JP4298135B2 - 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、像担持体上に潜像を形成し、この潜像を、トナーとキャリアとを有する２成分現像剤にて可視像（トナー像）とする画像形成技術に関するものであり、特に、記録材担持体や中間転写体に一定パッチ画像を形成して画像濃度を検知し、それによって現像剤濃度を制御する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置は、像担持体としての例えばドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム表面を一様に帯電し、その表面に画像信号に対応した露光を行って静電潜像を形成して、この静電潜像を現像剤としてトナーを有する現像装置にて現像し、可視像（トナー像）としている。
【０００３】
また、転写手段を用いてこのトナー像を記録材上に転写した後定着装置を用いて、例えば、複写機プリンタなどの画像形成装置において、記録材上へ未定着トナー像を形成するまでのプロセス（以下、「画像形成部」と呼ぶ。）を複数備え、各画像形成部において、例えば、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックなどのように、それぞれ色の異なるトナー像をそれぞれの感光ドラム上に形成し、各トナー像を記録材搬送手段上に担持搬送される同一記録材上に順次重ね合わせて転写している。
【０００４】
また、その後この重ね合わさったカラー未定着トナー像を記録材上に一括定着してカラー画像を得る画像形成装置が種々提案されている。
【０００５】
ここで、従来の画像形成装置について図６を参照して説明する。図６は、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成と、そのトナー像を同一記録材上に順次重ね合わせて写してカラー画像を形成する画像形成装置の一例の一部構成図である。
【０００６】
図６に示される画像形成装置は、回転自在に支持されて矢印方向に回転する感光ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄは、各々の１次帯電器により均一に帯電され、次いで、色分解された光像を照射して、静電潜像を形成する。
【０００７】
次に、感光ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ上の静電潜像は、各画像形成部に備えられた現像部で現像され可視トナー像とされる。
【０００８】
この各画像形成部の感光ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ上に形成されたトナー像は、記録材Ｇに、各画像形成部に備えられた転写帯電器２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄにより重ね転写される。
【０００９】
次に、現像剤の濃度検知を行う時は途中までは上述の記録材への画像形成と同様の工程を経る、すなわち、感光ドラムへの均一帯電、濃度検知用パッチパターンの像露光、パッチパターン潜像の現像までは同様に行う。
【００１０】
この後、記録材への画像形成時とは異なり、各画像形成部の感光ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ上に形成されたパッチパターントナー像を記録材の搬送ベルト２０２に直接、転写帯電器２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄにより転写し、パッチパターン読み取りセンサー２０３によって搬送ベルト２０２上に形成されたパッチパターンを読み取り、不図示の演算装置で演算する。その結果、必要に応じて、現像器にトナーを補給し、画像濃度を一定に保つべく制御する。
【００１１】
また、このような方法で現像剤濃度制御を行おうとした場合、濃度検知用のパッチ画像形成時と通常の画像形成時とで同一の現像バイアスを使用すると、現像剤のトナーとキャリアの混合比の変動による画像濃度変動が少なく、従って、現像剤濃度変動が画像濃度変動として現れにくく、現像剤濃度変動が大きくなり不安定となってしまい、飛散やかぶりの原因となることがあったため、特開平６−２７４０３４号公報に開示されているようにパッチ画像形成時と通常の画像形成時とで異なる現像バイアスを使用することで上述の問題の発生を防止するようにしているものもある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、濃度検知用のパッチ画像形成時と通常の画像形成時とで同一の現像バイアスを使用すると、現像剤のトナーとキャリアの混合比の変動による画像濃度変動が少なく、従って、現像剤濃度変動が画像濃度変動として現れにくく、現像剤濃度変動が大きくなり不安定となってしまい、飛散やかぶりの原因となることがあった。
【００１３】
また、このような問題を解決するためパッチ画像形成時と通常の画像形成時とで異なる現像バイアスを使用することも提案されているが、このような構成とすると上述従来例のように記録材搬送ベルト上にパッチ画像を形成する時に転写が十分に行われず、正しいパッチ画像濃度の判定が行えず、結果として現像剤濃度変動が大きくなったり、飛散やかぶりが発生するという問題が生じていた。
【００１４】
従って、本発明の目的は、現像剤濃度変動を減少させ、しかも、画像濃度の更なる安定化、飛散、かぶりを減少させることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される少なくとも１以上の像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを有する２成分現像剤を用いて現像する少なくとも１以上の現像器と、前記１以上の像担持体と接触して移動可能なベルト部材と、前記像担持体上のトナー像を前記ベルト部材に向かって転写する転写手段と、前記像担持体上から前記ベルト部材上に転写されたパッチ画像の濃度を検知する濃度検知センサーと、前記濃度検知センサーの出力により前記現像器内の現像剤濃度を制御する制御手段と、を有し、記録材上に形成する画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数は、前記ベルト部材上に形成され、記録材上には形成されないパッチ画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数よりも大きい画像形成装置において、前記パッチ画像を前記ベルト部材に転写するときに前記転写手段に印加する転写バイアスを、記録材上に形成する画像を前記ベルト部材に向かって転写する際に前記転写手段に印加する転写バイアスよりも大きくする。
【００１６】
また、静電潜像が形成される少なくとも１以上の像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを有する２成分現像剤を用いて現像する少なくとも１以上の現像器と、前記１以上の像担持体と接触して移動可能なベルト部材と、前記像担持体上のトナー像を前記ベルト部材に向かって転写する転写手段と、前記像担持体上から前記ベルト部材上に転写されたパッチ画像の濃度を検知する濃度検知センサーと、前記濃度検知センサーの出力により前記現像器内の現像剤濃度を制御する制御手段と、を有し、記録材上に形成する画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数は、前記ベルト部材上に形成され、記録材上には形成されないパッチ画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数よりも大きい画像形成装置において、前記パッチ画像を前記ベルト部材に転写するときに前記転写手段に印加する転写電流を、記録材上に形成する画像を前記ベルト部材に向かって転写
する際に前記転写手段に印加する転写電流よりも大きくする。
【００１７】
また、前記現像器に印加されるバイアスは直流電圧を交流電圧に重畳させたバイアスであって、記録材上に形成する画像を現像するときの前記交流電圧は０Ｖとなる領域を有しており、前記パッチ画像を現像するときの前記交流電圧は０Ｖとなる領域を有していないことを特徴とする。
【００２１】
また、ベルト部材上に形成されるパッチ画像の転写バイアスと、パッチ画像以外の画像の転写バイアスとを異ならせているため、現像剤濃度を安定させ、飛散やかぶりの発生を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、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。
【００２３】
また、以下の図面において、既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１に、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の構成図を示す。本実施形態において、本発明は複数の画像形成部を有するカラーレーザービームプリンター（以下、単に「プリンタ」と呼ぶ。）として具現化されるが、本発明はこれに限定されるものでは無いことを理解されたい。
【００２５】
また、本実施形態によると複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを併置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成部の数は任意に選択できる。
【００２６】
本実施形態のプリンタは、実質的に同一構成である画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有し、これらの各画像形成部は、それぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の画像を形成する画像形成部である。
【００２７】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには矢印方向に回転駆動される本発明の構成要素たる像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが支持されている。各感光ドラム１ａ〜１ｄは、周速度１００ｍｍ／秒で回転駆動される。
【００２８】
各感光ドラム１ａ〜１ｄ、それぞれの外周面に沿って配置される一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一様に帯電し、その表面に、それぞれ結像レンズ及びレーザースキャナを含む光学系１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが色分解された画像信号に対応するスポットレーザー光を走査して各感光ドラム１ａ〜１ｄ表面を露光し、それぞれの表面にイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色に対応する静電潜像が形成する。
【００２９】
このようにして形成した各色の静電潜像は、各感光ドラム１ａ〜１ｄの回転に伴って、現像剤としてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーをそれぞれ収容する本発明の構成要素たる現像器としての現像装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと対向する現像領域に至り、静電的なトナーの吸着を受けて顕像化し、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上にそれぞれの色トナー像が形成する。
【００３０】
また、本実施形態のプリンタはカセット４に記録材Ｇを収容しており、給紙ローラ１０によって画像形成装置内に送り出された記録材Ｇは、記録材搬送手段として、上記感光ドラムの周速と同一の移動速度である１００ｍｍ／秒の速度で循環移動するエンドレスベルト、すなわち、本発明の構成要素たる記録材担持体としての搬送ベルト２によって第１の画像形成部Ｐａから第４の画像形成部Ｐｄを経て、さらに定着装置６に至るまで担持搬送される。
【００３１】
搬送ベルト２は、駆動ローラ７によって矢印方向に無端駆動される誘電体の薄いベルト（誘電体シート）であり、駆動ローラ７、カセット４に近接して設けられたアンドラローラ８ａと８ｂ、及び張力調節ローラ９とを懸装するように張設されている。
【００３２】
画像形成動作が開始すると、画像形成装置内に給送された記録材Ｇは、レジストローラ対１１によって同期をとられて搬送ベルト２に担持され、この記録材Ｇを担持した搬送ベルト２の矢印方向への移動に伴って、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄはそれぞれ所望のタイミングにて、前記のような各感光ドラム１ａ〜１ｄ上への各色トナー像の形成を開始する。
【００３３】
すなわち、記録材Ｇは各感光ドラム１ａ〜１ｄと、転写手段としてのブレード状の転写帯電部材、すなわち、転写帯電ブレード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとが搬送ベルト２を介して当接する転写ニップを順次通過する。この転写帯電ブレード１４ａ〜１４ｄには不図示の転写バイアス高圧電源から転写バイアス電圧が印加されており、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上の各色のトナー像は、同一記録材Ｇ上に順次転写され、記録材Ｇ上にはカラーの未定着トナー像が合成される。
【００３４】
未定着カラー画像を担持した記録材Ｇは、最終の第４の画像形成部Ｐｄを通過した後に搬送ベルト２から分離されて定着装置６に送られ、カラーの未定着トナー像は定着装置６にて熱及び圧力によって記録材Ｇ上に溶融定着されて永久画像となる。
【００３５】
その後、記録材Ｇは画像形成装置本体３外へ排出されて外部トレイ５に収容される。また、各色のトナー像の転写を終了した各感光ドラム１ａ〜１ｄは、それぞれブレード状のクリーニング手段を備えるクリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって残存トナーなどの除去を受けて続く画像形成動作に備える。
【００３６】
ここで、搬送ベルト２としての誘電体シート素材にはポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルケトン、ポリスチレン、ポリプチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、シリコーン樹脂、ポリアミドイミド、オリカーボネイト、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリサルフォン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、芳香族ポリイミド、などを含むエンジニアリングプラスチックの薄膜フィルム、ベルトが一般的に用いられる。
【００３７】
本実施形態においては搬送ベルト２には、機械特性、電気特性及び難燃性などの観点から芳香族ポリイミドを使用し、体積抵抗率は１０¹⁷Ω・ｍ、厚みは７５μｍであるシームレスタイプのものを用いた。
【００３８】
また、第４の画像形成部Ｐｄと定着装置６との間の搬送ベルト２の上方には搬送ベルト２上に形成された現像剤濃度制御用のパッチパターンを読み取るための、本発明の構成要素たる濃度検知センサーとしてのパッチパターン読み取りセンサー（以下単にセンサーともいう。）３が配置されている。
【００３９】
このセンサー３は後述する方法で搬送ベルト２上にパッチパターンを形成したときにこのパッチパターンを読み取り、不図示の演算装置で演算処理を行う、必要に応じて現像器にトナーを補給することで現像剤濃度制御を行う。
【００４０】
次に、第１の画像形成部Ｐａを例に挙げて本発明をさらに詳しく説明する。他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄについても同様であるので、これらについての説明は省略する。
【００４１】
画像形成部Ｐａにおいて感光ドラム１ａ上に一次帯電器１２ａにより一様帯電が行われ、感光ドラム１ａ上は略−５００Ｖに一様帯電される。次に、レーザ光により画像部に相当する部分に露光が行われてその部分の感光ドラム１ａ上の表面電位は略−１５０Ｖまで低下し静電潜像が形成される。
【００４２】
形成された静電潜像は前述のように現像位置に移動してきた時に現像装置１３ａに直流に交流が重畳された現像バイアスが印加され、トナー像とされる。
【００４３】
この通常の画像形成に際し、現像装置１３ａに印加される現像バイアスは、略−３００Ｖの直流成分に図２に示すように交番電界が断続的に形成される交流波形を重畳したものを用いた。図２は、図１に示される画像形成装置に適用される交番電界を断続的に形成させた現像バイアスの波形図である。
【００４４】
図２に示される波形の具体的数値の一例を以下に示す。
全体周波数 ２．６６ｋＨｚ
矩形部周波数 ８．００ｋＨｚ
ブランク部時間 ２５０μｓｅｃ
ｐ−ｐ電圧 ２ｋＶ
【００４５】
この現像バイアス波形を用いると後述するような従来、一般に用いられてきたブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形と比較し現像効率が増し、出力最大画像濃度を増加させることが可能となる。また、本実施形態のように２成分現像剤を用いた時に、現像剤の濃度、すなわちトナーとキャリアの混合比（以下、Ｔ／Ｄ比と記す）が変動しても現像されるトナー量の変動は小さく抑えられる。この様子を、図３を用いて説明する。図３は、図１に示される画像形成装置に適用される交番電界を断続的に形成する波形を現像バイアスとして使用した時の現像コントラスト電圧に対する現像トナー量の特性を示す図である。
【００４６】
図３は横軸に現像コントラスト電圧を取り、縦軸に感光ドラム上に現像されるトナー量をとった時に前述のＴ／Ｄ比が異なる現像剤毎に現像特性をプロットしたものである。図３に示されるように現像剤のＴ／Ｄ比を７％，８％，９％と変化させても現像されるトナー量はほとんど変化しなかった。
【００４７】
このような現像特性を示すのは、ある特定の帯電量を有したトナーのみが現像されるのではなく、トナーの有する帯電量、トリボと呼ばれるトナーの単位質量あたりの帯電電荷量（以下Ｑ／Ｍと記す）が比較的広範囲に渡って現像されているためと考えられる。
【００４８】
従って、このような特性を有した現像トナー像を転写しようとした場合は、後述するような従来、一般に用いられてきたブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形にて現像されたトナー像を転写する場合と比較して、小さい転写帯電出力値で転写できる。
【００４９】
このため、本実施形態においては通常の画像形成時においては転写帯電出力を定電流制御し、出力制御値を各色ともに略１０μＡとした。
【００５０】
一方、現像剤濃度を制御するためのパッチ画像用の潜像を形成する場合にも、通常画像形成と同様の方法でパッチ画像に相当する静電潜像を形成する。しかし、現像は通常画像形成を行う場合とは異なる現像バイアスを現像装置１３ａに印加してパッチ画像用の潜像をトナー像化する。
【００５１】
このパッチ画像形成に際し、現像装置１３ａに印加される現像バイアスは、略−３００Ｖの直流成分に矩形状の交番電界が連結的に形成される交流波形を重畳したものを用いた。
【００５２】
この波形の具体的数値の一例を以下に示す。
周波数 ２．００ｋＨｚ
ｐ−ｐ電圧 ２ｋＶ
【００５３】
このようなブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形を用いると、前述のブランク部の存在する現像バイアス波形を用いたときと比較して、現像剤の濃度、すなわちトナーとキャリアの混合比が変動したときの現像されるトナー量の変動が大きくなる。
【００５４】
この様子を図４を用いて説明する。図４は、図１に示される画像形成装置に適用される、横軸に現像コントラスト電圧を取り、縦軸に感光ドラム上に現像されるトナー量をとった時に前述のＴ／Ｄ比が異なる現像剤毎に現像特性をプロットしたものであり、矩形波（２ＫＨｚ、２ＫＶｐｐ）を現像バイアスとして使用した時の現像コントラスト電圧に対する現像トナー量の特性を示す図である。
【００５５】
図４に示されるように現像剤のＴ／Ｄ比を７％，８％，９％と変化させたときに現像されるトナー量が大きく変化していることがわかる。このように、Ｔ／Ｄ比の変化に対し現像されるトナー量が大きく変化することでＴ／Ｄ比の変化を精度よく検出することが可能となる。
【００５６】
ところがこのような波形の現像バイアスで現像されたトナーを転写しようとすると前述のように、ブランク部の存在するような波形の現像バイアスで現像されたトナーを転写するときと比較して大きな値の転写電流が必要とされる。そこで、本実施形態においてはパッチ画像形成時における転写帯電出力制御値を１４μＡとした。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、上述したように画像形成時には現像剤のＴ／Ｄ比変化に対し現像されるトナー量が大きく変化しない現像バイアスを用い、この現像特性に応じた転写バイアスを採用し、パッチ画像形成時には現像剤のＴ／Ｄ比変化に対し現像されるトナー量が大きく変化する現像バイアスを用いると共に、この現像特性に適応する転写バイアスを採用することにより、現像剤濃度を安定させ飛散やかぶり発生することなく出力画像濃度を常に安定した状態とすることが可能となった。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の構成図である。
【００５９】
本実施形態のプリンタも前述第１の実施形態に示したプリンタと同じく、実質的に同一構成である画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有し、これらの各画像形成部は、それぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の画像を形成する画像形成部である。
【００６０】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには矢印方向に回転駆動される本発明の構成要素たる像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが支持されている。
【００６１】
各感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄは、周速度１００ｍｍ／秒で回転駆動される。各感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、それぞれの外周面に沿って配置される一次帯電器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄが一様に帯電し、その表面に、それぞれ結像レンズ及びレーザースキャナを含む光学系１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄが色分解された画像信号に対応するスポットレーザー光を走査して各感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ表面を露光し、それぞれの表面にイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色に対応する静電潜像が形成する。
【００６２】
このようにして形成した各色の静電潜像は、各感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転に伴って、現像剤としてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーをそれぞれ収容する現像装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄと対向する現像領域に至り、静電的なトナーの吸着を受けて顕像化し、各感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ上にそれぞれの色トナー像が形成する。
【００６３】
１０２は本発明の構成要素たる中間転写体としてのエンドレスベルト体（中間転写体ベルト）である。この中間転写体ベルト１０２は、各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの下側において、該各画像形成ユニットの感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄの下面間にわたらせて、駆動ローラ１０７、２次転写対向ローラ１０８、従動ローラ１０９の３本のローラに懸回張設してあり、矢印の時計方向に感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと同じ周速度で回転駆動される。
【００６４】
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄはそれぞれ中間転写ベルト１０２の内側に配設した第１から第４の４つの一次転写ローラである。第一の一次転写ローラ１１４ａはイエロー用の画像形成ユニットＰａの感光ドラム１０１ａの下面に中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部１１２ａを形成している。第２の一次転写ローラ１１４ｂはマゼンタ用の画像形成ユニットＰｂの感光ドラム１０１ｂの下面に中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部１２１ｂを形成している。
【００６５】
第３の一次転写ローラ１１４ｃはシアン用の画像形成ユニットＰｃの感光ドラム１０１ｃの下面に中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部１２１ｃを形成している。
【００６６】
第４の一次転写ローラ１１４ｄはブラック用の画像形成ユニットＰｄの感光ドラム１０１ｄの下面に中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部１２１ｄを形成している。
【００６７】
各一次転写ローラ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄにはそれぞれ不図示の転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ面側のトナー画像が一次転写部１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄにおいて中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト面に静電的に転写される。
【００６８】
本例装置の場合は、まず、イエロー用の画像形成ユニットＰａの一次転写部１２１ａにおいて感光ドラム１０１ａ面から中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト面にイエロー画像が転写される。ついで、マゼンタ画像、シアン画像、ブラック画像が同様の方法で中間転写体ベルト１０２の上行側ベルト面に重ね合わせるように転写されて、フルカラー画像が合成形成される。
【００６９】
上記のイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて、それぞれ本発明の構成要素たる現像としての器現像装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは、感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ面から中間転写体ベルト１０２面に画像を転写した後の感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ面に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段（現像同時クリーニング）を兼ねさせてあり、各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄのいずれにも専用機器としての感光ドラムクリーニング器は具備させていない（クリーナレスシステム）。
【００７０】
そして、上記のようにしてフルカラー画像が形成された中間転写ベルト１０２面は引き続く中間転写体ベルト１０２の回動で２次転写対向ローラ１０８と２次転写ローラ１１７によって形成される２次転写部１１８に至る。２次転写ローラ１１７は２次転写対向ローラ１０８に中間転写体ベルト１０２を挟んで当接して２次転写部１１８を形成しており、不図示の転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００７１】
１０４は給紙カセット、１１０は該給紙カセット１０４から記録材（転写材）Ｇを繰り出す給紙ローラである。この給紙ローラ１１０から定着ユニット１０６までの記録材Ｇを搬送する部材が、本発明の構成要素たる記録材担持体であるとして良い。
【００７２】
１１１はレジストローラ対であり、該給紙カセット１０４から給送された記録材Ｇを２次転写部１１８に所定のタイミングで給送する。
【００７３】
すなわち、中間転写体ベルト１０２の回動により該中間転写体ベルト１０２面に形成されたフルカラー画像の先端部が２次転写部１１８に到達したとき、記録材Ｇが給送され、２次転写部１１８において中間転写体ベルト１０２面側のフルカラー画像が該給送記録材Ｇに対して一括転写される。
【００７４】
２次転写部１１８を出た記録材Ｇは中間転写体ベルト１０２面から分離されて、定着ユニット１０６に導入された画像の熱定着を受け、画像形成物として装置外のトレー１０５に排紙される。
【００７５】
また、２次転写時に中間転写体ベルト１０２面に残された転写残トナーは中間転写体ベルトクリーナ１１９で中間転写体ベルト１０２面から除去される。
【００７６】
ここで、中間転写体ベルト１０２としての素材にはポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルケトン、ポリスチレン、ポリプチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、シリコーン樹脂、ポリアミドイミド、オリカーボネイト、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリサルフォン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、芳香族ポリイミド、などを含むエンジニアリングプラスチックの薄膜フィルム、ベルトが一般的に用いられる。
【００７７】
本実施形態においては中間転写ベルト１０２には、機械特性、電気特性及び難燃性などの観点から芳香族ポリイミドを使用し、体積抵抗率は１０¹⁴Ω・ｍ、厚みは７５μｍであるシームレスタイプのものを用いた。
【００７８】
また、第４の画像形成部Ｐｄと駆動ローラ１０７との間の中間転写体ベルト１０２の上方には中間転写体ベルト１０２上に形成された現像剤濃度制御用のパッチパターンを読み取るための、本発明の構成要素たる濃度検知センサーとしてのパッチパターン読み取りセンサー１０３が配置されている。
【００７９】
このセンサー１０３は前述第１の実施形態に示したのと同様の方法で中間転写体ベルト１０２上にパッチパターンを形成したときにこのパッチパターンを読み取り、不図示の演算装置で演算処理を行う、必要に応じて現像器にトナーを補給することで現像剤濃度制御を行う。
【００８０】
次に、第１の画像形成部Ｐａを例に挙げて本発明をさらに詳しく説明する。他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄについても同様であるので、これらについての説明は省略する。
【００８１】
画像形成部Ｐａにおいて感光ドラム１０１ａ上に一次帯電器１１２ａにより一様帯電が行われ、感光ドラム１０１ａ上は略−５００Ｖに一様帯電される。次に、レーザ光により画像部に相当する部分に露光が行われてその部分の感光ドラム１ａ上の表面電位は略−１５０Ｖまで低下し静電潜像が形成される。
【００８２】
形成された静電潜像は前述のように現像位置に移動してきた時に現像装置１１３ａに直流に交流が重畳された現像バイアスが印加され、トナー像とされる。
【００８３】
この通常の画像形成に際し、現像装置１１３ａに印加される現像バイアスは、略−３００Ｖの直流成分に前述第１の実施形態と同様の図２に示すように交番電界が断続的に形成される交流波形を重畳したものを用いた。
【００８４】
この波形の具体的数値の一例を以下に示す。
全体周波数 ２．６６ｋＨｚ
矩形部周波数 ８．００ｋＨｚ
ブランク部時間 ２５０μｓｅｃ
ｐ−ｐ電圧 ２ｋＶ
【００８５】
この現像バイアス波形を用いると前述第１の実施形態と同じく、ブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形と比較し現像効率が増し、出力最大画像濃度を増加させることが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態のように２成分現像剤を用いた時に、現像剤の濃度、すなわちトナーとキャリアの混合比（以下、Ｔ／Ｄ比と記す）が変動しても現像されるトナー量の変動は小さく抑えられる。この状況は、前述第１の実施形態にて図３を用いて説明したのと同様であるので本実施形態においては詳細な説明を省略する。
【００８７】
本実施形態においても、このような特性を有した現像トナー像を中間転写体上に転写しようとした場合は、ブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形にて現像されたトナー像を転写する場合と比較して、小さい転写帯電出力値で転写できる。このため、本実施形態においては通常の画像形成時においては転写帯電出力を定電圧制御し、出力制御値を各色ともに略２００Ｖとした。
【００８８】
一方、現像剤濃度を制御するためのパッチ画像用の潜像を形成する場合にも、通常画像形成と同様の方法でパッチ画像に相当する静電潜像を形成する。しかし、現像は通常画像形成を行う場合とは異なる現像バイアスを現像装置１３ａに印加してパッチ画像用の潜像をトナー像化する。
【００８９】
このパッチ画像形成に際し、現像装置１１３ａに印加される現像バイアスは、略−３００Ｖの直流成分に矩形状の交番電界が連結的に形成される交流波形を重畳したものを用いた。
【００９０】
この波形の具体的数値の一例を以下に示す。
周波数 ２．００ｋＨｚ
ｐ−ｐ電圧 ２ｋＶ
【００９１】
このようなブランク部の存在しない連続的な現像バイアス波形を用いると、前述第１の実施形態と同様に前述のブランク部の存在する現像バイアス波形を用いたときと比較して、現像剤の濃度、すなわち、トナーとキャリアの混合比（以下、Ｔ／Ｄ比と記す）が変動したときの現像されるトナー量の変動が大きくなる。
【００９２】
このように、Ｔ／Ｄ比の変化に対し現像されるトナー量が大きく変化することで、前述第１の実施形態に示したのと同じくＴ／Ｄ比の変化を精度よく検出することが可能となる。
【００９３】
ところがこのような波形の現像バイアスで現像されたトナーを転写しようとすると前述のように、ブランク部の存在するような波形の現像バイアスで現像されたトナーを転写するときと比較して大きな値の転写電界が必要とされる。そこで、本実施形態においてはパッチ画像形成時における転写帯電出力制御値を略３００Ｖとした。
【００９４】
このように、本実施形態によれば、上述したように画像形成時には現像剤のＴ／Ｄ比変化に対し現像されるトナー量が大きく変化しない現像バイアスを用い、この現像特性に応じた転写バイアスを採用し、パッチ画像形成時には現像剤のＴ／Ｄ比変化に対し現像されるトナー量が大きく変化する現像バイアスを用いるとともにこの現像特性に適応する転写バイアスを採用することにより、中間転写体を用いた画像形成装置においても現像剤濃度を安定させ飛散やかぶり発生することなく出力画像濃度を常に安定した状態とすることが可能となった。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、現像剤濃度制御用のパッチ画像を形成させるための現像バイアスと、通常画像形成用の現像バイアスとを異なるもの、即ち、現像剤濃度制御用のパッチ画像を形成させるための現像バイアスを、通常画像形成用の現像バイアスよりも高周波数の現像バイアス、或いは交番電界が断続的に形成される現像バイアスなどを用いる構成とし、これらの異なった現像バイアスに応じて転写バイアスを選択することによって、現像剤濃度変動を減少させ、飛散、かぶり等を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の構成図である。
【図２】図１に示される画像形成装置に適用される、交番電界を断続的に形成させた現像バイアスの波形図である。
【図３】図１に示される画像形成装置に適用される、交番電界を断続的に形成する波形を現像バイアスとして使用した時の現像コントラスト電圧に対する現像トナー量の特性を示す図である。
【図４】図１に示される画像形成装置に適用される、矩形波（２ＫＨｚ、２ＫＶｐｐ）を現像バイアスとして使用した時の現像コントラスト電圧に対する現像トナー量の特性を示す図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の構成図である。
【図６】従来の画像形成装置の一部構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 感光ドラム
２ 搬送ベルト
３ パッチパターン読み取りセンサー
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 現像装置
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 転写帯電部材
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ 感光ドラム
１０２ 中間転写体ベルト
１０３ パッチパターン読み取りセンサー
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ 現像ユニット
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ 転写帯電部材
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ 感光ドラム
２０２ 搬送ベルト
２０３ パッチパターン読み取りセンサー
２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ 現像ユニット
２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ 転写帯電部材

Claims (3)

1. 静電潜像が形成される少なくとも１以上の像担持体と、
   前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを有する２成分現像剤を用いて現像する少なくとも１以上の現像器と、
   前記１以上の像担持体と接触して移動可能なベルト部材と、
   前記像担持体上のトナー像を前記ベルト部材に向かって転写する転写手段と、
   前記像担持体上から前記ベルト部材上に転写されたパッチ画像の濃度を検知する濃度検知センサーと、
   前記濃度検知センサーの出力により前記現像器内の現像剤濃度を制御する制御手段と、を有し、
   記録材上に形成する画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数は、前記ベルト部材上に形成され、記録材上には形成されないパッチ画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数よりも大きい画像形成装置において、
   前記パッチ画像を前記ベルト部材に転写するときに前記転写手段に印加する転写バイアスを、記録材上に形成する画像を前記ベルト部材に向かって転写する際に前記転写手段に印加する転写バイアスよりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される少なくとも１以上の像担持体と、
   前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを有する２成分現像剤を用いて現像する少なくとも１以上の現像器と、
   前記１以上の像担持体と接触して移動可能なベルト部材と、
   前記像担持体上のトナー像を前記ベルト部材に向かって転写する転写手段と、
   前記像担持体上から前記ベルト部材上に転写されたパッチ画像の濃度を検知する濃度検知センサーと、
   前記濃度検知センサーの出力により前記現像器内の現像剤濃度を制御する制御手段と、を有し、
   記録材上に形成する画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数は、前記ベルト部材上に形成され、記録材上には形成されないパッチ画像を前記像担持体上において現像するときに前記現像器に印加するバイアスの周波数よりも大きい画像形成装置において、
   前記パッチ画像を前記ベルト部材に転写するときに前記転写手段に印加する転写電流を、記録材上に形成する画像を前記ベルト部材に向かって転写する際に前記転写手段に印加する転写電流よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記現像器に印加されるバイアスは直流電圧を交流電圧に重畳させたバイアスであって、
   記録材上に形成する画像を現像するときの前記交流電圧は０Ｖとなる領域を有しており、
   前記パッチ画像を現像するときの前記交流電圧は０Ｖとなる領域を有していないことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。

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