(57)【要約】【課題】被転写材表面の凹凸による現像剤の定着不良や光沢ムラを低減する【解決手段】転写電流を段階的に設定し、PV（Print Volume）初期には転写電流を高くし、PV後期には転写電流を低くする。印刷が開始されると（ステップS２１０）、PVを検出する（ステップS２１１）。１，０００PV以下であれば（ステップS２１２）、転写電流を１６μAに設定する（ステップS２１３）。１，０００PV超３，０００PV以下であれば（ステップS２１４）、転写電流を１４μAに設定する（ステップS２１５）。３，０００PV超であれば、転写電流を１２μAに設定する（ステップS２１６）。【選択図】図２０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、
前記現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写する転写手段と、
前記検知手段が検知した値に応じて前記転写電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
前記制御手段は、複数の転写電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には高い転写電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には低い転写電圧に制御することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記現像剤が逆極性の電荷を帯電し始める転写電圧に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の転写装置。
【請求項５】
像担持体に担持された現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写する転写手段と、
前記被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる転写電圧に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする転写装置。
【請求項６】
像担持体に担持された現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写させる転写手段と、
前記転写電圧を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、装置の設置後の使用初期には前記現像剤が逆極性の電荷を帯電し始める転写電圧に設定し、装置の設置後に所定量使用された後には前記転写電圧よりも低い転写電圧に設定することを特徴とする転写装置。
【請求項７】
現像剤を摩擦により帯電させる現像剤帯電手段を有し、
前記現像剤帯電手段は、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる帯電量を現像剤に与えることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
像担持体に現像剤を現像する現像手段を有し、
前記現像剤帯電手段は、前記現像手段に線圧を加えて接触し、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる線圧に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
直流電圧に交流電圧を重畳して現像する現像手段とを有し、
前記現像手段は、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなるように、前記交流電圧の周期における正電位の割合を５０％超に制御する制御手段、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、現像された現像剤の密度分布が所定範囲内に収まるように前記交流電圧の周期における正電位の割合を制御することを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
像担持体との間に電位差を発生させる直流電圧を印加して現像剤を現像する現像手段と、
現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、
前記検知手段が検知した値に応じて前記直流電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、複数の直流電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には低い直流電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には高い直流電圧に制御することを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記平均粒径が未使用の現像剤の平均粒径を基準とした所定範囲内に収まるように前記直流電圧を制御することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の現像装置。
【請求項１４】
前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１５】
現像剤が現像される像担持体に帯電電圧を印加する帯電手段と、
現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、
前記検知手段が検知した値に応じて前記帯電電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、複数の帯電電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には低い帯電電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には高い帯電電圧に制御することを特徴とする請求項１５に記載の帯電装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、前記平均粒径が未使用の現像剤の平均粒径を基準とした所定範囲内に収まるように前記帯電電圧を制御することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の帯電装置。
【請求項１８】
前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする請求項１５から１７までのいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８までに記載の１つ又は複数の装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の前記転写電圧、
及び請求項７に記載の前記帯電量又は請求項８に記載の前記線圧、
及び請求項９又は１０のいずれかに記載の前記交流電圧の周期における正電位の割合、
及び請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の前記直流電圧、
及び請求項１５から１８までのいずれか１項に記載の前記帯電電圧、
の１つ又は複数の値を設置環境、被転写材の種類又は現像剤の種類に応じて変更することを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
像担持体に現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、前記現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写する転写手段と、を有する画像形成装置に、
前記検知手段が検知した値に応じて前記転写電圧を制御する機能を実現させるためのプログラム。
【請求項２２】
像担持体との間に電位差を発生させる直流電圧を印加して現像剤を現像する現像手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、を有する画像形成装置に、
前記検知手段が検知した値に応じて前記直流電圧を制御する機能を実現させるためのプログラム。
【請求項２３】
現像剤が現像される像担持体に帯電電圧を印加する帯電手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、を有する画像形成装置に、
前記検知手段が検知した値に応じて前記帯電電圧を制御する機能を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写装置、現像装置、帯電装置、画像形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転写電圧などのパラメータに応じて定着温度を制御することで良好な定着性を得る技術については、例えば、特許文献１が提案されている。また、中間転写体の表面抵抗値に応じて転写効率が最大となるように転写電圧を制御する技術（例えば、特許文献２）も提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１１０００９
【特許文献２】特開平９−２８１８１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、被転写材表面の凹凸による現像剤の定着不良や光沢ムラを低減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、像担持体に現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、前記現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写する転写手段と、前記検知手段が検知した値に応じて前記転写電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする転写装置である。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、複数の転写電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には高い転写電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には低い転写電圧に制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御手段は、前記現像剤が逆極性の電荷を帯電し始める転写電圧に制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の発明において、前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、像担持体に担持された現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる転写電圧に制御する制御手段と、を備えることを特徴とする転写装置である。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、像担持体に担持された現像剤を転写電圧を印加して被転写材に転写させる転写手段と、前記転写電圧を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、装置の設置後の使用初期には前記現像剤が逆極性の電荷を帯電し始める転写電圧に設定し、装置の設置後に所定量使用された後には前記転写電圧よりも低い転写電圧に設定することを特徴とする転写装置である。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、現像剤を摩擦により帯電させる現像剤帯電手段を有し、前記現像剤帯電手段は、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる帯電量を現像剤に与えることを特徴とする現像装置である。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、像担持体に現像剤を現像する現像手段を有し、前記現像剤帯電手段は、前記現像手段に線圧を加えて接触し、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなる線圧に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、直流電圧に交流電圧を重畳して現像する現像手段とを有し、前記現像手段は、被転写材の表面平坦部より表面凹部の転写濃度が高くなるように、前記交流電圧の周期における正電位の割合を５０％超に制御する制御手段、を備えることを特徴とする現像装置である。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記制御手段は、現像された現像剤の密度分布が所定範囲内に収まるように前記交流電圧の周期における正電位の割合を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１に記載の発明は、像担持体との間に電位差を発生させる直流電圧を印加して現像剤を現像する現像手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した値に応じて前記直流電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【００１５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記制御手段は、複数の直流電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には低い直流電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には高い直流電圧に制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記平均粒径が未使用の現像剤の平均粒径を基準とした所定範囲内に収まるように前記直流電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の発明において、前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする。
【００１８】
請求項１５に記載の発明は、現像剤が現像される像担持体に帯電電圧を印加する帯電手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した値に応じて前記帯電電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする帯電装置である。
【００１９】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、前記制御手段は、複数の帯電電圧を段階的に設定し、前記平均粒径が相対的に小さい場合には低い帯電電圧に、前記平均粒径が相対的に大きい場合には高い帯電電圧に制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１５又は１６のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記平均粒径が未使用の現像剤の平均粒径を基準とした所定範囲内に収まるように前記帯電電圧を制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５から１７までのいずれか１項に記載の発明において、前記検知手段は、前記平均粒径を現像剤の消費量又は前記像担持体に現像剤を現像する現像手段の駆動時間又は印刷枚数で換算することを特徴とする。
【００２２】
請求項１９に記載の発明は、請求項１から請求項１８までに記載の１つ又は複数の装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２３】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の発明において、請求項１から６までのいずれか１項に記載の前記転写電圧、及び請求項７に記載の前記帯電量又は請求項８に記載の前記線圧、及び請求項９又は１０のいずれかに記載の前記交流電圧の周期における正電位の割合、及び請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の前記直流電圧、及び請求項１５から１８までのいずれか１項に記載の前記帯電電圧、の１つ又は複数の値を設置環境、被転写材の種類又は現像剤の種類に応じて変更することを特徴とする。
【００２４】
請求項２１に記載の発明は、像担持体に現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、前記現像剤を被転写材に転写電圧を印加して転写する転写手段と、を有する画像形成装置に、前記検知手段が検知した値に応じて前記転写電圧を制御する機能を実現させるためのプログラムである。
【００２５】
請求項２２に記載の発明は、像担持体との間に電位差を発生させる直流電圧を印加して現像剤を現像する現像手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、を有する画像形成装置に、前記検知手段が検知した値に応じて前記直流電圧を制御する機能を実現させるためのプログラムである。
【００２６】
請求項２３に記載の発明は、現像剤が現像される像担持体に帯電電圧を印加する帯電手段と、現像される現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、を有する画像形成装置に、前記検知手段が検知した値に応じて前記帯電電圧を制御する機能を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００２８】
請求項２によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず被転写材上の未定着の現像剤の凹凸を少なくすることができる。
【００２９】
請求項３によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、装置の設置後の使用初期に、相対的に小粒径の現像剤を被転写材に良好に転写させることができる。
【００３０】
請求項４によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、より簡易に被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３１】
請求項５によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３２】
請求項６によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３３】
請求項７によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３４】
請求項８によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず被転写材上の未定着の現像剤の凹凸を少なくすることができる。
【００３５】
請求項９によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３６】
請求項１０によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず被転写材上の未定着の現像剤の凹凸を少なくすることができる。
【００３７】
請求項１１によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００３８】
請求項１２によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、装置の設置後の使用初期に、相対的に小粒径の現像剤も相対的に大粒径の現像剤も被転写材に良好に転写させることができる。
【００３９】
請求項１３によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、装置の設置後の使用初期から現像剤が消費された使用後半にかけて、相対的に小粒径の現像剤も相対的に大粒径の現像剤も被転写材に良好に転写させることができる。
【００４０】
請求項１４によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、より簡易に被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４１】
請求項１５によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず現像剤の良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４２】
請求項１６によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、装置の設置後の使用初期に、相対的に小粒径の現像剤を被転写材に良好に転写させることができる。
【００４３】
請求項１７によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、装置の設置後の使用初期から現像剤が消費された使用後半にかけて、相対的に小粒径の現像剤を被転写材に良好に転写させることができる。
【００４４】
請求項１８によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、より簡易に被転写材表面の凹凸に関わらず良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４５】
請求項１９によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず、さらに良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４６】
請求項２０によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、被転写材表面の凹凸に関わらず、さらに良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４７】
請求項２１によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、任意の情報記憶部（例えば、装置の記憶部、消耗品の記憶部、脱着可能な記録媒体等）に格納して、被転写材表面の凹凸に関わらず良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４８】
請求項２２によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、任意の情報記憶部（例えば、装置の記憶部、消耗品の記憶部、脱着可能な記録媒体等）に格納して、被転写材表面の凹凸に関わらず良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【００４９】
請求項２３によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、任意の情報記憶部（例えば、装置の記憶部、消耗品の記憶部、脱着可能な記録媒体等）に格納して、被転写材表面の凹凸に関わらず良好な定着性や光沢度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
＜第１の実施形態＞
実施例１では、像担持体である感光体ドラムに現像された現像剤の平均粒径を検知する検知手段と、被転写材である用紙に転写電圧を印加して現像剤を転写する転写手段を備えた画像形成装置において、検知手段が検知した値に応じて転写電圧を制御する一例について述べる。
【００５１】
（構成）
図８には、画像形成装置の一例であるプリンタの全体図が示されている。画像形成装置８００は、画像形成部を一体的にユニット化した着脱可能なプロセス・カートリッジ８０１が設けられている。プロセスカートリッジ８０１の内部には、一定方向に回転する感光体ドラム８０３が設けられている。この感光体ドラム８０３の周囲には、回転方向上流側から、感光体ドラムを帯電する帯電手段である帯電ローラ８０４と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像手段である現像ローラ８０５と、感光体ドラム上に現像された現像剤であるトナーを用紙に転写する転写ローラ８０６とが配設されている。さらに、感光体ドラム８０３の回転方向における転写ローラ８０６の下流側には、転写後の感光体ドラム表面を清掃するクリーニング部材８０７が設けられている。また、帯電ローラ８０４と現像ローラ８０５との間で、感光体ドラム８０３に像光を照射して静電潜像を形成する露光装置８０８が設けられている。
【００５２】
画像形成装置８００の下部には、用紙を収容する給紙カセット８０９、８１０が外部に引き出し可能に配設されており、この給紙カセット８０９、８１０の用紙の取り出し位置には、用紙を一枚ずつ取り出して搬送する給紙ローラ８１１、８１２、８１３、８１４が設けられている。さらに、給紙ローラ８１１、８１２、８１３、８１４から供給される用紙を感光体ドラム８０３と転写ローラ８０６との対向位置に搬送する搬送ローラ８１５、８１６が設けられている。搬送された用紙は、感光体ドラム８０３上のトナー像が転写ローラ８０６によって転写される。また、用紙搬送方向における転写ローラ８０６の下流側には定着装置８１７が設けられている。用紙に転写されたトナー像は、定着装置８１７の加熱ローラ８１８と加圧ローラ８１９との間で加熱加圧されることによって溶融して用紙上に画像が定着される。さらに定着装置８１７の下流側には、定着後の用紙を排出する排紙トレイ８０２が設けられている。この排紙トレイ８０２は、開閉可能であり、ここからプロセス・カートリッジ８０１を着脱できる。画像形成装置８００におけるこれら一連の動作は、制御手段である制御装置８２０によって制御される。
【００５３】
図９（A）は、１成分磁性現像方式の画像形成部を図示したものである。現像ローラ８０５は、磁性トナーTを付着させるマグネット・ローラ８０５bを内部に備えている。マグネット・ローラ８０５bの外周には、トナー保持部材である導電性非磁性体の現像スリーブ８０５aが設けられている。現像スリーブ８０５aには、感光体ドラム８０３との間に電位差を発生させる直流電圧（以下、現像DC（Direct Current）という）が印加され、トナーを振動させ、凝集をほぐす交流電圧（以下、現像AC（Alternating Current））が重畳される。現像スリーブ８０５aに保持されたトナーTは、現像ローラ８０５の長手方向に線圧を加えて接触するシリコンゴム、ウレタンゴム等からなるトナー・ブレード９００によって均一なトナー層に規制される。また、トナー・ブレード９００は、現像剤帯電手段の一例であり、摩擦によってトナーTに負電荷を帯電させる。
【００５４】
帯電ローラ８０４は、負極性の帯電電圧が印加され、感光体ドラム８０３表面に負電荷を帯電させる。露光装置８０８は、帯電した感光体ドラム８０３に像光を照射して、負電荷を低下させ、静電潜像を形成する。現像スリーブ８０５a上のトナーTは、穂立ちして磁気ブラシを形成し、現像ACの電位変化によってあたかも現像スリーブ８０５a上をジャンプし続けているかのように感光体ドラム８０３と現像ローラ８０５の間を往復し、現像DCと静電潜像の電位差によって感光体ドラム８０３表面に現像される。転写ローラ８０６には、正極性の転写電圧が印加されており、感光体ドラム８０３上の負極性のトナー像を用紙に転写する。
【００５５】
図９（B）は、制御装置の概念図である。制御装置８２０には、転写電圧を制御する制御手段である転写装置制御回路９０６、現像DCや現像ACを制御する制御手段である現像装置制御回路９０７、帯電電圧を制御する帯電装置制御回路９０８、転写ローラ、現像ローラ、感光体ドラムなどの回転駆動を制御する駆動回路９０９が入出力インターフェイスI／O（Input／Output）９０４を介して接続されている。I／O９０４の入出力制御は、中央演算装置であるCPU（Central Proccessing Unit）９０１によって行われる。CPU９０４は、記憶媒体であるROM（Read Only Memory）９０３から必要な制御プログラムやデータをRAM（Random Access Memory）９０２に展開し、順次命令を実行することで、画像形成装置８００全体の動作を制御する。また、表示モニタやキーボード、マウス等の入出力装置とのユーザ・インターフェイス９０５がバス９１０に接続されており、用紙の種類やサイズ、印刷枚数などの設定データがこれを介して入力される。また、用紙のサイズや、印刷枚数などは、画像形成装置８００のセンサーが検出し、CPU９０１に情報を格納させる。
【００５６】
ところで、一般的に帯電しやすく質量も小さい小粒径トナーは、大粒径トナーよりも先に現像される（以下、選択現像という）。図４は、印刷枚数（PV（Print Volume））と現像ローラ上のトナー粒子の状態を示す写真である。図の写真は、新品のトナーカートリッジを充填した直後のInitial（初期状態）と、５k（５，０００）PV後、１０k（１０，０００）PV後のトナー粒子の状態が示されている。写真に示されるようにInitialから１０kPV後に進むにつれ、大粒径トナーの割合が多くなっていることが分かる。
【００５７】
したがって、トナー消費量に伴い、トナーの平均粒径も大きくなっていることから、現像されるトナーの平均粒径は、簡易的にトナーの消費量や現像ローラの駆動時間、印刷枚数などで換算することができる。もちろん、現像されるトナーの平均粒径を画像計測して直接算出してもよいが、以下の実施例においては、現像されるトナーの平均粒径を検知する手段として、トナーの消費量や現像ローラの駆動時間、印刷枚数を検知する手段を備えるこことする。また、例えば、プロセス・カートリッジ８０１に設けられた記憶部やユーザ・インターフェイス９０５からの入力によって、プロセス・カートリッジ８０１に充填されたトナーの平均粒径や粒度分布などの情報を取得し、現像されるトナーの平均粒径を、精度良くトナーの消費量や現像ローラの駆動時間、印刷枚数などで換算することで、プロセス・カートリッジ８０１の個差に対応してもよい。
【００５８】
トナー消費量については、形成する画像の１ドッド当たりのトナー平均消費重量を予め設定しておく。そして、印刷する度に画像データのドット累積数を求め、前述の平均消費重量との積を算出することで、現在までに消費したトナー消費量を近似することができる。一方、現像ローラの駆動時間については、図９（B）の駆動回路９０９に出力する回転時間を累積記憶しておくことができる。印刷枚数についても、前述のユーザーインターフェイス９０５を介して入力した印刷枚数の累計を記憶しておくことができる。また、画像形成装置８００のセンサーが検出し、印刷枚数の累計を記憶しておくことができる。以下では、これらトナー消費量、駆動時間、印刷枚数を含めた概念としてPVを使用する。
【００５９】
（原理と動作）
以下、実施例１における原理と動作について説明する。図５は、転写電流と定着前のトナー像の関係を示す写真である。写真に示されるように転写電流を４μAから１２μAに上げるに従い、転写濃度が上がり、用紙表面の凹凸に関わらずトナー像の凹凸も少なくなっていることが分かる。さらに転写電流を１６μAにすると、トナー粒子が転写ローラに負電荷を奪われて、逆極性に帯電し始め、正極性に帯電している転写ローラと反発して負極性に帯電している感光体ドラムに引き戻されている。しかし、これによってトナー表面が平坦になっていることが分かる。トナー像が平坦になると、定着工程において均一な圧力と熱を伝えてトナーを溶融し、トナー同士を結合して定着することができるようになる。図中には定着後の黒点グレードも示されている。黒点グレードとは、トナーが定着せずに加熱ローラに付着して、その１、２周後に用紙に定着して発生した黒点を５段階のグレード（G１．０〜G５．０）で評価したものである。これによると、転写電流１６μAの黒点グレードはG３．０であった。これは転写電流が低い場合の黒点グレード（G５．０）に比べて定着性が増していることを示している。
【００６０】
図１１は、４μAの転写電流を印加した場合（A）と１６μAの転写電流を印加した場合（B）のトナー粒子の挙動を示す概念図である。（A）において、用紙Pの凹部は、用紙Pの平坦部よりも感光体ドラム８０３から距離があり、用紙凹部のトナー密度は低くなる。一方、（B）では、転写電流を高くしているため、用紙凹部の転写濃度も増している。しかし、トナー粒子が、正電荷を帯電し始めているため、トナー粒子の一部は感光体ドラム８０３に引き戻され、部分的にトナー粒子による突起を生じながらも、平坦なトナー像を形成する。
【００６１】
一方、転写電流だけでなく、トナー粒子の大小によっても転写像の凹凸が違う。図３は、粒度上限品トナー（約７．０μm）と粒度下限品トナー（約６．０μm）における定着前のトナー像である。写真に示されるとおり、小粒径トナーの方が、用紙表面の凹凸を拾いやすく、トナー像も凹凸になっている様子が分かる。したがって、選択現像によって小粒径のトナーが多く現像されるPV初期（現像されるトナーの平均粒径が未使用トナーの平均粒径より小さい場合）には、トナー粒子が逆電荷に帯電するまで転写電流を高くし、大粒径のトナーの現像量が多いPV後期（現像されるトナーの平均粒径が未使用トナーの平均粒径より大きい場合）には、最も転写効率のよい転写電流に制御するとよいことが分かる。図１０は、転写電流と感光体ドラムの残存トナー量の関係を示す概略グラフである。現像されるトナーの平均粒径が小さい場合には、逆電荷を帯電し始めてトナー像が平坦になるまで転写電流を高くし、現像されるトナーの平均粒径が大きい場合には転写効率がよい（残存トナー量が少ない）範囲に転写電流を制御する。
【００６２】
図２０は、この制御フローの一例を示したものである。印刷が開始されると（ステップS２１０）、PVを検出する（ステップS２１１）。１，０００PV以下であれば（ステップS２１２）、転写電流を１６μAに設定する（ステップS２１３）。１，０００PV超３，０００PV以下であれば（ステップS２１４）、転写電流を１４μAに設定する（ステップS２１５）。３，０００PV超であれば、転写電流を１２μAに設定する（ステップS２１６）。そして、終了する（ステップS２１７）。
【００６３】
このフローチャートでは、転写電流をPVに応じて段階的に制御する例を示したが、PVと転写電流の関数を予め用意し、その関数から最適な転写電流値を求め、詳細に制御してもよい。また、転写電圧は、設置環境や用紙の種類やトナーの種類などに応じて変更することも可能である。さらに本発明のプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、CDROM等の記録媒体に格納して提供することも可能である。
【００６４】
最後に、転写電圧の制御を行っていない場合の比較例を図１、２に示す。図２は、用紙の種類と定着前のトナー像の関係を示す写真である。Phot．１のRX８０は、繊維が粗く、用紙表面の凹凸が大きい普通紙である。そのため、トナー像の凹凸も大きい。同じく普通紙である４２００（Phot．２）や古紙パルプ１００％再生紙であるGreen１００（Phot．６）の場合は、用紙表面の凹凸が若干少ないため、トナー像の凹凸がRX８０より小さくなっている。一方、カラー・片面印刷用のJ紙（Phot．３）、カラー・両面印刷用のJD紙（Photo．４）、片面光沢紙であるJコート紙（Phot．５）は、どれも用紙表面が平坦であるため、トナーの密度、濃度ともに均一であり平坦であることが分かる。図１（A）は、RX８０における定着後の画像である。「DM」という文字の一部が加熱ローラにオフセットしており（B）、円グラフの下部にオフセットしたトナーが黒点として発生している様子（C）を示している。
【００６５】
このような現象は、特に用紙表面の凹凸が大きい場合や高速機である場合に顕著になる。この定着不良の対策としては、定着装置のニップ荷重を上げたり、定着温度をさらに高温にする方法もあるが、定着装置の耐久性、トルクアップ、加熱ヒータの耐久寿命なども考慮するとなると、コストアップや定着装置の変更、大型化といったマイナス要素が大きい。その点、本実施例は構成を変えずに、転写電圧のようなパラメータを厳密に制御することでこれらの課題をも解決している。
【００６６】
第１の実施形態では、感光体ドラムに現像されたトナー粒子の平均粒径を検知する検知手段と、転写電圧を印加してトナーを用紙に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、検知手段が検知した値に応じて転写電圧を制御する一例について述べた。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
実施例２では、現像剤帯電手段であるトナー・ブレードの線圧を上げて、トナーの帯電量を増やし、トナー像を平坦にする一例について述べる。
【００６８】
（構成）
実施例２の構成については、実施例１と同様であるため、トナー・ブレードの構成についてのみ以下に説明する。図１２は、トナー・ブレードと現像ローラの一例を示す断面図である。（B）のトナー・ブレード９００bは、（A）のトナー・ブレード９００aよりも短手方向に長く、より強い線圧で接触するように備えられている。これにより、トナーTとの摩擦力が増し、トナーの帯電量を増加させることができる。この例では、線圧を上げてトナーの帯電量を増やす方法について述べるが、より摩擦帯電し易い材質や表面加工を施したトナー・ブレードを用いることで、帯電量を増やしてもよい。また、トナー・ブレードではなく、現像スリーブの材質や表面加工を施すことにより、トナーの帯電量を増やしてもよい。
【００６９】
（原理と動作）
図６は、トナー・ブレードの短手方向長さを＋０．５mmアップした場合と、＋０．６mmアップした場合の定着前のトナー像である。ブレード線圧を上げると、転写濃度は下がるが、トナー像の凹凸は少なくなっている様子が分かる。
【００７０】
図１３は、トナー帯電量とトナー粒子の挙動の関係を示す概念図である。ブレード線圧を上げた（B）は、トナーTの帯電量が増えており、ブレード線圧を上げていない（A）に比べて感光体ドラム８０３との静電気力が増し、転写されにくくなる。しかし、転写される一部のトナー粒子は、負の電荷量が多いため、用紙凹部にも転写されて濃度が上がる。このため用紙表面の凹部の濃度より用紙表面の平坦部の濃度が低くなる。このように実施例２では、用紙表面平坦部より凹部の転写濃度が高くなるようにトナー・ブレードの線圧を上げて、トナーの帯電量を増やしている。この線圧の調整については、設置する環境や用紙の種類、トナーの種類によって変更することができる。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
実施例３では、現像ACにおけるDuty（交流電圧の周期における正電位の割合）を５０％超に制御する一例について述べる。
【００７２】
（原理と動作）
実施例３の構成については、実施例１と同様であるため、原理と動作について以下に説明する。図７、図２３は、現像AC Dutyがそれぞれ２５％、３０％、５０％、６０％、７５％に制御した時の定着前のトナー像である。図７の２５％のトナー像は、平坦ではあるものの、図２３の拡大図に示されるように密度が低く、粒子間のファンデルワールス力も弱いため、トナー同士が結合して溶融せず、黒点グレートはG４．５である。現像AC Dutyを３０％（G４．０）、５０％（G２．０）、６０％（G２．０）、７５％（G１．０）と上げるに従い、密度が高くなり、黒点グレードも減少している。
【００７３】
図１５は、この様子を簡略化した現像AC Dutyとトナー像の関係を示す概念図である。現像AC Duty２５％の（A）はトナー同士が凝集しており、密度が低い。一方、現像AC Duty７５％の（B）は、密度が高いことを示している。実施例３では、（B）のようにトナー像の密度分布が一様になるまで現像AC Dutyを上げる。
【００７４】
図１４は、現像AC Duty５０％、現像DC−４００V、帯電電圧−５００Vを印加した際のグラフ（A）と現像AC Duty７５％、現像DC−４００V、帯電電圧−５００Vを印加した際のグラフ（B）である。現像AC Dutyを５０％超に制御することによって、現像ローラ上の正電位の時間を長くし、負に帯電しているトナー粒子を感光体側により振動させることで密度を一様にしている。この例で示す現像AC Dutyは、設置環境や用紙の種類、トナーの種類などにより変更することもできる。
【００７５】
＜第４の実施形態＞
実施例４では、現像されたトナーの平均粒径を検知して現像DCを制御する一例について説明する。
【００７６】
（原理と動作）
実施例４の構成については、実施例１と同様であるため、原理と動作について以下に説明する。図１９は、小粒径トナーが転写された場合（A）と、大粒径トナーが転写された場合（B）と、小粒径トナーと大粒径トナーが均等に転写された場合（C）におけるトナー像の概念図である。前述したように小粒径トナーの方が、用紙表面の凹凸を拾いやすく、トナー像も凹凸になる。凹凸を低減するためには、（C）のように小粒径トナーと大粒径トナーを均等に現像させるとよい。
【００７７】
図１７は、PVとトナーの現像量の関係を示すグラフである。一般的に大粒径トナーは現像されにくいため、大粒径トナーの現像量に合わせて、高い現像DC（この例では−５００V）が固定で印加されている。しかし、選択現像によってPV初期では小粒径トナーの現像量が多く、転写されたトナー像も凹凸になりやすい。このため、PV初期では現像DCを下げておき、PVが増えるに従い段階的高くしていく（−４００V→−４５０V→−５００V）。すると、図１８に示すように、現像DCを−５００V固定で制御した場合（A）に比べて、段階的に制御した場合（B）には、PV初期、中期、後期におけるトナーの平均粒径がPV初期の平均粒径を基準とした所定の範囲内に収まるように制御され、小粒径トナーと大粒径トナーが均等に現像させることになる。
【００７８】
図２１は、実施例４における制御フローである。印刷を開始すると（ステップS２２０）、PVを検出し（ステップS２２１）、１，０００PV以下の場合（ステップS２２２）には現像DCを−４００Vに設定し（ステップS２２３）、１，０００PV超３，０００PV以下の場合（ステップS２２４）には、−４５０Vに設定する（ステップS２２５）。３，０００PV超の場合には、−５００Vに設定する（ステップS２２６）。次いで、終了する（ステップS２２７）。
【００７９】
このフローチャートでは、現像DCをPVに応じて段階的に制御する例を示したが、PVと現像DCの関数を予め用意し、その関数から最適な現像DCを求め、詳細に制御してもよい。また、現像DCは、設置環境や用紙の種類やトナーの種類などに応じて変更することも可能である。
【００８０】
以上のように実施例４では、現像されたトナーの平均粒径をPVに換算して、平均粒径が小さい場合には、現像DCを低く、平均粒径が大きい場合には、現像DCを高く制御する一例について提示した。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
実施例５では、現像されたトナーの平均粒径を検知して感光体ドラムを帯電させる帯電電圧を制御する一例について説明する。
【００８２】
（原理と動作）
実施例５の構成については、実施例１と同様であるため、原理と動作について以下に説明する。一般的に、帯電電圧を高くするとトナー粒子が静電潜像以外の余白領域に飛散しないようになり、静電潜像のエッジが鮮明になってトナー濃度も上がる。逆に帯電電圧を低くするとトナー粒子が静電潜像のエッジ方向に飛散して、トナー濃度が下がる。図１６は、帯電Vh（Voltage high）を−６００Vから−５００Vに下げた電圧印加グラフ（A）と帯電Vhを下げた場合のトナー粒子の転写挙動の概念図（B）である。（B）において、波線の矢印は、帯電Vhが−６００Vの場合である。トナーTは静電潜像のエッジである波線に平行に現像されるが、−５００Vの場合（実線の矢印）には、エッジ方向にも飛散しやすい。このため理論的にトナーTは平坦になり、濃度は下がる。実施例５では、この原理を利用して、PV初期（現像されるトナーの平均粒径が未使用トナーの平均粒径より小さい場合）には、帯電電圧を低く制御して、トナー濃度を下げ、PV後期（現像されるトナーの平均粒径が未使用トナーの平均粒径より大きい場合）には、帯電電圧を高くして、トナー濃度を上げるように制御する。
【００８３】
また、図１８に示すように、帯電Vhを固定で制御した場合（A）よりも段階的に制御した場合（B）は、トナーの平均粒径が、PV初期の平均粒径を中心とした所定の範囲内に収まるように制御される。
【００８４】
図２２は、実施例５における制御フローである。印刷を開始すると（ステップS２３０）、PVを検出し（ステップS２３１）、１，０００PV以下の場合（ステップS２３２）には帯電Vhを−５００Vに設定し（ステップS２３３）、１，０００PV超３，０００PV以下の場合（ステップS２３４）には、−５５０Vに設定する（ステップS２３５）。３，０００PV超の場合には、−６００Vに設定する（ステップS２３６）。次いで、終了する（ステップS２３７）。
【００８５】
このフローチャートでは、帯電VhをPVに応じて段階的に制御する例を示したが、PVと帯電Vhの関数を予め用意し、その関数から最適な帯電Vhを求め、詳細に制御してもよい。また、帯電Vhは、設置環境や用紙の種類、トナーの種類などに応じて変更することも可能である。
【００８６】
以上のように実施例５では、現像されたトナーの平均粒径をPVに換算して、平均粒径が小さい場合には、帯電Vhを低く、平均粒径が大きい場合には、帯電Vhを高く制御する一例について提示した。
【００８７】
＜第６の実施形態＞
これまでに提示した実施例１から５までの１つ又は複数の装置を備えた画像形成装置において、転写電圧、トナー帯電量、トナー・ブレード線圧、現像AC Duty、現像DC、帯電電圧の１つ又は複数のパラメータを設置環境や用紙の種類、トナーの種類に応じて制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、転写装置、現像装置、帯電装置、これらを備えたプロセス・カートリッジ、さらにこれらを備えた画像形成装置、及びプリンタ、FAX、複写機、これらの複合機といった画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】オフセットしたトナーによる黒点発生を示す写真である。
【図２】用紙の種類と定着前のトナー像の関係を示す写真である。
【図３】粒度上限品トナーと粒度下限品トナーにおける定着前のトナー像を示す写真である。
【図４】PVとトナー粒子の状態を示す写真である。
【図５】転写電流と定着前のトナー像の関係を示す写真である。
【図６】トナー・ブレード線圧とトナー像の関係を示す写真である。
【図７】現像AC Dutyとトナー像の関係を示す写真である。
【図８】画像形成装置の一例を示す全体図である。
【図９】画像形成部（A）と制御装置（B）の一例を示す概念図である。
【図１０】転写電流と感光体ドラムに残存したトナー量の関係を示す概略グラフである。
【図１１】転写電流とトナー粒子の挙動の関係を示す概念図である。
【図１２】トナー・ブレードと現像ローラの一例を示す断面図である。
【図１３】トナー帯電量とトナー粒子の挙動の関係を示す概念図である。
【図１４】現像AC Dutyの電圧印加の一例を示すグラフである。
【図１５】現像AC Dutyとトナー像の関係を示す概念図である。
【図１６】帯電Vhの電圧印加グラフとトナー粒子の挙動を示す概念図である。
【図１７】現像量とPVの関係を示すグラフである。
【図１８】トナー量と粒径とPVの関係を示すグラフである。
【図１９】トナーの粒径とトナー像の関係を示す概念図である。
【図２０】転写電流の制御フローの一例である。
【図２１】現像DCの制御フローの一例である。
【図２２】帯電Vhの制御フローの一例である。
【図２３】現像AC Dutyとトナー像の関係を示す写真である。
【符号の説明】
【００９０】
８０６…転写装置、８０５…現像装置、８０４…帯電装置、８００…画像形成装置、８２０…制御装置、９００…トナー・ブレード
【図１】
2008116511.tif 000003
【図２】
2008116511.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008116511.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008116511.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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