(57)【要約】      （修正有）【課題】トナー帯電量の測定誤差を低減する画像形成装置を得る。【解決手段】キャリブレーションにおいて、転写前露光部１１ａ〜１１ｄは、キャリブレーション用のトナーパッチ像が中間転写ベルトに転写される前に、そのトナーパッチ像を含む感光体ドラムの表面領域に露光を行い、トナー帯電量特定部４２は、そのトナーパッチ像の現像電流値と、中間転写ベルトへの転写後に濃度センサー８により検出されたトナーパッチ像の濃度とに基づいて、トナー帯電量を特定する。【選択図】図２
2020126135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、
前記感光体ドラム上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像装置と、
前記トナー像を担持する像担持体と、
前記トナー像を前記感光体ドラムから前記像担持体へ転写する転写ローラーと、
キャリブレーション用の前記トナー像としてのトナーパッチ像が前記像担持体に転写された後、前記像担持体上の前記トナーパッチ像の濃度を光学的に検出する濃度センサーと、
前記キャリブレーションにおいて、前記トナーパッチ像の現像電流値と前記濃度センサーにより検出された前記トナーパッチ像の濃度とに基づいて、前記トナーのトナー帯電量を特定するトナー帯電量特定部と、
前記トナーパッチ像が前記像担持体に転写される前に、前記トナーパッチ像を含む前記感光体ドラムの表面領域に露光を行う転写前露光部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写前露光部の露光量を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、（ａ）プリント画像の前記トナー像が前記像担持体に転写される前に、前記プリント画像の前記トナー像を含む前記感光体ドラムの表面領域に露光を行う場合、第１露光量で前記転写前露光部に前記表面領域の露光を実行させ、（ｂ）前記トナーパッチ像が前記像担持体に転写される前に、前記トナーパッチ像を含む前記感光体ドラムの表面領域に露光を行う場合、第２露光量で前記転写前露光部に前記表面領域の露光を実行させ、
前記第２露光量は、前記第１露光量より大きいこと、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写前露光部は、前記表面領域において、前記トナーパッチ像が形成されている領域の表面電位より前記トナーパッチ像が形成されていない領域の表面電位を低くする露光量で、前記トナーパッチ像が形成されている前記感光体ドラムの表面領域に露光を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある画像形成装置は、互いに異なるレーザー光強度で生成された複数のパッチ像について、現像電流値の差と光学式センサーで得られたトナー付着量の差との比に基づいて、トナー帯電量（単位重量あたりの電荷）を導出している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０１９９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、一般的な、トナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。
【０００５】
一般的に、上述のような光学式のトナー濃度センサーでは、トナー像の高さ（つまり、トナーの積載高さ）がある程度大きくなると、センサー出力値が飽和する。他方、図６に示すように、トナー帯電量が低いほど、転写されたトナー像の高さが大きくなる。したがって、上述の画像形成装置では、トナー帯電量が低い場合に、センサー出力値が飽和し、トナー濃度（上述のトナー付着密度に相当）の測定誤差が大きくなる可能性がある。トナー濃度の測定誤差が大きい場合、トナー濃度から導出されるトナー重量の測定誤差も大きくなるため、トナー帯電量の測定誤差も大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、トナー帯電量の測定誤差を低減する画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラム上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像装置と、前記トナー像を担持する像担持体と、前記トナー像を前記感光体ドラムから前記像担持体へ転写する転写ローラーと、キャリブレーション用の前記トナー像としてのトナーパッチ像が前記像担持体に転写された後、前記像担持体上の前記トナーパッチ像の濃度を光学的に検出する濃度センサーと、前記キャリブレーションにおいて、前記トナーパッチ像の現像電流値と前記濃度センサーにより検出された前記トナーパッチ像の濃度とに基づいて、前記トナーのトナー帯電量を特定するトナー帯電量特定部と、前記トナーパッチ像が前記像担持体に転写される前に、前記トナーパッチ像を含む前記感光体ドラムの表面領域に露光を行う転写前露光部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナー帯電量の測定誤差を低減する画像形成装置が得られる。
【０００９】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。
【図２】図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、トナーパッチ像の一例を示す図である。
【図４】図４は、キャリブレーションにおける転写前露光による感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位分布の変化を説明する図である。
【図５】図５は、図１および図２に示す画像形成装置におけるキャリブレーション時のトナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。
【図６】図６は、一般的な、トナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。
【００１３】
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体であり、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上には静電潜像が形成される。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。
【００１４】
現像装置３ａ〜３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー像を現像する。感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００１５】
中間転写ベルト５は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写され担持する環状の像担持体である。中間転写ベルト５は、駆動ローラー６ａおよびテンションローラー６ｂに張架され、駆動ローラー６ａからの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。
【００１６】
２次転写ローラー７は、搬送されてくるプリントシート（プリント用紙など）を中間転写ベルト５に接触させ、中間転写ベルト５上のトナー像をプリントシートに２次転写する。なお、トナー像を２次転写されたプリントシートは、図示せぬ定着器へ搬送され、トナー像がプリントシートへ定着される。
【００１７】
濃度センサー８は、中間転写ベルト５に光を照射し、その反射光（例えば正反射光と拡散反射光）を受光し、受光した反射光の光量に対応する電気信号を出力する反射型光学式センサーである。濃度センサー８は、キャリブレーション用のトナー像としてのトナーパッチ像が中間転写ベルト５に１次転写された後、中間転写ベルト５上のトナーパッチ像の濃度を光学的に検出する。
【００１８】
１次転写ローラー９ａ〜９ｄは、それぞれ、中間転写ベルト５を挟んで、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向して配置され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト５へ１次転写する。
【００１９】
クリーニング装置１０ａ〜１０ｄは、例えばクリーニングブレードを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させて、１次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄに残留しているトナーを除去し回収する。
【００２０】
転写前露光部１１ａ〜１１ｄは、現像装置３ａ〜３ｄと１次転写位置との間で、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域をそれぞれ露光する。転写後露光部１２ａ〜１２ｄは、１次転写位置とクリーニング装置１０ａ〜１０ｄとの間で、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域をそれぞれ露光する。
【００２１】
転写前露光部１１ａ〜１１ｄおよび転写後露光部１２ａ〜１２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの転写メモリー（トナー像が形成されている画像領域と非画像領域との帯電特性の差に起因する帯電特性ムラ）を抑制するために、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域をそれぞれ露光する。
【００２２】
転写前露光部１１ａ〜１１ｄおよび転写後露光部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源からの光を、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面上のライン状の照射位置に向けて出射する。なお、転写前露光部１１ｂ〜１１ｄの光源として、それぞれ隣接する転写後露光部１２ａ〜１２ｃの光源を使用するようにしてもよい。
【００２３】
また、転写前露光部１１ａ〜１１ｄは、キャリブレーションにおいて、トナー帯電量を測定するためのトナーパッチ像が中間転写ベルト５に転写される前に、トナーパッチ像を含む感光体ドラムの表面領域に露光を行う。
【００２４】
図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、図１に示す画像形成装置は、コントローラー３１、現像バイアス回路３２、および転写バイアス回路３３をさらに備える。
【００２５】
コントローラー３１は、画像形成装置内の各部を電気的に制御する。コントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロコンピューターなどを備え、ハードウェア処理およびソフトウェア処理の一方または両方を行う各種処理部として動作する。
【００２６】
現像バイアス回路３２は、制御信号により指定された電圧の現像バイアスを現像装置３ａと感光体ドラム１ａとの間に印加する。現像バイアス回路３２は、トナーパッチ像の現像時の現像電流値（直流電流値）を検出する現像電流検出部３２ａを備える。
【００２７】
転写バイアス回路３３は、制御信号により指定された電圧の１次転写バイアスを感光体ドラム１ａと１次転写ローラー９ａの間に印加する。
【００２８】
ここでは、コントローラー３１は、制御部４１、およびトナー帯電量特定部４２として動作する。
【００２９】
制御部４１は、図１に示す機械的構成、現像バイアス回路３２、転写バイアス回路３３などを制御して、プリントやキャリブレーションを実行する。
【００３０】
キャリブレーションにおいて、制御部４１は、感光体ドラム１ａ、露光装置２、現像装置３ａ、１次転写ローラー９ａなどを制御し、トナーパッチ像（一定濃度で所定形状のトナー像）の形成および１次転写を実行する。
【００３１】
図３は、トナーパッチ像の一例を示す図である。例えば図３に示すように、互いの濃度の異なる複数のトナーパッチ像２１〜２５が中間転写ベルト５に転写される。トナーパッチ像２１〜２５は、中間転写ベルト５の幅方向において、濃度センサー８の配置位置に対応する位置に転写される。
【００３２】
なお、トナーパッチ像２１〜２５の濃度は、印字率（つまり、トナードット密度） で表現される。つまり、トナーパッチ像２１〜２５では、トナードットがある画素位置と、ナードットがない画素位置とが混在している。
【００３３】
制御部４１は、制御信号を現像バイアス回路３２に供給して現像バイアスや現像電流を制御するとともに、制御信号を転写バイアス回路３３に供給して１次転写バイアスや転写電流を制御する。
【００３４】
さらに、制御部４１は、転写前露光部１１ａ〜１１ｄの露光量を制御する。
【００３５】
具体的には、制御部４１は、（ａ）ユーザーのプリント画像のトナー像が中間転写ベルト５に転写される前に、プリント画像のトナー像を含む感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域に露光を行う場合、第１露光量で転写前露光部１１ａ〜１１ｄに表面領域の露光を実行させ、（ｂ）キャリブレーションにおいてトナーパッチ像が中間転写ベルト５に転写される前に、そのトナーパッチ像を含む感光体ドラムの表面領域に露光を行う場合、第２露光量で転写前露光部１１ａ〜１１ｄに表面領域の露光を実行させる。ここで、第２露光量は、第１露光量より大きく設定される。
【００３６】
図４は、キャリブレーションにおける転写前露光による感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位分布の変化を説明する図である。トナーパッチ像を含む感光体ドラムの表面領域に露光が行われると、トナーパッチ像が形成されている領域については、転写前露光部１１ａ〜１１ｄからの光がトナーパッチ像によって遮られるため、露光による帯電量の低下量が、トナーパッチ像が形成されていない領域より少なくなる。
【００３７】
そのため、例えば図４に示すように、上述の第２露光量は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域において、トナーパッチ像が形成されている領域の表面電位よりトナーパッチ像が形成されていない領域の表面電位を低くする露光量に設定される。
【００３８】
図５は、図１および図２に示す画像形成装置におけるキャリブレーション時のトナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。図５に示すように、トナーパッチ像２ｉの積載高さが高くなる条件（トナー帯電量が低いときなど）であっても、転写前露光の露光量が高くなるように制御されるため、トナーパッチ像２ｉのトナーが中間転写ベルト５上で周囲に分散し、トナーパッチ像２ｉの高さが減る。したがって、濃度センサー８のセンサー出力値の飽和が発生しにくくなり、濃度測定値の測定誤差が小さくなる。これにより、トナー重量Ｍの測定誤差、ひいては、トナー帯電量Ｑ／Ｍの誤差も小さくなる。
【００３９】
なお、ここでは、感光体ドラム１ａ、現像装置３ａ、および１次転写ローラー９ａに対するコントローラー３１の機能について説明するが、他の感光体ドラム１ｂ〜１ｄ、現像装置３ｂ〜３ｄ、および１次転写ローラー９ｂ〜９ｄに対するコントローラー３１の機能も同様である。
【００４０】
トナー帯電量特定部４２は、キャリブレーションにおいて、現像電流検出部３２ａにより検出されたトナーパッチ像２ｉの現像電流値と濃度センサー８により検出されたトナーパッチ像２ｉの濃度測定値とに基づいて、トナーのトナー帯電量を特定する。
【００４１】
具体的には、トナー帯電量特定部４２は、現像に使用されたトナーの電荷Ｑを現像電流値から導出し、現像に使用されたトナーの重量Ｍをトナーパッチ像２ｉの濃度測定値から導出し、両者の比Ｑ／Ｍをトナー帯電量として導出する。
【００４２】
なお、現像電流値と電荷Ｑとの対応関係、および濃度測定値と電荷Ｑとの対応関係は、それぞれ、予め実験などで特定され、テーブル、変換式などとして、トナー帯電量特定部４２に実装され、トナー帯電量特定部４２は、そのテーブル、変換式などを使用して、現像電流値から電荷Ｑを導出し、濃度測定値から重量Ｍを導出する。
【００４３】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
【００４４】
通常プリント動作（つまり、ユーザーにより指定された画像のプリント時）においては、制御部４１は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２、現像装置３ａ〜３ｄ、１次転写ローラー９ａ〜９ｄなどを制御して、ユーザーにより指定された画像に対応するトナー像の形成および１次転写を実行する。
【００４５】
その際、１次転写時のトナー散りなどで画質が低下しないように、制御部４１は、比較的小さい露光量（上述の第１露光量）で、転写前露光部１１ａ〜１１ｄに、プリント画像のトナー像を含む感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域を露光させる。
【００４６】
そして、制御部４１は、２次転写ローラー７で、プリントシートに、中間転写ベルト５上のトナー像をプリントシートに２次転写させる。２次転写後、そのトナー像は、図示せぬ定着器でプリントシートへ定着される。その後、そのプリントシートは、印刷物として排出される。
【００４７】
このようにして、通常プリント動作が実行される。
【００４８】
また、制御部４１は、所定のタイミングで自動的に、あるいは、ユーザーやサービスパーソンに手動で指示されると、キャリブレーションを実行する。
【００４９】
キャリブレーションにおいては、制御部４１は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２、現像装置３ａ〜３ｄ、１次転写ローラー９ａ〜９ｄなどを制御して、所定のトナーパッチ像２ｉの形成および１次転写を実行する。その際、制御部４１は、比較的大きい露光量（上述の第２露光量）で、転写前露光部１１ａ〜１１ｄに、トナーパッチ像２ｉを含む感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域を露光させる。これにより、１次転写時に、積載高さの大きいトナーパッチ像２ｉが意図的に周囲に分散され、その高さが減少する。
【００５０】
そのようにして中間転写ベルト５上に転写されたトナーパッチ像２ｉは、中間転写ベルト５の進行とともに移動し、トナーパッチ像２ｉが濃度センサー８の測定位置に到達すると、濃度センサー８は、トナーパッチ像２ｉの濃度に対応するセンサー信号を出力する。制御部４１は、そのセンサー信号を、トナーパッチ像２ｉの濃度に対応するセンサー出力値として受け付ける。
【００５１】
そして、トナー帯電量特定部４２は、トナーパッチ像２ｉの、その現像電流値とその濃度測定値とに基づいて、トナーのトナー帯電量を特定する。なお、互いに濃度の異なる複数のトナーパッチ像２１〜２５を使用する場合には、例えば、複数のトナーパッチ像２１〜２５について得られたトナー帯電量の平均値が、トナーのトナー帯電量として特定される。
【００５２】
制御部４１は、今回のキャリブレーションで特定されたトナー帯電量で、現時点で設定されているトナー帯電量を更新し、更新後のトナー帯電量を使用して、現像バイアスの電圧値などのプロセス条件を更新し、以後の通常プリント動作などに適用する。
【００５３】
以上のように、上記実施の形態によれば、キャリブレーションにおいて、転写前露光部１１ａ〜１１ｄは、キャリブレーション用のトナーパッチ像が中間転写ベルト５に転写される前に、そのトナーパッチ像を含む感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面領域に露光を行い、トナー帯電量特定部４２は、そのトナーパッチ像の現像電流値と、中間転写ベルト５への転写後に濃度センサー８により検出されたトナーパッチ像の濃度とに基づいて、トナー帯電量を特定する。
【００５４】
これにより、中間転写ベルト５上でのトナーパッチ像２ｉの高さが抑制され濃度センサー８のセンサー出力値が飽和しにくくなる。ひいては、トナー帯電量の測定誤差が低減する。
【００５５】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【００５６】
例えば、上記実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置であるが、モノクロ画像形成装置でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ〜１ｄ  感光体ドラム
３ａ〜３ｄ  現像装置
５  中間転写ベルト（像担持体の一例）
８  濃度センサー
９ａ〜９ｄ  １次転写ローラー（転写ローラーの一例）
１１ａ〜１１ｄ  転写前露光部
４１  制御部
４２  トナー帯電量特定部
【図１】
2020126135.tif 000003
【図２】
2020126135.tif 000004
【図３】
2020126135.tif 000005
【図４】
2020126135.tif 000006
【図５】
2020126135.tif 000007
【図６】
2020126135.tif 000008