JP2009075440A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の感光ドラムを備え、全ての感光ドラムに中間転写体もしくは記録材搬送体が接触して画像形成するカラーモードと、一部の感光ドラムから離間して画像形成する単色モードを有する画像形成装置で、転写電圧設定の時間が長くなる。
ＡＴＶＣ方式で転写設定を行うと、両モードで電流−電圧の関係を測定するためには、中間転写体もしくは記録材搬送体の接離が必要であるため、転写電圧設定の時間が長くなる。
【解決手段】 カラーモード、単色モードの両モードでＡＴＶＣを行ってから所定間間隔を経て、転写電圧を再設定するタイミングでは、その時に実行されるモードでのみＡＴＶＣを行う。
ＡＴＶＣを行わなかったモードの転写電圧は、両モードでＡＴＶＣを行った時の結果及び、このタイミングでＡＴＶＣを行った他のモードのＡＴＶＣの結果から設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の像担持体を中間転写体もしくは記録材搬送体に沿って配置し、中間転写体及び記録材搬送体が一部の像担持体から離間している状態で画像形成を行う画像形成装置に関する。特に、像担持体上のトナー像を転写する転写電圧の制御に関する。

特許文献１には、中間転写体に沿って複数の感光ドラムを設け、中間転写体が全ての感光ドラムに接触する状態で画像形成を行うカラーモードと、中間転写体が一部の感光ドラムから離間している状態で画像形成を行う黒単色モードを行う画像形成装置が開示される。

特許文献２には、記録材搬送体に沿って複数の感光ドラムを配置し、記録材搬送体が全ての感光ドラムに接触して画像形成を行うカラーモードと、記録材担持体が一部の感光ドラムから離間して画像形成を行う黒単色モードを行う画像形成装置が開示される。上記特許文献１及び２の画像形成装置では、中間転写体もしくは記録材搬送体が、ブラック画像の形成に使用されないマゼンタ、シアン、イエローの感光ドラムから離間することで、これらの色の感光ドラムを長寿命化することができる。

特許文献３には、転写部材にテスト電圧を印加し、その時の電圧−電流の関係から所望の電流が流れる転写電圧を設定する所謂ＡＴＶＣ方式の転写電圧制御方法が開示される。
特開２００５−６２６４２ 特開２００４−１１７４２６ 特開平０５−００６１１２

特許文献１の画像形成装置では、カラーモードが実行されると、黒単色モードが実行される場合では、中間転写体と転写部材の接触状態が異なる。接触状態の違いから、ブラックトナー像が中間転写体へ転写される転写部のインピーダンスは変化し、各モードの接触状態に応じた転写電圧を設定する必要がある。したがって、特許文献３のＡＴＶＣ方式を用いて転写電圧を設定する場合、両モードで電流測定を行わなければならい。

しかしながら、両モードでの電流測定には、途中で中間転写体の接触または離間を行わなければならず、転写電圧設定の時間が長くなってしまう。

この問題は、特許文献２の画像形成装置の転写電圧測定に、特許文献３のＡＴＶＣ方法を用いる場合にも生ずる。

本発明は上記問題点を鑑みたものであり、その目的は、中間転写体または記録材搬送体が一部の像担持体から離間している状態で画像形成を行い、ＡＴＶＣ方式で転写電圧を設定する画像形成装置にて、転写電圧設定の時間を短縮することである。

本発明の画像形成装置は、第１像担持体と、前記第１像担持体から中間転写体にトナー像を転写する第１転写部材と、第２像担持体と、前記第１像担持体から中間転写体にトナー像を転写する第２転写部材とを有し、第２転写部材へテスト用の電圧もしくは電流を印加する検知を行い、この検知の結果に基づき転写時に第２転写部材へ印加する転写電圧を設定する転写条件設定手段と、前記中間転写体が前記第１及び第２像担持体に接触して画像形成が行われる第１画像形成モードと、前記中間転写体が前記第１像担持体から離間し、前記中間転写体が前記第２像担持体に接触して転写が行われる第２画像形成モードとを実行する画像形成モード実行手段とを有し、前記第１画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第１画像形成モードの転写電圧を設定するとともに、第２画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第２画像形成モードの転写電圧を設定する初期設定を行い、この初期設定から所定間隔を経て、転写電圧の再設定を行い、
再設定を行うタイミングに達すると、このタイミングで実行中の画像形成モードで前記検知を行い、このタイミングで前記検知を行った画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行った前記検知の結果に基づいて再設定され、
このタイミングで前記検知を行わなかった画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行われた他の画像形成モードの前記検知の結果と、初期設定のタイミングで行われた前記検知の結果に基づいて再設定されることを特徴とする。

複数の像担持体の一部を中間転写または記録材搬送体から離間している状態でトナー像の形成を行い、ＡＴＶＣ方式で転写方式を決定する画像形成装置にて、転写電圧設定の時間を短縮することができる。

〔実施形態１〕
＜画像形成装置構成＞
本発明の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。

なお、特許文献１、特許文献２、特許文献３に示される画像形成装置の構成、制御に関する一般的な事項については、重複する説明を省略する。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のフルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。同図を参照して、画像形成全体の構成及び動作を説明する。

同図に示す画像形成装置は、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー像を形成する画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫを備えている。各画像形成部の構成は後で詳しく説明するが、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに収められるトナーの色が異なることを除き、同一の構成である。

そして、これら画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫで形成された各色のトナー像を、順次、中間転写ベルト５上に一次転写して重ねあわせる。その後、一括で紙等の記録材（他部材）Ｓに二次転写し、二次転写された４色のトナー像を定着することで４色フルカラー画像を得る。

各画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫは、それぞれ感光ドラム（像担持体）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ（第１像担持体），１Ｋ（第２像担持体）は、外径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成したものである。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、その表面が帯電ローラ（帯電手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって一様に帯電された後、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋからレーザ光の照射を受け、それぞれの色に対応する静電像が形成される。

帯電ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに帯電バイアス印加電源から、電気接触子、これを接触させた芯金を介して負極性の帯電電圧が印加されると、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面が−６００ｖに一様帯電される。本実施例では、帯電電圧として、交流と負極性の直流の重畳電圧が印加を使用した。

各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された静電像は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容した現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによってそれぞれの色のトナーが付着され、負極性に帯電するトナー像として現像される。

トナー補給容器８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋには、各色の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに補給されるトナーが収められ、不図示のトナー補給手段によってトナー補給が行われる。

本実施形態で使用した感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは有機感光体であり、
その表面に抵抗値が１０９〜１０１４Ωｃｍの表面層を設けることもできる。また、アモルファスシリコン感光体などを用いることも可能である。アモルファスシリコン感光体を用いると、電荷注入帯電が可能になり、オゾン発生の防止、および消費電力の低減に効果があるとともに、帯電性についても向上させることが可能となる。

各画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫの下方には、中間転写ベルト５が配設されている。中間転写ベルト５は、駆動ローラ２１と、テンションローラ２２と、二次転写内ローラ２３とに掛け渡されており、駆動ローラ２１によって時計周り（矢印Ｒ５方向）に回転駆動（移動）される。

駆動ローラ２１は金属製のシャフトの外周に導電ゴム層を有し、抵抗値は１×１０^３〜１×１０^５Ωに調整され、画像形成装置内ではシャフトは電気的に接地されている。

中間転写体５の内側には、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対向して、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。

一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ（第１転写部材），６Ｋ（第２転写部材）は、中間転写ベルト５をその裏面側から押圧して表面側を感光ドラム１表面に当接させている。これにより、感光ドラム１表面と中間転写ベルト５との間には、一次転写部（転写部）Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋが形成される。一次転写部（転写部）Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋには、帯電ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから２４０度の回転で到達する（図１中の角度β）。

また、中間転写体５の外側には、二次転写内ローラ２３に対向して、二次転写外ローラ２４が配設されている。中間転写体５は、二次転写内ローラ２３によって二次転写外ローラ２４に押圧されることにより、二次転写外ローラ２４との間に二次転写部Ｔ２を形成している。

上述の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに正極性の一次転写電圧が印加されることで、中間転写体５上に各一次転写部Ｔ１において順次に一次転写されていく。一次転写電圧は、一次転写電圧電源６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋから、対応する一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに印加される。これにより、中間転写体５上で４色のトナー像が重ね合わされる。トナー像転写後の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、次のトナー像の形成に供される。

転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは導電性金属からなる直径８ｍｍのシャフトを、抵抗値〜５．０×１０＾６［Ω／ｃｍ］で１．０ｍｍの厚さを有した導電性発泡体で覆ったものである。

各一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの重量は３００ｇである。これら一次転写ローラ６を中間転写ベルト５の裏面を押し圧し、中間転写ベルト６の表面を各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋへ接触させるために、各転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは両端に設けられたバネで鉛直上向きに総圧５Ｋｇｆで付勢される。

上述の中間転写ベルト５上で重ねられた４色のトナー像は、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部部Ｔ２に搬送される。

一方、給紙カセット１２又は給紙カセット１６に収納されていた記録材Ｓ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙ローラ１３又は給紙ローラ１４によって給紙されると、レジストローラ１５に搬送される。

レジストローラ１５は、中間転写ベルト５に担持される４色のトナー像にタイミングを合わせるようにして、記録材Ｓを二次転写部Ｔ２に供給する。二次転写外ローラ２４には、この記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過する際に、二次転写バイアス印加電源２４１から正極性の二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、一括して、記録材Ｓに二次転写される。

中間転写体５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０^１２Ω／□、体積抵抗率で１×１０^９Ω・ｃｍとなるように抵抗調整した。中間転写体５の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとした。

また、画像形成された記録材の枚数は、カウンタ３２によってカウントされる。

本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルト５が接触する感光ドラム１の数が異なるカラーモードと黒単色モードを有する。

カラーモード（第１画像形成モード）は、中間転写ベルト５が感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの全てに接触してカラー画像を形成するモードである。

黒単色モード（第２画像形成モード）は、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが離間し、感光ドラム１Ｋのみが接触してブラック画像を形成するモードである。

画像形成装置の電源投入後の待機中、中間転写ベルト５は、図１の点線で示される位置にあり、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの全てに接触している。カラーモードが選択されると、上述の様に、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに形成されたトナー像は中間転写体へ一次転写され、更に、記録材へ二次転写されてカラー画像が形成される。

一方、黒単色モードが選択されると、モード切り替え器３１（画像形成モード実行手段）はカム２２１を回転し、テンションローラ２２の端部に連結される揺動アーム２２２が図１中で下方向に移動する。テンションローラ２２の移動に伴って、中間転写ベルト５は一次転写ローラ６Ｋを支点として点線の位置へ移動し、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃから離間する。本実施形態では、テンションローラ２２の移動によって、中間転写ベルト５の感光ドラム１Ｙ，１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接触する面が１０度傾く（図１中の角度α）。また、一次転写ローラ６Ｋを支点にしてベルトを移動する本実施形態では、図２に示す様に、黒単色モード時における中間転写ベルト６の一次転写ローラ５Ｋの巻き付き量は、カラーモード時に比べて多くなる。

中間転写ベルト５の離間動作が完了すると、上述の画像形成工程に従って、感光ドラム１Ｋにトナー像が形成される。一方、黒単色モード中、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの感光ドラムは停止し、トナー像は形成されない。感光ドラム１Ｋ上のトナー像が一次転写部Ｔ１に達すると、一次転写電圧が印加される一次転写ローラ６Ｋによって、中間転写ベルト５へ一次転写される。更に、中間転写ベルト５に一次転写されたトナー像が二次転写部Ｔ１に達すると、二次転写電圧の印加される二次転写外ローラ２４によって、記録材Ｓへ二次転写される。画像形成が終了するとカム２２１が回転し、中間転写ベルト５は感光ドラム１Ｙ，１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの全てに接触する位置へ戻される。

カラーモード、黒単色モードの何れモードで画像形成が行われた場合であっても、画像形成終了、中間転写ベルト５が全ての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ，１Ｋに接触しながら待機状態に入り、次の画像形成を待つ。

＜一次転写電圧設定＞
次に、本実施例の一次転写電圧の設定方法について説明する。

一次転写ローラ５は、製造時の抵抗の振れを抑えることが難しいうえ、耐久劣化によっても抵抗は変化する。また、カラーモードから黒単色モードへの切り替えに際して、中間転写ベルト６の一次転写ローラ５Ｋの巻きつき量が増加すると、一次転写部Ｔ１Ｋのインピーダンスは小さくなる。

そこで、本実施形態では、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる方法を用いて、抵抗変化やモード切り替えに対応して、一次転写電圧を調整する。

１．ＡＴＶＣ
まず、ＡＴＶＣの手順について説明する。ＡＴＶＣはモード毎に各画像形成部で行われるが、モードや画像形成部Ｐに関わらず同じ手順で行われるため、以下の説明では形成されるトナー像の色を示す添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略し、総括的に説明する。

ＡＴＶＣでは、まず、通常の画像形成動作が行われる以外のタイミングにて、回転する感光ドラム１を通常の画像形成時と同じ電位に帯電し、一次転写ローラ６に電圧の異なる３種類のテスト電圧（Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３）を一次転写電源６１で順次印加する。

そして、その際に一次転写ローラ６に流れる電流（Ｉｔ１、Ｉｔ２、Ｉｔ３）を電流検知器６２で検知する。そして、電圧−電流の関係を導き、所定の電流（目標電流値）が流れる電圧を算出し、一次転写電圧とする。画像形成時には、この一次転写電圧を定電圧制御で一次転写ローラ５に印加する。本実施形態では、Ｖｔ１＝＋２００Ｖ、Ｖｔ２＝＋５００Ｖ、Ｖｔ３＝＋８００Ｖとした。

図３に、本実施形態のＡＴＶＣの結果の一例として、画像形成部ＰＫにて、カラーモード及び黒単色モードでＡＴＶＣを行った結果を示す。プロットされた各点は、テスト電圧の値と、対応する電流の値を示す。ある電圧（この電圧を「転写開始電圧」と称す。）以上のテスト電圧を印加した場合、電圧−電流の関係は直線で近似できることが実験で明らかになっているため、図３中、測定点の間隔は直線で近似している。黒単色モードへの切り替えに際して、ブラックの一次転写部Ｎ１Ｋのインピーダンスは低下するため、図３中の電圧−電流の関係がカラーモード時と黒単色モード時で異なっている。

図４は本実施形態のＡＴＶＣのタイミングチャートである。ＡＴＶＣでは、まず、帯電ローラ３に帯電電圧が印加され、感光ドラム１が通常の画像形成時と同じ−６００Ｖに帯電される。帯電電圧を印加後、時間ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３が経過してから、１番目のテスト電圧（Ｖｔ１）が転写ローラ６に印加される。ここで、ｔ１１は電源の出力が帯電電圧に達するまでの時間、ｔ１２は感光ドラム１を所望の電位（本実施形態では−６００ｖ）に安定して帯電させるために、帯電電圧を帯電ローラ３に印加した状態で感光ドラム１を１回転させるための時間である。ｔ１３は、帯電ローラ３で帯電された感光ドラム１の領域が、一次転写部Ｔ１に移動するための時間である。

一次転写電源６１の出力が１番目のテスト電圧に達するための時間ｔ２１が経過してから、転写ローラ６に流れる電流が検知される。電流の検知値は、転写ローラ６が１回転する時間ｔ２２、行われる。１番目のテスト電圧の電流検知が終了すると、得られたデータが処理される（ｔ２３）。

続いて、同様にし、２番目のテスト電圧（Ｖｔ２）の電流検知及びデータの処理がおこなわれ（ｔ３１、ｔ３２、ｔ３３）、最後に、３番目の電圧（Ｖｔ３）の電流検知及びデータの処理がおこなわれる（ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３）。

２．初期設定制御
カラーモードと黒単色モードでＡＴＶＣを行う場合には途中に中間転写ベルト５の接触または離間を行う必要があるため、一次転写電圧設定の時間の時間が長くなってしまう。

そこで、本体電源投入時に両モードでＡＴＶＣを行ってから所定間隔（本実施形態では、２００枚のプリント）をもって実行される一次転写電圧の再設定のタイミングでは、このタイミングで実行されているモードでのみＡＴＶＣを実行する。このタイミングでＡＴＶＣを実行しないモードの一次転写電圧の再設定は、このタイミングでＡＴＶＣを実行した他モードのＡＴＶＣの結果に基づいて、過去に行われた両モードのＡＴＶＣの結果を参照して設定する。

はじめに、電源投入直後に行われる、両モードでのＡＴＶＣについて説明する。

以降、両モードで行われるＡＴＶＣを「初期設定制御」と称す。以下に図５を参照しながら説明する。図５中、Ｓ１０１から１０３の工程が初期設定制御である。

まず、本体電源投入後、カラーモード（全感光ドラム１に中間転写ベルト５が接触する）で、画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ、ＰＫにおいてＡＴＶＣが行われる。

各色の電圧−電流の関係及び各画像形成部Ｐの目標電流値から、各画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫの一次転写電圧が、それぞれ、Ｖ＿ｐｒｅ＿ｙ、Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍ、Ｖ＿ｐｒｅ＿ｃ、Ｖ＿ｐｒｅ＿Ｆｕｌｌ＿ｋに決定される（Ｓ１０１）。

ここで、各画像形成部のカラーモードにおける目標電流値を以下の様に定める。
ＰＹ：Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ、
ＰＭ：Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ、
ＰＣ：Ｉ＿ｔｒｇ＿ｃ、
ＰＫ：Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ
この過程で得られた、各色の電圧−電流の関係、及び、一次転写電圧Ｖ＿ｐｒｅ＿ｙ、Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍ、Ｖ＿ｐｒｅ＿ｃ、Ｖｋ＿ｐｒｅ＿Ｆｕｌｌは、制御装置３０（転写条件設定手段）に設けられたメモリに記憶される。

続いて、中間転写ベルト５の離間動作が行われて（Ｓ１０２）、黒単色モード（中間転写ベルト５が感光ドラム１Ｙ，１Ｍ．１Ｃから離間し、感光ドラム１Ｋに接触する）に移行し、画像形成部ＰＫでＡＴＶＣが行われる。電圧−電流の関係と、目標電流値（Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ）から、画像形成部ＰＫの一次転写電圧が、Ｖ＿ｐｒｅ Ｍｏｎｏ＿ｋに設定される（Ｓ１０３）。同様に、電圧−電流の関係、一次転写電圧Ｖ＿ｐｒｅ ＿Ｍｏｎｏ＿ｋが制御装置３０のメモリに記憶される。

３．再設定制御
初期設定制御後、カラーモードと黒単色モードのプリント枚数の合計が２００枚に達すると、一次転写電圧の再設定を行う再設定制御が行われる。図５中、Ｓ１０６からＳ１１４の工程が再設定制御である。

初期設定制御後、カラーモードと黒単色モードのプリント枚数が２００枚に達すると（Ｓ１０４）、連続画像形成ジョブを中断し（Ｓ１０５）、一次転写電圧は再設定される。初期設定制御後の一次転写電圧設定のタイミングで、黒単色モードが実行されていると、黒単色モードでＡＴＶＣが行われ（Ｓ１０５、Ｓ１０６）、黒単色モード用のブラックの一次転写電圧がＶ＿ｍｏｎｏ＿ｋに再設定される。そして、電圧−電流の関係、一次転写電圧Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋが制御装置３０のメモリに記憶される。一次転写電圧の再設定後、画像形成が再開される（Ｓ１０８）。そして、残りの画像がプリントされて画像形成が終了すると（Ｓ１０９）、カラー用の転写電圧が再設定される（Ｓ１１０）。カラー用の一次転写電圧の再設定は、初期設定制御及び、（Ｓ１０７）の結果に基づいて行う。以下にその方法を具体的に説明する。

電圧−電流の関係は、図３を用いて説明したように、一次式で表されることがわかっている。ここで、初期設定制御で得られた、各モードの各画像形成部Ｐの一次転写電圧と目標電流値の関係が下記の様に表されるとする。
［黒単色モード、ブラック］ Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＝ａ×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＋ｂ ＊＊＊式Ａ
［カラーモード、ブラック］ Ｖ＿ｐｒｅ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝ｃ＿ｋ×Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＋ｄ＿ｋ ＊＊＊式Ｂ
［カラーモード、イエロー］ Ｖ＿ｐｒｅ＿ｙ＝ｃ＿ｙ×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ＋ｄ＿ｙ ＊＊＊式Ｃ
［カラーモード、マゼンタ］ Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍ＝ｃ＿ｍ×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍ ＋ｄ＿ｍ ＊＊＊式Ｄ
［カラーモード、シアン］ Ｖ＿ｐｒｅ＿ｃ＝ｃ＿ｃ×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｃ＋ｄ＿ｃ ＊＊＊式Ｅ
ここで、式Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄ，Ｅにおいて、ｂ、ｄ＿ｋ、ｄ＿ｙ、ｄ＿ｍ、ｄ＿ｃは、各モードにおける各画像形成部Ｐの転写開始電圧を示す。転写開始電圧は一次転写ローラ６と中間転写ベルト５の接触状態で変動し、一次転写ローラ６の抵抗変化の影響は小さいことがわかっている。

次に、（Ｓ１０７）のＡＴＶＣで得られた、
［黒単色モード、ブラック］の一次転写電圧と目標電流値の関係が以下の様に表されるとする。
Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＝ａ’×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＋ｂ ＊＊＊式Ｆ
図６は式Ａと式Ｆを示し、この２つの式の比較によって、２００枚のプリントによって、黒単色モードの画像形成部ＰＫの電圧−電流の関係を示す直線の傾きがａからａ’へ変化していることがわかる。傾きのａからａ’へ変化は一次転写ローラ６Ｋの抵抗変化を表し、
フルカラーモードの画像部ＰＫの電圧−電流の関係を示す直線（式Ｂ）の傾きｃ＿ｋも、２００枚のプリントによって、同程度、変化する。

そこで、カラーモードの画像形成部ＰＫの一次転写電圧の再設定値Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋを、以下に示す式Ｇに基づいて決定した。式Ｇは、式Ａ及び式Ｆから求めた。図７は、式Ｂと式Ｇの関係を示す。
Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝｛ｃ＿ｋ＋（ａ‘−ａ）｝×Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＋ｄ＿ｋ ＊＊＊式Ｇ
続いて、画像形成部ＰＹ，ＰＭ、ＰＣの一次転写電圧を再設定する方法を説明する。

黒単色モード実行中は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ、６Ｃに一次転写電圧は印加されないため、抵抗は変化しない。また、図８は、一次転写電圧の印加時間の増加に伴う、一次転写ローラ６の抵抗変化の変化を示すものであるが、印加時間及び抵抗に関わらず、一定の比例関係を保っていることがわかる。

そこで、２００枚のプリント中のカラーモードでプリントされた割合を考慮し、式Ａと式Ｆの比較から得られる一次転写ローラ６Ｋの抵抗変化の程度（傾きの変化、ａ→ａ’）から、この期間に一次転写６Ｙ，６Ｍ、６Ｋの抵抗変化を算出した。一次転写６Ｙ，６Ｍ、６Ｋの抵抗変化と、初期設定制御で得られた電圧−電流の関係（式Ｃ，式Ｄ，式Ｅ）から再設定値を決定した。具体的には、カラーモードの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣの一次転写電圧の再設定値Ｖ＿ｙ、Ｖ＿ｍ、Ｖ＿ｃを、それぞれ、以下に示す式Ｈ、式Ｉ、式Ｊに基づいて決定した。
Ｖ＿ｙ＝｛ｃ＿ｙ＋（ａ‘−ａ）×（ｈ／ｇ）｝×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ＋ｄ＿ｙ ＊＊＊＊＊＊式Ｈ
Ｖ＿ｍ＝｛ｃ＿ｍ＋（ａ‘−ａ）×（ｈ／ｇ）｝×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍ＋ｄ＿ｍ ＊＊＊＊＊＊式Ｉ
Ｖ＿ｃ＝｛ｃ＿ｙ＋（ａ‘−ａ）×（ｈ／ｇ）｝×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｃ＋ｄ＿ｃ ＊＊＊＊＊＊式Ｊ
次に、初期設定制御後の一次転写電圧設定のタイミングで、カラーモードが実行されている場合について説明する。この場合、カラーモードでＡＴＶＣが行われ（Ｓ１０６、Ｓ１１１）、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのカラーモードの一次転写電圧が、それぞれ、Ｖ＿ｙ、Ｖ＿ｍ、Ｖ＿ｃ、Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋに再設定される。そして、電圧−電流の関係、一次転写電圧Ｖ＿ｙ、Ｖ＿ｍ、Ｖ＿ｃが制御装置３０のメモリに記憶される。一次転写電圧の再設定後、画像形成が再開される（Ｓ１１２）。そして、残りの画像がプリントされて画像形成が終了すると（Ｓ１１３）、黒単色モード用の一次転写電圧が再設定される（Ｓ１１４）。黒単色モード用の一次転写電圧の再設定は、既述の再設定時のタイミングで黒単色モードが実施されていた場合と同様に、初期設定制御及び、（Ｓ１１１）の結果に基づいて行う。

（Ｓ１１１）のＡＴＶＣで得られた、画像形成部ＰＫのカラーモードの一次転写電圧Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋと目標電流値Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋの関係が以下の様に表されるとする。
Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝ｃ＿ｋ’×Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＋ｄ＿ｋ ＊＊＊式Ｋ
そして、（Ｓ１１０）行われた方法と同様にして、黒単色モードの画像形成部ＰＫの一次転写電圧の再設定値Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋを、下記の式Ｌに基づいて決定した。
Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＝｛ａ＋（ｃ＿ｋ’−ｃ＿ｋ）｝×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＋ｂ
以上の様にして、画像形成部ＰＹ，ＰＭ、ＰＣの感光ドラム１Ｙ，１Ｍ．１Ｃを中間転写ベルト５から離間して画像を形成する黒単色モードを持つ画像形成装置で、一次転写電圧の設定時間を短縮することができた。

また、再設定制御から更に２００枚のプリントが行われると、２回目の再設定制御が行われる。２回目の再設定制御でも、このタイミングで実行しているモードのみＡＴＶＣを行い、この結果と、初期設定制御の結果に基づいて、転写電圧の再設定が行われる。

＜一次転写制御の具体例＞
ここで、本実施形態の一次転写制御の結果得られた具体的な設定値を示す。

本実施例にて電源投入時、初期設定制御を行った際に、本体は温度２３℃湿度５０％の環境下に設置されており、一次転写電圧は表１のようになった。

このとき、各モードにおける画像形成部ＰＫの電圧―電流の関係式は以下のとおりになった。今回、ｃ＿ｋ、ｃ＿ｙ、ｃ＿ｍ、ｃ＿ｃは、同じ値で有った。
Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＝３２．５３×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＋１２０．２
Ｖ＿ｐｒｅ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝２６．３３×Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＋１０５．２
Ｖ＿ｐｒｅ＿ｙ＝２６．３３×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ＋１０４．１
Ｖ＿ｐｒｅ＿ｍ＝２６．３３×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍ＋１１１．０
Ｖ＿ｐｒｅ＿ｃ＝２６．３３×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｃ＋１０６．２
その後、初期設定制御から再設定制御までにプリントされた２００枚が、フルカラー：モノカラー＝７：３の比率であったとすると、再設定時に黒単色モードでＡＴＶＣを行って得られた電圧−電流の関係は
Ｖ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＝３０．１８×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍｏｎｏ＿ｋ＋ １１８．４ ＊＊＊＊式Ｌ
となった。

式Ｌと初期設定の結果から
Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝２３．９８×Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＋１０５．２ ＊＊＊＊式Ｑ
が得られた。そして、式Ｑを用いカラーモードの一次転写電圧を再設定すると、
Ｖ＿Ｆｕｌｌ＿ｋ＝３２０．９Ｖとなった。カラーモードで一次転写ローラ６Ｋに３２０．９Ｖを印加すると、目標電流値Ｉ＿ｔｒｇ＿Ｆｕｌｌ＿ｋとほぼ等しい９．２μＡが流れることが確認され、本実施例の制御が有効であることが確認された。

また、式Ｌと初期設定の結果から得られた、画像形成部ＰＹ，ＰＭ、ＰＣの電圧−電流の関係を以下に示す。
Ｖ＿ｙ＝２４．６８×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｙ＋１０４．１ ＊＊＊＊式Ｒ
Ｖ＿ｍ＝２４．６８×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｍ＋１１１．０ ＊＊＊＊式Ｕ
Ｖ＿ｃ＝２４．６８×Ｉ＿ｔｒｇ＿ｃ＋１０６．２ ＊＊＊＊式Ｗ
そして、式Ｒ、式Ｕ、式Ｗを用い画像形成部ＰＹ，ＰＭ、ＰＣの一次転写電圧を再設定すると
Ｖ＿ｙ＝３７５．６Ｖ
Ｖ＿ｍ＝３５７．８Ｖ
Ｖ＿ｃ＝３５３．０Ｖ
となった。

カラーモードで各一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ、６Ｃに、得られた一次転写電圧を印加すると、これらの値を、カラーモードで各一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ．６Ｃへ印加した時の電流値Ｉｙ，Ｉｍ，Ｉｃは以下の様になった。
Ｉｙ＝１１．５μＡ
Ｉｍ＝１０．４μＡ
Ｉｃ＝９．９μＡ
これらの値は、各目標電流値とほぼ等しく、本発明の制御が正しいことが確認された。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２の画像形成装置は、図１に示す実施形態１の画像形成装置に温度湿度を検知する環境センサ３３を設けたものである。一次転写電圧の再設定制御を行うタイミングに達した場合に、この時の温度湿度が初期設定時と異なっていると、再設定制御に代わり、初期設定制御が再び行われる。環境変動による一次転写ローラ６の抵抗変化の予測は困難だからである。図９は本実施形態の制御のシーケンスを示す図である。以下に、詳細を説明する。

本体電源投入後、環境センサは温度湿度を測定する。

環境センサ３３の測定結果から制御装置３０は、高温高湿環境（湿度７０％以上、温度２８度以上）、常温常湿環境（湿度５％以上、温度１８度以上）、低湿環境（湿度５％未満）の何れの環境であるかを判断する。そして、その結果（検知結果）は制御部３０のメモリへ保存される（Ｓ２０１）。

つづいて、実施形態１と同様に、初期設定制御（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）が行われる。その後のプリント枚数が２００枚に達すると、画像形成が中断されて（Ｓ１０５）、再び、環境センサ３３は温度湿度を測定し、何れの環境であるかが判断される。初期設定制御時と環境が異なると判断される（Ｓ２０２、ＹＥＳ）と、初期設定制御が改めて行われる。実行中のモードが黒単色モードである場合、まず、黒単色モードでＡＴＶＣが行われ（Ｓ２０４）、黒単色モード用の一次転写電圧が設定される。設定後、中間転写ベルト５が感光ドラム１Ｙ，１Ｍ、１Ｃに接触されると（Ｓ２０５）、カラーモードでＡＴＶＣが行われる（Ｓ２０６）、カラーモード用の一次転写電圧が設定される。両モードの一次転写電圧が完了すると、中間転写ベルト５は離間し（Ｓ２１０）、画像形成を再開する（Ｓ２１１）。そして、画像形成が終了する（Ｓ２１３）と、待機状態へ移行する。一方、初期設定を改めて行う際に、実行中のモードがカラーモードである場合、まず、カラーモードでＡＴＶＣが行われ（Ｓ２０７）、中間転写ベルトが離間されると（Ｓ２０８）、黒単色モードでＡＴＶＣが行われる（Ｓ２０９）。両モードの一次転写電圧の設定が完了すると、中間転写ベルト５は接触し（Ｓ２１０）、画像形成を再開する（Ｓ２１１）。そして、画像形成が終了する（Ｓ２１３）と、待機状態へ移行する。

この後、更に２００枚のプリントが行われると、再び、再設定制御を行うタイミングを迎えるが、この時の温度湿度が、直前の初期設定制御が行われた時の環境と異なる場合には、改めて初期設定制御が行われる。反対に、直前の初期設定制御が行われたから環境に変動がない場合には、直前の初期設定制御の結果を参照し、実施形態１で説明した再設定制御を行う。

なお、（Ｓ２０２）にて、初期設定制御時から環境の変動がないとされると（ＮＯ）、実施形態１の再設定制御が行われる。

以上の様に、一部の感光ドラム１が離間して画像を形成し、一次転写電圧の設定時間を短くする制御を行う画像形成装置で、環境変化に関わらず高精度の検知を行うことができた。

〔実施形態３〕
図１０は、実施形態３の画像形成装置の構成の説明図である。

実施形態３の画像形成装置２００は、各画像形成ＰＹ，ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにて、感光ドラム１から記録材へ直接トナー像を転写する以外は、第１及び第２実施形態と同様に構成される。従って、図１０中、図１と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図１０に示すように、画像形成部２００では、実施形態１及び２の画像形成装置で使用された画像形成部ＰＹ，ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが、矢印Ｒ３４方向に回転する記録材担持ベルト３４に沿って設けられる。

画像形成装置２００の各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、各感光ドラム１に負極性に帯電するトナー像が形成され、各転写部ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫにて、記録材担持ベルト３４に担持される記録材Ｓに直接転写される。

転写部部ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫでトナー像が転写された記録材Ｓは定着装置９へ搬送され、トナー像が定着される。転写ロー１１Ｙ，１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、記録材担持ベルト７をその裏面側から押圧して表面側を感光ドラム１表面に当接させている。これにより、感光ドラム１表面と記録材担持ベルト３４との間には、転写部ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫが形成される。転写ローラ１１Ｙ，１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに転写電源１１１Ｙ，１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋから正極性転写電圧が印加されると感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋ上のトナー像が記録材Ｓへ転写される。

画像形成装置２００は、画像形成装置１００と同じく、カラーモードと黒単色モードを有する。カラーモードは、記録材担持ベルト３４が感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの全てに接触してカラー画像を形成するモードである。黒単色モードは、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが離間し、感光ドラム１Ｋのみが接触してブラック画像を形成するモードである。

画像形成装置の電源投入後の待機中、記録材担持ベルト３４は、図１０の実線で示される位置にあり、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの全てに接触している。カラーモードが選択されると、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに形成されたトナー像は記録材担持ベルトＰに担持される記録材Ｓに転写される。一方、黒単色モードが選択されると、テンションローラ２２は下方に移動する。テンションローラ２２の移動に伴って、記録材担持ベルト３４は転写ローラ１１Ｋを支点として点線の位置へ移動し、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃから離間する。この時、黒単色モード時における記録材担持ベルト３４の一次転写ローラ５Ｋの巻きつき量は、カラーモード時に比べて多くなる。

カラーモード、黒単色モードの何れモードで画像形成が行われた場合であっても、画像形成終了、中間転写ベルト５が全ての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ，１Ｋに接触しながら待機状態に入り、次の画像形成を待つ。

画像形成装置２００においても、実施形態１及び２で示したように、ＡＴＶＣ方式で転写電圧が制御される。転写電源１１１Ｙ，１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋからテスト用の電圧が印加されると、電流検知１１２Ｙ，１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋによって電流検知される。

本実施形態の制御は、図及び５図９にて、中間転写体と記載されている部分を記録材担持体、一次転写電圧と記載されている部分を転写電圧と読み替え説明される制御である。

このようにして、記録材搬送体を一部の感光ドラム１から離間し、転写電圧をＡＴＶＣ方式で制御する画像形成装置においても、転写電圧の設定時間を短縮することができた。また、環境変化に関わらず高精度の制御を行うことができた。

なお、実施形態１から３の画像形成装置では、テスト用の電圧を印加した時の電流値から一次転写電圧及び転写電圧を設定した。しかし、テスト用の電流を一次転写ローラ６又は転写ローラ１１に印加した際に生ずる電圧から一次転写電圧及び転写電圧を設定することもできる。

実施形態１の画像形成装置の構成説明図。 中間転写ベルト５の一次転写ローラ６Ｋへの巻きつきを説明する図。 電圧−電流の関係の一例を示す図。 ＡＴＶＣ制御のシーケンスを示す図。 実施形態１の一次転写電圧設定のフローチャート。 実施形態１の制御を詳細に説明する図。 実施形態１の制御を詳細に説明する図。 一次転写ローラに電圧を印加した際の抵抗変化を示す図。 実施形態２の一次転写電圧設定のフローチャート。 実施形態３の画像形成装置の構成説明図。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
６Ｙ，６Ｍ、６Ｋ、６Ｃ 一次転写ローラ、
５ 中間転写ベルト
２２ テンションローラ
２２１ カム
２２２ 揺動アーム
３０ 制御器
３１ モード切り替え器
３２ カウンタ
３３ 環境センサ
３４ 記録材搬送ベルト
１１Ｙ，１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 転写ローラ

Claims (4)

1. 第１像担持体と、前記第１像担持体から中間転写体にトナー像を転写する第１転写部材と、
   第２像担持体と、前記第１像担持体から中間転写体にトナー像を転写する第２転写部材とを有し、
   第２転写部材へテスト用の電圧もしくは電流を印加する検知を行い、この検知の結果に基づき転写時に第２転写部材へ印加する転写電圧を設定する転写条件設定手段と、
   前記中間転写体が前記第１及び第２像担持体に接触して画像形成が行われる第１画像形成モードと、
   前記中間転写体が前記第１像担持体から離間し、前記中間転写体が前記第２像担持体に接触して転写が行われる第２画像形成モードとを実行する画像形成モード実行手段とを有し、
   前記第１画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第１画像形成モードの転写電圧を設定するとともに、第２画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第２画像形成モードの転写電圧を設定する初期設定を行い、この初期設定から所定間隔を経て、転写電圧の再設定を行う画像形成装置において、
   再設定を行うタイミングに達すると、このタイミングで実行中の画像形成モードで前記検知を行い、このタイミングで前記検知を行った画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行った前記検知の結果に基づいて再設定され、
   このタイミングで前記検知を行わなかった画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行われた他の画像形成モードの前記検知の結果と、初期設定のタイミングで行われた前記検知の結果に基づいて再設定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 第１像担持体と、前記第１像担持体から記録材担持体に担持される記録材にトナー像を転写する第１転写部材と、
   第２像担持体と、前記第１像担持体から記録材に担持される記録材にトナー像を転写する第２転写部材とを有し、
   第２転写部材へテスト用の電圧もしくは電流を印加する検知を行い、この検知の結果に基づき転写時に第２転写部材へ印加する転写電圧を設定する転写条件設定手段と、
   前記記録材担持体が前記第１及び第２像担持体に接触して画像形成が行われる第１画像形成モードと、
   前記記録材担持体が前記第１像担持体から離間し、前記記録材担持体が前記第２像担持体に接触して画像形成が行われる第２画像形成モードとを実行する画像形成モード実行手段とを有し、
   前記第１画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第１画像形成モードの転写電圧を設定するとともに、第２画像形成モードで行った前記検知の結果に基づいて、前記第２画像形成モードの転写電圧を設定する初期設定を行い、この初期設定から所定間隔を経て、転写電圧の再設定を行う画像形成装置において、
   再設定を行うタイミングに達すると、このタイミングで実行中の画像形成モードで前記検知を行い、このタイミングで前記検知を行った画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行った前記検知の結果に基づいて再設定され、このタイミングで前記検知を行わなかった画像形成モードの転写電圧は、このタイミングで行われた他の画像形成モードの前記検知の結果と、前記初期設定のタイミングで行われた前記検知の結果に基づいて再設定されることを特徴とする画像形成装置。
3. 温度湿度を測定する環境センサを有し、再設定を行うタイミングで実行されていないモードの転写電圧を設定するために、このタイミングで実行されていないモードで前記検知を行うか否かを、前記環境センサの検知結果に基づいて決定することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 画像形成装置の電源が投入されてから、前記第２転写部材が転写を行うまでの期間に、
   前記第１及び第２画像形成モードで前記検知が行われることを特徴とする請求項１から３の何れかの画像形成装置。

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