JP2016114688A

JP2016114688A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2016114688A
Application number: JP2014251731A
Authority: JP
Inventors: 河内直人; Naoto Kawauchi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-23

Abstract

【課題】特色トナーの使用に起因するコスト増大と色味の変化を防止しつつ、画質欠陥のない画像形成装置を提供する。【解決手段】有色トナー像を表面に担持する有色トナー用像担持体１１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、特色トナー像を表面に担持する特色トナー用像担持体１１２Ｓと、有色トナー用像担持体及び特色トナー用像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が重ね合わせて転写される中間転写体１３１と、中間転写体上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー量検出手段１３７と、中間転写体に接触して転写ニップ１３９を形成するとともに、転写ニップで挟まれた記録媒体に中間転写体のトナー像を転写するニップ形成部材１３５と、を有する画像形成装置１において、中間転写体上に形成される主走査方向長さの異なる複数種類の有色トナー像のトナー付着量の差の情報に基づき、特色トナー用像担持体における特色トナー像のトナー付着量を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、特色トナー用の作像ユニットを有する画像形成装置に関する。

近年プリントオンデマンド（Print On Demand）市場においては付加価値の高い表現が求められている。このような要求に応えるべく、特色トナーを用いた高付加価値印刷のできるカラー画像形成装置が開発・市販されている。この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった有色のプロセスカラートナー（以下、有色トナーと呼ぶ）用の作像ユニットに加えて、白やクリア（透明）などの、有色以外の特色トナー用の作像ユニットを少なくとも１つ有している。

この種の画像形成装置では、中間転写体や記録媒体等の被転写体の表面移動方向に沿って複数の像担持体が配置され、これらの像担持体上に形成されるトナー像を被転写体へ転写して画像を形成する。転写手段が転写バイアスを付与することで像担持体上のトナー像を被転写体へ転写させる。一般に、像担持体上のトナー像を構成するトナーのうち、被転写体へ転写されるトナーの割合（以下、転写率と呼ぶ）は、トナーの帯電量（現像剤の単位質量当たりの帯電量である比電荷：Ｑ／Ｍ）と転写バイアスの大きさにより変化することが分かっている。そして、トナーの帯電量が低下した場合に、帯電量が高い場合よりも転写率が低下し、画像濃度低下等の画質品質劣化（以下、ボソツキと呼ぶ）が発生することがある。

トナーの帯電量が低下した場合、感光体ドラム上から中間転写ベルト上に１次転写する際の転写率（以下、１次転写率と呼ぶ）や、中間転写ベルトから記録媒体に２次転写する際の転写率（以下、２次転写率と呼ぶ）が低下する。特に２次転写には、記録媒体の表面状態が大きく影響し、平滑性の低い記録媒体や、溝の深い凹凸紙などでは、ボソツキが発生しやすい。

トナーの帯電量が変動する大きな要因としては、画像形成装置の設置環境や使われ方による影響が挙げられる。例えば高温・高湿度環境で長時間調湿する事により、トナーが吸湿し、帯電量が低下する場合や、現像剤の長期間の使用によりキャリア粒子が経年劣化し、帯電量が低下することがある。

上記問題は以下の方法を用いることで改善される事が既に知られている。
・１次転写電流を増加させる方法
１次転写電流を増加させ、電荷量が少ないトナーをさらに帯電させることで、中間転写ベルト上のトナーの電荷量を多くし、２次転写率を向上させることができる。
・クリアトナー層を設ける方法
１次転写で有色トナー層の上にクリアトナー層を設け、２次転写において転写しきれないトナー（転写残トナー）をクリアトナー層とすることにより、有色トナーの転写性を改善することができる。

しかしながら、上記方法では以下の問題がある。
１次転写電流を増加させる方法の問題点
・１次転写電流を増加させることにより放電が発生し、１次転写率が低下するため、トナーの消費量が増加し、トナーイールド（トナーボトル又はトナーカートリッジ１本当りの画像形成枚数）が悪化する。
・有色トナーの帯電量が高い、即ちトナーの電荷量が多い場合には、電荷量が多いトナーを更に帯電してしまい、中間転写体に対する鏡像力の影響により、記録媒体に２次転写されるトナー像の濃度が却って低下してしまうことになる。

クリアトナー層を設ける方法の問題点
・有色トナーの帯電量が低下せず、２次転写率が十分高い場合、クリアトナーによる光沢により色味が変化してしまう。
・有色トナーの帯電量が低下せず、２次転写率が十分高い場合、クリアトナーを使用する事で余計なコストが生じる。

特許文献１では、表面凹凸が大きいエンボス紙などを用紙に用いる場合でも有色のカラートナーの画像の転写不良を防ぐために、中間転写ベルト上において、有色のトナー層をクリアトナーの層の上に形成し、用紙へ転写させる。クリアトナーの粒径、形状係数、帯電量を有色トナーと異ならせることにより、クリアトナーとベルトの付着力をコントロールし、転写不良を改善する。しかし、有色トナーの帯電量が低下せず、２次転写率が十分高い場合、クリアトナーによる光沢により色味が変化し、クリアトナーを使用する事で余計なコストが生じる。

特許文献２は、２次転写率を高め、色再現性が良好な画像を得るために、特色トナー（クリア又は白トナー）の凝集度に応じて、特色トナーの付着量を制御することを開示している。しかし、特色トナーの条件のみで特色トナーの付着量を制御するため、特色以外の有色トナーの帯電量の低下度合いを特色トナーの付着量に反映できない。そのため、有色トナーの帯電量が低下せず、２次転写率が十分高い場合、特色トナーによる光沢により色味が変化し、特色トナーを使用することで余計なコストが生じる。

本発明は、特色トナーの使用に起因するコスト増大と色味の変化を防止しつつ、画質欠陥のない画像形成装置を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、有色トナー像を表面に担持する有色トナー用像担持体と、特色トナー像を表面に担持する特色トナー用像担持体と、前記有色トナー用像担持体及び前記特色トナー用像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が重ね合わせて転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー量検出手段と、前記中間転写体に接触して転写ニップを形成するとともに、前記転写ニップで挟まれた記録媒体に前記中間転写体のトナー像を転写するニップ形成部材と、を有する画像形成装置において、前記中間転写体上に形成される主走査方向長さの異なる複数種類の前記有色トナー像のトナー付着量の差の情報に基づき、前記特色トナー用像担持体における前記特色トナー像のトナー付着量が制御されることを特徴とする画像形成装置を提案する。

有色トナーの帯電量の変動に起因するトナー付着量差の情報に基づいて、特色トナー像のトナー付着量が制御されるため、ボソツキが悪化しやすいトナー帯電量低下時には、特色トナー像の形成によりボソツキのない安定した画像を出力することができる。また、トナーの帯電量が高い場合は、特色トナー像を形成しない又は少なめに形成することにより、コストの低減及び色味の変化を防止できる。

一実施形態を示す画像形成装置の全体構成図である。２次転写バイアスと、有色のトナー（Ｋ色）のボソツキの関係を表す図である。中間転写ベルト上に形成された検出用のパターンを示す図である。１次転写率と１次転写バイアスの関係を示す図である。有色トナーのトナー付着量情報に応じて特色トナーのトナー付着量を制御するためのフローチャートである。

以下では、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、一実施形態を示す画像形成装置の全体構成図である。
図１に示す画像形成装置１は、タンデム型の画像形成部（以下、作像部という）によってカラー画像を形成するカラー画像形成装置であり、画像読取部１０、作像部１１、給紙部１２、転写部１３、定着部１４、排紙部１５から構成される。

・画像読取部１０
画像読取部１０は、原稿の画像を読み取り、画像情報を生成するためのものである。コンタクトガラス１０１及び読取センサ１０２から構成される。画像読取部１０では、原稿に光を照射し、その反射光をＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（密着型イメージセンサ）等のセンサで受光し、光の３原色であるＲＧＢ各色の電気的な色分解信号を読み込む。

・作像部１１
作像部１１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に加え、無色透明（クリア）や白色などの特色（Ｓ）のトナー像を形成・出力する５つの作像ユニット１１０Ｓ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋから構成されている。

５つの作像ユニット１１０Ｓ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、画像形成材料として、互いに異なる色のＳ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。各作像ユニット１１０Ｓ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、装置本体２に対して着脱可能に構成されていて、所謂プロセスカートリッジを構成している。以下、共通する構成については、Ｋトナー像を形成するための作像ユニット１１０Ｋを例にとって説明する。

作像ユニット１１０Ｋは、帯電装置１１１Ｋ、Ｋ色トナー像を表面に担持するＫ色トナー用像担持体としての感光体１１２Ｋ、現像装置１１４Ｋ、除電装置１１５Ｋ、感光体クリーニング装置１１６Ｋ等を備えている。これらの装置が共通の保持体に保持されていて、装置本体２に対して一体的に着脱することで、それらを同時に交換できるようになっている。

感光体１１２Ｋは、基板の表面上に有機感光層が形成された外径６０ｍｍのドラム形状であり、駆動手段により反時計回りに回転駆動される。帯電装置１１１Ｋは、帯電チャージャ（帯電器）の帯電電極である帯電ワイヤに帯電バイアスを印加することで、帯電ワイヤと感光体１１２Ｋの外周表面との間に放電を発生させ、感光体１１２Ｋの表面を一様に帯電させる。本実施形態では、トナーの帯電極性と同じマイナスの極性に帯電させている。帯電バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。尚、帯電チャージャに代えて、感光体１１２Ｋに接触あるいは近接して設けられる帯電ローラを用いる方式を採用してもよい。

一様に帯電された感光体１１２Ｋの表面には、後述する露光装置１１３から照射されるレーザ光により光走査されて、Ｋ用の静電潜像が形成される。感光体１１２Ｋの一様帯電した表面の全域のうち、レーザ光が照射された箇所は電位が減衰し、レーザ照射箇所の電位が、それ以外の箇所（地肌部）の電位よりも小さい静電潜像となる。このＫ用の静電潜像は、後述するＫトナーを用いる現像装置１１４Ｋによって現像されてＫトナー像になる。そして、後述する中間転写ベルト１３１上に１次転写される。

現像装置１１４Ｋは、Ｋトナーとキャリアを含む２成分現像剤が収容される容器を有し、この容器内に具備される現像スリーブ内部のマグネットローラの磁力によって現像剤を現像スリーブ表面に担持する。上記現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体１１２Ｋの静電潜像よりも大きく、感光体１１２Ｋの帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加される。上記現像スリーブと感光体１１２Ｋの静電潜像との間には、上記現像スリーブから静電潜像に向かう現像ポテンシャルが作用する。また、上記現像スリーブと感光体１１２Ｋの地肌部との間には、上記現像スリーブ上のトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、上記現像スリーブ上のＫトナーが感光体１１２Ｋの静電潜像に選択的に付着され現像されることで、感光体１１２Ｋ上にＫ色のトナー像が形成される。

除電装置１１５Ｋは、中間転写ベルト１３１にトナー像が１次転写された後の感光体１１２Ｋの表面を除電する。感光体クリーニング装置１１６Ｋは、クリーニングブレードとクリーニングブラシとを備えており、除電装置１１５Ｋによって除電された感光体１１２Ｋの表面に残った転写残トナー等を除去する。

図１において、作像ユニット１１０Ｓは、帯電装置１１１Ｓ、特色トナー像を表面に担持する特色トナー用像担持体としての感光体１１２Ｓ、現像装置１１４Ｓ、除電装置１１５Ｓ、感光体クリーニング装置１１６Ｓ等を備えている。他の作像ユニット１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙについても同様である。よって、作像ユニット１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙ、１１０Ｓにおいても、作像ユニット１１０Ｋと同様にして、各感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ上にＳ、Ｙ、Ｍ、Ｃトナー像が形成される。

作像ユニット１１０Ｓ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの上方には、潜像書込手段ないしは露光手段としての露光装置１１３が配置されている。露光装置１１３は、画像読取部１０やパーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザダイオードから発したレーザ光により、感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋを光走査する。

露光装置１１３は、光源から発せられたレーザ光をポリゴンモータによって回転駆動されるポリゴンミラーによって主走査方向に偏光させながら複数の光学レンズやミラーを介して感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋに照射するものである。レーザ光に代えて、複数のＬＥＤから発せられるＬＥＤ光によって光書込み、照射する構成を採用してもよい。

・給紙部１２
給紙部１２は、転写部１３に対して紙の一例である用紙を供給するものであり、用紙収容部１２１、給紙ピックアップローラ１２２、給紙ベルト１２３及びレジストローラ１２４を備えている。給紙ピックアップローラ１２２は、用紙収容部１２１に収容されている用紙を給紙ベルト１２３の方へ移動させるために回転するように設けられている。このように設けられている給紙ピックアップローラ１２２は、収容されている用紙のうち最上段にある用紙を一枚ずつ取り出し、給紙ベルト１２３に載置する。給紙ベルト１２３は、給紙ピックアップローラ１２２によって取り出された用紙を転写部１３に搬送する。レジストローラ１２４は、中間転写ベルト１３１上のトナー像が形成されている部分が転写部１３の転写ニップとしての２次転写ニップ１３９に到達されるタイミングで用紙を送り出すものである。

・転写部１３
転写部１３は、作像ユニット１１０Ｓ、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの下方に配置されている。転写部１３は、駆動ローラ１３２、従動ローラ１３３、中間転写ベルト１３１、１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋ、２次転写ローラ１３５、２次転写対向ローラ１３６、トナー付着量センサ１３７、ベルトクリーニング装置１３８を備えている。

中間転写ベルト１３１は、無端状の中間転写体として機能し、そのループの内側に配設された駆動ローラ１３２、従動ローラ１３３、２次転写対向ローラ１３６、１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋ等によって張架されている。尚、配設とは、配置して設けること、あるいは位置を決めて設けることを、張架とは、張力がかかった状態で掛け渡すことを、それぞれ意味する。

駆動手段により図中時計回りに回転駆動される駆動ローラ１３２によって、中間転写ベルト１３１は同方向に無端移動・走行し、感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋに接しながら移動する。

中間転写ベルト１３１としては、厚み２０〜２００［μｍ］、好ましくは６０［μｍ］程度のものを用いている。また、体積抵抗率は１×１０^６〜１×１０^１２［Ω・ｃｍ］、好ましくは１×１０^９［Ω・ｃｍ］程度の（三菱化学製ハイレスターＵＰＭＣＰＨＴ４５にて、印加電圧１００Ｖの条件で測定）のカーボン分散ポリイミド樹脂が望ましい。

駆動ローラ１３２に巻き掛けられている中間転写ベルト１３１近傍上には、トナー付着量センサ１３７が配置されている。トナー付着量センサ１３７は、中間転写ベルト１３１上に転写されたトナー像の量を検出するトナー量検出手段として機能する。トナー付着量センサ１３７は、光反射型のフォトセンサからなる。トナー付着量センサ１３７は、中間転写ベルト１３１上に付着・形成されているトナー像（特色トナーを含む）からの反射光量を検出する事により、トナー付着量を測定するものである。尚、トナー付着量センサ１３７としては、上記機能から、従来から一般的に使用されているトナー濃度を検出・測定するトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサなどを兼ねて用いても良い。その場合、新規なトナー量検出手段を配設することが回避できるので、部品点数を減らしてコストダウンに寄与できる。なお、中間転写ベルト１３１の対向位置に代えて、トナー付着量センサ１３７は感光体１１２上のトナー像を検出する位置に配置してもよい。

１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋは、中間転写ベルト１３１を挟んで、それぞれ感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋと対向して配置され、中間転写ベルト１３１を移動させるように従動回転する。これにより、中間転写ベルト１３１の表の面と、感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋとが当接（突き当てた状態に接することを意味する）する１次転写ニップが形成される。１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋには、１次転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加される。これにより、感光体１１２Ｓ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ上のＳ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像と、１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋとの間に１次転写バイアスが形成される。そして、中間転写ベルト１３１に対して順次、各色トナー像が転写される。

Ｓ用の感光体１１２Ｓ表面に形成されたＳトナー像は、感光体１１２Ｓの回転に伴ってＳ用の１次転写ニップに進入する。そして、転写バイアスやニップ圧の作用により、感光体１１２Ｓ上から中間転写ベルト１３１上に１次転写される。このようにしてＳトナー像が１次転写された中間転写ベルト１３１は、その後、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が、Ｓトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト１３１上にはカラートナー像とクリアトナーなどの特色トナー像とを具備する重ね合わせトナー像が形成される。すなわち、中間転写ベルト１３１には、有色トナー用像担持体及び特色トナー用像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が重ね合わせて転写される。

１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋは、金属製の芯金と、この表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備する弾性ローラからなり、外径１６［ｍｍ］、芯金径１０［ｍｍ］で構成されている。また、接地された外径３０［ｍｍ］の金属ローラを１０［Ｎ］の力でスポンジ層に押し当てた状態で、１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋの芯金に１０００［Ｖ］の電圧を印加したときに流れる電流Ｉから、スポンジ層の抵抗値Ｒを算出した。具体的には、上記芯金に１０００［Ｖ］の電圧を印加したときに流れる電流Ｉから、オームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に基づいて算出したスポンジ層の抵抗値Ｒは、約３×１０^７［Ω］である。このような１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋに対して、１次転写バイアス電源から定電流制御で出力される１次転写バイアスが印加される。尚、１次転写ローラ１３４Ｓ、１３４Ｙ、１３４Ｍ、１３４Ｃ、１３４Ｋに代えて、転写チャージャや転写ブラシ等を採用してもよい。

２次転写ローラ１３５は、２次転写対向ローラ１３６との間に中間転写ベルト１３１と用紙を挟み込んで、駆動手段により回転駆動される。２次転写ローラ１３５は、中間転写ベルト１３１の表の面に接触して転写ニップとしての２次転写ニップ１３９を形成するとともに、２次転写ニップで挟まれた記録媒体に中間転写ベルトのトナー像を転写するニップ形成部材及び転写部材として機能する。２次転写対向ローラ１３６は、ニップ形成部材及び対向部材として機能する。２次転写ローラ１３５は接地されているのに対し、２次転写対向ローラ１３６には、２次転写バイアス電源１３０によって２次転写バイアスが印加される。

２次転写バイアス電源１３０は、直流電源と交流電源とを有しており、２次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳したものを出力することができる。２次転写バイアス電源１３０の出力端子は、２次転写対向ローラ１３６の芯金に接続されている。２次転写対向ローラ１３６の芯金の電位は、２次転写バイアス電源１３０からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。

２次転写バイアスを２次転写対向ローラ１３６に印加することで、２次転写対向ローラ１３６と２次転写ローラ１３５との間に、マイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ１３６側から２次転写ローラ１３５側に向けて静電移動させる２次転写バイアスが形成される。これにより、中間転写ベルト１３１上のマイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ１３６側から２次転写ローラ１３５側へ移動させることができる。

２次転写バイアス電源１３０には、直流成分としてトナーと同じマイナス極性のものを用い、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーと同じマイナス極性にする。尚、重畳バイアスを２次転写対向ローラ１３６に印加しつつ、２次転写ローラ１３５を接地する代わりに、重畳バイアスを２次転写ローラ１３５に印加しつつ、２次転写対向ローラ１３６の芯金を接地してもよく、その場合は直流電圧・直流成分の極性を異ならせる。

エンボス加工が施された用紙等、表面の凹凸が大きい紙を用いる場合には、前述の重畳バイアスを印加することによりトナーを往復移動させつつ相対的には中間転写ベルト１３１側から紙側に移動させて紙上に転移させる。これにより、用紙凹部への転写性を向上させて転写率の向上や中抜け等の異常画像を改善することができる。一方、通常の転写紙等の凹凸の小さい紙を用いる場合には、凹凸パターンにならった濃淡パターンが出現しないので、直流成分のみによる２次転写バイアスを印加することで十分な転写性を得ることができる。

２次転写対向ローラ１３６は、ステンレスやアルミニウム等からなる芯金に抵抗層を積層したものからなる。２次転写対向ローラ１３６は、次の特性を有している。即ち、外径は約２４［ｍｍ］である。また、芯金の径は約１６［ｍｍ］である。抵抗層は、ポリカーボネート、フッ素系ゴム、シリコン系ゴムにカーボンや金属錯体等の導電粒子を分散させたもの、あるいはＮＢＲやＥＰＤＭ等のゴム、ＮＢＲ／ＥＣＯ共重合のゴム、ポリウレタン製の半導電性ゴム等よりなる。その体積抵抗は１０^６〜１０^１２［Ω］、望ましくは１０^７〜１０^９［Ω］である。また、ゴム硬度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）は２０〜５０度の発泡タイプでもゴム硬度３０〜６０度のゴムタイプでもよいが、中間転写ベルト１３１を介して２次転写ローラ１３５と接触するので小さな接触圧力でも非接触部分が生じないスポンジタイプが望ましい。
２次転写ニップを通過した２次転写後の中間転写ベルト１３１上には、紙に転写されなかった転写残トナーが残留している。これは、中間転写ベルト１３１の表面に当接しているクリーニングブレードを備えたベルトクリーニング装置１３８によって中間転写ベルト１３１表面から除去・クリーニングされる。

・定着部１４
定着部１４は、ベルト定着方式であり、無端状のベルトである定着ベルト１４１に加圧ローラ１４２を押し当てて構成されている。定着ベルト１４１は、定着ローラ１４３と加熱ローラ１４４とに掛け回されており、少なくとも一方のローラには熱源・加熱手段（ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等）が設けられている。定着ベルト１４１は、定着ローラ１４３と加圧ローラ１４２との間に挟持・押し付けられる状態で、定着ベルト１４１と加圧ローラ１４２との間に定着ニップを形成している。

定着部１４に送り込まれた紙は、その未定着トナー像担持面を定着ベルト１４１に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧によってトナー像中のトナーが軟化するため、トナー像が定着され、紙は機外へと排出される。また、紙のトナー像を転写した面の反対側の面にも画像を形成する場合には、トナー像を定着させた後に、紙反転機構に搬送させ、同紙反転機構により紙を反転させる。その後は、上述した画像形成工程と同様にして、反対面にもトナー像が形成される。

定着部１４でトナーが定着された紙は、排紙部１５を構成する排紙ローラを経由して画像形成装置本体２から機外へ排出され、排紙トレイなどの用紙収容部１５１に収容される。

図２は、２次転写バイアス電源１３０から２次転写対向ローラ１３６に印加する２次転写バイアスと、有色のトナー（Ｋ色）のボソツキの関係を表す。トナーの帯電量Ｑ／Ｍが−４２μＣ／ｇの場合、２次転写バイアスが高くなってもボソツキランクは良好なままであるが、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが−１３μＣ／ｇの場合、２次転写バイアスが高くなるとボソツキランクは急に悪化する。Ｑ／Ｍが−４２μＣ／ｇでありその絶対値が大きい場合と比較し、Ｑ／Ｍが−１３μＣ／ｇであって絶対値が小さい場合では、２次転写率が低くなるため、ボソツキランクが悪化する。

なお、トナーの帯電量が低い場合（図２でＱ／Ｍが−１３μＣ／ｇの場合）、２次転写バイアスを設定値よりも下げる事で２次転写率は高くなり、ボソツキランクは改善し得る。だが、２次転写バイアスを低くすると、ベタ画像の周辺部のトナーが散る異常画像が発生するため、２次転写バイアスを下げる事は困難である。

図３〜４は、本発明の実施形態に係る有色トナー像のトナー付着量差の検出方法を示す。図３、中間転写ベルト上に形成された検出用のパターンを示し、図４は１次転写率と１次転写バイアスの関係を示す。
有色トナーの帯電状態を検出するために、画像形成時以外の予め定められたタイミングで、検出用のパターンを中間転写ベルト１３１上に形成し、これをトナー付着量センサ１３７により検出する。所定のタイミングとしては、本実施例では画質調整制御（プロセスコントロール）と同じタイミングで実施すればよい。具体的には、電源ＯＮ時、印刷ジョブ（画像形成動作）の開始前や終了後、所定枚数の画像形成毎などの画像形成時以外の非画像形成時に、これを行う。なお、画質調整制御は、画像の濃度を常に一定にする目的で、中間転写ベルト上にテストパターンを作成し、これを検知した結果に基づいて行う濃度制御である。具体的には、濃度制御用のテストパターンのトナー付着量を検知し、その検知結果に応じて、現像装置内の現像剤中のトナー濃度や、露光装置の露光パワー、帯電バイアスや現像バイアスなどの設定値を調整することで、画像の濃度を一定にする制御を行う。

具体的には、図３に示すように、主走査方向長さの短い短画像パターン１６１と、主走査方向長さの長い長画像パターン１６２の２種類のパターンを用いる。ここで帯電状態が検出されるトナーは、ボソツキの悪化が視認される有色トナーである。各色の短画像パターン１６１と長画像パターン１６２のトナー付着量（単位面積当たりの質量、以下Ｍ／Ａと呼ぶ）をトナー付着量センサ１３７で検知し、短画像パターン１６１と長画像パターン１６２との間のトナー付着量差分値Δ（Ｍ／Ａ）を算出する。以下に説明するように、このトナー付着量差分値Δ（Ｍ／Ａ）が大きいほど、トナー帯電量の低下度合いが大きいという関係がある。

すなわち、図４（ａ）に示すように、トナー帯電量が低下していない状態で１次転写を行う場合は、短画像パターン１６１と長画像パターン１６２の１次転写率はほぼ一致している。これに対し、図４（ｂ）に示すように、トナー帯電量が低下している状態で１次転写を行う場合、短画像パターン１６１の１次転写率に対して、長画像パターン１６２の１次転写率が低く、両者の１次転写率に差Δη_１がある。すなわち、トナー帯電量が低下すると、短画像パターン１６１と長画像パターン１６２のトナー付着量差が大きくなるという相関関係がある。この関係より、中間転写ベルト１３１上の短画像パターン１６１と長画像パターン１６２との間のトナー付着量差分値Δ（Ｍ／Ａ）が大きいほど、トナーの帯電量の低下度合いが大きいという関係が得られる。なお、本実施形態で用いる短画像パターンは、いずれの色についても、縦２０ｍｍ×横１０ｍｍで、単色の全ベタ画像となるパターンを用い、長画像パターンは、縦２０ｍｍ×横３００ｍｍで、単色の全ベタ画像となるパターンを用いているが、検出パターンはこれに限定されるものではない。

なお、複数のパターンを主走査方向に形成する必要があるのは以下の理由による。
感光体１１２から中間転写ベルト１３１へトナーを転写する際、主走査方向に長いパターンと短いパターンでは、同じ転写バイアスでも１次転写率が異なる。トナーが存在し抵抗が高い画像部よりも、トナーが無く抵抗が低い非画像部へ転写時の電流が流れ易いため、主走査方向に短いパターン（短画像パターン１６１）では、主走査方向に長いパターンと比べて、転写バイアスが不足し易くなる。

特に図４（ｂ）に示すように、トナー帯電量が低下した場合に、短画像パターン１６１の転写率が高くなるような転写バイアスに設定すると、長画像パターン１６２では転写バイアスが過多となり、１次転写率の低下が生じる。トナー帯電量が低いと、トナーが逆極性になり易く、転写バイアスが過多になり易い。

つまり、トナー帯電量が低いと、主走査方向長さによって転写率の差が生じ易いため（ΔＭ／Ａが大きくなり易いため）、本実施形態では主走査方向長さの異なる２種類パターンの画像からトナーの帯電状態を検知する。感光体１１２及び１次転写ローラ１３４は長手方向に延びる軸を有し、この軸まわりに回転しているため、副走査方向長さの画像面積の違いでは、上記のような現象は生じない。

図５は、有色トナーのトナー付着量情報に応じて特色トナーのトナー付着量を制御するためのフローチャートである。
上述の通り、有色トナーの短画像パターン１６１と長画像パターン１６２間のトナー付着量差分値Δ（Ｍ／Ａ）をトナーの帯電量の変動度合いとして用いる。画像形成時以外の予め定められたタイミングで、検出用の各色の短画像パターン１６１と長画像パターン１６２が中間転写ベルト１３１上に形成され、トナー付着量センサ１３７により検出され、Δ（Ｍ／Ａ）が検出される（Ｓ１）。検出された情報は、装置本体２に設けられたコントロール部１６に伝送される。コントロール部１６は、内部に記憶しているプログラムに従い、当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_１よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２）。当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_１よりも小さいと判断された場合（Ｓ２、Ｙｅｓ）、有色トナーの帯電量は低下していない状態であると判断できるため、作像ユニット１１０Ｓにおいて特色トナーを出力しない（Ｓ３）。

当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_１以上であると判断された場合（Ｓ２、Ｎｏ）、コントロール部１６は、当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_２よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４）。このステップＳ４において当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_２よりも小さいと判断された場合（Ｓ４、Ｙｅｓ）には、コントロール部１６内の予め定められたテーブルに基づき、作像ユニット１１０Ｓはトナー付着量Ｙ_２で特色トナーを出力する（Ｓ５）。

当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_２以上であると判断された場合（Ｓ４、Ｎｏ）、コントロール部１６は、当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_３よりも小さいか否かを判断する（Ｓ６）。このステップ６において、当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_３よりも小さいと判断された場合（Ｓ７）には、コントロール部１６内の予め定められたテーブルに基づき、作像ユニット１１０Ｓはトナー付着量Ｙ_３で特色トナーを出力する。一方、当該差分値Δ（Ｍ／Ａ）が閾値Ｘ_３よりも大きいと判断された場合（Ｓ８）には、コントロール部１６内の予め定められたテーブルに基づき、作像ユニット１１０Ｓはトナー付着量Ｙ_４で特色トナーを出力する。

有色トナーの各色で検出を行い、各色で検出された付着量Ｙの和から最終的な特色トナーの付着量Ｙ’を決定する。本実施形態では、上述した閾値Ｘ_１〜Ｘ_３を用いたが、これに限定されるものでなく、有色トナーの色によって閾値Ｘ_１〜Ｘ_３及び特色トナーの付着量Ｙ_２〜Ｙ_４を変えてもよい。例えば有色トナーのうち、Ｋ色の帯電量だけが他色よりも低下しており、Ｋ色の差分値Δ（Ｍ／Ａ）が大きい場合、特色トナーの付着量をＫ色のみから算出する、又はＫ色から算出する特色トナーの付着量Ｙを他色から算出される値よりも多くするなどしてもよい。

また、３つの閾値を用いて４つの区分に区分けしているが、より少ない区分又はより多くの区分に区分けしてもよい。

また、画像形成時以外の予め定められたタイミングに限らず、画像形成時においても検出用のパターンを中間転写ベルト１３１上の画像領域外に形成してもよい。画像領域外に形成されたパターンは記録媒体に転写されない。

次に、表１、表２を用いて、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、実施形態に係る画像形成装置１と同様の構成の試験機を用いた。そして、この試験機を用いて種々のプリント実験を実施した。画像パターンとしては、Ｋ単色の全ベタ画像を用いた。特色トナーには無色透明なクリアトナーを用いた。現像剤として、Ｋ色の有色トナーは平均粒径が５．２［μｍ］である重合法によるトナーを使用し、特色トナーは平均粒径が６．８［μｍ］である粉砕法によるトナーを使用し、キャリアには平均粒径が５５［μｍ］である表面に樹脂層を被覆した磁性キャリアからなるものを使用した。表１において、評価紙には普通紙（平滑度５０［ｓ］、坪量６８［ｇ／ｍ^２］）を用いた。なお、ボソツキ評価ランクは、通常視力を有する人間を評価者とし、予め設定した画像欠損（ボソツキ）に関する限度見本との目視観察により官能評価したものである。上記官能評価結果から、ボソツキ評価ランク４以上であれば、画像欠損（ボソツキ）は目立たない程度まで改善できることを確認している。ボソツキ評価ランクは０．５〜５の１０段階である。

表１は、様々なトナー付着量差Δ（Ｍ／Ａ）に対する特色トナーの付着量Ｙ’とボソツキ評価ランクを示す。表１に示すように、短画像パターン１６１と長画像パターン１６２のトナー付着量差Δ（Ｍ／Ａ）が小さいときには、特色トナーを出力しなくても評価ランクは４又は５だった。一方、トナー付着量差Δ（Ｍ／Ａ）が大きくなるにつれ、特色トナーを出力しないと、評価ランクは悪化した。しかし、トナー付着量差Δ（Ｍ／Ａ）が大きくなるにつれ、特色トナーの付着量Ｙ’を増やすことで、特色トナーが出力されない場合よりもボソツキ評価ランクが改善した。

表２は、普通紙を用いた表１における評価と異なり、紙種を変えた場合に、ボソツキ評価ランクが４以上となるように、特色トナーの付着量を変化させた結果を示す。特色トナーの付着量としては、図５におけるフローチャートで決定した特色トナーの付着量Ｙに、紙種に応じた補正係数Ｚを掛けた、特色トナーの付着量Ｙ’’を使用している。なお、トナーの帯電状態としては、表１におけるΔ（Ｍ／Ａ）＝０．０４における条件を使用している。

表２に示すように、紙種に応じて補正を行い、特色トナーの付着量Ｙ’’を変化させることで、平滑性の異なる様々な紙でもボソツキが改善できることが確認された。すなわち、マットコート紙やグロスコート紙のような、普通紙よりも平滑性の高い紙では、特色トナーの付着量Ｙ’’は少なくてよく、４以上のボソツキ評価ランクが得られた。よって、特色トナーの付着量Ｙ’’を紙種に応じて変化させることで、特色トナーの消費量を削減できる。一方で、凹凸紙のように、普通紙よりも平滑度が低く、紙の鍬目が深いような紙では、特色トナーの付着量Ｙ’’を普通紙よりも多くする事で、ボソツキが目立たないランク４まで改善できた。

なお、紙種や平滑度を識別する方法としては、ユーザーが、画像形成装置１に備えられた選択手段としてのオペレーションパネルから選択する方法がある。これにより、紙種などをユーザーが選択するため、紙種検知センサを設置するコストを省くことができる。またこれに代えて、検知手段としての非接触型の紙識別センサを用いて記録媒体の種類又は平滑度を自動判別する方法を用いても良い。このようなセンサとしては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源から発せられた光を識別対象となる紙に照射し、紙からの反射光量により紙の銘柄等を識別するものがある。これにより、ユーザーが紙種などを選択する手間が省かれ、効率化に繋がる。

以上のように、トナーの帯電量が低下すると、２次転写率が低くなり、ボソツキが悪化しやすい。そのような場合、主走査方向の面積の異なる複数種類の有色トナー像のトナー付着量差が大きくなるため、トナー付着量差に基づき特色トナーの付着量を多くすることでボソツキを改善できる。
また、トナーの帯電量が高く、有色トナーの２次転写率が高く、ボソツキが悪化しにくい場合は、主走査方向の面積の異なる複数種類の有色トナー像のトナー付着量差は小さくなる。この場合、特色トナーを形成しない又はより少ないトナー付着量を用いることで、無駄なトナーを消費せず、コストの低減が実現できるとともに、特色トナーの光沢による色味の変化を防止ができる。

１画像形成装置
１１２Ｙ感光体（Ｙ色トナー用像担持体、有色トナー用像担持体）
１１２Ｍ感光体（Ｍ色トナー用像担持体、有色トナー用像担持体）
１１２Ｃ感光体（Ｃ色トナー用像担持体、有色トナー用像担持体）
１１２Ｋ感光体（Ｋ色トナー用像担持体、有色トナー用像担持体）
１１２Ｓ感光体（特色トナー用像担持体）
１３１中間転写ベルト（中間転写体）
１３５２次転写ローラ（ニップ形成部材）
１３７トナー付着量センサ（トナー量検出手段）
１３９２次転写ニップ（転写ニップ）

特開２００９−２５７１３号公報特開２０１１−１１８２２８号公報

Claims

有色トナー像を表面に担持する有色トナー用像担持体と、
特色トナー像を表面に担持する特色トナー用像担持体と、
前記有色トナー用像担持体及び前記特色トナー用像担持体の表面にそれぞれ担持されるトナー像が重ね合わせて転写される中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー量検出手段と、
前記中間転写体に接触して転写ニップを形成するとともに、前記転写ニップで挟まれた記録媒体に前記中間転写体のトナー像を転写するニップ形成部材と、
を有する画像形成装置において、
前記中間転写体上に形成される主走査方向長さの異なる複数種類の前記有色トナー像のトナー付着量の差の情報に基づき、前記特色トナー用像担持体における前記特色トナー像のトナー付着量が制御されることを特徴とする画像形成装置。
前記有色トナー像のトナー付着量の差が所要の閾値より小さいとき、前記特色トナー像が形成されず、前記有色トナー像のトナー付着量の差が前記閾値以上であるとき、前記特色トナー像が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記特色トナー像が形成されるとき、前記特色トナー像のトナー付着量は、前記中間転写体上に形成される主走査方向長さの異なる２種類の前記有色トナー像のトナー付着量の差の情報に基づき制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記特色トナー像が形成されるとき、前記特色トナー像のトナー付着量は前記記録媒体の種類に応じて変えられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記記録媒体の種類又は平滑度を検知する検知手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記記録媒体の種類又は平滑度を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。