(57)【要約】【課題】小型化を維持しつつ、中間転写体の表面を１次転写に最適な電位とすることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤像を担持する像担持体１と、像担持体１と接触しつつ回転する無端状のベルト１０と、ベルト１０の回転方向において像担持体１とは異なる位置でベルト１０に接触し、ベルト１０に電流を供給する電流供給部材２０と、大きさが可変の制御信号を出力する制御部と、ベルト１０に接触する接触部材１３と、接触部材１３に接続される電圧調整部材Ｑ１を備える電圧調整部１５であって、制御部から入力される制御信号の大きさに応じて、電流供給部材２０からベルト１０を介して電圧調整部材Ｑ１に流れる電流の大きさを変化させることで、像担持体１が担持する現像剤像をベルト１０へ転写させるためのベルト１０の像担持体１との接触部における表面電位である転写電位の大きさを変化させることが可能な電圧調整部１５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体と接触しつつ回転する無端状のベルトと、
前記ベルトの回転方向において前記像担持体とは異なる位置で前記ベルトに接触し、前記ベルトに電流を供給する電流供給部材と、
大きさが可変の制御信号を出力する制御部と、
前記ベルトに接触する接触部材と、
前記接触部材に接続される電圧調整部材を備える電圧調整部であって、前記制御部から入力される前記制御信号の大きさに応じて、前記電流供給部材から前記ベルトを介して前記電圧調整部材に流れる電流の大きさを変化させることで、前記像担持体が担持する現像剤像を前記ベルトへ転写させるための前記ベルトの前記像担持体との接触部における表面電位である転写電位の大きさを変化させることが可能な電圧調整部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、
前記電圧調整部は、前記制御部から入力される前記ＰＷＭ信号のデューティ比の大きさに応じて、前記電流供給部材から前記ベルトに供給される電流の大きさを変化させ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】
前記電圧調整部は、前記電圧調整部材としてのトランジスタを有する調整回路であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
温度及び湿度を検知する検知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記検知手段が検知した温度及び湿度から取得される絶対水分量が大きくなるほど、前記転写電位の大きさが小さくなるように、前記電流供給部材から前記ベルトに供給される電流の大きさを変化せしめるべく、前記制御信号の大きさを変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベルトの寿命情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記制御部は、前記取得手段が取得した前記ベルトの残り寿命が少なくなるほど、前記転写電位の大きさが大きくなるように、前記電流供給部材から前記ベルトに供給される電流の大きさを変化せしめるべく、前記制御信号の大きさを変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記寿命情報は、画像形成を行った回数、画像形成を行った画像の積算ピクセル数、前記ベルトの回転時間の少なくともいずれかに基づいて取得されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧調整部は、前記接触部材としての前記ベルトを支持する支持部材を介して前記ベルトに接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記支持部材と前記電圧調整部との間に接続される電圧維持素子をさらに備え、
前記像担持体が担持する現像剤像を前記ベルトへ転写させる転写電位の大きさは、前記電圧維持素子によって維持される所定の電位と、前記電圧調整部によって可変に調整される電位と、を重畳した大きさとなることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電圧維持素子は、ツェナーダイオードであ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】
前記電流供給部材は、前記ベルトとの接触部に流す電流により現像剤像を前記ベルトから記録材に２次転写させる２次転写部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体及び前記電流供給部材とは異なる位置で前記ベルトに接触する第２の電流供給部材をさらに備え、
前記電流供給部材が前記ベルトに流す電流と、前記第２の電流供給部材が前記ベルトに流す電流とを重畳した電流が、前記ベルトの前記像担持体との接触部に流れることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２の電流供給部材は、前記ベルトに担持されたトナーを帯電するための帯電部材であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記電流供給部材は、前記ベルトに担持されたトナーを帯電するための帯電部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ベルトは、イオン系の導電剤を混合して成型された無端状のベルト体であることを特徴とする請求項１〜１３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、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置において、中間転写体として無端状のベルトを用いた構成の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、１次転写工程として、像担持体としての感光ドラム表面に形成されたトナー像を、感光ドラム対向部に配置された１次転写部材に電圧電源より電圧を印加することで、ベルト上に転写する。その後、この１次転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、ベルト表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、２次転写工程として、ベルト表面に形成された複数色のトナー像を、２次転写部材へ電圧を印加することで、紙などの記録材表面に一括して転写する。一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により、記録材に永久定着されることにより、カラー画像が形成される。
【０００３】
特許文献１には、画像形成装置の小型化、低コスト化を可能とした、ベルト表面の電位を変更できる構成が開示されている。本構成によると、ベルトとアースの間に、設定電圧の異なる複数のツェナーダイオードを備える回路で構成され、使用環境に応じて切り替えることによりベルト表面の電位を変更し１次転写効率を安定化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１３９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に１次転写部の構成は、感光ドラム、中間転写体、１次転写部材と複数の部材が介在し、周囲の環境、また、画像形成装置本体の使用状況によって１次転写部の抵抗が変化する場合や、最適な１次転写電流が変化する場合がある。特許文献１の構成では、周囲の環境を検知し、電圧維持手段を切り替えるとともに感光ドラムの表面電位を微調整して最適な転写性を確保している。しかしながら、感光ドラムの表面電位の微調整においては、現像電位、１次転写電位の相互関係において、適正にトナーを移動させるための必要な電位差がそれぞれにおいて存在する。そのため、感光ドラムの表面電位を大きく変化させて調整することは、画像品質の低下を招く。即ち、周囲の環境やその他画像形成装置本体の使用状況によって引き起こされる様々な変動を微調整するには、更に電圧維持手段としてのツェナーダイオードを増やす必要があり、装置の小型化を維持することが困難になる。
【０００６】
本発明の目的は、小型化を維持しつつ、中間転写体の表面を１次転写に最適な電位とすることが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体と接触しつつ回転する無端状のベルトと、
前記ベルトの回転方向において前記像担持体とは異なる位置で前記ベルトに接触し、前記ベルトに電流を供給する電流供給部材と、
大きさが可変の制御信号を出力する制御部と、
前記ベルトに接触する接触部材と、
前記接触部材に接続される電圧調整部材を備える電圧調整部であって、前記制御部から入力される前記制御信号の大きさに応じて、前記電流供給部材から前記ベルトを介して前記電圧調整部材に流れる電流の大きさを変化させることで、前記像担持体が担持する現像剤像を前記ベルトへ転写させるための前記ベルトの前記像担持体との接触部における表面電位である転写電位の大きさを変化させることが可能な電圧調整部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型化を維持しつつ、中間転写体の表面を１次転写に最適な電位とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の画像形成装置の説明図
【図２】実施例１の画像形成に係わるコントローラを説明するブロック図
【図３】実施例１における１次転写部の回路の説明図
【図４】実施例１における中間転写ベルト電位と転写効率の関係を表す図
【図５】実施例１における転写効率の変動を表す図
【図６】実施例１における制御を説明するフロー図
【図７】実施例１における制御を説明するフロー図
【図８】実施例１における他の構成例の説明図
【図９】実施例２の画像形成装置の説明図
【図１０】実施例２における１次転写部の回路の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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、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。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１１】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略図であり、図１を用いての本実施例の画像形成装置の構成及び動作を説明する。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここではカラーレーザプリンタに適用した場合について説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、ａ〜ｄの複数の画像形成ステーションを有するいわゆるタンデムタイプのプリンタである。第１の画像形成ステーションａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成ステーションｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成ステーションｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成ステーションｄはブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する。各画像形成ステーションの構成は、収容するトナーの色以外では同じであり、以下、第１の画像形成ステーションａを用いて説明する。
【００１２】
第１の画像形成ステーションａは、像担持体としてドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像器４ａと、クリーニング装置５ａと、を備える。感光ドラム１ａは、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動しトナー像（現像剤像）を担持する像担持体である。さらに、現像器４ａは、現像剤としてイエローのトナーを収容し感光ドラム１ａに形成された静電潜像をイエロートナーを用いて現像するための装置である。クリーニング装置５ａは、感光ドラム１ａに付着したトナーを回収するための部材である。クリーニング装置５ａは、本実施例では、感光ドラム１ａに当接するクリーニング部材であるクリーニングブレードと、ク
リーニングブレードが回収したトナーを収容する廃トナーボックスをクリーニング装置５ａは備える。
【００１３】
画像信号によって、画像形成動作を開始すると感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段３ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。ここで、現像器に収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。
【００１４】
中間転写ベルト１０は、無端状のベルト体であり、支持部材としての張架部材１１、１２、１３で張架され、感光ドラム１ａと当接した対向部において感光ドラム１ａと同方向に移動する向きに、感光ドラム１ａと接触しつつ略同一の周速度で回転駆動される。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との接触部（以下、１次転写ニップと称す）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。本実施例の特徴である１次転写の方法については後述する。感光ドラム１ａ表面に残留した１次転写残トナーは、クリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。以下、同様にして、第２、３、４の画像形成ステーションｂ、ｃ、ｄによって第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写される。これにより、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００１５】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２０が形成する２次転写ニップを通過する過程で、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。２次転写部材としての２次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。また、２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して、５０Ｎの加圧力で当接し、２次転写部（以下、２次転写ニップ）を形成している。２次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０に対して従動回転し、また、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の記録材Ｐに２次転写しているときには１８００〜２３００Ｖの電圧が印加されている。その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。２次転写後に中間転写ベルト１０上に残ったトナーは、クリーニング装置１６により清掃、除去される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００１６】
図２を参照して、本実施例の画像形成装置本体の制御を行うコントローラ１００の構成について説明する。コントローラ１００は、図２に示すように、制御部としてのＣＰＵ回路部１５０を有する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１、およびＲＡＭ１５２を内蔵する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに応じて、露光制御部１０１、帯電制御部１０２、現像制御部１０３、１次転写制御部１０４、２次転写制御部１０５を統括的に制御する。また、環境テーブルや転写制御の各種テーブルは、ＲＯＭ１５１に格納されており、装置設置環境における温度及び湿度を検知する検知手段としての環境センサ１０６の情報を元に、ＣＰＵが呼び出して反映される。ＲＡＭ１５２は、制御データを一時的に保持し、また、制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。２次転写制御部１０５は、２次転写電源２１を制御し、不図示の電流検出回路が検出する電流値に基づいて転写電源２１から出力する電圧を制御している。また、１次転写制御部は、電圧調整回路１５へ信号を送ることにより、１次転写部の電位を一定に制御している。これらコントローラ１００と２次転写電源２１、電圧調整回路１５、環境センサ
１０６により、本実施例に係る画像形成装置のプリンタエンジン９９が構成される。コントローラ１００は、ホストコンピュータ９７から画像情報と印字命令を送信すると、ビデオコントローラ９８が変換した各画像信号を受信する。その後、コントローラ１００は、各制御部（露光制御部１０１、帯電制御部１０２、現像制御部１０３）を制御して印字動作に必要な画像形成動作を実行する。
【００１７】
以下、本実施例の特徴である１次転写部の構成について説明する。本実施例は、中間転写ベルト１０の周方向に電流を流すことで１次転写する構成、すなわち、中間転写ベルト１０の周方向（回転方向）において感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの一次転写ニップとは異なる位置で１次転写電流が流される構成である。中間転写ベルト１０と感光ドラム１ａ〜１ｄは、張架ローラ１１、１３による中間転写ベルト１０の張架によって接触部（一次転写ニップ）を形成し、張架ローラ１３に接続された電圧調整部材としてのトランジスタを含む電圧調整回路１５に接続されている。各画像形成ステーションａ〜ｄと対向する位置には、中間転写体として中間転写ベルト１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトであり、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａ〜１ｄと当接した対向部で同方向に移動する向きに、感光ドラム１ａ〜１ｄと略同一の周速度で回転駆動される。
【００１８】
また、接触部材としての２次転写対向ローラ１３は、電圧調整手段（電圧調整部）として、トランジスタを含む電圧調整回路１５と接続されている。本実施例で使用した中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、厚さ９０μｍで、導電剤としてイオン系の導電剤を混合して成型された無端状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用いている。電気的特性としては、イオン導電性の特性を示し、高分子鎖間をイオンが伝播することによって電気伝導性が得られるため、雰囲気中の温湿度に対して抵抗値変動はするものの、抵抗値の周方向のムラ等が良いのが特徴である。本実施例では、中間転写ベルトの移動方向に電流を流し転写するため、中間転写ベルト１０の抵抗が高いと電圧降下が大きくなる。その結果、１次転写性が損なわれる恐れがあるため、低抵抗層を持つのが望ましい。本実施例では、中間転写ベルト１０における電圧降下を抑制するために、基層の抵抗としては、体積抵抗率で１×１０８Ω・ｃｍ以下のものを使用した。体積抵抗率の測定は、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）にリングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１２）を使用して測定する。測定時の室内温度は２３℃、室内湿度は５０％に設定し、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で行った。また、本実施例では中間転写ベルト１０は、２層構成であり、表面に高抵抗層を配置することで、非画像部への電流を抑制して転写性を更に高めている。但し、この構成に限定されるものではなく、単層構成にすることも可能で、更には３層以上の構成でも可能である。
【００１９】
また、本実施例では、中間転写ベルト１０の材料としてポリエチレンテレフタレート樹脂を使用したが、これに限定されるものではない。他の材料としては、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロ二トリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等が挙げられる。さらに他には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等も挙げられる。これらの材料及びこれらの混合樹脂をベルト１０の材料として使用しても良い。
【００２０】
本実施例では、２次転写対向ローラ１３とアース間に、電圧調整部として、トランジスタを有する電圧調整回路１５が接続されている。電圧調整回路１５は、２次転写電源２１から２次転写ローラ２０を介して中間転写ベルト１０に印加される電圧を調整して、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナーを中間転写ベルト１０上へ移動させる一次転写を行うための１次転写電圧を生成する。電圧調整回路１５によって所望の大きさに調整された１次転
写電圧の印加により、中間転写ベルト１０の表面電位は所望の１次転写電位となり、各感光ドラム１ａ〜１ｄの表面電位との電位差（転写コントラスト）によって、１次転写が行われる。電圧調整回路１５による電圧調整の詳細について図３を参照して説明する。
【００２１】
図３は、本発明の実施例１における１次転写部の回路構成を説明する図である。２次転写電源２１により２次転写電圧Ｖｔ２（ここでは、２１００Ｖ）が出力されることにより、２次転写電源２１から２次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０、２次転写対向ローラ１３を介して電圧調整回路１５へ電流が流れる。電圧調整回路１５は、２次転写対向ローラ１３を介して中間転写ベルト１０に電気的に接続されるとともに、制御部としてのコントローラ１００から制御信号としてＰＷＭ信号が入力される。電圧調整回路１５は、コントローラ１００から入力されるＰＷＭ信号の大きさ、すなわち、オンデューティ比の大きさに応じて、電流供給部材としての２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０へ流れる電流の大きさを変化させることが可能に構成されている。つまり、コントローラ１００がＰＷＭ信号のオンデューティ比を制御することで、２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０へ流れる電流の大きさが制御され、その電流によって形成される１次転写電圧Ｖｔ１（図３のＡ点とアースの間の電位差）が制御される。
【００２２】
図３におけるＡ点とアースとの間の電位差である１次転写電圧Ｖｔ１は、電圧調整回路１５が接続された２次転写対向ローラ１３（の表面）とアースとの間の電位差であり、電圧調整回路１５におけるトランジスタＱ１のコレクタエミッタ間電圧に相当する。そして、２次転写対向ローラ１３の表面に巻き付けられた中間転写ベルト１０の表面電位は、２次転写対向ローラ１３の表面電位と略同電位となる。トランジスタＱ１のコレクタエミッタ間電圧は、トランジスタＱ１のコレクタ電流が制御されることで制御される。つまり、コレクタ電流の制御によって、１次転写電圧Ｖｔ１、すなわち、中間転写ベルト１０の表面電位が制御されることになる。２次転写電圧Ｖｔ２の印加によって生成される電流は、トランジスタＱ１のベース端子に電圧が印加されることで、コレクタ電流としてトランジスタＱ１内を流れる。
【００２３】
コレクタ電流を制御すべくトランジスタＱ１のベース端子に入力される電圧は、オペアンプＩＣ１の出力電圧である。コントローラ１００から出力されたＰＷＭ信号は、抵抗Ｒ７、コンデンサＣ１により平滑化される。この平滑化されたコントロール電圧Ｖ−は、オペアンプＩＣ１の反転入力端子（−端子）に入力される。オペアンプＩＣ１の出力電圧は、抵抗Ｒ９、Ｒ１０により分圧されトランジスタＱ１のベース端子に入力される。上述したように、トランジスタＱ１のベース端子に電圧がかかることで２次転写電圧Ｖｔ２による電流がコレクタ電流としてトランジスタＱ１を流れ、コレクタエミッタ間で電圧が生成され、１次転写電圧Ｖｔ１となる。ここで生成された１次転写電圧Ｖｔ１は抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧され、その結果得られる電圧が、モニター電圧Ｖ＋として、オペアンプＩＣ１の入力端（＋端子）に入力される。したがって、１次転写電圧Ｖｔ１の大きさは、オペアンプＩＣ１のバーチャルショート（Ｖ＋＝Ｖ−）により、コントロール電圧Ｖ−の大きさに応じて決定されることになる。コントロール電圧Ｖ−は、ＰＷＭ信号のオンデューティにより制御される。すなわち、ＰＷＭ信号のオンデューティを上げると、コントロール電圧Ｖ−は大きくなり、１次転写電圧Ｖｔ１も大きくなる。逆に、ＰＷＭ信号のオンデューティを下げると、コントロール電圧Ｖ−は小さくなり、１次転写電圧Ｖｔ１も小さくなる。
【００２４】
以上のように、本実施例では、コントローラからのＰＷＭ信号によってトランジスタＱ１の電圧を制御して１次転写電圧が決定される構成を採用している。尚、図３中の抵抗Ｒ８、コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１の応答性を決定する素子として設けられている。本実施例では、コントロール電圧Ｖ−を制御するために、コントローラからのＰＷＭ信号を用いたが、電圧調整部の構成としてはこれに限られるものではなく、例えばコントローラのＤ／Ａポートを用いた構成としても、同様の効果が得られる。
【００２５】
図４は、本実施例の構成による１次転写部における転写効率の測定結果を示している。縦軸の転写効率の値は、１次転写残濃度をマクベス濃度計（メーカー：グレタグマクベス社）で測定した結果を示しており、値が大きいほど１次転写残濃度が高くなるため、転写効率が悪化することとなる。図４で測定した条件は、感光ドラム１、中間転写ベルト１０は新品状態で、環境は２３℃、５０％ＲＨの所謂Ｎ／Ｎ環境（常温常湿環境）での結果である。上述の条件下では、１次転写性としては、１次転写電位が２５０Ｖの場合に最適であった。
【００２６】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、本実施例の構成では、中間転写ベルト１０の抵抗値の環境変動や耐久変動によって転写効率が変化する。
図５（ａ）は、中間転写ベルト１０の抵抗値の環境変動の影響による転写効率を示した図である。高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃、８０％ＲＨ）で低く、低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃、１０％ＲＨ）では高い電圧で最適な転写効率が得られる。
図５（ｂ）は、中間転写ベルト１０の抵抗値の耐久変動の影響による転写効率を示した図である。プリント枚数進むにつれ、すなわち、画像形成を行った回数が増えるにつれ、本実施例の中間転写ベルト１０では、抵抗が上昇し最適な転写効率を得る電圧が大きくなることが分かる。
【００２７】
以上の状況を鑑み、本発明者等は、以下の方法で１次転写に最適な電圧を決定している。まず、上述の転写効率の変動を鑑み、電圧調整部材としてのトランジスタＱ１は、０〜６００Ｖの範囲で可変可能なものを用いた。周囲の環境による中間転写ベルト１０の抵抗値変動を予測し、予め、環境センサ１０６の出力値に応じたバイアス設定テーブルを作成することで、最適な１次転写電圧を決定する。本発明の構成においては、以下の表１のバイアス設定テーブルを参照して１次転写電圧を決定する。
［表１  絶対水分量と１次転写電圧（バイアス設定テーブル）］
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【００２８】
図６を参照して、本実施例における制御フローを説明する。まず、画像形成命令を受けたあと、コントローラ１００は、環境センサ１０６の情報を収集し、絶対水分量（Ｘ）を算出する（Ｓ１）。その後、バイアス設定テーブル（表１）から、絶対水分量（Ｘ）の値に応じた１次転写電圧を選択する（Ｓ２〜Ｓ１２）。ここで得られた値となるよう、１次転写制御部１０４は、電圧調整回路１５を制御し１次転写電圧として設定する。例えば、２３℃／５０％ＲＨの所謂Ｎ／Ｎ環境において、絶対水分量は、１０．６４ｇ／ｍ３の場合、１次転写電圧としては、２１０Ｖを設定されることとなり、図４のグラフから、１次転写性としては、最適な電圧が設定されており、良好な画像が得られる。
【００２９】
以上説明した通り、本実施例によると、１次転写の電圧調整手段として、トランジスタＱ１を用いることで、周囲環境による中間転写ベルト１０の抵抗変動を予測し、適正な１次転写電圧を決定することができ、良好な１次転写性を確保することができる。
【００３０】
本実施例では、周囲環境による中間転写ベルトの抵抗変動を予測して、１次転写電圧を決定した。しかしながら、先述した図５（ｂ）通り、中間転写ベルトの抵抗値は、画像形成が重なるにつれ変動するのが分かっている。このため、表２に示される、中間転写ベルト１０の使用状況に応じた補正を行うことで、更に安定した１次転写性を可能となる。
［表２  中間転写ベルト使用状況における１次転写補正電圧補正値（補正テーブル）］
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【００３１】
図７に、ベルトの寿命情報を用いた制御フローを示す。即ち、図６の制御フローで設定された１次転写電圧に対し、図７の制御フローの通り、まず、中間転写ベルト寿命（Ｙ）の情報を取得する（Ｓ１）。そして、取得した情報を元に、補正テーブル（表２）から、中間転写ベルト寿命（Ｙ）に応じた１次転写補正電圧を決定する（Ｓ２〜Ｓ１０）。ここで、決定された１次転写補正電圧を先述の１次転写電圧に加算することで、最終的な１次転写電位が決定される。具体的には、バイアス設定テーブルから得られた１次転写電圧をＶｔ０、補正テーブルから得られた補正電圧をＶｔｂとすると、最終的決定される１次転写電圧Ｖｔ１は、以下で表わされる。
Ｖｔ１＝Ｖｔ０＋Ｖｔｂ
【００３２】
すなわち、ベルト残寿命が少なくなるほど１次転写電位の大きさが大きくなるように、中間転写ベルト１０に供給される電流の大きさを変化せしめるべく、コントローラ１００は、電圧調整回路１５に出力する制御信号の大きさを変化させる。尚、上述の中間転写ベルト１０の使用状況は、本実施例においては、制御部かつ取得手段としてのＣＰＵ１５０が、画像形成装置内のＲＡＭ１５２に積算されているプリント枚数情報を収集し決定する。しかしながら、寿命情報として取得する情報の種類はこれに限られるものではない。例えば、画像形成を行った画像の積算ピクセル数等の画像情報や、中間転写ベルトの回転時間、回転回数を用いても同様の効果が得られる。
【００３３】
以上説明した通り、本実施例によれば、２次転写電源から２次転写に必要な電流を確保した上で、２次転写電圧から１次転写電圧を生成しているにも関わらず、１次転写の電圧調整手段としてトランジスタを用いることで、１次転写電圧が独立に設定可能である。そして、周囲環境、中間転写ベルトの使用状況によらず、適正な１次転写電圧を決定することができ、良好な１次転写性を確保することができるとともに、２次転写電圧設定においても最適な設定を選ぶことが可能である。
【００３４】
本実施例では、１次転写部の電圧を調整するため、電圧調整部材としてトランジスタを用いたものの、同様の効果を得られる素子であれば、これに限らず、デジタルボリューム（デジタル式の可変抵抗）等を用いても良い。すなわち、ＰＷＭ信号のように大きさが可変の制御信号の大きさに応じて、２次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０に供給される電流の大きさを変化させることを可能な素子であればよい。
【００３５】
図８は、本実施例の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。本実施例では、電流供給部材として、２次転写ローラ２０に印加された電圧によるものを利用したが、この構成に限られるものではない。図８に示した変形例のように、中間転写ベルト上のトナーを帯電する、クリーニングローラ１７への電圧印加による電流を利用したものでも良い。また、第１の電流供給部材としての上述の２次転写ローラ２０と、第２の電流供給部材としてのクリーニングローラ１７の双方から得られる電流を重畳して利用しても、同等の効果が得られる。
【００３６】
［実施例２］
図９、図１０を参照して、本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。実施例２に係る画像形成装置の構成において、前述の実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。図９は、本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略図であり、図１０は、本発明の実施例２における１次転写部の回路構成を説明する図である。
【００３７】
図９に示すように、本実施例の構成では、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの対向位置に、中間転写ベルト１０を介して１次転写部材であり接触部材としての転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。そして、中間転写ベルト１０を張架する２次転写対向ローラ１３と、転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、電圧調整部材としてのトランジスタと直列に接続された、電圧安定化素子（電圧維持素子）としてのツェナーダイオードを介して接地されている。
【００３８】
１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、中間転写ベルト１０を挟持する形で、それぞれの感光ドラム１ａ〜１ｄに対し所定の押圧力で当接し、また、中間転写ベルト１０に従動回転している。本実施例は、１次転写ローラを配置することで、構成部品が多くなるものの、中間転写ベルト選択する際の自由度を上げることができる。
【００３９】
感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との、１次転写ニップを通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。１次転写部材としての１次転写ローラは、外形６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０７Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発砲スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。また、１次転写ローラ１４ａは、感光ドラム１ａに対して１０Ｎの加圧力で当接し、１次転写ニップを形成している。
【００４０】
図１０を参照して、本実施例における電圧調整手段を説明する。本実施例では、１次転写部材として１次転写ローラ１４を配置しており、実施例１に比べ１次転写に必要な電圧が、１次転写部材の抵抗分高くなる。このため、図１０に示す通り、電圧調整部材としてのトランジスタと直列に電圧維持手段としてのツェナーダイオードＺＤ１を接続する。ツェナーダイオードＺＤ１には、２次転写電源２１により２次転写電圧Ｖｔ２（ここでは、２１００Ｖ）が出力されることにより、２次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０、２次転写対向ローラ１３を介して電流が流れる。このときツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧となる十分な電流が流れ、降伏状態が維持され、ツェナーダイオードＺＤ１は、所定の電位として降伏電圧を維持する。最終的な１次転写電圧は、トランジスタＱ１から出力される可変に調整される電圧と、ツェナーダイードＺＤ１によって所定の大きさに維持される降伏電圧とを合算した値となる。これにより、更に高い１次転写電圧が選択できることになる。回路の具体的な動作は、実施例１と同様である。
【００４１】
本実施例においては、電圧維持手段としてのツェナーダイオードＺＤ１は、５００Ｖの電位を維持するものを用い、電圧調整手段としてのトランジスタＱ１は実施例１と同様で０〜６００Ｖのものを用いた。このため、本実施例の構成において、１次転写部の電位としては５００〜１１００Ｖの範囲で制御可能となる。本実施例の構成においては、以下の表３で示される基準電圧を用いて最適な１次転写性を確保できる。
［表３  絶対水分量と１次転写電圧（基準テーブル）］
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【００４２】
本実施例における制御フローは、実施例１と同様である。
【００４３】
以上説明した通り、本実施例では、１次転写の電圧調整手段として、トランジスタを用い、更には、電圧維持手段として、ツェナーダイオードを用いて、其々直列に接続した構成とした。これにより、抵抗の高い１次転写部材を用いた際にも、適正な１次転写電圧を決定することができ、良好な１次転写性を確保することができる。
【００４４】
尚、本実施例でも同様に、実施例１で説明した中間転写ベルト１０の使用状況（ベルト残寿命）に応じた補正を行うことで、更に１次転写性を向上できるのは言うまでもない。また、本実施例では、電圧維持手段としてツェナーダイオードを用いたが、それと同等の効果の得られるものであれば、これに限るものではなく、バリスタ等の素子を用いても良い。また、本実施例では、１次転写部材としてローラ部材を用いたが、それに限らず、例えば、導電性のブラシや、導電性のシート部材でも同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００４５】
１…感光ドラム、１０…中間転写ベルト、１３…２次転写対向ローラ、１４…転写ローラ、１５…回路、２０…２次転写ローラ、２１…２次転写電源、１００…コントローラ
Ｑ１…トランジスタ、ＩＣ１…オペアンプ、ＺＤ１…ツェナーダイオード
【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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