JP2005292227A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡単な構成で、より多くの場合に適切な転写条件制御を実現することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
転写電圧検出部１６０により、転写ローラ等の転写部材に印加される転写電圧値を検出するとともに、転写電流検出部１５０が、転写電流を検出し、それぞれＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１００では、転写電圧値及び転写電流値から制御目標となる目標電流値を決定し、決定された目標電流値に基づいて定電流制御が行われるように昇圧回路１３０を駆動する。目標電流値を、転写電圧の範囲ごとに異なる算出式を用いて算出することにより、より多くの環境、条件下において適切な転写条件制御を実現することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に、転写ローラ等の転写部材に転写電圧が印加されることにより、転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、半導体レーザから射出されたレーザビームにより、一様に帯電された感光体表面が露光されて静電潜像が形成され、当該静電潜像がトナーにより可視像化された後、当該トナー像を記録シート等の記録媒体上に転写することにより、記録媒体上に画像が形成される。

感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する際の制御方法としては、転写電圧を一定とする定電圧制御と、転写電流が一定となるように制御する定電流制御とが知られている。定電圧制御の場合、湿度の変化などで記録紙の抵抗値が変化した場合など、転写電流値が変化し、転写電流が不足して転写不良が生じる場合があるという問題点がある。従って、一般的には定電流制御を用いることが好ましいとされている。

しかしながら、定電流制御を用いた場合でも、例えば転写ローラと感光体表面とが直接接触している部分がある場合などにおいて、高湿度により転写ローラや記録紙の抵抗値が低下した場合に、記録紙を帯電させることなく、転写ローラの端部から感光体へ直接流れ込む転写電流の量が増大し、転写不良が生じる場合があった。このような場合に対応する方策として、特許文献１には、転写電圧が所定の値よりも低くなった場合に定電圧制御を行うようにすることで、転写電圧の低下に従って転写電流を増加させるようにした技術が開示されている。

特開２００２−２０２６７１号公報

上記の従来技術では、転写電圧が所定値を下回った場合には定電圧制御に切り替える簡単な構成で種々の環境変化に対応している。しかしながら、検出された転写電流値に基づいて定電流制御を行うか、検出された転写電圧値に基づいて定電圧制御を行うかについて択一的な制御しか行っておらず、条件によっては所望の電流を流すことができないなど、転写条件制御の柔軟性に欠けるという問題点を有している。なお、従来、各々の条件に応じて、それぞれ対応する技術は種々考案されているところであるけれども、それらを別個に全て実装するのは製造コスト上昇の原因となり、簡単な構成にて、より多くの場合に適切な転写条件制御を実現するような技術が望まれているところである。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、より多くの場合に適切な転写条件制御を実現することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の問題点を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、当該像担持体と対向して設けられた転写部材と、当該転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加手段とを備え、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に転写電圧が印加されることにより、前記転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置において、前記転写部材と前記像担持体との間に流れる転写電流値を検出する転写電流検出手段と、前記転写電圧印加手段が印加している転写電圧値を検出する転写電圧検出手段と、検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて制御目標とする目標電流値を決定し、当該目標電流値となるように前記転写電圧印加手段を定電流制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

この構成では、定電流制御を行う場合において、検出された転写電圧値と転写電流とに基づいて制御目標となる目標電流値を決定している。従来のフィードバック制御による転写条件制御においては、一旦目標電流値を決定すると、それを柔軟に変更することがなく、記録媒体のサイズ、材質、環境条件などの変化に柔軟に対応することができなかったのであるが、本発明では、検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて目標電流値を決定するようにしているため、より多くの場合において、適切な転写条件制御を行うことが可能となったものである。

なお、前記制御手段は、検出された転写電圧値と転写電流値との比に基づいて目標電流値を決定することができる。転写条件を変更する必要性、即ち記録媒体のサイズ、材質や、両面印刷、湿度の変化などの環境条件の変化に起因する記録媒体の状態変化や、転写ローラの経年変化、感光体の経年変化、トナーの経年変化、印字デューティなどは転写電圧値と転写電流値との比、即ち抵抗値の相違として現れるからである。

ここで、前記制御手段は、検出された転写電圧値及び転写電流値と目標電流値との対応関係を示すテーブルを保持するテーブル手段を備え、当該テーブル手段の内容に基づいて目標電流値を決定することができる。テーブルに保持される対応関係は、下記に説明するような数式に基づくものでもよいし、実験的に求めたものであってもよい。

また、前記制御手段は、検出された転写電圧値及び転写電流値から、所定の数式に従って目標電流値を算出する目標電流値算出手段を備え、算出結果に従って目標電流値を決定することができる。この方法では、上記のようにテーブルを保持する方法と比べ、メモリ等の資源が少なくて済むという利点がある。

前記制御手段は、検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合において、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数式１）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定することができる。

Ｉ＝Ｉｏｍａｘ／（１―ａ×Ｖ０／Ｉ０） ・・（数式１）

但し、上記（数式１）において、ａは、ｘ軸を転写電圧値、ｙ軸を転写電流値とし、転写電圧値＝０のときの転写電流値がＩｏｍａｘであるとした場合において、転写電圧値が第１の所定値Ｖ１の場合に設定される目標電流値がＩ１である場合に、（０，Ｉｏｍａｘ）と（Ｖ１，Ｉ１）とを結ぶ直線の傾きを表す。

また、前記制御手段は、検出された転写電圧値によって目標電流値を変化させない電圧範囲における目標電流値が所定の電流値Ｉｔｈを超える場合において、検出された転写電圧値Ｖ０が第２の所定値Ｖ２を上回った場合、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数式２）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定することができる。

Ｉ＝Ｖｏｍａｘ／（Ｖ０／Ｉ０−ｂ） ・・（数式２）

但し、上記（数式２）において、ｂは、ｘ軸を転写電圧値、ｙ軸を転写電流値とし、転写電圧値が第２の所定値Ｖ２の場合に設定される目標電流値がＩ２であり、転写電圧値が最大出力値Ｖｍａｘの場合に設定される目標電流値がＩｔｈである場合に、（Ｖ２，Ｉ２）と（Ｖｍａｘ，Ｉｔｈ）とを結ぶ直線の傾きを表し、Ｖｏｍａｘは、当該直線上において転写電流値＝０のときに示される転写電圧値を表す。

目標電流値を決定する数式が上記（数式１）、（数式２）に限定されないことは勿論である。なお、前記制御手段は、前記（数式１）及び／又は（数式２）において、検出された転写電圧値Ｖ０がＶ１とＶ２との間の範囲にある場合の目標電流値によりａ及び／又はｂの値が異なる複数の数式の中で、いずれの数式に基づいて目標電流値を決定するかを選択する選択部を有することが好ましい。

なお、前記制御手段は、検出された転写電圧値が最大出力値Ｖｍａｘ以上となった場合には定電圧制御を行うことができる。現実的には、転写電圧を無限に上昇させることはできない場合もあり、目標電流値を決定しても、それに対応する転写電圧を印加することができない場合もあるからである。

以上は定電流制御を行う場合について説明したが、定電圧制御においても本発明を適用することが可能である。即ち、本発明の第２の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、当該像担持体と対向して設けられた転写部材と、当該転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加手段とを備え、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に転写電圧が印加されることにより、前記転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置において、前記転写部材と前記像担持体との間に流れる転写電流値を検出する転写電流検出手段と、前記転写電圧印加手段が印加している転写電圧値を検出する転写電圧検出手段と、検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて制御目標とする目標電圧値を決定し、当該目標電圧値となるように前記転写電圧印加手段を定電圧制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

ここで、前記制御手段は、検出された転写電圧値と転写電流値との比に基づいて目標電圧値を決定することができる。なお、前記制御手段は、検出された転写電圧値及び転写電流値と目標電圧値との対応関係を示すテーブルを保持するテーブル手段を備え、当該テーブル手段の内容に基づいて目標電圧値を決定することができるし、検出された転写電圧値及び転写電流値から、所定の数式に従って目標電圧値を算出する目標電圧値算出手段を備え、算出結果に従って目標電圧値を決定することもできる。

目標電圧値を算出する式の例を以下に示す。即ち、前記制御手段は、検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合において、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電圧値を下記の（数式３）により規定される電圧値（Ｖ）に基づいて決定することができる。

Ｖ＝Ｉｏｍａｘ／（Ｉ０／Ｖ０―ａ） ・・（数式３）

但し、上記（数式３）において、ａは、ｘ軸を転写電圧値、ｙ軸を転写電流値とし、転写電圧値＝０のときの転写電流値がＩｏｍａｘであるとした場合において、転写電圧値が第１の所定値Ｖ１の場合に設定される所定の電流値がＩ１である場合に、（０，Ｉｏｍａｘ）と（Ｖ１，Ｉ１）とを結ぶ直線の傾きを表す。この所定の電流値Ｉ１としては、目標電圧値の算出のために予め設定した値を用いることができる。

また、前記制御手段は、検出された転写電圧値によって目標電圧値を変化させない電圧範囲において設定されている所定の電流値Ｉ２が、所定の電流値Ｉｔｈを超える場合において、検出された転写電圧値Ｖ０が第２の所定値Ｖ２を上回った場合、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電圧値を下記の（数式４）により規定される電圧値（Ｖ）に基づいて決定することができる。

Ｖ＝Ｖｏｍａｘ／（１−ｂ×Ｉ０／Ｖ０） ・・（数式４）

但し、上記（数式４）において、ｂは、ｘ軸を転写電圧値、ｙ軸を転写電流値とし、転写電圧値が第２の所定値Ｖ２の場合に設定される所定の電流値がＩ２であり、転写電圧値が最大出力値Ｖｍａｘの場合に設定される所定の電流値がＩｔｈである場合に、（Ｖ２，Ｉ２）と（Ｖｍａｘ，Ｉｔｈ）とを結ぶ直線の傾きを表し、Ｖｏｍａｘは、当該直線上において転写電流値＝０のときに示される転写電圧値を表す。所定の電流値Ｉ２及びＩｔｈとしては、目標電圧値の算出のために予め設定した値を用いることができる。

目標電圧値を決定する数式が上記（数式３）、（数式４）に限定されないことは勿論である。なお、前記制御手段は、前記（数式３）及び／又は（数式４）において、検出された転写電圧値Ｖ０がＶ１とＶ２との間の範囲にある場合に設定されている所定の電流値（Ｉ１及び／又はＩ２）によりａ及び／又はｂの値が異なる複数の数式の中で、いずれの数式に基づいて目標電圧値を決定するかを選択する選択部を有することが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によると、検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて、制御目標とする目標電流値、あるいは目標電圧値を決定するようにしているため、転写条件制御の柔軟性が増し、より多くの場合に適切な転写条件を実現することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）レーザプリンタの全体構成
図１は、本発明の一適用対象である画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図、図２はレーザプリンタの概略側断面図である。

レーザプリンタは、本体ケース１のメインフレーム１ａに、上面から、露光ユニットとしてのスキャナユニット２、画像形成手段としてのプロセスユニット３、定着手段としての定着ユニット４、給紙ユニット５、及び駆動系ユニット６等が装着されて構成され、各ユニットを制御する制御部（不図示）を備えている。合成樹脂製の本体ケース１は、メインフレーム１ａと、このメインフレーム１ａの四周（前後及び左右両側）外面を覆うメインカバー体１ｂとを有しており、当該メインフレーム１ａとメインカバー体１ｂとを一体的に射出成形等により形成したものである。

メインモータ（不図示）とギヤ列とを含む駆動系ユニット６は、図１に示されるメインカバー体１ｂの左側内面とそれに近接するメインフレーム１ａの左側との間に設けられた収納凹所１ｄ内に、本体ケース１の下方から挿入して装着固定される。更に、メインフレーム１ａ及びメインカバー体１ｂの上面を覆うための合成樹脂製の本体カバーとしてのトップカバー７には、メインフレーム１ａの右側に上向きに突出して設けられる操作パネル１ｃを貫通させる孔７ａと、給紙ユニット５の基部を貫通させるための孔７ｂとが穿設されている。

排紙トレイ８の基部はトップカバー７の前端の左右両側に突設したブラケット９（図１で一方のみ示す）に上下揺動可能に装着されており、不使用の場合には、排紙トレイ８をトップカバー７の上面側に折り畳んで覆うことができる。

給紙ユニット５におけるフィーダ部ケース５ａ内には、積層された状態で被記録媒体としての記録紙Ｐがセットされる。図２に示すように、記録紙Ｐの先端側は、フィーダ部ケース５ａ内のばね１０ａで付勢された支持板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧されており、このため、駆動系ユニット６から動力伝達されて回転する給紙ローラ１１と分離パッド１２とによって、記録紙Ｐを１枚ずつ分離して上下一対のレジストローラ１３、１４に送ることができる。なお、給紙ユニット５には斜め上方向に開口する手挿口５ｂが設けられ、フィーダ部ケース５ａ内の記録紙Ｐとは別の記録紙にて印刷する場合に、当該記録紙を手挿口５ｂへと挿入して使用することができる。

プロセスユニット３は、レジストローラ１３、１４にて給送されてくる記録紙Ｐの表面に現像材（トナー）により画像（トナー画像）を形成する。更に、定着ユニット４は、トナー画像が形成された記録紙Ｐを、加熱ローラ１５と押圧ローラ１６とで挟持することで加熱し、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着する。なお、加熱ローラ１５は、表面がフッ素コートされたアルミ管の中に定着用ヒータ１５ａを挿入したもので、その長手方向の略中央部には外表面にサーミスタ４１が接触している。また、押圧ローラ１６は、表面がフッ素樹脂で被覆されたゴムローラである。

定着ユニット４のケース内における下流側に配置された排紙ローラ１７とピンチローラ１８とからなる排紙部は、トナー画像が定着された記録紙Ｐを排紙トレイ８に排出する。給紙ローラ１１から排紙部までが、被記録媒体搬送ルートである。

メインフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセスユニット３の下方の部位には、スキャナユニット２の上支持板２ａが、メインフレーム１ａの底板部の上面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定される。

露光ユニットとしてのスキャナユニット２は、合成樹脂製の上支持板２ａの下面側に、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、反射鏡２２等を配置して構成される。ポリゴンミラー２０はモータ駆動回路９０により駆動されるスキャナモータ８６によって高速回転しており、ポリゴンミラー２０により偏向されたレーザビームが、感光体としての感光体ドラム２３の軸線に沿って延びるように上記上支持板２ａに穿設された横長スキャナ孔を覆う硝子板２４を通過して感光体ドラム２３の外周面を露光する。

プロセスユニット３は、感光体ドラム２３とその上面に当接した転写ローラ２５、感光体ドラム２３の下方に配置したスコロトロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光体ドラム２３よりも上流側に配置した現像ローラ２７及び供給ローラ２８を有する現像装置、更にその上流側に配置した現像剤（トナー）供給部すなわち着脱可能なトナーカートリッジ２９、また感光体ドラム２３よりも下流側に配置したクリーニングローラ３０、更にクリーニングローラ３０よりも下流側に配置した除電ランプ３０ａ等からなっている。

感光体ドラム２３の外周面には、帯電器２６にて一様帯電された感光体層にスキャナユニット２から射出されたレーザビームを走査することによって静電潜像が形成される。トナーカートリッジ２９内の現像剤（トナー）は、攪拌体３１にて攪拌されて放出された後、供給ローラ２８を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３２によってトナー層の厚さが規制される。

感光体ドラム２３表面に形成された静電潜像は、現像ローラ２７により現像剤が付着することによって顕像化される。その現像剤による像（トナー画像）は、感光体ドラム２３の電位とは逆電位の転写電圧が印加された転写ローラ２５と感光体ドラム２３との間を通る記録紙Ｐに転写される。転写電圧は、後述する転写電圧制御部（図１及び図２には不図示）により制御される。転写電圧制御部と前記制御部とは別のＣＰＵを用いてもよいし、同一のＣＰＵを用いるようにしてもよい。感光体ドラム２３上に残ったトナーはクリーニングローラ３０で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光体ドラム２３に戻され、現像ローラ２７によりプロセスユニット３内に回収される。

なお、スキャナユニット２の上支持板２ａには、上向きに突出するトナーセンサ３３が設けられ、発光部と受光部との対からなるトナーセンサ３３がプロセスユニット３におけるトナーカートリッジ２９の下面凹所内に臨んで、トナーカートリッジ２９内のトナーの有無を検出できるようになっている。

プロセスユニット３は、合成樹脂製のケース３４に組み込むことにてカートリッジ化されており、このカートリッジ化したプロセスユニット３は、メインフレーム１ａに着脱可能に装着される。
メインフレーム１ａの前部位とメインカバー体１ｂの前部位との連設部下面側には、冷却ファン３５を収納するための収納部３６と、記録紙Ｐの通過方向と直交する左右方向に延びる通風ダクト３７とが連通して形成される。そして、通風ダクト３７の上面板部３７ａを断面下向きＶ字状に形成し、この上面板部３７ａをプロセスユニット３と定着ユニット４との間に位置させて、定着ユニット４における加熱ローラ１５から発生する熱がプロセスユニット３側に直接伝達しないように遮断する。

また、冷却ファン３５で発生した冷却風は、通風ダクト３７内を通ってメインフレーム１ａの一側下面を伝い、後部の電源部３９及び駆動系ユニット６内のメインモータを冷却する一方、上面板部３７ａのうち、プロセスユニット３側に開口した複数箇所のスリット孔から吹き出し、該冷却風は、プロセスユニット３と定着ユニット４の間を通過して上昇し、トップカバー７に複数穿設した排気孔４０から装置外に排出される。

（２）転写電圧制御部の構成
次に、本実施の形態において前記転写ローラ２５に印加する転写電圧を制御する転写電圧制御部の構成について説明する。図３は、転写電圧制御部の構成の一例を示す図である。同図に示される転写電圧制御部は、ＣＰＵ１００を中心として構成され、ＣＰＵ１００から出力される転写電圧制御信号（ＰＷＭデューティ比により転写電圧の制御内容を示す。）を平滑化するＰＷＭ信号平滑部１１０、ＰＷＭ信号平滑部１１０により出力されるアナログ電圧に基づいて、昇圧回路１３０の一次巻き線１３１への通電量を制御するトランス駆動部１２０、内部に前記一次巻き線１３１、二次巻き線１３２、及び転写電圧検出用の検出巻き線１３３がそれぞれ巻回されたトランスを含み、二次巻き線１３２に生じる電圧を転写電圧として印加することにより転写電圧印加手段の一部として機能する昇圧回路１３０、昇圧回路１３０の出力電圧を安定化させるべく設けられ、転写電圧印加手段の一部として機能している抵抗素子１４０、転写ローラ２５と感光体ドラム２３との間に流れる転写電流値を検出する転写電流検出部１５０、前記検出巻き線１３３から転写電圧値を検出する転写電圧検出部１６０等を含んでいる。

ＣＰＵ１００は、転写電流検出部１５０により検出された転写電流値、及び転写電圧検出部１６０により検出された転写電圧値に基づいて、制御目標となる目標電流値を決定する。本実施の形態の転写制御は、転写電流が一定となるように転写電圧を制御する定電流制御であり、ＣＰＵ１００は、決定された目標電流値に従って、転写電圧を決定する前記一次巻き線１３１への通電量を規定するＰＷＭ信号を出力する。本実施の形態では、検出された転写電流値及び転写電圧値に基づいて、制御目標となる目標電流値を決定することにより、柔軟な転写条件制御を実現している。

ＰＷＭ信号平滑部１１０は、内部に平滑用コンデンサを含んでおり、ＣＰＵ１００が出力したＰＷＭ信号を平滑化してアナログ電圧を出力する。トランス駆動部１２０は、当該アナログ電圧に従い昇圧回路１３０内に備えられたトランスの一次巻き線１３１への通電量を制御する。この一次巻き線１３１への通電量の制御により、二次巻き線１３２に発生する起電力が制御され、転写電圧として転写ローラ２５内部のローラ軸に印加される。転写ローラ２５と感光体ドラム２３との間に流れる転写電流は、転写電流検出部１５０内部の抵抗素子１５１を流れる電流として検出され、検出された転写電流値がＣＰＵ１００へと送られる。一方、転写電圧値は、前記した検出用巻き線１３３を介して転写電圧検出部１６０により検出され、やはりＣＰＵ１００へと送られる。

（３）目標電流値の決定
次に、本実施の形態において、検出された転写電流値及び転写電圧値から目標電流値を決定する方法について詳細に説明する。図４は、目標電流値の決定について説明するための図である。

同図において、ｘ軸は転写電圧値、ｙ軸は転写電流値であり、転写電圧値と転写電流値との関係が示されている。同図において転写電圧値に対応する転写電流値が必ずしも目標電流値を示すわけではない。即ち、転写電圧値が第１の所定値（Ｖ１）を下回る場合、及び転写電圧値が第２の所定値（Ｖ２）を上回る場合には、ｙ軸の転写電流値は目標電流値とは一致しない。但し、転写電圧値が第１の所定値（Ｖ１）から第２の所定値（Ｖ２）までの範囲内にあるときには、目標電流値を変化させずに、転写電流を一定とするような定電流制御を行うべきことが示されており、目標電流値は図中、Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに示される転写電流値と一致している。

図中、ＡからＣのいずれを用いて目標電流値を決定するかは、例えば記録紙のサイズや厚み、紙質、記録紙かＯＨＰシートか等の各種設定に基づいて選択することができる。本実施の形態では、転写電圧値が第１の所定値Ｖ１（同図の例では１．５Ｖ）を下回る場合、及び転写電圧値が第２の所定値Ｖ２（同図の例では５．５Ｖ）を上回る場合に、図に示された線分の傾きを用いた所定の数式を用いて目標電流値を算出する。

即ち、転写電圧検出部１６０により検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合において、転写電流検出部１５０にて検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数式１）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定する。

Ｉ＝Ｉｏｍａｘ／（１―ａ×Ｖ０／Ｉ０） ・・（数式１）

ここで、Ｉｏｍａｘとは、図中転写電圧値が０のときの転写電流値であって、最大出力電流値として装置ごとに予め決定されている値である。ａは、転写電圧値が１．５Ｖ以上５．５Ｖ以下の範囲（定電流領域）における目標電流値をＩ１とした場合に、図中（０，Ｉｏｍａｘ）と（Ｖ１，Ｉ１）とを結ぶ直線の傾きを表す。即ち、ａの値は、（Ｉ１−Ｉｏｍａｘ）／Ｖ１で算出される。同図の例ではＶ１は１．５Ｖであるが、ＡからＣのいずれかにより、それぞれ定電流領域における目標電流値（Ｉ１）が異なるため、ＡからＣのいずれを選択するかによりａの値は異なる。

検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合の目標電流値としては、上記電流値（Ｉ）として算出される値を用いることができるが、厳密に一致しない場合もある。また、算出に用いる数式が上記（数式１）に限定されるわけではなく、上記（数式１）に調整を加えたり、他の数式を用いることもできる。

一方、検出された転写電圧値Ｖ０が、第２の所定値Ｖ２を超えた場合も、同図４に示される線分の傾きを用いた所定の数式を用いて目標電流値を算出する。即ち、検出された転写電圧値によって目標電流値を変化させない電圧範囲（定電流領域・同図４の例では、１．５Ｖ以上５．５Ｖ以下）における目標電流値が所定の電流値Ｉｔｈ（同図の例では−１０μＡ）を超える場合（同図の例ではＡ及びＢが該当する。）、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数式２）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定する。

Ｉ＝Ｖｏｍａｘ／（Ｖ０／Ｉ０−ｂ） ・・（数式２）

ここで、ｂは、転写電圧値が第２の所定値Ｖ２の場合に設定される目標電流値がＩ２であり、転写電圧値が最大出力値Ｖｍａｘの場合に設定される目標電流値がＩｔｈである場合に、（Ｖ２，Ｉ２）と（Ｖｍａｘ，Ｉｔｈ）とを結ぶ直線の傾きを表す。即ち、ｂの値は、（Ｉ２−Ｉｔｈ）／（Ｖ２−Ｖｍａｘ）で算出される。同図の例ではＩｔｈ、Ｖ２及びＶｍａｘの値は固定されているが、Ａ及びＢのいずれかにより定電流領域における目標電流値（Ｉ２）が異なるため、Ａ及びＢのいずれを選択するかによりｂの値は異なる。

図４においてはＩ２の値は上記Ｉ１と等しく、例えばＡが選択されたとすると、転写電圧値が第２の所定値Ｖ２（同図の例では５．５Ｖ）のときＩ２は−１２μＡである。Ｖｍａｘは、実際に装置が転写電圧として出力可能な最大出力値であり、同図の例では６．５Ｖである。Ｖｏｍａｘは、傾きｂの線分をｘ軸の方に延長した場合、転写電流値が０のときに示される転写電圧値を表しており、Ａ及びＢのいずれを選択するかにより異なる。

目標電流値として、上記電流値（Ｉ）として算出される値を用いることができるが、厳密に一致しない場合もある点、算出に用いる数式が上記（数式２）に限定されるわけではなく、上記（数式２）に調整を加えたり、他の数式を用いることもできる点は、転写電圧値がＶ１を下回る場合と同様である。

なお、転写電圧値が１．５Ｖ以上５．５Ｖ以下の範囲における目標電流値が所定の電流値Ｉｔｈ（同図の例では−１０μＡ）以下である場合（同図の例ではＣが該当する。）、転写電圧値が上記Ｖ２を超えても目標電流値は変化させない。また、ＡからＣのいずれの場合も、転写電圧値がＶｍａｘに到達した後は定電圧制御とする。Ｖｍａｘは装置の仕様により、実際に出力可能な最大値だからである。

次に、本実施の形態の転写条件制御を行うＣＰＵ１００の処理内容について説明する。図５は、ＣＰＵ１００の処理内容の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１００は、動作を開始すると、まず初期的な目標電流値を設定する（Ｓ１０１）。初期的目標電流値は、図４のグラフの中でＡからＣのいずれを用いるかにより異なるが、いずれの場合も目標電流値が一定の領域（図４の例では転写電圧値が１．５Ｖ以上５．５Ｖ以下の領域）における目標電流値が設定される。ＡからＣのいずれを用いるかは、例えば、用紙サイズ、紙質等の指定（ユーザの指定、あるいは自動検出）により選択される。図４の例では、例えばグラフ中のＡに基づく場合は初期的目標電流値は−１２μＡに設定される。

ＣＰＵ１００が初期的目標電流値に対応するべく転写電圧を制御した結果、転写電流検出部１５０により検出された転写電流値が目標電流値に到達すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、印字終了か否かが判定される（Ｓ１０３）。ここでは、まだ印字そのものがなされていないので、印字終了することはなく（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４へと進む。ステップＳ１０４では、転写電圧検出部１０６により検出された転写電圧値、及び転写電流検出部１０５にて検出された転写電流値が読み込まれ、制御用のタイマがセットされる（Ｓ１０５）。タイマの設定値は装置の仕様等により任意に決めることができ、特に限定されない。

次に、まず検出された転写電圧値が第１の所定値（Ｖ１）に相当する１．５Ｖを下回るか否かが判定される（Ｓ１０６）。１．５Ｖを下回る場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）には、前記した（数式１）に基づいて目標電流値を算出し（Ｓ１０７）、算出された目標電流値と検出された転写電圧値との乖離に応じてＰＷＭ信号のパルスデューティを変更する（Ｓ１０８）。その後、ステップＳ１０５でセットされたタイマの終了を待って（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３へと戻る。ここで、印字終了であった場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理を終了する。

ステップＳ１０６において、検出された転写電圧値が１．５Ｖ以上であった場合（Ｓ１０６：ＮＯ）には、転写電圧値が最大出力値（Ｖｍａｘ）に対応する６．５Ｖに到達しているか否かを判定する（Ｓ１１０）。最大出力値に到達した場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、装置の仕様上、もはや、それ以上転写電圧値を上げることができないため、定電圧制御に切り替える（Ｓ１１１）。

転写電圧値が６．５Ｖに到達していない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、第２の所定値に相当する５．５Ｖを超えているか否かを判定する（Ｓ１１２）。５．５Ｖを超えていない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）には、目標電流値が一定の領域内（１．５Ｖ以上５．５Ｖ以下）にあるので、最初に設定された初期的目標設定値に戻して（Ｓ１１４）、パルデューティの変更を行う（Ｓ１０８）。転写電圧値が５．５Ｖを超えている場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、上記した（数式２）に基づいて目標電流値を算出し（Ｓ１１４）、パルスデューティの変更を行う（Ｓ１０８）。

以上に説明したように、本実施の形態では、検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて、制御目標となる目標電流値を変更し、変更された目標電流値と検出された転写電流値との乖離に応じて定電流制御を行うようにしているため、より柔軟な転写条件制御を行うことができ、より多くの場合に適切な転写条件を実現することができる。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の内容が上記実施の形態において説明された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。

（１）上記実施の形態では、目標電流値を決定する際に、（数式１）や（数式２）のような数式を用いて目標電流値を算出するようにしたが、検出された転写電圧値及び転写電流値と目標電流値との対応関係をテーブルに保持しておき、当該テーブルを参照して目標電流値を決定するようにしてもよい。

（２）上記実施の形態では、検出された転写電圧値及び転写電流値から目標電流値を決定し、定電流制御を行う場合について詳細に説明した。しかしながら、本発明の転写条件制御は、検出された転写電圧値及び転写電流値から目標電圧値を決定し、定電圧制御を行う場合に適用することも可能である。

目標電圧値の決定は、装置の仕様、想定される条件等によって最適化することが可能であるが、一例として、図４に示したグラフの傾きを用いて、以下のように決定することが考えられる。即ち、検出された転写電圧値が１．５Ｖを下回った場合、以下の（数式３）に基づいて目標電圧値（Ｖ）を決定することができる。

Ｖ＝Ｉｏｍａｘ／（Ｉ０／Ｖ０―ａ） ・・（数式３）

ここで、Ｉｏｍａｘ及び傾きａについては、図４に示したものと同様の値を用いることができる。図４では、転写電圧値が１．５Ｖの場合の目標電流値がＩ１であるとした場合に、（０，Ｉｏｍａｘ）と（１．５，Ｉ１）との間を結ぶ直線の傾きをａとした。目標電圧値Ｖを決定する場合にも、例えば図４中Ａが選択される状況においては、（数式３）に、図４のＡに対応する傾きａを適用して目標電圧値Ｖを算出することができる。傾きａとしては予め算出された固定値を用いてよく、上記実施の形態で説明したＩ１の値を所定の電流値として適宜設定することで傾きａを算出することができる。検出された転写電圧値が５．５Ｖを上回る場合には、下記の（数式４）に基づいて目標電圧値Ｖを決定することができる。Ｖｏｍａｘ、傾きｂの算出等についても、上記実施の形態で説明したものと同様に考えることができる。

Ｖ＝Ｖｏｍａｘ／（１−ｂ×Ｉ０／Ｖ０） ・・（数式４）

これらの目標電圧値を数式を用いて算出するようにしてもよいし、検出された転写電圧値及び転写電流値との対応関係をテーブルに保持しておき、それを参照して決定するようにしてもよい点も定電流制御の場合と同様である。

（３）目標電流値や目標電圧値を決定する数式が上記に説明した具体例に限定されないことは勿論であり、環境、条件等によって、適宜修正して目標電流値を決定してもよい。

本発明は、例えば、転写ローラ等の転写部材に転写電圧が印加されることにより、転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置に適用することができる。

本発明の一適用対象である画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図である。 レーザプリンタの概略側断面図である。 転写電圧制御部の構成の一例を示す図である。 目標電流値の決定について説明するための図である。 ＣＰＵ１００による転写条件制御の処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ ＣＰＵ
１１０ ＰＷＭ信号平滑部
１２０ トランス駆動部
１３０ 昇圧回路
１３１ 一次巻き線
１３２ 二次巻き線
１３３ 検出用巻き線
１４０ 抵抗素子
１５０ 転写電流検出部
１５１ 抵抗素子
１６０ 転写電圧検出部

Claims (15)

1. トナー像を担持する像担持体と、当該像担持体と対向して設けられた転写部材と、当該転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加手段とを備え、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に転写電圧が印加されることにより、前記転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記転写部材と前記像担持体との間に流れる転写電流値を検出する転写電流検出手段と、
   前記転写電圧印加手段が印加している転写電圧値を検出する転写電圧検出手段と、
   検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて制御目標とする目標電流値を決定し、当該目標電流値となるように前記転写電圧印加手段を定電流制御する制御手段とを備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値と転写電流値との比に基づいて目標電流値を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値及び転写電流値と目標電流値との対応関係を示すテーブルを保持するテーブル手段を備え、当該テーブル手段の内容に基づいて目標電流値を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値及び転写電流値から、所定の数式に従って目標電流値を算出する目標電流値算出手段を備え、算出結果に従って目標電流値を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合において、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数１）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定する
   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。
   

   
6. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値によって目標電流値を変化させない電圧範囲における目標電流値が所定の電流値Ｉｔｈを超える場合において、検出された転写電圧値Ｖ０が第２の所定値Ｖ２を上回った場合、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電流値を下記の（数２）により規定される電流値（Ｉ）に基づいて決定する
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像形成装置。
   

   
7. 前記制御手段は、
   前記（数１）及び／又は（数２）において、検出された転写電圧値Ｖ０がＶ１とＶ２との間の範囲にある場合の目標電流値によりａ及び／又はｂの値が異なる複数の数式の中で、いずれの数式に基づいて目標電流値を決定するかを選択する選択部を有する
   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。
8. 前記制御手段は、
   検出された転写電圧値が最大出力値Ｖｍａｘ以上となった場合には、定電圧制御を行う
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. トナー像を担持する像担持体と、当該像担持体と対向して設けられた転写部材と、当該転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加手段とを備え、前記転写電圧印加手段により前記転写部材に転写電圧が印加されることにより、前記転写部材と像担持体との間に介送される記録媒体にトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記転写部材と前記像担持体との間に流れる転写電流値を検出する転写電流検出手段と、
   前記転写電圧印加手段が印加している転写電圧値を検出する転写電圧検出手段と、
   検出された転写電圧値及び転写電流値に基づいて制御目標とする目標電圧値を決定し、当該目標電圧値となるように前記転写電圧印加手段を定電圧制御する制御手段とを備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、
    検出された転写電圧値と転写電流値との比に基づいて目標電圧値を決定する
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、
    検出された転写電圧値及び転写電流値と目標電圧値との対応関係を示すテーブルを保持するテーブル手段を備え、当該テーブル手段の内容に基づいて目標電圧値を決定する
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、
    検出された転写電圧値及び転写電流値から、所定の数式に従って目標電圧値を算出する目標電圧値算出手段を備え、算出結果に従って目標電圧値を決定する
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、
    検出された転写電圧値Ｖ０が第１の所定値Ｖ１を下回った場合において、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電圧値を下記の（数３）により規定される電圧値（Ｖ）に基づいて決定する
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
    

    
14. 前記制御手段は、
    検出された転写電圧値によって目標電圧値を変化させない電圧範囲において設定されている所定の電流値Ｉ２が、所定の電流値Ｉｔｈを超える場合において、検出された転写電圧値Ｖ０が第２の所定値Ｖ２を上回った場合、検出された転写電流値をＩ０とした場合に、目標電圧値を下記の（数４）により規定される電圧値（Ｖ）に基づいて決定する
    ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の画像形成装置。
    

    
15. 前記制御手段は、
    前記（数３）及び／又は（数４）において、検出された転写電圧値Ｖ０がＶ１とＶ２との間の範囲にある場合に設定されている所定の電流値によりａ及び／又はｂの値が異なる複数の数式の中で、いずれの数式に基づいて目標電圧値を決定するかを選択する選択部を有する
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
    

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