JP4644131B2 - 転写条件設定方法、転写装置及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式によるカラー画像形成時に中間転写体上に重ね合わされた各色相のトナー像を一括して用紙上に転写する際の転写圧力を含む転写条件を設定する転写条件設定方法、この転写条件設定方法を用いた転写装置、及び、この転写装置を備えたカラー画像形成装置に関する。

電子写真方式のカラー画像形成装置には、中間転写体を備えたものがある。中間転写体を備えたカラー画像形成装置では、一次転写及び二次転写を行い、色分解された各色相の画像データに基づいて感光体に減法混色の３原色及び黒色のトナー像を個別に形成する。各色のトナー像は、一次転写時に中間転写体に順次転写されて重ね合わされた後、二次転写時に一括して用紙に転写される。一般に、電子写真方式の画像形成時にトナー像を用紙に転写する転写装置として、転写チャージャ、転写ローラ及び転写ベルトが知られている。

転写チャージャは、電圧の印加を受けたチャージャ線から放電される電界によって用紙上にトナー像を転写する。しかし、チャージャ線には、高いレベルの電圧を印加しなければならない。また、転写チャージャは、放電によってオゾンを発生させ、環境を劣化させる。さらに、転写チャージャは、用紙を像担持体に押圧することができないため、転写効率が概ね８０〜８５％と低い。

転写ローラは、直接に電荷を印加するものであるため、高いレベルの電圧を印加する必要がなく、オゾンの発生もない。また、転写ローラは、用紙を像担持体に押圧することから転写効率が概ね９０〜９５％と高い。しかし、転写ローラは、像担持体に対する押圧力が大きくなり過ぎ、トナーの変形による画像の潰れを生じる場合がある。

転写ベルトは、所定の抵抗値の誘電体ベルトからなり、像担持体に接触して回転する。像担持体と転写ベルトとの接触範囲を適宜設定できるため、低電圧、低圧力下での転写を行うことができ、画像の潰れを生じ難い。

カラー画像形成装置で用紙上に二次転写されるトナー像は、部分的に単層又は複数層から構成されている。層数が部分的に異なるトナー像を用紙上に一括して転写するには、所定の強度の転写電界を形成する必要があるだけでなく、所定の転写圧力を加える必要がある。このため、中間転写体を備えたカラー画像形成装置の二次転写には、転写ローラ又は転写ベルトによって構成された転写装置が多用されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

二次転写時のトナー像の転写状態は、用紙に形成されるカラー画像の画質に影響を与える。色相の再現性の高いカラー画像を用紙に形成するためには、感光体から中間転写体に一次転写されたトナー像の全てを用紙に二次転写する必要がある。二次転写時の転写効率は転写電界に影響され、最適な転写電界は環境条件や用紙の種類によって変動する。

このため、二次転写に用いられる従来の転写装置では、一定の転写圧力を保持した状態で、環境条件や用紙の種類に応じて転写電界を変更するようにしている。例えば、転写装置に供給できる転写電流の値として、単層から３層までの全ての層数に対応可能な範囲を制御部に記憶しておき、環境条件や用紙の種類に応じて転写装置に供給する転写電流を変えている。
特開平０７−１４６５９７号公報 特開平１１−１７４７７８号公報

しかしながら、従来のカラー画像形成装置で設定されている二次転写時の転写圧力では、転写電界を変化させた時の転写効率の変化の傾向がトナー像の層数によって異なる。例えば、単層のトナー像を転写する場合には転写電界が高くなるに従って転写効率は下降するのに対して、複数層のトナー像を転写する場合には転写電界が高くなるに従って転写効率は一旦下降した後に上昇する。

このため、単層のトナー像の転写効率が高くなるように転写電界を設定すると複数層のトナー像の転写効率が低下し、複数層のトナー像の転写効率が高くなるように転写電界を設定すると単層のトナー像の転写効率が低下する。カラー画像の全体について転写効率を一様にしようとすると、単層のトナー像についての転写電界及び転写効率の関係を表す曲線と複数層のトナー像についての転写電界及び転写効率の関係を表す曲線とが交差する点の転写電界を設定せざるを得ない。

この結果、単層のトナー像及び複数層トナー像の両方の転写効率が中間的な値となり、カラー画像の全体について一様でかつ高い転写効率が得られない。また、転写電界が設定値から離れるに従って単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の転写効率との差が拡大するため、転写電界の調整範囲が狭くなり、環境条件や用紙の種類に応じて転写電界を柔軟に調整することができない。

この発明の目的は、カラー画像の全体について一様でかつ高い転写効率を得ることができるとともに、転写電界の調整範囲を広くして転写電界を柔軟に調整することができる二次転写時の転写条件設定方法、この設定方法を用いて転写条件を設定した転写装置、この転写装置を備えたカラー画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、この発明の転写条件設定方法は、第１〜第４の工程を備えている。第１の工程では、中間転写体と用紙との間の転写電界を変化させて単層及び複数層のトナー像を前記中間転写体から用紙に転写した時の前記転写前の前記中間転写体上のトナー量に対する前記転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動を測定する処理を、前記中間転写体に対する用紙の押圧力を変えて行う。第２の工程では、単層のトナー像と複数層のトナー像との転写電界の変化に対する転写効率の変動の傾向を、各押圧力について比較する。第３の工程では、単層のトナー像と複数層のトナー像とで傾向が一致する押圧力を転写圧力として設定する。第４の工程では、転写圧力下での単層のトナー像及び複数層のトナー像の傾向に基づいて、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、転写電界を決定する。

この構成では、中間転写体と用紙との間の転写電界を変化させた時の転写前の中間転写体上のトナー量に対する転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が、単層のトナー像と複数層のトナー像とについて、中間転写体に対する用紙の押圧力毎に比較される。この比較結果に基づいて、単層のトナー像についての傾向と複数層のトナー像についての傾向とが一致するように転写圧力を設定した状態で、単層のトナー像及び複数層のトナー像の転写効率がカラー画像の再現に適した値となるように転写電界が決定される。

したがって、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の転写効率との一方を高くすると他方も高くなる状態で、カラー画像の再現に適した転写電界が容易に決定される。

また、第１の工程における測定処理を複数の環境条件又は複数の用紙種類について行い、第２の工程を複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて行うこともできる。

この構成では、転写電界の変化に対する単層のトナー像の転写効率の変動の傾向と複数層のトナー像の転写効率の変動の傾向とが、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて中間転写体に対する用紙の押圧力毎に比較される。この比較結果に基づいて、複数の環境条件又は複数の用紙種類について単層のトナー像の転写効率の変動の傾向と複数層のトナー像の転写効率の傾向とが一致するように転写圧力が設定される。

したがって、環境条件又は用紙種類の変化に拘らず、カラー画像の再現に適した転写電界を容易に決定するのに適した転写圧力が設定される。

さらに、第４の工程を複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて行うこともできる。

この構成では、単層のトナー像と複数層のトナー像とで傾向が一致する押圧力である転写圧力下での単層のトナー像及び複数層のトナー像の傾向に基づいて、単層のトナー像及び複数層のトナー像の転写効率がカラー画像の再現に適した値となる転写電界を決定する工程が、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて行われる。

したがって、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて、カラー画像の再現に適した転写電界を容易に決定するのに適した転写圧力が設定される。

この発明の転写装置は、転写部材、電源部、押圧部材を備えている。転写部材は、単層及び複数層のトナー像を担持した中間転写体に用紙を挟んで当接する。電源部は、中間転写体から用紙にトナー像を転写させるための所定の転写電界を形成する電力を転写部材に供給する。押圧部材は、所定の押圧力で転写部材を中間転写体に押圧する。所定の押圧力は、転写電界が変化した時の転写前の中間転写体上のトナー量に対する転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が単層のトナー像と複数層のトナー像とで一致する押圧力である。

この構成では、単層のトナー像についての傾向と複数層のトナー像についての傾向とが一致する転写圧力で、用紙が転写部材とともに押圧部材によって中間転写体に押圧される。この状態で、転写部材には電源部から中間転写体から用紙にトナー像を転写させるための所定の転写電界を形成する電力が供給される。

したがって、単層のトナー像についての傾向と複数層のトナー像についての傾向とが一致する転写圧力下で、カラー画像の再現に適した転写電界を容易に決定できる状態にされる。

この発明のカラー画像形成装置は、感光体、中間転写体、転写装置及び制御装置を備えている。感光体は、カラー画像を色分解した各色相のトナー像が個別に形成される。中間転写体は、感光体に形成された各色相のトナー像が順次重ね合わされる。転写装置は、転写部材、電源部、押圧部材を備えている。転写部材は、中間転写体に用紙を挟んで当接する。電源部は、中間転写体から用紙にトナー像を転写させるための所定の転写電界を形成する電力を転写部材に供給する。押圧部材は、中間転写体と用紙との間の転写電界が変化した時の転写前の中間転写体上のトナー量に対する転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が単層のトナー像と複数層のトナー像とで一致する押圧力で転写部材を中間転写体に押圧する。制御装置は、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、転写電界を決定し、決定した転写電界が中間転写体との間に形成される電力を電源部から転写部材に供給するように制御する。

この構成では、中間転写体と用紙との間の転写電界が変化した時の転写前の中間転写体上のトナー量に対する転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が単層のトナー像と複数層のトナー像とで一致する押圧力で転写部材が中間転写体に押圧される。この状態で、単層のトナー像及び複数層のトナー像の転写効率がカラー画像の再現に適した値となる転写電界が決定され、この転写電界を中間転写体との間に形成できる電力が転写部材に供給される。

したがって、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の転写効率との一方を高くすると他方も高くなる状態で、単層のトナー像及び複数層のトナー像を含むカラー画像の再現に適した転写電界が容易に決定される。

また、制御装置は、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて、転写圧力下での単層のトナー像及び複数層のトナー像の傾向に基づいて、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、決定された転写電界を記憶する記憶部を備えたものとすることができる。

この構成では、転写時における環境条件や用紙種類に応じた転写電界が記憶部から読み出され、読み出した転写電界を中間転写体との間に形成できる電力が転写部材に供給される。

したがって、環境条件や用紙種類が変化した際にも、単層のトナー像及び複数層のトナー像を含むカラー画像の再現に適した転写電界が容易に実現される。

この発明によれば、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の転写効率との一方を高くすると他方も高くなる状態で、単層のトナー像と複数層のトナー像とを含んで構成されるカラー画像の再現に適した転写電界を容易に決定することができる。

以下に、この発明の最良の実施形態に係る画像記録装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この発明の実施形態に係る転写条件設定方法が適用されるカラー画像形成装置１００の概略の構成を示す図である。カラー画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データ又はネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて記録媒体の一例である用紙に多色および単色の画像を形成する。

カラー画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ、現像装置１０２Ａ〜１０２Ｄ、帯電ローラ１０３Ａ〜１０３Ｄ、クリーニングユニット１０４Ａ〜１０４Ｄ、中間転写ベルト（中間転写体）１１、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄ、二次転写ユニット（転写装置）１４、定着装置１５、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７、排紙トレイ１８、レジストローラ１９、搬送ローラＲ１〜Ｒ４及び図示しない操作パネル等を備えている。

カラー画像形成装置１００は、画像形成部ＰＡ〜ＰＤのそれぞれで、ブラック（Ｋ）、並びに、減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。ブラックの画像形成部ＰＡは、感光体ドラム１０１Ａ、現像装置１０２Ａ、帯電ローラ１０３Ａ、一次転写ローラ１３Ａ及びクリーニングユニット１０４Ａ等を備えている。

帯電ローラ１０３Ａは、像担持体である感光体ドラム１０１Ａの表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３Ａに代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。帯電ローラ１０３Ｂ〜１０３Ｄのそれぞれは、帯電ローラ１０３Ａと同様に構成されている。現像装置１０２Ａは、ブラックのトナーを収納しており、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１Ａの表面にブラックのトナーを供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４Ａは、トナー像の転写後における感光体ドラム１０１Ａの表面に残留したトナーを除去・回収する。

画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、互いに同様に構成されている。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、中間転写ベルト１１の移動方向に一列に並設されている。ただし、現像装置１０２Ｂ〜１０２Ｄのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納している。

露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像は、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化される。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１Ａと従動ローラ１１Ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１Ｄ、感光体ドラム１０１Ｃ、感光体ドラム１０１Ｂ及び感光体ドラム１０１Ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄには、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４つの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１Ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

各一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。

各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ユニット１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ユニット１４は、転写ベルト１４Ａを備えている。転写ベルト１４Ａは、内周面が駆動ローラ１１Ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定の押圧力である転写圧力で圧接されている。

画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収納されている用紙を転写ベルト１４Ａと中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路が設けられている。用紙は、ピックアップローラ１６Ａ及び給紙ローラ１６Ｂの回転により、給紙カセット１６から１枚ずつ用紙搬送路内に繰り出される。搬送ローラＲ３，Ｒ４は、両面画像形成時に片面画像形成済の用紙をその表裏面を反転して搬送する。

給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が、搬送ローラＲ１，Ｒ２及びレジストローラ１９を経由して転写ベルト１４Ａと中間転写ベルト１１との間を通過する際に、転写ベルト１４Ａにトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。

感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの一部又は全部から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８Ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

図２は、この発明の転写装置である二次転写ユニット１４の構成を示す図である。二次転写ユニット１４は、ハウジング１４０、転写ベルト１４１、駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４、電源１４５、押圧部材１４６を備えている。ハウジング１４０は、転写ベルト１４１、駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４、電源１４５を収納している。ハウジング１４０は、カラー画像形成装置１００の内部で中間転写ベルト１１の駆動ローラ１１Ａに接離自在に保持されている。

駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４は、ハウジング１４０の内部に軸支されている。転写ベルト１４１は、駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４に張架されている。電源１４５は、ハウジング１４０の内部に収納されており、従動ローラ１４３を介して転写ベルト１４１に所定の電流を供給する。

駆動ローラ１１Ａの軸方向における転写ベルト１４１の幅は、中間転写ベルト１１の幅に略等しくされている。駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４の軸長は、駆動ローラ１１Ａの軸長に略等しい。

押圧部材１４６は、一端がカラー画像形成装置１００のフレーム１５０に固定されており、他端がハウジング１４０に当接している。押圧部材１４６は、駆動ローラ１１Ａの軸方向の２個所に配置されている。押圧部材１４６は、ハウジング１４０を駆動ローラ１１Ａに向けて所定の押圧力で押圧する。押圧部材１４６の押圧力は、駆動ローラ１４２、従動ローラ１４３及び１４４の軸方向の両端部に作用する。この押圧力によって、転写ベルト１４１は、５ｍｍのニップ幅αで中間転写ベルト１１に圧接する。

図３及び図４は、この発明の実施形態に係る転写条件設定方法を示すフローチャートである。図３に示すように、この発明の転写条件設定方法は、第１〜第４の工程からなる。第１の工程では、電源１４５から転写ベルト１４１に供給する電源電流Ａを徐々に変化させて画像形成処理を行った際の中間転写ベルト１１から用紙への単層及び複数層のトナー像の転写効率ＥＳ及びＥＭを測定する処理を、押圧部材１４６の押圧力Ｇを種々変化させて行う。第一の工程では、押圧力Ｇ毎に転写効率ＥＳ及びＥＭの電源電流Ａの変化に対する変動の傾向（転写効率及び電源電流の関係。以下、変動傾向という。）ＥＳ／Ａ及びＥＭ／Ａが得られる。

第２の工程では、押圧力Ｇ毎に変動傾向ＥＳ／Ａと変動傾向ＥＭ／Ａとを比較する。第３の工程では、変動傾向ＥＳ／Ａと変動傾向ＥＭ／Ａとが一致する押圧力Ｇを転写圧力ＴＧとして設定する。第４の工程では、転写圧力ＴＧ下での変動傾向ＥＳ／Ａと変動傾向ＥＭ／Ａとに基づいて、単層のトナー像と複数層のトナー像との両方の転写効率が、カラー画像の再現に適した値となるように転写電流ＴＡを決定する。

第１の工程では、図４に示すように、ｍａ種類の値の押圧力Ｇのそれぞれでｎａ種類の値の電源電流Ａを転写ベルト１４１に供給して画像形成処理を行い、変動傾向ＥＳ／Ａと変動傾向ＥＭ／Ａを測定する。１〜ｍａ番のそれぞれに対応する押圧力値、及び、１〜ｎａ番のそれぞれに対応する電流値が、予め設定されている。

カウンタｍ及びｎの値を１にし（Ｓ１，Ｓ２）、押圧部材１４６の押圧力Ｇｍの値をカウンタｍの内容に基づいて設定する（Ｓ３）。また、転写ベルト１４１に供給する電源電流Ａｎの値をカウンタｎの内容に基づいて設定する（Ｓ４）。この状態でカラー画像形成装置１００で単層及び複数層のトナー像によって構成されるカラー画像の画像形成処理を行う（Ｓ５）。

画像形成処理で感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄから中間転写ベルト１１に転写されたトナー量に対する中間転写ベルト１１から用紙上に転写されたトナー量の比を、単層及び複数そのトナー像のそれぞれについて転写効率ＥＳ及びＥＭとして測定する（Ｓ６）。この測定結果は、保存しておく。

この後、カウンタｎの値をインクリメントし（Ｓ７）、カウンタｎの値が最大値ｎａを超えたか否かの判別を行う（Ｓ８）。カウンタｎの値が最大値ｎａを超えていない場合にはＳ４の処理に戻る。押圧部材１４６の押圧力Ｇｍを一定にし、かつ、それぞれ異なる電源電流Ａを転写ベルト１４１に供給した状態でｎａ回のカラー画像形成処理を行い、ｎａ個の転写効率ＥＳ及びＥＭを測定する。

Ｓ８でカウンタｎの値が最大値ｎａを超えている場合には、カウンタｍの値をインクリメントし（Ｓ９）、カウンタｍの値が最大値ｍａを超えたか否かの判別を行う（Ｓ１０）。カウンタｍの値が最大値ｍａを超えていない場合にはＳ２の処理に戻る。それぞれ異なる電源電流Ａを転写ベルト１４１に供給した状態でｎａ回のカラー画像形成処理を行いｎａ個の転写効率ＥＳ及びＥＭを測定する処理を、それぞれ異なる押圧力Ｇを転写ベルト１４１に作用させてｍａ回行う。総数ｍａ×ｎａ個の転写効率ＥＳ及びＥＭを測定する。

この後、ｍａ個の押圧力Ｇのそれぞれで変動傾向ＥＳ／Ａ及びＥＭ／Ａを算出する（Ｓ１１）。

用紙に対するトナー像の転写効率は、用紙における画質に影響を与える。用紙に形成された画像のガサツキ感を検討することでも、擬似的に転写効率を測定できる。

図５は、転写効率Ｅと転写電流ＴＡとの関係を示す図であり、単層のトナー像の転写効率ＥＳ及び複数層のトナー像の転写効率ＥＭの変動傾向ＥＳ／Ａ及びＥＭ／Ａを示している。押圧力Ｇが低い状態では図中破線で示すように変動傾向ＥＳ／Ａｕｎの傾斜と変動傾向ＥＭ／Ａｕｎの傾斜とが逆向きであっても、押圧力Ｇを高くすることで図中実線で示すように変動傾向ＥＳ／Ａｕｐの傾斜と変動傾向ＥＭ／Ａｕｐの傾斜とが同じ向きとなって変動傾向ＥＳ／Ａと変動傾向ＥＭ／Ａとが一致することがある。

押圧力Ｇが低い状態では、右下がりの傾斜を示す変動傾向ＥＳ／Ａｕｎと右上がりの傾斜を示す変動傾向ＥＭ／Ａｕｎとが、転写電流ＴＡが１４μＡの付近で交差している。低い押圧力Ｇｕｎでの変動傾向ＥＳ／Ａｕｎ及びＥＭ／Ａｕｎからは、単層のトナー像と複数層のトナー像との両方について高い転写効率Ｅを得ようとすると、転写効率Ｅが中程度となる１４μＡの転写電流ＴＡを転写ベルト１４１に供給することになる。

また、転写電流ＴＡが１４μＡから高低いずれに変化しても、転写効率ＥＳ又は転写効率ＥＭの何れか一方が低下する。したがって、転写電流ＴＡの調整幅が極めて小さく、環境条件や用紙種類等の変化に応じて転写電流ＴＡを調整することが困難になる。

これに対して、押圧力Ｇが低い状態では、変動傾向ＥＳ／Ａｕｐと変動傾向ＥＭ／Ａｕｐとは共に右下がりの傾斜を示し、転写電流ＴＡが８〜１６μＡの範囲で略同じ差で変化している。高い押圧力Ｇｕｐでの変動傾向ＥＳ／Ａｕｐ及びＥＭ／Ａｕｐからは、転写電流ＴＡを８μＡ程度とすることで単層のトナー像と複数層のトナー像との両方について高い転写効率Ｅを得ることができる。また、６μＡ〜１０μＡの比較的広い範囲で中程度以上の転写効率Ｅが得られ、環境条件や用紙種類等の変化に応じて転写電流ＴＡを容易に調整することができる。

そこで、カラー画像形成装置１００の押圧部材１４６は、押圧力Ｇｕｐをハウジング１４０に作用させるものを使用している。これによって、単層のトナー像と複数層のトナー像との両方について高い転写効率Ｅを得ることができ、ガサツキ感のない高画質のカラー画像を形成することができる。また、電源１４６から転写ベルト１４１に供給する転写電流ＴＡを、環境条件や用紙種類等の変化に応じて容易に調整することができる。

なお、電源１４６から転写ベルト１４１に印加する転写電圧を制御する場合にも同様である。

また、温度及び湿度の環境条件又は用紙種類を種々変更して上記のＳ１〜Ｓ１１の処理を行い、複数の環境条件又は複数の用紙種類のいずれに対しても、変動傾向ＥＳ／Ａｕｐの傾斜と変動傾向ＥＭ／Ａｕｐの傾斜とが同じ向きとなって両者が一致する押圧力Ｇを転写圧力ＴＧとして設定することができる。

さらに、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれに対して、単層のトナー像と複数層のトナー像との両方について高い転写効率Ｅを得ることができる電源電流Ａを転写電流ＴＡとして設定することもできる。

一例として、２個の押圧部材１４６のそれぞれの押圧力を８５０ｋｇとし、中間転写ベルト１１と転写ベルト１４１とのニップ幅αが５ｍｍである場合に、８５ｇ／ｍ² 〜１２０ｇ／ｍ² の標準の厚さの紙についての転写電圧の最適値は、中温度かつ中湿度時には１．７５ｋＶであり、高温度かつ高湿度時には１．９ｋＶである。

図６は、カラー画像形成装置１００の制御部５０の概略の構成を示すブロック図である。制御部５０は、ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３を備えたＣＰＵ５１に、操作パネルコントローラ５４、Ａ／Ｄ変換器５５、電源制御回路５６等を接続して構成されている。

操作パネルコントローラ５４は、操作パネル６１に接続されている。操作パネル６１は、カラー画像形成装置１００の上面の外装パネルに配置されており、画像形成処理時に中間転写ベルト１１と転写ベルト１４１との間に搬送される用紙種類の設定入力を受け付ける。操作パネルコントローラ５４は、設定された用紙種類を特定する用紙特定情報をＣＰＵ５１に入力する。

Ａ／Ｄ変換器５５は、温湿度センサ６２に接続されている。温湿度センサ６２は、画像形成処理の環境条件であるカラー画像形成装置１００内の二次転写ユニット１４近傍の温度及び湿度を測定し、測定結果に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器５５は、検出信号をディジタルデータに変換してＣＰＵ５１に入力する。

電源制御回路５６は、ＣＰＵ５１から出力される駆動データに基づいて、電源１４５から転写ベルト１４１に供給する電流値又は電圧値を制御する。

ＲＯＭ５２のメモリエリアＭＡ１には、カラー画像形成装置１００で複数の環境条件及び複数の用紙種類のそれぞれと転写電流ＴＡとの関係が記憶されている。ＣＰＵ５１は、画像形成処理時に、操作パネルコントローラ５４及びＡ／Ｄ変換器５５から用紙特定情報及び温湿度の検出データを読み取る。ＣＰＵ５１は、現在の環境条件及び使用する用紙種類に応じた転写電流ＴＡをメモリエリアＭＡ１から読み出す。ＣＰＵ５１は、読み出した転写電流ＴＡが電源１４５から転写ベルト１４１に供給されるように、電源制御回路５６に駆動データを出力する。

これによって、環境条件及び用紙種類の変化に拘らず、単層及び複数層のトナー像の両方について高い転写効率Ｅを得ることができ、単層及び複数層のトナー像を部分的に含むカラー画像を高い画質で用紙上に形成することができる。

この発明の実施形態に係る転写条件設定方法が適用されるカラー画像形成装置１００の概略の構成を示す図である。 この発明の転写装置である二次転写ユニット１４の構成を示す図である。 この発明の実施形態に係る転写条件設定方法を示すフローチャートである。 この発明の実施形態に係る転写条件設定方法を示すフローチャートである。 転写効率Ｅと転写電流ＴＡとの関係を示す図であり、単層のトナー像の転写効率ＥＳ及び複数層のトナー像の転写効率ＥＭの変動傾向ＥＳ／Ａ及びＥＭ／Ａを示している。 カラー画像形成装置１００の制御部５０の概略の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 中間転写ベルト（中間転写体）
１４ 二次転写ユニット（転写装置）
４０ レジストレーションローラ（搬送部材）
５０ 制御装置（制御部）
１０１Ａ〜１０１Ｄ 感光体ドラム（感光体）
１４１ 転写ベルト（転写部材）
１４５ 電源（電源部）
１４６ 押圧部材

Claims (6)

1. 中間転写体と用紙との間の転写電界を変化させて単層及び複数層のトナー像を前記中間転写体から用紙に転写した時の前記転写前の前記中間転写体上のトナー量に対する前記転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動を測定する処理を、前記中間転写体に対する用紙の押圧力を変えて行う第１の工程と、
   単層のトナー像と複数層のトナー像との前記転写電界の変化に対する前記転写効率の変動の傾向を、各押圧力について比較する第２の工程と、
   単層のトナー像と複数層のトナー像とで前記傾向が一致する押圧力を転写圧力として設定する第３の工程と、
   前記転写圧力下での単層のトナー像及び複数層のトナー像の前記傾向に基づいて、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、前記転写電界を決定する第４の工程と、を含むことを特徴とする転写条件設定方法。
2. 前記処理を複数の環境条件又は複数の用紙種類について行い、前記第２の工程を前記複数の環境条件又は前記複数の用紙種類のそれぞれについて行う請求項１に記載の転写条件設定方法。
3. 前記第４の工程を前記複数の環境条件又は前記複数の用紙種類のそれぞれについて行う請求項２に記載の転写条件設定方法。
4. 単層及び複数層のトナー像を担持した中間転写体に用紙を挟んで当接する転写部材と、前記中間転写体から用紙にトナー像を転写させるための所定の転写電界を形成する電力を前記転写部材に供給する電源部と、所定の押圧力で前記転写部材を前記中間転写体に押圧する押圧部材と、を備え、
   前記所定の押圧力は、前記転写電界が変化した時の前記転写前の前記中間転写体上のトナー量に対する前記転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が単層のトナー像と複数層のトナー像とで一致する押圧力であることを特徴とする転写装置。
5. カラー画像を色分解した各色相のトナー像が個別に形成される感光体と、
   前記感光体に形成された各色相のトナー像が順次重ね合わされる中間転写体と、
   前記中間転写体に用紙を挟んで当接する転写部材、前記中間転写体から用紙にトナー像を転写させるための所定の転写電界を形成する電力を前記転写部材に供給する電源部、及び、前記中間転写体と用紙との間の転写電界が変化した時の前記転写前の前記中間転写体上のトナー量に対する前記転写後の用紙上のトナー量の比である転写効率の変動の傾向が単層のトナー像と複数層のトナー像とで一致する押圧力で前記転写部材を前記中間転写体に押圧する押圧部材を含む転写装置と、
   単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、転写電界を決定し、決定した転写電界が前記中間転写体との間に形成される電力を前記電源部から前記転写部材に供給するように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 前記制御装置は、複数の環境条件又は複数の用紙種類のそれぞれについて、前記転写圧力下での単層のトナー像及び複数層のトナー像の前記傾向に基づいて、単層のトナー像の転写効率と複数層のトナー像の前記転写効率とのうちで高い方の転写効率が最大値となるときの他方の転写効率を下限値とする範囲内で、決定された転写電界を記憶する記憶部を備え、環境条件及び用紙種類に応じた転写電界を記憶部から読み出し、読み出した転写電界が前記中間転写体との間に形成される電力を前記電源部から前記転写部材に供給するように制御する請求項５に記載のカラー画像形成装置。

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