JP2018013556A - 画像形成装置及び転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保する画像形成装置及び転写装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の画像形成装置は、トナー像形成部と、転写部と、電源部と、状態検出部と、抵抗検出部と、制御部と、を持つ。トナー像形成部は、トナー像を形成する。転写部は、前記トナー像形成部によって形成されるトナー像を媒体上に画像を転写する。電源部は、前記転写部に定電流又は定電圧の何れかの電圧を供給する。状態検出部は、前記トナー像形成部により形成されたトナー像の状態を検出する。抵抗検出部は、前記転写部に一定の電流又は電圧を印加することにより、前記転写部の抵抗値を検出する。制御部は、前記状態検出部の検出結果と前記抵抗検出部の検出結果とに基づき、前記転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置及び転写装置に関する。

従来、Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ（以下「ＭＦＰ」という。）及びプリンタ等の画像形成装置がある。画像形成装置は、転写ローラとベルトを含む転写部にバイアス電圧を印加することで所望の電流を転写部に流し、転写部からシートにトナー像を転写する。転写部に流れる電流は、転写ローラの電気抵抗やシートの電気抵抗により制限される。転写ローラの電気抵抗やシートの電気抵抗の値は、環境変化の影響を受けて変動する。一定のバイアス電圧を転写部に印加する技術（定電圧方式）では、上記の電気抵抗の値が変動すると、所望の電流を流すことが困難であり、適正な転写画像が得られない場合がある。

これに対し、転写部の状態検出とシートの状態検出の方法のそれぞれに異なる方法を適用し、転写部に印加するバイアス電圧を決定する技術が知られている。例えば、転写部の状態については、シートへの画像転写が始まる前に、転写部に既知の電流を通電して電圧を検知することによって測定する。シートの状態については、温湿度センサなどから得られた環境情報に基づいて推定する。上記の組み合わせにより、転写部とシートの分圧状態を推定して、所望の電流を得るためのバイアス電圧が決定される。上記の技術は、環境変化による転写部の電気抵抗の変化分を補正することについては優れているが、シートの電気抵抗の変化分を十分に補正しきれないことがある。シートの電気抵抗が、環境情報や実験の結果等に基づいて推定される範囲を超えて変動した場合には、画像不良が発生することがある。例えば、乾燥した環境で長期間保存されるとシート中の水分が抜けていき、シートの電気抵抗が想定よりも高くなることが生じる。その傾向はシートの種類により異なる。温湿度センサなどから得られた環境情報からこのような状況が生じていることを検出することは困難である。

これに対し、所望の電流を定電流トランスから転写部に流す技術（定電流方式）が知られている。多湿環境下では、転写ローラの電気抵抗やシートの電気抵抗が低下する。この定電流方式では、電流値が制限されるため、多湿環境下の場合、転写ローラ等の電気抵抗の低下により、トナーの転写に寄与する電流の分布が偏り転写不足になるという問題がある。上記のように、環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保することは容易なことではない。

特開平０９−２９７４７６号公報

本発明が解決する課題は、環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保する画像形成装置及び転写装置を提供することである。

実施形態の画像形成装置は、トナー像形成部と、転写部と、電源部と、状態検出部と、抵抗検出部と、制御部と、を持つ。トナー像形成部は、トナー像を形成する。転写部は、前記トナー像形成部によって形成されるトナー像を媒体上に画像を転写する。電源部は、前記転写部に定電流又は定電圧の何れかの電圧を供給する。状態検出部は、前記トナー像形成部により形成されたトナー像の状態を検出する。抵抗検出部は、前記電源部から供給される前記電圧を前記転写部に印加することにより、前記転写部の抵抗値を検出する。制御部は、前記状態検出部の検出結果と前記抵抗検出部の検出結果とに基づき、前記転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する。

実施形態の画像形成装置１を示す構成図。 画像形成装置１の構成例を模式化して示す図。 転写制御の一例の概要を示すフローチャート。 現像コントラスト電位について示す図。 所定量のトナーを現像させるための現像コントラスト電位Ｖｃとトナー帯電量Ｑｍとの関係を示す図。 現像電界を推定する処理の一例を示すフローチャート。 トナー帯電量に対する抵抗値の判定条件を示す図。

実施形態の画像形成装置では、環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保することが可能になる。以下、実施形態の画像形成装置について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そしてそれら構成の説明は省略する場合がある。

図１は、実施形態の画像形成装置１を示す構成図である。画像形成装置１は、例えば、電子写真方式の複合機（ＭＦＰ）である。

まず、画像形成装置１の概要について説明する。画像形成装置１は、スキャナ部３（図２）、及びプリンタ部４を有する。スキャナ部３は、原稿の画像情報をデジタルデータとして読み取る。プリンタ部４は、画像データに基づいて、シート上に画像を形成する。プリンタ部４は、記録剤を用いて画像を形成する。例えば、記録剤は、トナーである。プリンタ部４は、転写装置の一例である。

次に、プリンタ部４について詳しく説明する。
プリンタ部４は、中間転写部１１、給紙部１２、搬送路１３、二次転写部１４、定着部１５、及び排紙部１６を有する。

中間転写部（一次転写部）１１は、中間転写ベルト２１、複数のローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、及び複数の画像形成部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋを有する。
中間転写ベルト２１は、無端状に形成される。複数のローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、中間転写ベルト２１を支持する。これにより、中間転写ベルト２１は、図１中の矢印Ａで示す方向に、無端走行可能である。

複数の画像形成部（プロセスユニット）２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋは、イエロー画像形成部２３Ｙ、マゼンタ画像形成部２３Ｍ、シアン画像形成部２３Ｃ、及びブラック画像形成部２３Ｋを含む。画像形成部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋは、互いに水平方向に並べて配置される。上記の通り、各構成の符号に附すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックをそれぞれ意味する。

画像形成部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋの各々は、クリーナー２４、感光体ドラム２５、帯電部２６、露光部２７、現像部２８、及び転写ローラ２９を含む。各画像形成部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋの構成は、記録剤の色が異なる以外、互いに同じである。
尚、以下の説明では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略して説明し、画像形成部２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋの各々の詳細な構成の図示を省略する。

クリーナー２４は、感光体ドラム２５の表面に付着した記録剤を除去する。
感光体ドラム２５は、記録剤による像が形成される面を有する。感光体ドラム２５は、クリーナー２４が記録剤を除去した表面が、予め定められた方向に、軸を中心にして回転する。感光体ドラム２５の回転方向は、感光体ドラム２５の表面の記録剤を除去した部分が、帯電部２６、露光部２７、現像部２８、転写ローラ２９の順に接近する方向である。
帯電部（帯電チャージャ）２６は、感光体ドラム２５の表面を帯電させる。
露光部（露光走査ヘッド）２７は、例えば、感光体ドラム２５の表面に、強度が調整されたレーザー光を照射して、感光体ドラム２５の表面を露光する。これにより、感光体ドラム２５の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。
現像部２８は、各色に対応した記録剤を収納可能である。現像部２８は、現像ローラ２８１を有する。現像ローラ２８１は、記録剤の収容部と感光体ドラム２５とに近接するように配置される。現像ローラ２８１は、軸を中心に回転し、記録剤をその表面に吸着した後に、感光体ドラム２５の表面に記録剤を供給する。これにより、感光体ドラム２５の表面に形成された静電潜像部分に記録剤が付着する。
転写ローラ２９は、感光体ドラム２５とは反対側から中間転写ベルト２１に面する。これにより、感光体ドラム２５の表面から中間転写ベルト２１に記録剤が転写（一次転写）される。
なお、図１に示すように、画像形成部２３において、帯電部２６及び現像部２８は、感光体ドラム２５の下方に配置される。

次に、給紙部１２、搬送路１３、二次転写部１４、定着部１５、及び排紙部１６について説明する。

給紙部１２は、給紙カセット３１を有する。

給紙カセット３１は、上方が開放された椀状に形成される。給紙カセット３１は、画像が印刷される複数のシートＰを収納可能である。給紙カセット３１は、筐体（不図示）に装着される。筐体は、その外気の流入を遮蔽するようには構成されていない。給紙カセット３１に収納されたシートＰは、筐体外の環境の影響を受け、シートＰの吸湿量が変化する。

例えば、給紙カセット３１には、ピックアップローラ３２が設けられる。ピックアップローラ３２は、給紙カセット３１に収納されたシートＰを搬送路１３へ送る。搬送路１３は、給紙部１２から、二次転写部１４及び定着部１５を通り、排紙部１６に至る。シートＰは、搬送路１３を搬送される。

二次転写部１４は、転写ローラ１４ａを有する。転写ローラ１４ａは、中間転写ベルト２１の外面に接する。中間転写ベルト２１を支持する一つのローラ２２ｄは、二次転写部１４の構成要素に含まれる。ローラ２２ｄは、中間転写ベルト２１を間に挟んで転写ローラ１４ａに対向する。シートＰは、中間転写ベルト２１とともに、転写ローラ１４ａとローラ２２ｄとの間に挟まれる。これにより、中間転写ベルト２１上の記録剤がシートＰの表面に転写（二次転写）される。二次転写部１４を通ったシートＰは、定着部１５に向けて送られる。転写ローラ１４ａ（二次転写体）と中間転写ベルト２１（中間転写体）は、転写部の一例である。この観点によれば、転写部は、トナー像が一次転写される中間転写ベルト２１と、この中間転写ベルト２１からシートＰ上に転写する転写ローラ１４ａとを含むものである。

定着部１５は、ヒートローラ１５ａと、プレスローラ１５ｂとを有する。ヒートローラ１５ａは、記録剤の定着に適した定着温度（印字温度）に制御される。プレスローラ１５ｂは、ヒートローラ１５ａとは反対側からシートＰに面する。記録剤が転写されたシートＰは、ヒートローラ１５ａとプレスローラ１５ｂとに挟まれる。これにより、シートＰは、ヒートローラ１５ａとプレスローラ１５ｂとの間で加熱及び加圧される。これにより、シートＰに転写された記録剤がシートＰに定着する。

排紙部１６は、定着部１５を通ったシートＰが排紙される。なお、以下の説明において、記録剤をトナーとして説明する。

図２は、画像形成装置１の構成例を模式化して示す図である。

画像形成装置１は、コントローラ１００、電源部１１０、操作パネル１２０、駆動制御部１３０と、センサ１４０とを有する。

コントローラ１００は、制御部１０１と、記憶部１０２と、ＮＩＣ（Network Interface Card）１０３と、を有する。制御部１０１は、演算処理装置である。制御部１０１は、記憶部１０２に格納されたプログラムを実行することにより、画像形成装置１における各部を制御して、所望の情報をシートＰに印刷させる。記憶部１０２は、揮発性の記憶装置と不揮発性の記憶装置を含む。揮発性の記憶装置は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。不揮発性の記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。記憶部１０２は、制御部１０１が実施する処理のプログラムとその処理に利用する定数、テーブル、調整用パターンなどのデータを格納する。上記の定数には、処理の初期値に適用する標準値などが含まれる。ＮＩＣ１０３は、外部との通信を制御する。

操作パネル１２０は、キーボードとタッチパネルディスプレイとを有する。操作パネル１２０は、ユーザからの指示を受付ける。操作パネル１２０は、制御内容を表示する。

駆動制御部１３０は、画像形成装置１内の各駆動部の駆動量を調整する。例えば、駆動制御部１３０の制御対象には、中間転写部１１内の各ローラ、ピックアップローラ３２、定着部１５のローラ等の駆動部が含まれる。

センサ１４０は、中間転写ベルト２１の表面に形成された調整用パターンＴＰの像の濃度を、例えばフォトダイード（不図示）などにより検出する。センサ１４０が検出した像の濃度が判別されて、トナーの付着量は、自動的に調整される。トナーの付着量の調整処理の詳細については後述する。

電源部１１０は、制御部１０１の制御により所望のバイアスを供給する。電源部１１０は、帯電バイアス電源部１１１と、現像バイアス電源部１１２と、一次転写バイアス電源部１１３と、二次転写バイアス電源部１１４とを含む。

帯電バイアス電源部１１１は、感光体ドラム２５の表面を一様に帯電させるように、帯電バイアスＶｇ１を帯電部２６に供給する。

現像バイアス電源部１１２は、現像バイアスＶｂ１を、現像部２８の現像ローラ２８１に供給する。

一次転写バイアス電源部１１３は、バイアスＶｔ１を転写ローラ２９に供給する。一次転写バイアス電源部１１３は、制御部１０１による制御に応じてバイアスＶｔ１の電圧を可変することで転写バイアスを調整する。

二次転写バイアス電源部１１４は、バイアスＶｔ２をローラ２２ｄに供給する。二次転写バイアス電源部１１４は、定電圧源と定電流源とを含む。二次転写バイアス電源部１１４は、バイアスＶｔ２を、定電圧方式で供給するか、定電流方式で供給するかを、制御部１０１の制御により選択可能である。バイアスＶｔ２を定電圧方式で供給する場合には、二次転写バイアス電源部１１４は、制御部１０１から電圧値が指定され、指定された電圧値のバイアスＶｔ２を供給する。バイアスＶｔ２を定電流方式で供給する場合には、二次転写バイアス電源部１１４は、制御部１０１から電流値が指定され、指定された電流値のバイアスＶｔ２を供給する。上記のとおり、二次転写バイアス電源部１１４は、制御部１０１の制御によりバイアスＶｔ２の電圧又は電流を可変して、転写バイアスを調整する。

次に、転写制御について説明する。制御部１０１は、下記の転写制御を実施する。

図３は、転写制御の一例の概要を示すフローチャートである。
まず、制御部１０１は、トナーの現像の容易性を次の手順に従い検出する。

制御部１０１は、二次転写部１４における二次転写方式を、定電圧制御方式を基本の方式に設定する。制御部１０１は、調整用パターンＴＰに対する像を、例えば、感光体ドラム２５から中間転写ベルト２１上に転写させる。センサ１４０が、中間転写ベルト２１上に転写された像を検出する。制御部１０１は、センサ１４０により検出されたパターン濃度に基づいて、現像に必要とされる現像電界を推定する（ＡＣＴ１０）。現像電界とは、帯電したトナーを、現像ローラ２８１から感光体ドラム２５に移動させることに要する電界のことである。例えば、制御部１０１は、現像電界の絶対値が比較的大きい場合には、間接的にトナーが移動しにくい状態にあると識別する。制御部１０１による実際の制御では現像電界として、現像バイアス電位と露光後感光体表面電位の差である現像コントラスト電位Ｖｃ（後述）が用いられる。

制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍを、ＡＣＴ１０において推定した現像電界に基づいて導出する（ＡＣＴ２０）。トナー帯電量Ｑｍとは、トナーの単位重量Ｍ当たりのトナーに帯電した電荷量Ｑである。例えば、ＡＣＴ１０において得られた現像電界の値が比較的大きい場合には、制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍの絶対値が大きくトナーが移動しにくいと判定する。

制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍ等に基づいて二次転写方式決定するための閾値ＴＨを調整する（ＡＣＴ３０）。例えば、制御部１０１は、ＡＣＴ２０においての推定したトナー帯電量Ｑｍから、二次転写方式を定電流制御方式に移行させるための抵抗検知の閾値ＴＨを決定する。例えば、制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍの絶対値が小さい場合には、上記の閾値ＴＨの値を大きくする。

制御部１０１は、二次転写部１４の電気抵抗を検出する（ＡＣＴ４０）。例えば、制御部１０１は、二次転写バイアス電源部１１４を制御して測定用の定電流を、転写ローラ１４ａと中間転写ベルト２１と含む二次転写部１４に流す。例えば、測定用の定電流とは、転写バイアスの電流とは異なるものである。制御部１０１は、上記の定電流を流すことにより、転写ローラ１４ａと中間転写ベルト２１に生じる電圧に基づいて二次転写部１４の電気抵抗の抵抗値を導出する。二次転写部１４の電気抵抗の検出の詳細については後述する。

制御部１０１は、二次転写部１４の電気抵抗が、閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する（ＡＣＴ５０）。

二次転写部１４の電気抵抗が閾値ＴＨ以上である場合（ＡＣＴ５０：ＹＥＳ）、制御部１０１は、定電流方式を選択する。制御部１０１は、所定の電流値の定電流を転写バイアスとして決定し（ＡＣＴ６０）、処理をＡＣＴ８０に進める。二次転写部１４の電気抵抗が閾値ＴＨ未満である場合（ＡＣＴ５０：ＮＯ）、制御部１０１は、定電圧方式を選択する。制御部１０１は、所定の電圧値の定電圧を転写バイアスとして決定し（ＡＣＴ７０）、処理をＡＣＴ８０に進める。

ＡＣＴ６０又はＡＣＴ７０の処理を終えた後に、制御部１０１は、二次転写バイアス電源部１１４に対して、ＡＣＴ６０又はＡＣＴ７０の何れかの処理で決定された転写バイアスを指示する（ＡＣＴ８０）。制御部１０１は、ＡＣＴ８０において指示した転写バイアスを用いて、印刷する（ＡＣＴ９０）。

以上の手順に従い、制御部１０１は転写制御を実施する。上記の通り制御部１０１は、現像の段階で検出されるトナー帯電量Ｑｍ等に応じて、転写バイアスを調整する。

上記の各段の処理の詳細な一例について、順に説明する。
［１．現像コントラスト電位によるトナー付着量制御の説明］
［１−１．現像電界に対応する現像コントラスト電位の導出］
実際の制御では現像電界に対応する量として現像コントラスト電位を定義し、その量を制御することで現像するトナーの付着量を調整する。
図４は、現像コントラスト電位について示す図である。図４において、縦軸は電圧を示す。感光体ドラム２５への帯電バイアスＶｇ１により帯電された感光体ドラム２５の電位を帯電電位Ｖ０１で示す。現像ローラ２８１に印加される電位を現像バイアス電位Ｖｂ１で示す。露光後の感光体ドラム２５の表面電位を露光電位Ｖｅ１で示す。

例えば、感光体ドラム２５の帯電電位Ｖ０１が−５００ボルト、現像バイアス電位Ｖｂ１が−４００ボルト、露光電位Ｖｅ１が−８０ボルトである場合を例示して説明する。

現像バイアス電位Ｖｂ１と露光電位Ｖｅ１との電位差を現像コントラスト電位Ｖｃと呼ぶ。現像コントラスト電位Ｖｃは、現像バイアス電位Ｖｂ１と露光電位Ｖｅ１の差で表され、上記の場合には３２０ボルトとなる。上記で例示した数値を標準値にして、シートＰの種類や環境などの諸条件に応じて各電位が調整される場合、現像コントラスト電位Ｖｃは３００〜３５０ボルト程度の範囲になる。本実施形態では負帯電トナーを用いているので帯電電位が現像バイアス電位Ｖｂ１より低い場合（例えば帯電電位がＶ０１の場合）には、現像ローラ２８１から感光体ドラム２５にトナーが移動しない。帯電電位が現像バイアス電位Ｖｂ１より高い場合（例えば帯電電位がＶｅ１の場合）には、現像ローラ２８１から感光体ドラム２５にトナーが移動する。トナーが移動する量は、現像コントラスト電位Ｖｃがマイナス側に大きくなるほどより多くなる。
制御部１０１は、センサ１４０によるトナー付着量制御に基づいて決定された現像コントラスト電位Ｖｃを転写制御に利用する。

［１−２．現像コントラスト電位とトナー帯電量Ｑｍとの関係とトナー帯電量の推定］
図５は、所定量のトナーを現像させるための現像コントラスト電位Ｖｃとトナー帯電量Ｑｍとの関係を示す図である。図５に示すように、現像コントラスト電位Ｖｃとトナー帯電量Ｑｍとの関係は、トナー帯電量Ｑｍの絶対値｜Ｑｍ｜（以下、単にトナー帯電量Ｑｍという。）が多いほど、現像に必要とされる現像コントラスト電位Ｖｃの絶対値が増加する。（以下、単に現像コントラスト電位Ｖｃという。）トナー帯電量Ｑｍは、現像コントラスト電位Ｖｃの増加に応じて単調増加する。つまり、トナー帯電量Ｑｍが多いほど、現像ローラ２８１上の現像剤キャリアに対するトナーの付着力が強くなり、現像ローラ２８１側から感光体ドラム２５にトナーが移動しにくい。そこで、制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍが多いほど、現像コントラスト電位Ｖｃを大きくする。

制御部１０１は、トナー付着量制御に基づいて決定された現像コントラスト電位Ｖｃから図５の関係を用いてトナー帯電量Ｑｍを推定する。トナー付着量制御とは、調整用パターンＴＰを印字して所望の濃度を得られるように、トナーの付着量を調整する制御のことである。例えば、センサ１４０は、現像された調整用パターンＴＰの状態を、中間転写ベルト２１上で検出する。制御部１０１は、センサ１４０の検出値に応じて中間転写ベルト２１におけるトナー付着量をほぼ一定になるように、現像コントラスト電位Ｖｃを調整する。

なお、露光電位Ｖｅ１は、露光後感光体表面電位と呼ばれることがある。制御部１０１は、露光後感光体表面電位を、感光体ドラム２５の回転数と、感光体ドラム２５の温度と露光に使用されるレーザーパワーから導出する。例えば、露光後感光体表面電位と、感光体ドラム２５の回転数と、その温度と、レーザーパワーとの関係は、予め定められている。その対応関係を示す情報はテーブル化され、記憶部１０２に格納されていてもよい。

［１−３．検出されたパターン濃度に基づいた現像コントラスト電位の調整の手順］
制御部１０１は、例えば、検出されたパターン濃度に基づいた現像電界の調整を次の手順により実施する。図６は、現像電界を推定する処理の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部１０１は、現像コントラスト電位Ｖｃの初期値として、予め設定されている標準値を設定する（ＡＣＴ１１）。例えば、上記の標準値は、記憶部１０２に格納されている。

次に、制御部１０１は、現像コントラスト電位Ｖｃの設定値における所定の調整用パターンＴＰを現像する（ＡＣＴ１２）。

次に、制御部１０１は、センサ１４０に中間転写ベルト２１表面のパターン濃度を検出させる（ＡＣＴ１３）。

次に、制御部１０１は、センサ１４０により検出されたパターン濃度が所定濃度範囲内か否かを、濃度範囲閾値に基づいて判定する（ＡＣＴ１４）。

パターン濃度が所定濃度範囲外の場合（ＡＣＴ１４：ＮＯ）、制御部１０１は、濃度範囲閾値に基づいて濃度を判定する（ＡＣＴ１５）。

ＡＣＴ１５の判定により、濃度範囲閾値に対して濃度が高い場合、制御部１０１は、現像コントラスト電位Ｖｃを所定量小さくして（ＡＣＴ１６）、処理をＡＣＴ１２に進める。

ＡＣＴ１５の判定により、濃度範囲閾値に対して濃度が低い場合、制御部１０１は、現像コントラスト電位Ｖｃを所定量大きくして（ＡＣＴ１７）、処理をＡＣＴ１２に進める。

パターン濃度が所定濃度範囲内の場合（ＡＣＴ１４：ＹＥＳ）、制御部１０１は、現像コントラスト電位Ｖｃの値が適切と判定し、現像コントラスト電位Ｖｃを確定して（ＡＣＴ１８）、一連の処理を終える。

以上のようにして、制御部１０１は、中間転写ベルト２１表面のトナー付着量が環境などの影響を受けずにほぼ一定になるように、現像コントラスト電位Ｖｃを調整する。

上記では制御部１０１は、パターン濃度が所定範囲内になるように、現像コントラスト電位Ｖｃを大きくしたり小さくしたりして印刷することを、繰り返す。このとき制御部１０１は、少なくとも帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂ１の電位の何れかを調整して、現像コントラスト電位Ｖｃを調整する。制御部１０１は、検出されたパターン濃度が濃度目標範囲に収まるように、上記の現像コントラスト電位Ｖｃを調整する。上記の調整が完了することにより、感光体ドラム２５及び中間転写ベルト２１へのトナーの付着量が適正な量になる。

［２．転写バイアスの方式を切り替える条件の調整］
図７は、トナー帯電量に対する二次転写ローラ抵抗値の判定条件を示す図である。同図は、トナー帯電量Ｑｍ［μＣ／ｇ（マイクロクーロン／グラム）］（横軸）に対する二次転写ローラ抵抗値［Ω（オーム）］（縦軸）のグラフである。トナー帯電量Ｑｍは、トナーの単位重量Ｍ当たりのトナーに帯電した電荷量Ｑである。

図７に示す曲線ＴＨは、転写バイアスの方式を切り替える閾値である。制御部１０１は、この曲線ＴＨより抵抗値が同じ又は高い領域では、定電流方式の転写バイアスを選択し、この曲線ＴＨより抵抗値が低い領域では、定電圧方式の転写バイアスを選択する。

図７に示す曲線ＴＨは、トナー帯電量Ｑｍが増加するにつれ、抵抗値に対応する値が単調に減少する。つまり、トナー帯電量Ｑｍが高いほど、抵抗値に対応する値が小さくなる。さらに曲線ＴＨは、下に凸に湾曲している。トナー帯電量Ｑｍが少ないほど、抵抗値に対応する値の変化が大きくなる。

例えば、この曲線ＴＨを式（１）によって定式化してもよい。

ＴＨ＝（ＡｘＱｍ^Ｂ）／Ｌ ・・・（１）

上記の式（１）において、Ａが正の実数であり、Ｂが負の実数である。定数であるＡとＢの一例を、式（２）と式（３）に示す。

Ａ＝２．０５ｘ１０^１１ ・・・（２）
Ｂ＝−０．８７５ ・・・（３）

また、上記の式（１）において、Ｌがローラの延伸方向、つまり軸方向の長さ［ｍｍ］である。ローラは、例えば、ローラ２２ｄ、感光体ドラム２５、転写ローラ２９の何れでもよい。なお、Ｌは、上記のローラの延伸方向の長さに代えて、中間転写ベルト２１の幅であってもよい。

上記の式（１）は、上記の曲線ＴＨとしての傾向を満足することに加えて、ローラの延伸方向の長さＬを変数にとる。つまり、ローラの延伸方向の長さＬが長いほど、閾値ＴＨの値が小さくなり、その結果、定電流制御が選択されにくくなる。

なお、ローラは、同じ外径で同じ材質でも、その延伸方向（画像幅方向）の長さＬが変わると抵抗値が変わる。ローラの長さＬによって、閾値ＴＨを変えることが必要とされる。上記の式（１）は、式中にローラの長さＬを変数に含むことにより、ローラの延伸方向の長さを、異なる長さに代えて構成する場合の対応も容易である。

［３．二次転写部１４の電気抵抗の検出と判定］
制御部１０１は、二次転写部１４（例えば、転写ローラ１４ａと中間転写ベルト２１を含む範囲）の電気抵抗に基づいて、二次転写部１４へのバイアスの印加方式を決定する。

二次転写部１４は、その電気抵抗が比較的高い場合、定電流方式の転写バイアスでトナー画像を転写しても、印字幅の影響をうけにくく、印字幅の狭いトナー画像を転写することができる。これは、非画像部に流れる電流が二次転写部１４の電気抵抗によって抑制されることによる。

そこで、制御部１０１は、上記のように決定される閾値に基づいて、二次転写部１４へのバイアスの印加方式を決定する。例えば、制御部１０１は、二次転写部１４へのバイアスの印加方式を定電圧方式にすることを基本にする。さらに、制御部１０１は、二次転写部１４の電気抵抗の値がある閾値以上の場合には、二次転写部１４へのバイアスの印加方式を定電流方式とする。

図７を参照して、冬季などの乾燥状態と夏季などの湿潤状態とを例示して、異なる環境状態のもとでの制御について説明する。
空気が乾燥状態にある場合、長期間保存されるとシートＰ中の水分が抜けていき、シートＰ並びに二次転写ローラ１４aの電気抵抗が高くなる傾向がある。トナーが開封されてから乾燥状態が進行し、それに伴ってトナー帯電量Ｑｍが高くなる傾向がある。上記の基本的な傾向に対し、状況によりトナー帯電量Ｑｍの値が環境の乾燥状態と独立して変化することがある。つまり、空気が乾燥状態にある場合、事象がＺ１の範囲にばらつく。

上述の通り、空気が乾燥状態にある場合には、定電流制御を選択することが望まれる。図７に示すＺ１の範囲は、曲線ＴＨより抵抗値が高い範囲に収まる。この判定条件に従えば、制御部１０１は、Ｚ１の範囲にばらつく各事象について定電流方式を選択することができる。

空気が湿潤状態にある場合、シートＰ並びに二次転写ローラ１４aや中間転写ベルト２１などの電気抵抗が低くなる傾向がある。トナー帯電量Ｑｍは、湿度が高いことにより少なくなる。つまり、空気が湿潤状態にある場合、事象がＺ２の範囲にばらつく。

上述の通り、空気が湿潤状態にある場合には、定電圧方式を選択することが望まれる。図７に示すＺ２の範囲は、曲線ＴＨより抵抗値が低い範囲に収まる。この判定条件に従えば、制御部１０１は、Ｚ２の範囲にばらつく各事象について定電圧方式を選択することができる。

なお、図７に示すＺ１とＺ２の範囲は、シートＰの種類、厚さ、材質、含有成分などの組み合わせにより異なることもある。制御部１０１は、上記の組み合わせにより、Ｚ１とＺ２の範囲を決定する。制御部１０１は、上記のように決定した範囲に基づいて、上記の式（２）と式（３）の定数の値を調整するようにしてもよい。

本実施形態では、二次転写部１４は、定電流又は定電圧の何れかの転写バイアスが中間転写ベルト２１に印加され、中間転写ベルト２１上にトナーによって形成される画像をシートＰに転写する。電源部１１０は、二次転写部１４に印加する転写バイアスを発生する。制御部１０１は、転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する判定の閾値ＴＨを、中間転写ベルト２１に付着したトナーの検出結果に基づいて調整する。制御部１０１は、二次転写部１４の電気抵抗に対応して変化する指標値と閾値ＴＨとに基づいて転写バイアスの方式を決定するようにした。これにより、画像形成装置１は、環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保することができる。なお、上記の二次転写部１４の電気抵抗は、転写ローラ１４ａと、中間転写ベルト２１と、ローラ２２ｄの一部又は全部の電気抵抗を含む。

また、制御部１０１は、中間転写ベルト２１に付着したトナーの検出結果に基づいて導出されるトナー帯電量Ｑｍに基づいて閾値ＴＨを調整する。これにより、トナー帯電量Ｑｍの変動による影響を低減させることができる。

また、制御部１０１は、中間転写ベルト２１に付着したトナーの検出結果に基づいてトナー帯電量Ｑｍを導出する。制御部１０１は、導出されるトナー帯電量Ｑｍと転写ローラ１４ａの延伸方向の長さに基づいて閾値ＴＨを調整する。

また、制御部１０１は、二次転写バイアス電源部１１４を制御して、二次転写部１４に一定の電流（定電流）を流す。制御部１０１は、二次転写部１４に定電流を流して生じる電圧に基づいて二次転写部１４の電気抵抗の抵抗値を導出する。上記の電気抵抗の抵抗値が、判定条件として定められた閾値ＴＨ以上の場合に、制御部１０１は、バイアスの方式を定電流方式にする。上記の抵抗値が閾値ＴＨ未満の場合に、制御部１０１は、バイアスの方式を定電圧方式にする。これにより、上記の電気抵抗の抵抗値に基づいた閾値ＴＨを基準に、上記の電気抵抗の抵抗値を判定することにより、環境の変化による電気抵抗の抵抗値の変化の影響を低減する。なお上記の二次転写部１４の電気抵抗の抵抗値を導出する際の定電流は、転写時のバイアスとする定電流と互いに異なる電流値をとるものであってもよい。或いは、上記の二次転写部１４の電気抵抗の抵抗値を導出する際の定電流は、バイアスとする定電流の変動範囲内から決定される代表値にしてもよい。また、制御部１０１は、上記に代え、二次転写部１４に一定の電圧（定電圧）を印加することにより流れる電流に基づいて二次転写部１４の電気抵抗の抵抗値を導出してもよい。

また、制御部１０１は、中間転写ベルト２１に付着したトナーを検出するセンサ−からの検出結果に基づいて、トナーの付着量を制御する。制御部１０１は、トナー付着量制御により、所定のトナーの付着量を現像するのに必要な現像電界（現像コントラスト電位Ｖｃ）を検出する。制御部１０１は、図５の関係と図７の関係とを用いて検出した現像電界（現像コントラスト電位Ｖｃ）の値に対応する判定条件としての閾値ＴＨを導出することもできる。これによれば、制御部１０１は、所定のトナー量を付着させるのに必要な現像電界（現像コントラスト電位Ｖｃ）に基づいて閾値ＴＨを調整する。制御部１０１は、現像電界（現像コントラスト電位Ｖｃ）の変化の影響を低減し、印刷品質を確保する。

また、制御部１０１は、検出した現像電界（現像コントラスト電位Ｖｃ）の値に対応するトナー帯電量を推定し、トナー帯電量を変数に含めて閾値を導出する。制御部１０１は、トナー帯電量の変化の影響を低減し、印刷品質を確保する。

また、制御部１０１は、バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れを選択するかを決定する判定に、二次転写部１４の電気抵抗による制限を設ける。これにより、冬場のような乾燥環境下で、その乾燥状況がばらつく状況のもとであれば定電流方式を選択でき、シートＰへの転写が安定して行える。また、上記の実施形態によれば、多湿環境下では定電圧方式を選択できる。

また、制御部１０１は、バイアスの方式を決定する判定における閾値を、定式化したことにより、その値の管理が容易になる。上記の式に転写ローラ１４ａの延伸方向の長さを変数に含めたことにより、印字幅が狭い機体への応用が容易になり、その場合の転写不足が生じ得る頻度を低減できる。

また、制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍが比較的低い場合には閾値ＴＨを比較的高く設定することにより、定電流方式が選択されにくくする。制御部１０１は、トナー帯電量Ｑｍが比較的高い場合には閾値ＴＨを比較的低く設定することにより、定電流方式が選択され易くする。高湿環境ではトナー帯電量Ｑｍが低くかつ、転写ローラ１４ａの抵抗が低い。制御部１０１は、上記のような閾値ＴＨを設定することで、高湿環境下で定電流方式を選択することを抑止できる。

また、制御部１０１は、正規原稿についての画像転写が始まる前に、調整用パターンＴＰを用いて調整した結果を利用して、正規原稿の画像転写を実施する。収納部３１ａに収納される同種の複数枚のシートＰに対して印刷する場合には、制御部１０１は、印刷条件が変わるまで調整用パターンＴＰを用いる調整を実施しなくてもよい。

なお、センサ１４０は、感光体ドラム２５の表面に形成される調整用パターンＴＰの像の濃度を検出するように構成してもよい。

なお、上記の実施形態の説明は、二次転写部１４による二次転写に適用する事例であるが、同様の手法を、感光体ドラム２５から中間転写ベルト２１への一次転写に適用してもよい。

以上述べた実施形態によれば、画像形成装置１は、画像形成部２３と、二次転写部１４と、電源部１１０と、センサ１４０と、抵抗検出部と、制御部１０１と、を持つ。画像形成部２３は、トナー像を形成する。転写部１４は、画像形成部２３によって形成されるトナー像をシートＰ上に転写する。電源部１１０は、二次転写部に定電流又は定電圧の何れかの転写バイアス電圧を供給する。センサ１４０は、画像形成部２３により形成されたトナー像の状態を検出する。抵抗検出部は、二次転写部１４に一定の電流又は電圧を印加することにより、二次転写部１４の抵抗値を検出する。制御部１０１は、センサ１４０の検出結果と前記抵抗検出部の検出結果とに基づき、前記転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する。これにより、画像形成装置１は、環境の変化に影響されることなく、印刷品質を確保することができる。なお、上記の二次転写部１４の電気抵抗は、転写ローラ１４ａと、中間転写ベルト２１と、ローラ２２ｄの一部又は全部の電気抵抗を含む。二次転写バイアス電源部１１４と制御部１０１は、上記の抵抗検出部の一例である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…画像形成装置、３…スキャナ部、４…プリンタ部、１１…中間転写部、１２…給紙部、１３…搬送路、１４…二次転写部（転写部）、１４ａ…転写ローラ（二次転写体）、１５…定着部、１６…排紙部、２１…中間転写ベルト（転写部、中間転写体）、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…ローラ、２３…画像形成部（トナー象形成部）、２４…クリーナー、２５…感光体ドラム、２６…帯電部、２７…露光部、２８…現像部、２９…転写ローラ、３１…給紙カセット、３２…ピックアップローラ、１００…コントローラ、１０１…制御部（抵抗検出部）、１０２…記憶部、１１０…電源部、１１１…帯電バイアス電源部、１１２…現像バイアス電源部、１１３…一次転写バイアス電源部、１１４…二次転写バイアス電源部（抵抗検出部）、１２０…操作パネル、１３０…駆動制御部、１４０…センサ（状態検出部）。

Claims (5)

1. トナー像を形成するトナー像形成部と、
   前記トナー像形成部によって形成されるトナー像を媒体上に転写する転写部と、
   前記転写部に定電流又は定電圧の何れかの転写バイアス電圧を供給する電源部と、
   前記トナー像形成部により形成されたトナー像の状態を検出する状態検出部と、
   前記転写部に一定の電流又は電圧を印加することにより、前記転写部の抵抗値を検出する抵抗検出部と、
   前記状態検出部の検出結果と前記抵抗検出部の検出結果とに基づき、前記転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記転写部は、トナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体から前記媒体上に転写する二次転写体とを含み、
   前記制御部は、
   前記状態検出部の検出結果に基づいて導出される前記トナーの帯電量に基づいて前記判定条件を調整する。
3. 請求項２記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記状態検出部の検出結果に基づいて前記トナーの帯電量を導出し、前記トナーの帯電量と前記二次転写体の延伸方向の長さに基づいて、前記転写バイアス電圧を前記二次転写体に供給する転写バイアスの方式を決定するための判定条件を調整する。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記転写バイアスとは別の定電流を前記転写部に流すことにより、前記転写部に生じる電圧に基づいて前記電気抵抗の抵抗値を導出し、
   前記電気抵抗の抵抗値が、前記判定条件として定められた閾値以上の場合に、前記転写バイアスの方式を定電流方式にして、前記抵抗値が前記閾値未満の場合に、前記転写バイアスの方式を定電圧方式にする。
5. トナー画像を、媒体上に転写する転写部と、
   前記転写部に定電流又は定電圧の何れかの転写バイアス電圧を供給する電源部と、
   前記転写バイアスの方式を定電流方式と定電圧方式の何れにするかを決定する判定の判定条件を、前記トナー像形成部により形成されたトナー像の状態の検出結果に基づいて調整し、前記転写部の電気抵抗に対応して変化する指標値と前記判定条件とに基づいて前記転写バイアスの方式を決定する制御部と、
   を備える転写装置。

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