(57)【要約】【課題】転写ベルトや二次転写ローラの通電劣化が軽減され、長寿命の画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、転写ベルト(11)とともにシート材(P)を挟む二次転写ローラ(61)と、転写ベルト(11)と二次転写ローラ(61)との間に二次転写バイアス電圧を印加する電源(62)と、転写ベルト(11)の表面に付着したトナー外添剤の量を検知するための光学検知ユニット(10)と、光学検知ユニット(10)から得られた出力に基づいて、電源(62)の二次転写バイアス電圧を制御する制御部(18)とを備える。【選択図】図２
2011075807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー粒子とトナー外添剤を含む現像剤を用いて、電子写真方式により、複数の像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体近傍を走行し、前記トナー像が多重転写される転写ベルトと、
前記転写ベルトとともにシート材を挟む二次転写ローラと、
前記転写ベルトと前記二次転写ローラとの間に二次転写バイアス電圧を印加する電源と、
前記転写ベルトの表面に付着した前記トナー外添剤の量を検知するためのトナー外添剤検知手段と、
前記トナー外添剤検知手段から得られた出力に基づいて、前記電源の二次転写手段の二次転写バイアス電圧を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記トナー外添剤検知手段は、
前記転写ベルトの被測定部に光を照射する光源と、
前記転写ベルトの被測定部にて反射した反射光の強度を測定する少なくとも１つの光検出器とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記トナー外添剤検知手段は、前記転写ベルトの走行に伴い、前記転写ベルトの全周に渡って分布する複数の被測定部の各々にて反射光強度をそれぞれ測定し、
前記制御手段は、前記複数の被測定部の反射光強度の平均値が小さいほど、前記二次転写バイアス電圧を小さくする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記トナー外添剤検知手段は、前記転写ベルトの走行に伴い、前記転写ベルトの全周に渡って分布する複数の被測定部の各々にて反射光強度をそれぞれ測定し、
前記制御手段は、前記複数の被測定部の各々での反射光強度が小さいほど、前記被測定部の各々での前記電流を小さくする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
前記トナー外添剤検知手段は、前記走行方向と直交する前記転写ベルトの幅方向に配列された２つ以上の光検出器を有し、
前記制御手段は、前記２つ以上の光検出器によって測定された反射光強度の平均値を前記複数の被測定部の各々での反射光強度として用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に代表される画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成プロセスは以下のように行われる。感光体ドラムの表面は、帯電装置により所定電位で一様に帯電され、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。
【０００３】
例えば、カラー画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置においては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応した画像形成部が具備される。各々の画像形成部の感光体ドラムに形成されたトナー像が順次、中間転写ベルトに多重転写され、中間転写ベルト上にカラー画像が形成される。その後、二次転写機構により、用紙等のシート材に前記カラー画像が転写される。
【０００４】
このような画像形成工程においては、中間転写ベルト上のカラー画像に光を照射し、その反射光の強度を測定することが行われている。この場合、反射光の強度に基づいて、カラー画像の濃度が確認され、必要に応じて濃度が調整される。
【０００５】
特許文献１が開示する画像形成装置は、このような画像形成工程を経て形成される画像の更なる高画質化を図るために、転写ベルトの表面状態を検知する検知部材と、検知部材から得られた出力に基づいて、像担持体の表面速度及び／又は前記転写ベルトの送り速度を制御する制御部とを有する。
【０００６】
特許文献１の画像形成装置によれば、転写ベルトの表面の劣化等により、転写ベルトの表面状態が変化し、例えば、転写ベルト表面の摩擦係数が低下して、像担持体表面に形成されたトナー像の転写ベルト表面への転写性能が低下した場合でも、制御部によって、検知部材による出力に基づいて像担持体表面の速度と転写ベルトの送り速度の差が適切に制御されることにより、像担持体のトナー像の転写ベルト表面への転写性能を向上せしめることができるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２６２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、画像形成装置には、高画質化のみならず長寿命化も求められている。
例えば、シート材に画像を転写する際、転写ベルト及び二次転写ローラには二次転写バイアス電圧が印加され、この二次転写バイアス電圧によって転写ベルトや二次転写ローラは通電劣化する。この通電劣化が進行すると、転写ベルトや二次転写ローラを交換する必要が生じる。このような転写ベルトや二次転写ローラの交換の頻度は、少ない方が好ましい。
【０００９】
本発明の目的は、転写ベルトや二次転写ローラの通電劣化が軽減され、長寿命の画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明者は種々の検討を行った。そして、この検討の過程において以下の知見を得て本発明に想到した。
本発明者は、転写ベルトの通電劣化を防止するために、転写ベルトと二次転写ローラとの間に印加する二次転写バイアス電圧を低減することに着想した。そしてこの着想に基づいて、二次転写バイアス電圧の大きさと、転写ベルトからシート材へのトナー像の転写効率（二次転写効率）との関係を調査した。
【００１１】
この調査の結果、本発明者は、二次転写バイアス電圧を低減しても、適当な二次転写効率が確保されるという事象を発見した。そして、この事象は、現像剤に含まれるトナー外添剤の転写ベルト上における量が多くなると発現するという知見を得た。
そして、本発明者は、この知見に基づき、転写ベルト上のトナー外添剤の付着量に応じて二次転写バイアス電圧を調整することによって、転写ベルトの通電劣化を防止する、という本発明に想到した。
【００１２】
而して、本発明の一態様によれば、トナー粒子とトナー外添剤を含む現像剤を用いて、電子写真方式により、複数の像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、前記像担持体近傍を走行し、前記トナー像が多重転写される転写ベルトと、前記転写ベルトとともにシート材を挟む二次転写ローラと、前記転写ベルトと前記二次転写ローラとの間に二次転写バイアス電圧を印加する電源と、前記転写ベルトの表面に付着した前記トナー外添剤の量を検知するためのトナー外添剤検知手段と、前記トナー外添剤検知手段から得られた出力に基づいて、前記電源の二次転写手段の二次転写バイアス電圧を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置が提供される（請求項１）。
【００１３】
請求項１の画像形成装置では、トナー外添剤検知手段の出力に基づいて、二次転写バイアス電圧が調整される。トナー外添剤検知手段によれば、従来技術のような転写ベルト上に形成されたトナー像の濃度ではなく、トナー像が形成されていない転写ベルトの領域におけるトナー外添剤の付着量が検知される。トナー外添剤の付着量は、画像形成装置の運転状況に応じて経時的に変化し、一般に印刷量の増加に伴って増大する。
【００１４】
ここで転写ベルトに対するトナー外添剤の付着量が多い場合、トナー外添剤の付着量が少ない場合に比べて、二次転写バイアス電圧を低減しても同等の転写効率が確保される。つまり、トナー外添剤の付着量が多ければ、二次転写バイアス電圧を低減しても、転写されるトナー像の濃度は適当に保たれる。これはトナー外添剤の存在によって、トナー粒子が転写ベルトから剥がれ易くなるためと推測される。
そこで、この画像形成装置では、トナー外添剤検知手段の出力結果に応じて、二次転写バイアス電圧を調整することによって、二次転写バイアス電圧が可及的に低減され、これによって転写ベルト及び二次転写ローラの通電劣化の進行が抑制される。
【００１５】
好ましくは、記トナー外添剤検知手段は、前記転写ベルトの被測定部に光を照射する光源と、前記転写ベルトの被測定部にて反射した反射光の強度を測定する少なくとも１つの光検出器とを有する（請求項２）。
請求項２の画像形成装置によれば、トナー外添剤検知手段が、光源と光検出器とからなる簡単な構成にて、転写ベルトに対するトナー外添剤の付着量が確実に検出される。
【００１６】
好ましくは、前記トナー外添剤検知手段は、前記転写ベルトの走行に伴い、前記転写ベルトの全周に渡って分布する複数の被測定部の各々にて反射光強度をそれぞれ測定し、前記制御手段は、前記複数の被測定部の反射光強度の平均値が小さいほど、前記二次転写バイアス電圧を小さくする（請求項３）。
【００１７】
請求項３の画像形成装置では、制御手段が、複数の被測定部の反射光強度の平均値が小さいほど、二次転写バイアス電圧を小さくする。
転写ベルトに対するトナー外添剤の付着量には、転写ベルトの周方向でばらつきがある。このため、極端にトナー外添剤付着量が多い領域が被測定部になり、反射光強度が測定されることがある。このような場合、１つの被測定部での反射光強度が小さいからといって二次転写バイアス電圧を小さくすると、トナー外添剤の付着量が少ない領域では、二次転写バイアス電圧が小さいために二次転写効率低下してしまう。二次転写効率低下すると、転写されるトナー像の濃度が低くなり、得られる画像にむら（転写むら）が生じてしまう虞がある。
【００１８】
そこで、この画像形成装置では、複数の被測定部での反射光強度の平均値に基づいて二次転写バイアス電圧を調整することによって、トナー外添剤の付着量のばらつきの影響を受けずに、転写ベルト全体に対し二次転写バイアス電圧が適正な値に調整される。すなわち、トナー外添剤の付着量が１つの被測定部にて小さかったとしても、その被測定部の測定結果のみに基づいて二次転写バイアス電圧が調整されるのではないため、二次転写バイアス電圧が小さくなり過ぎることはなく、二次転写効率が低下して転写むらが生じることが防止される。
【００１９】
好ましくは、前記トナー外添剤検知手段は、前記転写ベルトの走行に伴い、前記転写ベルトの全周に渡って分布する複数の被測定部の各々にて反射光強度をそれぞれ測定し、前記制御手段は、前記複数の被測定部の各々での反射光強度が小さいほど、前記被測定部の各々での前記電流を小さくする（請求項４）。
【００２０】
請求項４の画像形成装置では、制御手段が、複数の被測定部の各々での反射光強度が小さいほど、前記被測定部の各々での前記電流を小さくする。すなわち、被測定部毎に反射光強度に応じて二次転写バイアス電圧を調整する。
この画像形成装置によれば、被測定部毎に二次転写バイアス電圧を調整することによって、二次転写バイアス電圧をより小さくすることが可能である。これによって、転写ベルトの通電劣化がより的確に抑制される。また、被測定部毎に二次転写バイアス電圧を調整することによって、被測定部毎に二次転写効率最適な値になり、転写むらの発生も的確に防止される。
【００２１】
好ましくは、前記トナー外添剤検知手段は、前記走行方向と直交する前記転写ベルトの幅方向に配列された２つ以上の光検出器を有し、前記制御手段は、前記２つ以上の光検出器によって測定された反射光強度の平均値を前記複数の被測定部の各々での反射光強度として用いる（請求項５）。
【００２２】
請求項５の画像形成装置では、転写ベルトの幅方向に配列された２以上の光検出器によって、各被測定部の反射光強度が測定される。
この画像形成装置によれば、転写ベルトの幅方向にてトナー外添剤の付着量にばらつきがあったとしても、当該ばらつきに基づく転写むらの発生が抑制される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置によれば、転写ベルトや二次転写ローラの通電劣化が軽減され、長寿命の画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るタンデム型カラープリンタの概略構造を示す模式的な断面図である。
【図２】図１のプリンタにおける二次転写部近傍の構成を説明するための図である。
【図３】図１のプリンタにおけるトナー外添剤検知手段の構成を説明するための図である。
【図４】トナー外添剤付着量と、二次転写電流と、二次転写効率との関係を示すグラフである。
【図５】転写ベルトの周方向位置と反射光強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、図面では部材の位置及び大きさ等は適宜強調して描かれている。また、以下の実施形態は、本発明の画像形成装置の一例として、プリンタを挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の画像形成装置は、コピー機、ファクシミリ機としての機能を有する所謂複合機（ＭＦＰ、Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）やコピー機能のみを備えたものでもよい。以下に説明するこれらの部材の具体的な構成や、その他の部材等については、適宜変更可能である。
【００２６】
図１を用いて、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラープリンタ１００の概略構成を説明する。図１は、カラープリンタ１００の要部構成を示す正面図である。
【００２７】
プリンタ１００は、給紙部１、垂直搬送路２、レジストローラ対３、中間転写ユニット４、画像形成部５０、二次転写部６、定着部７、排出搬送路８、排出トレイ９、光学検知ユニット１０及び制御部１８を含んで構成されている。画像形成部５０は、第１の画像形成機構５Ｂ、第２の画像形成機構５Ｍ、第３の画像形成機構５Ｃ及び第４の画像形成機構５Ｙの、４つの画像形成機構を備えている。
【００２８】
プリンタ１００は、次のような画像形成工程を行う。用紙Ｐは、給紙部１の給紙カセット１ａより、ピックアップローラ１ｂにて、垂直搬送路２に搬送され、レジストローラ対３を介して二次転写部６へ搬送される。
【００２９】
画像形成部５０では、転写ベルトとしての中間転写ベルト１１が、駆動ローラ４１により、矢印の方向に送られる。中間転写ベルト１１上には、画像形成機構５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂにおいて、像担持体としての各々の感光体ドラム５１に形成されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像が順次多重転写され、カラー画像が形成される。
【００３０】
ここで形成されたカラー画像は、二次転写部６によって、中間転写ベルト１１から、給紙カセット１ａより搬送されてきた用紙Ｐに二次転写される。二次転写によって、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００３１】
この後、未定着のカラー画像を転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１１から分離され、定着部７に搬送される。そして、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂの圧接により形成されるニップ部にて、用紙Ｐに定着に必要な熱量が供給され、カラー画像の定着処理が行われる。定着部７で定着処理が行われた後、用紙Ｐは、排出搬送路８を経て排出トレイ９に排出される。なお、定着ローラ７ａには、ヒータ（不図示）が内蔵され、このヒータは定着に必要な所定の温度を発生するように制御されている。
【００３２】
次に、プリンタ１００の主要な構成要素である画像形成部５０の構成について、詳細に説明をする。画像形成部５０は、中間転写ユニット４と、現像装置５６を含む第１〜第４の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙと、中間転写クリーニングユニット４５とからなる。
【００３３】
図１に示すように、中間転写ユニット４は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、この２つのローラに亘って掛け渡された無端状の中間転写ベルト１１とからなる。中間転写ベルト１１は、テンションローラ４４により、適度なテンションに保たれている。
【００３４】
第１〜第４の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙは、中間転写ユニット４の下方に並んで配置されている。各画像形成機構の配置は、用紙搬送方向上流より順に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）用となっており、全て略同じ構成の画像形成装ユニットからなる。よって、第１〜第４の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙにおいて、同一構成である部分については同一符号を付している。なお、以下の第１〜第４の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙの説明においては、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｂ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」の識別記号は省略し、単に画像形成機構５と表記して説明する。
【００３５】
画像形成機構５は、感光体ドラム５１、主帯電装置５２、露光装置５３、一次転写部材（一次転写ローラ）５４、クリーニング装置５５、現像装置５６及び除電装置（除電ランプ）５８を含み、樹脂等からなる筐体に組み付けることにより１つのユニットとなり、プリンタ１００の本体に取り付けられている。
【００３６】
感光体ドラム５１は、アモルファス・シリコンドラムを用いており、現像位置での暗電位が所定の電位になるよう主帯電装置５２により帯電される。この帯電した感光体ドラム５１の表面に露光装置５３が画像情報に応じた光を照射することにより感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。なお、本実施形態では、露光装置５３として、ＬＰＨ（ＬＥＤ  ＰＲＩＮＴ  ＨＥＡＤ）を用いている。これに代えて、ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）を用いることもできる。
【００３７】
現像装置５６には、トナータンク（不図示）より現像剤が供給される。現像剤としては、一成分系磁性トナーや二成分系トナーを用いることができる。
具体的には、一成分系磁性トナーは、トナー粒子及びトナー外添剤を含み、トナー粒子は、例えば、ポリエステル樹脂等の結着樹脂、ワックス等の離型剤、４級アンモニウム塩等の帯電制御剤、着色剤、及び、磁性粉末からなる。
【００３８】
二成分系磁性トナーは、トナー粒子、トナー外添剤及び磁性粉末（キャリア）を含み、トナー粒子は、例えば、ポリエステル樹脂等の結着樹脂、ワックス等の離型剤、４級アンモニウム塩等の帯電制御剤、及び、着色剤からなる。
トナー外添剤は、例えば、酸化チタン微粒子やシリカ微粒子等の無機微粒子からなり、トナー粒子よりも小の粒径を有する。トナー外添剤は、現像剤に流動性等を付与する。
【００３９】
現像装置５６では、現像剤が現像ローラ５７の表面に塗布され、そして、現像ローラ５７から、感光体ドラム５１の表面に形成された静電潜像に、現像剤中のトナー粒子が供給される。これにより、感光体ドラム５１にてトナー像が形成される。
【００４０】
例えば、感光体ドラム５１の暗電位が＋３００Ｖ、現像バイアスが＋２００Ｖ、露光後電位が＋２０Ｖとなるように設定することができる。この現像バイアスと露光後電位の差がいわゆるコントラスト電位である。例えば、ブラックのトナー像の形成においては、暗電位は画像白部に相当し、露光後電位は画像黒部に相当する。
【００４１】
上記のように形成された静電潜像が現像されたトナー像は、一次転写部材５４との転写ニップにおいて中間転写ユニット４の中間転写ベルト１１表面に転写される。一次転写ローラ５４には、感光体ドラム５１に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写させるために、感光体ドラム５１の表面電位とは逆極性の転写バイアスが−１００〜−１０００Ｖの範囲に設定され、印加されるようになっている。
【００４２】
感光体ドラム５１上の転写されなかったトナーは、クリーニング装置５５において除去される。続いて、感光体ドラム５１表面の残留電位を下げて均一にすべく、除電ランプ５８により感光体ドラム５１が除電され、次の一連のプロセスに備えられる。なお画像形成における電位設定は、感光体ドラム５１の特性、トナーの特性、環境等に応じて、最適な値が選択できるものである。
【００４３】
プリンタ１００は、上述の画像形成機構５の動作に基づいて、第１〜第４の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙで、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローに対応する画像を、感光体ドラム５１上に現像し、中間転写ベルト１１上に順次繰り返し、ずれなく多重転写することで、１つのカラー画像の形成を行う。
【００４４】
中間転写クリーニングユニット４５は、中間転写クリーニングローラ４５ａと、中間転写クリーニングブレード４５ｂとを備えている。中間転写クリーニングローラ４５ａは、中間転写ベルト１１に対して圧接されていて、中間転写ベルト１１の回転方向と同方向に回転されている。中間転写クリーニングブレード４５ｂは、中間転写ベルト１１の移動方向における中間転写クリーニングローラ４５ａの位置から下流側にて、中間転写ベルト１１に対して当接することにより、中間転写ベルト１１上の転写残トナーを掻き落とす。
【００４５】
図２は、二次転写ユニット６及び中間転写ベルト１１とともに、光学検知ユニット１０及び制御部１８の概略的な構成を示している。
中間転写ベルト１１は、多層構造を有し、閉ループの内側の基材層１１ａと、基材層１１ａの外面上に形成された、例えば１００μｍ程度の厚さの弾性層１１ｂとからなる。
【００４６】
基材層１１ａを構成する樹脂材料としては、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）又はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）等を用いることができる。また、弾性層１１ｂを構成する材料としては、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等を用いることができる。
なお、基材層１１ａ及び弾性層１１ｂには、中間転写ベルト１１にある程度の導電性を付与するためにカーボンブラック等の導電剤が添加されている。また、弾性層１１ｂの表面には、更にフッ素ゴムやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなる剥離層が形成されていてもよい。
【００４７】
駆動ローラ４１に架け回されている中間転写ベルト１１は、二次転写ローラ６１とともに、二次転写ユニット６のニップ部（二次転写ニップ部）を構成している。二次転写ローラ６１は、例えば、金属製の芯材６１ａと芯材６１ａの外周面に形成された弾性層６１ｂとからなる。弾性層６１ｂの材料としては、例えば、転写ベルトの弾性層１１ｂと同じものを用いることができる。そして弾性層６１ｂにも導電剤が添加される。
【００４８】
駆動ローラ４１及び二次転写ローラ６１には、電源６２が接続され、電源６２によって、駆動ローラ４１と二次転写ローラ６１との間には二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧によって、中間転写ベルト１１の外面上のトナー像が用紙Ｐに転写される。この転写の際、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ６１との間を電流（二次転写電流）が流れる。
【００４９】
光学検知ユニット１０は、中間転写ベルト１１の外面近傍に配置される。本実施形態では、光学検知ユニット１０は、転写ベルトの走行方向でみて、画像形成機構５Ｂから駆動ローラ４１までの間に配置されている。光学検知ユニット１０は、中間転写ベルト１１の表面状態を非接触で検知する。
【００５０】
光学検知ユニット１０は、中間転写ベルト１１の外面に測定光を投光する光源としての発光素子（例えば、ＬＥＤ）１２と、中間転写ベルト１１から反射した反射光を受光する光検出器としての第１受光素子１３及び第２受光素子１４と、これら第１及び第２受光素子１３，１４の出力をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換部１７とを有する。
制御部１８は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、メモリ、及び、記憶装置等によって構成することができる。そして制御部１８は、機能的には、センサ制御部１８１、及び、二次転写バイアス電圧制御部１８２を備えている。
【００５１】
センサ制御部１８１は、光学検知ユニット１０の発光素子１２を所定のタイミングで点灯させ、同じタイミングで第１受光素子１３及び第２受光素子１４の出力信号をＡ／Ｄ変換部１７を介して取得する制御を行う。
二次転写バイアス電圧制御部１８２は、センサ制御部１８１によって得られた第１受光素子１３及び第２受光素子１４の出力信号に基づいて、電源６２によって駆動ローラ４１と二次転写ローラ６１との間に印加される二次転写バイアス電圧を調整する。二次転写バイアス電圧は、おおよそ１〜２ｋＶの範囲に入っている。
【００５２】
次に、中間転写ベルト１１の表面状態を検知する光学検知ユニット１０の構成及び動作について、図３を参照して詳しく説明する。図３には、光学検知ユニット１０の光学系が示されている。光学検知ユニット１０は、トナー像が形成されていない中間転写ベルト１１の外面の領域における反射光強度を測定する。反射光強度は、中間転写ベルト１１の外面におけるトナー外添剤の付着量が多いほど小さくなり、トナー外添剤の付着量が少ないほど大きくなる。
【００５３】
本実施形態では、トナー外添剤の付着量を正確に測定するために、光学検知ユニット１０が、発光素子１２、第１受光素子１３及び第２受光素子１４に加え、偏光フィルタ１５及び偏光分離プリズム１６を備えている。
より詳しくは、発光素子１２は、中間転写ベルト１１の表面の一部分（被測定部）に対し、斜めに測定光を照射するように配置されている。なお、中間転写ベルト１１の走行に伴い、中間転写ベルト１１における被測定部の位置は当該走行方向にて連続的に変化する。
【００５４】
偏光フィルタ１５は、発光素子１２と中間転写ベルト１１の被測定部との間を延びる光路上に配置されている。偏光フィルタ１５は、測定光に含まれるＰ偏光成分のみを透過させる。
【００５５】
被測定部で反射した反射光の光路上に、第１受光素子１３は配置されている。ただし、被測定部と第１受光素子１３との間を延びる光路上には、偏光分離プリズム１６が配置されている。この偏光分離プリズム１６は、反射光に含まれるＰ偏光成分を透過して、第１受光素子１３に入射させ、反射光に含まれるＳ偏光成分を反射する。第２受光素子１４は、偏光分離プリズム１６で反射したＳ偏光成分の光路上に配置されている。
【００５６】
従って、発光素子１２から中間転写ベルト１１に、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを含む測定光を投光すると、Ｐ偏光成分のみが偏光フィルタ１５を透過する。偏光フィルタ１５を透過したＰ偏光成分は、中間転写ベルト１１の表面又は当該表面に付着したトナー外添剤によって反射される。
【００５７】
反射光には、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分が含まれ、偏光分離プリズム１６は、反射光のＰ偏光成分を透過し、反射光のＳ偏光成分を反射する。そして、反射光のＰ偏光成分は第１受光素子１３に入射し、反射光のＳ偏光成分は第２受光素子１４に入射する。
【００５８】
第１受光素子１３は、受光した反射光のＰ偏光成分を光電変換して第１の出力信号（Ｐ偏光出力信号）を出力し、第２受光素子１４は、受光した反射光のＳ偏光成分を光電変換して第２の出力信号（Ｓ偏光出力信号）を出力する。これらＰ偏光出力信号及びＳ偏光出力信号は、Ａ／Ｄ変換部１７でＡ／Ｄ変換された後、センサ制御部１８１へ入力される。
【００５９】
センサ制御部１８１は、Ｐ偏光出力信号からＳ偏光出力信号を引き算した値を反射光強度の測定値として演算し、演算した反射光強度の測定値を二次転写バイアス電圧制御部１８２に向けて出力する。
二次転写バイアス電圧制御部１８２は、入力された反射光強度の測定値が小さいほど、トナー外添剤付着量が多いものとして、二次転写バイアス電圧を小さくする。例えば、二次転写バイアス電圧制御部１８２は、反射光強度の測定値と二次転写バイアス電圧との対応関係を規定するマップデータに基づいて、このような反射光強度の調整を実行することができる。
【００６０】
ここで、図４は、中間転写ベルト１１のトナー外添剤付着量と、二次転写電流と、二次転写効率との関係を示すグラフである。
図４の◇印は、トナー外添剤が転写ベルトの表面にほとんど付着していない場合、則ち、反射光強度の測定値が大きい場合を示している。そして、図４の□印は、トナー外添剤が転写ベルトの表面にある程度付着している場合、図４の△印は、□印の場合よりも更に多くのトナー外添剤が転写ベルトの表面に付着している場合を示している。なお、トナー外添剤の付着量が多くなるほど、反射光強度の測定値は小さくなる。
【００６１】
一方、図４中のＩ１は、◇印の場合に規定の二次転写効率を確保するために必要な二次転写バイアス電圧の大きさを表しており、二次転写バイアス電圧がＩ１以上であれば、規定の二次転写効率が確保され、用紙Ｐに転写されるトナー像の濃度にむらが生じることはない。
同じく、図４中のＩ２は、□印の場合に規定の二次転写効率を確保するために必要な二次転写バイアス電圧の大きさを表しており、二次転写バイアス電圧がＩ２以上であれば、規定の二次転写効率が確保され、用紙Ｐに転写されるトナー像の濃度にむらが生じることはない。
【００６２】
また同じく、図４中のＩ３は、△印の場合に規定の二次転写効率を確保するために必要な二次転写バイアス電圧の大きさを表しており、二次転写バイアス電圧がＩ３以上であれば、規定の二次転写効率が確保され、用紙Ｐに転写されるトナー像の濃度にむらが生じることはない。
つまり、Ｉ１、Ｉ２及びＩ３は、規定の二次転写効率を確保するための閾値である。そして、図４から明らかなように、I３＜Ｉ２＜Ｉ１であり、トナー外添剤の付着量が多いほど、閾値が小さくなり、二次転写バイアス電圧を小さくしても良いことがわかる。
【００６３】
なお、図４は、弾性層１１ｂを有する中間転写ベルト１１を用いたときの測定結果を示しており、トナー外添剤の付着量が多いほど閾値が小さくなるという傾向は、弾性層１１ｂを有する中間転写ベルト１１において顕著である。
【００６４】
そして、図５は、ある程度印刷を実行した後における、中間転写ベルト１１の走行に伴う反射光強度の測定値の時間変化を示している。この測定中、中間転写ベルト１１にトナー像は形成されていない。
図５の横軸は時間であるが、中間転写ベルト１１が走行しているため、中間転写ベルト１１の周方向位置とみなすこともできる。なお、中間転写ベルト１１の周方向位置を確認するために、中間転写ベルト１１の１箇所にマーカーを付けたため、中間転写ベルト１１が１周するたびに、マーカーからの反射光によって測定値が一時的に急上昇している。
【００６５】
図５から明らかなように、マーカー以外の被測定部においても、中間転写ベルト１１の周方向位置に応じて、反射光強度の測定値が約１０％程度の範囲内でばらついている。
そこで本実施形態では、図５に示したような反射光強度の測定値の変化に応じて、二次転写バイアス電圧が刻々と調整される。つまり、被測定部毎に二次転写バイアスが調整される。
【００６６】
上述した一実施形態のプリンタ１００によれば、光学検知ユニット１０が、中間転写ベルト１１に対するトナー外添剤の付着量を検知するトナー外添剤検知手段を構成している。そして、光学検知ユニット１０の出力に基づいて、二次転写バイアス電圧が調整される。光学検知ユニット１０によれば、従来技術のような中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の濃度ではなく、トナー像が形成されていない中間転写ベルト１１の領域におけるトナー外添剤の付着量が検知される。トナー外添剤の付着量は、プリンタ１００の運転状況に応じて経時的に変化し、一般に印刷量の増加に伴って増大する。
【００６７】
ここで中間転写ベルト１１に対するトナー外添剤の付着量が多い場合、トナー外添剤の付着量が少ない場合に比べて、二次転写バイアス電圧を低減しても同等の二次転写効率確保される。つまり、トナー外添剤の付着量が多ければ、二次転写バイアス電圧を低減しても、転写されるトナー像の濃度は適当に保たれる。これはトナー外添剤の存在によって、トナー粒子が中間転写ベルト１１から剥がれ易くなるからである。
そこで、このプリンタ１００では、光学検知ユニット１０の出力結果に応じて、二次転写バイアス電圧を調整することによって、二次転写バイアス電圧が可及的に低減され、これによって中間転写ベルト１１及び二次転写ローラ６１の通電劣化の進行が抑制される。
【００６８】
そして、上述した一実施形態のプリンタ１００によれば、トナー外添剤検知手段が光学検知ユニット１０によって構成され、光源と光検出器とからなる簡単な構成にて、中間転写ベルト１１に対するトナー外添剤の付着量が確実に検出される。
更に、上述した一実施形態のプリンタ１００によれば、被測定部毎に二次転写バイアス電圧を調整することによって、二次転写バイアス電圧をより小さくすることが可能である。これによって、転写ベルトの通電劣化がより的確に抑制される。また、被測定部毎に二次転写バイアス電圧を調整することによって、被測定部毎に二次転写効率最適な値になり、転写むらの発生も的確に防止される。
【００６９】
本発明は上述した一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、上述した一実施形態では、各被測定部での反射光強度の測定値に基づいて、各被測定部での二次転写バイアス電圧を調整したけれども、中間転写ベルト１１全体に渡って、二次転写バイアス電圧を一定の設定値に調整してもよい。
この形態の場合、中間転写ベルト１１の１周若しくは複数周に渡って複数の被測定部で反射光強度を測定し、得られた反射光強度の測定値の平均値を求め、この平均値に基づいて、二次転写バイアス電圧の設定値を決定すればよい。そしてこの形態の場合、二次転写効率の低下による転写むらが防止される。理由を以下に述べる。
【００７０】
中間転写ベルト１１に対するトナー外添剤の付着量には、中間転写ベルト１１の周方向でばらつきがある。このため、極端にトナー外添剤付着量が多い領域が被測定部になり、反射光強度が測定されることがある。このような場合、１つの被測定部での反射光強度が小さいからといって二次転写バイアス電圧を小さくすると、トナー外添剤の付着量が少ない領域では、二次転写バイアス電圧が小さいために二次転写効率低下してしまう。二次転写効率低下すると、転写されるトナー像の濃度が低くなり、得られる画像にむらが生じてしまう虞がある。
【００７１】
そこで、複数の被測定部での反射光強度の測定値の平均値に基づいて二次転写バイアス電圧を調整することによって、トナー外添剤の付着量のばらつきの影響を受けずに、中間転写ベルト１１全体に対し二次転写バイアス電圧が適正な値に調整される。すなわち、トナー外添剤の付着量が１つの被測定部にて小さかったとしても、その被測定部の測定結果のみに基づいて二次転写バイアス電圧が調整されるのではないため、二次転写バイアス電圧が小さくなり過ぎることはなく、二次転写効率が低下して転写むらが生じることが防止される。
【００７２】
そして、上述した一実施形態では、光学検知ユニット１０を使用して、中間転写ベルト１１上のトナー像からの反射光強度を測定し、トナー像からの反射光強度に基づいて、画像形成部５０の運転条件を制御してもよい。
【００７３】
なお、この形態のように、二次転写バイアス電圧を一定の設定値に調整する場合には、常時トナー外添剤の付着量を検知するのではなく、定期若しくは不定期にてトナー外添剤の付着量を検知し、検知結果に基づいて設定値を更新するようにしてもよい。この場合、トナー外添剤の付着量が経時的に変化しても、変化に的確に対応して転写むらの発生が抑制される。
【００７４】
また、上述した一実施形態では、光学検知ユニット１０は、第１の画像形成機構５Ｂから二次転写部６までの間に配置されていたけれども、クリーニング装置５５から第４の画像形成機構５Ｙまでの間に配置されていてもよい。第１の画像形成機構５Ｂから二次転写部６までの間に配置されている場合、トナー画像とトナー画像との間、いわゆる紙間に対応する中間転写ベルト１１の領域で反射光強度を測定する必要があるが、中間転写クリーニングユニット４５から第４の画像形成機構５Ｙまでの間に配置されている場合、連続的に反射光強度を測定することができる。
【００７５】
ただし、前述したように、光学検知ユニット１０でトナー像の反射光強度も測定するためには、光学検知ユニット１０を第１の画像形成機構５Ｂから二次転写部６までの間に配置するのが好ましい。
【００７６】
更に、上述した一実施形態では、１つの光学検知ユニット１０によって測定された被測定部の反射光強度に基づいて、二次転写バイアス電圧を調整したけれども、複数の光学検知ユニット１０を転写ベルト１０の幅方向に配置してもよい。この実施形態の場合、複数の光学検知ユニット１０によって得られた反射光強度の測定値の平均値に基づいて、二次転写バイアス電圧を調整することができる。従って、中間転写ベルト１１の幅方向にてトナー外添剤の付着量にばらつきがあったとしても、当該ばらつきに基づく転写むらの発生が抑制される。
【００７７】
以上、具体的な形態を挙げて本発明について説明したが、本発明はこれらの説明に何ら限定されるものではなく、異なる実施形態として記載した構成を適宜組み合わせて得られる構成も本発明の技術的範囲に含まれると共に、このようにして得られた構成に従来公知の技術を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
６          二次転写部
１０          光学検知ユニット（トナー外添剤検知手段）
１１          中間転写ベルト（転写ベルト）
１２          発光素子（光源）
１３          第１受光素子（光検出器）
１４          第２受光素子
１５          偏光フィルタ
１６          偏光分離プリズム
１８          制御部（制御手段）
１８１        センサ制御部
１８２        二次転写バイアス電圧制御部
４１          駆動ローラ
４２          従動ローラ
５０          画像形成部
５（５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂ）  画像形成機構
５１          感光体ドラム（像担持体）
６２          電源
１００        プリンタ（画像形成装置）
Ｐ            用紙（シート材）
【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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