JP4956972B2 - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

最近の電子写真方式の画像形成装置では、カラー画像形成装置の普及に伴い、普通紙の他に塗工紙が多く使用されるようになってきている。普通紙は、表面に塗料を塗っていない転写紙であり、一般的に使用されている。一方、塗工紙は、画像形成後の仕上がりをよくするために、表面に白土（クレー）等の顔料を塗って平滑にした転写紙であり、使用している塗料の種類や、表面の平滑度等の違いにより、コート紙・光沢紙といった種類に細分化されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像が形成された感光体に対して現像剤（一成分現像の場合はトナー、二成分現像の場合はトナー及びキャリア）が担持された現像剤担持体を相対的に移動させて、感光体上の静電潜像を現像している。この際、地肌カブリ（本来トナーが付着すべきでない地肌部へのトナー付着）が生じないように、感光体の地肌部の表面電位と現像剤担持体のバイアス電位（以下単に現像バイアスともいう）との間に電位差を設定している。この電位差のことをカブリマージンという。

しかしながら、カブリマージンを適正な値に設定しても、耐刷による経時変化により地肌カブリ（以下単にカブリともいう）は悪化する。これは、現像剤が撹拌等のストレスにより劣化し、低帯電トナー、未帯電トナー、あるいは逆帯電トナーといったカブリの要因となる帯電不良トナーが増加するためである。

このため、例えば、特許文献２には、画像形成前に、現像バイアスを変化させながらトナーセンサによりトナー濃度を検出して、現像バイアスに対するトナー濃度の特性曲線を求め、トナー未付着状態におけるトナー濃度出力が得られる現像バイアスが基準値より高い場合には、現像バイアスを所定量高くして画像形成を行うことにより、カブリレベルの上昇に対応する画像形成装置が記載されている。すなわち、カブリマージンを変更することによりカブリの経時的な悪化に対応する画像形成装置が記載されている。

しかしながら、特許文献２では、常にカブリが生じないようにカブリマージンの設定を変更しているので、帯電不良トナーはカブリトナーとなって消費されることがなく、現像槽に蓄積される一方となる。そのため、そのうちカブリマージンの変更によっては対応できなくなり、結果として短時間でカブリが悪化することになる。

現像槽に帯電不良トナーを蓄積させないように、例えば、特許文献３には、カブリマージンを可変制御して、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させることにより、良好な画質の維持を図ることが記載されている。
特開２００４−２８４８０４号公報 特開平５−２２４５１２号公報 特開２００１−２２２４０号公報

しかしながら、特許文献３のように、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させる場合では、感光体に付着しているカブリトナーと転写装置との間に用紙が介在していない。そのため、例えば転写ローラ等の接触転写を用いたシステムでは、感光体に強制付着したカブリトナーが転写ローラに付着し、転写ローラに付着したカブリトナーが用紙の裏面に付着するいわゆる裏汚れが発生する。この際、カブリトナーが転写ローラに転移しないようなバイアス電圧を転写ローラに印加しているが、転移を十分に抑制することは難しく、多い場合は半分程度のカブリトナーが転写ローラに転移する。特に、普通紙と塗工紙とを使用する画像形成装置においては、転写ローラに転移したカブリトナー量が同じであっても、塗工紙に対するトナーの移行効率の方が普通紙に対するトナーの移行効率よりも高いため、塗工紙の方が普通紙よりも裏汚れが目立ちやすくなる。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させる際に、各種記録媒体において裏汚れが目立ず、効率良く現像装置内の帯電不良トナーを排出させる画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明によれば、
静電潜像担持体に複数の検出パターンを形成する作像部と、
前記検出パターンのカブリレベルを検出するカブリレベル検出部と、
画像領域目標カブリレベルを記憶し、画像領域目標表面電位の変更値を記録媒体の種類毎に記憶する記憶部と、
前記カブリレベル検出部により得られた各検出パターンに対応する出力値と、各検出パターンを形成したときの前記静電潜像担持体の表面電位との関係式を算出し、当該関係式に前記記憶部に記憶されている画像領域目標カブリレベルを代入して、カブリトナーが付着しないときの画像領域目標表面電位を算出し、当該画像領域目標表面電位に、選択された記録媒体の種類に対応する前記変更値を加算して、絶対値が当該画像領域目標表面電位よりも小さい非画像領域目標表面電位を算出し、当該非画像領域目標表面電位を、非画像領域における前記静電潜像担持体の表面電位として設定する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
塗工紙に対応する前記変更値の絶対値が、普通紙に対応する前記変更値の絶対値より小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記静電潜像担持体の周囲に、前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記静電潜像担持体の表面を露光し前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、トナーを保持した現像剤担持体により前記静電潜像を現像する現像装置と、を有する作像部が配置されてい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が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
中間転写体を備え、
前記中間転写体に対向して、前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記静電潜像担持体の表面を露光し前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、トナーを保持した現像剤担持体により前記静電潜像を現像し前記静電潜像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、をそれぞれ有する複数の作像部が配置されてい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が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
静電潜像担持体の表面を帯電し、この表面を露光することによって静電潜像を形成し、トナーで現像する作像部と、前記作像部により形成された検出パターンのカブリレベルを検出するカブリレベル検出部と、画像領域目標カブリレベルを記憶し、画像領域目標表面電位の変更値を記録媒体の種類毎に記憶する記憶部と、を備える画像形成装置を制御するコンピュータを、
前記カブリレベル検出部により得られた各検出パターンに対応する出力値と、各検出パターンを形成したときの前記静電潜像担持体の表面電位との関係式を算出し、当該関係式に前記記憶部に記憶されている画像領域目標カブリレベルを代入して、カブリトナーが付着しないときの画像領域目標表面電位を算出し、選択された記録媒体の種類に対応する変更値を前記記憶部から読み出し、算出された画像領域目標表面電位に当該変更値を加算して、絶対値が当該画像領域目標表面電位よりも小さい非画像領域目標表面電位を算出し、当該非画像領域目標表面電位を、非画像領域における前記静電潜像担持体の表面電位として、前記作像部に対し設定する制御部として機能させるためのプログラムが提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
塗工紙に対応する前記変更値の絶対値が、普通紙に対応する前記変更値の絶対値より小さいことを特徴とする請求項５に記載のプログラムが提供される。

本発明によれば、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させる際に、裏汚れが目立ちやすい記録媒体ほど感光体の非画像領域に付着させるカブリトナー量を少なくすることができる。すなわち、裏汚れが目立ちやすい記録媒体では感光体の非画像領域に付着するカブリトナー量を少なくして、裏汚れを抑制し、裏汚れが目立ちにくい記録媒体では感光体の非画像領域に付着するカブリトナー量を多くして現像装置内から多くの帯電不良トナーを排出させることができる。従って、各種記録媒体において裏汚れが目立たず、効率良く現像装置内の帯電不良トナーを排出させることができる。

（装置の全体構成及び基本動作）
本発明の最良の実施形態として、タンデムフルカラー画像形成装置に本発明を適用した場合について説明するが、一例であり、これに限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。イエロー作像部Ｙ、マゼンタ作像部Ｍ、シアン作像部Ｃ、黒作像部Ｋが中間転写体２０の移動方向に沿って設けられている。イエロー作像部Ｙは、帯電装置１１Ｙ、露光装置１２Ｙ、現像装置１３Ｙ、クリーニング装置１４Ｙ、表面電位センサ３１Ｙが感光体１０Ｙの周囲に感光体１０Ｙの回転方向に沿って設けられている。帯電装置１１Ｙにより均一に帯電された感光体１０Ｙの表面が露光装置１２Ｙにより露光されて潜像が形成され、該潜像が現像装置１３Ｙにより現像されることで、感光体１０Ｙの表面にイエロートナー画像が形成される。

中間転写体２０を挟んでイエロー作像部Ｙの反対側には、一次転写ローラ１５Ｙが設けられている。一次転写ローラ１５Ｙに所定の電圧を印加するより、感光体１０Ｙ上のイエロートナー画像が中間転写体２０に転写される。一方、一次転写ローラ１５Ｙとの対向部を通過した感光体１０Ｙの表面はクリーニング装置１４Ｙとの対向部に到達し、一次転写ローラ１５Ｙによって転写されなかった転写残トナーがクリーニング装置１４Ｙにより回収される。

マゼンタ作像部Ｍ、シアン作像部Ｃ、黒作像部Ｋについては、イエロー作像部Ｙと同一構成であるので、説明は省略する。

本実施形態の画像形成装置は、モノクロモードとフルカラーモードとを有し、モノクロモードの際は、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃへの圧接が解除されており、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃに対向する中間転写体２０の部分は感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃより離間している。一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは１つのユニットで構成されており、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの圧接解除は一体的に連動して行われる。フルカラーモードの際は、全ての一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが圧接されている。一次転写ローラ１５Ｋは、モノクロモード及びフルカラーモードにかかわらず常に感光体１０Ｋに圧接されている。

各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて形成された各トナー画像は、中間転写体２０上で重ね合わされ、フルカラートナー画像が形成される。

中間転写体２０は、ベルト形状であり、駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、従動ローラ２４に張架されている。中間転写体２０の走行は、図示しない駆動モータによる駆動ローラ２１の回転により行われる。

中間転写体２０を挟んでアースローラ２２の反対側には、二次転写ローラ２５が設けられている。中間転写体２０と二次転写ローラ２５との間は、タイミングローラ２７を通過した後の記録媒体Ｐが通過する経路となっており、二次転写ローラ２５に所定の電圧を印加することにより、中間転写体２０上のフルカラートナー画像が記録媒体Ｐに転写される。転写後の記録媒体Ｐは、定着装置４により定着される。

中間転写体２０を挟んで従動ローラ２４の反対側には、クリーニング装置２６が設けられており、二次転写ローラ２５によって転写されなかった転写残トナーが回収される。

中間転写体２０の二次転写ローラ２５よりも下流でクリーニング装置２６よりも上流の位置に対向してカブリレベル検出センサ３０が設けられている。後述のカブリ変動補正制御において、各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで形成した検出パターンを、各一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより中間転写体２０に転写させ、カブリレベル検出センサ３０により検出パターンのカブリレベルを検出する。カブリ検出を行う際には二次転写ローラ２５による転写は行わない。

記録媒体Ｐは、用紙カセット５０Ａ、５０Ｂに収容されており、用紙カセット５０Ａ、５０Ｂの端部にはそれぞれ給紙ローラ５１Ａ、５１Ｂが設けられている。給紙カセット５０Ａに収容された記録媒体Ｐは、給紙ローラ５１Ａにより給紙され、搬送ローラ５２Ａ、搬送ローラ５４、搬送ローラ５５を経由してタイミングローラ２７に供給される。同様に、給紙カセット５０Ｂに収容された記録媒体Ｐは、給紙ローラ５１Ｂにより給紙され、搬送ローラ５２Ｂ、搬送ローラ５３、搬送ローラ５４、搬送ローラ５５を経由してタイミングローラ２７に供給される。

（作像部の構成及び作像プロセス）
図２は、図１における各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの詳細図である。各作像部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについては同一構成であるので、各作像部の構成要素における末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号については省略して示す。

本実施形態においては、負帯電感光体、負帯電トナーを用い、負極性の現像バイアスを印加して反転現像を行う場合について説明するが、一例であり、これに限定されるものではない。つまり、本発明においては、正帯電感光体、正帯電トナーを用い、正極性の現像バイアスを印加して反転現像を行う場合についても適用可能であり、また正規現像を行う場合においても適用可能である。

感光体１０は、負帯電感光体であり、図中の矢印方向に回転する。負帯電感光体としては、例えばフタロシアニン系の感光体が使用できる。

帯電装置１１は、感光体１０の表面を負極性に帯電させる。スコロトロン帯電装置やローラ帯電装置等の帯電装置が使用できる。表面電位センサ３１は、帯電電位を制御するために用いられる。表面電位センサ３１の出力値を帯電装置１１にフィードバックすることにより帯電電位が制御される。

露光装置１２は、帯電装置１１により負極性に帯電された感光体１０に対し、画像データに基づいた露光を行うことにより感光体１０の表面に潜像を形成させる。露光装置１２の光源としては、半導体レーザやＬＥＤアレイ等が使用できる。

現像装置１３は、本実施形態においては、二成分現像装置を用いた場合について説明するが、一成分現像装置を用いることも可能である。ケーシング１３０の内部にトナー及びキャリアを主成分とする現像剤が収容されている。トナーは、キャリアとの摩擦帯電により負極性に帯電する負帯電トナーである。

現像スリーブ１３１は、現像剤を担持して図中の矢印方向に回転（感光体との対向部では感光体の移動方向と反対方向に移動）することで感光体１０との対向部に現像剤を供給する。現像スリーブ１３１の内部には、磁気力により現像スリーブ１３１上に現像剤を保持するためのマグネットロール１３２が固定されて設けられている。ケーシング１３０の内部で現像スリーブ１３１に対向する位置には、現像スリーブ１３１上の現像剤量を規制する規制ブレード１３３が設けられている。現像スリーブ１３１に対向して規制ブレード１３３よりも現像スリーブ１３１の回転方向上流の位置には、現像スリーブ１３１に現像剤を供給するためのバケットローラ１３４が設けられている。バケットローラ１３４を介して現像スリーブ１３１と反対側には、ケーシング１３０内部で現像剤を循環搬送させながら混合撹拌するための搬送スクリュー１３５，１３６が設けられている。

搬送スクリュー１３５，１３６により循環搬送され混合撹拌された現像剤は、トナーとキャリアとの摩擦帯電により、トナーが負極性に、キャリアが正極性に帯電される。この帯電した現像剤はバケットローラ１３４を介して現像スリーブ１３１に供給される。現像スリーブ１３１に供給された現像剤は規制ブレード１３３により現像剤の高さが規制され、感光体１０との対向部に供給される。

現像スリーブ１３１には、感光体１０へのトナー付着量を制御するための現像バイアスＶｂが印加されている。現像バイアスＶｂは、本実施形態においては、直流成分Ｖｂ（ＤＣ）と交流成分Ｖｂ（ＡＣ）とが重畳された現像バイアスを用いた場合について説明するが、直流成分のみからなる現像バイアスを用いることも可能である。

図３は、作像プロセスにおける感光体電位と現像バイアス電位との関係を示す遷移図である。まず、感光体１０は、帯電装置１１により表面が均一に負帯電される。このとき、表面電位センサ３１により検出された値が帯電装置１１にフィードバックされ、感光体１０は所定の帯電電位（Ｖ０）に帯電される（図３（ａ））。

次に、所定の負電位に帯電された感光体１０の表面は、露光装置１２により画像データに基づいた露光が行われる。これにより、露光部分の負電位の絶対値が小さく（Ｖｉ）なり、静電潜像が形成される（図３（ｂ））。

次に、静電潜像が形成された感光体１０の表面は、現像スリーブ１３１との対向部に到達し、現像が行われる。現像スリーブ１３１には現像バイアスＶｂが印加されており、露光手段１２により露光された部分に現像剤中のトナーが付着する。また、表面電位Ｖ０と現像バイアスＶｂ（ＤＣ）との電位差が十分に大きくないと、未露光部分にカブリトナーとして付着する（図３（ｃ））。

（カブリ制御）
＜カブリ制御構成＞
図４は、本実施形態に係るカブリ制御の制御構成を示すブロック図である。カブリ制御に関連する制御構成のみを示し、それ以外の制御構成については省略している。所定のプログラムに従ってカブリ制御を行う制御部４０を中心に、以下の各部から構成されている。

記憶部４１は、制御部４０から適宜読み出され実行可能なカブリ制御の制御プログラム、プリント枚数、後述の画像領域目標カブリレベル値、用紙カセット５０Ａ、５０Ｂに収容されている記録媒体の種類（塗工紙、普通紙等）、記録媒体の種類毎の後述の画像領域目標カブリ制御パラメータ値からの変更値、等を記憶している。操作部４２は、用紙カセット５０Ａ、５０Ｂの選択を含む画像形成条件の設定、画像形成の開始指示、等を行うためのものである。カブリレベル検出センサ３０は、反射型の光学式センサであり、中間転写体２０上のカブリレベルに対応した出力値を制御部４０に入力する。表面電位センサ３１は、感光体１０の表面電位に対応した出力値を制御部４０に入力する。

現像バイアス電源１３８は、現像スリーブ１３１に現像バイアスＶｂを印加するための電源であり、カブリ制御時において、制御部４０により、カブリレベル検出センサ３０の出力値に基づいて決定される現像バイアスＶｂを出力するよう制御される。本実施形態においては、現像バイアスＶｂは、直流成分Ｖｂ（ＤＣ）と交流成分Ｖｂ（ＡＣ）とが重畳されており、Ｖｂ（ＤＣ）値、Ｖｂ（ＡＣ）のピークツーピーク値、Ｖｂ（ＡＣ）の周波数が、制御部４０により制御可能となっている。

帯電装置１１は、制御部４０により、表面電位センサ３１の出力値に基づいて帯電出力値の調整が行われる。

一次転写ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ）圧接解除モータ１５１は、フルカラーモードとモノクロモードとで一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの圧接解除の切り換えを行うモータである。フルカラーモードでは、制御部４０により、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは圧接状態に切り換えられ、モノクロモードでは、制御部４０により、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは解除状態に切り換えられる。

＜カブリ制御パラメータ＞
図５は、本実施形態のフルカラーモードに係るカブリマージンとカブリ面積率との関係を示す特性図である。この特性図はあくまでも一例であり、装置構成、環境条件等によって絶対的な値が異なることは言うまでもない。カブリマージンとは、感光体の表面電位Ｖ０と現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂ（ＤＣ）との差の絶対値をいう（図３（ｃ）参照）。カブリ面積率とは、中間転写体２０上の地肌部分における地肌部分の面積に占めるトナー付着部分（フルカラーモードの場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ４色のカブリトナーが付着している）の面積の割合をいう。

カブリマージン（Ｖ）を横軸、カブリ面積率（％）を縦軸に特性曲線を示している。カブリマージンが大きくなるにつれてカブリ面積率は小さくなる。

モノクロモードにおいても、図示はしないが、カブリマージンとカブリ面積率との関係はフルカラーモードと同様の傾向の特性を示す。

記録媒体の裏汚れの観点から言えば、カブリマージンが小さくカブリ面積率が高いほど、中間転写体２０上のカブリトナー量が多いので裏汚れは顕著になる。中間転写体２０上のカブリトナー量に比例するカブリトナー量が二次転写ローラ２５に移行するからである。普通紙と塗工紙とでは二次転写ローラ２５に移行したカブリトナー量が同一でもそのカブリトナー量が用紙に移行する移行効率が塗工紙の方が高いので、塗工紙の方が普通紙よりも裏汚れが目立つ。

カブリ制御パラメータとしては、上記のカブリマージンを調整する表面電位Ｖ０、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂ（ＤＣ）の他に、Ｖｂ（ＡＣ）のピークツーピーク値、Ｖｂ（ＡＣ）の周波数等が挙げられる。また、これらのパラメータを組み合わせて用いてもよいことはもちろんである。

一般的に、Ｖｂ（ＡＣ）のピークツーピーク値を小さくするとカブリ面積率は小さくなり、Ｖｂ（ＡＣ）の周波数を高くするとカブリ面積率は小さくなる傾向にあるが、現像システムによって傾向が異なる場合もある。

＜カブリ制御のフロー＞
図６は、本実施形態に係るカブリ制御の制御フロー図である。カブリ制御に関連する制御フローのみを示し、それ以外の制御フローについては省略している。

まず、制御部４０は、画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を実行するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１）。画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御は、経時的な画像領域のカブリ変動を補正するための制御であり、ウォーアップ時、所定プリント枚数毎、等の所定のタイミングでカブリレベル検出センサ３０の出力値を検出し、検出された出力値に基づいて画像領域のカブリ制御パラメータ値を算出し設定する制御である。

画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を実行するタイミングであると判断すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御部４０は、画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を実行する（ステップＳ２）。画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を実行するタイミングでないと判断すると（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、制御部４０は、画像形成開始の指示がされたか否かを判断する。画像形成開始の指示がされたと判断すると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、制御部４０は、非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を実行する（ステップＳ４）。非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御は、本発明に関する制御であり、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させる際に、記録媒体の種類に応じて非画像領域のカブリ制御パラメータ値を設定する制御である。画像形成開始の指示がされていないと判断すると（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、ステップＳ２の画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御により設定された画像領域のカブリ制御パラメータ値、及びステップＳ４の非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御により設定された非画像領域のカブリ制御パラメータ値に基づいてカブリ制御動作を実行する。

図７は、図６のステップＳ２に係る画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御の制御フロー図である。一例として、フルカラーモードにおいて感光体の表面電位Ｖ０をカブリ制御パラメータとして用いてカブリマージンを変化させる場合について説明するが、カブリ制御パラメータとして現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂ（ＤＣ）を用いてカブリマージンを変化させてもよいし、また、カブリ制御パラメータとしてＶｂ（ＡＣ）のピークツーピーク値、Ｖｂ（ＡＣ）の周波数を用いてもよい。

まず、制御部４０は、各作像部の感光体１０上に表面電位Ｖ０を変更しながらトナー濃度の異なる複数の検出パターンを形成する。この際、各作像部で形成された複数の検出パターンは、中間転写体２０上でそれぞれ対応して重なるように制御される（ステップＳ２１）。

次に、制御部４０は、中間転写体２０上に形成された複数の検出パターンをカブリレベル検出センサ３０により検出し、それぞれの検出パターンに対応する出力値を得る（ステップＳ２２）。

次に、制御部４０は、それぞれの検出パターンに対応するカブリレベル検出センサ３０の出力値とその検出パターンを形成したときの表面電位Ｖ０とから、表面電位Ｖ０とカブリレベル検出センサ３０の出力値との関係式を算出する。例えば、公知の最小２乗法を用いて２次式への近似を行うことにより回帰式を算出する（ステップＳ２３）。

次に、制御部４０は、算出された関係式に記憶部４１に記憶されている画像領域の目標カブリレベルに対応するカブリレベル検出センサ３０の出力値（画像領域目標カブリレベル値）を代入し、画像領域目標カブリレベル値を得るための画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉを算出する。例えば、画像領域目標カブリレベル値は、中間転写体２０上にほとんどカブリトナーが付着しない（つまり、各感光体１０上にほとんどカブリトナーが付着しない）状態の値であり、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉで作像を行うと各感光体１０上にはカブリトナーはほとんど付着しない（ステップＳ２４）。

次に、制御部４０は、算出された画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉを記憶部４１に記憶させる（ステップＳ２５）。

図８は、図６のステップＳ４に係る非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御の制御フロー図である。本実施形態では、画像形成開始後の頁画像と頁画像との間の感光体の非画像領域にカブリトナーを付着させる場合について説明するが、画像形成前後の感光体の空回転時にカブリトナーを付着させてもよい。

また、用紙カセット５０Ａには普通紙が収容され、用紙カセット５０Ｂには塗工紙が収容されていると共に、表１に示すように、用紙カセット５０Ａに普通紙が、用紙カセット５０Ｂに塗工紙が対応付けられて記憶部４１に記憶されているものとする。

さらに、表２に示すように、上述の画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉからの変更値ΔＶ０が記録媒体の種類に対応付けられて記憶部４１に記憶されているものとする。普通紙であれば−１２０Ｖが、塗工紙であれば−６０Ｖが記憶されている。

まず、制御部４０は、操作部４２から制御部４０の入力端子４０ａ［記録媒体選択情報入力部］に入力される記録媒体選択情報に基づいて、選択されている用紙カセットを特定する（ステップＳ４１）。

次に、制御部４０は、特定された用紙カセットに対応する記録媒体の種類を記憶部４１から読み出す（ステップＳ４２）。本実施形態では、表１に従い、選択されている用紙カセットが用紙カセット５０Ａであれば「普通紙」が読み出され、選択されている用紙カセットが用紙カセット５０Ｂであれば「塗工紙」が読み出される。

次に、制御部４０は、読み出された記録媒体の種類に対応する画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉからの変更値ΔＶ０を記憶部４１から読み出す（ステップＳ４３）。本実施形態では、表２に従い、普通紙であれば「−１２０Ｖ」が読み出され、塗工紙であれば「−６０Ｖ」が読み出される。

次に、制御部４０は、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉを記憶部４１から読み出す（ステップＳ４４）。この画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉは、画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御が実行される度に更新されている。

次に、制御部４０は、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉと、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉからの変更値ΔＶ０とに基づいて、当該記録媒体における非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉを算出する（ステップＳ４５）。本実施形態では、普通紙であれば「非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉ＝画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉ−１２０Ｖ」が算出され、塗工紙であれば「非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉ＝画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉ−６０Ｖ」が算出される。その結果、非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉは、塗工紙の方が普通紙よりも６０Ｖ高くなり、カブリマージンも塗工紙の方が普通紙よりも６０Ｖ高くなる。例えば、画像領域の目標カブリマージンが２００Ｖであるとすると、普通紙の非画像領域の目標カブリマージンは８０Ｖとなり、塗工紙の非画像領域の目標カブリマージンは１４０Ｖとなる。

画像領域では、目標カブリマージンが２００Ｖと高い値に設定され、感光体１０上にほとんどカブリトナーが付着しない。非画像領域では、カブリトナーを付着させるためカブリマージンは画像領域よりも低い値（塗工紙：１４０Ｖ、普通紙：８０Ｖ）に設定されると共に、塗工紙では、１４０Ｖと普通紙の８０Ｖよりも高い値に設定され、感光体１０上に付着させるカブリトナーを普通紙よりも少なくしている。

これにより、裏汚れが目立ちやすい塗工紙においては、感光体１０上に付着させるカブリトナー量を少なくしているので裏汚れが抑制され、裏汚れが目立ちにくい普通紙においては、感光体１０上に付着させるカブリトナー量を多くしているので現像装置内から多くの帯電不良トナーが排出される。

本実施形態のように、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉの値から変更する形で非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉを設定するようにすれば、経時的に画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉが変化した場合にも対応でき、より精度良く非画像領域のカブリレベルの設定を行うことができる。

次に、制御部４０は、算出された非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉを記憶部４１に記憶させる（ステップＳ４６）。

図９は、図６のステップＳ５に係るカブリ制御動作の実行に関する制御フロー図である。まず、制御部４０は、感光体１０の表面電位Ｖ０を記憶部４１に記憶されている画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉに設定する（ステップＳ５１）。

次に、制御部４０は、頁画像の画像形成終了タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ５２）。頁画像の画像形成終了タイミングであると判断すると（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）、制御部４０は、感光体１０の表面電位Ｖ０を記憶部４１に記憶されている非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉに設定する（ステップＳ５３）。頁画像の画像形成終了タイミングでないと判断すると（ステップＳ５２；Ｎｏ）、頁画像の画像形成終了タイミングであると判断するまで待機する。

次に、制御部４０は、頁画像の画像形成開始タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ５４）。頁画像の画像形成開始タイミングであると判断すると（ステップＳ５４；Ｙｅｓ）、制御部４０は、当該頁画像が最後の頁画像であるか否かを判断する（ステップＳ５５）。頁画像の画像形成開始タイミングでないと判断すると（ステップＳ５４；Ｎｏ）、制御部４０は、頁画像の画像形成開始タイミングであると判断するまで待機する。

ステップＳ５５において、当該頁画像が最後の頁画像であると判断すると、制御部４０は、感光体１０の表面電位Ｖ０を記憶部４１に記憶されている画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉに設定する（ステップＳ５６）。当該頁画像が最後の頁画像でないと判断すると、ステップＳ５１に戻る。

このように、感光体の表面電位Ｖ０は、画像領域においては、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉに設定され、非画像領域においては、非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉに設定され、画像形成が行われることになる。非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉは、上述したように記録媒体の種類に対応付けられた値に設定されている。

以上のように、本発明によれば、現像装置内の帯電不良トナーを感光体の非画像領域に強制付着させてカブリトナーとして現像装置外へ強制排出させる際に、裏汚れが目立ちやすい記録媒体ほど感光体の非画像領域に付着させるカブリトナー量を少なくするので、裏汚れが目立ちやすい記録媒体では感光体の非画像領域に付着するカブリトナー量が少なく裏汚れが抑制され、裏汚れが目立ちにくい記録媒体では感光体の非画像領域に付着するカブリトナー量が多く現像装置内から多くの帯電不良トナーが排出される。従って、各種記録媒体において裏汚れが目立ず、効率良く現像装置内の帯電不良トナーを排出させることができる。

本実施形態においては、普通紙及び塗工紙が１種類ずつセットされた画像形成装置であったが、例えば、種類の異なる複数の普通紙、種類の異なる複数の塗工紙等がセットされた画像形成装置であってもよい。この場合、用紙毎に画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉからの変更値ΔＶ０が記憶部４１に記憶され、用紙毎に非画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｎｉが設定されることは言うまでもない。

本実施形態においては、操作部４２により用紙カセットを選択することにより、制御部４０に記録媒体選択情報の入力を行ったが、操作部４２により記録媒体の種類を直接選択することにより、制御部４０に記録媒体選択情報の入力をおこなってもよい。また、画像形成装置がプリンタである場合には、ＬＡＮ等のネットワークを介して接続されたパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバを用いて記録媒体の選択を行い、制御部４０に記録媒体選択情報の入力を行ってもよい。

本実施形態においては、画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御を行ったが、これは好ましい形態であって、本発明においては必ずしも必須ではない。この場合、画像領域カブリ制御パラメータ値（本実施形態では、画像領域目標表面電位Ｖ０ｔｉ）は経時的に制御されず固定値となる。

本実施形態においては、タンデムフルカラー画像形成装置に本発明を適用したが、もちろんモノクロの画像形成装置にも適用可能である。

本実施形態においては、カブリ制御プログラムは記憶部４１に記憶されているが、このカブリ制御プログラムは、アップデートの際には、例えば、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバからダウンロードされる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 本実施形態に係る作像部の構成図である。 作像プロセスにおける感光体電位と現像バイアス電位との関係を示す遷移図である。 本実施形態に係るカブリ制御の制御構成を示すブロック図である。 本実施形態のフルカラーモードに係るカブリマージンとカブリ面積率との関係を示す特性図である。 本実施形態に係るカブリ制御の制御フロー図である。 図６のステップＳ２に係る画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御の制御フロー図である。 図６のステップＳ４に係る非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御の制御フロー図である。 図６のステップＳ５に係るカブリ制御動作の実行に関する制御フロー図である。

符号の説明

１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 感光体［静電潜像担持体］
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 帯電装置
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 露光装置
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 現像装置
２０ 中間転写体［トナー画像担持体］
３０ カブリレベル検出センサ［カブリレベル検出部］
４０ 制御部［非画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御部、画像領域カブリ制御パラメータ値設定制御部］
４１ 記憶部
４２ 操作部
５０Ａ、５０Ｂ 用紙カセット
１３８ 現像バイアス電源
Ｖｂ 現像バイアス
Ｖ０ 帯電電位

Claims (6)

1. 静電潜像担持体に複数の検出パターンを形成する作像部と、
   前記検出パターンのカブリレベルを検出するカブリレベル検出部と、
   画像領域目標カブリレベルを記憶し、画像領域目標表面電位の変更値を記録媒体の種類毎に記憶する記憶部と、
   前記カブリレベル検出部により得られた各検出パターンに対応する出力値と、各検出パターンを形成したときの前記静電潜像担持体の表面電位との関係式を算出し、当該関係式に前記記憶部に記憶されている画像領域目標カブリレベルを代入して、カブリトナーが付着しないときの画像領域目標表面電位を算出し、当該画像領域目標表面電位に、選択された記録媒体の種類に対応する前記変更値を加算して、絶対値が当該画像領域目標表面電位よりも小さい非画像領域目標表面電位を算出し、当該非画像領域目標表面電位を、非画像領域における前記静電潜像担持体の表面電位として設定する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 塗工紙に対応する前記変更値の絶対値が、普通紙に対応する前記変更値の絶対値より小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記静電潜像担持体の周囲に、前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記静電潜像担持体の表面を露光し前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、トナーを保持した現像剤担持体により前記静電潜像を現像する現像装置と、を有する作像部が配置されてい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。
4. 中間転写体を備え、
   前記中間転写体に対向して、前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記静電潜像担持体の表面を露光し前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、トナーを保持した現像剤担持体により前記静電潜像を現像し前記静電潜像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、をそれぞれ有する複数の作像部が配置されてい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。
5. 静電潜像担持体の表面を帯電し、この表面を露光することによって静電潜像を形成し、トナーで現像する作像部と、前記作像部により形成された検出パターンのカブリレベルを検出するカブリレベル検出部と、画像領域目標カブリレベルを記憶し、画像領域目標表面電位の変更値を記録媒体の種類毎に記憶する記憶部と、を備える画像形成装置を制御するコンピュータを、
   前記カブリレベル検出部により得られた各検出パターンに対応する出力値と、各検出パターンを形成したときの前記静電潜像担持体の表面電位との関係式を算出し、当該関係式に前記記憶部に記憶されている画像領域目標カブリレベルを代入して、カブリトナーが付着しないときの画像領域目標表面電位を算出し、選択された記録媒体の種類に対応する変更値を前記記憶部から読み出し、算出された画像領域目標表面電位に当該変更値を加算して、絶対値が当該画像領域目標表面電位よりも小さい非画像領域目標表面電位を算出し、当該非画像領域目標表面電位を、非画像領域における前記静電潜像担持体の表面電位として、前記作像部に対し設定する制御部として機能させるためのプログラム。
6. 塗工紙に対応する前記変更値の絶対値が、普通紙に対応する前記変更値の絶対値より小さいことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。

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