JP5488991B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潜像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材に対する転写電流の出力目標値を、潜像担持体上のトナー像の画像面積率に応じて決定する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たる感光体と、これに当接して転写ニップを形成するニップ形成部材たる転写ローラとの組合せを１つだけ用いて、記録紙にモノクロ画像を形成する。転写ローラに対しては、トナーの正規帯電極性とは逆極性の転写バイアスを印加している。そして、転写ニップ内に送り込んだ記録部材としての記録紙に対して、感光体上のトナー像を転写する。感光体の表面において、潜像形成のための光書込がなされていない地肌部や、光書込がなされた潜像部は、ともにトナーの正規帯電極性と同極性に帯電しており、地肌部の電位は潜像部の電位に比べて大きくなっている。転写ニップの出口では、転写ローラと感光体との間の剥離放電によって両者間に電流が流れるが、このとき、感光体においては、潜像部よりも電位の大きい地肌部に対して、潜像部よりも多くの電流が流れる。このため、転写ニップの出口付近において、感光体上の画像面積率が比較的低い場合には、比較的高い場合に比べて、より多くの電流を電源から出力するようにしないと、潜像部に対して必要量の電流を流すことができずに、転写不良を発生させてしまう。このような転写不良が起こると、画像面積率に応じた画像濃度ムラが発生してしまう。そこで、この画像形成装置においては、電源からの転写電流の出力目標値を転写ニップの出口付近の画像面積率に応じて刻々と変化させるようになっている。これにより、画像面積率にかかわらず、安定した画像濃度を得ることができる。

一方、従来より、いわゆる重ね合わせ転写によってカラー画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば特許文献２に記載のもの）。重ね合わせ転写は、中間転写体等の転写体に対して、感光体等の潜像担持体上のトナー像を複数重ね合わせて転写する処理である。このような重ね合わせ転写を実現する方式としては、様々な方式が知られている。

例えば、特許文献２に記載の画像形成装置では、いわゆるタンデム方式によって重ね合わせ転写を実現している。具体的には、この画像形成装置は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（黒）のトナー像をそれぞれ個別に形成するための４つの感光体を有している。また、それら感光体にそれぞれ当接してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップを個別に形成するニップ形成部材たる中間転写ベルトも有している。そして、Ｙ用の１次転写ニップにて、Ｙ用の感光体上のＹトナー像を中間転写ベルトに転写する。その後、Ｍ用の１次転写ニップにて、Ｍ用の感光体上のＭトナー像を中間転写ベルトのＹトナー像の上に重ね合わせて転写する。以降、同様にして、Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにて、中間転写ベルトのＹ，Ｍトナー像の上にＣ，Ｂｋトナー像を重ね合わせて転写する。このような重ね合わせ転写により、中間転写ベルト上にカラー画像を形成することができる。

また、感光体と、この感光体に形成された潜像をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナーによってそれぞれ個別に現像する４つの現像装置と、中間転写ベルトとを用いて重ね合わせ転写を実現する画像形成装置も知られている。この種の画像形成装置では、中間転写ベルトを約４周分に渡って周回移動させる過程で、周回毎に異なる色のトナー像を感光体に形成して中間転写ベルトに重ね合わせて転写していくことで、中間転写ベルト上にカラー画像を形成することができる。

このような周回毎の転写方式や、上述したタンデム方式によってカラー画像を形成する構成においても、モノクロ機である特許文献１に記載の画像形成装置と同様に、画像面積率に応じた画像濃度ムラを発生させるおそれがある。そこで、本発明者は、タンデム方式のカラープリンタ試験機において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写電源からの出力電流の目標値を、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の感光体の画像面積率に応じて異ならせる実験を行った。すると、各色のトナー像を感光体から中間転写ベルトに効率良く１次転写することができたが、下流側の１次転写ニップにおいて、ベルト上のトナー像を感光体地肌部に顕著に逆転写してしまった。例えば、Ｙ用の１次転写ニップで中間転写ベルト上に良好に転写したＹトナー像を、下流側のＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップでそれぞれＭ，Ｃ，Ｂｋ用の感光体の地肌部に多量に逆転写してしまうのである。同様に、Ｍトナー像をＣ，Ｂｋ用の１次転写ニップでそれぞれ逆転写したり、Ｃトナー像をＢｋ用の１次転写ニップで逆転写したりするのである。

この逆転写は、感光体の周方向における全領域のうち、地肌部だけからなる領域や、画像面積率の非常に小さな領域（以下、それらを大面積地肌領域という）を、下流側の転写ニップ出口に位置させたときに、顕著に発生することがわかった。ところが、従来のタンデム方式の画像形成装置では、感光体の大面積地肌領域を転写ニップ出口に位置させても、逆転写を引き起こすことはなかった。本発明者らは、実験で使用したカラープリンタ試験機が従来のタンデム方式の画像形成装置では生じていなかった逆転写を起こしてしまう原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、従来のタンデム方式の画像形成装置は、感光体の画像面積率にかかわらず一定の転写電流を出力する構成になっていた。かかる構成において、感光体の大面積地肌領域を転写ニップ内に進入させると、転写ニップ内では感光体とベルトとの間で電流が良好に流れるため、ベルトの電位が低下する。すると、転写ニップ出口では、感光体の大面積地肌領域における地肌部と、中間転写ベルトとの電位差が非常に小さくなって両者間で放電が発生し難くなることから、トナーの逆転写が抑えられていた。これに対し、実験に使用したカラープリンタ試験機では、既に述べたように、画像面積率に応じた画像濃度ムラの発生を抑える目的で、感光体における転写ニップ出口付近の画像面積率に応じて転写電流の目標値を変化させるようにしていた。このような構成では、従来のように、感光体の転写ニップ出口付近の画像面積率に応じて転写電流の出力目標値を刻々と変化させるようにすると、感光体の大面積地肌領域を転写ニップ出口に位置させたきに、転写電流の出力目標値を非常に大きくすることになる。すると、転写ニップ出口で感光体とベルトとの間で放電を活発に発生させて、トナーの逆転写を顕著に引き起こしていたことがわかった。

なお、タンデム方式によってカラー画像を形成する画像形成装置を例にして説明したが、上述した周回方式の画像形成装置においても、同様の逆転写を引き起こすおそれがある。１周目の中間転写ベルトに対して転写ニップで感光体上の１色目のトナー像を転写した後、２周目以降の転写ニップで２色目以降のトナー像を転写する際に、転写ニップの出口で感光体の地肌部にベルト上のトナーを逆転写するおそれがあるからである。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、潜像担持体上の画像面積率に応じた画像濃度ムラの発生を抑えつつ、転写ニップ出口における潜像担持体へのトナーの逆転写の発生を抑えることができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像をトナーによって現像してトナー像を得る現像手段と、前記潜像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材、あるいは前記ニップ形成部材の表面に保持される記録部材、に対して前記潜像担持体上のトナー像を転写するために、前記ニップ形成部材に対して所定の目標値と同じ電流値の転写電流を出力し、且つ前記潜像担持体における転写ニップ出口付近の画像面積率と前記目標値との関係を示すアルゴリズム及び前記画像面積率に基づいて、前記目標値を決定する転写電流出力手段と、を備え、トナー像を転写していない状態の前記ニップ形成部材あるいは記録部材に対して前記潜像担持体上のトナー像を転写する第１転写工程と、既にトナー像を転写している状態の前記ニップ形成部材あるいは記録部材に対して潜像担持体上のトナー像を転写する第２転写工程とを実施する画像形成装置であって、前記第２転写工程において前記画像面積率がａ［％］からｂ［％］まで（但し、０＜ａ＜ｂ）の一般的な範囲内であるときには、前記アルゴリズムとして、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を減少させる特性のある前記関係を示す第１アルゴリズムを用いる一方で、前記第２転写工程において前記画像面積率がａ［％］未満であるときには、ａ［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値として前記第１アルゴリズムによって求められる値よりも小さな値を、ａ［％］未満の前記画像面積率に対応する前記目標値とする特性と、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を増加させる特性、又は前記画像面積率にかかわらず目標値を一定にする特性とを有する前記関係を示す第２アルゴリズムを、前記アルゴリズムとして用いることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置であって、前記第２転写工程において前記画像面積率がｂ［％］を超えるときには（但し、ｂ＜１００）、ｂ［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値として前記第１アルゴリズムによって求められる値よりも大きな値を、ｂ［％］を超える前記画像面積率に対応する前記目標値とする特性のある前記関係を示す第３アルゴリズムを、前記アルゴリズムとして用いることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置であって、前記第３アルゴリズムとして、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を増加させる特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置であって、前記第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値を、１００［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値よりも小さな値とするものを、用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置であって、前記第１アルゴリズム、第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値を、前記目標値の中の最小値にするものを、用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、前記第１転写工程においては、前記アルゴリズムとして、０［％］から１００［％］に至るまでの画像面積率の全範囲に渡って、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を減少させる特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、前記第２転写工程において、前記第２アルゴリズムとして、前記第１転写工程で用いるアルゴリズムに比べて、同じ画像面積率に対してより小さな値の前記目標値を関連付ける特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とするものである。

これらの発明では、第１転写工程、第２転写工程においてそれぞれ、潜像担持体における転写ニップ出口付近の画像面積率に応じて転写電流を変化させることで、画像面積率に応じた画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
また、次に説明する理由により、転写ニップ出口における潜像担持体へのトナーの逆転写の発生を抑えることができる。即ち、第２転写工程では、既に説明したように、潜像担持体の大面積地肌領域を転写ニップ出口に位置させたときに、トナーの逆転写を特に発生させ易くなる。大面積地肌領域は、潜像担持体の全領域のうち、転写ニップ出口における画像面積率が０［％］以上、ａ［％］未満（例えば５％未満）という非常に小さな値になる領域である。画像面積率＝０［％］である場合には、そもそも転写処理を実行する必要はない。また、画像面積率＝０［％］でなくても、ａ［％］未満という極めて低い画像面積率である場合には、潜像担持体からニップ形成部材（又は記録部材）に転写するトナー量が極めて少量であったり、潜像担持体の極小面積の潜像部に対して周囲の極大面積の地肌部から電流が流れ込んだりするため、それほど大きな転写電流を出力しなくても、潜像担持体の極小面積の潜像部に対して必要量の電流を流すことができる。そこで、画像面積率がａ［％］未満になったとき、即ち、逆転写を特に発生させ易い状態になったときには、アルゴリズムとして、第１アルゴリズムの代わりに第２アルゴリズムを用いることで、画像面積率＝ａ［％］のときよりも転写電流の目標値を小さくする。これにより、画像面積率＝ａ［％］未満という極小の潜像部に対して必要量の転写電流を流してトナーを転写するとともに、転写ニップ出口における潜像担持体の地肌部とニップ形成部材との電位差を小さくして、トナーの逆転写の発生を抑えることができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図。 シェブロンパッチを示す拡大模式図。 感光体上の１０ライン区画を説明するための模式図。 記録紙とこれに形成された画像との一例を示す模式図。 図５とは異なる画像を示す部分拡大模式図。 本発明者らが行った実験における１次転写電圧と１次転写電流とテスト画像との関係を示すグラフ。 同実験における１次転写率と１次転写電圧とＭトナー逆転写率とテスト画像との関係を示すグラフ。 同実験における１次転写率と１次転写電流とＭトナー逆転写率とテスト画像との関係を示すグラフ。 各色の１次転写電流の目標値と平均画像面積率との関係の第１例を示すグラフ。 テスト画像を示す拡大模式図。 Ｂｋ全面ベタ画像の面内の平均画像濃度と、一次転写電流の関係を示すグラフ。 各色の１次転写電流の目標値と平均画像面積率との関係の第２例を示すグラフ。 各色の１次転写電流の目標値と平均画像面積率との関係の第３例を示すグラフ。 各色の１次転写電流の目標値と平均画像面積率との関係の第４例を示すグラフ。 各色の１次転写電流の目標値と平均画像面積率との関係の第５例を示すグラフ。 第１変形例に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおける１次転写電流と、１次転写率と、１次転写ニップにおけるトナーの介在状態との関係を示すグラフ。 第２変形例に係るプリンタを示す概略構成図。 第３変形例に係るプリンタを示す概略構成図。

以下、本発明を画像形成装置としてのタンデム型の画像形成部によってカラー画像を形成するカラープリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。

まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、トナー像形成手段として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋと記す。）用の４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備えている。プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、画像を形成するための画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナーを用いるが、それ以外は互いに同様の構成になっている。

Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙを例にすると、これは、感光体２Ｙ、現像装置３Ｙ、帯電装置、感光体クリーニング装置５Ｙなどを１つのユニットとして共通の保持体に保持しており、プリンタ本体に対して一体的に着脱される。

帯電装置は、感光体２Ｙに対して接触あるいは近接するように配設された帯電ローラ４Ｙを有しており、帯電ローラ４Ｙは図示しない駆動手段によって回転駆動される。この帯電ローラ４Ｙに対しては、図示しない帯電電源によって所定の帯電バイアスが印加される。そして、帯電ローラ４Ｙと感光体２Ｙとの間で放電を発生させることで、感光体２Ｙの表面をトナーの正規帯電極性と同極性に一様に帯電させる。このような方式の帯電装置に代えて、スコロトロン帯電器などを採用してもよい。

感光体２Ｙは、表面に有機感光層を被覆した直径３０［ｍｍ］のドラムからなり、静電容量が９．５Ｅ−７［Ｆ／ｍ^２］に調整されている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。帯電装置によって一様に帯電せしめられた感光体２Ｙの表面は、後述する光書込ユニット９０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。

現像装置３Ｙは、Ｙトナーと磁性キャリアとを含有する図示しない現像剤を収容している。現像装置３Ｙのケーシングには開口が形成されており、この開口からは筒状の現像スリーブにおける周面の一部が露出して感光体２Ｙの表面に対向している。現像スリーブは、自らと連れ回らないように内部に固定された図示しないマグネットローラの発する磁力により、ケーシング内の現像剤を担持する。そして、自らの回転駆動に伴って、現像剤を自らと感光体２Ｙとが対向する現像領域に搬送する。現像領域では、現像スリーブに印加される現像バイアスと、感光体２Ｙの静電潜像との間に、マイナス極性のＹトナーをスリーブ側から感光体側に移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体２Ｙの地肌部との間に、マイナス極性のＹトナーを感光体側からスリーブ側に移動させる非画像ポテンシャルが作用する。現像剤中のＹトナーは、現像領域において、前述した現像ポテンシャルの作用によって感光体２Ｙの静電潜像に転移する。これにより、感光体２Ｙ上の静電潜像が現像されてＹトナー像になる。

現像装置３Ｙは、内部の現像剤のトナー濃度を測定する図示しないトナー濃度センサを有している。このトナー濃度センサによる検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサからの出力電圧の目標値を記憶している。そして、トナー濃度センサからの出力電圧の値と前記目標値とを比較し、図示しないＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴うＹトナー消費によってＹトナー濃度を低下させた現像剤に対し、適量のＹトナーが供給される。このため、現像装置３Ｙ内の現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用の現像装置（３Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）における現像剤に対しても、同様のトナー供給制御が実施される。

Ｙ用のプロセスユニット１Ｙについて詳しく説明したが、他色用のプロセスユニット１Ｍ，Ｃ，Ｂｋも同様の構成になっており、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上にＭ，Ｃ，Ｂｋトナー像が形成される。現像ユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像になる。なお、感光体上に全面ベタ画像を形成したときの単位面積あたりのトナー付着量は０．４５［ｍｇ／ｃｍ^２］程度である。

プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの下方には、光書込ユニット９０が配設されている。潜像形成手段としての光書込ユニット９０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの一様帯電した表面に照射する。感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋにおけるレーザー露光部の電位は減衰して、周囲の地肌部よりも電位が低い状態になる。このような状態になった箇所がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの静電潜像となる。なお、光書込ユニット９０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラーによって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの上方には、無端状の中間転写ベルト２１を図中反時計回りに無端移動せしめながら、その下部張架面を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップを形成する転写ユニット２０が配設されている。感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像は、各色の１次転写ニップにおいて中間転写ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップを通過した後の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面に付着している転写残トナーは、感光体クリーニング装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって感光体表面から除去される。

光書込ユニット９０の下方には、給紙カセット９５が配設されている。給紙カセット９５内には、記録部材としての記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、給紙ローラ９５ａが当接している。給紙ローラ９５ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動すると、給紙カセット９５内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路に向けて排出される。給紙路に送り込まれた記録紙Ｐは、図中下側から上側に向けて搬送される。なお、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋや中間転写ベルト２１の線速であるプロセス線速は１２０［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定されている。

給紙路の末端には、レジストローラ対３２が配設されている。レジストローラ対３２は、記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの上方に配設された転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１の他、ベルトループ内に配設された１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ、従動ローラ２３、２次転写対向ローラ２４などを有している。また、ベルトループ内に配設された２次転写ローラ２６、ベルトクリーニング装置２８なども有している。

ニップ形成部材としての中間転写ベルト２１は、カーボンを分散した導電性ポリアミドイミド樹脂からなるベルト基体を有する厚さ８０［μｍ］の無端状のベルトであり、その体積抵抗率は１Ｅ９[Ω・ｃｍ］に調整されている（三菱化学製ハイレスターＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５０にて１００Ｖの電圧印加条件で測定した値）。そして、ベルトループ内に配設された各ローラに掛け回されて張架された状態で、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。

４つの１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、無端移動する中間転写ベルト２１を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに押し付けるようにして配置される。これにより、中間転写ベルト２１と感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、金属製の回転軸部材の周面に、イオン導電剤を分散せしめた樹脂からなる導電性スポンジローラ部を設けたものである。導電性スポンジローラ部の体積抵抗率は５Ｅ８［Ω・ｃｍ］程度である。金属製の回転軸部材を、感光体の回転軸に対してベルト移動方向の下流側に３［ｍｍ］ずらした位置に配設している。

１次転写ローラ２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋには、１次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋにより、トナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加される。これにより、１次転写ニップ内には、感光体上のトナー像を感光体側からベルト側に引き寄せる転写電界が形成される。中間転写ベルト２１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、その表面（おもて面）に感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

ベルトループ内側に配設された２次転写対向ローラ２４は、ベルトループ外側に配設された２次転写ローラ２６との間に中間転写ベルト２１を挟み込むように配設されている。これにより、中間転写ベルト２１のおもて面と、２次転写ローラ２６とが当接する２次転写ニップがベルトの図中右側方に形成されている。先に説明したレジストローラ対３２は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト２１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。

２次転写ローラ２６には、トナーとは逆極性の２次転写バイアスが印加される。中間転写ベルト２１上の４色トナー像は、２次転写バイアスやニップ圧の作用により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括して２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニング装置２８によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニング装置２８は、クリーニングローラを中間転写ベルト２１のおもて面に当接させており、ベルト上の転写残トナーをクリーニングローラに静電転移させて除去するものである。

２次転写ニップの上方には、定着ユニット４０が配設されている。この定着ユニット４０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ４１と、これに向けて押圧される加圧ローラ４２との当接によって定着ニップを形成している。２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト２１から分離した後、定着ユニット４０内に送られる。そして、定着ユニット４０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ローラ４１によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着される。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、定着装置４０を出た後、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。

図２は、本プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御手段たる制御部２００は，演算手段たるＣＰＵ２００ａ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリたるＲＡＭ２００ｃ（Random Access Memory）、一時記憶手段たるＲＯＭ２００ｂ（Read Only Memory）等を有している。制御部２００は，装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、それら機器の一部だけを示している。制御部２００は、ＲＡＭ２００ｃやＲＯＭ２００ｂ内に記憶している制御プログラムに基づいて、各機器の駆動を制御する。また、外部のパーソナルコンピューター等から送られてくる画像データ（露光時の書き込み信号）に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの一次転写電流値を決定し、決定した一次転写電流値となるように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の一次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを制御する。かかる制御部２００は、一次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとともに転写電流出力手段
として機能している。なお、一次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋからの１次転写電流の出力の目標値は、制御部２００からＰＷＭ信号として出力されて、一次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに入力される。

また、制御部２００は、図示しないメイン電源スイッチがＯＮされた直後や、所定枚数のプリントを実施する毎に、位置ズレ量補正処理を実施するようになっている。そして、この位置ズレ量補正処理において、中間転写ベルト２１に、図３に示すようなシェブロンパッチＰＶと呼ばれる複数のトナー像からなる位置ズレ検知用画像を形成する。図２に示した光学センサユニット８６は、その発光手段から発した光を集光レンズに通した後、中間転写ベルト２１の表面で反射させ、その反射光を自らの受光手段で受光して受光量に応じた電圧を出力する。中間転写ベルト２１に形成されたシェブロンパッチＰＶ内のトナー像が光学センサユニット８６の直下を通過する際には、光学センサユニット８６の受光手段による受光量が大きく変化する。これにより、制御部２００は，中間転写ベルト２１に形成されたシェブロンパッチＰＶ内における各トナー像を検知することができる。このように、光学センサユニット８６は、制御部２００との組合せによって像検知手段として機能している。なお、発光手段としては、トナー像を検出するために必要な反射光を作り得る光量をもつＬＥＤ等が用いられている。また、受光手段としては，多数の受光素子が直線状に配列されたＣＣＤなどが用いられている。

制御部２００は、中間転写ベルト２１に形成したシェブロンパッチＰＶ内の各トナー像を検知することで、各トナー像における副走査方向（ベルト移動方向）の位置を検出する。シェブロンパッチＰＶは、図３に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色のトナー像を主走査方向（レーザ光が感光体表面上で走査する方向）から約４５［°］傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このようなシェブロンパッチＰＶ内のＹ，Ｃ，Ｍトナー像について，Ｂｋトナー像との検知時間差を読み取っていく。同図では、図紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が９０［°］異なっているＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙトナー像が更に並んでいる。基準色となるＢｋとの検出時間差ｔｋｙ，ｔｋｃ，ｔｋｍについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ち位置ズレ量を求める。そして、その位置ズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットの感光体に対する光書込開始タイミングを補正して、感光体や中間転写ベルト２１の速度変動に起因する各色トナー像の位置ズレを低減する。

先に示した図１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の４つの１次転写ニップのうち、ベルト移動方向の最上流側に位置するＹ用の１次転写ニップでは、トナー像を転写していない状態の中間転写ベルト２１に対して感光体２Ｙ上のＹトナー像が転写される。つまり、Ｙ用の１次転写ニップでは、重ね合わせ転写のない第１転写工程が実施される。これに対し、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップでは、既に中間転写ベルト２１上に転写されているトナー像に対して、感光体上のトナー像を重ね合わせて転写する第２転写工程が実施される。

ニップ形成部材としての中間転写ベルト２１に対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを介して転写バイアスを印加する１次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、それぞれ所定の目標値と同じ値の転写電流を出力する。１次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋからの出力される転写電流の目標値は、それぞれ、転写ニップ出口及びその近傍における感光体上のトナー像の主走査方向（感光体軸線方向）における画像面積率に基づいて決定される。具体的には、感光体の表面は、副走査方向（感光体表面移動方向）において、ページの先頭を基準にして、図４に示すように、１０画素分ずつの領域毎に理論上の区分けがなされる。そして、区分けによる各区画（以下、「１０ライン区画」という）には、それぞれ主走査方向に一直線上に並ぶ画素の集合からなる画素ラインが１０ラインずつ含まれている。それぞれの画素ラインについては、全画素数に対する潜像部の画素数の割合が画像面積率として求められる。そして、１０個の画素ラインの画像面積率の平均値が、「１０ライン区画」における平均画像面積率として求められる。１次転写電流の目標値は、複数の「１０ライン区画」のうち、転写ニップ出口を通過中の「１０ライン区画」の平均画像面積率に応じたものが決定される。そして、その「１０ライン区画」が１次転写ニップ出口を通過している最中には、その目標値と同じ出力値になるように１次転写電源（８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）からの出力電圧値が調整される。その「１０ライン区画」における最下流側の画素ラインが転写ニップ出口を通過すると、１次転写電源からの転写電流の目標値が、次の「１０ライン区画」の平均画像面積率に応じたものに変更される。

１次転写ニップ出口の付近における平均画像面積率に基づいて１次転写電流の目標値を決定するのは、次に説明する理由からである。即ち、感光体と中間転写ベルト２１との間で流れる電流の殆どは、感光体と中間転写ベルト２１とが離間する１次転写ニップ出口における両者間での剥離放電によるものである。１次転写ニップ出口において、１次転写電源（８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）からの電流供給量が比較的少ないにもかかわらず、感光体の画像面積率が比較的低いと、１次転写電源から供給される電流の殆どが感光体の地肌部とベルトとの間の剥離放電に使われてしまう。そして、感光体の潜像部には殆ど電流が流れないことによって転写不良が発生してしまう。１次転写ニップ出口の付近における平均画像面積率に応じた転写電流を流すことで、感光体の潜像部に適度な電流を流すとともに、感光体の潜像部とベルトとの電位差を放電開始電圧よりも小さくすることが可能になる。

図５は、記録紙とこれに形成された画像との一例を示す模式図である。図示の記録紙は、Ａ４サイズの普通紙であり、プリンタ内において図中矢印Ａ方向に搬送される。１次転写ニップ内では、この矢印Ａ方向が副走査方向と同じ方向になる。記録紙には、副走査方向に延在する帯状の画像が形成されており、この画像の主走査方向（図中左右方向）における長さは２９．７［ｍｍ］である。Ａ４サイズの記録紙の幅は２９７［ｍｍ］である。画像は記録紙における副走査方向の全域に渡って延在しているので、副走査方向の位置にかかわらず、画像面積率は１０［％］のまま一定である。つまり、図示の画像を出力する際には、１次転写ニップ出口に進入している「１０ライン区画」における平均画像面積率が何れも１０［％］となる。よって、この画像を出力する際には、図４の電流波形とは異なり、一定の１次転写電流が画像先端から後端まで出力され続ける。

図６は、図５とは異なる画像を示す部分拡大模式図である。この画像は、主走査方向の長さが一定ではなく、その長さは副走査方向の位置によって様々である。図示している画像領域では、１０個の画素ラインのうち、副走査方向の先頭から５個分の画素ラインでは画像面積率がそれぞれ１００［％］になっている。これに対し、後端側の５個分の画素ラインでは画像面積率がそれぞれ５０［％］になっている。このような「１０ライン区画」においては、平均画像面積率が７５［％］になるので、７５［％］に応じた値に１次転写電流の目標値が決定される。実施形態では、平均画像面積率の算出は、光書込ユニットにおけるレーザー書き込み信号に基づいてなされている。

次に、本発明者が行った実験について説明する。
本発明者は、図１に示した実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用意した。そして、このプリンタ試験機において、３種類のテスト画像をそれぞれ出力して１次転写電流と１次転写電圧と１次転写率と逆転写率との関係を調べる実験を行った。具体的には、３種類のテスト画像の１つとして、主走査方向の長さが１４．８５［ｍｍ］であってＡ４サイズ紙の長さ方向に沿った副走査方向の全域に渡って延在する短冊状のＢｋ５％テスト画像（画像面積率５％）をプリントした。Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｂｋからの出力電圧については、一定電圧を出力する定電圧制御を行った。電圧の制御目標値としては、１０００［Ｖ］から２３００［Ｖ］まで、１００［Ｖ］毎に徐々に上げていき、それぞれの制御目標値でＢｋ５％テスト画像をプリントした。そして、それぞれのプリントにおいて、Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｂｋからの出力電流値を測定した。また、Ｂｋ用の１次転写ニップを進入する前のＢｋ用の感光体２ＢｋにおけるＢｋ５％テスト画像に対する単位面積あたりのトナー付着量と、１次転写ニップ通過後の感光体２Ｂｋにおける単位面積あたりのトナー付着量とを測定した。そして、前者のトナー付着量から後者のトナー付着量を差し引いた値の前者に対する割合を１次転写率として求めた。

また、３種類のテスト画像における他の１つとして、Ａ４サイズ紙に対して全面ベタ状に付着するＢｋ１００％テスト画像（画像面積率１００％）をプリントした。また、もう１つとして、Ａ４サイズ紙に対して全面ベタ状に付着するＭ１００％テスト画像の上に、Ｂｋ５％テスト画像を重ねたＭ１００％＋Ｂｋ５％テスト画像をプリンタした。これらのテスト画像についても、Ｂｋ５％テスト画像と同様に、１０００［Ｖ］から２３００［Ｖ］まで、１００［Ｖ］毎に徐々に上げていき、それぞれの条件で１次転写電流値と１次転写率とを測定した。また、Ｍ１００％＋Ｂｋ５％テスト画像については、Ｂｋ用の１次転写ニップを通過した後における感光体２Ｂｋの地肌部に逆転移したＭトナーの付着量を測定して、測定結果のニップ進入時の量に対する割合をＭトナー逆転写率として求めた。なおトナー付着量については、反射分光濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８による分光測定結果に基づいて測定した。

図７は、この実験における１次転写電圧と１次転写電流とテスト画像との関係を示すグラフである。また、図８は、この実験における１次転写率と１次転写電圧とＭトナー逆転写率とテスト画像との関係を示すグラフである。また、図９は、この実験における１次転写率と１次転写電流とＭトナー逆転写率とテスト画像との関係を示すグラフである。

図８に示すように、テスト画像としてＢｋだけからなる単色のトナー像を形成した場合には（Ｂｋ５％、Ｂｋ１００％）、画像面積率にかかわらず、１次転写電圧がある所定の値を超えると、１次転写率が急激に低下し始める。より詳しくは、１次転写電圧が２０００［Ｖ］を超えると、１次転写率が急激に低下し始める。この２０００［Ｖ］という条件においては、図７に示すように、１次転写ニップに流れる電流が画像面積率に応じて異なってくる。具体的には、Ｂｋ５％テスト画像の場合には１次転写電圧＝２０００［Ｖ］の条件で３０［μＡ］の１次転写電流が１次転写電源８１Ｂｋから出力されるのに対し、Ｂｋ１００％テスト画像の場合には１次転写電圧＝２０００［Ｖ］の条件で２１［μＡ］の１次転写電流が１次転写電源８１Ｂｋから出力される。このように、１次転写バイアスを定電圧制御する場合においては、感光体上の画像面積率が低くなるほど、多くの１次転写電流が流れる。その理由は、１次転写電圧を一定に制御する定電圧制御の条件下では、画像面積率が低くなるほど、感光体の電荷量が多くなってより多くの電流がベルトと感光体との間に流れるからである。例えば、プリンタ試験機においては、帯電装置によってＢｋ用の感光体２Ｂｋを約−５００［Ｖ］に一様に帯電させている。また、潜像部（静電潜像）については、レーザー光Ｌの照射により、−５００［Ｖ］であった電位を約−３０［Ｖ］まで減衰させている。感光体２Ｂｋとして、静電容量が９．５Ｅ−７［Ｆ／ｍ^２］であるものを用いているので、感光体２Ｂｋの地肌部の面積電荷密度は、約−４７５［μＣ／ｍ^２］程度である。一方、感光体２Ｂｋの潜像部の面積電荷密度は、トナーの電荷量０．４５Ｅ−３［ｇ／ｃｍ^２］×−２０［μＣ／ｇ］＝−０．００９［μＣ／ｃｍ^２］＝−９０［μＣ／ｍ^２］と、感光体の残留電位（約−３０［Ｖ］）の電荷量（−２９μＣ／ｍ^２）との和であるから、約−１１９［μＣ／ｍ^２］である。感光体２Ｂｋにおいては、地肌部の電荷量が潜像部よりも約４倍多いのである。このため、１次転写ニップにおいては、感光体２Ｂｋの潜像部と中間転写ベルト２１との間に形成される電界よりも、感光体２Ｂｋの地肌部と中間転写ベルト２１との間に形成される電界の方が強くなる。すると、感光体２Ｂｋの画像面積率が小さくなるほど、ベルトと感光体との間に電流が流れ易くなるため、１次転写電源８１Ｂｋからの電圧出力値を所定の値にするために出力電流量が多くなるのである。

このように、定電圧制御においては、画像面積率が小さくなるほど、電源からの出力電流値が多くなるが、同じ画像面積率であっても、環境によってその出力電流値が大きく異なってくる。これは、環境が変動すると、それに伴って中間転写ベルト２１や１次転写ローラ２５Ｂｋの抵抗値が変動するからである。このため、定電圧制御の条件では、たとえ画像面積率に応じて出力電圧の目標値を変化させたとしても、環境によっては１次転写電流が過剰になったり、不足したりして、転写不良を引き起こすことがある。このため、１次転写バイアスについては、定電圧制御ではなく、定電流制御した方が有利である。しかも、単純な定電流制御ではなく、出力電流の目標値を画像面積率に応じて変化させるようにすることが望ましい。

Ｙ用の１次転写ニップにおいては、次に説明する理由により、１次転写電流の目標値として、できる限り高い転写効率が得られる値を採用することが望ましい。即ち、Ｙトナー像は、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の全ての１次転写ニップを順次通過することになり、その度に、僅かながらではあるが、トナーを感光体に付着させて失っていくため、他色のトナー像に比べて薄くなりがちだからである。そこで、Ｙ用の１次転写電源８１Ｙからの出力電流の目標値については、出力電圧を最大の転写効率が得られる値まで大きくすることが望ましい。この実験においては、２５［℃］の環境下で行っており、１次転写電圧を２０００［Ｖ］にした条件で最大の転写効率が得られている。この条件では、Ｂｋ５％テスト画像では図７に示したように３０［μＡ］の１次転写電流が流れるのに対し、Ｂｋ１００％テスト画像では２１［μＡ］の１次転写電流が流れる。単純な定電圧制御では、室温が２５［℃］から変化して、ベルトやローラの抵抗が変化すると、１次転写電圧を２０００［Ｖ］に維持していたとしても、１次転写電流が過剰になったり、不足したりする。２０００［Ｖ］という値は、２５［℃］の環境下で最大の転写効率が得られる電圧条件であり、室温が２５［℃］から変化すると、最大の転写効率を実現する電圧条件も変化してしまうからである。これに対し、最大の転写効率が得られる電流条件は、環境にかかわらず一定となる。具体的には、画像面積率が５％であるときには、環境にかかわらず、１次転写電流の値を３０［μＡ］に一定に維持することで、最大の転写効率を実現することができる。また、画像面積率が１００％であるときには、環境にかかわらず、１次転写電流の値を１００＝２１［μＡ］に一定に維持することで、最大の転写効率を実現することができる。

このように、Ｙ用の１次転写電源８１Ｙについては、画像面積率に応じて出力電流の目標値を変化させることで、最大の転写効率を維持することができる。ところが、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｍ，Ｃ，Ｂｋでも同様の定電流制御を実施すると、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにおいて、ベルト上のＹトナーを感光体２Ｍ，Ｃ，Ｂｋの地肌部に逆転写させ易くなることがわかった。

例えば、先に示した図８に示したように、Ｂｋ用の１次転写ニップにおいては、１次転写電圧の値によっては、ベルト上のＭ１００％トナー像の感光体２Ｂｋ地肌部への逆転写率（Ｍトナー逆転写率）が非常に高くなってしまう。具体的には、１次転写電圧を１０００〜１５００［Ｖ］に設定した条件ではＭトナー逆転写率は０．０１［％］未満に留まっているが、１次転写電圧を１６００［Ｖ］よりも大きくすると、Ｍトナー逆転写率が急激に上昇し始めることがわかる。

一方、１次転写電圧が２０００［Ｖ］を超えると、転写効率が急激に低下し始める原因は、次のように考えられる。即ち、１次転写電圧が２０００［Ｖ］を超えると、感光体における−３０［Ｖ］の潜像部と、中間転写ベルト２１との電位差が放電開始電圧を超える。すると、１次転写ニップ内において感光体の潜像部（−３０Ｖ）と中間転写ベルト２１との間で放電が盛んに発生するようになり、潜像部上のトナーがその放電によって逆帯電してしまう。この逆帯電により、潜像部上のトナーが中間転写ベルト２１上に静電移動せずに潜像部上に留まってしまうことが、転写効率を低下させている原因であると考えられる。

このような転写効率の低下が起こっているときには、１次転写ニップ内において、感光体の−３０［Ｖ］の潜像部とベルトとの間のみならず、感光体の−５００［Ｖ］の地肌部とベルトとの間でも、放電が発生している。ところが、単色画像をプリントする際には、１次転写ニップ内において、トナー像が全く存在していない中間転写ベルト２１に対して感光体上のトナー像を転写するので、感光体の地肌部とベルトとの間にはトナーを介在させていない。このため、地肌部とベルトとの間の放電が表立った現象として現れることはない。転写効率の低下という表立った現象が現れる感光体の潜像部（−３０Ｖ）に着目すると、１次転写電源からの出力電圧を２０００［Ｖ］よりも大きくすると、感光体の潜像部とベルトとの間の電位差を放電開始電圧よりも大きくすることになる。ベルトの表面電位を把握することが困難であるため、便宜上、１次転写電源からの出力電圧で考えると、この実験では、出力電圧と感光体との電位差を２０３０［Ｖ］よりも大きくすると、感光体とベルトとの電位差を放電開始電圧よりも大きくしていることになる。

先に述べたように、この実験において、Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｂｋからの出力電圧を１６００［Ｖ］よりも大きくすると、Ｍトナー逆転写率が急激に上昇し始めている。このような急激な上昇が認められる原因は次のように考えられる。即ち、単色画像ではなく、２色以上の重ね合わせによる多色画像をプリントする場合には、２色目以降の１次転写ニップにおいて、既にベルト上に転写しているトナー像を、後段の感光体の地肌部とベルトとの間に介在させる。このとき、感光体の地肌部（−５００Ｖ）と、１次転写電源からの出力電圧との電位差が２０３０［Ｖ］よりも大きいと、地肌部と中間転写ベルト２１との間で放電が発生する。そして、既に中間転写ベルト２１上に転写されていたトナー像中のトナーがその放電によって逆帯電して、感光体の地肌部に逆転写してしまう。感光体の地肌部の電位は約−５００［Ｖ］であるため、１次転写電源からの出力電圧を１５３０［Ｖ］よりも大きくすると、かかる逆転写を引き起こすことになる。この実験では、出力電圧を１００［Ｖ］単位で上昇させているので、１５３０［Ｖ］は１６００［Ｖ］の条件に相当している。このため、先に図６に示したグラフにおいて、１次転写電圧が１６００［Ｖ］を超えると、Ｍトナー逆転写率が急激に上昇し始めていると考えられる。

室温２５［℃］の条件では、既に述べたように、５％画像では１次転写電流＝３０μＡ、１００％画像では１次転写電流＝２１μＡの条件の場合に、それぞれ１次転写電圧が最大の転写効率を実現し得る約２０００［Ｖ］になる。このような１次転写電流の制御をＹ用の１次転写電源８１Ｙだけでなく、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｍ，Ｃ，Ｂｋでも採用したとする。すると、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップ内にてそれぞれ、感光体の地肌部と中間転写ベルトとの電位差を放電開始電圧よりも大きくしてしまうため、ベルト上のトナーを感光体の地肌部に逆転写してしまうことになる。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
上述したように、第２転写工程が実施されるＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップ内では、トナー像の逆転写が発生し易い。一方、第１転写工程だけしか実施されないＹ用の１次転写ニップにおいては、トナー像の逆転写は発生しない。そこで、Ｙ用の１次転写電源８１Ｙについては、１次転写効率の低下が起こらない電圧範囲内で、ニップ出口付近における「１０ライン区画」の平均画像面積率が高くなるほど、一次転写電流の目標値を小さくするようにしている。具体的には、感光体２Ｙのニップ出口付近における「１０ライン区画」の平均画像面積率ｘ１（０≦ｘ１≦１００）に基づいて、Ｙ用の１次転写電源８１Ｙの１次転写電流の目標値ＩＹ（ｘ１）を、次式でに基づいて求めるように、制御部２００を構成している。
ＩＹ（ｘ１）＝−８．００×ｘ１／１００＋２８．０［μＡ］
（０≦ｘ１≦１００）・・・（１）

（１）式は、図７及び図８を参考にして、感光体のニップ出口付近における平均画像面積率に関わらず、一次転写電圧を１９００［Ｖ］付近にし、且つＹトナーの高転写効率を実現する目標値を求め得る一次関数として、決定したものである。このように平均画像面積率ｘ１に応じて１次転写電流を変化させることで、Ｙ用の１次転写ニップ内において、感光体２Ｙの潜像部と中間転写ベルト２１との間に十分量の１次転写電流を流して良好な１次転写効率を実現することができる。

第２転写工程が実施されるＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップでは、転写ニップ出口において、感光体の地肌部と中間転写ベルト２１との間で放電が発生すると、ベルト上のトナーが正規とは逆のプラス極性に逆帯電して、感光体の地肌部に逆転写してしまう。感光体の転写ニップ出口付近における平均画像面積率が所定のａ［％］を下回るとき、即ち、感光体の大面積地肌領域が転写ニップ出口に進入するときに、（１）式に基づいて目標値を決定すると、１次転写電源８１Ｍ，Ｃ，Ｂｋからの１次転写バイアスの出力値を非常に大きくすることになる。すると、転写ニップ出口における感光体の地肌部とベルトとの電位差を放電開始電圧よりも大きくして、両者間で放電を発生させ易くなる（図８参照）。

そこで、本プリンタにおいては、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップについては、Ｙ用の１次転写ニップとは異なる式により、１次転写電流の目標値を求めるようになっている。具体的には、本プリンタでは、大面積地肌領域とそれ以外の領域との区分けとなるａ［％］という平均画像面積率として、５［％］を採用している（ａ＝５％）。つまり、平均画像面積率が５［％］未満となる感光体領域（１０ライン区画）を、特に逆転写の発生し易い大面積地肌領域として取り扱っている。また、極大画像領域とそれ以外の領域との区分けとなるｂ［％］という平均画像面積率として、９５［％］を採用している（ｂ＝９５％）。つまり、平均画像面積率が９５［％］を超える感光体領域を、全面ベタ部に近い極大画像領域として取り扱っている。そして、Ｍ用の１次転写電源８１Ｍについては、感光体２Ｍ上のニップ出口付近における「１０ライン区画」の平均画像面積率ｘ２から、次式に基づいて１次転写電流の目標値ＩＭ（ｘ２）を求めるように、制御部２００を構成している。
ＩＭ（ｘ２）＝２２０×ｘ２／１００＋１５．０［μＡ］
（０≦ｘ２＜５）・・・（２）
ＩＭ（ｘ２）＝−７．８９×ｘ２／１００＋２６．４［μＡ］
（５≦ｘ２≦９５）・・・（３）
ＩＭ（ｘ２）＝２２．１×ｘ２／１００＋２０．０［μＡ］
（９５＜ｘ２≦１００）・・・（４）

Ｃ用の１次転写電源８１Ｃについては、感光体２Ｃ上のニップ出口付近における「１０ライン区画」の平均画像面積率ｘ３から、次式に基づいて１次転写電流の目標値ＩＣ（ｘ３）を求めるように、制御部２００を構成している。
ＩＣ（ｘ３）＝１８０×ｘ３／１００＋１５．０［μＡ］
（０≦ｘ３≦５）・・・（５）
ＩＣ（ｘ３）＝−７．３７×ｘ３／１００＋２４．４［μＡ］
（５＜ｘ３≦９５）・・・（６）
ＩＣ（ｘ３）＝５２．６×ｘ３／１００−３２．６［μＡ］
（９５＜ｘ３≦１００）・・・（７）

また、Ｂｋ用の１次転写電源８１Ｋについては、感光体２Ｋ上のニップ出口付近における「１０ライン区画」の平均画像面積率ｘ４から、次式に基づいて１次転写電流の目標値ＩＢｋ（ｘ４）を求めるように、制御部２００を構成している。
ＩＣ（ｘ４）＝１８０×ｘ４／１００＋１５．０［μＡ］
（０≦ｘ４≦５）・・・（８）
ＩＣ（ｘ４）＝−７．３７×ｘ４／１００＋２４．４［μＡ］
（５＜ｘ４≦９５）・・・（９）
ＩＣ（ｘ４）＝５２．６×ｘ４／１００−３２．６［μＡ］
（９５＜ｘ４≦１００）・・・（１０）

（５）式〜（７）式と、（８）式〜（１０）式との比較からわかるように、ＣとＢｋとでは、目標値と平均画像面積率との関係を示す一次関数として、互いに同じ傾き及び切片のものを用いている。

Ｍ用に用いられる（２）式、Ｃ用に用いられる（５）式、Ｂｋ用に用いられる（８）式は、何れも、平均画像面積率（ｘ２、ｘ３、ｘ４）が５［％］未満であるとき、即ち、１次転写ニップの出口に感光体の大面積地肌領域が位置したとき、に採用される低面積率用アルゴリムである。

また、Ｍ用に用いられる（３）式、Ｃ用に用いられる（６）式、Ｂｋ用に用いられる（９）式は、何れも平均画像面積率が５［％］〜９５［％］の範囲内にあるときに採用される第１アルゴリズムである。

また、Ｍ用に用いられる（４）式、Ｃ用に用いられる（７）式、Ｂｋ用に用いられる（１０）式は、何れも平均画像面積率が９５［％］を超えるとき、即ち、１次転写ニップの出口に感光体の極大画像領域が位置したとき、に採用される第３アルゴリズムである。

（１）式から（１０）式に基づいて求められる各色の１次転写電流の目標値とニップ出口付近における平均画像面積率との関係を図１０に示す。同図において、Ｙ用の１次転写電流の目標値と、Ｍ用の１次転写電流の目標値とに着目すると、９５［％］以下の面積率範囲では、平均画像面積率が同じであれば後者の目標値は前者の目標値よりも小さくなる。これは次に説明する理由による。即ち、Ｙ用の１次転写ニップは、常に第１転写工程になり、それ以前にベルト上に転写されたトナー像が存在しないため、転写ニップ出口でベルトから感光体２Ｙの地肌部へのトナーの逆転写を発生させることがない。このため、優れた転写効率を得ることだけに着目して、（１）式の傾き（−８．００）や切片（２８．０）を設定している。これに対し、Ｍ用の１次転写ニップでは、第１転写工程、第２転写工程の何れも発生する可能性がある。Ｙ用の１次転写工程でＹ用のトナー像の１次転写が全く行われず、トナー像を全く担持していない状態の中間転写ベルト２１に対してＭトナー像を１次転写する場合には、Ｍ用の１次転写ニップで行われる転写工程が第１転写工程となる。これに対し、Ｙ用の１次転写ニップで転写されたＹトナー像を担持する中間転写ベルト２１に対して、Ｍトナー像を転写する場合には、Ｍ用の１次転写ニップで行われる転写工程が第２転写工程となる。そして、第２転写工程となる場合には、Ｍ用の１次転写ニップの出口において、ベルト上のＹトナーを感光体２Ｍの地肌部に逆転写させる可能性がある。そこで、Ｍ用の１次転写電源８１Ｍの目標値ＩＭ（ｘ２）については、優れた転写効率を得ることだけに着目するのではなく、トナーの逆転写を抑えることにも着目して、（３）式の傾きや切片を設定している。このため、５〜９５％の範囲において、平均画像面積率が同じであれば、Ｍ用の目標値ＩＭ（ｘ２）の方が、Ｙ用の目標値ＩＹ（ｘ１）よりも小さくなるのである。また、Ｍ用の目標値ＩＭ（ｘ２）と、Ｃ用の目標値ＩＣ（ｘ３）やＢｋ用の目標値ＩＢｋ（ｘ４）とを比較すると、５〜９５％の範囲において、平均画像面積率が同じであれば、前者の方が後者よりも小さくなっている。これは次に説明する理由による。即ち、Ｃ用の１次転写ニップやＢｋ用の１次転写ニップでは、中間転写ベルト２１上にＹトナーに加えてＭトナーが存在するため、Ｙトナーしか存在しないＭ用の１次転写ニップに比べて、ベルト上のトナー量が多くなる。このため、Ｍ用の１次転写ニップに比べて、トナーの逆転写が発生し易くなるからである。

第２転写工程が行われるＭ、Ｃ，Ｂｋに着目すると、平均画像面積率が５〜９５［％］の範囲内であるときには、一次関数のグラフが負の傾きになっている。これに対し、平均画像面積率が５［％］未満であるときには、一次関数のグラフが正の傾きになっている。これは以下に説明する理由による。

即ち、感光体の転写ニップ出口付近における平均画像面積率が５［％］未満と極めて低い場合には、転写ニップ出口において感光体上にトナーが殆どない状態になっている。特に平均画像面積率０［％］であるときには、転写ニップ出口において感光体上にはトナーが全くない状態になっている。このような状態では、感光体からベルトへのトナーの転写処理を行う必要は全くない。よって、基本的には、１次転写バイアスの印加を中断しても画質に影響を及ぼさない。また、０［％］以上であっても、５［％］未満という非常に低い平均画像面積率の条件では、転写ニップ出口に極小面積の画像が位置することになる。この極小面積の画像の色調がハーフトーンでない場合には、それは文字画像や線画像である場合が殆どでる。文字画像や線画像であれば、多少のトナー逆転写が発生しても、それによる画像濃度ムラは殆ど視認されない。また、極小面積の画像の色調がハーフトーンである場合、感光体表面では周囲を地肌部で囲まれる孤立ドット状のドット潜像が所定の間隔をあけて並んでいる状態となっている。この状態では、極小のドット潜像が地肌部に囲まれており、ドット潜像のプラスの電荷や、周囲の地肌部の電位の影響で、地肌部の１次転写電流が潜像部に流れ込み易くなる。しかも、ドット潜像に付着しているトナー量がごく僅かであるため、それほど１次転写電圧を高くしなくても、ドット潜像上のトナーを中間転写ベルト２１に転写することができる。更に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの全色の廃トナー量に着目すれば、１次転写電流を多くすることによる転写効率の増加よりも、１次転写電流を小さくすることによる逆転写トナー量の減少を優先した方が有利である。例えば、Ｍ用の１次転写ニップ出口付近において、ベルト上のＹトナー像の平均画像面積率、感光体２Ｍ上のＭトナー像の平均画像面積率が、ともに２［％］であるとする。この条件において、（３）式に基づいてＭの１次転写電流の目標値を求めると、ＩＭ（ｘ２＝２）は約２６．２［μＡ］となる。２［％］と５［％｝とで電圧−電流特性が殆ど変らないとすれば、図７から、Ｍ用の１次転写電源８１Ｍからの１次転写電圧の出力は１８００［Ｖ］程度になる。そして、図８から、Ｙトナーの逆転写率は２．５［％］程度になる。また、Ｍトナーの転写効率は９６．２［％］程度になる。このため、Ｍ用の１次転写ニップで感光体２Ｍに付着して失われるトナーの割合は、６．３［％］程度になる（２．５＋３．８）。これに対し、（２）式に基づいてＩＭ（ｘ２＝２）を求めると１９．４［μＡ］となり、この電流を流すと１次転写電圧は１６００［Ｖ］程度になる（図７）。そして、Ｙトナーの逆転写率は１．０［％］程度になる（図８）。また、Ｍトナーの転写効率は９５．５［％］程度になる。このため、Ｍ用の１次転写ニップで感光体２Ｍに付着して失われるトナーの割合は、５．５［％］程度になる（１＋４．５）。よって、（２）式に基づいてＩＭ（ｘ２＝２）を求める、即ち、１次転写電流を小さくすることによる逆転写トナー量の減少を優先する方が、廃トナーを減少させて、トナーの有効利用率を高めることができる。当然のことながら、Ｙトナーの画像面積率がより大きくなれば、Ｍ用の１次転写電源８１Ｍからの１次転写電圧の出力値が上昇し、Ｙトナーの逆転写率が増加することになる。このため、本プリンタのように、感光体上の転写ニップ出口における平均画像面積率が著しく低い場合は、電流を下げた方が廃トナー量を低減する上で有利であることがわかる。

そこで、Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにおいて、感光体のニップ出口付近における平均画像面積率が５［％］未満であるときには、１次転写電流の目標値を十分に小さくして、逆転写の発生を効果的に抑制する。逆転写の発生を回避するという観点からすれば、目標値を１０［μＡ］付近まで下げることが望ましい。しかし、そのようにすると、転写ニップ出口に１０［％］程度の平均画像面積率の感光体領域が進入したときに、１次転写電流を急激に高めなければならないにもかかわらず、電源の出力応答性の限界から十分に高めることができず、転写不良を引き起こすおそれがでてくる。そこで、１０［μＡ］までは下げずに、１５［μＡ］以上を維持するようになっている。電源の応答性によっては、１０［μＡ］程度まで下げてもよい。また、平均画像面積率が５［％］未満である範囲で、グラフを正の傾きとしているのは、平均画像面積率が０［％］から５［％］に近づくに従って、次の瞬間の平均画像面積率が５［％］よりやや大きくなって、１次転写電流を２６［μｍ］程度まで急激に高めなければならなくなる可能性が高くなるからである。

感光体の転写ニップ出口付近における平均画像面積率ｘ２が５〜９５［％］の範囲である場合には、１次転写電流の目標値ＩＭ（ｘ２）、ＩＣ（ｘ３）、ＩＢｋ（ｘ４）は、第１アルゴリズムで求められるものと同様に、平均画像面積率の減少につれて増加する。

Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにおいて、感光体上の平均画像面積率が１００［％］である場合には、感光体の画像形成可能領域の全てにトナーが付着しており、転写ニップ出口に感光体地肌部が全く存在しない状態になる。転写ニップ出口において、ベルト上のトナーは感光体地肌部に逆転写するため、感光体地肌部のない状態では逆転写が起こらない。このため、１次転写電流を非常に大きくしても、逆転写を発生させることがない。しかも、転写ニップ出口に全面ベタ画像を位置させる状態であり、全面ベタ画像はハーフトーン画像とは異なり、転写電流不足に起因する転写画像のムラや濃度不足が目立ち易い。特に、１次転写ニップでの圧力ムラが装置のリアとフロント（出力画像上の左右）とで大きい場合には左右濃度偏差として視認され易くなる。よって、平均画像面積率が１００［％］である場合には、１次転写電流の目標値を通常よりも高めに設定して良好な転写効率を優先することが望ましい。

平均画像面積率が１００［％］ではないものの、９５［％］を超えている場合には、１次転写電流の目標値を通常よりも高めに設定して良好な転写効率を優先することが望ましい。そこで、第１アルゴリズムである（３）式、（６）式、（１０）式の代わりに、第３アルゴリズムである（４）式、（７）式、（１０）式を用いるようになっている。これらの第３アルゴリズムを用いると、図１０に示したように、５〜９５［％］の範囲では負の傾きになっていたグラフが、９５［％］を超えた範囲では正の傾きに転じる。そして、平均画像面積率が高くなるにつれて、１次転写電流の目標値も増加する。これにより、１次転写電流を通常よりも高めにして、画像濃度不足の顕在化を抑えることができる。

本発明者らは、以上の構成を備えるプリンタ試験機を用意して、図１１に示すテスト画像をプリントする実験を行った。このテスト画像は、黒ベタ画像部Ｐｋと、赤ベタ画像部Ｐｒとを具備している。黒ベタ画像部Ｐｋは、主走査方向における画像面積率が９０［％］になっており、主走査方向の真ん中あたりが欠けている。また、副走査方向においては、所定のピッチ及び長さで、この黒ベタ画像部Ｐｋの存在しない領域が設けられている。黒ベタ画像部Ｐｋは、Ｂｋトナーによって形成されたものである。

赤ベタ画像部Ｐｒは、ＹトナーとＭトナーとの重ね合わせによって形成されるものであり、主走査方向における画像面積率が１０［％］になっている。記録紙の副走査方向の全域に渡って延在する帯状のベタ画像であり、主走査方向では、黒ベタ画像部Ｐｋの存在しない領域に位置している。

このようなテスト画像を出力して、赤ベタ画像部Ｐｒにおける図中α、β示した箇所の測色を行った。測色には、反射分光濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８を用いた。箇所αは、副走査方向において、記録紙全域のうち、黒ベタ画像部Ｐｋが存在せず、赤ベタ画像部Ｐｒだけが存在する領域における赤ベタ箇所である。また、箇所βは、副走査方向において、記録紙全域のうち、黒ベタ画像部Ｐｋと赤ベタ画像部Ｐｒとの両方が存在する領域における赤ベタ箇所である。測色の結果、箇所αのＬ＊値が４６．３であるのに対し、箇所βのＬ＊値が４６．９であった。その差を僅か０．６に留めることができた。なお、黒ベタ画像部Ｐｋの画像濃度ＩＤは、副走査方向の位置にかかわらず、１６５であった。

比較実験として、（１）式から（１０）式を用いずに、単純に次のように定電流制御を実施して同様のテスト画像を出力してみた。即ち、感光体上の平均画像面積率にかかわらず、Ｙの１次転写電流を２９［μＡ］に定電流制御し、Ｍの１次転写電流を２５［μＡ］に定電流制御し、Ｃの１次転写電流を２２［μＡ］に定電流制御し、且つＢｋの１次転写電流を２３［μＡ］に定電流制御した。先の実験と同様にして測色を行ったところ、箇所αのＬ＊値が４６．９であったのに対し、箇所βのＬ＊値が４８．０であった。その差は１．１であり、先の実験の倍近くにも及んだ。このように色ムラが発生したのは、次に説明する理由による。即ち、比較実験では、箇所αは、Ｙ用の１次転写ニップでＹトナーベタ部をベルトに転写した後、そのＹトナーベタ部の上に、Ｍ用の１次転写ニップでＭトナーベタ部を転写することによって得られたものである。このようにしてベルト上に得られた箇所αは、Ｃ用の１次転写ニップとＢｋ用の１次転写ニップとを順次通過していく。そして、それらの１次転写ニップにおいてそれぞれ、ベルト上のＭトナーベタ部を構成しているＭトナーの一部が感光体に逆転写したため、箇所αのＬ＊値を当初よりも高くしているのである。

次に、本発明者らは、（１）式〜（１０）式を用いる条件と、単純に定電流制御を行う条件（各色の電流目標値は先の実験と同様）とでそれぞれ、記録紙の全面に渡る全面ベタ画像を出力する実験を行った。全面ベタ画像としては、Ｙ全面ベタ部の上にＣ全面ベタ部を転写して得られる緑全面ベタ画像と、Ｙ全面ベタ部の上にＭ全面ベタ部を転写して得られる赤全面ベタ画像との両方を採用した。

緑全面ベタ画像では、測色結果が、（１）式〜（１０）式を用いる条件でＬ＊値＝４２．８、ａ＊値＝５８．９、ｂ値２３．０であったのに対し、単純な定電流制御の条件では、Ｌ＊値＝４４．５、ａ＊値＝５８．３、ｂ値２３．１であった。本発明の特徴部に対応する前者の条件では、後者の条件よりも低い明度の画像が得られたのである。これは、前者の条件では、Ｍ用の１次転写ニップでＹトナーの逆転写を抑えたとともに、Ｂｋ用の１次転写ニップでＣトナー像の逆転写を抑えた結果、前者の条件の方が後者の条件よりも多くのトナーを記録紙に付着させたからである。

また、赤全面ベタ画像では、測色結果が、（１）式〜（１０）式を用いる条件でＬ＊値＝４７．７、ａ＊値＝６２．５、ｂ値４５．１であったのに対し、単純な定電流制御の条件では、Ｌ＊値＝４８．１、ａ＊値＝６２．０、ｂ値４７．３であった。本発明の特徴部に対応する前者の条件では、後者の条件よりも低い明度の画像が得られたのである。この理由も緑全面ベタ画像と同様である。

次に、本発明者らは、Ｂｋの１次転写電流を様々な値に定電流制御しながら、それぞれの値においてＢｋ全面ベタ画像を出力して、その面内での平均画像濃度ＩＤを測定する実験を行った。図１２は、Ｂｋ全面ベタ画像の面内の平均画像濃度と、一次転写電流の関係を示すグラフである。特に左右偏差や感光体上のトナー付着量のばらつきが大きな装置では、一次転写電流を２０［μＡ］より少し高めにすることにより平均濃度が高くなり、目視上の画像濃度ムラも低減されることが確認された。（６）式に基づき、単純に画像面積率に応じて電流を下げると、一次転写電流ＩＫ（ｘ４＝１００％）は、１７［μＡ］になり、悪い条件（感光体上のトナー付着量がやや少なめになるなど）が重なると濃度ムラが目に付く場合あるが、（７）式のように、ＩＫ（ｘ４＝１００％）として２０［μＡ］印加することで、しっかりとした濃度の全ベタ画像を安定して出力することが可能となることが確かめられた。

以下、便宜上、本発明のように、転写ニップ出口付近における感光体の平均画像面積率に応じて定電流制御の目標値を変更する方式をＤＴＣＣ（Dynamic Transfer Current Control）方式という。

ＤＴＣＣでは、感光体上の転写ニップ出口における平均画像面積率に応じて一次転写電流の目標値を決定する際に、転写ニップ出口における中間転写ベルト２１上のトナー像の画像面積率は考慮していない。これは次に説明する理由による。即ち、中間転写ベルト２１上のトナー像の画像面積率を考慮しなくても、中間転写ベルト２１上にトナー像が存在する場合には、トナーの逆転写があまり発生しない適度な範囲で、一次転写電圧が自動的に上昇し、良好な最終画像が得られるからである。

従来、特開２００３−１８６２８４号公報に記載の画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、中間転写ベルト上の転写済みトナー像と、転写前トナー像との重なりの割合と画像の比率（転写済みトナー像と転写前トナー像との和から重なり部分を差し引いた値）に基づいて、一次転写電流の目標値を決定している。かかる構成では、トナーが重なっていないところで高い転写電流が付与され、その結果、逆転写率が大きくなり、著しい画像濃度低下が発生する。また、重ね転写時に一次転写電流を高くするようになっているが、図８のグラフや、後述する第１変形例で示す図１８から明らかなように、転写効率の転写電流依存性のカーブの傾向は単色と重ねで同等であり、重ね転写時に電流を高くする必要はない。さらに、重なりを判定するために、メモリなどの記憶媒体に色毎の印字位置情報を記憶し、画像毎に重なり率を演算する必要があるために、高性能なＣＰＵや容量の大きなメモリが必要となる。これに対し、本プリンタでは、単純に転写されるトナー像の画像面積率に応じて転写電流を制御するだけであるため、安価なシステムで高画質な画像が実現できる。

従来、１次転写バイアスの制御方式としては、一般的な定電流方式、一般的な定電圧方式などの他に、ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）方式や、ＰＴＶＣ（Programable Transfer Voltage Control）方式が知られている。ＡＴＶＣ方式を採用した画像形成装置としては、特開平２−１２３３８５号公報に記載のものが知られている。また、ＰＴＶＣ方式を採用した画像形成装置としては、特開平５−１８１３７３号公報に記載のものが知られている。

従来のＡＴＶＣ方式やＰＴＶＣ方式は何れも、基本的には、出力電圧を所定の目標値にするように出力電流を制御する定電圧制御である。１次転写ローラの抵抗（電気抵抗値）が環境変動によって変化すると、それに伴って出力電圧の望ましい値が変化することから、１次転写ローラの抵抗値を所定のタイミング毎に測定した結果に応じて、出力電圧の目標値を変化させる点が、一般的な定電圧制御と異なっている。１次転写ローラの抵抗を測定するときに、ＡＴＶＣ方式では電流を定電流制御するのに対し、ＰＴＶＣでは定電圧制御する。何れの方式においても、従来では、１色目と２色目以降とで出力電圧の目標値として同じ値を採用しているので、２色目以降の１次転写ニップでベルト上のトナーを感光体の地肌部に逆転写してしまう。また、１次転写ローラの抵抗値の測定値に基づく出力電圧の目標値の補正については、所定のタイミング毎に実施するが、急激な環境変動によって抵抗値が急激に変化してしまう場合には、補正した値が実情にそぐわなくなってしまう。そして、このような不具合の発生を抑えるために、抵抗検知タイミングの時間間隔を短くすると、装置のダウンタイムを増加させてしまう。これに対し、本発明においては、電流値を一定にする制御であるため、１次転写ローラの抵抗変化にかかわらず、所定の電流を流して転写性を安定させることができる。

先に図１０に示したように、Ｍ，Ｃ，Ｂｋのそれぞれにおいて、平均画像面積率が０［％］であるときに決定される１次転写電流の目標値は、平均画像面積率が１００［％］であるときに決定される目標値よりも小さく設定されている。これにより、０［％］であるときには逆転写の抑制を優先する一方で、１００［％］であるときには転写効率の向上を優先することができる。

なお、実施形態においては、平均画像面積率と１次転写電流の目標値との関係として、図１０のグラフを例に示したが、これに限られるものではない。例えば、図１３〜図１６のグラフに示される関係を採用することも可能である。図１３は、一次関数で示される直線グラフでなく、多次関数で示される曲線グラフになっている。

図１４は、一次関数で示される直線グラフであり、ａ＝１［％］、ｂ＝９９［％］になっている。この直線グラフは、平均画像面積率が１〜９９［％］であるときに用いられる第１アルゴリズムである。平均画像面積率が１［％］未満である０［％］のときには、目標値として１５［μＡ］が採用される。つまり、第２アルゴリズムが１５［μＡ］という定数になっている。また、平均画像面積率が９９［％］を超える１００［％］のときには、目標値として２１［μＡ］が採用される。つまり、第３アルゴリズムが、２１［μＡ］という定数になっている。

図１５は、複雑な折れ線グラフのような形状で平均画像面積率と目標値との関係が示される。また、図１６は、平均画像面積率＝ａ〜ｂ［％］の範囲において、平均画像面積率の連続的な変化に対して目標値を連続的に変化させるのではなく、段階的に変化させている。このようなアルゴリズムとしては、関数式の他、データテーブルを採用することも可能である。

本実施形態においては、「１０ライン区画」の平均画像面積率に応じて１次転写電流の目標値を変化させる例について説明したが、画像面積率の平均値を算出方法はこれに限られるものではない。例えば、１画素単位や１００画素単位といったように，さまざまの画素数で画像面積率を計算してもよい。区画の変わり目で目標値を急激に変化させずに、徐々に変化させていく方法を採用してもよい。

また、同じ平均画像面積率では１次転写電流の目標値をＹ＞Ｍ＞Ｃ＝Ｋという順で小さくする例について説明したが、徐々に小さくしていくという最低限の条件さえ具備させれば、大小関係はこれに限られるものではない。例えば、Ｙ＞Ｍ＝Ｃ＝Ｋ、Ｙ＝Ｍ＞Ｃ＝Ｋ、Ｙ＞Ｍ＞Ｃ＞Ｋという関係であってもよい。

次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。

［第１変形例］
図１７は、第１変形例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、装置内で記録紙Ｐを水平方向に搬送しながら、その記録紙Ｐに画像を形成する点が、記録紙Ｐを鉛直方向に搬送する実施形態に係るプリンタと異なっている。

タンデムトナー像形成部１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色トナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを有している。転写手段である転写ユニット２０は、ニップ形成部材たる無端状の中間転写ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、二次転写対向ローラ２４、４つの１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ、二次転写ローラ２６などを有している。

無端状の中間転写ベルト２１は、側方からの眺めが逆三角形状の形状になる姿勢で、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及び二次転写対向ローラ２４に掛け回されている。中間転写ベルト２１は、カーボン分散ポリイミドベルトであり、厚さ６０［μｍ］、体積抵抗率は、約１Ｅ９［Ω・ｃｍ］（三菱化学製ハイレスターＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０を用い印加電圧１００［Ｖ］での測定値）、引張り弾性率は、２．６［ＧＰａ］である。そして、図示しない駆動装置によって駆動ローラ２２を回転駆動せしめ、中間転写ベルト２１が、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト２１のループ内側には、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、及び二次転写対向ローラ２４の他に、４つの１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋも配設されている。

タンデムトナー像形成部１０は、４つの画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを中間転写ベルト２１の上張架面に沿って水平方向に並べる姿勢で、転写ユニット２０の上方に配設されている。画像形成部たる画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、図中反時計回り方向に回転駆動されるドラム状の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと、現像ユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと、帯電手段４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとを有している。潜像担持体たる感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、それぞれ中間転写ベルト２１の上張架面に当接してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップを形成しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる。

感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ（φ６０）は、有機感光体であり、感光層静電容量が、約９．５Ｅ−７［Ｆ／ｍ２］程度になっている。帯電手段４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、帯電電源８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋにより帯電バイアスが印加され、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面をトナーの帯電極性と同じ極性に一様帯電せしめるものである。

現像手段たる現像装置３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、磁性キャリアとポリエステル系の材料からなる粉砕トナーとを収容しており、それぞれ現像剤担持体たる現像ローラ３ａＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを有している。現像ローラ３ａＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは不図示の駆動モータにより図中時計回りの方向に回転させて、必要量の現像剤を表面に保持して感光体との対向位置へ搬送する。現像ローラ内部には、複数の磁石が設けられており、現像ローラ表面に保持されている現像剤は、現像領域で現像領域と対向する磁石による磁力で穂立ちし、現像ローラ表面上の磁気穂が感光体と接触する。現像ローラ３ａＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋには、不図示の電源から現像バイアスが印加されている。この現像バイアスと感光体上の静電潜像とによって形成される潜像電界により、現像ローラ３ａＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上で穂立ちした現像剤からトナーが感光体表面に移動して静電潜像を現像する。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップの下方では、中間転写ベルト２１のループ内で、１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋが中間転写ベルト２１を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに向けて押圧している。４つの１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、金属製の芯金にスポンジ等の弾性体が被覆されたローラであり、芯金を除く体積抵抗値は、１Ｅ９［Ω・ｃｍ］である。これら１次転写ローラ２５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋには、１次転写電源８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって定電流制御されるトナー帯電極性と逆極性の１次転写電流が印加される。

タンデムトナー像形成部１０の上方には、図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットが配設されている。この光書込ユニットは、帯電手段４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって−６５０［Ｖ］に一様帯電せしめられた感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面に対し、走査光Ｌによる光書込処理を施して静電潜像を形成するものである。なお、ベタ画像時における静電潜像の電位Ｖｌは、約−１００［Ｖ］である。感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに形成された静電潜像は、現像ユニット３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって負極性（帯電量約−２０［μｃ／ｇ］トナーで反転現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像（ベタ画像時におけるトＭ／Ａで約０．６［ｍｇ／ｃｍ２］）になる。これらＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像は、上述したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにて、中間転写ベルト２１のおもて面に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２１のおもて面には、４色重ね合わせトナー像が形成される。

従来、画像面積率に応じて転写電流の定電流制御の目標値を変化させる画像形成装置として、特開２００３−１８６２８４号公報に記載のものが知られている。この画像形成装置は、２色目以降の１次転写ニップにおいて、感光体上の画像面積率のみならず、中間転写ベルト上の画像面積率にも基づいて、電流目標値を変化させている。具体的には、感光体上の画像面積率とベルト上の画像面積率との和から、感光体上のトナーとベルト上のトナーとが重なる領域の面積率を差し引いた値に応じて、電流目標値を変化させている。同公報では、このように、感光体上の画像面積率だけでなく、ベルト上の画像面積率を考慮する理由として、１次転写電流が感光体上のトナーのみならず、ベルト上のトナーにも影響を受けるからだとしている。

しかしながら、画像面積率に応じて１次転写電流が変化するのは、ニップにトナーが介在していることよりも、既に述べたように、感光体の地肌部の電荷量が潜像部よりも大きいことによる影響の方が遙かに大きい。現に、本発明者は、図１８に示した第１変形例に係るプリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用いた実験で、そのことを立証している。図１８は、同プリンタ試験機によるテストプリントで測定された１次転写電流と、１次転写率と、１次転写ニップにおけるトナーの介在状態との関係を示すグラフである。図示のように、１次転写電流や１次転写率は、ベルト上のトナー付着量には殆ど影響を受けず、感光体の画像面積率に大きな影響を受けていることがわかる。

よって、同公報に記載の画像形成装置では、感光体上のトナー像と、ベルト上のトナー像とが重なる領域が、それぞれの単独の画像面積と比べて比較的小さい場合には、１次転写電流を過剰なまでに引き下げて転写不良を引き起こしてしまう。また、重なる領域が比較的大きい場合には、重なる領域用の転写電流を上乗せする計算を行っている関係で、１次転写電流を過剰なまでに引き上げて逆転写を引き起こしてしまう。さらに、重なりを判定するために、メモリなどの記憶媒体に色毎の印字位置情報を記憶し、画像毎に重なり率を演算することから、高性能なＣＰＵや容量の大きなメモリが必要となってしまう。

［第２変形例］
図１９は、第２変形例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、ニップ形成部材として、中間転写ベルトの代わりに、無端状の紙搬送ベルト１２１を各色の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させている点が、実施形態に係るプリンタと異なっている。紙搬送ベルト１２１は、その表面に保持した記録紙を、自らの無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップに順次通していく。この過程で、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が、記録紙の表面に重ね合わせて転写されていく。

［第３変形例］
図２０は、第３変形例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、１つの感光体２の周囲に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の現像装置３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを有している。画像形成を行う場合、まず、感光体２の表面を帯電手段４によって一様に帯電させた後、感光体２の表面に対してＹ用の画像データに基づいて変調されたレーザ光ーＬを照射して，感光体２の表面にＹ用の静電潜像を形成する。そして、このＹ用の静電潜像を現像装置３Ｙによって現像してＹトナー像を得た後、これを中間転写ベルト２１上に１次転写する。その後、感光体２の表面上の転写残トナーをドラムクリーニング装置５によって除去した後、感光体２の表面を帯電手段４によって再び一様に帯電させる。次に、感光体２の表面に対して、Ｍ用の画像データに基づいて変調されたレーザー光Ｌを照射して、感光体２の表面にＭ用の静電潜像を形成した後、これを現像装置３Ｍによって現像してＭトナー像を得る。そして、このＭトナー像を中間転写べルト２１上のＹトナー像に重ね合わせて１次転写する。以降、同様にして、感光体２上でＣトナー像、Ｂｋトナー像を順次現像して、ベルト上のＹＭトナー像上に順次重ね合わせて１次転写していく。これにより、中間転写ベルト２１上に４色トナー像を形成する。

その後、中間転写ベルト２１上の４色トナー像を、２次転写ニップで記録紙の表面に一括２次転写して、記録紙上にフルカラー画像を形成する。そして、定着装置４０によって記録紙にフルカラー画像を定着せしめた後、記録紙を機外に排出する。

このような、周回方式による重ね合わせ転写を行う構成において、１色目（１周目）の転写工程では、実施形態におけるＹ用と同様のアルゴリズムを用いる。これに対し、２色目以降（２〜４周目）の転写工程では、実施形態におけるＭ用と同様のアルゴリズムを用いる。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、第２転写工程を実施するＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップにおいて、平均画像面積率がｂ＝９５［％］を超えるときには（但し、ｂ＜１００）、アルゴリズムとして、９５［％］の平均画像面積率に対応する１次転写電流の目標値として、第１アルゴリズムである（３）式、（６）式、（９）式
によって求められる値よりも大きな値を、９５［％］を超える平均画像面積率に対応する目標値として求めるための第３アルゴリズムである（４）式、（７）式、（１０）式を用いるようになっている。かかる構成では、全面ベタ画像、あるいはこれに近いほど高画像面積率の画像を転写する際には、１次転写電流を非常に大きくしても、ベルトから感光体へのトナーの逆転写が殆ど起こらないことから、１次転写電流を非常に大きくして画像濃度不足を効果的に抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、第２アルゴリズムたる（２）式、（５）式、（８）式として、平均画像面積率の増加に伴って１次転写電流の目標値を増加させるものを用いている。かかる構成では、感光体の転写ニップ出口付近における平均画像面積率が５［％］未満であるときに、平均画像面積率が０［％］から５［％］に近づくに従って、１次転写電流の目標値を大きくしていくことで、平均画像面積率が５［％］を上回った瞬間に、１次転写電流値がその平均画像面積率にふさわしい値よりも大きく下回っているという事態が発生するのを回避して、５〜１０［％］あたりでの１次転写電流不足による画像濃度不足の発生を抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、第３アルゴリズムたる（４）式、（７）式、（１０）式として、平均画像面積率の増加に伴って１次転写電流の目標値を増加させるものを用いている。かかる構成では、感光体の転写ニップ出口付近における平均画像面積率が９５［％］を超えているときに、平均画像面積率が１００［％］から９５［％］に近づくに従って、１次転写電流の目標値を小さくしていくことで、平均画像面積率が９５［％］以下になった瞬間に、１次転写電流値がその平均画像面積率にふさわしい値よりも大きく上回っている事態が発生するのを回避して、９０〜９５［％］あたりでの１次転写電流過多よる逆転写の発生を抑えることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の平均画像面積率に対応する目標値を、１００［％］の平均画像面積率に対応する目標値よりも小さな値にするものを、用いている。かかる構成では、０［％］のときに、転写効率の向上よりも逆転写の抑制を優先する一方で、１００［％］のときに逆転写の抑制よりも転写効率の向上を優先することができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、第１アルゴリズム、第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の平均画像面積率に対応する目標値を、目標値の中の最小値とするものを用いている。かかる構成では、平均画像面積率が０［％］であるとき、即ち、感光体のトナーをベルト上に転写する必要のないときには、１次転写電流を最小にして、トナーの逆転写の発生を確実に回避することが可能になる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、第１転写工程だけを実施するＹ用の１次転写ニップでは、１次転写電流の目標値を求めるアルゴリズムとして、０［％］から１００［％］に至るまでの平均画像面積率の全範囲に渡って、平均画像面積率の増加に伴って目標値を減少させるものを用いている。かかる構成では、ベルト上のトナーの感光体地肌部への逆転写を発生させることのないＹ用の１次転写ニップでは、逆転写の抑制を考慮せずに、転写効率の向上を最優先にした１次転写電流を流すことができる。

また、実施形態に係るプリンタでは、第２転写工程を実施するＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップについては、第１アルゴリズムたる（３）式、（６）式、（９）式として、Ｙ用の１次転写ニップで用いるアルゴリズムたる（１）式に比べて、同じ画像面積率に対してより小さな値の目標値を求めるものを用いている。かかる構成では、逆転写を発生させるおそれのあるＭ，Ｃ，Ｂｋ用の１次転写ニップでは、Ｙ用の１次転写ニップに比べて１次転写電流を小さくすることで、逆転写の発生を抑えることができる。

２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：感光体（潜像担持体）
３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：現像装置（現像手段）
２１：中間転写ベルト（ニップ形成部材）
８１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：１次転写電源（転写電流出力手段の一部）
２００：制御部（転写電流出力手段の一部）
Ｐ：記録紙（記録部材）

特開平８−８３００６号公報 特開２００３−１８６２８４号公報

Claims (7)

1. 潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像をトナーによって現像してトナー像を得る現像手段と、前記潜像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材、あるいは前記ニップ形成部材の表面に保持される記録部材、に対して前記潜像担持体上のトナー像を転写するために、前記ニップ形成部材に対して所定の目標値と同じ電流値の転写電流を出力し、且つ前記潜像担持体における転写ニップ出口付近の画像面積率と前記目標値との関係を示すアルゴリズム及び前記画像面積率に基づいて、前記目標値を決定する転写電流出力手段と、を備え、
   トナー像を転写していない状態の前記ニップ形成部材あるいは記録部材に対して前記潜像担持体上のトナー像を転写する第１転写工程と、既にトナー像を転写している状態の前記ニップ形成部材あるいは記録部材に対して潜像担持体上のトナー像を転写する第２転写工程とを実施する画像形成装置であって、
   前記第２転写工程において前記画像面積率がａ［％］からｂ［％］まで（但し、０＜ａ＜ｂ）の一般的な範囲内であるときには、前記アルゴリズムとして、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を減少させる特性のある前記関係を示す第１アルゴリズムを用いる一方で、前記第２転写工程において前記画像面積率がａ［％］未満であるときには、ａ［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値として前記第１アルゴリズムによって求められる値よりも小さな値を、ａ［％］未満の前記画像面積率に対応する前記目標値とする特性と、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を増加させる特性、又は前記画像面積率にかかわらず目標値を一定にする特性とを有する前記関係を示す第２アルゴリズムを、前記アルゴリズムとして用いることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置であって、
   前記第２転写工程において前記画像面積率がｂ［％］を超えるときには（但し、ｂ＜１００）、ｂ［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値として前記第１アルゴリズムによって求められる値よりも大きな値を、ｂ［％］を超える前記画像面積率に対応する前記目標値とする特性のある前記関係を示す第３アルゴリズムを、前記アルゴリズムとして用いることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置であって、
   前記第３アルゴリズムとして、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を増加させる特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置であって、
   前記第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値を、１００［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値よりも小さな値とするものを、用いることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置であって、
   前記第１アルゴリズム、第２アルゴリズム及び第３アルゴリズムの組合せとして、０［％］の前記画像面積率に対応する前記目標値を、前記目標値の中の最小値にするものを、用いることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、
   前記第１転写工程においては、前記アルゴリズムとして、０［％］から１００［％］に至るまでの画像面積率の全範囲に渡って、前記画像面積率の増加に伴って前記目標値を減少させる特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、
   前記第２転写工程において、前記第２アルゴリズムとして、前記第１転写工程で用いるアルゴリズムに比べて、同じ画像面積率に対してより小さな値の前記目標値を関連付ける特性のある前記関係を示すものを用いることを特徴とする画像形成装置。

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