JP2015125355A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１転高圧レスシステムで後端弱バイアスを実施した場合、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げたことによる１次転写部の電流が不足する不都合を発生させない画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置（１００）は、定電圧素子（１６）と、電源手段（２２）と、２次転写位置を通過する記録材（Ｐ）の記録材搬送方向における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から後端領域までの２次転写電界より低下させる低下モードを実行可能な制御手段（１５０）とを備える。制御手段は、低下モードを実行する際に、２次転写電界を低下させる期間でトナー像が１次転写されないように、連続的に形成されるトナー像とトナー像との間のトナー像間距離を、低下モードを実行しない場合のトナー像間距離に対して長くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、多様な記録材に対応するために、感光ドラム等の感光体からトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体に１次転写し、中間転写体から記録材に２次転写することで画像を形成する中間転写方式が知られている。この方式では、トナー像を感光体から中間転写体に１次転写する１次転写ローラを備え、１次転写ローラに１次転写専用の電源を接続している。さらに、中間転写体からトナー像を記録材に２次転写する２次転写ローラを備え、２次転写専用の電源を２次転写ローラに接続している。

しかし、このように１次転写専用の電源と２次転写専用の電源を個別に備えていると、コストアップや中間転写ユニットの大型化につながるおそれがある。そこで、１次転写用の電源を省いてコストダウンを図ると共に中間転写ユニットの小型化を図るために、感光体から中間転写体へのトナー像の１次転写を、２次転写ローラに電圧を印加することによって実施する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１、２には、感光体にトナー像を形成するための静電像を形成する静電像形成手段と、形成されたトナー像を１次転写部で転写する中間転写体と、中間転写体からトナー像を２次転写部で記録材に転写する転写部材とを備えた構成が記載される。この構成の画像形成装置は、中間転写体とアースとの間に接続されるツェナーダイオードと、電源が転写部材に印加する電圧を変更するのに応じて静電像形成手段による静電像形成条件を制御する制御手段と、転写部材に電圧を印加する電源とを備える。これにより、電源が転写部材に転写電圧を印加することで、中間転写体からトナー像を２次転写部で記録材に転写する２次転写電界と、感光体からトナー像を１次転写部で中間転写体に転写する１次転写電界とを形成する（以下「１転高圧レスシステム」）。

一方、１次転写ローラに１次転写専用の電源を接続し、かつ２次転写ローラに２次転写専用の電源を接続する画像形成装置において、２次転写部で様々な画像不良が発生する場合がある。例えば、厚い記録材（厚紙）などを通紙する場合に、中間転写体と記録材後端部との間に隙間が空いてしまうと、記録材後端部のトナー像が飛び散ったり、異常放電による画像不良が発生したりすることがある。そこで、画像不良発生の虞がある紙種の場合のみ、記録材後端領域に対応する２次転写バイアスを、記録材先端から後端領域に至るまでの２次転写バイアスより下げることで飛び散り等を防止する構成（以下「後端弱バイアス」）が提案されている。（特許文献３参照）。

特開２０１２−９８７０９号公報 特開２０１２−９８７１０号公報 特開２００７−２７１７９８号公報

ところで、特許文献３のように１次及び２次転写ローラに夫々専用の電源を接続する画像形成装置では、１次転写部と２次転写部とが独立に構成されるため、記録材後端領域のみ２次転写バイアスを下げても、１次転写部の作像に影響を与えることはない。しかし、上述の「１転高圧レスシステム」では、２次転写部の高圧（バイアス）のみで１次転写部と２次転写部を作像（画像形成）させるため、以下のような問題が発生する可能性がある。すなわち、後端弱バイアス実施のために記録材後端領域で転写バイアスを下げると、１次転写部の電流が不足して、１次転写部での作像が最適に行われないおそれがある。

本発明は、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施した場合であっても、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げた場合に１次転写部の電流が不足するような不都合を発生させない構成を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像をトナー像に現像する現像手段と、前記像担持体から１次転写位置で１次転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、２次転写位置で前記中間転写体との間に記録材を挟持しつつ回転して搬送し、前記中間転写体のトナー像を記録材に２次転写する２次転写回転体と、前記中間転写体と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、前記２次転写回転体に電圧を印加して前記２次転写位置で２次転写電界を形成すると共に、前記定電圧素子に電流を流し、前記１次転写位置に１次転写電界を形成する電源手段と、前記２次転写位置を通過する記録材の記録材搬送方向における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から前記後端領域までの２次転写電界より低下させる低下モードを実行可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記低下モードを実行する際に、前記２次転写電界を低下させる期間でトナー像が１次転写されないように、連続的に形成されるトナー像とトナー像との間のトナー像間距離を、前記低下モードを実行しない場合のトナー像間距離に対して長くすることを特徴とする。

また本発明は、画像形成装置において、複数の像担持体と、前記複数の像担持体を帯電位置でそれぞれ帯電する複数の帯電手段と、前記帯電手段で帯電された前記複数の像担持体にそれぞれ静電像を形成する複数の静電像形成手段と、前記複数の像担持体に形成された静電像をそれぞれトナー像に現像する複数の現像手段と、前記複数の像担持体からそれぞれの１次転写位置で１次転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、２次転写位置で前記中間転写体との間に記録材を挟持しつつ回転して搬送し、前記中間転写体のトナー像を記録材に２次転写する２次転写回転体と、前記中間転写体と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、前記２次転写回転体に電圧を印加して前記２次転写位置で２次転写電界を形成すると共に、前記定電圧素子に電流を流し、前記１次転写位置に１次転写電界を形成する電源手段と、前記２次転写位置を通過する記録材の記録材搬送方向における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から前記後端領域までの２次転写電界より低下させる低下モードを実行可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記低下モードを実行する際に、前記２次転写電界を低下させる期間は前記複数の帯電手段のうちの少なくとも１つの帯電手段に印加する帯電電圧を、前記低下モードを実行しない場合よりも低下させることを特徴とする。

本発明によれば、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施した場合であっても、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げた場合に１次転写部での電流不足による画像不良を発生させない構成の画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る第１の実施形態における基本構成を説明する図。 第１の実施形態における制御系を示すブロック図。 第１の実施形態における転写電位と静電像電位の関係を示す図。 ツェナーダイオードのＩＶ特性を示す図。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態におけるタイミングチャート。 第１の実施形態における作用を示すフローチャート。 本発明に係る第２の実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図。 （ａ），（ｂ）は第２の実施形態におけるタイミングチャート。 本発明に係る第３の実施形態における基本構成を説明する図。 第３の実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図。 第３の実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図。 （ａ），（ｂ）は比較例における紙間距離に係るタイミングチャート。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を参照して、本実施形態における画像形成装置１００について説明する。すなわち、図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（以下、装置本体という）１００ａを有している。画像形成装置１００は、中間転写体である中間転写ベルト７の下向き面に沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを配列したフルカラープリンタとして構成される。画像形成装置１００は、各色の画像形成ユニットを独立かつタンデムに配置するタンデム方式を採用すると共に、各色の画像形成ユニットからトナー像を中間転写体に転写してから、中間転写体からトナー像を記録材に転写する中間転写方式を採用している。

画像形成部（画像形成ユニット）１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）色のトナー像を形成する構成を備える。これら画像形成ユニットは、中間転写体としての中間転写ベルト７の移動方向（矢印Ａ方向）において上流側から、画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの順、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置されている。

画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄはそれぞれ、トナー像が形成される像担持体としての感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備える。帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を帯電する帯電手段である。静電像形成手段としての露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、レーザスキャナーを備え、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって帯電された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそれぞれ露光する。レーザスキャナーの出力が画像情報に基づいてオンオフされることによって、画像に対応した静電像が各感光ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上にそれぞれ形成される。

帯電ローラ２ａ〜２ｄ及び露光装置３ａ〜３ｄは、静電像を感光ドラム１ａ〜１ｄにそれぞれ形成する静電像形成手段として機能する。現像手段としての現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーを収容する収容器を備えて、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された静電像をトナーを用いて現像する。露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとの各間には、対応する感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの各表面の電位を検出する電位センサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄが配置されている。

感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された各トナー像が、１次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄにおいて中間転写ベルト７に１次転写されることにより、中間転写ベルト７上に４色のトナー像が重ねて転写される。この中間転写ベルト７は、感光ドラム（像担持体）１ａ〜１ｄからトナー像を転写される回転移動可能な中間転写体として構成され、感光ドラム１ａ〜１ｄから１次転写部（１次転写位置）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで１次転写されたトナー像を担持搬送する。

本実施形態では、中間転写ベルト７は、少なくとも基層と表層との二層構成にされており、感光ドラム１ａ〜１ｄ側の層の抵抗値が他の層の抵抗値より高く設定されている。基層には、ポリイミドあるいはポリアミド、ＰＥＮ、ＰＥＥＫ等の樹脂または各種ゴム等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が用いられる。中間転写ベルト７は、基層の体積抵抗率が１０^６〜１０^８［Ω・ｃｍ］となるように構成される。

基層としては、ポリイミドで、中心厚みが４５〜１５０μｍ程度のフィルム状の無端ベルトが用いられる。さらに、表層として、体積抵抗率が１０^１３〜１０^１６［Ω・ｃｍ］のアクリルコートが施されており、表層の抵抗値よりも基層の抵抗値の方が低くなるように構成されている。表層の厚みは１〜１０［μｍ］である。勿論、これらの数値に限定する意図ではない。これらの構成により、中間転写ベルト７に対する安定した１次転写、及び、この中間転写ベルト７から記録材Ｐへの安定した２次転写を提供することができる。なお、中間転写ベルト７に関するこれらの構成は、後述する第２及び第３の実施形態においても同様である。

中間転写ベルト７の内周面は、張架部材としての各種ローラ１０、１１、１２、１３によって張架されている。アイドラローラ１２は、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの配列方向に沿って延びる中間転写ベルト７を張架する。テンションローラ１１は、中間転写ベルト７に対して一定の張力を与えると共に、中間転写ベルト７の蛇行を防止する補正ローラとしても機能する。なお、テンションローラ１１に対するベルトテンションは、５〜１２［ｋｇｆ］程度になるように構成される。

このベルトテンションがかけられることで、中間転写ベルト７と感光ドラム１ａ〜１ｄとの間に、１次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄとしてのニップが形成される。２次転写内ローラ１０は、定速性に優れたモータにより駆動されて中間転写ベルト７を循環駆動させる駆動ローラとして機能する。

記録材は、不図示の記録材カセットに収容されている。記録材Ｐは、記録材カセットから所定のタイミングでピックアップローラ（不図示）により送り出され、搬送ローラ対２４によりレジストレーションローラ対２３へと導かれる。この記録材Ｐは、中間転写ベルト７上のトナー像が搬送されるのに同期して、中間転写ベルト７からトナー像を記録材Ｐに転写する２次転写部Ｎ２へレジストレーションローラ対２３によって送り出される。なお、レジストレーションローラ対２３及び搬送ローラ対２４により、記録材Ｐを２次転写部（２次転写位置）Ｎ２に搬送する搬送手段が構成される。

２次転写内ローラ１０に対向する位置には、中間転写ベルト７を２次転写内ローラ１０とで挟持して２次転写部Ｎ２を形成する２次転写回転体としての２次転写外ローラ１４が配置されている。２次転写外ローラ１４は、中間転写ベルト７を介して２次転写内ローラ１０を押圧し、２次転写内ローラ１０と共に２次転写部Ｎ２を形成する。つまり、２次転写外ローラ１４は、２次転写部（２次転写位置）Ｎ２で中間転写ベルト７との間に記録材Ｐを挟持しつつ回転して搬送し、中間転写ベルト７のトナー像を記録材Ｐに２次転写する。

中間転写ベルト７と接地電位ｇｒとの間には、正電極が２次転写外ローラ１４に接続され且つ負電極が接地電位ｇｒに接続されて、２次転写外ローラ１４に電圧を印加する電源手段としての２次転写高圧電源２２が配置されている。即ち、２次転写高圧電源２２は、２次転写外ローラ１４に電圧を印加して２次転写部Ｎ２で２次転写電界を形成すると共に、定電圧素子としてのツェナーダイオード１６に電流を流し、１次転写部（１次転写位置）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄに１次転写電界を形成する。また、２次転写外ローラ１４の上方には、温湿度を検出する温湿度環境センサ２０７が配置されている。

温湿度環境センサ２０７は、画像形成装置本体（装置本体）１００ａの周囲の環境雰囲気を検出する環境検出手段を構成している。制御部１５０は、温湿度環境センサ（環境検出手段）２０７により検出された温湿度等の環境雰囲気に基づいて、後端弱バイアス制御（低下モード）を実行する。

中間転写ベルト７と接地電位ｇｒとの間には、ツェナーダイオード１６が電気的に接続されている。即ち、ツェナーダイオード１６のカソードは、中間転写ベルト７の内周側に配置されて中間転写ベルト７を張架する２次転写内ローラ１０、テンションローラ１１、張架ローラ１３及びアイドラローラ１２に、配線Ｗを介して電気的に接続されている。ツェナーダイオード１６のアノードは、張架ローラ流入電流検出回路２０４を介して接地電位ｇｒに電気的に接続されている。

記録材Ｐが２次転写部Ｎ２へ搬送されると、２次転写外ローラ１４に、トナーと逆極性の２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加されることによって、中間転写ベルト７からトナー像が記録材Ｐに２次転写される。

なお、２次転写内ローラ１０は、ＥＰＤＭゴムから構成されている。２次転写内ローラ１０の直径は２０［ｍｍ］、ゴム厚は０．５［ｍｍ］、硬度は７０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）に設定されている。２次転写外ローラ１４は、ＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴム等からなる弾性層と芯金から構成されている。２次転写外ローラの直径は、２４［ｍｍ］になるように形成されている。

中間転写ベルト７が移動する方向（矢印Ａの方向）において２次転写部Ｎ２よりも下流側には、記録材Ｐに２次転写部Ｎ２で転写されず中間転写ベルト７に残留した残留トナーや紙粉を除去するためのベルトクリーニング装置１５が配置されている。

以上の構成を有する画像形成装置１００では、不図示の記録材カセットから送り出された記録材Ｐが、分離ローラ（不図示）で１枚ずつに分離されてレジストレーションローラ対２３へ給送される。このレジストレーションローラ対２３は、中間転写ベルト７のトナー像にタイミングを合わせて２次転写部Ｎ２へ記録材Ｐを送り出す。

一方、各画像形成部１０１ａ〜１０１ｄで感光ドラム１ａ〜１ｄにそれぞれ形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄで中間転写ベルト７上に順次重ねて形成され、中間転写ベルト７の回転移動で２次転写部Ｎ２に向かう。そして、この２次転写部Ｎ２にて、中間転写ベルト７に転写された４色のトナー像が、レジストレーションローラによりタイミングを合わせて搬送されてくる記録材Ｐに２次転写される。トナー像を２次転写された記録材Ｐは、不図示の定着装置で加熱及び加圧されて表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ（不図示）を介して排出トレイ（不図示）に排出される。

［１転高圧レスシステムにおける１次転写電界形成］
本実施形態の画像形成装置１００は、コストダウンのために１次転写専用の電源を省いた構成を備え、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施する場合に１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を防止させるように構成される。本実施形態では、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから中間転写ベルト７にトナー像を静電的に１次転写するのにも２次転写高圧電源２２を用いる。

しかし従前の構成、即ち中間転写ベルト７を張架するローラが直接的にアースに接続される構成では、２次転写高圧電源２２から２次転写外ローラ１４に電圧を印加しても、張架ローラ１０、１１、１２、１３側に電流が流れてしまうおそれがある。つまりこの場合は、２次転写高圧電源２２が電圧を印加しても中間転写ベルト７を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに電流が流れず、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト７との間に、トナー像を転写するための１次転写電界が働かない。

そこで本実施形態では、１転高圧レスシステムにおいて１次転写電界作用を機能させるために、張架ローラ１０、１１、１２、１３のすべてとアースとの間に受動素子を介在して、張架ローラ１０、１１、１２、１３に電流が流れるのを抑制する。この構成にすると、中間転写ベルト７の電位が高くなり、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト７との間に１次転写電界が働くようになる。本発明を適用した本実施形態は、この点に着目して構成されている。

なお、中間転写ベルト７自体の抵抗値が高ければ、中間転写ベルト７における電圧降下が大きくなるため、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに電流が流れにくくなるおそれもある。そのため、中間転写ベルト７が低抵抗の層を持つのが望ましい。本実施形態では、中間転写ベルト７における電圧降下を抑制するために、中間転写ベルト７の基層の表面抵抗率が１０^２Ω／□以上で１０^８Ω／□以下となるように構成されている。

次に、図３を用いて、感光ドラム１ａ〜１ｄの電位と中間転写ベルト７の電位との差である１次転写コントラストについて説明する。図３は、本実施形態における転写電位と静電像電位の関係を示す図である。

即ち、図３に示すように、感光ドラム１ａ〜１ｄの各表面が帯電ローラ２ａ〜２ｄにより帯電されて、感光ドラム表面の電位Ｖｄ（ここでは−６７８［Ｖ］とする）となる。そして、帯電された感光ドラム１ａ〜１ｄの各表面が露光装置３ａ〜３ｄで露光され、感光ドラム１ａ〜１ｄの表面がＶｌ（ここでは−２４０［Ｖ］とする）となる。電位Ｖｄは、トナーが付着されない非画像部の電位であり、電位Ｖｌは、感光ドラム上のトナーが付着される画像部の電位である。Ｖｉｔｂは中間転写ベルト７の電位を示す。

感光ドラム１ａ〜１ｄの表面電位は帯電、露光装置３ａ〜３ｄの下流側、且つ現像装置４ａ〜４ｄの上流で感光ドラム１ａ〜１ｄに近接配置された電位センサ２０６ａ〜２０６ｄの検知結果に基づき、制御手段である制御部１５０（図２）により制御される。

電位センサ２０６ａ〜２０６ｄは、感光ドラム１ａ〜１ｄの各表面の非画像部電位と画像部電位を検知し、非画像部電位に基づいて帯電ローラ２ａ〜２ｄの帯電電位を制御して、画像部電位に基づいて露光装置３ａ〜３ｄの露光光量を制御する。この制御により、感光ドラム１ａ〜１ｄの各表面電位は、画像部電位、非画像部電位の両電位とも適正な値にすることができる。

この感光ドラム上の帯電電位に対して、現像装置４ａ〜４ｄによって現像バイアスＶｄｃ（ここではＤＣ成分は−４６７［Ｖ］）が印加されて、ネガ帯電したトナーが感光ドラム側（像担持体側）に現像される。

感光ドラム１ａ〜１ｄのＶｌと現像バイアスＶｄｃとの電位差である現像コントラストＶｃａは、
−２４０［Ｖ］−（−４６７［Ｖ］）＝２２７［Ｖ］
となる。画像部電位Ｖｌと非画像部の電位Ｖｄとの電位差である静電像コントラストＶｃｂは、
−２４０［Ｖ］−（−６７８［Ｖ］）＝４３８［Ｖ］
となる。

感光ドラム１ａ〜１ｄの画像部電位Ｖｌと中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂ（ここでは３００［Ｖ］とする）との電位差である１次転写コントラストＶｔｒは、
３００［Ｖ］−（−２４０［Ｖ］）＝５４０［Ｖ］
となる。

［ツェナーダイオード１６のＶＩ特性］
１転高圧レスシステムでは、１次転写は、中間転写ベルト７の電位と感光ドラム１ａ〜１ｄの電位との電位差である１次転写コントラストによって決まる。そのため、１次転写コントラストを安定的に形成するためには中間転写ベルト７の電位を一定に維持することが望ましい。

そこで本実施形態では、張架ローラである２次転写内ローラ１０、テンションローラ１１、アイドラローラ１２及び張架ローラ１３とアースとの間に配置される受動素子として、ツェナーダイオード１６を用いている。

図４は、ツェナーダイオード１６の電圧電流特性を示す。ツェナーダイオード１６は、逆方向電圧の印加時において、ツェナー降伏電圧Ｖｂｒ以上の電圧が印加されるまでほとんど電流を流さないが、ツェナー降伏電圧以上の電圧が印加されると急激に電流が流れる特性を持つ。また、ツェナーダイオード１６は、順方向電圧の印加時には、例えば０．７［Ｖ］において順方向電流が流れる。すなわち、ツェナーダイオード１６は、逆方向電圧の印加時において、印加される電圧がツェナー降伏電圧Ｖｂｒ以上の範囲では電圧降下がツェナー電圧で一定に維持される。

本実施形態では、このようなツェナーダイオード１６の電圧電流特性を利用して、中間転写ベルト７の電位を一定に維持する。

すなわち、本実施形態では、各ローラ１０、１１、１２、１３とアースとの間に、受動素子としてツェナーダイオード１６が配置される。その上で、１次転写中は、ツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧Ｖｂｒ以上の範囲になるように、２次転写高圧電源２２から電圧（バイアス）を印加する。その結果、１次転写中に、中間転写ベルト７のベルト電位を一定に維持することができる。

本実施形態では、張架ローラである各ローラ１０〜１３とアースとの間に、ツェナー降伏電圧Ｖｂｒが例えば２５［Ｖ］となるツェナーダイオード１６を例えば１２個直列に接続した状態に配置している。すなわち、ツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上の範囲では、中間転写ベルト７の電位は、各ツェナーダイオード１６のツェナー降伏電圧の合計、即ち２５×１２＝３００［Ｖ］で一定に維持されることになる。

勿論、ツェナーダイオードを複数用いる構成に限定する意図ではない。ツェナーダイオード１６を１つだけ用いる構成とすることもできる。勿論、中間転写ベルト７の表面電位は３００［Ｖ］になる構成に限定する意図ではない。使用するトナーの種類や感光ドラムの特性に応じて適宜設定するのが望ましい。

［ツェナー降伏電圧検知］
本実施形態では、ツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上の範囲内か範囲外か否かを判断するために、ツェナーダイオード１６を介してアースに流れ込む電流を検知する張架ローラ流入電流検出回路２０４（図１）を配置している。張架ローラ流入電流検出回路２０４は、電流検知手段を構成している。

張架ローラ流入電流検出回路２０４が電流を検知しない間、制御部１５０（図２参照）は、ツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上の範囲外と判断する。一方で、制御部１５０は、張架ローラ流入電流検出回路２０４が電流を検知すると、ツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上の範囲内であると判断する。

［画像形成装置の制御系］
ここで、画像形成装置１００全体の制御を行う制御系について、図２を参照して説明する。なお、図２は、本実施形態における制御系を示すブロック図である。

図２に示すように、本実施形態の制御系は、ＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２を内蔵する、制御手段としての制御部（ＣＰＵ回路部）１５０を備えている。制御部１５０には、温湿度を検出する温湿度環境センサ２０７、張架ローラ流入電流検出回路２０４、２次転写部電流検出回路２０５からの各検出信号（情報）と、装置本体１００ａに備えた操作部２０８からの操作信号（情報）とが入力される。なお、操作部２０８は、記録材Ｐの情報を検出する情報検出手段を構成する。この構成は、後述する第２及び第３の実施形態においても同様である。

制御部１５０は、２次転写部Ｎ２を通過する記録材の記録材搬送方向（図１矢印Ｂ方向）における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から後端領域までの２次転写電界より低下させる後端弱バイアス制御（低下モード）を実行可能に構成される。制御部１５０が２次転写高圧電源２２に信号を出力して各ローラ１０〜１３に対し電圧（バイアス）を出力させると、上記電流検出回路２０４は各ローラ１０〜１３に流れる電流を検出し、上記電流検出回路２０５は、２次転写部Ｎ２に流れる電流を検出する。

さらに、制御部１５０には、現像高圧電源２０１、露光高圧電源２０２、帯電高圧電源２０３にそれぞれ信号を出力する。電位センサ２０６（２０６ａ〜２０６ｄ）は、露光高圧電源２０２及び帯電高圧電源２０３から電圧（バイアス）が出力された際、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面の各電位を検出して、その検出信号を制御部１５０に出力する。

制御部１５０は、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに基づいて、２次転写高圧電源２２、現像高圧電源２０１、露光高圧電源２０２、帯電高圧電源２０３を統括的に制御する。後述する環境テーブルや記録材厚さ（紙厚さ）対応テーブルはＲＯＭ１５１に格納されており、ＣＰＵにより呼び出して反映する。ＲＡＭ１５２は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。

［２次転写電界適正化のための２次転写高圧電源の制御］
中間転写ベルト７からトナー像を記録材Ｐに転写する２次転写電界を適正化するために、２次転写高圧電源２２が制御部１５０によって制御される。

適正な２次転写電界は、雰囲気環境や記録材の種類によって変化する。そこで本実施形態では、トナー像を記録材に転写する２次転写電界を適正化するため、調整電圧を印加する、２次転写のための調整工程が、制御部１５０によってトナー像を記録材に転写する２次転写工程前の非２次転写時に実行される。この調整工程は、ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）とよばれる。即ち、制御部１５０は、２次転写のための調整工程を実行する実行部として機能する。

調整工程としてのＡＴＶＣは、２次転写高圧電源２２が定電圧制御された複数の調整電圧を印加した上で、調整電圧が印加された時に２次転写部電流検出回路２０５によって２次転写部Ｎ２を流れる電流が測定されることにより行われる。ＡＴＶＣによって電圧と電流の相関関係を算出することができる。

さらに、算出された電流と電圧との相関関係に基づいて、２次転写に必要となる２次転写目標電流Ｉｔを流すための電圧Ｖ１が算出される。２次転写目標電流Ｉｔは、下記の表１で示されるマトリクスに基づいて設定される。

表１は、制御部１５０内に設けられた記憶部（ＲＯＭ１５１）に記憶されたテーブルである。このテーブルは、雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ^３）に応じて、２次転写目標電流Ｉｔを設定し分けるものである。水分量が増大すると、２次転写目標電流Ｉｔが減少する。なお絶対水分量は、温湿度環境センサ２０７によって検出された温度と相対湿度とから、制御部１５０によって算出される。なお、本実施形態では絶対水分量を用いたがこれに限定する意図ではない。絶対水分量の代わりに相対湿度を用いることもできる。

さらに、記録材が分担する記録材分担電圧Ｖ２が電圧Ｖ１に加算される。記録材分担電圧Ｖ２は、下記の表２で示されるマトリクスに基づいて設定される。

表２は、制御部１５０内に設けられた記憶部に記憶されたテーブルである。このテーブルは、雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ^３）と記録材の坪量（ｇ／ｍ^２）とに応じて、記録材分担電圧Ｖ２を設定し分けるものである。坪量が増えると、記録材分担電圧Ｖ２は増える。また、絶対水分量が増えると、記録材分担電圧Ｖ２は減少する。また、片面印刷時よりも自動両面印刷時や手差両面印刷時の方が、記録材分担電圧Ｖ２は大きい。

なお、坪量とは、単位面積辺りの重さ（ｇ／ｍ^２）を示す単位で、記録材の厚みを示す値として一般的に用いられる。坪量は、操作部でユーザが入力する場合や、記録材を収容する収容部に記録材の坪量を入力する場合がある。これらの情報に基づいて制御部１５０は坪量を判断する。

２次転写目標電流Ｉｔを流すための電圧Ｖ１に記録材分担電圧Ｖ２が加算された電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が、調整工程に続く２次転写工程中、定電圧制御された２次転写電圧の２次転写目標電圧Ｖｔとして設定される。その結果、雰囲気環境と記録材厚さに応じて、適正な電圧値が設定される。また、２次転写中は２次転写電圧が定電圧制御された状態で印加されるので、記録材の幅が変わっても２次転写が安定した状態で行われる。

［１次転写適正化のための静電像形成手段の制御］
本実施形態では、適正な２次転写コントラストを形成するために、２次転写高圧電源２２が印加する電圧を変更する。

例えば、絶対水分量が９［ｇ／ｍ^３］の場合に、坪量が６４［ｇ／ｍ^２］の記録材を片面印刷してから、坪量が１５０［ｇ／ｍ^２］の記録材を片面印刷する場合には、記録材の分担電圧Ｖ２を８００［Ｖ］から９５０［Ｖ］に変更する。或いは、絶対水分量が９［ｇ／ｍ^３］の場合に、坪量が６４［ｇ／ｍ^２］の記録材を片面印刷するという条件は同じであっても、２次転写外ローラ１４の抵抗値が経時変化すれば、２次転写目標電流Ｉｔ［３０μＡ］を流すための電圧Ｖ１を変更する。或いは、坪量が６４［ｇ／ｍ^２］の記録材を片面印刷するという条件は同じであっても、絶対水分量が９［ｇ／ｍ^３］の場合と、絶対水分量が０．８［ｇ／ｍ^３］の場合とでは、２次転写目標電流Ｉｔも、記録材分担電圧も変更する。

しかし、１次転写専用の電源を省いた構成の１転高圧レスシステムでは、１次転写コントラストは、２次転写高圧電源２２を用いて形成される。そのため、２次転写電界を適正化するために２次転写高圧電源２２が印加する電圧を変更すると、２次転写と同時に１次転写を行う場合、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト７との間の１次転写コントラストを変えるおそれがある。その結果、適正な１次転写コントラストを形成することができずに、１次転写不良を引き起こすおそれがある。

そこで本実施形態では、２次転写適正化のために２次転写高圧電源２２が印加する電圧を変更する場合には、ツェナーダイオード１６の電圧降下がツェナー降伏電圧以上で維持される範囲で、感光ドラム１ａ〜１ｄの画像部電位を制御する。

そのため、１転高圧レスシステムにおいて、２次転写コントラストを適正化するために２次転写高圧電源２２が印加する電圧を変更しても、１次転写電界が変化するのが抑制される。その結果、適正な１次転写コントラストを形成することができる。

１次転写コントラストは、下記の表３のテーブルに基づいて設定される。表３は、制御部１５０内に設けられた記憶部（ＲＯＭ１５１）に記憶されたテーブルであって、１次転写コントラストと雰囲気環境との関係を示す。このテーブルは、１次転写コントラストを、色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）と雰囲気環境に応じて、設定し分ける。

例えば、絶対水分量が９［ｇ／ｍ^３］の雰囲気環境において、坪量が６４［ｇ／ｍ^２］の記録材について片面印刷をユーザに選択されてから、坪量が１５０［ｇ／ｍ^２］の記録材について片面印刷をユーザに選択された場合について説明する。この場合、記録材の分担電圧Ｖ２が８００［Ｖ］から９５０［Ｖ］へ変わるので、２次転写目標電圧Ｖｔが変わる。一方で、記録材の厚さは１次転写には関係しないので、適正な１次転写コントラストは変わらない。

そこで、２次転写コントラスト適正化のために、２次転写高圧電源２２が２次転写外ローラ１４に印加する電圧が変更される。しかし、２次転写がツェナーダイオード１６にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上になる範囲で行われることで、中間転写ベルト７の電位は３００［Ｖ］で一定に保持される。さらに、静電像形成手段の静電像形成条件を変更することなく、静電像形成手段の静電像形成条件は維持される。その結果、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ（Ｋ）色それぞれについての１次転写コントラストが適正な値５８０［Ｖ］、５４０［Ｖ］、５４０［Ｖ］、４９０［Ｖ］で維持される。

［２次転写部の後端弱バイアス制御（低下モード）］
従来、厚紙等の剛度の大きな記録材を通紙する場合、記録材の後端領域で中間転写ベルト７と記録材との間に隙間が生じ、トナー像が飛び散ったり、異常放電による画像不良が発生したりする可能性がある。そこで本実施形態では、記録材の後端領域における転写バイアスを、記録材の先端から後端領域に至るまでの転写バイアスよりも低下させることによって、飛び散り等の画像不良を防止する、後端弱バイアスの構成となっている。

例えば、坪量６０［ｇ／ｍ^２］〜１５０［ｇ／ｍ^２］までの記録材の場合は、画像不良が発生する可能性が極めて低いので、記録材の先端から後端までが２次転写部Ｎ２を通過するまで一定の２次転写バイアスを印加する。しかし、坪量１５１［ｇ／ｍ^２］〜３００［ｇ／ｍ^２］までの記録材（厚紙）の場合は、画像不良が発生する可能性が高いため、記録材の後端領域における２次転写バイアスを、記録材の先端から後端領域に至るまでの２次転写バイアスよりも下げるものとする。

２次転写バイアスを下げるタイミングは、記録材後端部から５０［ｍｍ］手前の地点とし、２次転写バイアスを階段状に下げていく。本実施形態では、絶対水分量が０．８［ｇ／ｍ^３］の場合、記録材の先端から後端５０［ｍｍ］の距離までは２次転写目標電流Ｉｔ＝３２［μＡ］が流れるように一定の２次転写バイアスを印加する。記録材の後端部には、２次転写目標電流の約７０［％］の２２［μＡ］が流れるように、記録材後端５０［ｍｍ］手前の地点から２次転写バイアスを階段状に切り替えていく。

このように、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２を通紙中に２次転写バイアスを切り替える制御は、２次転写部Ｎ２の転写効率低下を招くおそれがある。そのため、できれば記録材全体で２次転写目標電流Ｉｔ＝３２［μＡ］が流れるように一定の２次転写バイアスを印加した方が画像は安定する。

しかし、紙種によっては、飛び散り等の画像不良を抑制するために、２次転写効率を若干下げてでも、画像不良を防止する対策をとる。特に、記録材の坪量が増えると記録材の抵抗が増すため、２次転写目標電流を流すための２次転写電圧が高くなり、記録材後端領域での異常放電が発生しやすくなる。また、低温低湿環境下ほど、記録材の水分量が下がることで記録材の抵抗値が上がるため、より高い２次転写電圧が必要となる。

［連続通紙時のシーケンス］
ここで、複数枚の記録材に連続で画像形成する場合のシーケンスについて説明する。本実施形態では、プロセススピード１３０［ｍｍ／ｓｅｃ］、使用する記録材がＡ４サイズで坪量６４［ｇ／ｍ^２］の場合に、１分間あたり３０枚出力できる画像形成装置１００について説明する。２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最上流ステーション（Ｎ１ａ）までの距離は２５９ｍｍ、各感光ドラム間の距離は６３ｍｍ、２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最下流ステーション（Ｎ１ｄ）までの距離は７０ｍｍとする。

Ａ４サイズは、縦２９７［ｍｍ］、横２１０［ｍｍ］なので、Ａ４サイズで連続通紙した場合、記録材と記録材との間隔の長さ（以下、「紙間」と記載）は、５１．７［ｍｍ］となる。つまり、１枚目の記録材後端５０［ｍｍ］の領域が２次転写部Ｎ２に到達した時点で、２枚目の画像形成動作が１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで実施されていることになる。なお、記録材のサイズが異なる場合も、紙間はＡ４サイズと同じとする。

ここで、図１２（ａ），（ｂ）に、本発明を適用しない場合の１転高圧レスシステムにおいて、Ａ４サイズの連続通紙時に、紙間５１．７［ｍｍ］で後端弱バイアス制御（低下モード）を実施した場合のタイミングチャートを示す。

図１２（ａ），（ｂ）において、ｔ１は、記録材１枚目の作像がＹステーション（１０１ａ）で開始される時間を示し、ｔ２は、記録材１枚目の２次転写が開始される時間を示し、ｔ３は、記録材２枚目の作像がＹステーションで開始される時間を示す。またｔ４は、記録材１枚目の作像がＢｋステーション（１０１ｄ）で終了する時間を示し、ｔ５は、記録材１枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間を示し、ｔ６は、中間転写ベルトの電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を下回り始める時間を示す。さらにｔ７は、記録材１枚目の２次転写が終了する時間を示し、ｔ８は、記録材２枚目の２次転写が開始される時間を示し、ｔ９は、記録材２枚目の作像がＢｋステーションで終了する時間を示す。またｔ１０は、記録材２枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間を示し、ｔ１１は、記録材２枚目の２次転写が終了する時間を示す。

図１２（ａ），（ｂ）のように、本発明を適用しない１転高圧レスシステムでは、２次転写部Ｎ２の高圧（バイアス）のみで１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄと２次転写部Ｎ２における作像を実現させるため、以下のようになる。

すなわち、２次転写部Ｎ２での記録材後端領域で高圧を下げるタイミング（ｔ５〜ｔ７）で、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの作像が実施されると、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの電流が不足する。これにより、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を下回り（ｔ６〜ｔ７）、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの作像が最適に行われない場合が生じた。

図５（ａ），（ｂ）は、このような問題を解消可能な構成を備えた本実施形態の作用を示すタイミングチャートである。

図５に示すように、ｔ２１は記録材１枚目の作像がＹステーション（１０１ａ）で開始される時間を示し、ｔ２２は、記録材１枚目の２次転写が開始される時間を示し、ｔ２３は、記録材１枚目の作像がＢｋステーション（１０１ｄ）で終了する時間を示す。またｔ２４は、記録材１枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間を示し、ｔ２５は、記録材１枚目の２次転写が終了する時間を示し、ｔ２６は、記録材２枚目の作像がＹステーションで開始される時間を示す。ｔ２７は、記録材２枚目の２次転写が開始される時間を示し、ｔ２８は、記録材２枚目の作像がＢｋステーションで終了する時間を示す。ｔ２９は、記録材２枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間を示し、ｔ３０は、記録材２枚目の２次転写が終了する時間を示す。

本実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、２次転写部Ｎ２で後端弱バイアス制御を実施する場合、以下の構成とする。即ち、１枚目の記録材後端領域が２次転写部Ｎ２を通過し、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を上回る状態に戻ってから、２枚目の画像形成を開始（ｔ２６）するように紙間を広げる構成とする。つまり、画像形成部１０１ａ〜１０１ｄで連続的に形成されるトナー像とトナー像との間のトナー像間距離（即ち紙間距離）を、後端弱バイアス制御を実行しない場合のトナー像間距離に対して変更する（即ち広げる）ように制御する。

すなわち、Ａ４サイズの記録材で後端弱バイアス制御を実施する場合には、紙間を５１．７［ｍｍ］から２５９［ｍｍ］に広げる構成としている。なお、Ａ３サイズ（縦４２０［ｍｍ］、横２９７［ｍｍ］）の場合は、定着器（不図示）の定着能力が原因で、紙間を広げる可能性が生じる。この場合は、定着器の定着能力から決定される紙間と、２５９［ｍｍ］を比較し、大きい方の紙間を採用するものとする。

続いて、図６のフローチャートを参照して、本実施形態の作用について説明する。すなわち、まずユーザが、使用する記録材の種類、坪量、サイズ等の情報を操作パネル上の操作部２０８から入力し、画像形成動作の開始ボタン（不図示）を押す（Step１）。

すると、この操作時の信号が制御部（ＣＰＵ回路部）１５０に入力される。これにより、制御部１５０は、記録材の坪量が１５１［ｇ／ｍ^２］以上か否かを判断する（Step２）。これと共に、画像形成装置１００の設置されている環境が後端弱バイアス制御を実施する必要のある環境か否かを温湿度環境センサ（環境検出手段）２０７から入力した情報に基づいて判断する（Step３）。

このように制御部１５０は、操作部（情報検出手段）２０８により検出（入力）された記録材情報（坪量等の情報）に基づいて、更に、温湿度環境センサ２０７により検出された環境雰囲気に基づいて後端弱バイアス制御を実行する。これにより、後端弱バイアス制御を必要とする状況を的確に判断することができる。

その結果、制御部１５０は、条件を満たす場合には紙間（トナー像間距離）を広げるモードに移行させ（Step４）、条件を満たさない場合には、紙間を広げない通常のモードに移行させて（Step５）、画像形成動作を開始する（Step６）。

このように本実施形態では、制御部１５０が、後端弱バイアス制御を実行する際に、２次転写電界（２次転写電圧）を低下させる期間でトナー像が１次転写されないように、以下の制御を行う。即ち、制御部１５０は、画像形成部１０１ａ〜１０１ｄで連続的に形成されるトナー像とトナー像との間のトナー像間距離（つまり紙間距離）を、後端弱バイアス制御を実行しない場合のトナー像間距離に対して長くする（つまり広げる）ように制御する。

このように、少なくとも１つの感光ドラムで１次転写していない期間（タイミング）で、記録材Ｐの後端領域における２次転写電界（２次転写電圧）を、記録材Ｐの先端から後端領域までの２次転写電界よりも下げる制御を実施できるように紙間距離を広げる。この際、記録材Ｐの後端領域における２次転写電圧を、記録材Ｐの先端から後端領域までの２次転写電圧よりも下げる制御を実施する期間において、少なくとも１つの感光ドラム以外の残りの感光ドラムでは１次転写している。

以上により、１転高圧レスシステムで後端弱バイアスを実施した場合であっても、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げた場合に１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を発生させない構成の画像形成装置１００を提供することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１、図７及び図８を参照して、本発明に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態では、図１の構成は同様であるが、その構成を用いた制御がやや異なっている。図７は、本実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図、図８（ａ），（ｂ）は、本実施形態におけるタイミングチャートである。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。

第１の実施形態では、後端弱バイアス制御を実施する場合、次のように制御していた。即ち制御部１５０は、記録材の後端領域が２次転写部Ｎ２を通過して、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を上回る状態に戻ってから、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの画像形成動作が開始されるように、連続通紙時の紙間距離を広げていた。これに対し、本実施形態では、ダウンタイムの発生等による生産性低下を、より抑制しながら、後端弱バイアス制御（低下モード）を実施するように構成している。

すなわち、本実施形態では、１転高圧レスシステムにて後端弱バイアスを実施する際に、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を回避し、かつ連続通紙時のダウンタイム発生をより抑制する。なお、本実施形態では、最下流ステーション（１０１ｄ）の１次転写部Ｎ１ｄから２次転写部Ｎ２までの距離が比較的短いオフィス向けの低速機から中速機の画像形成装置に関して説明する。

本実施形態では、図１に示した帯電ローラ２ａ〜２ｄは、複数の像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄを帯電位置Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄでそれぞれ帯電する複数の帯電手段を構成している。露光装置３ａ〜３ｄは、帯電ローラ（帯電手段）２ａ〜２ｄで帯電された感光ドラム１ａ〜１ｄにそれぞれ静電像を形成する複数の静電像形成手段を構成している。

また本実施形態では、現像装置４ａ〜４ｄは、感光ドラム１ａ〜１ｄに形成された静電像をそれぞれトナー像に現像する複数の現像手段を構成している。中間転写ベルト７は、感光ドラム１ａ〜１ｄからそれぞれの１次転写部（１次転写位置）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで１次転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体を構成している。本実施形態においても、中間転写体としての中間転写ベルト７と接地電位ｇｒとの間にはツェナーダイオード１６が電気的に接続されている。本実施形態においても、２次転写高圧電源２２は、第１の実施形態における２次転写高圧電源２２と同様の電源手段を構成している。

本実施形態の制御部１５０は、２次転写部（２次転写位置）Ｎ２を通過する記録材の記録材搬送方向での後端領域での転写電圧を、記録材先端から後端領域までの転写電圧より低下させる後端弱バイアス制御（低下モード）を実行可能である。制御部１５０は、後端弱バイアス制御を実行する際に、２次転写電界（２次転写電圧）を低下させる期間で帯電ローラ２ａ〜２ｄのうちの少なくとも１つに印加する帯電電圧を、後端弱バイアス制御を実行しない場合よりも低下させるように制御する。この少なくとも１つの帯電ローラとは、中間転写ベルト７の搬送方向（図１の矢印Ａ方向）にて最も２次転写部（２次転写位置）Ｎ２に近い帯電ローラ２ｄである。

［連続通紙時のシーケンス］
ここで、複数枚の記録材に連続で画像形成する場合のシーケンスについて説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、プロセススピード１３０［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ａ４サイズ、坪量６４ｇ／ｍ^２の場合に１分間あたり３０枚出力できる画像形成装置１００について説明する。

２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最上流ステーション（１０１ａ）までの距離は２５９ｍｍ、各感光ドラム間の距離は６３ｍｍ、２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最下流ステーション（１０１ｄ）までの距離は７０ｍｍとする。さらに、帯電ローラ２ａ〜２ｄの高圧ＤＣ成分を切り替える時間を１００［ｍｓｅｃ］、後端弱バイアス制御を実施する領域は記録材の後端５０［ｍｍ］とする。

Ａ４サイズは、縦２９７［ｍｍ］、横２１０［ｍｍ］なので、Ａ４サイズ横送りで連続通紙した場合、記録材と記録材の間隔の長さ（紙間）は、５１．７［ｍｍ］となる。なお、記録材のサイズが異なる場合も、紙間はＡ４サイズと同じとする。

図７は、本実施形態における、帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えについての説明図である。図７のｘ１は各感光ドラム間距離、ｘ２は、Ｙステーション（１０１ａ）から２次転写部Ｎ２までの距離、ｘ３は、Ｂｋステーション（１０１ｄ）から２次転写部Ｎ２までの距離、ｘ５は、記録材に後端弱バイアス制御を実施する距離を示す。ｖは、画像形成装置１００のプロセススピード、ｔ０は、帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに要する時間を示す。

図７に示すように、本実施形態では最下流ステーション（Ｂｋ：１０１ｄ）の帯電高圧（ＤＣ成分）を紙間で切り替える構成であり、紙間Ｌは、Ｌ＝（ｖ×ｔ０＋ｘ３）［ｍｍ］となる。まず、記録材１枚目の作像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋステーションの順に実施する（Step１）。

次に、記録材１枚目の２次転写部Ｎ２での後端弱バイアス制御が実施される前に、Ｂｋステーション（１０１ｄ）の帯電電位（帯電電圧）Ｖｄのみを作像時の設定値から切り替える（Step２）。

ここでは、Ｖｄを−５００［Ｖ］から−３５０［Ｖ］に切り替える。Ｂｋステーション（Ｂｋ）の帯電電位Ｖｄのみを切り替えることで、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を上回った状態を維持することが可能となる。そのため、２次転写部Ｎ２の後端弱バイアス制御と同時に、Ｙ〜Ｃステーション（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ）での適正な１次転写を実施することが可能となる。

最後に、制御部１５０は、記録材１枚目の２次転写が終了後、Ｂｋステーション（１０１ｄ）の帯電電位Ｖｄを、作像時の設定値−５００［Ｖ］に戻す（Step３）。本実施形態では、紙間を５１．７［ｍｍ］から、２次転写部Ｎ２からＢｋステーション（１０１ｄ）までの距離以上、かつ２次転写部Ｎ２からＣステーション（１０１ｃ）までの距離以下である８３．０［ｍｍ］に広げた構成となる。

本実施形態では、後端弱バイアス制御は、２次転写部Ｎ２に連続的に搬送される記録材と記録材間の紙間で実行される。この紙間は、２次転写部Ｎ２から、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの内で中間転写ベルト７の搬送方向で最も２次転写部Ｎ２に近い１次転写部Ｎ１ｄまでの距離以上である。これにより、Ｂｋステーション（１０１ｄ）において帯電電圧を確実に元に戻してから画像形成を開始することができる。

本実施形態における制御部１５０は、帯電ローラ（帯電手段）２ａ〜２ｄに印加する帯電電圧を低下させた後、この電圧を低下前の電圧に戻してから、対応する露光装置３ａ〜３ｄにより感光ドラム１ａ〜１ｄに静電像を形成する。このため、Ｂｋステーション（１０１ｄ）において元に戻した帯電電圧により、適正な画像形成を行うことができる。つまり、Ｂｋステーション（１０１ｄ）では、帯電電位Ｖｄが元に戻ってから作像が開始されるため、１次転写が最適に実施される。

また、図８（ａ），（ｂ）は、本実施形態におけるタイミングチャートである。ｔ４１は、記録材１枚目の作像がＹステーション（１０１ａ）で開始される時間、ｔ４２は、記録材１枚目の２次転写が開始される時間、ｔ４３は、記録材２枚面の作像がＹステーションで開始される時間を示す。ｔ４４は、記録材１枚目の作像がＢｋステーション（１０１ｄ）で終了する時間、ｔ４５は、記録材１枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間、ｔ４６は、記録材１枚目の２次転写が終了する時間を示す。ｔ４７は、記録材２枚目の２次転写が開始される時間、ｔ４８は、記録材２枚目の作像がＢｋステーションで終了する時間、ｔ４９は、記録材２枚目の後端弱バイアス制御が開始される時間、ｔ５０は、記録材２枚目の２次転写が終了する時間を示す。

図８に示すように、２次転写部Ｎ２で後端弱バイアス制御を実施する場合、Ｂｋステーション（１０１ｄ）の帯電電位Ｖｄのみを切り替えることで（ｔ４５〜ｔ４６）、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を常に上回った状態を維持できる。その結果、２次転写部Ｎ２の後端弱バイアス制御と同時に、Ｙ〜Ｃステーション（画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ）での適正な１次転写を実施することができる。

以上により、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施する場合であっても、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げた場合に１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を発生させない構成の画像形成装置１００を提供できる。そして、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施する場合であっても、連続通紙時におけるダウンタイム発生を、より効果的に抑制することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図９、図１０及び図１１を参照して、本発明に係る第３の実施形態について説明する。図９は、本実施形態における基本構成を説明する図、図１０は、本実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図、図１１は、本実施形態における帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに関する説明図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。

図９に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト７の上向き面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する画像形成部１０１ａ〜１０１ｄ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として構成されている。

画像形成部１０１ａ〜１０１ｄは、中間転写体としての中間転写ベルト７の移動方向（矢印Ｄ方向）において上流側から、画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの順、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置されている。これら画像形成部１０１ａ〜１０１ｄは何れも、図１で説明した画像形成装置１００とほぼ同様の構成を備えている。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、帯電ローラ２ａ〜２ｄ及び露光装置３ａ〜３ｄが静電像形成手段として機能し、現像装置４ａ〜４ｄは現像手段として機能する。

中間転写ベルト７の内周面は、２次転写内ローラ１０、テンションローラ１１、アイドラローラ１２、複数の張架ローラ１３によって張架されている。記録材Ｐは、記録材カセット（不図示）から所定のタイミングでピックアップローラ（不図示）により送り出され、搬送ローラ対２４によりレジストレーションローラ対２３に導かれる。２次転写内ローラ１０に対向する位置に配置された２次転写外ローラ１４は、中間転写ベルト７を介して２次転写内ローラ１０を押圧して２次転写部Ｎ２を形成する。

中間転写ベルト７と接地電位ｇｒとの間には、ツェナーダイオード１６が電気的に接続されている。即ち、中間転写ベルト７と接地電位ｇｒ間にて、ツェナーダイオード１６と張架ローラ流入電流検出回路２０４とが直列に接続されている。ツェナーダイオード１６は、上記ローラ１０、１１、１２、１３を介して張架された中間転写ベルト７と接地電位ｇｒとの間に、張架ローラ流入電流検出回路２０４を介して電気的に接続される。

また、２次転写外ローラ１４に電圧を印加して２次転写部Ｎ２で２次転写電界を形成すると共に、ツェナーダイオード１６に電流を流し、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄに１次転写電界を形成するための転写電圧を印加する２次転写高圧電源２２が配置される。２次転写高圧電源（電源手段）２２は、正電極が２次転写外ローラ１４に接続され且つ負電極が接地電位ｇｒに接続されて、２次転写外ローラ１４に電圧を印加する。また、２次転写外ローラ１４の下方には、温湿度を検出する温湿度環境センサ２０７が配置されている。本実施形態の制御部１５０も、温湿度環境センサ２０７で検出された温湿度等の環境雰囲気に基づいて、後端弱バイアス制御（低下モード）を実行する。

本実施形態の画像形成装置１００では、記録材カセットから送り出された記録材がレジストレーションローラ対２３に給送されると、レジストレーションローラ対２３が、中間転写ベルト７のトナー像にタイミングを合わせて２次転写部Ｎ２に記録材を送り出す。一方、感光ドラム１ａ〜１ｄにそれぞれ形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄで中間転写ベルト７上に順次重ねて形成され、中間転写ベルト７の回転移動で２次転写部Ｎ２に向かう。そして、２次転写部Ｎ２にて、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が、搬送されてくる記録材Ｐに２次転写される。この記録材Ｐは、不図示の定着装置でトナー像を定着された後、排出トレイ（不図示）に排出される。

本実施形態は、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最下流ステーションから２次転写部までの距離が長いライトＰＯＤ（Print On demand）からＰＯＤ向けの画像形成装置への適用に適している。本実施形態は、このような画像形成装置１００において、１転高圧レスシステムで後端弱バイアスを実施する場合に、１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を防止させ且つ連続通紙時のダウンタイム発生を抑制する。

［連続通紙時のシーケンス］
以下、複数枚の記録材に連続で画像形成する場合のシーケンスについて説明する。すなわち、本実施形態では、プロセススピード３２０［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ａ４サイズ、坪量６４［ｇ／ｍ^２］の場合に、１分間あたり６０枚出力できる画像形成装置について説明する。

また、２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最上流ステーション（１０１ａ）までの距離は７００［ｍｍ］とする。また、各感光ドラム間の距離は１２０［ｍｍ］、２次転写部Ｎ２から１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの最下流ステーション（１０１ｄ）までの距離は３４０［ｍｍ］とする。さらに、帯電ローラ２ａ〜２ｄの高圧ＤＣ成分を切り替える時間を１００［ｍｓｅｃ］、後端弱バイアス制御を実施する領域は記録材の後端５０［ｍｍ］とする。Ａ４サイズは、縦２９７［ｍｍ］、横２１０［ｍｍ］なので、Ａ４サイズ横送りで連続通紙した場合、紙間は１１１．９［ｍｍ］となる。なお、記録材のサイズが異なる場合も、紙間はＡ４サイズと同じものとする。

図１０は、本実施形態においてＡ４サイズを連続通紙した場合の、帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えについての説明図である。また、図１１は、Ａ３サイズを連続通紙した場合の、帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えについての説明図である。図１０に示すように、本実施形態では、Ａ４サイズを連続通紙する場合、Ｃステーション（１０１ｃ）の帯電高圧（ＤＣ成分）を紙間で切り替える構成である。

まず、図１０に示すように、記録材１枚目の作像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋステーションの順に実施する（Step１１）。次に、記録材１枚目の２次転写部Ｎ２での後端弱バイアス制御が実施される前に、Ｃステーションの帯電電位Ｖｄのみを作像時の設定値から切り替える（Step１２）。ここでは、Ｖｄを−５００［Ｖ］から−３５０［Ｖ］に切り替える。

Ｃステーションの帯電電位Ｖｄのみを切り替えることで、中間転写ベルト７の電位Ｖｉｔｂがツェナー電位を上回った状態を維持することが可能となる。そのため、２次転写部Ｎ２の後端弱バイアス制御と同時に、Ｙ、Ｍ、Ｂｋステーションでの１次転写を実施することが可能となる。

最後に、記録材１枚目の２次転写が終了後、Ｃステーション（１０１ｃ）の帯電電位Ｖｄを作像時の設定値−５００［Ｖ］に戻す（Step１３）。Ｃステーションでは、帯電電位Ｖｄが元に戻ってから作像が開始されるため、１次転写が最適に実施されることとなる。本実施形態では、Ａ４サイズを連続通紙する場合、紙間を１１１．９［ｍｍ］から１４１．０［ｍｍ］に広げた構成となる。

また、Ａ３サイズを連続通紙する場合は、図１１に示すように、Ｙステーション（１０１ａ）の帯電電位Ｖｄを紙間で切り替えればよく、紙間を１１１．９［ｍｍ］から１５６．０［ｍｍ］に広げた構成となる。

なお、本実施形態では、紙間で帯電高圧（ＤＣ成分）を切り替えるステーションを限定するものではない。本実施形態は、２次転写部Ｎ２で後端弱バイアスが実施される場合、後端弱バイアス制御と同時にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋステーションのどれか１つのステーションで１次転写が実施されないようにする。そのため、紙間を後端弱バイアス制御無しの場合の紙間よりも広げ、かつ紙間で帯電高圧（ＤＣ成分）を切り替える。ゆえに、各ステーション間の距離、Ｂｋステーションから２次転写部Ｎ２までの距離、記録材に後端弱バイアス制御を実施する距離、画像形成装置のプロセススピード、帯電高圧（ＤＣ成分）の切り替えに要する時間により、紙間距離の最適値は異なる。

また、本実施形態では、記録材サイズをＡ４サイズ、Ａ３サイズに限定するものではない。本実施形態は、Ｂ５サイズ、はがきサイズ等のその他の記録材サイズにおいても実行可能あり、紙間距離の最適値、及び紙間で帯電高圧（ＤＣ成分）を切り替えるステーションは記録材サイズによって異なるものとなる。

以上により、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施する場合であっても、記録材後端領域で２次転写バイアスを下げた場合に１次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄでの電流不足による画像不良を発生させない構成の画像形成装置１００を提供できる。そして、１転高圧レスシステムにおいて後端弱バイアスを実施する場合であっても、連続通紙時におけるダウンタイム発生を、より効果的に抑制することができる。

なお、本発明は、二成分現像方式のみならず一成分現像方式の画像形成装置でも実施できる。中間転写ベルトを装備する限りにおいて、タンデム型／１ドラム型のいずれでも実施できる。像担持体は、有機感光体に限らず、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用してもよく、ドラム状の像担持体に限らず、ベルト状の像担持体を用いてもよい。帯電方式、現像方式、転写方式、ベルトクリーニング方式、定着方式に関しても、任意に選択可能である。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

１ａ〜１ｄ…像担持体（感光ドラム）／２ａ〜２ｄ…帯電手段（帯電ローラ）／３ａ〜３ｄ…静電像形成手段（露光装置）／４ａ〜４ｄ…現像手段（現像装置）／７…中間転写体（中間転写ベルト）／１４…２次転写回転体（２次転写外ローラ）／１６…定電圧素子（ツェナーダイオード）／２２…電源手段（２次転写高圧電源）／１００…画像形成装置／１５０…制御手段（制御部）／２０７…環境検出手段（温湿度環境センサ）／２０８…情報検出手段（操作部）／Ａ…中間転写体の搬送方向／Ｂ…記録材搬送方向／ｇｒ…接地電位／Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄ…１次転写位置（１次転写部）／Ｎ２…２次転写位置（２次転写部）／Ｐ…記録材／Ｔａ〜Ｔｄ…帯電位置

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
   前記像担持体に形成された静電像をトナー像に現像する現像手段と、
   前記像担持体から１次転写位置で１次転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、
   ２次転写位置で前記中間転写体との間に記録材を挟持しつつ回転して搬送し、前記中間転写体のトナー像を記録材に２次転写する２次転写回転体と、
   前記中間転写体と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、
   前記２次転写回転体に電圧を印加して前記２次転写位置で２次転写電界を形成すると共に、前記定電圧素子に電流を流し、前記１次転写位置に１次転写電界を形成する電源手段と、
   前記２次転写位置を通過する記録材の記録材搬送方向における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から前記後端領域までの２次転写電界より低下させる低下モードを実行可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記低下モードを実行する際に、前記２次転写電界を低下させる期間でトナー像が１次転写されないように、連続的に形成されるトナー像とトナー像との間のトナー像間距離を、前記低下モードを実行しない場合のトナー像間距離に対して長くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体を帯電位置でそれぞれ帯電する複数の帯電手段と、
   前記複数の帯電手段で帯電された前記複数の像担持体にそれぞれ静電像を形成する複数の静電像形成手段と、
   前記複数の像担持体に形成された静電像をそれぞれトナー像に現像する複数の現像手段と、
   前記複数の像担持体からそれぞれの１次転写位置で１次転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、
   ２次転写位置で前記中間転写体との間に記録材を挟持しつつ回転して搬送し、前記中間転写体のトナー像を記録材に２次転写する２次転写回転体と、
   前記中間転写体と接地電位との間に電気的に接続される定電圧素子と、
   前記２次転写回転体に電圧を印加して前記２次転写位置で２次転写電界を形成すると共に、前記定電圧素子に電流を流し、前記１次転写位置に１次転写電界を形成する電源手段と、
   前記２次転写位置を通過する記録材の記録材搬送方向における後端領域での２次転写電界を、記録材先端から前記後端領域までの２次転写電界より低下させる低下モードを実行可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記低下モードを実行する際に、前記２次転写電界を低下させる期間は前記複数の帯電手段のうちの少なくとも１つの帯電手段に印加する帯電電圧を、前記低下モードを実行しない場合よりも低下させることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記帯電手段に印加する前記帯電電圧を低下させた後、この電圧を、低下前の電圧に戻してから、対応する前記静電像形成手段により前記像担持体に静電像を形成する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記少なくとも１つの帯電手段は、前記中間転写体の搬送方向にて最も前記２次転写位置に近い帯電手段である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記低下モードは、前記２次転写位置に連続的に搬送される記録材と記録材との間の記録材間で実行され、
   前記記録材間の距離は、前記２次転写位置から、前記複数の１次転写位置のうちで前記中間転写体の搬送方向にて最も前記２次転写位置に近い前記１次転写位置までの距離以上である、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体は、少なくとも二層構成の中間転写ベルトであり、前記像担持体側の層の抵抗値が他の層の抵抗値より高く設定されている、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。
7. 記録材の情報を検出する情報検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記情報検出手段により検出された記録材情報に基づいて前記低下モードを実行する、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。
8. 画像形成装置本体の周囲の環境雰囲気を検出する環境検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記環境検出手段により検出された環境雰囲気に基づいて前記低下モードを実行する、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。

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