生じた場合においても、常に安
定した一次転写性を得る。【解決手段】ＡＴＶＣ制御１の時に各一次転写ローラ
８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｂｋを５μＡで定電流制御し、そ
のときの各一次転写ローラに発生する電圧を中間転写ベ
ルト５の１周分検知し、このときの電圧変動むら（中間
転写ベルトおよび一次転写ローラの抵抗むら）を検知す
ると同時に、ＣＰＵ１５にてデータを平均して記憶す
る。その後、画像形成時にＣＰＵ１５に記録された電圧
にて一次転写ローラ８を定電圧制御（ＡＴＶＣ制御２）
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、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式の画像形成装置
に関し、特に、像担持体、帯電手段、および現像手段な
どを含む画像形成ユニットを複数個有し、多色画像を形
成する多色画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式の画像形成装置など
は、小型化・高機能化・カラー化が進められているが、
他方では信頼性の向上・ネットワーク化・環境対応など
の要求も高まってきており、それらの要求を満たすべく
様々な画像形成装置が提案されてきている。

【０００３】特にカラー化に関しては、様々なカラーア
プリケーションが出現してきたことで、将来的に使用頻
度が高まっていくと予測されている。さらにオフィス内
のネットワーク化も急激に広まっていることで、より高
速な出力の可能なカラー（多色）画像形成装置の出現が
要望されてきている。

【０００４】このカラー画像形成装置の高速化を図るた
めの技術として、昨今では、像担持体である感光体、帯
電手段である帯電器、おほび現像手段である現像装置な
どを含めた画像形成ユニットまたはカートリッジを複数
個積載し、転写紙をベルト状の搬送手段で静電的に吸着
／搬送しながら、各色の画像形成ユニットまたはカート
リッジから順次トナー像を重ねて転写していく方式（４
ドラム方式／タンデムドラム方式）が提案され、この技
術を導入した製品が随時市場に投入されてきている。

【０００５】このような方式の画像形成装置の出現は、
これまでの電子写真方式を用いたカラー画像形成装置に
見られたようなモノクロ画像とカラー画像の出力速度の
差をなくし、モノクロ画像の出力速度と同じ出力速度で
カラー画像を出力できるようにしたことで、高速なカラ
ー画像出力を可能にしている。

【０００６】しかしながらこのようなカラー画像形成装
置は、カラー画像の高速出力に対しては非常に効果があ
るものの、転写紙をベルト状の搬送手段で静電的に吸着
する必要があるため、様々なメディアに対する印字、特
に厚紙や封筒／ラベル紙などの特殊な転写紙への印字に
対する画質・信頼性が十分でない。

【０００７】そこで、このようなメディアフレキシビリ
ティを向上させる技術として、最近では、被受像部材と
して中間転写体を用いた４ドラム方式のカラー画像形成
装置が新たに提案されはじめている。

【０００８】図１３に中間転写体を用いた４ドラム方式
の装置構成を示し、図に基づいてその動作を説明する。
ただし、各画像形成ユニットまたはカートリッジＵ_Y、
Ｕ_M、Ｕ_C、Ｕ_Bkはすべて同一構成なので、ここでは、Ｕ
_Yを代表例として画像形成の工程を説明する。

【０００９】図１３において、像担持体としての円筒形
の感光体１０１ｙが矢印ａ方向へ回転移動される。ま
た、感光体１０１ｙは帯電手段として接触タイプの帯電
器１０２ｙによりその表面を均一に帯電される。

【００１０】潜像形成手段である画像露光部１０３ｙは
感光体１０１ｙを露光して静電潜像を形成する。現像手
段である二成分非接触現像器１０４ｙは、例えば約５０
μｍの磁性キャリア粒子と約８μｍの非磁性トナーの混
合剤によって構成される二成分現像剤が内包しており、
バイアスの印加により非磁性トナーを感光体１０１ｙ上
へ飛翔させ、静電潜像を現像してトナー像を形成する。

【００１１】現像器１０４ｙによって顕像化された感光
体１０１ｙ上のトナー像は、感光体１０１ｙの回転にし
たがって中間転写体としての中間転写ベルト１０５と感
光体１０１ｙ間で形成される一次転写部へ搬送される。
中間転写ベルト１０５は、感光体１０１ｙに接触して矢
印ｃ方向に駆動されている。一次転写部に到達したトナ
ー像は、中間転写ベルト１０５を介して圧接されている
一次転写手段である一次転写ローラ１０８ｙに、高圧電
源１１４から所定のバイアスが印加され、トナー像が中
間転写ベルト１０５表面に転写される。一次転写ローラ
１０８ｙには導電ローラが使用されている。

【００１２】中間転写ベルト１０５は、駆動ローラ１０
６、支持ローラ１０７ａ、１０７ｂに張架・駆動されて
おり、画像形成ユニットＵ_Yと同様に他の画像形成ユニ
ットＵ_M、Ｕ_C、Ｕ_Bkで形成されたトナー像が、順次中間
転写ベルト１０５上に重ねられフルカラートナー画像が
形成される。

【００１３】中間転写ベルト１０５上のフルカラートナ
ー画像は、二次転写ローラ１０９と中間転写ベルト１０
５で形成される二次転写部に到達すると、給紙部１１０
によって転写紙Ｐが供給され、不図示の電源からの二次
転写バイアスの作用により、感光体１０１ｙ上のトナー
像が転写紙Ｐに転写される。

【００１４】トナーを転写された転写紙Ｐは、駆動ロー
ラ１０７ａとの曲率により中間転写ベルト１０５から分
離され、その後定着器１１１に搬送され、熱や圧力の作
用により転写紙Ｐ上に定着される。

【００１５】他方、一次転写後の感光体１０１ｙ、１０
１ｍ、１０１ｃ、１０１ｂｋは、感光体クリーナ１１３
ｙ、１１３ｍ、１１３ｃ、１１３ｂｋによってトナーが
除去された後、前露光ランプ１２４ｙ、１２４ｍ、１２
４ｃ、１２４ｂｋにより表面の電位を均一に除電され、
再び画像形成に供される。

【００１６】また、転写紙Ｐを定着器１１１に供給し終
えた中間転写ベルト１０５は、中間転写ベルトクリーナ
１１２によりその表面を清掃され再度中間転写体として
使用される。

【００１７】以上のような構成をとることで、４ドラム
方式の特徴であるカラー画像出力の高速性を損なうこと
なく、同時にメディアフレキシビリティを向上させるこ
とができるようになるため、将来的なカラー画像形成装
置の構成として非常に有望視されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置は各色画像形成ユニットから中間転写体へトナー像を
転写する一次転写工程と、中間転写体から多層トナー像
を転写紙上へ一括転写する二次転写工程があるため、飛
び散り画像や色味変動などの画質の劣化が生じ易いとい
う問題を抱えていた。特に各画像形成ユニットでの一次
転写性が変わると、各色の転写効率が変化し、出力され
る画像の色味に影響してしまう。特にこの転写性の変化
に影響を与えるものに、中間転写体や一次転写手段の抵
抗値の耐久変動および環境変動が挙げられる。

【００１９】一方、各画像形成ユニットの配置を柔軟に
できるため装置の小型化に有利であるといった利点か
ら、中間転写体にベルト形状のものが広く使用されてい
るが、この中間転写ベルトに要求される特性が、厚みや
伸び・表面形状などでなく、その電気的特性（体積抵抗
値・表面抵抗値・誘電率など）が非常に重要であり、こ
れらの条件にあったベルトを製造することが非常に困難
になっている。このため、製造上の歩留まりが非常に低
くなっている。特に、その電気的特性に関する条件が厳
しく、中間転写ベルトの体積抵抗および周方向の抵抗ム
ラに関する部分で要求に合わないものが多くなってしま
っていた。

【００２０】従って、このような中間転写体や一次転写
手段の抵抗値の耐久変動および環境変動や、中間転写ベ
ルトの歩留まりの問題を解決するための、新規な転写制
御が必要とされていた。

【００２１】また、将来的にこのような４ドラム方式の
装置の小型化を図っていく上で、各画像形成ユニットに
クリーナレス技術を採用する提案されている。このクリ
ーナレス技術の達成には、帯電部へ一次転写トナーを付
着させないよう転写効率を常に最大にしておくことが不
可欠であり、このような面からも中間転写ベルトの抵抗
ムラを検出し、適正な一次転写バイアスを印加する制御
が求められていた。

【００２２】従って、本発明の主な目的は、被受像部材
の抵抗値変化あるいは一次転写手段の抵抗値変化が生じ
た場合においても、常に安定した一次転写性が得られる
多色画像形成装置を提供することである。

【００２３】本発明の他の目的は、被受像部材としての
中間転写ベルトの歩留まりに関る問題を解決できる多色
画像形成装置を提供することである。

【００２４】本発明の他の目的は、一次転写効率の向上
を図ることのできる多色画像形成装置を提供することで
ある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体上に潜像形成手段により潜像を形成し、潜
像を現像手段により現像剤を用いてトナー像として現像
し、トナー像を一次転写手段により被受像部材上に転写
する画像形成ユニットを複数個有し、前記被受像部材上
に複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー像
を順次多重転写することにより、多色画像を形成する多
色画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニット
のうち、少なくとも一つの画像形成ユニットの転写手段
を定電圧制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段に
よる定電圧制御時の出力電流値を検出する出力電流検知
手段と、を有し、前記定電圧制御手段に基づく定電圧値
と、前記出力電流検知手段からの入力の演算結果から前
記一次転写手段への出力電圧を決定することを特徴とす
る多色画像形成装置である。

【００２６】本発明による他の態様によれば、像担持体
上に潜像形成手段により潜像を形成し、潜像を現像手段
により現像剤を用いてトナー像として現像し、トナー像
を一次転写手段により被受像部材上に転写し、転写後に
前記像担持体上に残留した転写残トナーを回収するクリ
ーニング手段を前記現像手段が兼ねる画像形成ユニット
を複数個有し、前記被受像部材上に複数の画像形成ユニ
ットによって形成されたトナー像を順次多重転写するこ
とにより、多色画像を形成する多色画像形成装置におい
て、前記複数の画像形成ユニットのうち、少なくとも一
つの画像形成ユニットの一次転写手段を定電圧制御する
電圧制御手段と、前記電圧制御手段による定電圧制御時
の出力電流値を検出する出力電流検知手段と、前記定電
圧制御手段に基づく定電圧値と、前記出力電流検知手段
からの入力の演算結果から前記転写手段への出力電圧を
決定することを特徴とする多色画像形成装置が提供され
る。

【００２７】上記発明において、前記被受像部材は、単
層の無端ベルト状の中間転写ベルトからなる中間転写体
であることが好ましい。別の態様によれば、前記被受像
部材は、複数層の無端ベルト状の中間転写ベルトからな
る中間転写体であることが好ましい。また、別の態様に
よれば、前記被受像部材は、ドラム状の中間転写ドラム
からなる中間転写体であることが好ましい。前記被受像
部材への電荷付与および／または除電するための機能を
有する除電／帯電手段を有することが好ましい。前記一
次転写手段として、弾性ローラを用いることが好まし
い。別の態様によれば、前記一次転写手段として、ブラ
シ状のものを用いることが好ましい。前記転写手段とし
て、シートもしくはブレード形状のものを用いることが
好ましい。画像形成時のプロセス速度を複数種設定し、
プロセス速度の変化により、前記一次転写手段へのバイ
アス制御を変えることが好ましい。前記現像剤は、重合
法で生成された重合トナーを使用することが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多色画像形成
装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２９】実施例１本発明の第１実施例について図１〜図５により説明す
る。

【００３０】図１に本実施例の電子写真方式の多色（カ
ラー）画像形成装置を示す。以下にその詳細について画
像形成の行われるプロセスにしたがって順に説明する。

【００３１】まず、図１に示すように、被受像部材であ
る中間転写体としての中間転写ベルトの平面部に沿って
配置された、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、およ
びブラックのトナー用の各画像形成ユニットＵ_Y、Ｕ_M、
Ｕ_C、Ｕ_Bkは、すべて基本的な構成は同じであるので、
以降に述べる画像形成ユニットの説明は、イエロー用画
像形成ユニットＵ_Yについてのみ行うこととする。

【００３２】図１中のイエロー用画像形成ユニットＵ_Y
において、像担持体１ｙは円筒形の感光体であり、矢印
ａ方向へ周速１００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されてい
る。感光体１ｙの表面には、帯電手段である帯電器２ｙ
が圧接されており、感光体１ｙの回転とともに従動回転
しつつ、不図示の帯電バイアス電源からＡＣおよびＤＣ
バイアスが印加され、感光体１ｙ表面を所望の電位に帯
電している。

【００３３】次いで、感光体１ｙは、潜像形成手段であ
る画像露光部３ｙによって、記録される画像情報に応じ
て露光される。露光はレーザビームスキャナ・ＬＥＤな
どにより行われる。

【００３４】現像手段である一成分非磁性接触現像器４
ｙは、現像剤（トナー）を感光体１ｙ表面に搬送する現
像ローラ４ｙ１、現像ローラ４ｙ１の表面へトナーを再
塗布するための現像剤供給ローラ４ｙ２、および、現像
ローラ４ｙ１上のトナーのコート量を規制するための現
像剤規制ブレード４ｙ３などで構成されている。

【００３５】現像剤規制ブレード４ｙ３によって表面を
トナーで均一にコートされた現像ローラ４ｙ１は、感光
体１ｙに軽圧接され、順方向に速度差をもたせて回転
し、これに不図示の電源から所定のＤＣ電圧を印加する
ことにより、感光体１ｙ上の潜像をトナー像として顕像
化する。なお、本実施例では、一成分非磁性接触現像法
を採用したが、二成分非磁性接触／非接触現像法を使用
してもよい。また、本実施例の現像剤は重合法により生
成された重合トナーである。

【００３６】現像器４ｙによって顕像化された感光体１
ｙ上のトナー像は、感光体１ｙの回転にしたがって中間
転写ベルト５と感光体１ｙ間で形成される一次転写部へ
搬送される。中間転写ベルト５は、感光体１ｙに接触し
て矢印ｃ方向に駆動されている。

【００３７】一次転写部に到達したトナー像は、中間転
写ベルト５を介して圧接されている一次転写手段である
一次転写ローラ８ｙに、ＣＰＵ１５で制御されたバイア
スが高圧電源１４から印加され、トナー像を中間転写ベ
ルト５表面に転写する。

【００３８】本実施例の一次転写ローラ８ｙは、ＥＰＤ
Ｍゴムにカーボンを分散させ導電化（体積抵抗値：１０
⁵Ω以下）し、発泡させてローラ形状にしたものであ
る。なお、本実施例ではローラ形状のものを使用した
が、シート、ブレード、あるいはブラシ形状にしたもの
でも使用可能である。

【００３９】中間転写ベルト５には、体積抵抗値１０⁷
Ω以下のものを使用している。ベルト構成は、樹脂やゴ
ム材に導電粒子を分散させ、抵抗値調整をした単層ベル
トでもよいし、１０⁴Ω以下の抵抗値の樹脂およびゴム
ベルトの表層に、離型性を向上させるためのＰＴＦＥ・
ＰＦＡ・ＥＴＦＥなどのフッ素樹脂を数十μｍコーティ
ングしたような複数層構成のものでもよい。この中間転
写ベルト５は、駆動ローラ６、支持ローラ７ａ、７ｂに
張架・駆動されており、画像形成ユニットＵ_Yと同様に
他の画像形成ユニットＵ_M、Ｕ_C、Ｕ_Bkユニットで形成さ
れたトナー像が、順次中間転写ベルト５上に重ねられフ
ルカラートナー像が形成される。ここで、駆動ローラ
６、支持ローラ７ａ、７ｂは、電気的にフロートかもし
くは一次転写バイアスに準ずるバイアスが印加されてい
る。

【００４０】中間転写ベルト５上のフルカラートナー画
像は、二次転写手段である二次転写ローラ９と中間転写
ベルト５で形成される二次転写部に到達すると、これに
タイミングを合わせて給紙部１０から転写材Ｐが給紙さ
れ、同時に二次転写ローラ９に所定のバイアスを印加し
てトナー像を転写材Ｐに転移する。二次転写ローラ９は
一次転写ローラ８と同様な弾性ゴムローラであるが、体
積抵抗値１０⁷〜１０¹ ³Ωに調整してある。

【００４１】フルカラートナー画像を転写された転写材
Ｐは、支持ローラ７ｂの曲率によって中間転写ベルト５
から分離され、トナー像を転写材Ｐにのせたまま定着器
１１へ搬送され、熱や圧力の作用により転写紙Ｐ上にト
ナー像を定着され機外へ排紙される。

【００４２】一方、一次転写終了後の転写残トナーは、
感光体クリーナ１３ｙによってクリーニングされ、二次
転写後の中間転写体上の残トナーは、中間転写体クリー
ナ１２によって除去される。

【００４３】本実施例では、以上のような４ドラムのシ
ステム構成において、一次転写バイアスの制御に中間転
写ベルト５および一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８ｃ、８
ｂｋの環境変動・抵抗ムラなどを補正し、安定して最適
なバイアスを印加できるように、ＡＴＶＣ制御法（Ａｃ
ｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎ
ｔｒｏｌ）を採用した。

【００４４】ＡＴＶＣ制御法とは、図２に基本的なバイ
アスシーケンスを示したが、装置の当日始業時における
立ち上げ時の前多回転や画像形成前の前回転などにおい
て、感光体上の非画像部に対し一次転写部を予め設定さ
れた値で定電流制御し、このときの発生電圧値の変動に
より一次転写手段の抵抗変動を検知し（以降、「ＡＴＶ
Ｃ制御１」という）、画像形成時には先の発生電圧値を
演算処理した結果で定電圧制御（以下、「ＡＴＶＣ制御
２」という）を行うものである。そうすることにより、
一次転写部から感光体へ流れる過電流を防止し、感光体
のメモリをなくすとともに、画像形成時には適切なバイ
アスが印加できるようになるため、安定して良好な転写
画像出力を可能としている。

【００４５】しかしながら、上記の４ドラム構成の画像
形成装置に、体積抵抗値１０⁷Ω以下の中間転写ベルト
５を使用すると、ＡＴＶＣ制御１時に電流が中間転写ベ
ルト５を通じて、隣接する一次転写部や感光体などに流
れ込み、最適な転写バイアスを正確に検知できなくな
る。この結果、画像形成時にＡＴＶＣ制御１時に検出さ
れたバイアスでＡＴＶＣ制御２を行っても転写効率が著
しく低下してしまっていた。

【００４６】このため、本実施例では、図３に示したタ
イミングチャートのように、ＡＴＶＣ制御１を各画像形
成ユニットの一次転写部で同時に行うようにした。こう
することで、一次転写バイアスが相互に干渉しつつも、
実際の画像転写時に則した形で適切な一次転写バイアス
を検知できるようになるため、画像形成時にＡＴＶＣ制
御２を行っても転写効率の高い最適な転写性が得られる
ようになる。

【００４７】本実施例の検討時には、ＡＴＶＣ制御１の
時に各一次転写手段を５μＡで定電流制御した。そのと
きの各々に発生する電圧を転写ベルト１周分検知し、こ
のときの電圧変動むら（中間転写体および一次転写部材
の抵抗むら）を検知すると同時に、ＣＰＵ１５にてデー
タを平均して記憶する。その後、画像形成時にＣＰＵ１
５に記録された電圧にて一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８
ｃ、８ｋを定電圧制御する。画像形成時に一次転写部を
定電圧制御する理由は、画像印字比率が変化しても最適
な転写性を得られるためである。

【００４８】ここで、一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８
ｃ、８ｋに印加するバイアスの高圧電源１４について図
４により説明する。

【００４９】高圧電源１４は、高圧一次側出力回路１４
ａと、出力電流検知手段としての電流検知回路を含む高
圧二次側出力回路１４ｂとにより概略構成される。

【００５０】一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋに
は、それぞれ正の高圧電圧がされるものとし、その高圧
電圧はインバータトランス１４１から出力される。図に
は一次転写高圧のうちのひとつを示している。インバー
タトランス１４１は、５Ｖ電源にて駆動される電圧制御
手段としての高圧制御部（ＣＰＵ）１５からのパルス信
号ＯＳＣにより高圧一次側出力回路１４ａのトランジス
タ１４２を介して駆動される。パルス信号ＯＳＣは、イ
ンバータトランス１４１の高圧二次側回路１４ｂでダイ
オード１４３およびコンデンサ１４４で整流されて一次
転写ローラ８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋに印加される。

【００５１】高圧制御部１５において、ＨＶＴＩＮはＤ
／Ａ出力、ＨＶＴＯＵＴはＡ／Ｄ入力である。

【００５２】一次転写出力の直流レベルは、トランジス
タ１４５のエミッタ電圧に比例する。また、高圧制御部
１５からの出力ＨＶＴＩＮ（ＤＣレベル信号）は、オペ
アンプ１４８において増幅されてトランジスタ１４５の
ベースに入力される。したがって、ＨＶＴＩＮの増加に
伴い転写出力電圧は増加する。

【００５３】このときの出力電流は、オペアンプ１４６
により抵抗（Ｒ２１）１４７の電圧降下をみることによ
り検知できる。

【００５４】高圧制御部１５は、オペアンプ１４６の出
力（ＨＶＴＯＵＴ）から出力電流Ｉｔを、Ｉｔ＝（５−ＨＶＴＯＵＴ）／Ｒ２１として算出する。

【００５５】これによりＡＴＶＣ制御１、２を実施す
る。

【００５６】つぎに、上記の制御シーケンスを若干変え
た場合でも同様の効果が得られることを、図５に示すシ
ーケンスにより説明する。

【００５７】まず、前述したタイミングと同様に各画像
形成ユニットの一次転写部にて同時にＡＴＶＣ制御１を
開始するが、ここではある特定のタイミングでしか制御
を行わない。これを中間転写体５、１周のうちに複数ポ
イント実施し、そのときの発生電圧から中間転写体５の
抵抗むらの分布状況を概略検出する。

【００５８】つぎに、この検出値からの中間転写体１周
分の抵抗むらを概ね予測し、画像形成時の各一次転写部
に印加する電圧値を算出して印加する。この結果、一次
転写性について上記制御シーケンスとほぼ同様な効果を
得ることができた。

【００５９】以上のように、４ドラムシステムの一次転
写バイアス制御にＡＴＶＣ制御を実施することで、中間
転写体や一次転写手段の抵抗値が変動しても、安定して
各画像形成ユニットでの一次転写効率の最適化を図るこ
とができ、良好な画像を常に出力することができるよう
になる。

【００６０】また、このような制御を実施することで、
使用可能な中間転写ベルトの体積抵抗値のラチチュード
が広がるため、製造時における歩留まりの向上も図るこ
とができる。したがって、中間転写ベルトのコストも低
くすることができる。

【００６１】さらに、将来的に装置に小型化を図る上で
クリーナレス技術を導入したカラー画像形成装置の場合
でも、上記制御を実施することでトナーの一次転写残量
を少なくすることができるため、帯電部材へのトナー付
着によって生じる帯電不良も防止できるようになる。な
お、クリーナレス技術とは、感光体に残留した転写残ト
ナーを回収するクリーニング手段を現像器が兼ねる技術
である。

【００６２】実施例２つぎに、本発明の第２実施例について図６〜図９により
説明する。

【００６３】図６に本実施例における電子写真方式のカ
ラー画像形成装置を示す。本実施例の画像形成装置は第
１実施例と概略同様であり、したがって、異なる部分に
ついて説明する。

【００６４】本実施例で第１実施例と異なる点は、中間
転写ベルト１６の体積抵抗値が１０ ⁷〜１０¹²Ωである
ことと、中間転写ベルト１６表面を除電する除電手段で
ある除電器１７を有することである。ここで、この除電
器１７は、中間転写ベルト１６の抵抗値およびその回転
周期によって必要な場合とそうでない場合とがあり、中
間転写ベルト１６表面の電荷が、最終色での一次転写工
程終了してから再度１色目の一次転写工程に供されるま
でに減衰しない場合に必要とする。この条件は本体装置
構成によって変わるが、本発明を実施する上での検討に
おいては、プロセス速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、中間転写
ベルト１６の周長が１，０００ｍｍ、中間転写ベルトの
体積抵抗値が１０¹⁰Ω以上の場合に除電器１７が必要で
あった。ここでは除電器１７として中間転写ベルト１６
に接触し、従動で回転する導電性のゴムローラを用い、
これに不図示の電源からＡＣバイアスを印加することで
中間転写体表面を０Ｖに除電している。

【００６５】以下に、このような装置の構成での一次転
写バイアス制御について、図７に示したタイミングチャ
ートに基づいて説明する。

【００６６】本実施例では、体積抵抗値１０⁷〜１０¹²
Ωの中間転写ベルト１６を用いているため、一次転写部
でＡＴＶＣ制御１を行うと、中間転写ベルト１６上に印
加バイアスの履歴が電位として残ってしまうため、中間
転写ベルト１６に電位の履歴が残っている部分とそうで
ない部分でＡＴＶＣ制御１時の発生電圧が異なり、正確
に制御を行うことができなくなる。したがって、本実施
例では以下のように制御することとした。

【００６７】まず、装置立ち上げ時の前多回転および画
像形成前の前回転において、画像形成ユニットおよび中
間転写ベルト１６の駆動開始とともに感光体表面の帯電
工程および除電器１７による中間転写ベルト１６の除電
が始められ、１色目の画像形成ユニットの感光体帯電面
が一次転写部に到達した後に、一次転写ローラ８に対し
てＡＴＶＣ制御１を開始する。その後２色目から最終色
目までは、１色目のＡＴＶＣ制御１と中間転写ベルト上
での開始位置ｄが同じになるように、各色一次転写を順
次ＡＴＶＣ制御１していく。制御終了のタイミングは、
この中間転写ベルト１６上のＡＴＶＣ制御１の開始位置
ｄが各色の一次転写部に再度到達した時点で、各色順次
ＡＴＶＣ制御１を終了していく。

【００６８】ここで、冒頭でも述べたように、中間転写
ベルト１６上の電荷が減衰しないような抵抗値（１０⁷
〜１０¹²Ω）の場合には、中間転写ベルト１６の表面を
除電する手段を設けて中間転写ベルト１６の除電を行
う。つぎに、このＡＴＶＣ制御１において検出された発
生電流の中間転写ベルト一周分の平均を算出し、このバ
イアスにて画像形成時にはＡＴＶＣ制御２（定電圧制
御）を行う。

【００６９】このように一次転写バイアスを制御するこ
とにより、中間転写ベルト１６上にＡＴＶＣ制御１の電
荷履歴を保持するような抵抗を持つ中間転写ベルト１６
を用いた場合においても、中間転写ベルト１６や各色ご
との一次転写ローラ８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｂｋの抵抗値
変動を検知することができるようになり、画像形成時に
は適切なバイアスで定電圧制御できるようになるため
し、画像不良のない良好な画像が常に安定して行うこと
ができるようになる。

【００７０】また、ここでも第１実施例で述べたよう
に、中間転写ベルト１６一周分の抵抗ムラを検出せず
に、数ポイントのみＡＴＶＣ制御１を行うようにしても
同様な結果が得られることが確認された。

【００７１】つぎに、同様な効果が得られる制御シーケ
ンスの変形例について図８のシーケンスにより説明す
る。

【００７２】各色の一次転写制御は、上述したようなタ
イミングでＡＴＶＣ制御１を随時実施していき、その後
ある所定の時間制御を行った後、少なくとも一画像形成
ユニットを除いてＡＴＶＣ制御１を停止する。引き続き
ＡＴＶＣ制御１を続ける画像形成ユニットでは、その後
も発生電圧を検知し続け、中間転写ベルト１６の一周分
の抵抗ムラを検出し終えた時点で制御を終了する。中間
転写ベルト一周分の抵抗ムラを検出する一次転写ローラ
は、１色目から４色目のどの画像形成ユニットでもかま
わないし、２色以上行ってもかまわないが、中間転写ベ
ルト上の電荷履歴をキャンセルできるという観点から、
つぎに示すように、１色目の画像形成ユニットの一次転
写部で行うことが望ましい。以降はこのＡＴＶＣ制御１
時の発生電圧をＣＰＵ１５にて平均化処理し、中間転写
ベルト一周分のＡＴＶＣ制御１を行った画像形成ユニッ
トの画像形成時の一次転写バイアスを決定する。以降は
ここで決定されたバイアス値をもとに、予めＣＰＵ１５
内に記録しておいた図９に示したような各色バイアス対
応テーブルの関係から、随時各色の一次転写バイアスを
決定していく。

【００７３】このバイアスにより画像形成時にＡＴＶＣ
制御２を行うことで良好な画像結果が得られた。

【００７４】以上説明してきたような構成／制御を行う
ことで、１０⁷〜１０¹²Ωの体積抵抗値をもつ中間転写
ベルト１６を使った場合においても、非常に安定した一
次転写を行うことが可能となり、画像の安定化を図るこ
とが可能となる。

【００７５】実施例３つぎに、本発明の第３実施例について図１０および図１
１により説明する。

【００７６】本実施例では、図１０に示す中間転写ベル
ト１８の体積抵抗値が１０¹²Ω以上の高抵抗のものを使
用しており、第２実施例にて示した中間転写ベルト１８
の除電器１７は帯電器１９として使用する。その他は、
前述の第２実施例と同様の構成を用いており、その説明
は省略する。

【００７７】本実施例での制御について図１１のシーケ
ンス図をもとに説明する。

【００７８】まず、第２実施例と同様に、感光体１ｙ、
１ｍ、１ｃ、１ｂｋおよび中間転写ベルト１８の駆動と
同時に、感光体表面の帯電開始する。また、そのとき中
間転写ベルト１８の表面電位を＋６５０Ｖに帯電し始め
る。この帯電器１９には、不図示の電源からＡＣバイア
スとともにトナーと逆極性のＤＣバイアスが重畳されて
おり、中間転写ベルト１８はＤＣバイアスの電位に均一
に除電および帯電される。この帯電器１９は、図に示し
たように、第１色目の画像形成ユニットＵ_Yにおける一
次転写部の直前が最もよい。特に、本実施例のように、
ベルト形状の中間転写体を用いている場合には、ベルト
を駆動および張架しているローラのうち、ベルト搬送方
向に見て１色目の一次転写の直前にあるローラ上からま
たはそのローラから１色目の一次転写部までの間で行う
のがよい。これは、抵抗の高い中間転写ベルトがいろい
ろなローラとの摩擦や屈曲によって、それ自体が電荷を
帯びることを防止するためである。

【００７９】均一に除電および帯電された中間転写ベル
トは、１色目の一次転写部に搬送され、これ以降は第２
実施例と同様に各色随時中間転写ベルト１８上でのタイ
ミングを合わせながらＡＴＶＣ制御１が行われていく。
この時、中間転写ベルト１８は当初帯電器１９により均
一にトナーと逆極性のプラスに帯電されているため、１
色目の転写ＡＴＶＣ制御１はトナーと同極性のバイアス
で制御することにより最適な転写効率が得られるように
なる。しかし、２色目以降においては、トナーと逆極性
のバイアスでＡＴＶＣ制御１を行わなければならない。

【００８０】本発明を実施したマイナス極性のトナーを
用いた反転現像系を使った電子写真カラー画像形成装置
では、除電／帯電器にてＤＣ＋６５０Ｖに帯電すると、
１色目の一次転写部でのＡＴＶＣ制御１では−３００Ｖ
が最適になる。さらに２色目の最適転写バイアスはＤＣ
＋３００Ｖ、３色目は＋７００Ｖ、４色目は＋１０００
Ｖとなった。

【００８１】上記のような制御を行う利点は、高抵抗の
中間転写体を使用するにあたって、各色の一次転写部で
の必要なバイアスが、中間転写体の抵抗値が高ければ高
いほど順次挙げて行かなければならず、最終色での所要
バイアスが５ｋＶ以上となる場合もでてくる。このよう
な場合、一次転写用の電源に高電圧が印加可能なトラン
スが必要となってしまい高価になってしまう。また、中
間転写体上に大きなバイアスを印加すると、それだけ帯
電電位も高くなり、予期せぬ部分への放電／リークが生
じ、画像の乱れが生じ易い。しかしながら、本実施例の
制御では、高抵抗の中間転写体を使用しているにも関わ
らず、１色目の一次転写バイアスをトナーと同極性のバ
イアスで制御しているため、順次一次転写バイアスをア
ップしていったとしても、最終色の一次転写バイアスは
＋１ｋＶで済むことになる。したがって、中間転写体の
帯電電位も比較的小さく抑えることができるため、高圧
ユニットの高額化を回避できるとともに、中間転写体か
らの放電／リークを防止できるため画像の劣化も防止す
ることができるようになり、安定した画像を長期にわた
って出力することが可能となる。

【００８２】実施例４つぎに、本発明の第４実施例について図１２により説明
する。

【００８３】本実施例は、ＯＨＴや厚紙などの特殊メデ
ィアなどに印字する場合に、画像形成工程のプロセス速
度が、普通紙に印字する場合と異なったプロセス速度で
行われる場合についての制御に関するものである。

【００８４】通常、定着性およびＯＨＴの透過性に伴う
対策としてこれらプロセス速度ダウンのシーケンスがあ
る。このため、通常のプロセス速度で行われた各色ＡＴ
ＶＣ制御バイアスと速度ダウンした場合の差異的転写バ
イアスが異なることは明白である。そこで、本実施例で
は、第１〜第３実施例に述べた方法において、通常のプ
ロセス速度に係るＡＴＶＣ制御を行なうと共に、各々の
場合のプロセス速度ダウン時のプロセス速度に応じたＡ
ＴＶＣ制御を再度行うものである。

【００８５】また、同様な方法として、これらモードに
入る場合には、画像形成装置のコントローラ部に紙種デ
ータが入力された時点で前回転時にこのプロセス速度で
ＡＴＶＣ制御を行う。さらに、本画像形成装置のように
ネットワーク上で使用されるような装置の場合には、連
続して普通紙への印字が行われる場合には、再度通常の
プロセス速度によるＡＴＶＣ制御を行ってから印字を開
始するか、もしくは各プロセス速度での制御値をＣＰＵ
内に随時メモリしておき、メディアの種類によって随時
制御値を呼び出し、この値で制御するかもしくは若干の
補正をかけるなどして画像形成時の一次転写バイアス制
御を行う。

【００８６】つぎに、さらに簡略化した方法として、本
体の初期設定に予めプロセス速度で画像形成した場合の
一次転写制御バイアスと、プロセス速度をダウンさせた
場合の一次転写バイアス制御値の対応テーブルをＣＰＵ
１５内に記憶しておき、画像形成に行われる通常のＡＴ
ＶＣ制御時の制御値をもとに随時プロセス速度ダウン時
の一次転写バイアスを更新しておき、このモードに入っ
た場合にのみこれら記録された制御値で一次転写バイア
スを制御するようにしてもよい。

【００８７】なお、上記実施例において、本発明を、被
受像部材である中間転写体として中間転写ベルトを備え
たカラー画像形成装置に適用した場合について説明した
が、ドラム状の中間転写ドラムを備えたカラー画像形成
装置に適用することも可能である。

【００８８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の多色画像形成装置によれば、複数の画像形成ユニット
のうち、少なくとも一つの画像形成ユニットの転写手段
を定電圧制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段に
よる定電圧制御時の出力電流値を検出する出力電流検知
手段と、を有し、前記定電圧制御手段に基づく定電圧値
と、前記出力電流検知手段からの入力の演算結果から前
記転写手段への出力電圧を決定することにより、被受像
部材の抵抗値変化あるいは一次転写手段の抵抗値変化が
生じた場合においても、常に安定した一次転写性が得ら
れ、高品質画像を得ることができる。また、被受像部材
の使用可能な体積抵抗値のラチチュードが広がり、被受
像部材製造時の歩留まりが向上する。さらに、一次転写
効率が向上するので、クリーナレス技術の採用に好適で
あり、小型化の達成に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のカラー画像形成装置を示
す構成図である。

【図２】基本的なＡＴＶＣ制御に関するタイミングチャ
ートである。

【図３】第１実施例の一次転写バイアス印加の制御タイ
ミングチャートである。

【図４】第１実施例における高圧電源を概略的に示す回
路図である。

【図５】第１実施例の一次転写バイアス印加に係る他の
制御タイミングチャートである。

【図６】本発明の第２実施例のカラー画像形成装置を示
す構成図である。

【図７】第２実施例の一次転写バイアス印加の制御タイ
ミングチャートである。

【図８】第２実施例の一次転写バイアス印加における他
の制御タイミングチャートである。

【図９】第２実施例の一次転写バイアスの各色バイアス
対応テーブルである。

【図１０】本発明の第３実施例のカラー画像形成装置を
示す構成図である。

【図１１】第３実施例の一次転写バイアス印加の制御タ
イミングチャートである。

【図１２】第４実施例の一次転写バイアス印加の制御タ
イミングチャートである。

【図１３】従来のカラー画像形成装置の一例を示す概略
構成図である。

【符号の説明】１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂｋ感光体（像担持体）２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂｋ画像露光部（潜像形成手
段）４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂｋ現像器（現像手段）８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｂｋ一次転写ローラ（一次転写
手段）５、１６、１８中間転写ベルト（被受像部
材／中間転写体）１７除電器（除電手段）１９帯電器（帯電手段）Ｕ_Y、Ｕ_M、Ｕ_C、Ｕ_Bk 画像形成ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に潜像形成手段により潜像を
形成し、潜像を現像手段により現像剤を用いてトナー像
として現像し、トナー像を一次転写手段により被受像部
材上に転写する画像形成ユニットを複数個有し、前記被
受像部材上に形成されたトナー像を順次多重転写するこ
とにより、多色画像を形成する多色画像形成装置におい
て、前記複数の画像形成ユニットのうち、少なくとも一つの
画像形成ユニットの一次転写手段を定電圧制御する電圧
制御手段と、前記電圧制御手段による定電圧制御時の出
力電流値を検出する出力電流検知手段と、を有し、前記
定電圧制御手段に基づく定電圧値と、前記出力電流検知
手段からの入力の演算結果から前記転写手段への出力電
圧を決定することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】像担持体上に潜像形成手段により潜像を
形成し、潜像を現像手段により現像剤を用いてトナー像
として現像し、トナー像を一次転写手段により被受像部
材上に転写し、転写後に前記像担持体上に残留した転写
残トナーを回収するクリーニング手段を前記現像手段が
兼ねる画像形成ユニットを複数個有し、前記被受像部材
上に複数の画像形成ユニットによって形成されたトナー
像を順次多重転写することにより、多色画像を形成する
多色画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニットのうち、少なくとも一つの
画像形成ユニットの一次転写手段が、該転写手段を定電
圧制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段による定
電圧制御時の出力電流値を検出する出力電流検知手段
と、前記定電圧制御手段に基づく定電圧値と、前記出力
電流検知手段からの入力の演算結果から前記転写手段へ
の出力電圧を決定することを特徴とする多色画像形成装
置。
【請求項３】前記被受像部材は、単層の無端ベルト状
の中間転写ベルトからなる中間転写体であることを特徴
とする請求項１または２の多色画像形成装置。
【請求項４】前記被受像部材は、複数層の無端ベルト
状の中間転写ベルトからなる中間転写体であることを特
徴とする請求項１または２の多色画像形成装置。
【請求項５】前記被受像部材は、ドラム状の中間転写
ドラムからなる中間転写体であるこを特徴とする請求項
１または２の多色画像形成装置。
【請求項６】前記被受像部材への電荷付与および／ま
たは除電するための機能を有する除電／帯電手段を有す
ることを特徴とする請求項１または２の多色画像形成装
置。
【請求項７】前記一次転写手段として、弾性ローラを
用いることを特徴とする請求項１または２の多色画像形
成装置。
【請求項８】前記一次転写手段として、ブラシ状のも
のを用いることを特徴とする請求項１または２の多色画
像形成装置。
【請求項９】前記一次転写手段として、シートもしく
はブレード形状のものを用いることを特徴とする請求項
１または２の多色画像形成装置。
【請求項１０】画像形成時のプロセス速度を複数種設
定し、プロセス速度の変化により、前記一次転写手段へ
のバイアス制御を変えることを特徴とする請求項１また
は２の多色画像形成装置。
【請求項１１】前記現像剤は、重合法で生成された重
合トナーを使用することを特徴とする請求項１または２
の多色画像形成装置。