(57)【要約】  光学センサの光照射による次の画像への影響を抑制するのと同時に、他色の調整用トナー像の像担持体（黒色）への再転写が放電に起因して過剰になるのを抑制することができない。  放電開始電圧未満となるような電圧が印加されるように制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能であって、トナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に接触して、第１の極性の有彩色のトナー像を担持する感光層を有する第１の像担持体と、
前記中間転写体が移動する方向において前記第１の像担持体より下流側で前記中間転写体に接触して、前記第１の極性の黒色のトナー像を担持する感光層を有する第２の像担持体と、
前記第１の像担持体からトナー像を前記中間転写体へ第１の転写部で転写する第１の転写部材と、
前記第２の像担持体からトナー像を前記中間転写体へ第２の転写部で転写する第２の転写部材と、
前記第１の転写部材及び前記第２の転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記中間転写体が移動する方向において前記第２の像担持体より下流側に配置されて、前記中間転写体に光を照射して有彩色の調整用トナー像を検出する第１の検出手段と、
前記第２の像担持体に光を照射して黒色の調整用トナー像を検出する第２の検出手段と、
前記第１の像担持体から前記中間転写体に転写された第１の調整用トナー像を前記第１の検出手段を用いて検出した検出結果に基づいて、前記第１の像担持体についての画像形成条件を調整して、前記第２の像担持体に形成された第２の調整用トナー像を前記第２の検出手段を用いて検出した検出結果に基づいて、前記第２の像担持体についての画像形成条件を調整する調整手段とを、備える画像形成装置において、
前記中間転写体が移動する方向において、第１の調整用トナー像と第２の調整用トナー像とが同時に前記第２の転写部を通過する時には、前記第２の転写部材には、前記第１の極性で、前記第２の像担持体と前記中間転写体との間の電位差が放電開始電圧未満となるような第１の電圧が印加されるように、前記電圧印加手段は制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電圧の絶対値は、前記第２の像担持体の電位の絶対値より小さいことを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の電圧は、前記第２の像担持体上にトナーを現像する現像手段に印加される現像電圧と同じ値であることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体が移動する方向において、前記第２の調整用トナー像のみが前記第２の転写部を通過する時には、前記第２の転写部材には、前記第１の極性で、前記第２の像担持体と前記中間転写体との間の電位差が放電開始電圧以上となるような電圧が印加されるように、前記電圧印加手段は制御されることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の調整用トナー像と前記第２の調整用トナー像とは、記録材と記録材の間に対応する範囲に形成されることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項６】
前記第１及び前記第２の調整用トナー像が、前記第２の像担持体が移動する方向において、前記第２の像担持体の周長以上の所定値よりも長い場合には、
前記第２の調整用トナー像が前記第２の転写部を通過し終えてから、前記第２の像担持体が１回転する間、前記第２の転写部材に、前記第１の極性で、前記２の像担持体と前記中間転写体との間の電位差が放電開始電圧以上となる第２の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の調整用トナー像が、前記第２の像担持体が移動する方向において、前記第２の像担持体の周長以下である場合には、前記第２の調整用トナー像が前記第２の転写部を通過し終えてから、前記第２の像担持体が１回転する間、前記第２の電圧が印加されないことを特徴とする請求項６に記載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成した調整用トナー像を光学的に検知して、検知結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様な記録材に対応するために、感光層を有する複数の像担持体からトナー像が転写される中間転写体を設けた画像形成装置では、画像形成条件を調整するために、調整用トナー像を形成して、調整用トナー像を検出するのが望ましい。【０００３】
従来より、調整用トナー像を検出する光学センサが、中間転写体に対向する構成がある。しかし画像形成装置が繰り返し使用されるにつれて中間転写体の表面に汚れが付着するので、中間転写体の表面の光沢が低下する。その結果中間転写体表面が黒色に近づけば、黒色の調整用トナー像と中間転写体の表面とを判別するのが困難になる。すなわち黒色の調整用トナー像を検出するのが困難になる。そこで画像形成装置が繰り返し使用されても黒色の調整用トナー像を検出するためには、他色の調整用トナー像の検出は中間転写体上で行って、黒色の調整用トナー像の検出は像担持体上で行うのが望ましい。黒色の像担持体と他色の像担持体との間のスペースには限りがあるので、他色の調整用トナー像を検出する光学センサは、第２の転写部（黒色）より下流側で中間転写体に対向する位置に配置されるのが望ましい。【０００４】
しかし黒色の調整用トナー像を像担持体上で検出するために、光学センサによって像担持体上の調整用トナー像へ光が照射される。その結果感光ドラムが負極性に帯電している場合には、光学センサによって光が照射された領域の電位は正極性向きにシフトする。調整用トナー像が転写部を通過する時に転写部に印加される電圧が正極性であれば、光学センサによって光が照射された領域の電位はさらに正極性向きにシフトする。その結果、感光ドラム表面の電位の極性が負極性から正極性へ反転するおそれがある。その結果、次の画像形成において画像不良を引き起こすおそれがある。【０００５】
特許文献１には、調整用トナー像を検知する光学センサが像担持体に対向する構成が記載されている。特許文献１は、光学センサによる光照射の痕跡を抑制するために、像担持体上の調整用トナー像に光が照射された領域が転写部を通過するときに転写部に印加される電圧を負極性で放電開始電圧より高い電圧にする構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８６４４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところでダウンタイムを抑制するためには、他色の調整用トナー像と黒色の調整用トナー像とを幅方向に並べて、同時に第２の転写部を通過させるのが望ましい。【０００８】
しかし特許文献１に記載された放電開始電圧より高い電圧を印加する方法をそのまま採用すれば、他色と黒色の調整用トナー像とが第２の転写部（黒色）を同時に通過する時に、中間転写ベルトと像担持体上との間で放電が生じる。放電によって、他色の調整用トナー像が第２の像担持体へ過剰に再転写してしまう。すなわち下流側の光学センサによって検知される前に、他色の調整用トナー像の量が過剰に減少してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで上記課題を解決するために本願発明は、移動可能であって、トナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に接触して、第１の極性の有彩色のトナー像を担持する感光層を有する第１の像担持体と、前記中間転写体が移動する方向において前記第１の像担持体より下流側で前記中間転写体に接触して、前記第１の極性の黒色のトナー像を担持する感光層を有する第２の像担持体と、前記第１の像担持体からトナー像を前記中間転写体へ第１の転写部で転写する第１の転写部材と、前記第２の像担持体からトナー像を前記中間転写体へ第２の転写部で転写する第２の転写部材と、前記第１の転写部材及び前記第２の転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体が移動する方向において前記第２の像担持体より下流側に配置されて、前記中間転写体に光を照射して有彩色の調整用トナー像を検出する第１の検出手段と、前記第２の像担持体に光を照射して黒色の調整用トナー像を検出する第２の検出手段と、前記第１の像担持体から前記中間転写体に転写された第１の調整用トナー像を前記第１の検出手段を用いて検出した検出結果に基づいて、前記第１の像担持体についての画像形成条件を調整して、前記第２の像担持体に形成された第２の調整用トナー像を前記第２の検出手段を用いて検出した検出結果に基づいて、前記第２の像担持体についての画像形成条件を調整する調整手段とを、備える画像形成装置において、前記中間転写体が移動する方向において、第１の調整用トナー像と第２の調整用トナー像とが同時に前記第２の転写部を通過する時には、前記第２の転写部材には、前記第１の極性で、前記第２の像担持体上と前記中間転写体との間の電位差が放電開始電圧未満となるような第１の電圧が印加されるように、前記電圧印加手段は制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明は、黒色の調整用トナー像を検知する光学センサが像担持体上に配置されて、他色の調整用トナー像を検知する光学センサが中間転写体に配置される構成に関する。この構成において、ダウンタイムを抑制するために黒色の調整用トナー像が他色の調整用トナー像と同時に黒色の転写部を通過しても、光学センサの光照射による次の画像への影響を抑制するのと同時に、他色の調整用トナー像の像担持体（黒色）への再転写が放電に起因して過剰になるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態の画像形成装置における概略構成図
【図２】第一実施形態の感光体ドラム周辺の概略構成図
【図３】光学センサによる露光の説明図
【図４】フルカラー画像形成時の転写部突入時の鳥瞰図
【図５】転写印加電圧に対するベタ白電流を示した線図
【図６】転写印加電圧に対する調整用トナー像の再転写濃度を示した図
【図７】紙間における転写印加電圧制御に関する図
【図８】転写印加電圧に対する露光痕跡により発生した電位差を示す図
【図９】パッチ画像を検知する場合の電位の関係を示す図
【図１０】モノクロ画像形成時における概略構成図
【図１１】モノクロ画像形成時の転写部突入時の鳥瞰図
【図１２】転写電圧制御のフローチャート
【図１３】本実施例における転写電圧制御図
【図１４】従来例における時間に対する電位変化図
【図１５】比較例１における時間に対する電位変化図
【図１６】比較例２における時間に対する電位変化図
【図１７】本実施例における時間に対する電位変化図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。
【００１３】
（実施形態）
（画像形成装置の概略）
図１は実施形態の画像形成装置１００における複写機全体の概略構成図を示す。各色のトナー像を形成する画像形成部として、画像形成ステーション１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋにおいて、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が形成される。
【００１４】
各画像形成ステーションでは、負帯電特性の有機光半導体（ＯＰＣ）で形成された感光層を備える感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面が、対応する帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって一様に（―９００Ｖ）帯電される。対応するレーザービーム走査露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって露光されて、光学的な書き込みが行われる。露光された感光ドラム表面の電位はー３００Ｖに変化する。その結果感光ドラム表面に静電像が形成される。さらに感光ドラム上の静電像に、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって、現像剤であるトナーを用いてトナー像が現像される。現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、ＤＣ電圧を−７２０ｖ、ＡＣ電圧１３００Ｖｐｐが印加される。このようにして各感光ドラム上にトナー像が形成される。
【００１５】
なお本実施形態では、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃは直径３０ｍｍ、１ｄは直径８４ｍｍに形成される。異なる径で構成することで、省スペース化、色黒印刷比率、製品寿命の点で有利となる。なお本実施形態では、帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃは帯電ローラであって、２ｄはコロナ帯電器である。
【００１６】
各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたトナー像は、一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト１０に一次転写される。本実施形態では転写電圧として、トナーの正規帯電極性である負極性（第１の極性）とは逆極性である正極性（第２の極性）の電圧（８００Ｖ）が印加される。各一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは中間転写ベルトを介して各感光ドラムを圧して、トナー像を転写する一次転写ニップＮ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄを形成する。なお、転写ローラ９ａ〜９ｄは、温度２３℃湿度５０％の測定環境下で２ｋｖ印加時の抵抗値が１×１０２〜１×１０８のものを用いることが可能である。
【００１７】
なお一次転写後の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面は、除電装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ１によって一様に露光されて除電される。その後、感光ドラム表面はクリーニング装置６ａ〜６ｄによってクリーニングされる。クリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃはクリーニングブレードであって、クリーニング装置６ｄはクリーニングブレードとファーブラシとによって構成される。画像形成ステーション１００Ｋでは、クリーニング装置６ｄによってクリーニングされた感光ドラム１ｄの表面が、さらに除電装置５ｄ２によっても除電される。この理由は、感光ドラム１ｄの表面は光学センサ８によって光を照射されるので電圧ムラが生じやすいからである。
【００１８】
中間転写ベルト１０は、張架ローラ２１、２２、２３によって張架されており、トナー像を担持して搬送する、移動可能なベルト部材である。中間転写体ベルト１０全体の抵抗は、体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１１Ω・ｃｍに調整され、表面抵抗率が１×１０１１〜１×１０１３Ω・ｃｍ２に調整されている。
【００１９】
一方で記録材は不図示のカセットに収納されている。記録材は、中間転写ベルト１０上のトナー像が搬送されてくるのと同期して供給される。
【００２０】
張架ローラ２１と対向して、トナー像を記録材に転写する二次転写ニップを形成する転写部材として２次転写ローラ２０が配置される。２次転写ローラには、供給バイアスが可変となっている２次転写高圧電源が接続されている。すなわち二次転写高圧電源は、二次転写ローラに電圧を印加する電圧印加手段として機能する。記録材が二次転写ニップに搬送されると、トナーと逆極性の転写電圧が２次転写ローラ２０に印加されて、中間転写ベルト１０上のトナー像が記録材上へ一括して静電的に転写される。
【００２１】
転写後に記録材は定着装置６０に搬送されると、加熱加圧工程によってトナー像が記録材に定着される。トナー像が定着された後に、記録材は機械の外に排出される。
【００２２】
制御部１２は演算機能を備えてプログラムされる通常のコンピュータ制御装置であって、画像形成装置１００の各部を総合的に制御して、記録材に画像形成する。
【００２３】
なお、制御部１２は、モノクロ画像形成モードと、フルカラー画像形成モードとを実行可能な実行部として機能する。フルカラー画像形成モードは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが中間転写ベルト１０に接触した状態で実行される。モノクロ画像形成モードは、感光ドラム１ｄが中間転写ベルト１０に接触して、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが中間転写ベルトから離間した状態で、実行される。制御部１２がこれらのモードを実行する実行部として機能する。
【００２４】
（光学センサの配置と構成）
本実施形態では、現像剤の濃度を調整するために、調整用のトナー像を形成する。調整用のトナー像は光学センサを用いて検出される。なお調整用のトナー像はパッチ画像とも呼ばれる。
【００２５】
まずは光学センサの配置について説明する。画像形成が繰り返しされると、中間転写体の光沢が低下する。中間転写体が黒色に近づくので、黒色の調整用トナー像と中間転写体とを判別するのが困難になる。すなわち中間転写体上で黒色の調整用トナー像を検出する精度が低下する。そこで画像形成が重なっても光学センサを用いて黒色の調整用トナー像を検出する精度が低下するのを抑制するためには、他色の調整用トナー像の検出は中間転写体上で行って、黒色の調整用トナー像の検出は像担持体上で行うのが望ましい。
【００２６】
すなわち図２に示されるように光学センサ１１（第１の検出手段）が、中間転写体１０に対向して配置される。光学センサ１１は、画像形成ステーション１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃで形成された有彩色のイエロー色、マゼンタ色、シアン色の調整用トナー像を検出する検出手段として機能する。すなわち光学センサは、有彩色トナー用の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ（第１の像担持体）に対向して配置されない。無彩色の黒色トナー用の感光ドラム１ｄと感光ドラム１ｃとの間のスペースには限りがあるので、光学センサ１１は、中間転写ベルト１０が移動する方向において、画像形成ステーション１００Ｋより下流側で、二次転写ローラ２０よりも上流側に配置される。
【００２７】
さらに画像形成ステーション１００ｋで形成された黒色の調整用トナー像を検出する検出手段として、光学センサ８（第２の検出手段）が感光ドラム１ｄ（第２の像担持体）に対向して配置される。光学センサ８は、鉛直方向において現像装置４ｄ直下に位置して、感光ドラム１ｄが移動する方向において現像装置４ｄより下流側で一次転写ニップＮ１ｄより上流側に配置される。
【００２８】
次に光学センサ８、１１の構成について図３を用いて説明する。光学センサ８、１１は、照明窓１５と、光を照射する発光部としてのＬＥＤ１４と、受光窓１６と、反射光を受光する受光部としてのフォトダイオード１７とを備える。
【００２９】
なお本実施形態では、スタンレー社製の、中心波長が８８０ｎｍ（半値幅５０ｎｍ）の指向型ＬＥＤが使用される。照射光は、中間転写体が移動する方向に垂直な幅方向において７ｍｍの幅である。照射光量は、エーディーシー社製光パワー・メータを用いて静止光量値１００μＷとなるように設定される。もちろんこれらの数値に限定する意図ではない。
【００３０】
中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃは、制御部１２によって露光装置２ａ、２ｂ、２ｃ、を用いて対応する感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ上に形成される。感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋは、制御部１２によって露光装置２ｄを用いて対応する感光ドラム１ｄ上に形成される。中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ、１８Ｍ，Ｃが光学センサ１１を通過する時、各調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの濃度に応じた電圧信号が検出結果として出力される。また感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋが光学センサ８を通過する時、調整用トナー像１８Ｋの濃度に応じた電圧信号が検出結果として出力される。制御部１２は、これらの電圧信号に基づいて調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ、１８Ｋの濃度を判断した上で、対応する現像装置４ａ〜４ｄでの現像剤の濃度或いは高圧を制御する。
【００３１】
（調整用トナー像）
本実施形態では調整用のトナー像は、画像形成時の紙間スペースと、画像形成を開始する前の前回転時に形成される。紙間スペースで調整用のトナー像を形成する場合には生産性を重視して調整用のトナー像の長さは短い。一方で前回転時に調整用のトナー像を形成する場合には、調整の精度を重視して調整用のトナー像の長さは長い。より具体的には、紙間で調整用のトナー像を形成する場合には、中間転写ベルトが移動する方向において、各色の調整用のトナー像の長さは２００ｍｍである。なお感光ドラム１ｄの周長は２６４ｍｍであるので、紙間で調整用のトナー像を形成する場合には、各色の調整用のトナー像の長さは感光ドラム１ｄの周長以下である。一方で前回転で調整用のトナー像を形成する場合には、各色の調整用のトナー像の長さは９１２ｍｍである。すなわち前回転で形成される調整用のトナー像の長さは感光ドラム１ｄの周長よりも長い。
【００３２】
なお紙間で調整用のトナー像を形成する場合にも、前回転時で調整用のトナー像を形成する場合にも、中間転写ベルトが移動する方向に垂直な幅方向において、各色の調整用のトナー像の幅は約２ｃｍである。
【００３３】
（フルカラー画像形成時における転写高圧制御）
フルカラー画像を形成する場合、調整用トナー像は、記録材と記録材との間の紙間スペースに形成される。記録材にフルカラー画像を形成する場合の一次転写ローラに印加する電圧の設定について説明する。
【００３４】
図５は、温度２３℃、湿度５０％環境下において、１次転写電圧に対するベタ白部電流との関係を示す線図である。図５より本実施形態では、記録材に形成するためのトナー像が一次転写ニップを通過する時、トナー像を転写する転写電圧として、一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに８００Ｖが印加される。
【００３５】
次に、調整用トナー像が一次転写ニップＮ１ａ，Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ（第１の転写部）を通過する時の一次転写ローラの電圧設定について説明する。有彩色の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃを検出する光学センサ１１は中間転写ベルトに対向するので、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃを中間転写ベルトへ転写する必要がある。そこで感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ上の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ、１８Ｃが一次転写ニップＮ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃを通過する時、通常作像時の転写電圧と同じ電圧が一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃ（第１の転写部材）に印加される。その結果、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃは、中間転写体１０上に転写される。
【００３６】
中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ（第１の調整用トナー像）、感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋ（第２の調整用トナー像）が、黒色の一次転写ニップＮ１ｄを同時に通過する。これは、調整用トナー像が形成される紙間スペースが広がるのを抑制するためである。すなわち、中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ、感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋは、中間転写体が移動する方向に垂直な方向において異なる位置で、中間転写体が移動する方向において同じ位置に形成される。そうすると中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃが転写ローラ９ｄに到達する直前の状況は図４に示されるようになる。
【００３７】
次に、調整用トナー像が黒色の一次転写ニップＮ１ｄ（第２の転写部）を通過する時の一次転写ローラの電圧設定について説明する。
【００３８】
本実施形態では、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ、１８Ｋが一次転写ニップＮ１ｄを同時に通過する時、負極性（トナーと同極性の第１の極性）で放電開始電圧未満の電圧としてー７２０Ｖを一次転写ローラ９ｄ（第２の転写部材）に転写電源１３が印加するように、制御部１２が制御する。この理由について説明する。
【００３９】
感光体ドラム１ｄ上の黒色の調整用トナー像１８Ｋには、一次転写ニップＮ１ｄに到達する前に、光学センサ８が光を照射する。その結果光学センサ８によって照射された照射領域の電位は正極性向きにシフトして、−１００ｖになる。照射領域が一次転写ニップＮ１ｄを通過する時に一次転写ローラ９ｄに正極性（第２の極性）の電圧が印加されれば、照射領域の電位が正極性向きにさらにシフトする。その結果照射領域の電位が正極性に反転すれば、次の画像形成に影響するおそれがある。そこで次の画像形成に影響するのを抑制するためには、一次転写ローラ９ｄに負極性（第１の極性）の電圧を印加するのが有効である。
【００４０】
図７に示されるように、カラー画像形成中の紙間に感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋを形成する場合に、紙間スペースで一次転写ローラに印加される電圧の条件と、次に形成される画像に露光痕跡が発生するかどうかとの関係について確認した。表１はその結果を示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
表１に示されるように、一次転写ローラに印加される電圧が０又は正極性（第２の極性）である場合には、露光痕跡が生じたが、一次転写ローラに印加される電圧が負極性（第１の極性）である場合には、露光痕跡は生じなかった。すなわち露光痕跡を抑制するためには、一次転写ローラに印加する電圧を負極性（第１の極性）に設定するのが有効である。これは、感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋ上に照射された部分の電位が、露光痕跡の発生しない負極性（第１の極性）の電位に抑制されるからである。
【００４３】
また図８は、紙間スペースで一次転写ローラに印加される電圧と、照射領域の電位と非照射領域の電位との電位ムラとの関係を示す。図８の横軸は一次転写ローラに印加する電圧を示して、図８の縦軸は電位差ΔＶを示す。感光ドラム対向センサ用の調整用トナー像１８Ｋの次の画像を形成する時に、感光体ドラム１ｄ上で光学センサ８により光を照射された照射領域と、感光体ドラム１ｄ上で光学センサ８により光を照射されなかった非照射領域とで電位差が生じる。電位差ΔＶは、この時の感光体１ｄの移動方向に垂直な幅方向において同じ位置における電位差を示す。図８より、一次転写ローラに印加される電圧が負極性側になるほど、照射領域と非照射領域との電位差ΔＶが抑制される傾向が確認された。
【００４４】
ところで、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃを検出する光学センサ１１は一次転写ニップＮ１ｄよりも下流側に配置されるので、これらの調整用トナー像を一次転写ニップＮ１ｄを通過させる必要がある。しかし１次転写ローラ９ｄに印加される負極性（第１の極性）の電圧の絶対値が大きければ、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃが感光ドラム１ｄに再転写する量が過剰になるおそれがある。その結果調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの検出を光学センサ１１で適正に行うのが困難になる。
【００４５】
図６は、横軸が１次転写ローラに印加される電圧を示して、縦軸が中間転写ベルト上の調整用トナー像が感光体ドラムへ再転写するトナーの濃度を示す。
【００４６】
図６に示されるように、１次転写ローラに印加する電圧が−１０００ｖ前後で、中間転写ベルト１０上の調整用トナー像が感光ドラム１ｄへ再転写する量が大幅に変化する。この理由を説明する。一次転写ローラに印加される負極性（第１の極性）の電圧の絶対値が１０００Ｖよりも大きくなると、感光ドラム１ｄと中間転写体ベルトとの間で電位差が放電開始電圧を超えて放電を引き起こす。その結果、中間転写ベルト対向センサ用の調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃが感光体ドラム１ｄ上に再転写する量が大幅に増えるからである。すなわち調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの再転写を抑制するためには、放電開始電圧未満電圧を用いるのが望ましい。
【００４７】
以上を踏まえると、光学センサによる露光痕跡の抑制と、調整用トナー像１８Ｙ，Ｍ，Ｃの再転写の抑制とを両立するためには、一次転写ローラ９ｄに印加される電圧は負極性（第１の極性）で放電開始電圧未満が望ましい。
【００４８】
本実施形態では、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが一次転写部Ｎ１ｄを通過する時に、転写電源１３が１次転写ローラ９ｄに−７２０ｖを印加する。この電圧値は、通常作像時における感光ドラムの暗電位に対してカブリとり電位を考慮した電圧値、すなわち現像装置に印加されるＤＣ電圧値（現像電圧）と同値である。すなわち図９に示される電圧の関係になる。この理由について説明する。現像電位から感光ドラムの暗電位へはトナーは移動しない。ゆえに感光ドラムの暗電位に対する現像装置に印加される電圧の設定を採用することで、中間転写ベルト側から感光ドラムへ調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃが再転写するのを確実に抑制するためである。また図９に示されるように、調整用トナー像（パッチ画像）を検出する場合には、感光ドラム１ｄ条で光学センサ８により光を照射された部分の電位が−１００Ｖ、光学センサ８により光は照射されず露光装置３ｄにより露光された部分の電位がー２００Ｖ、一次転写ローラに印加される電圧が−７２０Ｖ、露光装置３ｄにより露光されない部分の電位が−９００Ｖとなる。すなわち一次転写ローラ９ｄに印加される電圧が、０Ｖと感光ドラム１ｄの電位との間にある。すなわち一次転写ローラ９ｄの電位の絶対値が、感光ドラム１ｄの暗部分の電位の絶対値よりも小さい。
【００４９】
＜モノクロ画像形成時における転写高圧制御＞
次に、モノクロ画像形成時に、記録材と記録材との間の紙間スペースに調整用のトナー像を形成する場合の転写高圧の制御について説明する。図１０に示されるように、モノクロ画像の形成時、画像形成ステーション１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃが中間転写ベルト１０から離間して、画像形成ステーション１００Ｋのみが中間転写ベルト１０に当接する。イエロー色、マゼンタ色、シアン色の調整用トナー像は形成されず、ブラック色の調整用トナー像のみが形成される。感光体ドラム１ｄの紙間スペースに形成された調整用トナー像１８Ｋが転写ローラ９ｄに到達する直前の状況は図１１のようになる。
【００５０】
本実施形態では、モノクロ−画像を形成する場合には、調整用トナー像１８Ｙ，Ｍ，Ｃは形成されないので、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの再転写という問題は生じない。そのため調整用トナー像１８Ｋが一次転写ニップＮ１ｄを通過する時、カラーの調整用トナー像の再転写を考慮する必要はない。そこでモノクロ画像を形成する場合には、光学センサによる露光痕跡を抑制する確実性を重視する。すなわちモノクロ画像を形成する場合には、黒色の調整用トナー像１８Ｋが一次転写ニップＮ１ｄを通過する時、一次転写ローラ９ｄに放電開始電圧を超える負極性（第１の極性）の電圧Ｔｂを印加する。その結果感光ドラム１ｄと中間転写ベルトとの間での放電によって感光体ドラム１ｄの表面が負極性向きにシフトして、感光体ドラム１ｄの電位がグラウンド電位から離れる。その結果、感光ドラム１ｄの電位が正極性へ反転しにくくなるので、露光痕跡を抑制する確実性が増す。
【００５１】
なお本実施形態では、モノクロ画像を形成する場合には、調整用トナー像が一次転写ニップＮ１ｄを通過する時に一次転写ローラ９ｄに印加される電圧は、カラー画像を形成する場合と異なる。しかしこの構成に限定する意図ではない。他の実施形態としては、モノクロ画像を形成する場合、黒色の調整用トナー像が１次転写ニップＮ１ｄを通過する時に一次転写ローラ９ｄに印加される電圧が、カラー画像を形成する場合と同じ構成にすることもできる。すなわち黒色の調整用トナー像１８Ｋが一次転写ニップＮ１ｄを通過する時、一次転写ローラ９ｄにはー７２０Ｖが印加される。モノクロ画像形成時の設定がカラー画像形成時と同じであるので、設定を簡単にすることができる。
【００５２】
図１２は、画像を形成する場合における転写電圧制御のフローチャートを示す。スタートすると、Ｓ００１でユーザーに指定された画像がカラー画像であるかが判断される。Ｓ００１でカラー画像でないと判断された場合には、モノクロ画像を形成する。この場合には使用されないＹ，Ｍ，Ｃ色の感光ドラムの摩耗を抑制するために、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃを中間転写ベルト１０から離間する（Ｓ００２）。さらにＳ００３で黒色の調整用トナー像１８Ｋが形成される。黒色の調整用トナー像が形成されるのは、画像と画像の間の紙間スペースである。Ｙ，Ｍ，Ｃ色についての調整用トナー像は形成されない。黒色の調整用トナー像１８Ｋが最下流の一次転写ニップＮ１ｄを通過するとき、一次転写ローラ９ｄには、放電開始電圧を超える負極性（第１の極性）の電圧Ｔｂが印加される（Ｓ００４）。この理由について説明する。モノクロ画像を形成する場合には、カラー画像を形成する場合と異なり、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の調整用トナー像は形成されない。調整用トナー像１８Ｋのみが最下流側の一次転写ニップＮ１ｄを通過するとき、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の調整用トナー像の最下流側の感光ドラム１ｄへの再転写は考慮する必要がないからである。そのため感光ドラム上の露光痕跡抑制を重視して、放電開始電圧を超える負極性（第１の極性）の電圧が印加される。その後、終了する。一方でＳ００１でユーザーに指定された画像がカラー画像である場合には、Ｓ００５で、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色について、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが形成される。調整用トナー像を形成するためのスペースが広がるのを抑制するために、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、中間転写ベルト１０が移動する方向において同じ位置で、中間転写ベルト１０が移動する方向に垂直な幅方向において、異なる位置に形成される。調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃが、一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃを通過する時、一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃには画像形成時と同じ転写電圧が印加される。その結果、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃは中間転写ベルト１０に転写される。さらに調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが最下流側の一次転写ニップＮ１ｄを通過する。この時、最下流側の一次転写ローラ９ｄには、放電開始電圧未満の負極性（第１の極性）の電圧が印加される（Ｓ００６）。その結果、最下流側の感光ドラム１ｄ上の光学センサ８による露光痕跡が抑制されるとともに、調整用トナー像１８Ｙ，Ｍ，Ｃが中間転写ベルト１０から感光ドラム１ｄへ再転写するのが抑制される。
【００５３】
（前回転時の転写高圧制御）
つぎに前回転で調整用のトナー像を形成する場合の、転写高圧の制御について説明する。前回転でも紙間と同様に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色の調整用トナー像は、中間転写ベルト１０が移動する方向において同じ位置で、幅方向に異なる位置に形成される。しかし紙間とは異なり、濃度の調整の精度を重視して、中間転写ベルト１０が移動する方向における調整用のトナー像の長さが長い。
【００５４】
一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃについての設定は、調整用のトナー像が紙間スペースに形成される場合と同じである。しかし一次転写ローラ９ｄについての設定は、調整用のトナー像が紙間スペースに形成される場合とは異なる。
【００５５】
この理由について説明する。パッチ画像の長さが長くなると、感光ドラム１ｄへの光学センサ８による光照射が繰り返される。光学センサ８による光照射が繰り返されると、感光ドラム１ｄの電位がグラウンド電位に近づく。そのため光照射が繰り返された領域では、除電装置５ｄ１，５ｄ２の露光によって感光ドラム１ｄに生成されるフォトキャリアは、除電に使用されにくい。すなわち除電装置５ｄ１，５ｄ２の露光によって感光ドラムに生成されたフォトキャリアがすぐに消滅せずに感光ドラム１ｄに残留する。フォトキャリアが残留すると感光ドラム１ｄの電気的特性が変わるので、現像や転写に影響する。感光ドラム１ｄにフォトキャリアが残留した状態で画像形成が行われれば、次以降の画像に痕跡をつけるという問題が生じるおそれがある。そこで、長期露光による弊害として、フォトキャリアが残留することに起因して、次以降の画像に痕跡につけるのを抑制するのが望ましい。
そこで本実施形態では、光学センサによって光を照射された領域が一次転写ニップＮｄ１を通過し終えてから少なくとも感光ドラム１ｄが一回転するまでの間、負極性（第１の極性）で、放電開始電圧以上の電圧が一次転写ローラに印加される回復モードが実行される。その結果、長期露光により感光ドラム１ｄにフォトキャリアが残留することに起因して、次以降の画像の痕跡（長期露光による弊害）が発生するのを抑制することができる。なお制御部１２が、回復モードを実行する実行部として機能する。
【００５６】
図１３は、感光ドラムに対向する光学センサ８による露光痕跡及び長期露光による弊害を確認するための画像形成条件を示す。Ｄは感光体ドラム１ｄの周長を示し、本実施形態では、２６４ｍｍとなる。Ｌは調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの、中間転写ベルト１０が移動する方向における長さであり９１２ｍｍである。
【００５７】
Ｔｒ１（第１の電圧）は、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ、Ｋの先端から後端までが一次転写ニップＮ１ｄを通過する間、一次転写ローラ９ｄに印加される電圧である。Ｔｒ２（第２の電圧）は、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの後端が一次転写ニップＮ１ｄを通過してから、感光ドラム１ｄが一回転するまでの間、一次転写ローラ９ｄに印加される電圧である。Ｔｒ１とＴｒ２との条件を変えることにより、感光ドラム表面の電位反転に起因する次の画像の痕跡（露光痕跡）が発生するかどうかと、長期の露光によりフォトキャリアが残留することに起因して、次以降の画像の痕跡（長期露光による弊害）が発生するかどうかについて確認した。表２はその結果を示す。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２より、感光ドラムの表面電位が反転することに起因する露光痕跡は、調整用のトナー像が一次転写ニップＮ１ｄを通過する時に印加される電圧Ｔｒ１（第１の電圧）を負極性（第１の極性）で放電開始電圧未満の電圧に設定することによって、抑制される。さらに長期露光による弊害として、フォトキャリアが残留することに起因して、次以降の画像に痕が生じるのを抑制するためには、Ｔｒ２（第２の電圧）を負極性（第１の極性）で放電開始電圧以上の電圧に設定するのが望ましい。この理由について、図１４から図１７を用いて説明する。
【００６０】
図１４は、調整用トナー像１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが一次転写ニップＮ１ｄを通過している間だけでなくて、調整用トナー像が一次転写ニップＮ１ｄを通過した後も、画像を形成するための転写電圧を印加し続けた場合の電位推移を示す。横軸は時間を示して、縦軸は感光体ドラム１ｄ上の暗電位、ＬＥＤのオンオフ、一次転写ローラ９ｄに印加される電圧を示す。時間ｔ１〜ｔ２間は、光学センサ８のＬＥＤ照射を受けた領域である。時間ｔ２〜時間ｔ３は、光学センサ８により照射された照射領域（調整用トナー像が形成された領域に相当）が一次転写ニップＮｄ１を通過した後、感光ドラムが１回転する範囲である。
【００６１】
この場合には、照射された領域の電位が一次転写ニップを通過するときに正極性の転写電圧によって正極性に帯電する帯電量が大きい。そのため光学センサのＬＥＤ照射を受けた照射領域の電位は、正極性側に大きく変化して、照射領域の電位が負極性から正極性に反転する。その結果、感光ドラムの極性が反転することに起因する画像不良（露光痕跡）が生じる。また光センサにより光が繰り返し照射された領域で発生したフォトキャリアは、光学センサによる光照射後もすぐに消滅せず感光ドラムに残留する。そのため長期露光による弊害として、フォトキャリアが残留することに起因する画像不良が生じる。またフォトキャリアの影響と一次転写ニップＮｄ１での帯電の影響から、光照射終了後も、感光ドラム１ｄの電位は、光学センサによる照射前の暗電位（図中横点線部）までは戻らない。
【００６２】
図１５は、Ｔｒ１とＴｒ２とが負極性（第１の極性）の放電開始電圧未満の電圧である場合の電位推移を示す。
【００６３】
この場合には一次転写ニップで負極性（第１の極性）の電圧が印加されるので、感光ドラム表面の電位が一次転写ニップで正極性に反転するのは抑制される。そのため感光ドラムの電位が反転することに起因する露光痕跡が抑制される。しかし光学センサにより光が繰り返し照射された領域では、転写後に除電装置の露光により感光ドラムに生成されたフォトキャリアが除電に使用されにくい。そのためフォトキャリアがすぐに消滅せずに感光ドラムに残留する。その結果、長期露光による弊害として、フォトキャリア残留に起因する画像不良が生じる。また感光ドラムに残留するフォトキャリアの影響があるので、元の暗電位のレベルまで戻るのに時間がかかる。
【００６４】
図１６は、Ｔｒ１、Ｔｒ２共に負極性（第１の極性）の放電開始電圧以上の電圧である場合の電位推移を示す図である。
【００６５】
この場合には照射領域が一次転写ニップを通過する時に、感光ドラムと中間転写ベルトとの間で放電が生じるので、感光ドラムの電位が負極性に大きく帯電する。そのためパッチ画像の長さが感光ドラム周長よりも長い場合には、パッチ画像の先端側を形成する時の暗電位と、パッチ画像の後端側を形成する時の暗電位とが異なる。パッチ画像を形成する条件が不均一になるので、パッチ画像の濃度ムラが生じるという別の問題が生じる。パッチ画像の長さが感光ドラム周長よりも長い場合には、調整用トナー像を用いた画像形成条件の調整を適切に行うことが困難になる。一方で一次転写ニップで感光体ドラムの表面が負に再帯電するので、感光ドラムの電位が正極性に反転するのは抑制される。また、一次転写ニップで印加される電圧が大きいので、除電装置により生成した感光ドラムのフォトキャリアの移動が促進する。その結果感光ドラムに残留したフォトキャリアの消滅が早まるので、長期露光の弊害としてフォトキャリア残留による画像不良が生じるのが抑制される。
【００６６】
図１７は、図１４から図１６の結果を踏まえた上での本実施形態におけるＴｒ１，Ｔｒ２の設定を示す。すなわち本実施形態では、制御部１２は、第１の電圧Ｔｒ１を負極性（第１の極性）で放電開始電圧未満の電圧に設定して、第２の電圧Ｔｒ２を負極性（第１の極性）で放電開始電圧以上の電圧に設定する。すなわち、調整用トナー像が一次転写ニップＮ１ｄを通過するときに、負極性（第１の極性）の放電開始電圧未満の電圧を一次転写ローラ９ｄに印加する。その結果、感光ドラムの電位が反転することに起因して次の画像に光学センサ８による露光痕跡が生じるのが抑制される。さらに光学センサ８による照射が終了した後、感光ドラム１ｄが１回転する間、負極性（第１の極性）で放電開始電圧以上の電圧を一次転写ローラ９ｄに印加する。この理由について説明する。光が繰り返し照射された領域では、除電装置の露光により生成されるフォトキャリアが除電に使用されにくいので、感光ドラムに残留する。感光ドラムに残留したフォトキャリアがすぐに消滅しなければ、次以降の画像不良を引き起こす。しかし一次転写ニップで放電開始電圧以上の電圧が印加されることによって、感光ドラムに残留したフォトキャリアの移動が一次転写ニップで促進する。その結果、フォトキャリアの消滅が早まるので、長期照射による弊害としてのフォトキャリア残留に起因して次以降の画像で不良が生じるのが抑制される。なお本実施形態では第２の電圧Ｔｒ２が一次転写ローラに印加される期間が感光体ドラム１回転分とするが、これに限定する意図ではない。Ｔｒ２が一次転写ローラに印加される期間として、感光体ドラムが少なくとも１回転する間以上の期間を設定することができる。
【００６７】
なお感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃについては、感光ドラムに対向する光学センサがないので、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃについては、長期露光弊害を抑制するための電圧制御を不要である。そこで感光ドラム１ｄについての長期的露光弊害を抑制するために一次転写ローラ９ｄについて放電開始電圧以上の電圧を印加している間、一次転写ローラ９ａ、９ｂ、９ｃに印加される電圧はオフされる。
【００６８】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
【符号の説明】
【００６９】
１ａ〜１ｄ  感光体ドラム
２ａ〜２ｄ  帯電装置
３ａ〜３ｄ  露光装置
４ａ〜４ｄ  現像装置
５ａ〜５ｄ  除電装置
６ａ〜６ｄ  クリーニング装置
８  感光体上光学センサ
１０  中間転写体
１１  中間転写体上光学センサ
１２  制御部
１３  転写電源
１４  ＬＥＤ
１５  照明窓
１６  受光窓
１７  受光部
１８  調整用トナー像
【図１】
2013093990.tif 000005
【図２】
2013093990.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013093990.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
2013093990.tif 000022
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