JP2023180782A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二成分現像剤を用いる中間転写方式において、画像濃度を適正に維持しつつ、キャリア現像による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、を有する複数の画像形成部と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、二次転写部材と、除電装置と、現像電圧電源と、転写電圧電源と、画像濃度センサーと、画像不具合検知部と、制御部と、を備える。画像不具合検知部は、現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の少なくとも一つを変化させて形成された基準画像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知する。制御部は、基準画像の濃度および画像不具合の発生状況に基づいて現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の出力を制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、像担持体を備えた複写機、プリンター、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、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる中間転写方式の画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像し、トナー像として可視化する。このような現像装置の一つとして、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。二成分反転現像方式においては、感光体およびトナーは同極性に帯電しており、キャリアは逆極性に帯電している。そして、画像の白地部分に対応する感光体の電位は、キャリアを静電的に引き付ける方向に設定されている。しかし、通常は現像ローラーの磁力の方が大きいため、キャリアは現像ローラーから離れることなく現像装置内を循環する。

ところで、感光体の表面電位は環境変化等によって変動する。感光体の表面電位が高くなると、キャリアが感光体の表面に移動する、いわゆる白地部キャリア現像が発生し易くなる。また、環境の変化等によってトナー帯電量が高くなった場合、画像濃度を確保するために、現像電位差を高くする。この現像電位差が大きくなりすぎると、キャリアに電荷が注入され、キャリアはトナーと同極性に帯電してしまう。そして、感光体上に形成された静電潜像にトナーが現像されるとき、トナーと共にキャリアも現像されてしまう、いわゆる画像部キャリア現像が発生する。

一方、感光体から中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を用紙等の記録媒体に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が広く用いられている。このような中間転写方式の画像形成装置において、白地部キャリア現像が発生すると、感光体に現像したキャリアが中間転写ベルトに移行する。中間転写ベルト下流の画像形成ユニットで感光体上に形成された画像を一次転写ニップ部で中間転写ベルトに移動させる際に、この上流の画像形成ユニットで中間転写ベルトに付着したキャリアが介在すると、このキャリアが感光体と中間転写ベルトの間に隙間を形成する。その結果、キャリアの周囲のトナーが中間転写ベルト上に移動できず、画像の一部が白く抜ける「白紋」という現象を発生させる。また、画像部キャリア現像が発生すると、感光体に現像したキャリアが、一次転写の際に感光体と中間転写ベルトの間に隙間を形成する。その結果、キャリアの周囲のトナーが中間転写ベルト上に移動できず、同様に「白紋」を発生させる。

特に、感光層として誘電率の高いアモルファスシリコン層を有するアモルファスシリコン感光体を使用し、且つ直流電圧に交流電圧を重畳させた現像電圧を印加する場合は、現像電流が流れやすいため白地部キャリア現像および画像部キャリア現像の両方が発生し易くなる。さらに、中間転写ベルトとして硬質の樹脂ベルトを使用する場合は、白紋がより顕著に発生し易くなる。

そこで、キャリア現像を抑制する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、現像ローラー上の磁気ブラシが感光体ドラムに接している部分の現像ローラー回転方向の最下流位置に向けて除電光を照射する除電装置を備えた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、現像領域の下流部分に除電光（イレース光）を照射し、白地部分の表面電位を現像電位に近づけることによってキャリアを白地部分に現像する白地部電界を弱め、キャリア現像を抑制する。

特開２０１８－１８５４５１号公報

特許文献１の方法では、現像剤搬送量が少なく現像ギャップ（感光体－現像ローラー間のギャップ）が広い場合は、イレース光が現像領域の中央付近まで影響する。そのため、感光体の表面電位が下がりすぎてしまい画像かぶりの悪化に繋がるという問題があった。また、電荷注入でキャリアの電荷が反転（逆帯電）し、トナーと同極性になることによって発生する、画像部キャリア現像を低減することはできなかった。そのため、画像部キャリア現像によって発生する白紋に対して有効な方法ではなかった。

なお、感光体として硬質表面を有するアモルファスシリコン感光体を用い、中間転写ベルトを弾性ベルトにすることで、現像されたキャリアによるドラム表面の傷付きを抑制するとともに、キャリア付着による感光体と中間転写ベルトの間の隙間の発生を抑制してドラム傷やキャリア現像による「白紋」が発生しないようにすることも考えられる。

しかし、中間転写ベルトを弾性ベルトとした場合、ベルトクリーニングにはゴムブレードではなくクリーニングブラシを用いる。このクリーニングブラシによるクリーニング性能は、ゴムブレードに比べて低いため、高印字率の画像が印刷されるとクリーニング不良が発生するおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、二成分現像剤を用いる中間転写方式において、画像濃度を適正に維持しつつ、キャリア現像による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、を有する複数の画像形成部と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、除電装置と、現像電圧電源と、転写電圧電源と、画像濃度センサーと、画像不具合検知部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面に感光層が形成される。帯電装置は、像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる。露光装置は、帯電装置により帯電された像担持体に光を照射して帯電が減衰した静電潜像を形成する。現像装置は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、現像剤担持体が像担持体と対向位置する現像領域で像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。中間転写ベルトは、無端状であって画像形成部に隣接して配置され、像担持体の表面に形成されたトナー像が外周面に一次転写される。一次転写部材は、像担持体と対向する位置で中間転写ベルトの内周面に接触して像担持体と中間転写ベルトの間に一次転写ニップ部を形成し、一次転写ニップ部において像担持体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する。除電装置は、像担持体の現像領域から一次転写ニップ部までの領域に転写前イレース光を照射する。現像電圧電源は、現像剤担持体に前記トナーと同極性の現像直流電圧を含む現像電圧を印加する。転写電圧電源は、一次転写部材にトナーと逆極性の一次転写電圧を印加する。画像濃度センサーは、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像の濃度を検知する。画像不具合検知部は、画像濃度センサーにより検知されたトナー像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知する。制御部は、現像剤担持体に印加される現像直流電圧、一次転写電圧が印加されたときに一次転写部材と像担持体との間に流れる一次転写電流、および除電装置の転写前イレース光の出力を制御する。画像不具合検知部は、現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の少なくとも一つを変化させて形成された基準画像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知する。制御部は、基準画像の濃度および画像不具合の発生状況に基づいて現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の出力を制御する。

本発明の第１の構成によれば、現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の少なくとも一つを変化させて形成された基準画像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知し、基準画像の濃度および画像不具合の発生状況に基づいて現像直流電圧、一次転写電流、転写前イレース光の出力を制御することにより、一次転写画像の画像濃度を維持しつつ、キャリア現像による画像不具合の発生を効果的に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す側面断面図 図１における画像形成部Ｐｄ周辺の構成を示す拡大図 画像形成部Ｐｄにおける感光体ドラム１ｄ周辺の構成を示す図 感光体ドラム１ｄと現像ローラー３３との対向部分に磁気ブラシＢが形成された状態を示す図 除電装置５０の平面図（図５（ａ））および側面図（図５（ｂ）） 画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図 画像形成装置１００において実行される白紋キャリブレーションの制御例を示すフローチャート ソリッドパターンの第１基準画像Ｐ１を示す図 下流側の画像形成部における白紋発生状況の検知結果を上流側の画像形成部の転写前イレース光、一次転写電流および白地部電位差の調整にフィードバックさせる場合の制御例を示す図 画像形成部Ｐｄにおける白紋発生状況の検知結果に基づく画像形成部Ｐｄの転写前イレース光、一次転写電流、および画像形成部Ｐａ～Ｐｄの白地部電位差の調整を行う場合の制御例を示すフローチャート 横線パターンの第２基準画像Ｐ２を示す図 チェッカーパターンの第２基準画像Ｐ２を示す図 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐａ周辺の構成を示す拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されている。さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト（中間転写体）８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されている。転写紙Ｐは、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８の表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー２０が配置されている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、メインモーター４０（図６参照）により感光体ドラム１ａ～１ｄが回転駆動される。そして、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を均一に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与される。これにより、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの画像は、予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。ベルト駆動モーター４１（図６参照）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１と、これに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のトナー像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

画像形成部１ｄの下流側であって中間転写ベルト８と対向する位置には画像濃度センサー２５が配置されている。画像濃度センサー２５としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサーが用いられる。中間転写ベルト８上のトナー付着量を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上に形成された各基準画像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、およびベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。

トナーおよびベルト表面からの反射光には正反射光と乱反射光とが含まれる。この正反射光および乱反射光は、偏光分離プリズムで分離された後、それぞれ別個の受光素子に入射する。各受光素子は、受光した正反射光と乱反射光を光電変換して制御部９０（図６参照）に出力信号を出力する。そして、正反射光と乱反射光の出力信号の特性変化からトナー量を検知し、予め定められた基準濃度と比較して現像電圧の特性値などを調整することにより濃度補正（キャリブレーション）が行われる。

図２は、図１における画像形成部Ｐｄ周辺の構造を示す拡大図である。図３は、画像形成部Ｐｄにおける感光体ドラム１ｄ周辺の構成を示す図である。なお、以下の説明では図１の画像形成部Ｐｄを例示するが、画像形成部Ｐａ～Ｐｃについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。

回転可能に配設された感光体ドラム１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ｄを帯電させる帯電装置２ｄと、感光体ドラム１ｄに画像情報を露光する露光装置５（図１参照）と、感光体ドラム１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ｄと、感光体ドラム１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ｄが設けられている。また、現像装置３ｄとクリーニング装置７ｄとの間には中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ｄが配置されている。

感光体ドラム１ｄは、導電性基体１９ａと、導電性基体１９ａの表面に形成される感光層１９ｂとで構成される。本実施形態では、アルミニウム製の円筒状の導電性基体１９ａの表面に、感光層１９ｂとしてアモルファスシリコン層を積層している。

帯電装置２ｄは、感光体ドラム１ｄに接触してドラム表面を均一に帯電させる帯電ローラー２７と、帯電ローラー２７をクリーニングするための帯電クリーニングブラシ２９とを有している。なお、帯電クリーニングブラシ２９に代えて帯電クリーニングローラーを用いても良い。帯電ローラー２７には帯電電圧電源５２により所定の直流電圧および交流電圧が印加される。そして、帯電装置２ｄによって、感光体ドラム１ｄの表面電位Ｖ０が、後述する現像ローラー３３の現像直流電圧Ｖｄｃよりも高く、かつ、現像ローラー３３の現像直流電圧Ｖｄｃとの電位差（白地部電位差）Ｖ０－Ｖｄｃが所定値（例えば１５０Ｖ以下）になるように帯電される。

現像装置３ｄは、２本の攪拌搬送スクリュー３０と、現像ローラー（現像剤担持体）３３と、規制ブレード３５と、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を収容する樹脂製の現像容器３６と、を有する。

現像ローラー３３は、図３において反時計回り方向に回転する円筒状の非磁性の現像スリーブ３３ａと、現像スリーブ３３ａの内側に回転不能に固定され、複数の磁極を有するマグネット３３ｂとで構成されている。本実施形態では、マグネット３３ｂの磁極は、Ｎ極から成る規制極（図示せず）、Ｓ極から成る搬送極（図示せず）、Ｎ極から成る主極３４、およびＮ極から成る剥離極（図示せず）等によって構成されている。

現像ローラー３３には、現像電圧電源５３により現像直流電圧Ｖｄｃに現像交流電圧Ｖａｃが重畳された現像電圧が印加される。また、現像容器３６には規制ブレード３５が現像ローラー３３の軸方向（図２の紙面と垂直方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード３５の先端部と現像ローラー３３の外周面との間には僅かな隙間（規制ギャップ）が設けられている。

図４は、感光体ドラム１ｄと現像ローラー３３との対向部分に磁気ブラシＢが形成された状態を示す図である。攪拌搬送スクリュー３０によって、現像剤が攪拌されつつ現像ローラー３３に搬送される。そして、図４に示すように、現像ローラー３３上に磁性キャリアＣおよびトナーＴからなる磁気ブラシＢが形成される。現像ローラー３３上の磁気ブラシＢは、現像ローラー３３の回転によって規制ブレード３５を通過し、現像ローラー３３と感光体ドラム１ｄとの対向部分（現像領域Ｒ）に搬送される。現像ローラー３３には現像直流電圧Ｖｄｃおよび現像交流電圧Ｖａｃが印加されているため、感光体ドラム１ｄの表面電位（画像部電位ＶＬ）との電位差によって現像ローラー３３から感光体ドラム１ｄにトナーＴが飛翔し、感光体ドラム１ｄ上の静電潜像（露光部）が現像される。

クリーニング装置７ｄは、クリーニングブレード（クリーニング部材）３７、および回収スクリュー３９を有している。クリーニングブレード３７は、感光体ドラム１ｄに当接した状態で固定されており、感光体ドラム１ｄの表面に残存するトナー等を清掃する。クリーニングブレード３７によって感光体ドラム１ｄの表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー３９の回転に伴ってクリーニング装置７ｄの外部に排出される。

一次転写ローラー６ｄには、転写電圧電源５４によりトナーＴと逆極性の所定の一次転写電圧が印加される。

中間転写ベルト８は、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）のような弾性層を有しない、樹脂ベルトによって形成されている。中間転写ベルト８の材質としては、熱可塑性樹脂であれば、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＡ（ポリアミド）、アクリル、ナイロン等、熱硬化性樹脂であれば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であっても、その表面にアクリルコート等を施したものも使用可能である。また、中間転写ベルト８に導電性を付与するために、樹脂材料にイオン導電剤若しくは電子導電剤を添加している。

現像装置３ｄの上方には、感光体ドラム１ｄの表面にイレース光（転写前イレース光）を照射する除電装置５０が配置されている。図５に示すように、除電装置５０は、基板５０ａ上に複数のＬＥＤチップ５０ｂを所定間隔で実装したものである。除電装置５０は、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対して１つずつ設けられている。

図２に示すように、画像形成部Ｐｄの除電装置５０は、例えば隣接する画像形成部Ｐｃのクリーニング装置７ｃに取り付けられている。なお、画像形成部Ｐｄの除電装置５０を現像装置３ｄの上部に取り付けてもよい。

除電装置５０は、現像ローラー３３の磁気ブラシＢが感光体ドラム１ｄに接している現像領域から一次転写ニップ部までの領域に向けて転写前イレース光を照射するように配置されている。除電装置５０の転写前イレース光によって、感光体ドラム１ｄの表面の非露光部（白地部）は、現像ローラー３３の現像直流電圧Ｖｄｃ以下で、且つ所定電位（例えば１５０Ｖ）以上となるように除電される。

次に、本発明の画像形成装置１００の制御経路について説明する。図６は、本発明の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、印字枚数を累積してカウントするカウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部７０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６、白紋の発生状況を検知する白紋検知部９７を少なくとも備えている。また、制御部９０は、画像形成装置１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。

白紋検知部９７は、画像濃度センサー２５によって検知された基準画像の濃度変化に基づいて、画像形成部Ｐａ～Ｐｄにおける白紋の発生状況を個別に検知する。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ、露光装置５、二次転写ローラー９、メインモーター４０、ベルト駆動モーター４１、電圧制御回路５１、画像入力部６０、操作部７０等が挙げられる。

画像入力部６０は、パソコン等から画像形成装置１００に送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、Ｉ／Ｆ９６を介して一時記憶部９４に送出される。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、および転写電圧電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ～２ｄ内の帯電ローラー２７に帯電電圧を印加する。現像電圧電源５３は現像装置３ａ～３ｄ内の現像ローラー３３に、現像直流電圧Ｖｄｃに現像交流電圧Ｖａｃを重畳した現像電圧を印加する。転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の一次転写電圧および二次転写電圧を印加する。

帯電電圧電源５２から帯電ローラー２７に印加される帯電電圧は、直流電圧であることが好ましい。帯電電圧が直流電圧である場合は、直流電圧と交流電圧の重畳電圧である場合と比較して、帯電ローラー２７から感光体ドラム１ａ～１ｄへの放電量が少なく、感光体ドラム１ａ～１ｄの感光層１９ｂの摩耗量を低減できる。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、ユーザーは操作部７０のストップ／クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作して画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部７１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

次に、本発明の特徴部分である除電装置５０の転写前イレース光、一次転写ローラー６ａ～６ｄに印加する一次転写電流の制御について説明する。感光体ドラム１ａ～１ｄとしてアモルファスシリコン感光体を用い、二成分現像方式の現像装置３ａ～３ｄを用いる画像形成装置１００では、感光層１９ｂの抵抗が低いため、現像領域において磁気ブラシに電流が流れ易い。そのため、キャリアへの電荷注入や、磁気ブラシを通して感光体ドラム１ａ～１ｄへの電荷注入が生じ易くなる。特に、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を使用するシステムでは、磁気ブラシ（現像）電流が流れ易く、上述した電荷注入現象が顕著となる。

そこで、本発明では転写前イレース光および一次転写電流の少なくとも一方を制御することで、キャリア現像に起因して画像上に発生する白紋を抑制する。以下、白紋の発生パターンおよび各発生パターンに対する白紋の抑制メカニズムについて詳述する。

［１．白紋の発生パターンについて］
（１－１．白地部キャリア現像に起因する白紋）
或る画像形成部（例えば画像形成部Ｐａ）において白地部キャリア現像が発生した場合、当該画像形成部Ｐａでは白紋は発生しないが、感光体ドラム１ａに現像されたキャリアが中間転写ベルト８へ移動すると、下流側の画像形成部（例えば画像形成部Ｐｂ）でトナーを一次転写しようとしたときに、そのキャリアが感光体ドラム１ｂと中間転写ベルト８の間に挟まり、キャリア周辺のトナーの移動を阻害する。その結果、下流側のトナーの色（シアン）の部分に白抜け（白紋）が発生する。この場合、最下流の画像形成部Ｐｄにおける黒色の部分の白紋が最も悪化する。また、白地部キャリア現像に起因する白紋は、ハーフトーンパターンや横線パターン、縦線パターン、チェッカー（格子状）パターン等において発生しやすい。

（１－２．画像部キャリア現像に起因する白紋）
例えば、反転現像において、感光体ドラム１ａ～１ｄの白地部電位Ｖ０＝＋２５０Ｖ、画像部（露光後）電位ＶＬ＝＋２０Ｖ、現像直流電圧Ｖｄｃ＝＋１８０Ｖ、現像交流電圧Ｖｐｐ＝１１００Ｖである場合、画像部を現像する際に、キャリアおよび感光体ドラム１ａ～１ｄへの電荷注入が発生する。特に、感光体ドラム１ａ～１ｄとして抵抗の低いアモルファスシリコン感光体を用い、低抵抗のキャリアを用いると、この電荷注入が発生し易い。電荷注入が発生すると、画像部電位は現像直流電圧に近づく方向に変化し、キャリアの帯電極性もトナーと同極性に変化する。その結果、キャリアはトナーと同様に感光体ドラム１ａ～１ｄの画像部に現像される（画像部キャリア現像）。

そして、画像部に現像されたキャリアが樹脂製の中間転写ベルト８へ転写され、感光体ドラム１ａ～１ｄと中間転写ベルト８の間に介在することにより、キャリア周辺のトナーが感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト８へ移動し難くなる。その結果、キャリアの周辺に白抜け（白紋）が発生する。画像部キャリア現像による白紋は、白地部と画像部の電位差が最も大きいベタパターンにおいて発生しやすい。

なお、中間転写ベルト８が樹脂ベルトである場合と弾性ベルトである場合とで、ドラム上に付着したキャリア周辺での感光体ドラム１ａ～１ｄと中間転写ベルト８の接触状態が異なるため、白紋の発生状況は異なる。より詳細には、中間転写ベルト８が弾性ベルトである場合は中間転写ベルト８がキャリアに沿って変形するため、キャリア周辺のトナーも移動することができ、白紋は発生し難い。

（１－３．画像のエッジ部へのキャリア現像に起因する白紋）
ハーフトーンパターンや横線パターン、縦線パターン、チェッカーパターン等のエッジ部分（白地部分）にキャリアが現像されると、中間転写ベルト８への一次転写時に周囲のトナーの移動を阻害する。その結果、キャリアの周辺に白抜け（白紋）が発生する。この場合のキャリアの帯電極性はトナーと逆極性（負極性）である。

［２．白紋の抑制メカニズムについて］
上述した白紋を改善する方法として、感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト８への一次転写を行う前に、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に除電装置５０によって転写前イレース光を照射することが効果的であることを見出した。以下、白紋の抑制メカニズムについて説明する。

（２－１．転写前イレース光による白地部キャリア現像に起因する白紋の抑制）
前述したように、例えば画像形成部Ｐａで白地部キャリア現像が発生した場合、画像形成部Ｐａの下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄで白紋が発生する。そのため、下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄにおけるトナー像の一次転写性を高めることで、白地部キャリア現像に起因する白紋の発生を抑制することができる。

白地部キャリア現像による白紋は、特に、静電潜像に表面電位がＶ０である部分（白地部）とＶＬである部分（画像部）の境界（エッジ部分）が多く存在する画像で顕著に発生する。これは、元々エッジ部分の転写性が弱いためである。そこで、転写前イレース光による転写前の光除電を行うことでＶ０の電位を低下させ、Ｖ０とＶＬの電位差を小さくすることで、一次転写性を向上させることができる。その結果、白紋の発生を抑制する方向に制御できる。

なお、白地部キャリア現像による白紋が転写前イレース光による転写前の光除電によって解消しない場合は、上流側の画像形成部Ｐａの白地部電位差（Ｖ０－Ｖｄｃ）を低下させて白地部キャリア現像を抑制する方法もある。但し、この方法では画像形成部Ｐａでの画像かぶりが悪化する可能性があるので注意が必要である。

（２－２．転写前イレース光による画像部キャリア現像に起因する白紋の抑制）
画像部キャリア現像が発生した場合、本来は負極性であるキャリアに電荷が注入され、正極性になっている。キャリアに電荷が注入されている状態では、当然、感光体ドラム１ａ～１ｄにも電荷注入が発生している。感光体ドラム１ａ～１ｄへの電荷注入は、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面電位を現像直流電圧Ｖｄｃ（＋１８０Ｖ）に近づける方向へ作用するため、画像部電位ＶＬ（＋２０Ｖ）は、キャリアが接触している部分だけ上昇することになる。

その結果、電荷注入の発生した部分とその周辺部とで画像部電位ＶＬに電位差が生じることとなる。感光体ドラム１ａ～１ｄ上での電位差はその部分で回り込み電界を発生させることとなり、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナーはこの強い回り込み電界の力で感光体ドラム１ａ～１ｄに保持される。電荷注入の発生した部分のトナー像が一次転写部へ到達したときも、この回り込み電界がトナーの移動を阻害し、白紋が発生する。

ここで、ベタ画像であっても実際にトナーが感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を隠蔽しているのは７０～８０％程度であり、定着処理によってトナーが溶融して広がることで紙面上を被覆する。そのため、除電装置５０によって転写前イレース光を照射すると、ベタ画像部であっても、転写前イレース光は感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に十分到達することができる。

電荷注入により表面電位が上昇した部分（キャリアが接触している部分）に転写前イレース光が照射されると、その部分の画像部電位ＶＬが低下し、周辺の電位と等しくなる。その結果、トナーの電気的な束縛は解消し、キャリア周辺のトナーも中間転写ベルト８へ移動し易くなる。これにより、画像部キャリア現像による白紋は、転写前イレース光を照射することで解消することができる。但し、照射するイレース光が強すぎると、感光体ドラム１ａ～１ｄの電気的なトナー保持力が小さくなりすぎて、文字画像のエッジ部分等でのトナーの散りが多くなる。

（２－３．転写前イレース光によるエッジ部へのキャリア現像に起因する白紋の抑制）
画像のエッジ部へのキャリア現像は、エッジ電位差（Ｖ０－ＶＬ）によって発生するため、転写前イレースによってＶ０を低下させると感光体ドラム１ａ～１ｄへのトナーの付着力が低下し、白紋は解消する。また、この場合は、白地部電位差（Ｖ０－Ｖｄｃ）を低下させることで、画像濃度をある程度維持しながら、白紋を改善することができる。

（２－４．一次転写電流の制御による白紋の抑制）
また、一次転写電流を大きくすることによっても、白地部キャリア現像、画像部キャリア現像、およびエッジ部へのキャリア現像に起因する白紋を解消することができる。キャリアによって感光体ドラム１ａ～１ｄと中間転写ベルト８の距離が広がっても、一次転写電流を大きくすることによってトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト８に移動させることができる。但し、一次転写電流を大きくした場合、中間転写ベルト８上に既に一次転写されているトナーの帯電量を上昇させてしまい、二次転写ニップ部における転写紙Ｐへの二次転写性が低下するおそれがある。

そのため、転写前イレース光と一次転写電流の特性をうまく使い分けて白紋抑制制御を行うことが好ましい。基本的には、イエロー、シアン、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部Ｐａ～Ｐｃは文字画像よりも中間調の画像を形成する場合が多いので、多少のトナーの散りが発生しても問題はない。一方、一次転写電流を高くするとトナーの帯電量上昇が発生して二次転写性が低下しまう。特に、最上流側の画像形成部Ｐａで形成されるイエローのトナー像は、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄを通過する毎に帯電量が上昇することになり、二次転写が非常に難しくなる。そのため、画像形成部Ｐａ～Ｐｃでは一次転写電流よりも転写前イレース光を優先的に変化させて白紋抑制制御を行うことが好ましい。

一方、ブラックのトナー像を形成する画像形成部Ｐｄは中間調よりも文字画像を形成する場合が多いので、トナーの散りの方が問題となる。そのため、画像形成部Ｐｄでは転写前イレース光よりも一次転写電流を優先的に変化させて白紋抑制制御を行うことが好ましい。具体的には、画像形成部Ｐａ～Ｐｃにおける転写前イレース光の半分以下の出力に設定することで白紋を抑制する方法や、転写前イレース光を用いずに一次転写電流を高めに設定することで白紋を抑制する方法が用いられる。

図７は、画像形成装置１００において実行される白紋キャリブレーション（白紋抑制制御）の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図６を参照しながら、図７のステップに沿って白紋キャリブレーションの実行手順について説明する。なお、白紋キャリブレーションの開始時には転写前イレース光の出力、一次転写電流は基準値（デフォルト）に設定されているものとする。白紋キャリブレーションの実行タイミングは、画像形成装置１００の電源投入時や省電力（スリープ）モードからの復帰時、前回の白紋キャリブレーションの実行からの累積印刷枚数が所定枚数に到達した時などが挙げられる。

先ず、制御部９０は、基準画像の濃度変化を測定する（ステップＳ１）。具体的には、画像形成部Ｐａ～Ｐｄにおいて形成された基準画像を中間転写ベルト８へ一次転写し、画像濃度センサー２５により画像濃度を測定する。本制御例では、基準画像として図８に示したようなソリッド（ベタ）パターンの第１基準画像Ｐ１を用いる。画像濃度の測定結果は制御部９０の白紋検知部９７に送信される。

白紋検知部９７は、基準画像の濃度変化が一定以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。濃度変化が一定以上でない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、白地部電位差Ｖ０－Ｖｄｃを一定に維持しながら現像直流電圧Ｖｄｃを上昇させて（ステップＳ３）ステップＳ１に戻り、濃度変化が一定以上（ステップＳ２でＹｅｓ）となるまで基準画像の形成（現像）を継続する。これにより、Ｖｄｃと画像濃度（白紋発生）との関係を取得する。

次に、制御部９０は、Ｖｄｃと画像濃度の関係から、濃度変化が一定以上となる白紋発生電圧Ｖｄｃ１を予測する（ステップＳ４）。そして、予測される白紋発生電圧Ｖｄｃ１と、画像濃度が適正範囲である画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２とを比較し（ステップＳ５）、｜Ｖｄｃ２｜≦｜Ｖｄｃ１｜であるか否かを判定する（ステップＳ６）。｜Ｖｄｃ２｜≦｜Ｖｄｃ１｜である場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、現像直流電圧Ｖｄｃとして画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２を設定し、転写前イレース光の出力、一次転写電流を、白紋が発生せず画像濃度が適正となるように設定して（ステップＳ７）処理を終了する。

｜Ｖｄｃ２｜＞｜Ｖｄｃ１｜である場合は（ステップＳ６でＮｏ）、制御部９０は、白紋キャリブレーションを実行中の画像形成部Ｐａ～Ｐｄのトナー色がブラック（画像形成部Ｐｄ）であるか否かを判定する（ステップＳ８）。トナー色がブラックである場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、制御部９０は、一次転写電流が上限値であるか否かを判定する（ステップＳ９）。一次転写電流が上限値でない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、制御部９０は電圧制御回路５１に制御信号を送信して転写電圧電源５４から一次転写ローラー６ｄに印加される一次転写電圧を制御し、感光体ドラム１ｄと一次転写ローラー６ｄの間に流れる一次転写電流を上昇させる（ステップＳ１０）。

次に、制御部９０は、一次転写電流が上限値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。一次転写電流が上限値に到達していない場合は（ステップＳ１１でＮｏ）ステップＳ１に戻り、基準画像の濃度変化を測定し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１～Ｓ１１）。

一方、白紋キャリブレーションを実行中の画像形成部Ｐａ～Ｐｄのトナー色がブラックでない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、制御部９０は、除電装置５０の転写前イレース光の出力が上限値であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。転写前イレース光の出力が上限値でない場合は（ステップＳ１２でＮｏ）、制御部９０は除電装置５０に制御信号を送信して除電装置５０の転写前イレース光の出力（入力電流）を上昇させる（ステップＳ１３）。

次に、制御部９０は、転写前イレース光の出力が上限値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。一次転写電流が上限値に到達していない場合は（ステップＳ１４でＮｏ）ステップＳ１に戻り、基準画像の濃度変化を測定し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１～Ｓ１４）。

また、ステップＳ９で一次転写電流が上限値である場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）、制御部９０は転写前イレース光の出力を上昇させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で転写前イレース光の出力が上限値である場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、制御部９０は一次転写電流を上昇させる（ステップＳ１０）。

ステップＳ１１で一次転写電流が上限値に到達した場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、若しくはステップＳ１４で転写前イレース光の出力が上限値に到達した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）は、現像直流電圧Ｖｄｃとして画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２を設定し、転写前イレース光の出力、一次転写電流を上限値に設定して（ステップＳ１５）処理を終了する。

図７に示した制御例によれば、現像直流電圧Ｖｄｃを段階的に上昇させて形成した基準画像の画像濃度を測定することで、白紋の発生する白紋発生電圧Ｖｄｃ１を予測する。次に、白紋発生電圧Ｖｄｃ１と画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２を比較する。そして、画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２が白紋発生電圧Ｖｄｃ１以下であるとき現像直流電圧Ｖｄｃとして画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２を設定する。これにより、一次転写画像の画像濃度を維持しつつ、キャリア現像による白紋の発生を効果的に抑制することができる。

また、画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２が白紋発生電圧Ｖｄｃ１よりも大きいときは、白紋キャリブレーションを実行中のトナー色がイエロー、シアン、マゼンタの場合は、転写前イレース光の出力を優先的に上昇させる。そして、転写前イレース光を上限値まで上昇しても画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２が白紋発生電圧Ｖｄｃ１よりも大きい場合は、次に一次転写電流を上昇させる。これにより、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ～Ｐｃにおいてはトナー帯電量の上昇による二次転写不良を抑制しつつ、白紋の発生を抑制することができる。

一方、白紋キャリブレーションを実行中のトナー色がブラックの場合は、一次転写電流を優先的に上昇させる。そして、一次転写電流を上限値まで上昇しても画像濃度適正電圧Ｖｄｃ２が白紋発生電圧Ｖｄｃ１よりも大きい場合は、次に転写前イレース光の出力を上昇させる。これにより、ブラックの画像形成部Ｐｄにおいては転写前の除電によるトナーの散りを抑制しつつ、白紋の発生を抑制することができる。

また、下流側の画像形成部における白紋発生状況は、上流側の画像形成部におけるキャリア現像の発生状況を反映している場合がある。例えば、ブラックの画像形成部Ｐｄにおいて白紋が発生している場合、上流側のイエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ～Ｐｃでは白地部キャリア現像が発生している可能性がある。そのため、画像形成部Ｐｄの白紋発生状況に応じて、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ～Ｐｃの白地部電位差を変更する必要がある。

そこで、下流側の画像形成部における白紋検知部９７の白紋発生状況の検知結果を上流側の画像形成部の白地部電位差の調整にフィードバックさせることが好ましい。画像形成部Ｐａ～Ｐｄにおける白紋発生状況の検知結果のフィードバック先を図９に示す。なお、白紋の発生状況はキャリア抵抗や現像電圧の影響を受けるため、フィードバックのかけ方は画像形成装置１００の仕様によって異なる。

図１０は、ブラックの画像形成部Ｐｄにおける白紋発生状況の検知結果に基づく画像形成部Ｐｄの転写前イレース光、一次転写電流、および画像形成部Ｐａ～Ｐｄの白地部電位差の調整を行う場合の制御例を示すフローチャートである。本制御例では、基準画像として図８に示したようなソリッド（ベタ）パターンの第１基準画像Ｐ１を用いる白紋検知（ステップＳ１）と、図１１に示すような０，１ｍｍのライン画像を０．１ｍｍ間隔で印刷した横線パターン（ハーフトーンパターン）の第２基準画像Ｐ２、或いは図１２に示すようなベタ部と白地部が１．０ｍｍサイクルでマトリクス状に並ぶチェッカーパターン（ハーフトーンパターン）の第２基準画像Ｐ２を用いる白紋検知（ステップＳ２）とを並行して行う。

ソリッド（ベタ）パターンによる白紋検知（ステップＳ１）では、白地部電位差Ｖ０－Ｖｄｃを一定に維持しながら現像直流電圧Ｖｄｃを上昇させて第１基準画像Ｐ１を形成し、第１基準画像Ｐ１の濃度変化に基づいて白紋検知部９７により白紋発生状況を確認する（ステップＳ１１）。

次に、転写前イレース光、一次転写電流を調整し（ステップＳ１２）、白紋検知部９７により白紋が解消したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ソリッド（ベタ）パターンの白紋が解消しない場合は（ステップＳ１３でＮｏ）、画像形成部ＰｄのＶｄｃ、転写前イレース光、一次転写電流が原因であるため、ステップＳ１１に戻り、ソリッド（ベタ）パターンによる白紋検知を繰り返す（ステップＳ１１～Ｓ１３）。

ハーフトーンパターンによる白紋検知（ステップＳ２）では、白地部電位差Ｖ０－Ｖｄｃを一定に維持しながら現像直流電圧Ｖｄｃを上昇させて第２基準画像Ｐ２を形成し、第２基準画像Ｐ２の濃度変化に基づいて白紋検知部９７により白紋発生状況を確認する（ステップＳ２１）。

次に、転写前イレース光、一次転写電流を調整し（ステップＳ２２）、白紋検知部９７により白紋が解消したか否かを判定する（ステップＳ２３）。ハーフトーンパターンの白紋が解消しない場合は（ステップＳ２３でＮｏ）、上流側の画像形成部Ｐａ～Ｐｃでの白地部キャリア現像が原因である可能性がある。

そこで、画像形成部Ｐａ～ＰｃのＶ０－Ｖｄｃを変更して（ステップＳ２４）ステップＳ２１に戻り、ハーフトーンパターンによる白紋検知を繰り返す（ステップＳ２１～Ｓ２４）。ハーフパターンの白紋が解消した場合は（ステップＳ２３でＹｅｓ）、画像形成部Ｐａ～ＰｃのＶ０－Ｖｄｃを決定する（ステップＳ２５）。

その後、画像形成部ＰｄのＶｄｃ、転写前イレース光、一次転写電流を、ソリッド（ベタ）パターンおよびハーフトーンパターンの白紋が解消（ステップＳ１３、Ｓ２３でＹｅｓ）したときのＶｄｃ、転写前イレース光、一次転写電流に決定して（ステップＳ３）処理を終了する。

図１０に示した制御例によれば、画像形成部Ｐｄにおける白紋検知結果を上流側の画像形成部Ｐａ～ＰｃにおけるＶ０－Ｖｄｃの設定にフィードバックすることで、画像形成部Ｐｄにおける画像部キャリア現像に起因する白紋の発生に加えて、画像形成部Ｐａ～Ｐｃにおける白地部キャリア現像に起因する白紋の発生も効果的に抑制することができる。

図１３は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐａ周辺の構成を示す拡大図である。本実施形態では、画像形成部Ｐｂ（図１参照）の感光体ドラム１ｂに転写前イレース光（図１３の破線矢印）を照射する除電装置５０は、画像形成部Ｐａの感光体ドラム１ａに転写後イレース光（図１３の白矢印）を照射する。同様に、画像形成部Ｐｃ、Ｐｄ（図１参照）の感光体ドラム１ｃ、１ｄに転写前イレース光を照射する除電装置５０は、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃの感光体ドラム１ｂ、１ｃに転写後イレース光を照射する。また、画像形成部Ｐａの感光体ドラム１ａに転写前イレース光を照射する除電装置５０の上流側に汚染防止フィルム８０を配置している。画像形成装置１００の他の部分の構成は第１実施形態と同様である。

この構成によれば、転写前イレース光による一次転写前の感光体ドラム１ｂ（１ｃ、１ｄ）の表面の除電と、転写後イレース光による一次転写後の感光体ドラム１ａ（１ｂ、１ｃ）の表面の除電とを一つの除電装置５０で行うことができる。

一つの除電装置５０を用いて上流側の感光体ドラム１ａ（１ｂ、１ｃ）の転写後の除電と下流側の感光体ドラム１ｂ（１ｃ、１ｄ）の転写前の除電を行う場合、転写前イレース光の出力を調整すると転写後イレース光の出力も変化してしまう。そのため、除電装置５０の位置を、中間転写ベルト８の移動方向（図１３の左右方向）に調整可能としておく。これにより、例えば下流側の感光体ドラム１ｂ（１ｃ、１ｄ）に対する転写前イレース光の出力を低下させたときに、除電装置５０を上流側の感光体ドラム１ａ（１ｂ、１ｃ）に近づけることで、転写後イレース光の照射による除電効果を低下させずに転写前イレース光による除電効果を低下させることができる。

また、感光体ドラム１ａに転写前イレース光を照射する除電装置５０（図１３の左側の除電装置５０）は、中間転写ベルト８に沿った空気流が現像ローラー３３と一次転写ローラー６ａの間（転写前領域）に流れ込み、トナー飛散を生じさせ易い。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト８の移動方向に対して除電装置５０の上流側に可撓性の汚染防止フィルム８０を配置している。

汚染防止フィルム８０は、一端側（基端側）が現像装置３ａの長手方向全域に固定されており、他端側（自由端側）を中間転写ベルト８に接触している。これにより、画像形成部Ｐａの転写前領域への空気流の流れ込みを抑え、トナー飛散による除電装置５０の汚染を抑制することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では画像形成装置１００として図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて説明したが、本発明はカラープリンターに限らず、カラー複写機やカラー複合機等、二成分現像式の現像装置を備えた中間転写方式の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。

［転写前イレース光および一次転写電流を変化させた場合の白紋および画像濃度の評価］
転写前イレース光の出力および一次転写電流を変化させた場合の白紋および画像濃度の評価を行った。試験方法は、図１に示したような試験機において、図７に示した制御手順によって現像直流電圧、除電装置５０の転写前イレース光、一次転写電流を決定し、転写前イレース光の出力、一次転写電流と白紋および画像濃度との関係について、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ～Ｐｃと、ブラックの画像形成部Ｐｄに分けて調査した。

画像形成条件は、印字速度（プロセス速度）を７０枚／分とし、現像ローラー３３には外周面をブラスト加工された十点平均粗さ（ＪＩＳ）５～１０μｍの外径２０ｍｍの現像スリーブ３３ａを使用した。規制ブレード３５は、厚さ１．５ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０）製の磁性ブレードを用い、規制ブレード３５と現像ローラー３３との距離（規制ギャップ）を０．５±０．０３ｍｍとした。現像ローラー３３には、９０～２８０Ｖの直流電圧（Ｖｄｃキャリブレーションにより決定）にピークツーピーク値（Ｖｐｐ）９００～１３００Ｖ（Ｖａｃキャリブレーションにより決定）の交流電圧を重畳した現像電圧を印加した。感光体ドラム１ａ～１ｄの表面電位（白地部電位）Ｖ０を１６０～３５０Ｖ（Ｖｄｃキャリブによって決定：Ｖ０－Ｖｄｃ＝７０Ｖ）、画像部電位ＶＬを２０Ｖとした。

感光体ドラム１ａ～１ｄは、比誘電率１１のアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）感光体を用い、感光体ドラム１ａ～１ｄに対する現像ローラー３３の周速比を１．８（対向位置でトレール回転）、感光体ドラム１ａ～１ｄ－現像ローラー３３間の距離（ＤＳ間距離）を０．３７５±０．０２５ｍｍとした。また、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面電位（明電位）を１６０～３５０Ｖ（Ｖｄｃキャリブレーションにより決定、Ｖｏ－Ｖｄｃ＝７０Ｖ）、画像部電位（暗電位）を２０Ｖとした。中間転写ベルト８には弾性層を有しない樹脂ベルトを使用した。

除電装置５０は、波長６４０ｎｍのイレース光を出射するＬＥＤ５０ｂ（Ｒ８Ｃ／２Ｃ、ＥＶＥＲＬＩＧＨＴ社製）を基板５０ａに実装したものを用いた。

（白紋、画像濃度の評価方法）
白紋の大きさは、標準的なもので横１．５ｍｍ、縦０．５ｍｍ程度である。そこで、６ｃｍ幅のソリッド（ベタ）パターン（図８参照）や横線パターン、チェッカーパターン等のハーフトーンパターン（図１１、図１２参照）を用いて、白紋の状態を検知した。白紋の状態は画像濃度センサー２５（スポット径φ３ｍｍ）を用いて０．７ｍｍピッチで基準画像の濃度を測定した。そして、画像濃度が閾値より低下した場合、もしくは、一定幅で濃度低下が発生した場合は、白紋が発生したと判定した。

評価基準は、白紋は発生個数が０個の場合は○、１～２個認知すると△、３個以上認知すると×とした。画像濃度は目標濃度が出ているものを○、目標濃度が出ていないものを×とした。評価結果を現像直流電圧、除電装置５０の入力電流値、一次転写電流と併せて表１、表２に示す。本実施例では、画像濃度を確保できるＶｄｃと、白紋が発生しない上限電圧とのマージン（裕度）を２０Ｖと定めている。また、転写前イレース光の入力電流の上限値を１５μＡ、一次転写電流の上限値を４０ｍＡとしている。

表１は、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ～Ｐｃにおける試験結果を示している。表１に示すように、画像形成部Ｐａ～Ｐｃでは現像直流電圧１３０Ｖ、転写前イレース光の入力電流１０μＡ、一次転写電流２０ｍＡ（試験例１８）が設定値となる。

画像形成部Ｐａ～Ｐｃでは、転写前イレース光の入力電流を１５μＡまで上げても画像濃度を確保できるＶｄｃと、白紋が発生しない上限電圧とのマージン（裕度）が取れない場合は、次に一次転写電流を上昇させる。

表２は、ブラックの画像形成部Ｐｄにおける試験結果を示している。表２に示すように、画像形成部Ｐｄでは現像直流電圧１３０Ｖ、転写前イレース光の入力電流０μＡ、一次転写電流４０ｍＡ（試験例１８）が設定値となる。

画像形成部Ｐｄでは、一次転写電流を４０ｍＡまで上げても画像濃度を確保できるＶｄｃと、白紋が発生しない上限電圧とのマージン（裕度）が取れない場合は、次に転写前イレース光の入力電流を上昇させる。

以上の結果より、図７に示した白紋キャリブレーションによって現像直流電圧、除電装置５０の転写前イレース光、一次転写電流を決定することで、白紋の発生を効果的に抑制することができ、且つ、画像濃度の低下も抑制可能であることが確認された。

本発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる中間転写方式の画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、画像濃度を適正に維持しつつ、キャリア現像による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

Ｐａ～Ｐｄ 画像形成部
１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ～２ｄ 帯電装置
３ａ～３ｄ 現像装置
５ 露光装置
６ａ～６ｄ 一次転写ローラー（一次転写部材）
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラー（二次転写部材）
２５ 画像濃度センサー
３３ 現像ローラー（現像剤担持体）
５０ 除電装置
８０ 汚染防止フィルム
９０ 制御部
９７ 白紋検知部（画像不具合検知部）
１００ 画像形成装置
Ｐ１ 第１基準画像
Ｐ２ 第２基準画像

Claims (11)

1. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記像担持体に光を照射して帯電が減衰した静電潜像を形成する露光装置と、
   磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体が像担持体と対向位置する現像領域で前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   を有する複数の画像形成部と、
   前記画像形成部に隣接して配置され、前記像担持体の表面に形成された前記トナー像が外周面に一次転写される無端状の中間転写ベルトと、
   前記像担持体と対向する位置で前記中間転写ベルトの内周面に接触して前記像担持体と前記中間転写ベルトの間に一次転写ニップ部を形成し、前記一次転写ニップ部において前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記中間転写ベルトに一次転写する一次転写部材と、
   前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写部材と、
   前記像担持体の前記現像領域から前記一次転写ニップ部までの領域に転写前イレース光を照射する除電装置と、
   前記現像剤担持体に前記トナーと同極性の現像直流電圧を含む現像電圧を印加する現像電圧電源と、
   前記一次転写部材に前記トナーと逆極性の一次転写電圧を印加する転写電圧電源と、
   前記中間転写ベルト上に一次転写された前記トナー像の濃度を検知する画像濃度センサーと、
   前記画像濃度センサーにより検知された前記トナー像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知する画像不具合検知部と、
   前記現像剤担持体に印加される現像直流電圧、前記一次転写電圧を印加したときに前記一次転写部材と前記像担持体との間に流れる一次転写電流、および前記除電装置の前記転写前イレース光の出力を制御する制御部と、
   を備え、
   前記画像不具合検知部は、前記現像直流電圧、前記一次転写電流、前記転写前イレース光の少なくとも一つを変化させて形成された基準画像の濃度変化に基づいて画像不具合の発生状況を検知し、
   前記制御部は、前記基準画像の濃度および前記画像不具合の発生状況に基づいて前記現像直流電圧、前記一次転写電流、前記転写前イレース光の出力を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の前記画像形成部は、前記中間転写ベルトの移動方向に沿って配置されており、
   前記基準画像は、ソリッドパターンからなる第１基準画像と、ハーフトーンパターンからなる第２基準画像と、を含み、
   前記制御部は、
   前記画像不具合検知部によって前記画像形成部のいずれかで前記第１基準画像の不具合が検知されたとき、当該画像形成部における前記現像直流電圧、前記一次転写電流、前記転写前イレース光の出力を制御し、
   前記画像不具合検知部によって前記画像形成部のいずれかで前記第２基準画像の不具合が検知されたとき、当該画像形成部における前記現像直流電圧、前記一次転写電流、前記転写前イレース光の出力、および前記中間転写ベルトの移動方向に対し当該画像形成部よりも上流側の前記画像形成部における前記像担持体の表面電位と前記現像直流電圧との電位差である白地部電位差を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記基準画像の濃度および前記画像不具合の発生状況に基づいて前記現像直流電圧を決定した後、前記現像直流電圧と前記画像不具合が発生しない上限電圧とのマージンが一定以上となるように前記一次転写電流、前記転写前イレース光の出力を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 複数の前記画像形成部は、前記中間転写ベルトの移動方向に沿って配置されており、
   前記制御部は、前記中間転写ベルトの移動方向に対し最下流側以外の前記画像形成部においては前記一次転写電流よりも前記転写前イレース光の出力を優先的に制御し、前記最下流側に位置する前記画像形成部においては前記転写前イレース光の出力よりも前記一次転写電流を優先的に制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記最下流側以外の前記画像形成部においては、前記転写前イレース光の出力の調整で前記マージンが一定以上とならない場合に前記一次転写電流を調整し、前記最下流側に位置する前記画像形成部においては、前記一次転写電流の調整で前記マージンが一定以上とならない場合に前記転写前イレース光の出力を調整することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記最下流側に位置する前記画像形成部においては前記一次転写電流のみを制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記最下流側に位置する前記画像形成部は、ブラックの前記トナー像を形成するブラック画像形成部であり、前記最下流側以外の前記画像形成部は、ブラック以外の前記トナー像を形成するカラー画像形成部であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
8. 複数の前記画像形成部は、前記中間転写ベルトの移動方向に沿って配置されており、
   隣接する２つの前記画像形成部の間に配置された前記除電装置は、前記中間転写ベルトの移動方向に対し下流側に位置する前記画像形成部の前記像担持体に前記転写前イレース光を照射するとともに、上流側に位置する前記画像形成部の前記像担持体に一次転写後の残留電荷を除去する転写後イレース光を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
9. 隣接する２つの前記画像形成部の間に配置された前記除電装置は、前記中間転写ベルトの移動方向に沿って位置調整可能であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 複数の前記画像形成部は、前記中間転写ベルトの移動方向に沿って配置されており、
    前記中間転写ベルトの移動方向に対し最上流側に位置する前記画像形成部は、前記除電装置が当該画像形成部に含まれる前記現像装置の、前記中間転写ベルトとの対向部に配置されており、
    前記現像装置には、前記除電装置の汚染を防止する汚染防止フィルムの一端部が固定され、前記汚染防止フィルムの他端部が前記中間転写ベルトに接触するように配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体は、前記感光層としてアモルファスシリコン層を有し、前記中間転写ベルトは弾性層を有しない樹脂ベルトであり、前記現像剤担持体には、前記現像直流電圧に交流電圧を重畳した前記現像電圧が印加されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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