JP2006047372A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置において、カブリトナーレベルを精度よく検知してその検知結果に応じて現像バイアス補正等の補正制御を行う。
【解決手段】 転写ローラ１５よりも記録用紙の搬送方向下流側には濃度センサ２１が配置され、この濃度センサは記録用紙が通過する用紙搬送路を挟んで互いに対向する位置に配置された発光部２１ａ及び受光部２１ｂを有している。カブリ現象に起因するカブリの程度を示すカブリレベルを検出するカブリ検出モードの際、記録用紙に代えてＯＨＰシートが供給され、感光体ドラム１２の表面を帯電して露光しない状態で現像バイアスを制御して、感光体ドラム上に所定の間隔毎に現像ローラ２からカブリトナーを供給する。そして、転写バイアスを制御してＯＨＰシートの一面にカブリトナーを転写して、濃度センサで検知されるトナー濃度に応じてカブリレベルを判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、カブリの発生を検出して、この検出結果に応じて現像バイアス補正等の補正制御を行う画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、種々の原因で本来トナーが付着してほしくない用紙上の形成画像以外の部分である背景部分等にトナーが付着するカブリ現象が生じる。一般的に現像装置内のトナーにはある割合で逆極性トナーが存在するが、トナーの劣化によって逆極性トナーの割合が多くなると、背景部分等に逆極性トナーが付着して、画像のコントラストが低下するという現象が生じる。さらに、高温高湿等の環境条件の変化及び感光体の劣化等に起因する感光体残留電位の上昇等によって、カブリ現象が発生してしまうことがある。また、トナーの帯電が極端に低くなった際、特に、２成分現像剤を用いた画像形成装置では、キャリアによるトナーの保持力が弱まって、カブリ現象が生じる。

上述のように、カブリ現象が生じると、単なる画像上の不具合だけにとどまらず、例えば、カブリ現象が発生している状態で、印字を続けるとトナー消費量が多くなって、規定の印字枚数を印字できないことがあり、さらには、所謂紙間においても、廃棄トナー量が増加するといった問題が発生する。これらの問題は、カブリレベルが容易に認識できる場合には、画像上の不具合として認識されるため問題ないが、カブリレベルが目視で容易に認識できない場合には、実際に問題が発生するまで見過ごしてしまう危険性がある。

そこで、カブリレベルを濃度センサ等で検知して、その検出結果に応じて現像特性を変化させてカブリの発生を回避する手法があるものの、カブリ濃度は画像部の濃度と比較して極端に低いため、濃度センサによってカブリレベルを検知することは一般に困難である。

ところで、帯電不良によるカブリ現象を防止するため、感光体ドラム表面に残った転写残トナーを濃度センサによって検知して、その検知結果に基づいて転写バイアス印加電源が転写帯電器に印加する転写バイアスを制御し、転写残トナーの量を減らして、現像部におけるカブリ現象を防止するようにしたものがある。つまり、ここでは、感光体ドラム表面に接触させた帯電部材によって感光体ドラム表面を帯電し、転写時に記録用紙に転写されないで感光体ドラム表面に残った転写残トナーを帯電部材によって一旦回収した後、帯電部材から吐き出させて、現像部で回収する画像形成装置において、感光体ドラム表面に残った転写残トナーの濃度を検知して、この濃度検知結果に基づいて、転写バイアスを制御するようにしている（特許文献１参照）。

また、画像濃度及びトナー濃度を精度良く検出して高画質の画像を安定して持続するため、感光体ドラム上に現像されたトナー像又はそれを転写ベルト又は記録用紙に転写したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検出センサとして、透過光により濃度検出を行うセンサを用いたものが知られている（特許文献２参照）。

特開２００１−２６５１３７公報（段落（００２１）〜段落（００３８）、第１図〜第３図） 特開２００２−１４４９７公報（第５頁〜第７頁、第１図〜第３図）

ところで、特許文献１に記載された画像形成装置においては、感光体ドラム上に残留したトナー濃度を検知して、この検知結果に応じて転写バイアスを制御しているものの、前述のように、カブリ濃度は画像部における濃度と比べて極端に低く、特許文献１に記載された手法を用いてカブリ濃度を精度よく検知して、現像特性等の制御を行うことは極めて難しい。前述のカブリ現象を生じさせるカブリトナーは所謂紙間においても、感光体ドラムに付着し、これによって転写ローラ等の転写手段が汚染されることもある。

また、特許文献２に記載された画像形成装置においては、透過型濃度センサを用いて記録用紙上のトナー付着量を検知することが示唆されているものの、ここでは、トナー付着量が大きくなると、微妙なトナー付着量の変化が認識できなくなる点を考慮して、つまり、トナー像に光を照射してその反射光を読む反射型濃度センサでは微妙なトナー付着量の変化を認識できない点を考慮して、透過型濃度センサを用いている。しかしながら、記録用紙上にカブリトナーを転写してカブリレベルを透過型濃度センサで検知しようとしても、カブリトナー量は極めて微量であるため、記録用紙上のカブリトナーレベルを検知することは困難である。

従って、本発明ではカブリトナーレベルを精度よく検知してその検知結果に応じて現像バイアス補正等の補正制御を行うことのできる画像形成装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明においては、静電潜像が形成される像担持体と、現像バイアスが印加され該静電潜像を現像としてトナー像とする現像手段と、転写バイアスが印加され該トナー像を直接的又は間接的に記録用紙に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記転写手段よりも前記記録用紙の搬送方向下流側に位置付けられ、前記記録用紙が通過する用紙搬送路を挟んで互いに対向する位置に配置された発光部及び受光部を有する濃度センサを備え、カブリ現象に起因するカブリの程度を示すカブリレベルを検出するカブリ検出モードの際、前記記録用紙に代えて透明シートが供給され、前記像担持体の表面を帯電して露光しない状態で前記現像バイアスを制御して前記像担持体上に所定の間隔毎に前記現像手段からカブリトナーを供給し、前記転写バイアスを制御して前記濃度センサで検知される前記透明シート上のトナー濃度に応じてカブリレベルを判定する制御手段を有することを特徴とするものである。

本発明では、例えば、前記制御手段は前記現像バイアスを予め規定された時間毎にオン・オフ制御し、前記転写バイアスの極性を前記予め規定された時間の２倍の周期で逆転させる制御を行って、前記濃度センサで検知される透明シート上のトナー濃度について、予め規定された現像バイアスのオンタイミングを第１のオン期間として、該第１のオン期間に対応するトナー濃度と該第１のオン期間に次に前記現像バイアスがオンとなる第２のオン期間に対応するトナー濃度との差分を求めて該差分に応じて前記カブリレベルを判定する。

本発明では、前記制御手段は前記カブリレベルに応じて前記現像バイアスを補正し、前記現像バイアスのオフに対応して前記濃度センサで検知されたトナー濃度に応じて前記転写バイアスを補正する。そして、前記透明シートとして、例えば、ＯＨＰシートが用いられる。

以上のように、本発明では、カブリ検出モードの際、記録用紙に代えて透明シートを供給して、像担持体の表面を帯電して露光しない状態で、現像バイアスを制御して像担持体上に所定の間隔毎に現像手段からカブリトナーを供給し、転写バイアスを制御して濃度センサで検知される透明シート上のトナー濃度に応じてカブリレベルを判定するようにしたので、透過型濃度センサを用いて透明シート上のカブリトナー濃度を精度よく検出できる結果、カブリレベルを容易に判定できるという効果がある。

本発明では、現像バイアスを予め規定された時間毎にオン・オフ制御し、転写バイアスの極性を予め規定された時間の２倍の周期で逆転させる制御を行って、濃度センサで検知される透明シート上のトナー濃度について、予め規定された現像バイアスのオンタイミングを第１のオン期間として、第１のオン期間に対応するトナー濃度と第１のオン期間に次に現像バイアスがオンとなる第２のオン期間に対応するトナー濃度との差分を求めて、この差分に応じてカブリレベルを判定するようにしたので、転写手段から透明シートに付着するトナーに起因するトナー濃度の影響を除いて良好にカブリレベルを判定できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明による画像形成装置の一例を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置は、現像装置（現像手段）１を有しており、この現像装置１は現像容器７を有している。現像容器７には現像剤担持体（現像ローラ）２が配置され、この現像ローラ２は定形又は不定形粒子によるブラスト処理を施した表面を備える回転現像スリーブ３を備え、現像スリーブ３には、感光体ドラム（像担持体）１２に近接する磁極をＮ１極、磁性ブレード５に対向する磁極をＳ２極、現像スリーブ３にトナーを搬送する磁極をそれぞれＳ１極、Ｎ２極とする複数の磁極を有する固定マグネット集成体４が内包されている。

現像スリーブ３の現像位置上流側に磁性ブレード５が配置され、この磁性ブレード５にはマグネット６が備えられている。そして、磁性ブレード５によって現像スリーブ３上に形成される磁性一成分トナー層の層厚規制が行われる。現像容器７内には攪拌棒８が配置されて、この攪拌棒８によって現像容器７内のトナーが攪拌される。現像容器７にはトナー補給用のトナーコンテナ９が連結され、トナーセンサ１０によって現像容器７内のトナー量が少なくなったことが検出されると、トナーコンテナ９から現像容器７にトナーが補給される。

図示のように、現像装置１は現像ローラ２が感光体ドラム１２に対面する状態で配置されており、さらに、感光体ドラム１２の周りには帯電器１３、露光ユニット１４、転写ローラ（転写手段）１５、及び感光体ドラム１２上の残留トナーをクリーニングするクリーナ１６が配置されている。また、帯電器１３には帯電用高圧電源１７が接続され、転写ローラ１５には転写バイアス電源１８が接続されている。そして、現像ローラ２には現像バイアス電源１９が接続されて、これら帯電用高圧電源１７、転写バイアス電源１８、及び現像バイアス電源１９は後述するようにして制御回路２０によって制御される。

図示のように、感光体ドラム１２と転写ローラ１５とのニップ部の出口側には（つまり、感光体ドラム１２及び転写ローラ１５のニップ部と定着装置（図示せず）との間）、光学センサ２１が配置されており、この光学センサ２１は制御回路２０に接続されている。光学センサ（濃度センサ）２１は発光部２１ａと受光部２１ｂとを有しており、これら発光部２１ａ及び受光部２１ｂは用紙搬送路を介して互いに対向している。そして、発光部２１ａ及び２１ｂは用紙搬送路を横切る方向に延在している。

なお、現像ローラ２は、現像スリーブ３と固定マグネット集成体４とで構成するよう説明したが、この他にも現像スリーブ３を固定してマグネット集成体４を回転させるようにしたもの、現像スリーブ３とマグネット集成体４の両方を回転させるようにしたものなどがあり、本発明はいずれの構成においても用いることができる。また以下の説明では、正帯電磁性１成分現像剤を用いてジャンピング現像をおこなう現像装置を用いた画像形成装置を例に説明するが、本発明はこの形式の現像装置のみではなく、２成分現像剤を用いた接触型現像装置、ハイブリッド型現像装置などにも適用でき、また、カラー画像形成装置にも応用できる。

図１に示す画像形成装置において画像形成を行う際には、現像容器７内のトナーは撹拌棒８によって攪拌され、磁性ブレード５によって層厚規制されて正帯電されつつ、現像スリーブ３上にトナーの薄層が形成される。画像形成に当たっては、制御回路２０は、帯電用高圧電源１７から帯電器１３に高圧を供給して、実線矢印の方向に回転する感光体ドラム１２をその帯電電位Ｖ_ｏが約４７５（Ｖ）となるよう均一に帯電する。そして、画像データに応じて露光ユニット１４によって感光体ドラム１２の表面を露光して、静電潜像を形成する。この際、露光後の感光体ドラム１２の表面電位Ｖ_Ｌは約１０（Ｖ）となる。

現像バイアス電源１９によって現像スリーブ３と感光体ドラム１２の間に、例えば、約３５０（Ｖ）の直流と矩形波（Ｖｐｐ＝１．６（ｋＶ）、ｆ＝２．４（ｋＨｚ）、デューティ比５０％）の交番電界を重畳させた現像バイアスＶ_ｂを作用させて、現像スリーブ３上の薄層のトナーを感光体ドラム１２との間に飛翔させて、感光体ドラム１２上の露光部分を現像してトナー像とする。

転写ローラ１５には転写バイアス電源１８によって負極性の転写バイアスＶ_Ｔが印加され、感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ローラ１５と感光体ドラム１２とのニップ部に搬送される記録用紙に転写され、定着装置で定着されて排出される。そして、感光体ドラム１２上に残った残トナーは、クリーナ１６で掻き落とされる。なお、上記帯電電圧、表面電位、直流バイアス、交番電界の各値は一例であり、これらの値に限定されない。

ところで、２成分現像剤の場合にはトナーとキャリアの摩擦、磁性１成分現像剤の場合にはトナーとトナーの摩擦、及び図１で説明した現像装置１においては、ブラスト処理した現像スリーブ３上に磁性ブレードで構成した層厚規制部材５によって立った穂が、現像スリーブ３の搬送力によって移動していく際に層厚規制部材５でちぎられる時こすられる等によって、例えば、正帯電トナーの場合は、図２に符号３０で示すような分布で帯電される。

図２において、横軸はトナーの帯電量、縦軸は同一帯電量のトナーの量であり、正帯電トナーの場合にはトナーがプラス側に帯電するよう帯電制御剤を入れているが、トナーの一粒一粒を見ると不可避的に分布があり、符号３１で示すような負極性の帯電電荷を有する逆帯電するトナーも生じる。そして、このトナーの帯電量の分布は、例えば、帯電制御剤が剥がれたり選択現像が進んで劣化する等、種々の原因で図２に符号３２、符号３３で示すように帯電過多のトナー又は帯電不足及び逆極性トナーが増加して、プラス側又はマイナス側に偏ったり、または、長期にわたる使用によって劣化が進んで、符号３４で示すように全体的にブロードになったりする。

また、図３に示すように、帯電器１３によって感光体ドラム１２が＋Ｖ_ｏ（Ｖ）に帯電され、露光装置１４による露光によって、感光体ドラム１２の帯電は＋Ｖ_Ｌ（Ｖ）に低下する。そして、現像ローラ２と感光体ドラム１２との間に現像バイアス＋Ｖ_ｂ（Ｖ）（図３には直流成分のみを図示）を印加すると、正帯電したトナーは現像バイアス＋Ｖ_ｂ（Ｖ）によって感光体ドラム１２に飛翔して、感光体ドラム１２上の露光されて電位が＋Ｖ_Ｌ（Ｖ）に低下した部分に付着して現像がおこなわれる。つまり、現像バイアス＋Ｖ_ｂ（Ｖ）と感光体ドラム１２上の露光されて低下した電位＋Ｖ_Ｌ（Ｖ）との差が現像電位になって、この差が大きくなるとトナー濃度が濃くなり、この差が小さくなるとトナー濃度が減少する。

図２に符号３２、符号３３で示すように、トナー帯電量の分布が種々の原因によってプラス側、又はマイナス側に偏ると、図３に＋Ｖ_＋ｂで示した＋カブリ領域の始まる電位、又は＋Ｖ_−ｂで示した−カブリ領域が始まる電位が現像バイアス電位＋Ｖ_ｂ（Ｖ）に近づき、過帯電トナー（プラス帯電トナー）又は帯電不足と逆帯電トナー（マイナス帯電トナー）が感光体ドラム１２上の未露光部（Ｖ_ｏ）に付着してカブリとなる。つまり、過帯電トナーが増えると、同一の現像バイアス電位＋Ｖ_ｂ（Ｖ）でも感光体ドラム１２に飛翔する量が増えカブリが増加する。

また、帯電不足と逆帯電トナー（マイナス帯電トナー）が増えると、帯電不足トナーは保持力が弱く、逆帯電トナーは、カブってほしくない背景分に飛んでしまう。接触現像の場合は、キャリアとトナーの保持力が弱い（トナ−の帯電が不足していると）とクーロン力で感光体ドラム１２に付着する。また、図２に符号３４で示すようにトナー帯電量の分布が全体的にブロードになって、過帯電トナー又は帯電不足トナー及び逆極性トナーの両方が増えた際には、＋Ｖ_＋ｂで示した＋カブリ領域の始まる電位と＋Ｖ_−ｂで示した−カブリ領域が始まる電位の両方が現像バイアス電位＋Ｖ_ｂ（Ｖ）に近づき、カブリの生じない範囲が非常に狭くなって、通常の印字であっても両者のトナーによるカブリが発生することもある。

前述したように、カブリ濃度は画像濃度としては極端に低いため、そのカブリレベルを検出することは極めて困難である。そこで、ここでは、カブリレベルを検出する際、つまり、カブリ現象に起因するカブリの程度を示すカブリ検出モードとなると、制御回路２０は、図４に示すように、例えば、現像スリーブ３と感光体ドラム１２との間に印加する現像バイアスＶ_ｂをオン／オフさせ、転写バイアスＶ_ｔの正逆を逆転させる。

図１及び図４を参照して、いまカブリ検出モードとなると、記録用紙の代わりに、透明シート（例えば、ＯＨＰシート）が感光体ドラム１２と転写ローラ１５とのニップ部に搬送される。一方、制御回路２０は帯電用高圧電源１７を制御して帯電器１３に帯電用電圧を印加して、感光体ドラム１２を＋Ｖ_ｏに帯電させる（図４（ａ）参照）。この際、感光体ドラム１２は露光されない。さらに、制御回路２０は現像バイアス電源１９を制御して、現像スリーブ３と感光体ドラム１２との間に印加する現像バイアスＶ_ｂを時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５で順次オン／オフさせる（図４（ｂ）参照）。そして、制御回路２０は転写バイアス電源１８を制御して、感光体ドラム１２と転写ローラ１５の間に印加する転写バイアスＶ_ｔを、現像バイアスＶ_ｂがオンとなる時間ｔ１で−Ｖ_ｔとし、再度現像バイアスＶ_ｂがオンする時間ｔ３で＋Ｖ_ｔにする。つまり、現像バイアスＶ_ｂは時間ｔ１と時間ｔ２の間及び時間ｔ３と時間ｔ４の間でオンされ、転写バイアスＶ_ｔは時間ｔ１と時間ｔ３の間で−Ｖ_ｔとなり、時間ｔ３と時間ｔ５の間で＋Ｖ_ｔとなる（言い換えると、転写バイアスＶ_ｔの周期は現像バイアスＶ_ｂの周期の２倍である）。

前述のように、現像バイアスＶ_ｂをオン／オフ制御して、転写バイアスＶ_ｔを正逆制御（プラスマイナス制御）すると、カブリトナーが過帯電・（＋）チャージであると（ここでは、例えば、感光体ドラム１２の表面電位を＋４７５ボルト、現像バイアスを＋３５０ボルト（直流成分のみを示す）とする）、時間ｔ１〜ｔ３では転写バイアスは−Ｖ_ｔ（例えば、−１５００ボルト）であるから、現像バイアスＶ_ｂがオンである時間ｔ１〜時間ｔ２の期間Ｔ１では、ＯＨＰシートの表面（感光体ドラム１２側の面）にカブリトナーが転写されることになる。一方、現像バイアスＶ_ｂがオフである時間ｔ２〜ｔ３の期間Ｔ２では、現像ローラから感光体ドラム１２にはカブリトナーが飛翔しないから、ＯＨＰシートの表面にはカブリトナーは転写されない。一方、画像形成の過程で転写ローラ１５に付着したトナー（正帯電トナー及び負帯電トナー）は転写バイアスが負極性であるから、負帯電トナーがＯＰＨシートの裏面（転写ローラ１５側の面）に転写されることになる（以下このトナーを転写ローラトナーと呼ぶ）。

さらに、時間ｔ３〜ｔ５では転写バイアスは＋Ｖ_ｔ（例えば、＋５００ボルト）であるから、現像バイアスＶ_ｂがオンである時間ｔ３〜時間ｔ４の期間Ｔ３では、ＯＨＰシートの表面（感光体ドラム１２側の面）にカブリトナーが転写されず、一方、現像バイアスＶ_ｂがオフである時間ｔ４〜ｔ５では、現像ローラから感光体ドラム１２にはカブリトナーが飛翔しないから、同様にしてＯＨＰシートの表面にはカブリトナーは転写されない。一方、転写バイアスが正極性であるから、正帯電トナーが転写ローラトナーとしてＯＰＨシートの裏面に転写されることになる。

また、カブリトナーが帯電不足・（−）チャージであると、期間Ｔ３でＯＨＰシートの表面にカブリトナーが転写されることになり、転写バイアス印加によって転写ローラトナーは、ＯＨＰシートの裏面に転写されることになる。同様にして、カブリトナーが帯電不良・（＋、−）チャージである際には、期間Ｔ１及び期間Ｔ３においてＯＨＰシートにカブリトナーが転写されることになる。この結果、ＯＨＰシート上には図５に示すようにしてカブリトナー及の帯４１ａ、転写ローラトナーの帯４１ｂ、カブリトナーの帯４１ｃ、転写ローラトナー帯４１ｄの順に縞模様上に転写されることになる（なお、図５においてカブリトナーの帯４１ａ及び４１ｃには転写ローラトナーが含まれている）。

前述のように、感光体ドラム１２と転写ローラ１５のニップ部の下流側（用紙搬送方向下流側）には、濃度センサ２１が配置されており、制御回路２０は発光部２１ａを発光させて、光をＯＰＨシートに照射する。この光はＯＨＰシートを透過して受光部２１ｂで受光されることになるが、受光部２１ｂで受光される光の光量は、ＯＨＰシートに転写されるトナー量によって異なることになる。制御回路２０には、ＯＨＰシート上にトナーが付着していない状態における受光光量に対応する電圧値が基準電圧値として設定されており、さらに、制御回路２０には前述の現像バイアスＶ_ｂ及び転写バイアスＶ_ｔを印加するタイミングが設定されている。

上述のようにして、発光部２１ａから光を照射し、受光部２１ｂで光を受光すると、受光部２１ｂからは受光光量に対応する電圧値が計測電圧値として制御装置２０に与えられる。そして、制御回路２０では基準電圧値と計測電圧値とを比較して、その比較結果に応じてＯＨＰシートに転写されたトナーの量（トナー濃度）を求める。前述のように、制御回路２０には、現像バイアスＶ_ｂ及び転写バイアスＶ_ｔを印加するタイミングが設定されているから、検出されたトナー濃度がカブリトナー帯４１に対応するか転写ローラトナー帯４２に対応するかを知ることができる。

図６（ａ）〜図６（ｄ）を参照して、制御回路２０に内蔵されたメモリには、濃度センサで検出されたトナー濃度と現像バイアスとの関係を規定するトナー濃度−現像バイアステーブル５１及び５２（図６（ａ）及び（ｂ）参照）と濃度センサで検出されたトナー濃度と転写バイアスとの関係を規定するトナー濃度−転写バイアステーブル５３及び５４（図６（ｃ）及び（ｄ）参照）とが記憶されている。トナー濃度−現像バイアステーブル５１はトナー濃度の増加によって線形的に現像バイアスＶ_ｂが減少する直線であり、トナー濃度−現像バイアステーブル５２はトナー濃度の増加によって線形的に現像バイアスＶ_ｂが増加する直線である。同様に、トナー濃度−転写バイアステーブル５３はトナー濃度の増加によって線形的に転写バイアスＶ_ｔが減少する直線であり、トナー濃度−転写バイアステーブル５４はトナー濃度の増加によって線形的に転写バイアスＶ_ｔが増加する直線である。

いま、期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３、及び期間Ｔ４におけるトナー濃度がそれぞれ０．２１、０．０５、０．０９、及び０．１３であるとする。制御回路２０では期間Ｔ１におけるトナー濃度Ｎ１と期間Ｔ３におけるトナー濃度Ｎ３とを比較して、トナー濃度Ｎ１≧トナー濃度Ｎ３であると、Ｎ１−Ｎ３の分だけトナー濃度−現像バイアステーブル５１を補正する。つまり、制御回路２０ではトナー濃度−現像バイアステーブル５１を参照して偏差（Ｎ１−Ｎ３）分だけトナー濃度がずれた位置の現像バイアスＶ_ｂを選択して、現像バイアス補正を行うことになる。

一方、制御回路２０ではトナー濃度Ｎ１とトナー濃度Ｎ３とを比較して、トナー濃度Ｎ１＜トナー濃度Ｎ３であると、Ｎ３−Ｎ１の分だけトナー濃度−現像バイアステーブル５２を補正する。つまり、制御回路２０ではトナー濃度−現像バイアステーブル５２を参照して偏差（Ｎ３−Ｎ１）分だけトナー濃度がずれた位置の現像バイアスＶ_ｂを選択して、現像バイアス補正を行うことになる。

同様にして、制御回路２０では期間Ｔ２におけるトナー濃度Ｎ２と期間Ｔ４におけるトナー濃度Ｎ４とを比較して、トナー濃度Ｎ２≧トナー濃度Ｎ４であると、Ｎ２−Ｎ４の分だけトナー濃度−転写バイアステーブル５３を補正する。つまり、制御回路２０ではトナー濃度−転写バイアステーブル５３を参照して偏差（Ｎ２−Ｎ４）分だけトナー濃度がずれた位置の転写バイアスＶ_ｔを選択して、転写バイアス補正を行うことになる。そして、トナー濃度Ｎ２＜トナー濃度Ｎ４であると、Ｎ４−Ｎ２の分だけトナー濃度−転写バイアステーブル５４を補正する。つまり、制御回路２０ではトナー濃度−転写バイアステーブル５４を参照して偏差（Ｎ４−Ｎ２）分だけトナー濃度がずれた位置の転写バイアスＶ_ｔを選択して、現像バイアス補正を行うことになる。

上述のようにして、現像バイアス及び転写バイアスを補正して、カブリ検出を行ったところ、期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３、及び期間Ｔ４においてそれぞれトナー濃度が０．０９、０．０５、０．１０、及び０．０６に低減したことが確認できた。なお、上述の例では、現像バイアスＶ_ｂをオン／オフ制御するようにしたが、カブリの発生する現像バイアス電圧Ｖ_ｂと発生しない現像バイアス電圧Ｖ_ｂを交互に印加するよう制御するようにしてもよい。

上述のようにして、カブリ検出モードの際、記録用紙に代えてＯＨＰシートを供給して、感光体ドラム１１の表面を帯電して露光しない状態で、現像バイアスを予め規定された時間毎にオン・オフ制御し、転写バイアスの極性を予め規定された時間の２倍の周期で逆転させる制御を行って、ＯＨＰシートの一面に現像バイアスのオンに対応させてカブリトナーを転写し、ＯＨＰシート上のトナー濃度をＩＤセンサで検知して、この検知結果に応じてカブリレベルを判定するようにしたので、カブリトナー濃度及び転写ローラトナー濃度に応じて精度よく現像バイアス及び転写バイアスを補正することができることになる。

なお、画像形成装置に光学センサ２１を設けずに、画像形成装置のメインテナンスの際に、前述のようにしてＯＨＰシートにカブリトナーを転写して、光学センサを備えるカブリ検出装置を用いて、画像形成装置から排出されたＯＨＰシートのカブリレベルを読み取って、その読取結果に応じて操作パネルから画像形成装置の現像バイアス及び転写バイアスの修正値を入力して、現像バイアス及び転写バイアスを補正するようにしてもよい。

カブリ検出モードの際、記録用紙に代えて透明シートを供給して、感光体ドラムの表面を帯電して露光しない状態で、現像バイアスを制御して像担持体上に所定の間隔毎に現像手段からカブリトナーを供給し、転写バイアスを制御して濃度センサで検知される透明シート上のトナー濃度に応じてカブリレベルを判定するようにしたので、透過型濃度センサを用いて透明シート上のカブリトナー濃度を精度よく検出できる結果、カブリレベルを容易に判定できるという効果がある。

本発明の実施例１による画像形成装置の一例を概略的に示す図である。 現像装置における正常時とトナー劣化時のトナー帯電量とトナー量分布を示す図である。 感光体電位と現像バイアスとカブリとの関係を説明するための図である。 カブリ検出モードにおける現像バイアス及び転写バイアスの印加タイミングを示す図である。 ＯＨＰシートに転写されるカブリトナー帯及び転写ローラトナー帯の配列例を示す図である。 濃度センサで検知されるトナー濃度と現像バイアス及び転写バイアスとの関係を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）はトナー濃度−現像バイアステーブルを示す図、（ｃ）及び（ｄ）はトナー濃度−転写バイアステーブルを示す図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像剤担持体
３ 回収現像スリーブ
４ 固定マグネット集成体
５ 磁性ブレード
６ マグネット
７ 現像容器
８ 攪拌棒
９ トナーコンテナ
１０ トナーセンサ
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１３ 帯電器
１４ 露光ユニット
１５ 転写ローラ
１６ クリーナ
１７ 帯電用高圧電源
１８ 転写バイアス電源
１９ 現像バイアス電源
２０ 制御回路
２１ 光学センサ（濃度センサ）

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、現像バイアスが印加され該静電潜像を現像としてトナー像とする現像手段と、転写バイアスが印加され該トナー像を直接的又は間接的に記録用紙に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記転写手段よりも前記記録用紙の搬送方向下流側に位置付けられ、前記記録用紙が通過する用紙搬送路を挟んで互いに対向する位置に配置された発光部及び受光部を有する濃度センサを備え、
   カブリ現象に起因するカブリの程度を示すカブリレベルを検出するカブリ検出モードの際、前記記録用紙に代えて透明シートが供給され、
   前記像担持体の表面を帯電して露光しない状態で前記現像バイアスを制御して前記像担持体上に所定の間隔毎に前記現像手段からカブリトナーを供給し、前記転写バイアスを制御して前記濃度センサで検知される前記透明シート上のトナー濃度に応じてカブリレベルを判定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は前記現像バイアスを予め規定された時間毎にオン・オフ制御し、前記転写バイアスの極性を前記予め規定された時間の２倍の周期で逆転させる制御を行って、前記濃度センサで検知される透明シート上のトナー濃度について、予め規定された現像バイアスのオンタイミングを第１のオン期間として、該第１のオン期間に対応するトナー濃度と該第１のオン期間の次に前記現像バイアスがオンとなる第２のオン期間に対応するトナー濃度との差分を求めて該差分に応じて前記カブリレベルを判定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は前記カブリレベルに応じて前記現像バイアスを補正し、前記現像バイアスのオフに対応して前記濃度センサで検知されたトナー濃度に応じて前記転写バイアスを補正するようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記透明シートはＯＨＰシートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。

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