JP2009294525A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー消費を抑制した上で最適な転写条件が設定可能で、以って、生産性が高く、信頼性の高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラー画像形成装置において、中間転写体回転方向の最下流の像担持体より下流で中間転写体上の基準パターン画像を検出する第１の基準パターン検知手段と、最上流に配置された像担持体上の基準パターン画像を検出する第２の基準パターン検知手段のそれぞれから得られる両検知結果に基づいて、上流側から順に各像担持体の一次転写条件を決定する。
【選択図】図１３

Description

本発明はカラー画像形成装置に関し、さらに詳しくは、そのカラー画像形成装置における基準パターンのトナー付着量検知技術、及びそれを利用した転写電流制御技術に関する。

近年、カラー画像形成装置に対する高生産性の要求が高まっており、作像方式としては複数の像担持体及び現像装置を含む画像形成ユニットを転写ベルトあるいは中間転写体に対向させた位置に並列に並べ、像担持体上のトナー像を転写ベルトで担持した記録紙あるいは中間転写体上に順次転写させる構成のタンデム方式と呼ばれるカラー画像形成装置が主流を占めるようになってきた（例えば特許文献１）。
また、このような画像形成装置において、像担持体上や中間転写体上に基準パターンを形成し、光学的なトナー濃度センサを用いてそのトナー付着量の測定結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置が実用化されている。
さらに画像形成装置の小型化に伴い、センサの数を最少にするためにも、二次転写部にて基準パターン検知用転写体を用いて基準パターンを検知して各種制御を行い、中間転写体から基準パターン検知用転写体への転写率を向上させる方式が知られている（例えば特許文献２）。
特開２００１−３５６５４１公報 特開２００５−０１７６２１公報

ところで、像担持体（以下感光体と称す）から中間転写体へトナー像を転写する１次転写においては、感光体と中間転写体との剥離放電等により、トナーが逆帯電を起こし、本来中間転写体に転写されるべきトナーが感光体へと転写される逆転写がおこる。
図１４に示すように転写率の最も良い１次転写電流（図１４中のａ部）では、逆転写率が高くなる。そのため、１次転写後の転写率を最も良い状態とする為には、逆転写されるトナー量を考慮し、感光体上のトナー付着量を多くする必要があり、結果、トナー消費量が多くなる。特に複数の感光体を有している場合、中間転写体回転方向に対し最上流に配置している感光体で作像したトナー量については、中間転写体回転方向下流側の感光体を通過するたびに逆転写が生じるので、他の感光体に比べてトナー量を多くしており消費量が多くなる。
この不都合を回避するためには、転写条件として、図１４中のｂ部の様な転写率が高くかつ逆転写率が低い、つまり過剰なトナー消費のない状態が望ましい。
しかしながら、前述した既存の制御では、転写率のみが最も良い状態（図１４中のａ部）となる様に制御するのみである為、トナー消費量が多くなり、トナー交換時期が早まる事は避けられず、その制御が必ずしも最適な転写率に制御されているとは言い難い。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は、最もトナー消費量の多くなる中間転写体最上流に配置した感光体から下流側の感光体それぞれについて、過剰なトナー消費を低減した上で最適な転写条件が設定可能な方法を提案し、その方法を用いて生産性が高く、信頼性の高い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に、請求項１に記載の発明は、複数の像担持体に形成した画像を中間転写体に重ね合わせて転写した後、２次転写部で記録材に転写して多色のカラー画像を得る画像形成装置において、前記中間転写体回転方向に対し最下流に配置された像担持体より下流側で、かつ２次転写部上流側位置に配設されて、前記中間転写体上に形成された基準パターン画像を光学的に検出する第１の基準パターン検知手段と、前記中間転写体回転方向に対し最上流に配置された像担持体と前記中間転写体との間に形成されるニップ部よりも当該像担持体の回転方向上流側、かつ現像装置よりも下流側位置に配設されて、前記像担持体上に形成された基準パターン画像を光学的に検出する第２の基準パターン検知手段とを有し、前記第１および第２の基準パターン検知手段それぞれから得られた検知結果に基づいて、最初に前記中間転写体回転方向に対し最上流に配置された像担持体の転写条件を決定し、順次、中間転写体回転方向に対し下流側の像担持体の転写条件を決定することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記各像担持体のそれぞれの転写条件は、請求項１に記載の画像形成装置において、異なる転写条件下に複数回前記基準パターン画像を作成し、各回の基準パターン画像を前記第１および第２の基準パターン検知手段で検知して得た検知結果に基づいて決定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記像担持体の転写条件を決定する処理の際には、前記転写条件を決定すべき像担持体より前記中間転写体回転方向に対し下流側の像担持体の転写条件を作像時とは異なる設定にして転写条件決定処理を行うことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記転写条件として一次転写電流を決定することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体は、展張面を備えた無端ベルトであることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記無端ベルトが、透光性な材料で形成されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記第２の基準パターン検知手段が、前記無端ベルト周内に配置されていることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記第１の基準パターン検知手段と対向して配設され、前記中間転写体のベルトを支持しているローラを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、基準パターン検知手段を二箇所に配置することで、最上流に配置された像担持体に作像された基準パターンのトナー付着量と、各像担持体で逆転写された後の基準パターンのトナー付着量を検知することが可能となる。すなわち、中間転写体回転方向に対し最上流に配置された像担持体（感光体）と中間転写体の間に形成されるニップ部（以下１次転写ニップと称す）の像担持体回転方向上流側で、かつ現像装置の下流側に像担持体上の基準パターンが検知できるよう配置された第１の基準パターン検知手段によって、最上流に配置された像担持体に作像された基準パターンのトナー付着量を検知することが可能となり、また、中間転写体の回転方向に対し最下流に配置された像担持体より下流側で、かつ２次転写部上流に中間転写体上の基準パターンが検知できる位置に配置された第２の基準パターン検知手段によって、各像担持体で逆転写された後の基準パターンのトナー付着量を検知することが可能となる。
そして、こうして得られた両者の検知結果を用いることで、中間転写体最上流位置に配置された最もトナー消費量の多くなる像担持体（感光体）での転写条件として最適なものを決定して設定し、順次中間転写体下流側の像担持体について転写条件を最適な転写率、逆転写率となるよう決定して設定することができ、結果、トナー消費を抑制して生産性が高く、信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明を実施する為の最良の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。同図に示されている画像形成装置は、画像情報に対応した画像を像担持体としての感光体に光書き込みをして現像後に中間転写体を介して転写紙に転写および定着して画像形成を行うことが可能な複写機である。但し、図１では、本発明に係る基準パターン検知手段の図示は省略してある（図２の拡大図中に明示）。
図２は、主たる画像形成処理を行う要部（以下、画像形成部１２０と言う）を模式的に示した拡大断面図である。ちなみに、本発明は、画像形成装置として、上述した複写機のみでなくプリンタやファクシミリ装置や印刷機あるいは複合機（ＭＦＰ）を対象として実施することも可能である。
まず、本実施形態に係る複写機全体の構成の概略について説明する。図１の概略構成図に示すように、この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体１００を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体１００上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナ３００の上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。複写機本体１００の画像形成部１２０は、４つの画像形成手段シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）が順に配列されたタンデム方式を採用している。

図２の、複写機の要部となる画像形成部１２０の拡大図に示すように、複写機本体１００内には、像担持体としての４つの感光体（感光体ドラム）２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ（集合的に感光体２と記す）と、これらの感光体２に形成した画像（例えばトナー像）が重ね合わせて転写される中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト８が設けられている。
この中間転写ベルト８は、図３に示すように、ベース層１１、弾性層１２及びコート層１３の３層構造となっているベルト材（無端ベルト）が用いられている。３層構造のベルトの場合、ベース層１１は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料を組み合わせた材料で構成されている。
また、弾性層１２は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層１１の上に形成される。また、コート層１３は、弾性層１２の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。そして、この中間転写体８は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に張架された状態で、図２中で時計回り方向に回転駆動される。
中間転写ベルト８としては、３層構造のベルト以外にも、インフレーション成型されたイオン導電性のフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等の単層ベルト、あるいは単層ベルト表面にコート層（例えばフッ素系樹脂をコーティング）を設けた２層ベルトを使用することが可能である。

３つの支持ローラ１４、１５、１６のうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分（展張部）には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段（画像形成ユニット）１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋが並んで配置されている。なお、中間転写体回転方向の上面部分最下流側に対面して第１の基準パターン検知手段２０Ａが配置されているが（図２参照）、これについては後で別途詳述する。
上記の画像形成ユニット１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋの上方には、図１に示すように、書き込み装置４が設けられている。この書き込み装置４としては、例えばレーザ光源、カップリングレンズ、光偏向器（回転多面鏡等）、走査結像レンズやミラー等の光学系などから構成されるレーザ走査方式のものや、あるいは、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと結像光学系を組み合わせたＬＥＤ書込み方式のものなどが用いられ、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて書き込み光を照射し、各画像形成ユニットに設けられる像担持体としての感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ上に静電潜像を形成するためのものである。

また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６は２次転写対向部材（バックアップローラ）として機能し、この第３支持ローラ（バックアップローラ）１６に対向する位置には、２次転写ローラ２３が設けられ２次転写装置２２を形成している。そして、中間転写ベルト８上のトナー像を記録材（例えば記録紙）上に２次転写する際には、２次転写ローラ２３を第３支持ローラ（バックアップローラ）１６に巻回された中間転写ベルト８部分に押し当てて２次転写を行う。また、２次転写装置の２次転写ローラ２３による記録紙搬送方向下流側には、ローラ２３′との間に無端ベルト状の搬送ベルト２４を張架してある。また、このさらに搬送方向下流側には、記録紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置２５が設けられている（図２では省略、図１参照）。
この定着装置２５（図１）は、熱源を有する加熱ローラ２７に加圧ローラに張設した定着ベルト２６を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト８の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７（図１参照）が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての記録紙に中間転写ベルト８上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト８上に残留する残留トナーを除去するためのものである。

図２の画像形成部は、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）用の４つの画像形成手段がタンデムに配列され、中間転写体８を介して記録材Ｐへと画像を転写する方式を採っている。各画像形成手段において、感光体（ドラム）２の周囲には、反時計方向の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置３、書き込み装置（図２では光路のみが示されている）４、現像装置５、および感光体クリーニング装置７がそれぞれ順に配置されている。
また、感光体２に対して中間転写ベルト８を介して対向する位置には、１次転写装置９が設けられている。なお、特に中間転写ベルト８の回転方向の最上流に位置する感光体２Ｃｙについては、その回転方向に対し１次転写ニップ８ＮＣｙよりも上流でかつ現像装置５Ｃｙよりも下流の位置に、更に、第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙが配置されている。

画像形成手段の細部を説明する。図４は、中央で隣り合う２つの画像形成手段（１Ｙｅ、１Ｍａ）を拡大して示している。上記帯電装置３は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体２に接触して電圧を印加することにより感光体２の表面を一様に帯電する。この帯電装置３には、帯電ローラの他、帯電ブラシ等を採用することができ、また、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。上記現像装置５は、現像剤として、トナーのみからなる一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。
この現像装置５は、攪拌部５６と現像部５７に大別できる。攪拌部５６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ５５上に供給される。この攪拌部５６には、平行な２本のスクリュ５８が設けられており、２本のスクリュ５８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース５９には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７０が取り付けられている。

一方、現像部５７では、現像スリーブ５５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体２に転移される。この現像部５７には、現像ケース５９の開口を通して感光体２と対向する現像スリーブ５５が設けられており、その現像スリーブ５５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ５５に先端が接近するようにドクタブレード７１が設けられている。本実施形態では、このドクタブレード７１と現像スリーブ５５との間の最接近部における間隔が０．９ｍｍとなるように設定されている。
この現像装置５では、現像剤を２本のスクリュ５８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ５５に供給する。現像スリーブ５５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げられて保持される。現像スリーブ５５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ５５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７１により適正な量に規制される。

なお、規制された現像剤は攪拌部５６に戻される。このようにして感光体２と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ５５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体２上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体２上の静電潜像部分に転移し、感光体２上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。
現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ５５から離れ、攪拌部６６に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部５６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７０が検出し、その検出結果に基づいて図示しないトナー補給部から攪拌部５６にトナーが補給される。

上記１次転写装置９には、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト８を挟んで感光体２に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置９は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
感光体クリーニング装置７（７Ｃｙ、７Ｙｅ、７Ｍａ、７Ｂｋ）は、先端を感光体２（感光体ドラム）に押し当てられるように配置されている。例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。
このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置７の内部に収容される。その後、収容されたトナーは、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置７の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置（二点鎖線で示す）を通じて現像装置５へと戻され、再利用される。

次に、本実施形態における複写機としての既知の動作について簡略に説明しておく。上述した構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じてＣＣＤ等の読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４、１５、１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト８が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋの感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋも回転駆動する。

画像形成過程を詳述する。画像形成ユニット１（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋ）では、感光体２（２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ）の回転過程において、感光体２の回転とともに、まず帯電装置３（３Ｃｙ、３Ｙｅ、３Ｍａ、３Ｂｋ）によって感光体２の表面を一様に帯電する。
次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて書き込み装置４（４Ｃｙ、４Ｙｅ、４Ｍａ、４Ｂｋ）からレーザやＬＥＤ等による書込み光を照射される。この光書き込みにより、各感光体２上には、それぞれ静電潜像が形成される。その後、静電潜像が現像装置５（５Ｃｙ、５Ｙｅ、５Ｍａ、５Ｂｋ）から供給されるトナーにより可視像処理されて各感光体２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ上には、それぞれ、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像が形成される。
各色トナー像は、各１次転写装置９により１次転写電流が印加され、順次中間転写ベルト（中間転写体）８上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上には、各色のトナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、この時印加される転写電流には、後で詳述する基準パターンを用いたプロセス制御値の決定過程で求められた電流値が設定されていて、これに従って各一次転写電流が印加される。

中間転写体８に１次転写されたトナー像は、給紙装置から繰り出された記録材Ｐに対して２次転写装置２２にて静電転写され、定着装置２５（図１参照）に搬送されて定着されることにより画像出力物とされる。
１次転写後に感光体２の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置７（７Ｙｅ、７Ｍａ）により除去され、その後、感光体２の表面は、除電装置１０（１０Ｙｅ、１０Ｍａ）により除電されて、次の画像形成に供される。なお、２次転写後の中間転写ベルト８上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７（図１参照）により除去される。
本実施形態では特徴的構成として、図２に明示してある基準パターン検知手段を二箇所に配置している。一つは、既に述べたように、中間転写体回転方向の最上流に位置する感光体２Ｃｙの回転方向に対し１次転写ニップ８ＮＣｙよりも上流でかつ現像装置５Ｃｙよりも下流の位置に第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙを配置して、感光体に作像された基準パターンのトナー付着量を検知している。
もう一つは、感光体２Ｂｋよりも中間転写体回転方向の下流側の位置に第１の基準パターン検知手段２０Ａを配置して、各感光体で逆転写された後の基準パターンのトナー付着量を検知している。なお、これらの基準パターン検知手段は、感光体軸方向に複数個配列されていても良い。

続いて、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、各種制御回路、クロック、タイマー、カウンタ、入出力装置などで構成されたメイン制御部（図示せず）による、上述画像形成部における各像担持体の転写条件として一次転写電流を決定する過程を詳述する。
本実施形態の場合、上述した第１の基準パターン検知手段２０Ａ、および第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙからの２系統の検知出力に基づいて、以下の様に中間転写ベルト回転方向の上流から下流へと、順次転写電流値を決定して、実動作時制御値として記憶する（設定する）。
まず、中間転写ベルト回転方向の最上流に位置するシアンの像担持体の１次転写電流が、図５に示すフローチャートに従い最初に設定されることとなる。図５に示すように、先ずシアンの像担持体２Ｃｙより下流側であるイエロー、マゼンタ、ブラックそれぞれの像担持体において印加する個々の１次転写電流として、逆転写の無い作像時より低い、予め定めた１次転写電流値Ｔ０を設定し印加する（ステップＳ５０１）。

次に、１次転写装置９Ｃｙでの転写率測定回数：Ｎを設定する（ステップＳ５０２）。なお、この測定回数は３以上とする（３水準以上振る）ことが望ましい。そして、１回目の転写率測定を開始するため、シアン用の１次転写装置９Ｃｙでの１次転写電流Ｔｃ１を設定しに印加する（ステップＳ５０４）。
シアンの基準パターンを感光体上に作成し中間転写ベルト上に転写する（ステップＳ５０５）。そして、第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙで感光体付着量Ｆｃｉ１を検知し（ステップＳ５０６）、第１の基準パターン検知手段２０Ａで転写後付着量Ｆｃｏ１を検知して（ステップＳ５０７）、得られた感光体付着量Ｆｃｉ１および転写後付着量Ｆｃｏ１から、図示しない周知のメイン制御部にて転写率ηｃ１を算出し記憶部に保存する（ステップＳ５０８）。
続いて、現測定回数を予定測定回数と比較し（ステップＳ５０９）、規定回数Ｎに満たない場合には（ステップＳ５０９：Ｎｏ）、現測定回数を１だけ増加（インクリメント）させて（ステップＳ５１０）、（ステップＳ５０４）に戻り次の１次転写電流Ｔｃ２を設定し印加する。

以下、同様にして測定を測定設定回数：Ｎ回繰り返し実行して、転写率ηｃ１〜ηｃｎまで算出したら（ステップＳ５０９：Ｙｅｓ）、図６に示すように一次転写電流値変化に対する転写率カーブを作成する（ステップＳ５１１）。この転写率カーブ作成は、実際にはメモリ上での処理として行われる。
なお、上記各過程において、１次転写電流の上下限はあらかじめ設定しておき、測定回数に応じて１次転写電流の増加分は図示しないメイン制御部にて計算され、設定されるものとする。
更に、作成した転写率カーブより転写率の最も良いηｃを求め、その時の１次転写電流値Ｔｃをシアンでの最適１次転写電流として設定する（ステップＳ５１２）。また転写率ηｃでの転写後付着量Ｆｃｏは図示しないメイン制御部に記憶する（ステップＳ５１３）。
なお、本例では、シアンより下流側であるイエロー、マゼンタ、ブラックのそれぞれの像担持体の１次転写電流は逆転写の無いように、作像時より低い転写電流を印加するようにしているが、（ステップＳ５０１）において、シアンより下流側の１次転写電流Ｔ０は印加せずにそれ以降の前述各工程を行うようにしても実用上足りる結果が得られる。

次に２番目のイエローの像担持体２Ｙｅについて、図７に示すフローチャートに従ってイエロー用の１次転写電流を設定する。図５に類似する点の説明は簡略化あるいは省略して説明する。
本処理では、イエローより下流側であるマゼンタ、ブラックの１次転写電流は逆転写の無い作像時より低い１次転写電流Ｔ０を印加する（ステップＳ７０１）。また、シアンの１次転写電流は先に求めたＴｃを印加する（ステップＳ７０２）。なお、イエローより下流側の１次転写電流Ｔ０については印加せずに行っても良い。
図５の場合と略同様に、１次転写装置９Ｙｅでの転写率測定回数：Ｎを設定する（ステップＳ７０３）。なお、この測定回数は３水準以上振ることが望ましい。現測定回数ｎを１にセットし（ステップＳ７０４）、１回目の転写率測定を開始するため、１次転写装置９Ｙｅで１次転写電流Ｔｙ１を設定し印加する（ステップＳ７０５）。
この条件下で、シアン、イエローの基準パターンを作成し（ステップＳ７０６、ステップＳ７２６；これらは規定タイミングで併行的に実行される）、次いで、基準パターン検知手段２０Ａでシアンの転写後付着量Ｆｃｏ１並びにイエローの転写後付着量Ｆｙｏ１検知してイエローの転写率ηｙ１を算出し図示しないメイン制御部に保存する（ステップＳ７０７〜ステップＳ７０８、ステップＳ７２７〜ステップＳ７２８）。

続いて、現測定回数を予定測定回数と比較し（ステップＳ７０９）、規定回数Ｎに満たない場合には（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、現測定回数を１だけ増加（インクリメント）させて（ステップＳ７１０）、（ステップＳ７０４）に戻り次の１次転写電流Ｔｃ１を設定し印加する。
以下、同様にして上記測定を測定設定回数：Ｎ回繰り返し実行して、イエローの転写率ηｙ１〜ηｙｎを算出し、またシアンの１次転写電流決定時に求め記憶された転写後付着量ＦｃｏとＦｃｏ１〜Ｆｃｏｎを用いてシアンの逆転写率ηｒｃ１〜ηｒｃｎを算出した後（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、図８に示すようなイエローの転写率カーブとシアンの逆転写率カーブを作成する（ステップＳ７１１）。なお、１次転写電流の上下限はあらかじめ設定しておき、測定回数に応じて１次転写電流の増加分は図示しないメイン制御部にて計算され、設定される。
作成したイエローの転写率カーブ、シアンの逆転写率カーブより、イエローの転写率とシアンの逆転写率の差が最も大きい時の１次転写電流Ｔｙをイエローの１次転写電流に設定する（ステップＳ７１２）。
なお、イエローの転写率は、あるしきい値以上（例えば転写率：８５％以上）の範囲で計算を行う。また、イエローの転写率とシアンの逆転写率の差が最も大きいときのシアンの転写後付着量Ｆｃｏおよびイエローの転写後付着量Ｆｙｏは、図示しないメイン制御部に記憶する（ステップＳ７１３）。

同様にして、次にマゼンタの１次転写電流を図９に示すフローチャートに従い設定する。シアン、イエローとマゼンタの３色について処理するが、図７に酷似し類推可能であるからステップ毎の説明は省略する。
本処理では、マゼンタより下流側であるブラックの１次転写電流は逆転写の無い作像時より低い１次転写電流Ｔ０を印加する。シアンにおける１次転写電流は先に決定した最適１次転写電流Ｔｃを、イエローにおける１次転写電流は先に求めたＴｙを印加する。なお、マゼンタより下流側の１次転写電流Ｔ０は印加せずに行っても良い。
そして、１次転写装置９Ｍａでの転写率測定回数：Ｎを設定する。なお、この測定回数は３水準以上振ることが望ましい。
１回目の転写率測定を開始するため、１次転写装置９Ｍａでマゼンタ用の１次転写電流Ｔｍ１を印加する。シアン、イエローの基準パターンを作成し、基準パターン検知手段２０Ａでシアンの転写後付着量Ｆｃｏ１、イエローの転写後付着量Ｆｙｏ１、マゼンタの転写後付着量Ｆｍｏ１検知してマゼンタの転写率ηｍ１を算出し図示しないメイン制御部に保存する。

上記測定を測定設定回数：Ｎ回繰り返しマゼンタの転写率ηｍ１〜ηｍｎを算出し、イエローの１次転写電流決定時に求めたイエローの転写後付着量Ｆｙｏ、シアンの転写後付着量Ｆｃｏを用いてイエローの逆転写率ηｒｙ１〜ηｒｙｎ、シアンの逆転写率ηｒｃ１〜ηｒｃｎを算出し、記憶した測定設定回数：Ｎ回分のデータから図１０に示すようなマゼンタの転写率カーブとイエロー、シアンの逆転写率カーブを作成する。なお、１次転写電流の上下限はあらかじめ設定しておき、測定回数に応じて１次転写電流の増加分は図示しないメイン制御部にて計算され、設定される。
作成したマゼンタの転写率カーブ、イエロー、シアンの逆転写率カーブより、マゼンタの転写率とイエロー、シアンの逆転写率の差が最も大きい時の１次転写電流Ｔｍをマゼンタの１次転写電流に設定する（ステップＳ９１２）。なお、マゼンタの転写率はあるしきい値以上（例えば転写率：８５％以上）の範囲で計算を行う。１次転写電流Ｔｍでのシアンの転写後付着量Ｆｃｏ、イエローの転写後付着量Ｆｙｏ、マゼンタの転写後付着量Ｆｍｏは図示しないメイン制御部に記憶する（ステップＳ９１３）。

最後にブラックの像担持体の１次転写電流の最適化を図１１に示すフローチャートに従って行い設定する。なお、図７、図９に酷似し類推可能であるからステップ毎の説明は省略する。
本処理では、シアンの１次転写電流は先に求めたＴｃを、イエローの１次転写電流は先に求めたＴｙを、マゼンタの１次転写電流は先に求めたＴｍをそれぞれ印加する。１次転写装置９Ｂｋでの転写率測定回数：Ｎを設定する。なお、この測定回数は３水準以上振ることが望ましい。１回目の転写率測定を開始するため、１次転写装置９Ｂｋで１次転写電流Ｔｋ１を印加する。
シアン、イエロー、マゼンタおよびブラックそれぞれの基準パターンを作成し、基準パターン検知手段２０Ａでシアンの転写後付着量Ｆｃｏ１、イエローの転写後付着量Ｆｙｏ１、マゼンタの転写後付着量Ｆｍｏ１、ブラックの転写後付着量Ｆｋｏ１検知してブラックの転写率ηｋ１を算出し図示しないメイン制御部に保存する。
上記測定を測定設定回数：Ｎ回繰り返しブラックの転写率ηｋ１〜ηｋｎを算出し、マゼンタの１次転写電流決定時に求めたマゼンタの転写後付着量Ｆｍｏ、イエローの転写後付着量Ｆｙｏ、シアンの転写後付着量Ｆｃｏを用いてマゼンタの逆転写率ηｒｍ１〜ηｒｍｎ、イエローの逆転写率ηｒｙ１〜ηｒｙｎ、シアンの逆転写率ηｒｃ１〜ηｒｃｎを算出し、図１２に示すようなブラックの転写率カーブとマゼンタ、イエロー、シアンの逆転写率カーブを作成する。なお、１次転写電流の上下限はあらかじめ設定しておき、測定回数に応じて１次転写電流の増加分は図示しないメイン制御部にて計算され、設定される。

作成したブラックの転写率カーブ、マゼンタ、イエロー、シアンの逆転写率カーブより、ブラックの転写率とマゼンタ、イエロー、シアンの逆転写率の差が最も大きい時の１次転写電流Ｔｋをブラックの１次転写電流に設定する。なお、ブラックの転写率は、あるしきい値以上（例えば転写率：８５％以上）の範囲で計算を行う。
本実施形態では基準パターン検知手段を２箇所に設置しているが、コスト、配置スペース等が許容されるのであれば、感光体２Ｙｅ、２ＭＡ、２Ｂｋについても基準パターン検知手段を同様にして配置し、各感光体に作像される基準パターンのトナー付着量を検知して当該感光体の１次転写電流を決定する制御に反映させても良い。
なお、本実施形態は４つの感光体の場合であるが、感光体が４つ以上ある場合でも、最上流の像担持体について１次転写電流を最適化した後に、順次に下流側の像担持体について１次転写電流の最適化を行うようにすれば良い。

［第２実施形態］
本発明に係る画像形成装置の別な実施形態について、図１のものと類似の複写機に用いられる画像形成部１２０Ａの模式的な配置図を図１３に示す。この第２実施形態は、前実施形態の画像形成部１２０の中間転写体が光を透過する透光性な材料で形成されたベルトを用いている中間転写体８Ａとなっている点と、第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙに関しその配設位置が異なっている。
なお、画像形成装置としてのその他の構成は前実施形態と同等であって、図２に示した画像形成部のものと同一部分については同一符号を付してあり、以下では説明を省略する。
第２実施形態では、中間転写体８Ａとして、透光性の材料で形成された無端ベルトを用いるとともに、感光体２Ｃｙでの基準パターンのトナー付着量を検知する第２の基準パターン検知手段２０Ｃｙを中間転写体８Ａの周内に配置して、中間転写体８Ａを介在させて光学的に感光体２Ｃｙへ形成した基準パターン画像のトナー付着量の検知を行っている。中間転写体８Ａが透光性であるため、各感光体で逆転写された後の基準パターンのトナー付着量を検知する第１の基準パターン検知手段２０Ａには対向部材が必要となる。

本実施形態では、その対向部材として中間転写体８Ａを支持している支持ローラ１４を兼用している。これにより、専用の部材を設けること無く、また装置の大型化を避け小型化を図った上で、第１実施形態と全く同様にして各感光体での一次転写電流値の決定を行うことが可能となっている。支持ローラ１４の表面に、この用途に合わせた加工を適宜施したり、適切な色彩の材質を選択する等して、反射に関する光学特性を適合させるようにすると好ましい。
なお、これまで説明した各実施形態は、単なる例示にすぎず本発明を限定するものではない。したがって本発明は当然にその要旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変形が可能である。例えば、中間転写体としては無端ベルト以外に中間転写体ドラムを採用した構成の画像形成装置に適用することも可能である。
また、転写条件として各現像装置のトナー濃度の制御に反映させる、あるいはトナー濃度制御と転写電流値制御の両方を調整し最適画像を得るように制御することも考えられる。

本発明の一実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。 図１に示す複写機本体部分の要部構成を示す拡大図である。 中間転写ベルトの構造の一例を示す部分断面図である。 図１に示す複写機の隣り合う２つの画像形成ユニットの構成例を示す拡大図である。 シアンの像担持体の１次転写電流を決定する過程のフローチャートである。 図５中の処理の結果得られる転写率カーブの一例を示す図である。 イエローの像担持体の１次転写電流を決定する過程のフローチャートである。 図７中の処理の結果得られる転写率・逆転写率カーブの一例を示す図である。 マゼンタの像担持体の１次転写電流を決定する過程のフローチャートである。 図９中の処理の結果得られる転写率・逆転写率カーブの一例を示す図である。 マゼンタの像担持体の１次転写電流を決定する過程のフローチャートである。 図１１中の処理の結果得られる転写率・逆転写率カーブの一例を示す図である。 第２実施形態に係る複写機本体部分の要部構成を示す拡大図である。 １次転写電流に対する転写率と逆転写率を示した図である。

符号の説明

１（１Ｃｙ、１Ｙｅ、１Ｍａ、１Ｂｋ） 画像形成手段（感光体ユニット）、２（２Ｃｙ、２Ｙｅ、２Ｍａ、２Ｂｋ） 感光体ドラム、３（３Ｃｙ、３Ｙｅ、３Ｍａ、３Ｂｋ） 帯電装置、４（４Ｃｙ、４Ｙｅ、４Ｍａ、４Ｂｋ） 書き込み装置（露光装置）、５（５Ｃｙ、５Ｙｅ、５Ｍａ、５Ｂｋ） 現像装置、７（７Ｃｙ、７Ｙｅ、７Ｍａ、７Ｂｋ） 感光体クリーニング装置、８ 中間転写体（中間転写ベルト）、８Ａ 中間転写体（透明体ベルト）、８Ｎ（８ＮＣｙ、８ＮＹｅ、８ＮＭａ、８ＮＢｋ） １次転写ニップ、９（９Ｃｙ、９Ｙｅ、９Ｍａ、９Ｂｋ） １次転写装置、１０（１０Ｃｙ、１０Ｙｅ、１０Ｍａ、１０Ｂｋ） 除電装置（除電ランプ）、１４、１５、１６ 支持ローラ、１７ ベルトクリーニング装置、２０Ａ 第１の基準パターン検知手段（反射濃度検知センサ）、２０Ｃｙ 第２の基準パターン検知手段（反射濃度検知センサ）、２２ ２次転写装置、２５ 定着装置、７０ トナー濃度センサ、１００ 複写機本体、１２０ 画像形成部、２００ 給紙テーブル、３００ スキャナ、４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）、Ｐ 記録材（被転写用紙）

Claims (8)

1. 複数の像担持体に形成した画像を中間転写体に重ね合わせて転写した後、２次転写部で記録材に転写して多色のカラー画像を得る画像形成装置において、
   前記中間転写体回転方向に対し最下流に配置された像担持体より下流側で、かつ２次転写部上流側位置に配設されて、前記中間転写体上に形成された基準パターン画像を光学的に検出する第１の基準パターン検知手段と、
   前記中間転写体回転方向に対し最上流に配置された像担持体と前記中間転写体との間に形成されるニップ部よりも当該像担持体の回転方向上流側、かつ現像装置よりも下流側位置に配設されて、前記像担持体上に形成された基準パターン画像を光学的に検出する第２の基準パターン検知手段とを有し、
   前記第１および第２の基準パターン検知手段それぞれから得られた検知結果に基づいて、最初に前記中間転写体回転方向に対し最上流に配置された像担持体の転写条件を決定し、順次、中間転写体回転方向に対し下流側の像担持体の転写条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各像担持体のそれぞれの転写条件は、
   異なる転写条件下に複数回前記基準パターン画像を作成し、各回の基準パターン画像を前記第１および第２の基準パターン検知手段で検知して得た検知結果に基づいて決定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. 前記像担持体の転写条件を決定する処理の際には、前記転写条件を決定すべき像担持体より前記中間転写体回転方向に対し下流側の像担持体の転写条件を作像時とは異なる設定にして転写条件決定処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写条件として一次転写電流を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体は、展張面を備えた無端ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記無端ベルトが、透光性な材料で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の基準パターン検知手段が、前記無端ベルト周内に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の基準パターン検知手段と対向して配設され、前記中間転写体としての無端ベルトを支持しているローラを備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。

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