JP2008241969A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像の一次転写の際、トナーの逆転写を適切に抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電潜像を担持する静電潜像担持体２２と、静電潜像担持体２２に接触可能に配置され、共通または別々の静電潜像担持体２２上に形成された複数の色のトナー像が、順に重ねて転写される中間転写体１２と、転写後に静電潜像担持体２２の表面に残されたトナーを除去するクリーニング部材３２１と、クリーニング部材３２１により静電潜像担持体２２の表面から除去されたトナーを回収するトナー回収部３２と、所定の色のトナー像を静電潜像担持体２２から中間転写体１２へ転写する際、所定の色のトナー像よりも先に中間転写体１２に転写された色のトナーが、中間転写体１２から静電潜像担持体２２へ逆転写される量を測定する逆転写トナー量測定手段３３０とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置に関する。

カラーの画像形成装置では、感光体上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が、順に中間転写体に転写（一次転写）され、中間転写体上で重ねられて、中間転写体から用紙等の記録シートに転写（二次転写）される。

しかし、２色目以降の一次転写の際、先に中間転写体に転写された色のトナー像の一部が中間転写体から感光体へ逆転写され、逆転写されるトナー量（逆転写トナー量）が多い場合、画質が悪化する問題があった。

このような問題に鑑みて、トナーの逆転写を軽減するための技術が、例えば特許文献１において提案されている。

特許文献１の技術は、一次転写の際、感光体と中間転写体との間に流れる一次転写電流を制御することにより、トナーの逆転写を防止するものである。
特開２０００−１４７８４９号公報

しかし、特許文献１の技術では、上記の制御の際、実際の逆転写トナー量の測定が行われないため、逆転写を適切に抑制できない恐れがある。

そこで、本発明は、トナー像の一次転写の際、トナーの逆転写を適切に抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体に接触可能に配置され、共通または別々の上記静電潜像担持体上に形成された複数の色のトナー像が、順に重ねて転写される中間転写体と、
上記転写後に上記静電潜像担持体の表面に残されたトナーを除去するクリーニング部材と、
該クリーニング部材により上記静電潜像担持体の表面から除去されたトナーを回収するトナー回収部と、
所定の色のトナー像を上記静電潜像担持体から上記中間転写体へ転写する際、上記所定の色のトナー像よりも先に上記中間転写体に転写された色のトナーが、上記中間転写体から上記静電潜像担持体へ逆転写される量を測定する逆転写トナー量測定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、中間転写体に先に転写された色のトナーが、中間転写体から静電潜像担持体へ逆転写された量を測定できるため、測定された逆転写トナー量に基づき、逆転写を防止するための制御を適切に行うことができ、逆転写に起因する画質の悪化を確実に防止できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。

［１．画像形成装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成を示す。画像形成装置１０は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は所謂タンデム方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、例えば、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置にも等しく適用できる。

図示するように、画像形成装置１０は、中央部に無端状の中間転写ベルト（請求項の中間転写体に相当する。）１２を有する。中間転写ベルト１２は、転写性能に優れた素材が用いられ、具体的には例えばポリイミドが用いられる。転写ベルト１２は、例えば３つのローラ１４、１６、１８に支持されている。ローラ１８は図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動によりローラ１８が図中反時計周り方向に回転し、中間転写ベルト１２とこれに接するローラ１４、１６も反時計周り方向に回転するようにしてある。

図上左側のローラ１６から図上右側のローラ１８に移動するベルト部分の下には、左側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順で、各色のトナーに対応する作像ユニット２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）が配置されている。各作像部２０は、円筒状の静電潜像担持体（感光体）２２を有する。感光体２２の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、それぞれ帯電装置２４、露光装置２６、現像装置２８、一次転写ローラ（請求項の転写部材に相当する。）３０、クリーニング部材３２１が配置されている。

一次転写ローラ３０は、中間転写ベルト１２の内側に中間転写ベルト１２を介して感光体２２に当接離間可能に配置されている。一次転写ローラ３０としては、例えばイオン導電性ローラが用いられる。イオン導電性ローラは、電気抵抗の均一性に優れるため、転写ローラ３０としてイオン導電性ローラを用いることで、転写性能を向上し、画質の向上を図ることができる。一次転写ローラ３０のより具体的な素材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴムまたはヒドリンゴム等が好適に用いられる。

クリーニング部材３２１としては、図示するようなクリーニングブレードに限定されず、例えば、回転式クリーニングブラシまたは固定式クリーニングブラシ等を用いることもできる。クリーニング部材３２１は、クリーニングユニットのハウジング（請求項のトナー回収部に相当する。）３２に収容されている。クリーニングブレード３２１により感光体２２表面から除去されたトナーは、ハウジング３２の内部に収容された後、図示しないスクリュー式の搬送装置により図示しない廃トナーボックスに搬送される。

ローラ１８の右側には、二次転写ローラ３４が、中間転写ベルト１２を介してローラ１８に当接離間可能に配置され、ベルト１２とのニップ部に二次転写領域３６を形成している。二次転写ローラ３４としては、一次転写ローラ３０と同様、イオン導電性ローラが好適に用いられ、二次転写ローラ３４の具体的な素材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴムまたはヒドリンゴム等が好適に用いられる。

二次転写領域３６の上方には、互いに対向配置された一対の定着ローラ５０が配置され、これら定着ローラ５０のニップ部に定着領域５２が形成されている。

画像形成装置１０の下部には、給紙装置として給紙カセット４２が着脱可能に配置され、給紙カセット４２内に、複数の記録シート４６が積載収容される。給紙カセット４２に収容された記録シート４６は、給紙カセット４２の近傍に配置された給紙ローラ４４の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路９９に送り出される。給紙ローラ４４の近傍には、所定のタイミングで記録シート４６を二次転写領域３６へ送り出すためのレジストローラ４８が設けられている。

画像形成装置１０の上部には、画像形成装置１０の各種動作を制御する制御部７０が設けられている。制御部７０は、後述する転写バイアス制御部７１、現像バイアス制御部７２およびカブリ補正電位制御部７３を有する。なお、制御部７０は、画像形成装置１０の上部に限られず、任意の位置に設けることができる。

搬送路９９は、給紙カセット４２から、レジストローラ対４８のニップ部、二次転写領域３６、定着領域５２を通って、画像形成装置１０の上部に設けられた排紙部１１まで延びている。

カラー画像形成動作の一例について簡単に説明する。

先ず、各作像部２０では、所定の周速度で回転駆動されている感光体２２の表面が、帯電装置２４により帯電される。次に、帯電された感光体２２の外周面には、制御部７０から出力された駆動信号を受けた露光装置２６から光が投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置２８の現像ローラ（請求項の現像部材に相当する。）２８１から供給される現像剤のトナーにより可視像化（現像）される。現像の際、現像ローラ２８１には、現像バイアスが印加される。

このようにして感光体２２上に形成された各色のトナー像は、感光体２２の回転により、感光体２２と一次転写ローラ３０とのニップ部（一次転写領域）に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体４から中間転写ベルト１２上へ転写（一次転写）されて重ねられる。一次転写の際、一次転写ローラ３０には、トナーの極性と反対側の極性の転写バイアス（一次転写バイアス）が印加されている。

中間転写ベルト１２の上に重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１２の回転とともに移動し、二次転写領域３６に達する。

一方、給紙カセット４２に収容された記録シート４６は、給紙ローラ４４の回転により搬送路９９に送り出される。そして、レジストローラ４８により、重ね合わされたトナー像が二次転写領域３６に達するタイミングに合わせて二次転写領域３６に搬送される。

記録シート４６が二次転写領域３６に搬送されると、トナー像が、中間転写ベルト１２から記録シート４６に転写（二次転写）される。二次転写の際、二次転写ローラ３４には、トナーの極性と反対側の極性の転写バイアス（二次転写バイアス）が印加されている。

記録シート４６が、搬送路９９のさらに下流側の定着領域５２に搬送されると、定着ローラ５０により記録シート４６にトナー像が定着し、その後、排紙部１１に送り出される。

一方、二次転写領域３６を通過後に中間転写ベルト１２上に残存するトナーは、クリーニング部材３８により除去される。

［２．バイアス印加装置］
図２を参照しながら、現像バイアス印加装置、一次転写バイアス印加装置、および二次転写バイアス印加装置について説明する。

図２に示すように、感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋはアース接続されている。現像ローラ２８１Ｙ，２８１Ｍ，２８１Ｃ，２８１Ｋには、別々の電源（現像バイアス印加装置）６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが、制御回路６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋを介して接続されている。これにより、各現像ローラ２８１に現像バイアスＶ３が印加される。電源６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋとしては、例えば直流電源が用いられ、トナーの帯電極性が負極性である場合、現像バイアスＶ３は負極性に設定される。

現像バイアスＶ３は、カブリ補正電位Ｖ５の算出に用いられる。カブリ補正電位Ｖ５は、カブリ（非画像部にトナーが付着する現象）の発生を防止するための指標であり、カブリ補正電位Ｖ５の絶対値が小さいほどカブリが発生しやすい傾向にある。カブリ補正電位Ｖ５は、下記の数式１に示すように、感光体２２の表面電位Ｖ４に現像バイアスＶ３を減算することで算出される。
Ｖ５＝Ｖ４−Ｖ３・・・（数式１）

イエロー、マゼンタ、シアンの一次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃには、共通の電源（一次転写バイアス印加装置）６４に制御回路６３を介して接続され、ブラックの一次転写ローラ３０Ｋには、別の電源（一次転写バイアス印加装置）６６が制御回路６５を介して接続されている。これにより、各一次転写ローラ３０には一次転写バイアスＶ１が印加される。電源６４，６６としては、例えば直流電源が用いられ、トナーの帯電極性が負極性である場合、一次転写バイアスＶ１は正極性に設定される。

なお、一次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃには、必ずしも共通の電源を接続する必要はなく、別々の電源を接続するようにしてもよい。

ローラ１８はアース接続され、二次転写ローラ３４には、電源（二次転写バイアス印加装置）６８が制御回路６７を介して接続されている。これにより、二次転写ローラ３４に二次転写バイアスＶ２が印加される。電源６８としては例えば直流電源が用いられ、トナーの帯電極性が負極性である場合、二次転写バイアスＶ２は正極性に設定される。

［３．逆転写トナー量測定手段］
次に、逆転写トナー量測定手段３３０について説明する。

なお、ここでいう逆転写トナーとは、先に一次転写された色（ベルト１２の搬送方向上流側の色）のトナーが、これより後に転写される色（ベルト１２の搬送方向下流側の色）の一次転写領域において、ベルト１２から感光体２２へ逆転写されるトナーを指す。

図３に示すように、逆転写トナー量測定手段３３０は、図３に示す光学センサ（請求項のトナー比率検知手段に相当する。）３３を有する。

実施形態において、光学センサ３３は、マゼンタのクリーニングユニットのハウジング３２Ｍの下方に設けられており、ハウジング３２Ｍの底面には窓部３２３が設けられている。窓部３２３は、アクリル樹脂等の透明な素材で構成されている。ハウジング３２Ｍの内部には、マゼンタのトナー像の一次転写後に感光体２２Ｍの表面に残留したマゼンタトナーと、マゼンタのトナー像の一次転写時に中間転写ベルト１２から感光体２２Ｍへ逆転写されたイエロートナーとが混合した混合トナーが収容されている。実施形態では、ハウジング３２Ｍの内部に収容された全混合トナーの量Ｓに占める、イエロートナーの量Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓが検知される。具体的に、本実施形態では、比率Ｓ１／Ｓとして、後述するイエロートナー面積比率Ｘ１が検知される。

ただし、本発明において、光学センサ３３は、最上流部に配置されたイエローのハウジング３２Ｙを除くいずれのハウジング３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの下方に設けてもよい。ハウジング３２Ｃまたはハウジング３２Ｋの下方に光学センサ３３を配置する場合、ハウジング３２Ｃ，３２Ｋの底面に、上記と同様に、窓部３２３が設けられ、ハウジング３２Ｃ，３２Ｋの内部に収容された逆転写トナーの量が測定される。また、光学センサ３３は、複数のハウジング３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの下方に設けてもよい。

光学センサ３３は、ハウジング３２Ｍに収容されたトナーに向けて窓部３２３を通して光線を照射する照射部３３１と、特定の波長領域の光線を透過する光学フィルタ３３３と、光学フィルタ３３３を通過した光線、すなわち特性の波長領域の光線を受光する受光部３３２とを有する。

実施形態では、光学フィルタ３３３として、図４に示す波長領域Ａ（約５１５ｎｍ〜５７５ｎｍ）の光線を透過するフィルタが用いられる。図４に示すように、波長領域Ａの光線は、マゼンタのトナーの反射率は著しく低く（０．１未満）、イエローのトナーの反射率が著しく高いため（０．８以上）、フィルタ３３３を透過する光線の大部分は、イエローのトナーで反射された光線となるため、光学センサ３３は、実質的に、イエローのトナー比率を検知するセンサとして機能する。

光学センサ３３をオンにすると、照射部３３１からハウジング３２Ｍの窓部３２３内の所定面積の領域（検知領域）に向けて光線が照射され、ハウジング３２Ｍの底部に収容されたイエロートナーで反射された光線のうち、波長領域Ａの光線（主にイエロートナーで反射された光線）がフィルタ３３３を透過して受光部３３２で受光されて、受光部３３２で受光された光の強度が検知される。

こうして光学センサ３３で検知された反射光の強度は、予め設定された換算式により、イエロートナー面積比率Ｘ１に換算される。ここで、イエロートナー面積比率Ｘ１とは、照射部３３１からの光線が照射される全領域（検知領域）の面積Ｑに占める、イエロートナーが存在する領域の面積Ｑ１の比率Ｑ１／Ｑを指す。反射光強度をイエロートナー面積比率Ｘ１に換算するための換算式は、例えば図６に示すような反射光強度とイエロートナー面積比率Ｘ１との相関関係に基づき設定される。

以上のように光学センサ３３によりイエロートナー面積比率Ｘ１が検知されると、後述の処理を経て、ハウジング３２Ｍに収容された全てのイエロートナーの量、すなわち逆転写トナーが求められる。

ただし、本発明に用いる光学センサに関して、特定の波長領域の光線を受光するための構成は、上記の光学フィルタ３３３を用いる構成に限定されず、例えば、光学センサの照射部を、特定の波長領域の光線を照射する構成としてもよい。

図５を参照しながら、逆転写トナー量を測定するための各処理の流れの具体例を説明する。

図５に示すように、先ず、ステップ１において、ハウジング３２Ｍに収容されているトナーが、搬送装置により全て排出される。なお、排出されたトナーは、画像形成装置１０に設けられた廃トナーボックスに搬送される。

次のステップ２では、後述の安定化制御を行うためのトナー像が作像部２０で作像され、作像されたトナー像が中間転写ベルト１２に転写（一次転写）される。実施形態において、安定化制御用のトナー像は、イエローのトナー像（例えばベタ画像）を含み、このイエローのトナー像が、中間転写ベルト１２に転写（一次転写）された後、ベルト１２の回転によりマゼンタの作像部２０Ｍの一次転写領域に搬送されると、この一次転写領域においてイエローのトナーの一部がベルト１２から感光体２２Ｍへ逆転写される。そのため、一次転写領域を通過後の感光体２２Ｍの表面には、マゼンタのトナーに加えてイエローのトナーが担持され、これらのトナーがクリーニング部材３２１で掻き取られることで、ハウジング３２Ｍの内部に、マゼンタとイエローの混合トナーが回収される。

次のステップ３では、上述したように、ハウジング３２Ｍに収容された混合トナーについて、光学センサ３３を用いて反射光の強度が検知され、続くステップ４において、イエロートナー面積比率Ｘ１が、上述の方法により算出される。

次のステップ５では、イエロートナー面積比率Ｘ１に基づき、逆転写トナー量に相当するイエロートナーの回収量（ハウジング３２Ｍに回収された全イエロートナーの量）が算出され、処理が終了する。具体的には、ステップ４で算出されたイエロートナー面積比率Ｘ１が、予め設定された換算式により、イエロートナー回収量、すなわち逆転写トナー量Ｘ２に換算される。イエロートナー面積比率Ｘ１を逆転写トナー量Ｘ２に換算するための換算式は、例えば図７に示すようなイエロートナー面積比率Ｘ１とイエロートナー回収量との相関関係に基づき設定される。なお、図７に示す相関関係を用いる場合、イエロートナー回収量（逆転写トナー量Ｘ２）は、例えば、ハウジング３２Ｍにおける単位時間当たりのトナー回収量に、イエロートナー面積比率Ｘ１を乗算することで求められる。この場合、ハウジング３２Ｍにおける単位時間当たりのトナー回収量としては、安定化制御用のトナー像に応じた所定値を予め設定しておく。

［４．安定化制御］
以下、上記のように測定された逆転写トナー量Ｘ２に基づいて行う、画像を安定化させるための制御（以下、「安定化制御」という。）について説明する。

安定化制御は、上述の逆転写トナー量Ｘ２の測定を行った後に行われる。逆転写トナー量の測定および安定化制御は、任意のタイミングで行うことができるが、例えば、プリント動作の開始前、および、連続プリント中の所定枚数経過毎に行われる。

安定化制御の各処理の流れの具体例を、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

図８に示すように、まず、ステップ１１では、上記のように測定された逆転写トナー量Ｘ２に基づき、逆転写率γが算出される。逆転写率γは、単位時間中に中間転写ベルト１２に転写された全イエロートナーの量ＹＢに占める、逆転写トナー量Ｘ２の比率であり、下記の数式２により算出される。
γ（％）＝Ｘ２／ＹＢ×１００・・・（数式２）

なお、単位時間中に中間転写ベルト１２に転写された全イエロートナーの量ＹＢとしては、安定化制御用のトナー像に応じた所定値を予め設定しておく。全イエロートナーの量ＹＢを設定する際は、中間転写ベルト１２に転写された安定化制御用のトナー像から、単位面積中のイエローのトナーを吸引ポンプで吸引し、吸引ポンプが備えるノズルの吸引前の質量と吸引後の質量をそれぞれ測定して、吸引前後の質量差を、全イエロートナーの量ＹＢの設定値として求めることができる。

次のステップ１２では、逆転写率γが、所定の閾値（例えば５％）以下であるか否かが判断される。ステップ１２において、逆転写率γが閾値以下である場合は、ステップ１４に進み、逆転写率γが閾値よりも大きい場合は、ステップ１３に進む。

ステップ１３では、逆転写率γに基づき、逆転写トナー量を低減するように、一次転写バイアスＶ１がフィードバック制御されて、ステップ１４に進む。

ステップ１３において、一次転写バイアスＶ１の変更量は、逆転写率γに応じて予め設定された値に決定される。実施形態において、一次転写バイアスＶ１の変更量は、例えば図９に示す相関関係を満たすように設定されている。この場合、一次転写バイアスＶ１は、適正範囲よりも大きくなると逆転写トナー量が増加する傾向に鑑みて、逆転写率γが大きいときほど小さくなるように変更される。具体的には、例えば、逆転写率γが５％のとき、一次転写バイアスＶ１は５０Ｖ減少するように制御され、逆転写率γが１４％のとき、一次転写バイアスは２００Ｖ減少するように制御される。こうした一次転写バイアスＶ１の制御は、制御部７０に設けられた転写バイアス制御部７１により行われる。

このように、逆転写率γに応じて、一次転写バイアスＶ１を制御することで、一次転写領域において、トナーが中間転写ベルト１２から感光体２２へ移動し難くすることができ、逆転写を軽減できる。

ステップ１４では、フィードバック制御を行わずにプリントすると仮定したときのプリント画像について、逆転写トナー量Ｘ２に基づき、イエローの中抜けランクが推測されて、ステップ１５に進む。

ここで、中抜けとは、画像の文字の線の中央部や縦線の中央部が転写不良となる現象を指し、中抜けランクとは、中抜け現象の程度を判定する指標を指す。

実施形態において、中抜けランクは、図１１に示すように、中抜け現象の程度が悪い順に、ランク１、ランク２、ランク３、ランク４、ランク５が設定されている。すなわち、中抜け現象の程度が最も悪い状態がランク１とされ、中抜け現象が全く発生していない状態がランク５とされている。

ステップ１４において、中抜けランクは、逆転写トナー量Ｘ２に応じて予め設定されたランクに推測される。実施形態において、中抜けランクは、例えば図１０に示す相関関係を満たすように設定されている。この場合、例えば、逆転写トナー量Ｘ２が０．２ｍｇ／ｃｍ²のとき、中抜けランクは３．５に推測され、逆転写トナー量Ｘ２が１ｍｇ／ｃｍ²のとき、中抜けランクは１．５に推測される。

ステップ１５では、ステップ１４で推測された中抜けランクが、所定のランク（例えば３．５）以上であるか否かが判断される。ステップ１５において、中抜けランクが所定のランク以上であると判断されると、処理は終了し、所定のランクよりも低いと判断されると、ステップ１６に進む。

ステップ１６では、推測された中抜けランクに基づき、逆転写トナー量を低減するように、現像バイアスＶ３がフィードバック制御されて、処理が終了する。

ステップ１６において、現像バイアスＶ３の変更量は、推測された中抜けランクに応じて予め設定された値に決定される。実施形態において、現像バイアスＶ３の変更量は、例えば図１２に示す相関関係を満たすように設定されている。この場合、現像バイアスＶ３の絶対値の増加量が、推測された中抜けランクに応じて大きくなるように制御される。具体的には、例えば、中抜けランク１．５のとき、現像バイアスＶ３の絶対値は１２０Ｖ増加するように制御され、中抜けランクが３のとき、現像バイアスＶ３は３０Ｖ増加するように制御される。こうした現像バイアスＶ３の制御は、制御部７０に設けられた現像バイアス制御部７２により行われる。

このように、推測される中抜けランクに応じて、現像バイアスを制御することで、感光体２２上のトナー量を適宜増加させ、中抜け現象の軽減を図ることができる。

［その他の実施形態］
上記の安定化制御のステップ１６（図８参照）では、現像バイアスＶ３の制御が行われるが、現像バイアスＶ３の制御に代えて、カブリ補正電位Ｖ５の制御を行ってもよい。なお、カブリ補正電位Ｖ５は上述の数式１により算出される。

この場合、カブリ補正電位Ｖ５は、推測された中抜けランクに応じて予め設定された値となるように制御される。この制御に係るカブリ補正電位Ｖ５の設定は、例えば図１３に示す相関関係を満たすようになされる。この場合、例えば、推測された中抜けランクが１．５のとき、カブリ補正電位Ｖ５は１００Ｖとなるように制御され、推測された中抜けランクが２．５のとき、カブリ補正電位Ｖ５は５０Ｖとなるように制御される。

カブリ補正電位Ｖ５の具体的な制御は、現像バイアスＶ３を制御することで行うか、または、帯電装置２４のグリッド電圧を制御して感光体２２の表面電位Ｖ４を制御することにより行われる。こうしたカブリ補正電位Ｖ５の制御は、制御部７０に設けられたカブリ補正電位制御部７３により行われる。

このように、推測される中抜けランクに応じて、カブリ補正電位Ｖ５を制御することで、中抜け現象が改善されるように感光体２２上のカブリ量を制御できる。すなわち、カブリ補正電位Ｖ５を適宜制御して、感光体２２上のカブリ量を低減することで、感光体２２とベルト１２との接触圧を低減でき、これにより感光体２２とトナーとの付着力を低減できる。感光体２２とトナーとの付着力が低下すると、感光体２２からベルト１２へトナーが移動しやすくなり、中抜け現象を改善できる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、安定化制御の際、逆転写率γに基づく一次転写バイアスの制御と、中抜けランクに基づく現像バイアスまたはカブリ補正電位の制御の両方を行う構成について説明したが、本発明は、両者のうち一方の制御のみを行う構成も含む。

また、上述の実施形態では、マゼンタのハウジング３２Ｍの下方に配置した光学センサ３３により、イエローの逆転写トナー量を測定して、この測定値に基づくイエローのトナーに関するフィードバック制御を行う構成について説明したが、本発明では、他の色のトナーについても同様に、逆転写トナー量の測定およびフィードバック制御を行うことができる。

下記の実施例１〜実施例４および比較例について、図１に示す画像形成装置を用いてプリントを行い、逆転写率および中抜けランクを評価した。

具体的に、システム速度は１１０ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４横、２４枚／ｍｉｎ）に設定し、各色のＣ／Ｗ比が５％である画像を、Ａ４の普通紙（コニカミノルタ製ＣＦ８０）に１００００枚連続プリントして、１０００枚プリント毎に逆転写率と中抜けランクを評価した。

また、感光体２２にはＯＰＣ（Organic Photoconductor）感光体を使用し、中間転写ベルト１２には膜圧８５μｍのポリイミドベルトを使用し、一次転写ローラには外径１６ｍｍのウレタンよりなるイオン導電発泡ローラを使用し、二次転写ローラには外径２６ｍｍのウレタンよりなるイオン導電発泡ローラを使用した。また光学センサにはＴＣＲセンサ（Toner Carrier Ratio Sensor）を使用した。

さらに実施例１〜実施例４については、３００枚プリント毎に安定化制御を行った。安定化制御の際は、長さ１００ｍｍのイエローのベタ画像を形成した。

逆転写率γを評価する際、イエローのベタ画像（２０ｍｍ×５０ｍｍ）を形成し、イエローの一次転写領域通過後のベルト上のイエロートナーの付着量ＹＢを測定し、マゼンタの一次転写領域通過後のマゼンタの感光体上のイエロートナーの付着量ＭＤを測定した。付着量ＹＢを測定する際は、中間転写ベルトに転写されたイエローのベタ画像から、単位面積中にあるイエロートナーを吸引ポンプで吸引し、吸引ポンプが備えるノズルの吸引前と吸引後の質量差を、付着量ＹＢとして求めた。付着量ＭＤを測定する際は、感光体に逆転写された単位面積中のイエローを吸引ポンプで吸引し、この吸引ポンプのノズルの吸引前と吸引後の質量差を、付着量ＭＤとして求めた。マゼンタの感光体上のイエロートナーの付着量ＭＤは、逆転写トナー量Ｘ２と等しいものと仮定し、逆転写トナー量Ｘ２と上記の付着量ＹＢとから上記の数式２を用いて逆転写率γを算出した。

中抜けランクを評価する際、幅６ドットのイエローとマゼンタの縦ラインを重ね合わせた画像をプリントし、図１１に示す方法によりランク判定した。

比較例および各実施例の条件の詳細は、以下の通りである。

（比較例）
比較例では、安定化制御を行わなかった。

（実施例１）
実施例１では、上記実施形態の安定化制御のうち、逆転写率γに基づく一次転写バイアスのフィードバック制御のみを行った。すなわち、中抜けランクの推測、および中抜けランクに基づくフィードバック制御は行わなかった。

また、逆転写率γの閾値は５％とし、逆転写率γが閾値を超えた場合、一次転写バイアスは上記実施形態と同様に変更した。

（実施例２）
実施例２では、上記実施形態の安定化制御のうち、中抜けランクに基づく現像バイアスの制御のみを行い、逆転写率γに基づく一次転写バイアスの制御は行わなかった。

中抜けランクの閾値は３．５とし、推測した中抜けランクが３．５未満である場合、現像バイアスの絶対値を、上記実施形態と同様に増加させた。

（実施例３）
実施例３では、上記実施形態の安定化制御のうち、中抜けランクに基づくカブリ補正電位の制御のみを行い、逆転写率γに基づく一次転写バイアスの制御は行わなかった。

中抜けランクの閾値は３．５とし、推測した中抜けランクが３．５未満である場合、カブリ補正電位は、上記実施形態と同様の値となるように制御した。

（実施例４）
実施例４では、上記実施形態と同様の安定化制御を行った。すなわち、逆転写率γに基づく一次転写バイアスの制御、および中抜けランクに基づく現像バイアスの制御の両方を行った。

逆転写率γの閾値は５％とし、逆転写率γが閾値を超えた場合、一次転写バイアスは上記実施形態と同様に変更した。

中抜けランクの閾値は３．５とし、推測した中抜けランクが３．５未満である場合、現像バイアスの絶対値を、上記実施形態と同様に増加させた。

（結果）
逆転写率γおよび中抜けランクの評価結果を表１に示す。

フィードバック制御を行わなかった比較例では、１０００枚目以降において、逆転写率γが常に５％を超え、中抜けランクが常に３．５よりも低かった。

これに対して、逆転写率γに基づくフィードバック制御した実施例１と実施例４については、全枚数に亘って逆転写率γが５％以下であり、いずれのプリント画像にも画像ムラは発生しなかった。したがって、逆転写率γに基づくフィードバック制御を行うことにより、逆転写を適切に抑制して、逆転写に起因する画質の悪化を確実に防止できることを確認できた。

また、推測した中抜けランクに基づくフィードバック制御した実施例２、実施例３および実施例４では全枚数に亘って中抜けランクが４以上であった。したがって、推測した中抜けランクに基づくフィードバック制御を行うことにより、中抜け現象を有効に改善できることを確認できた。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図。 各バイアス印加装置の構成を示す図。 光学センサの構成を示す斜視図。 光の波長と反射率の関係をトナーの色毎に示したグラフ。 逆転写トナー量を測定する手順を示すフローチャート。 反射光の強度とイエロートナーの面積比率との関係を示すグラフ。 イエロートナーの面積比率とイエロートナー回収量との関係を示すグラフ。 安定化制御の各処理の流れを示すフローチャート。 逆転写率と一次転写バイアスの変更量との関係を示すグラフ。 逆転写トナー量と中抜けランクの推定値との関係を示すグラフ。 中抜けランクの評価基準を示す図。 中抜けランクの推定値と現像バイアスの絶対値の増加量との関係を示すグラフ。 中抜けランクの推定値とカブリ補正電位との関係を示すグラフ。

符号の説明

１０：画像形成装置、１２：中間転写ベルト、１８：ローラ、２２：感光体、２４：帯電装置、２６：露光装置、２８：現像装置、３０：一次転写ローラ、３２：クリーニングユニットのハウジング、３３：光学センサ、３６：二次転写領域、４２：給紙部、４６：記録シート、５０：定着ローラ、５２：定着領域、６１：制御回路、６２：電源、６３：制御回路、６４：電源、６５：制御回路、６６：電源、６７：制御回路、６８：電源、７０：制御部、７１：転写バイアス制御部、７２：現像バイアス制御部、７３：カブリ補正電位制御部、９９：搬送経路、２８１：現像ローラ、３２１：クリーニング部材、３２３：窓部、３３０：逆転写トナー量制御手段、３３１：照射部、３３２：受光部、３３３：フィルタ。

Claims (8)

1. 静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   該静電潜像担持体に接触可能に配置され、共通または別々の上記静電潜像担持体上に形成された複数の色のトナー像が、順に重ねて転写される中間転写体と、
   上記転写後に上記静電潜像担持体の表面に残されたトナーを除去するクリーニング部材と、
   該クリーニング部材により上記静電潜像担持体の表面から除去されたトナーを回収するトナー回収部と、
   所定の色のトナー像を上記静電潜像担持体から上記中間転写体へ転写する際、上記所定の色のトナー像よりも先に上記中間転写体に転写された色のトナーが、上記中間転写体から上記静電潜像担持体へ逆転写される量を測定する逆転写トナー量測定手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記トナー回収部が、上記トナー像の色毎に対応して設けられ、
   上記逆転写トナー量測定手段は、上記所定の色に対応する上記トナー回収部に収容された全トナーの量Ｓに占める、上記先に上記中間転写体に転写された色のトナーの量Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓを検知するトナー比率検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記トナー比率検知手段は、上記トナー回収部に収容されたトナーに向けて光線を照射する照射部と、特定の波長領域の光線を受光する受光部とを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 上記静電潜像担持体と共に上記中間転写体を挟圧する転写部材と、
   上記静電潜像担持体から上記中間転写体へトナーを移動させる電界を形成するための転写バイアスを、上記転写部材に印加する転写バイアス印加装置と、
   上記逆転写トナー量測定手段により測定されたトナー量に基づき、上記転写バイアスを制御する転写バイアス制御部とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 上記静電潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像部材と、
   該現像部材から上記静電潜像担持体へトナーを移動させる電界を形成するための現像バイアスを、上記現像部材に印加する現像バイアス印加装置と、
   上記逆転写トナー量測定手段により測定されたトナー量に基づき、上記現像バイアスを制御する現像バイアス制御部とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 上記現像バイアス制御部は、上記逆転写トナー量測定手段により測定されたトナー量に基づき、該トナー量が測定された色のトナー像の中抜けランクを推測し、該中抜けランクが所定のランクよりも低いとき、上記現像バイアスを制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 上記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
   上記静電潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像部材と、
   該現像部材から上記静電潜像担持体へトナーを移動させる電界を形成するための現像バイアスを、上記現像部材に印加する現像バイアス印加装置と、
   上記逆転写トナー量測定手段により測定されたトナー量に基づき、上記静電潜像担持体の表面電位に上記現像バイアスを減算して得られるカブリ補正電位を制御するカブリ補正電位制御部とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 上記カブリ補正電位制御部は、上記逆転写トナー量測定手段により測定されたトナー量に基づき、該トナー量が測定された色のトナー像の中抜けランクを推測し、該中抜けランクが所定のランクよりも低いとき、上記カブリ補正電位を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

Images