JP5082607B2 - 画像形成装置におけるカブリの検出方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成手段を備えた画像形成装置におけるカブリの検出方法および画像形成装置に関する。

電子写真技術を用いた画像形成装置では、環境の変化または経時変化などの様々な要因によって、現像器内において帯電量の低下した不良帯電トナーが増加することがある。それによって、画像の白地部（背景部）に不良帯電トナーが付着し、所謂カブリが発生する。

また、感光体および帯電器の耐久劣化などによって帯電性能が低下し、感光体の表面電位が規定の電位まで達しないことなどの要因によっても、このようなカブリの生じることがある。

カブリは、記録紙（用紙）に転写されることにより、背景部の画像の汚れとしてユーザに認識されることとなる。カブリが発生すると、画像品質を低下させるのみならず、画像形成装置の機器内外を汚染し、また、トナーの消費量が増大するために規定枚数の印字ができなくなるといった可能性がある。

ところで、カブリそれ自体のトナー量は微量であることから、カブリの有無を既存の光学式検出器で検出することが難しく、カブリの検出およびカブリを無くすための自動制御を行うことが容易ではない。そのため、市場においては、ユーザやサービスマンがカブリ画像を目視で確認し、マニュアルで調整しなければならないといった問題がある。

従来より、カブリを検出する先行技術として、特許文献１および２に記載のものがある。すなわち、特許文献１には、現像バイアスおよび転写バイアスを制御して記録媒体上にカブリ像を顕像化する方法が開示されている。また、中間転写体上に複数回重ねたカブリ像を形成した後にそれを記録媒体に転写し、記録媒体上のカブリ濃度とカブリ像の回数とでプロットしたカブリ曲線が初期のカブリ曲線に近くなるよう表面電位および現像バイアスを変化させた組み合わせを設定する方法が開示されている。

特許文献２には、現像バイアス電位を一定にして帯電グリッド電位の出力を段階的に変化させたときのカブリを光学式検出器で検出する方法が開示されている。
特開２００５−６２８５８ 特開平１１−１６０９３０

しかし、特許文献１に開示された方法では、カブリ曲線を得るために帯電電位および現像バイアスを変化させてカブリを形成する必要があり、複雑な帯電電位および現像バイアス電位の組み合わせの設定と複数回のカブリ像形成の工程を必要とする。それに加えて、記録媒体上でカブリ濃度を検出することから、カブリ濃度検出のための新たな装置を必要とする上、カブリ検出のためだけに用紙などの記録媒体を無駄に消費することとなる。さらに、カブリ濃度の検出のためにユーザおよびサービスマンの手を煩わせるという問題がある。

また、特許文献２に開示された方法では、カブリトナーが多い場合は有効であるが、カブリトナーが微量の場合では検出が困難であるという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、用紙などの記録媒体を無駄に消費することなく、容易に自動的にカブリの有無を検出することを目的とする。

本発明に係る方法は、露光により感光体上に形成される静電潜像を現像手段によって現像し、得られたトナー像を転写手段によって像担持体に転写しさらに記録媒体に転写するように構成された画像形成装置におけるカブリの有無を検出する方法であって、トナー清掃手段を前記像担持体に対して圧接状態とし、かつ、帯電電位及び現像バイアスを印加させないようにして、前記像担持体にカブリトナー像がない状態での前記像担持体の表面の濃度を濃度センサによって検出し、前記感光体上にカブリトナー像を形成して前記像担持体に転写する動作を複数回行って複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるようにし、前記像担持体上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を前記濃度センサによって検出し、検出されたカブリトナー像の濃度と、カブリトナー像がない状態での前記像担持体の表面の濃度とを比較し、それらの差分が規定値以上である場合にカブリが有ると判定する。

その際に、前記像担持体の表面をトナー清掃手段によって清掃することによって前記像担持体にカブリトナー像がない状態とし、複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるようにするときには、前記トナー清掃手段による清掃を行わないようにしてもよい。

また、カブリが有ると判定されたときに、前記感光体を帯電させる帯電手段の電圧の絶対値が大きくなるように変更し、その後に請求項２記載の方法を再度実行し、カブリが無いと判定されたときに、そのときの前記帯電手段の電圧に基づいた値を、通常の画像形成における前記帯電手段の電圧値として設定するようにしてもよい。

前記帯電手段の電圧の変更は、前記電圧が、前記画像形成装置の環境状態および前記感光体の稼動時間に関する値をパラメータとして決定される制限値に達するまで、段階的に行うようにすることが好ましい。

本発明によると、用紙などの記録媒体を無駄に消費することなく、容易に自動的にカブリの有無を検出することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略の構成を示す正面断面図、図２は画像形成装置１の一部である現像周りのイメージングユニットＵを示す図、図３は感光体１１の表面電位と画像との関係を示す図、図４は中間転写ベルト１８上のトナー付着量と濃度センサ２０の出力との関係を示す図、図５は画像形成装置１におけるカブリ検出制御装置ＫＳの構成を示すブロック図、図６はカブリ検出制御における各部の設定状態を示す図、図７はカブリ検出制御における中間転写ベルト１８上のトナー濃度の変化を示す図、図８は帯電装置１２の出力電圧Ｖｇの変化の上限値のデータを格納した上限値テーブルＧＶの例を示す図である。

図１において、画像形成装置１は、タンデム方式の転写部を持ち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを順次重ね合わせることによってカラー画像を形成するものである。画像形成装置１は、露光により感光体１１上に形成される静電潜像を、現像装置１３によって現像し、得られたトナー像を一次転写ローラ１６によって像担持体である中間転写ベルト１８に転写し、さらに記録紙に転写するように構成されている。

すなわち、画像形成装置１には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のイメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫが、タンデム配列で配置されており、これらのイメージングユニットＵで形成された各色のトナー像（トナー画像）が、中間転写ベルト１８上に重ねられて転写され合成される。

各イメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫのトナー像を中間転写ベルト１８に転写するときには、それぞれに対応する１つの一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが中間転写ベルト１８に圧接し、それ以外の一次転写ローラ１６は離間する。

なお、「一次転写ローラ１６」は、「一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ」の全部または一部を示す。他の要素についても同様である。

図２に示すように、各イメージングユニットＵは、ドラム状の感光体１１の周囲に、帯電装置１２、現像装置１３、およびクリーナ１５などが配置されて構成されている。感光体１１の表面は、帯電装置１２によって所定の電圧（帯電電位）Ｖ０に帯電され、露光ユニット１４からの露光によって静電潜像が形成される。静電潜像は、現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加された現像ローラ１３ａにより、静電潜像の電位と現像バイアス電圧Ｖｄｃとの電位ギャップΔＶに現像ローラ１３ａから帯電したトナーが供給されることによって、顕像化され、トナー像が形成される。

感光体１１の表面に顕像化されたトナー像は、一次転写ローラ１６によって中間転写ベルト１８に１次転写される。感光体１１上に残ったトナーは、クリーナ１５によって掻き落とされる。中間転写ベルト１８上のトナー像は、二次転写ローラ２３によって、給紙ユニット２２から搬送された記録紙に２次転写される。記録紙は、定着ユニット２４で定着され、電子写真画像として排紙トレー２５上に排紙される。

２次転写で転写しきれずに中間転写ベルト１８上に残ったト ナー（転写残トナー）は、清掃ユニット１９によって除去され、回収される。つまり、２次転写の後で、清掃ユニット１９によって中間転写ベルト１８の表面が清掃される。なお、清掃ユニット１９として、本実施形態では、中間転写ベルト１８に対して圧接と離間との間を移動可能に設けられたクリーニングブレード方式のものを用いたが、これ以外に、中間転写ベルト１８に対して印加される電圧がオンオフ制御されるブラシ方式のものなど、種々の方式または機構のものを用いることが可能である。

ところで、通常、感光体１１の表面へのトナー付着量を狙いの量にするために、感光体１１の帯電電位Ｖ０、露光量、および現像バイアス電圧Ｖｄｃは、安定化制御と呼ばれる動作モードを実行することによって調整される。安定化制御は、画像形成装置１の内外の温湿度検出器（環境センサ）２１の出力が規定値に対して変化したとき、プリントカウンタＣＴ（図５参照）が規定値に達したとき、または感光体１１の稼動時間が所定の時間に達したとき、新品のイメージングユニットＵの装着が検出されたときなど、画像形成装置１に変化が生じたときに起動される。プリントカウンタＣＴの値は稼動時間に関する値である。

画像形成装置１には、中間転写ベルト１８の表面のトナー濃度（トナー付着量）を検出するために、光学式の濃度センサ（付着量センサまたはＩＤＣセンサともいう）２０が設けられており、濃度センサ２０の出力が安定化制御のために用いられる。濃度センサ２０の出力は後述するカブリ検出制御においても用いられる。

制御装置１０１は、安定化制御、カブリ検出制御、その他の制御、画像処理、またはネットワークなど外部の機器との通信などを行い、画像形成装置１の全体を制御する。制御装置１０１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の周辺素子などによって構成され、ＣＰＵなどが適当なプログラムを実行することによって、またはハードウエアの回路素子によって、またはこれらの組み合わせによって、画像形成装置１における種々の機能が実現されている。

なお、本実施形態では、画像形成装置１として、２成分現像のタンデム方式の構成に基づいた例を説明するが、この構成に限られることはない。例えば、感光体１１または中間転写ベルト１８以外の種々の形態の像担持体に形成されたトナー像のトナー付着量の検出を行う濃度センサ、および像担持体の転写残トナーの清掃を行うためのオンオフ切り換えが可能な清掃ユニットが備わっていれば、１成分現像方式や液体現像方式などの他の現像方式でもよく、また、多転写方式や直接転写方式などでもよい。

次に、感光体１１上での作像メカニズムおよびカブリの発生のメカニズムについて説明する。なお、本実施形態においては、感光体１１は、負帯電となる有機感光体であるとする。

帯電装置１２の出力電圧Ｖｇによって、感光体１１の表面は帯電電位Ｖ０に帯電される。なお、帯電装置１２としてスコロトロンを用いた場合に、その出力電圧Ｖｇはグリッドに印加される電圧にほぼ等しい。

図３において、感光体１１の表面の非露光部（非画像部）では、帯電電位Ｖ０と同じ電圧Ｖ０となり、露光部（画像部）では、電圧Ｖｉに低下する。感光体１１の表面の画像背景部は、露光バイアス光量によって、非露光部よりも僅かに電圧が低下して電圧Ｖ０’となる。

この状態で、現像ローラ１３ａに負極性の現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加することにより、負帯電のトナーは、電位ギャップΔＶ（＝｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｉ｜）の電位に相当するトナー帯電量の総和分が感光体１１の表面に付着する。

また、カブリは、カブリマージン電位Ｖｍ（＝｜Ｖ０’｜−｜Ｖｄｃ｜）によって規制され、Ｖｍを大きくとればカブリ量は減少し、Ｖｍを小さくとればカブリ量が増加する。カブリマージン電位Ｖｍを大きくとろうとすると、（１）帯電電位Ｖ０を大きくとることになるため、２成分現像方式では感光体１１へのキャリア付着が生じる、（２）電位ギャップΔＶが小さくなるため、規定のトナー付着量が得られなくなることがある、という問題が生じる。通常、カブリマージン電位Ｖｍは、カブリの有無とこれら（１）（２）の２つの問題とが最適となる値で決められている。

また、カブリマージン電位Ｖｍが一定でトナーの帯電量が増加すれば、カブリ量は減少し、トナーの帯電量が減少すればカブリ量は増加する。つまり、帯電装置１２や感光体１１の耐久劣化などで帯電電位Ｖ０が規定電位まで帯電しない場合、およびトナーの帯電量が耐久劣化などで減少した場合に、カブリが発生することとなる。

しかし、以下に述べるカブリ検出制御を行うことによって、帯電装置１２や感光体１１の耐久劣化、またはトナーの帯電量低下時に発生するカブリを抑制することができる。
〔カブリ検出制御〕
本実施形態において、カブリ検出制御は、中間転写ベルト１８にカブリトナー像がない状態で中間転写ベルト１８の表面の濃度を濃度センサ２０によって検出し、感光体１１上にカブリトナー像を形成して中間転写ベルト１８に転写する動作を複数回行って複数のカブリトナー像が中間転写ベルト１８上において重なるようにし、中間転写ベルト１８上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を濃度センサ２０によって検出し、検出されたカブリトナー像の濃度と、カブリトナー像がない状態での中間転写ベルト１８の表面の濃度とを比較し、それらの差分が規定値以上である場合にカブリが有ると判定する。

その際に、中間転写ベルト１８の表面を清掃ユニット１９によって清掃することによって中間転写ベルト１８にカブリトナー像がない状態とし、複数のカブリトナー像が中間転写ベルト１８上において重なるようにするときには、清掃ユニット１９による清掃を行わないようにする。

カブリが有ると判定されたときに、感光体１１を帯電させる帯電装置１２の電圧の絶対値が大きくなるように変更し、その後に上の動作を再度実行する。カブリが無いと判定されたときには、そのときの帯電装置１２の電圧に基づいた値を、通常の画像形成における帯電装置１２の電圧値として設定する。

帯電装置１２の電圧の変更は、その電圧が、画像形成装置１の環境状態および感光体１１の稼動時間に関する値をパラメータとして決定される制限値に達するまで、段階的に行う。

すなわち、図５において、カブリ検出制御装置ＫＳは、付着量検出部１１１、制御判定部１１２、および帯電電位制御部１１３などからなる。

付着量検出部１１１は、濃度センサ２０からの出力値に基づいて基準濃度Ｓｂｓおよびカブリ検出値Ｓｎを取得する。

制御判定部１１２は、イメージングユニットＵ、一次転写ローラ１６、中間転写ベルト１８、および清掃ユニット１９などを制御することにより、中間転写ベルト１８の表面にカブリトナー像がない状態とし、また、中間転写ベルト１８の表面にカブリトナー像が重なるようにし、カブリ検出制御における帯電装置１２の出力電圧Ｖｇの値を決定するなど、カブリ検出制御に必要な制御を行う。また、制御判定部１１２は、基準濃度Ｓｂｓとカブリ検出値Ｓｎとを比較してカブリの有無を判定する。

また、制御判定部１１２には上限値テーブルＧＶが設けられており、帯電装置１２の出力電圧Ｖｇの値を決定する際に、温湿度検出器２１から出力される温度および湿度、プリントカウンタＣＴからのカウント値、および、タイマーＴＭからの感光体１１の稼動時間などの情報をパラメータとして、出力電圧Ｖｇの変化の上限値（制限値）を上限値テーブルＧＶから読み出し、上限値を越えないように制御を行う。

帯電電位制御部１１３は、イメージングユニットＵの帯電装置１２に対して帯電電位Ｖ０を出力する。

このような構成により、カブリ検出制御装置ＫＳは、清掃ユニット１９によって中間転写ベルト１８の表面を清掃する第１のステップ、清掃された中間転写ベルト１８の表面のトナーの濃度を濃度センサ２０によって検出して基準濃度Ｓｂｓを取得する第２のステップ、帯電装置１２の出力電圧Ｖｇを所定の値に設定する第３のステップ、感光体１１上にカブリトナー像を形成して中間転写ベルト１８に転写する動作を複数回行い、複数のカブリトナー像を中間転写ベルト１８上において重ねて積算する第４のステップ、中間転写ベルト１８上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を濃度センサ２０によって検出してカブリ濃度であるカブリ検出値Ｓｎを取得する第５のステップ、カブリ検出値Ｓｎと基準濃度Ｓｂｓとを比較する第６のステップ、カブリ検出値Ｓｎと基準濃度Ｓｂｓとの差分が規定値（許容値）ε以上である場合に、帯電装置１２の出力電圧Ｖｇの絶対値が大きくなるように変更し、第１のステップから第６のステップを繰り返す第７のステップ、および、カブリ検出値Ｓｎと基準濃度Ｓｂｓとの差分が規定値ε以下である場合に、カブリが無いと判定してカブリの検出を終了する第８のステップを実行する。

このように、カブリ検出制御（カブリ検出制御モード）は、画像形成装置１に対するユーザまたはサービスマンの直接指示、ネットワークプロトコルで接続されたサービスセンターによる指示、画像形成装置１の設置環境変化時、または、規定プリント枚数経過時のいずれかをトリガとして起動される。なお、カブリ検出制御は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての色について行われるものであり、また、特定のシステム速度に限定されるものでない。以下、さらに詳しく説明する。
〔基準濃度Ｓｂｓの取得〕
濃度センサ２０は、反射式の濃度センサであり、図４に示すように、トナー付着量が多いほど反射光量が減少して出力値が低下する。つまり、濃度センサ２０の出力値の低下はトナー付着量の増加を示すこととなる。カブリ検出制御においては、濃度センサ２０の出力値をカブリ検出の判定に用いるが、出力値に代えて、図４に示すように変換されたトナー付着量を用いてもよい。

まず、図７のＴＢ周期において、中間転写ベルト１８のトナーが付着していない表面（ベース面）の濃度（基準濃度）Ｓｂｓを取得する。つまり、中間転写ベルト１８の表面が清掃された状態において、濃度センサ２０の出力値を基準濃度Ｓｂｓとして取得しメモリに記憶する。

基準濃度Ｓｂｓを取得しておくことにより、カブリ検出制御中の濃度センサ２０の出力値の変化が、中間転写ベルト１８の走行によるものであるのか、またはベース面に対して微少なカブリを検出したことによるものであるのかを、正確に区別することができる。なお、基準濃度Ｓｂｓからの変化分（増加分）がカブリ量に相当する。

ベース面の検出（基準濃度Ｓｂｓの取得）に際しては、図６に示すように、清掃ユニット１９を中間転写ベルト１８に対して圧接状態とし、一次転写ローラ１６および二次転写ローラ２３を離間状態とする。この状態で中間転写ベルト１８を走行させ、濃度センサ２０の出力値を取得する。

なお、一次転写ローラ１６および二次転写ローラ２３は、ベース面に汚れを生じさせない状態であれば、必ずしも離間状態である必要はない。例えば、転写電流、帯電電位、または現像バイアス電位を非駆動としたり、逆電圧を印加するようにしてもよい。また、基準濃度Ｓｂｓの取得は、必ずしもカブリ検出制御の起動ごとに行う必要はなく、カブリ検出制御の起動以前に取得した基準濃度Ｓｂｓ、または前回のカブリ検出制御で取得した基準濃度Ｓｂｓなどを用いてもよい。
〔カブリ検出値Ｓｎの取得〕
次に、カブリ検出を行うために、図６に示すように、清掃ユニット１９を離間状態とし、カブリ検出の対象色の一次転写ローラ１６を圧接状態とする。この状態で、通常の画像形成時の現像バイアス電圧Ｖｄｃ、および帯電装置１２の出力電圧Ｖｇを用いるように設定し、画像背景部と同様の０階調データの露光光量でイメージングユニットＵの画像形成を行い、そのトナー像（カブリトナー像）を中間転写ベルト１８に転写する。カブリは微量であることから、図７のＴ１〜ＴＮの各周期において、イメージングユニットＵにおける画像形成および中間転写ベルト１８への転写を複数回繰り返し、カブリトナー像が中間転写ベルト１８上に複数回（Ｎ回）にわたって重なるようにする。そして、中間転写ベルト１８上に複数重ねられたカブリトナー像の濃度を、濃度センサ２０によって検出し、そのときの出力値をカブリ検出値Ｓｎとする。

つまり、１回目のカブリ量はΔＫ１であり、これは微量であるため濃度センサ２０では検出できないが、２回目、３回目と回を重ねるにしたがい、カブリ量が大きくなり、濃度センサ２０での検出が可能となる。
〔カブリ判定〕
上のように取得した基準濃度Ｓｂｓおよびカブリ検出値Ｓｎを比較し、カブリの有無を判定する。カブリの有無の判定のために、規定値εが用いられる。基準濃度Ｓｂｓとカブリ検出値Ｓｎとの差が規定値ε以下であれば、つまり、
Ｓｂｓ−Ｓｎ＜ε
であれば、カブリ無しと判定する。カブリ無しと判定された場合は、カブリ検出制御は終了し、通常の画像形成モードに戻る。その際に、カブリ検出制御に用いた出力電圧Ｖｇをそのまま画像形成モードでの出力電圧Ｖｇとして用いてもよく、またはそれよりも僅かに高い電圧を画像形成モードでの出力電圧Ｖｇとして用いてもよい。また、カブリ検出制御において画像形成モードにおける出力電圧Ｖｇに変更を加えなかった場合には、画像形成モードで用いていた出力電圧Ｖｇをそのまま用いてもよい。

これとは逆に、基準濃度Ｓｂｓとカブリ検出値Ｓｎとの差が規定値ε以上であれば、つまり、
Ｓｂｓ−Ｓｎ＞ε
であれば、カブリ有りと判定する。カブリ有りと判定されると、後述の帯電電位制御を実施して出力電圧Ｖｇを変更する。

なお、カブリの検出およびカブリ判定は、カブリトナー像を中間転写ベルト１８上にＮ回重ねる間において毎回行ってもよい。その場合に、Ｎ回に達するまでにカブリ有りと判定された場合には、それ以降のカブリトナー像の形成および転写を即時に中断し、後述の帯電電位制御を実施すればよい。

なお、カブリ判定において、基準濃度Ｓｂｓとカブリ検出値Ｓｎとの差が規定値εと等しい場合にはカブリ有りまたは無しのいずれとしてもよい。なお、規定値εとしては、記録紙上においてカブリが分からないような値を設定すればよい。実際にはカブリトナー像を重ねる回数に応じて異なった値となる。
〔帯電電位制御〕
カブリ有りと判定された場合には、カブリ検出のために設定した出力電圧Ｖｇに対して、オフセット出力電位Ｖｇ’を加算する。つまり、次回のカブリ検出のための出力電圧Ｖｇを、｜Ｖｇ｜＋｜Ｖｇ’｜に変更する。

オフセット出力電位Ｖｇ’の値を、本実施例では「１０」とし、１０Ｖステップでカブリ判定を行う。しかし、オフセット出力電位Ｖｇ’として他の適当な電圧値を用いることができる。

上に述べた動作の繰り返しにおいて、オフセット出力電位Ｖｇ’の合計値の上限、つまり出力電圧Ｖｇの変化の上限が決められている。その上限は、上に述べたように、上限値テーブルＧＶに記録されている。

図８に示す上限値テーブルＧＶでは、例えば、絶対湿度が「１０」であってプリントカウンタＣＴが「１００」であった場合には、出力電圧Ｖｇの変化の上限値は「４０」となる。したがって、オフセット出力電位Ｖｇ’の値を「１０」とした場合には、最大で４回のカブリ検出を行うこととなる。絶対湿度やカウント値が上限値テーブルＧＶに記録されていない場合には、その近辺の値を用いて補間により上限値を求めるか、または近辺の上限値を用いればよい。

このように、出力電圧Ｖｇを、温度または湿度などの環境状態や感光体１１の稼動時間などに応じた上限値まで段階的に変化させることによって、画像形成装置１のその時々の状態に応じたカブリのない最適の出力電圧Ｖｇを容易に見つけて調整することが可能である。

なお、上に述べたような基準濃度Ｓｂｓの取得のための動作を行うことなく、出力電圧Ｖｇを変更する直前のカブリ検出値Ｓｎを基準濃度Ｓｂｓとして用いることも可能であるが、カブリ検出の精度の点から、清掃ユニット１９を圧接して再検出することが望ましい。
〔帯電電位設定〕
カブリ検出において決定されたオフセット出力電位Ｖｇ’の値を、通常の画像形成において設定される出力電圧Ｖｇに対して加算し、つまり｜Ｖｇ｜＝｜Ｖｇ｜＋｜Ｖｇ’｜とし、通常の画像形成のための出力電圧Ｖｇを設定する。

また、上限値テーブルＧＶによる上限値を設定してもカブリ有りの判定となった場合は、出力電圧Ｖｇを上限値に近づけるにしたがって（Ｓｂｓ−Ｓｎ）が小さくなる傾向にあった場合にはその上限値を設定する。また、（Ｓｂｓ−Ｓｎ）に変化がなかった場合には、カブリ検出制御の直前の出力電圧Ｖｇを変更しないようにして、画像形成装置１の表示部にカブリの警告表示を行い、またはカブリ発生によるイメージングユニットＵの交換指示を行う。

次に、カブリ検出制御をフローチャートに基づいて説明する。

図９はカブリ検出制御装置ＫＳにおけるカブリ検出制御の手順の例を示すフローチャートである。

図９において、清掃ユニット１９を圧接状態とし、一次転写ローラ１６および二次転写ローラ２３を離間状態とする（＃１１）。これによって中間転写ベルト１８のベース面にカブリトナー像がない状態とした上で、濃度センサ２０によって基準濃度Ｓｂｓを取得する（＃１２）。清掃ユニット１９を離間し（＃１３）、カブリ検出のために、その対象色の現像バイアス電圧Ｖｄｃおよび出力電圧Ｖｇを設定し（＃１４）、カブリ検出の対象色の一次転写ローラ１６を圧接状態とする（＃１５）。

感光体１１にカブリトナー像を形成させ、中間転写ベルト１８にＮ回重ねて転写し（＃１６）、濃度センサ２０によってカブリ検出値Ｓｎを取得する（＃１７）。基準濃度Ｓｂｓとカブリ検出値Ｓｎとの差が規定値εを越えるか否かによってカブリの有無を判定する（＃１８）。

カブリ有りと判定された場合には、出力電圧Ｖｇにオフセット出力電位Ｖｇ’を加算した値を新しい出力電圧Ｖｇとして設定し（＃２０）、ステップ＃１１のカブリ検出を実行する。

カブリが無いと判定された場合には、そのときの出力電圧Ｖｇを通常の画像形成のための出力電圧Ｖｇに設定する（＃１９）。

上に述べた実施形態によると、カブリを中間転写ベルト１８上で複数回重ね合わせることによって、既存の濃度センサ２０を用いて基準濃度Ｓｂｓおよびカブリ検出値Ｓｎを取得し、感光体１１の帯電電位Ｖ０の制御を行うことによって、カブリの無い画像を形成することが可能である。また、カブリ検出制御は、画像形成装置１において容易に自動的に行われるので、従来ではサービスマンが行っている調整の手間やカブリの程度を確認するために必要であった記録紙の消費を削減することができ、コストの低減を図ることができる。

上に述べた実施形態において、カブリ検出制御装置ＫＳ、制御装置１０１、または画像形成装置１の全体または各部の構成、構造、形状、個数、処理または動作の内容または順序、種々の電圧値、上限値テーブルＧＶの内容などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の概略の構成を示す正面断面図である。 画像形成装置のイメージングユニットを示す図である。 感光体の表面電位と画像との関係を示す図である。 トナー濃度と濃度センサの出力との関係を示す図である。 カブリ検出制御装置の構成を示すブロック図である。 カブリ検出制御における各部の設定状態を示す図である。 中間転写ベルト上のトナー濃度の変化を示す図である。 上限値テーブルの例を示す図である。 カブリ検出制御の手順の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 感光体
１２ 帯電装置（帯電手段）
１３ 現像装置（現像手段）
１６ 一次転写ローラ（転写手段）
１８ 中間転写ベルト（像担持体）
１９ 清掃ユニット（トナー清掃手段）
２０ 濃度センサ
１０１ 制御装置
１１１ 付着量検出部（カブリ濃度を取得する手段）
１１２ 制御判定部（制御する手段、判定する手段、電圧変更手段）
１１３ 帯電電位制御部
ＫＳ カブリ検出制御装置
Ｓｎ カブリ検出値
Ｓｂｓ 基準濃度
ＧＶ 上限値テーブル

Claims (8)

1. 露光により感光体上に形成される静電潜像を現像手段によって現像し、得られたトナー像を転写手段によって像担持体に転写しさらに記録媒体に転写するように構成された画像形成装置におけるカブリの有無を検出する方法であって、
   トナー清掃手段を前記像担持体に対して圧接状態とし、かつ、帯電電位及び現像バイアスを印加させないようにして、前記像担持体にカブリトナー像がない状態での前記像担持体の表面の濃度を濃度センサによって検出し、
   前記感光体上にカブリトナー像を形成して前記像担持体に転写する動作を複数回行って複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるようにし、
   前記像担持体上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を前記濃度センサによって検出し、
   検出されたカブリトナー像の濃度と、カブリトナー像がない状態での前記像担持体の表面の濃度とを比較し、それらの差分が規定値以上である場合にカブリが有ると判定する、
   ことを特徴とする画像形成装置におけるカブリの検出方法。
2. 複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるようにするときには、前記トナー清掃手段による清掃を行わないようにする、
   請求項１記載の画像形成装置におけるカブリの検出方法。
3. カブリが有ると判定されたときに、前記感光体を帯電させる帯電手段の電圧の絶対値が大きくなるように変更し、その後に請求項２記載の方法を再度実行し、
   カブリが無いと判定されたときに、そのときの前記帯電手段の電圧に基づいた値を、通常の画像形成における前記帯電手段の電圧値として設定する、
   請求項２記載の画像形成装置におけるカブリの検出方法。
4. 前記帯電手段の電圧の変更は、前記電圧が、前記画像形成装置の環境状態および前記感光体の稼動時間に関する値をパラメータとして決定される制限値に達するまで、段階的に行う、
   請求項３記載の画像形成装置におけるカブリの検出方法。
5. 露光により感光体上に形成される静電潜像を現像手段によって現像し、得られたトナー像を転写手段によって像担持体に転写しさらに記録媒体に転写するように構成された画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面の濃度を検出する濃度センサと、
   トナー清掃手段を前記像担持体に対して圧接状態とし、かつ、帯電電位及び現像バイアスを印加させないようにして、前記像担持体にカブリトナー像がない状態での濃度を前記濃度センサによって検出して基準濃度を取得する手段と、
   前記感光体上にカブリトナー像を形成して前記像担持体に転写する動作を複数回行うとともに、その際に複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるように制御する手段と、
   前記像担持体上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を前記濃度センサによって検出してカブリ濃度を取得する手段と、
   前記カブリ濃度と前記基準濃度とを比較し、それらの差分が規定値以上である場合にカブリが有ると判定する手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
6. カブリが有ると判定されたときに、前記感光体を帯電させる帯電手段の電圧の絶対値が大きくなるように変更する電圧変更手段を有する、
   請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記電圧変更手段は、前記電圧が、前記画像形成装置の環境状態および前記感光体の稼動時間に関する値をパラメータとして決定される制限値に到達するまで、段階的に行う、 請求項６記載の画像形成装置。
8. 露光により感光体上に形成された静電潜像を現像手段によって現像し、得られたトナー像を転写手段によって像担持体に転写しさらに記録媒体に転写するように構成された画像形成装置であって、
   前記感光体を帯電させる帯電手段と、
   前記像担持体の表面に付着したトナーを除去するトナー清掃手段と、
   前記像担持体の表面の濃度を検出する濃度センサと、
   前記感光体のカブリの検出のためのカブリ検出制御装置と、
   を備えており、
   前記カブリ検出制御装置は、
   前記トナー清掃手段を前記像担持体に対して圧接状態とし、かつ、帯電電位及び現像バイアスを印加させないようにして、前記像担持体の表面のトナーの濃度を前記濃度センサによって検出して基準濃度を取得する第１のステップと、
   前記帯電手段の電圧を所定の値に設定する第２のステップと、
   前記感光体上にカブリトナー像を形成して前記像担持体に転写する動作を複数回行い、複数のカブリトナー像を前記像担持体上において重ねる第３のステップと、
   前記像担持体上において重なって形成されたカブリトナー像の濃度を前記濃度センサによって検出してカブリ濃度を取得する第４のステップと、
   前記カブリ濃度と前記基準濃度とを比較する第５のステップと、
   前記カブリ濃度と前記基準濃度との差分が規定値以上である場合に、前記帯電手段の電圧の絶対値が大きくなるように変更し、前記第１のステップから前記第５のステップを繰り返す第６のステップと、
   前記カブリ濃度と前記基準濃度との差分が規定値以下である場合に、カブリが無いと判定してカブリの検出を終了する第７のステップと、を実行するように構成されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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