(57)【要約】【課題】速やかにベタ白部の電位を設定し終えて画像のトナー像を転写するための定電圧を設定できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部１１０は、画像形成前に実行される前回転工程において、制御用トナー像を用いた現像コントラストＶｃｏｎｔの設定と、ベタ白画像部（明部電位ＶＬ）を用いた定電圧Ｖｔｒ４の設定とを実行する。現像コントラストＶｃｏｎｔの設定時には、一次転写ローラ１５に印加する転写電圧制御を定電流制御に切り替え、定電圧Ｖｔｒ４の設定時には、転写電圧制御を定電圧制御に切り替える。【選択図】図１
2009251171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を一様な電位に帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像担持体を露光して静電像を形成する露光装置と、
前記静電像にトナーを電気的に転移させてトナー像を現像する現像装置と、
中間転写体を介して前記像担持体に圧接して前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、を備えた画像形成装置において、
定電圧と定電流制御された電圧とを出力可能であって、前記転写部に電圧を印加する電源と、
前記像担持体に所定サイズで形成されて前記中間転写体に転写された制御用トナー像を用いて前記帯電装置と前記露光装置との少なくとも一方の条件を制御して、前記静電像の白地部の電位を調整する制御手段と、を備え、
トナー像を転写する際には、前記電源が前記定電圧を出力する一方、前記制御用トナー像を転写する際には、前記電源が前記定電流制御された電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、画像形成ジョブを受信すると、前記白地部の電位を複数段階に異ならせて形成した前記制御用トナー像の濃度検知結果に基いて前記白地部の電位を設定した後に、
前記電源から測定用定電圧を出力させて静電像の白地部が前記転写部を通過する際の電流を測定して、所定電流値に対応させた前記定電圧を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、画像形成ジョブを受信すると、前記白地部の電位を複数段階に異ならせて形成した前記制御用トナー像の濃度検知結果に基いて前記白地部の電位を設定するとともに、
複数段階の前記白地部の電位が前記転写部を通過する過程で前記定電流制御された電圧を測定して、所定電流値に対応させた前記定電圧を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御用トナー像に検知光を照射して反射光を検知する光学式センサが前記中間転写体に対向して配置され、
前記制御手段は、前記光学式センサの出力に基づいて前記制御用トナー像の濃度を検知することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記白地部の電位は、前記帯電装置が一様に帯電した前記像担持体を前記露光装置が露光して形成され、
前記制御手段は、前記露光装置の露光強度を複数段階に変化させて前記白地部の電位を複数段階に異ならせることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成した制御用トナー像を中間転写体に転写して画像の濃度制御に用いる画像形成装置、詳しくは制御用トナー像を中間転写体に転写する際の転写電圧の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成した制御用トナー像を中間転写体に転写して画像の濃度制御に用いる画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する際に、転写電流が定電流となるように、転写部に印加する電圧を刻々と制御する画像形成装置も実用化されている。
【０００４】
転写部材に定電圧を印加して、画像のトナー像を像担持体から中間転写体へ転写する画像形成装置では、画像形成ジョブを受信すると、静電像の白地部（ベタ白部）の電位と現像バイアス（直流電圧Ｖｄｃ）とを設定する。
【０００５】
その後、電位が適正に設定された白地部を転写部に通過させて、「転写部に印加する電圧と流れる電流との関係」を求めて、所定電流値に対応させた定電圧を設定して、実際の画像形成を開始する。
【０００６】
ここで、白地部を用いて定電圧を設定する理由は、トナーが中間転写体へ転写されて無駄に消費されたり、中間転写体に転写されたきり記録材に転写されないトナーが画像形成装置の機体内を汚染したりするからである。
【０００７】
特許文献１には、画像形成に先立たせて転写部材に印加する定電圧を段階的に高くして、所望の転写電流が測定された時点の定電圧を画像形成時の定電圧として用いる制御が示される。
【０００８】
特許文献２には、中間転写体に対向させて光学式センサを配置して、像担持体から中間転写体に転写された制御用トナー像の濃度を検知する画像形成装置が示される。
【０００９】
特許文献３には、静電像における白地部の電位を複数段階に異ならせて制御用トナー像を形成して静電像の白地部の電位を適正に設定する画像形成装置が示される。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−６１１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１４７０号公報
【特許文献３】特開２００６−７８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
画像濃度を調整するために、白地部の電位を変化させると、定電圧が印加された転写部を制御用トナー像が通過して中間転写体へ転写される際の転写電流が変化する。白地部の電位によって像担持体に形成される制御用トナー像のトナー載り量が変化する一方、像担持体から中間転写体へ転写される制御用トナー像の転写効率も変化する。
【００１２】
このため、中間転写体に転写された制御用トナー像が像担持体に形成された制御用トナー像の濃度を反映しなくなって、静電像の白地部の電位を適正に設定できなくなる可能性がある。
【００１３】
そこで、白地部の電位を変化させるごとに転写部を通過させて、転写部に印加する電圧と流れる電流との関係を求めて、制御用トナー像を転写するための定電圧を設定する制御が提案された。
【００１４】
しかし、この場合、画像のトナー像の転写には無用の「制御用トナー像を転写するだけのための定電圧」を設定することになり、白地部の電位の設定に時間がかかって画像形成の開始が遅れてしまう。
【００１５】
本発明は、速やかに白地部の電位を設定し終えて画像のトナー像を転写するための定電圧を設定できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を一様な電位に帯電させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静電像を形成する露光装置と、前記静電像にトナーを電気的に転移させてトナー像を現像する現像装置と、中間転写体を介して前記像担持体に圧接して前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を転写する転写部を形成する転写部材とを備えたものである。そして、定電圧と定電流制御された電圧とを出力可能であって、前記転写部に電圧を印加する電源と、前記像担持体に所定サイズで形成されて前記中間転写体に転写された制御用トナー像を用いて、前記帯電装置と前記露光装置との少なくとも一方の条件を制御して、前記静電像の白地部の電位を調整する制御手段とを備える。さらに、画像のトナー像を転写する際には、前記電源が前記定電圧を出力する一方、前記制御用トナー像を転写する際には、前記電源が前記定電流制御された電圧を出力する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像形成装置では、一様な電位に帯電させた像担持体を露光して静電像（現像される現像部と現像されない白地部）が形成される。そして、静電像の現像部にトナーを電気的に転移させて形成された画像のトナー像は、定電圧と定電流制御された電圧とを出力可能な電源が定電圧を印加した転写部にて中間転写体へ転写される。
【００１８】
制御用トナー像は、中間転写体上又は記録材上で濃度検知されて、その濃度検知結果がトナー像の形成条件としての白地部の電位に反映される。
【００１９】
所定サイズに形成された制御用トナー像は、定電流制御された電圧を印加した転写部では、白地部の電位が違っていても、等しい転写効率にて像担持体から中間転写体へ転写される。白地部の電位を異ならせた条件で制御用トナー像が形成されていても、定電流制御された電圧は、所定サイズ内で一定電流密度が形成されるように自動調整されるからである。
【００２０】
従って、転写部に印加される定電圧を白地部の電位の違いに応じて調整する制御が不要になるため、定電圧制御のみで調整する場合に比較して白地部の電位を短時間で調整できる。速やかに白地部の部の電位を設定し終えて、画像のトナー像を転写するための定電圧の設定を開始できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、白地部の電位であるベタ白電位を変化させて制御用トナー像を形成した際に、定電流制御によって制御用トナー像が中間転写体へ転写される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００２２】
従って、中間転写体に担持された制御用トナー像を濃度検知する方式のみならず、制御用トナー像を記録材へ転写して定着した後に濃度検知する方式の画像形成装置でも実施できる。
【００２３】
また、単色のトナー像を中間転写体に転写する画像形成装置のみならず、複数色のトナー像を中間転写体に重ね合わせる画像形成装置でも実施できる。フルカラーの画像形成装置としては、複数色の現像装置を備えた１個の感光ドラムを中間転写体に付設した１ドラム型のみならず、現像色の異なる複数の感光ドラムを中間転写体に沿って配列させたタンデム型でも実施できる。
【００２４】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２５】
なお、特許文献１〜３に示される画像形成装置及び制御用トナー像を用いた制御の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２６】
また、説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に１個の感光ドラム１を付設して、高速対応及び多品種記録材対応を図ったモノクロ画像形成装置である。
【００２９】
像担持体である感光ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、表面電位センサ２２、現像装置４、一次転写ローラ１５、クリーニング装置１９が配置される。
【００３０】
感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成されて回転自在に支持され、矢印Ｒ１方向に回転する。
【００３１】
帯電装置２は、電源Ｄ３から負極性の直流電圧を印加されてコロナ放電を発生し、放電粒子を照射して感光ドラム１の表面を一様な正極性の電位に帯電させる。
【００３２】
露光装置３は、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを不図示の回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に静電像を書き込む。
【００３３】
不図示のドラムヒータは、感光ドラム１の表面付近の温度を一定に保って雰囲気中の絶対水分量を調整し、結露を避けて、安定した静電像の形成を可能にする。
【００３４】
表面電位センサ２２は、帯電装置２によって帯電された感光ドラム１の表面電位（暗部電位ＶＤ）を検知して、帯電装置２の運転条件にフィードバックする。また、帯電後に露光を受けて低下した表面電位（明部電位ＶＬ）を検知する。
【００３５】
現像装置４は、磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を帯電させ、固定磁極４２の周囲で感光ドラム１とカウンタ方向に回転する現像スリーブ４１に担持させて感光ドラム１を摺擦することにより静電像を現像する。
【００３６】
電源Ｄ４は、正極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４１に印加して、感光ドラム１のベタ白部（暗部電位ＶＤ）へトナーを付着させて、静電像を正規現像する。
【００３７】
一次転写ローラ１５は、感光ドラム１との間に中間転写ベルト９を挟持して、感光ドラム１と中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。
【００３８】
電源Ｄ１は、制御部１１０によって設定された定電圧と、制御部１１０によって設定された定電流で定電流制御された電圧とを切り替えて出力可能である。
【００３９】
電源Ｄ１は、正極性の定電圧を一次転写ローラ１５に印加して、感光ドラム１に担持された画像のトナー像を、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト９へ転写させる。
【００４０】
クリーニング装置１９は、クリーニングブレードを感光ドラム１に摺擦して、感光ドラム１に担持されたまま一次転写部Ｔ１を通過した転写残トナーを除去する。
【００４１】
中間転写ベルト９は、駆動ローラ１２、バックアップローラ１３、テンションローラ１４、支持ローラ１０、１１、及び一次転写ローラ１５に掛け渡して支持され、矢印Ｒ２方向に回転する。
【００４２】
中間転写ベルト９は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴムに帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させた材料で形成される。中間転写ベルト９は、体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３［Ω・ｃｍ］、厚みが７０〜１００［μｍ］である。
【００４３】
二次転写ローラ１６は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１３に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１６との間に二次転写部Ｔ２を形成する。
【００４４】
電源Ｄ２は、二次転写ローラ１６に正極性の定電圧を印加して、二次転写部Ｔ２へ給送されて挟持搬送される記録材２０へ、中間転写ベルト９に担持されたトナー像を二次転写する。記録材２０は、レジストローラ１７で一旦位置決め停止させた後、中間転写ベルト９のトナー像に合わせたタイミングで二次転写部Ｔ２へ送出される。
【００４５】
定着装置８は、トナー像を転写されて二次転写部Ｔ２から受け渡された記録材２０を加熱加圧して、記録材２０の表面にトナー像を定着させる。
【００４６】
クリーニング装置２１は、クリーニングブレードを中間転写ベルト９に摺擦して、中間転写ベルト９に担持されたまま二次転写部Ｔ２を通過した転写残トナーを除去する。
【００４７】
二次転写ローラ１６及びクリーニング装置２１は、中間転写ベルト９に対して接離可能に配設されている。二次転写ローラ１６及びクリーニング装置２１は、複数色のカラー画像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写部Ｔ２及びクリーニング装置２１を通過するまで中間転写ベルト９から離間される。
【００４８】
光学式センサ２３は、中間転写ベルト９に一次転写された制御用トナー像（パッチ画像）に検知光（赤外光）を照射して正反射光を検知する。
【００４９】
光学式センサ２３は、感光ドラム１の周囲に配置して感光ドラム１に形成した制御用トナー像を直接に検知できることが望ましい。中間転写ベルト９に制御用トナー像を一次転写する際にトナーの一部が損なわれて、転写効率の変動が濃度検知誤差となるからである。
【００５０】
しかし、感光ドラム１の周囲は、帯電装置２、露光装置３、現像装置４等が隙間無く配置されており、比較的に大型の光学式センサ２３を設置するスペースを確保できない。このため、中間転写ベルト９の近傍に光学式センサ２３を設置して、中間転写ベルト９上の制御用トナー像の濃度を検知することがスペース的に適当である。
【００５１】
＜正規現像＞
図２は正規現像の説明図、図３は正規現像におけるベタ白部の電位を設定する制御の説明図である。
【００５２】
図１を参照して図２に示すように、帯電装置２は、感光ドラム１の表面を静電像における現像部の電位（ベタ黒電位）である暗部電位ＶＤ＝＋４５０Ｖに帯電する。
【００５３】
露光装置３はトナー像を現像しない領域を露光して、ベタ白部の電位（ベタ白電位）である明部電位ＶＬ＝＋１００Ｖまで除電する。
【００５４】
現像装置４の現像スリーブ４１には、電源Ｄ４から、直流電圧Ｖｄｃ＝＋２５０Ｖに交流電圧が重畳された現像電圧が印加される。
【００５５】
ベタ白部コントラストＶｂａｃｋ（＝Ｖｄｃ−ＶＬ）は、現像電位Ｖｄｃと明部電位ＶＬの電位差であって、正極性に帯電した磁性キャリアの感光ドラム１への付着や、トナーの明部電位ＶＤの領域への付着を阻止するための電位差である。ベタ白部コントラストＶｂａｃｋは、空気中の絶対水分量やトナーの色によらず一定の値に確保されている。
【００５６】
現像装置４の負極性に帯電したトナーは、トナーの単位質量当たり帯電量（Ｑ／Ｍ）と現像コントラストＶｃｏｎｔ（＝ＶＤ−Ｖｄｃ）に応じた量が、感光ドラム１の現像部（暗部電位ＶＤ）に付着する。
【００５７】
従って、感光ドラム１に所定密度でトナーを付着させて画像の濃度を一定に保つには、トナーの単位質量当たり帯電量（Ｑ／Ｍ）に応じて、現像コントラストＶｃｏｎｔを調整する必要がある。トナーの単位質量当たり帯電量（Ｑ／Ｍ）は、高湿度環境で空気中の絶対水分量が多くなると減少し、低湿度環境で空気中の絶対水分量が少なくなると増加する。このため、帯電量（Ｑ／Ｍ）が小さい高湿度環境では、現像コントラストＶｃｏｎｔを小さくし、帯電量（Ｑ／Ｍ）が高い低湿度環境では、現像コントラストＶｃｏｎｔを大きくする必要がある。
【００５８】
そこで、画像形成装置１００では、現像コントラストＶｃｏｎｔを複数段階に変化させて制御用トナー像を形成して中間転写ベルト９に一次転写する。そして、中間転写ベルト９に担持させた制御用トナー像を光学式センサで検知して、複数段階の現像コントラストＶｃｏｎｔにおけるトナー載り量を測定する。そして、適正なトナー載り量に対応する現像コントラストＶｃｏｎｔを設定する。
【００５９】
図１を参照して図３に示すように、帯電電位である暗部電位ＶＤは固定にし、現像コントラストＶｃｏｎｔを変えるため、露光装置３の露光量を調整して、暗部電位ＶＬを段階的にＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３と三段階に変化させる。そして、三段階に変化させたＶＬの変動分ΔＶ、ΔＶ’だけ現像スリーブ４１に印加する直流電圧Ｖｄｃ１をＶｄｃ２、Ｖｄｃ３にシフトする。つまり、ベタ白部コントラストＶｂａｃｋ＝Ｖｄｃ−ＶＬは固定にして、現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ−Ｖｄｃを変化させる。
【００６０】
このとき、現像コントラストＶｃｏｎｔの変動により、感光ドラム１に現像される制御用トナー像のトナーの載り量が三段階に変化する。
【００６１】
従って、各段階の制御用トナー像を光学式センサ２３により検知して、制御用トナー像が最適な濃度となる現像コントラストＶｃｏｎｔが得られるように、露光装置３の露光量と直流電圧Ｖｄｃとを調整する。
【００６２】
＜転写部材、電源＞
図４は一次転写ローラの斜視図である。
【００６３】
図４に示すように、一次転写ローラ１５は、導電性の芯金１５ａの外周面に弾性層１５ｂを有し、弾性層１５ｂに導電性フィラーを分散させて、抵抗値が１×１０６〜１×１０１０（Ω）程度に調整されている。弾性層１５ｂにイオン導電系の材料を含むイオン導電性の一次転写ローラ１５を採用しており、例として、界面活性剤を弾性層１５ｂに分散させたものが挙げられる。
【００６４】
しかし、一次転写ローラには、ウレタン等の材料自身に導電性を持たせたものや、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたＥＰＤＭローラやウレタンローラも採用できる。
【００６５】
一次転写部Ｔ１に一次転写ローラ１５を採用して、一次転写ローラ１５にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を適正に付与することで、感光ドラム１のトナー像が中間転写ベルト９に静電的に一次転写される。一次転写ローラ１５を用いた接触転写方式は低出力で電源の低コスト化が図れる。
【００６６】
一次転写ローラ１５に印加する転写電圧を定電流制御すると、一次転写部Ｔ１の感光ドラム１の長手方向に存在するトナー量に応じて転写効率が変化してしまう。感光ドラム１の長手方向の全域にトナー像が存在するベタ黒と、長手方向の全域にトナーが存在する領域が少ない細線の画像とでは一次転写部Ｔ１のインピーダンスが異なるからである。
【００６７】
従って、ベタ黒時のインピーダンスに定電流を合わせていると、細線画像ではベタ白部への電流の流れ込み増加し、画像部に必要な電流が確保できない。逆に細線画像に定電流を合わせていると、ベタ黒画像では転写電流が強すぎて、転写画像不良が生じる。
【００６８】
このため、電源Ｄ１は、感光ドラム１の対向位置に配置されて中間転写ベルト９の内側面に当接された一次転写ローラ１５に印加する転写電圧を定電圧制御する。
【００６９】
しかし、一次転写ローラ１５に定電圧を印加した場合、ベタ白電位である明部電位ＶＬと一次転写ローラ１５に印加された定電圧Ｖｔｒとの電位差が大きいと、転写電流が流れ易く、この電位差が小さいと転写電流が流れ難くなる。従って、ベタ白電位である明部電位ＶＬの違いによって転写電流が変化して不適正になる可能性がある。
【００７０】
また、明部電位ＶＬと一次転写ローラ１５に印加された定電圧Ｖｔｒの電位差が同じでも、一次転写ローラ１５の抵抗が低いと転写電流が流れ易く、抵抗が高いと転写電流が流れ難い。一次転写ローラ１５の抵抗は、トナーと同様に機体内の温湿度や通電時間に応じて変動するため、一次転写ローラ１５に定電圧を印加していると、一次転写部Ｔ１に適正な電荷を付与できなくなって転写不良を誘発する場合がある。
【００７１】
従って、画像形成装置１００では、明部電位ＶＬを設定した後に、一次転写ローラ１５から流れる転写電流を適正に制御して、現像された画像のトナー像を適正に一次転写させる。転写の調整工程がＶＬ電位で行われる理由は、感光ドラム１をＶＤ電位に設定して転写の調整工程を行うと、ＶＤ電位に対して現像装置４との対向部でトナー像が形成されてしまい、トナーが無駄に使用されるためである。
【００７２】
一次転写ローラ１５の抵抗変動に起因する一次転写不良の発生を防止するために、予め定められた数点の測定用定電圧を一次転写ローラ１５に印加したときの、一次転写部Ｔ１に流れる電流を測定する。そして、測定用定電圧を用いた測定結果に応じて、画像のトナー像を転写する際に一次転写ローラ１５へ印加する定電圧を適正に制御する。
【００７３】
＜実施例１＞
図５は実施例１の制御のフローチャート、図６は実施例１の制御のタイムチャート、図７は一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【００７４】
実施例１の制御は、画像形成前に実行される前回転工程において、（１）制御用トナー像を用いた現像コントラストＶｃｏｎｔの設定と（２）ベタ白画像部（明部電位ＶＬ）を用いた定電圧Ｖｔｒ４の設定とを実行する。
【００７５】
そして、（１）現像コントラストＶｃｏｎｔの設定時には、一次転写の電圧制御を定電流制御に切り替え、（２）定電圧Ｖｔｒ４の設定時には、一次転写の電圧制御を定電圧制御に切り替える。
【００７６】
図１を参照して図５に示すように、制御部１１０は、画像形成ジョブを受信すると、前回転を開始して（Ｓ１１）、初期設定値を設定する（Ｓ１２）。感光ドラム１の明部電位ＶＬ０、現像スリーブ４１に印加された直流電圧Ｖｄｃ０、一次転写に用いられる定電圧Ｖｔｒ０を設定し、一次転写ローラ１５に印加される電圧は定電圧制御されている。
【００７７】
制御部１１０は、電源Ｄ１を定電流制御に切り替える（Ｓ１３）。これにより、電源Ｄ１は、大気中の絶対水分量に応じて定めた転写電流が流れるように、一次転写ローラ１５に印加される電圧を刻々と変化させる。
【００７８】
電源Ｄ１に設定される定電流Ｉｔｃは、制御用トナー像が一次転写部Ｔ１を通過する際の一次転写部Ｔ１のインピーダンスに合わせた電流値になっている。一次転写部Ｔ１のインピーダンスは、トナー像の画像比率によって変ってしまう。よって、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時に使用される制御用トナー像、つまりは一次転写部Ｔ１が定電流で制御されるときの制御用トナー像は、ある特定のパターンに固定すれば、インピーダンスの変化を考慮する必要が無くなる。
【００７９】
このように転写電圧を定電流制御として定電流Ｉｔｃに固定すれば、明部電位ＶＬがＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３に変化しても、適正な電流Ｉｔｃで制御用トナー像の転写を行う事ができる。
【００８０】
制御部１１０は、露光装置３の露光強度を変化させて、図６に示すように明部電位ＶＬ０を規定値ＶＬ１に変化させ、現像スリーブ４１に印加する直流電圧Ｖｄｃを（ＶＬ１−ＶＬ０）だけ高めたＶｄｃ１に設定する。
【００８１】
そして、制御用トナー像に対応する領域で露光を停止してベタ黒電位（暗部電位（ＶＤ０）の静電像を形成する（Ｓ１４）。これにより、現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ１のトナー像が感光ドラム１に形成されて、定電流制御にて、中間転写ベルト９に一次転写される。
【００８２】
制御部１１０は、光学式センサ２３によって現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ１の制御用トナー像の反射光を検知して濃度を測定する（Ｓ１５）。
【００８３】
制御部１１０は、露光装置３の露光強度を変化させて、図６に示すように明部電位ＶＬ１を規定値ＶＬ２に変化させ、現像スリーブ４１に印加する直流電圧Ｖｄｃを（ＶＬ２−ＶＬ１）だけ高めたＶｄｃ２に設定する。
【００８４】
そして、制御用トナー像に対応する領域で露光を停止してベタ黒電位（暗部電位（ＶＤ０）の静電像を形成する（Ｓ１６）。これにより、現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ２のトナー像が感光ドラム１に形成されて、定電流制御にて、中間転写ベルト９に一次転写される。
【００８５】
制御部１１０は、光学式センサ２３によって現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ２の制御用トナー像の反射光を検知して濃度を測定する（Ｓ１７）。
【００８６】
制御部１１０は、露光装置３の露光強度を変化させて、図６に示すように明部電位ＶＬ２を規定値ＶＬ３に変化させ、現像スリーブ４１に印加する直流電圧Ｖｄｃを（ＶＬ３−ＶＬ２）だけ高めたＶｄｃ３に設定する。
【００８７】
そして、制御用トナー像に対応する領域で露光を停止してベタ黒電位（暗部電位（ＶＤ０）の静電像を形成する（Ｓ１８）。これにより、現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ３のトナー像が感光ドラム１に形成されて、定電流制御にて、中間転写ベルト９に一次転写される。
【００８８】
制御部１１０は、光学式センサ２３によって現像コントラストＶｃｏｎｔ＝ＶＤ０−Ｖｄｃ３の制御用トナー像の反射光を検知して濃度を測定する（Ｓ１９）。
【００８９】
図６に示すように明部電位がＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３と変化しても、直流電圧をＶｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３と追従させるので、ベタ白部コントラストＶｂａｃｋは常に一定である。このため、明部電位がＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３と変化したとき、現像コントラストＶｃｏｎｔは、ＶＬ１のときＶＤ０−Ｖｄｃ１、ＶＬ２のときＶＤ０−Ｖｄｃ２、ＶＬ３のときＶＤ０−Ｖｄｃ３となる。
【００９０】
制御部１１０は、三段階の現像コントラストＶｃｏｎｔの制御用トナー像の濃度測定結果から、適正濃度の制御用トナー像が形成される明部電位ＶＬ４を計算する。そして、図６に示すように表面電位センサ２２の出力が明部電位ＶＬ４となるように、露光装置３の露光強度を変化させる（Ｓ２０）。
【００９１】
制御部１１０は、電源Ｄ１を定電圧制御に切り替える（Ｓ２１）。
【００９２】
制御部１１０は、図６に示すように電源Ｄ１に定電圧Ｖｔｒ１を設定する。そして、感光ドラム１の表面を全面露光して明部電位ＶＬ４とした状態で、電源Ｄ１から一次転写ローラ１５へ定電圧Ｖｔｒ１を印加させて、電流検知回路Ａ１によって転写電流Ｉｔｒ１を測定する（Ｓ２２）。これにより、定電圧Ｖｔｒ１と明部電位ＶＬ４との電位差による転写電流Ｉｔｒ１が測定される。
【００９３】
制御部１１０は、図６に示すように電源Ｄ１に定電圧Ｖｔｒ２を設定する。そして、感光ドラム１の表面を全面露光して明部電位ＶＬ４とした状態で、電源Ｄ１から一次転写ローラ１５へ定電圧Ｖｔｒ２を印加させて、電流検知回路Ａ１によって転写電流Ｉｔｒ２を測定する（Ｓ２３）。これにより、定電圧Ｖｔｒ２と明部電位ＶＬ４との電位差による転写電流Ｉｔｒ２が測定される。
【００９４】
制御部１１０は、図６に示すように電源Ｄ１に定電圧Ｖｔｒ３を設定する。そして、感光ドラム１の表面を全面露光して明部電位ＶＬ４とした状態で、電源Ｄ１から一次転写ローラ１５へ定電圧Ｖｔｒ３を印加させて、電流検知回路Ａ１によって転写電流Ｉｔｒ３を測定する（Ｓ２４）。これにより、定電圧Ｖｔｒ３と明部電位ＶＬ４との電位差による転写電流Ｉｔｒ３が測定される。
【００９５】
定電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３の印加は、それぞれ一次転写ローラ１５が１周している間継続され、一次転写ローラ１５が１周している時間を１０分割したタイミングで電流検知回路Ａ１の出力を１０回取り込む。転写部Ｔ１に流れ込む１０個の電流値の平均をとって、転写電流Ｉｔｒ１、Ｉｔｒ２、Ｉｔｒ３を得る。
【００９６】
制御部１１０は、図７に示すように、Ｖｔｒ１−Ｉｔｒ１、Ｖｔｒ２−Ｉｔｒ２、Ｖｔｒ３−Ｉｔｒ３の３つの定電圧−転写電流データを用いて、規定の適正電流Ｉｙｔが得られる定電圧Ｖｔｒ４を計算して電源Ｄ１に設定する。３つの定電圧−転写電流データを内挿して、一次転写時の電流が適正電流Ｉｙｔになるように、画像形成時の転写部分担電圧としての定電圧Ｖｔｒ４を決定する（Ｓ２５）。画像形成時には、画像に応じて定めたトナー像分担電圧を転写部分担電圧に加算した定電圧Ｖｙｔが一次転写ローラ１５に印加される。
【００９７】
このときに重要なのは適正電流Ｉｙｔに相当する定電圧Ｖｔｒ４を、調整に使用するＶｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３で内包することである。つまり、一次転写部Ｔ１における電流／電圧の関係がＶｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３の３プロットの内挿で求められる領域で定電圧Ｖｔｒ４を決定することが重要である。外挿領域になると、その領域の電流／電圧の関係が分からないためである。
【００９８】
よって、調整時の定電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３は、一次転写部Ｔ１の抵抗変動により、適正な定電圧Ｖｔｒ４が予測しにくいため、５００〜１０００Ｖの電位差をつけて内挿範囲から外れないようにしている。例えばＶｔｒ１＝１５００Ｖ、Ｖｔｒ２＝２０００Ｖ、Ｖｔｒ３＝２５００Ｖ（この場合電位差５００Ｖ）のように振って定電圧Ｖｔｒ４を決定する。
【００９９】
この調整の終了により、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整、一次転写の定電圧調整が終わり、適正なトナー載り量と適正な一次転写電圧を得ることが出来る準備が終了し画像形成動作に入る。
【０１００】
制御部１１０は、前回転を終了して画像形成を開始し（Ｓ２６）、画像形成が終了するまで（Ｓ２７のＮＯ）画像形成を繰り返す（Ｓ２６）。画像形成が終了すると（Ｓ２７のＹＥＳ）、後回転を実行して（Ｓ２８）、画像形成装置１００を停止させる。
【０１０１】
実施例１の制御では、ベタ白電位である明部電位ＶＬを変動させて、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整を行う。そして、ベタ白電位である明部電位ＶＬが変化しても転写電流が変化しないように、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時には転写バイアスを定電流制御に切り替える。これにより、各ベタ白電位に対して最適な定電圧を設定する制御が不必要になり、より短時間で、且つ正確な調整を行うことができる。
【０１０２】
さらに、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時には、少なくとも感光ドラム１の長手方向で、決められたサイズの制御用トナー像を形成して調整を行う事で、一次転写部Ｔ１を定電流制御した場合のデメリットを解消できる。
【０１０３】
＜実施例２＞
図８は実施例２の画像形成装置の構成の説明図、図９は実施例２の制御のタイムチャート、図１０は実施例２の制御において一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【０１０４】
実施例１の制御では、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時に、一次転写部Ｔ１を定電流で制御し、その後の定電圧調整時には一次転写部Ｔ１を定電圧で制御した。
【０１０５】
実施例２の制御では、一次転写部Ｔ１が定電流で制御される過程で一次転写部Ｔ１に印加された三段階の転写電圧を検出して、定電圧を設定する際に必要な３つの電圧−電流データを取得する。適正な現像コントラストＶｃｏｎｔを求める過程で検出した三段階の転写電圧を、画像形成時の定電圧にフィードバックする。
【０１０６】
図８に示すように、電源Ｄ１には、一次転写ローラ１５に印加される転写電圧を検知するための電圧検知回路Ｖ１が付設される。これ以外の構成は、図１と同一なので図１と共通の参照記号を付して重複する説明を省略する。
【０１０７】
図８を参照して図９に示すように、制御部１１０は、時間ｔ１／ｔ２／ｔ３の領域で、電源Ｄ１を定電流制御に切り替えて、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整を実施例１と同様に実行する。制御部１１０は、露光装置３を制御して明部電位ＶＤをＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３に切り替えて制御用トナー像を形成し、中間転写ベルト９に一次転写して光学式センサ２３により濃度測定する。
【０１０８】
制御部１１０は、感光ドラム１の明部電位ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３の領域が一次転写部Ｔ１を通過する時に電源Ｄ１から定電流Ｉｔｒにて出力されている電圧を電圧検知回路Ｖ１によって測定する。ベタ白電位である明部電位ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３に対応して一次転写部Ｔ１に印加されている電圧Ｖｔｒ１、Ｖｔｒ２、Ｖｔｒ３を測定する。Ｖｔｒ１＝８００Ｖ、Ｖｔｒ２＝１２００Ｖ、Ｖｔｒ３＝１６００Ｖであった。
【０１０９】
そして、制御部１１０は、三段階の制御用トナー像の濃度測定結果からトナー像の濃度が適正となるような明部電位ＶＬ４を計算して設定することにより、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整を終了する。
【０１１０】
図１０に示すように、制御部１１０は、ＶＬ１−Ｖｔｒ１、ＶＬ２−Ｖｔｒ２、ＶＬ３−Ｖｔｒ３の３つのデータを内挿して定電圧Ｖｔｒ４を計算して電源Ｄ１に設定する。ベタ白電位−検知電圧の関係から現像コントラストＶｃｏｎｔ調整で決定したベタ白電位である明部電位ＶＬ４に対応する検知電圧（図中では１４００Ｖ）を、定電流制御から定電圧制御に切り替えた後の一次転写部Ｔ１に印加する。画像のトナー像の一次転写に用いる明部電位ＶＬ４にて定電流Ｉｔｒが得られる定電圧Ｖｔｒ４＝１４００Ｖである。
【０１１１】
実施例２の制御によれば、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整と定電圧Ｖｔｒ４の調整を同時に行うので、実施例１で説明した段階的な定電圧を一次転写ローラ１５に印加する処理を省略できる。このため、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整（ＶＬ４決定）後、電源Ｄ１を定電流制御から定電圧制御に切り替えてから行う処理を省略して、実施例１の制御よりもさらに画像形成前の調整時間を短縮できる。
【０１１２】
画像形成装置１００では、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時には転写制御を定電流制御に出来るように、少なくとも感光ドラム１の長手方向で、決められたサイズの制御用トナー像（カラーパッチ）にて調整を行う。そして、前回転において、現像装置４の現像条件を調整する工程では、電源Ｄ１を定電流制御とし、その後の画像形成工程では定電圧制御とする。これにより、定電流制御のデメリットを解消しつつ各ベタ白電位に対しての最適な定電圧の調整を省いて、より短時間で、正確な調整を行うことができる。
【０１１３】
＜比較例＞
図１１は比較例の制御のタイムチャート、図１２は比較例の制御において一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【０１１４】
比較例１の制御では、図１に示す画像形成装置１００を用いて、定電圧制御による現像コントラストＶｃｏｎｔ調整を行う。一次転写ローラ１５に印加した電圧と流れる電流との関係の測定結果に基づいて制御用トナー像を一次転写する際に用いる定電圧を適正に設定する。
【０１１５】
図１を参照して図１１に示すように、比較例１の制御では、その環境下で適正な現像コントラストＶｃｏｎｔとなるようなＶＬ電位を設定する。その後、感光ドラム１をＶＬ電位に帯電した状態で、一次転写ローラ１５に定電圧制御された電圧８００Ｖ、１２００Ｖ、１６００Ｖを印加して、電流検知回路Ａ１によりその時の電流値を検出する。このときの一次転写ローラ１５に印加した電圧と一次転写部Ｔ１に流れた電流との関係を図１２に示す。
【０１１６】
次に、一次転写部Ｔ１に流れる最適電流が３５μＡの場合、図１２に示す一次転写部Ｔ１に流れる電圧と電流の関係を内挿して画像のトナー像の形成時には電源Ｄ１を定電圧１４００Ｖにて定電圧制御する。以上の転写調整工程を作像工程直前の前回転工程中に行う。
【０１１７】
このような調整工程を実施する事で、一次転写ローラ１５の抵抗が変動していても、一次転写時に一次転写ローラ１５から中間転写ベルト９にトナーと逆極性電荷を適正に付与できる。一次転写ローラ１５に定電圧を印加してトナーと逆極性の電流を流す場合、ベタ白電位である明部電位ＶＬと一次転写ローラ１５の電位Ｖｔｒの電位差によって流れる電流値が決まる。従って、一次転写ローラ１５から流れる電流を適正に制御できれば、現像されたトナー像が適正に一次転写される。
【０１１８】
しかし、正規現像における現像コントラストＶｃｏｎｔ調整時にＶＬ電位を変化させる動作が発生する。このとき、定電圧Ｖｔｒとベタ白電位である明部電位ＶＬの関係が変わってしまうため、一次転写部Ｔ１に流れる電流量が変わってしまう。
【０１１９】
更に、現像コントラストＶｃｏｎｔ調整は、光学式センサ２３を用いて中間転写ベルト１上で検出された濃度に基づいて制御されるため、定電圧をＶＬ電位の数段階の変動に対して適正な値に制御する必要がある。
【０１２０】
図１を参照して図１１に示すように、まず、図中の時間帯ｔ１以前は、感光ドラム電位ＶＬ０、定電圧Ｖｔｒ０であったとする。この状態から現像コントラストＶｃｏｎｔ適正化のため、ベタ白電位を数段階変化させる。つまり、ベタ白電位をＶＬ１〜ＶＬ３まで３段階に変化させる。
【０１２１】
時間帯ｔ１でベタ白電位をＶＬ０からＶＬ１に変化させる。ベタ白電位である明部電位ＶＬ０からＶＬ１に変わったことで、ＶＬとＶｔｒの関係が変わる。つまり、一次転写ローラ１５に印加する定電圧を適正化しなければならない。
【０１２２】
また、ＶＬ〜Ｖｄｃ電位差（ベタ白部コントラストＶｂａｃｋ）は固定なので、ベタ白電位である明部電位ＶＬ０からＶＬ１への変化で、現像バイアスもＶｄｃ０からＶｄｃ１に変化させる。
【０１２３】
画像のトナー像の転写に用いる転写電圧に関しては、Ｖｔｒ１／Ｖｔｒ２／Ｖｔｒ３と転写電圧を振ったときの検知電流から適正電流が得られるＶｔｒ４に定電圧を決定する。
【０１２４】
次に、ベタ白電位がＶＬ１、現像スリーブ４１の電位Ｖｄｃ１、転写電圧がＶｔｒ４の状態で、制御用トナー像を形成するために、露光をＯＦＦしてＶＤ電位として、Ｖｄｃ１〜ＶＤ電位差によりベタ黒トナー像を作像する。
【０１２５】
ベタ黒の制御用トナー像は、適正な転写電圧により中間転写ベルト９に転写されて、光学式センサ２３により濃度検出される。但し、制御用トナー像が適正な濃度とは限らないため、露光装置３では、同じように、次のＶＬ電位であるＶＬ２にベタ白電位を変化させる。
【０１２６】
時間帯ｔ２域となり、ベタ白電位をＶＬ２とし、更にベタ白電位が変化したので、時間帯ｔ１と同様に転写電圧の適正化を行う。Ｖｔｒ１／Ｖｔｒ２／Ｖｔｒ３と転写電圧を振ったときの検知電流から、ベタ白電位である明部電位ＶＬＬ２の時に適正電流が得られるＶｔｒ５に転写電圧を決定する。
【０１２７】
このように、最適な濃度の制御用トナー像が光学式センサ２３によって検知されるまで、数回に渡って上記の調整が続く。
【０１２８】
転写電圧の調整では、各電位Ｖｔｒ１／Ｖｔｒ２／Ｖｔｒ３時には、一次転写ローラ１５の１周分以上の時間を取る事が望ましい。その理由は、電流検知結果に対する一次転写ローラ１５が持つ抵抗ムラの影響を最小限に抑えるためである。
【０１２９】
上記の調整によりベタ白電位がＶＬ４に決定し、最終的な転写電圧の調整まで行ない、適正な現像コントラストＶｃｏｎｔ調整と転写電圧調整が終了し、装置は画像形成動作に移る。
【０１３０】
このように、比較例の制御では、適正な現像コントラストＶｃｏｎｔ制御を行おうとすると、ベタ白電位を数段階変動させる必要があり、各ベタ白電位に対して転写電圧の調整を行う。このため、多くの調整時間を取ってしまい、生産性を求められる画像形成装置においては大きなデメリットになる。近年、コピースタートまでの時間は、出力画像が得られるまでの間、ユーザーを待たせている事から、１秒でも早い出力が求められる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】正規現像の説明図である。
【図３】正規現像におけるベタ白部の電位を設定する制御の説明図である。
【図４】一次転写ローラの斜視図である。
【図５】実施例１の制御のフローチャートである。
【図６】実施例１の制御のタイムチャートである。
【図７】一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【図８】実施例２の画像形成装置の構成の説明図である。
【図９】実施例２の制御のタイムチャートである。
【図１０】実施例２の制御において一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【図１１】比較例の制御のタイムチャートである。
【図１２】比較例の制御において一次転写に用いる定電圧を設定する際の演算の説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  像担持体（感光ドラム）
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
９  中間転写体（中間転写ベルト）
１５  転写部材（一次転写ローラ）
２２  表面電位センサ
２３  光学式センサ
４１  現像スリーブ
４２  固定磁極
１００  画像形成装置
１１０  制御手段（制御部）
Ｄ１  電源
Ｔ１  転写部（一次転写部）
【図１】
2009251171.tif 000003
【図２】
2009251171.tif 000004
【図３】
2009251171.tif 000005
【図４】
2009251171.tif 000006
【図５】
2009251171.tif 000007
【図６】
2009251171.tif 000008
【図７】
2009251171.tif 000009
【図８】
2009251171.tif 000010
【図９】
2009251171.tif 000011
【図１０】
2009251171.tif 000012
【図１１】
2009251171.tif 000013
【図１２】
2009251171.tif 000014