JP2016143008A

JP2016143008A - 画像形成装置

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Publication number: JP2016143008A
Application number: JP2015020756A
Authority: JP
Inventors: 晃弘西川; Akihiro Nishikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-08

Abstract

【課題】一次転写専用の電源を省いた構成において、中間転写体と接地電位との間に接続される定電圧素子の温度変化によって一次転写不良が発生することを抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写体５と接地電位との間に接続された定電圧素子９を有し、電源２１０から転写部材７に電圧を印加することで、一次転写部Ｎ１に一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、二次転写部Ｎ２に二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置１００は、定電圧素子９の温度に関する情報を取得する取得手段１５０と、取得手段１５０によって取得された情報に基づいて感光体１上に形成される静電像の電位を調整する調整手段１５０と、を有する構成とする。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

従来、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、感光体から中間転写体にトナー像を転写（一次転写）して、その後そのトナー像を中間転写体から記録材に転写（二次転写）する中間転写方式が知られている。一般に、中間転写方式の画像形成装置では、感光体からトナー像を中間転写体へ一次転写するために、中間転写体を介して感光体に当接する一次転写部材を設け、一次転写部材に一次転写専用の電源から電圧を印加して一次転写部に一次転写電界を形成する。また、中間転写体からトナー像を記録材に二次転写するために、中間転写体に当接する二次転写部材を設け、二次転写部材に二次転写専用の電源から電圧を印加して二次転写部に二次転写電界を形成する。この構成では、二次転写用の電源とは別に一次転写専用の電源を必要とする。

これに対して、二次転写部から中間転写体の周方向に電流を流して一次転写と二次転写の両方を行うものが提案されている（特許文献１）。つまり、中間転写体として周方向に電流を流すことが可能な導電性を有する無端状のベルト（中間転写ベルト）を用い、このベルトの張架ローラを受動素子としてのツェナーダイオードを介して接地し、二次転写部材に電圧を印加してベルトに電流を流す。張架ローラをツェナーダイオードを介して接地した場合、二次転写部材に一定値以上の電圧を印加することで、中間転写ベルトの電位が任意のツェナー電圧（降伏電圧）に保たれる。また、二次転写部材に電圧が印加されることで電流が中間転写ベルトを介して感光体に流れ込み、一次転写専用の電源を有する場合と同様に一次転写部に一次転写電界を形成することができる。

特開２０１２−９８７０９号公報

しかしながら、中間転写体と接地電位との間に接続されるツェナーダイオードには、温度特性があるため、中間転写体の電位が画像形成装置内の雰囲気温度の影響を受けて変動するおそれがある。その結果、感光体と中間転写体との間の電位差である一次転写コントラストが適正値からずれてしまい、一次転写不良が発生する可能性がある。そして、例えば、ハーフトーンなどのハイライト側の画像の色味変動などが発生する可能性がある。

したがって、本発明の目的は、一次転写専用の電源を省いた構成において、中間転写体と接地電位との間に接続される定電圧素子の温度変化によって一次転写不良が発生することを抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、を有し、前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、前記定電圧素子の温度に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記感光体上に形成される静電像の電位を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、一次転写専用の電源を省いた構成において、中間転写体と接地電位との間に接続される定電圧素子の温度変化によって一次転写不良が発生することを抑制することが可能となる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。中間転写ベルトの電位と静電像の電位との関係を示す模式図である。ツェナーダイオードのＩＶ特性を示すグラフ図である。本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。ツェナーダイオードの温度特性を示すグラフ図である。実施例１の制御のフローチャート図である。通紙積算時間とツェナーダイオードの温度との関係の一例を示すグラフ図である。実施例２の制御のフローチャート図である。通電積算時間とツェナーダイオードの温度との関係の一例を示すグラフ図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式により各色のトナー像を形成する画像形成手段が独立に設けられるタンデム方式を採用している。また、本実施例の画像形成装置１００は、複数の画像形成手段によって形成されたトナー像を中間転写体に一次転写した後、そのトナー像を中間転写体から記録材に二次転写する中間転写方式を採用している。

画像形成装置１００は、複数の画像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（画像形成ユニット、ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、中間転写体の移動方向において上流側からこの順に配置されている。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、現像工程で使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、トナー像を担持する像担持体として、回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１の周囲には、次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としての帯電器２が配置されている。また、露光手段としての露光装置３が配置されている。また、現像手段としての現像装置４が配置されている。また、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。

感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電器２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電させられる。帯電時に、帯電器２には、帯電電圧印加手段としての帯電電源（帯電高圧電源）２０３（図４）から帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電させられた感光ドラム１の表面は、露光装置３によって露光される。露光装置３は、レーザースキャナーを有しており、このレーザー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（静電潜像）が感光ドラム１上に形成される。露光時に、レーザースキャナーには、露光電圧印加手段としての露光電源（露光高圧電源）２０２（図４）か駆動電圧が印加される。本実施例では、帯電器２と露光装置３とで、感光ドラム１上に静電像を形成する静電像形成手段が構成される。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像（可視化）される。現像装置４は、トナーを収容する現像剤容器と、トナーを担持して感光ドラム１へ搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、を有する。現像時に、現像ローラ４１には、現像電圧印加手段としての現像電源（現像高圧電源）２０１（図４）から現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とによってトナー像が形成される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写体としての無端状のベルトで構成された回転可能な中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、張架部材としてのテンションローラ５１、第１、第２のアイドラローラ５２、５３、駆動ローラ（二次転写内ローラ）５４（これらを総称して「張架ローラ」ともいう。）によって張架されている。中間転写ベルト５は、図中矢印Ｒ２方向に、感光ドラム１の周速度と略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト５は、その外周面と各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとが接触する各一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋを形成する。感光ドラム１に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト５に静電的に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像形成時には、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された各色のトナー像が、各一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋで、順次重ね合わせるようにして中間転写ベルト５上に転写される。このとき、一次転写部Ｎ１に、トナーを感光ドラム１から中間転写ベルト５に移動させる一次転写電界が形成される。一次転写については、後で更に詳しく説明する。一次転写後に感光ドラム1上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。

一方、中間転写ベルト５の外周面側において駆動ローラ５４と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ（二次転写外ローラ）７が配置されている。二次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を介して駆動ローラ５４に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。また、記録用紙などの記録材Ｐは、トレイ（図示せず）に収容されている。記録材Ｐは、このトレイから所定のタイミングでピックアップローラ（図示せず）によって取り出されて、搬送ローラ（図示せず）などによってレジストレーションローラ８へ搬送される。記録材Ｐは、レジストレーションローラ８によって、中間転写ベルト５上のトナー像と同期して二次転写部Ｎ２へ搬送される。二次転写ローラ７には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（二次転写高圧電源）２１０が接続されている。中間転写ベルト５上のトナー像は、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とで挟持されて搬送される記録材Ｐ上に静電的に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ７には、二次転写電源２１０から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。これにより、二次転写部Ｎ２に、トナーを中間転写ベルト５から記録材Ｐに移動させる二次転写電界が形成される。中間転写ベルト５の回転方向において二次転写部Ｎ２よりも下流側かつ最上流の一次転写部Ｎ１Ｙよりも上流側に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置５５が配置されている。本実施例では、ベルトクリーニング装置５５は、中間転写ベルト５を介してテンションローラ５１と対向する位置に配置されている。二次転写後に中間転写ベルト５上に残留したトナー（二次転写残トナー）や紙粉は、ベルトクリーニング装置５５によって中間転写ベルト５上から除去されて回収される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置（図示せず）へ搬送され、定着装置において加熱及び加圧されることでその上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは機外に排出される。

なお、本実施例では、画像形成装置１００は、通紙モード（画像形成モード）として、片面印字モードと、自動両面印字モードと、手差両面印字モードと、を実行可能とされている。片面印字モードでは、記録材Ｐの片面に画像が形成されて出力される。自動両面印字モードでは、記録材Ｐの表裏が両面機構（図示せず）によって自動で反転されて、記録材Ｐの両面に画像が形成されて出力される。手差両面印字モードでは、片面に画像が形成されて出力された記録材Ｐの表裏をユーザーなどの操作者が手動で反転させて手差トレイ（図示せず）に載置し、その記録材Ｐに再度画像が形成されて出力される。

２．中間転写ベルト
本実施例では、中間転写ベルト５は、多層構成であり、表層の電気抵抗が他の層の電気抵抗よりも高くなっている。より詳細には、本実施例の中間転写ベルト５は、基層と表層とからなる二層構成である。基層には、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＮ、ＰＥＥＫなどの樹脂、又は各種ゴムなどに、カーボンブラックなどの帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられる。基層は、その体積抵抗率が１０^６〜１０^８Ω・ｃｍとなるように形成される。本実施例では、基層として、ポリイミドを用いて形成された中心厚みが４５〜１５０μｍ程度のフィルム状の無端ベルトを用いた。そして、基層上には、体積抵抗率が１０^１３〜１０^１６Ω・ｃｍのコート層が設けられる。本実施例では、表層として、厚みが１〜１０μｍ程度のアクリルコート層を用いた。このように、中間転写ベルト５は、表層の電気抵抗よりも、基層の電気抵抗の方が低い。

中間転写ベルト５は、上述のように、テンションローラ５１、第１、第２のアイドラローラ５２、５３、駆動ローラ５４によって張架されている。アイドラローラ５２、５３は、４個の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配列方向に沿って延びる中間転写ベルト５を張架する。テンションローラ５１は、中間転写ベルト５に対して一定の張力を与える。また、テンションローラ５１は、中間転写ベルト５の蛇行を補正する補正ローラとしても機能する。本実施例では、テンションローラ５１に対する中間転写ベルト５のテンションは、５〜１２ｋｇｆ程度に設定されている。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５と各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間の接触部（ニップ部）である一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋが形成される。駆動ローラ５４は、駆動手段としての定速性に優れたモーター（図示せず）により駆動されて、中間転写ベルト５を循環駆動（回転）させる。

なお、本実施例では、駆動ローラ５４は、芯金（芯材）の上に、ＥＰＤＭゴムを用いて形成された導電性の弾性層（ゴム層）を有する。この駆動ローラ５４の直径は２０ｍｍ、弾性層の厚さは０．５ｍｍ、硬度は７０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）である。また、本実施例では、二次転写ローラ７は、芯金（芯材）の上に、ＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴムなどを用いて形成された導電性の弾性層（ゴム層）を有する。この二次転写ローラ７の直径は、２４ｍｍである。

３．一次転写電界の形成
本実施例の画像形成装置１００は、コストダウンを図るなどのために、一次転写専用の電源を省いた構成とされている。そのため、本実施例では、感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を静電的に一次転写するために、二次転写電源２１０を用いる。

ここで、中間転写ベルト５の張架ローラ５１〜５４が直接的に接地電位に接続されていると、二次転写電源２１０が二次転写ローラ７に電圧を印加した際に、張架ローラ５１〜５４側へ過度に電流が流れてしまうおそれがある。つまり、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧を印加しても、中間転写ベルト５を介して各画像形成部Ｓの各感光ドラム１へ十分に電流が流れないおそれがある。その結果、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との間に、感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を転写するための一次転写電界が十分に働かないおそれがある。そこで、一次転写専用の電源を省いた構成において、一次転写電界を働かせるためには、すべての張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に受動素子を接続して、張架ローラ５１〜５４へ過度に電流が流れるのを抑制することが望ましい。これにより、中間転写ベルト５の電位が高くなり、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との間に一次転写電界が働くようになる。

なお、中間転写ベルト５自体の電気抵抗を過度に高くしてしまうと、中間転写ベルト５における電圧降下が大きくなる。その結果、中間転写ベルト５を介して各感光ドラム１へ電流が流れにくくなるおそれがある。そのため、中間転写ベルト５が低抵抗の層を有していることが望ましい。本実施例では、中間転写ベルト５における電圧降下を抑制するために、中間転写ベルト５は、その基層の表面抵抗率が１０^２Ω／□以上、１０^８Ω／□以下となるように形成される。

次に、図２を参照して、感光ドラム１の電位と中間転写ベルト５の電位との差である一次転写コントラストについて説明する。図２に示すように、感光ドラム１は、帯電器２によって帯電させられて、その表面電位が一様に所定の帯電電位（暗部電位）Ｖｄ（図２の例では−６７８Ｖ）とされる。また、帯電させられた感光ドラム１は、露光装置３によって露光されて、その表面電位が所定の露光部電位（明部電位）Ｖｌ（図２の例では−２４０Ｖ）とされる。帯電電位Ｖｄは、トナーが付着されない非画像部の電位であり、露光部電位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。また、図２においてＶｉｔｂは中間転写ベルト５の電位を示す。

感光ドラム１の表面電位は、感光ドラム１の回転方向において露光装置３による露光位置の下流側かつ現像装置４による現像位置の上流側の位置で、感光ドラム１に近接して配置された電位検出手段としての電位センサー２０６（図４）により検出される。そして、感光ドラム１の表面電位は、電位センサー２０６の検出結果に基づいて、後述する制御部１５０によって制御される。つまり、電位センサー２０６は、感光ドラム１の表面の非画像部電位と画像部電位とを検出する。制御部１５０は、非画像部電位の検出結果に基づいて帯電器２による感光ドラム１の帯電電位を制御し、また画像部電位の検出結果に基づいて露光装置３の露光光量を制御する。これにより、感光ドラム１の表面電位は、画像部電位と非画像部電位の両方とも適正値に制御される。

上述のように制御される感光ドラム１の表面電位に対して、現像装置４に所定の現像バイアスＶｄｃ（図２の例ではＤＣ成分が−４６７Ｖ）が印加される。これにより、所定の極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが感光ドラム１側に移動させられる。感光ドラム１上の画像部電位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。また、感光ドラム１上の画像部電位Ｖｌと非画像部電位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。そして、感光ドラム１上の画像部電位Ｖｌと中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂ（図２の例では３００Ｖ）との電位差である一次転写コントラストＶｔｒは、３００（Ｖ）−（−２４０（Ｖ））＝５４０（Ｖ）となる。

このように、本実施例では、一次転写時に、二次転写電源２１０により二次転写ローラ７に電圧が印加されると、電流が中間転写ベルト５を介して各感光ドラム１に流れ込む。そのため、各一次転写部Ｎ１に、一次転写専用の電源を有する構成と同様の電界の作用が働き、各感光ドラム１から中間転写ベルト５にトナー像を一次転写することができる。つまり、本実施例では、二次転写電源２１０によって中間転写ベルト５の周方向に電流が流されることによって、中間転写ベルト５が帯電し、一次転写部Ｎ１に電位が生成される。より詳細には、一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト５に正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）の所定の電位が生成される。この所定の電位は、感光ドラム１の電位に対して正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）側に高い。これにより、一次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト５と感光ドラム１との間の電位差（一次転写コントラスト）により形成される一次転写電界の作用で、感光ドラム１上の負極性に帯電したトナーが中間転写ベルト５上に移動して、一次転写が行われる。

また、本実施例では、二次転写時には、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧が印加されることによって、二次転写部Ｎ２に電位が生成される。より詳細には、二次転写部Ｎ２において二次転写ローラ７に正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）の所定の電位が生成される。この所定の電位は、中間転写ベルト５の電位に対して正極性（トナーの正規の帯電極性とは逆極性）側に高い。これにより、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７との間の電位差（二次転写コントラスト）により形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー像が記録材Ｐ上に移動して、二次転写が行われる。

４．ツェナーダイオードのＶＩ特性
一次転写専用の電源を省いた構成では、一次転写の成否は、中間転写ベルト５の電位と感光ドラム１の電位との電位差である一次転写コントラストによって決まる。そのため、一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５の電位を一定に維持することが望ましい。そこで、本実施例では、張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に接続される受動素子として、定電圧素子であるツェナーダイオードを用いる。

図３は、ツェナーダイオードの電流電圧特性（ＩＶ特性）を示す。ツェナーダイオードは、ツェナー電圧（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、ツェナー電圧以上の電圧が印加されると急激に電流が流れるような特性を有する。すなわち、ツェナーダイオードにかかる電圧がツェナー電圧以上の場合には、ツェナーダイオードの電圧降下はツェナー電圧で一定に維持される。このようなツェナーダイオードの電流電圧特性を利用して、中間転写ベルト５の電位を一定に維持することができる。

本実施例では、すべての張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に、共通のツェナーダイオード９が接続される。そして、一次転写中は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲になるように、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧が印加される。これにより、一次転写中に、中間転写ベルト５の電位を一定に維持することができる。

なお、本実施例では、二次転写中は、二次転写電源２１０から、詳しくは後述するようにして制御される電圧が、二次転写ローラ７に印加される。この電圧は、上述のように中間転写ベルト５の電位を一定に維持（すなわち、ツェナーダイオードにかかる電圧をツェナー電圧以上に維持）するのに必要な電圧（以下「下限電圧」ともいう。）と同極性でかつ該下限電圧の絶対値よりも大きい絶対値の電圧となる。より詳細には、本実施例では、ジョブ（後述）が開始されると、一次転写部Ｎ１における一次転写が開始される前に、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７への、上記下限電圧の印加が開始される。その後、一次転写と二次転写とが重ならない期間では、この下限電圧が継続して印加される。そして、二次転写部Ｎ２における二次転写が開始される前に、上記下限電圧に所望の電圧分を上乗せするようにして、二次転写に必要な電圧の印加が開始される。これにより、二次転写中も中間転写ベルト５の電位は一定に維持されるので、二次転写と同時に一次転写を行うことができる。その後、二次転写部Ｎ２における二次転写が終了した後に、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７への電圧の印加は終了することができる。また、連続画形成中の二次転写部Ｎ２に記録材Ｐがない紙間（後述）では、上記二次転写に必要な電圧の印加を継続してもよいし、上記下限電圧に戻してもよい。典型的には、ジョブにおいて一次転写工程の開始時（より詳細には開始前の所定タイミング）から二次転写工程の終了時（より詳細には終了後の所定タイミング）までの間、二次転写ローラ７には下限電圧の絶対値以上の電圧が印加される。

本実施例では、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂは３００Ｖに設定される。この場合、張架ローラ５１〜５４と接地電位との間に、例えばツェナー電圧Ｖｂｒが２５Ｖのツェナーダイオード９を１２個直列に接続することができる。この場合、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上であると、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂは、各ツェナーダイオード９のツェナー電圧の合計である２５×１２＝３００Ｖで一定に維持される。なお、ツェナーダイオード９は、複数用いることに限定されるものではない。ツェナーダイオード９を１つだけ用いることもできる。また、中間転写ベルト５の表面電位は、３００Ｖにすることに限定されるものではない。使用するトナーの種類や感光ドラム１の特性に応じて適宜設定することが望ましい。

５．ツェナーダイオードに流れる電流の検出
本実施例では、画像形成装置１００は、ツェナーダイオード９を介して接地電位に流れ込む電流を検出するための電流検出手段として、張架ローラ流入電流検出回路（以下「流入電流計」ともいう。）２０５を有する。本実施例では、この流入電流計２０５を用いて、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上の範囲内か範囲外か（すなわち、ツェナー電圧以上の電圧かツェナー電圧未満の電圧か）が判断される。つまり、流入電流計２０５によって電流が検出されない場合（より詳細には所定の閾値以上の電流が検出されない場合）は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧未満であると判断される。一方、流入電流計２０５によって電流が検出される場合（より詳細には所定の閾値以上の電流が検出される場合）は、ツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上であると判断される。

６．コントローラ
図４は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００の全体の制御を行うコントローラ（制御部、ＣＰＵ回路部）１５０を有する。コントローラ１５０は、演算処理部としてのＣＰＵ１５３、記憶部としてのＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２を内蔵する。コントローラ１５０には、二次転写部Ｎ２を流れる電流を検出するための電流検出手段として、転写電流検出回路（以下「転写電流計」ともいう。）２０４が接続されている。また、制御部１５０には、上述の流入電流計２０５が接続されている。また、制御部１５０には、上述の電位センサー２０６が接続されている。また、制御部１５０には、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気環境を検出するための環境検出手段として、画像形成装置内の温湿度を検出するための温湿度センサー２０７が接続されている。

コントローラ１５０には、転写電流計２０４、流入電流計２０５、電位センサー２０６、温湿度センサー２０７から検出結果に係る情報が入力される。コントローラ１５０では、ＣＰＵ１５３が、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに応じて、二次転写電源２１０、現像電源２０１、露光電源２０２、帯電電源２０３の制御を統括的に行う。後述する雰囲気環境や記録材Ｐの種類（本実施例では厚さ）に応じて一次転写電界や二次転写電界を制御するためのテーブルの情報は、ＲＯＭ１５１に格納されている。ＣＰＵ１５３は、このテーブルの情報を呼び出して制御に反映させる。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。

ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の画像出力動作（ジョブ）を行う。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の記録材Ｐに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｐに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写や二次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写や二次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｐに対して画像形成工程を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。

７．二次転写電界の制御
本実施例では、適正な二次転写電界を形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧がコントローラ１５０によって制御される。適正な二次転写電界は、雰囲気環境や記録材Ｐの種類（厚さ）によって変化する。そのため、本実施例では、ＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）とよばれる調整工程が、コントローラ１５０によって非画像形成時（より詳細には二次転写工程前の非二次転写時）に実行される。

ＡＴＶＣは、概略、次のような制御である。二次転写部Ｎ２に記録材Ｐがないときに、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に電圧（調整電圧）を印加して、そのときの電圧値と電流値の情報を取得する。そして、その情報に基づいて二次転写時の二次転写電圧の目標値を求める。

ＡＴＶＣは、ジョブごとに前回転工程においてそのジョブにおける二次転写電圧の目標電圧値を決定するために行うことができる。ただし、これに限定されるものではなく、ＡＴＶＣは、複数回のジョブごとに、前回転工程において行うことができる。また、前回転工程に限らず、前多回転工程、紙間工程、後回転工程など、非画像形成時であれば、適宜のタイミングで行うことができる。

本実施例では、転写電流計２０４は、二次転写電源２１０が二次転写ローラ７に直流電圧を印加した際に二次転写ローラ７に流れる直流電流値を検知することができる。また、本実施例では、二次転写電源２１０は、コントローラ１５０の制御により設定される電圧値の定電圧を出力できるように構成されている。コントローラ１５０は、二次転写電源２１０の出力の設定値と、その設定値の電圧を出力している際の転写電流計２０４の検出結果とから、電圧値と電流値の情報を取得することができる。

具体的には、本実施例では、ＡＴＶＣでは、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に定電圧制御された複数の調整電圧を印加する。そして、調整電圧が印加された際に二次転写部Ｎ２を流れる電流を、転写電流計２０４で測定する。これによって、電圧と電流との相関関係を算出することができる。また、算出した電流と電圧との相関関係に基づいて、二次転写に必要となる二次転写目標電流（以下、単に「目標電流」ともいう。）Ｉｔを流すための二次転写目標電圧（以下、単に「目標電圧」ともいう。）Ｖ１を算出することができる。目標電流Ｉｔは、表１のテーブルに基づいて設定される。

表１は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルである。このテーブルは、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ^３）に応じて、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、目標電流Ｉｔが減少する。絶対水分量は、温湿度センサー２０７によって検出された温度と相対湿度とから、コントローラ１５０によって算出される。なお、本実施例では、絶対水分量を用いたが、これに限定されるものではない。絶対水分量の代わりに相対湿度を用いることもできる。

そして、本実施例では、上述の目標電圧Ｖ１に、記録材Ｐが分担する記録材分担電圧Ｖ２が加算された値の二次転写電圧が、二次転写時に二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される。記録材分担電圧Ｖ２は、表２のテーブルに基づいて設定される。

表２は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルである。このテーブルは、画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気中の絶対水分量（ｇ／ｍ^３）と記録材Ｐ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、単位面積あたりの重さ（ｇ／ｍ^２）を示す単位で、記録材Ｐの厚さを示す値として一般的に用いられる。坪量の情報は、画像形成装置１００に設けられた操作部からユーザーなどの操作者によって入力されたり、記録材Ｐを収容する収容部に付帯された入力手段によって入力されたりする。これらの情報に基づいてコントローラ１５０は記録材Ｐの坪量を判断する。

調整工程（ＡＴＶＣ）で決定された目標電流Ｉｔを流すための目標電圧Ｖ１に、記録材分担電圧Ｖ２が加算された電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が、調整工程に続く二次転写工程で定電圧制御される二次転写設定電圧Ｖｔとして設定される。これにより、雰囲気環境と記録材Ｐの種類（厚さ）に応じて、適正な二次転写電界を形成するための電圧値が設定される。また、二次転写中は二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Ｐの幅が変わっても二次転写が安定した状態で行われる。

このように、本実施例では、適正な二次転写コントラストを形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更される。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Ｐに片面印刷してから、坪量が１５０（ｇ／ｍ^２）の記録材Ｐに片面印刷する場合には、記録材分担電圧Ｖ２は８００Ｖから９５０Ｖへ変更される（表２）。あるいは、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Ｐに片面印刷するという条件は同じであっても、ＡＴＶＣで決定される目標電流Ｉｔ（３０μＡ）を流すための目標電圧Ｖ１が変化する場合がある（表１）。二次転写ローラ７の電気抵抗が、雰囲気環境や使用状況（経時変化）などにより変化した場合などである。あるいは、坪量が６４（ｇ／ｍ^２）の記録材Ｐに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、目標電流Ｉｔも、記録材分担電圧Ｖ２も変更される（表１、表２）。

ここで、一次転写専用の電源を省いた構成では、一次転写コントラストは、二次転写電源２１０を用いて形成される。そのため、適正な二次転写コントラストを形成するために二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更されると、二次転写と同時に一次転写を行う場合、一次転写コントラストが変わってしまうおそれがある。その結果、適正な一次転写コントラストを形成することができずに、一次転写不良を引き起こすおそれがある。しかし、本実施例では、二次転写と同時に一次転写を行う場合であってもツェナーダイオード９の電圧降下がツェナー電圧以上で維持される範囲で、適正な二次転写コントラストを形成するための二次転写設定電圧の変更が行われるようになっている。これにより、適正な二次転写コントラストを形成するために二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧が変更されても、一次転写コントラストが変化してしまうことが抑制される。そのため、適正な一次転写コントラストを形成することができる。

８．一次転写電界の制御
本実施例では、一次転写コントラストを調整する場合には、中間転写ベルト５の表面電位Ｖｉｔｂではなく、感光ドラム１の表面電位Ｖｄ、Ｖｌを変化させる。また、感光ドラム１の表面電位Ｖｄ、Ｖｌの変更に応じて、所望の現像コントラストＶｃｏｎｔ、バックコントラストＶｂａｃｋが得られるように、適宜現像バイアスＶｄｃを変化させる。つまり、例えば図２に示す電位関係において一次転写コントラストＶｔｒを大きくするように画像部電位Ｖｌをマイナス側に変更する場合を考える。この場合、概略、図２に示す電位関係を保持するようにして、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌをマイナス側へオフセットさせるような制御を行う。逆に、一次転写コントラストを小さくする場合は、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌをプラス側へオフセットさせる。このとき、上述のように、中間転写ベルト５の表面電位Ｖｉｔｂは、ツェナーダイオード９によって一定に維持される。

一次転写コントラストは、表３に示すようなテーブルに基づいて設定される。

表３は、コントローラ１５０内に設けられたＲＯＭ１５１に記憶されたテーブルであ。このテーブルは、一次転写コントラストを、画像形成部Ｓ（色）と画像形成装置１００の装置本体の内部の雰囲気環境に応じて設定し分けるものである。

ここで、感光ドラム１の表面電位に応じて、感光ドラム１に流れ込む電流が変わる。しかし、本実施例では、ツェナーダイオード９の電圧降下がツェナー電圧以上で維持される範囲で、感光ドラム１の画像部電位Ｖｌを制御するようになっている。

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Ｐに片面印刷してから、坪量が１５０（ｇ／ｍ^２）の記録材Ｐに片面印刷した場合について説明する。この場合、記録材分担電圧Ｖ２は８００Ｖから９５０Ｖへ変更されるので、二次転写設定電圧Ｖｔが変わる（表２）。一方、記録材Ｐの種類（厚さ）は一次転写には関係しないので、適正な一次転写コントラストは変わらない。

この場合、適正な二次転写コントラストを形成するために、二次転写電源２１０から二次転写ローラ７に印加される電圧（二次転写設定電圧Ｖｔ）が変更される。しかし、この変更は、二次転写と同時に一次転写を行う場合であってもツェナーダイオード９にかかる電圧がツェナー電圧以上になる範囲で行われる。そのため、中間転写ベルト５の電位は３００Ｖで一定に保持される。また、この場合、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、各画像形成部Ｓにおける一次転写コントラストは、適正な値５８０Ｖ、５４０Ｖ、５４０Ｖ、４９０Ｖで維持される。

このように、各画像形成部Ｓに対する一次転写コントラストの環境テーブルを設定しておき、各環境によって一次転写コントラストを切り替える制御をすることで、各環境及び各色ごとに必要な一次転写コントラストを得ることができる。また、例えば現像装置４内の現像剤や中間転写ベルト５の繰り返し使用による必要な一次転写コントラストの変化に対しては、使用量と相関する値として例えば画像出力枚数に応じて一次転写コントラストの環境テーブルを切り替える制御をすることができる。これにより、繰り返し使用による変化にも対応して、必要な一次転写コントラストを得ることができる。

なお、一次転写電界の制御については、ツェナーダイオードの温度特性に関連して、後で更に詳しく説明する。

９．ツェナーダイオードの温度特性
ツェナーダイオードは、流れ込む電流が一定に保たれていても、周囲の温度の変化などに伴ってその温度が変化すると、ツェナー電圧Ｖｂｒが変化する、という温度特性を有する。図５は、ツェナー電圧Ｖｂｒと温度係数γｚとの関係を示す。図５に示すように、ツェナーダイオード１個あたりのツェナー電圧Ｖｂｒが大きくなるにつれて、温度係数γｚの値が大きくなる特性を有する。

ツェナー電圧Ｖｂｒの温度変動を極力抑制する方法としては、温度補償型のツェナーダイオードの使用や、ツェナー電圧Ｖｂｒの温度変動の少ないツェナー電圧Ｖｂｒが５〜６Ｖのツェナーダイオードを選択する方法がある。しかしながら、これらの両者ともコストアップに繋がってしまう懸念がある。また、後者の場合は、直列に接続するツェナーダイオードの個数が増加するため、ツェナーダイオードを設置するために広いスペースを確保する必要が生じる。

そこで、本実施例では、画像形成装置１００は、低コスト化、省スペース化を図るために、ツェナーダイオードのツェナー電圧Ｖｂｒがある程度温度変動する構成とされている。

１０．一次転写コントラストＶｔｒの変動
ツェナーダイオード９のツェナー電圧Ｖｂｒの温度変動による一次転写コントラストＶｔｒの変動量について説明する。ここでは、ツェナー電圧Ｖｂｒが１５０Ｖのツェナーダイオードを２個直列接続することで中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂを３００Ｖに維持した場合と、３個直列接続することで中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂを４５０Ｖに維持した場合について説明する。

本実施例では、ツェナーダイオードの温度変化を、通紙モード（片面、自動両面、手差両面）ごとの通紙積算時間とツェナーダイオード９の温度変化との関係から推測する。この関係の情報は、予め求められてコントローラ１５０のＲＯＭ１５１に記憶される。本実施例では、通紙積算時間として、ジョブの画像形成工程の積算時間を代表する二次転写を行っている時間の積算値を用いる。画像形成装置１００の装置本体内の雰囲気温度は、高温高湿環境下（３０℃、８０％ＲＨ）において自動両面で連続通紙した直後に最も高い状態に到達し、約５０℃まで上昇する。一方、低温低湿環境下（１５℃、１０％ＲＨ）において画像形成装置１００を立ち上げた直後を想定すると、画像形成装置１００の装置本体内の雰囲気温度は約３５℃の変動幅をもっていることになる。

ここで、図５より、ツェナー電圧Ｖｂｒと温度係数γｚは、
γｚ＝１．１×Ｖｂｒ−５．０
の関係になっている。したがって、Ｖｂｒ＝１５０Ｖでの温度係数γｚは１６０ｍＶ／℃となる。その結果、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂは、雰囲気温度の変動により、次のようになる。

まず、Ｖｉｔｂ＝３００Ｖの場合は、
１６０（ｍＶ／℃）×３５（℃）×２（個）＝１１．２（Ｖ）
となる。

また、Ｖｉｔｂ＝４５０Ｖの場合は、
１６０（ｍＶ／℃）×３５（℃）×３（個）＝１６．８（Ｖ）
となる。

すなわち、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂが雰囲気温度によって変動するため、表３に基づいて設定していた一次転写コントラストＶｔｒに対してΔＶｉｔｂだけずれが発生することとなる。なお、本実施例では、雰囲気温度２３℃での中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂを基準値に設定する。

１１．一次転写コントラストＶｔｒの補正方法
本実施例では、ツェナーダイオードの温度特性によって中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂが変化し、一次転写コントラストＶｔｒが適正値からずれるのを補正する。

本実施例の画像形成装置１００では、一次転写コントラストＶｔｒが１０Ｖ変動すると、適正な一次転写電界を作用させることができずに一次転写不良が発生し、ハーフトーンなどのハイライト側での色味変動が認識できるレベルとなることがある。そのため、本実施例では、ツェナー電圧Ｖｂｒの温度変動による中間転写ベルトの電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂを、ΔＶｉｔｂ＜１０Ｖに補正する必要がある。

図６は、本実施例における一次転写コントラストＶｔｒの補正動作に係るフローチャート図である。

まず、コントローラ１５０は、ユーザーなど操作者などの指示によりジョブが投入（Ｓ１）された直後に、温湿度センサー２０７に機内雰囲気温度Ｔｓｔａｒｔを検出させ（Ｓ２）、画像形成動作を開始させる（Ｓ３）。なお、コントローラ１５０は、機内雰囲気温度Ｔｓｔａｒｔを検出した後の通紙積算時間を計測する。

次に、コントローラ１５０は、Ｔｓｔａｒｔの検出結果及び通紙積算時間の計測結果を取得し、ツェナーダイオード９の温度を推測して、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂを算出する（Ｓ４）。本実施例では、コントローラ１５０は、予めＲＯＭ１５１に記憶されているＴｓｔａｒｔごとの通紙積算時間とツェナーダイオード９の温度変化との関係（図７）から、ツェナーダイオード９の温度を求める。また、コントローラ１５０は、求めたツェナーダイオードの温度の基準温度２３℃からの温度変化と、予め求められてＲＯＭ１５１に記憶されているツェナーダイオード９の温度係数γｚとから、ツェナー電圧の変動量を算出する。このツェナー電圧の変動量が、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの基準値（雰囲気温度２３℃での中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂ）からの変動量ΔＶｉｔｂである。ここでは、長期放置後に画像形成装置１００の電源を投入した際の機内雰囲気温度２３℃の状態（朝一電源投入時）から１５０分間連続片面印刷のジョブを実行する場合を例に説明する。図７は、予めの実験により得られた、機内雰囲気温度２３℃の状態から１５０分間連続片面印刷のジョブを実行した場合の通紙積算時間とその時のツェナーダイオードの温度との関係である。なお、本実施例では、ＲＯＭ１５１には、ジョブの開始時の機内雰囲気温度１℃〜６０℃の１℃ごとに、予め求められた通紙積算時間とツェナーダイオードの温度との関係を示す複数のテーブルが記憶されている。コントローラ１５０は、機内雰囲気温度Ｔｓｔａｒｔの検出結果に対応して、ＲＯＭ１５１に記憶された複数のテーブルを選択して用いる。本実施例では、このＴｓｔａｒｔごとの複数のテーブルは、更に通紙モードごとに予め求められて複数セットがＲＯＭ１５１に記憶されている。

次に、コントローラ１５０は、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂと色味変動の閾値α（＝１０Ｖ）とを比較して、一次転写コントラストＶｔｒの補正の要否を判定する（Ｓ５）。本実施例では、より確実に一次転写コントラストの変動による一次転写不良を抑制するために、閾値αに対してΔＶｉｔｂを十分に小さく抑えるようにする。具体的には、コントローラ１５０は、次の判別式、
−（２／５）α＜ΔＶｉｔｂ＜（２／５）α
を満たす場合は、一次転写コントラストＶｔｒの補正をせずに画像形成動作を開始させる（Ｓ７）。また、本実施例では、コントローラ１５０は、次の判別式、
ΔＶｉｔｂ≦−（２／５）α
を満たす場合は、Ｖｉｔｂが適正値よりも低くなっているので、一次転写コントラストＶｔｒを大きくする方向に補正してから、画像形成動作を開始させる（Ｓ６）。また、本実施例では、コントローラ１５０は、次の判別式、
（２／５）α≧ΔＶｉｔｂ
を満たす場合は、Ｖｉｔｂが適正値よりも高くなっているので、一次転写コントラストＶｔｒを小さくする方向に補正してから、画像形成動作を開始させる（Ｓ６）。

次に、コントローラ１５０は、１ジョブ内での色味変動を抑えるため、所定時間毎に一次転写コントラストＶｔｒの補正の要否を判定する（Ｓ９）。本実施例では、この所定時間は５分である。そして、コントローラ１５０は、ジョブの指定された画像出力枚数に達したら（Ｓ８）、画像形成動作を終了させる（Ｓ１０）。

次に、本実施例における一次転写コントラストＶｔｒの補正方法の一例について説明する。本実施例では、現像コントラストＶｃａと静電像コントラストＶｃｂの値を維持した状態で、非画像部電位Ｖｄ、現像バイアスＶｄｃ、画像部電位Ｖｌの設定値をそれぞれΔＶｉｔｂだけシフトさせる。これにより、一次転写コントラストＶｔｒを適正値に戻す。

一例として、表４〜表６を参照して、マゼンタ（Ｍ）色の初期状態、１０Ｋ（１Ｋ＝Ａ４サイズで１０００枚）耐久時、２０Ｋ耐久時における、非画像部電位Ｖｄ、現像バイアスＶｄｃ、画像部電位Ｖｌ、一次転写コントラストＶｔｒの設定について説明する。

表４〜表６の上側の表は、一次転写コントラストを補正しない場合における、雰囲気環境ごとの、非画像部電位Ｖｄ、現像バイアスＶｄｃ、画像部電位Ｖｌ及び一次転写コントラストＶｔｒの設定値を示す。また、この上側の表には、Ｖｉｔｂの基準値、一例としての２つの異なるツェナーダイオード９の温度でのΔＶｉｔｂ、一次転写コントラストの補正の要否も併せて示す。また、表４〜表６の下側の表は、一次転写コントラストを補正した場合における、雰囲気環境ごとの、非画像部電位Ｖｄ、現像バイアスＶｄｃ、画像部電位Ｖｌ及び一次転写コントラストＶｔｒの設定値を示す。

表４〜表６に示すように、本実施例では、画像形成装置１００の使用状況として、画像形成装置１００の新品時からの積算の通紙枚数（画像出力枚数）に応じて、各テーブルを選択的に用いてＶｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌ、Ｖｔｒを変更する。これにより、通紙枚数の増加による現像性や一次転写性の変化に対応することができる。通紙枚数は、画像形成装置１００の使用量と相関する情報の一例である。ただし、画像形成装置１００の使用量と相関する情報はこれに限定されるものではなく、画像形成装置１００（特に、現像装置４、中間転写ベルト５、又はこれらの両方）の使用量と相関する任意の指標を用いることができる。例えば、画像形成装置１００の駆動時間、現像ローラの回転数（回転時間）、中間転写ベルトの回転数（回転時間）などが挙げられる。

なお、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂは、ツェナー電圧Ｖｂｒが１５０Ｖのツェナーダイオードを２個直列接続することで中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂを３００Ｖに維持した場合の値である。また、色味変動の閾値α＝１０（Ｖ）とする。

例えば、雰囲気環境の絶対水分量が２２（ｇ／ｍ^３）、画像形成装置１００の使用状況が初期状態において、ツェナーダイオード９の温度が３０℃と５０℃の場合について説明する（表４）。ツェナーダイオード９の温度が３０℃の場合は、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂが２．２（Ｖ）となり、４．０（Ｖ）以下であるので、Ｖｉｔｂを補正する必要はない。一方、ツェナーダイオード９の温度が５０℃の場合は、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂが８．６（Ｖ）となり、４．０（Ｖ）以上であるので、Ｖｉｔｂを補正する必要が生じる。この場合、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂが３００（Ｖ）から３０８．６（Ｖ）に変動しているため、一次転写コントラストＶｔｒが補正前の設定値の４４０（Ｖ）から４４８．６（Ｖ）に増加していることになる。そこで、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌの補正前の設定値に、それぞれ８．６（Ｖ）加算した値が補正後の設定値となる。ここでは、Ｖｄが−５３０（Ｖ）から−５２１（Ｖ）、Ｖｄｃが−３３０（Ｖ）から−３２１（Ｖ）、Ｖｌが−１４０（Ｖ）から−１３１（Ｖ）に補正される。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、感光体１に接触して一次転写部Ｎ１を形成し一次転写部Ｎ１で感光体１からトナー像が一次転写される中間転写体５を有する。また、画像形成装置１００は、中間転写体５に接触して二次転写部Ｎ２を形成し中間転写体から記録材Ｐにトナー像を二次転写させる転写部材７と、転写部材７に電圧を印加する電源２１０と、を有する。また、画像形成装置１００は、中間転写体５と接地電位との間に接続された定電圧素子９を有する。この画像形成装置１００は、電源２１０から転写部材７に電圧を印加することで、一次転写部Ｎ１に一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、二次転写部Ｎ２に二次転写のための二次転写電界を形成するようになっている。そして、この画像形成装置１００は、定電圧素子９の温度に関する情報を取得する取得手段と、取得手段によって取得された情報に基づいて感光体上に形成される静電像の電位を調整する調整手段と、を有する構成とされる。本実施例では、コントローラ１５０が、取得手段、調整手段の機能を有する。ここで、調整手段は、上記情報が示す定電圧素子９の温度が第１の温度（例えば基準温度２３℃）の場合よりも、第１の温度よりも高い第２の温度の場合の方が、静電像の電位が中間転写体５の電位側の電位になるように調整を行う。逆に、上記情報が示す定電圧素子９の温度が第１の温度よりも低い第３の温度の場合には、第１の温度の場合よりも静電像の電位が中間転写体５の電位とは逆側の電位になるように調整を行う。このとき、第１の温度の場合と第２の温度の場合との両方において、また第１の温度の場合と第３の温度の場合との両方において、静電像の電位と中間転写体５の電位との電位差の絶対値が所定の範囲内になるように調整を行う。特に、本実施例では、調整手段は、帯電手段２による感光体１の帯電条件、露光手段３による露光条件を変更することで、感光体上に形成される静電像の画像部の電位及び非画像部の電位を調整する。

以上、本実施例によれば、ツェナーダイオード９の温度変化を推測することでツェナーダイオード９の温度特性によって生じる中間転写ベルト５の電位変動量を算出し、一次転写コントラストの適正値からのずれを補正することができる。これにより、一次転写不良によるハーフトーンなどのハイライト側の画像で発生する色味変動などを抑制することが可能となる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置と同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

実施例１では、通紙積算時間に基づいてツェナーダイオードの温度を推測した。しかし、画像形成装置によっては、通紙時以外にも電流補正制御など、二次転写部に電圧を印加する制御を実行する場合がある。ツェナーダイオードは、通電によっても温度上昇することがあるため、本実施例では、二次転写部の通電積算時間に基づいてツェナーダイオードの温度を推測する。

図８は、本実施例における一次転写コントラストＶｔｒの補正動作に係るフローチャート図である。

図８のＳ１〜Ｓ１０における処理は、実施例１における図６のＳ１〜Ｓ１０における処理と同様である。

ただし、本実施例では、コントローラ１５０は、Ｓ３において機内雰囲気温度Ｔｓｔａｒｔを検出した後のツェナーダイオード９の通電積算時間を計測する。

また、本実施例では、Ｓ４において、コントローラ１５０は、Ｔｓｔａｒｔの検出結果及び通電積算時間の計測結果を取得し、ツェナーダイオード９の温度を推測して、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの変動量ΔＶｉｔｂを算出する（Ｓ４）。本実施例では、コントローラ１５０は、予めＲＯＭ１５１に記憶されているＴｓｔａｒｔごとの通電積算時間とツェナーダイオード９の温度変化との関係（図９）から、ツェナーダイオード９の温度を求める。また、コントローラ１５０は、求めたツェナーダイオードの温度の基準温度２３℃からの温度変化と、予め求められてＲＯＭ１５１に記憶されているツェナーダイオード９の温度係数γｚとから、ツェナー電圧の変動量を算出する。このツェナー電圧の変動量が、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂの基準値（雰囲気温度２３℃での中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂ）からの変動量ΔＶｉｔｂである。ここでは、長期放置後に画像形成装置１００の電源を投入した際の機内雰囲気温度２０℃の状態（朝一電源投入時）から連続片面印刷のジョブを実行する場合を例に説明する。図９は、予めの実験により得られた、朝一機内雰囲気温度２０℃の状態から連続片面印刷のジョブを実行した場合の通電積算時間とその時のツェナーダイオードの温度との関係である。なお、本実施例では、ＲＯＭ１５１には、ジョブの開始時の機内雰囲気温度１℃〜６０℃の１℃ごとに、予め求められた通電積算時間とツェナーダイオードの温度との関係を示す複数のテーブルが記憶されている。コントローラ１５０は、機内雰囲気温度Ｔｓｔａｒｔの検出結果に対応して、ＲＯＭ１５１に記憶された複数のテーブルを選択して用いる。本実施例では、このＴｓｔａｒｔごとの複数のテーブルは、更に通紙モードごとに予め求められて複数セットがＲＯＭ１５１に記憶されている。

次に、本実施例における一次転写コントラストＶｔｒの補正方法の一例について説明する。本実施例では、実施例１と同様に、ＶｃａとＶｃｂの値を維持した状態で、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌの設定値をそれぞれΔＶｉｔｂだけシフトさせる。

一例として、表７〜表９を参照して、マゼンタ（Ｍ）色の初期状態、１０Ｋ（１Ｋ＝Ａ４サイズで１０００枚）耐久時、２０Ｋ耐久時における、非画像部電位Ｖｄ、現像バイアスＶｄｃ、画像部電位Ｖｌ、一次転写コントラストＶｔｒの設定について説明する。表７〜表９は、それぞれ実施例１における表４〜表６の同様のものを示す。なお、中間転写ベルト５の電位の変動量ΔＶｉｔｂは、ツェナー電圧Ｖｂｒが１５０Ｖのツェナーダイオード９を２個直列接続することで中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂを３００Ｖに維持した場合の値である。また、色味変動の閾値α＝１０（Ｖ）とする。

例えば、雰囲気環境の絶対水分量が１８（ｇ／ｍ^３）、画像形成装置１００の使用状況が初期状態において、ツェナーダイオード９の温度が２５℃と４５℃の場合について説明する（表７）。ツェナーダイオード９の温度が２５℃の場合は、中間転写ベルト５の電位の変動量ΔＶｉｔｂが０．６（Ｖ）となり、４．０（Ｖ）以下であるので、Ｖｉｔｂを補正する必要はない。一方、ツェナーダイオードの温度が４５℃の場合は、中間転写ベルト５の電位の変動量ΔＶｉｔｂが７．０（Ｖ）となり、４．０（Ｖ）以上であるので、Ｖｉｔｂを補正する必要が生じる。この場合、中間転写ベルト５の電位Ｖｉｔｂが３００（Ｖ）から３０７（Ｖ）に変動しているため、一次転写コントラストＶｔｒが補正前の設定値の４８５（Ｖ）から４９２（Ｖ）に増加していることになる。そこで、Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌの補正前の設定値に、それぞれ７．０（Ｖ）加算した値が補正後の設定値となる。ここでは、Ｖｄが−５９１（Ｖ）から−５８４（Ｖ）、Ｖｄｃが−３９１（Ｖ）から−３８４（Ｖ）、Ｖｌが−１８５（Ｖ）から−１７８（Ｖ）に補正される。

以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、通紙時以外にもツェナーダイオードに通電されることでツェナーダイオードの温度が変化することにも対応して、一次転写コントラストの適正値からのずれを補正することができる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

例えば、上述の本実施例では色味変動の閾値α＝１０Ｖに設定したが、閾値αは１０Ｖに限定されるものではない。また、上述の本実施例では、ΔＶｉｔｂがこの閾値αの２／５の範囲を超える場合に一次転写コントラストの補正の必要ありと判定したが、これに限定されるものではなく、より大きい変動を許容したり、より小さい変動を補正するようにしたりしてもよい。

また、上述の実施例の表４〜表９の設定値Ｖｄ、Ｖｄｃ、Ｖｌ、Ｖｔｒは、上述の本実施例の構成における値であり、使用するトナー母体、トナーの外添処方や、感光ドラム１、中間転写ベルト５などのキーパーツの処方によっても変化するものである。

また、上述の実施例では、ツェナーダイオードの温度を通紙積算時間や通電積算時間に基づいて推測したが、可能であればツェナーダイオードの温度を直接的に検出してもよい。

また、上述の実施例では、複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。従来、１個の感光体に順次複数色のトナー像を形成すると共に、そのトナー像を中間転写体に順次に一次転写した後に記録材に二次転写する、いわゆる、１ドラム型の画像形成装置が知られている。本発明は、このような構成の画像形成装置にも適用することができ、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

また、上述の実施例では、転写工程（一次転写工程、二次転写工程）時に二次転写電源は二次転写部材に定電圧制御された電圧を印加するものとして説明したが、これに限定されるものではない。中間転写体の電位を一定に維持するように所定の電流を供給するように定電流制御された電圧を印加してもよい。この場合、上述の実施例に即して言えば、転写電流計により検出された電流値が所定の電流値となるように二次転写電源の出力の設定値を変化させることで、二次転写電源から二次転写部材に所定の電流を供給する電圧を印加することができる。

１感光ドラム
５中間転写ベルト
７二次転写ローラ
１５０制御部１５０
２１０二次転写電源

Claims

感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記感光体を露光して前記感光体上に静電像を形成する露光手段と、
前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、
前記感光体に接触して一次転写部を形成し前記一次転写部で前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体に接触して二次転写部を形成し前記中間転写体から記録材にトナー像を二次転写させる転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記中間転写体と接地電位との間に接続された定電圧素子と、
を有し、
前記電源から前記転写部材に電圧を印加することで、前記一次転写部に前記一次転写のための一次転写電界を形成すると共に、前記二次転写部に前記二次転写のための二次転写電界を形成する画像形成装置において、
前記定電圧素子の温度に関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記感光体上に形成される静電像の電位を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記調整手段は、前記取得手段によって取得された情報が示す前記定電圧素子の温度が第１の温度の場合よりも、前記第１の温度よりも高い第２の温度の場合の方が、前記感光体上に形成される静電像の電位が前記中間転写体の電位側の電位になるように前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記調整手段は、前記取得手段によって取得された情報が示す前記定電圧素子の温度が前記第１の温度の場合と前記第２の温度の場合との両方において、前記感光体上に形成される静電像の電位と前記中間転写体の電位との電位差の絶対値が所定の範囲内になるように前記調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記調整手段は、前記取得手段によって取得された情報が示す前記定電圧素子の温度が第１の温度の場合よりも、前記第１の温度よりも低い第３の温度の場合の方が、前記感光体上に形成される静電像の電位が前記中間転写体の電位とは逆側の電位になるように前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記調整手段は、前記取得手段によって取得された情報が示す前記定電圧素子の温度が前記第１の温度の場合と前記第３の温度の場合との両方において、前記感光体上に形成される静電像の電位と前記中間転写体の電位との電位差の絶対値が所定の範囲内になるように前記調整を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記調整手段は、前記帯電手段による前記感光体の帯電条件、前記露光手段による露光条件を変更することで、前記感光体上に形成される静電像の画像部の電位及び非画像部の電位を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記帯電手段は、前記感光体を所定の極性に帯電させ、
前記露光手段は、前記感光体上に形成される静電像の画像部を露光し、
前記現像手段は、前記所定の極性に帯電したトナーを前記感光体上の静電像の画像部に供給し、
前記調整手段は、前記帯電手段による前記感光体の帯電条件を変更して前記感光体上に形成される静電像の非画像部の電位を調整すると共に、前記露光手段による露光条件を変更して前記感光体上に形成される静電像の画像部の電位を調整する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記現像手段は、トナーを担持して搬送する現像剤担持体を有し、前記調整手段は、前記感光体に形成される静電像の電位の調整に応じて、前記現像時に前記現像剤担持体に印加される電圧を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記取得手段は、前記画像形成装置内の雰囲気温度に基づいて前記定電圧素子の温度に関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記取得手段は、ジョブの開始時の前記画像形成装置内の雰囲気温度と、ジョブにおける画像形成工程の時間の積算値と、予め求められたジョブの開始時の前記画像形成装置内の雰囲気温度ごとの前記積算値と前記定電圧素子の温度との関係を示す情報と、に基づいて、前記定電圧素子の温度に関する情報を取得することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記取得手段は、ジョブの開始時の前記画像形成装置内の雰囲気温度と、ジョブを開始した後に前記定電圧素子に通電した時間の積算値と、予め求められたジョブの開始時の前記画像形成装置内の雰囲気温度ごとの前記積算値と前記定電圧素子の温度との関係を示す情報と、に基づいて、前記定電圧素子の温度に関する情報を取得することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記中間転写体は無端状のベルトであり、前記画像形成装置は前記ベルトを張架する複数の張架部材を有しており、前記定電圧素子は、前記複数の張架部材のすべてと接地電位との間に接続されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記定電圧素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記中間転写体は、多層構成であり、表層の電気抵抗が他の層の電気抵抗よりも高いことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。