(57)【要約】【課題】フルカラーモード（第１モード）と、中間転写ベルトと黒色以外の感光ドラムとが当接及び離間する２つの状態を有する黒単色モード（第２、第３モード）とを実行する構造で、それぞれのモードでの転写不良を抑制できる構造を実現する。【解決手段】第１モードと第２モードと第３モードとのそれぞれで、黒色の感光ドラムと一次転写ローラとの間に流れる電流値が異なるように、この一次転写ローラに印加する転写バイアスを制御する。ベルトの当接状態と離間状態とでは、同じ電流を流すための電圧値が異なり、各モードでは、最適な転写電流値が異なるため、各モードで印加する電流値を異ならせることにより、それぞれのモードでの転写不良を抑制できる。【選択図】図７
2013092734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色のトナー像を担持する第１像担持体と、
黒色以外のトナー像を担持する第２像担持体と、
前記第１像担持体に当接し、且つ、前記第２像担持体に対して当接及び離間可能に配置される中間転写体と、
前記中間転写体を前記第２像担持体に当接及び離間させる接離機構と、
転写バイアスが印加されることにより、前記第１像担持体に担持されたトナー像を、前記中間転写体に転写する第１転写手段と、
前記中間転写体を前記第２像担持体に当接させた当接状態で、転写バイアスが印加されることにより、前記第２像担持体に担持されたトナー像を前記中間転写体に転写する第２転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記当接状態で、前記第１像担持体及び前記第２像担持体にそれぞれ担持されたトナー像を前記中間転写体に転写する第１モードと、
前記当接状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記中間転写体に転写する第２モードと、
前記中間転写体を前記第２像担持体から離間させた離間状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記中間転写体に転写する第３モードと、を実行可能で、
前記第１モードと前記第２モードと前記第３モードとのそれぞれで、前記第１像担持体と前記第１転写手段との間に流れる電流値が異なるように、前記第１転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
二次転写バイアスが印加されることにより、前記中間転写体から記録材にトナー像を転写する二次転写手段を有し、
前記第１モードで印加される二次転写バイアスと、前記第２モード及び前記第３モードで印加される二次転写バイアスとが異なる、
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】
黒色のトナー像を担持する第１像担持体と、
黒色以外のトナー像を担持する第２像担持体と、
前記第１像担持体に当接し、且つ、前記第２像担持体に対して当接及び離間可能に配置され、記録材を搬送する記録材搬送部材と、
前記記録材搬送部材を前記第２像担持体に当接及び離間させる接離機構と、
転写バイアスが印加されることにより、前記第１像担持体に担持されたトナー像を、前記記録材搬送部材により搬送される記録材に転写する第１転写手段と、
前記記録材搬送部材を前記第２像担持体に当接させた当接状態で、転写バイアスが印加されることにより、前記第２像担持体に担持されたトナー像を前記記録材搬送部材により搬送される記録材に転写する第２転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記当接状態で、前記第１像担持体及び前記第２像担持体にそれぞれ担持されたトナー像を前記記録材搬送部材により搬送される記録材に転写する第１モードと、
前記当接状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記記録材搬送部材により搬送される記録材に転写する第２モードと、
前記記録材搬送部材を前記第２像担持体から離間させた離間状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記記録材搬送部材により搬送される記録材に転写する第３モードと、を実行可能で、
前記第１モードと前記第２モードと前記第３モードとのそれぞれで、前記第１像担持体と前記第１転写手段との間に流れる電流値が異なるように、前記第１転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第１像担持体の表面を所定の暗部電位に帯電させる帯電手段と、帯電した前記第１像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記第１像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１モードと前記第２モードと前記第３モードとのそれぞれで、前記第１像担持体の前記所定の暗部電位に対する電流値が異なるように、前記第１転写手段に印加する転写バイアスを制御する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１像担持体と前記第１転写手段との間の電流を検知する電流検知手段を有し、
前記制御手段は、非画像形成時に、前記当接状態で複数の異なる電圧を印加して、それぞれ前記電流検知手段で電流値を検知することにより、電流と電圧との関係を求め、この関係に基づいて、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれモードでの電圧値を決定し、決定された前記第２モードでの電圧値と、予め設定された前記第２モードに対する前記第３モードの電圧特性の関係とから、前記第３モードでの電圧値を決定し、それぞれ前記第１転写手段に印加する転写バイアスを定電圧で制御する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１像担持体と前記第１転写手段との間の電流を検知する電流検知手段を有し、
前記制御手段は、非画像形成時に、前記当接状態と前記離間状態とのそれぞれで、複数の異なる電圧を印加してそれぞれ電流値を検知することにより、電流と電圧との関係を求め、前記当接状態での電流と電圧との関係に基づいて、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれモードでの電圧値を決定し、前記離間状態での電流と電圧との関係に基づいて、前記第３モードでの電圧値を決定し、それぞれ前記第１転写手段に印加する転写バイアスを定電圧で制御する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置の中又は周囲の温度及び湿度を検知する環境検知手段を有し、
前記制御手段は、前記環境検知手段の検知結果に基づいて、前記第１転写手段に印加する転写バイアスを異ならせる、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか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、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、黒単色で画像を出力するモードを有する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばフルカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置として、直接転写方式や中間転写方式の画像形成装置が知られている。直接転写方式では、単数又は複数の像担持体としての感光ドラムに形成されたトナー像を、記録材搬送部材として周回移動可能なベルト体（以下「記録材搬送ベルト」という）上に担持された記録材に転写する。中間転写方式では、単数又は複数の感光ドラムに形成されたトナー像を、一旦、中間転写体としての周回移動可能なベルト体（以下「中間転写ベルト」という）に転写（一次転写）する。その後、中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写（二次転写）する。中間転写方式では、多様な記録材に画像を形成することが容易で、記録材の選択性を高めることができる。
【０００３】
一方、カラー画像形成装置においては、黒単色のみを用いて画像形成をする場合がある。このとき、黒色以外の感光ドラムを駆動すると、感光ドラムやその他の関連部材などが消耗したり、電力を消費してしまったりする。これに対して、黒色のみの画像形成時には、黒色以外の他の感光ドラムと、記録材搬送ベルト又は中間転写ベルト（以下、単にベルトと言う）を離間させる構成が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４９５１９号公報
【特許文献２】特開平０９−１４６３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、黒色のみの画像形成時（黒単色モードの場合）に、ベルトを他の感光ドラムから離間させた場合、ベルトの張り角度がフルカラーモードと比べて変わる。このため、黒色に使用される感光ドラムとベルトとの当接状態が、黒単色モードとフルカラーモードとで変化してしまう。感光ドラムとベルトとの当接状態が変化すれば、電流と電圧の特性も変化するため、同じように転写バイアスを印加した場合、何れかのモードで転写不良が生じる可能性がある。
【０００６】
一方、フルカラーモードと黒単色モードを有する構造で、フルカラーモードから黒単色モードに切り替わる際に、ダウンタイムを抑制すべく、一定枚数黒単色画像が続く場合に、ベルトを他の感光ドラムから離間させることが考えられる。即ち、ベルトを他の感光ドラムから離間させる場合、ベルトを止めたりベルトの回転速度を落としたりする必要があるため、ダウンタイムが生じることが避けられない。一方、黒単色画像が一定枚数（例えば５枚）以内であれば、他の感光ドラムがベルトと当接して回転しても、部品の消耗や電力消費は僅かである。このため、黒単色画像が一定枚数以内であれば、ベルトを他の感光ドラムから離間させることなく画像形成を続行することにより、ダウンタイムを抑制できる。
【０００７】
このように、黒単色モードでも、ベルトと他の感光ドラムとが離間している状態と当接している状態との２つのモードがあり、これにフルカラーモードを加えると、全部で３つのモードを有することになる。ベルトと他の感光ドラムとが当接している当接状態であっても、フルカラーモードと黒単色モードとでは、それぞれトナー載り量が異なるため、同じように転写バイアスを印加した場合、何れかのモードで転写不良が生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、フルカラーモードと、中間転写体又は記録材搬送部材と他の像担持体とが当接及び離間する２つの状態を有する黒単色モードとを実行する構造で、それぞれのモードでの転写不良を抑制できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、黒色のトナー像を担持する第１像担持体と、黒色以外のトナー像を担持する第２像担持体と、前記第１像担持体に当接し、且つ、前記第２像担持体に対して当接及び離間可能に配置される中間転写体（又は、記録材を搬送する記録材搬送部材）と、前記中間転写体（又は記録材搬送部材）を前記第２像担持体に当接及び離間させる接離機構と、転写バイアスが印加されることにより、前記第１像担持体に担持されたトナー像を、前記中間転写体（又は記録材搬送部材により搬送される記録材）に転写する第１転写手段と、前記中間転写体（又は記録材搬送部材）を前記第２像担持体に当接させた当接状態で、転写バイアスが印加されることにより、前記第２像担持体に担持されたトナー像を前記中間転写体（又は記録材搬送部材により搬送される記録材）に転写する第２転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記当接状態で、前記第１像担持体及び前記第２像担持体にそれぞれ担持されたトナー像を前記中間転写体（又は記録材搬送部材により搬送される記録材）に転写する第１モードと、前記当接状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記中間転写体（又は記録材搬送部材により搬送される記録材）に転写する第２モードと、前記中間転写体（又は記録材搬送部材）を前記第２像担持体から離間させた離間状態で、前記第１像担持体に担持されたトナー像のみを前記中間転写体（又は記録材搬送部材により搬送される記録材）に転写する第３モードと、を実行可能で、前記第１モードと前記第２モードと前記第３モードとのそれぞれで、前記第１像担持体と前記第１転写手段との間に流れる電流値が異なるように、前記第１転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、それぞれのモードで、第１像担持体と第１転写手段との間に流れる電流値が異なるように、第１転写手段に印加する転写バイアスを制御しているため、それぞれのモードでの転写不良を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】１つの画像形成部を取り出して詳しく示す概略構成断面図。
【図３】図１の画像形成装置の離間状態を示す図。
【図４】（ａ）は当接状態の、（ｂ）は離間状態の、黒色の画像形成部の一次転写部を拡大して示す模式図。
【図５】黒色の一次転写部における、当接状態と離間状態とでの電流と電圧との関係を示す図。
【図６】それぞれのモードでの黒色の一次転写部の転写電流と転写効率との関係を示す図。
【図７】所定の環境における、それぞれのモードでの黒色の一次転写部の転写電流と転写電圧を示す図。
【図８】所定の環境における、それぞれのモードでの２次転写部の転写電圧を示す図。
【図９】ＡＴＶＣにより求めた電圧と電流との関係を示す図。
【図１０】各環境における、それぞれのモードでの黒色の一次転写部の転写電流を示す図。
【図１１】第１の実施形態の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【図１２】第１の実施形態の一次転写部に関する制御のブロック図。
【図１３】第１の実施形態で、一次転写バイアスを印加するタイミングを示すタイミングチャート。
【図１４】比較例で、一次転写バイアスを印加するタイミングを示すタイミングチャート。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図１６】所定の環境における、それぞれのモードでの黒色の転写部の転写電流と転写電圧とを示す図。
【図１７】第２の実施形態の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【図１８】黒色の一次転写部における、当接状態と離間状態とでの電流と電圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１４を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１３】
［画像形成装置］
図１に示す画像形成装置１００は、４つの画像形成部を有する中間転写方式を用いた、フルカラー電子写真画像形成装置である。画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（プロセスユニット）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を形成するためのものである。
【００１４】
なお、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの構成は、用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００１５】
画像形成部Ｓは、像担持体としての感光ドラム１を有する。感光ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としてのレーザースキャナ３、現像手段としての現像装置４、ドラムクリーニング手段としてのドラムクリーナ６等が、感光ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。また、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して、中間転写体としての周回移動可能なベルト体、即ち、中間転写ベルト５１が配置されている。
【００１６】
中間転写ベルト５１は、複数の支持部材として駆動ローラ５２、テンションローラ５５、二次転写内ローラ５６、上流規制ローラ５８ａに掛け渡されている。中間転写ベルト５１は、ベルト駆動手段である駆動ローラ５２によって駆動力が伝達されて、図示矢印Ｒ３方向に周回移動する。
【００１７】
また、中間転写ベルト５１の内周面側において各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、一次転写部材（第１転写手段、第２転写手段）としての一次転写ローラ５３ａ〜５３ｄが配置されている。各一次転写ローラ５３ａ〜５３ｄによって中間転写ベルト５１が各感光ドラム１ａ〜１ｄに向けて付勢され、各感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト５１とが当接する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄが形成されている。
【００１８】
また、中間転写ベルト５１の外周面側において二次転写内ローラ５６に対向する位置には、二次転写部材（二次転写手段）としての二次転写外ローラ５７が配置されている。二次転写外ローラ５７が中間転写ベルト５１の外周面に接触して、二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２が形成されている。
【００１９】
各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された感光ドラム１ａ〜１ｄ上の画像は、一次転写ローラ５３ａ〜５３ｄに転写バイアスが印加されることにより、各感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する中間転写ベルト５１上に順次多重転写される。その後、中間転写ベルト５１上に転写された画像は、更に二次転写部Ｎ２において、二次転写外ローラ５７に二次転写バイアスが印加されることにより、紙等の記録材Ｐへ転写される。
【００２０】
次に、図２を用いて画像形成部Ｓをより詳しく説明する。感光ドラム１は、画像形成装置本体に対して回動自在に支持されている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２と、を基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。感光ドラム１は、その中心に支軸１３を有する。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、支軸１３を中心として図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。本実施例では、感光ドラム１の帯電極性は負極性である。
【００２１】
感光ドラム１の図中上方には、一次帯電手段としての帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接して、感光ドラム１の表面を所定の極性、電位（暗部電位）に一様に帯電させる。帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と、中抵抗導電層２３と、を有し、全体としてローラ状に構成されている。
【００２２】
このような帯電ローラ２は、芯金２１の両端部が軸受部材（不図示）によって回転自在に支持されると共に、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は、押圧手段（不図示）により感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム１の図示矢印Ｒ１方向の回転に伴って、図示矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電源２４によって帯電バイアス電圧が印加される。これにより、感光ドラム１の表面は一様に接触帯電される。
【００２３】
感光ドラム１の回転方向において帯電ローラ２の下流側には、レーザースキャナ３が配設されている。レーザースキャナ３は、画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して、感光ドラム１上を露光する。これにより、画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１上に形成される。
【００２４】
感光ドラム１の回転方向においてレーザースキャナ３の下流側には、現像装置４が配置されている。現像装置４は、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤を収容した現像容器４１を有する。現像容器４１の感光ドラム１に面した開口部内に、現像剤担持体としての現像スリーブ４２が回転自在に設置されている。現像スリーブ４２内には、磁界発生手段としてのマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。マグネットローラ４３の形成する磁界によって、２成分現像剤は、現像スリーブ４２上に担持される。
【００２５】
また、現像スリーブ４２の図中下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された２成分現像剤を規制して薄層化する現像剤規制部材としての規制ブレード４４が設置されている。現像容器４１内は、現像室４５と撹拌室４６とに区画されており、その図中上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。
【００２６】
現像スリーブ４２上の２成分現像剤の薄層は、現像スリーブ４２の回転に伴って感光ドラム１と対向した現像領域へ搬送される。そして、現像スリーブ４２上の２成分現像剤は、現像領域に位置するマグネットローラ４３の現像主極の磁気力によって現像領域において穂立ちし、２成分現像剤の磁気ブラシが形成される。
【００２７】
この磁気ブラシによって感光ドラム１の面上が擦られると共に、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源４８によって現像スリーブ４２に現像バイアス電圧が印加される。これにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが、感光ドラム１上の静電像の露光部に付着して、トナー像が形成される。本実施形態では、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、感光ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分に付着させる反転現像によって、感光ドラム１上にトナー像が形成される。
【００２８】
感光ドラム１の回転方向において現像装置４の下流側の感光ドラム１の図中下方には、一次転写ローラ５３が配設されている。一次転写ローラ５３は、芯金５３１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５３２と、によって構成されている。一次転写ローラ５３は、両端部がスプリング等の押圧部材（不図示）によって感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、一次転写ローラ５３の導電層５３２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１の表面に圧接される。
【００２９】
また、芯金５３１には、一次転写バイアス出力手段としての一次転写バイアス電源５４が接続されている。感光ドラム１と一次転写ローラ５３との間には一次転写部Ｎ１が形成される。一次転写部Ｎ１には、中間転写ベルト５１が挟まれている。一次転写ローラ５３は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。
【００３０】
画像形成時には、一次転写ローラ５３に、一次転写バイアス電源５４によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：本実施形態では負極性）とは逆極性（第２の極性：本実施形態では正極性）の一次転写バイアス電圧が印加される。そして、一次転写ローラ５３と感光ドラム１との間に、上記第１の極性のトナーを感光ドラム１上から中間転写ベルト５１に向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が、中間転写ベルト５１の表面に転写（一次転写）される。
【００３１】
一次転写工程後の感光ドラム１の表面に残留したトナー（一次転写残トナー）等の付着物は、ドラムクリーナ６によって清掃される。ドラムクリーナ６は、ドラム清掃部材としてのクリーニングブレード６１と、搬送スクリュー６２と、ドラムクリーナハウジング６３と、を有する。クリーニングブレード６１は、加圧手段（不図示）によって、感光ドラム１に対して、所定の角度、圧力で当接されている。これにより、感光ドラム１の表面に残留したトナー等は、クリーニングブレード６１によって感光ドラム１上から掻き取られて除去され、ドラムクリーナハウジング６３内に回収される。回収されたトナー等は、搬送スクリュー６２により搬送され、回収トナー収容部（不図示）に排出される。
【００３２】
図１において、各感光ドラム１ａ〜１ｄの図中下方には、中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５３ａ〜５３ｄ、二次転写内ローラ５６、二次転写外ローラ５７、中間転写ベルトクリーナ５９等を有して、中間転写ユニット５が構成されている。二次転写内ローラ５６は電気的に接地されている。また、二次転写外ローラ５７には、二次転写バイアス出力手段としての二次転写バイアス電源５８が接続されている。二次転写内ローラ５６は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。
【００３３】
例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。この各色のトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する各一次転写ローラ５３から一次転写バイアスを受けて、順次中間転写ベルト５１上に転写（一次転写）される。このトナー像は、中間転写ベルト５１の回転に伴って二次転写部Ｎ２まで搬送される。
【００３４】
一方、この時までに、記録材供給手段によって、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２まで搬送される。即ち、記録材収容部であるカセット８１からピックアップローラ８２によって１枚ずつ取り出された記録材Ｐは、搬送ローラ８３等によって二次転写部Ｎ２に搬送される。
【００３５】
本実施形態では、画像形成時に、二次転写外ローラ５７には、二次転写バイアス電源５８によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：負極性）とは逆極性（第２の極性：正極性）の二次転写バイアスが印加される。そして、二次転写内ローラ５６と二次転写外ローラ５７との間に、上記第１の極性のトナーを中間転写ベルト５１上から記録材Ｐに向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、中間転写ベルト５１上のトナー像は、記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写部Ｎ２においてトナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置７へと搬送される。
【００３６】
なお、二次転写工程後に中間転写ベルト５１の外周面上に残留したトナー（二次転写残トナー）等の付着物は、中間転写ベルトクリーナ５９によって除去、回収される。中間転写ベルトクリーナ５９は、ドラムクリーナ６と同様の構成を有する。
【００３７】
定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２と、を有する。定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されている。そして、このヒータ７３へ供給する電圧等を制御することにより、定着ローラ７１の表面の温度調節が行われている。
【００３８】
定着装置７に記録材Ｐが搬送されてくると、一定速度で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２との間を記録材Ｐが通過する際に、記録材Ｐは、その表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱される。これにより、記録材Ｐの表面上の未定着トナー像は、溶融して記録材Ｐに定着される。こうして、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００３９】
本実施形態では、感光ドラム１及び中間転写ベルト５１の表面移動速度に相当するプロセス速度は、例えば２５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００４０】
ここで、中間転写ベルト５１は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成することができる。例えば中間転写ベルト５１として、表面抵抗率１０１２Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み１００μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いる。但し、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。
【００４１】
また、一次転写ローラ５３は、例えば、外径８ｍｍの芯金５３１と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層である導電層５３２と、によって構成されている。一次転写ローラ５３の電気抵抗値は、例えば約１０５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）とする。なお、一次転写ローラ５３の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地された金属ローラに当接された一次転写ローラ５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金５３１に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流値から求められる。
【００４２】
また、二次転写内ローラ５６は、例えば、外径１８ｍｍの芯金５６１と、厚さ２ｍｍの導電性でソリッドのＥＰＤＭゴム層５６２と、によって構成されている。二次転写内ローラ５６の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様の測定方法において、例えば約１０４Ωとする。
【００４３】
更に、二次転写外ローラ５７は、例えば、外径１２ｍｍの芯金５７１と、厚さ６ｍｍの導電性のＮＢＲとＥＰＤＭ共重合ゴムのスポンジ層５７２と、によって構成されている。二次転写外ローラ５７の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様の測定方法において、印加電圧が２０００Ｖの場合に、例えば約１０８Ωとする。
【００４４】
［当接状態と離間状態］
このように構成される本実施形態の画像形成装置１００は、フルカラーで画像形成を行うフルカラーモード（第１モード）と、黒単色で画像形成を行う黒単色モード（第２モード、第３モード）とを実行可能である。また、黒単色モードでは、黒色以外のトナー像が形成される感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃと中間転写ベルト５１とが当接した当接状態で画像形成を行う第２モードと、これらが離間した離間状態で画像形成を行う第３モードとを実行可能である。
【００４５】
このために中間転写ベルト５１は、黒色のトナー像が担持される第１像担持体である感光ドラム１ｄに当接し、且つ、黒色以外のトナー像を担持する第２像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｃに対して当接及び離間可能に配置されている。また、図３に示す様に、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ〜１ｃに当接及び離間させる接離機構９０を有する。
【００４６】
接離機構９０は、揺動フレーム９１とカム９２とを有する。揺動フレーム９１は、上流規制ローラ５８ａ、感光ドラム１ａ〜１ｃに担持されたトナー像を中間転写ベルト５１に転写する第２転写手段である一次転写ローラ５３ａ〜５３ｃを支持し、揺動支点９３を中心として揺動可能である。また、カム９２は、揺動フレーム９１に当接するように配置され、モータ９４により駆動されて回転することにより、揺動フレーム９１を揺動させる。
【００４７】
当接状態では、揺動フレーム９１が図３の破線で示す位置に移動され、感光ドラム１ａ〜１ｃと中間転写ベルト５１とが当接し、且つ、一次転写ローラ５３ａ〜５３ｃと感光ドラム１ａ〜１ｃとのそれぞれの間で一次転写部が形成される。この当接状態では、４色全てのトナー像を中間転写ベルト５１に転写することができる。また、黒色のトナー像のみを形成する場合でも、感光ドラム１ａ〜１ｄの全てが回転駆動する。
【００４８】
一方、離間状態では、揺動フレーム９１が図３の実線で示す位置に移動され、感光ドラム１ａ〜１ｃと中間転写ベルト５１とが離間する。この離間状態では、感光ドラム１ｄのみが中間転写ベルト５１に当接しており、第１転写手段である一次転写ローラ５３ｄと感光ドラム１ｄとの間で一次転写部が形成され、黒色のトナー像のみ中間転写ベルト５１に転写することができる。また、中間転写ベルト５１が回転駆動しても、感光ドラム１ａ〜１ｃを有する画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの駆動は停止している。なお、図示の例では、上流規制ローラ５８ａは離間状態でも中間転写ベルト５１に接している。但し、図中のテンションローラ５５に中間転写ベルト５１の位置が規制されることから、離間状態では必ずしも上流規制ローラ５８ｂが中間転写ベルト５１に接触する必要はない。
【００４９】
図４は、画像形成装置１００の、黒色の一次転写部の転写ニップＮ１ｄ近傍を示す模式図であり、（ａ）当接状態と（ｂ）離間状態とのそれぞれにおける、中間転写ベルト５１と一次転写ローラ５３ｄとの当接状態を示している。一般的に、一次転写ローラ５３は飛散り対策のため感光ドラム１に対して下流にシフトした場所に配置される。よって、本実施形態の場合も、一次転写ローラ５３は感光ドラム１に対して下流にシフトしている。
【００５０】
一次転写ローラ５３ｄは、不図示の押圧部材によって中間転写ベルト５１に向けて付勢されている。このため、当接状態では、転写ニップＮ１ｄにおいて、一次転写ローラ５３ｄの導電層５３２は、中間転写ベルト５１の裏面に沿って平面状に変形して転写ニップを形成している。
【００５１】
一方、離間状態では、中間転写ベルト５１は図４（ｂ）の実線位置に移動し、転写ニップＮ１ｄの特に上流側において、一次転写ローラ５３の導電層５３２は、下方に押し下げられる。そして、中間転写ベルト５１の上流側が一次転写ローラ５３ｄに若干巻き付く姿勢をとる。この結果、当接状態に比べて離間状態では、感光ドラム１ｄと対向する中間転写ベルト５１の領域と一次転写ローラ５３ｄとが接する転写ニップＮ１ｄの、中間転写ベルト５１の回転方向の幅（ニップ幅）が狭くなる。
【００５２】
図５に、当接状態と離間状態とで、一次転写ローラ５３ｄに印加される電圧Ｖｔｒと、一次転写ローラ５３ｄから感光ドラム１ｄへ流れ込む転写電流Ｉｔｒとの関係を示す。当接状態におけるＶｔｒとＩｔｒの関係は図中の実線で示され、離間状態における関係は破線で示されている。
【００５３】
前述のように、当接状態に比較して離間状態は転写ニップＮ１ｄのニップ幅が狭くなるため、転写電流は流れ易くなり、破線は実線よりも低電圧側へシフトする。即ち、ニップ幅が狭くなると、感光ドラム１ｄと中間転写ベルト５１との間の放電領域が広がり、その分、感光ドラム１ｄと一次転写ローラ５３ｄとの間に電流が流れ始める電圧が小さくなる。したがって、離間状態において、当接状態と同じ転写電流を流すためには、図中のΔＶだけ小さい電圧を印加する必要がある。
【００５４】
［転写バイアスの設定］
次に、上述の第１、第２、第３の各モードの黒色の画像形成部Ｓｄの転写部の転写バイアスの設定について説明する。まず、図６に、実験で求めた黒色の感光ドラム１ｄの所定の暗部電位Ｖｄに流れる一次転写電流に対する一次転写効率を示す。実験を行った温湿度環境は２３℃、５０％ＲＨである。所定の暗部電位Ｖｄは一定とし、本実施形態では−４００Ｖとした。
【００５５】
実験の結果、当接状態の黒単色（第２モード）のベタ画像（トナー載り量が最大）の転写効率は２０μＡのときが最適値となった。これに対して、離間状態の黒単色（第３モード）のベタ画像の転写効率は２４μＡのときが最適値となった。これは図４で示したように、転写ニップ上流の微小ギャップ増加による定常放電の増加が原因と考えられる。
【００５６】
また、フルカラーモード（第１モード）での黒色の画像形成部Ｓｄの転写部の転写効率は、３５μＡのときが最適値となった。この時の条件は、ベタ画像の載り量を１００％とした場合、イエロー３３．３％、マゼンタ３３．３％、シアン３３．３％、ブラック１００％、合計２００％である。
【００５７】
それぞれの最適値を図７に示す。本実実施形態では、それぞれのモードで最適な転写効率となる、感光ドラム１ｄの所定の暗部電位Ｖｄに対する電流値を、それぞれのモードで設定している。即ち、第１モードと第２モードと第３モードとのそれぞれで、感光ドラム１ｄと一次転写ローラ５３ｄとの間に流れる電流値が異なるように、一次転写ローラ５３ｄに印加する転写バイアスを制御するようにしている。このために、図２に示す様に、制御手段である制御器Ｃが一次転写バイアス電源５４を制御して、それぞれのモードで印加する転写バイアスを設定している。この転写バイアスの制御としては、定電圧制御と定電流制御とがあるが、本実施形態では定電圧制御を採用している。制御の具体例については後述する。
【００５８】
また、本実施形態の場合、二次転写部Ｎ２に印加する二次転写バイアスも、各モード毎に設定している。即ち、第１モードで印加される二次転写バイアスと、第２モード及び第３モードで印加される二次転写バイアスとを異ならせている。このために、図１に示す様に、制御手段である制御器Ｃが二次転写バイアス電源５８を制御して、それぞれのモードで印加する二次転写バイアスを設定している。図８にそれぞれのモードにおける二次転写バイアス（本実施形態では電圧）のテーブルを示す。
【００５９】
中間転写ベルト５１に転写されるトナー載り量は、フルカラーと黒単色で異なるので、二次転写バイアスの設定も各々の場合において最適化が必要であり、載り量が多いほど二次転写電圧を上げる必要がある。本実施形態では、フルカラー（第１モード）の二次転写バイアスを３５００Ｖ、黒単色（第２、第３モード）の二次転写バイアスを３０００Ｖとした。このような二次転写バイアスの制御は、一次転写部の転写バイアスと同様に、定電圧制御で行う。なお、二次転写部でも、電流値を設定して定電流で制御しても良い。
【００６０】
［定電圧制御］
次に、転写印加電圧の設定方法としての定電圧制御について、詳細を説明する。本実施形態の一次転写ローラ５３は、導電性ウレタンスポンジを用いているが、このような導電ローラは製造時の抵抗ばらつきを抑えることが難しいうえ、雰囲気環境の温湿度変化や耐久劣化などにより抵抗が変化してしまう。これに対して、転写バイアスを定電流制御にした場合には、転写される画像の印字比率等によって転写電圧が変動してしまい、最適な転写が行われない場合がある。このため、本実施形態では、ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）と呼ばれる定電圧制御を用いている。
【００６１】
ＡＴＶＣを行うために、例えば、転写高圧電源（一次転写バイアス電源５４）に、定電流制御と定電圧制御とを実行可能な制御手段、及び、このときの電圧、電流を検知する手段を有する。そして、画像形成の前回転時などの非画像形成時（感光ドラム１に画像が形成されていない状態）で、転写バイアスを定電流制御し、このときの感光ドラム１の帯電電位（暗部電位）と一次転写ローラ５３の抵抗値に対する最適な転写電圧を検知する。画像を転写する際には、先に求めた転写電圧で定電圧制御を行う。このような方法を用いることで、必要な転写電流を、定電圧制御を行いながら流すことが可能となる。
【００６２】
より具体的に説明する。図２に示す様に、感光ドラム１と一次転写ローラ５３との間の電流を検知する電流検知手段である電流検知センサ５４ａを有する。制御器Ｃは、非画像形成時に、当接状態で複数の異なる電圧を印加して、それぞれ電流検知センサ５４ａで電流値を検知することにより、電流と電圧との関係を求める。即ち、感光ドラム１の表面を帯電ローラ２により、所定の暗部電位Ｖｄに帯電させる。次いで、感光ドラム１の表面のＶｄに帯電された領域が中間転写ベルト５１とニップを形成する位置（一次転写部）に達したときに、一次転写ローラ５３により複数の電圧をシーケンシャルに印加することで、最適転写電圧Ｖｔｒを求める。
【００６３】
この最適転写電圧を求める方法についてはいくつかの方法があるが、ここでは、一次転写バイアス電源５４により複数の電圧バイアスＶ１およびＶ２を一次転写ローラ５３が１周する間印加し、このときの電流値を電流検知センサ５４ａにより検知する。そして、一次転写ローラ５３が１周する間の電流値の平均値であるＩ１およびＩ２を求め、図９に示すようにこれらを線形補完することで最適な転写電流Ｉｔｒを流すのに必要な電圧（最適転写電圧）Ｖｔｒを得る。なお、トナー像の転写効率は一般的に転写電流に依存することが知られており、ここでは最も高い転写効率を示す転写電流Ｉｔｒを、あらかじめ前述の実験により求めてある。
【００６４】
なお、以上のようなＡＴＶＣ動作は、一次転写ローラ５３の状態を検知する必要があるタイミングに実行することが有効である。例えば、装置の電源をＯＮしたときや環境の温湿度が変動したとき、所定枚数印字することにより一次転写ローラ５３の抵抗値が変動してしまった場合に実行することが有効である。
【００６５】
［各モードにおける最適転写電圧の設定］
上述のようなＡＴＶＣは、最適な転写電圧を設定できる反面、ダウンタイムが生じることが避けられない。また、本実施形態の場合、フルカラーモードから黒単色モードに切り替わる際に、ダウンタイムを抑制すべく、一定枚数黒単色画像が続く場合に、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ〜１ｃから離間させる（離間状態とする）ようにしている。即ち、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ〜１ｃから離間させる場合、ベルトを止めたりベルトの回転速度を落としたりする必要があるため、ダウンタイムが生じることが避けられない。一方、黒単色画像が一定枚数（例えば５枚）以内であれば、感光ドラム１ａ〜１ｃが中間転写ベルト５１と当接して回転しても、部品の消耗や電力消費は僅かである。このため、黒単色画像が一定枚数以内であれば、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ〜１ｃから離間させることなく画像形成を続行することにより、ダウンタイムを抑制できる。
【００６６】
本実施形態の場合、このように、黒単色モードでも中間転写ベルト５１と感光ドラム１ａ〜１ｃとが離間している状態と当接している状態との２つのモードがあり、これにフルカラーモードを加えると、全部で３つのモードを有することになる。即ち、上述した第１〜第３モードを有する。このように３つのモードのそれぞれで転写効率を最適にすべく、モードを切り替える際にそれぞれ上述のＡＴＶＣなどの制御を実行すると、ダウンタイムが大きくなり、生産性が著しく低下してしまう。
【００６７】
そこで本実施形態の場合には、予め、当接状態と離間状態との、転写電圧と転写電流の特性の違いを取得しておく。そして、例えば、当接状態で上述のＡＴＶＣを行って最適な転写電圧で画像を形成する。また、途中で離間状態の黒単色モード（第３モード）に切り替える際に、当接状態の黒単色モード（第２モード）におけるＡＴＶＣ結果を基に、第３モードに最適な印加電圧を算出し、バイアスを印加する。
【００６８】
即ち、上述のように求めたＡＴＶＣの関係に基づいて、第１モード及び第２モードのそれぞれモードでの電圧値を決定する。第１モードと第２モードとの違いは、フルカラーで画像を出力するか黒単色で画像を出力するかの違いである。このため、前述の図６に示したような、各モードでの最適な転写電流の違いを予め求めておき、上述のように求めたＩｔｒから、前述の図７に示したように第１モード及び第２モードでの最適な転写電圧を設定する。
【００６９】
また、決定された第２モードでの電圧値と、予め設定された第２モードに対する第３モードの電圧特性の関係とから、第３モードでの電圧値を決定する。第２モードと第３モードとの違いは、黒単色の画像を当接状態で出力するか離間状態で出力するかである。当接状態と離間状態との転写電圧Ｖｔｒと転写電流Ｉｔｒの関係は、前述の図５に示した通りであり、離間状態において当接状態と同じ転写電流を流すためには、図中のΔＶだけ小さい電圧を印加する必要がある。このため、前述の図６に示したような、各モードでの最適な転写電流の違いを予め求めておき、上述のように求めた第２モードでの最適な転写電流から、前述の図７に示したように第３モードでの最適な転写電圧を設定する。
【００７０】
また、一次転写電流の最適値は、環境温湿度によって異なる値をとる。このため、本実施形態の場合、図１に示す様に、画像形成装置１００の中又は周囲（本実施形態では画像形成装置１００の中）の温度及び湿度を検知する環境検知手段である環境センサ１００ａを有する。そして、制御器Ｃは、環境センサ１００ａの検知結果に基づいて、一次転写ローラ５３ｄに印加する転写バイアスを、図１０に示すテーブルに基づいて異ならせている。
【００７１】
このように求めた各モードでの最適な転写電圧を、それぞれのモードでの画像形成時に、それぞれ一次転写ローラ５３ｄに印加する転写バイアスとして設定し、定電圧で制御する。
【００７２】
上述の制御の流れの一例について、図１１及び図１２を用いて説明する。当接状態で、電源投入時もしくは所定枚数を印字した後（Ｓ１０１）に、ＡＴＶＣを実行する（Ｓ１０２）。続いて、印刷ＪＯＢが入力される（Ｓ１０３）。このときの雰囲気の温湿度を、図１２の環境センサ１００ａにより検知する（Ｓ１０４）。
【００７３】
ここで、当接状態で黒単色画像を出力するか離間状態で黒単色画像を出力するかは、印刷ＪＯＢの内容に応じて決定する（Ｓ１０５）。本実施形態では、黒単色画像が所定枚数（５枚）以上連続で出力される場合に、５枚目以降から離間状態とする。なお、この所定枚数は、５枚以外に、例えば、３枚、７枚、１０枚・・・などそれぞれ任意に設定しても良い。
【００７４】
黒単色画像が５枚未満である場合（Ｓ１０５のＮ）、図１２の制御器ＣにおいてＳ１０２で行われたＡＴＶＣの結果より転写電圧を設定する（Ｓ１０６）。決定された電圧が図１２の一次転写バイアス電源５４により印加され、当接状態で印字される（Ｓ１０７）。ＪＯＢが終了すると待機状態となる（Ｓ１０８）。
【００７５】
一方、Ｓ１０５で黒単色画像が５枚以上出力される場合（Ｓ１０５のＹ）、図１２の接離機構９０が動作することにより、図３おける上流規制ローラ５８ａが、図中の破線から実線位置まで退避する。そして、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間し、感光ドラム１ｄのみに接触する、当接状態となる（Ｓ１０９）。なお、中間転写ベルト５１が離間した後に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃは停止し、その表面が消耗されるのを防ぐ。
【００７６】
続いて、図１２の制御器Ｃにおいて、黒色の一次転写ローラ５３ｄに印加される転写電圧は、Ｓ１０２で、当接状態で行ったＡＴＶＣを基に決定された転写電圧Ｖｔｒを補正して設定される。即ち、図１０のテーブルとＡＴＶＣの結果からΔＶが補正された、「Ｖｔｒ＋ΔＶ」が転写電圧として設定される（Ｓ１１０）。
【００７７】
例えば２３℃、５０％ＲＨの温湿度環境において、当接状態でＡＴＶＣが実行された場合、第１モードから第２モードへ移行する際のΔＶは−１５０Ｖであり、第１モードから第３モードへ移行する際のΔＶも−１５０Ｖである。但し、前述したように、ここでの両者の暗部電位Ｖｄに対する電流値は当然異なるため、前述の図７や図１０に示したような電流値が各モードで設定される。設定された電圧が図１２の一次転写バイアス電源５４により印加され、離間状態の黒単色モード（第３モード）で印字される（Ｓ１１１）。ＪＯＢが終了すると待機状態となる（Ｓ１０８）。
【００７８】
図１３は、本実施形態のＹＭＣＫ各色の画像が感光ドラム１ａ〜１ｄより中間転写ベルト５１へ転写されるタイミングを示すタイミングチャートである。当接状態から離間状態に切り替わるときに、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間するが、黒色の感光ドラム１ｄから中間転写ベルト５１への転写は、中断することなく行われる。即ち、本実施形態の場合、当接状態から離間状態へ切り替わるときのダウンタイムがまったくない。
【００７９】
これに対して図１４は、当接状態から離間状態へ切り替わる際に、黒色の画像形成部Ｓｄの一次転写部においてＡＴＶＣを行う比較例である。この方法では、当接状態においても最適な転写電圧を設定することができるが、その際にダウンタイムが発生し、ユーザーを待たせることとなってしまう。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態では、当接状態から離間状態に切り替わる際に、非画像形成時に行ったＡＴＶＣの結果を元に、本体に記憶されている環境温湿度ごとのΔＶを用いて転写電圧を設定する。これにより、モードが切り替わるたびにＡＴＶＣを実行する必要がなく、ダウンタイムを抑制できる。
【００８１】
また、それぞれのモードで、感光ドラム１ｄと一次転写ローラ５３ｄとの間に流れる電流値が異なるように、一次転写ローラ５３ｄに印加する転写バイアスを制御しているため、それぞれのモードでの転写不良を抑制できる。即ち、各モードで、最適な転写を得ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、当接状態と離間状態との転写電圧の差分ΔＶは、温湿度ごとの値をもつ構成を示した。但し、その他にも、電源投入時に当接状態と離間状態との両方でＡＴＶＣを行ってその差分を取得しておき、その後、モードが切り替わる際に、この差分から最適転写電圧を算出することも可能である。さらに、電源投入時だけではなく、当接状態と離間状態との両方で、画像間の転写電流を検知して、その差分を取得することも可能である。
【００８３】
また、本実施形態では、当接状態から離間状態へ切り替わる際にΔＶを用いて換算する方法を述べたが、逆に離間状態から当接状態へ切り替わる際に適用することも可能である。
【００８４】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１５ないし図１８を用いて説明する。図１５は、本実施形態の画像形成装置２００の概略断面構成を示している。画像形成装置２００は、直接転写方式を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。なお、本実施形態の画像形成装置２００において、前述の図１などに示した第１の実施形態の画像形成装置１００のものと実質的に同じ機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。また、画像形成装置２００において、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの構成は、用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００８５】
画像形成装置２００は、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して、記録材搬送部材としての周回移動可能なベルト体、即ち、搬送ベルト５１ａを有する。搬送ベルト５１ａは、複数の支持部材として駆動ローラ５２ａ、テンションローラ５５ａに掛け渡されている。搬送ベルト５１ａは、ベルト駆動手段としての駆動ローラ５２ａによって駆動力が伝達されて、図示矢印Ｒ４方向に周回移動する。
【００８６】
また、搬送ベルト５１ａの内周面側において各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、転写部材としての転写ローラ５３ａ´〜５３ｄ´が配置されている。各転写ローラ５３ａ´〜５３ｄ´によって搬送ベルト５１ａが各感光ドラム１ａ〜１ｄに向けて付勢され、各感光ドラム１ａ〜１ｄと搬送ベルト５１ａとが接触する転写部（転写ニップ）Ｎａ〜Ｎｄが形成されている。
【００８７】
本実施形態の画像形成装置２００では、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された感光ドラム１ａ〜１ｄ上の画像が、各感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する搬送ベルト５１ａに担持された紙等の記録材Ｐへ順次多重転写される。
【００８８】
画像形成時には、記録材供給手段によって、記録材Ｐが搬送ベルト５１ａへと搬送される。即ち、記録材収容部であるカセット８１からピックアップローラ８２によって１枚ずつ取り出された記録材Ｐは、搬送ローラ８３等によって搬送ベルト５１ａに向けて搬送される。そして、記録材Ｐは、吸着手段である吸着ローラ５５ｂによって搬送ベルト５１ａ上に静電吸着されて、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各転写部へと搬送される。
【００８９】
例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。この各色のトナー像は、記録材Ｐと搬送ベルト５１ａとを挟んで各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する各転写ローラ５３ａ´〜５３ｄ´から転写バイアスを受けて、順次搬送ベルト５１ａ上の記録材Ｐ上に転写される。
【００９０】
この各転写部Ｎａ〜Ｎｄにおける転写工程が終了すると、記録材Ｐは分離除電部材６５による分離バイアスを受けて搬送ベルト５１ａから分離されて、定着手段としての定着装置７へと搬送される。
【００９１】
なお、転写工程後に搬送ベルト５１ａ上に残留したトナー（転写残トナー）等は、転写ベルトクリーナ５９´によって除去、回収される。
【００９２】
ここで、搬送ベルト５１ａは、前述の中間転写ベルト５１と同様に、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成することができる。本実施形態では、表面抵抗率１０１４Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１０００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み８０μｍの、カーボンが分散されたＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。
【００９３】
また、本実施形態では、転写ローラ５３´は、前述の一次転写ローラ５３と同様の構成である。即ち、転写ローラ５３´は、外径８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層と、によって構成されている。転写ローラ５３´の電気抵抗値は、約１０６．５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。なお、転写ローラ５３´の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で電気的に接地された金属ローラに当接された転写ローラ５３´を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められる。
【００９４】
［当接状態と離間状態］
このように構成される本実施形態の画像形成装置２００は、フルカラーで画像形成を行うフルカラーモード（第１モード）と、黒単色で画像形成を行う黒単色モード（第２モード、第３モード）とを実行可能である。また、黒単色モードでは、黒色以外のトナー像が形成される感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃと搬送ベルト５１ａとが当接した当接状態で画像形成を行う第２モードと、これらが離間した離間状態で画像形成を行う第３モードとを実行可能である。
【００９５】
このために搬送ベルト５１ａは、黒色のトナー像が担持される第１像担持体である感光ドラム１ｄに当接し、且つ、黒色以外のトナー像を担持する第２像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｃに対して当接及び離間可能に配置されている。また、図１５に示す様に、搬送ベルト５１ａを感光ドラム１ａ〜１ｃに当接及び離間させる接離機構９０ａを有する。
【００９６】
接離機構９０ａは、揺動フレーム９１ａとカム９２ａとを有する。揺動フレーム９１ａは、テンションローラ５５ａ、吸着ローラ５５ｂ、感光ドラム１ａ〜１ｃに担持されたトナー像を記録材に転写する第２転写手段である転写ローラ５３ａ´〜５３ｃ´を支持し、揺動支点９３ａを中心として揺動可能である。また、カム９２ａは、揺動フレーム９１ａに当接するように配置され、モータ９４ａにより駆動されて回転することにより、揺動フレーム９１ａを揺動させる。
【００９７】
当接状態では、揺動フレーム９１ａが図１５の破線で示す位置に移動され、感光ドラム１ａ〜１ｃと搬送ベルト５１ａとが当接し、且つ、転写ローラ５３ａ´〜５３ｃ´と感光ドラム１ａ〜１ｃとのそれぞれの間で転写部が形成される。この当接状態では、４色全てのトナー像を搬送ベルト５１ａに搬送される記録材に転写することができる。また、黒色のトナー像のみを形成する場合でも、感光ドラム１ａ〜１ｄの全てが回転駆動する。
【００９８】
一方、離間状態では、揺動フレーム９１ａが図１５の実線で示す位置に移動され、感光ドラム１ａ〜１ｃと搬送ベルト５１ａとが離間する。このとき、テンションローラ５５ａが図中の実線の位置まで下がって配置されることで、搬送ベルト５１ａの配置が変化する。同時に、搬送ベルト５１ａに記録材を吸着する位置が下がることに伴い、吸着ローラ５５ｂや記録材を搬送ベルト５１ａへ導くガイド部材も下部へ移動する。この離間状態では、感光ドラム１ｄのみが搬送ベルト５１ａに当接しており、第１転写手段である転写ローラ５３ｄ´と感光ドラム１ｄとの間で転写部が形成され、黒色のトナー像のみ搬送ベルト５１ａに搬送される記録材に転写することができる。また、搬送ベルト５１ａが回転駆動しても、感光ドラム１ａ〜１ｃを有する画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの駆動は停止している。
【００９９】
本実施形態においても、第１の実施形態で図４を用いて説明したように、当接状態に比べ、離間状態は、搬送ベルト５１ａが転写ローラ５３ｄ´に巻き付く。これにより、当接状態に比べて離間状態では、感光ドラム１ｄと対向する搬送ベルト５１ａの領域と転写ローラ５３ｄ´とが接する転写ニップの、搬送ベルト５１ａの回転方向の幅（ニップ幅）が狭くなる。この結果、転写電圧と転写電流の関係も、第１の実施形態で図５を用いて説明したように、離間状態において、当接状態と同じ転写電流を流すためには、小さい電圧を印加する必要がある。
【０１００】
［転写バイアスの設定］
次に、上述の第１、第２、第３の各モードの黒色の画像形成部の転写部の転写バイアスの設定について説明する。まず、前述の第１の実施形態の図６のように、黒色の感光ドラム１ｄの所定の暗部電位Ｖｄに流れる転写電流に対する転写効率を、実験で求めた。実験を行った温湿度環境は２３℃、５０％ＲＨである。所定の暗部電位Ｖｄは一定とし、本実施形態では−４００Ｖとした。
【０１０１】
実験の結果、当接状態の黒単色（第２モード）のベタ画像（トナー載り量が最大）の転写効率は２０μＡのときが最適値となった。これに対して、離間状態の黒単色（第３モード）のベタ画像の転写効率は２４μＡのときが最適値となった。これは図４で示したように、転写ニップ上流の微小ギャップ増加による定常放電の増加が原因と考えられる。
【０１０２】
また、フルカラーモード（第１モード）での黒色の画像形成部Ｓｄの転写部の転写効率は、３５μＡのときが最適値となった。この時の条件は、ベタ画像の載り量を１００％とした場合、イエロー３３．３％、マゼンタ３３．３％、シアン３３．３％、ブラック１００％、合計２００％である。
【０１０３】
それぞれの最適値を図１６に示す。本実実施形態では、それぞれのモードで最適な転写効率となる、感光ドラム１ｄの所定の暗部電位Ｖｄに対する電流値を、それぞれのモードで設定している。即ち、第１モードと第２モードと第３モードとのそれぞれで、感光ドラム１ｄと転写ローラ５３ｄ´との間に流れる電流値が異なるように、転写ローラ５３ｄ´に印加する転写バイアスを制御するようにしている。このために、図１５に示す様に、制御手段である制御器Ｃが転写バイアス電源５４´を制御して、それぞれのモードで印加する転写バイアスを設定している。この転写バイアスの制御としては、定電圧制御と定電流制御とがあるが、本実施形態では定電圧制御を採用している。定電圧制御の具体例については第１の実施形態と同様である。
【０１０４】
［各モードにおける最適転写電圧の設定］
また、本実施形態の場合、第１の実施形態と異なり、当接状態と離間状態とのそれぞれでＡＴＶＣを行って、各モードの転写電圧を設定している。即ち、本実施形態の場合も、感光ドラム１ｄと転写ローラ５３ｄ´との間の電流を検知する電流検知手段である電流検知センサ５４ａ´を有する。制御器Ｃは、非画像形成時に、当接状態と離間状態とのそれぞれで、複数の異なる電圧を印加してそれぞれ電流値を検知することにより、電流と電圧との関係を求める。
【０１０５】
次いで、当接状態での電流と電圧との関係に基づいて、第１モード及び第２モードのそれぞれモードでの電圧値を決定する。また、離間状態での電流と電圧との関係に基づいて、第３モードでの電圧値を決定する。そして、それぞれ転写ローラ５３ｄ´に印加する転写バイアスを定電圧で制御する。
【０１０６】
上述の制御の流れの一例について、図１７を用いて説明する。電源投入時（Ｓ２０１）に、当接状態及び離間状態におけるＡＴＶＣを実行し、これらの転写電圧と転写電流の関係を取得しておく（Ｓ２０２）。図１８は、本実施形態の画像形成装置２００における、転写電圧と転写電流の関係を示している。当接状態におけるＶｔｒとＩｔｒの関係は図中の実線で示され、離間状態における関係は破線で示されている。本実施形態においても、離間状態において、当接状態と同じ転写電流を流すためには、小さい電圧を印加する必要がある。即ち、図１８において、当接状態における転写電流はＩｃ、離間状態での転写電流はＩｋで示されている。そして、離間状態での転写電圧は、当接状態におけるＡＴＶＣで得られた図１８の実線の関係に対し、目標転写電流Ｉｋに対応する転写電圧ＶｃからΔＶを引いて得られる電圧Ｖｋとなる。
【０１０７】
続いて、印刷ＪＯＢが入力される（Ｓ２０３）。ここで、当接状態で黒単色画像を出力するか離間状態で黒単色画像を出力するかは、印刷ＪＯＢの内容に応じて決定する（Ｓ２０４）。本実施形態では、黒単色画像が所定枚数（５枚）以上連続で出力される場合に、５枚目以降から離間状態とする。なお、この所定枚数は、５枚以外に、例えば、３枚、７枚、１０枚・・・などそれぞれ任意に設定しても良い。
【０１０８】
黒単色画像が５枚未満である場合（Ｓ２０４のＮ）、制御器ＣにおいてＳ２０２ですでに行われた、当接状態でのＡＴＶＣの結果より転写電圧を設定する（Ｓ２０５）。設定された電圧が転写バイアス電源５４´により印加され、当接状態で印字される（Ｓ２０６）。ＪＯＢが終了すると待機状態となる（Ｓ２０７）。
【０１０９】
一方、Ｓ２０４で黒単色画像が５枚以上出力される場合（Ｓ２０４のＹ）、接離機構９０ａが動作することにより、図１５におけるテンションローラ５５ａが、図中の破線から実線位置まで退避する。そして、搬送ベルト５１ａが感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間し、感光ドラム１ｄのみに接触する、当接状態となる（Ｓ２０８）。これと同時に、黒色の転写ローラ５３ｄ´に印加される転写電圧は、Ｓ２０２で得られた離間状態でのＡＴＶＣの結果から最適電圧に設定される（Ｓ２０９）。設定された電圧が転写バイアス電源５４´により印加され、離間状態で印字される（Ｓ２１０）。ＪＯＢが終了すると待機状態となる（Ｓ２０７）。
【０１１０】
なお、本実施形態の場合も、黒色の画像形成部の転写電流は、フルカラーモード（第１モード）よりも単色モード（第２モード、第３モード）の方が低めに設定される。これは、フルカラーモードが複数の色のトナーを多重に重ね合わせて転写するのに対して、黒単色モードでは単色分のトナーのみを転写すれば良いためである。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置では、当接状態から離間状態に切り替わる際に、電源投入時に得た当接状態及び離間状態の転写電圧と転写電流の関係を用いて転写電圧を設定している。このため、ＡＴＶＣによるダウンタイムを抑制でき、最適な転写を得ることができる。
【０１１２】
なお、本実施形態においては、当接状態及び離間状態の転写電圧と転写電流の関係を、電源投入時にＡＴＶＣを行うことによって得た。但し、電源投入時だけではなく、当接状態と離間状態との両方で、画像間の転写電流を検知して、その差分を取得することも可能である。
【０１１３】
また、本実施形態においても、当接状態から離間状態へ切り替わる際にΔＶを用いて換算する方法を述べたが、逆に離間状態から当接状態へ切り替わる際に適用することも可能である。その他の構造及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１１４】
＜他の実施形態＞
以上、本発明を第１、第２の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の像担持体、また他種の画像形成装置にも適用できる。また、これまで説明した実施形態において、説明に使用した数値等は一例を示すものであり、本発明はそれらに限定するものではない。
【０１１５】
また、第１の実施形態と第２の実施形態とは、適宜、組み合わせたり、或いは、構成を入れ替えたりして実施可能である。例えば、第２の実施形態に第１の実施形態と同様の環境センサに基づく転写バイアスの設定を行うようにしても良い。
【０１１６】
更に、上述の実施形態では、印加する転写バイアスとして電圧を制御する構成について説明したが、電流を制御するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・感光ドラム（第２像担持体）、１ｄ・・・感光ドラム（第１像担持体）、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・帯電ローラ（帯電手段）、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・レーザースキャナ（露光手段）、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・現像装置（現像手段）、５１・・・中間転写ベルト（中間転写体）、５１ａ・・・搬送ベルト（記録材搬送部材）、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ・・・一次転写ローラ（第２転写手段）、５３ｄ・・・一次転写ローラ（第１転写手段）、５３ａ´、５３ｂ´、５３ｃ´・・・転写ローラ（第２転写手段）、５３ｄ´・・・転写ローラ（第１転写手段）、５４・・・一次転写バイアス電源、５４´・・・転写バイアス電源、５４ａ、５４ａ´・・・電流検知センサ（電流検知手段）、５７・・・二次転写外ローラ（二次転写手段）、５８・・・二次転写バイアス電源、８０、８０ａ・・・接離機構、Ｃ・・・制御器（制御手段）、Ｐ・・・記録材、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ・・・画像形成部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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