JP2024031421A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】印刷ジョブの実行中における環境変化に対応して転写電圧を適切に制御でき、安定した画像品質を保持できる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部と、基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、転写部に印加される転写電圧を制御する転写電圧制御部と、を備え、補正量は、少なくとも転写電圧に依存し、転写電圧制御部は、今回の転写時の転写電圧を決定する際の補正量を、前回の転写時の転写電圧を参照して決定する。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）においては、画像データに基づくレーザー光が、一様に帯電した感光体に対して照射（露光）されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、感光体にトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー像として可視化される。このトナー像は、例えば、中間転写体を介して間接的に記録材に転写された後、定着装置で加熱、加圧される。以上の工程により、記録材に画像が形成される。

一般に、感光体から中間転写体へトナー像を転写する転写工程では、定電圧制御された転写電圧を転写部に印加することにより、トナー像の転写が行われる。トナー像を正常に中間転写体に転写させるためには、転写部に所定の電流が通電される必要がある。そのため、転写電圧は、転写部の抵抗に基づいて制御される（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には、機内温度等の環境変化に伴う転写部の抵抗変化に対応すべく、転写部における通電電流を適宜検出して、転写電圧を制御する、ＡＴＶＣ（Active Transfer Voltage Control）と呼ばれる技術が開示されている。また、特許文献２には、転写部材の抵抗値の環境依存特性と装置内の環境変化に基づいて、転写電圧を制御する技術が開示されている。

特開２０１４－１５３４１０号公報 特開２０１１－０５３４３５号公報

ＡＴＶＣは、印刷ジョブの開始時や枚葉紙に画像形成する際の紙間（画像領域間）において実行することができる。しかしながら、連続帳票やロール紙等の連続紙に画像形成する場合、紙間がほとんどなく、印刷ジョブの実行中にＡＴＶＣを行うことは困難である。そのため、印刷ジョブの実行中に、環境変化（例えば、機内温度の変化）等に伴い転写部の抵抗が変化した場合、所定の電流が通電されず、トナー像の転写不良が生じる虞がある。

本開示の目的は、印刷ジョブの実行中における環境変化に対応して転写電圧を適切に制御でき、安定した画像品質を保持できる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供することである。

本開示に係る画像形成装置は、
電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部と、
基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、前記転写部に印加される転写電圧を制御する転写電圧制御部と、を備え、
前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
前記転写電圧制御部は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する。

本開示に係る画像形成方法は、
電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成方法であって、
基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、転写部に印加する転写電圧を制御する第１工程と、
前記転写電圧を前記転写部に印加して、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する第２工程と、を備え、
前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
前記第１工程は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する。

本開示に係るプログラムは、
電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置のコンピューターに所定の処理を実行させるプログラムであって、
前記所定の処理は、
基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、転写部に印加する転写電圧を制御する第１処理と、
前記転写電圧を前記転写部に印加して、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する第２処理と、を備え、
前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
前記第１処理は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する。

本開示によれば、印刷ジョブの実行中における環境要因の変化に対応して転写電圧を適切に制御でき、安定した画像品質を保持することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 図２は、実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 図３は、補正係数を決定するための補正係数テーブルの一例を示す図である。 図４は、一次転写電圧を制御する転写電圧制御処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、転写電圧制御処理のタイミングを示す図である。 図６は、印刷ジョブの経過に伴う一次転写電圧の変化を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１、図２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１は、感光ドラム２１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト２２１に一次転写し、中間転写ベルト２２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、記録材に二次転写することにより、画像を形成する。

本実施の形態では、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光ドラム２１３を中間転写ベルト２２１の走行方向（鉛直方向）に直列配置し、中間転写ベルト２２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１１、操作表示部１２、画像処理部１３、給紙部１４、排紙部１５、記録材搬送部１６、電源部１７、画像形成部２０、及び制御部３０等を備える。

制御部３０は、画像読取部１１、操作表示部１２、画像処理部１３、給紙部１４、排紙部１５、記録材搬送部１６、電源部１７及び画像形成部２０を、それぞれの機能に応じて制御することによって、画像形成装置１の全体制御を行う。

制御部３０は、演算／制御装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）３２及びＲＡＭ（Random Access Memory）３３等を有する。ＲＯＭ３２には、基本プログラムや基本的な設定データが記憶される。また、ＲＯＭ３２には、転写制御処理等の画像形成処理を実現するためのプログラムが記憶される。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ３３に展開し、展開したプログラムを実行することにより、画像形成装置１の各機能ブロックの動作を制御する。

本実施の形態では、機能ブロックを構成する各ハードウェアと制御部３０とが協働することにより、各機能ブロックの機能が実現される。なお、制御部３０がプログラムを実行することにより、各機能ブロックの一部又は全部の機能が実現されるようにしてもよい。

画像読取部１１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１１及び原稿画像走査装置１１２（スキャナー）等を備える。

自動原稿給紙装置１１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像（両面を含む）を連続して読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１１２は、自動原稿給紙装置１１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光を撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））の受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１１は、原稿画像走査装置１１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部１３において所定の画像処理が施される。

操作表示部１２は、例えば、タッチパネル付きのフラットパネルディスプレイで構成される。フラットパネルディスプレイとしては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。操作表示部１２は、表示部１２１及び操作部１２２を有する。

表示部１２１は、制御部３０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像状態、各機能の動作状況等の表示を行う。

操作部１２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部３０に出力する。ユーザーは、操作表示部１２を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、及び記録材設定などの画像形成に関する設定を行うことができる。

画像処理部１３は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部１３は、制御部３０の制御下で、階調補正データに基づいて階調補正を行う。また、画像処理部１３は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正、濃度補正等の各種補正処理を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部２０が制御される。

画像形成部２０は、作像部２１、中間転写部２２及び定着部２３を有する。作像部２１は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによるトナー像を形成する。中間転写部２２は、作像部２１により形成されたトナー像を記録材に転写する。定着部２３は、転写されたトナー像を記録材に定着させる。

具体的には、作像部２１は、Ｙ成分用、Ｍ成分用、Ｃ成分用、Ｋ成分用の４つの作像部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋで構成される。作像部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添えて示すこととする。なお、図１では、Ｙ成分用の作像部２１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の作像部２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの構成要素についての符号は省略されている。

作像部２１は、露光装置２１１、現像装置２１２、感光ドラム２１３、帯電装置２１４、及びドラムクリーニング装置２１５等を備える。図示を省略するが、作像部２１は、一次転写後に感光ドラム２１３の表面に残留する残留電荷を除去するための除電装置を備えていてもよい。

感光ドラム２１３は、例えば、アルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置２１１による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネート樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

帯電装置２１４は、例えば、スコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置２１４は、コロナ放電によって感光ドラム２１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置２１１は、例えば、ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）で構成され、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ、個々のＬＥＤを駆動するためのＬＰＨ駆動部（ドライバーＩＣ）、及びＬＥＤアレイからの放射光を感光ドラム２１３上に結像させるレンズアレイ等を有する。ＬＥＤアレイの１つのＬＥＤが、画像の１ドットに対応する。

露光装置２１１は、感光ドラム２１３に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光ドラム２１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム２１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光ドラム２１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置２１２は、各色成分の現像剤（例えば、トナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤）を収容し、感光ドラム２１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体（符号略、例えば、現像ローラー）に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム２１３と現像剤担持体との間に電界が形成される。そして、感光ドラム２１３と現像剤担持体との電位差によって、現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム２１３の表面の露光部に移動し、付着する。これにより、感光ドラム２１３上の静電潜像が可視化される。

ドラムクリーニング装置２１５は、感光ドラム２１３の表面に摺接するドラムクリーニングブレード（符号略）等を有する。ドラムクリーニング装置２１５は、一次転写後に感光ドラム２１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写部２２は、中間転写ベルト２２１、一次転写ローラー２２２、複数の支持ローラー２２３、２２４、ベルトクリーニング装置２２５、二次転写ローラー２２６、電圧印加部２２７、機内温度検出部２２８、転写電流検出部２２９等を備える。

中間転写ベルト２２１は、トナー像を担持する像担持体であり、感光ドラム２１３上のトナー像が転写される被転写体である。中間転写ベルト２２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー２２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー２２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト２２１は一定速度で走行する。

一次転写ローラー２２２は、各色成分の感光ドラム２１３に対向して、中間転写ベルト２２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト２２１を挟んで、一次転写ローラー２２２が感光ドラム２１３に圧接されることにより、感光ドラム２１３から中間転写ベルト２２１へトナー像を転写するための転写ニップＮ１（以下、「一次転写部Ｎ１」と称する）が形成される。

支持ローラー２２３は、二次転写ローラー２２６に対向して配置される対向ローラー２２４を含む。二次転写ローラー２２６は、中間転写ベルト２２１の外周面側に配置され、中間転写ベルト２２１を挟んで対向ローラー２２４に圧接される。これにより、中間転写ベルト２２１から記録材へトナー像を転写するための転写ニップＮ２（以下、「二次転写部Ｎ２」と称する）が形成される。

一次転写部Ｎ１において、感光ドラム２１３上のトナー像が中間転写ベルト２２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、電圧印加部２２７により一次転写ローラー２２２に一次転写電圧を印加し、中間転写ベルト２２１の内周面側（一次転写ローラー２２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は感光ドラム２１３から中間転写ベルト２２１に静電的に転写される。

その後、記録材が二次転写部Ｎ２を通過する際、中間転写ベルト２２１上のトナー像が記録材に二次転写される。具体的には、電圧印加部２２７により二次転写ローラー２２６に二次転写電圧を印加し、記録材の裏面側（二次転写ローラー２２６と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト２２１から記録材に静電的に転写される。トナー像が転写された記録材は定着部２３に向けて搬送される。

機内温度検出部２２８は、中間転写ベルト２２１の近傍に設けられる。機内温度検出部２２８は、画像形成装置１の内部の機内温度（具体的には、中間転写ベルト２２１の近傍の温度）を検出する。機内温度検出部２２８によって検出された機内温度を示す信号は、制御部３０に送信され、例えば、ＲＯＭ３２に記憶される。本実施の形態では、機内温度検出部２２８によって機内温度を検出することにより、画像形成装置１の内部の環境変化（例えば、機内温度変化）に応じて、一次転写部Ｎ１における一次転写電圧が適切に制御されるようになっている。

一次転写電流検出部２２９は、一次転写電圧が印加されたときに一次転写部Ｎ１に流れる電流を検出する。制御部３０は、適宜、一次転写電流検出部２２９によって検出された一次転写電流に基づいて、一次転写電圧を決定し、制御する（いわゆるＡＴＶＣ）。ＡＴＶＣは、印刷ジョブの開始前又は紙間において行われる。

ベルトクリーニング装置２２５は、中間転写ベルト２２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード（符号略）等を有する。ベルトクリーニング装置２２５は、二次転写後に中間転写ベルト２２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部２３は、例えば、記録材の定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部２３１、記録材の裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部２３２、定着面側部材を加熱する加熱源２３３、及び裏面側支持部材を定着面側部材に対して圧接する圧接離間部（図示略）等を有する。

トナー像が二次転写され、通紙経路に沿って搬送されてきた記録材は、定着部２３を通過する際に加熱、加圧される。これにより、記録材にトナー像が定着する。

給紙部１４は、給紙トレイ１４１及び手差し給紙部１４２を有する。給紙トレイ１４１には、坪量やサイズ等に基づいて識別された枚葉紙（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された紙種ごとに収容される。給紙トレイ１４１及び手差し給紙部１４２には、複数の給紙ローラー部（符号略）が配置される。手差し給紙部１４２には、大容量の外部給紙装置（図示略）を接続することができる。外部給紙装置は、例えば、ロール紙等の連続紙を給紙可能であってもよい。給紙部１４は、給紙トレイ１４１又は手差し給紙部１４２から給紙された記録材を記録材搬送部１６に送出する。

排紙部１５は、排紙用搬送ローラー部１５１等を有し、記録材搬送部１６から送出された記録材を機外に排紙する。

記録材搬送部１６は、主搬送部１６１、スイッチバック搬送部１６２、裏面印刷用搬送部１６３、及び通紙経路切替部（図示略）等を備える。記録材搬送部１６の一部は、例えば定着部２３とともに１つのユニットに組み込まれ、画像形成装置１に着脱可能に装着されてもよい。

主搬送部１６１は、記録材を挟持して搬送する記録材搬送要素として、ループローラー部及びレジストローラー部を含む複数の搬送ローラー部（符号略）を有する。主搬送部１６１は、給紙部１４から給紙された記録材を搬送して画像形成部２０（中間転写部２２、定着部２３）に通紙するとともに、画像形成部２０（定着部２３）から送出された記録材を排紙部１５又はスイッチバック搬送部１６２に向けて搬送する。

スイッチバック搬送部１６２は、定着部２３から送出された記録材を一旦停止させ、搬送方向を逆転させて、排紙部１５又は裏面印刷用搬送部１６３に搬送する。

裏面印刷用搬送部１６３は、スイッチバック搬送部１６２でスイッチバックされた記録材を主搬送部１６１に循環搬送する。主搬送部１６１には、裏面が画像形成面となった状態で記録材が通紙されることになる。

通紙経路切替部（図示略）は、定着部２３の記録材搬送方向下流側に配置され、定着部２３から送出された記録材をそのままの状態で排紙するか、反転させて排紙するか、又は裏面印刷用搬送部１６３に搬送するかによって通紙経路を切り替える。具体的には、制御部３０が、画像形成処理の処理内容（片面／両面印刷、フェイスアップ／フェイスダウン排紙等）に基づいて、通紙経路切替部（図示略）の動作を制御する。

給紙部１４から給紙された記録材は、主搬送部１６１によって画像形成部２０に搬送される。そして、記録材が二次転写部を通過する際、中間転写ベルト２２１上のトナー像が記録材の第１面（表面）に一括して転写され、定着部２３において定着処理が施される。画像が形成された記録材は、排紙部１５により機外に排紙される。記録材の両面に画像を形成する場合、第１面に画像が形成された記録材はスイッチバック搬送部１６２に送出され、裏面印刷用搬送部１６３を通って主搬送部１６１に戻ることにより反転されて、第２面（裏面）に画像が形成される。

電源部１７は、商用交流電源（図示略）に接続され、商用交流電源から入力された交流電源電力を直流電源電力に変換し、必要な電圧を各部に供給する。

以下に、一次転写部Ｎ１における一次転写電圧の制御処理について説明する。

本実施の形態では、制御部３０のＣＰＵ３１は、一次転写プロセスにおいて、一次転写部Ｎ１（例えば、一次転写ローラー２２２）に印加される一次転写電圧を制御する転写電圧制御部として機能する。また、ＲＯＭ３２は、一次転写部Ｎ１に印加された一次転写電圧、機内温度検出部２２８によって検出された機内温度、及び、一次転写部Ｎ１の転写部材である一次転写ローラー２２２の使用履歴を記憶する。

なお、一次転写電圧を記憶する第１記憶部と、機内温度を記憶する第２記憶部は、転写電圧制御処理において頻繁に読出し及び書込みが行われるため、別々のハードウェアで構成されるのが好ましい。これにより、転写電圧制御処理の高速化を図ることができる。

制御部３０は、トナー像を正常に感光ドラム２１３から中間転写ベルト２２１に転写させるために、一次転写部Ｎ１に所定の電流が通電されるように、印加する一次転写電圧を制御する。具体的には、制御部３０は、印刷ジョブの開始前及び紙間においては、一次転写部Ｎ１における通電電流を転写電流検出部２２９により適宜検出して、ＡＴＶＣにより一次転写電圧を制御可能である。これにより、機内温度等の環境変化に伴う一次転写部Ｎ１の抵抗変化（例えば、一次転写ローラー２２２の抵抗変化）に対応することができる。

さらに、制御部３０は、基準転写電圧Ｖ_Ｒに対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、一次転写電圧を制御する。具体的には、制御部３０は、所定の算出式を用いて一次転写電圧を補正して、一次転写電圧の見込み制御を行う。特に、連続紙に印刷を行う場合のように、ＡＴＶＣによる一次転写電圧の制御が不能である場合に有用である。

ｎ枚目（ｎは２以上の自然数）の転写時に印加する一次転写電圧Ｖ_ｎを算出する場合、制御部３０は、例えば、下記式（１）に従って、一次転写電圧を決定する。

Ｖ_ｎ＝Ｖ_Ｒ＋ｃ×ΔＴ・・・（１）
Ｖ_Ｒ：基準転写電圧
ｃ：補正係数
ΔＴ：機内温度変化量

すなわち、制御部３０は、基準転写電圧Ｖ_Ｒに対して、補正係数ｃと、環境変化を表す機内温度変化量ΔＴに基づいて算出される補正量で補正を行う。

式（１）において、基準転写電圧Ｖ_Ｒには、例えば、（ｎ－１）枚目の転写時に印加した一次転写電圧Ｖ_ｎ－１を適用することができる。また、機内温度変量ΔＴには、前回の（ｎ－１）枚目の転写時の機内温度Ｔ_ｎ－１からの温度変化（Ｔ_ｎ－Ｔ_ｎ－１）を適用することができる。すなわち、制御部３０は、ｎ枚目の転写時に印加する一次転写電圧Ｖ_ｎを算出する場合、例えば、下記式（２）に従って、一次転写電圧を決定する。

Ｖ_ｎ＝Ｖ_ｎ－１＋ｃ×（Ｔ_ｎ－Ｔ_ｎ－１）・・・（２）

ここで、補正係数ｃは、少なくとも一次転写電圧に対応して設定される。好ましくは、補正係数ｃは、一次転写電圧、機内温度及び一次転写ローラー２２２の使用履歴に対応して設定されている。一次転写ローラー２２２の使用履歴は、一次転写ローラー２２２が一次転写に使用された時間、すなわち、一次転写電圧が印加されて一次転写が行われた時間であり、印刷枚数で表すこともできる。

図３は、補正係数ｃを決定するための補正係数テーブルの一例を示す図である。図３に示す例では、一次転写ローラー２２２の使用履歴を示す印刷枚数に対応して、４つの補正係数テーブル４１～４４が設けられている。補正係数テーブル４１～４４は、例えば、ＲＯＭ３２に記憶される。

補正係数テーブル４１は、印刷枚数が１００ｋｐ未満の場合に参照され、補正係数テーブル４２は、印刷枚数が１００ｋｐ以上７００ｋｐ未満の場合に参照され、補正係数テーブル４３は、印刷枚数が７００ｋｐ以上１５００ｋｐ未満の場合に参照され、補正係数テーブル４４は、印刷枚数が１５００ｋｐ以上の場合に参照される。それぞれの補正係数テーブル４１～４４において、一次転写電圧及び機内温度に対応して補正係数ｃが設定されている。

補正係数テーブル４１～４４において設定されている補正係数ｃは、例えば、式（２）から算出される一次転写電圧Ｖ_ｎが、ＡＴＶＣによって決定される最適な一次転写電圧と同等となるように、予め実験的に求められる。

式（２）により、ｎ枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎを算出する場合に、機内温度を、低温環境（例えば、機内温度が１６℃未満）、常温環境（例えば、機内温度が１６℃以上２５℃未満）、高温環境（例えば、機内温度が２５℃以上）のように区分して、機内温度の区分ごとに補正係数ｃを設定すると、一次転写ローラー２２２の抵抗によっては、補正後の一次転写電圧Ｖ_ｎが、ＡＴＶＣによって決定される最適な一次転写電圧と乖離してしまう場合がある。

これに対して、補正係数ｃを、少なくとも一次転写電圧に対応して設定した場合（図３参照）、一次転写ローラー２２２の抵抗の大きさに関わらず、一次転写電圧Ｖ_ｎの補正精度を高め、ＡＴＶＣと同等の適切な転写電圧制御を行うことができる。

式（２）において、補正量を表すｃ×（Ｔ_ｎ―Ｔ_ｎ－１）は、少なくとも（ｎ－１）枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１に依存するといえる。本実施の形態では、補正量を表すｃ×（Ｔ_ｎ―Ｔ_ｎ－１）は、（ｎ－１）枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１、ｎ枚目の転写時の機内温度Ｔ_ｎ、及び、ｎ枚目の転写時の一次転写ローラー２２２の使用履歴に依存する。

図４は、一次転写電圧を制御する転写電圧制御処理の一例を示すフローチャートである。図５は、転写電圧制御処理のタイミングを示す図である。この処理は、例えば、画像形成装置１に印刷ジョブが入力されることに伴い、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。

なお、印刷ジョブは、複数枚の印刷を指示するものとする。また、一次転写ローラー２２２の使用履歴（例えば、印刷枚数）は、ＲＯＭ３２に記憶されており、印刷ジョブの実行に伴い、適宜更新されるものとする。

図４のステップＳ１０１において、制御部３０は、印刷ジョブの開始前に、１枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ１を決定する。この処理は、公知のＡＴＶＣにより行われる。また、制御部３０は、決定した一次転写電圧Ｖ１を、例えば、ＲＯＭ３２に記憶する。１枚目の一次転写プロセスでは、一次転写部Ｎ１（一次転写ローラー２２２）にステップＳ１０１で決定された一次転写電圧Ｖ１が印加される。

ステップＳ１０２において、制御部３０は、現在の機内温度、すなわち、１枚目の転写時の機内温度Ｔ１を機内温度検出部２２８から取得する。また、制御部３０は、取得した機内温度Ｔ１を、例えば、ＲＯＭ３２に記憶する。

ステップＳ１０３において、制御部３０は、印刷ジョブで指示されたすべての印刷が終了したか否かを判定する。すべての印刷が終了した場合（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、制御部３０は、転写電圧制御処理を終了する。すべての印刷が終了していない場合（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）、制御部３０は、ステップＳ１０４の処理に移行し、２枚目以降の一次転写プロセスのための転写電圧制御処理を行う。

ステップＳ１０４において、制御部３０は、前回の一次転写電圧、すなわち（ｎ－１）枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１（２枚目の転写の場合はＶ１）を、例えば、ＲＯＭ３２から読み出す。

ステップＳ１０５において、制御部３０は、現在の機内温度、すなわちｎ枚目の転写時の機内温度Ｔ_ｎ（２枚目の転写の場合はＴ_２）を、機内温度検出部２２８から取得する。また、制御部３０は、取得した機内温度Ｔ_ｎを、例えば、ＲＯＭ３２に記憶する。

ステップＳ１０６において、制御部３０は、現在の一次転写ローラー２２２の使用履歴、すなわちｎ枚目の転写時の使用履歴を、例えば、ＲＯＭ３２から読み出す。

ステップＳ１０７において、制御部３０は、ステップＳ１０４～Ｓ１０６で取得した前回の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１、現在の機内温度Ｔ_ｎ及び現在の一次転写ローラー２２２の使用履歴に基づいて、補正係数ｃを決定する。

図３に示す補正係数テーブルに従うと、例えば、印刷枚数が７００ｋｐ以上１５００ｋｐ未満（例えば、６５ｈｒｓの印刷時間に相当）、前回の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１が１．７ｋＶ、現在の機内温度Ｔ_ｎが２３℃である場合、補正係数テーブル４３が参照され、補正係数ｃが「２８」に決定される。

ステップＳ１０８において、制御部３０は、式（２）を用いて、今回の一次転写電圧Ｖ_ｎを算出する。また、制御部３０は、算出した一次転写電圧Ｖ_ｎを、例えば、ＲＯＭ３２に記憶する。ＲＯＭ３２に記憶された一次転写電圧Ｖ_ｎは、次回の転写時の一次転写電圧を算出する際の基準転写電圧として用いられる。２枚目以降の一次転写プロセスでは、ステップＳ１０８で算出された一次転写電圧Ｖ_ｎが一次転写ローラー２２２に印加される。

ステップＳ１０３において、印刷ジョブで指示されたすべての印刷が終了するまで、ステプＳ１０４～Ｓ１０８の処理が繰り返される。

なお、ステップＳ１０４～Ｓ１０８の処理は、当該ｎ枚目の一次転写が開始される前、すなわち、（ｎ－１）枚目の一次転写中（例えば、図５におけるタイミングｔ１，ｔ３，ｔ５）に行われ、ｎ枚目の一次転写が開始される直前（例えば、図５におけるタイミングｔ２，ｔ４，ｔ６）に、一次転写電圧の切替えが行われる。

また、図４では、印刷ジョブを１枚実行するごとに、ｎ枚目の一次転写電圧Ｖ_ｎを補正するが、一次転写電圧Ｖ_ｎの補正は、所定枚数間隔で行われるようにしてもよい。

図６は、印刷ジョブの経過に伴う一次転写電圧の変化を示す図である。図６において、太線ＶＣ１は、本実施の形態に係る見込み制御による一次転写電圧を示し、細線ＶＣ２は、ＡＴＶＣによる一次転写電圧を示す。

図５に示すように、本実施の形態に係る転写電圧制御（ステップＳ１０４～Ｓ１０８の見込み制御）により、一次転写電圧を適切に補正することができ、ＡＴＶＣと同等の適切な転写電圧制御を行うことができる。したがって、連続紙に画像形成を行う場合でも、機内の温度変化に応じて一次転写電圧を最適化して同一印刷ジョブ内での色差変動を抑制でき、色調安定性が格段に向上する。実際に、本発明者等が４６３ｍの印刷距離で印刷ジョブを実行したところ、機内温度の区分ごとに補正係数ｃを設定した場合に比較して、色差変動は１／３に抑制されることが確認された。

上述したように、本実施の形態に係る画像形成装置１は、以下の特徴事項を単独で、又は、適宜組み合わせて備えている。

すなわち、画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、感光ドラム２１３（像担持体）上のトナー像を中間転写ベルト２２１（被転写体）に転写する一次転写部Ｎ１（転写部）と、基準転写電圧Ｖ_Ｒに対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、一次転写部Ｎ１に印加される一次転写電圧Ｖ_ｎを制御する制御部３０（転写電圧制御部）を備える。補正量は、少なくとも一次転写電圧に依存する。制御部３０（転写電圧制御部）は、今回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎを決定する際の補正量を、前回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１を参照して決定する。

また、本実施の形態に係る画像形成方法は、電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成方法であって、基準転写電圧Ｖ_Ｒに対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、一次転写部Ｎ１（転写部）に印加する転写電圧Ｖ_ｎを制御する第１工程（図４のステップＳ１０４～Ｓ１０８）と、一次転写電圧Ｖ_ｎを一次転写部Ｎ１に印加して、感光ドラム２１３（像担持体）上のトナー像を中間転写ベルト２２２（被転写体）に転写する第２工程と、を備える。補正量は、少なくとも一次転写電圧に依存する。第１工程は、今回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎを決定する際の補正量を、前回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１を参照して決定する。

また、実施の形態では、制御部３０がプログラムを実行することにより、本開示に係る画像形成装置が実現されている。すなわち、一次転写プロセスのためのプログラムは、電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置１の制御部３０（コンピューター）に所定の処理を実行させるプログラムであって、所定の処理は、基準転写電圧ｖＲに対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、一次転写部Ｎ１（転写部）に印加する一次転写電圧Ｖ_ｎを制御する第１処理と、一次転写電圧Ｖ_ｎを一次転写部Ｎ１に印加して、感光ドラム２１３（像担持体）上のトナー像を中間転写ベルト２２２（被転写体）に転写する第２処理と、を備える。補正量は、少なくとも一次転写電圧に依存する。第１処理は、今回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎを決定する際の補正量を、前回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１を参照して決定する。

このプログラムは、例えば、当該プログラムが格納されたコンピューター読取可能な可搬型記憶媒体（例えば、光ディスク、光磁気ディスク、及びメモリカードを含む）を介して提供される。また例えば、プログラムは、当該プログラムを保有するサーバーから、ネットワークを介してダウンロードにより提供されてもよい。

画像形成装置１によれば、印刷ジョブの実行中における機内温度等の環境要因の変化に対応して一次転写電圧を適切に制御でき、安定した画像品質を保持することができる。特に、紙間がほとんどなく、ＡＴＶＣが不能である連続紙に画像形成を行う場合に有用である。

また、画像形成装置１において、補正量は、一次転写電圧、機内温度及び一次転写ローラー２２２の使用履歴に依存する。制御部３０（転写電圧制御部）は、今回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎを決定する際の補正量を、前回の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１、現在の機内温度Ｔ_ｎ、及び、現在の一次転写ローラー２２２の使用履歴を参照して決定する。これにより、補正量を細分化して設定することができ、一次転写電圧Ｖ_ｎの補正精度を高めることができる。

また、画像形成装置１において、補正量は、少なくとも転写電圧に対応付けられた補正係数ｃを用いて算出される。これにより、一次転写電圧Ｖ_ｎを補正する際の処理負荷を軽減することができる。

また、画像形成装置１において、補正量は、補正係数ｃと、環境変化を表す機内温度変化量ΔＴに基づいて算出される。これにより、一次転写電圧Ｖ_ｎを補正する際の補正量に機内温度の変化が反映されるので、機内温度変化に伴う一次転写部Ｎ１（一次転写ローラー２２２）の抵抗変化に対応することができる。

また、画像形成装置１において、ｎ枚目（ｎは２以上の整数）の転写時の一次転写電圧をＶ_ｎ、基準転写電圧をＶ_Ｒ、補正係数をｃ、機内温度変化量をΔＴとしたとき、Ｖ_ｎ＝Ｖ_Ｒ＋ｃ×ΔＴで表される。これにより、さらに処理負荷を軽減して、一次転写電圧Ｖ_ｎを容易に補正することができる。

また、画像形成装置１において、基準転写電圧ｖＲは、前回の転写時の一次転写電圧であり、機内温度変化量ΔＴは、前回の転写時の機内温度からの変化量である。これにより、前回の転写時の一次転写電圧を基準として、一次転写電圧Ｖ_ｎを適切に補正することができる。

また、画像形成装置１において、基準転写電圧Ｖ_Ｒは、（ｎ－１）枚目の転写時の一次転写電圧Ｖ_ｎ－１であり、機内温度変化量ΔＴは、（ｎ－１）枚目の転写時の機内温度Ｔ_ｎ－１とｎ枚目の転写時の機内温度Ｔ_ｎとの差である。これにより、１枚単位で、前回の転写時の一次転写電圧を基準として、一次転写電圧Ｖ_ｎを適切に補正することができる。

また、画像形成装置１において、記録材は、連続紙である。記録材として連続紙を適用する場合、紙間がほとんどなく、ＡＴＶＣを行うことが困難であるが、本開示は、このような場合にも対応することができる。

また、画像形成装置１においては、記録材は、枚葉紙である。記録材として枚葉紙を適用する場合、基本的に、ＡＴＶＣにより一次転写電圧を制御するのが好ましい。しかしながら、高速で画像形成を行う場合、紙間がほとんどなく、ＡＴＶＣを行うことが困難となる虞がある。本開示は、このような場合にも対応することができる。

また、画像形成装置１において、一次転写電圧を記憶する第１記憶部と、機内温度を記憶する第２記憶部とは、別々のハードウェアで構成される。これにより、転写電圧制御処理の高速化を図ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、補正係数ｃは、一次転写電圧、機内温度及び一次転写ローラー２２２の使用履歴からなる３つのパラメーターに対応付けて、補正係数テーブルとして設定されているが、一次転写電圧、機内温度及び一次転写ローラー２２２の使用履歴を変数として有する算出式を用いて決定されてもよい。

また例えば、補正量は、少なくとも一次転写電圧に依存していればよく、一次転写電圧及び機内温度からなる２つのパラメーターに依存していてもよいし、一次転写電圧及び一次転写ローラー２２２の使用履歴からなる２つのパラメーターに依存していてもよい。

また、実施の形態では、基準転写電圧Ｖ_Ｒに対して、機内温度変化に基づく補正量を加える場合について説明したが、機内温度変化に加えて、又は機内温度変化に代えて、機内湿度変化を考慮して補正量を設定するようにしてもよい。また、基準転写電圧Ｖ_Ｒとして、ＡＴＶＣにより決定された初期の一次転写電圧Ｖ１を適用してもよい。

実施の形態では、一次転写部Ｎ１の転写電圧制御に本開示を適用した場合について説明したが、本開示は、二次転写部Ｎ２の転写電圧制御に適用することもできる。また、本開示は、直接転写方式のカラー又はモノクロの画像形成装置における転写電圧制御に適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
２０ 画像形成部
２１ 作像部
２２ 中間転写部
２３ 定着部
３０ 制御部（転写電圧制御部）
４１～４４ 補正係数テーブル
２１３ 感光ドラム（像担持体）
２２１ 中間転写ベルト（被転写体）
２２２ 一次転写ローラー
Ｎ１ 一次転写部（転写部）

Claims (13)

1. 電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
   像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部と、
   基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、前記転写部に印加される転写電圧を制御する転写電圧制御部と、を備え、
   前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
   前記転写電圧制御部は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する、
   画像形成装置。
2. 前記補正量は、前記転写電圧及び機内温度に依存し、
   前記転写電圧制御部は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧、及び、現在の前記機内温度を参照して決定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正量は、前記転写電圧、前記機内温度及び前記転写部の使用履歴に依存し、
   前記転写電圧制御部は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧、現在の前記機内温度、及び、現在の前記使用履歴を参照して決定する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に対応付けられた補正係数を用いて算出される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記補正量は、前記補正係数と、前記環境変化を表す機内温度変化量に基づいて算出される、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. ｎ枚目（ｎは２以上の整数）の転写時の前記転写電圧をＶ_ｎ、前記基準転写電圧をＶ_Ｒ、前記補正係数をｃ、前記機内温度変化量をΔＴとしたとき、
   Ｖ_ｎ＝Ｖ_Ｒ＋ｃ×ΔＴ
   で表される、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記基準転写電圧Ｖ_Ｒは、前回の転写時の前記転写電圧であり、
   前記機内温度変化量ΔＴは、前回の転写時の前記機内温度からの変化量である、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記基準転写電圧Ｖ_Ｒは、（ｎ－１）枚目の転写時の前記転写電圧Ｖ_ｎ－１であり、
   前記機内温度変化量ΔＴは、（ｎ－１）枚目の転写時の前記機内温度Ｔ_ｎ－１とｎ枚目の転写時の前記機内温度Ｔ_ｎとの差である、
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記記録材は、連帳紙である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記記録材は、枚葉紙である、
    請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記転写電圧を記憶する第１記憶部と、前記機内温度を記憶する第２記憶部は、別々のハードウェアで構成される、
    請求項２に記載の画像形成装置。
12. 電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成方法であって、
    基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、転写部に印加する転写電圧を制御する第１工程と、
    前記転写電圧を前記転写部に印加して、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する第２工程と、を備え、
    前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
    前記第１工程は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する、
    画像形成方法。
13. 電子写真プロセスを用いて記録材に画像形成を行う画像形成装置のコンピューターに所定の処理を実行させるプログラムであって、
    前記所定の処理は、
    基準転写電圧に対して、環境変化に基づく補正量で補正を行い、転写部に印加する転写電圧を制御する第１処理と、
    前記転写電圧を前記転写部に印加して、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する第２処理と、を備え、
    前記補正量は、少なくとも前記転写電圧に依存し、
    前記第１処理は、今回の転写時の前記転写電圧を決定する際の前記補正量を、前回の転写時の前記転写電圧を参照して決定する、
    プログラム。

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