(57)【要約】【課題】転写部おける上流側で形成されたトナー像の再転写量を抑えること。【解決手段】複数の像担持体上に形成されるトナー像を転写部にて、転写手段に転写電圧を印加することで被転写体に多重転写し、複数色の画像を形成する画像形成装置において、トナー像を該像担持体上に形成する前に、予め決められた電位に帯電された像担持体表面に対して、予め決められた電圧を上記転写手段に印加し、同時に前記転写手段を流れる電流値を検出することによって、上記像担持体表面と上記転写手段との電位差とそのときに流れる電流値の関係を求める工程を有し、前記関係と、既に上記被転写体上に形成された色のトナー帯電量に応じて、上記転写電圧を決定することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体上に形成されるトナー像を転写部にて、転写手段に転写電圧を印加することで被転写体に多重転写し、複数色の画像を形成する画像形成装置において、
トナー像を該像担持体上に形成する前に、予め決められた電位に帯電された像担持体表面に対して、予め決められた電圧を上記転写手段に印加し、同時に前記転写手段を流れる電流値を検出することによって、上記像担持体表面と上記転写手段との電位差とそのときに流れる電流値の関係を求める工程を有し、
前記関係と、既に上記被転写体上に形成された色のトナー帯電量に応じて、上記転写電圧を決定す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であって、
決定された上記転写電圧に対する電流値に上限値をもつことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記トナー像を、前記像担持体上から前記被転写体上に転写する前に、前記転写手段に転写電圧を多段階に設定しながらそのときの転写電流を検知し、これに基づいて転写電圧の設定を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記トナー像を前記像担持体上から前記被転写体上に転写する前に、予め決められた転写電流を流し、その時の転写電圧を検知し、転写電圧の設定を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか記載の画像形成装置であって、
前記像担持体上のトナー像を、前記被転写体上に転写した後の、前記像担持体上に残留したトナーは、再利用されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の画像形成装置であって、
前記被転写体は、中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の画像形成装置であって、
前記被転写体は、記録材であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーの再転写を抑制する転写制御方法を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、主に接触帯電方式を用いた転写手段に対して、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とよばれる、非作像時に転写部に電流を流し、このときの電流電圧値から最適な転写電圧を設定する方法が提案されている。以下に、多重転写方式を用いた画像形成装置における、上記制御方法について、図１４を用いて説明する。
【０００３】
図１４において、１０１ａ〜１０１ｄは感光体ドラム、１０２ａ〜１０２ｄは１次帯電手段、１０３ａ〜１０３ｄは露光手段、１０４ａ〜１０４ｄは現像装置、１５３ａ〜１５３ｄは転写手段、１０６ａ〜１０６ｄはクリーナーである。１次帯電手段１０２により、感光体ドラム１が一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光手段１０３によってなされることにより、感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。
【０００４】
その後、現像装置１０４によってトナー像が現像され、感光体ドラム１０１上のトナー像は転写手段１５３によって記録材Ｐに転写される。感光体ドラム１０１上に残った転写残トナーはクリーナー１０６によって回収される。このような画像形成手段たるプロセスユニット（ステーション）が、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応して４個設けられており、それぞれの感光体ドラム１０１上に形成された画像は、転写ベルト１５１上で搬送される記録材Ｐに順次多重転写され、定着装置１０７によってトナー像が定着されることにより、フルカラー画像を得る。
【０００５】
本図において、転写手段１５３ａ〜１５３ｄは弾性ローラを用いた接触帯電方式であり、オゾンレス、低コストなどの利点から、電子写真画像形成装置に従来からよく用いられている。しかしながら、上記のような転写手段（以下「転写ローラ」と呼ぶ）は、製造時の抵抗ばらつきを抑えることが難しいうえ、雰囲気環境の温湿度変化や耐久劣化などにより抵抗が変化してしまう。
【０００６】
このため、転写高圧電源に、定電流制御と定電圧制御の出来る制御手段、及びこのときの電圧、電流を検知する手段をもち、画像形成の前回転時に転写電圧に関して定電流制御を行い、このときの感光体ドラム１０１の帯電電位と転写手段１５３の抵抗値に対する最適な転写電圧とを検知し、画像を転写する際には先に求めた転写電圧で定電圧制御を行う。このような制御方法は、特許０２６１４３１７号公報や特許２７０４２７７号公報等に示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような、多重転写を行う画像形成装置においては、ある作像ステーションで作られ、記録材Ｐに転写されたトナー像が、それ以降の作像ステーションで感光体ドラムに戻ってしまう「再転写」と呼ばれる現象が発生するおそれがある。
【０００８】
この現象が発生すると、画像ムラや濃度低下、そしてカラーバランスのずれ等が発生するという問題が生ずる。さらに、上記の画像形成装置の構成と異なりクリーナー１０６が設けられていない、いわゆるクリーナーレス現像同時クリーニングの系においては、上流側作像ステーションからのトナーが、下流の異なる色の作像ステーションの現像装置に回収されることとなり、トナーの混色という問題を引き起こすおそれがある。さらには、カラー画像形成装置においては、トナーを再利用する技術課題の障壁になりうる。
【０００９】
この現象は、転写電圧が強すぎるときに、転写部における異常放電によりトナーの極性が反転して発生するものと考えられている。しかし、その程度は転写されるトナーの状態（トリボ等）によって異なるため、「再転写」が発生しないための最適転写電圧も、トナーの状態によって異なることも本発明に至る検討の中で明らかになってきた。
【００１０】
上記のＡＴＶＣ制御では非画像部で転写電圧をモニタして設定するために、感光体ドラム１０１の帯電電位と転写ローラ１５３の抵抗値に対する最適な転写電圧は設定出来ても、現像キャリアの環境や耐久によるトナーの状態の変動に厳密に対応できない。
【００１１】
たとえば、常温常湿環境において現像キャリアが初期状態で、トナートリボが２５μＣ／ｇで記録材へのトナー転写時の最適転写電流が１０μＡ程度である場合、現像キャリアの耐久劣化により、トナートリボが１５μＣ／ｇ程度まで低下すると、最適転写電流値は６μＡとなり（図１１参照）、初期状態のトナートリボに合わせて最適転写電流を設定すると、耐久を進めた場合に転写電圧が強すぎるために強抜けなどの画像不良が発生してしまう。現像キャリアの耐久劣化によるトナートリボの変動は、記録画像やモードによって異なってくるために、予測することは困難である。これに加えて、雰囲気環境の温湿度変化が起きると、トナートリボの変動を予測制御することはさらに困難となる。
【００１２】
これに対し特開平８−２２７２０１号公報には、感光体ドラム上と記録材上の画像濃度を検知する手段をもち、これらから再転写を検知することで、転写条件を最適化するという方法が提案されている。しかしながら、この構成では感光体ドラム電位センサーを必要とすることから、スペースやコストの問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、転写部おける上流側で形成されたトナー像の再転写量を抑えることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、複数の像担持体上に形成されるトナー像を転写部にて、転写手段に転写電圧を印加することで被転写体に多重転写し、複数色の画像を形成する画像形成装置において、トナー像を該像担持体上に形成する前に、予め決められた電位に帯電された像担持体表面に対して、予め決められた電圧を上記転写手段に印加し、同時に前記転写手段を流れる電流値を検出することによって、上記像担持体表面と上記転写手段との電位差とそのときに流れる電流値の関係を求める工程を有し、前記関係と、既に上記被転写体上に形成された色のトナー帯電量に応じて、上記転写電圧を決定することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図を用いて説明する。図１は第１実施形態の画像形成装置の概略図である。本画像形成装置は、図１に示すように、像担持体たる感光体ドラムの周囲に、帯電手段、露光手段、現像装置、クリーナー等を有して構成される画像形成手段たるステーションが４個設けられ、各ステーションにて形成された感光体ドラム上の画像が、感光体ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の紙等の被転写体としての記録材へ、順次多重転写され、フルカラー画像を形成される構成となっている。尚、像担持体等の各手段、各部材に対する制御は、不図示の制御手段により行なわれる。
【００１６】
以下、本実施例に係る画像形成装置についての詳細を説明する。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する各ステーションＳ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ）には、それぞれ感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が配置されており、各感光体ドラム１は矢印方向に回転自在となっている。さらに、各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の周囲には、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、そして、クリーナー６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が上記感光体ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。
【００１７】
以下、ステーションについて詳細を図２を用いて説明するが、４つのステーションは同一の構成となっている。ここでは、イエローステーションにａ、マゼンタステーションにｂ、シアンステーションにｃ、ブラックステーションにｄの、付すべき符号を省略して説明する。
【００１８】
この画像形成装置は、像担持体として、不図示の装置本体によって回動自在に支持された感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２を基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。その中心には支軸１３を有し、この支軸１３を中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
感光体ドラム１の上方には、帯電手段２としての帯電ローラ２０が配置されている。帯電ローラ２０は、感光体ドラム１表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている。帯電ローラ２０は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と中抵抗導電層２３からなり、芯金２１の両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光体ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光体ドラム１に向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ２０は、感光体ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２０は、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２０は、電源２４によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光体ドラム１表面を一様均一に接触帯電するようになっている。
【００２０】
感光体ドラム１の回転方向についての帯電ローラ２０の下流側には、露光手段３が配設されている。露光手段３は、例えば画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して感光体ドラム１上を露光するもので、画像情報に応じた静電潜像を形成するものである。
【００２１】
露光手段３の下流側に配置された現像装置４は、二成分現像剤を収容した現像容器４１を有し、その容器４１の感光体ドラム１に面した開口部内に現像スリーブ４２が回転自在に設置され、現像スリーブ４２内には現像スリーブ４２上に現像剤を担持させるマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。
【００２２】
現像容器４１の現像スリーブ４２の下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード４４が設置されている。さらに現像容器４１内には、区画された現像室４５及び撹拌室４６が設けられ、その上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光体ドラム１と対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ４３の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光体ドラム１の面上を擦ると共に、現像スリーブ４２に、電源４８によって現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが静電潜像の露光部に付着して現像し、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００２３】
現像装置４の下流側の感光体ドラム１の下方には、転写手段としての転写ローラ５３が配設されている。転写ローラ５３は、電源５４によってバイアス印加される芯金５３Ａと、その外周面に円筒状に形成された導電層５３Ｂによって構成されている。転写ローラ５３は、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光体ドラム１に向けて付勢されており、これにより転写ローラ５３の導電層５３Ｂは、所定の押圧力で感光体ドラム１表面に圧接され、感光体ドラム１と転写ローラ５３との間には転写ニップ部が形成される。
【００２４】
転写ニップ部には、転写ベルト５１によって矢印Ｋ１方向に搬送された記録材Ｐが、感光体ドラム１の回転と同期をとって供給される。記録材Ｐは、転写ニップ部Ｎにて挟持搬送されることになるが、この通過の際、記録材Ｐの裏面には、転写ベルト５１を介して電源５４によってトナーの極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、これによって感光体ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ表面に転写される。
【００２５】
像転写後の感光体ドラム１は、クリーナー６によって残留トナー等の付着物が除去される。クリーナー６は、クリーナーブレード６１及び搬送スクリュー６２からなり、クリーナーブレード６１は、感光体ドラム１に対して、所定の角度および圧力で不図示の加圧手段により当接されており、感光体ドラム１表面に残留したトナー等を回収する。回収された残留トナー等は搬送スクリュー６２により現像容器４１に搬送され、再利用される。
【００２６】
以上のような画像形成装置において、図１に示す記録材供給手段たる給送カセット８から供給された記録材Ｐは、ピックアップローラ８１を経て搬送ローラ８２に供給され、吸着手段５２によって転写ベルト５１上に静電吸着されて各ステーション下部へ搬送される。各感光体ドラム１上に形成された各色のトナー像は、記録材Ｐと転写ベルト５１を挟んで対向する転写ローラ５３から転写電圧を受けて、順次転写される。この転写工程が終了すると、上記記録材Ｐは分離帯電器５６によって転写ベルト５１から分離されて定着装置７へ搬送される。尚、転写ベルト５１上のトナー等は、転写ベルトクリーナー５５によって除去、回収される。
【００２７】
定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２からなる。そして、定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されており、ヒータ７３へ供給される電圧等を制御することにより定着ローラ７１の表面の温度調節を行っている。この状態において、記録材が搬送されてくると、定着ローラ７１と加圧ローラ７２は一定速度で回転し、記録材Ｐが定着ローラ７１と加圧ローラ７２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱されることにより記録材表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００２８】
尚、転写ベルト５１は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦのような誘電体樹脂によって構成される。本実施形態では、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）、厚みｔ＝８０μｍの、カーボンが分散されたＰＩ樹脂を採用したが、他の材料、体積抵抗率、および厚みのものでも構わない。
【００２９】
また、転写ローラ５３は、φ８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層からなり、抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地に対して転写ローラ５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に５００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０６Ω（２３℃５０％ＲＨ）であった。
【００３０】
本実施例での、転写ローラ５３に印加する転写電圧の設定方法について、詳細を説明する（図１５）。
【００３１】
１）  まず始めに、画像形成を行う前に、各ステーションでの転写ローラ５３ａ〜５３ｄに印加する電圧と感光ドラム１ａ〜１ｄ表面の電位差Ｖ（以下、転写コントラストＶ）とそのときに転写ローラ５３ａ〜５３ｄを流れる電流値をＩとしたときの、ＶＩ特性の関係式を導く。
【００３２】
Ｉ＝ｆｉ（Ｖ）    （ｉステーションでの電圧電流特性；Ｉ＝ｙ、ｍ、ｃ、ｋ；
ｙ：イエローステーション、ｍ：マゼンタステーション、ｃ：シアンステーション、ｋ：ブラックステーションをそれぞれ意味する）。
【００３３】
２）  続いて、以下の方法によって、各色（ｊ色：ｊ＝ｙ、ｍ、ｃ、ｋ；ｙ：イエロートナー、ｍ：マゼンタトナー、ｃ：シアントナー、ｋ：ブラックトナー）のトナー帯電量（ここでいうトナー帯電量とは、単位質量あたりのトナーの電荷量を意味し、単位は（Ｃ／ｋｇ）で表される）を算出する方法を説明する。
【００３４】
感光体ドラム１ａ上に上記の帯電露光現像の手順によって、所定の帯電バイアス、現像バイアスで、テストパターン画像（本実施形態では、２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形の画像を画像信号ＦＦベタで画像形成した）を形成する。その後、該テスト画像を、所定の転写電流で感光体ドラム１ａから直接転写ベルト５１の表面に転写する。
【００３５】
そのトナー濃度（トナー載り量）がセンサー９１で検知される（図６参照）。本実施例では、センサー９１として正反射／乱反射型センサー（スタンレー電気株式社製、型番ＫＵＡ００２９Ｂ）を採用し、正反射の反射光量を最大検知出力５．０Ｖに規格化したものを用いている。検知出力とトナー濃度との関係は予め複数の検出出力を測定し、複数の測定ポイントを線形補間したものを画像形成装置本体に記憶し、実際の濃度検知に用いている。
【００３６】
同様に、感光体ドラム１ｂ上にも、所定の帯電バイアス、現像バイアスでテストパターン画像を形成し、該テストパターン画像は、下流ステーションの感光体ドラム１ｃと転写ローラ５３ｃのニップ部や感光体ドラム１ｄと転写ローラ５３ｄのニップ部で再転写されずに検知センサーによって検知されるようにする。以下のステーションも同様である。また、この検出されたトナー濃度データは、図６の関係からトナー載り量に変換される。
【００３７】
図３に示すように、現像コントラストを、現像バイアスＶｄｃと感光体ドラム１にベタ画像を形成するためのＦＦ発光した場合の感光体ドラム表面電位Ｖｌとの電位差で定義する。Ｖｌは不図示の表面電位検出手段により検出する。
【００３８】
固定現像コントラスト（２００Ｖ）に対する、トナー帯電量と感光体ドラム上のトナー載り量との関係を図４に示す。図４に示すように、トナー帯電量とトナー載り量とは反比例の関係にあるため、予め現像コントラストを固定しておき、トナー載り量を検知すれば、ｊ色のトナー帯電量ｑｊ（Ｃ／ｋｇ）を決めることができる。
【００３９】
トナー帯電量が測定されると、画像形成装置の製品スペック（濃度規格等）より所望の最大トナー載り量ｍｊ（ｋｇ／ｍ２）は予め決められているので、
▲１▼  ｊ色のベルト上に形成される最大総電荷量Ｑｍａｘｊ（Ｃ／ｍ２）が計算される。
【００４０】
▲２▼  また、ｊ色の感光体上のトナーを転写するのに必要なｉステーションでの目標電流値Ｉｔｇｔｉ（Ａ）が決定される。この目標電流値Ｉｔｇｔｉ（Ａ）は上記最大総電荷量Ｑｍａｘｊ（Ｃ／ｍ２）と線形の関係になっている。
【００４１】
▲３▼  再転写条件より上限放電電流量値が求められる（再転写条件とこの上限電流値の相関についての詳細は後述）。
【００４２】
さらに、本発明に至る検討の中で以下のことがわかっている。感光体ドラム１表面電位と転写ローラ５３に印加される転写電圧との電位差（以下、転写コントラストとする）と、転写ローラ５３に流れる転写電流量との関係（感光体ドラム上にトナー像を形成しない場合）は、図５細線▲１▼の関係を有しており、ある電位差を超えると、電流が流れ出す。この電流量をΔＩで表記し、放電電流量と呼び、電流が流れ始める電圧を放電開始転写コントラスト電圧Ｖｄｉｓと表記することにする。尚、転写ローラ５３に印加する転写電圧は不図示の印加電圧検出手段により検出し、また、前記転写電流量は不図示の転写電流検出手段により検出する。
【００４３】
例えば、単色ベタが上流側で画像形成されている場合、次のステーションの転写部で、上記同様に転写コントラストと転写ローラに流れる電流は図５細線▲２▼に示したように変化する（放電開始転写コントラスト電圧ＶｄｉｓがΔＡ分大きくなる）。
【００４４】
本発明に至る検討の中で、このΔＡは、ほぼ上流側で記録材に転写されたトナーの電荷量分（正確には、トナーの電荷量を、トナーの静電容量で除算した値で表される電位差）であることがわかってきた。したがって、上流に形成されたトナーの総電荷量が大きい程ΔＡは大きくなる。（つまり、トナー帯電量が大きいとΔＡは大きくなるし、トナー載り量が大きくなるとΔＡは大きくなる。本実施例では、トナーの最大載り量は製品スペックで予め決められていることを想定し、トナー帯電量に依存した部分についてのみ議論する。）
実際に放電開始転写コントラスト電圧Ｖｄｉｓが大きくなることが本発明に至る検討の中でわかってきた（図８）すなわち、ベルト上にトナーがない場合の放電開始電圧をＶｄｉｓ０、上流側でベルト上に形成されたトナーの帯電量が低い場合の放電開始電圧をＶｄｉｓ１、上流側でベルト上に形成されたトナーの帯電量が高い場合の放電開始電圧をＶｄｉｓ２とすると、Ｖｄｉｓ０＜Ｖｄｉｓ１＜Ｖｄｉｓ２となる（図７）。
【００４５】
続いて、再転写条件と電流値との関係について説明する。
【００４６】
また、本発明に至る検討の中で、電流値Ｉと上流側で形成されたトナーの再転写量には、この上流側で形成されたトナー帯電量に依存することがわかっている。図８には、電流値Ｉと再転写濃度との関係を、上流側で形成されたトナー帯電量毎に示してある。上流側で形成されたトナー帯電量が小さいほど、再転写量を抑えるためには、放電電流量を抑えなければならないことがわかる。つまり、再転写量は、既に上流側で画像形成されたトナー帯電量と電流値によって決定される。
【００４７】
算出検出されたｊ色トナーのベルト上トナー最大電荷量Ｑｍａｘｊ（Ｃ／ｋｇ）に対してΔＡｊ（Ｖ）が求められる。
【００４８】
具体的には、ΔＡｊ（Ｖ）は、以下の式から求められる
ΔＡｊ＝ｑｊ×ｍｊ／Ｃ（ここで、ｑｊはトナートリボ（Ｃ／ｋｇ）、ｍｊはｊ色トナーの最大のり量（ｋｇ／ｍ２）、Ｃはトナーの静電容量（Ｃ・ｍ２／Ｖ））
＝１．１８Ｅ＋８（Ｂｋは１．０５Ｅ＋８）×ｑｊ×Ｍ２
同時にｉステーションでの転写目標電流Ｉｔｇｔｉ（Ａ）を求める（図９参照）。
【００４９】
実際に上流で画像形成されたｊ色のトナー像がベルト上にある場合には、図１０に示されるようにΔＡｊだけＶＩ特性が電圧成分にオフセットしたＶＩ特性になるので、ｉステーションでかつ上流側にｊ色のトナー像が形成された場合の電流Ｉｉｊと印加電圧Ｖとの関係はＩｉｊ＝ｆｉ（Ｖ＋ΔＡｊ）となる。
【００５０】
一方、すでに得られているｉステーションでの転写部材に流す目標転写電流値Ｉｔｇｔｉ（Ａ）と上記Ｉ＝ｆｉ（Ｖ）の関係式から、暫定転写コントラストＶｂｉ印加する転写電圧は、Ｖｂｉ＝ｆ−１ｉ（Ｉｔｇｔ）
この暫定転写コントラストと上記Ｉｉｊ＝ｆｉ（Ｖ＋ΔＡｊ）とから、ｉステーションでかつ上流側にｊ色トナーが形成されている場合の、電流値放電電流量ΔＩｉｊが、ΔＩｉｊ＝ｆｉ（Ｖｂｉ＋ΔＡｊ）より求められる。
【００５１】
次に再転写濃度との関係について説明する。
【００５２】
再転写濃度Ｄｒは上流側で形成されるトナーの帯電量ｑｊとΔＩｉｊの関数であるので（図８）、ΔＩｉｊ／ｑｊの値が、ある閾値Ｄｒｔｈ（本実施例では０．０５Ｏ．Ｄ．とした）以下であれば、転写コントラスト電圧はＶｂｉに設定される。Ｄｒｔｈ以上であれば、ＤｒがＤｒｔｈになる電流値ΔＩｉｊを算出し、その値（再転写優先設定）になる転写コントラスト電位Ｖｂｉに設定される。
【００５３】
具体的には、本実施形態では、実験によって得られたＤｒ（Ｏ．Ｄ．）＝２００／ｑｉ（Ｃ／ｋｇ）×ΔＩｉｊ（Ａ）という関数を採用した。
【００５４】
したがって、上記の上限電流値ΔＩｉｊｕｐは、トナー帯電量を算出した段階で計算される。ΔＩｉｊｕｐ＝０．０５×ｑｊ／２００。
【００５５】
ここでΔＩｉｊ≦ΔＩｉｊｕｐならば、上述の方法で求めたＶｂｉで決定され、ΔＩｉｊ＞ΔＩｉｊｕｐならば、ΔＩｉｊｕｐに対するＶｂｉを決める。Ｖｂｉｊ＝ｆ−１（ΔＩｉｊｕｐ）−ΔＡｊ。
【００５６】
再転写を最小限にするために、ｉステーションでのＶｂｉｊのうち最小値を設定転写コントラスト電圧とする。
【００５７】
上述で得られたＶｂｉは、転写ローラ、転写ベルト５１と感光体ドラム１ｂ間での転写コントラスト電圧であるため、実際に記録する際には、転写時に記録材にかかる分担電圧Ｖｐも加算して印加する必要がある。よって、最終的な設定転写コントラスト電圧はＶｂｉ＋Ｖｐによって得られる。ここでＶｐは上記により算出される転写電圧、記録材の種類や、吸湿具合（雰囲気環境の温湿度）によって異なる。Ｖｐは吸着手段５２等にバイアスを印加して、記録材のインピーダンスをリアルタイムに検知するとより効果がある。最終的に転写ローラに印加される電圧Ｖｔｒｉは、Ｖｔ（あるいはＶｒ）＋Ｖｐから帯電電圧｜Ｖｄ｜を差し引いたＶｂｉ＋Ｖｐ−｜Ｖｄ｜で設定される。
【００５８】
上記シーケンスは、電源投入後の前多回転時、画像形成の前回転時、環境変動時、所定記録枚数到達時などで実施することができる。
【００５９】
以上説明したように、トナートリボに応じた最適な転写電流や転写電圧を設定することができるため、トナーの再転写を最小限に抑えることが出来る。したがって、転写部通過後の感光体ドラム上に残った残留トナーは、そのステーションの色のみであり、クリーニングで回収されたトナーを再利用することができる。
【００６０】
また、感光体ドラム上に当接するクリーニングブレードが存在しない、現像同時クリーニングの場合も混色を防止することができ、クリーナーレスシステムが実現できるため、感光体ドラムの長寿命化を実現することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図１２に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の概略を示す。本発明の画像形成装置は、４つの感光体ドラムを持ち、中間転写体を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。以下、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。
【００６２】
本画像形成装置は、図１２に示すように、像担持体としての感光体ドラムの周囲に、帯電手段、露光手段、現像装置、クリーナー等を有して構成される画像形成手段たるステーションが４個設けられ、各ステーションにて形成された感光体ドラム上の画像は、感光体ドラムに隣接して移動通過する中間転写体上に順次転写され、中間転写体上に転写された画像は、さらに第２の転写部において紙等の記録材へ転写される構成となっている。以下、本実施形態に係る画像形成装置についての詳細を説明する。
【００６３】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する各ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄには、それぞれ感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が配置されており、各感光体ドラムは矢印方向に回転自在となっている。さらに、各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の周囲には、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、そして、クリーナー６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が上記感光体ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。ステーションの構成は、第１実施形態の構成に準ずる。
【００６４】
各感光体ドラム１の下方には、中間転写ユニットが配設されている。中間転写ユニットは、被転写体としての中間転写ベルト５９及び転写手段としての転写ローラ５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、）及び二次転写ローラ５７、５８、さらに中間転写ベルトクリーナー５５を有している。
【００６５】
以上のような画像形成装置において、感光体ドラム１上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト５９を挟んで対向する転写ローラ５３から転写電圧を受けて、順次中間転写ベルト５９上に転写され、ベルトの回転とともに二次転写部まで搬送される。
【００６６】
一方、このときまでに、給送カセット８から取り出された記録材Ｐは、ピックアップローラ８１を経て搬送ローラ８２に供給され、さらに同図左方に搬送され、二次転写部において、二次転写ローラ５７、５８に印加される二次転写電圧によって上述のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。尚、中間転写ベルト５９上の転写残トナー等は、転写ベルトクリーナー５５によって除去、回収される。
【００６７】
定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２からなる。そして、定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されており、ヒータ７３への電圧等を制御することにより定着ローラ７１の表面の温度調節を行っている。
【００６８】
この状態において、記録材Ｐが搬送されてくると、定着ローラ７１と加圧ローラ７２は一定速度で回転し、記録材Ｐが定着ローラ７１と加圧ローラ７２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱されることにより記録材表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００６９】
各色のトナートリボを第１実施形態とほぼ同様の方法で求めることができる。（但し、転写ベルト５１を中間転写ベルト５９に置き換える）。基本的に、本実施形態では、転写ベルト５１を中間転写ベルト５９に置き換えるだけなので、詳細のフローチャートは割愛する。
【００７０】
本実施形態では、記録材が感光体ドラムと転写ローラ／中間転写ベルトの間に介在しないので、このままＶｂｉ−｜Ｖｄ｜が転写電圧として設定される。
【００７１】
以上、トナートリボに応じた最適な転写電流や転写電圧を設定することで、再転写を最小限に抑えることが出来る。
【００７２】
以上説明したように、中間転写体を採用した場合には、記録材が介在しないところで転写電圧を設定できるのでより正確に再転写量を制御することができる。
また、トナートリボに応じた最適な転写電流や転写電圧を設定することで、再転写を最小限に抑えることが出来る。したがって、転写部通過後の感光体ドラム上に残った残留トナーは、そのステーションの色のみであり、クリーニングで回収されたトナーを再利用することができる。
【００７３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。また、本実施形態の被転写体としての中間転写ベルト５９を用いた構成は、高転写効率を安定的に得られることから、クリーナーレスのプロセスカートリッジを使用した画像形成装置に適用することも効果的である。
【００７４】
図１３はクリーナーレスで磁気ブラシ注入帯電方式のプロセスカートリッジを使用した画像形成装置の構成図である。本図において、１は感光体ドラム、２は帯電手段（磁気ブラシ注入帯電装置）、３は露光手段、４は現像装置、５は転写手段である。磁気ブラシ注入帯電装置２は、磁性体である注入剤を収容した注入剤容器２５を有し、その容器２５の感光体ドラム１に面した開口部内に注入スリーブ２６が回転自在に設置され、注入スリーブ２６内には注入スリーブ２６上に注入剤を担持させるマグネットローラ２７が、注入スリーブ２６の回転に対して非回転に固定配置されている。
【００７５】
注入剤容器２５の注入スリーブ２６の上方位置には、注入スリーブ２６上に担持された注入剤を規制して薄層の注入剤層に形成する規制ブレード２８が設置されている。薄層の注入剤層に形成された注入剤は、感光体ドラム１と対向した注入帯電領域へ搬送されると、マグネットローラ４３の注入帯電領域に位置された注入主極の磁気力によって穂立ちし、注入剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光体ドラム１の面上を擦ると共に、注入スリーブ２６に、電源２４によって注入帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１が帯電される。
【００７６】
感光体ドラム１が一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光手段３によってなされることにより、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４によってトナー像が現像され、感光体ドラム１上のトナー像は転写手段５によって中間転写ベルト５９に転写される。感光体ドラム１上に残った転写残トナーは磁気ブラシ注入帯電装置２にいったん回収された後、現像装置４に回収される。
【００７７】
本実施形態による制御は、再転写を最小限に抑えることが出来るため、クリーナーレスのプロセスカートリッジを用いても、混色の問題を最小限に抑えることが出来るため、非常に有効である。
【００７８】
以上説明したように、中間転写体を採用した場合には、記録材が介在しないところで転写電圧を設定できるので、より正確に再転写量を制御することができる。トナーの状態にかかわらず、最適な転写電流や転写電圧を設定することで、再転写を最小限に抑えることが出来る。
【００７９】
したがって、感光体ドラム１上に当接するクリーニングブレードが存在しない、現像同時クリーニングの場合も混色を防止することができるクリーナーレスシステムが実現でき、感光体ドラムの長寿命化を実現することができる。
【００８０】
（再転写濃度、転写残濃度の測定）
転写ベルト５１、中間転写ベルト５９、記録材Ｐに転写、あるいは再転写させた場合の、感光体ドラム１上に残ったトナー像をマイラーテープ（厚み２５μｍ；透明）で剥離し、弊社カラー推奨紙ＣＬＣ８０（日本製紙社製  坪量８０ｇ／ｍ２）上に添付し、反射濃度計Ｘｒｉｔｅ４０４（Ｘｒｉｔｅ社製）で測定する。トナー無部をマイラーテープで同様に剥離し、弊社カラー推奨紙ＣＬＣ８０（日本製紙社製  坪量８０ｇ／ｍ２）上に添付し、反射濃度計Ｘｒｉｔｅ４０４（Ｘｒｉｔｅ社製）で測定する。上記２つの濃度の差分を転写残濃度、再転写濃度とする。
【００８１】
（他の実施形態）
前述した実施形態においては、画像形成装置としてプリンタを例示して説明したが、これに限るものではなく、ファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置としてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、表面電位検出手段から得られた電位と印加電圧検出手段から得られた電圧との電位差と、転写電流検出手段から得られた転写電流と、の関係式を作成し、該関係式と、電荷量計測手段から得られた電荷量と、から被転写体上に転移するトナーの転移量を算出し、該算出結果に基づいて、転写手段への転写電圧を設定することを特徴とするため、転写部おける上流側で形成されたトナー像の再転写量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の略構成図である。
【図２】第１実施形態の画像形成装置のステーションについての略構成図である。
【図３】トナー載り量と検知出力との関係を示す図である。
【図４】現像コントラストの説明図である。
【図５】固定現像コントラスト時のトナートリボとトナー載り量との関係図である。
【図６】転写コントラストと転写電流との関係図である。
【図７】上流側のトナートリボの大小による転写コントラストと転写電流との関係図である。
【図８】放電電流量と再転写濃度との関係図である。
【図９】トナートリボと最適転写電流との関係図である。
【図１０】転写電圧を設定するプロセスの説明図である。
【図１１】転写コントラストと転写電流及び転写残濃度との関係図である。
【図１２】第２実施形態の画像形成装置の略構成図である。
【図１３】第３実施形態の画像形成装置の略構成図である。
【図１４】従来の画像形成装置の略構成図である。
【図１５】本実施形態のフローチャートの概略図である。
【符号の説明】
Ｎ        …転写ニップ部
Ｐ        …記録材
Ｓ        …ステーション
１        …感光体ドラム
２        …帯電手段
３        …露光手段
４        …現像装置
５        …転写手段
６        …クリーナー
７        …定着装置
８        …給送カセット
１１        …導電性基体
１２        …光導電層
１３        …支軸
２０        …帯電ローラ
２１        …芯金
２２        …低抵抗導電層
２３        …中抵抗導電層
２４        …電源
２５        …注入剤容器
２６        …注入スリーブ
２７        …マグネットローラ
２８        …規制ブレード
４１        …現像容器
４２        …現像スリーブ
４３        …マグネットローラ
４４        …規制ブレード
４５        …現像室
４６        …撹拌室
４７        …補給室
４８        …電源
５１        …転写ベルト
５２        …吸着手段
５３        …転写ローラ
５３Ａ    …芯金
５３Ｂ    …導電層
５４        …電源
５５        …転写ベルトクリーナー
５６        …分離帯電器
５７        …二次転写ローラ
５８        …二次転写ローラ
５９        …中間転写ベルト
６１        …クリーナーブレード
６２        …搬送スクリュー
７１        …定着ローラ
７２        …加圧ローラ
７３        …ヒータ
８１        …ピックアップローラ
８２        …搬送ローラ
９１        …トナー濃度センサー
【図１】
2005017337.tif 000003
【図２】
2005017337.tif 000004
【図３】
2005017337.tif 000005
【図４】
2005017337.tif 000006
【図５】
2005017337.tif 000007
【図６】
2005017337.tif 000008
【図７】
2005017337.tif 000009
【図８】
2005017337.tif 000010
【図９】
2005017337.tif 000011
【図１０】
2005017337.tif 000012
【図１１】
2005017337.tif 000013
【図１２】
2005017337.tif 000014
【図１３】
2005017337.tif 000015
【図１４】
2005017337.tif 000016
【図１５】
2005017337.tif 000017