(57)【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、
前記像担持体から一次転写電界で一次転写されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、
記録材を前記中間転写ベルトとともに挟持して、前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写電界により二次転写位置で記録材に二次転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
導電性を有し、前記中間転写ベルトの内周面に接触して前記中間転写ベルトを張架する張架部材と、
前記張架部材と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、
前記転写部材へ流れる電流を検知する検知部と、
を備え、
前記電源から前記転写部材へ印加される電圧により前記定電圧素子に電流を流すことで、前記二次転写電界と前記一次転写電界とが形成される画像形成装置において、
前記二次転写位置に記録材がないときに前記電源により前記転写部材にテスト電圧を印加して前記検知部によって電流を検知するテストモードを実行する実行部と、
前記テストモードで前記検知部により検知された電流に基づいて、前記二次転写位置に記録材があるときに前記電源により前記転写部材に印加される電圧を制御する制御部と、を有し、
前記テストモードの期間では、前記電源から印加される電圧を用いて前記定電圧素子が所定の電圧に維持されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から一次転写電界で一次転写されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、
記録材を前記中間転写ベルトとともに挟持して、前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写電界により二次転写位置で記録材に二次転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
導電性を有し、前記中間転写ベルトの内周面に接触して前記中間転写ベルトを張架する張架部材と、
前記張架部材と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、
前記転写部材へ印加される電圧を検知する検知部と、
を備え、
前記電源から前記転写部材へ印加される電圧により前記定電圧素子に電流を流すことで、前記二次転写電界と前記一次転写電界とが形成される画像形成装置において、
前記二次転写位置に記録材がないときに前記電源により前記転写部材にテスト電流を流して前記検知部によって電圧を検知するテストモードを実行する実行部と、
前記テストモードで前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記二次転写位置に記録材があるときに前記電源により前記転写部材に印加される電圧を制御する制御部と、を有し、
前記テストモードの期間では、前記電源から印加される電圧を用いて前記定電圧素子が所定の電圧に維持されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記定電圧素子はツェナーダイオード又はバリスタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の電圧は、前記定電圧素子の降伏電圧である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】
前記制御部が制御する前記電源の電圧は、前記二次転写電界を形成するための電圧より低い電圧を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知部は第一の検知部であり、
前記定電圧素子に流れる電流を検知する第二の検知部を有し、
前記実行部は、前記定電圧素子が前記所定の電圧に維持されるような前記転写部材に印加される電圧を設定するために、トナー像が一次転写される前のタイミングで前記転写部材にテスト電圧を印加して前記第二の検知部で検知を行い、
前記制御部は前記第二の検知部の検知結果に基づいて前記電源を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記実行部は、前記テストモードの期間に前記第二の検知部で検知を行うことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記実行部は、連続して画像を形成する場合に記録材と記録材との間の領域に対応する前記中間転写ベルトの領域が前記二次転写位置にある時に前記テストモードを実行することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写ベルトは２層以上の構成であり、前記外周面側の層の体積抵抗率が前記内周面側の層の体積抵抗率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記張架部材は張架ローラであることを特徴とする請求項１乃至９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、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、多様な記録材に対応するために、感光体からトナー像を中間転写体に転写（一次転写）して、中間転写体から記録材に転写（二次転写）することで画像を形成する中間転写方式が知られている。
【０００３】
特許文献１には中間転写方式の従来構成が記載されている。すなわち特許文献１は、感光体からトナー像を中間転写体へ一次転写するために、一次転写ローラを設けた上で、一次転写ローラに一次転写専用の電源が接続された構成である。さらに特許文献１は、中間転写体からトナー像を記録材に二次転写するために、二次転写ローラを設けた上で、二次転写専用の電源が二次転写ローラに接続された構成である。
【０００４】
特許文献２には、二次転写内ローラに電源が接続されるとともに、二次転写外ローラには別の電源が接続された構成がある。特許文献２には、感光体からトナー像を中間転写体へ転写する一次転写を、電源が二次転写内ローラに電圧を印加することによって行う旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３５９８６
【特許文献２】特開２００６−２５９６４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし一次転写専用の電源を配置するとコストアップにつながるおそれがあり、一次転写専用の電源を省く方法が望まれている。
そこで一次転写専用の電源を省き、定電圧素子を介して中間転写体を接地することで所定の一次転写電圧を発生させる構成を見出した。
しかし上記構成では、適切な二次転写電圧を得るために予め二次転写部材にテスト電圧を印加するテストモードにおいて以下の課題がある。すなわちテスト電圧が低い場合には二次転写部材に対向するローラの電位が低下することで二次転写部の電界が大きくなり、適切な二次転写電圧が得られない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体から一次転写電界で一次転写されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、記録材を前記中間転写ベルトとともに挟持して、前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写電界により二次転写位置で記録材に二次転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、導電性を有し、前記中間転写ベルトの内周面に接触して前記中間転写ベルトを張架する張架部材と、前記張架部材と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、前記転写部材へ流れる電流を検知する検知部と、を備え、前記電源から前記転写部材へ印加される電圧により前記定電圧素子に電流を流すことで、前記二次転写電界と前記一次転写電界とが形成される画像形成装置において、前記二次転写位置に記録材がないときに前記電源により前記転写部材にテスト電圧を印加して前記検知部によって電流を検知するテストモードを実行する実行部と、前記テストモードで前記検知部により検知された電流に基づいて、前記二次転写位置に記録材があるときに前記電源により前記転写部材に印加される電圧を制御する制御部と、を有し、前記テストモードの期間では、前記電源から印加される電圧を用いて前記定電圧素子が所定の電圧に維持されることを特徴とする。
また、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体から一次転写電界で一次転写されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、記録材を前記中間転写ベルトとともに挟持して、前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写電界により二次転写位置で記録材に二次転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、導電性を有し、前記中間転写ベルトの内周面に接触して前記中間転写ベルトを張架する張架部材と、前記張架部材と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、前記転写部材へ印加される電圧を検知する検知部と、を備え、前記電源から前記転写部材へ印加される電圧により前記定電圧素子に電流を流すことで、前記二次転写電界と前記一次転写電界とが形成される画像形成装置において、前記二次転写位置に記録材がないときに前記電源により前記転写部材にテスト電流を流して前記検知部によって電圧を検知するテストモードを実行する実行部と、前記テストモードで前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記二次転写位置に記録材があるときに前記電源により前記転写部材に印加される電圧を制御する制御部と、を有し、前記テストモードの期間では、前記電源から印加される電圧を用いて前記定電圧素子が所定の電圧に維持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
定電圧素子により中間転写体に所定の電圧を発生させる構成でテスト電圧を印加するテストモードを行う場合に発生し得る、適切な電圧が得られないという課題を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の基本構成を説明する図である。
【図２】転写電位と静電像電位の関係を示す図である。
【図３】ツェナーダイオードのＩＶ特性を示す図である。
【図４】制御のブロック図を示す図である。
【図５】流入電流と印加電圧との関係を示す図である。
【図６】ベルト電位と印加電圧との関係を示す図である。
【図７】二次転写用電源の制御についてのタイムチャートである。
【図８】他の実施形態の二次転写用電源の制御についてのタイムチャートである。
【図９】他の実施形態の二次転写用電源の制御についてのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１１】
（実施形態１）
［画像形成装置］
図１は本実施の形態における画像形成装置を示す。画像形成装置は、各色の画像形成ユニットを独立かつタンデムに配置するタンデム方式を採用している。さらに画像形成装置、各色の画像形成ユニットからトナー像を中間転写体に転写してから、中間転写体からトナー像を記録材に転写する中間転写方式を採用している。
【００１２】
画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色のトナー像を形成する画像形成手段である。これらの画像形成ユニットは、中間転写ベルト７の移動方向において上流側から、画像形成ユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの順、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置されている。
【００１３】
各画像形成ユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄはそれぞれ、トナー像が形成される感光体（像担持体）としての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備える。一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を帯電する帯電手段である。露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｓｄはレーザスキャナーを備えて、一次帯電器によって帯電された感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを露光する。レーザスキャナーの出力が画像情報に基づいてオンオフされることによって、画像に対応した静電像が各感光体ドラム上に形成される。すなわち、一次帯電器と露光手段とが、静電像を感光体ドラムに形成する静電像形成手段として機能する。現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーを収容する収容器を備えて、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上の静電像をトナーを用いて現像する現像手段である。
【００１４】
感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたトナー像は、中間転写ベルト７へ一次転写部（一次転写位置）Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ，Ｎ１ｄで一次転写される。こうして中間転写ベルト７上に４色のトナー像が重ねて転写される。一次転写については、後で詳しく説明する。
【００１５】
感光体ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ，Ｎ１ｄで転写せず感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに残留した残留トナーを除去する。
【００１６】
中間転写ベルト７（中間転写体）は、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからトナー像が転写される、移動可能な中間転写体である。本実施形態では中間転写ベルト７は、基層と表層との２層構成である。基層は内面側（内周面側、張架部材側）であり、張架部材に接触する。表層は外面側（外周面側、像担持体側）であり、感光ドラムに接触する。基層はポリイミドあるいはポリアミド、ＰＥＮ、ＰＥＥＫ等の樹脂または各種ゴム等にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられる。中間転写ベルト７の基層は、基層の体積抵抗率が１０２〜１０７Ω・ｃｍとなるように形成される。本実施形態における基層としては、ポリイミドで、中心厚みが４５〜１５０ｕｍ程度のフィルム状の無端ベルトが用いられる。さらに表層として、厚み方向の体積抵抗率１０１３〜１０１６Ω・ｃｍのアクリルコートが施される。すなわち表層の体積抵抗率よりも、基層の体積抵抗率の方が低い。また、中間転写体が２層以上の構成の場合には、前記外周面側の層の体積抵抗率が内周面側の層の体積抵抗率よりも高く設定される。表層の厚みは０．５〜１０ｕｍである。もちろんこれらの数値に限定する意図ではない。
【００１７】
中間転写ベルト７の内周面は、張架部材としての導電性を有するローラ１０，１１，１２によって中間転写ベルト７に当接しながら張架されている。ローラ１０は、駆動源としてのモーターによって駆動されて、中間転写ベルト７を駆動する駆動ローラとして機能する。またローラ１０は、二次転写外ローラ１３に中間転写ベルトを介して圧する二次転写内ローラでもある。中間転写ベルト７に対して一定の張力を与えるテンションローラとして機能する。さらにローラ１１は、中間転写ベルト７の蛇行を防止する補正ローラとしても機能する。なお、テンションローラ１１に対するベルトテンションは５〜１２ｋｇｆ程度になるように構成される。このベルトテンションがかけられることで、一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ，Ｎ１ｄとして、中間転写ベルト７と感光体ドラム１ａ〜ｄとの間にニップが形成される。二次転写内ローラ６２は、定速性に優れたモーターにより駆動されて中間転写ベルト７を循環駆動させる駆動ローラとして機能する。
【００１８】
記録材は、記録材Ｐを収容する用紙トレイに収容されている。記録材Ｐは、この用紙トレイから所定のタイミングでピックアップローラによって取り出されて、レジストレーションローラへ導かれる。記録材Ｐは、中間転写ベルト上のトナー像が搬送されるのと同期して、中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写する二次転写部Ｎ２へレジストレーションローラによって送り出される。
【００１９】
二次転写外ローラ１３（転写部材）は、中間転写ベルト７の外周面に当接可能に配置される。そして二次転写外ローラ１３は、中間転写ベルト７の外周面から中間転写ベルト７を介して二次転写内ローラ１０を押圧して、二次転写内ローラ１３と共に二次転写部Ｎ２（二次転写位置）を形成する二次転写部材である。二次転写用電源としての二次転写部高圧電源２２は、二次転写外ローラ１３に接続されており、二次転写外ローラ１３に電圧を印加することができる電源である。
【００２０】
記録材Ｐが二次転写部Ｎ２へ搬送されると、二次転写外ローラ１３にトナーと逆極性の二次転写電圧が印加されることによって二次転写電界が形成され、中間転写ベルト７からトナー像が記録材に転写する。
【００２１】
なお二次転写内ローラ１０はＥＰＤＭゴムからなる。二次転写内ローラの直径は２０ｍｍ、ゴム厚は０．５ｍｍ、硬度は７０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）に設定される。二次転写外ローラ１３はＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴム等からなる弾性層と芯金からなる。二次転写外ローラ１３の直径は、２４ｍｍになるように形成される。
【００２２】
中間転写ベルト７が移動する方向において二次転写部Ｎ２よりも下流側には、記録材に二次転写部Ｎ２で転写せず中間転写ベルト７に残留した残留トナーや紙粉を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置１４が設けられている。
【００２３】
［１転高圧レスシステムにおける一次転写電界形成］
本実施形態は、コストダウンのために、一次転写専用の電源を省いた構成である。そこで本実施形態では、感光体ドラムからトナー像を中間転写ベルト７へ静電的に一次転写するために、二次転写用電源２２を用いる。（以下、本構成を一転高圧レスシステムと記載する。）
【００２４】
しかし中間転写ベルトを張架するローラが直接的にアースに接続される構成では、二次転写用電源２１０が電圧を二次転写外ローラ６４に印加しても、張架ローラ側へほとんど電流が流れ、感光ドラム側へ電流が流れないおそれがある。すなわち、二次転写用電源２１０が電圧を印加しても中間転写ベルト５６を介して感光体ドラム５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄへ電流が流れず、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に、トナー像を転写するための一次転写電界が働かない。
【００２５】
そこで一転高圧レスシステムにおいて一次転写電界作用を働かせるためには、張架ローラ６０、６１、６２、６３のすべてとアースとの間に受動素子を配置して、感光体側へ電流が流れるようにするのが望ましい。
【００２６】
その結果、中間転写ベルトの電位が高くなり、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に一次転写電界が働くようになる。
【００２７】
なお、１転高圧レスシステムで一次転写電界を形成するためには、二次転写用電源２１０（電源）が電圧を印加することで、電流が中間転写ベルトの周方向に沿って流すことが必要である。しかし中間転写ベルト自体の抵抗が高ければ、中間転写ベルトが移動する移動方向（周方向）における中間転写ベルトにおける電圧降下が大きくなる。その結果、中間転写ベルトを周方向に伝って感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄへ電流が流れにくくなるおそれもある。そのため、中間転写ベルトが低抵抗の層を持つのが望ましい。本実施形態では中間転写ベルトにおける電圧降下を抑制するために、中間転写ベルトの基層の表面抵抗率が１０２Ω／□以上で１０８Ω／□以下となるように形成される。また本実施形態では中間転写ベルトは２層構成である。これは、表層に高抵抗の層を配置することで、非画像部に流れる電流を抑制して転写性をさらに高めやすいからである。もちろんこの構成に限定する意図ではない。単層の構成にすることもできるし、３層以上の構成にすることもできる。
【００２８】
次に図２を用いて、感光体ドラムの電位と中間転写ベルトの電位の差である一次転写コントラストについて説明する。
【００２９】
図２は、感光体ドラム１表面が帯電手段２によって帯電されて、感光体ドラム表面の電位Ｖｄ（ここでは−４５０Ｖとする）となる場合である。さらに図２は、帯電された感光体ドラムの表面が露光手段３によって露光されて、感光体ドラムの表面がＶｌ（ここでは−１５０Ｖとする）となる場合である。電位Ｖｄは、トナーが付着されない非画像部の電位であり、電位Ｖｌは、感光体ドラム上のトナーが付着される画像部の電位である。Ｖｉｔｂは中間転写ベルトの電位を示す。
【００３０】
ドラムの表面電位は帯電、露光手段の下流側、且つ現像手段の上流で感光体ドラムに近接配置された電位センサーの検知結果に基づいて制御される。
【００３１】
電位センサーは感光体ドラム表面の非画像部電位と画像部電位を検知し、非画像部電位に基づいて帯電手段の帯電電位を制御して、画像部電位に基づいて露光手段の露光光量を制御する。
【００３２】
この制御により感光体ドラムの表面電位は画像部電位、非画像部電位の両電位とも適正な値にすることができる。
【００３３】
この感光体ドラム上の帯電電位に対して、現像装置４によって現像バイアスＶｄｃ（ここではＤＣ成分は−２５０Ｖ）が印加されて、ネガ帯電したトナーが感光体ドラム側に現像される。
【００３４】
感光体ドラムのＶｌと現像バイアスＶｄｃとの電位差である現像コントラストＶｃａは、
−１５０（Ｖ）−（−２５０（Ｖ））＝１００（Ｖ）
となる。
画像部電位Ｖｌと非画像部電位Ｖｄとの電位差である静電像コントラストＶｃｂは、
−１５０（Ｖ）−（−４５０（Ｖ））＝３００（Ｖ）
となる。
感光ドラムの画像部電位Ｖｌと中間転写ベルトの電位Ｖｉｔｂ（ここでは３００Ｖとする）との電位差である一次転写コントラストＶｔｒは、
３００（Ｖ）−（−１５０（Ｖ））＝４５０（Ｖ）
となる。
【００３５】
なお本実施形態では、感光ドラムの電位を検知する正確性を重視して電位センサーが配置される構成であるが、この構成に限定する意図ではない。コストダウンを重視して、電位センサーを配置せず、静電潜像形成条件と感光体ドラムの電位との関係性を予めＲＯＭに記憶させた上で、ＲＯＭに記憶された関係性に基づいて感光体ドラムの電位を制御する構成にすることもできる。
【００３６】
［ツェナーダイオード］
一転高圧レスシステムでは、一次転写は、中間転写ベルトの電位と感光体ドラムの電位との電位差である一次転写コントラスト（一次転写電界）によって決まる。そのため一次転写コントラストを安定的に形成するためには中間転写ベルトの電位を一定に維持するのが望ましい。
【００３７】
そこで本実施形態では、張架ローラとアースとの間に配置される定電圧素子として、ツェナーダイオードが用いられる。なお、ツェナーダイオードに代えてバリスタを用いてもかまわない。
【００３８】
図３は、ツェナーダイオードの電流電圧特性を示す。ツェナーダイオードは、ツェナー降伏電圧Ｖｂｒ以上の電圧が印加されるまでほとんど電流を流さないが、ツェナー降伏電圧以上の電圧が印加されると急激に電流が流れるような特性を持つ。すなわち、ツェナーダイオード１５にかかる電圧がツェナー降伏電圧（降伏電圧）以上の範囲では、ツェナーダイオード１５の電圧降下はツェナー電圧を維持するように電流を流す。
【００３９】
このようなツェナーダイオードの電流電圧特性を利用して、中間転写ベルト７の電位を一定に維持する。
【００４０】
すなわち本実施形態では、すべての張架ローラ１０，１１，１２と、アースとの間に、定電圧素子としてツェナーダイオード１５が配置される。
【００４１】
その上で、一次転写中は、ツェナーダイオード１５にかかる電圧がツェナー降伏電圧を維持するように、二次転写電源２２が電圧を印加する。その結果、一次転写中に、中間転写ベルト７のベルト電位を一定に維持することができる。
【００４２】
本実施形態では、張架ローラとアースとの間に、ツェナー降伏電圧の規格値Ｖｂｒが２５Ｖとなるツェナーダイオード１５が１２個直列に接続された状態で配置される。すなわち、ツェナーダイオードにかかる電圧がツェナー降伏電圧を維持する範囲では、中間転写ベルトの電位は、各ツェナーダイオードのツェナー降伏電圧の合計、すなわち２５×１２＝３００Ｖで一定に維持される。
【００４３】
もちろんツェナーダイオードを複数用いる構成に限定する意図ではない。ツェナーダイオードを１つだけ用いる構成にすることもできる。
【００４４】
もちろん中間転写ベルトの表面電位は３００Ｖになる構成に限定する意図ではない。使用するトナーの種類や感光体ドラムの特性に応じて適宜設定するのが望ましい。
【００４５】
このように、二次転写用電源２１０によって電圧が印加されると、ツェナーダイオードの電位が所定電位に維持され、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に一次転写電界が形成される。さらに従来の構成と同様に、二次転写高圧電源によって電圧が印加されると、中間転写ベルトと二次転写外ローラとの間に、二次転写電界が形成される。
【００４６】
［コントローラ］
本画像形成装置全体の制御を行うコントローラの構成について図４を参照して説明する。コントローラは、図４に示すように、ＣＰＵ回路部１５０（制御部）を有する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ１５１およびＲＡＭ１５２を内蔵する。二次転写部電流検出回路２０４は二次転写外ローラを流れる電流を検出するための回路（検知部、第一の検知部）である。張架ローラ流入電流検出回路２０５（第二の検知部）は張架ローラに流入する電流を検出するための回路である。電位センサー２０６は感光体ドラム表面の電位を検出するセンサーである。温湿度センサー２０７は温湿度を検出するためのセンサーである。
【００４７】
ＣＰＵ回路部１５０には、二次転写部電流検出回路２０４、張架ローラ流入電流検出回路２０５、電位センサー２０６、温湿度センサー２０７からの情報が入力される。そして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、二次転写用電源２２，現像高圧電源２０１，露光手段高圧電源２０２，帯電手段高圧電源２０３を統括的に制御する。後述する環境テーブルや紙厚さ対応テーブルはＲＯＭ１５１に格納されており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。
【００４８】
［判断機能］
本実施形態では、中間転写ベルトの表面電位をツェナー電圧以上にするための、二次転写用電源が印加する電圧の下限電圧を判断するための工程を実行する。図５を用いて説明する。
【００４９】
本実施形態では、下限電圧を判断するために、ツェナーダイオード１５を介してアースに流れ込む電流を検知する張架ローラ流入電流検出回路（第二の検知部）が用いられる。張架ローラ流入電流検出回路は、ツェナーダイオードとアースとの間に接続される。すなわち張架ローラ全てがツェナーダイオードと張架ローラ流入電流検出回路を介して接地電位に接続される。
【００５０】
図３に示されるようにツェナーダイオードは、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧未満の範囲では、ほとんど電流を流さない特性を持っている。そのため、張架ローラ流入電流検出回路が電流を検出しない時、ツェナーダイオードの電圧降下はツェナー降伏電圧未満であると判断することができる。そして張架ローラ流入電流検出回路が電流を検出する時、ツェナーダイオードの電圧降下はツェナー降伏電圧を維持すると判断することができる。
【００５１】
まず、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの全てのステーションの帯電電圧を印加し、感光体ドラムの表面電位を非画像部の電位Ｖｄに制御する。
【００５２】
次に、二次転写用電源がテスト電圧を印加する。二次転写用電源が印加するテスト電圧を線形的に、或いは段階的に上昇させる。図５では、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と段階的に上げていく。二次転写用電源が印加する電圧がＶ１の時、張架ローラ流入電流検出回路は、電流を検出しない（Ｉ１＝０μＡ）。二次転写用電源が印加する電圧がＶ２，Ｖ３を印加する時には、それぞれ、張架ローラ流入電流検出回路がＩ２μＡ、Ｉ３μＡを検出する。ここで張架ローラ流入電流検出回路が電流を検出した場合の印加電圧と検出電流との相関関係から、電流が流入し始める場合に対応する電流流入開始電圧Ｖ０が算出される。すなわち、Ｉ２，Ｉ３，Ｖ２，Ｖ３の関係から、線形補完を行うことによって、電流流入開始電圧Ｖ０が算出される。
【００５３】
二次転写用電源が印加する電圧として、Ｖ０を上回る電圧を設定することによって、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するようにすることができる。
【００５４】
このときの二次転写用電源が印加する電圧と中間転写ベルトのベルト電位との関係を図６に示す。
【００５５】
例えば本実施例においてはツェナーダイオードのツェナー電圧が３００Ｖに設定される。そのため中間転写ベルトの電位が３００Ｖ未満の範囲ではツェナーダイオードに電流が流れず、中間転写ベルトのベルト電位が３００Ｖになるとツェナーダイオードに電流が流れ始める。それ以上二次転写用電源が印加する電圧を上げたとしても、中間転写ベルトのベルト電位は一定となるように制御される。
【００５６】
つまり、ツェナーダイオードへの電流の流れ込みが検知され始めるＶ０未満の範囲では、二次転写バイアスが変化すると、ベルト電位は一定電圧で制御することができない。ツェナーダイオードへの電流の流れ込みが検知され始めるＶ０を上回る範囲では、二次転写バイアスが変化したとしても、ベルト電位は一定電圧で制御することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、テスト電圧として電流流入開始電圧の前後を用いたがこの構成に限定する意図ではない。テスト電圧として、予め大きめの所定電圧を設定しておくことで、テスト電圧全てが電流流入開始電圧を上回る構成にすることもできる。このような構成では判断工程を省略することができるというメリットがある。
【００５８】
なお本実施形態は、電流流入開始電圧を算出する正確性を高めることを重視して、電流流入開始電圧Ｖ０を算出する判断機能を実行する構成である。もちろんこの構成に限定する意図ではない。ダウンタイムが長くなるのを抑制することを重視して、電流流入開始電圧Ｖ０を算出する判断機能を実行する構成ではなくて、電流流入開始電圧Ｖ０を予めＲＯＭに記憶した構成にすることもできる。
【００５９】
［二次転写電圧を設定するためのテストモード］
本実施形態では、トナー像を記録材に転写する二次転写電圧を設定するために、調整電圧（テスト電圧）を印加するＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とよばれるテストモードが実行される。これは、二次転写電圧を設定するためのテストモードであって、記録材が二次転写部を通っていない非通紙時に実行される。このテストモードは、連続して画像を形成する場合に記録材と記録材との間の領域に対応する領域が二次転写位置にある時に実行される場合もある。ＡＴＶＣによって、二次転写用電源が印加する電圧と、二次転写部を流れる電流との相関関係を把握することができる。
【００６０】
ＡＴＶＣを行う時に、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回れば、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われない可能性がある。
【００６１】
そこで、本実施形態では、記録材が二次転写部にない時に、ＡＴＶＣが行われる場合、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するように調整電圧が設定される。
【００６２】
なお、ＡＴＶＣは、記録材が二次転写部にない時に、ＣＰＵ回路部１５０が二次転写用電源を制御することで行われる。すなわちＣＰＵ回路部１５０は、二次転写電圧を設定するためのＡＴＶＣを実行する実行部として機能する。
【００６３】
ＡＴＶＣでは、定電圧制御された複数の調整電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが二次転写電圧電源により印加される。その上でＡＴＶＣでは、調整電圧が印加された時に流れる電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが二次転写部電流検出回路２０４（検知部）によってそれぞれ検知される。電圧と電流の相関関係を把握するためである。
【００６４】
本実施形態における調整電圧の設定値について説明する。
【００６５】
本実施形態では電流流入開始電圧Ｖ０は、判断機能によって算出される。ΔＶ１、ΔＶ２は予めＣＰＵ回路部のＲＯＭに記憶されている。調整電圧Ｖａは、電流流入開始電圧Ｖ０にΔＶ１を加算することにより算出され、調整電圧Ｖｂは、調整電圧ＶａにΔＶ２を加算することにより算出されて、調整電圧Ｖｃは、調整電圧ＶｂにΔＶ２を加算することにより算出される。以上をまとめると各調整電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃは次の式で表わされる。
Ｖａ＝Ｖ０＋ΔＶ１
Ｖｂ＝Ｖａ＋ΔＶ２
Ｖｃ＝Ｖｂ＋ΔＶ２
【００６６】
すなわち、調整電圧の中で最も低い電圧Ｖａを含む調整電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃの全てが、電流流入開始電圧Ｖ０を上回るように設定される。すなわちＡＴＶＣを実行する間、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持する設定される。
【００６７】
以下にＡＴＶＣ中のツェナーダイオードがツェナー降伏電圧を下回った場合、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定がどのように影響するかを説明する。
ＡＴＶＣは、二次転写部に印加される電圧と電流の関係を求めるものである。ここで、二次転写外ローラに対向している中間転写ベルトの電位は、ツェナーダイオードに発生する電位と同一の電位である。二次転写中の中間転写ベルトの電位は常にツェナー降伏電圧を維持するように設定されている。ＡＴＶＣ中に間転写ベルト電位がツェナー降伏電圧以下になったと仮定すると、二次転写外ローラと中間転写ベルトの電位差が二次転写中の電位差より大きい方向にずれる。そうすると本来流れる電流以上の電流が流れてしまうことになる。すなわちＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われない可能性がある。そこで、ＡＴＶＣ中は常にツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持できるようにする。
【００６８】
［二次転写目標電流設定］
印加された複数の調整電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃと、それぞれ測定された電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃとの相関関係に基づいて、二次転写に必要となる二次転写目標電流Ｉｔを流すための電圧Ｖｉが算出される。二次転写目標電流Ｉｔは、表１で示されるマトリクスに基づいて設定される。
【００６９】
【表１】
0006366785.tif 000002
【００７０】
表１は、ＣＰＵ回路部１５０内に設けられた記憶部に記憶されたテーブルである。このテーブルは、雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｋｇ）に応じて、二次転写目標電流Ｉｔを設定し分けるものである。この理由について説明する。水分量が高くなるとトナーの帯電量が小さくなる。そこで、水分量が高くなると、二次転写ターゲット電流は小さくなるように設定される。すなわち水分量が増大すると、二次転写目標電流Ｉｔが減少する。なお絶対水分量は、温湿度センサー２０７によって検出された温度と相対湿度とから、ＣＰＵ回路部１５０によって算出される。なお本実施形態では絶対水分量を用いたがこれに限定する意図ではない。絶対水分量の代わりに湿度を用いることもできる。
【００７１】
ここで、Ｉｔを流すための電圧Ｖ１は、記録材が二次転写部に存在しない場合にＩｔを流すための電圧である。しかし二次転写は、記録材が二次転写部に存在する時に行われる。そこで記録材分の抵抗を考慮するのが望ましい。そこで記録材が分担する記録材分担電圧Ｖｉｉが電圧Ｖｉに加算される。記録材分担電圧Ｖｉｉは、表２で示されるマトリクスに基づいて設定される。
【００７２】
【表２】
0006366785.tif 000003
【００７３】
表２は、ＣＰＵ回路部１５０内に設けられた記憶部に記憶されたテーブルである。このテーブルは、雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｋｇ）と記録材の坪量（ｇ／ｍ２）とに応じて、記録材分担電圧Ｖｉｉを設定し分けるものである。坪量が増えると、記録材分担電圧Ｖｉｉは増える。これは、坪量が増えると記録材が厚くなるので、記録材の電気的抵抗が増えるからである。また、絶対水分量が増えると、記録材分担電圧Ｖｉｉは減る。これは、絶対水分量が増えると、記録材が含有する水分量が増えるので、記録材の電気的抵抗が増えるからである。また、片面印刷時よりも自動両面印刷時や手差両面印刷時の方が、記録材分担電圧Ｖｉｉは大きい。なお坪量とは、単位面積辺りの重さ（ｇ／ｍ２）を示す単位で、記録材の厚みを示す値として一般的に用いられる。坪量は、操作部でユーザーが入力する場合や、記録材を収容する収容部に記録材の坪量を入力する場合がある。これらの情報に基づいてＣＰＵ回路部１５０は坪量を判断する。
【００７４】
二次転写目標電流Ｉｔを流すためのＶｉに記録材分担電圧Ｖｉｉが加算された電圧（Ｖｉ＋Ｖｉｉ）が、定電圧制御された二次転写電圧の二次転写目標電圧ＶｔとしてＣＰＵ回路部１５０によって設定される。すなわちＣＰＵ回路部１５０は、二次転写電圧を制御する制御部として機能する。その結果、雰囲気環境と紙厚さに応じて、適正な電圧値が設定される。また二次転写中はＣＰＵ回路部１５０により二次転写電圧が定電圧制御された状態で印加されるので、記録材の幅が変わっても二次転写が安定した状態で行われる。
【００７５】
［制御のタイミング］
図７は、帯電電圧（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）、二次転写用電源の印加電圧、一次転写、二次転写のタイミングチャートを示す。なお図７は、２枚の記録材に連続して画像を形成する場合である。
【００７６】
画像形成信号が入力されると、帯電電圧がオンされる（ｔ０）。その後、二次転写のための調整機能としてＡＴＶＣが、ｔ４からｔ５までの期間で実行される。その後、ｔ７からｔ９にかけての期間で、二次転写が実行される。二次転写は、１枚目の記録材が二次転写部にある時に、ＡＴＶＣに基づいて設定された二次転写電圧が印加されることによって行われる。その後、ｔ１１からからｔ１２までの期間で、二次転写部を通過する２枚目の記録材のための二次転写が実行される。その後、二次転外ローラに印加される電圧がオフされて（ｔ１３）、帯電がオフされる（ｔ１４）。
【００７７】
また本実施形態では、本実施形態では、１枚目の記録材のための一次転写は、ｔ５より後でｔ７より前のタイミング（ｔ６）で終了する。
【００７８】
調整電圧が印加された時に、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回れば、ＡＴＶＣにより得られた結果が正しくないおそれがある。そこで本実施形態では、ＡＴＶＣにおける調整電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃの全てが、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するように、設定される。すなわち、Ｖａ＝Ｖ０＋ΔＶ１＞Ｖ０、Ｖｂ＝Ｖａ＋ΔＶ２＞Ｖ０、Ｖｃ＝Ｖｂ＋ΔＶ２＞Ｖ０となる。その結果、ＡＴＶＣが実行されているときは常にツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回ることが抑制されるので、ＡＴＶＣにより二次転写電圧を正確に設定できる。
【００７９】
（第２実施形態）
図８は、帯電電圧（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）、二次転写用電源の印加電圧、一次転写、二次転写のタイミングチャートを示す。
【００８０】
画像形成信号が入力されると、帯電電圧がオンされる（ｔ０）。その後、電流流入開始電圧Ｖ０を判断するための判断機能が、ｔ１からｔ２までの期間で、実行される。その後、二次転写のための調整機能としてＡＴＶＣが、ｔ４からｔ５までの期間で実行される。その後、ｔ７からｔ９にかけての期間で、二次転写が実行される。二次転写は、１枚目の記録材が二次転写部にある時に、ＡＴＶＣに基づいて設定された二次転写電圧が印加されることによって行われる。その後、ｔ１１からからｔ１２までの期間で、二次転写部を通過する２枚目の記録材のための二次転写が実行される。その後、二次転外ローラに印加される電圧がオフされて（ｔ１３）、帯電がオフされる（ｔ１４）。
【００８１】
本実施形態では、１枚目の記録材のための一次転写は、ｔ２より後でｔ４より前のタイミング（ｔ３）で開始して、ｔ５より後でｔ７より前のタイミング（ｔ６）で終了する。そのため、ｔ４からｔ５までの期間では、記録材が二次転写部にいない状態で、１枚目の記録材のための一次転写とＡＴＶＣとが並行して実行される。調整電圧が印加された時に、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回れば、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われない可能性がある。
【００８２】
そこで本実施形態では、ＡＴＶＣにおける調整電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃの全てが、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するように、設定される。すなわち、Ｖａ＝Ｖ０＋ΔＶ１＞Ｖ０、Ｖｂ＝Ｖａ＋ΔＶ２＞Ｖ０、Ｖｃ＝Ｖｂ＋ΔＶ２＞Ｖ０となる。その結果、ＡＴＶＣが実行されても、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回ることが抑制されるので、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われる。
【００８３】
すなわち、本実施形態では、記録材が二次転写部にない時にＡＴＶＣを行っても、ツェナーダイオードの電圧降下がツェナー降伏電圧を下回らないようにする。そのため、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われる。
【００８４】
（実施形態３）
実施形態３では、ＡＴＶＣが二次転写電源２２を定電流制御してテスト電流を流したときの二次転写電源２２の電圧を、電圧を検知する検知回路で検知することで実行される。検知ｔ４からｔ５までの期間で定電流制御されたテスト電流を流すことが実行される。
【００８５】
図９は、帯電電圧（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）、二次転写用電源の印加電圧、一次転写、二次転写のタイミングチャートを示す。
【００８６】
本実施形態では、二次転写電源２２のテスト電流が目標電流値に設定され、ＡＴＶＣがｔ４からｔ５までの期間で実行される。
【００８７】
本実施形態では、テスト電流を流しているときの二次転写電源２２の電圧は、ツェナー降伏電圧を維持できる電圧に設定される。
【００８８】
そしてＡＴＶＣの実行中に検知された電圧に記録材分担電圧を加算した電圧がｔ７からｔ９の二次転写中に二次転写外ローラに印加される。
【００８９】
本実施形態でテスト電流を流したときの電圧はツェナー降伏電圧を維持できる電圧に設定されているため、ＡＴＶＣによる二次転写電圧の設定が正しく行われる。
【００９０】
なお本実施形態は、電子写真方式で静電像を形成する画像形成装置について説明したが、この構成に限定する意図ではない。電子写真方式でなくて、静電気力方式で静電像を形成する画像形成装置にすることもできる。
【符号の説明】
【００９１】
１  感光ドラム
７  中間転写ベルト
１５  ツェナーダイオード
２２  二次転写用電源
１３  二次転写外ローラ
１５０  ＣＰＵ回路部
【図１】
0006366785.tif 000004
【図２】
0006366785.tif 000005
【図３】
0006366785.tif 000006
【図４】
0006366785.tif 000007
【図５】
0006366785.tif 000008
【図６】
0006366785.tif 000009
【図７】
0006366785.tif 000010
【図８】
0006366785.tif 000011
【図９】
0006366785.tif 000012