(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022190662
(43)【公開日】2022-12-26
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/00 20060101AFI20221219BHJP
【ＦＩ】
G03G15/00 303
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022050956
(22)【出願日】2022-03-25
(31)【優先権主張番号】P 2021099072
(32)【優先日】2021-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100169155
【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 健太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100075638
【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
(72)【発明者】
【氏名】安 幸治
(72)【発明者】
【氏名】片桐 真史
【テーマコード（参考）】
2H270
【Ｆターム（参考）】
2H270KA12
2H270KA28
2H270KA32
2H270KA69
2H270LA12
2H270LA24
2H270LA28
2H270LB02
2H270LB08
2H270LD08
2H270LD14
2H270MA06
2H270MA24
2H270MB28
2H270MH09
2H270SC09
2H270ZC01
2H270ZC03
2H270ZC04
2H270ZC06
(57)【要約】
【課題】高温高湿環境などのパッチボソの抑制と強抜けの抑制との両立が難しい環境においても、適切な転写電圧を設定する。
【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体１０と、転写部材２０と、印加部２１と、制御部２１０と、を有し、制御部２１０が、印加部２１により転写部材２０に印加する電圧が略一定となるように転写電圧を定電圧制御する際に、トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧とし、上記トナー量が第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行う構成とする。
【選択図】図１
【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体１０と、転写部材２０と、印加部２１と、制御部２１０と、を有し、制御部２１０が、印加部２１により転写部材２０に印加する電圧が略一定となるように転写電圧を定電圧制御する際に、トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧とし、上記トナー量が第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行う構成とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から記録材に前記トナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、
前記転写部材に転写電圧を印加する印加部と、
前記印加部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に印加する電圧が略一定となるように前記転写電圧を定電圧制御する際に、前記トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に前記転写電圧を第１の電圧とし、前記トナー量が前記第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に前記転写電圧を前記第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体から記録材に前記トナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、
前記転写部材に転写電圧を印加する印加部と、
前記印加部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に印加する電圧が略一定となるように前記転写電圧を定電圧制御する際に、前記トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に前記転写電圧を第１の電圧とし、前記トナー量が前記第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に前記転写電圧を前記第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記トナー量に関するトナー量情報を取得する取得部と、
前記像担持体、又は前記像担持体に転写するトナーを担持する別の像担持体を、画像情報に応じて露光する露光部と、を有し、
前記取得部は、前記画像情報に応じて前記露光部を発光させるための駆動信号に基づいて前記トナー量情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記像担持体、又は前記像担持体に転写するトナーを担持する別の像担持体を、画像情報に応じて露光する露光部と、を有し、
前記取得部は、前記画像情報に応じて前記露光部を発光させるための駆動信号に基づいて前記トナー量情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項3】
１枚の記録材に転写するトナー像ごとに前記トナー量に関するトナー量情報が取得されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項4】
１面目にトナー像が転写されて定着された記録材を前記転写部へと搬送して該記録材の２面目にトナー像を転写する動作を実行可能であり、
前記制御部は、前記２面目へのトナー像の転写時よりも、前記１面目へのトナー像の転写時に、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、前記第１の電圧又は前記第２の電圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記２面目へのトナー像の転写時よりも、前記１面目へのトナー像の転写時に、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、前記第１の電圧又は前記第２の電圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
環境の温度又は湿度の少なくとも一方に関する環境情報を検知する環境検知部を有し、
前記制御部は、前記環境検知部の検知結果が示す環境の絶対水分量が第１の絶対水分量の場合よりも、前記絶対水分量が前記第１の絶対水分量よりも大きい第２の絶対水分量の場合に、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、前記第１の電圧又は前記第２の電圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記環境検知部の検知結果が示す環境の絶対水分量が第１の絶対水分量の場合よりも、前記絶対水分量が前記第１の絶対水分量よりも大きい第２の絶対水分量の場合に、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、前記第１の電圧又は前記第２の電圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記トナー量が最小の場合の前記転写電圧と、前記トナー量が最大の場合の前記転写電圧と、の間で、前記トナー量が増加するにつれて前記転写電圧の絶対値を徐々に小さくするように制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記トナー量が最小の場合の前記転写電圧と、前記トナー量が最大の場合の前記転写電圧と、の間に、前記トナー量の変化に対して前記転写電圧が略一定であるトナー量の区間を有するように制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記トナー量の値Ａ（０＜Ａ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間では、前記トナー量の変化に対して前記転写電圧が略一定であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記トナー量は、記録材に転写可能な１色ごとのトナー量の総量に対する記録材に転写するトナー量の割合であるトナー量Ｘ［％］を示し、前記トナー量Ｘの値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（０＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間を区間ａ、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間を区間ｂ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間を区間ｃ、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間を区間ｄ、Ｄ≦Ｘの区間を区間ｅ、前記区間ａでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ１、前記区間ｃでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ２、前記区間ｅでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ３としたとき、Ｖａｖｅ１＞Ｖａｖｅ２＞Ｖａｖｅ３を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記値Ａは３～１０［％］、前記値Ｂは１５～２５［％］、前記値Ｃは７５～９０［％］、前記値Ｄは９５［％］以上であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項11】
（Ｖａｖｅ１－Ｖａｖｅ２）＞（Ｖａｖｅ２－Ｖａｖｅ３）を満たすことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記区間ａ、前記区間ｃ及び前記区間ｅでは、前記トナー量Ｘの変化に対して前記転写電圧が略一定であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項13】
前記区間ｂ及び前記区間ｄでは、前記トナー量Ｘが増加するにつれて前記転写電圧の絶対値が徐々に小さくなることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項14】
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に印加する電圧が略一定となるように前記転写電圧を定電圧制御する際に、前記トナー量が第１のトナー量の場合に前記転写電圧を第１の電圧とし、前記トナー量が前記第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に前記転写電圧を前記第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とし、前記トナー量が前記第２のトナー量より大きい第３のトナー量の場合に前記転写電圧を前記第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さくかつ前記第２の電圧の絶対値よりも絶対値が大きい第３の電圧とするように制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項15】
前記トナー量は、記録材に転写可能な１色ごとのトナー量の総量に対する記録材に転写するトナー量の割合であるトナー量Ｘ［％］を示し、前記トナー量Ｘの値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（０＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間を区間ａ、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間を区間ｂ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間を区間ｃ、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間を区間ｄ、Ｄ≦Ｘ≦Ｅの区間を区間ｅ、Ｅ＜Ｘ＜Ｆの区間を区間ｆ、Ｆ≦Ｘの区間を区間ｇ、前記区間ａでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ１、前記区間ｃでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ２、前記区間ｅでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ３、前記区間ｇでの前記転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ４としたとき、Ｖａｖｅ１＞Ｖａｖｅ２＞Ｖａｖｅ３、及びＶａｖｅ１＞Ｖａｖｅ４＞Ｖａｖｅ３を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項16】
前記値Ａは３～１０［％］、前記値Ｂは１５～２５［％］、前記値Ｃは７５～９０［％］、前記値Ｄは９５～１４０［％］、前記値Ｅは２１０～２４０［％］、前記値Ｆが２６０「％」以上であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項17】
前記区間ａ、前記区間ｃ、前記区間ｅ及び前記区間ｇでは、前記トナー量Ｘの変化に対して前記転写電圧が略一定であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成装置。
【請求項18】
前記区間ｂ及び前記区間ｄでは、前記トナー量Ｘが増加するにつれて前記転写電圧の絶対値が徐々に小さくなることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項19】
前記区間ｆでは、前記トナー量Ｘが増加するにつれて前記転写電圧の絶対値が徐々に大きくなることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項20】
環境の温度又は湿度の少なくとも一方に関する環境情報を検知する環境検知部を有し、
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に供給する電流が略一定となるように前記転写電圧を定電流制御することが可能であり、前記環境検知部の検知結果が示す絶対水分量が所定値以上の場合に前記転写電圧の前記定電圧制御を行い、前記環境検知部の検知結果が示す絶対水分量が前記所定値未満の場合に前記転写電圧の前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に供給する電流が略一定となるように前記転写電圧を定電流制御することが可能であり、前記環境検知部の検知結果が示す絶対水分量が所定値以上の場合に前記転写電圧の前記定電圧制御を行い、前記環境検知部の検知結果が示す絶対水分量が前記所定値未満の場合に前記転写電圧の前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項21】
前記転写部の電気抵抗と相関する指標値を検知する抵抗検知部を有し、
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に供給する電流が略一定となるように前記転写電圧を定電流制御することが可能であり、前記抵抗検知部の検知結果が示す前記転写部の電気抵抗が所定値より低い場合に前記転写電圧の前記定電圧制御を行い、前記抵抗検知部の検知結果が示す前記転写部の電気抵抗が前記所定値以上の場合に前記転写電圧の前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に供給する電流が略一定となるように前記転写電圧を定電流制御することが可能であり、前記抵抗検知部の検知結果が示す前記転写部の電気抵抗が所定値より低い場合に前記転写電圧の前記定電圧制御を行い、前記抵抗検知部の検知結果が示す前記転写部の電気抵抗が前記所定値以上の場合に前記転写電圧の前記定電流制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項22】
前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に供給する電流が略一定となるように前記転写電圧を定電流制御することが可能であり、前記転写電圧の前記定電流制御を行って前記印加部の印加電圧が所定値よりも小さくなる場合に、前記転写電圧の前記定電圧制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項23】
前記像担持体は、別の像担持体から一次転写されたトナー像を前記転写部で前記記録材に二次転写するために搬送する無端状のベルトで構成されており、前記ベルトは、周方向に電流を流すことが可能であることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項24】
前記ベルトの体積抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上、１×１０１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いたプリンター、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式などを用いた画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像は、像担持体と転写部材との間に形成される転写部を通過する紙などの記録材上に転写される。中間転写方式の画像形成装置では、第１の像担持体としての感光体などの上に形成されたトナー像は、第２の像担持体としての中間転写体上に一次転写された後に、中間転写体と二次転写部材との間に形成される二次転写部を通過する記録材上に二次転写される。
【0003】
像担持体から記録材へのトナー像の転写は、転写部材に転写電圧が印加されることで行われる。高品位の成果物（印刷物）を得るためには、適切な転写電圧を設定することが重要となる。
【0004】
特許文献１には、画像パターンや印字率によらず均一な最終画像を得るために、印字率や画素数に応じて転写電流を変更する構成が開示されている。この構成では、印字率や画素数の増加、すなわち、記録材に転写するトナー量が多くなるにつれて転写電流量を多くする制御を実施して、高印字画像における転写不良を抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１０－１９１０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１の構成のように、記録材に転写するトナー量が増加するにつれて転写電流を大きくする制御を、例えば高温高湿環境において実施すると、以下の２種類の画像不良が発生する可能性がある。
【0007】
（１）孤立パッチパターンなどを含む低印字画像を転写する場合
一般に、高温高湿環境においては、転写ローラなどの転写部材や記録材の電気抵抗値が低下する。そのため、高抵抗である（電気抵抗値が高い）トナーが存在する部分（以下、「トナー部（あるいはパッチ部）」ともいう。）ではなく、低抵抗である（電気抵抗値が低い）トナーが存在しない部分（以下、「白部（あるいは白地部）」ともいう。）に転写電流が選択的に流れやすくなる。そのため、孤立パッチパターンを良好に転写するためには転写電流を多く流す必要がある。ここで、「孤立パッチパターン」とは、記録材の幅（搬送方向と略直交する幅方向の長さ）の中に高印字のトナー像のかたまりが点在している画像パターンのことを意味している。しかしながら、特許文献１の構成では、孤立パッチパターンを含む画像ではトナー量が少ないと判断されるため、転写電圧の絶対値を小さくしてしまうことになる。その結果、トナー部に十分な転写電流を供給できないことにより、記録材に転写されないトナーが生じる画像不良（以下、「パッチボソ」ともいう。）が発生する可能性がある。
一般に、高温高湿環境においては、転写ローラなどの転写部材や記録材の電気抵抗値が低下する。そのため、高抵抗である（電気抵抗値が高い）トナーが存在する部分（以下、「トナー部（あるいはパッチ部）」ともいう。）ではなく、低抵抗である（電気抵抗値が低い）トナーが存在しない部分（以下、「白部（あるいは白地部）」ともいう。）に転写電流が選択的に流れやすくなる。そのため、孤立パッチパターンを良好に転写するためには転写電流を多く流す必要がある。ここで、「孤立パッチパターン」とは、記録材の幅（搬送方向と略直交する幅方向の長さ）の中に高印字のトナー像のかたまりが点在している画像パターンのことを意味している。しかしながら、特許文献１の構成では、孤立パッチパターンを含む画像ではトナー量が少ないと判断されるため、転写電圧の絶対値を小さくしてしまうことになる。その結果、トナー部に十分な転写電流を供給できないことにより、記録材に転写されないトナーが生じる画像不良（以下、「パッチボソ」ともいう。）が発生する可能性がある。
【0008】
（２）全面ベタ画像などを含む高印字画像を転写する場合
この場合、転写電流が白地部へ選択的に流れることがなくなるため、トナー部へは十分に転写電流が供給される。上記パッチボソが発生しないように、すなわち、孤立パッチパターンに転写電流を十分に供給できるように転写電圧を設定した場合には、全面ベタ画像に対してはトナーの転写に必要な最低限の電流以上の転写電流が供給される。ここで、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」とは、記録材の幅方向における画像形成可能領域の全域に最高濃度レベルのトナー像が存在する画像パターンのことを意味している。しかしながら、特許文献１の構成では、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」を転写するために必要な転写電圧よりもさらに転写電圧の絶対値を大きくしてしまうことになる。その結果、トナー部へ過剰な転写電流が供給されることにより、放電により帯電極性が反転するなどして記録材に転写されないトナーが生じる画像不良（以下、「強抜け」ともいう。）が発生する可能性がある。
この場合、転写電流が白地部へ選択的に流れることがなくなるため、トナー部へは十分に転写電流が供給される。上記パッチボソが発生しないように、すなわち、孤立パッチパターンに転写電流を十分に供給できるように転写電圧を設定した場合には、全面ベタ画像に対してはトナーの転写に必要な最低限の電流以上の転写電流が供給される。ここで、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」とは、記録材の幅方向における画像形成可能領域の全域に最高濃度レベルのトナー像が存在する画像パターンのことを意味している。しかしながら、特許文献１の構成では、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」を転写するために必要な転写電圧よりもさらに転写電圧の絶対値を大きくしてしまうことになる。その結果、トナー部へ過剰な転写電流が供給されることにより、放電により帯電極性が反転するなどして記録材に転写されないトナーが生じる画像不良（以下、「強抜け」ともいう。）が発生する可能性がある。
【0009】
したがって、本発明の目的は、高温高湿環境などのパッチボソの抑制と強抜けの抑制との両立が難しい環境においても、適切な転写電圧を設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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、前記像担持体から記録材に前記トナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、前記転写部材に転写電圧を印加する印加部と、前記印加部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記印加部により前記転写部材に印加する電圧が略一定となるように前記転写電圧を定電圧制御する際に、前記トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に前記転写電圧を第１の電圧とし、前記トナー量が前記第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に前記転写電圧を前記第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、高温高湿環境などのパッチボソの抑制と強抜けの抑制との両立が難しい環境においても、適切な転写電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】画像形成装置の概略断面図である。
【図2】画像形成装置の制御態様を示すブロック図である。
【図3】トナー量の算出に関する機能ブロック図である。
【図4】実施例１の二次転写電圧の決定方法を説明するためのグラフ図である。
【図5】二次転写電圧の制御手順を示すフローチャート図である。
【図6】実施例の効果を説明するための模式図である。
【図7】二次転写電圧の制御タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図8】画像形成装置の他の例の概略断面図である。
【図9】実施例２の二次転写電圧の決定方法を説明するためのグラフ図である。
【図10】実施例２のその他の構成における二次転写電圧の決定方法を説明するためのグラフ図である。
【図11】実施例３の二次転写電圧の決定方法を説明するためのグラフ図である。
【図12】実施例４の画像形成装置の一次転写部周りの構成の模式図である。
【図13】実施例４における中間転写ベルトの断面構成を示す模式図である。
【図14】実施例４における二次転写部に関する等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
［実施例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の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式及び中間転写方式を採用した電子写真方式のフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材Ｐ（例えば、記録用紙、プラスチックシートなど）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置１００に設けられるか又は接続された画像読み取り装置（図示せず）、あるいは画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器１９９（図２、図３）から、画像形成装置１００に入力される。
＜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の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式及び中間転写方式を採用した電子写真方式のフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材Ｐ（例えば、記録用紙、プラスチックシートなど）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置１００に設けられるか又は接続された画像読み取り装置（図示せず）、あるいは画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器１９９（図２、図３）から、画像形成装置１００に入力される。
【0015】
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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。なお、本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ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ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略して総括的に説明することがある。画像形成部Ｓは、後述する感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、一次転写ローラ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、ドラムクリーニング装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）などを有して構成される。
【0016】
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、駆動手段（駆動源）としての駆動モーターにより、図１中の矢印Ｒ１方向（反時計回り方向）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。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、露光手段としての露光装置（レーザースキャナーユニット）３によって画像情報に従って走査露光され、感光ドラム１上に画像情報に従う静電潜像（静電像）が形成される。露光装置３は、例えばホスト機器１９９（図２、図３）から入力された画像情報から後述するＣＰＵ２２１（図３）によって演算された出力に基づいて、感光ドラム１上にレーザー光Ｌを照射する。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、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（トナー画像、現像剤像）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（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着する（反転現像）。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。
【0017】
４個の感光ドラム１ａ～１ｄに対向して、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１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、複数の支持部材（張架ローラ）としての駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写対向ローラ１３に掛け渡されて所定の張力で張架されている。中間転写ベルト１０は、二次転写対向ローラ１３と駆動ローラ１１との間に形成された被転写面Ｍにおいて、４個の感光ドラム１ａ～１ｄに当接する。駆動ローラ１１は、駆動手段（駆動源）としての駆動モーターにより図１中の矢印Ｒ２方向（時計回り方向）に回転駆動される。これにより、中間転写ベルト１０は、図１中の矢印Ｒ３方向（時計回り方向）に、感光ドラム１の周速度に対応する周速度（プロセススピード）で回転（周回移動、循環移動）する。中間転写ベルト１０の内周面側には、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１０を感光ドラム１に向けて押圧し、感光ドラム１と中間転写ベルト１０との接触部である一次転写部（一次転写ニップ部）Ｎ１を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ１４の作用によって、回転している中間転写ベルト１０上に転写（一次転写）される。一次転写時に、一次転写ローラ１４には、一次転写電圧印加手段（一次転写電圧印加部）としての一次転写電源（高圧電源）１５により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。本実施例では、一次転写ローラ１４には、一例として、＋１００Ｖの一次転写電圧が印加される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ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１０上に重ね合わされるようにして順次一次転写される。
【0018】
中間転写ベルト１０の外周面側において、二次転写対向ローラ（二次転写内ローラ）１３に対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ（二次転写外ローラ）２０が配置されている。二次転写ローラ２０は、二次転写対向ローラ１３に向けて押圧され、中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１３に当接し、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１３との接触部である二次転写部（二次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ２０の作用によって、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０とに挟持されて搬送されている記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写時に、二次転写ローラ２０には、二次転写電圧印加手段（二次転写電圧印加部）としての二次転写電源（高圧電源）２１により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。なお、本実施例では、二次転写対向ローラ１３は、接地電位に接続されている。例えばフルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、二次転写部Ｎ２において、記録材Ｐ上に一括して転写される。記録材Ｐは、記録材収容部としてのカセット５１に収容されている。記録材Ｐは、給送手段としての給送ローラ５０などによってカセット５１から１枚ずつ分離されて送り出され、レジストローラ６０まで搬送される。そして、この記録材Ｐは、レジストローラ６０によって、中間転写ベルト１０上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２へと搬送される。レジストローラ６０による記録材Ｐの搬送タイミングは、記録材Ｐの搬送方向の先端を検知するレジストセンサ６１の検知結果などに基づいて制御される。
【0019】
なお、本実施例における二次転写対向ローラ１３に対応する内ローラにトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧を印加し、本実施例における二次転写ローラ２０に対応する外ローラを接地電位に接続する構成とすることもできる。
【0020】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置３０へと搬送される。定着装置３０は、熱源を備えた定着ローラ３１と、定着ローラ３１に圧接する加圧ローラ３２と、を有する。定着装置３０は、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との接触部である定着ニップ部において、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐに熱及び圧力が加えることで、記録材Ｐ上にトナー像を定着（溶融、固着）させる。例えばフルカラー画像の形成時には、記録材Ｐ上の４色のトナー像は、定着ニップ部において加熱及び加圧されることにより溶融混色されて、記録材Ｐ上に固定される。トナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体から排出（出力）される。
【0021】
本実施例の画像形成装置１００は、１面目にトナー像が転写され定着された記録材Ｐを二次転写部Ｎ２に再度搬送し、該記録材Ｐの２面目にトナー像を転写して定着させた後に装置本体の外部に排出する、両面印刷（自動両面印刷）を実行可能である。画像形成装置１００は、両面印刷を実行するために、１面目にトナー像が定着された記録材Ｐを二次転写部Ｎ２に再度搬送するための両面搬送機構（図示せず）を有している。片面印刷の場合は、１面目にトナー像が定着された記録材Ｐは、直接装置本体の外部に排出される。
【0022】
一方、一次転写後に感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）などの付着物は、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５によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト１０上に残留したトナー（二次転写残トナー）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１６によって中間転写ベルト１０上から除去されて回収される。
【0023】
なお、画像形成装置１００は、一つの画像形成部Ｓ又は幾つか（全てではない）の画像形成部Ｓのみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできる。
【0024】
また、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーニング装置５とは、一体的に画像形成装置１００の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ６を構成している。プロセスカートリッジ６は、装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体に着脱可能となっている。
【0025】
また、本実施例の画像形成装置１００は、プロセススピード１４８ｍｍ／ｓｅｃで、Ａ５サイズ紙、Ａ４サイズ紙、ＬＴＲサイズ紙などに画像を形成して出力することができる。
【0026】
ここで、本実施例では、一次転写ローラ１４は、外径６ｍｍの円筒形状の金属ローラであり、素材にはニッケルメッキのＳＵＳが用いられている。一次転写ローラ１４は、感光ドラム１の中心位置に対して、中間転写ベルト１０の移動方向の下流側に８ｍｍオフセットされた位置に配置されており、中間転写ベルト１０が感光ドラム１に巻き付くような構成になっている。一次転写ローラ１４は、感光ドラム１への中間転写ベルト１０の巻き付き量を確保できるように、感光ドラム１と中間転写ベルト１０とで形成される水平面に対して中間転写ベルト１０を感光ドラム１側に１ｍｍ持ち上げた位置に配置される。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１０を約２００ｇｆの力で感光ドラム１側に押圧している。また、一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１０の回転に伴い従動して回転する。
【0027】
また、本実施例では、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して、５０Ｎの加圧力で当接し、二次転写部Ｎ２を形成する。二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の回転に伴い従動して回転する。紙などの記録材Ｐは、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０とに挟持されて搬送される。二次転写ローラ２０は、芯金としての外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒の周囲を、弾性層としての体積抵抗率１０８Ω・ｃｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムとを主成分とする厚さ５ｍｍの発泡スポンジ体で覆った、外径１８ｍｍのローラである。なお、本実施例では、二次転写電源２１は、１００Ｖ～５０００Ｖの範囲の出力が可能である。なお、本明細書において、「～」を用いて示す数値範囲は、「～」の前後の数値を含む範囲であることを意味する。
【0028】
また、本実施例では、定着部材としての定着ローラ３１は、金属素管の周囲に絶縁シリコーンゴムの弾性層を形成し、更に弾性層の外周を絶縁ＰＦＡチューブで被膜した、外径１８ｍｍのローラである。この定着ローラ３１は、加熱手段としてハロゲンヒータ（図示せず）を内包している。ハロゲンヒータは、定着ローラ３１とは非接触で、電源（図示せず）により電圧を供給されることで発熱する。また、本実施例では、加圧部材としての加圧ローラ３２は、芯金の周囲に、導電性シリコーンゴムの弾性層を形成し、更に弾性層の外周を導電性ＰＦＡチューブで被膜した、外径１８ｍｍのローラである。定着ローラ３１と加圧ローラ３２とは、１０ｋｇｆの加圧力で押圧されることで定着ニップ部を形成している。加圧ローラ３２は、駆動手段（駆動源）としての駆動モーターにより回転駆動される。定着ローラ３１は、加圧ローラ３２の回転に伴い従動して回転する。記録材Ｐは、定着ニップ部において、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とに挟持されて搬送される。加圧ローラ３２は、芯金から１０００ＭΩの抵抗素子（図示せず）を介してグラウンド（接地電位）に接続されている。加圧ローラ３２と抵抗素子を介して定着ローラ３１や加圧ローラ３２上の電荷をグランドに逃がすことで、定着ローラ３１や加圧ローラ３２の表面が帯電することを抑制することができる。
【0029】
図２は、本実施例の画像形成装置１００の全体の制御を行うエンジン制御部２１０の構成を説明するためのブロック図である。エンジン制御部２１０は、ＣＰＵ回路部１５０、ＲＯＭ１５１及びＲＡＭ１５２を内蔵する。ＣＰＵ回路部１５０は、ＲＯＭ１５１に格納されている制御プログラムに従って、一次転写制御部２０１、二次転写制御部２０２、現像制御部２０３、露光制御部２０４、帯電制御部２０５などを統括的に制御する。後述する二次転写電圧の制御に関する制御テーブル（環境テーブル、記録材幅／記録材厚さ対応テーブルなど）は、ＲＯＭ１５１に格納されており、ＣＰＵ回路部１５０に実装されたＣＰＵ２２１（図３）が呼び出して制御に反映する。ＲＡＭ１５２は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。
【0030】
一次転写制御部２０１、二次転写制御部２０２は、それぞれ一次転写電源１５、二次転写電源２１を制御する。一次転写制御部２０１、二次転写制御部２０２は、それぞれの電流検知部（電流検知回路）が検知する電流値などに基づいて、一次転写電源１５、二次転写電源２１から出力する電圧をそれぞれ制御する。二次転写電圧の制御に関しては後述して詳しく説明する。
【0031】
エンジン制御部２１０には、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（環境検知部）としての環境センサ３００が接続されている。本実施例では、環境センサ３００は、温度検知手段（温度検知部）としての温度センサ３０１と、湿度検知手段（湿度検知部）としての湿度センサ３０２と、を内蔵しており、画像形成装置１００の周囲の温度及び湿度を検知する。環境センサ３００は、温度センサ３０１による温度の検知結果を示す信号（温度情報）及び湿度センサ３０２による湿度（相対湿度）の検知結果を示す信号（湿度情報）をエンジン制御部２１０に入力する。
【0032】
また、エンジン制御部２１０には、コントローラ２００が接続されている。コントローラ２００は、外部装置であるホスト機器１９９から印刷情報（画像情報、各種設定情報）と印刷命令（プリントジョブの開始指示）を受信する。すると、エンジン制御部２１０は、各制御部（一次転写制御部２０１、二次転写制御部２０２、現像制御部２０３、露光制御部２０４、帯電制御部２０５など）を制御してプリントジョブの動作を実行する。なお、本実施例では、エンジン制御部２１０は、後述する二次転写電圧の制御のために、環境情報は環境センサ３００の検知結果から取得し、記録材Ｐの情報はホスト機器１９９からの印刷情報から取得する。なお、印刷情報は、ホスト機器１９９にインストールされたプリンタドライバなどを介して、ホスト機器１９９からコントローラ２００に入力される。
【0033】
ここで、画像形成装置１００は、一つの開始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プリントジョブ（印刷ジョブ、画像出力動作）を実行する。プリントジョブは、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潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二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、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二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（記録材間工程）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。
【0034】
＜二次転写電圧の制御の概要＞
次に、本実施例における二次転写電圧の制御の概要について説明する。
次に、本実施例における二次転写電圧の制御の概要について説明する。
【0035】
図１に示すように、二次転写電源２１は、二次転写ローラ２０に接続されており、二次転写電源２１から出力された二次転写電圧が二次転写ローラ２０に供給される。二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に二次転写電圧が印加されることで、二次転写ローラ２０とその対向部に設置された二次転写対向ローラ１３との間に電界が形成される。これにより、中間転写ベルト１０と記録材Ｐとの間に誘導分極が発生されて、両者に静電吸着力が生じる。
【0036】
図２に示すように、二次転写制御部２０２は、二次転写電源２１が二次転写ローラ２０に電圧を印加することで二次転写部Ｎ２（二次転写ローラ２０）に流れる電流を検知する電流検知手段としての電流検知部（電流計）２４１を有する。二次転写制御部２０２は、二次転写部Ｎ２に流れる電流が目標電流値で略一定となる（目標値に近づく）ように二次転写電源２１が出力する電圧値を制御することができる。画像形成時（二次転写時）には、二次転写部Ｎ２に流れる電流が、電流検知部２４１によって所定の周期（電流検知周期）で検知される。そして、二次転写制御部２０２において、次の電流検知周期で二次転写ローラ２０に印加する二次転写電圧の電圧値が決定される。二次転写制御部２０２は、予め設定された目標電流値と、実際の出力値である電流検知部２４１により検知される検知電流値と、の差分を二次転写電源２１にフィードバックすることで、上記次の電流検知周期での二次転写電圧の電圧値を決定する。つまり、検知電流値が目標電流値に近づくように、次の電流検知周期で二次転写ローラ２０に印加する二次転写電圧の電圧値が調整される。これにより、二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加される二次転写電圧は、二次転写部Ｎ２に流れる電流が略一定になるように制御される。ここでは、このように電流検知部２４１により検知される電流値が予め設定された所定の電流値で略一定となるように二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に二次転写電圧を印加する制御を「定電流制御」という。
【0037】
一方、図２に示すように、二次転写制御部２０２は、二次転写電源２１が二次転写ローラ２０に印加する電圧値を検知する電圧検知手段としての電圧検知部２４２を有する。二次転写制御部２０２は、二次転写電源２１が出力する電圧値が目標電圧値で略一定となる（目標値に近づく）ように制御することができる。なお、電圧検知部２４２は、二次転写電源２１に対する出力電圧値の指示値から電圧値を検知（認識）するようになっていてよい。高温高湿（高温多湿）環境などでは、記録材Ｐ、二次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０などは、吸湿の影響で電気抵抗値が低下する。そのような状態で二次転写電圧の「定電流制御」を実施すると、目標電流値を出力するのに必要な二次転写電圧の絶対値が小さくなるため、トナーを記録材Ｐに転写するのに必要な電界が形成されず転写不良が発生する可能性がある。そのため、二次転写電圧の電圧値の設定には下限値が設けられており、高温高湿環境などで定電流制御を行った場合に二次転写電圧がその下限値を下回る場合には、電圧値がその下限値に相当する目標電圧値で略一定となるように二次転写電圧を制御する。これにより、トナーを記録材Ｐに転写するのに最低必要な電圧を確保して二次転写を行うことができる。ここでは、このように二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に予め設定された所定の電圧値で略一定の二次転写電圧を印加する制御（電流値に関係なく印加する電圧を略一定にする制御）を「定電圧制御」という。
【0038】
本実施例では、エンジン制御部２１０のＣＰＵ２２１（図３）は、環境センサ３００の温度センサ３０１、湿度センサ３０２の検知結果に基づいて画像形成装置１００の設置された環境の絶対水分量を算出する。そして、ＣＰＵ２２１は、その算出した絶対水分量に応じて、二次転写制御部２０２による二次転写電圧の制御を「定電流制御」にするか、「定電圧制御」にするか決定し、二次転写制御部２０２に命令する。本実施例では、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３以上の場合には二次転写電圧の「定電圧制御」を実施し、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３未満の場合には二次転写電圧の「定電流制御」を実施する。
【0039】
＜本実施例における二次転写電圧の制御の詳細＞
本実施例の特徴の一つは、二次転写電圧の定電圧制御において、記録材Ｐに転写するトナー量を画像情報に基づいて算出し、その算出結果に基づいて予め設定された基準の二次転写電圧値に補正を加えることにある。特に、その際に、トナー量が増加するにつれて二次転写電圧の絶対値を小さくすること（トナー量が減少するにつれて二次転写電圧の絶対値を大きくすること）が、本実施例の特徴の一つである。
本実施例の特徴の一つは、二次転写電圧の定電圧制御において、記録材Ｐに転写するトナー量を画像情報に基づいて算出し、その算出結果に基づいて予め設定された基準の二次転写電圧値に補正を加えることにある。特に、その際に、トナー量が増加するにつれて二次転写電圧の絶対値を小さくすること（トナー量が減少するにつれて二次転写電圧の絶対値を大きくすること）が、本実施例の特徴の一つである。
【0040】
（トナー量の算出について）
図３を参照して、本実施例における記録材Ｐに転写するトナー量の算出方法について説明する。図３は、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐに転写するトナー量の算出に関する機能ブロック図である。ここでは、本実施例の二次転写電圧の制御で用いる記録材Ｐに転写するトナー量に関するトナー量情報、すなわち、１ページ中のトナー量Ｘの算出方法及び物理的な意味について説明する。
図３を参照して、本実施例における記録材Ｐに転写するトナー量の算出方法について説明する。図３は、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐに転写するトナー量の算出に関する機能ブロック図である。ここでは、本実施例の二次転写電圧の制御で用いる記録材Ｐに転写するトナー量に関するトナー量情報、すなわち、１ページ中のトナー量Ｘの算出方法及び物理的な意味について説明する。
【0041】
コントローラ部２００は、ホスト機器１９９、エンジン制御部２１０と相互に通信が可能となっている。コントローラ部２００は、ホスト機器１９９から入力される印刷情報を受信すると、印刷情報を展開し、画像を形成するための画像データへ変換する。そして、コントローラ部２００は、その画像データに基づいて、４つの画像形成部Ｓにおいて露光装置３が感光ドラム１を露光するための４色分の露光用のビデオ信号を生成する。コントローラ部２００は、ビデオ信号の生成が完了すると、エンジン制御部２１０のビデオインターフェイス部２２０に対し、プリントジョブの開始指示を入力する。その後、エンジン制御部２１０のＣＰＵ２２１は、ビデオインターフェイス部２２０からプリントジョブの開始指示を受信すると、各種アクチュエータを起動し、画像形成の準備を開始する。ＣＰＵ２２１は、画像形成の準備が整うと、ビデオインターフェイス部２２０を介して画像形成準備完了をコントローラ２００に通知する。コントローラ２００は、画像形成準備完了を示す信号を受信すると、ビデオインターフェイス部２２０にビデオ信号を送信する。
【0042】
ビデオインターフェイス部２２０は、受信したビデオ信号をエンジン制御部２１０の画像処理ＧＡ２２２に送信する。画像処理ＧＡ２２２は、ビデオインターフェイス部２２０からビデオ信号を受信し、レーザー駆動信号に変換し、レーザー駆動信号を露光装置３のレーザー駆動部２３０に送信する。レーザー駆動部２３０は、レーザー駆動信号に応じて、露光装置３の光源としてのレーザーダイオード２３１に供給する電流を制御して、レーザーダイオード２３１の発光を制御する。また、エンジン制御部２１０の画像データカウント部２２３は、レーザー駆動信号をサンプリングし、信号がＨｉｇｈ（発光）（以下、「Ｈ」と表記する。）となった回数をカウントする。画像データカウント部２２３は、レーザー駆動信号をサンプリングした際に、信号がＬｏｗ（消灯）（以下、「Ｌ」と表記する。）であった場合はカウントしない。なお、本実施例では、ビデオインターフェイス部２２０、画像処理ＧＡ、画像データカウント部２２３は、エンジン制御部２１０のＣＰＵ回路部１５０に実装されたＡＳＩＣにより実現されている。
【0043】
ＣＰＵ２２１は、画像データカウント部２２３による、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のそれぞれに関してレーザー駆動信号が「Ｈ」となった回数である各色のピクセルカウント値ｎｙ、ｎｍ、ｎｃ、ｎｋを、それぞれ１ページ分カウントする。続いて、ＣＰＵ２２１は、各色のピクセルカウント値を足し合わせた総量であるピクセルカウント値ｎ（＝ｎｙ＋ｎｍ＋ｎｃ＋ｎｋ）を算出する。１ページ分の１色当たりのサンプリング総数をＮとすると、１ページ中のトナー量Ｘ［％］は、下記式（１）により算出される。なお、本実施例では、１ページ中のトナー量Ｘの計算は、エンジン制御部２１０のＣＰＵ回路部１５０に実装されたＣＰＵ２１１によって実現されるトナー量算出部２２４において行われる。
１ページ中のトナー量Ｘ［％］
＝｛（ピクセルカウント値ｎ）／（１色当たりのサンプリング総数Ｎ）｝×１００
・・・（１）
１ページ中のトナー量Ｘ［％］
＝｛（ピクセルカウント値ｎ）／（１色当たりのサンプリング総数Ｎ）｝×１００
・・・（１）
【0044】
１色当たりのサンプリング総数Ｎ分のサンプリングは、各色別々のタイミングでレーザー駆動を行うため、別々のタイミングで行われる。本実施例では、サンプリング周期は、１ページ中の全画素数をカウントできるように短い周期（１００ＭＨｚ）にした。したがって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のそれぞれのサンプリング総数Ｎｙ、Ｎｍ、Ｎｃ、Ｎｋは、Ｎｙ＝Ｎｍ＝Ｎｃ＝Ｎｋ＝Ｎとなった。本実施例では、各色のピクセルカウント値ｎｙ、ｎｍ、ｎｃ、ｎｋの最大値は、１色当たりのサンプリング総数Ｎになるため、Ｘは０～４００［％］の値をとり得る（１色当たり０～１００［％］の値をとり得る）。つまり、本実施例では、記録材Ｐに転写するトナー量に関するトナー量情報は、記録材Ｐに転写可能な１色ごとのトナー量の総量に対する記録材Ｐに転写するトナー量の割合であるトナー量Ｘ［％］を示す。
【0045】
以上のように、１ページ中のトナー量Ｘとは、１枚の記録材Ｐ（より詳細にはその画像形成可能領域）に転写するトナーの総量（より詳細にはその予測値）のことである。１ページ中のトナー量Ｘが１００％未満とは、１枚の記録材Ｐ内がどれくらいトナーで被覆されているかをおおよそ表している。このとき、１ページ中のトナー量Ｘの数値が小さいほど白部が多い状態であることを意味している。特に、１ページ中のトナー量Ｘが１０％未満とは、１枚の記録材Ｐ内のほぼ全面にわたる白部の中にテキストや後述する孤立パッチパターンがいくつか存在しているような状態をおおよそ表している。１ページ中のトナー量Ｘが１００％以上とは、１枚の記録材Ｐ内のほぼ全面がトナーで被覆されている状態で、かつ、高さ方向に４色分のトナー量がどれくらいであるかをおおよそ表している。このとき、１ページ中のトナー量Ｘの数値が大きいほど高さ方向にトナーが多く存在することを意味している。１ページ中のトナー量Ｘが１０～１００％の状態は、１枚の記録材Ｐ内の比較的広い面積が、後述する孤立パッチパターンや後述するハーフトーン画像のトナーによって被覆されている状態が混在している可能性がある状態である。
【0046】
本実施例において１ページ中のトナー量Ｘを算出する目的は、この１枚の記録材Ｐ内がトナーでどのように被覆されているかを予測することである。そして、本実施例では、この予測した１枚の記録材Ｐ内のトナーの被覆状態に基づいて、二次転写電圧の補正量（補正値）ΔＶを決定する。
【0047】
（二次転写電圧の決定方法について）
本実施例における二次転写電圧の定電圧制御を実行する際の基準の二次転写電圧の決定方法、及び１ページ中のトナー量Ｘに基づく二次転写電圧の補正方法（二次転写電圧の決定方法）について説明する。
本実施例における二次転写電圧の定電圧制御を実行する際の基準の二次転写電圧の決定方法、及び１ページ中のトナー量Ｘに基づく二次転写電圧の補正方法（二次転写電圧の決定方法）について説明する。
【0048】
まず、二次転写電圧の定電圧制御を実行する際の基準の二次転写電圧である電圧Ｖ１（基準値）の決定方法について説明する。本実施例では、電圧Ｖ１は、ＣＰＵ２２１によって、ホスト機器１９９から入力された印刷情報から取得される記録材Ｐの情報、及び環境センサ３００の検知結果から取得される環境情報に基づいて決定される。本実施例では、記録材Ｐの情報は、記録材Ｐの搬送方向と略直交する幅方向の長さ（ここでは、単に「幅」ともいう。）の情報を含む記録材Ｐのサイズ（以下、「紙サイズ」ともいう。）の情報、記録材Ｐの厚さと関連する指標（厚さ、坪量など）の情報、記録材Ｐのカテゴリー（普通紙、厚紙、光沢紙など。以下、「紙質」ともいう。）の情報を含む。また、本実施例では、環境情報は、環境センサ３００の温度センサ３０１及び湿度センサ３０２の検知結果に基づいてＣＰＵ２２１が算出する環境の絶対水分量の情報を含む。なお、記録材Ｐの情報とは、普通紙、上質紙、光沢紙、グロス紙、コート紙、エンボス紙、厚紙、薄紙などの一般的な特徴に基づく属性（所謂、カテゴリー（紙質））、坪量、厚さ、サイズ、剛性などの数値や数値範囲、あるいは銘柄（メーカー、商品名、品番などを含む。）などの、記録材Ｐを区別することのできる任意の情報を包含するものである。記録材Ｐの情報によって区別される記録材Ｐごとに、記録材Ｐの種類を構成するものと見ることができる。記録材Ｐの情報は、例えば、直接的に指定されてもよいし、例えば「普通紙モード」、「厚紙モード」といった、画像形成装置１００の動作設定を指定するプリントモードの情報に含まれていたり、プリントモードの情報で代替されたりしてもよい。すなわち、本実施例では、記録材Ｐの種類ごとに、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と、電圧Ｖ１と、の関係を示す情報が、予め設定されてテーブルとしてＲＯＭ１５１に格納されている。そして、ＣＰＵ２２１が、取得した記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて、上記テーブルから必要な情報を呼び出して、紙サイズ、坪量、紙質、絶対水分量に対応する電圧Ｖ１を決定する。
【0049】
次に、本実施例における二次転写電圧の補正量ΔＶの決定方法（二次転写電圧の決定方法）について説明する。図４は、本実施例における二次転写電圧の補正量ΔＶの決定方法を説明するためのグラフ図である。図４において、横軸は１ページ中のトナー量Ｘを示し、縦軸は実際に印加される二次転写電圧Ｖを示す。横軸の１ページ中のトナー量Ｘは、０～４００［％］の値をとり得る。１ページ中のトナー量Ｘ＝０［％］における電圧値を本実施例における二次転写電圧の基準値である電圧Ｖ１としている。また、１ページ中のトナー量Ｘ＝４００［％］における電圧値をＶ２としている。なお、本実施例では、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１と同様に、記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて決定される。すなわち、本実施例では、記録材Ｐの種類ごとに、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と、電圧Ｖ２と、の関係を示す情報が、予め設定されてテーブルとしてＲＯＭ１５１に格納されている。そして、ＣＰＵ２２１が、取得した記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて、上記テーブルから必要な情報を呼び出して、紙サイズ、坪量、紙質、絶対水分量に対応する電圧Ｖ２を決定する。
【0050】
図４に示すように、本実施例では、１ページ中のトナー量Ｘ＝０［％］における電圧Ｖ１に対して、１ページ中のトナー量Ｘが増えるにつれて、実際に印加される二次転写電圧Ｖの絶対値を単調減少させている。すなわち、補正量ΔＶは、電圧Ｖ１と実際に印加される二次転写電圧Ｖとの差分であり、下記式（２）により決定（算出）される。なお、本実施例では、二次転写電圧の補正量ΔＶの決定（計算）は、エンジン制御部２１０のＣＰＵ回路部１５０に実装されたＣＰＵ２２１によって実現される二次転写電圧補正量算出部２２５において行われる。
ΔＶ＝｛（Ｖ１－Ｖ２）／４００｝×Ｘ［Ｖ］ （０≦Ｘ≦４００） ・・・（２）
ΔＶ＝｛（Ｖ１－Ｖ２）／４００｝×Ｘ［Ｖ］ （０≦Ｘ≦４００） ・・・（２）
【0051】
そして、１ページ中のトナー量Ｘが増えるにつれて二次転写電圧の絶対値を小さくするように、二次転写電圧Ｖが、下記式（３）により決定（算出）される。なお、本実施例では、補正量ΔＶを用いた二次転写電圧Ｖの決定（計算）は、エンジン制御部２１０のＣＰＵ回路部１５０に実装されたＣＰＵ２２１において行われる。
Ｖ＝Ｖ１－ΔＶ ・・・（３）
Ｖ＝Ｖ１－ΔＶ ・・・（３）
【0052】
表１に、一例として、普通紙に対する電圧Ｖ１、電圧Ｖ２のテーブルを示す。表１に示す例では、テーブルには、トナー像が転写される記録材Ｐの面（１面目又は２面目）、絶対水分量及び紙サイズに対して、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２が設定されている。なお、紙サイズは、記録材Ｐの幅を示している。
【0053】
【表1】
【0054】
なお、表１中に記載のない紙サイズや絶対水分量に対する電圧Ｖ１、電圧Ｖ２は、表１に記載される紙サイズ及び絶対水分量の間で線形補間されて決定される。紙サイズに関しては、ＬＴＲ幅（２１５．９ｍｍ）以上はＬＴＲの設定、Ａ５幅（１４８．０ｍｍ）以下はＡ５の設定が選択される。また、Ａ４幅は２１０．０ｍｍである。絶対水分量に関しては、２７．１ｇ／ｍ３以上は２７．１ｇ／ｍ３の設定が選択され、２１．７ｇ／ｍ３未満の場合は前述のように二次転写電圧の定電流制御が実行される。
【0055】
続いて、表１中の電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分（絶対値）を、絶対水分量、１面目と２面目、及び記録材Ｐの幅で変えている理由について説明する。
【0056】
第一に、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分は、絶対水分量が大きいほど大きくすることが好ましい。つまり、記録材Ｐは、吸湿度合いが大きいほど低抵抗化する。そのため、本実施例では、パッチボソ及び強抜けを抑制する観点から、絶対水分量が大きいほど電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分を大きくしている。
【0057】
第二に、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分は、２面目に比べて１面目を大きくすることが好ましい。２面目は、一度定着工程を経ることによって記録材Ｐに熱が加えられ記録材Ｐの水分が蒸発し電気抵抗値が上昇している。その結果、２面目は、１面目と比較するとパッチボソ及び強抜けが発生しにくい。そのため、本実施例では、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分は、２面目に比べて１面目を大きくしている。
【0058】
第三に、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分は、記録材Ｐの幅が大きいほど大きくすることが好ましい。これは後述する孤立パッチパターンの大きさが同じ場合、記録材Ｐの幅が小さいほど白部に占めるトナーの面積比率が大きくなり、パッチボソが発生しにくくなるからである。そのため、本実施例では、記録材Ｐの幅が大きいほど電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分を大きくしている。
【0059】
なお、表１のテーブルは、普通紙に対する一例であり、記録材Ｐの種類によって吸湿具合や記録材Ｐそのものの電気抵抗値が変わる。そのため、記録材Ｐの種類に応じて適宜テーブルを設定することができる。なお、記録材Ｐの坪量が小さいほど電気抵抗が低い傾向がある。そのため、パッチボソ及び強抜けを抑制する観点から、記録材Ｐの坪量が小さいほど電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分を大きくすることが好ましい。また、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分（絶対値）を大きくするには、電圧Ｖ１の絶対値を大きくする、電圧Ｖ２の絶対値を小さくする、又はこれらの両方を行うことができる。つまり、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分の絶対値が大きくなるように、電圧Ｖ１又は電圧Ｖ２の少なくとも一方を変更することができる。
【0060】
二次転写電圧の決定方法（計算方法）の具体例を示す。例えば、絶対水分量２４．４ｇ／ｍ３の環境において、普通紙（幅１７９ｍｍ）に１ページ中のトナー量Ｘが１６０［％］の画像を片面印刷する場合を考える。
【0061】
まず、絶対水分量２４．４ｇ／ｍ３の環境におけるＡ５サイズ（幅１４８ｍｍ）以下及びＡ４サイズ（幅２１０ｍｍ）の１面目の電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を、絶対水分量２７．１ｇ／ｍ３と絶対水分量２１．７ｇ／ｍ３の間を線形補間して求める。
・Ａ５サイズのＶ１＝１０００＋（１１００－１０００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝１０５０Ｖ
・Ａ４サイズのＶ１＝１２００＋（１３００－１２００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝１２５０Ｖ
・Ａ５サイズのＶ２＝９００＋（９００－９００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝９００Ｖ
・Ａ４サイズのＶ２＝８００＋（８５０－８００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝８２５Ｖ
・Ａ５サイズのＶ１＝１０００＋（１１００－１０００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝１０５０Ｖ
・Ａ４サイズのＶ１＝１２００＋（１３００－１２００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝１２５０Ｖ
・Ａ５サイズのＶ２＝９００＋（９００－９００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝９００Ｖ
・Ａ４サイズのＶ２＝８００＋（８５０－８００）×（２４．４－２１．７）／（２７．１－２１．７）＝８２５Ｖ
【0062】
次に、幅１７９ｍｍの記録材Ｐの電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を、幅１４８ｍｍと幅２１０ｍｍの間を線形補間して求める。
・幅１７９ｍｍのＶ１＝１０５０＋（１２５０－１０５０）×（１７９－１４８）／（２１０－１４８）＝１１５０Ｖ
・幅１７９ｍｍのＶ２＝８２５＋（９００－８２５）×（１７９－１４８）／（２１０－１４８）＝８６２．５Ｖ
・幅１７９ｍｍのＶ１＝１０５０＋（１２５０－１０５０）×（１７９－１４８）／（２１０－１４８）＝１１５０Ｖ
・幅１７９ｍｍのＶ２＝８２５＋（９００－８２５）×（１７９－１４８）／（２１０－１４８）＝８６２．５Ｖ
【0063】
続いて、１ページ中のトナー量Ｘ＝１６０［％］の補正量ΔＶを、１ページ中のトナー量Ｘ＝０［％］と１ページ中のトナー量Ｘ＝４００［％］の間を線形補間することで求める。
ΔＶ＝｛（１１５０－８６２．５）／４００｝×１６０＝１１５［Ｖ］
ΔＶ＝｛（１１５０－８６２．５）／４００｝×１６０＝１１５［Ｖ］
【0064】
最後に、電圧Ｖ１を上で求めた補正量ΔＶを用いて補正して、実際に印加する二次転写電圧Ｖを求める。
Ｖ＝Ｖ１－ΔＶ＝１１５０－１１５＝１０３５［Ｖ］
Ｖ＝Ｖ１－ΔＶ＝１１５０－１１５＝１０３５［Ｖ］
【0065】
ＣＰＵ２２１は、以上のようにして決定した二次転写電圧Ｖを二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加するように二次転写制御部２０２に命令して二次転写を実施する。
【0066】
（制御手順）
図５は、これまで説明してきた本実施例における二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５は、これまで説明してきた本実施例における二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。
【0067】
ＣＰＵ２２１は、プリントジョブの開始指示が入力されると、画像形成の準備を開始する（Ｓ１０１）。本実施例の二次転写電圧の制御はプリントジョブの開始（プリントスタート（ｉ＝１））から始まる。ＣＰＵ２２１は、ホスト機器１９９からのｉページ目の印刷情報を取得するとともに（Ｓ１０２）、環境センサ３００の検知結果から絶対水分量の情報を取得する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ２２１は、絶対水分量の情報に基づいて、二次転写電圧の制御を定電圧制御にするか、定電流制御にするか判断する（Ｓ１０４）。本実施例では、ＣＰＵ２２１は、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３以上の場合には定電圧制御を実行することとし（Ｓ１０５）、絶対水分量が絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３未満の場合には定電流制御を実行することとする（Ｓ１０６）。本実施例は、二次転写電圧の定電圧制御を実行する際の制御に特徴を有するため、二次転写電圧の定電圧制御を実行する際の制御について説明する。
【0068】
ＣＰＵ２２１は、上記二次転写電圧の制御方法の決定を行う一方で、ホスト機器１９９からの印刷情報に基づいて、前述の方法によりｉページ目のトナー量Ｘ（０～４００％）を計測する（Ｓ１０７）。つまり、コントローラ２００からのビデオ信号がビデオインターフェイス部２２０を介して画像処理ＧＡ２２２に送信され、レーザー駆動信号に変換されて、ｉページ目のトナー量Ｘ（０～４００％）が計測される。ＣＰＵ２２１は、計測したｉページ目のトナー量Ｘ（０～４００％）をＲＡＭ１５２に記憶させておく（Ｓ１０８）。ＣＰＵ２２１は、ＲＡＭ１５２に記憶させたｉページ目のトナー量Ｘと、ｉページ目の印刷情報及び環境センサ３００の検知結果から取得した絶対水分量の情報（Ｓ１０９）と、に基づいて、電圧Ｖ１及びトナー量Ｘに対応した補正量ΔＶを算出する（Ｓ１１０）。また、それと並行して、ＣＰＵ２２１は、次のページのプリントがある場合は、ｉ＋１ページ目のトナー量Ｘを計測して、ＲＡＭ１５２に記憶させ、ｉページ目と同様にｉ＋１ページ目の電圧Ｖ１及び補正量ΔＶを決定することを繰り返しておく（Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３）。
【0069】
ＣＰＵ２２１は、ｉページ目の電圧Ｖ１及びトナー量Ｘに対応した補正量ΔＶを決定した後に、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２を通過しているタイミングで、Ｖ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧を印加して（Ｓ１１４）、ｉページのプリントを終了する。ＣＰＵ２２１は、続いてプリントがある場合は、上述のように事前に決定しておいたｉ＋１ページ目のＶ＝Ｖ１－ΔＶを上記同様に印加することを繰り返して、プリントジョブを終了する（Ｓ１１５、Ｓ１１６、Ｓ１１７）。
【0070】
＜作用効果＞
次に、二次転写電圧の定電圧制御において、１ページ中のトナー量Ｘが多いほど二次転写電圧の絶対値を小さくする（１ページ中のトナー量Ｘが少ないほど二次転写電圧の絶対値を大きくする）制御の作用効果について説明する。図６（ａ）は、孤立パッチパターンを含む画像の例を示す模式図、図６（ｂ）は、全面ベタ画像（例えば全面ベタ黒画像）の例を示す模式図である。また、図６（ｃ）は、孤立パッチパターンを含む画像の二次転写時の二次転写部Ｎ２の断面の模式図、図６（ｄ）は、全面ベタ画像（例えば全面ベタ黒画像）の二次転写時の二次転写部Ｎ２の断面の模式図である。図６（ｃ）、（ｄ）において、矢印は転写電流の経路を表しており、太さは電流の大きさを模式的に表している。なお、前述のように、「孤立パッチパターン」とは、記録材Ｐの幅の中に高印字のトナー像のかたまりが点在している画像パターンのことを意味している。また、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」とは、記録材Ｐの幅方向における画像形成可能領域の全域に最高濃度レベルのトナー像が存在する画像パターンのことを意味している。
次に、二次転写電圧の定電圧制御において、１ページ中のトナー量Ｘが多いほど二次転写電圧の絶対値を小さくする（１ページ中のトナー量Ｘが少ないほど二次転写電圧の絶対値を大きくする）制御の作用効果について説明する。図６（ａ）は、孤立パッチパターンを含む画像の例を示す模式図、図６（ｂ）は、全面ベタ画像（例えば全面ベタ黒画像）の例を示す模式図である。また、図６（ｃ）は、孤立パッチパターンを含む画像の二次転写時の二次転写部Ｎ２の断面の模式図、図６（ｄ）は、全面ベタ画像（例えば全面ベタ黒画像）の二次転写時の二次転写部Ｎ２の断面の模式図である。図６（ｃ）、（ｄ）において、矢印は転写電流の経路を表しており、太さは電流の大きさを模式的に表している。なお、前述のように、「孤立パッチパターン」とは、記録材Ｐの幅の中に高印字のトナー像のかたまりが点在している画像パターンのことを意味している。また、「全面ベタ画像（全面ベタパターン）」とは、記録材Ｐの幅方向における画像形成可能領域の全域に最高濃度レベルのトナー像が存在する画像パターンのことを意味している。
【0071】
本実施例では、二次転写電圧の定電圧制御は、高温高湿環境において実行される。そして、高温高湿環境では、記録材Ｐ、二次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０などは、吸湿することで電気抵抗値が低下する。
【0072】
したがって、図６（ａ）に示すような、１ページ中のトナー量Ｘが少なくなる、孤立パッチパターンなどを含む低印字画像を転写する場合、次のようになる。つまり、図６（ｃ）に示すように高抵抗であるトナー部（パッチ部）Ｔではなく、低抵抗である白部に転写電流が選択的に流れやすくなり、トナー部（パッチ部）Ｔには転写電流が流れにくくなる。このとき、本実施例の制御によれば、１ページ中のトナー量Ｘが少ないほど二次転写電圧の絶対値を大きくすることができるため、二次転写電流の総電流量を増やすことができる。すなわち、白部への電流も増えるが、同時にトナー部（パッチ部）Ｔへの電流も増加するため、トナー部（パッチ部）Ｔに二次転写のために十分な電流を流すことが可能になり、その結果、「パッチボソ」を抑制することができる。
【0073】
逆に、図６（ｂ）に示すような、１ページ中のトナー量Ｘが多くなる、全面ベタ画像などを含む高印字画像を転写する場合、次のようになる。つまり、図６（ｄ）に示すように転写電流の逃げ道がなくなるため、「パッチボソ」を抑制するために白部への逃げ電流を考慮した絶対値の大きい電圧値で定電圧制御を実施すると、トナー部Ｔへの電流供給が過剰になってしまう。このとき、本実施例の制御によれば、１ページ中のトナー量Ｘが多いほど二次転写電圧の絶対値を小さくすることができるため、トナー部Ｔへ電流が過剰に供給されることを抑制することができ、その結果、「強抜け」を抑制することができる。
【0074】
上記メカニズムに即すると、理想的には、二次転写部Ｎ２に存在するトナー量やトナー部の面積に応じて二次転写電圧の補正量ΔＶを変更することが好ましい。すなわち、二次転写部Ｎ２に存在するトナー量やトナー部の面積被覆率が大きい場合は二次転写電圧の絶対値を小さくし、該トナー量やトナー部の面積被覆率が小さい場合は二次転写電圧の絶対値を大きくすることが好ましい。しかしながら、定電圧制御の実行時に１ページ中に頻繁に電圧を上げ下げする制御を行うと、二次転写電源２１の応答性の限界から制御に対して二次転写電圧が追従せず、結果的に画像パターンに応じた最適な二次転写電圧を印加できなくなる可能性がある。したがって、本実施例では、平均的に画像品質を向上させるために１ページ中のトナー量Ｘに応じて二次転写電圧を補正している。
【0075】
ここで、二次転写電圧の印加（変更）タイミングについて更に説明する。図７は、二次転写電圧の印加タイミングを説明するためのタイミングチャート図である。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。なお、二次転写部Ｎ２に記録材Ｐ（より詳細にはその画像形成可能領域）が存在する期間を「紙中」ともいう。紙中は、二次転写部Ｎ２における画像形成時（二次転写時）に相当する期間である。また、先行する記録材Ｐと該記録材Ｐの次に続く記録材Ｐとの間の期間を「紙間」ともいう。「紙間」は、二次転写部Ｎ２における前述の紙間工程に相当する期間である。また、図７においては、１ページ目の「紙中」より前の非画像形成時（前述の前回転工程に相当）も便宜上「紙間」という。
【0076】
図７（ａ）は、本実施例における二次転写電圧の印加タイミングを示す。本実施例では、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２を通過しているタイミング（紙中）においてのみＶ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧を印加している。そして、本実施例では、その他のタイミング（紙間）では、上記Ｖ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧よりも絶対値が小さい紙間電圧を印加している。これには、以下の二つの理由がある。一つ目は、図５で説明したｉページ目の二次転写電圧Ｖｉを実際にどのタイミングで決定できるかが、ホスト機器１９９とコントローラ２００との間の通信条件や、画像形成装置１００のプロセススピードなどに左右されるためである。つまり、どのタイミングで二次転写電圧Ｖｉが決定できるか分からないため、ｉページ目の二次転写電圧印加の直前までは紙間電圧を印加することで、紙中の二次転写電圧Ｖｉの決定に備えることができる。二つ目は、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２に存在しない状態で絶対値の大きい二次転写電圧を印加すると、二次転写電源２１に対して負荷が重くなるため、場合によっては発振する可能性があるためである。
【0077】
これらの理由により、本実施例では、二次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在しないタイミング（紙間）では紙中の二次転写電圧よりも絶対値が小さい紙間電圧を印加している。ただし、二次転写電圧の決定タイミングが十分早く、制御に対する二次転写電源２１の応答性が十分速い場合などには、例えば図７（ｂ）に示すように、紙間においてｉページ目の二次転写電圧を印加して紙中に備えてもよい。
【0078】
また、トナー量に応じた二次転写電圧を印加するタイミングについてより詳細に説明する。本実施例では、トナーが存在する可能性がある期間（記録材Ｐの搬送方向における画像形成可能領域が二次転写部Ｎ２を通過しているタイミング）に印加する二次転写電圧を、パッチボソ及び強抜けの抑制の観点でトナー量に応じて変更する制御を行っている。そして、本実施例では、トナーが存在しない記録材Ｐの先端や後端の余白部が二次転写部Ｎ２を通過しているタイミングに印加する電圧については、上記トナー量に応じて変更する制御は行っていない。なお、記録材Ｐの先端、後端は、それぞれ記録材Ｐの搬送方向における先端、後端である。本実施例では、記録材Ｐの先端及び後端が二次転写部Ｎ２を通過しているタイミングでは、上記Ｖ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧とは異なる先端・後端電圧を印加している。これは、以下の理由によるものである。つまり、記録材Ｐの先端では、二次転写部Ｎ２に記録材Ｐが存在しないインピーダンスの低い状態から急に二次転写部Ｎ２に記録材Ｐが突入してインピーダンスが高い状態になる。そのため、記録材Ｐの先端では、転写電圧が不足しないような先端電圧を印加している。また、記録材Ｐの後端では、上記とは逆に、記録材Ｐが存在するインピーダンスの高い状態から徐々に記録材Ｐが二次転写部Ｎ２を抜けてインピーダンスが低下する。そのため、記録材Ｐの後端では、転写電流が不足しないような後端電圧を印加している。しかしながら、余白の存在しない、あるいは余白が狭く、記録材Ｐの先端や後端付近までトナーが存在する可能性がある場合などには、記録材Ｐの先端や後端に対して印加する二次転写電圧についても、本実施例に従うトナー量に応じた二次転写電圧の補正を行ってもよい。なお、先端電圧、後端電圧は、それぞれ上記観点から予め設定された所定の電圧とされる。この電圧は、例えば、前述の電圧Ｖ１、電圧Ｖ２と同様に、記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて決定される。すなわち、例えば、記録材Ｐの種類ごとに、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と、先端電圧、後端電圧と、の関係を示す情報が、予め設定されてテーブルとしてＲＯＭ１５１に格納されている。そして、ＣＰＵ２２１が、取得した記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて、上記テーブルから必要な情報を呼び出して、紙サイズ、坪量、紙質、絶対水分量に対応する先端電圧、後端電圧を決定する。典型的には、先端電圧、後端電圧は、上記Ｖ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧よりも絶対値が大きい。ただし、上述のようにして設定された先端電圧又は後端電圧の少なくとも一方が、上記Ｖ＝Ｖ１－ΔＶの二次転写電圧と略同一となる場合があってもよい。
【0079】
なお、本実施例では、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３未満の環境では、記録材Ｐの電気抵抗値が白部への逃げ電流が発生しない程度には高いため、二次転写電圧の「定電流制御」を実行している。この環境では、図６（ａ）、（ｂ）に示すような画像パターンであっても、「定電流制御」によって適切な二次転写電圧になるように記録材Ｐの幅方向で略均一に転写電流を供給することができる。
【0080】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、トナー像を担持する像担持体１０と、像担持体１０から記録材Ｐにトナー像を転写する転写部Ｎ２を形成する転写部材２０と、転写部材２０に転写電圧を印加する印加部２１と、印加部２１を制御する制御部（エンジン制御部）２１０と、を有する。そして、本実施例では、制御部２１０は、印加部２１により転写部材２０に印加する電圧が略一定となるように転写電圧を定電圧制御する際に、トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧とし、上記トナー量が第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とするように制御を行う。本実施例では、画像形成装置１００は、上記トナー量に関するトナー量情報を取得する取得部（ＣＰＵ）２２１と、像担持体１０に転写するトナーを担持する別の像担持体１を画像情報に応じて露光する露光部３と、を有し、取得部２２１は、画像情報に応じて露光部３を発光させるための駆動信号に基づいてトナー量情報を取得する。また、本実施例では、１枚の記録材Ｐに転写するトナー像ごとに上記トナー量に関するトナー量情報が取得される。
【0081】
ここで、制御部２１０は、トナー像を転写する記録材Ｐの坪量が第１の坪量の場合よりも、該坪量が第１の坪量よりも小さい第２の坪量の場合に、第１の電圧と第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、第１の電圧又は第２の電圧の少なくとも一方を変更することができる。また、制御部２１０は、トナー像を転写する記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向の幅が第１の幅の場合よりも、該幅が第１の幅よりも大きい第２の幅の場合に、第１の電圧と第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、第１の電圧又は第２の電圧の少なくとも一方を変更することができる。また、画像形成装置１００は、１面目にトナー像が転写されて定着された記録材Ｐを転写部Ｎ２へと搬送して該記録材Ｐの２面目にトナー像を転写する動作を実行可能であってよく、この場合、制御部２１０は、２面目へのトナー像の転写時よりも、１面目へのトナー像の転写時に、第１の電圧と第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、第１の電圧又は第２の電圧の少なくとも一方を変更することができる。また、画像形成装置１００は、環境の温度又は湿度の少なくとも一方に関する環境情報を検知する環境検知部３００を有していてよく、この場合、制御部２１０は、環境検知部３００の検知結果が示す環境の絶対水分量が第１の絶対水分量の場合よりも、該絶対水分量が第１の絶対水分量よりも大きい第２の絶対水分量の場合に、第１の電圧と第２の電圧との差分の絶対値が大きくなるように、第１の電圧又は第２の電圧の少なくとも一方を変更することができる。
【0082】
また、本実施例では、制御部２１０は、上記トナー量が最小の場合の転写電圧と、上記トナー量が最大の場合の転写電圧と、の間で、上記トナー量が増加するにつれて転写電圧の絶対値を徐々に小さくするように制御を行う。また、本実施例では、制御部２１０は、印加部２１により転写部材２０に供給する電流が略一定となるように転写電圧を定電流制御することが可能であり、環境検知部３００の検知結果が示す絶対水分量が所定値以上の場合に転写電圧の定電圧制御を行い、環境検知部３００の検知結果が示す絶対水分量が上記所定値未満の場合に転写電圧の定電流制御を行う。
【0083】
以上のように、本実施例によれば、高温高湿環境などのパッチボソの抑制と強抜けの抑制との両立が難しい環境において二次転写電圧を定電圧制御する際にも、適切な二次転写電圧を設定することができる。また、上述のように、本実施例では、高温高湿環境以外の環境においても、二次転写電圧の定電流制御により適切な二次転写電圧を供給することができる。したがって、本実施例によれば、画像形成装置１００が使用可能範囲のいかなる環境で使用されようとも、良好な二次転写を行うことが可能である。
【0084】
＜効果確認＞
本実施例の効果を確認するために、高温高湿環境（温度３０℃／相対湿度８０％／絶対水分量２１．７／ｍ３）において、画像不良の有無について検証する試験を行った。記録材Ｐとして、ＸＥＲＯＸ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ４２００ ＬＥＴＴＥＲサイズ（Ｘｅｒｏｘ、商品名）を用いた。試験は、本実施例の構成と、比較例１、２の構成と、について行った。本実施例の構成において、電圧Ｖ１は１４００Ｖ、１ページ中のトナー量Ｘ＝４００［％］における電圧Ｖ２は１０００Ｖであった。
本実施例の効果を確認するために、高温高湿環境（温度３０℃／相対湿度８０％／絶対水分量２１．７／ｍ３）において、画像不良の有無について検証する試験を行った。記録材Ｐとして、ＸＥＲＯＸ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ４２００ ＬＥＴＴＥＲサイズ（Ｘｅｒｏｘ、商品名）を用いた。試験は、本実施例の構成と、比較例１、２の構成と、について行った。本実施例の構成において、電圧Ｖ１は１４００Ｖ、１ページ中のトナー量Ｘ＝４００［％］における電圧Ｖ２は１０００Ｖであった。
【0085】
比較例１、２の構成では、１ページ中のトナー量Ｘによらず略一定の二次転写電圧を印加した。比較例１の構成では、二次転写電圧として本実施例における電圧Ｖ１と同じ１４００Ｖを印加した。また、比較例２の構成では、二次転写電圧として本実施例における電圧Ｖ２と同じ１０００Ｖを印加した。比較例１、２の構成は、上記の点が異なることを除いて、本実施例の構成と実質的に同じである。
【0086】
表２に評価結果を示す。表２には、低印字画像（Ｘ＝５［％］）と高印字画像（Ｘ＝３００［％］）とにおける印加電圧Ｖ、及びそれぞれの場合の画像のレベル（低印字画像におけるパッチボソ、高印字画像における強抜け）を示している。画像のレベルは、上からＧｏｏｄ（良い）、Ｆａｉｒ（少し悪い）、Ｐｏｏｒ（悪い）の３段階評価でレベル分けしている。また、Ｆａｉｒ（少し悪い）、Ｐｏｏｒ（悪い）を画像不良の発生と判断している。
【0087】
【表2】
【0088】
比較例１の構成では、孤立パッチパターンを含む低印字画像において、トナー部（パッチ部）に十分な電流を供給できるため「パッチボソ」は発生しなかった。しかしながら、比較例１の構成では、ベタ画像を含む高印字画像において、二次転写電圧の絶対値が大きくなり電流が過剰に供給されてしまい、「強抜け」が発生した。
【0089】
比較例２の構成では、ベタ画像を含む高印字画像において電流が過剰に供給されない二次転写電圧の設定であったため、「強抜け」は発生なかった。しかしながら、比較例２の構成では、孤立パッチパターンを含む低印字画像において、トナー部（パッチ部）に十分な電流を供給できなかったため、「パッチボソ」が発生した。
【0090】
一方、本実施例の構成では、孤立パッチパターンを含む低印字画像において、二次転写電圧の絶対値を大きくでき、トナー部（パッチ部）へも十分な電流を供給できたため、「パッチボソ」は発生せず良好な転写性が得られた。また、本実施例の構成では、ベタ画像を含む高印字画像において、二次転写電圧の絶対値を小さくすることができ、必要以上に電流が流れることを抑制できたため、「強抜け」は発生せず良好な転写性が得られた。
【0091】
なお、本実施例、比較例１、２のいずれにおいても、絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３未満の環境では、二次転写電圧の「定電流制御」を実行しているため、同等の転写性であった。
【0092】
＜その他の構成＞
本実施例では、トナー量の算出及び二次転写電圧の補正を１ページごとに行ったが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、二次転写ローラ２０の所定の回転量（例えば１周）ごと、感光ドラム１の所定の回転量（例えば１周）ごとなどの任意の周期で、トナー量の算出及び二次転写電圧の補正を行ってもよい。あるいは、前述のように、理想的には、二次転写部Ｎ２におけるトナー量に応じて二次転写電圧を変えることが好ましい。そのため、例えば二次転写電源の応答性が十分速い構成などにおいては、二次転写部Ｎ２におけるトナー量に応じて二次転写電圧を変更してもよい。
本実施例では、トナー量の算出及び二次転写電圧の補正を１ページごとに行ったが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、二次転写ローラ２０の所定の回転量（例えば１周）ごと、感光ドラム１の所定の回転量（例えば１周）ごとなどの任意の周期で、トナー量の算出及び二次転写電圧の補正を行ってもよい。あるいは、前述のように、理想的には、二次転写部Ｎ２におけるトナー量に応じて二次転写電圧を変えることが好ましい。そのため、例えば二次転写電源の応答性が十分速い構成などにおいては、二次転写部Ｎ２におけるトナー量に応じて二次転写電圧を変更してもよい。
【0093】
本実施例では、エンジン制御部２１０において、レーザー駆動信号をサンプリングし、ピクセルカウント値ｎ（「Ｈ」の回数）を測定して、トナー量の算出を行ったが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、コントローラ２００からビデオ信号とともに画像情報（トナー量の情報）をエンジン制御部２１０に送信して、エンジン制御部２１０においてその情報に基づいて二次転写電圧の補正量を決定してもよい。また、本実施例では、１色当たりのサンプリング総数に対する４色分のピクセルカウント値でトナー量を算出したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、紙サイズごとに全面ベタ画像（例えば全面ベタ黒画像）相当のピクセルカウント値を予め定数としてＲＡＭ１５２に格納しておき、その数と実際のピクセルカウント値との比率からトナー量を算出してもよい。
【0094】
本実施例では、環境センサ３００による絶対水分量の検知結果に基づいて、二次転写電圧の「定電圧制御」を実行するか、二次転写電圧の「定電流制御」を実行するかを決定したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、画像形成前に二次転写部Ｎ２（二次転写ローラ２０及び中間転写ベルト１０）のインピーダンスを測定することで、二次転写電圧の「定電流制御」と「定電圧制御」とのいずれを実行するかを判断してもよい。具体的には、プリントジョブの画像形成工程の前の非画像形成時（前回転工程や前多回転工程）において、二次転写部Ｎに所定の電流を流してそのときに印加される電圧値を測定することでインピーダンスを測定する。なお、所定の電圧を印加してそのときに流れる電流値を測定することでインピーダンスを測定してもよい。そして、測定されたインピーダンスが小さい場合は、二次転写ローラ２０や中間転写ベルト１０の電気抵抗値が低下しているため、同様に記録材Ｐの電気抵抗値も低下していると考えられる。したがって、インピーダンスが所定の閾値よりも低い場合に二次転写電圧の「定電圧制御」を実行して、本実施例に従う二次転写電圧の補正を行えばよい。なお、上記インピーダンス自体の他、上記所定の電流を流した際の電圧値や上記所定の電圧を印加した際の電流値を、インピーダンスと相関する指標値として制御に用いてもよい。あるいは、例えば、記録材Ｐの種類ごとに、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と二次転写電圧の下限電圧値との関係と、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と二次転写時の目標電流値との関係と、の両方を示す情報を予め設定してテーブルとしてＲＯＭ１５１に格納させておく。そして、二次転写時に目標電流値の転写電流を流して、その際の電圧値が下限電圧値を下回る場合には、下限電圧値での「定電圧制御」を実行するようにしてもよい。つまり、画像形成装置１００は、転写部Ｎ２の電気抵抗と相関する指標値を検知する抵抗検知部（電流検知部、電圧検知部）２４１、２４２を有していてよく、この場合、制御部２１０は、抵抗検知部２４１、２４２の検知結果が示す転写部Ｎ２の電気抵抗が所定値より低い場合に転写電圧の定電圧制御を行い、抵抗検知部２４１、２４２の検知結果が示す転写部Ｎ２の電気抵抗が上記所定値以上の場合に転写電圧の定電流制御を行うことができる。あるいは、制御部２１０は、転写電圧の定電流制御を行って印加部２１の印加電圧が所定値よりも小さくなる場合に、転写電圧の定電圧制御を行うようになっていてもよい。
【0095】
本実施例では、二次転写電圧Ｖは、電圧Ｖ１と補正量ΔＶとからＶ＝Ｖ１－ΔＶとして算出したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、図８の画像形成装置１００のように、二次転写電源２１から一次転写電流を供給できる構成がある。このような構成の場合には、二次転写電圧Ｖの決定には更なる補正が必要になる。なお、図８の画像形成装置１００において、図１の画像形成装置１００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図１と同一の符号を付している。図８の画像形成装置１００では、二次転写対向ローラ１３（更には駆動ローラ１１及びテンションローラ１２）と各一次転写ローラ１４とは、電圧維持素子（電圧安定化素子）としてのツェナーダイオード１７を介して接地電位に接続されている。これにより、二次転写電源２１から所定の値以上の電圧を供給することで、各一次転写ローラ１４（及び二次転写対向ローラ１３）の電位を所定の電位に維持して各一次転写部Ｎ１に一次転写電流を供給することできる。なお、一次転写電圧Ｖｔ１を安定化させるための電圧安定化素子（電圧維持素子）としては、ツェナーダイオード１７に限らず、同様の効果を得られる素子であれば、例えばバリスタなどの他の電圧安定化素子を用いてもよい。図８のような構成においては、一次転写電圧Ｖｔ１が二次転写対向ローラ１３に印加されている。そのため、二次転写のための実行電圧は、二次転写ローラ２０に印加された電圧と二次転写対向ローラ１３に印加された電圧との差になる。したがって、実際に印加すべき二次転写電圧は、一次転写電圧Ｖｔ１を考慮して、下記式（４）で算出される値にする必要がある。
Ｖ＝（Ｖ１－ΔＶ）＋Ｖｔ１ ・・・（４）
Ｖ＝（Ｖ１－ΔＶ）＋Ｖｔ１ ・・・（４）
【0096】
本実施例では、トナー量Ｘの変化に対して二次転写電圧の補正量を線形に変えたが、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、二次転写電圧の補正量は任意の曲線で変えてもよい。
【0097】
本実施例では、トナーの正規の帯電極性は負極性であったが、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、トナーの正規の帯電極性は正極性であってもよい。その場合、二次転写電圧などのバイアスの極性は本実施例とは逆極性になる。また、その場合、二次転写電圧の制御における符号を含めた二次転写電圧値の増減関係は本実施例とは逆となるが、二次転写電圧の絶対値の増減関係は本実施例と同じとなる。
【0098】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナーを用いる構成であったが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。画像形成装置１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに加えて又はこれらのうちいずれか１色に代えて、透明トナーや金属色トナーなどを用いる構成であってもよい。その場合、トナー量Ｘの最大値は、本実施例における４００［％］に限定されるものではなく、使用するトナーの種類の総量に合わせて変えてもよい。
【0099】
［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。
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。
【0100】
実施例１では、基準の二次転写電圧Ｖ１に対して、１ページ中のトナー量Ｘが増えるにつれて二次転写電圧の絶対値を単調減少させる補正を行った。本実施例では、１ページ中のトナー量Ｘの変化に対して二次転写電圧の絶対値を略一定にするトナー量Ｘの区間がある。
【0101】
本実施例における二次転写電圧の補正量ΔＶの決定方法について説明する。図９は、本実施例における二次転写電圧の補正量ΔＶの決定方法を説明するためのグラフ図である。図９において、横軸は１ページ中のトナー量Ｘを示し、縦軸は実際に印加される二次転写電圧Ｖを示す。横軸の１ページ中のトナー量Ｘは、０～４００［％］の値をとり得る。１ページ中のトナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａ［％］の区間（区間ａ）における電圧値をＶ１としている。また、１ページ中のトナー量ＸがＢ≦Ｘ≦Ｃの区間（区間ｃ）における電圧値をＶ２としている。また、１ページ中のトナー量ＸがＤ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）［％］の区間（区間ｅ）における電圧値をＶ３としている。ここで、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３である。また、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間（区間ｂ）の電圧は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とを線形補間して決定される。また、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間（区間ｄ）の電圧値は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３とを線形補間して決定される。
【0102】
すなわち、二次転写電圧の補正量ΔＶは、下記式（５）のようになる。
ΔＶ＝０ （０≦Ｘ≦Ａ）
ΔＶ＝Ｖ１－｛（Ｖ２－Ｖ１）／（Ｂ－Ａ）×（Ｘ－Ｂ）＋Ｖ２｝ （Ａ＜Ｘ＜Ｂ）
ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ２ （Ｂ≦Ｘ≦Ｃ）
ΔＶ＝Ｖ１－｛（Ｖ３－Ｖ２）／（Ｄ－Ｃ）×（Ｘ－Ｄ）＋Ｖ３｝ （Ｃ＜Ｘ＜Ｄ）
ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ３ （Ｄ≦Ｘ≦４００）
・・・（５）
ΔＶ＝０ （０≦Ｘ≦Ａ）
ΔＶ＝Ｖ１－｛（Ｖ２－Ｖ１）／（Ｂ－Ａ）×（Ｘ－Ｂ）＋Ｖ２｝ （Ａ＜Ｘ＜Ｂ）
ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ２ （Ｂ≦Ｘ≦Ｃ）
ΔＶ＝Ｖ１－｛（Ｖ３－Ｖ２）／（Ｄ－Ｃ）×（Ｘ－Ｄ）＋Ｖ３｝ （Ｃ＜Ｘ＜Ｄ）
ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ３ （Ｄ≦Ｘ≦４００）
・・・（５）
【0103】
このように、本実施例では、電圧Ｖ１であるトナー量Ｘの区間よりもトナー量Ｘが多い場合に二次転写電圧の絶対値を小さくする補正を行う。また、言い換えると、本実施例では、電圧Ｖ２であるトナー量Ｘの区間よりもトナー量Ｘが少ない場合に二次転写電圧の絶対値を大きくし、電圧Ｖ２であるトナー量Ｘの区間よりもトナー量Ｘが多い場合に二次転写電圧の絶対値を小さくする補正を行う。本実施例では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を二次転写電圧の基準値と考えることができる。
【0104】
なお、本実施例では、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びトナー量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて決定される。すなわち、本実施例では、記録材Ｐの種類ごとに、紙サイズ、坪量、紙質及び絶対水分量と、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びトナー量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、の関係を示す情報が、予め設定されてテーブルとしてＲＯＭ１５１に格納されている。そして、ＣＰＵ２２１が、取得した記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて、上記テーブルから必要な情報を呼び出して、紙サイズ、坪量、紙質、絶対水分量に対応する電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びトナー量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを決定する。
【0105】
次に、本実施例の作用効果について説明する。一般的に、「パッチボソ」は極低印字で発生しやすいのに対して、「強抜け」は図６（ｂ）に示すような全面ベタ画像に限らず、全面ハーフトーン画像などの場合でも発生する可能性がある。ここで、全面ハーフトーン画像とは、図６（ｂ）に示すような全面ベタ画像と比べてトナーの量が平均的に少ない画像である。ハーフトーン画像は、典型的には、トナー量Ｘが２０～１００％の画像である。全面ハーフトーン画像は、実施例１において説明したのと同様のメカニズムで「強抜け」が発生しやすい。すなわち、「パッチボソ」はトナー量が非常に少ない極低印字の狭い印字量の区間で発生しやすいのに対して、「強抜け」は中程度以上のトナー量の比較的広い印字量の区間で発生しやすい。
【0106】
発明者の鋭意検討の結果、「パッチボソ」は０～２０％程度のトナー量Ｘで発生しやすく、「強抜け」は１００％以上程度のトナー量Ｘで発生しやすいことが判明した。また、全面ハーフトーン画像の場合、２０％以上程度のトナー量Ｘでも「強抜け」が発生しやすく、またページ内の広い面積がトナーで被覆されていて一部だけ孤立パッチパターンが存在するような画像では２０％以上程度のトナー量Ｘでも「パッチボソ」が発生する場合があることが判明した。つまり、２０～１００％程度のトナー量Ｘの区間は、画像パターンによって「強抜け」と「パッチボソ」のどちらも発生する可能性があることが判明した。したがって、低印字、中程度の印字量、高印字のそれぞれのトナー量Ｘの区間ごとに適切な転写電圧が異なり、各区間であまり転写電圧を変えることは好ましくない場合がある。また、極低印字に関しては後述の二次転写電源２１の負荷の観点からも、転写電圧を変えることが好ましくない場合がある。
【0107】
以上を踏まえて、極低印字におけるパッチボソを抑制するための電圧Ｖ１を印加するトナー量Ｘの区間０％～Ａ、中程度の印字量における強抜けとパッチボソの両方を抑制するための電圧Ｖ２を印加するトナー量Ｘの区間Ｂ～Ｃ、高印字における強抜けを抑制するための電圧Ｖ３を印加するトナー量Ｘの区間Ｄ以上（Ｄ～４００％）、をそれぞれ決定するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値は、以下の値の範囲が好ましいことが判明した。つまり、Ａはパッチボソを抑制するために３～１０％、Ｂは１５～２５％、Ｃは強抜けとパッチボソを抑制するために７５～９０％、Ｄは強抜けを抑制するために９５％以上（典型的には１５０％以下）とすることが好ましいことが判明した。
【0108】
そこで、本実施例では、極低印字におけるパッチボソを抑制するために、トナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａ＝５［％］の区間の電圧Ｖ１（パッチボソが発生しない絶対値の大きい電圧）を設定した。また、全面ハーフトーン画像などのページ内の広い面積がトナーで被覆された画像や一部に孤立パッチパターンが存在する場合の強抜けとパッチボソを抑制するために、トナー量ＸがＢ＝２０≦Ｘ≦Ｃ＝８０［％］の区間の電圧Ｖ２（パッチボソ、強抜けともに発生しにくい電圧）を設定した。また、高印字における強抜けを抑制するために、トナー量ＸがＸ≧Ｄ＝１００［％］の区間の電圧Ｖ３（単色以上のベタ画像の強抜けが発生しない電圧）を設定した。その結果、実施例１の制御と比較して、各画像不良に対してより適した電圧値を設定することが可能になり、実施例１と比較してより良好な転写性を得ることができた。
【0109】
以下に、一例として、本実施例における普通紙の１面目に対する絶対水分量が２１．７ｇ／ｍ３の場合の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の設定値を下記式（６）に示す。
Ｖ＝Ｖ１＝１４００Ｖ （０≦Ｘ≦５％）
Ｖ＝（Ｖ２－Ｖ１）／（Ｂ－Ａ）×（Ｘ－Ｂ）＋Ｖ２ （５％＜Ｘ＜２０％）
Ｖ＝Ｖ２＝１０００Ｖ （２０％≦Ｘ≦８０％）
Ｖ＝（Ｖ３－Ｖ２）／（Ｄ－Ｃ）×（Ｘ－Ｄ）＋Ｖ３ （８０％＜Ｘ＜１００％）
Ｖ＝Ｖ３＝９００Ｖ （１００％≦Ｘ≦４００％）
・・・（６）
Ｖ＝Ｖ１＝１４００Ｖ （０≦Ｘ≦５％）
Ｖ＝（Ｖ２－Ｖ１）／（Ｂ－Ａ）×（Ｘ－Ｂ）＋Ｖ２ （５％＜Ｘ＜２０％）
Ｖ＝Ｖ２＝１０００Ｖ （２０％≦Ｘ≦８０％）
Ｖ＝（Ｖ３－Ｖ２）／（Ｄ－Ｃ）×（Ｘ－Ｄ）＋Ｖ３ （８０％＜Ｘ＜１００％）
Ｖ＝Ｖ３＝９００Ｖ （１００％≦Ｘ≦４００％）
・・・（６）
【0110】
パッチボソは、孤立パッチパターンなどの低印字画像で発生し、転写電流が白部へ逃げてしまうことで発生する現象である。そのため、式（６）に示すように、トナー部に適切な転写電流を供給するために、逃げ電流分を考慮して、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３との差分（絶対値）に比べて、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差分（絶対値）を大きくしている。電圧Ｖ２と電圧Ｖ３との差分を電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の差分に比べて小さくしているのは、次の理由によるものである。つまり、強抜けは、パッチボソの場合と異なり、白部への逃げ電流は無く、トナー部の全面に電流が供給される状況において発生する現象であり、二次転写電圧の増減がそのままトナー部への電流の増減になるためである。なお、ＡからＢの区間やＣからＤの区間で徐々に二次転写電圧を変更しているのは、トナー量に対して二次転写電圧が不連続に変化してしまうと、その不連続なトナー量において適切な二次転写電圧を印加できない可能性があるためである。
【0111】
このように、本実施例では、制御部２１０は、トナー像に使用されるトナー量が最小の場合の転写電圧と、上記トナー量が最大の場合の転写電圧と、の間に、上記トナー量の変化に対して転写電圧が略一定であるトナー量の区間を有するように制御を行う。本実施例では、上記トナー量の値Ａ（０＜Ａ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間では、上記トナー量の変化に対して転写電圧が略一定である。特に、本実施例では、上記トナー量は、記録材Ｐに転写可能な１色ごとのトナー量の総量に対する記録材Ｐに転写するトナー量の割合であるトナー量Ｘ［％］を示し、トナー量Ｘの値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（０＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間を区間ａ、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間を区間ｂ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間を区間ｃ、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間を区間ｄ、Ｄ≦Ｘの区間を区間ｅ、区間ａでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ１、区間ｃでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ２、区間ｅでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ３としたとき、Ｖａｖｅ１＞Ｖａｖｅ２＞Ｖａｖｅ３を満たす。また、本実施例では、値Ａは３～１０［％］、値Ｂは１５～２５［％］、値Ｃは７５～９０［％］、値Ｄは９５［％］以上である。また、本実施例では、（Ｖａｖｅ１－Ｖａｖｅ２）＞（Ｖａｖｅ２－Ｖａｖｅ３）を満たす。また、本実施例では、区間ａ、区間ｃ及び区間ｅでは、トナー量Ｘの変化に対して転写電圧が略一定である。また、本実施例では、区間ｂ及び区間ｄでは、トナー量Ｘが増加するにつれて転写電圧の絶対値が徐々に小さくなる。なお、上記平均値Ｖａｖｅ１、Ｖａｖｅ２、Ｖａｖｅ３としているのは、後述するように、区間ａ、区間ｃ、区間ｅで転写電圧の絶対値を変化させることも可能であるからである。
【0112】
以上のように、本実施例によれば、高温高湿環境などのパッチボソの抑制と強抜けの抑制との両立が難しい環境において、実施例１と比較してより適切に二次転写電圧を設定してより良好な転写性を得ることが可能となる。また、実施例１と同様に、本実施例では、高温高湿環境以外の環境においても、二次転写電圧の定電流制御により適切な二次転写電圧を供給することができる。したがって、本実施例によれば、画像形成装置１００が使用可能範囲のいかなる環境で使用されようとも、良好な二次転写を行うことが可能である。
【0113】
＜その他の構成＞
本実施例では、トナー量Ｘの閾値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つ設けて、トナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃ、Ｄ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）のそれぞれの区間において電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３で二次転写電圧が略一定になるようにしたが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、トナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａの区間（区間ａ）、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間（区間ｃ）、Ｄ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）の区間（区間ｅ）で、トナー量Ｘの変化に対する二次転写電圧の補正量を変えてもよい。これら区間ａ、区間ｃ及び区間ｅのうち少なくとも一つの区間で、トナー量Ｘの変化に対する二次転写電圧の補正量を変えるようにすることができる。なお、本構成では、電圧Ｖ１の他、トナー量Ｃにおける電圧Ｖ４、トナー量Ｄにおける電圧Ｖ５、トナー量ＸがＣ≦Ｘ≦Ｄの区間の電圧を二次転写電圧の基準値と考えることができる。
本実施例では、トナー量Ｘの閾値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つ設けて、トナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃ、Ｄ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）のそれぞれの区間において電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３で二次転写電圧が略一定になるようにしたが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、トナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａの区間（区間ａ）、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間（区間ｃ）、Ｄ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）の区間（区間ｅ）で、トナー量Ｘの変化に対する二次転写電圧の補正量を変えてもよい。これら区間ａ、区間ｃ及び区間ｅのうち少なくとも一つの区間で、トナー量Ｘの変化に対する二次転写電圧の補正量を変えるようにすることができる。なお、本構成では、電圧Ｖ１の他、トナー量Ｃにおける電圧Ｖ４、トナー量Ｄにおける電圧Ｖ５、トナー量ＸがＣ≦Ｘ≦Ｄの区間の電圧を二次転写電圧の基準値と考えることができる。
【0114】
まず、低印字に関しては、極低印字になるほどパッチボソが発生しやすくなるため、トナー量Ｘが少なくなるにつれて二次転写電圧の絶対値を大きくすることでパッチボソを抑制しやすくなる。しかしながら、トナー量Ｘが少ない（電気抵抗値が低い）と転写電流も多くなり、二次転写電源２１の負荷が重くなる。そのため、本実施例では、二次転写電源２１の負荷も鑑みて、図９に示すようにトナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａの区間では二次転写電圧を電圧Ｖ１で略一定にした。ただし、二次転写電源２１の容量に余裕があれば、トナー量ＸがＡから全面白画像の０％にかけて徐々に二次転写電圧の絶対値を大きくする制御を行ってもよい。
【0115】
また、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間は、孤立パッチパターンやトナーによる被覆面積が大きいパターンなどが混在する可能性があるものの、トナー量が増えるに従いトナーがページ中を被覆する可能性が高くなる。そのため、トナー量ＸがＢからＣにかけて徐々に二次転写電圧の絶対値を小さくする制御を行ってもよい。同様に、Ｄ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）の区間は、トナー量が増えるほどページ全面を被覆するようなベタ画像の存在する可能性がより高くなり、強抜けが発生しやすくなる。そのため、トナー量ＸがＤ≦Ｘ（Ｄ≦Ｘ≦４００）の区間では、トナー量Ｘが増えるにつれて二次転写電圧の絶対値を徐々に小さくしてもよい。
【0116】
なお、図１０における電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６及びトナー量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、上記本実施例の場合と同様に、記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて決定されるようになっていてよい。
【0117】
本実施例では、トナー量Ｘの変化に対して二次転写電圧を変える区間においては線形に二次転写電圧を単調減少させているが、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、曲線状に変化させるなど任意の変化率の補正を行ってもよい。
【0118】
また、実施例１のその他の構成を、上記本実施例、上記本実施例のその他の構成、あるいはこれらの組み合わせに対して適用してもよい。
【0119】
［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、２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、２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、２と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
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、２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、２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、２と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【0120】
本実施例は、実施例２の変形例である。本実施例では、１ページ中のトナー量Ｘの変化に対して二次転写電圧の絶対値を大きくするトナー量Ｘの区間がある。
【0121】
図１１は、本実施例における二次転写電圧の補正量ΔＶの決定方法を説明するためのグラフ図である。図１１において、横軸は１ページ中のトナー量Ｘを示し、縦軸は実際に印加される二次転写電圧Ｖを示す。横軸の１ページ中のトナー量Ｘは、０～４００［％］の値をとり得る。１ページ中のトナー量Ｘが０≦Ｘ≦Ａ［％］の区間（区間ａ）における電圧値をＶ１としている。また、１ページ中のトナー量ＸがＢ≦Ｘ≦Ｃの区間（区間ｃ）における電圧値をＶ２としている。また、トナー量ＸがＤ≦Ｘ≦Ｅの区間（区間ｅ）における電圧値をＶ３としている。また、トナー量ＸがＦ≦Ｘ（Ｆ≦Ｘ≦４００）［％］の区間（区間ｇ）における電圧値をＶ４としている。ここで、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３、Ｖ１＞Ｖ４＞Ｖ３である。本実施例は、このような関係の電圧Ｖ４を設けている点が実施例２と異なる。
【0122】
すなわち、本実施例では、Ｖ＜Ｖ１の関係を維持しつつ、一部のトナー量Ｘの区間では二次転写電圧の絶対値を大きくする。なお、本実施例では、電圧Ｖ１を二次転写電圧の基準値と考えることができる。
【0123】
電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、実施例２で説明したのと同様の目的で設定される。つまり、電圧Ｖ１は、極低印字における孤立パッチパターンのパッチボソを抑制することが目的の設定である。また、電圧Ｖ２は、中程度の印字量における強抜けとパッチボソの両方を抑制することが目的の設定である。また、電圧Ｖ３は、ページ全面が被覆された単色ベタ画像から二次色ベタ画像の強抜けを抑制することが目的の設定である。
【0124】
そして、Ｆ≦Ｘ（Ｆ≦Ｘ≦４００）の区間で印加する電圧Ｖ４は、ページ内が二次色以上の多次色ベタ画像で被覆された場合の転写不良を抑制することが目的の設定である。この転写不良は、被転写トナーの重量に対して転写電流が不足することで発生するため、トナーの重量が増加するほど発生しやすくなる。そのため、多次色などのトナー量が増加した場合は、転写不良を抑制するために、強抜けを抑制するための二次転写電圧Ｖ３よりも二次転写電圧の絶対値を大きくしている。
【0125】
また、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間（区間ｂ）の電圧は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とを線形補間して決定される。また、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間（区間ｄ）の電圧は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３とを線形補間して決定される。また、Ｅ＜Ｘ＜Ｆの区間（区間ｆ）の電圧は、電圧Ｖ３と電圧Ｖ４とを線形補間して決定される。
【0126】
図１１における電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３，Ｖ４及びトナー量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、実施例２の場合と同様に、記録材Ｐの情報及び環境情報に基づいて決定されるようになっていてよい。
【0127】
なお、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの値は、以下の値の範囲が好ましい。Ａ、Ｂ、Ｃは、実施例２と同様に、Ａはパッチボソを抑制するために３～１０％、Ｂは１５～２５％、Ｃは強抜けとパッチボソを抑制するために７５～９０％、Ｄは強抜けを抑制するために９５％～１４０％とすることが好ましいことが判明した。また、転写不良に対応するためのＥ、Ｆは、Ｅが２１０～２４０％、Ｆが２６０％以上（４００％未満）であることが好ましいことが判明した。
【0128】
また、実施例２のその他の構成で説明したのと同様、区間ａ、区間ｃ、区間ｅ、区間ｇにおいて、二次転写電圧の絶対値を変化させることも可能である。区間ｇでは、トナー量Ｘが増えるにつれて二次転写電圧の絶対値を徐々に大きくすることができる。多次色などのトナー量が増加するにつれて二次転写電圧の絶対値を大きくして転写不良を抑制するためである。
【0129】
このように、本実施例では、制御部２１０は、印加部２１により転写部材２０に印加する電圧が略一定となるように転写電圧を定電圧制御する際に、トナー像に使用されるトナー量が第１のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧とし、上記トナー量が第１のトナー量より大きい第２のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さい第２の電圧とし、上記トナー量が第２のトナー量より大きい第３のトナー量の場合に転写電圧を第１の電圧の絶対値よりも絶対値が小さくかつ第２の電圧の絶対値よりも絶対値が大きい第３の電圧とするように制御を行う。より詳細には、本実施例では、上記トナー量は、記録材Ｐに転写可能な１色ごとのトナー量の総量に対する記録材Ｐに転写するトナー量の割合であるトナー量Ｘ［％］を示し、トナー量Ｘの値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（０＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ）によって定義される０≦Ｘ≦Ａの区間を区間ａ、Ａ＜Ｘ＜Ｂの区間を区間ｂ、Ｂ≦Ｘ≦Ｃの区間を区間ｃ、Ｃ＜Ｘ＜Ｄの区間を区間ｄ、Ｄ≦Ｘ≦Ｅの区間を区間ｅ、Ｅ＜Ｘ＜Ｆの区間を区間ｆ、Ｆ≦Ｘの区間を区間ｇ、区間ａでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ１、区間ｃでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ２、区間ｅでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ３、区間ｇでの転写電圧の絶対値の平均値をＶａｖｅ４としたとき、Ｖａｖｅ１＞Ｖａｖｅ２＞Ｖａｖｅ３、及びＶａｖｅ１＞Ｖａｖｅ４＞Ｖａｖｅ３を満たす。また、本実施例では、値Ａは３～１０［％］、値Ｂは１５～２５［％］、値Ｃは７５～９０［％］、値Ｄは９５～１４０［％］、値Ｅは２１０～２４０［％］、値Ｆが２６０「％」以上である。また、本実施例では、区間ａ、区間ｃ、区間ｅ及び区間ｇでは、トナー量Ｘの変化に対して転写電圧が略一定である。また、本実施例では、区間ｂ及び区間ｄでは、トナー量Ｘが増加するにつれて転写電圧の絶対値が徐々に小さくなる。また、本実施例では、区間ｆでは、トナー量Ｘが増加するにつれて転写電圧の絶対値が徐々に大きくなる。なお、上記平均値Ｖａｖｅ１、Ｖａｖｅ２、Ｖａｖｅ３、Ｖａｖｅ４としているのは、上述のように、区間ａ、区間ｃ、区間ｅ、区間ｇで転写電圧の絶対値を変化させることも可能であるからである。
【0130】
以上のように、極低印字の場合はパッチボソを抑制するための電圧Ｖ１を印加する。また、ページ全面を被覆する画像の場合は強抜けを抑制するための電圧Ｖ３を印加する。また、低印字でも高印字でもない２０～１００％程度の印字量では強抜けとパッチボソの両方のバランスを取った電圧Ｖ２を印加する。これにより、各画像不良を抑制することができる。さらに、ページ全面が被覆され、かつ、高さ方向にトナーが多くなった場合の多次色高印字画像の場合の電圧Ｖ４を印加することで、高印字における転写電流不足による転写不良を抑制することができる。このように、印字量に応じて発生し得る画像不良のそれぞれに合わせた適切な電圧値を選択して画像不良を抑制できる。
【0131】
なお、本実施例では、トナー量Ｘの変化に対して二次転写電圧を増加させる区間においては線形に二次転写電圧を単調増加させているが、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、曲線状に変化させるなど任意の変化率の補正を行ってもよい。
【0132】
また、実施例１のその他の構成を、上記本実施例の構成に対して適用してもよい。
【0133】
［実施例４］
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において、実施例１、２、３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、２、３と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
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において、実施例１、２、３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、２、３と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【0134】
本実施例の画像形成装置は、一次転写電源を持たない構成の画像形成装置である。一次転写電源を持たない構成として、一次転写部材がグラウンドに接続されている後述するドラム電圧構成が一例として考えられる。本実施例では、一次転写部材がグラウンドに接続されているドラム電圧構成、ドラム電圧構成において用いられる中間転写ベルト、及びドラム電圧構成に本発明を適用した場合の作用効果について説明する。
【0135】
まず、ドラム電圧構成について説明する。一次転写部材がグラウンドに接続されているドラム電圧構成の画像形成装置とは、図１２に示すような高圧電源構成を有する画像形成装置のことである。図１２は、本実施例の画像形成装置１００における一次転写部Ｎ１周りの各部の高圧電源の接続状態や接地状態を示す模式図である。本実施例では、一次転写部材としての一次転写ローラ１４は、グラウンド（０Ｖ）に接続（電気的に接地）されている。また、本実施例では、画像形成時に、感光ドラム１の芯金（図示せず）には、高圧電源２００からドラム電圧（基準電圧）としての－３００Ｖの電圧が印加される。感光ドラム１の表面には、ドラム電圧の絶対値よりも絶対値が大きい画像形成電位Ｖｌ（－４００Ｖ）が形成される。そして、一次転写ローラ１４の電位（０Ｖ）と、感光ドラム１の表面の画像形成電位Ｖｌ（－４００Ｖ）と、の差分（一次転写コントラスト）によって、感光ドラム１の画像部（画像形成電位Ｖｌの部分）上のトナーが中間転写ベルト１０上に一次転写される。
【0136】
次に、ドラム電圧構成において用いられる中間転写ベルト１０について説明する。本実施例のように一次転写電源を持たない構成では、一次転写コントラストを大きくすることが難しい。一次転写コントラストを大きくするためにはドラム電圧の絶対値を大きくする必要があり、装置の大型化や装置のコストアップを招く場合がある。そのため、小さな一次転写コントラストでも十分な一次転写電流を流すために、中間転写ベルト１０の電気抵抗値が低いことが好ましい。
【0137】
図１３は、本実施例における中間転写ベルト１０の断面構成を示す模式図である。本実施例では、中間転写ベルト１０として、周長７００ｍｍ、厚さ６５μｍの無端状のベルトを用いた。また、図１３に示すように、本実施例では、中間転写ベルト１０は、厚さ６４μｍの基層１０ｅと、厚さ１μｍの内面層１０ｆと、の２層からなる。基層１０ｅ側（外周面側）が感光ドラム１に当接し、内面層１０ｆ側（内周面側）が一次転写ローラ１４と接触する。本実施例では、基層１０ｅの材料には、導電剤としてイオン導電剤を混合したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用いた。また、本実施例では、内面層１０ｆの材料には、導電剤として電子導電剤であるカーボンを混合したポリエステル樹脂を用いた。内面層１０ｆは、基層１０ｅの内側に形成され、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３に接触する。なお、本実施例では、基層１０ｅの材料としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用いたが、他の材料を用いることも可能である。基層１０ｅの材料としては、例えば、ポリエステル、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）などの材料及びこれらの混合樹脂を使用することができる。また、本実施例では、内面層１０ｆの材料としてポリエステル樹脂を用いたが、他の材料を用いることも可能であり、例えばアクリル樹脂などを用いてもよい。
【0138】
本実施例では、中間転写ベルト１０の基層１０ｅの電気抵抗に比べて内面層１０ｆの電気抵抗を低くしている。本実施例では、中間転写ベルト１０体積抵抗率は、１×１０１０Ω・ｃｍである。また、本実施例では、中間転写ベルト１０の内面の表面抵抗率は、１．０×１０６Ω／□である。本実施例では、中間転写ベルト１０の電気特性の測定環境は、室内温度２３℃、室内湿度５０％である。本実施例では、基層１０ｅと内面層１０ｆとの間での、電気抵抗及び厚みの関係から、実際に中間転写ベルト１０について測定される体積抵抗率は、基層１０ｅの電気抵抗値が反映されている。一方、本実施例では、実際に中間転写ベルト１０について測定される内面の表面抵抗率は、内面層１０ｆの電気抵抗値が反映されている。
【0139】
なお、体積抵抗率は、測定器としての三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ－ＵＰ（ＭＣＰ－ＨＴ４５０）において、リングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ－ＨＴＰ１２）を使用して測定した。また、表面抵抗率は、体積抵抗率の測定の場合と同じ測定器において、リングプローブのタイプＵＲ１００（型式ＭＣＰ－ＨＴＰ１６）を使用して測定した。体積抵抗率の測定は、中間転写ベルト１０の表面側（基層１０ｅ側）からプローブを当て、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０秒の条件で行った。また、表面抵抗率の測定は、中間転写ベルト１０の内面側（内面層１０ｆ側）からプローブを当て、印加電圧１０Ｖ、測定時間１０秒の条件で行った。本実施例では、中間転写ベルト１０の体積抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上、１×１０１０Ω・ｃｍ以下の範囲が好ましく、中間転写ベルト１０の内面の表面抵抗率は、４．０×１０６Ω／□以下（典型的には１．０×１０５Ω／□以上）が好ましい。
【0140】
上述のような電気抵抗域の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト１０の周方向に電流を流せる程度に電気抵抗が低いため、一次転写コントラストが小さくても十分に一次転写電流を流すことができる。そのため、本実施例のように一次転写電源を持たないドラム電圧構成においては、上述のような電気抵抗値を有する低抵抗の中間転写ベルト１０を用いることが好ましい。
【0141】
次に、ドラム電圧構成に本発明を適用した場合の作用効果について説明する。高温高湿環境下では、本実施例のように中間転写ベルト１０の電気抵抗値が低いほど、トナー部（パッチ部）ではなく、白地部へと二次転写電流が流れやすくなる。例えば、前述した図６（ａ）、（ｃ）に示すような画像をプリントする場合、二次転写部Ｎ２に関して図１４に示すような等価回路を考えることができる。図１４中の各記号はそれぞれ次のものを表す。
・Ｒｒ：二次転写ローラ２０の電気抵抗値
・Ｒｐ：記録材Ｐの電気抵抗値
・Ｒｔ：孤立パッチパターンのトナーの電気抵抗値
・Ｒｉ：中間転写ベルト１０の電気抵抗値
・Ｉ１：白地部を通る電流
・Ｉ２：トナー部（パッチ部）を通る電流
・Ｒｒ：二次転写ローラ２０の電気抵抗値
・Ｒｐ：記録材Ｐの電気抵抗値
・Ｒｔ：孤立パッチパターンのトナーの電気抵抗値
・Ｒｉ：中間転写ベルト１０の電気抵抗値
・Ｉ１：白地部を通る電流
・Ｉ２：トナー部（パッチ部）を通る電流
【0142】
Ｉ１とＩ２との比率は、下記式（７）の通りになる。
Ｉ１／Ｉ２
＝（Ｒｉ＋Ｒｔ＋Ｒｐ）／（Ｒｉ＋Ｒｐ）
＝１＋Ｒｔ／（Ｒｉ＋Ｒｐ） ・・・式（７）
Ｉ１／Ｉ２
＝（Ｒｉ＋Ｒｔ＋Ｒｐ）／（Ｒｉ＋Ｒｐ）
＝１＋Ｒｔ／（Ｒｉ＋Ｒｐ） ・・・式（７）
【0143】
式（７）の通り、Ｒｉが小さくなるほど、Ｉ２に比べてＩ１の比率が大きくなる。すなわち、中間転写ベルト１０の電気抵抗値Ｒｉが小さいほど二次転写電流がトナー部（パッチ部）ではなく白地部へと流れやすい。そのため、上述のような低抵抗の中間転写ベルト１０を用いた構成では、トナー量が少ない画像においてパッチボソが発生しやすくなる場合がある。
【0144】
そこで、本実施例では、上述のような低抵抗の中間転写ベルト１０を用いた構成において本発明を適用する。これにより、上述の実施例と同様に、パッチボソが発生するようなトナー量が少ない画像に対しては、トナー量が少ないほど二次転写電圧の絶対値を大きくする制御を適用することができる。その結果、低抵抗の中間転写ベルト１０を用いた構成であっても、パッチボソのような画像不良を抑制することが可能になる。また、上述の実施例で説明したように、強抜けを抑制することもできる。これにより、本実施例のような、一次転写電源を持たない、シンプルな構成が実現できる。なお、本実施例における二次転写電圧の制御方法としては、実施例１、２、３のいずれの方法を適用してもよい。
【0145】
このように、本実施例では、像担持体１０は、別の像担持体１から一次転写されたトナー像を転写部Ｎ２で記録材Ｐに二次転写するために搬送する無端状のベルトで構成されており、該ベルトは、周方向に電流を流すことが可能である。また、本実施例では、該ベルトの体積抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上、１×１０１０Ω・ｃｍ以下である。
【0146】
以上説明した通り、本実施例によれば、低抵抗の中間転写ベルト１０を使用した場合であっても、トナー量が少ないほど二次転写電圧の絶対値を大きくする制御を適用することで、パッチボソ、強い抜けを抑制することができる。したがって、本実施例によれば、一次転写電源を持たないシンプルな構成を実現しつつ、パッチボソ、強抜けを抑制することができる。
【0147】
［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。
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。
【0148】
例えば、上述の実施例では、画像形成装置は複数の画像形成部を有するカラー画像形成装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置は画像形成部を一つのみ有するモノクロ画像形成装置であってもよい。この場合、本発明は、像担持体としての感光体などから記録材に直接トナー像を転写する転写部に関して適用すればよい。
【符号の説明】
【0149】
１ 感光ドラム（感光体）
３ 露光装置
１０ 中間転写ベルト
２０ 二次転写ローラ
２１ 二次転写電源
１００ 画像形成装置
Ｐ 記録材
３ 露光装置
１０ 中間転写ベルト
２０ 二次転写ローラ
２１ 二次転写電源
１００ 画像形成装置
Ｐ 記録材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】