JP4227511B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

近年、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、カラーのニーズが高まっている。カラーの画像形成方式としては、画像形成速度等の点で電子写真方式が最も優れていると言われている。

電子写真方式の画像形成装置においては、小型化、高機能化、カラー化が進められてきているが、他方では信頼性の向上、システム展開、メンテナンスフリー、人や環境に優しい等の要求が高まってきており、それらの要求を満たすべく様々な画像形成装置が提案されてきている。

最近では、これら画像形成装置の中でも中間転写方式が主流を占めつつある。この方式は、転写材を選ばないこと、カラーレジストレーションに優れている（色ずれが少ない）こと等の利点がある。さらには、カラー画像出力の高速化のために感光ドラム（感光体）を複数個（例えば、４個）積載して、中間転写体上に順次にトナー像を多重転写し、その後、これら４色のトナー像を一括して転写材上に転写する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、エコロジー対応のために転写残トナーを回収して再利用することで廃棄するトナー量を少なくする方式、例えば、現像同時クリーニング方式などのクリーニング手段を無くした方式（以下「クリーナレス」という。）を採用した複写機やプリンタ等が実用化されてきており、このようなシステムを採用することで画像形成装置自体を小型化できる等のメリットがある。

上述のクリーナレスシステムを採用する場合においては、重合法において生成された球形トナーを用いることによって良好に達成される。重合法によって生成された球形トナーによって、クリーナレスプロセス又は現像同時クリーニングによるトナー再利用プロセスが達成できる理由を、トナーと感光ドラムとの付着力に注目して以下に説明する。

トナーが現像プロセスにおける現像バイアスや潜像電位によって感光ドラムに付着すると、感光ドラム表面に接触したトナーに働く主な力としては、鏡映力とファンデルワールス力とがある。鏡映力は、電荷量とその距離に大きく依存する。従来の粉砕によって生成された粉砕トナーは、その表面には凹凸があり、摩擦帯電により、凸部が集中的に帯電される。これに対して重合法によって生成された重合トナーは、その表面が球形又は球形に近い形状を有するため、表面が均一に帯電される。

そして、粉砕トナーにおいては、凸部が接触し、非常に近接した領域に多くの電荷が存在するために、鏡映力は増大する。しかし、重合トナーのように球形をしていると、接触状態はほとんど点状になり、かつ近接領域の電荷量が少なく、粉砕トナーに比べ鏡映力も小さいので、ファンデルワールス力はより最近接領域が影響し、平面で接触するような状態では非常に大きくなる。

また、粉砕トナーを用いた場合には、多くのトナーの中には上述のような凸部で接触するトナーが多数存在し、この場合にはファンデルワールス力は非常に大きくなる。これに対して、重合トナーは表面形状が球状であるためトナーはほとんど点で接触する。よって、ファンデルワールス力も重合トナーの方が小さくなる。

以上の理由から、球形に近い重合トナーの場合、感光ドラムに対する鏡映力、ファンデルワールス力、つまり付着力が小さくなり転写における転写残トナーが少なく、かつ、現像同時クリーニング時のトナーの回収効果が大きくなり、クリーナレス及び現像同時クリーニングが可能となる。

上述の画像形成装置においては、現像剤中のトナー濃度安定化や出力画像の濃度安定化を目的として濃度制御を行っている。すなわち、像担持体（例えば、感光ドラム）上や中間転写体（例えば、中間転写ベルト）上に濃度検知用のトナー像を形成してその濃度を検出し、このときの濃度とその濃度を与える画像形成条件（例えば帯電バイアス、現像バイアス）とから、濃度制御の目標値を達成するための画像形成条件を決定するようにしている（例えば特許文献１）。

特開平１１−２５８９３１号公報

しかしながら、上述の濃度制御において、濃度制御の目標値を一定にしておくと、環境（例えば、絶対水分量）が変化した場合には、出力濃度が目標値からずれてしまうことがある。これは、環境によってトナートリボが変化すること等に起因する。また、濃度制御における目標値を一定にしておくと、像担持体（上述では感光ドラム）の耐久により、出力濃度が目標値からずれてしまうことがある。これは像担持体の耐久によって像担持体の電気的な特性が変化してしまうためである。

そこで、本発明は、環境（例えば絶対水分量）が変化した場合や、像担持体が劣化した場合においても、高精度の濃度制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、感光体と、この感光体を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された感光体を露光する露光手段と、この露光手段により形成された感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段と、この現像手段により感光体上に形成されたトナー像を転写材へ転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、帯電手段及び現像手段を動作させて形成された所定のパッチ画像の濃度を検出する検出手段と、この所定のパッチ画像の検出濃度と目標濃度との比較により前記帯電手段の帯電バイアスを設定する設定手段と、を有し、この設定手段により設定された帯電バイアスに基づき所定のパッチ画像の検出濃度と比較すべき目標濃度を変更することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の画像形成装置において、前記検出手段は前記感光体に形成された所定のパッチ画像の濃度を検出することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１の画像形成装置において、前記転写手段は前記感光体からトナー像の転写を受けるとともに転写材へトナー像を転写する中間転写体を有し、前記検出手段は前記中間転写体に転写された所定のパッチ画像の濃度を検出することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、前記露光手段を動作させることなく所定のパッチ画像を形成することを特徴とする。

本発明によると、環境（例えば絶対水分量）が変化した場合や、像担持体が劣化した場合においても、高精度の濃度制御を行うことができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、中間転写方式及び現像同時クリーニング方式を用いた、４色フルカラーのプリンタである。

同図に示すプリンタ（以下「画像形成装置」という。）１は、それぞれ色の異なる４色のトナー像を形成する画像形成ユニット、すなわちそれぞれマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成する画像形成ユニットＵＭ，ＵＣ，ＵＹ，ＵＢｋを有しており、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして他部材としての中間転写ベルト（中間転写体）２１が配設されている。

これら４個の画像形成ユニットは、同様の構成であり、以下では、シアンの画像形成ユニットＵＣを例にして構成及び動作を説明する。

画像形成ユニットＵＣは、像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）からなる円筒型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１１を有しており、感光ドラム１１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１１方向へ回転駆動される。

感光ドラム１１の周囲にはその回転方向の沿ってほぼ順に、感光ドラム１１表面を帯電する一次帯電器（帯電手段）１２、帯電後の感光ドラム１１表面を露光して静電潜像を形成する露光装置（露光手段）１３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置（現像手段）１４、感光ドラム１４上のトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する転写ブレード（転写手段）２５、トナー像転写後の感光ドラム１１表面を除電する前露光ランプ（前露光手段）１７が配設されている。

上述の一次帯電器１２は、帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源１２ｂに接続されている。帯電バイアスとしては、例えば直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスを印加するようになっている。なお、この帯電バイアス印加電源１２ｂは、制御装置５０（後述）によって制御される。

上述の現像装置１４には、トナーバッファー１６を経由して現像装置１４にトナーを補給するトナーホッパー（トナー供給手段）が接続されている。

中間転写ベルト２１は、無端状に形成されていて、駆動ローラ２２、支持ローラ２３、バックアップローラ２４に掛け渡されており、駆動ローラ２２の矢印Ｒ２２方向の回転により、矢印Ｒ２１方向に回転駆動される。中間転写ベルト２１は、上述の転写ブレード２５によって感光ドラム１１表面に押圧されて、感光ドラム１１表面との間に一次転写ニップ部（一次転写部）Ｎ１を形成している。また、中間転写ベルト２１は、上述のバックアップローラ２４によって二次転写ローラ（二次転写手段）２６に押圧されて、二次転写ローラ２６との間に二次転写ニップ部（二次転写部）Ｎ２を形成している。さらに、中間転写ベルト２１は、バックアップローラ２４と駆動ローラ２２との間において、ベルトクリーナ５１のクリーニングブレード５１ａが当接されている。このクリーニングブレード５１ａは、転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト２１表面に残ったトナー（二次転写残トナー）を除去するものである。

中間転写ベルト２１の下方には、画像形成に供される転写材Ｐ（例えば、シート状の紙、透明フィルム）の搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての上流側から順に、転写材Ｐを収納する給紙カセット３１、この給紙カセット３１から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ３２、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ３３、搬送されてきた転写材Ｐを一次停止させるとともに所定のタイミングで二次転写ニップ部Ｎ２に供給するレジストローラ３４、転写材Ｐ上に転写された未定着トナー像を定着させる定着装置３５が配設されている。

上述構成の画像形成装置１の動作について、シアンのトナー像を形成するための画像形成ユニットＵＣを用いて説明する。なお、他の画像形成ユニットの動作も同様である。

感光ドラム１１は、矢印Ｒ１１方向に回転駆動され、その表面が一次帯電器１２により所定の極性（例えばマイナス）・電位に一様に帯電される。この際、一次帯電器１２には、一次帯電バイアス印加電源（不図示）によって一次帯電バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１１表面は、上述のように一様に帯電されるようになっている。なお、一次帯電バイアスとしては、例えば、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳バイアスが印加される。

一様帯電後の感光ドラム１１表面は、露光装置１３によって画像情報に応じた走査露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１４によって例えば反転現像される。現像装置１４は、マイナス帯電されたトナーを、感光ドラム１１表面の露光部分（電荷が除去された部分）に付着させ、これにより静電潜像をトナー像として現像する。この際、現像装置１４には、現像バイアス印加電源（不図示）によって現像バイアスが印加され、これにより上述の現像が行われるようになっている。こうして感光ドラム１１表面に形成されたトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１において、転写ブレード２５によって中間転写ベルト２１表面に一次転写される。

以上の動作を各画像形成ユニットにおいて行い、各感光ドラム１１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト２１表面に順次多重転写される。フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト２１に対してマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの順で一次転写が行われ、単色や、２〜３色モードの場合も、必要な色のトナーが前述と同様の工程で順に、中間転写ベルト２１上に一次転写される。そして多重転写されて重ね合わされたトナー像は、レジストローラ３４等によって二次転写ニップ部Ｎ２に供給された転写材Ｐに対して、二次転写ローラ２６により二次転写される。トナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置３５において、定着ローラ３５ａ及び加圧ローラ３５ｂにより加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。

一方、トナー像の一次転写後の感光ドラム１１は、前露光ランプ１７によって電位が均一に整えられ、さらに中間転写ベルト２１に転写されないで表面に残ったトナー（一次転写残トナー）が一次帯電器１２によって再帯電された後、現像装置１４にて現像動作中に現像容器内に回収される。この回収されたトナーは、画像形成に再度、使用されることになる。また、転写材Ｐへの二次転写を終えた中間転写ベルト３１は、その表面に付着している二次転写残トナーが、ベルトクリーナ２７のクリーニングブレード２８によって除去されて次の転写に供される。

上述の画像形成装置１においては、トナー濃度安定化や濃度安定化を目的として、感光ドラム１１表面や中間転写ベルト２１表面に対向するようにして、例えば、図２に示すような濃度センサ（検出手段）４０が配設されている。濃度センサ４０は、同図に概略構成を示すように、発光素子として近赤外光のＬＥＤ４１、受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）４２ａ，４２ｂ，４２ｃを用いて、現像された（顕像化された）トナー像ののった感光ドラム１１上又は中間転写ベルト２１上の正反射光と乱反射光から濃度を検知（検出）するものである。その方法について以下に述べる。なお、図１では、この濃度センサ４０を中間転写ベルト２１表面に対向させて配置し、中間転写ベルト２１上の濃度検知用のトナー像（パッチ）の濃度を検知するようにしている。

同図に示すように、濃度センサ４０は、ＬＥＤ４１と、フォトダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、プリズム４３ａ，４３ｂとを有している。ＬＥＤ４１からの照射光は、プリズム４３ａにより、入射面に対して垂直方向に振動する成分（ｓ波光）と、入射面に対して平行方向に振動する成分（ｐ波光）とに分離される。ｓ波光はフォトダイオード４２ａに照射され、ｐ波光は感光ドラム１１又は中間転写ベルト２１表面に照射される。ここで、感光ドラム１１又は中間転写ベルト２１表面は、トナーがない部分（以下「下地面」という。）Ｆａとトナーがある部分（以下「トナー面」という。）Ｆｂとに分かれる。上述のプリズム４３ａを通過したｐ波光は、下地面Ｆａに入射した場合には、ほぼ正反射してｐ波光としてプリズム４３ｂを通過してフォトダイオード４２ｂに入射する。一方、プリズム４３ａを通過したｐ波光は、トナー面Ｆに照射された場合には、正反射と乱反射との双方が行われ、それぞれｓ波光とｐ波光とに別れてプリズム４３ｂを通過する。フォトダイオード４３ｂを通過したｐ波光は、フォトダイオード４２ｂに入射する。一方、フォトダイオード４３ｂを通過したｓ波光は、はフォトダイオード４２ｃに入射する。つまり、フォトダイオード４２ｂが正反射光を気演出するのに対し、フォトダイオード４２ｃは乱反射光を検知するようになっている。

図３に、トナー濃度に対するフォトダイオード４２ｂ，４２ｃのそれぞれの出力を示す。横軸は濃度、また縦軸はセンサ出力（フォトダイオード４２ｂ，４２ｃの出力）を示している。これによると、正反射光（ｐ波光）を検知するフォトダイオード４２ｂのも、実際には乱反射成分が入射しているものと考えられる。このため、補正出力は、フォトダイオード４２ｂの出力から、フォトダイオード４２ｃの出力に補正係数を乗じたものを引くこと、すなわち、
補正出力＝「ｐ波出力」−「ｓ波出力」×補正係数
で算出される。

この結果、図４に示すような真の正反射出力が得られる。

このような濃度センサ４０を用い、画像形成装置１の最大濃度を制御するために、濃度センサ４０の読み値から帯電電圧、現像電圧等を制御する方法が知られている。

本実施の形態では、図１に示すように、濃度安定化のために、中間転写ベルト（中間転写体）表面に対向させて配置した濃度センサ４０を用いてトナー像の濃度を検知し、その検知結果に基づいて制御手段５０は、帯電バイアス印加電源１２ｂが一次帯電器１２に印加する帯電バイアス（一次帯電バイアス）、又は現像バイアス印加電源（不図示）が現像装置１４に印加する現像バイアスを制御するようにしている。以下、その方法について説明する。なお、以下では制御対象が帯電バイアスである場合を例に説明するが、制御対処が現像バイアスである場合も同様である。

図５に示す検知濃度が目標濃度Ｄａとなるような帯電バイアスの決定値Ｂａを求める。まず、検知濃度が目標濃度Ｄａよりも低くなるような帯電バイアスＢ１で濃度検知用のトナー像（以下「パッチ」という。）Ｔ１を形成する。このときの帯電バイアスＢ１を基準バイアス、トナー像を基準パッチＴ１、その濃度を基準濃度Ｄ１とする。

つづいて帯電バイアスを基準電位Ｄ１から所定の電位（本実施の形態では、２０Ｖ）ずつ段階的に上昇させ、それぞれの帯電バイアスでパッチを順次形成し、それぞれのパッチの濃度を順次検知していく。そして、パッチの検知濃度Ｄｎ＋１（ただし、ｎは自然数）がはじめて目標濃度Ｄａを超えたとき、すなわち目標濃度Ｄａが前回のパッチＴｎの検知濃度Ｄｎと今回のパッチＴｎ＋１の検知濃度Ｄｎ＋１に挟まれたとき、帯電バイアスの決定値Ｂａは、パッチＴｎの帯電バイアスＢｎと帯電バイアスＢｎ＋１とに挟まれる。

帯電バイアスの決定値Ｂａは線形補間によって算出する。すなわち、決定値Ｂａは、
Ｂａ＝（Ｂｎ＋１−Ｂｎ）（Ｄａ−Ｄｎ）／（Ｄｎ＋１−Ｄｎ）
で算出する。

上述の帯電バイアスの決定値Ｂａを求める際、図６に示すテーブルから次回の濃度制御時の目標濃度補正値を求めている。すなわち、今回の帯電バイアスの決定値Ｂａ（制御結果帯電バイアス）の範囲に応じて、それぞれ次回の濃度制御目標値補正量を定め、その補正量に基づいて、次回の目標濃度Ｄａを決定するようにしている。具体的には、同図に示すように、制御結果帯電バイアス（決定値Ｂａ）の範囲、〜−４００Ｖ，−４０１Ｖ〜−５００Ｖ，−５０１Ｖ〜−６００Ｖ，−６０１〜−７００Ｖ，−７００Ｖ〜にそれぞれ対応させて、補正量を、＋１０％，＋５％，±０％，−５％，−１０％に設定している。このようにする理由は、画像形成装置の以下のような特性を反映し、より高精度な濃度制御を行うためである。

本実施の形態のように中間転写ベルト２１上での濃度を検知する方法には、以下のような特徴がある。
・感光ドラム１１上での濃度検知に比べ、より最終画像に近い場所での制御ができる。
・また、特に４個の感光ドラム１１（４つの画像形成ステーション）を有する画像形成装置では、感光ドラム１１上で濃度検知を行う場合には、濃度センサが４つ必要となり、コストやスペースの点で不利である。また、転写材Ｐ上での濃度検知では、非画像部に濃度検知用のパッチを形成し、濃度検知した後に、転写材Ｐのパッチが形成されている部分を切り落とすか、あるいは濃度制御用のパッチを形成する専用の転写材Ｐを使用しなければならない。これに対して、中間転写ベルト２１上での濃度検知ではその必要がない。

しかし、画像形成装置１の構成や材料特性等によっては、中間転写ベルト２１から転写材Ｐへトナー像を二次転写する際に、その二次転写効率の変動が大きい場合があり、中間転写ベルト２１上での濃度制御では、その影響を受け、濃度制御結果に影響がでることがある。

二次転写効率の変動要因のひとつにトナーのトリボ変動がある。これは環境や耐久等により変動する。図７に、本実施の形態におけるトナートリボと二次転写効率との関係を示す。同図に示すように、トナートリボが小さいほど、二次転写効率は低下する。

一方、トナートリボは現像性とも強い相関がある。図８に、所定コントラスト下での現像性、すなわち、トナートリボと感光ドラム上のトナーのり量との関係を示す。同図に示すように、トナートリボが大きいほど、感光ドラム上のトナーのり量は低下する。

したがって、トナー像の一定濃度を得るときの、帯電バイアス値とトナートリボとの関係は、図９に示すような関係となる。トナーの一定濃度を得ようとした場合には、トナートリボが高い場合には、濃度制御結果の帯電バイアスも高くなることがわかる。

これらから帯電バイアスと二次転写効率との間には、図１０に示すような関係があることがわかる。すなわち、濃度制御結果帯電バイアスが高い場合には、二次転写効率が高くなることがわかる。

本発明は、上述のような特性を利用したものである。濃度制御の結果得られる帯電バイアスの結果から、次回の濃度制御時の目標値を図６に示すように補正するのが特徴である。すなわち、制御結果の帯電バイアスの絶対値が大きければ、トナートリボも大きく、二次転写効率も良いため、中間転写ベルト２１上の制御目標濃度が小さくなるように補正する。この場合、帯電バイアスの絶対値が大きいほど、補正量のマイナスを大きくする。これとは逆に、制御結果の帯電バイアスの絶対値が小さければ、トナートリボも小さく、二次転写効率は悪いため、中間転写ベルト２１上の制御目標濃度が大きくなるように補正する。この場合、帯電バイアスの絶対値が小さいほど、補正量のプラスを大きくする。

図１１，図１２に、環境変動の一例として、絶対水分量と、画像形成装置の出力濃度との関係を示す。このうち図１１は、本実施の形態が適用されていない画像形成装置を使用した結果を示し、一方、図１２は、本発明が適用された画像形成装置を使用した結果を示す。同図に示すように、本発明が適用された場合には、環境（例えば、絶対水分量）が変動した場合であっても、出力濃度を一定に保つことができる。

本実施の形態のように、濃度センサ４０を利用して、濃度制御を行い、画像形成条件を決定し、その画像形成条件情報に基づいて、以降の濃度制御の目標値を変更することで、より高精度な濃度制御を行うことができた。

なお、本実施の形態は、環境や耐久の変動による感光ドラム１１の電位特性が少ない系において有効である。

＜実施の形態２＞
図１３及び図１４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、画像形成装置１全体の構成及びの濃度センサ４０については、前述の実施の形態１と同様であるので、適宜説明は省略する。

前述の実施の形態１は、感光ドラム１１の電位特性が、環境や耐久によって大きく変動しない系において有効であった。

しかし、感光ドラム１１の電位変動が大きい場合には不具合を生じるおそれがある。これは、前述の図１０で示した帯電バイアスと二次転写効率との関係が、感光ドラム１１の電位変動により崩れるからである。すなわち、濃度制御結果の帯電バイアスが、トナートリボだけの相関でなく、感光ドラム１１の電位の変動との相関もあらわれてしまうためである。

本実施の形態は、このような場合でも有効なものである。

本実施の形態では、感光ドラム１１表面に対向するように電位センサ（不図示）を配設し、この電位センサによって感光ドラム１１表面の電位を検知するようにしている。

図１３に示すように、電位センサを用いて一定のコントラスト電位にしたときの、濃度センサ４０により検知した濃度と二次転写効率との関係には相関があるので、図１４に示すように、実施の形態１と同様に、一定コントラスト電位にしたときの検出濃度から、濃度制御の目標値を補正するのが特徴である。すなわち、一定コントラスト電位にしたときの濃度が小さければ、トナートリボは大きく、二次転写効率も良いため、中間転写ベルト２１上の制御目標濃度が小さくなるように補正する。この場合、濃度の絶対値が小さいほど、補正量のマイナスを大きくする。これとは逆に、一定コントラスト電位にしたときの濃度が大きければ、トナートリボが小さく、二次転写効率が悪いため、中間転写ベルト２１上の制御目標濃度が大きくなるように補正する。この場合、濃度の絶対値が大きいほど、補正量のプラスを大きくする。

本実施の形態のように、濃度センサ４０を利用して、一定現像電界でのトナー像濃度を検知し、その濃度情報に基づいて、以降の濃度制御の目標値を変更することで、より高精度な濃度制御を行うことができた。

＜実施の形態３＞
上述の実施の形態２においては、一定コントラスト電位状態を作り出すのに、電位センサを用いた電位制御を行うことで達成していたが、これによると、特に４個の感光ドラム１１を有する画像形成装置の場合、各感光ドラムごとに１個ずつ、合計４個の電位センサが必要となり、コストやスペースの点で不利である。

そこで本実施の形態では電位センサを設けず、帯電装置１２を利用して一定コントラスト電位を作り出すようにしている。すなわち、帯電装置１２は、感光ドラム１１表面に当接された帯電ローラ１２ａを有しており、この帯電ローラ１２ａに、帯電バイアス印加電源１２ｂにより帯電バイアスとして、交流電圧（ＡＣ）と直流電圧（ＤＣ）が重畳されたバイアスを印加する。このときのローラ帯電系の電位収束効果を利用して以下のようにして、一定コントラスト電位を作り出している。

帯電バイアスとしてＡＣ＋ＤＣを印加するローラ帯電系では、ＡＣが十分なピーク間電圧Ｖｐｐを有する場合には、感光ドラム１１の表面電位は、印加する帯電バイアスのＤＣ値とほぼ等しくなる。

そこで本実施の形態では、帯電バイアスとして印加するバイアスのうち、直流電圧ＤＣ＝−５００Ｖ、交流電圧ＡＣのピーク間電圧Ｖｐｐ＝１３００Ｖとし、さらに現像バイアスの直流電圧ＤＣをＤＣ＝−６００Ｖとする条件下において、露光装置１３による露光を行わずに、現像装置１４により現像を行うことで、感光ドラム１１の電位特性の変動や露光系の汚れに影響されず、一定のコントラスト電位を作り出している。これ以外の点については、上述の実施の形態２と同様である。

本実施の形態３においても実施の形態２と同様の効果を得ることができた。さらに、本実施の形態によると、前述のように、実施の形態２では必要であった４個の電位センサを省略することができるので、コスト的、スペース的に有利である。

以上の実施の形態では、像担持体としての感光ドラム１１上にトナー像を形成し、このトナー像を一旦、中間転写体としての中間転写ベルト２１に転写した後、転写材Ｐに転写する方式の画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限らず、中間転写体を有さない画像形成装置、すなわち感光ドラム１１上に形成したトナー像を直接、転写材Ｐに転写する方式の画像形成装置に適用することも可能である。この場合には、転写材Ｐが他部材と言うことになり、濃度センサ４０により、感光ドラム１１上で濃度検知を行うようになる。

実施の形態１〜３の画像形成装置の基本的な構成を模式的に示す図である。 実施の形態１〜３で使用する濃度センサの概略構成を示す図である。 トナー像（濃度検知用のパッチ）の実際の濃度と、濃度センサのセンサ出力との関係を示す図である。 トナー像（濃度検知用のパッチ）の実際の濃度と、濃度センサの補正後のセンサ出力との関係を示す図である。 濃度制御方法を説明する図である。 制御結果の帯電バイアスに対する、濃度制御目標値の補正量を示す図である。 トナートリボと二次転写効率との関係を示す図である。 トナートリボと感光ドラム上のトナーのり量との関係を示す図である。 濃度制御結果の帯電バイアスとトナートリボとの関係を示す図である。 濃度制御結果の帯電バイアスと二次転写効率との関係を示す図である。 実施の形態１を適用しない場合の、絶対水分量と出力濃度との関係を示す図である。 実施の形態１を適用した場合の、絶対水分量と出力濃度との関係を示す図である。 実施の形態２において、一定コントラストでの濃度センサによる濃度値と、二次転写効率との関係を示す図である。 実施の形態２において、一定コントラスト電位にしたときの濃度に対する、濃度制御目標値の補正量を示す図である。

符号の説明

１１ 像担持体（感光ドラム）
１２ 帯電手段（一次帯電器）
１２ｂ 帯電バイアス印加電源
１３ 露光手段（露光装置）
１４ 現像手段（現像装置）
２５ 転写手段（転写ブレード）
２１ 他部材（中間転写ベルト）
４０ 濃度検知手段（濃度センサ）
５０ 制御手段

Claims (4)

1. 感光体と、この感光体を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された感光体を露光する露光手段と、この露光手段により形成された感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段と、この現像手段により感光体上に形成されたトナー像を転写材へ転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、
   帯電手段及び現像手段を動作させて形成された所定のパッチ画像の濃度を検出する検出手段と、この所定のパッチ画像の検出濃度と目標濃度との比較により前記帯電手段の帯電バイアスを設定する設定手段と、を有し、この設定手段により設定された帯電バイアスに基づき所定のパッチ画像の検出濃度と比較すべき目標濃度を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段は前記感光体に形成された所定のパッチ画像の濃度を検出することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記転写手段は前記感光体からトナー像の転写を受けるとともに転写材へトナー像を転写する中間転写体を有し、前記検出手段は前記中間転写体に転写された所定のパッチ画像の濃度を検出することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 前記露光手段を動作させることなく所定のパッチ画像を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。

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