JP7207934B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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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、ファクシミ装置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などの像担持体から紙などの記録材へトナー像を静電的に転写することが行われる。この転写は、像担持体と当接して転写部を形成する転写ローラなどの転写部材に転写電圧が印加されることで行われることが多い。転写電圧が低すぎると、転写が十分に行われずに所望の画像濃度が得られない「画像濃度薄」が発生することがあることがある。また、転写電圧が高すぎると、転写部で放電が発生し、その放電の影響でトナー像のトナーの電荷の極性が反転するなどして、トナー像が部分的に転写されない「白抜け」が発生することがある。そのため、高品質の画像を形成するためには、転写部材に適切な転写電圧を印加することが求められる。
転写に必要な電荷量は記録材のサイズやトナー像の面積率によって様々に変動する。そのため、転写電圧は、所定の電流密度に対応した一定の電圧を印加する定電圧制御で印加されることが多い。転写電圧が定電圧制御で印加される場合には、記録材の外側や記録材上のトナー像が無い部分を流れる電流とは無関係に、目的のトナー像を転写する部分に所定の電圧に応じた転写電流を確保しやすいからである。しかし、転写部を構成する転写部材の電気抵抗は、製品のばらつき、部材温度、累積使用時間などに応じて変化し、転写部を通過する記録材の電気抵抗も、記録材の種類、周囲環境（温度・湿度）に応じて変化する。そのため、転写電圧を定電圧制御する場合、転写部材や記録材の電気抵抗の変動に対応して転写電圧を調整することが必要になる。
特許文献１では、転写部材に定電圧制御で転写電圧を印加して転写を行う構成における、次のような転写電圧の制御が開示されている。連続画像形成の開始直前に記録材が無い状態の転写部に所定の電圧を印加して電流値を検知し、所定の目標電流が得られる電圧値を求める。そして、この電圧値に記録材の種類に応じた記録材分担電圧を加算して、転写時に定電圧制御で印加する転写電圧値を設定する。
ここで、記録材の種類には、例えば、上質紙、コート紙のような記録材の表面の平滑性の違いによる種類や、薄紙、厚紙のような記録材の厚さの違いによる種類がある。記録材分担電圧は、例えばこのような記録材の種類に応じて予め求めておくことができる。しかし、流通している記録材の種類が非常に多いこと、あるいは記録材の電気抵抗は環境（温度・湿度）が同じでも環境に置かれた時間などによって変動することなどから、記録材分担電圧を予め精度よく求めることは困難であることが多い。記録材の電気抵抗の変動分も含めて転写電圧が適切な値でないと、上述のように画像濃度薄、白抜けといった画像不良が発生することがある。
このような課題に対し、特許文献２、特許文献３では、転写部を記録材が通過している際に転写電圧を定電圧制御で印加する構成において、転写部に供給される電流の上限値及び下限値を設けることが提案されている。このような制御により、転写部を記録材が通過している際に転写部に供給される電流を所定の範囲の値とすることができるため、転写電流の不足又は過剰による画像不良の発生を抑制することができる。特許文献２では、上限値を環境情報に基づいて求めている。特許文献３では、環境以外に記録材の表裏、記録材の種類、記録材のサイズによって上限値及び下限値を求めている。
特開２００４－１１７９２０号公報 特許第４１６１００５号公報 特開２００８－２７５９４６号公報
上述のように、転写部を記録材が通過している際に転写部に流れる電流を検知して、この電流が所定の範囲内（上限値以下、下限値以上）になるように転写電圧を制御する方法がある。この方法で転写電圧を制御する場合、電流が所定の範囲から外れたことが検知されてから、その電流が所定の範囲内になるように転写電圧の変更が完了するまでにはタイムラグが生じる。そのため、転写電圧の変更が完了するまでの間に転写部を通過する記録材の領域においては、転写電流が適切な範囲から外れているため、図１６に示すような転写電流の過不足による濃度低下などの画像不良が発生することがある。
この現象を抑制するためには、単位時間当たりの転写電圧の変動幅を大きくすることが考えられる。しかし、単位時間当たりの転写電圧の変動幅を大きくしてしまうと、転写部材の電気抵抗が小さい場合には単位時間当たりの電流の変化量が大きくなりすぎてしまう場合がある。単位時間当たりの電流の変化量が大きくなりすぎると電流が適切な範囲を超えて不足状態と過剰状態とを繰り返すことがある。そのため、濃度薄などの濃度段差や、放電現象による白抜けなどの局所的な画像不良が生じることがある。
したがって、本発明の目的は、転写部を記録材が通過している際の電流の検知結果に基づいて転写電圧を制御する構成において、転写部材の電気抵抗の変動に応じて、転写電圧を変更する際の変更幅を変更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、トナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部が形成したトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触する内ローラと、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する転写部を前記内ローラと協働して形成する転写部材と、前記転写部に電圧を印加する電源と、前記転写部に流れる電流を検知する電流検知部と、前記電源を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、記録材の種類に基づいて決定される所定範囲内である場合は、前記電源から印加される電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行するように構成され、かつ、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲内となるように前記目標電圧を調整するとともに、調整された前記目標電圧で前記定電圧制御を実行するように構成された画像形成装置において、前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記目標電圧の調整を所定の変動幅ごとに行うように構成され、かつ、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に電圧を印加したときに前記電流検知部で検知される検知結果に基づいて、前記変動幅を変更するように構成されており、前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に所定電圧を印加したときに前記転写部に流れる電流値が第１電流値である場合は、前記変動幅を第１変動幅に設定し、前記転写部に流れる電流値が前記第１電流値よりも小さい第２電流値である場合は、前記変動幅を前記第１変動幅よりも大きい第２変動幅に変更することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、トナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部が形成したトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触する内ローラと、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する転写部を前記内ローラと協働して形成する転写部材と、前記転写部に電圧を印加する電源と、前記転写部に流れる電流を検知する電流検知部と、前記電源を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、記録材の種類に基づいて決定される所定範囲内である場合は、前記電源から印加される電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行するように構成され、かつ、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲内となるように前記目標電圧を調整するとともに、調整された前記目標電圧で前記定電圧制御を実行するように構成された画像形成装置において、前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記目標電圧の調整を所定の変動幅ごとに行うように構成され、かつ、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に電圧を印加したときに前記電流検知部で検知される検知結果に基づいて、前記変動幅を変更するように構成されており、前記制御部は、前記変動幅を、前記所定範囲の上限値と下限値の差分に基づいて変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、転写部を記録材が通過している際の電流の検知結果に基づいて転写電圧を制御する構成において、転写部材の電気抵抗の変動に応じて、転写電圧を変更する際の変更幅を変更可能となる。
画像形成装置の概略構成図である。 ２次転写に関する構成の模式図である。 画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。 実施例１の制御のフローチャート図である。 ２次転写部の電圧と電流との関係の一例を示すグラフ図である。 記録材分担電圧のテーブルデータの一例を示す模式図である。 通紙部電流範囲のテーブルデータの一例を示す模式図である。 非通紙部電流の補正係数のテーブルデータの一例を示す模式図である。 記録材の厚さによる２次転写電流範囲の変化を説明するためのグラフ図である。 実施例２の制御のフローチャート図である。 実施例３の制御のフローチャート図である。 ２次転写電流範囲のテーブルデータの一例を示す模式図である。 通紙部電流と非通紙部電流を説明するための模式図である。 転写部材の電気抵抗の変化による適切な電流の範囲の変化を説明するための表である。 記録材の厚さによる適切な電流の範囲の変化を説明するための模式図である。 オーバーシュート現象による画像不良を説明するための模式図である。 オーバーシュート現象を説明するためのグラフ図である。
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、本実施例の画像形成装置１００の概略構成図である。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を形成することが可能な、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、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおける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、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、Ｋ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Ｓ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、１次転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６を有して構成される。
画像形成部Ｓは、トナー像を担持する第１の像担持体としての、回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。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型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。帯電処理された感光ドラム１の表面は、画像情報に基づいて露光手段としての露光装置（レーザースキャナー装置）３によって走査露光され、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）が形成される。
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によって現像剤としての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、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。露光装置３によって形成される静電像は、小さいドット画像の集合体となっており、ドット画像の密度を変化させることで感光ドラム１上に形成するトナー像の濃度を変化させることができる。本実施例では、各色のトナー像は、それぞれ最大濃度が１．５～１．７程度となっており、最大濃度の時のトナーの載り量は０．４～０．６ｍｇ／ｃｍ２程度となっている。
４個の感光ドラム１の表面に当接可能なように、トナー像を担持する第２の像担持体としての、無端状の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、複数の張架ローラとしての駆動ローラ７１、テンションローラ７２、及び２次転写対向ローラ７３に張架されている。駆動ローラ７１は、中間転写ベルト７に駆動力を伝達する。テンションローラ７２は、中間転写ベルト７の張力を一定に制御する。２次転写対向ローラ７３は、後述する２次転写ローラ８の対向部材（対向電極）として機能する。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１が回転駆動されることで、図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に３００～５００ｍｍ／ｓｅｃ程度の搬送速度（周速度）で回転（周回移動）する。テンションローラ７２は、付勢手段としてのばねの力によって、中間転写ベルト７を内周面側から外周面側へ押し出すような力が加えられており、この力によって中間転写ベルト７の搬送方向へは２～５ｋｇ程度のテンションがかけられている。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、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ５が配置されている。１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に向けて押圧されて、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１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上に静電的に転写（一次転写）される。１次転写工程時に、１次転写ローラ５には、１次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である１次転写電圧（１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、中間転写ベルト７上に重ね合わされるようにして順次転写される。
中間転写ベルト７の外周面側において、２次転写対向ローラ７３に対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ８が配置されている。２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して２次転写対向ローラ７３に向けて押圧されて、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ８の作用によって、中間転写ベルト７と２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（シート、転写材）Ｐに静電的に転写（２次転写）される。２次転写工程時に、２次転写ローラ８には、２次転写電源（高圧電源回路）２０から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である２次転写電圧（２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（図示せず）などに収容されており、給送ローラ（図示せず）などによって記録材カセットから１枚ずつ給送され、レジストローラ９へと送られる。この記録材Ｐは、レジストローラ９によって一旦停止させられた後、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２次転写部Ｎ２へと供給される。
トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送部材などによって定着手段としての定着装置１０へと搬送される。定着装置１０は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐを加熱及び加圧することで、記録材Ｐにトナー像を定着（溶融、固着）させる。その後、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、１次転写工程後に感光ドラム１の表面に残留したトナー（１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の表面から除去されて回収される。また、２次転写工程後に中間転写ベルト７の表面に残留したトナー（２次転写残トナー）や紙粉などの付着物は、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７４によって中間転写ベルト７の表面から除去されて回収される。
ここで、本実施例では、中間転写ベルト７は、内周面側から外周面側に樹脂層、弾性層、表層の３層構造を有する無端状のベルトである。樹脂層を構成する樹脂材料としては、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。樹脂層の厚さは、７０～１００μｍが好適である。また、弾性層を構成する弾性材料としては、ウレタンゴム、クロロプレンゴムなどを用いることができる。弾性層の厚さは、２００～２５０μｍが好適である。また、表層の材料としては、中間転写ベルト７の表面へのトナーの付着力を小さくして、２次転写部Ｎ２においてトナーを記録材Ｐへ転写しやすくする材料が望ましい。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂などのうちの１種類又は２種類以上の樹脂材料を使用することができる。あるいは、弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）、ブチルゴムなどの弾性材料のうちの１種類又は２種類以上を使用することができる。また、これらの材料に、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂などの粉体、粒子を１種類又は２種類以上、あるいはこれらの粉体、粒子のうち１種類又は２種類以上の粒径を異ならせたものを分散させて使用することができる。なお、表層の厚さは、５～１０μｍが好適である。中間転写ベルト７は、カーボンブラックなどの電気抵抗調整用の導電剤が添加されて電気抵抗が調整され、好ましくは体積抵抗率が１×１０９～１×１０１４Ω・ｃｍとされている。
また、本実施例では、２次転写ローラ８は、芯金（基材）と、芯金の周囲にイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）で形成された弾性層と、を有して構成される。本実施例では、２次転写ローラ８の外径は２４ｍｍ、２次転写ローラ８の表面粗さＲｚは６．０～１２．０（μｍ）である。また、本実施例では、２次転写ローラ８の電気抵抗値はＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）において２ｋＶを印加して測定した場合１×１０５～１×１０７Ω、弾性層の硬度はＡｓｋｅｒ－Ｃ硬度で３０～４０°程度である。また、本実施例では、２次転写ローラ８の長手方向（回転軸線方向）の幅（記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向の長さ）は３１０～３４０ｍｍ程度である。本実施例では、２次転写ローラ８の長手方向の幅は、画像形成装置１００が搬送を保証する記録材Ｐの幅（搬送方向と略直交する方向の長さ）のうちの最大の幅（最大幅）より長い。本実施例では、記録材Ｐは２次転写ローラ８の長手方向の中央を基準として搬送されるため、画像形成装置１００が搬送を保証する記録材Ｐは全て２次転写ローラ８の長手方向の長さ範囲内を通過する。これにより、様々なサイズの記録材Ｐを安定して搬送し、また様々なサイズの記録材Ｐにトナー像を安定して転写することが可能とされている。
図２は、２次転写に関する構成の模式図である。２次転写ローラ８は中間転写ベルト７を介して２次転写対向ローラ７３と当接することで２次転写部Ｎ２を形成している。２次転写ローラ８には、出力電圧値が可変の２次転写電源２０が接続されている。２次転写対向ローラ７３は、電気的に接地（グランドに接続）されている。２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に、２次転写ローラ８にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である２次転写電圧が印加され、２次転写部Ｎ２に２次転写電流が供給されることで、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｐ上へ転写される。本実施例では、２次転写時に２次転写部Ｎ２には、例えば＋２０～＋８０μＡの２次転写電流が流される。
本実施例では、各種の情報に基づいて、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）が決められる。詳しくは後述するように、この各種の情報は、次の各情報を含む。まず、画像形成装置１００の装置本体に設けられた操作部３１（図３）や画像形成装置１００と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置２００（図３）で指定された条件に関する情報である。また、環境センサ３２（図３）の検知結果に関する情報である。また、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが到達する前に検知される２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報である。そして、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に、２次転写部Ｎ２に流れる２次転写電流を検知しながら、該２次転写電流が上記２次転写電流範囲の値となるように、２次転写電源２０から定電圧制御で出力される２次転写電圧が制御される。ここで、特に、本実施例では、２次転写電流範囲は、２次転写部Ｎ２を通過する記録材Ｐの厚さ、記録材Ｐの幅に関する情報に基づいて変化させられる。なお、本実施例では、操作部３１や外部装置２００から入力される情報に基づいて記録材Ｐの厚さ及び記録材Ｐの幅に関する情報が取得される。ただし、画像形成装置１００内に記録材Ｐの厚さや幅を検知する検知手段を設けて、この検知手段によって取得される情報に基づいて制御を行うことも可能である。
本実施例では、このような制御を行うために、２次転写電源２０には、２次転写部Ｎ２（２次転写電源２０）に流れる電流（２次転写電流）を検知する電流検知手段（検知部）としての電流検知回路２１が接続されている。また、２次転写電源２０には、２次転写電源２０が出力する電圧（転写電圧）を検知する電圧検知手段（検知部）としての電圧検知回路２２が接続されている。本実施例では、２次転写電源２０と、電流検知回路２１と、電圧検知回路２２とは、同一の高圧基板内に設けられている。
２．制御態様
図３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ブロック図である。制御部（制御回路）５０は、演算処理を行う中心的素子である制御手段としてのＣＰＵ５１、記憶手段としてのＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３などのメモリ（記憶媒体）などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるＲＡＭ５２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、ＲＯＭ５３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いる。ＣＰＵ５１とＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３などのメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。
制御部５０には、画像形成装置１００に設けられた画像読取り装置（図示せず）やパーソナルコンピュータなどの外部装置２００が接続されている。また、制御部５０には、画像形成装置１００に設けられた操作部（操作パネル）３１が接続されている。操作部３１は、制御部５０の制御によりユーザーやサービス担当者などの操作者に各種情報を表示する表示部と、操作者が画像形成に関する各種設定などを制御部５０に入力するための入力部と、を有して構成される。また、制御部５０には、２次転写電源２０と、電流検知回路２１と、電圧検知回路２２と、が接続されている。本実施例では、２次転写電源２０は、２次転写ローラ８に定電圧制御された直流電圧である２次転写電圧を印加する。また、制御部５０には、環境センサ３２が接続されている。本実施例では、環境センサ３２は、画像形成装置１００の筐体内の温度及び湿度を検知する。環境センサ３２により検知された温度及び湿度の情報は、制御部５０に入力される。環境センサ３２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を検知する環境検知手段の一例である。制御部５０は、画像読み取り装置や外部装置２００からの画像情報、操作部３１や外部装置２００からの制御指令に基づき、画像形成装置１００の各部を統括的に制御して、画像形成動作を実行させる。
ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示（プリント指示）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１次転写、２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１次転写、２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。本実施例では、非画像形成時に、２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を決定する制御が実行される。
３．オーバーシュートの影響
紙などの記録材の電気抵抗の変化の要因として、記録材中に含まれる水分量の変化がある。記録材が製造工程でパック詰めされたときの環境と、ユーザーが画像形成装置を使用する際の画像形成装置が置かれている環境と、の差分が大きい程、記録材の水分量の変化は大きくなる。例えば、記録材の製造時の水分量が５．０～６．０％であったのに対して、記録材の使用時の環境が低湿環境（例えば、温度２３℃、５％ＲＨ）の場合、記録材の水分量は３．０％以下になることがある。また、記録材の水分量の変化が同じである場合、記録材の厚さが大きいほど記録材の電気抵抗の変化が大きく、転写電流を適切な範囲に調整するための転写電圧の変化量が大きくなる。例えば、坪量が３００ｇ／ｍ２以上の厚紙が、上述のように水分量が５．０～６．０％の状態から３．０％以下の状態に変化すると、転写電流を適切な範囲に調整するために必要な転写電圧の変化量が１０００Ｖ以上にもなることがある。このとき、転写中に転写電圧を一挙に変えようとすると、転写電圧が一度大きく狙いを超えた値まで上昇し、その後狙いの値まで落ちていくオーバーシュート現象が顕著に表れる（図１７参照）。この転写電圧のオーバーシュート現象が発生すると、転写電圧を印加することで流れる電流にもオーバーシュート現象が発生する。ここで、電流に発生するオーバーシュート現象の程度を示すオーバーシュート電流の大きさを、次のように定義する。つまり、図１７に示すように、転写電圧の変更（切り替え）が終了してから所定の時間が経過し、電流が定常状態に収束した際の電流の値（絶対値）と、転写電圧の変更動作中に一時的に大きくなる電流のピーク値（絶対値の最大値）と、の差分として定義する。
例えば、試験を行った一例の構成では、転写電圧が１０００Ｖ変動した場合のオーバーシュート電流は、数１０μＡにもなることがあった。一方、その同じ構成において、適切な転写電流の範囲は、記録材の幅がＡ４サイズ相当の場合、１５～２０μＡであった。つまり、この構成の場合、上述のように低湿環境に置かれた記録材を使用とすると、転写電流を適切な範囲に収めるためには、転写電圧が１０００Ｖも不足することがあった。そして、上記不足分だけ転写電圧を一挙に上げる動作を行ったところ、上述のように数１０μＡものオーバーシュート電流が発生した。
記録材が転写部を通過している際の電流が検知されて、転写電圧が制御される場合、典型的には、図１７に示すようにして電流の検知と転写電圧の変更とが行われる。つまり、転写部に流れる電流の検知を行う検知時間（第１期間）と、検知時間における電流の検知結果に基づいて転写電圧を変更する信号が出力されてからその応答を待つ応答時間（第２期間）と、が繰り返される。上述のように数１０μＡものオーバーシュート電流が発生すると、応答時間内でオーバーシュート電流が定常状態に収束せず、次の検知時間で上限値より高い電流が流れていると判断されてしまうことがある。この場合、次の応答時間で転写電圧を下げるような動作が行われてしまう。そのため、定常状態では適切な電流になるはずであったのに転写電圧を下げるような動作が行われたた結果、かえって電流が不足して濃度薄（濃度段差）などの画像不良が発生してしまう。また、転写電圧のオーバーシュート現象は、転写電圧を上げるときだけでなく、下げるときにも発生する。そのため、次の検知時間で上記とは逆に下限値より低い電流が流れていると判断されてしまうことがある。この場合、次の応答時間で転写電圧を上げるような動作が行われてしまう。そのため、定常状態では適切な電流になるはずであったのに転写電圧を上げるような動作が行われた結果、かえって電流が過剰となって、放電現象による白抜けなどの局所的な画像不良が発生してしまう。そして、次の検知時間で再度上限値より高い電流が流れていると判断されてしまい、その後上記同様の電流が不足した状態と過剰な状態とが繰り返されてしまい、転写電圧の制御動作が収束しないことが起きることがある。このように転写電流の過不足が繰り返されると、濃度薄などの濃度段差や放電現象による局所的な画像不良の発生が繰り返されることになり、画質の低下につながる。
４．非通紙部電流の変動による適切な２次転写電流範囲の変化
ところで、転写部を記録材が通過している際に転写部に流れる電流としては、「通紙部電流（通過部電流）」と、「非通紙部電流（非通過部電流）」と、がある。通紙部電流は、記録材の搬送方向と略直交する方向における転写部の記録材が通過する領域（「通紙部分（通過領域）」）に流れる電流である。また、非通紙部電流は、記録材の搬送方向と略直交する方向における転写部の記録材が通過しない領域（「非通紙部分（非通過領域）」）に流れる電流である。非通紙部分が生じるのは、転写ローラなどの転写部材は、様々なサイズの記録材に対して安定して搬送及びトナー像の転写を行うために、その長手方向の長さが画像形成装置で保証している記録材の最大幅より大きくされるからである。
図１３を参照して更に説明する。２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に２次転写部Ｎ２に流れる電流としては、通紙部電流（Ｉ＿通紙部）と、非通紙部電流（Ｉ＿非通紙部）と、がある。２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に検知できる電流は通紙部電流と非通紙部電流との和である。前述の画像濃度薄、白抜けといった画像不良を抑制するためには、通紙部電流が適切な範囲の値になっていることが重要であるが、通紙部電流だけを検知することはできない。そこで、記録材Ｐのサイズごとに適切な２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を予め求めておき、記録材Ｐのサイズに応じて２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過中の２次転写電流をその２次転写電流範囲の値に制御することが考えられる。しかし、予め適切な２次転写電流範囲を決めても、非通紙部分を形成する２次転写ローラ８の電気抵抗は様々な条件で変動する。この様々な条件としては、製品のばらつき、環境（温度・湿度）、部材の温度・吸湿度、累積使用時間（画像形成装置の稼働状況や繰り返し使用量状況）などが挙げられる。そのため、２次転写ローラ８の電気抵抗の変動によって適切な２次転写電流範囲が変化してしまう。
図１４（ａ）は、予め実験などによって決めた記録材Ｐのサイズごとの２次転写電流範囲を示している。画像不良を十分に抑制するために、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に通紙部分に流してよい電流の範囲は、Ａ４サイズ相当の幅（２９７ｍｍ）の記録材Ｐ（紙）であれば１５～２０μＡであった。また、Ａ５Ｒサイズ相当の幅（１４８．５ｍｍ）の記録材Ｐ（紙）であれば、Ａ４サイズよりも幅が短くなった分小さくなり７．５～１０μＡであった。この通紙部電流の範囲を決めた装置の２次転写ローラ８の長手方向の幅は３３８ｍｍであった。そして、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に非通紙部分に流れた電流の範囲は、Ａ４サイズであれば３．６～４．４μＡ、Ａ５Ｒサイズであれば１６．６～２０．３μＡであった。したがって、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲（「２次転写電流範囲」）は、Ａ４サイズであれば１８．６～２４．４μＡ、Ａ５Ｒサイズであれば２４．１～３０．３μＡと設定した。
しかし、例えば２次転写部Ｎ２（本実施例では主に２次転写ローラ８）の電気抵抗が低くなった場合には、非通紙部分に流れる電流は増える。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す２次転写電流範囲を決めた際の状態よりも２次転写部Ｎ２の電気抵抗が低くなった場合の適切な２次転写電流範囲の一例を示す。２次転写部Ｎ２の電気抵抗が低くなっても、通紙部分に流してよい電流の範囲は変わらない。しかし、２次転写部Ｎ２の電気抵抗が低くなると、通紙部電流と非通紙部電流との和である２次転写電流は、非通紙部電流が増えたことにより、その上限値及び下限値のいずれもが高めにシフトする。例えば、Ａ５Ｒサイズの記録材Ｐが２次転写部Ｎ２を通過している際の２次転写電流が２４．５μＡである場合を考える。この場合、２次転写ローラ８の電気抵抗が図１４（ａ）に示す２次転写電流範囲を決めた際の状態と同じであれば、２次転写電流は適切な２次転写電流範囲の値であるため、通紙部分に適切な電流が流れる。しかし、２次転写ローラ８の電気抵抗が、図１４（ｂ）に示す２次転写電流範囲が適切である状態と同程度に低くなっている場合は、２次転写電流が２４．５μＡのままでは、２次転写電流が適切な２次転写電流範囲の下限値（２６．９μＡ）よりも小さい。そのため、通紙部分に流れる電流が不足して、画像不良が発生してしまうことがある。
つまり、非通紙部分の電気抵抗がある値の場合の下限値付近の２次転写電流値の場合、その非通紙部分の電気抵抗の状態であれば問題なくても、非通紙部分の電気抵抗が低くなった状態では通紙部分の電流が画像不良を抑制できる下限値から外れてしまう。逆に、２次転写部Ｎ２の電気抵抗が高くなった場合には、非通紙部分に流れる電流は減る。この場合、２次転写電流の上限値及び下限値のいずれもが低めにシフトする。そのため、非通紙部分の電気抵抗がある値の場合の上限値付近の２次転写電流値の場合、その非通紙部分の電気抵抗の状態であれば問題なくても、非通紙部分の電気抵抗が高くなった状態では通紙部分の電流が画像不良を抑制できる上限値から外れてしまう。
また、画像形成に使用する記録材が厚紙などの比較的厚さが大きい記録材である場合などには、記録材の厚みによって非通紙部分の圧力が下がるため、実際の非通紙部電流が、記録材が転写部に到達する前に予測した値に対してずれることがある。
図１５は、この記録材Ｐが通過することで生じる、記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向における２次転写部Ｎ２の圧力分布の変化を示すグラフ図である。図１５に示す例では、記録材Ｐの幅は３００ｍｍである。図１５中に破線で示すプロットが、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に存在しないときの２次転写部Ｎ２の圧力分布を測定した結果である。一方、図１５中の実線で示すプロットが、その２次転写部Ｎ２の記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向の中央付近を、坪量３００ｇ／ｍ２、幅１０５ｍｍの記録材Ｐが通過しているときの２次転写部Ｎ２の圧力分布を測定した結果である。２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在しないときの２次転写部Ｎ２の圧力分布（図１５中の破線）は、記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向にほぼ均一である。しかし、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在するときは、通紙部分の圧力（図１５中の実線の中央付近）は、記録材Ｐが存在しないときに比べて高くなっている。これに対して、非通紙部分の圧力（図１５中の実線の中央以外の領域）は、記録材Ｐが存在しないときに比べて低くなっている。２次転写部Ｎ２の圧力が低いほど、記録材Ｐの搬送方向における中間転写ベルト７と２次転写ローラ８との接触領域が小さくなるため、同じ２次転写電圧を印加しても流れる電流が小さくなってしまう。この現象を考慮せずに、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達する前に検知した２次転写部Ｎ２の電気抵抗から予測した非通紙部電流に基づいて転写電流範囲を決定すると、転写電流範囲が必要以上に高めになることがある。その結果、転写電流が大きくなりすぎた場合には、放電現象による画像不良が発生しやすくなる。
５．２次転写電圧制御
次に、本実施例における２次転写電圧の制御について説明する。図４は、本実施例における２次転写電圧の制御の手順の概略を示すフローチャート図である。図４には、ジョブを実行する際に制御部５０が実行する制御のうち２次転写電圧の制御に関する手順を簡略化して示しており、ジョブを実行する際の他の多くの制御の図示は省略されている。
図４（ａ）を参照して、まず、制御部５０は、操作部３１又は外部装置２００からのジョブの情報を取得すると、ジョブの動作を開始させる（Ｓ１０１）。本実施例では、このジョブの情報には、操作者が指定する画像情報、画像を形成する記録材Ｐのサイズ（幅、長さ）、記録材Ｐの厚さと関連のある情報（厚さ又は坪量）、記録材Ｐがコート紙であるか否かといった記録材Ｐの表面性に関連のある情報が含まれる。つまり、紙サイズ（幅、長さ）と紙種カテゴリー（普通紙、厚紙など（厚さと関連のある情報を含む））の情報が含まれる。制御部５０は、このジョブの情報をＲＡＭ５２に書き込む（Ｓ１０２）。
次に、制御部５０は、環境センサ３２により検知される環境情報を取得する（Ｓ１０３）。また、ＲＯＭ５３には、環境情報と、中間転写ベルト７上のトナー像を記録材Ｐ上へ転写させるための目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、の相関関係を示す情報が格納されている。制御部５０は、Ｓ１０３で読み取った環境情報に基づいて、上記環境情報と目標電流Ｉｔａｒｇｅｔとの関係を示す情報から、環境に対応した目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを求め、これをＲＡＭ５２に書き込む（Ｓ１０４）。
なお、環境情報に応じて目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを変えるのは、環境によってトナーの電荷量が変化するからである。上記環境情報と目標電流Ｉｔａｒｇｅｔとの関係を示す情報は、予め実験などによって求めたものである。ここで、トナーの電荷量は、環境以外にも、現像装置４にトナーを補給するタイミング、現像装置４から出ていくトナー量といった使用履歴によっても影響を受けることがある。画像形成装置１００は、これらの影響を抑制するために、現像装置４内のトナーの電荷量がある一定範囲内の値となるように構成されている。しかし、環境情報以外にも、中間転写ベルト７上のトナーの電荷量を左右する要因が分かっていれば、その情報によっても目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを変えてよい。また、画像形成装置１００にトナーの電荷量を測定する測定手段を設け、この測定手段によって得られたトナーの電荷量の情報に基づいて目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを変えてもよい。
次に、制御部５０は、中間転写ベルト７上のトナー像、及びトナー像が転写される記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達する前に、２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する（Ｓ１０５）。本実施例では、ＡＴＶＣ制御（Active Transfer Voltage Control）により２次転写部Ｎ２（本実施例では主に２次転写ローラ８）の電気抵抗に関する情報を取得する。つまり、２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、２次転写電源２０から２次転写ローラ８に所定の電圧又は電流を供給する。そして、所定の電圧を供給している際の電流値、又は所定の電流を供給している際の電圧値を検知して、電圧と電流との関係（電圧・電流特性）を取得する。この電圧と電流との関係は、２次転写部Ｎ２（本実施例では主に２次転写ローラ８）の電気抵抗に応じて変化する。本実施例の構成では、上記電圧と電流との関係は、電流が電圧に対して線形に変化（比例）するものではなく、図５に示すように電流が電圧の２次以上の多項式で表されるように変化するものである。そのため、本実施例では、上記電圧と電流との関係を多項式で表すことができるように、２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する際に供給する所定の電圧又は電流は、３点以上の多段階とした。
次に、制御部５０は、２次転写電源２０から２次転写ローラ８に印加すべき電圧値を求める（Ｓ１０６）。つまり、制御部５０は、Ｓ１０４でＲＡＭ５２に書き込まれた目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、Ｓ１０５で求めた電圧と電流との関係と、に基づいて、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを流すために必要な電圧値Ｖｂを求める。この電圧値Ｖｂは、２次転写部分担電圧に相当する。また、ＲＯＭ５３には、図６に示すような、記録材分担電圧Ｖｐを求めるための情報が格納されている。本実施例では、この情報は、記録材Ｐの坪量の区分ごとの、雰囲気の水分量と記録材分担電圧Ｖｐとの関係を示す、テーブルデータとして設定されている。なお、制御部５０は、環境センサ３２により検知される環境情報（温度・湿度）に基づいて雰囲気の水分量を求めることができる。制御部５０は、Ｓ１０２で取得したジョブの情報の中に含まれる記録材Ｐの坪量の情報と、Ｓ１０３で取得した環境情報と、に基づいて、上記テーブルデータから記録材分担電圧Ｖｐを求める。そして、制御部５０は、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に２次転写電源２０から２次転写ローラ８に印加する２次転写電圧Ｖｔｒの初期値として、上記ＶｂとＶｐとを足し合わせたＶｂ＋Ｖｐを求め、これをＲＡＭ５２に書き込む。本実施例では、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達するまでに、２次転写電圧Ｖｔｒの初期値を求め、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達するタイミングに備える。
なお、図６に示すような記録材分担電圧Ｖｐを求めるためのテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。ここで、記録材分担電圧（記録材Ｐの電気抵抗分の転写電圧）Ｖｐは、記録材Ｐの厚さと関連のある情報（坪量）以外にも、記録材Ｐの表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Ｐの表面性と関連のある情報によっても記録材分担電圧Ｖｐが変わるように設定されていてよい。また、本実施例では、記録材Ｐの厚さと関連のある情報（更には記録材Ｐの表面性と関連のある情報）は、Ｓ１０１で取得されるジョブの情報の中に含まれている。しかし、画像形成装置１００に記録材Ｐの厚さや記録材Ｐの表面性を検知する測定手段を設け、この測定手段によって得られた情報に基づいて記録材分担電圧Ｖｐを求めるようにしてもよい。
次に、制御部５０は、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を決定する処理を行う（Ｓ１０７）。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＳ１０７における２次転写電流範囲を決定する処理の手順を示している。ＲＯＭ５３には、図７に示すような、画像不良を抑制する観点から２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に通紙部分に流してよい電流の範囲（「通紙部電流範囲（通過部電流範囲）」）を求めるための情報が格納されている。本実施例では、この情報は、雰囲気の水分量と、通紙部分に流してよい電流の上限値及び下限値と、の関係を示すテーブルデータとして設定されている。なお、このテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。図４（ｂ）を参照して、制御部５０は、Ｓ１０３で取得した環境情報に基づいて、上記テーブルデータから通紙部分に流してよい電流の範囲を求める（Ｓ２０１）。
なお、通紙部分に流してよい電流の範囲は、記録材Ｐの幅によって変化する。本実施例では、上記テーブルデータは、Ａ４サイズ相当の幅（２９７ｍｍ）の記録材Ｐを想定して設定されている。ここで、画像不良を抑制する観点から通紙部分に流してよい電流の範囲は、環境情報以外にも、記録材Ｐの厚さ、表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Ｐの厚さと関連のある情報（坪量）、記録材Ｐの表面性と関連のある情報によっても電流の範囲が変化するように設定されていてよい。通紙部分に流してよい電流の範囲は、計算式として設定されていてもよい。また、通紙部分に流してよい電流の範囲は、記録材Ｐのサイズごとに複数のテーブルデータや計算式として設定されていてもよい。
次に、制御部５０は、Ｓ１０２で取得したジョブの情報の中に含まれる記録材Ｐの幅の情報に基づいて、Ｓ２０１で取得した通紙部分に流してよい電流の範囲を補正する（Ｓ２０２）。Ｓ２０１で求めた電流の範囲はＡ４サイズ相当の幅（２９７ｍｍ）に対応したものである。例えば実際に画像形成に使用する記録材Ｐの幅がＡ５縦送り相当の幅（１４８．５ｍｍ）、つまりＡ４サイズ相当の幅の半分の幅である場合は、Ｓ２０１で取得した上限値及び下限値がそれぞれ半分になるように、記録材Ｐの幅に比例した電流の範囲に補正する。すなわち、図７のテーブルデータから求まる補正前の通紙部電流の上限値をＩｐ＿ｍａｘ、下限値をＩｐ＿ｍｉｎ、図７のテーブルデータを決めた際の記録材Ｐの幅をＬｐ＿ｂａｓとする。また、実際に搬送される記録材Ｐの幅をＬｐ、補正後の通紙部電流の上限値をＩｐ＿ｍａｘ＿ａｆｔ、下限値をＩｐ＿ｍｉｎ＿ａｆｔとする。このとき、補正後の通紙部電流の上限値、下限値は、それぞれ下記式１、式２により求めることができる。
Ｉｐ＿ｍａｘ＿ａｆｔ＝Ｌｐ／Ｌｐ＿ｂａｓ＊Ｉｐ＿ｍａｘ ・・・（式１）
Ｉｐ＿ｍｉｎ＿ａｆｔ＝Ｌｐ／Ｌｐ＿ｂａｓ＊Ｉｐ＿ｍｉｎ ・・・（式２）
次に、制御部５０は、次の各情報に基づいて、非通紙部分に流れる電流を求める（Ｓ２０３）。Ｓ１０２で取得したジョブの情報の中に含まれる記録材Ｐの幅の情報、Ｓ１０５で求めた２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電圧と電流との関係の情報、及びＳ１０６で求めた２次転写電圧Ｖｔｒの情報である。例えば、２次転写ローラ８の幅が３３８ｍｍであり、Ｓ１０２で取得した記録材Ｐの幅がＡ５縦送り相当の幅（１４８．５ｍｍ）である場合、非通紙部分の幅は２次転写ローラ８の幅から記録材Ｐの幅を差し引いた１８９．５ｍｍとなる。そして、Ｓ１０６で求めた２次転写電圧Ｖｔｒが例えば１０００Ｖであり、Ｓ１０５で求めた電圧と電流との関係から、該２次転写電圧Ｖｔｒに対応する電流が４０μＡであるものとする。この場合、上記２次転写電圧Ｖｔｒに対応して非通紙部分に流れる電流は、次の比例計算、
４０μＡ×１８９．５ｍｍ／３３８ｍｍ＝２２．４μＡ
から求めることができる。つまり、上記２次転写電圧Ｖｔｒに対応する電流４０μＡを、２次転写ローラ８の幅３３８ｍｍに対する非通紙部分の幅１８９．５ｍｍの割合分だけ小さくする比例計算によって、非通紙部分に流れる電流を求めることができる。
記録材Ｐの厚さが比較的小さい場合は、Ｓ２０３で求めた値を非通紙部電流として用いることが可能である。しかし、記録材Ｐの厚さが大きくなるほど、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在する時の非通紙部分の圧力が減少し、これによって非通紙部電流が小さくなる。そこで、本実施例では、制御部５０は、記録材Ｐの厚さに応じて非通紙部電流を補正する制御を行う（Ｓ２０４）。Ｓ２０３で求めた補正前の非通部電流をＩｎｐ＿ｂｅｆ、補正後の非通紙部電流をＩｎｐ＿ａｆｔ、補正係数をｅ（％）とする。このとき、補正後の非通紙部電流は、下記式３により求めることができる。
Ｉｎｐ＿ａｆｔ＝ｅ＊Ｉｎｐ＿ｂｅｆ ・・・（式３）
ここで、本実施例では、上記式３中の補正係数ｅは、予め実験などにより求められてＲＯＭ５３に記憶された、図８に示すような、記録材Ｐの坪量の区分ごとの、記録材Ｐの幅と補正係数ｅとの関係を示すテーブルデータに基づいて決定される。制御部５０は、Ｓ１０２で取得したジョブの情報の中に含まれる記録材Ｐの幅と記録材Ｐの坪量の情報に基づき、図８に示すテーブルデータを参照して、補正係数ｅを決定する。記録材Ｐの厚さが大きいほど、非通紙部分の圧力が低くなる。このことを考慮して、記録材Ｐの厚さが大きいほど、補正後の非通紙部電流が小さくなるように補正係数ｅが設定されている。また、記録材Ｐの幅が大きいほど、非通紙部分の中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とが接触しにくく、非通紙部分の圧力が低くなる。このことを考慮して、記録材Ｐの幅が大きいほど、補正後の非通紙部電流が小さくなるように補正係数ｅが設定されている。例えば、記録材Ｐの幅がＡ５縦送り相当（１４８．５ｍｍ）で、記録材Ｐの坪量が３５０ｇ／ｍ２の場合には、補正前の非通紙部電流Ｉｎｐ＿ｂｅｆを８５％にしたものが補正後の非通紙部電流Ｉｎｐ＿ａｆｔになる。これに対して、例えば、記録材Ｐの幅が上記と同様のＡ５縦送り相当（１４８．５ｍｍ）で、記録材Ｐの坪量が５２ｇ／ｍ２の場合には、補正前の非通紙部電流Ｉｎｐ＿ｂｅｆを１００％のまま維持したものが補正後の非通紙部電流Ｉｎｐ＿ａｆｔとなる。
次に、制御部５０は、次のようにして、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を求め、求めた２次転写電流範囲をＲＡＭ５２に記憶させる（Ｓ２０５）。つまり、制御部５０は、Ｓ２０２で求めた通紙部電流の上限値及び下限値のそれぞれにＳ２０４で求めた補正後の非通紙部電流を足し合わせ、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を求める。すなわち、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値をＩ＿ｍａｘ、下限値をＩ＿ｍｉｎとする。このとき、２次転写電流の上限値、下限値は、それぞれ下記式４、式５により求めることができる。
Ｉ＿ｍａｘ＝Ｉｐ＿ｍａｘ＿ａｆｔ＋Ｉｎｐ＿ａｆｔ ・・・（式４）
Ｉ＿ｍｉｎ＝Ｉｐ＿ｍｉｎ＿ａｆｔ＋Ｉｎｐ＿ａｆｔ ・・・（式５）
例えば、Ｓ２０１で取得したＡ４サイズ相当の幅に対応する通紙部分に流してよい電流の範囲の上限値が２０μＡ、下限値が１５μＡの場合について考える。この場合、実際に画像形成に使用する記録材Ｐの幅がＡ５縦送り相当の幅であるときは、通紙部分に流してよい電流の範囲の上限値は１０μＡ、下限値は７．５μＡとなる。そして、Ｓ２０３で求めた非通紙部分に流れる電流が上記例のように２２．４μＡであるときに、記録材Ｐが坪量３５０ｇ／ｍ２相当の厚紙である場合には、上記２２．４μＡを８５％に補正した１９μＡが補正後の非通紙部電流となる。この場合は、２次転写電流範囲の上限値は２９μＡ、下限値は２６．５μＡとなる。一方、Ｓ２０３で求めた非通紙部分に流れる電流が上記同様２２．４μＡであるときに、記録材Ｐが坪量５２ｇ／ｍ２の紙の場合には、補正後の非通紙部電流は補正前の非通紙部電流である２２．４μＡに維持される。そのため、この場合は、２次転写電流範囲の上限値は３２．４μＡ、下限値は２９．９μＡとなる。
図４（ａ）を参照して、次に、制御部５０は、２次転写中の２次転写電圧の変動幅ΔＶを決定する処理を行う（Ｓ１０８）。本実施例では、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に、電流検知回路２１により検知された電流が２次転写電流範囲から外れている場合は、その検知される電流が２次転写電流範囲の値になるように２次転写電圧を変更していく。この動作は、図１７に示すように、所定の検知時間（第１期間）において電流を検知し、この検知期間に続く所定の応答時間（第２期間）においてその検知結果に基づいて２次転写電圧を変更する動作を繰り返すことで行う。この動作は、制御部５０が、検知期間に電流検知回路２１から入力された電流の検知結果を示す信号に基づいて、２次転写電源２０に対して電圧出力を変更する信号を出力することで行われる。検知時間、応答時間は、できる限り短い方が、２次転写電流が２次転写電流範囲から外れて画像不良が発生する可能性のある時間（領域）を低減できるため好ましい。高圧基板の性能によるが、検知時間、応答時間は、それぞれ１０ｍｓｅｃ以下程度にするのが好ましい。本実施例では、検知時間、応答時間は、それぞれ８ｍｓｅｃとした。しかし、前述のように、応答時間において２次転写電圧を変更した際のオーバーシュート電流が大きいと、その応答時間の次の検知時間で定常状態より大きく外れた電流が検知されてしまい、２次転写電圧の制御が正常に収束しない場合がある。
そこで、本実施例では、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが到達する前に検知される２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報に基づいて、２次転写中の応答時間における２次転写電圧の変動幅ΔＶを変更する。概略、その２次転写部Ｎ２の電気抵抗が相対的に大きい場合に、相対的に小さい場合と比較して、２次転写電圧の変動幅ΔＶが大きくなるようにする。これにより、２次転写部Ｎ２の電気抵抗に応じてオーバーシュート電流を適正な範囲に抑えることができる。更に、本実施例では、２次転写中に２次転写部Ｎ２に供給する電流の範囲（上限値と下限値との差分）に基づいて、２次転写中の応答時間における２次転写電圧の変動幅ΔＶを変更する。概略、その電流の範囲が相対的に大きい場合に、相対的に小さい場合と比較して、２次転写電圧の変動幅ΔＶが大きくなるようにする。これにより、オーバーシュート電流が過度に大きくなることを抑えながら、２次転写電圧の変動幅ΔＶを十分に大きくして、２次転写電圧の変更により２次転写電流を適正な範囲の値とするのにかかる時間を低減することができる。具体的には、本実施例では、制御部５０は、Ｓ１０５で求めた２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電圧と電流との関係の情報と、Ｓ２０１で求めた電流の範囲と、に基づき、応答時間での２次転写電圧の変動幅ΔＶを決める（Ｓ１０８）。つまり、本実施例では、２次転写電圧の変動幅ΔＶは、下記式６によりで求める。
ΔＶ＝Ａ＊（Ｉｐ＿ｍａｘ－Ｉｐ＿ｍｉｎ）＊Ｖｂ／Ｉｔａｒｇｅｔ ・・・（式６）
上記式６において、ＶｂはＳ１０５で求められた２次転写部分担電圧、ＩｔａｒｇｅｔはＳ１０４で求められた目標電流であり、Ｖｂ／Ｉｔａｒｇｅｔは２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電気抵抗に相当する。また、上記式６において、Ｉｐ＿ｍａｘ、Ｉｐ＿ｍｉｎは、それぞれＳ２０１で求められたＡ４サイズ相当の幅（２９７ｍｍ）での通紙部電流範囲の上限値、下限値である。また、上記式６において、Ａは、図１７に示すような２次転写電圧の変更時に発生するオーバーシュート電流を、２次転写中に２次転写部Ｎ２に供給する電流の上限値と下限値との差分以下に抑えるための補正係数である。この補正係数Ａは、予め実験などによって求められている。本実施例では、応答時間が８ｍｓｅｃであるのに対して、補正係数Ａは１～２程度に設定している。これにより、本実施例では、２次転写電圧の変更時に、電流が下限値を下回っている状態から上限値を上回る状態になる、逆に上限値を上回っている状態から下限値を下回る状態になるといったことを抑制することができる。本実施例では、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔは１５～２０μＡ程度であるのに対して、２次転写電圧の変動幅ΔＶは、上記式６によって２次転写部Ｎ２の電気抵抗によって変わるが、凡そ２０～１００Ｖ程度の値になる。また、２次転写中に２次転写部Ｎ２に供給する電流の範囲（上限値と下限値との差分）は、記録材Ｐの種類が同じである場合は、記録材Ｐの幅が狭いほど大きい。このため、２次転写電圧の変動幅ΔＶを記録材の幅で変更してもよい。
次に、制御部５０は、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが到達してから２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在する間、２次転写電圧Ｖｔｒを印加した際の２次転写電流を電流検知回路２１により検知する（Ｓ１０９）。また、制御部５０は、検知した２次転写電流値と、Ｓ１０７で求めた２次転写電流範囲とを比較し、２次転写電源２０が出力する２次転写電圧Ｖｔｒを必要に応じて補正する（Ｓ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２）。前述のように、本実施例では、この２次転写電圧の変更動作は、検知時間を８ｍｓｅｃ、応答時間を８ｍｓｅｃとして、２次転写中にこれら検知時間と応答時間とを交互に繰り返すことで行う。つまり、制御部５０は、検知時間に検知した２次転写電流値がＳ１０７で求めた２次転写電流範囲の値（下限値以上かつ上限値以下）の場合は、２次転写電源２０が出力している２次転写電圧Ｖｔｒを変えずにそのまま維持する（Ｓ１１１）。一方、制御部５０は、検知時間に検知した２次転写電流値がＳ１０７で求めた２次転写電流範囲から外れている（下限値未満又は上限値を超える）場合は、応答時間に２次転写電圧Ｖｔｒを変更する（Ｓ１１２）。本実施例では、検知した２次転写電流値が下限値を下回っている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを変動幅ΔＶだけ増加させ、逆に上限値を上回っている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを変動幅ΔＶだけ減少させる。このとき、２次転写電圧の変動幅ΔＶとして、Ｓ１０８で求めた変動幅ΔＶを使用する。そして、制御部５０は、応答時間が経過し、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過中である場合には（Ｓ１１３）、処理をＳ１０９に戻し、２次転写電流の検知（検知時間）と、必要に応じた２次転写電圧の変更（応答時間）と、を行う（Ｓ１０９～Ｓ１１２）。この検知時間と応答時間とを２次転写部Ｎ２に記録材Ｐがある間（より詳細には記録材Ｐの画像形成領域が２次転写部Ｎ２を通過している間）繰り返し行う。これにより、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に検知される２次転写電流がＳ１０７で求めた２次転写電流範囲に収まるように、２次転写電圧Ｖｔｒが補正されていく。
また、制御部５０は、ジョブの全ての画像を記録材Ｐに転写して出力し終えるまで、Ｓ１０９～Ｓ１１３の処理を繰り返す（Ｓ１１４）。
本実施例の制御を行うことによる２次転写電流範囲の変化について更に説明する。記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達する前に２次転写部Ｎ２の電気抵抗を検知した結果が同程度であり、２次転写時に必要な２転電圧が同程度である場合について考える。このとき、最大幅の記録材Ｐを使用する場合の２次転写電流範囲に対して、最大幅よりも幅の小さい記録材Ｐを使用する場合の２次転写電流範囲は高めに（電流の絶対値が大きくなるように）シフトする。しかし、このシフト量は、記録材Ｐの厚さが大きくなるほど小さくなる。
例えば、記録材Ｐとして坪量５２ｇ／ｍ２の紙（薄紙）と、坪量３５０ｇ／ｍ２の紙（厚紙）と、をそれぞれ使用する場合について考える。また、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達する前に２次転写部Ｎ２の電気抵抗を検知した結果はいずれの場合も同程度であり、１０００Ｖ印加で３０μＡの電流が流れたものとする。このとき、坪量５２ｇ／ｍ２の紙では、Ａ４サイズ（幅２９７ｍｍ）の場合の２次転写電流範囲は２４．９～１９．９μＡであるが、Ａ５縦送りサイズ（幅１４８．５ｍｍ）の場合の２次転写電流範囲は３２．３～２９．８μＡとなる。つまり、坪量５２ｇ／ｍ２の紙では、記録材Ｐの幅が小さくなると、２次転写電流範囲が全体的に高めにシフトし、下限値で約１０μＡ高くなる。一方、坪量３５０ｇ／ｍ２の紙では、Ａ４サイズ（幅２９７ｍｍ）の場合の２次転写電流範囲は２４．１～１９．１μＡであるが、Ａ５縦送りサイズ（幅１４８．５ｍｍ）の場合は２９～２６．５μＡとなる。つまり、坪量３５０ｇ／ｍ２の紙では、記録材Ｐの幅が小さくなると、２次転写電流範囲が全体的に高めにシフトするが、下限値で約６．５μＡしか高くならず、坪量５２ｇ／ｍ２の紙の場合に比べてシフト量は小さくなる。
実際には、図６に示すように、厚さが大きい記録材Ｐほど、電気抵抗が高くなりやすく、２次転写時に必要な２次転写電圧Ｖｔｒは高くなりやすい。そのため、厚紙を使用する場合と薄紙を使用する場合とでは、厚紙を使用する場合の方が２次転写時に必要な２次転写電圧Ｖｔｒは大きくなる。２次転写電圧Ｖｔｒが大きいと、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い時の２次転写電流も大きく、記録材Ｐのサイズが変化した場合の２次転写電流範囲の変化量も大きくなる。図９は、本実施例の構成において、図４（ａ）のＳ１０６で決定される初期の２次転写電圧Ｖｔｒが変化した場合の、Ａ５縦送りサイズの場合の２次転写電流範囲の下限値と、Ａ４サイズの場合の２次転写電流範囲の下限値との差をプロットしたグラフ図である。図９中の破線は坪量５２ｇ／ｍ２の紙の場合のプロット、実線は坪量３５０ｇ／ｍ２の紙の場合のプロットである。記録材Ｐの厚さが違うと初期の２次転写電圧Ｖｔｒは変化する。しかし、２次転写電圧Ｖｔｒを何水準か変化させて、記録材Ｐの幅の違いによる２次転写電流範囲の下限値の差をプロットしていくと、次のようになっている。つまり、ある２次転写電圧Ｖｔｒの場合の記録材Ｐの幅の違いによる２次転写電流範囲の下限値の差は、図９に示すように厚さが大きい記録材Ｐの方が小さくなっている。
なお、本実施例では、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を、実際に２次転写部に電圧を印加した際に流れる電流を検知することで取得した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、予め環境センサ３２の出力値と２次転写部Ｎ２の電気抵抗との関係など、環境情報から２次転写部Ｎ２の電気抵抗を求めるための情報をテーブルデータなどとして作成しておくことができる。そして、環境センサ３２の出力値に基づいて、上記テーブルデータなどを参照して、２次転写部Ｎ２の電気抵抗を求めることができる。
このように、本実施例の画像形成装置１００は、転写部材８に流れる電流を検知する検知部２１と、転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に転写部材８に所定電圧が印加されるように転写部材８に印加する電圧の定電圧制御を行う制御部５０と、を有する。この制御部５０は、転写時に転写部材８に流れる電流が上記所定範囲内となるように転写部材８に印加する転写電圧を変更可能である。そして、この制御部５０は、転写時に転写部材８に流れる電流が上記所定範囲内となるように転写部材８に印加する転写電圧を変更する場合において、転写電圧の変更を転写電圧の所定の変動幅ごとに行うようになっている。また、この制御部５０は、上記変動幅を、転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に電圧を印加したときに検知部２１で検知される検知結果に基づいて変更する。本実施例では、制御部５０は、転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に所定電圧を印加したときに転写部材８に流れる電流値が第１電流値である場合は、上記変動幅を第１変動幅に設定し、転写部材８に流れる電流値が第１電流値よりも小さい第２電流値である場合は、上記変動幅を第１変動幅よりも大きい第２変動幅に変更する。上記電流の変化量の所定値は、予め設定された一定値であってもよい。本実施例では、制御部５０は、一の転写電圧の変更の後かつ次の転写電圧の変更の前の転写部材８に流れる電流の絶対値の最大値と、上記一の転写電圧の変更の後かつ次の転写電圧の変更の前に定常状態になった転写部材８に流れる電流の絶対値と、の差分が、上記所定範囲の上限値と下限値との差分より小さくなるように、上記変動幅を変更する。また、制御部５０は、上記変動幅を、上記所定範囲の上限値と下限値の差分に基づいて変更することができる。また、制御部５０は、上記変動幅を、記録材Ｐの幅に基づいて変更することができる。
以上説明したように、本実施例では、２次転写中に２次転写電圧を変更する際の変動幅ΔＶを、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で検知した２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報に基づいて変更することで、変動幅ΔＶを適切な値に調整する。なお、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔや、それに応じた適切な２次転写電流範囲は、記録材Ｐの種類、画像形成条件（搬送速度、画像濃度）によって変更した方が望ましい場合がある。その場合は、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔや適切な２次転写電流範囲に対応して２次転写電圧の変動幅ΔＶを変更することが望ましい。このように２次転写電圧の変動幅ΔＶを変更することで、２次転写電圧の変更による２次転写部Ｎ２に流れる電流の変化量を所定値以下に抑えるようにすることができる。これにより、２次転写中に２次転写部Ｎ２に流れる電流が適切な範囲を超えて過剰に変化することを抑制して、濃度薄などの濃度段差や放電現象による白抜けなどの局所的な画像不良の発生を抑制することが可能になる。
また、本実施例では、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に非通紙部分に流れる電流を、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に到達する前に２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得することで予測する。このとき、上記非通紙部分に流れる電流の予測値を、記録材Ｐの幅に関する情報に基づいて変化させると共に、その予測値を記録材Ｐの厚さに関する情報に基づいて補正する。より詳細には、記録材Ｐの厚さが大きくなるほど上記非通紙部分に流れる電流が小さくなるように補正を行う。これにより、上記非通紙部分に流れる電流を、より正確に予測することが可能となる。そして、予測した非通紙部分に流れる電流と、画像不良を抑制する観点から通紙部分に流してよい電流の範囲と、を足し合わせることで、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流範囲を決める。また、その２次転写電流範囲の値となるように、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電圧を制御する。これにより、厚紙などの比較的厚さが大きい記録材Ｐを用いる場合であっても、様々な状況で変動する２次転写部Ｎ２（本実施例では主に２次転写ローラ８）及び記録材Ｐの電気抵抗にかかわらず、適切な画像を出力することが可能になる。
［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、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に通紙部分に流してよい電流の範囲（「通紙部電流範囲」）と、非通紙部電流の予測値（記録材Ｐの厚さによる補正後）と、を足し合わせた２次転写電流範囲を求めた。そして、２次転写時に測定した２次転写電流がその２次転写電流範囲の値となるように、２次転写電圧を制御した。これに対して、２次転写時に測定した２次転写電流から、非通紙部電流の予測値（記録材Ｐの厚さによる補正後）を差し引くことで通紙部電流を求め、求めた通紙部電流が所定の通紙部電流範囲の値になるように２次転写電圧を制御してもよい。
図１０は、本実施例における２次転写電圧の制御の手順の概略を示すフローチャート図である。図１０のＳ３０１～Ｓ３０６の処理は、それぞれ実施例１における図４（ａ）のＳ１０１～Ｓ１０６の処理と同様である。また、図１０のＳ３０７の処理は、実施例１における図４（ｂ）のＳ２０１の処理と同様である。さらに、図１０のＳ３０８の処理は、実施例１における図４（ａ）のＳ１０８の処理と同様である。以下、特に実施例１と異なる点について説明し、実施例１と同様の処理についての説明は省略する。
制御部５０は、Ｓ３０８で２次転写電圧の変動幅ΔＶを求めた後、２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが到達してから２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在する間、２次転写電圧Ｖｔｒを印加した際の２次転写電流を電流検知回路２１により検知する（Ｓ３０９）。
そして、制御部５０は、次の各情報に基づいて、非通紙部分に流れる電流を求める（Ｓ３１０）。Ｓ３０２で取得したジョブの情報の中に含まれる記録材Ｐの幅の情報、Ｓ３０５で求めた２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電圧と電流との関係の情報、及び現在印加している２次転写電圧Ｖｔｒの情報である。Ｓ３１０における非通紙部電流を求める処理は、実施例１における図４（ｂ）のＳ２０３の処理と同様である。ただし、Ｓ３１０では、２次転写電圧Ｖｔｒとして、現在印加している２次転写電圧（初期値はＳ３０６で求めたもの。）を用いる。つまり、Ｓ３１０で非通紙部に流れる電流を求めるために用いる２次転写電圧Ｖｔｒは、ジョブの最初の記録材Ｐが２次転写部Ｎ２に突入したタイミングでは、Ｓ３０６で求めた初期値である。その後、下記のフローで２次転写電圧Ｖｔｒを変更した場合は、変更した２次転写電圧Ｖｔｒを用いて非通紙部に流れる電流を求めるようにする。
次に、制御部５０は、実施例１における図４（ｂ）のＳ２０４の処理と同様にして、記録材Ｐの厚さに応じて非通紙部電流を補正する制御を行う（Ｓ３１１）。Ｓ３１０で求めた補正前の非通紙部電流をＩｎｐ＿ｂｅｆ、補正後の非通紙部電流をＩｎｐ＿ａｆｔ、補正係数をｅ（％）とする。このとき、補正後の非通紙部電流は、実施例１と同様の下記式３により求めることができる。
Ｉｎｐ＿ａｆｔ＝ｅ＊Ｉｎｐ＿ｂｅｆ ・・・（式３）
ここで、本実施例では、上記式３中の補正係数ｅは、実施例１と同様の図８に示すようなテーブルデータに基づいて決定される。
次に、制御部５０は、Ｓ３０９で検知した２次転写電流からＳ３１１で求めた補正後の非通紙部電流を差し引いた電流を通紙部電流として算出する（Ｓ３１２）。すなわち、２次転写電流をＩｔｒ、通紙部電流をＩｐとすると、通紙部電流は、下記式８により求めることができる。
Ｉｐ＝Ｉｔｒ－Ｉｎｐ＿ａｆｔ ・・・（式７）
上記式７で求めた通紙部電流Ｉｐは、実際に搬送される記録材Ｐの幅に対応する電流値であるのに対して、Ｓ３０７で求めた通紙部電流範囲は、基準となる記録材Ｐのサイズ（本実施例ではＡ４サイズ）相当の幅に対応するものとなっている。そのため、本実施例では、制御部５０は、上記式７で求めた通紙部電流Ｉｐを基準となる記録材Ｐのサイズ相当の幅に対応する電流値に換算する処理を行う（Ｓ３１３）。図７のテーブルデータを決めた際の記録材Ｐの幅をＬｐ＿ｂａｓ、実際に搬送される記録材Ｐの幅をＬｐ、換算後の通紙部電流をＩｐ＿ａｆｔとする。このとき、換算後の通紙部電流は、下記式８により求めることができる。
Ｉｐ＿ａｆｔ＝Ｌｐ＿ｂａｓ／Ｌｐ＊Ｉｐ ・・・（式８）
次に、制御部５０は、Ｓ５１２で求めた換算後の通紙部電流Ｉｐ＿ａｆｔをＳ３０７で求めた通紙部電流範囲と比較する（Ｓ３１４）。そして、制御部５０は、２次転写電源２０が出力する２次転写電圧Ｖｔｒを必要に応じて補正する（Ｓ３１５、Ｓ３１６）。前述のように、本実施例では、この２次転写電圧の変更動作は、検知時間を８ｍｓｅｃ、応答時間を８ｍｓｅｃとして、２次転写中にこれら検知時間と応答時間とを交互に繰り返すことで行う。つまり、制御部５０は、換算後の通紙部電流Ｉｐ＿ａｆｔがＳ３０７で求めた通紙部電流範囲の値（下限値以上かつ上限値以下）の場合は、２次転写電源２０が出力している２次転写電圧Ｖｔｒを変えずにそのまま維持する（Ｓ３１５）。一方、制御部５０は、換算後の通紙部電流Ｉｐ＿ａｆｔがＳ３０７で求めた通紙部電流範囲から外れている（下限値未満又は上限値を超える）場合は、該通紙部電流範囲の値となるように２次転写電源２０が出力する２次転写電圧Ｖｔｒを補正する（Ｓ３１６）。本実施例では、換算後の通紙部電流Ｉｐ＿ａｆｔが通紙部電流範囲の下限値を下回っている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを変動幅ΔＶだけ増加させ、逆に上限値を上回っている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを変動幅ΔＶだけ減少させる。このとき、２次転写電圧の変動幅ΔＶとして、Ｓ３０８で求めた変動幅ΔＶを使用する。そして、制御部５０は、応答時間が経過し、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過中である場合には（Ｓ３１７）、処理をＳ３０９に戻し、２次転写電流の検知（検知時間）と、必要に応じた２次転写電圧の変更（応答時間）と、を行う（Ｓ３０９～Ｓ３１６）。なお、２次転写電圧Ｖｔｒを変更した場合は、変化させた２次転写電圧Ｖｔｒに対して換算後の通紙部電流Ｉｐ＿ａｆｔを求めるフロー（Ｓ３０９～Ｓ５１３）を行う。この検知時間と応答時間とを２次転写部Ｎ２に記録材Ｐがある間（より詳細には記録材Ｐの画像形成領域が２次転写部Ｎ２を通過している間）繰り返し行う。これにより、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に検知される２次転写電流に基づく通紙部電流がＳ３０７で求めた通紙部電流範囲に収まるように、２次転写電圧Ｖｔｒが補正されてく。
また、制御部５０は、ジョブの全ての画像を記録材Ｐに転写して出力し終えるまで、Ｓ３０９～Ｓ３１７の処理を繰り返す（Ｓ３１８）。
以上説明したように、本実施例では、予測した非通紙部分に流れる電流を、測定した２次転写電流から差し引くことで、制御すべき通紙部電流を正確に求めることができる。また、この通紙部電流の値を所定の通紙部電流範囲の値になるように、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電圧を制御する。このような方法によっても、実施例１と同様の効果が得られる。
［実施例３］
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及び実施例２では、２次転写電流のうち通紙部電流がどの程度の大きさになるかを考慮して２次転写電圧を制御した。一方、本実施例では、非通紙部分に流れる電流が２次転写電流に占める割合が十分に小さいものとして扱い、２次転写電流を所定の範囲内となるように制御している。
図１１は、本実施例における２次転写電圧の制御の手順の概略を示すフローチャート図である。図１１のＳ４０１～Ｓ４０６の処理は、それぞれ実施例１における図４（ａ）のＳ１０１～Ｓ１０６の処理と同様である。また、図１１のＳ４０９～Ｓ４１４の処理は、実施例１における図４（ａ）のＳ１０９～Ｓ１１４の処理と同様である。以下、特に実施例１と異なる点について説明し、実施例１と同様の処理についての説明は省略する。
制御部５０は、Ｓ４０６で２次転写電圧Ｖｔｒを求めた後、２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際の２次転写電流の上限値及び下限値（「２次転写電流範囲」）を決定する処理を行う（Ｓ４０７）。本実施例では、ＲＯＭ５３には、図１２に示すような、画像不良を抑制する観点から２次転写部Ｎ２を記録材Ｐが通過している際に２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲（「２次転写部電流範囲」）を求めるための情報が格納されている。本実施例では、この情報は、雰囲気の水分量と、２次転写部Ｎ２に流してよい電流の上限値及び下限値と、の関係を示すテーブルデータとして設定されている。なお、このテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。制御部５０は、Ｓ４０３で取得した環境情報に基づいて、上記テーブルデータから２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲を求める。
なお、２次転写電流のうち、制御することが望まれるのは通紙部電流である。本実施例では、非通紙部分に流れる電流が２次転写電流に占める割合が十分に小さいものとして扱い、２次転写電流を所定の範囲に制御すれば通紙部電流を適切な範囲に制御できるものとしている。ここで、画像不良を抑制する観点から２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲は、環境情報以外にも、記録材Ｐの厚さ、表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Ｐの厚さと関連のある情報（坪量）、記録材Ｐの表面性と関連のある情報によっても電流の範囲が変化するように設定されていてよい。２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲は、計算式として設定されていてもよい。また、２次転写部Ｎ２に流してよい電流の範囲は、記録材Ｐのサイズごとに複数のテーブルデータや計算式として設定されていてもよい。
次に、制御部５０は、２次転写中の２次転写電圧の変動幅ΔＶを決定する処理を行う（Ｓ４０８）。Ｓ４０８の処理は、実施例１における図４（ａ）のＳ１０８と同様である。ただし、本実施例では、実施例１で用いた式６に代えて下記式９を用いる。
ΔＶ＝Ａ＊（Ｉｐ＿ｍａｘ’－Ｉｐ＿ｍｉｎ’）＊Ｖｂ／Ｉｔａｒｇｅｔ ・・（式９）
上記式９において、ＶｂはＳ４０５で求められた２次転写部分担電圧、ＩｔａｒｇｅｔはＳ４０４で求められた目標電流であり、Ｖｂ／Ｉｔａｒｇｅｔは２次転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態での２次転写部Ｎ２の電気抵抗に相当する。また、上記式９において、Ｉｐ＿ｍａｘ’、Ｉｐ＿ｍｉｎ’は、それぞれＳ４０７で求められた２次転写電流範囲の上限値、下限値である。また、上記式９において、Ａは、実施例１における式６の場合と同様、図１７に示すような２次転写電圧の変更時に発生するオーバーシュート電流を、２次転写中に２次転写部Ｎ２に供給する電流の上限値と下限値との差分以下に抑えるための補正係数である。この補正係数Ａは、予め実験などによって求められており、本実施例では、実施例１と同様に、応答時間が８ｍｓｅｃであるのに対して、補正係数Ａは１～２程度に設定している。これにより、本実施例では、２次転写電圧の変更時に、電流が下限値を下回っている状態から上限値を上回る状態になる、逆に上限値を上回っている状態から下限値を下回る状態になるといったことを抑制することができる。本実施例では、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔは１５～２０μＡ程度であるのに対して、２次転写電圧の変動幅ΔＶは、上記式６によって２次転写部Ｎ２の電気抵抗によって変わるが、凡そ２０～１００Ｖ程度の値になる。
その後、制御部５０は、Ｓ４０８で求めた２次転写電圧の変動幅ΔＶを用いて、実施例１における実施例１における図４（ａ）のＳ１０９～Ｓ１１４と同様の処理を行う（Ｓ４０９～Ｓ４１４）。
以上説明したように、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、制御の簡易化を図ることができる。
［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、記録材は、搬送方向と略直交する方向における転写部材の中央を基準として搬送されたが、これに限定されるものではなく、例えば一方の端部側を基準として搬送される構成とされていてもよく、本発明を等しく適用することができる。
また、本発明は、画像形成部を一つだけ有するモノクロ画像形成装置にも等しく適用することができる。この場合、本発明は、感光ドラムなどとされる像担持体から記録材にトナー像が転写される転写部に関して適用されることになる。
７ 中間転写ベルト
８ ２次転写ローラ
２０ ２次転写電源
２１ 電流検知回路
２２ 電圧検知回路
５０ 制御部

Claims (3)

  1. トナー像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部が形成したトナー像が転写される中間転写ベルトと、
    前記中間転写ベルトの内面に接触する内ローラと、
    前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する転写部を前記内ローラと協働して形成する転写部材と、
    前記転写部に電圧を印加する電源と、
    前記転写部に流れる電流を検知する電流検知部と、
    前記電源を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、記録材の種類に基づいて決定される所定範囲内である場合は、前記電源から印加される電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行するように構成され、かつ、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲内となるように前記目標電圧を調整するとともに、調整された前記目標電圧で前記定電圧制御を実行するように構成された画像形成装置において、
    前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記目標電圧の調整を所定の変動幅ごとに行うように構成され、かつ、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に電圧を印加したときに前記電流検知部で検知される検知結果に基づいて、前記変動幅を変更するように構成されており、
    前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に所定電圧を印加したときに前記転写部に流れる電流値が第１電流値である場合は、前記変動幅を第１変動幅に設定し、前記転写部に流れる電流値が前記第１電流値よりも小さい第２電流値である場合は、前記変動幅を前記第１変動幅よりも大きい第２変動幅に変更することを特徴とする画像形成装置。
  2. トナー像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部が形成したトナー像が転写される中間転写ベルトと、
    前記中間転写ベルトの内面に接触する内ローラと、
    前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する転写部を前記内ローラと協働して形成する転写部材と、
    前記転写部に電圧を印加する電源と、
    前記転写部に流れる電流を検知する電流検知部と、
    前記電源を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、記録材の種類に基づいて決定される所定範囲内である場合は、前記電源から印加される電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行するように構成され、かつ、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲内となるように前記目標電圧を調整するとともに、調整された前記目標電圧で前記定電圧制御を実行するように構成された画像形成装置において、
    前記制御部は、前記転写部を記録材が通過する間において、前記電流検知部によって検知された検知結果が、前記所定範囲から外れた場合、前記目標電圧の調整を所定の変動幅ごとに行うように構成され、かつ、前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部に電圧を印加したときに前記電流検知部で検知される検知結果に基づいて、前記変動幅を変更するように構成されており、
    前記制御部は、前記変動幅を、前記所定範囲の上限値と下限値の差分に基づいて変更することを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記制御部は、前記変動幅を、記録材の幅に基づいて変更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。
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