(57)【要約】【課題】  本発明は、転写電圧が影響を受けることなく定着ニップ部に定着電界を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  ＣＰＵ200ａは、ヒータ23により加熱される定着フィルム21と定着ニップ部Ｎを形成し、熱溶融したトナー像を記録材Ｐに加圧する加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆと、二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔとが等しくなるように直流電源31と二次転写電源18とを制御することを特徴とする。【選択図】      図４
2017191118.tif 000002
【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、
前記像担持体と転写ニップ部を形成し、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段に第一の直流電圧を印加する第一の直流電圧印加手段と、
前記転写手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
前記定着手段に設けられ、加熱手段により加熱される加熱回転体と、
前記加熱回転体と定着ニップ部を形成し、熱溶融したトナー像を記録材に加圧する加圧回転体と、
前記加圧回転体に第二の直流電圧を印加する第二の直流電圧印加手段と、
前記第一、第二の直流電圧印加手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧と、前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧とが等しくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一、第二の直流電圧は、同極性であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、一枚の記録材が前記転写ニップ部と、前記定着ニップ部との両方に同時に挟持されるタイミングにおいて、前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧と、前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧とが等しくなるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置が設置される雰囲気の湿度を検知する湿度検知手段を有し、
前記湿度検知手段により検知された湿度が所定の閾値以上である場合には、
前記制御手段は、
前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧と、前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧とが等しくなるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体と転写ニップ部を形成し、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段に第一の直流電圧を印加する第一の直流電圧印加手段と、
前記転写手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
前記定着手段に設けられ、加熱手段により加熱される加熱回転体と、
前記加熱回転体と定着ニップ部を形成し、熱溶融したトナー像を記録材に加圧する加圧回転体と、
前記加圧回転体に第二の直流電圧を印加する第二の直流電圧印加手段と、
前記第一、第二の直流電圧印加手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧が前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧よりも大きく出力される場合には、前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧が前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧以下となるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【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プリンタ、複写機、ファクシミリ装置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は、感光体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で感光体上に静電潜像を形成する。その後、帯電したトナーで静電潜像を現像して可視化する。このようにして現像されたトナー像を直接、または中間転写体を介して記録材に転写する転写装置と、転写されたトナー像を記録材上に定着する定着装置とを備えたものが主流となっている。
【０００３】
記録材への転写は、金属製の芯金上に導電性ゴムからなる弾性層を形成した回転体からなる転写ローラに転写バイアス電源によりトナー像の帯電極性と逆極性の電圧を印加する。そして、転写ローラと対向する感光体や中間転写体との間で形成される転写ニップ部で記録材への転写がなされる。転写ローラに印加する電圧は、特許文献１に示すような転写ローラの電気抵抗値や画像形成装置が置かれる環境条件や記録材の種類に応じて適切な転写電流値が印加されるように出力値が制御される。
【０００４】
定着装置は、未定着トナー像が形成された記録材を、互いに圧接して回転する定着回転体対からなる定着ニップ部を通過させることにより記録材上に永久画像として定着させる、いわゆる熱ローラ方式の定着装置が広く用いられている。定着回転体対を形成する一方の加熱回転体は、加熱手段により未定着トナー像を溶融する温度にまで昇温する。この加熱回転体の表面に接触しながら回転する加圧回転体が設けられる。加熱回転体と加圧回転体とにより形成される定着ニップ部を未定着トナー像が形成された記録材が通過することで加熱及び加圧されて未定着トナー像が熱溶融し、記録材に熱定着される。
【０００５】
ここで熱ローラ方式の定着装置においては、熱容量の大きな加熱定着部材を加熱して昇温させるため多大な電力と加熱時間を必要とする。これに対して、省エネルギー性やオンデマンド性（クイックスタート性）への需要にこたえるため、特許文献２に示すように加熱定着部材として薄肉の定着フィルムを用いたフィルム加熱方式の定着装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２６４２７８号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置では、トナー像のオフセット現象が発生する場合がある。オフセット現象は、定着時に記録材上のトナー像の一部が加熱回転体側に付着して取り去られる現象である。オフセット現象を抑制するために、例えば、定着回転体対が帯電しないように少なくとも一方の回転体に電圧を印加してトナー像を記録材上に保持する向きの電界を定着ニップ部に形成することが行われている。そのうちの多くは、未定着トナー像と接しない加圧回転体を導電化し、加圧回転体表面を除電する構成が用いられている。
【０００８】
定着ニップ部に定着電界を形成するために加圧回転体に電圧を印加する。すると、感光体上や中間転写体上のトナー像を記録材上に転写する転写電圧と、定着ニップ部に定着電界を形成するために加圧回転体に印加する電圧とに電位差が生じる場合がある。この電位差により転写電圧が影響を受ける。
【０００９】
例えば、画像形成装置が置かれる雰囲気環境が高温高湿であり、これにより使用される紙等の記録材が吸湿して電気抵抗値が低くなる。更に、画像形成装置の小型化が進んで、記録材の搬送経路上の転写ニップ部と定着ニップ部とが近接されている場合、高温高湿で低抵抗化した記録材が転写ニップ部と定着ニップ部の両方に亘って挟持される場合がある。この状態で加圧ローラに印加される直流電圧と、転写ローラに印加される直流電圧とに電位差があると、その差電圧に応じた電流が加圧ローラ側や転写ローラ側に流れ込んで、転写電圧不足による転写不良や転写電圧過剰による過剰転写が発生する場合がある。
【００１０】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、転写電圧が影響を受けることなく定着ニップ部に定着電界を形成することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と転写ニップ部を形成し、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段に第一の直流電圧を印加する第一の直流電圧印加手段と、前記転写手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、前記定着手段に設けられ、加熱手段により加熱される加熱回転体と、前記加熱回転体と定着ニップ部を形成し、熱溶融したトナー像を記録材に加圧する加圧回転体と、前記加圧回転体に第二の直流電圧を印加する第二の直流電圧印加手段と、前記第一、第二の直流電圧印加手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記加圧回転体に印加する前記第二の直流電圧と、前記転写手段に印加する前記第一の直流電圧とが等しくなるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、転写電圧が影響を受けることなく定着ニップ部に定着電界を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に設けられる定着装置を記録材の搬送方向から見た正面説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置に設けられる定着装置の構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の画像形成動作を説明するフローチャートである。
【図５】二次転写ローラに印加される二次転写電圧により記録材を介して中間転写ベルトに流れ込む二次転写電流と転写効率との関係を示す図である。
【図６】（ａ）は、二次転写ローラに印加される二次転写電圧により記録材を介して中間転写ベルトに流れ込む二次転写電流の一例を示す図である。（ｂ）は、通紙モードと雰囲気環境に含まれる水分量によって転写効率が最大となる二次転写電流を流すために二次転写ローラに印加する二次転写電圧の一例を示す図である。（ｃ）は、通紙モードと雰囲気環境に含まれる水分量によって加圧ローラに印加する直流電圧の一例を示す図である。
【図７】（ａ）は、比較例において、通紙モードと雰囲気環境に含まれる水分量と形成する画像によって発生する再転写を確認した結果を示す図である。（ｂ）は、本実施形態において、通紙モードと雰囲気環境に含まれる水分量と形成する画像によって再転写の発生が確認できなかった結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。先ず、図１〜図３を用いて画像形成装置100と、定着装置20の構成について説明する。
【００１５】
＜画像形成装置＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図１に示す画像形成装置100は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの各色の画像形成プロセス手段が一体的に設けられたプロセスカートリッジ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂｋが着脱可能に設けられている。尚、以下、説明の都合上、プロセスカートリッジ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂｋを代表して単にプロセスカートリッジ８を用いて説明する場合もある。他の画像形成プロセス手段についても同様である。本実施形態の画像形成装置100は、四色のトナーを用いたカラーの電子写真方式を用いてフルカラーのトナー像を記録材Ｐに形成するカラー画像形成装置の一例である。
【００１６】
本実施形態では、第１ステーションをイエローＹ、第２ステーションをマゼンタＭ、第３ステーションをシアンＣ、第４ステーションをブラックＢｋとして構成している。各ステーションは、トナーＴの色が違うこと以外は同じ構成となっている。各ステーションの画像形成部となる各プロセスカートリッジ８には、像担持体である回転ドラム型の電子写真感光ドラム（以下、「感光ドラム」という）１を有している。
【００１７】
更に、各プロセスカートリッジ８は、各感光ドラム１の周囲に設けられた帯電手段としての帯電ローラ２と、現像手段としての現像ユニット３とを有する。更に、各プロセスカートリッジ８は、感光ドラム１の表面上の転写残トナーを清掃して回収するクリーニング手段としてのクリーニングブレード４を有して構成される。現像ユニット３に設けられる現像剤容器内には、現像剤としてのトナーＴが収容されている。
【００１８】
感光ドラム１の表面上への静電潜像の形成は、像露光手段としてレーザ光を多面鏡によって走査させるレーザスキャナユニット７により画像信号に基づいて変調された走査ビーム19を感光ドラム１の表面上に照射することでなされる。
【００１９】
各感光ドラム１の表面に対向して当接し、図１の矢印ａ方向に回転する中間転写体となる中間転写ベルト10が設けられている。中間転写ベルト10は、二次転写対向ローラ12、駆動ローラ13及びテンションローラ14により適切なテンションにて回転可能に張架支持されている。本実施形態の中間転写ベルト10は、トナー像を担持する像担持体として構成される。
【００２０】
中間転写ベルト10を張架する二次転写対向ローラ12に対向して中間転写ベルト10を介在して転写手段となる二次転写ローラ17が当接されている。本実施形態の二次転写ローラ17（転写手段）は、中間転写ベルト10（像担持体）と二次転写ニップ部15（転写ニップ部）を形成し、中間転写ベルト10の外周面上（像担持体上）のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００２１】
二次転写ニップ部15の記録材Ｐの搬送方向下流には、二次転写ローラ17（転写手段）により記録材Ｐに転写されたトナー像を熱定着する定着手段となる定着装置20が設けられている。定着装置20には、図３に示すように、加熱手段となるヒータ23により加熱される加熱回転体となる定着フィルム21が設けられている。更に、定着装置20には、該定着フィルム21（加熱回転体）と定着ニップ部Ｎを形成し、熱溶融したトナー像を記録材Ｐに加圧する加圧回転体となる加圧ローラ22が設けられている。
【００２２】
本実施形態の画像形成装置100は、図１に示すパーソナルコンピュータ、イメージリーダ、ファクシミリ装置等の外部ホスト装置400から送られた画像信号に基づいて画像形成動作を実行する。外部ホスト装置400から画像形成装置100に設けられた制御プロセッサモジュール（ＣＰＭ；Control Processor Module）を含む制御回路部200に電気的な画像信号が入力される。そして、入力された画像信号に基づいてシート状の記録材Ｐに画像形成を実行する。
【００２３】
制御回路部200は、外部ホスト装置400や操作部300との間で各種の電気的情報の授受をする。これと同時に、画像形成装置100の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。画像形成装置100の画像形成動作は、制御回路部200によって制御される。
【００２４】
本実施形態の画像形成装置100は、画像形成装置100が設置される雰囲気環境下の温度及び湿度を検知する環境検知センサ50（湿度検知手段）を有している。該環境検知センサ50により検知された温湿度に応じて画像形成装置100の各画像形成プロセス条件の制御がなされる。本実施形態において検証に用いた画像形成装置100の動作速度（以下、「プロセススピード」という）は、１９６ｍｍ／ｓｅｃである。また、先行する記録材Ｐと、その直後に後続する記録材Ｐとが成す記録材間隔は、４０ｍｍである。また、本実施形態の画像形成装置100では、Ａ４サイズの記録材Ｐを縦方向（短手方向が搬送方向）に約３５枚／ｍｉｎで画像形成を実行することができる。
【００２５】
＜画像形成動作＞
画像形成装置100の画像形成動作がスタートすると、各感光ドラム１や中間転写ベルト10等は、所定のプロセススピード（１９６ｍｍ／ｓｅｃ）で、図１に示す各矢印方向に回転駆動を開始する。図１の時計回り方向に回転駆動される感光ドラム１Ｙは、図示しない帯電バイアス電源から帯電ローラ２Ｙに帯電バイアス電圧が印加されることにより表面が一様に負極性に帯電される。続いて、レーザスキャナユニット７から出射された画像情報に応じた走査ビーム19Ｙが一様に帯電された感光ドラム１の表面に照射される。これにより感光ドラム１Ｙの表面上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２６】
現像ユニット３Ｙ内のイエローＹ色のトナーＴＹは、現像剤塗布ブレード５Ｙによって負極性に帯電され、現像剤担持体となる現像スリーブ６Ｙの表面に供給されて塗布される。現像スリーブ６Ｙには、図示しない現像バイアス電源より現像バイアス電圧が印加される。これにより感光ドラム１Ｙの表面上に形成された静電潜像が現像スリーブ６Ｙに対向する位置に到達すると、現像スリーブ６Ｙの表面に担持された負極性のトナーＴＹが感光ドラム１Ｙの表面上の静電潜像に供給されてトナー像として可視化される。
【００２７】
これにより感光ドラム１Ｙの表面上に第１色目（本実施形態ではイエローＹ）のトナー像が形成される。尚、第２〜第４ステーションについてもトナーＴの色が異なる以外は、前述した第１ステーションにおける画像形成動作と同様であるため重複する説明は省略する。
【００２８】
図１に示す駆動ローラ13を図１の反時計回り方向に回転駆動することにより中間転写ベルト10は感光ドラム１に対して図１の矢印ａ方向で示す順方向に略同速度で移動する。一次転写手段としての一次転写ローラ11Ｙは、中間転写ベルト10を介して感光ドラム１Ｙの表面に所定の圧力で付勢されている。これにより中間転写ベルト10の外周面と感光ドラム１Ｙの表面との間に一次転写ニップ部９Ｙが形成される。
【００２９】
中間転写ベルト10の搬送方向における各色の一次転写ニップ部９間の距離に応じたタイミングでレーザスキャナユニット７から出射される各色毎の走査ビーム19を一様に帯電された各感光ドラム１の表面上に露光する。これにより各感光ドラム１の表面上に静電潜像を形成する。そして、現像ユニット３から各色のトナーＴが各感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に供給されて各色のトナー像が形成される。
【００３０】
その後、各一次転写ローラ11に直流電圧印加手段としての一次転写電源16から負極性に帯電しているトナーＴと逆極性の正極性の直流電圧を印加する。これにより中間転写ベルト10の搬送方向上流側から順に中間転写ベルト10の外周面上に各色のトナー像を転写し、中間転写ベルト10の外周面上に多重トナー像を形成する。
【００３１】
本実施形態の一次転写ローラ11は、外径が５ｍｍの快削鋼材であるＳＵＭ材（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）を芯金とし、その外周に肉厚が４ｍｍの発泡性弾性層を被覆形成した外径が１３ｍｍで構成される。一次転写ローラ11は、正極性の１５００Ｖの直流電圧を印加した状態で約１×１０６Ωの電気抵抗を有する。尚、一次転写ローラ11の電気抵抗は、１×１０３Ω〜１×１０７Ωの範囲であれば良好な画像形成を行うことができる。
【００３２】
一方、レーザスキャナユニット７から出射される走査ビーム19を感光ドラム１の表面上に照射して露光することにより静電潜像を形成するタイミングに合わせて給送カセット51内に収容された記録材Ｐは、給送ローラ52により繰り出される。その後、図示しない分離手段により分離されて一枚ずつ分離給送され、一旦停止しているレジストローラ53のニップ部に先端部が突き当てられて斜行が矯正される。
【００３３】
その後、中間転写ベルト10の外周面上に形成されたトナー像の移動に同期して所定のタイミングでレジストローラ53が回転駆動を開始する。記録材Ｐは、レジストローラ53により挟持搬送されて中間転写ベルト10の外周面と二次転写手段としての二次転写ローラ17とで形成される二次転写ニップ部15へ搬送される。
【００３４】
その後、第一の直流電圧印加手段としての二次転写電源18により二次転写ローラ17（転写手段）に負極性に帯電しているトナーＴと逆極性となる正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）を印加する。これにより中間転写ベルト10の外周面上に担持された四色の多重トナー像は、二次転写ニップ部15において記録材Ｐ上に一括して二次転写される。
【００３５】
二次転写ローラ17は、外径が８ｍｍの快削鋼材であるＳＵＭ材（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）を芯金とし、その外周に肉厚が４ｍｍの発泡性弾性層を被覆形成した外径が１６ｍｍで構成される。二次転写ローラ17は、正極性の１５００Ｖの直流電圧を印加した状態で約１×１０８Ωの電気抵抗を有する。尚、二次転写ローラ17の電気抵抗は、１×１０７Ω〜１×１０９Ωの範囲であれば良好な画像形成を行うことができる。
【００３６】
中間転写ベルト10を介在して二次転写ローラ17に対向する二次転写対向ローラ12は、外径が１６ｍｍのアルミニウムを芯金とし、その外周に肉厚が１ｍｍのエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を被覆した外径が１８ｍｍで構成される。芯金の外周に被覆されるエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）は、カーボンを導電剤として分散し、正極性の１５００Ｖの直流電圧を印加した状態で約１×１０５Ωの電気抵抗を有する。
【００３７】
駆動ローラ13は、外径が２５ｍｍのアルミニウムを芯金とし、その外周に肉厚が０．１５ｍｍのシリコーンゴムを被覆した外径が２５．３ｍｍで構成される。芯金の外周に被覆されるシリコーンゴムは、カーボンを導電剤として分散し、正極性の１０００Ｖの直流電圧を印加した状態で約１×１０５Ωの電気抵抗を有する。張架部材としてのテンションローラ14は、外径が２４ｍｍのアルミニウムの金属棒を用いて、片側が４９Ｎで、総圧が９８Ｎ（＝４９Ｎ×２）のテンションを中間転写ベルト10に付与している。
【００３８】
中間転写ベルト10の外周面上に形成されたトナー像が記録材Ｐに転写された後、各感光ドラム１の表面に残った残留トナーは、各クリーニングブレード４によって掻き取られて除去される。また、記録材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト10の外周面上に残った残留トナーは、クリーニング手段となるクリーニングブレード41によって掻き取られて除去される。クリーニングブレード41によって除去されたトナーは、廃トナー回収容器42へと回収される。
【００３９】
＜転写制御＞
次に、図１、図５及び図６（ａ），（ｂ）を用いて、各一次転写ローラ11による一次転写制御及び二次転写ローラ17による二次転写制御について説明する。各転写工程において、各一次転写ローラ11及び二次転写ローラ17に印加する転写電圧の制御は、一次転写及び二次転写で同様の制御であるので合せて説明する。
【００４０】
各感光ドラム１の表面上から中間転写ベルト10の外周面上へのトナー像の一次転写は、各一次転写ローラ11から中間転写ベルト10を介して感光ドラム１の表面上のトナー像に電流を流すことでトナー像の転写がなされる。また、中間転写ベルト10の外周面上から記録材Ｐへのトナー像の二次転写は、二次転写ローラ17から記録材Ｐを介して中間転写ベルト10及び二次転写対向ローラ12に電流を流すことでトナー像の転写がなされる。
【００４１】
以下、説明の都合上、一次転写ローラ11及び二次転写ローラ17を単に「転写ローラ」を用いて説明する場合もある。各転写ローラに印加する転写電圧は、非転写時に転写ローラに任意の電流を流すのに必要となる電圧から各転写ニップ部のインピーダンスを検出し、トナー像を転写するのに必要とされる電流を流すのに必要な転写電圧を決定する。このような転写電圧制御を以下、「ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）」という。
【００４２】
通常は、非転写時となる画像形成前の前回転時に前記ＡＴＶＣを実施する。これは、中間転写ベルト10や各転写ローラの電気抵抗値の製造時のばらつきがある。或いは、画像形成装置100が置かれる環境条件（温湿度）による中間転写ベルト10や各転写ローラの電気抵抗値の変動がある。或いは、耐久による中間転写ベルト10や各転写ローラの電気抵抗値の変動等の中間転写ベルト10や各転写ローラの電気抵抗値の変動がある。
【００４３】
また、画像形成装置100が置かれる環境条件（温湿度）の水蒸気量（水分量）によって変わる記録材Ｐの電気抵抗値の変動がある。これらの変動要因があっても、転写に必要な転写電流を流すのに必要となる転写電圧を転写ローラに印加することで、常に良好な画像を得ることを目的としている。この一連の制御は、制御回路部200に設けられた制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）200ａにより制御される。
【００４４】
制御回路部200は、図１に示すＣＰＵ200ａと、記憶手段となるＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）200ｂと、ＲＡＭ（Randam AccessMemory；ランダムアクセスメモリ）200ｃとを有する。ＣＰＵ200ａは、画像形成装置100全体の動作を制御する。
【００４５】
ＲＯＭ200ｂには、画像形成装置100に組み込まれたコンピュータシステム（ハードウェア）を制御するためのファームウェア（Firmware）プログラムが記憶されている。更に、ＲＯＭ200ｂには、コンピュータシステムの電源を入れたときにオペレーティングシステムを起動するまでの処理を行って該ファームウェアプログラムを制御するためのブート（boot）プログラムが記憶されている。これらのプログラムはＣＰＵ200ａによって使用される。ＲＡＭ200ｃは、ＣＰＵ200ａの作業領域やデータの一時記憶領域である。
【００４６】
記録材Ｐの環境条件（温湿度）による電気抵抗値の変化は、画像形成装置100が置かれる雰囲気環境に含まれる水蒸気量により変わる。このため画像形成装置100に設けられた環境検知センサ50により検知される温湿度から記録材Ｐの電気抵抗値を推測し、記録材Ｐの電気抵抗値に適した転写電流値が設定される。このため例えば、図６（ａ）に例示した二次転写電流Ｉのように、薄紙、普通紙、厚紙、光沢紙等の紙種に応じて異なる二次転写電流Ｉが設定される。
【００４７】
図５は、図１の二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔにより記録材Ｐを介して中間転写ベルト10に流れ込む二次転写電流Ｉと転写効率との関係を示す図である。図６（ａ）は、図１の二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔにより記録材Ｐを介して中間転写ベルト10に流れ込む二次転写電流Ｉの一例を示す図である。
【００４８】
図５の縦軸で示す転写効率は、図５の横軸で示す二次転写電流Ｉが少ない場合は、中間転写ベルト10の外周面上のトナー像を記録材Ｐ上に転写するための二次転写電流Ｉが不足するため転写不良となる。逆に、図５の横軸で示す二次転写電流Ｉが多い場合は、中間転写ベルト10の外周面上から記録材Ｐ上に転写されたトナー像の一部の帯電極性が反転（負極性から正極性になる）してしまう。
【００４９】
これにより記録材Ｐ上に転写されたトナー像が再び記録材Ｐから中間転写ベルト10の外周面上に再転写してしまい転写過剰による転写不良となる。トナー像の帯電極性の反転は、現像ユニット３の現像剤容器内で負極性に帯電したトナーＴからなるトナー像に過剰な正極性の転写電流が流入することで生じている現象である。
【００５０】
画像形成装置100で広く使われている転写ローラによる転写でも本実施形態の中間転写ベルト10の外周面上のトナー像を記録材Ｐ上に転写する二次転写と同様に転写電圧が制御される。即ち、図５に示す二次転写電流ＩＬと二次転写電流ＩＨとの間で示す転写効率が最大となる転写電流値となるようにＡＴＶＣにより転写ローラに印加する転写電圧を制御している。
【００５１】
次に図６（ｂ）を用いて、二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔの設定について説明する。二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔは、図５に示す二次転写電流ＩＬと二次転写電流ＩＨとの間で示される転写効率が最大となる二次転写電流Ｉが流れるように設定される。図６（ｂ）は、二次転写電源18（第一の直流電圧印加手段）から二次転写ローラ17（転写手段）に印加する二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）の一例を示す図である。二次転写電圧Ｖｔは、通紙モードと雰囲気環境に含まれる水分量によって転写効率が最大となる二次転写電流Ｉを流すように設定される。
【００５２】
前述したように、中間転写ベルト10や二次転写ローラ17の電気抵抗は、幾つかの要因により変わる。このため二次転写に必要な電流を流すために二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔは変わる。即ち、中間転写ベルト10や二次転写ローラ17の電気抵抗が低くなる場合は、二次転写に必要な電流を流すために二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔを小さくなるように制御する。逆に、中間転写ベルト10や二次転写ローラ17の電気抵抗が高くなる場合は、二次転写に必要な電流を流すために二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔを大きくなるように制御する。
【００５３】
そのため図６（ｂ）に示すように、各通紙モードで必要とする二次転写電流Ｉを流すために二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔは、ある任意の一定値にはならず、一定の範囲を設けて設定される。環境検知センサ50により検知した温湿度から雰囲気環境に含まれる水分量が検知され、これにより中間転写ベルト10や二次転写ローラ17や記録材Ｐの電気抵抗値が推測される。これに基づいて二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔは、図６（ｂ）に示すように、ある範囲をもって設定される。
【００５４】
画像形成装置100が設置される雰囲気環境に含まれる水分量により中間転写ベルト10や二次転写ローラ17や記録材Ｐの電気抵抗値が推測される。更に、その他の電気抵抗値の変動要因が加味される。これにより二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔが図６（ｂ）に示すように画像形成装置100が設置される雰囲気環境の温湿度により、ある範囲をもって分けられる。図６（ｂ）に示すように、二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔを制御することで、常に安定した二次転写となるように制御している。
【００５５】
＜定着装置＞
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態の画像形成装置100に設けられる定着手段としての定着装置20の構成について説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置に設けられる定着装置の構成を示す記録材Ｐの搬送方向から見た正面説明図である。図３は、本発明に係る画像形成装置に設けられる定着装置の構成を示す断面説明図である。
【００５６】
図３に示すように、本実施形態の定着装置20は、省エネルギー性とウォームアップ時間の短縮が図れる熱容量の小さい薄肉の定着フィルム21を用いたフィルム加熱方式で構成される。定着装置20は、内周面がヒータ23に接触して回転可能な可撓性を有する加熱回転体である定着フィルム21と、定着フィルム21と対向して定着ニップ部Ｎを形成する加圧手段としての加圧回転体である加圧ローラ22を有する。
【００５７】
加熱手段であるヒータ23は、支持部材であるヒータホルダ24に固定支持され、通電により発熱する発熱抵抗層23ｂを有している。ヒータホルダ24は、液晶ポリマー（ＬＣＰ；Liquid Crystal Polymer）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Poly Phenylene Sulfide）等の高耐熱性樹脂が適用出来る。
【００５８】
更に、ヒータホルダ24は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly Ether Ether Ketone）等の高耐熱性樹脂が適用出来る。更に、これらの樹脂とガラス繊維、金属、セラミックス等からなる複合材料から成る。本実施形態のヒータホルダ24は、液晶ポリマー（ＬＣＰ；Liquid Crystal Polymer）にガラス繊維を混合させたものを用いた。
【００５９】
定着フィルム21がヒータホルダ24の周囲を回転可能な状態で保持する支持部材として、図２に示すように、定着フィルム21の長手方向両端部が摺動可能に当接する一対のフランジ部材25を有している。フランジ部材25もヒータホルダ24と同じく高耐熱性樹脂や複合材料から形成される。本実施形態のフランジ部材25は、液晶ポリマー（ＬＣＰ；Liquid Crystal Polymer）を用いた。
【００６０】
加圧ローラ22と、定着フィルム21を介在したヒータホルダ24とによって定着ニップ部Ｎを確実に形成するために、ヒータホルダ24の長手方向における撓みを防止する役割を担った補強部材として金属スティ26を備えている。金属スティ26は、剛性が求められるため鉄やステンレス（ＳＵＳ）等を断面が半楕円状としたものを用いている。
【００６１】
定着フィルム21は、熱容量を小さくしてクィックスタート性を高める。このために膜厚を１００μｍ以下、好ましくは、４０μｍ以上、且つ７０μｍ以下としたポリイミド（ＰＩ；Poly Imide）やポリアミドイミド（ＰＡＩ；Poly Amide Imide）が樹脂基層として適用出来る。更に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly Ether Ether Ketone）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ；Poly Ether Sulfone）が樹脂基層として適用出来る。更に、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Poly Phenylene Sulfide）等が樹脂基層として適用出来る。
【００６２】
定着フィルム21は、これらの樹脂基層や、膜厚を１５μｍ以上、且つ５０μｍ以下としたステンレス（ＳＵＳ）等の金属基層の上に、表層として離型性に優れるフッ素樹脂からなる離型層を形成した複合層フィルムである。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Tetrafluoroetylene- Perfluoroalkylvinylether Copolymer；ＰＦＡ）が適用出来る。更に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；Poly Tetra Fluoro Ethylene）が適用出来る。更に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）が適用出来る。
【００６３】
定着フィルム21には、基層と離型層との間にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴムからなる弾性層を形成したものを用いることもある。本実施形態の定着フィルム21は、内径が１８ｍｍ、膜厚が６０μｍのポリイミド（ＰＩ；Poly Imide）を基層にしている。離型層は、電気的絶縁性を有するフッ素樹脂を使用した。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）をチューブ状に押し出し成型したものを基層に被覆して用いた。
【００６４】
ヒータ23は、図３に示すように、耐熱性や絶縁性を有する基板23ａとしてアルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。この基板23ａ上に発熱抵抗層23ｂを形成して加熱体としている。発熱抵抗層23ｂの上には、電気絶縁性の確保及び、定着フィルム21の内周面との摺動性を確保することを目的としたオーバーコート層23ｃが形成される。
【００６５】
本実施形態のヒータ23は、基板23ａとして定着フィルム21の回転方向の幅が７ｍｍ、基板23ａの長手方向の長さが２７０ｍｍ、厚さが１ｍｍのアルミナ製の基板を使用した。更に、基板23ａに、発熱抵抗層23ｂとして銀とパラジウムの混合体からなる抵抗ペーストを定着フィルム21の回転方向の幅が１ｍｍで塗工、焼成し、常温での電気抵抗値が１３．３Ωとして形成した。オーバーコート層23ｃは、厚みが約５０μｍの耐熱性ガラスにて形成した。
【００６６】
また、定着フィルム21の内周面には、該内周面と、ヒータ23との間の摺動性の確保のためにフッ素樹脂からなる摺動性グリスを適量塗布している。また、ヒータ23には温度を検知する温度検知手段としてサーミスタ27が当接されている。サーミスタ27は、ヒータ23の裏面（定着フィルム21に対面する側とは反対の面）で定着ニップ部Ｎを記録材Ｐが通過する領域内に設けられている。
【００６７】
制御回路部200からの信号に応じてヒータ23の発熱抵抗層23ｂへの通電制御がなされる。ヒータ23が制御不可能となり異常昇温した場合には、発熱抵抗層23ｂへの通電をオフとし安全を確保する安全素子28も設置されている。安全素子28としては、温度ヒューズやサーモスイッチ等のサーモプロテクターがヒータ23の通電回路に直列に挿入される構成で、確実な安全性の確保を担っている。
【００６８】
加圧ローラ22は、金属製の芯金22ａと、該芯金22ａの外周上に設けられる弾性層22ｂと、該弾性層22ｂの外周上に最外層として設けられる離型層22ｃとを有して構成される。加圧ローラ22は、ヒータ23と対向する部分において該ヒータ23との間に定着フィルム21を挟んで圧接する。これにより定着フィルム21の外周面との間に記録材Ｐの搬送方向に所定幅を有する定着ニップ部Ｎを形成する。
【００６９】
加圧ローラ22の回転軸となる芯金22ａには、駆動ギア30が設けられている。駆動ギア30は、図示しない駆動伝達手段を介してＣＰＵ200ａにより駆動制御される駆動源となる図示しないモータにより回転駆動される。加圧ローラ22は、図３の反時計回り方向に回転駆動することで、定着フィルム21の外周面との間の摩擦力により該定着フィルム21を図３の時計回り方向に従動回転させる。
【００７０】
本実施形態の加圧ローラ22は、外径が１３ｍｍの快削鋼材（ＳＵＭ材等）に防錆加工を施しものを芯金22ａとした。また、導電性のシリコーンゴム（体積抵抗率が１×１０６Ω・ｃｍ）を３．５ｍｍの肉厚で型内注型により成型したものを弾性層22ｂとした。また、最表層である離型層22ｃには、離型性に優れるフッ素樹脂を使用した。
【００７１】
このようなフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Tetrafluoroetylene- Perfluoroalkylvinylether Copolymer；ＰＦＡ）を使用した。これは、カーボンを微量分散した導電性を有し、表面抵抗が１×１０１０Ω／□である。更に、これを約５０μｍの膜厚でチューブ状に押出成型したものを弾性層22ｂの外周に被覆している。これにより加圧ローラ22は、全体の外径が約２０ｍｍ、硬度は、５５°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ；１ｋｇ荷重）のものを用いている。
【００７２】
本実施形態では、表面抵抗が１×１０１０Ω／□の導電性ＰＦＡチューブを用いた。定着ニップ部Ｎの電界形成、及び離型性の観点から離型層22ｃは、表面抵抗が１×１０８Ω／□〜１×１０１２Ω／□の範囲の導電性ＰＦＡチューブが好適である。ただし、画像形成装置100やトナーＴの特性を考慮して、離型層22ｃは、１×１０８Ω／□未満の表面抵抗を選択しても良い。また、特開２００８−２２２９４２号公報で開示されている、導電性微粒子を含まない形態のＰＦＡチューブを採用しても良い。
【００７３】
加圧ローラ22は、長手方向両端部に設けられた一対の加圧バネ29の付勢力によりフランジ部材25、金属スティ26、ヒータホルダ24、ヒータ23を介して定着フィルム21に対して総圧が１５６．８Ｎの力で押圧される。これにより加圧ローラ22と定着フィルム21の外周面との間に定着ニップ部Ｎを形成している。
【００７４】
本実施形態では、定着フィルム21、ヒータ23、ヒータホルダ24、金属スティ26等からなる加熱回転部材32全体を熱ローラ方式に比べて低熱容量にすることができ、定着装置20のクイックスタートが可能になっている。定着装置20に設けられる定着入口ガイド54は、図１に示す二次転写ニップ部15から分離搬送された記録材Ｐを定着装置20の定着ニップ部Ｎに案内搬送する。
【００７５】
＜定着温度制御＞
次に、定着装置20の定着温度制御について説明する。図３に示すヒータ23は、図示しない給電電極に交流電圧が印加されることで発熱抵抗層23ｂが急速昇温する。これによりヒータ23全体が昇温する。ヒータ23の昇温状態は、サーミスタ27により検知され、該サーミスタ27の出力は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換されて図１に示す制御回路部200のＣＰＵ200ａに送られる。サーミスタ27により検知されたヒータ23の温度情報に基づいてＣＰＵ200ａは、発熱抵抗層23ｂに通電される交流電圧の位相制御や周波数制御等により供給電力を制御する。これによりヒータ23は、所望の定着温度制御がなされる。
【００７６】
図１に示すように、画像形成装置100は、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置400から画像形成信号を受けると、ＣＰＵ200ａの制御によりヒータ23が昇温を開始する。これと略同時に加圧ローラ22が回転駆動され、定着フィルム21も加圧ローラ22と等速で従動回転する。
【００７７】
この状態でサーミスタ27が検知した温度が定着実行可能な定着温度になるタイミングと合わせて、前述した電子写真プロセスによってトナー像を形成する。その後、未定着トナー像を記録材Ｐに転写する。そして、未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、定着入口ガイド54に案内されて定着装置20の定着ニップ部Ｎに搬送される。定着実行可能な定着温度としては、例えば、記録材Ｐとして、Ａ４サイズで坪量が７０ｇ／ｍ２の普通紙を用いる場合は、サーミスタ27の検知温度が２００℃〜１８５℃となるように発熱抵抗層23ｂへの通電制御がなされる。
【００７８】
サーミスタ27の検知温度（定着温度）が２００℃〜１８５℃の範囲で一定の値でないのは以下の理由によるものである。図２及び図３に示すように、フィルム方式の定着装置20を構成する各部材は、クィックスタートを実現するために、可能な限り低熱容量の部材で構成されている。このため連続した定着動作を実行するに従い各部材が昇温する。このため定着動作の実行に伴って定着過多の状態となってしまうことがある。そこで、加熱定着を実行した記録材Ｐの枚数に応じて段階的に定着温度を下げる等の制御をしている。
【００７９】
また、同様の目的で加熱定着を実行開始するときのサーミスタ27の検知温度に応じて、検知温度が高ければ定着装置20は加熱された状態であると判断して定着温度を低く設定制御する。また、反対に加熱定着を実行開始するときのサーミスタ27の検知温度が低ければ定着装置20は冷えていると判断して定着温度を高く設定制御する。例えば、特開平０７−２４８７００号公報に開示されている定着温度制御を採用しても良い。
【００８０】
＜オフセット現象＞
次に、オフセット現象について説明する。未定着トナー像を担持した記録材Ｐが定着装置20の定着フィルム21（加熱回転体）と加圧ローラ22（加圧回転体）との定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。オフセット現象は、その熱定着時に記録材Ｐ上のトナー像の一部が定着フィルム21の外周面に付着して取り去られる現象である。
【００８１】
このようなオフセット現象では、定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ上の未定着トナー像が定着フィルム21の外周面上に転移する。その転移したトナーＴが定着フィルム21が一周回転して再度、定着ニップ部Ｎに戻って記録材Ｐ上に転移する。その後、熱定着されてしまい画像不良として顕在化するものである。
【００８２】
オフセット現象が発生する要因は幾つかあり、定着不足によるものと、過剰定着によるものと、静電気によるものがある。定着不足は、定着温度が低いために発生し、トナー像が十分に熱溶融できずに定着フィルム21の外周面に転移してしまうものである。一方、過剰定着は、定着温度が高いために発生し、トナー像の粘度が低すぎる状態となって定着フィルム21の外周面に転移してしまうものである。
【００８３】
また、静電気によるオフセット現象は、定着フィルム21の外周面が負極性のトナーＴと反極性（正極性）に帯電することで負極性に帯電しているトナー像を定着フィルム21の外周面に引き寄せてしまうものがある。更には、加圧ローラ22の表面が負極性のトナーＴと同極性に帯電することで記録材Ｐ上からトナー像を反発させてしまうものがある。
【００８４】
それぞれのオフセット現象対策として、定着不足、過剰定着が要因である場合は、定着温度や加圧力の適正化により常に確実な定着性を得られるようにしている。一方、静電気が要因である場合は、定着フィルム21と加圧ローラ22のそれぞれの表面が帯電しないようにし、更には、オフセット現象が発生しない表面電位になるように定着フィルム21と加圧ローラ22との間の定着ニップ部Ｎの電界を制御する。特に、定着フィルム21と加圧ローラ22のそれぞれの表面の帯電を抑える手段としては、導電性が付与された導電性フッ素樹脂を定着フィルム21や加圧ローラ22の表層として用いている。
【００８５】
本実施形態では、加圧ローラ22の表面となる離型層22ｃを導電性ＰＦＡチューブで構成する。更に、第二の直流電圧印加手段となる直流電源31により加圧ローラ22（加圧回転体）の芯金22ａに負極性のトナーＴと逆極性の正極性の第二の直流電圧Ｖｆを印加することで定着ニップ部Ｎに静電気によるオフセット現象を抑制する定着電界を形成する。これにより静電気によるオフセット現象が発生しない定着電界を形成することでトナー像が記録材Ｐに保持される。
【００８６】
＜定着電界を形成する電圧制御＞
次に、図２、図３及び図６（ｃ）を用いて加圧ローラ22の芯金22ａに負極性のトナーＴと逆極性の正極性の直流電圧Ｖｆを印加することで定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する電圧制御について説明する。図６（ｃ）は、通紙モードと画像形成装置100が置かれた雰囲気環境に含まれる水分量によって加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆの一例を示す図である。
【００８７】
オフセット現象を抑制するために定着フィルム21の外周面と加圧ローラ22の表面との間に形成される定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する。このとき、図６（ｃ）に示すように、直流電源31から加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆの制御も通紙モードや画像形成装置100が置かれた雰囲気環境に含まれる水分量に応じて変える。これは、図６（ｂ）に示す二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔの制御と同様である。
【００８８】
図２及び図３に示すように、加圧ローラ22の導電性を有する芯金22ａの端部には、第二の直流電圧印加手段としての直流電源31から直流電圧Ｖｆが印加される。直流電圧Ｖｆは、図６（ｃ）に示すように、通紙モードと、環境検知センサ50により検知した温湿度から推定される雰囲気環境に含まれる水分量とからなる条件により適宜設定される。直流電源31により加圧ローラ22の芯金22ａに印加する直流電圧Ｖｆにより定着ニップ部Ｎに定着電界が形成される。
【００８９】
図６（ｃ）に示すように、画像形成装置100が置かれた雰囲気環境の水分量が少ない場合は、記録材Ｐの電気抵抗が高く、定着フィルム21や加圧ローラ22の表層が記録材Ｐとの摺擦で帯電し易い。このため定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22の芯金22ａに印加する直流電圧Ｖｆを大きくすることで静電気によるオフセット現象を抑制することができる。
【００９０】
一方、画像形成装置100が置かれた雰囲気環境の水分量が多い場合は、記録材Ｐの電気抵抗値が低い。この場合は、オフセット現象も発生し難くなる。このため定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22の芯金22ａに印加する直流電圧Ｖｆを小さく設定している。図６（ｃ）で示した水分量の範囲の不連続の範囲の水分量は、線形補間により制御している。
【００９１】
本実施形態では、画像形成装置100の小型化に伴い図１に示す二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとは、記録材Ｐの搬送経路上で約７０ｍｍの距離を有して配置されている。このため記録材Ｐが二次転写ニップ部15と定着ニップ部Ｎの両方に同時に挟持される場合もある。二次転写ニップ部15で中間転写ベルト10の外周面上のトナー像が転写された記録材Ｐは、該中間転写ベルト10から分離され、定着手段としての定着装置20の定着ニップ部Ｎに導入される。
【００９２】
そして、未定着トナー像を担持した記録材Ｐが図３の時計回り方向に回転する定着フィルム21の外周面と、図３の反時計回り方向に回転する加圧ローラ22とにより挟持搬送される。その過程において加熱及び加圧されてトナー像が熱溶融して記録材Ｐに熱定着される。その後、搬送ローラ55により挟持搬送されて排出ローラ33により排出トレイ34上に排出される。
【００９３】
＜再転写＞
次に、図１を用いて再転写について説明する。図１に示すように、直流電源31から加圧ローラ22の芯金22ａに正極性の直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）が印加される。これにより定着ニップ部Ｎに定着電界が形成される。一方、二次転写工程において、二次転写電源18から二次転写ローラ17に正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）が印加される。
【００９４】
その際に記録材Ｐの搬送方向下流側の一部が定着ニップ部Ｎに挟持され、該記録材Ｐの搬送方向上流側の一部が二次転写ニップ部15に挟持されている場合がある。その場合は、加圧ローラ22と二次転写ローラ17とから同じ記録材Ｐに対して同極性（正極性）の直流電圧がそれぞれ印加されている。
【００９５】
直流電源31から加圧ローラ22の芯金22ａに正極性の直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）が印加される。一方、二次転写電源18から二次転写ローラ17に正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）が印加される。このとき、直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）と二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）との間に電位差が存在する場合がある。
【００９６】
例えば、直流電源31から加圧ローラ22の芯金22ａに印加される直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）の方が二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）よりも大きい場合がある。その場合には、両者の電位差に応じた直流電流が二次転写ローラ17に流れ込み二次転写電流Ｉに重畳される。これにより二次転写電流Ｉが過剰となって過剰転写が発生する。
【００９７】
このような直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）と二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）との電圧干渉により生じる過剰転写現象である再転写を回避する制御について以下に説明する。本実施形態では、制御手段となるＣＰＵ200ａにより二次転写電源18（第一の直流電圧印加手段）と、直流電源31（第二の直流電圧印加手段）とを制御する。
【００９８】
ＣＰＵ200ａ（制御手段）は、一枚の記録材Ｐが二次転写ニップ部15（転写ニップ部）と、定着ニップ部Ｎとの両方に同時に挟持されるタイミングにおいて以下の制御を行う。二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）と、第二の直流電圧Ｖｆとが等しくなるように制御する。二次転写電圧Ｖｔは、二次転写電源18から二次転写ローラ17（転写手段）に印加される正極性の直流電圧からなる。一方、第二の直流電圧Ｖｆは、直流電源31から加圧ローラ22（加圧回転体）に印加される正極性の直流電圧である。第二の直流電圧Ｖｆは、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する。このとき、二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）と、第二の直流電圧Ｖｆとは同極性（正極性）である。
【００９９】
＜比較例＞
先ず、図７（ａ）を用いて、比較例で発生する再転写を確認した結果について説明する。比較例は、二次転写電圧Ｖｔと、直流電圧Ｖｆとをそれぞれ独立して制御したものである。図７（ａ）は、比較例において、通紙モードと、雰囲気環境に含まれる水分量と、形成する画像によって発生する再転写を確認した結果を示す図である。再転写の確認に用いた記録材Ｐは、図７（ａ）に示すそれぞれの通紙モードでキヤノンマーケティングジャパン株式会社製の以下の用紙を用いた。
【０１００】
薄紙モードでは、Ａ４サイズで坪量が６０（ｇ／ｍ２）の「ＧＦ−６００（商品名）」を用いた。普通紙モードでは、Ａ４サイズで坪量が６８（ｇ／ｍ２）の「ＣＳ−６８０（商品名）」を用いた。厚紙モードでは、Ａ４サイズで坪量が１０４（ｇ／ｍ２）の「ＧＦ−Ｃ１０４（商品名）」を用いた。光沢紙モードでは、Ａ４サイズで坪量が１５７（ｇ／ｍ２）の「ミラーコートプラチナ１５７（商品名）」を用いた。
【０１０１】
再転写を確認した環境条件は、図７（ａ）に示すように、画像形成装置100が置かれた雰囲気環境の温度が１５℃、湿度が１０％で水分量が１．０６（ｇ／ｍ３）と少ない低温低湿環境で確認した。更に、一般的なオフィス環境として温度が２６℃、湿度が６０％で、水分量が１２．８（ｇ／ｍ３）の常温常湿環境で確認した。更に、温度が３０℃、湿度が８０％で水分量が２０．４（ｇ／ｍ３）と多い高温高湿環境の三種類の環境条件で確認した。
【０１０２】
また、記録材Ｐは、前記三種類の環境条件下で４８時間放置し、十分に吸湿したものを用いた。画像形成装置100により形成した画像は、再転写が識別し易い、印字率が２５％と印字率が５０％の全面ハーフトーン画像と、ISO/IEC 19752で定められた印字率が４％のテキスト画像で確認した。
【０１０３】
図７（ａ）に示す「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」は、再転写の官能評価であり、「Ａ」は再転写が発生していない、「Ｂ」は再転写は発生しているが視認できないため問題ないレベル、「Ｃ」は問題となるレベルで再転写が発生したとして分類している。図７（ａ）に示すように、再転写による転写不良は、環境条件としては、水分量が２０．４（ｇ／ｍ３）と多い高温高湿環境で発生し易い。また、通紙モードの紙種としては、画像の視認性が高まる厚紙や光沢紙で発生し易い。また、画像としては印字率の高い画像が形成される場合に発生し易い。
【０１０４】
図７（ａ）に示す再転写が発生した条件での定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆと、二次転写電圧Ｖｔとの関係を図６（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。再転写は、図６（ｂ）に示す二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔよりも図６（ｃ）に示す加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆが高くなる条件で発生する。二次転写電圧Ｖｔと直流電圧Ｖｆとの差電圧により発生する直流電流が記録材Ｐを介して二次転写ローラ17に流れ込み二次転写電流Ｉに重畳される。これにより二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔが過剰となって再転写が発生する。
【０１０５】
画像形成装置100の小型化に伴い、二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとが近接した位置に配置される。これにより水分量が多い高温高湿環境で吸湿した記録材Ｐが二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの両方に同時に挟持される場合がある。記録材Ｐの搬送経路上の二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの距離が小さくなることで、該二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの間のインピーダンスが低下する。これにより二次転写電圧Ｖｔよりも直流電圧Ｖｆが高いと、両者の差電圧により発生する直流電流が吸湿により低抵抗化した記録材Ｐを介して二次転写ローラ17に流れ込み易くなる。
【０１０６】
一方、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22に印加される直流電圧Ｖｆよりも二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔが高い場合がある。その場合は、二次転写電圧Ｖｔと直流電圧Ｖｆとの差電圧により発生する直流電流が吸湿により低抵抗化した記録材Ｐを介して加圧ローラ22に流れ込んでしまう。これにより二次転写電圧Ｖｔが不足して転写不良が発生する。
【０１０７】
従って、本実施形態では、高湿環境下において、紙からなる記録材Ｐに含有される水分量が増加し、二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの間の電圧差が画像に影響がある条件においては以下の制御を行う。ＣＰＵ200ａ（制御手段）は、二次転写電圧Ｖｔと、直流電圧Ｖｆとが等しくなるように制御して二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの間で差電圧が発生しないようにする。
【０１０８】
一方、低湿環境下においては、図６（ｂ）に示す二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔの適正範囲と、図６（ｃ）に示す定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆの適正範囲とが異なる。このため、それぞれ最適な電圧値を選択するようにした。
【０１０９】
即ち、本実施形態では、環境検知センサ50（湿度検知手段）により画像形成装置100が設置される雰囲気の湿度を検知する。検知された湿度が所定の閾値以上である場合がある。その場合には、ＣＰＵ200ａ（制御手段）は、加圧ローラ22（加圧回転体）に印加する直流電圧Ｖｆ（第二の直流電圧）と、二次転写ローラ17（転写手段）に印加する二次転写電圧Ｖｔ（第一の直流電圧）とが等しくなるように制御する。
【０１１０】
ここで、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆには、適正画像を形成できる図６（ｃ）に示す直流電圧Ｖｆを上限値として設定する。そして、前記ＡＴＶＣで算出された二次転写電圧Ｖｔが定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆよりも大きい電圧値で制御される場合がある。その場合には、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆに制限をかけて制御を行う。
【０１１１】
＜連動制御＞
次に、図４を用いて本実施形態の画像形成装置100において、二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔと、加圧ローラ22に印加される定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆとを連動して制御する動作について説明する。図４は、本発明に係る画像形成装置の画像形成動作を説明するフローチャートである。
【０１１２】
先ず、図４に示すステップＳ１００において、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置400から画像形成装置100が画像形成信号を受信する。次に、ステップＳ１０１において、画像形成装置100の動作が開始される。次に、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ200ａは、画像形成装置100に設けられた環境検知センサ50により画像形成装置100が設置された雰囲気環境下の温湿度を測定する。
【０１１３】
次に、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ200ａは、ＡＴＶＣにより二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔを決定する。ＡＴＶＣは、図５に示す二次転写電流ＩＬと、二次転写電流ＩＨとの間で転写効率が最大となる二次転写電流Ｉとなるように二次転写電圧Ｖｔを決定する。図５に示す二次転写電流ＩＭは、転写効率が最大となる二次転写電流Ｉである。
【０１１４】
次に、ステップＳ１０４において、ＣＰＵ200ａは、前記ステップＳ１０２において、環境検知センサ50により検知された温湿度から画像形成装置100が設置された雰囲気環境の水分量を推測する。そして推測される水分量に対応して定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22に印加される直流電圧Ｖｆを決定する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ200ａは、画像形成装置100の画像形成動作を開始する。次に、ステップＳ１０６において、ＣＰＵ200ａは、前記ステップＳ１０３で決定した二次転写電圧Ｖｔと、前記ステップＳ１０４で決定した直流電圧Ｖｆとを比較する。
【０１１６】
前記ステップＳ１０６において、直流電圧Ｖｆが二次転写電圧Ｖｔよりも大きい場合には、ステップＳ１０７に進む。前記ステップＳ１０７において、ＣＰＵ200ａは、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆを二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔと同じ電圧値に変更する。次に、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ200ａは、画像形成装置100の画像形成動作を継続する。その後、所定の印刷ジョブが完了すると、ステップＳ１１０に進んで、ＣＰＵ200ａは、画像形成装置100の画像形成動作を終了する。
【０１１７】
前記ステップＳ１０６において、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆが二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔ以下の場合には、前記ステップＳ１０８に進んで、前述したそれ以降の動作を実行する。図７（ｂ）は、通紙モードと、雰囲気環境に含まれる水分量と、形成する画像によって二次転写電圧Ｖｔと、直流電圧Ｖｆとを連動して制御した場合の再転写の発生を確認した結果を示す図である。
【０１１８】
図７（ａ）に示した比較例では、二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔと、加圧ローラ22に印加される定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆとをそれぞれ独立して制御した。このため「水分量が多い」、「厚紙や光沢紙である」、「ハーフトーン画像である」場合には、再転写が発生し易かった。
【０１１９】
本実施形態では、図４に示すように、二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔと、加圧ローラ22に印加される定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆとを連動して制御した。このため図７（ａ）に示した比較例で再転写が発生した条件である「水分量が多い」、「厚紙や光沢紙である」、「ハーフトーン画像である」が重なった場合であっても図７（ｂ）に示すように、再転写の発生はなくなった。また、新たな弊害の発生がないことも確認できた。
【０１２０】
画像形成装置100が置かれる雰囲気環境下の温湿度により決まる空気中の水分量が多く、これにより電気抵抗値が低くなった記録材Ｐを二次転写ニップ部15と、定着ニップ部Ｎとの両方でニップする場合がある。そして、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22に印加される正極性の直流電圧Ｖｆが二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔよりも高い場合がある。この場合には、両者の差電圧分の直流電流が二次転写ローラ17に流れ込み二次転写電流Ｉに重畳される。これにより二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔが過剰となって再転写が発生する場合がある。
【０１２１】
また、逆に、二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔが直流電源31から加圧ローラ22に印加される正極性の直流電圧Ｖｆよりも高い場合がる。その場合には、両者の差電圧分の直流電流が加圧ローラ22に流れ込むことにより二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔが不足して転写不良が発生する。
【０１２２】
本実施形態では、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22に印加される正極性の直流電圧Ｖｆを二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔと連動させる。これにより定着時のオフセット抑制と、再転写の回避を両立できる。ただし、二次転写電圧Ｖｔや定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電圧Ｖｆの設定は、各画像形成装置100の特性に応じて適宜設定するのが望ましい。
【０１２３】
本実施形態では、定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する直流電源31から加圧ローラ22に印加される正極性の直流電圧Ｖｆと、二次転写電源18から二次転写ローラ17に印加される正極性の直流電圧からなる二次転写電圧Ｖｔとが等しくなるように制御する。
【０１２４】
これにより記録材Ｐを介して直流電圧Ｖｆと、二次転写電圧Ｖｔとの間で生じる差電圧分の直流電流が二次転写ローラ17や加圧ローラ22に流れ込むことで生じる二次転写電圧Ｖｔへの干渉がおこらない。これにより二次転写電圧Ｖｔが影響を受けることなく定着ニップ部Ｎに定着電界を形成することができる。尚、本実施形態では、フルカラーの画像形成装置100に適用した場合の一例について説明したが、一色のみのトナー像を形成するモノカラーの画像形成装置100に適用しても同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
尚、過剰転写（再転写）の発生を抑制することのみを目的として、ＣＰＵ200ａ（制御手段）は、直流電源31により加圧ローラ22に印加する直流電圧Ｖｆと、二次転写電源18により二次転写ローラ17に印加する二次転写電圧Ｖｔとを比較する。
【０１２６】
そして、直流電圧Ｖｆが二次転写電圧Ｖｔよりも大きく出力される場合には、ＣＰＵ200ａは、直流電圧Ｖｆが二次転写電圧Ｖｔ以下（第一の直流電圧以下）となるように直流電源31と二次転写電源18とを制御することでも良い。この場合、二次転写電圧Ｖｔが直流電圧Ｖｆよりも大きくなり過ぎると、両者の差電圧分の直流電流が加圧ローラ22に流れ込むことにより二次転写ローラ17に印加される二次転写電圧Ｖｔが不足して転写不良が発生する問題点は残る。
【０１２７】
また、図示しないが、中間転写ベルト10等の中間転写体を介さずにトナー像を担持する像担持体となる感光ドラム１の表面に担持されたトナー像を直接、記録材Ｐに転写する構成の画像形成装置にも適用出来る。この場合、図１に示す感光ドラム１（像担持体）の表面と記録材Ｐを介在させて一次転写ローラ11（転写手段）により転写ニップ部を形成し、感光ドラム１上（像担持体上）のトナー像を直接、記録材Ｐに転写する。
【０１２８】
一次転写ローラ11（転写手段）には、一次転写電源16（第一の直流電圧印加手段）により正極性の第一の直流電圧が印加される。該一次転写ローラ11（転写手段）によりトナー像が転写された記録材Ｐは、直接、定着装置20（定着手段）に搬送されて熱定着される。
【０１２９】
定着装置20（定着手段）には、前述したと同様に、ヒータ23（加熱手段）により加熱される定着フィルム21（加熱回転体）が設けられる。更に、該定着フィルム21（加熱回転体）と定着ニップ部Ｎを形成し、熱溶融したトナー像を記録材Ｐに加圧する加圧ローラ22（加圧回転体）が設けられる。そして、加圧ローラ22（加圧回転体）に第二の直流電圧Ｖｆを印加する直流電源31（第二の直流電圧印加手段）が設けられる。
【０１３０】
更に、一次転写電源16（第一の直流電圧印加手段）と直流電源31（第二の直流電圧印加手段）とを制御するＣＰＵ200ａ（制御手段）が設けられる。そして、ＣＰＵ200ａ（制御手段）は、加圧ローラ22（加圧回転体）に印加する第二の直流電圧Ｖｆと、該一次転写ローラ11（転写手段）に印加する第一の直流電圧とが等しくなるように制御することでも良い。他の構成は、前述した実施形態と同様に構成することができ、これにより同様な効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【０１３１】
Ｎ…定着ニップ部
Ｐ…記録材
Ｖｆ…定着ニップ部Ｎに定着電界を形成する加圧ローラ22に印加する直流電圧（第二の直流電圧）
Ｖｔ…二次転写電圧（第一の直流電圧）
17…二次転写ローラ（転写手段）
18…二次転写電源（第一の直流電圧印加手段）
21…定着フィルム（加熱回転体）
22…加圧ローラ（加圧回転体）
23…ヒータ（加熱手段）
31…直流電源（第二の直流電圧印加手段）
200ａ…ＣＰＵ（制御手段）
【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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