(57)【要約】【課題】環境変動、耐久変化、紙種の違い等の転写電流の最適値のズレを補正する画像形成装置の提供。【解決手段】中間転写系において、転写電流を変えてテストチャートを出力し、転写残濃度を測定する。この測定結果に基づいて最適転写電流を決定する。このとき、テストチャートの乗り量を２色以上にする。【選択図】        図１
2004226481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視画像が形成される像担持体と、前記可視画像を中間転写体上に転写する１次転写手段と前記中間転写体上の可視画像を記録材上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、転写電流調整画像を出力する手段を備え、かつ、転写電流調整画像を記録材上に転写した後に、前記中間転写体上に残ったトナーの画像濃度を検知する検知手段を備え、前記濃度検出結果に基づいて２次転写電流を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写電流調整画像は複数のトナーが重ねあわされた部分を持つことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写帯電手段は、定電流制御であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
転写帯電手段は、定電圧制御であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は像担持体上に形成された可視画像を記録材担持体上の記録材に転写し画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来のカラー画像形成装置の概略断面図を示す。
【０００３】
像担持体である複数の感光ドラム３（３ａ〜３ｄ）が回動自在に設けられており、その感光ドラム３の表面を一次帯電器２（２ａ〜２ｄ）で一様帯電し、たとえばレーザーのような発光素子により情報信号に応じて変調された光で露光して、感光ドラム３の表面に各色の静電潜像を形成する。その潜像はそれぞれの現像器１（１ａ〜１ｄ）により現像して、トナー像として可視化する。つぎにそのトナー像を転写帯電器２４（２４ａ〜２４ｄ）によって、転写材搬送ベルト２７によって搬送されてきた転写紙Ｐに転写し、さらに定着器９によってトナー像を定着して永久画像を得る。
【０００４】
このような画像形成装置では、装置本体の使用環境の変化や耐久状況によって、現像剤の劣化や使用する記録材の特性の違いなどによって、トナーの現像状態が変化して所望のトナー像が像担持体上に画像形成できなくなることや、転写電流の最適値が各環境における設定値と異なり、画像不良や濃度不足などを生じ、良好な転写が得られない場合があるといった課題があった。
【０００５】
このような課題に対して特定画像パターンを記録材上に形成し、前記画像パターンの特性を読み取り、濃度補正、階調補正等を行い、画像品質を所望の特性に調整し安定性を向上させる手法が知られている。
【０００６】
これは画像形成装置を起動させて、ある特定のテストパターンを録材上に形成した後、形成された記録材上のテストパターンの濃度あるいは色度といった画像情報を画像読み取り手段にて読み取り、その画像情報に基づいて画像形成条件にフィードバックさせることにより、画像品質の安定性を向上させる手法が知られている。
【０００７】
記録材へトナー像を転写する転写電流を変更したテストパターンを録材上に形成した後、形成された記録材上のテストパターンの濃度を画像情報を画像読み取り手段にて読み取り、その画像情報に基づいて転写電流にフィードバックさせることにより、画像品質の安定性を向上させる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２２１８０３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案では転写前に像担持体上に形成する画像パターンとして、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの単色での最大のトナー量によって形成されるベタ画像が用いられている。
【００１０】
このように単色の画像を用いて、記録材への転写効率を測定すると、転写電流の広い範囲で、高い転写効率を示す。
【００１１】
一方、転写されるトナーの量が増えると必要な転写電流が増える。この転写電流の増加に伴い転写時の電圧も増加するため、異常放電による画像不良も出やすくなることが知られている。
【００１２】
一般に１色のトナーの量は定着後の画像濃度が１．６程度の濃度になるように記録材上にトナーを乗せる。言い換えれば、０．６ｍｇ／ｃｍ２程度のトナーを乗せる。
【００１３】
画像のある部分の最大のトナー量は、画像形成装置の仕様によって異なるが、通常、コピー、又は、プリントされる一般画像は単色の部分だけでなく、２色以上のトナーによって発色させる部分も少なくない。そのような色を出力する場合には、１．２ｍｇ／ｃｍ２以上のトナーを記録材上に転写しなければならない。
【００１４】
したがって、上記のように、単色の画像を用いて転写電流を調整すると転写されるトナー量が増えた場合に転写不良になる場合が発生した。
【００１５】
このトナー量の変化による転写電流の最適値の変化は特開２０００−２２１８０３号公報に記乗されているような記録材上に各色のトナー像を順次転写していく、いわゆる多重転写の場合よりも、中間体上に各色のトナー像を重ね合わせてから記録材へ転写する中間転写方式の方が２次転写時に転写するトナー量が多いため、１色であれば十分に転写できる電流でも２色以上トナーが乗る画像において、転写電流の不足による画像不良が発生してしまう可能性が高くなる。
【００１６】
本発明は上記の課題を解消するためになされたもので、現像剤の劣化や、製造上の誤差などによる転写電流の設計値からのずれ、また、使用する記録材の特性の違いなどによって、転写電流の最適値が各環境における設定値とことなった場合でも、良好な転写が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
可視画像が形成される像担持体と、前記可視画像を中間転写体上に転写する１次転写手段と前記中間転写体上の可視画像を記録材上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、転写電流調整画像を出力する手段を備え、かつ、転写電流調整画像を記録材上に転写した後に、前記中間転写体上に残ったトナーの画像濃度を検知する検知手段を備え、前記濃度検出結果に基づいて２次転写電流を調整することを特徴とする。
【００１９】
前記転写電流調整画像は複数のトナーが重ねあわされた部分を持つことを特徴とする。前記転写帯電手段は、定電流制御であることを特徴とする。
【００２０】
転写帯電手段は、定電圧制御であることを特徴とする。
【００２１】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００２２】
（１）可視画像が形成される像担持体と、前記可視画像を中間転写体上に転写する１次転写手段と前記中間転写体上の可視画像を記録材上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、転写電流調整画像を出力する手段を備え、かつ、転写電流調整画像を記録材上に転写した後に、前記中間転写体上に残ったトナーの画像濃度を検知する検知手段を備え、前記濃度検出結果に基づいて２次転写電流を調整することを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
（２）前記転写電流調整画像は複数のトナーが重ねあわされた部分を持つことを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００２４】
（３）前記転写帯電手段は、定電流制御であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００２５】
（４）転写帯電手段は、定電圧制御であることを特徴とする前記（１）ないし（３）のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
【００２７】
【実施例１】
以下、図５面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
前記したように、潜像担持体たる電子写真感光体の周囲に、現像装置等を有して構成される画像形成手段たる画像形成ステーションが４個設けられ、画像形成ステーションの上方には、原稿をＣＣＤ等の光電変換素子で読み取るリーダ部が設けられている。さらに、マゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色の画像を形成する各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄには、それぞれ感光ドラムが配置されており、さらに、各感光ドラムの周囲には、帯電器，レーザー走査部、現像装置、そして、クリーナが上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されている。該各画像形成ステーションにて形成された感光ドラム上の画像は、該感光ドラムに隣接して移動通過する中間転写ベルト１４０上に１次転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって順次転写され、搬送手段によって送られる紙等の記録材Ｐへ２次転写ローラ８０によって転写される。
【００２９】
２次転写工程が終了した記録材Ｐは定着装置９へ記録材案内手段たる搬送ベルト６２により搬送される。
【００３０】
中間転写ベルト１４０は一般に、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート（ＰＥＴ樹脂シート）や、ポリフッ化ビニリデン樹脂シート、ポリウレタン樹脂シートなどの誘電体樹脂のシートによって構成されており、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。また、体積抵抗率が１０１０〜１０１７Ωｃｍ程度のものが用いられる。本画像形成装置ではポリイミドにカーボンを混ぜることで、体積抵抗率を１０１０Ωｃｍに調整したものを用いた。
【００３１】
本発明における画像形成装置は、図示しないが、複数のパッチ画像からなる転写電流補正のための診断用チャートを出力する回路、又はプログラムおよび転写ドラムの転写電流あるいは転写電圧等の出力条件を調整する調整手段を制御ユニット内に備えたことを特徴とする。
【００３２】
図２に、本発明における画像形成装置の制御ユニット４０から出力する、複数のパッチ画像１０１からなる転写電流補正の診断用チャート１０２の一例を示す。
【００３３】
以下、この画像形成装置を用いた実際の転写電流補正の手順と画像形成装置の動作を説明する。
【００３４】
転写電流補正のスタートは使用者がボタン操作しても良いし、本体内である条件によって自動でスタートしてもよい。
【００３５】
転写電流補正のスタート信号によって、まず、図２に示されるような複数のパッチ画像からなる転写電流補正の診断用チャート１０２を出力する。この診断チャートの場合、パッチ画像は、それぞれのサイズが３０ｍｍ×３０ｍｍの、最大濃度に設定された単色のベタ画像で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色についてそれぞれ、２μ毎に設定値の±６μＡのものを出力する。また、その傍にブラックで−６〜＋６の文字１０８を印字する。
【００３６】
パッチ画像１０１は、記録材進行方向に沿って、本体の使用環境、使用される紙種によって予め決められた設定値、たとえば２０μＡに対して、−６μＡから＋６μＡまで順に転写される。それぞれのパッチ画像が２次転写ローラ８０によって記録材に転写されるタイミングにあわせて、２次転写ローラ８０に供給する電流値を段階的に変化させる。電流の安定を確保するため、好ましくは記録材進行方向に対するパッチ画像とパッチ画像の間隔は５ｍｍ以上離れている事が望ましい。
【００３７】
続いて、中間転写ベルト上に配置された、光学センサ４０によって、記録材に転写されずに残ったトナー、いわゆる転写残トナーの濃度を測定する。
【００３８】
光学センサ４０は、発光素子４０ａと受光素子４０ｂとを備えて構成され、発光素子４０ａは近赤外光を発するＬＥＤからなり、受光素子４０ｂはフォトダイオードからなる。一般にイエロー、マゼンタ、シアンの色トナーは近赤外光を反射し、このためこれらの画像露光に用いる画像濃度信号レベルが大きくなって、画像濃度が大きくなるにしたがい、光学センサ４０の出力は大きくなる。
【００３９】
さて、２次転写部では中間転写ベルト上のトナーを出来る限り記録材上へ転写させることが好ましい。つまり、２次転写が終了した中間転写ベルト上のトナーは少ないほど良いことになる。そこで、転写残トナー濃度を測定して、測定値が最小になる転写電流値を決定することで最適な２次転写電流が決定され出力することができる。
【００４０】
図３に上記補正動作によって光学センサ４０で検知された転写残トナー濃度の測定結果を示す。
【００４１】
○のプロットが診断チャート１０２のブラックの部分の測定結果である。×のプロットは、２色分のトナーが乗る部分たとえば、マゼンタトナーとイエロートナーの２色ベタを重ねてレッドのパッチを作り、２次転写電流を同様に変化させた場合の転写残トナー濃度の測定結果である。
【００４２】
この結果から分かるように、１色のトナーを転写する場合の転写残濃度は−６から＋６の範囲ではほとんど変わらない。すなわち、転写電流の最適値は−６から＋６までの値であれば良い。したがって、濃度センサ４０の出力が最小となる転写電流値は測定のばらつきなどもあるため、−６から＋６の範囲のいずれかになる可能性がある。ところが、同じグラフ上に示したように、２色分のトナーの転写の場合、最適な転写電流の範囲は１色の転写とくらべて、かなり狭くなる。
【００４３】
したがって、１色のパッチ画像によって最適化された転写電流値では２色の画像が十分に転写できない場合は、画像不良が発生してしまった。
【００４４】
そこで、転写電流補正用のチャートを図１のように、２次色、すなわち、レッド（イエロー＋マゼンタ）、グリーン（イエロー＋シアン）、ブルー（マゼンタ＋シアン）の画像に変更し、同様な調整を行った。
【００４５】
本実施例は光学センサ４０をレッド、グリーン、ブルー、ブラックに対応した位置、合計４つ配置し、全ての信号が最大になる転写電流値を決定し、平均することで、２次転写電流としている。
【００４６】
この実施例１においては、転写電流が定電流制御の画像形成装置の場合について述べたが、定電圧制御の画像形成装置に対しても有効であり、略同一の機構で適用可能である。
【００４７】
また、本実施例では中間転写ベルト上の転写残トナーの濃度を測定したが、このような方法に限るわけではなく、記録材上のパッチ濃度を光学センサを用いて読み取っても良い。また、光学センサも上記のようなセンサに限定されるわけではない事は言うまでも無い。
【００４８】
この実施例１によれば、現像剤の劣化や、製造上の誤差などによる設計値からのずれ、また、とりわけ使用する記録材の特性の違いなどによって、転写電流の最適値が設定値と異なり、画像不良や濃度不足などを生じ、良好な転写を得られない場合があるといった課題を解決することができた。
【００４９】
【実施例２】
この実施例２における画像形成装置の構成および動作は、実施例１で説明したそれと略同一であるため、説明を省略する。
【００５０】
本実施例では、図４に示すテストチャートを用いて、転写電流の補正を行った。
【００５１】
各色のトナーを重ね合わせる最大のトナー量は、画像形成装置の仕様によって決定される。本実施例の画像形成装置では２．５色を最大のトナー量に設定したため、そのトナー量と同じトナー量となるように、シアン１、マゼンタ１、イエロー０．５色にしたパッチを作成し、２次転写電流を変化させて、そのときの転写残トナー濃度を測定した。
【００５２】
この実施例２においては、転写電流が定電流制御の画像形成装置の場合について述べたが、定電圧制御の画像形成装置に対しても有効であり、略同一の機構で適用可能である。
【００５３】
また、本実施例では中間転写ベルト上の転写残トナーの濃度を測定したが、このような方法に限るわけではなく、記録材上のパッチ濃度を光学センサを用いて読み取っても良い。また、光学センサも上記のようなセンサに限定されるわけではない事は言うまでも無い。
【００５４】
この実施例２によれば、現像剤の劣化や、製造上の誤差などによる設計値からのずれ、また、とりわけ使用する記録材の特性の違いなどによって、転写電流の最適値が設定値と異なり、画像不良や濃度不足などを生じ、良好な転写を得られない場合があるといった課題を解決することができた。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、転写電流調整用のパッチ画像をその画像形成装置の最大のトナー量に近づけて、転写電流を調整するようにしたため、現像剤の劣化や、製造上の誤差などによる設計値からのずれ、また、使用する記録材の特性の違いなどによって、転写電流の最適値が初期の設定値と異なった場合でも、補正することが出来て、良好な転写を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における画像形成装置の出力する転写電流補正の診断用チャート図である。
【図２】従来例の画像形成装置の出力する転写電流補正の診断用チャート図の一例である。
【図３】転写電流の変化に対する転写残トナー濃度を示す図である。
【図４】本発明の実施例２における画像形成装置の出力する転写電流補正の診断用チャート図である。
【図５】本発明の実施例１における画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】従来例の画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  現像手段（現像器）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  潜像形成手段（一次帯電器）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  像担持体（感光ドラム）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  １次転写帯電手段（転写帯電器）
８０  ２次転写帯電手段（２次転写ローラ）
１４０  中間転写ベルト
Ｐ  記録材
【図１】
2004226481.tif 000003
【図２】
2004226481.tif 000004
【図３】
2004226481.tif 000005
【図４】
2004226481.tif 000006
【図５】
2004226481.tif 000007
【図６】
2004226481.tif 000008