(57)【要約】【課題】  簡易な構成にて、環境の変化に対してレスポンスが早くトナー電荷量を算出し、安定した高品位の画像を常時出力することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体１と像担持体１上の現像剤像にレーザー光を照射し、反射されたレーザー光のスペックルパターンを検出する。トナーの厚さに相当するスペックルパターンの移動量をトナー質量に換算する。そして予測もしくは現像後に位置する電位センサーにて、トナー電位を測定し、トナー電位とトナー質量からトナー電荷を算出する。【選択図】  図１
2011027990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電させる帯電手段と、現像バイアスを印加することで前記第１の像担持体に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像手段と、前記第１の像担持体から現像剤像が転写される第２の像担持体と、第１の転写バイアスを印加することで前記第１の像担持体から前記第２の像担持体に現像剤像を転写させる第１の転写手段と、第２の転写バイアスを印加することで前記第２の像担持体から記録材に現像剤像を転写させる第２の転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記第１の像担持体上の現像剤像の高さを検出する高さ検知手段と、
前記像担持体上に潜像を形成した直後の前記像担持体の表面電位Ｖｄと
前記像担持体上の潜像を現像剤にて現像した直後の現像剤像表面電位Ｖｔと
前記像担持上の現像剤の高さの情報とから現像剤電荷量を算出すること
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電させる帯電手段と、現像バイアスを印加することで前記第１の像担持体に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像手段と、前記第１の像担持体から現像剤像が転写される第２の像担持体と、第１の転写バイアスを印加することで前記第１の像担持体から前記第２の像担持体に現像剤像を転写させる第１の転写手段と、第２の転写バイアスを印加することで前記第２の像担持体から記録材に現像剤像を転写させる第２の転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体上に配置した表面電位検知手段が現像剤像の高さを検出する高さ検知手段の前段に位置する関係をもつことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤電荷量算出手段は、前記像担持体上に潜像を形成した直後の前記像担持体の表面電位Ｖｉを測定する第１の表面電位検知手段と、
前記像担持体上の潜像を現像剤にて現像した直後の前記像担持体の表面電位Ｖｘを測定する第２の表面電位検知手段とを有し、
該現像剤像の現像剤電荷量を算出することを特徴とする請求項１又２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤電荷量算出手段の算出結果に基づいて前記第１の転写バイアスの値を決定する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤電荷量算出手段の算出結果に基づいて前記第２の転写バイアスの値を決定する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜４記載の画像形成装置。
【請求項６】
各々異なる色の現像剤像が形成される複数の第１の像担持体を有することを特徴とする請求項１〜５記載の画像形成装置。
【請求項７】
各色の現像剤像間で現像剤帯電量に基づいて、現像剤帯電量を調整する現像剤帯電量調整手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤帯電量調整手段は、前記現像手段内の現像剤の攪拌手段の動作及び／又は前記現像手段への現像剤補給量を調整することにより、現像剤帯電量を調整することを特徴とする請求項１〜７の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いて像担持体上に現像剤像を形成し、これを記録材に転写することで記録画像を得る画像形成装置に関するものであり、より詳細には、第１の像担持体上に形成した現像剤像を第２の像担持体に転写した後記録材に転写して記録画像を得る、複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体或いは中間転写体上に現像剤（トナー）で形成した可視画像（トナー像）を紙などの記録材上に転写して画像を得る際に、安定して良好な転写が行えるように、転写帯電手段に印加する転写電流などの制御が行われている。
【０００３】
又、最適な画像を得るために、感光体近傍に温湿度センサー（環境センサー）や感光体の表面電位を測定する表面電位センサーを配設し、画像形成プロセスに先立って各々の測定値に応じて感光体の表面電位、露光手段の像露光量、現像装置の現像バイアス、転写帯電装置の転写電流などを制御している。このような制御が必要なのは、特に温度・湿度により、感光体の電位特性、現像剤中のトナーの帯電特性が大きく影響されるためである。特に、中間転写体を有する画像形成装置では、中間転写体に複数色のトナーにより一度フルカラー画像を形成させ、この複数のトナーによって形成されたトナー像を紙などの記録材に一括転写させる際に、各色のトナーの電荷量（トナーのトリボ）に差があると、色毎に最適な転写電流値が異なり、転写電流の最適化が困難となり、転写不良が発生してしまう。このため、中間転写体上のトナーの電荷量を調整するためのポスト帯電器が広く採用されている。
【０００４】
トナーのり量の測定に関する事柄について、
プリンタエンジンにおける色調整では、例えば特許文献１に記載されているように、単色の階調のパッチ画像を出力し、これをリーダ部で読み込んで濃度を算出し、所望のターゲット（濃度リニアや明度リニア等）になるように一次元ＬＵＴ（階調補正テーブル）を作成するという処理が行われている。上述の色調整においては、リーダ部から出射された白色光が出力パッチ画像に入射し、その乱反射光がＣＣＤセンサに入射してパッチ画像の画像濃度を検出している。
【０００５】
また、特許文献２に記載されているように、転写体にパッチ画像を形成し、正反射センサを用いて形成したパッチ画像のトナーの載り量（濃度）を検知し、検知した載り量をＬＵＴ又はＡＴＲにフィードバックして色調整を行う技術が開示されている。これにより、ユーザの手を煩わすことなく色の安定性が維持される。
【０００６】
さらに、特許文献３に記載されているように、乱反射センサと正反射センサの出力を演算することで、記録材使用量を最適な値に自動的にコントロールする技術が開示されている。
【０００７】
乱反射光を用いて検知することが困難である透明の記録材の量については、特許文献４に記載されているように、出力後の画像の正反射光量を用いてマクロ的な光沢度合いを検出して、記録材量をコントロールする技術が開示されている。
【０００８】
また、特色については、特許文献５に記載されているように、分光反射率データから記録材量（インキ盛り量）を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−７５０６７号公報
【特許文献２】特開２００２−７２５７４号公報
【特許文献３】特開２００３−２１５９８１号公報
【特許文献４】特開２００５−２７５２５０号公報
【特許文献５】特開２００５−２８０３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術では、次のような問題があった。
【００１１】
つまり、例えば、高湿状態から低湿状態に急に湿度が変化した場合などにおいては、温湿度センサーは直ちに雰囲気の温度及び／又は湿度を検知するが、トナーの帯電特性の追随性は環境変動に対して鈍いため、トナーの単位重量当たりの電荷量Ｑ／Ｍは温湿度センサーの検知結果から予想される値とは異なった値となる場合がある。
【００１２】
このように、温湿度センサーを用いて装置動作条件を制御する従来の方法では、環境の変化に対するレスポンスが低く、安定した高品位の画像を常時出力することは困難である。
【００１３】
又、ポスト帯電器を用いてトナーの電荷量を調整する方式を採用する場合、ポスト帯電器のコストやスペースを要するばかりでなく、飛び散り画像を誘発するなどの弊害を引き起こすこともある。
【００１４】
これに対し、特開平６−１３０７６８号公報には、像露光直後の位置と、現像直後の位置と、前露光ランプによる露光照射直後の位置に、それぞれ第１、第２、第３の表面電位センサを設置し、潜像形成直後の感光体ドラム上の表面電位Ｖｉ、トナー現像直後の感光体ドラム上の表面電位Ｖｘ、並びにトナー像を保持した感光体ドラムを前露光ランプにより十分に露光照射した直後のトナー層上の表面電位Ｖｔをそれぞれ測定する。そして、トナーで現像することによりトナーの電荷によって変動する電位分Ｖｘ−Ｖｉ、及び露光照射後のトナー層上の表面電位Ｖｔの測定値から、感光体ドラム上に現像されたトナーの単位面積当たりの現像量Ｍ／Ｓ、単位重量当たりのトナー電荷量Ｑ／Ｍの計算を行い、予測を行って、転写条件などを制御する方法が提案されている。
【００１５】
しかし、この方法では、表面電位センサーを複数箇所に設置する必要があるため、コスト高になることに加え、感光体ドラム周りにスペースを必要とするという問題があった。
【００１６】
また同時に従来の色調整方法においては、ＣＭＹＫ、特色、透明全ての記録材量を検知するには、乱反射光及び正反射光を出力するセンサ光学構成に加えて、特色の記録材量検知用に乱反射光の分光反射率センサまでもが必要であった。このため、画像形成装置にこれらのセンサ全てを設ける必要があり、装置のコストが上昇し、また、センサを設置するために大きなスペースが必要となり、装置を大型化してしまう。
【００１７】
さて、特許文献１に示されている記録材の光吸収を利用した濃度検知方法では、高濃度検知の精度に課題があった。この要因は２つに分類できる。１つは記録材の検知方法、もう１つは画像形成方法である。
【００１８】
検知方法が要因となる理由を、濃度算出方法を用いて説明する。濃度の測定は、下記数式を用いて行われる。尚、下記数式においては、Ｉ１は反射光強度を、Ｉ０は入射光強度を示す
濃度＝−ｌｏｇ（Ｉ１／Ｉ０）
濃度１．０では入射光の１０％の光が返ってくるが、高濃度の２．０では１％の光しか反射していない。図７は濃度と検知輝度の関係を示す図である。読み取り分解能は８ビットに設定されている。図８は高濃度部に着目した濃度と検知輝度の関係を示す図である。図８に示すように、高濃度部においては、検知輝度が０．５％ずれた場合には、即ち検知精度が０．５％ずれた場合には、濃度が約０．１も異なる。このように従来の記録材濃度の検知方法は、特に高濃度において精度良く記録材の濃度を検知することができなかった。
【００１９】
画像形成方法が要因となる理由は、トナーと定着システムにある。電子写真方式の場合、トナーが積層され、融解されて発色するわけだが、規定の記録材量を超えると濃度値が上がらなくなる（図９）。規定以上の記録材量を超えると、簾（グロスムラ）、未定着画像、又はオフセットと呼ばれるトナーはがれ現象などが発生し、このため濃度値が上がらない。
【００２０】
このため、画像形成装置においては、画像の濃度を測定し、この濃度が所望の濃度となるように使用記録材量を調整して色調整を行っていたが、高濃度部における濃度検知の精度の低下、及び記録材使用量とのミスマッチが起きていた。
【００２１】
同様に、特許文献２〜５の記録材量の検知方法も、高濃度部における濃度検知の精度が低かった。
【００２２】
さらに、特許文献４に記載されている光沢度を用いた記録材量の検知方法では、紙の種類や定着条件、トナーの種類、電位設定の範囲などを最適化しなければ精度のよい記録材量の制御は難しい。精度低下は、記録材使用量がばらつくことを意味する。使用量減は、濃度が薄くなるためダイナミックレンジが狭くなり、画質が低下する。使用量増は、未定着画像のようなトナーが剥れる画像不良を発生させてしまう可能性がある。
【００２３】
上記背景から、規定の色材使用量を維持するために高精度記録材量算出によるトナー電荷量算出法が望まれている。
【００２４】
従って、本発明の目的は、簡易な構成にて環境の変化に対してレスポンスが早く、トナー電荷量を算出し、安定した高品位の画像を常時出力することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的は本発明に係る画像形成装置によって達成される。要約すれば、本発明は、第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電させる帯電手段と、現像バイアスを印加することで前記第１の像担持体に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像手段と、前記第１の像担持体から現像剤像が転写される第２の像担持体と、第１の転写バイアスを印加することで前記第１の像担持体から前記第２の像担持体に現像剤像を転写させる第１の転写手段と、第２の転写バイアスを印加することで前記第２の像担持体から記録材に現像剤像を転写させる第２の転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記第１の像担持体上の現像剤像の高さを検出する高さ検知手段と、
前記像担持体上に潜像を形成した直後の前記像担持体の表面電位Vdと
前記像担持体上の潜像を現像剤にて現像した直後の現像剤像表面電位Ｖtと
前記像担持上の現像剤の高さの情報とから現像剤電荷量を算出すること
を有することを特徴とする。
【００２６】
上記各本発明は、各々異なる色の現像剤像を形成する複数の現像手段を有する画像形成装置に好適に適用することができ、各色の現像剤電荷量を算出し、その算出結果に基づいて第１および第２の転写バイアスの値をおのおの決定する。又、上記各本発明の一実施態様によると、画像形成装置は、各々異なる色の現像剤像が形成される複数の第１の像担持体を有する。
【００２７】
上記各本発明の他の実施態様によると、各色の現像剤像間で現像剤電荷量に基づいて現像剤電荷量を調整する現像剤電荷量調整手段を有する。一実施態様では、前記現像剤電荷量調整手段は、前記現像手段内の現像剤の攪拌手段の動作及び／又は前記現像手段への現像剤補給量を調整することにより、現像剤電荷量を調整する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、第１の像担持体或いは第２の像担持体上の各色のトナーの電荷量を算出する手段を有し、第２の転写バイアスの値を決定することで、簡易な構成にて、環境の変化に対してレスポンスが早くトナー電荷量を算出することができる。その上２次転写条件を設定し、安定した高品位の画像を常時出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す概略断面図である。
【図３】２次転写条件の制御手順の一実施例を説明するためのフロー図である。
【図４】レーザー変位計の出力値と感光ドラム上のトナー高さとの関係を示すグラフ図である。
【図５】トナー層厚とトナーのり量の関係を示すグラフ図である。
【図６】トナー電荷量とトナー質量と電位情報から算出した値の関係を示すグラフ図である。
【図７】記録材の濃度と検知輝度の関係を示す図である。
【図８】高濃度部における記録材の濃度と検知輝度の関係を示す図である。
【図９】記録材の記録材量と濃度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いて第１の像担持体としての複数の感光体に形成した現像剤像（トナー像）を、第２の像担持体としての中間転写体に転写した後、記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに転写して記録画像を得る、フルカラー画像の形成が可能なレーザビームプリンタである。
【００３２】
（Ａ）先ず、本実施例の画像形成装置１００の基本的な作像動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面を示す。
【００３３】
画像形成装置本体（装置本体）Ａ内には、第２の像担持体としての中間転写体である、図中矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写ベルト４０が配設されている。この中間転写ベルト４０は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドなどの誘電体樹脂のフィルムによって形成することができる。本実施例では、中間転写ベルト４０は、２次転写対向ローラ４１、駆動ローラ４２、テンションローラ４３の３つのローラに掛け渡されて無端移動する。
【００３４】
中間転写ベルト４０の上方には、第１〜第４の４つの画像形成部（像形成手段，ステーション）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列状に配置されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄはほぼ同様の構成をしており、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像を形成する点が異なる。
【００３５】
図２をも参照して、第１の画像形成部Ｐａを例にとって各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの構成及び動作を説明する。第１の画像形成部Ｐａは、第１の像担持体として、回転可能に配置されたドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）１ａを備えている。感光ドラム１ａの周囲には、帯電手段である一次帯電器２ａ、現像手段である現像装置３ａ、クリーニング手段である感光ドラムクリーナ５ａなどのプロセス機器が配置されている。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの構成は同様であり、現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが収容する現像剤の色が異なる。現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、それぞれマゼンタ現像剤、シアン現像剤、イエロー現像剤、ブラック現像剤が収容されている。11aは電位センサーであり、99aはレーザー変位計である。
【００３６】
図２中矢印Ｒ１の反時計方向に回転する感光ドラム１ａは、１次帯電器２ａによって一様に帯電される。帯電された感光ドラム１ａには、露光手段たるレーザスキャナ６ａから、原稿のマゼンタ成分色の画像信号によるレーザー光Ｌがポリゴンミラー（図示せず）などを介して投射され、感光ドラム１ａ上に静電潜像が形成される。感光ドラム１ａに形成された静電潜像には、現像装置３ａによってマゼンタトナーが供給され、マゼンタトナー像として可視化される。このトナー像が、感光ドラム１ａの回転に伴って、感光ドラム１ａと中間転写ベルト４０とが当接する１次転写部位Ｔ１に到来すると、１次転写手段（第１の転写手段）としての１次転写ローラ（１次転写帯電部材）４ａに印加した１次転写バイアス（第１の転写バイアス）による１次転写電流で、感光ドラム１ａ上のマゼンタトナー像が中間転写ベルト４０に転写される（１次転写）。
【００３７】
次に、中間転写ベルト４０のマゼンタトナー像を担持した部位が第２の画像形成部Ｐｂに移動すると、このときまでに第２の画像形成部Ｐｂにおいて上記と同様な動作で感光ドラム１ｂ上に形成されたシアントナー像が、マゼンタトナー像の上から中間転写ベルト４０に転写される。
【００３８】
同様に、中間転写ベルト４０が移動するにつれて、第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄのそれぞれの１次転写部位Ｔ１において、イエロートナー像、ブラックトナー像が、中間転写ベルト４０上のマゼンタトナー像及びシアントナー像の上に重ね合わせて転写される。
【００３９】
一方、このときまでに、給紙カセット１４からピックアップローラ１５によって１枚づつ取り出された記録材Ｐは、レジストローラ１３を経て、２次転写手段（第２の転写手段）としての２次転写ローラ（２次転写帯電部材）７と２次転写対向ローラ４１とが中間転写ベルト４０を介して当接する２次転写部位Ｔ２に供給される。そして、２次転写ローラ７に印加した２次転写バイアス（第２の転写バイアス）による２次転写電流で、中間転写ベルト４０上の４色のトナー像は、２次転写部位Ｔ２に達した記録材Ｐ上に一括して転写される（２次転写）。
【００４０】
尚、１次転写が終了した感光ドラム１ａは、その表面に残留したトナー（１次転写残りトナー）を感光ドラムクリーナ５ａによって除去されて、次の画像形成が可能になる状態となる。又、中間転写ベルト４０の表面に残留したトナー（２次転写残りトナー）は、ベルトクリーニング部材１６によって除去される。
【００４１】
こうして４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、分離部（図示せず）により中間転写ベルト４０から分離された後、定着手段としての定着器１１に搬送される。定着器１１では、１対のローラにより記録材Ｐに熱と圧力を加えて、トナー像を記録材Ｐに定着する。その後、画像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置外に排出される。
【００４２】
本実施例の画像形成装置１００の各要素について更に説明する。尚、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで共通の要素について説明する場合、第１の画像形成部Ｐａを例として説明する。
【００４３】
（１）中間転写ベルト
本実施例では、中間転写ベルト４０として、無端状のポリイミド樹脂ベルトを採用している。又、ポリイミド樹脂としては、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ間で電位上昇が起こらない抵抗を有するものを用いた。
【００４４】
つまり、詳しくは後述するように、本実施例では、トナーの電荷量を画像形成に先立って求め、２次転写電流値を決める。そのため、トナーが中間転写ベルト４０上で多重に転写されてもトナーの電荷量が上昇しないことが重要である。このため、あまり抵抗の高い中間転写ベルト４０を採用することは好ましくない。中間転写ベルト４０の体積抵抗率は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ間の干渉（中間転写ベルト４０の体積抵抗率下限値）や、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ間での電位上昇（中間転写ベルト４０の体積抵抗率上限値）を考慮すると、１０６〜１０１２Ω・ｃｍであることが好ましい。より好ましくは、１０７〜１０１１Ω・ｃｍ、最も好ましくは、１０８〜１０１０Ω・ｃｍである。体積抵抗率がこの範囲より小さいと、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ間で１次転写電流の干渉が顕著となる。又、この範囲より大きいと、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ間を搬送される間の、中間転写ベルト４０上のトナーの電位の上昇が顕著となる。
【００４５】
具体的には、本実施例では、中間転写ベルト４０として、厚み８０μｍ、体積抵抗率約１０９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用し、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０秒）の導電性ポリイミド樹脂を採用した。
【００４６】
（２）感光ドラム
本実施例では、感光ドラム１ａとして、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に通常用いられている有機感光体層を有し、最表層に電荷注入層が設けられている、負帯電の有機感光体を用いた。電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに、導電性微粒子としてＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層である。
【００４７】
具体的には、本実施例では、電荷注入層は、絶縁性樹脂に、光透過性の導電フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ２超微粒子を、樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。このようにして調合した塗工液をエディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロールコート塗工法、ビームコート塗工法などの適当な塗工法にて厚さ約３μｍに塗工して電荷注入層とした。
【００４８】
電荷注入層の体積抵抗率は、１０１０〜１０１６Ω・ｃｍであることが好ましい。より好ましくは、１０１１〜１０１５Ω・ｃｍ、最も好ましくは１０１２〜１０１４Ω・ｃｍである。体積抵抗率が上記範囲より大きいと、電荷注入性の低下が顕著となり、延いては、詳しくは後述するように帯電手段に印加する帯電バイアス電圧の値から感光ドラム１ａの帯電電位を予測することが難しくなる。又、体積抵抗率が上記範囲より小さいと、電荷保持性の低下が顕著となり、静電潜像を保持する像担持体としては機能しなくなる。
【００４９】
尚、被帯電体たる感光ドラム１は、上述のように機能分離された層構成を有するものに限定されるものではなく、例えば、電荷注入層を有さず、感光層の体積抵抗率が上記範囲であるものなどを好適に用いることができる。
【００５０】
（３）１次帯電器
本実施例では、１次帯電器として磁気ブラシ帯電装置２ａを用いた。この磁気ブラシ帯電装置２ａは、詳しくは後述するように、帯電後の感光ドラム１の表面電位を容易に予測可能な帯電手段として用いられる。
【００５１】
図２に示すように、磁気ブラシ帯電装置２ａは、ハウジング２４ａ内に、磁性粒子からなる帯電粒子を収容している。ハウジング２４ａは、感光ドラム１ａと対向する領域が一部開口しており、この開口部に位置して、マグネットローラ２２ａを内包した、帯電粒子担持体としての帯電スリーブ２１ａが、感光ドラム１ａとの間に所定間隙を有するように配置されている。そして、図２中矢印Ｒ２の反時計方向の回転に伴って、帯電スリーブ２１ａ上に所定厚さの帯電粒子の磁気ブラシ（帯電磁気ブラシ）層を形成し、又帯電スリーブ２１ａに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１ａと帯電磁気ブラシとの接触部（帯電部）Ｎ１にて感光ドラム１ａを所望電位に帯電させる。帯電部Ｎ１より帯電スリーブ２１ａの回転方向上流側において、帯電スリーブ２１ａと所定間隙を隔てて帯電粒子規制部材としての帯電粒子規制ブレード２３ａが対向配置されており、これによりマグネットローラ２２ａの磁力で帯電スリーブ２２ａ上に吸着された帯電粒子の層厚が所定厚さに規制される。
【００５２】
本実施例では、帯電スリーブ２１ａには、帯電時に交流（ＡＣ）電圧に直流（ＤＣ）電圧が重畳された帯電バイアス電圧が印加される。より具体的には、本実施例では、
直流電圧：−７００Ｖ
交流電圧：１２００Ｖｐｐ（１０００Ｈｚ）
の重畳電圧が帯電スリーブ２１ａに印加される。
【００５３】
帯電用の磁性粒子としては、飽和磁化が２５０Ａ・ｍ２／Ｋｇ、平均粒径４０．０μｍのコア粒子として水素還元Ｚｎ−Ｃｕフェライトから成る磁性粒子を用いた。
【００５４】
又、磁気ブラシ帯電装置２ａは、転写残トナーのうち、特にプラス極性を有するものを静電気的に回収し、又帯電磁気ブラシによる強制的なかきとりによりそれ以外のものも回収する。
【００５５】
斯かる磁気ブラシ帯電装置２ａによれば、被帯電体たる感光ドラム１ａを、帯電スリーブ２１ａへの印加電圧とほぼ同電位に帯電処理することができる。従って、帯電後の感光ドラム１ａの表面電位を容易に予測することが可能である。
【００５６】
（４）現像装置
本実施例では、現像装置３ａは２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、現像容器３４ａ内に、主に磁性キャリア（キャリア）と樹脂トナー粒子（トナー）を備える２成分現像剤（現像剤）を収容している。現像容器３４ａは、感光ドラム１ａと対向する領域が開口しており、この開口部に位置して一部分現像容器３４ａ外に露出するように、マグネットローラ３２ａを内包した現像剤担持体としての現像スリーブ３１ａが、感光ドラム１ａとの間に所定間隙を有するように配置されている。現像スリーブ３１ａは、図２中矢印Ｒ３の反時計方向の回転に伴い、マグネットローラ３２ａの磁力により現像容器３４内の現像剤を吸着する。又、現像スリーブ３１ａと所定間隙を隔てて、現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード３３ａが対向配置されており、現像スリーブ３１ａの回転に伴い、現像スリーブ３１ａ上に所定厚さの現像剤薄層（現像磁気ブラシ）が形成される。そして、現像スリーブ３１ａ上に形成された現像剤薄層を現像部Ｎ２にて感光ドラム１ａに接触させ、又現像スリーブ３１ａに所定の現像バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１ａに形成された静電潜像を現像する。
【００５７】
本実施では、トナーとしては、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用い、キャリアとしては、飽和磁化が２０５Ａ・ｍ２／Ｋｇ、平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。又、トナーとキャリアとを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。
【００５８】
ここで、本明細書において磁性粒子（キャリア及び帯電粒子）、トナーの平均粒径は、次に示す装置及び方法にて測定した体積平均粒径である。測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、粉末の体積、個数を測定して１μｍ〜４０μｍの粒子の体積分布と個数分布とを算出する。そして、体積分布から求められた平均粒径の値を体積平均粒径とした。
【００５９】
又、現像剤中のトナー濃度（トナーとキャリアの比率）を一定に維持するために、図示しない検知手段でトナー濃度を検知し、適宜、現像剤補給手段たるトナーホッパー３６ａからトナー補給が行われる。現像剤中のトナー濃度を検知する検知手段としては、光学式、透磁率測定式、或いは画像形成によって消費された分に相当するトナー量を例えば形成画像の画素数をカウントするなどして算出する方式など、斯界にて種々知られているが、本発明において、斯かる検知手段及びトナー濃度の制御方法自体は任意であるので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【００６０】
又、現像容器３４ａ内には、現像容器３４ａ内の現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌部材３５ａが設けられている。本実施例では、現像容器３４ａ内に設けられた２本のスクリューとされる現像剤攪拌部材３５ａ、３５ａは、現像スリーブ３１の長手方向と略平行方向、且つ、互いに逆の進行方向に現像剤を搬送しながら攪拌し、現像容器３４ａ内で現像剤を循環させる。つまり、現像スリーブ３１ａによって現像に供されてトナー濃度の低下した現像剤（２成分現像剤）は、トナーホッパー３６ａから補給されたトナーと混合攪拌されることでトナー濃度が増加されて、再び現像スリーブ３１ａへと搬送される。
【００６１】
本実施例では、現像スリーブ３１ａには、電源（図示せず）から直流（ＤＣ）及び交流（ＡＣ）電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。より具体的には、本実施例では、
直流電圧：−５００Ｖ
交流電圧：周波数２０００Ｈｚ、ピーク間電圧１５００Ｖ
の重畳電圧を印加する。
【００６２】
斯かる現像バイアス電圧を用いて、感光ドラム１ａの露光部にのみ選択的に現像している。一般に、２成分現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという問題が生じる。このため、通常は現像スリーブ３１ａに印加する直流電圧と感光ドラム１ａの表面電位（暗部電位，未露光部）との間に電位差を設けることによって、かぶりの防止を実現している。かぶり防止のための、この電位差をカブリ取り電位差（Ｖｂａｃｋ）と呼ぶ。
【００６３】
（５）１次転写ローラ
本実施例において、１次転写ローラ４ａは、導電性の芯金の周りに導電性の弾性体を形成したものである。導電性弾性体としては、その抵抗値が１０４〜１０１０Ω（芯金・表層間−印加電圧１００Ｖ）程度であり、単泡性或いは連泡性のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＢＲなどが望ましい。本実施例では、芯金はＳＵＳ製で直径１０ｍｍ、弾性体がＮＢＲ製で厚３ｍｍのスポンジとした。芯金と弾性体表面の実抵抗値は１０６Ωである。
【００６４】
（６）２次転写ローラ
２次転写ローラ７は、導電性の芯金の周りに半導電性の弾性体を形成したもので、半導電の弾性体の抵抗値は１０５〜１０９Ω（芯金−表層間の印加電圧２０００Ｖ）程度であり、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等のスポンジローラが好ましい。本実施例では、１０８Ω（芯金−表層間２０００Ｖ印加）の肉厚４ｍｍ、外径２０ｍｍ（芯金径１２ｍｍ）のＮＢＲスポンジローラを採用した。
【００６５】
レーザー変位計によるトナー高さ測定の概要
レーザー変位形に関して、特願昭５４−１０２４７３号公報記載のとおり、物体にレーザー光を照射し、その反射光のレーザースペックルパターンの移動量から物体の変位量を決定することが知られている。より詳しくは、物体が変更を受ける前後におけるスペックルパターンを光電変換し、得られる相互相関関数の解として得られるスペックルパターンの移動量から物体の変形量を測定する方法である。
【００６６】
本件におけるトナー高さ計測部は、レーザ光源である可視光レーザと、位置検出素子であるＰＳＤ(Position Sensitive Device）とを有している。前記可視光レーザは、前記転写ベルトの表面に対向する位置に集光レンズを介して配置されており、前記ＰＳＤは、前記可視光レーザから出射されて前記転写ベルトで反射されたレーザ光を検出する。
【００６７】
あらかじめ、像担持体上にレーザー光を照射する。その後、スペックルパターンの移動量からトナーの高さを算出する。図３にその結果を示す。その際トナー高さは、ベタののり量でおこなった。
【００６８】
以上のように、トナーの高さをレーザー変位計から求める。また帯電条件から感光ドラム１ａの表面を、磁気ブラシ帯電装置２ａによって所定電位Ｖｄに帯電させる。本実施例では、１次帯電器として磁気ブラシ帯電装置２ａを用いているため、帯電スリーブ２１ａに印加されている帯電バイアス電圧のＤＣ成分に近い値で、感光ドラム１の表面が帯電される。このため、特別な表面電位センサーを用いることなく、感光ドラム１ａの表面の帯電電位（暗部電位，未露光部電位）Ｖdを精度良く予測することができる。本実施例では、帯電スリーブ２１ａに−５００Ｖの直流電圧を印加して、予測される感光ドラム１ａの帯電電位Ｖｄは−５００Ｖである。
【００６９】
またレーザー変位計より前段に位置し、現像後に位置する電位センサーによって露光後電位を測定する。その結果、トナー高さ情報とトナー電位Ｖtが測定される。その後トナー高さに所定の関数に代入し、トナー質量に変換する。
【００７０】
そして以下の式に代入する。
【００７１】
Ｑ／Ｍ＝α（Ｖｄ−Ｖｔ）／（Ｍ／Ｓ）
ただしα＝（２εｔ／Ｌｔ＋εｄ／Ｌｄ）・ε０
ここでL：トナー層厚、
Ｌｄ：ドラム膜厚
Εｔ：トナー層比誘電率
εｄ  ：ドラム比誘電率
ε０：自由空間誘電率
である。
【００７２】
感光体ドラム１としては、εｋ＝３．０、ｄｋ＝２５μｍの有機感光体ドラム（ＯＰＣ感光体ドラム）とし、εｔ＝２．５、εｄ＝３、ε０＝８．８５×１０−12を用いた。
【００７３】
以上の式からトナー層厚とＶｄ、Ｖｔを測定することによって、単位質量あたりのトナー電荷量を求めることができる。
【００７４】
またトナー層厚とのり量の関係について、図４を示す。
【００７５】
上記のような関係について関数を求め、トナー層厚とのり量を変換する。
【００７６】
上記によれば、潜像後のドラム電位と、現像後のトナー電位、およびトナー高さを測定することによって、正確にトナー電荷量を測定することができる。
【実施例２】
【００７７】
実施例２では２次転写条件の制御方法について説明する。本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同様であるので、同様の構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００７８】
（Ｂ）本実施例において最も特徴的な、２次転写条件の制御方法について説明する。本実施例では、感光体ドラム１ａ上に現像されたトナーの単位面積当たりの載り量（Ｍ／Ｓ）を測定し、単位重量当たりのトナー電荷量（トリボ）（Ｑ／Ｍ）を算出することにより、２次転写条件を制御する。
【００７９】
単位重量当たりのトナー電荷量（Ｑ／Ｍ）の算出及び２次転写条件の設定は、以下のような手順で行われる。この２次転写条件の設定制御は、出力画像の形成動作に先立って、所定のタイミングで行われる。例えば、装置本体Ａの電源投入時、所定の画像出力枚数毎に、適宜実行すればよい。
【００８０】
図５及び図６をも参照して説明する。図５は、本実施例における２次転写条件の制御態様を模式的に示し、図６は、本実施例の概略制御フローを示す。尚、単位面積当たりのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）の測定、単位重量当たりのトナー電荷量（Ｑ／Ｍ）の算出は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ毎に行うが、その方法は各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて同一であるので、第１の画像形成部Ｐａを例にとって説明する。
【００８１】
（ステップ１）
感光ドラム１ａの表面を、磁気ブラシ帯電装置２ａによって所定電位Ｖｄに帯電させる。本実施例では、１次帯電器として磁気ブラシ帯電装置２ａを用いているため、帯電スリーブ２１ａに印加されている帯電バイアス電圧のＤＣ成分に近い値で、感光ドラム１の表面が帯電される。このため、特別な表面電位センサーを用いることなく、感光ドラム１ａの表面の帯電電位（暗部電位，未露光部電位）Ｖｄを精度良く予測することができる。本実施例では、帯電スリーブ２１ａに−５００Ｖの直流電圧を印加して、予測される感光ドラム１ａの帯電電位Ｖｄは−５００Ｖである。通常の作像時と２次転写条件の制御時とで、感光ドラム１ａの帯電電位は異なる。
【００８２】
（ステップ２）
所定電位Ｖｄに帯電された感光ドラム１表面を、現像装置３ａによって、現像バイアス（ＤＣ成分）Ｖｄｃを段階的に振りながら現像する。このときの感光ドラム１ａの帯電電位Ｖｄと、現像バイアスＶｄｃとの差の絶対値が、感光ドラム１ａの非露光表面を現像した際の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（＝｜Ｖｄｃ−Ｖt｜）である（図５）。この現像コントラストＶｃｏｎｔが大きいほど、より多くのトナーが感光ドラム１ａに転移する傾向を示す。
【００８３】
本実施例では、現像バイアスＶｄｃを、−６５０Ｖとした。このトナー像は、感光ドラム１ａの長手方向の画像形成領域全体に延在する帯画像（パターン）として形成される。各現像バイアスＶｄｃによる現像剤像は、後述する現像剤濃度検知手段により濃度検知が可能な搬送方向幅を有していればよい。
【００８４】
ここで、感光ドラム１を帯電後、露光部に対して現像を行うという、一般的な反転現像工程を行わないのは、次の理由による。つまり、現像コントラストＶｃｏｎｔを、露光部電位Ｖｌと現像バイアスＶtとの差（絶対値）でとると、露光部電位Ｖｌは感光ドラム１ａの環境変動や耐久変動により変動しやすいため、感光ドラム１ａの表面電位センサーなしでは正確な現像コントラストＶｃｏｎｔを得ることが困難なためである。
【００８５】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光ドラム１ａ〜１ｄへのトナー像の形成は、同時に行っても、異なるタイミングで行ってもよい。
【００８６】
（ステップ３）
次に、前ステップで段階的に現像コントラストＶｃｏｎｔにおいて感光ドラム１ａ上の形成したトナー像の高さをレーザー変位形９ａによって検知する。
【００８７】
本実施例では、感光ドラム１ａ上のトナー高さは、感光ドラム１ａの回転方向において現像装置３ａの下流、且つ、感光ドラム１ａの回転方向において転写ローラ４ａの上流において感光ドラム１ａに対向配置されるレーザー変位計９ａの出力位置の変動に基づいて求められる。レーザー変位計９ａとしては、感光ドラム１ａの表面に対して検出光を照射して、その反射光量を測定する。そして上述のレーザー変位原理によって、検出位置の変動より対象物の高さを検出する、公知の任意のものを用いることができる。図８は、本実施例にて用いたレーザー変位計９ａの検出特性を示す。現像剤像濃度検知手段の構成は、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで同様である。
【００８８】
（ステップ４）
ここで、トナー高さを測定し、トナーのり量へ変換する。その方法は、トナー高さとトナー質量を変換するテーブルを図５のようにもつ。
【００８９】
このように、現像コントラストＶｃｏｎｔ（＝｜Ｖｄ−Ｖt｜）において、単位面積当たりのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）をレーザー変位計９ａの結果に基づいて求めることによって、単位重量当たりのトナーの電荷量（トリボ）（Ｑ／Ｍ）を求めることができる。
【００９０】
（ステップ５）
次に、前ステップにて各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ毎に算出した、各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）に基づいて、中間転写ベルト４０上のトナー像の最大電荷密度（トナー電荷量の最大値）を計算する。本実施例では、各色での単位面積当たりの最大トナー載り量は１．０ｍｇ／ｃｍ２であり、単位面積当たりの最大載り量は２色分（２．０ｍｇ／ｃｍ２）である。従って、中間転写ベルト４０上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大電荷密度は、最も高い単位重量当たりのトナー電荷量（Ｑ／Ｍ）を有する色のトナーと、２番目に高い単位重量当たりのトナー電荷量（Ｑ／Ｍ）を有する色のトナーを基準に算出することができる。
【００９１】
具体的には、各色で最も高い単位重量当たりのトナー電荷量をＱ１（Ｃ／ｋｇ）、２番目に高いトナー電荷量をＱ２（Ｃ／ｋｇ）とするとき、下記式（１）、
（Ｑ１＋Ｑ２）×１．０×１０−２              …（１）
により、中間転写ベルト４０上のトナー像の単位面積当たりの最大電荷密度（Ｃ／ｍ２）が算出される。
【００９２】
（ステップ６）
中間転写ベルト４０上に形成されるトナー像の、単位面積当たりのトナーの最大電荷密度から、２次転写ローラ４ａに印加する２次転写バイアスを決定する。
【００９３】
例えば、本実施例の画像形成装置１００において、中間転写ベルト４０上のトナー像の単位面積当たりのトナー最大電荷密度が６×１０−４Ｃ／ｍ２である場合、トナーをＣＬＣ用紙（キヤノン（（株）製、ＣＬＣ推奨紙（坪量８０ｇ／ｍ２））、Ａ４横送りの紙に転写するのに必要な転写電流値は３０μＡであり、単位面積当たりのトナー最大電荷密度が３×１０−４Ｃ／ｍ２である場合は１５μＡであった。
【００９４】
尚、本実施例のように、２次転写バイアスの制御方法として定電流制御を採用している場合、記録材Ｐに供給する電荷密度を一定にするために、非通紙部に流れる電流値も考慮し、横送り時の記録材Ｐの幅（記録材Ｐの長手方向長さ）、即ち、記録材Ｐの搬送方向に略直交する方向の長さによって２次転写バイアスの電流値を可変にすると、より正確に記録材Ｐに供給する電荷密度を制御することができる。
【００９５】
本実施例では、上述のような２次転写条件の制御は、画像形成装置１００の動作を統括制御する制御回路５０が行う。制御回路５０は、制御の中心素子たるＣＰＵ５１、記憶手段としてＲＡＭ５２及びＲＯＭ５３、データ変換素子であるＡ／Ｄ変換器５５、Ｄ／Ａ変換器５６、外部の機器との情報の入出力のためのインターフェイス素子５４などを備えている。制御回路５０は、外部の機器としてのレーザー変位計９ａの出力信号を取り込み、ＲＡＭ５２に一旦記憶させ、ＣＰＵ５１による演算制御に供する。そして、ＲＯＭ５３に記憶された制御プログラム、予め設定された各種データを用いて、外部の機器としての現像スリーブ３１ａに現像バイアスを印加する現像バイアス電源５７、帯電スリーブ２１ａに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源５８、２次転写ローラ７に２次転写バイアスを印加する２次転写バイアス電源５９を制御する。又、ＲＡＭ５２には、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ毎に算出された単位重量当たりのトナー電荷量など、演算制御過程における各種データが一旦記憶される。
【００９６】
本実施例では、２次転写バイアス条件の制御に関して、ＲＯＭ５３には、感光ドラム１ａの表面を所定電位Ｖｄに帯電させるために帯電スリーブ２１ａに印加する所定の帯電バイアス値（ステップ１）、段階的に変更して現像スリーブ３１ａに印加する現像バイアス値（ステップ２）、レーザー変位計９ａの出力電圧と感光ドラム１ａ上の単位面積当たりのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）との関係（ステップ３）、現像コントラストＶｃｏｎｔと単位面積当たりのトナー載り量（Ｍ／Ｓ）との関係の傾きと、単位重量当たりのトナーの電荷量（Ｑ／Ｍ）との関係（ステップ４）、単位面積当たりのトナー最大電荷密度と最適な２次転写電流値（記録材Ｐのサイズで可変）との関係（ステップ６）などの予め設定されたデータが記憶されている。ＣＰＵ５１は、これらのデータを用いて、上述のような演算制御により、２次転写バイアス電源５９から２次転写ローラ７に印加する２次転写バイアスの値を決定する。本実施例において、演算制御素子たるＣＰＵ５１は、現像剤電荷量を算出する現像剤電荷量算出手段と、第２の像担持体上の現像剤電荷量の最大値を計算する手段と、２次転写バイアスの値を決定する制御手段との機能を有している。
【００９７】
以上、本実施例によれば、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）を検出し、これに基づいて中間転写ベルト４０上のトナー像の単位面積当たりのトナー最大電荷密度を算出し、そしてこれに基づいて２次転写バイアスを設定することで、温湿度センサー（環境センサー）や環境制御を具備することなく、常に最適な条件で中間転写ベルト４０上のトナー像を記録材Ｐに転写することができる。
【実施例３】
【００９８】
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成、動作は上記実施例１、２と同様である。従って、ここでは、同様の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００９９】
本実施例では、各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）を求めた後の制御に特徴がある。各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）は、実施例１又は２と同様にして求めることができる。
【０１００】
本実施例では、各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）の中で、最大のものＴｍａｘと最小のものＴｍｉｎとの差、即ち、ΔＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎが予め決められた規定値より大きくなった場合には、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいてトナーの電荷量を調整する動作に入る。本実施例では、ΔＴが１×１０−２Ｃ／ｋｇを越えた場合に、次の動作に入る。
【０１０１】
つまり、各色のトナーの単位重量当たりの電荷量ＴＭ（マゼンタ）、ＴＣ（シアン）、ＴＹ（イエロー）、ＴＫ（ブラック）の平均値をターゲットのトナー電荷量とし、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおける現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度（トナーとキャリアの比率）を変える動作を行う。上述のように、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度は、図示しない検知手段により検知した現像容器３４ａ〜３４ｄ内のトナー濃度に基づいて、現像剤補給手段たるトナーホッパー３６ａ〜３６ｄから現像容器３４ａ〜３４ｄに補給するトナーを補給量を調節することで、調節することができる。又、現像容器３４ａ〜３４ｄ内の現像剤を攪拌・搬送する現像剤攪拌部材３５ａ〜３５ｄの動作を調節することにより、トナーの電荷量を調節することもできる。勿論、これら両者を行ってもよい。
【０１０２】
トナー補給或いは現像剤攪拌動作とトナー電荷量との関係は、予め実験などによって求めることができ、斯かるデータに基づいて必要時にトナーホッパー３６ａ〜３６ｄ、現像剤攪拌部材３５ａ〜３５ｄを適宜駆動すればよい。
【０１０３】
又、本実施例では、Ｔｍａｘの上限値は４×１０−２Ｃ／ｋｇとし、Ｔｍｉｎの下限値は１×１０−２Ｃ／ｋｇとした。そして、Ｔｍａｘが上限値を超えているか、Ｔｍｉｎが下限値を下回っている場合には、その色以外のトナーの単位重量当たりの電荷量から、平均トナー電荷量を算出し、ターゲットのトナー電荷量とする。こうすることによって、２次転写電流をより正確に設定することができ、転写不良を防止することができる。
【０１０４】
本実施例では、各色のトナー電荷量の差を、ある一定の範囲内に収めるための制御を有することを特徴としている。従って、例えば、上記では、各色のトナー電荷量の平均を求めるとしたが、その他の適当な統計処理であってもよく、上記構成と類似の手段で行ってもかまわない。
【実施例４】
【０１０５】
本実施例では、実施例１、２と概略同様にして２次転写条件を制御する制御回路５０は、ΔＴが規定値を超えた場合にトナー補給動作及び／又は現像剤攪拌動作を制御する現像剤電荷量調整手段としても機能する。制御回路５０の記憶手段たるＲＯＭ５３には、予め設定されたΔＴ（＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）の規定値が記憶されている。又、ＲＯＭ５３には、トナー補給動作或いは現像剤攪拌動作と、トナー電荷量との関係が記憶されている。そして、外部の機器としてトナーホッパー３６ａ〜３６ｄ、現像剤攪拌部材３５ａ〜３５ｄの動作を制御する。
【０１０６】
以上、本実施例によれば、実施例１、２と同様に、常に最適な条件で２次転写を行うことができ、更に、トナー電荷量の変動が規定値を超えた場合にこれを調整することができ、転写不良を防止することができる。
【実施例５】
【０１０７】
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は、実施例４の変形例である。
【０１０８】
実施例３によれば、トナーの電荷量を調整する動作に入ると、画像形成動作を一時停止することになる。画像形成装置の画像生産性を考えると、画像形成動作を停止せずに連続して行えることが好ましい。
【０１０９】
そこで、本実施例では、各色のトナーの単位重量当たりの電荷量（Ｑ／Ｍ）の中で、最大のものＴｍａｘと最小のものＴｍｉｎとの差、即ち、ΔＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎが規定値を越えると判断された場合には、電荷量の低い色のトナーに、１次転写部位Ｔ１において帯電を付与する手段を講じる。
【０１１０】
例えば、第２の画像形成部Ｐｂのシアントナーのみ、電荷量がＴｍｉｎの下限値を下回っていた場合には、第２の画像形成部Ｐｂにおける１次転写電圧を規定値（通常の値）より所定量だけ上昇させる。逆に、シアントナーのみ、Ｔｍａｘの上限値を越えていた場合には、他の色の１次転写電圧を規定値（通常の値）より所定量だけ上昇させる。即ち、１次転写手段から中間転写ベルト４０への供給電荷密度を変更する。
【０１１１】
転写電荷が不足した場合の転写不良に比べて、転写電荷過多の転写不良は、画像上で均一に転写抜けが発生するので、画像不良として目立ちにくいという特徴があるため、上記のような構成をとりうる。
【０１１２】
そして、このような、一時的な（緊急時の）転写電圧設定で画像形成している間に、実施例３で説明したように、トナー補給或いは現像剤の攪拌動作を行い、各色のトナーの電荷量を所望の電荷量にする。
【０１１３】
本実施例では、実施例３と同様に、２次転写条件を制御する制御回路５０が、現像剤電荷量調整手段として機能する。本実施例では、制御回路５０の記憶手段たるＲＯＭ５３には、Ｔｍｉｎの下限値、Ｔｍａｘの上限値のデータ、各色のトナーがＴｍｉｎ下限値或いはＴｍａｘ上限値を越えた場合の１次転写バイアスの変更量などのデータが記憶されている。
【０１１４】
以上、本実施例によれば、画像形成動作を一時停止することなく、トナーの電荷量を調整することができる。
【０１１５】
尚、上記各実施例では、帯電手段として磁気ブラシ帯電器を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。帯電手段は、被帯電体たる感光体上の表面電位（帯電電位）を容易に、即ち、表面電位センサーを用いずに予測できる帯電手段であればよい。
【０１１６】
例えば導電性微粒子（例えばＳｉＯ２などの金属酸化物）を塗布した発砲弾性ローラを被帯電体に接触させて帯電処理するものなど、接触式のローラ或いはブラシ帯電器などであってもよく、上記各実施例と同じ効果を得ることができる。又、非接触のコロナ帯電器であっても、グリッドを有するスコロトロン帯電器などで、グリッド電位より被帯電体の表面電位が予測できるものであれば用いることができ、上記各実施例と同じ効果が得られることはいうまでもない。
【０１１７】
又、上記各実施例では、１次転写手段、２次転写手段として、転写ローラを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の転写手段として、コロナ帯電方式のもの、或いはブレード形状、ブラシ形状のものなどであってもかまわない。
【０１１８】
更に、上記各実施例では、それぞれが像担持体としての感光ドラムを有する複数の画像形成部を有し、各画像形成部の感光ドラムに形成したトナー像を中間転写体上で重ね合わせた後、記録材に２次転写するとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１９】
例えば、当業者には周知のように、像担持体として感光ドラムを１つ有し、又この感光ドラム上の静電潜像を現像しうる複数の現像手段を有し、色分解された画像情報に従って感光ドラム上に静電潜像を順次形成するごとに、対応する色の現像手段で現像し、これを中間転写体上に順次重ねて転写する工程を繰り返し、その後中間転写体から記録材に一括して転写して記録画像を得る画像形成装置にも、本発明は等しく適用可能であり、上記各実施例と同様の効果を奏する。この場合、上記各実施例において説明した単位面積当たりのトナー載り量の検知工程は、１つの感光ドラム上或いは中間転写体上で、順次に行えばよい。その他の構成、動作については、上記各実施例の説明を援用する。
【符号の説明】
【０１２０】
１  感光ドラム（第１の像担持体、電子写真感光体）
２  磁気ブラシ帯電装置（１次帯電器、帯電手段）
３  現像装置（現像手段）
４  １次転写ローラ（１次転写帯電部材、第１の転写手段）
７  ２次転写ローラ（２次転写帯電部材、第２の転写手段）
９  トナー高さ検知手段
【図１】
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【図２】
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【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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