(57)【要約】【課題】転写ローラの軸芯に接地電位へ流れる電流経路を設け、対向ローラにトナーと同極性の電圧を印加するとともに、給電部材から転写回転体に電荷を供給する構成において、画像を連続出力する際に、生産性を低下させることなく転写ローラの汚れを抑制する。【解決手段】中間転写ベルト１２との間に二次転写部Ｔ２を形成する二次転写外ローラ２５には、二次転写電源４０から二次転写電圧が印加される。また、二次転写外ローラ２５には、給電ローラ２６を介して外部電源５０から電流が供給される。画像形成装置に設けられるＤＣコントローラは、外部電源５０の印加電圧を検知する電圧検知部９０からの検知信号に基づいて、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化に応じて二次転写電圧を制御する。【選択図】図２
2017125991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、
導電軸と、前記導電軸の外周側に配置された導電剤を含む外周層とを備え、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像が記録材に転写される転写部を形成する転写ローラと、
前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、
前記転写ローラに、前記転写部とは異なる位置に電荷を供給可能な給電部材と、
前記対向ローラに電圧を印加する第１電源と、
前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、
前記給電部材に電圧を印加する第２電源と、
前記第２電源の印加電圧を検知可能な電圧検知手段と、
少なくとも記録材が前記転写部を通過する期間に前記第１電源によりトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を出力させ、前記第２電源により前記給電部材にトナーの帯電極性と反対極性の電圧を出力させて、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成を実行する実行部と、
前記実行部が連続画像形成を実行中に、前記電圧検知手段が検知した検知結果に基づいて、前記転写部に予め設定された目標電流が流れるように前記転写電圧を調整する調整部と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写電圧は、前記給電部材から前記転写ローラの前記外周層に供給され前記転写ローラの回転によって前記転写部に到達する残留電荷が第１電気量である場合には、残留電荷が前記第１電気量よりも小さい第２電気量である場合に比して、絶対値が小さな値に設定され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】
前記実行部は、前記複数の記録材のうちの先行記録材と、前記複数の記録材のうち前記先行記録材の後に続いて前記転写部を通過する後続記録材との間のインターバルで、前記第１電源により、トナーの帯電極性と同極性で絶対値が転写時の電圧より低い電圧又はトナーの帯電極性と反対極性の電圧を前記対向ローラに印加させ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４】
前記転写部に流れる電流を検知可能な転写電流検知手段を備え、
前記実行部は、前記先行記録材と前記後続記録材との間のインターバルでは前記第１電源の電圧印加を停止させ、
前記調整部は、前記複数の記録材のうちの一の記録材が前記転写部を通過する際の前記転写電圧を、前記一の記録材よりも前の所定数のインターバルによって構成される検知区間において前記転写部に流れた電流の平均が第１平均値である場合には、前記検知区間において前記転写部に流れた電流の平均が前記第１平均値よりも小さい第２平均値である場合に比して、絶対値が小さな値に設定す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】
前記調整部は、前記電圧検知手段が検知した検知信号に基づいて前記転写電圧の値を変更する場合には、前記先行記録材と前記後続記録材との間のインターバルで値を変更することを特徴とする、
請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２電源は、前記目標電流に等しい電流を供給するように設定された定電流源であ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】
前記導電剤は、イオン導電剤を含むことを特徴とする、
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８】
前記給電部材は、給電ローラであることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電流路は、導電性を有する導電部材からなることを特徴とする、
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】
前記電流路は、前記導電軸の電位と接地電位との電位差が所定値以上である場合に電流が流れる電気的素子を有することを特徴とする、
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１１】
前記電気的素子は、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１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流路は、前記転写電圧に比して絶対値の小さな電圧を前記導電軸に印加する電源を有することを特徴とする、
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１３】
トナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、
導電軸と、前記導電軸の外周側に配置された導電剤を含む外周層とを備え、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像が記録材に転写される転写部を形成する転写ローラと、
前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、
前記転写ローラに、前記転写部とは異なる位置に電荷を供給可能な給電部材と、
前記対向ローラに電圧を印加する第１電源と、
前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、
前記給電部材に電圧を印加する第２電源と、
前記第２電源が出力する電流を検知可能な電流検知手段と、
少なくとも記録材が前記転写部を通過する期間に前記第１電源によりトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を出力させ、前記第２電源により前記給電部材にトナーの帯電極性と反対極性の電圧を出力させて、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成を実行する実行部と、
前記実行部が連続画像形成を実行中に、前記電流検知手段が検知した検知結果に基づいて、前記転写部に予め設定された目標電流が流れるように前記転写電圧を調整する調整部と、を備える、
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、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機など、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、感光ドラムに形成したトナー像を一次転写部で中間転写ベルトに一次転写し、さらに二次転写部で記録材に二次転写する、中間転写方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、中間転写ベルトとの間に二次転写部を形成する転写ローラが設けられる。二次転写部には、例えば転写ローラに対向する対向ローラに二次転写電圧が印加されることで、トナー像を記録材へと転移させるバイアス電界が形成される。
【０００３】
導電性の軸芯と半導電性の外周層とを有する転写ローラにおいて、外周層に均一な導電性を付与するためにイオン導電性の導電剤（イオン導電剤）を添加する構成が知られている。このような転写ローラを用いる場合、二次転写電圧によってイオン導電剤が径方向の一方に偏る（分極する）ことで、時間経過に伴って電気抵抗が上昇してしまうことが考えられる。そこで、従来、転写ローラの外周層に当接する給電ローラを設け、給電ローラを介して転写ローラに二次転写電圧を印加する構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成では、給電ローラから転写ローラに供給された電流が、軸芯を経由して二次転写部に到達する経路を流れることで、イオン導電剤の分極の緩和が図られている。特許文献１の構成では転写電流が外周層を２回分通過するため給電ローラへの印加する最大電圧が高くなる。そこで最大電圧を下げる構成として、転写ローラの軸芯に接地電位へ流れる電流経路を設けるとともに、転写ローラの対向ローラにトナーと同極性の電圧を印加する構成が考えられる。
【０００４】
一方、画像形成装置が画像を連続的に出力する場合、転写ローラの温度が上昇することで転写ローラの電流電圧特性が変化する。電流電圧特性の変化によって二次転写部に流れる転写電流（二次転写電流）が変動した場合、二次転写の転写効率が低下して画像の品位が低下する虞がある。そこで、従来、紙間で通紙時の目標値と等しい転写電流を流すことで転写ローラの電流電圧特性を検知し、検知結果に基づいて通紙時の二次転写電圧を決定する画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１６２００号公報
【特許文献２】特開平２−１２３３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、転写ローラの軸芯に接地電位へ流れる電流経路を設けるとともに、対向ローラにトナーと同極性の電圧を印加する構成において、特許文献２の電流検知を行う場合、以下のような課題があった。電流検知用に対向ローラに印加する電圧の極性は、トナーと同極性で、かつ検知精度を確保するために転写時に実際に使われる電圧に近い電圧範囲であることが望ましい。一方、紙間で転写ローラに蓄積するトナー汚れを抑制するため対向ローラに印加する最適な抑制電圧が、トナーと逆極性の電圧又はゼロボルトに近い電圧であることがある。このような場合、紙間で所定時間電流検知用の電圧を印加した後、抑制電圧を続けて印加する必要があり、その結果紙間の時間幅が広がり、生産性が低下することがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、転写ローラの導電軸に接地電位へ流れる電流路を設け、対向ローラにトナーと同極性の電圧を印加するとともに、給電部材から転写ローラに電荷を供給する構成において、画像を連続出力する際に、生産性を低下させることなく転写ローラの汚れを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、トナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、導電軸と前記導電軸の外周側に配置された導電剤を含む外周層とを備え、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像が記録材に転写される転写部を形成する転写ローラと、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、前記転写ローラに、前記転写部とは異なる位置に電荷を供給可能な給電部材と、前記対向ローラに電圧を印加する第１電源と、前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、前記給電部材に電圧を印加する第２電源と、前記第２電源の印加電圧を検知可能な電圧検知手段と、少なくとも記録材が前記転写部を通過する期間に前記第１電源によりトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を出力させ、前記第２電源により前記給電部材にトナーの帯電極性と反対極性の電圧を出力させて、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成を実行する実行部と、前記実行部が連続画像形成を実行中に、前記電圧検知手段が検知した検知結果に基づいて、前記転写部に予め設定された目標電流が流れるように前記転写電圧を調整する調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、トナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成されたトナー像を担持して移動する中間転写ベルトと、導電軸と、前記導電軸の外周側に配置された導電剤を含む外周層とを備え、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像が記録材に転写される転写部を形成する転写ローラと、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラに対向する対向ローラと、前記転写ローラに、前記転写部とは異なる位置に電荷を供給可能な給電部材と、前記対向ローラに電圧を印加する第１電源と、前記転写ローラの前記導電軸と接地電位との間に電流を流す電流路と、前記給電部材に電圧を印加する第２電源と、前記第２電源が出力する電流を検知可能な電流検知手段と、少なくとも記録材が前記転写部を通過する期間に前記第１電源によりトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を出力させ、前記第２電源により前記給電部材にトナーの帯電極性と反対極性の電圧を出力させて、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成を実行する実行部と、前記実行部が連続画像形成を実行中に、前記電流検知手段が検知した検知結果に基づいて、前記転写部に予め設定された目標電流が流れるように前記転写電圧を調整する調整部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、生産性を低下させることなく転写ローラの汚れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】第１実施形態に係る二次転写ユニットの正面図。
【図３】（ａ）は比較用の実験装置を示す模式図であり、（ｂ）はこの実験装置における定電流源の出力の推移を示すグラフ。
【図４】（ａ）は第１実施形態に対応する実験装置を示す模式図であり、（ｂ）はこの実験装置における定電流源の出力の推移を示すグラフ。
【図５】（ａ）は比較用の二次転写電圧の制御シーケンスを示すグラフであり、（ｂ）はこの制御シーケンスの下での二次転写電流を示すグラフ。
【図６】二次転写電流と転写効率の関係を示す概念図。
【図７】第１実施形態に係る二次転写ユニットの配置を示す模式図。
【図８】（ａ）は残留電荷が発生する様子を示す模式図であり、（ｂ）は残留電荷によって移流電流が発生する様子を示す模式図。
【図９】第１実施形態に係る二次転写ユニットにおける給電電圧と移流電流との関係を示す散布図。
【図１０】第１実施形態に係る二次転写ユニットにおける給電電圧と給電電流との関係を示す散布図。
【図１１】第１実施形態に係る電源部の制御構成を示すブロック図。
【図１２】第１実施形態に係る電源部の制御シーケンスを示すフローチャート。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は第１実施形態に係る電源部の制御シーケンスを示すグラフであり、それぞれ給電電流、給電電圧、二次転写電流、二次転写電圧の時間変化を表す。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は第２実施形態に係る電源部の制御シーケンスを示すグラフであり、それぞれ給電電流、給電電圧、二次転写電流、二次転写電圧の時間変化を表す。
【図１５】第２実施形態に係る二次転写部の電圧電流特性を示すグラフ。
【図１６】第３実施形態に係る二次転写ユニットの正面図。
【図１７】第４実施形態に係る二次転写ユニットの正面図。
【図１８】第５実施形態に係る二次転写部ユニットの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、第１実施形態に係る画像形成装置１００について、装置の概略構成を示す図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１２に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部（画像形成ユニット）ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１３】
［画像形成装置］
画像形成部ＵＹは、感光ドラム１Ｙにイエローのトナー像を形成し、さらにトナー像を中間転写ベルト１２に転写（一次転写）する。同様に、画像形成部ＵＭ，ＵＣ，ＵＫは、それぞれ感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成し、さらに中間転写ベルト１２に一次転写する。これら４色のトナー像は、中間転写ベルト１２に互いに重なり合うように多重転写された状態で二次転写ユニット２０へ搬送され、二次転写ユニット２０によって記録材Ｓへ一括して転写（二次転写）される。
【００１４】
画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、それぞれの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色が上記トナー像の色に対応いている点以外は、ほぼ同一に構成される。以下の説明において、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略した符号を構成部材に付して、画像形成部Ｕの構成及び動作を説明する。
【００１５】
画像形成部Ｕは、感光ドラム１と、感光ドラム１を囲んで配置された、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、及びドラムクリーニング装置６等を有している。感光ドラム１は、例えばアルミニウム製シリンダの周面に感光層を形成することで構成された、ドラム状の感光体であり、所定のプロセススピードで図中矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１６】
帯電ローラ２は感光ドラム１に接触した状態で帯電電圧を印加されることで、感光ドラム１をトナーの帯電極性と同極性の一様な暗部電位に帯電させる。露光装置３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データに従ってＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して感光ドラム１の表面に画像データに基づく静電像を書き込む。現像装置４は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容し、容器内部で現像剤を撹拌してトナーとキャリアとを摩擦帯電（本実施形態ではトナーが負極性、キャリアが正極性）させている。現像装置４は、現像剤を担持して回転する現像スリーブを有し、現像スリーブに現像電圧が印加されることでトナーを感光ドラム１に供給し、静電像をトナー像に現像する。
【００１７】
一次転写ローラ５は、中間転写ベルト１２を挟んで感光ドラム１に対向配置され、感光ドラム１と中間転写ベルト１２との間のニップ部として一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ５には、高圧電源（不図示）によりトナーの帯電極性とは反対極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光ドラム１に担持されたトナー像が中間転写ベルト１２に静電吸引されて、一次転写が行われる。なお、ドラムクリーニング装置６は、感光ドラム１に摺擦するクリーニングブレードを有し、一次転写後に感光ドラム１上に僅かに残る一次転写残トナーを回収する。
【００１８】
画像形成部ＵＹ〜ＵＫから転写されたトナー像を担持して移動する中間転写体としての中間転写ベルト１２は、駆動ローラ２３、テンションローラ２８、アイドラローラ２２，２９、及び二次転写内ローラ２４等に巻き掛けられている。また、中間転写ベルト１２は、各画像形成部の一次転写部Ｔ１において感光ドラム１に当接している。駆動ローラ２３は、不図示のモータに接続されて回転駆動されることで、中間転写ベルト１２を図中矢印Ｒ２方向に回転（循環）させる。テンションローラ２８は、バネ等の弾性部材（不図示）に付勢されて中間転写ベルト１２の裏面を外周側へと押圧し、中間転写ベルト１２に３〜１２ｋｇｆの張力を付与する。アイドラローラ２２，２９は、中間転写ベルト１２の４つの一次転写部Ｔ１の上流側と下流側とに配置され、中間転写ベルト１２の回転軌道を規制する。
【００１９】
詳しくは後述する二次転写ユニット２０は、中間転写ベルト１２に担持されたトナー像を記録材Ｓ（記録媒体）に転写する転写部としての二次転写部Ｔ２を備えている。二次転写ユニット２０は、二次転写部Ｔ２に形成されたバイアス電界によって、中間転写ベルト１２に担持されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓへと二次転写する。二次転写後に中間転写ベルト１２に付着したまま残る二次転写残トナーは、中間転写ベルト１２を摺擦するブレード部材を有するベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００２０】
二次転写部Ｔ２においてフルカラーのトナー像を転写された記録材Ｓは、定着装置３０へ搬送される。定着装置３０は、互いに当接して定着ニップ部Ｔ３を形成する定着ローラ３１，３２を有し、定着ニップ部Ｔ３で記録材Ｓを搬送しつながら記録材Ｓにトナー像を定着させる。定着装置３０には、例えば定着ローラ３１を内部から加熱するランプヒータ等の加熱源と、定着ローラ３１，３２を互いに圧接させるバネ等の付勢機構とが設けられる。これにより、定着ニップ部Ｔ３に挟持された記録材Ｓが加熱及び加圧されて、トナー像が溶融して記録材Ｓに定着する。定着装置３０を通過してトナー像が定着した記録材Ｓは、不図示の排出機構によって機体外へ排出される。
【００２１】
この他、画像形成装置１００は、記録材Ｓが積載されるトレイ（不図示）と、記録材Ｓを給送する給送ユニット（不図示）と、レジストローラ対６６とを含む搬送系を備えている。給送ユニットはトレイに積載された記録材Ｓを繰り出すピックアップローラを備え、画像形成部ＵＹ〜ＵＫにおける画像形成に合わせて記録材Ｓを装置本体に給送する。レジストローラ対６６は、給送ユニットから給送された記録材Ｓの前端に当接して斜行を補正すると共に、二次転写ユニット２０における転写タイミングに合わせて記録材Ｓを二次転写部Ｔ２へと搬送する。
【００２２】
なお、上記一次転写ローラ５は、材質がＳＵＭ（快削鋼）あるいはＳＵＳ（ステンレス）等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。一次転写ローラ５はスラスト方向（回転軸線方向）にストレート形状に形成され、その直径（ローラ径）は６〜１０ｍｍ程度である。
【００２３】
また、上記中間転写ベルト１２は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂若しくはそのアロイ、又は各種ゴム材料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を用いて形成された無端状のフィルムである。中間転写ベルト１２は、０．０４〜０．５ｍｍ程度の厚さに形成され、表面抵抗率が１×１０９〜５×１０１３（Ω／□）となるように構成されている。
【００２４】
［二次転写ユニット］
次に、本実施形態に係る二次転写ユニット２０について、図２を用いて説明する。二次転写ユニット２０は、中間転写ベルト１２の外周面（トナー像担持面）に接触する二次転写外ローラ２５と、中間転写ベルト１２の内周面に接触する二次転写内ローラ２４とを有する。二次転写内ローラ２４及び二次転写外ローラ２５は、中間転写ベルト１２を挟んで対向配置され、それぞれ中間転写ベルト１２の回転に従って従動回転する。上記二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ２５と中間転写ベルト１２との接触領域（ニップ部）として形成される。
【００２５】
また、二次転写ユニット２０は、二次転写外ローラ２５に接触する給電ローラ２６を有する。二次転写外ローラ２５と軸中心を平行に配置される給電ローラ２６は、二次転写外ローラ２５の外周部に接触しており、二次転写外ローラ２５に従動回転する。給電ローラ２６は、周方向において二次転写部Ｔ２とは異なる位置において二次転写外ローラ２５に接触し、二次転写外ローラ２５に電荷を供給する給電ニップ部Ｎ１を形成している。
【００２６】
転写回転体としての二次転写外ローラ２５（転写ローラ）は、導電性を有する軸芯２５ａ（導電軸）と、軸芯２５ａの外周に形成された弾性層２５ｂ（外周層）とを有する。軸芯２５ａは、例えばステンレス等の導体からなる直径２２ｍｍの円柱状の部材である。また、弾性層２５ｂは、スポンジ状又はソリッドな弾性材料によって形成される厚さ１ｍｍのゴム層として形成される。従って、二次転写外ローラ２５は全体の直径（ローラ径）が２４ｍｍ程度となるように構成される。
【００２７】
弾性層２５ｂを構成する弾性材料としては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等のエラストマーやその他の合成樹脂を用いることができる。弾性層２５ｂには、金属錯体等のイオン導電剤が添加され、適度な導電性（半導電性）を付与されている。ただし、イオン導電性の導電剤として、エピクロルヒドリンゴム等の半導電性ポリマーを弾性層２５ｂの基材に混練してもよく、半導電性ポリマーと金属錯体等とを併用してもよい。また、カーボン（カーボンブラック）や金属酸化物等の電子導電性の導電剤とイオン導電剤とを弾性層２５ｂに分散させてもよい。要するに、二次転写外ローラ２５の外周層にイオン導電性の導電剤が含まれる構成であれば本実施形態を適用可能である。
【００２８】
中間転写ベルト１２を張架する張架ローラ（対向ローラ）としての二次転写内ローラ２４は、ＥＰＤＭ等の弾性材料からなる厚さ０．５ｍｍ程度の弾性層と、弾性層を支持する金属製の軸芯とを有し、直径（ローラ径）２０ｍｍに形成されている。二次転写内ローラ２４は、軸受部と装置本体との間に縮設された付勢部材１０６によって、中間転写ベルト１２を間に挟んで二次転写外ローラ２５に圧接されている。なお、二次転写部Ｔ２に適宜接触圧を生じさせる構成であれば、付勢部材１０６に代えて二次転写外ローラ２５を二次転写内ローラ２４へ圧接する付勢部材を設けてもよい。二次転写内ローラ２４の弾性層には、上述したイオン導電剤やカーボン等の導電剤が添加されることで、適度な導電性が付与されている。また、弾性層の硬度は、例えばアスカーＣ型の計測器を用いて７０°となるように設定されると好適である。
【００２９】
二次転写外ローラ２５に電荷を供給可能な給電部材としての給電ローラ２６は、ＳＵＭあるいはＳＵＳ等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。給電ローラ２６は、直径（ローラ径）が例えば１０ｍｍ程度に形成され、二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂの表面に接触した状態で二次転写外ローラ２５に従動回転する。
【００３０】
［二次転写ユニットの電源構成］
次に、二次転写ユニット２０の電源構成について説明する。図２に示すように、二次転写ユニット２０に電荷を供給する電源部ＰＷは、二次転写電源４０と外部電源５０を含んでいる。ただし、外部電源５０の「外部」とは、二次転写外ローラ２５の外周面から電荷を供給することを指しており、画像形成装置１００の筐体外部を指すものではない。
【００３１】
二次転写部Ｔ２にバイアス電界を形成する第１電源としての二次転写電源４０は、二次転写内ローラ２４にトナー像の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）の電圧を印加可能な定電圧源である。言い換えると、二次転写電源４０は、二次転写部Ｔ２に対して中間転写ベルト１２の側が負極性となる電位勾配を形成する。また、二次転写電源４０には、転写電流検知手段としての電流検知部８０が設けられ、二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト１２と二次転写外ローラ２５との間に流れる二次転写電流（転写電流）の大きさを検知可能に構成されている。
【００３２】
二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａは、電流路を構成する導電部材６０を介して接地電位に接続され、軸芯２５ａと接地電位との間で電流が流れるように構成されている。ただし、導電部材６０は、導線に限らず導電性を有して軸芯２５ａを接地するものであればよく、例えば軸芯２５ａの軸受部を導電性材料によって構成したものであってもよい。
【００３３】
後述するように、二次転写部Ｔ２を記録材Ｐが通過する際の二次転写電流が予め設定された目標値に近付くように二次転写電源４０の印加電圧が設定される。そして、中間転写ベルト１２に担持されたトナー像が、二次転写電源４０の印加電圧によって形成されたバイアス電界に従って二次転写部Ｔ２に挟持された記録材Ｓに静電転写されることで、二次転写工程が達成される。
【００３４】
ここで、二次転写部Ｔ２に二次転写電流が流れる場合には、二次転写電流に対応する量の電荷が二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂを通過することになる。すなわち、本実施形態の場合には、負極性のイオン導電剤は弾性層２５ｂを径方向内向きに、正極性のイオン導電剤は弾性層２５ｂを径方向外向きに移動する。仮に、イオン導電剤が弾性層２５ｂの内周側又は外周側に偏った（分極した）状態となった場合、分極前の状態に比して弾性層２５ｂの電気抵抗が上昇してしまう。すると、二次転写電流を維持するためには二次転写電圧をより高圧に設定する必要が生じる。この場合、二次転写電源４０の出力が最大出力に到達する前に二次転写外ローラ２５を交換する必要があるため、イオン導電剤の分極が二次転写外ローラ２５の寿命を減少させる要因となってしまう。また、二次転写電流を維持するために二次転写電圧をより高圧に設定した場合、二次転写部Ｔ２よりも上流側でトナー像が記録材Ｓへと転移しやすくなり、画質低下につながる可能性もある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、二次転写外ローラ２５に電荷を供給可能な給電ローラ２６と、給電ローラ２６に電圧を印加する第２電源としての外部電源５０とを設けている。外部電源５０は、給電ローラ２６にトナー像の帯電極性とは反対極性（本実施形態では正極性）の電圧を印加する。言い換えると、外部電源５０は、給電ニップ部Ｎ１に、給電ローラ２６の側が正極性となる電位勾配を形成する。従って、外部電源５０によって供給される電流は、弾性層２５ｂの径方向において二次転写電流の方向とは逆方向（本実施形態の場合は径方向内向き）に流れる。
【００３６】
外部電源５０は定電流源であり、二次転写電流の目標値と等しい大きさの電流を出力するように設定されている。このため、二次転写電流によって径方向の一方へ移動したイオン導電剤は、給電ローラ２６から供給される電流によって径方向の他方へと移動する。これにより、イオン導電剤の分極を緩和（相殺）して、弾性層２５ｂの性能（電気抵抗）を長期間に亘って維持することができる。以下、弾性層２５ｂを流れる電流の内、給電ローラ２６と軸芯２５ａとの間に流れる電流を「緩和電流」とする。
【００３７】
［緩和電流による効果の検証］
ここで、給電ローラ２６及び外部電源５０を用いる構成の作用について検証した結果を示す。ただし、図３及び図４に示す検証実験は、２３℃、５％ＲＨの温湿度環境の下で行った。
【００３８】
図３（ａ）は従来の二次転写ユニットを模した実験装置を示しており、二次転写外ローラ２５に対応するスポンジローラＥ２５に、二次転写内ローラ２４に対応する金属ローラＥ２４が当接している。スポンジローラＥ２５は、直径１２ｍｍの軸芯Ｅ２５ａと、イオン導電剤を含む弾性層Ｅ２５ｂとを有し、ローラ全体の直径が２４ｍｍとなるように形成されている。金属ローラＥ２４の直径は３０ｍｍとし、定電流源Ｅ４０に接続した。またスポンジローラＥ２５の軸芯Ｅ２５ａは、導電部材Ｅ６０を介して接地電位に接続されている。そして、スポンジローラＥ２５及び金属ローラＥ２４を図示した方向に回転させながら、定電流源Ｅ４０に図示した方向の電流を供給させた。スポンジローラＥ２５及び金属ローラＥ２４の周面速度は３００ｍｍ／ｓｅｃとし、電流値は６０［μＡ］とした。
【００３９】
このような構成の下で測定された定電流源Ｅ４０の出力電圧の推移を図３（ｂ）のグラフに示す。グラフから明らかなように、定電流源Ｅ４０が６０［μＡ］の定電流を供給する際の印加電圧は、通電時間の経過に伴って増大している。すなわち、従来の構成では、通電時間の経過に伴って弾性層Ｅ２５ｂに含まれるイオン導電剤が分極し、電気抵抗が徐々に上昇していることが分かる。なお、グラフ中のピークは、夜間にスポンジローラＥ２５の温度が低下することで、測定開始直後には環境温度（２３℃）に比して低い温度となっていることに起因する。
【００４０】
図４（ａ）は本実施形態の二次転写ユニットを模した実験装置を示しており、二次転写外ローラ２５に対応するスポンジローラＥ２５に、２本の金属ローラＥ２４，Ｅ２６が当接している。給電ローラ２６に対応する金属ローラＥ２６は、スポンジローラＥ２５に金属ローラＥ２４とは９０度異なる位相で当接し、定電流源Ｅ５０に接続されている。そして、スポンジローラＥ２５及び金属ローラＥ２４，Ｅ２６を図示した方向に回転させながら、スポンジローラＥ２５を経由して金属ローラＥ２６から金属ローラＥ２４へ向かう方向に電流を流した。ただし、スポンジローラＥ２５及び金属ローラＥ２４，Ｅ２６の周面速度は３００ｍｍ／ｓｅｃとし、各定電流源Ｅ４０，５０が供給する電流の絶対値はそれぞれ６０［μＡ］とした。
【００４１】
このような構成の下で測定された定電流源Ｅ４０，Ｅ５０の出力電圧の推移を図４（ｂ）のグラフに示す。図４（ｂ）において、定電流源Ｅ４０，Ｅ５０が定電流を供給するために必要な印加電圧の絶対値は、それぞれ通電時間の経過に伴って緩やかに増大している。そして、図４（ｂ）の方が横軸の時間幅が広いことに注意して、図３（ｂ）と図４（ｂ）とを比較すれば明らかなように、本実験構成では従来構成に比して印加電圧の増加が抑制されている。従って、本実施形態と同様に、２つの電源を用いる構成により、イオン導電剤を含むローラ（Ｅ２５）の電気抵抗の上昇を抑制可能であることが分かる。
【００４２】
［連続通紙中の抵抗変動］
次に、画像形成装置１００が画像形成を連続して行う場合（以下、連続通紙とする）の二次転写外ローラ２５への影響を説明する。ただし、連続通紙とは、複数枚の記録材Ｓを給送カセットから順次給送しながら、給送された記録材Ｓに逐次的に画像を形成して出力する一連のジョブ（連続画像形成）を表す。また、本実施形態に係る記録材Ｓには、用紙以外に、ＯＨＰシートなどのシート材など紙以外の記録媒体を含まれるが、このような記録媒体に対して連続して画像形成を行う場合も連続通紙に含まれるものとする。
【００４３】
画像形成装置１００が連続通紙を行う場合、図５（ａ）に示すように、二次転写部Ｔ２に記録材Ｓが到達する前に、通紙中の二次転写電圧（通紙中電圧）を設定する前回転動作が実行される。図６に示すように、二次転写部Ｔ２における転写効率（中間転写体に担持されたトナーのうち記録材へ転移するものの割合）は、一般的に、二次転写電流に対してある電流値においてピーク（白丸点）を示す。そこで、前回転動作では、このピーク位置を目標値Ｉｔとして、二次転写部Ｔ２に記録材Ｓが介在した状態で目標値Ｉｔの二次転写電流が流れるように通紙中電圧の値が決定される。そして、図５（ａ）に示す比較例では、二次転写部Ｔ２を通過する複数の記録材Ｓに対して、前回転で決定された通紙中電圧が共通して用いられている。
【００４４】
ところで、連続通紙中には、定着装置３０等が発生する熱によって画像形成装置１００の筐体内部の温度が上昇する。また、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａと軸受部（不図示）との間の摺動により、摩擦熱が発生する。従って、連続通紙中には時間経過に伴って二次転写外ローラ２５の温度が上昇して電流電圧特性が変化してしまい、特に弾性層２５ｂの電気抵抗が変動する。また、二次転写外ローラ２５の電気抵抗は、湿度の変化や、連続使用によるローラ表面の汚れ等によっても変化し得る。
【００４５】
このため、一定の通紙中電圧を用いて連続通紙を行う場合、図５（ｂ）に示すように、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化によって二次転写電流が目標値Ｉｔからずれてしまう。図５（ｂ）に示す比較例では連続通紙中の温度上昇等によって二次転写外ローラ２５の電気抵抗が降下し、５枚目の記録材Ｓでは目標値ＩｔよりもΔＩだけ大きな二次転写電流が流れている。この場合、二次転写電流が転写効率のピーク点から外れてしまい（図６の黒丸点）、転写効率が低下することで記録材Ｓに転写された画像の品位が低下する虞がある。
【００４６】
［移流電流］
ところで、二次転写電圧の制御においては、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化のみならず、二次転写外ローラ２５の回転による移流電流が考慮されると好ましい。移流電流とは、中抵抗部材（半電導性部材）である二次転写外ローラ２５の弾性層２５ｂに供給された電荷が、弾性層２５ｂの表面又は内部に留まったまま、二次転写外ローラ２５の回転に伴って移動することによって生じる電流である。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態における二次転写内ローラ２４と給電ローラ２６とは、二次転写外ローラ２５を挟んで向い合っている。言い換えると、二次転写部Ｔ２と給電ニップ部Ｎ１とが、軸芯２５ａの軸中心に対して１８０度異なる位相に配置されている。この場合、二次転写外ローラ２５が半回転以上回転することで、給電ニップ部Ｎ１と二次転写部Ｔ２との間に移流電流が発生する。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、外部電源５０が給電ローラ２６に電流（給電電流）を供給すると、給電ニップ部Ｎ１において給電ローラ２６から弾性層２５ｂへと電荷（正電荷）が受け渡される。このような電荷の多くは、弾性層２５ｂから接地電位に接続された軸芯２５ａへと移動して緩和電流となるが、他の一部は移動しきれずに弾性層２５ｂに留まる残留電荷となる。そして、図８（ｂ）に示すように、二次転写外ローラ２５の回転によって残留電荷が二次転写部Ｔ２に到達すると、中間転写ベルト１２を介して二次転写内ローラ２４へと移動する。このように、移流電流は、回転する中抵抗部材である弾性層２５ｂが残留電荷を運搬することで生じる。
【００４９】
移流電流の大きさは、給電ローラ２６への印加電圧に応じて変化する。図９に示す散布図は、二次転写電源４０の出力電圧を０［Ｖ］とし、給電ローラ２６への印加電圧（給電電圧）を変更した場合の移流電流の大きさをプロットしたものである。ただし、移流電流の大きさとは、電流検知部８０（図２参照）の検出値である。図９から分かるように、給電電圧を大きくする程、移流電流も大きくなる。
【００５０】
ところで、給電電流の大きさは、二次転写電流の目標値Ｉｔの大きさに等しくなるように設定される。図１０の散布図は、給電電流（縦軸）を１０［μＡ］ごとに設定した場合の給電電流と給電電圧（電圧検知部９０（図２参照）の検出値）との関係をプロットしたものである。図１０を参照して、例えば給電電流を５０［μＡ］に設定した場合には、外部電源５０の印加電圧は約２０００［Ｖ］となることが分かる。この場合、図９を参照して、５［μＡ］程度の移流電流が発生することになる。
【００５１】
給電ローラ２６が供給する電荷はトナーの帯電極性とは反対極性であるため、移流電流は、二次転写部Ｔ２におけるバイアス電界を強める方向に作用する。従って、二次転写部Ｔ２における転写効率を高めるためには、移流電流を含めた二次転写電流の値が目標値に近付くように二次転写電圧を制御することが好ましい。
【００５２】
なお、本実施形態においては、残留電荷が給電ニップ部Ｎ１から二次転写部Ｔ２へ向かう方向の移流電流が生じるものとして説明するが、実際には逆方向の移流電流も生じることが分かっている。すなわち、二次転写部Ｔ２において二次転写内ローラ２４から弾性層２５ｂに供給された電荷（負電荷）の一部は、二次転写外ローラ２５の回転によって給電ニップ部Ｎ１へと到達する。従って、二次転写ユニット２０において、二次転写電源４０と外部電源５０とは移流電流を介して相互に影響を及ぼし合っており、各電源を単独で用いた場合の電流電圧特性とは異なった電流電圧特性を示す。
【００５３】
［転写電圧設定］
上述した通り、二次転写部Ｔ２における転写効率を向上させるためには、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変動と、好ましくはこれに加えて移流電流とを考慮して、二次転写電流が目標値に近付くように二次転写電圧を設定する必要がある。以下、本実施形態に係る二次転写ユニット２０の電源部ＰＷの制御内容について説明する。
【００５４】
画像形成装置１００は、図１１のブロック図に示すように、電源部ＰＷを制御する制御手段として、ＤＣコントローラ２００を有している。ＤＣコントローラ２００は、演算装置であるＣＰＵ２１０と、ＣＰＵ２１０が実行するプログラムや各種データ・テーブル等を記憶するメモリ部２２０とを備えている。メモリ部２２０には、例えば筐体内部の温度・湿度等の環境条件と、二次転写電流の目標値（Ｉｔ）との対応関係を表す電流テーブルが格納される。また、ＤＣコントローラ２００は、画像形成装置１００に設けられた温湿度検知部３００によって、筐体内部の環境（温度、湿度）を検知可能に構成されている。
【００５５】
ＤＣコントローラ２００の制御信号は、Ｄ／ＡコンバータＣ４０によってアナログ変換されることで、二次転写電源４０の出力電圧（二次転写電圧）を制御する。二次転写部Ｔ２に流れる二次転写電流は電流検知部８０によって検知され、Ａ／ＤコンバータＣ８０によってデジタル変換された検知信号としてＤＣコントローラ２００にフィードバックされる。また、ＤＣコントローラ２００の制御信号は、Ｄ／ＡコンバータＣ５０によってアナログ変換されることで、外部電源５０に所要の給電電流を出力させる。外部電源５０から給電ローラ２６に印加された給電電圧は、電圧検知部９０によって検知され、Ａ／ＤコンバータＣ９０によってデジタル変換された検知信号としてＤＣコントローラ２００にフィードバックされる。
【００５６】
以下、ＤＣコントローラ２００による二次転写電圧の制御フローについて、図１２のフローチャートに沿って説明する。図１２（ａ）は画像形成装置１００が連続通紙を行う場合の全体フローであり、図１２（ｂ）は全体フローのうち二次転写電圧補正処理（Ｓ８）の詳細を示すサブフローである。これらはメモリ部２２０等の記憶装置に記憶され、ＣＰＵ２１０に読み出されることで実行される。すなわち、記憶装置に記憶された全体フローが連続通紙ジョブを実行する実行部に相当し、記憶装置に記憶されたサブフローが二次転写電圧を補正する調整部に相当する。
【００５７】
画像形成装置１００が連続通紙ジョブを開始する（ＳＴＡＲＴ）と、ＤＣコントローラ２００は温湿度検知部３００を用いて画像形成装置内部の温度及び湿度を検知する（Ｓ１）。ＤＣコントローラ２００は、電流テーブルを読み込むことで、環境条件に応じた二次転写電流の目標値Ｉｔを設定する（Ｓ２）。
【００５８】
そして、ＤＣコントローラ２００は、二次転写ユニット２０の各ローラが回転（前回転）している状態で、二次転写電源４０が出力する電圧値Ｖ０を、二次転写電流が目標値となるように調整する（Ｓ３〜Ｓ５）。すなわち、二次転写電源４０に電圧値Ｖ０の電圧を出力させた状態で、電流検知部８０を用いて二次転写電流の電流値を検知する（Ｓ３）。そして、検知結果に基づいて、電流値が目標値と一致するように電圧値Ｖ０を修正する（Ｓ５）。これに並行して、ＤＣコントローラ２００は、Ｓ２で読み込んだ電流テーブルを参照して、外部電源５０が出力する電流値を設定する。
【００５９】
目標値の二次転写電流を流す電圧値Ｖ０が得られると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＤＣコントローラ２００は１枚目の記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過する際の電圧値Ｖ１を電圧値Ｖ０に基づいて設定する。そして、中間転写ベルト１２に担持されたトナー像が電圧値Ｖ１の下で１枚目の記録材Ｓへと二次転写されることで、１回目の作像ジョブが実行される（Ｓ７）。作像ジョブに平行して、ＤＣコントローラ２００は、電圧値Ｖ１を補正する二次転写電圧補正処理を実行し、２枚目の記録材Ｓに対する電圧値Ｖ２を設定する（Ｓ８）。ＤＣコントローラ２００は、連続通紙ジョブとして規定された枚数の記録材Ｓに対する作像が完了するまで、作像ジョブと二次転写電圧補正処理とを繰り返す（Ｓ９）。
【００６０】
図１２（ｂ）のフローチャートは、二次転写電圧補正の処理内容として、ｎ枚目の記録材Ｓに対する作像ジョブの開始後に、ｎ＋１枚目の記録材Ｓに対する電圧値Ｖｎ＋１が設定される過程を示している。まず、ＤＣコントローラ２００は、電圧値Ｖｎ＋１を、ｎ枚目の記録材Ｓに対する電圧値Ｖｎに仮設定する（Ｓ８１）。そして、ＤＣコントローラ２００は電圧検知部９０を用いて外部電源５０の給電電圧（Ｗｎ）を検知し（Ｓ８２）、ｎ枚目の作像が終了すると（Ｓ８３：ＹＥＳ）、給電電圧に基づく二次転写電圧の候補値を算出する（Ｓ８４）。そして、候補値と前回の電圧値Ｖｎとの差（ΔＶ）が１０［Ｖ］以上である場合（Ｓ８５：ＹＥＳ）には、電圧値Ｖｎ＋１として候補値を採用する（Ｓ８６）。ΔＶが１０［Ｖ］未満である場合（Ｓ８５：ＮＯ）には、電圧値Ｖｎ＋１はＶｎに決定される。後述するように、給電電圧の検知結果に基づいて候補値を算出することで、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化と移流電流とに対応する、二次転写電流の制御精度の向上が図られている。
【００６１】
なお、本実施形態では、二次転写部Ｔ２を通過する記録材間のインターバル（紙間）で二次転写電圧をＶｎからＶｎ＋１へと切換える構成となっているため、二次転写の途中でバイアス電界が変化することによる画像不良（濃淡の段差）を防ぐことができる。ただし、記録材間のインターバルに限らず任意のタイミングで二次転写電圧の電圧値を補正する構成としても構わない。この場合、電圧値を段階的又は連続的に補正するなどして画像不良の発生を防ぐことが好ましい。
【００６２】
［二次転写ユニットにおける電流・電圧の推移］
次に、上述のように構成された画像形成装置１００が連続通紙を行う場合の、二次転写ユニット２０における電流・電圧の推移について詳しく説明する。図１３（ａ）は外部電源５０が給電ローラ２６に供給する給電電流Ｊを表し、図１３（ｂ）は外部電源５０が給電ローラ２６に印加する給電電圧Ｗを表している。また、図１３（ｃ）は二次転写電源４０が出力する二次転写電圧Ｖを表し、図１３（ｄ）は二次転写部Ｔ２に流れる二次転写電流Ｉを表している。ただし、電流・電圧の符号は、接地電位に接続された二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａを基準（０［Ｖ］）としている。
【００６３】
以下の説明において、図１３（ａ）に示すように、連続通紙中の経過時間（連続画像形成ジョブの実行期間）を、前回転を実行する前回転区間Ｔ０と、通紙中期間とに分ける。通紙中期間は、さらに、二次転写部Ｔ２に記録材Ｓが介在する通紙区間（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）と、通紙区間同士の間に挟まれたインターバル区間とに分けられる。言い換えると、連続通紙される記録材のうち先行する記録材（先行記録材）が二次転写部Ｔ２から離脱してから、次の記録材（後続記録材）が二次転写部Ｔ２に進入するまでの区間をインターバル区間とする。なお、図１４（ａ）〜（ｄ）における、時間軸のスケールは共通である。
【００６４】
図１３（ａ）に示すように、給電電流Ｊは、前回転時に検知された環境条件に基づいて選ばれる目標値Ｊｔに設定され、通紙中は目標値Ｊｔに維持される。上述した通り、連続通紙中は時間経過に伴って二次転写外ローラ２５の電気抵抗が変動する。この実施例では二次転写外ローラ２５の電気抵抗が単調減少するため、図１３（ｂ）に示すように、目標値Ｊｔの給電電流を維持するための給電電圧Ｗは徐々に低下する。
【００６５】
図１３（ｃ）、（ｄ）に示すように、前回転時の二次転写電圧（Ｖ０）は、二次転写部Ｔ２に目標値Ｉｔの電流が流れるように調整される。そして、１回目の通紙区間における電圧値Ｖ１は、記録材Ｓによる電気抵抗の増加分を考慮して、二次転写電流Ｉが目標値Ｉｔとなるように設定される。
【００６６】
連続通紙中、二次転写電源４０は通紙区間において二次転写電圧を印加し、インターバル区間においては抑制電圧を印加するように制御される。ただし、抑制電圧とは二次転写外ローラ２５へのトナー（例えば転写残トナー）の蓄積を抑制可能な電圧であり、本実施形態では０［Ｖ］に設定されている。そして、上述した二次転写電圧補正処理を行うことで、連続通紙中の二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変動と、移流電流の影響とに対応して二次転写電圧を連続通紙の期間中に制御する。
【００６７】
具体的に説明すると、図１３に示す実施例では給電電流及び二次転写電流の目標値Ｊｔ，Ｉｔの絶対値はいずれも５０［μＡ］に設定されている。また、この実施例で用いられた記録材Ｓの場合、通紙区間で５０［μＡ］の二次転写電流を流すための記録材の分担電圧は、８００［Ｖ］である。従って、Ｖ０とＶ１とでは、Ｖ１の方が８００［Ｖ］高圧である。
【００６８】
そして、２回目の通紙区間における二次転写電圧の電圧値Ｖ２は、１回目の通紙区間における給電電圧Ｗの検知結果に基づいて、次のように決定される。まず、給電電圧の平均値Ｗ１から、移流電流の影響を相殺するために所定割合の電圧を差し引いた値を算出し、これに記録材Ｓの分担電圧として８００［Ｖ］を加算した値を候補値とする。ただし、所定割合とは、給電電流に対する移流電流の割合の推定値である。図９、図１０を参照して、この実施例では給電電流に対する移流電流の割合の実測値が約１割であったため、上記所定割合が１０％に設定されている。従って、図１３（ｄ）においてインターバル区間で流れる電流（紙間電流ｉ１，ｉ２，ｉ３）の大きさは、いずれも給電電流の設定値（Ｊｔ）の１０％である５［μＡ］と推定されている。
【００６９】
次に、算出された候補値と、１回目の通紙区間における電圧値Ｖ１とを比較し、これらの差の絶対値ΔＶが１０［Ｖ］以上である場合には、候補値を電圧値Ｖ２として採用する。一方、ΔＶが１０［Ｖ］未満である場合には、電圧値Ｖ１を据え置いて電圧値Ｖ２とする。
【００７０】
通紙区間ごとにこのような処理が実行されることで、二次転写電圧の電圧値が連続通紙ジョブの進行中に補正される。すなわち、３回目の通紙区間における電圧値Ｖ３は、２回目の通紙区間における給電電圧の平均値Ｗ２を用いて算出された候補値と前回の電圧値Ｖ２とを比較して適宜補正される。また、４回目の通紙区間における電圧値Ｖ４は、３回目の通紙区間における給電電圧の平均値Ｗ３を用いて算出された候補値と前回の電圧値Ｖ３とを比較して適宜補正される。これにより、連続通紙中の通紙区間における二次転写電流Ｉが、目標値Ｉｔに高い精度で維持される。
【００７１】
［本実施形態の効果］
本実施形態に係る画像形成装置１００の性能を確認するため、多量の記録材Ｓを連続通紙させた場合の二次転写部における転写効率の変化を調べる耐久試験を実施した。この試験は、２３℃、５％ＲＨの温湿度環境において、上述した実施例と同様の目標電流（Ｉｔ＝Ｊｔ＝５０［μＡ］）の下で行った。そして、プロセススピード（二次転写外ローラ２５の周速）が３００［ｍｍ／ｓｅｃ］の画像形成装置１００を用いて、Ａ４サイズの用紙を５０００枚連続通紙させた。用紙はキヤノン製用紙（ＧＦ−Ｃ０８１：坪量８１．４グラム毎平米）を使用した。
【００７２】
耐久試験の結果、連続通紙を実行する前に計測された転写効率は、約５０［μＡ］で約９５％のピーク値を示した。一方、５０００枚の連続通紙を実行した後に計測された転写効率は、約５０［μＡ］で約９２％のピーク値を示した。従って、本実施形態に係る画像形成装置１００は、連続通紙を行う場合であっても、高い転写効率を維持可能であることが確認された。
【００７３】
上述した通り、本実施形態に係る画像形成装置１００は、給電ローラ２６から二次転写外ローラ２５に電荷を供給することでイオン導電剤の分極を緩和すると同時に、電圧検知部９０を用いて外部電源５０の印加電圧（給電電圧）を検知する。そして、給電電圧に基づいて、二次転写部Ｔ２に目標値Ｉｔの電流が流れるように、連続通紙ジョブの進行中に二次転写電圧を随時補正している。これにより、連続通紙中に生じる二次転写外ローラ２５の電気抵抗（電流電圧特性）の変化に応じて二次転写電流を高い精度で制御することが可能となり、連続通紙による転写効率の低下を防ぐことができる。
【００７４】
ところで、二次転写電源４０が出力する電圧及び電流を検知する構成の場合、通紙区間での検知結果をもとに転写ローラの電気抵抗を求めることは難しい。これは、記録材の種類（材質・サイズ）及び状態（温湿度・付着物の有無）によって記録材の電気抵抗が変化するのみならず、二次転写電源４０から供給された電荷の一部が記録材に残留した状態で移送されてしまうためである。そこで、インターバル区間で通紙区間と同程度の二次転写電流を流すことが考えられるが、中間転写ベルト１２に付着したトナーがインターバル区間において二次転写外ローラ２５へと転移してしまい、二次転写外ローラ２５が汚染される虞がある。また、連続通紙を中断してダウンタイムを設けることで二次転写外ローラ２５の電気抵抗を検知する代替構成も考えられるが、ダウンタイムの分画像形成装置の生産性が低下してしまう。
【００７５】
一方、本実施形態では、給電ローラ２６に接続された電圧検知部９０を用いて二次転写外ローラ２５の電気抵抗を検知する構成であるため、記録材の影響を受けることなく二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化を検出することができる。このため、インターバル区間で通紙区間と同程度の電流を流す構成に比して二次転写外ローラ２５の汚染を抑制することができ、記録材Ｓの裏面汚れや二次転写外ローラ２５の性能低下が回避される。また、ダウンタイムを設ける構成に比して生産性を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態において、二次転写電圧の値は移流電流（残留電荷）を含めた二次転写電流の値を目標値に近付けるように制御されている。言い換えると、二次転写外ローラ２５の回転によって二次転写部Ｔ２に到達する残留電荷が第１電気量である場合には、残留電荷が第１電気量よりも小さい第２電気量である場合に比して、二次転写電圧は絶対値が小さな値に設定される。このため、実際の二次転写電流に含まれる移流電流の大きさに対応して、二次転写電流をさらに高い精度で制御することができる。
【００７７】
［他の実施形態］
本実施形態では抑制電圧は０［Ｖ］であり、インターバル区間では二次転写電源４０の電圧印加が停止されるものとして説明したが、トナー汚れを抑制可能な範囲であれば抑制電圧の値は０［Ｖ］に限らない。例えば、インターバル区間では二次転写電源４０にトナーの帯電極性とは反対極性の電圧（逆バイアス）を出力させることで、二次転写外ローラ２５へのトナーの転移をより確実に防ぐことが考えられる。また、転写時の電圧（二次転写電圧）と同極性で絶対値が二次転写電圧よりも小さい電圧を抑制電圧としてもよい。
【００７８】
なお、二次転写電源４０及び外部電源５０は、それぞれ定電圧源及び定電流源のいずれを用いても構わない。外部電源５０を定電圧源とする場合には、電圧検知部９０に代えて外部電源５０が出力する電流を検知可能な電流検知部を設けることで、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化に応じた制御が可能となる。そして、例えば電流検知部からのフィードバック信号に基づいて外部電源５０及び二次転写電源４０の出力電圧を同期させて制御することで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施形態のように、外部電源５０を定電流源とすることで、二次転写電流と等しい大きさの給電電流を容易に供給させることができる。また、二次転写電源４０を定電圧源とすることで、二次転写部Ｔ２における電界強度を安定させて良好な転写性を得ることができる。
【００７９】
また、転写ローラ（二次転写外ローラ２５）がベルト部材（転写搬送ベルト）を張架する構成としても構わない。また、給電部材は給電ローラ２６等の接触帯電方式に限らず、例えばコロナ放電方式であってもよい。これらの場合であっても、二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化に応じて、連続通紙ジョブの進行中に二次転写電圧を補正することで、連続通紙中の二次転写電流を高い精度で制御することができる。
【００８０】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置１００は、ＤＣコントローラ２００が実行する制御内容において第１実施形態と異なっており、画像形成装置１００の構成は第１実施形態に共通する。そのため、以下の説明において第１実施形態と同様の構成及び作用を有する要素には同符号を付して説明を省略する。
【００８１】
以下、図１４及び図１５に沿って本実施形態に係る電源制御を説明する。図１４（ａ）は外部電源５０が給電ローラ２６に供給する給電電流Ｊを表し、図１４（ｂ）は外部電源５０が給電ローラ２６に印加する給電電圧Ｗを表している。また、図１４（ｃ）は二次転写電源４０が出力する二次転写電圧Ｖを表し、図１４（ｄ）は二次転写部Ｔ２に流れる二次転写電流Ｉを表している。ただし、電流・電圧の符号は、接地電位に接続された二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａを基準（０［Ｖ］）としている。
【００８２】
上述した第１実施形態では、二次転写外ローラ２５の電気的性質を考慮して予め設定された比率によって、給電電流から移流電流の大きさを推定している。しかし、移流電流の大きさは、二次転写ユニット２０がおかれた温度・湿度等の環境条件によっても変動しうる。例えば、図１４（ｄ）に示すように、連続通紙中に移流電流（ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４）が徐々に大きくなることが考えられる。このような移流電流の変化によって二次転写電流が目標値Ｉｔから外れた場合、転写効率が低下して画像の品位が低下する虞がある。
【００８３】
そこで、本実施形態では、給電電圧の検出値に加えて、移流電流の検出値を用いて二次転写電圧補正制御を行っている。すなわち、本実施形態では抑制電圧が０［Ｖ］に設定され、インターバル区間における二次転写電源４０の印加電圧が停止される。これにより、電流検知部８０は、紙間電流ｉ１，ｉ２，ｉ３…として移流電流の大きさを検知可能である。
【００８４】
図１４（ｃ）に示すように、この補正制御は、記録材４枚毎に実行される。このため、１回目から４回目の通紙区間における二次転写電圧（Ｖ１〜Ｖ４）は一定値である。ＤＣコントローラ２００は、１枚目の記録材Ｓが二次転写部Ｔ２に到達してから４枚目の記録材Ｓが二次転写部Ｔ２に到達するまでの時間幅τ１（図１４（ｂ）参照）で、給電電圧Ｗを検知する。また、ＤＣコントローラ２００は、１回目から３回目のインターバル区間で二次転写部Ｔ２に流れる電流（紙間電流ｉ１，ｉ２，ｉ３）を検知する（図１４（ｄ）参照）。ＤＣコントローラ２００は、これら給電電圧の平均値と紙間電流の平均値とを用いて二次転写電圧の候補値を算出する。そして、候補値と前回の電圧値とが１０［Ｖ］以上離れている場合に、二次転写電圧を候補値へと変更する。
【００８５】
二次転写電圧の候補値を算出する過程について、図１５を用いて説明する。図１５は、二次転写部Ｔ２の電流電圧特性を表すグラフであり、ＤＣコントローラ２００は、このグラフに示される電流と電圧との関係を参照することで、二次転写電圧の候補値を決定する。直線ｆ１は、前回転中に計測された二次転写電圧及び二次転写電流の値から作られた電流電圧特性の近似直線であり、メモリ部２２０に記憶されている。すなわち、前回転の実行中に、異なる電圧値の二次転写電圧が少なくとも２回出力され（図１４（ｃ）参照）、電流検知部８０の検知結果に基づいて直線ｆ１が記憶される。直線ｆ２は連続通紙によって二次転写外ローラ２５の性質（移流電流の生じやすさ）が変化した後の電圧電流特性である。
【００８６】
本実施形態における二次転写電流及び給電電流の目標値は、いずれも５０［μＡ］に設定されている。図１５に示すように、前回転時の電圧値Ｖ０は、移流電流を含めた二次転写電流の値が５０［μＡ］となるようにＶ０＝１８００［Ｖ］に調整されている。この場合、図９を参照して、約５［μＡ］の移流電流が発生することが分かる。
【００８７】
ところで、図１４及び図１５に示す実施例では、連続通紙によって紙間電流ｉ１，ｉ２，ｉ３…の検出値は徐々に大きくなった。すなわち、図１５において、前回転中の検出値から得られた電流電圧特性（直線ｆ１）は、連続通紙の進行に伴って図中上方にシフトした（直線ｆ２）と考えられる。言い換えれば、直線ｆ２は、直前のインターバルで流れた紙間電流と、連続通紙の開始時に流れた紙間電流との差の分、直線ｆ１を上方にシフトすることで得られる。電流電圧特性がこのように変化した場合、目標値（５０［μＡ］）の二次転写電流を流すためには、二次転写電圧を連続通紙の開始時（Ｖ０）よりも小さな値（Ｖｃ）に設定する必要がある。
【００８８】
ここで、紙間電流ｉ１，ｉ２，ｉ３の平均値が６［μＡ］であった場合、直線ｆ２として示すように、二次転写部Ｔ２の電流電圧特性が直線ｆ１から１［μＡ］分上方にシフトしたと推定できる。そこで、ＤＣコントローラ２００は、直線ｆ２に基づいて、電流値が５０［μＡ］となる電圧値Ｖｃを算出する。直線ｆ２の傾きは直線ｆ１とほぼ等しく、この実施例での傾きの下では、Ｖｃ＝１７６０［Ｖ］と算出されている。なお、通常の二次転写電圧の変動幅の範囲では、直線ｆ１と直線ｆ２との傾きは略等しいと見なせる。そして、ＤＣコントローラ２００は、Ｖｃに記録材Ｓの分担電圧である８００［Ｖ］を加算した２５６０［Ｖ］を二次転写電圧の候補値として、前回の電圧値Ｖ１＝２６００［Ｖ］と比較する。この場合、差が４０［Ｖ］であるため、ＤＣコントローラ２００は二次転写電圧を補正して、５〜８回目の通紙区間における電圧値Ｖ５を２５６０［Ｖ］とする（図１４（ｃ）参照）。
【００８９】
図１４（ｄ）に示すように、このような二次転写電圧補正制御により、移流電流の大きさの変化による二次転写電流への影響がキャンセルされ、５回目の通紙区間では目標値Ｉｔにより近い電流値Ｉ５となる。ＤＣコントローラ２００は、記録材４枚毎に同様の二次転写電圧補正制御を実行し、二次転写電流を目標値Ｉｔに近付けるように二次転写電圧を随時補正する。
【００９０】
本実施形態に係る画像形成装置１００の性能を確認するため、多量の記録材Ｓを連続通紙させた場合の二次転写部における転写効率の変化を調べる耐久試験を実施した。ただし、試験方法は第１実施形態の耐久試験と同様である。耐久試験の結果、連続通紙を実行する前に計測された転写効率は、約５０［μＡ］で約９６％のピーク値を示した。一方、５０００枚の連続通紙を実行した後に計測された転写効率は、約５０［μＡ］で約９３％のピーク値を示した。従って、本実施形態に係る画像形成装置１００は、連続通紙を行う場合であっても、高い転写効率を維持可能であることが確認された。
【００９１】
第１実施形態に比較した場合、本実施形態に係る制御では二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化に加えて、移流電流の生じやすさの変化に応じて、連続通紙ジョブの進行中に二次転写電圧を随時補正している。このため、例えば連続通紙中の温度・湿度の変化によって弾性層２５ｂの残留電荷の減衰速度が変化するような二次転写外ローラ２５を用いる場合には、第１実施形態よりも高い精度で二次転写電流を制御することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、移流電流を検知するための検知区間を３回分のインターバル区間によって構成し、検知区間で検出された電流（ｉ１，ｉ２，ｉ３）の平均値を用いて二次転写電圧を補正している。言い換えると、二次転写電圧の電圧値は、検知区間において二次転写部に流れた電流の平均が第１平均値である場合には、検知区間において二次転写部に流れた電流の平均が第１平均値よりも小さい第２平均値である場合に比して絶対値が小さな値に設定される。このような平均化の過程により、インターバル区間が短い画像形成装置であっても高い精度で移流電流を検知することが可能となり、生産性を低下させることなく二次転写電流を高い精度で制御することが可能となる。
【００９３】
なお、検知区間を構成するインターバル区間の選び方は上述したものに限らず、一の記録材Ｓよりも前の予め設定された回数（所定数）のインターバル区間を検知区間とすればよい。また、二次転写電圧補正制御は、記録材４枚毎に限らず、予め設定された任意の枚数毎に実行する構成としても構わない。例えば、記録材１０枚毎に１回のインターバル区間で紙間電流を検知し、記録材５０枚毎に電圧値を補正する構成としてもよい。
【００９４】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る二次転写ユニット２０Ａについて、図１６を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット２０Ａは、第１実施形態の二次転写ユニット２０に比較して、電流路６０Ａにツェナーダイオード６１を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【００９５】
図１６に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０とツェナーダイオード６１とを有する電流路６０Ａを介して接地電位に接続されている。導電部材６０は、導線等の導電性材料からなる。ツェナーダイオード６１は、導電部材６０によって形成された導電経路に介在し、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて十分に小さい値（例えば５０［Ｖ］）に設定された降伏電圧を有する。従って、ツェナーダイオード６１は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値以上（降伏電圧以上）となった場合に、軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す電気的素子の一例である。
【００９６】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、連続通紙ジョブの進行中に二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化を検知し、検知結果に応じて二次転写電圧を制御することで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
＜第４実施形態＞
続けて、第４実施形態に係る二次転写ユニット２０Ｂについて、図１７を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット２０Ｂは、第１実施形態の二次転写ユニット２０に比較して、電流路６０Ｂにバリスタ６２を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【００９８】
図１７に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０とバリスタ６２とを有する電流路６０Ｂを介して接地電位に接続されている。導電部材６０は、導線等の導電性材料からなる。バリスタ６２は、導電部材６０によって形成された導電経路に介在し、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて十分に小さい値（例えば５０Ｖ）に設定されたバリスタ電圧を有する。ただし、バリスタ電圧は、転写電流と同程度の大きさの電流（例えば１０［μＡ］）を基準電流として、基準電流以上の電流が流れる場合の電圧を指す。従って、バリスタ６２は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値（バリスタ電圧）以上となった場合に軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す電気的素子の一例である。
【００９９】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、連続通紙ジョブの進行中に二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化を検知し、検知結果に応じて二次転写電圧を制御することで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
＜第５実施形態＞
続いて、第５実施形態に係る二次転写ユニット２０Ｃについて、図１８を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット２０Ｃは、第１実施形態の二次転写ユニット２０に比較して、電流路６０Ｃに低圧電源６３を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
【０１０１】
図１８に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ２５は、導電部材６０と低圧電源６３とを有する電流路６０Ｃによって接地電位に接続されている。低圧電源６３は、二次転写電源４０及び外部電源５０の印加電圧に比べて絶対値が十分に小さい（例えば２０Ｖ）電圧を印加する。そして、低圧電源６３は、二次転写外ローラ２５の軸芯２５ａの電位と接地電位との電位差が所定値（低圧電源の印加電圧）以上となった場合に、低圧電源６３の印加する電圧に依らず、軸芯２５ａと接地電位との間に電流を流す。
【０１０２】
このような構成においても、外部電源５０から給電ローラ２６に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ２５に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、連続通紙ジョブの進行中に二次転写外ローラ２５の電気抵抗の変化を検知し、検知結果に応じて二次転写電圧を制御することで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１２…中間転写ベルト／２４…対向ローラ（二次転写内ローラ）／２５…転写ローラ（二次転写外ローラ）／２５ａ…導電軸（軸芯）／２５ｂ…外周層（弾性層）／２６…給電部材（給電ローラ）／４０…第１電源（二次転写電源）／５０…第２電源（外部電源）／６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ…電流路／６０，６５…電流路、導電部材／６１，６２…電気的素子（ツェナーダイオード、バリスタ）／６３…電源（低圧電源）／８０…転写電流検知手段（電流検知部）／９０…電圧検知手段（電圧検知部）／１００…画像形成装置／２００…制御手段（ＤＣコントローラ）／Ｓ…記録材／Ｔ２…転写部（二次転写部）／ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ…画像形成部／Ｖ…転写電圧（二次転写電圧）
【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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