(57)【要約】【課題】転写部に印加される定電圧の調整を可変の頻度で連続画像形成中に実行して、不適正な定電圧でトナー像が転写されることを阻止しつつ、合計の割り込み回数を削減して生産性を高める。【解決手段】制御部１１０は、予め設定された複数のタイミングで連続画像形成を中断して、二次転写部Ｔ２で電気的な測定を行って、二次転写部Ｔ２に印加される電圧条件を変更する電圧変更制御を実行する。片面印刷モードと両面印刷モードとを選択可能であって、両面印刷モードにおける電圧変更制御の実行間隔は、片面印刷モードよりも短く設定されている。【選択図】図１
2011033829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体との間にトナー像の転写部が形成される転写部材と、前記転写部に電圧を印加して前記像担持体のトナー像を記録材に転写させる電源と、転写されたトナー像を記録材に熱定着させる定着装置と、連続画像形成を中断して前記転写部で電気的な測定を行わせて画像形成時の前記転写部に印加される電圧条件を変更する電圧変更制御を実行する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記制御手段は、連続画像形成の開始後における前記転写部材の温度変化が大きい場合ほどそれぞれのタイミングが早くなるように、前記電圧変更制御を実行する複数のタイミングを設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材の一方の面にトナー像を転写して前記定着装置で定着させる片面印刷モードと、前記一方の面にトナー像が定着された記録材を前記転写部へ再送して記録材の他方の面にトナー像を転写する両面印刷モードとを選択可能であって、
前記複数のタイミングは、前記両面印刷モードのほうが前記片面印刷モードよりもそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材にトナー像を転写して前記定着装置で１回だけ加熱する１回加熱モードと、複数回加熱する複数回加熱モードとを選択可能であって、
前記複数のタイミングは、前記複数回加熱モードのほうが前記１回加熱モードよりもそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写部に単位面積当たり重量の異なる複数種類の記録材を供給可能であって、
前記複数のタイミングは、単位面積当たり重量が大きな記録材ほどそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数のタイミングは、連続画像形成の開始時の前記転写部材の温度が高いほどそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数のタイミングは、前回の連続画像形成の終了後の経過時間が長いほどそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数のタイミングは、連続画像形成の開始時の環境温度が低いほどそれぞれ早く設定されていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数のタイミングは、連続画像形成の開始から時間が経つほど２つのタイミングの間隔が長くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前回の電気的な測定結果と今回の測定結果との差が所定値以上の場合には、予め設定された次回のタイミングより前に前記電圧変更制御を実行することを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項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、像担持体と転写部材の間に形成される転写部に定電圧を印加してトナー像を転写する画像形成装置、詳しくは連続画像形成中に割り込みで定電圧を調整する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体（感光体又は中間転写体）に抵抗性の転写部材を当接させてトナー像の転写部を形成し、転写部に定電圧を印加して像担持体のトナー像を記録材へ転写する画像形成装置が広く用いられている。トナー像の転写時に記録材に流れる転写電流密度を適正範囲に制御してトナー像の転写効率を高く維持するためには、記録材の外側を流れる電流が記録材に流れる電流に影響しにくい定電圧が有利だからである（特許文献１）。
【０００３】
しかし、抵抗性の転写部材に定電圧が印加された場合、転写部材の抵抗値が変化すると記録材に流れる転写電流が変化するので、トナー像の転写効率が低下する可能性がある。そして、抵抗性の転写部材の抵抗値は、温度湿度、累積の電圧印加時間、消耗状態等によって変化することが知られている（特許文献２）。
【０００４】
そこで、画像形成の開始前に、転写部材の抵抗値を測定し、そのときの転写部材の抵抗値に応じた定電圧を設定するＰＴＶＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御が実用化されている。また、画像形成の開始後にも、所定の頻度でＰＴＶＣ制御を実行して、連続画像形成中の転写部材の抵抗変化に対応させて定電圧を調整することにより、一定の転写電流を確保している。
【０００５】
特許文献１に示されるＰＴＶＣ制御は、定電圧制御された複数段階の試験電圧を転写部に印加して、それぞれの試験電圧で転写部に流れる電流が測定される。そして、このときの試験電圧と測定電流の関係から、目標の転写電流が流れる電圧値を導き、その電圧を画像形成時に用いる定電圧として使用する。複数の電圧−電流データを補間演算して、所定の転写電流に相当する定電圧を求めている。
【０００６】
しかし、特許文献１の制御では、画像形成前の前回転中に転写電圧の調整を行うため、連続画像形成中の転写部材の抵抗変化に対応できない。このため、連続画像形成の上限枚数を定めておき、上限枚数に達すると、連続画像形成を中断して、前回転時と同様にＰＴＶＣ制御を実行して、定電圧を、連続画像形成開始後の転写部材の温度変化に対応させて連続画像形成に戻している。
【０００７】
特許文献２には、連続画像形成中にイオン導電性物質を用いた転写ローラの抵抗値が低下して、画像形成前に設定した定電圧が連続画像形成中に適正でなくなることが記載されている。ここでは、画像形成開始後、所定時間ごとに転写ローラの抵抗値を再測定して、測定された抵抗値に応じた値に転写ローラに印加する定電圧を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−６１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３３４０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
連続画像形成の開始後、転写部材の抵抗値はどのような場合でも一定に変化するという訳ではない。画像形成の開始直後は、定着装置の発熱や転写部材のジュール加熱によって転写部材の温度が急上昇して転写部材の抵抗値が大きく変化する。しかし、次第に温度変化が小さくなって、転写部材の温度は環境温度に応じた一定の温度に収束する。また、両面印刷モードの場合、表面を定着加熱された記録材が転写部へ熱を持ち込むため、片面印刷モードに比較して画像形成開始後の温度上昇が長く続いて、抵抗値の変化も長く続く。
【００１０】
このため、連続画像形成中に一定の頻度（時間間隔又はプリント枚数）でＰＴＶＣ制御を割り込ませて実行すると、転写部材が一定の温度に収束した後は、定電圧がほとんど変更されない。つまり、結果的に不必要なＰＴＶＣ制御が実行されてしまう。一方、連続画像形成の開始直後は、転写部材の抵抗変化が急激なため、一定の頻度では、不適正な定電圧でトナー像が転写される回数が増えて、画像濃度の低下や画像品質の低下が発生し易くなる。
【００１１】
本発明は、転写部に印加される定電圧の調整を可変の頻度で連続画像形成中に実行して、不適正な定電圧でトナー像が転写されることを阻止しつつ、合計の割り込み回数を削減して生産性を高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体との間にトナー像の転写部が形成される転写部材と、前記転写部に電圧を印加して前記像担持体のトナー像を記録材に転写させる電源と、転写されたトナー像を記録材に熱定着させる定着装置と、連続画像形成を中断して前記転写部で電気的な測定を行わせて画像形成時の前記転写部に印加される電圧条件を変更する電圧変更制御を実行する制御手段と、を備えるものである。そして、前記制御手段は、連続画像形成の開始後における前記転写部材の温度変化が大きい場合ほどそれぞれのタイミングが早くなるように、前記電圧変更制御を実行する複数のタイミングを設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、連続画像形成の開始後に想定される転写部材の温度上昇曲線に対応した頻度で電圧条件変更制御の割り込みタイミングが設定されている。転写部材の抵抗変化（温度変化）が大きい場合には電圧条件変更制御が短い時間間隔で実行され、転写部材の抵抗変化（温度変化）が小さい場合には電圧条件変更制御が長い時間間隔で実行される。
【００１４】
従って、転写電圧の変更制御を可変の頻度で連続画像形成中に実行して、不適正な定電圧でトナー像が転写されることを阻止しつつ、合計の割り込み回数を削減して生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】二次転写ローラの構成の説明図である。
【図３】連続画像形成中の二次転写ローラの温度変化の説明図である。
【図４】連続画像形成中の二次転写ローラの抵抗変化の説明図である。
【図５】転写電流と転写効率の関係の説明図である。
【図６】二次転写部における電圧変更制御の説明図である。
【図７】電圧変更制御の実行間隔の設定の説明図である。
【図８】実施例１の制御のフローチャートである。
【図９】実施例２の制御のフローチャートである。
【図１０】実施例４のフルカラー画像形成装置の構成の説明図である。
【図１１】プロセススピードの変更に伴う二次転写ローラの抵抗変化の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、画像形成の開始後に割り込み実行される転写電圧の調整頻度が可変に設定される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１７】
従って、トナー像の転写に伴って転写部材に電流が流れる画像形成装置であれば、中間転写型、記録材搬送型、枚葉プリント型、１ドラム型、タンデム型、フルカラー／モノクロの区別無く実施できる。また、本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１８】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１９】
＜画像形成装置＞
図１は実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、表面電位センサ２２、現像装置４、一次転写ローラ１５、クリーニング装置１９が配置される。
【００２１】
感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成されて回転自在に支持され、矢印Ｒ１方向に回転する。帯電装置２は、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して、感光ドラム１の表面を一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置３は、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを不図示の回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に静電像を書き込む。
【００２２】
表面電位センサ２２は、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の表面電位（暗部電位ＶＤ）を検知して、帯電装置２の運転条件にフィードバックする。また、帯電後に露光を受けて低下した感光ドラム１の表面電位（明部電位ＶＬ）を検出する。
【００２３】
現像装置４は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を帯電させて、固定マグネットロール４ｊの周囲で回転する現像スリーブ４ｓに担持させて感光ドラム１を摺擦する。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４ｓに印加する。これにより、現像スリーブ４ｓから感光ドラム１の露光部へトナーが移転して静電像が反転現像される。
【００２４】
一次転写ローラ１５は、中間転写ベルト９の内側面を押圧して、感光ドラム１と中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。電源Ｄ１は、制御部１１０によって設定された定電圧を一次転写ローラ１５に印加して、感光ドラム１に担持された負極性のトナー像を中間転写ベルト９に一次転写する。
【００２５】
クリーニング装置１９は、クリーニングブレードを感光ドラム１に摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過した感光ドラム１の表面に付着した転写残トナーを除去する。
【００２６】
像担持体の一例である中間転写ベルト９は、駆動ローラ１２、バックアップローラ１３、テンションローラ１４、支持ローラ１０、１１に掛け渡して支持され、駆動ローラ１２に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。支持ローラ１０、１１は、一次転写部Ｔ１の近傍に配置され、中間転写ベルト９の平坦な一次転写面の形成に用いられる金属製の従動ローラである。テンションローラ１４は、中間転写ベルト９の張力を一定に制御する。
【００２７】
中間転写ベルト９は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂材料で形成され、厚みが７０〜１００［μｍ］、周長が５３０ｍｍである。中間転写ベルト９は、樹脂材料に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させて、体積抵抗率を１×１０８〜１×１０１３［Ω・ｃｍ］に調整してある。
【００２８】
二次転写ローラ１６は、バックアップローラ１３に内側面を支持された中間転写ベルト９に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１６との間に二次転写部Ｔ２を形成する。電源Ｄ２は、制御部１１０によって設定された定電圧を二次転写ローラ１６に印加して、中間転写ベルト９に担持されたトナー像を二次転写部Ｔ２で記録材Ｐへ二次転写する。
【００２９】
記録材カセット３０からピックアップローラ３１によって引き出された記録材Ｐは、分離ローラ３２で１枚ずつに分離して、レジストローラ１７へ送り出される。レジストローラ１７は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。記録材カセット３０は、転写部（Ｔ２）に単位面積当たり重量の異なる複数種類の記録材を供給可能である。
【００３０】
定着装置３３は、定着ローラ３４に加圧ローラ３５を圧接して記録材Ｐの定着ニップを形成する。定着ローラ３４の表面温度は、ヒータ３６をＯＮ／ＯＦＦ制御して１８０℃に温度調整され、加圧ローラ３５の表面温度は、ヒータ３７をＯＮ／ＯＦＦ制御して１６０℃に温度調整されている。定着装置３３は、二次転写部Ｔ２から受け渡された記録材２０を加熱加圧して、記録材２０の表面にトナー像を熱定着させる。
【００３１】
ベルトクリーニング装置２１は、クリーニングブレードを中間転写ベルト９に摺擦して、中間転写ベルト９に担持されたまま二次転写部Ｔ２を通過した転写残トナーを除去する。
【００３２】
光学式センサ２３は、中間転写ベルト９に一次転写された制御用トナー像（パッチ画像）に赤外光を照射して正反射光を検知する。
【００３３】
＜印刷モード＞
画像形成装置１００は、記録材Ｐの一方の面にトナー像を転写する片面印刷モードと、一方の面にトナー像が定着された記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ再送して記録材Ｐの他方の面にもトナー像を転写する両面印刷モードとを選択可能である。操作パネル１０８を通じて片面印刷モードが選択されると、フラッパ４１が反転パス４３の入口を塞いで、定着装置３３で画像を定着された記録材は、そのまま機体外に排出される。
【００３４】
一方、操作パネル１０８を通じて両面印刷モードが選択されると、フラッパ４１が排出経路を反転パス４３側へ切り替える。これにより、定着装置３３で一方の面に画像を定着された記録材が反転パス４３へ案内され、反転パス４３でスイッチバックして先頭と後端とを反転される。その後、記録材Ｐは、フラッパ４２に案内されて裏面印刷パス４０へ送り込まれ、表裏反転状態でレジストローラ１７へ給送される。そして、他方の面にもトナー像が転写されて定着装置３３で定着された後に、記録材Ｐが機体外へ排出される。
【００３５】
＜転写部材＞
図２は二次転写ローラの構成の説明図である。図３は連続画像形成中の二次転写ローラの温度変化の説明図である。図４は連続画像形成中の二次転写ローラの抵抗変化の説明図である。図５は転写電流と転写効率の関係の説明図である。
【００３６】
トナー像の転写に使用される転写部材には、ローラタイプが一般的に使用されており、従来は、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたＥＰＤＭローラやウレタンローラが一般的であった。ウレタン等の材料自身に導電性を持たせたものや、界面活性剤を弾性層に分散させたものも挙げられる。しかし、近年では、イオン導電系の物質を用いて弾性層のゴム材料に抵抗性を付与したイオン導電性ローラが多用されている。
【００３７】
図１に示すように、画像形成装置１００における転写部材は、イオン導電性ローラで構成される一次転写ローラ１５及び二次転写ローラ１６である。一次転写ローラ１５は、回転軸を兼ねた外径８ｍｍの金属製の芯金１５ａの外周面に導電性スポンジ材料を用いた厚さ４ｍｍの弾性層５ｂを形成して外径１６ｍｍに構成されている。弾性層１５ｂにイオン導電系の物質を含有させて導電性を１×１０６〜１×１０９［Ω］程度に調整してある。
【００３８】
図２に示すように、二次転写ローラ１６は、外径１２ｍｍの金属製の芯金１６ａの外周面に、導電性スポンジ材料を用いた厚さ９ｍｍの弾性層１６ｂを形成して外径３０ｍｍに構成されている。弾性層１６ｂは、ヒドリンゴムやＥＰＤＭ等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、基材にイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１×１０６〜１×１０９［Ω］という中抵抗領域に調整してある。二次転写ローラ１６の弾性層１６ｂの表面には、ウレタン、ナイロン等の樹脂コート層が２〜１０μｍコーティングされている。二次転写ローラ１６の硬度は、アスカーＣ硬度で２５°〜４０°である。
【００３９】
ところで、一次転写ローラ１５は、イオン導電性ローラであるため、その抵抗が機体内の温度湿度や通電時間に応じて変動し易いことが知られている。そして、一次転写ローラ１５の抵抗が変動が発生すると、一次転写部Ｔ１に適正な電荷を付与することができず、感光ドラム１から中間転写ベルト９へのトナー像の転写効率が低下して、転写不良を誘発することがある。
【００４０】
また、二次転写ローラ１６に関しても同様の懸念があり、特に二次転写ローラ１６に限って言うと、一次転写ローラ１５に比較して定着装置３３が近いため、連続画像形成中に大きな温度上昇に晒される。さらに、両面印刷モードの場合、記録材Ｐは、定着装置３３を通って二次転写部Ｔ２に再度送られるため、記録材Ｐを通じて定着装置３３の熱の影響を受ける。よって、二次転写ローラ１６は、両面印刷モードが連続して続くような場合に、転写部材の温度上昇による抵抗変動が生じやすい傾向にある。
【００４１】
図３は、説明簡略化のために、二次転写ローラ１６に印加する電圧を定電圧制御で２５００Ｖに固定して連続画像形成を実行した際の二次転写ローラ１６の温度上昇の様子を示している。図４は、そのときの二次転写ローラ１６の抵抗低下に伴う転写電流の推移を示している。
【００４２】
図３、図４において、太い実線のカーブが両面印刷モード時、太い点線のカーブが片面印刷モード時である。各グラフ中の横軸は、連続画像形成の開始後の二次転写部Ｔ２における累積転写回数である。図６〜図８では、転写回数を中心として考えており、両面印刷モードの場合は一面目、二面目の両面に転写機会が生じるため記録材１枚の出力当たり２回、片面印刷モードの場合は記録材１枚の出力当たり１回の転写回数が累積される。当然のことながら、片面印刷モードと両面印刷モードとでは出力される記録材の枚数に対する画像の転写回数が異なるため、記録材の累積枚数では時間軸が一致しない。ここでは、両面印刷モードと片面印刷モードとで時間軸が一致するように転写間隔を設定している。
【００４３】
図３に示すように、片面印刷モードと両面印刷モードとでは、二次転写ローラ１６の昇温度合いが異なっており、両面印刷モードの方が、より早く昇温する。これは、両面印刷モードにおいては、記録材Ｐの片面にトナー像を転写した後に、一度定着装置３３を通って熱を蓄積した記録材Ｐが二面目のトナー像の転写のために二次転写部Ｔ２に搬送されてくることからである。記録材Ｐが持ち込む熱が二次転写ローラ１６に転移することにより、両面印刷モードのほうが昇温し易い。
【００４４】
図４に示すように、片面印刷モードと両面印刷モードとでは、連続画像形成中の二次転写ローラ１６の抵抗変化が異なる。イオン導電性の二次転写ローラ１６は、温度変化によって抵抗変動する特性をもち、温度が上がることによって抵抗低下が生じる。このため、一定の定電圧を印加して連続画像形成を続けると、抵抗低下に伴って転写電流が次第に増えてくる。そして、温度上昇の小さな片面印刷モードの連続画像形成時に比較して、温度上昇の大きな両面印刷モードの連続画像形成時は、転写電流の増え方が大きくなる。
【００４５】
図５に示すように、二次転写ローラ１６を通じて二次転写部Ｔ２へ流れ込む転写電流が変化すると、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像を転写する際の転写効率が変化する。転写効率は、中間転写ベルト９上のトナー像が記録材Ｐへ何％転移するかを示した指標である。転写効率は、９０〜９７％が適正で、転写効率が９０％を下回るようになると、画像濃度の低下や濃度ムラが目立つようになる。特に、面積階調のそれぞれ異なる複数のパッチ画像を形成して記録材Ｐに転写・定着して複数のパッチ画像の反射濃度を測定してγ特性を調整する際に、高濃度側のパッチ画像に濃度の均一性がなくなってくる。これにより、最大濃度の調整精度、γ特性の調整精度が低下する。
【００４６】
つまり、図４に示すように二次転写ローラ１６の温度上昇による抵抗変動が生じると、定電圧制御したときの転写電流が変化して、図５に示すように転写効率が変わってしまい、画像均一性が損なわれる等の問題が生じる。
【００４７】
＜電圧変更制御＞
図６は二次転写部における電圧変更制御の説明図である。図６中、（ａ）はタイムチャート、（ｂ）は電圧設定の説明図である。
【００４８】
図４に示すように一次転写ローラ１５及び二次転写ローラ１６の抵抗が変化しても、一次転写部Ｔ１及び二次転写部Ｔ２における転写効率を低下させないため、制御部（制御手段）１１０は、電圧変更制御を実行する。電圧変更制御（電圧条件変更制御）では、連続画像形成を中断して、転写部（Ｔ１、Ｔ２）でそれぞれ電気的な測定を行うことにより、転写部（Ｔ１、Ｔ２）に印加される電圧条件を変更する。一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２とでは同様な電圧変更制御が並行して実行されるため、ここでは、二次転写部Ｔ２での電圧変更制御を説明し、一次転写部Ｔ１に関して重複する説明は省略する。
【００４９】
図１を参照して図６の（ａ）に示すように、電圧変更制御では、非画像形成時において、定電圧制御された試験電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３が二次転写ローラ１６に印加される。試験電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３は、二次転写ローラ１６がそれぞれ１周している間継続され、１周している時間を１０分割したタイミングで電流検知回路Ａ２の出力を１０回取り込む。転写部Ｔ２に流れ込む１０個の電流値の平均をとって、転写電流Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３を得る。
【００５０】
図６の（ｂ）に示すように、制御部１１０は、Ｖｔｒ１−Ｉｔｒ１、Ｖｔｒ２−Ｉｔｒ２、Ｖｔｒ３−Ｉｔｒ３の３つの試験電圧−転写電流データを用いて、規定の目標電流Ｉｍが得られる定電圧Ｖｔｒｍを計算して電源Ｄ１に設定する。
【００５１】
目標電流Ｉｍに相当する定電圧Ｖｔｒｍが試験電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３の内挿範囲に位置するように、試験電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３は、５００〜１０００Ｖの電位差をつけて内挿範囲から外れないようにしている。例えばＶｔｒ１＝１５００Ｖ、Ｖｔｒ２＝２０００Ｖ、Ｖｔｒ３＝２５００Ｖのように振って定電圧Ｖｔｒｍを決定する。
【００５２】
画像形成装置１００では、感光ドラム１に形成されたトナー像が二次転写されるのを待って試験電圧の印加を開始し、新しい定電圧の設定を待って後続の画像形成が開始される。このため、電圧変更制御に伴ってＡ４横送り換算で３枚の画像形成が中断され、合計１５秒のダウンタイムが発生する。
【００５３】
このような電圧変更制御を連続画像形成開始前の前回転時に実行して連続画像形成を開始し、その後は連続１００枚の画像形成ごとに連続画像形成を中断して電圧変更制御を割り込ませることが提案された。１００枚の画像形成ごとに二次転写ローラ１６に印加される定電圧が、１００枚の画像形成中の二次転写ローラ１６の抵抗変化量に応じただけ変更される提案である。これにより、図４に示す二次転写ローラ１６の抵抗変化を相殺して、図５に示す高い転写効率の範囲に転写電流が確保されることが期待できる。
【００５４】
しかしながら、二次転写ローラ１６の抵抗変動は、画像形成条件によって大きく異なる。図４に示すように、片面印刷モード／両面印刷モードに関して言うと、片面印刷モードでは定着装置３３による機体内昇温の影響を受けて二次転写ローラが昇温する。これに対して、両面印刷モード及び複数回加熱モードでは、定着装置３３で加熱された記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に戻ってくるため、機体内昇温の影響にプラスして、定着装置３３の熱を記録材Ｐを通しても受け取る。よって、それぞれ片面印刷モード及び１回加熱モードよりも連続画像形成の開始後の温度上昇が大きくなり、抵抗値の低下量も大きくなる。
【００５５】
このため、片面印刷モード及び１回加熱モードを想定した枚数間隔（１００枚）で電圧変更制御をしていたのでは、図４に示す高い転写効率の範囲に転写電流を確保できなくなる可能性がある。イオン導電性の転写ローラは、温度変化によって抵抗変動する特性をもち、温度が上がることによって抵抗低下が生じるため、連続画像形成が続くと、片面印刷モード時と両面印刷モード時とでは目標電流Ｉｍに対する適正な定電圧も異なってくる。
【００５６】
また、記録材Ｐの熱容量によっても、両面印刷モードで二次転写ローラ１６が記録材Ｐから受け取る熱量が異なってくる。周囲の環境温度、連続画像形成の開始時における二次転写ローラ１６の温度状態等によっても連続画像形成の開始後の二次転写ローラの昇温状況、抵抗値の低下状況が変わってくる。例えば、高温環境では、より熱の影響を受け易く、機体内昇温もし易い。逆に低温環境では熱の影響を受けにくく、機体内昇温もしにくい。
【００５７】
よって、全ての条件を考慮して、二次転写ローラ１６が温度変化を受け易い条件を基に電圧変更制御の枚数間隔を決めると、連続画像形成中の電圧変更制御の実行頻度が高くなり過ぎて画像形成装置１００の生産性が大きく低下する。
【００５８】
そこで、以下の実施例では、画像形成装置１００の運転状態や二次転写ローラ１６の昇温パターンに適合した頻度（実行間隔）で電圧変更制御を実行させている。
【００５９】
＜実施例１＞
図７は電圧変更制御の実行間隔の設定の説明図である。図８は実施例１の制御のフローチャートである。
【００６０】
図７に示すように、実施例１では、片面印刷モードと両面印刷モードとで、連続画像形成を中断して実行する電圧変更制御の頻度（実行間隔）を異ならせている。図７は、図４に示す二次転写ローラ１６の抵抗変化に対して、連続画像形成を一時中断して電圧変更制御を実行するタイミングを示している。実施例１では、二次転写ローラ１６における電流変化（＝抵抗変化）に対して、初期の６０μＡの電流値から１０μＡ増えるごとに電圧変更制御を実行するようにタイミングを設定している。
【００６１】
【表１】
2011033829.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、自ずと転写回数に対する電圧変更制御の実施タイミングは、片面印刷モードと両面印刷モードとで異なる。表１に示したタイミングで電圧変更制御を実施することで、片面印刷モードと両面印刷モードとで電圧変更制御の実行頻度を変えて、不必要な割り込み回数を減らすことにより、合計のダウンタイム（中断時間）を減らす。
【００６３】
表１に示したタイミングは、図７に示す二次転写ローラ１６の昇温、いわゆるローラ抵抗の変動に合わせて変動させてある。表１では、説明簡略化のために、転写電流が１０μＡ変化する毎の転写回数を想定して、連続画像形成を中断してＰＴＶＣ制御を割り込み実施するタイミングを設定している。図５に示すように、転写効率９０％以上の転写電流の範囲は約２０μＡの幅（５０〜７０μＡ）があり、初回に中心値が設定されれば、転写電流が１０μＡ変化しても転写効率９０％以上を確保できるからである。なお、表１に示す転写回数は、画像形成動作開始からの時間であっても構わない。
【００６４】
ただし、連続画像形成を中断してＰＴＶＣ制御を割り込み実施する転写回数は、表１には限らない。これらは、定着設定温度、転写効率が９０％以上となる電流範囲などに応じて定められ、定着設定温度、転写効率が９０％以上となる電流範囲は、画像形成装置の構造や性能によって異なるからである。
【００６５】
図７に示すように、ジョブの合計転写回数がＰ枚以上のＱ枚だった場合、片面連続プリントの場合はＮ枚、Ｏ枚の二回。両面連続プリントの場合はＭ枚、Ｎ枚、Ｐ枚で実施されるため、３回の電圧変更制御が入り、その間、連続画像形成は中断されることになる。
【００６６】
図１を参照して図８に示すように、本体電源ＯＮ（Ｓ１０１）後に、前多回転時の初期転写調整工程が始まる（Ｓ１０２）。
【００６７】
その後、ユーザーによって片面印刷モードか？両面印刷モードか？の選択が操作パネル１０８を通じて行われる（Ｓ１０３）。
【００６８】
両面印刷モードが選択された場合（Ｓ１０３の両面）、両面用の電圧変更制御テーブルが指定される（Ｓ１０４）。コピーボタンが押され（Ｓ１０５）、両面用の電圧変更制御テーブル（表１）に指定された転写回数のタイミングで、連続画像形成が中断されてＰＴＶＣ制御が割り込み実施される（Ｓ１０６〜１０８）。
【００６９】
一方、片面印刷モードが選択された場合（Ｓ１０３の片面）、片面用の電圧変更制御テーブルが選択される（Ｓ１１０）。コピーボタンが押され（Ｓ１１１）、片面用の電圧変更制御テーブル（表１）に指定された転写回数のタイミングで、連続画像形成が中断されてＰＴＶＣ制御が割り込み実施される（Ｓ１１２、Ｓ１１３）。Ｎ枚目（Ｓ１１２）とＯ枚目（Ｓ１１３）である。
【００７０】
その後、片面印刷モード／両面印刷モードともに、Ｑ枚の連続プリントが終了して画像形成動作が終了する（Ｓ１１４）。
【００７１】
実施例１においては、片面印刷モードの場合、一回分の電圧変更制御を省くことができるため、その分の画像形成装置１００の生産性を高く確保できる。一方、両面印刷モードの場合は、昇温による抵抗変化が激しい転写回数時に電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）を入れることができ、抵抗変化によって適正値から外れた転写電流をタイミング良く修正できる。
【００７２】
実施例１においては、両面印刷モードにおける電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）の実施タイミングをＭ枚目、Ｎ枚目、Ｐ枚目の３回に定めたが、実施タイミングの間隔を短く設定すれば、より精度の良い制御を行うことができる。例えば、図７において、転写電流が５μＡ変化することを許容するように、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５μＡの転写電流を想定した７回のタイミングを設定してもよい。この場合は、片面印刷モードでの電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）の実施回数は５回となり、電圧変更制御の割り込みを２回削減することができる。
【００７３】
実施例１においては、片面印刷モード／両面印刷モードの画像形成条件によって変化する二次転写ローラ１６の抵抗に対して、その画像形成条件よって、電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）の頻度、実施の間隔を適正化する。これにより、連続画像形成中の各プリントにおける転写電流を常に転写効率が９０％以上の高い範囲に維持できる。
【００７４】
＜実施例２＞
図９は実施例２の制御のフローチャートである。実施例２の制御は、図８のフローチャートを図９のフローチャートに置き換えており、それ以外は、実施例１と同様に画像形成装置１００が制御される。実施例２では、前回の電気的な測定結果と今回の測定結果との差が所定値以上の場合には、予め設定された次回のタイミングより前に追加的な電圧変更制御を実行する。
【００７５】
図９に示すように、実施例２では、片面印字モードが選択された場合（Ｓ１０３の片面）、Ｎ枚目の電圧変更制御（Ｓ１１２）とＯ枚目の電圧変更制御（Ｓ１１３）とが実行される。そして、Ｎ枚目とＯ枚目の電圧変更制御で検出した二次転写ローラ１６の抵抗値（転写電流）の差が閾値α（＝５μＡ）未満であれば（Ｓ１１４のＮＯ）、その後の電圧変更制御を飛ばしてＱ枚を終了する（Ｓ１１５）。二次転写ローラ１６の温度上昇が飽和しており、それ以降は転写電流があまり変化しないと考えられるからである。
【００７６】
しかし、Ｎ枚目とＯ枚目の電圧変更制御で検出した二次転写ローラ１６の抵抗値（転写電流）の差が閾値α（＝５μＡ）以上であれば（Ｓ１１４のＹＥＳ）、Ｐ枚目の電圧変更制御を入れる（Ｓ１０８）。二次転写ローラ１６の抵抗変動分が多く、安定していないからである。
【００７７】
なお、両面印刷モードの場合も同様に、Ｎ枚目とＰ枚目の電圧変更制御で検出した二次転写ローラ１６の抵抗値（転写電流）の差が閾値α（＝５μＡ）以上であれば、Ｐ枚目とＱ枚目の間に追加の電圧変更制御を実行するようにしてもよい。
【００７８】
実施例２では、図７に示すように予め推定した温度上昇カーブから外れて大きな温度上昇が発生した場合に、電圧変更制御の頻度を高く（実施間隔を短く）して、転写効率が９０％を割り込むことを阻止できる。なお、閾値αは、定着設定温度、転写効率が９０％以上となる電流範囲などに応じて予め定められている。
【００７９】
＜実施例３＞
画像形成装置１００は、記録材Ｐにトナー像を転写して定着装置３３で１回だけ加熱する１回加熱モードと、定着装置３３によってトナー像が定着された記録材Ｐを複数回加熱する複数回加熱モードとを選択可能である。１回加熱モードは、実施例１の片面印刷モードと同じである。
【００８０】
一方、操作パネル１０８を通じて複数回加熱モードが選択されると、フラッパ４１が排出経路を反転パス４３側へ切り替える。これにより、定着装置３３で画像を定着された記録材が反転パス４３へ案内され、先頭と後端とを反転することなくそのままレジストローラ１７へ給送される。そして、二次転写部Ｔ２でトナー像を転写することなく定着装置３３へ送り込まれて再定着された後に、記録材Ｐが機体外へ排出される。また、同じ処理を繰り返すことで、３回、４回と定着を繰り返して画像の表面光沢を調整することができる。
【００８１】
実施例３では、表２に示すように、定着回数が増えるほど連続画像形成を中断して実行する電圧変更制御の頻度を高くしている。理由は、定着装置３３を通過した記録材Ｐが二次転写ローラ１６の温度上昇速度を高めて、抵抗変化を大きくするからである。
【００８２】
【表２】
2011033829.tif 000004
【００８３】
表２に示すように、実施例３では、電圧変更制御の実行タイミングを二次転写ローラ１６の想定された昇温カーブに合わせて予め準備儀されている。
【００８４】
＜実施例４＞
図１０は実施例４のフルカラー画像形成装置の構成の説明図である。図１１はプロセススピードの変更に伴う二次転写ローラの抵抗変化の説明図である。
【００８５】
図１０に示すように、画像形成装置２００は、ロータリ現像装置４Ｒを備えた１ドラム型フルカラープリンタである。図１０中、図１と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８６】
二次転写ローラ１６及びベルトクリーニング装置２１は、中間転写ベルト９に対して接離可能に配設されている。二次転写ローラ１６及びベルトクリーニング装置２１は、複数色のカラー画像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写部Ｔ２及びクリーニング装置２１を通過するまで中間転写ベルト９から離間される。ロータリ現像装置４Ｒは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを一体に回転させて、個別に感光ドラム１の現像位置へ位置決め停止可能である。また、ベルトクリーニング装置２１及び二次転写ローラ１６は、中間転写ベルト９に対して当接・離間が可能に構成されている。
【００８７】
画像形成装置２００では、ベルトクリーニング装置２１及び二次転写ローラ１６を中間転写ベルト９から離間させて画像形成が開始される。最初にイエローの現像装置４Ｙが感光ドラム１の現像位置へ位置決められて、感光ドラム１にイエローのトナー像が形成され、中間転写ベルト９に一次転写される。続いて、マゼンタの現像装置４Ｍが感光ドラム１の現像位置に位置決められて、感光ドラム１にマゼンタのトナー像が形成され、中間転写ベルト９のイエローのトナー像に重ねて一次転写される。さらに、シアン、ブラックのトナー像が同様にして、順次、感光ドラム１に形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。
【００８８】
その後、対向ローラ１３に内側面を支持された中間転写ベルト９に二次転写ローラ１６が当接して二次転写部Ｔ２が形成される。そして、中間転写ベルト９に担持されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写され、定着装置３３によって加熱加圧を受けて記録材にフルカラー画像が定着される。
【００８９】
実施例１においては、片面印刷モード／両面印刷モードの画像形成条件によって変化する二次転写ローラ１６の抵抗に対して、その画像形成条件よって、電圧変更制御の頻度、実施の間隔を適正化した。これに対して、実施例４では、記録材Ｐの通紙間隔の条件を反映させている。
【００９０】
近年、画像形成装置にあっては、用途が多様化して、多様な材料、表面性、厚みの記録材への対応が要求されている。より詳しくは、記録材の単位面積当たりの重量である坪量［ｇ／ｍ２］に対して、あるいは樹脂フィルム等に関してである。特に、坪量に関しては、２５０〜３００ｇ／ｍ２のいわゆる厚紙に対する要望が増えている。厚紙は、坪量が大きいほど熱容量が大きく、熱容量が大きいほど定着装置３３の熱負荷が大きくなって定着ニップの温度低下が大きい。このため、厚紙の場合は、坪量の刻みごとに画像形成のプロセススピードを段階的に低下させ、定着装置３３を通過する際の速度を通常のプロセススピードよりも減速している。
【００９１】
具体的には、操作パネルを通じたユーザーからの指示、或いは記録材検知装置により、厚紙を使用する旨の指示を画像形成装置２００が受け取ると、一連の画像形成工程を全て減速させている。そして、減速の程度は、記録材Ｐの坪量と定着装置３３の能力バランスによるが、記録材Ｐの坪量の刻みに合わせて、通常のプロセススピードの１／２、１／３、１／４が選択される。
【００９２】
記録材Ｐの搬送速度が記録材Ｐの坪量によって減速される結果、記録材Ｐが定着装置３３から受ける熱量は大きくなる。また、記録材Ｐの熱容量が大きくなると両面印刷モードで二次転写部Ｔ２へ持ち込まれる１枚当たりの熱量が大きくなる。
【００９３】
このため、両面印刷モードにおける二次転写ローラ１６の温度上昇速度が大きくなると推定されるが、２面目の転写のために二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐが戻ってくるまでの時間が遅くなるため、温度上昇速度の正確な推定は困難である。
【００９４】
そこで、実施例４では、図１１に示すように、記録材Ｐの熱容量とプロセススピードと単位時間当たり両面プリント枚数との組み合わせを異ならせて、連続画像形成開始後の二次転写ローラ１６の抵抗変化を実測した。そして、実測した連続画像形成開始後の二次転写ローラ１６の抵抗変動カーブに合わせて、表３に示すように、電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）の実行タイミングを設定した。
【００９５】
【表３】
2011033829.tif 000005
【００９６】
実施例４によれば、上記の条件に対して事前に図１１のように各モードに対する二次転写ローラ１６の温度変化の傾向を詳細な検討から決定したので、更に詳細な制御を行うことができる。片面印刷モード／両面印刷モードで異なる二次転写ローラ１６の温度上昇による抵抗変動に対して、適正なタイミングで電圧変更制御（ＰＴＶＣ制御）を入れることにより、プリント生産性と適正な転写性を高く維持できる。
【００９７】
＜実施例５＞
図１に示すように、実施例１では、両面印刷モードにおける連続画像形成開始後の二次転写ローラ１６の温度変化が片面印刷モードより大きいため、両面印刷モードにおける各回の電圧変更制御の実行間隔を片面印刷モードより短くした。これと同様に、実施例５では、環境温度が低いほど連続画像形成開始後の二次転写ローラ１６の温度変化が大きいため、環境温度が低いほど各回の電圧変更制御の実行間隔を短くした。
【００９８】
【表４】
2011033829.tif 000006
【００９９】
これにより、温度変化の伴わない不必要な電圧変更制御の回数を減らして、ダウンタイムを削減し、画像形成装置１００の生産性を高めることができた。
【０１００】
＜実施例６＞
図１に示すように、実施例５では、前回の画像形成の終了後の経過時間が短い場合には、余熱で連続画像形成開始後の二次転写ローラ１６の温度変化が小さくなるため、経過時間が短いほど各回の電圧変更制御の実行間隔を長くした。
【０１０１】
【表５】
2011033829.tif 000007
【０１０２】
これにより、温度変化の伴わない不必要な電圧変更制御の回数を減らして、ダウンタイムを削減し、画像形成装置１００の生産性を高めることができた。
【符号の説明】
【０１０３】
１  感光ドラム
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
９  像担持体体（中間転写ベルト）
１３  バックアップローラ
１５  一次転写ローラ
１６  転写部材（二次転写ローラ）
３３  定着装置
４０  裏面印刷パス
４３  反転パス
１００  画像形成装置
１０８  操作パネル
１１０  制御手段（制御部）
Ｄ２  電源
Ｔ２  転写部（二次転写部）
【図１】
2011033829.tif 000008
【図２】
2011033829.tif 000009
【図３】
2011033829.tif 000010
【図４】
2011033829.tif 000011
【図５】
2011033829.tif 000012
【図６】
2011033829.tif 000013
【図７】
2011033829.tif 000014
【図８】
2011033829.tif 000015
【図９】
2011033829.tif 000016
【図１０】
2011033829.tif 000017
【図１１】
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