(57)【要約】【課題】一次転写専用の電源を省いた構成において、転写部材の通電による劣化を抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写体５に接触して二次転写部Ｎ２を形成し中間転写体５から記録材Ｐにトナー像を二次転写させる転写部材７と、転写部材７に電圧を印加する電源２１０と、中間転写体５と接地電位との間に接続された定電圧素子９と、を有し、電源から転写部材に電圧を印加することで、一次転写部に一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、二次転写部に二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置１００は、感光体に形成されるトナー像の画像比率に関する情報を取得する取得手段１５０と、一次転写の実行時であって二次転写が実行されていない時に電源から転写部材に印加する電圧を、取得手段によって取得された情報に基づいて調整する調整手段１５０と、を有する構成とする。【選択図】図７
2016143009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、
前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、
前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、
を有し、
前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、
前記感光体に形成されるトナー像の画像比率に関する情報を取得する取得手段と、
前記一次転写の実行時であって前記二次転写が実行されていない時に前記電源から前記転写部材に印加する電圧を、前記取得手段によって取得された情報に基づいて調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記取得手段によって取得された情報による画像比率が第１の画像比率の場合よりも、前記第１の画像比率よりも高い第２の画像比率の場合の方が、前記一次転写の実行時であって前記二次転写を実行していない期間に前記電源から前記転写部材に印加する電圧の絶対値が小さくなるように前記調整を行う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】
前記調整手段は、前記定電圧素子に所定値以上の電流が流れて前記中間転写体の電位が一定に維持される範囲で前記調整を行う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】
前記帯電手段は、前記感光体を所定の極性に帯電させ、
前記露光手段は、前記感光体上に形成される静電像の画像部を露光し、
前記現像手段は、前記所定の極性に帯電したトナーを前記感光体上の静電像の画像部に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、
前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、
前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、
を有し、
前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、
前記定電圧素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
同一の画像を複数の記録材に連続して形成する際に、前記複数の記録材のうち最初の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時の前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の記録材のうち２つ目以降の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時であって前記二次転写を実行していない期間に前記電源から前記転写部材に印加する電圧を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前記複数の記録材のうち最初の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時に前記電流検出手段によって検出された電流のうち絶対値が最も小さい電流が前記定電圧素子に流れるように、前記複数の記録材のうち２つ目以降の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時であって前記二次転写を実行していない期間に前記電源から前記転写部材に印加する電圧を調整す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】
前記調整手段は、前記定電圧素子に所定値以上の電流が流れて前記中間転写体の電位が一定に維持される範囲で前記調整を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体は無端状のベルトであり、前記ベルトを張架する複数の張架部材を有しており、前記定電圧素子は、前記複数の張架部材のすべてと接地電位との間に接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記中間転写体は、多層構成であり、表層の電気抵抗が他の層の電気抵抗よりも高いことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一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】
従来、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、感光体から中間転写体にトナー像を転写（一次転写）して、その後そのトナー像を中間転写体から記録材に転写（二次転写）する中間転写方式が知られている。一般に、中間転写方式の画像形成装置では、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、中間転写体を介して感光体に当接する一次転写部材を設け、一次転写部材に一次転写専用の電源から電圧を印加して一次転写部に一次転写電界を形成する。また、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、中間転写体に当接する二次転写部材を設け、二次転写部材に二次転写専用の電源から電圧を印加して二次転写部に二次転写電界を形成する。この構成では、二次転写用の電源とは別に一次転写専用の電源を必要とする。
【０００３】
これに対して、二次転写部から中間転写体の周方向に電流を流して一次転写と二次転写の両方を行うものが提案されている（特許文献１）。つまり、中間転写体として周方向に電流を流すことが可能な導電性を有する無端状のベルト（中間転写ベルト）を用い、このベルトの張架ローラを受動素子としてのツェナーダイオードを介して接地し、二次転写部材に電圧を印加してベルトに電流を流す。張架ローラをツェナーダイオードを介して接地した場合、二次転写部材に一定値以上の電圧を印加することで、中間転写ベルトの電位が任意のツェナー電圧（降伏電圧）に保たれる。また、二次転写部材に電圧が印加されることで電流が中間転写ベルトを介して感光体に流れ込み、一次転写専用の電源を有する場合と同様に一次転写部に一次転写電界を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一次転写専用の電源と二次転写専用の電源とを有する画像形成装置では、二次転写部材とは独立して一次転写部材に電圧を印加することができるため、二次転写部材には二次転写工程の間のみ電圧を印加することができる。
【０００６】
しかしながら、一次転写専用の電源を省いた構成では、共通の電源を用いて一次転写部と二次転写部とでの転写工程が実行される。そのため、典型的には一次転写工程の開始時から二次転写工程の終了時までの間、二次転写部材に電圧が印加される。そのため、二次転写部材の劣化が促進されて、二次転写部材の寿命が短くなる可能性がある。特に、画像形成装置が低温低湿環境下で用いられる場合には、一般に二次転写部材に印加される電圧は相対的に高く設定されるので、上述の二次転写部材の劣化による短寿命化はより顕著となりやすい。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、一次転写専用の電源を省いた構成において、転写部材の通電による劣化を抑制することのできる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】
【０００８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、を有し、前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、前記感光体に形成されるトナー像の画像比率に関する情報を取得する取得手段と、前記一次転写の実行時であって前記二次転写が実行されていない時に前記電源から前記転写部材に印加する電圧を、前記取得手段によって取得された情報に基づいて調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
本発明の他の態様によると、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、を有し、前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、前記定電圧素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、同一の画像を複数の記録材に連続して形成する際に、前記複数の記録材のうち最初の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時の前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の記録材のうち２つ目以降の記録材に転写されるトナー像の前記一次転写の実行時であって前記二次転写を実行していない期間に前記電源から前記転写部材に印加する電圧を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一次転写専用の電源を省いた構成において、転写部材の通電による劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】中間転写ベルトの電位と静電像の電位との関係を示す模式図である。
【図３】ツェナーダイオードのＩＶ特性を示すグラフ図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。
【図５】二次転写ローラに印加する電圧とツェナーダイオードへ流れ込む電流との関係を示すグラフ図である。
【図６】異なる画像比率における、二次転写ローラに印加する電圧とツェナーダイオードへ流れ込む電流との関係を示すグラフ図である。
【図７】実施例１の制御のフローチャート図である。
【図８】実施例２の制御を説明するためのタイミングチャート図である。
【図９】実施２の制御を説明するためのタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１３】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式により各色のトナー像を形成する画像形成手段が独立に設けられるタンデム方式を採用している。また、本実施例の画像形成装置１００は、複数の画像形成手段によって形成されたトナー像を中間転写体に一次転写した後、そのトナー像を中間転写体から記録材に二次転写する中間転写方式を採用している。
【００１４】
画像形成装置１００は、複数の画像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（画像形成ユニット、ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、中間転写体の移動方向において上流側からこの順に配置されている。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、現像工程で使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。したがって、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符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１５】
画像形成部Ｓは、トナー像を担持する像担持体として、回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１の周囲には、次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。また、露光手段としての露光装置３が配置されている。また、現像手段としての現像装置４が配置されている。また、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。
【００１６】
感光ドラム感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電させられる。帯電時に、帯電ローラ２には、帯電電圧印加手段としての帯電電源（帯電高圧電源）２０３（図４）から帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電させられた感光ドラム１の表面は、露光装置３によって露光される。露光装置３は、レーザースキャナーを有しており、このレーザー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（静電潜像）が感光体上に形成される。露光時に、レーザースキャナーには、露光電圧印加手段としての露光電源（露光高圧電源）２０２（図４）か駆動電圧が印加される。本実施例では、帯電ローラ２と露光装置３とで、感光ドラム１上に静電像を形成する静電像形成手段が構成される。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像（可視化）される。現像装置４は、トナーを収容する現像剤容器と、トナーを担持して感光ドラム１へ搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、を有する。現像時に、現像ローラ４１には、現像電圧印加手段としての現像電源（現像高圧電源）２０１（図４）から現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とによってトナー像が形成される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。
【００１７】
各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写体としての無端状のベルトで構成された回転可能な中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、張架部材としてのテンションローラ５１、第１、第２のアイドラローラ５２、５３、駆動ローラ（二次転写内ローラ）５４（これらを総称して「張架ローラ」ともいう。）によって張架されている。中間転写ベルト５は、図中矢印Ｒ２方向に、感光ドラム１の周速度と略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト５は、その外周面と各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとが接触する各一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋを形成する。感光ドラム１に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト５に静電的に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像形成時には、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された各色のトナー像が、各一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋで、順次重ね合わせるようにして中間転写ベルト５上に転写される。このとき、一次転写部Ｎ１に、トナーを感光ドラム１から中間転写ベルト５に移動させる一次転写電界が形成される。一次転写については、後で更に詳しく説明する。一次転写後に感光ドラム1上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。
【００１８】
一方、中間転写ベルト５の外周面側において駆動ローラ５４と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ（二次転写外ローラ）７が配置されている。二次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を介して駆動ローラ５４に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。また、記録用紙などの記録材Ｐは、トレイ（図示せず）に収容されている。記録材Ｐは、このトレイから所定のタイミングでピックアップローラ（図示せず）によって取り出されて、搬送ローラ（図示せず）などによってレジストレーションローラ８へ搬送される。記録材Ｐは、レジストレーションローラ８によって、中間転写ベルト５上のトナー像と同期して二次転写部Ｎ２へ搬送される。二次転写ローラ７には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（二次転写高圧電源）２１０が接続されている。中間転写ベルト５上のトナー像は、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とで挟持されて搬送される記録材Ｐ上に静電的に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ７には、二次転写電源２１０から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。これにより、二次転写部Ｎ２に、トナーを中間転写ベルト５から記録材Ｐに移動させる二次転写電界が形成される。中間転写ベルト５の回転方向において二次転写部Ｎ２よりも下流側かつ最上流の一次転写部Ｎ１Ｙよりも上流側に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置５５が配置されている。本実施例では、ベルトクリーニング装置５５は、中間転写ベルト５を介してテンションローラ５１と対向する位置に配置されている。二次転写後に中間転写ベルト５上に残留したトナー（二次転写残トナー）や紙粉は、ベルトクリーニング装置５５によって中間転写ベルト５上から除去されて回収される。
【００１９】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置（図示せず）へ搬送され、定着装置において加熱及び加圧されることでその上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは機外に排出される。
【００２０】
なお、本実施例では、画像形成装置１００は、通紙モード（画像形成モード）として、片面印字モードと、自動両面印字モードと、手差両面印字モードと、を実行可能とされている。片面印字モードでは、記録材Ｐの片面に画像が形成されて出力される。自動両面印字モードでは、記録材Ｐの表裏が両面機構（図示せず）によって自動で反転されて、記録材Ｐの両面に画像が形成されて出力される。手差両面印字モードでは、片面に画像が形成されて出力された記録材Ｐの表裏をユーザーなどの操作者が手動で反転させて手差トレイ（図示せず）に載置し、その記録材Ｐに再度画像が形成されて出力される。
【００２１】
２．中間転写ベルト
本実施例では、中間転写ベルト５は、多層構成であり、表層の電気抵抗が他の層の電気抵抗よりも高くなっている。より詳細には、本実施例の中間転写ベルト５は、基層と表層とからなる二層構成である。基層には、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＮ、ＰＥＥＫなどの樹脂、又は各種ゴムなどに、カーボンブラックなどの帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられる。基層は、その体積抵抗率が１０６〜１０８Ω・ｃｍとなるように形成される。本実施例では、基層として、ポリイミドを用いて形成された中心厚みが４５〜１５０μｍ程度のフィルム状の無端ベルトを用いた。そして、基層上には、体積抵抗率が１０１３〜１０１６Ω・ｃｍのコート層が設けられる。本実施例では、表層として、厚みが１〜１０μｍ程度のアクリルコート層を用いた。このように、中間転写ベルト５は、表層の電気抵抗よりも、基層の電気抵抗の方が低い。
【００２２】
中間転写ベルト５は、上述のように、テンションローラ５１、第１、第２のアイドラローラ５２、５３、駆動ローラ５４によって張架されている。アイドラローラ５２、５３は、４個の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配列方向に沿って延びる中間転写ベルト５を張架する。テンションローラ５１は、中間転写ベルト５に対して一定の張力を与える。また、テンションローラ５１は、中間転写ベルト５の蛇行を補正する補正ローラとしても機能する。本実施例では、テンションローラ５１に対する中間転写ベルト５のテンションは、５〜１２ｋｇｆ程度に設定されている。このベルトテンションがかけられることで、中間転写ベルト５と各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間の接触部（ニップ部）である一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋが形成される。駆動ローラ５４は、駆動手段としての定速性に優れたモーター（図示せず）により駆動されて、中間転写ベルト５を循環駆動（回転）させる。
【００２３】
なお、本実施例では、駆動ローラ５４は、芯金（芯材）の上に、ＥＰＤＭゴムを用いて形成された導電性の弾性層（ゴム層）を有する。この駆動ローラ５４の直径は２０ｍｍ、弾性層の厚さは０．５ｍｍ、硬度は７０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）である。また、本実施例では、二次転写ローラ７は、芯金（芯材）の上に、ＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴムなどを用いて形成された導電性の弾性層（ゴム層）を有する。この二次転写ローラ７の直径は、２４ｍｍである。
【００２４】
３．一次転写電界の形成
本実施例の画像形成装置１００は、コストダウンを図るなどのために、一次転写専用の電源を省いた構成とされている。そのため、本実施例では、感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を静電的に一次転写するために、二次転写電源２１０を用いる。
【００２５】
ここで、中間転写ベルト５の張架ローラ５１〜５４が直接的に接地電位に接続されていると、二次転写電源２１０が二次転写ローラ７に電圧を印加した際に、張架ローラ５１〜５４側へ過度に電流が流れてしまうおそれがある。つまり、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧を印加しても、中間転写ベルト５を介して各画像形成部Ｓの各感光ドラム１へ十分に電流が流れないおそれがある。その結果、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との間に、感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を転写するための一次転写電界が十分に働かないおそれがある。そこで、一次転写専用の電源を省いた構成において、一次転写電界を働かせるためには、すべての張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に受動素子を接続して、張架ローラ５１〜５４へ過度に電流が流れるのを抑制することが望ましい。これにより、中間転写ベルト５の電位が高くなり、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との間に一次転写電界が働くようになる。
【００２６】
なお、中間転写ベルト５自体の電気抵抗を過度に高くしてしまうと、中間転写ベルト５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５を介して各感光ドラム１へ電流が流れにくくなるおそれがある。そのため、中間転写ベルト５が低抵抗の層を有していることが望ましい。本実施例では、中間転写ベルト５における電圧降下を抑制するために、中間転写ベルト５は、その基層の表面抵抗率が１０２Ω／□以上、１０８Ω／□以下となるように形成される。
【００２７】
次に、図２を参照して、感光ドラム１の電位と中間転写ベルト５の電位との差である一次転写コントラストについて説明する。図２に示すように、感光ドラム１は、帯電ローラ２によって帯電させられて、その表面電位が一様に所定の帯電電位（暗部電位）Ｖｄ（図２の例では−６７８Ｖ）とされる。また、帯電させられた感光ドラム１は、露光装置３によって露光されて、その表面電位が所定の露光部電位（明部電位）Ｖｌ（図２の例では−２４０Ｖ）とされる。帯電電位Ｖｄは、トナーが付着されない非画像部の電位であり、露光部電位Ｖｌは、感光ドラム上のトナーが付着される画像部の電位である。また、図２においてＶｉｔｂは中間転写ベルト５の電位を示す。
【００２８】
感光ドラム１の表面電位は、感光ドラム１の回転方向において露光装置３による露光位置の下流側かつ現像装置４による現像位置の上流側の位置で、感光ドラム１に近接して配置された電位検出手段としての電位センサー２０６（図４）により検出される。そして、感光ドラム１の表面電位は、電位センサー２０６の検出結果に基づいて、後述する制御部１５０によって制御される。つまり、電位センサー２０６は、感光ドラム１の表面の非画像部電位と画像部電位とを検出する。制御部１５０は、非画像部電位の検出結果に基づいて帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電電位を制御し、また画像部電位の検出結果に基づいて露光装置３の露光光量を制御する。これにより、感光ドラム１の表面電位は、画像部電位と非画像部電位の両方とも適正値に制御される。
【００２９】
上述のように制御される感光ドラム１の表面電位に対して、現像装置４に所定の現像バイアスＶｄｃ（図２の例ではＤＣ成分が−４６７Ｖ）が印加される。これにより、所定の極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが感光ドラム１側に移動させられる。感光ドラム１上の画像部電位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、−２４０（Ｖ）−（−４６７（Ｖ））＝２２７（Ｖ）となる。また、感光ドラム１上の画像部電位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、−２４０（Ｖ）−（−６７８（Ｖ））＝４３８（Ｖ）となる。そして、感光ドラム１上の画像部電位Ｖｌと中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂ（図２の例では３００Ｖ）との電位差である一次転写コントラストＶｔｒは、３００（Ｖ）−（−２４０（Ｖ））＝５４０（Ｖ）となる。
【００３０】
このように、本実施例では、一次転写時に、二次転写電源２１０により二次転写ローラ７に電圧が印加されると、電流が中間転写ベルト５を介して各感光ドラム１に流れ込む。そのため、各一次転写部Ｎ１に、一次転写専用の電源を有する構成と同様の電界の作用が働き、各感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を一次転写することができる。つまり、本実施例では、二次転写電源２１０によって中間転写ベルト５の周方向に電流が流されることによって、中間転写ベルト５が帯電し、一次転写部Ｎ１に電位が生成される。より詳細には、一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト５に正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）の所定の電位が生成される。この所定の電位は、感光ドラム１の電位に対して正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）側に高い。これにより、一次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト５と感光ドラム１との間の電位差（一次転写コントラスト）により形成される一次転写電界の作用で、感光ドラム１上の負極性に帯電したトナーが中間転写ベルト５上に移動して、一次転写が行われる。
【００３１】
また、本実施例では、二次転写時には、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧が印加されることによって、二次転写部Ｎ２に電位が生成される。より詳細には、二次転写部Ｎ２において二次転写ローラ７に正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）の所定の電位が生成される。この所定の電位は、中間転写ベルト５の電位に対して正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）側に高い。これにより、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７との間の電位差（二次転写コントラスト）により形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー像が記録材Ｐ上に移動して、二次転写が行われる。
【００３２】
４．ツェナーダイオードのＶＩ特性
一次転写専用の電源を省いた構成では、一次転写の成否は、中間転写ベルト５の電位と感光ドラム１の電位との電位差である一次転写コントラストによって決まる。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５の電位を一定に維持することが望ましい。そこで、本実施例では、張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に接続される受動素子として、定電圧素子であるツェナーダイオードを用いる。
【００３３】
図３は、ツェナーダイオードの電流電圧特性（ＩＶ特性）を示す。ツェナーダイオードは、ツェナー電圧（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有する。すなわち、ツェナーダイオードにかかる電圧がツェナー電圧以上の場合には、ツェナーダイオードの電圧降下はツェナー電圧で一定に維持される。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５の電位を一定に維持することができる。
【００３４】
本実施例では、すべての張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に、共通のツェナーダイオード９が接続される。そして、一次転写中は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲になるように、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧が印加される。これにより、一次転写中に、中間転写ベルト５の電位を一定に維持することができる。
【００３５】
なお、本実施例では、二次転写中は、二次転写電源２１０から、詳しくは後述するようにして制御される電圧が、二次転写ローラ７に印加される。この電圧は、上述のように中間転写ベルト５の電位を一定に維持（すなわち、ツェナーダイオードにかかる電圧をツェナー電圧以上に維持）するのに必要な電圧（以下「下限電圧」ともいう。）と同極性でかつ該下限電圧の絶対値よりも大きい絶対値の電圧となる。より詳細には、本実施例では、ジョブ（後述）が開始されると、一次転写部Ｎ１における一次転写が開始される前に、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７への、上記下限電圧の印加が開始される。その後、一次転写と二次転写とが重ならない期間では、この下限電圧が継続して印加される。そして、二次転写部Ｎ２における二次転写が開始される前に、上記下限電圧に所望の電圧分を上乗せするようにして、二次転写に必要な電圧の印加が開始される。これにより、二次転写中も中間転写ベルト５の電位は一定に維持されるので、二次転写と同時に一次転写を行うことができる。その後、二次転写部Ｎ２における二次転写が終了した後に、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７への電圧の印加は終了することができる。また、連続画形成中の二次転写部Ｎ２に記録材Ｐがない紙間（後述）では、上記二次転写に必要な電圧の印加を継続してもよいし、上記下限電圧に戻してもよい。典型的には、ジョブにおいて一次転写工程の開始時（より詳細には開始前の所定タイミング）から二次転写工程の終了時（より詳細には終了後の所定タイミング）までの間、二次転写ローラ７には下限電圧の絶対値以上の電圧が印加される。
【００３６】
本実施例では、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂは３００Ｖに設定される。そして、本実施例では、張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に、ツェナー電圧Ｖｂｒが２５Ｖのツェナーダイオード９が１２個直列に接続される。この場合、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上であると、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂは、各ツェナーダイオード９のツェナー電圧の合計である２５×１２＝３００Ｖで一定に維持される。なお、ツェナーダイオード９は、複数用いることに限定されるものではない。ツェナーダイオード９を１つだけ用いることもできる。また、中間転写ベルト５の表面電位は、３００Ｖにすることに限定されるものではない。使用するトナーの種類や感光ドラム１の特性に応じて適宜設定することが望ましい。
【００３７】
５．ツェナーダイオードに流れる電流の検出
本実施例では、画像形成装置１００は、ツェナーダイオード９を介して接地電位に流れ込む電流を検出するための電流検出手段として、張架ローラ流入電流検出回路（以下「流入電流計」ともいう。）２０５を有する。本実施例では、この流入電流計２０５を用いて、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲内か範囲外か（すなわち、ツェナー電圧以上の電圧かツェナー電圧未満の電圧か）が判断される。つまり、流入電流計２０５によって電流が検出されない場合（より詳細には所定の閾値以上の電流が検出されない場合）は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧未満であると判断される。一方、流入電流計２０５によって電流が検出される場合（より詳細には所定の閾値以上の電流が検出される場合）は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上であると判断される。
【００３８】
６．コントローラ
図４は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００の全体の制御を行うコントローラ（制御部、ＣＰＵ回路部）１５０を有する。コントローラ１５０は、演算処理部としてのＣＰＵ１５３、記憶部としてのＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２を内蔵する。コントローラ１５０には、二次転写部Ｎ２を流れる電流を検出するための電流検出手段として、転写電流検出回路（以下「転写電流計」ともいう。）２０４が接続されている。また、制御部１５０には、上述の流入電流計２０５が接続されている。また、制御部１５０には、上述の電位センサー２０６が接続されている。また、制御部１５０には、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気環境を検出するための環境検出手段として、画像形成装置内の温湿度を検出するための温湿度センサー２０７が接続されている。
【００３９】
コントローラ１５０には、転写電流計２０４、流入電流計２０５、電位センサー２０６、温湿度センサー２０７から検出結果に係る情報が入力される。コントローラ１５０では、ＣＰＵ１５３が、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに応じて、二次転写電源２１０、現像電源２０１、露光電源２０２、帯電電源２０３の制御を統括的に行う。後述する雰囲気環境や記録材Ｐの種類（本実施例では厚さ）に応じて一次転写電界や二次転写電界を制御するためのテーブルの情報は、ＲＯＭ１５１に格納されている。ＣＰＵ１５３は、このテーブルの情報を呼び出して制御に反映させる。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。
【００４０】
ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の画像出力動作（ジョブ）を行う。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の記録材Ｐに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｐに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写や二次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写や二次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｐに対して画像形成工程を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。
【００４１】
７．二次転写電界の制御
本実施例では、適正な二次転写電界を形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧がコントローラ１５０によって制御される。適正な二次転写電界は、雰囲気環境や記録材Ｐの種類（厚さ）によって変化する。そのため、本実施例では、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とよばれる調整工程が、コントローラ１５０によって非画像形成時（より詳細には二次転写工程前の非二次転写時）に実行される。
【００４２】
ＡＴＶＣは、概略、次のような制御である。二次転写部Ｎ２に記録材Ｐがないときに、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧（調整電圧）を印加して、そのときの電圧値と電流値の情報を取得する。そして、その情報に基づいて二次転写時の二次転写電圧の目標値を求める。
【００４３】
ＡＴＶＣは、ジョブごとに前回転工程においてそのジョブにおける二次転写電圧の目標電圧値を決定するために行うことができる。ただし、これに限定されるものではなく、ＡＴＶＣは、複数回のジョブごとに、前回転工程において行うことができる。また、前回転工程に限らず、前多回転工程、紙間工程、後回転工程など、非画像形成時であれば、適宜のタイミングで行うことができる。
【００４４】
本実施例では、転写電流計２０４は、二次転写電源２１０が二次転写ローラ７に直流電圧を印加した際に二次転写ローラ７に流れる直流電流値を検知することができる。また、本実施例では、二次転写電源２１０は、コントローラ１５０の制御により設定される電圧値の定電圧を出力できるように構成されている。コントローラ１５０は、二次転写電源２１０の出力の設定値と、その設定値の電圧を出力している際の転写電流計２０４の検出結果とから、電圧値と電流値の情報を取得することができる。
【００４５】
具体的には、本実施例では、ＡＴＶＣでは、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に定電圧制御された複数の調整電圧を印加する。そして、調整電圧が印加された際に二次転写部Ｎ２を流れる電流を、転写電流計２０４で測定する。これによって、電圧と電流との相関関係を算出することができる。また、算出した電流と電圧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（以下、単に「目標電流」ともいう。）Ｉｔを流すための二次転写目標電圧（以下、単に「目標電圧」ともいう。）Ｖ１を算出することができる。目標電流Ｉｔは、表１のテーブルに基づいて設定される。
【００４６】
【表１】
2016143009.tif 000003
【００４７】
表１は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルである。このテーブルは、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ３）に応じて、目標電流Ｉｔを設定し分けるものである。水分量が増大すると、目標電流Ｉｔが減少する。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、コントローラ１５０によって算出される。なお、本実施例では、絶対水分量を用いたが、これに限定されるものではない。絶対水分量の代わりに相対湿度を用いることもできる。
【００４８】
そして、本実施例では、上述の目標電圧Ｖ１に、記録材Ｐが分担する記録材分担電圧Ｖ２が加算された値の二次転写電圧が、二次転写時に二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される。記録材分担電圧Ｖ２は、表２のテーブルに基づいて設定される。
【００４９】
【表２】
2016143009.tif 000004
【００５０】
表２は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルである。このテーブルは、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ３）と記録材Ｐの坪量（ｇ／ｍ２）とに応じて、記録材分担電圧Ｖ２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Ｖ２は増える。また、絶対水分量が増えると、記録材分担電圧Ｖ２は減る。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Ｖ２は大きい。なお、坪量とは、単位面積あたりの重さ（ｇ／ｍ２）を示す単位で、記録材Ｐの厚さを示す値として一般的に用いられる。坪量の情報は、画像形成装置１００に設けられた操作部からユーザーなどの操作者によって入力されたり、記録材Ｐを収容する収容部に付帯された入力手段によって入力されたりする。これらの情報に基づいてコントローラ１５０は記録材Ｐの坪量を判断する。
【００５１】
調整工程（ＡＴＶＣ）で決定された目標電流Ｉｔを流すための目標電圧Ｖ１に、記録材分担電圧Ｖ２が加算された電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が、調整工程に続く二次転写工程で定電圧制御される二次転写設定電圧Ｖｔとして設定される。これにより、雰囲気環境と記録材Ｐの種類（厚さ）に応じて、適正な二次転写電界を形成するための電圧値が設定される。また、二次転写中は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Ｐの幅が変わっても二次転写が安定した状態で行われる。
【００５２】
このように、本実施例では、適正な二次転写コントラストを形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更される。例えば、絶対水分量が９（ｇ／ｍ３）の場合に、坪量が６４（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷してから、坪量が１５０（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷する場合には、記録材分担電圧Ｖ２は８００Ｖから９５０Ｖへ変更される（表２）。あるいは、絶対水分量が９（ｇ／ｍ３）の場合に、坪量が６４（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷するという条件は同じであっても、ＡＴＶＣで決定される目標電流Ｉｔ（３０μＡ）を流すための目標電圧Ｖ１が変化する場合がある（表１）。二次転写ローラ７の電気抵抗が、雰囲気環境や使用状況（経時変化）などにより変化した場合などである。あるいは、坪量が６４（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷するという条件は同じであっても、絶対水分量が９（ｇ／ｍ３）の場合と、絶対水分量が０．８（ｇ／ｍ３）の場合とでは、目標電流Ｉｔも、記録材分担電圧Ｖ２も変更される（表１、表２）。
【００５３】
ここで、一次転写専用の電源を省いた構成では、一次転写コントラストは、二次転写電源２１０を用いて形成される。そのため、適正な二次転写コントラストを形成するために二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更されると、二次転写と同時に一次転写を行う場合、一次転写コントラストが変わってしまうおそれがある。その結果、適正な一次転写コントラストを形成することができずに、一次転写不良を引き起こすおそれがある。しかし、本実施例では、二次転写と同時に一次転写を行う場合であってもツェナーダイオード９の電圧降下がツェナー電圧以上で維持される範囲で、適正な二次転写コントラストを形成するための二次転写設定電圧の変更が行われるようになっている。これにより、適正な二次転写コントラストを形成するために二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更されても、一次転写コントラストが変化してしまうことが抑制される。そのため、適正な一次転写コントラストを形成することができる。
【００５４】
８．一次転写電界の制御
本実施例では、一次転写コントラストを調整する場合には、中間転写ベルト５の表面電位Ｖｉｔｂではなく、感光ドラム１の表面電位Ｖｄ、Ｖｌを変化させる。また、感光ドラム１の表面電位Ｖｄ、Ｖｌの変更に応じて、所望の現像コントラストＶｃｏｎｔ、バックコントラストＶｂａｃｋが得られるように、適宜現像バイアスＶｄｃを変化させる。つまり、例えば図２に示す電位関係において一次転写コントラストＶｔｒを大きくするように画像部電位Ｖｌをマイナス側に変更する場合を考える。この場合、概略、図２に示す電位関係を保持するようにして、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌをマイナス側へオフセットさせるような制御を行う。逆に、一次転写コントラストを小さくする場合は、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌをプラス側へオフセットさせる。このとき、上述のように、中間転写ベルト５の表面電位Ｖｉｔｂは、ツェナーダイオード９によって一定に維持される。
【００５５】
一次転写コントラストは、表３に示すようなテーブルに基づいて設定される。
【００５６】
【表３】
2016143009.tif 000005
【００５７】
表３は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルであ。このテーブルは、一次転写コントラストを、画像形成部Ｓ（色）と画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気環境に応じて設定し分けるものである。
【００５８】
ここで、感光ドラム１の表面電位に応じて、感光ドラム１に流れ込む電流が変わる。しかし、本実施例では、ツェナーダイオード９の電圧降下がツェナー電圧以上で維持される範囲で、感光ドラム１の画像部電位Ｖｌを制御するようになっている。
【００５９】
例えば、絶対水分量が９（ｇ／ｍ３）の場合に、坪量が６４（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷してから、坪量が１５０（ｇ／ｍ２）の記録材Ｐに片面印刷した場合について説明する。この場合、記録材分担電圧Ｖ２は８００Ｖから９５０Ｖへ変更されるので、二次転写設定電圧Ｖｔが変わる（表２）。一方、記録材Ｐの種類（厚さ）は一次転写には関係しないので、適正な一次転写コントラストは変わらない。
【００６０】
この場合、適正な二次転写コントラストを形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧（二次転写設定電圧Ｖｔ）が変更される。しかし、この変更は、二次転写と同時に一次転写を行う場合であってもツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上になる範囲で行われる。そのため、中間転写ベルト５の電位は３００Ｖで一定に保持される。また、この場合、静電像形成手段の静電像形成条件を変更することなく、静電像形成手段の静電像形成条件は維持される。その結果、各画像形成部Ｓにおける一次転写コントラストは、適正な値５８０Ｖ、５４０Ｖ、５４０Ｖ、４９０Ｖで維持される。
【００６１】
このように、各画像形成部Ｓに対する一次転写コントラストの環境テーブルを設定しておき、各環境によって一次転写コントラストを切り替える制御をすることで、各環境及び各色ごとに必要な一次転写コントラストを得ることができる。また、例えば現像装置４内の現像剤や中間転写ベルト５の繰り返し使用による必要な一次転写コントラストの変化に対しては、使用量と相関する値として例えば画像出力枚数に応じて一次転写コントラストの環境テーブルを切り替える制御をすることができる。これにより、繰り返し使用による変化にも対応して、必要な一次転写コントラストを得ることができる。
【００６２】
９．下限電圧Ｖ０の決定方法
本実施例では、上述のように、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲内か範囲外かを判断するために、流入電流計２０５が設けられている。そして、本実施例では、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０は、次のようにして決定される。
【００６３】
まず、コントローラ１５０は、すべての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面を所定の非画像部電位Ｖｄに帯電させる。そして、コントローラ１５０は、すべての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの非画像部電位Ｖｄの領域が中間転写ベルト５に接触している状態で、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に複数の異なる電圧を切り替えて印加させる。そして、各電圧が印加されている際にツェナーダイオード９へ流れ込む電流を流入電流計２０５で検出させる。
【００６４】
図５は、下限電圧Ｖ０の決定動作において二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧とツェナーダイオード９へ流れ込む電流との関係を示す。図５に示すように、電圧Ｖａ、Ｖｂを印加した際にツェナーダイオード９へ流れ込む電流量Ｉａ、Ｉｂが検出される。そして、コントローラ１５０は、この電流電圧特性を線形補間することで、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０を決定することができる。
【００６５】
この下限電圧の決定動作は、ジョブごとに前回転工程においてそのジョブにおける下限電圧Ｖ０を決定するために行うことができる。また、下限電圧の決定動作における非画像部電位Ｖｄは、雰囲気環境などに応じてそのジョブの画像形成工程に対して設定される非画像部電位Ｖｄとすることが好ましい。ただし、これに限定されるものではなく、下限電圧Ｖ０の決定動作は、複数回のジョブごとに、前回転工程において行うことができる。また、前回転工程に限らず、前多回転工程、紙間工程、後回転工程など、非画像形成時であれば、適宜のタイミングで行うことができる。
【００６６】
１０．下限電圧Ｖ０の補正方法
本実施例では、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０を画像比率に応じて補正する。
【００６７】
図６は、ベタ画像とベタ白画像をそれぞれ形成する場合の、二次転写ローラ７への印加電圧とツェナーダイオード９に流れ込む電流との関係を示す。ベタ画像は、最高濃度レベルとの画像であり、ベタ白画像は最低濃度レベルの画像（トナーを載せない部分）である。ここでは、すべての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの画像形成領域（トナー像を形成可能な領域）の全域をベタ画像の電位、又はベタ白画像の電位とした。そして、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の上記各電位の部分が中間転写ベルト５に接触している状態で、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加する電圧とツェナーダイオード９へ流れ込む電流との関係を調べた。
【００６８】
ベタ画像の場合、感光ドラム１の表面電位が非画像部電位Ｖｄから画像部電位Ｖｌに変わるため、感光ドラム１の表面と中間転写ベルト５との間の電位差が小さくなる。そのため、中間転写ベルト５から感光ドラム１に流れ込む電流は相対的に少なくなり、ツェナーダイオード９に流れ込む電流は相対的多くなる。そのため、ベタ画像の場合、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０は、ベタ白画像の場合よりも小さくなる。同様に、ベタ画像とベタ白画像との間の濃度の画像の場合は、下限電圧Ｖ０はこれら両場合の間となる。このように、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０は、形成する画像の画像比率で変動する。
【００６９】
本実施例では、上述のように、感光ドラム１の表面を非画像部電位Ｖｄに帯電させた状態、すなわち、ベタ白画像の電位の条件下で下限電圧Ｖ０を決定している。この場合、画像形成装置１００において特定の画像の印刷が高い頻度で行われる場合、特に画像比率の高い画像の印刷が高い頻度で行われる場合には、下限電圧Ｖ０が実際に必要とされる電圧よりも高めに設定されていることになる。その結果、二次転写ローラ７の通電による劣化を加速化させていることになる。
【００７０】
そこで、本実施例では、下限電圧Ｖ０を、感光ドラム１に形成される画像の画像比率に応じて補正する。本実施例では、各色の画像比率は、ビデオカウント値に基づいて求める。ここで、ビデオカウント値とは、入力された画像データを変換した後のＹＭＣＫ画像データにおける１画素毎の濃度レベル（０〜２５５レベル）を画像サイズの画素分積算した値を指す。そして、画像サイズのすべての画素について、すべての色が最高濃度レベルである場合のビデオカウント値に対する割合を画像比率とする。本実施例では、ビデオカウント値は、コントローラ１５０が、ＲＧＢ画像データを変換することで取得する。そして、本実施例では、画像比率は、取得手段としてのコントローラ１５０が、画像サイズ（例えばＡ４サイズ）を搬送方向に対して２分割し、各分割領域ごとに算出する。そして、調整手段としてのコントローラ１５０が、算出した画像比率に応じて、下限電圧Ｖ０の補正の要否を判断する。本実施例では、コントローラ１５０は、形成される画像のすべての分割領域の画像比率が５０％を超える場合に下限電圧Ｖ０の絶対値を小さくするように補正し、いずれかの分割領域の画像比率が５０％以下の場合には下限電圧Ｖ０の補正は行わない（表４）。
【００７１】
【表４】
2016143009.tif 000006
【００７２】
ここで、下限電圧Ｖ０の補正量は、予め雰囲気環境ごとに求められてテーブルとしてＲＯＭ１５１に記憶されている。この下限電圧Ｖ０の補正量は、一次転写中にツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲となり中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持できる範囲で設定されている。また、雰囲気環境の絶対水分量が大きくなるほど、下限電圧Ｖ０の絶対値は小さく設定されるので、下限電圧Ｖ０の補正量も雰囲気環境の絶対水分量が大きくなるほど小さくなるように設定されている。
【００７３】
なお、本実施例では、画像サイズを搬送方向で複数に分割して各分割領域の画像比率を求め、それに応じて下限電圧Ｖ０の補正の要否を判断した。これにより、画像サイズの搬送方向において画像が偏って形成されている場合などにも、より確実に一次転写中に中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持することができる。画像サイズを分割数は、２個に限定されるものではなく、より大きい分割数であってもよい。また、一次転写中に中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持できるのであれば、画像サイズの全体の画像比率を求め、それに応じて下限電圧Ｖ０の補正の要否を判断してもよい。また、本実施例では、下限電圧Ｖ０を補正する場合は所定の補正量だけ補正するようにしたが、画像比率に応じて連続的に補正量を変更してもよい。
【００７４】
図７は、本実施例における下限電圧Ｖ０の補正動作を含むジョブの動作の流れの概略を示すフローチャート図である。まず、コントローラ１５０は、ユーザーなど操作者などの指示によりジョブが開始されると（Ｓ１）、前回転工程において上述のようにして下限電圧Ｖ０を決定する（Ｓ２）。また、コントローラ１５０は、前回転工程において上述のようにして二次転写に必要な二次転写設定電圧（Ｖ１＋Ｖ２）を決定する（Ｓ３）。次に、コントローラ１５０は、形成する画像の画像比率を求め（Ｓ４）、上述のようにして下限電圧Ｖ０の補正の要否を判断する（Ｓ５）。Ｓ５において下限電圧Ｖ０の補正が必要ないと判断した場合、コントローラ１５０は、Ｓ２において設定された下限電圧Ｖ０で画像形成を開始させる（Ｓ７）。一方、Ｓ５において下限電圧Ｖ０の補正が必要と判断した場合、コントローラ１５０は下限電圧Ｖ０の絶対値を小さくするように設定して（Ｓ６）、その設定された下限電圧Ｖ０で画像形成動作を開始させる（Ｓ７）。そして、コントローラ１５０は、ジョブの指定された画像出力枚数に達するまでＳ４〜Ｓ７の処理を繰り返し（Ｓ８）、指定された画像出力枚数に達したら画像形成動作を終了させる（Ｓ９）。
【００７５】
ここで、本実施例では、設定された下限電圧Ｖ０（補正、未補正を含む。）は、１つの画像を形成するジョブでは、その画像の一次転写工程の開始時から少なくともその画像の一次転写工程の終了時まで維持される。また、複数の画像を連続して形成するジョブでは、設定された下限電圧Ｖ０は、一の画像の一次転写工程の開始から次の画像の一次転写工程の開始時まで維持される。ジョブの最後の画像については、その画像の一次転写工程の開始時から少なくともその画像の一次転写工程の終了時まで維持される。上記一次転写工程の開始時とは、本実施例では最上流の画像形成部Ｓでの一次転写工程の開始時（より詳細には開始前の所定タイミング）である。また、上記一次転写工程の終了時とは、本実施例では最下流の画像形成部Ｓでの一次転写工程の終了時（より詳細には終了後の所定タイミング）である。また、１つの画像を形成するジョブでは、設定された下限電圧Ｖ０をその画像の二次転写工程の終了時（より詳細には終了後の所定タイミング）まで維持してもよい。同様に、複数の画像を形成するジョブでは、最後の画像について設定された下限電圧Ｖ０は、最後の画像の二次転写の終了時（より詳細には終了前の所定タイミング）まで維持してもよい。なお、ジョブにおいて二次転写を一次転写と同時に行う際には、前述のように下限電圧Ｖ０に上乗せされるようにして、下限電圧Ｖ０よりも絶対値が大きい電圧が印加される。
【００７６】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、感光体１に接触して一次転写部Ｎ１を形成し一次転写部Ｎ１で感光体１からトナー像が一次転写される中間転写体５を有する。また、画像形成装置１００は、中間転写体５に接触して二次転写部Ｎ２を形成し中間転写体５から記録材Ｐにトナー像を二次転写させる転写部材７と、転写部材７に電圧を印加する電源２１０と、を有する。また、画像形成装置１００は、中間転写体５と接地電位との間に接続された定電圧素子９を有する。この画像形成装置１００は、電源２１０から転写部材７に電圧を印加することで、一次転写部Ｎ１に一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、二次転写部Ｎ２に二次転写のための二次転写電界を形成するようになっている。そして、この画像形成装置１００は、感光体１に形成されるトナー像の画像比率に関する情報を取得する取得手段を有する。また、この画像形成装置１００は、一次転写の実行時であって二次転写が実行されていない時に電源２１０から転写部材７に印加する電圧を、取得手段によって取得された情報に基づいて調整する調整手段を有する。本実施例では、コントローラ１５０が、取得手段、調整手段の機能を有する。また、本実施例では、調整手段は、上記情報による画像比率が第１の画像比率の場合よりも、第１の画像比率よりも高い第２の画像比率の場合の方が、上記期間に電源２１０から転写部材７に印加する電圧の絶対値が小さくなるように調整を行う。このとき、調整手段は、定電圧素子９に所定値以上の電流が流れて中間転写体５の電位が一定に維持される範囲で調整を行う。
【００７７】
以上、本実施例によれば、一次転写専用の電源を省いた構成において、画像比率に応じて中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０を補正する。これにより、二次転写ローラ７の通電による劣化を抑制して、二次転写ローラ７の長寿命化を図ることが可能となる。
【００７８】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置と同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７９】
本実施例では、同一の画像を連続して形成する場合に、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０を、流入電流計２０５の検出結果に応じて補正する。
【００８０】
図８は、一例として、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のＡ４サイズの２次色ベタ画像を連続して形成する際のタイミングチャート図である。なお、本実施例では、ジョブの前回転工程において、そのジョブにおける下限電圧Ｖ０、二次転写設定電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が決定され、その設定値で画像形成が開始される。また、ここではマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の２次色ベタ画像を形成するが、すべての画像形成部Ｓで感光ドラム１の非画像部電位Ｖｄへの帯電処理は行われ、すべての画像形成部Ｓで感光ドラム１と中間転写ベルト５とは接触している。図８において、ｔ１〜ｔ１５は、それぞれ次のタイミングを示す。
ｔ１：画像（１枚目）の先端が第１の画像形成部ＳＹの一次転写部Ｎ１Ｙを通過するタイミング
ｔ２：第２の画像形成部ＳＭで一次転写（１枚目）が開始されるタイミング
ｔ３：第３の画像形成部ＳＣで一次転写（１枚目）が開始されるタイミング
ｔ４：第２の画像形成部ＳＭで一次転写（１枚目）が終了し、かつ、記録材Ｐ（１枚目）の先端が二次転写部Ｎ２を通過するタイミング
ｔ５：画像（１枚目）の二次転写が開始され、かつ、画像（２枚目）の先端が第１の画像形成部ＳＹの一次転写部Ｎ１Ｙを通過するタイミング
ｔ６：第３の画像形成部ＳＣで一次転写（１枚目）が終了し、かつ、第２の画像形成部ＳＭで一次転写（２枚目）が開始されるタイミング
ｔ７：画像（１枚目）の後端が第４の画像形成部ＳＫの一次転写部Ｎ１Ｋを通過し、かつ、第３の画像形成部ＳＣで一次転写（２枚目）が開始されるタイミング
ｔ８：画像（１枚目）の二次転写が終了するタイミング
ｔ９：記録材Ｐ（１枚目）の後端が二次転写部Ｎ２を通過するタイミング
ｔ１０：記録材Ｐ（２枚目）の先端が二次転写部Ｎ２を通過するタイミング
ｔ１１：画像（２枚目）の二次転写が開始されるタイミング
ｔ１２：第３の画像形成部ＳＣで一次転写（２枚目）が終了するタイミング
ｔ１３：画像（２枚目）の後端が第４の画像形成部ＳＫの一次転写部Ｎ１Ｋを通過するタイミング
ｔ１４：画像（２枚目）の二次転写が終了するタイミング
ｔ１５：記録材Ｐ（２枚目）の後端が二次転写部Ｎ２を通過するタイミング
【００８１】
図８に示すように、ｔ２〜ｔ６間とｔ６〜ｔ１２間では、第２、第３の画像形成部ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｍ、１Ｃの表面が非画像部電位Ｖｄから画像部電位Ｖｌに変わるため、ツェナーダイオード９へ流れる電流値が増加する。また、ｔ４〜ｔ５間、ｔ８〜ｔ９間、ｔ１０〜ｔ１１間、ｔ１４〜ｔ１５間は、記録材Ｐの余白部に対応するため、ツェナーダイオード９へ流れる電流値が増加する。
【００８２】
つまり、１枚目の画像の一次転写時（最上流の一次転写部での一次転写の開始時から最下流の一次転写部Ｎ１での一次転写の終了時までの間）にツェナーダイオード９に流れる電流が変動する。この電流の変動のうち最小の電流が、当該画像の一次転写のために中間転写ベルト５をツェナー電圧で一定に維持するのに必要となる電流といえる。そのため、この画像と同じ画像を連続して形成する場合に、上記最小の電流より大きい電流は、その画像の一次転写のためには必要な電流よりも余分に供給されていることになる。その結果、二次転写ローラ７の通電による劣化を加速化させていることになる。
【００８３】
そこで、本実施例では、同一の画像を連続で形成する場合、１枚目の画像の一次転写を行っている時にツェナーダイオード９へ流れ込む電流の変動を流入電流計２０５で検出する。そして、その情報に応じて、２枚目以降の画像の一次転写を行っているが二次転写を行っていない時（二次転写部Ｎ２における紙間時）に二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加する電圧（下限電圧Ｖ０）を補正する。このとき、本実施例では、上記検出した流入電流の変動のうち最も絶対値の小さい流入電流が得られるように二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加する電圧を補正する。これにより、当初設定された下限電圧Ｖ０よりも絶対値の小さい電圧が印加されることになる。
【００８４】
図９は、図８に示したシーケンスにおいて、ｔ９〜ｔ１０間に二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加する電圧を補正した場合のタイミングチャート図である。
【００８５】
このように、本実施例では、定電圧素子９に流れる電流を検出する電流検出手段２０５を有する。そして、調整手段としてのコントローラ１５０は、同一の画像を複数の記録材Ｐに連続して形成する際に、複数の記録材Ｐのうち最初の記録材Ｐに転写されるトナー像の一次転写の実行時の電流検出手段２０５の検出結果に基づいて、次の調整を行う。つまり、複数の記録材Ｐのうち２つ目以降の記録材Ｐに転写されるトナー像の一次転写の実行時であって二次転写を実行していない期間に電源から転写部材７に印加する電圧を調整する。
【００８６】
以上、本実施例によれば、一次転写専用の電源を省いた構成において、同一の画像を連続して形成する場合に、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂをツェナー電圧で一定に維持するために必要な下限電圧Ｖ０を、流入電流計２０５の検出結果に応じて補正する。これにより、二次転写ローラ７の通電による劣化を抑制して、二次転写ローラ７の長寿命化を図ることが可能となる。
【００８７】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００８８】
上述の実施例では、複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。従来、１個の感光体に順次複数色のトナー像を形成すると共に、そのトナー像を中間転写体に順次に一次転写した後に記録材に二次転写する、いわゆる、１ドラム型の画像形成装置が知られている。本発明は、このような構成の画像形成装置にも適用することができ、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
また、上述の実施例では、転写工程（一次転写工程、二次転写工程）時に二次転写電源は二次転写部材に定電圧制御された電圧を印加するものとして説明したが、これに限定されるものではない。中間転写体の電位を一定に維持するように所定の電流を供給するように定電流制御された電圧を印加してもよい。この場合、上述の実施例に即して言えば、転写電流計により検出された電流値が所定の電流値となるように二次転写電源の出力の設定値を変化させることで、二次転写電源から二次転写部材に所定の電流を供給する電圧を印加することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１        感光ドラム
５        中間転写ベルト
７        二次転写ローラ
１５０    制御部１５０
２１０    二次転写電源
【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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