(57)【要約】【課題】  交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されたことを精度よく検知し、画像不良を抑制することが困難であった。【解決手段】  定着手段１４の加熱部材３０は、定着ニップ部Ｎｆに配置され、定着ニップ部Ｎｆに挟持される転写材Ｐを加熱するヒータ３１ｂを有し、ヒータ３１ｂは商用電源５２から交流電圧を印加されることによって発熱する。転写ニップ部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する際に、コントローラ回路２３は、検知手段１９が検知した検知結果から求められる周波数が所定の周波数域に含まれる場合に、コントローラ回路２３に入力される結果に応じて転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧を設定する。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と接触して転写部を形成し、前記転写部にて前記像担持体から転写材にトナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、前記転写部材と前記転写電源との間に配置され、前記転写部材に流れる電流を検知するための第１の検知手段と、前記転写電源を制御する制御手段と、転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも下流側に配置され、加熱部材と、前記加熱部材に当接して定着部を形成する加圧部材と、を有する定着手段と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置の周囲環境の温度又は湿度を検知する第２の検知手段を備え、
前記加熱部材は、前記定着部に挟持される転写材に対向して配置される加熱部を有し、前記加熱部は交流電源から電圧を印加されることによって前記定着部に挟持される転写材を加熱し、
前記制御手段は、前記転写部において前記像担持体から転写材にトナー像を転写する際に前記第１の検知手段から入力される第１の検知結果から求められる周波数と、前記交流電源の電源周波数を含む所定の周波数域とを比較した結果に応じて前記転写電源を制御することが可能であり、
前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記制御手段は、前記第２の検知手段から入力される第２の検知結果に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記転写部に転写材が挟持されていない状態で前記転写部材に所定の値の電流が流れるように前記転写電源を制御した際に前記転写電源から前記転写部材に印加した電圧の値に応じて、前記転写部において前記像担持体から転写材にトナー像を転写する場合に前記転写電源から前記転写部材に印加する第１の電圧を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれており、且つ、前記第２の検知手段によって検知された前記温度又は前記湿度が所定の値以上である場合に、前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２の検知手段によって検知された前記温度又は前記湿度が前記所定の値に満たない場合に、前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更しないことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記交流電源から出力される電圧を検知する第３の検知手段を備え、前記制御手段は、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれており、且つ、前記第３の検知手段によって検知された電圧が、所定の値以上である場合に、前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記制御手段に入力されるプリントモードから前記転写部に搬送される転写材の種類を判断し、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記プリントモードから得られる転写材の種類に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部に搬送される転写材の種類を検知する第４の検知手段を備え、前記制御手段は、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記第４の検知手段によって検知される転写材の種類に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と接触して転写部を形成し、前記転写部にて前記像担持体から転写材にトナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、前記転写部材と前記転写電源との間に配置され、前記転写部材に流れる電流を検知するための第１の検知手段と、前記転写電源を制御する制御手段と、転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも下流側に配置され、加熱部材と、前記加熱部材に当接して定着部を形成する加圧部材と、を有する定着手段と、を備える画像形成装置において、
前記加熱部材は、前記定着部に挟持される転写材に対向して配置される加熱部を有し、前記加熱部は交流電源から電圧を印加されることによって前記定着部に挟持される転写材
を加熱し、
前記制御手段は、前記転写部において前記像担持体から転写材にトナー像を転写する際に前記第１の検知手段から入力される第１の検知結果から求められる周波数と、前記交流電源の電源周波数を含む所定の周波数域とを比較した結果に応じて前記転写電源を制御することが可能であり、前記制御手段に入力される情報から前記転写部に搬送される転写材の種類を判断することが可能であり、
前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記制御手段は、前記転写部に搬送される転写材の種類に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記転写部に転写材が挟持されていない状態で前記転写部材に所定の値の電流が流れるように前記転写電源を制御した際に前記転写電源から前記転写部材に印加した電圧の値に応じて、前記転写部において前記像担持体から転写材にトナー像を転写する場合に前記転写電源から前記転写部材に印加する第１の電圧を決定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記転写部に搬送される転写材の種類に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記制御手段に入力されるプリントモードから前記転写部に搬送される転写材の種類を判断することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記転写部に搬送される転写材の種類を検知する第４の検知手段を備え、前記制御手段は、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記第４の検知手段によって検知される転写材の種類に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を前記第１の転写電圧から変更することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記加熱部材は、前記加熱部を覆う筒状の可撓性部材を有し、前記加熱部は、前記可撓性部材を介して前記加圧部材と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記加熱部は、基板と、前記交流電源からの電圧が印加される電極部と、前記基板の表面に形成される発熱抵抗体と、を有し、前記発熱抵抗体は、前記交流電源からの前記電極部に電圧を印加することによって前記電極部を介して電流が流れることで発熱し、前記発熱抵抗体が発熱することによって前記加熱部は前記定着部に挟持される転写材を加熱することが可能であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電極部と前記交流電源との間には双方向サイリスタが配置されており、前記制御手段が前記双方向サイリスタに流れる電流を制御することにより、前記交流電源から前記電極部に印加される電圧が制御されることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記第１の検知結果に関して、単純移動平均を１度取ることによって第１の波形を得た後に、前記第１の波形の単純移動平均を取ることで得られる第２の波形の傾きが変わる点をピークであると判断し、隣接するピーク間の時間から求められる周波数と前記所定の周波数域とを比較することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記隣接するピークは、前記第２の波形の傾きが正から負に変わる第１のピークと前記第２の波形の傾きが負から正に変わる第２のピークであり、前記第１のピークと前記第２のピークの間の時間から求められる周波数と前記所定の周波数域とを比較することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記第２の波形において、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の電流の値の差が所定の値以上である場合に、前記第１のピークと前記第２のピークの間の時間から求められる周波数と前記所定の周波数域とを比較することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記第２の波形において、少なくとも連続した３つのピークに関して、隣接するピーク間の電流の値の差がそれぞれ所定の値以上である場合に、前記隣接するピーク間の時間から求められるそれぞれの周波数と前記所定の周波数域とを比較することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記像担持体にトナー像を供給する現像手段を備え、前記像担持体は、前記現像手段によって静電潜像が現像される感光体であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
感光体を備え、前記像担持体は、前記感光体から転写されるトナー像を担持する無端状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、ドラム状の感光体や中間転写体などの像担持体と対向配置された転写部材に転写電圧を印加することにより、像担持体が担持するトナー像を紙やＯＨＰシートなどの転写材に静電的に転写する。その後、像担持体と転写部材とで形成される転写ニップ部においてトナー像が転写された転写材は定着手段に搬送され、定着手段において加熱及び加圧されることにより転写材にトナー像が定着される。定着手段は、ヒータなどの加熱部材と、加熱部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有しており、加熱部材は交流電源から交流電圧を印加されることによって、トナー像を転写材に転写することが可能な温度に加熱される。
【０００３】
このような画像形成装置においては、高温高湿環境などで長時間放置されることで吸湿し電気抵抗が低下した転写材を用いた場合に、以下のような画像不良が発生する虞がある。トナー像の転写が行われている状態で転写材が定着ニップ部に挟持されると、交流電圧が転写材を介して転写ニップ部で転写電圧に重畳し、転写ニップ部において交流電圧が転写電圧を変動させてしまう。これにより、転写部材から像担持体に向かって流れる電流が交流電圧の波形成分によって振れてしまい、転写性にムラが生じ、結果として画像の副走査方向に濃淡ムラの画像不良（以下、ＡＣバンディングと称する）が現れる虞がある。
【０００４】
特許文献１には、転写部材に流れる電流を検知する検知部材を設け、転写材にトナー像を転写している間に検知部材で検知した電流の振れが所定値よりも大きい場合に、ＡＣバンディングが発生したと判断し、転写電圧を制御する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１５５３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成においては、交流電圧の波形成分（以下、ＡＣ波形成分と称する）以外の要因によって転写部材に流れる電流が所定値を超えた場合にも、転写電圧を変更してしまう虞がある。その結果、転写電圧を変更する必要がない場合に転写電圧を変更してしまい、却って画像不良を引き起こしてしまう虞が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されたことを検知した場合に、転写電源から転写部材に印加する電圧を適切に設定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と接触して転写部を形成し、前記転写部にて前記像担持体から転写材にトナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、前記転写部材と前記転写電源との間に配置され、前記転写部材に流れる電流を検知するための第１の検知手段と、前記転写電源を制御する制御手段と、転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも下流側に配置され、加熱部材と、前記加熱部材に当接して定着部を形成する加圧部材と、を有する定着手段と、を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の周囲環境の温度又は湿度を検知する第２の検知手段を備え、前記加熱部材は、前記定着部に挟持される転写材に対向して配置される加熱部を有し、前記加熱部は交流電源から電圧を印加されることによって前記定着部に挟持される転写材を加熱し、前記制御手段は、前記転写部において前記像担持体から転写材にトナー像を転写する際に前記第１の検知手段から入力される第１の検知結果から求められる周波数と、前記交流電源の電源周波数を含む所定の周波数域とを比較した結果に応じて前記転写電源を制御することが可能であり、前記第１の検知結果から求められる周波数が前記所定の周波数域に含まれている場合に、前記制御手段は、前記第２の検知手段から入力される第２の検知結果に応じて前記転写電源から前記転写部材に印加する電圧を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されたことを検知した場合に、転写電源から転写部材に印加する電圧を適切に設定することが可能な画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置を説明する概略断面図である。
【図２】実施例１のブロック図である。
【図３】実施例１の定着手段の構成を説明する概略断面図である。
【図４】実施例１の加熱部を説明する模式図である。
【図５】実施例１における、交流電圧が転写電圧に重畳するメカニズムを説明する模式図である。
【図６】実施例１におけるＡＣ波形成分の検知を説明する模式的なグラフである。
【図７】実施例１における、ＡＣバンンディングの発生を説明する模式的なグラフである。
【図８】実施例１における、ＡＣバンディングが発生した際の画像を説明する模式図である。
【図９】実施例１において、検知手段によってＡＣ波形成分を検知する際に行う制御を説明する模式的なグラフである。
【図１０】実施例１における、ＡＣ波形成分を検知する際のフローチャートである。
【図１１】実施例１において、適切な転写電圧を設定できないことで発生し得る課題を説明する模式図である。
【図１２】実施例１において、適切な転写電圧を設定する際のフローチャートである。
【図１３】実施例２におけるタイミングチャートである。
【図１４】実施例３におけるタイミングチャートである。
【図１５】その他の実施例における画像形成装置を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を説明する概略断面図であり、図２は、本実施例の画像形成装置１００の制御系統のブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、ホスト機器であるパーソナルコンピュータ２１に接続している。パーソナルコンピュータ２１による動作開始指令と画像信号は、画像形成装置１００に内蔵された制御手段としてのコントローラ回路２３に送信される。そして、コントローラ回路２３が各種手段を制御することによって、画像形成装置１００において画像形成が実行される。なお、コントローラ回路２３は、各種制御手段から入力された検知結果や、ユーザによって画像形成装置１００に入力された情報に基づいて各種手段を制御することが可能である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例の画像形成装置１００は、ドラム状の感光体である感光ドラム１（像担持体）を有し、感光ドラム１は、駆動源Ｍからの駆動力を受けて図示矢印Ｒ１方向に所定の周速度で回転駆動される。本実施例における感光ドラム１は、外径が２４ｍｍであり、１１８ｍｍ／秒の周速度で回転駆動されている。
【００１４】
感光ドラム１の周囲には、帯電ローラ２と、帯電ローラ２に電圧を印加する帯電電源３と、露光手段４と、現像部材としての現像ローラ５ａを有する現像手段５と、クリーニングブレード６ａを有するクリーニング手段６とが配置されている。現像手段５にはトナーが収容されており、現像ローラ５ａは、不図示の現像電源からトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を印加されることにより現像手段５に収容されたトナーを担持することが可能である。
【００１５】
また、感光ドラム１に対向する位置には、感光ドラム１に当接して転写ニップ部Ｎｔを形成する転写部材としての転写ローラ８が配置されている。転写ローラ８は、芯金と、芯金の表面に形成された導電性を有するゴムなどの弾性部材と、を有し、本実施例においては、芯金の外径を５ｍｍ、弾性部材の厚みを３．７５ｍｍとし、転写ローラ８の電気抵抗の値を１０７〜１０９Ωの範囲に調整した。また、転写ローラ８は転写電源１８と接続されており、転写ローラ８と転写電源１８の間には転写ローラ８に向かって流れる電流を検知するための検知手段１９（第１の検知手段）が設けられている。
【００１６】
転写材Ｐの搬送方向に関して、転写ニップ部Ｎｔの下流側には、加圧部材３０と加熱部材３１とを有する定着手段１４が設けられている。また、画像形成装置１００は、紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐを収容する収容部としての給紙カセット９と、画像が形成され画像形成装置１００から排出された転写材Ｐを積載する積載部としての排紙トレイ１７と、を有する。
【００１７】
また、図１に示すように、画像形成装置１００は、トップセンサ１０と、環境センサ２４（第２の検知手段）と、電圧検知手段（第３の検知手段）と、メディアセンサ２６（第４の検知手段）と、を有する。トップセンサ１０は、転写材Ｐの搬送方向に関して給紙カセット９から給送される転写材Ｐの先端を検知することが可能であり、メディアセンサ２６は、給紙カセット９から給送される転写材Ｐの種類を判断することが可能である。また、環境センサ２４は、画像形成装置１００の周囲環境の温度や湿度を検知することが可能であり、電圧検知手段２５は、画像形成装置１００と接続される商用電源の電圧を検知することが可能である。図２に示すように、これらの各種検知手段によって検知された検知結果はコントローラ回路２３に入力される。
【００１８】
コントローラ回路２３（図２中に図示）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム１は回転駆動される。感光ドラム１は回転過程で、帯電電源３から所定の極性（本実施例では負極性）の電圧を印加された帯電ローラ２により所定の電位に一様に帯電処理される。その後、露光手段４により画像信号に応じた露光を受けることで、感光ドラム１の表面に目的の画像に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像位置においてトナーを担持した現像ローラ５ａにより現像され、感光ドラム１にトナー像として可視化される。本実施例においては、現像手段５に収容されたトナーの正規帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、これに限らず、感光ドラム１の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。
【００１９】
感光ドラム１に形成されたトナー像は、転写電源１８から転写ローラ８にトナーの正規の帯電極性と逆極性（本実施例においては正極性）の電圧を印加することにより、転写ニップ部Ｎｔにおいて給紙カセット９から給送された転写材Ｐに転写される。なお、転写ニップ部Ｎｔに搬送される転写材Ｐは、転写材Ｐの搬送方向に関して転写ニップ部Ｎｔよりも上流側に設けられるトップセンサ１０によって先端を検知された後に転写ニップ部Ｎｔに挟持され、感光ドラム１からトナー像を転写される。転写ローラ８は、不図示の付勢手段によって感光ドラム１に向かって付勢されており、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する際には転写ローラ８は感光ドラム１の回転に従動して回転する。
【００２０】
転写ローラ８は、周囲環境の温度や湿度、転写ローラ８の耐久度合などによって電気抵抗の値が変動する。このため、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する場合には、転写ローラ８の電気抵抗の値の変動に応じて、転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧を決める必要がある。なお、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する際に転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧（以下、転写電圧Ｖｔと称する）は、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる制御によって決定される。以下、ＡＴＶＣについて説明する。
【００２１】
まず、転写ニップ部Ｎｔに転写材Ｐが到達する前に転写ローラ８に所定の値の電流が流れるように定電流制御を行い、その時に転写電源１８から転写ローラ８に印加された電圧Ｖ０の値から転写ローラ８の電気抵抗の値を推測する。なお、転写ローラ８に流れる電流は検知手段１９によって検知され、検知手段１９から入力される検知結果に応じてコントローラ回路２３が転写電源１８を制御することによって定電流制御が行われる。そして、推測された転写ローラ８の電気抵抗の値と電圧Ｖ０の値に応じて、コントローラ回路２３は内蔵メモリに予め記録しておいたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照し、転写電圧Ｖｔ（第１の電圧）を決定する。その後、コントローラ回路２３が決定された転写電圧Ｖｔを転写電源１８にフィードバックし、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔを印加することによって、転写ニップ部Ｎｔにおいて転写材Ｐにトナー像が転写される。
【００２２】
なお、本実施例においては、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する場合には、コントローラ回路２３は、転写ローラ８から感光ドラム１に向かって一定の電流が流れるように転写電源１８を制御する。この時、コントローラ回路２３は、検知手段１９によって検知された電流の値に応じて転写電源１８を制御し、定電流制御を行っている。しかしながら、このような定電流制御を行うと、転写ニップ部Ｎｔにおいて電気抵抗の低い転写材Ｐにトナー像を転写する場合に、以下のような課題が発生する虞がある。
【００２３】
吸湿などによって電気抵抗が低下した転写材Ｐに感光ドラム１からトナー像を転写する場合に定電流制御を行うと、転写材Ｐの電気抵抗が低いことにより、コントローラ回路２３は転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧を低下させる制御を行う。しかし、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流は、電気抵抗が低下した転写材Ｐを介して転写材Ｐと接触する各部材にリークしてしまうため、この時、転写ニップ部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する電流が不足する虞がある。これにより、転写不良が発生する虞がある。
【００２４】
そこで、本実施例においては、転写電源１８から転写ローラ８に印加する転写電圧Ｖｔに関して下限電圧Ｖｔｌを設定している。下限電圧Ｖｔｌを設定することにより、転写ニップ部Ｎｔにおいて転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が不足することを抑制することが可能である。即ち、本実施例においてコントローラ回路２３は、転写電圧Ｖｔが下限電圧Ｖｔｌより絶対値が大きい場合には定電流制御を行い、転写電圧Ｖｔが下限電圧Ｖｔｌに到達した場合には、定電圧制御によって転写電源１８を制御する。なお、定電圧制御を行う際には、転写電源１８から転写ローラ８に下限電圧Ｖｔｌを印加する。本実施例においては、ＡＴＶＣを行う際に求められる電圧Ｖ０から計算式によって下限電圧Ｖｔｌを設定したが、これに限らず、転写電圧Ｖｔと同様に電圧Ｖ０の値に応じてルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照して下限電圧Ｖｔｌを設定してもよい。
【００２５】
転写ニップ部Ｎｔでトナー像を転写された転写材Ｐは、除電部材２０によって転写材Ｐの表面に蓄積した電荷を除電された後に定着手段１４に搬送される。そして、定着手段１４において加熱部材３１と加圧部材３０によって加熱及び加圧されることによりトナー像が転写材Ｐに固定される。トナー像を転写材Ｐに転写した後に感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニングブレード６ａによって清掃、除去され、クリーニング手段６に回収される。定着手段１４においてトナー像が定着された後の転写材Ｐは、排紙ローラ対１６により排紙トレイ１７に排出される。本実施例の画像形成装置においては、以上の動作により、転写材Ｐに画像が形成される。
【００２６】
［定着手段］
本実施例では、定着手段としてフィルム定着方式を用いた。図３は、本実施例における定着手段１４の構成を説明する概略断面図である。図３に示すように、定着手段１４は、加圧部材３０と、加熱部材３１と、を有し、加圧部材３０が加熱部材３１を押圧することにより、トナー像を転写された転写材Ｐを挟持することが可能な定着部としての定着ニップ部Ｎｆが形成される。
【００２７】
加圧部材３０は、芯金３０ａと、芯金３０ａの外周面側に形成される弾性層３０ｂと、弾性層３０ｂの外周面側に形成される離型層３０ｃと、を有する外径１４ｍｍのローラである。弾性層３０ｂとしては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等が用いることができ、離型層３０ｃとしては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂を用いることができる。なお、加圧部材３０は、芯金３０ａの長手方向の両端で回転可能に支持されている。
【００２８】
加熱部材３１は、フィルム３１ａと、フィルム３１ａを介して加圧部材３０と対向する位置であってフィルム３１ａの内周面に接触する板状のヒータ３１ｂと、ヒータ３１ｂを支持する支持部３１ｃと、支持部３１ｃを補強する加圧ステイ３１ｄと、を有する。加熱部としてのヒータ３１ｂは定着ニップ部Ｎｆに配置されており、双方向サイリスタ５１（ＴＲＩＡＣ）を介して商用電源５２（交流電源）から交流電圧が印加される。コントローラ回路２３が双方向サイリスタ５１のゲートに流す電流を制御することで双方向サイリスタ５１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることが可能であり、ヒータ３１ｂに印加される交流電圧が制御されヒータ３１ｂの温度が調整される。
【００２９】
フィルム３１ａは、基層（不図示）と、基層の外周面側に形成された弾性層（不図示）と、弾性層の外周面側に形成された離型層（不図示）と、を有する筒状の可撓性部材である。フィルム３１ａの基層は、ヒータ３１ｂの熱を受けるための耐熱性と、ヒータ３１ｂと摺擦するための耐久性が必要であり、ステンレス鋼やニッケルなどの金属やポリイミドなどの耐熱性樹脂を用いるのが好ましい。また、フィルム３１ａの離型層は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を用いるのが好ましい。本実施例におけるフィルム３１ａは、外径が１８ｍｍであり、基層として厚み約６０μｍのポリイミドを用い、弾性層として厚み約１５０μｍのシリコーンゴムを用いた。また、離型層としては、フッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れたＰＦＡを用い、離型層の厚さは１０μｍとした。
【００３０】
図４（ａ）は、図３における図示矢印Ａ方向から見た際のヒータ３１ｂの構成を説明する模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における図示矢印Ｂ方向から見た際のヒータ３１ｂの構成を説明する模式図である。図４（ａ）に示すように、ヒータ３１ｂは、転写材Ｐの搬送方向に関して幅６ｍｍ、厚さ方向に関して厚さ１ｍｍのアルミナの基板ｂ１上に、スクリーン印刷によって銀‐パラジウム合金の発熱抵抗体ｂ２を約１０μｍの厚さで形成している。発熱抵抗体ｂ２の一端側には電極部ｂ３が設けられており、電極部ｂ３は商用電源５２と電気的に接続される。商用電源５２から電極部ｂ３に印加される交流電圧によって、電極部ｂ３を介して発熱抵抗体ｂ２に電流が流れ、発熱抵抗体ｂ２が発熱する。また、図４（ｂ）に示すように、ヒータ３１ｂは、発熱抵抗体ｂ２を保護する保護層ｂ４を有しており、保護層ｂ４は、厚み６０μｍであり、ガラスコートによって形成されている。
【００３１】
図３に示すように、ヒータ３１ｂの、フィルム３１ａと接触する面とは反対側の面には、ヒータ３１ｂの温度を検知するためのサーミスタ３１ｅが取り付けられている。サーミスタ３１ｅによる検知結果に応じて、コントローラ回路２３は双方向サイリスタ５１のＯＮ／ＯＦＦを制御し、この制御によって発熱抵抗体ｂ２に流れる電流の量が調整され、ヒータ３１ｂの温度が調整される。
【００３２】
支持部３１ｃは、液晶ポリマーにより形成されており、剛性、耐熱性、断熱性を有している。支持部３１ｃは、支持部３１ｃに接触するフィルム３１ａの内周面を支持する役割と、ヒータ３１ｂを支持する役割と、を有する。加圧ステイ３１ｄは、加熱部材３１の曲げ剛性を高めるために、長手方向から見た際の断面がＵ字型の形状をしており、板厚１．６ｍｍのステンレス鋼を曲げ加工して形成されている。
【００３３】
定着手段１４によって転写材Ｐにトナー像を定着させる時には、駆動源Ｍからの回転力が加圧部材３０に伝達され、図３に示すように、加圧部材３０が図示矢印Ｒ２方向に所定の速度で回転駆動される。これにより、フィルム３１ａは、ヒータ３１ｂと摺動しながら加圧部材３０の回転に従動して回転する。
【００３４】
フィルム３１ａと加圧部材３０が回転し、ヒータ３１ｂが通電され、ヒータ３１ｂのサーミスタ３１ｅによる検知温度が目標温度に到達した状態で、転写材Ｐは定着ニップ部Ｎｆに導入される。転写ニップ部Ｎｔで転写材Ｐに転写されたトナー像は、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆを通過する過程で加熱及び加圧され、転写材Ｐに溶融定着される。定着ニップ部Ｎｆを通過した転写材Ｐはフィルム３１ａの曲率によってフィルム３１ａから分離され、排紙ローラ対１６により排紙トレイ１７に排出される。
【００３５】
なお、本実施例における画像形成装置１００の転写ニップ部Ｎｔから定着ニップ部Ｎｆまでの距離は４０ｍｍである。そのため、通常のＡ４サイズやレターサイズの転写材Ｐに画像を形成する際には、定着手段１４において転写材Ｐにトナー像を定着するのと同時に、転写ニップ部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像が転写される。
【００３６】
［ＡＣバンディングが発生するメカニズム］
次に、吸湿した転写材Ｐ等の電気抵抗の低い転写材Ｐに画像形成を行う際に、転写材Ｐを介して商用電源５２の交流電圧が転写ニップ部Ｎｔにおける転写電圧Ｖｔに重畳することで発生する画像不良について、図５〜図８を用いて説明する。図５は、商用電源５２の交流電圧が転写ニップ部Ｎｔにおける転写電圧Ｖｔに重畳すること画像不良が発生するメカニズムを説明する模式図である。なお、以下の説明における転写材Ｐは、高温高湿環境において長時間放置され吸湿した転写材Ｐであって、転写材Ｐの搬送方向に関する長さが、転写ニップ部Ｎｔから定着ニップ部Ｎｆまでの距離である４０ｍｍよりも長いＡ４サイズ紙である。
【００３７】
高温高湿環境などで放置されることによって吸湿した転写材Ｐが転写ニップ部Ｎｔにて感光ドラム１からトナー像を転写されている状態で転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに挟持された時、商用電源５２からヒータ３１ｂには交流電圧が印加されている。図５定着ニップ部Ｎｆに挟持された転写材Ｐは、加熱部材３１におけるフィルム３１ａと接触しており、定着ニップ部Ｎｆにおいてフィルム３１ａはヒータ３１ｂと接触している。なお、ヒータ３１ｂは、図４（ａ）に示すように、電気抵抗の低い導電性のアルミナの基板ｂ１と、基板ｂ１に形成された電極部ｂ３と、を有し、商用電源５２は電極部ｂ３に交流電圧を印加している。
【００３８】
図５に示すように、転写材Ｐの電気抵抗が低い場合、ヒータ３１ｂに印加された交流電圧は、フィルム３１ａと転写材Ｐを介して転写ニップ部Ｎｔにおける転写電圧Ｖｔを変動させる。これにより、転写ローラ８から感光ドラム１に向かって流れる電流が、商用電源５２の交流電圧の波形成分（以下、ＡＣ波形成分と称する）によって振れてしまう。
【００３９】
図６（ａ）は、商用電源５２の交流電圧が転写ニップ部Ｎｔにおける転写電圧Ｖｔに重畳された際に検知手段１９によって検知された電流を説明する模式的なグラフである。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡＣ波形成分によって振れた電流の波形を拡大した模式的なグラフである。
【００４０】
図６（ａ）の時刻Ｔ１は、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎｔに突入する時刻であり、時刻Ｔ２は転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに突入する時間である。時刻Ｔ２よりも前の状態においては、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎｔと定着ニップ部Ｎｆの両方によって挟持されていない状態であるため、商用電源５２の交流電圧は転写材Ｐを介して転写電源に重畳しない。一方で、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎｔと定着ニップ部Ｎｆの両方によって挟持される時刻Ｔ２以降に関しては、商用電源５２の交流電圧が転写材Ｐを介して転写電源に重畳し、ＡＣ波形成分によって電流が振れる。これにより、図６（ｂ）に示すように、転写ローラ８に流れる電流は商用電源５２の電源周波数周期で振れてしまう。なお、時刻Ｔ３は転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｔを通過した時刻であり、この時、転写材Ｐは転写ニップ部Ｎｔと定着ニップ部Ｎｆの両方によって挟持されていない状態である。
【００４１】
図７（ａ）は、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流の値の適正範囲が、転写材Ｐの電気抵抗の値によって異なることを説明する模式図である。また、図７（ｂ）は、転写ローラ８から感光ドラム１に向かって流れる電流がＡＣ波形成分によって振れてしまうことで発生する画像不良（以下、ＡＣバンディングと称する）を説明する模式的なグラフである。図８は、ＡＣバンディングの画像の模式図である。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、吸湿して電気抵抗が低くなった転写材Ｐにトナー像を転写する場合と吸湿しておらず電気抵抗が低くなっていない転写材Ｐにトナー像を転写する場合とでは、感光ドラム１に流れる電流の値の適正範囲が異なる。以下、吸湿して電気抵抗が低くなった転写材Ｐを吸湿紙、包装紙から明けた直後であって吸湿しておらず電気抵抗が低くなっていない転写材Ｐを開直紙と称して説明を行う。
【００４３】
吸湿紙は開直紙よりも吸湿しているため、電気抵抗が低く、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が吸湿紙を介してリークしてしまいやすい。そのため、転写ローラ８から感光ドラム１により多くの電流を流す必要があり、転写電源１８から転写ローラ８に高い転写電圧Ｖｔを印加する必要がある。一方で、開直紙に高い転写電圧Ｖｔを印加した場合、開直紙を介して転写ローラ８から感光ドラム１に過剰な電流が流れてしまうことで転写ニップ部Ｎｔにおけるトナーの極性が反転してしまい、開直紙から感光ドラム１に逆に転写されてしまう虞がある。これは、開直紙は吸湿紙よりも電気抵抗が低くないため開直紙を介してリークする電流が少ないためである。
【００４４】
したがって、図７（ａ）に示すように、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流としては、吸湿紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲と、開直紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲が重なる範囲の電流の値が好ましい。本実施例においては、図７（ａ）においてそれぞれの適正範囲が重なる範囲の電流が流れるような転写電圧Ｖｔを、転写電源１８から転写ローラ８に印加している。
【００４５】
このようにして設定された転写電圧Ｖｔを転写電源１８から転写ローラ８に印加した際に、商用電源５２の交流電圧が転写電圧Ｖｔに重畳すると、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流はＡＣ波形成分によって振れ、図７（ｂ）に示すような波形となる。この時、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が商用電源５２の電源周波数周期で振れることにより、図７（ｂ）における波形の谷部が、吸湿紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲を下回ってしまう。その結果、商用電源５２の電源周波数周期で電流が不足し、図８に示すように、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに突入した以降に感光ドラム１から転写材Ｐに転写された画像が、商用電源５２の電源周波数周期で濃度ムラが発生したＡＣバンディングの画像となる。
【００４６】
［ＡＣ波形成分の検知］
本実施例においては、検知手段１９から入力される検知結果に応じてコントローラ回路２３がＡＣ波形成分を検知した場合に、コントローラ回路２３によって転写電源１８を制御し、転写電圧Ｖｔを変更する。以下、室温３２．５度、湿度８０％の高温高湿環境において、同じ高温高湿環境で４８時間以上放置したＯｃｅ製Ａ４サイズ紙ＲｅｄＬａｂｅｌの転写材Ｐ（坪量８０ｇ／ｍ２）に全面黒のベタ画像を形成した際の、本実施例の制御を詳細に説明する。
【００４７】
なお、本実施例における感光ドラム１の周速度は１１８ｍｍ／秒、商用電源５２の電圧は２２０Ｖ、電源周波数は５０Ｈｚである。また、３μＡの電流が流れるようにＡＴＶＣ制御を行った際の電圧Ｖ０の値は５００Ｖであった。この結果から、コントローラ回路２３は、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する際に転写電源１８から転写ローラ８に印加する転写電圧Ｖｔを７５０Ｖとし、画像形成を開始した。
【００４８】
図９（ａ）は、商用電源５２からの交流電圧が転写電圧Ｖｔに重畳した際に検知手段１９によって測定された電流の検知結果を説明するグラフである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の検知結果の単純移動平均を取った際のグラフであり、図９（ｃ）は図９（ｂ）において単純移動平均を２回とった検知結果の波形を拡大したグラフである。また、図１０は、ＡＣ波形成分を検知する際の制御を説明するフローチャートである。
【００４９】
転写ローラ８に流れる電流は検知手段１９によって検知され、コントローラ回路２３に検知結果が入力される。図１０に示すように、画像形成が開始され、転写材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎｆに到達した際に、検知手段１９からコントローラ回路２３に入力される信号は１ｍｓ間隔で更新されている。この時、検知手段１９は、図９（ａ）に示すようなノイズを含んだ信号を検知する。そこで、本実施例においては、このノイズを除去するために、図９（ａ）で得られた検知結果（第１の検知結果）の単純移動平均をとり、図９（ｂ）の波形Ｃ（第１の波形）及び波形Ｄ（第２の波形）を得た。
【００５０】
単純移動平均はローパスフィルターとして考えることもでき、信号周波数ｆよりも高い周波数の振幅が減衰した波形を得るために単純移動平均を取る際の好適なゲインＧは以下の式１で表せる。本実施例における商用電源５２の電源周波数は５０Ｈｚであり、図９（ａ）の検知結果において、６０Ｈｚより高い周波数の振幅をノイズとして除去するために、式１を用いて波形Ｃ及び波形Ｄを得た。なお、１ｍｓ間隔で取得した図９（ａ）の検知結果の波形において、６０Ｈｚより高い周波数の振幅が減衰する（ゲインが１／√２となる）点数を式１から求めたところ、単純移動平均を取る点数（移動平均点数）は７点となった。
【００５１】
【数１】
2018105996.tif 000003
（Ｇ：ゲイン、τ＝Ｍ（移動平均点数）×Δｔ（サンプリング間隔＝１ｍｓ）、ｆ：信号周波数＝６０Ｈｚ）
【００５２】
図９（ｂ）に示される波形Ｃは、図９（ａ）の検知結果の波形に関して、移動平均点数７点で単純移動平均を取った際に得られた波形である。波形Ｃのように、単純移動平均を１度取っても波形にノイズが残る場合には、移動平均点数を増やして単純移動平均を取るよりも、波形Ｃの単純移動平均を再度取る方が波形の位相ずれや振幅の減少を小さく抑えられる。したがって、商用電源５２の電源周波数をより検知しやすくするために、本実施例においては波形Ｃに関して、移動平均点数７点で単純移動平均を取り、波形Ｄを得た。
【００５３】
このようにして得られた波形Ｄに関して、図９（ｃ）に示すように、波形の傾きが変わる点（変曲点）をピークであると判断し、隣接するピーク間の時間の間隔ΔＴのから求めた周波数を商用電源５２の電源周波数を含む所定の周波数域と比較する。なお、図９（ｃ）において、波形Ｄの傾きが正から負に変わるピークＥを第１のピーク、波形Ｄの傾きが負から正に変わるピークＦを第２のピークとする。図９（ｃ）、図１０に示すように、本実施例においては、ピークＥとピークＦの間（半周期間）の時間の間隔ΔＴから周波数１／２ΔＴを求めた。
【００５４】
さらに、本実施例においては、隣接するピークであるピークＥとピークＦとの間の電流の値の差（差分ΔＩ）を求め、その差分ΔＩの値が所定の値以上である時の周波数１／２ΔＴと差分ΔＩとを記憶した。なお、差分ΔＩの値は、画像形成装置１００の制御に応じて設定することができ、本実施例においては差分ΔＩの所定の値を１μＡに設定した。その後、図１０に示すように、コントローラ回路２３は、周波数１／２ΔＴの値が、商用電源５２の電源周波数を含む所定の周波数域に含まれており、且つ、差分ΔＩが所定の値以上であるかどうかを判断する。
【００５５】
ここで、今回使用した商用電源５２の電源周波数は５０Ｈｚであるため、周波数１／２ΔＴの値が、４０Ｈｚ＜１／２ΔＴ＜６０Ｈｚの所定の周波数域に含まれる場合にＡＣ波形成分を検知したと判断することが可能である。そして、コントローラ回路２３は、周波数１／２ΔＴの値が４０Ｈｚ＜１／２ΔＴ＜６０Ｈｚの範囲に含まれ、且つ、差分ΔＩが１μＡ以上である場合に、ＡＣ波形成分を検知したと判断し、前回の検知回数に対して１回追加した検知回数を記憶する。なお、周波数１／２ΔＴの値が４０Ｈｚ＜１／２ΔＴ＜６０Ｈｚの範囲に含まれ、且つ、差分ΔＩが１μＡ以上であるという条件に当てはまらない場合には、コントローラ回路２３は、ＡＣ波形成分の検知回数が０回であると記憶する。
【００５６】
図１０に示すように、本実施例においては、コントローラ回路２３によって、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知したと判断した場合に転写電圧Ｖｔを変更する制御を行っている。転写ローラ８に流れる電流は、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに突入した瞬間や、感光ドラム１が担持するトナー量の変化などによって振れることがある。したがって、このようなノイズを除去して高い精度でＡＣバンディングの発生の有無を判断するために、ＡＣ波形成分の検知回数が所定の回数以上である場合に転写電圧Ｖｔを変更することが好ましい。
【００５７】
例えば、所定の回数を２回と設定した場合においては、連続した３つのピーク間において、周波数１／２ΔＴの値がそれぞれ４０Ｈｚ＜１／２ΔＴ＜６０Ｈｚの範囲に含まれ、且つ、差分ΔＩがそれぞれ１μＡ以上である場合に、転写電圧Ｖｔを変更する。この所定の回数は、少なくとも２回以上であることが好ましく、本実施例においては所定の回数を４回とし、連続した５つのピーク間（２．５周期間）における差分ΔＩと周波数１／２ΔＴを比較した。より多くのピークを比較することでＡＣ波形成分の検知精度をさらに向上させることが出来るが、所定の回数を多くすると検知時間が長くなってしまう。したがって、本実施例においては、コントローラ回路２３によって精度よくＡＣバンディングの発生の有無を判断し、且つ、画像不良の発生を抑制する効果を十分に得るために、所定の回数を４回に設定した。
【００５８】
なお、周波数１／２ΔＴの値が、４０Ｈｚ＜１／２ΔＴ＜７０Ｈｚの所定の周波数域に含まれる場合に、コントローラ回路２３がＡＣ波形成分を検知したと判断するように設定してもよい。このような設定とすることで、所定の周波数域に５０Ｈｚの電源周波数と６０Ｈｚの電源周波数の両方を含めることができ、商用電源の電源周波数が５０Ｈｚであっても６０Ｈｚであっても、ＡＣ波形成分の検知を行うことが可能となる。
【００５９】
［転写電圧を適切に設定する制御］
本実施例においては、コントローラ回路２３が、ＡＣバンディングが発生したと判断した場合により適切な転写電圧を設定するために、転写電圧Ｖｔの変更の有無を決定する条件を設けている。以下、図１１、図１２を用いて説明する。図１１は、ＡＣバンディングが発生したと判断した場合に、適切な転写電圧を設定できないことで発生し得る課題を説明する模式図であり、図１２は、本実施例において適切な転写電圧を設定するためのフローチャートである。
【００６０】
図１１において、波形Ｇは、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔを印加し、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知したものの画像不良が発生しない場合を説明する波形である。波形Ｈは、波形Ｇの検知結果に応じてコントローラ回路２３が、ＡＣバンディングが発生したと判断して転写電圧Ｖｔを上げた場合に検知手段１９によって検知される電流の波形である。図１１に示すように、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知した場合であっても、予め設定した転写電圧Ｖｔの値によっては、波形Ｇのように、転写ローラ８から感光ドラム１に適正な電流が流れる場合がある。このような状態において、コントローラ回路２３が転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更してしまうと、波形Ｈに示されるように、波形Ｈの山部が適正な電流の範囲を超えてしまい、感光ドラム１に過剰な電流が流れてしまう虞がある。
【００６１】
そこで、本実施例においては、図１２に示すように、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知したと判断した場合であって、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が不足して画像不良が発生する場合にのみ転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更する制御を行う。即ち、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知し、検知手段１９によって検知される電流の波形の谷部が適正な電流の範囲を下回ってしまうと考えられる場合に転写電圧Ｖｔを変更し、適正な電流の範囲を下回らないと考えられる場合には転写電圧Ｖｔを変更しない。コントローラ回路２３は、コントローラ回路２３に入力される情報から転写電圧Ｖｔを上昇させる条件を満たすかを判断し、転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更する。以下、コントローラ回路２３が転写電圧Ｖｔを上昇させる条件について説明する。
【００６２】
＜転写材Ｐの電気抵抗が低い場合＞
転写材Ｐの電気抵抗が低い場合においては、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が転写材Ｐを介してリークしてしまうことが考えられる。即ち、転写材Ｐにトナー像を転写するために必要な電流が、図７（ａ）における、吸湿紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲と、開直紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲とが重なる範囲の下限付近の値であることが考えられる。したがって、電気抵抗が低い転写材Ｐにトナー像を転写する際にＡＣ波形成分を所定の回数以上検知した場合、既に説明した図７（ｂ）に示すように、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が部分的に不足してＡＣバンディングが発生する虞がある。
【００６３】
本実施例においては、まず、環境センサ２４からコントローラ回路２３に入力された検知結果（第２の検知結果）によって、転写ニップ部Ｎｔにおいて電気抵抗が低い転写材Ｐにトナー像を転写しているかどうかを判断した。画像形成装置１００の周囲環境が高温や、高湿の場合には給紙カセット９に収容される転写材Ｐの電気抵抗が低いと考えられる。したがって、環境センサ２４によって検知された温度又は湿度の検知結果（第２の検知結果）が所定の値以上である場合に、コントローラ回路２３によって転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更することで、ＡＣバンディング画像の発生を抑制できる。
【００６４】
環境センサ２４は、画像形成装置１００の内部の、自己昇温影響を受けにくい位置に配置することが可能である。また、本実施例においては、環境センサ２４からコントローラ回路２３に入力される検知結果から周囲環境を判断したが、これに限らない。例えば、画像形成装置１００に環境センサ２４を設けず、パーソナルコンピュータ２１からコントローラ回路２３に入力される周囲の環境データや、ユーザが画像形成装置１００に入力する周囲の環境データに応じて、周囲環境を判断しても良い。
【００６５】
また、転写材Ｐの電気抵抗は、周囲環境による変動以外にも、転写材Ｐの坪量や転写材Ｐが含有する成分によっても変動する。一般的に、坪量が大きい転写材Ｐは電気抵抗が高くなる傾向がある。したがって、例えば、ユーザが入力したプリントモードによって転写材Ｐの種類が予め分かる場合に、コントローラ回路２３が坪量の大きい転写材Ｐであると判断して転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更することで、ＡＣバンディングの発生を抑制できる。又は、画像形成装置１００に備えられるメディアセンサ２６によって、転写ニップ部Ｎｔに搬送される転写材Ｐの種類を判断しても良い。なお、プリントモードやユーザが画像形成装置１００に入力する転写材Ｐの情報を用いて転写材Ｐの種類を判断する場合においては、画像形成装置１００にメディアセンサ２６を設けても良く、設けなくても良い。
【００６６】
さらに、転写ニップ部Ｎｔに転写材Ｐが挟持されていない状態において検知手段１９が検知する電流の値と、転写ニップ部Ｎｔに転写材Ｐが挟持された状態で検知手段１９が検知する電流の値とを比較することで、転写材Ｐの電気抵抗を推測しても良い。転写材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎｔに挟持された以降であり、且つ、転写材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎｆに到達する前に、検知手段１９が検知した電流の検知結果と転写電源１８から転写ローラ８に印加した電圧により転写材Ｐの電気抵抗を推測することが出来る。推測された転写材Ｐの電気抵抗が所定の値よりも低い場合に、コントローラ回路２３が電気抵抗の低い転写材Ｐであると判断して転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更することで、ＡＣバンディングの発生を抑制できる。
【００６７】
また、転写材Ｐにトナー像を転写する際に転写電源１８から転写ローラ８に印加する転写電圧Ｖｔが下限電圧Ｖｔｌである場合においては、転写ニップ部Ｎｔに挟持された転写材Ｐの電気抵抗が低いと考えられる。したがって、ＡＣ波形成分を検知した際に転写電源１８から転写ローラ８に下限電圧Ｖｔｌが印加されている場合には、下限電圧Ｖｔｌより大きな値の電圧を印加することでＡＣバンディングの発生を抑制することが出来る。
【００６８】
＜商用電源５２の出力電圧が大きい場合＞
商用電源５２の交流電圧が転写電圧Ｖｔに重畳した場合に転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流の振れ幅は、商用電源５２の電圧の大きさによって変わる。商用電源５２から出力される電圧の値が大きい場合、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流の振れ幅が大きくなるため、転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流が部分的に不足することによるＡＣバンディングが発生する虞がある。したがって、コントローラ回路２３が、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知し、且つ、電圧検知手段２５によって検知される商用電源５２の電圧が所定の値よりも大きい場合に、転写電圧Ｖｔをより大きな値に変更してもよい。
【００６９】
本実施例においては、コントローラ回路２３が、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知し、且つ、転写電圧Ｖｔを上昇させる条件を満たしていると判断した場合に、転写電圧Ｖｔを７５０Ｖから７８０Ｖに変更した。これにより、図７（ｂ）に示されるような電流が不足することによる転写ムラを抑制することが可能となる。
【００７０】
以上説明したように、本実施例においては、コントローラ回路２３によってＡＣ波形成分を所定の回数以上検知した場合に、コントローラ回路２３に入力される情報に応じて適切な転写電圧を設定することが可能である。なお、上述した条件のいずれか１つだけを用いて転写電圧Ｖｔを上昇させる条件を満たすかを判断しても良く、複数の条件を組み合わせて転写電圧Ｖｔを上昇させる条件を満たすかを判断しても良い。
【００７１】
なお、転写ニップ部Ｎｔにおいては、感光ドラム１から転写材Ｐに転写するトナー量によって転写材Ｐと感光ドラム１との間の電気抵抗が変化し、検知手段１９によって検知される電流の信号が振れる可能性がある。この電流の振れをＡＣ波形成分による電流の振れであると誤検知しないために、転写材Ｐの搬送方向に関する印字率の情報を予め入手し、その情報に応じて電流の振れを予測し、補正を行っても良い。あるいは、誤検知を防ぐために、印字率が変化するタイミングから所定の時間の間は、ＡＣ波形成分の検知を一時的に停止しても良い。
【００７２】
同様に、感光ドラム１の周方向における厚みムラや、転写ローラ８の電気抵抗の変動などによっても、検知手段１９が検知する電流の信号が振れる可能性がある。したがって、例えば、転写材Ｐが転写ニップ部Ｎｔに到達する前や転写材Ｐ同士の紙間等において、転写電源１８から転写ローラ８に流れる電流を検知手段１９で検知し、その結果をＡＣ波形成分の検知に反映しても良い。即ち、転写ニップ部Ｎｔに転写材Ｐが挟持されていない間に検知手段１９によって検知された電流の値から、感光ドラム１や転写ローラ８の電気抵抗の変動を予測し、ＡＣ波形成分を検知する際の条件若しくは検知結果を補正しても良い。
【００７３】
また、本実施例においては、検知手段１９によって転写ローラ８に流れる電流の周期的な振れを検知する構成を用いたが、これに限らない。転写材Ｐにトナー像を転写する際に、転写電源１８から出力される電圧を検知して転写電圧Ｖｔの周期的な振れを検知するような構成においても、本発明と同様の効果を得ることが出来る。転写電圧Ｖｔを検知する場合には、転写ローラ８と転写電源１８との間に既知の抵抗値を有する検知用の抵抗体を配置する等、転写ローラ８と転写電源１８との間に検知手段としての電圧検知回路を設ければ良い。
【００７４】
（実施例２）
実施例１では、１枚の転写材Ｐに対して、ＡＣバンディングが発生したと判断した場合のコントローラ回路２３による制御について説明した。これに対し、実施例２は、複数枚の転写材Ｐに連続して画像形成を行う場合（以下、連続プリントと称す）における、コントローラ回路２３の制御について、図１３を用いて説明する。なお、本実施例は、連続プリントのジョブを実行する際に、コントローラ回路２３が、第１の転写材Ｐ１に関して設定した転写電圧を、第１の転写材Ｐ１に後続する第２の転写材Ｐ２の転写電圧に反映させる構成である。したがって、実施例１と同様の構成、及び制御については、実施例１と同様の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１３は、本実施例における、コントローラ回路２３が転写電源１８を制御する際のタイミングチャートである。図１３に示すように、転写材の搬送方向に関して、トップセンサ１０が第１の転写材Ｐ１の先端を検知すると、コントローラ回路２３は第１の転写材Ｐの先端が転写ニップ部Ｎｔに到達するタイミングで転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔを印加する。その後、コントローラ回路２３は、ＡＣ波形成分を所定の回数以上検知し、且つ、転写電圧Ｖｔを上昇させる条件を満たしていると判断した場合に、転写電圧Ｖｔをより絶対値が大きな値である転写電圧Ｖｔ２に変更する。この時、転写ニップ部Ｎｔにおいては、転写電圧Ｖｔ２が印加された転写ローラ８から感光ドラム１に流れる電流により、感光ドラム１から第１の転写材Ｐ１にトナー像が転写される。
【００７６】
本実施例においては、第１の転写材Ｐ１にトナー像を転写する際に、後続する第２の転写材Ｐ２への画像形成ジョブが残っている場合においては、第２の転写材Ｐ２に対してＡＣ波形成分の検知を行わない。給紙カセット９に収容されている転写材Ｐは、同じ環境下に置かれており、転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似していると考えることが出来る。したがって、第２の転写材Ｐに対しては、第２の転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎｆに挟持されるタイミングで、コントローラ回路２３によって転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧を転写電圧Ｖｔ２に変更する。これにより、第２の転写材Ｐに関しても、適正な転写電圧を設定し、ＡＣバンディングの発生を抑制することが可能となる。
【００７７】
このように、本実施例においては、連続プリントのジョブを実行する場合に、第１の転写材Ｐ１に後続する第２の転写材Ｐ２に関してコントローラ回路２３によるＡＣバンディングの発生の有無の判断を行わない。この構成により、連続プリントジョブを実行する際におけるＡＣ波形検知の検知回数を減らしつつ、ＡＣバンディングの発生を抑制することが可能である。
【００７８】
（実施例３）
実施例２では、第１の転写材Ｐ１に後続する第２の転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎｆに到達するタイミングで、コントローラ回路２３が、転写電源１８から転写ローラ８に印加する電圧を転写電圧Ｖｔ２に変更する制御について説明した。これに対し、実施例３は、連続プリントのジョブを実行する際に、第２の転写材Ｐ２が転写ニップ部Ｎｔに到達するタイミングで、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔ２を印加する点で実施例２と異なる。なお、本実施例の構成は、第２の転写材Ｐ２が転写ニップ部Ｎｔに到達するタイミングで、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔ２を印加する点を除いて実施例２と同様であり、実施例２と同様の点については同様の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図１４は、本実施例におけるコントローラ回路２３が転写電源１８を制御する際のタイミングチャートである。図１４に示すように、本実施例においては、転写材の搬送方向に関して第２の転写材Ｐ２の先端が転写ニップ部Ｎｔに到達するタイミングで、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔ２を印加している。なお、転写電圧Ｖｔ２は、コントローラ回路２３が第１の転写材Ｐ１に関してＡＣバンディングが発生したと判断して転写電圧Ｖｔを変更した際の、転写電源１８から転写ローラ８に印加された電圧である。
【００８０】
実施例１において説明したように、ＡＣバンディングが発生しやすい条件として、電気抵抗の低い転写材Ｐに画像形成を行う場合が考えられる。電気抵抗の低い転写材Ｐに画像形成を行う場合、転写ローラ８から感光ドラム１に向かって流れる電流は転写材Ｐを介してリークしやすい。したがって、転写材Ｐの電気抵抗が低いと考えられる場合においては、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに到達する前に転写ローラ８に転写電圧Ｖｔよりも大きな値の電圧を印加しても、転写ローラ８から感光ドラム１に過剰に電流が流れることは少ないと考えられる。
【００８１】
以上を踏まえ、本実施例においては、第１の転写材Ｐ１と同様にＡＣバンディングが発生すると考えられる第２の転写材Ｐ２の先端が転写ニップ部Ｎｔに到達するタイミングで、転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔ２を印加した。このように、第２の転写材Ｐ２の先端が定着ニップ部Ｎｆに到達する前に、コントローラ回路２３によって転写電源１８から転写ローラ８に転写電圧Ｖｔ２を印加することにより、ＡＣバンディングの発生を高い確率で抑制できる。
【００８２】
（実施例４）
実施例１では、１つのジョブを実行する際において、コントローラ回路２３が、ＡＣバンディングが発生したと判断した場合に転写電圧Ｖｔを変更する制御について説明した。これに対して、実施例４では、複数のジョブを実行する際に、ＡＣバンディングが発生したと判断し転写電圧Ｖｔを変更した第１のジョブの次に続く第２のジョブに、第１のジョブにおけるコントローラ回路２３の制御を反映する。なお、本実施例において、実施例１と同様の構成、及び制御については、実施例１と同様の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
実施例２及び実施例３で説明したように、給紙カセット９に収容されている転写材Ｐは、同じ環境下に置かれており、転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似していると考えることが出来る。したがって、本実施例では、複数のジョブを実行する際に、転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似していると判断した場合には、第１のジョブが終了した後に、第１のジョブで転写電源１８から転写ローラ８に印加した電圧を第２のジョブに反映する。
【００８４】
例えば、ユーザによる給紙カセット９へのアクセスがない場合には、給紙カセット９に収容される転写材Ｐは、その種類や状態がほぼ類似していると考えられる。具体的には、ユーザによる給紙カセット９へのアクセスの有無を検知する方法の１つとしては、給紙カセット９の開閉を検知する検知部を設ければよい。この場合、コントローラ回路２３は、同じ給紙カセット９から給送される転写材Ｐに画像形成を行う第１のジョブと第２のジョブに関して、第１のジョブと第２のジョブとの間で、給紙カセット９の開閉が行われたかどうかを判断する。そして、給紙カセット９の開閉が行われておらず、第１のジョブでＡＣバンディングが発生したと判断した場合に、第１のジョブでコントローラ回路２３が転写電圧Ｖｔから変更した転写電圧Ｖｔより大きな値の電圧を、第２のジョブの画像形成に反映する。
【００８５】
なお、第１のジョブの画像形成中、若しくは、第１のジョブの画像形成の後処理中に第２のジョブの信号がコントローラ回路２３に入力された場合に、ユーザによる給紙カセット９へのアクセスがないと判断することも可能である。
【００８６】
更に、例えば、第１のジョブと第２のジョブにおいて、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに挟持されておらず転写ニップ部Ｎｔに挟持されている状態で検知手段１９からコントローラ回路２３に入力される電流の値をそれぞれ記憶して以下の様な判断を行っても良い。即ち、第１のジョブで検知手段１９が検知した電流と、第２のジョブで検知手段１９が検知した電流とが略同一な値である場合には、第１のジョブ及び第２のジョブに用いられる転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似していると考えることが出来る。したがって、このような場合に、転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似していると判断し、第１のジョブが終了した後に、第１のジョブで転写電源１８から転写ローラ８に印加した電圧を第２のジョブに反映しても良い。
【００８７】
本実施例においては、複数のジョブを実行する際に、第１のジョブにおいてＡＣバンディングが発生したと判断された場合に、第２のジョブに第１のジョブで転写電源１８から転写ローラ８に印加した電圧を第２のジョブに反映する。この構成により、第２のジョブにおいてＡＣバンディングの発生を判断する必要がなく、また、第２のジョブにおける最初の転写材Ｐから最後の転写材Ｐに至るまで、ＡＣバンディングの発生を抑制することが可能である。なお、本実施例において転写材Ｐの種類や状態がほぼ類似であると判断する方法に関しては、いずれか１つの方法を用いても良く、複数の方法を組み合わせて判断しても良い。
【００８８】
（その他の実施例）
以上、モノクロの画像形成装置に適応した実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。像担持体から転写材Ｐにトナー像を転写する転写部材と、定着手段を有するものであれば、本発明を適用することができる。すなわち、図１５に示されるように、カラー画像形成装置にも本発明を適用することができ、同様の効果が得られる。
【００８９】
図１５は、本実施例の画像形成装置３００の構成を説明する概略断面図である。図１に示すように、本実施例に係る画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫが１定間隔で配置された、カラー画像形成装置である。なお、本実施例では、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成と動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、画像形成部ＳＫを用いて本実施例の画像形成装置３００の構成について説明する。
【００９０】
本実施例の画像形成装置３００において、パーソナルコンピュータ（不図示）などの情報機器から送信された画像信号は、画像形成装置３００内で受信、解析された後に制御手段３２３へ送信される。そして、制御手段３２３が画像信号から解析された情報に応じて各種手段を制御することによって、画像形成装置３００において画像形成動作が開始される。
【００９１】
画像形成装置ＳＫは、ドラム状の感光体である感光ドラム３０１Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ３０２Ｋと、現像手段としての現像ローラ３０５Ｋと、クリーニング手段３０６Ｋと、を有する。画像形成動作が開始されると、感光ドラム３０１Ｋは図示矢印Ｒ１方向に所定の周速度で回転駆動され、回転過程で帯電ローラ３０２Ｋによって所定の極性（本実施例においては負極性）で所定の電位に一様に帯電処理される。その後、露光手段３０４Ｋから画像信号に応じた露光を受けることにより、感光ドラム３０１Ｋの表面に静電潜像が形成される。感光ドラム３０１Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像ローラ３０５Ｋから供給されるトナーによって現像され、感光ドラム３０１Ｋにトナー像が形成される。
【００９２】
感光ドラム３０１Ｋの対向には、張架部材としての張架ローラ３２７ａ〜３２７ｃによって張架された像担持体としての無端状の中間転写ベルト３０７が配置されており、中間転写ベルト３０７は図示矢印Ｒ３２方向に回転駆動される。中間転写ベルト３０７の内周面側には、中間転写ベルト３０７を感光ドラム３０１Ｋに押圧する１次転写ローラ３０８Ｋが配置される。また、１次転写ローラ３０８Ｋによって押圧された中間転写ベルト３０７と感光ドラム３０１Ｋとが当接する位置には、１次転写部が形成される。感光ドラム３０１Ｋ上に形成されたトナー像は、１次転写部を通過する過程で、感光ドラム３０１Ｋから中間転写ベルト３０７に１次転写される。このように、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて各色のトナー像が中間転写ベルト３０７に１次転写され、中間転写ベルト３０７には目的のカラー画像に対応した複数色のトナー像が形成される。
【００９３】
像担持体としての中間転写ベルト３０７を介して、張架ローラ３２７ａの対向には転写部材としての２次転写ローラ３２８が配置されており、中間転写ベルト３０７と２次転写ローラ３２８が当接する位置には転写部としての２次転写部Ｎｔ３が形成される。２次転写ローラ３２８は、転写電源３１８に接続されており、制御手段３２３が転写電源３１８を制御し２次転写ローラ３２８に電圧を印加することにより、中間転写ベルト３０７から転写材Ｐに複数色のトナー像が２次転写される。また、転写電源３１８と２次転写ローラ３２８の間には、２次転写ローラ３２８に流れる電流を検知することが可能な検知手段３１９が設けられている。
【００９４】
給紙カセット９に積載された転写材Ｐは、中間転写ベルト３０７に形成された複数色のトナー像が２次転写部に到達するタイミングに合わせて、給紙ローラ３１１によって給紙カセット９から給送され、２次転写部Ｎｔ３に搬送される。２次転写部Ｎｔ３において複数色のトナー像を２次転写された転写材Ｐは定着手段３１４に搬送され、加熱手段３３１及び加圧手段３３０によって加熱及び加圧され、各色のトナーが溶融混和して転写材Ｐに固定される。その後、転写材Ｐは排紙ローラ３１６によって積載部としての排紙トレイ３１７に排出される。
【符号の説明】
【００９５】
１  感光ドラム（像担持体）
８  転写ローラ（転写部材）
１４  定着手段
１８  転写電源
１９  検知手段
２３  コントローラ回路（制御手段）
２４  環境センサ（第２の検知手段）
３０  加圧部材
３１  加熱部材
３１ｂ  ヒータ（加熱部）
５２  商用電源（交流電源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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