画像形成装置
【課題】転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、転写不良の発生を抑制する。
【解決手段】非画像領域Ｄ１が一次転写位置を通過する間に、電流を供給しないときの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１電流値Ｉ１を供給したときの第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２電流値Ｉ２を供給したときの第２検出電圧値Ｖｔｒ２、第３電流値Ｉ３を供給したときの第３検出電圧値Ｖｔｒ３を取得する。第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３と、第１検出電圧値Ｖｔｒ１〜第３検出電圧値Ｖｔｒ３から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を引いて得られた第１電圧値〜第３電圧値とを用いてＳＮ比、傾き量を求め、環境条件に基づいて求まる基本転写電流値と、環境条件、ＳＮ比、傾き量に基づいて求まる補正値とを乗算し、画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する際に供給する転写電流値Ｉｔｒを決定する。
【解決手段】非画像領域Ｄ１が一次転写位置を通過する間に、電流を供給しないときの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１電流値Ｉ１を供給したときの第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２電流値Ｉ２を供給したときの第２検出電圧値Ｖｔｒ２、第３電流値Ｉ３を供給したときの第３検出電圧値Ｖｔｒ３を取得する。第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３と、第１検出電圧値Ｖｔｒ１〜第３検出電圧値Ｖｔｒ３から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を引いて得られた第１電圧値〜第３電圧値とを用いてＳＮ比、傾き量を求め、環境条件に基づいて求まる基本転写電流値と、環境条件、ＳＮ比、傾き量に基づいて求まる補正値とを乗算し、画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する際に供給する転写電流値Ｉｔｒを決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電された感光体を露光した後にトナーで現像することで形成されたトナー像を、中間転写体あるいは用紙等の被転写体に転写する画像形成装置が知られている。ここで、転写においては、被転写体を感光体と転写部材とで挟み、感光体と転写部材との間に転写バイアスを印加することで、感光体上のトナー像を被転写体に転移させる接触転写方式が広く用いられている。
【０００３】
公報記載の従来技術として、トナー像の形成を行っていない非画像形成時に、感光体ドラムを帯電した状態で感光体と転写ロールとの間に定電流を供給し、このときに両者間に発生する電圧の大きさに応じて、画像形成時に供給する転写電流の大きさを決定する技術が存在する（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４１４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、転写不良の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、画像を保持する像保持体と、前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像が転写される被転写体と、前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置される接触部材と、前記接触部材に前記像保持体から前記被転写体に前記画像を転写するための転写電流を供給する転写電源と、前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記転写電源によって前記接触部材にそれぞれ電流値が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）段階の電流が供給されたときにＮ段階の電流値のそれぞれに対応して前記電圧検出部で検出されたＮ個の検出電圧値を取得し、当該Ｎ段階の電流値と当該Ｎ個の検出電圧値とに基づいて、前記像保持体に保持された前記画像を前記被転写体に転写するための転写電流値を設定する設定部とを含む画像形成装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記像保持体を帯電する帯電部と、帯電された当該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像をトナーで現像して画像とする現像部とをさらに備え、前記設定部は、前記帯電部によって帯電され且つ前記露光部による露光および前記現像部による現像が行われない前記像保持体上の非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間に前記Ｎ段階の電流値の供給および前記Ｎ個の検出電圧値の取得を行い、当該帯電部によって帯電され且つ当該露光部による露光および当該現像部による現像が行われる当該像保持体上の画像領域が当該接触部材との対向部に到達するまでに前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３記載の発明は、前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間であって前記転写電源によって前記接触部材に電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出された基準検出電圧値をさらに取得し、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られたＮ個の電圧値とに基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置である。
請求項４記載の発明は、前記設定部は、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の電圧値との線形性に基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、前記接触部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置である。
【０００８】
請求項６記載の発明は、画像を保持する像保持体と、前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された画像が転写される被転写体と、前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像を当該被転写体に転写するための転写電流が供給される転写部材と、前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記転写部材に供給される電流値の変化と当該電流値の変化に応じて前記電圧検出部で検出される電圧値の変化との相関関係に基づいて、前記転写電流の大きさを決定する決定部とを含む画像形成装置である。
【０００９】
請求項７記載の発明は、前記決定部は、前記転写部材に第１電流値が供給されたときに前記電圧検出部で検出される第１検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値とは大きさが異なる第２電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第２検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値および当該第２電流値とは大きさが異なる第３電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第３検出電圧値とを取得し、当該第１電流値、当該第２電流値、当該第３電流値、当該第１検出電圧値、当該第２検出電圧値および当該第３検出電圧値に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置である。
請求項８記載の発明は、前記決定部は、前記転写部材に転写電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出される基準検出電圧値をさらに取得し、前記第１電流値、前記第２電流値および前記第３電流値と、前記第１検出電圧値、前記第２検出電圧値および前記第３検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られた第１電圧値、第２電圧値および第３電圧値とに基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９記載の発明は、前記決定部は、前記第１電流値、前記第２電流値、前記第３電流値、前記第１電圧値、前記第２電圧値および前記第３電圧値を用いて、電流−電圧特性における傾きと当該傾きに対するＳＮ比とを計算し、得られた当該傾きおよび当該ＳＮ比に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置である。
請求項１０記載の発明は、環境条件を検知する環境検知部をさらに含み、前記決定部は、前記環境検知部による検知結果に基づいて前記転写電流の基本転写電流値を決定し、前記環境検知部による検知結果、前記傾きおよび前記ＳＮ比に基づいて決められた補正値にて当該基本転写電流値を補正することで当該転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置である。
請求項１１記載の発明は、前記転写部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、本構成を有していない場合と比較して転写不良の発生を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、実際の画像形成動作により近い条件で転写電流値を設定することが可能になる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流値の設定における像保持体の帯電電位の影響を低減することができる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、設定される転写電流値のずれをより小さくすることができる。
請求項５記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流を供給した際に接触部材に発生する電圧の時間依存性をより少なくすることができる。
請求項６記載の発明によれば、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、本構成を有していない場合と比較して転写不良の発生を抑制することができる。
請求項７記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より少ない電流−電圧特性の測定数で転写不良の発生を抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流の大きさの設定における被転写体の電位の影響を低減することができる。
請求項９記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より簡易な手順で転写電流の大きさを決定することができる。
請求項１０記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、決定される転写電流の大きさのずれをより小さくすることができる。
請求項１１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流を供給した際に転写部材に発生する電圧の時間依存性をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】実施の形態１の画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
【図３】一次転写ロールに印加した入力電圧値とそのときに一次転写ロールに流れる出力電流値との関係を示す図である。
【図４】転写制御部の機能ブロック図である。
【図５】基準値記憶部、基本転写電流値記憶部、補正値記憶部のそれぞれに記憶されるデータの内容を説明するための図である。
【図６】一次転写電流値の設定プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図７】一次転写電流値の設定プロセスを説明するためのフローチャート（つづき）である。
【図８】実施の形態１の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】ＳＮ比および傾き量の計算手順を示すフローチャートである。
【図１０】状態が異なる２つの一次転写ロールにおける一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を示す図である。
【図１１】実施の形態２の画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
【図１２】実施の形態２の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成を示している。この画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１、矢印Ｂ方向に回転し感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を順次一次転写して保持させる中間転写ベルト２０を備えている。また、この画像形成装置は、中間転写ベルト２０上に転写された重ねトナー像を用紙Ｐに一括して二次転写させる二次転写装置３０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０をさらに備えている。
【００１３】
感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１の回転方向Ａに沿って、感光体ドラム１１を帯電する帯電部の一例としての帯電装置１２と、帯電された感光体ドラム１１に露光して静電潜像を書き込む露光部の一例としての露光装置１３と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像部の一例としての現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを回転可能に取り付けた回転式現像装置１４と、感光体ドラム１１上に保持されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール１５と、転写後の感光体ドラム１１上の残留物を除去するドラムクリーナ１６とが設けられている。なお、本実施の形態では、負極性に帯電するトナーが使用されている。
【００１４】
また、被転写体の一例としての中間転写ベルト２０は、中間転写ベルト２０を回転駆動する駆動ロール２１、中間転写ベルト２０の位置決めや平坦な一次転写面の形成に用いられるアイドルロール２２、中間転写ベルト２０の搬送方向に略直交する方向の蛇行を規制する補正ロール２３、および後述する二次転写装置３０を構成するバックアップロール２４に掛け渡されている。中間転写ベルト２０は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたものからなり、その体積抵抗率が１０6〜１０15Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．０６〜０.１ｍｍとなるように設定される。
【００１５】
二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。ここで、バックアップロール２４は、その体積抵抗率が１０3〜１０10Ω・ｃｍの範囲内に設定されている。また、二次転写ロール３１は、例えば、表面にカーボンを分散した発泡ウレタンゴム、ロール表面にフッ素コートを施したものを使用し、その体積抵抗率は１０3〜１０10Ω・ｃｍの範囲内に設定される。
【００１６】
そして、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、転写後の中間転写ベルト２０上の残留物を除去するベルトクリーナ２５が配設されている。なお、二次転写ロール３１及びベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２０と接離自在に配設されており、複数色からなるトナー像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写ロール３１、ベルトクリーナ２５を通過するまで、これらは中間転写ベルト２０から離間している。
【００１７】
また、用紙搬送系は、用紙Ｐを収容する用紙トレイ４０、この用紙トレイ４０に集積された用紙Ｐを予め決められたタイミングで取り出して送り出すピックアップロール４１、ピックアップロール４１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール４２を備えている。また、搬送ロール４２の下流側には、タイミングを合わせて二次転写装置３０に用紙Ｐを送り込むレジストレーションロール（レジロール）４３が配設されている。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成動作について説明する。画像形成動作の開始が指示されると、まず、感光体ドラム１１および中間転写ベルト２０が回転を開始する。そして、帯電装置１２により感光体ドラム１１が負の電位に帯電され、次いで露光装置１３により画像に対応した静電潜像が書き込まれ、対応する現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのいずれかによって、この静電潜像が負極性に帯電したトナーで反転現像される。例えば、この感光体ドラム１１上に書き込まれた静電潜像がイエローに対応したものであれば、この静電潜像はイエロー現像器１４Ｙで現像され、感光体ドラム１１上にはイエローのトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置において、感光体ドラム１１と一次転写ロール１５との間に形成される一次転写電界の作用で、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーはドラムクリーナ１６によって除去される。
【００１９】
ここで、単色画像を形成する際には、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像を直ちに用紙Ｐに二次転写するが、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上でのトナー像の形成並びに感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。例えば、４色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１１上には順次イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が形成され、これら各色のトナー像は順次中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、中間転写ベルト２０は、一次転写されたトナー像を保持したまま感光体ドラム１１と同期して回転し、中間転写ベルト２０上にはその一回転毎にマゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が転写され、重ねられる。
【００２０】
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは、図示しないレジロール４３にて予め決められたタイミングで二次転写位置へと供給され、中間転写ベルト２０（バックアップロール２４）に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。すると、二次転写位置では、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置５０へと搬送されて用紙Ｐ上のトナー像が定着され、外部に排出される。一方、二次転写位置を通過した中間転写ベルト２０上に残留したトナーはベルトクリーナ２５によって除去される。
【００２１】
次に、図１に示す画像形成装置における一次転写バイアスの設定手法について詳細に説明する。図２は、図１に示す画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
像保持体の一例としての感光体ドラム１１は、例えば円筒状のアルミニウムで構成される基材１１ａと、この基材１１ａの外周面に形成される有機系の感光層１１ｂとを有している。また、帯電装置１２は、感光体ドラム１１に対して回転可能に圧接配置され、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転する帯電ロール１２ａと、この帯電ロール１２ａに予め定められた大きさの帯電バイアス(本実施の形態では負極性)を印加する帯電電源１２ｂとを備えている。
【００２２】
接触部材あるいは転写部材の一例としての一次転写ロール１５は、例えばステンレス製の導電性芯材の外周にゴム製の導電性発泡弾性体を被覆して構成されている。そして、一次転写ロール１５では、この導電性発泡弾性体に、イオン伝導性を有する物質(例えばＮＢＲゴム（ニトリルゴム）)を混入させることで、抵抗調整を行っている。ここで、一次転写ロール１５については、初期状態における体積抵抗率が１０５〜１０９Ω・ｃｍの範囲内に設定され、硬度（アスカＣ硬度）が３０°〜５０°の範囲内にあるものを用いることが好ましい。なお、一次転写ロール１５に対し、イオン伝導性を有する物質に加えて、電子伝導性を有する物質(例えばカーボンブラック)等を混入させて抵抗調整を行うようにしてもかまわない。
【００２３】
一次転写ロール１５には、出力電流値を調整可能な転写電源の一例としての電流源６１が接続されており、その一方で感光体ドラム１１の基材１１ａは接地されている。電流源６１は、定電流制御を行うことにより一次転写ロール１５に正極性の一次転写バイアス(一次転写電流)を供給する。そして、電流源６１から一次転写ロール１５、中間転写ベルト２０および感光体ドラム１１を通して一次転写電流が流れることにより、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に転写電界を形成し、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写する。また、電流源６１と感光体ドラム１１との間には、電流源６１と感光体ドラム１１との間に発生する電圧値を測定する電圧検出部の一例としての電圧計６２が接続されている。そして、本実施の形態では、この電圧計６２による電圧測定結果に基づいて、上述した画像形成動作において電流源６１より供給する一次転写電流値を設定する転写制御部７０が設けられている。
【００２４】
本実施の形態のように中間転写ベルト２０（中間転写体）を用いた画像形成装置では、中間転写ベルト２０の環境条件による抵抗値の変動や面内での抵抗値のばらつきが少ないことにより、回転中の中間転写ベルト２０の抵抗値の変動が抑制されやすくなっている。また、感光層１１ｂの帯電電位が制御されているために、感光体ドラム１１の抵抗値の変動も抑制されやすくなっている。さらに、イオン伝導性物質を混入させて構成した一次転写ロール１５は、電子伝導性物質を混入させて構成した場合と比較して、周方向の抵抗値のばらつきや通電ドリフトと呼ばれる出力電圧の時間依存性が抑制されやすくなっており、また、ロット間の抵抗値の差も少ない。このように、本実施の形態では、感光体ドラム１１、中間転写ベルト２０および一次転写ロール１５を含む一次転写部の抵抗値が安定しやすいことから、一次転写バイアスを定電流制御にて供給している。
【００２５】
ただし、イオン伝導性物質を混入させて構成した一次転写ロール１５は、電子伝導性物質を混入させて構成したものと比較して、環境条件の変動に対する抵抗値の変化量が大きく、また、経時的な抵抗値の変化量も大きい。ここで、前者はイオン伝導性物質の特性に起因するものであり、後者は経時的に一次転写ロール１５からイオン伝導性物質が抜けていくことにより、一次転写ロール１５が徐々に高抵抗化していくことに起因するものである。
【００２６】
また、イオン伝導性物質を混入させた構成した一次転写ロール１５では、使用時間の増加とともに抵抗値が増大していくだけではなく、一次転写ロール１５に対する入力電流と出力電圧との関係が、使用時間の増加とともに一次関数的な関係すなわち線形性を有する状態から徐々にずれていき、非線形性を有する状態へと移行していく。
【００２７】
ここで、図３は、一次転写ロール１５に印加した入力電圧値とそのときに一次転写ロール１５に流れる出力電流値との関係を示す図である。ここで、図３（ａ）は画像形成装置に取り付けられた新品の一次転写ロール１５における入力電圧値と出力電流値との関係を示しており、図３（ｂ）は画像形成装置において画像形成動作に１００時間使用してから予め決められた時間だけ放置した後に再び取り付けられた一次転写ロール１５における入力電圧値と出力電流値との関係を示している。なお、サンプルＳ１は画像形成動作を開始する前の測定結果を、サンプルＳ２は画像形成動作を１時間連続して行った後（一次転写ロール１５に１時間連続して通電を行った後：以下も同様）の測定結果を、サンプル３は画像形成動作を２時間連続して行った後の測定結果を、サンプルＳ４は画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果を、サンプルＳ５は画像形成動作後に長期間放置した後の測定結果を、それぞれ示している。また、図３（ａ）、（ｂ）に示すサンプルＳ１〜Ｓ５は、すべて同じ環境条件下で測定を行っている。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、新品の一次転写ロール１５においては、サンプルＳ１〜Ｓ５のそれぞれにおいて入力電圧値と出力電流値とが一次関数的な挙動を示しており、しかも、サンプルＳ１〜Ｓ５のそれぞれの傾きも大きくは変わっていない。
これに対し、図３（ｂ）に示すように、長期間使用した一次転写ロール１５においては、画像形成動作を開始する前のサンプルＳ１では入力電圧値と出力電流値とが一次関数的な挙動を示すものの、画像形成動作を実行した後のサンプルＳ２〜Ｓ４では、それぞれ、入力電圧値が低い領域と入力電圧値が高い領域とで入力電圧値に対する出力電流値の傾きに変化が生じ、且つ、画像形成動作の実行時間が長くなるほど両者の傾きの違いが大きくなっていくことがわかる。具体的に説明すると、画像形成動作に伴う一次転写バイアスの供給時間すなわち一次転写ロール１５への通電時間が長くなるほど、一次転写ロール１５の抵抗値が上昇していき、且つ、入力電圧値と出力電流値との関係が、徐々に線形から非線形な状態へと移行していく。また、画像形成動作後にさらに長期間放置したサンプルＳ５においても、このような特性の改善はみられない。
【００２９】
したがって、新品の一次転写ロール１５と長期間使用した一次転写ロール１５とに同じ大きさの一次転写電流値を供給したとしても、一次転写ロール１５に発生する電圧値は異なる大きさとなってしまう。また、長期間使用した一次転写ロール１５にあっては、同じ一次転写電流値を供給したとしても、それまでの通電時間に応じて、一次転写ロール１５に発生する電圧値が異なる大きさになってしまう。その結果、一次転写ロール１５に同じ大きさの一次転写電流値を供給しても、一次転写部において感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に発生する一次転写電界の大きさに違いが生じてしまうことになる。
【００３０】
ここで、例えば一次転写ロール１５の電流−電圧特性が線形性の関係を有しているものとして一次転写電流値の設定を行った場合を想定する。このとき、一次転写ロール１５の実際の電流−電圧特性が非線形性の関係を有しており、一次転写ロール１５の実際の抵抗値が想定していた抵抗値よりも高くなっていた場合には、一次転写部における転写電界が小さくなりすぎることに伴い、転写不足による転写不良が発生してしまう。一方、一次転写ロール１５の実際の電流−電圧特性が非線形性の関係を有しており、一次転写ロール１５の実際の抵抗値が想定していた抵抗値よりも低くなっていた場合には、一次転写部における転写電界が大きくなりすぎることに伴い、放電による転写不良が発生してしまう。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、画像形成動作の実行中に一次転写部における電流−電圧特性を測定するとともに、測定された電流−電圧特性から得られた傾き量すなわち一次転写部の抵抗値の平均値と、測定した電流−電圧特性の線形性からのずれ（非線形性）とに基づいて、一次転写部に供給する一次転写電流値の設定を行っている。
【００３２】
図４は、上述した転写制御部７０の機能ブロック図を示している。
転写制御部７０は、電流源６１より出力する一次転写電流値を設定する決定部の一例としての設定部７１を備えている。この設定部７１には、画像形成装置の内部に設けられた温度センサ８１からの温度検出結果および湿度センサ８２からの湿度検出結果が入力されるようになっている。なお、本実施の形態では、これら温度センサ８１および湿度センサ８２が、環境検知部の一例として機能している。さらに、設定部７１には、ユーザからの指示の受け付けおよびユーザに対する情報の提示等を行うためのユーザインタフェース（ＵＩ）６３が接続されている。
また、転写制御部７０は、設定部７１による一次転写電流値の設定において異常発生の判断に使用される基準値を記憶する基準値記憶部７２と、設定部７１による一次転写電流値の設定に使用される基本転写電流値を記憶する基本転写電流値記憶部７３と、設定部７１による一次転写電流値の設定において基本転写電流値の補正に用いられる補正値を記憶する補正値記憶部７４とをさらに備えている。
【００３３】
図５は、図４に示す基準値記憶部７２、基本転写電流値記憶部７３、補正値記憶部７４のそれぞれに記憶されるデータの内容を説明するための図である。ここで、図５（ａ）は基準値記憶部７２の記憶内容を、図５（ｂ）は基本転写電流値記憶部７３の記憶内容を、図５（ｃ）は補正値記憶部７４の記憶内容を、それぞれ示している。
【００３４】
基準値記憶部７２は、図５（ａ）に示すように、基準値として、画像形成装置に一次転写ロール１５が取り付けられた後の最初の画像形成動作において取得される第１基準値η１と、画像形成動作が行われる毎に取得される第２基準値η２とを記憶している。なお、第１基準値η１については、次に一次転写ロール１５が交換されるまでの間同じ値が記憶されることとなるが、第２基準値η２については、画像形成動作が行われるたび新たな値が記憶されることになる。ここで、第１基準値η１および第２基準値η２は、品質工学で用いられるＳＮ比（出力における有効成分（シグナル：Ｓ）とノイズ成分（ノイズ：Ｎ）との比：Ｎ／Ｓ）に対応するものであり、本実施の形態においては一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３５】
また、基本転写電流値記憶部７３は、図５（ｂ）に示すように、温度と湿度との組み合わせによって決められた環境条件ａ、ｂ、ｃ、…と各環境条件に対応する基本転写電流値Ｉ０（より具体的には、環境条件ａのときにＩ０＝Ｉａ、環境条件ｂのときにＩ０＝Ｉｂ、環境条件ｃのときにＩ０＝Ｉｃ、…）とを対応付けて記憶している。ここで、基本電流値Ｉ０は、一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３６】
さらに、補正値記憶部７４は、図５（ｃ）に示すように、上述した環境条件毎に、画像形成動作の実行に伴って取得されたＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの組み合わせに応じて決められた補正値Ｋを記憶している。より具体的に説明すると、補正値記憶部７４は、上述した環境条件ａ、ｂ、ｃ、…、において、ＳＮ比ηの値ηａ、ηｂ、ηｃ、…および傾き量Ｓの値Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、…のそれぞれの組み合わせについて補正値Ｋ（例えば環境条件ａにおいて、ＳＮ比がηａで傾き量ＳがＳａの場合に補正値Ｋ＝Ｋａａ）をテーブル化して記憶している。ここでいう傾き量Ｓは、品質工学で用いられる感度に対応するものであり、ＳＮ比ηとともに一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３７】
次に、図６および図７に示すフローチャートを参照しながら、一次転写部における一次転写電流値Ｉｔｒの設定プロセスについて説明する。なお、本実施の形態では、一次転写電流値Ｉｔｒの設定が、画像形成動作の実行中において感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する前に毎回行われる。したがって、例えば黒のトナー像のみを中間転写ベルト２０に一次転写するモノクロモードでは、用紙Ｐ１枚分の画像に対し１回だけ一次転写電流値Ｉｔｒの設定動作が行われるが、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のトナー像を順次一次転写するフルカラーモードでは、用紙１枚分の画像に対し、色毎に合計４回一次転写電流値Ｉｔｒの設定動作が行われることになる。
【００３８】
画像形成動作が開始されるのに伴い、回転する感光体ドラム１１に対し帯電装置１２による帯電動作が開始される（ステップ１０１）。また、画像形成動作の開始に伴い、転写制御部７０の設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを０に設定させる（ステップ１０２）。
そして、帯電装置１２による感光体ドラム１１の帯電領域が、感光体ドラム１１および中間転写ベルト２０が接する一次転写位置を通過した状態で、設定部７１は、電圧計６２から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を取得する（ステップ１０３）。次に、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１（Ｉ１≠０）に設定させ（ステップ１０４）、第１電流値Ｉ１が供給された状態で、電圧計６２から第１検出電圧値Ｖｔｒ１を取得する（ステップ１０５）。続いて、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１とは異なる大きさの第２電流値Ｉ２（Ｉ２≠０、Ｉ２≠Ｉ１）に設定させ（ステップ１０６）、第２電流値Ｉ２が供給された状態で、電圧計６２から第２検出電圧値Ｖｔｒ２を取得する（ステップ１０７）。さらに、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２とは異なる大きさの第３電流値Ｉ３（Ｉ３≠０、Ｉ３≠Ｉ１、Ｉ３≠Ｉ２）に設定させ（ステップ１０８）、第３電流値Ｉ３が供給された状態で、電圧計６２から第３検出電圧値Ｖｔｒ３を取得する（ステップ１０９）。なお、ステップ１０２からステップ１０９は、帯電は行われているが露光および現像は行われないことで、トナー像が形成され得ない感光体ドラム１１上の領域（非画像領域と呼ぶ：後述する図８参照）が一次転写位置を通過する間に行われる。また、このようにして得られる基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３には、それぞれ、感光体ドラム１１の帯電電位の影響分が含まれている。
【００３９】
次に、設定部７１は、第１検出電圧値Ｖｔｒ１から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第１電圧値Ｖ１と、第２検出電圧値Ｖｔｒ２から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第２電圧値Ｖ２と、第３検出電圧値Ｖｔｒ３から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第３電圧値Ｖ３とを求める（ステップ１１０）。ここで、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３は、それぞれ、感光体ドラム１１の帯電電位の影響が除去された値になる。そして、上述した第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３を用いて、ＳＮ比ηおよび傾き量Ｓを計算し取得する（ステップ１１１）。なお、ＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの具体的な計算手法については後述する。
【００４０】
次いで、設定部７１は、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第１基準値η１との差が、予め決められた第１許容値Δη１より小さいか否かを判断する（ステップ１１２）。
ステップ１１２において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１より小さいと判断した場合、設定部７１は、続いて、今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第２基準値η２との差が、予め決められた第２許容値Δη２より小さいか否かを判断する（ステップ１１３）。
ステップ１１３において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値Δη２よりも小さいと判断した場合、設定部７１は、温度センサ８１による温度検知結果および湿度センサ８２による湿度検知結果を含む環境情報を取得する（ステップ１１４）。
【００４１】
そして、設定部７１は、ステップ１１４で取得した環境情報に基づき、基本転写電流値記憶部７３より、この環境情報に対応付けられた値を取り出して基本転写電流値Ｉ０を決定する（ステップ１１５）。続いて、設定部７１は、ステップ１１１で得た今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓと、ステップ１１４で取得した環境情報とに基づき、補正値記憶部７４より、環境情報と今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓとに対応付けられた値を取り出して補正値Ｋを決定する（ステップ１１６）。その後、設定部７１は、ステップ１１５で決定した基本転写電流値Ｉ０とステップ１１６で決定した補正値Ｋとを乗算することで、トナー像の一次転写に用いる一次転写電流値Ｉｔｒの計算を行う（ステップ１１７）。続いて、設定部７１は、ステップ１１７で求められた一次転写電流値Ｉｔｒを電流源６１に設定させ（ステップ１１８）、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写動作を実行させる（ステップ１１９）。なお、ステップ１１９は、帯電、露光および現像によってトナー像が形成され得る感光体ドラム１１上の領域（画像領域と呼ぶ：後述する図８参照）が一次転写位置を通過する間に行われる。
【００４２】
そして、設定部７１は、基準値記憶部７２に記憶される第２基準値η２の値を、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηに更新して記憶させる処理を行う（ステップ１２０）。なお、一次転写ロール１５を交換した後に初めて行われる画像形成動作であった場合、設定部７１は、基準値記憶部７２に記憶される第１基準値η１の値を、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηに更新して記憶させる処理も行う。その後、設定部７１は、続いて一次転写を行うべき画像があるか否かすなわち次画像があるか否かを判断し（ステップ１２１）、次画像があると判断した場合にはステップ１０２に戻って処理を続ける。一方、ステップ１２１において次画像がないと判断した場合には一連の処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１１２において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１以上であると判断した場合、設定部７１は、画像形成装置の本体制御部（図示せず）に信号を出力して画像形成動作（より具体的には露光および現像によるトナー像の形成動作）を一時停止させ（ステップ１２２）、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの再取得を実行させる（ステップ１２３）。なお、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓは、上述したステップ１０１〜ステップ１１１を行わせることで再取得される。
【００４４】
次いで、設定部７１は、ステップ１２３で再取得された今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第１基準値η１との差が、予め決められた第１許容値Δη１より小さいか否かを再び判断する（ステップ１２４）。そして、ステップ１２４において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１より小さいと判断した場合、設定部７１は、本体制御部に画像形成動作を再開させるための信号を出力するとともに、ステップ１１３に戻って処理を続行する。
【００４５】
他方、ステップ１１３において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値η２以上であると判断した場合、設定部７１は、画像形成装置の本体制御部（図示せず）に信号を出力して画像形成動作（より具体的には露光および現像によるトナー像の形成動作）を一時停止させ（ステップ１２５）、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの再取得を実行させる（ステップ１２６）。なお、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓは、上述したステップ１０１〜ステップ１１１を行わせることで再取得される。
【００４６】
次いで、設定部７１は、ステップ１２６で再取得された今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第２基準値η２との差が、予め決められた第２許容値Δη２より小さいか否かを再び判断する（ステップ１２７）。そして、ステップ１２７において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値Δη２より小さいと判断した場合、設定部７１は、本体制御部に画像形成動作を再開させるための信号を出力するとともに、ステップ１１４に戻って処理を続行する。
【００４７】
これに対し、上記ステップ１２４において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１以上であると再び判断した場合、および、上記ステップ１２７において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値η２以上であると再び判断した場合、設定部７１は、ＵＩ６３に信号を出力して、ＵＩ６３に一次転写ロール１５に異常が発生したことを表示させ（ステップ１２８）、一連の処理を終了する。
【００４８】
図８は、本実施の形態の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的に説明すると、図８は、中間転写ベルト２０上での非画像領域Ｄ１および画像領域Ｄ２と、帯電装置１２による感光体ドラム１１の帯電動作と、電流源６１によって供給される一次転写電流値と、電圧計６２によって測定される一次転写電圧の測定値との関係を示している。ここで、非画像領域Ｄ１は、帯電装置１２によって帯電は行われるが露光装置１３による露光および現像装置１４による現像が行われない感光体ドラム１１上の領域と一次転写位置で対向する中間転写ベルト２０上の領域をいう。また、画像領域Ｄ２は、帯電装置１２による帯電、露光装置１３による露光および現像装置１４による現像が行われることで、トナー像が形成され得る感光体ドラム１１上の領域と一次転写位置で対向する中間転写ベルト２０上の領域をいう。なお、図８は、用紙Ｐ４枚分のモノクロ画像を中間転写ベルト２０に一次転写する場合を例示している。
【００４９】
本実施の形態では、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、１枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ１と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５０】
また、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ２枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、２枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ２と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５１】
さらに、２枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ３枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、３枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ３と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５２】
さらにまた、３枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ４枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、４枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ４と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５３】
なお、本実施の形態では、第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３がＮ段階（この例ではＮ＝３）の電流値に対応しており、第１検出電圧値Ｖｔｒ１〜第３検出電圧値Ｖｔｒ３がＮ個（この例ではＮ＝３）の検出電圧値に対応している。また、本実施の形態では、第１電圧値Ｖ１〜第３電圧値Ｖ３がＮ個（この例ではＮ＝３）の電圧値に対応している。
【００５４】
上述した、各画像領域Ｄ２に対応するステップ１０２〜１１８の処理は、各画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側に隣接する非画像領域Ｄ１が一次転写位置を通過する非画像領域通過期間Ｔ１内で完了する。また、ステップ１１９の処理すなわち一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３、Ｉｔｒ４の供給は、それぞれに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する画像領域通過期間Ｔ２にわたって行われる。
【００５５】
なお、図８においては、説明を簡略化するため、各非画像領域通過期間Ｔ１にて測定される基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３がそれぞれ同じ大きさであり、その結果、各画像領域通過期間Ｔ２において一次転写部に供給される一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３およびＩｔｒ４が同じ大きさに設定される場合を例とした。ただし、実際には、基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３が非画像領域Ｄ１毎に異なっていたり、あるいは、経時的に変化したりすることにより、一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３およびＩｔｒ４がそれぞれ異なる値に設定されることがある。これは、図３（ｂ）に示したような一次転写ロール１５の抵抗値の変動による影響に起因するものである。
【００５６】
では続いて、画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する際に供給される一次転写電流値Ｉｔｒを設定するために用いられる、図６のステップ１１１に示すＳＮ比および傾き量Ｓの計算手順について説明を行う。
図９は、上述したステップ１１１におけるＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの計算手順を示すフローチャートである。なお、図９に示す処理は、転写制御部７０に設けられた設定部７１で実行される。また、図９では、計算手順を一般化するために、測定段階数をＮ（Ｎは３以上の整数）として示しているが、本実施の形態では、上述したように第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３を用いて第１電圧値Ｖ１〜第３電圧値Ｖ３を得ていることから、Ｎ＝３として計算が行われる。
【００５７】
この処理では、まず、３つの出力値である第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２、…、第Ｎ電圧値ＶＮのそれぞれを２乗して得られた値の総和である全２乗和ＳＴを求める（ステップ２０１）。また、各入力値である第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、…、第Ｎ電流値ＩＮのそれぞれを２乗して得られた値の総和である有効除数ｒを求める（ステップ２０２）。
【００５８】
次に、第１電圧値Ｖ１と第１電流値Ｉ１との積、第２電圧値Ｖ２と第２電流値Ｉ２との積、…、第Ｎ電圧値ＶＮと第Ｎ電流値ＩＮとの積を総和して２乗した値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除することで、１次式の係数の変動Ｓβを求める（ステップ２０３）。続いて、ステップ２０１で得られた全２乗和ＳＴからステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβを差し引くことで、誤差変動Ｓｅを求める（ステップ２０４）。そして、ステップ２０４で得られた誤差変動Ｓｅを、測定段階数Ｎから１を減じたＮ−１で除することで、誤差分散Ｖｅを得る（ステップ２０５）。
【００５９】
引き続いて、ステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβからステップ２０５で得られた誤差分散Ｖｅを差し引いて得られた値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除し、その除算結果をさらに誤差分散Ｖｅにて除した結果の常用対数をとることでＳＮ比ηを得る（ステップ２０６）。また、ステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβからステップ２０５で得られた誤差分散Ｖｅを差し引いて得られた値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除した結果の常用対数をとることで傾き量Ｓを得て（ステップ２０７）、処理を完了する。ここで、傾き量Ｓは、一次転写電流値を横軸に、一次転写電圧値を縦軸にそれぞれとった直交座標系において、原点（一次転写電流値Ｉｔｒ＝０、一次転写電圧値Ｖ＝０）を通る一次関数の傾き（Ｖ＝Ｓ×Ｉｔｒ）に対応している。
【００６０】
図１０は、状態が異なる２つの一次転写ロール１５における一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を示す図である。また図１０は、各一次転写ロール１５を用いた場合に得られるＳＮ比ηと傾き量Ｓとの関係も示している。図１０において、白抜きされた正方形「◇」は新品の一次転写ロール１５を用いて画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果（図３（ａ）のサンプルＳ４参照）であり、黒く塗りつぶされた正方形「◆」は画像形成動作に使用した後に長時間放置された一次転写ロール１５を用いて画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果（図３（ｂ）のサンプルＳ４参照）である。なお、ここでは、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３を、それぞれ、１０μＡ、２０μＡ、３０μＡとした。また、図１０における縦軸は、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ１、第３検出電圧値Ｖｔｒ３から、それぞれ基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いて得られた第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２、第３電圧値Ｖ３に対応している。
【００６１】
なお、この例では、新品の一次転写ロール１５を用いた場合と長期使用品の一次転写ロール１５を用いた場合とで、計算によって得られた傾き量Ｓが同じ値になったものと仮定する。このとき、新品の一次転写ロール１５では、傾き量Ｓの直線上に各一次転写電流値における一次転写電圧値が近づいた状態でプロットされる。これに対し、長期使用品の一次転写ロール１５では、新品の一次転写ロール１５の場合と比較して、傾き量Ｓの直線から各一次転写電流値における一次転写電圧値が遠ざかった状態でプロットされる。例えば図１０においては、一次転写電流値が少ない領域（Ｉｔｒ＝Ｉｔｒ１＝１０μＡの領域）では、傾き量Ｓの直線と比較して一次転写電流値に対して発生する一次転写電圧値が大きくなり（一次転写ロール１５の抵抗値が大きくなったことを意味する）、一次転写電流値が多い領域（Ｉｔｒ＝Ｉｔｒ３＝３０μＡ）では、傾き量Ｓの直線と比較して一次転写電流値に対して発生する一次転写電圧値が小さくなる（一次転写ロール１５の抵抗値が小さくなったことを意味する）。すなわち、新品の一次転写ロール１５を用いた場合に比べて、長期使用品の一次転写ロール１５を用いた場合においては、一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を一次関数で表現した直線からのずれが大きくなることから、結果としてＳＮ比ηが低下することになる。
このように、本実施の形態では、品質工学の手法を用いて、一次転写ロール１５における一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を、抵抗値に対応する傾き量Ｓと抵抗値の電流依存性すなわち非線形性に対応するＳＮ比ηとを用いて把握している。
【００６２】
本実施の形態では、図６および図７を用いて説明したように、画像形成動作中の一次転写で用いる一次転写電流値Ｉｔｒを、基本転写電流値Ｉ０と補正値Ｋとの積で求めている。ここで、基本転写電流値Ｉ０は、温度センサ８１および湿度センサ８２によって測定された環境条件に基づいて決められるものであり、例えば低温低湿度環境下の場合よりも高温高湿度環境下の場合の方がより大きな値をとる。これは、一次転写ロール１５の抵抗値が、低温低湿度環境下よりも高温高湿度環境下において低下するためである。また、補正値Ｋは、環境条件毎に、上述したＳＮ比ηと傾き量Ｓとの関係に基づいて決められるものである。これは、ＳＮ比ηが同じであっても傾き量Ｓが異なっている場合および傾き量Ｓが同じであってもＳＮ比ηが異なっている場合において、それぞれ、一次転写ロール１５の抵抗値が異なった値を取り、しかも、その度合いが環境条件によって変わるためである。
【００６３】
また、本実施の形態では、図６および図７を用いて説明したように、画像形成装置に一次転写ロール１５が取り付けられた後の最初の画像形成動作において取得されたＳＮ比である第１基準値η１と今回の画像形成動作中に取得された今回のＳＮ比ηとの差が第１許容値Δη１以上となった場合、および、前回の画像形成動作において取得されたＳＮ比である第２基準値η２と今回の画像形成動作中に取得された今回のＳＮ比ηとの差が第２許容値Δη２以上となった場合に、ユーザに警告を提示するようにした。今回取得されたＳＮ比ηが第１基準値η１あるいは第２基準値η２から大きくずれているような場合には、ＳＮ比ηに大きな変動が生じたことすなわち一次転写ロール１５に何らかの不具合が生じていることが予想され、その後の画像形成動作において転写不良等が生ずる懸念があるためである。そこで、一次転写電流値Ｉｔｒの設定プロセスにおいてＳＮ比ηに基づく判断を行うことで、画像形成動作実行中の一次転写ロール１５の状態を監視している。
【００６４】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、１つの感光体ドラム１１に回転式現像装置１４を用いてイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の画像を順次形成し、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０上で重ね合わせる所謂４サイクル型の画像形成装置を例に説明を行った。これに対し、本実施の形態は、画像形成装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様であるものの、中間転写ベルト２０に対し４つの感光体ドラム１１を並べて配置した所謂タンデム型の画像形成装置に適用した場合について説明を行う。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１１は、本実施の形態が適用される画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２０の移動方向Ｂの上流側から順に、イエローの画像を形成するイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタの画像を形成するマゼンタ感光体ドラム１１Ｍ、シアンの画像を形成するシアン感光体ドラム１１Ｃおよび黒の画像を形成する黒感光体ドラム１１Ｋが並べて配置されている。なお、これらは、実施の形態１で説明した感光体ドラム１１と同じ構成を有している。また、イエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍ、シアン感光体ドラム１１Ｃおよび黒感光体ドラム１１Ｋには、それぞれ、中間転写ベルト２０を挟んでイエロー一次転写ロール１５Ｙ、マゼンタ一次転写ロール１５Ｍ、シアン一次転写ロール１５Ｃおよび黒一次転写ロール１５Ｋが対向し且つ接触して配置されている。ここで、各一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃおよび１５Ｋは、実施の形態１と同様に、例えばステンレス製の導電性芯材の外周にＮＢＲゴム等のイオン伝導性物質を含有するゴム製の導電性発泡弾性体を被覆して構成される。なお、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、実施の形態１と同様、それぞれに帯電装置、露光装置、現像装置、ドラムクリーナ等が設けられるが、図１１には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対応して設けられた帯電装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋを示している。
【００６６】
また、イエロー一次転写ロール１５Ｙにはイエロー電流源６１Ｙが、マゼンタ一次転写ロール１５Ｍにはマゼンタ電流源６１Ｍが、シアン一次転写ロール１５Ｃにはシアン電流源６１Ｃが、黒一次転写ロール１５Ｋには黒電流源６１Ｋが、それぞれ接続されている。なお、これらは、それぞれの出力電流値を調整する機能を有している。さらに、イエロー電流源６１Ｙとイエロー感光体ドラム１１Ｙとの間にはイエロー電圧計６２Ｙが、マゼンタ電流源６１Ｍとマゼンタ感光体ドラム１１Ｍとの間にはマゼンタ電圧計６２Ｍが、シアン電流源６１Ｃとシアン感光体ドラム１１Ｃとの間にはシアン電圧計６２Ｃが、黒電流源６１Ｋと黒感光体ドラム１１Ｋとの間には黒電圧計６２Ｋが、それぞれ接続されている。なお、これらは、それぞれにおける一次転写電圧値を測定する機能を有している。そして、各色用の電流源６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ、および、各色用の電圧計６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、転写制御部７０に接続されている。
【００６７】
図１２は、本実施の形態の画像形成動作における一次転写電流値および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的に説明すると、図１２は、中間転写ベルト２０での非画像領域Ｄ１および画像領域Ｄ２と、各帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの帯電動作と、各電流源６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋによって供給される一次転写電流値と、各電圧計６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋによって測定される一次転写電圧値との関係を示している。なお、図１２は、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像および黒画像を含む用紙Ｐ１枚分のフルカラー画像を中間転写ベルト２０（図１１参照）に一次転写する場合を例示している。
【００６８】
ここで、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色の一次転写部における動作自体は、実施の形態１で説明したものと同じである。すなわち、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、それぞれ、基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、１枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、それぞれこの画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する各一次転写電流値Ｉｔｒ（図中にはＩｔｒ１（Ｙ）、Ｉｔｒ１（Ｍ）、Ｉｔｒ１（Ｃ）、Ｉｔｒ１（Ｋ）と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１９参照）。
【００６９】
ただし、本実施の形態では、１つの中間転写ベルト２０に対し４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを並べて対向配置し、中間転写ベルト２０が一回転する間に中間転写ベルト２０にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順にトナー像を順次一次転写して重ねる構成を採用している。このため、イエロー画像の一次転写においてはイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位が影響する一方、マゼンタ画像の一次転写においてはマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになる。また、シアン画像の一次転写においてはシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになり、黒画像の一次転写においては黒感光体ドラム１１Ｋの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍおよびシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの帯電領域が、中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１を順次通過していくように各色の帯電バイアスを供給するように制御を行った。これに伴い、イエローの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域上の非画像領域Ｄ１と対向した中間転写ベルト２０がイエローの一次転写位置を通過している間に、イエローの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。また、マゼンタの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域且つマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１がマゼンタの一次転写位置を通過している間に、マゼンタの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。さらに、シアンの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域且つシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１がシアンの一次転写位置を通過している間に、シアンの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。そして、黒の一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域、シアン感光体ドラム１１Ｃの帯電領域且つ黒感光体ドラム１１Ｋの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１が黒の一次転写位置を通過している間に、黒の基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒの測定が行われる。
【００７１】
このため、イエローの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｙ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位の影響はより少なくなる。また、マゼンタの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｍ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位およびイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位の影響はより少なくなる。さらに、シアンの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｃ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、シアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位およびマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位の影響はより少なくなる。さらにまた、黒の一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｋ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、黒感光体ドラム１１Ｋの帯電電位、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位およびシアン感光体ドラム１１Ｃおよびの帯電電位の影響はより少なくなる。このため、各色の一次転写電流値を決定する際のずれが抑制されることになる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２０の移動方向Ｂの上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像形成ユニットを配置するようにしていたが、配置順については変更してかまわない。
【００７３】
また、実施の形態１、２では、品質工学の手法を用いて、一次転写部の抵抗値（傾き量Ｓ）および抵抗値の非線形性（ＳＮ比η）を決定するようにしていたが、上述した第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３の関係に基づいて、入力電流値と出力電圧値との関係を表すｍ次（ｍは２以上の整数）の近似式を作成し、得られた近似式に基づいて一次転写電流値Ｉｔｒを決定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１１…感光体ドラム、１１ａ…基材、１２…帯電装置、１３…露光装置、１４…回転式現像装置、１５…一次転写ロール、２０…中間転写ベルト、３０…二次転写装置、６１…電流源、６２…電圧計、６３…ＵＩ、７０…転写制御部、７１…設定部、７２…基準値記憶部、７３…基本転写電流値記憶部、７４…補正値記憶部、８１…温度センサ、８２…湿度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電された感光体を露光した後にトナーで現像することで形成されたトナー像を、中間転写体あるいは用紙等の被転写体に転写する画像形成装置が知られている。ここで、転写においては、被転写体を感光体と転写部材とで挟み、感光体と転写部材との間に転写バイアスを印加することで、感光体上のトナー像を被転写体に転移させる接触転写方式が広く用いられている。
【０００３】
公報記載の従来技術として、トナー像の形成を行っていない非画像形成時に、感光体ドラムを帯電した状態で感光体と転写ロールとの間に定電流を供給し、このときに両者間に発生する電圧の大きさに応じて、画像形成時に供給する転写電流の大きさを決定する技術が存在する（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４１４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、転写不良の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、画像を保持する像保持体と、前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像が転写される被転写体と、前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置される接触部材と、前記接触部材に前記像保持体から前記被転写体に前記画像を転写するための転写電流を供給する転写電源と、前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記転写電源によって前記接触部材にそれぞれ電流値が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）段階の電流が供給されたときにＮ段階の電流値のそれぞれに対応して前記電圧検出部で検出されたＮ個の検出電圧値を取得し、当該Ｎ段階の電流値と当該Ｎ個の検出電圧値とに基づいて、前記像保持体に保持された前記画像を前記被転写体に転写するための転写電流値を設定する設定部とを含む画像形成装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記像保持体を帯電する帯電部と、帯電された当該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像をトナーで現像して画像とする現像部とをさらに備え、前記設定部は、前記帯電部によって帯電され且つ前記露光部による露光および前記現像部による現像が行われない前記像保持体上の非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間に前記Ｎ段階の電流値の供給および前記Ｎ個の検出電圧値の取得を行い、当該帯電部によって帯電され且つ当該露光部による露光および当該現像部による現像が行われる当該像保持体上の画像領域が当該接触部材との対向部に到達するまでに前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３記載の発明は、前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間であって前記転写電源によって前記接触部材に電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出された基準検出電圧値をさらに取得し、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られたＮ個の電圧値とに基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置である。
請求項４記載の発明は、前記設定部は、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の電圧値との線形性に基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、前記接触部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置である。
【０００８】
請求項６記載の発明は、画像を保持する像保持体と、前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された画像が転写される被転写体と、前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像を当該被転写体に転写するための転写電流が供給される転写部材と、前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、前記転写部材に供給される電流値の変化と当該電流値の変化に応じて前記電圧検出部で検出される電圧値の変化との相関関係に基づいて、前記転写電流の大きさを決定する決定部とを含む画像形成装置である。
【０００９】
請求項７記載の発明は、前記決定部は、前記転写部材に第１電流値が供給されたときに前記電圧検出部で検出される第１検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値とは大きさが異なる第２電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第２検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値および当該第２電流値とは大きさが異なる第３電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第３検出電圧値とを取得し、当該第１電流値、当該第２電流値、当該第３電流値、当該第１検出電圧値、当該第２検出電圧値および当該第３検出電圧値に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置である。
請求項８記載の発明は、前記決定部は、前記転写部材に転写電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出される基準検出電圧値をさらに取得し、前記第１電流値、前記第２電流値および前記第３電流値と、前記第１検出電圧値、前記第２検出電圧値および前記第３検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られた第１電圧値、第２電圧値および第３電圧値とに基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９記載の発明は、前記決定部は、前記第１電流値、前記第２電流値、前記第３電流値、前記第１電圧値、前記第２電圧値および前記第３電圧値を用いて、電流−電圧特性における傾きと当該傾きに対するＳＮ比とを計算し、得られた当該傾きおよび当該ＳＮ比に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置である。
請求項１０記載の発明は、環境条件を検知する環境検知部をさらに含み、前記決定部は、前記環境検知部による検知結果に基づいて前記転写電流の基本転写電流値を決定し、前記環境検知部による検知結果、前記傾きおよび前記ＳＮ比に基づいて決められた補正値にて当該基本転写電流値を補正することで当該転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置である。
請求項１１記載の発明は、前記転写部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、本構成を有していない場合と比較して転写不良の発生を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、実際の画像形成動作により近い条件で転写電流値を設定することが可能になる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流値の設定における像保持体の帯電電位の影響を低減することができる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、設定される転写電流値のずれをより小さくすることができる。
請求項５記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流を供給した際に接触部材に発生する電圧の時間依存性をより少なくすることができる。
請求項６記載の発明によれば、転写における電流−電圧特性が非線形な挙動を示す場合であっても、本構成を有していない場合と比較して転写不良の発生を抑制することができる。
請求項７記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より少ない電流−電圧特性の測定数で転写不良の発生を抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流の大きさの設定における被転写体の電位の影響を低減することができる。
請求項９記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より簡易な手順で転写電流の大きさを決定することができる。
請求項１０記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、決定される転写電流の大きさのずれをより小さくすることができる。
請求項１１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写電流を供給した際に転写部材に発生する電圧の時間依存性をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】実施の形態１の画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
【図３】一次転写ロールに印加した入力電圧値とそのときに一次転写ロールに流れる出力電流値との関係を示す図である。
【図４】転写制御部の機能ブロック図である。
【図５】基準値記憶部、基本転写電流値記憶部、補正値記憶部のそれぞれに記憶されるデータの内容を説明するための図である。
【図６】一次転写電流値の設定プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図７】一次転写電流値の設定プロセスを説明するためのフローチャート（つづき）である。
【図８】実施の形態１の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】ＳＮ比および傾き量の計算手順を示すフローチャートである。
【図１０】状態が異なる２つの一次転写ロールにおける一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を示す図である。
【図１１】実施の形態２の画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
【図１２】実施の形態２の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成を示している。この画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１、矢印Ｂ方向に回転し感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を順次一次転写して保持させる中間転写ベルト２０を備えている。また、この画像形成装置は、中間転写ベルト２０上に転写された重ねトナー像を用紙Ｐに一括して二次転写させる二次転写装置３０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０をさらに備えている。
【００１３】
感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１の回転方向Ａに沿って、感光体ドラム１１を帯電する帯電部の一例としての帯電装置１２と、帯電された感光体ドラム１１に露光して静電潜像を書き込む露光部の一例としての露光装置１３と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像部の一例としての現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを回転可能に取り付けた回転式現像装置１４と、感光体ドラム１１上に保持されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール１５と、転写後の感光体ドラム１１上の残留物を除去するドラムクリーナ１６とが設けられている。なお、本実施の形態では、負極性に帯電するトナーが使用されている。
【００１４】
また、被転写体の一例としての中間転写ベルト２０は、中間転写ベルト２０を回転駆動する駆動ロール２１、中間転写ベルト２０の位置決めや平坦な一次転写面の形成に用いられるアイドルロール２２、中間転写ベルト２０の搬送方向に略直交する方向の蛇行を規制する補正ロール２３、および後述する二次転写装置３０を構成するバックアップロール２４に掛け渡されている。中間転写ベルト２０は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたものからなり、その体積抵抗率が１０6〜１０15Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．０６〜０.１ｍｍとなるように設定される。
【００１５】
二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。ここで、バックアップロール２４は、その体積抵抗率が１０3〜１０10Ω・ｃｍの範囲内に設定されている。また、二次転写ロール３１は、例えば、表面にカーボンを分散した発泡ウレタンゴム、ロール表面にフッ素コートを施したものを使用し、その体積抵抗率は１０3〜１０10Ω・ｃｍの範囲内に設定される。
【００１６】
そして、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、転写後の中間転写ベルト２０上の残留物を除去するベルトクリーナ２５が配設されている。なお、二次転写ロール３１及びベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２０と接離自在に配設されており、複数色からなるトナー像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写ロール３１、ベルトクリーナ２５を通過するまで、これらは中間転写ベルト２０から離間している。
【００１７】
また、用紙搬送系は、用紙Ｐを収容する用紙トレイ４０、この用紙トレイ４０に集積された用紙Ｐを予め決められたタイミングで取り出して送り出すピックアップロール４１、ピックアップロール４１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール４２を備えている。また、搬送ロール４２の下流側には、タイミングを合わせて二次転写装置３０に用紙Ｐを送り込むレジストレーションロール（レジロール）４３が配設されている。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成動作について説明する。画像形成動作の開始が指示されると、まず、感光体ドラム１１および中間転写ベルト２０が回転を開始する。そして、帯電装置１２により感光体ドラム１１が負の電位に帯電され、次いで露光装置１３により画像に対応した静電潜像が書き込まれ、対応する現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのいずれかによって、この静電潜像が負極性に帯電したトナーで反転現像される。例えば、この感光体ドラム１１上に書き込まれた静電潜像がイエローに対応したものであれば、この静電潜像はイエロー現像器１４Ｙで現像され、感光体ドラム１１上にはイエローのトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置において、感光体ドラム１１と一次転写ロール１５との間に形成される一次転写電界の作用で、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーはドラムクリーナ１６によって除去される。
【００１９】
ここで、単色画像を形成する際には、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像を直ちに用紙Ｐに二次転写するが、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上でのトナー像の形成並びに感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。例えば、４色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１１上には順次イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が形成され、これら各色のトナー像は順次中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、中間転写ベルト２０は、一次転写されたトナー像を保持したまま感光体ドラム１１と同期して回転し、中間転写ベルト２０上にはその一回転毎にマゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が転写され、重ねられる。
【００２０】
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは、図示しないレジロール４３にて予め決められたタイミングで二次転写位置へと供給され、中間転写ベルト２０（バックアップロール２４）に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。すると、二次転写位置では、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置５０へと搬送されて用紙Ｐ上のトナー像が定着され、外部に排出される。一方、二次転写位置を通過した中間転写ベルト２０上に残留したトナーはベルトクリーナ２５によって除去される。
【００２１】
次に、図１に示す画像形成装置における一次転写バイアスの設定手法について詳細に説明する。図２は、図１に示す画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。
像保持体の一例としての感光体ドラム１１は、例えば円筒状のアルミニウムで構成される基材１１ａと、この基材１１ａの外周面に形成される有機系の感光層１１ｂとを有している。また、帯電装置１２は、感光体ドラム１１に対して回転可能に圧接配置され、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転する帯電ロール１２ａと、この帯電ロール１２ａに予め定められた大きさの帯電バイアス(本実施の形態では負極性)を印加する帯電電源１２ｂとを備えている。
【００２２】
接触部材あるいは転写部材の一例としての一次転写ロール１５は、例えばステンレス製の導電性芯材の外周にゴム製の導電性発泡弾性体を被覆して構成されている。そして、一次転写ロール１５では、この導電性発泡弾性体に、イオン伝導性を有する物質(例えばＮＢＲゴム（ニトリルゴム）)を混入させることで、抵抗調整を行っている。ここで、一次転写ロール１５については、初期状態における体積抵抗率が１０５〜１０９Ω・ｃｍの範囲内に設定され、硬度（アスカＣ硬度）が３０°〜５０°の範囲内にあるものを用いることが好ましい。なお、一次転写ロール１５に対し、イオン伝導性を有する物質に加えて、電子伝導性を有する物質(例えばカーボンブラック)等を混入させて抵抗調整を行うようにしてもかまわない。
【００２３】
一次転写ロール１５には、出力電流値を調整可能な転写電源の一例としての電流源６１が接続されており、その一方で感光体ドラム１１の基材１１ａは接地されている。電流源６１は、定電流制御を行うことにより一次転写ロール１５に正極性の一次転写バイアス(一次転写電流)を供給する。そして、電流源６１から一次転写ロール１５、中間転写ベルト２０および感光体ドラム１１を通して一次転写電流が流れることにより、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に転写電界を形成し、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写する。また、電流源６１と感光体ドラム１１との間には、電流源６１と感光体ドラム１１との間に発生する電圧値を測定する電圧検出部の一例としての電圧計６２が接続されている。そして、本実施の形態では、この電圧計６２による電圧測定結果に基づいて、上述した画像形成動作において電流源６１より供給する一次転写電流値を設定する転写制御部７０が設けられている。
【００２４】
本実施の形態のように中間転写ベルト２０（中間転写体）を用いた画像形成装置では、中間転写ベルト２０の環境条件による抵抗値の変動や面内での抵抗値のばらつきが少ないことにより、回転中の中間転写ベルト２０の抵抗値の変動が抑制されやすくなっている。また、感光層１１ｂの帯電電位が制御されているために、感光体ドラム１１の抵抗値の変動も抑制されやすくなっている。さらに、イオン伝導性物質を混入させて構成した一次転写ロール１５は、電子伝導性物質を混入させて構成した場合と比較して、周方向の抵抗値のばらつきや通電ドリフトと呼ばれる出力電圧の時間依存性が抑制されやすくなっており、また、ロット間の抵抗値の差も少ない。このように、本実施の形態では、感光体ドラム１１、中間転写ベルト２０および一次転写ロール１５を含む一次転写部の抵抗値が安定しやすいことから、一次転写バイアスを定電流制御にて供給している。
【００２５】
ただし、イオン伝導性物質を混入させて構成した一次転写ロール１５は、電子伝導性物質を混入させて構成したものと比較して、環境条件の変動に対する抵抗値の変化量が大きく、また、経時的な抵抗値の変化量も大きい。ここで、前者はイオン伝導性物質の特性に起因するものであり、後者は経時的に一次転写ロール１５からイオン伝導性物質が抜けていくことにより、一次転写ロール１５が徐々に高抵抗化していくことに起因するものである。
【００２６】
また、イオン伝導性物質を混入させた構成した一次転写ロール１５では、使用時間の増加とともに抵抗値が増大していくだけではなく、一次転写ロール１５に対する入力電流と出力電圧との関係が、使用時間の増加とともに一次関数的な関係すなわち線形性を有する状態から徐々にずれていき、非線形性を有する状態へと移行していく。
【００２７】
ここで、図３は、一次転写ロール１５に印加した入力電圧値とそのときに一次転写ロール１５に流れる出力電流値との関係を示す図である。ここで、図３（ａ）は画像形成装置に取り付けられた新品の一次転写ロール１５における入力電圧値と出力電流値との関係を示しており、図３（ｂ）は画像形成装置において画像形成動作に１００時間使用してから予め決められた時間だけ放置した後に再び取り付けられた一次転写ロール１５における入力電圧値と出力電流値との関係を示している。なお、サンプルＳ１は画像形成動作を開始する前の測定結果を、サンプルＳ２は画像形成動作を１時間連続して行った後（一次転写ロール１５に１時間連続して通電を行った後：以下も同様）の測定結果を、サンプル３は画像形成動作を２時間連続して行った後の測定結果を、サンプルＳ４は画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果を、サンプルＳ５は画像形成動作後に長期間放置した後の測定結果を、それぞれ示している。また、図３（ａ）、（ｂ）に示すサンプルＳ１〜Ｓ５は、すべて同じ環境条件下で測定を行っている。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、新品の一次転写ロール１５においては、サンプルＳ１〜Ｓ５のそれぞれにおいて入力電圧値と出力電流値とが一次関数的な挙動を示しており、しかも、サンプルＳ１〜Ｓ５のそれぞれの傾きも大きくは変わっていない。
これに対し、図３（ｂ）に示すように、長期間使用した一次転写ロール１５においては、画像形成動作を開始する前のサンプルＳ１では入力電圧値と出力電流値とが一次関数的な挙動を示すものの、画像形成動作を実行した後のサンプルＳ２〜Ｓ４では、それぞれ、入力電圧値が低い領域と入力電圧値が高い領域とで入力電圧値に対する出力電流値の傾きに変化が生じ、且つ、画像形成動作の実行時間が長くなるほど両者の傾きの違いが大きくなっていくことがわかる。具体的に説明すると、画像形成動作に伴う一次転写バイアスの供給時間すなわち一次転写ロール１５への通電時間が長くなるほど、一次転写ロール１５の抵抗値が上昇していき、且つ、入力電圧値と出力電流値との関係が、徐々に線形から非線形な状態へと移行していく。また、画像形成動作後にさらに長期間放置したサンプルＳ５においても、このような特性の改善はみられない。
【００２９】
したがって、新品の一次転写ロール１５と長期間使用した一次転写ロール１５とに同じ大きさの一次転写電流値を供給したとしても、一次転写ロール１５に発生する電圧値は異なる大きさとなってしまう。また、長期間使用した一次転写ロール１５にあっては、同じ一次転写電流値を供給したとしても、それまでの通電時間に応じて、一次転写ロール１５に発生する電圧値が異なる大きさになってしまう。その結果、一次転写ロール１５に同じ大きさの一次転写電流値を供給しても、一次転写部において感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に発生する一次転写電界の大きさに違いが生じてしまうことになる。
【００３０】
ここで、例えば一次転写ロール１５の電流−電圧特性が線形性の関係を有しているものとして一次転写電流値の設定を行った場合を想定する。このとき、一次転写ロール１５の実際の電流−電圧特性が非線形性の関係を有しており、一次転写ロール１５の実際の抵抗値が想定していた抵抗値よりも高くなっていた場合には、一次転写部における転写電界が小さくなりすぎることに伴い、転写不足による転写不良が発生してしまう。一方、一次転写ロール１５の実際の電流−電圧特性が非線形性の関係を有しており、一次転写ロール１５の実際の抵抗値が想定していた抵抗値よりも低くなっていた場合には、一次転写部における転写電界が大きくなりすぎることに伴い、放電による転写不良が発生してしまう。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、画像形成動作の実行中に一次転写部における電流−電圧特性を測定するとともに、測定された電流−電圧特性から得られた傾き量すなわち一次転写部の抵抗値の平均値と、測定した電流−電圧特性の線形性からのずれ（非線形性）とに基づいて、一次転写部に供給する一次転写電流値の設定を行っている。
【００３２】
図４は、上述した転写制御部７０の機能ブロック図を示している。
転写制御部７０は、電流源６１より出力する一次転写電流値を設定する決定部の一例としての設定部７１を備えている。この設定部７１には、画像形成装置の内部に設けられた温度センサ８１からの温度検出結果および湿度センサ８２からの湿度検出結果が入力されるようになっている。なお、本実施の形態では、これら温度センサ８１および湿度センサ８２が、環境検知部の一例として機能している。さらに、設定部７１には、ユーザからの指示の受け付けおよびユーザに対する情報の提示等を行うためのユーザインタフェース（ＵＩ）６３が接続されている。
また、転写制御部７０は、設定部７１による一次転写電流値の設定において異常発生の判断に使用される基準値を記憶する基準値記憶部７２と、設定部７１による一次転写電流値の設定に使用される基本転写電流値を記憶する基本転写電流値記憶部７３と、設定部７１による一次転写電流値の設定において基本転写電流値の補正に用いられる補正値を記憶する補正値記憶部７４とをさらに備えている。
【００３３】
図５は、図４に示す基準値記憶部７２、基本転写電流値記憶部７３、補正値記憶部７４のそれぞれに記憶されるデータの内容を説明するための図である。ここで、図５（ａ）は基準値記憶部７２の記憶内容を、図５（ｂ）は基本転写電流値記憶部７３の記憶内容を、図５（ｃ）は補正値記憶部７４の記憶内容を、それぞれ示している。
【００３４】
基準値記憶部７２は、図５（ａ）に示すように、基準値として、画像形成装置に一次転写ロール１５が取り付けられた後の最初の画像形成動作において取得される第１基準値η１と、画像形成動作が行われる毎に取得される第２基準値η２とを記憶している。なお、第１基準値η１については、次に一次転写ロール１５が交換されるまでの間同じ値が記憶されることとなるが、第２基準値η２については、画像形成動作が行われるたび新たな値が記憶されることになる。ここで、第１基準値η１および第２基準値η２は、品質工学で用いられるＳＮ比（出力における有効成分（シグナル：Ｓ）とノイズ成分（ノイズ：Ｎ）との比：Ｎ／Ｓ）に対応するものであり、本実施の形態においては一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３５】
また、基本転写電流値記憶部７３は、図５（ｂ）に示すように、温度と湿度との組み合わせによって決められた環境条件ａ、ｂ、ｃ、…と各環境条件に対応する基本転写電流値Ｉ０（より具体的には、環境条件ａのときにＩ０＝Ｉａ、環境条件ｂのときにＩ０＝Ｉｂ、環境条件ｃのときにＩ０＝Ｉｃ、…）とを対応付けて記憶している。ここで、基本電流値Ｉ０は、一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３６】
さらに、補正値記憶部７４は、図５（ｃ）に示すように、上述した環境条件毎に、画像形成動作の実行に伴って取得されたＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの組み合わせに応じて決められた補正値Ｋを記憶している。より具体的に説明すると、補正値記憶部７４は、上述した環境条件ａ、ｂ、ｃ、…、において、ＳＮ比ηの値ηａ、ηｂ、ηｃ、…および傾き量Ｓの値Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、…のそれぞれの組み合わせについて補正値Ｋ（例えば環境条件ａにおいて、ＳＮ比がηａで傾き量ＳがＳａの場合に補正値Ｋ＝Ｋａａ）をテーブル化して記憶している。ここでいう傾き量Ｓは、品質工学で用いられる感度に対応するものであり、ＳＮ比ηとともに一次転写電流値の設定プロセスにおいて使用されるパラメータの一つであるが、その詳細については後述する。
【００３７】
次に、図６および図７に示すフローチャートを参照しながら、一次転写部における一次転写電流値Ｉｔｒの設定プロセスについて説明する。なお、本実施の形態では、一次転写電流値Ｉｔｒの設定が、画像形成動作の実行中において感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する前に毎回行われる。したがって、例えば黒のトナー像のみを中間転写ベルト２０に一次転写するモノクロモードでは、用紙Ｐ１枚分の画像に対し１回だけ一次転写電流値Ｉｔｒの設定動作が行われるが、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のトナー像を順次一次転写するフルカラーモードでは、用紙１枚分の画像に対し、色毎に合計４回一次転写電流値Ｉｔｒの設定動作が行われることになる。
【００３８】
画像形成動作が開始されるのに伴い、回転する感光体ドラム１１に対し帯電装置１２による帯電動作が開始される（ステップ１０１）。また、画像形成動作の開始に伴い、転写制御部７０の設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを０に設定させる（ステップ１０２）。
そして、帯電装置１２による感光体ドラム１１の帯電領域が、感光体ドラム１１および中間転写ベルト２０が接する一次転写位置を通過した状態で、設定部７１は、電圧計６２から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を取得する（ステップ１０３）。次に、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１（Ｉ１≠０）に設定させ（ステップ１０４）、第１電流値Ｉ１が供給された状態で、電圧計６２から第１検出電圧値Ｖｔｒ１を取得する（ステップ１０５）。続いて、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１とは異なる大きさの第２電流値Ｉ２（Ｉ２≠０、Ｉ２≠Ｉ１）に設定させ（ステップ１０６）、第２電流値Ｉ２が供給された状態で、電圧計６２から第２検出電圧値Ｖｔｒ２を取得する（ステップ１０７）。さらに、設定部７１は、電流源６１より供給する一次転写電流値Ｉｔｒを第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２とは異なる大きさの第３電流値Ｉ３（Ｉ３≠０、Ｉ３≠Ｉ１、Ｉ３≠Ｉ２）に設定させ（ステップ１０８）、第３電流値Ｉ３が供給された状態で、電圧計６２から第３検出電圧値Ｖｔｒ３を取得する（ステップ１０９）。なお、ステップ１０２からステップ１０９は、帯電は行われているが露光および現像は行われないことで、トナー像が形成され得ない感光体ドラム１１上の領域（非画像領域と呼ぶ：後述する図８参照）が一次転写位置を通過する間に行われる。また、このようにして得られる基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３には、それぞれ、感光体ドラム１１の帯電電位の影響分が含まれている。
【００３９】
次に、設定部７１は、第１検出電圧値Ｖｔｒ１から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第１電圧値Ｖ１と、第２検出電圧値Ｖｔｒ２から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第２電圧値Ｖ２と、第３検出電圧値Ｖｔｒ３から基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いた第３電圧値Ｖ３とを求める（ステップ１１０）。ここで、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３は、それぞれ、感光体ドラム１１の帯電電位の影響が除去された値になる。そして、上述した第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３を用いて、ＳＮ比ηおよび傾き量Ｓを計算し取得する（ステップ１１１）。なお、ＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの具体的な計算手法については後述する。
【００４０】
次いで、設定部７１は、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第１基準値η１との差が、予め決められた第１許容値Δη１より小さいか否かを判断する（ステップ１１２）。
ステップ１１２において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１より小さいと判断した場合、設定部７１は、続いて、今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第２基準値η２との差が、予め決められた第２許容値Δη２より小さいか否かを判断する（ステップ１１３）。
ステップ１１３において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値Δη２よりも小さいと判断した場合、設定部７１は、温度センサ８１による温度検知結果および湿度センサ８２による湿度検知結果を含む環境情報を取得する（ステップ１１４）。
【００４１】
そして、設定部７１は、ステップ１１４で取得した環境情報に基づき、基本転写電流値記憶部７３より、この環境情報に対応付けられた値を取り出して基本転写電流値Ｉ０を決定する（ステップ１１５）。続いて、設定部７１は、ステップ１１１で得た今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓと、ステップ１１４で取得した環境情報とに基づき、補正値記憶部７４より、環境情報と今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓとに対応付けられた値を取り出して補正値Ｋを決定する（ステップ１１６）。その後、設定部７１は、ステップ１１５で決定した基本転写電流値Ｉ０とステップ１１６で決定した補正値Ｋとを乗算することで、トナー像の一次転写に用いる一次転写電流値Ｉｔｒの計算を行う（ステップ１１７）。続いて、設定部７１は、ステップ１１７で求められた一次転写電流値Ｉｔｒを電流源６１に設定させ（ステップ１１８）、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写動作を実行させる（ステップ１１９）。なお、ステップ１１９は、帯電、露光および現像によってトナー像が形成され得る感光体ドラム１１上の領域（画像領域と呼ぶ：後述する図８参照）が一次転写位置を通過する間に行われる。
【００４２】
そして、設定部７１は、基準値記憶部７２に記憶される第２基準値η２の値を、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηに更新して記憶させる処理を行う（ステップ１２０）。なお、一次転写ロール１５を交換した後に初めて行われる画像形成動作であった場合、設定部７１は、基準値記憶部７２に記憶される第１基準値η１の値を、ステップ１１１で取得した今回のＳＮ比ηに更新して記憶させる処理も行う。その後、設定部７１は、続いて一次転写を行うべき画像があるか否かすなわち次画像があるか否かを判断し（ステップ１２１）、次画像があると判断した場合にはステップ１０２に戻って処理を続ける。一方、ステップ１２１において次画像がないと判断した場合には一連の処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１１２において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１以上であると判断した場合、設定部７１は、画像形成装置の本体制御部（図示せず）に信号を出力して画像形成動作（より具体的には露光および現像によるトナー像の形成動作）を一時停止させ（ステップ１２２）、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの再取得を実行させる（ステップ１２３）。なお、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓは、上述したステップ１０１〜ステップ１１１を行わせることで再取得される。
【００４４】
次いで、設定部７１は、ステップ１２３で再取得された今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第１基準値η１との差が、予め決められた第１許容値Δη１より小さいか否かを再び判断する（ステップ１２４）。そして、ステップ１２４において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１より小さいと判断した場合、設定部７１は、本体制御部に画像形成動作を再開させるための信号を出力するとともに、ステップ１１３に戻って処理を続行する。
【００４５】
他方、ステップ１１３において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値η２以上であると判断した場合、設定部７１は、画像形成装置の本体制御部（図示せず）に信号を出力して画像形成動作（より具体的には露光および現像によるトナー像の形成動作）を一時停止させ（ステップ１２５）、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの再取得を実行させる（ステップ１２６）。なお、今回のＳＮ比ηおよび傾き量Ｓは、上述したステップ１０１〜ステップ１１１を行わせることで再取得される。
【００４６】
次いで、設定部７１は、ステップ１２６で再取得された今回のＳＮ比ηと基準値記憶部７２から読み出した第２基準値η２との差が、予め決められた第２許容値Δη２より小さいか否かを再び判断する（ステップ１２７）。そして、ステップ１２７において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値Δη２より小さいと判断した場合、設定部７１は、本体制御部に画像形成動作を再開させるための信号を出力するとともに、ステップ１１４に戻って処理を続行する。
【００４７】
これに対し、上記ステップ１２４において今回のＳＮ比ηと第１基準値η１との差が第１許容値Δη１以上であると再び判断した場合、および、上記ステップ１２７において今回のＳＮ比ηと第２基準値η２との差が第２許容値η２以上であると再び判断した場合、設定部７１は、ＵＩ６３に信号を出力して、ＵＩ６３に一次転写ロール１５に異常が発生したことを表示させ（ステップ１２８）、一連の処理を終了する。
【００４８】
図８は、本実施の形態の画像形成動作における一次転写電流値の設定および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的に説明すると、図８は、中間転写ベルト２０上での非画像領域Ｄ１および画像領域Ｄ２と、帯電装置１２による感光体ドラム１１の帯電動作と、電流源６１によって供給される一次転写電流値と、電圧計６２によって測定される一次転写電圧の測定値との関係を示している。ここで、非画像領域Ｄ１は、帯電装置１２によって帯電は行われるが露光装置１３による露光および現像装置１４による現像が行われない感光体ドラム１１上の領域と一次転写位置で対向する中間転写ベルト２０上の領域をいう。また、画像領域Ｄ２は、帯電装置１２による帯電、露光装置１３による露光および現像装置１４による現像が行われることで、トナー像が形成され得る感光体ドラム１１上の領域と一次転写位置で対向する中間転写ベルト２０上の領域をいう。なお、図８は、用紙Ｐ４枚分のモノクロ画像を中間転写ベルト２０に一次転写する場合を例示している。
【００４９】
本実施の形態では、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、１枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ１と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５０】
また、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ２枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、２枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ２と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５１】
さらに、２枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ３枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、３枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ３と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５２】
さらにまた、３枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向下流側且つ４枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、再び基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、４枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、この画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する一次転写電流値Ｉｔｒ（図中ではＩｔｒ４と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１８参照）。
【００５３】
なお、本実施の形態では、第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３がＮ段階（この例ではＮ＝３）の電流値に対応しており、第１検出電圧値Ｖｔｒ１〜第３検出電圧値Ｖｔｒ３がＮ個（この例ではＮ＝３）の検出電圧値に対応している。また、本実施の形態では、第１電圧値Ｖ１〜第３電圧値Ｖ３がＮ個（この例ではＮ＝３）の電圧値に対応している。
【００５４】
上述した、各画像領域Ｄ２に対応するステップ１０２〜１１８の処理は、各画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側に隣接する非画像領域Ｄ１が一次転写位置を通過する非画像領域通過期間Ｔ１内で完了する。また、ステップ１１９の処理すなわち一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３、Ｉｔｒ４の供給は、それぞれに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する画像領域通過期間Ｔ２にわたって行われる。
【００５５】
なお、図８においては、説明を簡略化するため、各非画像領域通過期間Ｔ１にて測定される基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３がそれぞれ同じ大きさであり、その結果、各画像領域通過期間Ｔ２において一次転写部に供給される一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３およびＩｔｒ４が同じ大きさに設定される場合を例とした。ただし、実際には、基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３が非画像領域Ｄ１毎に異なっていたり、あるいは、経時的に変化したりすることにより、一次転写電流値Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３およびＩｔｒ４がそれぞれ異なる値に設定されることがある。これは、図３（ｂ）に示したような一次転写ロール１５の抵抗値の変動による影響に起因するものである。
【００５６】
では続いて、画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する際に供給される一次転写電流値Ｉｔｒを設定するために用いられる、図６のステップ１１１に示すＳＮ比および傾き量Ｓの計算手順について説明を行う。
図９は、上述したステップ１１１におけるＳＮ比ηおよび傾き量Ｓの計算手順を示すフローチャートである。なお、図９に示す処理は、転写制御部７０に設けられた設定部７１で実行される。また、図９では、計算手順を一般化するために、測定段階数をＮ（Ｎは３以上の整数）として示しているが、本実施の形態では、上述したように第１電流値Ｉ１〜第３電流値Ｉ３を用いて第１電圧値Ｖ１〜第３電圧値Ｖ３を得ていることから、Ｎ＝３として計算が行われる。
【００５７】
この処理では、まず、３つの出力値である第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２、…、第Ｎ電圧値ＶＮのそれぞれを２乗して得られた値の総和である全２乗和ＳＴを求める（ステップ２０１）。また、各入力値である第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、…、第Ｎ電流値ＩＮのそれぞれを２乗して得られた値の総和である有効除数ｒを求める（ステップ２０２）。
【００５８】
次に、第１電圧値Ｖ１と第１電流値Ｉ１との積、第２電圧値Ｖ２と第２電流値Ｉ２との積、…、第Ｎ電圧値ＶＮと第Ｎ電流値ＩＮとの積を総和して２乗した値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除することで、１次式の係数の変動Ｓβを求める（ステップ２０３）。続いて、ステップ２０１で得られた全２乗和ＳＴからステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβを差し引くことで、誤差変動Ｓｅを求める（ステップ２０４）。そして、ステップ２０４で得られた誤差変動Ｓｅを、測定段階数Ｎから１を減じたＮ−１で除することで、誤差分散Ｖｅを得る（ステップ２０５）。
【００５９】
引き続いて、ステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβからステップ２０５で得られた誤差分散Ｖｅを差し引いて得られた値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除し、その除算結果をさらに誤差分散Ｖｅにて除した結果の常用対数をとることでＳＮ比ηを得る（ステップ２０６）。また、ステップ２０３で得られた１次式の係数の変動Ｓβからステップ２０５で得られた誤差分散Ｖｅを差し引いて得られた値を、ステップ２０２で得られた有効除数ｒおよび各測定条件における測定回数ｎ（この例ではｎ＝１）の乗算結果にて除した結果の常用対数をとることで傾き量Ｓを得て（ステップ２０７）、処理を完了する。ここで、傾き量Ｓは、一次転写電流値を横軸に、一次転写電圧値を縦軸にそれぞれとった直交座標系において、原点（一次転写電流値Ｉｔｒ＝０、一次転写電圧値Ｖ＝０）を通る一次関数の傾き（Ｖ＝Ｓ×Ｉｔｒ）に対応している。
【００６０】
図１０は、状態が異なる２つの一次転写ロール１５における一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を示す図である。また図１０は、各一次転写ロール１５を用いた場合に得られるＳＮ比ηと傾き量Ｓとの関係も示している。図１０において、白抜きされた正方形「◇」は新品の一次転写ロール１５を用いて画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果（図３（ａ）のサンプルＳ４参照）であり、黒く塗りつぶされた正方形「◆」は画像形成動作に使用した後に長時間放置された一次転写ロール１５を用いて画像形成動作を３時間連続して行った後の測定結果（図３（ｂ）のサンプルＳ４参照）である。なお、ここでは、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３を、それぞれ、１０μＡ、２０μＡ、３０μＡとした。また、図１０における縦軸は、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ１、第３検出電圧値Ｖｔｒ３から、それぞれ基準検出電圧値Ｖｔｒ０を差し引いて得られた第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２、第３電圧値Ｖ３に対応している。
【００６１】
なお、この例では、新品の一次転写ロール１５を用いた場合と長期使用品の一次転写ロール１５を用いた場合とで、計算によって得られた傾き量Ｓが同じ値になったものと仮定する。このとき、新品の一次転写ロール１５では、傾き量Ｓの直線上に各一次転写電流値における一次転写電圧値が近づいた状態でプロットされる。これに対し、長期使用品の一次転写ロール１５では、新品の一次転写ロール１５の場合と比較して、傾き量Ｓの直線から各一次転写電流値における一次転写電圧値が遠ざかった状態でプロットされる。例えば図１０においては、一次転写電流値が少ない領域（Ｉｔｒ＝Ｉｔｒ１＝１０μＡの領域）では、傾き量Ｓの直線と比較して一次転写電流値に対して発生する一次転写電圧値が大きくなり（一次転写ロール１５の抵抗値が大きくなったことを意味する）、一次転写電流値が多い領域（Ｉｔｒ＝Ｉｔｒ３＝３０μＡ）では、傾き量Ｓの直線と比較して一次転写電流値に対して発生する一次転写電圧値が小さくなる（一次転写ロール１５の抵抗値が小さくなったことを意味する）。すなわち、新品の一次転写ロール１５を用いた場合に比べて、長期使用品の一次転写ロール１５を用いた場合においては、一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を一次関数で表現した直線からのずれが大きくなることから、結果としてＳＮ比ηが低下することになる。
このように、本実施の形態では、品質工学の手法を用いて、一次転写ロール１５における一次転写電流値と一次転写電圧値との関係を、抵抗値に対応する傾き量Ｓと抵抗値の電流依存性すなわち非線形性に対応するＳＮ比ηとを用いて把握している。
【００６２】
本実施の形態では、図６および図７を用いて説明したように、画像形成動作中の一次転写で用いる一次転写電流値Ｉｔｒを、基本転写電流値Ｉ０と補正値Ｋとの積で求めている。ここで、基本転写電流値Ｉ０は、温度センサ８１および湿度センサ８２によって測定された環境条件に基づいて決められるものであり、例えば低温低湿度環境下の場合よりも高温高湿度環境下の場合の方がより大きな値をとる。これは、一次転写ロール１５の抵抗値が、低温低湿度環境下よりも高温高湿度環境下において低下するためである。また、補正値Ｋは、環境条件毎に、上述したＳＮ比ηと傾き量Ｓとの関係に基づいて決められるものである。これは、ＳＮ比ηが同じであっても傾き量Ｓが異なっている場合および傾き量Ｓが同じであってもＳＮ比ηが異なっている場合において、それぞれ、一次転写ロール１５の抵抗値が異なった値を取り、しかも、その度合いが環境条件によって変わるためである。
【００６３】
また、本実施の形態では、図６および図７を用いて説明したように、画像形成装置に一次転写ロール１５が取り付けられた後の最初の画像形成動作において取得されたＳＮ比である第１基準値η１と今回の画像形成動作中に取得された今回のＳＮ比ηとの差が第１許容値Δη１以上となった場合、および、前回の画像形成動作において取得されたＳＮ比である第２基準値η２と今回の画像形成動作中に取得された今回のＳＮ比ηとの差が第２許容値Δη２以上となった場合に、ユーザに警告を提示するようにした。今回取得されたＳＮ比ηが第１基準値η１あるいは第２基準値η２から大きくずれているような場合には、ＳＮ比ηに大きな変動が生じたことすなわち一次転写ロール１５に何らかの不具合が生じていることが予想され、その後の画像形成動作において転写不良等が生ずる懸念があるためである。そこで、一次転写電流値Ｉｔｒの設定プロセスにおいてＳＮ比ηに基づく判断を行うことで、画像形成動作実行中の一次転写ロール１５の状態を監視している。
【００６４】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、１つの感光体ドラム１１に回転式現像装置１４を用いてイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の画像を順次形成し、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０上で重ね合わせる所謂４サイクル型の画像形成装置を例に説明を行った。これに対し、本実施の形態は、画像形成装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様であるものの、中間転写ベルト２０に対し４つの感光体ドラム１１を並べて配置した所謂タンデム型の画像形成装置に適用した場合について説明を行う。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１１は、本実施の形態が適用される画像形成装置における一次転写系の構成を説明するための図である。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２０の移動方向Ｂの上流側から順に、イエローの画像を形成するイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタの画像を形成するマゼンタ感光体ドラム１１Ｍ、シアンの画像を形成するシアン感光体ドラム１１Ｃおよび黒の画像を形成する黒感光体ドラム１１Ｋが並べて配置されている。なお、これらは、実施の形態１で説明した感光体ドラム１１と同じ構成を有している。また、イエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍ、シアン感光体ドラム１１Ｃおよび黒感光体ドラム１１Ｋには、それぞれ、中間転写ベルト２０を挟んでイエロー一次転写ロール１５Ｙ、マゼンタ一次転写ロール１５Ｍ、シアン一次転写ロール１５Ｃおよび黒一次転写ロール１５Ｋが対向し且つ接触して配置されている。ここで、各一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃおよび１５Ｋは、実施の形態１と同様に、例えばステンレス製の導電性芯材の外周にＮＢＲゴム等のイオン伝導性物質を含有するゴム製の導電性発泡弾性体を被覆して構成される。なお、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、実施の形態１と同様、それぞれに帯電装置、露光装置、現像装置、ドラムクリーナ等が設けられるが、図１１には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対応して設けられた帯電装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋを示している。
【００６６】
また、イエロー一次転写ロール１５Ｙにはイエロー電流源６１Ｙが、マゼンタ一次転写ロール１５Ｍにはマゼンタ電流源６１Ｍが、シアン一次転写ロール１５Ｃにはシアン電流源６１Ｃが、黒一次転写ロール１５Ｋには黒電流源６１Ｋが、それぞれ接続されている。なお、これらは、それぞれの出力電流値を調整する機能を有している。さらに、イエロー電流源６１Ｙとイエロー感光体ドラム１１Ｙとの間にはイエロー電圧計６２Ｙが、マゼンタ電流源６１Ｍとマゼンタ感光体ドラム１１Ｍとの間にはマゼンタ電圧計６２Ｍが、シアン電流源６１Ｃとシアン感光体ドラム１１Ｃとの間にはシアン電圧計６２Ｃが、黒電流源６１Ｋと黒感光体ドラム１１Ｋとの間には黒電圧計６２Ｋが、それぞれ接続されている。なお、これらは、それぞれにおける一次転写電圧値を測定する機能を有している。そして、各色用の電流源６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ、および、各色用の電圧計６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、転写制御部７０に接続されている。
【００６７】
図１２は、本実施の形態の画像形成動作における一次転写電流値および一次転写動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的に説明すると、図１２は、中間転写ベルト２０での非画像領域Ｄ１および画像領域Ｄ２と、各帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの帯電動作と、各電流源６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋによって供給される一次転写電流値と、各電圧計６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋによって測定される一次転写電圧値との関係を示している。なお、図１２は、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像および黒画像を含む用紙Ｐ１枚分のフルカラー画像を中間転写ベルト２０（図１１参照）に一次転写する場合を例示している。
【００６８】
ここで、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色の一次転写部における動作自体は、実施の形態１で説明したものと同じである。すなわち、１枚目の用紙Ｐに形成する画像に対応する画像領域Ｄ２よりも中間転写ベルト２０の移動方向上流側となる非画像領域Ｄ１において、それぞれ、基準検出電圧値Ｖｔｒ０の取得動作（ステップ１０２、１０３参照）、第１検出電圧値Ｖｔｒ１の取得動作（ステップ１０４、１０５参照）、第２検出電圧値Ｖｔｒ２の取得動作（ステップ１０６、１０７参照）、および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の取得動作（ステップ１０８、１０９参照）が行われる。そして、１枚目の用紙Ｐに対応する画像領域Ｄ２が一次転写位置に到達するまでの間に、それぞれこの画像領域Ｄ２が一次転写位置を通過する間に供給する各一次転写電流値Ｉｔｒ（図中にはＩｔｒ１（Ｙ）、Ｉｔｒ１（Ｍ）、Ｉｔｒ１（Ｃ）、Ｉｔｒ１（Ｋ）と記す）の決定および設定が行われる（ステップ１１０〜１１９参照）。
【００６９】
ただし、本実施の形態では、１つの中間転写ベルト２０に対し４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを並べて対向配置し、中間転写ベルト２０が一回転する間に中間転写ベルト２０にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順にトナー像を順次一次転写して重ねる構成を採用している。このため、イエロー画像の一次転写においてはイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位が影響する一方、マゼンタ画像の一次転写においてはマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになる。また、シアン画像の一次転写においてはシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになり、黒画像の一次転写においては黒感光体ドラム１１Ｋの帯電電位に加えてイエロー感光体ドラム１１Ｙ、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍおよびシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位がさらに影響を及ぼすことになる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの帯電領域が、中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１を順次通過していくように各色の帯電バイアスを供給するように制御を行った。これに伴い、イエローの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域上の非画像領域Ｄ１と対向した中間転写ベルト２０がイエローの一次転写位置を通過している間に、イエローの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。また、マゼンタの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域且つマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１がマゼンタの一次転写位置を通過している間に、マゼンタの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。さらに、シアンの一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域且つシアン感光体ドラム１１Ｃの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１がシアンの一次転写位置を通過している間に、シアンの基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒ３の測定が行われる。そして、黒の一次転写部では、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電領域、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電領域、シアン感光体ドラム１１Ｃの帯電領域且つ黒感光体ドラム１１Ｋの帯電領域と対向した中間転写ベルト２０上の非画像領域Ｄ１が黒の一次転写位置を通過している間に、黒の基準検出電圧値Ｖｔｒ０、第１検出電圧値Ｖｔｒ１、第２検出電圧値Ｖｔｒ２および第３検出電圧値Ｖｔｒの測定が行われる。
【００７１】
このため、イエローの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｙ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位の影響はより少なくなる。また、マゼンタの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｍ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位およびイエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位の影響はより少なくなる。さらに、シアンの一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｃ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、シアン感光体ドラム１１Ｃの帯電電位、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位およびマゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位の影響はより少なくなる。さらにまた、黒の一次転写電流値Ｉｔｒ（Ｋ）の決定に用いられる第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３において、黒感光体ドラム１１Ｋの帯電電位、イエロー感光体ドラム１１Ｙの帯電電位、マゼンタ感光体ドラム１１Ｍの帯電電位およびシアン感光体ドラム１１Ｃおよびの帯電電位の影響はより少なくなる。このため、各色の一次転写電流値を決定する際のずれが抑制されることになる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２０の移動方向Ｂの上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像形成ユニットを配置するようにしていたが、配置順については変更してかまわない。
【００７３】
また、実施の形態１、２では、品質工学の手法を用いて、一次転写部の抵抗値（傾き量Ｓ）および抵抗値の非線形性（ＳＮ比η）を決定するようにしていたが、上述した第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、第３電流値Ｉ３、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２および第３電圧値Ｖ３の関係に基づいて、入力電流値と出力電圧値との関係を表すｍ次（ｍは２以上の整数）の近似式を作成し、得られた近似式に基づいて一次転写電流値Ｉｔｒを決定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１１…感光体ドラム、１１ａ…基材、１２…帯電装置、１３…露光装置、１４…回転式現像装置、１５…一次転写ロール、２０…中間転写ベルト、３０…二次転写装置、６１…電流源、６２…電圧計、６３…ＵＩ、７０…転写制御部、７１…設定部、７２…基準値記憶部、７３…基本転写電流値記憶部、７４…補正値記憶部、８１…温度センサ、８２…湿度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像が転写される被転写体と、
前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置される接触部材と、
前記接触部材に前記像保持体から前記被転写体に前記画像を転写するための転写電流を供給する転写電源と、
前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記転写電源によって前記接触部材にそれぞれ電流値が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）段階の電流が供給されたときにＮ段階の電流値のそれぞれに対応して前記電圧検出部で検出されたＮ個の検出電圧値を取得し、当該Ｎ段階の電流値と当該Ｎ個の検出電圧値とに基づいて、前記像保持体に保持された前記画像を前記被転写体に転写するための転写電流値を設定する設定部と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記像保持体を帯電する帯電部と、帯電された当該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像をトナーで現像して画像とする現像部とをさらに備え、
前記設定部は、前記帯電部によって帯電され且つ前記露光部による露光および前記現像部による現像が行われない前記像保持体上の非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間に前記Ｎ段階の電流値の供給および前記Ｎ個の検出電圧値の取得を行い、当該帯電部によって帯電され且つ当該露光部による露光および当該現像部による現像が行われる当該像保持体上の画像領域が当該接触部材との対向部に到達するまでに前記転写電流値を設定すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間であって前記転写電源によって前記接触部材に電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出された基準検出電圧値をさらに取得し、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られたＮ個の電圧値とに基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の電圧値との線形性に基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記接触部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された画像が転写される被転写体と、
前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像を当該被転写体に転写するための転写電流が供給される転写部材と、
前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記転写部材に供給される電流値の変化と当該電流値の変化に応じて前記電圧検出部で検出される電圧値の変化との相関関係に基づいて、前記転写電流の大きさを決定する決定部と
を含む画像形成装置。
【請求項７】
前記決定部は、前記転写部材に第１電流値が供給されたときに前記電圧検出部で検出される第１検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値とは大きさが異なる第２電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第２検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値および当該第２電流値とは大きさが異なる第３電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第３検出電圧値とを取得し、当該第１電流値、当該第２電流値、当該第３電流値、当該第１検出電圧値、当該第２検出電圧値および当該第３検出電圧値に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記転写部材に転写電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出される基準検出電圧値をさらに取得し、前記第１電流値、前記第２電流値および前記第３電流値と、前記第１検出電圧値、前記第２検出電圧値および前記第３検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られた第１電圧値、第２電圧値および第３電圧値とに基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記決定部は、前記第１電流値、前記第２電流値、前記第３電流値、前記第１電圧値、前記第２電圧値および前記第３電圧値を用いて、電流−電圧特性における傾きと当該傾きに対するＳＮ比とを計算し、得られた当該傾きおよび当該ＳＮ比に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
環境条件を検知する環境検知部をさらに含み、
前記決定部は、前記環境検知部による検知結果に基づいて前記転写電流の基本転写電流値を決定し、前記環境検知部による検知結果、前記傾きおよび前記ＳＮ比に基づいて決められた補正値にて当該基本転写電流値を補正することで当該転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像が転写される被転写体と、
前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置される接触部材と、
前記接触部材に前記像保持体から前記被転写体に前記画像を転写するための転写電流を供給する転写電源と、
前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記転写電源によって前記接触部材にそれぞれ電流値が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）段階の電流が供給されたときにＮ段階の電流値のそれぞれに対応して前記電圧検出部で検出されたＮ個の検出電圧値を取得し、当該Ｎ段階の電流値と当該Ｎ個の検出電圧値とに基づいて、前記像保持体に保持された前記画像を前記被転写体に転写するための転写電流値を設定する設定部と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記像保持体を帯電する帯電部と、帯電された当該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像をトナーで現像して画像とする現像部とをさらに備え、
前記設定部は、前記帯電部によって帯電され且つ前記露光部による露光および前記現像部による現像が行われない前記像保持体上の非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間に前記Ｎ段階の電流値の供給および前記Ｎ個の検出電圧値の取得を行い、当該帯電部によって帯電され且つ当該露光部による露光および当該現像部による現像が行われる当該像保持体上の画像領域が当該接触部材との対向部に到達するまでに前記転写電流値を設定すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記像保持体上の前記非画像領域が前記接触部材との対向部を通過している間であって前記転写電源によって前記接触部材に電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出された基準検出電圧値をさらに取得し、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られたＮ個の電圧値とに基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記Ｎ段階の電流値と前記Ｎ個の電圧値との線形性に基づいて前記転写電流値を設定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記接触部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像を保持する像保持体と、
前記像保持体に接触配置され、当該像保持体に保持された画像が転写される被転写体と、
前記被転写体を挟んで前記像保持体と対向する位置で当該被転写体に接触配置され、当該像保持体に保持された前記画像を当該被転写体に転写するための転写電流が供給される転写部材と、
前記像保持体と前記被転写体との間に生じる電圧を検出する電圧検出部と、
前記転写部材に供給される電流値の変化と当該電流値の変化に応じて前記電圧検出部で検出される電圧値の変化との相関関係に基づいて、前記転写電流の大きさを決定する決定部と
を含む画像形成装置。
【請求項７】
前記決定部は、前記転写部材に第１電流値が供給されたときに前記電圧検出部で検出される第１検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値とは大きさが異なる第２電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第２検出電圧値と、当該転写部材に当該第１電流値および当該第２電流値とは大きさが異なる第３電流値が供給されたときに当該電圧検出部で検出される第３検出電圧値とを取得し、当該第１電流値、当該第２電流値、当該第３電流値、当該第１検出電圧値、当該第２検出電圧値および当該第３検出電圧値に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記転写部材に転写電流が供給されないときに前記電圧検出部で検出される基準検出電圧値をさらに取得し、前記第１電流値、前記第２電流値および前記第３電流値と、前記第１検出電圧値、前記第２検出電圧値および前記第３検出電圧値から当該基準検出電圧値をそれぞれ差し引いて得られた第１電圧値、第２電圧値および第３電圧値とに基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記決定部は、前記第１電流値、前記第２電流値、前記第３電流値、前記第１電圧値、前記第２電圧値および前記第３電圧値を用いて、電流−電圧特性における傾きと当該傾きに対するＳＮ比とを計算し、得られた当該傾きおよび当該ＳＮ比に基づいて、前記転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
環境条件を検知する環境検知部をさらに含み、
前記決定部は、前記環境検知部による検知結果に基づいて前記転写電流の基本転写電流値を決定し、前記環境検知部による検知結果、前記傾きおよび前記ＳＮ比に基づいて決められた補正値にて当該基本転写電流値を補正することで当該転写電流の大きさを決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写部材は、イオン伝導性物質を含有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項記載の画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２２４１１６（Ｐ２０１０−２２４１１６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９９１９（Ｐ２００９−６９９１９）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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