JP2020109434A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写電圧制御にかかる時間の短縮、あるいは同等の制御時間での転写電圧制御の精度の向上を図ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体７と、転写ローラ８と、給電部材９と、給電部材を介して転写ローラに電流又は電圧を供給する電源Ｅ２と、転写ローラに電流が供給されている際の電圧を検知する検知手段と、非画像形成時に転写ローラに所定の試験電流又は試験電圧を供給して検知手段の検知結果に基づいて転写電圧の設定を調整する調整動作を実行する制御手段を有し、転写ローラの周長を２Ｋ、転写ローラの外周に沿った給電部Ｎ３から転写部Ｎ２までの距離をｋとしたとき、給電部材は、０．８Ｋ≦ｋ≦１．２Ｋを満たす位置に配置され、制御手段は転写ローラが１周するのにかかる時間を２Ｔとしたとき、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を転写ローラに供給する時間ｔを、０．７Ｔ≦ｔ≦１．３Ｔを満たす時間とする。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷装置、又はこれらのうち複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置では、感光体や中間転写体といった像担持体から紙などの記録材にトナー像を転写し、このトナー像を記録材に定着させることで画像を形成している。記録材へのトナー像の転写は、像担持体の外周面に接触して転写部を形成する転写部材に転写電圧を印加することで行うことが多い。また、転写部材としては、ローラ状の転写部材である転写ローラが用いられることが多い。

転写ローラとしては、導電性を有する軸芯と、軸芯の外周に設けられた外周層と、を有し、外周層にイオン導電性の導電剤（イオン導電剤）が分散されることで適度な導電性が付与されたものがある。

イオン導電剤を用いた転写ローラは、その電気抵抗が雰囲気温度などの環境に影響されやすいことが知られている。そこで、転写ローラの電気抵抗の変動によらずに、転写ローラに最適な転写電流が流れるように転写電圧を調整する、転写電圧制御としてのＡＴＶＣ制御（Active Transfer Voltage Control）が知られている（特許文献１）。つまり、転写ローラに所定の電流値で定電流制御された電圧を印加して、その際に生じた電圧に基づいて転写時に定電圧制御で印加する転写電圧を設定するというものである。ＡＴＶＣ制御では、複数水準の電流値を用いて電圧値の測定を繰り返すことで電流電圧特性を取得することが行われることが多い。また、ＡＴＶＣ制御では、転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を低減するために、１水準ごとに転写ローラの１周分以上の時間にわたり所定の電流を流した際の電圧の平均値に基づいて転写電圧を設定することが行われる。また、ＡＴＶＣ制御は、一般に、ジョブの開始時の前回転工程において実行される。

また、上述のように、イオン導電剤を用いた転写ローラは、その電気抵抗が雰囲気温度などの環境に影響されやすい。そのため、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成中に、雰囲気温度などの環境の変化によって、最適な転写電流を流すための転写電圧が変わることがある。そこで、連続画像形成中に、最適な転写電流を流すことのできる転写電圧を維持するために、記録材と記録材との間に対応する、いわゆる、紙間工程において、上記同様のＡＴＶＣ制御を行い、転写電圧を補正することがある。この際、紙間工程の時間が短く、転写ローラの１周分以上の検知時間を確保できない場合には、複数の紙間工程で検知した電圧の平均値に基づいて転写電圧を補正することで、転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を低減していた。つまり、紙間工程において複数水準の検知を行おうとすれば、１水準ごとに複数の紙間工程で検知を行い、１水準ごとに複数の紙間工程で検知した転写ローラの１周分相当の検知結果を平均化する必要があった。

ここで、一般にジョブの開始時の前回転工程において実行されるＡＴＶＣ制御を「通常ＡＴＶＣ制御」、紙間工程において実行されるＡＴＶＣ制御を「紙間ＡＴＶＣ制御」ともいう。

なお、イオン導電剤を用いた転写ローラは、転写電圧を印加することによってイオン導電剤が外周層の表面側又は軸芯側に偏る（分極する）ことで、通電時間の経過に伴って電気抵抗が上昇することがある。そして、必要な転写電圧を印加するために電気抵抗の上昇に合わせて転写電圧の絶対値を大きくしていく場合には、出力電圧が電源容量を超える前に転写ローラを交換する必要がある。そのため、イオン導電剤の分極は、転写ローラの寿命を短くする要因となることがある。この課題に対しては、転写ローラの表面に当接する給電ローラを設け、給電ローラを介して転写ローラに転写電圧を印加することで、イオン導電剤の分極に起因する転写ローラの電気抵抗の上昇を抑制する構成が提案されている（特許文献２）。

特開平２−２６４２７８号公報 特開２００５−３１６２００号公報

上述のように、通常ＡＴＶＣ制御は、一般にジョブの開始時の前回転工程において実行される。そのため、通常ＡＴＶＣ制御は、画像形成開始指示を入力してから画像が形成された最初の記録材が出力されるまでの時間であるＦＣＯＴ（First Copy Output Time）の遅延の要因となる。そこで、通常ＡＴＶＣ制御を極力短い時間で行うために、転写ローラの１周分以上の時間にわたり所定の電流を流した際の電圧を検知することを必要最低限の２回繰り返すことで、一次関数式で表される転写ローラの電流電圧特性を取得することが考えられる。しかし、この場合でも、転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を低減するためには、１水準ごとの検知結果を取得するために転写ローラの１周分以上の検知時間がかかるので、全体で転写ローラの２周分以上の時間が必要となる。また、転写ローラの電流電圧特性は、二次関数的な関係を有することがあるため、２水準の検知結果から求めた一次関数式で表される電流電圧特性に基づく転写電圧の設定値では、最適電圧値からずれてしまう場合がある。また、高圧トランスの出力可能バイアス値の予測がずれてしまうことがあり、転写電圧の上限値、下限値のリミッター制御におけるリミッター電圧値を精度よく求めることができない場合がある。そのため、３水準以上の検知結果から二次以上の関数で表される電流電圧特性を取得することが望まれるが、この場合には転写ローラの３周分以上の検知時間が必要となる。

また、紙間ＡＴＶＣ制御については、紙間工程の時間が短い場合に複数の紙間工程での検知結果の平均値に基づいて転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を低減する従来の方法では、転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減できない場合がある。また、紙間工程において複数水準の検知を行う場合には、このような従来の方法では１水準ごとに必要な紙間工程における検知時間が長くなる。一方、紙間工程を延長して、転写ローラの周方向の電気抵抗ムラの影響を低減することが考えられるが、この場合も検知時間が長くなる。紙間ＡＴＶＣ制御では、像担持体上の紙間に対応する領域に付着していることのあるトナー（かぶりトナー）を、転写ローラに電圧を印加することで積極的に転写ローラに引き付けてしまう。そのため、紙間ＡＴＶＣ制御における検知時間が長くなると、転写ローラに付着したかぶりトナーに起因して、後続の画像形成時における記録材の裏汚れの発生を助長する場合がある。

したがって、本発明の目的は、同等の転写電圧制御の精度で転写電圧制御にかかる時間の短縮、あるいは同等の制御時間での転写電圧制御の精度の向上を図ることのできる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、トナー像を担持する像担持体と、イオン導電性を有する層を備え、前記像担持体に接触して転写部を形成し、前記転写部を通過する記録材に前記像担持体からトナー像を転写させる回転可能な転写ローラと、前記転写ローラの外周面に接触して給電部を形成する給電部材と、前記給電部材を介して前記転写ローラに電流又は電圧を供給する電源と、前記転写ローラに電流が供給されている際の電圧、又は前記転写ローラに電圧が供給されている際の電流を検知する検知手段と、非画像形成時に、前記電源から前記給電部材を介して前記転写ローラに１水準又は複数水準の所定の試験電流又は試験電圧を供給し、前記試験電流又は前記試験電圧を供給している際の前記検知手段の検知結果に基づいて前記転写のための転写電圧の設定を調整する、調整動作を実行する制御手段と、を有し、前記転写ローラの回転軸線と略直交する断面において、前記転写ローラの周長を２Ｋ、前記転写ローラの外周に沿った前記給電部から前記転写部までの距離をｋとしたとき、前記給電部材は、次式、０．８Ｋ≦ｋ≦１．２Ｋを満たす位置に配置されており、前記制御手段は、前記転写ローラが１周するのにかかる時間を２Ｔとしたとき、前記調整動作において、１水準あたりの前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給する時間ｔを、次式、０．７Ｔ≦ｔ≦１．３Ｔを満たす時間と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、同等の転写電圧制御の精度で転写電圧制御にかかる時間の短縮、あるいは同等の制御時間での転写電圧制御の精度の向上を図ることができる。

画像形成装置の概略断面図である。 二次転写に関する構成の模式図である。 給電ローラが設けられていない構成での二次転写部の電気経路を説明するための模式図である。 給電ローラが設けられている構成での二次転写部の電気経路を説明するための模式図である。 二次転写電流と転写効率との関係を説明するためのグラフ図である。 通常ＡＴＶＣ制御の手順の概略を示すフローチャート図である。 ＡＴＶＣ制御で取得される電流電圧特性を説明するためのグラフ図である。 連続画像形成中の二次転写電流の変化の一例を説明するためのグラフ図である。 紙間ＡＴＶＣ制御の手順の概略を示すフローチャート図である。

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、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型の複合機（複写機、プリンタ、ファクシミリ装置の機能を有する。）である。

画像形成装置１００は、それぞれイエロー（Ｙ）マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する４個の画像形成部（ステーション）ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＢｋを有する。４個の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＢｋは、後述する中間転写ベルト７の表面の移動方向に沿って、一定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＢｋにおける同一又は対応する構成あるいは機能を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Ｕは、後述する感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６などを有して構成される。

第１の像担持体としてのドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り方向）に所定の周速度で回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電工程時に、帯電ローラ２には、帯電電源（図示せず）によって、所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置３によって画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）が形成される。本実施例では、露光装置３は、画像情報に応じて変調したレーザー光を感光ドラム１の長手方向（回転軸方向）に沿って走査するレーザースキャナー装置である。

感光ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置４によってトナーが供給されて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。本実施例では、現像装置４は、現像剤として主にトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置である。現像装置４は、回転可能な現像剤担持体としての現像スリーブによって現像剤を感光ドラム１との対向部（現像部）に搬送する。そして、現像スリーブに所定の現像電圧（現像バイアス）が印加されることによって、静電像に応じて現像スリーブ上の現像剤からトナーが感光ドラム１に転移する。本実施例では、現像工程時に、現像スリーブには、現像電源によって、負極性の直流電圧成分と交流電圧成分とが重畳された現像電圧が印加される。また、本実施例では、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（イメージ部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する（反転現像方式）。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。各現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収納されている。

４個の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに対向するように、第２の像担持体としての無端状ベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラ（支持ローラ）としての駆動ローラ１１、第１、第２、第３のアイドラローラ１２、１３、１４、及びテンションローラ１５に掛け回されて所定の張力で張架されている。本実施例では、駆動ローラ１１は、後述する二次転写ローラ８の対向部材（対向電極）である二次転写対向ローラを兼ねる。中間転写ベルト７は、駆動ローラ（二次転写対向ローラ）１１が回転駆動されることで駆動力が伝達されて、図中矢印Ｒ２方向（反時計回り方向）に所定の周速度で回転（周回移動）する。本実施例では、画像形成装置１００のプロセス速度（中間転写ベルト７の周速度に対応）は３２０ｍｍ／ｓｅｃである。中間転写ベルト７の内周面側には、各感光ドラム１に対応して、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５が配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ５の作用によって、回転している中間転写ベルト７上に一次転写される。一次転写工程時に、一次転写ローラ５には、一次転写電源Ｅ１によって、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、各一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７上に重ね合わされるようにして順次一次転写される。

中間転写ベルト７の外周面側において、駆動ローラを兼ねる二次転写対向ローラ１１に対向する位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して二次転写対向ローラ１１に向けて押圧され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ８の作用によって、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８とに挟持されて搬送されている紙（用紙）などの記録材（転写材、シート）Ｐ上に二次転写される。二次転写工程時に、二次転写ローラ８には、二次転写電源Ｅ２によって、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）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。記録材Ｐは、記録材カセットなどの記録材収容部（図示せず）から送り出されて、給送ローラ（図示せず）などによってレジストローラ対２１まで搬送される。この記録材Ｐは、レジストローラ対２１によって、中間転写ベルト７上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２へと搬送される。なお、記録材Ｐとしては、紙以外にも、ＯＨＰシートなどのプラスチックシート、耐水紙などの樹脂を用いて構成された合成紙、あるいは布などが用いられることもある。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置（図示せず）へと搬送される。定着装置は、例えば定着ローラと加圧ローラとの間の定着部（定着ニップ）で記録材Ｐを挟持して搬送する過程で、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐを加圧及び加熱することで、記録材Ｐ上にトナー像を定着（溶融、固着）させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体の外部に排出（出力）される。

また、一次転写時に中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、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によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、中間転写ベルト７の外周面側において、テンションローラ１５に対向する位置には、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１６が配置されている。二次転写時に記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト７上に残留したトナー（二次転写残トナー）や中間転写ベルト７上に付着した紙粉は、ベルトクリーニング装置１６によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。

なお、本実施例では、各画像形成部Ｕにおいて、感光ドラム１と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーニング装置６とは、一体的に画像形成装置１００の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを構成している。

２．二次転写部の構成
図２は、本実施例における二次転写部Ｎ２の近傍の構成を説明するための模式図である。本実施例では、二次転写対向ローラ１１と二次転写ローラ８とで中間転写ベルト７を挟持し、二次転写ローラ８に電荷を供給可能な給電部材としての給電ローラ９を、二次転写ローラ８の外周面に接触させる。そして、給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に二次転写電圧を印加する。中間転写ベルト７と二次転写ローラ８との接触部が二次転写部Ｎ２である。また、二次転写ローラ８と給電ローラ９との接触部が給電部（給電ニップ）Ｎ３である。なお、二次転写部Ｎ２、給電部Ｎ３の位置は、それぞれ二次転写ローラ８、給電ローラ９の周方向（回転方向）における中央位置で代表するものとする。

二次転写ローラ（転写部材、転写回転体）８は、導電性を有する軸芯（芯材、芯金）８ａと、軸芯８ａの外周に形成された弾性層（外周層）８ｂと、を有する。本実施例では、軸芯８ａは、導体であるステンレスなどの金属で形成された円柱状の部材である。また、本実施例では、弾性層８ｂは、スポンジ状又はソリッドな弾性材料で形成される。この二次転写ローラ８は、イオン導電性を有する層を備え、像担持体に接触して転写部を形成し、転写部を通過する記録材に像担持体からトナー像を転写させる回転可能な転写ローラの一例である。本実施例では、弾性層８ｂの厚さは約４ｍｍであり、二次転写ローラ８の全体の直径（ローラ径）は約２０ｍｍである。弾性層８ｂを構成する弾性材料としては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などのエラストマーや、その他の合成樹脂を用いることができる。弾性層８ｂを構成する弾性材料には、金属錯体などのイオン導電性の導電剤（イオン導電剤）が添加され、適度な導電性（半導電性）が付与されている。なお、イオン導電剤として、エピクロルヒドリンゴムなどの半導電性ポリマーを弾性層８ｂの基材に混練してもよく、半導電性ポリマーと金属錯体などとを併用してもよい。また、カーボンや金属酸化物などの電子導電性の導電剤（電子導電剤）とイオン導電剤とを弾性層８ｂを構成する材料に分散させてもよい。要するに、二次転写ローラ８の外周層にイオン導電性の導電剤が含まれていればよい。

二次転写対向ローラ１１は、ＥＰＤＭなどの弾性材料で形成された弾性層１１ｂと、弾性層１１ｂを支持する金属製の軸芯（芯材、芯金）１１ａと、を有する。本実施例では、弾性層１１ｂの厚さは約０．５ｍｍであり、二次転写対向ローラ１１の全体の直径（ローラ径）は約１６ｍｍである。この弾性層１１ｂを構成する材料には、上述したものと同様のイオン導電剤やカーボンなどの電子導電剤が添加され、適度な導電性が付与されている。また、この弾性層１１ｂの硬度は、例えばアスカーＣ型の計測器を用いて７０°となるように設定されることが好ましい。二次転写対向ローラ１１は、電気的に接地（グランドに接続）されている。

給電ローラ（給電部材、給電回転体）９は、導体であるＳＵＭやＳＵＳなどの金属でローラ状に形成された金属ローラである。本実施例では、給電ローラ９の直径（ローラ径）は約８ｍｍである。また、本実施例では、給電ローラ９は、二次転写ローラ８の弾性層８ｂの表面（外周面）に接触した状態で二次転写ローラ８の回転に伴って従動して回転する。なお、本実施例では、給電部材としてローラ状の部材を用いているが、例えばブラシ状の部材やパッド状の部材も用いることができる。

図２に示すように、画像形成装置１００には、二次転写ローラ８に電力（電流又は電圧）を供給する電源（高圧電源）として、二次転写電源Ｅ２が設けられている。二次転写電源Ｅ２は、給電ローラ９を介して二次転写ローラ８にトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である二次転写電圧を印加して、二次転写部Ｎ２に二次転写のための電界を形成する。本実施例では、二次転写電源Ｅ２は定電圧電源である。二次転写電源Ｅ２には、電圧制御回路３０が接続されている。電圧制御回路３０は、後述する制御部５０の制御のもとで、二次転写電源Ｅ２が給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に印加する電圧を制御する。電圧制御回路３０には、電流検知手段としての電流検知回路３１と、電圧検知手段としての電圧検知回路３２と、が設けられている。

電圧制御回路３０は、二次転写電源Ｅ２が給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に印加する電圧を定電流制御することができる。つまり、電圧制御回路３０は、二次転写電源Ｅ２が給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に電圧を印加している際に二次転写電源Ｅ２（すなわち、給電ローラ９、二次転写ローラ８あるいは二次転写部Ｎ２）に流れる電流を電流検知回路３１によって検知する。そして、電圧制御回路３０は、電流検知回路３１によって検知される電流を目標値に近付ける（目標値で略一定にする）ように二次転写電源Ｅ２の出力を制御することで、上記定電流制御を行うことができる。また、電圧制御回路３０は、二次転写電源Ｅ２が給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に印加する電圧を定電圧制御することができる。つまり、電圧制御回路３０は、二次転写電源Ｅ２が給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に電圧を印加している際に二次転写電源Ｅ２が出力する電圧を電圧検知回路３２によって検知する。そして、電圧制御回路３０は、電圧検知回路３２によって検知される電圧を目標値に近付ける（目標値で略一定にする）ように二次転写電源Ｅ２の出力を制御することで、上記定電圧制御を行うことができる。

３．給電ローラの作用
図３は、本実施例とは異なり、二次転写ローラ８の軸芯８ａに電圧を印加する構成における二次転写部Ｎ２までの電荷の移動を説明するための模式的な断面図（二次転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面）である。この構成では、二次転写ローラ８の周方向におけるある位置の弾性層８ｂに注目した場合に、その位置にかかる電界は、常に同じ向きの電界となる。そのため、この構成では、二次転写ローラ８の弾性層８ｂにおけるイオン導電剤の分極が発生して、二次転写ローラ８の使用に伴って二次転写ローラ８の電気抵抗が上昇していく。

これに対して、図４は、本実施例における給電ローラ９から二次転写部Ｎ２までの電荷の移動を説明するための模式的な断面図（二次転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面）である。本実施例では、画像形成装置１００は、給電ローラ９から供給された電荷が二次転写ローラ８の軸芯８ａを経由して二次転写部Ｎ２に到達するように構成されている。給電ローラ９から供給された電荷が二次転写ローラ８の軸芯８ａを経由せずに二次転写部Ｎ２に到達する構成では、二次転写ローラ８の弾性層８ｂにおけるイオン導電剤の分極に起因する二次転写ローラ８の電気抵抗の上昇を抑制することができなくなる。本実施例では、二次転写対向ローラ８と給電ローラ９とが二次転写ローラ８を挟んで向い合っている。言い換えると、本実施例では、二次転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面において、二次転写部Ｎ２と給電部Ｎ３とが二次転写ローラ８の回転中心に対して約１８０度異なる位相に配置されている。これにより、二次転写ローラ８の周方向におけるある位置の弾性層８ｂに注目した場合に、その位置にかかる電界は、二次転写ローラ８が半周回転するごとに逆方向の電界となる。そのため、二次転写ローラ８の弾性層８ｂにおけるイオン導電剤の分極を抑制することができ、二次転写ローラ８の電気抵抗の上昇を抑制することができる。なお、給電ローラ９の配置については、本実施例における通常ＡＴＶＣ制御との関係で後述して更に詳細に説明する。

４．制御態様
図２には、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略制御ブロックが示されている。本実施例では、画像形成装置１００には、制御手段としての制御部（コントローラ）５０が設けられている。制御部５０は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのＣＰＵ５１、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ（記憶媒体）５２などを有して構成される。ＲＯＭには、制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されており、書き換え可能なメモリであるＲＡＭには、制御部５０に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納される。ＣＰＵ５１とＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ５２とは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。

本実施例との関係では、制御部５０には、制御部５０の制御のもとで二次転写電源Ｅ２が二次転写ローラ８に印加する電圧を制御する電圧制御回路３０が接続されている。また、制御部５０には、操作部６０が接続されている。操作部６０は、ユーザーやサービス担当者などの操作者に情報を表示するための表示手段としての表示部と、操作者が制御部５０に各種設定などの情報を入力するための入力手段としての入力部と、を有して構成される。また、制御部５０には、画像形成装置１００の内部又は外部の少なくとも一方の温度又は湿度の少なくとも一方に関する環境情報を検知する環境検知手段としての環境センサ４０が接続されている。本実施例では、環境センサ（温湿度センサ）４０は、画像形成装置１００の装置本体の内部（機内）の水分量、装置本体の外部（機外）の温度を検知して、機内の相対湿度を検知できるようになっている。環境センサ４０の検知結果を示す出力信号は制御部５０に入力される。

制御部５０は、画像形成装置１００の画像読取り装置（図示せず）やパーソナルコンピュータなどの外部機器（図示せず）から画像形成信号（画像データ、制御指令）などが入力される。制御部５０は、この画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部を統括的に制御してシーケンス動作させ、画像形成動作を実行させる。

ここで、画像形成装置１００は、一つ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動作であるジョブ（プリント動作）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、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像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二次転写を行う期間であり、画像形成時（画像形成期間）とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、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に対する画像形成を連続して行う際（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（非画像形成期間）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などが含まれる。

５．通常ＡＴＶＣ制御
前述のように、イオン導電剤を用いた二次転写ローラ８は、その電気抵抗が雰囲気温度などの環境に影響されやすいことが知られている。図５に示すように、二次転写部Ｎ２における転写効率（中間転写ベルト７に担持されたトナーのうち記録材Ｐへ転移するものの割合）は、一般的に、ある二次転写電流値においてピーク（白丸点）を示す。二次転写ローラ８の電気抵抗が変動して、二次転写電流値が転写効率のピークから外れてしまうと（黒丸点）、転写効率が低下することで、記録材Ｐに転写された画像の品位が低下する虞がある。そこで、転写電圧制御（調整動作）として、通常ＡＴＶＣ制御が実行される。通常ＡＴＶＣ制御では、転写効率がピークを示す二次転写電流値を目標値Ｉｔとして、二次転写部Ｎ２に記録材Ｐが介在した状態で目標値Ｉｔの二次転写電流が流れるように、二次転写時の二次転写電圧の電圧値が決定される。なお、二次転写時は、より詳細には、二次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している時である。

つまり、二次転写部Ｎ２にトナー像、記録材Ｐが無い時に、二次転写ローラ８と中間転写ベルト７とが接触させられた状態で、二次転写電源Ｅ２から給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に所定の試験電流又は試験電圧が印加される。そして、所定の試験電流が印加されている際の電圧、又は所定の試験電圧が印加されている際の電流が検知されて、電流と電圧との関係である電流電圧特性が取得される。これにより、二次転写部Ｎ２（本実施例では主に二次転写ローラ８）の電気抵抗に関する情報が取得される。特に、本実施例では、定電流制御された所定の試験電流が印加されてその際に生じた電圧が検知される。また、取得された電流電圧特性に基づいて、目標値Ｉｔに対応する電圧値である二次転写部分担電圧Ｖｂが決定される。そして、決定された二次転写部分担Ｖｂと、予め設定された記録材分担電圧Ｖｐとが足し合わされた電圧値であるＶｔ＝Ｖｂ＋Ｖｐが、二次転写時に定電圧制御で給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に印加される二次転写電圧の電圧値として決定される。通常ＡＴＶＣ制御は、ジョブの開始時の前回転工程において実行される。また、目標値Ｉｔ、記録材分担電圧Ｖｐは、記録材Ｐの種類（坪量、材質など）、環境（本実施例では温度及び湿度）に応じて予め設定されている。なお、本実施例では、二次転写電源Ｅ２の最大出力（印加可能な電圧の絶対値の最大値）Ｖｍ１は、６５００［Ｖ］に設定されている。

ここで、二次転写ローラ８は、弾性層８ｂに弾性材料を用いており、周方向の電気抵抗ムラが存在する。そのため、図３に示すように二次転写ローラ８の軸芯８ａに電圧を印加する構成の場合、試験電圧又は試験電流を二次転写ローラ８の１周分以上の時間にわたり印加し、その平均値に基づいて最適な二次転写電圧の設定値を決定することが必要になる。これは、図３に示すような構成の場合、二次転写ローラ８の半径分のみを経由した電流経路となるため、二次転写ローラ８の１周分以上の検知時間を確保しないと、二次転写ローラ８の電気抵抗ムラを十分に把握することができないためである。図３に示すような構成の場合、二次転写ローラ８の１周分以上の検知時間を確保することで、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減して、二次転写電圧の設定値を精度よく求めることができるようになる。

しかしながら、前述のように、通常ＡＴＶＣ制御はＦＣＯＴの遅延の要因となる。通常ＡＴＶＣ制御を極力短い時間で行うために、２水準の検知結果から求めた一次関数式で表される二次転写転写ローラ８の電流電圧特性に基づいて二次転写電圧の設定値を求めることが考えられる。しかし、この場合でも、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減するためには、１水準ごとの検知結果を取得するために二次転写ローラ８の１周分以上の時間がかかるので、全体で二次転写ローラ８の２周分以上の検知時間が必要となる。また、二次転写ローラ８の電流電圧特性は、二次関数的な関係を有することがあるため、２水準の検知結果から求めた一次関数式で表される電流電圧特性に基づく二次転写電圧の設定値では、最適電圧値からずれてしまう場合がある。また、高圧トランスの出力可能バイアス値の予測がずれてしまうことがあり、二次転写電圧の上限値、下限値のリミッター制御におけるリミッター電圧値を精度よく求めることができない場合がある。そのため、３水準以上の検知結果から二次以上の関数で表される電流電圧特性を取得することが望まれるが、この場合には二次転写ローラ８の３周分以上の検知時間が必要となる。

これに対し、本実施例では、画像形成装置１００は、図４に示すように給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に二次転写電圧を印加する構成とされている。そして、本実施例では、画像形成装置１００は、給電ローラ９から供給された電荷が二次転写ローラ８の軸芯８ａを経由して二次転写部Ｎ２に到達する構成とされている。この構成の場合、二次転写ローラ８の直径分を経由した電流経路となるため、二次転写ローラ８の１周分未満の検知時間で、十分に二次転写ローラ８の電気抵抗ムラを把握することができる。

より詳細には、給電ローラ９は、次の位置に配置することが望ましい。つまり、二次転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面において、二次転写ローラ８の周長（外周距離）を２Ｋ、二次転写ローラ８の外周を介した給電部Ｎ３から二次転写部Ｎ２までの距離をｋとする。このとき、次式（１）、
０．８Ｋ≦ｋ≦１．２Ｋ ・・・（１）
を満たす位置に給電ローラ９を配置することが望ましい。

このように、本実施例では、二次転写対向ローラ８と給電ローラ９とが二次転写ローラ８を挟んで向い合っている（より詳細には上記式（１）を満たす範囲に配置されている。）。言い換えると、本実施例では、二次転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面において、二次転写部Ｎ２と給電部Ｎ３とが二次転写ローラ８の回転中心に対して約１８０度異なる位相に配置されている（より詳細には上記式（１）を満たす範囲に配置されている。）。

これにより、通常ＡＴＶＣ制御において、１水準ごとの検知結果を取得するために二次転写ローラ８の１周分未満、典型的に約半周分（約１／２周分）の検知時間で、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減することができる。そのため、特に３水準以上の検知結果を取得する場合、あるいは２水準以下の検知結果を取得する場合であっても、全体の検知時間を短縮することができる。換言すれば、全体の検知時間が同じ場合には、より多くの水準の検知結果を取得することができる。

ここで、上記二次転写ローラ８の１周分未満の時間は、より詳細には、次のような時間とすることが望ましい。つまり、二次転写ローラ８の１周分の時間を２Ｔ、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を二次転写ローラ８に供給する時間（検知時間）をｔとする。このとき、次式（２）、
０．７Ｔ≦ｔ≦１．３Ｔ ・・・（２）
を満たすことが望ましい。また、次式（３）、
０．９Ｔ≦ｔ≦１．１Ｔ
を満たすことが更に望ましい。

なお、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を二次転写ローラ８に供給する時間（検知時間）ｔは、より詳細には、電圧又は電流のサンプリングに適するように所定の試験電流又は試験電圧の値に立ち上がって定常状態となっている期間の時間である。この検知時間ｔの間に所定の試験電流又は試験電圧の値が画像形成装置１００の構成などに応じた誤差範囲で変動することは許容される。

本実施例では、１水準ごとの検知結果を取得するための検知時間を、二次転写ローラ８の約１／２周分の時間（より詳細には上記式（３）を満たす時間）とした。このような検知時間であっても、本実施例では二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減することができる。

次に、本実施例における通常ＡＴＶＣ制御の動作について更に説明する。図６は、本実施例における通常ＡＴＶＣ制御の手順の概略を示すフローチャート図である。

制御部５０は、ジョブの開始指示が入力されると、二次転写部Ｎ２に記録材Ｐが到達する前の前回転工程において、通常ＡＴＶＣ制御を開始させる（Ｓ１０１）。次に、制御部５０は、環境センサ４０による機内の相対湿度の検知結果を取得する（Ｓ１０２）。なお、本実施例では、環境センサ４０が機内の水分量（より詳細には現像装置４上の水分量）と、機外の温度と、に基づいて、機内の相対湿度を求める。次に、制御部５０は、機内の相対湿度の検知結果と、ジョブの開始時の操作者による記録材Ｐの種類の設定結果と、に基づいて、通常ＡＴＶＣ制御における試験電流の値を決定する（Ｓ１０３）。本実施例では、表１に示すような、記録材Ｐの種類ごとに設定された、環境（相対湿度）の区分に応じたフルカラーモード、ブラック単色モードのそれぞれに対する二次転写電流値の目標値Ｉｔの情報が、予め設定されてメモリ（ＲＯＭ）５２に記憶されている。表１は、一例として、普通紙に関する上記目標値Ｉｔの情報を示しており、本実施例では片面プリントと両面プリントの二面目とのそれぞれに対して目標値Ｉｔが設定されている。ここで、記録材Ｐの種類とは、普通紙、厚紙、薄紙、光沢紙、コート紙、エンボス紙などの一般的特徴に基づく属性、メーカー、銘柄、品番、坪量、厚さ、サイズなど、記録材Ｐを区別可能な任意の情報を包含するものである。また、制御部５０は、操作者によって記録材Ｐの種類が指定されない場合は、標準の記録材Ｐ（例えば普通紙）が用いられるものと判断するようになっていてよい。本実施例では、制御部５０は、後述する試験電流Ｉ１〜Ｉ３の範囲内に目標値Ｉｔが入るように該試験電流Ｉ１〜Ｉ３を決定する。

次に、制御部５０は、電流検知回路３１の検知結果に基づいて、所定の第１の試験電流（ターゲット電流）Ｉ１が流れるように、二次転写電源Ｅ２から給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に、定電流制御で電圧を印加させる（Ｓ１０４）。また、制御部５０は、電圧検知回路３２の検知結果に基づいて、この際に発生した電圧値の平均値Ｖ１を求めて、メモリ（ＲＡＭ）５２に記憶させる（Ｓ１０５）。本実施例では、この際に、１水準ごとの検知結果を取得するために、二次転写ローラ８の１周分未満の検知時間にわたり試験電流が印加され、その間の電圧値が検知されて平均化される。なお、この電圧値の平均値は、二次転写ローラ８の１周分未満の検知時間の間に所定の間隔でサンプリングした値の平均値であってよい。

次に、制御部５０は、電流検知回路３１の検知結果に基づいて、所定の第２の試験電流Ｉ２（＞Ｉ１）が流れるように、二次転写電源Ｅ２から給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に、定電流制御で電圧を印加させる（Ｓ１０６）。また、制御部５０は、電圧検知回路３２の検知結果に基づいて、この際に発生した電圧値の平均値Ｖ２を求めて、メモリ（ＲＡＭ）５２に記憶させる（Ｓ１０７）。

次に、制御部５０は、電流検知回路３１の検知結果に基づいて、所定の第３の試験電流Ｉ３（＞Ｉ２）が流れるように、二次転写電源Ｅ２から給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に、定電流制御で電圧を印加させる（Ｓ１０８）。また、制御部５０は、電圧検知回路３２の検知結果に基づいて、この際に発生した電圧値の平均値Ｖ３を求めて、メモリ（ＲＡＭ）５２に記憶させる（Ｓ１０９）。

次に、制御部５０は、取得したＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に基づいて、目標値Ｉｔに対応する二次転写部分担電圧Ｖｂを求め、メモリ（ＲＡＭ）５２に記憶させる（Ｓ１１０）。本実施例では、制御部５０は、図７に示すように、取得したＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の関係（電流電圧特性）を二次式により近似する。そして、制御部５０は、得られた２次式に目標値Ｉｔを適用することで、該目標値Ｉｔに対応する二次転写部分担電圧Ｖｂを求め、メモリ（ＲＡＭ）５２に記憶させる。なお、取得した３水準の電流・電圧の検知結果から２次関数で表される電流電圧特性を求める手法自体は任意であるが、本実施例では最小二乗法により求めた。そして、制御部５０は、求めた二次転写部分担電圧Ｖｂに記録材分担電圧Ｖｐを足して、二次転写時に定電圧制御で印加する二次転写電圧の設定値（ターゲット電圧）Ｖｔを決定する（Ｓ１１１）。記録材分担電圧Ｖｐの情報は、予め記録材Ｐの種類、さらには環境条件などに応じて予め設定されてメモリ（ＲＯＭ）５２に記憶されている。決定された二次転写電圧の設定値Ｖｔは、バックアップ値としてメモリ（ＲＡＭ）５２に格納され、画像形成が開始された際に定電圧制御で印加される二次転写電圧の設定値として用いられる。その後、制御部５０は、通常ＡＴＶＣ制御を終了する（Ｓ１１２）。

なお、本実施例では、通常ＡＴＶＣ制御において、３水準の検知結果から求めた二次式に基づいて二次転写電圧の設定値を求めたが、これに限定されるものではない。例えば、検知時間の短縮を優先して、２水準の検知結果から求めた一次式に基づいて二次転写電圧の設定値を求めてもよい。また、二次転写ローラ８の電流電圧特性の検知精度の向上を優先して、４水準以上の検知結果から求めた二次式に基づいて二次転写電圧の設定値を求めてもよい。ただし、１０水準以下の検知結果によって十分な精度で電流電圧特性を取得できることが多い。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、転写ローラ８に電流が供給されている際の電圧、又は転写ローラ８に電圧が供給されている際の電流を検知する検知手段３１、３２を有する。また、画像形成装置１００は、非画像形成時に、電源Ｅ２から給電部材９を介して転写ローラ８に１水準又は複数水準の所定の試験電流又は試験電圧を供給し、試験電流又は試験電圧を供給している際の検知手段３１、３２の検知結果に基づいて転写のための転写電圧の設定を調整する、調整動作を実行する制御手段５０を有する。そして、転写ローラ８の回転軸線と略直交する断面において、転写ローラ８の周長を２Ｋ、転写ローラ８の外周に沿った給電部Ｎ３から転写部Ｎ２までの距離をｋとしたとき、給電部材９は、次式、０．８Ｋ≦ｋ≦１．２Ｋを満たす位置に配置されている。また、制御手段５０は、調整動作において、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給する時間を、転写ローラ８が１周するのにかかる時間未満とする。つまり、制御手段５０は、転写ローラ８が１周するのにかかる時間を２Ｔとしたとき、調整動作において、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給する時間ｔを、次式、０．７Ｔ≦ｔ≦１．３Ｔを満たす時間とする。また、好ましくは、制御手段５０は、調整動作において、１水準あたりの試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給する時間ｔを、次式、０．９Ｔ≦ｔ≦１．１Ｔを満たす時間とする。本実施例では、制御手段５０は、画像形成開始指示が入力されてから画像形成を開始するまでの期間に調整動作を実行し、該調整動作において３水準以上の試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給する。

本実施例によれば、通常ＡＴＶＣ制御において１水準ごとの検知結果を取得するのに必要な時間を、二次転写ローラ８の１周分未満の時間とすることができる。したがって、本実施例によれば、通常ＡＴＶＣ制御における全体の検知時間の短縮、あるいは全体の検知時間が同等であればその間に印加できる試験電圧又は試験電流の水準の数を増やすことが可能となる。なお、本実施例では、プロセス速度（中間転写ベルト７の周速度に対応）が３２０ｍｍ／ｓｅｃである。また、本実施例では、二次転写ローラ８の約１／２周分の時間は約０．１ｍｓｅｃである。つまり、本実施例によれば、ＦＣＯＴの遅延を抑制しつつ、例えば３水準以上の検知結果から二次関数で表される電流電圧特性を求めて、二次転写電圧を高精度に最適電圧値に設定することが可能となる。また、高圧トランスの出力可能バイアス値の予測の精度を向上させて、二次転写電圧の上限値、下限値のリミッター制御におけるリミッター電圧値を精度よく求めることが可能となる。つまり、本実施例によれば、同等の転写電圧制御の精度で転写電圧制御にかかる時間の短縮、あるいは同等の制御時間での転写電圧制御の精度の向上を図ることができる
［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の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のもの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、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

実施例１では、前回転工程において実行される通常ＡＴＶＣ制御について説明したが、本実施例では、紙間工程において実行される紙間ＡＴＶＣ制御について説明する。

ここで、複数の記録材Ｐに連続して画像を形成する連続画像形成中の二次転写ローラ８への影響について説明する。連続画像形成のジョブでは、記録材カセットなどの記録材収容部から順次給送された記録材Ｐに逐次画像が形成されて出力される。連続画像形成を行う場合、ジョブの開始時の前回転工程において、実施例１で説明した通常ＡＴＶＣ制御が実行されて、二次転写時（二次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している時）の二次転写電圧の電圧値が決定される。そして、連続画像形成中に、二次転写部Ｎ２を通過する複数の記録材Ｐに対して、前回転工程で決定された二次転写電圧の電圧値が共通して用いられている。

ところで、連続画像形成中には、定着装置（図示せず）などが発生する熱によって画像形成装置１００の筐体の内部の温度が上昇する。また、二次転写ローラ８の軸芯８ａと軸受部（図示せず）との間の摺動により、摩擦熱が発生する。そのため、連続画像形成中には、時間経過に伴って二次転写ローラ８の温度が上昇し、電流電圧特性が変化して、特に弾性層８ｂの電気抵抗が変動する。また、二次転写ローラ８の電気抵抗は、湿度の変化や、連続使用による二次転写ローラ８の表面の汚れなどによっても変化し得る。

したがって、連続画像形成中に、二次転写電圧の設定値を一定とした場合には、図８に示すように、二次転写ローラ８の電気抵抗の変化によって二次転写電流が目標値Ｉｔからずれてしまうことがある。図８に示す例では、連続画像形成中の温度の上昇などによって、二次転写ローラ８の電気抵抗が低下し、５枚目の記録材Ｐに対する二次転写時の二次転写電流が目標値ＩｔよりもΔＩだけ大きくなっている。この場合、二次転写電流が転写効率のピークから外れてしまい（図３の黒丸点）、転写効率が低下することで記録材Ｐに転写された画像の品位が低下する虞がある。

そこで、連続画像形成中には、所定のタイミングで、紙間工程において紙間ＡＴＶＣ制御を実行して、二次転写電圧の設定値を補正することが望ましい。このとき、図３に示すように二次転写ローラ８の軸芯８ａに電圧を印加する構成の場合、紙間工程の時間が短く、二次転写ローラ８の１周分の検知時間を確保できない場合には、次のようにしていた。つまり、複数の紙間工程での検知結果の平均値に基づいて二次転写電圧の設定値を補正することで、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減していた。この場合、紙間工程において複数水準の検知を行おうとすれば、１水準ごとに複数の紙間工程で検知を行い、１水準ごとに複数の紙間工程で検知した二次転写ローラ８の１周分相当の検知結果を平均化する必要があった。しかし、紙間工程の時間が短い場合に複数の紙間工程での検知結果の平均値に基づいて二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減する従来の方法では、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減できない場合がある。また、紙間工程において複数水準の検知を行う場合には、このような従来の方法では１水準ごとに必要な紙間工程における検知時間が長くなる。一方、紙間工程を延長して、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減することが考えられるが、この場合も検知時間が長くなる。紙間ＡＴＶＣ制御では、中間転写ベルト７上の紙間に対応する領域に付着していることのあるトナー（かぶりトナー）を、二次転写ローラ８に電圧を印加することで積極的に二次転写ローラ８に引き付けてしまう。そのため、紙間ＡＴＶＣ制御における検知時間が長くなると、二次転写ローラ８に付着したかぶりトナーに起因して、後続の画像形成時における記録材Ｐの裏汚れの発生を助長する場合がある。

これに対し、本実施例では、画像形成装置１００は、図４に示すように給電ローラ９を介して二次転写ローラ８に二次転写電圧を印加する構成とされている。そして、本実施例では、画像形成装置１００は、給電ローラ９から供給された電荷が二次転写ローラ８の軸芯８ａを経由して二次転写部Ｎ２に到達する構成とされている。そのため、実施例１で説明したように、二次転写ローラ８の１周分未満の検知時間で、十分に二次転写ローラ８の電気抵抗ムラを把握することができる。したがって、紙間ＡＴＶＣ制御において、１水準ごとの検知結果を取得するために二次転写ローラ８の１周分未満、典型的に約半周分（約１／２周分）の検知時間で、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減することができる。そのため、紙間工程の時間が短くても、紙間工程を延長することなく二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を十分に低減することができる。典型的には、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラを検知するために、１水準ごとに複数の紙間工程で検知を行い、その検知結果を平均化する必要はない。そのため、３水準以上の検知結果を取得する場合であっても、また２水準や１水準の検知結果を取得する場合であれば更に、全体の検知時間を短くすることができる。

次に、本実施例における紙間ＡＴＶＣ制御の動作について更に説明する。図９は、本実施例における紙間ＡＴＶＣ制御の手順の概略を示すフローチャート図である。なお、本実施例では、連続画像形成中に、画像形成枚数が所定の画像形成枚数に到達した場合にその画像と次に形成する画像の間の紙間工程において、紙間ＡＴＶＣ制御が実行される。

制御部５０は、紙間ＡＴＶＣ制御を実行するタイミングが到来すると、紙間工程時（中間転写ベルト７上の画像領域と次の画像領域との間の非画像領域が二次転写部Ｐを通過している時）に、紙間ＡＴＶＣ制御を開始させる（Ｓ２０１）。なお、中間転写ベルト７上の画像領域は、中間転写ベルト７上における一つの記録材Ｐに転写されるトナー像が形成され得る領域であり、中間転写ベルト７上の非画像領域は、中間転写ベルト７上の画像領域以外の領域である。次に、制御部５０は、前回転工程時に検知された機内の相対湿度と、ジョブの開始時の操作者による記録材Ｐの種類の設定結果と、に基づいて、紙間ＡＴＶＣ制御における試験電流の値を決定する（Ｓ２０２）。本実施例では、実施例１で説明した通常ＡＴＶＣ制御と同様にして、後述する試験電流Ｉ１〜Ｉ３を決定する。

その後、制御部５０は、実施例１で説明した通常ＡＴＶＣ制御における図６のＳ１０４〜Ｓ１１２の処理と同様の図９のＳ２０３〜Ｓ２１１の処理を実行して、二次転写電圧の設定値を求める。本実施例では、１個の紙間工程ごとに１水準の検知を行い、複数の紙間工程で検知した複数水準（本実施例では３水準）の検知結果に基づいて、通常ＡＴＶＣ制御と同様にして二次転写電圧の設定値を求める。例えば、紙間ＡＴＶＣ制御を開始すると判断してから１枚目と２枚目の間の紙間工程で１水準目の検知を行い、２枚目から４枚目の間のいずれかの紙間工程で２水準目の検知を行い、４枚目から６枚目の間のいずれかの紙間工程で３水準目の検知を行う。新たに決定された二次転写電圧の設定値Ｖｔは、バックアップ値としてメモリ（ＲＡＭ）５２に上書きして格納され、連続画像形成における後続の画像形成時に定電圧制御で印加される二次転写電圧の設定値として用いられる。

本実施例では、実施例１と同様、プロセス速度（中間転写ベルト７の周速度に対応）は３２０ｍｍ／ｓｅｃである。そして、Ａ４サイズの記録材Ｐを用いた場合、１個の紙間が二次転写部Ｎ２を通過する時間は約０．３ｍｓｅｃある。一方、二次転写ローラ８の約１／２周分の時間は約０．１ｍｓｅｃ、二次転写電源Ｅ２の電圧の立ち上げ、立下りに必要な時間はそれぞれ０．１ｍｓｅｃである。したがって、紙間ＡＴＶＣ制御で１水準の検知結果を取得するのに必要な時間はトータルで約０．３ｍｓｅｃとなる。なお、紙間工程の時間が更に短い場合には、１水準ごとに複数の紙間工程で検知を行い、その検知結果を平均化した結果に基づいて二次転写電圧を設定してもよい。その場合でも、１水準ごとに必要な紙間工程における検知時間は二次転写ローラ８の約１／２周分の時間でよい。

本実施例によれば、複数の紙間工程での検知結果の平均値に基づいて二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減する方法を用いなくても、該電気抵抗ムラの影響を低減して精度よく紙間ＡＴＶＣを行うことができる。また、複数の紙間工程での検知結果の平均値に基づいて二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を低減する方法を用いた場合であっても、１水準あたりに必要なバイアス印加時間が少なくすることができる（約半減できる）。このため、１水準あたりに必要なバイアス印加時間に対する、１個の紙間工程に印加可能な時間の割合を高くすることができ、二次転写ローラ８の周方向の電気抵抗ムラの影響を下げることができる。これにより、連続画像形成中に生じる二次転写ローラ８の電気抵抗（電流電圧特性）の変化に応じて、二次転写電流を細かい間隔で高い精度で最適値に制御して、連続画像形成中の転写効率の低下を抑制することができる。また、紙間工程を延長することなく精度よく二次転写電圧の設定値を補正できるので、紙間ＡＴＶＣ制御の実行時にかぶりトナーを二次転写ローラ８に引き付けることを抑制して、後続の画像形成時における記録材Ｐの裏汚れを抑制することができる。

なお、本実施例では、紙間ＡＴＶＣ制御において、３水準の検知結果から求めた二次式に基づいて二次転写電圧の設定値を補正したが、これに限定されるものではない。例えば、検知時間の短縮を優先して、２水準の検知結果から求めた一次式に基づいて二次転写電圧の設定値を求めてもよい。また、次のようにして、通常ＡＴＶＣ制御で求めた電流電圧特性を補正して、補正後の電流電圧特性に基づいて二次転写電圧の設定値を求めてもよい。つまり、紙間ＡＴＶＣ制御において、通常ＡＴＶＣ制御よりも少ない水準（例えば２水準又は１水準）の検知結果に基づいて目標値Ｉｔに対応する二次転写部分担電圧Ｖｂを求める。また、その目標値Ｉｔと、該紙間ＡＴＶＣ制御で求めた二次転写部分担電圧Ｖｂを先行して実行された通常ＡＴＶＣ制御で求めた電流電圧特性に適用して求めた電流値と、の比に基づいて、該通常ＡＴＶＣ制御で求めた電流電圧特性を補正する。また、その補正後の電流電圧特性に目標値Ｉｔを適用することで、補正後の電流電圧特性における目標値Ｉｔに対応する二次転写部分担電圧Ｖｂを求める。そして、この二次転写分担電圧Ｖｂと記録材分担電圧Ｖｐとを足して、二次転写電圧の設定値を求めることができる。このように、紙間ＡＴＶＣ制御における試験電流又は試験電圧の水準を通常ＡＴＶＣ制御よりも少なくすることで、紙間ＡＴＶＣ制御における検知時間を短くして、二次転写ローラ８にトナーが付着することによる記録材Ｐの裏汚れを更に抑制することができる。

このように、本実施例では、制御手段５０は、複数の記録材Ｐに連続して画像を形成する連続画像形成における像担持体上の画像領域と次の画像領域との間の領域が転写部Ｎ２を通過している期間の長さを変更することなく、該期間中に調整動作を実行し、１回あたりの該期間に少なくとも１水準の所定の試験電流又は試験電圧を０．７Ｔ以上で１．３Ｔ以下の時間印加する。なお、制御手段５０は、画像形成開始指示が入力されてから画像形成を開始するまでの第１期間、及び複数の記録材Ｐに連続して画像を形成する連続画像形成における像担持体上の画像領域と次の画像領域との間の領域が転写部Ｎ２を通過している第２期間に、調整動作を実行することができる。そして、制御手段５０は、第１期間に実行する調整動作において３水準以上の試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給し、第２期間に実行する調整動作において第１期間に実行する調整動作よりも少ない水準の試験電流又は試験電圧を転写ローラ８に供給することができる。

［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。

上述の実施例では、本発明を二次転写部に関して適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば単一の像担持体のみを有するモノクロ画像形成装置にも適用できるものである。この場合、その像担持体から記録材にトナー像を転写する転写部に関して本発明を適用することができる。なお、この像担持体は、例えばドラム状やベルト状の感光体や静電記録誘電体であってよい。

また、上述の実施例では、転写電圧は定電流制御されるものとして説明したが、転写電圧が定電流制御される場合でも本発明を適用することができる。この場合、転写電圧制御では、取得した電流電圧特性に基づいて、二次転写時の目標電流値を得るために必要な電圧の目標値（初期値）や、二次転写時の目標電圧値を得るために必要な電流の目標値などを求めることができる。

また、上述の実施例では、前回転工程において通常ＡＴＶＣ制御を実行するものとして説明したが、前多回転工程や後回転工程で実行してもよい。また、通常ＡＴＶＣ制御は、毎回の前回転工程、前多回転工程、あるいは後回転工程で実行することに限定されるものではなく、所定のタイミング（前回実行してからの時間経過、環境変動、画像形成に拘わる部品の交換などに基づく）で実行することができる。また、上述の実施例では、紙間ＡＴＶＣ制御は、連続画像形成中に所定の画像形成枚数ごとに行うものとしたが、前回実行してからの時間経過や環境変動など任意の指標に基づく所定のタイミングで実行することができる。毎回の紙間において実行してもよい。

１ 感光ドラム
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写ローラ
９ 給電ローラ
３１ 電流検知回路
３２ 電圧検知回路
５０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｅ２ 二次転写電源

Claims (5)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   イオン導電性を有する層を備え、前記像担持体に接触して転写部を形成し、前記転写部を通過する記録材に前記像担持体からトナー像を転写させる回転可能な転写ローラと、
   前記転写ローラの外周面に接触して給電部を形成する給電部材と、
   前記給電部材を介して前記転写ローラに電流又は電圧を供給する電源と、
   前記転写ローラに電流が供給されている際の電圧、又は前記転写ローラに電圧が供給されている際の電流を検知する検知手段と、
   非画像形成時に、前記電源から前記給電部材を介して前記転写ローラに１水準又は複数水準の所定の試験電流又は試験電圧を供給し、前記試験電流又は前記試験電圧を供給している際の前記検知手段の検知結果に基づいて前記転写のための転写電圧の設定を調整する、調整動作を実行する制御手段と、
   を有し、
   前記転写ローラの回転軸線と略直交する断面において、前記転写ローラの周長を２Ｋ、前記転写ローラの外周に沿った前記給電部から前記転写部までの距離をｋとしたとき、前記給電部材は、次式、
   ０．８Ｋ≦ｋ≦１．２Ｋ
   を満たす位置に配置されており、
   前記制御手段は、前記転写ローラが１周するのにかかる時間を２Ｔとしたとき、前記調整動作において、１水準あたりの前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給する時間ｔを、次式、
   ０．７Ｔ≦ｔ≦１．３Ｔ
   を満たす時間とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記調整動作において、１水準あたりの前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給する時間ｔを、次式、
   ０．９Ｔ≦ｔ≦１．１Ｔ
   を満たす時間とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、画像形成開始指示が入力されてから画像形成を開始するまでの期間に前記調整動作を実行し、該調整動作において３水準以上の前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成における前記像担持体上の画像領域と次の画像領域との間の領域が前記転写部を通過している期間の長さを変更することなく、前記期間中に前記調整動作を実行し、１回あたりの前記期間に少なくとも１水準の所定の試験電流又は試験電圧を０．７Ｔ以上で１．３Ｔ以下の時間印加することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、画像形成開始指示が入力されてから画像形成を開始するまでの第１期間、及び複数の記録材に連続して画像を形成する連続画像形成における前記像担持体上の画像領域と次の画像領域との間の領域が前記転写部を通過している第２期間に、前記調整動作を実行し、前記第１期間に実行する前記調整動作において３水準以上の前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給し、前記第２期間に実行する前記調整動作において前記第１期間に実行する前記調整動作よりも少ない水準の前記試験電流又は前記試験電圧を前記転写ローラに供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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