JP2004029514A

JP2004029514A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004029514A
Application number: JP2002187628A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Miho; 三保　広晃; Satoshi Nishida; 西田　聡; Shigetaka Kurosu; 黒須　重隆; Masashi Saito; 齊藤　正志; Hiroshi Morimoto; 森本　浩史
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】転写ローラ、中間転写体等の体積抵抗値の変動を受けにくく、１プリント内転写率が安定し、原稿とプリントとの濃度変化量が小さい画像形成装置。
【解決手段】イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わせて転写する各色毎の１次転写手段と、中間転写体上に形成された重ね合わせトナー像を転写紙に一括転写する２次転写手段と、トナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および／または２次転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等に用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高速で高画質を要求される画像形成装置には、殆どの場合、電子写真方式を中心とする静電潜像方式の画像形成方法が採用されている。その理由は、高画質画像が、高速かつ安定的に得られ、カラー画像やデジタル画像形成へも適用可能であることが挙げられる。しかしながら、市場からの画像形成技術に対する性能要求レベルは高く、このため静電潜像方式においても更なる性能向上が求められている。
【０００３】
従来より、画像形成装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、前記像担持体から４色共通の１つの中間転写体上に各トナー像を順次１次転写後、前記中間転写体から転写紙に２次転写し定着する装置が知られている。
【０００４】
また、他の画像形成装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、前記像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する装置も知られている。
【０００５】
上記のような画像形成装置におけるトナー像の転写方法としては、転写ローラのような転写部材に電圧を印加し、この転写部材を転写材に転写するようにした接触式転写方式が広く用いられている。この転写する電源側の制御は、定電圧制御と定電流制御とがある。定電圧制御は幅手方向で転写ニップ内の抵抗値が変化したとしても、実際の転写に寄与する電流値は変わらないが、定電圧制御では環境や耐久で転写ローラやベルトの抵抗が変動すると転写率に直接影響することになる。また、一方定電流制御では転写ローラの抵抗、中間転写ベルトの抵抗が環境で変動したとしても一般には電流値は一定である。
【０００６】
画像形成装置に使用される現像剤としては、一成分現像剤、二成分現像剤が用いられており、二成分現像剤のトナーは、粒径が小さく、粒径分布や粒子形状が揃ったものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の課題として、定電流制御においては、像担持体（感光体ドラムともいう）の円周方向で単位長さ当たりのトナー付着量が異なるとトナー付着部分に流れる電流値が変動して転写率が変化してしまうという問題がある。
【０００８】
また、従来技術の課題として、カラー複写機やカラープリンタにおいては、通常、複数の感光体ドラムを用い、それぞれの感光体ドラムで形成した単色カラー画像を順次転写紙に転写して重ね合わせカラー画像を作製する場合に、転写率が変化して低下すると、画像濃度の低下ばかりでなくカラーバランスの崩れとなって現れるという問題がある。又、カラー画像形成には中間転写体を用い、中間転写体への１次転写と、中間転写体から転写紙への２次転写と２度にわたる転写により、さらに転写率の影響が大きくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、第１の発明の目的は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から４色共通の１つの中間転写体上に各トナー像を順次１次転写後、中間転写体から転写紙に２次転写し定着する装置において、１プリント内の転写率が安定して、原稿とプリントとの濃度変化量が小さく、さらに、転写ローラ、中間転写体の体積抵抗値の変動を受けにくく、高画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
また、第２の発明の目的は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する画像形成装置において、１プリント内の転写率が安定して、原稿とプリントとの濃度変化量が小さく、さらに、転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくく、高画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は下記構成の手段により達成できる。
【００１２】
（１）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わせて転写する各色毎の１次転写手段と、中間転写体上に形成された重ね合わせトナー像を転写紙に一括転写する２次転写手段と、トナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および／または２次転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
第２の発明は下記構成の手段により達成できる。
（２）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の転写紙に順次重ね合わせて転写する転写手段と、転写紙上に形成された重ね合わせトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係わる実施の形態１の画像形成装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示す断面図、図２は図１の要部構成を示す断面図、図３は中間転写体上のＹトナー像の分布状態を示す説明図である。
【００１５】
最初に、本発明の画像形成装置の構成について説明する。図１に示すように、画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（像露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００１６】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着手段２４とを有する。
【００１８】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、像露光手段３Ｙ、トナーによる現像手段４Ｙ、及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、像露光手段３Ｍ、トナー現像手段４Ｍ、及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、及びブラック色画像を形成する画像形成部１０Ｋも同様な構成である。
【００１９】
帯電手段２Ｙと像露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと像露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと像露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと像露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。中間転写体６は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより形成された各色のカラー画像は、回動する中間転写体６上に転写手段である転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて１次転写が完了し、重ね合されたカラー画像が形成される。
【００２０】
給紙カセット２０内に収容された転写紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、および２２Ｄ、さらにレジストローラ２３等を経て、バックアップローラ７Ａと中間転写ローラ７Ｂの間に搬送され、転写紙Ｐ上に重ね合わせカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された転写紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２１】
中間転写ローラ７Ｂにより転写紙Ｐにカラー画像を転写した後、転写紙Ｐを分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。なお、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれトナーを補給するトナー補給手段である。
【００２２】
次に、前述の画像形成装置の要部構成についてさらに説明する。図２、３において、中間転写体６は、無端状ベルトであり、体積抵抗値が１×１０^７Ωｃｍ〜１×１０^１１Ωｃｍである。２次転写手段は、２次転写部材である中間転写ローラ７Ｂと中間転写体６を介して対向する位置に配置したバックアップローラ７Ａを有し、中間転写ローラ７Ｂの体積抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０Ωｃｍであり、バックアップローラ７Ａの体積抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０Ωｃｍである。これらの範囲にあると、転写性等が向上する。
【００２３】
制御手段３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋおよび３０Ａは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の周方向の単位長さ当たりの印字率よりトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写手段の１次転写電流、２次転写手段の２次転写電流を転写率が一定になるように制御する。詳しくは、画像データにより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求め、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って１次電流値を求め、感光体ドラムの各転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。同様にして、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って２次電流値を求め、バックアップローラ７Ａに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。
【００２４】
次に、トナー消費量の推定について説明する。この実施の形態ではトナー消費量の推定は印字率に基づいて推定する。この印字率は、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字領域内で、全く印字のない白紙の状態を印字率０％とし、完全に印字で埋め尽くされている状態を１００％とし、印字領域における印字面積と非印字面積の割合として定義する。例えば、白一色の画像は印字率０％であり、全領域が白以外の単一色のベタ画像は印字率１００％であり、印字領域内の半分の面積が白色部分の無い画像で残りが白色画像の場合は印字率５０％である。次に、２値画像を例にして印字率についてさらに説明する。例えば、２５６の画素値を有する画像データは、輝度・濃度変換を行う濃度変換回路、空間フィルタ処理及び階調補正回路により、処理された後に、誤差拡散回路により２値化される。２値化された画像データはローカルメモリ又はハードディスクに記憶された後に第２画像処理回路に伝送され、ＰＷＭ回路においてＰＷＭ信号に変換される。これと独立して、計数回路はバスブリッジと双方向性のデータのやりとりが可能に設置されており、画像データに基づいて、黒画素数（又は白画素数）と総画素数（白画素数＋黒画素数）を計数し、黒画素数／総画素数（白画素数＋黒画素数）×１００として表される。
【００２５】
次に、本発明に使用される現像剤、トナー等について説明する。
１）現像剤
本発明に用いられる現像剤は、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよいが、好ましくは二成分現像剤である。一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤としてトナーをそのまま用いる方法もあるが、通常はトナー粒子中に０．１〜５μｍ程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤として用いる。また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の公知の材料を用いる。キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては特に限定は無いが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂等が用いられる。樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を使用することができる。
【００２６】
２）トナーの個数粒径分布、トナーの個数粒度分布の変動係数およびトナーの体積平均粒径
最初に、トナーの個数粒度分布（粒度分布ともいう）、およびトナーの粒度分布の変動係数について説明する。粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すもので、トナー粒子の粒径をＤ（μｍ）とするとき、自然対数ｌｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が６５％以上のトナーであることが好ましい。和（Ｍ）が６５％以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、トナーを画像形成工程に用いることにより転写率が向上する。
【００２７】
粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数ｌｎＤを０．２３間隔で複数の階級（０〜０．２３：０．２３〜０．４６：０．４６〜０．６９：０．６９〜０．９２：０．９２〜１．１５：１．１５〜１．３８：１．３８〜１．６１・・・）に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、Ｉ／Ｏユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布の分析プログラムにより作成されたものである。アパーチャーは１００μｍで、サンプル調製法は電解液５０〜１００ｍｌに界面活性剤を適量加えて攪拌し、これに測定試料１０〜２０ｍｇを加え、この系を超音波分散機にて１分間分散処理することにより調製する。トナーの粒度分布における個数変動係数は個数変動係数＝（Ｓ／Ｄｎ）×１００（％）で計算され、式中のＳは粒度分布における標準偏差を示し、Ｄｎは体積平均粒径（μｍ）を示す。
【００２８】
トナーの体積平均粒径は２μｍ〜７μｍのものであり、この範囲にあると、定着工程において、飛翔して加熱部材に付着しオフセットを発生させる付着力の大きいトナー微粒子が少なくなり、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。２μｍ未満では帯電が充分に行われずトナー飛散により、画質劣化や人体への悪影響が起こる可能性があり、生産効率上からも不利である。また７μｍを超えると転写工程における問題を解決できない可能性がある。好ましくは３μｍ〜６μｍがよい。
【００２９】
標準偏差を前記体積平均粒径で除して１００倍した値である体積の体積変動係数は１５から２２％である。体積平均粒径の体積変動係数がこの範囲にあることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くなる。
【００３０】
３）トナーの形状係数
トナーの形状係数は（（最大径／２）^２×π）／投影面積により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。ここで、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。このトナーの形状係数は、走査型電子顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ　ＩＭＡＧＥ　ＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画像の解析を行うことにより測定できる。この際、１００個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。
【００３１】
トナーの形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が、６０体積％以上であり、形状係数の変動係数が、１８％以下である。この範囲であれば、トナー表面における外添剤の存在状態が均一になり、帯電量分布がシャープになるとともに高い流動性が得られ、その結果、転写効率良く転写が確実に行われ、さらに転写時にトナーの突起部分に電荷が集中して感光体ドラムや中間転写体との間の微少空間における絶縁破壊等が起こることも防止できる。　ここで、実施の形態１に係わる画像形成装置によるテスト原稿の画像形成について図１、２を参照して説明する。
【００３２】
濃度の異なるテスト原稿を原稿画像走査露光手段２０２で読み取る。この画像データより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求める。なお、プリンタとしての出力である場合はファイルから印字率を求める。各色の各転写ローラに印字率から１次電流値への変換テーブルにより１次転写手段の電流値を選択し電圧を印加して、各感光体ドラムから４色共通の１つの中間転写体６上にトナー像を順次転写する。ここで一例を図３により説明する。図３において、感光体ドラム１Ｙにおける周方向での単位長さ当たりのトナー像の印字率を求め、転写ローラ７Ｙに電圧を印加し、中間転写体６上に１ページ領域６ａ中にトナー像６ｂを転写率よく転写する。なお、図３中のＷは、感光体ドラム１Ｙにおける周方向の単位長さに相当する中間転写体６上の長さである。
【００３３】
次に、印字率から電流値への変換テーブルから所定の電流値を選択し電圧を印加する。ここで、中間転写体６から転写紙Ｐに再度転写し、定着して、１プリント内全体の転写率が安定して、テスト原稿とプリントとの濃度変化量が小さいプリント画像を得る。
【００３４】
なお、実施の形態では、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および２次転写電流を制御する制御手段について説明したが、１次転写電流または２次転写電流のみ制御することもできる。
【００３５】
以上により、本発明に係わる実施の形態１の画像形成装置によれば、１プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので１次側、２次側の転写ローラや中間転写体等の体積抵抗値の変動を受けにくくできる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係わる画像形成装置について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。なお、実施の形態１と機構的に同じ部分は同一符号を付け、一部説明を省略する。
【００３７】
図４において、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、像露光手段３Ｙ、トナーによる現像手段４Ｙ、及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、像露光手段３Ｍ、トナー現像手段４Ｍ、及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、及びブラック色画像を形成する画像形成部１０Ｋも同様な構成である。
【００３８】
帯電手段２Ｙと像露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと像露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと像露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと像露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより形成された各色のカラー画像は、転写手段である転写ローラ７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ及び７２Ｋにより逐次搬送ベルト９上の転写紙Ｐに重ね合されたカラー画像が転写される。
【００３９】
一方、給紙カセット２０内に収容された転写紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、および２２Ｄ、さらにレジストローラ２３等を経て、転写紙Ｐ上に重ね合わせカラー画像が転写される。カラー画像が転写された転写紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラに挟持されて機外の排紙トレイ上に載置される。
【００４０】
制御手段３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の周方向の単位長さ当たりの印字率よりトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写手段の転写電流を転写率が一定になるように制御する。さらに詳しくは、画像データにより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求め、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って電流値を求め、感光体ドラムの各転写ローラ７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。
【００４１】
実施の形態２の画像形成装置で使用される現像剤は、実施の形態１に記載の現像剤と同じである。
【００４２】
次に、実施の形態２に係わる画像形成装置によるテスト原稿のプリントについて図１、図４を参照して説明する。最初に、濃度の異なるテスト原稿を原稿画像走査露光手段２０２（図１）で読み取る。この画像データより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求める。プリンタとしての出力である場合はファイルから印字率を求める。また、各感光体ドラムにデジタル露光を行う。
【００４３】
このときに、各色の各転写ローラに印字率から電流値への変換テーブルにより転写手段の電流値を選択し電圧を印加する。感光体ドラムからトナー像を順次、転写紙Ｐに転写し定着して、１プリント内全体の転写率が安定して、テスト原稿とプリントとの濃度変化量が小さいプリント画像を得る。
【００４４】
以上により、本発明に係わる実施の形態２の画像形成装置によれば、１プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、転写する電源側の制御は定電流制御であるので転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくくできる。
【００４５】
なお、本発明の画像形成装置は、複写機、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ、液晶シャッター式プリンタ等の電子写真装置一般に適用し得るものであるが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用し得るものである。
【００４６】
【実施例】
本発明の実施例につきさらに説明するが、本発明の構成はこれにより限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
図１に示すタンデムフルカラー複写機の画像形成装置を用いてテストを行う。
【００４８】
各感光体ドラムは外径６０ｍｍで、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させて塗布したものを用い、電荷輸送層を含めた膜厚は２５μｍである。各感光体ドラムの非画像部電位は電位センサで検知し、フィードバック制御（制御可能範囲は−５００Ｖ〜−９００Ｖ）し、全露光電位は−５０Ｖ〜０Ｖで、各感光体ドラムの線速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００４９】
露光はレーザー走査方式を用い、半導体レーザーのパワーは３００μＷである。現像はキャリアとトナーの２成分現像方式である。感光体ドラムの周方向における単位長さ当たりの印字率は印字率カウンタで計測する。
【００５０】
１次転写手段は中間転写体６の背面に導電性で発泡状の転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋを設置し、転写ローラの押圧は５．８８Ｎで、転写ローラの外径は２０ｍｍ、体積抵抗値は１×１０^７Ωｃｍである。印字率カウンタ値と電流値テーブルから所定の電流値を選択し印加する。中間転写体６をバックアップローラ７Ａと中間転写ローラ７Ｂで挟み込んだ構成で、体積抵抗値は共に、１×１０^８Ωｃｍである。中間転写体６である中間転写ベルトの張力は４９Ｎである。前記印字率カウンタ値と電流値テーブルから所定の２次電流値を選択し印加する。
【００５１】
耐久テストを１０万コピーまで実施した。テストチャート（原稿）は、０％〜１０％ずつ、１００％まで濃度を増加させた幅方向に帯のあるテストチャートを使用している。なお、主走査方向の各濃度の幅は１５ｍｍとしている。
【００５２】
濃度は反射濃度を測定した。転写率は像担持体上の単位面積当たりのトナーが中間転写体へ転写する比率である。
【００５３】
比較例の場合は、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および／または２次転写電流をフィードバック制御しない。テストデータを表１に示す。なお、表中のデータは出力サンプルの各濃度（０〜１００％）と原稿の各濃度（０〜１００％）の濃度差を算出し、濃度差の平均値を出したものである。
【００５４】
【表１】

【００５５】
表１に示すように、本発明によれば、１ページ内の転写率は一定であり、テスト原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±１０％内となった。なお、比較例の場合は原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±２０％であった。
【００５６】
（実施例２）
実施例２は実施の形態２に係わる画像形成装置の実施例である。実施例１と異なる部分を中心に説明する。
【００５７】
図４に示すカラー複写機の画像形成装置を用いてテストを行う。この画像形成装置は、実施例１において、バックアップローラ７Ａ、中間転写ローラ７Ｂがない点、中間転写体６が搬送ベルト９にまた、転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋがそれぞれ転写ローラ７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋに置き換わった点以外は機構的に同一である。
【００５８】
テストチャート（原稿）は、０％〜１０％ずつ、１００％まで濃度を増加させた幅方向に帯状のチャートである。なお、主走査方向の各濃度の幅は１５ｍｍとしている。比較例の場合は、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流をフィードバック制御しない。テストデータを表２に示す。なお、表中のデータは１ページ内の濃度差を示している。
【００５９】
【表２】

【００６０】
表２に示すように、本発明によれば、１ページ内の転写率は一定であり、テスト原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±１０％内となった。なお、比較例の場合は原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±２０％であった。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように構成したので、下記のような効果を奏する。
【００６２】
請求項１に記載の発明によれば、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から４色共通の１つの中間転写体上に各トナー像を順次１次転写後、中間転写体から転写紙に２次転写し定着する画像形成装置において、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および／または２次転写電流を制御するようにしたので、１プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので中間転写ローラ、中間転写体の体積抵抗値の変動を受けにくい画像形成装置となる。
【００６３】
請求項５に記載の画像形成装置によれば、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの４色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する画像形成装置において、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御するので、１プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくい画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部構成を示す断面図である。
【図３】中間転写体上のＹトナー像の分布状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ　感光体ドラム（像担持体）
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ　現像手段
６　中間転写体
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ　転写ローラ
７Ａ　バックアップローラ
７Ｂ　中間転写ローラ
３０Ａ、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ　制御手段

Claims

イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わせて転写する各色毎の１次転写手段と、中間転写体上に形成された重ね合わせトナー像を転写紙に一括転写する２次転写手段と、トナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき１次転写電流および／または２次転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
トナーの付着量の推定を前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりの印字率で推定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記中間転写体は、無端状ベルトであり、且つ、体積抵抗値が１×１０^７Ωｃｍ〜１×１０^１１Ωｃｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
２次転写手段は、２次転写部材と中間転写体を介して対向する位置に配置したバックアップローラを有し、
前記２次転写部材の体積抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０Ωｃｍであり、
前記バックアップローラの体積抵抗値が１×１０^６〜１×１０^１０Ωｃｍであり、この転写する電源側の制御は定電流制御であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像形成装置。
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の転写紙に順次重ね合わせて転写する転写手段と、転写紙上に形成された重ね合わせトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
トナー付着量の推定を前記像担持体上の周方向における単位長さ当たりの印字率で推定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記トナーは、体積平均粒径が２μｍ〜７μｍであり、
標準偏差を前記体積平均粒径で除して１００倍した値である体積変動係数が１５〜２２であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
トナーの粒径をＤ（μｍ）とするとき、
自然対数ｌｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の個数粒度分布を示すヒストグラムにおける、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が６５％以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナーの形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が６０体積％以上であり、前記形状係数の変動係数が１８％以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。