JP2017126050A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】トナー劣化度を正確に検知することができる【解決手段】トナー劣化度算出処理手段は、トナー付着部材の移動方向で異なる箇所に、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるよう、トナー像形成手段を用いてトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を像担持体上に形成させ、トナー付着量検出手段を用いてトナー劣化度検出用トナーパターンについてトナー付着部材の移動方向に対し直交する方向で異なる箇所のトナー付着量をそれぞれ検出させ、検出したトナー劣化度検出用トナーパターンの複数のトナー付着量からトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を算出し、算出した複数のトナー劣化検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を比較した結果に基づきトナー劣化度を算出する。【選択図】図5

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。
従来、画像面積率の低い画像を連続して出力したとき過度の摺擦や攪拌等から受ける繰り返しのストレスによって劣化したトナーの劣化度を検知し、その検知トナー劣化度に応じて作像条件を変更して画像濃度ムラを抑制する画像形成装置が知られている。
特許文献1には、像担持体からトナー付着部材としての中間転写体上に転写され付着したトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量を検出し、検出されたトナー付着量からトナー劣化度を検知する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、トナー劣化度検出用トナーパターンの中間転写体の移動方向(副走査方向)における複数箇所のトナー付着量を検出する。そして、複数箇所のトナー付着量のバラツキからトナー像の画像濃度の不均一さを定量的に求め、その不均一さを示す値からトナー劣化度を検知すると記載されている。
画像形成装置において、トナー劣化度に応じた画像濃度ムラを抑制する処理を精度良く行うには、トナー劣化度を正確に検知することが望まれる。しかしながら、中間転写体の副走査方向について、帯電部における帯電ムラが生じたり、露光部における露光ムラが生じたりした場合でも、副走査方向のトナー付着量のバラツキが生じる。そのため、中間転写体上に形成されたトナー劣化度検出用トナーパターンの複数箇所のトナー付着量のバラツキは、トナー劣化以外の原因によって生じた可能性を含んでいる。したがって、特許文献1に開示の画像形成装置のように、中間転写体上の副走査方向における複数箇所のトナー付着量のバラツキからトナー劣化度を検知する方法では、トナー劣化度を正確に検知することは難しい。
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上のトナー像をトナー付着部材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記トナー付着部材上に転写され付着した前記トナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、該トナー付着量検出手段により検出された前記トナー像のトナー付着量に基づきトナー劣化度を算出するよう処理するトナー劣化度算出処理手段とを有し、該トナー劣化度算出処理手段は、前記トナー付着部材の移動方向で異なる箇所に、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるよう、前記トナー像形成手段を用いて前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を前記像担持体上に形成させ、前記トナー付着量検出手段を用いて前記トナー劣化度検出用トナーパターンについて前記トナー付着部材の移動方向に対し直交する方向で異なる箇所のトナー付着量をそれぞれ検出させ、検出した前記トナー劣化度検出用トナーパターンの複数のトナー付着量から前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を算出し、算出した複数の前記トナー劣化検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を比較した結果に基づき前記トナー劣化度を算出することを特徴とするものである。
本発明によれば、トナー劣化度を正確に検知することができるという特有の効果が得られる。
実施形態に係る複写機の概略構成図。 複写機の制御部の概略構成図。 1次転写部の概略構成を説明する図。 (a)はトナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合1次転写部材の両端部と中央部における電流設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフ、(b)はトナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合1次転写部材の両端部と中央部における電流設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフ。 1次転写ローラの両端部と中央部の間のトナー付着量偏差に対するトナー帯電量の変化を示すグラフ。 直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスの矩形波を示すグラフ。 (a)は、重畳バイアス現像のDutyと色むらとの関係を説明するグラフ、(b)は、重畳バイアス現像のDutyとHaloとの関係を説明するグラフ。 1次転写制御が定電流制御であるときの画像面積率と1次転写電圧の関係を示す図。 中間転写ベルト上でのトナー付着量検知機構を説明する図。 1次転写電圧とトナー付着量偏差の関係を示す図。 画像面積率とトナー付着量偏差の関係を示す図。 (a)はトナー帯電量が比較的大きい場合のDutyが10[%]と15[%]とであるときの現像ポテンシャルとトナー付着量との変化を示すグラフ、(b)はトナー帯電量が比較的小さい場合のDutyが10[%]と15[%]とであるときの現像ポテンシャルとトナー付着量との変化を示すグラフ。 実施例2の現像条件の周波数とDutyを大きくした場合において、色むら、Halo、現像γ、使用可能現像ポテンシャルの挙動を説明する図。 本実施形態のトナー劣化度検知処理及び現像条件決定処理を説明するフローチャート。 (a)はトナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合1次転写部材の両端部と中央部における1次転写電流の設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフ、(b)はトナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合1次転写部材の両端部と中央部における1次転写電流の設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフ。 本実施形態のトナー劣化度検知処理及び1次転写電流値決定処理を説明するフローチャート。 (a)は、トナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合地肌ポテンシャルの設定値に対しかぶり(地汚れ)の変化と中間調画像での白斑点の変化とを示すグラフ、(b)は、トナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合地肌ポテンシャルの設定値に対しかぶりの変化と中間調画像での白斑点の変化とを示すグラフ。 本実施形態のトナー劣化度検知処理によって検知したトナー劣化度に応じて地肌ポテンシャルを調整する処理を説明するフローチャート。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の潜像担持体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機(以下、単に「複写機」という)の一実施形態(以下、単に「実施形態」という)について説明する。
図1は、実施形態に係る複写機の概略構成図である。図2は、複写機1の制御部10の概略構成図である。
複写機1は、記録媒体の一例としての用紙にトナー像を定着させることにより画像を形成する。図1に示すように、複写機1は、制御部10、画像読取部11、作像部12、給紙部13、転写部14、定着部15、排紙部16、及び表示・操作部17等を有している。
制御部10は、図2に示すように、トナー劣化度算出処理手段としてのCPU(Central Processing Unit)1011、メインメモリ(MEM-P)1012、ノースブリッジ(NB)1013、サウスブリッジ(SB)1014、AGP(Accelerated Graphics Port)バス1015、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)1016、ローカルメモリ(MEM-C)1017、HD(Hard Disk)1018、HDD(Hard Disk Drive)1019、ネットワークI/F102を有している。
CPU1011は、メインメモリ1012に記憶されたプログラムに従って、データを加工・演算したり、画像読取部11、作像部12、給紙部13、転写部14、定着部15、排紙部16の動作を制御したりするものである。メインメモリ1012は、制御部10の記憶領域であり、ROM(Read Only Memory)1012a、RAM(Random Access Memory)1012bを有している。ROM1012aは、制御部10の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリである。ROM1012aに記憶されているプログラ
ムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、FD、CD−R、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
RAM1012bは、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いる。ノースブリッジ1013は、CPU1011と、メインメモリ1012、サウスブリッジ1014、及びAGPバス1015とを接続するためのブリッジである。サウスブリッジ1014は、ノースブリッジ1013とPCIデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。AGPバス1015は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースである。
ASIC1016は、PCIターゲット及びAGPマスタ、ASIC1016の中核をなすアービタ(ARB)、ローカルメモリ1017を制御するメモリコントローラ、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などを行う複数のDMAC(Direct Memory Access Controller)からなる。このASIC1016は、PCIバスを介してUSB(Universal Serial Bus)のインターフェースや、IEEE1394(Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)のインターフェースに接続されている。
ローカルメモリ1017は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。HD1018は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。HDD1019は、CPU1011の制御にしたがってHD1018に対するデータの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークI/F102は、通信ネットワークを介して情報処理装置等の外部機器と情報を送受信する。
画像読取部11は、用紙に記載されている画像を光学的に読み取ることにより、画像情報を生成するものである。具体的には、用紙に光を当てて、その反射光をCCD(Charge Coupled Devices)、または、CIS(Contact Image Sensor)等の読取センサで受光することによって画像情報を読み取る。なお、画像情報とは、用紙等の記録媒体に形成させる画像を表す情報であり、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色を示す電気的な色分解画像信号を用いて示されたものである。
画像読取部11は、図1に示すように、コンタクトガラス111、読取センサ112等を有している。コンタクトガラス111は、画像が記載されている用紙が載置されるものである。読取センサ112は、コンタクトガラス111に載置されている用紙に記載されている画像の画像情報を読み取るものである。
作像部12は、画像読取部11によって読み取られた画像情報、またはネットワークI/F102によって受信された画像情報に基づいて転写部14のトナー付着部材としての中間転写ベルト143の表面にトナーを付着させて画像(トナー像)を形成するものである。
作像部12は、シアン(C)色のトナーを有する現像剤を用いてトナー像を形成するトナー像形成手段としての画像形成ユニット120C、マゼンタ(M)色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット120M、イエロー(Y)色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット120Y、ブラック(K)色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット120K、及びクリア(T)トナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット120Tを備えている。
なお、以下の説明ではC色トナー、M色トナー、Y色トナー、K色トナーのいずれか一以上のトナーを有色トナーという。それぞれの有色トナーは、顔料や染料等の色材を含有した帯電性をもった樹脂粒子である。
また、クリアトナーとは、無色透明のトナーであり、記録媒体に付着された有色トナーに付着されるとその有色トナーを視認できるように構成された樹脂粒子である。また、クリアトナーは記録媒体に付着されるとその記録媒体を視認できる樹脂粒子である。クリアトナーは、例えば、低分子量のポリエステル樹脂に二酸化ケイ素(SiO)や二酸化チタン(TiO)を外添することによって生成される。なお、クリアトナーは記録媒体または記録媒体上に付着された有色トナーを視認できる程度の量であれば、色材を含んでいてもよい。以下の説明では、画像形成ユニット120C、画像形成ユニット120M、画像形成ユニット120Y、画像形成ユニット120K、画像形成ユニット120Tのうち任意の画像形成ユニットを「画像形成ユニット120」と表す。
画像形成ユニット120Cは、トナー供給部121C、像担持体としての感光体ドラム122C、帯電部123C、露光部124C、現像部125C、除電部126C、及び清掃部127Cを備えている。
トナー供給部121Cは、C色のトナーを収容しており、現像部125Cに対してC色のトナーを供給するものである。トナー供給部121Cに収容されているトナーは、トナー供給部121C内の搬送スクリューが駆動することによって所定の量だけ現像部125Cに供給される。
感光体ドラム122Cは、帯電部123Cにより表面が一様に帯電され、制御部10から受け取った画像情報に基づき、露光部124Cによって表面に静電潜像が形成されるものである。また、感光体ドラム122Cは、静電潜像が形成された表面に、現像部125Cがトナーを付着させることによってトナー像が形成される。また、感光体ドラム122Cは、トナー付着部材としての中間転写ベルト143に接するように設けられ、中間転写ベルト143との接点で中間転写ベルト143の移動方向と同じ方向に回転するように設けられている。
帯電部123Cは、感光体ドラム122Cの表面を一様に帯電させる。露光部124Cは、帯電部123Cによって帯電された感光体ドラム122Cの表面に、制御部10によって決定されたC色の網点面積率に基づいて光を照射して静電潜像を形成する。現像部125Cは、露光部124Cによって感光体ドラム122Cの表面に形成された静電潜像に対して現像剤収容部121Cに収容されているC色のトナーを付着させることによって現像し、トナー像を形成する。
除電部126Cは、中間転写ベルト143に画像が転写された後の感光体ドラム122Cの表面を除電する。清掃部127Cは、除電部126Cによって除電された感光体ドラム122Cの表面に残った転写残トナーを除去する。
画像形成ユニット120Mは、現像剤収容部121M、感光体ドラム122M、帯電部123M、露光部124M、現像部125M、除電部126M、及び清掃部127Mを備えている。現像剤収容部121Mは、M色のトナーを収容している。感光体ドラム122M、帯電部123M、露光部124M、現像部125M、除電部126M、清掃部127Mは、それぞれ感光体ドラム122C、帯電部123C、露光部124C、現像部125C、除電部126C、清掃部127Cと同様の機能であるため、それらの説明を省略する。
画像形成ユニット120Yは、現像剤収容部121Y、感光体ドラム122Y、帯電部123Y、露光部124Y、現像部125Y、除電部126Y、及び清掃部127Yを備えている。現像剤収容部121Yは、Y色のトナーを収容している。感光体ドラム122Y、帯電部123Y、露光部124Y、現像部125Y、除電部126Y、清掃部127Yは、それぞれ感光体ドラム122C、帯電部123C、露光部124C、現像部125C、除電部126C、清掃部127Cと同様の機能であるため、それらの説明を省略する。
画像形成ユニット120Kは、現像剤収容部121K、感光体ドラム122K、帯電部123K、露光部124K、現像部125K、除電部126K、及び清掃部127Kを備えている。現像剤収容部121Kは、K色のトナーを収容している。感光体ドラム122K、帯電部123K、露光部124K、現像部125K、除電部126K、清掃部127Kは、それぞれ感光体ドラム122C、帯電部123C、露光部124C、現像部125C、除電部126C、清掃部127Cと同様の機能であるため、それらの説明を省略する。
画像形成ユニット120Tは、現像剤収容部121T、感光体ドラム122T、帯電部123T、露光部124T、現像部125T、除電部126T、及び清掃部127Tを備えている。現像剤収容部121Tは、クリアトナーを収容している。感光体ドラム122T、帯電部123T、露光部124T、現像部125T、除電部126T、清掃部127Tは、それぞれ感光体ドラム122C、帯電部123C、露光部124C、現像部125C、除電部126C、清掃部127Cと同様の機能であるため、それらの説明を省略する。
なお、以下の説明では、現像剤収容部121C、現像剤収容部121M、現像剤収容部121Y、現像剤収容部121K、現像剤収容部121Tのうち任意の現像剤収容部を「現像剤収容部121」と表す。また、感光体ドラム122C、感光体ドラム122M、感光体ドラム122Y、感光体ドラム122K、感光体ドラム122Tのうち任意の感光体ドラムを「感光体ドラム122」と表す。また、帯電部123C、帯電部123M、帯電部123Y、帯電部123K、帯電部123Tのうち任意の帯電部を「帯電部123」と表す。また、露光部124C、露光部124M、露光部124Y、露光部124K、露光部124Tのうち任意の露光部を「露光部124」と表す。また、現像部125C、現像部125M、現像部125Y、現像部125K、現像部125Tのうち任意の現像部を「現像部125」と表す。また、除電部126C、除電部126M、除電部126Y、除電部126K、除電部126Tのうち任意の除電部を「除電部126」と表す。また、清掃部127C、清掃部127M、清掃部127Y、清掃部127K、清掃部127Tのうち任意の清掃部を「清掃部127」と表す。
給紙部13は、転写部14に対して用紙を供給するものである。給紙部13は、用紙収容部131、給紙ローラ132、記録材搬送部材(トナー付着部材)としての給紙ベルト133、及びレジストローラ134を備えている。用紙収容部131は、トナー付着部材としての記録媒体の一例である用紙を収容している。給紙ローラ132は、用紙収容部131に収容されている用紙Pを給紙ベルト133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ローラ132は、収容されている用紙Pのうち最上段にある用紙Pを1枚ずつ取り出し、給紙ベルト133に載置する。
給紙ベルト133は、給紙ローラ132によって取り出された用紙Pを転写部140に搬送する。レジストローラ134は、後述する中間転写ベルト143のトナー像が形成されている部分が転写部14に到達されるタイミングで給紙ベルト133によって搬送された用紙Pを送り出すものである。
転写部14は、作像部12によって感光体ドラム122に形成された画像を中間転写ベルト143に1次転写し、中間転写ベルト143に転写された画像を用紙Pに2次転写するものである。
転写部14は、駆動ローラ141、従動ローラ142、中間転写ベルト143、1次転写ローラ144C、144M、144Y、144K、144T、2次転写ローラ145、2次対向ローラ146を備えている。駆動ローラ141は、従動ローラ142とともに中間転写ベルト143を掛け渡すものである。駆動ローラ141が駆動し回転することによって、掛け渡されている中間転写ベルト143が移動する。従動ローラ142は、駆動ローラ141とともに中間転写ベルト143を掛け渡すものである。従動ローラ142は、駆動ローラ141が回転し、中間転写ベルト143が移動するとともに回転する。
中間転写ベルト143は、駆動ローラ141及び従動ローラ142に掛け渡され、駆動ローラ141の回転とともに感光体ドラム122に接しながら移動するものである。中間転写ベルト143が感光体ドラム122に接しながら移動することによって、感光体ドラム122に形成された画像が中間転写ベルト143の表面に転写される。
1次転写ローラ144C、144M、144Y、144K、144Tは、中間転写ベルト143を挟んで、それぞれ感光体ドラム122C、122M、122Y、122K、122Tと対向して備えられ、中間転写ベルト143を移動させるように回転する。2次転写ローラ145は、2次対向ローラ146との間に中間転写ベルト143と用紙を挟みこんで回転する。2次対向ローラ146は、2次転写ローラ145との間に中間転写ベルト143と用紙を挟みこんで回転する。
定着部15は、転写部14によって用紙に転写されたトナーを定着させる。定着とは、トナーに熱と圧力を同時に加えることによってトナーの樹脂成分を用紙に溶着させることである。転写部14によって用紙に転写されたトナーに定着処理が行われることによって、用紙上のトナーの状態は安定したものとなる。
定着部15は、搬送ベルト151、定着ベルト152、定着ローラ153、定着ベルト搬送ローラ154、定着対向ローラ155、発熱部156を有している。搬送ベルト151は、転写部14によってトナーが転写された用紙を定着ローラ153、定着対向ローラ155に向けて搬送する。定着ベルト152は、定着ローラ153と定着ベルト搬送ローラ154とに掛け渡され、それらのローラが回転することによって移動する。定着ローラ153は、対向して設置されている定着対向ローラ155との間で、搬送ベルト151に搬送された用紙Pを挟みこんで、用紙を加熱・加圧する。
定着ベルト搬送ローラ154は、定着ローラ153とともに定着ベルト152を掛け渡すものであり、定着ベルト搬送ローラ154が回転することによって定着ベルト152を移動させる。定着対向ローラ155は、定着ローラ153に対向して設置されるものであり、定着ローラ153との間に搬送された用P紙を挟みこむ。発熱部156は、定着ローラ153の内部に設置され、発熱するものであり、定着ローラ153を介して用紙Pを加熱する。
排紙部16は、定着部15でトナーが定着された用紙Pを複写機1から排出するものであり、排紙ベルト161、排紙ローラ162、排紙口163、及び用紙収容部164を有している。排紙ベルト161は、定着部15によって定着処理された用紙Pを排紙口163に向けて搬送する。排紙ローラ162は、排紙ベルト161によって搬送された用紙を排紙口163から排出し、用紙収容部164に収容する。用紙収容部164は、排紙ローラ162によって排出された用紙Pを収容する。
表示・操作部17は、パネル表示部171及び操作部172を有している。パネル表示部171には、設定値や選択画面等が表示される。また、パネル表示部171は、操作者からの入力を受け付けるタッチパネル等である。操作部172は、画像形成にかかる諸条件を受け付けるテンキー、複写開始指示を受け付けるスタートキー等のユーザが入力をするために操作を行うものである。
次に、中間転写ベルトの主走査方向においてトナー付着量偏差が生じる現象について図面を用いて説明する。
図3は、1次転写部の概略構成を説明する図である。
図3に示すように、例えば、1次転写ローラ144が軸方向両側で支持する構造を有する場合、支持部144aでは、転写ニップでの感光体ドラム122の周面と1次転写ローラ144の周面との間の空隙Gが軸方向中央部144bに比べて小さい。このため、感光体ドラム122と1次転写ローラ144との空隙Gに挟まれる転写材としての中間転写体に対する転写ニップ圧は、1次転写ローラ144の支持部144aが軸方向中央部144bよりも大きい。これにより、1次転写ローラ144の軸方向支持部144aでの1次転写ローラ144と中間転写体との接触面積が広くなって接触抵抗が低くなり、1次転写ローラ144の支持部144aのニップ部分での転写電流値が中央部144bよりも大きい。
このとき、転写制御が定電流制御で行われていると、1次転写ローラ144の軸方向支持部144aのニップ部分での1次転写電流値が上がる傾向にある。そのため、1次転写ローラ144の軸方向支持部144aのニップ部分での最適な1次転写電流値が中央部144bのニップ部分に比べて低下し、1次転写ローラ144の軸方向支持部144aでの転写率が中央部144bに比べて下がる。そして、中間転写ベルトの主走査方向中央部のトナー像の画像濃度を上げるために、1次転写ローラ144に印加する転写電圧を調整することで1次転写ローラ144に流れる1次転写電流値が高められる。この結果、1次転写電流が流れやすくなっている中間転写ベルトの主走査方向支持部144aでは過転写になる。以上のように、中間転写ベルトの主走査方向においてトナー付着量の偏差が生じる。
図4は、1次転写ローラの支持部と中央部における電流設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフである。図4(a)は、トナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合のグラフであり、図4(b)は、トナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合のグラフである。
図3に示す中間転写ベルトの支持部144aでは、1次転写ローラと中間転写ベルトとの接触面積が中央部144bよりも広くて接触抵抗が中央部144bよりも低い。そのため、1次転写ローラの支持部144aのニップ部分に流れる1次転写電流値は、中央部144bのニップ部分に流れる1次転写電流値よりも高い。このため、トナー付着量に応じて1次転写電流値を制御する転写性プロファイルは、1次転写ローラの支持部144aと中央部144bとで異なる。画像濃度ムラを抑制するために転写電流値を最適化するところ、画像の品質は、通常、中央部分の品質が重視されるので、1次転写ローラの中央部144bにおける転写性プロファイルに基づき最適な1次転写電流値を設定する。
その場合、転写ニップ圧が高い支持部144aのニップ部分にとっては、その部分の最適な転写電流値よりも高い転写電流値に設定されることになるので、過転写になる。このような場合に、図4(a)に示すように、トナー劣化が少なくトナー帯電量が高いときでは、トナー付着量には変化がないので、1次転写ローラの支持部144a及び中央部144bにおける転写性プロファイルはほとんど変わらず画像濃度ムラは抑制される。一方、図4(b)に示すように、トナー劣化が進みトナー帯電量が低いと、1次転写ローラの支持部144a及び中央部144bにおける転写性プロファイルは、最適な1次転写電流設定値に対して、図4(b)中の左側の1次転写電流値の低いほうにそれぞれシフトする。この場合でも、トナーが劣化する前の1次転写電流の設定値は、中央部144bでの最適な転写電流値よりも僅かに低い値なので、トナー劣化が進んで中央部144bでの最適な転写電流値が徐々に下がっても、最適な転写電流値に対してわずかに高い程度の範囲内におさまる。すなわち、トナー劣化が進んでも、転写ニップに流す1次転写電流の設定値は、中央部144bでは最適な転写電流値の近傍に位置するため、中央部144bにおいて大きな転写率の低下を引き起こすことはない。
一方、1次転写ローラの支持部144aにおける転写性プロファイルは、図4(b)中の左側の1次転写電流値の低いほうにシフトすることでさらに過転写が促進される。詳しくは、支持部144aにおいては、トナーが劣化する前の1次転写電流の設定値がもともと最適な転写電流値よりも僅かに高い値だったので、トナー劣化が進んで最適な転写電流値が徐々に下がるほど、1次転写電流の設定値は、最適な転写電流値に対して更に高い値となっていく。そのため、トナー劣化が進むと、支持部144aにおいては過転写の度合いが高まり、大きな転写率の低下を引き起こすことになる。この結果、トナー劣化が進むと、支持部144aと中央部144bのとの間での転写率の差が大きくなり、主走査方向のトナー付着量の偏差Δが発生する。このように、主走査方向のトナー付着量の偏差Δとトナー劣化度との間には相関があるので、主走査方向のトナー付着量の偏差を検知することによりトナー劣化度を求めることが可能である。
図5は、主走査方向のトナー付着量の偏差Δとトナー劣化度との間の相関を示すグラフである。図5に示すように、トナー帯電量が減少すると1次転写ローラの支持部と中央部の間のトナー付着量偏差Δは増え、逆にトナー帯電量が増加すると、1次転写ローラの支持部と中央部の間のトナー付着量偏差Δは減る。1次転写ローラの支持部と中央部の間のトナー付着量偏差Δとトナー帯電量の間には一定の相関があるといえる。よって、1次転写ローラの支持部と中央部の間のトナー付着量偏差Δを求めることでトナー帯電量を検知することができ、トナー劣化度を検知することができる。
ところで、転写部以外の帯電部における主走査方向の帯電ムラが生じたり、露光部の主走査方向の露光ムラ等があったりした場合でも、トナー付着量のバラツキが生じる。この結果、中間転写ベルトに形成された1つのトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量のバラツキは、トナー劣化以外の原因によって生じた可能性を含んでおり、検知されたトナー劣化度は、正確でないおそれがある。画像形成装置において、トナー劣化度に応じた画像濃度ムラを抑制するための制御を精度良く行うのには、トナー劣化度を正確に検知することが望まれる。
画像形成装置において像担持体上のトナー層表面の均一性を保つ点で有効な現像方式として、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳バイアスによる現像方式が知られている。この現像方式では、トナー劣化によりトナー帯電量(q/m)が低下してトナーに働く静電気力(現像方向と感光体回転方向の力)が落ちると、トナーが像担持体と現像部材との間に生じる電界の変化に追従できず、トナーが像担持体上に付着しない箇所が生じたり、トナー付着量が不均一になったりして、Haloや色むらが発生するおそれがある。ここで、色むらとは、1次転写部材の副走査方向の濃度変動、評価指標は色むら値であり、値が大きいほど色むらが悪い。Haloとは、ベタ画像とハーフトーン画像の境界近傍にてハーフトーン画像が白抜けする現象であり、その評価指標はHalo値であり、その値が大きいほど白抜けが多い。
白抜けや色むらを防止するための制御として、例えば図6に示すように、トナー劣化度に応じて、重畳バイアス電圧の矩形波の周期に対するパルス幅の比を示すDuty比[%]を大きくする制御がある。この制御では、トナーの戻しバイアス電圧印加時間を長くしてトナー像の不均一な層表面において凸部分のトナーを取り除くよう現像スリーブ側へ戻す作用を長く働かせることで、トナー像の均し効果を高めている。具体的には、重畳バイアスによる現像のDuty比と色むらとの関係を説明するグラフの図7(a)や重畳バイアス現像のDuty比とHaloとの関係を説明するグラフの図7(b)に示すように、Duty比を大きくした場合、色むらやHaloを生じているトナーの戻しを多めにすることでトナー像の表面で凸部となっているトナーを取り除いたり、転写電流がトナー像全てに均一に流れて転写の密着性が高くなったりして、色むら、Haloは良化する。
ところが、トナー帯電量が実際には高く、トナー劣化度が誤検知であると、トナーの未付着や付着量の不均一が生じていないにもかかわらず重畳バイアス電圧のDuty比を大きくすることになる。その結果、トナーが必要以上に像担持体から現像部材へ戻され、トナー付着量が目標値よりも不足し、画像濃度が薄くなってしまう。よって、重畳バイアスによる現像方式において、トナー劣化度を正確に検知することが必要になる。この重畳バイアスによる現像方式に限らず、直流電圧バイアスによる現像方式でも現像条件の制御によってはトナー劣化度を正確に検知したい要望がある。
以下、本実施形態の複写機におけるトナー劣化度の検知について詳細に説明する。
図8は、1次転写制御が定電流制御であるときの画像面積率と1次転写電圧の関係を説明するグラフである。
中間転写ベルト上のトナー像のトナー付着量が多い場合、図8に示すように、1次転写ローラのニップ部分における電気抵抗値はトナー像の電気抵抗値分大きくなり、1次転写ニップを流れる1次転写電流値は下がる。このため、トナーの転写率は一般に転写電流値に高い相関をもつので、転写ニップを流れる1次転写電流値が下がると、転写ニップの転写率は低下する傾向になる。転写制御を定電流制御していると、転写ニップを流れる1次転写電流値の下がり具合に応じて1次転写ローラに印加する転写電圧値を上げ、転写ニップを流れる転写電流値をほぼ一定にしている。このとき、転写ニップに流れる1次転写電流は、中央部のニップ部分における電気抵抗値と支持部のニップ部分における電気抵抗値との比率に応じ、中央部のニップ部分と支持部のニップ部分とに分散して流れる。支持部のニップ部分における電気抵抗値は支持部のニップ部分における電気抵抗値よりも低いので、支持部のニップ部分には、中央部のニップ部分を流れる転写電流値よりも大きい1次転写電流値が流れる。
画像面積率が相対的に大きいトナー劣化度検出用トナーパターンを中間転写ベルトに付着させた場合、トナー付着量は相対的に多くなる。このとき、1次転写ローラは支持部で支持されているので、1次転写ローラの支持部での中間転写ベルトに対する転写ニップ圧は、多少撓んでトナー付着による圧力が減ることで転写ニップ圧が低めになる中央部よりも、高めになる。この結果、支持部のニップ部分における電気抵抗値は中央部のニップ部分よりも低くなり、支持部のニップ部分における電気抵抗値と中央部のニップ部分における電気抵抗値との比率が大きくなる。転写ニップを流れる1次転写電流値は一定であるが、支持部のニップ部分は中央部のニップ部分よりも電流が流れ易くなる。これにより、支持部のニップ部分では、1次転写電流値が中央部のニップ部分よりも高くなって過転写が促進され、転写ニップに一定の1次転写電流が流れても支持部の転写率が中央部よりも落ちる。よって、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンについて主走査方向のトナー付着量の偏差に違いがあらわれる。このとき、トナー劣化が進みトナー帯電量が低下すると、転写ニップ部分全体で転写率が低下してトナー付着量が減るのでトナー劣化が進む前に比べて主走査方向のトナー付着量偏差Δの違いが変わってくる。よって、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンについて主走査方向のトナー付着量の偏差Δを算出することで、トナー劣化の進み具合であるトナー劣化度が検知することができる。
なお、トナー劣化以外の原因の一例としての主走査方向及び副走査方向における帯電ムラでは、トナーパターンの画像面積率が互いに異なるときトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差に違いはあらわれない。帯電手段が例えば非接触帯電方式の構成を有する場合、帯電器としての帯電ローラの表面と像担持体の表面とのギャップについて長時間の放電による像担持体表面の主走査方向の変形によって、主走査方向の帯電ムラは生じる。その主走査方向の帯電ムラが生じている場合、トナーパターンの画像面積率が異なったり、トナー劣化の進み具合によってトナー付着量が減少したりしても、トナー付着部材の主走査方向で異なる箇所のトナー付着量の絶対量は互いに異なっても、主走査方向のトナー付着量の偏差は、変わらない。主走査方向の帯電ムラによっては、画像面積率が互いに異なるトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差には違いはあらわれない。一方、副走査方向の帯電ムラは、帯電ローラの表面と像担持体の表面とのギャップについて周方向における帯電ローラ又は像担持体の少なくとも一方の変形によって生じる。その副走査方向の帯電ムラが生じている場合でも、トナーパターンの画像面積率が異なったり、トナー劣化の進み具合によってトナー付着量が減少したりしても、トナー付着部材の副走査方向で異なる箇所のトナー付着量の絶対量は異なっても偏差は変わらない。副走査方向の帯電ムラによっても、画像面積率が互いに異なるトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差には違いはあらわれない。
また、トナー劣化以外の原因の他の例としての主走査方向及び副走査方向における露光ムラでも、トナーパターンの画像面積率が互いに異なるときトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差に違いはあらわれない。露光手段が例えば多数の発光素子を主走査方向に配列して像担持体の表面を露光する構成を有する場合、発光素子の光量不足が生じると、主走査方向の露光ムラは生じる。その主走査方向の露光ムラが生じている場合、トナーパターンの画像面積率が異なったり、トナー劣化の進み具合によってトナー付着量が減少したりすると、トナー付着部材の主走査方向で異なる箇所のトナー付着量の偏差は変わらない。主走査方向の帯電ムラによっては、画像面積率が互いに異なるトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差には違いはあらわれない。一方、副走査方向の露光ムラについては、像担持体の副走査方向の露光量は略一定であり、生じ得ない。よって、副走査方向の露光ムラによっても、画像面積率が互いに異なるトナーパターンにおけるトナー付着量の偏差には違いはあらわれない。以上により、主走査方向のトナー付着量の偏差に違いがあらわれたことは、主走査方向及び副走査方向における帯電ムラや露光ムラ等が原因ではなく、トナー劣化が原因であるといえる。
したがって、本実施形態では、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像がそれぞれ転写されるようトナー劣化度検出用トナーパターンP1、P2のトナー像を像担持体上に形成する。ここで、図11は中間転写ベルト上でのトナー付着量検知機構を説明する図である。図11に示すように、中転転写ベルトの図11中矢印で示すベルト移動方向に対して直交する方向において、1次転写ローラ144の2つの支持部144a付近と中央部144b付近とに対応してトナー付着量検出手段としてのトナー付着量検出センサ201が中間転写ベルト143の表面に対向する位置にそれぞれ配置されている。このトナー付着量検出センサ201よって、中間転写ベルト143が移動するに伴い、中間転写ベルト143上に形成された第1トナー劣化度検出用トナーパターンP1と第2トナー劣化度検出用トナーパターンP2の主走査方向の複数箇所のトナー付着量をそれぞれ検出する。図10及び図11に示すように、画像面積率が大きい第1トナー劣化度検出用トナーパターンP1と、画像面積率が小さい第2トナー劣化度検出用トナーパターンP2とのトナー付着量偏差Δの差分に基づきトナー劣化度を算出する。そのトナー劣化度に基づき、後述する重畳バイアスによる現像条件としての、周波数、Duty、Vpp(重畳バイアス電圧の最大値と最小値の差)を決定し、決定された現像条件に基づいて現像を行うことで、画像濃度ムラを良化することができる。
(実施例1)
次に、上記実施形態の一実施例(以下、本実施例を「実施例1」という。)について説明する。実施例1は、重畳バイアスによる現像におけるパラメータとしてDutyを調整する例である。
図12(a)に示すように、トナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合、Dutyを15[%]と大きくしたとき、戻しバイアスが強くなるため、Dutyを10[%]としたものに比べて現像開始電圧が大きくなる。この結果、最大現像ポテンシャルに達したときの使用可能な現像ポテンシャルが小さくなり、かつ現像γは同じであるので、目標トナー付着量を確保できなくなる。一方、図12(b)に示すように、トナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合、現像ポテンシャルに対するトナー付着量の変化の傾きである現像γが大きくなる制御を行うので、Dutyを15[%]としたとき、Dutyを10[%]としたものに比べて現像開始電圧が大きくなったとしても、使用可能な現像ポテンシャルは必要な現像ポテンシャルを確保できる。その結果、目標トナー付着量を十分確保できている。よって、トナー劣化によるトナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合にそれに応じて重畳バイアスによる現像の現像条件のDutyを大きくしても、トナー付着量は目標値が得られるので画像濃度の低下は抑制できており、上記副作用は起き難くなる。ここで、使用可能な現像ポテンシャルとは、現像ポテンシャル上限値から現像開始電圧を差し引いた電圧値であり、使用可能な現像ポテンシャルにて最低限の目標トナー付着量を確保することが前提条件となる。
具体的には、トナー帯電量(q/m)が目安の20よりも小さい場合、その目安よりも大きい場合に対して重畳バイアスによる現像の戻しバイアスの効果が小さくなるため、色むら、Haloの改善効果が減る。そこで、実施例1では、戻しバイアスを増大するため、Dutyを比較的大きくする。このとき、副作用として現像ポテンシャル不足の懸念があるが、トナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合は、上述したように、現像γが増大するため、現像ポテンシャル余裕度は上がっているため、Dutyを比較的大きくすることができる。
(実施例2)
次に、上記実施形態の他の実施例(以下、本実施例を「実施例2」という。)について説明する。実施例2は、重畳バイアスによる現像におけるパラメータとして周波数及びDutyを調整する例である。
図13は、実施例2の現像条件の各パラメータを大きくした場合、色むら、Halo、副作用として現像γ、使用可能現像ポテンシャルの挙動を説明する図である。図13に示すように、周波数を上げると、キャリアからトナーが離れやすく、現像ポテンシャルに対するトナー付着量の変化の傾きである現像γが大きくなる。使用可能な現像ポテンシャルは、現像ポテンシャル上限値から現像開始電圧を減算した値で決まる。周波数を上げると現像能力が増大するため、現像開始電圧が比較的小さくなり、使用可能な現像ポテンシャルは増大する。このとき、Dutyを比較的大きくすると、上述したように現像開始電圧が大きくなるため、使用可能現像ポテンシャルは小さくなる。
また、Halo値は、現像部でベタ画像後、ハーフトーン画像を作像する場合、現像スキャベンジの影響でベタ画像/ハーフトーン画像の境界部が白抜けする。Halo値が大きいほど、Haloは悪い。周波数を大きくすると現像能力が上がるため、現像ニップでのトナー供給が多くなり、現像スキャベンジの影響が軽減し、Haloが良化する。Dutyを大きくすると戻しバイアスの効果が大きくなることで、トナー付着量が均一化されてHaloは良化する。色むらとは、副走査方向の濃度変動、値が大きいほど色むらが悪い。周波数を大きくすると、現像能力が大きくなるため、現像での濃度偏差が顕在化して色むらが悪くなる。Dutyを大きくすると戻しバイアスの効果が大きくなることでトナー付着量が均一化され色むらは良化する。
そして、トナー帯電量(q/m)が目安の20よりも大きい場合、大きな品質課題としてHaloが悪い。これはトナー帯電量が大きい場合、現像スキャベンジが助長されるためである。一方で、トナー帯電量が大きい場合、色むら値は良好であり、目標値に対して余裕度がある。そこで、トナー帯電量が大きいときは戻しバイアスの効果を大きくするため、Dutyを大きくしてHaloを良化する必要がある。ところが、それでもHaloが目標レベルに到達しない場合がある。次の手段として周波数を上げる。色むら値は余裕度があるため、品質の悪いHaloを優先する。トナー帯電量(q/m)が大きい場合、トナー帯電量の小さい場合に対して周波数、Dutyともに大きくすることでHaloを良好にすることができる。
次に、本実施形態のトナー劣化度検知処理及び現像条件決定処理について説明する。
図14は、本実施形態のトナー劣化度検知処理及び現像条件決定処理を説明するフローチャートである。
図14において、中間転写ベルト上でベタの高画像面積率の第1トナー劣化度検出用トナーパターンと低画像面積率の第2トナー劣化度検出用トナーパターンを作像する(ステップS101)。図11のトナー付着量検出センサ201により、各トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向(中間転写ベルトの移動方向に対し直交する方向)の複数箇所のトナー付着量をそれぞれ検知する(ステップS102)。第1トナー劣化度検出用トナーパターンと第2トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向におけるトナー付着量偏差Δの差分を算出する(ステップS103)。算出したトナー付着量偏差Δの差分からトナー帯電量(トナー劣化度)を算出する(ステップS104)。そのトナー帯電量に基づき、重畳バイアスによる現像条件としての、周波数、Duty、Vpp(重畳バイアス電圧の最大値と最小値の差)を決定する(ステップS105)。決定された現像条件に基づいて現像を行うことで、色むらやHaloを良化することができる。
(実施例3)
次に、上記実施形態のさらに他の実施例(以下、本実施例を「実施例3」という。)について説明する。実施例3は、算出したトナー劣化度に基づき、転写条件としての1次転写電流の設定値を調整する例である。
図15(a)はトナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合1次転写部材の両端部と中央部における1次転写電流の設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフである。図15(b)はトナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合1次転写部材の両端部と中央部における1次転写電流の設定値に対するトナー付着量の変化を示すグラフである。
1次転写ローラは、軸方向両側で支持される構成であり、1次転写ローラの支持部での中間転写ベルトに対する転写ニップ圧は中央部よりも高い。この場合、支持部のニップ部分では、感光体と中間転写ベルトとの密着性が中央部よりも高く、接触面積は広い。そのため、支持部のニップ部分における電気抵抗値は中央部のニップ部分よりも低くなる。その結果、1次転写ローラの転写ニップを流れる1次転写電流は、中央部のニップ部分における電気抵抗値と支持部における電気抵抗値との比率に応じ、中央部のニップ部分と支持部のニップ部分とに分散して流れる。支持部のニップ部分には、中央部のニップ部分を流れる1次転写電流よりも大きな1次転写電流が流れるので、中央部に対して過転写になる傾向がある。
一般に、転写ニップに流す1次転写電流の設定値は、中央部での最適な1次転写電流値よりも僅かに低く設定して、支持部での最適な1次転写電流値に近づけることで、支持部での過転写の度合いを小さくしている。それにより、支持部での転写率は中央部での転写率よりも僅かながら低い程度で済み、主走査方向における画像濃度ムラは抑えられている。ところが、トナー劣化が進みトナー帯電量が低下すると、中央部でも支持部でもその最適な1次転写電流値が下がる方へそれぞれシフトしていく。トナー劣化が進む前の1次転写電流の設定値は、中央部での最適な1次転写電流値よりも僅かに低い値なので、トナー劣化が進んで中央部での最適な1次転写電流値が徐々に下がっても、その最適な転写電流値に対してわずかに高い程度の範囲内におさまる。トナー劣化が進んでも、1次転写ローラのニップに流す1次転写電流の設定値は、中央部では最適な転写電流値の近傍に位置する。よって、中央部において大きな転写率の低下を引き起こすことはない。これに対し、支持部においては、トナー劣化が進む前の1次転写電流の設定値が元々最適な1次転写電流値よりも僅かに高い値だったので、トナー劣化が進んで最適な1次転写電流値が徐々に下がるほど、トナー劣化が進む前の1次転写電流の設定値は、最適な1次転写電流値に対して更に高い値となっていく。そのため、トナー劣化が進むと、支持部においては過転写の度合いが高まり、大きな転写率の低下を引き起こす。この結果、トナー劣化が進むと、支持部と中央部の間での転写率の差が大きくなり、主走査方向の画像濃度ムラが発生する。
トナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合には、図15(a)に示すように、1次転写電流の設定値を大きくしても、過転写の影響は小さい。よって、トナー帯電量(q/m)が比較的大きいときには、1次転写ローラの転写ニップに流す1次転写電流の設定値を大きくすることで、その1次転写電流値に高い相関をもつ1次転写ローラの転写ニップの転写率を高めることできる。一方、トナー帯電量(q/m)が比較的小さいときには、図15(b)に示すように、転写ニップを流れる1次転写電流値が小さくなるため、支持部のニップ部分を流れる1次転写電流値が大きくなり過転写が促進されて主走査方向のトナー付着量偏差が大きくなる。トナー帯電量(q/m)が比較的小さいときは支持部のニップ部分での過転写を抑制するために1次転写ローラの転写ニップに流す1次転写電流の設定値を小さくする。
実施例3によれば、トナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合には、1次転写電流の設定値を高めに調整する。逆に、トナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合には、1次転写電流の設定値を低めに調整する。それにより、過転写を軽減して主走査方向の画像濃度ムラを小さくすることができる。
図16は、本実施形態のトナー劣化度検知処理によって検知したトナー劣化度に応じて1次転写電流の設定値を決定する処理を説明するフローチャートである。
図16に示すように、中間転写ベルト上でベタの高画像面積率の第1トナー劣化度検出用トナーパターンと低画像面積率の第2トナー劣化度検出用トナーパターンを作像する(ステップS201)。そして、図11のトナー付着量検出センサ201により、各トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向の複数箇所のトナー付着量をそれぞれ検知する(ステップS202)。第1トナー劣化度検出用トナーパターンと第2トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向におけるトナー付着量偏差Δの差分を算出する(ステップS203)。算出したトナー付着量偏差Δの差分からトナー帯電量(トナー劣化度)を算出する(ステップS204)。そのトナー帯電量(q/m)に基づき、1次転写ローラの転写条件としての1次転写電流の設定値を決定し、決定した1次転写電流の設置値の転写電流を1次転写ローラの転写ニップに供給する(ステップS205)。具体的には、算出したトナー帯電量(q/m)が比較的大きい場合には、1次転写ローラの転写ニップに流す1次転写電流の設定値を高めに設定することで、1次転写電流値に高い相関をもつ1次転写ローラの転写ニップの転写率を高めることできる。一方、算出したトナー帯電量(q/m)が比較的小さい場合には、1次転写ローラの転写ニップに流す1次転写電流の設定値を低めに設定することで、過転写を軽減して主走査方向の画像濃度ムラを小さくすることができる。
(実施例4)
次に、上記実施形態のさらに他の実施例(以下、本実施例を「実施例4」という。)について説明する。実施例4は、算出したトナー劣化度に基づき、地肌ポテンシャルを調整する処理を実施する例である。
図17(a)は、トナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合地肌ポテンシャルの設定値に対しかぶり(地汚れ)の変化と中間調画像での白斑点の変化とを示すグラフである。図17(b)は、トナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合地肌ポテンシャルの設定値に対しかぶりの変化と中間調画像での白斑点の変化とを示すグラフである。
一般に、画像形成装置では、像担持体の地肌部の表面電位と現像剤担持体に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルが大きくなるにつれて、かぶりが発生し難くなる一方で、中間調画像でのキャリア付着による白斑点が発生し易くなる。その白斑点とは、画像のトナー付着部が白く小さく抜ける現象である。また、トナー帯電量(q/m)の大小に起因して異常画像(かぶり、白斑点)が発生する。トナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合、かぶりの余裕度は大きく、その一方で中間調画像での白斑点の余裕度は小さくなる。詳細には、中間調画像の現像時に、中間調画像でのエッジ効果を付与したことに伴い、エッジ部の電界がエッジ部に対し内側のライン部よりも大きくなる。このとき、トナー帯電量(q/m)が大きくなると、キャリアのエッジ部付着が顕著化して中間調画像での白斑点の発生が多くみられる。中間調画像でのエッジ効果とは現像時にキャリアのカウンターチャージ(トナーの帯電極性に対し逆極性のチャージ)が大きくすることで、エッジ部の電界がエッジ部に対し内部のライン部よりも大きくなりエッジ部をシャープにあらわす効果をねらったものである。逆に、トナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合、中間調画像での白斑点の余裕度は大きく、その一方でトナーが地肌部に現像されやすくなってかぶりが悪化するため、そのかぶりの余裕度が小さくなる。
そこで、図17(a)に示すように、トナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合は、かぶりの余裕度が大きい分、地肌ポテンシャルを比較的小さくして中間調画像での白斑点の余裕度を確保する。逆に、図17(b)に示すように、トナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合は、中間調画像での白斑点の余裕度が大きい分、地肌ポテンシャルを比較的大きくしてかぶりの余裕度を確保する。具体的には、地肌ポテンシャルの調整処理では、C色、M色、Y色、K色の各色についてそれぞれ、次のような処理を行う。すなわち、第1トナー劣化度検出用トナーパターンと第2トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向におけるトナー付着量偏差Δの差分を算出する。算出したトナー付着量偏差Δの差分からトナー帯電量(q/m)を算出する。
その算出したトナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合には、像担持体の一様帯電電位(帯電バイアス)を比較的低くして肌ポテンシャルを当初設定した値(固定値)よりも低くする。それにより、中間調画像でのエッジ効果に伴うキャリアのエッジ部付着を抑えて中間調画像での白斑点の発生を抑えられる。このとき、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっているので、地肌ポテンシャルを比較的低くしてもかぶりは発生し難い。よって、かぶりの余裕度が大きい分、中間調画像でのエッジ効果に伴うキャリアのエッジ部付着を抑えて中間調画像での白斑点の発生を抑えられ、中間調画像での白斑点の余裕度を確保することができる。一方、算出したトナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合には、像担持体の一様帯電電位を比較的高くして、地肌ポテンシャルを設置値よりも高くしてかぶりの発生を抑えられる。このとき、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっているので、地肌ポテンシャルを比較的高くしても中間調画像でのエッジ効果に伴うキャリアのエッジ部付着が発生し難くなって中間調画像での白斑点は発生し難い。よって、中間調画像での白斑点の余裕度が大きい分、かぶりの発生を抑えられ、かぶりの余裕度を確保することができる。
なお、像担持体の一様帯電電位(帯電バイアス)の変更によって地肌ポテンシャルを調整する例について説明したが、現像バイアスの変更によって地肌ポテンシャルを調整してもよい。現像バイアスを下げることで地肌ポテンシャルを上げたり、現像バイアスを上げることで地肌ポテンシャルを下げたりすることができる。
図18は、本実施形態のトナー劣化度検知処理によって検知したトナー劣化度に応じて地肌ポテンシャルを調整する処理を説明するフローチャートである。
図18に示すように、中間転写ベルト上でベタの高画像面積率の第1トナー劣化度検出用トナーパターンと低画像面積率の第2トナー劣化度検出用トナーパターンを作像する(ステップS301)。そして、図11のトナー付着量検出センサ201により、各トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向の複数箇所のトナー付着量をそれぞれ検知する(ステップS302)。第1トナー劣化度検出用トナーパターンと第2トナー劣化度検出用トナーパターンの主走査方向におけるトナー付着量偏差Δの差分を算出する(ステップS303)。算出したトナー付着量偏差Δの差分からトナー帯電量(トナー劣化度)を算出する(ステップS304)。そのトナー帯電量(q/m)に基づき、帯電バイアスや現像バイアスを変更することで地肌ポテンシャルを調整する(ステップS305)。具体的には、トナー劣化度が相対的に小さくてトナー帯電量(q/m)が相対的に大きい場合には、かぶりの余裕度が高い分、帯電バイアスを比較的低くして地肌ポテンシャルを比較的低くすることで、中間調画像での白斑点の余裕度を確保することができる。一方、トナー劣化度が相対的に大きくてトナー帯電量(q/m)が相対的に小さい場合には、中間調画像での白斑点の余裕度が高い分、帯電バイアスを比較的高くして地肌ポテンシャルを比較的高くすることで、かぶりの余裕度を確保することができる。
なお、トナー劣化度によって生じる不具合の種類によっては、検知したトナー劣化度に応じて現像条件や転写条件を制御することに限らず、帯電条件や露光条件にフィードバックすることでそれらの不具合を解消するように制御してもよい。
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体ドラム122等の像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成ユニット120等のトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を中間転写ベルト143等のトナー付着部材上に転写する1次転写ローラ144等の転写手段とを有する複写機1等の画像形成装置において、トナー付着部材上に転写され付着したトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出センサ201等のトナー付着量検出手段と、トナー付着量検出手段により検出されたトナー像のトナー付着量に基づきトナー劣化度を算出するよう処理するトナー劣化度算出処理手段とを有し、トナー劣化度算出処理手段は、トナー付着部材の移動方向で異なる箇所に、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるよう、トナー像形成手段を用いてトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を像担持体上に形成させ、トナー付着量検出手段を用いてトナー劣化度検出用トナーパターンについてトナー付着部材の移動方向に対し直交する方向で異なる箇所のトナー付着量をそれぞれ検出させ、検出したトナー劣化度検出用トナーパターンの複数のトナー付着量からトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を算出し、算出した複数のトナー劣化検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を比較した結果に基づきトナー劣化度を算出する。
一般に、中間転写体や記録材搬送部材などのトナー付着部材上に像担持体上のトナー像を転写する構成では、トナー付着部材の移動方向(以下、副走査方向という。)に対し直交する方向(以下主走査方向という)で転写ニップ圧ムラが生じることが多い。例えば、転写手段が軸方向両側で支持する転写ローラを有する場合、転写ローラの支持部でのトナー付着部材に対する転写ニップ圧は、中央部よりも高いものとなる。この場合、転写ニップ圧が高い支持部のニップ部分では、像担持体とトナー付着部材との密着性が相対的に高く、接触面積も相対的に広いので、電気抵抗値が中央部のニップ部分よりも相対的に低い。そのため、転写ニップを流れる転写電流は支持部のニップ部分を多く通ることになり、転写ニップ圧が高い支持部のニップ部分において最高の転写率が得られる最適な転写電流値(転写ニップに流す転写電流値)は、転写ニップ圧が低い中央部のニップ部分において最高の転写率が得られる最適な転写電流値よりも低いものとなる。
通常、転写ニップに流す転写電流値は、画像の主走査方向の中央部分を重視して、中央部のニップ部分について最高の転写率が得られる最適な転写電流値の付近に設定する。このとき、転写ニップ圧が高い支持部のニップ部分にとっては、その部分の最適な転写電流値よりも高い転写電流値に設定されることになるので、過転写になる。この過転写とは、転写電流が最適な転写電流値よりも多く流れることでトナーの極性が反転し転写率が低下する状態である。転写ニップに流す転写電流値を、中央部での最適な転写電流値よりも僅かに低く設定して、支持部での最適な転写電流値に近付づけることにより、支持部での過転写の度合いは小さくできる。よって、支持部での転写率は中央部での転写率よりも僅かながら低い程度で済み、主走査方向における画像濃度ムラは抑制される。
ところが、トナー劣化が進みトナー帯電量が低下すると、中央部でも支持部でもその最適な転写電流値が下がる方へそれぞれシフトしていく。この場合でも、当初(トナーが劣化する前)の転写電流の設定値は、中央部での最適な転写電流値よりも僅かに低い値なので、トナー劣化が進んで中央部での最適な転写電流値が徐々に下がっても、当該最適な転写電流値に対してわずかに高い程度の範囲内に収まる。すなわち、トナー劣化が進んでも、転写ニップに流す転写電流の設定値は、中央部では最適な転写電流値の近傍に位置する。よって、中央部において大きな転写率の低下を引き起こすことはない。これに対し、支持部においては、当初の転写電流の設定値がもともと最適な転写電流値よりも僅かに高い値だったので、トナー劣化が進んで当該最適な転写電流値が徐々に下がるほど、当初の転写電流の設定値は、当該最適な転写電流値に対して更に高い値となっていく。そのため、トナー劣化が進むと、支持部においては過転写の度合いが高まり、大きな転写率の低下を引き起こすことになる。この結果、トナー劣化が進むと、支持部と中央部の間での転写率の差が大きくなり、主走査方向の画像濃度ムラ(主走査方向のトナー付着量の偏差)が発生する。
このように、トナー劣化度と主走査方向の画像濃度ムラとの間には相関があるので、主走査方向のトナー付着量の偏差を検知することによりトナー劣化度を求めることが可能である。しかし、主走査方向のトナー付着量の偏差は、トナー劣化度だけではなく、主走査方向の帯電ムラや露光ムラ等によっても起こる可能性がある。そのため、1つのトナー劣化度検出用トナーパターンを形成してそのトナーパターンの主走査方向の複数箇所のトナー付着量を検出して主走査方向のトナー付着量の偏差に基づきトナー劣化度を算出すると、トナー劣化が生じていない場合でも、トナー劣化以外の原因(主走査方向の帯電ムラや露光ムラ等)で主走査方向のトナー付着量の偏差が生じたときにトナー劣化度を誤って算出してしまうおそれがある。
そこで、本態様では、トナー付着部材の副走査方向の異なる箇所に、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を付着させ、トナー劣化度検出用トナーパターン(以下、単にトナーパターンという。)の主走査方向で異なる箇所のトナー付着量をそれぞれ検出し、検出した複数のトナー付着量からトナーパターンの偏差を算出する。算出した複数のトナーパターンの偏差を比較する。これは次の理由による。
すなわち、トナーパターンをトナー付着部材に付着させると、転写ニップにおける電気抵抗値はトナーパターンの電気抵抗値分だけ大きくなる。転写バイアスについて定電流制御しており、転写ニップに流れる転写電流値は常に一定であり、転写電圧値は大きくなる。このとき、転写ニップに流れる転写電流は、中央部のニップ部分における電気抵抗値と支持部のニップ部分における電気抵抗値との比率に応じ、中央部のニップ部分と支持部のニップ部分とに分散して流れる。支持部のニップ部分における電気抵抗値は中央部のニップ部分における電気抵抗値よりも低いので、支持部のニップ部分には、中央部のニップ部分を流れる転写電流値よりも大きい転写電流値が流れる。ここで、画像面積率が相対的に大きいトナーパターンをトナー付着部材に付着させた場合、トナー付着量は相対的に多くなり、像担持体とトナー付着部材との間に介在するトナーが多くなる結果、当該トナーによって像担持体から離れる方向へトナー付着部材を押圧する力が大きくなる。このとき、支持部では、この押圧力に抗してトナー付着部材が支持されていることから、支持部の転写ニップ圧は大きく上昇する。これに対し、中央部では、このような支持部によって支持されていないことから、当該押圧力によってトナー付着部材が撓み、これにより転写ニップ圧が逃がされるため、中央部の転写ニップ圧はあまり上昇しない。この結果、支持部の転写ニップ圧は中央部よりも大幅に大きくなるので、支持部のニップ部分における電気抵抗値は、中央部のニップ部分よりも大幅に低くなり、支持部のニップ部分における電気抵抗値と中央部のニップ部分における電気抵抗値との比率が大きくなる。そのため、画像面積率が相対的に大きいトナーパターンにおいては、転写ニップを流れる電流値は一定であっても、支持部のニップ部分は中央部のニップ部分よりも転写電流が流れ易くなる。これにより、支持部のニップ部分では、転写電流値が中央部のニップ部分よりも高くなって過転写が促進され、支持部の転写率が中央部よりも大幅に落ちる。これに対し、画像面積率が相対的に小さいトナーパターンは、これとは逆に、像担持体とトナー付着部材との間に介在するトナーが少ないので、支持部の転写ニップ圧はあまり上昇しない。そのため、支持部の転写ニップ圧と中央部の転写ニップ圧との差は小さいので、支持部のニップ部分における電気抵抗値と中央部のニップ部分における電気抵抗値との比率は、画像面積率が相対的に大きいトナーパターンの場合よりも小さいものとなる。そのため、画像面積率が相対的に大きいトナーパターンの場合よりも、支持部のニップ部分における過転写が促進されることはなく、支持部の転写率が中央部よりも大幅に落ちるようなことはない。以上のように、転写ニップにおける電気抵抗値はトナーパターンの電気抵抗値分だけ大きくなる。これにより、画像面積率が相対的に大きい場合、転写ニップにおける電気抵抗値も相対的に大きくなる。このとき、転写ニップに流れる転写電流値は一定であるので、転写電圧値は相対的に大きくなる。この結果、転写電圧値が大きいと過転写になる。そして、支持部のニップ部分では中央部のニップ部分に比べて、もともと転写率が高く、過転写になり易い。このため、画像面積率が相対的に大きい場合、過転写が促進されて、中央部と支持部のトナー付着量の差が大きくなる。一方、画像面積率が相対的に小さい場合では、転写電圧値が小さいため、支持部のニップ部分での過転写が抑制されるので、中央部と支持部のトナー付着量の差が小さくなる。よって、トナー劣化が進んでトナー帯電量が低下したときに現れる主走査方向のトナー付着量の偏差は、画像面積率が互いに異なるトナーパターンについて主走査方向のトナー付着量の偏差に違いがあらわれる。したがって、画像面積率が互いに異なるトナーパターンについて主走査方向のトナー付着量の偏差を比較することで、トナー劣化以外の原因で主走査方向のトナー付着量の偏差が生じる場合と区別して、トナー劣化によって生じる場合を特定でき、トナー劣化度の誤算出を抑制できる。
(態様B)
(態様A)において、直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像手段を有する。
トナー帯電量が相対的に小さい場合、重畳バイアスによる現像の戻しバイアスの効果が小さくなる。このため、白抜けや色むらの防止効果が減る。そこで、本態様によれば、正確に検知したトナー劣化度に応じて戻しバイアスを増大するためDutyを比較的大きくすることで、トナーの戻しバイアス電圧印加時間を長くしてトナーの均し効果を高められる。これにより、画質の悪化を回避しつつ、白抜けや色むらの防止効果を高めることができる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、転写手段は、点支持で構成されている。本態様によれば、転写手段の支持部と非支持部にて転写率の差によるトナー付着量偏差が大きく、トナー劣化度を正確に検知することができる。
(態様D)
(態様A)〜(態様C)において、転写手段の転写制御は、定電流制御である。本態様によれば、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンに応じてトナー付着量偏差の違いがあらわれ易くなるので、トナー劣化度を正確に検知することができる。
(態様E)
(態様A)〜(態様D)において、トナー像形成手段は、少なくとも、トナー付着部材の移動方向における相対的に同一である位置に、トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像がそれぞれ転写されるようトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を像担持体上に形成する。本態様によれば、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量偏差を比較することで、各トナー劣化度検出用トナーパターンに応じてトナー付着量偏差の精度を高め、トナー劣化度を正確に検知することができる。
(態様F)
(態様A)〜(態様E)において、転写手段は、軸方向の両側を支持する転写ローラを備え、トナー像形成手段は、少なくとも、トナー付着部材の移動方向に対し直交する方向において転写ローラの中央部と支持部にそれぞれ対応するトナー付着部材の中央部と支持部を含む2箇所以上に、トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるようトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を像担持体上に形成する。本態様によれば、トナー付着部材の中央部と支持部でのトナー付着量偏差が最も大きいことから、トナー付着量差分の検知感度を最大にすることができる。これにより、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンに応じてトナー付着量偏差の精度を高められ、トナー劣化度を正確に検知することができる。
(態様G)
(態様A)〜(態様F)において、トナー像形成手段は、トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像をベタ画像で像担持体上に形成する。ベタ画像とハーフトーン画像ではトナー付着量偏差の分布が異なり、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンをベタ画像かあるいはハーフトーン画像かに揃える必要がある。ベタ画像は転写電圧が大きくトナー付着量偏差の感度が大きく、トナー付着量偏差の差分の検知感度を最大にすることができる。これにより、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンに応じてトナー付着量偏差の精度を高められ、トナー劣化度を正確に検知することができる。
(態様H)
(態様A)〜(態様G)において、トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像条件を決定する現像条件決定手段を有する。本態様では、現像条件決定手段によってトナー劣化度に基づき現像条件を決定することで、白抜けや色むらの防止効果を安定化することができる。
(態様I)
(態様H)において、直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像条件は、重畳バイアスの周波数、重畳バイアス電圧の最大値と最小値の差及びDutyの要素から構成される。本態様では、トナー劣化度に応じて、重畳バイアスの周波数、重畳バイアス電圧の最大値と最小値の差及びDutyの少なくとも1つを調整する。このように重畳バイアスによる現像条件調整の自由度が大きくなる。
(態様J)
(態様A)〜(態様I)において、前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、前記転写手段の転写条件を決定する転写条件決定手段を有する。
本態様によれば、トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が例えば小さい場合は、転写効率を考慮して転写条件として例えば転写電流の設定値を高めることで、転写電流値に高い相関をもつ転写手段の転写ニップの転写率を高めることできる。逆に、トナー劣化度が例えば大きい場合は、転写電流の設定値を小さくすることで、転写手段の支持部での過転写を軽減して主走査方向の画像濃度ムラ(主走査方向のトナー付着量の偏差)を小さくすることができる。
(態様K)
(態様J)において、前記転写条件決定手段は、前記トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が相対的に小さい場合には前記転写手段の転写電流の設定値を大きくし、トナー劣化度が相対的に大きい場合には前記転写電流の設定値を小さくする。
本態様によれば、トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が相対的に小さくてトナー帯電量が相対的に大きい場合には、転写電流の設定値を大きくしても、転写手段の支持部での過転写の影響は小さい。よって、トナー劣化度が相対的に小さい場合には、転写手段の転写電流の設定値を大きくすることで、転写電流値に高い相関をもつ転写手段の転写ニップの転写率を高めることできる。一方、トナー劣化度が相対的に大きくてトナー帯電量が相対的に小さい場合には、転写手段の転写ニップを流れる転写電流値が小さくなるため、支持部のニップ部分を流れる転写電流値が大きくなり過転写が促進されて主走査方向の画像濃度ムラが大きくなる。よって、トナー劣化度が相対的に大きい場合には、転写手段の転写電流の設定値を小さくすることで、転写手段の支持部での過転写を軽減して主走査方向の画像濃度ムラを小さくすることができる。
(態様L)
(態様A)〜(態様K)において、前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、前記像担持体の表面の帯電電位と前記現像手段に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する制御部10等の制御手段を有し、該制御手段は、前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度が相対的に小さい場合には地肌ポテンシャルを比較的小さく調整する調整処理を実行し、当該トナー劣化度が相対的に大きい場合には地肌ポテンシャルを比較的大きく調整する調整処理を実行することを特徴とするものである。
画像形成装置では、地肌ポテンシャルが大きくなるにつれて、かぶり(地汚れ)が発生し難くなる。その一方で、中間調画像でのキャリア付着による白斑点が発生し易くなる。また、トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が相対的に小さくてトナー帯電量が相対的に大きい場合、かぶりの余裕度は大きく、その一方で中間調画像での白斑点の余裕度は小さくなる。中間調画像の現像時に、中間調画像のエッジ効果を付与したことに伴い、エッジ部の電界がエッジ部に対し内側のライン部よりも大きくなる。このとき、トナー劣化度が相対的に小さくてトナー帯電量が相対的に大きいと、キャリアのエッジ部付着が顕著化して中間調画像での白斑点の発生が多くみられる。逆に、トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が相対的に大きくてトナー劣化度が相対的に小さい場合、中間調画像での白斑点の余裕度は大きく、その一方でトナーが地肌部に現像されやすくなってかぶりが多くなり、そのかぶりの余裕度が小さくなる。本態様では、トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度が相対的に小さくてトナー帯電量が相対的に大きい場合には、例えば像担持体の一様帯電電位を比較的低くすることで、地肌ポテンシャルを比較的小さくする。それにより、かぶりの余裕度が大きい分、中間調画像でのエッジ効果に伴うキャリアのエッジ部付着を抑えて中間調画像での白斑点の発生を抑えられ、中間調画像での白斑点の余裕度を確保することができる。逆に、トナー劣化度が相対的に大きくてトナー帯電量が相対的に小さい場合には、例えば像担持体の一様帯電電位を比較的高くすることで、地肌ポテンシャルを比較的大きくする。それにより、中間調画像での白斑点の余裕度が大きい分、かぶりの発生を抑えられ、かぶりの余裕度を確保することができる。
1 複写機
10 制御部
11 画像読取部
12 作像部
13 給紙部
14 転写部
15 定着部
16 排紙部
17 表示・操作部
111 コンタクトガラス
112 読取センサ
120 画像形成ユニット
121 トナー供給部
122 感光体ドラム
123 帯電部
124 露光部
125 現像部
126 除電部
127 清掃部
131 用紙収容部
132 給紙ローラ
133 給紙ベルト
134 レジストローラ
141 駆動ローラ
142 従動ローラ
143 中間転写ベルト
144 1次転写ローラ
145 2次転写ローラ
146 2次対向ローラ
151 搬送ベルト
152 定着ベルト
153 定着ローラ
154 定着ベルト搬送ローラ
155 定着対向ローラ
156 発熱部
161 排紙ベルト
162 排紙ローラ
163 排紙口
164 用紙収容部
171 パネル表示部
172 操作部
201 トナー付着量検出センサ
特許第5459600号公報

Claims (12)

  1. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上のトナー像をトナー付着部材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
    前記トナー付着部材上に転写され付着した前記トナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
    該トナー付着量検出手段により検出された前記トナー像のトナー付着量に基づきトナー劣化度を算出するよう処理するトナー劣化度算出処理手段とを有し、
    該トナー劣化度算出処理手段は、前記トナー付着部材の移動方向で異なる箇所に、画像面積率が互いに異なるトナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるよう、前記トナー像形成手段を用いて前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を前記像担持体上に形成させ、前記トナー付着量検出手段を用いて前記トナー劣化度検出用トナーパターンについて前記トナー付着部材の移動方向に対し直交する方向で異なる箇所のトナー付着量をそれぞれ検出させ、検出した前記トナー劣化度検出用トナーパターンの複数のトナー付着量から前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を算出し、算出した複数の前記トナー劣化検出用トナーパターンのトナー付着量の偏差を比較した結果に基づき前記トナー劣化度を算出することを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1記載の画像形成装置において、
    直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
    前記転写手段は、点支持で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記転写手段の転写制御は、定電流制御であることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記トナー像形成手段は、少なくとも、前記トナー付着部材の移動方向における相対的に同一である位置に、前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像がそれぞれ転写されるよう前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を前記像担持体上に形成することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記転写手段は、軸方向の両側を支持する転写ローラを備え、
    前記トナー像形成手段は、少なくとも、前記トナー付着部材の移動方向に対し直交する方向において前記転写ローラの中央部と支持部にそれぞれ対応する前記トナー付着部材の中央部と支持部を含む2箇所以上に、前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像が転写されるよう前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像を前記像担持体上に形成することを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記トナー像形成手段は、前記トナー劣化度検出用トナーパターンのトナー像をベタ画像で前記像担持体上に形成することを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像条件を決定する現像条件決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項8記載の画像形成装置において、
    直流電圧に交流電圧を重畳した現像方式の現像条件は、重畳バイアスの周波数、重畳バイアス電圧の最大値と最小値の差及びDutyの要素から構成されることを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、前記転写手段の転写条件を決定する転写条件決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  11. 請求項10記載の画像形成装置において、
    前記転写条件決定手段は、前記トナー劣化度算出処理手段によって算出されたトナー劣化度が相対的に小さい場合には前記転写手段の転写電流の設定値を大きくし、トナー劣化度が相対的に大きい場合には前記転写電流の設定値を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度に基づき、前記像担持体の表面の帯電電位と前記現像手段に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する制御手段を有し、該制御手段は、前記トナー劣化度検出手段によって検知されたトナー劣化度が相対的に大きい場合には地肌ポテンシャルを比較的小さく調整する調整処理を実施し、当該トナー劣化度が相対的に小さい場合には地肌ポテンシャルを比較的大きく調整する調整処理を実施することを特徴とする画像形成装置。
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