(57)【要約】【課題】少ない部品点数で、像担持体上に形成されたトナー像のトナー濃度を測定することが可能な画像形成装置、画像形成項目の調整方法、および画像形成方法を提供する。【解決手段】透明の感光体ベルト９と、帯電部１０と、露光部１１と、現像部２と、転写部３と、定着部４と、受光部１６と、を有する画像形成装置において、受光部１６を、感光体ベルト９を挟んで露光部１１と対向する位置に設置し、受光部１６によって検知される、露光部１１から照射された光の強度を用いて、感光体ベルト９上に形成されたトナー像のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段を設ける。【選択図】図１
2010117534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明の像担持体と、
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、
前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記露光手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
透明の像担持体と、
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、
前記像担持体に光を照射して除電を行う除電手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、
前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記除電手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更する項目変更手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記項目変更手段は、前記像担持体上の特定のトナーパッチのトナー濃度が、特定の値に近づくように画像形成項目を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像手段は、前記像担持体にトナーを供給する際に、現像バイアスを印加する現像手段であり、
前記画像形成項目は、現像バイアスの値であることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成項目は、前記露光手段によって照射される光の強度であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体は、移動可能に設けられており、
前記受光手段は、前記像担持体の像担持面に対して平行な方向であって前記像担持体の移動方向に対して垂直な方向に沿って、複数設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで露光手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、露光手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、
前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有することを特徴とする画像形成項目の調整方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで除電手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、除電手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、
前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有することを特徴とする画像形成項目の調整方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体に光を照射して除電を行う除電工程と、
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる、複写機、プリンタ、およびファクシミリ装置等の画像形成装置、画像形成項目の調整方法、および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、剥離、クリーニング、除電、および定着の各工程を経て所望の画像を形成する。近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及によって、電子写真方式のカラー画像形成装置においても、小型化および低価格化が求められている。
【０００３】
画像形成装置の小型化および低価格化を実現するためには、画像形成装置の構成部品の小型化および構成部品点数の削減の少なくとも一方を行う必要がある。そこで、小型化および低価格化の方法の１つとして、１つの感光体上に複数色のトナー像を重ね合わせ、記録媒体(紙)上に一括転写する画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、中間転写体上にトナー像を重ね合わせてから記録媒体にトナー像を転写するという方式ではないので中間転写体を必要としない。また、記録媒体保持体上に保持した記録媒体上にトナー像を重ね合わせるという方式ではないので、記録媒体保持体を必要としない。よって、それらの方式を採用する画像形成装置に比べて、大幅に小型化されている。
【０００４】
一方、電子写真方式の画像形成装置は、環境変化および使用条件等によって、記録画像の画像品質が変化し易いという特性を有している。画像品質を安定化させるためにトナー濃度を測定することが可能な画像形成装置は、特許文献１および特許文献２に記載されている。
【０００５】
特許文献１および特許文献２に記載の画像形成装置は、感光体または中間転写体等のトナー像担持体表面に画像濃度検知用のトナーパッチを作成し、そのトナーパッチのトナー濃度（トナー付着量）を、発光部と受光部とを備える光学センサを用いて測定する。
【０００６】
図９（ａ１），図９（ａ２）に示すように、特許文献１に記載の画像形成装置は、発光部５０ａによって感光体５２上のトナーパッチＴｂ，Ｔｃに向けて光を照射し、その光によって生じた反射光を受光部５１ａで検知して、その受光量からトナーパッチＴｂ，Ｔｃのトナー濃度を測定する。黒色トナーパッチＴｂのトナー濃度を測定する場合には、図９（ａ１）に示すように、感光体５２による正反射光が検知できるように、発光部５０ａおよび受光部５１ａを設置する。黒色トナーは光を吸収するので、トナーによって吸収されることなく感光体へ到達し反射された正反射光を検知する必要があるからである。カラートナーパッチＴｃのトナー濃度を測定する場合には、図９（ａ２）に示すように、感光体５２による正反射光を検知しないように、発光部５０ａおよび受光部５１ａを設置する。カラートナーは特定の波長の光を吸収し、それ以外の波長の光を反射するので、カラートナーパッチＴｃによる反射光のみによってトナー濃度の測定が可能であり、感光体５２による正反射光を検知する必要はなく、また、カラートナーパッチＴｃによる反射光と感光体５２による正反射光とを両方検知してしまうと精度良くトナー濃度の測定ができないからである。特許文献１に記載の画像形成装置では、発光部５０ａおよび受光部５１ａの少なくとも一方を移動可能にすることで、一対の光学センサによって黒色トナーパッチＴｂおよびカラートナーパッチＴｃの両方のトナー濃度を測定可能になっている。
【０００７】
図９（ｂ）に示すように、特許文献２に記載の画像形成装置は、記録媒体保持体５３を透明部材とし、記録媒体保持体５３を挟んで対向するように発光部５０ｂおよび受光部５１ｂを設置することで、発光部５０ｂによる照射光のうち、トナーパッチＴおよび記録媒体保持体５３を透過する光を受光部５１ｂによって検知可能にし、検知した光の強度によってトナー濃度を測定することで、黒色トナーパッチおよびカラートナーパッチの両方のトナー濃度を測定可能になっている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−２０９４７０号公報
【特許文献２】特開平３−１７４５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、画像形成装置による記録画像の画像品質の安定化のために、特許文献１または特許文献２に記載の技術を応用しようとすると、少なくとも発光部５０および受光部５１の両方を設置する必要があるので、画像形成装置は大型化してしまい、小型化の流れに反してしまう。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解消するためになされたものであって、少ない部品点数で、像担持体上に形成されたトナー像のトナー濃度を測定することが可能な画像形成装置、画像形成項目の調整方法、および画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、透明の像担持体と、
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、
前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
また本発明は、前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記露光手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、透明の像担持体と、
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、
前記像担持体に光を照射して除電を行う除電手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、
前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
また本発明は、前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記除電手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更する項目変更手段を有することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記項目変更手段は、前記像担持体上の特定のトナーパッチのトナー濃度が、特定の値に近づくように画像形成項目を変更することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記現像手段は、前記像担持体にトナーを供給する際に、現像バイアスを印加する現像手段であり、
前記画像形成項目は、現像バイアスの値であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記画像形成項目は、前記露光手段によって照射される光の強度であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記像担持体は、移動可能に設けられており、
前記受光手段は、前記像担持体の像担持面に対して平行な方向であって前記像担持体の移動方向に対して垂直な方向に沿って、複数設けられることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで露光手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、露光手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、
前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有することを特徴とする調整方法である。
【００２１】
また本発明は、前記調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有することを特徴とする画像形成方法である。
【００２２】
また本発明は、像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで除電手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、除電手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、
前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有することを特徴とする調整方法である。
【００２３】
また本発明は、前記調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、
像担持体表面を帯電する帯電工程と、
帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、
像担持体に光を照射して除電を行う除電工程と、
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有することを特徴とする画像形成方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、透明の像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有する画像形成装置が提供される。
【００２５】
該装置によれば、前記露光手段によって照射された光を、前記受光手段によって検知し、検知された光の強度によって前記トナー濃度を測定するので、トナー濃度測定のみに用いる発光手段を設けることなく、前記トナー濃度を測定することが可能である。
【００２６】
また本発明によれば、前記受光手段によって検知される、前記露光手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記露光手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有する。
【００２７】
前記像担持体、前記露光手段、および前記受光手段の少なくともいずれか１つに、トナーによる汚染および経時劣化などが生じると、前記露光手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度は変化する。前記装置によれば、そのような汚染および経時劣化などによって、検知される光の強度が変化した場合にも、前記発光強度変更手段によって前記露光手段が照射する光の強度を変更することが可能であるので、前記露光手段によって一定の強度の光を照射することが可能である。
【００２８】
また本発明によれば、透明の像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電状態の前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体に光を照射して除電を行う除電手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段と、前記像担持体を挟んで前記露光手段と対向する位置に備えられる受光手段と、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度を、前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射された光の強度を用いて測定するトナー濃度測定手段と、を有する画像形成装置が提供される。
【００２９】
該装置によれば、前記除電手段によって照射された光を、前記受光手段によって検知し、検知された光の強度によって前記トナー濃度を測定するので、トナー濃度測定のみに用いる発光手段を設けることなく、前記トナー濃度を測定することが可能である。
【００３０】
また本発明によれば、前記受光手段によって検知される、前記除電手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度に基づいて、前記除電手段が照射する光の強度を変更する発光強度変更手段を有する。
【００３１】
前記像担持体、前記露光手段、および前記受光手段の少なくともいずれか１つに、トナーによる汚染および経時劣化などが生じると、前記除電手段から照射され、前記像担持体のトナーが担持されていない領域を透過した光の強度は変化する。前記装置によれば、そのような汚染および経時劣化などによって、検知される光の強度が変化した場合にも、前記発光強度変更手段によって前記除電手段が照射する光の強度を変更することが可能であるので、前記除電手段によって一定の強度の光を照射することが可能である。
【００３２】
また本発明によれば、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更する項目変更手段を有する。前記装置によれば、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更することが可能である。したがって、環境の変化および使用条件の変化などに関わらず、一定の画像品質の画像を得ることが可能である。
【００３３】
また本発明によれば、前記項目変更手段は、前記像担持体上の特定のトナーパッチのトナー濃度が、特定の値に近づくように画像形成項目を変更する。前記装置によれば、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を好適に調整することが可能であるので、環境の変化および使用条件の変化などに関わらず、一定の画像濃度の画像を得ることが可能である。
【００３４】
また本発明によれば、前記現像手段は、前記像担持体にトナーを供給する際に、現像バイアスを印加する現像手段であり、前記画像形成項目は、現像バイアスの値である。前記装置によれば、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、現像バイアスの値を変更することが可能である。
【００３５】
また本発明によれば、前記画像形成項目は、前記露光手段によって照射される光の強度である。前記装置によれば、前記像担持体上のトナー像のトナー濃度の測定結果に従って、前記露光手段によって照射される光の強度を変更することが可能である。
【００３６】
また本発明によれば、前記像担持体は、移動可能に設けられており、前記受光手段は、前記像担持体の像担持面に対して平行な方向であって前記像担持体の移動方向に対して垂直な方向に沿って、複数設けられる。前記装置によれば、前記像担持体上に形成されたトナー像のトナー濃度を、前記像担持体の幅方向の複数の位置で測定することが可能である。また、前記トナー濃度の測定結果に従って画像形成項目を変更する場合には、幅方向の複数の位置で測定されたトナー濃度の測定結果に従って画像形成項目を変更することが可能であるので、前記像担持体上に形成されたトナー像のトナー濃度に、幅方向でのムラが発生していても、画像形成項目を好適に調整することが可能である。
【００３７】
また本発明によれば、像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで露光手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、露光手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有する調整方法が提供される。
【００３８】
該調整方法によれば、前記露光手段によって照射された光を、前記受光手段によって検知し、検知された光の強度によって前記トナー濃度を測定するので、トナー濃度測定のみに用いる発光手段を設けることなく、前記トナー濃度を測定することが可能であり、そのトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更することが可能である。
【００３９】
また本発明によれば、上記調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有する画像形成方法が提供される。
【００４０】
該画像形成方法によれば、前記調整方法によって、変更された画像形成項目を用いて画像形成を行うので、環境の変化および使用条件の変化などに関わらず、一定の画像品質の画像を得ることが可能である。
【００４１】
また本発明によれば、像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、像担持体上のトナー像のトナー濃度を、像担持体を挟んで除電手段と対向する位置に備えられる受光手段によって検知される、除電手段から照射され透明の像担持体を透過した光の強度を用いて測定するトナー濃度測定工程と、前記トナー濃度測定工程によって得られる測定結果が予め決められた基準値に近づくように画像形成項目を変更する項目変更工程と、を有する調整方法が提供される。
【００４２】
該調整方法によれば、前記除電手段によって照射された光を、前記受光手段によって検知し、検知された光の強度によって前記トナー濃度を測定するので、トナー濃度測定のみに用いる発光手段を設けることなく、前記トナー濃度を測定することが可能であり、そのトナー濃度の測定結果に従って、画像形成項目を変更することが可能である。
【００４３】
また本発明によれば、上記調整方法によって画像形成項目を変更する工程と、像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電状態の像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給し、トナー像を形成する現像工程と、像担持体に光を照射して除電を行う除電工程と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着工程と、を有する画像形成方法が提供される。
【００４４】
該画像形成方法によれば、前記調整方法によって、変更された画像形成項目を用いて画像形成を行うので、環境の変化および使用条件の変化などに関わらず、一定の画像品質の画像を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の第１実施形態である画像形成装置１００の断面を概略的に示す模式図である。この画像形成装置１００は、感光体ベルトユニット１、現像部２、転写部３、定着部４、給紙部５、搬送路６、および排紙部７などを備えている。ここで、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は数字のみで表す。図１に示す画像形成装置１００はプリンタ機能のみを有するカラープリンタであるけれども、本発明の実施形態としては、画像読取部を備える複写機であっても、通信部を備えるファクシミリ装置であってもよい。
【００４６】
画像形成装置１００のキャビネット８のほぼ中心部には、細長い形状の感光体ベルトユニット１が設置される。この感光体ベルトユニット１は、感光体ベルト９と、帯電部１０と、露光部１１と、除電部１２と、転写前除電部１３と、転写前帯電部１４と、クリーニング部１５と、受光部１６と、駆動ローラ１７と、従動ローラ１８と、図示しないテンショナーと、これらを収納して支持する図示しないフレームとを含む。
【００４７】
感光体ベルト９の表面に沿って、感光体ベルト９外側に帯電部１０、内側に露光部１１、外側に現像部２、内側に転写前除電部１３、外側に転写前帯電部１４、外側にクリーニング部１５、内側に除電部１２、および除電部１２に対向して感光体ベルト外側に受光部１６が、この順序で配置される。
【００４８】
駆動ローラ１７、従動ローラ１８、およびテンショナーは、感光体ベルト９の内側に配置され、感光体ベルト９を掛巻する。駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、感光体ベルト９を矢符１９方向に回転移動可能に支持し、テンショナーは、感光体ベルト９が弛まないように所定の張力を与える。駆動ローラ１７の駆動軸１７ａおよび従動ローラ１８の支持軸１８ａは、フレームに回転自在にそれぞれ支持されている。駆動軸１７ａの一端には図示しないギヤが取り付けられ、キャビネット８内に設けられた駆動部に接続されたギヤと噛み合わされ、駆動部の回転によって駆動ローラ１７が回転する。
【００４９】
像担持体である感光体ベルト９は、透光性を有する透明支持体の表面に透光性導電膜と光導電層とが積層されたものであり、暗所において絶縁性を有し、明所において導電性を有する。ここで、透明および透光性とは、特定の波長の光を吸収および反射せずに透過するということである。本実施形態において、上記透光性導電膜には、５００ÅのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜と５００ÅのＳｎＯ２膜とを積層したものが使用されている。また上記光導電層には、層厚が０.２μｍで５０００ｐｐｍのホウ素が添加された水素化アモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜からなるブロッキング層と、層厚が約３μｍで５ｐｐｍのホウ素が添加されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜および層厚が０.１μｍのａ−ＳｉＣ：Ｈ膜からなる表面保護層とを積層したものが使用されている。
【００５０】
帯電手段である帯電部１０は、感光体ベルト９を臨み、感光体ベルト９表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ベルト９表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電部１０には、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、およびイオン発生装置などを使用できる。本実施形態では、帯電部１０は感光体ベルト９表面から離隔するように設けられるけれども、各現像剤に対応する複数の感光体を備えており、現像剤ごとに現像を行ってからトナー像を記録媒体に転写する方式を採用する他の実施形態では、帯電部１０として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体とが圧接するように帯電ローラを配置しても良く、また、帯電ブラシおよび磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いても良い。
【００５１】
露光手段である露光部１１は、画像情報を露光部１１内でｂ，ｃ，ｍ，ｙの各色情報の光に分離し、帯電部１０によって一様な電位に帯電された感光体ベルト９表面の一部を、各色情報のうちの１つの色の光で露光し、静電潜像を形成する。感光体ベルト９は露光された部分のみが導電性を有するので、露光された表面のみ除電され、他の部分とは電位が大きく異なることになる。この電位の異なる表面が静電潜像部であり、静電潜像部が表す像が静電潜像である。露光部１１には、たとえば、ＬＥＤ（Light emitting diode）アレイを使用できる。他にもレーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット、または液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【００５２】
除電手段の１つである除電部１２は、帯電状態にある感光体ベルト９に光を照射することで、感光体ベルト９を除電する。除電部１２には、ハロゲンランプ等の部材を用いることができる。
【００５３】
現像手段である現像部２は、現像剤を収容する現像槽２０と、現像剤を撹拌する撹拌ローラ２１と、現像剤を担持する現像ローラ２２と、現像ローラ２２に担持される現像剤量を規制する層厚規制部材２３とを含む。現像槽２０ｂにはブラックトナーが、現像槽２０ｃにはシアントナーが、現像槽２０ｍにはマゼンタトナーが、現像槽２０ｙにはイエロートナーがそれぞれ収容される。現像槽２０に収容される現像剤は、撹拌ローラ２１によって撹拌されることで帯電し、帯電した現像剤は現像ローラ２２に担持され、層厚規制部材２３によって所定量に規制された上で、感光体ベルト９外側表面付近まで搬送される。現像ローラ２２の感光体ベルト９外側表面との近接部と、感光体ベルト９外側表面とは、約２００μｍの距離があり、現像ローラ２２から感光体ベルト９外側表面への現像剤の移動は、現像ローラ２２に印加する現像バイアスによって、現像ローラ２２と感光体ベルト９の静電潜像部との間に大きな電位差を生じさせることで行う。なお本実施形態では、上記のように、現像バイアスによる電位差によって現像剤を移動させるので、トナーのみからなる一成分現像剤を用いるけれども、各現像剤に対応する複数の感光体を備えており、現像剤ごとに現像を行ってからトナー像を記録媒体に転写する方式を採用する他の実施形態では、二成分現像剤を用いることもできる。
【００５４】
上記の駆動ローラ１７、従動ローラ１８、感光体ベルト９、帯電部１０、露光部１１、除電部１２、および現像部２による感光体ベルト９の外側表面上へのカラートナー像形成プロセスを説明する。
【００５５】
はじめに、感光体ベルト９は駆動ローラ１７および従動ローラ１８によって矢符１９方向に回転する。回転開始と合わせて、帯電部１０に高電圧が印加され、コロナ放電によって、感光体ベルト９の外側表面が均一に帯電させられる。感光体ベルト９の帯電されたエリアは、感光体ベルト９の内側に備えられた露光部１１によって光照射され、ｂ，ｃ，ｍ，ｙの各色のうちの１色に対応する静電潜像が形成される。
【００５６】
次に、感光体ベルト９の回転によって、静電潜像が形成されたエリアは現像部２付近まで移動し、現像部２のうち、静電潜像を形成した光に対応する色のトナーを有する現像部２によって、感光体ベルト９にトナーが供給される。静電潜像が形成されたエリアが現像部２付近を通過するタイミングに合わせて、現像ローラ２２によってトナーを搬送させ、現像バイアスを印加することで、１色のトナーのみが感光体ベルト９に供給され、１色のトナー像が形成される。
【００５７】
感光体ベルト９の回転によって、この１色のトナー像を担持するエリアは、転写部３およびクリーニング部１５付近を通過するが、転写部３およびクリーニング部１５は感光体ベルト９の外側表面に離接可能に構成されており、全ての色のトナーが現像されるまでは、感光体ベルト９の外側表面から離間しているので、前記トナー像は乱されることなく転写部３およびクリーニング部１５付近を通過する。その後、前記トナー像を担持するエリアは除電部１２付近まで移動し、感光体ベルト９の内側からの除電部１２による光照射によって、感光体ベルト９は除電される。
【００５８】
そして、前記トナー像を担持するエリアは帯電部１０付近まで移動し、帯電部１０のコロナ放電によって、前記トナー像を担持したまま、感光体ベルト９の外側表面は再度帯電させられる。以降、前述した動作と同様にして、他の色のトナーが感光体ベルト９の外側表面に重ね合わされ、カラートナー像が形成される。以上がカラートナー像形成プロセスである。
【００５９】
上記のカラートナー像形成プロセスによって、感光体ベルト９の外側表面にカラートナー像が形成されると、もう１つの除電手段である転写前除電部１３は、感光体ベルト９の除電を行う。転写前除電部１３には、除電部１２と同様の部材を用いることができる。
【００６０】
カラートナー像が形成され、転写前除電部１３によって除電が行われた後、転写前帯電部１４は後述する転写のために、カラートナー像を帯電させる。転写前帯電部１４には、帯電部１０と同様の部材を用いることができる。カラートナー像の帯電後、カラートナー像を担持するエリアは、転写部３付近へ移動する。
【００６１】
転写手段である転写部３は、感光体ベルト９の内側の駆動ローラ１７に対向して配置され、感光体ベルト９の外側表面に離接可能に構成された転写ローラ２４を含み、図示しない高圧電源によって高電圧が印加されている。転写ローラ２４は、キャビネット８に取り付けられた軸受に回転自在に支持されており、上述したように、モータおよびソレノイド等の離接機構によって、カラートナー像形成前は感光体ベルト９の外側表面に対して離間し、形成後は当接するように移動する。転写ローラ２４と感光体ベルト９との接触する位置が転写実行位置である。カラートナー像を担持するエリアが転写ローラ２４付近へ移動すると、転写前帯電部１４によって帯電したカラートナー像は、転写ローラ２４に印加された高電圧によって、感光体ベルト９から記録用紙に転写される。
【００６２】
本実施形態では、上記のように、１つの感光体によって、中間転写体を用いずに現像および転写を行うけれども、他の実施形態では、複数の感光体、および中間転写体を用いて現像および転写を行うこともできる。
【００６３】
なお、感光体ベルト９外側表面に残存した残留トナーは、クリーニング部１５によって回収される。上述したように、クリーニング部１５は、モータおよびソレノイド等の離接機構によって、カラートナー像形成前は感光体ベルト９の外側表面に対して離間し、形成後は当接するように移動する。この離接のタイミングは、転写ローラ２４の離接のタイミングと同期している。
【００６４】
給紙部５は、給紙トレイ２５、ピックアップローラ２６、およびレジストローラ２７を含む。キャビネット８の外壁には、記録媒体としての記録用紙を載置する給紙トレイ２５が着脱自在に設けられ、給紙トレイ２５上に載置された記録用紙が１枚毎にピックアップローラ２６で搬送路６に供給される。搬送路６は、給紙トレイ２５からキャビネット８上面の排紙部７に至るように形成されている。搬送路６に沿って、搬送方向上流側からピックアップローラ２６、レジストローラ２７、転写部３、および定着部４が設けられている。給紙トレイ２５からピックアップされた記録用紙は、レジストローラ２７によって感光体ベルト９上のトナー像の形成タイミングに合わせて転写実行位置に搬送される。転写ローラ２４が感光体ベルト９に当接するとともに、レジストローラ２７によって記録用紙が転写実行位置に向けて搬送される。
【００６５】
カラートナー像が一括転写された記録用紙は、定着手段である定着部４に搬送され、定着部４において、加熱および加圧によって記録用紙上のトナーが溶融および圧接され、カラー画像が記録用紙上に定着される。定着が完了した記録用紙は、搬送路６を通って排紙部７に排紙され、画像形成が完了する。
【００６６】
また、画像形成装置１００は、図示しない制御ユニットを含む。制御ユニットは、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、および外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種プログラムが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile 
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、および携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、および画像情報など）および各種手段実行のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータおよびマイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニットは、前記処理回路とともに主電源を含み、主電源は制御ユニットだけでなく、画像形成装置１００内部における各部材にも電力を供給する。上記の画像形成装置１００は、感光体ベルト９上に形成されたトナー像のトナー濃度を測定することが可能であり、さらに、測定されたトナー濃度に基づいて画像形成装置１００の画像形成項目を変更して調整し、記録画像の画像品質を安定化させることが可能である。以下では、トナー濃度の測定および画像形成項目の調整について説明する。
【００６７】
画像形成装置１００は、トナー濃度を測定するために、感光体ベルト９の外側表面上に複数のトナーパッチを形成する。このトナーパッチは、上記カラートナー像形成プロセスにおける１色のみの現像によって、色ごとに形成される。本発明では、１つの色ごとに、一辺Ｌが２０ｍｍの正方形状のトナーパッチが、感光体ベルト９の移動方向において、ピッチＰ１５ｍｍで形成される。たとえば、図２に示すようにトナーパッチが３つ形成される。このトナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３は感光体ベルト９の回転によって、感光体ベルト９表面から１５ｍｍ隔離して備えられる除電部１２に対向する位置へと移動し、除電部１２によって光照射される。感光体ベルト９を挟んで除電部１２と対向する位置には、受光手段である受光部１６が、感光体ベルト９表面から１０ｍｍ隔離して備えられており、除電部１２によって照射された光は受光部１６にて検知される。
【００６８】
図３に、除電部１２によって照射された光がトナーパッチＴ１および感光体ベルト９を透過して受光部１６で検知される様子を示す。除電部１２によって照射された光の一部は、トナーパッチＴ１中の着色剤粒子に吸収または反射される。トナーパッチＴ１がブラックトナーパッチであれば照射された光は吸収され、それ以外のカラートナーパッチであれば照射された光は吸収されたり反射されたりする。吸収または反射されなかった光は、感光体ベルト９を透過して受光部１６にて検知される。なお本実施形態では、除電部１２にはハロゲンランプを用い、受光部１６にはフォトダイオードを用いている。ハロゲンランプには、たとえばハリソン東芝ライティング株式会社製ハロゲンランプ（ＪＥタイプ）を用いることができる。フォトダイオードには、たとえば新光電子株式会社製フォトダイオード（型番ＫＤ８３４）を用いることができる。
【００６９】
画像形成装置１００は、このように検知した光の強度から、トナー像のトナー濃度を測定する。具体的には、除電部１２の照射光の強度を統一した上で、感光体ベルト９表面上にトナー像が存在する場合において受光部１６が検知する受光強度Ｎ、および存在しない場合において受光部１６が検知する受光強度Ｓの比Ｓ／Ｎを計算する。この計算は、トナー濃度測定手段である前記制御部が行う。
【００７０】
この受光強度比Ｓ／Ｎは、単位面積当たりのトナー付着量で表されるトナー濃度と１対１に対応しており、比例関係にある。よって、除電部１２の照射光を常に一定に保てば、受光強度比Ｓ／Ｎによってトナー濃度を表すことができる。本発明においては、単位面積当たりのトナー付着量によって表されるトナー濃度をトナー濃度（付着量）と呼び、受光強度比Ｓ／Ｎによって表されるトナー濃度をトナー濃度Ｓ／Ｎと呼ぶ。
【００７１】
このように本実施形態では、透明な部材から構成される感光体ベルト９と除電部１２と受光部１６とから、トナー濃度Ｓ／Ｎを測定可能である。また、予めトナー濃度Ｓ／Ｎとトナー濃度（付着量）との対応関係を前記記憶部に記憶させておけば、トナー濃度Ｓ／Ｎからトナー濃度（付着量）を測定することも可能である。よって本発明においては、トナー濃度測定用の発光部を新たに設けることなく、感光体ベルト９上に形成されたトナー像のトナー濃度Ｓ／Ｎおよびトナー濃度（付着量）を測定することが可能であり、画像形成装置を小型化することが可能である。
【００７２】
次に、記録画像の画像品質を安定化するための、画像形成項目の調整について説明する。表１は、上記のようにして形成されたブラックトナーパッチ（ｂ）、シアントナーパッチ（ｃ）、マゼンタトナーパッチ（ｍ）、およびイエロートナーパッチ（ｙ）のそれぞれにおける、トナー濃度Ｓ／Ｎと、記録画像の画像濃度（Image Density）との関係を表している。表１に示すように、トナー濃度Ｓ／Ｎと、画像濃度（Image Density）とは１対１に対応している。また、この表１をグラフにしたものが図４である。
【００７３】
【表１】
2010117534.tif 000003
【００７４】
図４（ａ）は、ブラックトナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との関係を示すグラフ、図４（ｂ）は、シアントナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との関係を示すグラフ、図４（ｃ）は、マゼンタトナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との関係を示すグラフ、図４（ｄ）は、イエロートナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との関係を示すグラフである。図４における各点は表１の各値を表しており、直線は、それらの各点の値から最小２乗法を用いて線形近似して算出した直線である。図４に示すように、トナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度とは比例関係にあることがわかる。よって、トナー濃度（付着量）の代わりに、トナー濃度Ｓ／Ｎを用いて記録画像の画像品質の調整が可能である。
【００７５】
以下では、トナー濃度Ｓ／Ｎの調整による画像品質の調整について説明する。上述したように、電子写真方式の画像形成装置１００は、環境変化および使用条件等によって、記録画像の画像品質が変化し易い。よって画像形成装置１００には、高濃度の画像を安定して形成できることが求められる。表１および図３から、記録画像の画像濃度を安定させるにはトナー濃度Ｓ／Ｎが一定となるように画像形成項目を調整すればよく、画像形成装置１００は、項目変更手段である前記制御部が画像形成項目の調整を行う。
【００７６】
トナー濃度Ｓ／Ｎを一定にするためには、画像形成項目を調整する前に、トナー濃度Ｓ／Ｎの基準値を前記記憶部に記憶させておく必要がある。この基準値は、予め画像形成装置１００に記憶させておくことができ、ユーザによって変更することもできる。本実施形態では、ブラックトナーパッチにおける基準値は０．３３、シアントナーパッチにおける基準値は０．４２、マゼンタトナーパッチにおける基準値は０．４３、イエロートナーパッチにおける基準値は０．４７である。画像形成装置１００は、それぞれのトナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎが基準値から外れると、これらの基準値に近づくように画像形成項目を調整する。たとえば、トナー濃度Ｓ／Ｎが基準値から所定の範囲内にない場合には、トナー濃度Ｓ／Ｎがその範囲内に入るように画像形成項目を調整する。また、この所定の範囲はユーザによって変更することが可能である。
【００７７】
画像形成項目には、現像バイアスの値および露光部１１の発光強度などがある。現像バイアスは現像ローラ２２に印加する電圧であり、現像バイアスによって静電潜像部と現像ローラ２２との間に大きな電位差が生じ、帯電したトナーが移動する。この電位差が大きいほどトナー濃度（付着量）は増えるので、現像バイアスの値を調整することでトナー濃度Ｓ／Ｎを基準値に近づけることができる。また、露光部１１の発光強度を強くすると、帯電部１０による帯電後の、感光体ベルト９表面の除電量が増え、現像バイアスが一定であっても前記電位差は大きくなるので、露光部１１の発光強度を調整することでトナー濃度Ｓ／Ｎを基準値に近づけることができる。
【００７８】
まず、現像バイアスの値を画像形成項目とする、現像バイアス調整プロセスを説明する。画像形成装置１００は、図２に示すように、感光体ベルト９表面上にトナーパッチを３つ形成する。本実施形態では、作成されるトナーパッチの数は３つであるが、２つ以上であればトナー濃度Ｓ／Ｎの調整は可能である。現像バイアス調整プロセスでは、このトナーパッチはそれぞれ異なる電位差によって形成される。以下では、ブラックトナーパッチを用いて行う、現像ローラ２２ｂに印加する現像バイアスの調整プロセスを説明する。
【００７９】
現像バイアス調整プロセスでは、たとえば、図５（ａ）に示すように、帯電部１０による帯電後の感光体ベルト９の外側表面電位Ｖ１は−８５０Ｖであり、均一に帯電している。その後、露光部１１によって、３つの潜像パッチが作成される。３つの潜像パッチにおける感光体ベルト９の表面電位Ｖ２は、全て−１００Ｖであり、露光部１１の発光強度を全て等しくすることによって同一にされている。
【００８０】
そして、現像ローラ２２に印加する現像バイアスをそれぞれ調整して、各潜像パッチを現像し、トナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３を形成する。トナーパッチＴ１は、現像バイアスＶ３（−７００Ｖ）を印加することで、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ６を６００Ｖの状態として形成する。トナーパッチＴ２は、現像バイアスＶ４（−６５０Ｖ）を印加することで、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ７を５５０Ｖの状態として形成する。トナーパッチＴ３は、現像バイアスＶ５（−６００Ｖ）を印加することで、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ８を５００Ｖの状態として形成する。本実施形態では、上記の各電位によってトナーパッチを形成するけれども、実施形態に合わせて、これらの各電位は適宜変更することができる。
【００８１】
画像形成装置１００は、上記のようにして形成されたトナーパッチのトナー濃度Ｓ／Ｎを除電部１２および受光部１６によって測定する。トナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３のトナー濃度Ｓ／Ｎがそれぞれ、０．３１，０．３６，０．４２であるとすると、前記制御部は、これらの値に基づいて、トナー濃度Ｓ／Ｎが基準値０．３３に近づくような現像バイアスの値を算出する。具体的には、各トナー濃度Ｓ／Ｎ、０．３１，０．３６，０．４２と、その値となるそれぞれの現像バイアス、−７００Ｖ，−６５０Ｖ，−６００Ｖとから、最小２乗法を用いた線形近似を用いて、基準値０．３３に近づく現像バイアス−６７９Ｖを算出する。前記制御部は、算出された現像バイアス−６７９Ｖを現像ローラ２２ｂに印加するように、画像形成装置１００の設定を変更する。以上が、現像ローラ２２ｂに対応する現像バイアス調整プロセスである。
【００８２】
画像形成装置１００は、同様のプロセスによって、現像ローラ２２ｃ、２２ｍ、２２ｙに印加する現像バイアスをそれぞれ調整する。画像形成装置１００は、このような現像バイアスの調整によって、常に安定した画像濃度の画像を形成することができる。
【００８３】
次に、露光部１１の発光強度を画像形成項目とする、発光強度調整プロセスについて説明する。画像形成装置１００は、図２に示すように、感光体ベルト９表面上にトナーパッチを３つ形成する。発光強度調整プロセスでは、このトナーパッチはそれぞれ異なる発光強度によって形成される。以下では、ブラックトナーパッチを用いて行う、ブラックトナーに対応する潜像形成の際の発光強度の調整プロセスを説明する。
【００８４】
発光強度調整プロセスでは、たとえば、図５（ｂ）に示すように、帯電部１０による帯電後の感光体ベルト９の外側表面電位Ｖ１１は−８５０Ｖであり、均一に帯電している。その後、露光部１１によって、３つの潜像パッチが作成される。本実施形態では露光部１１としてＬＥＤを使用しており、ＬＥＤは印加される電流によって発光強度が変化するので、ＬＥＤへの印加電流を調整して発光強度の調整を行い、潜像パッチにおける感光体ベルト９の表面電位を調整する。ＬＥＤに１．３４ｍＡの電流を印加した場合の、トナーパッチＴ１に対応する潜像パッチにおける表面電位Ｖ１２は−１００Ｖである。ＬＥＤに１．２３ｍＡの電流を印加した場合の、トナーパッチＴ２に対応する潜像パッチにおける表面電位Ｖ１５は−１５０Ｖである。ＬＥＤに１．１ｍＡの電流を印加した場合の、トナーパッチＴ３に対応する潜像パッチにおける表面電位Ｖ１４は−２００Ｖである。
【００８５】
そして、現像ローラ２２に現像バイアスＶ１３（−７５０Ｖ）を印加して、各潜像パッチを現像し、トナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３を形成する。トナーパッチＴ１は、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ１６が６５０Ｖの状態で形成される。トナーパッチＴ２は、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ１７が６００Ｖの状態で形成される。トナーパッチＴ３は、潜像パッチと現像ローラとの電位差Ｖ１８が５５０Ｖの状態で形成される。本実施形態では、上記の各印加電流によって潜像パッチを形成し、上記の各電位によってトナーパッチを形成するけれども、実施形態に合わせて、各印加電流および各電位は適宜変更することができる。
【００８６】
画像形成装置１００は、上記のようにして形成されたトナーパッチのトナー濃度Ｓ／Ｎを除電部１２および受光部１６によって測定する。トナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３のトナー濃度Ｓ／Ｎがそれぞれ、０．２４，０．２９，０．３５であるとすると、前記制御部は、これらの値に基づいて、トナー濃度Ｓ／Ｎが基準値０．３３に近づくような印加電流の値を算出する。具体的には、各トナー濃度Ｓ／Ｎ、０．２４，０．２９，０．３５と、その値となるそれぞれの印加電流、１．３４ｍＡ，１．２３ｍＡ，１．１ｍＡとから、最小２乗法を用いた線形近似を用いて、基準値０．３３となる印加電流値１．１４ｍＡを算出する。また、それぞれの表面電位−１００Ｖ，−２５０Ｖ，−２００Ｖから、最小２乗法を用いた線形近似を用いて、基準値０．３３となる表面電位−１８３Ｖを算出し、表面電位が−１８３Ｖとなるような印加電流値１．１４ｍＡを算出してもよい。前記制御部は、算出された印加電流１．１４ｍＡをＬＥＤに印加するように、画像形成装置１００の設定を変更する。以上が、ブラックトナーに対応する、露光部１１の発光強度調整プロセスである。
【００８７】
画像形成装置１００は、同様のプロセスを行なって、各色に対応する光の強度をそれぞれ調整する。画像形成装置１００は、このような発光強度の調整によって、常に安定した画像濃度の画像を形成することができる。また、本実施形態では露光部１１はＬＥＤであるけれども、露光部１１としてレーザスキャニングユニットを用いる場合には、レーザパワーを調整することで発光強度を調整でき、上記の発光強度調整プロセスと同様に、トナー濃度Ｓ／Ｎが基準値に近づくように、発光強度を調整することも可能である。
【００８８】
画像形成装置１００は、このようなトナー濃度Ｓ／Ｎの基準値に基づく画像形成項目の調整以外にも、ユーザによって設定された画像濃度を基準値として画像形成項目の調整を行うことができる。画像濃度を基準値として画像形成項目の調整を行う場合には、画像形成装置１００は、前記記憶部に記憶されたトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との対応関係を表すデータを用いて、ユーザによって設定された画像濃度の基準値をトナー濃度Ｓ／Ｎの基準値へと換算し、上記の画像形成項目の調整プロセスと同様に、換算されたトナー濃度Ｓ／Ｎの基準値が得られるように、画像形成項目を調整する。トナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との対応関係を表すデータとは、たとえば、表１および図４などである。
【００８９】
また画像形成装置１００は、除電部１２に所定の電流または電圧を印加することで照射され、感光体ベルト９の外側表面上のトナーが担持されていない領域を透過した光を検知し、その発光強度と所定の電流または電圧の値とを記憶することができる。たとえば、除電部１２に所定の電流または電圧を印加して照射される光の発光強度が、記憶された発光強度と異なっていれば、除電部１２、感光体ベルト９、および受光部１６の少なくともいずれか１つに、トナー汚染および経時劣化等の不具合が生じているということである。画像形成装置１００によれば、そのような不具合をすぐに発見することができる。たとえば、画像形成装置１００の製造後すぐに、前記発光強度と所定の電流または電圧の値とを記憶すれば、その記憶後に生じた不具合をすぐに発見することができる。
【００９０】
また、不具合によって発光強度が変化した場合、画像形成装置１００は、記憶した発光強度を基準値として、発光強度変更手段である前記制御部によって、除電部１２に印加する電流または電圧の設定を変更することで発光強度を変更して、その基準値へと近づける。よって、画像形成装置１００は、トナー濃度Ｓ／Ｎの測定を常に安定して行うことができ、トナー濃度Ｓ／Ｎに基づく画像形成項目の調整も安定して行うことができる。
【００９１】
次に、トナー濃度Ｓ／Ｎを複数の位置で測定可能な、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、図６に示すように、感光体ベルト９の像を担持する面である像担持面に対して平行であって、矢符１９で示される、感光体ベルト９の移動方向に対して垂直な方向に沿って、ピッチＰ２を１００ｍｍとして並んで、複数の受光部１６が設けられる。すなわち、図６に示すように、感光体ベルト９の幅方向に受光部１６が３つ設けられる。さらに本実施形態では、３つの受光部１６は、全て感光体ベルト９表面から１０ｍｍ隔離して設けられる。受光部１６以外の部材については、画像形成装置１００と同様の構成である。
【００９２】
現像剤は、層厚規制部材２３によって、現像ローラ２２上に薄層となって担持される。層厚規制部材２３には、薄いＳＵＳ板およびリン青銅等を使用するけれども、そのような層厚規制部材２３を現像ローラ２２全面に渡って均一に押し当てることは非常に困難である。したがって局部的に現像剤層の厚みにムラが生じる場合がある。現像剤層の厚みにムラが生じた状態で現像を行うと、感光体ベルト９の上のトナー濃度Ｓ／Ｎにもムラが生じる。本実施形態では、感光体ベルト９の幅方向に受光部１６が３つ設けられているので、幅方向に並んだ３カ所の位置でトナー濃度Ｓ／Ｎを測定することが可能であり、幅方向の３つのトナー濃度Ｓ／Ｎの値を平均することで、トナー濃度Ｓ／Ｎの幅方向平均値によって画像形成項目の調整が可能である。
【００９３】
たとえば本実施形態では、図６のように９つのトナーパッチＴ１１〜Ｔ３３を形成する。幅方向にピッチＰ３を１００ｍｍとして並んで形成されたトナーパッチ、たとえばＴ１１〜Ｔ１３は、共通の画像形成項目（現像バイアスおよび発光強度等）によって形成される。本実施形態は、上述した画像形成項目の調整プロセスと同様に、３つのトナー濃度Ｓ／Ｎの幅方向平均値から好適な画像形成項目（現像バイアスおよび発光強度等）を算出し、その画像形成項目を用いて画像形成を行うように設定する。したがって、本実施形態では、より画像濃度が安定した画像を形成することができる。また除電部１２は、幅方向全体に光を照射するので、幅方向のトナーパッチごとに光を照射する必要がなく、短時間でトナー濃度Ｓ／Ｎの測定を行うことができる。
【００９４】
また、図７に示す本発明の第３実施形態である画像形成装置２００のように、受光部１６の設置位置を、感光体ベルト９を挟んで、露光部１１と対向する位置にしてもよい。この画像形成装置２００は、画像形成装置１００と同様のプロセスによって画像を形成する。また画像形成装置２００は、露光部１１と受光部１６とによって、トナー濃度Ｓ／Ｎを測定することが可能である。トナー濃度Ｓ／Ｎの測定は、画像形成装置１００と同様に、感光体ベルト９およびトナー像に対して光を照射し、透過してきた光を受光部１６によって検知することで行われる。ただし、画像形成装置２００においては、露光部１１が感光体ベルト９の外側から光を照射する。本実施形態では、受光部１６には前述のフォトダイオードを用いることができ、受光部１６は感光体ベルト９の内側表面から１０ｍｍ隔離して設けられる。また露光部１１には、ＬＥＤを用いることができる。本実施形態では、露光部１１が７６０〜７８０ｎｍの波長を有する光を照射することによってトナー濃度Ｓ／Ｎの測定を行う。
【００９５】
また画像形成装置１００と同様に、画像形成装置２００は、露光部１１に所定の電流または電圧を印加することで照射され、感光体ベルト９の外側表面上のトナーが担持されていない領域を透過した光を検知し、その発光強度と所定の電流または電圧の値とを記憶する。そして、記憶した発光強度を基準値として、発光強度変更手段である前記制御部によって、露光部１１に印加する電流または電圧の設定を変更することで発光強度を変更して、その基準値へと近づけることができる。
【００９６】
また、第２実施形態のように、幅方向に複数の受光部１６を設けて、幅方向に並んだトナーパッチのトナー濃度Ｓ／Ｎを測定することも可能である。
【００９７】
このように画像形成装置２００は、発光部を新たに設けることなく、露光部１１を用いてトナー濃度を測定することが可能であるので、装置の小型化を図ることができる。また、電子写真方式の画像形成装置において露光部１１は必須の部材であるので、たとえ除電部１２を備えない装置であっても、トナー濃度Ｓ／Ｎを測定することができ、さらに装置を小型化することが可能である。また、画像形成装置２００は、測定したトナー濃度Ｓ／Ｎを用いて、画像形成装置１００と同様のプロセスによって画像形成項目の変更を行うこともできる。
【００９８】
また、図８に示す本発明の第４実施形態である画像形成装置３００のように、受光部１６の設置位置を、感光体ベルト９を挟んで、転写前除電部１３と対向する位置にしてもよい。この画像形成装置３００は、画像形成装置１００と同様のプロセスによって画像を形成する。また画像形成装置３００は、転写前除電部１３と受光部１６とによって、トナー濃度Ｓ／Ｎを測定することが可能である。トナー濃度Ｓ／Ｎの測定は、画像形成装置１００と同様に、感光体ベルト９およびトナー像に対して光を照射し、透過してきた光を受光部１６によって検知することで行われる。ただし、画像形成装置３００では転写前除電部１３が光を照射する。本実施形態では、受光部１６には前述のフォトダイオードを用いることができ、受光部１６は感光体ベルト９の外側表面から１０ｍｍ隔離して設けられる。また、転写前除電部１３には、前述のハロゲンランプを用いることができ、転写前除電部１３は感光体ベルト９の内側表面から１０ｍｍ隔離して設けられる。
【００９９】
また画像形成装置１００と同様に、画像形成装置３００は、転写前除電部１３に所定の電流または電圧を印加することで照射され、感光体ベルト９の外側表面上のトナーが担持されていない領域を透過した光を検知し、その発光強度と所定の電流または電圧の値とを記憶する。そして、記憶した発光強度を基準値として、発光強度変更手段である前記制御部によって、転写前除電部１３に印加する電流または電圧の設定を変更することで発光強度を変更して、その基準値へと近づけることができる。
【０１００】
また、第２実施形態のように、幅方向に複数の受光部１６を設けて、幅方向に並んだトナーパッチのトナー濃度Ｓ／Ｎを測定することも可能である。転写前除電部１３は感光体ベルト９の幅方向全体に光を照射するので、除電部１２と同様に、複数のトナー濃度Ｓ／Ｎを一度の光照射によって測定することができる。
【０１０１】
このように画像形成装置３００は、発光部を新たに設けることなく転写前除電部１３を用いてトナー濃度を測定することが可能であるので、装置の小型化を図ることができる。また、画像形成装置３００は、測定したトナー濃度Ｓ／Ｎを用いて、画像形成装置１００と同様のプロセスによって画像形成項目の変更を行うこともできる。
【０１０２】
また、上記の画像形成装置１００，２００，３００のいずれか１つを用いてトナー濃度Ｓ／Ｎを測定し、画像形成項目の調整を行う項目調整方法、および画像形成項目の調整を行なった後に画像形成を行う画像形成方法は、それぞれ本発明の他の実施形態である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の画像形成装置１００の断面を概略的に示す模式図である。
【図２】感光体ベルト９の上に、３つのトナーパッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３が形成されることを示す図である。
【図３】除電部１２によって照射された光がトナーパッチＴ１および感光体ベルト９を透過して受光部１６で検知される様子を示す図である。
【図４】各トナーパッチにおけるトナー濃度Ｓ／Ｎと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図５】現像バイアス調整プロセスおよび発光強度調整プロセスを説明するための図である。
【図６】トナー濃度Ｓ／Ｎを複数の位置で測定可能な本発明の画像形成装置について説明するための図である。
【図７】本発明の画像形成装置２００の断面を概略的に示す模式図である。
【図８】本発明の画像形成装置３００の断面を概略的に示す模式図である。
【図９】特許文献１および２に記載の画像形成装置における、トナー濃度測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  感光体ベルトユニット
２  現像部
３  転写部
４  定着部
５  給紙部
６  搬送路
７  排紙部
９  感光体ベルト
１０  帯電部
１１  露光部
１２  除電部
１３  転写前除電部
１６  受光部
１００，２００，３００  画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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