JP6834438B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本開示は、画像形成装置に備えられる転写部材に印加する転写電圧を制御するための技術に関する。

ＭＦＰ（Multi-Functional Peripheral）などの画像形成装置が普及している。電子写真方式の画像形成装置は、入力された画像パターンに従ってトナー像を感光体上に形成する。画像形成装置には、転写ベルトを間に挟んで感光体に対向するように転写ローラーが設けられている。トナー像と反対極性の電圧が転写ローラーに印加されることによって、トナー像は、感光体から転写ベルトに転写される。通常、画像形成装置は、転写ローラーに印加する電圧（以下、「転写電圧」ともいう。）を印刷開始前に決定する。

転写電圧の決定方法の１つとして、ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）が知られている。これは、転写ローラーに定電流を流したときに転写ローラーに生じる電圧（以下、「ＡＴＶＣ電圧」ともいう。）を転写ローラーの抵抗値として代用し、当該電圧に基づいて転写電圧を決定するものである。特開２００７−１８３３０９号公報（特許文献１）および特開２００３−２４１４４４号公報（特許文献２）は、ＡＴＶＣを採用した画像形成装置を開示している。

特開２００７−１８３３０９号公報 特開２００３−２４１４４４号公報

感光体は、使用されると、その表面が摩耗していく。感光体表面の膜厚が薄くなると、印刷不良が生じる。そのため、ユーザーは、感光体を定期的に交換する必要がある。近年、感光体の交換時期を先に延ばすために、膜厚が厚い感光体が利用されている。このような感光体が搭載される画像形成装置に対してＡＴＶＣが採用されると、画像形成装置は、転写ローラーの抵抗と感光体の静電容量とを同時に検知してしまい、ＡＴＶＣ電圧は想定よりも高くなる。その結果、画像形成装置は、転写電圧を適切に決定することができなくなる。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、感光体の膜厚に関わらず転写電圧を適切に制御することができる画像形成装置を提供することである。他の局面における目的は、感光体の膜厚に関わらず転写電圧を適切に制御することができる画像形成装置の制御方法を提供することである。さらに他の局面における目的は、感光体の膜厚に関わらず転写電圧を適切に制御することができる画像形成装置の制御プログラムを提供することである。

ある局面に従うと、画像形成装置は、感光体と、被転写体を介して上記感光体に対向して配置され、上記感光体上に形成されたトナー像を上記被転写体に転写させるための転写部材と、上記転写部材に電気的に接続されている電源と、上記電源から上記転写部材に定電流を流すことにより上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するための測定部と、上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を記憶するための記憶部とを備える。上記使用量は、上記測定部によって測定される電圧の値を含む。上記画像形成装置は、上記画像形成装置内の温度と、上記画像形成装置内の湿度と、上記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するための取得部と、上記電源の出力電圧を制御するための制御装置とを備える。上記制御装置による上記電源の制御モードは、上記測定部によって測定された電圧の値に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第１制御モードと、上記取得部によって取得された上記指標に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第２制御モードとを含む。上記制御装置は、上記記憶部に記憶されている上記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、当該制御装置の制御モードを上記第２制御モードから上記第１制御モードに切り替える。上記予め定められた条件は、上記測定部によって順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる。

好ましくは、上記記憶部に記憶されている上記使用量は、上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方の駆動量を含む。上記予め定められた条件は、上記駆動量が所定値を超えた場合に満たされる。

好ましくは、上記記憶部に記憶されている上記使用量は、上記感光体の膜厚を含む。上記予め定められた条件は、上記膜厚が所定値を下回った場合に満たされる。

好ましくは、上記画像形成装置は、上記感光体の膜厚を検知するための検知部をさらに備える。

好ましくは、上記制御装置は、上記予め定められた条件が満たされる前においては、上記第２制御モードで上記電源の出力電圧を決定し、上記予め定められた条件が満たされる後においては、上記第１制御モードで上記電源の出力電圧を決定する。

他の局面に従うと、上記画像形成装置は、感光体と、被転写体を介して上記感光体に対向して配置され、上記感光体上に形成されたトナー像を上記被転写体に転写させるための転写部材と、上記転写部材に電気的に接続されている電源とを備える。上記画像形成装置の上記制御方法は、上記電源から上記転写部材に定電流を流すことにより上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するステップと、上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を取得するステップとを備える。上記使用量は、上記測定するステップで測定される電圧の値を含む。上記制御方法は、さらに、上記画像形成装置内の温度と、上記画像形成装置内の湿度と、上記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するステップと、上記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、上記電源の制御モードを、上記測定するステップで測定された電圧の値に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第１制御モードから、上記取得するステップで取得された上記指標に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第２制御モードに切り替えるステップとを備える。上記予め定められた条件は、上記測定するステップで順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる。

画像形成装置は、感光体と、被転写体を介して上記感光体に対向して配置され、上記感光体上に形成されたトナー像を上記被転写体に転写させるための転写部材と、上記転写部材に電気的に接続されている電源とを備える。上記制御プログラムは、上記画像形成装置に、上記電源から上記転写部材に定電流を流すことにより上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するステップと、上記感光体および上記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を取得するステップとを備える。上記使用量は、上記測定するステップで測定される電圧の値を含む。上記制御プログラムは、上記画像形成装置に、さらに、上記画像形成装置内の温度と、上記画像形成装置内の湿度と、上記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するステップと、上記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、上記電源の制御モードを、上記測定するステップで測定された電圧の値に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第１制御モードから、上記取得するステップで取得された上記指標に基づいて上記電源の出力電圧を決定する第２制御モードに切り替えるステップとを実行させる。上記予め定められた条件は、上記測定するステップで順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる。

ある局面において、感光体の膜厚に関わらず転写電圧を適切に制御することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

実施の形態に従う画像形成装置の内部構造の一例を示す図である。 転写電圧を決定するために必要な構成の一例を示す図である。 転写電圧を決定するために必要な構成の一例を示す図である。 実施の形態に従う画像形成装置の機能構成の一例を示す図である。 制御モードの決定時に参照される制御テーブルの一例を示す図である。 感光体の膜厚を検知するための構成の一例を示す図である。 制御モードの決定時に参照される制御テーブルの一例を示す図である。 使用量と、測定部によって電圧との関係を示す図である。 関係式テーブルの一例を示す図である。 補正テーブルの一例を示す図である。 電圧テーブルの一例を示す図である。 実施の形態に従う画像形成装置の制御装置が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。 制御モードが推定モードである場合に実行される制御フローを示す図である。 制御モードがＡＴＶＣモードである場合に実行される制御フローを示す図である。 実施の形態に従う画像形成装置の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

［画像形成装置１００の内部構造］
図１を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。

図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、脱着可能に構成されているトナーボトル１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋと、中間転写ベルト３０と、転写ローラー３１，３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、クリーニング装置４２と、定着装置５０と、制御装置１０１とを備える。

画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を感光体１０に形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を感光体１０に形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を感光体１０に形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を感光体１０に形成する。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、回転可能に構成されている感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１３と、現像装置１４と、クリーニング装置１７とを備える。

帯電装置１１は、帯電ローラー１２を含む。帯電ローラー１２は、感光体１０に当接している。帯電ローラー１２は、感光体１０の表面を所定電位に一様に帯電させる。

露光装置１３は、制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。

現像装置１４は、感光体１０上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。より具体的には、現像装置１４は、現像ローラー１５を回転させながら、現像ローラー１５に現像バイアスを印加し、現像ローラー１５の表面にトナーを付着させる。トナーは、現像ローラー１５から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。

感光体１０と中間転写ベルト３０とは、転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。トナー像と反対極性の転写電圧が転写ローラー３１に印加されることによって、トナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。

中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８と駆動ローラー３９とに張架されている。駆動ローラー３９はモーター（図示しない）に接続されている。制御装置１０１が当該モーターを制御することにより、駆動ローラー３９は回転する。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー像が転写ローラー３３に送られる。

クリーニング装置１７は、感光体１０から中間転写ベルト３０へのトナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。

カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って転写ローラー３３に送られる。制御装置１０１は、用紙Ｓが送り出されるタイミングに合わせて、転写ローラー３３に印加する転写電圧を制御する。

転写ローラー３３は、トナー像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト３０から転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー像が転写される。転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって制御される。その結果、中間転写ベルト３０上のトナー像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。

定着装置５０は、定着装置５０を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー像は用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。

クリーニング装置４２は、中間転写ベルト３０から用紙Ｓへのトナー像の転写後に中間転写ベルト３０の表面に残留するトナーを回収する。回収されたトナーは、搬送スクリュー（図示しない）で搬送され、廃トナー容器（図示しない）に貯められる。

［転写電圧の決定方法］
図２および図３を参照して、印刷時に電源６０から転写ローラー３１に印加される出力電圧（すなわち、転写電圧）の決定方法について説明する。図２および図３は、転写電圧を決定するために必要な構成の一例を示す図である。図２および図３では、感光体１０および転写ローラー３１がそれぞれ異なる方向から示されている。

図２および図３に示されるように、転写ローラー３１（転写部材）は、中間転写ベルト３０（被転写体）を介して感光体１０に対向して配置されており、感光体１０上に形成されたトナー像を転写ローラー３１に転写させる。感光体１０の内部には、導電性を有する芯金１０Ａが設けられている。芯金１０Ａは、グランドＧに接続されている。転写ローラー３１の内部には、導電性を有する芯金３１Ａが設けられている。

転写ローラー３１の芯金３１Ａには、電源６０および測定部６３が電気的に接続されている。電源６０は、定電圧源６１と定電流源６２とで構成されている。電源６０からの出力電圧は、制御装置１０１によって制御される。

本実施の形態に従う画像形成装置１００は、電源６０の出力電圧を決定するための制御モードとして、ＡＴＶＣモード（第１制御モード）と、推定モード（第２制御モード）とを含む。

ＡＴＶＣモードにおいては、制御装置１０１は、定電流を出力するための命令（ＯＮ信号）を定電流源６２に出力する。定電流源６２は、当該出力命令を受けると、転写ローラー３１に定電流を流す。当該定電流は、測定部６３、転写ローラー３１、中間転写ベルト３０、感光体１０、グランドＧに順に流れる。

測定部６３は、転写ローラー３１に定電流を流すことにより転写ローラー３１に発生するＡＴＶＣ電圧を転写ローラー３１の抵抗値の代用として測定する。なお、測定部６３は、転写ローラー３１に発生するＡＴＶＣ電圧の代わりに、感光体１０に発生する電圧をＡＴＶＣ電圧として測定してもよいし、感光体１０および転写ローラー３１に発生する電圧の合計をＡＴＶＣ電圧として測定してもよい。測定部６３によって測定されたＡＴＶＣ電圧は、制御装置１０１にフィードバックされる。

制御装置１０１は、測定部６３によって測定されたＡＴＶＣ電圧に基づいて、転写電圧を決定する。ＡＴＶＣ電圧と転写電圧との関係は、実験やシミュレーションなどで予め求められている。印刷時には、ＡＴＶＣ電圧から決定された一定の転写電圧が電源６０から出力される。

推定モードにおいては、制御装置１０１は、ＡＴＶＣ電圧とは異なる指標に基づいて転写電圧を決定する。一例として、当該指標は、画像形成装置１００内の温度、画像形成装置１００内の湿度、転写ローラー３１のこれまでの使用量、または、転写電圧に影響を与えるその他の指標である。制御装置１０１は、これらの指標の一部または全部に基づいて転写電圧を決定する。推定モードの詳細については後述する。

感光体１０が摩耗していない初期段階では、測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧が感光体１０の膜厚に応じて大きくなる。この場合、制御装置１０１は、転写電圧を適切に設定することができない。そこで、制御装置１０１は、感光体１０の使用量が比較的少ない初期段階では、制御モードを推定モードに設定し、感光体１０の使用量が所定値を超えると制御モードをＡＴＶＣモードに設定する。これにより、制御装置１０１は、感光体１０の膜厚に関わらず適切な転写電圧を設定することができる。

［画像形成装置１００の機能構成］
図４を参照して、画像形成装置１００の機能について説明する。図４は、画像形成装置１００の機能構成の一例を示す図である。

図４に示されるように、画像形成装置１００の制御装置１０１は、更新部１５２と、切替部１５４と、ＡＴＶＣモードで転写電圧を決定する第１制御部１５６と、推定モードで転写電圧を決定する第２制御部１５８とを含む。

更新部１５２は、ユーザーからの印刷指示によって感光体１０および転写ローラー３１の少なくとも一方が駆動される度に使用量１２３を更新する。典型的には、使用量１２３は、未使用時から現在までの感光体１０の利用量を示す。あるいは、使用量１２３は、未使用時から現在までの転写ローラー３１の利用量を示す。

一例として、使用量１２３は、印刷枚数で表わされる。この場合、当該印刷枚数は、画像形成装置１００に搭載されている印刷カウンタ（図示しない）などから取得される。あるいは、使用量１２３は、感光体１０の走行距離で表わされてもよい。当該走行距離は、たとえば、感光体１０を駆動するモーターの制御値から特定される。あるいは、使用量１２３は、感光体１０の回転数で表わされてもよい。

切替部１５４は、使用量１２３が予め定められた条件（以下、「モード切替条件」ともいう。）を満たしたことに基づいて、転写電圧を決定するための制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。より具体的には、切替部１５４は、モード切替条件が満たされる前においては、推定モードで転写電圧を決定し、モード切替条件が満たされる後においては、ＡＴＶＣモードで転写電圧を決定する。つまり、切替部１５４は、使用量１２３が比較的少ない初期段階では、制御モードを推定モードに設定し、使用量１２３が所定値を超えると制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。

［モード切替条件］
上述のように、切替部１５４は、感光体１０および転写ローラー３１の少なくとも一方の使用が進んでいることを示すモード切替条件が満たされた場合に、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。使用量１２３がモード切替条件を満たしたか否かは、様々な指標に基づいて判断され得る。以下では、図５〜図８を参照して、モード切替条件が満たされる場合の様々な具体例について説明する。

（具体例１）
モード切替条件が満たされる場合の具体例１について説明する。

具体例１においては、上述の使用量１２３は、未使用時からの感光体１０の駆動量で表わされる。一例として、感光体１０の駆動量は、感光体１０の回転数や走行距離で表わされる。回転回数や走行距離は、たとえば、感光体１０を駆動するモーターの制御値から特定される。あるいは、感光体１０の駆動量は、印刷枚数で表わされる。当該印刷枚数は、たとえば、画像形成装置１００に搭載されている印刷カウンタ（図示しない）から取得される。切替部１５４は、感光体１０の駆動量が所定値を超えた場合にモード切替条件が満たされたと判断し、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。

なお、上述では、モード切替条件が満たされたか否かを判断するための指標として、感光体１０の駆動量を用いる例について説明を行ったが、当該指標としては、転写ローラー３１の駆動量が用いられてもよい。この場合、切替部１５４は、転写ローラー３１の駆動量が所定値を超えた場合にモード切替条件が満たされたと判断し、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。

（具体例２）
次に、図５を参照して、モード切替条件が満たされる場合の具体例２について説明する。本具体例においては、上述の使用量１２３は、未使用時からの感光体１０の駆動量と、未使用時からの転写ローラー３１の駆動量との両方で表わされる。

図５は、制御モードの決定時に参照される制御テーブル１２４の一例を示す図である。制御テーブル１２４には、電源６０の制御モードが、感光体１０の回転数と転写ローラー３１の回転数との組み合わせごとに規定されている。

切替部１５４は、制御テーブル１２４を参照して、未使用時から現在までの感光体１０の回転数と、未使用時から現在までの転写ローラー３１の回転数とに対応する制御モードを特定する。一例として、切替部１５４は、現在までの感光体１０の回転数が１５０ｋ回（すなわち、１５００００回）で、現在までの転写ローラー３１の回転数が２５０ｋ回（すなわち、２５００００回）である場合には、制御モードを推定モードに設定する。他の例として、切替部１５４は、現在までの感光体１０の回転数が４５０ｋ回（すなわち、４５００００回）で、現在までの転写ローラー３１の回転数が５５０ｋ回（すなわち、５５００００回）であるの場合には、制御モードをＡＴＶＣモードに設定する。

なお、図５では、制御テーブル１２４において、制御モードが感光体１０の回転数と転写ローラー３１の回転数との組み合わせごとに規定されている例が示されているが、制御テーブル１２４には、感光体１０の回転数と制御モードとの関係のみが規定されてもよいし、転写ローラー３１の回転数と制御モードとの関係のみが規定されてもよい。

（具体例３）
モード切替条件が満たされる場合の具体例３について説明する。

本具体例においては、上述の使用量１２３は、感光体１０の膜厚で表わされる。この場合、更新部１５２は、感光体１０の膜厚が薄くなるに従って使用量１２３を多くする。切替部１５４は、感光体１０の膜厚が所定値を下回った場合にモード切替条件が満たされたと判断し、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。

使用量１２３が感光体１０の膜厚で表わされる場合、上述の制御テーブル１２４（図５参照）には感光体１０の膜厚と制御モードとの関係が予め規定される。切替部１５４は、制御テーブル１２４を参照して、現在の感光体１０の膜厚に対応する制御モードを特定し、当該制御モードに設定する。典型的には、切替部１５４は、感光体１０の膜厚が所定値を下回った場合にモード切替条件が満たされたと判断し、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。

感光体１０の膜厚の検知手段には様々な方法が採用され得る。一例として、感光体１０の膜厚は、印刷枚数などから推定される。あるいは、感光体１０の膜厚は、帯電ローラー１２に定電流を流すことにより帯電ローラー１２に生じる電圧（以下、「帯電電圧」ともいう。）から推定される。図６は、帯電電圧から感光体１０の膜厚を検知するための構成の一例を示す図である。

図６に示されるように、帯電ローラー１２は、感光体１０に当接するように配置されている。帯電ローラー１２の内部には、導電性を有する芯金１２Ａが設けられている。芯金１２Ａには、感光体１０の膜厚を検知するための電圧検知部６６（検知部）と、電源６５と、グランドＧとが直列的に接続されている。

電源６５は、たとえば、直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧に交流（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を重畳した電圧を帯電ローラー１２に供給する。電源６５から帯電ローラー１２に電圧が印加されることにより、帯電ローラー１２の芯金１２Ａと感光体１０の芯金１０Ａとの間に電位差が発生する。その結果、帯電ローラー１２と感光体１０との間で放電が生じ、帯電ローラー１２および感光体１０に電流が流れる。

電圧検知部６６は、電源６５から電流が出力されることにより帯電ローラー１２に生じる帯電電圧を検知する。検知される帯電電圧は、感光体１０の膜厚と相関している。より具体的には、帯電電圧が大きいほど感光体１０の膜厚が厚いことが示され、帯電電圧が小さいほど感光体１０の膜厚が薄いことが示される。

制御装置１０１は、図７に示される制御テーブル１２４Ａを参照した上で、検知された帯電電圧に基づいて制御モードを決定する。図７は、制御モードの決定時に参照される制御テーブル１２４Ａの一例を示す図である。図７に示される制御テーブル１２４Ａは、図５に示される制御テーブル１２４の変形例である。

制御装置１０１は、制御テーブル１２４Ａを参照して、電圧検知部６６によって検知された帯電電圧と、現在までの転写ローラー３１の回転数とに対応する制御モードを特定する。このとき、制御装置１０１は、検知された帯電電圧から感光体１０の膜厚を推定した上で当該膜厚に対応する制御モードを特定するように構成されてもよい。

（具体例４）
次に、図８を参照して、モード切替条件が満たされる場合の具体例４について説明する。本具体例においては、上述の使用量１２３は、測定部６３によって測定される電圧（すなわち、ＡＴＶＣ電圧）で表わされる。図８は、使用量１２３と、測定部６３によって電圧との関係を示す図である。より具体的には、図８に示されるグラフの横軸は、使用量１２３を表わす。図８に示されるグラフの縦軸は、測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧を表わす。

図８に示されるように、使用量１２３が少ない初期段階では測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧の変動が大きくなり、使用量１２３が多くなると測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧の変動が小さくなる。図８の例では、初期段階ΔＴ１に測定される電圧の変動ΔＶ１は、後段階ΔＴ２において測定される電圧の変動ΔＶ２よりも大きい。この理由は、初期段階では感光体１０が摩耗していないため感光体１０の寄与率が転写ローラー３１の寄与率と比べて高いためである。

測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧が後段階で安定することに着目して、制御装置１０１は、測定部６３によって順次測定されるＡＴＶＣ電圧のばらつきが所定値を下回った場合にモード切替条件が満たされたと判断する。より具体的には、制御装置１０１は、当該ばらつきが所定値以上である場合にはモード切替条件が満たされていないと判断し、制御モードを推定モードに設定する。その後、制御装置１０１は、当該ばらつきが所定値を下回ったことに基づいてモード切替条件が満たされたと判断し、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。当該ばらつきは、たとえば、測定部６３によって順次測定されるＡＴＶＣ電圧の所定時間内における分散値で表わされる。

［推定モード］
上述のように、推定モードにおいては、制御装置１０１は、ＡＴＶＣ電圧とは異なる指標に基づいて転写電圧を決定する。以下では、図９〜図１１を参照して、推定モードにおける転写電圧の決定方法について説明する。

（具体例１）
図９および図１０を参照して、推定モードにおける転写電圧の決定方法の具体例１について説明する。

まず、制御装置１０１は、上述の測定部６３によって測定されるＡＴＶＣ電圧の代用となる電圧（以下、「代用電圧」ともいう。）を温度および湿度から推定する。当該代用電圧は、図９に示される関係式テーブル１２５に基づいて推定される。図９は、関係式テーブル１２５の一例を示す図である。関係式テーブル１２５には、代用電圧を算出するための算出式が湿度ごとに規定されている。

より具体的な処理として、制御装置１０１は、後述の湿度センサ１０８から画像形成装置１００内の湿度を取得する。制御装置１０１は、関係式テーブル１２５を参照して、湿度センサ１０８から取得した湿度に対応する算出式を特定する。その後、制御装置１０１は、後述の温度センサ１０７から画像形成装置１００内の温度を取得し、当該特定された算出式に当該取得された温度を代入し、代用電圧を算出する。

次に、制御装置１０１は、印刷指示を受け付けた紙種に合わせて代用電圧を補正する。当該補正は、図１０に示される補正テーブル１２６に基づいて行われる。図１０は、補正テーブル１２６の一例を示す図である。補正テーブル１２６には、代用電圧のオフセット電圧が紙種および坪量ごとに規定されている。

制御装置１０１は、たとえば、ユーザーから受け付けた印刷設定から印刷対象の紙種を取得するとともに、当該用紙の坪量を取得する。坪量は、単位体積（または面積）当たりの用紙の重さを表わす。用紙の坪量の単位は、「ｇ／ｍ^３」で表される。制御装置１０１は、補正テーブル１２６を参照して、取得した紙種と、取得した坪量との組み合わせに対応するオフセット電圧を特定する。その後、制御装置１０１は、下記式（１）に基づいて、代用電圧を補正し、当該補正後の代用電圧を転写電圧として算出する。

転写電圧＝代用電圧＋オフセット電圧・・・（１）
以上のように、本具体例においては、制御装置１０１は、転写電圧を決定するための指標として、画像形成装置１００内の環境状態を示す環境値（たとえば、温度や湿度など）を取得する。そして、制御装置１０１は、取得した環境値から転写電圧を決定する。

（具体例２）
図１１を参照して、推定モードにおける転写電圧の決定方法の具体例２について説明する。

本具体例においては、制御装置１０１は、転写ローラー３１の回転数から転写電圧を決定する。このとき、制御装置１０１は、図１１に示される電圧テーブル１２７を参照して転写電圧を決定する。図１１は、電圧テーブル１２７の一例を示す図である。電圧テーブル１２７には、転写ローラー３１の回転数ごとに転写電圧が規定されている。

より具体的な処理として、制御装置１０１は、転写電圧を決定するための指標として現在までの転写ローラー３１の回転数を取得する。その後、電圧テーブル１２７を参照して、転写ローラー３１の回転数に対応する転写電圧を特定し、電源６０の出力電圧を当該転写電圧に設定する。

［画像形成装置１００の制御構造］
図１２〜図１４を参照して、画像形成装置１００の制御構造について説明する。図１２は、画像形成装置１００の制御装置１０１が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。図１２の処理は、制御装置１０１がプログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

ステップＳ１１０において、制御装置１０１は、上述の切替部１５４（図４参照）として、モード切替条件が満たされたか否かを判断する。モード切替条件については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。制御装置１０１は、モード切替条件が満たされたと判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１１４に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置１０１は、制御をステップＳ１１２に切り替える。

ステップＳ１１２において、制御装置１０１は、制御モードを上述の推定モードに設定する。

ステップＳ１１４において、制御装置１０１は、制御モードを上述のＡＴＶＣモードに設定する。

ステップＳ１２０において、制御装置１０１は、設定された制御モードに応じて転写電圧を決定する。図１３は、制御モードが推定モードである場合に実行される制御フローを示す図である。

ステップＳ１３０において、制御装置１０１は、画像形成装置１００内の温度を後述の温度センサ１０７から取得するとともに、画像形成装置１００内の湿度を湿度センサ１０８から取得する。

ステップＳ１３２において、制御装置１０１は、上述の関係式テーブル１２５（図９参照）を参照して、ステップＳ１３０で取得した温度および湿度に応じた代用電圧を算出する。当該代用電圧の算出方法については図９で説明した通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１３４において、制御装置１０１は、上述の補正テーブル１２６（図１０参照）を参照して、印刷指示を受け付けた紙種および当該用紙の坪量に対応するオフセット電圧を特定する。

ステップＳ１３６において、制御装置１０１は、上述の式（１）に基づいて、ステップＳ１３２で算出された代用電圧にステップＳ１３４で取得されたオフセット電圧を反映し、転写電圧を決定する。

図１４は、制御モードがＡＴＶＣモードである場合に実行される制御フローを示す図である。

ステップＳ１４０において、制御装置１０１は、転写ローラー３１に定電流を流すように定電流源６２（図２参照）を制御する。

ステップＳ１４２において、制御装置１０１は、転写ローラー３１に定電流を流すことにより転写ローラー３１に発生するＡＴＶＣ電圧を測定する。

ステップＳ１４４において、制御装置１０１は、ステップＳ１４２で測定されたＡＴＶＣ電圧、および印刷指示を受け付けた紙種に基づいて、印刷時における転写電圧を決定する。一例として、転写電圧と、ＡＴＶＣ電圧と、紙種との関係は実験やシミュレーションなどによって予め規定されている。制御装置１０１は、当該予め定められた関係に基づいて、ステップＳ１４２で測定されたＡＴＶＣ電圧と、印刷指示を受け付けた紙種との組み合わせに対応する転写電圧を特定し、電源６０の出力電圧を当該転写電圧に設定する。

［画像形成装置１００のハードウェア構成］
図１５を参照して、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図１５は、画像形成装置１００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。

図１５に示されるように、画像形成装置１００は、制御装置１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、操作パネル１０５と、取得部１１０と、記憶装置１２０とを含む。

制御装置１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。

制御装置１０１は、本実施の形態に従う制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで画像形成装置１００の動作を制御する。制御装置１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０からＲＯＭ１０２に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス１０４には、アンテナ（図示しない）などが接続される。画像形成装置１００は、アンテナを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置１００は、制御プログラム１２２をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。

操作パネル１０５は、ディスプレイとタッチパネルとで構成されている。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられており、操作パネル１０５は、たとえば、感光体１０の膜厚を推定するための設定値の入力を受け付ける。たとえば、操作パネル１０５は、上述のモード切替条件の感度を調整するためのパラメータの設定や、制御プログラム１２２に対するその他の制御パラメータの設定を受け付ける。

取得部１１０は、画像形成装置１００内の環境状態を表わす環境値を取得する。たとえば、取得部１１０は、画像形成装置１００内の温度を環境値として検知するための温度センサ１０７を含む。また、取得部１１０は、画像形成装置１００内の湿度（相対湿度または絶対湿度）を環境値として検知するための湿度センサ１０８を含む。温度センサ１０７および湿度センサ１０８は、温湿度センサとして一体的に構成されてもよいし、別個に構成されてもよい。他にも、取得部１１０は、画像形成装置１００の設置場所における大気圧を環境値として検知するための気圧センサなどを含んでもよい。

記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置１２０は、本実施の形態に従う制御プログラム１２２、上述の使用量１２３、上述の制御テーブル１２４、上述の関係式テーブル１２５、上述の補正テーブル１２６、上述の電圧テーブル１２７などを格納する。制御プログラム１２２、使用量１２３、制御テーブル１２４、関係式テーブル１２５、補正テーブル１２６、および電圧テーブル１２７の格納場所は記憶装置１２０に限定されず、これらの一部または全部は、制御装置１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

なお、制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。

［まとめ］
感光体１０の膜厚が厚い初期段階で制御モードがＡＴＶＣモードに設定されると、画像形成装置１００は、転写ローラーの抵抗と感光体の静電容量とを同時に検知してしまう。その結果、ＡＴＶＣ電圧が想定よりも高くなり、画像形成装置１００は、転写電圧を正確に決定することができない。

しかしながら、実施の形態に従う画像形成装置１００は、使用量１２３がモード切替条件を満たす前においては、制御モードを推定モードに設定する。その後、使用量１２３がモード切替条件を満たしたことに基づいて、制御モードを推定モードからＡＴＶＣモードに切り替える。推定モードでは、画像形成装置１００は、ＡＴＶＣ電圧以外の指標から最適な転写電圧を推定するため、感光体１０の膜厚が厚い初期段階でも正確に転写電圧を決定することができる。また、感光体１０の摩耗が進んだ後段階に制御モードがＡＴＶＣモードに設定されることで、画像形成装置１００は、実際に実測されたＡＴＶＣ電圧から適切な転写電圧を設定することができる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１Ｃ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ 画像形成ユニット、１０ 感光体、１０Ａ，１２Ａ，３１Ａ 芯金、１１ 帯電装置、１２ 帯電ローラー、１３ 露光装置、１４ 現像装置、１５ 現像ローラー、１５Ｃ，１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｙ トナーボトル、１７，４２ クリーニング装置、３０ 中間転写ベルト、３１，３３ 転写ローラー、３７ カセット、３８ 従動ローラー、３９ 駆動ローラー、４０ タイミングローラー、４１ 搬送経路、４８ トレー、５０ 定着装置、６０，６５ 電源、６１ 定電圧源、６２ 定電流源、６３ 測定部、６６ 電圧検知部、１００ 画像形成装置、１０１ 制御装置、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ 通信インターフェイス、１０５ 操作パネル、１０７ 温度センサ、１０８ 湿度センサ、１１０ 取得部、１２０ 記憶装置、１２２ 制御プログラム、１２３ 使用量、１２４，１２４Ａ 制御テーブル、１２５ 関係式テーブル、１２６ 補正テーブル、１２７ 電圧テーブル、１５２ 更新部、１５４ 切替部、１５６ 第１制御部、１５８ 第２制御部。

Claims (7)

1. 画像形成装置であって、
   感光体と、
   被転写体を介して前記感光体に対向して配置され、前記感光体上に形成されたトナー像を前記被転写体に転写させるための転写部材と、
   前記転写部材に電気的に接続されている電源と、
   前記電源から前記転写部材に定電流を流すことにより前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するための測定部と、
   前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を記憶するための記憶部とを備え、前記使用量は、前記測定部によって測定される電圧の値を含み、
   前記画像形成装置内の温度と、前記画像形成装置内の湿度と、前記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するための取得部と、
   前記電源の出力電圧を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置による前記電源の制御モードは、
   前記測定部によって測定された電圧の値に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第１制御モードと、
   前記取得部によって取得された前記指標に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第２制御モードとを含み、
   前記制御装置は、前記記憶部に記憶されている前記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、当該制御装置の制御モードを前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替え、
   前記予め定められた条件は、前記測定部によって順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる、画像形成装置。
2. 前記記憶部に記憶されている前記使用量は、前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方の駆動量を含み、
   前記予め定められた条件は、前記駆動量が所定値を超えた場合に満たされる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記憶部に記憶されている前記使用量は、前記感光体の膜厚を含み、
   前記予め定められた条件は、前記膜厚が所定値を下回った場合に満たされる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、前記感光体の膜厚を検知するための検知部をさらに備える、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御装置は、
   前記予め定められた条件が満たされる前においては、前記第２制御モードで前記電源の出力電圧を決定し、
   前記予め定められた条件が満たされる後においては、前記第１制御モードで前記電源の出力電圧を決定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置の制御方法であって、
   前記画像形成装置は、
   感光体と、
   被転写体を介して前記感光体に対向して配置され、前記感光体上に形成されたトナー像を前記被転写体に転写させるための転写部材と、
   前記転写部材に電気的に接続されている電源とを備え、
   前記制御方法は、
   前記電源から前記転写部材に定電流を流すことにより前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するステップと、
   前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を取得するステップとを備え、前記使用量は、前記測定するステップで測定される電圧の値を含み、
   前記制御方法は、さらに、
   前記画像形成装置内の温度と、前記画像形成装置内の湿度と、前記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するステップと、
   前記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、前記電源の制御モードを、前記測定するステップで測定された電圧の値に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第１制御モードから、前記取得するステップで取得された前記指標に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第２制御モードに切り替えるステップとを備え、
   前記予め定められた条件は、前記測定するステップで順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる、制御方法。
7. 画像形成装置の制御プログラムであって、
   前記画像形成装置は、
   感光体と、
   被転写体を介して前記感光体に対向して配置され、前記感光体上に形成されたトナー像を前記被転写体に転写させるための転写部材と、
   前記転写部材に電気的に接続されている電源とを備え、
   前記制御プログラムは、前記画像形成装置に、
   前記電源から前記転写部材に定電流を流すことにより前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方に発生する電圧の値を測定するステップと、
   前記感光体および前記転写部材の少なくとも一方の未使用時からの使用量を取得するステップとを実行させ、前記使用量は、前記測定するステップで測定される電圧の値を含み、
   前記制御プログラムは、前記画像形成装置に、さらに、
   前記画像形成装置内の温度と、前記画像形成装置内の湿度と、前記転写部材の未使用時からの使用量との少なくとも１つを含む指標を取得するステップと、
   前記使用量が予め定められた条件を満たしたことに基づいて、前記電源の制御モードを、前記測定するステップで測定された電圧の値に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第１制御モードから、前記取得するステップで取得された前記指標に基づいて前記電源の出力電圧を決定する第２制御モードに切り替えるステップとを実行させ、
   前記予め定められた条件は、前記測定するステップで順次測定される電圧の値のばらつきが所定値を下回った場合に満たされる、制御プログラム。

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