JP2012013873A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷用紙等の記録媒体上に形成すべき画像に応じて２次転写不良を抑制し、画像の品質を高める。
【解決手段】感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計、各感光体ドラム７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量、および各感光体ドラム６、７、８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量に基づいて、各１次転写ローラ１２、１３、１４に印加する１次転写電流を制限し、１次転写後２次転写前における中間転写ベルト５上のトナーの帯電量を抑え、２次転写を安定させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば印刷装置、複写装置、複合機等として用いられ、レーザにより画像形成を行う画像形成装置に関し、より詳しくは、タンデム方式を採用したカラー画像形成装置に関する。

一般に、レーザにより画像形成を行う画像形成装置は、レーザの照射により周面にトナー画像を形成する感光体ドラムと、感光体ドラムに対向するように設けられた転写ローラとを備え、感光体ドラムと転写ローラとの間に印刷用紙等の記録媒体を通過させることにより、トナー画像を感光体ドラムから記録媒体に転写する。

転写を行う際には、トナー画像を感光体ドラムから転写ローラに静電力により吸着させるために、転写ローラに転写電圧を印加する。トナー画像を記録媒体に適切に転写し、記録媒体上に良好な画像を形成するためには、転写電圧または転写電流を適切に制御する必要がある。転写電圧または転写電流の制御については、画像品質の向上等を目指して技術開発が進められている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー画像を記録媒体へ転写する際に、転写電流を検知し、その転写電流に応じて転写電圧を制御している。

また、マゼンダ、シアン、イエローおよびブラックの４色に対応して４つ設けられ、周面にトナー画像を形成する感光体ドラムと、各感光体ドラムに対向するように設けられた１次転写ローラと、各感光体ドラムと各１次転写ローラとの間を通過する間に各感光体ドラム上に形成されたトナー画像の１次転写を行う中間転写ベルトと、中間転写ベルト上に１次転写されたトナー画像を印刷用紙等の記録媒体に２次転写する２次転写ローラとを備えたタンデム式のカラーレーザ画像形成装置は一般に知られている。

タンデム式のカラーレーザ画像形成装置においても、画像品質の向上等を目指して、トナー画像を感光体ドラムから中間転写ベルトに１次転写する際に１次転写ローラに印加する１次転写電圧または１次転写電流の制御、およびトナー画像を中間転写ベルトから印刷用紙等の記録媒体に２次転写する際に２次転写ローラに印加する２次転写電圧または２次転写電流の制御につき、技術開発が進められている。例えば、特許文献２に記載の画像形成装置では、各感光体ドラムの周方向における単位長さ当たりのトナー付着量を推定することにより、それに基づいて１次転写電流または２次転写電流を制御している。

特開２００４−５３７４８号公報 特開２００４−２９５１４号公報

ところで、タンデム式のカラーレーザ画像形成装置では、カラー画像を形成するために、４色それぞれに対応する４つの感光体ドラム上に形成されたそれぞれの色のトナー画像を１次転写により中間転写ベルト上に重ね合わせる。１次転写は、１次転写ローラに印加された１次転写電圧により生成された静電力により、トナー画像を感光体ドラムから中間転写ベルトに吸着させて行う。このため、中間転写ベルト上のトナー画象は１次転写により帯電する。

４つの感光体ドラムのうち最も上流に位置する感光体ドラムから中間転写ベルトに１次転写された一の色のトナーは、当該感光体ドラムよりも下流側に位置する３つの感光体ドラムから中間転写ベルトに他の色のトナーが重ねて１次転写されるたびに、帯電量が増加する。このため、上記一の色のトナー、すなわち、中間転写ベルト上において最下層のトナーの帯電量が過剰になることがある。また、最上流から数えて２番目または３番目に位置する感光体ドラムから中間転写ベルトに１次転写されたトナー、すなわち、中間転写ベルト上において下層側に位置するトナーについても、程度の差こそあれ、帯電量が過剰になることがある。

中間転写ベルト上のトナーの帯電量が過剰になると、２次転写において、トナーが中間転写ベルトから記録媒体に十分に転写されず、トナーが中間転写ベルト上に残存してしまう場合がある。そして、その場合には、２次転写不良が生じるおそれがある。特に、表面の平滑性が悪い印刷用紙等の記録媒体に対して２次転写を行う場合には、２次転写不良が生じやすくなり、その結果、記録媒体上に形成された画像にがさつき感が出て、画像が荒くなり、滑らかさが欠けた感じになる等、画像の品質が低下しやすい。

上記特許文献１に記載の画像形成装置は、トナー画像を記録媒体へ転写する際に、転写電流を検知し、その転写電流に応じて転写電圧を制御しているが、転写電流の大きさに応じて転写電圧を制御するだけでは、上述したようなタンデム式のカラーレーザ画像形成装置における２次転写不良を防止することは困難である。

また、上記特許文献２に記載の画像形成装置は、各感光体ドラムの周方向における単位長さ当たりのトナー付着量の推定に基づいて１次転写電流または２次転写電流を制御しているが、感光体ドラムの周方向における単位長さ当たりのトナー付着量の推定に基づくのみでは、上述したようなタンデム式のカラーレーザ画像形成装置における２次転写不良を防止することは困難である。特に、上記特許文献２に記載の画像形成装置では、中間転写ベルト上の最下層または下層側のトナーの帯電量を、記録媒体上に形成すべき画像に応じて高精度に抑制することが難しい。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、記録媒体上に形成すべき画像に応じて２次転写不良を抑制し、画像の品質を高めることができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、画像を形成する画像形成装置であって、上流側から下流側に向かって配列され、トナーを周面に吸着させることにより前記画像に対応するトナー画像を形成する複数の感光体ドラムと、前記各感光体ドラムの周面に対向して配置された１次転写ローラと、前記各感光体ドラムと前記各１次転写ローラとの間を通って上流側から下流側に向けて移動する間に前記各感光体ドラムに吸着されたトナーを表面に順次吸着させることにより１次転写を行う中間転写ベルトと、前記１次転写を行うための１次転写電流を前記各１次転写ローラに印加する１次転写電流印加手段と、前記１次転写により前記中間転写ベルトに吸着されたトナーを記録媒体に２次転写させる２次転写ローラとを備え、前記１次転写電流印加手段は、前記複数の感光体ドラムに吸着されるトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、前記複数の感光体ドラムのうち最も上流に配置されていない一の感光体ドラムに吸着されるトナー量、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量に基づいて電流印加制限値を決定し、当該電流印加制限値に従い、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに印加する１次転写電流を制限することを特徴とする。

また、前記画像を構成するドットの個数を前記複数の感光体ドラムごとにカウントするドットカウンタを備え、前記１次転写電流印加手段は、前記ドットカウンタによりカウントしたドットの個数に基づいて、前記複数の感光体ドラムに吸着されるトナー量の合計、前記一の感光体ドラムに吸着されるトナー量、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量を測定することが好ましい。

さらに、前記１次転写電流印加手段は、前記一の感光体ドラムの周面における単位面積当たりの印字率Ｐ、所定の係数Ａ、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに印加する１次転写電流の通常値に対する当該１次転写ローラに印加する１次転写電流の最小値の割合である最小電流印加率Ｂ、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量に応じて定められる補正値Ｃにより次式の計算を行うことにより前記電流印加制限値としての電流印加率Ｒを算出し、
Ｒ＝（Ａ×Ｐ＋Ｂ）×Ｃ
（但し、Ｒが１よりも大きくなるときにはＲ＝１とする。）
前記電流印加率Ｒを前記１次転写電流の通常値に乗ずることにより、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに実際に印加する１次転写電流の値を決めることが好ましい。

本発明によれば、記録媒体上に形成すべき画像に応じて２次転写不良を抑制し、画像の品質を高めることができる。

本発明の実施形態による画像形成装置を示す説明図である。 本発明の実施形態による画像形成装置において、ドットカウンタ部によるトナー量（印字率）の測定単位領域を示す説明図である。 本発明の実施形態による画像形成装置において、１次転写電流の電流印加率の算定動作を示す説明図である。 トナー極性変化率と転写電流との関係を示す特性線図である。 印字率と必要転写電流との関係を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態による画像形成装置を示している。図１において、画像形成装置１は、例えば、印刷装置、複写装置、複合機等として用いられ、タンデム方式を採用したカラーレーザ画像形成装置である。画像形成装置１は、外部機器から入力された情報（例えば文書データやイメージデータ）、または原稿から光学的に読み取った情報に対応する画像を形成し、その画像を印刷用紙等の記録媒体に印刷する機能を備えている。

画像形成装置１のハウジング２内には、駆動ローラ３および従動ローラ４が互いに離間して設けられ、駆動ローラ３と従動ローラ４との間には中間転写ベルト５が架けられている。駆動ローラ３は図示しないモータにより回転し、中間転写ベルト５は駆動ローラ３の回転に従って図１中の矢示Ｋ方向に移動する。

中間転写ベルト５は、無端状に形成され、表面５Ａに１次転写されたトナー画像を担持する。中間転写ベルト５は、例えば、ポリイミド等により形成され、１２０μｍ程度の厚みを有し、その体積抵抗率は１Ｅ＋１０Ω・ｃｍであり、表面抵抗率は１Ｅ＋１１Ω／□である。

また、画像形成装置１のハウジング２内には、中間転写ベルト５に沿うように、４つの感光体ドラム６、７、８、９が設けられている。各感光体ドラム６、７、８、９は、その周面に対してレーザ光の照射を行い、周面にトナーを吸着させることにより、画像形成装置１により形成すべき画像に対応するトナー画像を形成する。感光体ドラム６、７、８、９は、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックのトナー画像をそれぞれ形成し、この順序で、中間転写ベルト５の上流側（図１中左側）から下流側（図１中右側）に向かって所定の間隔を介して配列されている。

また、各感光体ドラム６、７、８、９の周面に対向するように、４つの１次転写ローラ１１、１２、１３、１４が設けられている。各１次転写ローラ１１、１２、１３、１４は、例えば、エピクロルヒドリン等により形成され、その外径が１５ｍｍ程度であり、その抵抗が１Ｅ＋６Ω程度（１次転写電圧１０００Ｖ印加時）である。１次転写は、感光体ドラム６、７、８、９および１次転写ローラ１１、１２、１３、１４がそれぞれ回転し、中間転写ベルト５が感光体ドラム６、７、８、９と１次転写ローラ１１、１２、１３、１４との間を通って上流側から下流側に向けて移動する間に、感光体ドラム６、７、８、９に担持された各色のトナー画像が、中間転写ベルト５の表面５Ａに互いに重なり合うように順次吸着されることにより行われる。トナーの中間転写ベルト５への吸引力は、１次転写電流の各１次転写ローラ１１、１２、１３、１４への印加により作り出される。

また、画像形成装置１のハウジング２内には、１次転写により中間転写ベルト５に吸着されたトナー画像を、印刷用紙等の記録媒体に２次転写させる２次転写ローラ１５が設けられている。２次転写ローラ１５は、駆動ローラ３の周面に対向するように配置されている。２次転写ローラ１５は、例えば、エピクロルヒドリン等により形成され、その外径が２０ｍｍ程度であり、その抵抗が１Ｅ＋７Ω程度（２次転写電圧１０００Ｖ印加時）である。２次転写は、駆動ローラ３と共に２次転写ローラ１５が回転し、搬送ローラ対１６によって給紙トレイ（図示せず）から搬送された記録媒体が駆動ローラ３と２次転写ローラ１５との間を移動する間に、中間転写ベルト５の表面５Ａに担持されたトナーが記録媒体の面に吸着されることにより行われる。また、画像形成装置１のハウジング２内には、定着ユニット１７、排紙トレイ（図示せず）等が設けられている。

さらに、画像形成装置１のハウジング２内には制御ユニット２１が設けられている。制御ユニット２１は、画像形成装置１により形成すべき画像を構成するドット数をカウントするドットカウンタ部２２と、各１次転写ローラ１１、１２、１３、１４に１次転写電流を印加する１次転写電流印加回路２３と、１次転写電流印加回路２３から各１次転写ローラ１１、１２、１３、１４に印加される１次転写電流を制御する１次転写電流制御部２４とを備えている。ドットカウント部２２および１次転写電流制御部２４は例えばマイクロコンピュータ等の演算処理回路等により実現することができる。さらに、制御ユニット２１は、２次転写電流印加回路、各種制御処理・情報処理を行う演算処理回路、メモリ等、画像形成装置１による画像形成を実現するための電気的構成要素（いずれも図示せず）を備えている。

ドットカウンタ部２２は、画像形成装置１により形成すべき画像の単位領域Ｄ当たりのドット数を色（マゼンダ、シアン、イエロー、ブラック）毎にカウントする。単位領域Ｄは、図２に示すように、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍ（４００ｍｍ^２）の面積を有する正方形である。例えば、画像形成装置１が最大２９７ｍｍ程度の幅を有する印刷用紙Ｐ（記録媒体）に画像を印刷することができる仕様である場合、印刷用紙Ｐの幅方向に対応する方向Ｗには１６個の単位領域Ｄが連続して割り当てられている。

１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、各感光体ドラム７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量、および各感光体ドラム７、８、９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５の表面５Ａ上に形成されるトナー画像のトナー量に基づいて電流印加制限値としての電流印加率Ｒをマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックごとに算出し、この電流印加率Ｒに従って１次転写電流印加回路２３を制御し、各感光体ドラム７、８、９に対向して配置された１次転写ローラ１２、１３、１４に印加する１次転写電流を制限する。なお、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９のうち最も上流に配置された感光体ドラム６については、１次転写電流の制限を行わない。

以下、１次転写電流制御部２４の１次転写電流の制限動作について具体的に説明する。第１に、シアンの１次転写に係る１次転写電流の制限動作について説明する。まず、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上か否かを次のように判断する。すなわち、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、マゼンダの印字率、シアンの印字率、イエローの印字率およびブラックの印字率の合計値（以下、これを「全色印字率合計値」という。）を単位領域Ｄ毎に算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりの全色印字率合計値が１６通り算出される。そして、これら１６通りの全色印字率合計値のうち最大の全色印字率合計値が、所定の基準量に当たる所定の基準値Ｓ以上か否かを判断する。なお、各色の印字率は、単位領域Ｄ内におけるすべてのドット数をＮとし、単位領域Ｄ内において印字されるドット数をＭとすると、Ｍ／Ｎにより算出される。

この判断につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、単位領域Ｄ（１、１）およびＤ（１、２）のマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの印字率はそれぞれ０％、１０％、０％、０％である。したがって、単位領域Ｄ（１、１）およびＤ（１、２）の全色印字率合計値はそれぞれ１０％である。また、単位領域Ｄ（１、３）およびＤ（１、４）のマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの印字率はそれぞれ８５％、１０％、１００％、０％である。したがって、単位領域Ｄ（１、３）およびＤ（１、４）の全色印字率合計値はそれぞれ１９５％である。また、単位領域Ｄ（１、５）ないしＤ（１、１６）のマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの印字率はそれぞれ３６％、０％、１００％、０％である。したがって、単位領域Ｄ（１、５）ないしＤ（１、１６）の全色印字率合計値はそれぞれ１３６％である。そして、これら１６通りの全色印字率合計値のうち最大の全色印字率合計値は１９５％である。ここで上記所定の基準値Ｓは１５０％である。とすると、最大の全色印字率合計値（１９５％）は基準値Ｓ（１５０％）以上である。したがって、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であると判断する。なお、Ｄ（ｘ、ｙ）は第ｘ行かつ第ｙ列の単位領域Ｄを意味する。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム７に形成されるトナー画像のトナー量の合計を次のように測定する。すなわち、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、シアンの印字率（以下、これを「シアン印字率」という。）を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのシアン印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのシアン印字率のうち最大のシアン印字率を選択する。

この測定につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、単位領域Ｄ（１、１）およびＤ（１、２）におけるシアン印字率はそれぞれ１０％である。また、単位領域Ｄ（１、３）およびＤ（１、４）におけるシアン印字率はそれぞれ１０％である。また、単位領域Ｄ（１、５）ないしＤ（１、１６）におけるシアン印字率はそれぞれ０％である。そして、これら１６通りのシアン印字率のうちの最大のシアン印字率は１０％である。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４はシアン印字率１０％を選択し、これを感光体ドラム７に吸着されるトナー量を示す値として、後述するシアン電流印加率Ｒｃの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム７と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を次のように測定する。すなわち、感光体ドラム７と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量は、感光体ドラム７よりも上流側に配置された感光体ドラム６から中間転写ベルト５に１次転写されたトナー量に等しく、これは感光体ドラム６に付着していたトナー量と等しい。したがって、感光体ドラム６に付着していたトナー量を測定することにより、感光体ドラム７と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を求めることができる。具体的に説明すると、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、マゼンダの印字率（以下、これを「マゼンダ印字率」という。）を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのマゼンダ印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのマゼンダ印字率のうち最大のマゼンダ印字率を選択する。

この測定につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、単位領域Ｄ（１、１）およびＤ（１、２）におけるマゼンダ印字率はそれぞれ０％である。また、単位領域Ｄ（１、３）およびＤ（１、４）におけるマゼンダ印字率はそれぞれ８５％である。また、単位領域Ｄ（１、５）ないしＤ（１、１６）におけるマゼンダ印字率はそれぞれ３６％である。そして、これら１６通りのマゼンダ印字率のうちの最大のマゼンダ印字率は８５％である。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４はマゼンダ印字率８５％を選択し、これを感光体ドラム７と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を示す値として、次に説明するシアン電流印加率Ｒｃの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、シアンについての電流印加率Ｒであるシアン電流印加率Ｒｃを次のように算出する。すなわち、単位領域Ｄ当たりのシアン印字率（感光体ドラム７の周面における単位領域Ｄ当たりの印字率）をＰｃとし、所定の係数をＡとし、各感光体ドラム７、８、９に対向して配置された１次転写ローラ１２、１３、１４に印加する１次転写電流の通常値に対する当該１次転写ローラ１２に印加する１次転写電流の最小値の割合である最小電流印加率をＢとし、各感光体ドラム７、８、９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５の表面５Ａ上に吸着されるトナー量に応じて定められる補正値をＣとすると、次式の計算を行うことによりシアン電流印加率Ｒｃを算出する。
Ｒｃ＝（Ａ×Ｐｃ＋Ｂ）×Ｃ
（但し、Ｒｃが１００％よりも大きくなるときにはＲｃ＝１００％とする。）

ここで、所定の係数Ａは例えば１．５である。これは次のように定めることができる。すなわち、実験の結果、各色の印字率（トナー量）と、各色の印字率に対する最小限必要な転写電流値との関係は図４に示す通りである。図４から、各色の印字率に１．５を乗ずると、各感光体ドラム７、８、９から中間転写ベルト５へ１次転写を行うために最小限必要な転写電流値が得られることがわかる。

また、最小電流印加率Ｂは例えば３０％である。これは次のように定めることができる。すなわち、実験の結果、図５に示すように、中間転写ベルト５に１次転写されたトナーの極性が、１次転写されてから２次転写されるまでの間に中間転写ベルト５上で逆転するのを阻止するためには、最小電流印加率を３０％に定めることが望ましい。

また、補正値Ｃは、各感光体ドラム７、８、９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量に応じて、下記の表に従って定められる。

上記表において、ベルト上のトナー量（印字率）は、各感光体ドラム７、８、９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を印字率により表したものである。上記計算式は制御ユニット２１に設けられたメモリに記憶され、上記表はテーブルデータとして制御ユニット２１に設けられたメモリに記憶されている。

シアン電流印加率Ｒｃにつき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。上述したように、全色印字率合計値（１９５％）は所定の基準値Ｓ（１５０％）以上である。そして、単位領域Ｄ当たりのシアン印字率Ｐｃは、上述したように１０％である。また、上述した通り、所定の係数Ａは１．５であり、最小電流印加率Ｂは３０％である。また、補正値Ｃは上記表より１．５である。したがって、１次転写電流制御部２４は、次の計算を行い、シアン電流印加率Ｒｃを算出する。
Ｒｃ＝（１０×１．５＋３０）×１．５＝６７．５

次に、１次転写電流制御部２４は、シアン電流印加率Ｒｃを、１次転写ローラ１２に印加すべき１次転写電流の通常値に乗ずることにより、実際に１次転写ローラ１２に印加する１次転写電流の値を決定する。上述した計算により、シアン電流印加率Ｒｃは６７．５％であり、１次転写ローラ１２に印加すべき１次転写電流の通常値は例えば−１８μＡであるので、実際に１次転写ローラ１２に印加する１次転写電流の値は、−１２．１５μＡとなる。このように、シアンの１次転写に係る感光体ドラム７に対向して配置された１次転写ローラ１２に印加すべき１次転写電流の通常値は−１８μＡであるが、実際には、これがシアン電流印加率Ｒｃにより制限されて、その絶対値が−１２．１５μＡに下げられる。

第２に、イエローの１次転写に係る１次転写電流の制限動作について説明する。まず、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計（全色印字率合計値）が所定の基準量以上か否かを判断する。この判断方法は、シアンの１次転写に係る１次転写電流の制限の場合と同じである。例えば、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）についての全色印字率合計値は１９５％であり、所定の基準値Ｓ（１５０％）以上である。それゆえ、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であると判断する。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム８に吸着されるトナー量の合計を次のように測定する。すなわち、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、イエローの印字率（以下、これを「イエロー印字率」という。）を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのイエロー印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのイエロー印字率のうち最大のイエロー印字率を選択する。

この測定につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、単位領域Ｄ（１、１）およびＤ（１、２）におけるイエロー印字率はそれぞれ０％である。また、単位領域Ｄ（１、３）およびＤ（１、４）におけるイエロー印字率はそれぞれ１００％である。また、単位領域Ｄ（１、５）ないしＤ（１、１６）におけるイエロー印字率はそれぞれ１００％である。そして、これら１６通りのイエロー印字率のうちの最大のイエロー印字率は１００％である。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４はイエロー印字率１００％を選択し、これを感光体ドラム８に吸着されるトナー量を示す値として、後述するイエロー電流印加率Ｒｙの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を次のように測定する。すなわち、感光体ドラム８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量は、感光体ドラム８よりも上流側に配置された２つの感光体ドラム６および７から中間転写ベルト５に１次転写されたトナー量に等しく、これは感光体ドラム６および７に付着していたトナー量の合計とほぼ等しい。したがって、感光体ドラム６および７に付着していたトナー量の合計を求めることにより、感光体ドラム８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を求めることができる。具体的に説明すると、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、マゼンダ印字率を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのマゼンダ印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのマゼンダ印字率のうち最大のマゼンダ印字率を選択する。次に、シアン印字率を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのシアン印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのシアン印字率のうち最大のシアン印字率を選択する。次に、選択したマゼンダ印字率と選択したシアン印字率を相互に加算する。

この処理につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、最大のマゼンダ印字率は上述したように８５％であり、最大のシアン印字率は上述したように１０％である。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４は、これらマゼンダ印字率（８５％）とシアン印字率（１０％）とを相互に加算し、これにより得られた値（９５％）を感光体ドラム８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を示す値として、次に説明するイエロー電流印加率Ｒｙの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、イエローについての電流印加率Ｒであるイエロー電流印加率Ｒｙを次のように算出する。すなわち、単位領域Ｄ当たりのイエロー印字率（感光体ドラム８の周面における単位領域Ｄ当たりの印字率）をＰｙとすると、次式の計算を行うことによりイエロー電流印加率Ｒｙを算出する。なお、所定の係数Ａ、最小電流印加率Ｂおよびお補正値Ｃについては、シアン電流印加率Ｒｃの計算の場合と同様である。
Ｒｙ＝（Ａ×Ｐｙ＋Ｂ）×Ｃ
（但し、Ｒｙが１００％よりも大きくなるときにはＲｙ＝１００％とする。）

イエロー電流印加率Ｒｙにつき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。上述したように、全色印字率合計値（１９５％）は所定の基準値Ｓ（１５０％）以上である。そして、単位領域Ｄ当たりのイエロー印字率Ｐｙは、上述したように１００％である。また、上述した通り、所定の係数Ａは１．５であり、最小電流印加率Ｂは３０％であり、補正値Ｃは１．７５である。したがって、１次転写電流制御部２４は、次の計算を行い、イエロー電流印加率Ｒｙを算出する。

Ｒｙ＝（１００×１．５＋３０）×１．７５＝３１５
Ｒｙが３１５％であり、１００％よりも大きいので、Ｒｙを１００％とする。

次に、１次転写電流制御部２４は、イエロー電流印加率Ｒｙを、１次転写ローラ１３に印加すべき１次転写電流の通常値に乗ずることにより、実際に１次転写ローラ１３に印加する１次転写電流の値を決定する。上述した計算により、イエロー電流印加率Ｒｙは１００％であり、１次転写ローラ１３に印加すべき１次転写電流の通常値は例えば−２０μＡであるので、実際に１次転写ローラ１３に印加する１次転写電流の値は、−２０μＡとなる。このように、イエローの１次転写に係る感光体ドラム８に対向して配置された１次転写ローラ１３に印加すべき１次転写電流の通常値は−２０μＡであり、これはイエロー電流印加率Ｒｙにより制限されないので、実際に１次転写ローラ１３に印加される１次転写電流は、その通常値が維持され、−２０μＡとなる。

第３に、ブラックの１次転写に係る１次転写電流の制限動作について説明する。まず、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計（全色印字率合計値）が所定の基準量以上か否かを判断する。この判断方法は、シアンまたはイエローの１次転写に係る１次転写電流の制限の場合と同じである。例えば、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）についての全色印字率合計値は１９５％であり、所定の基準値Ｓ（１５０％）以上である。それゆえ、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計値が所定の基準量以上であると判断する。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム９に形成されるトナー画像のトナー量の合計を次のように測定する。すなわち、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、ブラックの印字率（以下、これを「ブラック印字率」という。）を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのブラック印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのブラック印字率のうち最大のブラック印字率を選択する。

この測定につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）においてブラック印字率はそれぞれすべて０％である。したがって、最大のブラック印字率は０％となる。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４はブラック印字率０％を感光体ドラム９に吸着されるトナー量を示す値として、後述するブラック電流印加率Ｒｂの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、感光体ドラム９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を次のように測定する。すなわち、感光体ドラム９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量は、感光体ドラム９よりも上流側に配置された３つの感光体ドラム６、７および８から中間転写ベルト５に１次転写されたトナー量に等しく、これは感光体ドラム６、７および８に付着していたトナー量の合計と等しい。したがって、感光体ドラム６、７および８に付着していたトナー量の合計を求めることにより、感光体ドラム９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を求めることができる。具体的に説明すると、図３において、まず、Ｗ方向に一列に並んだ１６個の単位領域Ｄにおいて、マゼンダ印字率を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのマゼンダ印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのマゼンダ印字率のうち最大のマゼンダ印字率を選択する。次に、シアン印字率を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのシアン印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのシアン印字率のうち最大のシアン印字率を選択する。次に、イエロー印字率を単位領域Ｄごとに算出する。これにより、単位領域Ｄ当たりのイエロー印字率が１６通り算出される。そして、これら１６通りのイエロー印字率のうち最大のイエロー印字率を選択する。次に、選択したマゼンダ印字率と、選択したシアン印字率と、選択したイエロー印字率をすべて加算する。

この処理につき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、最大のマゼンダ印字率は上述したように８５％であり、最大のシアン印字率は上述したように１０％であり、最大のイエロー印字率は上述したように１００％である。したがって、図３中の第１行に並んだ単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）において、１次転写電流制御部２４は、これらマゼンダ印字率（８５％）とシアン印字率（１０％）とイエロー印字率（１００％）をそれぞれ加算し、これにより得られた値（１９５％）を感光体ドラム９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量を示す値として、次に説明するブラック電流印加率Ｒｂの計算に用いる。

次に、１次転写電流制御部２４は、４つの感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、ブラックについての電流印加率Ｒであるブラック電流印加率Ｒｂを次のように算出する。すなわち、単位領域Ｄ当たりのブラック印字率（感光体ドラム９の周面における単位領域Ｄ当たりの印字率）をＰｂとすると、次式の計算を行うことによりブラック電流印加率Ｒｂを算出する。なお、所定の係数Ａ、最小電流印加率Ｂおよびお補正値Ｃについては、シアン電流印加率Ｒｃまたはイエロー電流印加率Ｒｙの計算の場合と同様である。
Ｒｂ＝（Ａ×Ｐｂ＋Ｂ）×Ｃ
（但し、Ｒｂが１００％よりも大きくなるときにはＲｂ＝１００％とする。）

ブラック電流印加率Ｒｙにつき、図３中の第１行に並んだ１６個の単位領域Ｄ（１、１）ないしＤ（１、１６）、すなわち、図３中の太い二点鎖線で囲んだ部分を例にあげて具体的に説明する。上述したように、全色印字率合計値（１９５％）は所定の基準値Ｓ（１５０％）以上である。そして、単位領域Ｄ当たりのブラック印字率Ｐｂは、上述したように０％である。また、上述した通り、所定の係数Ａは１．５であり、最小電流印加率Ｂは３０％であり、補正値Ｃは１．７５である。したがって、１次転写電流制御部２４は、次の計算を行い、ブラック電流印加率Ｒｂを算出する。

Ｒｂ＝（０×１．５＋３０）×１．７５＝５２．５
次に、１次転写電流制御部２４は、ブラック電流印加率Ｒｂを、１次転写ローラ１４に印加すべき１次転写電流の通常値に乗ずることにより、実際に１次転写ローラ１４に印加する１次転写電流の値を決定する。上述した計算により、ブラック電流印加率Ｒｂは５２．５％であり、１次転写ローラ１３に印加すべき１次転写電流の通常値は例えば−２２μＡであるので、実際に１次転写ローラ１４に印加する１次転写電流の値は、−１１．５５μＡとなる。このように、ブラックの１次転写に係る感光体ドラム９に対向して配置された１次転写ローラ１４に印加すべき１次転写電流の通常値は−２２μＡであるが、実際には、これがブラック電流印加率Ｒｂにより制限され、その絶対値が−１１．５５μＡに下げられる。

なお、マゼンダの１次転写に係る感光体ドラム６に対向して配置された１次転写ローラ１１に印加すべき１次転写電流の通常値は−１５μＡである。上述したように、感光体ドラム６については１次転写電流の制限が行われないので、１次転写ローラ１１には実際に−１５μＡの１次転写電流が印加される。

ここで、下記の表は、感光体ドラム７上に付着したトナー（シアン：１０％）の帯電量、感光体ドラム８上に付着したトナー（マゼンダ：８５％、シアン：１０％、イエロー：１００％）の帯電量、および感光体ドラム９上に付着したトナー（マゼンダ：３６％、イエロー：１００％）の帯電量、並びに各感光体ドラム７、８、９に付着したトナーについての２次転写の良否を、上述したように算出されたシアン電流印加率Ｒｃ（６７．５％）、イエロー電流印加率Ｒｙ（１００％）、ブラック電流印加率Ｒｂ（５２．５％）により各１次転写ローラ１２、１３、１４に印加すべき１次転写電流を制限しない場合と制限した場合についてそれぞれ示している。下記の表によると、１次転写電流を制限することにより、各トナーの帯電量が減少し、この結果、各トナーについての２次転写が良好になることがわかる。

以上説明した通り、本発明の実施形態による画像形成装置１によれば、感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計値、各感光体ドラム７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量、および各感光体ドラム６、７、８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量に基づいて各１次転写ローラ１２、１３、１４に印加する１次転写電流を制限することにより、１次転写後２次転写前における中間転写ベルト５上のトナーの帯電量を抑え、２次転写を安定させることができる。これにより、２次転写された画像のがさつき感を抑え、画像の品質を高めることができる。特に、各１次転写ローラ１２、１３、１４に印加する１次転写電流を制限する程度を、感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計値、各感光体ドラム７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量、および各感光体ドラム６、７、８と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量に基づいて決定することにより、中間転写ベルト５上のトナーの帯電量の抑制量を高精度にコントロールすることができる。これにより、２次転写された画像の品質の向上を、記録媒体上に形成すべき画像に応じて緻密にかつ確実に実現することができる。

また、感光体ドラム６、７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量の合計値、各感光体ドラム７、８、９に形成されるトナー画像のトナー量、および各感光体ドラム７、８、９と中間転写ベルト５との間で１次転写が行われる直前において中間転写ベルト５上に吸着されるトナー量をドットカウンタ部２２を用いることにより容易かつ正確に測定することができる。

なお、上述した実施形態において、トナーの色、各色の各感光体ドラム６、７、８、９への割当方法、感光体ドラム６、７、８、９および１次転写ローラ１１、１２、１３、１４の配置順序および個数、上記所定の基準値Ｓ、所定の係数Ａ、最小電流印加率Ｂ、補正値Ｃ等は、実施形態として記載したものに限定されない。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像形成装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

１ 画像形成装置
５ 中間転写ベルト
６、７、８、９ 感光体ドラム
１１、１２、１３、１４ １次転写ローラ
１５ ２次転写ローラ
２１ 制御ユニット
２２ ドットカウンタ部
２３ １次転写電流印加回路（１次転写電流印加手段）
２４ １次転写電流値制御回路（１次転写電流印加手段）

Claims (3)

1. 画像を形成する画像形成装置であって、
   上流側から下流側に向かって配列され、トナーを周面に吸着させることにより前記画像に対応するトナー画像を形成する複数の感光体ドラムと、
   前記各感光体ドラムの周面に対向して配置された１次転写ローラと、
   前記各感光体ドラムと前記各１次転写ローラとの間を通って上流側から下流側に向けて移動する間に前記各感光体ドラムに形成されたトナー画像を表面に順次吸着させることにより１次転写を行う中間転写ベルトと、
   前記１次転写を行うための１次転写電流を前記各１次転写ローラに印加する１次転写電流印加手段と、
   前記１次転写により前記中間転写ベルトに吸着されたトナーを記録媒体に２次転写させる２次転写ローラとを備え、
   前記１次転写電流印加手段は、前記複数の感光体ドラムに形成されるトナー画像のトナー量の合計が所定の基準量以上であるとき、前記複数の感光体ドラムのうち最も上流に配置されていない一の感光体ドラムに形成されるトナー画像のトナー量、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量に基づいて電流印加制限値を決定し、当該電流印加制限値に従い、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに印加する１次転写電流を制限することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像を構成するドットの個数を前記複数の感光体ドラムごとにカウントするドットカウンタを備え、
   前記１次転写電流印加手段は、前記ドットカウンタによりカウントしたドットの個数に基づいて、前記複数の感光体ドラムに形成されるトナー画像のトナー量の合計、前記一の感光体ドラムに形成されるトナー画像のトナー量、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量を測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１次転写電流印加手段は、前記一の感光体ドラムの周面における単位面積当たりの印字率Ｐ、所定の係数Ａ、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに印加する１次転写電流の通常値に対する当該１次転写ローラに印加する１次転写電流の最小値の割合である最小電流印加率Ｂ、および前記一の感光体ドラムと前記中間転写ベルトとの間で１次転写が行われる直前において前記中間転写ベルト上に吸着されるトナー量に応じて定められる補正値Ｃにより次式の計算を行うことにより前記電流印加制限値としての電流印加率Ｒを算出し、
   Ｒ＝（Ａ×Ｐ＋Ｂ）×Ｃ
   （但し、Ｒが１よりも大きくなるときにはＲ＝１とする。）
   前記電流印加率Ｒを前記１次転写電流の通常値に乗ずることにより、前記一の感光体ドラムに対向して配置された前記１次転写ローラに実際に印加する１次転写電流の値を決める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。

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