JP2009092757A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー像の転写エラーに伴う画質欠陥が抑制された画像形成装置を提供する。
【解決手段】 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体と、像保持体表面にトナー像を形成する像形成部と、バイアス電圧の印加を受けて、像形成部で形成されたトナー像を所定の転写位置で記録媒体上に該バイアス電圧によって静電的に転写する転写部と、記録媒体を転写部に送り込んで転写位置を通過させる送込部と、記録媒体が転写部に送り込まれる前は、転写部にバイアス電圧とは逆極性の逆バイアス電圧を印加し、逆バイアス電圧からバイアス電圧への電圧変更を、記録媒体の先端が転写位置に到達する前から開始し、複数段の電圧変更を経て、転写部に印加する電圧を、先端が転写位置に到達した後にバイアス電圧に到達させる電圧印加部とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、像を保持する像保持体の表面に形成したトナー像を記録媒体上に転写して定着することにより記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、像保持体を保持する像保持体表面に所定極性のトナー像を形成し、像保持体表面に形成したトナー像を、トナー像の極性とは逆極性の電圧を印加した一次転写ロールにより静電的に吸引して、像保持体と一次転写ロールとの間を通過する中間転写ベルト上に転写し、中間転写ベルト上に転写したそのトナー像を、さらに、そのトナー像の極性とは逆極性の電圧を印加した二次転写ロールにより静電的に吸引して、二次転写ロールと中間転写ベルトとの間に送り込んだ記録媒体上に転写する画像形成装置が知られている。

この様な画像形成装置のなかには、プリント画像となるトナー像を像保持体表面に順次に形成する合間にダミーのトナー像であるパッチを像保持体表面に形成し、中間転写ベルト上に、プリント画像となるトナー像と共に転写し、そのパッチの濃度を光学測定機器により測定して、その装置における濃度調整に利用しているものがある。

また、この様な画像形成装置では、二次転写ロール上にプリント画像となるトナー像が通過する時にそのトナー像の極性とは逆極のバイアスを二次転写ロールに印加してそのトナー像を吸引し、そのトナー像が二次転写ロール上に差しかかるタイミングに合わせてその二次転写ロールと中間転写ベルトの間に送り込んだ記録媒体上に、吸引したトナー像を二次転写する一方、二次転写ロール上をパッチが通過する時にはそのパッチを吸引しないように、二次転写ロールに印加するバイアスの極性を、トナー像を吸引する際の極性とは逆極性に切り換えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、この様なバイアスの極性切換えについては、二次転写ロールと中間転写ベルトとの間に送りこまれてくる記録媒体の先端と、その記録媒体上の、トナー像が転写されるエリアの先端との間に存在する、所謂余白部分を使用して行なわれている。

これは、この切換えが記録媒体上の上記転写エリアにかかってしまうと、トナー像の先端部分の転写に悪影響が出るからであり、また、記録媒体の先端が来る前に切換がなされると、トナー像の先端にギャップ放電が発生してやはり転写不良が引き起こされるからである。また、記録媒体の先端が来る前のバイアスの極性切換は、システムに対して過大な電圧をかけることとなり、これにより突入電流が発生して電源保護回路が作動してシステムエラーとなる場合がある。
特開２０００−３３８７９２号公報

しかしながら、近年では、装置の処理能力の向上の要請に伴い、プロセス速度の高速化が必要となる。このため、バイアスの極性切換を上記の余白部分で行うことが次第に困難となり、トナー像の転写エラー伴う画質欠陥の頻発が懸念される。

尚、上記問題は、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を、これら中間転写ベルトと二次転写ロールとの間に送りこまれてきた記録媒体上に、二次転写ロールにより転写するタイプの画像形成装置にのみ発生する問題ではなく、記録媒体をその上面に載せて、像保持体と転写ロールとの間を通過する所定の搬送経路を循環する搬送ベルトを備え、像保持体と転写ロールとの間に形成された転写位置に差し掛かった記録媒体に、像保持体表面に形成したトナー像を転写するタイプの画像形成装置においても同様に起こり得る問題である。

本発明は、上記事情に鑑み、トナー像の転写エラーに伴う画質欠陥が抑制された画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体と、
上記像保持体表面にトナー像を形成する像形成部と、
バイアス電圧の印加を受けて、上記像形成部で形成されたトナー像を所定の転写位置で記録媒体上にこのバイアス電圧によって静電的に転写する転写部と、
上記記録媒体を上記転写部に送り込んで上記転写位置を通過させる送込部と、
上記記録媒体が上記転写部に送り込まれる前は、この転写部に上記バイアス電圧とは逆極性の逆バイアス電圧を印加し、この逆バイアス電圧からこのバイアス電圧への電圧変更を、この記録媒体の先端がこの転写位置に到達する前から開始し、複数段の電圧変更を経て、この転写部に印加する電圧を、この先端がこの転写位置に到達した後に上記バイアス電圧に到達させる電圧印加部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、逆バイアス電圧からバイアス電圧への電圧変更が複数段の電圧変更を経て行われる。つまり、本発明の画像形成装置では、逆バイアス電圧からバイアス電圧への電圧変更が複数回に分けて行われており、記録媒体の余白部分におけるバイアス電圧への到達を確保するために、余白部分の手前の段階では記録媒体へのトナー像の転写に悪影響が及ばない範囲での昇圧がなされている。したがって、本発明の画像形成装置によれば、プロセス処理の高速化に起因するトナー像の転写エラーの発生を抑制できる。

ここで、上記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部と、
この画像形成装置内の湿度を測定する湿度測定部とを備え、
上記電圧印加部が、上記バイアス電圧を上記抵抗測定部および上記湿度測定部による測定値に基づいて決定し、上記逆バイアス電圧からこのバイアス電圧までの電圧変更における段数を、このバイアス電圧に応じた段数に決定するものであることが好ましい。

転写部の電気抵抗と、トナー像の転写先である記録媒体の電気抵抗は、湿度により変化し、転写部による記録媒体へのトナー像の転写は所定量の電流が確保される必要があることから、この様に、バイアス電圧をこれらの電気抵抗に基づいて決定することが好ましく、さらには、このバイアス電圧に応じた段数とすることで、プロセス処理の高速化に起因するトナー像の転写エラーの発生を高精度に抑制できる。

また、前記電圧印加部が、前記電圧変更における複数段のうち該バイアス電圧の前段の電圧を、前記記録媒体の種類および前記トナー像の画像密度のうち少なくともいずれかに応じた電圧に決定するものであるであることも好ましい態様である。

トナー像の転写エラーを引き起こすギャップ放電の発生に影響を及ぼす、このバイアス電圧の前段の電圧をこの様に決定することで、トナー像の転写エラーを高精度に抑制できる。

ここで、上記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部を備え、
上記電圧印加部が、上記抵抗測定部による測定値に基づいて上記逆バイアス電圧を決定するものであることが好ましい。

この様に転写部の電気抵抗に基づいて逆バイアス電圧を決定することで、転写部へのトナー像の付着を防止するための逆バイアス電圧で逆にトナー像を転写部に付着させてしまうことがないようにできる。

また、上記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部を備え、
上記電圧印加部が、上記抵抗測定部による測定値に基づいて、上記逆バイアス電圧から上記バイアス電圧までの電圧変更における上記記録媒体が上記転写部に送り込まれる前の電圧の上限値を決定し、この上限値内の電圧を用いるものであることも好ましい態様である。

この様に、逆バイアス電圧からバイアス電圧までの電圧変更における、記録媒体が上記転写部に送り込まれる前の電圧の上限値を転写部の電気抵抗に基づいて決定すると、突入電流の発生によるシステムエラーの発生を防止できる。

本発明の画像形成装置によれば、トナー像の転写エラーに伴う画質欠陥を抑制することができる。

図１は、フルカラー印刷が可能なプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、図１における左側から、Ｙ（イエロ）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、およびＫ（色）の組み合わせによるフルカラー印刷が可能なプリンタであり、このプリンタ１には、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ポリイミドイミドからなる中間転写ベルト２０を有するベルト駆動装置２と、二次転写ロール１６と、定着部１７と、このプリンタ１における画像形成を制御する制御部１８とが備えられている。

各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、および、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが備えられた、プロセス処理が高速な、所謂高速処理機である。尚、図１に示すプリンタ１には、他にも、メモリ２５、湿度センサ１９、光学測定器２３、および電圧制御部２４が備えられているが、これらについては後述する。

ベルト駆動装置２は、詳細は後述するが、上述した中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０を矢印Ｂ方向に駆動する駆動ロール２１と、駆動ロール２１とともに中間転写ベルト２０が張り架けられ、中間転写ベルト２０にテンションを与えるテンションロール２２とを備えている。

感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより表面にマイナス極性の電荷が付与され、マイナス極性に帯電された表面のうち、露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋからの露光光が照射された部分はプラス極性に帯電する。

現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋには、トナーと、磁場中では磁化する磁性粒子であると共にトナーとの摩擦によりトナーを帯電させる電荷付与粒子である磁性キャリアとを含む現像剤が収容されており、この現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、収容したこの現像剤を攪拌し、この攪拌によりトナーと磁性キャリアとを摩擦させている。この摩擦により、トナーはマイナス極性に帯電し、磁性キャリアはプラス極性に帯電する。このため、現像剤中では、トナーは磁性キャリアに静電的に付着してこれらは渾然一体となっている。

また、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋには、図示は省略するが上述した現像剤を保持する現像ロールが備えられており、この現像ロールは、マイナス極性のバイアスが印加された、スリーブとマグネットロールとを備えたものである。マグネットロールの磁力により、回転するスリーブ表面に磁性キャリアが吸着されることで現像剤が現像ロール１３１に保持され、感光体１０との間に形成された現像領域に運ばれる。

一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋには、トナー像を形成するトナーの極性とは逆極性のプラス電圧が印加されている。

また、二次転写ロール１６には、詳しくは後述するが、電圧制御部２４により、プラス電圧とマイナス電圧とが切り換え自在に印加されるようになっている。

図１に示すプリンタ１の各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋでは、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に、帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによりマイナス極性の電荷が付与された後、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を露光器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが照射してプラス極性の静電潜像が形成され、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの現像ロールの表面に保持されて現像位置に運ばれた現像剤中のトナーが、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成されたプラス極性の静電潜像とマイナス極性の現像ロールとの間に発生した電界により磁性キャリアから離れて静電潜像に付着することで静電潜像の現像が行われる。

ここで、このプリンタ１における、フルカラー画像の形成動作について説明する。

このプリンタ１では、イエロの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成がまず開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙの表面に、接触式の帯電装置１２Ｙによりマイナス極性の電荷が付与され、露光装置１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙの表面にイエロ画像に相当する露光光が照射され、付与されたマイナス電荷を除去されて静電潜像が形成される。その静電潜像は現像装置１４Ｙにより所定の極性に帯電したイエロのトナーで現像されて感光体ロール１１Ｙの表面にイエロのトナー像が形成される。感光体ロール１１Ｙの表面に形成されたイエロのトナー像は、既に循環移動を開始している中間転写ベルト２０の所定の位置に一次転写ロール１５Ｙによって転写される。

マゼンタ色の画像形成部１０Ｍでは、中間転写ベルト２０上に転写されたイエロのトナー像がマゼンタ色用の一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、感光体ロール１１Ｙの表面に形成されたマゼンタ色のトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタ色のトナー像の形成が行われ、マゼンタ色のトナー像は、一次転写ロール１５Ｍによって、中間転写ベルト２０上のイエロのトナー像の上に重ねて転写される。

続いて、シアン色および黒色の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋそれぞれによる、シアン色および黒色のトナー像の形成が上述したのと同様のタイミングで行われ、形成されたシアン色および黒色のトナー像は、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋそれぞれによって中間転写ベルト３０のイエロおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。このようにして、中間転写ベルト３０上に転写された４色のトナー像は、二次転写ロール１６により用紙Ｐ上に二次転写され、用紙Ｐとともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着装置１７により用紙Ｐ上に加熱および圧着されることで定着される。このプリンタ１は、本発明の画像形成装置の一実施形態である。

ここで、本実施形態のプリンタ１では、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて目標とする濃度のトナー像が形成されているか否かの確認のために、ダミーのトナー像であるパッチを画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ毎に、プリント画像となるトナー像の合間に形成して中間転写ベルト２０上に転写し、中間転写ベルト２０上に転写したパッチの濃度を光学的に測定している。図１には、中間転写ベルト２０の近傍に配備された、パッチの濃度を光学的に測定する光学測定器２３が示されている。この光学測定器２３では、中間転写ベルト２０上に転写された上記パッチに向けて光を照射し、パッチから戻ってきた反射光に応じた信号を制御部１８に送信しており、制御部１８では、光学測定器２３からの信号に基づいて、目標とする濃度のパッチが形成されていないと判定した場合には、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対して濃度制御パラメータの調整を個別に指示する。

この様に、このプリンタ１では、プリント画像の形成の合間にパッチが形成されることから、プリント画像となるトナー像とパッチとが交互に中間転写ベルト２０に転写されることとなる。そこで、このプリント１では、プリント画像としてのトナー像については、二次転写ロール１６に、トナー像が有するマイナス極性とは逆極性のプラス電圧を印加することで記録媒体Ｐ上に転写させるが、パッチについては、二次転写ロール１６に、トナー像が有するマイナス極性と同極性のマイナス電圧を印加することで、静電的な反発力を利用して二次転写ロール１６へのパッチの付着が防止され、二次転写ロール表面のトナーによる汚損が防止されている。図１には、二次転写ロール１６へ印加する電圧の制御を行う電圧制御部２４が示されており、この電圧制御部２４では、詳しくは後述する理由により、二次転写ロール１６に印加する電圧の電圧値および極性の変更が可能となっている。尚、二次転写ロール１６への転写が成されなかったパッチは、中間転写ベルト２０に接触しその表面に残留したトナーを掻き取る、不図示のブレードにより除去される。

ところで、二次転写ロール１６にパッチの吸引を防止するための電圧（以下では、これを逆バイアスと称す）が印加されている状態から、プリント画像となるトナー像を吸引するための電圧（以下では、これを転写バイアスと称す）が印加される状態への電圧切換えを１回で行おうとすると、その転写バイアスの電位が高いほど、二次転写ロール１６と中間転写ベルト２０との間に送りこまれてくる記録媒体の先端から、その記録媒体上の、トナー像の転写エリアの先端までの間である、所謂余白部分が、これら二次転写ロール１６と中間転写ベルト２０との接触部分（以下では、これを転写位置と称す）を通過している間で行なわれる必要がある。

しかしながら、プロセス処理が高速な高速処理機では、この電圧切換えが記録媒体上の、トナー像の転写エリアにかかってしまい、トナー像の先端部分の転写に悪影響が出たり、あるいは、記録媒体の先端が来る前に切換えがなされてしまうと、トナー像の先端に対してギャップ放電が発生し、トナートライボの低下とそれに伴う転写不良が発生する危険性が高い。そこで、このプリンタ１では、二次転写ロール１６における逆バイアスから転写バイアスへの切換タイミングについて工夫がなされている。以下では、その工夫されている点について詳細に説明する。

図２は、図１に示すプリンタの二次転写ロールに対する印加電圧の変化を示すグラフ図である。

図２の上側には、二次転写ロール１６側から、対向するテンションロール２２との間を通過する中間転写ベルト２０と記録媒体Ｐとを見た場合の様子が模式的に示されており、ここには、記録媒体Ｐが、中間転写ベルト２０との間で、中間転写ベルト２０上に転写された、点線で示されるトナー像Ｔを挟んでいる様子も示されている。

図２の下段には、二次転写ロール１６と中間転写ベルト２０との間に形成されている、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像を二次転写ロール側に転写する転写位置を中間転写ベルト２０の各部位が通過した際に、二次転写ロール１６に印加されている電圧の極性と電位を表すグラフ図が示されている。図２には、中間転写ベルト２０と二次転写ロール１６との間に送りこまれてきた記録媒体Ｐの先頭が、転写位置を時刻ｔ２に通過し、この先頭から距離ａだけ後ろの、トナー像の転写エリアの先頭が、その転写位置を時刻ｔ４に通過したことが示されている。この距離ａは、前述した余白部分の長さを表している。

また、図２の下段に示されるグラフ図には、中間転写ベルト２０の、記録媒体Ｐが存在しない部位が転写位置を通過している最中における二次転写ロール１６への印加電圧が逆バイアスである−０．７ｋｖであったのが、時刻ｔ１では印加電圧は＋２．５ｋｖに切り換えられ、中間転写ベルト２０の、記録媒体Ｐの先端を伴った部位が転写位置を通過した時刻ｔ２には、印加電圧は＋２．６ｋｖにまで切り換えられ、さらに、余白部分の途中部分が転写位置を通過中の時刻ｔ３では印加電圧が転写バイアスである＋４ｋｖに達した様子が示されている。

このプリンタ１では、図２の下段に示す様に、まず、逆バイアスから、いきなり転写バイアスに切り換えられのではなく、途中に２段階を挟む計３段階の電圧切換えが行われている。また、この様に複数段の電圧変更を経ていることで、当然に、転写バイアスにまで到達するには時間を要するため、最初の電圧切換は、転写位置に記録媒体Ｐの先頭が到達していない段階から開始されている。しかし、この最初の切換電圧＋２．５ｋｖは、逆バイアスに対して逆極ではあるもののその電位は転写バイアスに比べてかなり低いことから、従来問題となっていた、トナー像の先端に対するギャップ放電が発生し、トナートライボの低下とそれに伴う転写不良が発生する危険性はない。また、記録媒体Ｐ上の余白部分の先頭が転写位置を通過した時刻ｔ２と、余白部分の後端、すなわちトナー像の転写エリアの先頭が転写位置を通過した時刻ｔ４との間の時刻ｔ３に二次転写ロール１６への転写バイアスに到達していることからトナー像の先端の転写不良が引き起こされることもない。

したがって、本実施形態のプリンタ１によれば、プロセス処理の高速化に伴う、トナー像の転写エラーに伴う画質欠陥を抑制することができる。

次に、このプリンタ１における、図２の下段に示す様な、二次転写ロール１６への複数段にわたる印加電圧の切換について、各電圧値の決定がいかに行われたかを説明する。

図３は、電圧値の決定までの流れを示す図である。

図３に示すステップＳ１では、湿度の検出、システム抵抗の取得、およびトナー像が転写される記録媒体情報の取得が行われる。湿度の検出は、図１に示す湿度センサ１９により行われ、記録媒体情報の取得は、オペレータが所望の記録媒体を選択するために操作する不図示の操作パネル上で操作されたキーに予め対応づけられている厚み、記録媒体の表面粗さ、および抵抗関数が図１に示すメモリ２５から制御部１８によって読み出されて行われる。また、システム抵抗の取得は、図４に示すシステム抵抗測定器１００を用いて行われている。尚、記録媒体の抵抗関数は、湿度値と記録媒体の抵抗値との相関を表すものである。

ここで、図４は、システム抵抗測定器の概略構成図である。

図４に示すシステム抵抗測定器１００は、電源１０１と、テンションロール２２に接触して回転しつつ電源１０１からの電力をテンションロール２２に供給する給電ロール１０２と、一方の端子が二次転写ロール１６に接続されているとともに他方の端子がアースされた電流計１０３とを備えており、このシステム抵抗測定器１００では、このプリンタ１の電源がオン状態にあるときは電流計１０３から電流値を表す信号が制御部１８に送信されており、制御部１８ではリアルタイムでシステム抵抗値をモニタしている。再び図３に戻って説明を続ける。

ステップＳ１において得られた湿度値、システム抵抗値、および記録媒体の厚みと抵抗関数に基づいて、ステップＳ２では、転写バイアスおよび逆バイアスがそれぞれ決定される。ステップＳ２において決定される転写バイアスにこれらパラメータが関係するのは、湿度が低かったり、記録媒体の厚みが厚ければ記録媒体の抵抗が上がり、記録媒体の抵抗値とシステム抵抗値によって転写電圧が左右されるからである。また、逆バイアスは、システム抵抗値にのみに基づいて、後述するテーブルが参照されて決定されるが、これは、システムの抵抗が低いときに電圧が大きいと電流が流れすぎてトナートライボが発生してしまい二次転写ロール１６に却ってトナーが付着するためである。

ここで、図５は、逆バイアスの決定の際に参照されるテーブルを示す図である。

図５には、システム抵抗値と逆バイアスとの対応が示されており、上述の理由のため、システム抵抗値が低い場合には、システム抵抗値が高い場合よりも逆バイアスが低くされている様子が示されている。再び図３に戻って説明を続ける。

ステップＳ２において、転写バイアスと逆バイアスが決定されると、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、二次転写ロール１６に印加する印加電圧の切換段数が、ステップＳ２で決定された転写バイアスに基づいてテーブルが参照されて決定される。切換段数が、転写バイアスに影響されるのは、転写バイアスの電圧が高いほど、段数を多くして、転写バイアスへの余白部分での到達を、トナー像の転写への悪影響を引き起こさずに確実に行う必要があるからである。

図６は、切換段数の決定の際に参照されるテーブルを示す図である。

図６には、転写バイアスに対応した切換段数が示されており、転写バイアスが３ＫＶ未満と低電圧の場合には切替段数は２段階とされているものの、５ＫＶ以上と大きい場合には切換段数は４段階と段階数が多くなっている。再び図３に戻って説明を続ける。

ステップＳ３において、切換段数が決定されると、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、転写位置に記録媒体の先端が到達する前に達することのできる切替電圧の上限値（以下では、途中バイアス上限値と称す）が、システム抵抗に基づいて決定される。この途中電圧上限値がシステム抵抗に影響されるのは、記録媒体が無い状態にもかかわらずシステム抵抗が極端に低い場合に、電圧値が高いと突入電流が発生し、システムエラーが引き起こされるからである。

ここで、図７は、途中バイアス上限値の決定の際に参照されるテーブルを示す図である。

図７には、システム抵抗値と途中バイアスの上限値との対応が示されており、上述の理由のため、システム抵抗値が低い場合には、システム抵抗値が高い場合よりも電圧が低くされている様子が示されている。再び図３に戻って説明を続ける。

ステップＳ４において、途中バイアス上限値が決定されると、その後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、転写バイアスに到達する直前に達することができる切換電圧（以下、これを直前バイアスと称す）が決定される。

この直前バイアスは、ギャップ放電が発生するかしないかを決定する重要なパラメーターである。これは、ステップＳ１で取得した、記録媒体の表面粗さ情報と、ステップＳ２で決定した転写電圧と、プリント画像の画像密度とに基づいてテーブルが参照されて決定される。

画像密度は、外部から送信されてきた画像データにより制御部１８で把握される。但し、記録媒体の表面粗さ情報とプリント画像の画像密度とは、ギャップ放電の発生有無に関連するのではなく、発生した場合に画質に与える影響として関連する。すなわち画像密度が低ければ放電が発生して一部のトナーが転写できなくなった場合、より目立ってしまうからであり、記録媒体の表面粗さも、ギャップ放電が発生した場合に、例えば、コート紙のような表面粗さの小さい記録媒体の方が、非コート紙のような表面粗さの大きい記録媒体の方よりも目立ってしまうためである。

ここで、図８は、直前バイアスの決定の際に参照されるテーブルを示す図である。

図８には、これら転写電圧、画像密度比、および記録媒体の表面粗さに対応した直前バイアスが、転写バイアスに対するパーセンテージで示されている。ここに１００％と表されている場合とは、ステップＳ３で決定した段数を一段階減らすことが可能なことを表しており、また、直前バイアスの決定に転写バイアスが影響するのは、パーセンテージではなく、直前バイアスの値そのものが問題となるからである。尚、画像密度比とは、４色を全て１００％の画像密度で書き込んだ場合を１００とした場合の、これに対する比である。

図８には、画像密度が低いほど、上述の理由により、パーセンテージが低く設定され、また、表面粗さが粗い方が、パーセンテージが高く設定されている様子が示されている。再び図３に戻って説明を続ける。

ステップＳ５において、転写バイアスに到達する直前バイアスが決定されると、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、各段の切換電圧が決定されるが、以下では、このプリンタ１における切換電圧として、図２に示す＋２．５Ｖと＋２．８Ｖが決定された経緯を具体的に説明する。

まず、このプリンタ１の操作パネルに対するオペレータからの操作を受けて制御部１８では、オペレータによる操作により選択された記録媒体の厚みと表面粗さ情報と抵抗関数、システム抵抗値、および湿度に基づいて転写バイアスを決定するが、ここでは、システム抵抗値が７ＭΩであることが把握されると共に、転写バイアスが２．９ｋｖと決定され、画像密度比が３０で表面粗さが小さい記録媒体を用いるとして話を進める。

逆バイアスについては、図５に示すテーブルが参照され、システム抵抗値７ＭΩに対応した−０．７ｋｖに決定される。

切換段数については、転写バイアスが＋２．９ｋｖであることから、図６に示すテーブルが参照されて、切換段数２が決定される。

また、途中バイアス上限値は、図７に示すテーブルが参照されて、システム抵抗値７ＭΩに対応した２．５ｋｖに決定され、直前バイアスは、図８に示すテーブルが参照されて、転写バイアスの９０％である２．６ｋｖが決定される。

以上により、図２では、逆バイアスである−０．７ｋｖから、記録媒体の先端が転写位置を通過する前の時刻ｔ１において１段目の切替えにより二次転写ロール１６への印加電圧は中途バイアスの上限値である＋２．５ｋｖに切り換えられ、記録媒体の先端が転写位置を通過した時刻ｔ２に直前バイアスである＋２．８ｋｖに切り換えられ、その後、記録媒体の余白部分が転写位置を通過中に転写バイアス＋４ｋｖに達することとなる。

フルカラー印刷が可能なプリンタの概略構成図である。 図１に示すプリンタの二次転写ロールに対する印加電圧の変化を示すグラフ図である。 電圧値の決定までの流れを示す図である。 システム抵抗測定器の概略構成図である。 逆バイアスの決定の際に参照されるテーブルを示す図である。 切換段数の決定の際に参照されるテーブルを示す図である。 途中バイアス上限値の決定の際に参照されるテーブルを示す図である。 直前バイアスの決定の際に参照されるテーブルを示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
１９ 湿度センサ
２０ 中間転写ベルト
２３ 光学測定器
２４ 電圧制御部
２５ メモリ

Claims (5)

1. 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体と、
   前記像保持体表面にトナー像を形成する像形成部と、
   バイアス電圧の印加を受けて、前記像形成部で形成されたトナー像を所定の転写位置で記録媒体上に該バイアス電圧によって静電的に転写する転写部と、
   前記記録媒体を前記転写部に送り込んで前記転写位置を通過させる送込部と、
   前記記録媒体が前記転写部に送り込まれる前は、該転写部に前記バイアス電圧とは逆極性の逆バイアス電圧を印加し、該逆バイアス電圧から該バイアス電圧への電圧変更を、該記録媒体の先端が該転写位置に到達する前から開始し、複数段の電圧変更を経て、該転写部に印加する電圧を、該先端が該転写位置に到達した後に前記バイアス電圧に到達させる電圧印加部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部と、
   この画像形成装置内の湿度を測定する湿度測定部とを備え、
   前記電圧印加部が、前記バイアス電圧を前記抵抗測定部および前記湿度測定部による測定値に基づいて決定し、前記逆バイアス電圧から該バイアス電圧までの電圧変更における段数を、該バイアス電圧に応じた段数に決定するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電圧印加部が、前記電圧変更における複数段のうち該バイアス電圧の前段の電圧を、前記記録媒体の種類および前記トナー像の画像密度のうち少なくともいずれかに応じた電圧に決定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部を備え、
   前記電圧印加部が、前記抵抗測定部による測定値に基づいて前記逆バイアス電圧を決定するものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記転写部の電気抵抗を測定する抵抗測定部を備え、
   前記電圧印加部が、前記抵抗測定部による測定値に基づいて、前記逆バイアス電圧から前記バイアス電圧までの電圧変更における前記記録媒体が前記転写部に送り込まれる前の電圧の上限値を決定し、該上限値内の電圧を用いるものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の画像形成装置。

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