JP2004070251A

JP2004070251A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004070251A
Application number: JP2002233268A
Authority: JP
Inventors: Ayako Iino; 飯野　綾子; Sadayuki Iwai; 岩井　貞之; Tomoko Takahashi; 高橋　朋子; Hideki Kosugi; 小杉　秀樹; Masako Yoshii; 吉井　雅子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】転写電界強度を制御することができ、画像の乱れを生じない最適な転写電解強度での転写を行える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体上に画像を形成するための露光手段と現像手段とを有する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された基準トナーパターン像の付着量を検出するトナー付着量検出手段（８１〜８４）と、帯電量を検出するトナー帯電量検出手段（８６〜８８）と、前記トナー付着量検出手段及びトナー帯電量検出手段の両方の検出結果に基づいて転写電界強度を制御する制御手段とを具えたことを特徴とする。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真プロセスを用いた複写機やプリンタなどにおける画像形成装置に関し、特にカラー画像の形成に好適な技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーの電子写真画像形成装置においては、転写率の低下による画像の乱れという問題がある。転写率の低下を起こさせる要因として、トナーの劣化による帯電量異常による転写電界強度の不安定があげられる。現像器内のトナー帯電量分布は経時的に変化してしまうため、適正帯電量の範囲から外れた、比較的低帯電のトナーや比較的高帯電のトナーが現像によって像担持体上の潜像に付着し、前記の不具合を発生させる恐れがある。
【０００３】
このため、転写電界強度を制御して安定化させる従来例として、特開平５−１３４５６１号公報に記載された技術がある。これは、適正帯電量の範囲から外れた比較的低帯電のトナーや比較的高帯電のトナーによる画像抜け、転写率の低下、クリーニング不良等を防止することを目的として、転写率が基準転写率より低い場合に、必要に応じて現像トナー帯電量が基準トナー帯電量を超えているときには転写ローラに印加転写バイアスの設定値を高め高帯電トナーも転写可能にし、また、逆に帯電量が低いときには転写バイアスの設定値を低めて低帯電トナーの極性反転を防止して転写率を上昇させる、というものである。
【０００４】
しかし、前記従来のものでは、トナーの付着量が一定の仮定のもとに単位質量当たりのトナー帯電量を求めて比較しているが、実際には帯電や現像時の問題によりトナーの付着量は一定でないことがある。つまり、トナー付着量の増減があったときに、単位質量当たりのトナー帯電量での制御をしても、像担持体（感光体）上のトナー全帯電量を正確に検知できるわけではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来のものが有する問題点を解決し、転写電界強度を制御することにより、画像の乱れを生じない最適な転写電解強度での転写を行える画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体上に画像を形成するための露光手段と現像手段とを有する画像形成装置であって、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の付着量を検出するトナー付着量検出手段と、帯電量を検出するトナー帯電量検出手段と、トナー付着量検出手段及びトナー帯電量検出手段の両方の検出結果に基づいて転写電界強度を制御する制御手段とを具えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、トナー付着量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーパターン像の付着量を検出する。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、トナー付着量検出手段は、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の現像によって、該基準トナーパターン像に付着したトナーパターン像の付着量を検出する。請求項４に記載の発明は、請求項２において、トナー付着量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーから光学センサによりトナー付着量を検出する。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２において、トナー帯電量検出手段は、像担持体上に形成した基準トナーパターン像の現像によって、該基準トナーパターン像に付着したトナーから表面電位計により単位面積当たりのトナー帯電量を検出する。請求項６に記載の発明は、請求項２において、トナー帯電量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーから表面電位計により単位面積当たりのトナー帯電量を検出する。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、制御手段は、トナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を、像担持体と中間転写体間にかかる電位Ｖ_ｂ［Ｖ］、像担持体上に形成されたトナー像の電位Ｖ_ｔ［Ｖ］、感光体画像部書き込み電位Ｖ_Ｌ［Ｖ］、トナー層の厚みｈ［ｍ］を用いて表したとき、

放電開始電界Ｅ_ｐａ［Ｖ／ｍ］を越えないようにトナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を制御する。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、制御手段は、像担持体上の単位面積あたりのトナー帯電量ｘ［ｕＣ／ｃｍ^２］、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の中間転写体上への転写時にかかる転写電圧ｙ［Ｖ］としたときに、
ｙ＜１．６ｘ×１０^５−２７０
を満たすように制御する。
【００１１】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、制御手段は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返すとき、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を、

放電開始電界Ｅ_ｐａ［Ｖ／ｍ］を越えないようにトナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を制御する。
【００１２】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、制御手段は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返すとき、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写電圧ｙ［Ｖ］を、
ｙ＜１．６ｘ×１０^５−２７０
を満たすように制御する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
この実施の形態では、対象としている画像形成装置の構成の例としてタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタをあげている。図１は、プリンタの概略構成図である。図中符号１００は複写装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。複写装置本体１００には、中央に、転写ベルトとしての中間転写ベルト１０を設けている。
【００１５】
この中間転写ベルト１０は、図１に示すとおり３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つのなかで第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、３つのなかで第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。但し、これら４つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１６】
図２は、タンデム画像形成部２０の部分拡大図である。タンデム画像形成部２０において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂは、図２に示すようにドラム状の像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂのまわりに帯電装置６０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ、現像装置６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ、１次転写装置６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ、感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ、除電装置６４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂなどを備えてなる。
【００１７】
帯電装置６０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂは、図示例では帯電ローラであり、感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂに接触して配設され、電圧を印加することによりその感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの帯電を行う。勿論、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うことも出来る。
【００１８】
そのタンデム画像形成部２０の上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を像保持体としてのシートＳに２次転写する。２次転写装置２２の横には、シートＳ上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、定着部材としての定着ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００１９】
２次転写装置２２には、画像転写後のシートＳをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてある。勿論、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。なお、図示例では、２次転写装置２２および定着装置２５の下に、前記したタンデム画像形成部２０と平行に、シートＳの両面に画像を記録すべくシートＳを反転するシート反転装置２８を備える。
【００２０】
さて、今このカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。そして、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２１】
そして、個々の画像形成手段１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂでその感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを回転し、感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの回転とともに、まず帯電装置６０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂで感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの表面を一様に帯電し、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて前記した露光装置２１Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢからレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上にそれぞれ、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの単色画像を形成する。図示しない駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送して、その可視像を１次転写装置６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂで中間転写ベルト１０上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの表面は、後記の感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂで残留トナーを除去して清掃し、除電装置６４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂで除電して再度の画像形成に備える。
【００２２】
一方、前記スタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートＳを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートＳを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２３】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートＳを送り込み、２次転写装置２２で転写してシートＳ上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートＳは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００２４】
また、感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂは、先端を感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂに押し当てて、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを備える。クリーニング性を高めるために外周が感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂに接触するブラシを併用する。本説明図では外周を感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂに接触導電性のファーブラシ７６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを矢印方向に回転自在に備える。そして、感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂに対してカウンタ方向に回転するファーブラシ７６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂで、感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上の残留トナーを除去する。除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂと現像装置とを繋ぐトナー搬送装置８０で現像装置へと戻し、再び現像に使用する。
【００２５】
このようなタンデム型中間転写方式であるカラープリンタに、図３に示すように、トナー像の付着量を検出する光学センサ８１〜８４と、帯電量を検出する表面電位計８６〜８９を感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上に設置し、検出結果を図示しないメイン制御部に送る。メイン制御部は両方の検出結果に基づき転写電界強度を制御する。表面電位計８６〜８９の検出結果により、単位面積当たりのトナー帯電量Ｑ／Ａ［μＣ／ｃｍ^２］（以下Ｑ／Ａと略す）による転写バイアス制御をしてもよい。
【００２６】
さらに中間転写体ベルト１０上にも光学センサ９１〜９３と、表面電位計９６〜９８を設置し、中間転写体ベルト１０上に形成されたＱ／Ａを検知し、複数色時での転写電界強度または転写バイアスを制御する。
【００２７】
感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上および中間転写ベルト１０上に形成された基準トナーパターン像の付着量を光学センサ８１〜８４，９１〜９３で、帯電量を表面電位計８６〜８９，９６〜９８で検知し、両方の検出結果に基づき単位面積当たりのＱ／Ａを決定し、転写装置の転写電界強度を制御する。
【００２８】
トナー付着量を検知する方法として光学センサ８１〜８４，９１〜９３をあげているが、以下に説明する。感光体ドラム４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上に形成された基準トナーパターンは該感光体ドラムの回転によって光学センサに対向し、ここで光学センサにより光を照射され、かつ反射光が検出される。光学センサ８１〜８４，９１〜９３の出力はメイン制御部に送られ、ここでの検出出力がトナー付着量に換算される。この換算方法としては公知の種々の方法を用いることができる。例えば、特開平１−３０６８７４号公報に開示されているように、基準トナーパターンからの反射光検出出力Ｖ_ＳＰと基準トナーパターンの前後の感光体地肌部からの反射光検出出力Ｖ_ＳＧとを用いて、下記の式１の演算から単位面積当たりのトナー付着量ｍ_１［ｇ／ｃｍ^２］を求めることができる。同式１の中のβは光学センサ８１〜８４，９１〜９３とトナーによって決まる定数であり、例えば、この例においては黒トナーの場合に−６．０×１０^３［ｃｍ^２／ｇ］という値になる。
【００２９】
【式１】
ｍ_１＝−ｌｎ（Ｖ_ＳＰ／Ｖ_ＳＧ）／β
β＝−６．０×１０^３［ｃｍ^２／ｇ］
【００３０】
以上のようにして基準トナーパターンの単位面積当たりのトナー付着量ｍ_１を求めることができる。
【００３１】
さらにこの単位面積当たりのトナー付着量ｍ_１に、トナー固有の単位質量当たりの体積を掛けることによって付着トナーの高さｈを求めることができる。Ｑ／Ａを検知する方法としては、表面電位計を用いて感光体ドラム上の基準トナーパターン像上の電位Ｖ_ｔを検知し、またあらかじめ設定してある感光体画像部書き込み電位Ｖ_Ｌおよび感光体ドラムの静電容量ＣよりＱ／Ａは、下記の式２により決定される。
【００３２】
【式２】
Ｑ／ａ＝（Ｖ_ｔ−Ｖ_Ｌ）Ｃ
【００３３】
Ｑ／Ａと転写バイアスには相関があり、Ｑが異なっていると転写バイアスを変えたときに、転写率が異なる。図４は２成分現像剤でのキャリアの帯電能ＣＡが異なる場合での転写率変化である。
【００３４】
トナー付着量一定、トナー濃度一定で、キャリア帯電能ＣＡを３条件で振ることでトナーのＱ／Ａが異なっている。キャリア帯電能ＣＡは、トナーの帯電特性を決定するもので、トナーに電荷を付与させる能力である。
Ｑ／Ａは次のようになっている。
ＣＡ＝２８でのＱ／Ａ：−１．１４×１０^−２［ｕＣ／ｃｍ^２］
ＣＡ＝１８でのＱ／Ａ：−１．０８×１０^−２［ｕＣ／ｃｍ^２］
ＣＡ＝１２でのＱ／Ａ：−０．７２×１０^−２［ｕＣ／ｃｍ^２］
【００３５】
図４をみると転写率９５％付近で良好な値を保っていた転写率が、あるところを境に下がっていく。転写率の低下は、ＣＡ２８で１６００［ｖ］付近、ＣＡ１８で１５００［Ｖ］付近、ＣＡ１２で９００［Ｖ］付近で発生しており、トナーのＱ／Ａの違いで、転写率低下開始バイアスが異なっていることがわかる。転写率低下領域では、転写ニップ内での放電が観察され、この放電により、ニップ内トナーの極性が不安定になり、さまざまな画像劣化が発生する。転写チリや局部的な転写抜け、また、画像の再現性（ザラツキ、色、ドットの再現性）などの原因となる。ここで、「転写チリ」とは、１次転写時に感光体ドラム上に形成されたトナー像が、本来転写されるべき位置に転写されずその周辺部に拡散して転写されてしまい、結果として画像がぼやけてしまう現象であり、特に細線部分で画像のシャープさを損なわせる。「転写抜け」とは、１次転写時又は２次転写時に局部的にトナーが正常に転写されず、最終的な画像媒体である転写紙等の転写材上の画像中に、局部的に全くトナーが転写されず、いわゆる虫喰い状の部分を生ずることをいう。虫喰い状の画像は、面積画像の場合にはある面積を以って転写抜けとなる他、ライン画像の場合にはラインが途切れるように転写抜けを生ずる。
【００３６】
Ｑ／Ａが高いほど転写率良好な領域が広く安定しており、横軸に感光体ドラム上Ｑ／Ａを、縦軸に１次転写バイアスをとり、各Ｑ／Ａでの転写率低下開始バイアスをプロットしたものが図５である。線形近似により、関係式を求めると、下記の式３のようになる。
【００３７】
【式３】
ｙ＝−１．６ｘ×１０^５−２７０
【００３８】
ここで、ｘ，ｙは像担持体上の単位面積あたりのトナー帯電量ｘ［ｕＣ／ｃｍ^２］、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の中間転写ベルト上への転写時にかかる転写電圧ｙ［Ｖ］である。転写率低下バイアス以下に転写バイアスを抑え、下記の式４で示されるように、転写率９５％くらいまでを最適な転写バイアスとし、メイン制御部に記憶させておき、検知されたＱ／Ａを式４による制御により、適正な転写バイアスでの転写をおこなう。
【００３９】
【式４】
ｙ＝−１．６ｘ×１０^５−２７０
【００４０】
次に、転写電界強度Ｅでの制御方法を説明する。まず、トナーによる電界強度Ｅ’はこのようにして決定される。トナー像の電位Ｖ_ｔ、感光体画像部書き込み電位Ｖ_Ｌより、トナー間の電位差はＶ_ｔ−Ｖ_Ｌとなり、トナー高さｈより、下記の式５で決定される。
【００４１】
【式５】
Ｅ’＝（Ｖ_ｔ−Ｖ_Ｌ）／ｈ
【００４２】
また、感光体ドラムと中間転写ベルト間にかかる電界強度Ｅ’’は像担持体と中間転写体間にかかる電位Ｖ_ｂとトナー高さｈをそのまま感光体ドラムと中間転写ベルト間のギャップとみなし、下記の式６で決定される。
【００４３】
【式６】
Ｅ’’＝Ｖ_ｂ／ｈ
【００４４】
よって、トナー層にかかる転写電界強度Ｅは、下記の式７で決定される。
【００４５】
【式７】
Ｅ＝Ｅ’’−Ｅ’
＝｛Ｖ_ｂ−（Ｖ_ｔ−Ｖ_Ｌ）｝／ｈ
【００４６】
ここで、パッシェンの法則により放電開始電界Ｅ_ｐａは、下記の式８のようになる。
【００４７】
【式８】
Ｅ_ｐａ＝３１２＋６．２×１０^６ｇ　　（ｇ＞８ｕｍ）
Ｅ_ｐａ＝３６２　　　　　　　　　　　　　（４．８ｕｍ＜ｇ＜８ｕｍ）
Ｅ_ｐａ＝７５．４×１０^６ｇ　　　　　　（ｇ＜４．８ｕｍ）
ｇ：空隙幅［ｍ］
【００４８】
トナー付着高さｈを空隙幅ｇとみなしてよく、下記の式９のように放電開始電界Ｅ_ｐａを越えないよう転写電界強度Ｅを制御する。
【００４９】
【式９】
Ｅ＜Ｅ_ｐａ
【００５０】
このパッシェンの法則で示される放電開始電界Ｅ_ｐａを越えると、放電が発生し、電荷の乱れによる転写率の低下や、カラー画像における再現性の低下が起こる。
【００５１】
タンデム型中間転写方式のカラープリンタにおいて複数色のトナーを中間転写ベルト上へ転写する場合、すでに中間転写ベルト上にトナー像が形成されていると最適な転写バイアスはそのトナー付着量によって変化する。トナー付着量は転写を重ねるごとに増えていくので帯電量も増加していき、トナーによる電界強度が強まり、転写電界強度を弱める作用を及ぼすので、結果、転写電界強度は強くしなければならない。しかし、転写を重ねるごとに複数の色を重ねる個所と、単色の個所とでＱ／Ａにばらつきがでてくる。そこに、強い転写電界強度をかけてしまうと、Ｑ／Ａの低い個所で放電開始電界を越え放電し、画像の乱れが起こるので、それを防止する。
【００５２】
１色目の転写後に中間転写ベルト１０上のトナーパターン像を光学センサ９１、表面電位計９６によりトナー付着量およびトナー帯電量を検知し、式９に基づいて転写電界強度を制御する。トナーパターン像は付着量の異なるパターンが複数ある。放電開始電界を越えない値で転写電界強度を制御する。２色目以降も同様の操作により転写電界強度を制御する。
【００５３】
また、中間転写ベルト１０上のＱ／Ａは光学センサ９１〜９３、表面電位計９６〜９８を設置することなしにメイン制御部での算出も可能である。感光体ドラム上で検出したデータ（光学センサ８１〜８４、表面電位計８６〜８９）により、感光体ドラム上のＱ／Ａおよびトナー付着量がわかっているので、それをもとに、読み込んだ画像の色データをもとに形成されている各色のトナー量を割り出し、たし合わせることで複数色時でのＱ／Ａおよびトナー付着量を算出できる。それらの算出結果に基づき、メイン制御部での式９による転写電界強度制御をおこなう。
【００５４】
このような転写電界強度制御のほかにＱ／Ａによる転写バイアス制御をおこなってもよい。メイン制御部に記憶されているＱ／Ａと転写バイアスの相関関係より、転写率がわかるので中間転写ベルト１０上のＱ／Ａを算出し、制御することもできる。
【００５５】
前記のように単位面積当たりのトナー帯電量およびトナーの付着量による転写電界強度制御、または、１次転写バイアス制御によって過剰な転写電界強度による画像の乱れを防止した。
【００５６】
前記実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、実際の実施に際して請求項に記載した技術的事項の範囲内で種々の設計的な変更や修正ができることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１ないし６の発明は、トナー付着量検出手段とトナー帯電量検出手段の両方の検出結果に基づいて転写装置の転写電界強度を制御する制御手段を設けることにより、画像の乱れを生じない最適な転写電界強度での転写がおこなえるようになった。
【００５８】
請求項７の発明は、放電開始電圧を越えないように転写電界強度を制御することによって過剰な転写電界強度による画像の乱れを防止した。
【００５９】
請求項８の発明は、転写率低下開始バイアスを越えないように転写バイアスを制御することによって過剰な転写バイアスによる画像の乱れを防止した。
【００６０】
請求項９の発明は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返す場合において、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写電界強度を、放電開始電界を越えないようにトナー層にかかる転写電界強度を制御することにより、カラー画像における再現性の低下を防止した。
【００６１】
請求項１０の発明は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返す場合において、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写バイアスを、転写率低下開始バイアス以下で制御することにより、カラー画像における再現性の低下を防止した。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】同上の要部拡大図である。
【図３】同上の光学センサと表面電位計の設置例を示す要部拡大図である。
【図４】帯電能の異なるキャリアと転写率の関係を示すグラフである。
【図５】感光体ドラム上のＱ／Ａと転写率低下開始バイアスの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１００　複写装置本体
２００　給紙テーブル
３００　スキャナ
４００　原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
１０　中間転写ベルト
４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ　感光体ドラム
８１〜８４，９１〜９３　光学センサ（トナー付着量検出手段）
８６〜８９，９６〜９８　表面電位計（トナー帯電量検出手段）

Claims

像担持体上に画像を形成するための露光手段と現像手段とを有する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された基準トナーパターン像の付着量を検出するトナー付着量検出手段と、帯電量を検出するトナー帯電量検出手段と、前記トナー付着量検出手段及びトナー帯電量検出手段の両方の検出結果に基づいて転写電界強度を制御する制御手段とを具えたことを特徴とする画像形成装置。
前記トナー付着量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーパターン像の付着量を検出する請求項１記載の画像形成装置。
前記トナー付着量検出手段は、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の現像によって、該基準トナーパターン像に付着したトナーパターン像の付着量を検出する請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記トナー付着量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーから光学センサによりトナー付着量を検出する請求項２記載の画像形成装置。
前記トナー帯電量検出手段は、像担持体上に形成した基準トナーパターン像の現像によって、該基準トナーパターン像に付着したトナーから表面電位計により単位面積当たりのトナー帯電量を検出する請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記トナー帯電量検出手段は、トナーの中間転写体上への転写によって、該中間転写体上に付着したトナーから表面電位計により単位面積当たりのトナー帯電量を検出する請求項２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、トナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を、像担持体と中間転写体間にかかる電位Ｖ_ｂ［Ｖ］、像担持体上に形成されたトナー像の電位Ｖ_ｔ［Ｖ］、感光体画像部書き込み電位Ｖ_Ｌ［Ｖ］、トナー層の厚みｈ［ｍ］を用いて表したとき、

放電開始電界Ｅ_ｐａ［Ｖ／ｍ］を越えないようにトナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を制御する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、像担持体上の単位面積あたりのトナー帯電量ｘ［ｕＣ／ｃｍ^２］、像担持体上に形成された基準トナーパターン像の中間転写体上への転写時にかかる転写電圧ｙ［Ｖ］としたときに、
ｙ＜１．６ｘ×１０^５−２７０
を満たすように制御する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返すとき、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を、

放電開始電界Ｅ_ｐａ［Ｖ／ｍ］を越えないようにトナー層にかかる転写電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］を制御する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、複数色のトナーを中間転写体上へ転写する場合において、すでに中間転写体上に転写されたトナー像が形成され、その上にさらに転写を繰り返すとき、２色目以降の転写時に各色の転写時の最適な転写電圧ｙ［Ｖ］を、
ｙ＜１．６ｘ×１０^５−２７０
を満たすように制御する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。