JP2008139539A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面プリントを行う場合、１面目のプリント時と２面目のプリント時のいずれにおいても、中間転写ベルト等の像担持体上のトナー像を記録媒体へ良好に転写できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体３０上のトナー像を記録媒体３６へ転写させるため、像担持体３０と共に記録媒体３６を挟圧する転写ローラ４０と、転写ローラ４０に転写バイアスＶｔを印加する転写バイアス印加装置７４と、転写バイアスＶｔの制御を、定電圧制御と定電流制御との間で切り替え可能に行う制御部７０とを備え、記録媒体３６の両面に順にプリント可能な画像形成装置２において、制御部７０を、記録媒体３６の１面目にプリントするときに定電圧制御を行い、記録媒体３６の２面目にプリントするときに定電流制御を行うように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、両面プリントが可能な電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置に関する。

カラー画像形成装置として、所謂４サイクル方式または所謂タンデム方式の画像形成装置が知られている。これらのカラー画像形成装置では、静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が、静電潜像担持体と一次転写ローラとのニップ部で、このニップ部を通る中間転写ベルトへ転写（一次転写）され、一次転写により４色のトナー像が中間転写ベルト上に重ねられることでフルカラーの画像が形成される。このフルカラー画像は、中間転写体と二次転写ローラとのニップ部において、このニップ部を通る用紙等の記録媒体へ転写（二次転写）される。

二次転写の際、トナーを中間転写ベルトから記録媒体へ移動させる電界を、中間転写ベルトと二次転写ローラとの間に形成するため、二次転写ローラにはトナーの極性と反対側の極性の転写バイアスが印加される。

二次転写ローラに印加される転写バイアスを制御する方式として、定電圧制御および定電流制御が提案されている。例えば、特許文献１には、転写バイアスを制御する方式を、転写ローラの電気抵抗値等に応じて、定電圧制御と定電流制御との間で切り替える技術が開示されている。
特開２０００−２２１８１０号公報

しかしながら、両面プリントを行う際、定電流制御により制御した転写バイアスを二次転写ローラに印加した状態で１面目のプリントを行うと、次の不具合が生じる。

具体的に説明すると、１面目のプリントを行う際、二次転写ローラ１４０の電気抵抗値が小さい場合、図１４（ａ）の矢印Ｇで示されるように、トナー部分（画像部１２６）に転写電流が流れ難く、図中矢印Ｈおよび矢印Ｉで示されるように、画像部１２６に流れることができなかった電流が、二次転写ローラ１４０の内部を通って、トナーがない部分（非画像部１２８）へ流れるため、非画像部１２８に過剰な電流が流れてしまう。これは、画像部１２６では、中間転写ベルト１３０と記録媒体１３６との間にトナーが介在することから、画像部１２６の電気抵抗値が非画像部１２８よりも顕著に大きいために生じる。そのため、画像のパターンによっては著しい転写不良が発生する恐れがある。

また、１面目のプリントを行う際、吸湿等により記録媒体１３６の電気抵抗値が小さい場合、上記と同じ理由により、図１４（ｂ）の矢印Ｊで示されるように画像部１２６に転写電流が流れ難く、図中矢印Ｋおよび矢印Ｌで示されるように非画像部１２８に過剰な電流が流れてしまい、転写不良が発生する恐れがある。

一方、定電圧制御により制御した転写バイアスを二次転写ローラに印加した状態で両面プリントを行うと、２面目のプリント時に、直径０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の白点状の転写抜け（以下、「ボイド」という。）が発生する恐れがある。これは、２面目のプリントを行う際、記録媒体が、１面目の定着時の加熱により不均一に乾燥しており、部位によって電気抵抗値のバラツキが生じているため、記録媒体の電気抵抗値が小さい部分に集中的に電流が流れて、放電が生じるためである。

そこで、本発明は、両面プリントを行う場合、１面目のプリント時と２面目のプリント時のいずれにおいても、中間転写ベルト等の像担持体上のトナー像を記録媒体へ良好に転写できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写させるため、上記像担持体と共に上記記録媒体を挟圧する転写ローラと、
該転写ローラに転写バイアスを印加する転写バイアス印加装置と、
上記転写バイアスの制御を、定電圧制御と定電流制御との間で切り替え可能に行う制御部とを備え、
上記記録媒体の両面に順にプリント可能な画像形成装置であって、
上記制御部は、上記記録媒体の１面目にプリントするときに上記定電圧制御を行い、上記記録媒体の２面目にプリントするときに上記定電流制御を行うことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、転写ローラに印加される転写バイアスを制御する制御部が、１面目のプリント時には定電圧制御を行うため、電気抵抗値が小さい転写ローラや記録媒体を使用しても、非画像部よりも電気抵抗値が大きい画像部へ所要量の電流を流すことができる。したがって、記録媒体の１面目への転写時において、画像パターンに関わらず転写不良を防止できる。また、制御部は、２面目のプリント時には定電流制御を行うため、画像形成装置の連続使用による機内温度の上昇に伴い、転写ローラの電気抵抗が低下しても、最適な大きさの電流を記録媒体に流すことができ、記録媒体の電気抵抗値が小さい部分に過剰な電流が集中的に流れることを防止できる。したがって、記録媒体の２面目への転写時において、記録媒体の放電を防止でき、ボイドが発生することを防止できる。よって、両面プリントを行う際、中間転写ベルト等の像担持体上のトナー像を、記録媒体の１面目および２面目へ良好に転写できる。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は所謂タンデム方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、例えば、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置、または、静電潜像担持体上のトナー像を記録媒体に直接転写させる直接転写方式のカラー画像形成装置等にも等しく適用できる。さらに、本発明は、一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

画像形成装置２は、原稿画像を読み取るための画像読み取り部２０と、読み取った画像をプリントするためのプリント部２２を有する。

画像読み取り部２０は、公知の機構により原稿画像を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に色分解して読み取るとともに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画像データを作成するように構成されている。なお、図において、符号２４は、プリントに関する各種情報を表示するための表示部であり、符号２５は、プリントの開始操作を行ったりプリントに関する各種設定操作を行ったりするためのパネル操作部である。

プリント部２２は、無端状の中間転写ベルト３０（特許請求の範囲における像担持体に対応。）を有する。中間転写ベルト３０には、転写性能に優れた素材が用いられ、具体的には、例えばポリイミドが用いられる。また、中間転写ベルト３０としては、厚みが例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下であるものが好適に用いられる。

本実施形態では、中間転写ベルト３０は図面の右側と左側にそれぞれ配置された一対のローラ３２，３４に巻回されている。図面の右側のローラ３２は、図示しないモータに駆動連結された駆動ローラであり、モータの駆動に基づいて該モータに連結された駆動ローラ３２が回転し、ベルト３０とこれに接する他方のローラ３４が図中反時計回り方向に回転するようにしてある。

駆動ローラ３２としては、外径が例えば１２ｍｍ以上３０ｍｍ以下のものが好適に用いられ、これにより、装置の小型化を図ることができる。駆動ローラ３２の少なくとも表面は、ゴムまたはウレタン等の摩擦係数が大きい素材で構成されており、これにより、中間転写ベルト３０との摩擦力が高められ、駆動力を中間転写ベルト３０へ良好に伝達できる。

また、駆動ローラ３２と中間転写ベルト３０との摩擦力を十分に確保するため、中間転写ベルト３０は、複数のローラ３２，３４により所定の張力が与えられている。中間転写ベルト３０に与える張力の大きさは、例えば１５Ｎ以上５０Ｎ以下とすることが好ましい。

図中右側に配置されている駆動ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、ベルト３０と共に記録媒体３６を挟圧する二次転写ローラ４０が設けてある。二次転写ローラ４０は、ベルト３０外周面に接触しており、その接触部（ニップ部）が二次転写領域４１を形成している。二次転写ローラ４０としては、例えばイオン導電性ローラが用いられるが、電子導電性ローラを用いることもできる。

図２に示すように、二次転写ローラ４０には、ローラ４０に二次転写バイアスＶｔを印加する電源７４（特許請求の範囲における転写バイアス印加装置に対応。）が接続されている。電源７４は、その内部に図示しない制御回路を備えている。

図１に戻って、図中左側に配置されているローラ３４に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルトクリーニングブレード４２が設けてある。クリーニングブレード４２はベルト３０を介してローラ３４に圧接しており、その接触部が未転写トナーを回収する回収領域６２を形成している。

図中左側のローラ３４から図中右側のローラ３２に移動するベルト部分の下には、図中左側から右側に向かって順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像を作成する４つの作像部３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）が、中間転写ベルト３０に沿って配置されている。

各作像部３は、静電潜像担持体として円筒状の感光体４を有する。感光体４の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、帯電器８、露光装置１０、現像装置１８、一次転写ローラ１４、および感光体クリーニング部材１６が配置されている。

一次転写ローラ１４は無端状中間転写ベルト３０の内側に配置されている。一次転写ローラ１４は、図１に示すように中間転写ベルト３０に圧接した位置と、中間転写ベルト３０から離間した位置との間で切り替え可能に配置されている。なお、一次転写ローラ１４には、図示しない高圧電源が接続されており、画像形成時において高圧電源により一次転写ローラ１４に一次転写バイアスが印加される。

プリント部２２の上部には、プリントに関する各種動作を制御する制御部７０が設けられている。制御部７０では、二次転写バイアスＶｔの制御が行われるが、二次転写バイアスＶｔの制御の具体的な構成は後述する。

プリント部２２の下部には、給紙装置として給紙カセット４４が着脱可能に配置されている。給紙カセット４４内に積載収容された用紙等の記録媒体３６は、給紙カセット４４の近傍に配置された給紙ローラ５２の回転によって最上部のものから１枚ずつ第１の搬送路５０に送り出される。

給紙ローラ５２の近傍には、所定のタイミングで用紙３６を二次転写領域４１へ送り出すためのレジストローラ５４が設けられている。レジストローラ５４の近傍には、用紙３６の先端を検出するための検出センサ５５が設けられている。

片面プリントの際、および、両面プリントの１面目のプリントの際に記録媒体３６が搬送される第１の搬送路５０は、給紙カセット４４から、レジストローラ対５４のニップ部、二次転写領域４１、定着ローラ対５６のニップ部、および排紙ローラ対６０のニップ部を通って、プリント部２２の上部に設けられた排紙部６１まで延びている。

画像形成装置２の右側端部には、両面プリント用ユニット８４が設けられている。両面プリント用ユニット８４の内部には、両面プリントの２面目のプリントの際に記録媒体３６が搬送される第２の搬送路８６が形成されている。

第２の搬送路８６は、両面プリント用ユニット８４の内部に設けられた複数の搬送ローラ対８８，９０，９２，９４のニップ部を通って、第１の搬送路５０におけるレジストローラ対５４のニップ部の下流部まで延びている。

カラーモードにおける画像形成動作の一例について説明する。

先ず、画像読み取り部２０において得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画像データが、制御部７０において所定のデータ処理を受けて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像データに変換される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像データは、制御部７０内の画像メモリ７２に格納され、位置ずれ補正のための所定の画像補正を受けた後、露光装置１０に設けられた図示しないレーザーダイオードを発光させるための駆動信号に変換される。

プリント部２２では、先ず、各作像部３において、所定の周速度で回転駆動されている感光体４の外周面が帯電器８により帯電される。次に、帯電された感光体４の外周面には、制御部７０から出力された駆動信号を受けた露光装置１０から光が投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置１８から供給される現像剤のトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成された各色のトナー像は、感光体４の回転により一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体４から中間転写ベルト３０上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３０に転写されることなく感光体４上に残留している未転写トナーは、感光体４とクリーニング部材１６との接触部に達すると、クリーニング部材１６で掻き取られ、感光体４の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送される。

一方、給紙カセット４４に収容された記録媒体３６は、給紙ローラ５２の回転により第１の搬送路５０に送り出され、レジストローラ対５４のニップ部に搬送される。レジストローラ対５４のニップ部に搬送された記録媒体３６は、トナー像が中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写領域４１に向けて送り出される。

図２に示すように、レジストローラ対５４のニップ部から送り出された記録媒体３６は、二次転写領域４１の上流側に設けられた一対のガイド部材７８，８０の隙間を通った後、一方のガイド部材８０の上端部に案内されながら、中間転写ベルト３０に沿って搬送され、二次転写領域４１に到達する。

記録媒体３６が二次転写領域４１に搬送されると、トナー像が、中間転写ベルト３０から記録媒体３６に転写（二次転写）される。二次転写を終えた記録媒体３６は、除電部材８２により除電されながら、中間転写ベルト３０から分離されて、第１の搬送路５０のさらに下流側へ搬送される。

図１に戻って、二次転写領域４１の下流側へ送り出された記録媒体３６は、定着ローラ対５６のニップ部に搬送され、定着ローラ５６によってトナー像が記録媒体３６に定着された後、排紙ローラ６０によって排紙部６１に送り出される。

二次転写領域４１を通過した中間転写ベルト３０は、クリーニングブレード４２で清掃される。クリーニングブレード４２により中間転写ベルト３０から除去されたトナーは、クリーナハウジング６３内に取り込まれ、クリーナハウジング６３内に設けられたスクリュー６４の回転により、ジョイントパイプ６６を介してトナー回収ボックス６８に送られる。

両面プリントの際は、上記の動作により記録媒体３６の１面目のプリントが行われ、記録媒体３６が排紙ローラ対６０のニップ部に搬送された後、記録媒体３６の２面目のプリントが行われる。

記録媒体３６の２面目のプリント動作について説明する。

記録媒体３６の１面目にトナー像が定着された後、排紙ローラ対６０のニップ部に搬送された記録媒体３６は、スイッチバックして、両面プリント用ユニット８４内の第２の搬送路８６に送り出される。記録媒体３６は、第２の搬送路８６を通った後、レジストローラ対５４のニップ部に搬送される。その後、１面目のプリントと同様に、トナー像が中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送されるタイミングに合わせて、記録媒体３６は、第１の搬送路５０を通って二次転写領域４１に搬送され、記録媒体３６の２面目に二次転写が行われる。２面目の二次転写を終えた記録媒体３６は、定着ローラ５６によって２面目にトナー像が定着された後、排紙ローラ６０によって排紙部６１に送り出される。

次に、二次転写バイアスＶｔの制御について説明する。

制御部７０では、二次転写バイアスＶｔの制御が、定電圧制御と定電流制御との間で切り替え可能に行われる。具体的に、制御部７０は、記録媒体３６の１面目にプリントするときに定電圧制御を行い、記録媒体３６の２面目にプリントするときに定電流制御を行う。定電圧制御と定電流制御との間の切り替えは、制御部７０が電源７４の内部の制御回路の動作を制御することで行われる。

定電圧制御を行う際、制御部７０は、二次転写バイアスＶｔを、ＡＴＶＣ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御により決定された電圧に制御する。ＡＴＶＣ制御は、転写ローラに所定の定電流を供給したときの電圧を転写ローラの電気抵抗値の代用値として検出する検出動作を行った後、これにより検出された検出電圧Ｖｄに応じて、転写バイアスＶｔの最適な大きさを決定するものである。

具体的に、ＡＴＶＣ制御において、転写バイアスＶｔは、検出電圧Ｖｄと、予め設定されたテーブルから求められる傾きＡおよびオフセットＢとを、下記の式（１）に代入することで決定される。

テーブルは、記録媒体３６の種類ごとに、記録媒体３６の第１面にプリントする場合と、記録媒体３６の第２面にプリントする場合との２つのテーブルが設定されている。各テーブルでは、傾きＡとオフセットＢの値が、機内の絶対湿度に応じて複数設定されている。したがって、ＡＴＶＣ制御により転写バイアスＶｔを決定する際、予め用意された複数のテーブルの中から、記録媒体４６の種類、およびプリントされる面（第１面または第２面）の情報に基づき、該当するテーブルが選択された後、絶対湿度の情報等に基づき、該当する傾きＡの値とオフセットＢの値が決定される。

なお、一次転写の転写バイアスを決定する際も、上記と同様のＡＴＶＣ制御が行われる。

１面目のプリントを行う際、仮に定電流制御により転写バイアスＶｔを制御すると、二次転写ローラ１４０または記録媒体１３６の電気抵抗値が小さい場合、図１４に示すように、転写電流Ｉｔは、画像部１２６に流れ難く、非画像部１２８に過剰に流れるため、転写不良が生じる恐れがある。

これに対して、本発明では、１面目のプリントを行う際、定電圧制御により転写バイアスＶｔが制御される。そのため、二次転写ローラ４０または記録媒体３６の電気抵抗値が小さくても、次の理由により転写不良の発生を防止できる。

図３を参照しながら具体的に説明する。本発明では、１面目のプリント時において、二次転写ローラ４０に印加される電圧は一定であるため、二次転写ローラ４０の表面電位および記録媒体３６の表面電位は全面に亘って略均一であり、記録媒体３６と中間転写ベルト３０との電位差は略均一となる。

したがって、二次転写ローラ４０の電気抵抗値が小さくても、図３（ａ）で示されるように、画像部２６に流れる電流の大きさ（図中矢印Ａ参照）と、非画像部２８に流れる電流の大きさ（図中矢印Ｂおよび矢印Ｃ参照）とは顕著に相違しない。すなわち、画像部２６では、記録媒体３６と中間転写ベルト３０との間にトナーが介在する分だけ、非画像部２８よりも電気抵抗が大きいため、画像部２６に流れる電流は、非画像部２８に流れる電流と比較すると小さくなるが、トナー像を良好に転写できる大きさとなる。それゆえ、転写抜けやカスレ等の不具合を防止でき、中間転写ベルト３０上のトナー像を記録媒体３６へ良好に転写できる。

また、吸湿等に起因して記録媒体３６の電気抵抗値が小さいときでも、図３（ｂ）で示されるように、画像部２６に流れる電流の大きさ（図中矢印Ｄ参照）と、非画像部２８に流れる電流の大きさ（図中矢印Ｅおよび矢印Ｆ参照）とは顕著に相違しない。したがって、図３（ａ）に示す場合と同様、画像部２６に流れる電流は、トナー像を良好に転写できる大きさとなり、二次転写を良好に行うことができる。

定電流制御を行う際、制御部７０は、所定の情報に対応して設定された転写電流Ｉｔを電源７４から二次転写ローラ４０へ供給するように制御する。具体的に、定電流制御の際の転写電流Ｉｔは、機内環境の情報と、記録媒体３６の種類の情報と、記録媒体３６のサイズの情報とに対応して設定されている。機内環境の情報として、具体的には、図示しない温度センサおよび湿度センサにより検知される機内の絶対湿度の情報が用いられる。ただし、機内環境の情報は、絶対湿度の情報に限られず、機内の雰囲気温度、相対湿度または絶対湿度の少なくとも１つの情報を含むものであればよい。

２面目のプリントを行う際、記録媒体３６は、１面目の定着時の加熱により乾燥した状態となっているが、均一に乾燥されないため、記録媒体３６の電気抵抗値は、部位によってバラツキが生じた状態となっている。ここで、２面目のプリント時に、仮に定電圧制御により転写バイアスＶｔを制御する場合を考える。画像形成装置２を連続使用すると、機内温度の上昇に伴い、転写ローラ４０の電気抵抗が低下する。このとき、２面目のプリント時に転写バイアスＶｔの定電圧制御を行うと、記録媒体３６の特に電気抵抗が小さい部分の電流が過剰となり、放電が発生する。この放電の発生に起因して、二次転写の際にボイドが発生する恐れがある。

これに対して、本発明では、２面目のプリントを行う際、定電流制御により転写バイアスＶｔが制御されるため、二次転写ローラ４０および記録媒体３６に、上記の各種情報に基づいて設定された最適な大きさの電流が供給される。したがって、記録媒体３６に過剰な電流が局部的に流れることを防止でき、放電の発生を防止できる。

また、２面目のプリントの際、記録媒体３６は、乾燥により電気抵抗値が比較的大きい状態となっている。したがって、２面目のプリント時は、図１４に示すように画像部２６に電流が流れ難くなる現象は生じず、定電流制御により二次転写バイアスＶｔを制御しても、転写を良好に行うことができる。

続いて、二次転写バイアスＶｔの制御に関する各処理の流れの具体例を、図４〜図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

（メインルーチン）
図４は、制御部７０で実行されるメインルーチンの流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、画像形成装置２の電源がオンにされると、メインルーチンが開始され、まずステップ１において、前処理シーケンスの制御に用いるタイマーＡ、１面目のプリントの制御に用いるタイマーＢ、および、２面目のプリントに用いるタイマーＣの各カウントがゼロにセットされる。

次のステップ２では、前処理シーケンスが要求されているか否かが判断される。ステップ２において、前処理シーケンスが要求されていると判断されると、次のステップ３において前処理シーケンスが実行され、前処理シーケンスが要求されていないと判断されると、ステップ４に進む。

ステップ４では、プリントが指示されているか否かが判断される。ステップ４において、プリントが指示されていると判断されると、次のステップ５において記録媒体３６の１面目のプリントが実行され、プリントが指示されてないと判断されると、ステップ１１に進む。

ステップ５において１面目のプリントが実行されると、次のステップ６において、両面プリントが指示されているか否かが判断される。ステップ６において、両面プリントが指示されていると判断されると、次のステップ７において記録媒体３６の２面目のプリントが実行された後、ステップ８に進む。他方、ステップ６において、両面プリントが指示されていないと判断されると、２面目のプリントが実行されることなく、ステップ８に進む。

ステップ８では、指定枚数のプリントが終了したか否かが判断される。ステップ８において、指定枚数のプリントが終了していないと判断されると、ステップ１１に進む。他方、ステップ８において、指定枚数のプリントが終了したと判断されると、次のステップ９において、プリントの指示が解除され、続くステップ１０において後処理シーケンスが実行された後、ステップ１１に進む。

ステップ１１では、画像形成装置２の電源がオフにされたか否かが判断される。ステップ１１において電源がオフにされていないと判断されると、ステップ２に戻る。他方、ステップ１１において電源がオフにされたと判断されると、次のステップ１２において制御部７０の各種設定がリセットされ、メインルーチンが終了する。

（前処理シーケンス）
図５は、前処理シーケンス（図４に示すステップ３）の各処理の流れを示すフローチャートである。

図５に示すように、前処理シーケンスの実行が開始されると、まずステップ１３において、タイマーＡのカウントがゼロであるか否かが判断される。ステップ１３において、タイマーＡのカウントがゼロでないと判断されるとステップ２０に進み、タイマーＡのカウントがゼロであると判断されると、次のステップ１４においてタイマーＡのカウントが開始された後、ステップ１５に進む。

ステップ１５では、帯電器８に印加される電圧の設定が標準設定値にセットされ、ステップ１６に進む。

続くステップ１６では、一次転写バイアスを決定するためのＡＴＶＣ制御を要求するフラッグと、二次転写バイアスを決定するためのＡＴＶＣ制御を要求するフラッグが立てられ、ステップ１７に進む。

ステップ１７では、画像濃度補正制御（以下、「ＩＤＣ制御」という。）を要求するフラッグが立てられ、ステップ１８に進む。

ステップ１８では、感光体４を駆動する駆動モータと、中間転写ベルト３０を駆動する駆動モータが駆動され、次のステップ１９で帯電器８に電圧が印加された後、ステップ２０に進む。

ステップ２０では、定着装置の温度制御が実行され、ステップ２１に進む。

ステップ２１では、一次転写バイアスを決定するためのＡＴＶＣ制御と、二次転写バイアスを決定するためのＡＴＶＣ制御が実行され、次のステップ２２でＩＤＣ制御が実行された後、ステップ２３に進む。

ステップ２３では、タイマーＡのカウントが所定時間Ｔ₁になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₁は、タイマーＡのカウントが開始されてから、ＡＴＶＣ制御とＩＤＣ制御が終了するまでに要する時間に設定される。

ステップ２３において、タイマーＡのカウントが所定時間Ｔ₁になったと判断されると、ステップ２４に進み、タイマーＡのカウントが所定時間Ｔ₁になっていないと判断されると、ステップ１３に戻る。

ステップ２４では、定着装置の温度制御が完了したか否かが判断される。ステップ２４において、定着装置の温度制御が完了したと判断されるとステップ２５に進み、定着装置の温度制御が完了していないと判断されるとステップ１３に戻る。

ステップ２５では、前処理シーケンスの要求フラッグが解除され、次のステップ２６で、帯電器８に印加された電圧がオフにされて、続くステップ２７で、感光体４を駆動する駆動モータと、中間転写ベルト３０を駆動する駆動モータがオフにされた後、メインルーチンに戻る。

（ＡＴＶＣ制御）
図６は、一次転写および二次転写のＡＴＶＣ制御（図４に示すステップ１９）の各処理の流れを示すフローチャートである。

図６に示すように、ＡＴＶＣ制御の実行が開始されると、まずステップ３１において、一次転写のＡＴＶＣ制御が要求されているか否かが判断される。ステップ３１において、一次転写のＡＴＶＣ制御が要求されていると判断されると、ステップ３２に進み、一次転写のＡＴＶＣ制御が要求されていないと判断されると、ステップ４２に進む。

ステップ３２では、一次転写ローラ１４が中間転写ベルト３０から離間しているか否かが判断される。ステップ３２において、一次転写ローラ１４が中間転写ベルト３０から離間していると判断されると、ステップ３３に進み、一次転写ローラ１４が中間転写ベルト３０から離間していないと判断されると、ステップ３７に進む。

ステップ３３では、一次転写のＡＴＶＣ制御用のタイマーＤのカウントがゼロにセットされ、次のステップ３４でタイマーＤのカウントが開始される。

続くステップ３５では、一次転写ローラ１４が中間転写ベルト３０に圧接され、次のステップ３６で、一次転写ローラ１４にＡＴＶＣ制御用に定電流で制御されたバイアスが印加され、ＡＴＶＣ制御の検出動作が開始されて、ステップ３７に進む。

ステップ３７では、一次転写ローラ１４に印加された電圧の大きさが、図示しない電圧計により検出電圧として検出され、次のステップ３８に進む。

ステップ３８では、タイマーＤのカウントが所定時間Ｔ₂になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₂は、タイマーＤのカウントが開始されてから、検出電圧が検出されるまでに要する時間に設定される。

ステップ３８において、タイマーＤのカウントが所定時間Ｔ₂になったと判断されると、ステップ３９に進み、タイマーＤのカウントが所定時間Ｔ₂になっていないと判断されると、ステップ３７に戻る。

ステップ３９では、検出電圧に基づき一次転写バイアスが決定され、ステップ４０に進む。

ステップ４０では、一次転写のＡＴＶＣ制御の要求が解除され、続くステップ４１で、一次転写ローラ１４が中間転写ベルト３０から離間された後、ステップ４２に進む。

ステップ４２では、二次転写のＡＴＶＣ制御が要求されているか否かが判断される。ステップ４２において、二次転写のＡＴＶＣ制御が要求されていると判断されると、ステップ４３に進み、二次転写のＡＴＶＣ制御が要求されていないと判断されると、メインルーチンに戻る。

ステップ４３では、二次転写ローラ４０が中間転写ベルト３０から離間しているか否かが判断される。ステップ４３において、二次転写ローラ４０が中間転写ベルト３０から離間していると判断されると、ステップ４４に進み、二次転写ローラ４０が中間転写ベルト３０から離間していないと判断されると、ステップ４８に進む。

ステップ４４では、二次転写のＡＴＶＣ制御用のタイマーＥのカウントがゼロにセットされ、次のステップ４５でタイマーＥのカウントが開始される。

続くステップ４６では、二次転写ローラ４０が中間転写ベルト３０に圧接され、次のステップ４７で、二次転写ローラ４０にＡＴＶＣ制御用に定電流で制御されたバイアスが印加され、ＡＴＶＣ制御の検出動作が開始されて、ステップ４８に進む。

ステップ４８では、二次転写ローラ４０に印加された電圧の大きさが、図示しない電圧計により検出電圧Ｖｄとして検出され、次のステップ４９に進む。

ステップ４９では、タイマーＥのカウントが所定時間Ｔ₃になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₃は、タイマーＥのカウントが開始されてから、検出電圧Ｖｄが検出されるまでに要する時間に設定される。

ステップ４９において、タイマーＥのカウントが所定時間Ｔ₃になったと判断されると、ステップ５０に進み、タイマーＥのカウントが所定時間Ｔ₃になっていないと判断されると、ステップ４８に戻る。

ステップ５０では、検出電圧Ｖｄに基づき二次転写バイアスＶｔが決定され、次のステップ５１に進む。

ステップ５１では、二次転写のＡＴＶＣ制御の要求が解除され、続くステップ５２で、二次転写ローラ４０が中間転写ベルト３０から離間された後、メインルーチンに戻る。

（１面目のプリント）
図７は、１面目のプリント（図４に示すステップ５）の各処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、１面目のプリントの実行が開始されると、まずステップ６１においてタイマーＢのカウントがゼロであるか否かが判断される。ステップ６１において、タイマーＢのカウントがゼロでないと判断されるとステップ６３に進み、タイマーＢのカウントがゼロであると判断されると、次のステップ６２においてタイマーＢのカウントが開始された後、ステップ６３に進む。

ステップ６３〜ステップ６６では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像の作像および一次転写が、各作像部３において順次実行され、ステップ６７に進む。

ステップ６７では、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₄になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₄は、タイマーＢのカウントが開始されてから、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写領域４１に到達するまでに要する時間に設定される。

ステップ６７において、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₄になったと判断されると、次のステップ６８において二次転写ローラ４０に二次転写バイアスＶｔが印加され、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₄になっていないと判断されると、ステップ６１に戻る。

ステップ６８において、二次転写バイアスＶｔの制御は、定電圧制御により行われ、転写バイアスＶｔの大きさは上述のＡＴＶＣ制御（図６参照）により決定される。ステップ６８において二次転写ローラ４０に転写バイアスＶｔが印加されると、ステップ６９に進む。

ステップ６９では、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₅になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₅は、タイマーＢのカウントが開始されてから、二次転写が終了するまでに要する時間に設定される。

ステップ６９において、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₅になったと判断されると、次のステップ７０において二次転写ローラ４０への電圧の印加がオフにされ、タイマーＢのカウントが所定時間Ｔ₅になっていないと判断されると、ステップ６１に戻る。

ステップ７０において、二次転写ローラ４０への電圧の印加がオフにされると、次のステップ７１において、タイマーＢのカウントがゼロにセットされた後、メインルーチンに戻る。

（２面目のプリント）
図８は、２面目のプリント（図４に示すステップ７）の各処理の流れを示すフローチャートである。

図８に示すように、２面目のプリントの実行が開始されると、まずステップ８１においてタイマーＣのカウントがゼロであるか否かが判断される。ステップ８１において、タイマーＣのカウントがゼロでないと判断されるとステップ８３に進み、タイマーＣのカウントがゼロであると判断されると、次のステップ８２においてタイマーＣのカウントが開始された後、ステップ８３に進む。

ステップ８３〜ステップ８６では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像の作像および一次転写が、各作像部３において順次実行され、ステップ８７に進む。

ステップ８７では、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₆になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₆は、タイマーＣのカウントが開始されてから、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写領域４１に到達するまでに要する時間に設定される。

ステップ８７において、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₆になったと判断されると、次のステップ８８において二次転写ローラ４０に二次転写バイアスＶｔが印加され、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₆になっていないと判断されると、ステップ８１に戻る。

ステップ８８において、二次転写バイアスＶｔの制御は、定電流制御により行われ、転写電流Ｉｔの大きさは、機内環境の情報と、記録媒体３６の種類の情報と、記録媒体３６のサイズの情報とに基づいて決定される。ステップ８８において二次転写ローラ４０に転写バイアスＶｔが印加されると、ステップ８９に進む。

ステップ８９では、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₇になったか否かが判断される。ここで、所定時間Ｔ₇は、タイマーＣのカウントが開始されてから、二次転写が終了するまでに要する時間に設定される。

ステップ８９において、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₇になったと判断されると、次のステップ９０において二次転写ローラ４０への電圧の印加がオフにされ、タイマーＣのカウントが所定時間Ｔ₇になっていないと判断されると、ステップ８１に戻る。

ステップ９０において、二次転写ローラ４０への電圧の印加がオフにされると、次のステップ９１において、タイマーＣのカウントがゼロにセットされた後、メインルーチンに戻る。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

（試験１）
二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で、両面プリントを連続して行ったときのボイドの発生状況を確認する試験１を行った。

試験１では、機内の雰囲気温度が２３℃のとき、Ａ４サイズの用紙を横向きにセットした状態で、画像形成装置２の電源をオンにし、連続で１００００枚のプリントを行った。１面目プリント時の二次転写バイアスＶｔは１３００Ｖに設定し、２面目プリント時の二次転写バイアスＶｔは１８００Ｖに設定した。

併せて、連続プリント中に、機内の雰囲気温度と、１面目プリント時および２面目プリント時の二次転写電流Ｉｔを複数回測定し、プリント開始後の機内の雰囲気温度の推移（図９参照）と、二次転写電流Ｉｔの推移（図１０参照）とを確認した。

ボイドの発生状況は、用紙にプリントされた画像を目視することで確認した。ボイドの発生状況の評価は、ボイドが発生しなかったものを「○」、画像不良にはならない軽微なボイドが発生したものを「△」、画像不良となるレベル（ＮＧレベル）のボイドが発生したものを「×」で表した（表１参照）。

図９に示すように、機内の雰囲気温度は、プリント開始時から１０００枚プリントするまで急上昇し、その後、２０００枚プリントするまでは緩やかな上昇となり、２０００枚以降は、約３０℃で略一定となった。

図１０に示すように、二次転写電流Ｉｔは、１面目プリント時および２面目プリント時のいずれについても、プリント開始時から２０００枚プリントするまで上昇し、２０００枚以降は略一定となった。これは、２０００枚プリントするまでは、機内の雰囲気温度の上昇に伴って、二次転写ローラの電気抵抗値が低下するが、２０００枚以降は、機内の雰囲気温度が略一定となることに伴って、二次転写ローラの電気抵抗値も略一定となるためだと考えられる。

表１に示す試験１の結果を検討する。

表１に示すように、１面目のプリントでは、耐久枚数に関わらず、ボイドが発生しなかった。すなわち、二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で１面目のプリントを行うとき、雰囲気温度の上昇に伴って二次転写電流Ｉｔが上昇しても、二次転写を良好に行えることを確認できた。

他方、２面目のプリントでは、５００枚連続プリントしたときに軽微なボイドが発生し、１０００枚以降ではＮＧレベルのボイドが発生した。すなわち、二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で２面目のプリントを行うとき、雰囲気温度の上昇に伴って二次転写電流Ｉｔが上昇すると、二次転写を良好に行えない恐れがあることを確認できた。

（試験２）
二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で両面プリントを行う場合について、二次転写バイアスＶｔの大きさを変化させたときの二次転写の転写性およびボイドの発生状況を確認する試験２を行った。

試験２では、二次転写バイアスＶｔの大きさを、設定電圧Ｖｏ（１面目は１３００Ｖ、２面目は１８００Ｖ）、設定電圧Ｖｏよりも１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ大きい各電圧、および、設定電圧Ｖｏよりも１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ小さい各電圧の間で変化させ、それぞれの状態でＡ４サイズの用紙に２層ベタ画像を１枚プリントした。併せて、二次転写バイアスＶｔの大きさを、設定電圧Ｖｏを中心として変化させたとき、それぞれのときの二次転写電流Ｉｔの大きさを測定し、二次転写バイアスＶｔと二次転写電流Ｉｔとの関係を確認した（図１１参照）。

二次転写の転写性およびボイドの発生状況は、用紙にプリントされた画像を目視することで確認した。二次転写の転写性の評価は、プリントされた全面２層ベタの画像が、全体的にムラ無く均一であるものを「○」、プリントされた全面２層ベタの画像が、全体的には若干のムラがあるものの、用紙全体を複数の小面積部分に区切った場合において各小面積部分を観察するとムラが目立たないものを「△」、プリントされた全面２層ベタの画像が、全体的にムラが目立ち、小面積部分を観察してもムラが目立つものを「×」で表し（図１２参照）、ボイドの発生状況の評価は、試験１と同様に行った。

図１２に示す試験２の結果を検討する。

図１２に示すように、１面目のプリントでは、二次転写バイアスＶｔの大きさに関わらず、二次転写の転写性は良好であり、ボイドは発生しなかった。すなわち、二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で１面目のプリントを行うとき、仮に二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧Ｖｏから３００Ｖずれたとしても、二次転写を良好に行えることを確認できた。

他方、２面目のプリントでは、二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧であるとき、および設定電圧Ｖｏよりも１００Ｖ小さいときは、二次転写の転写性が良好であり、ボイドが発生しなかったが、二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧Ｖｏよりも１００Ｖ大きいとき軽微なボイドが発生し、設定電圧Ｖｏよりも２００Ｖ以上大きいときＮＧレベルのボイドが発生した。これは、図１１に示すように、２面目プリント時の二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧Ｖｏであるとき、二次転写電流Ｉｔが、試験１のプリント開始と略同じ約３０μＡであり、ボイドの発生を防止できるが、二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧Ｖｏよりも２００Ｖ大きいとき、二次転写電流Ｉｔが、試験１の２０００枚以降と略同じ約４０μＡであるためだと考えられる。

また、２面目のプリントでは、二次転写バイアスＶｔの大きさが設定電圧Ｖｏよりも２００Ｖ小さいとき二次転写の転写性がやや悪く、設定電圧Ｖｏよりも３００Ｖ小さいとき二次転写の転写性が著しく悪かった。すなわち、二次転写バイアスＶｔの制御を定電圧制御で行った状態で２面目のプリントを行うとき、二次転写を良好に実行可能とする二次転写バイアスＶｔの範囲が、１面目のプリント時と比べて顕著に狭いことを確認できた。

（試験３）
２面目のプリント時の二次転写バイアスＶｔの制御を、定電流制御で行う場合（実施例）と定電圧制御で行う場合（比較例）について、２面目のボイドの発生状況を確認する試験３を行った。実施例と比較例のいずれにおいても、１面目のプリント時の二次転写バイアスＶｔの制御は定電圧制御で行った。

試験３では、試験１と同様、機内の雰囲気温度が２３℃のとき、Ａ４サイズの用紙を横向きにセットした状態で、画像形成装置２の電源をオンにし、連続で１００００枚のプリントを行った。実施例および比較例の１面目プリント時の二次転写バイアスＶｔは１３００Ｖに設定し、実施例の２面目プリント時の二次転写電流Ｉｔは３０μＡに設定し、比較例の２面目プリント時の二次転写バイアスＶｔは１８００Ｖに設定した。

併せて、連続プリント中に、１面目プリント時および２面目プリント時の二次転写バイアスＶｔを複数回測定し、プリント開始後の二次転写バイアスＶｔの推移を確認した（図１３参照）。ボイドの発生状況の評価は、試験１と同様に行った。

図１３に示すように、実施例では、２面目の二次転写バイアスＶｔが、プリント開始時から１０００枚プリントしたときまでは、約１８００Ｖから約１６００Ｖまで低下したが、１０００枚以降は約１６００Ｖで安定していた。

表２に示す試験３の結果を検討する。

表２に示すように、比較例の２面目プリントでは、５００枚プリントしたとき軽微なボイドが発生し、１０００枚以上プリントしたときＮＧレベルのボイドが発生した。これに対して、実施例の２面目プリントでは、耐久枚数に関わらず、ボイドが発生しなかった。これは、実施例では、２面目のプリントの際、二次転写バイアスＶｔの制御が定電流制御で行われ、特に１０００枚以降においては、図１３に示すように二次転写バイアスＶｔの大きさも安定することから、用紙に過剰な電流が流れることを防止でき、放電の発生を防止できるためだと考えられる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 二次転写領域およびその周辺部の構成を示す拡大図である。 １面目プリント時（定電圧制御）の二次転写電流の流れ方を示す模式図である。 メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 前処理シーケンスの処理の流れを示すフローチャートである。 ＡＴＶＣ制御の処理の流れを示すフローチャートである。 １面目のプリントの処理の流れを示すフローチャートである。 ２面目のプリントの処理の流れを示すフローチャートである。 試験１の連続プリント中における機内の雰囲気温度の推移を示すグラフである。 試験１の連続プリント中における二次転写電流の推移を示すグラフである。 試験２における二次転写バイアスと二次転写電流との関係を示すグラフである。 試験２の結果を示す表である。 試験３の連続プリント中における二次転写バイアスの推移を示すグラフである。 １面目プリント時の二次転写バイアスを定電流制御した場合の電流の流れ方を示す模式図である。

符号の説明

２：画像形成装置、
４：静電潜像担持体（感光体）、
３０：像担持体（中間転写ベルト）、
３６：記録媒体、
４０：転写ローラ（二次転写ローラ）、
７０：制御部、
７４：転写バイアス印加装置（電源）。

Claims (4)

1. 像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写させるため、上記像担持体と共に上記記録媒体を挟圧する転写ローラと、
   該転写ローラに転写バイアスを印加する転写バイアス印加装置と、
   上記転写バイアスの制御を、定電圧制御と定電流制御との間で切り替え可能に行う制御部とを備え、
   上記記録媒体の両面に順にプリント可能な画像形成装置であって、
   上記制御部は、上記記録媒体の１面目にプリントするときに上記定電圧制御を行い、上記記録媒体の２面目にプリントするときに上記定電流制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記転写ローラに所定の定電流を供給したときに検出される検出電圧に応じて、上記転写バイアスの最適な大きさを決定するＡＴＶＣ制御を実行可能な画像形成装置であって、
   上記制御部は、上記定電圧制御を行う際、上記転写バイアスを、上記ＡＴＶＣ制御により決定された電圧に制御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. 上記制御部は、上記定電流制御を行う際、所定の情報に対応して設定された転写電流を上記転写バイアス印加装置から上記転写ローラへ供給するように制御し、
   上記情報は、機内の雰囲気温度、相対湿度または絶対湿度の少なくとも１つの情報と、上記記録媒体の種類の情報と、上記記録媒体のサイズの情報とを含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 上記像担持体は、静電潜像担持体から転写されたトナー像を担持する中間転写体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

Images