JP4878635B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ，複写機等の静電記録方式の画像形成装置に関し、感光ドラムなどの像担持体上のトナー像を、記録材や中間転写体などの別の像担持体に転写する方式の画像形成装置に関する。

従来の、例えば、電子写真方式の複写機やＬＢＰ（レーザービームプリンタ）等の画像形成装置は、図９に示すように感光ドラム１（像担持体、電子写真感光体）、帯電器２、露光装置３、現像器４などを備える。画像形成を行う場合には、感光ドラム１の表面を帯電器２により帯電した後、露光装置３によりこの感光ドラム１上に静電潜像を形成する。そして、磁性キャリアとトナーが混在する現像剤を内包する現像器４により、感光ドラム１上の静電潜像に対してトナー像を作像する。感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１に対向配置されたベルト状の中間転写ベルト５（別の像担持体、中間転写体）に静電的に転写（一次転写）される。更に、中間転写ベルト５上のトナー像は、記録材Ｐへ静電的に転写（二次転写）される。このような転写は、それぞれの転写部（一次転写部Ｔ１、二次転写部Ｔ２）に、電源６ａ、６ｂから電圧を印加することにより行う。このために、それぞれの転写部に配置された転写ローラ７ａ、７ｂ（転写手段）に電源６ａ、６ｂが接続されている。このような転写に使用される転写手段としては、近年、ローラタイプが使用されることが一般的であるが、ブレードタイプのものも使用可能である。

転写ローラ７ａ、７ｂは、その抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０（Ω）程度の値に調整されるが、近年、図１０に示すように、導電性の芯金８の外周面に弾性層９を有し、この弾性層９に導電性フィラーを分散させたものが提案されている。例として、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたＥＰＤＭローラやウレタンローラを挙げることができる。また、転写ローラ７ａ、７ｂとして、弾性層９にイオン導電系の材料を含むイオン導電性を有するものを使用する場合もある。例として、ウレタン等の材料自身に導電性を持たせたものや、界面活性剤を弾性層９に分散させたものが挙げられる。

このような転写ローラ７ａ、７ｂは、トナーと同様に機内の温湿度や通電時間に応じて、抵抗が変動しやすいことが知られている。転写ローラ７ａ、７ｂの抵抗変動が発生すると、転写部に適正な電荷を付与することができず、転写不良の発生を誘発することが懸念されている。即ち、印加する電圧が同じでも、抵抗変動により転写部に適正な電流が流れず、転写不良が発生する。このため、以下のように、転写時の転写バイアスを調整する構造が知られている。

まず、ＰＴＶＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式の転写電圧調整方法がある。この方式の場合、プリント動作前に、定電圧制御された転写部に印加する電圧を段階的に振り、同時に転写部に流れる電流値をモニターする。このときの電流と電圧との関係から、目標電流に対する電圧値を導く。そして、その電圧を画像形成時の転写電圧として使用する（以下、定電圧制御の転写電圧調整方法と記す。特許文献１）。また、記録材が像担持体と転写部材との間を通過していない非通過期間である紙間で、順次電圧を増加させ、このときに検出した電流値と目標（ターゲット）電流値とを比較し、転写時の転写電圧を補正する方式も提案されている（特許文献２）。なお、連続プリント中の転写ローラの抵抗変動としては、短期的な変動としては昇温による抵抗低下、長期的には、転写ローラの通電劣化による抵抗上昇が挙げられる。

特開平５−６１１２号公報 特開平１０−２０７２６２号公報

上述の定電圧制御の転写電圧調整方式を使用した特許文献１に記載された構造の場合、画像形成前の前回転中に転写電圧の調整を行うため、連続プリント中の転写ローラの抵抗変動に対応できない。このため、連続プリントを中断して定電圧制御の転写電圧調整を実行し、再び連続プリントに戻るという制御が考えられる。しかしながら、連続プリントを中断して定電圧制御の転写電圧調整方法を実行する方式では、連続プリントを中断するため、定電圧制御の転写電圧調整方法を実施する時間とその回数だけ生産性に影響を与えてしまう。

また。特許文献２には、紙間の電流値をモニターしてターゲット電流値との差分を補正するとの記述があるが、その補正量の決め方が詳細に記載されていない。つまり、電流の差分は分かるが、その差分から電圧値の補正量を決める目安に関して記載されていない。このような補正量は、例えば、画像形成前に行われる定電圧制御の転写電圧調整方法による電流と電圧との関係に基づいて、連続プリント中のモニター電流とターゲット電流の差分から導き出すことが考えられる。但し、機内の温湿度の変化などにより、転写ローラ自体が抵抗変動するため、電流と電圧との関係が、画像形成前に行われた関係に対して変化してしまっている事が考えられる。

この点について、図１１により説明する。この図１１は、初期状態での転写部での電流と電圧との関係、及び、連続プリント中に転写ローラが通電劣化の影響で抵抗上昇した場合の電圧と電流との関係を示したものである。まず、画像形成前（初期状態）の定電圧制御の転写電圧調整方法によって、ターゲット電流ＴｒＩ１に対応するＴｒＶ１が画像形成中に印加されていたとする。その後、連続プリント中の転写ローラの抵抗上昇により、電流と電圧との関係が変化し、ＴｒＶ１を印加したときの電流が低下しＴｒＩ２となったとする。この時、初期の電流と電圧との関係（図中のＩ−Ｖカーブ）から電圧値を補正する場合、次のようになる。即ち、初期のＴｒＩ１に対応する転写電圧ＴｒＶ１と、連続プリント中の転写ローラの抵抗上昇で低下した電流ＴｒＩ２に対応するＴｒＶ２との差分、つまりＴｒＶ１−ＴｒＶ２＝ΔＶ１を、ＴｒＶ１に足して補正する。

しかしながら、このように転写電圧を補正しても、図１１に示すように、初期の状態でのＩ−Ｖカーブと連続プリント中のＩ−Ｖカーブは変わってしまっているため、ＴｒＶ１にΔＶ１を足したとしても、連続プリント中のＩ−Ｖカーブでは電流がＴｒＩ３となる。このため、上述のような補正をしても、目標電流値であるＴｒＩ１に対して不足してしまう。このような不足は、連続プリントが続き、抵抗変動が大きくなればなるほど大きな誤差を生む要因となる。

本発明は、上述のような事情に鑑み、生産性を低下させることなく、転写不良を防止できる構造を実現するものである。

本発明は、像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を転写部で別の像担持体に転写する転写手段と、該転写手段に電圧を印加する電源と、該電源の電圧を制御する制御部と、前記転写部に流れる電流値を検知する電流検知部と、を備えた画像形成装置において、前記制御部は、前記別の像担持体に所定回連続して転写される各トナー像の間部分毎に、それぞれ異なる電圧を前記転写手段に印加し、トナー像を転写する際には、各トナー像の間部分毎でそれぞれ印加される電圧のうち、前記電流検知部により検知した電流値が目標電流値に最も近い値となる電圧を選択して印加するように、前記電源を制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、各トナー像の間部分毎に転写手段に印加したそれぞれ異なる電圧のうち、電流検知部により検知した電流値が目標電流に最も近い値となる電圧を選択して印加している。このため、転写手段の抵抗変化などにより、転写部に流れる電流値が目標電流値から外れても、プリントを中断することなく、電圧を適切に切り替えられる。この結果、生産性を低下させることなく、転写不良を防止できる構造を実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略図。 第１の実施形態に係る転写電圧制御のうち、画像形成前の制御を含むタイムチャート。 同じく連続プリント中の制御を示すタイムチャート。 同じくＮ＋Ｍイメージ間以降の制御を示すタイムチャート。 第１の実施形態の初期の状態とＮ＋Ｍイメージ後との状態での電流と電圧との関係を示す図。 本発明の参考例に係る画像形成装置の概略図。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概略図。 第２の実施形態の初期の状態と、Ｎ＋Ｍイメージ後及びＮ＋Ｍ＋αイメージ後の状態とでの電流と電圧との関係を示す図。 画像形成装置の従来構造の１例を示す概略図。 転写ローラを示す概略斜視図。 従来構造で考えられる転写電圧制御を説明するために、初期の状態と連続プリント中の状態とでの電流と電圧との関係を示す図。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本実施形態を適用した画像形成装置の概略構成を示す。なお、図１において、基本的な構成は、図９で説明した従来構造とほぼ同じであるため、同等部分の説明を省略或は簡略にし、図９で説明していない部分を中心に説明する。感光ドラム１（像担持体）の表面には、この感光ドラム１の矢印Ａ方向への回転に伴い、帯電器２による帯電、画像情報に基づく露光装置３の露光等の周知の電子写真プロセスによって、画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像器４で現像して、感光ドラム１上にトナー像を形成する。なお、符号１０は感光ドラム１の表面電位を検出する電位検出手段である。また、図示は省略するが、感光ドラム１内にドラムヒータを設置し、感光ドラム１の表面付近の温度を一定に保つようにする場合もある。これにより、感光ドラム１の表面付近の雰囲気中の水分量を調整し、前述の静電潜像形成を安定して行える。

また、感光ドラム１の表面に当接されるように配設された、別の像担持体である中間転写ベルト５は、複数の張架ローラ１１〜１５に張架されて矢印Ｂの方向へ回動するようになっている。図示の例では、張架ローラ１１、１２は１次転写部Ｔ１の近傍に配置され、中間転写ベルト５の平坦な一次転写面の形成に用いられる金属製の従動ローラである。また、張架ローラ１３は、中間転写ベルト５の張力を一定に制御するようにしたテンションローラである。また、張架ローラ１４は、中間転写ベルト５の駆動ローラである。また、張架ローラ１５は、二次転写用の対向ローラである。なお、符号１６は、中間転写ベルト５上のトナー像の濃度を検出する濃度検出手段である。

上述の中間転写ベルト５としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等などを使用する。更に、これら各種樹脂またはゴムなどに帯電防止剤として、カーボンブラックを適当量含有させ、その体積抵抗率を１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１３（Ω・ｃｍ）としたものを使用しても良い。また、中間転写ベルト５の厚みは、０．０７〜０．１（ｍｍ）としている。

また、中間転写ベルト５の感光ドラム１に対向する一次転写部Ｔ１において、中間転写ベルト５を挟んで感光ドラム１と反対側（中間転写ベルト５の内側）には、転写手段である一次転写ローラ１７が配置されている。この一次転写ローラ１７に、トナーの帯電極性と逆極性の正極性の一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に１次転写される。一次転写後に感光ドラム１上に残留したトナーは、ドラムクリーナ１８により除去される。なお、上述の一次転写ローラ１７及び次述する二次転写ローラ１９は、前述の図１０に示したような構造としても良い。

また、別の像担持体である記録材Ｐの搬送経路に面した中間転写ベルト５の二次転写部Ｔ２は、転写手段である二次転写ローラ１９と張架ローラ１５とにより構成される。このうちの二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト５のトナー像担持面側（中間転写ベルト５の外側）に配置される。また、張架ローラ１５は、中間転写ベルト５の内側に二次転写ローラ１９と対向して配置される。また、二次転写ローラ１９は、記録材Ｐの搬送方向に関して張架ローラ１５よりも上流にずらして配置される。また、張架ローラ１５は、接地され、二次転写ローラ１９の対向電極をなす。また、二次転写ローラ１９には、トナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアスが印加される。

また、二次転写部Ｔ２の下流には、二次転写後の中間転写ベルト５上に残留したトナーを除去するベルトクリーナ２０が設けられている。尚、前記二次転写ローラ１９及びベルトクリーナ２０は、中間転写ベルト５に対して接離可能に配設されている。そして、複数色のカラー画像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写ローラ１９及びベルトクリーナ２０を通過するまで、これら二次転写ローラ１９及びベルトクリーナ２０が中間転写ベルト５から離間するようにしている。

更に、記録材Ｐは、図示しない搬送路から送られ、レジストローラ２１で一旦位置決め停止させられた後、所定のタイミングで二次転写部Ｔ２へと送り込まれる。二次転写部Ｔ２で記録材Ｐにトナー像が転写された後は、この記録材Ｐを不図示の搬送手段により、二次転写部Ｔ２の下流に配置される不図示の定着器へ搬送し、記録材Ｐにトナー像を溶融固着（定着）する。トナー像を定着した後の記録材Ｐは、不図示の排紙手段により不図示の排紙トレイに排出されるか、両面印刷を行う場合には、不図示の反転搬送手段を介して、再度、画像形成部に送られる。

本実施形態では、上述のような構成を有する画像形成装置で連続印刷を行う場合に、適切に転写電圧を制御するため、次のような構成を備える。まず、転写手段である一次転写ローラ１７と二次転写ローラ１９とにそれぞれ電圧を印加する、電源（高圧電源ＨＶ）２２ａ、２２ｂを備える。また、これら各電源２２ａ、２２ｂの電圧を制御する制御部２３ａ、２３ｂと、一次転写部Ｔ１及び二次転写部Ｔ２に流れる電流値を検知する電流検知部２４ａ、２４ｂとを備える。このうちの制御部２３ａ、２３ｂは、電源２２ａ、２２ｂにそれぞれ設けても良いし、単一のＣＰＵ、例えば、画像形成装置全体を制御するＣＰＵに設けても良い。

このような制御部２３ａ、２３ｂは、中間転写ベルト５又は記録材Ｐに所定回連続して転写される各トナー像の間部分毎に、それぞれ異なる電圧を一次転写ローラ１７と二次転写ローラ１９とに印加する。即ち、一次転写部Ｔ１では、連続してプリントを行う場合に、感光ドラム１からトナー像が中間転写ベルト５に転写された後、次のトナー像の転写を行うまでの間（イメージ間）毎に、それぞれ異なる電圧を印加するように、電源２２ａを制御する。一方、二次転写部Ｔ２では、連続してプリントを行う場合に、中間転写ベルト５からトナー像が記録材Ｐに転写された後、次のトナー像の転写を行うまでの間（紙間）毎に、それぞれ異なる電圧を印加するように、電源２２ｂを制御する。このような異なる電圧の印加は、所定回（例えば５回）を１セットとして繰り返し行なう。この場合に、次のセットで印加する電圧とその前のセットで印加した電圧とが異なっても良い。なお、二次転写ローラ１９に印加する電圧は、後述するように、記録材Ｐの分担電圧を差し引いた電圧値とする。これは、一次転写部Ｔ１では記録材Ｐが存在しないのに対して、二次転写部Ｔ２では記録材Ｐが存在するため、この記録材Ｐの分担電圧を考慮しなければならないためである。

このように、各トナー像の間部分毎に印加された電圧毎に、一次転写部Ｔ１又は二次転写部Ｔ２に流れる電流を、電流検知部２４ａ、２４ｂにより検知する。これら電流検知部２４ａ、２４ｂにより検知した電流値は、その時の電圧値と共に、制御部２３ａ、２３ｂ内又は画像形成装置のＣＰＵ内のメモリなどの記憶部２５ａ、２５ｂに記憶される。これら記憶部２５ａ、２５ｂに記憶されるデータは、電圧値が変化する範囲が一回りした（１セットが終了した）場合や、トナー像を転写する際に印加する電圧を切り替えた場合などに更新される。

トナー像を中間転写ベルト５又は記録材Ｐに転写する際には、制御部２３ａ、２３ｂは、上述のように各イメージ間又は紙間毎でそれぞれ印加される電圧のうち、電流検知部２４ａ、２４ｂにより検知した電流値が目標電流値に最も近い値となる電圧を選択する。この電圧の選択は、一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２とで別々に行っても良いし、同じ値を選択するようにしても良い。即ち、一次転写ローラ１７と二次転写ローラ１９とは、別々の部材で設置される場所も異なるため、抵抗変化が一致するとは限らない。このため、一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２とで別々に電圧の選択を行なうことが好ましい。一方、一次転写ローラ１７と二次転写ローラ１９との抵抗変化に大きな差異がない場合や、これらの抵抗変化同士に所定の関係があれば、何れか一方の転写部でのみ電流検知や電圧の選択を行い、他方は同一の値或は所定の係数を掛けた値を使用しても良い。これにより、部品点数の削減などを図れ、低コスト化を図れる。何れにしても、トナー像を転写する際には、それぞれの転写部で選択した電圧、或は同一又は一定の係数を掛けた電圧、また、二次転写ローラ１９には記録材Ｐの分担電圧を加算した電圧を印加するように、電源２２ａ、２２ｂを制御する。

上述のような制御について、より具体的に説明する。なお、一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２とでの制御は、記録材Ｐの分担電圧を考慮する以外、基本的に同じであるため、以下の説明では、一次転写部Ｔ１について行う。図２は、画像形成前に１イメージ（トナー像）目から、一次転写ローラ１７に印加する転写電圧（バイアス）の調整を行う定電圧制御の転写電圧調整方法を説明するためのタイムチャートである。図２では、感光ドラム１表面の電位の推移（Ｄｒ電位推移）と、一次転写ローラ１７に印加する電圧の推移（１転電圧推移）とを、並べて示している。即ち、図の上側の実線はＤｒ電位の推移を、図の下側の実線は１転電圧の推移を、それぞれ示している。また、ここでは、デューティー比１００％のベタ黒画像を連続でプリントしているため、画像（イメージ）部はベタ電位、トナー像の間部分はベタ白電位となる。なお、図の表示に関しては、後述する図３及び図４も同様である。

本実施形態では、まず、図２に示すように、Ｄｒ電位がベタ白電位になってから、図中のＰＴＶＣ実施期間で電圧を段階的に変化させ、目標となる電流（目標電流値）に対する電圧（図中の転写電圧Ｖｔ１、ターゲット電圧）を算出する。例えば、画像形成前に、感光ドラム１の表面を帯電器２により一様に帯電させ、帯電した部分が一次転写部Ｔ１に到達した時点で、電源２２ａにより一次転写ローラ１７に段階的に電圧を変化させて印加する。また、この際に流れる電流値をそれぞれ電流検知部２４ａにより検知する。そして、初期状態での一次転写部Ｔ１での電流と電圧との関係を導き出し、この関係から、目標電流値に対応した電圧値（ターゲット電圧Ｖｔ１）を求める。

図３は、連続プリント中のＮ番目イメージ（トナー像）間（Ｎイメージ間）以降の制御を示したタイムチャートである。即ち、図のＮイメージ間、Ｎ＋１イメージ間、Ｎ＋２イメージ間・・・と矢印で記された期間が、其々連続プリント中のトナー像の間部分である。このとき、各イメージ間で一次転写ローラ１７に印加する電圧は、イメージ間毎にＶｔｂ１〜Ｖｔｂ５まで、段階的に電圧を変化させていく。即ち、制御部２３ａにより電源２２ａを制御し、一次転写ローラ１７に印加する電圧を、Ｎイメージ間ではＶｔｂ１、Ｎ＋１イメージ間ではＶｔｂ２・・・とする。

これらＶｔｂ１〜Ｖｔｂ５の電圧は、それぞれ異なる電圧であり、Ｖｔｂ１から予め定めた電圧差に基づいて段階的に上昇していく。また、その電圧差は、例えば、温湿度などの環境から一次転写ローラ１７に含まれる水分量を考慮し、この一次転写ローラ１７の抵抗を予測して定める。例えば、機内に設置された温湿度などを計測する環境センサにより、機内の湿度が高いと判断した場合には、一次転写ローラ１７に含まれる水分量が多いと考えられるため、一次転写ローラ１７の抵抗は低いと予測される。この場合、電圧差を大きく変化させると流れる電流値も大きく変化するため、ターゲット電流値から大幅に外れてしまう可能性がある。したがって、Ｖｔｂ１〜Ｖｔｂ５の電圧差を小さくする。一方、一次転写ローラ１７に含まれる水分量が少なく、一次転写ローラ１７の抵抗が高いと、電圧差が小さく変化させた場合に流れる電流値の変化が小さいため、ターゲット電流の変化に対応させにくいと考えられる。したがって、Ｖｔｂ１〜Ｖｔｂ５の電圧差を大きくする。このために、本実施形態では、温湿度環境に応じて、複数の電圧差に関するテーブルを有する。

また、本実施形態では、Ｖｔｂ１〜Ｖｔｂ５のうちのＶｔｂ３を、トナー像を転写する際に印加する電圧である初期の状態で定めたターゲット電圧Ｖｔ１と同じとしている。このように段階的に変化したＶｔｂ１〜Ｖｔｂ５を印加した際に一次転写部Ｔ１に流れる電流は、電流検知部２４ａによりそれぞれ検知する。そして、それぞれの電圧値と電流値を記憶部２５ａに記憶する。

図４は、連続プリントが進みＮ＋Ｍ番目イメージ間（Ｎ＋Ｍイメージ間）以降の制御を示したタイムチャートである。この段階では、一次転写ローラ１７の抵抗が低下し、ターゲット電圧Ｖｔ１（＝Ｖｔｂ３）を印加した場合に一次転写部Ｔ１に流れる電流値が、目標電流値よりも大きくなっている。この点について、図５を参照しつつ説明する。連続プリントが進み、短期的に機内昇温、更には一次転写ローラ１７自体の昇温によって一次転写ローラ１７の抵抗が低下した場合、図５に示すように、初期の状態での電流と電圧との関係と、Ｎ＋Ｍイメージ後の電流と電圧との関係が異なる。具体的には、イメージ間及び画像部に印加する電圧をＶｔｂ３で定電圧制御した時の電流値が上昇する。図示の例では、仮の数値として目標電流値を５０μＡとしたとき、初期のＩ−ＶカーブからはＶｔｂ３で５０μＡ流れていたものが、Ｎ＋Ｍイメージ後のＩ−Ｖカーブでは、一次転写ローラ１７の抵抗低下で６０μＡに上昇している事を示している。

このとき、Ｎ＋Ｍイメージ後のＩ−Ｖカーブでは、イメージ間で段階的に変化させていた電圧のうち、Ｖｔｂ２を印加したときに流れる電流が、５０μＡであるとする。この場合に、上述のＶｔｂ１〜Ｖｔｂ５のうち、目標電流値に最も近い電流値（本実施形態では同じ電流値）となる電圧Ｖｔｂ２を、このＶｔｂ２を印加した図４のＮ＋Ｍ＋１イメージ間以降で印加する。即ち、このＶｔｂ２を、Ｎ＋Ｍ＋１イメージ間以降のトナー像を転写する際に印加するように、制御部２３ａにより電源２２ａを制御する。言い換えれば、Ｎ＋Ｍ＋１イメージ間以降のトナー像の転写電圧をＶｔｂ３（Ｖｔ１）からＶｔｂ２（Ｖｔ２）に切り替える。したがって、これ以降は、ターゲット電圧がＶｔｂ２となる。

切り替えた後のＮ＋Ｍ＋２イメージ間以降では、Ｖｔｂ１〜Ｖｔｂ５をこれまで通りイメージ間毎で印加する。そして、転写電圧Ｖｔｂ２を印加したときの電流値が目標電流値である５０μＡを外れたら、例えば、Ｖｔｂ１或いはＶｔｂ３印加時の電流値のうち５０μＡに近い電流値に対応する電圧に切り替えるようにする。

なお、各トナー像の間部分毎に印加される電圧は、トナー像を転写する際に印加する電圧値を含むようにすることが好ましい。上述の場合、最初の段階ではＶｔｂ３を、次の段階ではＶｔｂ２を含むようにしている。これは、仮にＶｔｂ２を印加した場合に流れる電流値が目標電流値とは一致していないが、最も近い値である場合でも同様である。即ち、本実施形態では、複数種類の電圧を印加して、これらの電圧のうち、目標電流値に最も近い電流値となる電圧を選択するようにしている。したがって、選択した電圧を印加した場合でも目標電流値と一致しない場合がある。但し、連続プリントが進んでいくと、この電圧を印加した際に流れる電流値がより目標電流値に近づく場合が考えられる。また、環境の変化によっては、目標電流値に対する電圧が、一度この電圧から離れていく傾向となっても、再度近づくことも考えられる。したがって、次の段階で、各イメージ間毎に複数の電圧を印加する際に、トナー像を転写する際に印加する電圧を含むようにすることが好ましい。

また、各イメージ間毎に印加される電圧は、予め定めた電圧差に基づいて所定の回数変化し、電圧値が変化する範囲は、トナー像を転写する際に印加した電圧値を中心とする範囲に更新するようにしても良い。上述の説明では、各イメージ間毎に印加される電圧は、５回変化し、Ｎ＋Ｍイメージ間まではＶｔｂ３を中心とする範囲としている。そして、Ｎ＋Ｍ＋１イメージ間以降でも、Ｖｔｂ３を中心とした範囲としている。これに対して、Ｎ＋Ｍ＋１イメージ間以降は、トナー像を転写する際に印加した電圧値（ターゲット電圧）がＶｔｂ２となるため、電圧値が変化する範囲を、このＶｔｂ２を中心とする範囲に更新する。この場合、Ｖｔｂ５は印加せず、Ｖｔｂ１よりも小さい電圧（例えばＶｔｂ０）を印加する。このように、各イメージ間毎に印加される電圧の範囲を、ターゲット電圧を中心とする範囲とするように更新すれば、環境変化による目標電流値の変化に対応し易い。また、最終的に初期の目標電流値から大きくずれた場合でもその値に追従して目標電流値を切り替えられる。

上述のような本実施形態によれば、電流と電圧との関係（Ｉ−Ｖカーブ）が初期の状態から変化しても、目標電流値に最も近い電流値となる電圧を選択して印加するようにしている。このため、このＩ−Ｖカーブの変化に拘らず、その時点での一次転写部Ｔ１の抵抗に対して適正な転写電圧の補正を行う事ができる。この結果、機内の環境変化や一次転写ローラ１７自体の温度変化によって、この一次転写ローラ１７の抵抗が変化し、定電圧制御したときの電流値が変化しても、転写電圧を適切に切り替えられ、転写不良を防止できる。また、このような選択を行うための電圧と電流とのデータは、各トナー像の間部分（イメージ間）毎に一次転写ローラ１７にそれぞれ異なる電圧を印加して得ているため、この動作を行うためにプリントを中断することがない。この結果、プリント中断による生産性の低下を防止できる。

なお、各イメージ間で段階的に変化させる電圧に関しては、その電圧の間隔、或いはステップ数は、上述の実施形態で説明したもの以外でも構わず、電圧の間隔を細かく、ステップ数を多く取れば、より細かい制御が可能となる。また、一次転写ローラ１７の形状誤差などによる１周内での電流値の変化（周ムラ）を考慮する場合、周ムラを平均化するために、上記イメージ間で印加する電圧を任意の枚数（Ｘ枚）でホールドするようにしても良い。即ち、Ｘ枚印刷する間の各イメージ間で印加する電圧を一定とする。そして、その時の電流値の平均値を算出して、その電圧での電流値とする。この場合、上述の５種類の電圧を印加すると、５×Ｘ回のイメージ間での電圧印加が必要になるが、制御の精度をより向上させられる。

また、上述の説明では、イメージ間又は紙間の転写電圧を５点で変化させる構成について説明したが、その点数は複数であれば良く、例えば、一次転写ローラ１７又は二次転写ローラ１９に印加するＶｔｂ３を挟み込む２点があれば制御が可能である。但し、その場合は２点の電圧はＶｔｂ３を挟み込むことが重要となるので、挟み込む２点の電圧設定が重要となる。また、各イメージ間又は紙間で印加する複数の電圧は、上述のように段階的に上昇させる以外に、下降させるようにしても良い。また、このような電圧の段階的な変化は、予め定めた条件に基づいて行うが、この条件として、上昇或は下降以外に、ある電圧値に収束していくように定めても良い。例えば、初期の状態で求めた目標電流値に対する電圧値を収束値とし、この収束値に向かってこの収束値よりも大きい電圧値と小さい電圧値と交互に、且つ、振れ幅が小さくなるように印加することもできる。このような構成の場合も、段階的に上昇或は下降させた場合と同様に適切な電圧に切り替え可能である。また、このように段階的に変化させることにより、目標電流値の変化に対応した制御が行ない易く、時間的な影響を少なくできる。これに対して、例えば、任意に電圧を印加した場合、目標電流値に対応した電圧を得るのに時間がかかる場合がある。

また、上述の説明では、一次転写部Ｔ１について説明したが、二次転写部Ｔ２においても上述の場合と同様に行える。但し、二次転写部Ｔ２の場合には、記録材Ｐの抵抗を考慮する必要がある。即ち、二次転写部Ｔ２では、中間転写ベルト５上のトナー像を記録材Ｐに転写する際に、二次転写ローラ１９に電圧を印加する。このため、二次転写ローラ１９に印加する電圧は、記録材Ｐの抵抗を考慮して、記録材Ｐが存在しない状態（紙間）よりも大きくする必要がある。この紙間で電圧Ｖｔを印加した場合に、二次転写部Ｔ２に電流Ｉｔが流れるとすると、記録材Ｐが存在する場合には、この記録材Ｐの抵抗を考慮して、Ｖｔ＋Ｖｐの電圧を印加しなければ同じ電流Ｉｔが流れない。このＶｐを記録材の分担電圧とする。

本実施形態では、記録材Ｐにトナー像を転写する際には、Ｖｔ＋Ｖｐを印加し、各紙間では、この記録材の分担電圧Ｖｐを差し引いた電圧値Ｖｔを印加する。このＶｔは二次転写ローラ１９の抵抗の変化により変化するものであるため、上述した場合と同様に、各紙間毎に電圧値Ｖｔを変化させ、その時の電流値を検知し、目標電流値に最も近い電圧を選択する。そして、トナー像を転写する際には、この選択した電圧に記録材の分担電圧Ｖｐを加算して印加する。これにより、機内の環境変化や二次転写ローラ１９自体の温度変化によって、この二次転写ローラ１９の抵抗が変化して定電圧制御したときの電流値が変化しても、転写電圧を適切に切り替えられ、転写不良を防止できる。また、プリント中断による生産性の低下を防止できる。なお、記録材の分担電圧Ｖｐも機内の温湿度環境による変化するため、この分担電圧Ｖｐを環境の変化に応じて変化させれば、より適切な転写電圧を印加できる。この分担電圧Ｖｐに関するデータは、予め実験などにより求め、例えば、ＣＰＵ内に記憶しておく。

＜参考例＞
本発明の参考例について、図６を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、定電圧制御の転写電圧調整方法で説明してきたが、画像形成時は定電圧で、転写電圧調整時のみ定電流制御に切り替えても良い。この場合、転写電圧調整時に、画像形成時に印加したい目標電流を印加して、モニターした電圧値を画像形成時に印加する。具体的には、電源２２ａ、２２ｂは、定電流制御と定電圧制御とを切り替え可能に構成される。また、定電流制御を行った場合に一次転写ローラ１７及び二次転写ローラ１９に印加される電圧値を検知する電圧検知部２６ａ、２６ｂを備える。制御部２３ａ、２３ｂは、各トナー像の間部分（イメージ間、紙間）毎に定電流制御により目標電流を印加するように、電源２２ａ、２２ｂを制御する。この時、電圧検知部２６ａ、２６ｂにより、各トナー像の間部分毎でそれぞれ印加される目標電流値に対応する電圧を検知する。また、この時の電圧を記憶部２５ａ、２５ｂに記憶する。そして、トナー像を転写する際には、記憶部２５ａ、２５ｂに記憶した電圧を定電圧制御により印加するように、電源２２ａ、２２ｂを制御する。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について図７、８を用いて説明する。本実施形態では、前述の第１の実施形態の構成に加えて、電流検知部２４ａ、２４ｂにより検知した複数の電流値及びその時に印加された電圧値に基づき、電流値と電圧値との関係を導き出す演算部２７ａ、２７ｂを備える。制御部２３ａ、２３ｂは、第１の実施形態と同様に、中間転写ベルト５又は記録材Ｐに連続して転写される各トナー像の間部分（イメージ間、紙間）毎に、それぞれ異なる電圧を一次転写ローラ１７又は二次転写ローラ１９に印加する。特に本実施形態では、電流検知部２４ａ、２４ｂにより検知した、各トナー像の間部分毎でそれぞれ印加される電圧値及びこの電圧値に対する電流値に基づいて、演算部２７ａ、２７ｂにより電流値と電圧値との関係を導き出す。また、この導き出した関係から目標電流値に対応した電圧値を求める。そして、トナー像を転写する際には、この電圧を印加するように、制御部２３ａ、２３ｂにより電源２２ａ、２２ｂを制御する。

即ち、図８に示すように、一次転写部Ｔ１で各イメージ間毎に印加した電圧Ｖｔｂ１〜Ｖｔｂ５と、この時の電流値との５点の電流及び電圧のデータから、初期にＩ−Ｖカーブを求めた場合と同様に、Ｎ＋Ｍイメージ後のＩ−Ｖカーブを求める。次に、このような電流と電圧との関係から、目標電流値に対する電圧を導く。このとき、導かれた電圧（仮にＶｔｂ３’とする）が、初期のＰＴＶＣで決められた電圧Ｖｔｂ３と異なる場合、一次転写ローラ１７に印加する電圧をＶｔｂ３から新たにＶｔｂ３’とする。同様に、次のＶｔｂ１〜Ｖｔｂ５の５点の電流及び電圧データから、目標電流に対する電圧（仮にＶｔｂ３”とする）がＶｔｂ３’と異なる場合に、新たにＶｔｂ３”を一次転写ローラ１７に印加する。なお、二次転写部Ｔ２では、記録材Ｐの分担電圧Ｖｐを考慮して、同様の制御を行う。本実施形態では、このように、電流と電圧との関係を随時求めて、それに応じた補正を繰り返す事で、より高精度な制御を行う事ができる。その他の構成及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。

なお、上述の各実施形態の説明では、１個の感光ドラムと中間転写ベルトとを備えた中間転写型の構成について説明したが、本発明は、トナー像の転写に伴って転写手段に電流が流れる画像形成装置であれば適用可能である。例えば、中間転写ベルトを備えずに、記録材を感光ドラムとの転写部に直接搬送する記録材搬送型や、感光ドラムを複数並べたタンデム型などにも適用可能である。

１・・・感光ドラム、５・・・中間転写ベルト、１７・・・一次転写ローラ、１９・・・二次転写ローラ、２２ａ、２２ｂ・・・電源、２３ａ、２３ｂ・・・制御部、２４ａ、２４ｂ・・・電流検知部、２６ａ、２６ｂ・・・電圧検知部、２７ａ、２７ｂ・・・演算部、Ｐ・・・記録材、Ｔ１・・・一次転写部、Ｔ２・・・二次転写部

Claims (7)

1. 像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を転写部で別の像担持体に転写する転写手段と、該転写手段に電圧を印加する電源と、該電源の電圧を制御する制御部と、前記転写部に流れる電流値を検知する電流検知部と、を備えた画像形成装置において、
   前記制御部は、前記別の像担持体に所定回連続して転写される各トナー像の間部分毎に、それぞれ異なる電圧を前記転写手段に印加し、トナー像を転写する際には、各トナー像の間部分毎でそれぞれ印加される電圧のうち、前記電流検知部により検知した電流値が目標電流値に最も近い値となる電圧を選択して印加するように、前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像を転写部で別の像担持体に転写する転写手段と、該転写手段に電圧を印加する電源と、該電源の電圧を制御する制御部と、前記転写部に流れる電流値を検知する電流検知部と、を備えた画像形成装置において、
   前記電流検知部により検知した複数の電流値及びその時に印加された電圧値に基づき、電流値と電圧値との関係を導き出す演算部を備え、
   前記制御部は、前記別の像担持体に所定回連続して転写される各トナー像の間部分毎に、それぞれ異なる電圧を前記転写手段に印加し、トナー像を転写する際には、前記電流検知部により検知した、各トナー像の間部分毎でそれぞれ印加される異なる電圧値及びこの電圧値に対する電流値に基づいて、前記演算部により導き出した電流値と電圧値との関係から、目標電流値に対応した電圧を印加するように、前記電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記別の像担持体に連続して転写される各トナー像の間部分毎に印加される電圧は、トナー像を転写する際に印加する電圧値を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記別の像担持体が記録材であり、前記別の像担持体に連続して転写される各トナー像の間部分毎に印加される電圧は、トナー像を転写する際に印加する記録材の分担電圧を差し引いた電圧値であることを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記別の像担持体に連続して転写される各トナー像の間部分毎に印加される電圧を、予め定めた条件に基づいて段階的に変化させていくことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記別の像担持体に連続して転写される各トナー像の間部分毎に印加される電圧を、段階的に上昇或は下降させていくことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記別の像担持体に連続して転写される各トナー像の間部分毎に印加される電圧は、予め定めた電圧差に基づいて所定の回数変化し、電圧値が変化する範囲は、トナー像を転写する際に印加した電圧値を中心とする範囲に更新されることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。

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