JP7350537B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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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。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。転写電圧を定電圧制御で印加する場合には、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、目的のトナー像があ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）などに応じて変化する。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、転写電圧を定電圧制御する構成における、次のような転写電圧の制御方法が開示されている。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。このような制御により、転写部材などの転写部の電気抵抗値の変動、記録材の電気抵抗値の変動によらず、所望の目標電流に応じた転写電圧を定電圧制御で印加することができる。
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は非常に多い。また、記録材の電気抵抗は記録材の湿り状態（記録材の含有水分量）によっても異なるが、記録材の含有水分量は環境（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。そのため、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、転写電圧を定電圧制御する構成において、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電流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。
なお、転写電圧を定電圧制御する構成において、転写部を記録材が通過している際に、転写部材に流れる電流が所定の範囲から外れる場合に該電流が該所定の範囲に入るように転写電圧の定電圧制御の目標電圧を変更する制御を「リミッタ制御」ともいう。また、ここでは、電圧や電流の大小（高低）は、絶対値で比較した場合のものである。
特開２００４－１１７９２０号公報 特許第４１６１００５号公報 特開２００８－２７５９４６号公報
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。前述のような画像不良を抑制するためには、通紙部電流が適切な範囲になっていることが重要である。しかし、転写部を記録材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。そこで、転写部に記録材が無い状態で転写部の電気抵抗に関する情報を電圧電流特性などとして取得し、該情報と記録材の幅（搬送方向と略直交する方向の長さ）の情報と、に基づいて、所定の電圧を印加した場合に流れる非通紙部電流を求めることができる。そして、通紙部分に流してよい電流の範囲と非通紙部電流とに基づいて、リミッタ制御における所定の電流範囲を設定することができる。
また、従来、適切な転写電圧を設定するために、画像形成前に転写部に試験電圧又は試験電流を供給して電圧電流特性を取得している。
ここで、リミッタ制御における所定の電流範囲を設定するためには、比較的広い範囲の複数の試験電圧又は試験電流を用いて電圧電流特性を取得することが望まれる。これは、転写部の電圧電流特性が２次以上の多項式で表されるものである場合があること、あるいは制御の精度向上の観点から転写電流の上限値（更には下限値）付近の情報を取得することが望まれることなどによる。
一方、上述のような比較的広範囲の試験電圧又は試験電流を用いて転写部の電圧電流特性を取得する動作を毎回の画像形成前に行うと、大きな電流、電圧の供給により転写部材の電気抵抗の上昇が進むなどして、転写部材の寿命が短くなることがある。そこで、転写電圧を設定する際には、比較的狭い範囲の試験電圧又は試験電流を用いて転写部の電圧電流特性を取得する動作を行い、上述のような比較的広範囲の試験電圧又は試験電流を用いて転写部の電圧電流特性を取得する動作を、毎回の画像形成前に行うのではなく、例えば所定の画像形成枚数ごとに行うことが考えられる。
しかしながら、このような方法では、定期交換などで転写部材が新品に交換された後の最初の画像形成時に白抜けなどの画像不良が発生する場合があることが判明した。これは、本発明者の検討によれば、交換前の転写部材と交換後の新品の転写部材とで電気抵抗が異なるためであることがわかった。例えば、イオン導電材を用いて構成された転写ローラなどの転写部材は、使用量（電圧印加時間など）の増加に伴い、内部のイオン分布が偏ることで電気抵抗が上昇する。そのため、交換後の新品の転写部材を用いる場合に、比較的狭い範囲の試験電圧又は試験電流を用いて求めた電圧電流特性では、リミッタ制御の適切な電流範囲を求めることができず、転写電流が適切な電流範囲から外れた場合に白抜けなどの画像不良が発生する場合がある。
したがって、本発明の目的は、転写部材の寿命が短くなることを抑制しつつ、転写部材が交換された後の最初の画像形成における転写電圧を適切に制御することのできる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、トナー像を担持する像担持体と、電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記転写部材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、を備え、前記制御部は、記録材が前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果が上限値及び下限値のうちの少なくとも１つによって規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前記電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行し、記録材が前記転写部を通過している際に、前記検知結果が前記所定範囲外である場合は、前記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し、調整された目標電圧で前記定電圧制御を実行する画像形成装置において、前記転写部材が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段を有し、前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第１の試験モードを実行し、該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて少なくとも前記目標電圧を設定可能であると共に、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて前記目標電圧及び前記所定範囲を設定可能であり、前記第２の試験モードにおける少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、前記第１の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値のうち最も大きい値よりも大きく、前記制御部は、前記取得手段により前記交換情報が取得された場合には、前記転写部材の交換後の最初の画像形成よりも前に前記第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて該最初の画像形成時の前記目標電圧及び前記所定範囲を設定するように構成されており、前記第２の試験モードにおける前記少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、該第２の試験モードの実行後の最初に行われる画像形成ジョブで設定される前記目標電圧の絶対値の８０％以上かつ前記電源の出力可能電圧の絶対値以下であ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、トナー像を担持する像担持体と、電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記転写部材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、を備え、前記制御部は、記録材が前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果が上限値及び下限値のうちの少なくとも１つによって規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前記電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行し、記録材が前記転写部を通過している際に、前記検知結果が前記所定範囲外である場合は、前記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し、調整された目標電圧で前記定電圧制御を実行する画像形成装置において、前記転写部材が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段を有し、前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第１の試験モードを実行し、該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて少なくとも前記目標電圧を設定可能であると共に、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて前記目標電圧及び前記所定範囲を設定可能であり、前記第２の試験モードにおける少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、前記第１の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値のうち最も大きい値よりも大きく、前記制御部は、前記取得手段により前記交換情報が取得された場合には、前記転写部材の交換後の最初の画像形成よりも前に前記第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて該最初の画像形成時の前記目標電圧及び前記所定範囲を設定するように構成されており、前記制御部は、前記第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて前記目標電圧を設定すると共に、前記電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電圧が印加された場合に前記転写部材に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて前記所定範囲を設定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、転写部材の寿命が短くなることを抑制しつつ、転写部材が交換された後の最初の画像形成における転写電圧を適切に制御することができる。
画像形成装置の概略断面図である。 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。 ２次転写ローラの交換前後の電圧電流特性を示すグラフ図である。 ２次転写ローラの交換後のＡＴＶＣ制御の違いによる電圧電流特性の精度の違い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。 ２次転写ローラの交換後のＡＴＶＣ制御の違いによる電圧電流特性の精度の違いを示すグラフ図である。 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。
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。
トナー像（トナー画像）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、別の像担持体から１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するために搬送する中間転写体の一例である。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（１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記録材（シート、転写材）Ｐに静電的に転写（２次転写）される。記録材Ｐは、典型的には紙（用紙）であるが、これに限定されるものではなく、耐水紙のように樹脂で形成された合成紙、ＯＨＰシートなどのプラスチックシート、布などが用いられることもある。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。なお、本実施例の２次転写対向ローラ７３に対応するローラを転写部材として用いてこれにトナーの正規の帯電極性と同極性の２次転写電圧を印加し、本実施例の２次転写ローラ８に対応するローラを対向電極として用いてこれを電気的に接地してもよい。
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リミッタ制御（電流リミッタ制御）における、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（記録材Ｐの種類など）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次転写電流範囲の電流となるように、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の幅や厚さ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の幅や厚さ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（すなわち、２次転写ローラ８あるいは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（電流検知部）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が出力している電圧（２次転写電圧）を検知する電圧検知手段（電圧検知部）としての電圧検知回路２２が接続されている。なお、制御部５０が電圧検知部として機能し、２次転写電源２０から出力する電圧の指示値から、２次転写電源２０が出力している電圧を検知するようになっていてもよい。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。制御手段としての制御部（制御回路）５０は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としての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。また、制御部５０には、２次転写ローラ８の使用量と相関する情報（使用履歴情報）として、２次転写ローラ８の使用開始時からの画像形成枚数を記憶する、記憶手段で構成されたカウンタ５４が設けられている。
制御部５０には、画像形成装置１００に設けられた画像読み取り装置（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。操作部３１は、表示部の機能と入力部の機能とを備えたタッチパネルなどで構成されていてよい。制御部５０には、操作部３１や外部装置２００から、記録材Ｐの種類などの画像形成に関する制御指令を含むジョブの情報が入力される。なお、記録材Ｐの種類とは、普通紙、厚紙、薄紙、光沢紙、コート紙などの一般的特徴に基づく属性、メーカー、銘柄、品番、坪量、厚さなど、記録材Ｐを区別可能な任意の情報を包含するものである。なお、制御部５０は、記録材Ｐの種類の情報を、該情報が直接的に入力されることで取得できる他、例えば記録材Ｐを収納する給送部のカセットが選択されることで、予めそのカセットと関係付けられて設定された情報から取得することもできる。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。なお、定電圧制御は、転写部（すなわち、転写部材）に印加される電圧の値が略一定の電圧値となるようにする制御である。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の筐体内の雰囲気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。制御部５０は、環境センサ３２によって検知された温度及び湿度に基づいて画像形成装置１００の筐体内の雰囲気の水分量（含水分量、絶対水分量）を求めることができる。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、１つの開始指示（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」）を決定する制御などが実行される。
３．２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は、本発明の説明の便宜上、ジョブの開始前に２次転写ローラ８の交換を行う場合の手順を例として示している。
まず、制御部５０は、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報を取得する（Ｓ１０１）。本実施例では、制御部５０は、２次転写ローラ８の使用履歴情報としての２次転写ローラ８の使用開始時からの画像形成枚数を、カウンタ５４に逐次積算して記憶させる。また、制御部５０は、カウンタ５４のカウント値が所定の閾値に達すると、操作部３１や外部装置２００に、２次転写ローラ８の寿命に関する情報として２次転写ローラ８の交換を促す情報を表示させる。ユーザーやサービス担当者などの操作者は、この表示に応じて、２次転写ローラ８の交換を行うことができる。そして、操作者が、２次転写ローラ８を新品の２次転写ローラ８に交換し、操作部３１に表示される２次転写ローラ８の交換を実施したことを入力するためのボタン（図示せず）を操作する。これにより、制御部５０に２次転写ローラ８が交換されたことを示す信号が入力され、制御部５０は２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報を取得することができる。本実施例では、操作部３１が、転写部材が交換されたことを示す情報を取得する取得手段として機能する。制御部５０は、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報を取得すると、カウンタ５４に保存されている２次転写ローラ８の使用履歴情報をクリア（本実施例ではカウント値を０にリセット）する（Ｓ１０２）。なお、２次転写ローラ８の使用履歴情報は、画像形成枚数に限定されるものではなく、２次転写ローラ８の使用量と相関する指標値であれば任意に使用することができ、例えば、２次転写ローラ８の回転時間、回転回数、電圧印加時間などでもよい。また、制御部５０は、２次転写ローラ８の使用履歴情報をクリアするのとほぼ同時に、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報をＲＡＭ５２に記憶させる（Ｓ１０３）。
次に、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（Ｓ１０４）。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の厚さと関連する情報（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の表面性と関連する情報（紙種カテゴリーの情報）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（Ｓ１０５）。
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（Ｓ１０６）。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転写電流の目標値（目標電流）Ｉｔａｒｇｅｔと、の相関関係を示す情報がテーブルデータなどとして格納されている。制御部５０は、Ｓ１０６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（Ｓ１０７）。
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、ＲＡＭ５２に、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が記録されているか否かを確認する（Ｓ１０８）。
制御部５０は、Ｓ１０８で２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が記録されていると判断した場合、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、次のようにして２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する（Ｓ１０９）。本実施例では、この場合、少なくとも３水準の試験電圧又は試験電流を用いる多点ＡＴＶＣ制御（Active Transfer Voltage Control）（「多点抵抗情報取得処理」）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、少なくとも３水準の所定の電圧（試験電圧）又は電流（試験電流）を供給する。なお、この試験電圧又は試験電流を総称して「試験バイアス」ともいう。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（３水準）以上の多段階とした。特に、本実施例では、この場合の試験バイアスとして、３水準の試験電圧を用いた（図６、図７参照）。
なお、本実施例では、多点ＡＴＶＣ制御における試験バイアスは３水準としたが、これに限定されるものではなく、例えば５水準などより多い水準であってもよい。この水準の数は、十分な精度で電圧電流特性を取得できること、制御にかかる時間を必要以上に長くしないことなどの観点から適宜選択できるが、典型的には１０水準以下で十分である場合が多い。ただし、多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値は、後述する通常ＡＴＶＣ制御（第１の試験モード）における最も大きい試験バイアスの電圧の絶対値よりも大きくする。より詳細には、多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値は、該多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）に後続する画像形成時の２次転写電圧の目標電圧の絶対値の８０％以上かつ２次転写電源２０の出力可能電圧（保証電圧）の絶対値以下とする。例えば、２次転写電圧の目標電圧が２５００Ｖの場合、多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値は、２０００Ｖ以上かつ２次転写電源２０の出力可能電圧の絶対値（例えば３０００Ｖ）以下とする。これにより、新品の２次転写ローラ８が装着された後の最初の画像形成におけるリミッタ制御の２次転写電流範囲を精度よく求めることができる。
次に、制御部５０は、電圧をＶ、電流をＩとしたときに、上記３点の検知結果に基づく電圧電流特性を下記式１に示す２次多項式で近似する。このとき、本実施例では、制御部５０は、下記式１中の各係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０を最小二乗法により算出し、ＲＡＭ５２に記憶させる（すでに各係数が記憶されている場合はその値を更新する）（Ｓ１１０）。
Ｉ＝Ａ０×Ｖ２＋Ｂ０×Ｖ＋Ｃ０ ・・・式１
一方、制御部５０は、Ｓ１０８で２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が記録されていないと判断した場合、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、次のようにして２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する（Ｓ１１１）。本実施例では、この場合、少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を用いる通常ＡＴＶＣ制御（「抵抗情報取得処理」）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、少なくとも１水準の所定の電圧（試験電圧）又は電流（試験電流）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する。特に、本実施例では、この場合の試験バイアスとして、１点（１水準）の試験電流Ｉ１、より詳細には、Ｓ１０７で取得した目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを用いる。
次に、制御部５０は、上記１点の試験電流Ｉ１と、この試験電流の供給時の検知電圧Ｖ１と、ＲＡＭ５２に記憶されている多点ＡＴＶＣ制御で取得した係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０と、に基づいて、上記式１の電圧電流特性を下記式２のように補正する（Ｓ１１２）。このとき、本実施例では、制御部５０は、下記式２中の各係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１を、それぞれ下記式３、式４、式５から求める。なお、上記式１（各係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０での近似式）において電圧Ｖ＝Ｖ１とした時の電流値をＩ０とする。
Ｉ＝Ａ１×Ｖ２＋Ｂ１×Ｖ＋Ｃ１ ・・・式２
Ａ１＝（Ｉ１／Ｉ０）×Ａ０
＝（Ｉ１／（Ａ０×Ｖ１２＋Ｂ０×Ｖ１＋Ｃ０））×Ａ０ ・・・式３
Ｂ１＝（Ｉ１／Ｉ０）×Ｂ０
＝（Ｉ１／（Ａ０×Ｖ１２＋Ｂ０×Ｖ１＋Ｃ０））×Ｂ０ ・・・式４
Ｃ１＝（Ｉ１／Ｉ０）×Ｃ０
＝（Ｉ１／（Ａ０×Ｖ１２＋Ｂ０×Ｖ１＋Ｃ０））×Ｃ０ ・・・式５
つまり、通常ＡＴＶＣ制御の試験電流Ｉ１と、通常ＡＴＶＣ制御で試験電流Ｉ１を供給した際の検知電圧Ｖ１を式１に適用して求めた電流値Ｉ０と、の比を用いて、式１を補正して式２の電圧電流特性を求める。
ここで、図６は、２次転写ローラ８を新品の２次転写ローラ８に交換する前後で同じ試験バイアスを印加した場合の２次転写部Ｎ２の電圧電流特性を示すグラフ図である。交換前の２次転写ローラ８は、使用時の電圧印加によって内部のイオン分布が偏り、電気抵抗が上昇する。そのため、交換前の２次転写ローラ８では、同じ試験電圧を印加した場合に流れる電流は新品の２次転写ローラ８よりも小さい。このように、２次転写部Ｎ２の電圧電流特性を２次多項式で近似した場合の近似曲線は、２次転写ローラ８を交換する前後で大きく異なる。なお、図６において、３点の試験バイアスは電圧値が約３８０Ｖ、約１５９０Ｖ、約２６００Ｖである。
また、図７は、２次転写ローラ８の交換後に１点の試験バイアスで電圧電流特性を求めて交換前の係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０で補正した近似曲線（点線）と、２次転写ローラ８の交換後に３点の試験バイアスで求めた近似曲線（実線）と、を示すグラフ図である。両近似曲線は、１点の試験バイアス付近での差は小さいが、その試験バイアスよりも電流（又は電圧）が大きくなるにつれて、また電流（又は電圧）が小さくなるにつれて差が大きくなる。そのため、２次転写ローラ８を交換した場合に係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０を新たに取得しなければ、正しく電圧電流特性を求めることができない。なお、図７において、１点の試験バイアスは電圧値が約１５９０Ｖであり、３点の試験バイアスは電圧値が約３８０Ｖ、約１５９０Ｖ、約２６００Ｖである。
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２次転写電圧の目標値（目標電圧）を求める（Ｓ１１３）。つまり、制御部５０は、Ｓ１０７でＲＡＭ５２に書き込まれた目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、Ｓ１１０又はＳ１１２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８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。制御部５０は、Ｓ１０５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、Ｓ１０６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、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。別法として、通常ＡＴＶＣ（Ｓ１１１、Ｓ１１２）を経た後のＳ１１３の処理では、通常ＡＴＶＣ制御において目標電流Ｉｔａｒｇｅｔを供給した際の検知電圧Ｖ１を２次転写分担電圧Ｖｂとして用いて、２次転写電圧Ｖｔｒの初期値を求めてもよい。
なお、図８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の厚さと関連する情報（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の表面性と関連す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の厚さと関連する情報（更には記録材Ｐの表面性と関連する情報）は、Ｓ１０５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）」）を決定する処理を行う（Ｓ１１４）。ＲＯＭ５３には、図９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。ここで、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。本実施例では、まず、制御部５０は、Ｓ１０６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、Ａ４サイズ相当の通紙部分に流してよい電流の範囲を求める。次に、制御部５０は、Ｓ１０５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、Ａ４サイズ相当の通紙部分に流してよい電流の範囲を補正する。つまり、上記テーブルデータに基づいて求めた電流の範囲はＡ４サイズ相当の幅（２９７ｍｍ）に対応するものである。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（１４９ｍｍ）、すなわち、Ａ４サイズ相当の幅の半分の幅である場合は、次のようにする。つまり、Ａ４サイズに対応する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。
なお、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の厚さと関連する情報（坪量）、記録材Ｐの表面性と関連す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、次の各情報に基づいて、非通紙部分に流れる電流（「非通紙部電流（非通過部電流）」）を求める（Ｓ１１５）。Ｓ１０５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、Ｓ１１０又はＳ１１２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Ｓ１１３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、Ｓ１０５で取得した記録材Ｐの幅がＡ５縦送り相当の幅（１４９ｍｍ）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１８９ｍｍとなる。そして、Ｓ１１３で求めた２次転写電圧Ｖｔｒが例えば２５００Ｖであり、Ｓ１１０又はＳ１１２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８０μＡであるものとする。なお、これは、図７に示した２次転写ローラ８の交換後に３点の試験バイアスで求めた電圧電流特性の近似曲線に基づく例である。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、
８０μＡ×１８９ｍｍ／３３８ｍｍ＝４４．７μＡ
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８０μＡを、２次転写ローラ８の幅３３８ｍｍに対する非通紙部分の幅１８９ｍｍ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。
仮に、図７に示した例において、２次転写ローラ８の交換後に１点の試験バイアスで電圧電流特性を求めて交換前の係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０で補正した近似曲線を用いて、２次転写ローラ８の交換後に非通紙部分に流れる電流を求めた場合を考える。この場合、該近似曲線において２次転写電圧Ｖｔｒが２５００Ｖのときの電流が７０μＡであり、非通紙部分に流れる電流は下記のようになり、上記３点の試験バイアスで求めた近似曲線に基づく値（４４．７μＡ）との間に約５．６μＡの差が生じてしまう。
７０μＡ×１８９ｍｍ／３３８ｍｍ＝３９．１μＡ
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」）を求め、求めた２次転写電流範囲をＲＡＭ５２に記憶させる（Ｓ１１６）。つまり、制御部５０は、Ｓ１１４で求めた通紙部電流の上限値及び下限値のそれぞれにＳ１１５で求めた非通紙部電流を足し合わせ、２次転写電流範囲を求める。例えば、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４０μＡ、下限値が３０μＡ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２０μＡ、下限値は１５μＡとなる。そして、Ｓ１１５で求めた非通紙部分に流れる電流が上記例のように４４．７μＡであるときは、２次転写電流範囲の上限値は６４．７μＡ、下限値は５９．７μＡとなる。
このように、２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を検知することで、非通紙部分に流れる電流を精度よく求めることができる。そして、通紙部分に流してよい電流範囲と非通紙部分に流れる電流とを足し合わせた電流をリミッタ制御における２次転写電流範囲として設定する。これにより、様々な状況やユーザーの使用状況で変動する２次転写部Ｎ２及び記録材Ｐの電気抵抗、記録材Ｐのサイズ、記録材Ｐの厚さなどによらず、適切な画像を出力することが可能となる。
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（Ｓ１１７）。また、制御部５０は、検知した２次転写電流値と、Ｓ１１６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（Ｓ１１８）。つまり、制御部５０は、検知した２次転写電流値がＳ１１６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（Ｓ１１９）。一方、制御部５０は、検知した２次転写電流値がＳ１１６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、該２次転写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（Ｓ１２０）。本実施例では、上限値を超えている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを低下させて、２次転写電流が上限値を下回った時点で２次転写電圧Ｖｔｒの補正を止め、その時点の２次転写電圧Ｖｔｒを維持する。本実施例では、２次転写電圧Ｖｔｒは、所定の変更幅ΔＶｐで段階的に低下させる。また、本実施例では、下限値を下回っている場合は、２次転写電圧Ｖｔｒを上昇させて、２次転写電流が下限値を上回った時点で２次転写電圧Ｖｔｒの補正を止め、その時点の２次転写電圧Ｖｔｒを維持する。本実施例では、２次転写電圧Ｖｔｒは、所定の変更幅ΔＶｐで段階的に上昇させる。本実施例では、Ｓ１１７～Ｓ１２０の動作は、所定の検知時間（電流を検知する期間）と、所定の応答時間（電圧を変更する期間）と、を交互に繰り返すようにして行う。また、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Ｓ１１３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。
ここで、リミッタ制御における２次転写電圧の変更幅ΔＶｐは、例えば、次のようにして設定することができる。濃度ムラを抑制する観点などから、記録材Ｐの単位搬送距離あたりの２次転写電流の変更量を予め設定することができる。また、この記録材Ｐの単位搬送距離あたりの２次転写電流の変更量と、記録材Ｐの搬送速度と、２次転写電流のサンプリング時間とから、１回の２次転写電圧の変更による２次転写電流の変更量を設定することができる。そして、１回あたりの２次転写電圧の変更量である変更幅ΔＶｐは、この２次転写電流の変更量に相当する２次転写電圧の変更量に設定することができる。この場合、１回あたりの２次転写電流の変更量の情報を予め設定してＲＯＭ５３に格納しておくことができる。そして、制御部５０は、ＡＴＶＣ制御により求めた電圧電流特性を用いて、上記２次転写電流の変更量から１回あたりの２次転写電圧の変更量である変更幅ΔＶｐを求めることができる。つまり、ＡＴＶＣ制御により求めた２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報に応じて、所定の２次転写電流の変更量に相当する２次転写電圧の変更量である変更幅ΔＶｐを求める。これにより、急激な２次転写電流の変化を抑制して、濃度ムラを抑制することが可能となる。
また、別法として、ＡＴＶＣ制御により求めた電圧電流特性を用いて、検知電流と２次転写電流範囲の下限値（下限値を下回っていた場合）又は上限値（上限値を上回っていた場合）との差分に相当する変更幅ΔＶｐを求めてもよい。つまり、ＡＴＶＣ制御により求めた２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報に応じて、検知電流と２次転写電流範囲の下限値又は上限値との差分を無くすことのできる変更幅ΔＶｐを求めることができる。これにより、１回の２次転写電圧の変更により、２次転写電流を２次転写電流範囲付近（典型的には下限値又は上限値）まで補正することができる。なお、この場合、２次転写電流範囲の上限値又は下限値との差分を無くすのに足る電圧よりも大きい電圧を変更幅ΔＶｐとしてもよい。また、この場合、２次転写電流を十分に所定の電流範囲付近まで補正できれば、制御の誤差などにより、補正後の２次転写電圧により供給される２次転写電流が所定の電流範囲から十分に小さい範囲で外れることがあってもよい。
その後、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、Ｓ１１７～Ｓ１２０の処理を繰り返す（Ｓ１２１）。
なお、ここでは、本発明の説明の便宜上、ジョブの開始前に２次転写ローラ８の交換を行う場合の手順について説明したが、ジョブの開始前に２次転写ローラ８の交換が行われない場合は、制御部５０は、Ｓ１０４以降の処理を行えばよい。
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、記録材Ｐが転写部Ｎ２を通過している際に、前記転写部材に印加する電圧が所定電圧となるように定電圧制御する制御部５０を備えている。この制御部５０は、電流検知部２１の検知結果が所定範囲内となるように電流検知部２１の検知結果に基づいて転写部材８に印加する電圧を制御する。また、画像形成装置１００は、転写部材８が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段３１を有する。また、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に少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給し、その際の電源２０が出力する電圧及び電流検知部２１により検知される電流の情報を取得する第１の試験モードを実行し、該第１の試験モードで取得した上記情報に基づいて少なくとも画像形成時の上記所定電圧（転写電圧の目標電圧）を設定可能である。それと共に、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に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給し、その際の電源２０が出力する電圧及び電流検知部２１により検知される電流の情報を取得する第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した上記情報に基づいて画像形成時の上記所定電圧及び上記所定範囲（リミッタ制御の転写電流範囲）を設定可能である。ここで、第２の試験モードにおける少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給する際に電源２０が出力する電圧の絶対値は、第１の試験モードにおける試験電圧又は試験電流を供給する際に電源２０が出力する電圧の絶対値のうち最も大きい値よりも大きい。そして、制御部５０は、取得手段３１により交換情報が取得された場合には、転写部材８の交換後の最初の画像形成よりも前に第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した上記情報に基づいて該最初の画像形成時の上記所定電圧及び上記所定範囲を設定する。より詳細には、第２の試験モードにおける上記少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給する際に電源２０が出力する電圧の絶対値は、該第２の試験モードの実行後の最初に行われる画像形成ジョブで設定される上記所定電圧の絶対値の８０％以上かつ電源２０の出力可能電圧の絶対値以下である。本実施例では、制御部５０は、転写部材８の交換後の最初の第２の試験モードを、該交換後の最初の画像形成を行うジョブを開始する際の準備動作時に実行する。
また、本実施例では、制御部５０は、第２の試験モードで取得した上記情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて上記所定電圧を設定する。これと共に、制御部５０は、該電圧電流特性に基づいて転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に所定の電圧が印加された場合に転写部材８に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて上記所定範囲を設定する。また、本実施例では、制御部５０は、第１の試験モードよりも前に実行された第２の試験モードで取得した電圧電流特性を該第１の試験モードで取得した上記情報に基づいて補正し、該補正後の電圧電流特性に基づいて転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて上記所定電圧を設定する。また、本実施例では、制御部５０は更に、第１の試験モードよりも前に実行された第２の試験モードで取得した電圧電流特性を該第１の試験モードで取得した上記情報に基づいて補正し、該補正後の電圧電流特性に基づいて転写部Ｎ２に記録材Ｐが無い状態で転写部材８に所定の電圧が印加された場合に転写部材８に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて上記所定範囲を設定する。本実施例では、Ｓ１０９、Ｓ１１０の処理が第１の試験モードに相当する。また、本実施例では、Ｓ１１１、Ｓ１１２の処理が第２の試験モードに相当する。
なお、第２の試験モードは、２次転写ローラ８の交換後の最初の画像形成よりも前の他、例えば次のような場合にも実行することができる。例えば、画像形成装置１００の電源投入後の最初の画像形成前に実行することができる。また、前回の第２の試験モードの実行からの２次転写ローラ８の使用量と相関する指標値が所定の条件を満たす（例えば所定の閾値を超える）場合に実行することができる。また、前回の第２の試験モードの実行時からの環境（温度、湿度、あるいは絶対水分量）の変化が所定の条件を満たす（例えば所定の閾値を超える）場合に実行することができる。これらの場合には、２次転写ローラ８の電気抵抗が比較的大きく変化していることが考えられるからである。
また、本実施例では、第１の試験モードの結果に基づいて、２次転写電圧の目標電圧を設定すると共に、第２の試験モードの結果を補正してリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１の試験モードの結果に基づいて該第１の試験モードに後続する２次転写電圧の目標電圧を設定し、該第１の試験モードに後続する画像形成時のリミッタ制御の２次転写電流範囲については該第１の試験モードよりも前に設定されたものを用いてもよい。
以上説明したように、本実施例では、２次転写ローラ８の交換後の最初の画像形成よりも前に多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）を実行し、その結果に基づいて２次転写電圧の目標電圧及びリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定する。この多点ＡＴＶＣ制御では、少なくとも３水準の試験バイアスを用いて２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する。一方、２次転写ローラ８が交換されていない場合には、通常ＡＴＶＣ制御（第１の試験モード）を実行し、その結果に基づいて少なくとも２次転写電圧の目標電圧を設定する。更に、通常ＡＴＶＣ制御の結果に基づいて、多点ＡＴＶＣ制御の結果を補正してリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定してもよい。この通常ＡＴＶＣ制御における最も大きい試験バイアスの電圧の絶対値は、多点ＡＴＶＣ制御における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値よりも小さい。これにより、２次転写ローラ８の寿命が短くなることを抑制しつつ、２次転写ローラ８の交換後の最初の画像形成におけるリミッタ制御の２次転写電流範囲を精度よく求めることができる。また、２次転写ローラ８の交換後に１つの第２の試験モードで２次転写電圧の目標電圧とリミッタ制御の２次転写電流範囲とを設定することで、これらを個別の試験モードで設定する場合よりも、制御を簡略化し、制御にかかる時間を短くすることができる。
［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、通常ＡＴＶＣ制御において、１水準の試験バイアスを用いて２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得した。これに対して、通常ＡＴＶＣ制御で複数水準の試験バイアスを用いて２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得することも可能である。次のような場合に、２水準以上（例えば２～３水準）の試験バイアスを用いて２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報（電圧電流特性）を取得することが望ましい場合がある。例えば、両面画像形成のジョブ、複数の異なる種類の記録材Ｐに画像を形成するジョブ、カラー画像形成と白黒画像形成との切り替えを含むジョブなど、目標電流をジョブの実行中に変更するジョブを実行する場合などである。
通常ＡＴＶＣ制御において複数水準の試験バイアスを用いる場合、試験バイアスの電流値は目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに近い電流値に設定することが好ましい。これは、例えば毎回のジョブの前回転工程時など、高い頻度で２次転写ローラ８に大きな電流、電圧を供給すると、２次転写ローラ８の電気抵抗の上昇が進み、２次転写ローラ８の寿命が短くなるからである。
図１０は、次の２つの近似曲線を示すグラフ図である。１つは、２次転写ローラ８の交換後に目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ付近の３点の試験バイアスで電圧電流特性を求めて交換前の係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０で補正した近似曲線（点線）である。他の１つは、２次転写ローラ８の交換後に目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに対して大きく振った３点の試験バイアスで求めた近似曲線（実線）である。両近似曲線は、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに近い３点の試験バイアス付近での差は小さいが、その試験バイアスよりも電流（又は電圧）が大きくなるにつれて、また電流（又は電圧）が小さくなるにつれて差が大きくなる。そのため、２次転写ローラ８を交換した場合に試験バイアスを目標電流に対して大きく振って係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０を新たに取得しなければ、正しく電圧電流特性を求めることができない。なお、図１０において、目標電流付近の３点の試験バイアスは電圧値が約１３００Ｖ、約１４２５Ｖ、約１５５０Ｖであり、目標電流に対して大きく振った３点の試験バイアスは電圧値が約３８０Ｖ、約１５９０Ｖ、約２６００Ｖである。
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は、本発明の説明の便宜上、ジョブの開始前に２次転写ローラ８の交換を行う場合の手順を例として示している。
Ｓ２０１～Ｓ２０８の処理は、図４に示す実施例１におけるＳ１０１～Ｓ１０８の処理と同じであるので説明を省略する。
制御部５０は，Ｓ２０８で２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が記録されていると判断した場合、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、次のようにして２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する（Ｓ２０９）。本実施例では、この場合、粗多点ＡＴＶＣ制御（「粗多点抵抗情報取得処理」）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、少なくとも３水準、かつ、２次転写電源２０が出力可能な電圧の絶対値の上限付近及び下限付近を含む試験バイアスを供給する。なお、上記上限付近の試験バイアスと上記下限付近の試験バイアスとの間の少なくとも１水準の試験バイアスは、目標電流付近に設定することが望ましい。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する。特に、本実施例では、この場合の試験バイアスとして、３水準の試験電圧を用いた（図１０参照）。
なお、本実施例では、粗多点ＡＴＶＣ制御における試験バイアスは３水準としたが、これに限定されるものではなく、例えば５水準などより多い水準であってもよい。この水準の数は、十分な精度で電圧電流特性を取得できること、制御にかかる時間を必要以上に長くしないことなどの観点から適宜選択できるが、典型的には１０水準以下で十分である場合が多い。ただし、粗多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値は、後述する通常ＡＴＶＣ制御（第１の試験モード）における最も大きい試験バイアスの電圧の絶対値よりも大きくする。より詳細には、粗多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値は、該粗多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）に後続する画像形成時の２次転写電圧の目標電圧の絶対値の８０％以上かつ２次転写電源２０の出力可能電圧（保証電圧）の絶対値以下とする。なお、本実施例における粗多点ＡＴＶＣ制御は、実質的に実施例１における多点ＡＴＶＣ制御と同じである。
次に、制御部５０は、電圧をＶ、電流をＩとしたときに、上記３点の検知結果に基づく電圧電流特性を前述の式１に示す２次多項式で近似する。このとき、実施例１と同様に、制御部５０は、前述の式１中の各係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０を最小二乗法により算出し、ＲＡＭ５２に記憶させる（すでに各係数が記憶されている場合はその値を更新する）（Ｓ２１０）。
一方、制御部５０は、Ｓ２０８で２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が記録されていないと判断した場合、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、次のようにして２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する。本実施例では、この場合、Ｓ２０７で取得した目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ付近の少なくとも２水準の試験バイアスを用いる通常ＡＴＶＣ制御（「多点抵抗情報取得処理」）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、本実施例では、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、３水準の試験電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を供給する。
ここで、この通常ＡＴＶＣ制御での目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ付近の試験バイアスは、例えば、電流の絶対値が目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ±２０μＡ以内、典型的には±１０μＡ以内である。また、この通常ＡＴＶＣ制御での目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ付近の試験バイアスは、例えば、電圧の絶対値が目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに対応する電圧（Ｖｂ）±５００Ｖ以内、典型的には±２００Ｖ以内である。なお、本実施例では、通常ＡＴＶＣ制御における試験バイアスは３水準としたが、これに限定されるものではなく、例えば５水準などより多い水準であってもよい。この水準の数は、十分な精度で目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ付近の電圧電流特性を取得できること、制御にかかる時間を必要以上に長くしないことなどの観点から適宜選択できるが、典型的には１０水準以下で十分である場合が多い。
次に、制御部５０は、次のようにして、粗多点ＡＴＶＣ制御で取得した電圧電流特性を補正する（Ｓ２１２）。まず、制御部５０は、上記３点の試験電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３と検知電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とから直線近似することで、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに対応する２次転写部分担電圧Ｖｂを求める。次に、制御部５０は、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、２次転写部分担電圧Ｖｂと、ＲＡＭ５２に記憶されている粗多点ＡＴＶＣ制御で取得した係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０と、に基づいて、前述の式１の電圧電流特性を前述の式２のように補正する。このとき、本実施例では、制御部５０は、前述の式２中の各係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１を、それぞれ下記式６、式７、式８から求める。なお、前述の式１（各係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０での近似式）において電圧Ｖ＝Ｖｂとした時の電流値をＩ０とする。
Ａ１＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／Ｉ０）×Ａ０
＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／（Ａ０×Ｖｂ２＋Ｂ０×Ｖｂ＋Ｃ０））×Ａ０ ・・・式６
Ｂ１＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／Ｉ０）×Ｂ０
＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／（Ａ０×Ｖｂ２＋Ｂ０×Ｖｂ＋Ｃ０））×Ｂ０ ・・・式７
Ｃ１＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／Ｉ０）×Ｃ０
＝（Ｉｔａｒｇｅｔ／（Ａ０×Ｖｂ２＋Ｂ０×Ｖｂ＋Ｃ０））×Ｃ０ ・・・式８
つまり、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、通常ＡＴＶＣ制御で得た近似直線から求めた２次転写部分担電圧Ｖｂ（目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに対応する電圧）を式１に適用して求めた電流値Ｉ０と、の比を用いて、式１を補正して式２の電圧電流特性を求める。
Ｓ２１３～Ｓ２２１の処理は、図４に示す実施例１におけるＳ１１３～Ｓ１２１の処理と同様であるので説明を省略する。ただし、本実施例では、通常ＡＴＶＣ制御（Ｓ２１１、Ｓ２１２）を経た後のＳ２１３の処理では、上述のように通常ＡＴＶＣ制御で得た近似直線から求めた２次転写部分担電圧Ｖｂを用いて、２次転写電圧Ｖｔｒの初期値を求める。
このように、本実施例では、制御部５０は、第１の試験モードにおいて転写部材８に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給して取得した電圧及び電流の情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて転写部Ｎ２に記録材が無い状態で転写部材８に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて所定電圧（転写電圧の目標電圧）を設定する。本実施例では、Ｓ２０９、Ｓ２１０の処理が第１の試験モードに相当する。また、本実施例では、Ｓ２１１、Ｓ２１２の処理が第２の試験モードに相当する。
以上説明したように、本実施例では、２次転写ローラ８の交換後の最初の画像形成よりも前に粗多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）を実行し、その結果に基づいて２次転写電圧の目標電圧及びリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定する。この粗多点ＡＴＶＣ制御では、少なくとも３水準、かつ、２次転写電源２０が出力可能な電圧の絶対値の上限付近及び下限付近を含む試験バイアスを用いて２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する。一方、２次転写ローラ８が交換されていない場合には、複数水準の試験バイアスを用いた通常ＡＴＶＣ制御（第１の試験モード）を実行し、その結果に基づいて少なくとも２次転写電圧の目標電圧を設定する。更に、通常ＡＴＶＣ制御の結果に基づいて、粗多点ＡＴＶＣ制御の結果を補正してリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定してもよい。この通常ＡＴＶＣ制御における最も大きい試験バイアスの電圧の絶対値は、粗多点ＡＴＶＣ制御における少なくとも１水準の試験バイアスの電圧の絶対値よりも小さい。これにより、実施例１と同様の効果が得られると共に、通常ＡＴＶＣ制御による目標電流に対応する目標電圧の設定精度が向上する。
［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、２では、制御部５０は、２次転写ローラ８の交換後の最初の第２の試験モードを、該交換後の最初の画像形成を行うジョブを開始する際の準備動作時に実行した。本実施例では、制御部５０は、２次転写ローラ８の交換後の最初の第２の試験モードを、該交換後の最初の画像形成を行うジョブの開始指示が入力される前に実行する。
図１２は、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報が取得された直後に２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する場合の手順の概略を示すフローチャート図である。
まず、制御部５０は、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報を取得する（Ｓ３０１）。なお、本実施例においても、実施例１と同様にして２次転写ローラ８の交換が行われる。また、本実施例においても、実施例１と同様に、操作者により操作部３１に表示される２次転写ローラ８の交換を実施したことを入力するためのボタン（図示せず）が操作されることで、制御部５０に２次転写ローラ８が交換されたことを示す信号が入力される。そして、制御部５０は、２次転写ローラ８が交換されたことを示す情報を取得すると、カウンタ５４に保存されている２次転写ローラ８の使用履歴情報をクリア（本実施例では画像形成枚数のカウント値を０にリセット）する（Ｓ３０２）。
次に、制御部５０は、実施例２で説明したものと同様の粗多点ＡＴＶＣ制御を実行し（Ｓ３０３）、２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する（Ｓ３０４）。そして、制御部５０は、実施例２と同様にして粗多点ＡＴＶＣ制御での検知結果を前述の式１に示す２次多項式で近似し、該式１中の各係数Ａ０、Ｂ０、Ｃ０をＲＡＭ５２に記憶させる（すでに各係数が記憶されている場合はその値を更新する）（Ｓ３０５）。このように、本実施例では、制御部５０は、２次転写ローラ８の交換後の最初の第２の試験モードを、取得手段たる操作部３１により交換情報が取得されたことに連動して、該交換後の最初の画像形成を行うジョブの開始指示が入力される前に実行する。ただし、これに限定されるものではない。例えば、２次転写ローラ８の交換を実施したことを入力するためのボタンとは別に操作部３１に表示される、粗多点ＡＴＶＣ制御の実施を指示するためのボタンを操作者が操作することで、第２の試験モードが実行されるようになっていてもよい。
その後、最初の画像形成前には、上記２次転写ローラ８の交換直後の粗多点ＡＴＶＣ制御で得た電圧電流特性を用いて、実施例１、２で説明したのと同様にして２次転写電圧の目標電圧及びリミッタ制御の２次転写電流範囲を設定することができる。つまり、その最初の画像形成を行うジョブの開始指示が入力された後、最初の画像形成を行うまでの間に粗多点ＡＴＶＣ制御などの第２の試験モードを実行する必要はない。
なお、上記２次転写ローラ８の交換直後の粗多点ＡＴＶＣ制御の後の最初の画像形成前に、実施例１、２で説明したのと同様の通常ＡＴＶＣ制御を実行してもよい。その場合、実施例１、２で説明したのと同様、その通常ＡＴＶＣ制御の結果に基づいて、上記２次転写ローラ８の交換直後の粗多点ＡＴＶＣ制御で得た電圧電流特性を補正して用いることができる。
以上説明したように、本実施例では、２次転写ローラ８の交換直後に、該交換後の最初の画像形成を行うジョブの開始指示が入力される前に、粗多点ＡＴＶＣ制御（第２の試験モード）を実行して２次転写部Ｎ２の電気抵抗に関する情報を取得する。これにより、実施例１、２と同様の効果が得られると共に、２次転写ローラ８の交換後の最初の画像形成を行うジョブの開始時の準備動作を簡略化することができる。
［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。
リミッタ制御は、電流の上限値及び下限値のうちいずれか一方のみを設けて行うこともできる。例えば、標準的な記録材よりも電気抵抗が大きい記録材が用いられ、転写電流が下限値を下回ることが多いことがわかっている場合などには、下限値のみを設けることができる。逆に、標準的な記録材よりも電気抵抗が小さい記録材が用いられ、転写電流が上限値を上回ることが多いことがわかっている場合などには、上限値のみを設けることができる。つまり、リミッタ制御において転写電流が所定範囲内となるようにするとは、下限値以上の電流とすること、上限値以下の電流とすること、及び下限値以上かつ上限値以下とすることを包含するものである。
また、転写部材が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段は、操作者が操作する操作部に限定されるものではない。例えば、該取得手段として、転写部材が交換されたことを自動的に検知する検知手段（機械的、電気的、磁気的などの任意の動作原理に基づいて転写部材の着脱を検知するセンサなど）を画像形成装置に設けてもよい。
また、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
３１ 操作部
５０ 制御部

Claims (11)

  1. トナー像を担持する像担持体と、
    電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、
    前記転写部材に電圧を印加する電源と、
    前記転写部材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、を備え、
    前記制御部は、記録材が前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果が上限値及び下限値のうちの少なくとも１つによって規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前記電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行し、記録材が前記転写部を通過している際に、前記検知結果が前記所定範囲外である場合は、前記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し、調整された目標電圧で前記定電圧制御を実行する画像形成装置において、
    前記転写部材が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段を有し、
    前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第１の試験モードを実行し、該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて少なくとも前記目標電圧を設定可能であると共に、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて前記目標電圧及び前記所定範囲を設定可能であり、
    前記第２の試験モードにおける少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、前記第１の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値のうち最も大きい値よりも大きく、
    前記制御部は、前記取得手段により前記交換情報が取得された場合には、前記転写部材の交換後の最初の画像形成よりも前に前記第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて該最初の画像形成時の前記目標電圧及び前記所定範囲を設定するように構成されており、
    前記第２の試験モードにおける前記少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、該第２の試験モードの実行後の最初に行われる画像形成ジョブで設定される前記目標電圧の絶対値の８０％以上かつ前記電源の出力可能電圧の絶対値以下であることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御部は、前記転写部材の交換後の最初の前記第２の試験モードを、該交換後の最初の画像形成を行うジョブを開始する際の準備動作時に実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御部は、前記転写部材の交換後の最初の前記第２の試験モードを、該交換後の最初の画像形成を行うジョブの開始指示が入力される前に実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  4. 前記第２の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流は少なくとも３水準であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、前記第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて前記目標電圧を設定すると共に、前記電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電圧が印加された場合に前記転写部材に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて前記所定範囲を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. トナー像を担持する像担持体と、
    電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、
    前記転写部材に電圧を印加する電源と、
    前記転写部材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、を備え、
    前記制御部は、記録材が前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果が上限値及び下限値のうちの少なくとも１つによって規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前記電圧が目標電圧となるように定電圧制御を実行し、記録材が前記転写部を通過している際に、前記検知結果が前記所定範囲外である場合は、前記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し、調整された目標電圧で前記定電圧制御を実行する画像形成装置において、
    前記転写部材が交換されたことを示す交換情報を取得する取得手段を有し、
    前記制御部は、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に少なくとも１水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第１の試験モードを実行し、該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて少なくとも前記目標電圧を設定可能であると共に、前記転写部に記録材が無い状態で、前記転写部材に複数水準の試験電圧又は試験電流を供給し、前記試験電圧が供給された際に前記電流検知部により検知される電流又は前記試験電流が供給された際に前記電源から出力される電圧の情報を取得する第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて前記目標電圧及び前記所定範囲を設定可能であり、
    前記第２の試験モードにおける少なくとも１水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値は、前記第１の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流を供給する際に前記電源が出力する電圧の絶対値のうち最も大きい値よりも大きく、
    前記制御部は、前記取得手段により前記交換情報が取得された場合には、前記転写部材の交換後の最初の画像形成よりも前に前記第２の試験モードを実行し、該第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて該最初の画像形成時の前記目標電圧及び前記所定範囲を設定するように構成されており、
    前記制御部は、前記第２の試験モードで取得した前記情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて前記目標電圧を設定すると共に、前記電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電圧が印加された場合に前記転写部材に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて前記所定範囲を設定することを特徴とする画像形成装置。
  7. 前記制御部は、前記第１の試験モードよりも前に実行された前記第２の試験モードで取得した前記電圧電流特性を該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて補正し、該補正後の電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて前記目標電圧を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御部は更に、前記第１の試験モードよりも前に実行された前記第２の試験モードで取得した前記電圧電流特性を該第１の試験モードで取得した前記情報に基づいて補正し、該補正後の電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電圧が印加された場合に前記転写部材に流れる電流値を取得し、該電流値に基づいて前記所定範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
  9. 前記第１の試験モードにおける前記試験電圧又は前記試験電流は１水準であることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
  10. 前記制御部は、前記第１の試験モードにおいて前記転写部材に複数水準の前記試験電圧又は前記試験電流を供給して取得した前記情報に基づいて電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて前記転写部に記録材が無い状態で前記転写部材に所定の電流を供給するための電圧値を取得し、該電圧値に基づいて前記目標電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記像担持体は、別の像担持体から１次転写されたトナー像を記録材に２次転写するために搬送する中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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