画像形成装置
【課題】中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤像を形成する作像装置と、表面抵抗層が形成された中間転写体と、中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、電源手段から電荷付与手段に中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段を有する。
【解決手段】現像剤像を形成する作像装置と、表面抵抗層が形成された中間転写体と、中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、電源手段から電荷付与手段に中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像剤（例えばトナー）で現像されるトナー像からなる画像を形成する画像形成装置としては、そのトナー像を形成する作像装置から転写されるトナー像が一次転写され、そのトナー像を記録用紙等の被記録材に二次転写させる位置まで保持して搬送するベルト形態等の中間転写体（中間転写方式）を使用するものがある。
また、このような中間転写体を使用する画像形成装置においては、作像装置から中間転写体に転写されるトナー像を構成するトナーの一部がその周辺に飛び散るという飛び散り現象を抑制するため、中間転写体として高抵抗の表面抵抗層を形成したものを使用することがある。
【０００３】
従来、高抵抗の中間転写体を使用する画像形成装置としては、例えば以下のものが知られている。
【０００４】
１つは、中間転写体として体積抵抗率が５×１０12〜１×１０13Ωｃｍのもの（フッ素系樹脂シートからなる無端ベルト）を使用し、その中間転写体とトナー像を形成するトナー像形成手段の像担持体との接触対向部よりも中間転写体表面の移動方向の上流側に、中間転写体の転写面に向けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与する電荷付与手段を設けた画像形成装置がある（特許文献１）。この画像形成装置においては、例えば、電荷付与手段による電荷付与量を、中間転写体の電荷が付与された部分の表面電位の絶対値が中間転写体上のトナー像の表面電位の最大値の絶対値よりも小さくなるように設定することや、電荷付与手段としてスコロトロン帯電器を適用してそのグリッド電極に印加するバイアス電圧を好適範囲に設定することが行われている。
特許文献１には、この画像形成装置によれば、転写不良等による異常画像の発生を伴うことなく、像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する際の転写チリ（飛び散り現象）の発生を防止できることが示されている。
【０００５】
また、中間転写体として体積抵抗率が１０11〜１０14Ωｃｍのものを使用し、その中間転写体上に転写されたトナー像を転写材上に転写した後、その中間転写体に接触してこれを除電する接触式除電手段を設けた画像形成装置であって、その除電手段に直流電圧を印加して中間転写体を除電するにあたり、中間転写体の体積抵抗率に応じて上記直流電圧を可変制御する可変制御手段を設けた画像形成装置である（特許文献２）。
特許文献２には、この画像形成装置によれば、一次転写後の転写チリを安定して抑制することができ、中間転写体を二次転写後に効率よく除電することで高品質の画像を得ることができることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０８８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、表面抵抗層を形成した中間転写体を使用する画像形成装置として、その中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明（Ａ１）の画像形成装置は、
現像剤で現像される現像剤像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成される現像剤像が転写され、その現像剤像を被記録材に転写させる位置まで保持して搬送するよう回転する、表面抵抗層が形成された中間転写体と、
前記中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、
前記中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、
前記電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、
前記電源手段から前記電荷付与手段に前記中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して前記中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた前記中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を前記電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を前記電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段と
を有するものである。
【０００９】
この発明（Ａ２）の画像形成装置は、上記発明Ａ１の画像形成装置において、前記表面電位計が、前記中間転写体の回転するときの軸の方向における複数の箇所に配置されているものである。
【００１０】
この発明（Ａ３）の画像形成装置は、上記発明Ａ１又はＡ２の画像形成装置において、前記制御手段が、前記中間転写体の複数の分割領域を当該中間転写体の１周以下の範囲で設定しているものである。
【００１１】
この発明（Ａ４）の画像形成装置は、上記発明Ａ１からＡ３のいずれかの画像形成装置において、前記中間転写体の表面を清掃する清掃装置を有し、
前記電位測定器が、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置から当該中間転写体の回転方向の下流側にある前記作像装置の転写位置までの範囲に配置されているとともに、前記電荷付与手段よりも当該中間転写体の回転方向の下流側に存在するよう配置され、
前記電荷付与手段が、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置を境にして当該中間転写体の回転方向の上流側又は下流側に配置されているものである。
【００１２】
この発明（Ａ５）の画像形成装置は、上記発明Ａ４の画像形成装置において、前記清掃装置が、前記中間転写体の表面に接触して清掃する清掃ブラシを備え、前記電荷付与手段が、前記清掃装置の清掃ブラシに前記電源手段から電圧及び電力を供給するよう構成されているものである。
【００１３】
この発明（Ａ６）の画像形成装置は、上記発明Ａ４の画像形成装置において、前記電荷付与手段が、コロナ放電器で構成されているものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明Ａ１の画像形成装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる。
【００１５】
上記発明Ａ２の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを適切に低減することができる。
【００１６】
上記発明Ａ３の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を迅速に行うことができる。
【００１７】
上記発明Ａ４の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を効率よく行うことができる。
【００１８】
上記発明Ａ５の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を、清掃装置により中間転写体上に残留する現像剤を補足しつつ行うことができる。
【００１９】
上記発明Ａ６の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流を容易に選定しつつ、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置に使用する中間転写ベルトを示す断面説明図である。
【図３】図１の画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示す拡大説明図である。
【図４】表面電位測定器の設置状態などを示す平面説明図である。
【図５】中間転写ベルトにおける複数の分割領域の構成と表面電位の測定結果を示す概念図である。
【図６】実施の形態１に係る画像形成装置を用いて行った評価試験の内容と結果を示す図表である。
【図７】中間転写ベルトにおける表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分でのＫ色の二次転写性を示すものであり、（ａ）は強制帯電をしない中間転写ベルトによる二次転写性を示す説明図、（ｂ）は強制帯電をしたときの中間転写ベルトによる二次転写性を示す説明図である。
【図８】中間転写体の表面の帯電極性に対する最適な二次転写電圧（絶対値）との関係を示す相関図である。
【図９】中間転写体における表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分の存在による表面電位の状態と、強制帯電による表面電位の変化の状態を示す説明図である。
【図１０】中間転写体における表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分における強制帯電による各部分の表面電位の変化の状態とクロスポイントの存在を予測唆する説明グラフ図である。
【図１１】実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図１２】図１１の画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示す拡大説明図である。
【図１３】中間転写ベルトにおける複数の分割領域の構成と表面電位の測定結果を示す概念図である。
【図１４】実施の形態２に係る画像形成装置を用いて行った評価試験の内容と結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明を実施するための形態（以下、単に「実施の形態」という）について添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
図１は実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示し、図２はその画像形成装置に使用する中間転写ベルトの断面を示し、図３はその画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示している。
【００２３】
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものであり、支持部材、外装カバー等で形成される不図示の筐体の内部空間に、公知の電子写真方式、静電記録方式等の画像記録方式を利用して入力画像情報に基づいて現像剤としてのトナー（着色等がされた微粉体）で現像されるトナー像を形成する複数の作像装置２と、作像装置２で形成されたトナー像を保持して最終的に被記録材としての記録用紙９に転写する中間転写装置３と、中間転写装置３に供給すべき所要の記録用紙９を収容して搬送する給紙装置４と、中間転写装置３でトナー像が転写された記録用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置５等が設置されている。図中の矢付き一点鎖線は記録用紙９の主な搬送経路を示す。
【００２４】
作像装置２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（黒：Ｋ）の４色のトナー像を専用に形成することができる４つの作像装置（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）で構成されている。４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、直列に並べた状態となるよう配置されている。また、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。
【００２５】
各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、回転する感光ドラム２１を備えており、この感光ドラム２１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム２１の像保持面（トナー像を保持する表面部分）を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された像保持面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーで現像して可視像であるトナー像とする現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を中間転写装置３（の中間転写ベルト）に転写する一次転写装置２５と、転写後の感光ドラム１２の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物をかき取って除去する清掃装置２６とである。
【００２６】
感光ドラム２１は、接地処理される円筒又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものであり、図示しない回転駆動装置から動力を受けて矢印Ａで示す方向に回転するようになっている。帯電装置２２は、感光ドラム２１の像保持面に接触しない状態又は接触した状態で配置されるとともに帯電用電圧が印加される、コロナ放電器を用いた非接触型の帯電装置や帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置である。帯電用電圧としては、現像装置２４が反転現像を行うものである場合、その現像装置から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧が印加される。
【００２７】
露光装置２３は、画像形成装置１に入力される画像情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光ドラム２１の像保持面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置２３としては、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものや、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が使用される。また、露光装置２３は、この実施の形態では４つの作像装置２に対して個別に独立した構造のものを使用しているが、これ以外にも、例えば複数の作像装置２に対して１つに筐体に集約して必要な数の光を出光させるように構成したものなどを使用することもできる。
【００２８】
現像装置２４は、現像剤（例えば非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤など）を収容する現像剤収容器を有し、その現像剤収容器に収容されている現像剤を回転しながら保持して感光ドラム２１と接近して対向する現像領域に搬送する現像ロール２４ａや、その収容されている現像剤を回転して攪拌しながら現像ロール２４ａに搬送する攪拌搬送部材や、現像ロール２４ａに保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材を有している。また、現像装置２４は、その現像ロール２４ａに交流が重畳された直流からなる現像用電圧（現像バイアス）が印加されるとともに、その現像ロール２４ａ及び攪拌搬送部材が所要の方向に回転させられる。現像剤のトナーは、現像剤収容器内において攪拌搬送部材により攪拌されることでキャリアと擦れ合って所要の極性（この実施形態ではマイナス極性）に摩擦帯電される。
【００２９】
一次転写装置２５は、感光ドラム２１の像保持面に後記の中間転写ベルト（３１）を介して接触して回転するとともに一次転写用電流（又は電圧）が印加される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。この一次転写装置は、一次転写ロールに一次転写用電流として例えばトナーの帯電極性と逆極性の直流が印加される。
【００３０】
中間転写装置３は、図１に示すように、直列に並べた状態の各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置されている。この中間転写装置３は、感光ドラム２１と一次転写装置２５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２ａ〜３２ｆと、支持ロール３２ｅに支持されている中間転写ベルト３１に所定の圧力で接触して回転する二次転写ロール３５と、二次転写ロール３５を通過した後に中間転写ベルト３１に残留して付着するトナー等を除去するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。
【００３１】
中間転写ベルト３１としては、図２に示すように、所要の厚さｄ１の無端状のベルト基材３３に表面抵抗層３４を所要の厚さｄ２で形成したものが使用される。無端状のベルト基材３３は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を分散させた材料を用いて無端状の形状に作製される。表面抵抗層３４は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂を単独で又はその合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を分散させた材料（但し分散させる抵抗調整剤は、表面抵抗層の体積抵抗率がベルト基材のそれよりも高くなるようにその種類、量等の条件が設定される）をフローコート方法等で塗布して形成される。支持ロール３２ａは駆動ロールとして、支持ロール３２ｃは張力付与ロールとして、支持ロール３２ｅは二次転写対向ロールとしてそれぞれ構成されている。二次転写対向ロールとしての支持ロール３２ｅには、トナーの帯電極性とは同極性の直流からなる二次転写用電圧が図示しない給電部材から所要の時期に印加される。二次転写用電圧は、二次転写ロール３５にトナーの帯電極性とは逆極性の直流成分を印加するようにしても構わない。
【００３２】
ベルト清掃装置３６は、駆動ロールとしての支持ロール３２ａで支持される中間転写ベルト３１の外周面の手前側（ベルト回転方向Ｂの上流側）の位置に配置されている。この清掃装置３６は、中間転写ベルト３１と向き合う部分が開口した形状の筐体３６ａに、支持ロール３２ａに支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分に接触した状態で配置される弾性ブレード３７と、弾性ブレード３６よりもベルト回転方向Ｂの上流側に離れた位置で中間転写ベルト３１の外周面に接触した状態でベルト移動速度と相対的に異なる速度で回転するよう配置される清掃回転ブラシ３８とが取り付けられたものである。
【００３３】
給紙装置４は、中間転写装置３の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置４は、筐体の正面（使用者が使用時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで主に構成されている。実施の形態１では、用紙収容体４１として上面が開口した箱状のものを使用しており、その各用紙収容体４１に異なるサイズ、種類等の記録用紙９を配分して収容するとともに所要の記録用紙９を収容された用紙収容体４１から選択して送り出すことができるようになっている。
【００３４】
給紙装置４の各用紙収容体４１における送出装置４２と中間転写装置３の二次転写位置との間には、複数の搬送ロール対４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，…と、搬送ガイド材等で構成される給紙用の用紙搬送路４５が設けられている。搬送ロール対４５ｃ、記録用紙９の搬送時期や搬送状態を調整する等の機能を有する送り込みロール対として構成されている。給紙装置４の各用紙収容体４１から送り出された記録用紙９は、給紙用の用紙搬送路４５を経由して、中間転写装置３の中間転写ベルト３１と二次転写ロール３５の間となる二次転写位置まで搬送される。
【００３５】
定着装置５は、中間転写装置３の下方の片側（ベルト清掃装置３６の配置側）に配置されている。定着装置５は、筐体５１の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるように加熱手段によって加熱される加熱ロール５２と、この加熱ロール５２の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して従動回転するロール形式、ベルト形式等の加圧用回転体５３とを設置したものである。二次転写位置と定着装置５との間には、例えば、二次転写後に記録用紙９を定着装置５まで搬送するベルト形式の用紙搬送装置（不図示）が配置されている。
【００３６】
また、画像形成装置１は、前記４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）をすべて使用して形成する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像で構成されるフルカラー画像を形成する作像パターン（フルカラーモード）と、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の１つを使用して形成する１色のトナー像で構成される単色画像を形成する作像パターン（単色モード）を有している。実施の形態１における単色モードは、ブラック色（Ｋ）のトナー像で構成される白黒画像を形成する白黒モードとして設定されている。
【００３７】
次に、この画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００３８】
はじめに、フルカラーモードのときの画像形成動作では、まず、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、各感光ドラム２１が矢印Ａの方向に回転し、各帯電装置２２がその各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。露光装置２３は、帯電後の感光ドラム２１に対して各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された画像信号に基づく露光を行い、所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。各現像装置２４は、感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール２４ａで供給するとともに、そのトナーを現像ロール２４ａと感光ドラム２１の間に形成される現像電界により静電的に付着させることで現像する。これにより、トナー像として顕像化する。
【００３９】
続いて、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写位置において、感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、所要の極性（プラス極性）の一次転写電流が印加される次転写装置２５で形成される転写電界により中間転写装置３の中間転写ベルト３１に対し順番に一次転写されて重ね合わされる。中間転写装置３は、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像を保持し、そのベルト３１の回転により二次転写位置まで搬送する。そして、そのトナー像を、二次転写位置において二次転写ロール３５で形成される転写電界により、給紙装置４から給紙用の搬送路４５を経由して搬送される記録用紙９に対し一括して二次転写させる。
【００４０】
二次転写が終了した記録用紙９は、中間転写ベルト３１から剥離された後に図示しない搬送装置により搬送されて定着装置５に導入される。定着装置５は、トナー像が転写された記録用紙９を加熱ロール５２と加圧用回転体５３の接触部を通過させて加熱及び加圧させることでトナー像を形成するトナーを溶融させて用紙９に定着させる。定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、例えば筐体の外部に排出されて図示しない排出収容部に収容される。
【００４１】
以上により、１枚の記録用紙９には、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成される。
【００４２】
一方、単色（白黒）モードのときの画像形成動作では、最初に４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちブラック色の作像装置２Ｋにおいて感光ドラム２１に黒色のトナー像が形成される。このとき、作像に関与しない作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）も、露光装置２３の露光動作が行われない以外は作像のときと同様に作動する。続いて、フルカラーモードのときの画像形成動作と同様に、感光ドラム２１上のトナー像は、中間転写装置３の中間転写ベルト３１を経由して記録用紙９に二次転写された後に定着装置５において用紙９に定着され、最後に定着後の記録用紙９が排出収容部に排出されて収容される。これにより、１枚の記録用紙９には、黒色のトナー像で構成される白黒画像が形成される。
【００４３】
さらに、この画像形成装置１では、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の各感光ドラム２１から中間転写装置３の中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像を構成するトナーの一部がその周辺に飛び散るという飛び散り現象を抑制するため、中間転写ベルト３１として高抵抗（例えば体積抵抗率が１０13〜１０14Ωｃｍのもの）の表面抵抗層３４を形成したものを使用している。
【００４４】
この場合、中間転写ベルト３１の高抵抗の表面抵抗層３４の下方部分（下層部分）は、中抵抗（例えば体積抵抗率が１０10〜１０11Ωｃｍのもの）に設定している。ちなみに、中間転写ベルト３１の全体を高抵抗として構成することは適切でない。その理由は、システム全体の抵抗基準が高くなり、一次転写電流や二次転写電圧等として高い電圧が必要となってしまい、システム全体としての供給電力に制限がある場合に好ましくないからである。また、中間転写ベルト３１のようにベルト形態の中間転写体では、二次転写位置においてベルト裏面（内周面）と支持ロール３２ｅ（二次転写対向ロール）との間で不要な放電が起こりやすくなり、その放電により二次転写位置での電位バランスが崩れて二次転写不良を誘発し、ひいては画像不良が発生しやすくなるからでもある。
【００４５】
一方、高抵抗の表面抵抗層３４が形成された中間転写ベルト３１を使用した場合は、一次転写位置を通過するときに、その表面抵抗層３４が一次転写装置２５で印加される一次転写電流により帯電され、その状態を保持することになる。この場合、表面抵抗層３４がベルト全周にわたって均一の抵抗値でかつ均一の層厚であれば、一次転写位置を通過した後の表面抵抗層３４における帯電状態が均一になって二次転写も平常通りに行われて問題がない。
【００４６】
ところが、実際には表面抵抗層３４の抵抗値及び層厚の少なくとも一方が不均一であることがあり、この場合は、表面抵抗層３４における帯電状態が均一でなくなり、それが原因で二次転写も良好（均一）に行われなくなり、結果として記録用紙９に形成される画像に例えば木目模様等の濃淡むらが発生してしまう。
【００４７】
本発明者らの研究によれば、特に飛び散り現象の抑制効果を追求していくと、中間転写ベルト３１における表面抵抗層３４とその下層のベルト基材３３の各体積抵抗率には二桁又はそれ以上の差が必要になることが確認されている。しかし、そのような体積抵抗率の関係に保った表面抵抗層３４を形成した中間転写ベルト３１を使用する場合には、その製造時における表面抵抗層３４の膜厚むらがそのまま抵抗むらとなって顕在化しやすくなり、この結果、上記した画像の濃淡むらも発生しやすくなるという傾向がある。
【００４８】
ここで、中間転写ベルト３１等における帯電むらを補正する対策として、帯電物を強制的に帯電させる方法又は除電する方法を適用することが考えられる。この場合、前者の方が、その強制的に帯電した後の対象物における表面電位が安定する傾向にある。
【００４９】
この対策による改善効果を確認するため、上記した高抵抗の表面抵抗層３４を形成した中間転写ベルト３１（ベルト基材３４は中抵抗のもの）を使用する画像形成装置１において、その中間転写ベルト３１を何もしない（強制帯電しない）場合と強制的に帯電させた場合におけるブラック（Ｋ）色の二次転写性を調べた。このとき中間転写ベルト３１としては、表面抵抗層３４の層厚の厚い部分と薄い部分の位置を接触式粗さ計（うねり成分を抽出して計測した）によって確認したものを使用した。強制帯電は、ベルト清掃装置３６の清掃回転ブラシ３８に直流電圧又は電流を印加することにより行った。二次転写性については、例えば矩形でベタ状のＫ色トナー像（１０ｇ）を二次転写する場合、二次転写電圧を変更したときの二次転写効率（％）を調べた。このときの結果を図７に示す。
【００５０】
図７において、特性曲線の山部分（上部）における二次転写効率はおよそ９０〜９５％の場合を示している。特性曲線の裾部分（下部）における二次転写効率は下がるにつれて低くなり、濃度が薄い画像になる場合を示している。また、この画像形成装置１における中間転写ベルト３１は、プラス極性（＋）の一次転写電流が印加される一次転写装置２５を通過することにより、その表面抵抗層３４がマイナス極性（−）に帯電される。
【００５１】
強制帯電をしない場合は、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４が全体としてマイナス極性に帯電された状態になり、図７（ａ）に示すように、表面抵抗層３４の厚い部分（換言すれば抵抗率が高い部分）が薄い部分（換言すれば抵抗率が低い部分）よりも低い二次転写電圧で、Ｋ色の良好な二次転写性を得られることがわかる。これは、厚い部分ほどマイナス極性の帯電量が多くなるため、同じ極性であるマイナス極性に帯電したトナー像に対する反発力が強くなる分だけ二次転写時に必要な静電吸引力が小さくて済むからである（図８参照）。
【００５２】
このような状態にある中間転写ベルト３１を使用した場合にフルカラー画像を形成するときの最適な二次転写電圧（図７中に実線の縦線で示す電圧）を印加してＫ色トナー像の二次転写を行ったときには、表面抵抗層３４の薄い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧にも含まれる関係になるため良好な二次転写性を得ることができる。しかし、表面抵抗層３４の厚い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧よりも高くなる関係になるため二次転写性が低下し、二次転写されたＫ色の画像も白く（うすく）なってしまう。なお、最適な二次転写電圧は、一般に４色のトナー像を転写する必要があるため、１色のトナー像を転写するときよりも相対的に大きな電圧になる。
【００５３】
一方、強制帯電をした場合は、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４が全体としてプラス極性に帯電された状態になり、図７（ｂ）に示すように、表面抵抗層３４の厚い部分が薄い部分よりも高い二次転写電圧すれば、Ｋ色の良好な二次転写性を得られることがわかる。これは、厚い部分ほどプラス極性の帯電量が多くなるため、その逆極性であるマイナス極性に帯電したトナー像に対する静電吸引力が強くなる分だけ二次転写時に記録用紙９側に静電転写させるための静電吸引力も強くする必要があるからである（図８参照）。
【００５４】
このような状態にある中間転写ベルト３１を使用した場合にフルカラー画像を形成するときの最適な二次転写電圧を印加してＫ色トナー像の二次転写を行ったときには、表面抵抗層３４の厚い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧にも含まれる関係になるため良好な二次転写性を得ることができる。しかし、強制帯電をしない場合とは反対に、表面抵抗層３４の薄い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧よりも高くなる関係になるため二次転写性が低下し、二次転写されたＫ色の画像も白くなってしまう。
【００５５】
続いて、このような表面抵抗層３４の層厚むらが存在する中間転写ベルト３１の表面電位の状態について、図９に概念的に示す。表面抵抗層３４の層厚むらは、その表面の縦横の方向に沿って二次元的に生じるが、図５では、簡易的に一次元（ベルトの回転方向Ｂに見たときの状態）で表している。
【００５６】
図９の横軸は、中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおける位置を示している。中間転写ベルト３１の表面電位は、強制帯電などをしていない場合、図９の下部のマイナス極性（−）領域に示すように、表面抵抗層３４の層厚むらにほぼ対応して電位の高い部分と低い部分とが混在した状態にある。図９では、簡略化のため、表面電位のむらを波線で示している。表面電位が高い部分（マイナス極性の絶対値が大きい部分）は、表面抵抗層３４の層厚が厚い部分とほぼ一致する。また、表面電位が低い部分（マイナス極性の絶対値が小さい部分）は、表面抵抗層３４の層厚が薄い部分とほぼ一致する。
【００５７】
この表面電位のむら（表面抵抗層４３の層厚のむらにも相当する）は、むら１つ分（波線の山部分又は谷部分の１つ）の長さが数ｍｍから数十ｍｍ程度になることが確認されている。なお、このむら１つ分の長さがこれよりも小さい表面電位のむらは、製造上発生することがない。また、これよりも大きい数百ｍｍ程度の長さとなるむらは、画像の濃淡の変化も緩やかな状態になるので、画質上問題にならない。
【００５８】
以上のことから、中間転写ベルト３１における表面抵抗層３４の層厚のむらにほぼ同期してベルトの表面電位（帯電量）に差が生じていることがわかる（図９）。また実際に、その表面電位の差に対応して画像の濃淡にむらが現われている。これに対し、前述したように中間転写ベルト３１を強制的にプラス極性に帯電させた場合には、一般に、図９の上部に示すように表面抵抗層３４の層厚のむらにほぼ同期した表面電位の差が生じるようになることも確認されている。この場合、強制帯電後の中間転写ベルト３１の表面電位は、その極性が反転するため、画像の濃淡のむらも反転した状態で現われるようになる。
【００５９】
このような状況から考察すると、中間転写ベルト３１を強制的に帯電させる過程のある時期において中間転写ベルト３１の表面電位の極性が反転していることになるので、その強制帯電の中間的な強さ（中間的な地点）のときには、中間転写ベルト３１の表面電位に差が生じない強制帯電時の電圧（又は電流）が存在することが推測できる。
【００６０】
一方、強制帯電されたときの中間転写ベルト３１の表面電位が変化する特性（強制帯電に供給される電圧に対する感度。又は極性が反転するまでの経過特性）は、図１０に示すように、中間抵抗層３４の層厚の違い（厚い部分と薄い部分）によって異なる。しかし、強制帯電のために供給される電圧がゼロのときとその電圧をかけすぎた（電圧が大きすぎた）ときの間においては、前記した通り中間転写ベルト３１の表面電位の大小も反転する。このため、その電圧を変化させる途中には、表面抵抗層３４の厚い部分に対応する表面電位の変化特性（予測線）とその薄い部分に対応する表面電位の変化特性（予測線）が反転する時期にほぼ対応して交差する電圧値（クロスポイント）が存在することが推測できる。
【００６１】
したがって、その交差する電圧値の電圧を供給して中間転写ベルト３１を強制的に帯電させるようにすれば、その中間転写ベルト３１の表面電位（帯電量）は、表面抵抗層３４の層厚のむらある場合でもそのむらの影響を受けずにほぼ均一化されることが期待できる。そして、そのように中間転写ベルト３１を強制帯電させることができた場合には、二次転写して得られる画像にも濃淡のむらの発生も抑制されることが予想される。
【００６２】
そこで、この画像形成装置１では、以上の知見に基づいて、中間転写ベルト３１に表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、その中間転写ベルト３１の表面電位がほぼ均一な状態に保たれるよう中間転写ベルト３１の表面を帯電又は除電する動作を行う以下の構成を採用している。
【００６３】
すなわち、画像形成装置１は、図１や図３に示すように、中間転写ベルト３１の表面電位を測定する表面電位測定器６と、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して帯電させる電荷付与手段７と、電荷付与手段７に電圧を供給する電源手段８とを設置したうえで、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧を供給して中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧を電荷付与手段７に供給すべき電圧として選定する動作を行う制御手段１５を設けている。
【００６４】
表面電位測定器６は、図３等に示すように、中間転写ベルト３１のベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１（弾性ブレード３７が中間転写ベルト３１に接触する位置）からベルト回転方向Ｂの下流側に最初に存在するＹ色の作像装置２Ｙの一次転写位置Ｐ２に至るまでの範囲内で、その外周面と向き合った状態で設置されている。また、表面電位測定器６は、電荷付与手段７よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの下流側に存在する関係になるよう配置されている。さらに、表面電位測定器６は、図４に示すように、中間転写ベルト３１の回転するときの支持ロール３２の軸の方向Ｃ（ベルト回転方向Ｂとほぼ直交する方向）における複数の箇所に配置している。実施の形態１では、軸方向Ｃにおける中央部及び両端部の計３箇所に、３つの表面電位測定器６１〜６３を配置している。
【００６５】
表面電位測定器６としては、非接触型の表面電位計が使用される。その表面電位計は、中間転写ベルト３１の外周面に測定素子であるプローブを接近させた状態で配置して表面電位を測定する。図３における符号６５は、プローブと向き合う中間転写ベルト３１の内周面側の位置に配置される、接地処理された背面電極を示す。図４の符号Ｅは、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃにおけるトナー像保持有効領域を示す。
【００６６】
電荷付与手段７は、図３に示すように、ベルト清掃装置３６の清掃回転ブラシ３８を中間転写ベルト３１の外周面との接触部材として利用し、その回転ブラシ３８の金属製回転軸３８ａに電源手段８から電荷付与用電圧を供給することで構成されている。回転ブラシ３８は、ベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの上流側に存在するよう配置されている。また、回転ブラシ３８は、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃのほぼ全域に相当する長さの回転軸３８ａと、その回転軸３８ａの周囲に所要の密度で取り付けられた半導電性（１０4〜１０10logΩ）のブラシ毛３８ｂで形成されている。
【００６７】
電源手段８は、直流電源装置で構成されている。電荷付与用電圧としては、中間転写ベルト３１がマイナス極性に帯電されるタイプであるため強制的な帯電（厳密には除電されている状況にあるときも含まれる）を有効に行う観点から、プラス極性の電圧を採用している。また、この電源装置８は、清掃回転ブラシ３８の金属製回転軸３８ａに複数の異なる電圧（０Ｖ：零ボルトを含む）を切り替えて供給できるよう制御されるようになっている。
【００６８】
制御手段１５は、演算処理装置、記憶素子及び装置、制御装置、入出力装置等で構成されているものであり、記憶装置に格納されている制御プログラム及びデータに基づいて所要の制御動作（主に電荷付与用電圧の選定動作）を実行するようになっている。この制御手段１５には、少なくとも、電位測定器８からの測定情報（信号）が入力されるように接続されているとともに、電源手段８の給電動作を制御する信号を電源手段８の制御部に送信するよう接続されている。また、制御手段１５は、画像形成装置１の全体の動作を管理制御する中央制御装置の一部（制御部）として構成するか、あるいは、専用の制御装置として構成される。後者の場合は、専用の制御装置が中央制御装置と情報信号や制御信号のやり取りができるよう接続される。制御手段１５による電荷付与用電圧の選定動作の実行時期は、予め定めた時期や条件を満たした時期等になったときである。その選定動作の実行時期としては、例えば、画像形成装置１の主電源を投入したときが挙げられる。
【００６９】
そして、制御手段１５は、電荷付与用電圧の選定動作の実行時期が到来すると、まず電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧を供給する動作を実行する。
【００７０】
このときの複数の分割領域は、図５に例示するように、中間転写ベルト３１の１周の長さを複数に分割した領域として設定される。実施の形態１では、ベルト１周分の長さを４等分した領域１〜４としている。また、分割領域は、例えば、中間転写ベルト３１の基準位置から各領域の始点位置までの距離（長さ）とベルトの回転速度を用いて、基準位置からの各領域の到達時間を算出して得られる情報により認識される。各分割領域に供給する電圧は、０Ｖを含み、各領域ごとに次第に増える電圧値の電圧が適用される。０Ｖを供給するのは、中間転写ベルト３１を強制帯電しないときの表面電位のばらつき度合いも選定の比較対象に含めるためである。
【００７１】
また、制御手段１５は、電荷付与手段７への段階的な電圧の供給とほぼ同時に、その段階的な電圧の供給により電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６で測定する動作を実行するとともに、その測定結果を入手する。このとき表面電位測定器６は、回転により連続して移動する中間転写ベルト３１の表面（外周面）の電位を連続して測定するが、制御手段１５ではその連続して得られる測定結果を分割領域ごとに分けて集計する。前記段階的な電圧の供給と表面電位の測定は、中間転写ベルト３１が１回転するという短い時間で終了するので迅速にかつ効率よく行われる。
【００７２】
続いて、制御手段１５は、表面電位測定器６から得られる測定結果に基づき表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域を分析する。この場合、表面電位のばらつきの範囲は、例えば、その表面電位の最小値と最大値の差（極性が異なる場合は、その各極性での絶対値をその差分の大きさとして含める。）とする。このときの分析は、４つの表面電位のばらつき範囲の大小関係を対比して選別するだけであるため迅速になされる。図５において各領域１〜４において横軸に沿って引かれた直線が供給される電圧の値（大小関係）を概念的に示している。また、図５において各領域１〜４に供給した電圧の電圧値を示す直線の下方及び上方に示す「×」印が測定した表面電位の結果を示す（例えば測定値が８個得られる場合を例示している）。例えば、その直線の下方に存在する×印がマイナス極性の電位を示し、その直線の上方に存在する×印がプラス極性の電位を示している。また、そのいずれの場合においても×印の上下方向にずれて示されるのが表面電位のばらつき度合いを示している。
【００７３】
そして最後に、制御手段１５は、そのときの表面電位のばらつきの範囲が最小のものであったときの分割領域に供給した電圧を電荷付与手段７に供給すべき電圧として選定する動作を行う。つまり、この表面電位のばらつき範囲が最小になるときが、電荷付与（強制帯電）のために供給する電圧の前記したクロスポイントに相当するものであるとして扱うことにしている。このようにして選定された電圧は、記憶装置等に記憶されて、次の電荷付与用電圧が選定されるまで使用される。
【００７４】
以上の電荷付与用電圧の選定動作が終了すると、画像形成装置１では、その後に行う画像形成動作のときに、電源手段８から電荷付与手段７に選定された電圧を供給しながら画像形成が行われることになる。これにより、中間転写ベルト３１は、電荷付与手段７から電荷が付与されて強制的に帯電され、表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあったとしても、その表面電位がほぼ均一な状態にされる。
【００７５】
この結果、画像形成時には、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきに起因した画像の濃淡むらがほとんど発生しなくなる。またこのとき、中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像の飛び散り現象もほとんど発生しない。この飛び散り現象がほとんど発生しないのは、例えば以下の理由によるものと推測される。つまり、一次転写装置２５においてプラス極性の一次転写電流が印加されて一次転写が行われることで、中間転写ベルト３１の内周面にプラス極の電荷が付与されるとともに、その電荷が比較的高い抵抗値に設定されている中間転写ベルト３１にそのまま留まるようになる。この結果、マイナス極性に帯電したトナー像は、中間転写ベルト３１に一次転写されると、中間転写ベルト３１の側に静電的に良好に引き寄せられる状態に保たれて飛び散りにくくなるためと推測される。
【００７６】
なお、画像形成装置１では、上記した中間転写ベルト３１の強制帯電により表面電位が変化しても、二次転写電圧は適正な値に補正される。すなわち、二次転写電圧は、二次転写位置でのシステム抵抗を測定し、そのシステム抵抗に基づいて適切な二次転写電圧を決定する制御動作により調整されることになる。ちなみに、一次転写電流については、定電圧制御をしている場合には、中間転写ベルト３１の表面電位の変化に伴う補正は不要である。
【００７７】
次に、この画像形成装置１を用いた評価試験について説明する。
【００７８】
この試験では、中間転写ベルト３１として、体積抵抗率が１０10〜１０11Ωｃｍで厚さが８０μｍのポリイミド樹脂製の無端状ベルト基材３３の外周面に、ポリイミド樹脂にフッ素系樹脂を分散させた材料をフローコート法で塗布して体積抵抗率が１０13〜１０14Ωｃｍで厚さが５μｍの表面抵抗層３４を形成したもの（全周長：２ｍ）を使用した。そして、この中間転写ベルト３１について、図５に示すよう、その１周分（約２ｍ）を４分割して４つの分割領域１〜４に設定したうえで、図６に示すように電源手段８から電荷付与手段７である清掃回転ブラシ３８に対し段階的に増える電圧を各分割領域１〜４に切り替えながらそれぞれ供給し、その分割領域ごとの表面電位を表面電位測定器６（３つの測定器６１〜６３）で測定した。
【００７９】
このときの表面電位の測定結果（ばらつき範囲）は、図６に示す通りの内容であった。この測定結果のうちばらつき範囲が最小のものは、分割領域３における表面電位であった。このため、電荷付与用電圧としては分割領域３に供給した「＋５００Ｖ」を選定した。
【００８０】
また、この試験では、各分割領域１〜４の表面電位の状態において同じ試験用画像（画像濃度が５０％のハーフトーン画像）を同じ条件で形成し、木目調の濃淡むらの有無について肉眼で観察して評価した。この分割領域ごとの試験用画像の形成は、その各電圧を印加した状態のままで作像装置２（一次転写位置）を通過させることで同様に行った。このときの評価結果を、同じく図６に示す。図６の結果が示すように、表面電位のばらつき範囲が最小のときの電圧を電荷付与用電圧として使用した場合に、画像の濃淡むらの発生が抑制される。
【００８１】
［実施の形態２］
図１１は実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示し、図１２はその画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示している。
【００８２】
実施の形態２に係る画像形成装置１Ｂは、電荷付与手段７としてコロナ放電器７１に変更し、制御手段１５における分割領域の構成を変更した以外は実施の形態１に係る画像形成装置１と同じ構成を採用している。以下では、実施の形態１と共通する構成部分には図面も含めて同じ符号を付し、その共通する構成部分に関する説明も必要な場合を除いて省略する。
【００８３】
電荷付与手段７としてのコロナ放電器７１は、図１２に示すように、駆動ロール３２ａに支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分に向き合う状態で配置されている。このコロナ放電器７１としては、その外周面部分と軸方向Ｃのほぼ全域にわたって向き合う端部が開口した形態のシールドケース７１ａと、そのシールドケース７１ａの内部空間に軸方向Ｃに沿って張り渡された放電ワイヤ７１ｂとで構成されるもの（いわゆるコロトロン型の放電器）を適用した。また、この放電器７１は、その放電ワイヤ７１ｂに電源装置８から電荷付与用電流（プラス極性の直流）を供給するように構成している。さらに、コロナ放電器７１は、ベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの下流側に存在し、かつ、表面電位測定器６よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの上流側に存在するよう配置されている。
【００８４】
制御手段１５は、電荷付与用電流の選定動作の実行時期が到来すると、まず電源手段８から電荷付与手段７のコロナ放電器７１に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電流を供給する動作を実行する。このときの複数の分割領域は、図１３に例示するように、中間転写ベルト３１の半周分の長さを複数に分割した領域として設定される。実施の形態１では、ベルト半周の長さを４等分した領域ａ〜ｄとしている。
【００８５】
また、この制御手段１５は、コロナ放電器７１への段階的な電流の供給とほぼ同時に、その段階的な電流の供給により電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６（６１〜６３）で測定する動作を実行するとともに、その測定結果を入手する。このときの段階的な電流の供給と表面電位の測定は、中間転写ベルト３１が半回転するという一層短い時間で終了するので更に迅速にかつ効率よく行われる。続いて、制御手段１５は、表面電位測定器６から得られる測定結果に基づき表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域を分析する。そして最後に、制御手段１５は、そのときの表面電位のばらつきの範囲が最小のものであったときの分割領域に供給した電流を電荷付与手段７のコロナ放電器７１に供給すべき電流として選定する動作を行う。
【００８６】
以上の電荷付与用電流の選定動作が終了すると、画像形成装置１では、その後に行う画像形成動作のときに、電源手段８から電荷付与手段７に選定された電流を供給しながら画像形成が行われることになる。これにより、中間転写ベルト３１は、電荷付与手段７から電荷が付与されて強制的に帯電され、表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあったとしても、その表面電位がほぼ均一な状態にされる。この結果、画像形成時には、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきに起因した画像の濃淡むらがほとんど発生しなくなる。またこのとき、中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像の飛び散り現象もほとんど発生しない。
【００８７】
次に、この画像形成装置１Ｂを用いた評価試験について説明する。
【００８８】
この試験では、中間転写ベルト３１として、実施の形態１における評価試験の場合と同じもの（全周長：２ｍ）を使用した。そして、この中間転写ベルト３１について、図５に示すよう、その半周分（約１ｍ）を４分割して４つの分割領域ａ〜ｄに設定したうえで、図１４に示すように電源手段８から電荷付与手段７であるコロナ放電器７１の放電ワイヤ７１ｂに対し段階的に増える電流を各分割領域ａ〜ｄに切り替えながらそれぞれ供給し、その分割領域ごとの表面電位を表面電位測定器６（６１〜６３）で測定した。
【００８９】
このときの表面電位の測定結果（ばらつき範囲）は、図１４に示す通りの内容であった。この測定結果のうちばらつき範囲が最小のものは、分割領域ｃにおける表面電位であった。このため、電荷付与用電流としては分割領域ｃに供給した「＋２００μＡ」を選定した。
【００９０】
また、この試験では、実施の形態１における評価試験の場合と同様に、各分割領域ａ〜ｄの表面電位の状態において同じ試験用画像を同じ条件で形成し、木目調の濃淡むらの有無について肉眼で観察して評価した。このときの評価結果を、同じく図１４に示す。図１４の結果が示すように、表面電位のばらつき範囲が最小のときの電流を電荷付与用電流として使用した場合に、画像の濃淡むらの発生が抑制される。
【００９１】
[他の実施の形態]
実施の形態１，２においては、制御手段１５として、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧又は電流を供給して中間転写ベルトの表面に電荷を付与する構成について例示したが、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の複数の分割領域に対応して段階的に減る電圧又は電流を供給して中間転写ベルトの表面に電荷を付与する構成を適用することもできる。
要するに、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して表面電位のばらつきの少ない状態にすることができるときの供給すべき電圧又は電流の値（前述した「クロスポイント」に相当する電圧又は電流とも言える）を選定することができれば、その選定時において電源手段８から電荷付与手段７に段階的に供給する電圧又は電流の増減の方向については特に制限されない。
【００９２】
また、実施の形態１，２においては、表面電位測定器６について、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃにおける１箇所に設置したり、その軸方向Ｃにおける３箇所以外の複数の箇所に設置して、表面電位を測定するように構成することもできる。また、電荷付与手段７としては、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して帯電又は除電することができるものであれば他の構成のものを適用しても構わない。さらに、電源手段８としては、直流電源装置以外にも、例えば、交流を重畳する直流電源装置を適用することも可能である。なお、その交流を重畳することによる効果の向上は、期待できないことが確認されている。
【００９３】
制御手段１５において分割する領域は、中間転写ベルト３１の１周以下の範囲で設定することが望ましいが、必要であれば、その１周を超える長さを含めた内容で設定することもできる。また、分割領域の数についても、特に限定されないが、供給すべき電圧（又は電流）を適切に選定する観点からすれば、３以上の数にするとよい。
【００９４】
作像装置２は、１つであってもよく、また４以外の複数のものであってもよい。また、中間転写装置３は、中間転写ベルト３１に代えて、表面抵抗層が形成されたドラム形態の中間転写体を使用するものであっても構わない。
【符号の説明】
【００９５】
１，１Ｂ…画像形成装置
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…作像装置
６ …表面電位測定器（電位測定器）
７ …電荷付与手段
８ …電源手段
９ …記録用紙（被記録材）
１５…制御手段
３１…中間転写ベルト（中間転写体）
３４…表面抵抗層
３６…ベルト清掃装置（清掃装置）
３８…清掃回転ブラシ（清掃ブラシ）
６１〜６３…複数の表面電位測定器
７１…コロナ放電器（電荷付与手段）
Ｂ …回転方向
Ｃ …軸方向
ＰＩ…清掃位置
Ｐ２…一次転写位置
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像剤（例えばトナー）で現像されるトナー像からなる画像を形成する画像形成装置としては、そのトナー像を形成する作像装置から転写されるトナー像が一次転写され、そのトナー像を記録用紙等の被記録材に二次転写させる位置まで保持して搬送するベルト形態等の中間転写体（中間転写方式）を使用するものがある。
また、このような中間転写体を使用する画像形成装置においては、作像装置から中間転写体に転写されるトナー像を構成するトナーの一部がその周辺に飛び散るという飛び散り現象を抑制するため、中間転写体として高抵抗の表面抵抗層を形成したものを使用することがある。
【０００３】
従来、高抵抗の中間転写体を使用する画像形成装置としては、例えば以下のものが知られている。
【０００４】
１つは、中間転写体として体積抵抗率が５×１０12〜１×１０13Ωｃｍのもの（フッ素系樹脂シートからなる無端ベルト）を使用し、その中間転写体とトナー像を形成するトナー像形成手段の像担持体との接触対向部よりも中間転写体表面の移動方向の上流側に、中間転写体の転写面に向けてトナーの帯電極性と同極性の電荷を付与する電荷付与手段を設けた画像形成装置がある（特許文献１）。この画像形成装置においては、例えば、電荷付与手段による電荷付与量を、中間転写体の電荷が付与された部分の表面電位の絶対値が中間転写体上のトナー像の表面電位の最大値の絶対値よりも小さくなるように設定することや、電荷付与手段としてスコロトロン帯電器を適用してそのグリッド電極に印加するバイアス電圧を好適範囲に設定することが行われている。
特許文献１には、この画像形成装置によれば、転写不良等による異常画像の発生を伴うことなく、像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する際の転写チリ（飛び散り現象）の発生を防止できることが示されている。
【０００５】
また、中間転写体として体積抵抗率が１０11〜１０14Ωｃｍのものを使用し、その中間転写体上に転写されたトナー像を転写材上に転写した後、その中間転写体に接触してこれを除電する接触式除電手段を設けた画像形成装置であって、その除電手段に直流電圧を印加して中間転写体を除電するにあたり、中間転写体の体積抵抗率に応じて上記直流電圧を可変制御する可変制御手段を設けた画像形成装置である（特許文献２）。
特許文献２には、この画像形成装置によれば、一次転写後の転写チリを安定して抑制することができ、中間転写体を二次転写後に効率よく除電することで高品質の画像を得ることができることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０８８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、表面抵抗層を形成した中間転写体を使用する画像形成装置として、その中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明（Ａ１）の画像形成装置は、
現像剤で現像される現像剤像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成される現像剤像が転写され、その現像剤像を被記録材に転写させる位置まで保持して搬送するよう回転する、表面抵抗層が形成された中間転写体と、
前記中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、
前記中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、
前記電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、
前記電源手段から前記電荷付与手段に前記中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して前記中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた前記中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を前記電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を前記電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段と
を有するものである。
【０００９】
この発明（Ａ２）の画像形成装置は、上記発明Ａ１の画像形成装置において、前記表面電位計が、前記中間転写体の回転するときの軸の方向における複数の箇所に配置されているものである。
【００１０】
この発明（Ａ３）の画像形成装置は、上記発明Ａ１又はＡ２の画像形成装置において、前記制御手段が、前記中間転写体の複数の分割領域を当該中間転写体の１周以下の範囲で設定しているものである。
【００１１】
この発明（Ａ４）の画像形成装置は、上記発明Ａ１からＡ３のいずれかの画像形成装置において、前記中間転写体の表面を清掃する清掃装置を有し、
前記電位測定器が、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置から当該中間転写体の回転方向の下流側にある前記作像装置の転写位置までの範囲に配置されているとともに、前記電荷付与手段よりも当該中間転写体の回転方向の下流側に存在するよう配置され、
前記電荷付与手段が、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置を境にして当該中間転写体の回転方向の上流側又は下流側に配置されているものである。
【００１２】
この発明（Ａ５）の画像形成装置は、上記発明Ａ４の画像形成装置において、前記清掃装置が、前記中間転写体の表面に接触して清掃する清掃ブラシを備え、前記電荷付与手段が、前記清掃装置の清掃ブラシに前記電源手段から電圧及び電力を供給するよう構成されているものである。
【００１３】
この発明（Ａ６）の画像形成装置は、上記発明Ａ４の画像形成装置において、前記電荷付与手段が、コロナ放電器で構成されているものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明Ａ１の画像形成装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる。
【００１５】
上記発明Ａ２の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを適切に低減することができる。
【００１６】
上記発明Ａ３の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を迅速に行うことができる。
【００１７】
上記発明Ａ４の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を効率よく行うことができる。
【００１８】
上記発明Ａ５の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらの低減を、清掃装置により中間転写体上に残留する現像剤を補足しつつ行うことができる。
【００１９】
上記発明Ａ６の画像形成装置では、その発明の構成を有しない場合に比べて、中間転写体に表面抵抗層の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流を容易に選定しつつ、そのばらつきに起因して発生する画像の濃淡むらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置に使用する中間転写ベルトを示す断面説明図である。
【図３】図１の画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示す拡大説明図である。
【図４】表面電位測定器の設置状態などを示す平面説明図である。
【図５】中間転写ベルトにおける複数の分割領域の構成と表面電位の測定結果を示す概念図である。
【図６】実施の形態１に係る画像形成装置を用いて行った評価試験の内容と結果を示す図表である。
【図７】中間転写ベルトにおける表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分でのＫ色の二次転写性を示すものであり、（ａ）は強制帯電をしない中間転写ベルトによる二次転写性を示す説明図、（ｂ）は強制帯電をしたときの中間転写ベルトによる二次転写性を示す説明図である。
【図８】中間転写体の表面の帯電極性に対する最適な二次転写電圧（絶対値）との関係を示す相関図である。
【図９】中間転写体における表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分の存在による表面電位の状態と、強制帯電による表面電位の変化の状態を示す説明図である。
【図１０】中間転写体における表面抵抗層の厚い部分及び薄い部分における強制帯電による各部分の表面電位の変化の状態とクロスポイントの存在を予測唆する説明グラフ図である。
【図１１】実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図１２】図１１の画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示す拡大説明図である。
【図１３】中間転写ベルトにおける複数の分割領域の構成と表面電位の測定結果を示す概念図である。
【図１４】実施の形態２に係る画像形成装置を用いて行った評価試験の内容と結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明を実施するための形態（以下、単に「実施の形態」という）について添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
図１は実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示し、図２はその画像形成装置に使用する中間転写ベルトの断面を示し、図３はその画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示している。
【００２３】
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものであり、支持部材、外装カバー等で形成される不図示の筐体の内部空間に、公知の電子写真方式、静電記録方式等の画像記録方式を利用して入力画像情報に基づいて現像剤としてのトナー（着色等がされた微粉体）で現像されるトナー像を形成する複数の作像装置２と、作像装置２で形成されたトナー像を保持して最終的に被記録材としての記録用紙９に転写する中間転写装置３と、中間転写装置３に供給すべき所要の記録用紙９を収容して搬送する給紙装置４と、中間転写装置３でトナー像が転写された記録用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置５等が設置されている。図中の矢付き一点鎖線は記録用紙９の主な搬送経路を示す。
【００２４】
作像装置２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（黒：Ｋ）の４色のトナー像を専用に形成することができる４つの作像装置（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）で構成されている。４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、直列に並べた状態となるよう配置されている。また、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。
【００２５】
各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、回転する感光ドラム２１を備えており、この感光ドラム２１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム２１の像保持面（トナー像を保持する表面部分）を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された像保持面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーで現像して可視像であるトナー像とする現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を中間転写装置３（の中間転写ベルト）に転写する一次転写装置２５と、転写後の感光ドラム１２の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物をかき取って除去する清掃装置２６とである。
【００２６】
感光ドラム２１は、接地処理される円筒又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものであり、図示しない回転駆動装置から動力を受けて矢印Ａで示す方向に回転するようになっている。帯電装置２２は、感光ドラム２１の像保持面に接触しない状態又は接触した状態で配置されるとともに帯電用電圧が印加される、コロナ放電器を用いた非接触型の帯電装置や帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置である。帯電用電圧としては、現像装置２４が反転現像を行うものである場合、その現像装置から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧が印加される。
【００２７】
露光装置２３は、画像形成装置１に入力される画像情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光ドラム２１の像保持面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置２３としては、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものや、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が使用される。また、露光装置２３は、この実施の形態では４つの作像装置２に対して個別に独立した構造のものを使用しているが、これ以外にも、例えば複数の作像装置２に対して１つに筐体に集約して必要な数の光を出光させるように構成したものなどを使用することもできる。
【００２８】
現像装置２４は、現像剤（例えば非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤など）を収容する現像剤収容器を有し、その現像剤収容器に収容されている現像剤を回転しながら保持して感光ドラム２１と接近して対向する現像領域に搬送する現像ロール２４ａや、その収容されている現像剤を回転して攪拌しながら現像ロール２４ａに搬送する攪拌搬送部材や、現像ロール２４ａに保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材を有している。また、現像装置２４は、その現像ロール２４ａに交流が重畳された直流からなる現像用電圧（現像バイアス）が印加されるとともに、その現像ロール２４ａ及び攪拌搬送部材が所要の方向に回転させられる。現像剤のトナーは、現像剤収容器内において攪拌搬送部材により攪拌されることでキャリアと擦れ合って所要の極性（この実施形態ではマイナス極性）に摩擦帯電される。
【００２９】
一次転写装置２５は、感光ドラム２１の像保持面に後記の中間転写ベルト（３１）を介して接触して回転するとともに一次転写用電流（又は電圧）が印加される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。この一次転写装置は、一次転写ロールに一次転写用電流として例えばトナーの帯電極性と逆極性の直流が印加される。
【００３０】
中間転写装置３は、図１に示すように、直列に並べた状態の各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置されている。この中間転写装置３は、感光ドラム２１と一次転写装置２５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２ａ〜３２ｆと、支持ロール３２ｅに支持されている中間転写ベルト３１に所定の圧力で接触して回転する二次転写ロール３５と、二次転写ロール３５を通過した後に中間転写ベルト３１に残留して付着するトナー等を除去するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。
【００３１】
中間転写ベルト３１としては、図２に示すように、所要の厚さｄ１の無端状のベルト基材３３に表面抵抗層３４を所要の厚さｄ２で形成したものが使用される。無端状のベルト基材３３は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を分散させた材料を用いて無端状の形状に作製される。表面抵抗層３４は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂を単独で又はその合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を分散させた材料（但し分散させる抵抗調整剤は、表面抵抗層の体積抵抗率がベルト基材のそれよりも高くなるようにその種類、量等の条件が設定される）をフローコート方法等で塗布して形成される。支持ロール３２ａは駆動ロールとして、支持ロール３２ｃは張力付与ロールとして、支持ロール３２ｅは二次転写対向ロールとしてそれぞれ構成されている。二次転写対向ロールとしての支持ロール３２ｅには、トナーの帯電極性とは同極性の直流からなる二次転写用電圧が図示しない給電部材から所要の時期に印加される。二次転写用電圧は、二次転写ロール３５にトナーの帯電極性とは逆極性の直流成分を印加するようにしても構わない。
【００３２】
ベルト清掃装置３６は、駆動ロールとしての支持ロール３２ａで支持される中間転写ベルト３１の外周面の手前側（ベルト回転方向Ｂの上流側）の位置に配置されている。この清掃装置３６は、中間転写ベルト３１と向き合う部分が開口した形状の筐体３６ａに、支持ロール３２ａに支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分に接触した状態で配置される弾性ブレード３７と、弾性ブレード３６よりもベルト回転方向Ｂの上流側に離れた位置で中間転写ベルト３１の外周面に接触した状態でベルト移動速度と相対的に異なる速度で回転するよう配置される清掃回転ブラシ３８とが取り付けられたものである。
【００３３】
給紙装置４は、中間転写装置３の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置４は、筐体の正面（使用者が使用時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで主に構成されている。実施の形態１では、用紙収容体４１として上面が開口した箱状のものを使用しており、その各用紙収容体４１に異なるサイズ、種類等の記録用紙９を配分して収容するとともに所要の記録用紙９を収容された用紙収容体４１から選択して送り出すことができるようになっている。
【００３４】
給紙装置４の各用紙収容体４１における送出装置４２と中間転写装置３の二次転写位置との間には、複数の搬送ロール対４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，…と、搬送ガイド材等で構成される給紙用の用紙搬送路４５が設けられている。搬送ロール対４５ｃ、記録用紙９の搬送時期や搬送状態を調整する等の機能を有する送り込みロール対として構成されている。給紙装置４の各用紙収容体４１から送り出された記録用紙９は、給紙用の用紙搬送路４５を経由して、中間転写装置３の中間転写ベルト３１と二次転写ロール３５の間となる二次転写位置まで搬送される。
【００３５】
定着装置５は、中間転写装置３の下方の片側（ベルト清掃装置３６の配置側）に配置されている。定着装置５は、筐体５１の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるように加熱手段によって加熱される加熱ロール５２と、この加熱ロール５２の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して従動回転するロール形式、ベルト形式等の加圧用回転体５３とを設置したものである。二次転写位置と定着装置５との間には、例えば、二次転写後に記録用紙９を定着装置５まで搬送するベルト形式の用紙搬送装置（不図示）が配置されている。
【００３６】
また、画像形成装置１は、前記４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）をすべて使用して形成する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像で構成されるフルカラー画像を形成する作像パターン（フルカラーモード）と、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の１つを使用して形成する１色のトナー像で構成される単色画像を形成する作像パターン（単色モード）を有している。実施の形態１における単色モードは、ブラック色（Ｋ）のトナー像で構成される白黒画像を形成する白黒モードとして設定されている。
【００３７】
次に、この画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００３８】
はじめに、フルカラーモードのときの画像形成動作では、まず、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、各感光ドラム２１が矢印Ａの方向に回転し、各帯電装置２２がその各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。露光装置２３は、帯電後の感光ドラム２１に対して各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された画像信号に基づく露光を行い、所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。各現像装置２４は、感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール２４ａで供給するとともに、そのトナーを現像ロール２４ａと感光ドラム２１の間に形成される現像電界により静電的に付着させることで現像する。これにより、トナー像として顕像化する。
【００３９】
続いて、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写位置において、感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、所要の極性（プラス極性）の一次転写電流が印加される次転写装置２５で形成される転写電界により中間転写装置３の中間転写ベルト３１に対し順番に一次転写されて重ね合わされる。中間転写装置３は、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像を保持し、そのベルト３１の回転により二次転写位置まで搬送する。そして、そのトナー像を、二次転写位置において二次転写ロール３５で形成される転写電界により、給紙装置４から給紙用の搬送路４５を経由して搬送される記録用紙９に対し一括して二次転写させる。
【００４０】
二次転写が終了した記録用紙９は、中間転写ベルト３１から剥離された後に図示しない搬送装置により搬送されて定着装置５に導入される。定着装置５は、トナー像が転写された記録用紙９を加熱ロール５２と加圧用回転体５３の接触部を通過させて加熱及び加圧させることでトナー像を形成するトナーを溶融させて用紙９に定着させる。定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、例えば筐体の外部に排出されて図示しない排出収容部に収容される。
【００４１】
以上により、１枚の記録用紙９には、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成される。
【００４２】
一方、単色（白黒）モードのときの画像形成動作では、最初に４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちブラック色の作像装置２Ｋにおいて感光ドラム２１に黒色のトナー像が形成される。このとき、作像に関与しない作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）も、露光装置２３の露光動作が行われない以外は作像のときと同様に作動する。続いて、フルカラーモードのときの画像形成動作と同様に、感光ドラム２１上のトナー像は、中間転写装置３の中間転写ベルト３１を経由して記録用紙９に二次転写された後に定着装置５において用紙９に定着され、最後に定着後の記録用紙９が排出収容部に排出されて収容される。これにより、１枚の記録用紙９には、黒色のトナー像で構成される白黒画像が形成される。
【００４３】
さらに、この画像形成装置１では、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の各感光ドラム２１から中間転写装置３の中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像を構成するトナーの一部がその周辺に飛び散るという飛び散り現象を抑制するため、中間転写ベルト３１として高抵抗（例えば体積抵抗率が１０13〜１０14Ωｃｍのもの）の表面抵抗層３４を形成したものを使用している。
【００４４】
この場合、中間転写ベルト３１の高抵抗の表面抵抗層３４の下方部分（下層部分）は、中抵抗（例えば体積抵抗率が１０10〜１０11Ωｃｍのもの）に設定している。ちなみに、中間転写ベルト３１の全体を高抵抗として構成することは適切でない。その理由は、システム全体の抵抗基準が高くなり、一次転写電流や二次転写電圧等として高い電圧が必要となってしまい、システム全体としての供給電力に制限がある場合に好ましくないからである。また、中間転写ベルト３１のようにベルト形態の中間転写体では、二次転写位置においてベルト裏面（内周面）と支持ロール３２ｅ（二次転写対向ロール）との間で不要な放電が起こりやすくなり、その放電により二次転写位置での電位バランスが崩れて二次転写不良を誘発し、ひいては画像不良が発生しやすくなるからでもある。
【００４５】
一方、高抵抗の表面抵抗層３４が形成された中間転写ベルト３１を使用した場合は、一次転写位置を通過するときに、その表面抵抗層３４が一次転写装置２５で印加される一次転写電流により帯電され、その状態を保持することになる。この場合、表面抵抗層３４がベルト全周にわたって均一の抵抗値でかつ均一の層厚であれば、一次転写位置を通過した後の表面抵抗層３４における帯電状態が均一になって二次転写も平常通りに行われて問題がない。
【００４６】
ところが、実際には表面抵抗層３４の抵抗値及び層厚の少なくとも一方が不均一であることがあり、この場合は、表面抵抗層３４における帯電状態が均一でなくなり、それが原因で二次転写も良好（均一）に行われなくなり、結果として記録用紙９に形成される画像に例えば木目模様等の濃淡むらが発生してしまう。
【００４７】
本発明者らの研究によれば、特に飛び散り現象の抑制効果を追求していくと、中間転写ベルト３１における表面抵抗層３４とその下層のベルト基材３３の各体積抵抗率には二桁又はそれ以上の差が必要になることが確認されている。しかし、そのような体積抵抗率の関係に保った表面抵抗層３４を形成した中間転写ベルト３１を使用する場合には、その製造時における表面抵抗層３４の膜厚むらがそのまま抵抗むらとなって顕在化しやすくなり、この結果、上記した画像の濃淡むらも発生しやすくなるという傾向がある。
【００４８】
ここで、中間転写ベルト３１等における帯電むらを補正する対策として、帯電物を強制的に帯電させる方法又は除電する方法を適用することが考えられる。この場合、前者の方が、その強制的に帯電した後の対象物における表面電位が安定する傾向にある。
【００４９】
この対策による改善効果を確認するため、上記した高抵抗の表面抵抗層３４を形成した中間転写ベルト３１（ベルト基材３４は中抵抗のもの）を使用する画像形成装置１において、その中間転写ベルト３１を何もしない（強制帯電しない）場合と強制的に帯電させた場合におけるブラック（Ｋ）色の二次転写性を調べた。このとき中間転写ベルト３１としては、表面抵抗層３４の層厚の厚い部分と薄い部分の位置を接触式粗さ計（うねり成分を抽出して計測した）によって確認したものを使用した。強制帯電は、ベルト清掃装置３６の清掃回転ブラシ３８に直流電圧又は電流を印加することにより行った。二次転写性については、例えば矩形でベタ状のＫ色トナー像（１０ｇ）を二次転写する場合、二次転写電圧を変更したときの二次転写効率（％）を調べた。このときの結果を図７に示す。
【００５０】
図７において、特性曲線の山部分（上部）における二次転写効率はおよそ９０〜９５％の場合を示している。特性曲線の裾部分（下部）における二次転写効率は下がるにつれて低くなり、濃度が薄い画像になる場合を示している。また、この画像形成装置１における中間転写ベルト３１は、プラス極性（＋）の一次転写電流が印加される一次転写装置２５を通過することにより、その表面抵抗層３４がマイナス極性（−）に帯電される。
【００５１】
強制帯電をしない場合は、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４が全体としてマイナス極性に帯電された状態になり、図７（ａ）に示すように、表面抵抗層３４の厚い部分（換言すれば抵抗率が高い部分）が薄い部分（換言すれば抵抗率が低い部分）よりも低い二次転写電圧で、Ｋ色の良好な二次転写性を得られることがわかる。これは、厚い部分ほどマイナス極性の帯電量が多くなるため、同じ極性であるマイナス極性に帯電したトナー像に対する反発力が強くなる分だけ二次転写時に必要な静電吸引力が小さくて済むからである（図８参照）。
【００５２】
このような状態にある中間転写ベルト３１を使用した場合にフルカラー画像を形成するときの最適な二次転写電圧（図７中に実線の縦線で示す電圧）を印加してＫ色トナー像の二次転写を行ったときには、表面抵抗層３４の薄い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧にも含まれる関係になるため良好な二次転写性を得ることができる。しかし、表面抵抗層３４の厚い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧よりも高くなる関係になるため二次転写性が低下し、二次転写されたＫ色の画像も白く（うすく）なってしまう。なお、最適な二次転写電圧は、一般に４色のトナー像を転写する必要があるため、１色のトナー像を転写するときよりも相対的に大きな電圧になる。
【００５３】
一方、強制帯電をした場合は、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４が全体としてプラス極性に帯電された状態になり、図７（ｂ）に示すように、表面抵抗層３４の厚い部分が薄い部分よりも高い二次転写電圧すれば、Ｋ色の良好な二次転写性を得られることがわかる。これは、厚い部分ほどプラス極性の帯電量が多くなるため、その逆極性であるマイナス極性に帯電したトナー像に対する静電吸引力が強くなる分だけ二次転写時に記録用紙９側に静電転写させるための静電吸引力も強くする必要があるからである（図８参照）。
【００５４】
このような状態にある中間転写ベルト３１を使用した場合にフルカラー画像を形成するときの最適な二次転写電圧を印加してＫ色トナー像の二次転写を行ったときには、表面抵抗層３４の厚い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧にも含まれる関係になるため良好な二次転写性を得ることができる。しかし、強制帯電をしない場合とは反対に、表面抵抗層３４の薄い部分では、フルカラー時の最適な二次転写電圧がＫ色の最適な二次転写電圧よりも高くなる関係になるため二次転写性が低下し、二次転写されたＫ色の画像も白くなってしまう。
【００５５】
続いて、このような表面抵抗層３４の層厚むらが存在する中間転写ベルト３１の表面電位の状態について、図９に概念的に示す。表面抵抗層３４の層厚むらは、その表面の縦横の方向に沿って二次元的に生じるが、図５では、簡易的に一次元（ベルトの回転方向Ｂに見たときの状態）で表している。
【００５６】
図９の横軸は、中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおける位置を示している。中間転写ベルト３１の表面電位は、強制帯電などをしていない場合、図９の下部のマイナス極性（−）領域に示すように、表面抵抗層３４の層厚むらにほぼ対応して電位の高い部分と低い部分とが混在した状態にある。図９では、簡略化のため、表面電位のむらを波線で示している。表面電位が高い部分（マイナス極性の絶対値が大きい部分）は、表面抵抗層３４の層厚が厚い部分とほぼ一致する。また、表面電位が低い部分（マイナス極性の絶対値が小さい部分）は、表面抵抗層３４の層厚が薄い部分とほぼ一致する。
【００５７】
この表面電位のむら（表面抵抗層４３の層厚のむらにも相当する）は、むら１つ分（波線の山部分又は谷部分の１つ）の長さが数ｍｍから数十ｍｍ程度になることが確認されている。なお、このむら１つ分の長さがこれよりも小さい表面電位のむらは、製造上発生することがない。また、これよりも大きい数百ｍｍ程度の長さとなるむらは、画像の濃淡の変化も緩やかな状態になるので、画質上問題にならない。
【００５８】
以上のことから、中間転写ベルト３１における表面抵抗層３４の層厚のむらにほぼ同期してベルトの表面電位（帯電量）に差が生じていることがわかる（図９）。また実際に、その表面電位の差に対応して画像の濃淡にむらが現われている。これに対し、前述したように中間転写ベルト３１を強制的にプラス極性に帯電させた場合には、一般に、図９の上部に示すように表面抵抗層３４の層厚のむらにほぼ同期した表面電位の差が生じるようになることも確認されている。この場合、強制帯電後の中間転写ベルト３１の表面電位は、その極性が反転するため、画像の濃淡のむらも反転した状態で現われるようになる。
【００５９】
このような状況から考察すると、中間転写ベルト３１を強制的に帯電させる過程のある時期において中間転写ベルト３１の表面電位の極性が反転していることになるので、その強制帯電の中間的な強さ（中間的な地点）のときには、中間転写ベルト３１の表面電位に差が生じない強制帯電時の電圧（又は電流）が存在することが推測できる。
【００６０】
一方、強制帯電されたときの中間転写ベルト３１の表面電位が変化する特性（強制帯電に供給される電圧に対する感度。又は極性が反転するまでの経過特性）は、図１０に示すように、中間抵抗層３４の層厚の違い（厚い部分と薄い部分）によって異なる。しかし、強制帯電のために供給される電圧がゼロのときとその電圧をかけすぎた（電圧が大きすぎた）ときの間においては、前記した通り中間転写ベルト３１の表面電位の大小も反転する。このため、その電圧を変化させる途中には、表面抵抗層３４の厚い部分に対応する表面電位の変化特性（予測線）とその薄い部分に対応する表面電位の変化特性（予測線）が反転する時期にほぼ対応して交差する電圧値（クロスポイント）が存在することが推測できる。
【００６１】
したがって、その交差する電圧値の電圧を供給して中間転写ベルト３１を強制的に帯電させるようにすれば、その中間転写ベルト３１の表面電位（帯電量）は、表面抵抗層３４の層厚のむらある場合でもそのむらの影響を受けずにほぼ均一化されることが期待できる。そして、そのように中間転写ベルト３１を強制帯電させることができた場合には、二次転写して得られる画像にも濃淡のむらの発生も抑制されることが予想される。
【００６２】
そこで、この画像形成装置１では、以上の知見に基づいて、中間転写ベルト３１に表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあっても、その中間転写ベルト３１の表面電位がほぼ均一な状態に保たれるよう中間転写ベルト３１の表面を帯電又は除電する動作を行う以下の構成を採用している。
【００６３】
すなわち、画像形成装置１は、図１や図３に示すように、中間転写ベルト３１の表面電位を測定する表面電位測定器６と、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して帯電させる電荷付与手段７と、電荷付与手段７に電圧を供給する電源手段８とを設置したうえで、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧を供給して中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧を電荷付与手段７に供給すべき電圧として選定する動作を行う制御手段１５を設けている。
【００６４】
表面電位測定器６は、図３等に示すように、中間転写ベルト３１のベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１（弾性ブレード３７が中間転写ベルト３１に接触する位置）からベルト回転方向Ｂの下流側に最初に存在するＹ色の作像装置２Ｙの一次転写位置Ｐ２に至るまでの範囲内で、その外周面と向き合った状態で設置されている。また、表面電位測定器６は、電荷付与手段７よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの下流側に存在する関係になるよう配置されている。さらに、表面電位測定器６は、図４に示すように、中間転写ベルト３１の回転するときの支持ロール３２の軸の方向Ｃ（ベルト回転方向Ｂとほぼ直交する方向）における複数の箇所に配置している。実施の形態１では、軸方向Ｃにおける中央部及び両端部の計３箇所に、３つの表面電位測定器６１〜６３を配置している。
【００６５】
表面電位測定器６としては、非接触型の表面電位計が使用される。その表面電位計は、中間転写ベルト３１の外周面に測定素子であるプローブを接近させた状態で配置して表面電位を測定する。図３における符号６５は、プローブと向き合う中間転写ベルト３１の内周面側の位置に配置される、接地処理された背面電極を示す。図４の符号Ｅは、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃにおけるトナー像保持有効領域を示す。
【００６６】
電荷付与手段７は、図３に示すように、ベルト清掃装置３６の清掃回転ブラシ３８を中間転写ベルト３１の外周面との接触部材として利用し、その回転ブラシ３８の金属製回転軸３８ａに電源手段８から電荷付与用電圧を供給することで構成されている。回転ブラシ３８は、ベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの上流側に存在するよう配置されている。また、回転ブラシ３８は、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃのほぼ全域に相当する長さの回転軸３８ａと、その回転軸３８ａの周囲に所要の密度で取り付けられた半導電性（１０4〜１０10logΩ）のブラシ毛３８ｂで形成されている。
【００６７】
電源手段８は、直流電源装置で構成されている。電荷付与用電圧としては、中間転写ベルト３１がマイナス極性に帯電されるタイプであるため強制的な帯電（厳密には除電されている状況にあるときも含まれる）を有効に行う観点から、プラス極性の電圧を採用している。また、この電源装置８は、清掃回転ブラシ３８の金属製回転軸３８ａに複数の異なる電圧（０Ｖ：零ボルトを含む）を切り替えて供給できるよう制御されるようになっている。
【００６８】
制御手段１５は、演算処理装置、記憶素子及び装置、制御装置、入出力装置等で構成されているものであり、記憶装置に格納されている制御プログラム及びデータに基づいて所要の制御動作（主に電荷付与用電圧の選定動作）を実行するようになっている。この制御手段１５には、少なくとも、電位測定器８からの測定情報（信号）が入力されるように接続されているとともに、電源手段８の給電動作を制御する信号を電源手段８の制御部に送信するよう接続されている。また、制御手段１５は、画像形成装置１の全体の動作を管理制御する中央制御装置の一部（制御部）として構成するか、あるいは、専用の制御装置として構成される。後者の場合は、専用の制御装置が中央制御装置と情報信号や制御信号のやり取りができるよう接続される。制御手段１５による電荷付与用電圧の選定動作の実行時期は、予め定めた時期や条件を満たした時期等になったときである。その選定動作の実行時期としては、例えば、画像形成装置１の主電源を投入したときが挙げられる。
【００６９】
そして、制御手段１５は、電荷付与用電圧の選定動作の実行時期が到来すると、まず電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧を供給する動作を実行する。
【００７０】
このときの複数の分割領域は、図５に例示するように、中間転写ベルト３１の１周の長さを複数に分割した領域として設定される。実施の形態１では、ベルト１周分の長さを４等分した領域１〜４としている。また、分割領域は、例えば、中間転写ベルト３１の基準位置から各領域の始点位置までの距離（長さ）とベルトの回転速度を用いて、基準位置からの各領域の到達時間を算出して得られる情報により認識される。各分割領域に供給する電圧は、０Ｖを含み、各領域ごとに次第に増える電圧値の電圧が適用される。０Ｖを供給するのは、中間転写ベルト３１を強制帯電しないときの表面電位のばらつき度合いも選定の比較対象に含めるためである。
【００７１】
また、制御手段１５は、電荷付与手段７への段階的な電圧の供給とほぼ同時に、その段階的な電圧の供給により電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６で測定する動作を実行するとともに、その測定結果を入手する。このとき表面電位測定器６は、回転により連続して移動する中間転写ベルト３１の表面（外周面）の電位を連続して測定するが、制御手段１５ではその連続して得られる測定結果を分割領域ごとに分けて集計する。前記段階的な電圧の供給と表面電位の測定は、中間転写ベルト３１が１回転するという短い時間で終了するので迅速にかつ効率よく行われる。
【００７２】
続いて、制御手段１５は、表面電位測定器６から得られる測定結果に基づき表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域を分析する。この場合、表面電位のばらつきの範囲は、例えば、その表面電位の最小値と最大値の差（極性が異なる場合は、その各極性での絶対値をその差分の大きさとして含める。）とする。このときの分析は、４つの表面電位のばらつき範囲の大小関係を対比して選別するだけであるため迅速になされる。図５において各領域１〜４において横軸に沿って引かれた直線が供給される電圧の値（大小関係）を概念的に示している。また、図５において各領域１〜４に供給した電圧の電圧値を示す直線の下方及び上方に示す「×」印が測定した表面電位の結果を示す（例えば測定値が８個得られる場合を例示している）。例えば、その直線の下方に存在する×印がマイナス極性の電位を示し、その直線の上方に存在する×印がプラス極性の電位を示している。また、そのいずれの場合においても×印の上下方向にずれて示されるのが表面電位のばらつき度合いを示している。
【００７３】
そして最後に、制御手段１５は、そのときの表面電位のばらつきの範囲が最小のものであったときの分割領域に供給した電圧を電荷付与手段７に供給すべき電圧として選定する動作を行う。つまり、この表面電位のばらつき範囲が最小になるときが、電荷付与（強制帯電）のために供給する電圧の前記したクロスポイントに相当するものであるとして扱うことにしている。このようにして選定された電圧は、記憶装置等に記憶されて、次の電荷付与用電圧が選定されるまで使用される。
【００７４】
以上の電荷付与用電圧の選定動作が終了すると、画像形成装置１では、その後に行う画像形成動作のときに、電源手段８から電荷付与手段７に選定された電圧を供給しながら画像形成が行われることになる。これにより、中間転写ベルト３１は、電荷付与手段７から電荷が付与されて強制的に帯電され、表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあったとしても、その表面電位がほぼ均一な状態にされる。
【００７５】
この結果、画像形成時には、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきに起因した画像の濃淡むらがほとんど発生しなくなる。またこのとき、中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像の飛び散り現象もほとんど発生しない。この飛び散り現象がほとんど発生しないのは、例えば以下の理由によるものと推測される。つまり、一次転写装置２５においてプラス極性の一次転写電流が印加されて一次転写が行われることで、中間転写ベルト３１の内周面にプラス極の電荷が付与されるとともに、その電荷が比較的高い抵抗値に設定されている中間転写ベルト３１にそのまま留まるようになる。この結果、マイナス極性に帯電したトナー像は、中間転写ベルト３１に一次転写されると、中間転写ベルト３１の側に静電的に良好に引き寄せられる状態に保たれて飛び散りにくくなるためと推測される。
【００７６】
なお、画像形成装置１では、上記した中間転写ベルト３１の強制帯電により表面電位が変化しても、二次転写電圧は適正な値に補正される。すなわち、二次転写電圧は、二次転写位置でのシステム抵抗を測定し、そのシステム抵抗に基づいて適切な二次転写電圧を決定する制御動作により調整されることになる。ちなみに、一次転写電流については、定電圧制御をしている場合には、中間転写ベルト３１の表面電位の変化に伴う補正は不要である。
【００７７】
次に、この画像形成装置１を用いた評価試験について説明する。
【００７８】
この試験では、中間転写ベルト３１として、体積抵抗率が１０10〜１０11Ωｃｍで厚さが８０μｍのポリイミド樹脂製の無端状ベルト基材３３の外周面に、ポリイミド樹脂にフッ素系樹脂を分散させた材料をフローコート法で塗布して体積抵抗率が１０13〜１０14Ωｃｍで厚さが５μｍの表面抵抗層３４を形成したもの（全周長：２ｍ）を使用した。そして、この中間転写ベルト３１について、図５に示すよう、その１周分（約２ｍ）を４分割して４つの分割領域１〜４に設定したうえで、図６に示すように電源手段８から電荷付与手段７である清掃回転ブラシ３８に対し段階的に増える電圧を各分割領域１〜４に切り替えながらそれぞれ供給し、その分割領域ごとの表面電位を表面電位測定器６（３つの測定器６１〜６３）で測定した。
【００７９】
このときの表面電位の測定結果（ばらつき範囲）は、図６に示す通りの内容であった。この測定結果のうちばらつき範囲が最小のものは、分割領域３における表面電位であった。このため、電荷付与用電圧としては分割領域３に供給した「＋５００Ｖ」を選定した。
【００８０】
また、この試験では、各分割領域１〜４の表面電位の状態において同じ試験用画像（画像濃度が５０％のハーフトーン画像）を同じ条件で形成し、木目調の濃淡むらの有無について肉眼で観察して評価した。この分割領域ごとの試験用画像の形成は、その各電圧を印加した状態のままで作像装置２（一次転写位置）を通過させることで同様に行った。このときの評価結果を、同じく図６に示す。図６の結果が示すように、表面電位のばらつき範囲が最小のときの電圧を電荷付与用電圧として使用した場合に、画像の濃淡むらの発生が抑制される。
【００８１】
［実施の形態２］
図１１は実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示し、図１２はその画像形成装置の要部（中間転写ベルトの表面電位の均一化の構成部）を示している。
【００８２】
実施の形態２に係る画像形成装置１Ｂは、電荷付与手段７としてコロナ放電器７１に変更し、制御手段１５における分割領域の構成を変更した以外は実施の形態１に係る画像形成装置１と同じ構成を採用している。以下では、実施の形態１と共通する構成部分には図面も含めて同じ符号を付し、その共通する構成部分に関する説明も必要な場合を除いて省略する。
【００８３】
電荷付与手段７としてのコロナ放電器７１は、図１２に示すように、駆動ロール３２ａに支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分に向き合う状態で配置されている。このコロナ放電器７１としては、その外周面部分と軸方向Ｃのほぼ全域にわたって向き合う端部が開口した形態のシールドケース７１ａと、そのシールドケース７１ａの内部空間に軸方向Ｃに沿って張り渡された放電ワイヤ７１ｂとで構成されるもの（いわゆるコロトロン型の放電器）を適用した。また、この放電器７１は、その放電ワイヤ７１ｂに電源装置８から電荷付与用電流（プラス極性の直流）を供給するように構成している。さらに、コロナ放電器７１は、ベルト清掃装置３６による清掃位置Ｐ１よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの下流側に存在し、かつ、表面電位測定器６よりも中間転写ベルト３１の回転方向Ｂの上流側に存在するよう配置されている。
【００８４】
制御手段１５は、電荷付与用電流の選定動作の実行時期が到来すると、まず電源手段８から電荷付与手段７のコロナ放電器７１に中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える電流を供給する動作を実行する。このときの複数の分割領域は、図１３に例示するように、中間転写ベルト３１の半周分の長さを複数に分割した領域として設定される。実施の形態１では、ベルト半周の長さを４等分した領域ａ〜ｄとしている。
【００８５】
また、この制御手段１５は、コロナ放電器７１への段階的な電流の供給とほぼ同時に、その段階的な電流の供給により電荷の付与がされた中間転写ベルト３１の分割領域ごとの各表面電位を表面電位測定器６（６１〜６３）で測定する動作を実行するとともに、その測定結果を入手する。このときの段階的な電流の供給と表面電位の測定は、中間転写ベルト３１が半回転するという一層短い時間で終了するので更に迅速にかつ効率よく行われる。続いて、制御手段１５は、表面電位測定器６から得られる測定結果に基づき表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域を分析する。そして最後に、制御手段１５は、そのときの表面電位のばらつきの範囲が最小のものであったときの分割領域に供給した電流を電荷付与手段７のコロナ放電器７１に供給すべき電流として選定する動作を行う。
【００８６】
以上の電荷付与用電流の選定動作が終了すると、画像形成装置１では、その後に行う画像形成動作のときに、電源手段８から電荷付与手段７に選定された電流を供給しながら画像形成が行われることになる。これにより、中間転写ベルト３１は、電荷付与手段７から電荷が付与されて強制的に帯電され、表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきがあったとしても、その表面電位がほぼ均一な状態にされる。この結果、画像形成時には、中間転写ベルト３１の表面抵抗層３４の抵抗値や層厚のばらつきに起因した画像の濃淡むらがほとんど発生しなくなる。またこのとき、中間転写ベルト３１に一次転写されるトナー像の飛び散り現象もほとんど発生しない。
【００８７】
次に、この画像形成装置１Ｂを用いた評価試験について説明する。
【００８８】
この試験では、中間転写ベルト３１として、実施の形態１における評価試験の場合と同じもの（全周長：２ｍ）を使用した。そして、この中間転写ベルト３１について、図５に示すよう、その半周分（約１ｍ）を４分割して４つの分割領域ａ〜ｄに設定したうえで、図１４に示すように電源手段８から電荷付与手段７であるコロナ放電器７１の放電ワイヤ７１ｂに対し段階的に増える電流を各分割領域ａ〜ｄに切り替えながらそれぞれ供給し、その分割領域ごとの表面電位を表面電位測定器６（６１〜６３）で測定した。
【００８９】
このときの表面電位の測定結果（ばらつき範囲）は、図１４に示す通りの内容であった。この測定結果のうちばらつき範囲が最小のものは、分割領域ｃにおける表面電位であった。このため、電荷付与用電流としては分割領域ｃに供給した「＋２００μＡ」を選定した。
【００９０】
また、この試験では、実施の形態１における評価試験の場合と同様に、各分割領域ａ〜ｄの表面電位の状態において同じ試験用画像を同じ条件で形成し、木目調の濃淡むらの有無について肉眼で観察して評価した。このときの評価結果を、同じく図１４に示す。図１４の結果が示すように、表面電位のばらつき範囲が最小のときの電流を電荷付与用電流として使用した場合に、画像の濃淡むらの発生が抑制される。
【００９１】
[他の実施の形態]
実施の形態１，２においては、制御手段１５として、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の複数の分割領域に対応して段階的に増える電圧又は電流を供給して中間転写ベルトの表面に電荷を付与する構成について例示したが、電源手段８から電荷付与手段７に中間転写ベルト３１の複数の分割領域に対応して段階的に減る電圧又は電流を供給して中間転写ベルトの表面に電荷を付与する構成を適用することもできる。
要するに、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して表面電位のばらつきの少ない状態にすることができるときの供給すべき電圧又は電流の値（前述した「クロスポイント」に相当する電圧又は電流とも言える）を選定することができれば、その選定時において電源手段８から電荷付与手段７に段階的に供給する電圧又は電流の増減の方向については特に制限されない。
【００９２】
また、実施の形態１，２においては、表面電位測定器６について、中間転写ベルト３１の軸方向Ｃにおける１箇所に設置したり、その軸方向Ｃにおける３箇所以外の複数の箇所に設置して、表面電位を測定するように構成することもできる。また、電荷付与手段７としては、中間転写ベルト３１の表面に電荷を付与して帯電又は除電することができるものであれば他の構成のものを適用しても構わない。さらに、電源手段８としては、直流電源装置以外にも、例えば、交流を重畳する直流電源装置を適用することも可能である。なお、その交流を重畳することによる効果の向上は、期待できないことが確認されている。
【００９３】
制御手段１５において分割する領域は、中間転写ベルト３１の１周以下の範囲で設定することが望ましいが、必要であれば、その１周を超える長さを含めた内容で設定することもできる。また、分割領域の数についても、特に限定されないが、供給すべき電圧（又は電流）を適切に選定する観点からすれば、３以上の数にするとよい。
【００９４】
作像装置２は、１つであってもよく、また４以外の複数のものであってもよい。また、中間転写装置３は、中間転写ベルト３１に代えて、表面抵抗層が形成されたドラム形態の中間転写体を使用するものであっても構わない。
【符号の説明】
【００９５】
１，１Ｂ…画像形成装置
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…作像装置
６ …表面電位測定器（電位測定器）
７ …電荷付与手段
８ …電源手段
９ …記録用紙（被記録材）
１５…制御手段
３１…中間転写ベルト（中間転写体）
３４…表面抵抗層
３６…ベルト清掃装置（清掃装置）
３８…清掃回転ブラシ（清掃ブラシ）
６１〜６３…複数の表面電位測定器
７１…コロナ放電器（電荷付与手段）
Ｂ …回転方向
Ｃ …軸方向
ＰＩ…清掃位置
Ｐ２…一次転写位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤で現像される現像剤像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成される現像剤像が転写され、その現像剤像を被記録材に転写させる位置まで保持して搬送するよう回転する、表面抵抗層が形成された中間転写体と、
前記中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、
前記中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、
前記電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、
前記電源手段から前記電荷付与手段に前記中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して前記中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた前記中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を前記電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を前記電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面電位計は、前記中間転写体の回転するときの軸の方向における複数の箇所に配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記中間転写体の複数の分割領域を当該中間転写体の１周以下の範囲で設定している請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体の表面を清掃する清掃装置を有し、
前記電位測定器は、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置から当該中間転写体の回転方向の下流側にある前記作像装置の転写位置までの範囲に配置されているとともに、前記電荷付与手段よりも当該中間転写体の回転方向の下流側に存在するよう配置され、
前記電荷付与手段は、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置を境にして当該中間転写体の回転方向の上流側又は下流側に配置されている請求項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】
前記清掃装置は、前記中間転写体の表面に接触して清掃する清掃ブラシを備え、
前記電荷付与手段は、前記清掃装置の清掃ブラシに前記電源手段から電圧及び電力を供給するよう構成されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電荷付与手段は、コロナ放電器で構成されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤で現像される現像剤像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成される現像剤像が転写され、その現像剤像を被記録材に転写させる位置まで保持して搬送するよう回転する、表面抵抗層が形成された中間転写体と、
前記中間転写体の表面電位を測定する電位測定器と、
前記中間転写体の表面に電荷を付与して帯電又は除電する電荷付与手段と、
前記電荷付与手段に電圧又は電流を供給する電源手段と、
前記電源手段から前記電荷付与手段に前記中間転写体の回転方向において分割される複数の分割領域に対応して段階的に増える又は減る電圧又は電流を供給して前記中間転写体の表面に電荷を付与し、その電荷の付与がされた前記中間転写体の分割領域ごとの各表面電位を前記電位測定器で測定し、その測定結果から当該表面電位のばらつきの範囲が最も小さかった分割領域に供給した電圧又は電流を前記電荷付与手段に供給すべき電圧又は電流として選定する動作を行う制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面電位計は、前記中間転写体の回転するときの軸の方向における複数の箇所に配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記中間転写体の複数の分割領域を当該中間転写体の１周以下の範囲で設定している請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体の表面を清掃する清掃装置を有し、
前記電位測定器は、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置から当該中間転写体の回転方向の下流側にある前記作像装置の転写位置までの範囲に配置されているとともに、前記電荷付与手段よりも当該中間転写体の回転方向の下流側に存在するよう配置され、
前記電荷付与手段は、前記中間転写体の前記清掃装置による清掃位置を境にして当該中間転写体の回転方向の上流側又は下流側に配置されている請求項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】
前記清掃装置は、前記中間転写体の表面に接触して清掃する清掃ブラシを備え、
前記電荷付与手段は、前記清掃装置の清掃ブラシに前記電源手段から電圧及び電力を供給するよう構成されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電荷付与手段は、コロナ放電器で構成されている請求項４に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１３】
【図１４】
【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】
【公開番号】特開２０１２−９３６４５（Ｐ２０１２−９３６４５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２５２０（Ｐ２０１０−２４２５２０）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【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２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【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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