JP4464077B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、更に詳しくは、電子写真方式などによって像担持体上に現像された可視像（トナー像）を中間転写体を介して好適に記録体へ転写することにより安定した画像形成を行うようにした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式により像担持体に画像形成する画像形成装置においては、環境変化や経時変動などの影響をなくして画質を安定に保つために、静電潜像生成及び現像工程などにおいて、露光量調整、電位制御などのプロセスコントロールを行っている。
【０００３】
また、最近では、図１に示すような中間転写体を用いることにより、像担持体より直接記録体へ転写するのではなく、種々の記録体への転写性が確保できるといった利点から、中間転写体を用いた画像形成装置が多く市場に供給されてきている。このような中間転写体を用いた画像形成装置は、色ずれのないフルカラー画像形成を得ることを目的として提案されている。
【０００４】
斯かる画像形成装置について簡単に説明すると、画像形成装置は、所定の周速度をもって矢印方向に駆動される像担持体としての感光体ドラム１を備えており、感光体ドラム１の周りに、一次帯電手段としてのコロナ帯電器２、固定現像装置である黒現像器ＢＫとされる第１の現像手段７、マゼンタ現像器Ｍ、イエロー現像器Ｙ、シアン現像器Ｃを搭載した回転現像装置とされる第２の現像手段８、中間転写体９、クリーニング手段１１が配置されている。
【０００５】
感光体ドラム１は、先ず、コロナ帯電器２により一様に帯電され、レーザービーム露光装置のような像露光手段５により、所定の色の光像が走査されて、静電潜像形成が行われる。
【０００６】
感光体ドラム１上に形成された潜像は、第１及び第２現像手段７、８、のいずれかの現像器にてトナー像へと可視化される。
【０００７】
この可視化された感光体ドラム１上のトナー像は、中間転写体９に転写される。即ち、本例では、支持ローラ９ａ〜９ｄにより移動自在に担持された中間転写ベルトとされる中間転写体９は、感光体ドラム１と略同一速度で同一方向へ走行するニップ区間で、１次転写手段としての１次転写ローラ１５により感光体ドラム１表面へと所定の押圧力をもって当接されており、かつ、１次転写ローラ１５にトナーの帯電極性とは逆極性で、あらかじめ一意的に設定された電圧が印加される。これにより、感光体ドラム１上のトナー像は、中間転写体９上に転写される。
【０００８】
上記工程を、各色毎に複数回繰り返し、中間転写体９上にフルカラー画像が形成される。中間転写体９に形成されたフルカラー画像は、２次転写手段としての２次転写ローラ１０により記録体Ｐへと一括転写され、記録体Ｐにフルカラー画像が形成される。
【０００９】
従来、上記中間転写体９及び１次転写ローラ１５は、その抵抗値を適宣に調整するために、ゴムなどの弾性体中にカ−ボン、金属酸化物などの導電性物質を分散した構成とされる。
【００１０】
一般的に、このような材料は、製造時において抵抗値が振れたり、また、周囲の環境変動に伴い、その抵抗値が大きく変動してしまうことが知られている。
【００１１】
このような状況にあって、中間転写体９を介して、１次転写ローラ１５に印加される１次転写バイアスを従来のように予め一意的に設定された一定電圧制御とした場合において、例えば、低温低湿環境下のように中間転写体９及び１次転写ローラ１５の抵抗が高抵抗化する場合には、転写電圧を大きくするような制御を行って環境補正を実施することが一般的に行われている。
【００１２】
上記のような転写高圧の最適化を図るために、従来の技術では、環境毎に予め設定された必要電流が得られるように、画像形成直前の前回転区間において、感光体ドラム１上に非画像部電位領域を形成し、この非画像部電位領域が、１次転写ローラ１５の対向位置に到達したタイミングで、所定の電流を印加して必要な転写電流が得られるように電流電圧特性を測定した結果をもとに、画像形成中の１次転写高圧を補正するような調整方法が提案されている。特許文献１を参照されたい。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−１９４３８９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、１つの像担持体上に複数の現像手段を用いて正規現像方式により画像を形成する方式においては、複数の現像手段毎に、像担持体上の暗部電位（ＶＤ）、明部電位（ＶＬ）を制御して現像コントラスト電位、非画像部コントラスト電位を調整するようにした場合に、非画像部電位に対して電圧値を調整しても、トナー像が形成される暗部電位（ＶＤ）が各色毎に異なるため、非画像部での定電圧値以外に暗部電位（ＶＤ）の設定値も考慮した転写電圧の補正制御が必要になり、複雑な制御となっていた。
【００１５】
また、本発明者は、像担持体上に、複数の現像手段を用いてフルカラー画像を形成する際、異なる現像方式の現像手段、例えば、磁性非接触現像方式と２成分現像方式の現像手段を同時に用いて画像形成を行う場合、現像時における像担持体に与える影響（かぶり、キャリア付着、周速比を持たせた接触による摩擦など）が異なるため、各現像手段の影響を受けた部位に対して、１次転写高圧電源で同じバイアス値を印加しても流れる電圧電流特性が異なる現象が発生する、といった不具合が存在することを実験で確認した。
【００１６】
このような現象に対し、１次転写位置での明部電位（ＶＬ）が現像手段の有無によって変化するか否かを調べたが、像担持体上の電位は、特に像担持体に対して現像手段が対向配置されているか否かの当接有無では変化していないことが確認された。
【００１７】
また、上記の現像手段の差による像担持体への影響は、現像剤、中間転写体、転写ローラの環境変動による電気的特性の変化の影響も受けることを確認した。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、現像手段による差、現像手段の切り替え順序による差、また、正規現像でフルカラー画像を形成する場合に現像手段毎に変化する非画像部電位による差、などの複数の電流電圧特性差に対応して、１次転写手段の電流電圧特性を制御して適正な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【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、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記感光体に静電像を形成するため前記感光体を露光する露光手段と、前記感光体に形成された静電像を第１の色のトナーで現像する第１の現像手段と、前記感光体に形成された静電像を第２の色のトナーで現像する第２の現像手段と、前記感光体に形成されたトナー像を転写部で中間転写体へ転写する転写手段と、
非画像形成時に、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第１の現像手段及び画像形成時の現像バイアスが印加された前記第２の現像手段の影響を受けてない前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に前記転写手段の電流電圧特性を取得する取得部と、
前記取得部で取得した第１の電流電圧特性を用いて求めた前記転写部に第１の転写電流を流すために要する転写電圧と、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第１の現像手段と対向した前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に、前記第１の転写電流を流したときに前記転写手段に印加した転写電圧の差としての第１の補正量と、前記取得部で取得した第１の電流電圧特性を用いて求めた前記転写部に第２の転写電流を流すために要する転写電圧と、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第２の現像手段と対向した前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に、前記第２の転写電流を流すときに前記転写手段に印加した転写電圧の差としての第２の補正量と、を算出する算出部と、
前記第１の電流電圧特性よりも後に前記取得部が取得した第２の電流電圧特性と前記第１の補正量から前記第１の色のトナー像を前記中間転写体に転写する際の転写バイアスを決定し、前記第２の電流電圧特性と前記第２の補正量から前記第２の色のトナー像を前記中間転写体に転写する際の転写バイアスを決定する決定部と、
を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。但し、以下に説明する実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、及び形状、その他の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３０】
実施例１
本発明の画像形成装置は、先に図１を参照して説明した電子写真方式のフルカラー画像形成装置に具現化することができる。
【００３１】
本実施例の画像形成装置の全体構成は、先に説明した通りである。つまり、本実施例にて、画像形成装置は、所定の周速度をもって矢印方向に駆動される像担持体としての感光体ドラム１を備えており、感光体ドラム１の周りに、一次帯電手段としてのコロナ帯電器２、電位検知手段６、固定現像装置である黒現像器ＢＫとされる第１の現像手段７、マゼンタ現像器Ｍ、イエロー現像器Ｙ、シアン現像器Ｃを搭載した回転現像装置とされる第２の現像手段８、転写前帯電器１３、中間転写体９、クリーニング手段１１、光除電手段１２が配置されている。
【００３２】
本実施例にて、１次帯電手段２は、上述のようにスコロトロン帯電方式のコロナ帯電器とすることができるが、本発明は、特にスコロトロン帯電方式に限られるものではなく、磁気ブラシ帯電方式などのような接触帯電方式を用いた帯電器をも使用できる。
【００３３】
本実施例にて使用したスコロトロン方式コロナ帯電器２は、当業者には周知の構成とされ、シールド２ａに放電ワイヤー３を張設し、感光体ドラム１と対向したシールド２ａの開口部にグリッド４が設けられている。本実施例で、放電ワイヤー３は、２本使用しているが、１本又は２本以上でも構わない。又、本実施例では放電ワイヤー３として直径４０μｍ〜１００μｍ程度のタングステンワイヤーを使用したが、導電性材料（表層に酸化防止層を持たせたてもよい）のワイヤーや、他には、針電極、鋸歯電極等の放電可能な導電部材とすることができる。
【００３４】
前記放電ワイヤー３に印加する電圧は、最大で１０ＫＶ、電流量として１５００μＡ程度の印加電圧が印加され放電動作が行われる。
【００３５】
本実施例にて、グリッド４としては、直径５０μｍ〜２００μｍの導電部材（ＳＵＳ３０４、４３０）を用いたが、他の導電材料であっても良い。また、金属導電材料にエッジング加工によって網目などの特定のパタ−ン形状を施したものを採用しても良い。
【００３６】
上述した１次帯電手段２により、電子写真感光体ドラム１は、２００Ｖ〜１０００Ｖ程度の範囲に帯電される。
【００３７】
上記説明にて、像露光手段５は、半導体レーザー光を使用したレーザービーム露光装置であるとしたが、その他に、ＬＥＤ光等の公知の光源を利用した画像露光装置を用いて行うことができ、特に制限はない。即ち、電子写真感光体ドラム１表面に対しては、半導体レーザー光、ＬＥＤ光を、所望の像露光イメージに露光できる光学系機器であればよい。本実施例では、感光体ドラム１には、画像イメージの非画像部分が像露光される。
【００３８】
また、本実施例にて、現像手段７、８は、正規現像を行う方式のものである。又、複数の現像手段７、８のうち、帯電器２にもっとも近い位置に配置した黒現像器ＢＫとされる第１の現像手段７は、現像スリーブのような現像剤担持体ＢＫａが感光体ドラム１と一定の間隙（ギャップ）を持って配置されており、離間機構のない磁性非接触現像方式とされる。
【００３９】
更に説明すると、第１現像手段７は、磁性１成分現像剤を使用した磁性非接触の正規現像手段とされ、例えば、感光体ドラム１の帯電極性、即ち、暗部電位（ＶＤ）極性とは逆極性の帯電トナーを用いて現像可能とされる。また、現像時には、現像スリーブＢＫａに、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００４０】
この時、現像器ＢＫの現像スリーブＢＫａと感光体ドラム１との間のギャップは、１００μｍ〜３００μｍ程度に保たれ、かつ、現像スリーブＢＫａ上には、１〜２（ｍｇ／ｃｍ²）程度のトナー層を形成し、ＡＣ成分は、１〜３ＫＶ程度のピーク間電圧、１〜３ＫＨｚ程度の周波数で印加される。なお、現像器ＢＫに印加されるＤＣ成分としては、非画像形成時においてはかぶり防止のために６５０Ｖが印加され、画像形成時においては３００Ｖが印加されている。
【００４１】
又、回転現像装置とされる第２の現像手段８は、フルカラー画像形成時に用いるマゼンタ、イエロー、シアンの３色のマゼンタ現像器Ｍ、イエロー現像器Ｙ、シアン現像器Ｃを回転支持体８ａに搭載して構成されている。各現像器は、回転支持体８ａにより所定の像露光イメージに応じて感光体ドラム１と対向した位置、即ち、現像位置へと回転し、現像が行われる。
【００４２】
本実施例では、このカラー画像形成用の第２の現像手段８は、第１の現像手段７とは異なり、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を用いており、各現像器の現像剤担持体である現像スリーブＭａ、Ｙａ、Ｃａは、その表面に２成分現像剤の磁気ブラシを形成し、感光体ドラム１に接触して現像を行う。
【００４３】
２成分現像剤を使用した磁気ブラシ接触現像を行う第２の現像手段８の構成は、当業者には周知の従来の現像手段であり、特に特定の条件を要するものではない。また、現像スリーブＭａ、Ｙａ、Ｃａには、本実施例では、ＤＣ成分に、ＡＣ成分Ｖｐｐとして、１〜２ｋＶ、周波数５〜１０ｋＨｚ程度の矩形波を重畳した現像バイアス電圧が印加されている。
【００４４】
また、本画像形成装置では、磁性非接触現像手段を用いて現像した像担持体の領域に対して、図１に示すように、補助帯電手段１３を用いて現像後のトナ−像に電荷付与を行っている。本実施例にて補助帯電手段１３は、コロナ帯電器とされる。
【００４５】
この補助帯電の高圧条件は、ＡＣ＋ＤＣ高圧を印加することにより、差電流を感光体ドラム方向に放電する構成となっており、Ｖｐｐとして、８．３ＫＶ、周波数１ＫＨｚの矩形波ＡＣ高圧に、差電流が０〜−５００μＡ程度の感光体ドラム方向の電流が放電されるような構成となっている。コロナ帯電器１３のその他の帯電線などの材質は、前記１次帯電器２と同じものである。
【００４６】
１次転写手段１５は、感光体ドラム１上に形成したトナー像を色毎に順次中間転写体９上に合成し、２次転写手段１０により一括して記録体Ｐへと２次転写する。
【００４７】
中間転写体９へのトナー像転写及び記録体Ｐへのトナー像転写を行う１次及び２次転写手段１５、１０は、特に限定されるものではない。本実施例では、１次転写手段１５は、回転自在な導電支持体上に形成された導電性弾性ローラを用い、導電性支持体に一定電流又は一定電圧などに制御された高圧印加手段１６から高圧が印加される。高圧印加手段１６からの高圧は、中間転写体９への転写が好適に行われるように、環境、トナー像、記録体の状態に応じて好適に高圧制御が行われる。
【００４８】
前記光除電手段１２は、例えば、それ自体公知の光源を用いて照射される。本実例において、光除電に用いられる露光手段及び光源の種類に特に制限はないが、本実施例の画像形成装置においては、本画像形成装置の像露光手段５の中心波長は６５８ｎｍであり、光除電手段１２の中心波長は６６０ｎｍである。
【００４９】
本実施例において使用される電子写真感光体ドラム１は、円筒状の導電性支持体上に光導電層（感光層）を設けて形成され、光導電層は、非晶質シリコンを主成分とし、一般的には、アモルファス感光体と呼ばれる感光体である。
【００５０】
アモルファス感光体を用いて静電潜像形成を行う場合、露光による光減衰特性が、図２に示すように、有機感光体（ＯＰＣ）などよりも直線的に変化するため、静電潜像形成における孤立ドットの再現性に優れ、高画質な画像が得られることで知られている。
【００５１】
本実施例では、感光体ドラム１とされる電子写真感光体は、それぞれ電子写真画像形成に必要な機能が分離された積層構造をしており、図３に示すような５層型の構成をしている。
【００５２】
導電支持体１ａの材料としては、主にアルミニウムなどの金属導電材が挙げられる。なお、前記導電支持体１ａ上には、図３に示すように導電支持体１ａからの電荷注入を阻止する阻止層１ｂと、光の照射による電荷対の発生が行われる光電荷発生層１ｃと、発生した電荷が移動可能な電荷輸送層１ｄとを備えた感光層が形成される。又、感光層の上層として、感光層の最表層に電荷を保持するための電荷保持層１ｅが備えられている。
【００５３】
前記感光層には、分光感度を調整や、帯電性、残留電位等の電気特性を改良するために、主成分のシリコン以外に水素、酸素、ブタンなどの成分を含有させてもよい。
【００５４】
また、導電性支持体１ａ上に形成される非晶質シリコンを主成分とする積層構成は、それぞれの膜厚が、阻止層１ｂで３μｍ、感光層（光電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｄ）で３０μｍ、表層電荷保持層１ｅが１μｍ程度の膜厚となっている。
【００５５】
次に、本発明の特徴を成す１次転写手段、即ち、本実施例では１次転写ローラ１５の制御について説明する。
【００５６】
本発明における電位制御が実施された状況を、電位の変化を時間経過に伴う電位の変化として図４を用いて説明する。
【００５７】
電位制御の方式としては、１次帯電器２における放電ワイヤー３に印加する電流を一定にした条件下で、帯電器２のシールド２ａ、グリッド４に一定電圧（Ｖｇ）を複数段階にて印加し、電位検知手段（電位センサー）６で検知し、その結果をもとに目標暗部電位（ＶＤ）が得られるグリッドバイアス条件に設定する。
【００５８】
本実施例では、目標暗部電位（ＶＤ）を電位センサー６位置で５１０Ｖに調整することにより、第１現像手段７の位置で５００Ｖ、第２現像手段８の位置で４５０Ｖとなるようにした。
【００５９】
その後、各現像手段７、８に応じた非画像部電位（ＶＬ）を得るために、像露光手段５でレーザー露光量を変化させる。本実施例では、４段階の露光量を振って、感光体のＥ−Ｖ特性を測定する。
【００６０】
その結果に基づいて、予め画像形成装置内に記憶している電位センサー６の位置と各現像手段７、８の位置の電位の減衰量を考慮して、電位センサー６位置で各現像手段７、８の現像コントラスト電位、非画像部コントラスト電位の目標値に応じた、非画像部電位（ＶＬ）になるように、レーザーの露光量が決定される。
【００６１】
次のステップとして、各現像手段７、８の作像順序にしたがって、上記の電位制御の結果得られたＶＬ電位を形成する。本実施例における色順は、マゼンタＭ、イエローＹ、シアンＣ、黒ＢＫであり、従って、黒現像器ＢＫを図１の第１現像手段の位置に、また、マゼンタ現像器Ｍ、イエロー現像器Ｙ、シアン現像器Ｃを第２現像手段８の回転支持体８ａに所定配置にて搭載する。
【００６２】
第１色目、本実施例ではマゼンタ（Ｍ）色のＶＬ電位を形成すると共に、第１色目のＶＬ電位が電位センサー６の位置を通過するタイミングでＶＬ電位の測定を、感光体ドラム１の１周に亘って測定する。このとき、感光体ドラム１上の１周を８点測定しその平均値をマゼンタ（Ｍ）色用のＶＬ電位、即ち、ＶＬ（Ｍ）とする。
【００６３】
このように、ＶＬ電位制御実施後に再確認するのは、本発明で使用している画像形成装置の像担持体１がアモルファスシリコン感光体ドラムであり、感光体ドラム１周分の電位ムラがＯＰＣなどに比べて大きいためであること、及び、以下に述べる中間転写体９への１次転写高圧の補正量を精確に算出するための精度を向上させるためである。
【００６４】
（１）基本ターゲット電圧値の計算方法と補正量２の測定
本発明の転写高圧制御に用いる補正量１、２の算出方法について、図４のシーケンスモデル図、図５に示すこの制御の基本フローチャート、及び、図６〜図１１に示すサブフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
図５に示すように１次転写の補正制御が開始されると、電位制御（図６）が最初に実行され、補正量２である、各色の電位センサー位置でのＶＬ電位が求められる。
【００６６】
次に、所定の電位、本実施例では、黒ＢＫ用のＶＬ電位を形成する。
【００６７】
このとき、黒現像器ＢＫは、非画像形成時に、現像剤が感光体ドラム１に移動しないように、駆動がＯＦＦされた状態で、ＤＣ高圧６５０Ｖが印加された状態となっている。
【００６８】
黒の非画像部電位ＶＬ（Ｋ）が１次転写領域に到達したタイミングで、図７に示すようにｎ段階（ｎは整数）の１次電流Ｉｎが印加され、各条件で、図示しない１次転写高圧回路に備えられている電圧検出回路を用いて感光体ドラム１周分の電圧Ｖｎを測定する。なお、本実施例においてはｎ＝３の場合を示している。
【００６９】
このとき得られた１次転写ローラの電流電圧特性を「Ｖｎ−Ｉｎ」として記憶する。
この結果を元に、測定に用いたＶＬ（Ｋ）を、前記Ｖｎ電位より差し引いて（ＶＴｎ＝Ｖｎ−ＶＬ（Ｋ））、「基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性」を算出する。
【００７０】
この結果より、図８（基本ターゲット電圧算出の箇所）に示したように、各色ＢＫｍｏｎｏ、Ｍ、Ｙ、Ｃ、Ｋの５種類の目標電流値が得られる電圧値を、先に求めた基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性を利用して計算（目標電流値前後の、基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性の２つの電圧−電流データを利用して線形補完によって、目標電流値が得られる電圧を求める）し、基本ターゲット電圧値ＶＴ（ＢＫｍｏｎｏ、Ｍ、Ｙ、Ｃ、Ｋ）として画像形成装置内に記憶しておく。
【００７１】
ここで、電位センサー６位置で検出した値を用いている理由は、センサー位置から１次転写位置への電位暗減衰量は、本実施例の画像形成装置における暗部電位ＶＤ及び明部電位ＶＬの領域においてそれぞれ４０Ｖ〜５０Ｖであり、１０Ｖ程度の差しか存在していないため、センサー６位置の電位を用いて計算している。
【００７２】
ここで暗減衰を考慮していない理由は、センサー位置と、１次転写位置との暗減衰量は、ＶＬ電位に多少差があっても大差なく、適当な電圧量をオフセット補正を行うのみであり、暗減衰補正量を制御に反映への有無は、本発明の補正制御の実施にあたっては何ら問題ない。
【００７３】
（２）補正量１の算出方法
次に、補正量１の求め方について説明する。
【００７４】
図９のフローチャートに従い、最初にＢＫ単色画像形成条件と同じ条件を形成する。
【００７５】
このときの潜像条件は、ＢＫの白紙、すなわち非画像部形成電位＝ＶＬ（Ｋ）を形成する。電位センサー６の対向部位を通過した感光体ドラム１上のＶＬ電位領域であって、第１現像手段８の黒現像器ＢＫに所定の現像高圧が印加された感光体ドラム１上の部位に対して、作像時と同じく補助帯電手段１３により補助帯電の高圧が印加される。
【００７６】
この黒現像器ＢＫを通過した感光体ドラム１の領域が、１次転写領域に到達するタイミングで、１次転写ローラ１５に目標ＢＫ単色電流Ｉ（ＢＫｍｏｎｏ）の一定電流を印加する。
【００７７】
その状態で発生した電圧を、電圧検知手段１７により感光体ドラム１の１周分測定し、その平均値をＶｔ（ＢＫｍｏｎｏ）とする。
【００７８】
次に、フルカラー（Ｆ／Ｃ）画像形成時の白紙用の画像形成を継続して行い、図９に示すように、前記ＢＫ単色時と同じ手順で、各色の目標１次転写電流を印加し、その色の電圧Ｖｔ（Ｍ）、Ｖｔ（Ｙ）、Ｖｔ（Ｃ）、Ｖｔ（Ｋ）を求める。
【００７９】
前記、画像形成条件で検出したＶｔの電圧値と、前記した、基本ターゲット電圧ＶＴと、各色のＶＬ電位とを元に補正量１ΔＶを算出する。図１０にその計算フローを示す。
【００８０】
ここで、ＢＫ単色用の補正量１の計算を例で示すと、
ΔＶ（ＢＫmono）＝Ｖｔ（ＢＫｍｏｎｏ）−［ＶＴ（ＢＫｍｏｎｏ）＋ＶＬ（Ｋ）］
となり、図１０に示すように、５種類の補正量１が算出される。
【００８１】
また、黒現像器ＢＫ用の１次転写高圧を、ＢＫ単色用と、フルカラー（Ｆ／Ｃ）用の２種類を設定している理由は、フルカラー現像時には、黒現像器ＢＫである第１現像手段７は、最終色であり、第１〜３色目の現像器からなる第２現像手段８の履歴が感光体ドラム１或いは中間転写体９に残存した状態であるため、ＹＭＣの現像器の状態影響を考慮した補正量１を用いることが必要あり、黒現像器ＢＫ単独で使用する場合には、その補正量１がＹＭＣの現像器の影響を受けないため、補正量１の値が異なるからである。
【００８２】
（３）画像形成用時の１次転写制御フロー
図１１にＢＫ単色時の画像形成フロー、図１２にＦ／Ｃ画像形成時の制御フローを示す。
【００８３】
先ず、ＢＫ単色モードの場合について、図１１を用いて解説する。
【００８４】
本体駆動を開始、感光体ドラム１、中間転写体１９が定常回転になった時点で、１次帯電器２の帯電を開始し、ＢＫ画像の非画像部ＶＬ電位（ＶＬ（Ｋ））を形成するために、露光手段５による像露光を開始する。
【００８５】
このとき、黒現像器ＢＫの高圧は、非画像形成用のＤＣ６５０Ｖが印加され、ＡＣ高圧、駆動は行われない。
【００８６】
この状況で、前記、電位センサー６の対向部位を通過した感光体ドラム１上のＶＬ電位領域が１次転写領域に到達した段階で、前記補正量を算出したときと同じく、ｎ段階、１次転写電流を変化させ、そのときの電圧値Ｖｎを測定する。
【００８７】
この結果より、電圧Ｖｎから測定に用いたＶＬ（Ｋ）を差し引いた値を用いて、「基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性」の関係を計算する。
【００８８】
この基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性を用いて、目標とする１次転写電圧が得られる転写電圧を、基本ターゲット電圧として、ＶＴ（ＢＫｍｏｎｏ）を計算する。
【００８９】
本実施例の構成では、画像形成ＢＫ単色モードであるが、フルカラー用形成用の基本ターゲット電圧、ＶＴ（Ｍ）、ＶＴ（Ｙ）、ＶＴ（Ｃ）、ＶＴ（Ｋ）の４つも同時に計算し記憶部に記憶する。
【００９０】
この理由は、ＢＫ画像出力中にフルカラーの画像出力命令を装置が受け付けた場合、画像形成を中断することなく連続的に画像形成を行う場合にも対応するためである。
【００９１】
この基本ターゲット電圧、ＶＴ（ＢＫｍｏｎｏ）に、前記補正量１と補正量２を加算することにより、画像形成中の１次転写電圧ＶＴＲ（ＢＫｍｏｎｏ）を求める。

として算出されることになる。
【００９２】
ここで、基本ターゲット電圧とは、環境などにより変化する１次転写材の抵抗変動などに応じた電圧値を求めた値である。
【００９３】
また、補正量１とは、実際の画像形成時の白紙領域に対して、ドラム上に付着している現像器毎に異なる微量のドラム上の現像剤の付着物（トナ−、キャリアで画像に出るレベルではない量）による１次転写高圧を印加した際に、前記現像高圧を印加しない条件とは異なるインピーダンスを補正する補正量である。
【００９４】
さらに、補正量２とは、各色のＶＬ電位であり、ドラム上に現像器固有に異なる現像剤付着量の影響を受けず測定した、「基本ＶＴｎ−Ｉｎ特性」に加算することで、各色の潜像コントラスト条件に応じた１次転写高圧を補正するためのものである。
【００９５】
このように補正量１、２を記憶しておくことで、画像形成開始時に１次転写材の抵抗変動で変化する電流電圧特性のみ測定することで、目標とする転写電圧をえることが可能となる。
【００９６】
その後、黒現像器ＢＫの駆動、現像ＡＣ高圧、ＤＣ高圧を現像条件に変更し、像露光を行った感光体ドラム１上の部位が１次転写領域に到達したタイミングで、前記ＶＴＲ（ＢＫｍｏｎｏ）を印加し、１次転写動作が実施され、次いで、２次転写、定着動作されて画像形成が終了する。
【００９７】
次に、フルカラー画像形成時について説明する。
【００９８】
本実施例の画像形成装置での基本Ｉｎ−Ｖｎ特性の計測時に用いるＶＬ電位が、先ほどのＢＫ単色時とは異なり、フルカラー（Ｆ／Ｃ）画像形成時の１色目であるＶＬ（Ｍ）で実施される。
【００９９】
このときの黒現像の状況は、前記黒単色の場合と同じく、駆動停止、非画像形成時のＤＣ高圧のみが印加されている。
【０１００】
また、このとき、回転支持体８ａに固定されているマゼンタ（Ｍ）色の現像器Ｍは、現像位置に移動することなく、ＨＰ（ホームポジション）にいる状態で実施される。
【０１０１】
基本Ｖｎ−Ｉｎの特性を行うＩｎは、画像形成内に図示しない記憶部に各環境条件ごとに記憶されている各現像器ごとの目標電流値の領域を測定できるように、印加する電流設定Ｉｎが設定されている。
【０１０２】
ここでは、説明を簡略とするために、マゼンタＭ、イエローＹ、シアンＣの３色の目標電流値を７０μＡとし、黒ＢＫ色の目標電流値を５０μＡとする。
【０１０３】
前記、前帯電のＶＬ区間において、Ｉｎ（１，２，３）を、それぞれ２０μＡ、６０μＡ、１００μＡと３段階の定電流を印加し、転写ローラ１周分の区間毎に、高圧切り替えに必要な時間間隔をおいて定電流印加時に検出される電圧値を、電圧検知手段１７を用いて測定する。
【０１０４】
このとき得られた、第１色であるマゼンタ（Ｍ）色のＶＬ電位で測定した電流電圧特性より、マゼンタＭ、イエローＹ、シアンＣ、黒ＢＫ、ＢＫ単色用の目標電流値が得られる基本ターゲット電圧ＶＴを前記黒単色の場合と同じ手順で算出する。
【０１０５】
この画像形成前の前帯電ＶＬ区間で求められた各色毎の電圧値に対し、前記電位制御実行時に求めた補正量１、補正量２を加算した値を中間転写体９へのトナー像転写時に印加する。２色目のイエローＹを例に補正計算を説明すると、
ＶＴＲ（Ｙ）＝ＶＴ（Ｙ）＋補正量１（△Ｖ（Ｙ））＋補正量２（（ＶＬ（Ｙ））
となる。
【０１０６】
このような１次転写高圧の制御を実施することにより好適な画像の形成が可能となる。
【０１０７】
実施例２
実施例２を説明するに当り、画像形成装置の構成は実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【０１０８】
実施例１においては、像担持体である感光体ドラム１上に現像手段７、８を構成する各現像器毎に異なるＶＬ電位を形成し、感光体ドラム１との対向位置に位置した各現像器に所定のバイアスを印加せず、現像器が対向配置された感光体ドラム１の領域に対して１次転写ローラ１５にバイアスを印加して、Ｖｎ−Ｉｎ特性を算出し、各色毎に、電位センサー６の位置で検出したＶＬ電位との差分を基本ＶＴｎ−Ｉｎとして、記憶し、この関係から基本ターゲット電圧を算出する方法を説明した。
【０１０９】
しかしながら、各現像器に用いるトナーやキャリアの帯電特性も環境によって変化するため、一定の条件の補正量１は周囲の環境変動に追従して適正な転写性を維持することは難しい。そのため、適当なタイミングで補正量１を更新する制御を行うことが望ましい。
【０１１０】
このような制御を行うことで、前記補正量１は、中間転写体９や１次転写ローラ１５の抵抗変動の影響に対しても適時、環境の変動や、現像器の変動に応じて調整することが可能となる。
【０１１１】
本実施例２においては、各環境別に予め求められている各色の目標電流値のテーブル（ＴＢＬ）に従い、前回算出した補正量１を算出した環境より、前記目標電流値の設定値が切り替わったことを画像形成装置内に備えている環境センサー３０（図１）で検知した場合、補正量１を再測定する手段を備えたことを特徴とする。
【０１１２】
このように補正量１の調整が必要な例として、本実施例では第１現像手段７を構成する黒現像器ＢＫである１成分磁性現像剤を使用した磁性非接触方式の現像手段の影響を受けた感光体ドラム１の部位と、第２現像手段８を構成するマゼンタ現像器Ｍ、イエロー現像器Ｙ、シアン現像器Ｃである２成分磁性現像剤を使用した接触方式の現像手段の影響を受けた感光体ドラム１の部位の、非画像部電位に対して電流電圧特性を測定した。
【０１１３】
印加した転写電圧より非画像部電位差を差し引いた補正量１の△Ｖを横軸にし、縦軸にそのとき流れた電流値の環境差を、Ｈ／Ｈ（３０℃／８０％）及びＮ／Ｌ（２３℃５％）で測定した結果を、それぞれ、図１３及び図１４に示す。
【０１１４】
図１３及び図１４より、第１、第２現像手段７、８の電流電圧特性が環境により大きく変化していることが分かる。
【０１１５】
また、第１現像手段７と第２現像手段８との同じ転写電流を得るために必要な電圧差も環境により変化しており、現像手段の方式による環境差も変化している様子がわかる。
【０１１６】
従って、本実施例の画像形成装置では、適正な１次転写電流の目標電流を切り替えるように環境センサー３０の温度、湿度の検知情報をもとに絶対水分量を計算し、環境別のＴＢＬデータとして記憶している。
【０１１７】
つまり、本実施例は、周囲環境の変動に応じて、電位制御時に形成するＶＬ調整区間において１次転写電圧の目標電流値を変更することにより適時、前記転写電圧と、ＶＬ電位との差分電位である補正量１を更新することを特徴としている。
【０１１８】
補正量１を環境変動に応じて適時補正することにより、実施例１で説明した画像形成時の前回転区間のＶＬ電位で行う、電流電圧特性の測定結果により求められる電圧値に、前記補正量１の更新された値を加算することで良好な中間転写体へのトナー像の転写性を得ることができる。
【０１１９】
実施例３
実施例３を説明するに当たり、画像形成装置の構成、及び、画像形成モード別（Ｂ／Ｗ、Ｆ／Ｃ）に対する、コピー開始時の１次電圧の補正制御構成は、実施例１及び実施例２と同じであるため、説明を省略する。
【０１２０】
実施例２においては、画像形成装置の動作環境が変化した場合に、図示しない本体内に備えている環境検知センサー（温度、湿度）の情報を基に絶対水分量を計算し環境変動に追従する制御構成を説明した。
【０１２１】
しかしながら、環境が一定条件であっても、１次転写ローラとして例えば、体積抵抗が１０⁵〜１０⁸Ωｃｍの半導電性ゴム又はスポンジローラに対して、一定時間高圧の通電を行うと抵抗値が変動する材料特性変動があることが一般的に知られている。
【０１２２】
この現象は、材料特性だけでなく、導電処方にも関係しており、イオン導電処方や、電子導電処方などの導電性を持たせる製法上の違いや、環境特性、印加する高圧の電圧や、電流レベルで変化することも一般的に知られている。
【０１２３】
このような通電による抵抗値変動、特に抵抗値が増加する材料を転写ローラにし、本画像形成装置のように定電圧制御を行った場合、抵抗値が増加し過ぎると転写電圧の電源の上限値条件でも目標転写電流を得ることができなくなり転写ローラとしての寿命として定期的に交換することとなる。
【０１２４】
前述したように通電を連続的に行うような条件、すなわち連続的に画像形成を行うような条件において、目標とする転写電流値に対する上下限値、例えば、目標値の±△Ｉの電流値に納めるための電圧条件より外れる条件に到達した場合は、定期的に、本発明の基本ターゲット転写電圧ＶＴを再計測して、転写制御を用いて行う必要がある。
【０１２５】
本発明の画像形成装置においては、装置内の図示しない画像形成出力のコントローラ部において、出力イメージ数Ｎをカウントする計測手段と、計測したイメージ数Ｎを記憶する手段、及び、本件の基本ターゲット電圧計測制御や、補正量１を求める制御を実施した場合には、前記イメージ数Ｎの値をリセットする制御手段を備えている。
【０１２６】
ここで、イメージ数とは、Ｂ／Ｗのような単色に対しては、出力画像１枚につき、１イメージとカウントし、フルカラー画像形成においては、本画像形成装置は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色を用いて形成するため、４イメージとしてカウントする制御となっている。
【０１２７】
このようなイメージ数ですることにより、Ｂ／Ｗ単色モ−ドや、フルカラーモードにかかわらず、１次転写に印加した時間を同等条件として計測できることになる。
【０１２８】
また、画像形成サイズによっても、１イメージを転写する時間が異なるため、本画像形成装置では、例えば、１イメージをＡ４サイズを基準として、Ａ３サイズであれば、２イメージとしてカウントする仕組みを採用している。
【０１２９】
このようなカウント手段には、特に、１次転写に通電される時間が計測できればいいので、イメージ数管理に限定されるものでなくてもよく、給紙枚数と、Ｂ／Ｗか、Ｆ／Ｃかを装置内のコントローラ部で監視し、給紙枚数のカウント手段として用いても何らの制御には関係なく利用できるものである。
【０１３０】
重要なのは、抵抗値の変動量により、同じ電圧印加条件で発生する電流のフレであるので、画像形成装置に搭載する転写ローラの特性に応じて、定期的（所定のイメージ数ごと）に基本ターゲット電圧を計測し、補正量１を測定するタイミングを設定すればいいことになる。本画像形成装置の例では、２５０イメージ毎に実施している。
【０１３１】
さらには、この制御頻度も一定間隔にする必要はなく、環境や、トータル通電時間に応じて、適時この制御間隔を自動的に変更していくような制御を行うことでさらに精度よく転写条件を制御できることになる。
【０１３２】
搭載する転写ローラの抵抗値変動特性や、使用する印加電圧レベル、環境差などに応じて、予め実験的に求めておき、使用条件に応じた制御間隔を設定することで好適に画像不具合のない常に良好な画像を得ることができる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体、現像剤の抵抗値などの環境変動による状況変化に対して好適に追従でき、転写不良を防止し、常に良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】像担持体として使用されるアモルファスシリコン感光体と有機感光体のＥ−Ｖ特性を示す図である。
【図３】本発明にて使用し得るアモルファス感光体の一実施例の層構成を説明する図である。
【図４】１次転写高圧制御の補正制御モデル図である。
【図５】１次転写高圧制御の補正量１、２を算出する基本制御フロー図である。
【図６】図５のＳｕｂＡにおける電位制御（補正量２の測定）フロー図である。
【図７】図５のＳｕｂＢにおける電流電圧測定フロー図である。
【図８】図５のＳｕｂＣにおける基本ターゲット電圧算出フロー図である。
【図９】図５のＳｕｂＤにおける目標ターゲット電圧測定フロー図である。
【図１０】図５のＳｕｂＥにおける補正量２の測定フロー図である。
【図１１】ＢＫ単色画像形成時の制御フロー図である。
【図１２】フルカラー画像形成時の制御フロー図である。
【図１３】現像手段の差に基づく、Ｈ／Ｈ環境における１次転写電流電圧特性の差を示す図である。
【図１４】現像手段の差に基づく、Ｎ／Ｌ環境における１次転写電流電圧特性の差を示す図である。
【符号の説明】
１ 像担持体（感光体ドラム）
２ １次帯電手段（コロナ帯電器）
３ 放電ワイヤー
４ グリッド
５ 露光手段
６ 電位検知手段
７ 第１現像手段（固定現像装置）
８ 第２現像手段（回転現像装置）
９ 中間転写体
１５ １次転写手段（１次転写ローラ）
１６ 高圧印加手段
１７ 電圧検知手段
３０ 環境センサー

Claims (1)

1. 感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記感光体に静電像を形成するため前記感光体を露光する露光手段と、前記感光体に形成された静電像を第１の色のトナーで現像する第１の現像手段と、前記感光体に形成された静電像を第２の色のトナーで現像する第２の現像手段と、前記感光体に形成されたトナー像を転写部で中間転写体へ転写する転写手段と、
   非画像形成時に、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第１の現像手段及び画像形成時の現像バイアスが印加された前記第２の現像手段の影響を受けてない前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に前記転写手段の電流電圧特性を取得する取得部と、
   前記取得部で取得した第１の電流電圧特性を用いて求めた前記転写部に第１の転写電流を流すために要する転写電圧と、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第１の現像手段と対向した前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に、前記第１の転写電流を流したときに前記転写手段に印加した転写電圧の差としての第１の補正量と、前記取得部で取得した第１の電流電圧特性を用いて求めた前記転写部に第２の転写電流を流すために要する転写電圧と、画像形成時の現像バイアスが印加された前記第２の現像手段と対向した前記感光体の領域が前記転写部に到達した際に、前記第２の転写電流を流すときに前記転写手段に印加した転写電圧の差としての第２の補正量と、を算出する算出部と、
   前記第１の電流電圧特性よりも後に前記取得部が取得した第２の電流電圧特性と前記第１の補正量から前記第１の色のトナー像を前記中間転写体に転写する際の転写バイアスを決定し、前記第２の電流電圧特性と前記第２の補正量から前記第２の色のトナー像を前記中間転写体に転写する際の転写バイアスを決定する決定部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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