JP5459600B2

JP5459600B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5459600B2
Application number: JP2009259174A
Authority: JP
Inventors: 拓磨比嘉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: JP2011107207A; US20110110676A1; US8385761B2

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、長期に渡って安定して高品位の画像を得ることが望まれるが、経時のトナー劣化により、画像品質が変動する。例えば、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（以下、現像剤と略す）を用いてトナー像を形成する画像形成装置においては、現像剤担持体上の現像剤の量を適正化するために設けられた現像剤規制部材等から受ける繰り返しのストレスによってトナー劣化が発生しトナー帯電量が変動する。これにより、所望の画像濃度が得られなくなったり、地肌汚れや、トナー飛散による機内汚染等を引き起こしてしまったりする。

長期に渡って高品位の画像を得るために、劣化トナーの割合が多くなったと考えられる際に現像剤中のトナーを入れ替える技術が知られている。例えば、特許文献１には、画像面積が小さくトナー消費量が少ない場合に、トナーを画像領域外で強制消費させる装置が記載されている。トナー消費量が少ない場合は、トナーが繰り返しストレスを受けるためトナー劣化は顕著になる。よって、トナーを画像領域外で強制消費させて、現像剤中のトナーを入れ替えて現像を行う。しかしながら、この方法は無駄なトナー消費をしてしまい、コストの増大につながる。また、トナー消費量が少ないと予想されるとトナーを入れ替えているため、実際のトナー劣化にどの程度対応できているかは疑問である。このように、現像剤中のトナーを入れ替える技術には種々の問題点があり、現像剤中に劣化トナーを含んだ状態でも、高品位な画像を得ることが望まれる。

また、長期に渡って高品位の画像を得るために、実際のトナー付着量を測定してプロセスコントロールを行う技術が知られている。例えば、特許文献２には、感光体上に形成したトナーパターンを中間転写体上に転写し、中間転写体上でトナーパターンのトナー付着量を検出して感光体上へのトナー像形成条件（帯電条件、現像条件等）にフィードバックするという技術が記載されている。この技術では、実際のトナー付着量を測定してトナー像形成条件を決定しているので、適正なトナー付着量を得やすいというメリットがある。

しかしながら、上記プロセスコントロールにより像担持体上で適正なトナー付着量が得られても、像担持体上のトナー像中に劣化トナーが含まれていると、劣化トナーは転写され難い傾向があるため記録媒体上に転写されるトナー像のトナー付着量が不均一になり、画像品質が低下するという問題がある。

さらに、本発明者は、感光体上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体である用紙に転写する中間転写方式の画像形成装置において、劣化トナーと転写効率の関係を検討し、以下のことを見出した。

感光体から中間転写体への一次転写には余裕度があり、より大きな余裕度を有するように最適化された一次転写条件を設定する。このように設定した一次転写条件では、感光体上に形成したトナー像の中に劣化トナーが含まれていても、劣化トナーが転写され難くなる割合は少ない。このため、中間転写体上への一次転写効率の低下は少なく、トナー像のトナー付着量の均一性がある程度保たれた状態である。一方、中間転写体上から用紙への二次転写は余裕度が少なく、一般的には劣化していない状態のトナーで良好な転写効率が得られるような二次転写条件に設定する。このように設定した二次転写条件では、中間転写体上に形成されたトナー像中に劣化トナーが含まれていると、劣化トナーが転写され難くなってしまう。このため、二次転写効率が大きく低下し、用紙上に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一になってしまう。

図１６は、新品現像剤と劣化状態現像剤とを用いて、画像形成の各プロセスステップである感光体上、中間転写体上、用紙上（未定着）、用紙上（定着後）において、トナー像の粒状感の度合（以下、粒状度という）を比較したグラフである。ここで、粒状度はトナー像のトナー付着量の均一性を表す特性値であり、均一性がよいほど粒状度は小さくなる。図１６に示すように、劣化トナーが含まれる劣化状態現像剤を用いた場合、中間転写体上までは初期トナーのみが含まれ新品現像剤を用いた場合との差は少ないが、用紙上（未定着）で粒状度が大きくなる、すなわち、二次転写後にトナー付着量が不均一になる。このように、中間転写方式の画像形成装置では、劣化トナーが含まれると二次転写効率が大きく低下し、中間転写体上で適正なトナー付着量が得られていても用紙上に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一になる。これにより、用紙上の画像品質を低下させてしまう。

また、劣化トナーを含んだ場合に良好な転写効率が得られるような二次転写条件に設定することも考えられる。例えば、劣化トナーを転写させやすくするために二次転写条件としての二次転写電流を大きく設定することが考えられる。しかしながら、二次転写電流を大きく設定すると、劣化していない状態のトナーに対して良好な転写効率が得られない虞がある。また、二次転写条件として二次転写ニップ圧を大きく設定することが考えられる。しかしながら、機械的な負荷が増えて、速度変動、用紙搬送性等の副作用が発生する虞がある。このように、長期に渡って良好な二次転写効率を得ることが難しい。

本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、感光体上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式の画像形成装置において、劣化トナーに起因するに二次転写効率の低下を抑制し、記録媒体上に高品位な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、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、該像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、該像担持体上に形成されるトナー像が所定のトナー付着量となるように該トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御するトナー像形成手段制御手段とを備えた画像形成装置において、上記中間転写体上に転写され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手段と、該トナー付着量検出手段により検出されたトナー付着量からトナー劣化度を算出するトナー劣化度算出手段とを設け、上記トナー像形成手段を用いて上記像担持体上にトナー劣化度検出用のトナーパターンを作成し、上記一次転写手段を用いて画像形成時の転写条件とは異なり転写効率が低下するような転写条件で該トナーパターンを該像担持体上から該中間転写体上に転写し、該トナー付着量検出手段により該トナーパターンのトナー付着量を複数箇所検出し、該トナー劣化度算出手段により該トナー付着量検出手段により検出された複数箇所のトナー付着量のデータのバラツキに基づきトナー劣化度を算出し、該トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、上記二次転写手段の転写条件を制御する二次転写条件制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体上からトナー劣化度検出用のトナーパターンを上記中間転写体上に転写する際の一次転写手段の転写条件は、画像形成時の転写条件から転写電流を１０〜５０％低くしたものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記トナー付着量検出手段は光学式センサで、黒トナーではトナーパターンで反射される正反射光出力データＲｅｇに基づきトナー付着量を検出するセンサであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いることを特徴とするものである。
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）、ここで、αは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記トナー付着量検出手段は光学式センサで、カラートナーではトナーパターンで反射される正反射光出力データＲｅｇと拡散反射光Ｄｉｆとに基づきトナー付着量を検出するセンサであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎ、拡散反射光出力データのうち最大値をＤｉｆ＿ｍａｘ、最小値をＤｉｆ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いることを特徴とするものである。
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）＋β×（Ｄｉｆ＿ｍａｘ−Ｄｉｆ＿ｍｉｎ）、ここでα、βは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数であり、α＞β
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記二次転写手段として上記中間転写体に当接して記録媒体を挟持する当接部材と、該当接部材の当接圧を変化させる当接圧調整手段を有し、上記二次転写条件制御手段は上記トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、該当接部材の当接圧を変化させるよう該当接圧調整手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記二次転写手段として上記中間転写体に当接して記録媒体を挟持する当接部材と、該当接部材と該中間転写体との間に転写電流を流す電源とを有し、上記二次転写条件制御手段は上記トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、該転写電流を変化させるよう該電源を制御することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記トナー像形成手段制御手段は上記中間転写体上のトナー付着量を検出して上記トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御するものであり、該中間転写体上に転写されたトナー劣化度検出用のトナーパターンのトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段が、該トナー像形成手段制御手段に用いられるトナー付着量を検出する手段を兼ねることを特徴とするものである。

本発明においては、トナー像を形成するトナー中の劣化トナーの割合を精度良く検知するために、像担持体上に形成したトナー劣化検出用のトナーパターンを、画像形成時の一次転写条件とは異なり、転写効率が低下する一次転写条件で中間転写体上に転写する。画像形成時の一次転写条件は大きな余裕度を有するよう最適化されており、トナー像中に劣化トナーが含まれていても転写され難くなるものは少ない。このため、画像形成時は、劣化トナーが含まれていても、中間転写体上に転写されたトナー像のトナー付着量は均一性が保たれる。一方、トナー劣化検出用のトナーパターン転写時の一次転写条件では転写効率が低下するので、トナーパターン中に劣化トナーが含まれていると、劣化トナーは転写され難くなる。このため、劣化トナーが含まれていると、その割合に応じて中間転写体上に転写されるトナーパターンのトナー付着量は不均一になりやすい。このようにして中間転写体上に転写されたトナーパターンのトナー付着量を複数箇所検出し、トナー劣化度算出手段により複数のトナー付着量データのバラツキから不均一さを定量的に求め、トナー劣化度を表す特性値とすることにより、トナー中の劣化トナーの割合を精度良く検知することができる。求めたトナー劣化度に基づき二次転写条件を制御して、中間転写体上に形成されたトナー像に含まれる劣化トナーも転写されやすい条件とする。画像形成時は、トナー像中に劣化トナーが含まれていても中間転写体上に良好に転写すると共に、中間転写体上に転写されたトナー像中の劣化トナーも制御された二次転写条件により記録媒体に良好に転写することができる。

本発明によれば、感光体上に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式の画像形成装置において、劣化トナーに起因する二次転写効率の低下を抑制し、記録媒体上に高品位な画像を得ることができるという優れた効果がある。

本実施形態に係るプリンタの概略構成図。本実施形態のプリンタが備える画像形成部の概略構成図。本実施形態のプリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図。黒トナー付着量検出センサの構成図。カラートナー付着量検出センサの構成図。プロセスコントロールのフローチャート。トナー付着量と第１受光素子と第２受光素子との出力電圧値の関係を示すグラフ。黒トナー劣化度を検出して二次転写条件を制御するフローチャート。中間転写ベルト上のトナーパターンの付着状態とトナー付着量検出センサの出力データＲｅｇ（ｎ）の関係の説明図。転写電流と転写効率の関係を示すグラフ。転写ニップ圧力と転写効率の関係を示すグラフ。カラートナー劣化度を検出して二次転写条件を制御するフローチャート。トナー劣化状態における各色の粒状度をしめすグラフ。二次転写手段の拡大構成図。二次転写手段の転写ニップ圧が弱められ状態の構成図。新品現像剤と劣化状態現像剤とでトナー付着量の均一性について比較したグラフ。

以下、本発明を適用した画像形成装置として電子写真方式のプリンタを用いた一実施形態について説明する。まず、プリンタの全体構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの有色トナー像を形成する有色トナー像形成手段としての画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋを備えている。これらの画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは複数の張架ローラに張架され表面移動する中間転写ベルト１０１に沿って並列配置されている、所謂タンデム型プリンタである。中間転写ベルト１０１の内周部の各画像形成部に対向する位置には、各画像形成部により形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各有色トナー像を中間転写ベルト１０１上に転写する一次転写手段１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋを備えている。また、中間転写ベルト１０１の表面移動方向に関して一次転写手段１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋよりも下流部に、中間転写ベルト１０１上に転写され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手段としての画像検出手段１１０が中間転写ベルト１０１に対向して設けられている。また、画像検出手段１１０より下流部には、中間転写ベルト１０１上のトナー像を記録媒体である転写紙１１２に転写する二次転写手段１１１を備えており、さらに下流部には中間転写ベルト１０１上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーナ１１４を備えている。

次に、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋについて説明する。各画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、収容されるトナーの色が異なる以外は同様の構成を有するものであるため、以下互いに区別することなく添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して画像形成部１０２として説明する。
図２は、画像形成部１０２の概略構成図である。画像形成部１０２は、像担持体としての感光体２０２を備えている。感光体２０２の周りには、感光体２０２表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置２０１、書き込み光Ｌにより感光体表面に静電潜像を書き込む露光手段としての書込装置２０３、静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置２０５、感光体２０２上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーナ２０６、及び、感光体表面を除電する除電手段としてのイレーズ（除電装置）２０７、電位検知手段としての電位センサ２１０が設けられている。

本実施形態の帯電装置２０１は、スコロトロンチャージャからなる非接触式帯電器であり、スコロトロンチャージャのグリット電圧（帯電バイアス）Ｖｇを目標帯電電位（本実施形態ではマイナス電位）に設定することで、感光体表面の電位をその目標帯電電位するものである。なお、帯電装置２０１は、これに限らず、他の非接触式帯電器や、接触式帯電器を用いることも出来る。

本実施形態の書込装置２０３は、光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、断続的な書き込み光、すなわち、繰り返しパルス状の書き込み光Ｌを照射することで、感光体２０２表面上に１ドットごとの静電潜像（１ドット静電潜像）を形成する。本実施形態では、１ドット静電潜像を形成する際の露光時間（単位露光時間）を変更することで、１ドット静電潜像に付着するトナー付着量を制御して階調制御を行うことが可能となっている。本実施形態では、最大単位露光時間を１５分割（それぞれの単位露光時間を以下「露光デューティ」という。）して、１６階調の階調制御が可能となっている。したがって、本実施形態では、露光デューティを０（露光しない）〜１５（最大単位露光時間）の１６段階で調整可能となっている。

本実施形態の現像装置２０５は、感光体２０２表面に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラを備えており、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ローラ上に担持させて、感光体２０２表面にトナーを供給する。現像ローラには、絶対値が露光部電位ＶＬよりも十分に大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも十分に小さい現像バイアスＶｂを印加されている。これにより感光体２０２表面と現像ローラとが対向する現像領域において、感光体２０２表面の静電潜像（露光部）に向けてトナーを移動させ、かつ、感光体２０２表面の非静電潜像（非露光部）にはトナーが移動しないような電界を形成される。この電界により静電潜像をトナーで現像することができる。

上記構成の画像形成部１０２でトナー像形成を行うときには、まず、感光体２０２の表面が一様に目標帯電電位（マイナス電位）となるように、帯電装置２０１により感光体表面を帯電する。次に、帯電された感光体表面部分に対し、画像データに応じた書き込み光Ｌを書込装置２０３の光源（ＬＤ）から感光体２０２へ露光し、これにより感光体２０２表面の露光部の電位（絶対値）が下がることにより、感光体２０２表面に静電潜像が形成される。この後、感光体２０２上に形成された静電潜像（本実施形態では露光部）は、現像装置２０５の現像剤担持体である現像ローラ上に担持されたトナーによってトナー像に現像される。具体的には、現像ローラに対し、絶対値が露光部電位ＶＬよりも大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも小さい現像バイアスＶｂを印加して、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーを静電的に静電潜像に付着させることにより現像する。

感光体２０２上に形成されたトナー像は、一次転写手段１０６により中間転写ベルト１０１上に転写される。中間転写ベルト１０１に転写されずに感光体２０２上に残った転写残トナーは感光体クリーナ２０６で回収される。また、中間転写ベルト１０１上にトナー像を転写した後の感光体表面は、イレーズ２０７により一様に除電光が照射されることにより、非静電潜像部分が除去されて、一様に除電された状態になる。

このようにして各画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋにより各感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写手段１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋにより中間転写ベルト１０１上へ転写される。

二次転写手段１１１は、中間転写ベルト１０１に当接して、転写紙１１２を挟持する当接部材としての二次転写ローラ４５１を有している。二次転写ローラ４５１には図示しない電源から電圧が印加され、中間転写ベルト１０１との間に所定の転写電流が流れるように構成されている。二次転写手段１１１は、中間転写ベルト１０１上のトナー像を、二次転写ローラ４５１による転写ニップ圧と転写電流とにより転写紙１１２へ転写する。このとき、転写紙１１２に転写されずに中間転写ベルト１０１上に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ１１４で回収される。その後、図示しない定着装置によってトナー像が転写紙１１２に定着され一連のプロセスが終了する。

図３は本実施形態のプリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態のプリンタには、コンピュータ構成のメイン制御部４１が備えられており、このメイン制御部４１が各部を駆動制御する。メイン制御部４１は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４２にバスライン４５を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）４４と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）４３とが接続されて構成されている。

メイン制御部４１には、画像検出手段１１０が接続されており、画像検出手段１１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段としての光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃ、３１１Ｋから構成されている。これらの光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃ、３１１Ｋで検出した情報は、メイン制御部４１に送り出される。また、メイン制御部４１には図示しない帯電装置、書込装置、現像装置、電位センサも接続されている。メイン制御部４１は、画像検出手段１１０で検出された中間転写ベルト１０１上に形成されたトナー付着量に基づいて、現像装置２０５の現像バイアス、書込装置２０３の露光量（レーザーパワー・露光時間）、帯電装置２０１の帯電バイアスなどを変更するプロセス条件変更手段としての機能を有している。

次に、本実施形態におけるトナー付着量検知手段としての光学センサについて説明する。図４は、黒トナー付着量検出手段であるＫ用光学センサの構成図であり、図５は、カラートナー付着量検出手段であるＹ用光学センサの構成図である。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラートナー付着量検出手段であるＹ用光学センサ３１１Ｙ、Ｍ用光学センサ３１１Ｍ、Ｃ用光学センサ３１１Ｃは、同様の構成を有するものであるため、以下、Ｙ用光学センサ３１１Ｙとして説明する。

図４に示すように、Ｋ用光学センサ３１１Ｋは、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子３１２と、正反射光を受光する第１受光素子３１３とから構成される。発光素子３１２は中間転写ベルト１０１上に光を照射し、この照射光は中間転写ベルト１０１によって反射される。第１受光素子３１３は、この反射光のうちの正反射光を受光する。

一方、図５に示すように、Ｙ用光学センサ３１１Ｙは、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子３１２と、正反射光を受光する第１受光素子３１３と、拡散反射光を受光する第２受光素子３１４とから構成される。発光素子３１２は、Ｋ用光学センサ３１１Ｋと同様、中間転写ベルト１０１上に光を照射し、この照射光は、中間転写ベルト１０１表面によって反射される。第１受光素子３１３はこの反射光のうちの正反射光を受光し、第２受光素子３１４はこの反射光のうち拡散反射光を受光する。

Ｋ用光学センサ３１１Ｋ、Ｙ用光学センサ３１１Ｙでは、発光素子３１２として、発光される光のピーク波長λｐが９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用いる。第１受光素子３１３、第２受光素子３１４では、ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いる。また、各光学センサ３１１Ｋ、３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃは検知対象物である中間転写ベルト１０１表面との間には、５ｍｍの距離（検出距離）を設けて配設されている。なお、これらの光学センサ３１１Ｋ、３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃは色ずれ補正画像検知手段としても使用できる。

本実施形態では、トナー像担持体としての中間転写ベルト１０１上のトナー付着量を画像検出手段１１０の各光学センサ３１１Ｋ、３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃで検出し、中間転写ベルト１０１上のトナー付着量に基づいて、帯電電位、露光量、現像バイアスなどの作像条件を決定するよう制御する。

次に、適正な良好な画像品質を得るための作像条件変更方法（以下、プロセスコントロールと呼ぶ）について、図６のフローチャートを用いて説明する。メイン制御部４１は、感光体２０２や現像装置２０５の使用状態、環境変化が所定値以上となったら、プロセスコントロールモード実行する（Ｓ１）。メイン制御部４１は、プロセスコントロールモードが実行されると、まず、画像検出手段１１０の出力値の調整を行う（Ｓ２）。

前述したように画像検出手段１１０は、中間転写ベルト１０１に対向した位置にあり、各色光学センサ３１１Ｋ、３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃから構成されている。

図７は、中間転写ベルト１０１上に形成された単位面積あたりのトナー付着量を横軸にとり、第１受光素子３１３と第２受光素子３１４との出力電圧値を縦軸にとったグラフである。図７に示すように、トナー付着量の増加に従って、第１受光素子３１３で検出される正反射光出力は徐々に出力電圧値を小さくする特性を有し、第２受光素子３１４で検出される拡散反射光出力は徐々に出力電圧値を大きくする線形特性を有する。

画像検出手段１１０の調整は、中間転写ベルト１０１を基準板と見立て、発光素子３１２による発光をＯＮにした状態で中間転写ベルト１０１から反射した光を検知したときの受光素子の出力電圧値Ｖｒｅｆが、基準（ベース）電圧Ｖｂａとなるように、発光素子３１２の発光量を調整する。基準電圧Ｖｂａは、予めＲＯＭ４４に記憶されており、発光素子３１２の発光量は、発光素子３１２に流す電流Ｉｆを調整することにより行う。

画像検出手段１１０の出力値の調整を行ったら（Ｓ２）、次に、メイン制御部４１は、ベタ画像を安定化させるプロセスコントロールを実行する（Ｓ３）。このベタ画像を安定化させるプロセスコントロールは、露光量（レーザーパワー）および帯電バイアスを固定して、現像バイアス電圧出力を多段階に変化させて、トナー付着量の異なる複数個のトナーパターン像を作像する。そして、画像検出手段１１０で検出したトナー付着量がそれぞれ目標値となるように現像バイアス電圧を調整する。

ベタ画像の安定化が終わったら（Ｓ３）、次に、メイン制御部４１は低階調についてのプロセスコントロールを実行し、画像形成プロセス条件たる露光量（レーザーパワー）を調整する（Ｓ４）。ベタ画像および低階調についての調整が終了したら、メイン制御部４１はプロセスコントロールで設定した、帯電条件、現像バイアス条件、レーザーパワー条件をＲＡＭ４３に保存し、プロセスコントロールを終了する。

さらに、本実施形態では、中間転写ベルト１０１上で現像剤中のトナー劣化度を検知し、トナー劣化度に基づいて、二次転写手段１１１の二次転写条件を制御する。

まず、黒用現像剤中の黒トナー劣化度を検知して、これに基づき二次転写条件を制御するものについて、図７のフローチャートを用いて説明する。感光体２０２Ｋ上のトナー劣化検出用のトナーパターンを検知用の一次転写条件で中間転写ベルト１０１上に転写し、画像検出手段１１０のＫ用光学センサ３１１Ｋを用いて転写された黒トナーパターンの付着量のバラツキを検出し、このバラツキより黒トナー劣化度を算出する。

（ステップ１）
まず、メイン制御部４１よりトナー劣化度の検知の実行命令があったら、一次転写手段１０６Ｋの一次転写電流を画像形成時に設定されている値からトナー劣化度検知用の転写電流値に変更する。トナー劣化度検知用の転写電流値は、使用するトナー、現像剤、および現像装置によって設定する値が異なる。また、転写条件以外の作像条件は、上述のプロセスコントロールにより決定されている。

トナー劣化度検知用の転写電流値に変更する理由としては、以下の２点が挙げられる。１点目は、通常の最適化された一次転写電流では、劣化トナーがあっても転写余裕度があるため転写され難くなるものは少ないが、一次転写電流を下げると、転写余裕度が低下するため劣化したトナーは中間転写ベルト１０１上に転写しづらくなる。このため、トナーバターンが不均一状態になりやすく、トナーパターンを画像検知手段１１０で検知したときに取得した値がばらつきやすくなる。

２点目は、一次転写電流を下げると、中間転写ベルト１０１上に転写されるトナー量が減るため、中間転写ベルト１０１上ではトナー付着量が少ない状態になる。上述の図６で、トナー付着量が０．２ｍｇ／ｃｍ^２近傍と０．５ｍｇ／ｃｍ^２近傍で正反射光出力と拡散反射光出力の特性を見ると、トナー付着量の少ない０．２ｍｇ／ｃｍ^２近傍の正反射光出力のバラツキｒ１が０．５ｍｇ／ｃｍ^２近傍で正反射光出力のバラツキｒ２より大きい（ｒ１＞ｒ２）。一方、拡散反射光出力は、トナー付着量の少ない０．２ｍｇ／ｃｍ^２近傍の拡散反射光出力のバラツキｄ１と０．５ｍｇ／ｃｍ^２近傍で拡散反射光出力のバラツキｄ２とはほぼ同じバラツキ（ｄ１≒ｄ２）であることがわかる。このため、低トナー付着量で正反射光出力を取得した方がトナー劣化度を検知する感度が高い。

（ステップ２）
次に、画像形成部１０２Ｋにより感光体２０２Ｋ上にトナー劣化度検出用のトナーパターンを作成する。作成するトナー劣化度検出用のトナーパターンの大きさは主走査方向が１５ｍｍで、副走査方向の大きさが３９ｍｍである。また、本実施形態ではトナーパターンとして、ソリッドなベタ書き込みのパターンを用いる。感光体２０２Ｋ上に形成されたトナーパターンは、一次転写手段１０６Ｋによりステップ１にて設定したトナー劣化度検知用の一次転写電流値で中間転写ベルト１０１上に転写される。中間転写ベルト１０１上に転写されたトナーパターンは、画像検知手段１１０のＫ用光学センサ３１１Ｋによって検知される。このトナーパターンを検知するとき、サンプリング時間の間隔は４ｍｓｅｃとし、中間転写ベルト１０１の反射ムラの影響を受けないようにするため、少なくとも１００ポイント以上サンプリングし、５点移動平均値を求める。

画像検知手段１１０の黒用光学センサ３１１Ｋは正反射光を受光する第１受光素子３１２を備えているので、第１受光素子３１２から正反射光出力が得られる。ここでは、第１受光素子３１２からの出力をＲｅｇ（ｎ）とする。仮に、１００ポイントサンプリングし、５点移動平均値を求めたとすると、下記に示すようなデータが得られる。
正反射光出力データ：Ｒｅｇ（１）、Ｒｅｇ（２）、…、Ｒｅｇ（２０）

（ステップ３）
正反射光出力データからから最大値と最小値を選択し、それぞれをＲＡＭ４３に記録する。この最大値、最小値をそれぞれＲｅｇ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎと呼ぶ。

（ステップ４）
Ｒｅｇ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎが取得できたら、これらの値から現像剤中のトナー劣化度として、粒状性の度合（粒状度）Ｄ＿Ｇｒａｎを算出する。算出式は下記となる。
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）
ここで、αは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数である。

図９は、中間転写ベルト１０１上のトナーパターンの付着状態と黒用光学センサ３１１Ｋの出力データＲｅｇ（ｎ）の関係の説明図である。黒用光学センサ３１１Ｋによる上記サンプリング方法では、トナーパターンの付着状態が均一の場合、第１受光素子３１２が受ける受光量にバラツキは無いため、Ｒｅｇ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎの差が小さくなる（図９左側）。一方、トナーパターンの付着状態が不均一の場合、第１受光素子３１２が受ける受光量にバラツキが生じ、Ｒｅｇ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎの差が大きくなる（図９左側）。このため、Ｒｅｇ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎから求めた粒状度Ｄ＿Ｇｒａｎを、トナー劣化度として用いることができる。なお、ここでは黒用光学センサ３１１Ｋを用いているため出力データＲｅｇ（ｎ）だけを用いて説明したが、カラー用光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ，３１１Ｃにより検出される反射光出力に関しても同様のことが言える。

このようなステップ３およびステップ４がトナー劣化度算出手段を構成する。

（ステップ５）
現像剤中のトナー劣化度はＤ＿Ｇｒａｎの値により判断を行う。表１はＤ＿Ｇｒａｎの値に応じた二次転写手段の転写ニップ圧力と転写電流を示す表である。ここで表１中のＡ、Ｂ、Ｃは、予め求めておいたプリンタ固有のトナー劣化度判定定数であり、Ｃ＞Ｂ＞Ａとする。また、ＳＴＤ１はトナーが負荷を受けていない初期状態での最適な転写ニップ圧力値を示し、ＳＴＤ２はトナーが負荷を受けていない初期状態での最適な転写電流値を示す。

表１に基づき、Ｄ＿Ｇｒａｎの値に応じた二次転写手段１１１の転写ニップ圧力と転写電流を決定する。なお、本実施形態では、転写ニップ圧力と転写電流とを同時に変更するものを示したが、トナー劣化度に応じて二次転写手段１１１の転写ニップ圧力、または、転写電流だけを変更させても構わない。

このようなステップ５が、二次転写条件制御手段を構成する。

このように黒トナー劣化度を検出して二次転写条件を変更する制御は、主にモノクロ画像形成時に行われる。

ここで、トナー劣化度に応じて二次転写手段１１１の転写ニップ圧力と転写電流を変化させる理由について、図１０および図１１を用いて説明する。
図１０は転写電流値と転写効率の関係を示す図である。図１０中のグラフＴ１は劣化していない初期状態のトナーを示し、グラフＴ２は現像装置内で１０分間の攪拌により負荷を受けたトナー、グラフＴ３は現像装置内で６０分の攪拌により負荷を受けたトナーを示している。転写効率は、転写電流を増加させるにつれて増大し、ある値で転写効率のピークを示す。しかし、その値から転写電流を増加させると転写効率は逆に低下してしまう。また、トナーが劣化すると、その程度によって転写効率の最大値が低下し、その程度が大きいと転写効率を最大にする転写電流が増加する。すなわち、劣化していない初期状態のトナーと劣化トナーとでは、良好な転写効率を得る転写電流は異なる。

図１１は、転写ニップ圧力と転写効率の関係を示す図である。図１１中のグラフＴ４は劣化していない初期状態のトナーを示し、グラフＴ５は現像装置内で１０分間の攪拌により負荷を受けたトナー、グラフＴ６は現像装置内で６０分の攪拌により負荷を受けたトナーを示している。なお、このときの転写電流は劣化していない状態のトナーにおいて最高の転写効率となる設定としている。転写効率は、転写ニップ圧力を増加させるにつれて増大し、ある値以上になるとほぼ一定となる。ここで、劣化していない初期状態のトナー、劣化トナー何れでも、転写ニップ圧力が大きいと転写効率は良好になる。すなわち、劣化していない初期状態のトナーでも転写ニップ圧力を大きくすることで、良好な転写効率が得られる。しかしながら、転写ニップ圧力を大きくすると、中間転写ベルト１０１の速度変動や、転写紙１０２の搬送性という機械的副作用を発生させる虞があり、初期的に転写ニップ圧力を大きくすることは好ましくない。

このため、トナー劣化度を検出して、これに応じて二次転写条件を変更するように制御することで、長期に渡って良好な二次転写効率を得ることができる。

次に、フルカラー画像形成時に、上述の黒用現像剤に加え、カラー用現像剤中のカラートナー劣化度を検出して二次転写条件を決定する制御について、図１２のフローチャートを用いて説明する。なお、図８のフローチャートと同じ部分は詳しい説明を省略する。本実施形態では、画像検出手段１１０の各光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃ、３１１Ｋを用いて、各感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ上から一次転写手段１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋにより中間転写ベルト１０１上へ転写されたトナーパターン中の付着量のバラツキを検出し、このバラツキよりトナー劣化度を算出する。

（ステップ１）
図８と同様に、まず、メイン制御部４１よりトナー劣化度の検知の実行命令があったら、一次転写手段１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの一次転写電流を現在設定されている値からトナー劣化度検知用の転写電流値に変更する。トナー劣化度検知用の転写電流値に変更する理由としては、上述のとおりである。

（ステップ２）
次に、各感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ上にトナー劣化度検出用のトナーパターンを作成する。なお、作成するトナー劣化度検出用の各トナーパターンの大きさは主走査方向が１５ｍｍで、副走査方向の大きさが３９ｍｍである。また、本実施形態ではトナーパターンとして、ソリッドなベタ書き込みのパターンを用いる。各感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ上に形成されたトナーパターンは、ステップ１にて設定したトナー劣化度検知用の一次転写電流値で中間転写ベルト１０１上にそれぞれ転写される。中間転写ベルト１０１上に転写された各トナーパターンは、画像検知手段１１０の各光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃ、３１１Ｋにより検知される。このトナーパターンを検知するとき、サンプリング時間の間隔は４ｍｓｅｃとし、中間転写ベルト１０１の反射ムラの影響を受けないようにするため、少なくとも１００ポイント以上サンプリングし、５点移動平均値を求める。

画像検知手段１１０の光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃは、それぞれ正反射光を受光する第１受光素子３１２と、拡散反射光を受光する第２受光素子３１３とを備えているので、それぞれの受光素子からの出力を得られる。ここでは、第１受光素子３１２からの出力をＲｅｇ（ｎ）、第２受光素子３１３からの出力をＤｉｆ（ｎ）とする。仮に、１００ポイントサンプリングし、５点移動平均値を求めたとすると、Ｙ，Ｍ，Ｃに対して下記に示すような２つのデータセットが得られる。
正反射光出力データ：Ｒｅｇ（１）、Ｒｅｇ（２）、…、Ｒｅｇ（２０）
拡散反射光出力データ：Ｄｉｆ（１）、Ｄｉｆ（２）、…、Ｄｉｆ（２０）
また、黒用光学センサ３１１Ｋからは、図８で説明したように、正反射光出力データのみが得られる。

（ステップ３）
正反射光出力データおよび拡散反射光出力データからから最大値と最小値を選択し、それぞれをＲＡＭ４３に記録する。この最大値、最小値をそれぞれＲｅｇ＿ｍａｘ、Ｄｉｆ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎ、Ｄｉｆ＿ｍｉｎと呼ぶ。

（ステップ４）
Ｒｅｇ＿ｍａｘ、Ｄｉｆ＿ｍａｘ、Ｒｅｇ＿ｍｉｎ、Ｄｉｆ＿ｍｉｎが取得できたら、これらの値から現像剤中のトナー劣化度として、粒状性の度合（粒状度）Ｄ＿Ｇｒａｎを算出する。算出式は下記となる。
Ｙ、Ｍ、Ｃの場合
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）＋β×（Ｄｉｆ＿ｍａｘ−Ｄｉｆ＿ｍｉｎ）
ここで、α、βは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数であり、α＞βとする。
また、Ｋの場合、図８で説明したように、
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）
ここで、αは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数である。

このようにして算出したＹトナーのトナー劣化度合いをＤ_Ｇｒａｎ（Ｙ）、Ｍトナーのトナー劣化度合いをＤ_Ｇｒａｎ（Ｍ）、Ｃトナーのトナー劣化度合いをＤ_Ｇｒａｎ（Ｃ）、Ｋトナーのトナー劣化度合いをＤ_Ｇｒａｎ（Ｋ）とする。カラー画像形成時は、各色のＤ＿Ｇｒａｎと重み係数Ｐの積を算出する。算出式は下記となる。
Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｙ）’＝Ｐｙ＊Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｙ）
Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｍ）’＝Ｐｍ＊Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｍ）
Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｃ）’＝Ｐｃ＊Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｃ）
Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｋ）’＝Ｐｋ＊Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｋ）
ここで重み係数Ｐは、あるトナー劣化状態における各画像の粒状性から求めている。

図１３は、トナー劣化状態における各色の粒状度を示している。このようにトナーの劣化状態が同じであったとしても、各色での粒状度には差がある。そのため、その差を補正するためにトナー劣化度Ｄ＿Ｇｒａｎに重み係数Ｐを掛ける。重み係数Ｐの値は各色トナー間での相対値となるため、例えばＫの重み係数を１とした場合は、イエローの重み係数Ｐｙは０．４５から０．４８の値をとり、シアンの重み係数Ｐｃは０．５から０．５３の値をとり、マゼンダの重み係数Ｐｍは０．７８から０．８０の値をとる。

上式で求められたＤ＿Ｇｒａｎ（Ｙ）’、Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｍ）’、Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｃ）’、Ｄ＿Ｇｒａｎ（Ｋ）’のうち、値が最大となる色のトナー劣化度Ｄ＿Ｇｒａｎを二次転写条件を決定する値として用いる。

このようなステップ３およびステップ４がトナー算出度劣化度算出手段を構成する。

（ステップ５）
上述のようにして求められたＤ＿Ｇｒａｎの値により、図８と同様に、表１に基づきＤ＿Ｇｒａｎの値に応じた二次転写手段１１１の転写ニップ圧力と転写電流を決定する。なお、本実施形態では、転写ニップ圧力と転写電流とを同時に変更するものを示したが、トナー劣化度に応じて二次転写手段１１１の転写ニップ圧力、または、転写電流だけを変更させても構わない。

このようなステップ５が、二次転写条件制御手段を構成する。
このようにカラートナー劣化度を検出して二次転写条件を変更する制御は、主にフルカラー画像形成時に行われる。

また、上述のように、順序としては、まずプロセスコントロールを行い、中間転写ベルト１０１上のトナーパターンのトナー付着量を安定させてから、トナー劣化度を検出することが好ましい。

次に、二次転写手段１１１の転写ニップ圧力の可変機構について説明する。図１４は、二次転写手段１１１の拡大構成図である。図１４において、二次転写手段１１１の二次転写ローラユニット４５０は、二次転写ローラ４５１、保持体４５２、付勢コイルバネ４５３、カム軸４５４、カム４５５、保持体回動軸４５６、図示しないカムモータおよびカムモータ駆動制御部などを有している。二次転写ローラ４５１は、保持体４５２に回転自在に保持されている。また、二次転写ローラ４５１には図示しない電源から電圧が印加され、中間転写ベルト１０１との間に所定の転写電流が流れるように構成されている。

二次転写ローラユニット４５０の保持体４５２は、その上部に設けられた保持体回動軸４５６を中心にした回動が可能になるように、図示しない支持体に支持されている。保持体４５２の側方では、付勢コイルバネ５３が前述の支持体に支持されながら、保持体４５４を中間転写ベルト１０１に向けて付勢している。この付勢により、保持体４５４に回転自在に保持されている二次転写ローラ４５１が中間転写ベルト１０１に当接せしめられながら、中間転写ベルト１０１に向けて押圧されている。付勢コイルバネ４５３による保持体４５２の付勢方向は、図１２中一点鎖線で示すように、自らのコイル軸線と、二次転写ローラ４５１の回転中心と、張架ローラの１つであるニップ裏側張架ローラ４４６の回転中心とを一直線上に位置させる方向になっている。

保持体４５２の近傍には、図示しないカムモータからの駆動力によってカム軸４５４を中心にして回動するカム４５５が配設されており、自らのカム面を保持体４５２の下部に突き当てている。この突き当てにより、付勢コイルバネ４５３によって中間転写ベルト１０１に向けて付勢される保持体４５２の付勢方向への移動が規制されている。

図示しないカムモータが正転駆動したり逆転駆動したりすると、カム４５５がカム軸４５４を中心にして回動して、自らのカム面を保持体４５２により近づけたり遠ざけたりする。これにより、カム面と保持体４５２下部との当接位置がプリンタ部に対して図中左右方向に移動して、保持体４５２が保持体回動軸４５６を中心にして図中反時計回り方向に少しだけ回転したり、図中時計回り方向に少しだけ回転したりする。このようにして保持体４５２が回転すると、二次転写ローラ４５１が中間転写ベルト１０１に対して少しだけ遠ざかったり少しだけ近づいたりして、中間転写ベルト１０１に対する二次転写ローラ４５１の押圧力が弱まったり強まったりする。すなわち、この二次転写手段１１１では、保持体４５２、付勢コイルバネ４５３、カム軸４５４、カム４５５、保持体回動軸４５６、図示しないカムモータおよびカムモータ駆動を制御する制御部などが、中間転写ベルト１０１に対する二次転写ローラ４５１の押圧力を調整する押圧力調整手段として機能している。

上記カムモータが所定の時間だけ正転駆動せしめられると、図１５に示すように、カム４５５がカム軸４５４を中心にして所定の角度だけ図中反時計回り方向に回転して、保持体４５２の下部を付勢コイルバネ４５３の付勢力に打ち勝って図中左側から右側へと押す。これにより、保持体４５２が保持体回動軸４５６を中心にして図中反時計回り方向に所定の角度だけ回転して、中間転写ベルト１０１に対する二次転写ローラ４５１の押圧力を少し弱める。反対に、上記カムモータが逆転駆動せしめられると、保持体４５２が保持体回動軸４５６を中心にして図中反時計回り方向に回転して、中間転写ベルト１０１に対する二次転写ローラ４５１の押圧力が強まる。

以上、本実施形態によれば、像担持体としての感光体２０２上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を中間転写体としての中間転写ベルト１０１上に転写する一次転写手段１０６、中間転写ベルト１０１上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段１１１と、感光体２０２上に形成されるトナー像が所定のトナー付着量となるようにトナー像形成手段のトナー像形成条件を制御するトナー像形成手段制御手段とを備える。この画像形成装置において、感光体２０２上にトナー劣化度検出用のトナーパターンを作成し、このトナーパターンを、一次転写手段１０６の転写条件を画像形成時とは異なり転写効率が低下するような転写条件で中間転写ベルト１０１上に転写し、画像検知手段１１０によりトナーパターンのトナー付着量を複数箇所検出する。そして、トナー劣化度算出手段により、検出された複数箇所のトナー付着量のデータのバラツキに基づきトナー劣化度を算出し、トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、二次転写手段１１１の転写条件を制御する。
この画像形成装置では、トナー中の劣化トナーの割合を精度良く検知するために、画像形成時の一次転写条件とは異なり、転写効率が低下する一次転写条件でトナー劣化検出用のトナーパターンを中間転写ベルト１０１上に転写する。画像形成時の一次転写条件は大きな余裕度を有するよう最適化されており、劣化トナーがあっても転写され難くなるものは少ない。一方、トナー劣化検出用のトナーパターンの転写時に用いる一次転写条件は、転写効率が低下してトナーパターンに含まれる劣化トナーは転写され難くなり、中間転写体上のトナーパターンのトナー付着量の不均一性は顕著になる。このようなトナーパターンのトナー付着量を複数箇所検出し、トナー劣化度算出手段により複数のトナー付着量データのバラツキから粒状感の度合を定量的に求め、トナー劣化度を表す特性値とすることにより、トナー中の劣化トナーの割合を精度良く検知する。求めたトナー劣化度に基づき二次転写条件を制御して、中間転写体上に形成されたトナー像に含まれる劣化トナーも転写されやすい条件とする。これにより、経時劣化トナーに起因する二次転写効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、トナー劣化度検出用のトナーパターンを中間転写ベルト上に転写する際の一次転写手段の転写条件は、画像形成時の転写電流を１０〜５０％低くなるように変化させるものである。これにより、一次転写効率が低下し、劣化トナーが転写され難くなり、中間転写ベルト上で劣化トナーの割合を精度良く検知するすることができる。

また、本実施形態によれば、黒トナー付着量検出手段である黒用光学センサ３１１Ｋは正反射光出力データＲｅｇに基づきトナー付着量を検出するものであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いる。Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）、ここで、αは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数。これにより、トナー中のトナー劣化度を定量的に検出することができる。

また、本実施形態によれば、カラートナー付着量検出手段であるカラー用光学センサ３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃは正反射光出力データＲｅｇと拡散反射光Ｄｉｆとに基づきトナー付着量を検出するものであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎ、拡散反射光出力データのうち最大値をＤｉｆ＿ｍａｘ、最小値をＤｉｆ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いる。Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）＋β×（Ｄｉｆ＿ｍａｘ−Ｄｉｆ＿ｍｉｎ）、ここでα、βは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数であり、α＞β。これにより、トナー中のトナー劣化度を定量的に検出することができる。

また、本実施形態によれば、二次転写手段１１１として中間転写体に当接する二次転写ローラ４５１の当接圧を変化させることにより、劣化トナーが含まれていても転写効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、二次転写手段１１１の転写電流を変化させることにより、劣化トナーが含まれていても転写効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、劣化トナー検出用のトナーパターンのトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段としての画像検知手段１１０が、トナー像形成手段制御手段に用いられるトナー付着量を検出手段を兼ねることにより、装置の簡素化が図れる。

４１メイン制御部
４２ＣＰＵ
４３ＲＯＭ
４４ＲＡＭ
１０１中間転写ベルト
１０２画像形成部
１０６一次転写手段
１１０画像検出手段
１１１二次転写手段
２０２感光体
３１１トナー付着量検出センサ
３１２発光素子
３１３第１受光素子
３１４第２受光素子
４５１二次転写ローラ

特開２００６−１７１７８８号公報特開２００７−１０１９８０号公報

Claims

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、該像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、該像担持体上に形成されるトナー像が所定のトナー付着量となるように該トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御するトナー像形成手段制御手段とを備えた画像形成装置において、
上記中間転写体上に転写され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手段と、該トナー付着量検出手段により検出されたトナー付着量からトナー劣化度を算出するトナー劣化度算出手段とを設け、上記トナー像形成手段を用いて上記像担持体上にトナー劣化度検出用のトナーパターンを作成し、上記一次転写手段を用いて画像形成時の転写条件とは異なり転写効率が低下するような転写条件で該トナーパターンを該像担持体上から該中間転写体上に転写し、該トナー付着量検出手段により該トナーパターンのトナー付着量を複数箇所検出し、該トナー劣化度算出手段により該トナー付着量検出手段により検出された複数箇所のトナー付着量のデータのバラツキに基づきトナー劣化度を算出し、該トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、上記二次転写手段の転写条件を制御する二次転写条件制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、上記像担持体上からトナー劣化度検出用のトナーパターンを上記中間転写体上に転写する際の一次転写手段の転写条件は、画像形成時の転写条件から転写電流を１０〜５０％低くしたものであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２の画像形成装置において、上記トナー付着量検出手段は光学式センサで、黒トナーではトナーパターンで反射される正反射光出力データＲｅｇに基づきトナー付着量を検出するセンサであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いることを特徴とする画像形成装置。
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）、ここで、αは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数
請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記トナー付着量検出手段は光学式センサで、カラートナーではトナーパターンで反射される正反射光出力データＲｅｇと拡散反射光Ｄｉｆとに基づきトナー付着量を検出するセンサであり、複数箇所の正反射光出力データのうち最大値をＲｅｇ＿ｍａｘ、最小値をＲｅｇ＿ｍｉｎ、拡散反射光出力データのうち最大値をＤｉｆ＿ｍａｘ、最小値をＤｉｆ＿ｍｉｎとすると、トナー劣化度算出手段はトナー劣化度として、下式により算出される粒状感の度合Ｄ＿Ｇｒａｎを用いることを特徴とする画像形成装置。
Ｄ＿Ｇｒａｎ＝α×（Ｒｅｇ＿ｍａｘ−Ｒｅｇ＿ｍｉｎ）＋β×（Ｄｉｆ＿ｍａｘ−Ｄｉｆ＿ｍｉｎ）、ここでα、βは予め求めておいた画像形成装置固有の劣化トナー判定係数であり、α＞β
請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記二次転写手段として上記中間転写体に当接して記録媒体を挟持する当接部材と、該当接部材の当接圧を変化させる当接圧調整手段を有し、上記二次転写条件制御手段は上記トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、該当接部材の当接圧を変化させるよう該当接圧調整手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記二次転写手段として上記中間転写体に当接して記録媒体を挟持する当接部材と、該当接部材と該中間転写体との間に転写電流を流す電源とを有し、上記二次転写条件制御手段は上記トナー劣化度算出手段により算出したトナー劣化度に基づき、該転写電流を変化させるよう該電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記トナー像形成手段制御手段は上記中間転写体上のトナー付着量を検出して上記トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御するものであり、該中間転写体上に転写されたトナー劣化度検出用のトナーパターンのトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段が、該トナー像形成手段制御手段に用いられるトナー付着量を検出する手段を兼ねることを特徴とする画像形成装置。