(57)【要約】【課題】精度よく現像剤付着量を検知することにより、安定した画像品質を得ることができる画像形成装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】高圧電源１１から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御部１４と、定電流制御時に高圧電源１１により印加された転写バイアスを検知する転写バイアス検知部１５と、用紙に対する画像形を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた感光体１上に作成された少なくとも検知用現像剤像１７が転写ローラ１０へ到達する前に印加された到達前転写バイアスと検知用現像剤像１７が転写ローラ１０へ到達した際に印加された到達後転写バイアスとを転写バイアス検知部１５によって検知させ、到達前転写バイアスと到達後転写バイアスとの関係から、転写ローラ１０へ到達した検知用現像剤像１７の現像剤量を検出する現像剤量検出部１６とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体へ現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加手段と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材と、該転写部材へ転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させることが可能な転写電圧印加手段とを備える画像形成装置において、
上記転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御手段と、
定電流制御時に該転写電圧印加手段により印加された転写電圧を検知する転写電圧検知手段と、
上記被転写材に対する画像形を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に作成された少なくとも１以上の検知用現像剤像が上記転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が該転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを該転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出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の画像形成装置において、
上記検知用現像剤像は、上記像担持体上に付着している現像剤量が互いに異なる複数の現像剤像からなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記現像剤量検出手段の検出結果から上記現像剤担持体を収容する現像装置への現像剤補給量を制御する現像剤補給制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記転写電圧印加手段により印加する転写電圧の極性は、トナーの極性と同極性又は反極性であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記検知用現像剤像は、上記像担持体へ圧接された上記転写部材が形成する転写ニップ幅よりも該像担持体の移動方向に長く、該転写部材の軸方向長さに対して少なくとも４分の３以上の長さとなるように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体表面を帯電させる帯電工程と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光工程と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体へ現像電圧印加手段によって現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加工程と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材へ転写電圧印加手段によって転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させる転写電圧印加工程とを備える画像形成装置の制御方法において、
上記被転写材に対する画像形成を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に少なくとも１以上の検知用現像剤像を作成し、転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保ち、転写電圧印加手段によって検知用現像剤像が上記転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が該転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出工程を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体などの像担持体上に現像されるトナー付着量を検知し、検知結果を基にトナー補給量や作像プロセス条件をフィードバック制御することで画像濃度を一定に保つ方法が広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、感光体上のトナー像形成領域が転写部を通過した際の転写電圧又は転写電流値を検知することでトナー付着量を推定することが提案されている。ここでトナー像形成領域とは、トナー像が感光体の移動方向と直交する軸方向に延在する姿勢で形成される領域をいう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案される方法では、感光体表面に付着した不純物層により感光体の抵抗が変化したり、汚れや環境変動により転写部材の抵抗が変化したりした場合にも、転写電圧又は転写電流が変動してしまう。このような場合には、検知された転写電圧又は転写電流から正確なトナー付着量を推定することが難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体へ現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加手段と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材と、該転写部材へ転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させることが可能な転写電圧印加手段とを備える画像形成装置において、上記転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御手段と、定電流制御時に該転写電圧印加手段により印加された転写電圧を検知する転写電圧検知手段と、上記被転写材に対する画像形を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に作成された少なくとも１以上の検知用現像剤像が上記転写部材上へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が到達した際に印加された到達後転写電圧とを該転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、精度よく現像剤付着量を検知することにより、安定した画像品質を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成の一部を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置において、検知用トナー像作成時における感光体の表面電位と現像バイアスの電位推移を説明する特性図。
【図３】図２におけるタイミングＣ〜Ｄの間で現像される検知用トナー像のイメージ図。
【図４】転写ローラ周りの要部構成を説明するブロック図。
【図５】図２に示す検知用トナー像作成時の転写バイアスの電位推移を説明する特性図。
【図６】｜Ｔｖｐ−Ｔｖｇ｜と現像剤付着量との関係を示す特性図。
【図７】同画像形成装置において、検知用トナー像作成時における感光体の表面電位と現像バイアスの電位推移を説明する特性図。
【図８】図７におけるタイミングＪ〜Ｋ〜Ｌ間で現像される検知用トナー像のイメージ図。
【図９】図７に示す検知用トナー像作成時の転写バイアスの電位推移を説明する特性図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した電子写真方式の画像形成装置の一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一部を示す概略構成図である。この画像形成装置は、図中矢印Ｘ方向に回転する像担持体としてのドラム状の感光体１を備えている。この感光体１の周囲には、帯電手段たる帯電ローラ２、露光手段たる露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、除電装置７などがこの順で配設されている。
【０００９】
上記帯電ローラ２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光装置３は、帯電された感光体１の表面に露光光Ｌを露光して静電潜像を形成する。現像装置４は、装置内の現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ８と、現像ローラ８へ現像バイアスを印加する現像電圧印加手段としての高圧電源９とを備える。現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤とし、互いの摩擦帯電によりトナーはマイナス極性、キャリアはプラス極性へ帯電する。転写装置５は、感光体１へ圧接するように対向配置され転写ニップを形成する転写ローラ１０と、転写ローラ１０に転写電圧を印加する転写電圧印加手段たる高圧電源１１とを備える。クリーニング装置６は、感光体１表面に転写後残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード１２と、クリーニングブレード１２により掻き取ったトナーを現像装置４へ戻すためのトナー搬送スクリュー１３を備えている。また、除電装置７は、ＬＥＤにより感光体１表面に転写後残留する残留電荷を除去する。
【００１０】
上記構成のプリンタにおいて、先ず、画像読取部で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピューターなどで作成された原画像信号が画像処理部に入力され、適切な画像処理が行われる。こうして得られた入力画像信号が露光装置３に入力され、露光光Ｌを変調する。入力画像信号によって変調された露光光Ｌは、高圧電源によりマイナス極性のＤＣ電圧（以下、帯電バイアスという）が印加された帯電ローラ２によってマイナス極性に一様に帯電された感光体１の表面に照射される。感光体１表面に露光光Ｌが照射されると、被照射部の電位が０Ｖ方向へ上昇し、感光体１上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００１１】
現像ローラ８には、高圧電源９によりマイナス極性のＤＣ電圧（以下、現像バイアスという）が印加されており、感光体１上に形成された静電潜像は、現像ローラ８上において、現像バイアスとの電位差によりトナー像として顕像化される。感光体１上に形成されたトナー像は、感光体１の矢印Ｘ方向への回転に伴われて、感光体１に対向して配置された転写装置５に向かって搬送される。一方、用紙トレイに収容されていた用紙が感光体１と転写ローラ１０との間の転写ニップ部に向かって搬送される。転写ローラ１０には、高圧電源１１からプラス極性のＤＣ電圧（以下、転写バイアスという）が印加されており、感光体１と転写ローラ１０との間にはプラス極性の転写電流が流れる。この転写電流は、後述する定電流制御手段たる定電流制御部１４により、予め設定された、例えば＋２０μＡの一定電流となるよう定電流制御されることで、転写紙上へ均一な転写が行われる。
【００１２】
用紙上に転写されたトナー像は、定着装置によって搬送されて定着され所望の画像が得られる。トナー像の用紙への転写が終了した感光体１の表面に残留する転写残トナーなどの付着物は、クリーニング装置６のクリーニングブレード１２によりクリーニングされ、トナー搬送スクリュー１３によって回収される。さらに、感光体１表面の残留電荷が除電装置７により除去されて、１回の画像形成動作が終了する。
【００１３】
本実施形態では、装置本体全体を小型化するために、感光体周りの各部材も小型化している。例えば、各部材の外径は、感光体１：３０ｍｍ、帯電ローラ２：１６ｍｍ、現像ローラ８：１６ｍｍ、転写ローラ１０：１４ｍｍである。
【００１４】
次に、トナー付着量を検知するための検知用現像剤像である検知用トナー像を作成する方法について説明する。検知用トナー像の作成は、電源オン時の定着ウオーミング時や、通紙後の次の印刷待ち時などの非画像形成時に行われるが、本実施形態では電源オン時の動作について説明する。図２は、検知用トナー像作成時の、現像ローラ位置における感光体の表面電位と現像バイアスの電位推移を説明する特性図である。
【００１５】
図２に示すように、タイミングＡの前に感光体１の回転が開始し、まず感光体電位、現像バイアス共に０Ｖの状態から、高圧電源９などにより帯電バイアスと現像バイアスを印加することにより、タイミングＡで電位を下げる。その際の感光体電位は、地肌部のトナー汚れを防ぐため、現像バイアスよりも２００Ｖ程度低く制御しておく必要がある。
【００１６】
次にタイミングＢで露光光Ｌを感光体軸方向全幅に渡って照射することにより、感光体電位を例えば−２５０Ｖ程度へ上昇させる。感光体電位を監視する電位センサを持たないシステムにおいて、この電位調整を露光光Ｌの露光量の調整で行うと、環境や感光体１の経時変化などの影響を受けやすい。そのため、露光光Ｌの波長と感光体１の処方の組み合わせから、最大光量で飽和する電位値となっていることが望ましい。同様のタイミングで現像バイアスを−５０Ｖ程度へ上げる。このときも、感光体１の地肌部のトナー汚れを防ぐため電位差を確保している必要がある。
【００１７】
そしてタイミングＣ〜Ｄの間、現像バイアスのみを一時的に−６００Ｖへ下げることで、感光体電位と現像バイアスとの電位差を生じさせ、感光体１に現像可能幅、または露光光照射可能幅に渡ってトナーを現像させる。最後にタイミングＥで感光体電位、現像バイアス共に０Ｖにし感光体１を停止させる。
【００１８】
図３は、図２におけるタイミングＣ〜Ｄの間で現像される検知用トナー像のイメージ図である。図３に示すように、感光体１上には、感光体の移動方向と直交する軸方向に延在する姿勢で帯状に検知用トナー像１７が作成されている。この検知用トナー像１７は、上述した転写ニップ幅よりも感光体１の移動方向（周方向）に長く、転写ローラ１０の軸方向長さに対して少なくとも四分の三以上となるように形成されていることが好ましい。作成される検知用トナー像１７を、感光体１と転写ローラ１０との間の転写ニップ面積に近づけることが好ましいからである。これにより、検知用トナー像１７以外への転写電流の漏れを減らし、多くの転写電流が検知用トナー像１７を介した状況とすることで、トナー付着量の検出精度を向上させることができる。
【００１９】
上記検知用トナー像１７からトナー付着量を検知する方法について説明する。図４は、転写ローラ周りの要部構成を説明するブロック図である。図５は、検知用トナー像作成時の転写バイアスの電位推移を説明する特性図である。図４に示すように、高圧電源１１によって転写ローラ１０に印加された転写バイアスは、転写電圧検知手段たる転写バイアス検知部１５によって検知される。そして、検知用トナー像１７を形成している間、転写ローラ１０は定電流制御部１４により定電流制御されており、転写ローラ１０に印加される転写バイアスは図４に示すように推移する。
【００２０】
ただし、本実施形態の場合、転写ローラ１０は清掃部材を備えない。そのため、トナーによる転写ローラ１０の汚れを最低限に防ぐよう、転写バイアス及び転写電流は、通常の画像形成動作時とは逆のマイナス極性が望ましく、一定に保たれる電流値は例えば−５μＡである。一方、除電機構を持たないシステムにあっては、この転写ローラ１０に印加されるマイナス極性の高電圧によって感光体１へマイナス電荷が付与され、感光体帯電電位が狙いよりも過剰にマイナス側へ強くなる。そのため、現像位置において現像剤中のキャリア粒子を付着させてしまう。よって、転写ローラ１０への印加電圧はプラス極性であることが望ましい。その際は、トナー付着量検知終了後、一定時間マイナス極性とプラス極性を交互に印加する、又は通常より弱いマイナス極性電圧を印加するといった転写クリーニング制御を行う必要がある。
【００２１】
図５中、タイミングＡ’〜Ｅ’の記号は図２におけるＡ〜Ｅでの現像位置にある感光体部分が転写位置に到達するタイミングを示す。すなわちタイミングＣにて現像位置の感光体１上に検知用トナー像１７が現像され、その像が転写位置に到達するタイミングがタイミングＣ’となる。
【００２２】
まずタイミングＡ’の前に感光体１が回転し始めると同時に定電流制御部１４によって転写定電流制御を開始し、転写ローラ１０には高圧電源１１によりマイナス極性の転写バイアスが印加される。タイミングＡ’〜Ｂ’間は、感光体電位の低い感光体部分が転写ローラ１０に接しており、転写バイアスとの電位差がタイミングＡ’以前に比べ小さいため、転写電流は流れづらい。よってタイミングＡ’〜Ｂ’における転写バイアスはＡ’以前に比べ下がる。
【００２３】
一方、タイミングＢ’〜Ｃ’では、タイミングＡ’〜Ｂ’に比べて感光体電位が上がっているため、感光体電位と転写バイアスとの電位差が広がり、転写電流は流れやすくなっている。よって、タイミングＢ’〜Ｃ’における転写バイアスはＡ’〜Ｂ’間に比べ上がる。そしてタイミングＣ’〜Ｄ’では、感光体１と転写ローラ１０間に検知用トナー像１７が存在するため、トナーの電気抵抗により転写電流は流れづらくなり、転写バイアスはタイミングＢ’〜Ｃ’に比べ下げるよう制御される。
【００２４】
タイミングＢ’〜Ｃ’〜Ｄ’の間、感光体電位は一定である。そのため、タイミングＢ’〜Ｃ’で制御された転写バイアス（以下、Ｔｖｇ）と、タイミングＣ’〜Ｄ’で制御された転写バイアス（以下、Ｔｖｐ）の違いは、単純に検知用トナー像１７の有無の違いである。この転写バイアスの差｜Ｔｖｐ−Ｔｖｇ｜はトナー付着量に比例する。もしタイミングＢ〜ＣとタイミングＣ〜Ｄで感光体電位が異なるならば、トナー像有無の違いに加え、感光体電位の違いも検出されてしまい、正確にトナー付着量を検知することが難しい。
【００２５】
転写バイアスＴｖｇは、転写バイアス検知部１５によって、タイミングＢ’〜Ｃ’において最初の電位変化部を除き、５ｍｓｅｃ間隔１０点で転写バイアスを検知し、これら検知結果を平均することにより求める。転写バイアスＴｖｐは、転写バイアス検知部１５によって、タイミングＣ’〜Ｄ’において最初の電位変化部を除き、同様に５点で転写バイアスを検知し、これら検知結果を平均することにより求める。そして、現像剤量検出手段たる現像剤量検出部１６は、予め用意した図５のような｜Ｔｖｐ−Ｔｖｇ｜と現像剤付着量の相関データから検知用トナー像１７の付着量を推定し、現像能力を知ることができる。現像装置４に設けられたトナー補給装置のトナー補給量制御手段は、この検知結果を基に現像装置４へのトナー補給量を制御することにより、画像濃度の安定化を図ることが可能となる。
【００２６】
次に、二つの検知用トナー像を作成する方法について説明する。図７は、検知用トナー像作成時の、現像ローラ位置における感光体の表面電位と現像バイアスの電位推移を説明する特性図である。図７に示すタイミングＨ〜Ｋで印加する帯電バイアスと現像バイアスは、図２に示すタイミングＡ〜Ｄで印加した帯電バイアスと現像バイアスと同じである。変更点は、タイミングＫで現像バイアスを−５０Ｖまで上げてしまわず、中間の電位として例えば−３５０Ｖなどにする。後のタイミングＬ以降は、図２に示すタイミングＤ以降と同様となる。
【００２７】
図８は、図７におけるタイミングＪ〜Ｋ〜Ｌ間で現像される検知用トナー像のイメージ図である。図８に示すように、感光体１上には、階調性のある２つの検知用トナー像１７、１８が軸方向に延びる帯状に連続して作成されている。検知用トナー像１７、１８の感光体周方向に対する長さは、作成する数に関わらず、全体として転写ローラ１周分の長さ以内であることが望ましい。この検知用トナー像１７、１８が転写ローラ周長さ以上となると、一度トナー像で汚れた転写ローラ１０を検知に使用することになり、誤検知の恐れがある。
【００２８】
上記二つの検知用トナー像からトナー付着量を検知する方法について説明する。図９は、図７に示す検知用トナー像作成時の転写バイアスの電位推移を説明する特性図である。検知用トナー像１７、１８を作成している間、転写ローラ１０は定電流制御部１４によって定電流制御されており、転写ローラ１０へ印加される転写バイアスは図９に示すように推移する。図９に示すタイミングＨ’〜Ｍ’は図７におけるタイミングＨ〜Ｍでの現像位置の感光体部が転写位置に到達するタイミングを示す。こちらも図中に記載のＨ’〜Ｋ’までのタイミングは、図５に示すタイミングＡ’〜Ｄ’までと同じである。変更点は、タイミングＫ’で２つ目の検知用トナー像を検知している点であり、図９に示すタイミングＬ’以降は図５に示すタイミングＤ’以降と同様となる。
【００２９】
検知タイミングなどについては検知用トナー像が１つの場合と同様である。転写バイアス検知部１５は、タイミングＩ’〜Ｊ’で制御された転写バイアスＴｖｇと、タイミングＪ’〜Ｋ’で制御された転写バイアス（以下、Ｔｖｐ１）と、タイミングＫ’〜Ｌ’で制御された転写バイアス（以下、Ｔｖｐ２）とを検知する。そして、現像剤量検出部１６は、｜Ｔｖｐ１−Ｔｖｇ｜と｜Ｔｖｐ２−Ｔｖｇ｜とに対する付着量の相関データより、異なる２つの検知用トナー像の現像剤付着量を推定し、より詳しく現像能力を知ることができる。
【００３０】
一般に電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置内におけるトナーは、キャリアとの摩擦帯電によってある帯電量を得る。しかし、その帯電量は、環境、経時による摩耗やトナーワックス成分フィルミングによるキャリア表面性の劣化、現像装置における現像剤中のトナー濃度など、多くの因子により変動する。トナーは、静電力により感光体上へ現像されるため、帯電量の変化は、現像されるトナー量の変化を意味し、最終的には、用紙上に形成されたトナー像の画像濃度へ影響を及ぼす。
【００３１】
しかし、トナーの帯電量が一定であっても、環境や経時変動によって感光体帯電電位や露光後感光体電位は変化し、さらには現像装置（現像ローラ）から感光体表面上へ運ばれる現像剤量も変化するため、画像濃度を一定に保つことはできない。そこで、本実施形態では、最終的に現像されたトナー像の現像剤量を現像剤量検出部１６によって検出し、この検出結果も基に、トナー補給制御やその他作像プロセス条件へフィードバックさせることで、画像濃度を一定に保つことを特徴とするものである。
【００３２】
なお、本実施形態においては、感光体１上に形成したトナー像を印刷用紙に直接転写する画像形成装置について説明したが、感光体上のトナー像を一旦中間転写体に転写し、その後中間転写体上のトナー像を印刷用紙に転写する画像形成装置にも適用できる。また、ひとつの感光体及びひとつの現像装置４を有するモノクロ画像形成装置であっても、一つの感光体上に各色のトナー像を順次形成し、感光体上の各色のトナー像を順次中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するカラー画像形成装置に適用してもよい。また例えば、感光体を含む画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラー画像形成装置に適用してもよい。
【００３３】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体１などの像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電ローラ２などの帯電手段と、像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光装置３などの露光手段と、像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像ローラ８などの現像剤担持体と、現像剤担持体へ現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる高圧電源９などの現像電圧印加手段と、像担持体へ圧接するように対向配置され、現像剤担持体上の現像剤像を用紙などの被転写材上に転写させるための転写ローラ１０などの転写部材と、転写部材へ転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させることが可能な高圧電源１１などの転写電圧印加手段とを備える画像形成装置において、転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御部１４などの定電流制御手段と、定電流制御時に転写電圧印加手段により印加された転写電圧を検知する転写バイアス検知部１５などの転写電圧検知手段と、被転写材に対する画像形を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた像担持体上に作成された少なくとも１以上の検知用現像剤像が転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出部１６などの現像剤量検出手段とを備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、帯電電位が一定に保たれた像担持体上に検知用現像剤像を作成し、定電流制御手段によって転写電流を一定に保つ。転写部材に印加される転写電圧は、像担持体上の現像剤の有無や検知用現像剤像の現像剤量に応じて変化することになる。そこで、現像剤量検出手段は、検知用現像剤が転写部材に到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤が転写部材に到達した後の到達後転写電圧を検知し、これらの検知結果の差分を基に検知用現像剤像の現像剤量を検出する。到達前転写電圧と到達後転写電圧との差分により検知用現像剤像の現像剤量を検出することから、検知用現像剤の現像剤量以外の、像担持体の抵抗変化や転写部材の抵抗変化などの転写電圧の変動要因がキャンセルされる。よって、到達後転写電圧のみから検知用現像剤像の現像剤量を検出する場合に比べ、検知用現像剤像の現像剤量を精度良く検出することが可能となる。この検出結果を基に、トナー補給制御や作像プロセス条件を制御することにより画像品質の安定化を図ることができる。なお、像担持体や転写部材の抵抗変化は、環境センサや制御カウンタによる経時判断などの結果から得ることも考えられるが、制御が複雑で誤検知が起こりやすい。本実施形態では、到達前転写電圧と到達後転写電圧との差分を利用することにより、上記方法に比べても簡便な方法で精度よく検知用現像剤像の現像剤量を検出することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）の画像形成装置において、上記検知用現像剤像は、上記像担持体上に付着している現像剤量が互いに異なる複数の現像剤像からなる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、異なる現像条件で現像された検知用現像剤像の付着量を検出することにより、より詳しく現像能力を知ることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）の画像形成装置において、上記現像剤量検出手段の検出結果から上記現像剤担持体を収容する現像装置への現像剤補給量を制御する現像剤補給制御手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤量検出手段の検出結果をトナー補給制御へ繋げることにより、現像剤像の画像濃度の安定化を図ることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）又は（態様Ｃ）の画像形成装置において、上記転写電圧印加手段により印加する転写電圧の極性は、トナーの極性と同極性又は反極性である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、転写部材が清掃部材を持たない構成の場合には、トナーの帯電極性がマイナスならば、マイナスの転写電圧を印加し続けていることで、検知用現像剤像により転写部材が汚れることを抑制できる。一方、像担持体が除電機構を持たない構成の場合には、マイナスの転写電圧によって像担持体が過剰に帯電し、キャリアが付着してしまう。その場合には、プラスの転写電圧を印加することで、転写部材は汚れるが、像担持体へのキャリア付着という不具合は回避できる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）又は（態様Ｄ）の画像形成装置において、上記検知用現像剤像は、上記像担持体へ圧接された上記転写部材が形成する転写ニップ幅よりも該像担持体の移動方向に長く、該転写部材の軸方向長さに対して少なくとも４分の３以上の長さとなるように形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、検知用現像剤像を像担持体と転写部材との間の転写ニップ面積に近づける。これにより、検知用現像剤像以外への転写電流の漏れを減らすことができ、多くの転写電流が検知用現像剤像を介した状況になるため、現像剤付着量の検出精度を向上させることができる。
（態様Ｆ）
像担持体表面を帯電させる帯電工程と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光工程と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体へ現像電圧印加手段によって現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加工程と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材へ転写電圧印加手段によって転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させる転写電圧印加工程とを備える画像形成装置の制御方法において、上記被転写材に対する画像形成を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に少なくとも１以上の検知用現像剤像を作成し、転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保ち、転写電圧印加手段によって検知用現像剤像が上記転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が該転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出工程を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、検知用現像剤が転写部材に到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤が転写部材に到達した後の到達後転写電圧を検知し、これらの検知結果の差分を基に検知用現像剤像の現像剤量を検出する。到達前転写電圧と到達後転写電圧との差分により検知用現像剤像の現像剤量を検出することから、検知用現像剤の現像剤量以外の、像担持体の抵抗変化や転写部材の抵抗変化などの転写電圧の変動要因がキャンセルされる。よって、到達後転写電圧のみから検知用現像剤像の現像剤量を検出する場合に比べ、検知用現像剤像の現像剤量を精度良く検出することが可能となる。この検出結果を基に、トナー補給制御や作像プロセス条件を制御することにより画像品質の安定化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像装置
５  転写装置
６  クリーニング装置
７  除電装置
８  現像ローラ
９  高圧電源
１０  転写ローラ
１１  高圧電源
１４  定電流制御部
１５  転写バイアス検知部
１６  現像剤量検出部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００４−１２４８３号公報
【図１】
2017009750.tif 000003
【図２】
2017009750.tif 000004
【図３】
2017009750.tif 000005
【図４】
2017009750.tif 000006
【図５】
2017009750.tif 000007
【図６】
2017009750.tif 000008
【図７】
2017009750.tif 000009
【図８】
2017009750.tif 000010
【図９】
2017009750.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月23日(2015.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体へ現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加手段と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材と、該転写部材へ転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させることが可能な転写電圧印加手段とを備える画像形成装置において、
上記転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御手段と、
定電流制御時に該転写電圧印加手段により印加された転写電圧を検知する転写電圧検知手段と、
上記被転写材に対する画像形成を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に作成された少なくとも１以上の検知用現像剤像が上記転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が該転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを該転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出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の画像形成装置において、
上記検知用現像剤像は、上記像担持体上に付着している現像剤量が互いに異なる複数の現像剤像からなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記現像剤量検出手段の検出結果から上記現像剤担持体を収容する現像装置への現像剤補給量を制御する現像剤補給制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記転写電圧印加手段により印加する転写電圧の極性は、トナーの極性と同極性又は反極性であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記検知用現像剤像は、上記像担持体へ圧接された上記転写部材が形成する転写ニップ幅よりも該像担持体の移動方向に長く、該転写部材の軸方向長さに対して少なくとも４分の３以上の長さとなるように形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体表面を帯電させる帯電工程と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光工程と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体へ現像電圧印加手段によって現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加工程と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材へ転写電圧印加手段によって転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させる転写電圧印加工程とを備える画像形成装置の制御方法において、
上記被転写材に対する画像形成を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に少なくとも１以上の検知用現像剤像を作成し、転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保ち、転写電圧印加手段によって検知用現像剤像が上記転写部材へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が該転写部材へ到達した際に印加された到達後転写電圧とを転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出工程を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に露光を行うことで静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体に対向配置され現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体へ現像電圧を印加することで該像担持体上の静電潜像を現像剤像として顕在化させる現像電圧印加手段と、該像担持体へ圧接するように対向配置され、該像担持体上の現像剤像を被転写材上に転写させるための転写部材と、該転写部材へ転写電圧を印加し、現像剤像を静電的に被転写材に転写させることが可能な転写電圧印加手段とを備える画像形成装置において、上記転写電圧印加手段から流れる電流値を任意の一定値に保つことを可能とする定電流制御手段と、定電流制御時に該転写電圧印加手段により印加された転写電圧を検知する転写電圧検知手段と、上記被転写材に対する画像形成を行っていない非画像形成時に、帯電電位が一定に保たれた上記像担持体上に作成された少なくとも１以上の検知用現像剤像が上記転写部材上へ到達する前に印加された到達前転写電圧と、検知用現像剤像が到達した際に印加された到達後転写電圧とを該転写電圧検知手段によって検知させ、到達前転写電圧と到達後転写電圧との関係から、該転写部材へ到達した検知用現像剤像の現像剤量を検出する現像剤量検出手段とを備えることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記検知用トナー像１７からトナー付着量を検知する方法について説明する。図４は、転写ローラ周りの要部構成を説明するブロック図である。図５は、検知用トナー像作成時の転写バイアスの電位推移を説明する特性図である。図４に示すように、高圧電源１１によって転写ローラ１０に印加された転写バイアスは、転写電圧検知手段たる転写バイアス検知部１５によって検知される。そして、検知用トナー像１７を形成している間、転写ローラ１０は定電流制御部１４により定電流制御されており、転写ローラ１０に印加される転写バイアスは図５に示すように推移する。