JP2016133772A - 転写ユニット、画像形成装置、画像形成システムおよび転写電圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成条件に関係なく、画像形成処理中に、画像形成環境の変化に応じて転写部材に印加すべき転写電圧を制御することが可能な転写ユニット、画像形成装置、画像形成システムおよび転写電圧制御方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、電気抵抗を有し転写部材に圧接される抵抗部材と、感光体と転写部材との間に転写電圧が印加された際、転写部材と抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、当該転写電圧値を当該電流値で除算することによって転写部材および抵抗部材の合成抵抗値を算出し、転写部材および抵抗部材の合成抵抗値と転写部材に印加すべき転写電圧との関係式に基づき、関係式における合成抵抗値として算出された合成抵抗値を用いて転写部材に印加すべき転写電圧を決定する制御部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、転写ユニット、画像形成装置、画像形成システムおよび転写電圧制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

また、上記画像形成装置の前段および後段に、連帳ロール紙や折り畳み紙等の連続した用紙（以下、「長尺紙」と言う）を画像形成装置に給紙する給紙装置と、画像形成装置によりトナー像が形成された長尺紙を収納する排紙装置とをそれぞれ接続した画像形成システムが実用化されている。

上記画像形成装置においては、感光体と転写ローラーとの間に中間転写体を通過させ、その通過時に転写ローラーに印加された転写電圧によって感光体に担持されているトナー像を中間転写体に転写している。転写ローラーに転写電圧を印加する電源は、一般的に、定電圧制御または定電流制御されている。

ところで、上記電源を定電流制御した場合には、トナー像パターンの変化によって転写率の変動が発生するおそれがある。そのため、上記電源を定電圧制御することによって、トナー像パターンの変化によって転写性を確保することが行われている。しかし、上記電源を定電圧制御する場合には、転写ローラーの抵抗の変化により感光体と転写ローラーとの間に流れる転写電流が変化する。そのため、転写ローラーに同じ値の転写電圧を継続して印加すると、画像形成環境の変化（多数枚の連続プリント後、周囲温度の変化など）に応じて転写ローラーの抵抗値ひいては転写電流が変化することにより、中間転写体に転写されるトナー像の濃度が変化してしまう。この問題に対処するため、紙間（先行する用紙の後端と先行用紙の後に続いて後行する用紙の先端との間）を使って、印加する転写電圧を決定し直すＡＴＶＣ(Active Transfer Voltage Control)制御が知られている。ＡＴＶＣ制御は、転写ローラーに流れる転写電流が予め定められた最適の転写電流となるように転写ローラーに印加する転写電圧を決定するものである。より具体的に説明すると、転写ローラーに印加する転写電圧を変化させ、転写ローラーと感光体との間に所望値の転写電流が流れる転写電圧を探し出す。

なお、特許文献１には、１次転写ローラの電気抵抗を検知する抵抗検知手段、または当該電気抵抗と相関関係にある所定の電気的特性を検知する電気特性検知手段を設け、１次転写電源からの出力電流の適正値を、感光体上の画像面積率に加えて、抵抗検知手段または電気特性検知手段による検知結果に基づいて求める技術が開示されている。

特開２０１３−１０９０７０号公報

しかしながら、ＡＴＶＣ制御を行うためには、ある程度の時間が必要となる。そのため、画像形成条件によっては、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を行うことが困難な場合がある。例えば画像形成システムにおいて長尺紙にトナー像を形成する場合、そもそも紙間が存在しないため、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を実行することは困難である。また、所定の紙サイズにカットされた用紙（「カット紙」とも言う）にトナー像を形成する場合においても、生産性を向上させるために紙間が狭く設定されているときには、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を実行することは困難である。

なお、特許文献１に記載の技術は、画像形成条件に関係なく、画像形成処理中に、画像形成環境の変化に応じて転写部材に印加すべき転写電圧を制御することを目的とした技術ではなく、したがってそのための構成を有していない。

本発明は、画像形成条件に関係なく、画像形成処理中に、画像形成環境の変化に応じて転写部材に印加すべき転写電圧を制御することが可能な転写ユニット、画像形成装置、画像形成システムおよび転写電圧制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る転写ユニットは、
中間転写体と、
前記中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
電気抵抗を有し、前記転写部材に圧接される抵抗部材と、
前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と前記抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、印加された転写電圧値を取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出された合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する制御部と、
を備える。

本発明に係る画像形成装置は、
感光体と、
中間転写体と、
前記中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
電気抵抗を有し、前記転写部材に圧接される抵抗部材と、
前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と前記抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、印加された転写電圧値を取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出された合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する制御部と、
を備える。

本発明に係る画像形成システムは、
長尺紙を給紙する給紙装置と、
前記給紙装置により給紙された長尺紙にトナー像を形成する上記画像形成装置と、
前記画像形成装置によりトナー像が形成された前記長尺紙を収納する排紙装置と、
を備える。

本発明に係る転写電圧制御方法は、
中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、前記感光体の間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と電気抵抗を有し当該転写部材に圧接される抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、
印加された転写電圧値を、取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、
前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出した合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する。

本発明によれば、画像形成条件に関係なく、画像形成処理中に、画像形成環境の変化に応じて転写部材に印加すべき転写電圧を制御することができる。

本実施の形態における画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における中間転写ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における画像形成時の制御動作を示すフローチャートである。 本実施の形態における転写電圧制御動作を示すフローチャートである。 本実施の形態における中間転写ユニットの構成の変形例を示す図である。 本実施の形態における中間転写ユニットの構成の変形例を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成システム１００が備える画像形成装置２の制御系の主要部を示す。画像形成システム１００は、図１において太線で示す長尺紙Ｐ、または所定の紙サイズにカットされた用紙（「カット紙」とも言う）Ｓを記録媒体として使用し、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓ上にトナー像を形成するシステムである。ここで、長尺紙Ｐとは、その搬送方向において例えば、画像形成装置２の本体幅を超える長さを有する用紙である。

図１に示すように、画像形成システム１００は、長尺紙Ｐの搬送方向（以下、「用紙搬送方向」とも言う）に沿って上流側から、給紙装置１、画像形成装置２および排紙装置３が接続されて構成される。給紙装置１および排紙装置３は、長尺紙Ｐ上にトナー像を形成する場合に使用される。

給紙装置１は、画像形成装置２へ長尺紙Ｐを給紙する装置である。給紙装置１の筐体内では、図１に示すように、ロール状の長尺紙Ｐが支持軸に巻回されて回転可能に保持されている。給紙装置１は、支持軸に巻回された長尺紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、給紙ローラー等）を経由して、一定の速度で画像形成装置２へ搬送する。給紙装置１の給紙動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。

なお、給紙装置１において、長尺紙Ｐは必ずしもロール状に保持されている必要はなく、所定サイズ（例えば、２１０［ｍｍ］×１２００［ｍｍ］）の複数の長尺紙Ｐが保持されていても良い。

画像形成装置２は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置２は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙装置１から給紙された長尺紙Ｐ、または、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することによりトナー像を形成する。

また、画像形成装置２には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置２は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置２の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種の操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２（本発明の「転写ユニット」に対応）等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示す。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２（本発明の「転写部材」に対応）、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から長尺紙Ｐまたは用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写電圧を印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写電圧を印加し、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの裏面（定着面と反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とに所定のベルト張力（例えば、４０［Ｎ］）で張架されている。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに接触して、当該トナー像を長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。ここで、定着温度とは、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、加熱源（ハロゲンヒーター）を内蔵し、定着ベルト６１を加熱する。加熱源によって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

定着ローラー６３は、例えばアルミニウム等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：１０［ｍｍ］）と、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる表層（例えば厚さ：７０［μｍ］）とが順に積層形成された構成を有する。定着ローラー６３の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、定着ローラー６３を時計回り方向に回転させる。定着ローラー６３が回転することにより、定着ベルト６１および加熱ローラー６２は、時計回り方向に従動回転する。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する（ローラー加圧方式）。加圧ローラー６４は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層と、ＰＦＡチューブからなる表層が順に積層形成された構成を有する。加圧ローラー６４は、圧接離間部（図示せず）により定着ベルト６１を介して定着ローラー６３に所定の定着荷重（例えば、１０００［Ｎ］）で圧接される。圧接離間部は、公知の構成を有し、定着ベルト６１と加圧ローラー６４とを互いに圧接または離間させる。このようにして、定着ベルト６１と加圧ローラー６４との間には、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。加圧ローラー６４の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）および圧接離間部の駆動制御は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、加圧ローラー６４を反時計回り方向に回転させる。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓまたは長尺紙Ｐの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。また、給紙装置１から画像形成装置２へ給紙された長尺紙Ｐは、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が長尺紙Ｐの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓは、搬送ローラー対（排紙ローラー対）５２ａを備えた排紙部５２により排紙装置３に搬送される。

排紙装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを巻き取って収納する装置である。排紙装置３の筐体内では、例えば、図１に示すように、長尺紙Ｐが支持軸に巻回されてロール状に保持される。そのために、排紙装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、排紙ローラー）を経由して、一定の速度で支持軸に巻き取る。排紙装置３の巻き取り動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。

上記画像形成装置２においては、上述したように、感光体ドラム４１３と一次転写ローラー４２２との間に中間転写ベルト４２１を通過させ、その通過時に一次転写ローラー４２２に印加された一次転写電圧によって感光体ドラム４１３に担持されているトナー像を中間転写ベルト４２１に転写している。一次転写ローラー４２２に転写電圧を印加する電源（電圧印加部８０）は、一般的に、定電圧制御または定電流制御されている。

ところで、電圧印加部８０を定電流制御した場合には、トナー像パターンの変化によって転写率の変動が発生するおそれがある。そのため、電圧印加部８０を定電圧制御することによって、トナー像パターンの変化によって転写性を確保することが考えられる。しかし、電圧印加部８０を定電圧制御する場合、一次転写ローラー４２２の抵抗の変化により感光体ドラム４１３と一次転写ローラー４２２との間に流れる転写電流が変化する。そのため、一次転写ローラー４２２に同じ値の転写電圧を継続して印加すると、画像形成環境の変化（多数枚の連続プリント後、周囲温度の変化など）に応じて一次転写ローラー４２２の抵抗値ひいては転写電流が変化することにより、中間転写ベルト４２１に転写されるトナー像の濃度が変化してしまう。この問題に対処するため、紙間を使って、印加する転写電圧を決定し直すＡＴＶＣ制御が知られている。ＡＴＶＣ制御は、一次転写ローラー４２２に流れる転写電流が予め定められた最適の転写電流となるように一次転写ローラー４２２に印加する転写電圧を決定するものである。より具体的に説明すると、制御部１０１は、一次転写ローラー４２２に印加する転写電圧を変化させ、一次転写ローラー４２２と感光体ドラム４１３との間に所望値の転写電流が流れる転写電圧を探し出す。

しかしながら、ＡＴＶＣ制御を行うためには、ある程度の時間が必要となる。そのため、画像形成条件によっては、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を行うことが困難な場合がある。例えば長尺紙Ｐにトナー像を形成する場合、そもそも紙間が存在しないため、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を実行することは困難である。また、用紙Ｓ（カット紙）にトナー像を形成する場合においても、生産性を向上させるために紙間が狭く設定されているときには、画像形成処理中にＡＴＶＣ制御を実行することは困難である。

そこで、本実施の形態では、画像形成条件に関係なく、画像形成処理中に画像形成環境の変化に応じて一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧を制御すること（以下、この制御を転写電圧制御という）を可能とする構成を中間転写ユニット４２に設けている。図３を参照し、中間転写ユニット４２の構成を説明する。図３に示すように、一次転写ローラー４２２は、各色（図３では、Ｋ（ブラック））成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。

一次転写ローラー４２２には、電圧印加部８０が接続されている。電圧印加部８０は、制御部１０１の制御を受けて、一次転写ローラー４２２に転写電圧を印加する。

中間転写ユニット４２には、矢印Ｂに示すように一次転写ローラー４２２に圧接可能な金属ローラー１１０が設けられている。金属ローラー１１０の外周面には、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３と同じ材質の抵抗材料１１２が被覆されている。なお、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２は、本発明の「抵抗部材」に対応する。

金属ローラー１１０は、圧接離間部８４（図２を参照）により一次転写ローラー４２２に所定の圧接力で圧接される。圧接離間部８４は、公知の構成を有し、制御部１０１の制御を受けて、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させ、または、一次転写ローラー４２２から金属ローラー１１０を離間させる。

金属ローラー１１０には、電流検知部８２が接続されている。電流検知部８２は、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０が圧接され、かつ、電圧印加部８０により一次転写ローラー４２２に転写電圧が印加された際、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２に流れた電流値を検知し、検知した電流値を制御部１０１に出力する。

図４は、本実施の形態における画像形成時の制御動作を示すフローチャートである。図４における各ステップの処理は、画像形成システム１００が電源オンにされた後に実行される。なお、ステップＳ１００の前段階においては、金属ローラー１１０は、一次転写ローラー４２２から離間している。

まず、制御部１０１は、例えば操作部２２に対するユーザー操作によって印刷ジョブの実行が指示されたか否かを確認して、画像形成処理の実行を開始するタイミングであるか否かについて判定する（ステップＳ１００）。この判定の結果、画像形成処理の実行を開始するタイミングでない場合（ステップＳ１００、ＮＯ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。

一方、画像形成処理の実行を開始するタイミングである場合（ステップＳ１００、ＹＥＳ）、制御部１０１は、転写電圧制御を実行する（ステップＳ１２０）。図５は、本実施の形態における転写電圧制御動作を示すフローチャートである。

まず、制御部１０１は、圧接離間部８４を制御して、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させる（ステップＳ３００）。次に、制御部１０１は、電圧印加部８０を制御して、感光体ドラム４１３に担持されているトナー像を中間転写ベルト４２１に転写する際に用いられる転写電圧値を有する転写電圧を一次転写ローラー４２２に印加させる（ステップＳ３２０）。その際、電流検知部８２は、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２に流れた電流値を検知し、検知した電流値を制御部１０１に出力する。上述したように、抵抗材料１１２の材質は、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３と同じ材質である。つまり、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２の合成抵抗値は、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３の合成抵抗値とほぼ同等である。すなわち、一次転写ローラー４２２に対する転写電圧の印加によって、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２に流れた電流と、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３に流れた電流はほぼ同等である。

次に、制御部１０１は、電流検知部８２から出力された電流値を取得する（ステップＳ３４０）。次に、制御部１０１は、ステップＳ３２０において印加された転写電圧値を、ステップＳ３２０において取得した電流値で除算することによって一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２の合成抵抗値を算出する（ステップＳ３６０）。ステップＳ３６０で算出された合成抵抗値は、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３の合成抵抗値とほぼ同等である。

次に、制御部１０１は、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２の合成抵抗値と、感光体ドラム４１３に担持されているトナー像を中間転写ベルト４２１に転写する際に一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧との関係を示す以下の関係式（１）に基づき、当該関係式（１）における合成抵抗値として、ステップＳ３６０で算出された合成抵抗値を用いて、一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧を算出する（ステップＳ３８０）。
Ｖ＝Ａ×Ｒ＋Ｂ・・・（１）
Ｖ：転写電圧、Ａ，Ｂ：係数
Ｒ：一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２の合成抵抗値
なお、係数Ａ，Ｂは、関係式（１）を求めるために予め行われた実験結果から決定される。本実施の形態では、係数Ａ，Ｂは、それぞれ５０．４×１０^−６，３９０である。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３に担持されているトナー像を中間転写ベルト４２１に転写する際に用いられる転写電圧値を、算出した転写電圧値に更新する。この更新は、画像形成処理の実行中であれば、画像間のタイミングで行われる。また、更新前の転写電圧値と更新後の転写電圧値との差が所定値（例えば、５００［Ｖ］）を超える場合には、更新対象の転写電圧値を、最初の画像間のタイミングで５００［Ｖ］変化させ、残りは次の画像間のタイミングで変化させることが好ましい。転写電圧値ひいては転写電流値が短時間で大きく変動することを防止して、中間転写ベルト４２１に転写されるトナー像の濃度が急激に変化することを抑制するためである。

最後に、制御部１０１は、圧接離間部８４を制御して、一次転写ローラー４２２から金属ローラー１１０を離間させる（ステップＳ４００）。ステップＳ４００の処理が完了することによって、図５における転写電圧制御は終了する。

図４のフローチャートに戻って、ステップＳ１４０では、制御部１０１は、画像形成処理の実行を開始させる。次に、制御部１０１は、転写電圧制御の実行条件を満たしたか否かについて判定する（ステップＳ１６０）。制御部１０１は、画像形成環境の変化（例えば、３０枚の連続プリント後、周囲温度が１［℃］変化したなど）に応じて一次転写ローラー４２２の抵抗値が変化するおそれがある場合、転写電圧制御の実行条件を満たしたと判定する。判定の結果、転写電圧制御の実行条件を満たしていない場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、処理はステップＳ２００に遷移する。

一方、転写電圧制御の実行条件を満たしている場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御部１０１は、ステップＳ１２０と同様の転写電圧制御を実行する（ステップＳ１８０）。その後、処理はステップＳ２００に遷移する。

ステップＳ２００では、制御部１０１は、実行中の画像形成処理が終了したか否かについて判定する。この判定の結果、実行中の画像形成処理が終了していない場合（ステップＳ２００、ＮＯ）、処理はステップＳ１６０の前に戻る。一方、実行中の画像形成処理が終了した場合（ステップＳ２００、ＹＥＳ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。

なお、図４，５のフローチャートでは、転写電圧制御を実行する場合に限り、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させる例について説明したが、転写電圧制御を実行する場合に限らず、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させても良い。ただし、定電圧制御させた状態で一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させると、電流は感光体ドラム４１３方向と金属ローラ−１１０方向の二方向に流れる、すなわち電流が二倍になり電圧印加部８０の消費電力が増す。そのため、転写電圧制御を実行しない場合には感光体ドラム４１３方向にのみ電流が流れるようにして電圧印加部８０の負荷（消費電力）を抑える観点からは、転写電圧制御を実行する場合に限り、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させることが好ましい。

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置２は、感光体ドラム４１３と、中間転写ベルト４２１と、中間転写ベルト４２１を介して感光体ドラム４１３との間に一次転写ニップを形成する一次転写ローラー４２２と、電気抵抗を有し、一次転写ローラー４２２に圧接される抵抗部材（金属ローラー１１０および抵抗材料１１２）と、感光体ドラム４１３と一次転写ローラー４２２との間に転写電圧が印加された際、一次転写ローラー４２２と抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、印加された転写電圧値を取得した電流値で除算することによって一次転写ローラー４２２および抵抗部材の合成抵抗値を算出し、一次転写ローラー４２２および抵抗部材の合成抵抗値と一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、算出された合成抵抗値を用いて、一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧を決定する制御部１０１とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、長尺紙Ｐにトナー像を形成する場合すなわち紙間が存在しない場合や、用紙Ｓにトナー像を形成する際の紙間が狭く設定されている場合といった画像形成条件であっても、電圧印加部８０を定電圧制御する画像形成処理中に画像形成環境の変化に応じて一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧を制御することができる。そのため、画像形成処理中に画像形成環境の変化に応じて一次転写ローラー４２２の抵抗値が変化しても、一次転写ローラー４２２に流れる転写電流が予め定められた最適の転写電流となるように一次転写ローラー４２２に印加する転写電圧を決定し直すことができる。すなわち、画像形成処理中に、中間転写ベルト４２１に転写されるトナー像の濃度が変化してしまうことを防止することができる。

また、本実施の形態では、金属ローラー１１０の外周面に抵抗材料１１２が被覆されているため、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および抵抗材料１１２の合成抵抗値は、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３の合成抵抗値とほぼ同等となる。その結果、転写電圧制御において、一次転写ローラー４２２に流れる転写電流が予め定められた最適の転写電流となるように算出される転写電圧値の精度を向上させることができる。

なお、上記実施の形態では、金属ローラー１１０の外周面に抵抗材料１１２が被覆されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、金属ローラー１１０の外周面に抵抗材料１１２を被覆する代わりに、図６に示すように、金属ローラー１１０に接続される可変抵抗１２０を設けても良い。この場合、金属ローラー１１０および可変抵抗１２０は、本発明の「抵抗部材」に対応する。電流検知部８２は、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０が圧接され、かつ、電圧印加部８０により一次転写ローラー４２２に転写電圧が印加された際、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および可変抵抗１２０に流れた電流値を検知し、検知した電流値を制御部１０１に出力する。

制御部１０１は、一次転写ローラー４２２に印加された転写電圧値を、電流検知部８２から取得した電流値で除算することによって一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および可変抵抗１２０の合成抵抗値を算出する。上記実施の形態のように、算出された合成抵抗値は、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３の合成抵抗値とほぼ同等であることが好ましい。そこで、制御部１０１は、画像形成処理の実行が開始される前（図４のステップＳ１２０）において、感光体ドラム４１３の抵抗値と等しくなるように可変抵抗１２０の抵抗値を設定する。より具体的には、制御部１０１は、一次転写ローラー４２２に金属ローラー１１０を圧接させた状態で、一次転写ローラー４２２に所定値（例えば、１０００［Ｖ］）の電圧を印加させる。その際、制御部１０１は、一次転写ローラー４２２、中間転写ベルト４２１および感光体ドラム４１３に流れる電流と、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および可変抵抗１２０に流れる電流とが等しくなるように可変抵抗１２０の抵抗値を設定する。

その後、制御部１０１は、一次転写ローラー４２２、金属ローラー１１０および可変抵抗１２０の合成抵抗値と、感光体ドラム４１３に担持されているトナー像を中間転写ベルト４２１に転写する際に一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、算出された合成抵抗値を用いて、一次転写ローラー４２２に印加すべき転写電圧を算出する。なお、可変抵抗１２０の抵抗値を設定する際、感光体ドラム４１３の表面電荷（表面電位）の大きさに応じて金属ローラー１１０の圧接力を変化させて一次転写ローラー４２２と感光体ドラム４１３との間で形成される一次転写ニップ幅を変化させることが好ましい。例えば、感光体ドラム４１３の表面電荷が通常よりも大きい場合、すなわち感光体ドラム４１３の抵抗値が実際の値よりも高くなっている場合、金属ローラー１１０の圧接力を高くし表面電荷が大きくなっている分だけ感光体ドラム４１３の見かけの抵抗値を下げる。その一方、感光体ドラム４１３の表面電荷が通常よりも小さい場合、すなわち感光体ドラム４１３の抵抗値が実際の値よりも低くなっている場合には、金属ローラー１１０の圧接力を小さくし、表面電荷が小さくなっている分だけ感光体ドラム４１３の見かけの抵抗値を上げる。以上のように感光体ドラム４１３の表面電荷の大きさに応じて金属ローラー１１０の圧接力を変化させることによって、感光体ドラム４１３の見かけの抵抗変動を補正することができる。

また、上記実施の形態において、図７に示すように、抵抗材料１１２（抵抗部材）の表面を清掃するクリーニングブレード１３２（本発明の「清掃部材」に対応）を有するクリーニング装置１３０を設けても良い。例えば中間転写ユニット４２の周囲を浮遊するトナー等が抵抗材料１１２に付着することに起因して、抵抗材料１１２の抵抗値が変動し、転写電圧制御で算出される転写電圧値の精度が低下することを防止するためである。なお、図６に示す構成において、金属ローラー１１０（抵抗部材）の表面を清掃するクリーニングブレード１３２を有するクリーニング装置１３０を設けても良い。

また、上記実施の形態において、複数色のそれぞれに対応して設けられる複数の一次転写ローラー４２２のそれぞれに圧接される複数の抵抗部材（金属ローラー１１０および抵抗材料１１２）を設け、複数の一次転写ローラー４２２のそれぞれについて転写電圧制御を行っても良い。画像形成環境の変化によって、複数の一次転写ローラー４２２のそれぞれについて常に抵抗値が同じとは限らないからである。ただし、熱源（例えば、定着部６０）に最も近い一次転写ローラー４２２（例えば、Ｋ成分）が最も抵抗値が変動しやすいと考えられる。そのため、Ｋ成分の一次転写ローラー４２２の抵抗値の変動がトナー像の濃度変化にほとんど影響ないぐらいに小さければ、その他の一次転写ローラー４２２については転写電圧制御を必ずしも行う必要はない。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 給紙装置
２ 画像形成装置
３ 排紙装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４２ 中間転写ユニット
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
８０ 電圧印加部
８２ 電流検知部
８４ 圧接離間部
１００ 画像形成システム
１０１ 制御部
１０２ ＣＰＵ
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１１０ 金属ローラー
１１２ 抵抗材料
１２０ 可変抵抗
１３０ クリーニング装置
１３２ クリーニングブレード
４１３ 感光体ドラム
４２１ 中間転写ベルト
４２２ 一次転写ローラー
Ｐ 長尺紙

Claims (9)

1. 中間転写体と、
   前記中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   電気抵抗を有し、前記転写部材に圧接される抵抗部材と、
   前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と前記抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、印加された転写電圧値を取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出された合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する制御部と、
   を備える転写ユニット。
2. 前記抵抗部材は、前記中間転写体および前記感光体と同じ材質で構成される、
   請求項１に記載の転写ユニット。
3. 前記抵抗部材は、可変抵抗を有し、
   前記制御部は、前記感光体の抵抗値と等しくなるように前記抵抗部材の抵抗値を設定する、
   請求項１に記載の転写ユニット。
4. 前記転写部材に前記抵抗部材を圧接させ、または、前記転写部材から前記抵抗部材を離間させる圧接離間部を備え、
   前記制御部は、前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加される場合、前記転写部材に前記抵抗部材を圧接させる一方、前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加されない場合、前記転写部材を前記抵抗部材から離間させる、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の転写ユニット。
5. 複数色のそれぞれに対応して設けられる複数の転写部材のそれぞれに圧接される複数の抵抗部材を備える、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の転写ユニット。
6. 前記抵抗部材の表面を清掃する清掃部材を備える、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の転写ユニット。
7. 感光体と、
   中間転写体と、
   前記中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、
   電気抵抗を有し、前記転写部材に圧接される抵抗部材と、
   前記感光体と前記転写部材との間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と前記抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、印加された転写電圧値を取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出された合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する制御部と、
   を備える画像形成装置。
8. 長尺紙を給紙する給紙装置と、
   前記給紙装置により給紙された長尺紙にトナー像を形成する請求項７に記載の画像形成装置と、
   前記画像形成装置によりトナー像が形成された前記長尺紙を収納する排紙装置と、
   を備える、
   画像形成システム。
9. 中間転写体を介して感光体との間に転写ニップを形成する転写部材と、前記感光体の間に転写電圧が印加された際、前記転写部材と電気抵抗を有し当該転写部材に圧接される抵抗部材との間に流れる電流値を取得し、
   印加された転写電圧値を、取得した電流値で除算することによって前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値を算出し、
   前記転写部材および前記抵抗部材の合成抵抗値と前記転写部材に印加すべき転写電圧との関係を示す関係式に基づき、当該関係式における合成抵抗値として、前記算出した合成抵抗値を用いて、前記転写部材に印加すべき転写電圧を決定する、
   転写電圧制御方法。

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