JP2001324846A

JP2001324846A - 画像形成装置

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Publication number: JP2001324846A
Application number: JP2000141917A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uchiyama; 明彦内山; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2020-05-15
Also published as: JP3787484B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ベルト上にパッチを画像不良や像担持体
への再転写を発生させることなく形成して、正確な画像
濃度制御を行い、高品質なカラー画像を安定して得るこ
とである。【解決手段】プリンタは、転写ベルト１４に沿って４
つのステーションＰＹ〜ＰＢＫが設置され、ＣＰＵ２
５、ＲＡＭ２６、ＲＯＭ２７、テストパターン発生手段
２８等により、各色ごとに最大濃度制御と階調制御を行
う。転写電源２３Ｙ〜２３ＢＫはＣＰＵ２５の指示した
電圧を発生可能な定電圧電源である。ＲＯＭ２７内に
は、転写材へのトナー像の転写に最適なバイアス、転写
ベルト１４へのパッチの転写に最適な転写バイアスが、
各色ごと、かつ高温高湿、常温常湿、低温低湿の各環境
ごとに格納されている。画像形成時、画像濃度制御時、
ＣＰＵ２５は、温湿度センサ２９によりプリンタの周囲
環境を判断し、ＲＯＭ２７から転写バイアスの最適デー
タを読み出しこれを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
利用したカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式によるカラー画像形
成装置の普及にともない、カラー画像の記録品質に対す
る要求に加え、画像出力の高速化に対する要求が高まっ
てきている。この要求に応えるために、画像形成方式に
いくつかの提案がなされているが、そのなかでタンデム
型と呼ばれる画像形成方式がある。

【０００３】この方式は、転写材搬送部材に沿ってドラ
ム状の像担持体をたとえば４個直列に配置し、４個の像
担持体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４
色のトナー像を形成して、これを転写材搬送部材によっ
て搬送される転写材に重ね合わせて転写し、最終的に転
写材に４色のトナー像が重なったカラー画像を定着し
て、転写材にカラー画像を得るものである。

【０００４】図７は、従来のタンデム型のカラー画像形
成装置の例を示す断面図である。

【０００５】装置内には、転写材搬送部材としてローラ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに掛け回された転写ベ
ルト１４が設置されている。この転写ベルト１４は矢印
方向に回転して、転写ベルト１４上に担持した転写材Ｐ
を搬送する。

【０００６】転写ベルト１４としては、ポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶｄＦ）、ポリアミド、ポリイミド、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート等
の樹脂材料の厚さ５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０⁹
〜１０¹⁶Ωｃｍ程度のシートや、クロロプレンゴム、エ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴ
ム等のゴム材料の厚さ０．５〜２ｍｍ、体積抵抗率１０
⁹〜１０¹⁶Ωｃｍ程度のシートが用いられる。

【０００７】また場合によっては、これらの材料にカー
ボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂等の導電性充填剤を分
散して、体積抵抗率１０⁷〜１０¹¹Ωｃｍ程度に調整す
ることもある。

【０００８】この転写ベルト１４に沿って、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ
ｋ）の画像形成部（画像形成ステーション）ＰＹ、Ｐ
Ｍ、ＰＣ、ＰＢｋが設けられている。

【０００９】イエローの画像形成ステーションＰＹに
は、図の矢印方向に回転するＯＰＣ感光ドラム１Ｙが設
置され、その周囲に帯電ローラ２Ｙ、露光装置１１Ｙ、
現像器８Ｙ、転写ローラ４Ｙ、クリーナ９Ｙが配置され
ている。これらのうち、感光ドラム１Ｙ、帯電ローラ２
Ｙおよびクリーナ９Ｙは、これらを含んだドラムユニッ
ト１０Ｙに構成され、さらにドラムユニット１０Ｙと現
像器８Ｙとを一体に組み合わせて、画像形成本体に着脱
自在なプロセスカートリッジとされている。

【００１０】露光装置１１Ｙは、レーザー光を多面鏡に
よって走査させるスキャナユニットまたはＬＥＤアレイ
からなっており、画像信号に基づいて変調された走査ビ
ーム（レーザービームである）を感光ドラム１Ｙに照射
する。転写ローラ４Ｙは、転写バイアス電源２３Ｙに接
続されており、感光ドラム１Ｙと転写ローラ４Ｙとによ
って形成された転写ニップにおいて、転写ベルト１４に
よって搬送された転写材Ｐに感光ドラム１Ｙ上のトナー
像を静電転写する。

【００１１】現像器８Ｙは、内に現像スリーブ５Ｙ、現
像剤塗布ローラ６Ｙおよび現像剤塗布ブレード７Ｙを備
えてなっており、非磁性１成分現像剤（非磁性トナー）
３Ｙを収容している。

【００１２】転写ローラ４Ｙとしては、たとえば金属の
芯金を体積抵抗率１０⁵〜１０⁸Ωｃｍに調整したＥＰＤ
Ｍ、ウレタンゴム、ＮＢＲ等の弾性体で覆ったローラを
使用することができる。

【００１３】他のマゼンタ、シアン、ブラックのステー
ションＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋも、イエローステーションＰ
Ｙの構成部品と対応する構成部品にＭ、Ｃ、Ｂｋを添え
た符号を付して示したように、イエローステーションＰ
Ｙと同様な構成を有している。

【００１４】画像形成動作がスタートすると、感光ドラ
ム１Ｙ〜１Ｂｋや転写ベルト１４等は所定のプロセスス
ピードで回転を始める。感光ドラム１Ｙは、帯電ローラ
２Ｙによって負極性に一様に帯電され、つづいて露光装
置１１Ｙからの走査ビームが照射されて、表面に画像情
報にしたがった静電潜像が形成される。

【００１５】現像器８Ｙ内の非磁性トナー３Ｙは、回転
する現像スリーブ５Ｙに塗布ローラ６Ｙにより供給され
て担持され、ついで塗布ブレード７Ｙにより規制されて
負極性に帯電されるとともに、現像スリーブ５Ｙ上に所
定のトナー層厚に塗布される。そして現像スリーブ５Ｙ
の回転につれて、感光ドラム１Ｙと対向した現像部へ搬
送される。

【００１６】感光ドラム１Ｙ上の潜像は、感光ドラム１
Ｙの回転にともない現像部に至ると、現像スリーブ５Ｙ
上の負極性に帯電したトナー３Ｙによって反転現像さ
れ、イエロートナー像として可視化される。

【００１７】一方、転写材カセット１５に積載されてい
る転写材Ｐは、半月給紙ローラ１６により取り出され、
転写材分離ローラ１７によって１枚ずつに分離された
後、搬送ローラ１８によってレジストローラ１９まで搬
送される。そしてレジストローラ１９により、感光ドラ
ム１Ｙ上のトナー像に同期して転写ベルト１４に供給さ
れる。

【００１８】供給された転写材Ｐは、ローラ１３ａまた
はこれに転写ベルト１４を挟んで対向した吸着ローラ２
０に印加した電圧によって、転写ベルト１４の表面に静
電吸着され、転写ベルト１４の回転にともなって転写ロ
ーラ４Ｙとの転写ニップに搬送され、そこで転写電源２
３Ｙによって正極性の転写バイアスが印加された転写ロ
ーラ４Ｙにより、感光ドラム１Ｙ上のイエロートナー像
が転写材Ｐに転写される。

【００１９】そして転写材Ｐが転写ベルト１４により搬
送されていくのに同期して、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１
Ｂｋへのトナー像の形成および転写材Ｐへの転写が行わ
れ、転写材Ｐ上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クの４色のトナー像を重ね合せて転写したカラー画像が
得られる。この４色のトナー像が重畳転写された転写材
Ｐは、転写ベルト１４から分離されて定着器２１に送ら
れ、そこで加熱および加圧することによりトナー像が溶
融固着されて、転写材Ｐに出力画像としてフルカラーの
永久画像が形成される。

【００２０】感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋ上に残留したトナ
ーは、ファーブラシ、ブレード手段等のドラムクリーナ
９Ｙ〜９Ｂｋにより清掃される。転写ベルト１４上に付
着したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等のベル
トクリーナ２２によって清掃される。

【００２１】一般に、上記のようなカラー画像形成装置
においては、使用する環境の変化、プリント枚数等の諸
条件によって、画像濃度が変動すると、カラー画像に本
来の色調が得られなくなってしまう。そこで、各色の濃
度検知用のトナー像（パッチ）を転写ベルト１４上に試
験的に形成し、それらの濃度を濃度センサ２４で検知し
て、これを露光量、現像バイアス等の画像形成条件にフ
ィードバックして、画像濃度制御を行うことにより、色
調の安定したカラー画像を得ている。

【００２２】濃度センサ２４は、図８に示すように、ホ
ルダー２４３内に、ＬＥＤなどの発光素子２４１、およ
びフォトダイオード、ＣｄＳなどの受光素子２４２を組
み込んでなっている。濃度センサ２４は、発光素子２４
１から光を転写ベルト１４上のパッチＴに照射し、パッ
チＴからの反射光を受光素子２４２で受け取ることによ
り、パッチＴの濃度を測定するものである。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、転写ベルト
上にパッチ（濃度検知用のトナー像）を転写するときの
転写バイアスとして、転写材に出力画像用のトナー像を
転写するときと同じ大きさのバイアスを印加すると、パ
ッチを転写するときは転写材がない分だけ静電容量が増
加しているので、より大きな転写電流が流れて、感光ド
ラムと転写ベルトとの間に異常放電が発生しやすくな
る。

【００２４】異常放電が発生すると、パッチが転写ベル
トに転写されなかったり、転写されたパッチに放電跡が
つくといった、パッチの画像不良の問題が生じる。

【００２５】またタンデム型のカラー画像形成装置で
は、４色の各転写位置でそれぞれパッチを転写ベルトに
転写した後に、４色目のステーションの下流側にある濃
度センサ２４で各パッチの濃度を測定しているので、再
転写にともなう問題も発生する。

【００２６】すなわち、たとえば１色目のパッチが２〜
４色目の転写位置を通過する際に、１色目のパッチを形
成しているトナーの一部が、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１
Ｂｋに移ってしまう再転写と呼ばれる現象が発生し、濃
度センサ２４による測定時には極めて濃度の低いパッチ
になってしまい、パッチの濃度を誤って低く測定するこ
とになる。その結果、不適切な濃度制御を行って、高画
質のカラー画像を得ることができないという問題があ
る。

【００２７】したがって、本発明の目的は、転写ベルト
上にパッチを画像不良や像担持体への再転写を発生させ
ることなく良好に形成して、正確な画像濃度制御を行う
ことを可能とし、高品質なカラー画像を安定して得るこ
とを可能とした画像形成装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
複数の像担持体と、転写材を担持して前記複数の像担持
体に順次搬送する転写材搬送部材と、前記複数の像担持
体上に形成した複数色のトナー像を前記搬送された転写
材に順次重ね合わせて転写する複数の転写手段とを備
え、前記転写材に転写されたトナー像は定着して出力画
像とされ、そして前記複数の像担持体上に試験的に複数
色の濃度検知用のトナー像を形成し、前記転写材搬送部
材に重ね合わせずに転写して、前記転写材搬送部材に転
写された濃度検知用のトナー像の濃度を各色ごとに検知
して、前記出力画像の画像形成条件を制御する画像制御
モードを有する画像形成装置において、前記転写材へ出
力画像用のトナー像を転写するときの各色ごとの転写条
件と、前記転写材搬送部材へ濃度検知用のトナー像を転
写するときの各色ごとの転写条件とを、互いに同一でな
く変更させたことを特徴とする画像形成装置である。

【００２９】本発明によれば、前記転写材への出力画像
用のトナー像の転写、および前記転写材搬送部材への濃
度検知用のトナー像の転写を、ともに定電圧の転写バイ
アスによって行い、その転写バイアスの定電圧値を変更
する。あるいは、前記転写材への出力画像用のトナー像
の転写、および前記転写材搬送部材への濃度検知用のト
ナー像の転写を、ともに定電流の転写バイアスによって
行い、その転写バイアスの定電流値を変更する。あるい
は、前記転写材への出力画像用のトナー像の転写を定電
流の転写バイアスによって行い、前記転写材搬送部材へ
の濃度検知用のトナー像の転写を定電圧の転写バイアス
によって行う。

【００３０】また非画像形成時に、前記複数の転写手段
の少なくとも１つに定電流または定電圧の転写バイアス
を印加し、このとき発生する電圧値または電流値を測定
して、その測定結果に応じて、前記転写材への出力画像
用のトナー像の転写条件、および前記転写材搬送部材へ
の濃度検知用のトナー像の転写条件を変更してもよい。
画像形成装置本体の置かれた雰囲気の温度および湿度の
うちの一方または両方を測定して、その測定結果に応じ
て、前記転写材への出力画像用のトナー像の転写条件、
および前記転写材搬送部材への濃度検知用のトナー像の
転写条件を変更してもよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００３２】実施例１図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図で、タンデム型のフルカラープリンタを示してい
る。図１において、図７で示した従来のプリンタと同様
な構成および作用を有するものは同一の符号を付して、
その説明を省略する。

【００３３】図１に示されるように、本プリンタは、プ
リンタを制御するＣＰＵ２５を有し、このＣＰＵ２５に
は、作業用のメモリとして使われるＲＡＭ２６、ＣＰＵ
が実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ
２７、およびテストパターン発生手段２８が接続されて
いる。テストパターン発生手段２８は、図示しないビデ
オコントローラ内に搭載されることもある。

【００３４】図１のプリンタの適当な箇所、たとえば給
紙カセット１５の上方には、プリンタが置かれた環境の
雰囲気の温湿度を測定するために、温湿度センサ２９が
設置されている。温湿度センサ２９の使用法については
後述する。

【００３５】本発明で行う画像濃度制御について説明す
る。画像濃度制御は、画像の最大濃度を所定の濃度に合
わせる最大濃度制御（Ｄmax制御）と、画像の階調特性
を所定の特性に合わせる階調制御とからなる。Ｄmax制
御は以下のようにして行われる。

【００３６】まず、カラープリンタ本体の電源投入、あ
るいは電源投入時からの経過時間、印字枚数、ホストや
ユーザーからの指示等の適当なタイミングをＣＰＵ２５
が検出すると、ＣＰＵ２５はＤmax制御をスタートさせ
る。つぎにＣＰＵ２５は、ＲＯＭ２７からＤmax制御用
の各色の現像バイアス、およびＤmax制御の目標濃度を
読み出す。この後、ＣＰＵ２５はプリンタ本体の初期動
作を開始するとともに、感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋを所定
の帯電バイアスでそれぞれ帯電する。

【００３７】つぎにＣＰＵ２５は、テストパターン発生
手段２８から発生させたパッチの画像データを露光装置
１１Ｙに送り、露光装置１１Ｙにより感光ドラム１Ｙを
露光して、感光ドラム１Ｙ上に回転方向に沿って同一の
画像データで５つのパッチＰＹ１〜ＰＹ５の潜像を形成
する。これらの潜像を現像器８Ｙによって、ＰＹ１のパ
ッチは現像バイアスＶＹ１、ＰＹ２のパッチはＶＹ２、
ＰＹ３のパッチはＶＹ３、ＰＹ４のパッチはＶＹ４で現
像する。

【００３８】このようにして感光ドラム１Ｙ上に形成さ
れたイエロートナー像のパッチＰＹ１〜ＰＹ５を、電源
２３Ｙから転写ローラ４Ｙに転写バイアスを印加するこ
とにより転写ベルト１４に転写する。

【００３９】そしてイエローに続き、マゼンタ、シア
ン、ブラックについても同様にして、図２に示すよう
に、転写ベルト１４上にイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックのパッチＰＹ１〜ＰＹ５、ＰＭ１〜ＰＭ５、Ｐ
Ｃ１〜ＰＣ５、ＰＢｋ１〜ＰＢｋ５を、転写ベルト１４
の長手方向に一直線に形成する。

【００４０】ついで、先の図８に示したような濃度セン
サ２４で、これらのパッチＰＹ１〜ＰＹ５、ＰＭ１〜Ｐ
Ｍ５、ＰＣ１〜ＰＣ５、ＰＢｋ１〜ＰＢｋ５の濃度を測
定し、得られた濃度測定値ＤＹ１〜ＤＹ５、ＤＭ１〜Ｄ
Ｍ５、ＤＣ１〜ＤＣ５、ＤＢｋ１〜ＤＢｋ５をＲＡＭ２
６に書き込む。濃度測定後、パッチＰＹ１〜ＰＢｋ５
は、転写ベルト１４のクリーナ２２によってクリーニン
グ除去される。

【００４１】パッチの濃度測定が終わると、ＣＰＵ２５
は、つづいて上記のＲＡＭ２６に保存された各パッチの
濃度から、所定のＤmaxを得るために必要な現像バイア
スの算出を行う。たとえばイエローの濃度検知用パッチ
ＰＹ１〜ＰＹ５の潜像を異なる現像バイアスＶＹ１〜Ｖ
Ｙ５で現像すると、濃度センサ２４で測定された濃度Ｄ
Ｙ１〜ＤＹ５は図３のようになる。現像バイアスＶＹ１
〜ＶＹ５は、制御目標濃度ＤＴＹが必ずＤＹ１〜ＤＹ５
の区間中に収まるように、温湿度センサ２９の測定デー
タから算出された環境データを基に予め設定している。

【００４２】図３から、制御目標濃度ＤＴＹを得るため
に必要な現像バイアスＶＹＴは、ＤＴＹを挟むパッチ濃
度ＤＹ３、ＤＹ４と、これに対応する現像バイアスＶＹ
３、ＶＹ４が作る座標上の２点（ＤＹ３、ＶＹ３）、
（ＤＹ４、ＶＹ４）間の直線補間によって求めることが
できる。

【００４３】すなわち、ＶＴＹ＝｛（ＶＹ４−ＶＹ３）／（ＤＹ４−ＤＹ３）｝
×（ＤＴＹ−ＤＹ３）＋ＶＹ３である。

【００４４】同様にして、ＣＰＵ２５は他の色用の現像
バイアスＶＴＭ、ＶＴＣ、ＶＴＢｋも求め、これらの値
をＲＡＭ２６に書き込み、以後の画像形成にはこれらの
現像バイアスを用いる。

【００４５】Ｄmax制御によって現像バイアスが設定さ
れると、引き続き階調制御が以下のようにして行われ
る。

【００４６】まず、ＣＰＵ２５は、画像形成装置本体の
初期動作を開始するとともに、感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋ
所定の帯電バイアスでそれぞれ帯電する。つぎにＣＰＵ
２５は、テストパターン発生手段２８から発生させた階
調制御用のパッチの画像データを露光装置１１Ｙに送
り、感光ドラム１Ｙ上に回転方向に沿って７つのパッチ
ＰＹ１〜ＰＹ７の潜像を形成する。ここでパッチＰＹ１
〜ＰＹ７は、一定の間隔で画像データＳＹ１〜ＳＹ７が
予め設定されている。これらの潜像を現像器８Ｙによっ
て、先ほどのＤmax制御で設定された現像バイアスＶＴ
Ｙでそれぞれ現像する。

【００４７】このようにして感光ドラム１Ｙ上に形成さ
れたイエロートナー像のパッチＰＹ１〜ＰＹ７を、転写
ローラ４Ｙに転写バイアスを印加することにより転写ベ
ルト１４上に転写する。イエローに続き、マゼンタ、シ
アン、ブラックについても同様にして、転写ベルト１４
上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの階調制御
用のパッチＰＹ１〜ＰＹ７、ＰＭ１〜ＰＭ７、ＰＣ１〜
ＰＣ７、ＰＢｋ１〜ＰＢｋ７を形成する。

【００４８】ついで濃度センサ２４で、これらのパッチ
ＰＹ１〜ＰＹ７、ＰＭ１〜ＰＭ７、ＰＣ１〜ＰＣ７、Ｐ
Ｂｋ１〜ＰＢｋ７の濃度を測定し、得られた濃度測定値
ＤＹ１〜ＤＹ７、ＤＭ１〜ＤＭ７、ＤＣ１〜ＤＣ７、Ｄ
Ｂｋ１〜ＤＢｋ７をＲＡＭ２６に書き込む。濃度測定
後、パッチＰＹ１〜ＰＢｋ７は、転写ベルト１４のクリ
ーナ２２によってクリーニング除去される。

【００４９】パッチの濃度測定が終わると、ＣＰＵ２５
は、つづいて上記のＲＡＭ２６に保存された各パッチの
濃度と画像データの間を多項式等を使って補間すること
により、このプリンタが持っている階調特性を求める。

【００５０】通常、電子写真方式のプリンタの階調特性
は、図４のようなものになる。したがって、この特性を
基に階調特性が線形あるいは所定の形になるように、プ
リンタエンジンに入力される画像データと露光装置に送
るデータとの間を調整する階調補正特性をルックアップ
テーブルとして作成し、これをＲＡＭ２６内に保存し、
以後の画像形成にはこのルックアップテーブルを使用し
て階調補正を行う。

【００５１】以上のようにして求めた現像バイアスとル
ックアップテーブルによって安定した色調のカラー画像
を得ることができる。

【００５２】なお、ここではＤmax制御と階調制御とを
続けて行ったが、それぞれ異なるタイミングで実施して
もよいし、どちらかの特性が安定しているのなら、一方
だけを実施してもよい。

【００５３】本発明のプリンタは、一般的に以上に説明
したような画像濃度制御を行っている。

【００５４】さて、本実施例では、転写バイアス電源２
３Ｙ〜２３Ｂｋとして、ＣＰＵ２５の指示により所定の
電圧を発生することのできる定電圧電源を用いている。
そしてＲＯＭ２７内には、転写材へ出力画像用のトナー
像を転写するのに最適なバイアスＴ１Ｙ〜Ｔ１Ｂｋ、お
よび転写ベルト１４へ濃度検知用のトナー像（パッチ）
を直接転写するのに最適な転写バイアスＴ２Ｙ〜Ｔ２Ｂ
ｋが、高温高湿下、常温常湿下、低温低湿下といった各
環境ごとに格納されている。通常の、転写材への画像形
成時もしくは画像濃度制御時には、ＣＰＵ２５は温湿度
センサ２９を用いてプリンタが置かれている環境を判断
し、ＲＯＭ２７から転写バイアスＴ１Ｙ〜Ｔ１Ｂｋ、Ｔ
２Ｙ〜Ｔ２Ｂｋの最適データを読み出し、これを設定す
る。

【００５５】つぎに再転写の発生メカニズムについて説
明した後、転写バイアスＴ１Ｙ〜Ｔ１Ｂｋ、Ｔ２Ｙ〜Ｔ
２Ｂｋについて説明する。

【００５６】たとえば１色目のイエローステーションＰ
Ｙで転写ベルト１４に転写されたイエロートナー像は、
転写ベルト１４によって２色目のマゼンタステーション
ＰＭに移動すると、感光ドラム１Ｍと接することにな
る。このとき、感光ドラム１Ｍの負極性の表面電位と、
転写ローラ４Ｍにより正極性の転写バイアスが印加され
ている転写ベルト１４の部分との電位差により、図５に
示すように、転写ニップ内で放電が起きることがある。

【００５７】この放電で発生したプラス電荷ｅ⁺とマイ
ナス電荷ｅ^-は、それぞれ感光ドラム１Ｍ表面のマイナ
ス電位と転写ベルト１４に印加されているプラス電位に
引かれて移動していき、プラス電荷ｅ⁺は感光ドラム１
Ｍへ、マイナス電荷ｅ^-は転写ベルト１４上のイエロー
トナーへ到達する。しかし、一部のプラス電荷ｅ⁺は、
感光ドラム１Ｍへ移動する途中でイエロートナーＴ^-に
到達して、マイナスのトナーＴ^-を逆極性のプラスに帯
電してしまう。その結果、この逆極性のプラスに帯電さ
れたトナーＴ⁺がマイナス電位の感光ドラム１Ｍ表面に
転移して、感光ドラム１Ｍへのイエロートナーの再転写
が発生する。

【００５８】実際、転写バイアスを大きくしていくと、
再転写量が増えていくことからも、上記のようなメカニ
ズムの転写ニップ内放電が起きているのではないかと考
えられる。

【００５９】今、転写ベルト１４の静電容量をＣB、転
写材の静電容量をＣP、転写ベルトおよび転写材の全体
の静電容量をＣB+Pとすると、ＣB+P＝ＣB・ＣP／（ＣB＋ＣP）と表すことができるので、常にＣB+P＜ＣBの関係が成り
立つ。

【００６０】すなわち、トナー像を転写するのに必要な
電荷量は、トナー量が同じであれば、転写材上へトナー
像を転写する場合も、転写ベルト上へトナー像を転写す
る場合も同じであるので、転写ベルトに直接トナー像を
転写するときは、転写材へトナー像を転写するときより
も、静電容量が大きい分だけ低い電圧で済むことが分か
る。

【００６１】実際、常温常湿（Ｊ／Ｊ）環境のときの最
適な転写バイアスは、表１のようになった。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示されるように、トナー像を転写材
に転写する画像形成用の転写バイアスが順次高くなって
いるのは、転写材への画像形成では、転写材が各ステー
ションごとにチャージアップしていくためと、フルカラ
ー画像形成のためには、２色以上のトナーを重ねる必要
があるためからである。

【００６４】一方、転写ベルトは、常温常湿下では、表
面に付与された電荷が速やかに減衰する抵抗値を有する
自己減衰系のベルトのため、チャージアップは発生しな
いので、トナー像を転写ベルトに転写する画像濃度制御
用の転写バイアスは４色同一で済み、これにより再転写
の発生も防止することができる。

【００６５】低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境のときの最適な転
写バイアスは表２のようになった。

【００６６】

【表２】

【００６７】表２に示されるように、低温低湿環境下で
は、転写ベルトの抵抗値が上昇し、転写ベルト表面が若
干チャージアップするため、それを考慮して画像濃度制
御用の転写バイアスも順次上昇させることで、良好な転
写性が得られた。

【００６８】さらに、高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境のときの
最適な転写バイアスは表３のようになった。

【００６９】

【表３】

【００７０】表３に示されるように、高温高湿環境下で
は、転写材や転写ベルトのチャージアップを考慮する必
要がないため、このように画像形成用、画像濃度制御用
とも、４色同じバイアスとすることで、良好な転写性と
再転写の防止を達成することができた。

【００７１】そこで、本実施例では、以上のようなデー
タをＲＯＭ２７に格納しておく。そして、図１の温湿度
センサ２９でプリンタが置かれた環境の雰囲気の温湿度
を測定し、その常温常湿、低温低湿、高温高湿などの測
定結果から、ＲＯＭ２７に記憶した転写バイアスのデー
タを適宜選択して使用する。

【００７２】したがって、本実施例によれば、画像濃度
制御時にも画像不良を発生させることなく、パッチを適
切に形成して正確な画像濃度制御が可能になる。

【００７３】なお、各色の転写バイアス値を最適な値に
設定しても、画像形成時にわずかに再転写が発生する場
合がありえるが、この場合、再転写も含めて最終画像上
での色バランスが正しければ、良好な画像が得られる。
本発明は、画像形成時と、画像濃度制御におけるパッチ
の転写時とで、各々独立に最適バイアス値が選定できる
ので、パッチ転写時の再転写量を画像形成と略等しくな
るように、パッチの転写バイアスを設定することができ
る。したがって、再転写がわずかに存在する系におい
て、これを見込んだ画像濃度制御を行うことができると
いった利点もある。

【００７４】実施例２図６は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す構成
図である。

【００７５】本実施例では、転写バイアス電源である定
電圧電源２３Ｙ〜２３Ｂｋに定電流測定回路３０Ｙ〜３
０Ｂｋを取り付けて、転写バイアス印加時の電流を測定
し、測定値を図示しない接続手段によってＣＰＵ２５に
取り込めるようになっている。本実施例のその他の機械
的構成は、図１に示した画像形成装置と基本的に同じ
で、図６において図１に付した符号と同一の符号は同一
の部材を示す。

【００７６】本実施例のようなカラープリンタに両面印
字対応性を持たせると、通常、１面印字後の転写材の抵
抗は上昇する。また転写材の種類は非常に多く、それに
応じて抵抗値も様々である。一般に、良好な転写性を得
るには、転写材の種類や環境によらずに、一定の電流値
を供給することが必要である。

【００７７】本実施例の場合、具体的には、転写材への
トナー像（出力画像用のトナー像）の転写には４色とも
１２μＡ、転写ベルト１４へのパッチ（濃度検知用のト
ナー像）の転写には、４色とも１０μＡが必要であっ
た。

【００７８】そこで、本実施例では、ＲＯＭ２７に転写
材へトナー像を転写するのに最適な転写電流Ｉ1（＝１
２μＡ）と、転写ベルトにトナー像を直接転写するのに
最適な転写電流Ｉ2（＝１０μＡ）を格納しておく。そ
して転写材への画像形成時もしくは画像濃度制御時に
は、ＣＰＵ２５はＲＯＭ２７から転写電流Ｉ1、Ｉ2を読
み出し、転写材へのトナー像の転写時には転写電流Ｉ1
が維持されるように、転写ベルト１４へのトナー像の転
写時には転写電流Ｉ2が維持されるように、電流測定回
路３０Ｙ〜３０Ｂｋの測定データから定電圧電源２３Ｙ
〜２３Ｂｋの電圧調整を行う。この方法は、昇温や使用
による劣化等によって転写ベルト自体の抵抗が変動した
場合にも非常に有効である。

【００７９】ただし、転写ベルトの抵抗変動の少ない場
合は、転写ベルト上へのトナー像の転写については、必
ずしも定電流の転写バイアスを印加する必要はなく、実
施例１で説明したような定電圧の転写バイアスを用いて
もよい。この場合、転写バイアス電源２３Ｙ〜２３Ｂｋ
と電流測定回路３０Ｙ〜３０Ｂｋを組合せたものを用い
る代わりに、定電流電源と定電圧電源をそれぞれ用意
し、適宜切り換えることで、転写材への転写時には定電
流バイアスを、転写ベルト上へのトナー像の転写時には
定電圧バイアスを用いるようにしてもよい。

【００８０】さらにまた、非通紙時に予め各色のステー
ションにおいて転写バイアスを印加し、所定の電流値と
なるときの転写電圧を測定し、その結果に基づいて、通
紙時の転写電圧を決定するような場合にも、本発明を適
用することができる。

【００８１】すなわち、たとえば電圧測定を１色目のス
テーションで行い、このときの定電流値を１０μＡとす
る。そして測定された電圧ＶＴＳに対し、通紙時の第１ステーションの転写バイアスＶＴ１＝ＶＴ
Ｓ×α 画像濃度制御時の転写バイアスＶＴ２＝ＶＴＳ×β とし、α＝３、β＝１などとすることにより、最適な転
写バイアスを設定することが可能である。なお、第２ス
テーション以降の転写バイアスについては、ＶＴＳまた
は第１ステーションの転写バイアスから演算により求め
てもよいし、第２〜第４ステーションについても非通紙
時に第１ステーションと同様の制御を行って、各々最適
な転写バイアス値を求めてもよい。

【００８２】以上のようにすることにより、画像濃度制
御時にも画像不良や再転写を発生させることなく、パッ
チの適切な形成が行われ、正確な画像濃度制御が可能と
なる。

【００８３】以上、本発明の画像形成装置の実施例を幾
つか説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲を超えることなく種々の変更が
可能である。たとえば転写部材は転写ローラではなく、
転写ブレードや転写ブラシ、コロナ帯電器など他のもの
でもよい。画像形成の色順も任意で構わない。画像濃度
制御方法も実施例以外のものでもよい。

【００８４】また、転写ベルト上に４色のトナー像を形
成し、それらの位置を検出することにより、４色の書き
出し位置を合わせる色ずれ制御にも、本発明を適用する
ことができるのは言うまでもない。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タンデム型のカラー画像形成装置において、画像不良や
再転写を発生することなく、転写ベルト上に濃度制御用
のトナー像を適切に形成することができ、正確な画像濃
度制御を行って、常に高品質なカラー画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置の転写ベルト上に形成され
たパッチの様子を示す説明図である。

【図３】図１の画像形成装置で行うＤmax制御での現像
バイアスの算出法を示す概念図である。

【図４】画像形成装置が持っている階調特性を示す図で
ある。

【図５】感光ドラムと転写ベルトとの転写ニップ内にお
ける放電の様子を示す模式図である。

【図６】本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概略
構成図である。

【図７】従来の画像形成装置を示す概略図である。

【図８】図７の画像形成装置に設置された濃度センサを
示す模式図である。

【符号の説明】

１Ｙ〜１Ｂｋ感光ドラム２Ｙ〜２Ｂｋ帯電ローラ４Ｙ〜４Ｂｋ転写ローラ８Ｙ〜８Ｂｋ現像器１４転写ベルト２３Ｙ〜２３Ｂｋ転写バイアス電源２５ＣＰＵ２６ＲＡＭ２７ＲＯＭ２８テストパターン発生手段３０Ｙ〜３０Ｂｋ電流測定回路

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の像担持体と、転写材を担持して前
記複数の像担持体に順次搬送する転写材搬送部材と、前
記複数の像担持体上に形成した複数色のトナー像を前記
搬送された転写材に順次重ね合わせて転写する複数の転
写手段とを備え、前記転写材に転写されたトナー像は定
着して出力画像とされ、そして前記複数の像担持体上に
試験的に複数色の濃度検知用のトナー像を形成し、前記
転写材搬送部材に重ね合わせずに転写して、前記転写材
搬送部材に転写された濃度検知用のトナー像の濃度を各
色ごとに検知して、前記出力画像の画像形成条件を制御
する画像制御モードを有する画像形成装置において、前記転写材へ出力画像用のトナー像を転写するときの各
色ごとの転写条件と、前記転写材搬送部材へ濃度検知用
のトナー像を転写するときの各色ごとの転写条件とを、
互いに同一でなく変更させたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記転写材への出力画像用のトナー像の
転写、および前記転写材搬送部材への濃度検知用のトナ
ー像の転写を、ともに定電圧の転写バイアスによって行
い、その転写バイアスの定電圧値を変更する請求項１の
画像形成装置。
【請求項３】前記転写材への出力画像用のトナー像の
転写、および前記転写材搬送部材への濃度検知用のトナ
ー像の転写を、ともに定電流の転写バイアスによって行
い、その転写バイアスの定電流値を変更する請求項１の
画像形成装置。
【請求項４】前記転写材への出力画像用のトナー像の
転写を定電流の転写バイアスによって行い、前記転写材
搬送部材への濃度検知用のトナー像の転写を定電圧の転
写バイアスによって行う請求項１の画像形成装置。
【請求項５】非画像形成時に、前記複数の転写手段の
少なくとも１つに定電流または定電圧の転写バイアスを
印加し、このとき発生する電圧値または電流値を測定し
て、その測定結果に応じて、前記転写材への出力画像用
のトナー像の転写条件、および前記転写材搬送部材への
濃度検知用のトナー像の転写条件を変更する請求項１〜
４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】画像形成装置本体の置かれた雰囲気の温
度および湿度のうちの一方または両方を測定して、その
測定結果に応じて、前記転写材への出力画像用のトナー
像の転写条件、および前記転写材搬送部材への濃度検知
用のトナー像の転写条件を変更する請求項１〜５のいず
れかの項に記載の画像形成装置。