JP5625951B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置における転写工程の改良に関する。

タンデム型と称される画像形成装置では、複数のトナー像形成部において形成されたトナー像を転写体に転写し、転写体上で重ね合わされたトナー像を形成することが行われる。転写体上のトナー像は定着されて記録画像とされるか又は記録材に転写された後に定着されて記録画像とされる。

複数のトナー像形成部において形成されたトナー像は移動する転写体上に、上流のものから順次転写される。特許文献１では、上流における転写により転写体上に形成されたトナー像を形成するトナーが転写体から下流のトナー像形成部の感光体に逆転写することを防止することが提案されている。なお、以下において、逆転写を戻り転写という。

特開２００７−２４１１１７号公報

先ず戻り転写について説明する。

図１において、上流側のトナー像形成部Ｇ１の感光体ＰＣ１上のトナー像Ｔ１が転写手段ＴＲ１により転写体ＴＭ上に転写され、転写体ＴＭ上にトナー像Ｔ１が形成される（ｂ）。

下流側のトナー像形成部Ｇ２では転写手段ＴＲ２により感光体ＰＣ２上のトナー像Ｔ２が転写体ＴＭ上に転写されるが、転写手段ＴＲ２においては、転写体ＴＭ上に形成されているトナー像Ｔ１の一部Ｔ１ｂが転写体ＴＭからトナー像形成部Ｇ２の感光体ＰＣ２に転写し（ｃ）、転写体ＴＭ上にはトナー像Ｔ１ａとトナー像Ｔ２とが形成される（ｄ）。図１（ｄ）に示すように、トナー像Ｔ１ａはトナー像Ｔ１よりも少量のトナーで形成されており、下流における戻り転写が原因で濃度低下が起こる。

図２は転写電流と戻り転写との関係を示す。

縦軸は転写体ＴＭ上のトナー像のトナー量、横軸は転写手段ＴＲ１、ＴＲ２における転写電流である。曲線Ｌ１は上流側のトナー像形成部Ｇ１から転写手段ＴＲ１により感光体ＰＣ１から中間転写体ＴＭに転写されるトナー像Ｔ１のトナー量の変化を示し、曲線Ｌ２は下流側の転写手段ＴＲ２により転写体ＴＭから下流側のトナー像形成部Ｇ２の感光体ＰＣ２に転写されたトナー像Ｔ１ｂのトナー量である。

図示のように、転写体ＴＭ上のトナー像Ｔ１のトナー量と、感光体ＰＣ２上のトナー像Ｔ１ｂのトナー量とは転写装置ＴＲ１、ＴＲ２における転写電流の変化に対応して変化する。トナー像Ｔ１のトナー量は転写電流の増加とともに増加し、５０μＡで最高値に達し、５０μＡ以上では転写電流の増加とともに減少する。トナー像Ｔ１ｂのトナー量は転写電流の増加とともに増加する。

曲線Ｌ１は、トナー像形成部Ｇ１において形成されたトナー像Ｔ１の転写手段ＴＲＩにおける転写電流の変化に対する変化を示すが、トナー像形成部Ｇ２において形成されたトナー像Ｔ２の、転写手段ＴＲ２における転写電流の変化に対する変化も曲線Ｌ１と同様である。したがって、トナー像形成部Ｇ２において形成されたトナー像Ｔ２の転写率を高くしてトナー像Ｔ２の転写像の濃度を上げるには、転写電流を５０μＡとすることが望ましい。しかしながら、トナー像形成部Ｇ２における転写電流を上げることにより、曲線Ｌ２で示すように画像形成部Ｇ１において形成されたトナー像Ｔ１に対する戻り転写量が多くなるという問題がある。

このために、転写効率の確保と戻り転写の抑制とをバランスさせることが必要になる。このようなバランスを取る場合、カラー画像における色味変化の抑制、濃度の確保、トナー消費量の抑制等の観点に基づいた調整が必要になる。濃度の確保とトナー消費量の抑制とは裏腹の関係にあり、低い転写率の基で、高濃度の画像を得るには、現像において多量のトナーからなるトナー像を形成し、転写において失われる量を補うことが行われるが、そうすると、転写残トナーの量が多くなってトナーの消費量が高くなる。

特許文献１では、下流側の転写手段における転写電流を上流側の転写手段における転写電流よりも低くすることにより戻り転写を防止している。特許文献１では、下流側の転写手段における転写電流をどのようにして低く設定するかについては明らかでない。

転写電流を設定する手法の如何によっては、色味変化の抑制、濃度の確保、トナー消費量の抑制等の課題を達成することができない。例えば、適正な下流側の転写手段における電流値を予め実験により求めておき、下流側の転写手段における転写電流を条件や画像形成モードに関係なく一律に、上流側の転写手段における転写電流よりも低く設定することが考えられるが、このように上流側の転写手段における転写電流と下流側の転写手段における転写電流との関係を予め設定したのでは、カラー画像の色味の変化の防止、濃度の確保、トナー消費の抑制等を十分に行うことができなく、環境の変化や、装置、資材の変化等があったときに画像の色味、濃度が変動するという問題がある。また、トナー消費量の抑制が不十分である。

本発明は前記問題を解決し、カラー画像の色味の変化の防止、濃度の確保、トナー消費の抑制等を十分に行うことができる画像形成装置を実現することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．複数のトナー像形成部と、
転写体と、
前記トナー像形成部のそれぞれに対応して設けられ、前記トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写する複数の転写手段と、
前記転写体の移動方向に関し、前記転写手段の下流に配置され、前記転写体上のトナー像の濃度を計測する濃度センサと、
前記転写手段のうちの、前記転写体の移動方向に関し上流側に配置された第１転写手段において転写電圧を印加し、前記転写手段のうちの、前記転写体の移動方向に関し前記第１転写手段よりも下流側に配置された第２転写手段において転写電圧を印加しない状態で、前記トナー像形成部のうちの前記転写体の移動方向に関し上流側に配置された第１トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第１トナー像を形成し、前記第１トナー像の第１濃度を前記濃度センサで計測し、
前記第１転写手段と前記第２転写手段とにおいて転写電圧を印加し、前記第１トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第２トナー像を形成し、前記第２トナー像の第２濃度を前記濃度センサで計測し、
転写電流と、画像濃度と、色味と、トナー消費量との関係を示す予め作成されたテーブルを備え、前記第１濃度と前記第２濃度に基づき前記テーブルを参照して前記第１転写手段と前記第２転写手段それぞれにおける転写電流を決定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

２．前記第１トナー像を形成する際に、前記第１転写手段に流れる転写電流は複数レベルの電流値を有し、前記第１トナー像は、複数レベルの前記電流値に対応した複数レベルの濃度を有するパッチ画像からなり、制御手段は前記第１濃度から、転写電流と転写率との関係としての前記第１転写手段の第１転写特性を把握することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記制御手段は、前記第２トナー像を形成する際に、所定の基準転写電流が前記第１転写手段に流れるように制御することを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。

４．前記第２トナー像を形成する際に、前記第２転写手段に流れる転写電流は複数レベルの電流値を有し、前記第２トナー像は、所定の前記転写電流に対応した複数レベルの濃度を有するパッチ画像からなり、制御手段は、前記第２濃度から前記第２転写手段における戻り転写を含む転写電流と転写率との関係としての第２転写特性を把握することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

５．前記制御手段は、前記第１転写特性と前記第２転写特性とから前記転写電流を決定することを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

６．前記トナー像形成部は像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を現像する現像手段とを有し、
前記制御手段は、
前記第１トナー像形成部における前記像担持体上にトナー像を形成し、前記第１転写手段において転写電圧を印加し、第２転写手段において転写電圧を印加しない状態で前記トナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第３トナー像を形成し、
前記第３トナー像の第３濃度を前記濃度センサが計測するように制御し、
前記第３濃度に基づいて、前記第１トナー像と前記第２トナー像とを形成する際の前記現像手段における現像電圧を決定することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

７．前記制御手段は、前記第２転写手段における転写電流を、前記第１転写手段における転写電流以下に決定することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

８．３以上の前記トナー像形成部と３以上の前記転写手段とを有し、
前記制御手段は、最上流の前記転写手段を前記第１転写手段とし、最下流の前記転写手段を前記第２転写手段として、前記第１転写手段の前記第１転写特性と、前記第２転写手段の第２転写特性とを把握し、把握した前記第１転写特性と、把握した前記第２転写特性とから、最上流の前記転写手段と、最下流の前記転写手段との間の前記転写手段の転写特性を推定することを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

９．前記制御手段は、前記第１転写手段と前記第２転写手段とにおける転写電流を決定した後に前記現像手段における現像電圧を設定することを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明においては、戻り転写を起こさない条件で転写された第１トナー像の第１濃度と、戻り転写を起こす条件で転写された第２トナー像の第２濃度とから、転写手段における転写電流を決定する。これにより、環境変動、装置、資材の変化等による濃度の変化が十分に抑制され、高画質の画像を安定して形成する画像形成装置が実現される。

戻り転写を説明するための図である。 転写特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 転写電流を設定する制御系のブロック図である。 転写手段の構成を示す図である。 転写手段の電源の出力を示すグラフである。 転写電流を決定する決定プロセスを示すフローチャートである。 転写特性を示す図である。 転写特性と戻り転写特性とを示す図である。 図１０は複数ある転写手段における戻り転写を含む転写特性を示すグラフである。 図７におけるＳＴ１の詳細を示す図である。 第３トナー像を示す図である。 図７におけるＳＴ２の詳細を示す図である。 図７におけるＳＴ３の詳細を示す図である。 転写戻り特性を示すグラフである。 戻り転写量と転写トナー量とを示す図である。

以下に本発明の実施の形態に基づいて本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。

＜画像形成装置＞
図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。図１に示す画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、原稿自動搬送手段３０、画像読取装置６０、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、ドラム状の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、定着装置２４、ベルト状の中間転写体６、給紙手段２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、搬送系２２等を有する。

原稿自動搬送手段３０は両面又は片面の原稿ｄを自動搬送する手段である。画像読取装置６０は、移動式光学系により画像情報を読み取る装置で、原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの画像を、３枚の可動ミラーと結像レンズとを有する読取光学系６０Ｂにより、ＣＣＤからなる撮像素子６０Ａに結像して読み取る。

イエロー色のトナー像を形成するトナー像形成部１０Ｙは、感光体１Ｙ、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像手段４Ｙ、滑剤塗布装置５Ｙ及び感光体クリーニング装置８Ｙを有する。マゼンタ色のトナー像を形成するトナー像形成部１０Ｍは、感光体１Ｍ、帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像手段４Ｍ、滑剤塗布装置５Ｍ及び感光体クリーニング装置８Ｍを有する。シアン色のトナー像を形成するトナー像形成部１０Ｃは、感光体１Ｃ、帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像手段４Ｃ、滑剤塗布装置５Ｃ及び感光体クリーニング装置８Ｃを有する。黒色トナー像を形成するトナー像形成部１０Ｋは、感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像手段４Ｋ、滑剤塗布装置５Ｋ及び感光体クリーニング装置８Ｋを有する。帯電装置２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電装置２Ｋと露光装置３Ｋとは、それぞれ潜像形成手段を構成する。

転写体としての中間転写体６は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、支持されており、矢印で示すように移動する。それぞれ一次転写ローラを有する転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋはトナー像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて形成されたトナー像を移動する中間転写体６に転写する。

中間転写体６は矢印で示すように右周りに周回するが、中間転写体６の移動方向に関して、トナー像形成部１０Ｙ、トナー像形成部１０Ｍ、トナー像形成部１０Ｃ、トナー像形成部１０Ｋが上流側からこの順に配置される。同様に、中間転写体６の移動方向に関して、転写手段７Ｙ、転写手段７Ｍ、転写手段７Ｃ、転写手段７Ｋが上流側からこの順に配置される。

撮像素子６０Ａ上に結像した画像情報の信号は、図示しない画像処理部に送られる。画像処理部は、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに各色毎の信号を送る。

露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋでは、レーザ光源としての半導体レーザを用い、半導体レーザが出射した光ビームはポリゴンミラーなどの光学要素により走査光ビームに形成されて被走査体としての感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに入射し、各色の静電潜像を形成する。

トナー像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて形成された各色のトナー像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録材Ｓは、給紙手段２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃにより給紙され、搬送系２２を経て、レジストローラ２３でタイミングを合わせて二次転写部に搬送され二次転写装置７Ａにて記録材Ｓ上にカラー画像が転写される。そしてカラー画像が転写された記録材Ｓは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、転写装置７Ａにより記録材Ｓにカラー画像を転写した後、記録材Ｓを分離した中間転写体６は中間転写体クリーニング装置９によりクリーニングされる。

トナー像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写体６とは、着脱可能なプロセスユニットとして画像形成装置に組み込まれる。

ＩＤＣは中間転写体６上のトナー像の濃度を計測する濃度センサであり、中間転写体６に向けて光を照射する発光素子と中間転写体６からの反射光受光する受光素子とを備え、中間転写体６上に形成されているイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及び黒トナー像の濃度を計測する。

＜転写電流の決定＞
図４は転写電流を設定する制御系のブロック図である。

制御手段ＣＲは、トナー像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋとを制御し、制御に際して濃度センサＩＤＣの出力を濃度情報として取り込む。トナー像形成部１０Ｙは帯電装置２Ｙ及び露光装置３Ｙからなる潜像形成手段ＳＹと、現像手段４Ｙとを有し、トナー像形成部１０Ｍは帯電装置２Ｍ及び露光装置３Ｍからなる潜像形成手段ＳＭと、現像手段４Ｍとを有し、トナー像形成部１０Ｃは帯電装置２Ｃ及び露光装置３Ｃからなる潜像形成手段ＳＣと、現像手段４Ｃとを有し、トナー像形成部１０Ｋは帯電装置２Ｋ及び露光装置３Ｋからなる潜像形成手段ＳＫと、現像手段４Ｋとを有する。

図５は転写手段の構成を示す。図５では転写手段７Ｙを示すが、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋも図５に示す構成を有する。

転写手段７Ｙは、転写ローラ７ＹＲと、バネ７ＹＳと、電源７ＹＥとで構成される。転写ローラ７ＹＲはバネ７ＹＳにより付勢されて中間転写体６を感光体１Ｙに対して押圧する。転写ローラ７ＹＲは導電性のゴムローラからなり、電源７ＹＥは可変電流である転写電流を出力し転写ローラ７ＹＲに転写電圧を印加する。電源７ＹＥの出力電流値は、図６に示すようにパルス電流のディーティ比を変えることにより変更される。

制御手段ＣＲはトナー像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて形成されたトナー像を転写体としての中間転写体６に転写する転写工程における転写電流、即ち、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおける転写電流を以下に説明する制御プロセスにより決定する。

図７は転写電流を決定する決定プロセスを示す。

ステップＳＴ１において、中間転写体６の移動方向に関し最上流に配置された第１トナー像形成部としてのトナー像形成部１０Ｙの現像手段４Ｙにおける現像電圧の決定を行う。現像電圧の決定は、転写電流を決定する際に形成される一様な濃度のパッチ画像からなるトナー像の濃度を適正にするために行われる。

ステップＳＴ２においては、ＳＴ１で決定された現像電圧を設定し、トナー像形成部１０Ｙにおける像担持体としての感光体１Ｙ上にパッチ画像からなるトナー像を形成し、トナー像を、中間転写体６の移動方向に関し最上流に配置された第１転写手段としての転写手段７Ｙにより中間転写体６に転写し、中間転写体６上に第１トナー像を形成する。第１トナー像形成部は、転写体としての中間転写体６の移動方向に関して上流側に配置されたトナー像形成部であり、第１転写手段は、中間転写体６の移動方向に関して上流側に配置された転写手段である。

そして、第１トナー像の第１濃度を濃度センサＩＤＣにより計測し、第１濃度から所定の基準濃度、例えば、最高濃度を与える転写手段７Ｙにおける転写電流を決定する。

中間転写体６上に第１トナー像を形成する転写は、転写手段７Ｙにおいて、転写電圧を印加するが、第２転写手段である転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋでは転写電圧が印加しない条件、即ち、転写手段７Ｙの電源７ＹＥのみをオンとし、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの電源をオフとした条件で転写が行われる。第２転写手段は、中間転写体６の移動方向に関して下流側に配置された転写手段である。

図８の曲線Ｌ１は転写電流と転写率との関係としての転写特性、即ち、転写手段７Ｙにおける転写電流の変化に対する中間転写体６上のトナー像のトナー量変化を示す。曲線Ｌ１で示すように、或る値（図では５０μＡ）までは、転写電流の増加に対してトナー量が増加するが、或る値を超えると、転写電流の増加に対してトナー量が減少する。このようなトナー量の飽和現象は過電流によりトナーが逆帯し、曲線Ｌ３のように戻り転写が起こることによると考えられる。

第１トナー像を形成する転写は、例えば、１０μＡ〜７０μＡの間で１０μＡ間隔の複数レベルの電流値を持つ転写電流で行われる。ＳＴ２では曲線Ｌ１上の基準濃度、例えば、最高濃度での転写電流を決定する。

ステップＳＴ３においては、ＳＴ１において設定された現像電圧で感光体１Ｙ上にパッチ画像からなるトナー像を形成し、転写手段７Ｙに、ＳＴ２で決定した転写電流での転写電圧を印加するとともに、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに転写電圧を印加して、トナー像を中間転写体６に転写し、中間転写体６上に第２トナー像を形成する。

そして、第２トナー像の第２濃度を濃度センサＩＤＣにより計測し、第２濃度から転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの転写特性を把握する。

ステップＳＴ４において、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおける転写電流を決定する。

図９は転写特性と戻り転写特性とを示す。図９において、縦軸は、中間転写体６上のトナー量及び戻り転写量を示す。横軸は転写手段７Ｙ、７Ｍの転写電流を示す。曲線Ｌ１は転写手段７Ｙに転写電圧を印加し、転写手段７Ｍに転写電圧を印加しない状態で転写を行ったときに、中間転写体６上に形成されるトナー像の濃度変化、言い換えると、転写手段７Ｙにおける転写電流対転写率として転写特性を示す。曲線Ｌ２は、転写手段７Ｙ、７Ｍに転写電圧を印加した状態で転写を行ったときの転写手段７Ｍにおける戻り転写特性を示す。また、曲線Ｌ４は、転写手段７Ｙ、７Ｍに転写電圧を印加した状態で転写を行ったときに、中間転写体６上に形成されるトナー像のトナー量、言い換えると、転写手段７Ｍにおける戻り転写を含む転写特性を示す。曲線４は曲線Ｌ１から曲線Ｌ２を引いた値により形成されたものと言うことができる。

なお、図９に示す転写特性は、転写手段７Ｙと転写手段７Ｍとに同じ転写電流を流しつつ、転写電流を変化させたときの特性である。

転写手段７Ｍにおける戻り転写により、転写特性を表す曲線Ｌ４で示すように中間転写体６上のトナー像のトナー量は、転写電流の増加にしたがって、曲線Ｌ１におけるよりも更に大きく減少する。

図１０は複数ある転写手段における戻り転写を含む転写特性を示すグラフである。図１０において、縦軸は、中間転写体６上のトナー量及び戻り転写量を示す。横軸は転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの転写電流を示す。図１０では、トナー像形成部１０Ｙにおいて形成されたトナー像が下流側の転写手段を通過して中間転写体６上に転写され、中間転写体６上に形成されるトナー像のトナー量が下流側の転写手段における戻り転写により減少する様子を示す。曲線Ｌ４は転写手段７Ｍの戻り転写を含んだ転写特性を、曲線Ｌ５は転写手段７Ｍ、７Ｃの戻り転写を含んだ転写手段７Ｃの転写特性を、曲線Ｌ６は転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの戻り転写を含んだ転写手段７Ｋの転写特性をそれぞれ示す。曲線Ｌ１と曲線Ｌ４との差が転写手段７Ｍの戻り転写特性を示し、曲線Ｌ４と曲線Ｌ５との差が転写手段７Ｃの戻り転写特性を示し、曲線Ｌ５と曲線Ｌ６との差が転写手段７Ｋの戻り転写特性を示す。なお、曲線Ｌ１は、転写手段７Ｙにおいて転写電圧を印加し、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいて転写電圧を印加しない状態で転写を行ったときに濃度センサＩＤＣが計測したものであり、曲線Ｌ４は、転写手段７Ｙ、７Ｍにおいて転写電圧を印加し、転写手段７Ｃ、７Ｋにおいて転写電圧を印加しない状態で転写を行ったときに濃度センサＩＤＣが計測したものであり、曲線Ｌ５は、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃにおいて転写電圧を印加し、転写手段７Ｋにおいて転写電圧を印加しない状態で転写を行ったときに濃度センサＩＤＣが計測したものであり、曲線Ｌ６は、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいて転写電圧を印加した状態で転写を行ったときに濃度センサＩＤＣが計測したものである。

なお、図１０に示す転写特性も、図９の転写特性と同様に、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに同じ転写電流を流しつつ、転写電流を変化させたときの特性である。

ＳＴ３では、曲線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す転写特性を把握する。

ステップＳＴ４において、制御手段ＣＲは、図１０に示す転写特性、即ち、曲線Ｌ１、Ｌ４，Ｌ５及びＬ６から、転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおける転写電流を決定する。

転写電流の決定においては、次の３点を判断の基礎として決定される。
（１）転写率を可能な限り高くして、トナー像の濃度を確保する。
（２）カラー画像の色味の変動を抑える。カラー画像の色は、カラー画像を形成するカラートナーの量比により決定されるので、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー間の量比が変化しないように考慮して転写電流が決定される。

なお、この場合、色の重なり順が考慮される。中間転写体６では、下からイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒トナー像の順にトナー像が重なる。

イエロートナー像とマゼンタトナー像を例として説明すると、転写手段７Ｍを通過してマゼンタトナー像が転写される際に、イエロートナー像の戻りは、マゼンタトナー像により抑制される。一方、戻り転写による図９の曲線Ｌ４で示すトナー量の減少は、マゼンタトナー像が介在しない状態で、イエロートナー像が転写手段７Ｍを通過したときのものである。

したがって、イエロートナー像とマゼンタトナー像とが重なって中間転写体６上に形成される画像形成においては転写戻りによるイエロートナーの減少量は、曲線Ｌ４よりも少なくなる、即ち、曲線Ｌ４の右下がり部は、図８におけるよりも上になる。

色味を変化させないことを考慮して転写電流を決定する際には、このように複数トナー像の重なりが考慮される。
（３）戻り転写を可能な限り少なくする。

戻り転写による中間転写体６上のトナー像のトナー量の減少が大きくなると、画像濃度が低下する。このような画像濃度の低下を抑制するために、可能な限り戻り転写を低くするように転写電流が設定される。

図９の曲線Ｌ２で示すように、転写電流の増加とともに戻り転写が増加するので、戻り転写を抑制するには、上流側転写手段の転写電流を最大とし、下流側の転写手段の転写電流をそれ以下とすることが望ましい。

３以上の転写手段を備える画像形成装置においては、最上流の転写手段の転写電流を最大とし、下流の転写手段の転写電流を最上流の転写手段の転写電流以下とすることが望ましい。

以上のプロセスにより決定された転写電流は、最高の転写率により最高濃度のトナー像を形成する電流値からずれている場合もある。その場合、即ち、転写率を最高にする電流値からずらして転写電流を設定したことにより、トナー像の濃度が低下することになるが、この濃度低下を補うために、現像において高濃度のトナー像を形成するような補正が行われる。

このように、現像により濃度補正を行った場合、トナー消費量が多くなり、また、廃トナー量が多くなるという問題がある。トナー戻りの抑制は、トナー消費量及び廃トナー量の抑制という観点も考慮される。

前述した（１）〜（３）を考慮した転写電流の決定では、転写電流の変化と、画像濃度の低下、色味の変化、トナー消費量の変化等との関係を予め調べてテーブルを作成し、作成されたテーブルを制御手段ＣＲが参照して決定する。

ＳＴ４で転写電流を決定した後に、制御手段ＣＲは、画像安定化制御用のトナー像を形成し、形成したトナー像の濃度を検知し、検知した濃度に基づいて、露光装置における露光量、現像手段における現像電圧等を制御する画像安定化制御を実施する。このような画像安定化制御は、例えば、特開２００６−１８９５６２号公報、特開２００７−６５２６９号公報等に記載されたものである。

図１１は図７におけるＳＴ１の詳細を示す。

ステップＳＴ１０において、トナー像形成部１０Ｙの現像手段４Ｙの現像電圧を設定する。ここで設定される現像電圧は、予め決められた複数レベルの値を有する。

ステップＳＴ１１において、転写手段７Ｙにおける転写電流を設定する。この転写電流は予め決められた１レベルの電流値を有する。

ステップＳＴ１２において、ＳＴ１０で設定されて現像電圧と、ＳＴ１１において設定された転写電流とにより形成される条件の下で、感光体１Ｙ上に潜像を形成し、現像によりトナー像を形成し、転写により中間転写体６上に第３トナー像を形成する。

図１２は第３トナー像を示す。

第３トナー像は最大露光量又は飽和露光量で露光を行って潜像を形成し、複数レベルの現像電圧で現像し、転写することにより中間転写体６上に形成されたものであり、図１２に示すように、現像電圧に対応した異なる濃度を有する複数のパッチ画像からなる。

ステップＳＴ１３において、第３トナー像の第３濃度を濃度センサＩＤＣが検知する。

ステップＳＴ１４において、濃度センサＩＤＣの検知結果に基づいて適正な濃度のトナー像を形成する現像電圧を決定する（ＳＴ１４）。ＳＴ１４で決定される現像電圧は、最大露光量における適正な濃度のトナー像を形成する１レベルの電圧である。

図１３は図７におけるＳＴ２の詳細を示す。

ステップＳＴ２０において、現像手段４Ｙにおける現像電圧及び転写手段７Ｙにおける転写電流を設定する。

設定される現像電圧は、図１１におけるＳＴ１４において決定した現像電圧である。また、設定される転写電流は、予め決定された複数レベルの転写電流である。

さらに、トナー像形成部１０Ｙにおけるトナー像形成と、転写手段７Ｙの転写とにより中間転写体６上に第１トナー像を形成する。

第１トナー像は、複数レベルの転写電流に対応した異なる複数レベルの濃度を有する複数のパッチ画像からなり、図１２に示す第３トナー像に類似したものである。第１トナー像を形成する転写においては、転写手段７Ｙにおいては転写電圧が印加されるが、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいては転写電圧が印加されない。

ＳＴ２１において、第１トナー像の第１濃度を濃度センサＩＤＣが計測する。

ステップＳＴ２２において、ＳＴ２２で計測された第１濃度から所定の基準濃度、例えば、最高濃度を与える転写電流を決定する。

第１トナー像の第１濃度は、例えば、図８、９、１０における曲線Ｌ１を形成する濃度である。最高濃度を与える転写電流を決定するとともに、曲線Ｌ１のように転写手段７Ｙの転写特性を把握する。

図１４は図７のＳＴ３の詳細を示す。

ＳＴ３０において、中間転写体６上に第２トナー像を形成する。

第２トナー像の形成では、図１１におけるＳＴ１４において決定した現像電圧で感光体１Ｙ上にトナー像を形成し、図１３のＳＴ２２において決定した転写手段７Ｙにおける転写電流での転写電圧の印加と、更に、下流側の転写手段である転写手段７Ｍにおける転写電圧の印加により転写を行う。

転写手段７Ｍにおける転写電流は複数レベルの電流値を持っている。したがって、第２トナー像は、転写手段７Ｍにおける複数レベルの転写電流に対応した異なる濃度を有する複数のパッチ画像からなり、図１２に示す第３トナー像に類似したものである。

ＳＴ３１において、第２トナー像の第２濃度を濃度センサＩＤＣが計測する。ＳＴ３１の濃度計測から、転写手段７Ｍにおける転写電流の変化に対して変化する第２濃度が取得される。図１５はこの濃度変化を示す。図１５において、曲線Ｌ７は転写手段７Ｙの転写電流を図１０における最高濃度Ｄｍａｘを形成する値に設定し、転写手段７Ｍの転写電流を種々変化させたときの中間転写体６上の第２トナー像の第２濃度を示す。図示のように、第２濃度は戻り転写により低下するものであり、転写手段７Ｍにおける転写電流の増加に対応して低下する。

ＳＴ３２において、制御手段ＣＲは曲線Ｌ７から図１０における曲線Ｌ４を作成して転写手段７Ｍの転写特性を把握する。曲線Ｌ７から曲線Ｌ４を作成するには、図１０における曲線Ｌ１上の複数点において、対応する複数点における曲線Ｌ７の濃度低下率を乗ずる演算が行われる。ＳＴ３２において把握される転写特性は、トナー像形成部１０Ｙにおいて形成されたトナー像が転写手段７Ｙで中間転写体６に転写され、転写手段７Ｍを通過して中間転写体６上に形成されたトナー像についての転写特性、即ち、転写手段７Ｍの転写特性である。

このようにして、転写手段７Ｙを上流側の第１転写手段とし、転写手段７Ｍを下流側の第２転写手段としたときの転写手段７Ｍの転写特性が把握される。

次に、転写手段７Ｙを上流側の第１転写手段とし、転写手段７Ｍ、７Ｃを下流側の第２転写手段としてＳＴ３０〜３２を実行し、更に、転写手段７Ｙを上流側の第１転写手段とし、転写手段、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを下流側の第２転写手段としてＳＴ３０〜３２を実行する。

ＳＴ３０〜ＳＴ３２を繰り返して、転写手段７Ｃ、７Ｋの転写特性、即ち、図１０の曲線Ｌ５、Ｌ６で示す転写特性を把握した段階（ＳＴ３３のＹ）、ステップＳＴ３４において、把握した曲線Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す転写特性から転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおける転写電流を決定する。

なお、図１４に示す決定プロセスを次のように簡略化することも可能である。

ＳＴ３０において、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに複数レベルの電流値を持つ転写電流で転写電圧を印加し、図１０の曲線Ｌ６で示す転写特性、即ち、転写手段７Ｍ、７Ｃ、７Ｋでの戻り転写を含む転写特性を把握する。

ＳＴ２２で把握した曲線Ｌ１とＳＴ３２で把握した曲線Ｌ６とから、曲線Ｌ４、Ｌ５を推定する。

更に精度を上げるには、次の決定プロセスで転写電流を決定することもできる。

トナー像形成部１０Ｙを最上流側のトナー像形成部、転写手段７Ｙを最上流側の転写手段として、イエロートナー像を形成し、前述のプロセスにより、イエロートナー像に関して、転写手段７Ｙの転写特性と、下流における戻り転写を含む転写特性とを把握する。次に、マゼンタトナー像に関して、最上流の転写手段である転写手段７Ｍの転写特性と、下流における戻り転写を含む転写特性とを把握する。次に、シアントナー像に関して、最上流の転写手段である転写手段７Ｃの転写特性と、下流における戻り転写を含む転写特性とを把握する。最後に、黒トナー像に関して、転写手段７Ｋの転写特性を把握する。

このようにして把握したイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒トナー像についての転写特性から転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの転写電流を決定する。

転写電流の決定においては、前述した観点（１）〜（３）が考慮される。

表１は、以上説明した転写電流制御プロセスにより決定された転写電流の一例を示す。

表１中、ケースＡは一律な転写電流を印加したものであり、ケースＢはトナー消費量を抑制することを狙いとして設定されたものであり、ケースＣはカラー画像の色味の変動を抑制することを狙いとして設定されたものである。

カラー画像における色味の変動は、戻り転写が大きい程大きくなる。即ち、図１０における曲線Ｌ１と曲線Ｌ４との差、曲線Ｌ４と曲線Ｌ５との差、曲線Ｌ５と曲線Ｌ６との差が大きいほど色味の変動が大きくなる、したがって、色味の変動を抑えるには、図１０において各曲線上の可能な限り左寄りの点に転写電流を設定することが望ましい。

カラー画像における色味の変動の抑制には、このような観点で転写電流が設定されるが、曲線Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６が示すように、５０μＡの左側では転写電流が少ない程転写率が低下するので、転写率の確保と、色味の変動とを加味して転写電流が決定される。

一方、トナー消費量を抑制するには、転写率を可能な限り高くするように転写電ＲＹ宇が決定される。転写率が低い場合、現像濃度を高くして低い転写率による画像濃度低下をカバーすることが行われるが、転写率を上げることにより現像濃度を低く抑え、トナー消費量を抑制することができる。

表１において、ケースＢでは図１０における最高濃度Ｄｍａｘを与える点に近い転写電流が設定されている。これに対して、ケースＣでは、転写電流が低いレベルに設定されており、これにより色味の変動を抑制している。

図１６は中間転写体に転写されたトナーの量（転写トナー量）と戻り転写量とを示す。

一律に転写電流を設定したケースＡでは、転写トナー量が最も少なく、戻り転写量が最も多い。ケースＢでは、転写トナー量が最も多く、戻り転写量が少ない。ケースＣでは、転写トナー量が中間であり、戻り転写量が少ない。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電装置
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像手段
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 滑剤塗布装置
６ 中間転写体
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ 転写手段
７Ａ 二次転写装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ トナー像形成部
ＣＲ 制御手段
ＩＤＣ 濃度センサ

Claims (9)

1. 複数のトナー像形成部と、
   転写体と、
   前記トナー像形成部のそれぞれに対応して設けられ、前記トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写する複数の転写手段と、
   前記転写体の移動方向に関し、前記転写手段の下流に配置され、前記転写体上のトナー像の濃度を計測する濃度センサと、
   前記転写手段のうちの、前記転写体の移動方向に関し上流側に配置された第１転写手段において転写電圧を印加し、前記転写手段のうちの、前記転写体の移動方向に関し前記第１転写手段よりも下流側に配置された第２転写手段において転写電圧を印加しない状態で、前記トナー像形成部のうちの前記転写体の移動方向に関し上流側に配置された第１トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第１トナー像を形成し、前記第１トナー像の第１濃度を前記濃度センサで計測し、
   前記第１転写手段と前記第２転写手段とにおいて転写電圧を印加し、前記第１トナー像形成部において形成されたトナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第２トナー像を形成し、前記第２トナー像の第２濃度を前記濃度センサで計測し、
   転写電流と、画像濃度と、色味と、トナー消費量との関係を示す予め作成されたテーブルを備え、前記第１濃度と前記第２濃度に基づき前記テーブルを参照して前記第１転写手段と前記第２転写手段それぞれにおける転写電流を決定する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１トナー像を形成する際に、前記第１転写手段に流れる転写電流は複数レベルの電流値を有し、前記第１トナー像は、複数レベルの前記電流値に対応した複数レベルの濃度を有するパッチ画像からなり、制御手段は前記第１濃度から、転写電流と転写率との関係としての前記第１転写手段の第１転写特性を把握することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第２トナー像を形成する際に、所定の基準転写電流が前記第１転写手段に流れるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２トナー像を形成する際に、前記第２転写手段に流れる転写電流は複数レベルの電流値を有し、前記第２トナー像は、所定の前記転写電流に対応した複数レベルの濃度を有するパッチ画像からなり、制御手段は、前記第２濃度から前記第２転写手段における戻り転写を含む転写電流と転写率との関係としての第２転写特性を把握することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記第１転写特性と前記第２転写特性とから前記転写電流を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記トナー像形成部は像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を現像する現像手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記第１トナー像形成部における前記像担持体上にトナー像を形成し、前記第１転写手段において転写電圧を印加し、第２転写手段において転写電圧を印加しない状態で前記トナー像を前記転写体に転写して前記転写体上に第３トナー像を形成し、
   前記第３トナー像の第３濃度を前記濃度センサが計測するように制御し、
   前記第３濃度に基づいて、前記第１トナー像と前記第２トナー像とを形成する際の前記現像手段における現像電圧を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記第２転写手段における転写電流を、前記第１転写手段における転写電流以下に決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. ３以上の前記トナー像形成部と３以上の前記転写手段とを有し、
   前記制御手段は、最上流の前記転写手段を前記第１転写手段とし、最下流の前記転写手段を前記第２転写手段として、前記第１転写手段の前記第１転写特性と、前記第２転写手段の第２転写特性とを把握し、把握した前記第１転写特性と、把握した前記第２転写特性とから、最上流の前記転写手段と、最下流の前記転写手段との間の前記転写手段の転写特性を推定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記第１転写手段と前記第２転写手段とにおける転写電流を決定した後に前記現像手段における現像電圧を設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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